JP2000299687A - クロスポイント交換機の帯域幅割当て管理方法 - Google Patents

クロスポイント交換機の帯域幅割当て管理方法

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JP2000299687A JP2000074799A JP2000074799A JP2000299687A JP 2000299687 A JP2000299687 A JP 2000299687A JP 2000074799 A JP2000074799 A JP 2000074799A JP 2000074799 A JP2000074799 A JP 2000074799A JP 2000299687 A JP2000299687 A JP 2000299687A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 コネクションに対して割り当てられる帯域幅
の量を要求される帯域幅の量に正確に一致させうる帯域
幅割り当てシステムを得る。 【解決手段】 システムは確立中のバーチャルコネクシ
ョンが遅延感応性コネクションタイプかどうかでどの帯
域幅割当てアルゴリズムを選択するかを決定する。選択
された帯域幅割当てアルゴリズムは帯域幅割当てテーブ
ルの中にスロットを確保しうる。帯域幅割当てテーブル
の中に均等に離間された確保されたスロットは関連する
コネクションを供給する際の不適当な遅延を防止する。
テーブルの二分木表現が記載され、二分木の葉は個々の
テーブルスロットに対応する。帯域幅に対する感度が高
いか又は比較的感度が低いコネクションタイプに対して
帯域幅を割り当てる場合に有利に適用可能な特定の帯域
幅割当てアルゴリズムが記載される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数のバーチャル
コネクションを有するネットワーク交換機に関し、更に
特定的にはかかる交換機において帯域幅を割り当てる方
法に関連する。
【０００２】
【従来の技術】データ通信を容易とするために用いられ
る多くの装置／及び又はシステムでは、リソースは多数
のユーザ又は要求者の間で共用されねばならない。例え
ば、交換装置は、交換装置を通る多数のバーチャルコネ
クションをサポートするために使用されうる。かかるコ
ネクションが設立されると、交換機は、各コネクション
に関連するサービス品質（ＱＯＳ）パラメータをサポー
トするために交換機の中に十分な帯域幅を確保するため
の要求を受信する。可能な限り多くの数のコネクション
をサポートするため、交換機は過剰な帯域幅割当てを最
小限とするよう帯域幅を割り当てねばならない。更に、
帯域幅は特定の１つのコネクションのためのデータ単位
を処理する際の不適当な遅延を防止するよう多数のコネ
クションに亘って割り当てられねばならない。
【０００３】パフォーマンスについて、帯域幅確保要求
に関して更なる考察がなされる。概して、与えられた要
求を満たすために必要な動作の数は最小限にされるべき
である。これは交換機が多数のコネクションをサポート
せねばならない場合に特に重要である。
【０００４】既存のシステムでは、かなりの量の過剰な
帯域幅割当ては帯域幅割当て要求の不必要な拒否を生じ
させていた。かかるシステムはまた、特定のコネクショ
ンの遅延に対する感度によく一致するよう帯域幅を割り
当てることができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、従来技術の欠
点に関して、コネクションに対して割り当てられる帯域
幅の量を要求される帯域幅の量に正確に一致させるネッ
トワーク交換機における帯域幅割当てシステムが必要と
される。システムは、交換機を通るコネクション上のト
ラフィックに対して不適当な遅延が導入されないよう帯
域幅を割り当てるべきである。システムはまた最小限の
遅延で帯域幅割当て要求を与えねばならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の原理によれば、
通信装置において帯域幅を割り当てるための新規なシス
テムが提供される。本発明のシステムは、バーチャルコ
ネクションの確立中に受信されるように、帯域幅割当て
要求を受信し、要求が遅延に対する感度の高い遅延感応
性コネクションタイプに関連するかどうかを判定する。
遅延感応性コネクションタイプは、例えば、連続ビット
レート（ＣＢＲ）コネクション及びリアルタイム可変ビ
ットレート（ＲＴ−ＶＢＲ）コネクションを含む。帯域
幅割当て要求が遅延感応性コネクションタイプに関連づ
けられている場合、システムは第１の帯域幅割当てアル
ゴリズムの組から帯域幅割当てアルゴリズムを選択す
る。帯域幅割当て要求が遅延感応性コネクションタイプ
に関連づけられていない場合、システムは第２の帯域幅
