JP2540231B2 - デ―タ伝送資源割当て方法およびデ―タ通信網接続用端末アダプタ - Google Patents

デ―タ伝送資源割当て方法およびデ―タ通信網接続用端末アダプタ

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    • H04L2012/5632Bandwidth allocation

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、データ通信網において過剰トラヒックを制
御する方法および装置に関する。
〔従来の技術〕
広帯域統合サービス・デジタル網(B−ISDN)のよう
な広帯域通信網、およびIEEE802.6に基づいたメトロポ
リタン地域(都市内)通信網(MAN)においては、一般
に高帯域ファイバ光学系を用いて高速端末装置の間で大
量の高速データが伝送される。B−ISDN網は、ANSI(19
89年)発行の文書T1S1.1/89−200である「ISDNの広い見
方−T1S1技術小委員会(Broad Aspect of ISDN−T1S1 T
echnical Subcommittee)」に説明があり、802.6通信網
は、IEEE802.6作業グループにより1989年6月23日に準
備された「プロジェクト802−企業内および都市内の通
信網規格案(Project 802−Local and Metropolitan Ar
ea Networks Proposed Standard)」に説明されてい
る。データは、CCITT基準によって規定された非同期転
送モード(ATM)プロトコルを用いて転送される。この
プロトコルに特有の性質は、帯域幅が動的に与えられる
ことである。このような通信網では、コンピュータのよ
うな端末装置、企業内通信網、コンピュータの周辺機
器、およびバス拡張プロセッサまたは周辺機器は、一般
に、B−ISDN交換網とインタフェースをとる端末アダプ
タに接続される。ATMを用いた通信網では、データ・フ
レームからなる分割ブロックまたは分割セルが発端端末
アダプタから受端端末アダプタへと転送される。
この種の通信網の問題点は、各発端端末アダプタの出
力が、そのアダプタをB−ISDN網に接続している光ファ
イバの帯域幅に制限される一方、いくつかの発端端末ア
ダプタが、いつなんどき特定の受端端末アダプタに集中
的に負荷を生成しないとも限らず、そうなれば、その受
端アダプタは、その受端の光ファイバ・チャネルの伝送
能力を上回る量のデータの受信端となることである。こ
の場合、その過剰なデータは、網内で一時的にバッファ
される。通信網バッファは高価であるため、望ましいよ
うに大きさが制限されている。しかし、僅かな期間の後
に、過剰なデータ・セルは、ただ失われてしまうだけで
ある。このデータ・セルの損失により、さらに問題が生
じる。失われたデータ・セルは、さらに長いメッセージ
の一部として再送信する必要があるからである。結果と
して、ごく短い期間でない限り過負荷が集中すると、B
−ISDN網の過負荷は拡大する。再送信は、さらなる過負
荷の原因となるだけでなく、通信網の過負荷の持続時間
も増大させ、さらに、発端端末と受端端末との間のメッ
セージの到達時間も遅らせることにより働きをかなり低
下させてしまう。
〔発明の概要〕
本発明の原理に従えば、前記の問題は解決し、技術の
進歩が遂げられる。本発明においては、データ通信網へ
の入口手段および出口手段における帯域幅の全部または
一部が、メッセージが送信される前に、データ・メッセ
ージの伝送のために割り当てられる。入口手段は、メッ
セージを送信する端末に接続され、出口手段は、メッセ
ージを受信する端末に接続される。例示する実施例で
は、入口コントローラと出口コントローラとの間でデー
タ・メッセージまたは一連のメッセージを送る前に、そ
のデータ・メッセージの伝送に必要とされる帯域の量が
効率的に決定され、次に、それだけの量の帯域が入口コ
ントローラおよび出口コントローラにおいて利用可能か
否かが判断され、利用可能であれば、そのように帯域が
割り当てられる。入口および出口のコントローラは、入
口手段および出口手段にそれぞれ接続された端末アダプ
タである。出口の、即ち受端の端末アダプタに帯域割り
当て要求メッセージを送る動作は、入口の、即ち発端の
端末アダプタの出て行くポートにその帯域が割り当てら
れた後に起こる。そのような帯域が、発端および受端の
端末アダプタで利用できる場合、その帯域が、受端端末
アダプタにおいて割り当てられると、発端および受端の
端末が、それぞれの端末の間で、それぞれのメッセージ
・データ格納用バッファを介してデータを転送すること
ができるようになる。発端端末アダプタが、発端端末ア
ダプタでも受端端末アダプタでも利用できない帯域を要
求した場合、その要求は、発端端末アダプタ内部の要求
リストに記憶される。
発端アダプタにおける帯域の利用可能性は、その発端
アダプタ内部のメモリをアクセスすることによって直接
確認される。受端アダプタに要求された量の帯域の利用
可能性は、発端アダプタと受端アダプタとの間で高優先
度の短い信号メッセージを交わすことによって確認され
る。要求された帯域幅が受端アダプタで利用可能な場
合、その帯域が、要求中の発端アダプタに割り当てら
れ、さらにその発端アダプタは、戻りの信号メッセージ
で通知される。地域の割り当てが済んでいない要求は、
周期的に並べ替え、調べられて、地域を割り当て先に割
当てる新たな試みが、古いものから優先権を与えて、行
われる。端末アダプタは、持っている帯域のうち割り当
てられないで残っている利用可能なだけの帯域を何時で
も割当てることができ、また、対応する受端アダプタの
割り当てを要求することもできる。発端アダプタが、受
端に受信帯域が割り当てられていないことを示す否定的
な応答を受端アダプタから受信すると、その要求に対し
て割り当てられた送信帯域は、割当てる新たな試みが行
われるまで、切り放される。記憶される要求には、帯域
幅の量、伝送先、および要求(があった)時刻が含まれ
る。帯域の割り当てが済んでいない特定の要求の経過時
間が、第1のしきい値に達すると、発端端末アダプタか
ら次に利用可能な帯域のブロックが、その特定の要求に
割り当てられる。その後、受端端末アダプタが発端端末
アダプタから受信するのに適した帯域を割当てるか、ま
