СПОСОБ СГЛАЖИВАНИЯ ПРИОРИТЕТНОГО ТРАФИКА ДАННЫХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК H04L12/819 H04L12/861 

Предлагаемые технические решения объединены единым изобретательским замыслом и относятся к области телекоммуникационных сетей связи, в частности к сетям связи с коммутацией пакетов.

Известны способы для ограничения скорости передачи с использованием алгоритма «дырявого ведра» (leaky bucket) (патент US №20140064111, патент US №20030069970 A1), включающие в себя этапы, на которых анализируют входной трафик данных, оценивают параметры пакетов, определяют количество жетонов в «дырявых субведрах» на текущий момент, сравнивают длину пакета с количеством жетонов в «дырявом субведре», передают пакет на выходной порт маршрутизатора, или маркируют пакет, или сбрасывают пакет.

Известны устройства ограничения скорости передачи с использованием алгоритма «дырявого ведра» (leaky bucket) (патент US №20140064111, патент US №20030069970 A1). Известные аналоги содержат приемный модуль, модуль памяти параметров, модуль добавления жетонов, модуль обработки пакетов, модуль «дырявое ведро».

Общим недостатком аналогов является низкая эффективность использования канальных ресурсов сети связи с коммутацией пакетов в случае превышения заявленных требований по пиковой или поддерживаемой скорости передачи данных и, как следствие, потеря пакетов и большое значение дисперсии скорости передачи обслуженного трафика данных.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и выбранным в качестве прототипа является способ для ограничения скорости передачи с использованием алгоритма «дырявого ведра» (патент CN №20140119190 от 01.05.2014 г.), заключающийся в том, что анализируют входной трафик данных с присвоенными приоритетами пакетов, разделяют группы пакетов трафика данных по потокам в соответствии с присвоенными приоритетами, при этом размер общего «дырявого ведра» разделен на три «дырявых субведра» с учетом заявленных характеристик входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, сумма размеров «дырявых субведер» равна размеру общего «дырявого ведра», оценивают параметры пакетов из входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, как минимум, длину пакета и приоритет пакета, определяют на текущий момент времени количество жетонов в каждом «дырявом субведре», с учетом скорости поступления жетонов в каждое «дырявое субведро» и количества жетонов, переходящих из любого заполненного «дырявого субведра» в любое другое незаполненное «дырявое субведро», согласно скорости перехода жетонов между соответствующими «дырявыми субведрами», перенаправляют очередные поступившие жетоны из «дырявого субведра», заполненного жетонами, в «дырявое субведро», не заполненное жетонами, с учетом скорости перехода жетонов между соответствующими «дырявыми субведрами», сравнивают длину пакета с количеством жетонов в «дырявом субведре», если длина пакета меньше количества жетонов в «дырявом субведре», то передают пакет для обслуживания в выходной порт маршрутизатора, при этом вычитают количество жетонов согласно длине пакета из соответствующего «дырявого субведра», если длина пакета больше количества жетонов в «дырявом субведре», то пакет маркируют или сбрасывают, при этом количество жетонов в соответствующем «дырявом субведре» остается прежним.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и выбранным в качестве прототипа является устройство для ограничения скорости передачи с использованием алгоритма «дырявого ведра» (патент CN №20140119190 от 01.05.2014), содержащее приемный модуль для анализа входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов и разделения группы пакетов трафика данных по потокам в соответствии с присвоенными приоритетами, а также для оценки параметров пакетов из входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, как минимум, длины пакета и приоритета пакета, модуль «дырявое ведро», состоящее из трех «дырявых субведер» с учетом заявленных характеристик входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, модуль обработки пакетов для передачи, или маркировки, или сброса пакетов путем сравнения длины пакетов с текущим количеством жетонов в соответствующем «дырявом субведре», модуль добавления жетонов для генерации с установленной скоростью жетонов в модуль «дырявое ведро», модуль памяти параметров для хранения параметров входного и выходного трафика данных.

Однако способ-прототип и реализующее его устройство:

1) обеспечивают низкую эффективность использования канального ресурса сети связи с коммутацией пакетов так, как не позволяет осуществить постановку и хранение пакетов в буфере ожидания с последующим обслуживанием в выходном порте маршрутизатора.