割当てアルゴリズムの組から帯域幅割当てアルゴリズム
を選択する。
【０００７】本発明のシステムの他の面では、使用する
帯域幅割当てアルゴリズムを選択するときに帯域幅割当
て要求のサイズもまた検査される。帯域幅割当て要求の
サイズが１つ以上の所定の値の範囲にあれば、システム
は遅延感応コネクションのために第１のアルゴリズムの
組の中の特定の帯域幅割当てアルゴリズムを選択する。
システムはまた、どの帯域幅割当てアルゴリズムが選択
されたかに依存して、帯域幅割当て要求のサイズを所定
の値の範囲のうちの１つの上限といった所定の値に切り
上げうる。
【０００８】例示的な実施例では、選択された帯域幅割
当てアルゴリズムは、帯域幅割当てテーブルの中の要求
に関連づけられたコネクションのためにスロットを確保
する。帯域幅割当てテーブルは、バーチャルコネクショ
ンが交換機ファブリックを通じてデータ単位を伝送しう
る時間を表わす多数のスロットを含むデータ構造であ
る。例えば、第１のアルゴリズムの組の中の帯域幅割当
てアルゴリズムのうちの１つは、帯域幅割当てテーブル
の中に均等に離間されたスロットを確保する。これは、
例示的な実施例では交換機の帯域幅は帯域幅割当てテー
ブルの中のスロットの順序に基づいて様々なコネクショ
ンに対して使用可能とされ、均等に離間された確保され
たスロットは交換機を通じてセルを転送する機会の間の
不均一な遅延を防止するからである。
【０００９】帯域幅割当てテーブルのスロットの均等な
間隔を達成するために、第１の帯域幅割当てアルゴリズ
ムの組のうちの１つのアルゴリズムは、帯域幅割当てテ
ーブルの中に確保されるスロットの数を、帯域幅割当て
要求のサイズ以上の２のべき乗であるようにする帯域幅
割当てアルゴリズムを含む。例えば、帯域幅割当て要求
のサイズ以上の最小の２のべき乗が選択されうる。する
と、やはり２のべき乗に等しいスロット総数を有する帯
域幅割当てテーブルが与えられているとき、確保された
スロットは相互に等距離であるよう選択される。
【００１０】帯域幅割当てテーブルの管理を容易とする
ため、例示的な実施例はテーブルの二分木表現を更に含
む。二分木の葉は、帯域幅割当てテーブルの個々のスロ
ットに対応する。スロット数の割当てを２のべき乗に等
しいようにすることは、枝の葉の数が選択された２のべ
き乗に等しいとき、夫々が使用可能なスロットに対応す
る葉を有する二分木の枝を識別することによって達成さ
れうる。
【００１１】本発明のシステムの他の面では、結果とし
ての確保されたスロット数が２のべき乗の和に等しいよ
う、帯域幅割当てテーブルの中のスロットの組を確保す
る帯域幅割当てアルゴリズムが提供される。再び、確保
されたスロット数は帯域幅割当て要求のサイズ以上であ
る。この帯域幅割当てアルゴリズムは概して、遅延感応
性コネクションに関連付けられない帯域幅割当て要求に
適用可能である。
【００１２】本発明のシステムの他の面では、結果とし
ての確保されたスロット数が２のべき乗に整数を乗算し
たものに等しいよう、帯域幅割当てテーブルの中のスロ
ットの組を確保する帯域幅割当てアルゴリズムが提供さ
れる。やはり、確保されたスロット数は帯域幅割当て要
求のサイズに等しいかそれ以上である。この帯域幅割当
てアルゴリズムは、遅延感応性コネクションに関連付け
られた帯域幅割当て要求に有利に適用可能である。
【００１３】また、結果としての確保されたスロット数
が２のべき乗に所定の値を乗算し残りの値だけインクリ
メントしたものに等しいよう、但し、残りの数は帯域幅
割当て要求のサイズから２のべき乗と所定の値との積を
差し引いたものに等しいかそれ以上であるよう、帯域幅
割当てテーブルの中のスロットの組を確保する帯域幅割
当てアルゴリズムが提供される。この帯域幅割当てアル
ゴリズムは、遅延感応コネクションに関連付けられてい
ない帯域幅割当て要求に適用可能である。
【００１４】このように、既存のシステムの上述の欠点
を扱うネットワーク交換機といったネットワーク要素即
ち装置のための帯域幅割当てシステムが提供される。本
発明によるシステムは、コネクションに対して割り当て
られる帯域幅の量を要求される帯域幅の量と正確に一致
させる。本発明によるシステムはまた、交換機を通るコ
ネクション上のトラフィックに対する不適応な遅延が防
止されるよう帯域幅を割り当てる。更に、本発明による
システムは、最小の遅延で帯域幅割当て要求を与えるこ
とが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、図面を参照して以下の
説明を読むことによって、よりよく理解されよう。図１
は、交換機ファブリック１２と多数のポート１４とを含
むネットワーク交換機１０を示す図である。ポート１４
ａは、受信バッファ１８及び送信バッファ２０を含むと
して示されている。ポートｄは、受信バッファ２２及び
送信バッファ２４を含むとして示されている。
