JP3394478B2 - Congestion avoidance apparatus and method using RED - Google Patents

Congestion avoidance apparatus and method using RED

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、REDによる輻輳
回避装置及びその方法に関し、特に、AAL5を適用し
たIPオーバATM方式によるネットワークにおいて、
REDによる輻輳回避の実現方式を改良することにより
処理量を減少させたREDによる輻輳回避装置及びその
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a congestion avoidance apparatus and method by RED, and more particularly, in a network based on the IP over ATM method to which AAL5 is applied.
The present invention relates to a congestion avoidance apparatus and method by RED in which the processing amount is reduced by improving a method for realizing congestion avoidance by RED.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、個人レベル、企業レベルを問わ
ず、コンピュータ通信による情報の伝達が主流である。
2. Description of the Related Art At present, the transmission of information by computer communication is the mainstream regardless of individual level or company level.

【0003】しかしながら、コンピュータ通信では、各
端末からのトラフィックが強いバースト性を持ち、又、
このトラフィックパターンを予め推定することが困難で
あるという問題が生じる。
However, in computer communication, the traffic from each terminal has a strong burst property, and
There is a problem that it is difficult to estimate this traffic pattern in advance.

【0004】そのため、ネットワーク上の各中継交換ノ
ードにおいて輻輳状態が発生し、ネットワーク全体の通
信速度に遅延が生じる。
Therefore, congestion occurs in each relay switching node on the network, and the communication speed of the entire network is delayed.

【0005】そこで、ATM網において上記のような弊
害を効率よく回避するために、従来のCBRサービス、
VBRサービスのように予め帯域を割り当てる方法に替
わって、UBRサービス、ABRサービスのように予め
帯域を割り当てない方法により網内の輻輳度に応じて制
御を行うことで効率よく情報を伝送するベストエフォー
トサービスに関する議題がATMフォーラム等で論議さ
れている。
Therefore, in order to efficiently avoid the above-mentioned harmful effects in the ATM network, the conventional CBR service,
Best effort to efficiently transmit information by controlling according to the congestion degree in the network by a method that does not pre-allocate a band such as UBR service and ABR service instead of a method that pre-allocates a band like VBR service The agenda regarding services is being discussed at ATM forums and the like.

【0006】この中でも、特にUBRサービスにおいて
は、ATMレイヤで通信における品質保証を何ら行わ
ず、その代行手段として、輻輳回避を上位のレイヤの機
能、例えば、TCPである場合、ウィンドウフローコン
トロールによって行うため、低料金でコンピュータ通信
が行えるというメリットがあるため、今後の発展が大き
く望まれている。
Among these, particularly in the UBR service, the ATM layer does not perform any quality assurance in communication, and the congestion avoidance is performed by the function of an upper layer, for example, the window flow control in the case of TCP as an alternative means. Therefore, there is an advantage that computer communication can be performed at a low charge, and future development is greatly desired.

【0007】しかしながら、上記UBRサービスでは、
同一バッファサイズのパケットスイッチを用いた場合で
比較して、他のサービスよりパケットスループットが劣
化するといった問題が生じてしまう。
However, in the above UBR service,
Compared with the case where the packet switch having the same buffer size is used, there arises a problem that the packet throughput is deteriorated as compared with other services.

【0008】この主な原因としては、ATM方式による
通信では、輻輳状態を解消するために、パケット単位で
なくセル単位で廃棄が起こることが挙げられる。即ち、
廃棄されたセルを含むパケット(以下、不完全パケット
という)が到着した後に受信側において廃棄する制御を
行うため、送信側において再送制御が必要となることか
ら、不完全パケットを構成するセルが伝送路の容量を無
駄に消費するためである。
[0008] The main reason for this is that in ATM communication, discarding occurs not on a packet basis but on a cell basis in order to eliminate a congestion state. That is,
Since the receiving side controls the discarding after the packet containing the discarded cells (hereinafter referred to as incomplete packet) arrives, the transmitting side needs retransmission control, so the cells forming the incomplete packet are transmitted. This is because the capacity of the road is wasted.

【0009】また、ATM方式では、一般的にセル廃棄
を実行した場合、廃棄されたセルが別々のパケットに分
布するため、多数の不完全パケットを生じるという問題
をも有してしまう。
In addition, in the ATM system, when cell discard is generally performed, since discarded cells are distributed in different packets, there is a problem that a large number of incomplete packets are generated.

【0010】上記のような問題を解決する方法として、
インタネットプロトコル(以下、IPという)の中継交
換ノードにおいて、輻輳の兆候が出始めた時点で通過す
るパケットの中から少ない廃棄率でランダムに選んで廃
棄するか、又は、パケットのヘッダ内の輻輳通知ビット
を立てることにより、一部のホストのアプリケーション
またはトランスポートプロトコルに輻輳の発生を通知
し、そのホストからの送出量の削減を誘導する方法であ
るRandom Early Detection(RED)方式による輻輳回
避がある。
As a method for solving the above problems,
In a relay switching node of an internet protocol (hereinafter referred to as IP), a packet is randomly selected from a passing packet at the time when a symptom of congestion starts to appear and discarded, or a congestion notification in a packet header is sent. There is congestion avoidance by the Random Early Detection (RED) method, which is a method of notifying the application or transport protocol of some hosts of the occurrence of congestion by setting a bit and inducing a reduction in the amount of transmission from that host. .

【0011】このREDによる輻輳回避は、従来技術文
献1とするSally Floyd, Van Jacobson による“Random
Early Detection Gateways for Congestion Avoidanc
e”,(IEEE/ACM Transaction on Networking, Vol.1 No.
4 August,1993.)により開示されている技術である。
Congestion avoidance by this RED is described in "Random by Sally Floyd, Van Jacobson" in the prior art document 1.
Early Detection Gateways for Congestion Avoidanc
e ”, (IEEE / ACM Transaction on Networking, Vol.1 No.
4 August, 1993.).

【0012】また、上記従来技術文献1には、廃棄する
パケットを決定するための方法として、廃棄するパケッ
トと次に廃棄するパケットとの間隔をランダムに決定す
ることにより破棄するパケットを特定する方法がさらに
開示されている。
Further, in the above-mentioned prior art document 1, as a method for determining a packet to be discarded, a method for identifying a packet to be discarded by randomly determining an interval between a packet to be discarded and a packet to be subsequently discarded. Is further disclosed.

【0013】上記従来文献1により開示されたREDに
よる輻輳回避をここに説明すると、先ず、AAL5では
セルレベルでパケットを認識するため、パケットを構成
する最後のセル、即ち、End Of Packet (EOP)セル
(最終セルと同意)のAUUパラメータを1、その他の
セルのAUUパラメータを0とすることで、EOPを他
のセルと区別している。
Congestion avoidance by RED disclosed in the above-mentioned prior art document 1 will be explained here. First, in AAL5, since the packet is recognized at the cell level, the last cell constituting the packet, that is, End Of Packet (EOP). EOP is distinguished from other cells by setting the AUU parameter of the cell (which is the same as the last cell) to 1 and the AUU parameters of the other cells to 0.

【0014】よって、AAL5では、中継交換ノードに
おいて、1つのATMバーチャルサーキット(以下、V
Cという)に着目し、受信されたEOPセルの次のセル
から観察して次に最初に受信するEOPセルまでを同一
パケットを構成するセルと見なすことができる。
Therefore, in AAL5, one ATM virtual circuit (hereinafter, V
Paying attention to (C), the cells from the cell next to the received EOP cell to the EOP cell first received next can be regarded as cells forming the same packet.

【0015】しかしながら、上記のようなEOPセルを
用いることによりセルレベルでパケットを認識する技術
に基づいたREDによる輻輳回避は、パケットのEOP
セルが廃棄された場合、次のパケットを構成するセルが
受信側に全て到達しても、直前のパケットと区別するこ
とが不可能となり、このため、CRC符号等による誤り
検出が生じてしまい、全てのセルを受信したパケット
(完全パケット)まで廃棄してしまうといった問題が生
じる。
However, the congestion avoidance by RED based on the technique of recognizing a packet at the cell level by using the EOP cell as described above is performed by the EOP of the packet.
When a cell is discarded, even if all cells forming the next packet reach the receiving side, it is impossible to distinguish from the immediately preceding packet, and therefore error detection by CRC code or the like occurs, There arises a problem that all the received packets (complete packets) are discarded.

【0016】又、上記従来技術1に対して、AAL5を
使用したIPオーバATM方式によるパケット廃棄方式
が、従来技術文献2とする鍋島正義による「End Of Pac
ketセル廃棄を防止する選択的セル廃棄方式に関する検
討」(SSE98-88,IN96-72,CS96-96)に開示されている。
In addition to the above-mentioned Prior Art 1, the packet discarding method by the IP over ATM method using AAL5 is described in Prior Art 2 by Masayoshi Nabeshima, "End Of Pac".
Study on selective cell discarding method for preventing ket cell discard "(SSE98-88, IN96-72, CS96-96).

【0017】この従来技術文献2が開示するパケット廃
棄方式として、Early Packet Discard(EPD)方式
と、Partial Packet Discard(PPD)で使用される方
式と、EPDの改良方式とがある。
As the packet discarding method disclosed in this prior art document 2, there are an Early Packet Discard (EPD) method, a method used in Partial Packet Discard (PPD), and an improved EPD method.

【0018】ここで、AAL5上のIPオーバATM方
式では、1つのIPパケットは、複数のATMデータセ
ルに分割されて転送される。従って、AAL5では、A
TMセルヘッダ部分に最終を示すビット(以下、最終ビ
ットという)が定義されている。
In the IP over ATM system on AAL5, one IP packet is divided into a plurality of ATM data cells and transferred. Therefore, in AAL5, A
A bit indicating the end (hereinafter referred to as the last bit) is defined in the TM cell header part.

【0019】従って、EPD方式による輻輳回避は、中
継交換ノードにおいて輻輳が発生した場合、処理しきれ
ないパケットを廃棄することで輻輳状態を解消するため
の方式である。
Therefore, the congestion avoidance by the EPD method is a method for eliminating the congestion state by discarding the packets that cannot be processed when the congestion occurs in the relay switching node.

