JP2003087316A - データ伝送方法 - Google Patents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ネットワーク輻輳を回避することができるデ
ータ伝送方法を提供することである。 【解決手段】 コンピュータ・ネットワークを介して、
特にインターネットを介して、顧客からデータを伝送す
る方法において、送信されるべきデータはパケットに、
特にＩＰパケットに、分割され、各パケットには少なく
とも２つの状態（イン、アウト）のうちの一つで印が付
けられる。その状態（イン、アウト）は、もし伝送中に
パケットが落とされるとすればどのパケットが最初に落
とされるかを決定し、高廃棄優先順位（アウト）の状態
でのパケットの印付けがランダム確率（ｐ）に基づく。
ータ伝送方法を提供することである。 【解決手段】 コンピュータ・ネットワークを介して、
特にインターネットを介して、顧客からデータを伝送す
る方法において、送信されるべきデータはパケットに、
特にＩＰパケットに、分割され、各パケットには少なく
とも２つの状態（イン、アウト）のうちの一つで印が付
けられる。その状態（イン、アウト）は、もし伝送中に
パケットが落とされるとすればどのパケットが最初に落
とされるかを決定し、高廃棄優先順位（アウト）の状態
でのパケットの印付けがランダム確率（ｐ）に基づく。
Description
【０００１】本発明は、コンピュータ・ネットワークを
介して、特に送られるべきデータがＩＰパケットに分割
されるインターネットを介して、顧客からのデータを伝
送する方法に関する。更に、各パケットには少なくとも
２つの状態（イン及びアウト）により印が付けられ、そ
の状態は、もし伝送中にネットワーク輻輳に起因してパ
ケットが落とされる（ドロップされる）場合、どのパケ
ットが最初に落とされるかを決定する。
介して、特に送られるべきデータがＩＰパケットに分割
されるインターネットを介して、顧客からのデータを伝
送する方法に関する。更に、各パケットには少なくとも
２つの状態（イン及びアウト）により印が付けられ、そ
の状態は、もし伝送中にネットワーク輻輳に起因してパ
ケットが落とされる（ドロップされる）場合、どのパケ
ットが最初に落とされるかを決定する。
【０００２】今日、コンピュータ・ネットワークを介し
て顧客からのデータを伝送する多様な方法がある。イン
ターネットを介して伝送されるべきデータは一般にパケ
ットに分割される。データは、ＩＰプロトコルを介して
伝送されるならば、インターネット・プロトコル（Ｉ
Ｐ）パケットに分割される。ネットワークを介してパケ
ットがスムーズに、即ち輻輳無しで、伝送されることを
保証するために、パケットは少なくとも２つの状態のう
ちの１つによって印が付けられる。これらの状態の目的
は、伝送中にパケットが落とされるとすれば、どのパケ
ットが最初に落とされどのパケットが最後に落とされる
かを決定することである。パケットの廃棄は、ネットワ
ーク輻輳に起因して生じる。この場合、高い廃棄優先順
位が印されているパケット（アウト・パケット）は最初
に捨てられ、低い廃棄優先順位が印されているパケット
（イン・パケット）は捨てられないという高い確率を有
する。
て顧客からのデータを伝送する多様な方法がある。イン
ターネットを介して伝送されるべきデータは一般にパケ
ットに分割される。データは、ＩＰプロトコルを介して
伝送されるならば、インターネット・プロトコル（Ｉ
Ｐ）パケットに分割される。ネットワークを介してパケ
ットがスムーズに、即ち輻輳無しで、伝送されることを
保証するために、パケットは少なくとも２つの状態のう
ちの１つによって印が付けられる。これらの状態の目的
は、伝送中にパケットが落とされるとすれば、どのパケ
ットが最初に落とされどのパケットが最後に落とされる
かを決定することである。パケットの廃棄は、ネットワ
ーク輻輳に起因して生じる。この場合、高い廃棄優先順
位が印されているパケット（アウト・パケット）は最初
に捨てられ、低い廃棄優先順位が印されているパケット
（イン・パケット）は捨てられないという高い確率を有
する。
【０００３】パケットは、ネットワークに入るときに、
即ち例えばインターネット・サービス・プロバイダ（Ｉ
ＳＰ）の端のノードで、印が付けられる。パケットに
は、例えばパケットのサイズが特定のバイト数より小さ
いか否かなど、それぞれのパケットが特定の条件に準拠
するか否か調べるアルゴリズムに従って、印が付けられ
る。この条件に準拠しないパケットには、パケットがネ
ットワーク輻輳の場合に最初に落とされる（アウト・パ
ケット）状態で印が付けられる。
即ち例えばインターネット・サービス・プロバイダ（Ｉ
ＳＰ）の端のノードで、印が付けられる。パケットに
は、例えばパケットのサイズが特定のバイト数より小さ
いか否かなど、それぞれのパケットが特定の条件に準拠
するか否か調べるアルゴリズムに従って、印が付けられ
る。この条件に準拠しないパケットには、パケットがネ
ットワーク輻輳の場合に最初に落とされる（アウト・パ
ケット）状態で印が付けられる。
【０００４】パケットに印を付ける前記のシステムは、
パケットが条件を満たさないならば高い廃棄優先順位の
状態で印を付けるだけであるので、特に問題である。普
通そうであるように、パケットが伝送中に割り当てられ
ている最大帯域幅を上回れば高い廃棄優先順位で印が付
けられるという条件をアルゴリズムが含んでいる場合に
は、特にそうである。このことは、顧客の割り当てられ
ている最大帯域幅を既に上回っているときには高い廃棄
優先順位で印が付けられているパケットが落とされると
いうことを意味する。パケットが準拠しないときにだけ
高い廃棄優先順位でパケットに印を付けることは、準拠
しないパケットを輻輳の場合に捨てることを可能にする
が、輻輳を防ぐことはできない。
パケットが条件を満たさないならば高い廃棄優先順位の
状態で印を付けるだけであるので、特に問題である。普
通そうであるように、パケットが伝送中に割り当てられ
ている最大帯域幅を上回れば高い廃棄優先順位で印が付
けられるという条件をアルゴリズムが含んでいる場合に
は、特にそうである。このことは、顧客の割り当てられ
ている最大帯域幅を既に上回っているときには高い廃棄
優先順位で印が付けられているパケットが落とされると
いうことを意味する。パケットが準拠しないときにだけ
高い廃棄優先順位でパケットに印を付けることは、準拠
しないパケットを輻輳の場合に捨てることを可能にする
が、輻輳を防ぐことはできない。
【０００５】本発明の目的は、端のルータにおいてパケ
ットに印を付ける方法を最適化するすることによって、
ネットワーク輻輳を回避することを目的とする、冒頭で
述べた種類のデータ伝送方法を提供することである。
ットに印を付ける方法を最適化するすることによって、
ネットワーク輻輳を回避することを目的とする、冒頭で
述べた種類のデータ伝送方法を提供することである。
【０００６】本発明によれば、この目的は、高廃棄優先
順位の状態でのパケットの印付けがランダム確率に基づ
くことを特徴とする請求項１の特徴を示すデータ伝送方
法により達成される。
順位の状態でのパケットの印付けがランダム確率に基づ
くことを特徴とする請求項１の特徴を示すデータ伝送方
法により達成される。
【０００７】本発明によれば、ランダム確率に基づいて
パケットに印を付けることにより、パケットは割り当て
られている最大帯域幅を上回っていないときに既に高廃
棄優先順位の状態で印を付けられることができる。従っ
て、パケットは、パケットの伝送中に割り当てられてい
る最大帯域幅を上回っていないときに早期に落とされる
こともあり得る。パケットがＴＣＰプロトコルによって
転送されるならば、早期のパケット廃棄はソースに伝送
速度（パケットがネットワークに送り込まれる速度）を
低下させ、これはネットワーク輻輳を予防することを可
能にする。これは、顧客がデータを送る帯域幅または顧
客の束ねたトラフィックを制御し最適化する非常に有利
で単純な方法を提供する。
パケットに印を付けることにより、パケットは割り当て
られている最大帯域幅を上回っていないときに既に高廃
棄優先順位の状態で印を付けられることができる。従っ
て、パケットは、パケットの伝送中に割り当てられてい
る最大帯域幅を上回っていないときに早期に落とされる
こともあり得る。パケットがＴＣＰプロトコルによって
転送されるならば、早期のパケット廃棄はソースに伝送
速度（パケットがネットワークに送り込まれる速度）を
低下させ、これはネットワーク輻輳を予防することを可
能にする。これは、顧客がデータを送る帯域幅または顧
客の束ねたトラフィックを制御し最適化する非常に有利
で単純な方法を提供する。
【０００８】特に有効な伝送を保証することに関して、
高廃棄優先順位でのパケットの印付けは、各顧客につい
て単一のランダム確率に基づき、それにより計算量を最
小限にする。
高廃棄優先順位でのパケットの印付けは、各顧客につい
て単一のランダム確率に基づき、それにより計算量を最
小限にする。
【０００９】ネットワークのノードはリンクにより互い
に接続される。複数の顧客が特に有線及び／又は無線接
続のリンクを共有することができる。この場合、各顧客
について、顧客が送るトラフィックを特徴づけるために
１つのランダム確率が使用される。本発明による方法
は、リンクでの総帯域幅を最大にしようと試みる既存の
方法とは異なって、各顧客が使用する帯域幅を最適化し
ようとする。換言すると、従来の方法では、他の顧客を
犠牲にして一人または複数の顧客が、自分が支払った分
よりも著しく大きい帯域幅を受け取るということがあり
得る。本発明による方法では、各顧客は自分が支払った
分の値に近い帯域幅を使用することができる。
に接続される。複数の顧客が特に有線及び／又は無線接
続のリンクを共有することができる。この場合、各顧客
について、顧客が送るトラフィックを特徴づけるために
１つのランダム確率が使用される。本発明による方法
