JP2002543669A - 経路設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 パケット伝送ネットワーク内のノードでストリームを送るための経路設定装置。各ストリームは、ネットワーク内でのその通信の欠損および遅延に関して指定されるパラメータとともに伝送される。経路設定装置によってすでに処理されている既存のストリームとともに決定するために、（ｉ）前記先行するノードですでに課された欠損と遅延の値、または（ｉｉ）前記欠損と遅延を考慮して修正されるような前記指定されたパラメータとを読み取るためのストリーム受入れ制御回路構成要素と；ストリーム要求が受け入れられた場合に、１つまたは複数のバッファーが前記ストリームに割り当てられる複数のバッファを含むバッファ回路構成要素と；ストリーム要求が受け入れられた場合に、（ｉ）欠損と遅延の修正された値とともにストリーム要求を、または（ｉｉ）修正されたパラメータとともにストリーム要求を伝送するための、およびストリーム要求が拒絶された場合に失敗信号を返信するための手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ［技術分野］ 本発明は、データ伝送ネットワーク用の経路設定装置に関し、特に決定を下す
機能を有する経路設定装置に関する。

【０００２】 ［背景技術］ データがパケットでソースから宛先に転送され、各パケットが、それがその宛
先に到達するまでネットワーク内のある構成要素から次の構成要素へ一連のステ
ップで送信されている通信網は周知である。帯域幅、およびパケットが経験する
遅延および輻輳期間中に破棄されなければならないパケットの割合を保証しよう
とするこのようなネットワークもある。

【０００３】 このようなネットワークでの１つの問題点は、優れたレベルの総体的なサービ
スを提供するためにネットワーク内に受け入れられるデータの量を制約すること
ができなければならないという点である。この問題に対する１つの解決策は、導
入するようにとの要求がネットワークによって（「呼受入れ」と呼ばれるステッ
プで）受け入れられた後にだけ、ソースがデータの一連のパケットをネットワー
クに導入できるようにすることである。現在のネットワークでは、このような要
求を受け入れるかどうかの決定は、要求の実際の端末対端末（end-to-end）要件
を提供するネットワークの能力を考慮しないで下されるか、またはネットワーク
によって受け入れられる要求の現在のセットを全体として追跡調査する集中プロ
セスを含むかのどちらかによってなされる。最初のケースでは、ネットワークは
サービスの保証を提供することができず、いくつかのパケットを他のパケットと
比べて相対的によく処理すると約束するだけである。一方、第２のケースでは、
集中プロセスがネットワークの呼受入れ性能を制限する。いかなる場合にも、現
在のネットワークでは、サービスの保証は、保証された品質サービスによって使
用するための容量を提供するために、ネットワークリソースが十分には利用され
ていない状況を条件にしてのみ与えることができる。

【０００４】 ネットワーク内のスイッチがその容量の限度で、またはその容量の限度近くで
稼働しているとき、トラフィックのいくつかが優先的に処理されない限り、性能
はすべてのトラフィック（つまり、前述されたようなデータのパケットの流れ）
に関して劣化する。従来、輻輳制御機構は、スイッチでの待ち行列がいっぱいに
なり始める時点でトラフィックを管理するために導入される。さらに多くのバッ
ファを追加すると、明らかに損失を制御することができる。追加バッファはさら
に遅延を生じさせ、トラフィックの再送につながる可能性があるためこの対策に
は不利があり、これがその後輻輳をさらに強める。

【０００５】 任意のスイッチでの要求が１（１００％）に近づくにつれて、平均待ち行列の
サイズおよび遅延は制限なく拡大し、これが、スイッチがどのように管理されて
いても、およびその構成がどのようであれ、当てはまるということは、（その両
方ともここに参照して組み込まれている）Ｋｌｅｉｎｒｏｃｋ，Ｌ「待ち行列管
理システム第２巻：コンピュータアプリケーション（Ｑｕｅｕｉｎｇ Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ Ｖｏｌｕｍｅ ＩＩ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）
」１９７６年、ニューヨーク、ウィリー（Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）また
はＳｔａｌｌｉｎｇｓ，Ｗ「高速ネットワーク：ＴＣＰ／ＩＰおよびＡＴＭ設計
原則（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：ＴＣＰ／ＩＰ ａｎｄ ＡＴ
Ｍ Ｄｅｓｉｇｎ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ）」、１９８８年ニュージャージー、
プレンティスホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）に
よって例証されるように、現在一般的に学術的な文献で理解されている。従来、
Ｊａｉｎ，Ｒ．「ＡＴＭネットワークでの輻輳制御及びトラフィック管理：最新
の進展および調査（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｔｒａｆ
ｆｉｃ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎ ＡＴＭ Ｎｅｔｗｏｒｋ：Ｒｅｃｅｎｔ
Ａｄｖａｎｃｅｓ ａｎｄ Ａ Ｓｕｒｖｅｙ）」、コンピュータネットワー
クおよびＩＳＤＮシステム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ｉ
ＳＤＮ Ｓｙｓｔｅｍｓ）、第２８巻、第１３号、１９９６年１１月、１７２３
頁から１７３８頁に記述されているような輻輳制御機構が、スイッチでの待ち行
列がいっぱいになり始める時点でトラフィックを管理するために導入される。さ
らに多くのバッファを追加すると、明らかに損失は制御される。追加バッファが
さらに遅延を生じさせ、トラフィックの再送につながるためこの対策には不利が
あり、これがその後輻輳をさらに強める。

【０００６】 サービスの質の改善が可能性となるように伝送の経路を設定することができる
ようにして、これらの問題に対処する必要性がある。

【０００７】 優先順位の使用または料金加重された待ち行列管理の使用は、例えば、ＭｃＤ
ｙｓａｎ，ＤおよびＳｐｏｈｎ，Ｄ．「ＡＴＭ理論および適用（ＡＴＭ Ｔｈｅ
ｏｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）」、マクグローヒル（ＭｃＧｒａｗ
−Ｈｉｌｌ）、ニューヨーク、１９９８年、６３０頁から６３２頁に記述されて
いるように、待ち行列の長さを制限するための選択的な破棄の使用が既知である
ように、既知である。しかしながら、これらの技法を組み合わせることによって
提供される柔軟性を利用する、通信の損失と遅延の要件の両方ともを考慮して呼
を受け入れるかどうか決定するために現在記述されている簡略な方法はない。

【０００８】 ＷＯ第９８／２８９３９号は、トラフィックをノードで動的に分類し、下流に
送達する決定論的技法を記述する。転送は、遅延公差の超過のために打ち切るこ
とができる。この手順によって、一定数の流れが最小帯域幅を保証される。しか
しながら、単一ノードでの性能だけが対処され、エンドトゥエンドの性能は対処
されていない。さらに、トラフィックは、ユーザの決定に基づいてではなく、シ
ステム単位で分類される。

【０００９】 米国特許第５，４０８，４６５号は、エンドトゥエンドのＱｏＳ（サービスの
質）が大部分のときに尊重されるというソフト決定論的な保証を提供し、「疑似
トラフィック」を使用して実際のトラフィックを受け入れるかどうかを決定する
システムを記述する。

【００１０】 米国特許第５，３５７，５０７号は、呼の損失（欠損）が主要なＱｏＳパラメ
ータであり、入力トラフィックストリーム特徴の第２の導関数に依存するシステ
ムを記述する。システムは、０個のバッファを有する。ＷＯ第９５／１７０６１
号は、セル損失が主要なＱｏＳパラメータであり、大偏差（ｌａｒｇｅ−ｄｅｖ
ｉａｔｉｏｎ）理論を使用するシステムを記述する。ＥＰ第０ ６７３ １３８
Ａ号は、セル損失が主要なＱｏＳのパラメータである決定論的なシステムを記述
する。ＥＰ第０ ８１４ ６３２Ａ号は、セルの損失が主要なＱｏＳパラメータ
であり、厳格な優先順位待ち行列管理を想定する。米国第０８／７２３，６４９
号等は、セルの損失または遅延がＱｏＳパラメータであるシステムを記述する。
これらのシステムのどれも、そのＱｏＳ意志決定で損失と遅延の両方を考慮して
いない。

【００１１】 ＥＯ第０ ８２８ ３６２Ａ号は、ＣＡＣ（呼受入れ制御）用の集中ネットワ
ーク制御装置を使用し、コネクションの期間の保証を与えないシステムを記述す
る。

【００１２】 本発明の１つの態様によれば、パケット伝送ネットワーク内のあるノードで呼
を送るための経路設定装置が提供され、そこではそれぞれの呼（call）はネット
ワーク内でのその損失および遅延に関して指定されたパラメータとともに伝送さ
れ、該経路設定装置は、 呼要求を受け取り、呼を受け入れるのかまたは呼を拒絶するのかを経路設定装置
によってすでに処理されている既存の呼と関連して決定するために、 （ｉ）前記指定されたパラメータ、およびネットワーク内の先行するノードです
でに課された損失および遅延のあらゆる値、または （ｉｉ）ネットワーク内の先行するノードですでに課された損失および遅延を考
慮して修正された前記指定されたパラメータ を読み取るための呼受入れ制御回路構成要素と、 複数のバッファを含み、１つまたは複数のバッファが、呼要求が受け入れられた
場合には前記呼に割り当てられるバッファ回路構成要素と、 呼要求が受け入れられた場合に、 （ｉ）損失および遅延に関して修正された値とともに呼要求を、または （ｉｉ）ネットワーク内のこのノードおよび先行するノードで被られる損失およ
び遅延を考慮して修正されたパラメータとともに呼要求 を伝送するための、および呼要求が拒絶された場合に失敗信号を返信するための
手段と、 を備える。

【００１３】 好ましくは、経路設定装置は、ネットワーク内の別のノードからの呼失敗信号
を検出し、それがその呼に割り当てていたバッファを開放するための手段を含む
。

【００１４】 本発明の第２態様によれば、データ伝送ネットワーク内の任意のノードでの動
作のためのノードデバイスが提供され、そこではサービスの質要件を指定した２
つまたは３つ以上の呼が、ノードを通して送られてよく、ノードは、 データを受信するための入力と、 データを伝送するための出力と、 入力によって受信されたデータを伝送のために出力に向けるためのデータフロー
装置と、 指定されたサービスの質を満たすためにデータの一部を遅延させるおよび／また
はデータの一部の伝送を阻止するように、データフロー装置の動作を制御するた
めのデータフロー制御装置と、 を備える。

【００１５】 好ましくは、サービスの質は、最大損失レート、最小遅延、および最小スルー
プットの内の３つ未満によって指定される。好ましくは、データフロー制御装置
は、損失レート、遅延およびスループットの未指定のものを概算するために、ノ
ードおよび／または任意の関連付けられたデータリンクの動作を模擬することが
できる。好ましくは、データフロー制御装置は、指定されたサービスの質を有す
る追加呼の影響を模擬することができる。その模擬は、例えば、影響が指定され
たサービスの質を満たすことができないかどうかを決定するノードによって、呼
を受け入れるのか、または呼を拒絶するのかを決定するために使用されてよい。
好ましくは、データフロー制御装置は、追加呼の影響を模擬し、その呼に使用可
能なサービスの質を示す１つまたは複数のパラメータを示すメッセージを作成す
ることができる。

【００１６】 好ましくは、データフロー装置は、少なくとも２つのカテゴリのトラフィック
を区別するための手段を備える。好ましくは、それは、再送の前にパケットを保
持するためのバッファも備える。好ましくは、それは、バッファ内のパケット数
が閾値（スレッショルド）を超えると、１つのカテゴリに属するパケットを破棄
するための手段も備える。好ましくは、それは、スレッショルドの値を変えるよ
うに応答する。好ましくは、それは、そのそれぞれが前述されたカテゴリのどち
らかからのトラフィックを含んでよい少なくとも２つのトラフィックのクラスを
さらに区別するための手段も備える。好ましくは、それは、第１クラスに割り当
てられるパケットが、第２クラスに割り当てられるパケットより優先されるよう
に、バッファ内に保持されるパケットの再送をスケジューリングするための手段
も備える。好ましくは、それは、受信されたパケットのカテゴリおよびクラスへ
の割り当てを変えるように応答する。

【００１７】 好ましくは、データフロー制御装置は、データフロー装置のスレッショルドを
設定することができる。好ましくは、それは、受信されたパケットのカテゴリお
よびクラスへの割り当てを変えることもできる。

【００１８】 本発明の第３態様によれば、パケット伝送ネットワーク内のあるノードで呼を
送るための経路設定装置が提供され、そこではそれぞれの呼は、ネットワークで
の伝送中のその許容遅延および損失確率に関する指定されたパラメータとともに
伝送され、該経路設定装置は、 （ｉ）サービスの質のパラメータを備える呼要求を受け取り、 （ｉｉ）呼がこのノードを通って送られる場合に、呼のサービスの質を模擬する
ための、 （ｉｉｉ）呼がこのノードを通って送られる場合に、サービスの質の減少を考慮
して、サービスの質の受信されたパラメータを調整することによってサービスの
質の調整されたパラメータを生成し、 （ｉｖ）調整されたパラメータが呼を拒絶する受け入れがたいサービスの質を示
す場合に呼を拒絶し、 （ｖ）調整されたパラメータが許容できるサービスの質を示す場合に、ネットワ
ーク内の別のノードに調整されたパラメータを伝送する 呼受入れ制御回路構成要素と、 を備える。

【００１９】 サービスの質の前記パラメータは、好ましくは、最小遅延、最大損失レート、
および最小スループットのうちの少なくとも２つ、および／または遅延、損失レ
ートまたはスループットの変動レベル、およびありそうな値の極限の値を含む。

【００２０】 本発明の第４態様によれば、データ伝送ネットワーク内のあるノードでの動作
のためのノードデバイスが提供され、そこではサービスの質要件を指定した２つ
または３つ以上の呼がノードを通して送られてよく、ノードは、 データを受信するための入力と、 データを伝送するための出力と、 入力によって受信されるデータを伝送のために出力に向けるためのデータフロー
装置と、 を備え、そこでは前記ノードが、 指定されたサービスの質を満たすために、データの一部を遅延させる、および／
またはデータの伝送を阻止するようにデータフロー装置の動作を制御するように
データフロー制御装置に応答する。

【００２１】 本発明の第５態様によれば、多岐に渡る要件を有するトラフィック用の１つま
たは複数のノード、割り当てるための有限リソース（特に、それが駆動するネッ
トワークリンクの容量および後の伝送のためにデータのパケットを保持するため
のその内部容量）を有するネットワークノードが、その他のネットワークノード
との対話に従事しないで、またはネットワーク内のその他のノードによってサポ
ートされているストリームについての情報を維持しないで、ストリームの総合的
なエンドトゥエンド要件を満たすことができるような方法で、数多くの他のスト
リームまたはストリームの集合体がすでにサポートされていることを考慮する場
合に、それがデータ損失および遅延の一定の特徴を有するそれを通るデータのス
トリーム、またはストリームの集合をサポートするために要求に（暗示的に、ま
たは明示的にであるのかに関係なく）同意することができるかどうかを決定する
手段を有するネットワークが提供され、この手段は、 １．ノード内で、それを通過するデータの各ストリーム、特に、ノード自体によ
って課される損失および遅延、ネットワークリンク帯域幅、および割り当てられ
ている内部バッファ容量を含む、そのソースとノードの適切な出力リンク間のそ
のストリームの蓄積された損失および遅延に関する情報を維持することと、 ２．データの新しいストリームをサポートするための要求として入信メッセージ
を特定することと、 ３．入信要求から、要求された最大損失および遅延、およびこれまで蓄積した損
失と遅延を決定することと、 ４．要求された最大損失と遅延、およびこれまで蓄積された損失と遅延の間の差
異のどの程度の割合が、追加できる損失と遅延の量に達するためにこのノードに
よって追加できるのかを決定するためにパラメータを適用することと、 ５．記述されたアルゴリズムの適用、またはテーブル内の事前に計算されたルッ
クアップに対する参照のどちらかによって計算を実行し、ストリームに課される
追加の損失と遅延をサポートするために必要とされる追加容量を確立することと
、 ６．これらの追加容量が使用可能かどうかをチェックすることと、 ７．それらが使用可能である場合には、 ａ．蓄積された損失と遅延が、ノードによるネットワークリンクの上へのスト
リームの多重化によって課される損失と遅延によって強められるようにストリー
ムが確立されることを要求するメッセージを更新し、それをそのルートの次の段
階で送信すること、 ｂ．他のストリームに関してすでに保持される情報に、このストリームに関す
る情報を追加することと、 ｃ．ストリームの完全なセットの使用可能なリソースに対する最適割り当てを
計算することと、 ８．それらが使用可能ではない場合、要求が拒絶されることの表示とともに、ス
トリームを要求するメッセージをそのソースに戻すことと、 から成り立つ。

【００２２】 要求された最大損失と遅延、ならびに要求のこれまで蓄積された損失と遅延が
、要求メッセージから適切に抽出されてよい。要求された最大損失と遅延と、こ
れまで蓄積された損失と遅延の間の差異のどの程度の割合が、追加できる損失と
遅延の量に到達するためにこのノードによって追加できるのかを決定するための
パラメータが、適切に事前にプログラムされてよい。要求された最大損失と遅延
と、これまで蓄積された損失と遅延の間の差異のどの程度の割合が、追加できる
損失と遅延の量に到達するためにこのノードによって追跡できるのかを決定する
ためのパラメータが、要求メッセージによって採用される経路から適切に計算さ
れてよい。ストリームの完全なセットの使用可能なリソースに対する最適割り当
ての計算は、要求が次のノードに送信される前に適切に実行されてよい。ストリ
ームの完全なセットの使用可能なリソースに対する最適割り当ての計算は、要求
が次のノードで送信された後に適切に実行されてよい。ルックアップテーブルの
内容は、ノードの稼動中の動作を表わす方程式の一定のシステムを解くことによ
って適切に計算されてよい。呼受入れメッセージは、ノードがそれを送信する前
に削減し、それ以降の呼による使用のためにその記憶されている過剰な予算を増
加する、エンドトゥエンドの余剰損失と遅延の情報を適切に含む。

【００２３】 本発明に従ったシステムでは、待ち行列のサイズが、有効スループットを最大
限にし、遅延を削減するために制御されることが望ましい。パケットの損失は、
好ましくはスループットおよび遅延に対して平衡されてよい。それから、ネット
ワークは、好ましくは、それに対する要求がどれほどであれ、ネットワークの容
量によって課される制限まで、全容量または実質的には全容量の活用で実行する
ことができる。

