JP2002084322A - 交換装置のマルチキャスト・トラフィック帯域幅割当て方法 - Google Patents
交換装置のマルチキャスト・トラフィック帯域幅割当て方法Info
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Abstract
ックのための帯域幅を割り当てる方法を提供する。 【解決手段】 帯域幅の割り当ては、各進入転送手段3
12、314、316のマルチキャスト待ち行列占有率
と、最後の帯域幅割り当て期間に進出転送手段322、
324、326が進入転送手段から受信したマルチキャ
スト・セルの数と、進入転送手段から進出転送手段への
非リアルタイムのマルチキャストの流れに割り当てられ
る帯域幅とに従って計算される。
Description
し、さらに詳細には、かかる装置における帯域幅調整方
法に関する。
指数関数的増加を示しており、3乃至6ヶ月毎に倍増す
る勢いである。インターネットプロトコル(IP)ルー
タの現在の容量はこの需要を満たすには不充分であるた
め、10ギガビットから数テラビットビットの極端に大
きい総帯域幅でIPトラフィックをルーティングできる
製品が必要とされている。かかるルータは、「スーパー
ルータ」と呼ばれる。
IP系ネットワーク内でマルチキャスト(1つの端末か
ら多数の端末へ、または多数の端末から多数の端末へ)
通信をサポートする必要性が増大しつつある。かかるサ
ービスをサポートするために、IPルータは、パケット
を複写し、それらをパケット毎に多数の出力へ送る能力
を具備しなければならない。サービス品質基準をサポー
トするために帯域幅の割り当てを厳格に制御するルータ
では、コアとなる交換装置に亘ってどれほどの帯域幅を
マルチキャスト・トラフィックに割り当てるかを決定す
る必要がある。
する方法を提供することにある。
手段と複数の進出手段の間に接続された交換装置におい
てマルチキャスト・トラフィックのための帯域幅を割り
当てる方法であって、(a)各進入手段につき進入マル
チキャスト待ち行列の占有率をチェックし、(b)最後
の帯域幅割り当て期間に進出手段が進入手段から受信し
たマルチキャスト・セルの数を求め、(c)各進入手段
及び各進出手段において帯域幅を決定し、(d)ステッ
プ(a)、(b)及び(c)において得られた値に従っ
て次の帯域幅割り当て期間の帯域幅割り当てを計算する
ステップより成る方法が提供される。
す添付図面を参照されたい。
形成するために幾つかのIPパケット転送機能を連結す
る非同期転送モード(ATM)スイッチまたはクロスバ
ーのような交換機に亘って、マルチキャスト・トラフィ
ックに割り当てる帯域幅を動的に調整する方法に関す
る。
め、ユニキャスト・トラフィックは、別個の論理スケジ
ューリング手段(スケジューラ・ブロックと呼ぶ)の待
ち行列に入れられ、何れの進出転送手段かにより宛先が
決められる。スケジューラ・ブロックは、リアルタイム
IPトラフィックのクラスが最小帯域幅を保証されてい
る場合、任意所望の機構(例えば、厳格な優先順位また
は重み付けしたフェアな待ち行列方式)により、1組の
待ち行列(クラス毎または接続毎に)を提供する。
ックでは、進出手段の宛先の特異な組合せに応じてトラ
フィックを待ち行列に待機させるのは実際的でない。そ
の理由は、必要とされる待ち行列の数が、比較的少数の
進出ポートでも取り扱い不能な大きさになるからであ
る。従って、図1に示すように、各進出転送手段に、1
つのリアルタイム・マルチキャスト待ち行列と、1また
はそれ以上の非リアルタイムのマルチキャスト待ち行列
を含む別個のマルチキャスト・スケジューラ・ブロック
を用いる。
ケジューリングを行うユニキャスト・スケジューラ・ブ
ロック110と、マルチキャスト・トラフィックのスケ
ジューリングを行うマルチキャスト・スケジューラ・ブ
ロック130とを有する進入転送手段100を示す。た
だ1個のユニキャスト・スケジューラ・ブロック110
と、1個のマルチキャスト・スケジューラ・ブロック1
30を示すが、特定の用途に応じて任意の数のかかるス
ケジューラ・ブロックを任意の組合せで用いてもよいこ
とがわかるであろう。
10は、複数の待ち行列112、114、116がスケ
ジューラ118に接続され、そのスケジューラの出力1
20が特定の進出転送手段(図示せず)、例えば、進出
転送手段1に接続されたものである。ただ3個の待ち行
列112、114、116を示すが、特定の用途に応じ
て任意の数の待ち行列を設けてもよいことが容易にわか
るであろう。
幅割り当てにより決まるスケジューリングレートを有
