New Jersey Institute of Technology Digital Commons @ NJIT
Dissertations Electronic Theses and Dissertations
Spring 5-31-2001
Design of traffic shaper / scheduler for packet switches and DiffServ networks : algorithms and architectures
Surong Zeng New Jersey Institute of Technology
Follow this and additional works at: https://digitalcommons.njit.edu/dissertations
Part of the Electrical and Electronics Commons
Recommended Citation Zeng, Surong, "Design of traffic shaper / scheduler for packet switches and DiffServ networks : algorithms and architectures" (2001). Dissertations. 491. https://digitalcommons.njit.edu/dissertations/491
This Dissertation is brought to you for free and open access by the Electronic Theses and Dissertations at Digital Commons @ NJIT. It has been accepted for inclusion in Dissertations by an authorized administrator of Digital Commons @ NJIT. For more information, please contact [email protected].
Copyright Warning & Restrictions
The copyright law of the United States (Title 17, United States Code) governs the making of photocopies or other reproductions of copyrighted material.
Under certain conditions specified in the law, libraries and archives are authorized to furnish a photocopy or other reproduction. One of these specified conditions is that the photocopy or reproduction is not to be “used for any purpose other than private study, scholarship, or research.” If a, user makes a request for, or later uses, a photocopy or reproduction for purposes in excess of “fair use” that user may be liable for copyright infringement,
This institution reserves the right to refuse to accept a copying order if, in its judgment, fulfillment of the order would involve violation of copyright law.
Please Note: The author retains the copyright while the New Jersey Institute of Technology reserves the right to distribute this thesis or dissertation
Printing note: If you do not wish to print this page, then select “Pages from: first page # to: last page #” on the print dialog screen
The Van Houten library has removed some of the personal information and all signatures from the approval page and biographical sketches of theses and dissertations in order to protect the identity of NJIT graduates and faculty.
A S AC
ESIG O A IC S A E /SC E U E O ACKE SWI C ES A I SE E WO KS A GO I M A A C I EC U E
b S r n n
The convergence of communications, information, commerce and computing are creating a significant demand and opportunity for multimedia and multi-class communication services. In such environments, controlling the network behavior and guaranteeing the user's quality of service is required. A flexible hierarchical sorting architecture which can function either as a traffic shaper or a scheduler according to the requirement of the traffic load is presented to meet the requirement. The core structure can be implemented as a hierarchical traffic shaper which can support a large number of connections with a wide variety of rates and burstiness without the loss of the granularity in cells' conforming departure time. The hierar- chical traffic shaper can implement the exact sorting scheme with a substantial reduced memory size by using two stages of timing queues, and with substantial reduction in complexity, without introducing any sorting inaccuracy. By setting a suitable threshold to the length of the departure queue and using a lookahead algorithm, the core structure can be converted to a hierarchical rate- adaptive scheduler. Based on the traffic load, it can work as an exact sorting traffic shaper or a Generic Cell Rate Algorithm (GCRA) scheduler. Such a rate-adaptive scheduler can reduce the Cell Transfer Delay and the Maximum Memory Occupancy greatly while keeping the fairness in the bandwidth assignment which is the inherent characteristic of GCRA. By introducing a best-effort queue to accommodate best- effort traffic, the hierarchical sorting architecture can be changed to a near work- conserving scheduler. It assigns remaining bandwidth to the best-effort traffic so a i im o es e u i i a io o e ou i k w i e i gua a ees e qua i y o se ice equi eme s o ose se ices w ic equi e qua i y o se ice gua a ees
e i e e e i i i y o e ie a c ica so i g a c i ec u e com i e wi i e -
ige a go i ms e e mi es i s mu i e u c io s I s im eme a io o o y ca ma age u e a a wi esou ces e ec i e y u a so oes o equi e o mo e
a o - e-s e a wa e ec o ogy
e co e a io o e e a s a i g e ay a e a e o e co ec io s is
e ea e a a im o e ai a ic s a i g a go i m e a u e E e i e us
Com e i g Se ice ime eso i g a go i m is ese e e o ose a go i m i o uces a eso i g ocess i o e a u e E e i e a ic S a i g A go i m
o eso e e co e io o mu i e ce s w ic a e a e igi e o a smissio i
e a ic s a e y usi g e eso i g ocess ase o eac co ec io s a e
e e ai ess a e i i i y i e a wi assig me o co ec io s wi wi e
a ge o a es ca e gi e
A ua e e eaky ucke a ic S a e ( S a c i ec u e is o ose
o e im eme e a e e ge o es o i e e ia e Se ices e wo ks i o e
o aci i a e e qua i y o se ice ma ageme ocess e o ose a c i ec u e ca gua a ee o o y e c ass- ase Se ice e e Ag eeme u a so e ai
esou ce s a i g amo g ows e o gi g o e same c ass A sim i ie S a c i ec u e is a so gi e w ic ca ac ie e e goa s o S w i e mai ai a
e y ow im eme a io com e i y so a i ca e im eme e wi e cu e
SI ec o ogy
I summa y e s a i g a sc e u i g a go i ms i e ig s ee acke swi c es a i Se e wo ks a e s u ie a e i e ige im eme a io sc emes a e o ose o em ESIG O A IC S A E /SC E U E O ACKE SWI C ES A I SE E WO KS A GO I M A A C I EC U E
b S r n n
A rt t n S b tt d t th lt f r In t t t f hn l n rt l lf ll nt f th r nt f r th r f t r f h l ph n El tr l En n r n
p rt nt f El tr l nd C p t r En n r n
M 1 Copyright © 2001 by Surong Zeng ALL RIGHTS RESERVED A O A AGE
ESIG O A IC S A E /SC E U E O ACKE SWI C ES A I SE E WO KS A GO I M A A C I EC U E
S r n n
ec e U u isse a io Co-A iso a e C ie A c i ec Au o a e ics I c
Symeo a a assi iou isse a io Co-A iso a e Assis a o esso o E ec ica a Com u e E gi ee i g I
i wa A sa i Commi ee Mem e a e o esso o E ec ica a Com u e E gi ee i g I
r Si i eki ay Commi ee Mem e a e Assis a o esso o E ec ica a Com u e E gi ee i g I
a u a imiog u Commi ee Mem e a e Associa e o esso o Com u e a I o ma io Scie ce o y ec ic U i e si y ook y Y IOG A ICA SKE C
A th r Su o g e g
r oc o o i oso y
t May 1
Und r r d t nd Gr d t Ed t n
• oc o o i oso y i E ec ica E gi ee i g ew e sey I s i u e o ec o ogy ewa k 1
• Mas e o Scie ce i E ec ica E gi ee i g U i e si y o E ec o ic Scie ce a ec o ogy o C i a C e g u Sic ua C i a 199
• ac e o o Scie ce i E ec ica E gi ee i g U i e si y o E ec o ic Scie ce a ec o ogy o C i a C e g u Sic ua C i a 1995
M j r E ec ica E gi ee i g
bl t n nd r nt t n
S e g U u "A ie a c ica a ic S a e o acke Swi c es" Proc. of IEEE GLOBECOM'99, 1 55-1 59 io e a ei o a i ec 1999
S e g U u Me me a Goga e "A o e ie a c ica a e-A a i e Sc e u e o ig S ee acke Swi c es" Networld+Interop'2000, as egas May
S e g U u "A o e ie a c ica a ic S a e /Sc e u e o ig S ee acke Swi c es" su mi e o IEEE/ACM Transaction on Networking, Ma c
v S e g U u a S a a assi iou "A Im o e ai a ic S a i g A go i m o ig S ee acke Swi c es" acce e y Proc. of 2001 IEEE Workshop on High Performance Switching and Routing, a as May 1
S e g U u a S a a assi iou "A ua e e eaky ucke a ic S a e A c i ec u e o i Se e wo ks" acce e y Proc. of 2001 IEEE Workshop on High Performance Switching and Routing, a as May 1
S e g U u a S a a assi iou "A ua e e Access Co o A c i ec u e o i Se e wo ks" su mi e o Journal of Network and Systems Management, A i 1 is wo k is e ica e o my e o e ami y
i ACK OW E GME
i s a o emos I wou ike o e ess my si ce e g a i u e o my a iso s a me o s ec e U u a Symeo a a assi iou I wou ike o
a k U u a e ce e a iso a a goo ie o i o uci g me o is e ci i g ie o esea c ; o is co s a su o gui a ce a e cou ageme i e e y s e o my way; a o is i s i a io a a ua e iscussio s I a ecia e
a a assi iou o is e ce e sugges io s; a o e ime e as u i o e me o make e isse a io com e e
I wou ike o a k my isse a io commi ee i wa A sa i
Si i eki ay a a u a imiog u ( ook y o y ec ic o ei ei g i e es e i is wo k a s imu a i g a ua e iscussio s a sugges io s
I wou ike o a k a e ow esea c e s a CM o a e e ey a e o e e u i g my oc o a esea c I wou es ecia y ike o a k ei o g C e a ie Ya g o a ie y iscussi g wi me a gi i g me a ua e sugges io s I wou a so ike o a k Qia g e g i e u ei Wei Mi yi ao iao o g Cai
o ei co i uous e a a ice si ce e i s ay I oi e I I wou ike
o a k a my ie s a CM o maki g my s ay e e e oya e
Wo s ca o e ess e g a i u e I e owa my a e s w ose su o
o i es e ou a io u o w ic is wo k was ui
v A E O CO E S
Ch pt r
1 INTRODUCTION 1 1.1 Background 1 1.2 Outline of the Dissertation 2 2 RELATED WORK OVERVIEW 6 2.1 Traffic Management Framework 7 2.2 Traffic Parameters and QoS Parameters 11 2.3 ATM Service Classes 15 2.4 Traffic Shaping 17 2.4.1 Generic Cell Rate Algorithm 18 2.4.2 Event-Driven Traffic Shaping Algorithms 21 2.5 QoS in Internet 25 2.5.1 Integrated Services and RSVP 25 2.5.2 Differentiated Services 32 3 THE HIERARCHICAL TIMING QUEUES TRAFFIC SHAPER 36 3.1 Motivation for the Hierarchical Timing Queues Traffic Shaper 36 3.1.1 Existing Traffic Shaper Architectures 36 3.1.2 Problems in the Existing Traffic Shaper Architecture 39 3.2 The Architecture Description for the Hierarchical Traffic Shaper . . . 41 3.3 The Algorithm Description for the Hierarchical Traffic Shaper 44 3.4 Performance Evaluation for the Hierarchical Traffic Shaper 47 4 THE RATE-ADAPTIVE SCHEDULER IMPLEMENTED BY HIERAR- CHICAL SORTING UNITS WITH LOOKAHEAD ALGORITHM . . . . 60 4.1 Introduction 60
v A E O CO E S (C nt n d Ch pt r
4.2 Algorithm Description of the Hierarchical Rate-Adaptive GCRA Scheduler with Lookahead Algorithm 61 4.3 Performance Evaluation of the Hierarchical Rate-Adaptive Scheduler with Lookahead Algorithm 67 4.4 The Hierarchical Near Work-Conserving Scheduler with Best Effort Traffic 70 4.4.1 The Architecture of Hierarchical near Work-Conserving Scheduler with Best Effort Traffic 70 4.4.2 Performance Evaluation for the Hierarchical Work-Conserving Scheduler with Best Effort Traffic 72 5 AN IMPROVED FAIR TRAFFIC SHAPING ALGORITHM AND IMPLE- MENTATION 74 5.1 Revisit Existing Shaping Algorithms 75 5.2 Departure Event Driven plus Completing Service Time ReSorting (DED+CTS) Traffic Shaping Algorithm 78 5.2.1 Motivation and Description of the Algorithm 78 5.2.2 Implementation of the Algorithm 81 5.3 Performance Evaluation for DED+CTS Algorithm 83 6 A DUAL LEVEL ACCESS CONTROL ARCHITECTURE FOR DIFFSERV NETWORKS 86 6.1 Motivation for Dual Level Access Control Architecture for DiffServ Networks 86 6.2 Dual Level Leaky Bucket Traffic Shaper for DS Networks 88 6.2.1 Leaky Bucket Traffic Shaping Algorithm for Variable Length Packet 88 6.2.2 Dual Level Leaky Bucket Traffic Shaper 88
6.3 Practical Implementation DLLBTS Architecture 91 6.4 Performance Evaluation for Dual Level Leaky Bucket Traffic Shaper Architecture 93 7 CONCLUSIONS AND FUTURE WORK 101
x A E O CO E S (C nt n d
Ch pt r A E I A UM E O E ACK OGGE CO O MI G CE S I A S A I G MU I E E 1 A E I CO O MI G E A U E IME ASE G S 1 7 E E E CES 1 9 IS O IGU ES
r
2.1 Cell Transfer Delay Probability Density Model [34] 14 2.2 ATM Service Category Attributes [34, 44] 16 2.3 Generic Cell Rate Algorithm [34] 19
2.4 Depiction of GCRA(I, L) [81] 19 2.5 Arrival Event Driven Traffic Shaping Algorithm 22 2.6 An Example of DT Calculation Diagram for AEDTS (L=2, 1=4, GCRA(4, 2)) 23 2.7 Clumping Phenomenon in AEDTS (both connections with L=2, 1=4) 24 2.8 Departure Event Driven Traffic Shaping Algorithm 26 2.9 An Example of DT Calculation Diagram of DEDTS (L=2, I=4) 27 2.10 An Example of DT Calculation of DEDTS in Multiplexing Scenario (both connections with L=2, I=4) 28 2.11 RSVP Signaling Process 30 2.12 The Implementation Reference Model of IntServ/RSVP [9] 31 3.1 Direct Exact Sorting Architecture 36 3.2 Rate-Based Grouping Traffic Shaper 38 3.3 Timing Queue Granularity Depiction 40 3.4 Traffic Shaper with Hierarchical Timing Queues 42 3.5 Data Structure of Time Register 43 3.6 The Process of the Prefetching Scheme 50 3.7 The Real Implementation of the Prefetching Scheme 51 3.8 The Process Triggered by the Arrival of A Cell with the Connection ID i 52 3.9 The Process Triggered by the Departure of A Cell with the Connection ID i from DQ 53
x IS O IGU ES (C nt n d r 3.10 The Process of Moving Cells between VCQ, CPTQ, FPTQ (Slot 0) . . . . 54 3.11 The Process of Moving Cells between VCQ, CPTQ, FPTQ (Slot 1) . . . . 55 3.12 The Process of Moving Cells between VCQ, CPTQ, FPTQ (Slot 2) . . . . 56 3.13 The Process of Moving Cells between VCQ, CPTQ, FPTQ (Slot 3) . . . . 57 3.14 The Process of Moving Cells between VCQ, CPTQ, FPTQ (Slot 4) . . . . 58 3.15 Mean Cell Delay for these three schemes 59 4.1 An Example of Moving the Lookahead Pointer 62 4.2 The Scenario of Backing Up the Lookahead Pointer 63 4.3 Process Triggered by the Arrival of A Cell in HRAS 65 4.4 Process Triggered by the Departure of A Cell in HRAS 66 4.5 The effect of different threshold of DQ length (delay: second) 69 4.6 The Performance Comparison under Heavy Traffic Load = 0.9 70 4.7 The Performance Comparison under Light Traffic Load = 0.6 71 4.8 Hierarchical Work-Conserving Scheduler with BEQ 72 4.9 Performance Comparison between the Scheduler with BEQ and the Traffic Shaper 73 5.1 Functional Model of Conventional DEDTS algorithm 78 5.2 Extra Shaping Delay in DEDTS (L=2, 1=2, GCRA(2,2)) 80 5.3 The Implementation Architecture of DED+CTS Algorithm 82 5.4 The Performance Comparison for DED+CTS and DEDTS 84 6.1 Logic Architecture of a Packet Classifier and Traffic Conditioner [5] . . . . 87 6.2 Packet-Version Leaky Bucket Algorithm 89 6.3 Dual Level Traffic Shaper Architecture in the Edge Node of DiffServ Network 90 6.4 Simplified DLLBTS Architecture in the Edge Node of DiffServ Network . 92 6.5 The Operation Process Triggered by The Arrival of A Packet 97 6.6 The Operation Process Triggered by The Departure of A Packet 98
xii IS O IGU ES (C nt n d
r 7 e A e age acke e ay o Eac G ou (a ows co o mi g 99
e A e age acke e ay o Eac G ou ( ows o g ou o - co o mi g 1
9 C ass- ase io a io Com a iso i A Sc emes 1
A 1 Si g e Sou ce S a i g Sys em Mo e 1 5
A Mu i e Sou ce S a i g Mu i e e 1 5 C A E
I O UC IO
r nd
oa a e wo ks mus accommo a e i eg a e se ices wi a e y wi e a ge o Qua i y o Se ice (QoS equi eme s suc as oice i eo a a a I o e
o u i i e e wo k esou ces e ec i e y w i e o i i g a oa a ge o sa is ac o y
QoS gua a ees o a use s o e e wo k a ic egu a io a e e wo k e ge is ecessa y Co ec io s a e mo i o e y e wo k o e a o s ase o e a ic co ac es a is e u i g a missio co o [15] I a co ec io oes o co o m
o e a ic co ac a Usage a ame e Co o (U C e ice a e e wo k e ge ca isca e io a i g ce s o ag em o a owe io i y I a so ca em oy
a ic s a i g o e ay o -co o mi g ce s u i ey a e com ia wi co i io s
esc i e y e a ic co ac [ 5 1 ]
e wi e y use a ic s a i g a sc e u i g a go i m is e Ge e ic Ce
a e A go i m (GC A w ic is a so k ow as eaky ucke a go i m [7 1 39
71 79] e GC A is use o u ge w e e a i comi g ce co o ms o e
ego ia e QoS a ame e s a ca cu a e i s ea ies co o ma ce ime e QoS
a ame e s o eac se ice a e a se o a ues a e ai o e ay a oss o e
a s e e ce s ese a ues a e ego ia e e wee e use a e e wo k a
e e wo k omises o gua a ee e QoS equi eme s o e use s se ice o y w e e use co o ms o ese a ues e use as o s eci y e a ic a ame e s o e sou ce so a e e wo k ca es ima e e a wi co ec y ese
a ic a ame e s may i c u e eak Ce a e ( C Ce e ay a ia io o e a ce
(C Sus ai e Ce a e (SC a u s o e a ce ( [3 ] A i e e se o a ic a ame e s is s eci ie o eac se ice ca ego y a e e wo k o i es
I e esig o a a ic s a e ee esse ia a i u es s ou e ake i o co si e a io (1 ow sys em e ay o i comi g ce s; ( sim ici y a ow cos i e im eme a io o so i g ime s am s i o e o se ec e ce wi e mi imum co o ma ce ime; a (3 ai ess o a wi assig me Ge e a y