たはその要求が第2のしきい値を経過し要求が時間切れ
となったと発端端末アダプタが認識するまで、発端端末
アダプタは、要求メッセージを受端端末アダプタに繰り
返し送る。各受端端末アダプタに送られるデータ量を制
限すれば、広帯域網が通信網の内部でパケットを捨てて
しまう危険性が大いに減少して好都合である。要求をす
べて満たすことはできない場合、発端端末アダプタは、
その時に送ることができないメッセージを捨ててしま
う。発端端末アダプタの送信帯域を取っておけば、受端
端末アダプタを過負荷にすることなく、発端端末から完
全なメッセージを送ることができて好都合である。都合
良く溢れの準備が与えられているので、極めて大きな過
負荷の条件下でなければ、メッセージが、臨界値を越え
て延期されることはない。
端末アダプタは、複数の端末とデータ網との間にイン
タフェースを与えるために使用され、プログラム制御の
プロセッサによって制御される。そのプログラムは、そ
のアダプタの記憶装置、その通信網、および端末の間で
伝送するためのデータ・メッセージの選択を制御する。
また、このプログラムにより、送信帯域および受信帯域
の割り当て、および受信帯域割り当ての要求および報告
のための信号メッセージの生成および送信も制御され
る。端末アダプタには、端末からデータ網に伝送される
べきデータ、および端末に送るためにデータ網から受信
したデータを格納する記憶装置が含まれる。本発明の特
徴の1つによれば、受端端末アダプタで帯域幅の全部は
利用できない場合、全体の所定の帯域のうち、少なくと
も何がしかの所定の相応な一部、例えば、4分の3が利
用できるか否かの判断が行われる。利用できる場合、そ
の利用可能な帯域が割り当てられ、応答メッセージによ
り、割り当てられた送信帯域を受信帯域に合わせて減ら
すように要求される。
従って、本発明は、データ・メッセージを送信端末か
ら受信端末へと送信する前に、送信帯域および受信帯域
をそれらの端末に割当てることによって、それらの端末
の間でデータを伝送する方法および装置に関する。
〔実施例〕
本発明の典型的な実施例の動作を第1図に例示する。
端末アダプタ20、21、…、…を相互接続するために、広
帯域ISDN網30を使用する。それぞれの端末アダプタを、
端末10、端末11などの一群の端末に接続する。広帯域IS
DN網30の機能は、接続されている端末アダプタの間でデ
ータ・セルを交換する手段を提供することである。各端
末アダプタは、その網に光ファイバ手段を介して接続さ
れる。データは、非同期転送モード(ATM)として知ら
れる標準的なプロトコルを用いて、それらの光ファイバ
手段によって送られるが、各データ・セルには、別のメ
ッセージのデータが入っていて、複数の個々のデータ・
セルを集めて、データ・フレームを形成する。データ端
末10、11、…に宛てられたセルが、それらの対応するア
ダプタに送られて、その最終的な光ファイバ・リンクに
よって伝送されるように、網30内部の中間点において、
個々のセルが交換される。
端末アダプタを第2図に示す。各端末アダプタは、中
央処理装置51および高速RAM52を備えたプロセッサ50に
よって制御される。端末アダプタは、端末アダプタに接
続された端末10…との間でデータを通信し合うために、
企業内通信網(LAN)、またはホスト・コンピュータ・
インタフェースを備えている。このLANインタフェース
またはホスト・コンピュータ・インタフェース31は、プ
ロセッサ50との間では要求を伝え、送信バッファ35およ
び受信バッファ37との間ではデータ・メッセージを伝え
られるように、プロトコル変換機33に接続される。送信
バッファおよび受信バッファは、それぞれが36および38
のような複数のデータ・ブロックを備えて、B−ISDN網
30と通信するためにB−ISDNインタフェース39と通信を
行う。インタフェース39は、ATMセルの生成、データ・
ブロックの分割、およびセルからのデータの再構成に必
要な処理を実行する。インタフェース39により、光ファ
イバ伝送が維持され、通信網からクロックが得られる。
インタフェース39は、ファイバから届くセルからメッセ
ージ36をメモリ35の中に構成するとともに、メッセージ
38を、そのファイバで伝送するために、セルに分割す
る。異なるメッセージからのセルが互いに間に入り合っ
ているため、一度に、1つ以上のメッセージが処理され
る。CPU51は、メモリ35内にメッセージを構成すると、
インタフェース39が読み出すバッファにブロック識別子
を書き込むことによって、インタフェース39に前記のメ
ッセージを送るように指示する。同様に、インタフェー
ス39は、メッセージの構築を終了すると、CPU51が読み
出すバッファにブロック識別込を書き込む。このインタ
フェースは、確認済みの正しいデータを受信バッファ37
に通す。プロセッサ50は、テーブルの保守や要求発信の
計画のようなすべての端末アダプタ(TA)機能を制御す
るとともに、そのTAのために、運用、管理、および保守
の各機能を果たす。
端末アダプタ20に接続された端末10が、端末アダプタ
21に接続された端末11にメッセージを送りたい場合、端
末10は、発信端末(ST)61の識別子、受信端末(DT)6
2、および端末アダプタ20への要求帯域幅を含むメッセ
ージ・データ63からなるメッセージ60を送る。端末アダ
プタ20は、まず、各端末56の送信帯域57を定義するテー
ブル55を参照することによって、端末11へのデータ・メ
ッセージの送信に必要な、即ち、適した帯域幅を決定す
る。このデータ・メッセージの送信にふさわしい帯域幅
が24メガバイト/秒であるとする。端末アダプタ20は、
次に、広帯域ISDN網30を介して端末アダプタ21にメッセ
ージ70を送る。メッセージ70は、発信端末アダプタ(ST
A)の識別子71、受端端末アダプタ(DTA)72、伝送に必
要な帯域幅(BW)73、そして、コマンド74、この場合
は、割り当て要求コマンドからなる。端末アダプタ21
は、このメッセージに応じて、それ自体に割り当てられ
た入力帯域幅を調べて、24メガバイト/秒の帯域がまだ
利用可能か否かを判断する。利用できる場合、端末アダ
プタ21は、24メガバイトの帯域を割り当てて、B−ISDN
網30を介して端末アダプタ20に承認メッセージ80を送
る。この承認メッセージには、受端端末アダプタの識別
子81、発信端末アダプタの識別子82、割り当てられた帯