【００２４】 パケット損失をいかにしても避けるような処置は講じられないことが好まれる
。しかしながら、パケット損失は、好ましくは、ＱｏＳパラメータであり、最も
好ましくは有限非ゼロパケット損失レートの指定による。システムが全容量近く
で実行しているとき、いくらかのトラフィックは失われることが予想されること
が好まれる。この損失は、適切に、すべてのトラフィックストリームに対して等
しく適用されてよく、その結果、すべてのトラフィックは輻輳によって同等に劣
化される。いくらかのトラフィックがより「大事にされる」（つまり、失われな
い）ことは、好ましくは可能であるが、他のトラフィック（適切には、より緊急
であり、それが短い遅延で到達する場合にだけ有効となるだろう音声データなど
のトラフィック）がさらに遅延されない。これは、トラフィックがその宛先に到
着するのが遅すぎて、アプリケーションに役立たない場合、それは実際にはすで
に失われており、時間に送達できないトラフィックでネットワークを輻輳するこ
とが不適切であるためである。一般的には、妥当なシステム性能を保持するため
に、遅延と損失の両方を設定し、制限することができるのが最も好まれている。

【００２５】 好ましくは、システムは、ＱｏＳが指定される時間のどれだけ多くが尊重され
るのかに関する強力な統計的な保証を提供する。システムは、動作モデルおよび
／または統計的な方法を使用してよい。システムによて分析されるＱｏＳは、好
ましくは、メッセージのエンドトゥエンドのＱｏＳ性能を指定する。

【００２６】 好ましくは、数多くのストリームがすでにサポートされている割り当てられる
有限リソース（特に、それが駆動するネットワークリンクの容量および後の伝送
のためにデータのパケットを保持するためのその内部容量）を有するネットワー
クノードが、その他のネットワークノードとの対話に従事しないで、またはネッ
トワーク内のその他のノードによってサポートされているストリームについての
情報を維持しないで、ストリームの総合的なエンドトゥエンド要件を満たすこと
ができるような方法で、数多くの他のストリームがすでにサポートされているこ
とを考慮する場合に、それがデータの損失と遅延の一定の特徴を有するそれを通
るデータのストリームをサポートするという要求に合意することができるかどう
かを決定してよい手段が提供される。これを達成するために、以下のステップが
好ましくは実行される。

【００２７】 １．それを通過するデータの各ストリーム、特に、ノード自体によって課される
損失と遅延、ネットワークリンク帯域幅、および割り当てられている内部バッフ
ァ容量を含む、そのソースとノードの適切な出力リンクの間のそのストリームの
蓄積された損失と遅延に関する情報をノード内で維持するステップ ２．データの新しいストリームをサポートするための要求として入信メッセージ
を特定するステップ ３．要求された最大損失と遅延、およびこれまで蓄積された損失と遅延を入信要
求から抽出するステップ ４．要求された最大損失と遅延と、これまで蓄積された損失と遅延の間の差異の
どの割合が、追加できる損失と遅延の量に到達するようにこのノードによって追
加できるのかを判断するために事前にプログラムされたパラメータを適用するス
テップ ５．（ノードの稼動中の動作を表す方程式の一定のシステムを解くことによって
計算されてよい）テーブル内でルックアップを実行し、ストリームに対して課さ
れる追加の損失および遅延をサポートするために必要とされる追加の容量を確立
するステップ ６．これらの追加の容量が使用可能かどうかをチェックするステップ、 ７．それらが使用可能な場合、 ａ．蓄積された損失と遅延が、ノードによるネットワークリンク上へのストリ
ームの多重化によって課される損失および遅延によって増加するようにストリー
ムを確立することを要求するメッセージを更新し、それを経路の次の段階で送信
するステップ ｂ．そのストリームに関してすでに保持される情報に、このストリームに関す
る情報を追加するステップ ｃ．ストリームの完全なセットの使用可能なリソースへの最適割り当てを計算
するステップ または ８．それらが使用可能ではない場合、要求が拒絶された旨の表示とともにストリ
ームを要求するメッセージをそのソースへ戻すステップ

【００２８】 本発明は、ここで、添付図面に関して例によって記述されるだろう。

【００２９】 呼または一般的にはデータストリームをネットワークの中へ受け入れるには、
その呼のトラフィックと既存トラフィックの間の相互作用が害がないという自信
を必要とする。サービスレベル契約書を作成する際に、この原則には瞬時の値が
与えられる。本書では、私達は、呼管理への蓋然的なアプローチの適用を記述す
る。このモデルは、これが必要とされる非常に保守的な性能範囲を引き出すため
に、または特定のサービスレベルを満たす動的な確率を評価するために使用でき
る。

【００３０】 大きなクラスのネットワークアプリケーション、特に電話方式などのリアルタ
イム用途は、ネットワークが確実にサービスの質を提供できるときだけに満足の
行くように動作することができる。これには、アプリケーションが、直接的にま
たは間接的に、ネットワークと交渉し、ネットワーク遅延がアプリケーションの
機能性を侵害しないことを保証する能力が必要になる。

【００３１】 これらの交渉の結果がサービスレベルの合意（ＳＬＡ）である。これらは、と
もに測定可能で、保証可能である用語で許容できるサービスの質を定義する。こ
れらは、ネットワークユーザとネットワークの間の契約的な合意を構成する。事
実上、それらは、接続上でのデータ伝送の最悪の許容可能なケースを定義する。
呼を受け入れる際には、合意されたサービスのレベルが呼の期間中に提供できる
という明示的な認識がある。各接続に対するピーク要求に基づいてリソースを割
り当てることは、これを保証する１つのアプローチである。しかしながら、それ
は、流れの集まりでのトラフィックの統計的な多重化の活用に対処しない。呼の
受け入れを評価するが、依然として統計的な多重化を利用するためには、データ
の個々のストリームがどのように相互作用するのか、および個々のセルおよびス
トリームに提供される可能なサービスを予測するモデルを作り出す必要性がある
。スイッチが、呼の受入れ前に、典型的なセル遅延、およびセルの損失または受
け入れがたい遅延を経験するセルの確率を評価し、リソースのそのコミットメン
トを操作し、これらの値がＳＬＡによって許容可能と定義される範囲内に該当す
ることを保証することができるのであれば、それは、それがそのコミットメント
を満たすことを保証し、それが引き受けることができるＳＬＡの数を最大限にす
る立場にあるだろう。

【００３２】 これらの確率は、根本的には、ノードの使用可能なバッファリソースおよびス
イッチ負荷によって定義される。

【００３３】 一般に、ネットワーク上で質の低いサービスを提供することは単純なことであ
る。しかしながら、いったんネットワークが全負荷に近づくと、リソース割り当
ての問題はより困難になる。サービスレベル合意は、ネットワークに対する契約
上の義務を形成するため、それらがそれらを満たすために使用できる適切なリソ
ースがあるときにだけ引き受けられるということは重要である。一般的には、過
負荷されるネットワークを管理することにまつわる困難はその状態にあるシステ
ムの動作についての知識が欠如していることで複雑化される。ここで記述される
技法は、私達が、１つのパラメータ―好ましくは損失―を固定することを選ぶこ
とによって利用でき、したがって私達がスイッチを通る呼の総遅延およびスルー
プット要件に対する異なる割り当ての結果を評価できる、２つの自由度を有する
新しい実用可能なモデルを利用する。理論上、このモデルは、過負荷を受けると
きも無条件に安定しており、理論的につねに有効であるサービスの質のパラメー
タに対する制限値を提供するために使用することができる。

【００３４】 このモデルは、主として、現実のネットワーク装置の実際の動作に密接に一致
するフレームワーク内でのパケット損失および遅延の考慮に基づいている。この
ような装置では、パケットは、伝送エラーのためにめったに失われない。損失の
おもな原因は、前方への伝送のためにパケット／セルを記憶するためのバッファ
の欠如である。私達のアプローチは、ある特定のストリームに関して損失の合意
された（および交渉された）レベルを持続するためにシステムの構成を模擬（モ
デル化）することであった。この損失は、現在の呼の集められた集合に関して（
トラフィックパターンの知識内で）予測することができる。この待ち行列管理プ
ロセスは、その平均値だけではなく、遅延の変動をも決定する。これらの観察が
、有限バッファシステムのモデルのクラスの作成に対処する。これらのモデルの
最も重要な特徴とは、アクティブな呼の間でスイッチリソースをどのように分散
するかに関する量的な理解を可能にする、スループット、損失および遅延（前記
図を参照すること）の関係性の記述である。

【００３５】 過負荷されたノードがセルを破棄しなければならないのは明白である。しかし
ながら、ノードはそのＳＬＡコミットメントも満たさなければならないため、そ
れは、セルをインテリジェントに破棄することを要求される。これらのモデルに
おいて、各セルストリームの２つの属性が考慮されてよい。つまり、私達が「大
事にする（cherish）」と名付けるストリームからセルを破棄しないという欲求
、および私達が「緊急性（urgency）」と名付けるストリームからセルの通過遅
延を最小限に抑えるという欲求である。私達のモデルは、セルストリームをこれ
らの２つのパラメータによって分類されると考える。これらのパラメータのそれ
ぞれの２つの別個のレベルを考えると、私達は以下の明確な品質クラスに到達す
る。

【００３６】

【表１】

【００３７】 このようにして、スイッチは、そのＳＬＡがさらに高い損失レートを許すスト
リームから優先的にセルを破棄することができる。これは、インテリジェントな
ＣＡＣモデルと組み合わされ、大事にされるトラフィックに対する損失レートに
きわめて強固な制限を設定できるようにする。このモデルは、不定数の緊急性お
よび損失公差クラスをカバーするために拡大するので、それは数多くの任意のサ
ービスレベル契約を同時に実現するために必要とされるセル破棄可能性のすべて
の細分を提供することができる。

【００３８】 大事にされないトラフィックは、この破棄方針の結果、大いに損害を受けるよ
うに見えるが、それは実際にはさらに低い平均遅延を被る。信頼できるサービス
の質規定に最も依存するアプリケーション（例えば、ビデオストリーム）の多く
にとって、輻輳する待ち行列管理システムによって実質的に遅延されるパケット
は、その最終的な到着時に使用することはできないため、遅延は損失レートより
さらに重要な考慮事項である。同様に、任意の指定された瞬間に、指定されたノ
ードを通過するセルによって経験される総遅延も、異なる緊急性クラスのトラフ
ィックストリームに分散することができる。

【００３９】 実用可能なモデルは、実際には、セルストリームを、その緊急性および大事に
するレベルによって定義される特定のサービスクラスに写像する。これらのマッ
ピングの集合―例えば、切り替わるノードの状態の大部分を記述する呼の集合、
およびそれらの呼のそれぞれに要求されるスループットを考えると、損失レート
および遅延平均、および各サービスクラスと全体としてのノードの両方に対する
分散を計算することが可能である。言うまでもなく、接続のサービスの質要件は
、個々のノードのレベルで指定されず、エンドトゥエンドで指定される。このモ
デルの重大な態様とは、その構成可能性（ｃｍｐｏｓａｂｉｌｉｔｙ）である。
つまり、経路に沿ったスイッチの状態は、エンドトゥエンド平均損失レートと遅
延を含む類似した重要なサービスの質のパラメータ、および遅延の確率分散機能
を計算するために使用できる。したがって、これは、セルストリームのサービス
レベル契約が移行されることを保証するために必要とされるリソースコミットメ
ントを査定し、最適化するために必要とされる予測モデルを提供する。それは、
確率的な保証を、ＳＬＡの履行に関して行うことができるようにする。

【００４０】 任意の現実のスイッチは、有限量のリソースだけを有するので、すべての要求
されてている呼が受け入れられるわけではないことは明白である。したがって、
スイッチは、それが呼のサービスの質要件を満たすことができないことはめった
にないことを保証する一方で、それが受け入れることができる呼の数を最適化し
ようとしなければならない。

【００４１】 この実用可能なモデルは、接続容認制御（ＣＡＣ）およびＱｏＳ保証のための
直接関係する用途を有する。接続のための物理的な経路がいったん発見されると
、それが、私達が追加的に、接続のＱｏＳ要件を満たすためにそれに沿って十分
なネットワークリソースがあることを保証できるようにする。これは、局所的な
知識（本来、スイッチのＳＬＡという形式での既存のコミットメントおよび現在
の接続に対するその他のＱｏＳ合意）だけを使用して、スイッチ単位で実行され
る。これは、追加のスイッチ相互の制御トラフィックなしに、呼の受入れに関し
て素早い決定を下すことを可能にする。これは、決定アルゴリズムのスケラビリ
ティがよいことを予想させる。

【００４２】 図１は、データ通信網を示す。データは、スイッチ３の間のデータリンク２上
で接続された端末装置１の内の任意の２つの間で通信できる。スイッチ３は、デ
ータが従うべき経路を決定する。送信側端末でのメッセージは、伝送のために、
その後受信側端末でリアセンブルされるデータグラム（パケット）に分割できる
。単一メッセージのデータグラムは同じ経路に従い、１つの呼を構成しなければ
ならない。それぞれのメッセージによって取られる経路、およびそれがその経路
上で遭遇するリンクとスイッチのステータスが、メッセージのパケット送信と受
信の間の遅延を決定し、パケットのいくつかまたはすべてを失わせることがある
。パケットが、音声電話方式などの時間が肝要なサービスのためのデータを含む
場合には、送信され、受信されるパケットの間の遅延は、サービスの許容できる
規格がなければならないならば小さくなくてはならない。

【００４３】 有限リソースのあるネットワーク接続の場合、遅延、スループットおよび損失
レートは相互に関係付けられている。これらの３つの要因の関係性を詳細に考慮
すると、可能な限り多くの接続が通信網で受け入れられることを保証するために
リソースの改善された平衡に対処することができる。例えば、改善された体制下
では、スイッチが、最初に要求されたより実質的にはさらに平均的な帯域幅を割
り当てることによって、そうでない場合には達成不可能な遅延用件を満たすこと
ができる可能性がある。遅延、スループットおよび損失レート間の関係性の詳細
は、ネットワーク内の交換要素の実用可能な動作によって定義され、それが最適
化できるパラメータの関数である可能性がある。

【００４４】 図２は、図１のスイッチ３の内の１つとして動作できるだろう改善型パケット
スイッチ装置の構造を示す。パケットスイッチ装置は、その主要なパーツが決定
者２１接続される、パケットスイッチ２０を備える。決定者は、選択されたビッ
トフィールドの比較および操作を実行するために、レジスタの内容に作用できる
、記憶装置手段２２、一時レジスタ２３、および論理回路２４（例えばプロセッ
サ）を備える。論理回路２４は、それが値を読み取り、メモリ２２に欠き込むこ
とができるように接続される。パケットスイッチ２０は、その他のパケットから
要求パケットを区別し、それらを決定者による動作のためにメモリの中に書き込
むことができる。また、それは、（おそらく修正された）パケットをメモリから
読み取り、それを伝送することもできる。決定者は、パケットをいつ再送するべ
きかをスイッチに示し、スイッチ動作の詳細を決定するスイッチのパラメータｗ
設定する能力も有する。

【００４５】 図３は、新しい接続を確立するようにという要求と対処するためのスイッチ装
置の機能性を示す。パケットによって従われる接続経路に沿った各スイッチは、
接続の許容遅延および損失の「予算」の一部を消費し、その予算の残りを経路の
さらに下方のスイッチに提供する。図３に示される機能性を使用して、遅延およ
び損失の予算は、接続の特徴を決定するために経路に沿って要素を切り替えるこ
とによって分析される。予算消費の分析は、（以下に示される表に符号化される
）切替え要素および現在の構成の実用可能なモデルによって実行される。最終的
に受け入れがたい損失または遅延を生じさせる接続を行う代わりに、図３の機能
性を使用すると、確立される接続に関して残る不十分な予算がある場合に、接続
はただちに拒絶できる。それ以外の場合、要求は次の切替え要素に（削減された
予算とともに）渡される。最終的に、メッセージは宛先から戻される。これが、
（その場合、実際のスイッチの構成が新しい接続を収容するために更新される）
呼の受入れ、または（その場合、この接続に割り当てられているリソースがリリ
ースされる）さらに経路に沿ったなんらかの要素からの拒絶のどちらかであるだ
ろう。どちらの場合でも、メッセージは、左側の矢印によって示されるように、
要求の発信者に向かって戻される。

【００４６】 さらに詳細には、図２に示される型のスイッチ装置によって接合される複数の
リンク全体での開始ノードと最終ノードの間の経路に沿ってデータの接続を確立
するプロセスは、以下の通りである。開始ノード、システム、または開始ノード
または終了ノードのユーザは、接続のための総許容可能遅延と損失の予算を確立
する。これは経路（図３の矢印３０）上の第１スイッチに伝送される。スイッチ
は、（３１にある）その実用可能なモデルを適用し、それとその関連付けられた
リンクのパケットに対する影響を決定し、相応して予算情報を修正し、経路の次
に継続するスイッチおよびリンクに使用可能な予算の量を示し、残っている予算
がある場合には、それは（３２で）更新された予算情報を次に継続するスイッチ
に伝送する。次に継続するスイッチは、同じ動作を実行する。予算が超過される
と、接続を受け入れるまたは拒絶するための手段３４にメッセージが（３３で）
送信され、手段３４に、拒絶メッセージを（３５で）次の先行するスイッチに送
信することによって接続を拒絶させる。また、手段３４は、それが次に継続する
スイッチから拒絶メッセージを（３６で）受信するのであれば、同じように接続
を拒絶することもできる。手段３４は、それが次に継続するスイッチから受入れ
メッセージを（３７で）受信する場合、接続を受け入れることができる。受入れ
メッセージは、最後に継続するスイッチからメッセージを受信する最終ノードに
よって開始され、使用可能な総予算が接続に関して超過されていないことを示す
。接続が受け入れられると、手段３４は、スイッチの切替え要素３９を構成する
ために３８で構成メッセージを伝送し、データに、合意された経路内の次に継続
するスイッチに向かって、スイッチを通って受け入れられる経路に従わせる。

【００４７】 スイッチ用の（図３の３１に示される）実用可能なモデル、および呼の受入れ
と制御でのその使用は、ある特定の継続中のリンクに宛てられるストリームの集
合の集計された要件と、そのリンクに関連付けられた必要とされるリソースの間
、および損失と遅延に関する要件間の関係性を定義するために重要である。

【００４８】 スイッチからの単一出力ポートの組み合わせを考えると、これは、入力ポート
からの経路選択された入力ストリームを結合するマルチプレクサとして、または
マルチプレクサに対する潜在的な最大入力がその出力容量を越える場合に動作し
ている単一装置として見なすことができる。

