JP3484075B2 - フレームリレーデータ交換サービス - Google Patents

フレームリレーデータ交換サービス

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JP3484075B2 JP18532998A JP18532998A JP3484075B2 JP 3484075 B2 JP3484075 B2 JP 3484075B2 JP 18532998 A JP18532998 A JP 18532998A JP 18532998 A JP18532998 A JP 18532998A JP 3484075 B2 JP3484075 B2 JP 3484075B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、改善されたネット
ワークアーキテクチャを実現するシステムと方法に関
し、特に、修正フレームリレープロトコルを使用し、イ
ンターネットプロトコル（intenet protocol（ＩＰ））
のルーティングを行うシステムと方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、大型のメッシュ状ネットワークの
普及が進んでいる。しかし、従来のネットワーク技術を
使用し、大型で高度にメッシュ状のネットワークを建
設、維持、管理するのは難しい。
【０００３】図１に、従来のメッシュ状構成の例を示
す。広域ネットワーク（wide-area network（ＷＡ
Ｎ））９００には、複数のエンドユーザの位置Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄにそれぞれ配置され、ユーザネットワークインタ
フェース（user-network interface（ＵＮＩ））９２０
−１、−２、…−ｎをそれぞれ経由し、サービス提供者
ネットワーク（service provider's network（ＳＰ
Ｎ））９０１に接続される複数のルータＲA、ＲB、
ＲC、ＲD（顧客構内機器（customer premises equipmen
t（ＣＰＥ）））が含まれる。ユーザネットワークイン
タフェース（ＵＮＩ））９２０は、多様に、たとえば、
ＣＰＥに対するフレームリレーインタフェースを有する
非同期転送モード（asynchronous transfer mode（ＡＴ
Ｍ））交換機として構成される。サイト相互間の接続
は、たとえば、相手固定接続（permanent virtualcircu
it（ＰＶＣ））ＰA-C、ＰA-D、ＰB-D、ＰA-B、ＰC-Bと
称される論理パスにより行われる。この相手固定接続
は、ＵＮＩ９２０−１、９２０−２、…９２０−ｎにお
ける端末と、保証情報レート（committed information
rate（ＣＩＲ））と呼ばれる保証される帯域幅により特
徴付けられる。
【０００４】図２に、ＷＡＮ９００を経由するデータの
流れの詳細図を示す。これには、複数のプロトコルレイ
ヤがあり、この上で通信が行われる。たとえば、国際標
準化機構（International Standards Organization（Ｉ
ＳＯ））の開放型システム間相互接続モデル（Open Sys
tems Interconnect Model）の公知のレイヤには、物理
レイヤ（レイヤ１）、データリンクレイヤ（レイヤ
２）、ネットワークレイヤ（レイヤ３）、それから上位
に、アプリケーションレイヤ（レイヤ７）が含まれる。
このモデルのもとに、アプリケーションレイヤ９０３で
走るユーザアプリケーションにより、ユーザデータ９０
２が生成される。トランスポートレイヤ（レイヤ４）９
０４において、送信元と送信先のポートアドレス９０６
（ＴＣＰヘッダ（レイヤ４）の一部）が、ユーザデータ
９０２に付加される。ネットワークレイヤ（レイヤ３）
９０５において、付加ヘッダ（すなわち、送信元と送信
先のＩＰアドレスを含むＩＰヘッダ（レイヤ３））９０
８が付加される。このように、レイヤ３のユーザデータ
フィールドには、レイヤ４のユーザデータ９０２とレイ
ヤ４のヘッダ９０６が含まれる。レイヤ３のプロトコル
データユニット（protocol data unit（ＰＤＵ））９０
２、９０６、９０８から、たとえば、ＩＰパケット９５
０が形成され、ＳＰＮ９０１とインタフェースを持つＣ
ＰＥ（ルータＲA、ＲB、ＲC、ＲD）のレイヤ２ ９０９
に渡される。ルータにおいて、テーブルにより、１又は
それ以上のＩＰアドレス（レイヤ３）９０８は、適当な
１つのＰＶＣ又は複数のＰＶＣ（ＰA-C、ＰA-D、
ＰB-D、ＰA-B、ＰC-B）にマッピングされる。ルータテ
ーブルは、顧客により維持される。ルーティングテーブ
ルにおいて、正しいＰＶＣが探索されると、対応するデ
ータリンクコネクション識別子（data link connection
identifier（ＤＬＣＩ））（レイヤ２）９１２が、フ
レームリレーフレーム９１４（パケット）のヘッダに書
き込まれる。この後、フレームリレーフレームの残りが
含められ、フレームチェックサム（frame check sum
（ＦＣＳ））が計算される。次いで、フレームは、下位
の物理レイヤに渡され、ＳＰＮ９０１に転送される。
【０００５】ＵＮＩ９２０において、フレームは、妥当
性のチェックが行われ、ＤＬＣＩ９１２に対応する所定
のＰＶＣがあるか調べられる。所定のＰＶＣがあれば、
フレーム９１４は、図２に示すように、そのＤＬＣＩを
持つ他のフレームと同一のパス、同一の順序に従いネッ
トワークを通しＰＶＣに送出される。パケットがフレー
ムリレーネットワークを進行する間、レイヤ２のフレー
ム情報は保持される。このフレームリレーネットワーク
は、実際にフレームリレーネットワークとして、又は他
のネットワーク、たとえばＡＴＭネットワークとして実
現されていてもよい。ネットワークにおいて、これ以上
ルートの決定が行われることなく、フレームは送信先に
送られる。ＦＣＳは、出口ＵＮＩにおいてチェックさ
れ、フレームが破壊されていなければ、エンドユーザに
対応するＵＮＩに出力される。
【０００６】図１−３に、この分野の技術においては公
知の、ＩＳＯレイヤにおけるフレームリレーデータパケ
ットの組み立て方を、フレームリレーデータリンクレイ
ヤ上のＴＣＰ／ＩＰプロトコルトランスポートの例を使
用し示す。この例により、アプリケーションレイヤのユ
ーザデータが、プロトコルスタックの下位に進むに従
い、次々とエンベロープによりラッピングされ、ＰＤＵ
が形成される様子が示される。特に、ヘッダフィールド
の構成を拡大しその詳細を図５に示す。データリンクコ
ネクション識別子（ＤＬＣＩ）フィールドには、第１と
第２のオクテットにまたがる１０ビットが含まれ、これ
により、１０２３の可能なアドレスが得られ、このなか
の一部は、標準による特定の使用に保留される。図３に
示すように、ＩＰパケットにおいてどの送信先アドレス
が指定されているかに従い、フレームリレーヘッダに、
ＤＬＣＩが付加される。ＤＬＣＩの選定は、ＣＰＥ、通
常は、ルータにより、顧客により提供される構成情報に
基づき行われる。この構成情報により、ＩＰアドレスか
らＰＶＣへのマッピングが提供され、これにより、ＷＡ
Ｎ９００を経由し、現行の位置とその他の位置が接続さ
れる。
【０００７】従来のフレームリレーにおいては、レイヤ
３の顧客データパケットは、レイヤ２のＱ．９２２フレ
ームに載せられ、ネットワークを経由し、データリンク
コネクション識別子（ＤＬＣＩ）により識別される相手
固定接続（ＰＶＣ）に運ばれる。このように、ＤＬＣＩ
は、顧客によりアドレスとして使用され、このアドレス
により、要求される送信先にデータを運ぶのに適当なＰ
ＶＣが選択される。顧客データパケットは、ネットワー
クを経由し透過的に送られ、その内容が、ネットワーク
により検査されることはない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のメッシュ
状のフレームリレーネットワークには、幾つかの制限が
ある。たとえば、メッシュ状ネットワークに新しいエン
ドユーザの位置が追加される度に、他のすべてのエンド
ユーザの位置に新しいコネクションが必要となる。従っ
て、すべてのエンドユーザ位置において、すべてのルー
ティングテーブルの更新が必要となる。ネットワークト
ポロジーに変更があると、この影響が、すべてのネット
ワークに波及的に伝搬する。数千のエンドユーザ位置を
擁する大型ネットワークにおいては、この波及効果は、
十分な相手固定接続（ＰＶＣ）を提供する必要のあるネ
