JP2002518936A - 総合サービスパケット交換網における許可制御方法及び交換ノード - Google Patents
総合サービスパケット交換網における許可制御方法及び交換ノードInfo
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- Signal Processing (AREA)
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- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
Abstract
(57)【要約】
ネットワークにおける許可制御を行う交換ノード(3)は、異なる優先レベルを有するパケットを受信するために複数の個別の優先待ち行列(6)を具備する。優先レベル(1)乃至nは遅延保証サービスを提供し、優先レベルn+1乃至mは喪失保証サービスを提供し、優先レベルPm+1はベストエフォートサービスを提供する。測定手段51乃至5mは最低のPm+1を除く各優先レベルバッファP1乃至Pmに入力される平均ビットレートを連続的に測定する。k番目の優先レベルの要求が到着すると、優先レベルl=k...Pmのネットワーク容量を算出する。lの選択可能な各値について、1以上のレベルのトラヒック負荷の測定を考慮する。この容量要件は、低優先度の待ち行列に対して既に許可を受けたフローの品質条件を保証するために必要である。これらの容量はネットワーク容量と比較され、容量が足りていれば、要求を許可する。そうでなければ、要求を拒否する。
Description
【0001】
本発明は通信網におけるサービス構成に関するものであり、特に異なるレベル
の品質条件(QoS)を必要とする様々なアプリケーションに対応できる総合サ
ービスパケット交換網に関するものである。
の品質条件(QoS)を必要とする様々なアプリケーションに対応できる総合サ
ービスパケット交換網に関するものである。
【0002】
通信網を統合させようとする近年の傾向は、広範囲の様々なアプリケーション
に必要となる広範囲の品質条件に対応できるネットワーク構成を必須とする。各
アプリケーションが発生するトラヒックや許容できるデータ喪失及び遅延の範囲
は異なる。例えば、オーディオデータはデータサービスほどの誤りに対する信頼
度を要しないが、オーディオデータは過度の遅延には弱い。その他にデータ喪失
と遅延の両方に影響され易いアプリケーションもある。
に必要となる広範囲の品質条件に対応できるネットワーク構成を必須とする。各
アプリケーションが発生するトラヒックや許容できるデータ喪失及び遅延の範囲
は異なる。例えば、オーディオデータはデータサービスほどの誤りに対する信頼
度を要しないが、オーディオデータは過度の遅延には弱い。その他にデータ喪失
と遅延の両方に影響され易いアプリケーションもある。
【0003】 現在注目されているネットワーク構成は、トランスミッション・コントロール
・プロトコル/インターネット・プロトコル(TCP/IP)や非同期通信モー
ド(ATM)等、パケット(又はセル)交換パラダイムに基づくものである。総
合サービスパケット交換網の基本概念は、全てのトラヒックが同一の物理ネット
ワークを経由するが、異なるQoS条件を有するフローに属するパケットの取り
扱い方が違うということに始まる。フローとは、共通のトラヒック(例えばピー
ク速度)及びQoS(例えば喪失)記述を有し、同じ送信元と受信先を有する一
連のパケットを意味する。
・プロトコル/インターネット・プロトコル(TCP/IP)や非同期通信モー
ド(ATM)等、パケット(又はセル)交換パラダイムに基づくものである。総
合サービスパケット交換網の基本概念は、全てのトラヒックが同一の物理ネット
ワークを経由するが、異なるQoS条件を有するフローに属するパケットの取り
扱い方が違うということに始まる。フローとは、共通のトラヒック(例えばピー
ク速度)及びQoS(例えば喪失)記述を有し、同じ送信元と受信先を有する一
連のパケットを意味する。
【0004】 従来では、この取り扱い方の違いは、指定されたQoSに従って交換ノード(
SN)に到着したパケットを先ず分類し、その結果によってパケットの伝送をス
ケジューリングする交換機によるものであった。理想的には、各交換ノードにお
ける分類器及びスケジューラは簡単、高速、スケーリング可能且つ安価であるこ
とが好ましい。
SN)に到着したパケットを先ず分類し、その結果によってパケットの伝送をス
ケジューリングする交換機によるものであった。理想的には、各交換ノードにお
ける分類器及びスケジューラは簡単、高速、スケーリング可能且つ安価であるこ
とが好ましい。
【0005】 既存の指定を保護できるよう、ネットワークは新しい要求を拒否することがで
きなくてはならない。これは、ある装置(通常は分散型)が新しい要求を許可で
きるか否かを判断する許可制御(AC)処理によって実施する。
きなくてはならない。これは、ある装置(通常は分散型)が新しい要求を許可で
きるか否かを判断する許可制御(AC)処理によって実施する。
【0006】 この課題の解決案として挙げられているものは、「フロー毎」スケジューリン
グを行うか否かによって主に2つの種類に分別することができる。
グを行うか否かによって主に2つの種類に分別することができる。
【0007】 図1には、フロー毎スケジューリングによる既知の方法を示す。この種のシス
テムは、フロー毎状態を保持するスケジューリングアルゴリズムを有し、作業の
量はフローの数によるものである。動的待ち行列/メモリハンドラ13が各フロ
ーにバッファQ1〜Qnを割当てる。各送信元は事前にそのトラヒックを示す記述
子を提供することで、ネットワークの負担を抑える。ネットワークは、許可制御
12によって新しい要求を許可できるか判断する。許可を得た送信元のトラヒッ
クは、エッジ装置(サービスプロバイダの信頼性の高い領域の境界において外の
サービスプロバイダや加入者に対してチェックポイントの役目を果す機能)によ
って監視される。監視方式の代表的な例として、重み付け公正待ち行列作成(W
FQ)方式又はその変形等がある。