e e ay a e im eme a io com e i y a e e mos im o a c i e ia o a sys em esig [ ] e im eme a io com e i y a cos a e omi a e y
e com e i y o so i g a s o i g ime s am s [ 3] ase o e GC A ma y im eme a io s o a ic s a e s a e o ose suc as i ec e ac so i g sc eme
a e- ase g ou i g sc eme e c
1 O tl n f th rt t n
A ew a ic s a e a c i ec u e wi ie a c ica imi g queues is o ose i
is isse a io I is ew a c i ec u e wo s ages o imi g queues a e use o im eme e e ac so i g a go i m so a is s a e a c i ec u e ca su s a -
ia y e uce e um e o su queues ee e o s o e ime s am s Mea w i e
e e ac so i g a go i m is com i e wi e U C com ia e a u e e e
i e a ic s a i g ( E S a go i m [15] so a e e is a mos o e ce
o e e y co ec io i e so i g u i a a y gi e ime Co seque y so i g u i com e i y ca e e uce I co as o a ious e is i g a c i ec u es o im eme i g a a ic s a e e o ose im eme a io ca e uce e cos a com e i y g ea y y e uci g memo y si e su s a ia y a e imi a i g com e a i a io ogic o a sc e u e
is ie a c ica a ic s a e ca e im eme e as a ie a c ica a e- a a i e sc e u e y usi g a a e- ase ooka ea a go i m W e e a ic oa is ig is ie a c ica a e-a a i e sc e u e ca wo k as a GC A sc e u e o
e uce e Ce a s e e ay (C a Ma imum Memo y Occu a cy (MMO 3 i com a iso wi ose o e a ic s a e W e e a ic oa is ea y i
e o ms e s a i g u c io i o e o a oi e co ges io o e ou i k
is ie a c ica so i g a c i ec u e ca a so e im eme e as a ea wo k-co se i g sc e u e Ge e a y i a ig s ee acke swi c a wa e
esig a memo y imi a a ce oss a io imi s ou e gi e U e ese wo co i io s e ma imum acce e a ic w ic equi es QoS gua a ees a e ma imum ou i k u i i a io a e se U e e same co i io s a es -e o queue is i o uce o accommo a e e es -e o a ic a e emai i g a wi is assig e o i Suc a sc e u e o o y im o es e ou i k u i i a io u a so
e a es e Co ec io A missio Co o (CAC co s ai s
A im o e ai a ic s a i g a go i m is a so o ose i is isse a io
I mo i ies e E S a go i m y a i g a ocess o eso e Com e i g
Se ice ime s am s (C o a co o mi g ce s e C is e sum o e co o mi g e a u e ime ( a e se ice ime o i s associa e co ec io
e se ice ime o a co ec io s is e eci oca o e a e o e co ec io y
eso i g e C s am s co o mi g ce s ca e io i i e ase o e a es o
e co ec io s a e a ai a e a wi ca assig e mo e ai y so a is a go i m e uces e s a i g e ay o ig a e co ec io s g ea y is a go i m ca e im eme e y mo i yi g e ie a c ica imi g Queues a ic S a e a c i ec u e easi y
Cu e y e I e e ca o su o Qua i y o Se ice (QoS equi eme s
Wi e g ow o e I e e mo e a mo e a ica io s ema QoS su o
om e e wo ks o mee ese ema s e I eg a e Se ices a c i ec u e was o ose i s y I e e E gi ee i g ask o ce (IE I e I eg a e
Se ices (I Se e wo ks a QoS mec a isms a e ow- ase owe e e e a e ge e a y ousa s e e e o u e ousa s o ows i e e wo k a
e same ime e s a e i o ma io a ocessi g ca a i i y a e o o io a
o e um e o ows e e o e I Se is e i i e y u sca a e o e I e e
I o e o eso e e sca a i i y o em w i e kee i g e QoS su o u c io
i e e ia e Se ices ( i Se a c i ec u e is o ose [ 91]
I e i Se e wo ks e a ic co i io e is o e o e mos im o a
a a e s a e is o e o i s com o e s I e IE a a a e a a i e s a e o i Se e wo ks was o ose [ ] owe e i oes eso e e ai
esou ce s a i g o em o ows i e same c ass I is isse a io a ua
e e eaky ucke a ic S a e ( S a c i ec u e is o ose o e e ge
o es o i Se e wo ks I S a c i ec u e e e a e wo e e s o eaky
ucke s e i s e e is a se o ow- ase eaky ucke s I ca s a e ows ase o e a ic o i e o eac ow so a i ca gua a ee a a ows ca ai y s a e e e wo k esou ces i e same c ass w e ey me ge i o o e c ass e seco o e is a se o c ass- ase eaky ucke s same as a o e a ic s a e s o i e io o es o e i Se e wo ks ey ca gua a ee e agg ega e e a io o a c ass co o mi g o e Se ice e e Ag eeme (S A owe e wo se s o
eaky ucke a ic s a e ee wo se s o so i g u i s a ge e a y e so i g u i omi a es e com e i y o e im eme a io o a a ic s a e I is a e e si e so u io o im eme wo se s o com e so i g u i s i a a ic s a e
A sim i ie S is o ose w ic com i es e wo e e s o eaky ucke s
o o e s age so a o y o e se o so i g u i is ee e e simu a io esu s s ow a e sim i ie S ca eac e goa o S w i e kee i g e
ow im eme a io com e i y
e isse a io is o ga i e as o ows e seco c a e e iews e
e a e wo k i c u i g a ic ma ageme a ic a ame e s e e - i e a ic s a i g a go i ms a QoS i I e e e i c a e esc i es e e ai s o e o ose ie a c ica a ic s a e a c i ec u e a com a es i wi wo o e a c i ec u es I s ows a e ew a c i ec u e as owe im eme a io 5 com e i y a cos I is c a e e e o ma ce e a ua io o e ie a c ica
a ic s a e is gi e a i s ows a e sim i ie im eme a io e o ms as we as e e ac so i g sc eme e ou c a e ese s e a e-a a i e sc e u e im eme e y ie a c ica so i g u i s wi a ooka ea a go i m a gi es e e o ma ce e a ua io I e same c a e e ie a c ica ea wo k-co se i g sc e u e wi es e o a ic is a so gi e I is im eme e y a i g a es -e o queue o accommo a e e es e o a ic a i s ows a
e o ose ec ique im o es e ou i k u i i a io wi ou i c easi g memo y occu a cy a ce oss a io o se ice wi QoS equi eme s e i c a e
e ic s e im o e ai a ic s a i g a go i m a i s im eme a io e
e o ma ce e a ua io s ows a is o ose a ic s a i g a go i m ca gi e
e e ai ess e o ma ce i e a wi a oca io e si c a e o oses
S o e e ge o e o i Se e wo ks a a sim i ie S a c i-
ec u e is o ose o im eme a io u oses e as c a e aws co c usio s CHAPTER 2 RELATED WORK OVERVIEW
e e wo k is ecomi g u iqui ous a mo e a mo e a ica io s equi e e
e wo k o su o ig qua i y o se ice w ic ge e a y as o co sume muc mo e
e wo k esou ces A oug e e wo k ca aci y is i c easi g a a as ou i g
a e use s s i su e om e co ges e e wo k a wi e e e o me o
e ig - a wi equi eme a ica io s is si ua io wi o e a e ia e i e ea u u e [ ] I o e o e a ce e a i i y o a e wo k o o e ig - qua i y se ice gua a ees w i e simu a eous y maki g e icie use o aw e wo k
esou ces so is ica e QoS mec a isms a e o e a o e QoS mec a isms a e a se o ec o ogies a e a e e wo k a mi is a o s o e uce e e a oi
e e ec s o co ges io o a ica io a ic y usi g e wo k esou ces o ima y
a e a y co i ua y a i g ca aci y [ ] e mos commo QoS mec a isms i c u e sc e u i g s a i g o ici g a missio co o i e ige ou i g e c [91]
o mee a o ia e i e e ia e QoS equi eme s e A M o um o ose a
amewo k o ma agi g a ic a co o i g co ges io i A M e wo ks [3 ]
e amewo k co sis s o ma y QoS mec a isms w ic wi e iscusse a e
I is c a e e amewo k o e a ic ma ageme i A M e wo ks is esc i e a ic egu a io s i c u i g a ic esc i o QoS a ame e s a
egu a io a go i m ase o ese a ame e s a e a so iscusse Use s s eci y e
a ic a ame e s o esc i e ei a ic i a qua i a i e mea s Acco i g o e c a ac e is ics a QoS equi eme s o e a ic se ice c asses a e e i e i e
A M e wo ks w ic a e iscusse i e i sec io ase o e a ic i o - ma io a e cu e e wo k s a e a mi is a o s o e e wo k ca e oy CAC
o make a co ec io ecisio O ce e co ec io is acce e e e is a a ic co ac co s uc e A a ic co ac is a ega i i g ag eeme e wee use s a e wo ks [ ] I is e i e y e use s a ic esc i o QoS equi eme a
6 7 co ec io esc i o I e w o e u a io o e commu ica io a mi is a o s em oy Usage/ e wo k a ame e Co o (U C/ C o mo i o w e e e
e a io o e a ic co o ms o e a ic co ac o o o e o -co o mi g
a ic e e a e ma y a go i ms a egu a io s w ic ca e e oye o egu a e i e wi e y use o ici g a s a i g a go i m Ge e ic Ce a e A go i m
(GC A is e ai e a e e is i g e e - i e a ic s a i g a go i ms a e
iscusse i e ou sec io i a y e QoS i e I e e is iscusse a
I Se a i Se a e esc i e a com a e i is c a e
1 r ff M n nt r r
a ic ma ageme is o o ec e e wo k a e e -sys em om co ges io i o e o ac ie e ig e wo k e o ma ce o i e ig QoS gua a ees as we as omo e e e icie use o e e wo k esou ces [3 1 9 ]
I o e o mee suc o ec i es a amewo k o ma agi g a co o i g
a ic a co ges io i A M e wo ks is o ose y A M o um [3 ] I co sis s o e o owi g QoS mec a isms
• Co ec io A missio Co o (CAC
• Usage/ e wo k a ame e Co o (U C/ C ( a ic o ici g
• Ce oss io i y Co o
• a ic S a i g
• e wo k esou ce Ma ageme ( M
• ee ack Co o s
• ame isca (Memo y Ma ageme
• A ow Co o
• O e co o u c io s
I is sec io e u c io s i e QoS amewo k o A M e wo ks a e
iscusse as e o owi g e ce e a ic s a i g w ic wi e s u ie i e ai s i e a e sec io s
• Co ec io A missio Co o (CAC
Co ec io a missio co o is e i s i e o e e se o e e wo k i
o ec i g i se om e cessi e oa s [ 1] I is e i e as e se o ac io s ake
y e e wo k a e ca se u ase (o u i g a ca e ego ia io ase
o e e mi e w e e e co ec io ca e acce e o o O y w e e e
a e su icie e wo k esou ces o accommo a e e ew co ec io wi ou
im ac i g e e o ma ce o o e e is i g co ec io s e ew co ec io
ca e acce e A e i s a ce o e co ec io es a is me e a ic
co ac is o me y ei g ego ia e wi e use u i g e w o e e io
o e co ec io i e ime e e wo k esou ces wi e e oye o sa is y
e QoS equi eme s o e co ec io i i s a ic com ies wi e a ic
co ac [3 5 1 9 ]
I A M e wo ks e CAC is o e e mi e w e e a i ua C a e
Co ec io ( CC o a i ua a Co ec io ( C ca e acce e
I e mu ime ia a ica io sce a io o e ca ca equi e mo e a o e
co ec io e e CAC oce u es a e e o me o eac CC o C [9 ]
Some CAC a go i ms a sc emes a e o ose i [31 9 37 53 75]
• Usage/ e wo k a ame e Co o (U C/ C ( a ic o ici g
e U C a e C a e e i e as a se o ac io s ake y e e wo k
o mo i o a co o a ic co o mi g o e a ic co ac a e Use -
e wo k I e ace (U I a e e wo k- e wo k I e ace ( I es ec-
i e y ey a e a so k ow as a ic o ici g w ic is o e o e mos 9
im o a QoS mec a isms e mai o e o e U C/ C is o o ec
e wo k esou ces om ma icious as we as u i e io a mis e a io y
e ec i g io a io s o ego ia e a ame e s a aki g a o ia e ac io
suc as ma ki g o i g o s a i g [9 ] e wo ks may use i e e
U C/ C a go i m o o ice i e e se ice c asses A go i ms o e
U C/ C a e ima i y ase o e GC A w ic wi e iscusse a e
i is c a e Ma y a ic o ici g a go i ms a e o ose a s u ie i
[ 9 ]
• Ce oss io i y Co o
Ce oss io i y co o is a se o io i y o icy o acce e co ec io s
e e sys em may ase e o icy o ma k e a ic om i e e se ice
ca ego ies i e e Ce oss io i y (C I e a ic is ea e as
sig i ica e e wo k may se ec i e y o ce s wi ow C s o o ec
e QoS o ec i es o ce s wi ig C s [1 19 7 3 ]
W e a a ic is o co o mi g o i s a ic co ac e e i s co ac
s eci ies a ig C o i i ca e ma ke as ow io i y o o ec o e
co o mi g a ic om e o ma ce eg a a io ue o e mis e a io o
some co ec io
• a ic S a i g
a ic s a i g mec a isms a e use o mo i y e a ic c a ac e is ics i a
esi e ma e [3 ] ey wi e iscusse i e a e sec io s
• e wo k esou ce Ma ageme ( M
e se ice c assi ica io mo e makes e ogica se a a io o co ec io s
acco i g o se ice c a ac e is ics ossi e w i e e i ua a s makes
e ce sc e u i g a esou ce o isio i g o e a e o o i e a o ia e 1
iso a io a access o esou ces Cs ay a key o e i e wo k esou ce
ma ageme [3 ]
a wi co o e uces e equi e a wi ue o e s a is ica
mu i e i g c a ac e is ics a o i es i e a wi assig me g a u-
a i y so a e a wi o a ca e ecise y ai o e o mee e
ema [9 ] e e ai s o e esou ce ma ageme ca e ou i [17 5
5 77 5 ]
• ame isca (Memo y Ma ageme
I A M e wo ks i a ce is isca e i may ea o u e aye o isca
e w o e ame o acke I is mo e e ec i e o isca a e ame e e
a e a a e ce e e ame isca may e a oi co ges io co a se
a ca i c ease goo u [3 ]
a ia acke isca ( a Ea y acke isca (E a e wo wi e y
use ame isca sc emes
— a ia acke isca ( I a ce om a acke is o e om a
swi c u e e su seque ce s i a acke a e a so isca e [ 1]
— Ea y acke isca (E W e a swi c u e eac es a es o
e e u e o e i is ac ua y equi e o isca a y ce s ue o u e
o e ow a e i e acke is o e e w e e swi c se ses
a co ges io is egi i g a a ce isca may soo e ecessa y
i egi s o o some acke s wi ow io i y so a i ca gua a ee
e goo u o acke s wi ig e io i y o some e e [ 1]
Ma y mo i ie e sio s o ese sc emes a e o ose a s u ie i [11
33 3 51 ]
• ee ack Co o s 11
ee ack co o is e i e as e se o ac io s ake y o e e wo k
a use s o egu a e e a ic su mi e o e co ec io s acco i g o e
ee ack o e s a e o e wo k e eme s e ai s o ee ack co o ca e
ou i [3 5 55 ]
r ff r t r nd Q S r t r
a ic a ame e s esc i e e c a ac e is ics o a co ec io ey ca e g ou e i o e sou ce a ic esc i o a e co ec io a ic esc i o
e sou ce a ic esc i o esc i es e i i sic c a ac e is ics o a sou ce e co ec io a ic esc i o esc i es e a ic c a ac e is ics a s a a i e
e wo k i e aces [1 3 ]
• Sou ce a ic esc i o
e sou ce a ic esc i o is a se o a ame e s w ic ca u es e i i sic
c a ac e is ics o a sou ce I is use o eques a co ec io es a is me y
e sou ce e mai a ame e s a e eak Ce a e ( C Sus ai a e Ce
a e (SC Ma imum u s Si e (M S a Mi imum Ce a e (MC
y es o sou ce a ic esc i o s a e e e e o e A M se ice ca ego ies
w ic a e is e i ig o e se ices C SC a M S a e a
e i e u o C o y e C is e i e ese a ame e s a e e ai e
as o ows
1 eak Ce a e ( C e C s eci ies e u e ou o e sou ce
a e E o ceme o is ou y e U C a ows e e wo k o e a o
o a oca e su icie esou ces o e su e a e e wo k e o ma ce
o ec i es (e g o Ce oss a io ca e ac ie e e i e se o C
is e eak emissio i e a o e co ec io p w ic is e o ce y
U C i e ea o e a io [3 ] 1
Sus ai a e Ce a e (SC e SC i ica es e u e ou o e
co o mi g a e age a e o a A M co ec io o e ime sca es w ic a e
o g e a i e o ose o w ic e C is e i e E o ceme o is
ou y e U C cou a ow e e wo k o a oca e su icie esou ces
ess a ose ase o e C a s i e su e a e e o ma ce
o ec i es ca e ac ie e Simi a y e i e se o SC 3 is e o ce
y U C i e ea o e a io [3 ]
3 Ma imum u s Si e (M S e M S is e ma imum um e o ce s
a smi e i C M S oge e wi C a SC may e e mi e
e u s o e a ce (
Mi imum Ce a e (MC e MC is e a e a w ic e sou ce
is a ways a owe o se is is e mi imum a oca e a wi o a
co ec io
• Co ec io a ic esc i o
e co ec io a ic esc i o s eci ies e a ic c a ac e is ics o a
A M co ec io e co ec io a ic esc i o i c u es e sou ce a ic
esc i o e Ce e ay a ia io o e a ce (C u s o e a ce (
a e co o ma ce e i i io a is use o s eci y e co o mi g ce s o
e co ec io
1 Ce e ay a ia io o e a ce (C A M aye u c io s (e g ce
mu i e i g OAM ce s a o e ysica aye o e ea may a e e
a ic c a ac e is ics o co ec io s y i o uci g Ce e ay a ia io
Co seque y e eak emissio i e a may e a ec e w ic may
ea o ce c um i g e ome o e u e ou o e "c um i g"
measu e is e C C is e i e i e a io o e C acco i g
o e GC A e o e y GC A( C 13
u s o e a ce ( a so s eci ies e u e ou o ce c um i g
e ome o wi es ec o e sus ai a e emissio i e a 3 Co se-
que y is e i e i e a io o e SC acco i g o GC A( s
3 Co o ma ce e i i io e co o ma ce o ce s o a co ec io is
e i e i e a io o e co o ma ce a go i m a co es o i g
a ame e s s eci ie i e co ec io a ic esc i o I a ic
co ac a co o ma ce e i i io ase o e co o ma ce a go i m
GC A is e i e We wi e ai e e ai s o e GC A a e
• QoS a ame e s
I is su sec io e ego ia e QoS a ame e s a e esc i e ey a e
Ma imum Ce a s e e ay (Ma C eak- o- eak Ce e ay a ia io
( - o- C a Ce oss a io (C
1 Ma C e measu e Ce a s e e ay (C is e i e as e
e a se ime e wee a ce e i e e a e sou ce oi a e
co es o i g ce e y e e a e es i a io oi o a a icu a
co ec io I is e sum o e o a i e - o e a smissio e ay a
e o a o e ocessi g e ay e wee ese wo oi s ig 1 s ows
e o a i i y e si y u c io o e C a e a es i o ma C
a - o- C a ame e s
e ma C s eci ie o a co ec io is e (1 — a qua i e o C
eak- o- eak C e eak- o- eak C is e i e e ce e wee e
ma C a e i e C as s ow i ig 1 e i e C
is e e ie ce y a y e i e e ce o a co ec io u i g e e i e
co ec io o i g ime
wo me o s a e e i e o measu e e C 4
r 2 Cell Transfer Delay Probability Density Model [34]
— One-point CDV: The one-point CDV for k (y k ) at a measurement
point is defined as the difference between the cell's reference time (ck )
and actual arrival time (a k )at the same measurement point:
. The reference time is defined as:
Positive one-point CDV means cell clumping phenomenon observed;
and the negative one corresponds to gaps in the cell stream. The
reference arrival time defined above eliminates the effect of gaps and
provides a measurement of cell clumping.
