JP4158319B2 - セル受信装置及びトラフィック制御システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、セル受信装置及びトラフィック制御システムに関し、例えば、ATM(Asynchronous Transfer Mode)ネットワークシステムにおけるABR(Available Bit Rate)サービスを利用したトラフィック制御に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
ATMネットワークシステムにおいては、扱うデータ種類(音声データ、画像データ、その他のデータ、これらデータの組合せ)に要求される多様なサービスに対応するため、ユーザは、自分がATMネットワークに載せるデータの特徴に合わせて最適なサービスカテゴリを選択する。
【0003】
サービスカテゴリの一つにABRサービスがある。ABRサービスでは最低帯域(最低セルレート)と最高帯域(最高セルレート)とが指定(申告)され、ネットワークは、それら帯域間において、ABRサービスを受けるコネクションにできる限りのトラフィックと伝送品質を提供するように努力する。ABRサービスでは、コネクションの送信端末(仮想的な送信端末を含む)及び受信端末(仮想的な受信端末を含む)間でRM(Resource Management)セルというリソース管理情報を記録したセルを授受し、コネクションが破綻しないように、トラフィック制御が行われる。
【0004】
ABRサービスにおいて、ATM交換装置がトラフィック制御を行うために用いる手段はいくつか挙げられるが、その内の主要な方式の一つとして、RMセル内に記録される明示セルレートECR(Explicit Cell Rate)によって帯域(セルレート)を管理するECRマーキング方式がある。図2は、ECRマーキング方式を説明するための図である。
【0005】
図2において、送信端末1から、この送信端末1の送信データの実行セルレート(現行セルレート)が書き込まれたRMセルが所定のタイミングで各コネクション毎に出力される。ATM交換装置3が仮想的な受信端末(VD)として動作する際には、ATM交換装置3は、そのRMセルを受信すると、自己のスイッチ能力に応じて、そのRMセルに書き込まれた送信データのレートなどに基づき、そのコネクションに対し、どの程度のセルレートを許容できるかという計算を行う。計算により得られた許容セルレートを送信端末1に明示させるため、明示セルレートECRとして、RMセルの所定位置に書き込んで、送信端末1に返送する。送信端末1では、返送されたRMセルに書き込まれている明示セルレートECRをも利用して、送信データの実行セルレートを更新させる。
【0006】
なお、仮想的な送信端末(VS)としてのATM交換装置3と、受信端末2とのABRサービスに係るトラフィック制御ループなど、他の位置のABRサービスに係るトラフィック制御ループでも、ECRマーキング方式が、適宜適用される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ECRマーキング方式では、データセルの受信側(又は中継要素)がデータセルの送信側に対して、そのコネクションが提供可能な帯域(明示セルレートECR)を明示するものである。あるコネクションの明示セルレートECRは、複数のコネクションが同一の伝送路やATMスイッチ部などを利用しているので、他のコネクションの現行セルレートの影響を受けるものである。
【0008】
明示セルレートECRの計算のアルゴリズムは、各種機関の勧告では定められておらず、各種方式が提案されている。
【0009】
しかしながら、現在提案されている計算アルゴリズムでは、各コネクションの通信状況の変化に十分には対応できておらず、各コネクションに対して、必ずしもフェアになっているとは言い難い。
【0010】
