JP3491511B2 - パケット転送ネットワーク - Google Patents
パケット転送ネットワークInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中継ネットワーク
と情報を送受信する端末から構成されるネットワークに
おいて、端末から送信された情報がネットワーク内を転
送される際に、ネットワーク内の状況に応じて、転送の
方式を制御するネットワークに関し、特に、パケットの
公平な廃棄を行うことを目標とする帯域共用方法、ノー
ド内パケット廃棄法、トランスポートプロトコル、輻輳
回避レート制御方法に関する。
と情報を送受信する端末から構成されるネットワークに
おいて、端末から送信された情報がネットワーク内を転
送される際に、ネットワーク内の状況に応じて、転送の
方式を制御するネットワークに関し、特に、パケットの
公平な廃棄を行うことを目標とする帯域共用方法、ノー
ド内パケット廃棄法、トランスポートプロトコル、輻輳
回避レート制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の入力量制御の実施例を図１４を用
いて説明する。図中、1001は流量監視装置手段、1002は
入力情報監視機能、1003は優先値埋め込み機能、1004は
レート観測手段、1009は閾値越え判断機能、1010は閾値
管理機能を、1011、1008、1007、1005、1006は信号を伝
達する手段を、10は送信端末、11は送信端末とプライオ
リティ付与機能を接続する手段、12は流量監視装置手段
からネットワークにパケットを転送する手段を表す。
いて説明する。図中、1001は流量監視装置手段、1002は
入力情報監視機能、1003は優先値埋め込み機能、1004は
レート観測手段、1009は閾値越え判断機能、1010は閾値
管理機能を、1011、1008、1007、1005、1006は信号を伝
達する手段を、10は送信端末、11は送信端末とプライオ
リティ付与機能を接続する手段、12は流量監視装置手段
からネットワークにパケットを転送する手段を表す。
【０００３】ネットワークから、情報量流量監視装置に
対して信号線1011を介して閾値が伝えられる。信号線10
11を介して伝えられた該閾値は閾値管理機能に保持され
る。該流量監視装置内の入力情報監視機能は端末からの
入力情報の有無をレート観測手段に通知する。レート観
測手段は、該入力情報監視機能からの信号をもとに端末
からの入力情報量を観測する。閾値判断越え機能は該閾
値管理機能から与えられる該閾値と、該レート観測手段
で観測された情報量を比較し、この値より大きければ、
優先値“１”を優先値埋め込み機能によって入力情報内
に埋め込む。また一方、入力量が閾値より小さければ
“０”を埋め込む制御を行う。ここでは情報量の閾値Ｖ
＝２に対して、情報量ｖ＝３で入力がされた結果、閾値
より大きいと判断されて優先値“１”が埋め込まれた例
を示す。
対して信号線1011を介して閾値が伝えられる。信号線10
11を介して伝えられた該閾値は閾値管理機能に保持され
る。該流量監視装置内の入力情報監視機能は端末からの
入力情報の有無をレート観測手段に通知する。レート観
測手段は、該入力情報監視機能からの信号をもとに端末
からの入力情報量を観測する。閾値判断越え機能は該閾
値管理機能から与えられる該閾値と、該レート観測手段
で観測された情報量を比較し、この値より大きければ、
優先値“１”を優先値埋め込み機能によって入力情報内
に埋め込む。また一方、入力量が閾値より小さければ
“０”を埋め込む制御を行う。ここでは情報量の閾値Ｖ
＝２に対して、情報量ｖ＝３で入力がされた結果、閾値
より大きいと判断されて優先値“１”が埋め込まれた例
を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、輻輳の発生
するＮＷに於いて、輻輳発生時に輻輳箇所を通過する情
報の流量制御を（１）該輻輳箇所を通過する複数コネク
ション毎の通過転送量を、それぞれが公平になるように
ネットワークを通過するパケット情報量の制御を行うこ
と、（２）輻輳を広げないこと、（３）ＮＷの流量制御
による結果を、端末間でのレート制御に効率的に反映
し、転送完了時間の短縮を実現すること、を目的とす
る。
するＮＷに於いて、輻輳発生時に輻輳箇所を通過する情
報の流量制御を（１）該輻輳箇所を通過する複数コネク
ション毎の通過転送量を、それぞれが公平になるように
ネットワークを通過するパケット情報量の制御を行うこ
と、（２）輻輳を広げないこと、（３）ＮＷの流量制御
による結果を、端末間でのレート制御に効率的に反映
し、転送完了時間の短縮を実現すること、を目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、情報の中継機能を有する中継ネット
ワークと、その中継ネットワークに接続され、中継ネッ
トワークを介して情報を送受信する端末から構成される
ネットワークにおいて、端末から中継ネットワークに入
力される転送情報に対して、該転送情報の優先度を算出