【００１６】図１に示される要素の動作中、データ単位
は通信リンク１６を通じて交換機１０のポート１４によ
って受信される。例示的な実施例では、交換機１０は非
同期転送モード（ＡＴＭ）通信プロトコルをサポート
し、従ってデータ単位はＡＴＭでありうる。受信された
データ単位は、受信バッファ１８といった受信バッファ
の中に記憶される。次にデータ単位は、それらが交換機
１０から外へ送信される、送信バッファ２４といった送
信バッファの中へ交換機ファブリックを通じて転送され
る。ポートが交換機ファブリックを通じてデータ単位を
転送しうる各タイムスロットは、データ単位転送機会と
称される。データ単位転送機会は、特定のバーチャルコ
ネクションと関連した使用のために確保されうる。デー
タ単位転送機会をバーチャルコネクションのために確保
することは、帯域幅をバーチャルコネクションに割り当
てることと称される。
【００１７】図２は、本発明により帯域幅をバーチャル
コネクションに割り当てるためにネットワーク交換機に
よって実行されるステップを示す図である。ステップ３
０において、交換機は、交換機内の帯域幅が特定のバー
チャルコネクションに割り当てられることを要求するメ
ッセージを受信する。割り当てられることが要求される
帯域幅の量は、要求の「サイズ」又は「要求サイズ」と
称される。要求サイズの単位は夫々例えば交換機ファブ
リックを通じてデータ単位又はセルを転送するために必
要な帯域幅の量に対応する。
【００１８】交換機がＡＴＭ交換機である実施例では、
メッセージは呼設定メッセージ又はパーティ追加メッセ
ージでありうる。受信されたメッセージは、コネクショ
ンに関連付けられた様々なＱＯＳパラメータだけでな
く、割り当てられるべきリソースのためのバーチャルコ
ネクションの識別子も含む。ＱＯＳパラメータは、コネ
クション上のデータ単位が耐え得る最大の遅延量及び遅
延揺らぎの印を含みうる。受信されたメッセージはま
た、要求されたコネクションのタイプを示す。ＡＴＭプ
ロトコルに関連して使用されるコネクションタイプは例
えば、連続ビットレート（ＣＢＲ）、リアルタイム可変
ビットレート（ＲＴＶＢＲ）、非リアルタイム可変ビッ
トレート（ＮＲＴＶＢＲ）、及びアベイラブルビットレ
ート（ＡＢＲ）である。例示的な実施例では、ＣＢＲ及
びＲＴＶＢＲコネクションは遅延に対する感度が高い感
応性コネクションであると考慮され、ＮＲＴＶＢＲ及び
ＡＢＲは遅延に対する感度が低い感応性のないコネクシ
ョンであると考慮される。
【００１９】ステップ３２において、交換機は、ステッ
プ３０において受信された帯域幅要求に関連付けられた
コネクションタイプに遅延感応性があると考慮されるか
どうかを決定する。遅延感応性があれば、ステップ３２
の後にステップ３４へ進み、交換機帯域幅を帯域幅要求
に関連付けられたコネクションに割り当てるために第１
の帯域幅選択アルゴリズムの組のうちの１つのアルゴリ
ズムが選択され実行される。遅延感応性がなければ、ス
テップ３２の後にステップ３６へ進み、交換機帯域幅を
帯域幅要求に関連付けられたコネクションに割り当てる
ために第２の帯域幅選択アルゴリズムの組のうちの１つ
のアルゴリズムが選択され実行される。
【００２０】図３は、スロット４４ａ−４４ｈを有する
帯域幅割当てテーブル４２を示す図である。帯域幅割当
てテーブルの中の各スロットは、受信されたデータ単位
を交換機ファブリックを通じて帯域幅割当てテーブルに
関連付けられたポートから送信する機会に対応する。帯
域幅割当てテーブルの中のスロットは、特定のバーチャ
ルコネクションに対して割り当てられ得る。例えば時間
０において、第１のバーチャルコネクションに関連付け
られたデータ単位は交換機ファブリックを通じて他のポ
ートへ転送されうる。時間１において、第１のバーチャ
ルコネクションに関連付けられたデータ単位は交換機フ
ァブリックを通じて他のポートへ転送されえ、以下同様
である。コネクションのＱＯＳパラメータ及びコネクシ
ョンタイプに依存して、単一のバーチャルコネクション
に対して多数の帯域幅割当てテーブルのスロットが割り
当てられ得る。
【００２１】更に図３中、帯域幅割当てテーブル４２の
個々のスロットに対応する葉を有する二分木４０が図示
されている。特に、葉４８ａはスロット４４ａに対応
し、葉４８ｂはスロット４４ｂに対応し、葉４８ｃはス
ロット４４ｃに対応し、以下同様である。二分木４０
は、４つのレベル４１ａ−４１ｄを含む。木４０の葉は
レベル４１ａにあり、レベル４１ｂにおける木４０の節
点は２つの葉を含む木４０の枝に対応し、レベル４１ｃ
における木４０の節点は４つの葉を含む木４０の枝に対
応し、レベル４１ｄにおける根節点は木４０全体に対応
する。
【００２２】図３に示されるシステムの動作中、帯域幅
割当てテーブル４２の中のスロットは特定のコネクショ
ンに割り当てられるため、二分木４０の中の対応する葉