【００４９】 切替え要素／マルチプレクサの動作中、パケットの到着速度が出力容量を越え
るだろうときがある可能性がある。これらの期間中、バッファ内の過剰な入信パ
ケットを記憶する必要性があるだろう。それ以外の場合、それらは失われるだろ
う。入力ストリームからパケットに対する割り当てのために使用可能なバッファ
がないときに、出力リンクの総容量が割り当てられるにつれて、その周波数が増
す機会があるだろう。これらの状況下では、パケットは、破棄されなければなら
ないだろう。破棄は、メモリが有限であるという物理的な要件によって、および
スイッチが有限な時間内で（そのバッファを空にすることによって）過負荷状態
から回復することを保証するために必要とされる。

【００５０】 このようなバッファリングの総量は、多くの方法で入力ストリームの間で割り
当てることができる。これらの方法のそれぞれが、暗示的に、ストリームのそれ
ぞれの損失特徴を定義するだろう。私達は、ストリームを入力するバッファ容量
の指定された構成のためのこのようなマルチプレクサのこの動作を、マルチプレ
クサの動作と呼ぶ。

【００５１】 損失レート、スループットおよび遅延のどれか２つを設定すると、それらのパ
ラメータの３番目の値が固定されるため、このようなマルチプレクサの動作は、
２つの自由度を有するシステムである。例えば、損失レートを決定すると、これ
がマルチプレクサの動作を、スループットと遅延の間の特定の関係性に制約する
。入力ストリームの指定されたセットの場合、関係性は予測可能である。

【００５２】 動作を最適化するためには、一般的には、最初に、動作がパラメータの内の１
つのサービすの質要件を達成し、残りの自由度に関して最適化することを最初に
保証することが必要である。この要件は、ストリーム単位で、およびすべてのス
トリームの総計に関して集合的にの両方で満たされる必要がある。

【００５３】 このアプローチを示すために、損失パラメータが最初に考慮される機構を考え
る。実際の実例は、すべての入力ストリームの共有されたバッファプールのそれ
であり、パケットのマルチプレクサ到達時に相談することができるバッファの瞬
間的な占有のカウンタがある。特に、入力ストリームの２つのクラスがあり、１
つは、他の大事にされていないストリームより優先的に大事にされなければなら
ないトラフィックを含む。この手順は、３つ以上の入力ストリームのクラスがあ
り、優先的に大事にする異なるレベルがあるときのケースに一般化できる。以下
の等式Ｂは、このような大事にされるストリームの独占的な使用のために確保さ
れなければならないバッファの数の計算に対処する。この数は、入信する大事に
されていないトラフィックが無限であり、無限に向かうという仮定の元で計算さ
れる。バッファのこの数は、入信する大事にされるトラフィックの損失レートが
、必要とされる制限を下回るだろうという無条件の保証を与える。本発明を無条
件に安定にさせるのがこのアプローチである。

【００５４】 このような予約済みバッファの総数をＫ_max−Ｋ_Bとし、ここではＫ_maxは使用
可能なバッファリングの総量であり、Ｋ_Bはすべてのトラフィックが（大事にさ
れているかどうかに関係なく）受入れられる量である。この差異に対する値の割
り当てが、システム内の自由度の１つを固定することを表す。これを考慮すると
、Ｋ_maxは、ここでは、すべての遅延要件が、すべてのストリーム全体で遅延を
分散する実現された待ち行列管理秩序を考慮すると、満たされるように（以下の
等式Ａによって示されるように）すべてのストリームに関してシステム内で総遅
延を制限するために選ぶことができる。

【００５５】 実用可能なモデルの特定の例は、以下の通りである。

【００５６】 損失は以下によって計算される。

【００５７】

【数２】

【００５８】 特定のサービスの質であるトラフィックを送達できるようにするために、それ
が待ち行列管理によってどの程度遅延されるのかに関する予測が立てられなけれ
ばならない。これは、各種トラフィックの待ち時間分散から発見され、それらは
きわめて容易に得ることができる。大気時間分散の予想値は、トラフィックの平
均遅延を示し、標準偏差が（遅延ジッタと見なされてよい）遅延の変化性の基準
を示す。大事にされていないトラフィックの場合、待機時間密度関数が、以下（
等式Ａ）によって示される。

【００５９】

【数３】

【００６０】 ｑ^b _nは、実際に待ち行列に入る到着するパケットが、システム内にすでにあるｎ
個のパケットを見つける確率である。

【００６１】 大事にされるトラフィックの場合、待機時間密度関数は、以下によって示され
る。

【００６２】

【数４】

【００６３】 結合された大事にされていないトラフィックと大事にされているトラフィックの
場合、待機時間密度関数は、以下によって示される。

【００６４】

【数５】

【００６５】 指定された総計負荷ｗ_B（ｔ）の待機時間は、以下（等式A）によって示され、

【００６６】

【数６】

【００６７】 ｎ個のパケットがサービスのために待ち行列に入る確率ｐ_nは、以下によって示
され、

【００６８】

【数７】

【００６９】 ここではλ_pは、優先的に大事にされるトラフィックの到着の速度であり、λ_Bは
相対的に大事にされないトラフィックの到着の速度であり、μは、トラフィック
がサービスを受ける速度である。

【００７０】 ｐ₀は、以下の解から見つけられる。

【００７１】

【数８】

【００７２】 これらのパラメータの量的な関係性が存在することにより、スイッチの実用可
能なモデルの最適化を、標準的な技法を使用して実行できる。

【００７３】 実用可能なモデルが、損失／遅延、またはスループット／バッファの引き換え
を実行できるようにする、つまり最適化を達成するために、線形プログラミング
、ニューラルネットワーク、ファジー論理等の標準的な技法を適用できる最適化
可能なＣＡＣが提供されることに注記することが重要である。あらゆるこのよう
な最適化は、異なる時間の尺度で、および呼−受入れ／呼−分解（ｔｅａｒｄｏ
ｗｎ）の異なる段階で発生することがある。これは、以下を含むことができるだ
ろうが、以下に制限されない。

【００７４】

【表２】

【００７５】 前記に示されるｗ_B（ｔ）の関係性は、非破棄セルが経験するだろう遅延の総
量が、すべての受け入れられている接続の総計到着率に依存することを示す。機
構がスイッチ内に存在する場合、この遅延は、ストリームのクラスに異なる端数
で配分できる（田後絵羽、加重公正待ち行列管理、優先順位待ち行列管理）。こ
のようなモデルは、遅延に対する制限が、先入れ先出しなどの待ち行列規律に対
して計算できるので、このアプローチを利用するのに厳密に必要ではない。

【００７６】 呼受入れの基準を査定する際に柔軟性がある。一般的に、決定に至るために、
まず、システムの個々のパラメータ（例えば、損失レート――この接続のために
必要な到着レートで必要とされる損失レートを保証するのに十分なバッファリン
グリソースがあるか）をサポートする機能を評価することが必要である。これは
、以下の等式の適用によって達成することができる。

【００７７】

【数９】

【００７８】 （等式Ｂ）ここでは、Ｐは損失の所望の確率で、ρ_pはリソースが競合した場合
に優先的な取扱を与えられるトラフィックの負荷である。この決定を下し、個の
パラメータに適切な値を選択すると、これは残りの２つのパラメータ（例えば、
遅延およびスループット）の間の定量化できる関係を定義するだろう。この決定
は、呼の受け入れの後にシステム内に存在するだろう総遅延を計算し（このよう
な計算の例は、ｗ_B（ｔ）の前記等式で示される）、これをすべての現在の接続
の遅延に対する許容差の総計と比較することによって下すことができる。それか
ら、決定は、制約（例えば、このノードで経験される遅延を許容できるレベルま
で削減するためにこの接続に割り当てるための十分な未割り当てのスループット
があるか）を満足させるために十分な容量が存在するかどうかに関して下すこと
ができる。この順序付けは、パラメータを考慮する唯一の考えられる順序である
――最初に損失を取り、遅延をスループットと交換すると、類似するアプローチ
が存在し、最初に評価されるその他のパラメータの１つを選択する。

【００７９】 呼の損失レートに対する制限を考慮に入れる際、私達は、損失に対する制限が
ない（一般的に、インターネットコミュニティでは「最善の努力」トラフィック
と呼ばれる）呼を受け入れるために必要な計算を除外している。このような呼に
関連付けられる保証がないため、このような呼は、その他の呼に対するそれらの
影響が十分に害がないならばつねに受け入れることができる。

【００８０】 呼を受け入れるための手順は以下の通りである。この記述中「スループット」
は「平均スループット」を意味することに注意する。それぞれの受け入れられた
ストリームは、それに関連付けられる、前記例で述べられるｐｎに対するオプシ
ョンの集合によって示されるようにメモリに保持されるテーブルに記憶されてよ
いスループット、損失レート、および遅延を含むパラメータの集合を有する。ま
た、現在割り当てられているスループット、課されている総遅延、およびリンク
の総損失レートもある。ストリームのスループットの総計は、リンクの割り当て
られたスループット未満またはそれに等しくなくてはならず、ストリームの遅延
制限の総計は、すべてのストリームに適用される総遅延より大きいまたはそれに
等しく（待ち行列に割り当てられる総バッファリング量に同等で）なくてはなら
ず、ストリームの損失レートの総計は、すべてのストリームに適用される総計損
失より大きいまたはそれに等しくなくてはならない。厳密には、リンクの割り当
てられたスループットの代わりに、（１−許容損失レート）および必須スループ
ットの積の総計が使用されなければならないが、許容損失レートが非常に低いの
で、リンクの割り当てられたスループットの概数を使用するのが実践的であるの
が通常である。

【００８１】 図３に図解されるように、経路に沿った各スイッチは、接続の許容遅延と損失
「予算」の一部を消費し、その予算の残りを経路のさらに下方のスイッチに提供
する。スループット、遅延および損失の間の関係性の知識が、可能な限り多くの
接続がＣＡＣによって受け入れられることを保証するために、リソースの平衡を
可能にする。例えば、スイッチは、実質的には、最初に要求されたより多くの帯
域幅を割り当てることによってそれ以外の場合達成できない遅延要件を満たすこ
とができる。事実上、前述されたスループット、損失および遅延の間の関係性は
、ユーザによって要求される要件の組み合わせを作成するために、これらの変数
を互いに対して交換できるようにする。したがって、すべての現在の局所的な接
続のＱｏＳ要件が、呼の受入れと切替え要素の瞬間単位の実用可能な特徴の両方
という点でノードの切替え要素の動作を支配する。

【００８２】 原則的には、遅延の帯域幅を「貯蔵する」かどうかに関する選択肢が存在する
―実用可能なモデルは、開閉着が処理している子の集合とのその相互作用を予測
する能力を与える。これは、（現在の呼の構成に依存する）この呼を搬送するた
めの瞬間的なコストとこのような呼を搬送するための総称的なコストのなんらか
の基準の両方を引き出すのに対処する。それは、また、異なる切替え構成戦略の
査定にも対処する。

【００８３】 したがって、ＣＡＣモデルが保証することを目的とするのは、過去に契約され
たノードのコミットメントに対する呼受け入れの影響、そのため受入れがスイッ
チに新しい契約または過去に受け入れられた契約のどちらかに違反させる確率を
計算する能力である。

【００８４】 呼受入れが、すでにトラフィックストリームに割り当てられたサービスの質を
維持しつつ、実践的にどのように実行されてよいかを図解するために、私達は、
以下の作られた例を考慮する。

【００８５】 図１５は、スイッチＡ、ＢおよびＣ、ならびに矢印によって表される呼のスト
リームを含む、より大型のネットワークの小さい部分を表す。

【００８６】 個の例の目的は、新しいストリームをＡ₀とＣ₀の間に付加する影響を示すこと
であり、関連する計算がどのように実行されるのか、およびこの呼の受入れがネ
ットワークを通る既存のトラフィックにどのように影響を及ぼすのかを示す。

【００８７】 以下のテーブルは、ネットワークの個の部分での呼の既存の集合、および（そ
の呼要求パケットで表されるような）その品質要件を記述する。計算を簡略化す
るため、私達はリンクのスループットを１であると正規化した。それから、遅延
値は、リンク上のＡＴＭセルの伝送時間単位である。毎秒４００，０００セルと
いう名目レートは、期間を正規化するために使用された。

【００８８】

【表３】

【００８９】 現在送達される品質は、等式Ｂから計算することができる。

【００９０】

【数１０】

【００９１】 これが、大事にされるトラフィックの損失レートを達成することができること
を保証するために、局所的なスイッチで確保されなければならないバッファ数の
計算（Ｋ_max−Ｋ_B）を可能にする。この公式は、大事にされていないトラフィッ
クが無限に向かうため、損失の制限のためである。必要とされる損失レートのた
めにバッファの数を計算すると、これが実用可能なモデルを２つの自由度に縮小
する。いま、必要とされる遅延、したがってｏｖｅｒａｌｌｏｃａｔｉｎｇスル
ープットを固定することによって割り当てることが可能であるが、スループット
を要求されたスループットに固定することが図解されうだろう。これが、前記に
指定された公式を使用して、大事にされている損失と大事にされていない損失の
実際の損失確率の計算を可能にする。完全である大事にされていないトラフィッ
クのために確保されているすべてのバッファの確率に関する知識は、このような
トラフィックストリームの損失レートの計算を可能にする。

【００９２】 図１５に戻ると、個の構成ネットワークでは、スイッチＡは緊急なトラフィッ
クを含んでいない。等式Ｂを使用刷ると、すべての状況下での許容できる損失を
保証するのに必要とされるバッファ数の制限が可能になる。２０の選択は、１０ ^-6 という損失レートに必要とされる１９という漸近の最小値より１多いことを表
す。スイッチＡでは、その内の２０が大事にされているトラフィックに確保され
ている５０の割り当てられたバッファがある。スイッチＢでは、その内の１５が
大事にされているトラフィックに確保されている３０の割り当てられたバッファ
だけがある。この特定の状況では、交換器Ｃに対するリンク、したがって出力リ
ンクは、軽く負荷される。このスイッチは、その構成で多くの柔軟性を有する。
この交換器トラフィックの影響は、ここでは計算されない。

【００９３】 これらの計算は、図１に示される属性のテーブルにつながる。バッファ構成（
Ｎ／Ｍ）は、Ｍの中から大事にされるトラフィックに保持されるＮ個のバッファ
として読み取られなければならない。予算および平均遅延の図は、保持されてい
る予算の量、および呼のストリームが動作中に経験するだろう損失または遅延の
実際の消費を指す。

【００９４】 接続Ａ₀→Ｃ₀を付加するという決定および結果的な影響が、ここで考慮される
だろう。持続される損失レートに対処するために、さらに多くのバッファを（等
式Ｂを使用することによって）データを大事にすることに割り当てるための決定
が下されなければならない。この構成を使用刷ると、既存の呼の過去に契約され
た損失レートは、現在の呼の受入れに対処するのと同様に持続することができる
。呼が受け入れられた後のスイッチの構成は、図１７に文書化される。

【００９５】 この技法の実践的な応用は、いったんネットワークを通る許容できる経路が見
つかると、呼の損失と遅延の予算の直接的なスイッチのシェアの改良を必要とし
てよい。この再配分は、厳密に必要なよりさらに多くのネットワークリソースを
呼にコミットしなくても、ノードが、セットアップ段階中に呼に大量のリソース
を提供する（し、したがって呼の損失と遅延の予算のその消費を最小限に抑える
）ことができるようにする。これは、それが確立された経路を通って戻るにつれ
て、呼受入れパケットを活用して実行できる。

【００９６】 ＱｏＳ要件を保証するためには、呼の概念が存在しなければならない。これは
ＡＴＭで当てはまり、ＩＰに対しては、ＲＳＶＰなどのなんらかの追加管理情報
の使用がこの機能を実行する。本アプローチは、両方のネットワーク技術に等し
く適用できる。本モデルは、理論的には無条件に安定しており、極端なネットワ
ーク過負荷（つまり、ネットワーク帯域幅およびバッファリソースが要求を満た
すには不十分である）の元でも保証を提供する。呼受入れでのその用途と結合さ
れ、このモデルを考慮して設計されたスイッチは、ＳＬＡおよび関係する契約が
、ネットワークの状態に関係なく履行されるだろうことを保証してよい。そのエ
ンドトゥエンド経路全体でのストリームの損失を計算する能力は、一定のクラス
のトラフィック（例えば、最善の努力のＩＰトラフィック）にフィードバックを
与え、経路の後半での損失を制限しようと試みるために使用できるだろう。

【００９７】 提示されているモデルは、任意の数のサービスレベルを提供するために拡大す
ることができ、異なるクラスのトラフィックの処理の間で区別する。トラフィッ
クの明瞭なクラスは、移動中に異なる量のリソースを割り当てられ、トラフィッ
クの等級が容易に区別できることを意味し、正確に査定されなければならないリ
ソース活用という点で、ＱｏＳクラスのコストを可能にする。トラフィッククラ
スのこの明確な分離および正確な接続の原価計算が、その結果、変化する機構の
導入に対処するｍ度得るは、多岐に渡る低レベルスイッチ管理アルゴリズムを記
述するために適応することもできる。

【００９８】 図４は、２つのレベルのセル損失優先順位（大事にすること）のある簡略な実
用可能なモデルの状態遷移図を示す。

【００９９】 一例として、図５は、大事にされているトラフィックがサービスレートの０．
７というレート（つまり、Ｐ_p＝λ_p／μ＝０．７）に達し、私達が百万Ｐケット
あたり１未満が失われる（つまりＰ＝１０^-6）を必要とするスイッチの状況を示
す。図５では、上部の線５０は、ネットワークのーどに到達するトラフィックの
総量を表す。次に低い線５１は、大事にされていないトラフィックに対する要求
に突き合わせてプロットされる、サービスされるトラフィックの総量を表す。最
も低い線５２は、サービスされる大事にされていないトラフィックの量を示す。
濃い破線５３は、サービスされる大事にされているトラフィックの量を表し、そ
れが大事にされていないトラフィックに対する要求によってほぼ影響を及ぼされ
ていないことが注意されなければならない。図６および図７は、図５に関して、
同じ条件下で損失レート／スループット／遅延の関係性の表示を示す。図６は、
「最善の努力」（大事にされていない）トラフィックに割り当てられるバッファ
の数が増加するにつれて、すべてのトラフィックの平均遅延がどのように増加す
るかを示す。遅延は、サービスレートが１であるように選ばれる時間の単位で測
定される。総合的な要求が１を超えて増加するにつれて、遅延はバッファ数とと
もに線形に増加する。図７は、すべてのトラフィックの総損失を示す。固定され
た活用のために、損失は、バッファの数が増加するにつれて減少する。スループ
ットが増加するにつれ、総損失は増加する。

