WO2001050243A2

WO2001050243A2 - Flow control for i/o reception overload

Info

Publication number: WO2001050243A2
Application number: PCT/EP2001/000019
Authority: WO
Inventors: Martin DÖLLINGER; Elisabeth Gasthaus; Christopher Ross; Michael TÜXEN
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2000-01-05
Filing date: 2001-01-03
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2002-07-05
Also published as: EP1244960A2; WO2001050243A3

Abstract

The invention relates to a system that consists of at least two components and that is usually dimensioned in such a manner that the capacity of the components is increasing towards the exterior of the system. If this dimensioning is not fulfilled for any of the components, a bottleneck occurs that may cause a reception overload on the very component that represents the bottleneck. The invention solves this problem by providing a specific kind of flow control.

Description

Beschreibungdescription

Flußkontrolle bei I/O EmfangsuberlastFlow control with I / O receive overload

1. Welches technische Problem soll durch Ihre Erfindung gelost werden?1. What technical problem should your invention solve?

2. Wie wurde dieses Problem bisher gelost?2. How has this problem been solved so far?

3. In welcher Weise lost Ihre Erfindung das angegebene technische Problem (geben Sie Vorteile an) ?3. How does your invention solve the stated technical problem (give advantages)?

4. Worin liegt eine Besonderheit der Erfindung?4. What is special about the invention?

5. Ausfuhrungsbeispiel [e] der Erfindung.5. exemplary embodiment [e] of the invention.

1. Wir betrachten ein System bestehend aus einem mit Software ladbaren Prozessor (1), daran angeschlossen ein Eingabe/Ausgabe (I/O) Prozessor (2), dessen Funktionen direkt m Hardware realisiert sind, und daran angeschlossen ein Nachrichtenkanal (3) . Dieses System steht beispielhaft (zur besseren Vorstellung des Problems) für eine Kette von Prozessoren mit mindestens zwei Gliedern. Üblicherweise ist ein solches System so dimensioniert, daß die Kapazität der Bausteine zum Systemaußeren (zu (3) hin) großer wird. Folgendes Problem liegt vor: die Kapazität des I/O Prozessors (2) ist geringer als die der anderen Prozessoren, es besteht also ein Engpass. Es besteht die Gefahr von Emfangsuberlast an (2), welche zum unkontrollierten Nachrichtenverwurf fuhrt. Die üblicherweise bei (1) implementierte Flußkontrolle wird dann im Uberlastfall von (2) nicht ansprechen. Es muss eine zusätzliche Flußkontrolle für (2) realisiert werden, aber dies ist nachträglich zu tun ist nur unter hohem Aufwand möglich, weil die Funktionalität dieses Prozessors nicht durch Umprogrammieren geschehen kann.1. We consider a system consisting of a processor (1) that can be loaded with software, an input / output (I / O) processor (2) connected to it, the functions of which are implemented directly in hardware, and a message channel (3) connected to it. This system is an example (for a better idea of the problem) for a chain of processors with at least two links. Such a system is usually dimensioned in such a way that the capacity of the components towards the outside of the system (towards (3)) increases. The following problem exists: The capacity of the I / O processor (2) is less than that of the other processors, so there is a bottleneck. There is a risk of receiving overload on (2), which leads to uncontrolled message discarding. The flow control usually implemented in (1) will then not respond in the event of an overload of (2). An additional flow control for (2) has to be implemented, but this can only be done afterwards with great effort because the functionality of this processor cannot be done by reprogramming.