テムは、フロー毎状態を保持するスケジューリングアルゴリズムを有し、作業の
量はフローの数によるものである。動的待ち行列/メモリハンドラ13が各フロ
ーにバッファQ1〜Qnを割当てる。各送信元は事前にそのトラヒックを示す記述
子を提供することで、ネットワークの負担を抑える。ネットワークは、許可制御
12によって新しい要求を許可できるか判断する。許可を得た送信元のトラヒッ
クは、エッジ装置(サービスプロバイダの信頼性の高い領域の境界において外の
サービスプロバイダや加入者に対してチェックポイントの役目を果す機能)によ
って監視される。監視方式の代表的な例として、重み付け公正待ち行列作成(W
FQ)方式又はその変形等がある。
【0008】 この種のフロー毎スケジューリングを用いる方式には、複雑な待ち行列処理器
や分類/スケジューリング用の装置類を必要とする欠点がある。分類器10は、
各パケットに対して、そのパケットを送るべき該当するバッファQ1〜Qnを決定
する。待ち行列の数は大きく、可変であるため、待ち行列ハンドラの動作は複雑
である。次のパケットを送信する際、スケジューラ14はそれを送信する適当な
バッファを選択する必要がある。又、スケジューラ14は待ち行列を数多く処理
するため、隘路となる可能性がある。パケット毎の処理費用は非常に高くなる場
合もあり、フローの数が大きくなるほど高い。又、アルゴリズムはスケーリング
が不可能なため、フローの量や数が増加すると、処理能力がそれについて行けな
くなるおそれもある。
や分類/スケジューリング用の装置類を必要とする欠点がある。分類器10は、
各パケットに対して、そのパケットを送るべき該当するバッファQ1〜Qnを決定
する。待ち行列の数は大きく、可変であるため、待ち行列ハンドラの動作は複雑
である。次のパケットを送信する際、スケジューラ14はそれを送信する適当な
バッファを選択する必要がある。又、スケジューラ14は待ち行列を数多く処理
するため、隘路となる可能性がある。パケット毎の処理費用は非常に高くなる場
合もあり、フローの数が大きくなるほど高い。又、アルゴリズムはスケーリング
が不可能なため、フローの量や数が増加すると、処理能力がそれについて行けな
くなるおそれもある。
【0009】 図2には、フロー毎のスケジューリングが無いシステムに基づく方式を示す。
この方式は、予め定義してある一定のQoSクラスを設けたものである。スケジ
ューリングは個々のフローによるものではなく、パケットのQoSクラスによっ
て決まる。このような方式は、ハードウエアがより簡単なもので済む。各QoS
クラスに対して個別の待ち行列Q1〜Qnが設けてある。パケット分類器15は到
着したパケットを適切なQoS待ち行列Q1〜Qnに分類する。この方式は、優先
度の高い利用者により良いサービスを提供しようとするか、或いははっきりとし
た決定的保証を提供しようとするものである。
この方式は、予め定義してある一定のQoSクラスを設けたものである。スケジ
ューリングは個々のフローによるものではなく、パケットのQoSクラスによっ
て決まる。このような方式は、ハードウエアがより簡単なもので済む。各QoS
クラスに対して個別の待ち行列Q1〜Qnが設けてある。パケット分類器15は到
着したパケットを適切なQoS待ち行列Q1〜Qnに分類する。この方式は、優先
度の高い利用者により良いサービスを提供しようとするか、或いははっきりとし
た決定的保証を提供しようとするものである。
【0010】 フロー毎スケジューリングを採用しない方式は2つの課題の内いずれか一方を
抱える。第一に、非常に軽いQoS保証しか提供できない。更に、QoSを規定
する数値が明確に定義されていない(例えば、可変のサービス構成等もある)。
第二に、提供される保証は決定的であり、統計的多重利得を利用することができ
ない。その結果、ネットワークの利用率が非常に低くなる。
抱える。第一に、非常に軽いQoS保証しか提供できない。更に、QoSを規定
する数値が明確に定義されていない(例えば、可変のサービス構成等もある)。
第二に、提供される保証は決定的であり、統計的多重利得を利用することができ
ない。その結果、ネットワークの利用率が非常に低くなる。
【0011】 本発明の目的は、総合サービスパケット交換網において異なるレベルの品質条
件を保証できるようにした簡単でスケーリング可能な方式を用いたサービス構成
を提供することで上述した従来の課題を解決することである。これは、簡単なパ
ケットスケジューリングと測定による許可制御を組み合わせることで明快な品質
条件保証を提供できる交換ノードを使用することで実現される。
件を保証できるようにした簡単でスケーリング可能な方式を用いたサービス構成
を提供することで上述した従来の課題を解決することである。これは、簡単なパ
ケットスケジューリングと測定による許可制御を組み合わせることで明快な品質
条件保証を提供できる交換ノードを使用することで実現される。
【0012】
本発明の第1の側面によると、関連するサービス保証に基づく複数の優先レベ
ルを有する総合サービスパケット交換網における交換ノードの許可制御方法であ
って、 入来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当て、 入来のフローが許可された場合、入来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断し、 そうであれば入来のフローを許可する過程を含む方法が提供される。
ルを有する総合サービスパケット交換網における交換ノードの許可制御方法であ
って、 入来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当て、 入来のフローが許可された場合、入来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断し、 そうであれば入来のフローを許可する過程を含む方法が提供される。
