JP2540930B2 - 輻輳制御装置 - Google Patents

輻輳制御装置

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JP2540930B2 JP3150589A JP3150589A JP2540930B2 JP 2540930 B2 JP2540930 B2 JP 2540930B2 JP 3150589 A JP3150589 A JP 3150589A JP 3150589 A JP3150589 A JP 3150589A JP 2540930 B2 JP2540930 B2 JP 2540930B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンドツーエンドで受信確認信号を用いて誤
り回復及びフロー制御を行なっているパケット交換網の
輻輳制御装置に関する。
（従来の技術） 従来のパケット交換網では隣接するノード間で再送制
御を行い、伝送路での誤りを回復するとともにフロー制
御を行なう方式を採用している。これに対して近年、誤
り回復やフロー制御をエンドツーエンドで行ってネット
ワークはパケットの配送のみを行なうことにより高速な
パケット通信を実現する方式が特に広帯域ISDNの分野で
検討されている。このような方式はプロトコルが簡略化
されているため高速なパケット交換が実現できる反面、
フロー制御がエンドツーエンドになっているため異常ト
ラヒックによって輻輳が生じた場合の制御が困難になっ
ている。このようなシステムに於ける輻輳制御としては
新たな発呼を規制する方法やサービスクラスを設けてク
ラスの低いパケットから廃棄する方法が検討されてい
る。このことは1988年８月発行の電子情報通信学会誌の
812ページに詳細に記されている。
（発明が解決しようとする問題点） 上述した輻輳制御には以下のような重大な問題点があ
る。
まず発呼規則を行なう方法では既に通信を開始してい
る端末に対してはトラヒック制御をかけることができな
いため、どこかの端末が通信を終了しない限り有効な制
御がかからない。従って実際に制御が効き始めるまでに
かなりの時間がかかることになる。
また、パケットを廃棄する方法ではエンドツーエンド
で誤りを回復しようとして再送が行なわれるため、タイ
ムアウトで回線が切れてしまうまではむしろ一時的にト
ラヒックが増加してしまうことになる。また受信確認信
号を使用していない音声パケットや画像パケットを廃棄
すると通信品質が劣化することになる。
本発明の目的はこのような高速パケット通信網に於い
て受信確認信号を使用していないパケットを廃棄するこ
となく短時間に輻輳状態から回復することの可能な輻輳
制御方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明の輻輳制御装置は、エンドツーエンドで受信確
認信号を用いてフロー制御を行う通信を扱うパケット交
換機において、 交換機の輻輳状態を検出する輻輳検出手段と、 入力されたパケットのうち受信確認パケットを判定する
パケット判定手段と、 前記輻輳検出手段が輻輳を検出したときに前記パケット
判定手段で受信確認信号と判定された受信確認パケット
をパケット交換機内に滞留させた後に転送する滞留手段
とを用いて輻輳制御を行うことを特徴とする。
また、本発明の輻輳制御装置は、前記滞留手段が、受
信確認パケットを一定時間滞留させることを特徴とす
る。
また、本発明の輻輳制御装置は、前記滞留手段が、前
記輻輳検出手段で検出される輻輳の度合いに応じて受信
確認パケットを滞留させることを特徴とする。
また、本発明の輻輳制御装置は、前記滞留手段が、受
信確認パケットのサービスクラスを判定し、サービスク
ラスによって滞留時間を変化させることを特徴とする。
また、本発明の輻輳制御装置は、前記滞留手段が、受
信確認パケットをパケット交換機の入力バッファ又は出
力バッファの待ち行列に複数回並ばせることによって受
信確認パケットを滞留させることを特徴とする。
（作用） 再送により誤り回復を行なっているHDLC等の通常の手
順ではフロー制御の手段としてウィンドウコントロール
と呼ばれる方法が用いられている。この方法は送信端末
はウィンドウサイズで規定される一定数のパケットをネ
ットワークに送出した後、受信確認信号を受けるまでは
以後のパケット送出しないようにする方式である。以後
は受信確認信号を受信してからパケットを送出するので
ネットワークに一端末から送出されるパケット数は常に