ットワーク提供者と、すべてのルーティングテーブルを
更新するネットワーク顧客の双方に大きな負担を与え
る。さらに、多くのルータは、他ルータとの接続が最大
１０に制限されており、これは、このネットワークトポ
ロジーの実現を難しくする。ネットワークが大型になる
に従い、顧客が管理しＤＬＣＩにマッピングするＰＶＣ
の数は増大する。さらに問題を複雑にするのは、多くの
サイトが相互に直接接続されることを意味するネットワ
ークのメッシュ状度が、増大する傾向にあることであ
る。結果として、ネットワークにおけるＰＶＣの数とメ
ッシュ状度の増大が、現行の技術に適合しなくなってい
る。
【０００９】大型メッシュ状ネットワークを処理する可
能な解には、仮想プライベートネットワーク（virtual
private network（ＶＰＮ））の使用がある。これは、
いわばトンネルを経由して、インターネットに送信され
る暗号化トラフィックが使用され、エンドユーザの位置
が相互に接続されるものである。しかし、ＶＰＮは、イ
ンターネットサービス提供者（internet service provi
der（ＩＳＰ））から広く提供されていなく、情報レー
トが不安定であり、多くのセキュリティの問題がある。
【００１０】別の可能な解には、相手選択接続（switch
ed virtual circuit（ＳＶＣ））に基づくフレームリレ
ーがある。（上に説明した）ＰＶＣは、通常、予約に基
づき設定され、専用線に似ているが、ＳＶＣは一時的で
あり、要求に基づき設定され、電話呼に似ている。しか
し、ＳＶＣには、ＳＶＣを整合する継続的な通信がシス
テムのすべてのルータの間に要求される。さらに、ＩＰ
アドレスからＳＶＣアドレスへのマッピングテーブル
は、一般に人手により保守されるので、ＳＶＣは、大型
で高度にメッシュ状のネットワークにおいては、実用的
でない場合がある。テーブルに不正な管理が行われた
り、ネットワークに欺瞞が行われたりするので、ＳＶＣ
ネットワークにおいては、セキュリティが重要な問題で
ある。さらに、フレームＳＶＣは、非同期転送モード
（ＡＴＭ）ＳＶＣとの連携が困難である。
【００１１】上の解のいずれも、大型メッシュ状ネット
ワークの増大する要求に適当に応えるものではない。従
って、セキュリティ、低い維持コスト、操作性、拡張性
を有する大型のメッシュ状ネットワークの実現が可能な
ネットワークアーキテクチャが要求されている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様により、
１又はそれ以上の上述の問題が解決され、及び／又はネ
ットワークアーキテクチャを実現する改善されたシステ
ムと方法が提供される。
【００１３】新しい種類のデータ転送サービスにより、
既存のフレームリレー顧客構内機器（ＣＰＥ）と顧客の
利点が維持されながら、顧客に伸展性のあるサービス機
能を提供する新しい方法が提示される。新サービスにお
いては、ＣＰＥに、データリンクコネクション識別子
（ＤＬＣＩ）が使用され、これにより、サービス種別、
機能セット、閉域接続（closed user group（ＣＵ
Ｇ））の間の選択が行われる。ＤＬＣＩは、ユーザデー
タをネットワークに運ぶレイヤ２のフレームにおいて使
用される。レイヤ３のユーザデータパケットが、レイヤ
２のフレームから抽出され、（ルーティング可能な）プ
ロトコルのレイヤ３のアドレス情報が使用され、ＤＬＣ
Ｉにより選択されるサービスクラス／機能セットに従
い、高性能パケット交換ネットワークを経由し、ユーザ
データパケットのルーティングが行われる。送信先にお
いて、レイヤ３のデータパケットは、再度、所属するサ
ービスグループを示すＤＬＣＩを有するレイヤ２のフレ
ームに包まれる。次いで、フレームはＣＰＥに進められ
る。この技術の使用により、既存のフレームリレーＣＰ
Ｅにより、論理パス、たとえば相手固定接続（ＰＶＣ）
にリンクされる範囲のＤＬＣＩと、同様に、サービス及
び／又は機能セットにリンクされる範囲のＤＬＣＩを有
する従来のフレームリレーサービスが、同一の物理イン
タフェースを経由し提供される。これにより、既存の顧
客機器には殆ど影響をおよぼすことなく、フレームリレ
ー設備に新しいサービスが追加される効果的な方法が得
られる。
【００１４】本発明の一態様においては、フレームリレ
ーＤＬＣＩは、多様なサービスカテゴリの選択に使用さ
れる。これは、ＤＬＣＩが、ＰＶＣ及び／又は相手選択
接続（ＳＶＣ）の選択のみに使用される従来のフレーム
リレーと大きく相違する点である。サービスカテゴリに
は、これに制限されるものではないが、一般加入インタ
ーネット経由の通信、ローカルインターネット経由の通
信、閉域接続（ＣＵＧ）内の通信、エクストラネット
（extranet）（たとえば、信託された提供者又は協同取
引仲間のネットワーク）との通信、ライブのオーディオ
／ビデオ転送、同報通信、インターネットプロトコル
（ＩＰ）による電話、これらの組み合わせが含まれる。
従って、このフレームリレーＰＶＣの考えは、本発明の
態様により大きく拡大される。たとえば、意図するネッ
トワーク端末の受信者の位置は、送信ネットワーク端末
において、ＤＬＣＩにより決定される必要はない。ＤＬ
ＣＩは、フレームリレーパケットのＩＰアドレスにより
示される意図する受信者とともに、サービスカテゴリを
表す。これにより、ネットワーク顧客には、大きな利点
が与えられる。これは、従来のフレームリレーとは異な
り、通信相手のネットワーク顧客が、ネットワークに追
加又は除去されても、顧客は、ローカルＤＬＣＩテーブ
ルを更新する必要がなくなるからである。従って、ネッ
トワーク管理の負担は大きく軽減される。
【００１５】本発明の副次的な態様においては、一部の
ＤＬＣＩが、サービスカテゴリの選択に使用される（サ
ービスカテゴリＤＬＣＩ）。これは、同一ネットワーク
において、別のＤＬＣＩが、従来のＰＶＣ及び／又はＳ
ＶＣの選択に使用されながら行われる（従来のＤＬＣ
Ｉ）。言い換えると、同一のネットワークにおいて、従
来のフレームリレーに本発明の態様が組み込まれ、これ
により、本発明の態様が、既存の従来のフレームリレー
ネットワークにおいて逐次的に実現される。
【００１６】本発明の別の態様においては、（たとえ
ば、開放型システム間相互接続モデルに規定される）複
数のレイヤに含まれるアドレス指定は、ネットワークに
おいて相互に比較され、ルーティングの誤りが検出され
る。各レイヤにおけるアドレス指定の相互に矛盾がなけ
れば、対応するデータは、中断なくルーティングが行わ
れる。一方、各レイヤにおけるアドレス指定の相互に矛
盾があれば、対応するデータは特別に処理される。たと
えば、そのデータは、捨てられ、所定のアドレスに送ら
れ、送信者に返されるかのいずれかが行われる。このア
ドレス比較は、送信元アドレス及び／又は送信先アドレ
スについて行われる。このマルチレイヤのアドレス比較
の利点は、ネットワークセキュリティが強化されること
である。たとえば、意図して不正な送信元インターネッ
トプロトコル（ＩＰ）アドレスを与える欺瞞行為は、こ
の方法によれば効果的に制限される。
【００１７】本発明のさらに別の態様においては、例え
ば各顧客、閉域接続（ＣＵＧ）、エクストラネット及び
／又はイントラネットが、それぞれ私用パーティション
及び／又は分割テーブルを有するよう、ネットワークの
ルーティング索引テーブルが分割される。これにより、
全ての顧客のアドレス空間が、ルータにより一度に走査
される必要がなくなるので、ネットワーク速度の高速化
が図られる。さらに、間違った受信者にデータが送信さ
れる危険が減るので、データセキュリティが改善され
る。
【００１８】本発明のさらに別の態様においては、レイ
ヤ３及び／又はレイヤ４のＩＰアドレス情報は、ネット
ワークを経由する高速パケットのルーティングに使用さ
れる。
【００１９】本発明のさらに別の態様においては、新し
いネットワークトラフィック管理技術とその測定法が規
定される。たとえば、本発明の特定のトラフィック管理
の態様においては、保証配信レート（committed delive
ry rate（ＣＤＲ））が、１又はそれ以上のＵＮＩに割
り当てられる。ＣＤＲは、十分なトラフィックがＵＮＩ
に送信されるときは、所与のＵＮＩに配信されることが
保証される平均最小データレートである。本発明の別の
トラフィック管理の態様においては、送信先割り当てレ
ート（destination rate share（ＤＲＳ））が、１又は
それ以上のＵＮＩに割り当てられる。ＤＲＳは、与えら
れるＵＮＩがネットワークを経由し送信できるトラフィ