【0013】 本発明の他の側面によると、交換ノードが、 入来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当てる手段、 入来のフローが許可された場合、入来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する許可制御手段、及び そうであれば入来のフローを許可する手段を含むものである。
レベルの内選択された1つに割当てる手段、 入来のフローが許可された場合、入来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する許可制御手段、及び そうであれば入来のフローを許可する手段を含むものである。
【0014】 本発明の更なる側面によると、複数の交換ノードを含む総合サービスパケット
交換網において、少なくとも1つの交換ノードが、 入来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当てる手段、 入来のフローが許可された場合、入来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する許可制御手段、及び そうであれば入来のフローを許可する手段を有するものである。
交換網において、少なくとも1つの交換ノードが、 入来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当てる手段、 入来のフローが許可された場合、入来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する許可制御手段、及び そうであれば入来のフローを許可する手段を有するものである。
【0015】
この実施形態による総合サービスパケット交換網は3つのサービス項目を提供
する。即ち: 最大遅延保証 最大パケット喪失保証 ベスト・エフォート
する。即ち: 最大遅延保証 最大パケット喪失保証 ベスト・エフォート
【0016】 遅延及び喪失の項目には、一定数のサービスが含まれる。遅延系のサービスに
ついては、ネットワークは複数のレベルの最大遅延保証(d1、d2、...)
と厳格な喪失保証を提供し、喪失系のサービスについて、複数のレベルの最大喪
失保証(11、12、...)を提供するが、遅延は明確ではない。ベスト・エ
フォートのサービスでは、保証は全くされないが、許可制御も実行されない。よ
って、他のサービスが使用しない帯域幅を全て利用できる。
ついては、ネットワークは複数のレベルの最大遅延保証(d1、d2、...)
と厳格な喪失保証を提供し、喪失系のサービスについて、複数のレベルの最大喪
失保証(11、12、...)を提供するが、遅延は明確ではない。ベスト・エ
フォートのサービスでは、保証は全くされないが、許可制御も実行されない。よ
って、他のサービスが使用しない帯域幅を全て利用できる。
【0017】 図3には、本発明のネットワーク構成を形成するネットワーク装置を示す。ネ
ットワークはエッジ装置2に接続される末端システム1からなる。各末端システ
ム1はそれに対応するエッジ装置と交信することで、パケットフローを作成又は
分解し、許可されたフローのトラヒックを生成する。
ットワークはエッジ装置2に接続される末端システム1からなる。各末端システ
ム1はそれに対応するエッジ装置と交信することで、パケットフローを作成又は
分解し、許可されたフローのトラヒックを生成する。
【0018】 エッジ装置は更に交換ノード3に接続される。各エッジ装置2の役目は、許可
された接続のトラヒックを監視し、パケットヘッダのサービスフィールドがその
接続のサービスクラスに設定されていることを確認する。
された接続のトラヒックを監視し、パケットヘッダのサービスフィールドがその
接続のサービスクラスに設定されていることを確認する。
【0019】 ネットワークの動作は、新しい要求を末端システムからネットワークへ、そし
てネットワークノード間に転送させる信号プロトコルによるものである。信号プ
ロトコルは要求の許可又は拒否や、末端システムによる要求のキャンセル等を伝
送する。実際に使用されるプロトコルは、上記の条件を満たすものであれば、こ
の発明によって限定されるものではない。
てネットワークノード間に転送させる信号プロトコルによるものである。信号プ
ロトコルは要求の許可又は拒否や、末端システムによる要求のキャンセル等を伝
送する。実際に使用されるプロトコルは、上記の条件を満たすものであれば、こ
の発明によって限定されるものではない。
【0020】 作業の際、末端システム1はエッジ装置2に新しいフローの要求を送信する。
信号メッセージはサービス記述子及びトラヒック記述子を含む。トラヒック記述
子はピーク速度、リーキー・バケット記述子又は両方を含むことができる。エッ
ジ装置2は要求をフローの経路上に送出し、各交換ノード3が局所的に許可制御
判断を行う。要求の拒否又は許可は末端システム1に返送される。
信号メッセージはサービス記述子及びトラヒック記述子を含む。トラヒック記述
子はピーク速度、リーキー・バケット記述子又は両方を含むことができる。エッ
ジ装置2は要求をフローの経路上に送出し、各交換ノード3が局所的に許可制御
判断を行う。要求の拒否又は許可は末端システム1に返送される。
【0021】 フローが許可された場合、末端システム1はエッジ装置2へデータを送信し始
める。エッジ装置2にはパケットが属するフローを特定する役目がある。パケッ
トがフローのトラヒック記述子に適合するか確認する。そうでなければ、エッジ
装置2はパケットを廃棄する。パケットが適合すれば、エッジ装置はフローのQ
oS条件に従ってパケットの優先レベルを割当てる。優先レベルはパケットヘッ
ダ(例えば、IPパケットのTOSフィールド又はATMセルのVPI/VCI
フィールド)に含まれる。パケットは送信先に向かってその経路を辿って行く。
各交換ノード3においてパケットはパケットヘッダ内の値に対応する待ち行列に
送られる。待ち行列は厳格な優先順位によって処理されるので、スケジューラの
作業を軽減する。
める。エッジ装置2にはパケットが属するフローを特定する役目がある。パケッ
トがフローのトラヒック記述子に適合するか確認する。そうでなければ、エッジ
装置2はパケットを廃棄する。パケットが適合すれば、エッジ装置はフローのQ