そのため、各コネクションの通信状況の変化にリアルタイムで対応し、データセルの送信側に、各コネクションにフェアである許容できる伝送帯域(セルレート)を通知し得るセル受信装置や、そのようなセル受信装置を含むトラフィック制御システムが求められている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、第1の本発明は、対向するセル送信装置から、各コネクションの実行中伝送帯域の情報が与えられると共に、上記セル送信装置へ、各コネクションの実行中伝送帯域の情報などに基づいて定めた許容し得る各コネクションの許容伝送帯域の情報を送信するセル受信装置において、(1)あるコネクションの実行中伝送帯域に、全てのコネクションから見た余剰帯域を足したものを、そのコネクションの許容伝送帯域として算出する許容伝送帯域算出手段と、(2)通信中の全てのコネクションについて申告された最小保証伝送帯域の総和を利用して、各コネクションの許容伝送帯域の最小値を決定する許容伝送帯域最小値決定手段と、(3)所定条件が成立したときに、上記許容伝送帯域算出手段が算出した許容伝送帯域に代え、上記許容伝送帯域最小値決定手段が決定した許容伝送帯域最小値を、上記セル送信装置へ送信するものとする許容伝送帯域置換手段とを有することを特徴とする。
【0012】
また、第2の本発明は、対向するセル送信装置から、各コネクションの実行中伝送帯域の情報が与えられると共に、上記セル送信装置へ、各コネクションの実行中伝送帯域の情報などに基づいて定めた許容し得る各コネクションの許容伝送帯域の情報を送信するセル受信装置において、(1)あるコネクションの実行中伝送帯域に、全てのコネクションから見た余剰帯域を足したものを、そのコネクションの許容伝送帯域として算出する許容伝送帯域算出手段と、(2)各コネクションの許容伝送帯域の最小値を決定する許容伝送帯域最小値決定手段と、(3)上記余剰帯域が負のときに、上記許容伝送帯域算出手段が算出した許容伝送帯域に代え、上記許容伝送帯域最小値決定手段が決定した許容伝送帯域最小値を、上記セル送信装置へ送信するものとする許容伝送帯域置換手段とを有することを特徴とする。
【0013】
さらに、第3の本発明は、各コネクションについて、実行中伝送帯域に従って、各コネクションのデータセルを送信するセル送信装置と、このセル送信装置に向けて、上記実行中伝送帯域の更新時に必要となる許容伝送帯域の情報を送信するセル受信装置とを含むトラフィック制御システムにおいて、上記セル受信装置として、第1又は第2の本発明のものを適用したことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
(A)第1の実施形態
以下、本発明によるセル受信装置及びトラフィック制御システムを、ATMネットワークシステムのATM交換装置に適用した第1の実施形態を図面を参照しながら詳述する。
【0015】
(A−1)第1の実施形態の構成
図1は、第1の実施形態に係るATM交換装置10のABRサービスに基づくトラフィック制御構成を示すブロック図である。
【0016】
図1において、このATM交換装置10は、入側回線部11、ATMスイッチ部(SW部)13及び出側回線部12を有する。トラフィック制御との関係では、入側回線部11は、第1のABR制御部14及びVCS(Virtual Channel Shaper)部15を有し、出側回線部12は、VPS(Virtual Path Shaper)部16及び第2のABR制御部17を有する。
【0017】
ここで、第1のABR制御部14は、入力レート計算部18及びACR(Allowed Cell Rate)計算部19を有し、一方、第2のABR制御部17は、ECR計算部20を有する。
【0018】
第1のABR制御部14の入力レート計算部18は、ABRサービスに係る各コネクション(例えばVCI及びVPIで規定される;以下、「コネクション」はABRサービスに係るものだけを意味する)毎に、セルの入力数をカウントして入力レートIR(Input Rate)を計算するものである。
【0019】
第1のABR制御部14のACR計算部19は、コネクション毎に許容する実行セルレートACRを決定し、VCS部15にその実行セルレートACRの情報を与えると共に、出側回線部12側に送出するRMセルの現行セルレートCCR(Current Cell Rate)のオクテッドに、決定された実行セルレートACRの値を挿入させるものである(RMセルの生成動作も例えばVCS部15で実行される)。ACR計算部19によるコネクション毎の実行セルレートACRの決定方法は、動作の項で明らかにするが、ACR計算部19は、上述した入力レートIR、コネクション設定時に申告された最大セルレートPCR(Peak Cell Rate)、最小セルレートMCR(Minimum Cell Rate)、出側回線部12側から戻ってくるRMセル内のECR情報や輻輳情報(レート増減表示ビットNI、輻輳表示ビットCI)などから決定する。
