JP3287529B2 - トラヒックシェイピング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非同期転送モード
（以下、ＡＴＭという）通信網の中に設けられ、セルま
たはパケットを一時的に蓄積するバッファ手段として利
用する。本発明はコネクション毎に所定のセルまたはパ
ケットの送出間隔を制御する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報を固定長のパケットであるセルに分
割して網内を転送するＡＴＭにおいては、セル間隔を元
にトラヒック収容設計を行う。このようなトラヒック収
容設計を行うため、コネクション毎にセル間隔を規定す
る。それが守られているか否かを監視するためにＵＰＣ
／ＮＰＣ(Usage/Network Parameter Control) などの使
用量監視装置を設置するのが一般的である。ＵＰＣ／Ｎ
ＰＣは規定のセル間隔よりも短い間隔で到着したセルに
ついては即座に廃棄もしくはタギングなどを行う。

【０００３】一方、ＡＴＭ通信網においてはセルは非同
期転送されるので、網内を転送されるうちにセル毎に異
なる遅延を被る。これによって、加入者が規定どおりに
間隔を守ってセルを送出したとしてもＵＰＣ／ＮＰＣを
実施する点では規定が満足できなくなる場合がある。Ｃ
ＤＶ(Cell Delay Variation)はセルの転送遅延の揺らぎ
を規定する概念であり、ＣＤＶによるＵＰＣ／ＮＰＣや
トラヒック収容設計への影響が問題となっている。網内
で生じるＣＤＶを縮小するため、一旦、セルをセルバッ
ファに蓄積して、セルバッファからのセルの読み出しを
制御するトラヒックシェイピング装置が考案されてい
る。

【０００４】この従来例を図１４および図１５を参照し
て説明する。図１４はＡＴＭ通信網の全体構成の概念と
トラヒックシェイピング装置を示す図である。図１５は
トラヒックシェイピング装置の概念図である。

【０００５】近年ＡＴＭフォーラムの場で盛んに議論さ
れているＡＢＲ(Available Bitrate) サービスはルート
上の帯域の空き状況をＲＭ(Resource Management) セル
を用いてエンド−エンドで通知しあい、フロー制御を行
うものである。ＡＢＲサービスではＲＭセルの制御ルー
プがエンド−エンドで閉じているため、輻輳でＲＭセル
が廃棄されても、負のフィードバックメカニズムが効
き、フローの抑制が動作する。しかしながら、公衆網の
ようにセルの転送遅延が大きくなる場合には、ＲＭセル
により得られるルート上の帯域の空き状況に関する情報
がもはや古くなるため、良好な制御効果が得られないこ
とが問題となる。

【０００６】このような問題点を解決するため、公衆網
の適切なところにＲＭセルにより制御ループを閉じるた
めＶＤ／ＶＳ(Virtual Distination/Virtual Source)を
配置することが検討されている。ＶＤ／ＶＳはセルバッ
ファを用意し、コネクション毎にセルを蓄積する。セル
バッファからのセルの読み出しはトラヒックシェイピン
グ装置により行われる。自分が送出したＲＭセルが網を
転送されて折り返ってくると、その内容に基づいて当該
コネクションのセルの送出間隔を決定し、その間隔で当
該コネクションのセルをセルバッファから読み出す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】トラヒックシェイピン
グを行う場合には、コネクション数が増えるとセルバッ
ファのキューが多くなるため、メモリ量の増大その他で
ハードウェア規模が大きくなることが問題である。

【０００８】トラヒックシェイピング装置は１スロット
に１セルしか転送できないが、同一スロットに複数のセ
ルがスケジューリングされると、どちらかは転送されな
い。コネクション数が増えると同一スロットに複数のセ
ルがスケジューリングされる確率は高くなり、この問題
が顕在化する。

【０００９】本発明はこのような背景に行われたもので
あり、コネクション数が増大しても比較的妥当なハード
ウェア規模でトラヒックシェイピングを実現することが
できるトラヒックシェイピング装置を提供することを目
的とする。本発明は、同一スロット（時刻）にスケジュ
ーリングされた複数のセルを転送することができるトラ
ヒックシェイピング装置を提供することを目的とする。
本発明は、ＡＴＭ通信網のスループットを向上させるこ
とができるトラヒックシェイピング装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のトラヒックシェ
イピング装置はコネクション識別子をアドレスとしトー
クン、セル間隔、セルバッファへのポインタなどのレコ
ードからなるコネクションテーブルと、各エントリ間の
順序関係を指示するポインタとセルそのものを保持する
フィールドなどのレコードからなるセルバッファと、各
エントリ間の順序を指示するポインタと、コネクション
識別子などのレコードからなる同時到着コネクションリ
ストと、同時到着コネクションリストへのポインタと時
間とを対にして保持するスケジューリングテーブルとス
ケジューリングテーブルの処理対象を示すタイマと、現
時刻を示すタイマと、からなる。

【００１１】本発明のトラヒックシェイピング装置はセ
ルバッファにはコネクション毎にリストを構成し、その
リストの先頭と末尾のアドレスをコネクションテーブル
に登録し、セルの到着毎に該当するコネクションのリス
トに当該セルを追加し、トークンがある場合にはその時
点で転送スケジューリングを行う。また、同時到着コネ
クションリストには同一時刻に読み出すセルのコネクシ
ョン識別子のリストが形成されており、スケジューリン
グテーブルの処理対象を示すタイマが示すアドレスから
順次読み出すことにより、スケジューリングされたとお
りの順番でコネクションのセルを読み出し、読み出した
後には、コネクションテーブルが示すセル間隔でスケジ
ューリングすることによりコネクション毎に所定のセル
間隔を保証するものである。