域幅83、およびコマンド84、この場合、帯域が割り当て
られた報告が含まれる。この割り当てられた帯域幅は、
発端TAの負荷が重い場合には、要求された帯域幅より少
ないこともある。これ以降、受端TAの応答によって決定
された、例えば24メガバイト/秒の割り当てられた帯域
幅で広帯域ISDN網30を介して端末20から端末アダプタ21
にデータ・メッセージが送られる。端末アダプタ21は、
そのメッセージを受信すると、そのデータ・メッセージ
60を接続されている受端端末11に渡す。データ・メッセ
ージを送り終わると、24メガバイト/秒の帯域は、解除
されて、端末アダプタ20の送信帯域および端末アダプタ
21の受信帯域で利用できるようになる。解除処理は、割
り当て処理と同様で、発信端末アダプタ20における解
除、受端端末アダプタ21へのメッセージ70に類似の解除
メッセージ、端末アダプタ21における帯域の解除、およ
びメッセージ80に類似の解除を確認する応答メッセージ
からなる。
各端末アダプタには、受信および送信に対して割り当
てられた帯域の記録が保持される。結果的に、各メッセ
ージに割り当てられた帯域幅の総和がB−ISDN網へのア
クセスの送信および受信の能力を越えない限り、各端末
アダプタにおいて多数のメッセージを同時に送受信する
ことができる。信号用に永久的に割り当てられた帯域を
含むこの総和は、割り当ての度に、検査・確認が行われ
る。
例えば20のような各端末には、送信のために割り当て
られた帯域24および関係付けられた端末25のテーブル2
3、ならびに受信のために割り当てられた帯域27および
関係付けられた端末28の類似のテーブル26が維持されて
いる。このテーブルは、帯域を割り当てに利用可能か否
かを判断するために、検査され、可能ならば、割り当て
時に、その割り当てが、このテーブルに登録される。
端末アダプタにおいて、送信要求を受信した場合、発
信端末アダプタ20の要求ファイル40に登録が行われる。
この登録事項は、受端端末アダプタを特定する区分41、
要求帯域の幅を特定する区分42、およびその要求の経過
時間が記録される区分43からなる。発信端末アダプタ20
で十分な送信帯域が利用できないか、または受端端末ア
ダプタ21で受信帯域が利用できない場合、送るべき次の
メッセージを決定するために、端末アダプタ20の要求フ
ァイル40の次の件項目を調べる。要求ファイルの各件項
目に対し、発信端末アダプタでは送信帯域を、受端端末
アダプタでは受信帯域を割当てる試みが繰り返し行われ
る。これらの試みの1つが成功すると、発信端末アダプ
タと受端端末アダプタとの間の伝送が確立され、その要
求は、そのファイルから削除され、そのメッセージが送
られる。発信端末アダプタにおいて、この帯域を割当て
る試みが成功しない場合、第1の臨界時間の後、その要
求は、要求ファイルから削除され、伝送先(区分46)、
帯域幅(区分47)および経過時間(区分48)を示す優先
ファイル45の中に置かれる。発信端末アダプタ20におけ
るメッセージの送信完了の結果として帯域が利用可能に
なると、優先ファイルにある要求が先に処理されるの
で、そのような要求があるか否かを調べるために、最初
に優先ファイルが検査される。
発信端末アダプタが要求ファイルにメッセージを持っ
ている場合、発信端末アダプタは、すべての受端端末ア
ダプタに1つ1つ問い合わせて、必要な帯域幅を有する
受端端末アダプタはどれかを判断し、そのための利用可
能な帯域があるすべての受端端末アダプタに対し、発信
端末アダプタにおける帯域の利用可能性に従ってメッセ
ージを送る。優先ファイルにメッセージがある場合、端
末アダプタは、要求ファイル中のメッセージは気に掛け
ることなく、優先ファイルのメッセージをできるだけ早
く送ることに集中することとなる。引き続いて、第2の
臨界時間の後も、発信アダプタおよび受端アダプタに帯
域が全く割り当てられていない場合、発信端末アダプタ
20のバッファからメッセージが削除されるが、この状態
は、発信端末アダプタの溢れを示す。
発信端末アダプタの帯域が割り当てられていても、受
端端末アダプタに、第1の臨界的な時間切れの時刻に、
帯域の割り当てがない場合、優先ファイル45の件項目
で、その経過時間がその臨界的な時間切れの時間をこえ
るものすべてに対し、帯域割り当ての要求が受端端末ア
ダプタに繰り返し送られる。受端端末アダプタにおい
て、第2の臨界的な時期の前に帯域が割り当てられる
と、2つの端末アダプタの間で伝送が可能となり、メッ
セージがとおるようになる。受端端末アダプタの溢れを
示して、第2の臨界的な時刻までに帯域が割り当てられ
ていなければ、発信端末アダプタにおいて、そのメッセ
ージが削除される。
第3図から第8図までは、発信端末アダプタ(第3図
から第7図)および受信端末アダプタ(第8図)におい
て実行される処理過程の流れ図である。第3図には、メ
ッセージ受信の際に端末アダプタで実行される処理を例
示する。端末からメッセージを受信する(動作ブロック
302)。このメッセージを端末アダプタのバッファ(送
信バッファ35)に格納し、メッセージ要求テーブル40に
登録する(動作ブロック304)。その後、引き続いて要
求テーブル40のすべての見出し項目の要求処理を行う
(動作ブロック400)。
第4図は、要求一時的保持構造における要求の処理を
表す。処理を開始する(動作ブロック400)。古い要求
から処理されるように、要求を経過時間によって並べ替
える(動作ブロック402)。次に、プログラムは、テー
ブル内の要求をすべて処理するために、ブロック404〜4
14を含むループを実行する。このループは、テーブルの
次の要求を得るブロック404で始まる(ブロック404にブ
ロック402から入った場合、次の要求は第1の要求とな
る)。適切な時にループを終了するように、検査405に
よって、要求があるか否かを判断する。なければ、ルー
プを終了する(ブロック407)。要求がある場合は、そ
の要求を満たすのに必要な帯域の量を判断する(動作ブ
ロック406)。検査408において、動作ブロック406にお
いて決定された要求を満たすのに必要な送信帯域が利用
できるか否か、検査を行う。この検査によって、既に割
り当て済みの送信帯域の量を利用可能な送信帯域の総量
と比較して、その差が、決定された帯域幅に等しいか、
またはそれを越える場合、送信帯域は、利用可能である
から、割り当てられる(動作ブロック410)。そうでな