【0020】また、PPDで使用される方式では、先頭
セルが中継交換ノードに到着したとき、この中継交換ノ
ードにおいて輻輳状態である、即ち、中継交換ノードの
バッファに記憶されたキュー長が、予め設定された閾値
を超えている状態であれば、その先頭セル及び当該セル
から同一パケットを構成するセルを強制廃棄し、また、
輻輳状態でなければ、その先頭セルから同一パケットを
構成する最終セルまでを受信し、自身のバッファに入力
する。更に、バッファにセルを入力する過程において、
当該バッファに空き容量が無くなると、その時点から到
達した同一パケットを構成するセルの内、最終セル以外
を強制廃棄することにより、輻輳状態の緩和を図ってい
た。
In the method used in PPD, when the leading cell arrives at the relay switching node, the relay switching node is in a congestion state, that is, the queue length stored in the buffer of the relay switching node is set in advance. If the set threshold is exceeded, the head cell and the cells that form the same packet from the cell are forcibly discarded, and
If it is not in a congestion state, it receives from the first cell to the last cell forming the same packet and inputs it to its own buffer. Furthermore, in the process of entering cells in the buffer,
When there is no free space in the buffer, the congestion state is alleviated by forcibly discarding cells other than the last cell that compose the same packet that arrived from that point.

【0021】つまり、PPDで使用される方式では、分
割されたパケットの先頭セルを限定するか否かに関わら
ず、廃棄が必要と判断した時点から最終セルの一つ前の
セルまでを強制廃棄する処理を行っていた。
In other words, in the method used in PPD, regardless of whether the head cell of the divided packet is limited or not, the cells from the time when it is determined that they need to be discarded to the cell immediately before the last cell are forcibly discarded. Was being processed.

【0022】また、このEPDの改良方式では、パケッ
トを廃棄する場合、1つのVCに着目し、最終ビットが
オンであるセルの次のセル(以下、先頭セルという)か
らのセルの廃棄を始め、次の最終ビットがオンであるセ
ル(以下、最終セルという)までを廃棄している。
Further, in this improved EPD method, when discarding a packet, attention is paid to one VC, and the discarding of a cell from the cell next to the cell in which the last bit is ON (hereinafter referred to as the head cell) is started. The cells up to the next last bit (hereinafter referred to as the last cell) are discarded.

【0023】更に、このEPDの改良方式では、最終セ
ルを識別することにより、最終セルを破棄しない改良方
式が2種類提案されている。
Further, in this improved EPD method, two types of improved methods are proposed in which the final cell is identified and the final cell is not discarded.

【0024】先ず、第1のEPDの改良方式では、パケ
ットを構成する先頭セルが中継交換ノードに到着したと
きに直前のセルが最終セルでなければ、輻輳状態である
か否かに関わらず、次の最終セルの一つ前までのセルを
全て強制廃棄する。また、パケットを構成する先頭セル
が中継交換ノードに到着した時に直前のセルが最終セル
であり、且つ、輻輳状態である場合、次の最終セルの一
つ前までのセルを全て強制廃棄する。また、パケットを
構成する先頭セルが中継交換ノードに到着したときに直
前のセルが最終セルであり、且つ、輻輳状態でない場
合、次の最終セルまでの全てのセルを自身のバッファに
入力する。更に、バッファにセルを入力する過程におい
て、当該バッファに空き容量がなくなると、その時点か
ら到達した同一パケットを構成するセルの内、最終セル
以外を強制廃棄する。
First, in the first improved method of EPD, if the immediately preceding cell is not the last cell when the leading cell forming the packet arrives at the relay switching node, regardless of whether it is in a congestion state, Forcibly discards all cells up to the next last cell. Also, when the immediately preceding cell is the final cell when the leading cell forming the packet arrives at the relay switching node and is in a congestion state, all cells up to the immediately preceding cell of the next final cell are forcibly discarded. If the immediately preceding cell is the final cell when the head cell forming the packet arrives at the relay switching node and is not in a congested state, all the cells up to the next final cell are input to its own buffer. Furthermore, in the process of inputting cells to the buffer, when there is no free space in the buffer, cells other than the final cell are forcibly discarded among cells constituting the same packet that arrived from that point.

【0025】更に、第2のEPDの改良方式では、輻輳
状態検知のための閾値に高閾値と低閾値との2種類を設
けることにより、バッファにセルを入力する過程におけ
るバッファの空き容量の不足によるセルの廃棄を防止す
る方法が取られている。
Further, in the second improved method of EPD, by providing two kinds of thresholds for detecting the congestion state, a high threshold and a low threshold, the free capacity of the buffer is insufficient in the process of inputting cells to the buffer. The method of preventing the discarding of the cell by is taken.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、RED
を上記したEPD方式又はPPD方式によるパケット廃
棄機能を使用して実現した場合、以下に挙げるような問
題が生じる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, RED
If the above is realized by using the packet discarding function according to the EPD method or the PPD method described above, the following problems occur.

【0027】第1の問題点は、EPD方式あるいはPP
D方式では、分解して転送された一つのパケットをAT
Mセル単位で廃棄することによりパケット全体を廃棄す
る方法(以下、パケットレベル廃棄方法という)を取る
ため、特定のVCを監視して、一つのパケットを分解す
ることにより作成されたATMセルを全て特定して廃棄
する必要が生じ、処理量が増加する。
The first problem is the EPD method or PP.
In the D method, one packet that is disassembled and transferred is AT
Since a method of discarding the entire packet by discarding in units of M cells (hereinafter referred to as a packet level discard method) is adopted, all the ATM cells created by disassembling one packet by monitoring a specific VC It becomes necessary to identify and dispose of them, increasing the amount of processing.

【0028】その理由としては、パケットレベル廃棄方
法を実現するためには、最終セルの検出、及び、次の最
終セルまでの一つのパケットを構成するセルを全て廃棄
するという、複数のセルに対する種類の異なる処理を実
行する必要があるからである。
The reason is that in order to realize the packet level discarding method, the last cell is detected, and all the cells constituting one packet up to the next final cell are discarded. This is because it is necessary to execute different processing of.

【0029】又、第1及び第2のEPDの改良方式で
は、最終セルを捨てないための改良はなされているが、
VC単位にパケットを捨てる処理は残っており、逆に処
理量が増加するといった問題を生じる。
Further, although the first and second EPD improvements have been improved so as not to discard the final cell,
The process of discarding packets in VC units remains, which causes a problem that the processing amount increases.

【0030】その理由としては、REDが、複数のコネ
クションを集約した全体を対象としているため、RED
をIPオーバATMに適用するためには、次に廃棄する
パケットを決定するフロー全体のVCを対象とした処理
と、廃棄対象のパケットが送られる特定のVCを処理対
象とするパケットレベル廃棄処理を組み合わせて行う必
要があるためである。
The reason for this is that RED targets the entire aggregate of multiple connections.
Is applied to IP over ATM, processing for the VC of the entire flow that determines the packet to be discarded next and packet-level discard processing for the specific VC to which the packet to be discarded is sent are processed. This is because it is necessary to combine them.

【0031】さらに、上記EPD及びPPD方式による
輻輳回避は、中継交換ノードにおいて輻輳が発生したこ
とが検出された場合に、輻輳状態が回復することを早め
るための手段である。それに対して、REDによる輻輳
回避は、TCPの特性を利用することで、常時少ない確
率でパケットを廃棄し、TCPの送出量(送出レート)
が大きくならないようにするものである。
Further, the congestion avoidance by the EPD and PPD methods is means for accelerating the recovery of the congestion state when the congestion is detected at the relay switching node. On the other hand, in the congestion avoidance by RED, by utilizing the characteristics of TCP, packets are always discarded with a small probability, and the TCP transmission amount (transmission rate)
Is not to grow.

【0032】従って、上記EPD及びPPD方式と、R
EDとは目的や構成・手段が異なるため、REDをEP
D及びPPD方式に適用すると、処理量が増加する等と
いう問題が生じる。
Therefore, the above EPD and PPD methods and R
Since ED has a different purpose, configuration, and means, RED has an EP
When applied to the D and PPD methods, there arises a problem that the processing amount increases.

【0033】従って、本発明は、上記問題に鑑みなされ
たもので、最終セル以外のセルをランダムに廃棄するこ
とにより、少ない処理でパケットの廃棄を可能とし、も
って、輻輳の抑制・制御を可能とするREDによる輻輳
回避装置及びその方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and by randomly discarding cells other than the last cell, it is possible to discard packets with a small amount of processing, thereby suppressing / controlling congestion. It is an object of the present invention to provide a congestion avoidance device and a method thereof by RED.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、プロトコルとしてAAL5
を適用したネットワークにおけるRED(Random Early
Detection)による輻輳回避装置であって、最終セル以
外のセルを所定の確率により算出されたセル間隔を基に
特定し、特定されたセルを廃棄するセル廃棄手段を有
し、所定の確率は、1つのパケットが分割される平均の
セル数と、輻輳状態のレベルに対応したパケットの廃棄
率とを基に算出され、セル間隔は、所定の確率が近似す
ることができる2の巾乗分の1の値を求め、2の巾乗の
値を基に、0から2の巾乗の2倍の値までの範囲で等確
率の擬似乱数を作成し、擬似乱数を基に特定し、セル廃
棄手段は、セル間隔により特定されたセルが最終セルで
ない場合、特定されたセルを廃棄することを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 uses AAL5 as a protocol.
RED (Random Early in a network using
A congestion avoidance apparatus according Detection), a cell other than the last cell is specified based on cell interval calculated by a predetermined probability, have cell discarding means for discarding the cell specified, the predetermined probability, Average of one packet split
Dropped packets depending on the number of cells and congestion level
The cell spacing is calculated based on the
Find the value of 1 divided by the power of 2
Based on the value, the value is equal to 0 to twice the power of 2
Create a pseudo-random number for the rate, identify based on the pseudo-random number, and
The final cell is the cell specified by the cell spacing.
If not, it is characterized by discarding the identified cells
It