ック割り当ての決定に使用される。複数のＵＮＩから、
同時に同一送信先にトラフィックの送信が要求される
と、そのネットワークの各送信元ＵＮＩへの割り当て
は、それ自身のＤＲＳと他の送信元ＵＮＩのＤＲＳによ
り決定される。
【００２０】本発明のこれら又は他の特徴は、好ましい
実施形態の次の詳細な説明を考察することにより明らか
となる。本発明は、従属する請求項により規定される
が、これら請求項は、ここに説明され、本発明に意図し
て含まれる要素とステップの任意の組み合わせ又は部分
的な組み合わせの例を示すものである。従って、本発明
を規定する多くの組み合わせの代替があり、これらに
は、説明、請求項、図面を含む明細書に記載される１又
はそれ以上の要素、これらの多様な組み合わせ、又は部
分的な組み合わせが含まれる。ネットワーク理論とネッ
トワーク設計に技術を有する人には、本明細書を考察す
れば、ここに規定される要素又はステップ単独で、又は
１又はそれ以上の組み合わせのいずれかにより形成さ
れ、本発明の態様を代替する組み合わせが、本発明の修
正又は変更として、又は本発明の一部として利用できる
ことは明らかである。これらの修正と変更は、ここに含
まれる本発明の記述にすべて含まれるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】例示する本発明の実施形態によれ
ば、同一のインタフェースが異なる方法で使用されるこ
とにより、新しいサービスと機能の組が顧客に提供さ
れ、大型設備のフレームリレー顧客構内機器（ＣＰＥ）
の維持が可能となる。たとえば、フレームリレープロト
コルから知られるデータリンクコネクション識別子（Ｄ
ＬＣＩ）が、異なるアドレス空間を有する仮想プライベ
ートネットワーク、機能セット、従来の相手固定接続
（ＰＶＣ）の全て又は幾つかの選択に使用される。
【００２２】図７を参照すると、本発明の態様が含まれ
る広域ネットワーク（ＷＡＮ）１のブロック図が示され
る。ＷＡＮ１には、複数の顧客構内機器（ＣＰＥ）シス
テム、たとえばルータが含まれ、これは、各エンドユー
ザの位置に配置され、１又はそれ以上のサービス提供者
のネットワーク（ＳＰＮ）５００を経由し相互に接続さ
れる。ＳＰＮ５００は、一般に、対応するユーザネット
ワークインタフェース（ＵＮＩ）４０２及び／又は１又
はそれ以上のインターネットプロトコル（ＩＰ）交換機
５０２を経由し、複数の端末ルータ９１９に接続され
る。ＩＰ交換機５０２、ＵＮＩ４０２、ルータ／交換機
５０１の全て又は幾つかは相互接続され、メッシュ状ネ
ットワーク（部分的に又は完全にメッシュ状化されたネ
ットワーク）が形成される。加えて、広域ネットワーク
（ＷＡＮ）１には、ＷＡＮ１に配置される任意の数のＩ
Ｐ交換機５０２が含まれる。このＩＰ交換機５０２は、
いずれの端末ルータ９１９にも直接接続されることな
く、又は１又はそれ以上のＩＰ交換機５０２は、ＳＰＮ
５００と端末ルータ９１９のインタフェースに配置され
る。本発明の別の実施形態においては、ＵＮＩ４０２／
ＩＰ交換機５０２に対応する複数の端末ルータ９１９及
び／又は端末ルータ９１９に対応する複数のＵＮＩ４０
２／ＩＰ交換機５０２が存在する。
【００２３】このＷＡＮ１のネットワークアーキテクチ
ャでは、顧客が新サービスに移行するに従いＩＰ交換機
数の増加が許容される。たとえば、図８（Ａ）に示すよ
うに、初期には、極めて少数（たとえば、１、２、３、
等）のＩＰ交換機がシステムに設置される。極めて少数
のＩＰ交換機がネットワークに含まれる場合は、ＩＰ機
能を備えないＵＮＩ４０２（たとえば、ＵＮＩ Ａ）か
らの発信トラフィックは、ネットワークのいずれかのＩ
Ｐ交換機５０２にルーティングされる。これは、幾らか
の無視できる後戻りの非効率はあるが、すべてのルータ
５０１を同時に取り替えることなく、新しいネットワー
クアーキテクチャに移行する経路となる。しかし、さら
に多くのユーザがＷＡＮ１の新しいネットワークアーキ
テクチャに移行すれば、さらに多くのＩＰ交換機が追加
され（図８（Ｂ））増大する負荷が収容される。多くの
実施形態において、各ＵＮＩ４０２は、ＩＰ交換機５０
２に究極的に取り替えられ、ＩＰルーティングがネット
ワークの端部で実行されることが望ましい。
【００２４】一実施形態においては、ＷＡＮ１には、従
来のネットワーク交換機及び／又はルータ５０１にＩＰ
交換機５０２を加えた組み合わせが含まれる。一方、Ｓ
ＰＮ５００のすべての交換機を、ＩＰ交換機５０２にす
ることもできる。替わりに、ＷＡＮ１に、１台のみのＩ
Ｐ交換機５０２が含まれてもよい。ＩＰ交換機５０２
は、多様な構成が可能であり、これには、適当なマルチ
レイヤのルーティング交換機、たとえばシスコ（Cisc
o）製のタグ交換機（Tag Switch）が含まれる。マルチ
レイヤルーティング交換機には、また、イプシロン（ip
silon）、東芝、ＩＢＭ、テレコム（Telecom）から販売
されるものも使用される。現在、ＩＰ交換機は、端末ル
ータを代替するものとして開発され、従って、顧客構内
機器（たとえば、イーサネット（登録商標）ローカルエ
リアネットワーク（local area network（ＬＡＮ））装
置）は、非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークに直
接接続される。本発明の態様により、ＩＰ交換機が異な
る方法で使用されることが提示され、これにより、従来
システムの制限が除かれ、顧客構内機器の大型設備の維
持が行われる。従って、本発明の実施形態に従うＩＰ交
換機は、ＳＰＮ５００に配置され、適当なルーティング
機能とインタフェース機能が提供されるよう修正され
る。
【００２５】本発明の一実施形態においては、ＩＰ交換
機５０２は、マルチレイヤ交換機として動作する。たと
えば、ＩＰ交換機５０２に、ＡＴＭセルが受信され、Ａ
ＴＭセルにカプセル化されるＩＰパケットの内容に基づ
き一部又はすべてのＡＴＭセルの交換が行われる。この
ようにして、ＩＰ交換機５０２によりＩＰアドレス指定
が使用され、送信先ＵＮＩ４０２に送信されるＡＴＭセ
ルのＡＴＭ仮想パスが決定される。本発明の別の実施形
態においては、上位のレイヤアドレス指定（たとえば、
レイヤ４の転送制御プログラム（transmission control
program（ＴＣＰ））論理ポート）が、ＡＴＭセル交換
の基本としてＩＰ交換機５０２に使用され、ＳＰＮ５０
０を経由する経路が提供される。本発明のさらに別の実
施形態においては、ＩＰアドレス及び／又はＴＣＰ論理
ポートが、ＩＰ交換機５０２に使用され、サービス品質
（quality of service（ＱＯＳ））の決定が行われる。
【００２６】本発明の別の実施形態においては、端末ル
ータ９１９により、１又はそれ以上のＩＰパケットが、
フレームリレーフレーム９１４にカプセル化される。こ
のイベントにおいて、フレームリレーフレームは、端末
ルータ９１９と、対応するＵＮＩ４０２及び／又はＩＰ
交換機５０２の間で転送される。端末ルータ９１９によ
り、ＩＰパケット９５０は、フレームリレーフレーム９
１４にカプセル化される。さらに、端末ルータ９１９に
より、ユーザに選択される特定のサービスカテゴリ（サ
ービスカテゴリＤＬＣＩが使用される場合）に従い、各
フレームリレーフレーム９１４のＤＬＣＩが設定され
る。たとえば、多様なサービスカテゴリには、加入イン
ターネット、ローカルイントラネット経由の通信、閉域
接続（ＣＵＧ）内の通信、エクストラネット（たとえ
ば、信託された提供者又は協同取引仲間のネットワー
ク）、ライブのオーディオ／ビデオ転送、同報通信、イ
ンターネットプロトコル（ＩＰ）による電話、その他こ
れらの組み合わせが含まれる。このように、フレームリ
レーＰＶＣの考えは、本発明の態様により大きく拡大さ
れる。たとえば、意図するネットワーク端末の受信者の
位置は、必ずしも端末ルータ９１９のＤＬＣＩにより決
定される必要はない。
【００２７】本発明の別の態様においては、端末ルータ
９１９からＵＮＩ４０２にフレームリレーフレーム９１
４が受信され、フレームリレーフレームは、たとえば、
短い固定長ＡＴＭセルに分割されカプセル化される。さ
らに、ＵＮＩ４０２により、フレームリレーＤＬＣＩ
は、ＡＴＭアドレス（たとえば、仮想パス識別子（virt
ual pass identifier）／仮想チャネル識別子（virtual
channel identifier）（ＶＰＩ／ＶＣＩ）に変換され
る。このＤＬＣＩからＶＰＩ／ＶＣＩへの変換には、多
くの方法が使用される。たとえば、フレームリレーフォ