い場合は、テーブルの次の要求が処理される(動作ブロ
ック404)。送信帯域が割り当てられている場合、要求
メッセージを生成し(動作ブロック412)、受端端末ア
ダプタに送る(動作ブロック414)。次に、発信端末ア
ダプタは、帯域を割り当てた直後の特定のデータ・メッ
セージの観点から待機状態(待機状態指示416)に入
り、それから、前記の動作ブロック404に入ることによ
って、要求テーブルの他の要求を処理に移る。
第5図に、要求ファイルの要求に対する応答メッセー
ジの処理において端末アダプタで行われる動作を表す流
れ図を示す。端末アダプタは、(第4図の流れ図におい
て入った)待機状態416にあり、この待機状態からは、
タイマー割り込み、または応答メッセージの受信の何れ
かによって抜け出す。端末アダプタが、待機状態から抜
け出ると、検査502によって、タイマー割り込みによっ
て抜け出たか否かを調べる。そうならば、その要求メッ
セージは失われたのであり、その端末からの元の要求に
基づいて対応するデータ・メッセージを送る試みは放棄
されたものと仮定して、この目的のために前に割り当て
られた帯域は切り放される(動作ブロック504)。応答
メッセージが受信されていた場合(動作ブロック50
6)、検査508を用いて、その要求が満たされたか否かを
判断する。満たされていないならば、発信端末アダプタ
において既に割り当てられている送信帯域が解除され
(動作ブロック510)、その端末からの対応する要求
が、引き続いて第4図の要求処理で最初に再処理され、
その後で、第7図の優先的要求処理において処理され
る。その後、要求処理が行われる(動作ブロック51
2)。その要求が、検査508の肯定的出力によって示され
るように満たされている場合、その端末アダプタは、受
端端末アダプタによってどの程度の受信帯域が割り当て
たかを判断する。第8図の議論を参照して分かるとお
り、受端端末アダプタは、要求された帯域より、僅かに
少なく割当てることも可能である。受端端末アダプタに
よって割り当てられる帯域の幅は、動作ブロック514に
おいて決定される。そして、受信端末アダプタによって
割り当てられた帯域幅でデータ・メッセージが送信され
る(動作ブロック516)。
第6図は、優先的要求を選択する処理を表す流れ図で
ある。処理を開始し(動作ブロック600)、テーブルに
次の要求の件項目があれば、それを得る。検査604によ
り、そのような件項目があるか否か、あるならば、その
件項目が第1のしきい値を経過しているか否かを検査す
る。経過している場合、その件項目を優先テーブルに移
して、要求テーブルから削除し(動作ブロック608)、
要求テーブルの次の件項目を得る(動作ブロック60
2)。検査中の件項目が第1のしきい値を経過していな
い場合、即ち、検査606が否定的結果となった場合、要
求テーブルの次の件項目を得る(動作ブロック602)。
検査604の否定的結果は、テーブルには件項目がそれ以
上ないことを示し、この処理は終了する(処理終了指示
612)。
第7図は、優先的要求の処理において行われる動作の
流れ図である。優先的要求は、優先テーブル45にある要
求である。これらの要求は、第1のしきい値を越える時
間を経過したものである。また、優先テーブル中の件項
目で第2のしきい値を経過したものがある場合、その要
求に対応するデータ・メッセージを送る試みは放棄され
るため、端末は、そのデータ・メッセージを送ってもら
うには、新たに要求し直す必要がある。
処理を開始し(動作ブロック700)、予約テーブルに
ある次の要求を得る(動作ブロック702)。要求処理よ
り優先処理の方が実行頻度が多い。動作ブロック702に
開始ブロックから入った場合、次の要求は、勿論、第1
の要求である。検査704は、ループを終了させるのに必
要であるが、この検査によって、動作ブロック702で得
た優先的要求があるか否かを調べる。ない場合には、優
先処理プロセスは、当面、完了となる(終了ブロック70
6)。要求がある場合、検査708により、その要求が第2
のしきい値時間を経過しているか否かを検査する。経過
している場合、その優先的要求を削除し(動作ブロック
710)、次の優先的要求を調べる。その要求が、第2の
しきい値時間ほど経過していない場合、送信帯域が利用
できるか否かの検査を行う(検査712)。利用できない
場合、次の優先的要求を調べる。送信帯域が利用できる
ならば、その帯域が割り当てられ(動作ブロック71
4)、要求メッセージが送られる。(動作ブロック71
6)。動作ブロック716は2つの出力を有する。即ち、第
1は、優先的要求の処理を継続することであり、第2
は、帯域が割り当てられた直後の優先的要求を処理する
ことである。第2の出力は、帯域を割り当てた直後の特
定のデータ・メッセージの観点から優先待機(待機指示
718)で始まる。この待機状態は、応答が受信されたと
きに、終了する(動作ブロック720)。その応答が、受
信帯域が割り当てられていることを示している場合(検
査722)、そのデータ・メッセージが送られる(動作ブ
ロック724)。受信帯域が割り当てられていない場合
(検査722の否定的な結果)、検査726によって、その優
先的要求が第2のしきい値を経過したか否かを調べる。
経過している場合、その要求は、動作ブロック710に関
して先に述べた結果と同様の結果となり、削除される
(動作ブロック728)。要求が、第2のしきい値を経過
していない場合、要求メッセージが再び送られる(動作
ブロック716)。第7図の処理は、結果的に次のように
なる。優先テーブルの要求に対し送信帯域を割当てる試
みを繰り返し、これらの試みが、要求テーブルの要求の
件項目に対し帯域を割当てる試みに取って変わる。送信
帯域が割り当てられた優先テーブル中の件項目に付いて
は、受端端末アダプタに受信帯域を割当てるべく、要求
メッセージを受端端末アダプタに繰り返し送る。そし
て、第2のしきい値期間の終了までに送信帯域も受信帯
域も割り当てられなかったメッセージに付いては、それ
らのメッセージを端末からの元の要求に基づいて送る試
みは放棄され、それらのデータ・メッセージは、新たな
要求がある場合に限り、それに応じて送られるというこ
とになる。
第8図に、端末アダプタにおいて行われる受信処理を
示す。本発明のこの特定の実施例は、発信端末アダプタ
で帯域が割り当てられない限り、また割り当てられるま