【0035】また、請求項2記載の発明は、プロトコル
としてAAL5を適用したネットワークにおけるRED
による輻輳回避装置であって、回線より受信したセルを
一時保持するバッファリング手段と、バッファリング手
段が保持するセルのキュー長を算出するキュー長監視手
段と、キュー長監視手段により算出されたキュー長を基
に、輻輳状態の発生を判定する輻輳状態判定手段と、輻
輳状態判定手段により輻輳状態の発生が判定された場
合、到着したセルが最終セルであるか否かを判定する最
終セル判定手段と、最終セル判定手段により、到着した
セルが最終セルでないことが判定された場合、所定の確
率により算出されたセル間隔を基に特定し、特定された
セルを廃棄するセル廃棄手段とを有し、所定の確率は、
1つのパケットが分割される平均のセル数と、輻輳状態
のレベルに対応したパケットの廃棄率とを基に算出さ
れ、セル間隔は、所定の確率が近似することができる2
の巾乗分の1の値を求め、2の巾乗の値を基に、0から
2の巾乗の2倍の値までの範囲で等確率の擬似乱数を作
成し、擬似乱数を基に特定し、セル廃棄手段は、セル間
隔により特定されたセルが最終セルでない場合、特定さ
れたセルを廃棄することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is a RED in a network to which AAL5 is applied as a protocol.
A congestion avoidance device according to the above, wherein buffering means for temporarily holding cells received from the line, queue length monitoring means for calculating the queue length of cells held by the buffering means, and queue calculated by the queue length monitoring means Based on the length, congestion state determination means to determine the occurrence of congestion state, and if the occurrence of congestion state is determined by the congestion state determination means, the final cell determination to determine whether the arrived cell is the final cell If the arriving cell is determined not to be the final cell by the means and the final cell determining means, the cell is identified based on the cell interval calculated with a predetermined probability, and the cell is identified .
The cell has a cell discarding means for discarding the cell, and the predetermined probability is
Average number of cells into which one packet is divided and congestion state
It is calculated based on the packet discard rate corresponding to the level of
The cell spacing can be approximated by a certain probability 2
The power of 1 is calculated, and the power of 2 is used to calculate the value from 0.
Generate pseudo-random numbers with equal probability in the range up to twice the power of 2.
Generated and specified based on pseudo-random numbers.
If the cell identified by the interval is not the last cell, then
It is characterized in that the discarded cells are discarded.

【0036】また、請求項3記載の発明によれば、請求
項2記載のREDによる輻輳回避装置において、キュー
長監視手段は、所定の時間間隔毎に、バッファリング手
段におけるキュー長を検知し、検知したキュー長を基
に、最新のキュー長を含む平均のキュー長を算出するこ
とで、バッファリング手段が保持するセルのキュー長を
算出することを特徴とする。
According to the invention described in claim 3, in the congestion avoidance apparatus by RED according to claim 2, the queue length monitoring means detects the queue length in the buffering means at every predetermined time interval, The queue length of the cell held by the buffering means is calculated by calculating the average queue length including the latest queue length based on the detected queue length.

【0037】また、請求項4記載の発明によれば、請求
項2または3記載のREDによる輻輳回避装置におい
て、セルは、セルを構成するヘッダ部に、セルが同一パ
ケットを構成するセルの内、最終セルであるか否かを示
す最終ビットを有し、最終セル判定手段は、セルのヘッ
ダ部に含まれる最終ビットを基に、セルが最終セルであ
るか否かを判定することを特徴とする。
Further, according to the invention described in claim 4, in the congestion avoidance apparatus by RED according to claim 2 or 3, a cell has a header portion forming a cell and a cell among the cells forming the same packet. , A final cell indicating whether or not the cell is the final cell, and the final cell determining means determines whether or not the cell is the final cell based on the final bit included in the header portion of the cell. And

【0038】また、請求項5記載の発明によれば、請求
項2から4のいずれかに記載のREDによる輻輳回避装
置において、閾値として所定のキュー長を記憶するキュ
ー長記憶手段をさらに有し、輻輳状態判定手段は、キュ
ー長監視手段により算出されたキュー長と、キュー長記
憶手段に記憶された所定のキュー長とを比較することに
より、輻輳の発生を判定することを特徴とする。
Further, according to the invention of claim 5, the congestion avoidance apparatus by RED according to any one of claims 2 to 4 further comprises queue length storage means for storing a predetermined queue length as a threshold value. The congestion state determination means is characterized by determining the occurrence of congestion by comparing the queue length calculated by the queue length monitoring means with a predetermined queue length stored in the queue length storage means.

【0039】また、請求項6記載の発明によれば、請求
項2から4のいずれかに記載のREDによる輻輳回避装
置において、閾値として所定のキュー長を、異なる値で
複数記憶し、複数の所定のキュー長に対応する輻輳状態
のレベルをさらに記憶するキュー長輻輳レベル記憶手段
をさらに有し、輻輳判定手段は、キュー長監視手段によ
り算出されたキュー長と、キュー長輻輳レベル記憶手段
に記憶された複数の所定のキュー長とをそれぞれ比較
し、比較の結果、キュー長監視手段により算出されたキ
ュー長が超えた所定のキュー長の内、最も大きな値であ
る所定のキュー長に対応する輻輳レベルを特定し、段階
的に輻輳の発生を判定することを特徴とする。
According to the invention described in claim 6, in the congestion avoidance apparatus by RED according to any one of claims 2 to 4, a plurality of predetermined queue lengths as threshold values are stored with different values, and a plurality of queue lengths are stored. The queue length congestion level storage means further stores the level of the congestion state corresponding to a predetermined queue length, the congestion determination means, the queue length calculated by the queue length monitoring means, and the queue length congestion level storage means Each of the plurality of stored predetermined queue lengths is compared, and as a result of the comparison, the predetermined queue length, which is the largest value among the predetermined queue lengths exceeding the queue length calculated by the queue length monitoring means, is corresponded to. It is characterized in that the congestion level to be specified is specified and the occurrence of congestion is judged in stages.

【0040】また、請求項7記載の発明によれば、請求
項1から6のいずれかに記載のREDによる輻輳回避装
置において、プロトコルとしてAAL5を適用したネッ
トワークは、IPオーバATM方式を採用したネットワ
ークであることを特徴とする。
Further, according to the invention of claim 7, wherein
In the congestion avoidance apparatus by RED described in any one of Items 1 to 6 , the network to which AAL5 is applied as a protocol is a network adopting an IP over ATM method.

【0041】また、請求項8記載の発明によれば、プロ
トコルとしてAAL5を適用したネットワークにおける
REDによる輻輳回避方法であって、最終セル以外のセ
ルを所定の確率により算出されたセル間隔を基に特定
し、特定されたセルを廃棄するセル廃棄工程を有し、
定の確率は、1つのパケットが分割される平均のセル数
と、輻輳状態のレベルに対応したパケットの廃棄率とを
基に算出され、セル間隔は、所定の確率が近似すること
ができる2の巾乗分の1の値を求め、2の巾乗の値を基
に、0から2の巾乗の2倍の値までの範囲で等確率の擬
似乱数を作成し、擬似乱数を基に特定し、セル廃棄工程
は、セル間隔により特定されたセルが最終セルでない場
合、特定されたセルを廃棄することを特徴とする。
According to the invention described in claim 8 , there is provided a congestion avoidance method by RED in a network to which AAL5 is applied as a protocol, in which cells other than the last cell are calculated based on a cell interval calculated by a predetermined probability. identified, has a cell discard process of discarding the cell specified, where
The constant probability is the average number of cells into which one packet is divided.
And the packet drop rate corresponding to the congestion level.
Calculated based on the above, the cell spacing should be similar to the specified probability.
The value of the power of 2 is calculated based on the value of the power of 2
In the range of 0 to twice the power of 2
Create similar random numbers, specify based on pseudo-random numbers, and discard cells
Is the cell specified by the cell spacing if it is not the final cell.
In this case, the specified cell is discarded.

【0042】また、請求項9記載の発明によれば、プロ
トコルとしてAAL5を適用したネットワークにおける
REDによる輻輳回避方法であって、回線より受信した
セルを一時保持するバッファリング工程と、バッファリ
ング工程において保持されたセルのキュー長を算出する
キュー長監視工程と、キュー長監視工程において算出さ
れたキュー長を基に、輻輳状態の発生を判定する輻輳状
態判定工程と、輻輳状態判定工程において輻輳状態の発
生が判定された場合、到着したセルが最終セルであるか
否かを判定する最終セル判定工程と、最終セル判定工程
において到着したセルが最終セルでないことが判定され
た場合、所定の確率により算出されたセル間隔を基に特
定し、特定されたセルを廃棄するセル廃棄工程とを有
し、所定の確率は、1つのパケットが分割される平均の
セル数と、輻輳状態のレベルに対応したパケットの廃棄
率とを基に算出され、セル間隔は、所定の確率が近似す
ることができる2の巾乗分の1の値を求め、2の巾乗の
値を基に、0から2の巾乗の2倍の値までの範囲で等確
率の擬似乱数を作成し、擬似乱数を基に特定し、セル廃
棄工程は、セル間隔により特定されたセルが最終セルで
ない場合、特定されたセルを廃棄することを特徴とす
る。
Further, according to the invention described in claim 9 , there is provided a method for avoiding congestion by RED in a network to which AAL5 is applied as a protocol, which comprises a buffering step for temporarily holding cells received from a line and a buffering step. Queue length monitoring step to calculate the queue length of the held cell, based on the queue length calculated in the queue length monitoring step, congestion state determination step to determine the occurrence of congestion state, congestion state determination step congestion state If it is determined that the arriving cell is the final cell, the final cell determining step of determining whether or not the arriving cell is the final cell, and if the arriving cell is determined not to be the final cell in the final cell determining step, a predetermined probability identified on the basis of the calculated cell intervals by, and a cell discard process of discarding the cell specified, the predetermined probability, The average of the One packet is divided
Dropped packets depending on the number of cells and congestion level
The cell spacing is calculated based on the
Find the value of 1 divided by the power of 2
Based on the value, the value is equal to 0 to twice the power of 2
Create a pseudo-random number for the rate, identify based on the pseudo-random number, and
In the discarding process, the cell specified by the cell interval is the final cell.
If not, it is characterized by discarding the identified cells
It

【0043】また、請求項10記載の発明によれば、
求項9記載のREDによる輻輳回避方法において、キュ
ー長監視工程は、所定の時間間隔毎に、バッファリング
工程におけるキュー長を検知し、検知したキュー長を基
に、最新のキュー長を含む平均のキュー長を算出するこ
とで、バッファリング工程が保持するセルのキュー長を
算出することを特徴とする。
According to the invention of claim 10 , the contract
In the congestion avoidance method by RED according to claim 9 , the queue length monitoring step includes buffering at predetermined time intervals.
Detects the queue length in the process, based on the queue length is detected, by calculating the queue length average including the latest queue length, and calculating a queue length of a cell buffering process holds .