は、リンクでの総帯域幅を最大にしようと試みる既存の
方法とは異なって、各顧客が使用する帯域幅を最適化し
ようとする。換言すると、従来の方法では、他の顧客を
犠牲にして一人または複数の顧客が、自分が支払った分
よりも著しく大きい帯域幅を受け取るということがあり
得る。本発明による方法では、各顧客は自分が支払った
分の値に近い帯域幅を使用することができる。
【００１０】リンクは最大帯域幅を有し、及び／又は顧
客にはデータ伝送のために最大の帯域幅が割り当てられ
る。割り当てられた最大帯域幅に基づく課金及び支払い
は特に簡単であるので、ＩＳＰ及び顧客に関してはこの
様なシナリオが良くある。
客にはデータ伝送のために最大の帯域幅が割り当てられ
る。割り当てられた最大帯域幅に基づく課金及び支払い
は特に簡単であるので、ＩＳＰ及び顧客に関してはこの
様なシナリオが良くある。
【００１１】パケットがネットワークに入るとき、その
パケットが準拠するか否か判定するために、即ち顧客に
より使用される帯域幅がその顧客が支払った分の値を上
回るか否か判定するために、一つの方法が適用される。
一定の契約へのパケットの準拠を査定するために使用さ
れる方法はポリサーと呼ばれる。もっとも一般的なポリ
サーは、トークン・バケットである。パケットがネット
ワークに入るとき、与えられたトークン・バケット・サ
イズによって特徴付けられるトークン・バケットは、顧
客が購入した帯域幅に対応する率で満たされる。トーク
ン・バケットのサイズ（深さとも呼ばれる）と割り当て
られた帯域幅とは、両方とも、一般にＩＳＰと顧客との
間の契約の一部分である。
パケットが準拠するか否か判定するために、即ち顧客に
より使用される帯域幅がその顧客が支払った分の値を上
回るか否か判定するために、一つの方法が適用される。
一定の契約へのパケットの準拠を査定するために使用さ
れる方法はポリサーと呼ばれる。もっとも一般的なポリ
サーは、トークン・バケットである。パケットがネット
ワークに入るとき、与えられたトークン・バケット・サ
イズによって特徴付けられるトークン・バケットは、顧
客が購入した帯域幅に対応する率で満たされる。トーク
ン・バケットのサイズ（深さとも呼ばれる）と割り当て
られた帯域幅とは、両方とも、一般にＩＳＰと顧客との
間の契約の一部分である。
【００１２】顧客からの与えられたサイズまたは長さの
パケットが端のノードで受信されるとき、パケット長さ
（バイト単位で測られる）がトークン・バケットのバイ
ト数、即ちトークン・バケット・オキュパンシー、を上
回っていれば高廃棄優先順位でそれに印が付けられる。
もしこのパケットのためにバケット内に充分なバイトが
あれば、それには低廃棄優先順位で印が付けられる。も
しパケットに低廃棄優先順位で印が付けられれば、パケ
ット長さに等しい数のバイトがトークン・バケットから
差し引かれる。もし高廃棄優先順位でパケットに印が付
けられれば、トークン・バケットからバイトは差し引か
れない。トークン・バケットが空ならば、全てのパケッ
トが高廃棄状態で印を付けられる。
パケットが端のノードで受信されるとき、パケット長さ
（バイト単位で測られる）がトークン・バケットのバイ
ト数、即ちトークン・バケット・オキュパンシー、を上
回っていれば高廃棄優先順位でそれに印が付けられる。
もしこのパケットのためにバケット内に充分なバイトが
あれば、それには低廃棄優先順位で印が付けられる。も
しパケットに低廃棄優先順位で印が付けられれば、パケ
ット長さに等しい数のバイトがトークン・バケットから
差し引かれる。もし高廃棄優先順位でパケットに印が付
けられれば、トークン・バケットからバイトは差し引か
れない。トークン・バケットが空ならば、全てのパケッ
トが高廃棄状態で印を付けられる。
【００１３】コア・ノードにおいて、全てのパケットが
その印（イン／アウト）に関わらず同じバッファーに入
れられる。このバッファーは、輻輳が生じた場合にアウ
ト・パケットが最初に落とされるように管理される。こ
の様にして、イン・パケットだけでは輻輳を生じさせな
いようにネットワークが構成されている限りはイン・パ
ケットが決して落とされないことが保証される。
その印（イン／アウト）に関わらず同じバッファーに入
れられる。このバッファーは、輻輳が生じた場合にアウ
ト・パケットが最初に落とされるように管理される。こ
の様にして、イン・パケットだけでは輻輳を生じさせな
いようにネットワークが構成されている限りはイン・パ
ケットが決して落とされないことが保証される。
【００１４】提案されている本発明は、標準的トークン
・バケットを次のように拡張する。パケットは、端のル
ータに到着すると、トークン・バケットに入る。もしパ
ケットのサイズがトークン・バケット内のバイト数を上
回っていなくても、パケットは（標準的トークン・バケ
ットの場合とは異なって）一定の確率で準拠していない
と印される（高廃棄優先順位）。ネットワークの輻輳の
場合には、このパケットはおそらく落とされるであろう
（以下、この廃棄を早期廃棄と称する）。本発明は、も
しパケットが伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）（特に伝送
制御プロトコル／インターネット・プロトコル、即ちＴ
ＣＰ／ＩＰ）により伝送されるならば、早期廃棄は重大
なレベルの輻輳が発生する前にソースが伝送を抑えるこ
とを可能にするという事実に基づいている。換言する
と、早期廃棄は多数のパケットが落とされる事態を防止
することになる。
・バケットを次のように拡張する。パケットは、端のル
ータに到着すると、トークン・バケットに入る。もしパ
ケットのサイズがトークン・バケット内のバイト数を上
回っていなくても、パケットは（標準的トークン・バケ
ットの場合とは異なって）一定の確率で準拠していない
と印される（高廃棄優先順位）。ネットワークの輻輳の
場合には、このパケットはおそらく落とされるであろう
（以下、この廃棄を早期廃棄と称する）。本発明は、も
しパケットが伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）（特に伝送
制御プロトコル／インターネット・プロトコル、即ちＴ
ＣＰ／ＩＰ）により伝送されるならば、早期廃棄は重大
なレベルの輻輳が発生する前にソースが伝送を抑えるこ
とを可能にするという事実に基づいている。換言する
と、早期廃棄は多数のパケットが落とされる事態を防止
することになる。
【００１５】非常に簡単な実施態様では、パケットはデ
ィフサーブ（ＤｉｆｆＳｅｒｖ）環境において転送され
ることができる。ディフサーブ（ディフサーブアーキテ
クチャとも称される。）はインターネットでサービス品
質（ＱｏＳ）を提供する（小規模から大規模まで）拡張
可能な方法である。拡張可能性は、端の方向へ複雑な機
能性を移動させると共に非常に簡単な機能性をコアに残
しておくことによって達成される。ＤｉｆｆＳｅｒｖで
は、パケットにネットワークの入り口でＤｉｆｆＳｅｒ
ｖコードポイント（ＤＳＣＰ）で印が付けられ、コアに
おいてはそれらのＤＳＣＰに応じてそれらに転送処理が
与えられる。各ＤＳＣＰはパーホップ挙動（Per-Hop Be
havior （ＰＨＢ））に対応する。
ィフサーブ（ＤｉｆｆＳｅｒｖ）環境において転送され
ることができる。ディフサーブ（ディフサーブアーキテ
クチャとも称される。）はインターネットでサービス品
質（ＱｏＳ）を提供する（小規模から大規模まで）拡張
可能な方法である。拡張可能性は、端の方向へ複雑な機
能性を移動させると共に非常に簡単な機能性をコアに残
しておくことによって達成される。ＤｉｆｆＳｅｒｖで
は、パケットにネットワークの入り口でＤｉｆｆＳｅｒ
ｖコードポイント（ＤＳＣＰ）で印が付けられ、コアに
おいてはそれらのＤＳＣＰに応じてそれらに転送処理が
与えられる。各ＤＳＣＰはパーホップ挙動（Per-Hop Be
havior （ＰＨＢ））に対応する。
【００１６】２グループのＰＨＢ、すなわち優先転送
（ＥＦ）ＰＨＢ及び保証付き転送（ＡＦ）ＰＨＢがこれ
までに定義されている。
（ＥＦ）ＰＨＢ及び保証付き転送（ＡＦ）ＰＨＢがこれ
までに定義されている。
【００１７】ディフサーブサービスを提供するサービス
・プロバイダ、特にＩＳＰは、一般に保証付き転送（Ａ
Ｆ）を用いてサービスを提供する。ＡＦでは、顧客のパ
ケットは、該顧客からの総トラフィックが、契約された
帯域幅、即ち割り当てられた最大帯域幅を上回らない限
り非常に高い確率で転送される。ネットワーク輻輳の場
合に、もし総トラフィックが割り当てられている最大帯
域幅を上回ると、顧客の準拠しないパケットは高い確率
で捨てられる。
・プロバイダ、特にＩＳＰは、一般に保証付き転送（Ａ
Ｆ）を用いてサービスを提供する。ＡＦでは、顧客のパ
ケットは、該顧客からの総トラフィックが、契約された
帯域幅、即ち割り当てられた最大帯域幅を上回らない限
り非常に高い確率で転送される。ネットワーク輻輳の場
合に、もし総トラフィックが割り当てられている最大帯
域幅を上回ると、顧客の準拠しないパケットは高い確率
で捨てられる。
【００１８】一般に、サービス・プロバイダによるデー
タ伝送についての課金は契約され割り当てられた最大帯
域幅に基づくので、顧客は割り当てられた最大帯域幅に
少なくとも等しい伝送速度を受けると期待する。実際に
は、ＴＣＰと共にＡＦを使用すると、平均総トラフィッ
クが割り当てられた最大帯域幅より著しく低いという結
果をもたらす。それは、パケットが落とされるときにＴ
ＣＰがそのトラフィックを減少させるからである。従っ
て、ＴＣＰとＡＦとを組み合わせると、もし割り当てら
れた最大帯域幅を上回れば常に前述の挙動が行われる結
果となる。場合によっては、この組み合わせは、全ての
顧客のＴＣＰソースの、全てがその送信速度を同時に低
下させるという同時（同期）挙動という結果をももたら
す。その結果として、顧客の送信速度が変動して、トラ