【００１２】このように、共通バッファをセルバッファ
として、メモリ容量を効率よく使用できるため、コネク
ション数の増大に伴うハードウェア量の増大を抑えるこ
とができる。また、同時到着したセルを順次読み出すよ
うに制御することができるため、廃棄されるセル数を低
減することができる。したがって、スループットの高い
ＡＴＭ通信網を実現することができる。

【００１３】すなわち、本発明の第一の観点は、ＡＴＭ
通信網内に備えられ、セル流が到来する入力端子と、到
着したセルを一時蓄積するセルバッファと、指示される
セル送出間隔にしたがってこのセルバッファからセルを
読み出すトラヒックシェイピング部とを備えたトラヒッ
クシェイピング装置である。

【００１４】ここで、本発明の特徴とするところは、コ
ネクション識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）をアドレスとし前
記セル送出間隔の情報（Ｉｎｔ）を含むコネクション情
報を保持するコネクションテーブルを備え、前記セルバ
ッファは、セルが一つずつ収容される複数のメモリ領域
と、このメモリ領域と前記コネクションテーブルとを対
応させるポインタ値（Ｐｔｒ）を示すポインタ領域とを
含むところにある。

【００１５】前記コネクション情報には、コネクション
識別子対応に同一のコネクション識別子を有するセルの
先頭および末尾が収容される前記メモリ領域のポインタ
値を含むことがよい。

【００１６】前記ポインタ値により前記セルバッファに
蓄積された複数のセルがチェインを構成するようにする
ことがよい。このチェインにより連結された順序で、指
示されるセル送出間隔にしたがってセルバッファからセ
ルが読み出される。

【００１７】前記コネクション情報は、当該コネクショ
ンの末尾セルの到着後に送出スケジューリングの実行の
可否を表すトークン（Ｔｋ）を含むことがよい。

【００１８】前記セルバッファの空きメモリ領域の先頭
ポインタ値および末尾ポインタ値を保持する手段を備え
ることが望ましい。

【００１９】現在時刻を計時するタイマと、このタイマ
にしたがってセル送出予定をスケジューリングする手段
とを備える構成とすることもできる。

【００２０】前記スケジューリングする手段は、複数の
セルがほとんど同時に到着しその複数のセル送出予定時
刻が重複するときには、その重複するセル送出予定時刻
を順次ずらして送出させるようにスケジューリングする
手段を備えることもできる。

【００２１】前記スケジューリングする手段は、前記セ
ル送出予定時刻が重複する複数のセルについて全部の送
出が完了するまで計時を中止する仮想タイマを前記タイ
マとは別に備えた構成とすることもできる。

【００２２】前記セル送出予定時刻が重複する複数のコ
ネクションについてそのコネクション識別子情報が収容
されるメモリ領域と、このメモリ領域に対応して設けら
れこのメモリ領域に付与されたポインタ値を示すポイン
タ領域とを含む同時到着コネクションリストと、この同
時到着コネクションリストの空きメモリ領域の先頭ポイ
ンタ値および末尾ポインタ値を保持する手段とを備える
構成とすることもできる。

【００２３】前記スケジューリングする手段には、あら
かじめ複数のセル送出予定時刻を表示する手段を含む構
成とすることもできる。

【００２４】前記セルバッファのメモリ領域には、コネ
クション毎の蓄積セル数についてその上限値が設けられ
るようにすることもよい。

【００２５】前記コネクション情報には、セル送出順位
についての優先権情報を含むようにすることもよい。

【００２６】本発明の第二の観点は、このトラヒックシ
ェイピング装置を含むＡＴＭ通信網である。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１を参照
して説明する。図１は本発明第一実施例の要部構成を示
す図である。ＡＴＭ通信網の概念図は図１４を参照のこ
と。また、トラヒックシェイピング装置の概念図は図１
５を参照のこと。

【００２８】本発明は、ＡＴＭ通信網内に備えられ、セ
ル流が到来する入力端子ＩＮと、到着したセルを一時蓄
積するセルバッファＣＢと、指示されるセル送出間隔に
したがってこのセルバッファＣＢからセルを読み出すト
ラヒックシェイピング部ＴＳとを備えたトラヒックシェ
イピング装置である。

【００２９】ここで、本発明の特徴とするところは、コ
ネクション識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）をアドレスとし前
記セル送出間隔Ｉｎｔを含むコネクション情報を保持す
るコネクションテーブルＣＴを備え、前記セルバッファ
ＣＢは、セルが一つずつ収容される複数のメモリ領域Ｃ
ｅｌｌと、このメモリ領域Ｃｅｌｌとコネクションテー
ブルＣＴとを対応させるポインタ値を示すポインタ領域
Ｐｔｒとを含むところにある。

【００３０】

【実施例】

（第一実施例）本発明第一実施例を図１を参照して説明
する。本発明第一実施例は、全てのコネクションのセル
を蓄積する共通のセルバッファＣＢとセルバッファＣＢ
内に蓄積された各コネクション毎のセル送出間隔Ｉｎｔ
とセルの到着順のチェインのセルバッファＣＢ内の先頭
と末尾のアドレスを持つコネクションテーブルＣＴから
なり、所定のスケジューリング規則にしたがって各コネ
クションのセルをセルバッファＣＢから読み出す。