Two-point CDV: The two-point CDV is the variability in the pattern
of cell arrival events observed at the output of a measurement point
with reference to the pattern of the corresponding events observed at 15
e i u o a o e measu eme oi e wo- oi C o ce
k ( k e wee wo measu eme oi s is e i e e ce e wee e
a so u e C o ce k (xk ) e wee ese wo oi s a a e i e
e e e ce C ( 1 e wee e same oi s k xk — 1 e
a so u e C (xk ) o ce k e wee wo measu eme oi s is e
same as C e e e e ce C ( 1 e wee ese wo oi s is
e a so u e C e e ie ce y a e e e ce ce e wee e wo
measu eme oi s
3 Ce oss a io e Ce oss a io is e i e o a co ec io as
e Ce oss a io a ame e is e a ue o C a e e wo k ag ees
o o e as a o ec i e o e e i e ime o e co ec io
3 A M Se ice C asses
A M o um s a ic Ma ageme e sio s eci ies ou mai se ice c asses
ase o e a ic c a ac e is ics a QoS equi eme s ey a e Co s a i
a e (C se ice a ia e i a e ( se ice w ic a so i c u es ea - ime
( a o - ea - ime ( a ic U s eci ie i a e (U se ice a
A ai a e i a e (A se ice [3 ]
ig s ows e is o A M a ic a ame e s o eac se ice ca ego y
C is a se ice ca ego y o co ec io s a eques a s a ic amou o a wi a is co i uous y a ai a e u i g e co ec io i e ime [3 ]
e ce i e a s i e C a e a mos co s a C o e s co sis e e ay
e ic a i i y o ci cui -swi c e se ices o ease i e se ices wi gua a ee
a wi a oca io C a ic (e g oice a ic su o e y e co e io a
e e o e e wo k equi es e eak Ce a e a wi a oca io o a A M 1
A M aye Se ice Ca ego y A i u e C - - U A C C C C C C a ic C SC SC C MC a ame e C M S M S C - C - C ma C QoS ma C C C a ame e C C Co o ma ce GC A(1/ C C GC A(1/ C C GC A(1/ C C GC A(1/ C C y amic_ e i i io GC A(1/SC GC A(1/SC GC A
r A M Se ice Ca ego y A i u es [3 ] co ec io [9 ] C se ice is i e e o su o ea - ime a ica io s w ic a e se si i e o e e ay a e ay a ia io [ 7 ] I e C ca a i i y e sou ce may emi i e ce s a o e ow e C I a so may e e e ose ce s w ic a e
e aye eyo e s eci ie ma C [3 ]
is a se ice ca ego y o e a ia e- i - a e- y e a ic i w ic e ce i e a is o co s a a ic is esc i e y C SC M S I oes o a ways equi e e a oca io o e C a wi e a wi a oca io o
a ic is ase o i s C a SC ge e a y e wee ese wo a ue [9 ]
e e o e se ice is goo o e a wi u i i a io a C se ice i w ic i is a ways a oca e e C a wi i c u es wo y es o a ic
ey a e
• ea - ime ( - se ice i is i e e o ea - ime a ica io s
w ic equi e co s ai e e ay a e ay a ia io Sou ces a e e ec e
o a smi a a a e w ic a ies wi ime I mea s a e sou ce ca e
esc i e as " u s y" [3 ] I s QoS equi eme s i c u e e ma C I ca
su o s a is ica mu i e i g o ea - ime sou ces a ge a e a i e y ig
a wi u i i a io I was s u ie i [3 57 59 ] 17
• o - ea - ime ( - se ice i is i e e o o - ea - ime a i-
ca io s w ic a e u s y a ic c a ac e is ics Ce s e e ie ce a ow ce
oss a io w e ey a e co o mi g o e a ic co ac o e ay ou s
a e s eci ie i is se ice ca ego y [3 ]
U is a se ice ca ego y o o - ea - ime a ica io I U e C a
C o eac co ec io a e o gua a ee A oug i is a so esc i e y C
e a ue o C is us i o ma io a e e wo k may o a oca e a wi
ase o i s C e U se ice is se e w e e e e e wo k esou ces a e a ai a e I is ike a es -e o a ic [1 9 5 5] e U a ic wi e o e
i s w e e e wo k is co ges e [3 9 ]
A is a se ice a i s A M aye a s e c a ac e is ics may c a ge ase o e a ai a e e wo k esou ces u i g e co ec io i e ime A ow co o mec a ism mus e use o co o e sou ce a e i es o se o c a gi g A M aye
a s e c a ac e is ics [ 1 5 93 1 ] I o e o ge e i o ma io o a ai a e
e wo k esou ces se e a y es o ee ack a e su o e i A ca a i i y e
A se ices oes gua a ee e e ay a e ay a ia io so i ca o e o
ea - ime a ica io s e A is esc i e y C a MC w ic esig a e
e ma imum equi e a wi a a mi imum usa e a wi es ec i e y
e a ai a e a wi o e e wo k may a y u s a o ecome ess a
MC [3 9 ]
r ff Sh p n
I A M e wo ks i e e is a y ce o -co o mi g o e a ic co ac es a -
is e a e i s a ce o acce a ce o e co ec io e wo k o e a o s ca o o
ag e o -co o mi g ce s ey a so ca use a ic s a e o s a e e s eam
a is e ay e o -co o mi g ce i i s co o mi g e a u e ime(
e e a e ma y a go i ms a ca e use o ca cu a e e co o mi g 1 suc as um i g wi ow [ 7 9 ] mo i g wi ow [ ] e o e ia y weig e mo i g a e age [ 7 ] e c owe e e mos wi e y acce e a ic s a i g a sc e u i g a go i m is Ge e ic Ce a e A go i m (GC A a so k ow as eaky
ucke A go i m
1 G n r C ll t Al r th
e GC A is use o e i e co o ma ce wi es ec o e a ic co ac I is we k ow as eaky ucke A go i m [13 15] e GC A is a i ua sc e u i g
a go i m o a co i uous-s a e eaky- ucke a go i m e GC A is e i e wi
wo a ame e s e I c eme (I a e imi ( a e o e as GC A(I
e asic ocess o is a go i m is esc i e y A M o um [3 ] as i ig 3
e e a a io o e owc a o ows e i ua sc e u i g a go i m
u a es e eo e ica A i a ime ( A w ic is e omi a a i a ime o
e ce assumi g equa y s ace ce s w e e sou ce is ac i e I e ac ua a i a
ime o a ce is o oo ea y com a e o e A i a icu a e ac ua a i a
ime is o ea ie a A — e e ce is co o mi g O e wise e ce
is o co o mi g e co i uous-s a e eaky- ucke a go i m ca e iewe as
i i e-ca aci y ucke w ose ea - a ue co e ai s ou a a co i uous a e o
1 u i o co e e ime u i a w ose co e is i c ease y e i c eme I
o eac co o mi g ce I a a ce a i a e co e o e ucke is ess a
o equa o e imi a ue e e ce is co o mi g O e wise e ce is
o -co o mi g e ca aci y o e ucke is + I [3 ] e e ic io o e
GC A(I is s ow i e ig
Acco i g o e i i i ua co ec io s a ic co ac a ic s a e assig s
a co o ma ce ime o eac i comi g ce usi g e GC A W e a ce a i es e
GC A u a es e eaky ucke e e acco i g o e ew a i a ime A (k 19
I UA SC E U I G CO I UOUS-S A E A GO I M EAKY UCKE A GO I M
A (k eo e ica A i a ime o ce k a ue o e eaky ucke cou e A (k ea A i a ime o ce k Au i a y a ia e I C I c eme o eaky ucke cou e IM imi o e eaky ucke cou e C as Co o mi g ime
r 3 Ge e ic Ce a e A go i m [3 ]
r e ic io o GC A(I [ 1]
a e as ca cu a e Com ia ce ime C
I e u a e eaky ucke e e X' e cee s e imi o ucke ( e is is a
o -co o mi g ce a s ou e e aye a eas X' — L . O e wise is is a
co o mi g ce a s ou e assig e a co o ma ce ime equa o RAT(k) [ 9]
Ge e a y e ua eaky ucke a go i m is em oye o co o e u s y
a a se ice [ 3] e e a e ou a ic a ame e s associa e wi ua eaky ucke
a go i m C C SC e ua eaky ucke a go i m is e o e y
GC RA(T , r, T,, r3 ), i w ic is e eak Emissio I e a T3 is e Sus ai e
Emissio I e a T = A τp CDVT, Ts= 1/SCR,=O e s o BT. e eaky
ucke s is e i e y a p w ic is use o e imi a e e sus ai e ig a e
u sma u s si e e ome o a o e is e i e y T3 a e w ic is use
o co o e sus ai e me ium a e u wi e y a ge u s si e e ome o
W e e e is a c us e o ce s comi g a a ig s ee e e e e g o e c us e
is sma i may make e ucke associa e wi e C u e e ce s a e
e aye so a e a e is e uce a co ges io may e a oi e I a o e case
a oug e a e o e ce s a e mo e a e us i e ig e a e SC owe e
i e e g o u s is e y a ge i a so may ea o e eaky ucke associa e wi
e SC u e is SC ucke ca co o suc a ki o u s s e e o e
e ua eaky ucke a go i m ca co o e u s y a a muc mo e e icie
a si g e eaky ucke a go i m e a go i m o eac eaky ucke is as same
as ig 3 esc i es e eaky ucke e e s a e e o e y X , X , a u a e
eaky ucke e e s a e e o e y X's , X; es ec i e y
o a i comi g ce i i oes o co o m o a yo e o e eaky ucke s i is
u ge as o -co o mi g ce a s ou e assig e a co o mi g e a u e ime 1 i w ic is e ea ime o cu e ime
Ev nt- r v n r ff Sh p n Al r th
ase o e GC A e a ic s a e assig s co o mi g o eac i comi g ce so a i ca sc e u e ei a smissio o e assig me o e a u e ime wo e e - i e a ic s a i g a go i ms a e o ose A i a E e i e a ic
S a i g a go i m a e a u e E e i e a ic S a i g a go i m [15 1
]
1 Arr v l Ev nt r v n r ff Sh p n Al r th (AE S A i a
E e i e a ic S a i g A go i m (AE S is e co e io a eaky ucke a go i m w ic is ecomme e y A M o um [3 ] I AE S w i e a ew ce is ecei e a a e e o i s associa e i ua Co ec io Queue ( CQ i s
e a u e ime wi e ca cu a e ase o e ca cu a e o e e ious ce i e same CQ usi g GC A e eaky ucke e e wi e u a e a e same
ime [1 ] e a go i m is s ow i ig 5
A e am e o AE S is s ow i ig
I is e am e e e is o y o e co ec io is co ec io s i c eme
1= a e imi = a is = a = e ca aci y o e ucke is
+ = + = e ou u o e a ic s a e is a s ic co o mi g a ic ow o e a u e ce makes e eaky ucke o e ow
owe e o AE S a oug e ou u o eac co ec io com ies wi i s ow eaky ucke a ame e s as mu i e e o e ou i k eac s a e ce may io a e e s a i g a ame e ecause o e co e io amo g e igi e ce s o
a smissio [15] I e e ious ce o o e CQ is e aye ue o oss o co e io
e successi e ce o e same CQ may e assig e a im o e ase o e ca cu a e o e e ious ce w ic is ea ie a i s ea e a u e ime Suc
A ea A i a ime; e a u e ime; S Au i ia y a ia e e e o e eaky ucke associa e wi eak_ce _ a e; IM_ imi o e eaky ucke associa e wi eak_ce _ a e; S e e o e eaky ucke associa e wi Sus ai a e_ce _ a e; IM_S imi o e eaky ucke associa e wi Sus ai a e_ce _ a e; _S I c easeme i e a o e eaky ucke associa e wi C _ I c easeme i e a o e eaky ucke associa e wi SC ;
r 5 A i a E e i e a ic S a i g A go i m 2
r 2 6 An Example of DT Calculation Diagram for AEDTS (L=2, 1=4, GCRA(4, 2)) 24
Figure 2.7 Clumping Phenomenon in AEDTS (both connections with L=2, I=4) improper assignment of DT may clump the successive cell sequence so that it leads to a larger Cell Delay Variation which may violate the traffic contract CDVT and
BT. This problem is shown in Fig. 2.7.
In this scenario, after the multiplexing, due to the first cell of connection 1 loses its contention, and has to be delayed one cell slot, the first two cells of connection 1 are clumped together, and violate the traffic contract, overflow the bucket. It shows that the AEDTS may not guarantee the multiplexed connections strict compliant to their individual traffic contract any more. 5
p rt r Ev nt r v n r ff Sh p n Al r th ( E S
I o e o s ic y imi e C a a e ou u o e s a i g mu i-
e e [15 ] e a u e E e i e a ic S a i g A go i m ( E S is
o ose Com a e o e a i io a GC A w ic is AE S i E S ucke
e e u a e a ca cu a io a e e o me o y w e e e ious ce o e same co ec io e a s om e mu i e e e a go i m is s ow i ig
A e am e o ca cu a io o E S is s ow i ig 9
I is e am e e e is o y o e co ec io I is same as i AE S i is sce a io owe e w e mu i e co ec io s a e mu i e e oge e e E S
eso es e c um i g o em w ic is s ow i ig 1
ecause e is ca cu a e ase o e ea o e e ious ce o e same co ec io E S ca gua a ee s ic co o mi g o C a ue o eac co ec io Mea w i e i eac ime s o o y o e ce is a smi e so o y o e
ew co o ma ce ime is ca cu a e w ic a so e imi a es e o e eck ue
o mu i e ca cu a io o mo e a o e ce a i i g a e same ce s o i
AE S
5 Q S n Int rn t
Wi e I e e e o es om a es e o e wo k o a e wo k su o i g QoS
e IE as o ose ma y se ice mo e s a mec a isms o mee e ema o
QoS I eg a e Se ices (I Se amewo k a i e e ia e Se ices ( i Se
amewo k a e wo o e mos im o a o osa s
5 1 Int r t d S rv nd S
S is a sig a i g o oco a ca e use y os s o eques esou ce ese -
a io s oug a e wo k a se u a s [ 91 1 1] e I Se mo e is a
amewo k o o i i g e - o-e se ices i e co e o S sig a i g I is
ea e a u e ime; e e o e eaky ucke associa e wi C ; Assig e e a u e ime; IM imi o e eaky ucke associa e wi C ; _ _S I c easeme o eaky ucke s; S e e o e eaky ucke associa e wi SC ; S Au i ia y a ia e IM_S imi o e eaky ucke associa e wi SC ;
r e a u e E e i e a ic S a i g A go i m 7
r 9 An Example of DT Calculation Diagram of DEDTS (L=2, 1=4)
r 1 An Example of DT Calculation of DEDTS in Multiplexing Scenario (both connections with L=2, 1=4) 9 c a ac e i e y esou ce ese a io I Se assumes a e wo k e ices su o
a ic a i g mec a isms w ic gua a ee se ice o eac a ic ow i s ic iso a io om o e a ic ows I e i eg a e se ices mo e [9] e e a e ee se ice c asses ey a e
• Gua a ee Se ice i is o a ica io s equi i g i e e ay ou [7 91];
• Co o e - oa Se ice i is o a ica io s equi i g e ia e a e a ce
es -e o se ice [ 9 91];
• es -e o Se ice i is o e a i io a I e e a ica io s
e i oso y o is mo e is a " e e is a i esca a e equi eme o
ou e s o e a e o ese e esou ces i o e o o i e s ecia QoS o s eci ic use
acke s eams o ows is i u equi es ow-s eci ic s a e i e ou e s" [9
91] S was i e e o ese e esou ces o a ica io s e S sig a i g
ocess is i us a e i ig 11
e w o e ocess is esc i e as e o owi g
1 e se e ge e a es S message k ow as e A message e A
message ca ies e i o ma io o e a ic esc i io I i c u es e
i e i y o e se e e se i g a ica io e a ic o i e a e c assi-
ica io c i e ia y w ic e a ic ca e ecog i e [ ]
e se e se s is A message o e ecei e s eci yi g e c a ac e -
is ics o e a ic E e y i e me ia e e wo k e ice suc as a ou e a o g
e a i s a s e A s a e a o wa s e A message o e e
o e e mi e y e ou i g o oco
3 W e e ecei e ge s is A message i es o s wi a ES message
o eques esou ces o e ow E e y i e me ia e ou e a o g e a ca igu e 11 RSVP Signaling Process
apply admission control to determine whether the request of the RESV message
is accepted or not. If the request is accepted, link bandwidth and buffer space are allocated for the flow, and related flow state information wi be installed in the network device. When a device rejects a request, error messages are
sent along the data path, notifying other RSVP-aware devices of the admission
control failure [4, 91].
Recently, the RSVP has been modified and extended in several ways to reserve resources for aggregation of flows, to set up explicit routes (ERs) with QoS requirements, and to do some other signaling tasks [32, 38, 63].
IETF proposed a reference implementation framework to realize the IntServ/RSVP model. This framework consists of four components: the packet scheduler, the 31 a missio co o ou i e e c assi ie a e ese a io se u o oco [9] e im eme a io e e e ce mo e is s ow i ig 1
Figure 2.12 e Im eme a io e e e ce Mo e o I Se / S [9]
e acke sc e u e ma ages e o wa i g o i e e acke s eams usi g a se o queues a queue ma ageme o icy a u s some sc e u i g a go i m
e c assi ie c assi ies o ma s eac i comi g acke i o i e e c asses a a acke s i e same c ass ge e same ea me om e acke sc e u e
e c assi yi g o ma i g may e ase u o e co e s o e e is i g acke
ea e (s a /o some a i io a c assi ica io um e a e o eac acke e a missio co o e e mi es w e e e e a e e oug esou ces o e ew ow wi ou im ac i g e e is i g co ec io s i e e wo k ase o is ecisio
e e wo k e ice c ooses o acce o e ec e ew ow e ou com o e is e S I se s u a a o e ew ow as we as c ea es a mai ai s 3 flow-specific state in the endpoint hosts and in network devices along the path of the flow [9]. The IntServ network model makes a fundamental change to the concept of the
Internet architecture. It requires that all flow-related information should be in the end systems. This scheme can guarantee the QoS for each flow [25, 91]. However, it also leads to some problems:
• The amount of state information increases proportionally to the number of flows. In the current Internet, there can be thousands, ten thousands, even
hundred thousands of flows simultaneously. This architecture is definitely unscalable [91].
• The implementation complexity of the network device is very high. Each device must have the packet scheduler, classifier, admission control, and RSVP. It also
leads to the scalability problem [4, 91].