もまた割り当てられたとしてマークされる。更に枝の葉
の割当て状態は、その枝の親節点の中に記憶されうる。
例えば葉４８ａ及び４８ｅが共に割り当てられていなけ
れば、木のレベル４１ｂにおけるこれらの葉の親節点は
木４０のその枝の全ての節点が割り当てのために使用可
能であることを示すよう変更されうる。同様に、節点４
８ａ，４８ｅ，４８ｃ及び４８ｇが割当てのために使用
可能であれば、レベル４１ｃにおける夫々の親節点は、
木４０のその枝の全ての葉が割当てのために使用可能で
あることを示しうる。
【００２３】図４は、交換機の中の多数のポートのため
の送信及び受信帯域幅に関連付けられた二分木を示す図
である。二分木５０及び５２は夫々、第１のポート及び
第２のポートのデータ単位転送帯域幅のための帯域幅割
当てテーブルの中のスロットを示す。二分木５４及び５
６は夫々、第１のポート及び第２のポートのデータ単位
受信帯域幅のための帯域幅割当てテーブルの中のスロッ
トを示す。図４中の要素の動作中、データ単位が第１の
ポートから第２のポートへ転送されるコネクションに対
する帯域幅要求が受信されれば、第１のポート及び第２
のポートの両方においてどのスロットが潜在的に新たな
コネクションに対して割り当てられ得るかを決定するた
め、二分木５０及び二分木５６の論理ＯＲが検査され
る。次に、適当なスロットを割り当てるために、適当な
帯域幅割当てアルゴリズムが使用される。
【００２４】図５は、遅延感応性コネクションタイプに
対する適当な帯域幅割当てアルゴリズムを示す図であ
る。従って、図５に示される帯域幅割当てアルゴリズム
は、図２のステップ３４に関して説明された第１の帯域
幅割当てアルゴリズムの組のうちの１つのアルゴリズム
である。
【００２５】図５の帯域幅割当てアルゴリズムにおい
て、二分木６０は、帯域幅割当て要求のサイズを満たす
のに十分な数の葉を有すると共に全ての葉がまだ割り当
てられていない単一の枝について探索される。例えば、
サイズが８である帯域幅要求を満たすために、アルゴリ
ズムは枝６４が全てが割当てのために使用可能である８
つの葉を含むことを決定する。アルゴリズムは次に二分
木６０の枝６４の葉に対応して帯域幅割当てテーブル６
２のスロット６８を割り当て、次に枝６４の葉及び他の
節点をマークする。二分木６０の隣接する葉は帯域幅割
当てテーブル６２の中の均等に離間されたスロットに対
応するため、割り当てられたスロット６８は均等に離間
される。バーチャルコネクションのために割り当てられ
たスロットの均等な間隔は、そのコネクションに関連付
けられたデータ単位の処理において最小限の遅延及び遅
延揺らぎを与える。
【００２６】例示された実施例では、サイズが７である
受信された帯域幅要求について、図５のアルゴリズムは
帯域幅要求のサイズよりも大きい最小の２のべき乗であ
るサイズ、ここでは８、を有する使用可能な葉を有する
木６０の枝を探す。このようにして、アルゴリズムは帯
域幅要求のサイズを「切り上げる」と言うことができ
る。従って、アルゴリズムは枝６４が使用可能であると
決定し、要求を満たすために枝６４の葉を割り当てる。
しかしながら、コネクションは７つのスロットのみを必
要とするため、枝６４の１つのスロットは潜在的に無駄
とされる。従って、図５のアルゴリズムは、帯域幅割当
てテーブルの中に均等に離間されたスロットを与え、結
果として受信ポートにおいて過剰なデータ単位がバッフ
ァリングされることを防止する一方で、帯域幅割当てテ
ーブルの中でスロットを無駄にすることがある。
【００２７】図６は、遅延に対する感度のない又は比較
的少ない、いわゆる遅延感応性のないコネクションタイ
プに適した帯域幅割当てアルゴリズムを示す図である。
従って、図６に示されるアルゴリズムは、図２のステッ
プ３６に関連して説明された第２の帯域幅割当てアルゴ
リズムの組のうちの１つのアルゴリズムである。
【００２８】図６の帯域幅割当てアルゴリズムでは、二
分木８０は、葉の総和が帯域幅要求のサイズ以上である
１組の枝について探索される。幾つかの場合、リソース
を節約するために２のべき乗の和に含まれる２のべき乗
の個数は制限されうる。帯域幅の５つのデータ単位に対
して帯域幅要求がなされるとき、図６のアルゴリズム
は、二分木８０について、葉の総和が５である使用可能
な枝の組合せ、例えば枝８４及び葉８８（単一の葉は枝
を構成しうる）を探索する。帯域幅割当てテーブル８２
の中のスロット８６は枝８４の葉に対応し、スロット９
０は葉８８に対応する。従って、図６に示される割当て
ではスロットは無駄にされず、スロットの間隔は完全に
均等ではないことがわかる。従って、受信ポートにおけ
る幾らかのバッファリング及びデータ単位転送のバース
トが生ずることがあり、関連付けられたコネクションの
遅延及び遅延揺らぎ特徴に悪影響を与える。
【００２９】他の実施例では、図６の帯域幅割当てアル