【0044】また、請求項11記載の発明によれば、
求項9または10載のREDによる輻輳回避方法におい
て、セルは、セルを構成するヘッダ部に、セルが同一パ
ケットを構成するセルの内、最終セルであるか否かを示
す最終ビットを有し、最終セル判定工程は、セルのヘッ
ダ部に含まれる最終ビットを基に、セルが最終セルであ
るか否かを判定することを特徴とする。
According to the invention of claim 11 , the contract
In the congestion avoidance method by RED described in claim 9 or 10 , the cell has a final bit in a header part that constitutes the cell, which indicates whether or not the cell is the last cell among the cells constituting the same packet. The final cell determination step is characterized by determining whether or not the cell is the final cell based on the final bit included in the header portion of the cell.

【0045】また、請求項12記載の発明によれば、
求項9から11のいずれかに記載のREDによる輻輳回
避方法において、閾値として所定のキュー長を記憶する
キュー長記憶工程をさらに有し、輻輳状態判定工程は、
キュー長監視工程において算出されたキュー長と、キュ
ー長記憶工程において記憶された所定のキュー長とを比
較することにより、輻輳の発生を判定することを特徴と
する。
According to the invention of claim 12 , the contract
In the congestion avoidance method by RED according to any one of claim 9 to 11 , further comprising a queue length storage step of storing a predetermined queue length as a threshold, the congestion state determination step,
It is characterized in that the occurrence of congestion is determined by comparing the queue length calculated in the queue length monitoring step with a predetermined queue length stored in the queue length storage step.

【0046】また、請求項13記載の発明によれば、
求項9から11のいずれかに記載のREDによる輻輳回
避方法において、輻輳判定工程は、キュー長監視工程に
おいて算出されたキュー長と、複数の輻輳状態のレベル
がそれぞれ対応するように記憶された複数のキュー長と
をそれぞれ比較し、比較の結果、キュー長監視工程によ
り算出されたキュー長が超えた所定のキュー長の内、最
も大きな値である所定のキュー長に対応する輻輳レベル
を特定し、段階的に輻輳の発生を判定することを特徴と
する。
According to the invention of claim 13 , the contract
In the congestion avoidance method by RED described in any one of claim 9 to 11 , the congestion determination step is stored such that the queue length calculated in the queue length monitoring step and a plurality of congestion state levels correspond to each other. A plurality of queue lengths are compared with each other, and as a result of the comparison, the predetermined queue length, which is the largest value among the predetermined queue lengths exceeded by the queue length calculated by the queue length monitoring step , is determined. The feature is that the corresponding congestion level is specified and the occurrence of congestion is determined stepwise.

【0047】また、請求項14記載の発明によれば、
求項8から13のいずれかに記載のREDによる輻輳回
避方法において、プロトコルとしてAAL5を適用した
ネットワークは、IPオーバATM方式を採用したネッ
トワークであることを特徴とする。
According to the invention of claim 14 , the contract
In the congestion avoidance method by RED described in any one of claims 8 to 13 , a network to which AAL5 is applied as a protocol is a network adopting an IP over ATM method.

【0048】[0048]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるREDによる
輻輳制御装置及びその方法を図面を用いて詳細に説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A RED congestion control apparatus and method according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0049】(REDに関する概要) ここで、本発明の実施形態におけるREDは、IPオー
バATM方式を用い、その上位プロトコルとしてTCP
を前提としている。
(Overview of RED) Here, the RED in the embodiment of the present invention uses the IP over ATM method and uses TCP as its upper protocol.
Is assumed.

【0050】このTCPは、エンド・エンドでフロー制
御を行うため、送信ウィンドウサイズは受信側の受信ウ
ィンドウサイズ(上限値)に達するまで徐々に大きくす
るよう制御される。従って、TCPが送信ウィンドウサ
イズを小さくして送出量を減らす場合は、パケット廃棄
を検出した時のみに限られる。
Since this TCP performs end-to-end flow control, the transmission window size is controlled to gradually increase until it reaches the reception window size (upper limit value) on the reception side. Therefore, when TCP reduces the transmission window size to reduce the transmission amount, it is limited to when the packet discard is detected.

【0051】そのため、中継交換ノードでキュー長の時
間平均値を監視し、この時間平均値がある程度大きくな
った場合、微小の確率でパケットの廃棄を行う。これ
は、上記従来の技術で述べられたEPD方式及びPPD
方式とは、根本的に目的・構成・手段が異なるものであ
る。
Therefore, the relay switching node monitors the time average value of the queue length, and when the time average value becomes large to some extent, the packet is discarded with a small probability. This is based on the EPD method and PPD described in the above-mentioned related art.
The method is fundamentally different in purpose, structure, and means.

【0052】また、TCPでは送信ウィンドウサイズを
パケット廃棄検出まで増加させるため、パケット廃棄が
前提となる。従って、このTCPによるパケット廃棄を
ネットワークにおいて輻輳回避の目的で使用すること
は、何ら弊害を生じるものではない。
Further, in TCP, the transmission window size is increased to the detection of packet discard, so packet discard is a prerequisite. Therefore, using the packet discard by TCP for the purpose of avoiding congestion in the network does not cause any trouble.

【0053】また、REDでは、使用帯域を平等化する
ため、廃棄するパケットはランダムに選択される。この
ため、各TCPコネクションでは、使用している帯域に
比例して廃棄されるパケット数が増加する。
In RED, packets to be discarded are randomly selected in order to equalize the used bandwidth. Therefore, in each TCP connection, the number of discarded packets increases in proportion to the used bandwidth.

【0054】更に、REDでは、パケットをランダムに
廃棄するため、結果として廃棄するパケットの間隔をラ
ンダムに選択することとなる。
Further, in RED, packets are randomly discarded, and as a result, the intervals of packets to be discarded are randomly selected.

【0055】(IPオーバATMに関する概要) また、本発明によるREDによる輻輳制御装置及びその
方法では、その通信形態をIPオーバATM方式として
いる。このIPオーバATM方式には、コンピュータ通
信を主な用途に想定したプロトコルとしてAAL5が有
る。これは、ATMセル損失補償や遅延ゆらぎ補償等の
高度な付加機能を極力省略し、簡易にATM通信を実現
することを目的としたものである。
(Outline of IP over ATM) Further, in the congestion control apparatus and method by RED according to the present invention, the communication mode is the IP over ATM method. The IP over ATM system has AAL5 as a protocol that is intended for computer communication. The purpose of this is to easily realize ATM communication by omitting advanced additional functions such as ATM cell loss compensation and delay fluctuation compensation as much as possible.

【0056】ここで、AAL5の特徴としては、通信に
おいて送信側・受信側(エンド・エンド)でパケットの
組み立てを行っているため、エンドノードでは、一つの
パケットを構成する複数のセルの内、最終セルと最終セ
ル以外のセルとを容易に判定することができることであ
る。
Here, the feature of AAL5 is that packets are assembled on the transmission side / reception side (end / end) in communication, and therefore, at the end node, among a plurality of cells forming one packet, That is, the final cell and cells other than the final cell can be easily determined.

【0057】また、ATM通信における中継交換ノード
(中継ATMノード)では、1つのVCを流れるATM
セルを継続監視することにより、あるATMセルが分解
したパケットを構成する複数のセルを、先頭セル、最終
セル、中間セル(先頭セル及び最終セルでないセル)と
して詳細に区別することができる。
Further, in the relay exchange node (relay ATM node) in ATM communication, the ATM flowing through one VC is
By continuously monitoring the cells, it is possible to distinguish in detail a plurality of cells that form a packet decomposed by a certain ATM cell as a head cell, a last cell, and an intermediate cell (cells that are neither the head cell nor the last cell).

【0058】ここで、IPオーバATM方式によるパケ
ット廃棄では、EPD方式とPPD方式とがあり、この
両者は共に、輻輳発生時に処理できないセルを廃棄する
時に、一つのパケットを構成する全ATMセルの廃棄を
行うことを目的としている。従って、パケットを構成す
るセルを選択的に廃棄する時に、全くランダムにセルを
廃棄することにより、多くのパケットが捨てられる結果
となり、上位レイヤ(TCP)からの再送パケットが大
量に発生することに起因する輻輳の状態の悪化を回避す
るためのものである。
Here, in the packet discarding by the IP over ATM system, there are the EPD system and the PPD system, and both of them, when discarding cells that cannot be processed at the time of congestion occurrence, of all ATM cells that compose one packet. It is intended for disposal. Therefore, when cells that form a packet are selectively discarded, by discarding cells at random, many packets are discarded, and a large number of retransmission packets from the upper layer (TCP) occur. This is for avoiding the deterioration of the state of congestion caused by it.

【0059】従って、REDを単純にIPオーバATM
に適用してパケットをランダムに廃棄しようとした場
合、処理量が増加するといった問題が生じる。これは、
REDは使用率が低いときから動作するものであるた
め、常時動作していると考えられるからである。従っ
て、処理量が大きい場合、オーバヘッドが増加してしま
う。これは、超高速回線を収容するATM交換機では、
更に顕著に現れてくる問題である。
Therefore, RED is simply over IP over ATM.
However, if the packet is randomly discarded by applying the above method, the processing amount will increase. this is,
This is because it is considered that the RED always operates because it operates even when the usage rate is low. Therefore, if the processing amount is large, the overhead increases. This is an ATM switch that accommodates ultra-high speed lines.
This is a problem that appears more prominently.

【0060】上記のように処理量が増加する理由は、次
に挙げるような2つのレベルの異なる処理を行っている
ためである。
The reason why the processing amount increases as described above is that two different levels of processing are performed as follows.

【0061】先ず、1つ目の処理としては、中継ATM
ノードを通過する全てのセルを監視して次の廃棄パケッ
トを決定する処理であり、又、2つ目の処理としては、
パケットを廃棄するVC単位の処理である。この2つ目
の処理は、1つ目の処理で決定したVCの次のパケット
を構成する全ATMセルを廃棄する処理であり、処理量
が増加する原因としてこの処理が占める割合が大きい。
First, as the first processing, the relay ATM
This is a process of observing all the cells passing through the node and determining the next discard packet, and the second process is
This is a VC-based process of discarding a packet. The second process is a process of discarding all the ATM cells that form the packet next to the VC determined in the first process, and this process occupies a large proportion as a cause of increasing the processing amount.