5 ff r nt t d S rv
5 1 M t v t n f r ffS r Because of the difficulty in implementing and deploying the IntServ/RSVP architecture, differentiated services (DiffServ) architecture is proposed by the IETF to resolve the scalability problem in the
IntServ/RSVP model. DiffServ is a traffic handling mechanism [4]. It defines a field in packets' IP headers, called the diffserv codepoint (DSCP). It is six-bit wide in IPv6, and three-bit wide in IPv4 which is also called type of service (TOS) in IPv4 header. In addition, it defines a base set of packet forwarding treatments, called the per-hop behavior, or PHBs [66]. By marking the DSCP of packets differently, the network devices can classify packets and apply specific queueing behavior based on the results of the classification. Traffic from multiple flows having similar QoS requirements is marked with the same DSCP, thus aggregating the flows to a common queue or scheduling 33
e a io e is i guis i g ea u e o i Se is i s sca a i i y [ ] I is ecause a
e agg ega e a ic a i g mec a isms equi e sig i ica y ess s a e i o ma io a ocessi g ca a i i y i e wo k o es a ei e - ow cou e a s
5 C nf r t n f ffS r t r I e i Se mo e o ose
y e IE e i Se e wo k is co igu e o o i e ma y se ices o i s cus ome s ese se ices a e s eci ie y e service level agreement (S A e
S A is e i e a e i s a ce a e cus ome s su mi a ic o e i Se
e wo k s i g ess ou e A S A may s eci y e a ic o i e se ice c ass a
e su mi e a ic e o gs o QoS equi eme s e c e a mi is a o o e
i Se e wo k wi use w a e e o isio i g a co igu a io oo s a e a ai a e
o mee e S A o ose co o mi g a ic [ ] A S A ca e s a ic o y amic
S a ic S As a e ego ia e o a egu a ime i e a w ic is a ge e a y e a i e
o g e m Cus ome s wi y amic S As mus use a sig a i g o oco (e g S
o eques se ices o ema [91]
I a i Se e wo k ou e s a e i g ess oi wou e co igu e o c assi y a ic ase o e I a esses o s i acke ea e s a i s S A e
ou e s wou e co igu e o ma k e S ie o acke s wi o e o SC s ase o e c assi ica io esu s e i e a ou e s o e i Se e wo ks wou e co igu e o c assi y acke s ase o SC a i ec em o a co es o i g queue Queues wou e co igu e o sa is y ce ai se ice c a ac e is ics s eci ie
y e S As [ ]
I o e o o i e e QoS gua a ee o e co o mi g a ic e a ic co i io i g mus e e ecu e e a ic co i io i g is a se o co o u c io s
a ca e a ie o a e a io agg ega e a ica io ow o o e su se o
a ic ey may i c u e me e i g o ici g s a i g a acke ma ki g as s ow i ig 1 [5 ] e c assi ica io o ici g sc e u i g a s a i g u es use 3 a e i g ess ou e s a e e i e om e S As [91] e a ic co i io i g is
y ica y e oye i e i g ess ou e s Ge e a y e acke s a e c assi ie o ice a ossi y s a e a sc e u e i i Se ou a y o es
5 3 S rv Cl n ffS r t r I a i Se e wo k ma y se ices ca e o i e ey a e i c u e
• emium Se ice I o i es ow- e ay a ow- i e se ice o cus ome s
a ge e a e i e eak i a e a ic emium se ice is sui a e o
ose ea - ime a ica io s suc as I e e e e o y i eoco e e ci g
e c e S A o e emium se ices s ou s eci y a esi e eak i -
a e o a s eci ic ow o a agg ega io o ows e I e e se ice o i e
(IS gua a ees a e co ac e a wi wi e a ai a e w e e
co o mi g a ic is se
• Assu e Se ice I is o a ica io s equi i g e e e ia i i y a es -
e o se ice e e i imes o e wo k co ges io e S As o assu e
se ices wi s eci y e amou o a wi a oca e o e cus ome s a
cus ome s emse es e e mi e ow ey s a e a amou o a wi
• O ym ic Se ice I o i es ee ie s o se ices go si e a o e
wi ec easi g qua i y [ 7 91]
5 Ch r t r t f th ffS r M d l i Se mo e as wo mos
is i guis i g ea u es i e e om e I Se mo e ey a e
• O e is a e e a e o y a sma imi e um e o se ice c asses i ica e y
e S ie a e amou o s a e i o ma io is o o io a o e um e
o c asses a e a e um e ows so e ma ageme com e i y o e
s a e i o ma io a e e ice ocessi g owe a e e uce g ea y 35
• A o e o e is a so is ica e c assi ica io ma ki g o ici g a s a i g
o e a io a e o y ee e a e ou a y o e e wo ks ose co e e wo k
e ices o y a e o ea wi e a io agg ega e ( A c assi ica io Co se-
que y i is easie a mo e cos e icie o im eme a e oy i Se
e wo ks a eso e e sca a i i y o em i e I Se y mo e [ 91]
5 5 A C ntr l t th Ed f th ffS r t r I i Se
e wo ks a a ic co o mec a isms a e c ass- ase owe e access e wo ks suc as oca a ea e wo ks may ea wi a ic as i i i ua ows so e co e ge ce a e e ge o e i Se e wo k is a im o a issue I is
isse a io e a ic s a i g mec a ism is e e e o e i Se e wo k e i o me o im eme e ai co e ge ce a e e ge o e i Se e wo ks a a im eme a io sc eme o e access co o is o ose C A E 3
E IE A C ICA IMI G QUEUES A IC S A E
3 1 Mo i a io o e ie a c ica imi g Queues a ic S a e
e e a e ma y a c i ec u es o ose o im eme s a i g u c io ese a c i-
ec u es a e c assi ie as ei e i ec E ac So i g [15 1 ] o a e ase
G ou i g a c i ec u es i is esis [73] I is sec io e e is i g a ic s a e a c i ec u es a e esc i e a ei o ems a e oi e ou
3 1 1 E is i g a ic S a e A c i ec u es
3 1 1 1 i ec E ac So i g A c i ec u e i ec E ac So i g a c i ec u e is s ow i ig 3 1 is a c i ec u e em oys e - i ua -Co ec io -Queue
igu e 3 1 i ec E ac So i g A c i ec u e
( e - CQ s uc u e a e i u o o owi g e e - CQ e e is a so i g u i I is a se o imi g queues w ic is o me ase o e i comi g ce s co o mi g e a u e ime( A e ou u o a e a u e Queue ( Q is use o s o e ce s wi e co o ma ce ime ue o o e ue
3 37
I eac ce s o i e Q is o em y i s ea o i e ( o ce wi co ec io I i wi e se e e acco i g o e a ic co ac o co ec io i a ew o is co ec io wi e ca cu a e y i s associa e ua eaky ucke s
ase o e ew e e o ce o co ec io i wi e a e e o o e o
imi g queues O ce e ea ime oi e oi s o a imi g queue a ce s i
e queue ecome ue e ce ey a e a e e o e Q I e i ec E ac
So i g a c i ec u e a ce s wi e same a e a e e o e same imi g queue so e o a ce ecomes e seque ce um e i ica i g w ic imi g queue e ce s ou e a e e o is is e key oi o is a c i ec u e
e imi g queue sc eme ca e uce e im eme a io com e i y o e e ac so i g o ime s am s Es ecia y i a oi s com a iso a i se io o e a io s w ic a e ime-co sumi g ue o E S i o y ee s o ca cu a e o e
ime s am a ue e ce s o owe e o a wa e im eme a io e um e o e imi g queues ca o e i i i e e imi g queue seque ce um e s s ou
e euse o e ese e ime s am s I e ma imum seque ce um e is M-1
e e ca o y e M imi g queues I o e o a oi co usio e wee a
+M i s ou gua a ee a e a es o a ce ei g a e e i o e
imi g queues is o a ge a +(M-1 I e a e o a co ec io is e o e
y e e ea o i e ( O ce o e s owes co ec io ca e assig e a
a mos 1 i o e u u e I o y o e ce om eac co ec io is ke o n s ay i e so i g u i o y ce s w ic a e a mos 1/ mi a ea o e s ou
e accommo a e i e so i g u i I o e o sa is y e ig s ee co ec io
e o ma ce accu acy 1/ m a s ou e c ose as e imi g queue g a u a i y
e e o e i e esig o is sys em e um e o imi g queues M s ou sa is y e i equa i y e ow 3
There is a shortcoming in the scalability of this architecture. When a broadband network should accept a great number of connections with very wide range of rates, the value M will be very large. With the range of rates increasing, the value of M will increase linearly, which means that the complexity of the implementation of this architecture is
So this architecture is not suitable for accommodating connections with a very wide range of rates.
3 1 1 a e- ase G ou i g A c i ec u e In order to improve the scalability and reduce the complexity of implementation of the Direct Exact Sorting, Rate-Based
Grouping Architecture was proposed in [73], as shown in Fig.3.2.
igu e 3 Rate-Based Grouping Traffic Shaper
I this scheme, all connections are grouped based on their rates so that each group only needs to shape its connections with a small range of rates. Each group 39 uses a se a a e s a e a co sis s o imi g queues a a e a u e queue as s ow i ig 3 1
e i e e g a u a i y a ame e o g ou i (w ic is use o co o e g a u a i y o i s g ou i mi i ma e e mi imum a ma imum co ec io
a es o g ou i a e e um e o g ou s i e w o e sys em e g ou i
so e um e o imi g queues o g ou i wi e
I we i i e e a es u i o m y suc a o a i i ma / i mi = 771, e e o a
um e o imi g queues wi e E _7 i m i I co as o e um e o imi g queues o e i ec E ac So i g w ic is
is sc eme ea y e uce e um e o imi g queues ecause e e a e mo e
a o e g ou o co ec io s a eac g ou as i s ow Q e e s ou e a g ou a i a io ogic o a i a e w ic g ou ca a smi i s o co o mi g ce
A i io a y i o e o kee e um e o imi g queues sma e oug o ow a e co ec io s a ge imi g queue g a u a i y s ou e c ose Co seque y o e
ow a e co ec io e a e age ce e ay i c eases e a ge e g a u a i y e wo se e e o ma ce o co ec io s e e ai s o e imi g queue g a u a i y
o em wi e e ai e i e e su sec io
3 1 r bl n th Ex t n r ff Sh p r Ar h t t r
I o e o u e s a e o ems i e e is i g a ic s a e a c i ec u e imi g queue g a u a i y s ou e e ai e i e ai s e imi g queue g a u a i y mea s
e a ge o ime s o s a eac imi g queue e ese s E am es a e s ow i
ig 3 3 I e imi g queue g a u a i y is c ose as o e s o e k imi g queue e ese s s o k a a ce s i is imi g queue a e same w ic is equa o k a a ce s i is imi g queue wi e a e e i o e Q a s o k w ic is ei e ac assig e e e o e i is sai a e e ac so i g is im eme e I e imi g queue g a u a i y is c ose as 1 s o s e k imi g queue e ese s s o k o s o k+99 A ce s wi equa o a ue e wee k a k+99 wi e a e e i o is imi g queue a ey wi e a e e i o Q a s o k+99 e e o e ce wi equa o k Co seque y e a ge e imi g queue g a u a i y e a ge e sys em e ay o e i comi g ce
r 3 3 imi g Queue G a u a i y e ic io
e i ec E ac So i g a c i ec u e im eme s e e ac so i g a gua a ees ow sys em e ay o a co ec io s wi ou e a e ay ue o e coa se so i g owe e i is o sca a e o e e wo k wi a wi e a ge o e
a es is i u io ecause i s im eme a io com e i y is
e a e- ase G ou i g a ic s a e e uces um e o imi g queues
u e imi g queue g a u a i ies o e ow a e g ou s a e a ge a a
o e ig a e g ou s I ea s o e e o ma ce eg a a io o co ec io s 1
e o gi g o e ow a e g ou s e a e- ase G ou i g a c i ec u e e uces
e im eme a io com e i y a e ice o e e o ma ce eg a a io o e
ow a e co ec io s is a c i ec u e a so equi es e im eme a io o a g ou a i a o w ic i c eases e im eme a io com e i y Mo e im o a y is sc eme equi es a eco igu a io o imi g queues a a e g ou s w e e e e e is a sig i ica c a ge i o e a co ec io mi u e O e wise e e o ma ce is
eg a e su s a ia y
I o e o eso e ese o ems i e e is i g a ic s a e a c i ec u es a
ew a ic s a e a c i ec u e wi ie a c ica imi g queues is o ose as s ow i ig 3 I ca su o i i i ua co ec io a es om a ew k i s/s o se e a giga i s/s a 1 a io wi ou e oss o g a u a i y o e e a u e ime (
e o ose a c i ec u e e uces e um e o imi g queues g ea y wi ou a y
e uc io o e o ma ce o a co ec io s I e o ose a c i ec u e E S a go i m is use o assig w ic gua a ees e mu i e e ou u s eam s i sa is yi g wi QoS equi eme s [95 9 ]
3 h Ar h t t r r pt n f r th r r h l r ff Sh p r
I e o ose a c i ec u e e e - CQ s uc u e is s i em oye a e o o
e s a e ecause e - CQ ca easi y o i e ow iso a io as we as ai s a i g o
e i k a wi amo g co e i g co ec io s [ 3 1 ] o owi g e e - CQ
e e is a so i g u i I is so i g u i e e a e wo s ages o imi g Queues
As iscusse i e seco sec io i o y e o ce om a CQ is assig e a acco i g o e a ic a ame e s a e o o e mos ece y e a e ce o min e same co ec io e e ossi e a ges is + 1 so i i e um e m o imi g queues ca e use o so a ce s ase o ei I is sc eme e
a ues o e a u e ime ( a ea ime ( a e i i e i o wo a s as s ow i ig 3 5
r 3 Traffic Shaper with Hierarchical Timing Queues
The high part from bit M to bit 2M-1 is called Coarse Pitch Time part, and the low part from bit 0 to bit M-1 is called Fine Pitch Time part, in which, M = log K and K is the number of timing queues in one set of FPTQ or CPTQ. The DT and can be denoted by ( _c _ and
, and the RT can be denoted by
. Similarly, we divide timing queues into two stages. One stage is sequenced by using coarse pitch time value, called Coarse Pitch Timing Queues(CPTQs), which accommodate cells with DT satisfying the inequality: + K The ime_c Coa se i c imi g a ; ime_ i e i c imi g a
r 3 5 a a S uc u e o ime egis e o e s age is seque ce y usi g i e i c ime a ue ca e i e i c imi g
Queues( Qs w ic accommo a e ce s wi sa is yi g e i equa i y
+ K Assumi g e ma imum a ue o _c = _ = _c = _ =K e e um e o eac se o imi g queues is K Qs accommo a e ose e igi e
o ce s o CQs w ic ee o e se e i e e K ime s o s Eac queue o
Qs is associa e wi o e ce s o C Qs s o e o e o ce s w ose s a e
a away om cu e mo e a K ce s o s e a ges so i g a ge o e
wo s ages o imi g queues is
so e o a um e o e imi g queues wi e
w e ρma /ρmi is gi e owe e as o e a eas equa o 3K o e co ec o e a io o ou so i g u i We wi e ai i a e
A oug i eac C Q a ce s a e same _c ey a e ou o o e
ue o ei i e e _ I o e o so e ce s i e C Qs a ce s wi e a e e o Qs ase o ei _ I e e y ce s o e o ce o e C Q oi e y e coa se i c ea ime ( _c is a e e i o e co es o i g Q ase o e ce s _ As e ea ime a a ces i ke
is o ce s i e Q oi e y i e i c ea ime _ oi e a e a e e i o a I O e a u e Queue( Q w e e ey a e se e a e i e a e I o e
o so ce s co ec y w i e ey a e ei g a e e om e C Qs o e Qs a e e c i g sc eme is em oye Co ec so i g o ese a e e ce s equi es o em oy K Qs w e e ma imum a ue o _ is K e ce e o a um e o imi g queues a gua a ees e co ec so i g o ce s ase o ei s is
is e su es a w i e e o e a o Qs a e ei g se e o y e o e a a e a e e wi ce s om C Qs ese ew y a e e ce s o o a e i e i e i c ea ime oi e e ocess is s ow i ig 3 O e se o Qs accommo a e ce s wi _c = _c a a o e o e se accommo a e ce s wi _c = _c + 1 e ea im eme a io o e e e c i g sc eme is s ow i ig 3 7 O e se o Qs a e use o accommo a e ce s wi e e _c (ca e e e Qs u i a a o e se o Qs a e use o accommo a e ce s wi o _c (ca e o Qs u i e co ec ess wi e s ow i a e am e a e
3 3 h Al r th r pt n f r th r r h l r ff Sh p r I ou sc eme e e a u e E e i e a ic S a i g A go i m ( E S is em oye I e w o e s a i g ocess wo e e s igge a se ies o o e a io o ce s mo i g om CQ o C Q o Q ey a e o e ce s a i a a o e ce s e a u e A eas o e ce is mo e om C Q o Q i e e y ce s o i e C Q oi e y _c +1 is o em y e um e o queues i Qs a i C Qs a e K a K es ec i e y Ce s i C Qs wi e e _c wi e a e e o Q[ _ ] a o e s wi e a e e o Q[ _ K] o ce ei _c = _c +1
1 ig 3 esc i es e o e a io s e o me w e a ce a i es 5
W e a ce wi Co ec io I (CI i a i e i e e is a ce wi e same CI i e so i g u i e ew i comi g ce is a e e o i s CQ[i] O e wise i is assig e a I e _c _c o _c + 1 i is a e e o C Q[ _c ] O e wise i is a e e o Q[ _ ] i _c is e e o a e e o Q[ _ +K] i _c is o
W e a ce ea es e ocess esc i e i ig 3 9 is o owe
W e a ce wi CI i e a s om Q a ew o e e ce wi e same CI is ca cu a e usi g E S I e CQ[i] is em y e ew is s o e o e u u e i comi g ce O e wise e o ce o CQ[i] is assig e e ew ase o e a ue o e ce is a e e o C Q o Q same as e ocess igge e y e a i a e e
3 I eac ce s o e s a e o Q[ _ ] is c ecke I i is o em y a ce s i is queue a e a e e o Q a e o ce o Q is se e Mea w i e e s a e o C Q[ _c + 1] ee s o e c ecke I i is o em y i s o ce s ou e a e e i o Q[ _ ] o Q[ _ +K] e e i g o e _c + 1 e e o o w e e e _ is e i e e a u e ime o e ce ei g mo e
W e _c is a ou o e i c eme e o _c + 1 i e e a e u se e ce s i C Q[ _c +1] ey wi e a a e e o ei e Q[K-1] o Q[ K-1] e e i g o _c +1 ei g e e o o
A e am e o is ocess is s ow i ig 3 1 ig 3 11 ig 3 1 ig 3 13 a ig 3 1 I is e am e e e a e ou co ec io s a Ama I a = 1 ase o e a go i m esc i e e o e K is equa o a i Qs u i e e a e imi g queues a i C Qs u i e e a e imi g queues Q[ ] o Q[3] a e e e e Qs a Q[ ] o Q[7] a e o Qs u i
I ig 3 1 (ce s o ce s i Q[ ] oi e y _ = a e a e e o Q a e o ce o Q a e o gs o co ec io is se e e e o ce o co ec io is assig e a ew e a u e ime ( w ic is a i a y a ue 11 ecause i s _c = 1 w ic is equa o _c +1= a i s _ =1 ( i a y i is a e e o Q[ +K]= Q[ + ]= Q[ ] I e same s o C Q[ _c +1]=C Q[1] is c ecke I is o em y so i s o ce is i se e o o Qs u i Si ce i s _ =11( i a y i is a e e o Q [3+K]= Q [3+ ] = Q [7] I ig 3 11 (ce s o 1 ce s i e Q[1] oi e y _ =1 a e a e e o Q a e o ce o Q is se e is ce s Co ec io I (CI is 3 so e o ce o co ec io 3 is assig e a ew say 1 I s _c =1 ( i a y is u equa o _c o _c +1 so i is a e e o C Q[ _c ]=C Q[ ] Mea w i e e o ce o C Q[1] is a e e o o Qs u i Q[ +K]= Q[ ] si ce i s _ = a _c =1 I ig 3 1 (ce s o _ = is oi i g o a em y Q[ ] a Q is a so em y so e e is o ce w ic ee s o e se e u e e is a ew ce wi CI = a i i g ecause e e is a o e ce wi same CI i e so i g u i e ew ce ca o e assig e a so i is a e e o CQ[ ] Simi a y i ig 3 13 (ce s o 3 a ew ce wi CI 1 is ecei e a a e i o CQ[1] I ig 3 1 (ce s o as _c i c eases om o 1 we egi o se e o Q u i a a e a ce s i Q[ ] o Q a se e e o ce o Q w ose CI is e a ew is assig e o o o co ec io ecause e ew = 1 1 ( i a y wi a DT_ct = 1 = RT_ct, i s ou e a e e o cu e se e Qs u i Q[1+K]= Q[5] I e same ce s o i i s a C Q[ _c +1]=C Q[ ] is o em y so i s o ce is a e e o Q[ ] si ce e ce s _ = ese i e s o o e a io s s ow a a ce s ime s am s i Qs u i a e so e success u y a oug ey a e 7 a w o g o e i C Qs u i o igi a y is e am e a so s ows a wo se s o