する機能と、該転送情報に、該算出した優先値を関連さ
せ転送する機能をもつ優先値付与手段と、該優先値付与
手段により転送された優先値と、その値から一意に確率
値を算出する確率計算機能と、該優先値と関連する転送
情報を該確率値に応じて破棄、通過の処理を行う機能を
持つフィルター手段をもつネットワークにある。
の本発明の特徴は、情報の中継機能を有する中継ネット
ワークと、その中継ネットワークに接続され、中継ネッ
トワークを介して情報を送受信する端末から構成される
ネットワークにおいて、端末から中継ネットワークに入
力される転送情報に対して、該転送情報の優先度を算出
する機能と、該転送情報に、該算出した優先値を関連さ
せ転送する機能をもつ優先値付与手段と、該優先値付与
手段により転送された優先値と、その値から一意に確率
値を算出する確率計算機能と、該優先値と関連する転送
情報を該確率値に応じて破棄、通過の処理を行う機能を
持つフィルター手段をもつネットワークにある。
【０００６】［従来技術との差異］従来は輻輳箇所が該
箇所を通過することのできる情報量の閾値の計算手段、
該閾値をネットワーク入り口の情報量流量監視装置に伝
える手段をもったネットワーク等において、ネットワー
クから与えられる該閾値をもとに入力情報の優先度を決
定する制御を行っていた。この制御を用いて、同一輻輳
箇所を通過するコネクション間の公平性の維持の実現を
行うためには複雑な閾値の計算を行うことのできる計算
手段をネットワークが用意する必要性があった。
箇所を通過することのできる情報量の閾値の計算手段、
該閾値をネットワーク入り口の情報量流量監視装置に伝
える手段をもったネットワーク等において、ネットワー
クから与えられる該閾値をもとに入力情報の優先度を決
定する制御を行っていた。この制御を用いて、同一輻輳
箇所を通過するコネクション間の公平性の維持の実現を
行うためには複雑な閾値の計算を行うことのできる計算
手段をネットワークが用意する必要性があった。
【０００７】本発明ではこの流量制御を入り口でのプラ
イオリティ付与と、各輻輳箇所でのプライオリティに基
づく流量制御に分割することにより、複数コネクション
毎の通過転送量を公平に保たせる制御を簡単な装置で行
うことができる。
イオリティ付与と、各輻輳箇所でのプライオリティに基
づく流量制御に分割することにより、複数コネクション
毎の通過転送量を公平に保たせる制御を簡単な装置で行
うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】［実施例１］以下は請求項１を実
施する説明である。
施する説明である。
【０００９】第一に優先付与手段の実現を説明する。図
１は、入力される情報の優先度に応じ、その優先度に基
づく値を入力情報の内部に付与する優先値付与手段の実
施例を説明する図である。図１で、10は送信端末を、 1
00は優先値付与手段を、101は優先値計算機能を、102
は端末から転送される情報を監視する入力情報監視機能
を、103 は端末からの情報に優先値を挿入する優先値埋
め込み機能と、105 は102 から101 に対して監視情報を
伝える信号線を、106 は101 から103 に埋め込むべき優
先値を指示する信号線を、11は中継ネットワークと端末
間の情報転送手段を、12は優先値付与手段から中継ネッ
トワークへの情報転送手段を示す。
１は、入力される情報の優先度に応じ、その優先度に基
づく値を入力情報の内部に付与する優先値付与手段の実
施例を説明する図である。図１で、10は送信端末を、 1
00は優先値付与手段を、101は優先値計算機能を、102
は端末から転送される情報を監視する入力情報監視機能
を、103 は端末からの情報に優先値を挿入する優先値埋
め込み機能と、105 は102 から101 に対して監視情報を
伝える信号線を、106 は101 から103 に埋め込むべき優
先値を指示する信号線を、11は中継ネットワークと端末
間の情報転送手段を、12は優先値付与手段から中継ネッ
トワークへの情報転送手段を示す。
【００１０】図２は図１における優先値計算の実施例を
示す図である。入力情報監視機能は、あらかじめ決めら
れた優先値決定要素から優先値を決定する。
示す図である。入力情報監視機能は、あらかじめ決めら
れた優先値決定要素から優先値を決定する。
【００１１】本実施例では、転送情報としてＡ１、Ａ
２、Ａ３、Ａ４の順に優先値付与手段へ転送されてお
り、入力情報監視機能はこの転送状況を観測し優先値計
算機能へ伝える。優先値計算機能は図２に示されるよう
に送信端末が指示した料金と、転送情報量から、優先値
を求めている。ここでは料金＝Ｂでかつ転送量＝３から
優先値＝２が算出される。該優先値計算機能は、この優
先値＝２を優先値埋め込み機能へ転送し、優先値埋め込
み機能はこの優先値２を転送情報列Ａ１、Ａ２、Ａ３、
Ａ４の間に埋め込むことを実現する。
２、Ａ３、Ａ４の順に優先値付与手段へ転送されてお
り、入力情報監視機能はこの転送状況を観測し優先値計
算機能へ伝える。優先値計算機能は図２に示されるよう
に送信端末が指示した料金と、転送情報量から、優先値
を求めている。ここでは料金＝Ｂでかつ転送量＝３から