【0020】
VCS部15は、各ABRサービスのコネクション毎のキューが用意されており、ACR計算部19から与えられた実行セルレートACRに従って、各キューから、ATMスイッチ部12にデータセルが送出される。なお、VCS部15は、コネクション毎のRMセルの生成、送出機能も担っている。
【0021】
ATMスイッチ部12は、到着したセルのヘッダ情報に従って、セルの方路を決定し、交換処理するものである。
【0022】
出側回線部12内のVPS部16は、各サービスクラス毎にキューが用意されており、サービス毎に与えられたレートに従ってセルを送出する。ABRサービス用のキュー(例えばVPI毎に複数設けられていても良い)16aもVPS部16に設けられており、ABRサービスのセルは全て、このキュー16aから、ABRサービスのコネクショングループに与えられている割当帯域(セルレート)Bgに従って送出(シェーピング)される。
【0023】
第2のABR制御部17は、入側回線部11から与えられたRMセルに所定情報を盛り込んで(変更を含む)入側回線部11に返送するものである。第2のABR制御部17は、RMセルの情報を操作する各部を有するが、上述したようなECR計算部20も有する。ECR計算部20は、該当コネクションにおけるRMセル内の現行セルレートCCR、他の全てのABRサービスに属するコネクションの現行セルレートCCR、ABRサービス用に割り当てられた帯域Bgを元に、現在、そのコネクションが流しても良い許容レートを計算し、明示セルレートECRとしてRMセル内に書き込んで送信元である第1のABR制御部14側に送り返す。なお、ECR計算部20による明示セルレートECRの具体的な計算方法については、動作の項で明らかにする。また、ECR計算部20以外のRMセルの情報の操作部については、その機能説明を省略する。
【0024】
(A−2)第1の実施形態の動作
次に、以上の構成を有するATM交換装置10におけるABRサービスに係るトラフィック制御動作を説明する。
【0025】
入側回線部11において、到来した入力データセルは、VCS部15に与えられてコネクション毎にキューイングされた後、ACR計算部19から与えられたコネクション毎の実行セルレートACRに従って、ATMスイッチ部13に送出される。また、VCS部15においては、各コネクション毎に、現行セルレートCCRとして実行セルレートACRが挿入されたRMセルが生成され、データセルのセル流に所定ルール(所定周期や、データセルの所定個数の送出毎に1個など)に従って挿入されてATMスイッチ部13に送出される。
【0026】
また、コネクション毎の入力データセルの到来状況に応じて、入力レート計算部18によって、コネクション毎の入力レートIRが常時計算されている。
【0027】
ACR計算部19は、出側回線部12から返送されたRMセルの到来を待ち受けており、RMセルの到来時には、そのRMセルに係るコネクションの実行セルレートACRを算出し直す。この算出方法は任意であるが、以下では、3例説明する。
【0028】
第1例は、コネクションが通信中であるか否かを問わず、後述する(1)式に従って、実行セルレートACRを計算する方法である。
【0029】
次に、ACR計算部19が実行する実行セルレートACRの算出方法の第2例を、図3のフローチャートを参照しながら詳述する。
【0030】
ACR計算部19は、所定周期(例えば1セル時間)毎に図3に示す処理を開始し、まず、出側回線部12から返送されたRMセルが到来したか否かを判別する(ステップ100)。RMセルが到来していなければ、図3に示す一連の処理を終了する。
【0031】
