JP2000059377A - 通信装置 - Google Patents

通信装置

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JP2000059377A
JP2000059377A JP22349498A JP22349498A JP2000059377A JP 2000059377 A JP2000059377 A JP 2000059377A JP 22349498 A JP22349498 A JP 22349498A JP 22349498 A JP22349498 A JP 22349498A JP 2000059377 A JP2000059377 A JP 2000059377A
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JP22349498A
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Yuichiro Ito
裕一朗 伊藤
Yoshifumi Shin
善文 新
Munechika Kadokawa
宗近 角川
Aiichiro Kaneko
愛一郎 金子
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Hitachi Software Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一相手装置に接続する性質の異なった複数
のデータリンクを使用する通信装置において、パケット
中継装置の柔軟なルーティング機能を損なうことなく、
データリンク上に混在する属性の異なるパケットのサー
ビス品質を確保することが可能な、また統計多重化され
た複数の論理データリンクにおいて、各データリンクの
送信データ量を保証しつつ、優先送信パケットの送信待
ち遅延時間を短縮することが可能な通信装置を提供する
こと。 【解決手段】 送信パケット内の情報により適切な送信
データリンクの性質(23)と送信優先度を決定し(22)、同
一の通信相手装置の複数データリンクへのパケット振り
分けと各データリンク(25a〜25h)内での送信制御を行
う。統計多重回線(27c,27d)の論理データリンク(25c〜2
5d,25e〜25g)内の優先制御と統計多重回線単位での優
先制御を行い高優先度送信パケットの遅延時間を小さく
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同一通信相手装置
との間に性質の異なる複数のデータリンクを設定し、該
相手装置を含めた複数の通信相手装置との間でパケット
中継を行う通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、安価な専用線接続サービスが提供
されるようになったため、品質の異なる複数の専用回線
を同一の通信相手装置に接続し、これら複数の回線を使
い分ける技術が要望されるようになった。また、フレー
ムリレーにおいても性質の異なるデータリンクを用いた
サービスが登場しており、前記利用形態とあわせて非同
期に発生する複数のトラフィックが限られた伝送速度帯
域を共有する統計多重通信において統計多重された回線
における論理データリンクの使い分けを行う技術が必要
である。
【0003】複数の異なる性質を有するデータリンクの
中から送信パケットに適したデータリンクを選択する手
法としては、例えば、特開平10−13434号公報
「パケット中継装置」に記載されたものがある。ここに
記載された手法は、パケットのヘッダ情報(ヘッダ構
造)を解析してパケットの属性情報(パケットの用途,
サービスやデータの種類など)を抽出し、抽出した属性
情報をパケットの宛先情報より優先させ、該属性情報に
適合する中継回線(送信データリンク)を選択するよう
にしたものである。
【0004】また、同一通信相手装置に複数のデータリ
ンクを接続し、前記相手装置へのパケット転送を決定し
た後にパケットを送信するためのデータリンクを選択す
る方式として、例えば、インターネット標準文書RFC
(Request For Comments)1717で提案されてい
るマルチリンクプロトコルがあるが、このプロトコルは
複数の回線を同等に利用することが前提となっているた
め、複数の性質の異なる回線への利用には適さない。ま
た、フレームリレーで用いられるような、統計多重され
た複数の論理データリンクでのパケット送信制御方式と
しては、例えば、特開平8−139733号公報に記載
されたものがある。ここに記載された手法では、複数の
データリンクに対して均等のサービスを与えるようにパ
