Способ классификации кадров по приоритету

008987 Предмет изобретения Настоящее изобретения, как следует из его названия, относится к способу классификации кадров по приоритету. Предлагаемый в изобретении способ применим в системах связи независимо от физической среды,используемой для связи. Основная особенность способа заключается в том, что он позволяет воспроизвести многофункциональную систему связи, способную определять приоритет пакета данных в соответствии с его содержимым, не характеризуя содержимое, положение или длину такого пакета. Благодаря этому система отличается высокой степенью гибкости, поскольку приоритет можно назначать на основе протокола, размера,любого поля любого заголовка и даже содержимого данных пользователя или любого протокола пользователя. Количество уровней приоритета является неограниченным, и его выбирают по желанию. Кроме того, такая система отличается простотой и малой ресурсоемкостью. Уровень техники В наше время в системах дистанционной связи часто необходимо, чтобы используемая для связи физическая среда отвечала определенным требованиям с точки зрения максимального времени ожидания, максимальной потери пакетов и т.д. В большей части систем связи применяются системы передачи данных с коммутацией пакетов, в которых пока не предусмотрены механизмы, позволяющие гарантировать качество определенной услуги в соответствии с перечисленными выше требованиями. Появляются все новые средства, позволяющие определять приоритет потоков данных на различных уровнях или осуществлять резервирование ресурсов. Пока не существует какой-либо стандартной многофункциональной системы классификации пакетов данных по различным приоритетам с возможностью создания систем, в которых такие приоритеты затем применялись бы для осуществления арбитража доступа к физической среде. Многие производители применяют системы правил назначения приоритета, но, поскольку в основу таких систем положены известные протоколы, они не обладают гибкостью. Например, компания CISCO применяет приоритеты,установленные в зависимости от протокола (протокола Интернет, протокола разрешения адресов и т.д.),порта (в случае известного протокола), интерфейсного блока ввода, размера очереди или сочетания перечисленных условий. Иначе говоря, это фиксированные и известные правила, почти не учитывающие содержимое пакета (только в том, что касается таких параметров, как протокол, и совершенно без учета других параметров). Кроме того, число приоритетов ограничено. Что касается, например, компанииCISCO, у нее предусмотрено четыре таких приоритета (высокий, средний, низкий, нулевой). В других патентованных системах осуществляется проверка типа потока данных с точки зрения времени ожидания, размера пакета и других параметров и потоку данных присваивается идентификаторpriority data streams on computer networks"). Преимущество предлагаемого в изобретении способа заключается в том, что он позволяет создать многофункциональную систему, способную определять приоритет пакета в соответствии с его содержимым без характеристики содержимого, положения или длины такого пакета. Такая система отличается высокой степенью гибкости, поскольку приоритет можно устанавливать на основе протокола, размера,любого поля любого заголовка и даже содержимого данных пользователя или любого протокола пользователя. Количество уровней приоритета является неограниченным, и его выбирают по желанию. Кроме того, система отличается простотой и требует небольшое количество ресурсов. Описание изобретения Для решения задачи изобретения и преодоления перечисленных выше недостатков в изобретении предложен способ классификации кадров по приоритету для применения в любой системе связи, где передача осуществляется с учетом категорий обслуживания, причем классифицируемый кадр представляет собой пакет 2-го уровня модели взаимодействия открытых систем (ВОС), включающий заголовки и окончания. Предлагаемый в изобретении способ отличается тем, что для анализа содержимого каждого кадра и назначения кадру приоритета по результатам этого анализа применяют несколько правил, с каждым из которых соотнесено несколько подправил назначения приоритета, независимых или самостоятельных, в рамках соответствующего правила. Эти правила и относящиеся к ним подправила назначения приоритета применяют в определенном,предварительно установленном порядке или последовательности. Применение какого-либо правила предусматривает поиск в кадре определенной известной битовой комбинации, находящейся в определенном положении, обозначенном смещением в таком кадре. Результат выполняемого при этом сравнения может удовлетворить или не удовлетворить условиям правила. Если результат удовлетворяет условиям правила, применяют подправила назначения приоритета, относящиеся к этому конкретному правилу. Если результат не удовлетворяет условиям этого правила, проводят оценку соответствия кадра следующему правилу согласно предварительно установленному порядку. Применение подправил назначения приоритета заключается для каждого подправила в сравнении множества битов, находящихся в заданном положении кадра, с приоритетной комбинацией. Если результат сравнения удовлетворителен, назначают приоритет кадра, соответствующий приоритетной комбина-1 008987 ции, которая была использована для сравнения. Если результат сравнения не удовлетворяет ни одной из приоритетных комбинаций, предусмотренной подправилами назначения приоритета, приоритет кадра избирательно назначают по умолчанию или применяют следующее по порядку правило. Если результат сравнения не удовлетворяет условиям ни одного из правил системы, назначают приоритет по умолчанию. Основным преимуществом применения такого способа в сочетании с очередями, упорядоченными согласно приоритетам, является эффективное управление ресурсами внутренней памяти и дифференциация трафика по приоритетам. Кроме того, способ отличается простотой и основан на сравнениях, смещениях и масках, для чего не требуется значительных физических ресурсов. Способ также отличается гибкостью и допускает применение различных конфигураций: назначение приоритетов по типу трафика, по типу кадра, по протоколу, по исходному управлению доступом к среде передачи данных, по порту назначения и т.