oS条件に従ってパケットの優先レベルを割当てる。優先レベルはパケットヘッ
ダ(例えば、IPパケットのTOSフィールド又はATMセルのVPI/VCI
フィールド)に含まれる。パケットは送信先に向かってその経路を辿って行く。
各交換ノード3においてパケットはパケットヘッダ内の値に対応する待ち行列に
送られる。待ち行列は厳格な優先順位によって処理されるので、スケジューラの
作業を軽減する。
【0022】 図4には、本発明による許可制御を行う交換ノードの好適な実施形態を示す。
【0023】 優先度分類器4がフローのサービス要求に基づいて優先レベルを割当て、それ
は信号メッセージのサービス記述子によって伝えられる。許可されたパケットは
パケットヘッダに含まれている値に従って複数の個別の優先レベルを有する待ち
行列6に送信される。「遅延」系のサービス項目に属するサービスは、常に「喪
失」系のサービス項目に属するサービスより優先レベルが高くなる。優先レベル
1乃至nは遅延保証サービスを提供し、優先レベルn+1乃至mは喪失保証サー
ビスを提供する。各項目内でも、より厳格なサービスは厳格性が低いものより優
先レベルが高く設定される。
は信号メッセージのサービス記述子によって伝えられる。許可されたパケットは
パケットヘッダに含まれている値に従って複数の個別の優先レベルを有する待ち
行列6に送信される。「遅延」系のサービス項目に属するサービスは、常に「喪
失」系のサービス項目に属するサービスより優先レベルが高くなる。優先レベル
1乃至nは遅延保証サービスを提供し、優先レベルn+1乃至mは喪失保証サー
ビスを提供する。各項目内でも、より厳格なサービスは厳格性が低いものより優
先レベルが高く設定される。
【0024】 例えば、d1はd2よりサービス保証が厳しいので優先レベルも高いが、d2
はd3より優先レベルが高く、そのようにして優先レベルが段々低くなって行く
。同様に、喪失項目内でも、l1はl2よりサービス保証が厳しいので優先レベ
ルも高いが、l2はl3より優先レベルが高く、同じようにして優先レベルが徐
々に低くなって行く。ベスト・エフォートサービスに対しては常に最低優先レベ
ルPm+1が設定される。
はd3より優先レベルが高く、そのようにして優先レベルが段々低くなって行く
。同様に、喪失項目内でも、l1はl2よりサービス保証が厳しいので優先レベ
ルも高いが、l2はl3より優先レベルが高く、同じようにして優先レベルが徐
々に低くなって行く。ベスト・エフォートサービスに対しては常に最低優先レベ
ルPm+1が設定される。
【0025】 交換ノード3は、最も低いPm+1を除く各優先度バッファP1乃至Pmに到着す
る平均ビットレートを連続的に測定する手段51乃至5mを有する。これらの測定
は本発明の許可制御アルゴリズムを補助するために使用される。
る平均ビットレートを連続的に測定する手段51乃至5mを有する。これらの測定
は本発明の許可制御アルゴリズムを補助するために使用される。
【0026】 図5には、本発明の許可制御方法を実行するための各過程を示す。
【0027】 k番目の優先レベルを有する要求が到着すると、ステップS2に示すように、
優先レベルl=k...Pmのネットワーク容量を算出する。lの選択可能な各
値について、レベルl以上のトラヒック負荷の測定を考慮する。この容量条件は
、優先レベルの低い待ち行列に関して既に許可を得たフローの品質条件を保証す
るために必要である。ステップS3において、この容量はネットワーク容量と比
較され、ステップS4において容量が充分であると判断されると、ステップS5
で要求を許可する。そうでなければ、ステップS6において要求は拒否される。
優先レベルl=k...Pmのネットワーク容量を算出する。lの選択可能な各
値について、レベルl以上のトラヒック負荷の測定を考慮する。この容量条件は
、優先レベルの低い待ち行列に関して既に許可を得たフローの品質条件を保証す
るために必要である。ステップS3において、この容量はネットワーク容量と比
較され、ステップS4において容量が充分であると判断されると、ステップS5
で要求を許可する。そうでなければ、ステップS6において要求は拒否される。
【0028】 よって、例えば各優先レベルP11乃至Pm+1に対して許可されたフローが10
本であり、3番目の優先レベルP3を指定する新しい要求が到着すると、許可制
御手段はP1乃至P3に新しいフローを含んだ31本のフローに対してリンク容量
を完全に利用してd3の遅延を保証できるかを判定する。到着した要求が6番目
の優先レベルを有し、喪失サービスの保証l2の待ち行列であれば、許可制御手
段は、P1乃至P6と新しいフローを含む61本のフローに対してl2の遅延が保
証できるかを判定する。これにより、k番目のレベルの品質条件を保証する。し
かし、優先レベルが低いもののサービス保証も確実に満たせないとならない。よ
って、上述の通り、要求が受信されると、k番目とそれ以下のレベルに必要な容
量を計算する。新しい要求は、k番目とそれ以下の優先レベルに対して充分な容
量があると許可される。
本であり、3番目の優先レベルP3を指定する新しい要求が到着すると、許可制
御手段はP1乃至P3に新しいフローを含んだ31本のフローに対してリンク容量
を完全に利用してd3の遅延を保証できるかを判定する。到着した要求が6番目
の優先レベルを有し、喪失サービスの保証l2の待ち行列であれば、許可制御手
段は、P1乃至P6と新しいフローを含む61本のフローに対してl2の遅延が保
証できるかを判定する。これにより、k番目のレベルの品質条件を保証する。し
かし、優先レベルが低いもののサービス保証も確実に満たせないとならない。よ
って、上述の通り、要求が受信されると、k番目とそれ以下のレベルに必要な容
量を計算する。新しい要求は、k番目とそれ以下の優先レベルに対して充分な容
量があると許可される。
【0029】 このようにして、従来の優先スケジューリング法の欠点を無くし、高優先レベ
ルのトラヒックが低優先レベルのトラヒックを塞ぐことを防止する。
ルのトラヒックが低優先レベルのトラヒックを塞ぐことを防止する。
【0030】 遅延保証サービスの許可制御は、好ましくは次の条件が満たされることによる