フィックが契約された帯域幅より著しく低くなるという
結果をもたらす。
タ伝送についての課金は契約され割り当てられた最大帯
域幅に基づくので、顧客は割り当てられた最大帯域幅に
少なくとも等しい伝送速度を受けると期待する。実際に
は、ＴＣＰと共にＡＦを使用すると、平均総トラフィッ
クが割り当てられた最大帯域幅より著しく低いという結
果をもたらす。それは、パケットが落とされるときにＴ
ＣＰがそのトラフィックを減少させるからである。従っ
て、ＴＣＰとＡＦとを組み合わせると、もし割り当てら
れた最大帯域幅を上回れば常に前述の挙動が行われる結
果となる。場合によっては、この組み合わせは、全ての
顧客のＴＣＰソースの、全てがその送信速度を同時に低
下させるという同時（同期）挙動という結果をももたら
す。その結果として、顧客の送信速度が変動して、トラ
フィックが契約された帯域幅より著しく低くなるという
結果をもたらす。
【００１９】ＤｉｆｆＳｅｒｖでは、前述したＡＦと組
み合わされたＴＣＰ伝送の挙動は非常に頻繁に観察され
る。送信速度がＣＩＲ（Committed Information Rate
（委託情報速度）、他には割り当てられた最大速度とも
称される）を上回ると、トークン・バケットは空になり
幾つかのパケットはアウトと印される。従って、この印
付けは、割り当てられた最大帯域幅を上回るとパケット
廃棄という結果をもたらす。
み合わされたＴＣＰ伝送の挙動は非常に頻繁に観察され
る。送信速度がＣＩＲ（Committed Information Rate
（委託情報速度）、他には割り当てられた最大速度とも
称される）を上回ると、トークン・バケットは空になり
幾つかのパケットはアウトと印される。従って、この印
付けは、割り当てられた最大帯域幅を上回るとパケット
廃棄という結果をもたらす。
【００２０】この印付けアルゴリズムは、３レベルの廃
棄優先順位に拡張されることができる。その様な解決策
は、特に高度にパケットを区別することを可能にする。
廃棄優先順位のレベルは如何なる数にも拡張されること
ができる。
棄優先順位に拡張されることができる。その様な解決策
は、特に高度にパケットを区別することを可能にする。
廃棄優先順位のレベルは如何なる数にも拡張されること
ができる。
【００２１】コア・ノードでは、全てのパケットが、そ
の印に関わらず、同じバッファーに入れられる。このバ
ッファーは、輻輳が生じた場合に高廃棄優先順位の印を
付されたパケットが最初に落とされるように管理され
る。高廃棄優先順位パケットが最初に落とされるように
バッファーを管理するために通常使用される１つのメカ
ニズムはＷＲＥＤ（Weighted Random Early Detection
（重み付きランダム早期検出））である。ＷＲＥＤは、
低廃棄優先順位で印を付けられたパケットだけではパケ
ット輻輳を生じさせないようにネットワークが構成され
ている限りは、これらのパケットが決して落とされない
ということを保証する。
の印に関わらず、同じバッファーに入れられる。このバ
ッファーは、輻輳が生じた場合に高廃棄優先順位の印を
付されたパケットが最初に落とされるように管理され
る。高廃棄優先順位パケットが最初に落とされるように
バッファーを管理するために通常使用される１つのメカ
ニズムはＷＲＥＤ（Weighted Random Early Detection
（重み付きランダム早期検出））である。ＷＲＥＤは、
低廃棄優先順位で印を付けられたパケットだけではパケ
ット輻輳を生じさせないようにネットワークが構成され
ている限りは、これらのパケットが決して落とされない
ということを保証する。
【００２２】ＴＣＰは、これらの廃棄に反応して、トラ
フィックを、割り当てられた最大帯域幅より低い値まで
減少させる。ＴＣＰは、それ以上のパケット廃棄を検出
しなければ、次のパケット廃棄が発生するまでトラフィ
ックを再び増大させる。その結果として、ＴＣＰの送信
速度は割り当てられた最大帯域幅と時には相当低い値と
の間で変動し、その結果として平均トラフィックは割り
当てられた最大帯域幅より低くなる。この挙動は、付加
的ランダム確率に基づいてパケットに印を付けることに
よって相当減少させられる。
フィックを、割り当てられた最大帯域幅より低い値まで
減少させる。ＴＣＰは、それ以上のパケット廃棄を検出
しなければ、次のパケット廃棄が発生するまでトラフィ
ックを再び増大させる。その結果として、ＴＣＰの送信
速度は割り当てられた最大帯域幅と時には相当低い値と
の間で変動し、その結果として平均トラフィックは割り
当てられた最大帯域幅より低くなる。この挙動は、付加
的ランダム確率に基づいてパケットに印を付けることに
よって相当減少させられる。
【００２３】総トラフィックを最適化するために、与え
られたとき（ステップ）におけるランダム確率は、以下
の数１３に示される数式で表すことができる。
られたとき（ステップ）におけるランダム確率は、以下
の数１３に示される数式で表すことができる。
【００２４】
【数１３】
ここでｐｏｌｄ及びｂｏｌｄは前のステップ（前の更新
時）にそれぞれｐ及びｂが持った値である。次のステッ
プを評価するために、ｐｏｌｄはｐに等しくセットされ
なければならず、ｂｏｌｄはｂに等しくセットされなけ
ればならない。ｂｒｅｆは、望まれるトークン・バケッ
ト・オキュパンシー、即ちトラフィックを安定させるた
めにその値に調整したい制御ループの値である。
時）にそれぞれｐ及びｂが持った値である。次のステッ
プを評価するために、ｐｏｌｄはｐに等しくセットされ
なければならず、ｂｏｌｄはｂに等しくセットされなけ
ればならない。ｂｒｅｆは、望まれるトークン・バケッ
ト・オキュパンシー、即ちトラフィックを安定させるた
めにその値に調整したい制御ループの値である。
【００２５】パケットがトークン・バケットに入るたび
毎に、この確率は０と１との間に一様に分布された乱数
と比較される。もし該確率がその乱数より大きければ、
そのパケットは高廃棄優先順位で印を付けられる。
毎に、この確率は０と１との間に一様に分布された乱数
と比較される。もし該確率がその乱数より大きければ、
そのパケットは高廃棄優先順位で印を付けられる。
【００２６】トークン・バケット・オキュパンシーを安
定させるとき、ＴＣＰウィンドウのサイズの変化は、以
下の数１４に示された数式で表すことができる。
定させるとき、ＴＣＰウィンドウのサイズの変化は、以
下の数１４に示された数式で表すことができる。
【００２７】
【数１４】
トークン・バケット・オキュパンシーの値の変化は、以
下の数１５に示された数式で表すことができる。
下の数１５に示された数式で表すことができる。
【００２８】
【数１５】
ここでＷ（ｔ）はＴＣＰウィンドウのサイズであり、Ｒ
（Ｔ）は往復遅延時間（ＲＴＴ）であり、Ｎ（ｔ）は顧
客のＴＣＰソースの数であり、Ｃは割り当てられた最大
帯域幅（他の場所ではＣＩＲとも称される）である。
（Ｔ）は往復遅延時間（ＲＴＴ）であり、Ｎ（ｔ）は顧
客のＴＣＰソースの数であり、Ｃは割り当てられた最大
帯域幅（他の場所ではＣＩＲとも称される）である。
【００２９】トークン・バケット・オキュパンシーを安
定させるために、一定の往復遅延時間Ｒ０及び／又は一
定のＴＣＰソース数Ｎを仮定して、操作点におけるＴＣ
Ｐウィンドウ・サイズ及び／又はトークン・バケット・
オキュパンシーの値の変化を以下の数１６、数１７に示
される数式で線形化することができる。
定させるために、一定の往復遅延時間Ｒ０及び／又は一
定のＴＣＰソース数Ｎを仮定して、操作点におけるＴＣ
Ｐウィンドウ・サイズ及び／又はトークン・バケット・
オキュパンシーの値の変化を以下の数１６、数１７に示
される数式で線形化することができる。
【００３０】
【数１６】
【数１７】
操作点（ｗ０、ｂ０、ｐ０）は、以下の数１８に示され
る数式を満たすような条件を課すことによって決定され
る。ＴＣＰソースの数についてはＮ（ｔ）＝Ｎ、往復遅
延時間についてはＲ（ｔ）＝Ｒ０ 、即ちそれらは定数で
あると仮定する。
る数式を満たすような条件を課すことによって決定され
る。ＴＣＰソースの数についてはＮ（ｔ）＝Ｎ、往復遅
延時間についてはＲ（ｔ）＝Ｒ０ 、即ちそれらは定数で
あると仮定する。
【００３１】
【数１８】
以下の数１９に示される条件を仮定すると、制御ループ
の伝達関数は、以下の数２０に示される数式で表すこと
ができる。この伝達関数は、上記の微分方程式に対して
ラプラス変換を実行することによって得られる。
の伝達関数は、以下の数２０に示される数式で表すこと
ができる。この伝達関数は、上記の微分方程式に対して
ラプラス変換を実行することによって得られる。
【００３２】
【数１９】
【数２０】
非常に有利な実施態様では、トークン・バケット・オキ
ュパンシーはコントローラにより、特に以下の数２１に
示される数式を満たすようなＰＩコントローラにより安
定化されることができる。ラプラス変換を実行すること
により得られたＣ（ｓ）の値を伴うＰＩコントローラ
は、最大入力過渡と高いセットリングタイムとを有する
が、オフセットは有さない。従って、ＰＩコントローラ
はトークン・バケット・オキュパンシーを安定させるの
に良く適している。
ュパンシーはコントローラにより、特に以下の数２１に
示される数式を満たすようなＰＩコントローラにより安
定化されることができる。ラプラス変換を実行すること
により得られたＣ（ｓ）の値を伴うＰＩコントローラ
は、最大入力過渡と高いセットリングタイムとを有する
が、オフセットは有さない。従って、ＰＩコントローラ
はトークン・バケット・オキュパンシーを安定させるの
に良く適している。
【００３３】
【数２１】
開ループの伝達関数は以下の数２２に示される数式のよ
うに表される。
うに表される。
【００３４】
【数２２】
ＴＣＰソースの数についてＮ≧Ｎ−、往復遅延時間（Ｒ
ＴＴ）について Ｒ０≦Ｒ＋という範囲を仮定すると、
目的は線形制御ループを安定させる定数Ｋ及びｚの値を
選択することである。