これに対して、RMセルが到来すると、そのRMセルに係るコネクションが通信中であるか否かを、通信中フラグConnsttを参照して判別する(ステップ101)。通信中フラグConnsttは、例えば「1」が通信中を表している。例えば、入力レート計算部18において、VCS部15のコネクション毎のキューないのセル存在状況や入力レートIRによって設定される、通信中フラグConnsttの設定機能を持たせるようにしても良い。
【0032】
通信中フラグConnsttが通信中(「1」)を示していると、ACR計算部19は、到来したRMセル内の輻輳情報(レート増減表示ビットNI、輻輳表示ビットCI)などから、実行セルレートの更新候補値ACR*を算出する(ステップ102)。実行セルレートの更新候補値ACR*の計算については、例えば、ATMフォーラムの勧告であるThe ATM Forum Traffic Management Specification Version 4.0の5.10.4 Source Behaviorに従って行われる。
【0033】
このようにして求めた実行セルレートの更新候補値ACR*が、最大セルレートPCRを超えていたり、入力セルレートIRから見て速すぎたり、第2のABR制御部17が許容し得るレートとしている明示セルレートECRを超えていたり、ユーザに保証している最小セルレートMCRより小さくなっていたりするなど、他のパラメータと適合しないことも多いので、ステップ103やステップ104に示す、値ACR*の適合性の判定処理を行う。
【0034】
適合性判定処理ではまず、到来したRMセル内に挿入されている、第2のABR制御部17が許容し得るレートとして算出した明示セルレートECR、コネクション設定時に申告された最大セルレートPCR、更新候補値ACR*、及び、その時点でのそのコネクションの入力レートIRの中から最小のものを取り出し(ステップ103)、その後、その最小値MINとコネクション設定時に申告された最小セルレートMCRとの大きいものを、最終的な実行セルレートACRに決定する(ステップ104)。このような適合性判定処理は、(1)式のように、表現することができる。
【0035】
上述したステップ101の通信中判定で通信中でないという結果を得ると、ACR計算部19は、最終的な実行セルレートACRとして、最低セルレートLCR(Lowest Cell Rate)を設定する(ステップ105)。
【0036】
最低セルレートLCRは、例えば、ABRサービスの全てのコネクションについて共通に定められたものである(他の方法によってコネクション毎に設定しても良い)。最低セルレートLCRは、最小セルレートMCRとして申告可能な最小値より小さい。
【0037】
到来したRMセルのコネクションが通信中であろうがなかろうが、ACR計算部19は、最終的な実行セルレートACRを決定すると、その決定した実行セルレートACRをVCS部15に与えて(ステップ106)、図3に示す一連の処理を終了する。
【0038】
この第2例によれば、あるコネクションの実行セルレートACRを算出する際に、そのコネクションが通信中でなければ、実行セルレートACRを強制的に最低セルレートLCRにするようにしたので、ABRコネクショングループの他のコネクションに、従来より、MCR−LCR分の帯域(セルレート)を振り分けることができ、効率の良いトラフィック制御を行うことができる。
【0039】
次に、ACR計算部19が実行する実行セルレートACRの算出処理の第3例を、図4のフローチャートを参照しながら説明する。
【0040】
ACR計算部19は、所定周期(例えば1セル時間)毎に図4に示す処理を開始し、まず、出側回線部12から返送されたRMセルが到来したか否かを判別する(ステップ200)。RMセルが到来していなければ、図4に示す一連の処理を終了する。
【0041】
これに対して、RMセルが到来すると、ACR計算部19は、到来したRMセル内の輻輳情報(レート増減表示ビットNI、輻輳表示ビットCI)などから、実行セルレートの更新候補値ACR*を算出する(ステップ201)。この実行セルレートの更新候補値ACR*の算出後には、この値ACR*の適合性の判定処理が行われる。
【0042】