で、受信端末アダプタは帯域を割り当てないように構成
されている。これには、過負荷状態の受端端末アダプタ
が多くの発信端末アダプタのメッセージを止めてしまう
のを防ぎ、あるいは、受端端末アダプタが帯域を割当て
る前に、発信端末アダプタがその帯域を解除するのを防
ぐという利点がある。帯域要求メッセージを受信する
と、受端端末アダプタにおいて、受信処理が開始される
(動作ブロック802)。検査804において、受信帯域が利
用可能か否かの判断が行われる。この検査は、割り当て
られていない帯域の幅を受信端末アダプタにおいて利用
可能な帯域の総計と比較し、その差が、要求された帯域
に等しいか、またはそれを越えるかを確認することによ
って、行われる。その帯域が利用できる場合(検査804
の肯定的な結果)、その受信帯域を割り当て(動作ブロ
ック814)、その帯域を割り当て中の発信端末アダプタ
にメッセージを送る(動作ブロック816)。帯域が利用
できない場合(検査804の否定的結果)、検査806によっ
て、要求された帯域の所定の一部が利用可能か否かの検
査を行う。シミュレーションの結果、前記の所定の一部
にふさわしい値が、例えば、4分の3、またはそれ以上
であることが分かった。正確な割合は、経験に基づくな
り、現場における経験によって引き続き加わるシミュレ
ーションに基づくなり、あるいは、それらの両方に基づ
くなりして、設定することができる。要求された帯域の
この所定の一部が利用可能である場合、要求されたデー
タ・メッセージに対して割り当てられる帯域の幅を指定
するメッセージが、発信端末アダプタに送られ(動作ブ
ロック810)、この幅の帯域が、受信端末アダプタにお
いて割り当てられる(動作ブロック812)。利用可能な
帯域の幅が、要求された帯域の所定の一部より少ない場
合、利用可能な帯域がないことを示すメッセージが、発
信端末アダプタに送られる(動作ブロック808)。動作
ブロック808および810において送られたメッセージに対
する応答は、検査508(第5図)および動作ブロック720
(第7図)に続いて行われる動作に関連して既に述べた
とおりである。
保守のために端末を故意に使用できなくするか、また
は関係する端末アダプタが端末に故障を発見した場合、
その関係する端末アダプタは、他のすべての端末アダプ
タに、その端末が利用できないことを知らせる。使用で
きない端末へのメッセージは、それらの端末が利用でき
ないことを知らされている発信端末アダプタで阻止され
る。利用できないことを知らせるメッセージが帯域の割
当を要求するメッセージと行き違いになるという特殊な
場合には、帯域は割り当てられず、発信端末アダプタ
は、次に試みるときに、受端端末が使用不能であること
を知って、そのメッセージを差し止めることになる。
この装置では、データの通信量の一時的な変動は、デ
ータ自体を再送信する必要もなく円滑に処理することが
できる。一般に、再送信しなければならないデータ自体
の大きさは、送信端末と受信端末のプロトコルの関数で
あり、多数のセルにわたる長さとなる。従って、非同期
転送モード(ATM)のフレームが一時的に無作為に失わ
れるのを許している伝送装置では、何れも、失われただ
けのフレームを再送信することになっているため、小さ
い一時的な負荷状態が雪だるま式に増大することにな
る。送信帯域と受信帯域の両方が利用可能なときに限っ
て送信できるように、広帯域データ網による伝送を制御
することによって、そのような雪だるま式増大が避けら
れる。
他の通信網では、これに取って代わる送信を抑える方
法が、使用されてきた。代わりの1つの方法では、受端
端末または受端のデータ集中器における待ち行列の大き
さを監視し、その大きさが大きくなりすぎた場合、送信
時に切り詰めるように、メッセージを送信元に送るよう
にしている。この種の装置の問題点は、広帯域ISDN網で
は転送速度が非常に高いので、転送速度を下げるメッセ
ージが受信されるまでに、送信先の待ち行列が溢れを起
こしてしまうことである。
本実施例では、各端末が、255台の他の端末をアドレ
ス指定することができる。この通信網では、受端端末の
識別に1バイトしか割り当てていないので、256台の端
末を相互接続するのが限界である。さらに一般的なアプ
リケーションでは、識別フィールドは、ATMアドレス・
ラベルの仮想回路識別子(VCI)(20ビット)とメッセ
ージ識別子(MID)(14ビット)とを組み合わせた長さ
とすることができ、これによって、可能な端末数が、2
の34乗(160億)という考え得る要求をはるかに越える
数まで拡張されることになる。
これまでの説明では、交渉される資源として帯域に集
中してきたが、端末アダプタのメモリおよびメッセージ
を送る時間などのその他の制限的な資源に付いても同様
に交渉することができる。例えば、非常に長いメッセー
ジに対する帯域の割り当ては、負荷がしきい値を越えて
いるならば、延期してもよい。
この実施例では、要求が、直ちに要求ファイルに入れ
られるが、発端アダプタおよび受端アダプタにおいて先
ず帯域割り当ての試みを行い、割り当てられなかった場
合にのみ要求を要求ファイルに入れるようにすることも
可能である。
なお、以上は、本発明の好ましい一実施例の説明に過
ぎない。当業者は、本発明の主旨および範囲から外れる
ことなく、その他の多数の装置を考え出すことができ
る。従って、本発明は、特許請求の範囲に明記したよう
にのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、端末アダプタに接続された端末どうしの間で
メッセージを伝えるために一群の端末アダプタを広帯域
ISDN網に接続した、本発明の説明となる実施例を例示す
る図、 第2図は、第1図の端末アダプタのブロック図、 第3図から第8図は、端末アダプタにおいて実行される
処理の流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィクラム パンジ アメリカ合衆国,60565 イリノイ ネ イパービル,ウェイランド レイン 2314 (56)参考文献 特開 平2−145052(JP,A)

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1個以上の中間ノードを含むデータ通信網
    の入口設備に接続された送信端末から当該通信網の出口