ＴＴ）について Ｒ０≦Ｒ＋という範囲を仮定すると、
目的は線形制御ループを安定させる定数Ｋ及びｚの値を
選択することである。
【００３５】この目的のために、ＴＣＰ時定数より大き
い制御システム定数を選択することができ、該コントロ
ーラについてのゼロ点は、以下の数２３に示される数式
を満たすように選択され得る。
い制御システム定数を選択することができ、該コントロ
ーラについてのゼロ点は、以下の数２３に示される数式
を満たすように選択され得る。
【００３６】
【数２３】
上記選択の理論的根拠はコントローラに閉ループ挙動を
支配させることであり、ここで制御定数は１／ωｇにニ
アリーイコールであり、ＴＣＰ時定数は以下の数２４に
示される値として定義される。
支配させることであり、ここで制御定数は１／ωｇにニ
アリーイコールであり、ＴＣＰ時定数は以下の数２４に
示される値として定義される。
【００３７】
【数２４】
ナイキスト安定判別法を実施すると、システムは以下の
数２５に示されるＫ値に対するωｇで安定する。
数２５に示されるＫ値に対するωｇで安定する。
【００３８】
【数２５】
ナイキスト安定判別による基準は、ωｇについてシステ
ムが安定である時を定義する。方程式｜Ｌ（ｊωｇ）｜
＝０．１を課すことにより、Ｋについての値を得る。
ムが安定である時を定義する。方程式｜Ｌ（ｊωｇ）｜
＝０．１を課すことにより、Ｋについての値を得る。
【００３９】位相差についての方程式を計算することに
より、以下の数２６に示される数式が得られる。
より、以下の数２６に示される数式が得られる。
【００４０】
【数２６】
従って、ループはこれらの値について安定である。
【００４１】ラプラス領域からｚ領域への変換、好まし
くは双一次変換、を実行することにより、以下の数２７
に示される数式を満たすｋ１値及びｋ２値が得られる。
くは双一次変換、を実行することにより、以下の数２７
に示される数式を満たすｋ１値及びｋ２値が得られる。
【００４２】
【数２７】
ここでＫはコントローラにおける利得であり、ωｇはシ
ステムの周波数領域である。Ｔは、例えば到着間時間と
して定義されるサンプリング時間であり、これは逆最大
帯域幅１／ＣＩＲに等しい、即ち顧客は自身が契約した
最大帯域幅で送信する。
ステムの周波数領域である。Ｔは、例えば到着間時間と
して定義されるサンプリング時間であり、これは逆最大
帯域幅１／ＣＩＲに等しい、即ち顧客は自身が契約した
最大帯域幅で送信する。
【００４３】本発明を応用し更に発展させるいろいろな
有利な方法がある。この目的のために、本発明の請求項
と、図面を参照しての本発明に係る方法の好ましい実施
態様についての記述を参照のこと。図面を参照しての好
ましい実施態様についての記述は、該教示の一般的に好
ましい実施態様も含む。
有利な方法がある。この目的のために、本発明の請求項
と、図面を参照しての本発明に係る方法の好ましい実施
態様についての記述を参照のこと。図面を参照しての好
ましい実施態様についての記述は、該教示の一般的に好
ましい実施態様も含む。
【００４４】図１は、パケットがＡＦ及びＷＲＥＤでＰ
ＨＢを介して送られるＤｉｆｆＳｅｒｖ環境で二人の顧
客Ｃ１及びＣ２がＩＳＰを介して顧客Ｄ１及びＤ２にデ
ータを送るシナリオ例を示している。Ｃ１及びＣ２は、
それらのＩＳＰと１０Ｍｂｐｓの割り当てられた最大帯
域幅（ＣＩＲ）を協定している。更に、顧客Ｃ１及びＣ
２は、２０ｍｓ（Ｃ１）及び１００ｍｓｅｃ（Ｃ２）の
ＲＴＴで、２０Ｍｂｐｓの最大帯域幅のリンクを共有し
て、共に２０ＴＣＰフローを各々送信する。
ＨＢを介して送られるＤｉｆｆＳｅｒｖ環境で二人の顧
客Ｃ１及びＣ２がＩＳＰを介して顧客Ｄ１及びＤ２にデ
ータを送るシナリオ例を示している。Ｃ１及びＣ２は、
それらのＩＳＰと１０Ｍｂｐｓの割り当てられた最大帯
域幅（ＣＩＲ）を協定している。更に、顧客Ｃ１及びＣ
２は、２０ｍｓ（Ｃ１）及び１００ｍｓｅｃ（Ｃ２）の
ＲＴＴで、２０Ｍｂｐｓの最大帯域幅のリンクを共有し
て、共に２０ＴＣＰフローを各々送信する。
【００４５】シミュレーション結果によると、この模範
的実施態様では、顧客Ｃ１及びＣ２のトラフィックはラ
ンダム確率に基づく付加的な印付け方式無しで既知のト
ークン・バケット・アルゴリズムを使用するとき、各々
９．８３Ｍｂｐｓ及び８．３２Ｍｂｐｓである。顧客Ｃ
２のトラフィックは１０Ｍｂｐｓの割り当てられた最大
帯域幅ＣＩＲより相当低いことに注意されたい。
的実施態様では、顧客Ｃ１及びＣ２のトラフィックはラ
ンダム確率に基づく付加的な印付け方式無しで既知のト
ークン・バケット・アルゴリズムを使用するとき、各々
９．８３Ｍｂｐｓ及び８．３２Ｍｂｐｓである。顧客Ｃ
２のトラフィックは１０Ｍｂｐｓの割り当てられた最大
帯域幅ＣＩＲより相当低いことに注意されたい。
【００４６】図２は、既知のトークン・バケット・アル
ゴリズムの概略図を示している。このアルゴリズムによ
り、実際の帯域幅が割り当てられた最大帯域幅、ＣＩＲ
と比較される。パケットがＩＳＰのネットワークに入る
とき、サイズＢのトークン・バケットが割り当てられた
最大帯域幅ＣＩＲにより明示される速度で満たされる。
トークン・バケット・サイズＢ及び割り当てられた最大
帯域幅ＣＩＲは共にＩＳＰと顧客Ｃ１及びＣ２との間に
それぞれ契約されたものの一部分である。
ゴリズムの概略図を示している。このアルゴリズムによ
り、実際の帯域幅が割り当てられた最大帯域幅、ＣＩＲ
と比較される。パケットがＩＳＰのネットワークに入る
とき、サイズＢのトークン・バケットが割り当てられた
最大帯域幅ＣＩＲにより明示される速度で満たされる。
トークン・バケット・サイズＢ及び割り当てられた最大
帯域幅ＣＩＲは共にＩＳＰと顧客Ｃ１及びＣ２との間に
それぞれ契約されたものの一部分である。
【００４７】長さＬのパケットがトークン・バケットに
入るとき、それは、もしトークン・バケット・オキュパ
ンシーｂが必要なバイトより少ないバイトを有するなら
ば、アウトと印される（即ち、高廃棄優先順位で印を付
けられる）。もしこのパケットのために充分なバイトが
あれば、それにはインという印が付けられる、即ち低廃
棄優先順位で印が付けられる。イン印付けの場合、パケ
ット長さＬに等しい数のバイトがトークン・バケット・
オキュパンシーｂから差し引かれる。トークン・バケッ
ト・オキュパンシーｂが充分なバイトを持っていないた
めにアウトという印がパケットに付けられたならば、ト
ークン・バケット・オキュパンシーｂから何も差し引か
れない。
入るとき、それは、もしトークン・バケット・オキュパ
ンシーｂが必要なバイトより少ないバイトを有するなら
ば、アウトと印される（即ち、高廃棄優先順位で印を付
けられる）。もしこのパケットのために充分なバイトが
あれば、それにはインという印が付けられる、即ち低廃
棄優先順位で印が付けられる。イン印付けの場合、パケ
ット長さＬに等しい数のバイトがトークン・バケット・
オキュパンシーｂから差し引かれる。トークン・バケッ
ト・オキュパンシーｂが充分なバイトを持っていないた
めにアウトという印がパケットに付けられたならば、ト
ークン・バケット・オキュパンシーｂから何も差し引か
れない。
【００４８】図３はパケットが図２に示されているトー
クン・バケット・オキュパンシー・アルゴリズムのみに
基づいて印が付けられる場合、顧客Ｃ２についてのトー
クン・バケット・オキュパンシーｂを描いている。該プ
ロットは束ねられたＴＣＰトラフィックの振動する挙動
を示している。トークン・バケットが空になるとき、そ
れはＴＣＰトラフィックがその速度を割り当てられた最
大帯域幅ＣＩＲより高めているからである。輻輳の場
合、高廃棄優先順位で印を付けられているパケット（ア
ウト・パケット）は落とされる。図３は、ＴＣＰがその
廃棄に反応してその速度を相当低下させることを明らか
に示している。この時点で、トークン・バケットは再び
フィルアップを開始する、即ちトークン・バケット・オ
キュパンシーｂが増大する。ＴＣＰがその速度を再びＣ
ＩＲより高くなるとトークン・バケット・オキュパンシ
ーｂが再び減少する。バケットが満杯である間、顧客Ｃ
２は割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲより低い速度で送
信する。
クン・バケット・オキュパンシー・アルゴリズムのみに
基づいて印が付けられる場合、顧客Ｃ２についてのトー
クン・バケット・オキュパンシーｂを描いている。該プ
ロットは束ねられたＴＣＰトラフィックの振動する挙動
を示している。トークン・バケットが空になるとき、そ
れはＴＣＰトラフィックがその速度を割り当てられた最
大帯域幅ＣＩＲより高めているからである。輻輳の場
合、高廃棄優先順位で印を付けられているパケット（ア
ウト・パケット）は落とされる。図３は、ＴＣＰがその
廃棄に反応してその速度を相当低下させることを明らか
に示している。この時点で、トークン・バケットは再び
フィルアップを開始する、即ちトークン・バケット・オ
キュパンシーｂが増大する。ＴＣＰがその速度を再びＣ
ＩＲより高くなるとトークン・バケット・オキュパンシ
ーｂが再び減少する。バケットが満杯である間、顧客Ｃ
２は割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲより低い速度で送
信する。
【００４９】図４において、流れ図は発明された方法に
よるパケットの印付けを示している。パケットがネット
ワークに入るとき、図２のトークン・バケット・アルゴ
リズムは始めに該パケットが割り当てられた最大帯域幅
ＣＩＲ以内かどうか調べる。この目的のために、パケッ
トの長さＬはトークン・バケット・オキュパンシーｂと
比較される（ステップＳ１０１）。もしパケットの長さ
Ｌの値がトークン・バケット・オキュパンシーｂの値よ
り大きければ（ステップＳ１０１でｎｏ）、該パケット
にはアウトという印が付けられる。もしトークン・バケ
ット・オキュパンシーｂが充分なバイトを持っていれば