ーラム（Frame Relay Forum）の実装規定（Implementat
ion Agreement）＃５に規定されるネットワーク相互接
続標準（Network Interworking Standard）、及び／又
はフレームリレーフォーラム（Frame Relay Forum）の
実装規定（Implementation Agreement）＃８に規定され
るサービス相互接続標準（Service Interworking Stand
ard）が使用される。サービスカテゴリＤＬＣＩに対応
するＡＴＭアドレスにより、ネットワークルータを経由
しＩＰ交換機５０２に向かうＡＴＭ仮想パスが規定され
る。このようにして、サービスカテゴリＤＬＣＩに対応
するＡＴＭデータは、究極的にＩＰ交換機５０２に送信
される。しかし、従来のＤＬＣＩに対応するＡＴＭデー
タは、ＩＰ交換機５０２に送信され又は送信されなく、
また、ＩＰ交換機５０２を経由することなくネットワー
クを経由しルーティングされる。従って、変換されるＩ
Ｐデータと従来のＰＶＣデータの双方が、ＳＰＮ５００
及び／又はＷＡＮ１に存在できる。
【００２８】本発明の別の実施形態においては、ＵＮＩ
４０２及び／又はネットワークルータ５０１により、所
定のＩＰ交換機５０２にデータが送信される。本発明の
さらに別の実施形態においては、ＵＮＩ４０２及び／又
はネットワークルータ５０１により、アルゴリズムに基
づき（たとえば、ネットワークトラフィックの流れ、Ｉ
Ｐ交換機５０２までの相対的な距離／位置、送信データ
の種別、選択されるサービスカテゴリの全て又は幾つか
に基づき）、データを送信するＩＰ交換機５０２が選択
される。本発明のさらに別の実施形態においては、ＵＮ
Ｉ４０２、ネットワークルータ５０１、ＩＰ交換機５０
２の全て又は幾つかにより、たとえば、一又は複数のサ
ービスカテゴリに基づき、同一データが、１以上のＵＮ
Ｉ４０２、ネットワークルータ５０１、ＩＰ交換機５０
２の全て又は幾つかに送信される。
【００２９】本発明の別の実施形態においては、ＵＮＩ
４０２、ＩＰ交換機５０２、ネットワークルータ５０１
の全て又は幾つかにより、同一データのＡＴＭ ＶＰＩ
／ＶＣＩ３０３−３０５アドレスと、ＩＰアドレスが比
較される。２個のアドレスが一致しなければ、ＡＴＭセ
ルは、除去、所定のアドレスに送信、送信位置に返送の
いずれかが行われる。本発明のさらに別の実施形態にお
いては、レイヤ３のＩＰレイヤより上位のレイヤが、ア
ドレス及び／又はサービスクラスの生成／識別に使用さ
れる。たとえば、ＩＳＯアドレス指定方法によるレイヤ
４及び／又は他のアプリケーションレベルのデータが、
特定のサービスクラスの決定に使用される。
【００３０】特に図９を参照すると、例示するＷＡＮ１
を経由し流れるユーザデータのパスが示される。フレー
ムリレーの場合には、アプリケーションレイヤとレイヤ
４のユーザデータには、レイヤ３のネットワークアドレ
スヘッダの追加が必要である。ＣＰＥにおいて、レイヤ
３とレイヤ４の情報に基づき、仮想プライベートネット
ワーク（ＶＰＮ）、サービスクラス、従来のＰＶＣのい
ずれにパケットのルーティングが行なわれるかが決定さ
れる。従って、テルネット（会話的）アプリケーション
を示すレイヤ４の情報と、内部の会社アドレスを示すレ
イヤ３の情報を有するパケットは、短い遅延のイントラ
ネットサービスクラス用のＶＰＮ Ａにルーティングさ
れる。ファイル転送プロトコル（file transfer protoc
ol（ＦＴＰ））ファイル転送の一部である別のパケット
は、低いサービスクラスのＢＰＮＢにルーティングさ
れ、使用度の高いアプリケーションの間に送られるパケ
ットは、専用ＰＶＣ Ｄにルーティングされる。これら
の決定は、異なるＤＬＣＩ値として符号化され、レイヤ
２のフレームに挿入され、ＵＮＩに送信される。
【００３１】ＵＮＩ Ａ４０２において、ＤＬＣＩに基
づき交換が行われる。パケットは、ＳＰＮ５００の中心
にあるＩＰ交換機５０２にルーティングされる。第１の
パケットは、ＶＰＮ Ａに進められるので、レイヤ２の
フレームが除かれる。ＶＰＮＡにおいては、ルートの決
定にレイヤ３のアドレスが使用され、パケットが送信先
ＵＮＩに送信される。従って、前もってそのパスについ
てのＰＶＣが設定される必要はなく、従来のルーティン
グ方法とプロトコルが、新しい近道ルーティング技術と
ともに使用される。これにより、顧客が、多数のＰＶＣ
であるメッシュの構成と維持を行う必要がなく、サイト
間の高度のメッシュ状の接続性が、ＶＰＮ Ａにより提
供される。ＶＰＮ Ｂに低いサービスクラス（たとえ
ば、大きな遅延）が実装されることを除き、ＶＰＮ Ｂ
に進められるパケットも同様に取り扱われる。最後に、
ＰＶＣ Ｄに進められるパケットは、レイヤ２のフレー
ムはそのままで、従来のフレームリレーフレームとして
ネットワークを経由し送信される。これにより、顧客
は、高利用度のトラフィック経路に対してはＰＶＣの現
行の接続性を維持しながら、多様なＶＰＮを経由する高
度のメッシュ状の接続性を得ることができる。
【００３２】従って、本発明の多様な態様においては、
ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５００は、ユーザデータフィ
ールドにユーザデータを有するフレームリレーデータパ
ケットを受信する適当な高速パケットネットワークとな
る。また、ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５００では、ユー
ザデータに応答する１又はそれ以上のＩＰ交換機５０２
が使用され、パケットが交換される。このユーザデータ
は、ユーザデータに基づく複数の異なるサービスカテゴ
リの識別に使用される。ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５０
０を経由するルーティングは、同報通信データに基づく
識別を含む少なくとも１つの異なるサービスカテゴリに
応答し行われる。加えて、ＷＡＮにより、ＩＰパケット
データに応答する高速パケットアドレスフィールドが生
成され、高速パケットアドレスフィールドに応答し、高
速パケットネットワークを経由し、ＩＰパケットのルー
ティングが行われる。さらに、レイヤ４の情報が使用さ
れ、サービス品質が決定される。サービス品質には、た
とえば、情報レート、情報の優先度、遅延、損失、可用
性、などの１つ又は複数が含まれる。各ユーザのルーテ
ィングテーブルが、１又はそれ以上のサービスカテゴリ
及び／又はユーザに基づき分割されることにより、ＩＰ
交換機にセキュリティ機能が実現される。この方法によ
り、システムはより安全になる。さらに、相手固定接続
（ＰＶＣ）を経由し、システムの、非同期転送モード
（ＡＴＭ）ネットワークの第１ノードに、複数のフレー
ムリレーパケットが受信され、フレームリレーパケット
のなかのデータリンクコネクション識別子（ＤＬＣＩ）
以外のデータフィールドに基づき、ＡＴＭアドレスが生
成され、次いで、ＡＴＭアドレスに基づき、ＡＴＭネッ
トワークを経由し、パケットのルーティングが行われ
る。パケットのルーティングは、複数のサービスカテゴ
リの１つに応答するものである。このシステムでは、複
数の異なるサービスカテゴリのそれぞれに対応する独立
のルーティングテーブルがＡＴＭ交換機に提供される。
この異なるサービスカテゴリは、ＡＴＭ交換機から渡さ
れるパケットのデータフィールドのなかのインターネッ
トプロトコル（ＩＰ）データが使用され決定される。高
速パケットネットワークにおいて、高速パケット交換機
により、高速パケットのアドレスと、高速パケットのな
かに含まれるレイヤ３のインターネットプロトコル（Ｉ
Ｐ）アドレスが比較され、高速パケットアドレスとレイ
ヤ３のＩＰアドレスとの一致が調べられる。さらに、セ
キュリティのため、送信元アドレス又は送信先アドレス
を検査するセキュリティ用のハードウェア回路及び／又
はソフトウェアが提供される。さらに、矛盾が検出され
ると、パケットは放棄される。ＷＡＮ１には、顧客構内
機器（ＣＰＥ）と、ＣＰＥに接続され、これからフレー
ムリレーデータパケットを受信する非同期転送モード
（ＡＴＭ）交換機が含まれる。この非同期転送モード
（ＡＴＭ）交換機には、アドレス変換回路が含まれ、こ
れにより、特定のＤＬＣＩに対応する所定のサービスカ
テゴリに基づき、フレームリレーデータパケットのデー
タリンクコネクション識別子が、複数の仮想プライベー
トネットワークを表すＡＴＭアドレスに変換される。又
は、ＷＡＮ１には、顧客構内機器（ＣＰＥ）と、１又は
