JP3260383B2 - データパケットで情報を伝送するシステムにおけるコネクションセクション利用の最適化方法 - Google Patents

データパケットで情報を伝送するシステムにおけるコネクションセクション利用の最適化方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は請求の範囲1の上位概念に記載の方法に関す
る。
最新のパケット交換システムでは、情報はデータパケ
ットにて伝送される。その事例としてATMセルがある。
該ATMセルは、ヘッダ部分及び情報部分を有する。ヘッ
ダ部分は、コネクション情報を記憶するために用いら
れ、そして、情報部分は、伝送すべき有効データを記憶
するために用いられる。本来の伝送は、概して送信機と
受信機との間のコネクションセクションを介して行われ
る。ここで、場合により、コネクションセクションを次
のように利用する必要性が存在する、即ち複数の送信装
置が、同一のコネクションセクションを介して、当該の
送信装置から発せられるセル流を伝送するために、コネ
クションセクションを利用する必要性が存在する。
個々のセル流の要求に応じてそれぞれのセル流の伝送
を実施し得るため、従来技術では、所謂Weighted Fair
Queing Scheduling法が普及している。相応の状況は例
えば、下記刊行物に記載されている: 刊行物“Virtual Spacing for Flexible Traffic Con
trol",J,W,Roberts,International Journal of Communi
cation Systems,Vol.7,307−318(1994)。ここで、個
々のセル流に種々の重み係数が割当られ、該重み係数
は、個々のコネクションセクション上での本来の伝送過
程を制御するために用いられる。一層よりよい理解のた
め図3を参照するとよい。
そこには例えばセル流1…nが開示されている。n個
のセル流は、1つの送信装置DEMUXから1つ又は複数の
受信機の方向に伝送される。ここで、実際には、1つの
共通のコネクションセクションだけが使用される。n個
のセル流には、更に重み係数r1…rnが割り当てられてい
る。分かり易くするため、2つのセル流だけが、即ちセ
ル流1,2が1つのコネクションセクションを介してガイ
ドされるべきものと想定する。更に、コネクションセク
ションは、最大150Mbit/secの伝送容量を有するべきも
のと想定する。両セル流1及び2には重みr1=2,r2=1
が割当られている。それにより、両セル流に対して伝送
のためにセルが待っている場合には、100Mbit/secの伝
送レートを有するセル流1及びたんに50Mbit/secの伝送
レートを有するセル流2が伝送されるということにな
る。両セル流のうちの1つのみがセルを伝送すべき場合
には、当該の1つのセル流には150Mbit/secの伝送容量
全体が割当てられる。
図2には、従来技術における丁度言及した理論的考察
を現実にどのように具現化するかを開示してある。ここ
ではデータパケットないしATMセルがWeighted Fair Que
ing Schedulingアルゴリズムを使用して処理される。こ
の場合、到来セルが入力装置EEに供給され、デマルチプ
レクサ装置DEMUXに転送され、そこで、具現化されたデ
マルチプレクサ機能を用いて、識別子QIDによりロジッ
クキュー待ち合わせ行列に記憶される。ここで、識別子
QIDは各セルのセルヘッダ内に含まれている。
同時に、入力装置EEにて求められた制御データが、ス
ケジューリング装置Sに供給される。ここで、それ自体
公知のスケジューリングアルゴリズムが実行される。
これは、例えばWeighted Fair Queing Schedulingア
ルゴリズム又は任意のその他のアルゴリズムであってよ
い。このアルゴリズムは、例えばどの順序で、又はどの
時点で、バッファメモリP1…Pn内に記憶されたセルが読
出されるべきであるかを定める。当該のアルゴリズムに
よる制御データの評価の結果は出力装置AEに供給され
る。バッファメモリP1…Pn内に記憶されたセルは、評価
の結果に基づき、スケジューリング装置S内で実行され
るアルゴリズムにより読出される。更に、確認信号が入
力装置EEにフィードバックされる。この後、識別子QID
を有する新たなセルが入力装置EE内に到来しかつ確認
“Selected QID"が存在するとき、入力装置EEは、QID=
iに対するバッファ充填レベル並びにスケジューリング
メソッドに依存して、メッセージ“SCHEDULE QID"が生