優先値＝２が算出される。該優先値計算機能は、この優
先値＝２を優先値埋め込み機能へ転送し、優先値埋め込
み機能はこの優先値２を転送情報列Ａ１、Ａ２、Ａ３、
Ａ４の間に埋め込むことを実現する。
【００１２】第二にフィルター手段の実現を説明する。
図３は、入力される情報に埋め込まれた優先値に基づき
転送情報の廃棄、通過処理を行うフィルター手段の実施
例を説明する図である。図３で、200 はフィルター手段
を、201 は廃棄・通過判断機能を、202 は転送される入
力情報に付加された優先値を読み込む優先値観測機能
を、 203は転送情報を廃棄・通過処理する機能を、205
は202 から201 に対して優先値情報を伝える信号線を、
206 は201 から203 に廃棄・通過を指示する信号線を、
13、14は中継ネットワーク内の情報転送手段を示す。
図３は、入力される情報に埋め込まれた優先値に基づき
転送情報の廃棄、通過処理を行うフィルター手段の実施
例を説明する図である。図３で、200 はフィルター手段
を、201 は廃棄・通過判断機能を、202 は転送される入
力情報に付加された優先値を読み込む優先値観測機能
を、 203は転送情報を廃棄・通過処理する機能を、205
は202 から201 に対して優先値情報を伝える信号線を、
206 は201 から203 に廃棄・通過を指示する信号線を、
13、14は中継ネットワーク内の情報転送手段を示す。
【００１３】図４は図３における廃棄判断の計算実施例
を示す図である。優先値観測機能から伝えられた優先値
をもとにその優先値のついた転送情報の固まりに対する
廃棄確率を図４のグラフから計算を行う。
を示す図である。優先値観測機能から伝えられた優先値
をもとにその優先値のついた転送情報の固まりに対する
廃棄確率を図４のグラフから計算を行う。
【００１４】本実施例では、優先値２をもつ転送情報Ａ
１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に対して、確率１／３が求められ
る、この確率値に基づき該転送情報の通過・廃棄判断を
行うことによって、結果として１／３の確率で転送され
るように制御を行っている。結果Ａ１・Ａ４が通過し、
Ａ２・Ａ３が廃棄されている。
１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に対して、確率１／３が求められ
る、この確率値に基づき該転送情報の通過・廃棄判断を
行うことによって、結果として１／３の確率で転送され
るように制御を行っている。結果Ａ１・Ａ４が通過し、
Ａ２・Ａ３が廃棄されている。
【００１５】次に、図５を用いて優先値付与手段と、フ
ィルター手段をもつネットワークを説明する。
ィルター手段をもつネットワークを説明する。
【００１６】図中20は受信端末を、15は中継ネットワー
クと端末間の情報転送手段を表す。端末間の転送情報は
図に示すネットワークにより転送される。
クと端末間の情報転送手段を表す。端末間の転送情報は
図に示すネットワークにより転送される。
【００１７】 また、ネットワークに入力される情報を
複数のパケットに分割し、入力されるパケットヘッダ内
にプライオリティフィールドを設けたり、パケット情報
につけ加えて転送し、分割されたパケット毎に破棄／通
過の制御を行ってもよい。
複数のパケットに分割し、入力されるパケットヘッダ内
にプライオリティフィールドを設けたり、パケット情報
につけ加えて転送し、分割されたパケット毎に破棄／通
過の制御を行ってもよい。
【００１８】 ［実施例２］
上記実施例１で示したフィルター手段による廃棄は、請
求項２に示すように、同一帯域への多重化を行う際であ
ってもよい。
求項２に示すように、同一帯域への多重化を行う際であ
ってもよい。
【００１９】 上記実施例１で示したフィルター手段に
よる廃棄は、請求項３に示すように、通過パケットのト
ラヒックが端末毎に等しくなるように行ってもよい。
よる廃棄は、請求項３に示すように、通過パケットのト
ラヒックが端末毎に等しくなるように行ってもよい。
【００２０】以下に同一帯域への多重化を行う場合の説
明を示す。
明を示す。
【００２１】図６は本発明による端末間の通信を多重化
し、特定帯域を共用するネットワークの説明を行う図で
ある。図中10は送信端末、200 は優先順位付与手段、30
0 は多重化部、400 は分離部、20は受信端末を、11、12
は端末と中継ネットワークを接続する情報転送手段、12
は優先順位付与手段と多重化部を接続する情報転送手
段、16は多重化部と分離部までを接続する情報転送手
段、15は分離部と受信端末を接続する情報転送手段を示
す。
し、特定帯域を共用するネットワークの説明を行う図で
ある。図中10は送信端末、200 は優先順位付与手段、30
0 は多重化部、400 は分離部、20は受信端末を、11、12
は端末と中継ネットワークを接続する情報転送手段、12
は優先順位付与手段と多重化部を接続する情報転送手
段、16は多重化部と分離部までを接続する情報転送手
段、15は分離部と受信端末を接続する情報転送手段を示
す。