【０１００】 図８は、緊急ではないトラフィックだけではなく、緊急であるトラフィック荷
も対処するために拡大された実用可能なモデルの状態遷移図を示す。

【０１０１】 図９は、存在している大事にされていないトラフィックの量が増加するにつれ
て、大事にされているトラフィックの損失が１０^-6を超えて絶対に増加しないこ
とを示す。

【０１０２】 図１０は、いったんトラフィックの総量が１を超えて増加すると、失われた大
事にされていないトラフィックの量が線形に増加することを示す。

【０１０３】 図１１は、上部は線が大事にされているトラフィックの遅延であり、下部線が
大事にされていないトラフィックの遅延である、緊急なトラフィックの遅延を示
す。図１２は、緊急ではないトラフィックの遅延を示す。

【０１０４】 図１３および図１４は、緊急なトラフィックおよび緊急ではないトラフィック
の標準偏差の同等なグラフを示す。

【０１０５】 要求されている最小遅延、最大損失レート、または最小スループットに加え、
またはそれらに備える代わりに、実用可能なモデルは、それらのパラメータの最
大許容変動に備えることができるだろう。１つの特に好まれている例は、実用可
能なモデルが、パケットの到着時間でのジッタの必要とされる最大レベルに相当
する、遅延の最大許容変動に備えることである。

【０１０６】 実用可能なモデルを実行するための装置は、ネットワークノードに、またはノ
ードと通信中であるどこか他の場所の装置に位置できるだろう。ノードはルータ
、マルチプレクサ（２台または３台以上のマルチプレクサの組み合わせ）、スイ
ッチ、またはサービスの質が有効に考慮できる任意のそれ以外の装置であるだろ
う。

【０１０７】 制御および構成の機構の好まれている実施態様は、指定された要件を取り、そ
れらを分類し、それらを物理的に使用可能なリソース（つまり、有限数の大事に
するレベルと緊急性レベル）に写像する。それから、要件のこの分類されたバー
ジョンが、流れの集められた集合にサービスを提供する実現可能性を引き出すた
めに使用される。そのプロセスから、物理的な構成のパラメータが引き出される
。

【０１０８】 いくつかの最初のチェックの後、好まれているアルゴリズムは、最初に、スト
リームの複合集合、それから緊急性を大事にすることを構成する。以下が、便宜
的に仮定されてよい。

【０１０９】 １．スケジュール作成機構は、遅延の厳格な優先順位の分担である。 ２．大事にする気候は、単一の分けられたバッファ上で動作している。 ３．遅延機構の残留サービスの近似がある。すなわち、 ・最高の緊急性が、リンクの総帯域幅にアクセスする。 ・次に高い緊急性が、高い方の緊急性レ得るの実際のスループットを差し引いた
リンクの総帯域幅にアクセスする。 ・このプロセスは、それぞれの減少する緊急性レベルに関して繰り返され、その
緊急性レベルに使用可能な帯域幅は、さらに緊急なレベルのすべての必要とされ
る帯域幅の総計を差し引いた総帯域幅である。 ４．すべての到着、サービス、および残留サービスは、ポアソン分布を有する。
アルゴリズムの初期のチェックおよび前兆（ｐｒｅａｍｂｌｅ）は、以下のステ
ップによって実行されてよい。 １．すべてのスループット保証の総計がリンクの容量を越えないことを保証する
。 ２．たとえそれらがインタフェースの速度によってだけ制限されるとしても、す
べてのストリームの最大到達レートを計算する。

【０１１０】 データストリームを大事にすることは、以下の通りに構成されてよい。 １．ストリームを許容できる損失の昇順（大事にすることの降順）でランク付け
する。 ２．バッファリングの開始量を選ぶ（これは、物理的に使用可能な量にすぎない
だろう）。 ３．類似した目標損失レートのあるストリームを一緒に分類し、グループの数は
物理的に使用可能な大事にするレベルの数に制限される。 ４．ストリームのその集合およびその集合内の任意のストリームの最低損失レー
トに関して総スループットを関連付ける。 ５．最も大事にされるグループで開始して、損失要件を保証するために必要とさ
れるバッファリングを計算する。これは、すべてのあまり大事にされていないス
トリームがその最大レートに達するという仮定の元に実行される。これが実行で
きない場合は、構成を拒絶する。 ６．さらに高い大事にされるレベルのトラフィックがその契約されたレートにあ
る（またはそれをわずかに上回っている）という仮定で、このプロセス（ステッ
プ５）を、減少する大事にするレベルに関して繰り返す。これは、ストリームの
この集合に関して、ＱｏＳマルチプレクサの大事にする構成を表す。 構成が物理的に使用可能であるさらに多くのバッファリングを必要とする場合、
構成を拒絶する。

【０１１１】 遅延構成は、以下の通りに実行されてよい。 １．緊急性を減少する、つまり遅延公差を増加することによってストリームをラ
ンク付けする。 ２．ストリームを有限数の緊急性レベルにともに分類する。 ３．そのグループ内のストリームの総スループット、および最も緊急なストリー
ムの遅延要件を各グループと関連付ける。 ４．最も緊急なグループで開始して、使用可能な帯域幅の総量を考慮する場合に
、遅延要件を満たすために、使用可能であることが必要とされる名目帯域幅を計
算する―名目帯域幅は、Ａｌｌｅｎ：確率、統計および待ち行列悦管理理論（Ｐ
ｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ，Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｑｕｅｕｉｎｇ Ｔｈ
ｅｏｒｙ）（１９７８年）の３７０頁の表１８に記述されるように、Ｍ／Ｍ／１
／非先制優先順位（ＨＯＬ）待ち行列管理システムであるという仮定の元に計算
されてよい。この名目帯域幅は、実際に使用可能な帯域幅と比較される。それが
使用できない場合には、この構成は拒絶される。 ５．減少する緊急性のレベルに関して、同じＭ／Ｍ／１／非先制勇背順位（ＨＯ
Ｌ）待ち行列管理システムの仮定に基づいて最小過剰帯域幅を計算すること、お
よびさらに高い緊急性ストリームがその割り当てられた帯域幅を消費しているこ
とを考慮すると、十分な残留サービスがあることを保証するを繰り返す。制約を
満たすには不十分な残留帯域幅がある場合には、この構成を拒絶する。 ステップ（５）がすべての緊急性レベルに関して完了できる場合には、構成は実
現可能である。いったん前記プロセスが完了されると、必要とされる契約の一式
をストリームに送達するためにハードウェア内にパラメータを設定するのに十分
な情報がある。

【０１１２】 前述された型の実用可能なモデルは、数多くの目的に使用できるだろう。例え
ば、 −呼に必要とされるサービスの質を満たすことができるかどうかに基づいて、呼
を受け入れる、または拒絶するかどうかを決定すること。 −そのノードを通って送られる呼に関して集合的に必要とされるサービスの質を
満たすために、ノードでパケットを失うか、遅らせるか、またはノードでバッフ
ァ空間を割り当てるかどうかを決定すること。 −使用可能なサービスの質の表示を提供する発呼要求に応答して、それによって
ユーザまたは装置が、発呼するかどうかを決定してよい。

【０１１３】 サービスの質が経路内の２つまたは３つ以上のノードの間で分担されなければ
ならない状況では、分担が実行できるいくつかの方法がある。 １．使用可能な予算の表示がノードに渡されるだろう。それは、それが呼に課す
ことを予想するサービスの質の削減を概算し、予算を概算された量、削減してか
ら、その削減された予算を、同じプロセスを実行する次のノードに渡すことがで
きるだろう。 ２．先行するノードによって使用可能な予算およびこれまで使用された予算の量
の表示が、ノードに渡されるだろう。それは、それが呼に課すことを予想するサ
ービスの質の削減を概算し、概算された量をこれまで使用された予算の量に追加
してから、使用可能な予算およびこれまで使用された予算の改訂された量を、同
じプロセスを実行する次のノードに渡すだろう。 ３．使用可能な予算の表示は、呼に関して使用されるノードの最大数（ｍ）に関
する知識も有するノードに渡されるだろう。それから、それは、それ自体を使用
可能な予算の１・ｍだけ許可できるだろう。それが呼に課すことを予想するサー
ビスの質の削減を概算すると、ノードは、それが使用可能な予算の１／ｍっマン
を使用できない場合に呼を拒絶できるだろう。それ以外の場合、それは次のノー
ドに未変更の使用可能な予算を渡すことができるだろう。

【０１１４】 サービスの質の情報は、バンドから送られてよい―つまり、ＱｏＳ情報が関係
するデータストリームより別の経路によってである。ＱｏＳ情報は、それ以外の
場所のデータストリームのソースまたは宛先から引き出されてよい。

【０１１５】 標準最適化技法は、指定された状況での選択された実用可能なモデルの使用を
最適化するために使用することができる。

【０１１６】 本発明は、暗示的にまたは明示的にのどちらかでここに開示されている任意の
特徴または特徴の組み合わせ、またはそれが現在請求されている発明に関係する
かどうかに関係なくその一般化を含んでよい。前記説明を考えると、多様な修正
が発明の範囲内で加えられてよいことが当業者に明らかだろう。例えば、呼要求
メッセージは、例えばインターネットのために開発されるＲＳＶＰプロトコルで
使用されるように、特定の品質に対する要求よりむしろ、サービスのどの質がサ
ポートされるのかに関する問い合わせであってよく、呼の受入れまたは拒絶メッ
セージは許容できるサービスの質パラメータの伝送である可能性がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、データ通信網の概要図である。

【図２】 図２は、その主要なパーツに接続されている決定者を有するパケットスイッチ
を示す。

【図３】 図３は、新しい接続を確立するという要求を処理するためのプロセスを図解す
る。

【図４】 図４は、２つのレベルのセル損失優先順位（大事にする）付きの簡略な実用可
能なモデルの状態遷移図を示す。

【図５】 図５は、大事にされたトラフィックのあるスイッチの特定の例を示す。

【図６】 図６は、「最高の努力」（大事にされていない）トラフィックに割り当てられ
るバッファ数が増加するにつれて、すべてのトラフィックの平均遅延がどのよう
に増加するかを示す。

【図７】 図７は、すべてのトラフィックの完全な損失を示す。

【図８】 図８は、第２モデルの状態遷移図を示す。

【図９】 図９は、大事にされるトラフィックに対する制限を示す。

【図１０】 図１０は、トラフィックの総量がいったん１を超えて増加すると、大事にされ
ていない失われたトラフィックの量が線形に増加することを示す。

【図１１】 図１１は、緊急トラフィック／大事にされていないトラフィックの遅延を示す
。

【図１２】 図１２は、緊急ではないトラフィックの遅延を示す。

【図１３および図１４】 図１３および図１４は、緊急のトラフィックおよび緊急ではないトラフィック
の標準偏差の同等なグラフである。

【図１５】 図１５は、トラフィックの経路を図解する。

【図１６および図１７】 図１６および図１７は、ネットワークスイッチの最初のステータスおよびそれ
以降のステータスを図解する。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月６日（２００１．１１．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の名称】 経路設定装置

【特許請求の範囲】

【数１】 に従ってバッファに割り当て、この場合Ｋ_maxは使用可能なバッファ割当の総量
であり、ＫＢはトラフィックが受け入れられている量であり、Ｐは損失の所望さ
れる確率であり、ρ_pはリソース競合のある場合に優先的な処理を与えられるト
ラフィックの負荷である、任意の先行する請求項に記載された経路設定装置。

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ［技術分野］ 本発明は、データ伝送ネットワーク用の経路設定装置に関し、特に決定を下す
機能を有する経路設定装置に関する。

【０００２】 ［背景技術］ データがパケットでソースから宛先に転送され、各パケットが、それがその宛
先に到達するまでネットワーク内のある構成要素から次の構成要素へ一連のステ
ップで送信されている通信網は周知である。帯域幅、およびパケットが経験する
遅延および輻輳期間中に破棄されなければならないパケットの割合を保証しよう
とするこのようなネットワークもある。

【０００３】 このようなネットワークでの１つの問題点は、優れたレベルの総体的なサービ
スを提供するためにネットワーク内に受け入れられるデータの量を制約すること
ができなければならないという点である。この問題に対する１つの解決策は、導
入するようにとの要求がネットワークによって（「コール受入れ」と呼ばれるス
テップで）受け入れられた後にだけ、ソースがデータの一連のパケットをネット
ワークに導入できるようにすることである。現在のネットワークでは、このよう
な要求を受け入れるかどうかの決定は、要求の実際の端末対端末（end-to-end）
要件を提供するネットワークの能力を考慮しないで下されるか、またはネットワ
ークによって受け入れられる要求の現在のセットを全体として追跡調査する集中
プロセスを含むかのどちらかによってなされる。最初のケースでは、ネットワー
クはサービスの保証を提供することができず、いくつかのパケットを他のパケッ
トと比べて相対的によく処理すると約束するだけである。一方、第２のケースで
は、集中プロセスがネットワークのコール受入れ性能を制限する。いかなる場合
にも、現在のネットワークでは、サービスの保証は、保証された品質サービスに
よって使用するための容量を提供するために、ネットワークリソースが十分には
利用されていない状況を条件にしてのみ与えることができる。

【０００４】 ネットワーク内のスイッチがその容量の限度で、またはその容量の限度近くで
稼働しているとき、トラフィックのいくつかが優先的に処理されない限り、性能
はすべてのトラフィック（つまり、前述されたようなデータのパケットの流れ）
に関して劣化する。従来、輻輳制御機構は、スイッチでの待ち行列がいっぱいに
なり始める時点でトラフィックを管理するために導入される。さらに多くのバッ
ファを追加すると、明らかに損失を制御することができる。追加バッファはさら
に遅延を生じさせ、トラフィックの再送につながる可能性があるためこの対策に
は不利があり、これがその後輻輳をさらに強める。

【０００５】 任意のスイッチでの要求が１（１００％）に近づくにつれて、平均待ち行列の
サイズおよび遅延は制限なく拡大し、これが、スイッチがどのように管理されて
いても、およびその構成がどのようであれ、当てはまるということは、（その両
方ともここに参照して組み込まれている）Ｋｌｅｉｎｒｏｃｋ，Ｌ「待ち行列管
理システム第２巻：コンピュータアプリケーション（Ｑｕｅｕｉｎｇ Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ Ｖｏｌｕｍｅ ＩＩ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）
」１９７６年、ニューヨーク、ウィリー（Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）また
はＳｔａｌｌｉｎｇｓ，Ｗ「高速ネットワーク：ＴＣＰ／ＩＰおよびＡＴＭ設計
原則（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：ＴＣＰ／ＩＰ ａｎｄ ＡＴ
Ｍ Ｄｅｓｉｇｎ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ）」、１９８８年ニュージャージー、
プレンティスホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）に
よって例証されるように、現在一般的に学術的な文献で理解されている。従来、
Ｊａｉｎ，Ｒ．「ＡＴＭネットワークでの輻輳制御及びトラフィック管理：最新
の進展および調査（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｔｒａｆ
ｆｉｃ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎ ＡＴＭ Ｎｅｔｗｏｒｋ：Ｒｅｃｅｎｔ
Ａｄｖａｎｃｅｓ ａｎｄ Ａ Ｓｕｒｖｅｙ）」、コンピュータネットワー
クおよびＩＳＤＮシステム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ｉ
ＳＤＮ Ｓｙｓｔｅｍｓ）、第２８巻、第１３号、１９９６年１１月、１７２３
頁から１７３８頁に記述されているような輻輳制御機構が、スイッチでの待ち行
列がいっぱいになり始める時点でトラフィックを管理するために導入される。さ
らに多くのバッファを追加すると、明らかに損失は制御される。追加バッファが
さらに遅延を生じさせ、トラフィックの再送につながるためこの対策には不利が
あり、これがその後輻輳をさらに強める。

【０００６】 サービスの質の改善が可能性となるように伝送の経路を設定することができる
ようにして、これらの問題に対処する必要性がある。

【０００７】 優先順位の使用または料金加重された待ち行列管理の使用は、例えば、ＭｃＤ
ｙｓａｎ，ＤおよびＳｐｏｈｎ，Ｄ．「ＡＴＭ理論および適用（ＡＴＭ Ｔｈｅ
ｏｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）」、マクグローヒル（ＭｃＧｒａｗ
−Ｈｉｌｌ）、ニューヨーク、１９９８年、６３０頁から６３２頁に記述されて
いるように、待ち行列の長さを制限するための選択的な破棄の使用が既知である
ように、既知である。しかしながら、これらの技法を組み合わせることによって
提供される柔軟性を利用する、通信の損失と遅延の要件の両方ともを考慮してコ
ールを受け入れるかどうか決定するために現在記述されている簡略な方法はない
。

【０００８】 ＷＯ第９８／２８９３９号は、トラフィックをノードで動的に分類し、下流に
送達する決定論的技法を記述する。転送は、遅延公差の超過のために打ち切るこ
とができる。この手順によって、一定数の流れが最小帯域幅を保証される。しか
しながら、単一ノードでの性能だけが対処され、エンドトゥエンドの性能は対処
されていない。さらに、トラフィックは、ユーザの決定に基づいてではなく、シ
ステム単位で分類される。

【０００９】 米国特許第５，４０８，４６５号は、エンドトゥエンドのＱｏＳ（サービスの
質）が大部分のときに尊重されるというソフト決定論的な保証を提供し、「疑似
トラフィック」を使用して実際のトラフィックを受け入れるかどうかを決定する
システムを記述する。

【００１０】 米国特許第５，３５７，５０７号は、コールの損失（欠損）が主要なＱｏＳパ
ラメータであり、入力トラフィックストリーム特徴の第２の導関数に依存するシ
ステムを記述する。システムは、０個のバッファを有する。ＷＯ第９５／１７０
６１号は、セル損失が主要なＱｏＳパラメータであり、大偏差（ｌａｒｇｅ−ｄ
ｅｖｉａｔｉｏｎ）理論を使用するシステムを記述する。ＥＰ第０ ６７３ １
３８Ａ号は、セル損失が主要なＱｏＳのパラメータである決定論的なシステムを
記述する。ＥＰ第０ ８１４ ６３２Ａ号は、セルの損失が主要なＱｏＳパラメ
ータであり、厳格な優先順位待ち行列管理を想定する。米国第０８／７２３，６
４９号等は、セルの損失または遅延がＱｏＳパラメータであるシステムを記述す
る。これらのシステムのどれも、そのＱｏＳ意志決定で損失と遅延の両方を考慮
していない。

【００１１】 ＥＯ第０ ８２８ ３６２Ａ号は、ＣＡＣ（コール受入れ制御）用の集中ネッ
トワーク制御装置を使用し、コネクションの期間の保証を与えないシステムを記
述する。