【００３１】コネクションテーブルＣＴはコネクション
毎の情報を保持するテーブルである。コネクション毎の
トークンＴｋとセル送出間隔Ｉｎｔとポインタヘッドｈ
ｅａｄ，ポインタテイルｔａｉｌを持つ。トークンＴｋ
は当該コネクションの次に到着するセルが到着時刻に転
送される権利を有することを示す。セル送出間隔Ｉｎｔ
は当該コネクションが保持しなければいけない最小のセ
ル送出間隔Ｉｎｔを示す。ポインタヘッドｈｅａｄ，ポ
インタテイルｔａｉｌはセルバッファＣＢへのリンク関
係（図１の(1),(2) の矢印）を示し、当該コネクション
の先頭（(1) の矢印）と末尾（(2) の矢印）のセルの保
持されている番地を保持している。

【００３２】あるコネクションのセルをセルバッファＣ
Ｂに書込むとき、まず、セルバッファＣＢの空き領域に
セルを書込む。このときの書込み動作例を図２に示す。
図２はセルバッファＣＢへのセル書込み動作を示す図で
ある。図２はセルバッファ内の空きセルのチェインを示
しており、ＣＢフリーポインタの付け換えにより、空き
セルチェインの先頭のアドレスが到着セルに割当てられ
ている。図２は到着セルをセルバッファＣＢに書込んだ
だけであり、当該セルとコネクションの対応をとる必要
がある。そこで、当該コネクションのリストの組み換え
処理を行う。このときの当該コネクションのリストの組
み換え処理を図３に示す。図３はコネクションリストの
組み換え処理を示す図である。図３（ａ）では、セルバ
ッファＣＢ内の該当コネクションのセルのチェインの末
尾に到着したセルのアドレスを付け加えている。図３
（ｂ）に示すように、セルバッファＣＢにチェインがな
い場合は新たにチェインを作る。

【００３３】あるコネクションのセルをセルバッファＣ
Ｂから取り出す場合を図４に示す。図４は、セルバッフ
ァＣＢからセルを取り出す動作を示す図である。図４で
はセルバッファＣＢ内の該当コネクションのセルチェイ
ンの先頭のセルを取り出して、ポインタヘッドを付け換
えている。

【００３４】このようにセルバッファＣＢは全コネクシ
ョンのセルの共通バッファであり、各コネクション毎の
ＦＩＦＯキューを論理的に構成している。図１におい
て、ＣＢフリーポインタはセルバッファＣＢの空き領域
の先頭（(3) の矢印）と末尾（(4) の矢印）の番地を保
持する。セルバッファＣＢとＣＢフリーポインタは組み
合わせて用いられる。セルバッファＣＢはセルの内容を
保持するメモリ領域Ｃｅｌｌとコネクション毎のセルの
読み出し順序を指示するためのポインタ領域Ｐｔｒとを
一つのエントリとして構成される。セルバッファＣＢに
はポインタで指示する読み出し順序の関係で論理的にコ
ネクション毎のセルのリストが構成されている。つま
り、あるコネクションを例に取り上げると、コネクショ
ンテーブルＣＴの当該コネクションのポインタヘッドｈ
ｅａｄが示す番地（(1) の矢印）でセルバッファＣＢを
アドレッシングし、セルバッファＣＢのその番地のポイ
ンタが示す番地（(5),(6) の矢印）でリストを順次手繰
ることにより当該コネクションのセルをその読み出し順
にアクセスすることができる。コネクションテーブルＣ
ＴはセルバッファＣＢ上の当該コネクションのリストの
末尾の番地をリンク情報としてポインタテイルｔａｉｌ
に保持する（(2) の矢印）。また、空き領域もコネクシ
ョン毎の場合と同じように論理的にリストで構成されて
いる。セルバッファＣＢの空き領域の先頭と末尾の番地
はＣＢフリーポインタのポインタヘッドｈｅａｄ（(3)
の矢印）、ポインタテイルｔａｉｌ（(4) の矢印）に保
持される。つまり、ポインタヘッドｈｅａｄは次に空き
領域として使う番地を示し（(3) の矢印）、セルバッフ
ァＣＢのその番地のポインタにはその次に空き領域とし
て使う番地が示されている。ＣＢフリーポインタはセル
バッファＣＢに保持されている空き領域のリストの末尾
の番地をリンク情報としてポインタテイルｔａｉｌに保
持する（(4) の矢印）。

【００３５】（第二実施例）次に、本発明第二実施例を
図５を参照して説明する。図５は本発明第二実施例の要
部構成図である。本発明第二実施例は、本発明第一実施
例の構成に加えて時刻とコネクションの対応関係を持つ
スケジューリングテーブルＳＴとタイマＴｉｍからな
る。タイマＴｉｍは現時刻を示すタイマであり、タイマ
Ｔｉｍが示す時刻において、スケジューリングテーブル
ＳＴに記載されたコネクションのセルを読み出す。セル
を読み出すと同時に当該コネクションの次のセルの読み
出し時刻をスケジューリングする。すなわち、タイマＴ
ｉｍが示す現時刻より当該コネクションのセル間隔（コ
ネクションテーブルＣＴのセル送出間隔Ｉｎｔフィール
ドに記載されている）だけ後にスケジューリングテーブ
ルＳＴのエントリーに当該コネクションを記載する。

【００３６】（第三実施例）次に、本発明第三実施例を
図６を参照して説明する。図６は本発明第三実施例の要
部構成図である。本発明第三実施例は、本発明第二実施
例のスケジューリングテーブルＳＴに複数のコネクショ
ンを同一時刻に割り当てるためにフィールドを複数持つ
ものである。また、現在の時刻を示すタイマＴｉｍに加
え、仮想時刻を示す仮想タイマＨＴｉｍを具備する。

【００３７】本発明第二実施例においては同一時刻にス
ケジューリングされたコネクションのうち一つしか実際
にはスケジューリングされないが、本発明第三実施例で
は複数のコネクションをスケジューリングすることがで
きる。