【００２２】図７は多重化部の構成実施例を示す。図中
200 はフィルター手段を、301 は情報を蓄積するバッフ
ァ、303 は多重化後の転送情報の識別子を付与する識別
子付与機能を、302 は接続されたバッファから転送情報
を読み出す制御を行う読み出し制御部を示す。
200 はフィルター手段を、301 は情報を蓄積するバッフ
ァ、303 は多重化後の転送情報の識別子を付与する識別
子付与機能を、302 は接続されたバッファから転送情報
を読み出す制御を行う読み出し制御部を示す。
【００２３】各記号のハイフン以下は送信端末Ｃに接続
されたことを−１、送信端末Ｂに接続されたことを−２
として表す。
されたことを−１、送信端末Ｂに接続されたことを−２
として表す。
【００２４】図６に示すように送信端末ＣからＣ１、Ｃ
２、Ｃ３、Ｃ４の順に情報が転送される。送信端末Ｂか
らはＢ１、Ｂ２の順に情報が転送される。各端末に接続
された優先順位付与手段によって、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、
Ｃ４にはそれぞれ優先値３が、Ｂ１、Ｂ２には優先値１
が付与される。ここでは入力情報量に比例した値を付与
する例を示している。優先値が付与された転送情報は多
重化部に転送される。多重化部ではそれぞれの端末から
の情報をフィルター手段を用いて廃棄通過処理を行った
後、各端末からの情報を識別するための識別子を付与
し、それぞれの転送情報を並べて転送手段16に出力す
る。図中Ｃ１、Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２がそれぞれフィルター
手段を通過しそれぞれを交互に並べられている様子を示
す。分離部400 では入力転送情報の識別子を用いてＢ端
末からの情報であるかＣ端末からの情報であるかを判別
し、それぞれの端末に応じて転送手段15-1または15-2に
転送する。
２、Ｃ３、Ｃ４の順に情報が転送される。送信端末Ｂか
らはＢ１、Ｂ２の順に情報が転送される。各端末に接続
された優先順位付与手段によって、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、
Ｃ４にはそれぞれ優先値３が、Ｂ１、Ｂ２には優先値１
が付与される。ここでは入力情報量に比例した値を付与
する例を示している。優先値が付与された転送情報は多
重化部に転送される。多重化部ではそれぞれの端末から
の情報をフィルター手段を用いて廃棄通過処理を行った
後、各端末からの情報を識別するための識別子を付与
し、それぞれの転送情報を並べて転送手段16に出力す
る。図中Ｃ１、Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２がそれぞれフィルター
手段を通過しそれぞれを交互に並べられている様子を示
す。分離部400 では入力転送情報の識別子を用いてＢ端
末からの情報であるかＣ端末からの情報であるかを判別
し、それぞれの端末に応じて転送手段15-1または15-2に
転送する。
【００２５】図７で具体的な多重化部の実施例を示す。
多重化部に入力された転送情報はフィルター手段での廃
棄・通過処理、識別子付与機能での端末を識別する識別
子の付与の後、バッファに蓄積される。200 では入力さ
れた優先値の逆数を通過確率とし、廃棄・通過判断を行
う例を示す。図では12-1からの優先値３をもつ情報は確
率１／３でフィルター手段200-1 を通過することを示
し、この結果Ｃ１、Ｃ２がバッファに蓄積される。12-2
からの優先値１をもつ情報は確率１でフィルター手段20
0-2 を通過し、この結果Ｂ１、Ｂ２がバッファに蓄積さ
れる。バッファに蓄積された転送情報は、読み出し制御
機能によって、順次読み出され出力される。結果ＣとＢ
からの転送情報が公平な等しい通過量となる。
多重化部に入力された転送情報はフィルター手段での廃
棄・通過処理、識別子付与機能での端末を識別する識別
子の付与の後、バッファに蓄積される。200 では入力さ
れた優先値の逆数を通過確率とし、廃棄・通過判断を行
う例を示す。図では12-1からの優先値３をもつ情報は確
率１／３でフィルター手段200-1 を通過することを示
し、この結果Ｃ１、Ｃ２がバッファに蓄積される。12-2
からの優先値１をもつ情報は確率１でフィルター手段20
0-2 を通過し、この結果Ｂ１、Ｂ２がバッファに蓄積さ
れる。バッファに蓄積された転送情報は、読み出し制御
機能によって、順次読み出され出力される。結果ＣとＢ
からの転送情報が公平な等しい通過量となる。
【００２６】［実施例３］上記実施例２の実施例につい
て、コンピューターシミュレーションにより評価を行っ
た。図８は、本評価で用いたレートに基づくプライオリ
ティ付与手段を示す。コネクション毎に固定の計測単位
時間Ｔｄが与えられそれを記録する機能と、過去Ｔｄ時
間内に通過した入力の情報リストを保持するテーブル
と、新たなパケットの到着時に、パケットのヘッダ内に
かかれたパケット長情報と該入力の情報リストが記され
たテーブルから、現在を含むＴｄ時間の通過情報量を算
出する機能と、プライオリティ＝通過情報量／Ｔｄとし