（ステップＳ１０１でｙｅｓ）、該パケットがインと印
されるかアウトと印されるかをランダム確率ｐが決定す
る。もし確率ｐが０と１との間に一様に分布する乱数ｕ
より大きければ（ステップＳ１０２でｙｅｓ）、該パケ
ットにはアウトという印が付けられ；さもなければ（ス
テップＳ１０２でｎｏ）、それにインという印が付けら
れる。もしトークン・バケットが空ならば、ランダム確
率ｐに関わらず全てのパケットにアウトという印が付け
られる。
よるパケットの印付けを示している。パケットがネット
ワークに入るとき、図２のトークン・バケット・アルゴ
リズムは始めに該パケットが割り当てられた最大帯域幅
ＣＩＲ以内かどうか調べる。この目的のために、パケッ
トの長さＬはトークン・バケット・オキュパンシーｂと
比較される（ステップＳ１０１）。もしパケットの長さ
Ｌの値がトークン・バケット・オキュパンシーｂの値よ
り大きければ（ステップＳ１０１でｎｏ）、該パケット
にはアウトという印が付けられる。もしトークン・バケ
ット・オキュパンシーｂが充分なバイトを持っていれば
（ステップＳ１０１でｙｅｓ）、該パケットがインと印
されるかアウトと印されるかをランダム確率ｐが決定す
る。もし確率ｐが０と１との間に一様に分布する乱数ｕ
より大きければ（ステップＳ１０２でｙｅｓ）、該パケ
ットにはアウトという印が付けられ；さもなければ（ス
テップＳ１０２でｎｏ）、それにインという印が付けら
れる。もしトークン・バケットが空ならば、ランダム確
率ｐに関わらず全てのパケットにアウトという印が付け
られる。
【００５０】トークン・バケット・オキュパンシーｂを
安定させるという問題は、ランダム確率ｐに基づく付加
的な印付け方式により達成されることができる。トーク
ン・バケット・オキュパンシーｂを安定させるという問
題は、以下の数２８に示すように、トークン・バケット
・オキュパンシーの時間微分
安定させるという問題は、ランダム確率ｐに基づく付加
的な印付け方式により達成されることができる。トーク
ン・バケット・オキュパンシーｂを安定させるという問
題は、以下の数２８に示すように、トークン・バケット
・オキュパンシーの時間微分
【外３】
を０に等しくすることとして表現される。
【００５１】
【数２８】
ここでトークン・バケット・オキュパンシーｂは０より
大きくてトークン・バケット・サイズＢより小さく、ｂ
はトークン・バケット・オキュパンシーであり、Ｂはバ
ケット・サイズであり、ｒ（ｔ）は顧客の送信速度であ
り、ＣＩＲは顧客の契約された最大帯域幅である。
大きくてトークン・バケット・サイズＢより小さく、ｂ
はトークン・バケット・オキュパンシーであり、Ｂはバ
ケット・サイズであり、ｒ（ｔ）は顧客の送信速度であ
り、ＣＩＲは顧客の契約された最大帯域幅である。
【００５２】バッファー・オキュパンシーを安定させる
問題（キューイング・システムにおける）はアクティブ
・キュー・マネージメント（ＡＱＭ）の環境下において
広く研究されている。上記のトークン・バケット・オキ
ュパンシーｂを安定させる問題は、速度ｒ（ｔ）で満た
されるサイズＢ及びキャパシティーＣ（ＣＩＲに等し
い）のキューのオキュパンシーｑを安定させるという問
題に変換することができる。一定の伝送遅延と、全ての
アウト・パケットが落とされるということとを仮定する
と、この２つの問題は実際上同等であり、それは変数の
変更（ｑ＝Ｂ−ｂ）で容易に分かる。
問題（キューイング・システムにおける）はアクティブ
・キュー・マネージメント（ＡＱＭ）の環境下において
広く研究されている。上記のトークン・バケット・オキ
ュパンシーｂを安定させる問題は、速度ｒ（ｔ）で満た
されるサイズＢ及びキャパシティーＣ（ＣＩＲに等し
い）のキューのオキュパンシーｑを安定させるという問
題に変換することができる。一定の伝送遅延と、全ての
アウト・パケットが落とされるということとを仮定する
と、この２つの問題は実際上同等であり、それは変数の
変更（ｑ＝Ｂ−ｂ）で容易に分かる。
【００５３】これらの方式は細部では異なるけれども、
アーキテクチャのレベルでは同様である。それらは、バ
ッファー・オキュパンシーの増減を監視して、このデー
タを、入ってくるパケットについて廃棄確率を得るため
のアルゴリズムで処理する。いろいろなＡＱＭ方式は、
基本的には、廃棄確率を得るために使用されるアルゴリ
ズムにおいて異なる。
アーキテクチャのレベルでは同様である。それらは、バ
ッファー・オキュパンシーの増減を監視して、このデー
タを、入ってくるパケットについて廃棄確率を得るため
のアルゴリズムで処理する。いろいろなＡＱＭ方式は、
基本的には、廃棄確率を得るために使用されるアルゴリ
ズムにおいて異なる。
【００５４】入ってくる全てのパケットについて確率ｐ
は以下の数２９に示される数式にて計算される。
は以下の数２９に示される数式にて計算される。
【００５５】
【数２９】
ここでｐｏｌｄ及びｂｏｌｄはそれぞれｐ及びｂが前の
ステップ（前の更新時）に持った値である。次のステッ
プを評価するために、ｐｏｌｄはｐに、ｂｏｌ ｄはｂに
等しくセットされなければならない。ｂｒｅｆは、それ
に調整したい所望のトークン・バケット・オキュパンシ
ーである。アウトという印を付けるとき、トークン・バ
ケットから何も差し引かれないということに注意された
い。
ステップ（前の更新時）に持った値である。次のステッ
プを評価するために、ｐｏｌｄはｐに、ｂｏｌ ｄはｂに
等しくセットされなければならない。ｂｒｅｆは、それ
に調整したい所望のトークン・バケット・オキュパンシ
ーである。アウトという印を付けるとき、トークン・バ
ケットから何も差し引かれないということに注意された
い。
【００５６】トークン・バケット・オキュパンシーｂの
安定性はパラメータｋ１及びｋ２による。従って、ｋ１
及びｋ２の選択は、性能目的を達成するための鍵であ
る。図５はトークン・バケット・オキュパンシーｂを安
定させる線形化された制御ループのブロック図を示して
おり、これに基づいてｋ１及びｋ２は既に説明されたア
ルゴリズムに従って計算される。
安定性はパラメータｋ１及びｋ２による。従って、ｋ１
及びｋ２の選択は、性能目的を達成するための鍵であ
る。図５はトークン・バケット・オキュパンシーｂを安
定させる線形化された制御ループのブロック図を示して
おり、これに基づいてｋ１及びｋ２は既に説明されたア
ルゴリズムに従って計算される。
【００５７】図６は、発明された方法に従って、即ちラ
ンダム確率ｐを使用することによって、データが伝送さ
れる場合における顧客Ｃ２のトークン・バケット・オキ
ュパンシーｂを描いている。トークン・バケット・オキ
ュパンシーは約ｂｒｅｆ＝０．７５Ｂの値で安定する。
この場合に顧客Ｃ２により得られる総トラフィックは
９．６５Ｍｂｐｓであり、これは、第１のシミュレーシ
ョンで得られる８．３２Ｍｂｐｓより遙かに割り当てら
れた最大帯域幅に近い。図６では、図３と比べて、トー
クン・バケットが満杯になっている時間間隔は相当短い
ことに注意されたい。
ンダム確率ｐを使用することによって、データが伝送さ
れる場合における顧客Ｃ２のトークン・バケット・オキ
ュパンシーｂを描いている。トークン・バケット・オキ
ュパンシーは約ｂｒｅｆ＝０．７５Ｂの値で安定する。
この場合に顧客Ｃ２により得られる総トラフィックは
９．６５Ｍｂｐｓであり、これは、第１のシミュレーシ
ョンで得られる８．３２Ｍｂｐｓより遙かに割り当てら
れた最大帯域幅に近い。図６では、図３と比べて、トー
クン・バケットが満杯になっている時間間隔は相当短い
ことに注意されたい。
【００５８】割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲになるべ
く近いスループットを提供する目的は、トークン・バケ
ット・オキュパンシーｂを基準値ｂｒｅｆのあたりに安
定させることであると再公式化されることができる。こ
の特定の代表的実施態様ではｂｒｅｆは下記の数３０に
示されるとおりである。
く近いスループットを提供する目的は、トークン・バケ
ット・オキュパンシーｂを基準値ｂｒｅｆのあたりに安
定させることであると再公式化されることができる。こ
の特定の代表的実施態様ではｂｒｅｆは下記の数３０に
示されるとおりである。
【００５９】
【数３０】
一定の最大限でないトークン・バケット・オキュパンシ
ーｂは、割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲにほぼ等しい
イン・パケットの送信速度を暗に意味する。イン・パケ
ットが落とされることは殆どなさそうなので、これは割
り当てられた最大帯域幅ＣＩＲにほぼ等しいスループッ
トに通じる。
ーｂは、割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲにほぼ等しい
イン・パケットの送信速度を暗に意味する。イン・パケ
ットが落とされることは殆どなさそうなので、これは割
り当てられた最大帯域幅ＣＩＲにほぼ等しいスループッ
トに通じる。
【００６０】従って本発明の方法は、ランダム確率ｐに
基づくアウト印付けを介して来るべき輻輳をＴＣＰソー
スに早期に知らせることに依拠する。この様にして、本
発明の方法はＣ１及びＣ２それぞれのＴＣＰソース間の
同期化を回避し、その結果として、契約されたスループ
ットの利用を良好にすると共に、顧客Ｃ１及びＣ２が異
なるＣＩＲを契約している場合に総帯域幅を良好に分布
させる。その結果として、顧客Ｃ１とＣ２とが高度に公
平となる。
基づくアウト印付けを介して来るべき輻輳をＴＣＰソー
スに早期に知らせることに依拠する。この様にして、本
発明の方法はＣ１及びＣ２それぞれのＴＣＰソース間の
同期化を回避し、その結果として、契約されたスループ
ットの利用を良好にすると共に、顧客Ｃ１及びＣ２が異
なるＣＩＲを契約している場合に総帯域幅を良好に分布
させる。その結果として、顧客Ｃ１とＣ２とが高度に公
平となる。
【００６１】本発明の方法の主な利点の一つは、単純で