適合性判定処理ではまず、到来したRMセル内に挿入されている、第2のABR制御部17が許容し得るレートとして算出した明示セルレートECR、コネクション設定時に申告された最大セルレートPCR、更新候補値ACR*、及び、その時点でのそのコネクションの入力レートIRの中から最小のものを取り出し(ステップ202)、その後、その最小値MINと最低セルレートLCRとの大きいものを、最終的な実行セルレートACRに決定する(ステップ203)。このような適合性判定処理は、(2)式のように表現することができる。
【0043】
ACR計算部19は、最終的な実行セルレートACRを決定すると、その決定した実行セルレートACRをVCS部15に与えて(ステップ204)、図4に示す一連の処理を終了する。
【0044】
この第3例によれば、あるコネクションの実行セルレートACRを算出する際に、そのコネクションの入力データのレートIRが低いような状況などでは、実行セルレートACRを最低セルレートLCRにするようにしたので、ABSコネクショングループの他のコネクションに、従来より、多くの帯域を振り分けることができ、効率の良いトラフィック制御を行うことができる。
【0045】
VCS部15から出力されたABRサービスに係るATMセル(データセル及びRMセル)は、ATMスイッチ部13を介して交換処理されて、出側回線部12内のVPS部16に到達する。
【0046】
VPS部16は、ABRサービスに係るATMセルが到来したときには、それがデータセルであると、ABRサービス用のキュー16aにキューイングした後、ABRサービスのコネクショングループに与えられている割当帯域(セルレート)Bgに従って後段(図示せず)に送出(シェーピング)する。一方、VPS部16は、到来したABRサービスに係るATMセルがRMセルであると、そのRMセルを第2のABR制御部17に引き渡し、これにより、第2のABR制御部17は、そのRMセルの輻輳情報や明示セルレートECRなどの各種情報を盛り込んで入側回線部11に返送する。
【0047】
次に、この第1の実施形態の特徴をなす、ECR計算部20が実行するECR計算処理を、図5のフローチャートを参照しながら説明する。
【0048】
ECR計算部20は、所定周期(例えば1セル時間)毎に図5に示す処理を開始し、まず、RMセルが到来したか否かを確認する(ステップ300)。到来していると、ECR計算部20は、そのRMセルに含まれている実行セルレートCCRi(iはコネクションを示す)を取り出す(ステップ302)。そして、ECR計算部20は、(3)式に従って、そのコネクションiの明示セルレートECRiを算出する(ステップ302)。
【0049】
ECRi=CCRi+(Bg−ΣCCR) …(3)
(3)式において、Bgは、VPS部16でABRコネクショングループに割当てられた帯域(セルレート)であり、ΣCCRは、ABRコネクショングルーブ内の現行セルレートCCRの総和である。すなわち、(3)式は、対象コネクションiの現在の現行セルレートCCRi(実行セルレートACRi)に、割当帯域BgからみたABRコネクショングループ全体の余剰帯域を足したものを明示セルレートECRiとすることを意味している。
【0050】
また、ECR計算部20は、該当コネクションiの最低保証の明示セルレートECR0iを、(4)式に従って計算する(ステップ303)。すなわち、ABRコネクショングループの割当帯域Bgを、ABRコネクショングルーブの「通信中」の全てのコネクションの最小セルレートMCRの総和ΣMCRに対する比で按分(フェアシェア)したものとして表すことができる。
【0051】
ECR0i=(MCRi/ΣMCR)*Bg …(4)
その後、ECR計算部20は、ABRコネクショングルーブ内の現行セルレートCCRの現時点の総和ΣCCRが、ABRコネクショングループの割当帯域Bgより大きいか否かを判別する(ステップ304)。大きい場合には、すなわち、現在の状況がABRコネクショングループの割当帯域Bgを超えて通信している場合には、ECR計算部20は、明示セルレートECRiとして、最低保証の明示セルレートECR0iを設定する(ステップ306)。
【0052】
これに対して、ABRコネクショングルーブ内の現行セルレートCCRの現時点の総和ΣCCRが、ABRコネクショングループの割当帯域Bg以下であると、ECR計算部20は、計算で得られた明示セルレートECRiが、そのコネクションiについての最低保証の明示セルレートECR0iより小さいか否かを判別する(ステップ305)。小さい場合には、ECR計算部20は、明示セルレートECRiとして、最低保証の明示セルレートECR0iを設定する(ステップ306)。