Чтобы судить об эффективности операции и сравнивать между собой по эффективности различно организованные операции, нужно иметь некоторый численный критерий оценки или показатель эффективности.

Конкретный вид показателя эффективности, которым следует пользоваться при численной оценке эффективности, зависит от специфики рассматриваемой операции, ее целевой направленности, а также от задачи исследования, которая может быть поставлена в той или другой форме [Венцель Е.С. «Исследование операций», «Советское радио» - Москва, 1972, 12-13 с.]. Для данной задачи изобретения будем использовать в качестве показателя эффективности экономию пропускной способности порта маршрутизатора.

Задачей изобретения является разработка способа сглаживания приоритетного трафика данных и устройства для его осуществления, позволяющих повысить эффективность использования канального ресурса сети связи с коммутацией пакетов за счет постановки и хранения пакетов в буфере ожидания с последующим обслуживанием в выходном порте маршрутизатора, минимизируя количество потерянных пакетов и уменьшая дисперсию скорости передачи обслуженного трафика данных.

В заявленном способе эта задача решается тем, что в способе сглаживания приоритетного трафика данных, заключающемся в том, что анализируют входной трафик данных с присвоенными приоритетами пакетов, разделяют группы пакетов трафика данных по потокам в соответствии с присвоенными приоритетами, при этом размер общего «дырявого ведра» разделен на три «дырявых субведра» с учетом заявленных характеристик входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, сумма размеров «дырявых субведер» равна размеру общего «дырявого ведра», оценивают параметры пакетов из входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, как минимум, длину пакета и приоритет пакета, определяют на текущий момент времени количество жетонов в каждом «дырявом субведре», с учетом скорости поступления жетонов в каждое «дырявое субведро» и количества жетонов, переходящих из любого заполненного «дырявого субведра» в любое другое незаполненное «дырявое субведро», согласно скорости перехода жетонов между соответствующими «дырявыми субведрами», перенаправляют очередные поступившие жетоны из «дырявого субведра», заполненного жетонами в «дырявое субведро», не заполненное жетонами, с учетом скорости перехода жетонов между соответствующими «дырявыми субведрами», сравнивают длину пакета с количеством жетонов в «дырявом субведре», если длина пакета меньше количества жетонов в «дырявом субведре», то передают пакет для обслуживания в выходной порт маршрутизатора, при этом вычитают количество жетонов согласно длине пакета из соответствующего «дырявого субведра», дополнительно осуществляют следующие действия. Передают пакет на хранение в соответствующий суббуфер ожидания соответствующего «дырявого субведра» согласно приоритету пакета, длина которого больше количества жетонов в соответствующем «дырявом субведре» и при наличии свободного места в суббуфере ожидания соответствующего «дырявого субведра», пакет хранят там до тех пор, пока количество жетонов в «дырявом субведре» не станет больше или равно длине пакета, после этого пакет передают для обслуживания в выходной порт маршрутизатора, при этом вычитают количество жетонов согласно длине пакета из соответствующего «дырявого субведра», в случае если суббуфер ожидания соответствующего «дырявого субведра» заполнен пакетами, то понижают приоритет пакета, и пакет обрабатывают вместе с пакетами соответствующего приоритета, когда все суббуферы ожидания заполнены - сбрасывают пакет.

Новая совокупность существенных признаков позволяет достичь указанного технического результата за счет постановки и хранения пакетов в буфере ожидания с последующим обслуживанием в выходном порте маршрутизатора, что приводит к минимизации количества потерянных пакетов и уменьшению дисперсии скорости передачи обслуженного трафика данных, а следовательно, сглаживанию приоритетного трафика данных.

В заявленном устройстве задача изобретения решается тем, что устройство сглаживания приоритетного трафика данных, содержащее приемный модуль, первый выход которого соединен с первым входом модуля памяти параметров, второй выход которого соединен с первым входом модуля обработки пакетов, модуль «дырявое субведро», состоящее из трех «дырявых субведер», первый выход которого соединен с четвертым входом модуля памяти параметров, модуль памяти параметров, первый выход которого соединен с первым входом модуля «дырявого ведра», третий выход которого соединен со вторым входом модуля обработки пакетов, модуль добавления жетонов, первый выход которого соединен с третьим входом модуля «дырявого ведра», модуль обработки пакетов, второй выход которого соединен со вторым входом модуля «дырявого ведра», третий выход которого соединен с третьим входом модуля памяти параметров, отличающееся тем, что дополнительно включен общий буфер ожидания, первый выход которого соединен с третьим входом модуля обработки пакетов, первый выход модуля обработки пакетов соединен с первым входом общего буфера ожидания, второй выход общего буфера ожидания соединен со вторым входом модуля памяти параметров, второй выход модуля памяти параметров соединен со вторым входом общего буфера ожидания.