ウィンドウサイズ以下に保たれる。本発明に於いてはこ
の性質を利用して輻輳制御を行なう。すなわちパケット
交換機は輻輳状態を検出すると、入力パケットのうち受
信確認信号を検出し、これを意図的に遅延させて転送す
ることにより、フロー制御を実現する。この処理はパケ
ット交換機に特定の種別のパケットを検出する機能を持
たせるだけで容易に実現できる。遅延のさせ方としては
一定時間の遅延、輻輳の度合に応じた遅延、サービスク
ラスに応じた遅延、送信順序を後回しにすることによる
遅延などがある。
（実施例） 次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
第１図は本発明による輻輳制御装置の基本的な動作を
示すフローチャートである。尚、同図中のP1〜P5はフロ
ーチャートの各ステップを示す。本発明に於いて、パケ
ット交換機がP1でパケットが受信されたことを検出する
とP2で輻輳状態であるかどうかを調べる。輻輳状態でな
ければ受信されたパケットを出力リンクへ送信し、輻輳
状態であればP3で受信されたパケットが受信確認信号で
あるかどうかを調べる。もし受信確認信号でなければ出
力リンクへ送信し、受信確認信号であればP4でその信号
をしばらく保留してパケット交換機内に滞留させた後P5
で出力リンクへ送信する。
第２図には本発明の第１の実施例を示す。第２図は本
発明を実現するパケット交換機のうち本発明に関連する
ものを示している。パケット交換機はそれぞれの物理的
なリンクに対応して入出力パケットのルーティングを制
御する入出力制御部10、20、30と実際にパケットを行き
先別に振り分けるパケット伝達部50とに大別される。本
実施例はこのうち入出力制御部を一部従来のものと変更
することにより実現される。本実施例ではこのうち入出
力制御部10の構成について詳細に説明する。なお、入出
力制御部20、30の構成動作は、入出力制御部10と同様で
ある。入出力制御部の主な機能は入力パケットに付与さ
れているアドレス情報もしくはロジカルチャネル番号を
実際にパケット伝達部50で伝達できる形に翻訳すること
で、これはパスコントロールテーブル（PCT）11で実現
される。このパスコントロールテーブルの詳細について
は1986年５月５日発行の日経エレクトロニクス誌の88ペ
ージに記載されている。通常、入力パケットはパスコン
トロールテーブルで翻訳されたルーティング情報ととも
にバッファ16に蓄積され、適当なタイミングでパケット
伝達部50へと出力される。
本実施例に於いてはこれに加えて入力パケットが受信
確認パケットであるかどうかを検出する受信確認パケッ
ト検出部（Ack Det）12を有する。この受信確認パケッ
ト検出部は入力パケットのパケットタイプ情報が受信確
認パケットの番号と一致するかどうかを判定することに
より容易に実現することができる。入力端子102は輻輳
検出回路からの入力で交換機が輻輳状態であるかどうか
を示している。輻輳検出の方法は単位時間内の処理量や
空きバッファの量を調べる方法など様々な方法があり既
存の交換機でも実現されているがこれはどの様な方法で
実現されていても良いので本実施例には記載されていな
い。端子102からシステム輻輳であることが示されると
受信確認パケット検出部12が起動される。ここで入力パ
ケットが受信確認パケットであることが検出されると、
タイマー13を起動すると同時にスイッチ14を倒して入力
パケットを付加バッファ15へ入力する。スイッチ14は１
パケットを付加バッファ15に書き込むと再びもとの状態
に戻される。タイマー13で一定時間が経過すると付加バ
ッファ15に蓄えられた受信確認パケットはパケット伝達
部50へ出力される。パケット伝達部50からの出力信号は
バッファ17に蓄えられた後で端子101から出力される。
次に第３図を参照して受信確認信号のみを交換機内に
滞留させることによって実際にフロー制御が実現できる
ことについて、網全体の動作の立場から説明する。ここ
では端末10aと端末20aが交換機30を介して通信している
とする。また、端末間のプロトコルはベーシック手順の
ように一つパケットを送信すると受信確認パケットを受
け取るまでは次のパケットを送信できないものとする。
端末10aがデータパケットａを送信すると、交換機はそ
れを受け取りデータパケットｂを端末20aへ送信する。
端末20aはデータパケットｂを受信すると、受信確認パ
ケットｃを交換機に送信する。輻輳状態でない場合には
交換機は受信確認パケットｃを受信するとすぐに受信確
認パケットｄを端末20aへ送信する。端末10aはこの受信