【0062】(本発明の特徴) 従って、本発明は、パケット全体の廃棄はエンドである
AAL5に委任することにより、中継ATMノード(A
TMスイッチ)の処理量を減らすことである。
(Characteristics of the Present Invention) Therefore, according to the present invention, the discarding of the entire packet is delegated to the end AAL5, so that the relay ATM node (A
It is to reduce the processing amount of the TM switch).

【0063】即ち、ATMスイッチは、最終でないAT
Mセルを1つ廃棄した場合、このATMセルを含むパケ
ットの廃棄をエンドのAAL5に委任する。また、AT
Mセルを廃棄する確率は、(平均セル数/パケット)と
パケット廃棄率から求める。更に、この廃棄する確率に
従って、ランダムなセル間隔で、最終セル以外のセルを
廃棄することとする。
That is, the ATM switch is not the final AT.
When discarding one M cell, the discard of the packet including this ATM cell is delegated to the end AAL5. Also, AT
The probability of discarding M cells is calculated from (average number of cells / packet) and the packet discard rate. Furthermore, cells other than the final cell are discarded at random cell intervals according to this discard probability.

【0064】これにより、本発明によるREDによる輻
輳回避装置及びその方法では、REDが輻輳発生時に動
作するのではなく、平均のリソース使用率がある程度高
くなったときに低い廃棄率でパケットを廃棄するよう動
作させるため、1パケットを構成する全セルを廃棄する
従来の方法に比べて、回線上に無駄なセルが流れるとい
ったことが生じるが、これによる影響は小さく、効率よ
く輻輳の発生を防止することを可能とする。
As a result, in the congestion avoidance apparatus and method by RED according to the present invention, the RED does not operate when congestion occurs, but the packets are discarded at a low discard rate when the average resource usage rate becomes high to some extent. Therefore, compared to the conventional method of discarding all cells constituting one packet, unnecessary cells may flow on the line, but the effect of this is small, and congestion is efficiently prevented. It is possible.

【0065】従って、本発明によるREDによる輻輳回
避装置及びその方法は、一つのパケットを構成する全て
のATMセルを廃棄するのではなく、ランダムなセル間
隔で一つのパケットを分解した複数のATMセルの内、
最終セルでないATMセル(以下、中間セルと略記す
る)を廃棄することを特徴としている。
Accordingly, the RED congestion avoidance apparatus and method according to the present invention does not discard all the ATM cells that make up one packet, but rather disassembles one packet at random cell intervals. Of
The feature is that ATM cells that are not the final cells (hereinafter abbreviated as intermediate cells) are discarded.

【0066】このため処理の開始の段階において、先
ず、廃棄するセルと次に廃棄するセルとの間隔(セル間
隔)を求め、次に、この求めたセル間隔を隔てた後に最
初に到着する中間セルを廃棄する。
For this reason, at the start of the process, first, the interval (cell interval) between the cell to be discarded and the cell to be subsequently discarded is obtained, and then the intermediate which arrives first after separating the obtained cell interval. Discard the cell.

【0067】廃棄するセルと次に廃棄するセルとのセル
間隔は、最小値0と、1パケットを転送するのに必要な
平均セル数と輻輳レベルに応じたパケット廃棄率とから
計算によって求められる最大値とのセル間隔の中からラ
ンダムに選択することによって決定する。このセル間隔
の算出方法は、以下において詳細に説明することとす
る。
The cell interval between the cell to be discarded and the cell to be discarded next is calculated from the minimum value 0, the average number of cells required to transfer one packet, and the packet discard rate according to the congestion level. It is determined by randomly selecting from the cell interval with the maximum value. The method of calculating the cell spacing will be described in detail below.

【0068】また、中間セルを廃棄することにより、エ
ンド(パケット受信側)では、バッファに入力したAT
Mセルからパケットを組み立てる過程において、この1
パケットを構成するセルの数が不足しているか否かを検
出し、不足している場合、そのパケットを廃棄する処理
が行われるといったAAL5による制御を活用してい
る。
By discarding the intermediate cell, the AT (packet receiving side) receives the AT input to the buffer.
In the process of assembling a packet from M cells, this 1
The control by AAL5 is utilized, which detects whether or not the number of cells forming a packet is insufficient, and when the number of cells is insufficient, the packet is discarded.

【0069】従って、中間セルを廃棄するだけで、一つ
のパケットを破棄することと同等の輻輳回避効果を得る
ことが可能となる。
Therefore, it is possible to obtain the same congestion avoidance effect as discarding one packet by discarding the intermediate cell.

【0070】また、従来技術において問題とされた最終
セルを廃棄した場合に関しては、従来技術では、受信側
において、第1のパケットの最終セルを除いた部分と第
2のパケットを分解したセルとをあわせた全体を一つの
パケットとして組み立てられることとなり、1パケット
を構成するセル数の過多が検出され、廃棄の目的となる
第1のパケットの他に完全に受信した第2のパケットも
廃棄されるという問題を有していたが、これに対し、本
発明によるREDによる輻輳回避装置及びその方法で
は、最終セルでなく、中間セルを選択的に廃棄するた
め、このような問題を解消することが可能となる。
Regarding the case of discarding the last cell which has been a problem in the prior art, in the prior art, the receiving side has a portion excluding the last cell of the first packet and a cell obtained by decomposing the second packet. As a result, an excessive number of cells forming one packet is detected, and the completely received second packet is discarded in addition to the first packet to be discarded. However, in contrast to this, the congestion avoidance apparatus and method by RED according to the present invention selectively discards the intermediate cell instead of the final cell, and thus solves such a problem. Is possible.

【0071】さらに、本発明によるREDによる輻輳回
避装置及びその方法では、輻輳の兆候を発見した時点で
パケット廃棄(または、輻輳表示の設定)を始めるた
め、中間セル以外のATMセルを廃棄することなく、通
常の制御を行うことにより、完全に受信したパケットの
再度の送信を回避することを可能としている。そのた
め、ネットワークの輻輳をさらに悪化させることを防止
することが可能となる。
Further, in the congestion avoidance apparatus and method by RED according to the present invention, packet discarding (or congestion indicator setting) is started at the time when a symptom of congestion is discovered, and therefore ATM cells other than intermediate cells are discarded. Instead, by performing normal control, it is possible to avoid the retransmission of a completely received packet. Therefore, it is possible to prevent the congestion of the network from being further deteriorated.

【0072】(第1の実施形態) 以下に、本発明によるREDによる輻輳回避装置及びそ
の方法の第1の実施形態について、図面と共に詳細に説
明する。
(First Embodiment) A first embodiment of a congestion avoidance apparatus and method by RED according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0073】図1は、ATMスイッチ(中継交換ノー
ド)の構成を示すブロック図である。本図1において、
ATMスイッチは、その主要構成として回線対応部3.
1から回線対応部3.NまでのN個の回線対応部と、ス
イッチ部2とから構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the structure of an ATM switch (relay switching node). In FIG. 1,
The ATM switch has a line interface 3.
1 to line interface 3. It is composed of N line-corresponding sections up to N and a switch section 2.

【0074】図1において、回線より受信したATMセ
ルは、スイッチ部2を経由して送出する回線に対応する
回線対応部に送られる。
In FIG. 1, the ATM cell received from the line is sent to the line corresponding part corresponding to the line sent via the switch part 2.

【0075】図2は、図1に示された回線対応部3の構
成を示すブロック図である。本図2において、回線対応
部3は、その主要構成として回線制御部21と受信部2
2と送信部23とから構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the structure of the line interface 3 shown in FIG. In FIG. 2, the line interface 3 has a line controller 21 and a receiver 2 as its main components.
2 and a transmitter 23.

【0076】図2において、回線から受信したATMセ
ルは回線制御部21と受信部22とを経由してスイッチ
部2へと送られる。また、スイッチ部2から受信したA
TMセルは、送信部23と回線制御部21とを経由して
スイッチ部へと送られる。
In FIG. 2, the ATM cell received from the line is sent to the switch unit 2 via the line control unit 21 and the receiving unit 22. In addition, A received from the switch unit 2
The TM cell is sent to the switch unit via the transmission unit 23 and the line control unit 21.

【0077】ここで、本発明は、上記図1及び図2に示
された回線対応部3内の送信部23の機能に関する発明
である。
Here, the present invention is an invention relating to the function of the transmitting unit 23 in the line interface 3 shown in FIGS. 1 and 2.

【0078】図3を参照すると、図3は図2に示された
送信部23の構成を示すブロック図であり、本発明の
(第1の実施形態)の説明に必要な機能及びデータを有
して構成されている。本図3では、本発明の第1の実施
形態を説明するために必要な構成のみを記している。
Referring to FIG. 3, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the transmission unit 23 shown in FIG. 2, and has the functions and data necessary for the description of the (first embodiment) of the present invention. Is configured. In FIG. 3, only the configuration necessary for explaining the first embodiment of the present invention is shown.

【0079】図3において、スイッチ部2から受信した
ATMセルは、セル廃棄判定部43において、廃棄する
か、若しくは送信待ちキュー31に接続するかが判定さ
れる。ここで、送信待ちキュー31は、セルが回線制御
部21を経由して送出されることが可能になるまでの待
ちキューである。
In FIG. 3, the ATM cell received from the switch unit 2 is discarded by the cell discard determining unit 43, and it is determined whether the ATM cell is connected to the transmission waiting queue 31. Here, the transmission waiting queue 31 is a waiting queue until a cell can be sent out via the line control unit 21.

【0080】また、図3における平均キュー長監視部4
1は、送信待ちキュー31における基準時間毎の平均キ
ュー長を監視する機能を有している。
Further, the average queue length monitoring unit 4 in FIG.
1 has a function of monitoring the average queue length in the transmission waiting queue 31 for each reference time.

【0081】さらに、輻輳状態判定部42は、平均キュ
ー長監視部41の出力を基に、自身のATMスイッチ1
において輻輳が発生しているか否か、または輻輳状態が
解消されたか否かを判定する機能を有する。
Further, the congestion state determination unit 42, based on the output of the average queue length monitoring unit 41, its own ATM switch 1
Has a function of determining whether or not congestion has occurred, or whether or not the congestion state has been resolved.

