JP3065019B2 - 仮想回線設定制御方法及びネットワークノード装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報をパケット化し
て通信するパケット通信において、ユーザから通信網に
渡されるパケットの流量の通信網の入力部で制限する帯
域制限方法と、各ネットワークノードでのパケットの伝
送品質を保証するためのネットワークノード内部の経路
での帯域予約方法と、ネットワークノード装置とに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル通信網の発展に伴って
パケット通信方式が広く利用されるようになってきた。
周知のように、パケット通信方式は、伝送したい情報に
該情報を伝送する送り先を指示する情報、すなわち方路
情報をヘッダとして付加したパケットを用いて通信を行
うことから、通信路を有為情報の通信のみに利用でき、
同じ能力をもつ通信路をより多くの利用者が同時に使用
でき、この結果、通信効率の向上、ひいては通信コスト
の削減を図ることができるという利点がある。

【０００３】パケット通信方式では、あるネットワーク
ノードが受取ったパケットの方路情報を参照してそのパ
ケットの経路を決定し、パケットを転送する。

【０００４】このパケットの転送方式の既知の方式のひ
とつがコネクション型伝送である。コネクションとは、
ある送り先に向かうパケットが該送り先に向かうための
経路であり、該パケットの転送を開始する前に予め設定
される。

【０００５】コネクション型伝送では特開和６２−１９
８２３９に開示されているごとく、通信は次の手順によ
り行われる。即ちまず仮想回線（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｉ
ｒｃｕｉｔ ＶＣ）設定フェーズにおいてＶＣを設定
し、しかる後にデータ転送フェーズにおいてデータ通信
を行う。その後ＶＣ開放フェーズにおいて該設定したＶ
Ｃを開放するデータ転送フェーズにおいてデータ通信を
行うために使用されるパケットをデータパケットと呼
ぶ。全てのデータパケットの長さは同一である。さら
に、データパケット以外のパケットを制御パケットと呼
ぶ。該制御パケットは、ＶＣ設定フェーズで使用される
種類のパケットを含む。

【０００６】コネクション型伝送の行われる通信網の一
例を図８（ａ）に示す。同図において、１０は情報をパ
ケット化して通信を行う通信網、１０２ｆ，１０２ｇは
パケットを受取ってスイッチング動作を行うネットワー
クノード（ノード）、１０３ｍはノードを接続するノー
ド間通信網、１０４ｆ，１０４ｇは複数の端末を通信網
に収容するインターフェースであるネットワーク終端装
置（ＮｅｔｗｏｒｋＴｅｒｍｉｎａｔｏｒ，ＮＴ）、２
０ｉ，２０ｊは通信網を用いて通信を行う端末である。

【０００７】ＶＣ設定フェーズでは、通信を開始したい
端末（発呼端末）がその相手となる端末（着呼端末）を
ＮＴを通じて通信網に指示し、通信網が発呼端末と着呼
端末の間の経路を決定し、該経路に沿ってＶＣを設定す
る操作が行われる。該ＶＣには、回線交換でのタイムス
ロットに対応する情報転送能力は割当てられておらず、
単にある端末に向かうパケットをネットワークノード
（ノード）が受けとった時に、該パケットを出力するノ
ード間通信路が決められているにすぎない。情報転送能
力はノードにより該ノードの受取ったパケットごとに割
当てられる。

【０００８】一般的には発呼端末と着呼端末との間では
双方向の通信を行なえる必要がある。そこで、ＶＣは発
呼端末から着呼端末への順方向バーチャルパス（Ｖｉｒ
ｔｕａｌ Ｐａｓｓ，ＶＰ）と、着呼端末から発呼端末
への逆方向ＶＰとより構成されると考える。ＶＰに沿っ
て通信網内を転送されるデータパケットには該ＶＰに付
けられた識別子を方路情報として持つ。ノードはデータ
パケットを持つ方路情報、すなわち、該データパケット
を通信網内で転送するために使用するＶＰの識別子、を
元に該データパケットを転送する通信路を決定する。

【０００９】各パケットのヘッダ長を短縮してノード間
通信路の伝送効率を向上させ、さらに通信網の柔軟性を
高めるため、一般的にはＶＰは通信網内一意の識別子で
はなく、ノード間通信路ごとに一意である識別子である
ラベルを用いて認識される。あるＶＰを使用しているデ
ータパケットのラベルはＶＰの経由しているノードごと
に書替えられる。このため、ＶＰはコンセントレイショ
ンとデコンセントレイションと、該コンセントレイショ
ンとデコンセントレイションを接続する。直列に接続さ
れた複数のノード間コネクションとから構成されると考
えるのが説明のために便利である。図８（ｂ）にＶＰの
構成の一例を示す。同図には、図８（ａ）の端末２０ｉ
から端末２０ｊへのＶＰの構成が示されている。

【００１０】ＶＰの出発点であるコンセントレイション
は、通信網に示すデータパケットを受取るＮＴに相当す
る。該ＮＴは、該ＮＴの収容している全ての端末からの
データからパケットをひとつの通信路に集中させ（集線
操作）、ノードへと渡す。ここで各端末は該端末の使用
するＶＰに割当てられたラベルを知っており、データパ
ケットを作成するとき、該ラベルを方路情報とする。

【００１１】また、ＶＰの到着点であるデコンセントレ
イションは、ノードから渡されたデータパケットを端末
に渡すＮＴに相当する。該ＮＴは、該ＮＴからデータパ
ケットを受取る端末の使用しているＶＰを各端末対応に
管理しており、受取ったデータパケットの持つラベルに
より端末を選択しデータパケットを渡す（分散操作）。

【００１２】さらに、コンセントレイションとデコンセ
ントレイションとを接続するノード間コネクションは、
受取ったデータパケットを該データパケットの持つラベ
ルに従ってスイッチングするノードに相当する。

【００１３】各ノードでのスイッチング動作は例えば次
の様である。

【００１４】各ノードでは該ノードの収容している入力
通信路に該入力通信路を識別するため入力通信路番号を
付加している。各ノードが受取ったデータパケットが使
用しているＶＰは、該受取ったデータパケットの持つラ
ベルと、該データパケットが入ってきた入力通信路の入
力通信路番号との組を用いて識別される。

【００１５】ノードの収容している出力通信路にも入力
通信路と同様、出力通信路番号が付加されている。

【００１６】まず該受取ったデータパケットが入ってき
た入力通信路の入力通信路番号と該データパケットの持
つラベルを用いてＶＰを識別し、識別されたＶＰを使用
するデータパケットが出力されるべき出力通信路の出力
通信路番号と、該出力通信路上での該ＶＰに割当てられ
たラベルを知る。その後、該ラベルで該データパケット
のラベルを書替え、該データパケットを出力される出力
通信路に転送する。

【００１７】上述の手順で必要になる操作が、入力通信
路番号と受取ったデータパケットの持つラベルとの組を
キーとした出力通信路の出力通信路番号と該出力通信路
上での新しいラベルとの組の検索である。この検索に前
述の方路選択表を用いる。方路選択表には、入力通信路
番号と該入力通信路から入ってきたデータパケットの持
つラベルの組で識別されるＶＰと該ＶＰに対応した出力
通信路の識別子と該出力通信路上でのパケットのラベル
が登録されている。方路選択表の一例が図８（ｃ）に示
されている。もし、該ノードの収容しているそれぞれの
入力通信路に対応して方路選択表を設けるならば、前途
の方路選択表には入力通信路の識別子を登録しておく必
要はなくなる。

【００１８】各ノードの方路選択表に登録する、入力通
信路番号と入力されたパケットのラベルの組と、出力通
信路番号と出力されたパケットのラベルの組は、設定し
ようとしているＶＰを使用するデータパケットが通信網
のどのノードを経由して転送されるかによって決まる。
設定しようとしているＶＰを使用するデータパケットの
経由するネットワークノードは、該通信網が持つ該通信
網のトポロジーを登録したデータベースを検索すること
により決定される。

【００１９】前述のようにデータ転送フェーズにおいて
データパケットが転送されるので、結局ＶＣの設定は、
該ＶＣを構成するＶＰを設定するために該ＶＰが経由す
る各ノードの方路選択表を設定することに相当する。

【００２０】データ転送フェーズでは、各ノードは方路
選択表を参照しながらデータパケットの持つラベルを書
替え、データパケットを出力する出力通信路を決定し、
データパケットを転送する。ここで、特開昭６２−８５
５３２に開示されているごとく、データパケットの送達
確認を各ノード間コネクションで行わない簡略化された
プロトコルを使用することにすると、データパケットの
転送を行うとき、各ノードは方路選択表を参照して該デ
ータパケットを出力するノード間通信路を決定し、転送
するのみの動作を行えばよい事になる。すると、例えば
特開昭６１−９４４３７に開示されているようなマルチ
ステージパケット交換ネットワークを準備し、方路選択
表を参照して得られた出力通信路番号を用いてスイッチ
ングすることにより、ノードでのパケットスイッチング
をハードウェア化して各ノードのスループットを向上さ
せることが可能になる。パケットスイッチングハードウ
ェア化して各ノードのスループットを向上させると、パ
ケット交換の適用領域を音声情報などの即時性の高い情
報にまで広げることが可能になり、マルチメディア伝送
を行うことのできる通信網を構築できる。

【００２１】しかしながら、送達確認を行わないコネク
ション型伝送を行った場合、パケットの通過する経路が
決められているため、その経路上にあるノードがふくそ
う状態に陥ったとき、ノードで処理しきれないパケット
が廃棄され、ＶＣの伝送品質が保証できないという欠点
があった。

【００２２】さらに、一般的には全てのノードの状態を
唯一のデータベースに蓄積しておき、ＶＣ設定時に該蓄
積されたノードの状態を用いて該ＶＣのデータパケット
の通過する経路が決定されるため、そのデータベースの
スループットによりＶＣ設定に必要な時間が決定され、
大規模な通信網を構築するとＶＣ設定にかかる時間が大
きくなり、大規模な通信網を構築するのが困難であると
いう欠点もあった。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、送達確
認を行わないコネクション型伝送を行った場合にはＶＣ
で設定されたデータパケットの経路上にあるノードがふ
くそう状態に陥ったとき、ＶＣの伝送品質が保証でき
ず、また、ＶＣの設定に必要な時間の制限から大規模な
通信網を構築するのが困難であるという欠点があった。
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、ＶＣの伝送
品質が保証でき、さらにＶＣの設定に必要な時間を最短
にする送達確認を行わないコネクション型伝送を行う通
信網を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明に係
る仮想回線設定制御方法は、ノード間通信路から受信し
たパケットを一旦蓄積するバッファを備えたネットワー
クノードを経由する、新たな仮想回線の設定が要求され
た場合に、前記バッファ上に既に設定されている一つ以
上の仮想回線と前記新たな仮想回線とによって該バッフ
ァにパケットが与えられる周期の平均の周期で該バッフ
ァからパケットを出力した場合に該バッファに蓄積され
ることになるパケット数が、該バッファの蓄積できるパ
ケットの個数に予め定められた係数Ａ（Ａ≧１．０）を
掛けた値を超えないように、前記新たな仮想回線の設定
を制御することを特徴とする。