【００１２】 本発明の１つの態様によれば、パケット伝送ネットワーク内のあるノードでコ
ールを送るための経路設定装置が提供され、そこではそれぞれのコール（call）
はネットワーク内でのその損失および遅延に関して指定されたパラメータととも
に伝送され、該経路設定装置は、 コール要求を受け取り、コールを受け入れるのかまたはコールを拒絶するのかを
経路設定装置によってすでに処理されている既存のコールと関連して決定するた
めに、 （ｉ）前記指定されたパラメータ、およびネットワーク内の先行するノードです
でに課された損失および遅延のあらゆる値、または （ｉｉ）ネットワーク内の先行するノードですでに課された損失および遅延を考
慮して修正された前記指定されたパラメータ を読み取るためのコール受入れ制御回路構成要素と、 複数のバッファを含み、１つまたは複数のバッファが、コール要求が受け入れら
れた場合には前記コールに割り当てられるバッファ回路構成要素と、 コール要求が受け入れられた場合に、 （ｉ）損失および遅延に関して修正された値とともにコール要求を、または （ｉｉ）ネットワーク内のこのノードおよび先行するノードで被られる損失およ
び遅延を考慮して修正されたパラメータとともにコール要求 を伝送するための、およびコール要求が拒絶された場合に失敗信号を返信するた
めの手段と、 を備える。

【００１３】 好ましくは、経路設定装置は、ネットワーク内の別のノードからのコール失敗
信号を検出し、それがそのコールに割り当てていたバッファを開放するための手
段を含む。

【００１４】 本発明の第２態様によれば、データ伝送ネットワーク内の任意のノードでの動
作のためのノードデバイスが提供され、そこではサービスの質要件を指定した２
つまたは３つ以上のコールが、ノードを通して送られてよく、ノードは、 データを受信するための入力と、 データを伝送するための出力と、 入力によって受信されたデータを伝送のために出力に向けるためのデータフロー
装置と、 指定されたサービスの質を満たすためにデータの一部を遅延させるおよび／また
はデータの一部の伝送を阻止するように、データフロー装置の動作を制御するた
めのデータフロー制御装置と、 を備える。

【００１５】 好ましくは、サービスの質は、最大損失レート、最小遅延、および最小スルー
プットの内の３つ未満によって指定される。好ましくは、データフロー制御装置
は、損失レート、遅延およびスループットの未指定のものを概算するために、ノ
ードおよび／または任意の関連付けられたデータリンクの動作を模擬することが
できる。好ましくは、データフロー制御装置は、指定されたサービスの質を有す
る追加コールの影響を模擬することができる。その模擬は、例えば、影響が指定
されたサービスの質を満たすことができないかどうかを決定するノードによって
、コールを受け入れるのか、またはコールを拒絶するのかを決定するために使用
されてよい。好ましくは、データフロー制御装置は、追加コールの影響を模擬し
、そのコールに使用可能なサービスの質を示す１つまたは複数のパラメータを示
すメッセージを作成することができる。

【００１６】 好ましくは、データフロー装置は、少なくとも２つのカテゴリのトラフィック
を区別するための手段を備える。好ましくは、それは、再送の前にパケットを保
持するためのバッファも備える。好ましくは、それは、バッファ内のパケット数
がしきい値（スレッショルド）を超えると、１つのカテゴリに属するパケットを
破棄するための手段も備える。好ましくは、それは、スレッショルドの値を変え
るように応答する。好ましくは、それは、そのそれぞれが前述されたカテゴリの
どちらかからのトラフィックを含んでよい少なくとも２つのトラフィックのクラ
スをさらに区別するための手段も備える。好ましくは、それは、第１クラスに割
り当てられるパケットが、第２クラスに割り当てられるパケットより優先される
ように、バッファ内に保持されるパケットの再送をスケジューリングするための
手段も備える。好ましくは、それは、受信されたパケットのカテゴリおよびクラ
スへの割り当てを変えるように応答する。

【００１７】 好ましくは、データフロー制御装置は、データフロー装置のスレッショルドを
設定することができる。好ましくは、それは、受信されたパケットのカテゴリお
よびクラスへの割り当てを変えることもできる。

【００１８】 本発明の第３態様によれば、パケット伝送ネットワーク内のあるノードでコー
ルを送るための経路設定装置が提供され、そこではそれぞれのコールは、ネット
ワークでの伝送中のその許容遅延および損失確率に関する指定されたパラメータ
とともに伝送され、該経路設定装置は、 （ｉ）サービスの質のパラメータを備えるコール要求を受け取り、 （ｉｉ）コールがこのノードを通って送られる場合に、コールのサービスの質を
模擬するための、 （ｉｉｉ）コールがこのノードを通って送られる場合に、サービスの質の減少を
考慮して、サービスの質の受信されたパラメータを調整することによってサービ
スの質の調整されたパラメータを生成し、 （ｉｖ）調整されたパラメータがコールを拒絶する受け入れがたいサービスの質
を示す場合にコールを拒絶し、 （ｖ）調整されたパラメータが許容できるサービスの質を示す場合に、ネットワ
ーク内の別のノードに調整されたパラメータを伝送する コール受入れ制御回路構成要素と、 を備える。

【００１９】 サービスの質の前記パラメータは、好ましくは、最小遅延、最大損失レート、
および最小スループットのうちの少なくとも２つ、および／または遅延、損失レ
ートまたはスループットの変動レベル、およびありそうな値の極限の値を含む。

【００２０】 本発明の第４態様によれば、データ伝送ネットワーク内のあるノードでの動作
のためのノードデバイスが提供され、そこではサービスの質要件を指定した２つ
または３つ以上のコールがノードを通して送られてよく、ノードは、 データを受信するための入力と、 データを伝送するための出力と、 入力によって受信されるデータを伝送のために出力に向けるためのデータフロー
装置と、 を備え、そこでは前記ノードが、 指定されたサービスの質を満たすために、データの一部を遅延させる、および／
またはデータの伝送を阻止するようにデータフロー装置の動作を制御するように
データフロー制御装置に応答する。

【００２１】 本発明の第５態様によれば、多岐に渡る要件を有するトラフィック用の１つま
たは複数のノード、割り当てるための有限リソース（特に、それが駆動するネッ
トワークリンクの容量および後の伝送のためにデータのパケットを保持するため
のその内部容量）を有するネットワークノードが、その他のネットワークノード
との対話に従事しないで、またはネットワーク内のその他のノードによってサポ
ートされているストリームについての情報を維持しないで、ストリームの総合的
なエンドトゥエンド要件を満たすことができるような方法で、数多くの他のスト
リームまたはストリームの集合体がすでにサポートされていることを考慮する場
合に、それがデータ損失および遅延の一定の特徴を有するそれを通るデータのス
トリーム、またはストリームの集合をサポートするために要求に（暗示的に、ま
たは明示的にであるのかに関係なく）同意することができるかどうかを決定する
手段を有するネットワークが提供され、この手段は、 １．ノード内で、それを通過するデータの各ストリーム、特に、ノード自体によ
って課される損失および遅延、ネットワークリンク帯域幅、および割り当てられ
ている内部バッファ容量を含む、そのソースとノードの適切な出力リンク間のそ
のストリームの蓄積された損失および遅延に関する情報を維持することと、 ２．データの新しいストリームをサポートするための要求として入信メッセージ
を特定することと、 ３．入信要求から、要求された最大損失および遅延、およびこれまで蓄積した損
失と遅延を決定することと、 ４．要求された最大損失と遅延、およびこれまで蓄積された損失と遅延の間の差
異のどの程度の割合が、追加できる損失と遅延の量に達するためにこのノードに
よって追加できるのかを決定するためにパラメータを適用することと、 ５．記述されたアルゴリズムの適用、またはテーブル内の事前に計算されたルッ
クアップに対する参照のどちらかによって計算を実行し、ストリームに課される
追加の損失と遅延をサポートするために必要とされる追加容量を確立することと
、 ６．これらの追加容量が使用可能かどうかをチェックすることと、 ７．それらが使用可能である場合には、 ａ．蓄積された損失と遅延が、ノードによるネットワークリンクの上へのスト
リームの多重化によって課される損失と遅延によって強められるようにストリー
ムが確立されることを要求するメッセージを更新し、それをそのルートの次の段
階で送信すること、 ｂ．他のストリームに関してすでに保持される情報に、このストリームに関す
る情報を追加することと、 ｃ．ストリームの完全なセットの使用可能なリソースに対する最適割り当てを
計算することと、 ８．それらが使用可能ではない場合、要求が拒絶されることの表示とともに、ス
トリームを要求するメッセージをそのソースに戻すことと、 から成り立つ。

【００２２】 要求された最大損失と遅延、ならびに要求のこれまで蓄積された損失と遅延が
、要求メッセージから適切に抽出されてよい。要求された最大損失と遅延と、こ
れまで蓄積された損失と遅延の間の差異のどの程度の割合が、追加できる損失と
遅延の量に到達するためにこのノードによって追加できるのかを決定するための
パラメータが、適切に事前にプログラムされてよい。要求された最大損失と遅延
と、これまで蓄積された損失と遅延の間の差異のどの程度の割合が、追加できる
損失と遅延の量に到達するためにこのノードによって追跡できるのかを決定する
ためのパラメータが、要求メッセージによって採用される経路から適切に計算さ
れてよい。ストリームの完全なセットの使用可能なリソースに対する最適割り当
ての計算は、要求が次のノードに送信される前に適切に実行されてよい。ストリ
ームの完全なセットの使用可能なリソースに対する最適割り当ての計算は、要求
が次のノードで送信された後に適切に実行されてよい。ルックアップテーブルの
内容は、ノードの稼動中の動作を表わす方程式の一定のシステムを解くことによ
って適切に計算されてよい。コール受入れメッセージは、ノードがそれを送信す
る前に削減し、それ以降のコールによる使用のためにその記憶されている過剰な
予算を増加する、エンドトゥエンドの余剰損失と遅延の情報を適切に含む。

【００２３】 本発明に従ったシステムでは、待ち行列のサイズが、有効スループットを最大
限にし、遅延を削減するために制御されることが望ましい。パケットの損失は、
好ましくはスループットおよび遅延に対して平衡されてよい。それから、ネット
ワークは、好ましくは、それに対する要求がどれほどであれ、ネットワークの容
量によって課される制限まで、全容量または実質的には全容量の活用で実行する
ことができる。

【００２４】 パケット損失をいかにしても避けるような処置は講じられないことが好まれる
。しかしながら、パケット損失は、好ましくは、ＱｏＳパラメータであり、最も
好ましくは有限非ゼロパケット損失レートの指定による。システムが全容量近く
で実行しているとき、いくらかのトラフィックは失われることが予想されること
が好まれる。この損失は、適切に、すべてのトラフィックストリームに対して等
しく適用されてよく、その結果、すべてのトラフィックは輻輳によって同等に劣
化される。いくらかのトラフィックがより「大事にされる」（つまり、失われな
い）ことは、好ましくは可能であるが、他のトラフィック（適切には、より緊急
であり、それが短い遅延で到達する場合にだけ有効となるだろう音声データなど
のトラフィック）がさらに遅延されない。これは、トラフィックがその宛先に到
着するのが遅すぎて、アプリケーションに役立たない場合、それは実際にはすで
に失われており、時間に送達できないトラフィックでネットワークを輻輳するこ
とが不適切であるためである。一般的には、妥当なシステム性能を保持するため
に、遅延と損失の両方を設定し、制限することができるのが最も好まれている。

【００２５】 好ましくは、システムは、ＱｏＳが指定される時間のどれだけ多くが尊重され
るのかに関する強力な統計的な保証を提供する。システムは、動作モデルおよび
／または統計的な方法を使用してよい。システムによて分析されるＱｏＳは、好
ましくは、メッセージのエンドトゥエンドのＱｏＳ性能を指定する。

【００２６】 好ましくは、数多くのストリームがすでにサポートされている割り当てられる
有限リソース（特に、それが駆動するネットワークリンクの容量および後の伝送
のためにデータのパケットを保持するためのその内部容量）を有するネットワー
クノードが、その他のネットワークノードとの対話に従事しないで、またはネッ
トワーク内のその他のノードによってサポートされているストリームについての
情報を維持しないで、ストリームの総合的なエンドトゥエンド要件を満たすこと
ができるような方法で、数多くの他のストリームがすでにサポートされているこ
とを考慮する場合に、それがデータの損失と遅延の一定の特徴を有するそれを通
るデータのストリームをサポートするという要求に合意することができるかどう
かを決定してよい手段が提供される。これを達成するために、以下のステップが
好ましくは実行される。

【００２７】 １．それを通過するデータの各ストリーム、特に、ノード自体によって課される
損失と遅延、ネットワークリンク帯域幅、および割り当てられている内部バッフ
ァ容量を含む、そのソースとノードの適切な出力リンクの間のそのストリームの
蓄積された損失と遅延に関する情報をノード内で維持するステップ ２．データの新しいストリームをサポートするための要求として入信メッセージ
を特定するステップ ３．要求された最大損失と遅延、およびこれまで蓄積された損失と遅延を入信要
求から抽出するステップ ４．要求された最大損失と遅延と、これまで蓄積された損失と遅延の間の差異の
どの割合が、追加できる損失と遅延の量に到達するようにこのノードによって追
加できるのかを判断するために事前にプログラムされたパラメータを適用するス
テップ ５．（ノードの稼動中の動作を表す方程式の一定のシステムを解くことによって
計算されてよい）テーブル内でルックアップを実行し、ストリームに対して課さ
れる追加の損失および遅延をサポートするために必要とされる追加の容量を確立
するステップ ６．これらの追加の容量が使用可能かどうかをチェックするステップ、 ７．それらが使用可能な場合、 ａ．蓄積された損失と遅延が、ノードによるネットワークリンク上へのストリ
ームの多重化によって課される損失および遅延によって増加するようにストリー
ムを確立することを要求するメッセージを更新し、それを経路の次の段階で送信
するステップ ｂ．そのストリームに関してすでに保持される情報に、このストリームに関す
る情報を追加するステップ ｃ．ストリームの完全なセットの使用可能なリソースへの最適割り当てを計算
するステップ または ８．それらが使用可能ではない場合、要求が拒絶された旨の表示とともにストリ
ームを要求するメッセージをそのソースへ戻すステップ

【００２８】 本発明は、ここで、添付図面に関して例によって記述されるだろう。

【００２９】 コールまたは一般的にはデータストリームをネットワークの中へ受け入れるに
は、そのコールのトラフィックと既存トラフィックの間の相互作用が害がないと
いう自信を必要とする。サービスレベル契約書を作成する際に、この原則には瞬
時の値が与えられる。本書では、私達は、コール管理への蓋然的なアプローチの
適用を記述する。このモデルは、これが必要とされる非常に保守的な性能範囲を
引き出すために、または特定のサービスレベルを満たす動的な確率を評価するた
めに使用できる。

【００３０】 大きなクラスのネットワークアプリケーション、特に電話方式などのリアルタ
イム用途は、ネットワークが確実にサービスの質を提供できるときだけに満足の
行くように動作することができる。これには、アプリケーションが、直接的にま
たは間接的に、ネットワークと交渉し、ネットワーク遅延がアプリケーションの
機能性を侵害しないことを保証する能力が必要になる。

【００３１】 これらの交渉の結果がサービスレベルの合意（ＳＬＡ）である。これらは、と
もに測定可能で、保証可能である用語で許容できるサービスの質を定義する。こ
れらは、ネットワークユーザとネットワークの間の契約的な合意を構成する。事
実上、それらは、接続上でのデータ伝送の最悪の許容可能なケースを定義する。
コールを受け入れる際には、合意されたサービスのレベルがコールの期間中に提
供できるという明示的な認識がある。各接続に対するピーク要求に基づいてリソ
ースを割り当てることは、これを保証する１つのアプローチである。しかしなが
ら、それは、流れの集まりでのトラフィックの統計的な多重化の活用に対処しな
い。コールの受け入れを評価するが、依然として統計的な多重化を利用するため
には、データの個々のストリームがどのように相互作用するのか、および個々の
セルおよびストリームに提供される可能なサービスを予測するモデルを作り出す
必要性がある。スイッチが、コールの受入れ前に、典型的なセル遅延、およびセ
ルの損失または受け入れがたい遅延を経験するセルの確率を評価し、リソースの
そのコミットメントを操作し、これらの値がＳＬＡによって許容可能と定義され
る範囲内に該当することを保証することができるのであれば、それは、それがそ
のコミットメントを満たすことを保証し、それが引き受けることができるＳＬＡ
の数を最大限にする立場にあるだろう。

【００３２】 これらの確率は、根本的には、ノードの使用可能なバッファリソースおよびス
イッチ負荷によって定義される。

【００３３】 一般に、ネットワーク上で質の低いサービスを提供することは単純なことであ
る。しかしながら、いったんネットワークが全負荷に近づくと、リソース割り当
ての問題はより困難になる。サービスレベル合意は、ネットワークに対する契約
上の義務を形成するため、それらがそれらを満たすために使用できる適切なリソ
ースがあるときにだけ引き受けられるということは重要である。一般的には、過
負荷されるネットワークを管理することにまつわる困難はその状態にあるシステ
ムの動作についての知識が欠如していることで複雑化される。ここで記述される
技法は、私達が、１つのパラメータ―好ましくは損失―を固定することを選ぶこ
とによって利用でき、したがって私達がスイッチを通るコールの総遅延およびス
ループット要件に対する異なる割り当ての結果を評価できる、２つの自由度を有
する新しい実用可能なモデルを利用する。理論上、このモデルは、過負荷を受け
るときも無条件に安定しており、理論的につねに有効であるサービスの質のパラ
メータに対する制限値を提供するために使用することができる。

【００３４】 このモデルは、主として、現実のネットワーク装置の実際の動作に密接に一致
するフレームワーク内でのパケット損失および遅延の考慮に基づいている。この
ような装置では、パケットは、伝送エラーのためにめったに失われない。損失の
おもな原因は、前方への伝送のためにパケット／セルを記憶するためのバッファ
の欠如である。私達のアプローチは、ある特定のストリームに関して損失の合意
された（および交渉された）レベルを持続するためにシステムの構成を模擬（モ
デル化）することであった。この損失は、現在のコールの集められた集合に関し
て（トラフィックパターンの知識内で）予測することができる。この待ち行列管
理プロセスは、その平均値だけではなく、遅延の変動をも決定する。これらの観
察が、有限バッファシステムのモデルのクラスの作成に対処する。これらのモデ
ルの最も重要な特徴とは、アクティブなコールの間でスイッチリソースをどのよ
うに分散するかに関する量的な理解を可能にする、スループット、損失および遅
延（前記図を参照すること）の関係性の記述である。