【００３８】仮想タイマＨＴｉｍの値はスケジューリン
グテーブルＳＴの所定の番地を指示するのに用いられ
る。タイマＴｉｍは常に正確に現時刻を示すのに対し、
スケジューリングテーブルＳＴが同一時刻に読み出すよ
うにスケジューリングされた複数のセルをセルバッファ
ＣＢから読み出す間は仮想タイマＨＴｉｍは同じ時刻を
示したままになる。

【００３９】（第四実施例）次に、本発明第四実施例を
図７を参照して説明する。図７は本発明第四実施例の要
部構成図である。本発明第四実施例は、コネクションテ
ーブルＣＴ、セルバッファＣＢ、セルバッファＣＢの空
きアドレスのリストの先頭と末尾のアドレスを保持する
ＣＢフリーポインタ、スケジューリングテーブルＳＴ、
現時刻を示すタイマＴｉｍ、仮想時刻を示す仮想タイマ
ＨＴｉｍ、同時到着コネクションリストＳＬ、同時到着
コネクションリストＳＬの空きアドレスのリストの先頭
と末尾のアドレスを保持するＳＬフリーポインタからな
る。

【００４０】スケジューリングテーブルＳＴはセルの読
み出しをスケジューリングするテーブルである。スケジ
ューリングテーブルＳＴは同一時刻にセルバッファＣＢ
から読み出すようにスケジューリングされているコネク
ション識別子を保持するリストである同時到着コネクシ
ョンリストＳＬへのポインタヘッドｈｅａｄ，ポインタ
テイルｔａｉｌと時刻を対として管理している。ポイン
タヘッドｈｅａｄ、ポインタテイルｔａｉｌは同時到着
コネクションリストＳＬへのリンク関係（図７の(10),
(11) の矢印）を示し、その時刻にセルバッファＣＢか
ら読み出すことになっている先頭と末尾のセルの識別子
を保持する。

【００４１】現在の時刻を示すタイマＴｉｍに加え、仮
想時刻を示す仮想タイマＨＴｉｍを具備する。仮想タイ
マＨＴｉｍの値はスケジューリングテーブルＳＴの所定
の番地を指示するのに用いられる。

【００４２】タイマＴｉｍは常に正確に現時刻を示すの
に対し、同時到着コネクションリストＳＬが同一時刻に
読み出すようにスケジューリングされた複数のセルをセ
ルバッファＣＢから読み出す間は仮想タイマＨＴｉｍは
同じ時刻を示したままになる。

【００４３】同時到着コネクションリストＳＬは同一時
刻にセルバッファＣＢから読み出すことになるスケジュ
ーリングされているコネクションのチェインを構成す
る。これにより同一時刻にスケジューリングされたコネ
クション数を柔軟に増やすことができる。チェインの構
成は共通のセルバッファＣＢで各コネクションのＦＩＦ
Ｏのキューを構成したのと同様の方法である。すなわ
ち、ＳＬフリーポインタは同時到着コネクションリスト
ＳＬの空き領域の先頭と末尾の番地を保持する。同時到
着コネクションリストＳＬとＳＬフリーポインタは組み
合わせて用いられる。同時到着コネクションリストＳＬ
はセルのコネクション識別子を保持するリストであり、
コネクション識別子と同一時刻にセルバッファＣＢから
読み出すコネクション識別子の順序関係を指示するため
のポインタ（図７の(12),(13) の矢印）とを一つのエン
トリとして構成される。同時到着コネクションリストＳ
Ｌにはポインタで指示する読み出し順序の関係で論理的
に同一時刻で読み出すようにスケジューリングされたセ
ルのコネクション識別子のリストが構成されている。つ
まり、ある時刻を例に取り上げると、仮想タイマＨＴｉ
ｍのポインタヘッドｈｅａｄが示す番地（図７の(10)の
矢印）で同時到着コネクションリストＳＬをアドレッシ
ングし、同時到着コネクションリストＳＬのその番地の
ポインタが示す番地（図７の(12),(13) の矢印）でリス
トを順次手繰ることにより当該時刻に読み出すようにス
ケジューリングされたセルのコネクション識別子をその
読み出し順にアクセスすることができる。仮想タイマＨ
Ｔｉｍは同時到着コネクションリストＳＬ上の当該時刻
のリストの末尾の番地（図７の(11)）をリンク情報とし
てポインタテイルｔａｉｌに保持する。また、空き領域
も時刻毎の場合と同じように論理的にリストで構成され
ている。同時到着コネクションリストＳＬの空き領域の
先頭と末尾の番地はＳＬフリーポインタのポインタヘッ
ドｈｅａｄ（図７の(10)) 、ポインタテイルｔａｉｌ
（図７の(11)) に保持される。つまりポインタヘッドｈ
ｅａｄは次に空き領域として使う番地を示し、同時到着
コネクションリストＳＬのその番地のポインタにはその
次の空き領域として使う番地が示されている。ＳＬフリ
ーポインタは同時到着コネクションリストＳＬに保持さ
れている空き領域のリストの末尾の番地をリンク情報と
してポインタテイルｔａｉｌ（図７の(11)）に保持す
る。

【００４４】ある時刻にスケジューリングされたセルの
コネクション識別子を同時到着コネクションリストＳＬ
に書込む場合を図８に示す。図８はコネクション識別子
を同時到着コネクションリストＳＬに書込む動作を示す
図である。図８（ａ）では、新たにスケジューリングさ
れたコネクションをチェインの先頭につける場合と末尾
につける場合を示す。また、図８（ｂ）に示すように、
同時到着コネクションリストＳＬにチェインがない場合
にはチェインを新たに作る。