ケット送信権をスケジューリングしている。
【0005】ここで、統計多重およびその効果について
簡単に説明しておく。マルチメディア通信、特に、イン
ターネットの利用や動画像通信などのように情報の通信
量が時間的に大幅に変化する場合、ATM(Asynchron
ous Transfer Mode:非同期転送モード)方式で多重
することにより、合計の通信速度が平滑化され、STM
(Synchronous Transfer Mode:同期転送モード)方
式に比較し、一定の帯域で、多くの情報を送ることが可
能になる。このことを統計多重通信という。統計多重通
信により、伝送路の有効利用が可能となる。この効果す
なわち統計多重効果を活用することにより、一定の通信
容量を、複数のユーザで共用でき、コストダウンを図る
ことが可能になる。LAN(Local Area Network)
などにおいては、実際に転送される情報量はLANの最
大転送速度の数%であり、情報の発生もバースト的であ
るため、インターネットの利用を想定すれば中継系M加
入者系で、一定の容量を100人程度で共用することを
見込んでも、実際の利用上は影響が少なく、低コスト化
が可能になるという利点を有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記パケットのヘッダ
情報から送信データリンクを選択する手法は、データリ
ンクの性質を考慮し、送信パケットに適した送信データ
リンクの選択を行うことができるいう利点があるが、逆
に、この手法は送信パケットのヘッダ情報から直接送信
データリンクを決定してしまうため、パケット中継装置
の柔軟なルーティング機能を利用できないという欠点も
ある。
【0007】本願の第1の目的は、同一相手装置に接続
する性質の異なった複数のデータリンクを使用する通信
装置において、パケット中継装置の柔軟なルーティング
機能を損なうことなく、送信パケットに適したデータリ
ンクを使用し、また各データリンクにおいてパケット送
信優先制御を行うことで、データリンク上に混在する属
性の異なるパケットのサービス品質を確保することであ
る。さらに上記複数のデータリンクを、障害時のバック
アップデータリンクとしても使用可能とすることであ
る。
【0008】一方、複数のデータリンクに対して均等の
サービスを与えるようにパケット送信権をスケジューリ
ングするようにした前記従来の方式では、統計多重回線
上に多重化された各論理データリンクは互いに独立した
送信制御を行っているが、相互の論理データリンクの送
信待ちパケットの優先度は考慮されていない。このた
め、優先度の高いパケットの送信要求があっても、この
パケットの送信データリンクに送信権がスケジューリン
グされるまで送信できず、物理回線の伝送速度が遅くか
つ論理データリンクが多い場合に特に問題となる。本願
の第2の目的は、このような問題に対処するために、統
計多重化された複数の論理データリンクにおいて、各デ
ータリンクの送信データ量を保証しつつ、優先送信パケ
ットの送信待ち遅延時間を短縮することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記第1の目
的を達成するために、送信パケット内の情報をもとに、
このパケットに適する送信データリンクの性質を決定す
る手段を有するとともに、通信相手装置ごとに、同一相
手装置に接続する複数のデータリンクのリストと、それ
ら各データリンクの性質と、それら各データリンクが通
信できなくなったときに使用するバックアップデータリ
ンクを保持するテーブルを有する。パケット中継装置の
ルーティング機能により、パケットの転送相手装置を決
定した後、パケット内の情報からこのパケットの送信優
先度と、このパケットに適したデータリンクの性質を決
定し、当該相手装置に対応する前記テーブルを参照し
て、使用するデータリンクを決定し、パケットを送信優
先度とともに、当該データリンクの送信制御部へ転送す
る。前記テーブルは接続相手装置毎に保持しているた
め、ネットワークの状態変化等によりパケットの転送相
手装置が変更された場合でも、その都度パケットに適し
た性質を持つデータリンクを選択して使用することがで
きる。各データリンクが通信できなくなった場合は、前
記テーブルに保持しているバックアップデータリンクへ
パケットを振り分けることにより、バックアップを行
う。
【0010】また本発明は、上記第2の目的を達成する
ために、まず、統計多重化された各論理データリンクに
対し、優先的にデータを送信できる帯域(優先帯域)を
付与し、送信データ量監視手段により、各論理データリ
ンクの送信データ量を監視し、前記優先帯域と各データ