【００３５】 過負荷されたノードがセルを破棄しなければならないのは明白である。しかし
ながら、ノードはそのＳＬＡコミットメントも満たさなければならないため、そ
れは、セルをインテリジェントに破棄することを要求される。これらのモデルに
おいて、各セルストリームの２つの属性が考慮されてよい。つまり、私達が「大
事にする（cherish）」と名付けるストリームからセルを破棄しないという欲求
、および私達が「緊急性（urgency）」と名付けるストリームからセルの通過遅
延を最小限に抑えるという欲求である。私達のモデルは、セルストリームをこれ
らの２つのパラメータによって分類されると考える。これらのパラメータのそれ
ぞれの２つの別個のレベルを考えると、私達は以下の明確な品質クラスに到達す
る。

【００３６】

【表１】

【００３７】 このようにして、スイッチは、そのＳＬＡがさらに高い損失レートを許すスト
リームから優先的にセルを破棄することができる。これは、インテリジェントな
ＣＡＣモデルと組み合わされ、大事にされるトラフィックに対する損失レートに
きわめて強固な制限を設定できるようにする。このモデルは、不定数の緊急性お
よび損失公差クラスをカバーするために拡大するので、それは数多くの任意のサ
ービスレベル契約を同時に実現するために必要とされるセル破棄可能性のすべて
の細分を提供することができる。

【００３８】 大事にされないトラフィックは、この破棄方針の結果、大いに損害を受けるよ
うに見えるが、それは実際にはさらに低い平均遅延を被る。信頼できるサービス
の質規定に最も依存するアプリケーション（例えば、ビデオストリーム）の多く
にとって、輻輳する待ち行列管理システムによって実質的に遅延されるパケット
は、その最終的な到着時に使用することはできないため、遅延は損失レートより
さらに重要な考慮事項である。同様に、任意の指定された瞬間に、指定されたノ
ードを通過するセルによって経験される総遅延も、異なる緊急性クラスのトラフ
ィックストリームに分散することができる。

【００３９】 実用可能なモデルは、実際には、セルストリームを、その緊急性および大事に
するレベルによって定義される特定のサービスクラスに写像する。これらのマッ
ピングの集合―例えば、切り替わるノードの状態の大部分を記述するコールの集
合、およびそれらのコールのそれぞれに要求されるスループットを考えると、損
失レートおよび遅延平均、および各サービスクラスと全体としてのノードの両方
に対する分散を計算することが可能である。言うまでもなく、接続のサービスの
質要件は、個々のノードのレベルで指定されず、エンドトゥエンドで指定される
。このモデルの重大な態様とは、その構成可能性（ｃｍｐｏｓａｂｉｌｉｔｙ）
である。つまり、経路に沿ったスイッチの状態は、エンドトゥエンド平均損失レ
ートと遅延を含む類似した重要なサービスの質のパラメータ、および遅延の確率
分散機能を計算するために使用できる。したがって、これは、セルストリームの
サービスレベル契約が移行されることを保証するために必要とされるリソースコ
ミットメントを査定し、最適化するために必要とされる予測モデルを提供する。
それは、確率的な保証を、ＳＬＡの履行に関して行うことができるようにする。

【００４０】 任意の現実のスイッチは、有限量のリソースだけを有するので、すべての要求
されてているコールが受け入れられるわけではないことは明白である。したがっ
て、スイッチは、それがコールのサービスの質要件を満たすことができないこと
はめったにないことを保証する一方で、それが受け入れることができるコールの
数を最適化しようとしなければならない。

【００４１】 この実用可能なモデルは、接続容認制御（ＣＡＣ）およびＱｏＳ保証のための
直接関係する用途を有する。接続のための物理的な経路がいったん発見されると
、それが、私達が追加的に、接続のＱｏＳ要件を満たすためにそれに沿って十分
なネットワークリソースがあることを保証できるようにする。これは、局所的な
知識（本来、スイッチのＳＬＡという形式での既存のコミットメントおよび現在
の接続に対するその他のＱｏＳ合意）だけを使用して、スイッチ単位で実行され
る。これは、追加のスイッチ相互の制御トラフィックなしに、コールの受入れに
関して素早い決定を下すことを可能にする。これは、決定アルゴリズムのスケラ
ビリティがよいことを予想させる。

【００４２】 図１は、データ通信網を示す。データは、スイッチ３の間のデータリンク２上
で接続された端末装置１の内の任意の２つの間で通信できる。スイッチ３は、デ
ータが従うべき経路を決定する。送信側端末でのメッセージは、伝送のために、
その後受信側端末でリアセンブルされるデータグラム（パケット）に分割できる
。単一メッセージのデータグラムは、１つのコールを構成する同じ経路に従わな
ければならない。それぞれのメッセージによって取られる経路、およびそれがそ
の経路上で遭遇するリンクとスイッチのステータスが、メッセージのパケット送
信と受信の間の遅延を決定し、パケットのいくつかまたはすべてを失わせること
がある。パケットが、音声電話方式などの時間が肝要なサービスのためのデータ
を含む場合には、送信され、受信されるパケットの間の遅延は、サービスの許容
できる規格がなければならないならば小さくなくてはならない。

【００４３】 有限なリソースのあるネットワーク接続の場合、遅延、スループットおよび損
失レートは相互に関係付けられている。これらの３つの要因の関係性を詳細に考
慮すると、可能な限り多くの接続が通信網で受け入れられることを保証するため
にリソースの改善された平衡に対処することができる。例えば、改善された体制
下では、スイッチが、最初に要求されたより実質的にはさらに大きい平均的な帯
域幅を割り当てることによって、そうでない場合には達成不可能な遅延要求を満
たすことができる可能性がある。遅延、スループットおよび損失レート間の関係
性の詳細は、ネットワーク内の交換要素の実用可能な動作によって規定され、そ
れが最適化できるパラメータの関数である可能性がある。

【００４４】 図２は、図１のスイッチ３の１つとして動作できる改善されたパケットスイッ
チ装置の構造を示す。パケットスイッチ装置は、その主要なパーツが決定装置（
デサイダ）２１に接続されたパケットスイッチ２０を備える。決定装置は、選択
されたビットフィールドの比較および操作を実行するために、レジスタの内容に
作用できる、記憶装置手段２２、一時レジスタ２３、および論理回路２４（例え
ばプロセッサ）を備える。論理回路２４は、それが値を読み取り、メモリ２２に
書き込むことができるように接続される。パケットスイッチ２０は、その他のパ
ケットから要求パケットを区別し、それらを決定装置による動作のためにメモリ
の中に書き込むことができる。また、それは、（おそらく修正された）パケット
をメモリから読み取り、それを伝送することもできる。決定装置は、パケットを
いつ送信するべきかをスイッチに示し、スイッチ動作の詳細を決定するスイッチ
のパラメータを設定する能力も有する。

【００４５】 図３は、新しい接続を確立する要求に対処するためのスイッチ装置の機能性を
示す。パケットが送られる接続経路に沿った各スイッチは、接続の許容遅延およ
び損失の「予算」（バジェット：運用余裕）の一部を消費し、その予算の残りを
経路のさらに下方のスイッチに提供する。図３に示される機能性を使用して、遅
延および損失の予算は、接続の特性を決定するために経路に沿ったスイッチ要素
によって分析される。予算消費の分析は、切替え要素（スイッチエレメント）の
動作モデルおよび現在のスイッチング構成（以下に示される表に符号化される）
によって実行される。最終的に受け入れがたい損失または遅延を生じさせる接続
を行う代わりに、図３の機能性を使用すると、確立される接続に関して残る予算
が不十分である場合に、接続をただちに拒絶することができ、それ以外の場合、
要求は次の切替え要素に（削減された予算とともに）渡される。最終的に、メッ
セージは宛先から戻される。これが、（その場合、実際のスイッチの構成が新し
い接続を収容するために更新される）コールの受入れ、または（その場合、この
接続に割り当てられているリソースが解放される）さらに経路に沿ったなんらか
の要素からの拒絶のどちらかであるだろう。どちらの場合でも、メッセージは、
左向きの矢印によって示されるように、要求の発信者に向かって戻される。

【００４６】 さらに詳細には、図２に示される型のスイッチ装置によって接続される複数の
リンク全体での開始ノードと最終ノードの間の経路に沿ってデータの接続を確立
するプロセスは、以下の通りである。開始ノード、システム、または開始ノード
または終了ノードのユーザは、接続のための総許容遅延と損失の予算を確立する
。これは経路（図３の矢印３０）上の第１スイッチに伝送される。スイッチは、
（３１にある）その動作モデルを適用し、それとその関連付けられたリンクのパ
ケットに対する影響を決定し、相応して予算情報を修正し、経路の次に継続する
スイッチおよびリンクに使用可能な予算の量を示し、残っている予算がある場合
には、それは（３２で）更新された予算情報を次に継続するスイッチに伝送する
。次に継続するスイッチは、同じ動作を実行する。予算が超過されると、接続を
受け入れるまたは拒絶するための手段３４にメッセージが（３３で）送信され、
手段３４に、拒絶メッセージを（３５で）直前の先行するスイッチに送信するこ
とによって接続を拒絶させる。また、手段３４は、それが次に継続するスイッチ
から拒絶メッセージを（３６で）受信した場合、同じように接続を拒絶すること
もできる。手段３４は、それが次に継続するスイッチから受入れメッセージを（
３７で）受信した場合、接続を受け入れることができる。受入れメッセージは、
直前に継続するスイッチからメッセージを受信する最終ノードによって開始され
、使用可能な総予算が接続に関して超過されていないことを示す。接続が受け入
れられると、手段３４は、スイッチの切替え要素３９を構成するために３８で構
成メッセージを伝送し、データに、合意された経路内の次に継続するスイッチに
向かって、スイッチを通って受け入れられる経路に従わせる。

【００４７】 スイッチ用の動作モデル（図３の３１に示される）、およびコールの受入れと
制御でのその使用は、ある特定の継続中のリンクに宛てられるストリームの集合
の集計された要件と、そのリンクに関連付けられた必要とされるリソースの間、
および損失と遅延に関する要件間の関係を規定するために重要である。

【００４８】 スイッチからの単一出力ポートの組み合わせを考えると、これは、入力ポート
からの経路選択された入力ストリームを結合するマルチプレクサとして、または
マルチプレクサに対する潜在的な最大入力がその出力容量を越える場合に動作し
ている単一装置として見なすことができる。

【００４９】 切替え要素／マルチプレクサの動作中、パケットの到着速度が出力容量を越え
るだろうときがある可能性がある。これらの期間中、バッファ内の過剰な入信パ
ケットを記憶する必要性があるだろう。それ以外の場合、それらは失われるだろ
う。出力リンクの総容量が割り当てられる頻度が増すにつれて、入力ストリーム
からのパケットに対する割り当てのために使用可能なバッファがなくなる場合が
あるだろう。これらの状況下では、パケットは、破棄されなければならないだろ
う。破棄は、メモリが有限であるという物理的な要件によって、およびスイッチ
が有限な時間内で（そのバッファを空にすることによって）過負荷状態から回復
することを保証するために必要とされる。

【００５０】 このようなバッファリングの総量は、多くの方法で入力ストリームの間で割り
当てることができる。これらの方法のそれぞれが、潜在的に、ストリームのそれ
ぞれの損失特性を規定するだろう。私達は、ストリームを入力するバッファ容量
の指定された構成のためのこのようなマルチプレクサのこの動作を、マルチプレ
クサの動作態様と呼ぶ。

【００５１】 損失レート、スループットおよび遅延のどれか２つを設定すると、それらのパ
ラメータの３番目の値が決定されるため、このようなマルチプレクサの動作態様
は、２つの自由度を有するシステムである。例えば、損失レートを決定すると、
これがマルチプレクサの動作を、スループットと遅延の間の特定の関係性に制約
する。入力ストリームの指定されたセットの場合、この関係性は予測可能である
。

【００５２】 動作を最適化するためには、一般的には、最初に、動作がパラメータの内の１
つのサービスの質要件を達成し、次に残りの自由度に関して最適化することを保
証することが必要である。この要件は、ストリーム単位で、およびすべてのスト
リームの総計に関して集合的にの両方で満たされる必要がある。

【００５３】 このアプローチを示すために、損失パラメータが最初に考慮される機構を考え
る。この物理的な実例は、すべての入力ストリームに共有されるバッファプール
の例であり、パケットがマルチプレクサに到達した時に参考にすることができる
バッファの瞬間的な占有状態を示すカウンタを備えている。特に、入力ストリー
ムの２つのクラスがあり、１つは、他の大事にされていないストリームより優先
的に大事にされなければならないトラフィックを含む。この手順は、３つ以上の
入力ストリームのクラスがあり、優先的に大事にする異なるレベルがあるときの
ケースに一般化できる。以下の等式Ｂは、このような大事にされるストリームの
独占的な使用のために確保されなければならないバッファの数の計算を可能にす
る。この数は、入信する大事にされていないトラフィックが無制限であり、無限
に向かうという仮定の元で計算される。バッファのこの数は、入信する大事にさ
れるトラフィックの損失レートが、必要とされる制限を下回るだろうという無条
件の保証を与える。本発明を無条件に安定にさせるのがこのアプローチである。

【００５４】 このような予約済みバッファの総数をＫ_max−Ｋ_Bとし、ここではＫ_maxは使用
可能なバッファリングの総量であり、Ｋ_Bはすべてのトラフィックが（大事にさ
れているかどうかに関係なく）受入れられている量である。この差異に対する値
の割り当てが、システム内の自由度の１つを固定することを表す。これを考慮す
ると、Ｋ_maxは、ここでは、すべての遅延要求が、すべてのストリーム全体で遅
延を分散する既設の待ち行列管理秩序のもとで満たされるように、（以下の等式
Ａによって示されるように）すべてのストリームに関してシステム内で総遅延を
制限するように選ぶことができる。

【００５５】 動作モデルの特定の例は、以下の通りである。

【００５６】 損失は以下によって計算される。

【００５７】

【数２】

【００５８】 特定のサービスの質であるトラフィックを送達できるようにするために、それ
が待ち行列管理によってどの程度遅延されるのかに関する予測が立てられなけれ
ばならない。これは、各種トラフィックの待ち時間分布から発見され、それらは
きわめて容易に得ることができる。待機時間分布の予想値は、トラフィックの平
均遅延を示し、標準偏差が（遅延ジッタと見なされてよい）遅延の変化の程度の
尺度を示す。大事にされていないトラフィックの場合、待機時間密度関数が、以
下（等式Ａ）によって示される。

【００５９】

【数３】

【００６０】 ｑ^b _nは、実際に待ち行列に入る到着パケットが、システム内にすでにｎ個のパケ
ットがあることを見つける確率である。

【００６１】 大事にされるトラフィックの場合、待機時間密度関数は、以下によって示され
る。

【００６２】

【数４】

【００６３】 結合された大事にされていないトラフィックと大事にされているトラフィックの
場合、待機時間密度関数は、以下によって示される。

【００６４】

【数５】

【００６５】 指定された総計負荷ｗ_B（ｔ）の待機時間は、以下（等式A）によって示され、

【００６６】

【数６】

【００６７】 ｎ個のパケットがサービスのために待ち行列に入る確率ｐ_nは、以下によって示
され、

【００６８】

【数７】

【００６９】 ここでλ_pは、優先的に大事にされるトラフィックの到着の頻度であり、λ_Bは相
対的に大事にされないトラフィックの到着の頻度であり、μは、トラフィックが
サービスを受ける頻度である。

【００７０】 ｐ₀は、以下の解から求められる。

【００７１】

【数８】

【００７２】 これらのパラメータの量的な関係性が存在することにより、スイッチの動作モ
デルの最適化を、標準的な技法を使用して実行できる。

【００７３】 動作モデルが、損失／遅延間、またはスループット／バッファ間の引き換えを
実行できるようにする、つまり最適化を達成するために、線形プログラミング、
ニューラルネットワーク、ファジー論理等の標準的な技法を適用できる最適化可
能なＣＡＣが提供されることに注意することが重要である。あらゆるこのような
最適化は、異なる時間の尺度で、およびコール−受入れ／コール−破棄（ｔｅａ
ｒｄｏｗｎ）の異なる段階で発生することがある。これは、以下を含むことがで
きるだろうが、以下に制限されない。

【００７４】

【表２】

【００７５】 前記に示されるｗ_B（ｔ）の関係は、非破棄セルが経験するだろう遅延の総量
が、すべての受け入れられている接続の総計到着率に依存することを示す。機構
がスイッチ内に存在する場合、この遅延は、ストリームの複数のクラスに異なる
量で配分できる（例えば、加重料金待ち行列管理、優先順位待ち行列管理）。こ
のようなモデルは、遅延に対する制限が先入れ先出しなどの待ち行列規律に対し
て計算できるので、このアプローチを利用することは厳密には必要ではない。

【００７６】 コール受入れの基準を査定する際に柔軟性がある。一般的に、決定に至るため
に、まず、システムの個々のパラメータ（例えば、損失レート――この接続に必
要な損失レートを、必要とされる到着レートで保証するのに十分なバッファリン
グリソースがあるか）をサポートする機能を評価することが必要である。これは
、以下の等式の適用によって達成することができる。

【００７７】

【数９】

【００７８】 （等式Ｂ）ここで、Ｐは損失の所望の確率で、ρ_pはリソースが競合した場合に
優先的な取扱を与えられるトラフィックの負荷である。この決定を下し、このパ
ラメータに適切な値を選択すると、これは残りの２つのパラメータ（例えば、遅
延およびスループット）の間の定量化できる関係を定義するだろう。この決定は
、コールの受け入れの後にシステム内に存在するだろう総遅延を計算し（このよ
うな計算の例は、ｗ_B（ｔ）の前記等式で示される）、これをすべての現在の接
続の遅延に対する許容差の総計と比較することによって下すことができる。それ
から、決定は、制約（例えば、このノードで経験される遅延を許容できるレベル
まで削減するためにこの接続に割り当てるための十分な未割り当てのスループッ
トがあるか）を満足させるために十分な容量が存在するかどうかに関して下すこ
とができる。この順序付けは、パラメータを考慮する唯一の可能な順序である―
―最初に損失を決め、遅延をスループットと交換する。最初に評価されるパラメ
ータに他の１つを選択する、類似のアプローチが存在する。

【００７９】 コールの損失レートに対する制限を考慮に入れる際、私達は、損失に対する制
限がないコール（一般的に、インターネットコミュニティでは「最善の努力」ト
ラフィックと呼ばれる）を受け入れるために必要な計算を除外している。このよ
うなコールに関連する保証がないため、このようなコールは、その他のコールに
対するそれらの影響が十分に害がないならばつねに受け入れることができる。