【００４５】ある時刻にスケジューリングされたコネク
ション識別子を同時到着コネクションリストＳＬから取
り出す場合を図９に示す。図９は、コネクション識別子
を同時到着コネクションリストＳＬから取り出す動作を
示す図である。図９ではチェインの先頭からコネクショ
ン識別子を取り出している様子を示している。

【００４６】上の説明ではコネクション識別子を組み込
む位置は同一時刻でスケジューリングされているコネク
ション識別子のリストのポインタテイルｔａｉｌであっ
た。また、コネクション識別子を読み出す位置は同一時
刻でスケジューリングされているコネクション識別子の
リストのポインタヘッドｈｅａｄであった。つまり同一
時刻にスケジューリングされるコネクション識別子は先
着順ＦＩＦＯで読み出されることになる。また、同一時
刻にスケジューリングされるコネクション識別子はセル
間隔が短いほど、後でリストに組み込まれるため、セル
間隔が短いほど、逆にいうと、セル速度が速いほど後ろ
にスケジューリングされる。コネクション識別子を組み
込む位置を同一時刻でスケジューリングされているコネ
クション識別子のリストのポインタヘッドｈｅａｄにす
ることにより、同一時刻にスケジューリングされるコネ
クション識別子は後着順ＬＩＦＯで読み出される。この
ようにすると速度が速いコネクションほど速く読み出さ
れることになる。また、コネクション毎にコネクション
識別子を組み込む位置を同一時刻でスケジューリングさ
れているコネクション識別子のリストのポインタテイル
ｔａｉｌかポインタヘッドｈｅａｄのいずれかを決めて
おけば、コネクションを２つのクラスに分類することが
できる。すなわち、同一時刻にスケジューリングされた
コネクションの中で先にスケジューリングされるものと
後にスケジューリングされるものの２クラスを作ること
ができる。

【００４７】以上で、各ブロックの機能を個別に述べ
た。以下では各ブロックがどのようにして相互に作用
し、所望の目的を達するかを説明する。図１０にフロー
を示す。図１０は本発明第四実施例の動作を示すフロー
チャートである。セルを読み出すコネクションの決定
（ステップ１）、当該コネクションのセルの読み出し
（ステップ２）、当該コネクションの次のセルの読み出
しスケジューリング（ステップ３）、到着セルのセルバ
ッファＣＢ内のＦＩＦＯキューへの書込み（ステップ
４）の順で処理が行われる。

【００４８】（セルの到着処理）セルの到着にともない
必要な処理は当該セルのセルバッファＣＢへの書込みと
当該セルの転送スケジューリングの有無の判断である。
セルのセルバッファＣＢへの書込み処理は既に当該セル
のコネクションのリストがセルバッファＣＢにあるか否
かで異なる。当該コネクションのリストがない場合はま
ず、セルバッファＣＢ上に当該コネクションのリストが
新たに作成される。さらに、セルバッファＣＢの空き領
域にセルを書込む。この手順については図２を用いて詳
述したとおりである。次にセルバッファＣＢ上に当該コ
ネクションのリストの論理的な関係を新たに作成する。
この手順についても図３を用いて詳述したとおりであ
る。

【００４９】リストが既にある場合には、次のように処
理が実行され、セルバッファＣＢ上の当該コネクション
のリストが変更される。まず、セルバッファＣＢの空き
領域にセルを書込む。この手順については図２を用いて
詳述したとおりである。次に、セルバッファＣＢ上の当
該コネクションのリストの論理的な関係を変更する。こ
の手順についても図３を用いて詳述したとおりである。

【００５０】セルの転送スケジューリングの有無は当該
セルのコネクションがトークンＴｋを持つか否かで決ま
る。セルが到着するとヘッダに搭載されているコネクシ
ョン識別子を元にコネクションテーブルＣＴを検索す
る。

【００５１】トークンＴｋがセットされていなければ、
その時点では当該セルの転送スケジューリングは行われ
ず、当該コネクションのその時点の末尾のセルが転送さ
れた時点でスケジューリングされる。これについてはセ
ル読み出し処理の項で詳細に説明する。

【００５２】トークンＴｋがセットされていれば、現時
刻を示すタイマＴｉｍでアドレッシングしてスケジュー
リングテーブルを検索する。以降の処理はその時刻に既
にスケジューリングされたコネクションがあるか否かで
異なる。

【００５３】スケジューリングされたコネクションがな
い場合はつぎのように処理が実行され、同時到着コネク
ションリストＳＬ上にタイマＴｉｍが示す現時刻に転送
されることになっているセルのリストが新たに作成され
る。まず、同時到着コネクションリストＳＬの空き領域
に当該コネクション識別子を書き込む。次に同時到着コ
ネクションリストＳＬ上にタイマＴｉｍが示す現時刻に
転送されることになっているセルのリストの論理的な関
係を新たに作成する。この手順については図８を用いて
詳述したとおりである。

【００５４】既にスケジューリングされたコネクション
がある場合はつぎのように処理が実行され、同時到着コ
ネクションリストＳＬ上にタイマＴｉｍが示す現時刻に
転送されることになっているセルのリストが変更され
る。まず、同時到着コネクションリストＳＬの空き領域
に当該コネクション識別子を書込む。次に同時到着コネ
クションリストＳＬ上のタイマＴｉｍが示す現時刻に転
送されることになっているセルのリストの論理的な関係
を変更する。この手順についても図８を用いて詳述した
とおりである。