それ以上の相手固定接続を経由しＣＰＥに接続され、フ
レームリレーデータパケットを受信する高速パケット交
換機が含まれる。この高速パケット交換機には、アドレ
ス変換回路が含まれ、これにより、フレームリレーデー
タパケットのユーザデータが高速パケットアドレスに変
換される。
【００３３】本発明の実施形態においては、送信先にお
いて、データの矛盾が、容易に、また正確に検査される
ので、データのセキュリティが強化される。これは、こ
れら実施形態では、レイヤ２とレイヤ３のアドレス指定
情報が使用され、処理が行われるからである。例とし
て、ＶＰＮ１（たとえば、企業イントラネット）を示す
ＤＬＣＩを有するフレームリレーフレームが、特定の企
業会計システムのＩＰアドレスを有するネットワーク交
換機／ルータに到達すると、ＶＰＮプロセッサでは、パ
ケットのＤＬＣＩ（従って、パケット送信元の情報）が
利用可能なので、ＶＰＮプロセッサにより、パケットの
送信元ＩＰアドレスとＤＬＣＩがクロスチェックされ、
送信元ＩＰアドレスが、送信元サイトの範囲にあるか調
べられる。このようにして、ＩＰ送信元アドレスの欺瞞
に伴う問題が、大きく軽減される。
【００３４】本発明のさらに別の実施形態においては、
ＵＮＩ４０２、ＩＰ交換機５０２、ネットワークルータ
５０１の全て又は幾つかには、分割及び／又は区分され
たルーティング索引テーブルが含まれる。ルーティング
テーブルは、サービスカテゴリ、顧客又はユーザ、ＵＮ
Ｉ４０２の全て又は幾つかに基づき分割される。従っ
て、一実施形態においては、顧客又はユーザは、ＶＰＮ
のなかに顧客のＩＰネットワークアドレス情報を含む個
別のルーティングテーブルを有する。一実施形態におい
ては、ＤＬＣＩから、フレームの送信元が識別されるの
で、ＤＬＣＩは、ルーティングテーブルを求める索引と
して、ＩＰ交換機、ネットワークルータ、ＵＮＩの全て
又は幾つかに使用される。これにより、顧客は、個別の
アドレススペースによりルーティングテーブルの大きさ
と速度を管理し、ルーティング処理の速度を大きく向上
させることができる。分割ルーティングテーブルの使用
により、他の顧客によるルーティング情報の誤り又は更
新による誤ったパケットのルーティングがなくなるの
で、セキュリティ度が高められる。
【００３５】一実施形態においては、ルータに、ルーテ
ィングソフトウェアの１命令スペースイメージと複数デ
ータスペースイメージの対が含まれる。従って、たとえ
ば、顧客Ａからパケットが到着し、ルーティングソフト
ウェアに、顧客Ａに対応するルーティングテーブルのデ
ータイメージが使用され、ルートの決定が行われる。別
の実施形態においては、１個のソフトウェアイメージが
使用され、顧客に対応する追加の索引がルーティングテ
ーブルに加えられる。さらに別の実施形態においては、
命令の実行とデータの操作は別に処理される。これは、
別々のプロセッサが使用され、一方で命令の実行、他方
でデータの操作が行われる。
【００３６】図１２に、従来のルータと、本発明の態様
を含むＩＰ交換機の双方を有するＷＡＮ１の例を示す。
この例として示すＷＡＮ１においては、ルーティング要
素１００４と交換機１００３は、フレームリレー交換機
１００１を経由し、顧客サイトＡに接続される。ルーテ
ィング要素１００７と交換機１００６は、フレームリレ
ー交換機１００９を経由し、顧客サイトＢに接続され
る。ルーティング要素１０１２と交換機１０１４は、フ
レームリレー交換機１０１６を経由し、顧客サイトＣに
接続される。ルーティング要素１０１３と交換機１０１
５は、フレームリレー交換機１０１７を経由し、顧客サ
イトＤに接続される。このＷＡＮ１の例においては、顧
客サイトＡからの入力フレーム１０００は、ＶＰＮ＃１
をレイヤ２の送信先として規定するレイヤ２のＤＬＣＩ
と、顧客サイトＢを指示するレイヤ３のアドレスで符号
化される。この場合、フレームリレー交換機１００１の
交換により、フレームは、フレームリレートランク１０
０２を経由し、交換機１００３に送られる。この交換機
１００３には、これに対応するレイヤ３のルーティング
要素１００４が含まれる。交換機１００３にフレームが
受信された後、フレームは、ルータ１００４に進められ
る。このルータ１００４には、上述の近道ルーティング
が実装されている。ルータ／交換機１００３、１００４
により、レイヤ２の情報が使用され、送信元顧客が識別
される。レイヤ２の情報は、この後、放棄される。次い
で、ルーティングテーブルと組合わされたレイヤ３の情
報が使用され、ルートの決定が行われる。この場合、ル
ートの決定により、レイヤ３のＰＤＵ１０１１は、ルー
タ／交換機１００６、１００７に進められる。次いで、
レイヤ３のＰＤＵ１０１１は、レイヤ２のフレームでカ
プセル化される。この場合、フレームは、顧客サイトＢ
にアドレス指定される。次いで、フレームは、交換機１
００６により、トランク１００８を経由し、フレームリ
レー交換機１００９に進められる。フレームリレー交換
機１００９の出口において、フレームリレーフレーム１
０１０のＤＬＣＩは、フレームが発信される、この場
合、ＶＰＮ＃１を示す値と置換される。次いで、フレー
ムリレーフレーム１０１０は、顧客Ｂルータに配信され
る。
【００３７】サービスの進展にともない、ＶＰＮのルー
ト決定機能は、顧客の近くに移行され、結局、図１３に
示すように、各交換ノードに置かれる。これにより、ル
ータ／交換機処理ノードに到達するまでに以前要した経
路が省略され、ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５００のすべ
てのノードが使用されることにより、最適のルーティン
グが可能となる。図１３に例示する実施形態において
は、ＶＰＮ＃１は、顧客サイトＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに接続さ
れる。ここで、全ての交換ノードには、交換機１５０１
とルーティング要素１５０２が含まれる。顧客サイトＡ
から顧客サイトＢに向かうＤＬＣＩを有するフレームリ
レーフレーム１５００が送信されると、フレーム１５０
３が、ＶＰＮ＃１の交換ノード１５０１、１５０２を経
由し送信され、フレーム１５０４が、顧客サイトＢに受
信される。
【００３８】一実施形態においては、ＡＴＭを核とする
ネットワークが、データ転送に使用され、フレームリレ
ーインタフェースが、顧客とのインタフェースに使用さ
れる。図１４に、ＡＴＭを核とするネットワークを使用
する実施形態を示す。この実施形態においては、交換機
２００３とルータ２００４は、交換機２０００とフレー
ムリレー／ＡＴＭ変換ユニット２００１を経由し、顧客
Ａに接続される。交換機２０１９とルータ２０１８は、
交換機２００５とフレームリレー／ＡＴＭ変換ユニット
２００６を経由し、顧客Ｂに接続される。交換機２０１
２とルータ２０１０は、交換機２０１５とフレームリレ
ー／ＡＴＭ変換ユニット２０１４を経由し、顧客Ｃに接
続される。交換機２０１３とルータ２０１１は、交換機
２０１６とフレームリレー／ＡＴＭ変換ユニット２０１
７を経由し、顧客Ｄに接続される。顧客サイトＡが、顧
客Ｂを送信先とするフレーム２０２０を送信すると、入
力レイヤ２フレームは、交換機２０００において、たと
えば、ネットワーク相互接続標準に従い、転送用のＡＴ
Ｍセルにカプセル化される。このカプセル化は、たとえ
ば、ＡＴＭ交換機２０００の外の、変換ユニット２００
１で行われる。ＡＴＭセル２００２は、ＶＰＮ＃１処理
が指定される下方のＡＴＭ ＰＶＣに送信される。次い
で、ＡＴＭセル２００２は、交換機２００３と、ルータ
／交換機２００４（交換機２００３に付加される）に進
められ、そこで、ＡＴＭセルは、組立なおされ、ＶＰＮ
＃１内のルーティングに使用されるレイヤ３のパケット
情報が得られる。レイヤ３のパケットから、アドレス情
報が抽出されると、パケットは、再度ＡＴＭセル２００
９にセグメント化され、ネットワークを経由し転送され
る。ルータ／交換機２０１８、２０１９を経由し送信さ
れた後、ＡＴＭセル２００８は、外部の変換ユニット２
００６と交換機２００５において、セルからフレームに
変換される。次いで、顧客Ｂに、フレームリレーフレー
ム２０２１が受信される。従って、ルータ／交換機の核
を有するＡＴＭバックボーンが使用されるときは、余分
のセグメント化と再組立（segmentation and reassembl
y（ＳＡＲ））サイクルが必要である。しかし、ＶＰＮ
処理が、端部の交換機に向け外に押し出されれば、余分
のＳＡＲサイクルは除くことが可能である。余分のＳＡ