д. в соответствии с правилами и подправилами. Дополнительным преимуществом способа является возможность создания систем с пользовательскими приоритетами высокого уровня, поскольку в основу назначения приоритетов может быть положено содержимое пакета в любой его точке (а также данных). Краткое описание чертежей Для лучшего понимания сущности настоящего изобретения его описание сопровождается прилагаемыми чертежами, которые иллюстрируют изобретение, не ограничивая возможностей его осуществления, и на которых показано: на фиг. 1 - схема процесса применения правил и подправил на примере двух правил и восьми подправил на каждое правило; на фиг. 2 - пример применения системы, в которой реализован предлагаемый в изобретении способ. Описание варианта осуществления изобретения Далее описан пример осуществления изобретения со ссылкой на ссылочные номера, приведенные на чертежах. В данном варианте осуществления способ применяют в системах связи, в которых в качестве передающей среды используется электрическая сеть. На фиг. 2 схематически показана возможная система 2-го уровня модели взаимодействия открытых систем (ВОС) для передачи данных по линии электропередачи. Позицией 25 на фиг. 2 обозначены внешние входные сигналы, поступающие в блок 28, реализующий функции 2-го уровня (например, из сегмента локальной сети или устройства-адресата), позицией 26 обозначен внутренний входной сигнал системы(процессора), позицией 27 обозначен сигнал, поступающий из электрической сети. Блок 28 осуществляет присущие 2 уровню операции, такие как маршрутизация. В результате осуществления таких операций пакеты помещают во внешние выходные сигналы 29, не упорядоченные по приоритету, в выходной сигнал 30, направляемый в процессор системы, или в выходные сигналы 32, поступающие в электрическую сеть, и в этом случае они упорядочиваются, вставая в очереди по приоритету. Перед такими очередями 32, упорядоченными по приоритету, расположен классификатор 31, в котором применен способ, предлагаемый в изобретении. Приоритеты, назначенные классификатором, использует другой блок для упорядочения пакетов по приоритету в виде очередей вывода. Иначе говоря, после сохранения каждого пакета во внутренней памяти его подвергают обработке,которая, строго говоря, заключается в том, что модуль 28 маршрутизации обрабатывает такой пакет с целью определить соответствующий ему порт вывода. Если адресом вывода является линия электропередачи, то перед помещением пакета в соответствующую очередь его подвергает обработке классификатор 31. После назначения соответствующего приоритета классификатор направляет пакет в очередь сообщений к адресату. Другой блок должен осуществить соответствующую обработку данных приоритета пакета и при условии, что очередь рассчитана на наличие приоритетов, всегда принять решение, в какое положение очереди по приоритету должен быть помещен каждый новый пакет таким образом, чтобы первыми из очереди выходили пакеты с наивысшим приоритетом. В ситуации перегрузки, когда принимается решение о том, чтобы пакет был отброшен из-за недостатка внутренних ресурсов, в очереди по приоритету таким отбрасываемым пакетом всегда будет пакет с низшим приоритетом. Если новый пакет имеет более высокий приоритет, чем пакет, уже находящийся в очереди, пакет с низшим приоритетом будет изъят из очереди, чтобы создать пространство для нового пакета с более высоким приоритетом. Классификатор принимает решение о степени приоритета пакета, исходя из определенных правил. Для упрощения описания в примере осуществления применяют два правила (при этом их количество не ограничено). Во-первых, определяют, какое именно правило применимо к пакету, а затем на основе такого правила определяют приоритет пакета. Решение о том, какое правило применимо, принимают с использованием битовой комбинации,смещения и маски. Иначе говоря, в определенном положении или месте пакета проводят поиск определенной битовой комбинации. Если в отношении того или иного правила установлено совпадение, то применяют это правило, а если нет, приоритет пакету назначают по умолчанию. Как только стало известно, какие правила применимы, определяют приоритет (уровень приорите-2 008987 та). Для определения приоритета используют новое смещение и новую битовую маску, но в случае рассматриваемого примера существует восемь различных битовых комбинаций. Совпадающая комбинация задает положение на векторе назначения приоритета. Иначе говоря, за каждой комбинацией закреплен определенный приоритет (но не жестко, за двумя комбинациями может быть закреплен один приоритет). При совпадении с какой-либо комбинацией, за которой закреплен приоритет какого-либо уровня, такой приоритет назначают