し、それぞれの待ち行列112、114、116の先頭
セル122、124、126を、矢印128で示す優先
順位に従って、出力120へ送信するように動作する。
ユニキャスト帯域幅割り当ては、本願の一部として引用
する係属中の英国特許出願第9907313.2号(事
件番号F21558/98P4863号)に記載されて
いる。
130は、待ち行列132及び134、即ち、リアルタ
イム待ち行列132と、非リアルタイム待ち行列134
より成る。これらの待ち行列132、134は共にスケ
ジューラ136に接続され、このスケジューラを全ての
マルチキャスト・トラフィックが通過する。スケジュー
ラ136は、出力138を有する。
の非リアルタイム待ち行列を示したが、特定の用途に応
じて任意の数のかかる待ち行列を使用すればよいことが
容易にわかるであろう。
セル142、144は、矢印146で示す優先順位に従
って選択され、スケジューラ136から出力138へ送
られる。
ケジューラ・ブロックの待ち行列に入れられる。スケジ
ューラブロックの選択は、宛先の進出転送手段と、マル
チキャスト・トラフィックかユニキャスト・トラフィッ
クの何れかにより決まる。サービスの等級が、使用する
特定の待ち行列を決定する。
の全体図である。この装置200は、複数の進入転送手
段210と、複数の進出転送手段220と、交換ネット
ワーク230と、帯域幅割り当てコントローラ240と
より成る。各進入転送手段212、214、216、2
18は、帯域幅割り当てコントローラ240の制御下
で、交換ネットワーク230を介して、必要とされる1
またはそれ以上の進出転送手段222、224、22
6、228に接続することが可能である。
216、218と、4個の進出転送手段222、22
4、226、228を示したが、特定の用途に応じて任
意の数の進入及び進出転送手段を設けてもよいことがわ
かるであろう。
2、214、216、218は、リンク242、244
を介して帯域幅割り当てコントローラ240とインター
フェイスしており、わかりやすくするために、進入転送
手段212へのリンク242、244だけを示した。リ
ンク242は、各進入転送手段212、214、21
6、218につき、バッファ占有率、セルのパケットの
到達レート等に関する情報を、帯域幅割り当てコントロ
ーラ240へ提供する。リンク244は、各進入転送手
段212、214、216、218へ、帯域幅割り当て
コントローラ240によるスケジューリングの決定を与
える。
226、228は、リンク246を介して帯域幅割り当
てコントローラ240とインターフェイスし、帯域幅割
り当てコントローラ240へ、送信されるマルチキャス
ト・セルに関する情報を提供する。再び、わかりやすく
するために、進出転送手段220のリンク246だけを
示した。
間(BAP)毎に、各進入転送手段212、214、2
16、218は、バッファ占有率(そして、恐らく他の
情報も)をリンク242を介して中央の帯域幅割り当て
コントローラ240へ送る。さらに、各進出転送手段2
22、224、226、228は、最後のBAPに各進
入転送手段212、214、216、218からいくつ
のマルチキャスト・セルが受信されたかの情報を、リン
ク246を介して送信する。帯域幅割り当てコントロー
ラ240は、次のBAPの間に全ての進入/進出転送手
段の対の間で帯域幅の割り当てを行い、これに基づくス
ケジューリング情報を、リンク244を介して、進入転
送手段212、214、216、218へ与え、それら
に次のセル期間に何れのセル/パケットを送信すべきか
を指示する。
マルチキャスト機能を含めるためには、上記英国特許出
願第9907313.2号に記載されたユニキャストの
アルゴリズムに幾つかの付加を行うことが必要である。
ユニキャスト帯域幅割り当てアルゴリズムでは、本質的
に、進入及び進出手段において利用可能な帯域幅が、進
入待ち行列の長さを重み付け係数として用いることによ
り、競合する転送手段の間に分割される。宛先が進出転
送手段jである進入転送手段i上のトラフィックのユニ
キャスト・スケジューラ・ブロックの待ち行列の長さ
を、qijで示す。従って、例えば、進入転送手段iから
進出転送手段jへのユニキャスト・トラフィックに割り
当てられる帯域幅の大きさbeijを、下記の式で示す。
アルタイムの予約を考慮した後の利用可能な帯域幅であ
り、Σqikは各進入転送手段における宛先が進出転送手
段jであるデータのバッファ占有率の総和である。項q
ikは、宛先が進出転送手段jである進入転送手段iにお
けるスケジューラ。ブロックのバッファ占有率を表わ
す。