ものである: ここで、 ρ0,σ0はそれぞれ新しいフローのトークンレートとバケットサイズを、 kは新しいフローに割当てられた優先レベルを、 εdは飽和確率(喪失値11、l2、l3...より低いこと、例えば10-8で
あることが好ましい)を、 ρi,σiはそれぞれフローiのトークンレートとバケットサイズを、 A1 . . . kは最初のk個(1...k)の優先レベルに属するフローの群を、 Cは出力リンクレートを、 Miは優先レベルiの測定平均レートを、 dkは優先レベルkの遅延保証をそれぞれ示す。
ものである: ここで、 ρ0,σ0はそれぞれ新しいフローのトークンレートとバケットサイズを、 kは新しいフローに割当てられた優先レベルを、 εdは飽和確率(喪失値11、l2、l3...より低いこと、例えば10-8で
あることが好ましい)を、 ρi,σiはそれぞれフローiのトークンレートとバケットサイズを、 A1 . . . kは最初のk個(1...k)の優先レベルに属するフローの群を、 Cは出力リンクレートを、 Miは優先レベルiの測定平均レートを、 dkは優先レベルkの遅延保証をそれぞれ示す。
【0031】 好ましくは、遅延保証サービスの許可制御は次の2つの条件が満たされること
によるものである。 条件1 条件2 ここで、 ρ0,σ0はそれぞれ新しいフローのトークンレートとバケットサイズを、 kは新しいフローに割当てられた優先レベルを、 liは喪失保証サービスiの飽和確率を、 ρi,σiはそれぞれフローiのトークンレートとバケットサイズを、 A1 . . . kは最初のk個(1...k)の優先レベルに属するフローの群を、 Cは出力リンクレートを、 Bkは待ち行列kにおけるバッファ容量を、 Miは優先レベルiの測定平均レートをそれぞれ示す。
によるものである。 条件1 条件2 ここで、 ρ0,σ0はそれぞれ新しいフローのトークンレートとバケットサイズを、 kは新しいフローに割当てられた優先レベルを、 liは喪失保証サービスiの飽和確率を、 ρi,σiはそれぞれフローiのトークンレートとバケットサイズを、 A1 . . . kは最初のk個(1...k)の優先レベルに属するフローの群を、 Cは出力リンクレートを、 Bkは待ち行列kにおけるバッファ容量を、 Miは優先レベルiの測定平均レートをそれぞれ示す。
【0032】 上記の許可制御条件によってフローが許可されると、優先スケジューラ7(図
4に示す)が厳格な優先基準に従って待ち行列を処理し、パケットを交換ノード
から出力する。
4に示す)が厳格な優先基準に従って待ち行列を処理し、パケットを交換ノード
から出力する。
【0033】 上述の許可制御方法は、許可アルゴリズムがスケーリング可能であり、即ち異
なる優先レベルの数によらず、高優先度のトラヒックが低優先度のトラヒックを
塞ぐことを許さないことで従来の課題を解決する。
なる優先レベルの数によらず、高優先度のトラヒックが低優先度のトラヒックを
塞ぐことを許さないことで従来の課題を解決する。
【0034】 又、本発明の利点は、スケジューラにおいて各パケットに必要な作業量が非常
に少ないことである。この構成はWFQによる方式より多くのフローを取り扱う
ことができ、複数のトラヒッククラス間で統計的多重を行うことができるので更
に許可できるトラヒックの量を増やすことができる。
に少ないことである。この構成はWFQによる方式より多くのフローを取り扱う
ことができ、複数のトラヒッククラス間で統計的多重を行うことができるので更
に許可できるトラヒックの量を増やすことができる。
【0035】 k番目の優先レベルについて許可をするとき、本発明は高優先度トラヒックが
全てこのクラスに属することと見なす。このようにして、許可制御はクラス毎に
行われるのではなく、クラスの群で行われ、統計的多重利得が増える。ネットワ
ーク資源の実使用を監視するためのスケーリング可能な集合的レベル測定によっ
て、ネットワークの効率が改善される。
全てこのクラスに属することと見なす。このようにして、許可制御はクラス毎に
行われるのではなく、クラスの群で行われ、統計的多重利得が増える。ネットワ
ーク資源の実使用を監視するためのスケーリング可能な集合的レベル測定によっ
て、ネットワークの効率が改善される。
【図1】 図1には、従来のフロー毎スケジューリングによる許可制御システムを示す。
【図2】 図2には、従来のフロー毎スケジューリングによらない許可制御システムを示
す。
す。
【図3】 図3は、本発明の一実施形態によるサービス構成を形成するネットワーク装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図4】 図4には、本発明による許可制御機能を有する交換ノードを示す。
【図5】 図5は、本発明による許可制御方法で新しい発呼要求を許可する際の過程を示
すフロー図である。
すフロー図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年6月19日(2000.6.19)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】 上述の課題を抱える従来のシステムの例として、米国特許第5,748,62
9号(Colsman Mathias他)やDziong等による「Buffer Dimensioning and Effec tive Bandwidth Allocation in ATM Based Networks with Priorities」 Proce edings of the ITC Specialist Seminar, 22-27 April 1991, 293-304頁, XP002 115996, Cracow (Poland)等に記載のものがある。更なる例として、Shiomoto K. et al., 「A Simple Multi-QoS ATM Buffer Management Scheme Based On Adap tive Admission Control」Communications: The Key to Global Propserity, Gl obecom 1996, London, Nov. 18-22, 1996, vol. 1, 18th November 1996, pages 447-451, XP000742195 Institute of Electrical and Electronics Engineers, ISBN 0-7803-3337-3がある。 本発明の目的は、総合サービスパケット交換網において異なるレベルの品質条
