JP3133956B2 - 非同期転送モードコンピュータネットワークシステム - Google Patents
非同期転送モードコンピュータネットワークシステムInfo
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Description
ドネットワークと実時間通信を提供するネットワークで
の通信チャンネルの割り当てに係る非同期転送モードコ
ンピュータネットワークシステムに関し、特に、非同期
転送モードネットワークにおける二つ以上のアプリケー
ションチャンネルを一つの仮想チャンネルにするユーザ
ーレベル多重化を供給するシステムとプロセスに関す
る。
て、別個のコンピュータにおいて実行されている二つの
アプリケーションは仮想チャンネルと呼ばれている接続
を経てネットワーク上で通信している。上記ネットワー
クは、概して、幾つかのスイッチを含み、スイッチ間に
は仮想路を介して通信が発生し、該仮想路には幾つかの
仮想チャンネルが割り当てられている。
ンネルに対し割り付けられた帯域幅は、仮想チャンネル
を使用するアプリケーションの通信条件に依存する。仮
想チャンネルの全数は、各アプリケーションに必要な帯
域幅と物理的ネットワークの帯域幅の範囲により制約さ
れる。
に対して、帯域幅の条件は、実時間制約が満足されるこ
とを確実にするために特に主要なものとなる。しかしな
がら、変動ビット速度を有する実時間アプリケーション
は、データの連続ストリームに逆らっているので、一般
に、通信に割り付けられた帯域幅を効率悪く使用してい
る。この帯域幅は、時間の少なくとも半分しか使用され
ていないことが可能である。標準ATMプロトコルを使
用すると、そのようなアプリケーションは、大きい帯域
幅の物理的ネットワークまたはネットワークで通信する
チャンネル数の減少が必要となる。
ので、多数のアプリケーションからの通信を個々に割り
当てられた帯域幅の合計よりも低い帯域幅を有する単一
の仮想チャンネルへ多重化することができ、非同期転送
モードネットワークにおける二つ以上のアプリケーショ
ンチャンネルを一つの仮想チャンネルにするユーザーレ
ベル多重化を供給することができる非同期転送モードコ
ンピュータネットワークシステムを得ることを目的とす
る。
送モードコンピュータネットワークシステムは、最初の
複数のアプリケーションプログラムを実行する第一コン
ピュータと、第二の複数のアプリケーションプログラム
を実行する第二コンピュータと、上記第一コンピュータ
を上記第二コンピュータへ接続し、上記第一コンピュー
タのアプリケーションプログラムと上記第二コンピュー
タのアプリケーションプログラムとの間で伝送されるメ
ッセージの形式で通信を支援する非同期転送モードネッ
トワークとを含み、上記第一コンピュータのアプリケー
ションプログラムは、第一コンピュータのアプリケーシ
ョンプログラムとの間のメッセージと関連した第二コン
ピュータのアプリケーションプログラムを有し、上記第
二コンピュータの関連したアプリケーションプログラム
はアプリケーションチャンネルを介して伝送され、上記
チャンネルは、第一コンピュータから第二コンピュータ
へのメッセージ伝送の期間、上記チャンネルを介した第
一コンピュータから第二コンピュータへのメッセージの
大きさ、及び第一コンピュータから第二コンピュータへ
送らなければならないメッセージによる最大時間を記述
しているデッドラインにより定義され、複数のアプリケ
ーションチャンネルは、デッドラインが期間より大きい
アプリケーションチャネルについては期間に対するメッ
セージの大きさの商により決定される帯域幅を有する固
有の仮想チャネルに割り当てられ、残りのアプリケーシ
ョンチャネルについては同一期間のアプリケーションチ
ャネルのすべてを選択しアプリケーションチャネルの最
も大きなデッドラインで割算されたアプリケーションチ
ャネルのメッセージの大きさの合計の商により決定され
た帯域幅を有する単一の結合仮想チャネルに組み合わせ
るようにして非同期転送モードネットワーク上の仮想チ
ャンネルに割り当てられ多重化されることを特徴とする
ものである。
ラインにより決定された順序で上記単一の仮想チャンネ
ル上の複数のアプリケーションチャンネルのそれぞれに
対しメッセージを送信する手段をさらに含んでいること
を特徴とするものである。
ネルを仮想チャンネルへ割り当て、かつ、仮想チャンネ
ルを物理的ネットワークに割り付ける手段をさらに含ん
でいることを特徴とするものである。
は、仮想チャンネルの帯域幅をアプリケーションチャン