Ｒサイクルが除かれるのは、フレームリレーフレームか
らＡＴＭセルへの変換が、ＶＰＮ内のルート決定が行わ
れるユニットと同一のユニットで行われるためである。
【００３９】様々なトラフィック管理が、ＷＡＮ１及び
／又はＳＰＮ５００において構成される。たとえば、顧
客の観点からは、顧客に対し一定のトラフィックレート
がＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５００により保証される。
【００４０】ネットワークにおいて、データトラフィッ
クは、複数送信元から単一の送信先に送信される（複数
地点から１地点）。送信元は、たとえば、ＵＮＩ（すな
わち、ＵＮＩの顧客側、このＵＮＩは、ＷＡＮ及び／又
はＶＰＮの外にあってもよい）、交換機、ＩＰ交換機、
ネットワークの端又は端近くのルータの全て又は幾つか
のユーザが送信する側として規定される。送信先は、た
とえば、ＵＮＩ（すなわち、ＵＮＩのネットワーク
側）、交換機、ＩＰ交換機、ネットワークの端又は端近
くのルータの全て又は幾つかのユーザが受信する側とし
て規定される。送信元からＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５
００に送信が申し込まれるトラフィックは、申し込みト
ラフィック（offered traffic）として規定される。さ
らに、ＶＰＮ送信元とＶＰＮ送信先は、それぞれ、所与
のＶＰＮに所属する送信元と送信先である。同時に送信
と受信を行う所与のＵＮＩは、同時に送信元であり送信
先である。さらに、所与の送信元から複数の送信先にデ
ータトラフィックが申し込まれ、所与の送信先に複数の
送信元からトラフィックが受信される。
【００４１】本発明の一実施形態においては、保証配信
レート（committed delivery rate（ＣＤＲ））が各送
信先に割り当てられる。ＣＤＲは、ＷＡＮ１及び／又は
ＳＰＮ５００において所与の送信先に配信が保証される
１秒当たりの平均ビット数である。この平均は、固定又
は可変時間ウインドウを通し計算される。用語の平均に
は、スループットが使用されるが、他の同様なアルゴリ
ズム、たとえば平均、和、又は他の有効な測定及び／又
は統計的な計算値も使用可能である。１又はそれ以上の
送信元から所定の送信先への申し込みトラフィックの総
計（すなわち総申し込みトラフィック）の平均レート
が、所与の送信先に割り当てられるＣＤＲより大きいか
等しい場合、送信先にアドレス指定されるトラフィック
の、ＣＤＲと等しいか大きい平均レートでの配信がＷＡ
Ｎ１及び／又はＳＰＮ５００により保証される。申し込
みトラフィックの総計の平均レートが、ＣＤＲより小さ
い場合、申し込みトラフィックは、申し込みトラフィッ
クの総計のレート（申し込みトラフィックの１００％）
で、ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５００により送信先に配
信される。明確にするため、動作中送信元が特定の送信
先に送信するトラフィックをＮとする。以下で詳細に説
明するが、所与の時間ウインドウの間に、送信元から、
ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５００に、少なくともしきい
値のトラフィックが申し込まれれば、送信元は、所与の
時間ウインドウの間、動作中（active）と考えられる。
各送信元ｉから１つの所与の送信先に向かう平均申し込
みトラフィックレート、すなわち申し込みレート（offe
ring rate）をＳiとする。ここで、ｉ＝［１，…，Ｎ］
である。さらに、Ｒを、ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５０
０により、送信先に実際に配信されるトラフィックの総
計レートとする。そうすると、ＷＡＮ１及び／又はＳＰ
Ｎ５００により、以下のＲが配信される。
【００４２】
【数１】 申し込みトラフィックの総計レートΣＳiが、ＣＤＲを
超えなければ、送信元ｉからの１００％の申し込みトラ
フィックが、ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５００を経由
し、送信先に配信される。しかし、申し込みトラフィッ
ク総計レートΣＳiが、ＣＤＲを超えれば、ＷＡＮ１及
び／又はＳＰＮ５００において判断され、一部又はすべ
ての動作中送信元から申し込まれるトラフィックの配信
レートが削減又は低減される。この配信量の低減は、送
信先に配信されるトラフィックの総レートＲが、送信先
に割り当てられるＣＤＲに少なくとも等しくなるように
行われる。Ｒがネットワークにより低減される状態で
は、各送信元に対する公平（fairness）が守られること
が望ましい。言い換えると、いずれの送信元も、他の送
信元を犠牲にして、不相応な量のネットワーク帯域幅を
獲得する寡占が許されることのないように保証されるこ
とが望ましい。
【００４３】ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５００に対する
公平なアクセスが提供されるため、一実施形態において
は、各送信元に、少なくとも１つの送信先割り当てレー
ト（Destination rate share（ＤＲＳ））が割り当てら
れる。ＤＲＳは、レートであり、単位時間当たりのデー
タユニット（たとえば、１秒当たりのビット）で測定さ
れる。それぞれのＤＲＳ及び／又はＤＲＳの組は、各送
信元及び／又は送信元の群に割り当てられる。さらに、
所与の送信元に対するＤＲＳ又は複数のＤＲＳは、送信
元がトラフィックを送信する送信先又は送信先の組に依
存する。言い換えると、各送信元ｉには、送信元ｉと所
与の送信先（又は送信先の組）との間に割り当てられる
ＤＲＳに対応する少なくとも１つのＤＲＳiが割り当て
られる。従って、一実施形態においては、所与の送信元
のＤＲＳは、トラフィックを送信する送信先に従い異な
る。別の実施形態においては、送信先とは独立に、所与
の送信元のＤＲＳは一定である。
【００４４】送信元ｉから、特定の送信先のＣＤＲを超
える平均レートＳiのトラフィックが申し込まれると、
少なくともＣＤＲが公平に割り当てられる送信が各送信
元に保証されることにより、公平性が達成される。送信
先のＣＤＲを送信元に公平に割り当てるには、送信元の
ＤＲＳを、所与の送信先に送信中の動作中送信元の総計
ＤＲＳにより除算し行われる。従って、各動作中送信元
に対する公平な割り当て、ＣＤＲのｒiは、次式により
規定される。
【００４５】
【数２】 実際のネットワーク転送レートＴi、すなわち、ＷＡＮ
１及び／又はＳＰＮ５００により適合トラフィックとし
て選ばれ、各送信元から所与の送信先に配信されること
が保証されるトラフィックは、次式を満足する。
【００４６】
【数３】 従って、これら実施形態においては、ＷＡＮ１及び／又
はＳＰＮ５００により、１又はそれ以上の送信元の実際
のネットワーク転送レートＴiが、少なくともＳiからｒ
iに低減されることにより、各送信元にＣＤＲの公平な
割り当てが保証され、公平性が守られる。一実施形態に
おいては、少なくともＣＤＲのレートが達成されるた
め、ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５００により、所与の動
作中の送信元又は複数の送信元から、裁量で、ｒiより
大きいレートでトラフィックが転送される。実際、ＷＡ
Ｎ１及び／又はＳＰＮ５００により、送信元ｉから、裁
量で、公平な割り当てレートｒiと総申し込みレートＳi
の間又はこれらを含む任意のレートでデータが転送され
る。
【００４７】ＳiがＴiより大きければ、送信元は、ＷＡ
Ｎ１及び／又はＳＰＮ５００からは不適合送信元と見な
される。送信元の適合性は、可変ドレーンレート（vari
abledrain rate）の標準漏出バケットアルゴリズム（st
andard leaky bucket algorithm）が使用され計算され
る。従って、適合するバケットの深さ（depth of a buc
ket）は、ＤＲＳi * である。言い換えると、与えられる
時間ウインドウの長さＷにネットワークに送信される最
大ビット数は、ＤＲＳi * Ｗに等しい。与えられる時間
ウインドウの長さＷの間は、バケットのドレーンレート
はＴiに等しい。このＴiは、先行する時間ウインドウ中
に計算される。従って、適合バケットの深さの上に注入
されるデータパケットには、非適合のラベルが付けられ
る。言い換えると、与えられる時間ウインドウに対し、
ＤＲＳi * Ｗのビット数を超えるデータパケットには、