【００２５】本発明の第一の発明に係るネットワークノ
ード装置は、ノード間通信路から受信したパケットを一
旦蓄積するバッファと、新たな仮想回線の設定が要求さ
れた場合に、前記バッファ上に既に設定されている一つ
以上の仮想回線と前記新たな仮想回線とによって該バッ
ファにパケットが与えられる周期の平均の周期で該バッ
ファからパケットを出力した場合に該バッファに蓄積さ
れることになるパケット数が、該バッファの蓄積できる
パケットの個数に予め定められた係数Ａ（Ａ≧１．０）
を掛けた値を超えないように、前記新たな仮想回線の設
定を制御する手段とを備えたことを特徴とする。

【００２６】本発明の第二の発明に係る仮想回線設定制
御方法は、各パケットに該パケットがどの程度の廃棄を
許容できるかを示す廃棄許容度を付与して通信するネッ
トワークにおいて、複数のバッファを備えたネットワー
クノードであって、ノード間通信路から受信したパケッ
トを前記複数のバッファのうち当該パケットの廃棄許容
度に応じたバッファに一旦蓄積するネットワークノード
を経由する、新たな仮想回線の設定が要求された場合
に、前記廃棄許容度に応じたバッファ上に既に設定され
ており該廃棄許容度の付与されたパケットが通信される
一つ以上の仮想回線と前記新たな仮想回線とによって該
バッファにパケットが与えられる周期の平均の周期で該
バッファからパケットを出力した場合に該バッファに蓄
積されることになるパケット数が、該バッファの蓄積で
きるパケットの個数に、該廃棄優先度に対応する予め定
められた係数Ｂ（Ｂ≧１．０）を掛けた値を超えないよ
うに、前記新たな仮想回線の設定を制御することを特徴
とする。

【００２７】本発明の第二の発明に係るネットワークノ
ード装置は、ノード間通信路から、そのパケットがどの
程度の廃棄を許容できるかを示す廃棄許容度が付与され
たパケットを受信する手段と、受信したパケットを一旦
蓄積するための複数のバッファと、前記受信したパケッ
トを前記複数のバッファのうち当該パケットの廃棄許容
度に応じたバッファに入力する手段と、新たな仮想回線
の設定が要求された場合に、前記廃棄許容度に応じたバ
ッファ上に既に設定されており該廃棄許容度の付与され
たパケットが通信される一つ以上の仮想回線と前記新た
な仮想回線とによって該バッファにパケットが与えられ
る周期の平均の周期で該バッファからパケットを出力し
た場合に該バッファに蓄積されることになるパケット数
が、該バッファの蓄積できるパケットの個数に、該廃棄
優先度に対応する予め定められた係数Ｂ（Ｂ≧１．０）
を掛けた値を超えないように、前記新たな仮想回線の設
定を制御する手段とを備えたことを特徴とする。

【００２８】上述した本発明の第一の発明によれば、新
たな仮想回線を設定した場合に必要となると予測される
バッファ量が、バッファの容量に係数Ａを掛けた値を超
えないように仮想回線の設定を制御するため、係数Ａに
応じた確率でバッファからのパケットの廃棄が発生する
が、同じ容量で扱うことの可能な仮想回線の個数を増加
させることができる。また、本発明の第二の発明によれ
ば、新たな仮想回線を設定した場合に必要となると予測
されるバッファ量が、対象となる廃棄許容度に対応する
バッファの容量に係数Ｂを掛けた値を超えないように仮
想回線の設定を制御するため、その廃棄許容度に対応し
たパケット廃棄率をもって各仮想回線が情報を通信でき
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】本実施形態では、本発明に係る帯
域制限方式と帯域予約方式に加え、仮想回線としてあら
かじめ決定されているパケットの経路を用いて通信する
場合にパケット廃棄率とパケットの網内遅延時間によっ
て規定される伝送品質を保証する仮想回線伝送品質保証
方式と、通信路上のパケットの流量を制限するフロー制
御方式も合わせて説明する。

【００３０】まず、本実施形態の概要を説明する。本実
施形態で用いられる通信帯域は、仮想回線が存続してい
る間に該仮想回線を用いている端末が通信網に渡す総デ
ータ量を該仮想回線の存続している期間の長さで除した
平均フロー密度と、該仮想回線の存続している期間を複
数の小期間に分割し、それぞれの小期間で該仮想回線を
用いている端末が通信網に渡すデータ量を該小期間の長
さで除した小期間フロー密度が該平均フロー密度以上に
なる小期間すなわちバースト期間に、端末が通信網に渡
すデータ量から平均フロー密度と該小期間の長さの積を
引いたバースト時超過フローと、により規定される。

【００３１】情報をパケット化して通信を行う通信網で
扱われるフローを、このように平均フロー密度およびバ
ースト時超過フローにより規定することにより、通信に
必要な資源の予約を簡便な方法で行なえる。まず、平均
フロー密度により通信網の持つパケット転送能力を予約
することにより、パケット転送能力不足によるパケット
廃棄の発生およびパケットの網内遅延の増加を抑える。
そして、バースト時超過フローにより通信網の持つバッ
ファ容量を予約することにより、バッファ容量不足によ
るパケット廃棄の発生の増加を抑える。

【００３２】端末が予約した通信帯域以上の通信帯域を
使用しそうになったときは自主的にパケットの発生を停
止もしくは抑制することによって、通信網のネットワー
クノードおよびノード間通信路がふくそう状態になるこ
とを防ぐことができる。

【００３３】また、ネットワーク終端装置が、通信網に
与えるフローを監視し、必要ならばパケットを廃棄する
ことによって予約されている帯域以上の帯域を使用でき
なくし、もって通信網のネットワークノードおよびノー
ド間通信路がふくそう状態になることを防ぐことができ
る。

【００３４】通信網の各部分の経路上で予約されている
通信帯域に関する情報を、通信網で分散して管理するこ
とにより、該通信帯域に関する情報をひとつの計算機で
管理する場合に比べて迅速な帯域予約を可能にする。

【００３５】図１は本発明の一実施例である通信網の構
成図である。同図において、１０は通信網、２０ａ…２
０ｅは該通信網に収容された端末、１０１は通信網に設
けられ、ノード間の結合情報を持つデータベース、１０
２ａ…１０２ｄは通信網の持つノード、１０３ａ…１０
３ｉはノード間を接続しているノード間通信路、１０４
ａ…１０４ｄは通信網と端末とを接続するためのＮＴで
ある。同図は本発明の一実施例である通信網の一部を説
明のために抜出して図示してある。

【００３６】図１を用いて本発明の一実施例である通信
網での通信方法について以下に説明する。該通信網で
は、ある端末がデータ転送のためのＶＣの設定を依頼し
通信網がＶＣを設定するフェーズに引続いたフェーズで
あり、該ＶＣを用いてデータ転送を行うデータ転送フェ
ーズさらにデータ転送フェーズ終了に該設定されたＶＣ
を開放するＶＣ開放フェーズとを実行することにより情
報の通信が行われる。 ・ＶＣ設定フェーズ 一例として、端末２０ａが発呼端末であり、端末２０ｃ
着呼端末であり、発呼端末から着呼端末へとデータ転送
を行う場合を説明する。この場合、順方向ＶＰに沿って
データパケットと制御パケットが転送される。制御パケ
ットの数はデータパケットの数に比べて一般的には非常
に少なく、データパケットを転送する順方向ＶＰのみで
帯域予約を行えば十分である。

【００３７】ＶＣ設定フェーズは通信網のＮＴとノード
とデータベースとが制御パケットをやりとりしながら図
９に示す手順をふんで実行される。以下、図９を参照し
ながら説明を進める。

【００３８】まず、発呼端末は発呼パケットを作成して
通信網に渡すことにより、ＶＣ設定を通信網に依頼する
（図９−８０１）。ここで説明する例においては、端末
２０ａは、端末２０ａと端末２０ｃの通信網内識別子
と、これら順方向ＶＰのために予約したい通信帯域を含
む発呼パケットを作成し、ＮＴ１０４ａに渡す。ここ
で、端末の通信網内識別子とは通信網に収容されている
端末に一意に付けられ、各々の端末を識別でき、その収
容位置を通信網のデータベースを検索することにより調
べることのできる識別子であり、既存の電話網における
電話番号に相当する。通信網内識別子の個々の端末に対
する割当て方法は種々考えられる。例えば既存の電話網
の電話番号の様に、個々の端末がそれぞれに割当てられ
た通信網内一意の識別子を持つことにしても良い。しか
しながら、この方法は直接本発明には係わらないのでこ
こでは特に限定せず、個々の端末は通信を開始する前に
通信網内識別子を持っているものとする。また発呼パケ
ットとは通信網に対するＶＣ設定要求を通信網に伝える
ためのパケットであり、少なくとも発呼端末の通信網内
識別子、着呼端末の通信網内識別子、さらにＶＰのため
に必要な予約したい通信帯域を情報として含む。

【００３９】発呼パケットを受取ると、ＮＴはコンセン
トレイション帯域予約を行う（図９−８０２）。該コン
セントレイション帯域予約は、該ＮＴが接続されている
ノードとの通信路に発呼端末が要求している通信帯域を
受入れる余裕があるか否か調べる動作で、以下のように
して行われる。

【００４０】発呼パケットにより指定される通信帯域
は、少なくとも次のふたつの量により規定される。その
第１の量は、ＶＰが存続している間に該ＶＰを用いて通
信している端末が通信網に渡す総データ量を該ＶＰの存
続している期間の長さで除した平均フロー密度である。
また、第２の量は該ＶＰの存続している期間を複数の小
期間に分割し、それぞれの小期間で該ＶＣを用いている
端末が通信網に渡すデータ量を該小期間の長さで除した
小期間フロー密度が該平均フロー密度以上になる期間す
なわちバースト期間に、端末が通信網に渡すデータ量か
ら平均フロー密度と該小期間の長さの積を引いたバース
ト時超過フローである。該ＶＰの存続している期間にバ
ースト期間が複数回あるときは、各々のバースト期間で
のバースト時超過フローとする。ここで、平均フロー密
度や小期間フロー密度とは、ある単位時間に考えている
点、例えば端末とＮＴの間の通信路、を通過するデータ
量を意味する。また単位時間とはＶＰ接続品質を保障す
る単位とする時間の長さであり、例えば１０ｍｓであ
る。さらに、バースト時超過フローなどのフローは、あ
る期間に考えている点を通過するデータ量の総量であ
る。図２に例としてある端末が発生するフローと平均フ
ロー密度、バースト時超過フローとの関係を図示する。
図２では縦軸にフロー密度、横軸に時間をとっている。
より具体的に言えば、平均フロー密度とは、単位時間に
あるＶＰを経由するデータパケット数の平均であり、バ
ースト時超過フローとは、該ＶＰを経由するデータパケ
ットを一旦バッファに蓄積し、該データパケットを蓄積
しているバッファからデータパケットを単位時間当り該
ＶＰの平均フロー密度に等しい個数出力した時にバッフ
ァに蓄積されるデータパケット数の上限である。以上の
ようにＶＰの持つ通信帯域を定義すると、ＶＰの伝送品
質を保証するために通信に必要な資源を予約することが
可能になる。より具体的に言えば、ＶＰの使用する経路
上で、パケット転送能力を平均フロー密度により予約
し、一時的なバーストの発生によって足りなくなったパ
ケット転送能力を補うためのバッファの容量をバースト
時超過フローによって予約すればよい。