    設備に接続された受信端末にデータを伝送するために資
    源を割り当てる方法において、 a.前記入口設備において、前記送信端末から前記受信端
    末へのデータの伝送に必要なパケット交換帯域幅が前記
    入口設備で利用可能か否かを判断するステップと、 b.前記帯域幅が前記入口設備で利用可能な場合、前記帯
    域幅を前記送信端末に割り当てるステップと、 c.前記帯域幅が前記入口設備で利用可能な場合、前記帯
    域幅を割り当てるよう求める要求メッセージを前記入口
    設備から前記出口設備へ送信するステップと、 d.前記出口設備において、前記要求メッセージに応答し
    て、前記帯域幅が前記出口設備で利用可能か否かを判断
    するステップと、 e.前記帯域幅が前記出口設備で利用可能な場合、前記出
    口設備において、前記帯域幅を前記受信端末に割り当て
    るステップと、 f.ステップbおよびeの実行が成功した場合、送信を開
    始する前に前記中間ノードで利用可能な帯域幅を検査す
    ることなく、前記入口設備から前記中間ノードを通って
    前記出口設備まで、割り当てられた帯域幅でデータを送
    信するステップとからなることを特徴とするデータ伝送
    資源割当て方法。
  2. 【請求項2】1個以上の中間ノードを含むデータ通信網
    の入口設備に接続された送信端末から当該通信網の出口
    設備に接続された受信端末にデータを伝送するために資
    源を割り当てる方法において、 a.前記入口設備において、前記送信端末から前記受信端
    末へのデータの伝送に必要なパケット交換帯域幅が前記
    入口設備で利用可能か否かを判断するステップと、 b.前記帯域幅が前記入口設備で利用可能な場合、前記帯
    域幅を前記送信端末に割り当てるステップと、 c.前記帯域幅が前記入口設備で利用可能な場合、前記帯
    域幅を割り当てるよう求める要求メッセージを前記入口
    設備から前記出口設備へ送信するステップと、 d.前記要求メッセージに応答して、前記出口設備におい
    て、前記帯域幅が前記出口設備で利用可能か否かを判断
    するステップと、 e.前記帯域幅が前記出口設備で利用可能な場合、前記出
    口設備において、前記帯域幅を前記受信端末に割り当て
    るステップと、 f.前記帯域幅が、前記入口設備または前記出口設備で利
    用可能でない場合、前記帯域幅に対する要求を前記送信
    端末の入口コントローラに記録するステップと、 g.ステップbおよびeの実行が成功した場合、送信を開
    始する前に前記中間ノードで利用可能な帯域幅を検査す
    ることなく、前記入口設備から前記中間ノードを通って
    前記出口設備まで、割り当てられた帯域幅でデータを送
    信するステップとからなることを特徴とするデータ伝送
    資源割当て方法。
  3. 【請求項3】データ通信網の入口設備に接続された送信
    端末から当該通信網の出口設備に接続された受信端末に
    データを伝送するために資源を割り当てる方法におい
    て、 前記入口設備において、前記送信端末から前記受信端末
    へのデータの伝送に必要な帯域幅が前記入口設備で利用
    可能か否かを判断するステップと、 前記帯域幅が前記入口設備で利用可能な場合、前記帯域
    幅を前記送信端末に割り当てるステップと、 前記帯域幅が前記入口設備で利用可能な場合、前記帯域
    幅を割り当てるよう求める要求メッセージを前記入口設
    備から前記出口設備へ送信するステップと、 前記要求メッセージに応答して、前記出口設備におい
    て、前記帯域幅が前記出口設備で利用可能か否かを判断
    するステップと、 前記帯域幅が前記出口設備で利用可能な場合、前記出口
    設備において、前記帯域幅を前記受信端末に割り当てる
    ステップと、 前記帯域幅が、前記入口設備または前記出口設備で利用
    可能でない場合、前記帯域幅に対する要求を前記送信端
    末の入口コントローラに記録するステップと、 宛先、前記帯域幅および前記要求の時刻を特定するデー
    タを前記入口コントローラに記録するステップとからな
    ることを特徴とするデータ伝送資源割当て方法。
  4. 【請求項4】前記の記録データにおける帯域幅の要求を
    周期的に検査するステップと、 前記受信端末の入口コントローラおよび前記送信端末の
    出口コントローラにおいて、前記の要求された帯域幅を
    割り当てる試みを繰り返すステップをさらに有すること
    を特徴とする請求項3の方法。
  5. 【請求項5】経過時間が所定のしきい値を越える要求を
    すべて別個に記録するステップと、 前記の別個に記録された要求に優先度に基づいて帯域幅
    を割り当てるように試みるステップとをさらに有するこ
    とを特徴とする請求項4の方法。
  6. 【請求項6】前記の割当てを試みるステップが、帯域幅
    を割り当てる要求を前記出口コントローラに繰り返し送
    るステップを含むことを特徴とする請求項5の方法。
  7. 【請求項7】前記ステップdが、 要求メッセージを前記送信端末の入口コントローラから
    前記受信端末の出口コントローラに送るステップと、 前記要求メッセージの受信に応じて、前記出口設備で利
    用可能な受信帯域幅を検査する検査ステップと、 前記検査ステップの結果を報告するメッセージを前記出
    口コントローラから前記入口コントローラに送るステッ
    プとを含むことを特徴とする請求項1の方法。
  8. 【請求項8】前記検査ステップが、前記帯域幅が利用可
    能であると判断した場合、前記帯域幅を割り当てるステ
    ップをさらに有することを特徴とする請求項7の方法。
  9. 【請求項9】データ通信網の入口設備に接続された送信
    端末から当該通信網の出口設備に接続された受信端末に
    データを伝送するために資源を割り当てる方法におい
    て、 a.前記入口設備において、前記送信端末から前記受信端
    末へのデータの伝送に必要な帯域幅が前記入口設備で利
    用可能か否かを判断するステップと、 b.前記帯域幅が前記入口設備で利用可能な場合、前記帯
    域幅を前記送信端末に割り当てるステップと、 c.前記帯域幅が前記入口設備で利用可能な場合、前記帯