【００５５】上で説明したとおりにトークンＴｋがセッ
トされている場合には当該セルはタイマＴｉｍが示す現
時刻にスケジューリングされるが、スケジューリングテ
ーブルＳＴを処理中の仮想タイマＨＴｉｍが示す仮想時
刻が遅れている場合には当該セルを転送したい場合もあ
る。この場合は仮想タイマＨＴｉｍが示す時刻でスケジ
ューリングテーブルＳＴをアドレッシングし、その番地
のポインタヘッドｈｅａｄが示すリストの先頭に当該セ
ルのコネクション識別子を追加する。

【００５６】（セルの読み出し処理）セルの読み出しに
ともない必要な処理はセルを読み出すコネクションの決
定とセルの読み出しと次のセルのスケジューリングであ
る。コネクションの決定は仮想タイマＨＴｉｍが示す仮
想時刻に転送することになっているセルがあるか否かで
異なる。転送するセルがない場合には、仮想タイマＨＴ
ｉｍを一単位時間毎進め、その都度その時刻に転送する
セルがあるか否かを検査する。転送するセルが見つかる
まで仮想タイマＨＴｉｍは通常の速度より速く進める。
所定の時間だけ進めて見つからない場合はセルの読み出
しを諦める。この処理をより効率的に実行するにはスケ
ジューリングテーブルＳＴにもリストの概念を導入すれ
ばよい。これについては一単位時間内に行う処理の項で
説明する。所定の時間内に転送するセルが見つかった場
合は以降の処理は転送するセルがある場合と共通であ
る。

【００５７】転送するセルがある場合は、この時刻に読
み出すコネクションを決定する。つまり、この時刻にス
ケジューリングされたコネクション識別子を同時到着コ
ネクションリストＳＬから取り出す。この手順について
は図９を用いて詳述したとおりである。

【００５８】次に、当該コネクションのセルをセルバッ
ファＣＢから読み出す。セルのセルバッファＣＢからの
読み出し処理は当該コネクションのセルがセルバッファ
ＣＢにあるか否かで処理が異なる。先に決定されたコネ
クション識別子を元にコネクションテーブルＣＴをアク
セスする。

【００５９】当該コネクションのセルがセルバッファＣ
Ｂにない場合はコネクションテーブルＣＴのトークンＴ
ｋをセットするだけで、セルバッファＣＢからのセルの
読み出しは実行しない。

【００６０】当該コネクションのセルがセルバッファＣ
Ｂにある場合はセルを取り出す。この処理については先
にセルバッファＣＢの項で詳述したとおりである。

【００６１】次のセルのスケジューリング処理は当該コ
ネクションのトークンＴｋがセットされているか否かで
異なる。先に決定されたコネクション識別子を元にコネ
クションテーブルＣＴをアクセスする。

【００６２】コネクションテーブルＣＴのトークンＴｋ
がセットされている場合には次に当該コネクションのセ
ルが到着したときに、当該コネクションのスケジューリ
ングが行われる。これについてはセルの到着処理の項で
詳述したとおりである。

【００６３】コネクションテーブルＣＴのトークンＴｋ
がセットされていない場合にはコネクションテーブルＣ
Ｔにある当該コネクションの最小セル間隔Ｉｎｔをタイ
マＴｉｍが計時する現時刻に加えたものを次のセルの転
送時刻として当該コネクションをスケジューリングす
る。つまり、Ｉｎｔ＋Ｔｉｍとなるようにスケジューリ
ングテーブルＳＴをアドレッシングし、そのポインタヘ
ッドｈｅａｄが示す同時到着コネクションリストＳＬ上
の時刻Ｉｎｔ＋Ｔｉｍにスケジューリングされたセルの
コネクション識別子のリストに当該コネクション識別子
を追加する。この追加の処理については先に同時到着コ
ネクションリストＳＬの説明の項で詳述したので省略す
る。ここでセルの転送スケジューリングは仮想タイマＨ
Ｔｉｍでなくて現在の時刻を示すタイマＴｉｍを用いて
いるので、当該コネクションのセル送出間隔Ｉｎｔは所
定のセル送出間隔Ｉｎｔより厳密に小さくならないこと
に注意する。同時刻にスケジューリングされたセル同士
の揺らぎを許容すれば、Ｉｎｔ＋ＨＴｉｍの時刻にスケ
ジューリングすれば当該コネクションはより早く転送す
ることができる。スケジューリングテーブルＳＴへの登
録はセルの到着処理の項でトークンＴｋがセットされて
いないときとほぼ同等である。

【００６４】（第五実施例）次に、本発明第五実施例を
図１１を参照して説明する。図１１は本発明第五実施例
の要部構成図である。一単位時間は出力回線上にセルを
転送するのに必要な時間である。一単位時間内にはセル
の到着処理、セルの読み出し処理をこの順番で行う。本
発明第五実施例は、スケジューリングテーブルＳＴの処
理対象番地を示す仮想タイマＨＴｉｍを現時刻を示すタ
イマＴｉｍに効率的に追い付かせるためのものである。
前述したようにタイマＴｉｍは常に正確に現時刻を示す
のに対し、同時到着コネクションリストＳＬが同一時刻
に読み出すようにスケジューリングされた複数のセルを
セルバッファＣＢから読み出す間は仮想タイマＨＴｉｍ
は同じ時刻を示したままになる。同一時刻に多量のコネ
クションがスケジューリングされたとき、仮想タイマＨ
ＴｉｍとタイマＴｉｍの時間差が大きくなる。仮想ＨＴ
ｉｍが示す時刻にスケジューリングされたセルの読み出
し処理が完了した後に仮想ＨＴｉｍに追い付くのに時間
がかかる。