あることである。各アクティブ接続の状態を保つ代わり
に、本発明の方法は単に各トークン・バケットについて
少数の付加的な固定されたパラメータ及び可変パラメー
タを必要とするだけである。もう一つの特別の利点は、
その構成が顧客のトラフィックに関する具体的な知識を
必要とはせず、ＴＣＰセッションの数についての下限と
往復遅延時間（ＲＴＴ）についての上限とを必要とする
だけであることである。
あることである。各アクティブ接続の状態を保つ代わり
に、本発明の方法は単に各トークン・バケットについて
少数の付加的な固定されたパラメータ及び可変パラメー
タを必要とするだけである。もう一つの特別の利点は、
その構成が顧客のトラフィックに関する具体的な知識を
必要とはせず、ＴＣＰセッションの数についての下限と
往復遅延時間（ＲＴＴ）についての上限とを必要とする
だけであることである。
【００６２】以下では、本発明の教示を更に説明するた
めに幾つかのシミュレーション・シナリオとその結果と
を説明する。トークン・バケットとＷＲＥＤキューとを
使用するＤｉｆｆＳｅｒｖ環境を仮定し続ける。この様
なシナリオは多くのシミュレートされたシナリオにおい
て同意されたＣＩＲを提供するのに非常に効率が良いこ
とが判明している。
めに幾つかのシミュレーション・シナリオとその結果と
を説明する。トークン・バケットとＷＲＥＤキューとを
使用するＤｉｆｆＳｅｒｖ環境を仮定し続ける。この様
なシナリオは多くのシミュレートされたシナリオにおい
て同意されたＣＩＲを提供するのに非常に効率が良いこ
とが判明している。
【００６３】しかし、実際上興味ある幾つかの場合に、
その様な従来アーキテクチャはＴＣＰフロー制御メカニ
ズムの故に公平の問題を解決することはできない。ラン
ダム確率を用いることにより、結果を著しく改善するこ
とができる。本シミュレーション・シナリオでは、ＷＲ
ＥＤメカニズムにおけるトラフィックを適合させるため
の廃棄スレショルド（しきい値）はイン・パケット廃棄
を回避する値にセットされる。その上、アウトと印され
ているパケットについての最大スレショルドＯＵＴ
ｍａｘは１０に等しい。最後に、本発明に係る方法のシ
ミュレーションのために、システムが早期印付けにより
速く反応するように、ＡＱＭメカニズムについてのその
時点でのキュー長さが考慮される。シミュレーションは
ｎｓ−２を使って行われた。
その様な従来アーキテクチャはＴＣＰフロー制御メカニ
ズムの故に公平の問題を解決することはできない。ラン
ダム確率を用いることにより、結果を著しく改善するこ
とができる。本シミュレーション・シナリオでは、ＷＲ
ＥＤメカニズムにおけるトラフィックを適合させるため
の廃棄スレショルド（しきい値）はイン・パケット廃棄
を回避する値にセットされる。その上、アウトと印され
ているパケットについての最大スレショルドＯＵＴ
ｍａｘは１０に等しい。最後に、本発明に係る方法のシ
ミュレーションのために、システムが早期印付けにより
速く反応するように、ＡＱＭメカニズムについてのその
時点でのキュー長さが考慮される。シミュレーションは
ｎｓ−２を使って行われた。
【００６４】以下において、始めに幾つかの不均一なシ
ナリオを考察することにより得た幾つかのシミュレーシ
ョン結果を示す。始めの３つのシナリオでは、完全に加
入されたリンク、即ちＣＩＲの合計がボトルネック容量
に等しいことを仮定した。対照的に、第４のシナリオで
はリンクが部分的にのみ加入されたときの挙動を探求し
た。提案された印付け方式の性能をいろいろなパラメー
タの関数として査定して本項を終える。全てのシミュレ
ーションはＴＣＰリーノー（TCP Reno)を用いて行われ
た。
ナリオを考察することにより得た幾つかのシミュレーシ
ョン結果を示す。始めの３つのシナリオでは、完全に加
入されたリンク、即ちＣＩＲの合計がボトルネック容量
に等しいことを仮定した。対照的に、第４のシナリオで
はリンクが部分的にのみ加入されたときの挙動を探求し
た。提案された印付け方式の性能をいろいろなパラメー
タの関数として査定して本項を終える。全てのシミュレ
ーションはＴＣＰリーノー（TCP Reno)を用いて行われ
た。
【００６５】第１のシナリオは図７に描かれ、以下の表
１によって記述されている。アクセス・リンクは遅延も
パケット廃棄ももたらさない。無応答ユーザー・データ
グラム・プロトコル（ＵＤＰ）トラフィックは、ＴＣＰ
フローと相互に作用し合うときに公平の問題を引き起こ
すということが知られている。従って、このシナリオ
で、ＴＣＰのみのフローまたはＴＣＰ及びＵＤＰの混合
トラフィックを送信する顧客同士の相互作用を調べる。
ＵＤＰトラフィックをモデル化するために、各々１．５
Ｍｂｐｓで送信する定ビットレート（ＣＢＲ）フローを
考察した。この場合ＵＤＰ速度は同意されたＣＩＲの７
５％になる。
１によって記述されている。アクセス・リンクは遅延も
パケット廃棄ももたらさない。無応答ユーザー・データ
グラム・プロトコル（ＵＤＰ）トラフィックは、ＴＣＰ
フローと相互に作用し合うときに公平の問題を引き起こ
すということが知られている。従って、このシナリオ
で、ＴＣＰのみのフローまたはＴＣＰ及びＵＤＰの混合
トラフィックを送信する顧客同士の相互作用を調べる。
ＵＤＰトラフィックをモデル化するために、各々１．５
Ｍｂｐｓで送信する定ビットレート（ＣＢＲ）フローを
考察した。この場合ＵＤＰ速度は同意されたＣＩＲの７
５％になる。
【００６６】
【表１】
表１は、この試験のために選択した幾つかのセッティン
グを伝えると共に、終わりの２つのコラムにおいて標準
方法及び本発明の方法についてのトラフィックに関する
結果をそれぞれ示している。表１は、ランダム確率ｐの
使用は顧客がＴＣＰフローを送信して総帯域幅のうちの
より大きな部分を取るのを助けることを示している。特
に、小さなＲＴＴを特徴とするＣ１は同意されたＣＩＲ
を達成するのに対してＣ２は、標準方法により許される
８０％とは対照的に、その９０％以上を得る。
グを伝えると共に、終わりの２つのコラムにおいて標準
方法及び本発明の方法についてのトラフィックに関する
結果をそれぞれ示している。表１は、ランダム確率ｐの
使用は顧客がＴＣＰフローを送信して総帯域幅のうちの
より大きな部分を取るのを助けることを示している。特
に、小さなＲＴＴを特徴とするＣ１は同意されたＣＩＲ
を達成するのに対してＣ２は、標準方法により許される
８０％とは対照的に、その９０％以上を得る。
【００６７】第２のシナリオでは、割り当てられた最大
帯域幅ＣＩＲについて不均一な値を仮定する。いろいろ
な顧客が割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲについて雑多
な値を契約するときにも公平問題が発生する。実際、低
いＣＩＲ値を特徴とする顧客は、同意されたＣＩＲを達
成する上で有利である。次のシナリオはこの挙動の例で
ある。ボトルネック・リンク速度は２２Ｍｂｐｓに等し
くセットされる。以下の表２は、考察される場合におい
て、本発明の方法が総リンク利用を１５％以上改善する
ことを可能にすると共に特に顕著に公平な帯域幅分配を
もたらすことを示している。
帯域幅ＣＩＲについて不均一な値を仮定する。いろいろ
な顧客が割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲについて雑多
な値を契約するときにも公平問題が発生する。実際、低
いＣＩＲ値を特徴とする顧客は、同意されたＣＩＲを達
成する上で有利である。次のシナリオはこの挙動の例で
ある。ボトルネック・リンク速度は２２Ｍｂｐｓに等し
くセットされる。以下の表２は、考察される場合におい
て、本発明の方法が総リンク利用を１５％以上改善する
ことを可能にすると共に特に顕著に公平な帯域幅分配を
もたらすことを示している。
【００６８】
【表２】
第３のシミュレーション・シナリオでは、顧客の数の影
響を調べる。顧客及びフローの数が大きな値に増える
と、標準的トークン・バケットが使用されるときでも多
重化利得はリンク利用及び帯域幅分配を良好にする明確
な効果を有する。ボトルネック・リンク速度は１００Ｍ
ｂｐｓに等しくセットされる。以下の表３において、こ
れを確証するシミュレーション結果を示す。しかし、こ
の場合にも、本発明の方法は全体としての性能を僅かに
改善する。
響を調べる。顧客及びフローの数が大きな値に増える
と、標準的トークン・バケットが使用されるときでも多
重化利得はリンク利用及び帯域幅分配を良好にする明確
な効果を有する。ボトルネック・リンク速度は１００Ｍ
ｂｐｓに等しくセットされる。以下の表３において、こ
れを確証するシミュレーション結果を示す。しかし、こ
の場合にも、本発明の方法は全体としての性能を僅かに
改善する。
【００６９】
【表３】
第４のシミュレーションでは、帯域に余裕のあるリンク
（under-subscribed link)におけるＴＣＰフローだけま
たはＵＤＰフローだけを有する顧客同士の相互作用を調
べる。５３Ｍｂｐｓのリンク速度を考察したが、以下の
数３１に示される値（７５％加入リンク）であった。Ｃ
３及びＣ４は共に各々１．５Ｍｂｐｓの速度で１０個の
ＣＢＲフローを送信する、即ちその送信速度はＣＩＲよ
り僅かに大きい。
（under-subscribed link)におけるＴＣＰフローだけま
たはＵＤＰフローだけを有する顧客同士の相互作用を調
べる。５３Ｍｂｐｓのリンク速度を考察したが、以下の
数３１に示される値（７５％加入リンク）であった。Ｃ
３及びＣ４は共に各々１．５Ｍｂｐｓの速度で１０個の
ＣＢＲフローを送信する、即ちその送信速度はＣＩＲよ
り僅かに大きい。
【００７０】
【数３１】
以下の表４は、ＴＣＰが超過の帯域幅のうちの標準的ア
プローチと比べて顕著に高い部分を得ることを本発明の
方法が可能にするということを示している。これは、小
さなＲＴＴを有するＣ１などの意欲的なＴＣＰ顧客につ