    域幅を割り当てるよう求める要求メッセージを前記入口
    設備から前記出口設備へ送信するステップと、 d.前記要求メッセージに応答して、前記出口設備におい
    て、前記帯域幅が前記出口設備で利用可能か否かを判断
    するステップと、 e.前記帯域幅が前記出口設備で利用可能な場合、前記出
    口設備において、前記帯域幅を前記受信端末に割り当て
    るステップと、 f.前記帯域幅が、前記入口設備または前記出口設備で利
    用可能でない場合、前記帯域幅に対する要求を前記送信
    端末の入口コントローラに記録するステップと、 g.宛先、前記帯域幅および前記要求の時刻を特定するデ
    ータを前記入口コントローラに記録するステップとから
    なり、 前記ステップdが、 h.要求メッセージを前記送信端末の入口コントローラか
    ら前記受信端末の出口コントローラに送るステップと、 i.前記要求メッセージの受信に応じて、前記出口設備で
    利用可能な受信帯域幅を検査するステップと、 j.ステップiの結果を報告するメッセージを前記出口コ
    ントローラから前記入口コントローラに送るステップと
    を含み、 ステップiが、 前記出口設備で前記帯域幅のすべてが利用可能ではない
    が、前記帯域幅の少なくとも所定の一部が前記出口設備
    で利用可能な場合、当該少なくとも所定の一部を割り当
    てるステップをさらに有し、 ステップjが、 割り当てられた帯域幅を報告する応答メッセージを前記
    入口コントローラに送るステップを含むことを特徴とす
    るデータ伝送資源割当て方法。
  10. 【請求項10】前記送信端末および前記受信端末の入口
    コントローラおよび出口コントローラがそれぞれ、接続
    された複数の端末との間でデータを送受信する端末アダ
    プタを有することを特徴とする請求項1の方法。
  11. 【請求項11】前記データ通信網が広帯域ISDN網である
    ことを特徴とする請求項1の方法。
  12. 【請求項12】データ通信網の入口設備に接続された送
    信端末から当該通信網の出口設備に接続された受信端末
    にデータを伝送するために資源を割り当てる方法におい
    て、 a.前記入口設備において、前記送信端末から前記受信端
    末へのデータの伝送に必要な帯域幅が前記入口設備で利
    用可能か否かを判断するステップと、 b.前記帯域幅が前記入口設備で利用可能な場合、前記帯
    域幅を前記送信端末に割り当てるステップと、 c.前記帯域幅が前記入口設備で利用可能な場合、前記帯
    域幅を割り当てるよう求める要求メッセージを前記入口
    設備から前記出口設備へ送信するステップと、 d.前記要求メッセージに応答して、前記出口設備におい
    て、前記帯域幅が前記出口設備で利用可能か否かを判断
    するステップと、 e.前記帯域幅が前記出口設備で利用可能な場合、前記出
    口設備において、前記帯域幅を前記受信端末に割り当て
    るステップと、 f.前記帯域幅が、前記入口設備または前記出口設備で利
    用可能でない場合、前記帯域幅に対する要求を前記送信
    端末の入口コントローラに記録するステップと、 g.宛先、前記帯域幅および前記要求の時刻を特定するデ
    ータを前記入口コントローラに記録するステップとから
    なり、 ステップbが、 送信帯域幅が割り当てられていない要求の経過時間によ
    る並べ替えを周期的に行うステップと、 古い要求から先に帯域幅を割り当てる試みを行うステッ
    プとを含むことを特徴とするデータ伝送資源割当て方
    法。
  13. 【請求項13】1個以上の中間ノードを含むデータ通信
    網への接続のための端末アダプタにおいて、 前記端末アダプタと複数の端末との間で通信するための
    端末インタフェースと、 前記端末アダプタとデータ通信網との間で通信するため
    の通信網インタフェースと、 前記端末から前記端末インタフェースを介して受信可能
    なデータメッセージを、前記通信網インタフェースを介
    して前記通信網によって伝送するために、記憶する送信
    用記憶手段と、 前記通信網から前記通信網インタフェースを介して受信
    可能なデータメッセージを、前記端末インタフェースを
    介して前記端末に伝送するために、記憶する受信用記憶
    手段と、 プログラムの制御の下で動作し、以下の動作を制御する
    プロセッサ手段とからなり、当該動作は、 前記端末アダプタを介して送信端末から受信端末にデー
    タメッセージを送るための帯域幅が利用可能と記録され
    ているか否かを判断し、 前記帯域幅が利用可能な場合、前記帯域幅を前記送信端
    末に割り当て、 宛先の端末に接続された宛先の端末アダプタに、前記帯
    域幅の割り当てを要求するメッセージを、前記通信網に
    よって前記通信網インタフェースを介して送り、 前記データメッセージの受信に対して前記帯域幅の割当
    てを確認するメッセージを前記の宛先の端末アダプタか
    ら受信したことに応じて、前記送信用記憶手段からデー
    タメッセージを前記通信網インタフェースを介して前記
    通信網に送ることであり、送信を開始する前に前記中間
    ノードで利用可能な帯域幅を検査することなく中間ノー
    ドが前記通信網によって選択されることを特徴とするデ
    ータ通信網接続用端末アダプタ。
  14. 【請求項14】前記端末インタフェースが、前記の2つ
    の記憶手段と、前記端末からのデータと、前記端末への
    データとの間でインタフェースをとるプロトコル変換手
    段を有することを特徴とする請求項13の端末アダプタ。
  15. 【請求項15】前記プロセッサ手段が、 メッセージを送る要求を記憶するとともに、前記通信網
    によってメッセージを送信し、かつ受信するために割り
    当てられる帯域幅のブロックを定義するデータも記憶す
    る記憶手段を有することを特徴とする請求項13の端末ア
    ダプタ。
  16. 【請求項16】広帯域ISDN通信網の入口設備に接続され
    た送信端末から当該通信網の出口設備に接続された受信
    端末にデータを送るために資源を割り当てる方法におい