Кроме того, общий буфер ожидания состоит из трех суббуферов ожидания, при этом первый суббуфер ожидания соответствует I приоритету, второй суббуфер ожидания соответствует II приоритету, третий суббуфер ожидания соответствует III приоритету. Первые входы суббуферов ожидания I, II, III приоритетов соединены с первым выходом модуля обработки пакетов, первые выходы суббуферов ожидания I, II, III приоритетов соединены с третьим входом модуля обработки пакетов, вторые входы суббуферов ожидания I, II, III приоритетов соединены со вторым выходом модуля памяти параметров, вторые выходы суббуферов ожидания I, II, III приоритетов соединены со вторым входом модуля памяти параметров.

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет дополнительно введенного элемента в заявленное устройство реализованы постановка и хранение пакетов в общем буфере ожидания, с возможностью понижения приоритета пакетов и последующей передачей для обслуживания в выходном порте маршрутизатора, что позволяет увеличить эффективность использования канального ресурса сети связи с коммутацией пакетов.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленных способа и устройства сглаживания приоритетного трафика данных, отсутствуют. Следовательно, каждое из заявленных изобретений соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявленные объекты изобретения поясняются чертежами, на которых:

на фиг. 1 - блок-схема способа сглаживания приоритетного трафика данных;

на фиг. 2 - структурная схема устройства сглаживания приоритетного трафика данных;

на фиг. 3 - структурная схема общего буфера ожидания;

на фиг. 4 - оценка эффективности сглаживания трафика данных с использованием алгоритма «дырявого ведра».

Реализация заявленного способа заключается в следующем (фиг. 1):

101. Анализируют входной трафик данных с присвоенными приоритетами, разделяют группы пакетов трафика данных по потокам с учетом заявленных характеристик входного трафика данных с присвоенными приоритетами, такими как информационная скорость от трех источников V_{инф.общ.}, скорость порта маршрутизатора V_порта, средняя длина пакета L_cp, минимальная длина пакета L_min, максимальная длина пакета L_max.

102. Задают общий размер «дырявого ведра» и размеры трех «дырявых субведер», размер общего буфера ожидания и размеры трех суббуферов ожидания. Оценивают параметры пакетов такие, как длина пакета и приоритет пакета.

103. Определяют на текущий момент количество жетонов в каждом «дырявом субведре», а также определяют разницу времени между обработанным (обслуженным или сброшенным) пакетом и последним поступившим пакетом.

Добавляют общее число жетонов в модуль «дырявое ведро» и распределяют жетоны по «дырявым субведрам» в соответствии с параметрами заявленного трафика данных V_{инф.общ.}, V_порта, L_cp, L_min, L_max.

104. Перенаправляют очередные поступившие жетоны из «дырявого субведра», заполненного жетонами в «дырявое субведро», не заполненное жетонами, согласно параметрам заявленного трафика данных V_{инф.общ.}, V_порта, L_ср, L_min, L_max.

105. Проверяют следующее условие: текущее число жетонов в соответствующем «дырявом субведре» больше или равно длине пакета. Если текущее число жетонов в «дырявом субведре» больше или равно длине пакета, то пакет передают для обслуживания в выходной порт маршрутизатора и вычитают число жетонов из соответствующего «дырявого субведра» согласно длине пакета (106). Иначе число жетонов в соответствующем «дырявом субведре» остается неизменным (107) и осуществляют проверку (108) на то, что количество свободных мест ожидания в соответствующем суббуфере ожидания больше нуля. Если количество свободных мест ожидания больше нуля, то пакет помещают в соответствующий суббуфер ожидания, при этом количество свободных мест ожидания в соответствующем суббуфере ожидания уменьшают на единицу (110).