пакету, а при несовпадении ни с одной комбинацией, пакету назначают приоритет по умолчанию. В рассматриваемом примере применение правил проводят не по нарастающей (накоплением), и в случае применимости первого правила, но при несовпадении ни с одной комбинацией, поиск совпадений при применении второго правила не осуществляют, а непосредственно назначают приоритет по умолчанию. Однако согласно другой возможности в случае неприменимости ни одного из подправил того или иного правила поиск совпадения осуществляют при применении следующего правила и последовательно далее. Описанный способ проиллюстрирован на фиг. 1. Позицией 0 на фиг. 1 обозначено начало для всех смещений. Позициями 1, 2 и 3 обозначены все части пакета, где 1 - заголовок пакета, передаваемого по линии электропередачи, 2 - заголовок 2-го уровня и 3 - данные, содержащиеся в пакете. Стрелкой 4 обозначено смещение для первого правила, позицией 5 обозначена комбинация, искомая в этом смещении на предмет удовлетворения условиям этого правила, и позицией 6 - битовая маска, которую применяют,или "накладывают", как к пакету, так и к сравниваемой комбинации. При несоответствии условиям этого правила переходят к следующему правилу, для которого предусмотрено другое смещение 7, другая комбинация 8 и другая маска 9. При удовлетворении условиям первого правила к смещению 10 для подправил такого правила осуществляют поиск совпадения и, применяя маску 14 подправила, сравнивают комбинации для подправил 11, 12 и 13. При совпадении комбинации 11 пакет получает приоритет 15, при совпадении комбинации 12 пакет получает приоритет 16, потом 17, 18 и т.д. Если удовлетворены условия второго правила, применяют смещение 19 и маску 23 и осуществляют сравнение с комбинациями для подправил 20, 21 и 22, чтобы назначить приоритеты 24 и далее последовательно. Таким способом достигается высокая степень гибкости с возможностью применения, например,различных таблиц приоритетов в отношении различных типов трафика. Так, например, можно установить, что согласно первому правилу в заголовке 3-го уровня осуществляют поиск типа протокола, в соответствии с которым такой заголовок оформлен, и назначают трафику, создаваемому на основе протокола управления передачей (TCP), который согласно известному из уровня техники стандарту TCP/IP (протокол управления передачей/протокол межсетевого взаимодействия) является трафиком 4-го уровня, приоритет в соответствии с содержимым поля "тип сервиса" (ToS) - одного из полей заголовка по стандартуIP; иначе говоря, согласно системе приоритетов первого правила поиск осуществляют в этом поле заголовка по стандарту IP, а трафику, создаваемому на основе пользовательского протокола данных (UDP),который в соответствии с названным выше стандартом TCP/IP является трафиком 4-го уровня, назначают приоритет в соответствии с другим полем или каким-либо элементом данных, то есть, согласно второму правилу осуществляют поиск соответствия UDP, а согласно системе приоритетов второго правила поиск с целью назначения приоритета осуществляют в другом поле или в данных. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ классификации кадров по приоритету для применения в любой системе, где передача осуществляется с учетом категорий обслуживания, причем классифицируемый кадр представляет собой пакет 2-го уровня модели взаимодействия открытых систем (ВОС), включающий заголовки и концевики,отличающийся тем, что назначение кадру приоритета осуществляют по результатам анализа содержимого каждого кадра с использованием нескольких правил, с каждым из которых соотнесено несколько подправил назначения приоритета, независимых в рамках соответствующего правила, при этом правила и подправила содержат условия, связанные с определенными битовыми комбинациями, а при анализе кадра сначала осуществляют поиск в нем определенной битовой комбинации, находящейся в определенном положении, и при удовлетворении условиям одного из правил применяют соответствующие этому правилу подправила назначения приоритета посредством сравнения множества битов, находящихся в заданном положении кадра, с приоритетной комбинацией и назначают кадру приоритет, соответствующий определенной приоритетной комбинации, если результат сравнения с этой комбинацией удовлетворяет условиям одного из подправил назначения приоритета. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что правила назначения приоритета и подправила назначения приоритета, относящиеся к каждому правилу, применяют в определенном, предварительно установленном порядке. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что положение определенной известной битовой комбинации обозначено смещением в кадре.-3 008987 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при неудовлетворении условиям правила, примененного к кадру, проводят оценку соответствия кадра следующему правилу согласно предварительно установленному порядку. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при несоответствии кадра ни одной из приоритетных комбинаций подправил назначения приоритета кадру назначают приоритет по умолчанию. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при несоответствии кадра ни одной из приоритетных комбинаций подправил назначения приоритета переходят к следующему правилу согласно предварительно установленному порядку. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что при неудовлетворении условиям ни одного из правил назначают приоритет по умолчанию.