ネルのメッセージの大きさとアプリケーションチャンネ
ルのより大きいデッドラインとの合計の関数として計算
する手段を有することを特徴とするものである。
るべきアプリケーションチャンネルを選択する手段をさ
らに含んでいることを特徴とするものである。
アプリケーションチャンネルを識別する手段を有するこ
とを特徴とするものである。
期間よりも大きいアプリケーションを識別し、かつ、識
別された各アプリケーションチャンネルを期間に対する
メッセージの大きさの商により定義された帯域幅を有す
る唯一の仮想チャンネルへ割り当てる手段を有すること
を特徴とするものである。
と次のようになる。この発明は、ユーザーレベル、すな
わちアプリケーションレベルの多重化を行うことによ
り、上述した従来例の制約を解消している。多数のアプ
リケーションからの通信は、仮想チャンネルをそれぞれ
割り当てた帯域幅の合計よりも低い帯域幅を有する単一
の仮想チャンネルへ多重化される。
ンピュータが最初の複数のアプリケーションプログラム
を実行し、第二コンピュータが第二の複数のアプリケー
ションプログラムを実行する非同期転送モードコンピュ
ータシステムにある。非同期転送モードネットワーク
は、第一コンピュータを第二コンピュータへ接続して、
第一コンピュータのアプリケーションプログラムと第二
コンピュータのアプリケーションプログラムとの間を支
援する。第一コンピュータのアプリケーションプログラ
ムと第二コンピュータのアプリケーションプログラム
は、期間、メッセージの大きさ及びデッドラインを有す
るアプリケーションチャンネルを割り当てられる。複数
のアプリケーションチャンネルは、非同期転送モードネ
ットワークにおける単一の仮想チャンネルへ割り当てら
れ、仮想チャンネルは、アプリケーションチャンネルの
メッセージの大きさとアプリケーションチャンネルのよ
り大きいデッドラインとの合計の関数として決定された
帯域幅を有する。
ードネットワークコンピュータシステムはまた、割り当
てられた複数のアプリケーションチャンネルを有する各
仮想チャンネルに対して、メッセージに割り当てた最早
デッドラインにより決定された順序で仮想チャンネルを
経て各アプリケーションチャンネルにメッセージを伝送
する機構を有する。
クシステムはまた、二つ以上のアプリケーションチャン
ネルを仮想チャンネルへ割り当て、仮想チャンネルを物
理的ネットワークに割り付ける。割り当て/割り付けの
機構は、アプリケーションチャンネルのメッセージの大
きさとアプリケーションチャンネルのより大きいデッド
ラインとの合計の関数として、仮想チャンネルの帯域幅
を計算する機構から成っている。
クシステムはまた、ジョイント仮想チャンネルへ割り当
てられるように、アプリケーションチャンネルを選択す
る機構も備えている。この機構は、同一期間を有するア
プリケーションチャンネルを識別することによりアプリ
ケーションチャンネルを選択し、デッドラインがその期
間よりも大きいアプリケーションを識別しかつ期間に対
するメッセージの商により決定された帯域幅を有する唯
一の仮想チャンネルへ各このアプリケーションチャンネ
ルを割り当てることにより、アプリケーションチャンネ
ルを割り当てることができる。
を示す付属図面に関連して読まれる以降の詳細な説明に
より、さらに十分に理解されるであろう。この発明に係
る非同期転送モードコンピュータネットワークシステム
を説明する前に、図1に示す従来の非同期転送モードネ
ットワークシステムを説明する。図1を参照すると、従
来のATMネットワークシステム10は、一般に光学タ
イプであるネットワークの物理レイヤを接続する一つ以
上のスイッチ12から成っている。物理レイヤは、アプ
リケーションが実行されている幾つかのホストコンピュ
ータを接続している。ほかのホストコンピュータのアプ
リケーションと通信する一つのホストコンピュータのア
プリケーションは、ATMネットワークで通信するため
の仮想チャンネルと呼ばれている接続を形成している。
それに関連した三つの変数を有する。すなわち、期間
(P)、メッセージの大きさ(M)及びデッドライン
(D)である。このアプリケーションチャンネルの通信
を支援する仮想チャンネルに必要な帯域幅(B)は、関
連するアプリケーションチャンネルの期間、メッセージ
の大きさ及びデッドラインの関数である(B=f(P,
M,D))。
は、アプリケーションチャンネルの実時間通信条件を支
援するために割り付けられた帯域幅を効率的に使用して
いない。このような多数のアプリケーションが同じ物理