確認パケットｄを受信してから次のデータパケットｅを
交換機へ向けて送信する。ここで交換機で輻輳状態が始
まったとすると、交換機はまずデータパケットｆを端末
20aに送信する。そして端末20aからの受信確認パケット
ｇを受信するとこのパケットを交換機内にＴ時間だけ滞
留させてから受信確認パケットｈを端末10aへ向けて送
信する。端末10aでは受信確認パケットｈを受けて始め
て次のパケットを送信できるので単位時間内にパケット
交換機30に到着するパケット数が減少して輻輳状態が解
除される。なお、この受信確認パケットは制御パケット
であるので長さも短く、交換機内に滞留させてもさほど
バッファ容量は必要としない。
尚、輻輳検出回路で輻輳の度合を検出することが可能
な場合には、その輻輳の度合に応じてタイマーにセット
する時間を変えることができ、よりきめ細かな制御が実
現できる。具体的には輻輳の度合が激しい場合には第２
図のタイマーの設定時間を長くして、輻輳の度合が軽い
場合には第２図のタイマー設定時間を短くすれば良い。
これは第２図で端子102から入力される輻輳情報をタイ
マー13の初期値として入力することで容易に実現できる
ので特に図示はしない。
第４図には本発明の第２の実施例を示す図である。第
４図はパケットにサービスクラスが定義されている場合
の実施例である。第４図に於いて参照数字の第２図と同
一のものは第２図と同一の機能を有する。入力端子100
から入力されたパケットはパスコントロールテーブル
（PCT）11でロジカルチャネル番号を変換されてスイッ
チ14を介してバッファ16へ入力される。スイッチ14は通
常はパスコントロールテーブル11の出力のバッファ16に
接続している。端子102から輻輳状態が通知されると受
信確認パケット検出部（Ack Det）12が起動される。そ
して受信確認パケットが検出されるとスイッチ14を付加
バッファ15の方へ倒し、同時にタイマー13をリセットす
る。本実施例ではこれに加えてサービスクラス検出部
（SC Det）18を有し、ここで検出されたサービスクラス
の情報をタイマー13の初期値として入力する。このよう
にしてサービスクラスの高い受信確認パケットに対して
は交換機内の滞留時間を短く、サービスクラスの低い受
信確認パケットに対しては交換機内の滞留時間を長くす
るきめ細かいサービスを提供することができる。バッフ
ァ15に蓄えられた受信確認パケットはタイマー13がタイ
ムアウトになるとパケット伝達部50へ入力される。スイ
ッチ14は１パケットを付加バッファ15に書き込むと再び
もとの状態に戻される。またパケット伝達部50からの信
号は出力バッファ17に一時蓄えられた後、端子101から
出力される。
第２図及び第４図の実施例はいずれも入力信号を入力
バッファ16に入れるまでの過程を受信確認信号を検出し
て滞留させる処理を行なっているがこの処理は入力バッ
ファ16の出力をパケット伝達部50に入力する段階、パケ
ット伝達部の出力を出力バッファ17に書き込む段階、出
力バッファ17から読み出す段階のいずれの段階でも同様
に実現することができるのは明らかである。
第５図は本発明の第３の実施例を示す図である。第５
図に於いても参照数字の第２図と同一のものは第２図と
同一の機能を有する。本実施例では入力端子100から入
力されたパケットはパスコントロールテーブル（PCT）1
1で翻訳された後、入力バッファ16に入力される。入力
バッファ16から適当なタイミングでパケット伝達部50に
出力されたパケットは出力バッファ17に入力される。通
常ある入出力制御部（この例では10″）から入力された
パケットはパケット伝達部50を介して他の入出力制御部
（20″とから30″）に出力されるのであるが、どの入出
力制御部も同一の構成であるのでここでは入出力制御部
10″に出力されたものとして説明する。バッファ17に書
き込む段階で各パケットはフラグ生成部19からのフラグ
信号が付与される。このフラグ信号は通常は“0"が各パ
ケットに付与される。通常の状態ではこのフラグ信号は
無視され、パケットがスイッチ14′を介して端子101か
ら出力される、端子102から輻輳状態が通知されると、
受信確認パケット検出部（Ack Det）12′が起動され、
読み出されたパケットが受信確認パケットであるかどう
かがチェックされる。このとき同時にフラグ信号もチェ
ックされる。読み出されたパケットが受信確認パケット
でかつフラグ信号“0"ならば受信確認パケット検出部12
はスイッチ14′を倒すとともにフラグ生成部19にフラグ