109. Если нет свободных мест ожидания в соответствующем суббуфере ожидания, то осуществляют проверку, что номер приоритета пакета равен трем. В случае если номер приоритета пакета равен трем, то пакет сбрасывают (113). Иначе понижают приоритет пакета, а количество свободных мест ожидания в соответствующем суббуфере ожидания остается неизменным (111) и осуществляют возврат к условию (105). Понижение приоритета пакета происходит от I к III приоритету.

112. Обновляют текущие значения всех параметров модуля памяти параметров на текущий момент времени.

Правомерность теоретических предпосылок проверялась с помощью имитационной модели маршрутизатора на базе прикладного программного обеспечения MatLab версии 7.0 при следующих исходных данных:

- реализация трафика данных Ν_пак = 100000 пакетов;

- информационная скорость от трех источников V_{инф.общ.} = 51200 кбит/с;

- скорость порта маршрутизатора V_порта = 64000 кбит/с;

- субведро на 1500 жетонов;

- суббуфер ожидания на 2 пакета;

- средний размер пакета L_cp = 700 байт;

- минимальный размер пакета L_min = 30 байт;

- максимальный размер пакета L_max = 1500 байт.

Анализ результатов эксперимента показывает, что за счет постановки пакетов в общий буфер ожидания с последующей их передачей для обслуживания в выходной порт маршрутизатора увеличивается эффективность использования канального ресурса сети связи с коммутацией пакетов, а, как следствие, минимизируется количество потерянных пакетов и уменьшается дисперсия скорости передачи обслуженного трафика данных (фиг. 4).

Заявленный способ сглаживания приоритетного трафика данных обеспечивает увеличение эффективности использования канального ресурса сети связи с коммутацией пакетов за счет минимизации количества потерянных пакетов, уменьшение дисперсии скорости передачи обслуженного трафика данных и, как следствие, сглаживание трафика данных.

Устройство для сглаживания приоритетного трафика данных (фиг. 2) состоит из приемного модуля 201, модуля памяти параметров 202, модуля «дырявое ведро» 203, модуля обработки пакетов 204, общего буфера ожидания 205, модуля добавления жетонов 206.

Приемный модуль 201 принимает входной трафик данных с присвоенными приоритетами пакетов и разделяет трафик данных на группы пакетов по потокам в соответствии с присвоенными приоритетами на I, II и III приоритет, оценивает параметры пакетов из входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, как минимум, длину пакета и приоритет пакета и отправляет данные параметры в модуль 202 памяти параметров, а трафик данных, разделенный по потокам пакетов, передают в модуль обработки пакетов 204. Данный блок может быть реализован по известной схеме см., например, [Кучерявый Е.А. Управление трафиком и качество обслуживания в сети Интернет. - СПб. Наука и Техника, 2004, 123 стр.].

Модуль памяти параметров 202 выполняет функции хранения текущих параметров устройства сглаживания трафика данных с использованием алгоритма «дырявого ведра». В данном модуле хранят следующие параметры: размер «дырявого ведра», размер каждого «дырявого субведра», текущее количество жетонов в каждом «дырявом субведре», интенсивность потока поступления жетонов в модуль «дырявого ведра», установленные коэффициенты распределения жетонов по «дырявым субведрам», скорость перехода жетонов из одного «дырявого субведра» в другое «дырявое субведро» при переполнении любого «дырявого субведра», момент времени последнего поступившего пакета, момент времени последнего обработанного (обслуженного или сброшенного) пакета, длина пакета, приоритет пакета, размер общего буфера ожидания, размер каждого суббуфера ожидания, текущее заполнение суббуферов ожидания. Данный блок может быть реализован по известной схеме см., например, [Амато, Вито Основы организации сетей Cisco, том 2.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2002, 63 стр.].

Модуль 203 «дырявое ведро» предназначен для реализации алгоритма «дырявого ведра». При этом общий размер «дырявого ведра» разбит на три «дырявых субведра» в соответствии с приоритетами, с учетом заявленных характеристик входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов. Сумма размеров трех «дырявых субведер» равна размеру общего «дырявого ведра». При возникновении ситуации, когда «дырявое субведро» заполнится жетонами, то следующие поступившие жетоны будут переходить в другое «дырявое субведро», которое не заполнено жетонами. Данный блок может быть реализован по известной схеме см., например, [13 I.-T.S.G. ITU-T Rec. 1.371 (03/2004) Traffic control and congestion control in B-ISDN.].