いて特に当てはまり、一方、割合に少数のデータフロー
と大きなＲＴＴと（それぞれ１０及び１００ｍｓ）を有
するＣ２は割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲを達成でき
るに過ぎない。
プローチと比べて顕著に高い部分を得ることを本発明の
方法が可能にするということを示している。これは、小
さなＲＴＴを有するＣ１などの意欲的なＴＣＰ顧客につ
いて特に当てはまり、一方、割合に少数のデータフロー
と大きなＲＴＴと（それぞれ１０及び１００ｍｓ）を有
するＣ２は割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲを達成でき
るに過ぎない。
【００７１】
【表４】
次に、本発明により与えられる利益を顧客の数の関数と
して調べる。この目的のために、第３のシナリオについ
て実施されたセッティングを考察した。Ｃ１及びＣ２に
よりそれぞれ達成されるスループットを顧客の総数の関
数として査定した。顧客Ｃ１は低いＲＴＴと多数のデー
タフローとを特徴とし、従って顧客は割り当てられた最
大帯域幅ＣＩＲを大いに達成しそうである。逆にＣ２は
大きなＲＴＴと割合に少数のフローとを有し、従って顧
客は帯域幅分配に関しては不利な立場に置かれる。この
シミュレーションでは、常にｎ人の顧客を有するシナリ
オについて表３における始めのｎ人の顧客を考察した。
して調べる。この目的のために、第３のシナリオについ
て実施されたセッティングを考察した。Ｃ１及びＣ２に
よりそれぞれ達成されるスループットを顧客の総数の関
数として査定した。顧客Ｃ１は低いＲＴＴと多数のデー
タフローとを特徴とし、従って顧客は割り当てられた最
大帯域幅ＣＩＲを大いに達成しそうである。逆にＣ２は
大きなＲＴＴと割合に少数のフローとを有し、従って顧
客は帯域幅分配に関しては不利な立場に置かれる。この
シミュレーションでは、常にｎ人の顧客を有するシナリ
オについて表３における始めのｎ人の顧客を考察した。
【００７２】図８において、本発明の方法と標準的トー
クン・バケットとを使用するときにＣ１及びＣ２により
得られるスループットを比較する。本発明の方法は常に
最善の性能を達成することを可能にする。しかし、最も
顕著な改善は顧客の総数が８未満であるときに顧客Ｃ２
により達成される。本発明の方法を使用することによ
り、顧客Ｃ２は常に割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲの
少なくとも９０％を得、一方標準的トークン・バケット
は顧客の総数が少ないときにはそれをかなり不利にす
る。後者の場合はＩＳＰアクセス・リンクでは概して一
般的である。
クン・バケットとを使用するときにＣ１及びＣ２により
得られるスループットを比較する。本発明の方法は常に
最善の性能を達成することを可能にする。しかし、最も
顕著な改善は顧客の総数が８未満であるときに顧客Ｃ２
により達成される。本発明の方法を使用することによ
り、顧客Ｃ２は常に割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲの
少なくとも９０％を得、一方標準的トークン・バケット
は顧客の総数が少ないときにはそれをかなり不利にす
る。後者の場合はＩＳＰアクセス・リンクでは概して一
般的である。
【００７３】更に、第３のシミュレーションについて総
リンク利用率も評価した。結果は図９で報告されてい
る。本発明の方法による改善は顕著である。
リンク利用率も評価した。結果は図９で報告されてい
る。本発明の方法による改善は顕著である。
【００７４】今、数ユニット（例えば家庭ユーザーな
ど）の程度の、顧客あたりに少数のフローの効果を考察
する。特に、比較的に少数のフローを送信する一人の顧
客を除いて各々１０個のフローを送信する１０人の顧客
を有するシナリオの性能を分析する。全ての顧客に１０
ＭｂｐｓのＣＩＲが割り当てられ、ＲＴＴはいろいろな
顧客につき２０及び１００ｍｓの間でまちまちであり、
ボトルネック速度リンクは１００Ｍｂｐｓに等しい。
ど）の程度の、顧客あたりに少数のフローの効果を考察
する。特に、比較的に少数のフローを送信する一人の顧
客を除いて各々１０個のフローを送信する１０人の顧客
を有するシナリオの性能を分析する。全ての顧客に１０
ＭｂｐｓのＣＩＲが割り当てられ、ＲＴＴはいろいろな
顧客につき２０及び１００ｍｓの間でまちまちであり、
ボトルネック速度リンクは１００Ｍｂｐｓに等しい。
【００７５】少数のフローを送信する顧客について、本
発明の方法を使用するとき標準的トークン・バケットと
比べて、達成されるスループットをフローの数の関数と
して評価する。結果は図１０で報告されている。期待通
りに、フローの数が少ないときには、得られるスループ
ットは割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲより相当少な
い。しかし、本発明の方法を使用することにより、関連
のある改善を認める。このシミュレーションでは、５個
のフローを送信することにより、顧客は既に割り当てら
れた最大帯域幅ＣＩＲを得るが、早期印付けが行われな
いときには達成されるスループットは依然として割り当
てられた最大帯域幅ＣＩＲより１０％低い。
発明の方法を使用するとき標準的トークン・バケットと
比べて、達成されるスループットをフローの数の関数と
して評価する。結果は図１０で報告されている。期待通
りに、フローの数が少ないときには、得られるスループ
ットは割り当てられた最大帯域幅ＣＩＲより相当少な
い。しかし、本発明の方法を使用することにより、関連
のある改善を認める。このシミュレーションでは、５個
のフローを送信することにより、顧客は既に割り当てら
れた最大帯域幅ＣＩＲを得るが、早期印付けが行われな
いときには達成されるスループットは依然として割り当
てられた最大帯域幅ＣＩＲより１０％低い。
【００７６】本発明の付加的な有利な実施態様に関し
て、反復を避けるために、本解説の一般項とこの請求項
とを参照されたい。
て、反復を避けるために、本解説の一般項とこの請求項
とを参照されたい。
【００７７】最後に、上記の模範的な実施態様は請求さ
れている教示を説明するために役立つに過ぎず、模範的
実施態様には限定されない。
れている教示を説明するために役立つに過ぎず、模範的
実施態様には限定されない。
【００７８】尚、以下に、本詳細な説明中に使用された
符号とその意味について列挙する。 ｂ：トークン・バケット・オキュパンシー ｂｏｌｄ：旧トークン・バケット・オキュパンシー ｂｒｅｆ：トークン・バケット・オキュパンシーをそれ
に調整したいところの値 Ｂ：トークン・バケットのサイズ ＣＩＲ：割り当てられた最大帯域幅 Ｃ１、Ｃ２・・・Ｃ１０：顧客（送信者） Ｄ１、Ｄ２：顧客（受信者） イン：低廃棄優先順位の状態 Ｋ：コントローラにおける利得 Ｌ：パケット長さ Ｎ：ＴＣＰソースの数 アウト：高廃棄優先順位の状態 ｐ：確率 ｐｏｌｄ：旧確率 Ｒ、ＲＴＴ：往復遅延時間 ｕ：均一に分布する乱数 Ｗ：ＴＣＰウィンドウのサイズ ｚ：コントローラのゼロ点 ωｇ：最大周波数 ＡＦ：保証付き転送 ＡＱＭ：アクティブ・キュー・マネージメント ＣＢＲ：定ビットレート ＤｉｆｆＳｅｒｖ：ディフサーブ ＤＳＣＰ：ディフサーブサービス・コードポイント ＩＰ：インターネット・プロトコル ＩＳＰ：インターネット・サービス・プロバイダ ＰＨＢ：パーホップ挙動 ＱｏＳ：サービス品質 ＴＣＰ：伝送制御プロトコル ＷＲＥＤ：重み付きランダム早期検出
符号とその意味について列挙する。 ｂ：トークン・バケット・オキュパンシー ｂｏｌｄ：旧トークン・バケット・オキュパンシー ｂｒｅｆ：トークン・バケット・オキュパンシーをそれ
に調整したいところの値 Ｂ：トークン・バケットのサイズ ＣＩＲ：割り当てられた最大帯域幅 Ｃ１、Ｃ２・・・Ｃ１０：顧客（送信者） Ｄ１、Ｄ２：顧客（受信者） イン：低廃棄優先順位の状態 Ｋ：コントローラにおける利得 Ｌ：パケット長さ Ｎ：ＴＣＰソースの数 アウト：高廃棄優先順位の状態 ｐ：確率 ｐｏｌｄ：旧確率 Ｒ、ＲＴＴ：往復遅延時間 ｕ：均一に分布する乱数 Ｗ：ＴＣＰウィンドウのサイズ ｚ：コントローラのゼロ点 ωｇ：最大周波数 ＡＦ：保証付き転送 ＡＱＭ：アクティブ・キュー・マネージメント ＣＢＲ：定ビットレート ＤｉｆｆＳｅｒｖ：ディフサーブ ＤＳＣＰ：ディフサーブサービス・コードポイント ＩＰ：インターネット・プロトコル ＩＳＰ：インターネット・サービス・プロバイダ ＰＨＢ：パーホップ挙動 ＱｏＳ：サービス品質 ＴＣＰ：伝送制御プロトコル ＷＲＥＤ：重み付きランダム早期検出
【図１】既知の方法と発明された方法とによるデータの
送信の模範的実施態様を示した図である。
送信の模範的実施態様を示した図である。
【図２】既知のトークン・バケット・アルゴリズムの大
要を示した図である。
要を示した図である。
【図３】ランダム確率無しでの既知の方法による送信に
おけるトークン・バケット・オキュパンシーを時間の関
数として示したグラフである。
おけるトークン・バケット・オキュパンシーを時間の関
数として示したグラフである。
【図４】発明された方法によるパケットの印付けを示す
略流れ図である。
略流れ図である。
【図５】トークン・バケット・オキュパンシーを安定さ
せる線形化された制御ループの略ブロック図である。
せる線形化された制御ループの略ブロック図である。
【図６】発明された方法によるデータの送信におけるト
ークン・バケット・オキュパンシーを時間の関数として
示したグラフである。
ークン・バケット・オキュパンシーを時間の関数として
示したグラフである。
【図７】既知の方法と発明された方法とのデータ送信の
付加的な模範的実施態様を示した図である。
付加的な模範的実施態様を示した図である。
【図８】発明された方法と比べて既知の方法を使用する
ときの顧客数の関数として達成されるスループットを示
したグラフである。