【００４１】図３は本発明の一実施例におけるＮＴの構
成を示す図である。同図において、１０は通信網、１０
４ｅはＮＴ、２０ｆ…２０ｈは該ＮＴに収容された端
末、１０２ｅはノード、１０３ｊ…１０３１はノード間
通信路、１０４１はノードから与えられたデータパケッ
トを該データパケットが向かう端末に振分ける下りチャ
ネル、１０４２は該ＮＴの収容する端末の発生するデー
タパケットを統計多重化してノードに渡す上りチャネ
ル、１０４３は該上りチャネルと該下りチャネルとを制
御する制御手段、１０４２２は上りチャネルに設けられ
た上りバッファ、１０４２３は上りバッファからパケッ
トを取出し、ノードに渡す上りパケット出力手段、１０
４２１は該ＮＴの収容する端末からデータパケットを受
取り、該データパケットを上りバッファに入力し、さら
に該ＮＴの収容する端末から制御パケットを受けとり該
受けとった制御パケットを前記制御手段に渡し、また該
制御手段から制御パケットを受けとり該受けとった制御
パケットを上りバッファに入力する上りパケット入力手
段、１０４２４ａ…１０４２４ｂは該ＮＴが収容してい
る端末に対応して設けられ、該対応するための端末の発
生するフローバースト性を測定しているリーキーバケッ
ト手段、である。

【００４２】ＮＴにおいては、上りチャネルではコンセ
ントレイション、すなわち該ＮＴ収容されている端末の
フローを集中させてノードに渡す動作、下りチャネルで
はデコンセントレイション、すなわちノードから渡され
るフローを分散させて各端末に渡す動作が行われる。Ｖ
Ｐの伝送品質保証を行う場合は上りチャネルにおいて帯
域予約を行うことになる。

【００４３】ＮＴでのコンセントレイション帯域予約は
次の方法によって行われる。

【００４４】ＮＴの制御手段は、該ＮＴの収容している
端末が上りチャネルに情報を渡すために使用している複
数のＶＰの平均フロー密度の合計を予約済みパケット転
送能力として、該複数のＶＰのバースト時超過フローの
合計を予約済バッファ容量として、それぞれ記憶してい
る。

【００４５】ＮＴに渡させた発呼パケットは、該ＮＴの
持つ制御手段に渡させる。制御手段は、該発呼パケット
から、新たに設定しようとしているＶＰの通信帯域を取
出し、以下の方法により該新たに設定しようとしている
ＶＰを受入れる余裕があるか否か判断する。

【００４６】新たに設定しようとするＶＰが上りチャネ
ルに対して要求する通信帯域の平均フロー密度が、該Ｎ
Ｔとノードの間の経路の持つ最大パケット転送能力から
予約済パケット転送能力を引いた値より小さく、かつ、
該ＶＰが上りチャネルに対して要求する通信帯域のバー
スト時超過フローが、該上りチャネルの持つ上りバッフ
ァの容量から予約済みバッファ容量を引いた値より小さ
い時は、該ＶＰを受付ける余裕があるものとする。ここ
で、ＮＴとノードの間の経路が持つ最大パケット転送能
力とは単位時間当たりに該経路が転送しうるデータパケ
ット数の最大とする。

【００４７】該ＶＰを受入れる余裕が該ＮＴにない時
は、制御手段は該ＶＰを設定しようとしている発呼端末
にその旨を通知し、ＶＰ設定要求を拒絶する。該ＶＰを
受入れる余裕がある時は、制御手段は該ＶＰの要求する
通信帯域を該ＮＴにおいて予約する。具体的には、該Ｎ
Ｔの制御手段の記憶している予約済み容量に該ＶＰの平
均フロー密度を加算し、予約済みバッファ容量に該ＶＰ
の予約済みバッファ容量を加算する。それと同時に該新
たに設定するＶＰを使用する端末に対応したリーキーバ
スケット手段に前記予約した通信帯域を通知する。

【００４８】次にＮＴは経路問合せのフェーズ（図９−
８０３）に移る。すなわち、該ＮＴは、現在設定しよう
としているＶＣの通過する経路をデータベースに問合せ
る。これは以下の様に行う。

【００４９】ＮＴの制御手段は発呼パケットから発呼端
末と着呼端末との通信網内識別子を取出して経路問合せ
パケットを作成し、該経路問合せパケットをデータベー
スに渡す。説明している例においては、ＮＴ１０４ａが
発呼パケットを作成してからノード１０２ａに渡し（図
９−８０３）、ノード１０２ａは受取った発呼パケット
をノード１０２ｂに渡し（図９−８０４）、ノード１０
２ｂは受取った発呼パケットをデータベース１０１に渡
す（図９−８０５）。ここで、各ＮＴ、各ノードは通信
網の中でどこにデータベースが存在しているかの情報を
待ち、その情報に基づいて経路問合わせパケットを転送
しているものとしている。

【００５０】データベースは経路問合わせパケットを受
取ると該データベースの持つ通信網のトポロジ情報から
経路検索を行う（図９−８０６）。すなわち発呼端末か
ら着呼端末までの間の通信網内の経路を該端末の通信網
内識別子を手掛りに抽出する。ここでの経路検索のアル
ゴリズムは種々考えられるが、本発明の有効性には関係
がないので特に限定せずに説明を進める。ここで説明し
ている例の場合は、以下に示す２種類の経路が存在して
いる。 （１）端末２０ａ−ＮＴ１０４ａ−ノード１０２ａ−ノ
ード間通信路１０３ａ −ノード１０２ｂ−ノード間通信路１０３ｂ−ノード１
０２ｃ −ＮＴ１０４ｃ−端末２０ｃ （２）端末２０ａ−ＮＴ１０４ａ−ノード１０２ａ−ノ
ード間通信路１０３ｈ −ノード１０２ｄ−ノード間通信路１０３ｃ−ノード１
０２ｃ −ＮＴ１０４ｃ−端末２０ｃ 次にデータベースは、前記抽出した経路から経路応答パ
ケットを作成し、経路問合わせパケットの送り元である
ＮＴに該経路応答パケットを送る。該経路応答パケット
には前記データベースが抽出した経路の他に、そのパケ
ットの通過する経路上のノード間通信路、ノードおよび
ＮＴを指定する情報、具体的には経路上のノードでの出
力通信路番号の列、が書かれている。各ノードでは該経
路応答パケットを該出力通信路番号の列を参照しながら
転送する（図９−８０７，８０８）。

【００５１】データベースからの経路応答パケットを受
取ると、ＮＴの制御手段は経路応答パケットから現在設
定しようとしているＶＣの経路のうちひとつを選択し該
ＶＣを構成する順方向ＶＰに沿うデータパケットの使用
するラベル番号を割当て、その経路について帯域予約を
行うために経路予約パケットを作成する（図９−８０
９）。経路予約パケットは、該経路応答パケットから選
択した経路についての情報、具体的には経路上のノード
での出力通信路番号の例、および発呼端末と着呼端末の
通信網内識別子を持つ。さらに、該経路予約パケットは
発呼パケット内に書かれていたＶＣを構成するＶＰのた
めに予約したい通信帯域を含んでいる。

【００５２】ここで、新しく設定しようとしているＶＣ
のための経路の候補が複数個ある場合は、例えばまず該
経路のうちのひとつを選択してその経路について帯域予
約をを行い、もし該選択した経路についての帯域予約に
失敗した場合は新たな経路について帯域予約を行うこと
にしてもよいし、複数の経路について同時に帯域予約を
行うために複数の経路予約パケットを作成しもよい。し
かしながら、複数の経路について同時に帯域予約を行う
方法はひとつの経路について帯域予約を行う方法から容
易に類推できるので、ここではＮＴの制御手段は同時に
はひとつの経路予約パケットのみを作成することとし説
明を進める。

【００５３】また、ＶＣを構成するふたつのＶＰすなわ
ち順方向ＶＰと逆方向ＶＰの通過する経路は同じでも良
いし異なっていても良い。しかしながら、同じ経路を通
過することにすれば、順方向ＶＰを構成するノード間コ
ネクションと逆方向ＶＰを構成するノード間コネクショ
ンを同時に設定でき、ＶＣ設定フェーズのプロトコルに
とって都合がよいので、ここでは順方向ＶＰと逆方向Ｖ
Ｐは同じ経路を通過することとして説明を進める。

【００５４】ＮＴの制御手段は、ＮＴからノードへと出
力されるパケットについてそのパケットに付けられるラ
ベルを管理している。該制御装置の作成した経路予約パ
ケットには、該経路予約パケットによって設定させるＶ
Ｐを識別するためのラベルの番号を決定し、該経路予約
パケットに含ませて出力する。それと同時に該ＶＰを使
用して通信を行う発呼端末に該割当てたラベルを通知す
る。

【００５５】各ネットワークノードは、経路予約パケッ
トを受取るとノード間コネクション作成（図９−８１
０，８１１，８１２）を行う。該ノード間コネクション
作成は、経路予約パケットを受取ったノードが、該経路
予約パケットによって設定されようとしているＶＣの要
求する通信帯域に従ってノード内の経路について帯域予
約を行い、その後、該ノードが、該経路予約パケット内
に書かれている設定しようとしているＶＣの経路を指定
している経路上のノードでの出力通信路番号の列に従っ
て経路の次のノードへと、該経路予約パケットを転送す
る操作である。

【００５６】図４に、本発明の一実施例である通信網の
ネットワークノードの構成を示す。同図において、１０
２ｅはノード、１０２１は複数の単位スイッチを接続す
ることにより構成された、データパケットのスイッチン
グを行うデータパケット転送手段、１０２２はデータパ
ケット転送手段と同じ単位スイッチ間接続を持ち、デー
タパケット転送手段の単位スイッチ間接続のパケット転
送能力を予約する動作を行うと共に制御パケットの転送
を行う平均フロー密度予約手段、１０２３ａ…１０２３
ｎは入力通信路からパケットを受取り、ノード内で必要
な処理を行う入力パケットハンドラ（ＩＰＨ）、１０２
４ａ…１０２４ｎはデータパケット転送手段と平均フロ
ー密度手段とからパケットを受取り、出力通信路へと出
力する出力パケットハンドラ（ＯＰＨ）、１０２５は該
ノードの状態を監視し、該ノードを管理するネットワー
クノード制御手段、１０２１１−ｉｊはデータパケット
と受取り、データパケット内部の指定されたビットによ
って自立的にデータパケットをスイッチするデータパケ
ット転送手段の単位スイッチ、１０２２１−ｊｉは制御
パケットを受取り、制御パケット内部の指定されたビッ
トによって自立的に制御パケットをスイッチングすると
同時に、データパケット転送手段内の単位スイッチ間接
続のパケット転送能力を予約する平均フロー密度予約手
段である。