Qs a e ee e o e e c a so ime s am s co ec y
is e e c i g sc eme gua a ees a a ce s wi e same _c a e ee ea y i e Qs o e se e us e o e _c is i c eme e y o e o ecome is _c a im o es e e icie cy o is a c i ec u e is a c i- ec u e o y ee s = 3 ρma /ρmi imi g queues o sa is y e e ac so i g w ic is muc ess a e um e o imi g queues i e i ec E ac So i g a ic
S a i g a c i ec u e I oes ee com e ogic a i a io as i e case o g ou i g a c i ec u e u s i im eme s e e ac so i g o a ime s am s a kee s e e o ma ce o eac co ec io as goo as i e i ec E ac So i g a c i ec u e
3 rf r n Ev l t n f r th r r h l r ff Sh p r
I is sec io e e o ma ces o e a ic s a e wi ie a c ica imi g
Queues e a ic s a e wi e i ec E ac So i g a go i m a e a ic s a e wi a e- ase G ou i g a go i m a e com a e e o ec i e o is s u y is o emo s a e a e o ose a ic s a e ca e uce e im e- me a io com e i y w i e kee i g goo e o ma ce o a co ec io s e
e o ma ce me ics use i is e a ua io is e a e age ce e ay o a ee cases
I e simu a io e e ime s i e i a e is c ose as 155 5 M s a
ρma /ρmi = 1 6 so e i ec E ac So i g a ic S a e ee s ma /ρmi = 1 imi g queues o wo k o e y w i e ou a ic s a e wi ie a c ica imi g
imi g queues o ge e same e o ma ce as e i ec E ac So i g a ic S a e o e a e- ase G ou i g a ic
S a e i e e e ime a co ec io s a e i i e i o wo g ou s i s g ou co ai s ig s ee co ec io s wi a es om 1 ³ mi o ma • Seco g ou
contains low speed connections, rates are from Ami o 1 ³ mi As discussed in the section 2, the total number of sorting bins is E:1_, mµi , and in this experiment, m = 10³ , µo = 1, and µ = 2. Therefore, for the group of high rate connections, the granularity is 1, which is as same as the exact sorting scheme. For the group of low rate connections, the granularity is m/µ1 = 500, which is 500 times worse than that of the exact sorting scheme, and introduces large inaccuracy for low rate connections as shown in the simulation result of Fig. 3.15. Consequently, the total number of sorting queues in the Rate-Based Grouping Traffic Shaper is also 3000, same as the Hierarchical Timing Queues Traffic Shaper. In the experiment, 8 VBR sources with diverse rate distribution are used, and the grouping parameters described above are chosen as:
C = = 5 kce s/sec M S = 5 ;
1 C = 7 = 1 kce s/sec M S = ;
C = 1 = 5 kce s/sec M S = 1 ;
3 C = 3 = 1 kce s/sec M S = 5 ;
C = 3 = 1kce s/sec M S = ;
5 C = 3 = 1 ce s/sec M S = ;
C = 3 = 1 ce s/sec M S = 1 ;
7 C = 3 = 1ce s/sec M S = 5 Fig. 3.15 (a) shows the average shaping delay of high rate connection with PCR=50k cells/sec, and Fig. 3.15 (b) shows the average shaping delay of low rate connection with PCR=100 cells/sec. Fig. 3.15(a) shows that all the three models have the almost identical performance for the high rate connections because all of them choose the same timing queue granularity. While, for the low rate connections, Fig. 3.15(b) shows that the traffic shaper with Hierarchical Timing Queues and the traffic shaper with
Direct Exact Sorting algorithm have almost same performance, but the Rate-Based 9
G ou i g a ic s a e as muc wo se e o ma ce w ose a e age e ay o e
ow a e g ou s is mo e a wice a ge a a i i ec E ac So i g a
ie a c ica imi g Queues a ic s a e e easo is a e a e- ase
G ou i g a ic s a e c ooses e a ge g a u a i y o e ow a e co ec io s
e a ge e g a u a i y e wo se e e o ma ce I e e ime s i i s a
e e o ma ce o co ec io s i e a e- ase G ou i g a ic s a e e e s o e a ic c a ac e is ic W e e a ic a s i g ou s wi a ge g a u a i y
i s e o ma ce wi eg a e
e simu a io e e ime s s ow a e a ic s a e wi ie a c ica
imi g queues a c i ec u e kee s e e o ma ce as goo as e a ic s a e
wi i ec e ac so i g a go i m w i e i e uces e im eme a io com e i y
g ea y Com a e wi e a ic s a e wi i ec e ac so i g a c i ec u e e
ie a c ica imi g queues a c i ec u e e uces e um e o imi g queues su s a -
ia y Com a e wi e a e- ase g ou i g a ic s a e i a oi s e im eme -
a io o e com e sc e u e a kee s e com a a e um e o imi g queues
o e a e- ase g ou i g a ic s a e a oug i a so e uces e um e o
so i g queues i s e o ma ce o ow a e co ec io eg a es g ea y I equi es
a wa e eco igu a io s si ce e um e o g ou s e e s o e co i uous y
c a gi g a ic is i u io u o e a ic s a e wi ie a c ica imi g
queues a oug i e uces e im eme a io com e i y g ea y i s i mai ai s
e e o ma ce o a co ec io s as goo as e a ic s a e wi i ec e ac
so i g a c i ec u e I s sim ici y o im eme a io goo e o ma ce o e y
i e se a ic a ame e s a im eme a io s uc u e i e e e o e a ic
is i u io make i mo e ac ica a a ac i e o A M swi c esig e s igu e 3 The Process of the Prefetching Scheme 51
igu e 3 7 e ea Im eme a io o e e e c i g Sc eme 2
r 8 e ocess igge e y e A i a o A Ce wi e Co ec io I i 53
r 3 9 e ocess igge e y e e a u e o A Ce wi e Co ec io I i om Q 5
igu e 3 1 The Process of Moving Cells between VCQ, CPTQ, FPTQ (Slot 0) igu e 3 11 The Process of Moving Cells between VCQ, CPTQ, FPTQ (Slot 1) 5
igu e 3 1 The Process of Moving Cells between VCQ, CPTQ, FPTQ (Slot 2) 57
igu e 3 13 e ocess o Mo i g Ce s e wee CQ C Q Q (S o 3 58
Figure 3.14 The Process of Moving Cells between VCQ, CPTQ, FPTQ (Slot 4)
r Mea Ce e ay o ese ee sc emes CHAPTER 4
THE RATE-ADAPTIVE SCHEDULER IMPLEMENTED BY HIERARCHICAL SORTING UNITS WITH LOOKAHEAD ALGORITHM
4.1 Introduction
A ig s ee acke swi c s ou e ca a e o sa is yi g QoS equi eme s o eac ki o se ices w i e i is ei g ai i e a wi assig me Ce a s e e ay
(C a Ce e ay a ia io (C a e wo o mos im o a issues e a e o
QoS equi eme s I o e o e uce C a C w i e kee i g e ai ess i
e a wi assig me ma y sc e u i g sc emes a e o ose [ 1 35 9 7
7 7 3] C S is e sim es sc e u e sc eme a is im eme e wi e y u i oes co si e C a e ai ess o e a wi assig me [ ] ou
o i ( akes e se ice ai ess i o co si e a io u w e a co ec io s
o o a e e same a wi equi eme s me o ecomes u ai [ ]
Weig e ou - o i (W eso es e u ai ess i [7 7] u i oes co si e C w ic ca ea o ig ce io a io a Use a ame e Co o (U C
I [ ] sc e u e sc emes C S E W a E a e com a e a
E is o e o e e es a go i m I s esse ce is o use GC A o assig
o eac ce a sc e u e ce s ase o ei o e I is a e i is ame as GC A sc e u e Usi g GC A e sc e u e ca sa is y e QoS equi eme s
o a ious a ic a su o a ai a wi assig me [ ]
I is case e sc e u e oes o ca e w e e a ce is ue o o e ue i so s ce s acco i g o ei s a se s em o e y o e s a i g wi e
owes as a e icie so i g o ese s is e o e eck i is sc e u e es ecia y w e e um e o co ec io s is e y a ge w ic makes i im ac ica i e ea sys em im eme a io o e o ose ie a c ica so i g u i we ca im eme e as so i g e icie y I is sec io e a go i m esc i e i
e e ious sec io is e esig e so a e ie a c ica so i g u i wo ks ike a
60 1
a e-a a i e GC A sc e u e W e e a ic is ig i ca wo k ike a GC A sc e u e o e uce e C as muc as ossi e W e e a ic is ea y i ca u c io as a s a e o s a e e i u a ic o a oi e co ges io o e ou i k [9 99] I is ame as ie a c ica a e-A a i e Sc e u e ( AS om
e im eme a io iew oi i is a ac ica sc eme
Al r th r pt n f th r r h l t -Ad pt v GC A S h d l r th h d Al r th
e o ose ie a c ica so i g u i ca a u a y ea i e e so i g o s w ic is ca cu a e y GC A W e i ac s as a sc e u e i s ou a oi e s a a io o e ou i k Co seque y w e e cu e Q w ic is oi e y e _
oi e is em y Lookahead a go i m ca e use o i e ea es o em y
Q a ca c e ce wi e sma es i Qs u i y usi g e
ooka ea a go i m i e ie a c ica so i g u i s i ca e c ose o a i ea
GC A sc e u e
o ac ica a wa e im eme a io i is im ossi e o ooka ea oo ee i o e ce s o e mo e Qs o ooka ea e mo e e memo y access o e a io s i o e ce s o w ic is ou e y e memo y ec o ogy use
Assumi g o e e a ges um e o Qs a ca e ooka ea e i o e ce s o e i e imi e s e s wo ways a e use o im o e e e icie cy o
e ooka ea a go i m so a i s e o ma ce ca a oac o e i ea GC A sc e u e w ic ca esse ia y e co si e e as a sc e u e wi a u imi e
ooka ea e i o e ce s o
O e way is o a oi u i g e ooka ea oi e ack A i ec esig o e
ooka ea sc eme is o ooka ea om e cu e Q a co i ue o c eck successi e Qs i eac ooka ea ac io I o e o em y Q is ou e
ooka ea ac io e s is o e a io imi s e a ge e ooka ea oi e ca
eac I e o em y Q is a away om e o e oi e y _ i ca o e eac e quick y I o e o " isi " mo e Qs i a s o ime is sc eme a oi s o u e ooka ea oi e ack o e cu e Q oi e y _ A e eac ooka ea ac io i is ke w e e i is e i e e s o a o e ooka ea ac io egi s om is osi io e ocess is s ow i ig 1
r 1 A E am e o Mo i g e ooka ea oi e I eac ooka ea ac io a oug e ooka ea oi e us mo es a mos s e s i i a y ca ooka ea a away om e Q oi e y e cu e _ W e a ce is a e e i o Qs om ei e e - CQs o C Qs i s osi io is c ecke I i is a e e o a Q w ose osi io is ig e a e ea ime oi e _ u owe a e ooka ea oi e w ic mea s is is e ea es o em y Q so is ce wi e a e e o Q i ec y y a owi g is o e a io a i accu acy o ime s am so i g may e e i Q I 6 order to reduce the chance of the inaccuracy while maintaining the outlink utilization, a threshold is set to the length of DQ. Only when the length of DQ is shorter than the threshold, the operation explained above will be performed, otherwise, the lookahead pointer is backuped to the FPTQ where the cell is appended to. An example is shown in Fig. 4.2. In this example, a new incoming cell is appended to the FPTQ which is located between RT_ft and Lookahead-pointer, and the length of DQ reaches the threshold which is equal to 1, the Lookahead-pointer has to be pulled back to the
FPTQ where the cell is appended.
r 4 2 The Scenario of Backing Up the Lookahead Pointer
Another way is that the DT assignment is adjusted based on the traffic load so that more cells can enter FPTQs from VCQs directly, and become easy to be accessed by the lookahead pointer. When the traffic load is not very heavy, we hope all traffic can be served as soon as possible to keep the cell transfer delay (CTD) small. In this case, the level of leaky buckets' update operation is bypassed so that a small DT can be assigned to our traffic, and let them be inserted into FPTQs.
By this way, lookahead algorithm can be used in FPTQs to catch the cell with the sma es i e cu e so i g u i a se e ecei e ce s ea ie ecause e ou i k is o e i e i is case se i g e ce wi e sma es i a a ce wi o i e e e wi o e co o mi g ce s O e co a y se i g em i
e i e s o ca e uce e ack ogge ce s i e so i g u i so a e memo y occu a cy wi e e uce I a i io usi g suc a a go i m e s a a io o
e ou i k ca e a oi e so a e sc e u e is c ose o wo k-co se i g
W e e a ic oa is ea y i o e o a oi e co ges io o e ou i k
e sc e u e swi c es ack o eaky ucke a go i m o ca cu a e s a s a es
e i u a ic so a i ca smoo e ou s eam I is case ecause o e
ea y a ic oa e e a e a ways e oug ce s i Qs so a e e icie cy o
ooka ea a go i m ca e ese e
e a e-a a i e sc e u i g a go i m is esc i e as o ows
1 e ocess w ic is igge e y a a i a o a ce is s ow i ig 3
I is a mos same as e ocess igge e y a a i i g ce i e ie a c ica
a ic s a e u w e e i comi g ce is assig e a w ic makes e ce
e a e e o a Q oca e e wee _ a e ooka ea - oi e
i ca e a e e o Q i ec y o u e ack e ooka ea - oi e o
oi o is Q e e i g o e e g o Q a ge o sma e a e
es o
e ocess w ic is igge e y a e a u e o a ce is s ow i ig
Com a e o e ocess igge e y ce s e a u e i e ie a c ica a ic
s a e e mai i e e ce is i e ca cu a io a go i m I e a e-
a a i e sc e u i g a go i m we c a ge e ca cu a io a go i m ase
o e a ic oa e e a e wo cases
• e e g o Q es o w ic mea s e a ic oa is ea y
a e e a e ma y ack ogge ce s i e Q e same ca cu a io 5
r 3 ocess igge e y e A i a o A Ce i AS
r ocess igge e y e e a u e o A Ce i AS 7
a ucke e e u a e as e a ic s a e a e use w ic a e s ow
i ig
• e e g o Q es o w ic mea s e a ic oa is o ea y
a e ou i k is o e i e e assig me a go i m is a us e
S e 1 U a e e eaky ucke y ec easi g e e e y e um e
o e ce s o s asses si ce e as ce s e a u e;
S e Wi ou i c easi g e e e o e eaky ucke y I e e
s o +1 is assig e as e ew
y is way e so i g u i ca ac as a a e-a a i e sc e u e y usi g
i e e a go i m o assig Mea w i e i a so ca e o m e s a i g
u c io w e e a ic is ea y
3 I eac ime s o esi e se i g Q oi e y _ a mo i g o ce
o C Q oi e y _c +1 o i s associa e Q i is a so ecessa y o
u ge w e e e ooka ea o e a io s ou e s a e I e e g o Q
es o o ookA ea - oi e ( A is oi i g o a em y Q e
i c ease A o e y o e a c eck eac Q oi e y e A em y o
o I e A i s a o em y Q i s o s mo i g O e wise i kee s
mo i g co secu i e Qs w e e is e ooka ea e imi
3 rf r n Ev l t n f th r r h l t -Ad pt v S h d l r th h d Al r th
e e o ma ces o AS wi ie a c ica E ac So i g S a e C S a I ea GC A sc e u e u e ea y a ic oa a u e ig a ic oa a e com a e i is sec io esu s s ow a i ea y ca wo k ike a GC A sc e u e u e ig a ic oa a e o m s a i g u c io w e e a ic oa is ea y
I o sce a ios e ooka ea imi is c ose o e 5 (w ic is ac ica o cu e
SI ec iques a e es o o e e g o Q is I a e e ime s
C3 ou i k a e is use w ic is 155 5 M s ig 5 s ows e e ec o e se ec io o e es o o e Q e g o e a e age ce a s e e ay a ma imum memo y occu a cy
W e a a ge es o is c ose e sc e u e ca ooka ea mo e Qs o mo e mo e ce s i o Q so a i ca ec ease e ma imum memo y occu a cy a a e age e ay o a co ec io s owe e e e may e mo e o -co o mi g ce s om ow s ee co ec io s i se e i o o ce s om ig s ee co ec io s w e e es o is i c ease o e some a ue Co seque y e a e age ce e ay o ig s ee co ec io s wi i c ease is sce a io ca e o se e
I ea y a ic oa sce a io ow s ee sou ces a ig s ee sou ces a e use A o em a e sou ces ei sou ce a ame e s a e
A ow s ee sou ces C =3 ce s/sec SC = 5 ce s/sec M S= ;
A ig s ee sou ces C =3 ce s/sec SC = 5 ce s/sec M S=
I o e o o se e e e a io o e a e-a a i e sc e u e i is es e u e
ea y a ic W e e measu e a ic oa p = 9 e e o ma ce com a iso is s ow i ig
I ig a ic oa sce a io 1 ow s ee sou ces a ig s ee sou ces a e use o eac sou ce a ame e s a e same as e ious sce a io e e measu e a ic oa p = e e o ma ce com a iso is s ow i ig 7
om ese wo a es i is ou a i e ea y a ic sce a io e AS ce io a io a io is muc sma e a o e sc e u e sc emes w ic e ec s i s s a i g u c io I s io a io a io is us a o C S sc e u e a o e i o
sc e u e Mea w i e i e uces e MMO a ou 3 % com a e o e a ic s a e w ic is com a a e wi o e wo k-co se i g sc e u e s I e ig
a ic sce a io AS ig s ee co ec io s ge o ious gai i e a e age C w ic is com a a e wi o e sc e u e s A oug i s ow s ee co ec io s C is a ge a o e sc e u e sc emes i s i ia com a e o e a e o ow s ee
7
e o ma ce i em A e agege C_ C C_C io a io sc eme C (ms (ms (ms MMO a io S a e 1 9 7 3 5 1 AS 75 5 1 7 355 9 5 1 C S 5 51 5 51 5 5 11 19 5 73 5 17 5 773 11 3 GC A Sc e u e 5 1 1 9 5 11 1
C_C ig a e Co ec io s Ce a s e e ay; C_C ow a e Co ec io s Ce a s e e ay; MMO Ma imum Memo y Occu a cy
r e e o ma ce Com a iso u e ea y a ic oa p = 9 co ec io a i is us 3% o e a ic s a e s ow s ee co ec io s C
is a so e ec s e ai ess i a wi assig me AS gi es e ig s ee co ec io s ig e io i y I e ig a ic sce a io AS a e age C a
MMO a e sma e a e s a e a c ose o ose wo k-co se i g sc e u e sc emes w ic e ec s i s sc e u i g u c io om ese esu s we ca say a
is a go i m e o ms a ie a c ica a e-A a i e Sc e u e wi goo ai ess a a ic smoo i g ea u es
h r r h l r W r -C n rv n S h d l r th t Eff rt r ff 1 h Ar h t t r f r r h l n r W r -C n rv n S h d l r th t Eff rt r ff
Cu e y wi e e o e ia g ow o e I e e a ic e e is mo e a mo e es e o a ic w ic as o QoS equi eme s o ou o ose ie a - c ica a ic s a e i is e y easy o eco s uc i o a ie a c ica ea wo k- co se i g sc e u e y usi g a I O queue o accommo a e e es e o a ic
is o ose sc e u e o o y ca gua a ee QoS equi eme o ose se ices 71
e o ma ce i em A e age C_C C_C io a io sc eme C (ms (ms (ms MMO a io S a e 7 11 3 1 AS 17 9 1 7 C S 1 175 19 11 1 1 7 15 11 GC A Sc e u e 1 1 3 3 11 C_C ig a e Co ec io s Ce a s e e ay; C_C ow a e Co ec io s Ce a s e e ay; MMO Ma imum Memo y Occu a cy
r 7 e e o ma ce Com a iso u e ig a ic oa p = w o equi e QoS gua a ee u a so ca im o e e ou i k u i i a io o a ou
1 e ce y i o uci g es e o a ic
e ie a c ica ea wo k-co se i g sc e u e kee s e s uc u e o e
a ic s a e o io a a s o e es E o Queue( EQ w ic ca e a I O
o accommo a e e es e o a ic I e ew a c i ec u e e o io o e
a ic s a e ca o i e QoS gua a ee a e EQ ca se e e es e o
a ic e s uc u e is s ow i ig
e a go i m is
• o e a ic wi QoS equi eme s is sc e u e s a es i same as i e
ie a c ica a ic s a e
• o e es e o a ic o ce e ou i k is em y e o ce o e EQ
ca e se so a e ie a c ica a ic s a e ca e c a ge o a ea
wo k-co se i g sc e u e W e e s a e memo y is u e es e o
a ic is o e a i s 7
igu e Hierarchical Work-Conserving Scheduler with BEQ
e o ma ce E a ua io o e ie a c ica Wo k-Co se i g Sc e u e wi es E o a ic
In simulation experiments, the maximum memory occupancy is kept to be 2500 cells.
From the simulation experiment, two ways to improve the utilization of the outlink are compared: one is by increasing the input traffic load of the traffic shaper, another way is by introducing best effort traffic. It can be found that the former one increases cell loss ratio much more given the same shared memory limit.