いては、ファンアウト及び帯域幅の保証が前もって知ら
れており、全ての進入及び進出条件の総和を、リアルタ
イムのユニキャスト・トラフィックの流れと同様に、利
用可能な帯域幅から差し引くことができる。
必要とされる進出帯域幅の大きさは知られていないため
(リアルタイムのマルチキャスト場合と比較すれば)、
システムによりその大きさを求める必要がある。必要と
される進出帯域幅の大きさを求める1つの方法は、進出
転送手段において、最後のBAPに各進入転送手段から
受信したマルチキャスト・セルの数の統計を集計するこ
とである。その後、これらの統計を、進入転送手段から
中央のスケジューラへBAP毎に送られる待ち行列統計
メッセージに含めることができる。
して説明したが、進入及び進出装置はかかる装置に限定
されず、交換ネットワークの一方の側からもう一方の側
へのデータパケットの転送を可能にする任意適当な装置
により構成できることがわかる。
帯域幅割り当ての計算システム300を示す。このシス
テム300は、複数の進入転送手段またはライン・イン
ターフェイス・カード(LICカード)310と、複数
の進出進入転送手段またはライン・インターフェイス・
カード(LICカード)320と、交換ネットワーク3
30とより成る。各進入LIC312、314、316
は、図示のように、少なくとも1つの待ち行列342、
344、346を有する。各進出LIC322、32
4、326は、図示のように、交換ネットワーク330
を介して1またはそれ以上の進入LIC312、31
4、316からデータを受信する。わかりやすくするた
め、各進入LIC312、314、316においてただ
1つの待ち行列342、344、346を示した。
有率は、進入転送手段iにつきmcqiで示す。最後の
BAPに進入転送手段iから進出転送手段jから受信し
たマルチキャスト・セルの数を、mcqijで示す。進入
転送手段iから進出転送手段jへの非リアルタイムのマ
ルチキャストの流れに割り当てられる帯域幅を、mcb
ijで示す。
リズムにおけるqijと同様に、進入帯域幅のフェアな割
り当て分に値mcqiを使用する。
列占有率のスケーリングを行う比率を与えることによ
り、進出手段のフェアな割り当て分てに関与する。これ
は、進入手段の非リアルタイム(nrt)のマルチキャ
スト待ち行列(mcqi)の占有率が進出転送手段jに
対して有する実効重み(emcqijと呼ぶ)が、最後の
BAP期間に進出転送手段jが受信する全てのセルに対
する進出転送手段jが受信するnrtセルの比率により
決まることを意味する。従って、それは下記の式により
決まる。
qijと並んで進出帯域幅割り当て機能に用いられる。
む時の式(1)の等化量は、式(3)で与えられる。
iと、進出転送手段jの間に割り当てられる非リアルタ
イム・マルチキャスト帯域幅であり、ABWEj、em
cqi j及びqikは前と同じである。
てに利用可能であり、残った帯域幅は必要とされる任意
のフェアな機構により、ユニキャストとマルチキャスト
の割り当ての間で配分できる。
進入側の式は、下記のようになる。
クの予約を考慮した後の進入転送手段iにおける利用可
能な帯域幅である。項imcqijは、emcqijの進入
側の等価量であり、進入マルチキャスト待ち行列の占有
率をスケーリングする実効重みである。それは、式
(5)から計算される。
り当てられる実際のマルチキャスト帯域幅は、式(6)
により決まる、進入及び進出帯域幅割り当ての最小値で
ある。
洩れた残りの帯域幅は、任意のフェアな方式でユニキャ
ストとマルチキャストの割り当ての間で配分することが
可能である。
ルタイム帯域幅がフェアに配分される。
ーに割り当てられる帯域幅の全体量を制限することによ
り、クロスバーのオーバーロードが防止される。
を示す。
す。
てのための実行待ち行列の長さを示す。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数の進入手段と複数の進出手段の間に
接続された交換装置においてマルチキャスト・トラフィ
ックのための帯域幅を割り当てる方法であって、 (a)各進入手段につき進入マルチキャスト待ち行列の
占有率をチェックし、 (b)最後の帯域幅割り当て期間に進出手段が進入手段
から受信したマルチキャスト・セルの数を求め、 (c)各進入手段及び各進出手段において帯域幅を決定
し、 (d)ステップ(a)、(b)及び(c)において得ら
れた値に従って次の帯域幅割り当て期間の帯域幅割り当
てを計算するステップより成る方法。
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