2. Bisher war eine vollständige Losung nur durch den Austausch des Prozessors (2) durch einen Leistungsfähigeren Prozessor oder um die Funktionalitat einer Flußkontrolle erweiterten Prozessor möglich. Eine statische Regulierung der Emfangslast durch den Betreiber ist nur möglich, wenn er Kontrolle über den Sender hat. Schließlich besteht die Möglichkeit, den Prozessor (1) statisch in seiner Leistungsfähigkeit kunstlich zu drosseln, damit die dort implementierte Flußkontrolle greift, aber dies setzt voraus, daß bekannt ist, welche Last der vom Prozessor (2) und vom Prozessor (1) bearbeitete Verkehr auf dem Prozessor (2) verursacht hat.2. Until now, a complete solution was only possible by replacing the processor (2) with a more powerful one Processor or processor expanded by the functionality of a flow control possible. Static regulation of the reception load by the operator is only possible if he has control over the transmitter. Finally, there is the possibility of artificially throttling the processor (1) in terms of its performance so that the flow control implemented there takes effect, but this requires that it is known what load the traffic processed by the processor (2) and the processor (1) knows on the processor (2).

3. Kern der Erfindung ist die Trennung der Uberlastmdikation von (2) einerseits und die Flußkontrolle zur Uberlastabwehr für (2) andererseits. Ersteres ist ohnehin auf (2) vorhanden, letzteres wird auf (1) als Software realisiert. Die Flußkontrolle für (2) steuert und stutzt sich auf die Uberlastmdikation von (2) und auf vorhandene Flußkontrollmechanismen, die bei der Weiterverarbeitungssoftware m (1) - für die von (2) eingetroffenen Last - angesiedelt sind. Hauptvorteil ist der geringe Entwicklungsaufwand, da keine Veränderungen in3. The essence of the invention is the separation of the overload indication from (2) on the one hand and the flow control for overload protection for (2) on the other hand. The former is available on (2) anyway, the latter is implemented on (1) as software. The flow control for (2) controls and is based on the overload notification of (2) and on existing flow control mechanisms, which are located in the further processing software m (1) - for the load arriving from (2). The main advantage is the low development effort, since no changes in

(2) notig sind, sondern nur Erweiterungen der Software von(2) are necessary, but only extensions of the software from

(1) erforderlich sind. Weiterhin nutzt man die Vorteile der schon vorhandenen Flußkontrollmechanismen in (2) aus, m einem Ausfuhrungsbeispiel ist das etwa die Vermeidung von Blindlast durch die Lastreduktion an den Quellen.(1) are required. Furthermore, the advantages of the already existing flow control mechanisms in (2) are used. In one exemplary embodiment, this is, for example, the avoidance of reactive loads by reducing the load at the sources.

Zur Erfindung gehört auch der Algorithmus der Flußkontrolle zur Uberlastabwehr für (2) selbst. Er besteht im Ausfuhrungsbeispiel aus einem Teil, wo am Anfang einer Uberlastperiode m einem großen Regulierungsschritt auf die geschätzte von (2) bewaltigbare Last heruntergeregelt wird und aus einem zweiten Teil, wo eine Femregul erung anhand der aktualisierten Uberlastmdikation durchgeführt wird. Diese Feinregulierung wird auch genutzt, wenn bei Ende der Uberlastsituation auf die Ausgangskennwerte zuruckgeregelt wird. Die Zweistufigkeit des Regelalgorithmus hat den Vorteil, daß bei plötzlich auftretender Überlast schnell reagiert werden kann, daß aber gleichzeitig durch die Feinregulierung dem Aktuellen Lastangebot angepaßt werden kann und Schwingungen im Systemdurchsatz vermieden werden.The algorithm of the flow control for overload protection for (2) itself also belongs to the invention. In the exemplary embodiment it consists of one part, where at the beginning of an overload period m a large regulation step is regulated down to the estimated load that can be managed by (2) and a second part, where remote regulation is performed based on the updated overload indication. This fine adjustment is also used when the output parameters are reset at the end of the overload situation. The two-stage control algorithm has the The advantage that a sudden overload can be reacted to, but at the same time that the current load range can be adjusted by means of fine adjustment and vibrations in the system throughput can be avoided.