【００５７】図５に、ノードでのノード間コネクション
作成での手順を示す。同図を参照しながらノード間コネ
クション作成について説明を行う。

【００５８】ノード間コネクション設定の手順の始め
に、経路予約パケットを受取ったＩＰＨは該ＩＰＨでの
帯域予約を行う（図５−５０１）。すなわち、該ＩＰＨ
は該経路予約パケット内に書かれている新たに設定しよ
うとしているＶＰの要求している通信帯域を受入れる余
裕が該ＩＰＨにあるかどうか判断し、余裕があればＩＰ
Ｈの持つバッファの容量とＩＰＨの持つパケット転送能
力を予約する。このパケット転送能力の予約は以下の方
法により行われる。

【００５９】ＩＰＨは、該ＩＰＨ上に設定されているＶ
Ｐにより予約されているパケット転送能力を予約済みパ
ケット転送能力として記憶している。新たに設定するＶ
Ｐによって要求されている平均フロー密度と、該ＩＰＨ
の持つパケット転送能力から該ＩＰＨの記憶している予
約済みパケット転送能力を引いた値とを比較し、もし該
要求されている平均フロー密度の方が小さいときはパケ
ット転送能力に余裕があるとして、該ＩＰＨの記憶して
いる予約済みパケット転送能力に該要求されている平均
フロー密度を加算することにより、該新たに設定するＶ
Ｐついてパケット転送能力を予約する。該パケット転送
能力の予約方法によりＩＰＨのバッファ上に設定されて
いる複数のＶＰによって該バッファにデータパケットの
与えられる周期の平均が該バッファからパケットを出力
できる周期の最小値より小さくならないようにＶＰの設
定を行うことができる。

【００６０】ここで、ＩＰＨのパケット転送能力、より
具体的には該ＩＰＨ上のバッファからパケットを出力で
きる周期の最小値は、該ＩＰＨの接続されているデータ
パケット転送手段の単位スイッチのパケット転送能力に
より決められることを注意しておく。

【００６１】次に、ＩＰＨは該ＩＰＨの持つバッファ容
量に余裕があるか否か判断し、もし余裕があれば新たに
設定されるＶＰによって要求されているバッファ容量を
予約する。これは次に示すように行われる。ＩＰＨは、
該ＩＰＨ上に設定されているＶＰにより予約されている
バッファ容量を予約済バッファ容量として記憶してい
る。新たに設定するＶＰによって要求されているバース
ト時超過フローと、該ＩＰＨの持つバッファ容量から該
ＩＰＨの記憶している予約済みバッファ容量を引いた値
とを比較し、もし該要求されているバースト時超過フロ
ーの方が小さいときはバッファ容量に余裕があるとし
て、該ＩＰＨの記憶している予約済みバッファ容量に該
要求されているバースト時超過フローを加算することに
より、該新たに設定するＶＰについてバッファ容量を予
約する。該バッファ容量の予約方法により、該ＩＰＨの
持つバッファ上に設定されている複数のＶＰによって該
バッファにデータパケットの与えられている周期の平均
で与えられる周期で該バッファからデータパケットを出
力した際にバッファに蓄積されることになるデータパケ
ット数が該バッファの蓄積できるデータパケットの個数
を超えないようにＶＰの設定を行うことができる。

【００６２】ＩＰＨの持つバッファ容量の予約時に、新
たに設定するＶＰのバースト時超過フローと、ＩＰＨの
持つバッファ容量から該ＩＰＨが記憶している予約済み
バッファ容量時超過フローを引いた値とを比較する代わ
りに、新たに設定するＶＰのバースト時超過フローと、
ＩＰＨの持つバッファ容量に予め定められた係数Ａを掛
けた値から該ＩＰＨ上に既に設定されているＶＰのバー
スト時超過フローを引いた値とを比較してもかまわな
い。この方法によると、該ＩＰＨの持つバッファ上に設
定されている複数のＶＰによって該バッファにデータパ
ケットの与えられている周期の平均で与えられる周期で
該バッファからのデータパケットを出力した際にバッフ
ァに蓄積されることになるデータパケット数に該係数Ａ
を掛けた値が該バッファの蓄積できるデータパケットの
個数を超えないようにＶＰの設定を行うことができる。
この場合には、予め定められた係数Ａによって定められ
る確率でバッファからのパケットの廃棄が発生するが、
同じ容量で扱うことの可能なＶＰの個数を増加させるこ
とができる。

【００６３】周知のように、ノードがスイッチングする
パケットが、該パケットがどの程度の廃棄を許容できる
かを廃棄許容度により示し、ノードがふくそう状態に陥
ったとき、廃棄許容度の大きいパケットから順に廃棄す
るパケットの優先処理を行うことは、ノードのふくそう
状態を回避するために有効である。本発明の一実施例に
おいて、該パケットの優先処理を行うためのバッファ容
量の予約は以下の様に行う。

【００６４】ノードのＩＰＨには前記廃棄許容度に対し
て通信網がサポートするレベルに対応して複数個のバッ
ファが設けられる。該バッファには該バッファに対応し
た該廃棄許容度のレベルを持つパケットが一旦蓄積させ
る。各ＶＰは、該ＶＰが行う通信の特性により、該ＶＰ
の廃棄許容度のレベルが定められている。該ＶＰは該Ｖ
Ｐに付けられた廃棄許容度のレベルを持つパケットを用
いて情報通信を行う。新たにＶＰを設定する時のバッフ
ァ容量の予約は、該ＶＰの持つ廃棄許容度のレベルに対
応したバッファについて、新たに設定するＶＰのバース
ト時超過フローと、該バッファの容量に廃棄許容度のレ
ベルに対応して予め設けられた係数Ｂを掛けた値から、
該バッファ上に既に設定されているＶＰの持つバースト
時超過フローの合計を引いた値とを比較することにより
行われる。前途したパケット廃棄を起こすバッファ容量
予約法から容易に類推できるように、該各廃棄許容度に
対応したバッファでの容量予約法により各バッファにお
いて容量の予約を行えば、それぞれのＶＰが持つ廃棄許
容度に対応したパケット廃棄率をもって該仮想回線が情
報を通信できる。この場合、各バッファは該バッファ上
に設定されているＶＰの平均フロー密度の合計の比較に
比例した頻度でポーリングされる。

【００６５】ＩＰＨでの帯域予約の終了したあとに行わ
れる操作は図５−５０２に示されるラベル予約である。

【００６６】前述のように、ＶＣ設定プロトコルの実行
のために、あるＶＣを構成する順方向ＶＰと逆方向ＶＰ
は同時に設定されるのが便利である。これらふたつのＶ
Ｐは、同じノード間通信路において、異なったラベルを
用いて認識されてもよいし、同じラベルを用いて認識さ
れてもよいが、本発明の有効性には直接の影響はない。
ここでは、同じラベルを用いて認識されるものとして説
明を進める。

【００６７】ノード間通信路は、該ノード間通信路の両
端のノードがお互いに情報をやりとりできる必要があ
る。このため、ノードの収容している入力通信路の内の
１本と、出力通信路の内の１本とがノード間通信路とな
る。ノード間通信路の一方の端点のノードの入力通信路
は、もう一方の端点のノードの出力通信路となる。ノー
ド間通信路の端点に対応して、ひとつのＩＰＨとひとつ
のＯＰＨが存在している。ノード間通信路の端点のＯＰ
Ｈが、該ＯＰＨの出力するデータパケットに付けられる
ラベルを管理している。ここで、帯域予約パケットが到
着したＩＰＨを入側ＩＰＨ、該入側ＩＰＨと同じノード
間通信路の端点に接続されているＯＰＨを入側ＯＰＨ、
該到着した帯域予約パケットによれ設定される仮想回線
のパケットが向かうＯＰＨを出側ＯＰＨ、出側ＯＰＨと
同じノード間通信路の端点のＩＰＨを出側ＩＰＨと呼
ぶ。順方向ＶＰは入側ＩＰＨから出側ＯＰＨへ、逆方向
ＶＰは出側ＩＰＨから入側ＯＰＨへのノード間コネクシ
ョンによってそれぞれ構成される。図５−５０２のラベ
ル予約とはあるノード間通信路における順方向ＶＰと逆
方向ＶＰのラベルが同一であるために必要となる動作
で、具体的には、入側ＩＰＨは、逆方向ＶＰのノード間
コネクションを設定するために、入側ＯＰＨに該到着し
た経路設定パケット内に書かれているラベルを送り、ラ
ベルを送られたＯＰＨは該送られたラベルに他のＶＰに
使用しない様に印を付ける、という動作である。

【００６８】次に、入側ＩＰＨ経路設定パケットの中に
書かれている新たに設定しようとしているＶＰの要求し
ている通信帯域のうちの平均フロー密度と、出側ＯＰＨ
の接続されている出力通信路の出力通信路の出力通信路
番号と入側ＩＰＨの接続されている入力通信路の入力通
信番号と、到着した経路設定パケット内のラベルとから
帯域予約パケットを作成する。さらに該帯域予約パケッ
トは平均フロー密度予約手段内で使用される三個のフィ
ールド、帯域余裕フィールドと経路指定フィールドとル
ーティングフィールドとを持つ。作成された帯域予約パ
ケットは、平均フロー密度予約手段に渡される。平均フ
ロー密度予約手段は、帯域予約パケットを受取るパケッ
ト転送能力仮予約（図５−５０３）を開始する。平均フ
ロー密度予約手段はデータパケット転送手段と同じ単位
スイッチ間接続を持ち、データパケット転送手段内の単
位スイッチ間接続の持つパケット転送能力を予約する役
割を持つ。

【００６９】図４に示した本発明の一実施例には、デー
タパケット転送手段および平均フロー密度予約手段を２
入力２出力の単位スイッチを用いた８入力８出力の冗長
経路付オメガ網から網から構成した例を示してある、該
冗長経路付オメガ網とは、２入力２出力の単位スイッチ
を４個並べたステージを例えば５段並べ、パーフェクト
シャッフルとして周知である接続法を用いてステージ間
を接続することを特徴とするスイッチング網であり、自
律的に各単位スイッチがデータパケットの方路情報のう
ち定められたビット位置の情報を参照してスイッチング
すると全体が８入力８出力のパケットスイッチとして動
作できる自己ルーティングマルチステージパケット交換
ネットワークである。８入力８出力のパケットスイッチ
を構成するためにはステージ数は３段で十分であるが、
該データパケット転送手段ではステージを５段設けるこ
とにより該データバケット転送手段の任意の入力ポート
から任意の出力ポートまでの経路を４通り準備してい
る。このように、該データパケット転送手段の任意の入
力ポートから任意の出力ポートまでの経路が複数個ある
マルチステージパケット交換ネットワークを使用すると
該データパケット転送手段内での負荷分散が可能にな
る。該データパケット転送手段および平均フロー密度手
段の５段のステージのうち、前２段が複数の経路を準備
するために設けられたステージであり、データパケット
転送手段内では通過するフローを分散するように働くこ
とから、これらのステージをまとめて分散網と呼ぶ。ま
た、該データパケット転送手段および平均フロー密度予
約手段の５段のステージのうち、後ろ３段はパケットを
任意の出力ポートに転送するために使用されるステージ
であり、これらのステージをまとめてルーティング網と
呼ぶ。オメガ網の場合、自己ルーティング機能を実現す
るためにはルーティング網の前にあるパーフェクトシャ
ッフル結合も必要とするので、ここでは該パーフェクシ
ャッフル結合も必要とするので、ここでは該パーフェク
トシャッフル結合まで含めてルーティング網と呼んでい
る。