【0082】この時の輻輳状態の判定方法としては、平
均キュー長監視部41により検知されたキュー長の長さ
に対して閾値を設け、この閾値を、検知した平均キュー
長が超えたか否かにより、輻輳の発生を判定する。
As a method for determining the congestion state at this time, a threshold is set for the length of the queue length detected by the average queue length monitoring unit 41, and it is determined whether the detected average queue length exceeds this threshold. Determines the occurrence of congestion.

【0083】更に、上記輻輳状態判定部42が、上記の
ような閾値を複数段階有することで、段階的に輻輳状態
のレベルを判定することも可能である。
Further, the congestion state judging unit 42 can judge the level of the congestion state stepwise by having a plurality of thresholds as described above.

【0084】また、図3に示されたデータ類は、セル廃
棄判定部43が受信したセルを廃棄するか否かを判定す
るために使用するデータ類である。
The data types shown in FIG. 3 are data types used by the cell discard determining unit 43 to determine whether or not to discard the received cell.

【0085】また、擬似乱数テーブル51は、2のK乗
個のデータにより構成されるテーブルであり、0から
(2のK乗)−1までの2のK乗個の値がランダムに格
納されている。
The pseudo random number table 51 is a table composed of 2 K powers of data, and 2 K powers of values from 0 to (2 K powers) −1 are randomly stored. ing.

【0086】さらに、擬似乱数テーブルインデックス5
2は、擬似乱数テーブル51を索引するためのインデッ
クスを格納したデータであり、この値を参照する毎に1
を加えるサイクリックカウンタである。
Further, the pseudo random number table index 5
2 is data that stores an index for indexing the pseudo-random number table 51, and is 1 every time this value is referenced.
Is a cyclic counter that adds.

【0087】また、シフトビット数データ53は、輻輳
状態判定部42がATMスイッチ1が輻輳状態であるこ
とを判定したときに設定されるデータである。また、一
つのATMセルを廃棄した後、次に廃棄するATMセル
までの廃棄しないセル数の最大数が{(2のL乗)−
1}と設定されたとき、輻輳判定部42により(L−
K)の値が設定される。
The shift bit number data 53 is data set when the congestion state judging unit 42 judges that the ATM switch 1 is in the congestion state. Also, after discarding one ATM cell, the maximum number of non-discarded cells until the next discarded ATM cell is {(2 to the power of L)-
1} is set, the congestion determination unit 42 sets (L-
The value of K) is set.

【0088】よって、得られた擬似乱数値をこのシフト
ビット数データ53の値だけ右シフト(2の巾乗で除
算)することにより、次の廃棄セルまでのセル間隔を得
ることができる。
Therefore, the obtained pseudo random number value is right-shifted by the value of the shift bit number data 53 (divided by the power of 2) to obtain the cell interval to the next discarded cell.

【0089】更に詳細に、セル間隔を決定する処理につ
いて述べると、先ず、輻輳状態判定部により判定された
輻輳状態のレベルに対応したパケット廃棄率と、1パケ
ットが分割される平均のセル数とによりセル廃棄率を求
め、このセル廃棄率に対して最も近似の1/(2のn
乗)の値を特定する。この特定された2のn乗の値を基
に、0から(2の(n+1)乗)の範囲で等確率の擬似
乱数を作成する。従って、この擬似乱数テーブルを参照
することにより、次に廃棄するセルまでの間隔を特定す
る。
More specifically, the process for determining the cell interval will be described. First, the packet discard rate corresponding to the congestion level determined by the congestion state determination unit and the average number of cells into which one packet is divided. The cell loss rate is calculated by the following equation, and the closest approximation to this cell loss rate is 1 / (2 n
Power) is specified. Pseudo-random numbers with equal probability are created in the range of 0 to (2 (n + 1) th power) based on the specified n-th power of 2. Therefore, the interval to the cell to be discarded next is specified by referring to this pseudo random number table.

【0090】上記のようにして得られた廃棄セル間隔
は、廃棄セルカウンタ54に一時格納される。そこで、
セル廃棄判定部43はATMセルを受信する毎に廃棄セ
ルカウンタ54の値を参照することにより、受信したA
TMセルを廃棄するか否かを決定する。
The discarded cell interval obtained as described above is temporarily stored in the discarded cell counter 54. Therefore,
The cell discard determination unit 43 refers to the value of the discard cell counter 54 every time it receives an ATM cell, and
Determine whether to discard the TM cell.

【0091】また、輻輳状態データ55は輻輳状態判定
部42が輻輳の開始および終了を検出したとき、輻輳状
態を数的に表現するのに対応する値を設定するためのデ
ータである。この数的な表現は、送信待ちのキュー長毎
に輻輳状態のレベルを設定することにより、輻輳状態の
程度を表すものである。
The congestion state data 55 is data for setting a value corresponding to the numerical representation of the congestion state when the congestion state determination unit 42 detects the start and end of the congestion. This numerical expression expresses the degree of congestion by setting the level of congestion for each queue length waiting for transmission.

【0092】従って、このレベルに応じてセルを廃棄す
る確率を変動することにより、輻輳状態に応じた輻輳回
避が可能になる。また、同様に、輻輳状態に応じて各送
信ノードに輻輳状態の通知をすることも可能となる。
Therefore, by varying the probability of discarding cells according to this level, it becomes possible to avoid congestion according to the congestion state. Further, similarly, it becomes possible to notify each transmitting node of the congestion state according to the congestion state.

【0093】以上、詳細に本第1の実施形態における構
成を述べたが、図3に示された平均キュー長監視部41
および輻輳状態判定部42は、本発明とは直接関係しな
いので、その詳細な処理は省略する。
The configuration of the first embodiment has been described in detail above. The average queue length monitoring unit 41 shown in FIG.
Since the congestion state determination unit 42 and the congestion state determination unit 42 are not directly related to the present invention, detailed processing thereof will be omitted.

【0094】次に、セル廃棄判定部43の輻輳状態にお
ける動作を図4を用いて詳細に説明する。
Next, the operation of the cell discard determining unit 43 in the congestion state will be described in detail with reference to FIG.

【0095】図4において、セル廃棄判定部43にAT
Mセルが到着すると、ステップS61においてセル受信
の判定が行われる。セルが受信された場合、ステップS
62において廃棄セルカウンタ54の値を判定する処理
を実行する。
As shown in FIG.
When the M cell arrives, the cell reception is determined in step S61. If the cell is received, step S
At 62, the process of determining the value of the discarded cell counter 54 is executed.

【0096】廃棄セルカンウンタ54の値が0でない場
合は、ステップS66において廃棄セルカウンタ54の
値を1減算し、つぎにステップS67において受信AT
Mセルを送信待ちキュー31に登録する処理を実行し、
その後、ステップS61に帰還する。
If the value of the discarded cell counter 54 is not 0, the value of the discarded cell counter 54 is decremented by 1 in step S66, and then the received AT is received in step S67.
Execute the process of registering the M cell in the transmission waiting queue 31,
Then, it returns to step S61.

【0097】また、廃棄セルカウンタ54の値が0であ
る場合は、ステップS63において受信セルのATMヘ
ッダの値を参照し、AAL5で定義された最終ビットの
値が0、即ち、オフであるか否かにより、この受信した
セルが最終セルであるか否かを判定する。
If the value of the discarded cell counter 54 is 0, the value of the ATM header of the received cell is referred to in step S63 to determine whether the value of the last bit defined by AAL5 is 0, that is, OFF. Whether or not the received cell is the final cell is determined depending on whether or not the received cell is the final cell.

【0098】また、受信したセルのATMヘッダの値が
オフでない場合は、ステップS67において受信ATM
セルを送信待ちキューに登録する処理を実行し、その
後、ステップS61に帰還する。
If the value of the ATM header of the received cell is not OFF, the received ATM is received in step S67.
The process of registering the cell in the transmission queue is executed, and then the process returns to step S61.

【0099】さらに、受信したセルのATMヘッダの値
がオフである場合は、ステップS64において受信した
ATMセルを廃棄し、ステップS65において廃棄セル
カウンタ更新処理を実行して、ステップS61に帰還す
る。
Further, when the value of the ATM header of the received cell is OFF, the received ATM cell is discarded in step S64, the discarded cell counter updating process is executed in step S65, and the process returns to step S61.

【0100】次に、図4のステップS65で示された廃
棄セルカウンタ更新処理を図5を用いて詳細に説明す
る。
Next, the discard cell counter updating process shown in step S65 of FIG. 4 will be described in detail with reference to FIG.

【0101】先ず、ステップS71において擬似乱数テ
ーブルインデックス52の値に1を加えて格納する。
First, in step S71, the value of the pseudo random number table index 52 is added with 1 and stored.

【0102】つぎにステップS72において擬似乱数テ
ーブル51をこの擬似乱数テーブルインデックス52の
値で索引することにより擬似乱数の値を取得する。さら
に、この擬似乱数の値をシフトビット数データ53の値
だけ右シフトした値を廃棄セルカウンタ54に格納して
処理を終了する。
Next, in step S72, the value of the pseudo random number is obtained by indexing the pseudo random number table 51 with the value of the pseudo random number table index 52. Further, the value obtained by right-shifting the value of the pseudo random number by the value of the shift bit number data 53 is stored in the discard cell counter 54, and the processing is ended.

【0103】このように、本第1の実施形態において
は、中継交換ノードが受信したセルが、中間セルか否か
を判定することにより廃棄してよいセルか否かを判断し
ているため、処理量が極めて少ない。
As described above, in the first embodiment, since the cell received by the relay switching node is the intermediate cell, it is determined whether or not the cell can be discarded. The amount of processing is extremely small.

【0104】更には、本第1の実施形態においては、1
つの回線上を流れる受信セル全体をまとめて廃棄セルを
決定しているため、EPD方式によるパケット廃棄処理
のようにパケット全体を廃棄するために、全てのVCに
着目してそれぞれ別々にATMセルヘッダを監視する必
要がない。
Furthermore, in the first embodiment, 1
Since all the received cells flowing on one line are collectively determined as discard cells, in order to discard the entire packet as in the packet discard processing by the EPD method, attention is paid to all VCs and ATM cell headers are separately provided. No need to monitor.

【0105】従って、VC毎の処理と集約されたVC全
体の処理とを共同して行うことも回避することが可能と
なる。
Therefore, it is possible to avoid performing the processing for each VC and the processing for the entire aggregated VC together.