レイヤで通信していると、物理レイヤの帯域幅は効率悪
く使用され、ネットワークで通信できるアプリケーショ
ンの数は、かなり限定される。
ネットワークが示されている。このネットワークにおい
て、帯域幅割り付けを効率悪く使用するアプリケーショ
ンは、個々の仮想チャンネルへ割り当てたならば、両方
のアプリケーションの期間、メッセージの大きさ及びデ
ッドラインの関数として決定された帯域幅割り付けを有
する仮想チャンネルへ連帯的に割り当てられる。このよ
うな組み合わせは、個々の仮想チャンネルがこれらのア
プリケーションのそれぞれへ割り当てられた場合より
も、より小さく組み合わされた帯域幅の割り付けとな
る。
のアプリケーションは、メッセージを同じアプリケーシ
ョンチャンネルへ送り、アプリケーションチャンネル
は、実時間通信を確実にするため、最早デッドライン付
きのメッセージを選択して、伝送することにより、メッ
セージを仮想チャンネルで伝送する。
り付けられた帯域幅の使用で効率が悪いことではないこ
とは理解されるであろう。設定手順を図3に関連して説
明するが、この手順は、アプリケーションを組み合わせ
て、連帯的に割り当てられた仮想チャンネルの適切な帯
域幅を決定する。
ンネルを仮想チャンネルへ割り当てるプロセスが、デッ
ドラインが期間よりも大きいアプリケーションチャンネ
ルのすべてを識別することにより始まっている。これら
のアプリケーションチャンネルのそれぞれは、期間に対
するメッセージの大きさの商により決定された帯域幅を
有するそれ自身の固有仮想チャンネルへ直接に設定され
る。
が図3に示されている。例えば、アプリケーションチャ
ンネルのリストが与えられ、アプリケーションチャンネ
ルACはステップ50において選択される。ステップ5
2において決定されるように、そのデッドラインDが期
間Pよりも大きくなければ、アプリケーションチャンネ
ルはステップ54において待ち行列に配置される。デッ
ドラインDが期間Pよりも大きければ、仮想チャンネル
VCは、ステップ56において、期間Pに対するメッセ
ージの大きさMの商に等しい帯域幅で設定される。ステ
ップ50〜56はそれぞれのアプリケーションチャンネ
ルで繰り返される。
ケーションチャンネルを結合仮想チャンネルへ組み合わ
せることから成っている。一般に、同じ期間を有するア
プリケーションチャンネルは、結合仮想チャンネルへ好
適に組み合わせられる。期間が同一でない場合、この組
み合わせは少し難しい。従って、このステップは、ステ
ップ58で同一期間Pのアプリケーションチャンネルの
すべてを選択することを含んでいる。次に、この結合仮
想チャンネルがステップ60で設定される。その帯域幅
は、アプリケーションチャンネルの最大デッドラインで
割算されたアプリケーションチャンネルの大きさの合計
の商により決定される。
データの流れがATMレベルにおいて同一資源割り付け
を使用することができるように、ATMセルの多重化へ
のユーザーレベルのアプローチを行う。すなわち、単一
仮想チャンネルへの多数アプリケーションの多重化は、
ネットワークドライバ、オペレーティングシステムまた
はほかのネットワーク志向システムにより行われない
が、ATMセル処理レベルより高い一つ以上のレベルに
おいてメッセージを処理する。この種の多重化を行うこ
とにより、ATMレベルにおいて割り付けられた資源
は、資源が割り付けられるアプリケーションにより、さ
らに効率的に使用される。
時間トラヒックは、一つの実時間可変ビットレートサー
ビスカテゴリ(rt−VBR)または一つの固定ビット
レートサービスカテゴリ(CBR)へマップされる。例
えば、二つの実時間チャンネルの集合したトラヒック
は、あるrt−VBRトラヒックの規格を越えることが
なく、それらの一つはそれぞれ個々に一つのrt−VB
Rを効率的に使用することができず、それらは単一のチ
ャンネルへ多重化される。このような多重化は、局部的
に個々のノード及び全体的に配分されたシステムにおい
て行われる。
うに行われるかの実施の形態である。変数(Pi=8ct
t,Mi=4,Di=(M+2)cct)及び(Pj=10ct
t,Mj=4,Dj=Pj)により、同一宛先への二つの実
時間接続VCiとVCjがあると仮定する。これらの変数
値は、簡潔化のために少し極端な値である。これらはた
だ二つの接続であり、ただ一つのATMスイッチにより
伝達すると仮定する。それらが個々のrt−VBR V
Cへマップされるならば、サービス変数の次の品質が得
られる:
えることができないセルレート)であり、持続できるS