ときの顧客数の関数として達成されるスループットを示
したグラフである。
【図９】発明された方法と比べて既知の方法を使用する
ときの顧客数の関数として達成される総リンク利用を示
したグラフである。
ときの顧客数の関数として達成される総リンク利用を示
したグラフである。
【図１０】発明された方法と比べて既知の方法を使用す
るときのＴＣＰデータフローの数の関数として達成され
るスループットを示したグラフである。
るときのＴＣＰデータフローの数の関数として達成され
るスループットを示したグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 アルバート バンクス
ドイツ共和国，69115 ハイデルベルク,
アデナウアー プラッツ ６，エヌイーシ
ー ヨーロッパ リミテッド内
Ｆターム(参考） 5K030 GA13 HA08 HB17 JA05 KA03
LA03 LC03 LC13 LE17 MB02
MB09
Claims (28)
- 【請求項１】 コンピュータ・ネットワークを介して、
特にインターネットを介して、顧客（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ
３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０）か
らデータを伝送する方法であって、この方法では送信さ
れるべきデータはパケットに、特にＩＰパケットに分割
され、前記各パケットには少なくとも２つの状態（イ
ン、アウト）のうちの一つで印が付けられ、その状態
は、もし伝送中にパケットが落とされるとすればどのパ
ケットが最初に落とされるかを決定し、高廃棄優先順位
（アウト）の状態でのパケットの印付けがランダム確率
（ｐ）に基づくことを特徴とするデータ伝送方法。 - 【請求項２】 前記高廃棄優先順位（アウト）でのパケ
ットの印付けは単一のランダム確率（ｐ）に基づくこと
を特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。 - 【請求項３】 前記ランダム確率（ｐ）は各顧客（Ｃ
１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ
９、Ｃ１０）のトラフィックについて測定されることを
特徴とする請求項１又は２に記載のデータ伝送方法。 - 【請求項４】 該ネットワークのコンピュータは互いに
結合（リンク）されることを特徴とする請求項１〜３の
いずれか一つに記載のデータ伝送方法。 - 【請求項５】 数人の顧客（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、
Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０）がリンクの少
なくとも一部分を、特に有線及び無線接続の少なくとも
一つを共有することを特徴とする請求項４に記載のデー
タ伝送方法。 - 【請求項６】 データ伝送の目的でリンクは最大帯域幅
を有し、顧客には割り当てられた最大帯域幅（ＣＩＲ）
が提供されていることを特徴とする請求項４又は５に記
載のデータ伝送方法。 - 【請求項７】 前記顧客（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ
５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０）のトラフィック
が測定されることを特徴とする請求項６に記載のデータ
伝送方法。 - 【請求項８】 伝送中に、前記顧客（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ
３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０）に
割り当てられた最大帯域幅（ＣＩＲ）を越えたとき、も
しくは接続の最大帯域幅がパケットを伝送するに充分で
ないときのいずれか少なくとも一方のとき、前記パケッ
トが落とされることを特徴とする請求項６又は７に記載
のデータ伝送方法。 - 【請求項９】 パケットの印付けは現在の帯域幅と割り
当てられた最大帯域幅（ＣＩＲ）との比較に基づくこと
を特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載のデー
タ伝送方法。 - 【請求項１０】 現在の帯域幅と割り当てられた最大帯
域幅（ＣＩＲ）との比較はトークン・バケットに基づく
ことを特徴とする請求項９に記載のデータ伝送方法。 - 【請求項１１】 現在の帯域幅が割り当てられた最大帯
域幅（ＣＩＲ）より高い場合に、前記パケットに前記高
廃棄優先順位で印が付けられることを特徴とする請求項
６〜１０のいずれか一つに記載のデータ伝送方法。 - 【請求項１２】 データの送信はＴＣＰ輸送プロトコル
を介して、特にＴＣＰ／ＩＰを介して、行われることを
特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のデー
タ伝送方法。 - 【請求項１３】 前記パケットはＤｉｆｆＳｅｒｖ環境
で、好ましくはＰＨＢを介して、特にＷＲＥＤによる保
証付き転送（ＡＦ）で、転送されることを特徴とする請
求項１〜１２のいずれか一つに記載のデータ伝送方法。 - 【請求項１４】 前記印付けは２つの状態により行われ
ることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記
載のデータ伝送方法。 - 【請求項１５】 与えられたステップでの確率（ｐ）
は、以下の数１に示される数式のように表現され、 【数１】 次のステップにおいてｐｏｌｄはｐに等しくセットされ
ｂｏｌｄはｂに等しくセットされることを特徴とする請
求項１〜４のいずれか一つに記載のデータ伝送方法。 - 【請求項１６】 確率（ｐ）は、０と１との間に一様に
分布された乱数（ｕ）と比較されることを特徴とする請
求項１〜１５のいずれか一つに記載のデータ伝送方法。 - 【請求項１７】 確率（ｐ）が乱数（ｕ）より大きい場
合に、前記パケットは前記高廃棄優先順位（アウト）で
印を付けられることを特徴とする請求項１６に記載のデ
ータ伝送方法。 - 【請求項１８】 前記パケットは、好ましくはコア・ノ
ードに割り当てられたバッファーに入れられることを特
徴とする請求項１〜１７のいずれか一つに記載のデータ
伝送方法。 - 【請求項１９】 伝送中におけるパケット輻輳の場合
に、前記高廃棄優先順位（アウト）で印が付けられてい
るパケットは捨てられることを特徴とする請求項１〜１
８のいずれか一つに記載のデータ伝送方法。 - 【請求項２０】 ＴＣＰウィンドウのサイズ（ 【外１】 ）の変化は、以下の数２に示される数式のように表現さ
れることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一つに
記載のデータ伝送方法。 【数２】 - 【請求項２１】 トークン・バケット・オキュパンシー
（ 【外２】 ）の変化は、以下の数３に示される数式のように表現さ
れることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一つに
記載のデータ伝送方法。 【数３】 - 【請求項２２】 ＴＣＰウィンドウ・サイズ（Ｗ）及び
トークン・バケット・オキュパンシー（ｂ）の少なくと
も一つの変化は、以下の数４及び数５に示される数式で
決定される操作点で、好ましくは一定の往復遅延時間
（ＲＴＴ）及びＴＣＰソースの一定数（Ｎ）の少なくと
も一つで線形化されることを特徴とする請求項２０又は
２１に記載のデータ伝送方法。 【数４】 【数５】 - 【請求項２３】 以下の数６に示されるように１／Ｒ０
がＮ／Ｒ０ ２Ｃよりも著しく大きいと仮定して、 【数６】 伝達関数は以下の数７に示される数式のように表すこと
ができることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一
つに記載のデータ伝送方法。 【数７】 - 【請求項２４】 トークン・バケット・オキュパンシー
（ｂ）は、コントローラ、特に、以下の数８に示された
数式を満たすＰＩコントローラによって、 【数８】 安定させられることを特徴とする請求項１〜２３のいず
れか一つに記載のデータ伝送方法。 - 【請求項２５】 制御システム定数はＴＣＰ時定数より
大きな値にセットされ、特にコントローラのゼロ点は、
コントローラに閉ループの挙動を支配させるために、以
下の数９に示される数式を満たすようにセットされるこ
とを特徴とする請求項２４に記載のデータ伝送方法。 【数９】 - 【請求項２６】 特にナイキスト判定法を用いることに
よりコントローラにおける利得（Ｋ）は以下の数１０に
示されるような数式を満たすようにセットされることを
特徴とする請求項２４又は２５に記載のデータ伝送方
法。 【数１０】 - 【請求項２７】 ｋ１は、好ましくは以下の数１１に示
される数式を満たすような双線形変換（bilinear trans
formation）により、 【数１１】 計算されることを特徴とする請求項１５、２５、又は２
６に記載のデータ伝送方法。 - 【請求項２８】 ｋ２は、好ましくは以下の数１２に示
される数式を満たすような双線形変換（bilinear trans
formation）により計算されることを特徴とする請求項
１５、２５、２６、又は２７に記載のデータ伝送方法。 【数１２】
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| DE10209705 | 2002-03-06 | ||
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|---|---|---|---|
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