リンクからの単位時間の累積送信データ量から各論理デ
ータリンクの利用率を計算する手段を用いて、利用率が
低い論理データリンクを優先的にスケジューリングする
ことにより、各論理データリンクの送信データ量を保証
する。次に、各論理データリンクに優先送信パケットの
送信要求が発生したとき、そのパケットの送信を即時に
実行するスケジューリング手段と、各論理データリンク
の利用率および送信パケットの送信優先度にもとづい
て、当該パケットの即時優先送信を行うかどうか決定す
る手段を用い、優先パケットの即時送信を実行する。前
記の手段を組み合わせて用いることにより、各論理デー
タリンクの送信データ量を保証するとともに、優先パケ
ットの送信スケジューリング待ち遅延時間を低減するこ
とができる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の上記第1の目的
を達成するための実施例を説明するためのネットワーク
構成を示す図である。同図に示すように、本実施例で
は、ルータA11は、それぞれ異なる性質を持つ複数の
データリンク12〜14を介してルータB15に接続さ
れている。同図の例は、データリンク12が遅延が大き
くスループットが小さいデータリンク、データリンク1
3が遅延が大きくスループットが大きいデータリンク、
データリンク14が遅延が小さくスループットが中位の
データリンクであり、それぞれが異なる性質を有してい
る場合を示している。
【0012】また、同一通信相手装置であるルータB1
5に接続する複数のデータリンク12〜14に対して一
つのネットワークアドレスを付与する。また、ルータA
11におけるデータリンク12〜14へのインタフェー
スに対して一つのインタフェースアドレスを設定し、ル
ータB15におけるデータリンク12〜14へのインタ
フェースに対しても一つのインタフェースアドレスを設
定する。すなわち、図1のネットワーク構成において、
それぞれ異なる性質を持つデータリンク12〜14を合
わせて一つの論理的なパケット配送経路として扱う。
【0013】本実施例では、この構成により、ルータの
ルーティング処理と同一通信相手に接続する複数のデー
タリンクからの送信データリンクの選択処理を切り離
し、ルータの柔軟なルーティング機能が損なわないよう
にすることができる。また、この構成により、データリ
ンクに割り当てるネットワークアドレスを節約すること
ができるとともに、ルータ間のデータリンクの増設など
のネットワーク構成の変更も容易となる。
【0014】図2は、本発明に係るデータリンク多重通
信装置のシステム構成を示す図である。同図において、
本発明の上記第1の目的に関連する部分は、主にルーテ
ィング部21,優先度決定部22,送信データリンク性
質決定部23,および論理インタフェース部24a〜2
4dであり、本発明の上記第2の目的に関連する部分は
主に回線インタフェース部26a〜26eである。
【0015】以下、図2を用いて上記第1の目的を達成
するための構成を詳細に説明する。第1の目的を達成す
るための装置(ルーティング部21,優先度決定部2
2,送信データリンク性質決定部23,および論理イン
タフェース部24a〜24d)は、複数のデータリンク
25a〜25hに接続されている。本装置は、論理イン
タフェース部24a〜24dを通信相手装置のインタフ
ェースアドレスごとに持つ。データリンク25a〜25
c、データリンク25d〜25fは、それぞれ同一の通
信相手装置に接続され、データリンク25gと25h
は、それぞれ単一の通信相手装置に接続されている。
【0016】本装置において、まず、受信した転送パケ
ットをルーティング部21に渡す。ルーティング部21
はルータにおいて通常用いられるルーティング方法によ
り、送信パケットの宛先アドレスに基づいて送信する論
理インタフェース部を決定する。
【0017】次に、優先度決定部22で送信パケットの
送信優先度を決定し、送信データリンク性質決定部23
で送信パケットに適する送信データリンクの性質を決定
する。データリンクの性質とは、例えば、遅延時間は大
きいがスループットが大きいもの、スループットは小さ
いが遅延時間が小さいものなどであり、これらの性質を
性質コードにより表す。性質コードとは、パケットに適
するデータリンクの性質を示すために用いる値である。
送信優先度および性質コードはパケットヘッダのTOS
フィールド、ポート番号、パケット長などから、これら
の値を対応づける図表を用いて決定する。
【0018】図3は、図2の各構成要素であるルーティ
ング部21,優先度決定部22,送信データリンク性質
決定部23,論理インタフェース部24a〜24d,回