件を保証できるようにした簡単でスケーリング可能な方式を用いたサービス構成
を提供することで上述した従来の課題を解決することである。これは、簡単なパ
ケットスケジューリングと測定による許可制御を組み合わせることで明快な品質
条件保証を提供できる交換ノードを使用することで実現される。
9号(Colsman Mathias他)やDziong等による「Buffer Dimensioning and Effec tive Bandwidth Allocation in ATM Based Networks with Priorities」 Proce edings of the ITC Specialist Seminar, 22-27 April 1991, 293-304頁, XP002 115996, Cracow (Poland)等に記載のものがある。更なる例として、Shiomoto K. et al., 「A Simple Multi-QoS ATM Buffer Management Scheme Based On Adap tive Admission Control」Communications: The Key to Global Propserity, Gl obecom 1996, London, Nov. 18-22, 1996, vol. 1, 18th November 1996, pages 447-451, XP000742195 Institute of Electrical and Electronics Engineers, ISBN 0-7803-3337-3がある。 本発明の目的は、総合サービスパケット交換網において異なるレベルの品質条
件を保証できるようにした簡単でスケーリング可能な方式を用いたサービス構成
を提供することで上述した従来の課題を解決することである。これは、簡単なパ
ケットスケジューリングと測定による許可制御を組み合わせることで明快な品質
条件保証を提供できる交換ノードを使用することで実現される。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【発明の概要】 本発明の第一側面によると、関連するサービス保証に基づく複数の優先レベル
を有する総合サービスパケット交換網における交換ノードの許可制御方法であっ
て、 到来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当て、 到来のフローが許可された場合、到来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する過程を含み、 到来のフローと、それより優先度の低い保証サービスを有する全てのフローに
必要な容量を算出し、該容量の合計を扱うに足りるネットワーク容量が存在する
場合に到来のフローを許可する過程を含むことを特徴とする方法が提供される。
を有する総合サービスパケット交換網における交換ノードの許可制御方法であっ
て、 到来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当て、 到来のフローが許可された場合、到来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する過程を含み、 到来のフローと、それより優先度の低い保証サービスを有する全てのフローに
必要な容量を算出し、該容量の合計を扱うに足りるネットワーク容量が存在する
場合に到来のフローを許可する過程を含むことを特徴とする方法が提供される。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】 本発明の他の側面によると、交換ノードが、 到来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当てる手段、及び 到来のフローが許可された場合、到来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する許可制御手段を含み、 到来のフローと、それより優先度の低い保証サービスを有する全てのフローに
必要な容量を算出する手段と、該容量の合計を扱うに足りるネットワーク容量が
存在する場合に到来のフローを許可する手段とを含むことを特徴とする。
レベルの内選択された1つに割当てる手段、及び 到来のフローが許可された場合、到来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する許可制御手段を含み、 到来のフローと、それより優先度の低い保証サービスを有する全てのフローに
必要な容量を算出する手段と、該容量の合計を扱うに足りるネットワーク容量が
存在する場合に到来のフローを許可する手段とを含むことを特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】 本発明の更なる側面によると、総合サービスパケット交換網が複数の交換ノー
ドを含み、少なくとも1つの交換ノードが、 到来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当てる手段、及び 到来のフローが許可された場合、到来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する許可制御手段を含み、 到来のフローと、それより優先度の低い保証サービスを有する全てのフローに
必要な容量を算出する手段と、該容量の合計を扱うに足りるネットワーク容量が
存在する場合に到来のフローを許可する手段とを含むことを特徴とする。