【００７０】ＶＰはデータパケット転送手段が準備して
いる複数個の経路のうちのひとつを選択して設定され
る。平均フロー密度予約手段はこの複数個の経路のうち
のひとつを選択するために設けられている。図６を用い
て、平均フロー密度予約手段のデータパケット転送手段
の単位スイッチ間接続の持つパケット転送能力の予約動
作について説明する。

【００７１】入側ＩＰＨは平均フロー密度予約手段の入
力ポートを通じて該ＩＰＨの作成した帯域予約パケット
を第１段目のステージの単位スイッチに渡す。図６に示
した例では、単位スイッチ１０２２１−１２の下側の入
力ポートに、該入力ポートから出力ポート１０１へのＶ
Ｐのための帯域予約パケットが渡される。該出力ポート
１０１は同じ番号を持つ出力通信路に接続されているＯ
ＰＨに接続されている。

【００７２】平均フロー密度予約手段の単位スイッチは
該単位スイッチがパケットを出力する２本の単位スイッ
チ間接続の各々について、該単位スイッチ間接続に対応
するデータパケット転送手段の単位スイッチ間接続上に
既に設定されているＶＰによって予約されているパケッ
ト転送能力を予約済みパケット転送能力として記憶して
いる。以下、平均フロー密度予約手段のある単位スイッ
チ間接続に対応する、データパケット転送手段の単位ス
イッチ間接続を対応スイッチ間接続と呼ぶ。

【００７３】平均フロー密度予約手段の単位スイッチを
受取った際の動作は、該単位スイッチが分散網に属して
いるかルーティング網に属しているかによって異なる。

【００７４】分散網に属する単位スイッチの場合は次に
述べる動作を行う。

【００７５】まず、該受取った帯域予約パケットが該単
位スイッチに入力された入力ポートを指定するための１
ビットの情報をルーティングフィールドに付加える。こ
の情報は、後で述べる該帯域予約パケットが出側ＯＰＨ
に到着した後の操作で使用される。次に該受取った帯域
予約パケットのコピーを作成する。コピーを作成するこ
とにより、該単位スイッチは２個の帯域予約パケットを
持つことになる。次に、該２個の帯域予約パケットのう
ちのひとつを該単位スイッチの上の単位スイッチ間接続
に、残った帯域予約パケットを該単位スイッチの下の単
位スイッチ間接続に、それぞれ出力する。その際、次に
述べるふたつの操作を行う。 （１）ルーティング生成用情報の収集：該帯域予約パケ
ットが上の単位スイッチ間接続に出力されたかを示す１
ビットのルーティングビットを該帯域予約パケット経路
指定フィールドに付加える。該フィールドの情報は、デ
ータパケット転送手段の持つ複数経路の中から選択され
た経路に沿ってデータパケットを転送するために必要と
なるルーティングタグを構成するために使用される。 （２）平均フロー密度による帯域予約：該帯域予約パケ
ットの帯域余裕フィールドは、出側ＯＰＨでＶＰの経路
をデータパケット転送手段の持つ複数経路からひとつを
選択するために使用される情報が記述される。より具体
的には、該情報は、帯域予約パケットが平均フロー密度
予約手段内でそれまでに通過した単位スイッチ間接続の
対応単位スイッチ間接続について、該対応単位スイッチ
間接続の最大パケット転送能力から、該対応単位スイッ
チ間接続の予約済みパケット転送能力を引いた値の中の
最小値である。もし、それまでに経過した経路に余裕が
ない部分があれば、その経路には余裕がないとしてその
旨が書かれている。

【００７６】もし、それまでに通過した経路に余裕がな
い部分がなければ、以下の操作を行う。

【００７７】該帯域予約パケットを単位スイッチ間接続
に出力するとき、該単位スイッチ間接続の対応単位スイ
ッチ間接続の最大パケット転送能力から、該対応単位ス
イッチ間接続上で予約されている予約済みパケット転送
能力と該帯域予約パケット内に書かれている平均フロー
密度とを引いた値を計算する。

【００７８】該計算した値が正の値をとるとき該単位ス
イッチ間接続は新たに設定するＶＰを受入れる余裕を持
つ。この場合には、次のふたつの操作を行う。その第１
の操作は、該計算した値と該帯域予約パケット上の帯域
余裕フィールドとを比較し、該帯域余裕フィールドの方
が大きいときは該計算した値へと該帯域余裕フィールド
を更新する操作であり、第２の操作は、該送出する単位
スイッチ間接続に対応する予約済みパケット転送能力
に、該帯域予約パケット内に書かれている平均フロー密
度を加える操作である。

【００７９】該計算した値が０若しくは負の場合は、該
単位スイッチ間接続は新たに設定するＶＰを受入れる余
裕を持たない。この場合は、該帯域余裕フィールドを用
いて新たに設定する仮想呼を受入れる余裕が無いことを
表示し、さらに、該帯域予約パケットが帯域予約を行っ
た最後のステージの番号、具体的には該帯域予約パケッ
トを持つ単位スイッチの属しているステージに付けられ
た番号から１を引いた値を記録しておく。

【００８０】ここで、帯域余裕フィールドの更新の際に
用いられる、対応単位スイッチ間接続の持つ最大パケッ
ト転送能力としては、該対応単位スイッチ間接続が単位
時間当りに転送できるデータパケット数に、１から該デ
ータパケット転送手段の単位スイッチにおけるパケット
衝突発生確率を引いた値を掛けた値を使用するのがよ
い。該パケット衝突発生確率は、該単位スイッチが入力
部にファーストイン・ファーストアウト動作を行うバッ
ファを設けるときは０．２５であるが、該単位スイッチ
に特開昭６３−６７１０６号で本発明者が開示した方路
情報によるパケットの優先処理を行うバッファを用いた
パケット交換方式を適用した時には小さな値とすること
ができる。

【００８１】さらに、帯域予約パケットが入側ＩＰＨか
ら出力される時に該帯域予約パケットの持つ帯域余裕フ
ィールドの初期値は、前記データパケット転送手段の単
位スイッチ間接続の持つ最大パケット転送能力とするの
がよい。さらに、前途したＩＰＨで平均フロー密度によ
るＩＰＨのパケット転送能力の予約に使用した該ＩＰＨ
の持つ最大パケット転送能力の値は、前記帯域予約パケ
ットの持つ帯域余裕フィールドの初期値と一致した値を
使用するのがよい。

【００８２】一方、ルーティング網に属する単位スイッ
チの場合は次に述べる動作を行う。

【００８３】受取った帯域予約パケット中に書かれてい
る、新たに設定しようとしているＶＰを用いるデータパ
ケットの出力される出力ポートの識別子の中の、該単位
スイッチが属しているステージによって指定されるビッ
ト位置にある情報により、該単位スイッチの上の単位ス
イッチ間接続または下の単位スイッチ間接続を選択して
該帯域予約パケットを出力する。この際、前記分散網に
属する単位スイッチにおいて行われる操作である、平均
フロー密度による帯域予約を行う。

【００８４】以上の動作を平均フロー密度予約手段の各
単位スイッチが実行すると、該平均フロー密度予約手段
の任意の入力ポートと任意の出力ポートの間の経路の数
に等しい数の帯域予約パケットが出側ＯＰＨへと渡され
る。該ＯＰＨへと渡されたそれぞれの帯域予約パケット
の帯域余裕フィールドには、もしあれば、該帯域予約パ
ケットの通過してきた経路の持つパケット転送能力の余
裕が書かれている。図６に示した例では、太線で示した
経路に沿って帯域予約パケットが平均フロー密度予約手
段内を転送され、出力ポート０１１に接続されているＯ
ＰＨへと渡される。

【００８５】新たなＶＰ設定要求による帯域予約パケッ
トを受取ったＯＰＨは、ノード内経路選択（図５−５０
４）を行う。該ノード内経路選択は、具体的には次の手
順により実行される。

【００８６】新たなＶＰ設定要求による帯域予約パケッ
トを受取ったＯＰＨは、同じＶＰ設定要求に起因する帯
域予約パケットが揃うので待って、該ＶＰ設定要求に起
因する帯域予約パケットの持つ帯域余裕フィールドのう
ち該ＶＰを受入れる余裕があったものを比較し、最も大
きな値を持つ帯域予約パケットの通過した経路を該新た
に設定するＶＰの使用する経路として選択する。ここ
で、帯域予約パケットの持つ入側ＩＰＨの接続された入
力通信路の入力通信路番号と、該入力通信路での上での
ラベルとによって同じＶＰ設定要求に起因する帯域予約
パケットが認識される。

【００８７】その後、該ＯＰＨは該新たに設定するＶＰ
に該ＯＰＨがパケットを出力するノード間通信路上で該
仮想呼の使用するラベルを割当てる（図５−５０５）。
さらに、逆方向ＶＰを構成するノード間コネクション設
定の為に必要な情報を出側ＩＰＨに渡す。該出側ＩＰＨ
に渡される情報は、該出側ＯＰＨが新たに割当てたラベ
ルと、入側ＯＰＨの接続された出力通信路の番号と、入
側ＩＰＨが入側ＯＰＨに対して渡したラベルとで構成さ
れる。出側ＯＰＨからこれらの情報を受取った出側ＩＰ
Ｈは、該出側ＩＰＨの持つ方路選択表に登録し、該出側
ＯＰＨが新たに割当てたラベルをキーとした入側ＯＰＨ
の接続された出力通信路の番号と入側ＩＰＨが入側ＯＰ
Ｈに対して渡したラベルとの検索ができる欄を作成す
る。

【００８８】ここで、出側ＯＰＨが受取った同じＶＰ設
定要求に起因する帯域予約パケットのかに、通信帯域に
余裕のある経路を通ってきたものがなければ、出側ＯＰ
Ｈによるラベル割当て、出側ＯＰＨからの出側ＩＰＨの
方路選択表への登録データの送出は行われない。

【００８９】さらに、出側ＯＰＨにおいて、出側ＩＰＨ
から別の仮想呼で使用として前途の仮想呼に使用するラ
ベルの予約を行う場合に、既に該出側ＯＰＨによって使
用されてる可能性がある。これは、あるノード間通信路
上に設定されるＶＰの使用するラベルが順方向ＶＰと逆
方向ＶＰとで同じであるという規則のために発生する困
難さであるが、この因難さは、良く知られているよう
に、例えばノード間通信路の両方の端点のＯＰＨが割り
付けるラベルの番号を２分してそれぞれのＯＰＨに割当
て、該ＯＰＨが同じラベルを割り付けないようにすれば
解決する。

【００９０】次に、該帯域予約パケットを受取った出側
ＯＰＨは、該受取った帯域予約パケットそれぞれに対応
して帯域予約終了パケットを作成し、平均フロー密度予
約手段に渡す。該帯域予約終了パケットは、該帯域予約
パケットの持っていた新たに設定しようとしているＶＰ
の平均フロー密度と、ルーティングフィールドと、入側
ＩＰＨでのラベルと、該帯域予約パケットが帯域予約を
行った最後のステージの番号とを持つ。さらに、帯域予
約終了パケットのうち、出側ＯＰＨで該新たに設定する
ＶＰのネットワークノード内経路を通過したと選択され
た帯域予約終了パケット（被選択帯域予約パケット）
は、被選択帯域予約終了パケットであることを示すグラ
グと、該帯域予約パケットの持っていた経路指定フィー
ルドと、出側ＯＰＨにより該新たに設定する仮想呼に割
当てられたラベルを情報として持つ。