を“1"にするように指示する。スイッチ14′は１パケッ
ト出力し終えると再び通常の出力状態に戻す。こうする
ことにより読み出された受信確認パケットはフラグ信号
“1"の状態で出力バッファ17に再び書き込まれる。フラ
グ生成部19はこの処理が終了するとすぐにフラグを“0"
に戻す。通常出力バッファは待ち行列を成しているので
行列の先頭にあった受信確認パケットが行列の最後部に
書き込まれることになる。この受信確認パケットを次に
読み出すときにはフラグが“1"になっているので受信確
認パケット検出部12′は特に処理を行なわずそのまま端
子101から受信確認パケットを出力することになる。こ
のようにすることで輻輳時には受信確認パケットのみが
出力バッファ内の待ち行列に２回並ぶことになり遅延さ
せられる。このようにすると輻輳の程度がひどく出力バ
ッファにある行列の長さが長いときには自動的に受信確
認パケットの滞留時間が長くなり、強い輻輳制御がかか
ることになる。滞留時間をより長くしたい場合にはフラ
グパタンを複数ビットにして、フラグパタンがある特定
のパタン（例えば全て“1"）になったときのみ出力する
ようにすればよい。例えばフラグパタン４ビットにする
と、待ち行列に16回並ばせることができる。また本実施
例では出力バッファ17からの読み出し時に受信確認信号
を滞留させるようにしているが入力バッファ16からの読
みだしにも同様な処理ができることは明らかである。輻
輳の程度が端子102から入力される場合には上述のよう
にフラグパタンを複数ビットにしてフラグ生成部でのフ
ラグ交信の仕方を輻輳の程度によって変えるようにすれ
ば良い。
このようにして受信確認パケットを交換機内に滞留さ
せるとフロー制御がかかり輻輳状態から回復することが
できるのは他の実施例と同様である。
（発明の効果） 以上詳細に記したように本発明によればエンドツーエ
ンドでフロー制御を行なうパケット通信網に於て、短時
間に、パケットを廃棄することなく輻輳状態から回復す
ることのできる輻輳制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の基本動作を示す図、第２図は本発明の
第１の実施例を示す図、第３図は本発明の動作によって
網全体がどの様に影響されるかを示す図、第４図は本発
明の第２の実施例を示す図、第５図は本発明の第３の実
施例を示す図である。 図において、10……入出力制御部、11……パスコントロ
ールテーブル、12……受信確認パケット検出部、13……
タイマー、14……スイッチ、15……付加バッファ、16…
…入力バッファ、17……出力バッファ、18……サービス
クラス検出部、19……フラグ生成部、50……パケット伝
達部である。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンドツーエンドで受信確認信号を用いて
    フロー制御を行う通信を扱うパケット交換機において、 交換機の輻輳状態を検出する輻輳検出手段と、 入力されたパケットのうち受信確認パケットを判定する
    パケット判定手段と、 前記輻輳検出手段が輻輳を検出したときに前記パケット
    判定手段で受信確認信号と判定された受信確認パケット
    をパケット交換機内に滞留させた後に転送する滞留手段
    とを用いて輻輳制御を行う輻輳制御装置。
  2. 【請求項２】前記滞留手段が、受信確認パケットを一定
    時間滞留させることを特徴とする請求項１に記載の輻輳
    制御装置。
  3. 【請求項３】前記滞留手段が、前記輻輳検出手段で検出
    される輻輳の度合いに応じて受信確認パケットを滞留さ
    せることを特徴とする請求項１に記載の輻輳制御装置。
  4. 【請求項４】前記滞留手段が、受信確認パケットのサー
    ビスクラスを判定し、サービスクラスによって滞留時間
    を変化させることを特徴とする請求項１に記載の輻輳制
    御装置。
  5. 【請求項５】前記滞留手段が、受信確認パケットをパケ
    ット交換機の入力バッファ又は出力バッファの待ち行列
    に複数回並ばせることによって受信確認パケットを滞留
    させることを特徴とする請求項１に記載の輻輳制御装
    置。
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JP63-39851 1988-02-22
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