ドを含み、少なくとも1つの交換ノードが、 到来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当てる手段、及び 到来のフローが許可された場合、到来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する許可制御手段を含み、 到来のフローと、それより優先度の低い保証サービスを有する全てのフローに
必要な容量を算出する手段と、該容量の合計を扱うに足りるネットワーク容量が
存在する場合に到来のフローを許可する手段とを含むことを特徴とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【プルーフの要否】 要
【手続補正書】
【提出日】平成13年10月2日(2001.10.2)
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW (72)発明者 トゥラニイ, ゾルタン ハンガリー国, エイチ−1300 ブダペス ト, ピーオー ボックス 107, エリ クソン テレコミュニケーションズ リミ テッド Fターム(参考) 5K030 GA11 GA13 HA08 HB21 HC01 HD03 JA11 LC01 LC11 LE06 LE13 MB09 5K069 AA01 BA10 FA26 FC02
Claims (26)
- 【請求項1】 関連するサービス保証に基づく複数の優先レベルを有する総
合サービスパケット交換網における交換ノードの許可制御方法であって、 入来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当て、 入来のフローが許可された場合、入来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断し、 そうであれば入来のフローを許可する過程を含む方法。 - 【請求項2】 入来のフロー及び保証サービスを有するそれより低い優先レ
ベルの全フローに必要となる容量を算出し、該容量の合計を扱えるほど充分なネ
ットワーク容量を有する場合に入来のフローを許可するようにした請求項1に記
載の方法。 - 【請求項3】 各フローの必要な容量を算出する過程において、そのフロー
とそれより優先度の高い全フローのトラヒック負荷測定を考慮するようにした請
求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 複数の優先レベルが、遅延保証サービスを要求するフロー、
喪失保証サービスを要求するフロー及びベストエフォートサービスを要求するフ
ローに関するものである上記いずれかの請求項に記載の方法。 - 【請求項5】 優先レベル1乃至nが遅延保証サービスを要求するフローに
割当てられ、優先レベルn+1乃至mが喪失保証サービスを要求するフローに割
当てられ、優先レベルm+1がベストエフォートサービスを要求するフローに割
当てられる請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 遅延保証サービスに対する許可制御が次の条件が満たされる
ことによる上記いずれかの請求項による方法: ここで、 ρ0,σ0はそれぞれ新しいフローのトークンレートとバケットサイズを、 kは新しいフローに割当てられた優先レベルを、 εdは飽和確率(喪失値11、l2、l3...より低いこと、例えば10-8で
あることが好ましい)を、 ρi,σiはそれぞれフローiのトークンレートとバケットサイズを、 A1 . . . kは最初のk個(1...k)の優先レベルに属するフローの群を、 Cは出力リンクレートを、 Miは優先レベルiの測定平均レートを、 dkは優先レベルkの遅延保証をそれぞれ示す。 - 【請求項7】 喪失保証サービスに対する許可制御が次の両条件が満たされ
るか否かによって行われる上記いずれかの請求項による方法: 条件1 条件2 ここで、 ρ0,σ0はそれぞれ新しいフローのトークンレートとバケットサイズを、 kは新しいフローに割当てられた優先レベルを、 liは喪失保証サービスiの飽和確率を、 ρi,σiはそれぞれフローiのトークンレートとバケットサイズを、 A1 . . . kは最初のk個(1...k)の優先レベルに属するフローの群を、 Cは出力リンクレートを、 Bkは待ち行列kにおけるバッファ容量を、 Miは優先レベルiの測定平均レートをそれぞれ示す。 - 【請求項8】 関連するサービス保証に基づく複数の優先レベルを有する総
合サービスパケット交換網における交換ノードであって、 入来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当てる手段、 入来のフローが許可された場合、入来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する許可制御手段、及び そうであれば入来のフローを許可する手段を含む交換ノード。 - 【請求項9】 入来のフロー及び保証サービスを有するそれより低い優先レ
ベルの全フローに必要となる容量を算出し、該容量の合計を扱えるほど充分なネ
ットワーク容量を有する場合に入来のフローを許可するようにした請求項8に記
載の交換ノード。 - 【請求項10】 各フローの必要な容量を算出する過程において、そのフロ
ーとそれより優先度の高い全フローのトラヒック負荷測定を考慮するようにした
請求項9に記載の交換ノード。 - 【請求項11】 複数の優先レベルが、遅延保証サービスを要求するフロー
、喪失保証サービスを要求するフロー及びベストエフォートサービスを要求する
フローに関するものである請求項8乃至10のいずれかに記載の交換ノード。 - 【請求項12】 優先レベル1乃至nが遅延保証サービスを要求するフロー
に割当てられ、優先レベルn+1乃至mが喪失保証サービスを要求するフローに
割当てられ、優先レベルm+1がベストエフォートサービスを要求するフローに
割当てられる請求項11に記載の交換ノード。 - 【請求項13】 待ち行列1乃至nが遅延保証サービスデータを記憶するた
めに設けてあり、 待ち行列n+1乃至mが喪失保証サービスデータを記憶するために設けてあり