4. Eine Besonderheit der Erfindung liegt erstens wie oben erwähnt in der Trennung von Uberlastmdikation und Flußkontrolle. Zweitens ist das Ausführen der Flußkontrolle für Prozessor (2) auf Prozessor (1) unter Ausnutzung der dort vorhandenen Flußkontrollmechanismen sehr vorteilhaft. Letzterem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Flußkontrolle auf (1) eng mit der von (2) in Beziehung steht. Schließlich ist im Ausfuhrungsbeispiel die Zweistufigkeit des Regelalgorithmus sehr vorteilhaft.4. First, as mentioned above, a special feature of the invention is the separation of overload notification and flow control. Second, executing the flow control for processor (2) on processor (1) using the flow control mechanisms there is very advantageous. The latter is based on the knowledge that the flow control on (1) is closely related to that of (2). Finally, the two-stage control algorithm is very advantageous in the exemplary embodiment.

5. Eine Umfangreiche Untersuchung mit Simulationen zur Verifikation ist für folgendes System durchgeführt worden: der Prozessor (1) als MP mit Ladetyp SLT; der I/O Prozessor als ATM 230 Baustein Version 2.3; der Nachrichtenkanal (3) als High Speed Signalling Link. Das5. An extensive investigation with simulation for verification has been carried out for the following system: the processor (1) as MP with loading type SLT; the I / O processor as ATM 230 module version 2.3; the message channel (3) as a high speed signaling link. The

Nachrichtenubertragungsprotokoll ist SSCOP, dieMessage transfer protocol is SSCOP, which

Flußkontrolle für (2) stutzt sich auf die Möglichkeit derFlow control for (2) relies on the possibility of

(aktiven) Fensterregulierung im SSCOP. Eine detailliertere(active) window regulation in SSCOP. A more detailed one

Beschreibung dieses Ausfuhrungsbeispiels mit Simulationsergebnissen ist [1], wo auch em Flußdiagramm für den Algorithmus der Flußkontrolle für (2) zu findenDescription of this exemplary embodiment with simulation results is [1], where a flow diagram for the algorithm of the flow control for (2) can also be found

Eine weitere Anwendung mit der gleichen Vorgehensweise wie im ersten Ausfuhrungsbeispiel ist mit dem Nachrichtenkanal (3) als UNI betrieben, mit Anwendung PNNI und ansonsten wie oben, denkbar.Another application with the same procedure as in the first exemplary embodiment can be operated with the message channel (3) as UNI, with application PNNI and otherwise as above.

Eine dritte mögliche Anwendung haben wir wieder mit dem System aus dem anfänglichen Ausfuhrungsbeispiel aber mit dem Nachrichtenkanal (3) als UNI (vorzustellen als mehrere einzelne Kanäle) , auf den viele Endbenutzer direkt Zugriff haben. Hier nutzt man den im ersten Absatz von 3. beschriebenen Vorteil und stützt sich ebenfalls auf die Möglichkeit der (aktiven) Fensterregulierung im SSCOP, aber der Algorithmus der Flußkontrolle ist ein anderer.We have a third possible application again with the system from the initial exemplary embodiment but with the message channel (3) as UNI (to be presented as several individual channels), to which many end users have direct access to have. Here one uses the advantage described in the first paragraph of 3. and also relies on the possibility of (active) window regulation in the SSCOP, but the algorithm of the flow control is different.

[1] Beigefügte Anlage [1] Attachment attached

Claims

claims

1. A method of overload protection that runs in a system that has at least a first one

Component and a second component (2), accordingly - messages received by the first component (1) are preprocessed by the second component (2), characterized in that an overload detection is carried out in the second component (2) the overload protection for the second component (2) is carried out by the first component (1) as a function of the overload information received from the second component (2).

2. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that when an overload information is received for the first time, the load that can be managed by the second component (2) is estimated and the overload protection is controlled according to this estimation, then the overload defense is based on everything from the second

Component (2) received overload information is carried out.