て算出し、入力パケットに付加する機能により実現す
る。
て、コンピューターシミュレーションにより評価を行っ
た。図８は、本評価で用いたレートに基づくプライオリ
ティ付与手段を示す。コネクション毎に固定の計測単位
時間Ｔｄが与えられそれを記録する機能と、過去Ｔｄ時
間内に通過した入力の情報リストを保持するテーブル
と、新たなパケットの到着時に、パケットのヘッダ内に
かかれたパケット長情報と該入力の情報リストが記され
たテーブルから、現在を含むＴｄ時間の通過情報量を算
出する機能と、プライオリティ＝通過情報量／Ｔｄとし
て算出し、入力パケットに付加する機能により実現す
る。
【００２７】図９は本評価で用いたプライオリティに基
づくフィルター手段を示す。Ｑ長変化の観測機能、観測
されたＱ長からプライオリティ閾値を算出する機能、ブ
ロックの先頭セルの入力時にそのブロックに書き込まれ
たプライオリティと保持しているプライオリティ閾値に
応じて廃棄・通過判断を行う機能、セル到着毎に廃棄・
通過処理をブロック毎に管理する機能により実現する。
フィルター部の動作を説明する。
づくフィルター手段を示す。Ｑ長変化の観測機能、観測
されたＱ長からプライオリティ閾値を算出する機能、ブ
ロックの先頭セルの入力時にそのブロックに書き込まれ
たプライオリティと保持しているプライオリティ閾値に
応じて廃棄・通過判断を行う機能、セル到着毎に廃棄・
通過処理をブロック毎に管理する機能により実現する。
フィルター部の動作を説明する。
【００２８】まず始めに、Ｑ長の観測について説明す
る。Ｑ長は以下のような平均Ｑ長を観測する。平均Ｑ長
情報はブロック先頭セルの到着毎に更新される。ｎパケ
ット目が到着したときのＱ長をQo(n) 、平均Ｑ長をQ(n-
1)で表すとき式１に示すローパスフィルターを用いた計
算に従ってQ(n)を計算する。 Q(n)=wQo(n)+(1-w)Q(n-1) ... １
る。Ｑ長は以下のような平均Ｑ長を観測する。平均Ｑ長
情報はブロック先頭セルの到着毎に更新される。ｎパケ
ット目が到着したときのＱ長をQo(n) 、平均Ｑ長をQ(n-
1)で表すとき式１に示すローパスフィルターを用いた計
算に従ってQ(n)を計算する。 Q(n)=wQo(n)+(1-w)Q(n-1) ... １
【００２９】次に、閾値Ｖｔｈの計算についての説明を
行う。閾値Ｖｔｈの更新は、観測している平均Ｑ長を用
いる。時刻ｔはｎパケット目〜ｎ＋１パケット目が到着
する間とし、Q(n)をQ(t)として表す。現在のプライオリ
ティ閾値がVth(t)であったとし、時刻ｔ１に閾値Vth(t)
を式２に従ってV'th(t) に更新する。式２中Ｑｃはパラ
メーターであり一定値を与える。この閾値の更新はΔｔ
毎に行われる。 V'th(t)=[(1+1/Q(t))/(1+1/Qc)]Vth(t) ... ２
行う。閾値Ｖｔｈの更新は、観測している平均Ｑ長を用
いる。時刻ｔはｎパケット目〜ｎ＋１パケット目が到着
する間とし、Q(n)をQ(t)として表す。現在のプライオリ
ティ閾値がVth(t)であったとし、時刻ｔ１に閾値Vth(t)
を式２に従ってV'th(t) に更新する。式２中Ｑｃはパラ
メーターであり一定値を与える。この閾値の更新はΔｔ
毎に行われる。 V'th(t)=[(1+1/Q(t))/(1+1/Qc)]Vth(t) ... ２
【００３０】次にパケットが到着する際のパケットの廃
棄・通過判断についての説明を行う。パケットが到着時
に、パケット内のプライオリティＰを検出し、その時刻
のプライオリティ閾値Vth(t)とプライオリティＰから以
下に示す廃棄確率Ｂに従ってブロックの選択廃棄を行
う。 B = Vth(t)/P (Vth(t)/P＜1) ...３ 1 (Vth(t)/P≧1)
棄・通過判断についての説明を行う。パケットが到着時
に、パケット内のプライオリティＰを検出し、その時刻
のプライオリティ閾値Vth(t)とプライオリティＰから以
下に示す廃棄確率Ｂに従ってブロックの選択廃棄を行
う。 B = Vth(t)/P (Vth(t)/P＜1) ...３ 1 (Vth(t)/P≧1)
【００３１】また、ネットワークは図１０に示す１リン
クモデルとした。リンク速度150 Ｍｂｐｓ、各ソースは
無限大のコンテンツを持つピーク速度10Ｍｂｐｓの端末
が接続されている。ここで端末ＴＣＰと同様のレート制
御を行うとした、但し以下の点がことなる。 ・ブロック廃棄が発生した場合、送信端末はブロック廃
棄発生のＲＴＴ後に確実に再送制御を開始する。 ・再送制御としてロスパケットからのGo-Back-N を用い
る。 ・輻輳ウィンドウを用いる標準的な輻輳制御を行う。
クモデルとした。リンク速度150 Ｍｂｐｓ、各ソースは
無限大のコンテンツを持つピーク速度10Ｍｂｐｓの端末
が接続されている。ここで端末ＴＣＰと同様のレート制
御を行うとした、但し以下の点がことなる。 ・ブロック廃棄が発生した場合、送信端末はブロック廃
棄発生のＲＴＴ後に確実に再送制御を開始する。 ・再送制御としてロスパケットからのGo-Back-N を用い
る。 ・輻輳ウィンドウを用いる標準的な輻輳制御を行う。