【００８０】 コールを受け入れるための手順は以下の通りである。この記述中「スループッ
ト」は「平均スループット」を意味することに注意する。それぞれの受け入れら
れたストリームは、それに関連付けられる、前記例で述べられたｐ_nに対するオ
プションの集合によって示されるように、メモリに保持されるテーブルに記憶さ
れてよいスループット、損失レート、および遅延を含むパラメータのセットを有
する。また、現在割り当てられているスループット、課されている総遅延、およ
びリンクの総損失レートもある。ストリームのスループットの総計は、リンクの
割り当てられたスループット未満またはそれに等しくなくてはならず、ストリー
ムの遅延制限の総計は、すべてのストリームに適用される総遅延より大きいかま
たはそれに等しく（待ち行列に割り当てられる総バッファリング量に同等で）な
くてはならず、ストリームの損失レートの総計は、すべてのストリームに適用さ
れる総計損失より大きいかまたはそれに等しくなくてはならない。厳密には、リ
ンクの割り当てられたスループットの代わりに、（１−許容損失レート）と要求
スループットの積の総計が使用されなければならないが、通常許容損失レートが
非常に低いので、リンクの割り当てられたスループットの近似を使用するのが実
践的である。

【００８１】 図３に図解されるように、経路に沿った各スイッチは、接続の許容遅延と損失
「予算」の一部を消費し、その予算の残りを経路のさらに下方のスイッチに提供
する。スループット、遅延および損失の間の関係の知識が、可能な限り多くの接
続がＣＡＣによって受け入れられることを保証するために、リソースのバランス
を可能にする。例えば、スイッチは、実質的には、最初に要求されたより多くの
帯域幅を割り当てることによってそれ以外の場合達成できない遅延要件を満たす
ことができる。事実上、前述されたスループット、損失および遅延の間の関係性
は、ユーザによって要求される要件の組み合わせを作成するために、これらの変
数を互いに対して交換できるようにする。したがって、すべての現在の局所的な
接続のＱｏＳ要件が、コールの受入れと切替え要素の時々刻々の動作特性の両方
の点でノードの切替え要素の動作を支配する。

【００８２】 原則的には、遅延または帯域幅を「貯蔵する」かどうかに関する選択肢が存在
する―動作モデルは、スイッチが処理しているコールの集合とのその相互作用を
予測する能力を与える。これは、このコール（現在のコールの構成に依存する）
を搬送するための瞬間的なコストと、このようなコールを搬送するための総称的
なコストのなんらかの尺度の両方を引き出すのに対処する。それは、また、異な
る切替え構成戦略の査定にも対処する。

【００８３】 したがって、ＣＡＣモデルが保証することを目的とするのは、過去に契約され
たノードのコミットメントに対するコール受け入れの影響、そのため受入れがス
イッチに新しい契約または過去に受け入れられた契約のどちらかに違反する可能
性を計算する能力である。

【００８４】 コール受入れが、すでにトラフィックストリームに割り当てられたサービスの
質を維持しつつ、実践的にどのように実行されてよいかを図解するために、私達
は、以下の作られた例を考慮する。

【００８５】 図１５は、スイッチＡ、ＢおよびＣ、ならびに矢印によって表されるコールの
ストリームを含む、より大型のネットワークの小さい部分を表す。

【００８６】 この例の目的は、新しいストリームをＡ₀とＣ₀の間に付加する影響を示すこと
であり、関連する計算がどのように実行されるのか、およびこのコールの受入れ
がネットワークを通る既存のトラフィックにどのように影響を及ぼすのかを示す
ことである。

【００８７】 以下のテーブルは、ネットワークのこの部分でのコールの既存の集合、および
（そのコール要求パケットで表されるような）その（通信）品質要求を記述する
。計算を簡略化するため、私達はリンクのスループットを１であると正規化した
。それから、遅延値は、リンク上のＡＴＭセルの伝送時間単位である。毎秒４０
０，０００セルという名目レートは、期間を正規化するために使用された。

【００８８】

【表３】

【００８９】 現在送達される（通信）品質は、等式Ｂから計算することができる。

【００９０】

【数１０】

【００９１】 これが、大事にされるトラフィックの損失レートを達成することができること
を保証するために、局所的なスイッチで確保されなければならないバッファ数の
計算（Ｋ_max−Ｋ_B）を可能にする。この公式は、大事にされていないトラフィッ
クがしばしば無限に増大するため、損失を制限するためのものである。必要とさ
れる損失レートのためにバッファの数を計算すると、これが動作モデルを２つの
自由度に縮小する。いま、必要とされる遅延を固定することによって、したがっ
て過剰なスループットを割り当てることが可能であるが、スループットを要求さ
れたスループットに固定することが図解されうだろう。これが、前記に指定され
た公式を使用して、大事にされている損失と大事にされていない損失の実際の損
失確率の計算を可能にする。大事にされていないトラフィックのために確保され
ているすべてのバッファがふさがっていることの確率に関する知識は、このよう
なトラフィックストリームの損失レートの計算を可能にする。

【００９２】 図１５に戻ると、この構成ネットワークでは、スイッチＡは緊急なトラフィッ
クを含んでいない。等式Ｂを使用すると、すべての状況下での許容できる損失を
保証するのに必要とされるバッファ数の見極めが可能になる。２０の選択は、１
０^-6という損失レートに必要とされる漸近的な最小値１９より１多いことを表す
。スイッチＡには５０の割り当てられたバッファがあり、その内の２０が大事に
されているトラフィックに確保されている。スイッチＢには３０の割り当てられ
たバッファだけがあり、その内の１５が大事にされているトラフィックに確保さ
れている。この特定の状況では、交換器Ｃに対するリンク、したがって出力リン
クは、軽く負荷される。このスイッチは、その構成で多くの柔軟性を有する。こ
のスイッチトラフィックの影響は、ここでは計算されない。

【００９３】 これらの計算は、図１６に示される属性のテーブルにつながる。バッファ構成
（Ｎ／Ｍ）は、Ｍの中から大事にされるトラフィックに保持されるＮ個のバッフ
ァとして読み取られなければならない。予算および平均遅延値は、保持されてい
る予算の量、およびコールのストリームが動作中に経験するだろう損失または遅
延の実際の消費を指す。

【００９４】 接続Ａ₀→Ｃ₀を追加するという決定および結果的な影響が、ここで考慮される
だろう。持続される損失レートに対処するために、さらに多くのバッファを（等
式Ｂを使用することによって）データを大事にすることに割り当てるための決定
が下されなければならない。この構成を使用すると、既存のコールの過去に契約
された損失レートは、現在のコールの受入れに対処するのと同様に持続すること
ができる。コールが受け入れられた後のスイッチの構成は、図１７に記載されて
いる。

【００９５】 この技法の実践的な応用は、いったんネットワークを通る許容できる経路が見
つかると、コールの損失と遅延の予算の直接的なスイッチのシェアの改良を要求
する可能性がある。この再配分は、厳密に必要なよりさらに多くのネットワーク
リソースをコールにコミットしなくても、ノードが、セットアップ段階中にコー
ルに大量のリソースを提供する（したがってコールの損失と遅延の予算の消費を
最小限に抑える）ことができるようにする。これは、コール受入れパケットが確
立された経路を通って戻るときに、それを活用して実行できる。

【００９６】 ＱｏＳ要求を保証するためには、コールの概念が存在しなければならない。こ
れはＡＴＭで当てはまり、ＩＰに対しては、ＲＳＶＰなどのなんらかの追加管理
情報の使用がこの機能を実行する。本アプローチは、両方のネットワーク技術に
等しく適用できる。本モデルは、理論的には無条件に安定しており、極端なネッ
トワーク過負荷（つまり、ネットワーク帯域幅およびバッファリソースが要求を
満たすには不十分である）のもとでも保証を提供する。コール受入れに適用され
たとき、このモデルを考慮して設計されたスイッチは、ＳＬＡおよび関係する契
約が、ネットワークの状態に関係なく履行されるだろうことを保証してよい。そ
の端末対端末の経路全体でのストリームの損失を計算する能力は、一定のクラス
のトラフィック（例えば、最善の努力のＩＰトラフィック）にフィードバックを
与え、経路での損失レートを制限しようと試みるために使用できるだろう。

【００９７】 提示されているモデルは、任意の数のサービスレベルを提供するために拡張す
ることができ、異なるクラスのトラフィックの取扱いを明確に区別する。異なる
クラスのトラフィックには、移動中に異なる量のリソースが割り当てられ、トラ
フィックの等級が容易に区別できることを意味し、リソースの活用という点での
ＱｏＳクラスのコストを正確に査定することを可能にする。トラフィッククラス
のこの明確な分離および正確な接続のコスト計算は、その結果、課金機構の導入
を可能にする。このモデルは、多岐に渡る低レベルスイッチ管理アルゴリズムを
記述するために適応することもできる。

【００９８】 図４は、２つのレベルのセル損失優先順位（大事にすること）のある簡略な動
作モデルの状態遷移図を示す。

【００９９】 一例として、図５は、大事にされているトラフィックがサービスレートの０．
７というレート（つまり、Ｐ_p＝λ_p／μ＝０．７）に達し、失われるパケットが
百万パケットあたり１未満であること（つまりＰ＝１０^-6）を必要とするスイッ
チの状況を示す。図５では、上部の線５０は、ネットワークノードに到達するト
ラフィックの総量を表す。次に低い線５１は、大事にされていないトラフィック
に対する要求に対してプロットされた、サービスされるトラフィックの総量を表
す。最も低い線５２は、サービスされる大事にされていないトラフィックの量を
示す。濃い破線５３は、大事にされているトラフィックのサービスされている量
を表し、それが大事にされていないトラフィックに対する要求によってほとんど
影響されていないことが注意されなければならない。図６および図７は、図５と
同じ条件下で損失レート／スループット／遅延の関係を示す。図６は、いわゆる
「最善の努力」（大事にされていない）トラフィックに割り当てられるバッファ
の数が増加するにつれて、すべてのトラフィックの平均遅延がどのように増加す
るかを示す。遅延は、サービスレートが１であるように選ばれる時間の単位で測
定される。総合的な要求が１を超えて増加するにつれて、遅延はバッファ数とと
もに線形に増加する。図７は、すべてのトラフィックの総損失を示す。固定され
た活用では、損失は、バッファの数が増加するにつれて減少する。スループット
が増加するにつれ、総損失は増加する。

【０１００】 図８は、緊急ではないトラフィックだけではなく、緊急であるトラフィックに
も対処するために拡大された動作モデルの状態遷移図を示す。

【０１０１】 図９は、存在している大事にされていないトラフィックの量が増加しても、大
事にされているトラフィックの損失は決して１０^-6を超えて増加しないことを示
す。

【０１０２】 図１０は、いったんトラフィックの総量が１を超えて増加すると、失われた大
事にされていないトラフィックの量が線形に増加することを示す。

【０１０３】 図１１は、緊急なトラフィックの遅延を示し、上部の線が大事にされているト
ラフィックの遅延であり、下部の線が大事にされていないトラフィックの遅延で
ある。図１２は、緊急ではないトラフィックの遅延を示す。

【０１０４】 図１３および図１４は、緊急なトラフィックおよび緊急ではないトラフィック
の（遅延の）標準偏差の同様なグラフを示す。

【０１０５】 要求されている最小遅延、最大損失レート、または最小スループットに加え、
またはそれらに備える代わりに、動作モデルは、それらのパラメータの最大許容
変動に備えることができるだろう。１つの特に好まれている例は、動作モデルが
、パケットの到着時間でのジッタの必要とされる最大レベルに相当する、遅延の
最大許容変動に備えることである。

【０１０６】 動作モデルを実行するための装置は、ネットワークノードに、またはノードと
通信中であるどこか他の場所の装置に位置できるだろう。ノードはルータ、マル
チプレクサ（２台または３台以上のマルチプレクサの組み合わせ）、スイッチ、
またはサービスの質が有効に考慮できる任意のそれ以外の装置であるだろう。

【０１０７】 制御および構成の機構の好ましい実施態様は、指定された要件を引受け、それ
らを分類し、それらを物理的に使用可能なリソース（つまり、有限数の大事にす
るレベルと緊急性レベル）に割当てる。それから、この分類された要求のバージ
ョンが、流れの集められたセットにサービスを提供する実現可能性を引き出すた
めに使用される。そのプロセスから、物理的な構成のパラメータが引き出される
。

【０１０８】 いくつかの最初のチェックの後、好まれているアルゴリズムは、最初に、スト
リームの複合セットの大事にすること、それから緊急性を構成する。以下が、便
宜的に仮定されてよい。

【０１０９】 １．スケジューリング作成機構は、遅延の厳格な優先順位の分担である。 ２．大事にする機構は、単一の分配されたバッファ上で動作している。 ３．遅延機構の残留サービスの近似がある。すなわち、 ・最高の緊急性が、リンクの総帯域幅にアクセスする。 ・次に高い緊急性が、より高い緊急性レベルの実際のスループットを差し引いた
リンクの総帯域幅にアクセスする。 ・このプロセスは、それぞれの減少する緊急性レベルに関して繰り返され、その
緊急性レベルに使用可能な帯域幅は、より緊急なレベルのすべての必要とされる
帯域幅の総計を差し引いた総帯域幅である。 ４．すべての到着、サービス、および残留サービスは、ポアソン分布を有する。
アルゴリズムの初期のチェックおよび前提部は、以下のステップによって実行さ
れてよい。 １．すべてのスループット保証の総計がリンクの容量を越えないことを保証する
。 ２．たとえそれらがインタフェースの速度によってだけ制限されるとしても、す
べてのストリームの最大到達レートを計算する。

【０１１０】 データストリームを大事にすることは、以下の通りに構成されてよい。 １．ストリームを許容できる損失の昇順（大事にすることの降順）でランク付け
する。 ２．バッファリングの開始量を選ぶ（これは、物理的に使用可能な量にすぎない
だろう）。 ３．類似した目標損失レートのあるストリームを一緒に分類し、グループの数は
物理的に使用可能な大事にするレベルの数に制限される。 ４．各グループに対して、そのストリームの集合に総目標スループットを関連付
け、その集合内の任意のストリームの最低損失レートを関連付ける。 ５．最も大事にされるグループから開始して、損失要件を保証するために必要と
されるバッファリングを計算する。これは、すべてのより大事にされていないス
トリームがその最大レートで着信するという仮定のもとに実行される。これが実
行できない場合は、構成を拒絶する。 ６．より高い大事にされるレベルのトラフィックがその契約されたレートにある
（またはそれをわずかに上回っている）という仮定で、このプロセス（ステップ
５）を、大事にするレベルの減少する順に繰り返す。これは、ストリームのこの
集合に関して、ＱｏＳマルチプレクサの大事にする構成を表す。 構成が物理的に使用可能であるよりも多くのバッファリングを必要とする場合、
構成を拒絶する。

【０１１１】 遅延構成は、以下の通りに実行されてよい。 １．緊急性の減少する順に、つまり許容遅延の増加する順にストリームをランク
付けする。 ２．ストリームを有限数の緊急性レベルにともに分類する。 ３．各グループ内のストリームの総スループット、および最も緊急なストリーム
の遅延要件を各グループと関連付ける。 ４．最も緊急なグループから開始して、使用可能な帯域幅の総量を考慮して、遅
延要件を満たすために、使用可能であることが必要とされる名目帯域幅を計算す
る―名目帯域幅は、Ａｌｌｅｎ：確率、統計および待ち行列悦管理理論（Ｐｒｏ
ｂａｂｉｌｉｔｙ，Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｑｕｅｕｉｎｇ Ｔｈｅｏ
ｒｙ）（１９７８年）の３７０頁の表１８に記述されるように、Ｍ／Ｍ／１／非
先制優先順位（ＨＯＬ）待ち行列管理システムであるという仮定の元に計算され
てよい。この名目帯域幅は、実際に使用可能な帯域幅と比較される。それが使用
できない場合には、この構成は拒絶される。 ５．減少する緊急性のレベルの順に、同じＭ／Ｍ／１／非先制勇背順位（ＨＯＬ
）待ち行列管理システムの仮定に基づいて最小過剰帯域幅を計算すること、およ
びより高い緊急性ストリームがその割り当てられた帯域幅を消費していることを
考慮して、充分な残留サービスがあることを保証することを繰り返す。制約を満
たすのに残留帯域幅が不充分である場合には、この構成を拒絶する。 ステップ（５）がすべての緊急性レベルに関して完了できる場合には、構成は実
現可能である。いったん前記プロセスが完了されると、必要とされる契約の一式
をストリームに送達するためにハードウェア内にパラメータを設定するのに十分
な情報がある。

【０１１２】 前述された型の動作モデルは、数多くの目的に使用できるだろう。例えば、 −コールに必要とされるサービスの質を満たすことができるかどうかに基づいて
、コールを受け入れる、または拒絶するかどうかを決定すること。 −そのノードを通って送られるコールに関して集合的に必要とされるサービスの
質を満たすために、ノードでパケットを破棄するか、遅らせるか、またはノード
でバッファ空間を割り当てるかどうかを決定すること。 −使用可能なサービスの質の表示を提供するコール要求に応答して、それによっ
てユーザまたは装置が、コールするかどうかを決定してよい。

【０１１３】 サービスの質の予算が経路内の２つまたは３つ以上のノードの間で分担されな
ければならない状況では、分担が実行できるいくつかの方法がある。 １．使用可能な予算の表示をノードに渡すことができるだろう。それは、それが
コールに課すことを期待するサービスの質の削減を概算し、予算を概算された量
だけ削減してから、その削減された予算を、同じプロセスを実行する次のノード
に渡すことができる。 ２．使用可能な予算およびこれまで使用していた予算の量の表示が、先行するノ
ードによってノードに渡されるだろう。それは、それがコールに課すことを期待
するサービスの質の削減を概算し、概算された量をこれまで使用されていた予算
の量に追加してから、使用可能な予算およびこれまで使用されていた予算の改訂
された量を、同じプロセスを実行する次のノードに渡すことができる。 ３．使用可能な予算の表示は、コールに関して使用されるノードの最大数（ｍ）
に関する知識も有するノードに渡されるだろう。それから、それ自体に使用可能
な予算の１／ｍだけを許可できるだろう。それがコールに課すことを期待するサ
ービスの質の削減を概算すると、ノードは、それが使用可能な予算の１／ｍ未満
しか使用できない場合にコールを拒絶できるだろう。それ以外の場合、それは次
のノードに未変更の使用可能な予算を渡すことができるだろう。

【０１１４】 サービスの質の情報は、バンドから送られてもよい―つまり、ＱｏＳ情報が関
係するデータストリームより別の経路によってである。ＱｏＳ情報は、それ以外
の場所のデータストリームのソースまたは宛先から引き出されてよい。