【００６５】そこで本発明第五実施例においてはスケジ
ューリングテーブルＳＴの各時刻のエントリーにポイン
タフィールドを導入し、セルが送出すべき時刻のリスト
を組むことで効率的に仮想タイマＨＴｉｍに追い付くよ
うにしている。

【００６６】図１１においてはセルを送出すべき時刻の
リストがスケジューリングテーブルＳＴ上に構成されて
おり、リストの先頭は仮想タイマＨＴｉｍが示す番地で
あり、末尾は追従タイマＴＴｉｍが示す番地である。ス
ケジューリングテーブルＳＴにはポインタで指示する関
係でセルを送出すべき時刻のリストが論理的に構成され
ている。つまり、仮想タイマＨＴｉｍが示す番地でスケ
ジューリングテーブルＳＴをアドレッシングし、仮想タ
イマＨＴｉｍのその番地のポインタが示す番地リストを
順次手繰ることによりセルを読み出すことになっている
時刻を順次アクセスすることができる。

【００６７】初期状態としては仮想タイマＨＴｉｍ、追
従タイマＴＴｉｍ、タイマＴｉｍは共に同じ時刻を示す
が、ある時刻において同一時刻にスケジューリングされ
たセルが複数あると、仮想タイマＨＴｉｍは遅れ出し相
対的にタイマＴｉｍが先行する。仮想タイマＨＴｉｍと
タイマＴｉｍがずれても新たにセルの到着がなくかつタ
イマＴｉｍがセルのスケジューリングされた時刻を指す
ことがなければ、その間、追従タイマＴＴｉｍは仮想タ
イマＨＴｉｍと同じ時刻を示す。

【００６８】新たにセルの到着があったとすると、追従
タイマＴＴｉｍが示すスケジューリングテーブルＳＴの
番地のポインタにタイマＴｉｍが示す番地を書込み、追
従タイマＴＴｉｍにもその番地を示す。タイマＴｉｍが
セルのスケジューリングされた時刻を指したときも同じ
処理を行い、セルを読み出すことになっている時刻のリ
ストに現時刻を追加する。

【００６９】（第六実施例）次に、本発明第六実施例を
図１２を参照して説明する。図１２は本発明第六実施例
の要部構成図である。本発明第六実施例は、コネクショ
ン毎にセルバッファＣＢ内セル数の制限を与え、コネク
ション間の品質の影響を低減するものである。本発明に
おいてはセルバッファＣＢは共通バッファなので特定の
コネクションのセルが過剰に到着した場合にはセルバッ
ファＣＢを占有してしまい、他のコネクションの品質へ
悪影響が及ぶ危険がある。本発明第六実施例はこのよう
な場合に特定のコネクションがセルバッファＣＢを占有
しないようにコネクション毎にセルバッファＣＢに入り
得るセル数を制限するものである。

【００７０】セルをセルバッファＣＢに書込む前にコネ
クションテーブルＣＴのＱｌｅｎフィールドとＢｌｅｎ
フィールドを比較し、Ｑｌｅｎフィールドが小さい場合
にはセルバッファＣＢに書込むと同時にＱｌｅｎを“＋
１”する。Ｑｌｅｎフィールドが小さくない場合にはセ
ルをセルバッファＣＢに書込むのを禁止する。また、セ
ルをセルバッファＣＢから読み出す場合にはＱｌｅｎフ
ィールドの値を“−１”する。Ｑｌｅｎフィールドは当
該コネクションのセルバッファＣＢ内のセル数を示し、
Ｂｌｅｎフィールドは当該コネクションの許容されるセ
ルバッファＣＢ内のセル数を示す。

【００７１】（第七実施例）次に、本発明第七実施例を
図１３を参照して説明する。図１３は本発明第七実施例
の要部構成図である。本発明第七実施例は、コネクショ
ンのスケジューリングに優先権の概念を導入したもので
ある。前述したように同一時刻にスケジューリングされ
るコネクション識別子は先着順ＦＩＦＯで読み出される
ことになる。また、同一時刻にスケジューリングされる
コネクション識別子はセル送出間隔Ｉｎｔが短いほど後
でリストに組み込まれるため、セル送出間隔Ｉｎｔが短
いほど、逆にいうと、セル速度が速いほど後ろにスケジ
ューリングされる。コネクション識別子を組み込む位置
を同一時刻でスケジューリングされているコネクション
識別子のリストのポインタヘッドｈｅａｄにすることに
より、同一時刻にスケジューリングされるコネクション
識別子は後着順ＬＩＦＯで読み出される。このようにす
ると速度が速いコネクションほど速く読み出されること
になる。また、コネクション毎にコネクション識別子を
組み込む位置を同一時刻でスケジューリングされている
コネクション識別子のリストのポインタテイルｔａｉｌ
かポインタヘッドｈｅａｄのいずれかを決めておけば、
コネクションを２つのクラスに分類することができる。
すなわち、同一時刻にスケジューリングされたコネクシ
ョンの中で先にスケジューリングされるものと後にスケ
ジューリングされるものの２クラスを作ることができ
る。

【００７２】コネクションテーブルＣＴにはコネクショ
ン毎の優先権の高低を表示するフィールドＰｒｉが設け
られている。同時到着コネクションリストＳＬ上の同一
時刻にスケジューリングされたコネクション識別子のリ
ストに要素を追加するときに、その要素のコネクション
識別子に該当するコネクションテーブルＣＴのフィール
ドＰｒｉが高優先であれば、スケジューリングテーブル
ＳＴのポインタヘッドｈｅａｄが指す位置に新しい要素
を追加し、低優先であれば、スケジューリングテーブル
ＳＴのポインタテイルｔａｉｌが指す位置に新しい要素
を追加する。