成されるか否かを決定する。前記メッセージとは、スケ
ジューラ装置Sにこれが当該の識別子QIDに対して次の
伝送時点を何らかの方法で初期プランニングすべきであ
ることを指示する。
その種手法にて問題となるのは、Weighted Fair Quei
ng Schedulingアルゴリズムが最小のセルレートを保証
するが、最大のセルレート限定を実施し得ないことであ
る。このことは、重要である。それというのは、実際に
は、例えば、ABRトラヒック(ABR:Available Bit Rat
e)の場合、最小セルレート及び最大のセルレートを維
持しなければならないからである。
本発明の基礎を成す課題とするところは、ここでも最
適化された伝送が保証されるようにWeighted Fair Quei
ng Schedulingアルゴリズムを変更修正する手段を提供
することにある。
前記課題は、請求の範囲1の上位概念にて特定された
構成要件を基礎にして特徴事項の構成要件により解決さ
れる。
本発明において、有利にはパケットヘッダ内に含まれ
ている識別子に依存して、場合により、2段階スケジュ
ーリングメソッドが実施される。ここで、第1段階の結
果が、第2段階に対する入力信号として使用される。そ
れによりセルレートの下限及び上限の双方の制限が可制
御であることが達成される。殊に、この方法は所定のア
ルゴリズムの使用に限定されない。
本発明の更なる構成形態が引用請求項に記載されてい
る。
請求項2によれば、2段階スケジューリングメソッド
の第2段階はWeighted Fair Queing Schedulingアルゴ
リズムであるようにしたのである。それにより、実証さ
れたメソッドを使用できるという利点が得られる。更
に、有利には、セルレートの下限の制限が当該のアルゴ
リズムにより保証される。
請求項3によれば、入力装置において、テーブルが含
まれるようにし、該テーブルにはバッファメモリとして
実現されている待ち行列の現充填レベルが含まれるよう
にしたものである。それにより、いつでも当該の充填レ
ベルの現マップがいつでも記憶されるという効果が得ら
れる。
請求項4によれば、スケジューラ装置から得られた制
御データに依存して出力装置がバッファとして実現され
ている待ち行列のうちの少なくとも1つからセルを取出
し、当該の入力装置の過程を確認、アクノレッジするの
である。フィードバックにより、読出過程は、2段階メ
ソッドの第1段階へ直接的影響を及ぼす。従って、2段
階スケジューリングメソッドの2つの段階は、相互に無
関係に動作するのではない。第1段階の動作は、第2段
階の動作により影響を受ける。フィードバックパラメー
タとして、例えば、識別子又はパケット長を使用でき
る。
請求項5によれば、識別子は、コネクションのセット
アップ形成中、即ち接続確立の期間にエントリされるよ
うにしたのである。
請求項6によれば、データパケットは、ATMセルであ
るようにしたのである。それにより、本発明を殊にATM
網に対して使用できる。
各図は次の通りである。
図1は、本発明の方法の説明図である。
図2は、従来技術の具体的適用例の説明図である。
図3は、従来技術に関する理論的考察の概要を示す概
念的構成図である。
図1には、本発明の方法のプロセスの様子を示す。こ
こで、基礎としているところは、情報が非同期転送モー
ド(ATM)によりATMセルにて伝送されることである。
セルは、入力装置EEにセル流にて供給される。各セル
のヘッダ中に経路情報が記憶されている。更にここには
コネクションのセットアップ期間中識別子QIDが格納さ
れた。当該識別子はセル流識別子であり、該セル流識別
子は、コネクションごとに個別的に、又はコネクション
の束に対してセルヘッダ中にエントリされる。識別子QI
Dには普通、簡単な数値が割当られる。本実施例では、
識別子QIDは値1…Nを有するものとする。セル自体
は、入力装置EEから発して、デマルチプレクサ装置DEMU
Xに供給され、そして、そこで、具現化されたデマルチ
プレクサ機能を用いて、識別子QIDによりロジックキュ
ーとして構成されたバッファメモリP1…Pnに書込まれ
る。
更に、入力装置EEにてコネクションのうちのどれが伝
送過程中コネクションパラメータの制限を要するかの情
報がテーブルT内に格納されている。本実施例では、コ
ネクションパラメータの制限の意味において、セルレー
トの制限が制御されるようにしている。コネクションを
検証するため、到来セルの各々から、識別子QIDが取出
され、テーブルTのエントリと比較される。
コネクションに対する高い方のセルレートの制限が行
われるべきでない場合、相応の制御データがスケジュー