【００３２】リンクの伝搬遅延をｄとおき、端末〜ノー
ド間ｄ、ノード〜端末間の伝搬遅延ｄ、さらに復路はバ
ッファなしの２ｄの遅延のみを付与する。Ｔ＝４ｄが伝
送遅延による往復遅延となる。遅延Ｔｄとなる確率をP
(Td) とするとき以下の式で与える。 P(Td)= Tm+１/Ta ・exp(-Td/Ta) ... ４
ド間ｄ、ノード〜端末間の伝搬遅延ｄ、さらに復路はバ
ッファなしの２ｄの遅延のみを付与する。Ｔ＝４ｄが伝
送遅延による往復遅延となる。遅延Ｔｄとなる確率をP
(Td) とするとき以下の式で与える。 P(Td)= Tm+１/Ta ・exp(-Td/Ta) ... ４
【００３３】上記構成のシミュレーションを用いた、コ
ネクション増加に対する通過転送量の公平性についての
評価を示す。各パラメーターを以下にとる。式４のＴａ
を90ｍｓ、Ｔｍを10ｍｓ、閾値の更新間隔Δｔ＝１ｓ、
１パケット＝583 バイト、式１のｗ＝0.0002、Ｑｃ＝10
ブロックとして、時刻ｔ＝０からコネクション数Ｎ＝30
として転送を開始し、時刻ｔ＝50ｓにおいて定常状態に
なった後、時刻ｔ＞50ｓで平均１ｓの指数分布間隔でコ
ネクションが接続される。全てのコネクションは無限量
の情報を転送する。この系での、時刻ｔ＝０から接続さ
れていた30本のコネクションについて各コネクションの
転送量の時間変化を観測し、時刻ｔ〜ｔ＋10ｓ間の平均
スループットvi(t) を計算し、それに対するFairness I
ndexを式５で算出し表１に示す。
ネクション増加に対する通過転送量の公平性についての
評価を示す。各パラメーターを以下にとる。式４のＴａ
を90ｍｓ、Ｔｍを10ｍｓ、閾値の更新間隔Δｔ＝１ｓ、
１パケット＝583 バイト、式１のｗ＝0.0002、Ｑｃ＝10
ブロックとして、時刻ｔ＝０からコネクション数Ｎ＝30
として転送を開始し、時刻ｔ＝50ｓにおいて定常状態に
なった後、時刻ｔ＞50ｓで平均１ｓの指数分布間隔でコ
ネクションが接続される。全てのコネクションは無限量
の情報を転送する。この系での、時刻ｔ＝０から接続さ
れていた30本のコネクションについて各コネクションの
転送量の時間変化を観測し、時刻ｔ〜ｔ＋10ｓ間の平均
スループットvi(t) を計算し、それに対するFairness I
ndexを式５で算出し表１に示す。
【表１】
【００３４】このFairness Indexが１に近いほど公平で
あることを表す指標である。この結果、30本のコネクシ
ョンは、公平な転送量が達成されていることを示してい
る。 Fairness Index＝（Σνi ）2 ／（ｎ×Σνi 2） ...５
あることを表す指標である。この結果、30本のコネクシ
ョンは、公平な転送量が達成されていることを示してい
る。 Fairness Index＝（Σνi ）2 ／（ｎ×Σνi 2） ...５
【００３５】［実施例４］図１１、１２、１３は端末間
の情報転送量が、輻輳箇所によって制限される場合に、
端末間で転送量制御を行うことを説明する図である。
の情報転送量が、輻輳箇所によって制限される場合に、
端末間で転送量制御を行うことを説明する図である。
【００３６】図１１中、10が送信端末、20が受信端末、
100 が優先値付与手段、400 、401、402 、403 がフィ
ルター手段、11、12、13、14、15は情報転送接続手段を
示す。ここでは優先順位付与手段は入力情報量に応じた
優先値を付与することとする。優先値を付与された転送
情報はフィルター手段を通過して受信端末までネットワ
ーク内を転送される。この時、各フィルター手段は、ネ
ットワーク状況に応じて、通過情報量を公平にすること
が可能であるとし、ここでは13の転送手段で、ｖ＝４の
転送量が許可され、12、14、15ではｖ＝４以上の十分な
量の情報転送が可能であるとする。上記ネットワークの
状況において、端末はＮＷの輻輳によりＮＷ内を通過す
る情報量が制限される状況が発生する。
100 が優先値付与手段、400 、401、402 、403 がフィ
ルター手段、11、12、13、14、15は情報転送接続手段を
示す。ここでは優先順位付与手段は入力情報量に応じた
優先値を付与することとする。優先値を付与された転送
情報はフィルター手段を通過して受信端末までネットワ
ーク内を転送される。この時、各フィルター手段は、ネ
ットワーク状況に応じて、通過情報量を公平にすること
が可能であるとし、ここでは13の転送手段で、ｖ＝４の
転送量が許可され、12、14、15ではｖ＝４以上の十分な
量の情報転送が可能であるとする。上記ネットワークの
状況において、端末はＮＷの輻輳によりＮＷ内を通過す
る情報量が制限される状況が発生する。
【００３７】図１２には、このような状況下での送信端
末からの情報転送における、本発明の実施例を示す。送
信端末がＶ＝４以上の速度Ｖ＝６で転送した場合、Ｖ＝
２の情報量は、フィルター401 で廃棄される。受信端末
は受け取った情報を確認することによって途中でＶ＝２
の情報量が廃棄されていることを確認することができ
る。すなわち、ある時刻ｔ１に送信端末がv(t1) の情報
量を転送を行った結果、受信端末は損失量b(t1) として