Модуль обработки пакетов 204 выполняет функции решающего устройства, при наличии жетонов в соответствующем «дырявом субведре», пакет передают для обслуживания в выходной порт маршрутизатора. Если же количество жетонов в соответствующем «дырявом субведре» меньше длины пакета, то при наличии свободного места ожидания в соответствующем суббуфере ожидания пакет помещают в него на хранения до момента пока соответствующее «дырявое субведро» не заполнится количеством жетонов необходимых для обслуживания очередного пакета, при этом количество свободных мест ожидания в соответствующем суббуфере ожидания уменьшается на единицу. В случае, когда в соответствующем суббуфере ожидания нет свободных мест ожидания, то понижают приоритет пакета и пакет обрабатывают в соответствии с новым номером приоритета.

В случае когда в процессе обработки выясняют, что пакет имеет III приоритет, и в «дырявом субведре» III приоритета количество жетонов меньше длины пакета и в суббуфере ожидания III приоритета нет свободных мест ожидания, тогда пакет сбрасывают. Данный блок может быть реализован по известной схеме см., например, [Амато, Вито Основы организации сетей Cisco, том 1.: Пер. с англ. - М.: Издательский - дом "Вильямс", 2002, 203 стр.].

Модуль добавления жетонов 206 реализует функции генерации жетонов с помощью программного обеспечения маршрутизатора с установленной интенсивностью в модуль 203 «дырявое ведро». Данный блок может быть реализован по известной схеме см., например, [Кучерявый Е.А. Управление трафиком и качество обслуживания в сети Интернет. - СПб. Наука и Техника, 2004, 126 с. ил.].

Общий буфер ожидания 205 состоит из трех суббуферов ожидания в соответствии с приоритетом пакетов, первый суббуфер ожидания соответствует I приоритету, второй суббуфер ожидания соответствует II приоритету, третий суббуфер ожидания соответствует III приоритету (фиг. 3). Когда в соответствующем «дырявом субведре» количество жетонов меньше длины пакета, тогда пакет из модуля обработки пакетов 204 помещают в соответствующий суббуфер ожидания на хранение до момента, пока в соответствующем «дырявом субведре» количество жетонов больше или равно длине пакета, после пакет передают для последующего обслуживания в выходной порт маршрутизатора. Данный блок может быть реализован по известной схеме см., например, [Амато, Вито Основы организации сетей Cisco, том 2.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2002. - на 63 стр.].

При этом первый выход приемного модуля 201 соединен с первым входом модуля памяти параметров 202 с целью передачи параметров трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов (длина пакета и приоритет пакета), второй выход которого соединен с первым входом модуля обработки пакетов 204 для обслуживания входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, первый выход модуля 203 «дырявого ведра» соединен с четвертым входом модуля памяти параметров 202, а первый выход модуля памяти параметров 202 соединен с первым входом модуля 203 «дырявого ведра» с целью сглаживания трафика данных с использованием алгоритма «дырявого ведра», третий выход модуль памяти параметров 202 соединен со вторым входом модуля обработки пакетов 204 для передачи параметров входного трафика данных с присвоенными приоритетами, второй выход модуля обработки пакетов 204 соединен со вторым входом модуля 203 «дырявого ведра» с целью вычета количества жетонов из соответствующего «дырявого субведра» согласно длине пакета, удовлетворяющего заявленным требованиям, третий выход модуля обработки пакетов 204 соединен с третьим входом модуля памяти параметров 202, первый выход модуля 206 добавления жетонов соединен с третьим входом модуля 203 «дырявого ведра» с целью генерации жетонов с установленной интенсивностью, дополнительно включен модуль 205 общий буфер ожидания, первый выход которого соединен с третьим входом блока 204 модуля обработки пакетов с целью передачи ожидающего пакета для дальнейшего обслуживания в выходной порт маршрутизатора, второй выход модуля обработки пакетов 204 соединен с первым входом модуля общего буфера ожидания 205 для постановки в очередь пакетов с приоритетом в соответствующий суббуфер ожидания, второй выход модуля памяти параметров 202 соединен со вторым входом модуля 205 общий буфер ожидания, а второй выход модуля 205 общий буфер ожидания соединен со вторым входом модуля памяти параметров 202 для передачи значений о размере общего буфера ожидания, размере суббуферов ожидания, количестве свободных мест ожидания в суббуферах ожидания на текущий момент времени.