CRはセルレート(長期平均セルレート)であり、MB
Sは最大バーストサイズであり、CDVはバッファリン
グとセルスケジューリングとにより発生された端間セル
の遅れ変化であり、CTDはソースの出口から宛先の入
口への端間セル伝達遅れである。
ちらも、ネットワークへ取り入れられない。しかし、変
数PCRk=リンク速度、SCRi=0.9×リンク速
度、MBSi=8、CTDi=2ctt及びCDVi=2c
ttにより、それらをソース端システムにおいて一つのr
t−VBRチャンネルVCkへ多重化することができ
る。ユーザーレベルにおいて、ソース端システムは、V
CiからのメッセージがVCjからのメッセージの前に
常に伝送されることを確実にする。このようにして、こ
のシステムは、“最早デッドラインを最初に”(ED
F)基準のスケジューリングを通信ソースにおいて使用
して、ネットワークにおいて速度基準の問題を克服す
る。
が、前述のことは単に説明するもので、限定されるもの
でなく、実施の形態のみで呈示されていることは、本技
術に精通した当事者には明らかである。多くの修正とほ
かの実施の形態は、本技術界の普通の技術の一つの範囲
内にあり、添付請求の範囲とそれに相当するものに決定
されているように、この発明の範囲にあると十分考えら
れる。
の複数のアプリケーションプログラムを実行する第一コ
ンピュータと、第二の複数のアプリケーションプログラ
ムを実行する第二コンピュータと、上記第一コンピュー
タを上記第二コンピュータへ接続し、上記第一コンピュ
ータのアプリケーションプログラムと上記第二コンピュ
ータのアプリケーションプログラムとの間の通信を支援
する非同期転送モードネットワークとを含み、上記第一
コンピュータのアプリケーションプログラムと上記第二
コンピュータのアプリケーションプログラムとの各対
は、期間、メッセージの大きさ及びデッドラインを有す
るアプリケーションチャンネルが割り当てられ、複数の
アプリケーションチャンネルは、非同期転送モードネッ
トワーク上の単一の仮想チャンネルが割り当てられ、上
記仮想チャンネルは、アプリケーションチャンネルのメ
ッセージの大きさとアプリケーションチャンネルのより
大きいデッドラインとの合計の関数として決定された帯
域幅を有することにより、多数のアプリケーションから
の通信を個々に割り当てられた帯域幅の合計よりも低い
帯域幅を有する単一の仮想チャンネルへ多重化すること
ができ、非同期転送モードネットワークにおける二つ以
上のアプリケーションチャンネルを一つの仮想チャンネ
ルにするユーザーレベル多重化を供給することができ
る。
ョンチャンネルを有し、各アプリケーションチャンネル
に仮想チャンネルを経てメッセージに割り当てた最早デ
ッドラインにより決定された順序でメッセージを伝送す
る各仮想チャンネルの手段をさらに含むことにより、ア
プリケーションチャンネルの実時間通信を確実にするこ
とができる。
ネルを仮想チャンネルへ割り当て、かつ、仮想チャンネ
ルを物理的ネットワークに割り付ける手段をさらに含む
ことにより、二つ以上のアプリケーションチャンネルを
一つの仮想チャンネルにするユーザーレベル多重化を供
給することができる。
は、仮想チャンネルの帯域幅をアプリケーションチャン
ネルのメッセージの大きさとアプリケーションチャンネ
ルのより大きいデッドラインとの合計の関数として計算
する手段を有することにより、個々の仮想チャンネルが
これらのアプリケーションのそれぞれへ割り当てられた
場合よりも、より小さく組み合わされた帯域幅の割り付
けとすることができる。
るべきアプリケーションチャンネルを選択する手段をさ
らに含むことにより、同じ期間を有するアプリケーショ
ンチャンネルを結合仮想チャンネルに好適に組み合わせ
られる。
アプリケーションチャンネルを識別する手段を有するこ
とにより、同一期間のアプリケーションチャンネルのす
べてを選択することが可能になる。
期間よりも大きいアプリケーションを識別し、かつ、識
別された各アプリケーションチャンネルを期間に対する
メッセージの大きさの商により定義された帯域幅を有す
る唯一の仮想チャンネルへ割り当てる手段を有すること
により、アプリケーションチャンネルを仮想チャンネル
へ割り当てることができる。
ークシステムを示す説明図である。
Mネットワークシステムを示す説明図である。
ャンネルへ連帯的に割り付ける設定プロセスを説明する
フローチャートである。
ッチ、50、52、54、56、58、60 ステッ
プ。
Claims (7)