【０１１５】 標準最適化技法は、指定された状況での選択された動作モデルの使用を最適化
するために使用することができる。

【０１１６】 本発明は、暗示的にまたは明示的にのどちらかでここに開示されている任意の
特徴または特徴の組み合わせ、またはそれが現在請求されている発明に関係する
かどうかに関係なくその一般化を含んでよい。前記説明を考えると、多様な修正
が発明の範囲内で加えられてよいことが当業者に明らかだろう。例えば、コール
要求メッセージは、例えばインターネットのために開発されるＲＳＶＰプロトコ
ルで使用されるように、特定の品質に対する要求よりむしろ、サービスのどの質
がサポートされるのかに関する問い合わせであってよく、コールの受入れまたは
拒絶メッセージは許容できるサービスの質パラメータの伝送である可能性がある
。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、データ通信網の概要図である。

【図２】 図２は、その主要なパーツに接続されている決定者を有するパケットスイッチ
を示す。

【図３】 図３は、新しい接続を確立するという要求を処理するためのプロセスを図解す
る。

【図４】 図４は、２つのレベルのセル損失優先順位（大事にする）付きの簡略な実用可
能なモデルの状態遷移図を示す。

【図５】 図５は、大事にされたトラフィックのあるスイッチの特定の例を示す。

【図６】 図６は、「最善の努力」（大事にされていない）トラフィックに割り当てられ
るバッファ数が増加するにつれて、すべてのトラフィックの平均遅延がどのよう
に増加するかを示す。

【図７】 図７は、すべてのトラフィックの完全な損失を示す。

【図８】 図８は、第２モデルの状態遷移図を示す。

【図９】 図９は、大事にされるトラフィックに対する制限を示す。

【図１０】 図１０は、トラフィックの総量がいったん１を超えて増加すると、大事にされ
ていない失われたトラフィックの量が線形に増加することを示す。

【図１１】 図１１は、緊急トラフィック／大事にされていないトラフィックの遅延を示す
。

【図１２】 図１２は、緊急ではないトラフィックの遅延を示す。

【図１３および図１４】 図１３および図１４は、緊急のトラフィックおよび緊急ではないトラフィック
の標準偏差の同等なグラフである。

【図１５】 図１５は、トラフィックの経路を図解する。

【図１６および図１７】 図１６および図１７は、ネットワークスイッチの最初のステータスおよびそれ
以降のステータスを図解する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月７日（２００１．１１．７）

【手続補正１】

【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

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【数１】 に従ってバッファに割り当て、この場合Ｋ_maxは使用可能なバッファ割当の総量
であり、ＫＢはトラフィックが受け入れられている量であり、Ｐは損失の所望さ
れる確率であり、ρ_pはリソース競合のある場合に優先的な処理を与えられるト
ラフィックの負荷である、請求項１、２または３に記載された経路設定装置。

【請求項５】 前記損失が、それぞれのストリームの許容できる損失の指標
であり、前記遅延がそれぞれのストリームの許容できる遅延の指標である請求項 １、２、３または４ に記載された経路設定装置。

【請求項６】 損失の大きさの順でストリームにランク付けし、バッファ割
当の開始量を選択し、類似する損失のあるストリームを１つのグループに分類し
、グループごとにストリームのそのグループの総目標スループットおよびそのグ
ループ内の任意のストリームの最小欠落率を決定し、損失要件を保証するために
必要とされるバッファ割当をグループごとに計算し、総必須バッファ割当量が使
用可能なバッファ割当量を超えると、分類されたストリームの構成を拒絶するよ
うに、バッファ回路構成要素がバッファを割り当てる請求項１、２、３、４また は５ に記載される経路設定装置。

【請求項７】 遅延公差の増加する順にストリームにランク付けしてバッフ
ァを割当て、類似する遅延公差損失のあるストリームを１つのグループに分類し
、グループごとにストリームのそのグループの総スループット、およびそのグル
ープ内の最も緊急なストリームの遅延公差を求め、遅延要件を満たすために使用
可能であることが必要とされる名目帯域幅を計算し、総必要帯域幅が使用可能な
帯域幅を越える場合に、分類されるストリームの構成を拒絶するように、バッフ
ァ回路構成要素がバッファを割り当てる、請求項１、２、３、４、５または６に
記載される経路設定装置。

【請求項８】 グループ数が所定数に制限される、請求項６または７に記載
される経路設定装置。

【請求項９】 データ伝送ネットワーク内のノードで動作するためのノード
装置であって、通信サービスの質を指定した２つまたは３つ以上のストリームが
、ノードを通して送られ、 データを受信するための入力と、 データを伝送するための出力と、 入力によって受信されるデータを伝送のための出力に向けるためのデータフロー
装置と、 指定された通信サービスの質を満たすために、データの一部を遅延させる、およ
び／またはデータの送出を阻止するように、データフロー装置の動作を制御する
ためのデータフロー制御装置と、 を備えるノード装置。

【請求項１０】 通信サービスの質が、最大損失レート、最小遅延および最
小スループットの３つ未満によって指定される、請求項９に記載されるノード装
置。

【請求項１１】 データフロー制御装置が、ノードおよび／または任意の関
連付けられたデータリンクの動作を模擬することにより、損失レート、遅延およ
びスループットの内の１つを概算することができる、請求項９または１０に記載
されるノード装置。

【請求項１２】 データフロー制御装置が、指定された通信サービスの質を
有する追加ストリームの影響を模擬することができる、請求項９、１０または１ １ に記載されるノード装置。

【請求項１３】 データフロー制御装置が、追加ストリームの影響を模擬し
、そのストリームに使用可能なサービスの質を示す１つまたは複数のパラメータ
を示すメッセージを生成することができる、請求項１２に記載されるノード装置
。

【請求項１４】 データフロー装置が、少なくとも２つのカテゴリのトラフ
ィックを区別するための手段を備える、請求項９、１０、１１、１２または１３ に記載されるノード装置。

【請求項１５】 データフロー装置が、再送の前にパケットを保持するため
のバッファを備える、請求項９、１０、１１、１２、１３または１４に記載され
るノード装置。

【請求項１６】 データフロー装置が、バッファ内のパケットの数があるし
きい値を超えるときに、１つのカテゴリに属するパケットを破棄するための手段
を備える、請求項１５に記載されるノード装置。

【請求項１７】 データフロー装置が、そのそれぞれが、前述されたカテゴ
リのいずれかからのトラフィックを含む少なくとも２つのクラスのトラフィック
をさらに区別するための手段を備える、請求項９、１０、１１、１２、１３、１ ４、１５または１６ に記載されるノード装置。

【請求項１８】 第１クラスに割り当てられたパケットが、第２クラスに割
り当てられたパケットに優先されるように、バッファ内に保持されるパケットの
再送をスケジューリングするためのスケジューリング手段を備える、請求項１５ または１６に記載されるノード装置。

【請求項１９】 予定作成手段が、カテゴリおよびクラスに対する受信され
たパケットの割り当てを変更するように応答する、請求項１８に記載されるノー
ド装置。

【請求項２０】 データフロー制御装置が、データフロー装置のしきい値を
設定するように動作可能である、請求項９、１０、１１、１２、１３、１４、１ ５、１６、１７、１８または１９ に記載されるノード装置。

【請求項２１】 データフロー制御装置が、カテゴリおよびクラスへの受信
されたパケットの割り当てを変更するように動作可能である、請求項９、１０、 １１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０ に記載され
るノード装置。

【請求項２２】 パケット伝送ネットワーク内のノードでストリームを送る
ための経路設定装置であって、各ストリームが、ネットワーク内での伝送中のそ
の許容可能な遅延および損失の確率に関して指定されたパラメータとともに伝送
され、 （ｉ）サービスの質のパラメータを備えるストリーム要求を受け取り、 （ｉｉ）それがこのノードを通って送られる場合に、ストリームのサービスの質
を模擬し、 （ｉｉｉ）ストリームがこのノードを通って送られる場合に、サービスの質の削
減を考慮して、サービスの質の受信されたパラメータを調整することによって、
サービスの質の調整されたパラメータを生成し、 （ｉｖ）調整されたパラメータが、ストリームのサービスの許容できない質を示
す場合にそのストリームを拒絶し、 （ｖ）調整されたパラメータが許容できる場合に、ネットワーク内の別のノード
に調整されたパラメータを伝送する ストリーム受入れ制御回路構成要素と、 を備える、経路設定装置。

【請求項２３】 サービスの質の前記パラメータが、最小遅延、最大損失レ
ート、および最小スループットのうちの少なくとも２つ、および／または遅延、
損失レートまたはスループットの変動レベルを含む、請求項２２に記載される経
路設定装置。

【請求項２４】 データ伝送ネットワーク内のノードでの動作のためのノー
ド装置であって、サービスの質要件を指定した２つまたは３つ以上のストリーム
が、ノードを通って送られてよく、 データを受信するための入力と、 データを伝送するための出力と、 入力によって受信されるデータを、伝送のための出力に向けるためのデータフロ
ー装置と、 を備え、前記ノードが 指定されたサービスの質を満たすために、データの一部を遅延させ、および／ま
たはデータの伝送を阻止するようにデータフロー装置の動作を制御するデータフ
ロー制御装置とを備えるノード装置。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ダビエス、ネイル、ジェームズ イギリス国、ビーエス41 ９エイチアール ブリストル、ロング アシュトン、チェ ストナット ロード 19 (72)発明者 ホリヤー、ジューディス、イヴォンヌ イギリス国、ビーエス８ ４ワイビー ブ リストル、ホットウェルズ、ロウンハム ミード 55 (72)発明者 トンプソン、ピーター、ウィリアム イギリス国、ビーエス８ ２ティーワイ ブリストル、クリフトン、ノーマントン ロード ５ (72)発明者 ブラッドレー、ジェレミー、トーマス イギリス国、ディーエイチ７ ９ワイエル ダーハム、ラングレイ パーク、ジョー ジ ストリート 20 (72)発明者 フランシス−コブレイ、パウリン、パトリ シア バルバドス国、セント ジェームズ、ウォ ーターホール テラス 103 Ｆターム(参考） 5K030 GA13 HA08 KA03 LC06 LC08

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 パケット伝送ネットワーク内のノードでストリームを送るた
   めの経路設定装置であって、そこでは各ストリームは、ネットワーク内でのその
   通信の損失および遅延に関して指定されるパラメータとともに伝送され、 経路設定装置によってすでに処理されている既存のストリームとともに、ストリ
   ームを受け入れるかまたは拒絶するかを決定するために、ストリーム要求を受け
   取り、 （ｉ）前記指定されたパラメータおよびネットワーク内で先行するノードですで
   に課された損失と遅延の値、または （ｉｉ）ネットワーク内で先行するノードですでに課された損失と遅延を考慮し
   て修正されるような前記指定されたパラメータと、 を読み取るためのストリーム受入れ制御回路構成要素と、 ストリーム要求が受け入れられた場合に、１つまたは複数のバッファーが前記ス
   トリームに割り当てられる複数のバッファを含むバッファ回路構成要素と、 ストリーム要求が受け入れられた場合に、 （ｉ）損失と遅延の修正された値とともにストリーム要求を、または （ｉｉ）ネットワーク内のこのノードおよび先行するノードで課された損失およ
   び遅延を考慮して修正されたパラメータとともにストリーム要求 を伝送するための、およびストリーム要求が拒絶された場合に失敗信号を返信す
   るための手段と、 を備える経路設定装置。 【請求項２】 ネットワーク内の別のノードからのストリーム失敗信号を検
   出するため、およびそれがそのストリームに割り当てていたバッファを開放する
   ための手段を備える、請求項１に記載される経路設定装置。 【請求項３】 ストリームを受け入れるか、または拒絶するかを決定するた
   めの意志決定手段を備える、請求項１または２に記載される経路設定装置。 【請求項４】 バッファ回路構成要素が、以下のモデル 【数１】に従ってバッファに割り当て、この場合Ｋ_maxは使用可能なバッファ割当の総量
   であり、ＫＢはトラフィックが受け入れられている量であり、Ｐは損失の所望さ
   れる確率であり、ρ_pはリソース競合のある場合に優先的な処理を与えられるト
   ラフィックの負荷である、任意の先行する請求項に記載された経路設定装置。 【請求項６】 前記損失が、それぞれのストリームの許容できる損失の指標
   であり、前記遅延がそれぞれのストリームの許容できる遅延の指標である、任意
   の先行する請求項に記載された経路設定装置。 【請求項７】 損失の大きさの順でストリームにランク付けし、バッファ割
   当の開始量を選択し、類似する損失のあるストリームを１つのグループに分類し
   、グループごとにストリームのそのグループの総目標スループットおよびそのグ
   ループ内の任意のストリームの最小欠落率を決定し、損失要件を保証するために
   必要とされるバッファ割当をグループごとに計算し、総必須バッファ割当量が使
   用可能なバッファ割当量を超えると、分類されたストリームの構成を拒絶するよ
   うに、バッファ回路構成要素がバッファを割り当てる、前記先行する請求項に記
   載される経路設定装置。 【請求項８】 遅延公差の増加する順にストリームにランク付けしてバッフ
   ァを割当て、類似する遅延公差損失のあるストリームを１つのグループに分類し
   、グループごとにストリームのそのグループの総スループット、およびそのグル
   ープ内の最も緊急なストリームの遅延公差を求め、遅延要件を満たすために使用
   可能であることが必要とされる名目帯域幅を計算し、総必要帯域幅が使用可能な
   帯域幅を越える場合に、分類されるストリームの構成を拒絶するように、バッフ
   ァ回路構成要素がバッファを割り当てる、請求項１から６のいずれかに記載され
   る経路設定装置。 【請求項９】 グループ数が所定数に制限される、請求項７または８に記載
   される経路設定装置。 【請求項１０】 データ伝送ネットワーク内のノードで動作するためのノー
   ド装置であって、通信サービスの質を指定した２つまたは３つ以上のストリーム
   が、ノードを通して送られ、 データを受信するための入力と、 データを伝送するための出力と、 入力によって受信されるデータを伝送のための出力に向けるためのデータフロー
   装置と、 指定された通信サービスの質を満たすために、データの一部を遅延させる、およ
   び／またはデータの送出を阻止するように、データフロー装置の動作を制御する
   ためのデータフロー制御装置と、 を備えるノード装置。 【請求項１１】 通信サービスの質が、最大損失レート、最小遅延および最
   小スループットの３つ未満によって指定される、請求項１０に記載されるノード
   装置。 【請求項１２】 データフロー制御装置が、ノードおよび／または任意の関
   連付けられたデータリンクの動作を模擬することにより、損失レート、遅延およ
   びスループットの内の１つを概算することができる、請求項１０または１１に記
   載されるノード装置。 【請求項１３】 データフロー制御装置が、指定された通信サービスの質を
   有する追加ストリームの影響を模擬することができる、請求項１１から１２のい
   ずれかに記載されるノード装置。 【請求項１４】 データフロー制御装置が、追加ストリームの影響を模擬し
   、そのストリームに使用可能なサービスの質を示す１つまたは複数のパラメータ
   を示すメッセージを生成することができる、請求項１３に記載されるノード装置
   。 【請求項１５】 データフロー装置が、少なくとも２つのカテゴリのトラフ
   ィックを区別するための手段を備える、請求項１０から１４のいずれかに記載さ
   れるノード装置。 【請求項１６】 データフロー装置が、再送の前にパケットを保持するため
   のバッファを備える、請求項１０から１５のいずれかに記載されるノード装置。 【請求項１７】 データフロー装置が、バッファ内のパケットの数がある閾
   値を超えるときに、１つのカテゴリに属するパケットを破棄するための手段を備
   える、請求項１６に記載されるノード装置。 【請求項１８】 データフロー装置が、そのそれぞれが、前述されたカテゴ
   リのいずれかからのトラフィックを含む少なくとも２つのクラスのトラフィック
   をさらに区別するための手段を備える、請求項１０から１７のいずれかに記載さ
   れるノード装置。 【請求項１９】 第１クラスに割り当てられたパケットが、第２クラスに割
   り当てられたパケットに優先されるように、バッファ内に保持されるパケットの
   再送をスケジュールするためのスケジュール手段を備える、請求項１６または１
   ７に記載されるノード装置。 【請求項２０】 予定作成手段が、カテゴリおよびクラスに対する受信され
   たパケットの割り当てを変更するように応答する、請求項１９に記載されるノー
   ド装置。 【請求項２１】 データフロー制御装置が、データフロー装置の閾値を設定
   するように動作可能である、請求項１０から２０のいずれかに記載されるノード
   装置。 【請求項２２】 データフロー制御装置が、カテゴリおよびクラスへの受信
   されたパケットの割り当てを変更するように動作可能である、請求項１０から２
   １のいずれかに記載されるノード装置。 【請求項２１】 パケット伝送ネットワーク内のノードでストリームを送る
   ための経路設定装置であって、各ストリームが、ネットワーク内での伝送中のそ
   の許容可能な遅延および損失の確率に関して指定されたパラメータとともに伝送
   され、 （ｉ）サービスの質のパラメータを備えるストリーム要求を受け取り、 （ｉｉ）それがこのノードを通って送られる場合に、ストリームのサービスの質
   を模擬し、 （ｉｉｉ）ストリームがこのノードを通って送られる場合に、サービスの質の削
   減を考慮して、サービスの質の受信されたパラメータを調整することによって、
   サービスの質の調整されたパラメータを生成し、 （ｉｖ）調整されたパラメータが、ストリームのサービスの許容できない質を示
   す場合にそのストリームを拒絶し、 （ｖ）調整されたパラメータが許容できる場合に、ネットワーク内の別のノード
   に調整されたパラメータを伝送する ストリーム受入れ制御回路構成要素と、 を備える、経路設定装置。 【請求項２２】 サービスの質の前記パラメータが、最小遅延、最大損失レ
   ート、および最小スループットのうちの少なくとも２つ、および／または遅延、
   損失レートまたはスループットの変動レベルを含む、請求項２１に記載される経
   路設定装置。 【請求項２３】 データ伝送ネットワーク内のノードでの動作のためのノー
   ド装置であって、サービスの質要件を指定した２つまたは３つ以上のストリーム
   が、ノードを通って送られてよく、 データを受信するための入力と、 データを伝送するための出力と、 入力によって受信されるデータを、伝送のための出力に向けるためのデータフロ
   ー装置と、 を備え、前記ノードが 指定されたサービスの質を満たすために、データの一部を遅延させ、および／ま
   たはデータの伝送を阻止するようにデータフロー装置の動作を制御するデータフ
   ロー制御装置とを備えるノード装置。