【００９１】帯域予約終了パケットを受けとった平均フ
ロー密度予約手段はパケット転送能力本予約（図５−５
０７）を行う。該パケット転送能力本予約は、具体的に
は次の手順になっている。

【００９２】帯域予約終了パケットを受けとった平均フ
ロー密度予約手段の単位スイッチがルーティング網に属
しているときは、次の動作を行う。

【００９３】帯域予約終了パケットを受けとった単位ス
イッチは、該帯域予約終了パケットの持つルーティング
フィールドの情報を参照しながら、該帯域予約終了パケ
ットに対応した帯域予約パケットの通過した経路を遡る
方向に該帯行き予約終了パケットを転送する。この際、
もし受けとった帯域予約終了パケットが被選択帯域予約
パケットではなく、さらに該帯域予約終了パケットの持
つ、該帯域予約終了パケットに対応する帯域予約パケッ
トが帯域予約を行った最後のステージの番号より、該単
位スイッチの属するステージの番号が若いかまたは等し
いならば、該帯域予約終了パケットの入ってきた単位ス
イッチ間接続に対応して該単位スイッチが持つ予約済み
パケット転送能力から該帯域予約終了パケットの持つ平
均フロー密度の値を減じ、減じた結果を新たな予約済み
パケット転送能力とする、予約取消を行う。

【００９４】一方、分散網に属する単位スイッチなら
ば、次の動作を行う。

【００９５】まず、同じＶＰ設定要求に起因する帯域予
約終了パケットがふたつそろうのを待つ。もし受けとっ
た帯域予約終了パケットが被選択帯域予約終了パケット
ではなく、さらに該帯域予約を行った最後のステージの
番号より、該単位スイッチの属するステージの番号が若
いかまたは等しいならば、予約取消しを行う。その後、
そろったふたつの帯域予約終了パケットではないパケッ
トを、そろったふたつのパケットのどちらも被選択帯域
予約終了パケットではないならばそれらのパケットのど
ちらか一方を消去し、残ったパケットを前段のステージ
へと転送する。

【００９６】以上の操作を平均をフロー密度予約手段の
各単位スイッチが帯域予約終了パケットについて実行す
ると、もし該ノードに新たに設定するＶＰを受入れる余
裕があるなら被選択帯域予約終了パケットが、該ＶＰを
受入れる余裕がなかったなら被選択帯域予約終了パケッ
トではない帯域予約終了パケットが入側ＩＰＨに渡され
る。もし受けとった帯域予約パケットが被選択帯域予約
終了パケットであれば、入側ＩＰＨでの方路選択表設定
（図５−５０８）が行われる。具体的には、該入側ＩＰ
Ｈは、該被選択帯域予約終了パケットの持つ出側ＯＰＨ
によって該新たに設定するＶＰに割当てられたラベル
と、該出側ＯＰＨの接続されている出力通信路番号に該
被選択帯域予約終了パケットの持つ経路指定フィールド
に記載されている情報を加えて作成したルーティングタ
グとを、該帯域予約終了パケットに対応した経路予約パ
ケットの持っていたラベルをキーとして検索するための
欄を該入側ＩＰＨの待つ方路選択表に作成する。

【００９７】その後、該方路選択表を参照して経路予約
パケットの持つラベルを書替え、該経路予約パケットの
ノード内の経路を加えて該経路予約パケットを平均フロ
ー密度予約手段に渡す（図５−５０９）。経路予約パケ
ットを受けとった平均フロー密度予約手段は、該パケッ
トの持つノード内の経路をもとに出側ＯＰＨに該経路予
約パケットを転送し（図５−５１０，５１１）、次に帯
域予約を行うノードへと該経路予約パケットを転送す
る。ここで、平均フロー密度予約手段の分散網に属する
単位スイッチでのスイッチング法により、該平均フロー
密度予約手段の受取った経路予約パケットの通過する経
路が変化する。より一般的には、該経路予約パケットは
該パケットに起因した帯域予約パケットおよび帯域予約
終了パケットによって設定された順方向ＶＰに沿って次
に帯域予約を行うノードへと平均フロー密度予約手段を
通じて転送されていると言える。さらに一般化すると、
順方向ＶＰに沿って平均フロー密度予約手段内を転送さ
れる帯域予約パケットと帯域予約終了パケット以外の制
御パケットの通過する経路は、該平均フロー密度予約手
段の分散網に属する単位スイッチでのスイッチング法に
より異なると言える。しかしながら、順方向ＶＰに沿っ
て平均フロー密度予約手段内を転送される帯域予約パケ
ットと帯域予約終了パケット以外の制御パケットのルー
ティング法は、本発明の有効性には何等影響を与えな
い。ここでは、これら帯域予約パケットと帯域予約終了
パケット以外の制御パケットの平均フロー密度予約手段
内での経路はパケット種別毎に決定されているものとす
る。具体的には、該平均フロー密度予約手段の分散網に
属する単位スイッチでは、パケット種別を表す情報のう
ちのある１ビットを方路情報としてこれら帯域予約パケ
ットと帯域予約終了パケット以外の制御パケットを出力
する単位スイッチ間接続を決定することにする。以上で
ノードでの帯域予約は終了する。

【００９８】もし受けとった帯域予約終了パケットが被
選択帯域予約終了パケットでなかったならば、該ノード
には新たに設定する仮想呼を受入れる余裕がない。この
場合には入側ＩＰＨはＶＣ拒絶パケットを作成する。該
ＶＣ拒絶パケットは、今まで帯域予約を行ってきたノー
ドにある逆方向ノード間コネクションを頼りに、該帯域
予約を行ってきたノードを逆に辿り、発呼端末を収容し
ているＮＴまで到る。この時、ＶＣ拒絶パケットを受け
とったノードでは該ＶＣ拒絶パケットに対応するＶＣ設
定要求により予約された通信帯域やノード間通信路での
ラベルなどの通信資源を解放する。ＶＣ拒絶パケットを
受けとったＮＴは、該ＶＣ拒絶パケットに対応するＶＣ
設定要求により予約された通信資源を解放すると同時
に、発呼端末にＶＣ設定要求が拒絶された旨通知する。

【００９９】各ノードが以上に述べたノードでの帯域予
約を実行しながら経路予約パケットを順に転送すること
により、ＶＰの設定が進行する（図９−８１０，８１
１，８１２）。

【０１００】経路予約パケットは最後に着呼端末を収容
しているＮＴに到着し、該ＮＴの制御装置へと渡され
る。経路予約パケットを受けとった該ＮＴの制御手段
は、該経路予約パケットの持つ着呼端末の通信網内識別
子と、ＮＴノード間の通信路で使用されたラベルとを用
いて、ＮＴの下りチャネルの設定を行う（図９−８１
３）。

【０１０１】本発明の一実施例におけるＮＴの下りチャ
ネルの構成例を図７に示す。同図において、１０４１は
ＮＴの下りのチャネル、１０４１２ａ…１０４１２ｎは
該ＮＴの収容している端末に対応して設けられ、該対応
する端末に渡すべきデータパケットを受けとったデータ
パケット中から選択し、該選択したデータパケットを対
応する端末に渡すラベルフィルタ手段、１０４１１は、
該下りチャネルの受けとったデータパケットを、該下り
パケットの持つ全てのラベルフィルタ手段にコピーして
渡す下りパケットコピー作成手段、である。

【０１０２】経路予約パケットを受けとったＮＴの制御
手段は、該経路予約パケットの持つ着呼端末の通信網識
別子を用いて着呼端末を決定し、該着呼端末に対応した
ラベルフィルタ手段に対して、該経路予約パケットがＮ
Ｔとノード間の通信路で使用したラベルを持つデータパ
ケットを下りパケットコピー作成手段から受けとったな
ら、該データパケットを端末に渡すように指示する。よ
り具体的には、下りパケットコピー作成手段はすべての
ラベルフィルタ手段を並列に接続するための物理的な情
報伝送路であるバスであってもよい。また、ラベルフィ
ルタ手段は該ＮＴから受けとったラベルを蓄積してお
き、該バスから受けとったデータパケットのうち、該デ
ータパケットが前記蓄積していたラベルと同じラベルを
持っていたなら、該データパケットを端末に出力する。
経路予約パケットを受けとったＮＴの制御手段は、該経
路予約パケットの持つ着呼端末の通信網内識別子を用い
て着呼端末を決定し、該着呼端末に対応したラベルフィ
ルタ手段に、該経路予約パケットがＮＴとノード間の通
信路で使用したラベルを登録する。

【０１０３】次に、ＮＴは着呼端末に対して着呼処理
（図９−８１４）を行う。該着呼処理は、例えば既存の
電話網において電話機のベルを鳴らし、該電話機がオフ
フックになる、すなわち着呼端末からの応答、を持つと
いう動作に対応した処理である。

【０１０４】着呼端末からの応答があったなら、ＮＴは
ＶＣの設定が完了したものとしてＶＣ設定終了パケット
を作成し、ノードに渡す（図９−８１５）。該ＶＣ設定
終了パケットは、前途のＶＰ設定手順によって設定され
た逆方向ＶＰに沿って通信網内を転送され（図９−８１
６，８１７，８１８）、発呼端末を収容しているＮＴへ
と渡される。ここで、該ＶＣ設定終了パケットの沿う逆
方向ＶＰについては帯域予約がなされていないので、該
逆方向ＶＰを構成するノード間コネクションを構成する
ための方路選択表の欄には該ノード間コネクションのた
めのノード内経路を選択するための情報は書かれていな
い。しかしながら、逆方向ＶＰ沿って転送される経路
は、本発明の有効性になんら関係がない。そこで、ここ
では、前途の順方向ＶＰに沿って転送される帯域予約パ
ケットと帯域予約終了パケット以外の制御パケットのノ
ード内でのルーティング法と同様、これらの帯域予約パ
ケットと帯域予約終了パケット以外の制御パケットは、
該制御パケット種別ごとに決められた平均フロー密度予
約手段内の経路を通過するものとする。

【０１０５】ＶＣ設定終了パケットを受取った端末は、
該ＶＣ設定終了パケットにより設定が終了したことを示
されたＶＣを使用して通信を行う端末に対してデータパ
ケットの出力を開始するように指示する（図９−８１
９）。以上でＶＣ設定フェーズは終了し、データ転送フ
ェーズが開始される。

【０１０６】前述のＶＣ設定に使用される制御パケッ
ト、すなわち発呼パケット、経路問合わせパケット、経
路応答パケット、経路予約パケット、帯域予約パケッ
ト、帯域予約終了パケット、ＶＣ拒絶パケット、ＶＣ設
定終了パケットは、その他の制御パケットやデータパケ
ットと区別できる必要がある。この各パケット種別の区
別の方法にはいくつかの種類があるが、本発明の有効性
には該パケット種別の区別法はなんら関係がないので、
ここでは特に限定しない。