非適合データパケットのラベルが付けられる。この状態
では、ＳiとＴiの差に等しい送信元データパケットの一
部又は全てに、非適合データパケットのラベルが付けら
れ、一部又は全てのデータパケットは放棄される。
【００４８】このことは、データにバースト性又は可変
レート性がないことを意味するものではない。例示する
実施形態は、平均レートを使用し動作を説明したが、実
時間レートは、任意の時間ウインドウ長Ｗのなかで変動
する。従って、或る程度の量のバーストが許容される。
この最大バースト量は、ＷＡＮ１及び／又はＳＰＮ５０
０により、時間ウインドウＷ中に転送が保証される最大
ビット数である。
【００４９】本発明の別の実施形態においては、ＷＡＮ
１及び／又はＳＰＮ５００から、ＣＤＲを超過すること
を示す２進指示が提供される。これは、フレームリレー
から順方向に送られる明示渋滞通知（frame relay forw
ard explicit congestion notification（ＦＥＣＮ））
ビット及び／又は非適合送信元を示し、オプションとし
て、その送信元のレート情報（たとえば実転送レートＴ
i及び／又は超過レートＳi−Ｔi）を含むレイヤ３のメ
ッセージが使用され行われる。さらに、一実施形態にお
いては、１つのメッセージに、複数の非適合送信元が記
載される。これら順方向渋滞通知の実施形態において
は、適合性は、送信先のネットワーク側で調べられる。
一実施形態においては、動作中送信元が送信先にトラフ
ィックの送信を申し込む申し込みレートＳiが、その送
信元の実ネットワーク転送レートＴiを超えるとき、順
方向渋滞通知が所与の送信先に提供される。
【００５０】送信元の出口ポートに転送できない非適合
パケットは、送信元又は送信先に示され又は示されるこ
となく放棄される。送信元の適合性を測定するために
は、転送のため送信元に許容される超過帯域幅の量が決
定される必要がある。超過帯域幅を計算するため、Ｗj
をｊ番目の時間ウインドウとする。公平な割り当て帯域
幅を超える超過帯域幅は、次式により計算される。
【００５１】
【数４】 ここで、Ｍは、送信先がトラフィックを受信できる送信
元の可能な数として規定され、Ｂは、所定の基準レート
として規定される。基準レートＢの導入により、非動作
中送信元にネットワーク帯域幅が効率的に予約され、こ
れにより、非動作から動作に変わった送信元は、ネット
ワークを経由し、時間間隔Ｗjの間、少なくとも幾らか
のトラフィックの送信が可能となる。特に、ＷＡＮ１及
び／又はＳＰＮ５００により、各送信元のＴiは、少な
くとも最小基準レートＢが保証される。この状態におい
て、Ｗj中、Ｂ*Ｗjユニットのデータ（たとえば、ビッ
ト）を超えるデータが受信されると、Ｗj中、送信元は
動作中と見なされる。Ｂは、Ｓiに比較し小さく規定さ
れ、できるだけ多くの超過帯域幅が保留され、しかも、
所与の送信先に対し後で作動される非動作中送信元（所
与の送信先に対し非送信中送信元）に十分な大きさのネ
ットワーク可用性が保証されることが望ましい。一実施
形態においては、Ｂは、所定のレートである。別の実施
形態においては、Ｂは、時間、非動作中送信元の数、動
作中送信元の数、送信元の総数の全て又は幾つかにより
変化する。さらに別の実施形態においては、送信元のＢ
は、送信元に割り当てられる優先度の区分に従う。さら
に別の実施形態においては、非動作中送信元が動作中と
なると、送信元に割り当てられる優先度は、送信が申し
込まれるデータの内容（たとえば、データペイロード、
ＤＬＣＩ、アドレスの全て又は幾つか）に従う。従っ
て、Ｂは、各送信元に対し同一ではない。
【００５２】超過帯域幅が求まると、最大の適合実ネッ
トワーク転送レートＴpが計算される。これを実行する
ため、各送信元に対するＴiが、デフォルトにより最小
（ｒpＳi）に設定される。次いで、所与の送信先に実際
に送信している一部又はすべての送信元に超過帯域幅Ｅ
が割り振られ、これら送信元に対するＴiの調整又は割
り増しが行われる。一実施形態においては、超過帯域幅
は、動作中送信元の一部又は全ての間に均一に割り振ら
れる。別の実施形態においては、超過帯域幅は、送信元
優先度、データ優先度、ＤＬＣＩの全て又は幾つかに従
い送信元の間に割り振られる。
【００５３】別の実施形態においては、ＷＡＮ１及び／
又はＳＰＮ５００から、逆方向渋滞通知が、非適合送信
元に提供される。この通知は、Ｔiを超える非適合送信
元に対応する送信先（１つ又は複数）及び／又は非適合
送信元のレート情報（たとえば実転送レート及び／又は
超過レートＳi−Ｔi）を示すレイヤ２及び／又はレイヤ
３のメッセージ形式である。しかし、レイヤ２の通知
は、それだけでは望ましくない。これは、レイヤ２の通
知のみ受信する送信元では、適合する送信元に対応する
送信先と、適合しない送信元に対応する送信先が区別で
きないからである。一実施形態においては、送信元の申
し込みレートＳiが、送信元の実ネットワーク転送レー
トＴiを超えると、逆方向渋滞通知が、所与の動作中送
信元に提供される。別の実施形態においては、非適合送
信元に、渋滞情報、割り当てられたＣＤＲ、ＤＲＳp、
ｒp、Ｔiの全て又は幾つかが通知される。さらに別の実
施形態においては、渋滞情報に対応する方法がユーザに
提示される。さらに別の実施形態においては、逆方向通
知の受信に応答し、申し込みレートＳiが送信元により
低減される。
【００５４】これら逆方向渋滞通知の実施形態において
は、適合性処理は、送信元ＵＮＩのネットワーク側に実
装される。この実施形態においては、送信先から、送信
先配信レートに関するフィードバックが要求される。フ
ィードバックには、送信先における動作中送信元のレー
ト割り当て及び／又は総計レートで除算されるＣＤＲに
関する情報が含まれる。
【００５５】本発明が組み込まれるシステムと方法を、
例を使用し示したが、勿論、本発明は、これら実施形態
に限定されるものでないことを理解する必要がある。こ
の分野の技術を有する人には、特に、前述の教示から知
られる修正が可能である。たとえば、前述の実施形態の
各要素は、単独で又は他の実施形態の要素と組み合わせ
利用可能である。加えて、例としてメッシュ状ネットワ
ークを示したが、従属する請求項により規定される本発
明は、必ずしもこれに限定される必要はない。さらに、
ＩＰ交換機により、任意の高位ＩＰ類似プロトコルから
任意の高速パケット類似プロトコルに変換可能であり、
上に提示したＡＴＭ／ＩＰの例に限定される必要はな
い。さらに、本発明の多くの態様の実装において実行さ
れるステップの例は、図５に示す物理的な実施形態の例
に関連し説明したが、本発明の方法を実装するステップ
は、これに限定されるものではない。加えて、レイヤ３
のＩＰプロトコルを使用し例を説明したが、この分野の
技術を有する人には、レイヤ３のルーティング可能なプ
ロトコルとして、任意のバージョンのＩＰ又はＩＰＸが
使用可能であることは明らかである。さらに、実装の一
例として、ＩＰプロトコルとＡＴＭプロトコルについて
説明したが、本発明をそれのみに限定する意図はなく、
本発明の態様と互換性のある他のプロトコルも同様に使
用可能であることを理解する必要がある。本発明のこれ
までの要約、及びこれに続く好ましい実施形態の詳細な
説明は、添付する図と関連させ読むことによりさらによ
く理解される。例示のため、本発明の１又はそれ以上の
態様を示す実施形態を図に示す。しかし、これら実施形
態は、本発明をこれのみに限定しようとするものではな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 顧客の位置の間に、ＣＰＥとしてのルータと
ＰＶＣを有する広域ネットワーク（ＷＡＮ）を例示する
図である。
【図２】 図１に示すＷＡＮを経由するデータの流れを
示す図である。
【図３】 ネットワークを経由するデータパケットの構
成と流れを示す図である。
【図４】 ネットワークを経由するデータパケットの構
成と流れを示す図である。
【図５】 ネットワークを経由するデータパケットの構
成と流れを示す図である。
【図６】 本発明の態様に従うネットワークアーキテク
チャを示すブロック図である。
【図７】 図６に例示するネットワークの詳細ブロック
図である。
【図８】 従来のネットワークアーキテクチャに、本発
明の態様を組み込む移行経路を示す図である。
【図９】 図６のネットワークアーキテクチャを経由す
るデータの流れを示す図である。
【図１０】 図６を経由するアプリケーションに基づく
優先度設定を示す図である。