【００７３】これまでの説明では全ての実施例において
同時到着コネクションリストＳＬにコネクション識別子
を記載していたが、その代わりにコネクションテーブル
ＣＴのアドレスを記載することも可能である。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コネクション数が増大しても比較的妥当なハードウェア
規模でトラヒックシェイピングを実現することができ
る。さらに、同一スロット（時刻）にスケジューリング
された複数のセルを転送することができる。したがっ
て、スループットの高いＡＴＭ通信網を実現することが
できる。

【００７５】すなわち、本発明のトラヒックシェイピン
グ装置はセルバッファにはコネクション毎にリストを構
成しているため、コネクションテーブルを追加するだけ
で多量のコネクションのトラヒックシェイピングを実行
することができる。また、セルテーブルには同一時刻に
読み出すセルのコネクション識別子のリストが形成され
ており、スケジューリングテーブルの処理対象を示すタ
イマが示すアドレスから順次読み出すことにより、スケ
ジューリングされたとおりの順番でコネクションのセル
を読み出すことにより、同一スロットで競合が起きた場
合でもセルを廃棄することなくスケジューリングするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の要部構成図。

【図２】セルバッファへのセル書込み動作を示す図。

【図３】コネクションリストの組み換え処理を示す図。

【図４】セルバッファからセルを取り出す動作を示す
図。

【図５】本発明第二実施例の要部構成図。

【図６】本発明第三実施例の要部構成図。

【図７】本発明第四実施例の要部構成図。

【図８】コネクション識別子を同時到着コネクションリ
ストに書込む動作を示す図。

【図９】コネクション識別子を同時到着コネクションリ
ストから取り出す動作を示す図。

【図１０】本発明第四実施例の動作を示すフローチャー
ト。

【図１１】本発明第五実施例の要部構成図。

【図１２】本発明第六実施例の要部構成図。

【図１３】本発明第七実施例の要部構成図。

【図１４】ＡＴＭ通信網の全体構成の概念とトラヒック
シェイピング装置を示す図。

【図１５】トラヒックシェイピング装置の概念図。

【符号の説明】

ＣＢ セルバッファ Ｃｅｌｌ メモリ領域 ＣＴ コネクションテーブル ｈｅａｄ ポインタヘッド ＨＴｉｍ 仮想タイマ Ｉｎｔ セル送出間隔 ＩＮ 入力端子 ＯＵＴ 出力端子 Ｐｔｒ ポインタ領域 ＳＬ 同時到着コネクションリスト ＳＴ スケジューリングテーブル ｔａｉｌ ポインタテイル Ｔｉｍ タイマ Ｔｋ トークン ＴＳ トラヒックシェイピング部 ＴＴｉｍ 追従タイマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 治久 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−98938（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−135503（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28,12/56

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非同期転送モード（ＡＴＭ）通信網内に
   備えられ、セル流が到来する入力端子と、到着したセル
   を一時蓄積するセルバッファと、指示されるセル送出間
   隔にしたがってこのセルバッファからセルを読み出すト
   ラヒックシェイピング部とを備えたトラヒックシェイピ
   ング装置において、 コネクション識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）をアドレスとし
   前記セル送出間隔が保証すべき最小値（Ｉｎｔ）を含む
   コネクション情報を保持するコネクションテーブルを備
   え、 前記セルバッファは、セルが一つずつ収容される複数の
   第１のメモリ領域と、この第１のメモリ領域と前記コネ
   クションテーブルとを対応させるポインタ値（Ｐｔｒ）
   を示す第１のポインタ領域とを含み、 前記コネクション情報には、コネクション識別子対応に
   同一のコネクション識別子を有するセルの先頭および末
   尾が収容される前記第１のメモリ領域のポインタ値を含
   み、前記ポインタ値により前記セルバッファに蓄積され
   た複数のセルが第１のチェインを構成し、 セル送出間隔を計数するため現在時刻を計時するタイマ
   と、このタイマとそれぞれのコネクションの実際のセル
   送出時刻を基準に、前記セル送出間隔が保証すべき最小
   値（Ｉｎｔ）を保証して、次セルのセル送出予定時刻に
   送出すべきコネクション識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）をス
   ケジューリングする手段と、前記コネクション識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）を収容する
   複数の第２のメモリ領域と、この第２のメモリ領域に対
   応して設けられたメモリ領域に付与されたポインタ値を
   示す第２のポインタ領域とを含む同時到着コネクション
   リストとを備え 、 セル送出予定時刻が同一となった複数のコネクション識
   別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）が前記同時到着コネクションリ
   ストに備えられた前記第２のメモリ領域に各々収容さ
   れ、そのメモリ領域に対応する前記第２のポインタ領域
   に設定されたポインタ値により前記複数の第２のメモリ
   領域に設定された複数のコネクション識別子が第２のチ
   ェインを構成し、 前記スケジューリングする手段は、前記第２のチェイン
   の先頭および末尾が収 容される前記第２のポインタ領域
   を示すポインタ値を保持する手段と、前記第２のチェイ
   ンにしたがって 重複するセル送出予定時刻を順次ずらし
   て送出させるようにスケジューリングする手段を含むこ
   とを特徴とするトラヒックシェイピング装置。
2. 【請求項２】 前記スケジューリングする手段は、前記
   セル送出予定時刻が重複する複数のセルについて全部の
   送出が完了するまで計時を中止する仮想タイマを前記現
   在時刻を計時するタイマとは別に備えた請求項１記載の
   トラヒックシェイピング装置。
3. 【請求項３】 前記コネクション情報には、セル送出順
   位についての優先権情報を含む請求項１または２に記載
   のトラヒックシェイピング装置。