、 待ち行列m+1がベストエフォートサービスデータを記憶するために設けてあ
る請求項12に記載の交換ノード。 - 【請求項14】 次の条件が満たされると、許可制御手段が遅延保証サービ
スを許可する請求項8乃至13に記載の交換ノード: ここで、 ρ0,σ0はそれぞれ新しいフローのトークンレートとバケットサイズを、 kは新しいフローに割当てられた優先レベルを、 εdは飽和確率(喪失値11、l2、l3...より低いこと、例えば10-8で
あることが好ましい)を、 ρi,σiはそれぞれフローiのトークンレートとバケットサイズを、 A1 . . . kは最初のk個(1...k)の優先レベルに属するフローの群を、 Cは出力リンクレートを、 Miは優先レベルiの測定平均レートを、 dkは優先レベルkの遅延保証をそれぞれ示す。 - 【請求項15】 次の両条件が満たされると、許可制御手段が喪失保証サー
ビスを許可する請求項8乃至13に記載の交換ノード: 条件1 条件2 ここで、 ρ0,σ0はそれぞれ新しいフローのトークンレートとバケットサイズを、 kは新しいフローに割当てられた優先レベルを、 liは喪失保証サービスiの飽和確率を、 ρi,σiはそれぞれフローiのトークンレートとバケットサイズを、 A1 . . . kは最初のk個(1...k)の優先レベルに属するフローの群を、 Cは出力リンクレートを、 Bkは待ち行列kにおけるバッファ容量を、 Miは優先レベルiの測定平均レートをそれぞれ示す。 - 【請求項16】 関連するサービス保証に基づく複数の優先レベルを有し、
複数の交換ノードを含む総合サービスパケット交換網において、少なくとも1つ
の交換ノードが、 入来する各フローを、該フローが指定するサービス保証に基づいて複数の優先
レベルの内選択された1つに割当てる手段、 入来のフローが許可された場合、入来のフローと既に許可された全てのフロー
に対してサービス保証を満たすことができるか判断する許可制御手段、及び そうであれば入来のフローを許可する手段を有する総合サービスパケット交換
網。 - 【請求項17】 入来のフロー及び保証サービスを有するそれより低い優先
レベルの全フローに必要となる容量を算出し、該容量の合計を扱えるほど充分な
ネットワーク容量を有する場合に入来のフローを許可するようにした請求項16
に記載の総合サービスパケット交換網。 - 【請求項18】 各フローの必要な容量を算出する過程において、そのフロ
ーとそれより優先度の高い全フローのトラヒック負荷測定を考慮するようにした
請求項17に記載の総合サービスパケット交換網。 - 【請求項19】 複数の優先レベルが、遅延保証サービスを要求するフロー
、喪失保証サービスを要求するフロー及びベストエフォートサービスを要求する
フローに関するものである請求項16乃至18のいずれかに記載の総合サービス
パケット交換網。 - 【請求項20】 優先レベル1乃至nが遅延保証サービスを要求するフロー
に割当てられ、優先レベルn+1乃至mが喪失保証サービスを要求するフローに
割当てられ、優先レベルm+1がベストエフォートサービスを要求するフローに
割当てられる請求項19に記載の総合サービスパケット交換網。 - 【請求項21】 待ち行列1乃至nが遅延保証サービスデータを記憶するた
めに設けてあり、 待ち行列n+1乃至mが喪失保証サービスデータを記憶するために設けてあり
、 待ち行列m+1がベストエフォートサービスデータを記憶するために設けてあ
る請求項20に記載の総合サービスパケット交換網。 - 【請求項22】 次の条件が満たされると、許可制御手段が遅延保証サービ
スを許可する請求項16乃至21に記載の総合サービスパケット交換網: ここで、 ρ0,σ0はそれぞれ新しいフローのトークンレートとバケットサイズを、 kは新しいフローに割当てられた優先レベルを、 εdは飽和確率(喪失値11、l2、l3...より低いこと、例えば10-8で
あることが好ましい)を、 ρi,σiはそれぞれフローiのトークンレートとバケットサイズを、 A1 . . . kは最初のk個(1...k)の優先レベルに属するフローの群を、 Cは出力リンクレートを、 Miは優先レベルiの測定平均レートを、 dkは優先レベルkの遅延保証をそれぞれ示す。 - 【請求項23】 複数の交換ノードを有し、その内少なくとも1つの交換ノ
ードが請求項7乃至13のいずれかによる交換ノードを含み、次の両条件が満た
されると、許可制御手段が喪失保証サービスを許可する請求項16乃至21に記
載の総合サービスパケット交換網: 条件1 条件2 ここで、 ρ0,σ0はそれぞれ新しいフローのトークンレートとバケットサイズを、 kは新しいフローに割当てられた優先レベルを、 liは喪失保証サービスiの飽和確率を、 ρi,σiはそれぞれフローiのトークンレートとバケットサイズを、 A1 . . . kは最初のk個(1...k)の優先レベルに属するフローの群を、 Cは出力リンクレートを、 Bkは待ち行列kにおけるバッファ容量を、 Miは優先レベルiの測定平均レートをそれぞれ示す。 - 【請求項24】 添付の図3乃至5に示し、それを参照して説明するものに
実質的に従う総合サービスパケット交換網における交換ノードの許可制御方法。 - 【請求項25】 添付の図3乃至5に示し、それを参照して説明するものに
実質的に従う総合サービスパケット交換網における交換ノード。 - 【請求項26】 添付の図3乃至5に示し、それを参照して説明するものに
実質的に従う交換ノードを有する総合サービスパケット交換網。
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---|---|---|---|
GB9812789.7 | 1998-06-12 | ||
GB9812789A GB2338372B (en) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | Architecture for integrated services packet-switched networks |
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