In the first experiment, about 80% of 0C3 input load is applied to the hierar- chical traffic shaper. In the second experiment, about 80% of 0C3 input load and 73
5% C3 es e o a ic is a ie o e ie a c ica sc e u e wi es e o
a ic e ce oss a io o QoS a ic i o e e ime s is same 7 9 7 1 -³
u e ou u i k u i i a io i e a ic s a e is a ou % o C3 a i e
ea wo k-co se i g sc e u e i is a ou 9 % o C3 e o ose sc e u e ca eac 1 % ou i k u i i a io y i c easi g e es e o a ic oa O cou se
e oss o e es e o a ic wi i c ease I e i e e ime i o e o ge
9 % o C3 ou u u i i a io i e a ic s a e wi ou EQ e QoS a ic i u oa as o e i c ease o 1 o C3 owe e i ea s o e 11 ce
oss a io o QoS a ic as o se e om ou simu a io s I is muc igge a
e sc eme wi EQ esu s o ese ee e e ime s a e is e i ig 9
QoS Traffic Input BE Traffic Input QoS Cell Loss Ratio Outlink Utilization
0.82 0 0.007907 0.81
0.82 0.25 0.007907 0.942
1.08 0 0.116092 0.948
(Normalized by the outlink LCR)
r 9 e o ma ce Com a iso e wee e Sc e u e wi EQ a e a ic S a e C A E 5
A IM O E AI A IC S A I G A GO I M A IM EME A IO
e wi e y use a ic s a i g a sc e u i g a go i m is e GC A w ic is a so k ow as eaky ucke a go i m is a i io a GC A o ose i A M
o um is a A i a E e i e a ic S a i g A go i m (AE S e ew
eo e ica co o mi g e a u e ime is ca cu a e a e i s a ce o a ce s a i a a i s ca cu a io is ase o e as eo e ica co o ma ce ime owe e e co e io o mu i e co ec io s a e ou u o e mu i e e may ea o e mu i e e ou s eam o o co o m o ei a ic co ac
I o e o make e mu i e e ou s eam s ic y co o mi g a e a u e
E e i e a ic S a i g A go i m ( E S is o ose [15] I E S e
ew eo e ica co o mi g e a u e ime is ca cu a e a e i s a ce o a ce s
e a u e a i s ca cu a io is ase o e ea e a u e ime o e e ious ce om e same co ec io w ic gua a ees a e successi e ce wi s ic y co o m o i s associa e a ic co ac e e e ess w e e a ic oa is ig a e e a e ma y co o mi g ce s wai i g o e se ice i e e a u e Queue
( Q e ce s may ge ig s a i g e ay ue o osi g co e io a e ou u o
e mu i e e I is es ecia y u ai o co ec io s wi ig a e w ic usua y
equi e sma s a i g e ay
I is c a e a ew a ic s a i g a go i m is o ose w ic mo i ies e
E S a go i m y a i g a ocess o eso e Com e i g Se ice ime s am s
(C o a co o mi g ce s e C is e sum o e co o mi g e a u e ime
( a e se ice ime o i s associa e co ec io y eso i g e C s am s
e co o mi g ce s ca e io i i e ase o ei co ec io a e a assig
e a ai a e a wi mo e ai y us e uci g e s a i g e ay o ig a e
7 75 co ec io s is a go i m ca e easi y im eme e y mo i yi g e ie a c ica
imi g Queues a ic S a e a c i ec u e [9
e o owi g sec io s o is c a e a e a a ge as e ow I e seco sec io wo e is i g a ic s a i g a go i ms AE S a E S a e esc i e
I e i sec io e e ai s o e o ose a ic s a i g a go i m e a u e
E e i e us Com e i g Se ice ime eSo i g a ic S a i g A go i m
( E +C S a e esc i e a a a wa e im eme a io a c i ec u e o is a go i m is gi e e ou sec io ese s e e o ma ce e a ua io o ese
a ic s a i g a go i ms a s ows a ou a go i m e uce e s a i g e ay o ig a e co ec io s wi ou i o uci g a y ce io a io mo i o e y U C
5 1 v t Ex t n Sh p n Al r th
ase o e GC A e a ic s a e assig s co o mi g e a u e ime o eac i comi g ce so a i ca sc e u e ei a smissio o e assig me o e a u e ime wo e e - i e a ic s a i g a go i ms a e o ose A i a e e i e a ic s a i g a go i m a e a u e e e i e a ic s a i g [15
1 ]
• A i a E e i e a ic S a i g A go i m (AE S
I AE S w i e a ew ce is ecei e a a e e o i s associa e i ua
Co ec io Queue ( CQ i s e a u e ime wi e ca cu a e ase o e
as ca cu a e e a u e ime o e e ious ce i e same CQ usi g
GC A e eaky ucke e e wi e u a e a e same ime [1 ] e
a go i m is esc i e e ow
1 W e a ce comes i o e a ic s a e i is assig e a eo e ica
a e i is i se e i o a so i g u i o wai o i s ue; 7
W e a ce s is ue i is a e o a e a u e Queue ( Q w ic
is a I O queue I i is e o o e Q i wi e se e imme ia e y
O e wise i as o wai o i s se ice i a co o mi g ce s e o e i
a e se e I eac ce s o e e is o y o e ce o e se e
e ca cu a io a ucke s e e u a e i AE S a e s ow i ig 5
o AE S a oug eac co ec io com ies wi i s ow eaky ucke
a ame e s e o e mu i e i g as co e gi g wi o e co ec io s o e
ou i k eac s a e ce may io a e e s a i g a ame e ecause o e
co e io amo g e igi e ce s o a smissio [15] I e e ious ce o
o e CQ is e aye ue o oss o co e io e successi e ce o e same
CQ may e assig e a im o e e a u e ime ase o e ca cu a e
e a u e ime o e e ious ce w ic is ea ie a i s ea e a u e ime
Suc im o e assig me o e a u e ime may c um e successi e ce
seque ce so a i ea s o a a ge Ce e ay a ia io w ic may io a e e
a ic co ac C a a e Use a ame e Co o (U C A o e
s o comi g o AE S is a i eac ce s o e e may e mo e a o e
ce comi g e mu i e co o mi g e a u e imes a e o e ca cu a e
i o e ce s o I is case i may ecome a o e eck w e e a ic oa
is ig I a so equi es a a ge memo y o s o i g suc a a ge um e o ime
s am s
• e a u e E e i e a ic S a i g A go i m ( E S
I o e o s ic y imi e C a a e ou u o e s a i g mu i-
e e [15 ] e a u e E e i e a ic S a i g A go i m ( E S
was o ose I E S e ew e a u e ime is ca cu a e ase o
e ea e a u e ime o e e ious ce w i e i s e a u e a e eaky
ucke e e is u a e a e same ime e a go i m is esc i e e ow 77
1 A ce a i es i e e is o o e ce om e same co ec io i e
a ic s a e e ew comi g ce is assig e a a i se i o e
so i g u i o wai o i s ue O e wise i wi e a e e o i s
associa e CQ;
A ce ea es e ew eo e ica is ca cu a e ase o e as ea
I e ea i g ce s associa e CQ is o em y e e o o is
CQ wi e assig e e ew ca cu a e a i se o e so i g
u i o wai o i s ue O e wise e ew ca cu a e wi e
s o e o e e ce om e same co ec io ;
3 A ce s ue i wi e a e e o e Q I e Q is em y i
wi e se e imme ia e y O e wise i as o wai o e se ice i
a ce s e o e i a e se e
e ca cu a io a ucke s e e u a e i E S a e s ow i
ig ecause e is ca cu a e ase o e ea e a u e ime o e e ious ce E S ca gua a ee s ic co o ma ce o C a ue o eac co ec io Mea w i e i eac ime s o o y o e ce is a smi e so o y o e ew co o ma ce ime is ca cu a e w ic a so e imi a es e
o e eck ue o mu i e ca cu a io o mo e a o e ce a i i g a e same ce s o i AE S owe e w e e a ic oa is ea y e e may
e ma y co o mi g ce s i Q wai i g o se ice Ce s osi g co e io
a e o wai some e a ime o a smissio I is s ow a e e a e ay may e accumu a e o ig a e co ec io s w ic ca ea o ig s a i g
e ay is is a u esi e esu a may ea o u ai ea me es ecia y
o e ig a e co ec io s igu e 5 1 Functional Model of Conventional DEDTS algorithm
5 e a u e E e i e us Com e i g Se ice ime eSo i g ( E +C S a ic S a i g A go i m
In order to avoid the extra shaping delay accumulation for high rate connections while keeping zero cell violation monitored by UPC, we propose a new traffic shaping algorithm: Departure Event Driven plus Completing Service Time Resorting
(DED+CTS) Traffic Shaping Algorithm.
5 1 Mo i a io a esc i io o e A go i m
Fig. 5.1 shows the functional model of conventional DEDTS algorithm.
Let us assume the current time is RT, all cells with DT equal to RT will be appended DQ. In the DQ, the order of cells is based on FIFO discipline. In each cell slot, only one cell can be sent when the DQ is not empty. When the traffic load is heavy, the DQ may be very long which leads to a large shaping delay. For high rate connections, when the length of DQ is larger than the buckets' increment, which is equal to the reciprocal of connection's rate, their leaky buckets will become 79 i e ec i e e easo is a e e a s a i g e ay i Q makes ce s om same co ec io e a a away om eac o e a e e e o ucke s a ways kee s a ou e o I is sce a io ue o e e a s a i g e ay i e Q e ig a e co ec io as o e uce i s ou u a e assi e y a ca o ge a ai a wi assig me I a i io ecause e i c eme o a ig a e co ec io s ucke s is muc sma e a a o a ow a e co ec io s a ig a e co ec io as muc a ge c a ce o su e w e e e g o Q is a ge a i s ucke e e i c eme is ea s o a u ai a wi assig me A e am e o is
o em is s ow i ig 5
W e e o a amou o a wi is se e um e o ig a e co ec io s is muc sma e a e um e o ow a e co ec io s o e am e w e e
a wi is M s e e ca e 1 co ec io s wi e a e 1 5 s a 1 co ec io s wi e a e 1 s a ei i c eme s I s a e a es ec-
i e y e ig a e is 1 imes o e ow a e I is sce a io i e e a e o y
ig a e co ec io s e e g o Q ca o e a ge a ei i c eme
ecause e ma imum Q e g is o y e um e o co ec io s 1 owe e w e e e a e a o e 1 ow a e co ec io s mu i e e wi ese 1 ig
a e co ec io s e ma imum Q e g ca e mo e a 1 I mea s a ce s om ig a e co ec io s may ge 1 s o ime e a queuei g e ay om e
Q I is case e Q e g wi a ec e e o ma ce o ig a e co ec io s se ious y u e ow a e co ec io s wi o e a ec e o ious y ecause e
e g o e Q is e i i e y sma e a ei i c eme is e am e s ows a e co ic is e wee e ig a e co ec io g ou a e ow a e co ec io g ou o amo g e ig a e co ec io s o ow a e co ec io s
emse es I A e i I e a a ysis o e e g o e Q wi e gi e
I as ig e o a i i y a e e g o e Q wi eac a e eyo e i c eme a i e a s o co ec io s as e oa ecomi g ea ie I o e o eso e
r 5 Extra Shaping Delay in DEDTS (L=2, 1=2, GCRA(2,2)) 1
e co ic a e e ig a e co ec io ge i s ese e a wi a im o e
ai a ic s a i g a go i m is o ose i is c a e
I e o ose a go i m e I O Q is e ace wi a so i g Q w ic
eso s a co o mi g ce s i Q ase o ei Com e i g Se ice ime(C e
C is equa o e ce s us i s associa e co ec io s ucke e e i c eme
T1 w ic is e eci oca o e co ec io s assig e a wi w ic is i s SC
CT = DT + TI a T1 = 1/SC R. e i c eme T1 a so e ese s e se ice
ime o a co ec io ecause o y co o mi g ce s a e eso e e e is o ce
io a io i o uce y is o e a io e u e yi g i ci e o eso i g o C is o io i i e a co o mi g ce s ase o ei a es ig a e co ec io s ca ge ig e io i y so a ei s a i g e ay ca e e uce acco i g y a ow
a e co ec io s ge owe io i y a ig e e a s a i g e ay ecause C s i c u e e a e i o ma io suc a io i i a io ocess ca e ec e e ai ess i a wi assig me a a oi e igi io i i a io w ic may a o some g ou s muc mo e a o e s u ai y
5 I pl nt t n f th Al r th
o e im eme a io o e a go i m e ie a c ica imi g Queues a ic
S a e a c i ec u e ( Q S o ose i [95] ca e mo i ie y e aci g e
I O Q wi a seque ce [1 ] Q ecause o y co o mi g ce s a e eso e i
Q e so i g ca a i i y equi eme is o e y ig e seque ce se ies ca
e use o im eme e eso i g e a c i ec u e is s ow i ig 5 3 e seque ce is a so i g queue I ca so ce s ase o ei C s
e o e a o e a io ocess is esc i e e ow
1 A e i s a ce o a ce s a i a i e e is o o e ce om e same
co ec io i e a ic s a e e ew comi g ce is assig e a a i se r The Implementation Architecture of DED+CTS Algorithm
into the sorting unit to wait for its DT due. Otherwise, it will be appended to
its associated VCQ;
2. When a cell leaves, the new theoretical DT is calculated based on the last real
DT. If the leaving cell's associated VCQ is not empty, then the HoL of this
VCQ will be assigned the new calculated DT, and inserted to the sorting unit
to wait for its DT due. Otherwise, the new calculated DT will be stored for
the next cell from the same connection; 3
3 W e a ce s is ue i s is u a e o C y a i g i s se ice ime
I = 1/SCR o i s e e ce is i se e o e seque ce Q ase
o i s C
I eac ce s o i e Q is em y e o ce wi e se e
5 3 rf r n Ev l t n f r E +C S Al r th
I is sec io e e o ma ce o E +C S a go i m a E S a go i m is com a e i w ic E S a go i m is im eme e y e Q S wi a I O
Q a e ou u o e s a e e e o ma ce e a ua io i c u es wo sce a ios
ia simu a io s a ea y a ic oa sce a io a a ig a ic oa sce a io I e e e ime s sou ces a e use I e ea y a ic oa sce a io o
em a e ig s ee sou ces wi e C 1 ce s/sec a SC 75 ce s/sec;
o em a e ow s ee sou ces wi e C 1 ce s/sec a SC 75 ce s/sec
Mea w i e e measu e a ic oa i e simu a io is p= 95 I e ig a ic
oa sce a io e ig s ee sou ces a e wi e C ce s/sec a SC 3 ce s/sec; e ow s ee sou ces a e wi e C 7 ce s/sec a SC ce s/sec
I a i ea s a i g mu i e e
i is e i c easeme o e eaky ucke i a e si is e a e age s a i g e ay o co ec io i i e ese s e a wi equi eme o co ec io i a 3i
e ec s e a wi occu a cy o e co ec io i ase o e ai ess i ci e o G S [ 9] is o osi io s a s I e A e i II e G S is summa i e a i s ows a e o ose a go i m is a s ecia im eme a io case o e
G S a i i e i s e ai sc e u i g ea u e o G S
ase o e iscussio a o e i ca e go a i a ai s a i g mu i e e
o a i a co ec io i a e ac i e co ec io s i e s a i g mu i e e
o com a iso u oses e us e i e e ai ess coe icie
i w ic i is e commi e a e o is co ec io a e i c eme o e eaky
ucke o is co ec io i = 1/ i as we iscusse i e e ious sec io W e
e Cs o a co ec io s a e equa e e wo k esou ces a oca io ge s o e mos ai oi e e o e e ai ess o e esou ces a oca io e wee a y wo co ec io s i a ca e e i e as e a io = Ci/ C ( =1 co es o s o
e o ima ai ess e em asis o is e o ma ce a a ysis is ace o e com a iso o e ai ess c a ac e is ics o e wo a ic s a i g a go i ms
e co es o i g esu s a e ese e i ig 5
SC A e age e ay (Ce s/sec (seco s ( C1/ C io a io ig S ee 7500 Co ec io G oi 7.60e-03 ea y DEDTS 0.02 0 ow S ee 75 Load Co ec io G oi 1.16e-02 ig S ee (Load= Co ec io G ou 7500 1.92e-04 DED+CTS 0.99 0 0.95) ow S ee Co ec io G oi 75 1.91e-02 ig S ee Co ec io G oi 3800 1.06e-04 Light DEDTS 1.04 0 ow S ee Load Co ec io G oi 40 1.05e-02 (Load= ig S ee Co ec io G ou 3800 1.05e-04 0.55) DED+CTS ow S ee 1.03 0 Co ec io G oi 40 1.05e-02
r 5 e e o ma ce Com a iso o E +C S a E S
om is igu e i is o se e a e e o ma ce o E S a E +C S a e simi a i e ig a ic oa sce a io owe e i e ea y a ic oa 5 sce a io e e ay o e ig s ee co ec io s i e E S a go i m i c eases sig i ica y (a ou imes a ge a i e E +C S a go i m I E +C S a go i m e e ay o e ig s ee co ec io s a e ec ease a e ice o s ig i c ease o e e ay o e ow s ee co ec io s e a ue o i e E +C S is 99 w ic is muc c ose o 1 a i e E S a go i m O se i g e
a ue o o e wo a go i ms u e e ea y oa sce a io i ca e co c u e
a e E +C S a go i m ca ac ie e a mos e o ima ai ess (i e = 99 w i e e co es o i g a ue o e E S (i e = i ica es a e E S a go i m esu s i a e y u ai esou ce assig me Mea w i e e E +C S
oes i o uce a y io a io o C a i e U C
I e o ose a go i m y a i g e com e i g se ice ime s am
eso i g o ose co o mi g ce s ig e io i ies ca e a u a y gi e o ose
ig s ee co ec io s w i e ei co o ma ce ca e gua a ee Co seque y
e se ious e o ma ce eg a a io o e ig s ee co ec io s i e ea y
a ic oa ca e a oi e wi ou i c easi g o a a ai a e a wi e
e o ma ce im o eme o ose ig s ee co ec io s o y i o uces s ig
e o ma ce eg a a io o ose ow s ee co ec io s e simu a io s s ow a
is o ose a go i m E +C S ca gi e a e e ai ess e o ma ce wi ou i o uci g a y io a io a e U C I a i io i ca e im eme e easi y y
e aci g e I O Q o e Q S [95] wi a sma so i g u i w ic ca e a seque ce [1 ] C A E
A UA E E ACCESS CO O A C I EC U E O I SE E WO KS
1 M t v t n f r l v l A C ntr l Ar h t t r f r ffS r t r
Cu e y e I e e ca o su o a y Qua i y o Se ice (QoS equi eme s
Wi e g ow o e I e e mo e a mo e a ica io s ema QoS su o
om e e wo ks o mee ese ema s I e e E gi ee i g ask o ce (IE
e e o e e I eg a e Se ices a c i ec u e a i s associa e sig a i g o oco
esou ce ese a io Se u o oco ( S I se assumes a e wo ks ca gua a ee se ice equi eme s o eac a ic ow i a iso a e way [ ] I u e ou a suc a ow- ase a c i ec u e is u sca a e ecause e e ca e ousa s e e e ousa s o ows i e I e e a e same ime I o e o eso e
e sca a i i y o em IE o ose e i e e ia e Se ices ( i Se a c i-
ec u e [ 91] I i Se e wo ks a ows a e me ge o a sma um e o c asses
ase o ei QoS equi eme s a c a ac e is ics A a ic co o mec a isms a e e oye o gua a ee QoS o e a ic c ass e e so a e a c i ec u e ca sca e o e I e e
I e i Se e wo ks e a ic co i io e is o e o e mos im o a
a s I i c u es me e ma ke s a e a o e A a ic s eam is c assi ie
y a c assi ie e o wa e o a a ic co i io e e me e measu es e
a ic s eam agai s a a ic o i e e s a e o e me e may igge a ma ki g
o i g o s a i g ac io [5] e ogic a c i ec u e o a acke c assi ie a a ic co i io e is s ow i ig 1
I e IE a some o ici g sc emes a e ee o ose [ 1 ] ece y a s a e sc eme o e i Se e wo ks is o ose i IE C [ ] owe e i oes eso e e o em o e ows ai s a i g o e esou ces i e same c ass I is c a e we o ose a ua e e eaky ucke a ic S a e
7
r 1 ogic A c i ec u e o a acke C assi ie a a ic Co i io e [5]
( S a c i ec u e o e e ge o es o i se e wo ks I S a c i-
ec u e e e a e wo e e s o eaky ucke s e i s e e is a se o ow- ase
eaky ucke s I ca s a e ows ase o e a ic o i e o eac ow so a i ca gua a ee a a ows ca ai y s a e e e wo k esou ces i e same c ass w e ey me ge i o o e c ass e seco e e is a se o c ass- ase eaky
ucke s same as a o e a ic s a e s o i e io o es o e i Se e wo ks
ey ca gua a ee e agg ega e e a io o a c ass co o mi g o e Se ice e e
Ag eeme (S A owe e wo se s o eaky ucke a ic s a e ee wo se s o so i g u i s a ge e a y e so i g u i omi a es e com e i y o e im e- me a io o a a ic s a e I is im ac ica o im eme wo se s o com e so i g u i s i a a ic s a e u i We o ose a sim i ie S w ic com i es e wo e e s o eaky ucke s o o e s age so a o y o e se o so i g u i is ee e om e simu a io esu s we s ow a e sim i ie S ca eac e goa o S w i e kee i g e ow im eme a io com e i y [9 ]
e o owi g sec io s o e c a e a e a a ge as o ows e seco sec io o oses e S a c i ec u e a gi es e acke e sio eaky ucke a go i m e i sec io esc i es e sim i ie S a c i ec u e e
ou sec io gi es e e o ma ce a a ysis e as sec io aws e co c usio
l v l t r ff Sh p r f r S t r 1 t r ff Sh p n Al r th f r r bl n th t
eaky ucke a ic S a i g A go i m is ge e a y use i A M e wo ks o s a e
e a ic ase o e a ic co ac w ic was co s uc e w e e co ec io was acce e y e e wo k ow we e e i i o i Se e wo ks o egu a e
e acce e a ic owe e i e i Se e wo ks e a ic co sis s o acke s wi a ia e e g e eaky ucke a go i m as o e e ise o wo k i e
i Se e wo ks
I is isse a io o y e isc e e- ime eaky ucke a go i m is iscusse
I mea s a e ime is isc e i e i o sma o e a io ime u i s w ic a e ca e
ime s o s I A M e wo ks e ime is isc e i e i o e ce s o ime u i s
e ce s o ime is e eci oca o e i e Ce a e ( C is sec io ie y ou i es e asic c a ges equi e o e o e a io o e acke - e sio eaky
ucke a go i m o a e ai e esc i io o e co e io a eaky ucke
A go i m e i e es e ea e is e e e o [ ] I e acke - e sio eaky
ucke ( - a go i m e ime is isc e i e i o e y e s o ime u i s e
y e s o ime u i is e eci oca o e i e y e a e ( Assumi g a
e is o y es/sec e ego ia e a e o e ow is y es/sec a e
acke si e is y es e e i c eme o e eaky ucke I = / a e - a go i m is s ow i ig
l v l t r ff Sh p r
I e i Se e wo k ame a o ose a ic egu a io s a e c ass- ase i c u i g e a ic s a i g mec a ism owe e c ass- ase a ic s a i g mec a ism o y ca co o e agg ega e e a io a gua a ee e agg ega e
a ic co o mi g o e Se ice e e Ag eeme (S A w ic is e ego ia e
a ic o i e co s uc e w e e a ic is acce e y e e wo k Ge e a y 9
r acke - e sio eaky ucke A go i m
e e a e mo e a o e a ic ow i a c ass A ows i e same c ass a e o s a e e imi e e wo k esou ces assig e o is c ass y e e wo k o e a o
I o a ic co o mec a ism is em oye o egu a e ese ows sim y usi g
i s I i s Ou ( I O sc eme o me ge ll ows i o o e c ass may ea o some u ai e wo k esou ces occu a cy y some ma icious ows
I o e o gua a ee a a ows s a e e esou ces i a c ass ai y we
o ose a ua e e eaky ucke a ic S a e ( S a c i ec u e o e e ge o es o i Se e wo ks e a c i ec u e is s ow i ig 3 0
r 6 Dual Level Traffic Shaper Architecture in the Edge Node of DiffServ Network
In this figure, the left part is the local access network, the right part is the
DiffServ backbone network, and at the input port of the edge node, there are a set of per-flow queues (PFQs) for all flows coming from the local access network.