線インタフェース部26a〜26hが実行する処理を説
明するための図である。まず、ルーティング部21にお
いて送信パケット31の宛先アドレスによって送信する
論理インタフェース部24(24a〜24dのいずれ
か)を決定する。次に、前記送信パケット31に、優先
度決定部22で決定された送信優先度322と送信デー
タリンク性質決定部23で決定された性質コード321
を付加して送信パケット32を生成する。該生成した送
信パケット32を、前記ルーティング部21で決定され
た論理インタフェース部24(24a〜24dのいずれ
か)に渡す。ルーティング部21で決定された論理イン
タフェース部が複数のデータリンクに接続されている場
合(例えば、図2の例において、決定された論理インタ
フェース部が24aの場合、複数のデータリンク25a
〜25c)、送信パケットに付加された性質コードに従
い、複数のデータリンク(25a〜25c)の中から一
つの送信データリンクを決定する。
【0019】図4は、前記論理インタフェース部の各々
が有する一般的な構成を示す図である。すなわち、当該
論理インタフェース部に接続されているデータリンクの
リスト(イ)と、それら各データリンクの性質(例え
ば、遅延時間の大小,スループットの大小など)(ロ)
と、それらの各データリンクが通信できなくなったとき
に代わりに使用するバックアップデータリンク(ハ)を
保持するデータリンクテーブル42と、該データリンク
テーブル42を用いて送信パケットに付加されている性
質コードが示す性質に最も近い性質を持つデータリンク
を選択するデータリンク選択手段41とを有しており、
該データリンク選択手段41を用いてパケットの送信デ
ータリンクを決定する。データリンクの性質としては、
例えば、遅延時間の大小,スループットの大小などがあ
る。選択した送信データリンクが通信不可の場合には、
前記データリンクテーブル42のバックアップデータリ
ンクに登録されているバックアップデータリンクを選択
して通信を行う。
【0020】前記送信データリンクの選択は、ルーティ
ング部21で決定された論理インタフェース部24内で
行なわれるため、ルーティングに影響を与えることはな
い。例えば、ルーティング情報の変更によりパケット配
信経路が変わったとしても、変更先の論理インタフェー
ス部において、自論理インタフェース部のデータリンク
テーブル42を参照し、送信パケットに付加された性質
コードから最適な送信データリンクを選択することがで
きる。
【0021】次に、論理インタフェース部24で決定さ
れた送信データリンク331と送信優先度332を付加
した送信パケット33が、送信データリンクに対応する
回線インタフェース部26に渡され、回線インタフェー
ス部26において送信パケットの送信制御が行われる。
上述したように、ルーティング部21で論理インタフェ
ース部24aが決定され、性質コードによりデータリン
ク25a〜25cのいずれかが選択され、その選択に対
応して回線インタフェース部26a〜26cのいずれか
に送信パケット33が渡され、該回線インタフェース部
で送信パケットの送信制御が行われる。
【0022】ここで、パケットの送信制御は各回線イン
タフェース部ごとに独立に行なうが、送信パケットの送
信優先度は送信データリンクとは独立に決定され、各デ
ータリンク間で整合性があるため、バックアップデータ
リンク使用時やルーティング変更時の影響を考慮せず
に、各データリンク内での優先制御を行うことができ
る。
【0023】(第2の実施例)次に、本発明の上記第2
の目的を達成するための方法について説明する。前記パ
ケット送信データリンクが、図2の回線27cまたは2
7dに示すような統計多重回線上に多重化された論理デ
ータリンクである場合、論理データリンク間での送信帯
域の競合について考慮しつつ優先制御を行なう必要があ
る。このため、前記統計多重回線上に多重化された論理
データリンクでは、個別の論理データリンク内での優先
制御に加えて、統計多重回線単位での優先制御を行なう
必要がある。本装置における送信優先度はデータリンク
単位の送信優先度ではなく、装置全体における送信優先
度であるため、統計多重回線単位での優先制御にも、前
述の論理データリンク単位の優先制御にも同一の送信優
先度を用いることができる。
【0024】本装置では、物理回線ごとに設定された回
線インタフェース部で送信制御を行なう。図5は、統計
多重回線の回線インタフェース部と統計多重回線の構成
を示す図である。同図に示すように、回線インタフェー
ス部51は、キューイング部52、送信待ちキュー5
3、送信処理部54に分けられる。回線インタフェース
部51は、3つの論理データリンク55a〜55cを多