    て、 a.前記送信端末に必要な帯域幅を判断するステップと、 b.前記入口設備において、前記帯域幅が、前記通信網お
    よび前記送信端末に接続された送信端末アダプタで利用
    可能か否かを判断するステップと、 c.前記帯域幅が前記送信端末アダプタで利用可能な場
    合、その帯域幅を前記送信端末に割り当てるステップ
    と、 d.前記帯域幅が前記送信端末アダプタで利用可能な場
    合、前記帯域幅を割り当てるよう求める要求メッセージ
    を前記入口設備から前記出口設備へ送信するステップ
    と、 e.前記出口設備において、前記要求メッセージに応答し
    て、前記帯域幅が、前記通信網および前記受信端末に接
    続された受信端末アダプタで利用可能か否かを判断する
    ステップと、 f.前記出口設備において、前記帯域幅が前記受信端末ア
    ダプタで利用可能な場合、その帯域幅を前記受信端末に
    割り当てるステップと、 g.前記帯域幅が、前記送信端末アダプタまたは前記受信
    端末アダプタで利用可能でない場合、宛先、前記帯域幅
    および前記帯域幅に対する要求の時刻を特定するデータ
    を前記送信端末アダプタに記録するステップと、 h.前記の記録データにおける帯域幅の要求を周期的に検
    査するとともに、前記送信端末アダプタおよび前記受信
    端末アダプタにおいて前記の要求された帯域幅を割り当
    てる試みを繰り返すステップと、 i.経過時間が所定のしきい値を越える要求をすべて別個
    に記録するステップと、 j.前記受信端末アダプタにおいて帯域幅を割り当てるよ
    うに要求メッセージを繰り返し送ることによって、前記
    の別個に記録された要求に優先度に基づいて帯域幅を割
    り当てる試みを行うステップとからなり、 ステップeが、 k.要求メッセージを送信端末アダプタから受信端末アダ
    プタに送るステップと、 l.前記要求メッセージの受信に応じて、前記受信端末ア
    ダプタで利用可能な受信帯域幅を検査するステップと、 m.ステップlの結果に基づいて、前記受信端末アダプタ
    から前記送信端末アダプタにメッセージを送るステップ
    とを有し、 ステップlが、 前記受信端末アダプタで前記帯域幅が利用可能ではない
    が、前記帯域幅の少なくとも所定の一部が前記受信端末
    アダプタで利用可能である場合、当該少なくとも所定の
    一部を割り当てるステップを有し、 ステップmが、 割り当てられた帯域幅を報告する応答メッセージを前記
    送信端末アダプタに送るステップを含み、 ステップcが、 送信帯域幅が割り当てられていない要求を経過時間によ
    って周期的に並べ替えるステップと、 古い要求から帯域を割り当てるよう試みるステップとを
    有することを特徴とする広帯域ISDN通信網におけるデー
    タ伝送資源割当て方法。
  17. 【請求項17】1個以上の中間ノードを含むデータ通信
    網への共通の伝送媒体上に割当て可能なパケット交換帯
    域幅を有する入口設備に接続された送信端末から当該通
    信網からの共通の伝送媒体上に割当て可能な帯域を有す
    る出口設備に接続された受信端末にデータを伝送するた
    めに資源を割り当てる方法において、 前記入口設備において、データの送信に必要なパケット
    交換帯域幅が前記入口設備で利用可能か否かを判断する
    とともに、前記出口設備において、データの受信に必要
    なパケット交換帯域幅が前記出口設備で利用可能か否か
    を判断するステップと、 前記入口設備と前記出口設備の両方において、前記の必
    要なパケット交換帯域幅が利用可能な場合、当該帯域幅
    をデータ伝送に割り当てるステップとからなり、 送信を開始する前に前記中間ノードで利用可能なパケッ
    ト交換帯域幅を検査することなく中間ノードが前記通信
    網によって選択されることを特徴とするデータ伝送資源
    割当て方法。
  18. 【請求項18】前記の必要なパケット交換帯域幅が割り
    当てられた後に、データを送信するステップをさらに有
    することを特徴とする請求項17の方法。
  19. 【請求項19】1個以上の中間ノードを含むデータ通信
    網への接続のための端末アダプタにおいて、 データメッセージを送信する要求に応答して、送信帯域
    幅を割り当てる手段と、前記要求に応答して、他の端末
    アダプタに受信帯域幅の割当てを要求する信号メッセー
    ジを送信する手段と、 前記他の端末アダプタから受信帯域幅の割当てを確認す
    る信号メッセージを受信したことに応答して、前記デー
    タメッセージの送信を開始する送信開始手段とからな
    り、 送信を開始する前に前記中間ノードで利用可能なパケッ
    ト交換帯域幅を検査することなく中間ノードが前記通信
    網によって選択されることを特徴とするデータ通信網接
    続用端末アダプタ。
  20. 【請求項20】1個以上の中間ノードを含むデータ通信
    網への接続のための端末アダプタにおいて、 他の端末アダプタからの信号メッセージの受信に応答し
    て、受信パケット交換帯域幅の利用可能性を検査する手
    段と、 前記検査する手段に応答して、前記帯域幅が利用可能な
    場合、その帯域幅を割り当て、前記他の端末アダプタか
    らのデータメッセージの送信を許可または禁止する応答
    メッセージを送る手段とからなり、 前記許可をする前に前記中間ノードで利用可能なパケッ
    ト交換帯域幅を検査することなく中間ノードが前記通信
    網によって選択されることを特徴とするデータ通信網接
    続用端末アダプタ。
  21. 【請求項21】前記送信開始手段が、受信帯域幅の割当
    てを拒否する信号メッセージを受信したことに応答し
    て、前記送信帯域幅を割り当てる要求を記録することを
    特徴とする請求項19の端末アダプタ。
JP21382090A 1989-08-15 1990-08-14 デ―タ伝送資源割当て方法およびデ―タ通信網接続用端末アダプタ Expired - Fee Related JP2540231B2 (ja)

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