【0106】なお、上記第1の実施形態においては、全
てのコネクションがIPオーバーATM方式であるとし
て取り扱ってたが、しかしながら、VC毎のサービスク
ラスの判定処理を追加することにより、IPオーバーA
TM方式においてはUBRを使用し、他のATM通信に
おいてはUBR以外を使用することが可能となるため、
IPオーバーATMによる通信と他の種類での通信とを
混在させて使用する形態にも適用することが可能とな
る。
In the first embodiment, all the connections are handled as the IP over ATM method. However, by adding the service class determination processing for each VC, the IP over A method is used.
Since it is possible to use UBR in the TM system and to use other than UBR in other ATM communication,
It is also possible to apply to a mode in which communication by IP over ATM and communication of other types are mixed and used.

【0107】(他の実施形態) また、上記第1の実施形態においては、ATMスイッチ
を適用した一実施形態を示したが、ホストのATM用ネ
ットワークインタフェースカードなど、他のAAL5の
IPオーバーATMトラフィックを処理する部分にも、
本発明によるREDによる輻輳回避装置及びその方法を
適用することが可能である。
(Other Embodiments) In addition, in the first embodiment described above, one embodiment in which an ATM switch is applied is shown. However, other AAL5 IP over ATM traffic such as a host ATM network interface card is shown. In the part that processes
It is possible to apply the RED congestion avoidance apparatus and method according to the present invention.

【0108】[0108]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるRE
Dによる輻輳回避装置及びその方法によれば、以下に挙
げるような本発明独自の効果を奏することが可能であ
る。
As described above, the RE according to the present invention is used.
According to the congestion avoidance apparatus and the method therefor according to D, the following effects unique to the present invention can be achieved.

【0109】先ず、第1の効果としては、1つの中間セ
ルのみを選択して廃棄の対象としているため、EPD方
式によるパケット廃棄方式に比べ、少ない処理でアプリ
ケーションにパケット廃棄を通知することが可能とな
る。
First, as a first effect, since only one intermediate cell is selected and discarded, it is possible to notify the application of packet discard with less processing than the packet discard method by the EPD method. Becomes

【0110】その理由としては、EPD方式による廃棄
処理における1パケットを構成する全てのセルを廃棄す
るために必要な多くの処理を削減することが可能となる
ためである。
The reason is that it is possible to reduce a lot of processing required for discarding all cells forming one packet in the discard processing by the EPD method.

【0111】また、第2の効果としては、集約されたフ
ロー全体の中から1つの中間セルの廃棄のみを行ってい
るため、EPD方式によるパケット廃棄方式を使用した
方式に比べ、少ない処理でREDを実現することも可能
となることである。
The second effect is that since only one intermediate cell is discarded from the aggregated flows, RED requires less processing than the method using the packet discard method based on the EPD method. It is also possible to realize.

【0112】その理由としては、EPD方式によるパケ
ット廃棄方式におけるVC毎の1パケットを構成する全
てのセルを廃棄するための処理を削減することが可能と
なるためである。
The reason is that it is possible to reduce the processing for discarding all cells forming one packet for each VC in the packet discarding method by the EPD method.

【0113】更に、REDによる輻輳回避が輻輳発生時
に動作するのではなく、平均のリソース使用率がある程
度高くなったときに低い廃棄率でパケットを廃棄するの
で、1パケットを構成する全セルを廃棄する従来の方法
に比べて回線上に無駄なセルが流れるが、このことによ
る影響は小さく、効率よく輻輳の発生を回避することが
可能となる。
Further, the congestion avoidance by RED does not operate when congestion occurs, but the packets are discarded at a low discard rate when the average resource usage rate becomes high to some extent. Therefore, all cells constituting one packet are discarded. Compared with the conventional method, unnecessary cells flow on the line, but the effect of this is small, and it is possible to efficiently avoid the occurrence of congestion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ATMスイッチ(中継交換ノード)の構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ATM switch (relay switching node).

【図2】図1に示された回線対応部3の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a line interface unit 3 shown in FIG.

【図3】図2に示された送信部23の構成を示すブロッ
ク図であり、本発明の第1の実施形態の説明に必要な機
能及びデータを有して構成されている。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a transmission unit 23 shown in FIG. 2, which is configured to have functions and data necessary for explaining the first embodiment of the present invention.

【図4】セル廃棄判定部43の輻輳状態における動作示
すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation of a cell discard determination unit 43 in a congestion state.

【図5】図4のステップS65で示された廃棄セルカウ
ンタ更新処理を示すフローチャートである。
5 is a flowchart showing a discard cell counter updating process shown in step S65 of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ATMスイッチ 2 スイッチ部 3. 1〜3. n 回線対応部 21 回線制御部 22 受信部 23 送信部 31 送信待ちキュー 41 平均キュー長監視部 42 輻輳判断部 43 セル廃棄判定部 51 擬似乱数テーブル 52 擬似乱数テーブルインデックス 53 シフトビット数データ 54 廃棄セルカウンタ 55 輻輳状態データ 1 ATM switch 2 switch part 3.1 to 3.n line support 21 Line control unit 22 Receiver 23 Transmitter 31 Send queue 41 Average queue length monitor 42 Congestion judgment unit 43 Cell discard determination unit 51 Pseudo-random number table 52 Pseudo random number table index 53 Shift bit number data 54 Discarded cell counter 55 Congestion status data