計測することが可能である。このb(t1) を送信端末に対
して通知する。この結果、送信端末はv(t1) で出力した
情報がb(t1) で廃棄されたことから、次の送信速度を、
廃棄量がある一定値Ｂに近づけるように変更し、V(t1＋
τ) として出力する。ここではv(t1＋τ) ＝v(t1) ×α
×B/b (t1)で算出する例を示した。
末からの情報転送における、本発明の実施例を示す。送
信端末がＶ＝４以上の速度Ｖ＝６で転送した場合、Ｖ＝
２の情報量は、フィルター401 で廃棄される。受信端末
は受け取った情報を確認することによって途中でＶ＝２
の情報量が廃棄されていることを確認することができ
る。すなわち、ある時刻ｔ１に送信端末がv(t1) の情報
量を転送を行った結果、受信端末は損失量b(t1) として
計測することが可能である。このb(t1) を送信端末に対
して通知する。この結果、送信端末はv(t1) で出力した
情報がb(t1) で廃棄されたことから、次の送信速度を、
廃棄量がある一定値Ｂに近づけるように変更し、V(t1＋
τ) として出力する。ここではv(t1＋τ) ＝v(t1) ×α
×B/b (t1)で算出する例を示した。
【００３８】図１３にここで説明した情報量変更制御の
フローを示す。
フローを示す。
【００３９】
【発明の効果】本願発明のネットワーク内パケット転送
方式及びパケット端末ではパケット内の宛先情報に対応
した優先度に示された値から、各端末間の通信での入力
量を算出する。そして、あらかじめ与えられた入力量と
その算出された入力量を比較して算出された入力量が大
きい場合はあらかじめ与えられた確率で、その該当する
パケットを廃棄する手段を持っている。このような手法
により、ネットワークや端末からの入力／出力速度に寄
らずに、パケットの転送制御が可能である。この転送制
御は、網内で破綻することはない。
方式及びパケット端末ではパケット内の宛先情報に対応
した優先度に示された値から、各端末間の通信での入力
量を算出する。そして、あらかじめ与えられた入力量と
その算出された入力量を比較して算出された入力量が大
きい場合はあらかじめ与えられた確率で、その該当する
パケットを廃棄する手段を持っている。このような手法
により、ネットワークや端末からの入力／出力速度に寄
らずに、パケットの転送制御が可能である。この転送制
御は、網内で破綻することはない。
【００４０】さらに、本発明の手法によれば、次の３点
も実現される。 （１）パケットの優先度に応じた帯域の共有ができる。 （２）網を通過するパケットの量が送信端末間で公平と
なる。 （３）網をパケットが転送するために要する時間が短く
できる。
も実現される。 （１）パケットの優先度に応じた帯域の共有ができる。 （２）網を通過するパケットの量が送信端末間で公平と
なる。 （３）網をパケットが転送するために要する時間が短く
できる。
【図１】本発明における優先値付与手段実施例である。
【図２】本発明における優先値計算実施例である。
【図３】本発明におけるフィルター手段実施例である。
【図４】本発明における廃棄確率計算実施例である。
【図５】本発明におけるネットワーク接続例である。
【図６】本発明における多重化実施例である。
【図７】本発明における多重化部構成例である。
【図８】本評価に用いた優先値付与手段である。
【図９】本評価に用いたフィルター手段である。
【図１０】本評価に用いたネットワークである。
【図１１】本発明における中継ネットワーク接続例であ
る。
る。
【図１２】本発明における端末間レート制御実施例であ
る。
る。
【図１３】本発明における端末間レート制御フロー例で
ある。
ある。
【図１４】従来の優先値付与手段である。
１０ 送信端末
２０ 受信端末
１００ 優先値付与手段
２００ フィルター手段
３００ 多重化部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 林 一博
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平２−67846（ＪＰ，Ａ)
特許2555653（ＪＰ，Ｂ２)
栗本 他３名，信学技報，ＳＳＥ97−
154
清水 他３名，信学技報，ＳＳＥ97−
156
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04L 12/56 200
Claims (4)
- 【請求項１】 転送情報を複数に分割し、該転送情報一
つ一つに宛先をつけた情報単位をパケットとして、端末
から受信し、該転送情報の中継機能を有する中継ネット
ワークと、その中継ネットワークに接続され、中継ネッ
トワークを介して転送情報を送受信する端末から構成さ
れるパケット転送ネットワークにおいて、前記中継ネットワークには、 中継ネットワークに入力されるパケット転送情報に対し
て、該パケット転送情報の優先値を算出する手段と、 該パケット転送情報のそれぞれのパケット毎に、算出し
た優先値を付与して転送する機能をもつ優先値付与手段
と、 該優先値付与手段により転送された優先値と、その値か
ら一意に転送割合を与える確率値を算出する確率計算手