【０１０７】また、前に述べたＶＣの設定手順は本発明
の精神を説明するための一例としてとりあげたものであ
り、本発明の効果はこのＶＣの設定手順を用いないと現
れないものではない。ここで説明しているＶＣは発呼端
末から着呼端末へと情報を流す種類のものであるが、発
呼端末と着呼端末の間に全２重通信路を提供するＶＣを
設定する手順でもかまわない。この種類の手順において
は、順方向ＶＰのみならず逆方向ＶＰにおいても帯域予
約が行われる。この時、逆方向ＶＰにおいて予約される
帯域は、着呼処理のときに着呼端末が渡してもよいし、
発呼端末が発呼時に渡してもよい。また３個以上の端末
の間で１対多通信や会議通信を提供するＶＣを設定する
手順でもかまわない。

【０１０８】さらに、前に述べたＶＣの設定手順ではデ
ータパケットの使用する通信帯域は予約したが、制御パ
ケットの使用する通信帯域は前もって予約されていても
良いし、予約されていなくても良い。

【０１０９】制御パケットの使用する通信帯域が前もっ
て予約されていない場合、発呼要求の拒絶の条件が前に
述べたＶＣの設定手順とは異なり、常にノード、ノード
間通信路、ＮＴに余裕が残っているように帯域予約を行
う必要がある。

【０１１０】また、ここで説明している本発明の一実施
例において、帯域予約手段は通信網内のＮＴ、ノードに
分散して設けられているが、データベースは該通信網の
ひとつのノードに付属して設けられている。しかしなが
ら、データベースも複数個のノード、ＮＴに分散して設
けられていてもかまわない。

【０１１１】前述した本発明の一実施例では、通信帯域
を規定する量として、平均フロー密度とバースト時超過
フローを取上げ、ある仮想呼の存続している期間にバー
スト期間がバースト期間が複数個であるときは、個々の
バースト期間でのバースト時超過フローの総和を該仮想
呼のバースト時超過フローとしてパケットバッファの余
裕を調べる尺度とした。しかしながら、個々のバースト
期間の間隔が十分開いており、かつ、ＶＰに割当てられ
たデータ転送能力が持つ非バースト期間における余裕分
によって、ひとつのバースト期間でのバースト時超過フ
ローがその後の非バースト期間の間に通信網を通過する
ことができる、という性質をフローが持っているなら
ば、個々のバースト期間でのバースト時超過フローのう
ちの最大値を持って仮想呼のバースト時超過フローとす
ることができる。ここで、非バースト期間における余裕
分は、ＶＰが存在している期間の平均フロー密度と非バ
ースト期間の平均フロー密度との差で表すことができ
る。このような性質を持つフローではパケットバッファ
がその他のフローに比べてより有効に利用できる。

【０１１２】前に述べた本発明の一実施例では、あるＶ
Ｐのためのデータ転送能力を該ＶＰの発生するフローが
持つ平均フロー密度だけ予約することとしていたが、あ
るＶＰのためのデータ転送能力の予約時に該ＶＰの発生
するフローが持つ平均フロー密度よりも大きなフロー密
度を該ＶＰのためのデータ転送能力として予約してもか
まわない。この場合、該ＶＰのバースト期間は予約した
データ転送能力以上のフロー密度が該ＶＰ上に流れる期
間を指し、パケットバッファを予約するために用いるバ
ースト時超過フローは、このバースト期間に通信網に渡
されるデータ量から予約したデータ転送能力とバースト
期間の長さとの積を引いたものとなる。

【０１１３】このような予約方法をとると、データ転送
能力を平均フロー密度だけ予約した場合に比べ、該ＶＰ
に必要となるバッファ量が減少するが、非バースト期間
のデータ転送能力の余裕が大きくなる。

【０１１４】前に説明した本発明の一実施例において、
パケットバッファの容量の予約はバースト時超過フロー
によって予約していた。バースト時超過フローは、ＶＰ
が存在している間のバースト期間のそれぞれの間に平均
フロー密度でパケットを転送したときにバッファに蓄積
されるパケットの総和であるとしていた。しかし、通信
網がパケットを転送するために必要なパケット転送時間
の上限が決まっていればＶＰが存在している期間のう
ち、パケット転送時間の上限と同じ長さをもつ小区間中
を考え該小区間中に発生するバースト期間においてバッ
ファに蓄積されるパケット量の総和を求め、該総和のう
ち、ＶＰが設定されている期間のなかで最も大きいもの
をバースト時超過フローと見なすこともできる。

【０１１５】本発明は、ネットワークノードとネットワ
ーク終端装置の持つパケットバッファ容量を自由に拡張
できるように実装された交換機に適用すると、種々性質
を持つフローに柔軟に対処できる交換機を提供すること
が可能になる。・データ転送フェーズ一例として、図１
において前途のＶＣ設定フェーズで設定したＶＣを用い
て発呼端末２０ａから着呼端末２０ｃへとデータパケッ
トを転送する場合について説明する。データ転送フェー
ズは通信網のＮＴとノードがデータパケットと制御パケ
ットをやりとりしながら図１０に示す手順をふんで実行
される。以下、図１０を参照しながら説明を進める。

【０１１６】まず、発呼端末は着呼端末に送りたい情報
に図９−８０９に示す操作を行った時に通知されたラベ
ルを付けたデータパケットを作成し、ＮＴに渡す（図１
０−９０１）。該ラベルにより該データパケットが使用
するＶＰが指定される。

【０１１７】端末からデータパケットを渡されたＮＴは
先ず流量規制を行う（図１０−９０２）。ＮＴでの流量
規制は具体的には次の方法により行われる。

【０１１８】ＮＴの持つ、該ＮＴに収容されている端末
対応に設けられ、ひとつの計数装置を含んだリーキーバ
スケット手段は、図９−８０２に示す操作を行った時に
渡された、ＶＰの要求した通信帯域である平均フロー密
度とバースト時超過フローを保持している。該リーキー
バスケット手段の計数装置は対応した端末からデータパ
ケットが到着するごとにインクリメントされ、かつ平均
フロー密度に対応した周期でデクリメントされている。
ここで、該計数装置のデクリメントは該計数装置の保持
している値が０の場合は行われないものとする。もしＮ
Ｔがデータパケットを受取った時に、該データパケット
を発生した端末に対応したリーキーバスケット手段の計
数装置の保持している値が、バースト時超過フローに対
応したパケット数と等しいスレシホールド値と等しいか
これを越えている時には、ＮＴは該計数装置をインクリ
メントする代わりに該受取ったデータパケットを廃棄す
る。この操作を設定されている全てのＶＰについて行う
ことにより、各ＶＰは予約した通信帯域以上の通信帯域
を使用できなくなる。よって、各ＶＰについてパケット
廃棄が事実上発生しなくなり、伝送品質を保証できる。

【０１１９】ここで、平均フロー密度に対応した周期と
は、具体的には、該ＶＰを使用している端末がデータパ
ケットを発生する間隔の平均である。また、バースト時
超過フローに対応したパケット数と等しいスレシホール
ド値は、例えば、該ＶＰを使用している端末が発生する
データパケットをあるバッファに一旦蓄積し、該バッフ
ァからデータパケットを前記端末がデータパケットを発
生する間隔の平均で出力させた時にバッファ内に蓄積さ
れるデータパケット数の最大値である。

【０１２０】また、前記流量規制方式ではリーキーバス
ケット手段の計数装置が保持している値が予め設定され
たスレシホールド値と等しいかまたはそれを越えている
場合に該計数装置をインクリメントせずデータパケット
を廃棄していたが、この場合にデータパケットを廃棄せ
ずに端末に対してデータパケットの送出抑制要求を出力
することにしてもよい。この場合、端末は直ちに該送出
抑制要求を受入れデータパケットの送出を一旦停止す
る。送出抑制の解除は例えば、該対応するリーキーバス
ケット手段の計数装置が保持している値が０になったと
きに行なうことにしても良い。

【０１２１】さらに、ＮＴでの流量規制としてデータパ
ケットを廃棄する場合に、端末の行う通信の性質がデー
タパケットを廃棄できない種類ものの場合には、該デー
タパケットを発生する端末がＮＴ内にあるリーキーバス
ケット手段と同じ装置を内蔵し、該端末が発生するフロ
ーを自主的に監視し、データパケットをＮＴに渡した場
合に該データパケットが廃棄されるならば、通信網から
の要求なしに該端末が自主的にデータパケットの送出を
停止してもかまわない。

【０１２２】ＮＴでの流量規制の後、該データパケット
は統計多重され、ＮＴとノードの間の通信路を通じてノ
ード１０２ａへと渡される（図１０−９０３）。具体的
にはデータパケットの統計多重はデータパケットをＮＴ
が受取り、該受取ったデータパケットについて流量規制
が終ったなら直ちに該ＮＴの持上りバッファに該データ
パケットを入力することにより実行される。この時、該
ＮＴの上りパケット入力手段において他の端末からのデ
ータパケットの入力要求との排他制御が必要となる。簡
単には、該排他制御は上りバッファに対するデータパケ
ットの入力速度を、該ＮＴの収容している端末の持つデ
ータ転送速度に該ＮＴの収容している端末の数を掛けた
値とし、上りパケット入力手段に収容している端末を周
期的にポーリングし、もし該端末がデータパケットを出
力していたなら流量規制操作後に上りバッファに転送す
ることによって該上りパケット入力手段をパケットがよ
どみなく通過するようにして実現できる。

【０１２３】ＮＴの上りパケット出力手段は、もし該上
りパケット出力手段の接続された上りバッファにパケッ
トが蓄積されているなら、該蓄積されたパケットを常に
該上りバッファから取出してＮＴとノードの間の通信路
に出力している。

【０１２４】データパケットを受取ったノードは、該デ
ータパケットの持つラベルによって指定されるＶＰに沿
って転送される（図１０−９０４，９０５，９０６）、
このノードでのデータパケット転送は具体的には次のよ
うに行われる。

【０１２５】データパケットを受取ったノードのＩＰＨ
は該データパケットのラベルをキーとして該ＩＰＨの持
つ方路選択表の検索を行い、該データパケットが次に沿
って転送されるノード間コネクションにおけるノード内
経路を指示する情報と該データパケットが出力される時
に付けられるラベルとを得る。その後、該データパケッ
トのラベルを該方路選択表の検索から得られたラベルに
書替え、さらに該検索から得られたノード内経路を指示
する情報を加えてノード内データパケットを作成し、デ
ータパケット転送手段に渡す。

【０１２６】各データパケット転送手段の単位スイッチ
は、ノード内データパケットを受取ると、該ノード内デ
ータパケットの持つノード内経路を指示する情報のうち
該単位スイッチの属するステージ番号によって指定され
る１ビットによって該ノード内データパケットを出力す
る単位スイッチ間接続を決定し、該決定した単位スイッ
チ間接線の先にある単位スイッチがデータパケットを受
けいれる状態にあることを確認した後で該決定した単位
スイッチ間接続に対して該ノード内データパケットを出
力する。この操作を各データパケット転送手段の単位ス
イッチが実行すると、前記ＶＣ設定フェーズで設定した
ＶＰのためのノード内経路を該ノード内データパケット
が通過し、ＯＰＨに渡されることになる。