ラ装置S1を迂回してコネクションセクションBを介して
スケジューラ装置S2に供給される。そこで制御データ
は、それ自体公知のスケジューリングアルゴリズムにお
いて使用される。本実施例では、これは、既に冒頭に述
べたWeighted Fair Queing Scheduling法である。その
種のアルゴリズムにより、伝送過程中のセルのコネクシ
ョンパラメータを保証すべく、下方のセルレートが保証
されるようになる。
本実施例では、複数コネクションのうちの1つに対し
て例えば、番号8(QID=8)を有するコネクションに
対してセルレートの制限が実施される。この場合、制御
データは、コネクションセクションAを介してスケジュ
ーラ装置S1に供給される。ここで、セルレートの上方の
制限を制御するアルゴリズムが実行される。このこと
は、識別子QIDを用いて、入力装置EEにより供給された
制御データを初期プランニングするよう、そこで、具現
化された機能により行なわれ、ここで、個々のセルが所
定のレートを越えないように、当該の初期プランニング
はなされるようにするのである。スケジューラ装置S1が
1つのセルを読出すこととなる筈の時点にて、当該スケ
ジューラ装置S1は、スケジューラ装置S2にて実行される
一般的スケジューリングアルゴリズムに相応して読出時
点の初期プランニングのための制御信号を生じさせる。
同一の識別子QIDに対してスケジューラ装置S1にて次の
事象の初期プランニングは行われない。かくて、スケジ
ューラ装置S1からの作用、励振のもとで、スケジューラ
装置S2は、ここで実行されるスケジューリングアルゴリ
ズムに相応して、指示された識別子QIDに対する順序を
プランニングする。従って、スケジューラ装置S1により
初期プランニングされたセルは、場合により付加的遅延
を受ける。それにより、場合により、スケジューラ装置
S1にて調整セッティングされたピークビットレートが、
セルを読出すために使用されるそれとは異なる。
本実施例では、例えば、スケジューラ装置S2にてWeig
hted Fair Queing Schedulingを使用するものとする
が、他のアルゴリズムも適用可能である。本発明の方法
は、所定のアルゴリズムの使用に限定されない。
スケジューラ装置S2にて実行されるアルゴリズムの評
価の結果が出力装置AEに供給される。次のセルが所定の
識別子QIDを有するバッファメモリP1…Pnから読出され
るべきときは常に、このことは、出力装置AEに指示され
る。出力装置AEは、指示された識別子QIDを有する一番
目のセルを当該のバッファメモリP1…Pnから読出し、こ
れを相応の識別子QIDと共に入力装置EEに通報する。こ
こで当該のQIDを有するさらなるセルがバッファメモリ
内に記憶されているか否かがチェックされる。記憶され
ている場合には相応の信号(SCHEDULE QID)がスケジュ
ーラ装置S1に送信される。そうでない場合には、当該の
識別子QIDに対してスケジューラ装置S1にて初期プラン
ニング(読出)の目的での更なるアクションは行われな
い。
当該の方法により、1つの識別子QIDに対する事象が
スケジューラ装置S1又はS2においてのみ初期プランニン
グされ得るが、両装置で同時に初期プランニングされる
ことはあり得ないことになる。更に、両機能ブロックS1
及びS2は、1つの所定のインプリメンテーションには拘
束されない。それにより、当該の2段階アルゴリズムに
よりどの順序で、又、どの時点でバッファメモリP1…Pn
に記憶されたセルが読出されるべきであるかが定められ
る。
更に説明してきた実施例は、ATMセルの例に就いて記
載されているが、本発明はそれのみに限定されない。而
して本発明の方法は、同様データパケットでの情報の伝
送の際にそのようなものとして使用され得る。この場合
にはパケット長が制御データに加えられるように考慮し
なければならない。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−125669(JP,A) 特開 平8−79264(JP,A) 特開 平7−273773(JP,A) 特開 平7−123099(JP,A) 特開 平6−338904(JP,A) 特開 平8−125668(JP,A) 1996信学総合大会 B−636 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/56 H04L 12/28

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スケジュール方法を制御するための入力ユ