段と、 該優先値と関連するパケット転送情報を該確率値に応じ
て廃棄あるいは通過の処理を行う機能を持つフィルター
手段を、備えたことを特徴とするパケット転送ネットワ
ーク。 - 【請求項２】 請求項１に記載のパケット転送ネットワ
ークにおいて、 同一中継回線の特定帯域に２組以上の端末間での情報の
通信を多重化し、その帯域を共用する帯域共用型サービ
スの際、多重化部の先頭において該フィルター手段を用
いることにより、パケット優先度に応じてパケットの破
棄を行った後多重化することを特徴とするパケット転送
ネットワーク。 - 【請求項３】 請求項２に記載のパケット転送ネットワ
ークにおいて、 端末毎にネットワークに入力されるパケット入力量を観
測し、入力量に応じた値を当該端末からのパケットの優
先度とし、 複数の端末からのパケットが、多重化部のフィルター手
段を通過した後、通過転送量が端末毎に相互に等しいト
ラヒックをもつような破棄の関数を用いることを特徴と
するパケット転送ネットワーク。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかひとつに記載
のパケット転送ネットワークにおいて、 送受信端末間で、ネットワーク内に入力した情報パケッ
トの通過・非通過の情報の通信を行う機能を持ち、前記送信端末は、 該通過・非通過の情報をもとに送信端
末からネットワークに入力するパケットの送信レートを
制御する手段と、常に一定範囲の確率でパケットが廃棄
されるように、送信レートを決定するレート決定手段を
有することを特徴とするパケット転送ネットワーク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36371097A JP3491511B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | パケット転送ネットワーク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36371097A JP3491511B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | パケット転送ネットワーク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11187072A JPH11187072A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3491511B2 true JP3491511B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=18479998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36371097A Expired - Lifetime JP3491511B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | パケット転送ネットワーク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491511B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636481B1 (en) | 1999-01-26 | 2003-10-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Data connecting method, data connecting apparatus, program recording medium |
| JP4893646B2 (ja) * | 2008-02-04 | 2012-03-07 | 富士通株式会社 | 帯域制御装置および帯域制御方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2555653B2 (ja) | 1987-12-14 | 1996-11-20 | 日本電信電話株式会社 | 入力トラヒック制御方式 |
-
1997
- 1997-12-17 JP JP36371097A patent/JP3491511B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2555653B2 (ja) | 1987-12-14 | 1996-11-20 | 日本電信電話株式会社 | 入力トラヒック制御方式 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 栗本 他３名，信学技報，ＳＳＥ９７−１５４ |
| 清水 他３名，信学技報，ＳＳＥ９７−１５６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11187072A (ja) | 1999-07-09 |
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