ゴリズムは遅延感応性コネクションタイプに用いられ
る。この他の実施例では、図６の帯域幅割当てアルゴリ
ズムは、図２のステップ３４に関して説明された第１の
帯域幅割当てアルゴリズムの組のうちの１つのアルゴリ
ズムである。
【００３０】図７は、遅延感応性コネクションタイプに
適した帯域幅割当てアルゴリズムを示す図である。従っ
て、図７の帯域幅割当てアルゴリズムは、図２のステッ
プ３４に関して説明された第１の帯域幅割当てアルゴリ
ズムの組のうちの１つのアルゴリズムである。
【００３１】図７の帯域幅割当てアルゴリズムでは、コ
ネクション要求を満たすために木１００の多数の等しい
サイズの枝が選択される。更に、図７の帯域幅割当てア
ルゴリズムでは、木１００の選択された枝が相互に対し
て均等に離間されていることを確実とする。例えば、帯
域幅要求のサイズが６である場合、図７のアルゴリズム
は、二分木１００の中から夫々が２つの葉を有する３つ
の枝１０４，１０８，１１１を探す。帯域幅割当てテー
ブルの中のスロット１０６は枝１０４の葉に対応し、ス
ロット１１０は枝１０８の葉に対応し、スロット１１４
は枝１１２の葉に対応する。従って、帯域幅割当てテー
ブルの中の割り当てられたスロットの間隔は略等しいこ
とがわかる。従って、過剰な受信ポートバッファリング
が防止される。
【００３２】図７に示される割当ての例では、帯域幅要
求を満たすために木１００の３つの等しいサイズの枝が
用いられたが、他の個数の枝が用いられ得る。例示的な
実施例では、等しいサイズの枝の夫々における葉の数は
２y-2に等しく、但し、２yは帯域幅要求サイズよりも大
きい最小の２のべき乗である。
【００３３】図８は、遅延に対する感度のない又は比較
的少ない、いわゆる遅延感応性のないコネクションタイ
プに適した帯域幅割当てアルゴリズムを示す図である。
従って、図８に示されるアルゴリズムは、図２のステッ
プ３６に関連して説明された第２の帯域幅割当てアルゴ
リズムの組のうちの１つのアルゴリズムである。
【００３４】図８の帯域幅割当てアルゴリズムでは、二
分木１２０は、葉の総和が帯域幅要求のサイズよりも少
ない多数の均等なサイズの枝について探索される。要求
を満たすのに必要とされる残る葉は、これらの均等なサ
イズの枝からより小さいサイズの枝を用いて選択され
る。例えば、７の帯域幅単位に対する帯域幅要求が与え
られれば、図８の帯域幅割当てアルゴリズムは、二分木
１２０の枝１２４，１２８，１３６を使用可能な葉を有
するものとして識別する。これらの枝には、葉１３２と
共に、全部で７つの対応するスロットが割り当てられ
る。スロット１２６は枝１２４に対応し、スロット１３
０は枝１２８に対応し、スロット１３８は枝１３６に対
応し、スロット１３４は葉１３２に対応する。
【００３５】例示される実施例では、図８の帯域幅割当
てアルゴリズムによって使用される均等なサイズの枝の
数は３である。或いは、他の個数の均等なサイズの枝が
使用されうる。図８の帯域幅割当てアルゴリズムの更な
る例示的な実施例では、均等なサイズの枝は、葉に対応
するスロットが帯域幅割当てテーブルの中で相互に均等
な距離にあるよう選択される。図８の帯域幅割当てアル
ゴリズムの他の例示的な実施例では、均等なサイズの枝
のサイズは２y-2の葉に等しく、但し、２yは要求される
帯域幅の量よりも大きい最小の２のべき乗である。
【００３６】本発明の例示的な実施例では、図５の帯域
幅割当てアルゴリズムは、遅延感応性のタイプのコネク
ションのための２のべき乗に等しいサイズを有する帯域
幅要求を処理するために使用される。更に例示的な実施
例では、２のべき乗に３を乗算したもの（３，６，１
２，２４，４８等）に等しいサイズを有する遅延感応性
コネクションに対する帯域幅要求は、図７に関連して説
明された帯域幅割当てアルゴリズムを用いて処理され
る。遅延感応性コネクションに対する帯域幅要求のサイ
ズが２のべき乗又は３と２のべき乗との積に等しくない
場合、要求のサイズはそれよりも大きい最小の２のべき
乗又はそれよりも大きい最小の２のべき乗と３との積の
うちの小さい方へ切り上げられる。
【００３７】図９は、遅延感応性コネクションに関連付
けられた帯域幅割当て要求についての帯域幅割当てアル
ゴリズムの選択を示す図である。図９において、値２y
は、帯域幅要求のサイズ以上の最小の２のべき乗であ
る。帯域幅要求のサイズが３＊２y-2よりも大きく、２y
以下であれば、要求のサイズは範囲１５２にある。従っ
て、要求のサイズは２yへ切り上げられ、図５の帯域幅
割当てアルゴリズムが選択される。或いは、帯域幅要求
のサイズが２y-1よりも大きく、３＊２y-2以下であれ
ば、要求のサイズは範囲１５０にある。その場合、要求
のサイズは３＊２y- 2へ切り上げられ、図７の帯域幅割
当てアルゴリズムが選択される。
【００３８】図１０は、遅延に感応性のないコネクショ
ンに関連付けられた帯域幅割当て要求についての帯域幅