The first level leaky buckets are a set of flow-based token buckets. It controls the bandwidth occupancy of each flow based on the traffic contract constructed at the instance of the admission of the flow. In this figure, bi represents the bucket limit or burst size of the flow, and ri represents the committed rate of the flow. Therefore, all flows can share the resources in one class fairly. For each packet, a flow-based conforming Departure Time (DT) is calculated by its associated flow-based leaky bucket on its arrival. All packets are sorted by the first level leaky bucket traffic shaper, and all sorted packets of the same class are inserted into their commonly 91 associa e e -C ass Queue ( CQ I e CQ a c ass- ase is ca cu a e o eac acke e seco e e eaky ucke s a e a se o c ass- ase o es w ic a e use o es ai e agg ega e e a io o a c ass ei a ame e s a e ci a ci w ic e ese s e ucke si e a e commi e a e o eac c ass es ec i e y
ey so ese c ass- ase s W e ese s a e ue ei associa e acke s a e se o e a u e Queue ( Q o wai o se i g [9 ]
3 r t l I pl nt t n S Ar h t t r
e S a c i ec u e esc i e i e e ious sec io equi es wo se s o so i g u i s o so ese wo se s o s owe e e im eme a io com e i y a cos o a s a e a e omi a e y e com e i y o so i g ime s am s [95]
wo se s o so i g u i s i c ease e im eme a io com e i y o S I e
o owi g we e e o is a c i ec u e as I ea _ S (I_ S I o e
o e uce e im eme a io com e i y w i e im eme i g o ow- ase a c ass- ase co o o e a ic we o ose a sim i ie ac ica im eme a io
S a c i ec u e ( e e e o as S_ S as s ow i ig
I is a c i ec u e e e is o y o e se o ime-s am so i g u i w ic
e uce e im eme a io com e i y A e i u o e a c i ec u e e e a e a se o e - ow-Queues ( Q A e ou u o e so i g u i e e a e a se o e -C ass-Queues ( CQ a a e a u e Queue ( Q e so i g u i ca use
e ie a c ica imi g queue a c i ec u e w ic is o ose i [95] e o e a io
ocesses o is a c i ec u e a e e ai e as e o owi g
1 e o e a io ocess igge e y e a i a o a acke is s ow i ig 5
W e a acke wi ow I ( I i a C ass I (CI is ecei e y e
s a e i i s e - ow-Queue i ( Q(i is o em y o e ow- ase
( o e e ious acke o e same ow is o ue e i is a e e
o Q(i o wai o i s e ious acke o e same ow ue I i s Q(i r Simplified DLLBTS Architecture in the Edge Node of DiffServ Network
is empty, and the FDT of the previous packet of the same flow has been due,
then a new FDT is calculated, and assigned to this new packet. This packet is
inserted into the sorting unit to be sorted and stored till its FDT is due. Then
it is output from the sorting unit, and sent to Per-Class-Queue (PCQ(j)). If
its PCQ(j) is not empty or the new class-based DT (CDT) is not ready, it
is appended into PCQ(j) to wait for its CDT assignment. If its PCQ(j) is
empty, and a new CDT is ready, then the pre-calculated CDT is assigned to
this packet. If this CDT is equal to or smaller than the current time, then this
CDT is due or overdue, and this packet should be appended into DQ directly.
Otherwise, it should be insert back into the sorting unit for resorting based on
its CDT, and stored in the sorting unit till its CDT is due. When its CDT is 93
ue i is ou u om e so i g u i agai a se o e Q o wai o
se i g
e o e a io ocess igge e y e e a u e o a acke is s ow i
ig
W e a acke wi I i a CI e a s om e Q a ew C o is
c ass is ca cu a e I e CQ( is em y e e C is s o e o wai o
e e acke o e same c ass comi g O e wise is C is assig e o
e o acke o CQ( e is acke is i se e ack o e so i g
u i i i s C is ue
I e acke o ma e e wi e a ie o i e e ia e e acke s w ic a e i se e o e so i g u i om e Q a w ic a e om e CQ y
is way wo se s o s a e so e i a si g e se o so i g u i success u y a
S is ea i e
rf r n Ev l t n f r l v l t r ff Sh p r Ar h t t r
In is sec io e e o ma ces o ou o ose a c i ec u es a mec a isms
( o e I_ S a S_ S wi e co es o i g e o ma ces o a si g e e e C ass- ase eaky ucke a ic S a e (C S a a si g e e e
ow- ase eaky ucke a ic S a e ( S a e com a e
S_ S C S a S a e e simi a im eme a io com e i y ecause a o em a e o y si g e e e so i g u i w ic omi a es
e im eme a io com e i y w i e I_ S as a ou e im eme a io com e i y ue o i s wo e e s so i g u i s
e o ec i e o is s u y is o emo s a e a o I_ S a
S_ S ca o ec e co o mi g a ic om e im ac o e ma icious
ows w i e gua a ee e e o c ass- ase io a io e e o ma ce me ics use 9
oug ou is e a ua io a e e a e age acke e ays o ows a e c ass- ase
io a io a e ou u o
e o e ocee i g wi e ese a io o e esu s o ou com a a i e s u y
e e e ime a sce a ios a e s eci ic e ai s o e a ic c a ac e is ics o e
i i i ua ows a c asses co si e e i is e a ua io a e esc i e S eci ica y
e e a e g ou s o u s y a ic a e o g o i e e c asses Eac g ou
co sis s o 1 ows e ow a ic s a i g a ame e s a e same o eac ow
eak a e=1 y es/sec Sus ai a e a e=1 y es/sec a ei associa e
u s si es eak u s Si e=15 y es a Commi e u s Si e= y es
es ec i e y e e g o acke s a ies om y es o 15 y es G ou a
g ou 1 e o g o c ass g ou a g ou 3 e o g o c ass 1 g ou a g ou
5 e o g o c ass a g ou a g ou 7 e o g o c ass 3 e ou i k a e is
C3 155 5 M s o 19 M y es/sec e e g o e y e s o is e eci oca
o e ou i k y e a e
e c ass a ic s a i g a ame e s a e a so same o a c asses eak
a e=33 y es/sec Sus ai a e a e= 5 y es/sec eak u s Si e=15
y es Commi e u s Si e= y es e c ass a ic s a i g a ame e s
a e use o co o e agg ega e e a io o a c ass e e a io o eac a ic
s a e a c i ec u e was i es iga e u e wo sce a ios o e is a a ows a e
co o mi g o e a ic co ac s a e o e o e is a a ows o g ou
a e o co o mi g o e a ic co ac s w i e e emai i g ows a e s i
co o mi g I is s u y we o se e e a e age e ays o i e e g ou s
a e c ass- ase io a io o eac g ou ecause o y e agg ega e e a io
is mo i o e i e i Se e wo ks o y ow c ass- ase io a io s ou e
gua a ee e c ass- ase io a io may ea e io a e a ic o e i e
i Se e wo ks 95
ig 7 ese s e a e age acke e ay o eac g ou u e e sce a io a a ows a e co o mi g o a e ou i e e a c i ec u es
ig 7 ese s e a e age acke e ay o eac g ou u e e sce a io
a a ows a e co o mi g o a e ou i e e a c i ec u es om is igu e i is o se e a i eac sc eme a g ou s a e simi a e ay e o ma ce w e a ows a e co o mi g o e co es o i g a ic co ac s e S as
owe e ays u i ea s o ig c ass- ase io a io a io % as ca e see i
ig 9 w i e e o e sc emes gi e e o io a io a io
Simi a y ig ese s e co es o i g esu s u e e sce a io a
e ows o e g ou a e o -co o mi g o ei co ac s
ig (a s ows a a oug o y ows o e g ou a e o -co o mi g
e e o ma ce o o g ou a g ou 1 is eg a e sig i ica y e easo is a e C S ca o i e e ia e e ows e o gi g o e same c ass
e e o e o ce some ows a e o -co o mi g a ows i e same c ass wi e a ec e a e e o e ose mis e a i g ows wi im ac ega i e y e QoS o o e co o mi g ows o e same c ass
ig ( (c ( s ow a S I_ S S_ S ca a iso a e
e o -co o mi g ows om a ec i g e e o ma ce o co o mi g a ic
e o gi g o e same c ass I eac o ese ee sc emes a co o mi g a ic
as a mos same e o ma ce i o cases a o y e o -co o mi g ows a e u is e ea i y e S_ S sc eme as a simi a e o ma ce o e
S owe e S ca o gua a ee e agg ega e e a io o a c ass
I s c ass- ase io a io is e y ig as s ow i ig 9 w ic is % a
e e o e i is o sui a e o e i Se e wo ks Com a i g e ig (c a
( i is ou a a oug e o sc emes a e simi a e o ma ce o ose co o mi g a ic e I_ S oes a e a e e e o ma ce o e o - co o mi g a ic ecause i I_ S e o -co o mi g a ic ca occu y 9 a ai a e a wi i e c ass a e e co o mi g o e occu ie i s s a e W i e
e I_ S as ig im eme a io com e i y a may o e a ac ica im eme a io a c i ec u e S_ S e uces e im eme a io com e i y o y a e e e se o e eg a a io o e e o ma ce o e o -co o mi g
a ic I ca e co c u e a e S_ S ca ea i e o ow- ase a c ass- ase a ic co o w i e mai ai s ow im eme a io com e i y 97
r 5 e O e a io ocess igge e y e A i a o A acke 9
r e O e a io ocess igge e y e e a u e o A acke 99
r 7 The Average Packet Delay of Each Group (all flows conforming) igu e The Average Packet Delay of Each Group (flows of group 0 non- conforming)
A ows Co o mi g G ou o -co o mi g C ass- C S ase S % % io a io a io I_ S S_ S
C S si g e e e C ass- ase eaky ucke a ic S a e ; S si g e e e ow- ase eaky ucke a ic S a e ;
I_ S I ea ua e e eaky ucke a ic S a e ; S_ S Sim i ie ua e e eaky ucke a ic S a e ( io a io a io = um e o io a io acke s/ um e o e o a um e o Ou u acke s
igu e 9 Class-Based Violation Comparison in A Schemes CHAPTER 7 CONCLUSIONS AND FUTURE WORK
I o e o u i i e e e wo k esou ces e ec i e y w i e o i i g a wi e a ge o sa is ac o y QoS gua a ees QoS mec a isms s ou e e oye is isse a io
s u ies e a ic s a i g mec a ism w ic is o e o e mos im o a QoS
mec a isms a o ose a go i ms a im eme a io a c i ec u es o i
A o e ie a c ica so i g u i is o ose o sim i y e im eme a io
o e ime s am so i g i e a ic s a e o a ig s ee acke swi c y
u i i i g i e e sc e u i g a go i ms i ca e im eme e as a ie a c ica
E ac So i g a ic S a e o a ie a c ica a e-A a i e Sc e u e W e
i is use as a a ic s a e i ca im eme e ac so i g w ose im eme a io
e uces e um e o imi g queues su s a ia y I com a iso wi e a e- ase
g ou i g a ic s a e i a oi s e im eme a io o e com e sc e u e w i e
kee i g e com a a e um e o imi g queues A oug e a e- ase g ou i g
a ic s a e e uces e um e o so i g queues i s e o ma ce o ow a e
co ec io eg a es g ea y A i io a y i equi es a wa e eco igu a io s si ce
e um e o g ou s e e s o e co i uous y c a gi g a ic is i u io e
a ic s a e wi ie a c ica imi g queues mai ai s e goo e o ma ce o a
co ec io s as e a ic s a e wi i ec e ac so i g a c i ec u e u e uces
e im eme a io com e i y sig i ica y
W e e a c i ec u e is use as a ie a c ica a e-a a i e sc e u e i
e uces e Ce a s e e ay a ma imum memo y occu a cy w i e aki g o e
QoS equi eme s a ai ess i o co si e a io e mos is i c i e ea u e is
a i ca wo k as a s a e o a sc e u e ase o e a ic oa W e e
a ic oa is ea y i u c io s as a s a e a w e e a ic oa is ig
i e o ms e GC A sc e u i g u c io I a i io y i o uci g a I O
queue o accommo a e e es e o a ic i e ie a c ica so i g u i we
1 1 02 ca im eme a ea wo k-co se i g sc e u e wi ou i c easi g e oss a io
o e QoS a ic I is way e o ose sc e u e ca o o y im o es e
i k u i i a io u a so gua a ees QoS equi eme s o e S a ic is
o e ie a c ica so i g u i s sim ici y o im eme a io goo e o ma ce o
e y i e se a ic a ame e s e i e ea u e a i e e e ce o im eme a io s uc u e o e a ic is i u io make i ac ica a a ac i e o ig s ee
acke swi c esig e s
A im o e ai a ic s a i g a go i m ca e E +C S is o ose
I mo i ies e E S a go i m y a i g a ocess o eso e C o ose co o mi g ce s is a go i m ca a u a y gi e ose ig s ee co ec io s
ig e io i y w i e gua a ee ei co o ma ce Co seque y e se ious
e o ma ce eg a a io o e ig s ee co ec io s ue o e oss o co e io s i e ea y a ic oa is a oi e wi ou i c easi g o a a ai a e a wi
e e o ma ce im o eme o ose ig s ee co ec io s o y i o uces s ig
e o ma ce eg a a io o ose ow s ee co ec io s is a go i m ca e im eme e easi y y e aci g e I O Q o e Q S wi a sma so i g u i w ic ca e a seque ce
e i Se amewo k is o ose o su o QoS equi eme s i e
I e e I o e o o i e e QoS equi eme s e access co o a e e ge o e i Se e wo k is ecessa y S a c i ec u e is o ose o mee
is equi eme is a c i ec u e ca gua a ee e a ic co o mi g o o
ow- ase a c ass- ase a ic egu a io w e ows me ge i o i e e c asses a e i Se y e wo k ou a y A ac ica im eme a io a c i ec u e is a so
o ose o e S sc eme ame S S I ca e im eme e e icie y wi o e s e a wa e ec o ogy y e simu a io esu s we ca see a is a c i ec u e ca success u y ea i e o o y e ow- ase a ic 0 co o u a so e c ass- ase a ic s a i g I is a ac ica a ic s a e a c i ec u e o e e ge o es o i Se e wo ks
e o owi g issues s ou e u e s u ie e s u ies o is isse a io co ce a e o e a ic s a i g u e oss ess sce a io I e u u e wo k e
u e ma ageme s ou e ake i o co si e a io o e oss o a ic ue o e s o age o u e s ace w ic e is s i e ea sys em S a egies o co ges io
e ec io a a ic o i g s ou e com i e i o e esig o e a ic s a i g a go i ms a im eme a io s o e o ose im o e ai a ic s a i g a go i m e u e eo e ica a a ysis wi e e o me I a i io
e o ose ua e e access co o a c i ec u e o y co si e s e a wi a oca io o io i ies o i e e c asses a e co si e e I e u e s u y sc e u i g a go i ms s ou e im eme e a e ou u o e ua e e access co o a c i ec u e o i e e ia e e QoS equi eme s o i e e c asses w ic is o e goa o e i Se e wo ks A E I A
UM E O E ACK OGGE CO O MI G CE S I A S A I G MU I E E
I e e ious iscussio i co c u es a e e is a co e a io e wee e a e o
a co ec io a e e g o Q W e e um e o e ack ogge co o mi g
ce s is a ge a e i c eme a i e a I o e eaky ucke o a co ec io
e e eaky ucke oses i s u c io i w ic I is e eci oca o e commi e
a e o e co ec io I is a e i i s ows a e um e o e ack ogge
co o mi g ce s i a s a i g mu i e e ca e a ge a e i c eme a i e a
o a eaky ucke associa e wi a co ec io as e a mi e a ic i c easi g
E wa i a Mi a a e a a y e e oss ess mu i e i g i a s a i g mu i-
e e i [3 ] a ga e a ig ou o e um e o ack ogge ce s a e
um e o a missi e co ec io s e e e a a ysis i [3 ] is ie y e iewe a
a owe ou o e um e o a missi e co ec io s w ic wi ea o e oss o
e u c io o a eaky ucke is e i e
e si g e sou ce s a i g sys em a e mu i e sou ce s a i g mu i e e
a e s ow i ig A 1 a ig A es ec i e y
I ig A 1 e s a i g a ame e s o o e co ec io is ( i w ic
is e C is e SC a is e imi o e eaky ucke e ese i g
e ma imum e ay a ia ce e ac ua a wi occu ie y is co ec io is
e o e y c c a e um e o ese a ai a e oke is e o e y
( e A( + e o e e o a ce s i a y i e a [ + ] e
A o osi io o e u e si e o si g e sou ce s a i g sys em y( is gi e i [3 ]
04 1 5
r A 1 Si g e Sou ce S a i g Sys em Mo e
r A Mu i e Sou ce S a i g Mu i e e 106
ig A e ic s e s a i g mu i e e wi mu i e sou ces e o a u e si e o e mu i e e is e o e y a e o a ou u i k ca aci y is e o e
y C E wa i a Mi a co si e e a mu i e e wi K s a e a ic s eams w ic a a e same s a i g a ame e ( P) [3 ] ase o e si g e sou ce s a i g sys em esu ey e i e a ig ou o e co e o e mu i e i g
u e i e s a i g mu i e e Y(
e ce o oss ess mu i e i g e u e si e s ou sa is y e i equa i y
om is ou e owe ou o um e o e acce e co ec io s K ca
e e i e so a e u e si e is a ge a e 1/ w ic is e i c eme a i e a o e eaky ucke s associa e wi ese co ec io s
om is i equa i y we ge w e
e u e si e ca eac e 1/ a as e K i c eases e u e si e wi i c ease
i ea y ig e K mea s mo e acce e co ec io s a ea ie oa e e o e we ca co c u e a e e g o e ou u queue ca e a ge a 1/ I e sce a io o a mu i e e wi e e oge eous sou ces simi a esu s ca e e i e
e s a i g a ame e s o co ec io i a e e o e y ( i i i e we ca ge
e i equa i y
ese i equa i ies gi e e ou s o e e g o e Q ey ca gi e us
e c ue i esig e si e o e seque ce APPENDIX B