【０１２７】ノードの各ＯＰＨは、データパケット転送
手段からノード内データパケットを受取ると該ノード内
データパケットから該ノード内データパケットの持つノ
ード内経路を指示する情報を削除してデータパケットを
作成し、ノード間通信路へ出力する。ここで、ＯＰＨで
は、データパケット転送手段により渡されるデータパケ
ットと、平均フロー密度予約手段より渡される制御パケ
ットをひとつのノード間通信路に出力する必要がある
が、この動作は、例えばデータパケットを出力する割合
と制御パケットを出力する割合とがある一定値を保った
ようにしても良いし、データパケットの出力されない時
に制御パケットを出力することにしても良い。

【０１２８】以上の動作を各ノードが行うと、データパ
ケットがＶＰに沿って着呼端末を収容しているＮＴ１０
４ｃにデータパケットが渡される。データパケットを渡
されたＮＴでは該データパケットのラベルをもとに端末
選択を行う（図１０−９０７）。該端末選択は具体的に
は次の動作である。

【０１２９】ノードからＮＴに渡されたデータパケット
は、該ＮＴの下りチャネルに入り下りパケットコピー作
成手段によって該データパケットのコピーが作成され、
該コピーのそれぞれのラベルフィルタ手段に渡される。
各ラベルフィルタ手段では、図９−８１３で渡されたラ
ベルＡと該受取ったデータパケットのラベルＢを比較し
ており、該ラベルＡとラベルＢとが一致した場合、該受
取ったデータパケットを該ラベルフィルタ手段に接続さ
れている端末に渡す。

【０１３０】データパケットを受取った端末（図１０−
９０８）はもし必要なら発呼端末に渡すａｃｋパケット
を作成し該端末を収容しているＮＴに渡す（図１０−９
０９）。該ａｃｋパケットは、確かにデータパケットを
受取ったことを通信相手の端末に通知するために使用さ
れる制御パケットである。

【０１３１】該ａｃｋパケットは発呼端末から着呼端末
へデータパケットを転送するために使用したＶＣの逆方
向ＶＰに沿って転送される。このために該ａｃｋパケッ
トのラベルは該逆方向ＶＰを指定するためのラベルとな
る。ここで説明している実施例では、ある通信路上の順
方向ＶＰと逆方向ＶＰとを指定するラベルは同一のもの
を使用しているので、着呼端末において作成するａｃｋ
パケットのラベルは受取ったデータパケットの持ってい
たラベルをそのまま使用すればよい。

【０１３２】該ａｃｋパケットは、ノードにおいてデー
タパケット転送手段を選択する代わりに平均フロー密度
予約手段を通過しさらに前途のように、平均フロー密度
予約手段の複数経路のうち、パケット種別により選択さ
れる経路を通過すること以外は、データパケットと同様
に逆方向ＶＰに沿って通信網内を転送され（図１０−９
１１，９１２，９１３，９１４）、発呼端末へと渡され
る（図１０−９１５）。

【０１３３】ａｃｋパケットを受取った端末は、該端末
が通信を進めるために使用されるプロトコル、例えばＣ
ＣＩＴＴで標準化されたプロトコルであるＸ．２５、に
従った動作、例えばウインドウ制御等を行う。

【０１３４】以上説明した手順に従ってデータ転送フェ
ーズは進行する。ここで、既存のパケット交換網と大き
な違いは、通信を行う端末のみが複雑なプロトコル、例
えばＸ．２５、実行しており、通信網内部のＮＴやノー
ドは単に受取ったデータパケットをＶＰに沿って転送し
ているだけである点にある。・ＶＣ解放フェーズここで
説明している本発明の一実施例において、発呼端末から
着呼端末へのデータ転送が終了したなら、ＶＣ解放フェ
ーズに移行する。該ＶＣ解放フェーズは、前記ＶＣ設定
フェーズへ設定したＶＣを解放する操作を行うフェーズ
である。これは、発呼端末がＶＣ解放パケットを作成し
てＮＴに渡すことにより開始される。

【０１３５】ＶＣ解放パケットを受取ったＶＣもしくは
ノードは、該ＶＣ設定パケットがこれから通過しようと
しているノード間コネクションのために予約されていた
ラベル、及び通信帯域を解放し、その後該ＶＣ解放パケ
ットを該ＶＣ解放パケットの沿っているＶＰに従って転
送する。このＶＣ解放パケットの通信網での取扱い方法
には各種の方法が考えられるが、本発明の有効性には影
響を与えないので、ここでは限定しない。

【０１３６】以上説明したように本実施形態によれば、
ＶＣを設定する際に該ＶＣで使用する通信に必要なパケ
ット転送能力を簡便な方法によって予約して割当てるの
で、パケット転送能力の不足によるパケット廃棄率およ
び遅延時間の悪化を防ぐことができる。さらにＶＣを設
定する際に該ＶＣで使用する通信に必要なバッファ容量
を予約するので、バッファ容量の不足によるパケット廃
棄率の悪化を防ぐことができる。以上のことからＶＣの
伝送品質を保証することができる。さらに、帯域予約を
行いながらＶＣを設定する際に必要となる、それまでに
設定されているＶＣで使用されている通信帯域に関する
情報を通信網内部に分散して管理しているため、該通信
帯域に関する情報をひとつの計算機で管理する場合に比
べて迅速な帯域予約を行うことができる。また、通信網
に収容されている端末が該端末の発生するフローを自律
的に観察し予約した通信帯域を越えて通信帯域を使用し
た場合、端末が通信網からの要求なしにパケットを出力
することを停止もしくは抑制するならば、ノードやノー
ド間通信路でのふくそうを未然に防止できＶＣの伝送品
質を容易に保証できる。

【０１３７】

【発明の効果】本発明の第一、第二の発明によれば、バ
ースト的にパケットが通信されても、仮想回線の伝送品
質を所定のパケット廃棄率以内に保証可能な通信網を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する通信網の構成例を示す図。

【図２】平均フロー密度とバースト時超過フローの説明
図。

【図３】本発明の一実施例であるネットワーク終端装置
の構成を示す図。

【図４】本発明の一実施例であるネットワークノードの
構成を示す図。

【図５】ノード間コネクションを設定する手順を説明す
る第１の図。

【図６】ノード間コネクションを設定する手順を説明す
る第２の図。

【図７】図３に示したネットワーク終端装置の下りチャ
ネルの構成例を示す図。

【図８】既存の通信網の一例を説明するための図。

【図９】本発明を適用した通信網でのＶＣ設定手順の一
例を示す図。

【図１０】本発明を適用した通信網でのデータ転送手順
の一例を示す図。

【符号の説明】

１０…通信網 ２０ａ〜２０Ｊ…端末 １０１…データベース １０２ａ〜１０２ｇ…ネットワークノード １０３ａ〜１０３ｍ…ノード間通信路 １０４ａ〜１０４ｇ…ネットワーク終端装置 １０４３…制御手段 １０４２２…上りバッファ １０４２３…パケット出力手段 １０４２１…上りパケット入力手段 １０４２４ａ〜１０４２４ｂ…リーキーバスケット手段 １０２１…データパケット転送手段 １０２２…平均フロー密度予約手段 １０２３ａ〜１０２３ｎ…入力パケットハンドラ（ＩＰ
Ｈ） １０２４ａ〜１０２４ｎ…出力パケットハンドラ（ＯＰ
Ｈ） １０２５…ネットワークノード制御手段 １０２１１−ｉｊ…単位スイッチ １０２２１−ｉｊ…平均フロー密度予約手段 １０４１２ａ〜１０４１２ｎ…ラベルフィルタ手段 １０４１１…パケットコピー手段

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノード間通信路から受信したパケットを
   一旦蓄積するバッファを備えたネットワークノードを経
   由する、新たな仮想回線の設定が要求された場合に、 前記バッファ上に既に設定されている一つ以上の仮想回
   線と前記新たな仮想回線とによって該バッファにパケッ
   トが与えられる周期の平均の周期で該バッファからパケ
   ットを出力した場合に該バッファに蓄積されることにな
   るパケット数が、該バッファの蓄積できるパケットの個
   数に予め定められた係数Ａ（Ａ≧１．０）を掛けた値を
   超えないように、前記新たな仮想回線の設定を制御する
   ことを特徴とする仮想回線設定制御方法。
2. 【請求項２】 各パケットに該パケットがどの程度の廃
   棄を許容できるかを示す廃棄許容度を付与して通信する
   ネットワークにおいて、複数のバッファを備えたネット
   ワークノードであって、ノード間通信路から受信したパ
   ケットを前記複数のバッファのうち当該パケットの廃棄
   許容度に応じたバッファに一旦蓄積するネットワークノ
   ードを経由する、新たな仮想回線の設定が要求された場
   合に、 前記廃棄許容度に応じたバッファ上に既に設定されてお
   り該廃棄許容度の付与されたパケットが通信される一つ
   以上の仮想回線と前記新たな仮想回線とによって該バッ
   ファにパケットが与えられる周期の平均の周期で該バッ
   ファからパケットを出力した場合に該バッファに蓄積さ
   れることになるパケット数が、該バッファの蓄積できる
   パケットの個数に、該廃棄優先度に対応する予め定めら
   れた係数Ｂ（Ｂ≧１．０）を掛けた値を超えないよう
   に、前記新たな仮想回線の設定を制御することを特徴と
   する仮想回線設定制御方法。
3. 【請求項３】 ノード間通信路から受信したパケットを
   一旦蓄積するバッファと、 新たな仮想回線の設定が要求された場合に、前記バッフ
   ァ上に既に設定されている一つ以上の仮想回線と前記新
   たな仮想回線とによって該バッファにパケットが与えら
   れる周期の平均の周期で該バッファからパケットを出力
   した場合に該バッファに蓄積されることになるパケット
   数が、該バッファの蓄積できるパケットの個数に予め定
   められた係数Ａ（Ａ≧１．０）を掛けた値を超えないよ
   うに、前記新たな仮想回線の設定を制御する手段とを備
   えたことを特徴とするネットワークノード装置。
4. 【請求項４】 ノード間通信路から、そのパケットがど
   の程度の廃棄を許容できるかを示す廃棄許容度が付与さ
   れたパケットを受信する手段と、 受信したパケットを一旦蓄積するための複数のバッファ
   と、 前記受信したパケットを前記複数のバッファのうち当該
   パケットの廃棄許容度に応じたバッファに入力する手段
   と、 新たな仮想回線の設定が要求された場合に、前記廃棄許
   容度に応じたバッファ上に既に設定されており該廃棄許
   容度の付与されたパケットが通信される一つ以上の仮想
   回線と前記新たな仮想回線とによって該バッファにパケ
   ットが与えられる周期の平均の周期で該バッファからパ
   ケットを出力した場合に該バッファに蓄積されることに
   なるパケット数が、該バッファの蓄積できるパケットの
   個数に、該廃棄優先度に対応する予め定められた係数Ｂ
   （Ｂ≧１．０）を掛けた値を超えないように、前記新た
   な仮想回線の設定を制御する手段とを備えたことを特徴
   とするネットワークノード装置。