重化した統計多重回線56への送信制御を行う。また、
回線インタフェース部51は、論理データリンク55a
〜55cごとに優先度に対応した送信待ちキューを保持
する。本実施例における送信優先度はn段階とし、回線
インタフェース部51には3つの論理データリンクごと
にn個の送信待ちキューを保持する。
【0025】論理インタフェース部(図3の24a〜2
4dに対応)で決定された送信データリンク(図3の3
31に対応)と、優先度決定部で決定された送信優先度
(図3の332に対応)を付加した送信パケット(図3
の33に対応)が回線インタフェース部51(図3の2
6a〜26hに対応)に渡される。
【0026】回線インタフェース部51のキューイング
処理部52は、送信パケットの付加情報(送信データリ
ンク331,送信優先度332)をもとに、当該送信デ
ータリンクの送信優先度に対応する送信待ちキューに、
パケットを送信待ちパケットとして格納する。次に、統
計多重回線の回線インタフェース部51は、送信処理部
54で送信待ちキュー53から送信待ちパケットを取り
出して、統計多重回線に送信する処理を繰り返す。
【0027】図6は、統計多重回線を制御する回線イン
タフェース部51の送信処理部54の構成を示す図であ
る。同図に示すように、統計多重回線の送信処理部54
は、優先送信可否決定手段61,利用率計算手段62,
送信データ量監視手段63,送信権スケジューラ64,
およびタイマ65から構成される。送信データ量監視手
段63は、多重化された論理データリンクごとに累計送
信データ量を保持する。この累計送信データ量は、タイ
マ65により一定時間ごとに0にリセットされる。
【0028】また、利用率計算手段62により、累計送
信データ量および、論理データリンクごとに設定され
た、優先的にデータ送信できる帯域である優先帯域と、
前記累計送信データ量をもとに各論理データリンクの利
用率を算出する。各論理データリンクの利用率Uは、前
記累計送信データ量Dと、優先帯域Bおよび累計送信デ
ータ量のリセット間隔Tから以下の式を用いて計算す
る。 U=D/(B×T) 前記式により算出された論理データリンクごとの利用率
は、送信処理部54で保持しており、データ送信および
リセットにより累計送信データ量が変化した際に再計算
する。
【0029】図7は、各論理データリンクの利用率をも
とに、当該データリンクからパケットを優先送信可能か
どうかを判断するための閾値である優先送信優先度を決
定するための図表である。前記優先送信可否決定手段6
1により、各論理データリンクについて、それぞれの利
用率から図7に示す表を用いて優先送信優先度を求め、
論理データリンクが優先送信優先度以上の優先度を持つ
送信待ちパケットキュー内に保持している場合、この論
理データリンクを優先送信可能と判断する。
【0030】送信権スケジューラ64は、まず、優先送
信可否決定手段61により、優先送信可能な論理データ
リンクがあるかを調べ、優先送信可と判断された論理デ
ータリンクがある場合、このうち最も優先度の高い送信
待ちパケットを保持する論理データリンクに送信権をス
ケジューリングし、優先送信可と判断された論理データ
リンクがない場合には利用率が最小の論理データリンク
に送信権をスケジューリングする。送信処理部54は、
送信権がスケジューリングされた論理データリンクの、
送信優先度が最も高い送信待ちパケットを保持する送信
待ちキューからパケットを取り出し、回線に送信する。
【0031】前記統計多重回線のインタフェース部の処
理は、高優先度の送信待ちパケットを持つ論理データリ
ンクに対して優先的に送信権をスケジューリングするこ
とで、高優先パケットの送信待ち遅延時間を短縮するこ
とができる。また、前記優先スケジューリングを優先帯
域により制限し、前記優先スケジューリングを行なわな
い場合は、利用率が小さい論理データリンクから順に送
信権をスケジューリングすることで、各論理データリン
クへの均等なサービスを保証することが可能である。
【0032】本実施例によれば、同一通信相手装置に性
質の異なる複数のデータリンクが接続される通信装置に
おいて、柔軟かつ有効に回線を使い分けることができ、
また、統計多重回線上に多重化された論理データリンク
について、統計多重回線の特徴を考慮した使い分けを行
ことが可能となる。また、本発明の統計多重回線におけ
る優先制御は、前記同一通信相手装置に複数のデータリ
ンクが接続される通信装置に限らず、物理回線の伝送速
度が遅くかつ多重化された論理データリンクが多い統計
多重回線を用いたパケット転送にも有効である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同一相手装置に接続する性質の異なった複数のデータリ