【図１１】 図６のネットワークを経由しサービスを割
り当てる手段の実施形態の例を示す図である。
【図１２】 例示するＷＡＮを経由するデータの流れを
示す図である。
【図１３】 例示するＷＡＮを経由するデータの流れを
示す図である。
【図１４】 例示するＷＡＮを経由するデータの流れを
示す図である。
【符号の説明】
４０２ ユーザネットワークインタフェース、５００
サービス提供者ネットワーク、５０１ ルータ、５０２
インターネットプロトコル交換機、９００広域ネット
ワーク、９０１ サービス提供者ネットワーク、９０２
ユーザデータ、９０３ アプリケーションレイヤ、９
０４ トランスポートレイヤ、９０５ネットワークレイ
ヤ、９０６ ヘッダ、９０８ ヘッダ（ＩＰアドレ
ス）、９０９ レイヤ２、９１２ データリンクコネク
ション識別子、９１４ フレームリレーフレーム、９１
９ ルータ、９２０−１，９２０−２ 〜 ９２０−ｎ
ユーザネットワークインタフェース、９５０ ＩＰパケ
ット、１０００ フレーム、１００１ フレームリレー
交換機、１００２ フレームリレートランク、１００３
交換機、１００４ ルーティング要素、１００６ 交
換機、１００７ルーティング要素、１００８ トラン
ク、１００９ フレームリレー交換機、１０１０ フレ
ームリレーフレーム、１０１１ ＰＤＵ、１０１２ １
０１３ ルーティング要素、１０１４，１０１５ 交換
機、１０１６，１０１７ フレームリレー交換機、１５
００ フレームリレーフレーム、１５０１ 交換機、１
５０２ ルーティング要素、１５０３，１５０４ フレ
ーム、２０００ 交換機、２００１ フレームリレー／
ＡＴＭ変換ユニット、２００２ ＡＴＭセル、２００３
交換機、２００４ ルータ、２００５ 交換機、２０
０６ フレームリレー／ＡＴＭ変換ユニット、２００
８，２００９ ＡＴＭセル、２０１０，２０１１ルー
タ、２０１２，２０１３ 交換機、２０１４ フレーム
リレー／ＡＴＭ変換ユニット、２０１５，２０１６ 交
換機、２０１７ フレームリレー／ＡＴＭ交換ユニッ
ト、２０１８ ルータ、２０１９ 交換機、２０２０
送信フレーム、２０２１ フレームリレーフレーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステファン エル ホルムグレン アメリカ合衆国 ニュージャージー州 リトル シルバー ロヴェット アベニ ュー 52 (72)発明者 ジョン ビー メダマナ アメリカ合衆国 ニュージャージー州 コルツ ネック コロニアル テラス 21 (72)発明者 ヴィクラム アール サクセナ アメリカ合衆国 ニュージャージー州 フリーホールド ベニントン ロード 281 (56)参考文献 特開 平８−204722（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−163139（ＪＰ，Ａ) Ｂｉｈ−Ｈｗａｎｇ ＬＥＥ ＥＴ ＡＬ，Ａ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓ ｔｕｄｙ ｏｎ Ｆｒａｍｅ Ｒｅｌａ ｙ ａｎｄ ＡＴＭ Ｉｎｔｅｒｗｏｒ ｋｉｎｇ Ｕｎｉｔ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， ＩＥＩＣ Ｅ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，日本, 電子情報通信学会，ＶＯＬ．80−Ｂ，Ｎ Ｏ．６，Ｐ．948−962 Ｐｅｔｅｒ Ｎｅｗｍａｎ ＥＴ Ａ Ｌ，ＩＰ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ａｎｄ Ｇｉｇａｂｉｔ Ｒｏｕｔｅｒｓ， ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓ Ｍａｇａｚｉｎｅ，米国，ＩＥＥ Ｅ，ＶＯＬ．35，ＮＯ．１，Ｐ．64−69 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 12/56 100

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サービスカテゴリ識別子を含むヘッダデ
    ータをヘッダデータフィールドに有し、ユーザデータフ
    ィールドにユーザデータを有するフレームリレーデータ
    パケットを、高速パケットネットワークに受け入れるス
    テップと、 ヘッダデータに応答して高速パケットネットワーク内で
    データパケットが交換されるステップと、 を含み、各サービスカテゴリ識別子は宛先グループのう
    ちの１つに対応することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって、ユーザ
    データに応答してルーティングが行われるステップをさ
    らに含む方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法であって、ユーザ
    データに応答して仮想専用ネットワーク内でルーティン
    グが行われるステップをさらに含む方法。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載の方法であって、ユーザ
    データに応答して仮想専用ネットワーク内でルーティン
    グが行われるステップをさらに含み、仮想専用ネットワ
    ークは協同取引仲間のネットワークを含むことを特徴と
    する方法。
  5. 【請求項５】 請求項２に記載の方法であって、ユーザ
    データに応答して閉域接続内でルーティングが行われる
    ステップをさらに含む方法。
  6. 【請求項６】 請求項２に記載の方法であって、ヘッダ
    データに基づき複数のサービスカテゴリの識別が行われ
    るステップをさらに含み、第１サービスカテゴリ識別子
    を持つパケットは第１サービス品質（ＱｏＳ）を受け、
    第２サービスカテゴリ識別子を持つパケットは第２サー
    ビス品質を受けることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 請求項２に記載の方法であって、ユーザ
    データはマルチキャストデータを有することを特徴とす
    る方法。
  8. 【請求項８】 請求項２に記載の方法であって、ユーザ
    データは音声データを有することを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 請求項２に記載の方法であって、ユーザ
    データは映像データを有することを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 請求項２に記載の方法であって、ユー
    ザデータはＩＰアドレスを有することを特徴とする方
    法。
  11. 【請求項１１】 フレームリレーデータパケットを高速
    パケットネットワークに受け入れるステップと、 データリンクコネクション識別子（ＤＬＣＩ）に応答し
    て高速パケットネットワーク内でフレームリレーデータ
    パケットが交換されるステップと、 を含み、各ＤＬＣＩは宛先グループの一つに対応するこ
    とを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の方法であって、宛
    先グループは仮想専用ネットワークを有することを特徴
    とする方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の方法であって、各
    フレームリレーデータパケットはユーザデータフィール
    ドにユーザデータを有し、 ユーザデータに応答して仮想専用ネットワーク内でフレ
    ームリレーデータパケットのルーティングが行われるス
    テップをさらに含む方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の方法であって、ユ
    ーザデータは音声データ、映像データ、マルチキャスト
    データのうちのいずれか１つを有することを特徴とする
    方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１３に記載の方法であって、ユ
    ーザデータはＩＰアドレスを有することを特徴とする方
    法。
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