Устройство работает следующим образом.

На приемный модуль 201 поступает входной трафик данных с присвоенными приоритетами пакетов. Данный модуль анализирует этот трафик данных и разделяет трафик данных на группы пакетов по потокам в соответствии с присвоенными приоритетами на I, II и III приоритеты. Оценивает параметры пакетов из входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, как минимум, длину пакета и приоритет пакета. Эти параметры передаются через первый выход в модуль памяти параметров 202, которые в дальнейшем используются модулем «дырявое ведро» и модулем обработки пакетов 204. Модуль памяти параметров 202 через первый выход и четвертый вход взаимодействует с модулем 203 «дырявого ведра» с целью обмена такими параметрами, как размер «дырявого ведра», размер каждого «дырявого субведра», текущее количество жетонов в каждом «дырявом субведре», скорость перехода жетонов при переполнении между «дырявыми субведрами».

Модуль памяти параметров 202 через третий выход и третий вход взаимодействует с модулем 204 обработки пакетов для фиксации момента времени последнего поступившего пакета, момента времени последнего обработанного (обслуженного или сброшенного) пакета, а также для передачи от модуля памяти параметров 202 в модуль обработки пакетов 204 данных о приоритете и длине пакета.

Модуль памяти параметров 202 через второй выход и второй вход взаимодействует с общем буфером ожидания 205 для передачи значений о размере общего буфера ожидания, размере суббуферов ожидания, количестве свободных мест ожидания в суббуферах ожидания на текущий момент времени.

Модуль обработки пакетов 204 через второй выход передает информацию в модуль 203 «дырявое ведро» о том, какое надо вычесть количество жетонов согласно длине обслуженного пакета из соответствующего «дырявого субведра». В модуле добавления жетонов 206 происходит генерация жетонов с установленной интенсивностью и передается через первый выход в модуль 203 «дырявое ведро».

Модуль обработки пакетов 204 через первый выход и третий вход обменивается информацией с общим буфером ожидания по количеству свободных мест ожидания в соответствующих суббуферах ожидания, а также помещает на временное хранение пакеты и передает их для обслуживания в выходной порт маршрутизатора при наличии необходимого количества жетонов в соответствующем «дырявом субведре».

Трафик данных, разделенный на группы пакетов по потокам в соответствии с присвоенными приоритетами передается из приемного модуля 201 через второй выход в модуль обработки пакетов 204. В модуле обработки пакетов 204 с использованием параметров заявленного трафика данных, количества жетонов в модуле 203 «дырявого ведра» и количества свободных мест ожидания в общем буфере ожидания 205 пакеты либо отправляют для обслуживания в выходной порт маршрутизатора, либо помещают в соответствующий суббуфер ожидания, либо понижают приоритет пакета и помещают в суббуфер ожидания более низкого приоритета по отношению к исходному приоритету, либо при отсутствии свободных мест ожидания во всех суббуферах ожидания сбрасывают пакеты.

Благодаря новой совокупности существенных признаков реализовано увеличение эффективности использования канального ресурса сети связи с коммутацией пакетов за счет дополнительно введенного в заявленное устройство общего буфера ожидания, в котором реализованы постановка и хранение пакетов с их последующим обслуживанием в выходном порте маршрутизатора, при этом минимизируется количество потерянных пакетов, уменьшается дисперсия скорости передачи обслуженного трафика данных, что указывает на возможность достижения заявленного технического результата.