CONFORMING DEPARTURE TIME BASED PGPS
a ek a Ga age o ose Ge e a i e ocesso S a i g (G S a oac i [ 9]
o gua a ee e ai s a i g o e ou u i k e wee com e i g co ec io s
I s e asis o e acke sc e u e I i i es ou u i k amo g K com e i g co ec io s o o io a o a se o weig s
e o es e a e equi eme s o e K co ec io s e w e øi a i G S ca gua a ee
1 e a wi occu a cy o co ec io i o e i i e e e o o e
co ec io s equi eme s;
e e ay ou o e co ec io i o y e a e o i s ow queue e g
i e e e o o e co ec io s queue [ 9]
owe e G S ca o e im eme e ecause i equi es e se e ca se e a co ec io s a e same ime as i a a ic ca i e ea e wi eac o e as a
ui mo e e packet-by-packet G S ( G S was o ose o simu a e G S [ 9]
a i o e a o a imes i- a co ec io i
i w ic Si (T, a Si(τ t) a e e amou o co ec io i a ic se e u e
G S a G S [ 9] a ek a Ga age o ose Virtual Time Implementation o G S [ 9] I is i ua ime sys em a i ua ime V(t) is mai ai e as
i w ic B j is e um e o ac i e co ec io s Su ose a e Kth co ec io i
acke wi e g i k a i es a ime αi k e e i ua imes a w ic e acke
107 1
egi s a i is es se ice ( e o e y S a ik es ec i e y a e e i e as e ow a o owi g e o a io s i [ 9]
W e a acke e e s e G S sys em i is assig e a s a i g se ice ime I
i is e o acke o is co ec io e i s s a i g se ice ime is e cu e
i ua sys em ime (αi k o e wise e s a i g se ice ime is e i is i g se ice
ime o e as acke i e same co ec io A e same ime e i is i g ime
o is acke is assig e as e sum o e s a i g se ice ime a e se ice
ime e se e wi ick e acke wi e sma es i is i g ime o se e w e
mu i e acke s com e e o e se ice
e a go i m E +C S o ose i e isse a io is a s ecia case o e
i ua ime G S im eme a io I c oose e co o mi g e a u e imes ( s
o ce s as e i ua ime a sus ai a e ce a es as e weig s i e a wi
s a i g amo g com e i g co ec io s a a acke s a e ce s wi i e e g 1
so is co o mi g e a u e ime ase G S ca e e ese e as
e e o e E +C S i e i s a c a ac e is ics o e G S im eme i g e ai
sc e u i g amo g e ack ogge ce s w i e kee i g a ce s s ic y co o mi g o
e a ic co ac s Co seque y we ca co c u e a i is a ai a ic s a i g
a go i m REFERENCES
1 S A o asegawa a Ka o "A S u y o Accommo a io o C /I es -E o a ic o Wi e A ea A M e wo k wi Se ice Ca ego y Usi g Se ec i e Ce isca " IEEE Proceedings of ATM Workshop'99, May 1999
e e a a g " ie a c ica acke ai Queuei g A go i ms" IEEE/ACM Transactions on Networking, 5 Oc o e 1997
3 e a S e ma M aqqu a W Wi i ge " o g- a ge e e e ce i a ia e- i - a e i eo a ic" IEEE Transactions on Communi- cations, 3 e -A i 1995
Y e e " e Com eme a y o es o S a i e e ia e Se ices i e u -Se ice QoS e wo k" IEEE Communications Magazine, e ua y
5 S ake ack M Ca so E a ies Wa g a W Weiss "A A c i ec u e o i e e ia e Se ices" IETF RFC 24 75, ecem e 199
o a e u e a S C o e "A a e A a i e S a e o i e e ia e Se ices" IETF RFC 2963, Oc o e
7 oye M Gui emi M Se e a Cou euse "S aci g Ce s o ec s a E a ces U i i a io o A M e wo k i ks" IEEE Network, May 199
E oye M Se e a Gui emi " e S ace -co o e A E icie U C/ C o A M e wo ks" International Switching Symposium, Oc o e 199
9 a e C a k a S S e ke "I eg a e Se ices i e I e e A c i ec u e a O e iew" Internet RFC 1633, u e 199
1 U iem E Wa meie C eck a Ma iese " a ic Ma ageme o a A M Swi c wi e - C Queuei g Co ce a Im eme a io " IEEE Communications Magazine, a 199
11 M Caso i a S u e "O e e o ma ce o Ea y acke isca " IEEE Journal on Select Areas in Communications, 15 u e 1997
1 C ao " esig o eaky ucke Access Co o Sc emes i A M e wo ks" Proceedings of ICC'91, u e 1991
13 C ao " esig o eaky ucke Access Co o Sc emes i A M e wo ks" Conference Record of the ICC, Denver, CO, u e 1991
1 9 11
1 C ao C e g Y e q a eo g " esig o a Ge e a i e io i y Queue Ma age o A M Swi c es" IEEE Journals on Selected Areas on Communications, 15 u e 1997
15 C ao a S o g " esig o a A M s a i g mu i e e wi gua a ee ou u u s i ess" Intl. Journal of Computer System
Science 4 Engineering, Special issue on ATM Switching, 1 ( 131 - 1 1 Ma 1997
1 C ao a I ekca " io i y Ce e a i g a isca i g i A M Swi c o es" Proceedings of IEEE Workshop in High-Performance Communications Subsystems, Se 1993
17 C ao a E Smi " esig o i ua C a e Queue i a A M oa a e mi a A a o " Proceedings of INFOCOM'92, May 199
1 C ao a U u "A SI Seque ce C i o A M a ic S a e a
Queue Ma age " IEEE Journal of Solid- State Circuits, 7(11 o 199
19 C ao a U u "A A M Queue Ma age wi Mu i e e ay a oss io i ies" IEEE/ACM Transactions on Networking, 3 ecem e 1995
W C e ee a i "A o e Ce Sc e u e wi QoS Gua a ee o Se ices i A M e wo ks" IEICE TRANSACTION COMMUNI- CATION, E - ( e ua y 1999
1 W C e a Mou a " esig a A a ysis o a A ow Co o o oco " Proceedings of IEEE 1997 Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, May 1997
K C eo a S S a wa "O e e o ma ce o A M-U wi Ea y Se ec i e acke isca " Proceedings of ICC'98, u e 199
3 M C iussi a A a ci i "Im eme i g ai Queuei g i A M Swi c es
e isc e e - a e A oac " Proceedings of IEEE INFOCOM'97, 1997
A K C ou u y a E a e " y amic Queue e g es o s o S a e Memo y acke Swi c es" IEEE/ACM Transactions On Networking, A i 199
5 C a k " e esig i oso y o e A A I e e o oco " ACM SIGCOMM'88, Aug 19
S C o e " a e A a i e S a e s o a a a ic i i Se e wo ks" NetWorld+Interop 2000 Engineers Conference, May 111
7 K imya i a Y C i " o ici g Mec a ism a Ce oss io i y Co o o oice Ce s i A M e wo ks Usi g u y ogic" IEE Proceedings on Communications, 1 7 Aug
i ma S aco e a K Mo " ow E o ceme A go i ms o A M e wo ks" IEEE Journal on Selected Areas in Communications, A i 1991
9 A E wa i a Mi a "A a ysis A o ima io s A A missio Co o o A Mu i-Se ice Mu i e i g Sys em wi io i ies" Proceeding of Infocom 95, ages 3- 7
3 A E wa i a Mi a " a ic S a i g a a e wo k o e eo y O imum esig A missio Co o " Proceedings of INFOCOM'97, Ma c 1997
31 A I E wa i a Mi a "E ec i e a wi o Ge e a Ma ko ia a ic Sou ces a A missio Co o o ig S ee e wo ks" IEEE/ACM Transactions on Networking, 1(3 u 1993
3 Aw uc e e a "E e sio o S o a ic E gi ee i g" Internet
draft, draft - swallow - mpls - RSVP- trafeng- 00. txt, Aug 199
33 C a g a A i "O C e o ma ce o U wi E a U - E wi a ai u e A oca io Sc eme" ATM Forum Contribution
95- 1645, ecem e 1995
3 e A M o um a ic ma ageme s eci ica io e sio A 199
35 Goya M i a C e g "S a - ime ai Queuei g A Sc e u i g A go i m o I eg a e Se ices acke Swi c i g e wo ks" IEEE/ACM Transactions on Networking, 5 Oc o e 1997
3 Goya ai S Ka ya a ama S a my a S Kim "U + Im o i g e o ma ce o C o e A M-U Se ice" Proceedings on ICC'97, u e 1997
37 Gue i A ma i a M ag s i e "Equi a e Ca aci y a I s A ica io o a wi A oca io i ig -S ee e wo ks" IEEE
J. Select. Areas Commun., 9(7 9 - 9 1 Se 1991
3 Gue i S ake a S e og "Agg ega i g S - ase QoS eques s"
Internet draft, draft - guerin - aggreg - RSVP - 00.txt, o 1997
39 Gui emi oye A u uis a omoeu " eak a e E o ceme i A M e wo ks" IEEE INFOCOM'92, May 199
ei a e ake W Weiss a W oc awski "Assu e o wa i g G ou " IETF RFC 2597, u e 1999 112
1 ei a e a Gue i "A Si g e a e ee Co o Ma ke " IETF RFC 2697, Se em e 1999
ei a e a Gue i "A wo a e ee Co o Ma ke " IETF RFC 2698, Se em e 1999
3 M G uc y a Yi "A Seco -O e eaky ucke A go i m o Gua a ee QoS i A M e wo ks" Proceedings of IEEE Globecom'96, ecem e 199
S o g "Design of an ATM shaping multiplexer algorithm and archi- tecture". esis o y ec ic U i e si y Aug 199
5 C su A O ega a A ei ma " oi Se ec io o Sou ce a C a e a e o i eo a smissio U e A M o ici g Co s ai s" IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 15 Augus 1997
I U- ec 1 371 " a ic Co o a Co ges io Co o i -IS " Ma c 1995
7 K Ii a aki e Su a a a a Y Qie " e ay A a ysis o C a ic i S a ic- io i y Sc e u i g Si g e- o e a e e oge eous C a ic Case" Proceedings of GLOBECOM'98, o 199
Is i aki aki e a Y Oie " e ay A a ysis o ea - ime a o ea - ime a ic S eams u e a io i y Ce Sc e u i g" Proceedings of GLOBECOM'98, o 199
9 aussi M o a g a e isse "A e ai e E e ime a e o ma ce E a ua io o C o e U " Proceedings of 1st IEEE International Conference on ATM, u e 199
5 Ka kowski W u akowski a A Ma ikowski "E ec i e ess o e A M Se ices o e C o oco A ica io s" Proceedings of MILCOM'96, Oc 199
51 K Kawa a a K Ki a ima aki e a Y Oie " acke oss e o ma ce o Se ec i e Ce isca Sc eme i A M Swi c es" IEEE Journal on Select Areas in Communications, 15 u e 1997
5 Kawamu a a ama K Sa o a I oki awa " as - a wi Ma ageme wi is i u e Co o i A M e wo ks" IEICE
Trans. on Communications, E77- a ua y 199
53 G Kesi is Wa a a C C a g "E ec i e a wi s o Mu ic ass Ma ko e ui s a O e A M Sou ces" IEEE Trans. on Networking, 1( - Aug 1993 113
5 Kim C a k a Y C o "Im ac s o as Co ges io o i ica io u c io o Mu icas A a c oi Swi c i A M e wo ks" Proceedings of ICC'2000, 3 u e
55 Kim Y a k a Kim " oi o Mu i oi A ow Co o i A M e wo ks" Proceedings of the IEEE Conference on High Performance Switching and Routing'2000, u e
5 Kim o a Kim " a wi e ego ia io wi a ic Smoo i g a oi a e Co o o M EG i eo o e A M" IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 1 Aug
57 E W K ig y " - I A ew A oac o o i i g S a is ica e o ma ce Gua a ees o a ic" Proceedings of IEEE INFOCOM'96, Ma c 199
5 E W K ig y a S o "A missio Co o o S a is ica QoS eo y a ac ice" IEEE Network, 13 Ma c 1999
59 E W K ig y a a g " - I A Accu a e a ic Mo e o o i i g QoS Gua a ees o a ic" IEEE/ACM Transactions on Networking, 5 A i 1997
ague C ose e g a Gui emi "A Ge e a i a io o Some o ici g Mec a isms" Proceedings of IEEE INFOCOM'92, May 199
1 aks ma A O ega a A ei ma " i eo a eo s a o e ia s" Proceedings of The IEEE, May 199
Y e y a Ma g "A ew QoS- i e acke isca i g Sc eme" Proceedings of IEEE GLOBECOM'99, ecem e 1999
3 i a Y ek e " o i e A c i ec u e o i e e ia e Se ices a a ic E gi ee i g ( AS E " RFC 2430, Oc 199
i am i u a a S Waki " io i y Sc e u i g a u e Ma ageme o A M a ic S a i g" Proceedings of 7th IEEE Workshop on Future Trends of Distributed Computing Systems, ec 1999
5 A Me aoua ou a a S u Y as ee a A eo -Ga cia " owa s a E icie A M es E o i eo e i e y Se ice" Proceedings of ICC'99, May 1999
K ic o s S ake ake a ack " e i i io o e i e e ia e Se ices ie ( S ie i e I a I ea e s" IETF RFC 2474, ec 199 11
7 K ic o s aco so a a g "A wo- i i e e ia e Se ices A c i ec u e o e I e e " IETF RFC 2638, u y 1999
ao "A Co ges io Co o A go i m o Mu i oi - o-Mu i oi A Se ice i A M e wo k" Proceedings of IEEE Conference on High Performance Switching and Routing'2000, u e
9 A K a ek a G Ga age "A Ge e a i e ocesso S a i g A oac o ow Co o i I eg a e Se ices e wo ks e Si g e- o e Case" IEEE/ACM Transactions on Networking, 1 u e 1993
7 A K a ek a G Ga age "A Ge e a i e ocesso S a i g A oac o ow Co o i I eg a e Se ices e wo ks e Mu i e o e Case" IEEE/ACM Transactions on Networking, A i 199
71 E a ge "Mo e i g a e o ma ce Com a iso o o ici g Mec a isms o A M e wo ks" IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 9 A i 1991
7 E a ge "Mo e i g a e o ma ce Com a iso o o ici g Mec a isms o A M e wo ks" IEEE Journal on Selected Areas in Communications, SAC-9(1 A i 1991
73 e o o omi A G ee e g a A Wo g "Sca a e a c i ec u es o i eg a e a ic s a i g a i k sc e u i g i ig -s ee A M swi c es" IEEE Journal on Selected Areas in Communications, ages 93 -95 u 1997
7 Sa a S Muk e ee a S K i a i "Ca y-O e ou o i A Sim e Ce Sc e u i g Mec a ism o A M e wo ks" IEEE/ACM Transactions on Networking, ecem e 199
75 Sai o a K S iomo o " y amic Ca A missio Co o i A M e wo ks" IEEE J. Select. Areas Commun., 9(7 9 -9 9 Se 1991
7 S S e ke C a i ge a Gue i "S eci ica io o Gua a ee Qua i y o Se ice" RFC 2212, Se 1997
77 S eu a K ee "A Mu i e-C ass u e A oca io Sc eme o A M e wo ks wi a ic" Proceedings of ICOIN'98, 199
7 K S im o a im "O io i y Sc e u i g A go i m a A M Swi c es wi Mu i-C ass Ou u u e s" IEICE TRANSACTION COMMUNICATION, E - (1 a ua y 1999
79 M Si i W iu I Ci o a I Go a "Co ges io Co o oug I u a e egu a io " IEEE Transactions on Communications, 1 Ma c 1993 115
E Smi a C ao " u e Si i g a A os i a A M e wo k" Proceedings of INFOCOM'92, May 199
1 W S a i gs "High-Speed Networks—TCP/IP and ATM Design Principles". e ice a 199
S i ia is a A a ma "A Ge e a Me o o ogy o esig i g E icie a ic Sc e u i g a S a i g A go i ms " Proceedings of IEEE INFOCOM'97, 1997
3 S i ia is a A a ma "E icie ai Queuei g A go i ms o acke - Swi c e e wo ks" IEEE/ACM Transactions on Networking, A i 199
S i ia is a A a ma " a e cy- a e Se e s A Ge e a Mo e s o A a ysis o a ic Sc e u i g A go i ms" IEEE/ACM Transactions on Networking, Oc o e 199
5 I S oica a g a g "A ie a c ica ai Se ice Cu e A go i m o i k-S a i g ea - ime a io i y Se ices" IEEE/ACM Trans- actions on Networking, A i
I S oica a g a g "A ie a c ica ai Se ice Cu e A go i m o i k-S a i g ea - ime a io i y Se ices" IEEE/ACM Trans- actions on Networking, *, A i
7 Y Wa g i a K C Ga "A im o e sc e u i g a go i m o weig e ou - o i ce mu i e i g i a A M swi c " Proc. IEEE ICC'94, 199
W ege E K ig y a g a ie e e " e e mi is ic e ay ou s o i eo i acke swi c i g e wo ks u ame a imi s
a ac ica a e- o s" IEEE/ACM Transactions on Networking, u e 199
9 W oc awski "S eci ica io o e Co o e - oa e wo k E eme Se ice" RFC p211, Se 1997
9 Wu a Yos ikai "ATM Transport and Network Integrity". Aca emic ess 1997
91 iao a M i "I e e QoS A ig ic u e" IEEE Network, Ma c /A i 1999
9 Yama aka Y Sa o a K Sa o "Usage a ame e Co o a a wi A oca io Me o s Co si e i g Ce e ay a ia io i A M e wo ks" IEICE Transaction on Communications, Ma c 1993 116
93 Yi " a e- ase ow Co o a I s A ica io i I /A M I e - e wo ks" Professional Program Proceedings on Electronics Industries Forum of New England, 1997, May 1997
9 S e g a U u "A o e ie a c ica a ic S a e /Sc e u e o ig S ee acke Swi c es" submitted to IEEE transaction on Networking.
95 S e g a U u "A ie a c ica a ic S a e o acke Swi c es" Proc. IEEE GLOBECOM'99, ecem e 1999
9 S e g U u a S a a assi iou "A ua e e eaky ucke a ic S a e A c i ec u e o i Se e wo ks" to be presented in 2001 IEEE Workshop on High Performance Switching and Routing, May 1
97 S e g U u a S a a assi iou "A Im o e ai a ic S a i g A go i m o ig S ee acke Swi c es" to be presented in 2001 IEEE Workshop on High Performance Switching and Routing, May 1
9 S e g U u a S a a assi iou " ua e e Access Co o A c i- ec u e o QoS Ma ageme i I e e " to be submitted to Journal of Network and Systems Management, 1
99 S e g U u M oy a Goga e "A o e ie a c ica a e-A a i e Sc e u e o ig S ee acke Swi c es" N etW orld+ Interop '2000 , Las vegas, NV, May
1 a g W Ya g a Mou a " e o - y- o ow Co o e o ig -S ee e wo ks Si g e C Case" Proceedings of GLOBECOM'97, o 1997
1 1 a g S E ee i g Es i a S S e ke " S A ew eso ce eSe a io o oco " IEEE Network, 7(5 -1 Se 1993