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 プロトコルとしてAAL5を適用したネ
ットワークにおけるRED(Random Early Detection)
よる輻輳回避装置であって、 最終セル以外のセルを所定の確率により算出されたセル
間隔を基に特定し、特定されたセルを廃棄するセル廃棄
手段を有し、前記所定の確率は、1つのパケットが分割される平均の
セル数と、輻輳状態のレベルに対応したパケットの廃棄
率とを基に算出され、 前記セル間隔は、前記所定の確率が近似することができ
る2の巾乗分の1の値を求め、該2の巾乗の値を基に、
0から前記2の巾乗の2倍の値までの範囲で等確率の擬
似乱数を作成し、該擬似乱数を基に特定し、 前記セル廃棄手段は、前記セル間隔により特定されたセ
ルが最終セルでない場合、前記特定されたセルを廃棄す
ることを特徴とするREDによる輻輳回避装置。
1. A congestion avoidance apparatus according RED (Random Early Detection) in a network according to the AAL5 as a protocol, a cell other than the last cell is specified based on cell interval calculated by a predetermined probability, is identified Cell discard means for discarding a cell, and the predetermined probability is the average of the division of one packet.
Dropped packets depending on the number of cells and congestion level
And the cell spacing can be approximated by the predetermined probability.
Value of 1 to the power of 2, and based on the value of the power of 2
In the range from 0 to twice the power of 2 above, the pseudo probability of equal probability is
A similar random number is created and specified based on the pseudo random number, and the cell discarding means determines the cell specified by the cell interval.
Discard the specified cell if it is not the last cell
A congestion avoidance apparatus based on RED characterized by the following.
【請求項2】 プロトコルとしてAAL5を適用したネ
ットワークにおけるREDによる輻輳回避装置であっ
て、 回線より受信したセルを一時保持するバッファリング手
段と、 該バッファリング手段が保持するセルのキュー長を算出
するキュー長監視手段と、 該キュー長監視手段により算出されたキュー長を基に、
輻輳状態の発生を判定する輻輳状態判定手段と、 該輻輳状態判定手段により輻輳状態の発生が判定された
場合、到着したセルが最終セルであるか否かを判定する
最終セル判定手段と、 該最終セル判定手段により、前記到着したセルが最終セ
ルでないことが判定された場合、所定の確率により算出
されたセル間隔を基に特定し、特定されたセルを廃棄す
るセル廃棄手段とを有し、前記所定の確率は、1つのパケットが分割される平均の
セル数と、輻輳状態のレベルに対応したパケットの廃棄
率とを基に算出され、 前記セル間隔は、前記所定の確率が近似することができ
る2の巾乗分の1の値を求め、該2の巾乗の値を基に、
0から前記2の巾乗の2倍の値までの範囲で等確率の擬
似乱数を作成し、該擬似乱数を基に特定し、 前記セル廃棄手段は、前記セル間隔により特定されたセ
ルが最終セルでない場合、前記特定されたセルを廃棄す
ることを特徴とするREDによる輻輳回避装置。
2. A congestion avoidance apparatus by RED in a network to which AAL5 is applied as a protocol, wherein buffering means for temporarily holding cells received from a line and queue length of cells held by the buffering means are calculated. Based on the queue length monitoring means and the queue length calculated by the queue length monitoring means,
Congestion state determination means for determining the occurrence of a congestion state, if the congestion state determination means determines the occurrence of a congestion state, the final cell determination means for determining whether the arrived cell is the final cell, When the final cell determination unit determines that the arrived cell is not the final cell, the final cell determination unit specifies a cell interval calculated based on a predetermined probability, and discards the specified cell. , The predetermined probability is the average of one packet divided
Dropped packets depending on the number of cells and congestion level
And the cell spacing can be approximated by the predetermined probability.
Value of 1 to the power of 2, and based on the value of the power of 2
In the range from 0 to twice the power of 2 above, the pseudo probability of equal probability is
A similar random number is created and specified based on the pseudo random number, and the cell discarding means determines the cell specified by the cell interval.
Discard the specified cell if it is not the last cell
A congestion avoidance apparatus based on RED characterized by the following.
【請求項3】 前記キュー長監視手段は、 所定の時間間隔毎に、前記バッファリング手段における
キュー長を検知し、該検知したキュー長を基に、最新の
キュー長を含む平均のキュー長を算出することで、前記
バッファリング手段が保持するセルのキュー長を算出す
ることを特徴とする請求項2記載のREDによる輻輳回
避装置。
3. The queue length monitoring means detects the queue length in the buffering means at predetermined time intervals, and based on the detected queue length, an average queue length including the latest queue length. 3. The congestion avoidance apparatus by RED according to claim 2, wherein the queue length of the cell held by the buffering unit is calculated by the calculation.
【請求項4】 前記セルは、 該セルを構成するヘッダ部に、該セルが同一パケットを
構成するセルの内、最終セルであるか否かを示す最終ビ
ットを有し、 前記最終セル判定手段は、 前記セルのヘッダ部に含まれる前記最終ビットを基に、
該セルが最終セルであるか否かを判定することを特徴と
する請求項2または3記載のREDによる輻輳回避装
置。
4. The cell has a final bit indicating whether or not the cell is a final cell among cells forming the same packet in a header part of the cell, and the final cell determining means. Is based on the last bit included in the header part of the cell,
The RED congestion congestion avoiding apparatus according to claim 2 or 3, wherein it is determined whether the cell is a final cell.
【請求項5】 閾値として所定のキュー長を記憶するキ
ュー長記憶手段をさらに有し、 前記輻輳状態判定手段は、 前記キュー長監視手段により算出された前記キュー長
と、前記キュー長記憶手段に記憶された前記所定のキュ
ー長とを比較することにより、輻輳の発生を判定するこ
とを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のRE
Dによる輻輳回避装置。
5. A queue length storage means for storing a predetermined queue length as a threshold value is further provided, and the congestion state determination means stores the queue length calculated by the queue length monitoring means in the queue length storage means. The RE according to any one of claims 2 to 4, wherein the occurrence of congestion is determined by comparing the stored predetermined queue length.
Congestion avoidance device by D.
【請求項6】 閾値として所定のキュー長を、異なる値
で複数記憶し、該複数の前記所定のキュー長に対応する
輻輳状態のレベルをさらに記憶するキュー長輻輳レベル
記憶手段をさらに有し、 前記輻輳判定手段は、 前記キュー長監視手段により算出された前記キュー長
と、前記キュー長輻輳レベル記憶手段に記憶された複数
の前記所定のキュー長とをそれぞれ比較し、該比較の結
果、前記キュー長監視手段により算出された前記キュー
長が超えた前記所定のキュー長の内、最も大きな値であ
る前記所定のキュー長に対応する前記輻輳レベルを特定
し、段階的に輻輳の発生を判定することを特徴とする請
求項2から4のいずれかに記載のREDによる輻輳回避
装置。
6. A queue length congestion level storage means for storing a plurality of predetermined queue lengths as threshold values with different values, and further storing a congestion state level corresponding to the plurality of predetermined queue lengths, The congestion determination means, the queue length calculated by the queue length monitoring means, and a plurality of the predetermined queue length stored in the queue length congestion level storage means, respectively, as a result of the comparison, Among the predetermined queue lengths exceeding the queue length calculated by the queue length monitoring means, the congestion level corresponding to the predetermined queue length that is the largest value is specified, and the occurrence of congestion is determined stepwise. The congestion avoidance apparatus by RED according to any one of claims 2 to 4, wherein
【請求項7】 前記プロトコルとしてAAL5を適用し
たネットワークは、IPオーバATM方式を採用したネ
ットワークであることを特徴とする請求項1から6のい
ずれかに記載のREDによる輻輳回避装置。
7. A network according to the AAL5 as the protocol, congestion avoidance device according RED according to any of claims 1, characterized in that a network employing the IP over ATM scheme 6.
【請求項8】 プロトコルとしてAAL5を適用したネ
ットワークにおけるREDによる輻輳回避方法であっ
て、 最終セル以外のセルを所定の確率により算出されたセル
間隔を基に特定し、特定されたセルを廃棄するセル廃棄
工程を有し、前記所定の確率は、1つのパケットが分割される平均の
セル数と、輻輳状態のレベルに対応したパケットの廃棄
率とを基に算出され、 前記セル間隔は、前記所定の確率が近似することができ
る2の巾乗分の1の値を求め、該2の巾乗の値を基に、
0から前記2の巾乗の2倍の値までの範囲で等確率の擬
似乱数を作成し、該擬似乱数を基に特定し、 前記セル廃棄工程は、前記セル間隔により特定されたセ
ルが最終セルでない場合、前記特定されたセルを廃棄す
ることを特徴とするREDによる輻輳回避方法。
8. A congestion avoidance method by RED in a network to which AAL5 is applied as a protocol, wherein cells other than the final cell are identified based on a cell interval calculated by a predetermined probability, and the identified cells are discarded. A cell discard step, and the predetermined probability is the average of one packet being divided.
Dropped packets depending on the number of cells and congestion level
And the cell spacing can be approximated by the predetermined probability.
Value of 1 to the power of 2, and based on the value of the power of 2
In the range from 0 to twice the power of 2 above, the pseudo probability of equal probability is
A similar random number is created and specified based on the pseudo random number. The cell discarding step is performed by the cell specified by the cell interval.
Discard the specified cell if it is not the last cell
A method for avoiding congestion by RED, which is characterized in that
【請求項9】 プロトコルとしてAAL5を適用したネ
ットワークにおけるREDによる輻輳回避方法であっ
て、 回線より受信したセルを一時保持するバッファリング工
程と、 該バッファリング工程において保持されたセルのキュー
長を算出するキュー長監視工程と、 該キュー長監視工程において算出されたキュー長を基
に、輻輳状態の発生を判定する輻輳状態判定工程と、 該輻輳状態判定工程において輻輳状態の発生が判定され
た場合、到着したセルが最終セルであるか否かを判定す
る最終セル判定工程と、 該最終セル判定工程において前記到着したセルが最終セ
ルでないことが判定された場合、所定の確率により算出
されたセル間隔を基に特定し、特定されたセルを廃棄す
るセル廃棄工程とを有し、前記所定の確率は、1つのパケットが分割される平均の
セル数と、輻輳状態のレベルに対応したパケットの廃棄
率とを基に算出され、 前記セル間隔は、前記所定の確率が近似することができ
る2の巾乗分の1の値を求め、該2の巾乗の値を基に、
0から前記2の巾乗の2倍の値までの範囲で等確率の擬
似乱数を作成し、該擬似乱数を基に特定し、 前記セル廃棄工程は、前記セル間隔により特定されたセ
ルが最終セルでない場合、前記特定されたセルを廃棄す
ることを特徴とするREDによる輻輳回避方法。
9. A method for avoiding congestion by RED in a network to which AAL5 is applied as a protocol, wherein a buffering step of temporarily holding cells received from a line and a queue length of the cells held in the buffering step are calculated. A queue length monitoring step to perform, a congestion state determination step of determining the occurrence of a congestion state based on the queue length calculated in the queue length monitoring step, and the occurrence of a congestion state is determined in the congestion state determination step A final cell determination step of determining whether the arrived cell is the final cell, and a cell calculated with a predetermined probability when the arrived cell is determined not to be the final cell in the final cell determination step identified on the basis of distance, and a cell discard process of discarding the cell specified, the predetermined probability, one packet Division is the average of the
Dropped packets depending on the number of cells and congestion level
And the cell spacing can be approximated by the predetermined probability.
Value of 1 to the power of 2, and based on the value of the power of 2
In the range from 0 to twice the power of 2 above, the pseudo probability of equal probability is
A similar random number is created and specified based on the pseudo random number. The cell discarding step is performed by the cell specified by the cell interval.
Discard the specified cell if it is not the last cell
A method for avoiding congestion by RED, which is characterized in that
【請求項10】 前記キュー長監視工程は、 所定の時間間隔毎に、前記バッファリング工程における
キュー長を検知し、該検知したキュー長を基に、最新の
キュー長を含む平均のキュー長を算出することで、前記
バッファリング工程が保持するセルのキュー長を算出す
ることを特徴とする請求項9記載のREDによる輻輳回
避方法。
Wherein said queue length monitoring step, a predetermined time interval, and detects the queue length in said buffering step, based on the queue length and the detected queue length average including the latest queue length 10. The congestion avoidance method by RED according to claim 9 , wherein the queue length of the cell held in the buffering step is calculated by calculating.
【請求項11】 前記セルは、 該セルを構成するヘッダ部に、該セルが同一パケットを
構成するセルの内、最終セルであるか否かを示す最終ビ
ットを有し、 前記最終セル判定工程は、 前記セルのヘッダ部に含まれる前記最終ビットを基に、
該セルが最終セルであるか否かを判定することを特徴と
する請求項9または10記載のREDによる輻輳回避方
法。
11. The final cell determining step, wherein the cell has a final bit indicating whether or not the cell is a final cell among cells constituting the same packet in a header part of the cell, Is based on the last bit included in the header part of the cell,
The congestion avoidance method by RED according to claim 9 or 10, wherein it is determined whether or not the cell is a final cell.
【請求項12】 閾値として所定のキュー長を記憶する
キュー長記憶工程をさらに有し、 前記輻輳状態判定工程は、 前記キュー長監視工程において算出された前記キュー長
と、前記キュー長記憶工程において記憶された前記所定
のキュー長とを比較することにより、輻輳の発生を判定
することを特徴とする請求項9から11のいずれかに記
載のREDによる輻輳回避方法。
12. A queue length storage step of storing a predetermined queue length as a threshold value, wherein the congestion state determination step includes the queue length calculated in the queue length monitoring step and the queue length storage step. 12. The congestion avoidance method by RED according to claim 9 , wherein the occurrence of congestion is determined by comparing the stored predetermined queue length.
【請求項13】 前記輻輳判定工程は、 前記キュー長監視工程において算出された前記キュー長
と、複数の輻輳状態のレベルがそれぞれ対応するように
記憶された複数のキュー長とをそれぞれ比較し、該比較
の結果、前記キュー長監視工程により算出された前記キ
ュー長が超えた前記所定のキュー長の内、最も大きな値
である前記所定のキュー長に対応する前記輻輳レベルを
特定し、段階的に輻輳の発生を判定することを特徴とす
請求項9から11のいずれかに記載のREDによる輻
輳回避方法。
13. The congestion determining step compares the queue length calculated in the queue length monitoring step with a plurality of queue lengths stored so that a plurality of congestion state levels respectively correspond to each other, As a result of the comparison, the congestion level corresponding to the predetermined queue length which is the largest value among the predetermined queue lengths exceeded by the queue length calculated by the queue length monitoring step is specified, and stepwise The congestion avoidance method by RED according to claim 9 , wherein the occurrence of congestion is determined.
【請求項14】 前記プロトコルとしてAAL5を適用
したネットワークは、IPオーバATM方式を採用した
ネットワークであることを特徴とする請求項8から13
のいずれかに記載のREDによる輻輳回避方法。
14. A network according to the AAL5 as the protocol, the claim 8, characterized in that a network employing the IP over ATM system 13
The congestion avoidance method by RED described in any one of 1.
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