割当てアルゴリズムの選択を示す図である。図１０にお
いて、値２yは、帯域幅要求のサイズ以上の最小の２の
べき乗である。帯域幅要求のサイズが２yであれば、図
６に示される帯域幅割当てアルゴリズムが選択される。
この場合、帯域幅要求が２のべき乗に等しいサイズを有
するとき、図６の帯域幅割当てアルゴリズムは、実質的
に図５の帯域幅割当てアルゴリズムと同様に動作しうる
ことに注意すべきである。
【００３９】帯域幅要求のサイズが２y-1よりも大き
く、３＊２y-2よりも小さければ、要求のサイズは範囲
１５４にある。従って、要求のサイズは、要求のサイズ
以上である最小の２のべき乗の和へ切り上げられ、図６
に示される帯域幅割当てアルゴリズムが選択される。例
えば、リソースを節約するために２のべき乗の和に含ま
れる２のべき乗の個数が制限される場合、要求のサイズ
よりも大きい２のべき乗の和が適当でありうる。要求の
サイズが３＊２y-2に等しければ、図８の帯域幅割当て
アルゴリズムが選択される。この場合、要求のサイズが
所定の数（３）と２のべき乗との積に等しければ、図８
の帯域幅割当てアルゴリズムは、実質的に図７の帯域幅
割当てアルゴリズムと同様に動作しうることに注意すべ
きである。
【００４０】要求のサイズが３＊２y-2よりも大きく２y
よりも小さければ、要求のサイズは範囲１５６にある。
この場合、要求のサイズは、要求のサイズ以上である最
小の所定の数（３）と２のべき乗との積に残りの値を加
えたものへ切り上げられる。図８に示される帯域幅割当
てアルゴリズムが選択される。残りの値は図６に示され
る帯域幅割当てアルゴリズムを用いて割り当てられ得
る。或る場合には、リソースを節約するために任意の潜
在的な残りの値のサイズは制限されうる。
【００４１】当業者は、本発明の機能を決めるプログラ
ムは多くの形でプログラムへ与えられ、例えば（ａ）書
込み可能でない記憶媒体（例えばＲＯＭといったコンピ
ュータ内の読出し専用メモリ装置又はコンピュータ入出
力装置によって読出し可能なＣＤ−ＲＯＭ）上に恒久的
に記憶された情報、又は、（ｂ）書込み可能な媒体（例
えばフロッピー（登録商標）ディスク及びハードドライ
ブ）上に変更可能に書き込まれた情報、又は（ｃ）コン
ピュータといった通信媒体又はモデムを通じた電話網を
通じてコンピュータへ伝搬される情報でありうるが、こ
れらに限られるものではない。更に、本発明がコンピュ
ータソフトウエアの中に埋め込まれうると同時に、本発
明を実施するのに必要な機能は特定用途向け集積回路又
は他のハードウエアといったハードウエア構成要素、又
はハードウエア構成要素及びソフトウエアの或る組合せ
を用いて、部分的に又は全体として埋め込まれうる。
【００４２】本発明は上述の典型的な実施例を用いて説
明されたが、当業者によれば、本願に開示される新規な
概念を逸脱することなく例示的な実施例の修正及び変更
がなされうることが理解されよう。特に、望ましい実施
例はネットワーク交換機を参照して開示される一方で、
本発明はリソースをバーチャルコネクションに割り当て
ねばならない他のタイプのネットワーク要素に対して適
用可能である。更に、望ましい実施例は様々な例示的な
データ構造に関して記載されるが、当業者によればシス
テムは様々なデータ構造を用いて実施されうることが認
識されよう。従って、本発明は請求項の範囲及び精神に
よる以外によっては制限されるものではないと考えられ
るべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ネットワーク交換機を示す図である。
【図２】帯域幅をバーチャルコネクションに割り当てる
ためにネットワーク交換機において実行される段階を示
すフローチャートである。
【図３】帯域幅割当てテーブルの中のスロットに対応す
る葉を有する二分木を示す図である。
【図４】受信及び送信の機会に対応する二分木を示す図
である。
【図５】遅延感応性バーチャルコネクションのために帯
域幅割当てテーブルのスロットを割り当てる方法を示す
図である。
【図６】遅延に感応性のないバーチャルコネクションの
ために帯域幅割当てテーブルのスロットを割り当てる方
法を示す図である。
【図７】遅延感応性バーチャルコネクションのために帯
域幅割当てテーブルのスロットを割り当てる他の方法を
示す図である。
【図８】遅延に感応性のないバーチャルコネクションの
ために帯域幅割当てテーブルのスロットを割り当てる他
の方法を示す図である。
【図９】遅延感応性コネクションのための帯域幅割当て
アルゴリズムの選択を示す図である。
【図１０】遅延に感応性のないコネクションのための帯
域幅割当てアルゴリズムの選択を示す図である。
【符号の説明】