Изобретение относится к области телекоммуникационных сетей связи, а именно к сетям связи с коммутацией пакетов. Техническим результатом является обеспечение сглаживания приоритетного трафика данных, что позволяет повысить эффективность использования канального ресурса сети связи с коммутацией пакетов за счет постановки и хранения пакетов в буфере ожидания с последующим обслуживанием в выходном порте маршрутизатора, минимизируя количество потерянных пакетов и уменьшая дисперсию скорости передачи обслуженного трафика данных. Такой результат достигается за счет дополнительно введенного в заявленное устройство общего буфера ожидания, состоящего из трех суббуферов ожидания, обеспечивающего постановку и хранение пакетов в общем буфере ожидания, с возможностью понижения приоритета пакетов и последующей передачей для обслуживания в выходном порте маршрутизатора. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ сглаживания приоритетного трафика данных, заключающийся в том, что анализируют входной трафик данных с присвоенными приоритетами пакетов, разделяют группы пакетов трафика данных по потокам в соответствии с присвоенными приоритетами, при этом размер общего «дырявого ведра» разделен на три «дырявых субведра» с учетом заявленных характеристик входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, сумма размеров «дырявых субведер» равна размеру общего «дырявого ведра», оценивают параметры пакетов из входного трафика данных с присвоенными приоритетами пакетов, как минимум, длину пакета и приоритет пакета, определяют на текущий момент количество жетонов в каждом «дырявом субведре», с учетом скорости поступления жетонов в каждое «дырявое субведро» и количества жетонов, переходящих из любого заполненного «дырявого субведра» в любое другое незаполненное «дырявое субведро», согласно скорости перехода жетонов между соответствующими «дырявыми субведрами», перенаправляют очередные поступившие жетоны из «дырявого субведра», заполненного жетонами, в «дырявое субведро», не заполненное жетонами, с учетом скорости перехода жетонов между соответствующими «дырявыми субведрами», сравнивают длину пакета с количеством жетонов в «дырявом субведре», если длина пакета меньше количества жетонов в «дырявом субведре», то передают пакет для обслуживания в выходной порт маршрутизатора, при этом вычитают количество жетонов согласно длине пакета из соответствующего «дырявого субведра», отличающийся тем, что после сравнения длины пакета с количеством жетонов в соответствующем «дырявом субведре», в случае если длина пакета больше количества жетонов, то передают пакет на хранение в соответствующий суббуфер ожидания соответствующего «дырявого субведра» согласно приоритету пакета и при наличии свободного места ожидания в суббуфере ожидания соответствующего «дырявого субведра», пакет хранят там до тех пор, пока количество жетонов в соответствующем «дырявом субведре» не станет больше или равно длине пакета, после этого пакет передают для обслуживания в выходной порт маршрутизатора, при этом вычитают количество жетонов согласно длине пакета из соответствующего «дырявого субведра», в случае если суббуфер ожидания соответствующего «дырявого субведра» заполнен пакетами, то понижают приоритет пакета, и пакет обрабатывают вместе с пакетами соответствующего приоритета, когда все суббуферы ожидания заполнены - сбрасывают пакет.

2. Устройство для сглаживания приоритетного трафика данных, содержащее приемный модуль, первый выход которого соединен с первым входом модуля памяти параметров, второй выход которого соединен с первым входом модуля обработки пакетов, модуль «дырявое субведро», состоящее из трех «дырявых субведер», первый выход которого соединен с четвертым входом модуля памяти параметров, модуль памяти параметров, первый выход которого соединен с первым входом модуля «дырявого ведра», третий выход которого соединен со вторым входом модуля обработки пакетов, модуль добавления жетонов, первый выход которого соединен с третьим входом модуля «дырявого ведра», модуль обработки пакетов, второй выход которого соединен со вторым входом модуля «дырявого ведра», а третий выход которого соединен с третьим входом модуля памяти параметров, отличающееся тем, что дополнительно включен общий буфер ожидания, состоящий из трех суббуферов ожидания, первый выход которого соединен с третьим входом модуля обработки пакетов, а первый выход модуля обработки пакетов соединен с первым входом общего буфера ожидания, второй выход общего буфера ожидания соединен со вторым входом модуля памяти параметров, а второй выход модуля памяти параметров соединен со вторым входом общего буфера ожидания.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что общий буфер ожидания состоит из трех суббуферов ожидания, при этом первый суббуфер ожидания соответствует I приоритету, второй суббуфер ожидания соответствует II приоритету, третий суббуфер ожидания соответствует III приоритету, первые входы суббуферов ожидания I, II, III приоритетов соединены с первым выходом модуля обработки пакетов, первые выходы суббуферов ожидания I, II, III приоритетов соединены с третьим входом модуля обработки пакетов, вторые входы суббуферов ожидания I, II, III приоритетов соединены со вторым выходом модуля памяти параметров, вторые выходы суббуферов ожидания I, II, III приоритетов соединены со вторым входом модуля памяти параметров.