    ニット(EE)と出力ユニット(AE)とを備えているシス
    テムにおいてコネクションセクションの利用を最適化す
    る方法であって、該システムでは情報はデータパケット
    において伝送され、 データパケットの低い方の伝送レートを表しているコネ
    クションパラメータが伝送期間の間に保証されるように
    するスケジューリング方法(S2)と、 パケットヘッドに格納されているキュー識別子(QID)
    と によって最適化が行われるようになっている形式の方法
    において、 キュー識別子(QID)に従って、前記スケジューリング
    方法(S2)に、データパケットの高い方の伝送レートを
    表しているコネクションパラメータの制限を伝送過程の
    期間の間に実施する別のスケジューリング方法(S1)を
    前置し、または、コネクションパラメータの上側の制限
    が必要でない場合には、該別のスケジューリング方法
    (S1)を迂回して前記スケジューリング方法(S2)を前
    記入力ユニット(EE)によって直接制御し、 待ち行列(P1…P2)からのデータパケットの取り出しを
    前記出力ユニット(AE)によって前記キュー識別子(QI
    D)のデータに基づいた帰還結合を用いて前記入力ユニ
    ット(EE)に通報し、これに基づいて、更に別のデータ
    パケットが待ち行列(P1…P2)に記憶されている場合に
    は、該入力ユニットによって待ち行列(P1…P2)のリス
    ケジューリングが行われるようにする ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】前記スケジューリング方法(S2)は、Weig
    hted Fair Queing Schedulingアルゴリズムであること
    を特徴とする請求の範囲1記載の方法。
  3. 【請求項3】入力装置(EE)において、テーブル(T)
    が含まれるようにし、該テーブル(T)にはバッファメ
    モリとして実現されている待ち行列(P1…Pn)の現充填
    レベルが含まれるようにしたことを特徴とする請求の範
    囲1又は2記載の記載の方法。
  4. 【請求項4】スケジューリング方法(S2)によって得ら
    れた制御データに依存して、出力装置(AE)はバッファ
    メモリとして実現されている待ち行列(P1…Pn)のうち
    の少なくとも1つからデータパケットを取出し、この過
    程を入力装置(EE)に確認応答することを特徴とする請
    求の範囲1から3までのうちいずれか1項記載の方法。
  5. 【請求項5】キュー識別子(QID)は、コネクションの
    セットアップ形成中エントリされるようにしたことを特
    徴とする請求の範囲1から4までのうちいずれか1項記
    載の方法。
  6. 【請求項6】データパケットは、ATMセルであることを
    特徴とする請求の範囲1から5までのうちいずれか1項
    記載の方法。
JP54136197A 1996-05-21 1997-05-12 データパケットで情報を伝送するシステムにおけるコネクションセクション利用の最適化方法 Expired - Fee Related JP3260383B2 (ja)

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DE19620428.3 1996-05-21
PCT/DE1997/000954 WO1997044985A1 (de) 1996-05-21 1997-05-12 Verfahren zur optimierung der auslastung von verbindungsabschnitten in systemen, in denen informationen in datenpaketen übertragen werden

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1996信学総合大会 B−636

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WO1997044985A1 (de) 1997-11-27
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DK0900513T3 (da) 2002-06-24
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