１０ ネットワーク交換機 １２ 交換機ファブリック １４ ポート １６ リンク １８，２２ 受信バッファ ２０，２４ 送信バッファ ４０ 二分木 ４２ 帯域幅割当てテーブル ４４ スロット ５０，５２，５４，５６ 二分木 ６０ 二分木 ６２ 帯域幅割当てテーブル ６４ 枝 ６８ スロット ８０ 二分木 ８２ 帯域幅割当てテーブル ８４ 枝 ８６ スロット ８８ 葉 １００ 二分木 １０２ 帯域幅割当てテーブル １０４，１０８，１１２ 枝 １０６，１１０，１１４ スロット
フロントページの続き (72)発明者 ピーター ハズリ アメリカ合衆国，マサチューセッツ州 01720，アクトン，アゼリア・コート ６ 番，アパートメント ケイ (72)発明者 デイヴィッド エヌ ペック アメリカ合衆国，マサチューセッツ州 01534，ノースブリッジ，ブルックウェ イ・ドライブ 89番 (72)発明者 トーマス エイ マニング アメリカ合衆国，マサチューセッツ州 01532，ノースボロ，サマー・ストリート 26番

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 帯域幅割当て要求が遅延に対する感度の
    高い遅延感応性コネクションタイプに関連付けられてい
    るかどうかを判定する段階と、 帯域幅割当て要求が上記遅延感応性コネクションタイプ
    に関連付けられている場合、第１の帯域幅割当てアルゴ
    リズムの組のうちの１つのアルゴリズムを選択する段階
    と、 帯域幅割当て要求が上記遅延感応性コネクションタイプ
    に関連付けられていない場合、第２の帯域幅割当てアル
    ゴリズムの組のうちの１つのアルゴリズムを選択する段
    階とを含む、交換機において帯域幅を割り当てる方法。
  2. 【請求項２】 上記遅延感応性コネクションタイプは、
    連続ビットレートタイプである、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 上記遅延感応性コネクションタイプは、
    リアルタイム可変ビットレートコネクションタイプであ
    る、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記第１の帯域幅割当てアルゴリズムの
    組のうちの１つのアルゴリズムを選択する段階は、上記
    帯域幅割当て要求のサイズが第１の範囲にある場合に、
    上記第１の帯域幅割当てアルゴリズムの組のうちの第１
    のアルゴリズムを選択する段階を更に有する、請求項１
    記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記第１の帯域幅割当てアルゴリズムの
    組のうちの少なくとも１つのアルゴリズムを選択する段
    階は、上記帯域幅割当て要求のサイズが第２の範囲にあ
    る場合に、上記第１の帯域幅割当てアルゴリズムの組の
    うちの第２のアルゴリズムを選択する段階を更に有す
    る、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 上記第１の帯域幅割当てアルゴリズムの
    組のうちの第１のアルゴリズムを選択する段階に応じ
    て、上記帯域幅割当て要求のサイズを所定の値へ切り上
    げる段階を更に有する、請求項４記載の方法。
  7. 【請求項７】 上記所定の値は上記第１の範囲の上限で
    ある、請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 上記第２の帯域幅割当てアルゴリズムの
    組のうちの少なくとも１つのアルゴリズムを選択する段
    階は、上記帯域幅割当て要求のサイズが第１の範囲にあ
    る場合に、上記第２の帯域幅割当てアルゴリズムの組の
    うちの第１のアルゴリズムを選択する段階を更に有す
    る、請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 上記第２の帯域幅割当てアルゴリズムの
    組のうちの少なくとも１つのアルゴリズムを選択する段
    階は、上記帯域幅割当て要求のサイズが第１の範囲にあ
    る場合に、上記第２の帯域幅割当てアルゴリズムの組の
    うちの第２のアルゴリズムを選択する段階を更に有す
    る、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 上記第１の帯域幅割当てアルゴリズム
    の組のうちの少なくとも１つのアルゴリズムは、帯域幅
    割当てテーブルの中でスロットを割り当て、割り当てら
    れたスロットは相互に略均等に離間される、請求項１記
    載の方法。
  11. 【請求項１１】 上記第１の帯域幅割当てアルゴリズム
    の組のうちの少なくとも１つのアルゴリズムは、帯域幅
    割当てテーブルの中の複数のスロットを上記帯域幅割当
    て要求のサイズよりも大きい２のべき乗に等しいよう確