- 【請求項1】 最初の複数のアプリケーションプログラ
ムを実行する第一コンピュータと、 第二の複数のアプリケーションプログラムを実行する第
二コンピュータと、 上記第一コンピュータを上記第二コンピュータへ接続
し、上記第一コンピュータのアプリケーションプログラ
ムと上記第二コンピュータのアプリケーションプログラ
ムとの間で伝送されるメッセージの形式で通信を支援す
る非同期転送モードネットワークとを含み、 上記第一コンピュータのアプリケーションプログラム
は、第一コンピュータのアプリケーションプログラムと
の間のメッセージと関連した第二コンピュータのアプリ
ケーションプログラムを有し、上記第二コンピュータの
関連したアプリケーションプログラムはアプリケーショ
ンチャンネルを介して伝送され、 上記チャンネルは、第一コンピュータから第二コンピュ
ータへのメッセージ伝送の期間、上記チャンネルを介し
た第一コンピュータから第二コンピュータへのメッセー
ジの大きさ、及び第一コンピュータから第二コンピュー
タへ送らなければならないメッセージによる最大時間を
記述しているデッドラインにより定義され、 複数のアプリケーションチャンネルは、デッドラインが期間より大きいアプリケーションチャネ
ルについては期間に対するメッセージの大きさの商によ
り決定される帯域幅を有する固有の仮想チャネルに割り
当てられ、 残りのアプリケーションチャネルについては同一期間の
アプリケーションチャネルのすべてを選択しアプリケー
ションチャネルの最も大きなデッドラインで割算された
アプリケーションチャネルのメッセージの大きさの合計
の商により決定された帯域幅を有する単一の結合仮想チ
ャネルに組み合わせるようにして非同期転送モードネッ
トワーク上の仮想チャンネルに割り当てられ多重化され
る ことを特徴とする非同期転送モードコンピュータネッ
トワーク。 - 【請求項2】 請求項1記載の非同期転送モードコンピ
ュータネットワークにおいて、メッセージに割り当てた
最早デッドラインにより決定された順序で上記単一の仮
想チャンネル上の複数のアプリケーションチャンネルの
それぞれに対しメッセージを送信する手段をさらに含ん
でいることを特徴とする非同期転送モードコンピュータ
ネットワーク。 - 【請求項3】 請求項2記載の非同期転送モードコンピ
ュータネットワークシステムにおいて、二つ以上のアプ
リケーションチャンネルを仮想チャンネルへ割り当て、
かつ、仮想チャンネルを物理的ネットワークに割り付け
る手段をさらに含んでいることを特徴とする非同期転送
モードコンピュータネットワークシステム。 - 【請求項4】 請求項3記載の非同期転送モードコンピ
ュータネットワークシステムにおいて、上記割り当てと
割り付けを行う手段は、仮想チャンネルの帯域幅をアプ
リケーションチャンネルのメッセージの大きさとアプリ
ケーションチャンネルのより大きいデッドラインとの合
計の関数として計算する手段を有することを特徴とする
非同期転送モードコンピュータネットワークシステム。 - 【請求項5】 請求項4記載の非同期転送モードコンピ
ュータネットワークシステムにおいて、結合仮想チャン
ネルに割り当てられるべきアプリケーションチャンネル
を選択する手段をさらに含んでいることを特徴とする非
同期転送モードコンピュータネットワークシステム。 - 【請求項6】 請求項5記載の非同期転送モードコンピ
ュータネットワークシステムにおいて、上記選択手段
は、同一期間を有するアプリケーションチャンネルを識
別する手段を有することを特徴とする非同期転送モード
コンピュータネットワークシステム。 - 【請求項7】 請求項6記載の非同期転送モードコンピ
ュータネットワークシステムにおいて、上記選択手段
は、デッドラインが期間よりも大きいアプリケーション
を識別し、かつ、識別された各アプリケーションチャン
ネルを期間に対するメッセージの大きさの商により定義
された帯域幅を有する唯一の仮想チャンネルへ割り当て
る手段を有することを特徴とする非同期転送モードコン
ピュータネットワークシステム。
Applications Claiming Priority (2)
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- 1997-04-11 JP JP9408097A patent/JP3133956B2/ja not_active Expired - Fee Related
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