ンクを使用する通信装置において、パケット中継装置の
柔軟なルーティング機能を損なうことなく、送信パケッ
トに適したデータリンクを使用し、また各データリンク
においてパケット送信優先制御を行うことで、データリ
ンク上に混在する属性の異なるパケットのサービス品質
を確保することが可能になる。また、上記複数のデータ
リンクを、障害時のバックアップデータリンクとしても
使用可能となる。さらに、統計多重化された複数の論理
データリンクにおいて、各データリンクの送信データ量
を保証しつつ、優先送信パケットの送信待ち遅延時間を
短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明するためのネットワーク
構成を示す図である。
【図2】本発明に係るデータリンク多重通信装置のシス
テム構成を示す図である。
【図3】図2の各構成要素であるルーティング部,優先
度決定部,送信データリンク性質決定部,論理インタフ
ェース部,回線インタフェース部が実行する処理を説明
するための図である。
【図4】論理インタフェース部の各々が有する一般的な
構成を示す図である。
【図5】統計多重回線の回線インタフェース部と統計多
重回線の構成を示す図である。
【図6】統計多重回線を制御する回線インタフェース部
の送信処理部の構成を示す図である。
【図7】各論理データリンクの利用率をもとに、当該デ
ータリンクからパケットを優先送信可能かどうかを判断
するための閾値である優先送信優先度を決定するための
図表である。
【符号の説明】
11:ルータ 12〜14:データリンク 15:相手側ルータ 21:ルーティング処理部 22:優先度決定部 23:送信データリンク性質決定部 24a〜24d:論理インタフェース部 25a〜25h:データリンク 26a〜26e:回線インタフェース部 27a〜27e:物理回線 41:データリンク選択手段 42:データリンクテーブル 51:統計多重回線を制御する回線インタフェース部 52:キューイング処理部 53:送信待ちキュー 54:送信処理部 55a〜55c:論理データリンク 56:統計多重回線
フロントページの続き (72)発明者 新 善文 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式会 社日立製作所サーバ開発本部内 (72)発明者 角川 宗近 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式会 社日立製作所サーバ開発本部内 (72)発明者 金子 愛一郎 神奈川県横浜市中区尾上町6丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 Fターム(参考) 5K030 GA02 GA12 HA10 HB21 HD03 HD06 JA11 KX29 LA03 LB06 LE05 MB04 MB09 MD01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一通信相手装置との間に性質の異なる
    複数のデータリンクを設定し、前記相手装置を含めた複
    数の通信相手装置との間でパケット中継を行う通信装置
    において、 前記複数のデータリンクにより接続された通信相手装置
    ごとに、前記相手装置に接続する各データリンクの性質
    およびこのデータリンクのバックアップデータリンクを
    登録したテーブルと、送信データリンクの選択を行う際
    に、パケット内の情報から当該パケットの送信に適する
    データリンクの性質を決定し、前記テーブルとデータリ
    ンクの送信可否情報を用いて送信データリンクを決定す
    る手段を有することを特徴とする通信装置。
  2. 【請求項2】 統計多重回線上に多重化された複数の論
    理データリンクの送信データ量を監視する手段と、各論
    理データに優先送信可能な帯域を設定し、論理データリ
    ンクからの単位時間の累計送信データ量と前記優先送信
    可能な帯域をもとに各データリンクの利用率を求める手
    段と、送信要求パケットの優先度と前記送信データリン
    クの利用率をもとに前記パケットが即時優先送信可能で
    あるか決定する手段とを有し、これらの各手段により送
    信制御を行うことを特徴とする通信装置。
JP22349498A 1998-08-07 1998-08-07 通信装置 Pending JP2000059377A (ja)

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