    保する、請求項１記載の方法。
  12. 【請求項１２】 上記帯域幅割当て要求のサイズ以上の
    ２のべき乗は、上記帯域幅割当て要求の上記サイズより
    も大きい最小の２のべき乗である、請求項１１記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】 上記帯域幅割当てテーブルの中の上記
    複数のスロットの夫々は、上記交換機の入口ポートから
    出口ポートへデータ単位を転送する機会を表わす、請求
    項１１記載の方法。
  14. 【請求項１４】 上記帯域幅割当てテーブルの中の上記
    複数のスロットの二分木表現を更に含み、上記二分木の
    葉は上記帯域幅割当てテーブルの個々のスロットに対応
    する、請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 上記帯域幅割当て要求の上記サイズよ
    りも大きい２のべき乗に等しいスロットの数の割り当て
    は、使用可能なスロットに対応する葉の数を有する上記
    二分木の枝を識別することを含み、上記葉の数は上記２
    のべき乗に等しい、請求項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 上記第１の帯域幅割当てアルゴリズム
    の組のうちの少なくとも１つのアルゴリズムは、帯域幅
    割当てテーブルの中のスロットの数を２のべき乗を整数
    によって乗算したものに等しいよう割り当て、上記スロ
    ットの数は上記帯域幅割当て要求のサイズ以上である、
    請求項１記載の方法。
  17. 【請求項１７】 上記第２の帯域幅割当てアルゴリズム
    の組のうちの少なくとも１つのアルゴリズムは、帯域幅
    割当てテーブルの中のスロットの数を２のべき乗の和に
    等しいよう割り当て、上記スロットの数は上記帯域幅割
    当て要求のサイズ以上である、請求項１記載の方法。
  18. 【請求項１８】 上記スロットの数の夫々は、上記交換
    機の入口ポートから出口ポートへデータ単位を転送する
    機会を表わす、請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 上記帯域幅割当てテーブルの中の上記
    複数のスロットの二分木表現を更に含み、上記二分木の
    葉は上記帯域幅割当てテーブルの個々のスロットに対応
    する、請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 上記２のべき乗の和に等しいスロット
    の数の割り当ては、使用可能なスロットに対応する葉の
    数を有する上記二分木の枝を識別することを含み、上記
    葉の数は上記２のべき乗の和に含まれる各２のべき乗に
    等しい、請求項１９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 上記第２の帯域幅割当てアルゴリズム
    の組のうちの少なくとも１つのアルゴリズムは、２のべ
    き乗を整数で乗算し残りの値によってインクリメントし
    たものに等しいよう帯域幅割当てテーブルの中の複数の
    スロットの数を割り当て、上記残りの値は上記帯域幅割
    当て要求から上記２のべき乗を上記整数で乗算したもの
    を差し引いたサイズに等しい、請求項１記載の方法。
  22. 【請求項２２】 上記第１の帯域幅割当てアルゴリズム
    の組のうちの少なくとも１つのアルゴリズムは、２のべ
    き乗の和に等しいよう帯域幅割当てテーブルの中の複数
    のスロットの数を割り当て、上記スロットの数は上記帯
    域幅割当て要求のサイズ以上である、請求項１記載の方
    法。
  23. 【請求項２３】 上記第１の帯域幅割当てアルゴリズム
    の組のうちの少なくとも１つのアルゴリズムは、上記帯
    域幅割当て要求のサイズに等しいよう２のべき乗に等し
    い帯域幅割当てテーブルの中の複数のスロットの数を割
    り当てる、請求項１記載の方法。
  24. 【請求項２４】 上記帯域幅割当てテーブルの中の上記
    複数のスロットの二分木表現を更に含み、上記二分木の
    葉は上記帯域幅割当てテーブルの個々のスロットに対応
    する、請求項２３記載の方法。
  25. 【請求項２５】 上記帯域幅割当て要求の上記サイズよ
    りも２のべき乗に等しいスロットの数の割り当ては、使
    用可能なスロットに対応する葉の数を有する上記二分木
    の枝を識別することを含み、上記葉の数は上記２のべき
    乗に等しい、請求項２４記載の方法。
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