【0053】
ECR計算部20は、最後に、得られた明示セルレートECRiをRMセルに書き込んで(ステップ307)、図5に示す一連の処理を終了する。
【0054】
この明示セルレートECRiは、上述したように、ACR計算部19での実行セルレートACRiの計算に利用される。
【0055】
(A−3)第1の実施形態の効果
この第1の実施形態によれば、ECR計算部20が実行するECR計算のアルゴリズムに、各コネクションが通信しているかしていないかを反映させることにより(ECR0の計算)、通信中のコネクションに、よリフェアにより多くの帯域を与えることができるようになり、実際のコネクション状況を反映したトラフィック制御が実行できる。
【0056】
また、第1の実施形態によれば、ECR計算部20が実行するECR計算のアルゴリズムを、管理しているグループ内で輻輳が生じたとき(Bg<ΣCCR)に、グループ内で再度、フェアに帯域を割リ当て直すようにしたので(ECR=ECR0)、言い換えると、再度競合させるようにしたので、よりフェアかつセル入力にリアルタイムに対応した帯域制御を行えることができる。
【0057】
以下、このような第1の実施形態の効果を、具体例を挙げて説明する。
【0058】
なお、この第1の実施形態のECR計算方法と比較する計算方法(以下、比較例方法)としては、(5)式を計算後、(6)式を実行するものとする。
【0059】
ECRi=CCRi+(Bg−ΣCCR) …(5)
ECRi=max(ECRi,ECR0i) …(6)
但し、最低保証の明示セルレートECR0iは、(4)式におけるΣMCRとして、「通信中か否かを問わず」、全てのコネクションの最小セルレートMCRの総和を適用したものである。
【0060】
まず、比較例方法について、図6を参照しながら説明する。
【0061】
ABRサービスのコネクションa、b、c、dが4本あリ、そのPCR、MCRをそれぞれPCRa=10M(MはMbps)、PCRb=10M、PCRc=10M、PCRd=10M、MCRa=1M、MCRb=2M、MCRc=3M、MCRd=4M、ABRコネクショングループの割当帯域Bgが10Mであったとする(▲1▼)。最初に、各コネクションにIRa=1M、IRb=2M、IRc=3M、IRd=4Mの入力があったとすると、CCRはCCRa=1M、CCRb=2M、CCRc=3M、CCRd=4Mになり、ECRはECRa=1M、ECRb=2M、ECRc=3M、ECRd=4Mとなる(▲2▼)。
【0062】
その後、コネクションdの入力がIRd=0Mになったとすると、CCRはCCRa=1M、CCRb=2M、CCRc=3M、CCRd=0Mになり(▲3▼)、Bgに対する余剰帯域として4Mが生じるので、ECRはECRa=5M、ECRb=6M、ECRc=7M、ECRd=4Mとなる(▲3▼)。
【0063】
その後、コネクションaの入力がIRa=6Mになったとする。ここで、コネクションaは6Mを出したいのだが、先(▲3▼)のECRa=5Mにより制限されるので、CCRa=5Mとなる。他のコネクションは、CCRb=2M、CCRc=3M、CCRd=0Mになリ(▲4▼)、Bgに対する余剰帯域はないので、ECRa=5M、ECRb=2M、ECRc=3M、ECRd=4Mとなる(▲4▼)。このときのECRd=4Mはmax(ECRi,ECR0i)により決定される。その後、コネクションbの入力がIRb=5Mになったとする。ここでコネクションbは5Mを出したいのだが、先(▲4▼)のECRb=2Mにより制限されるので、CCRb=2Mとなる。他のコネクションは、CCRa=5M、CCRc=3M、CCRd=0Mになり(▲5▼)、Bgに対する余剰帯域はないので、ECRa=5M、ECRb=2M、ECRc=3M、ECRd=4Mとなる(▲5▼)。
【0064】
その後、各コネクションの入力に変化がないので、▲6▼、▲7▼となる。
【0065】
これらの動きを見てみると、▲5▼で、コネクションbがセルをより多く出そうとしても、先に、コネクションaが余剰帯域をシェアしたことにより、Bg=10Mの帯域に余剰分がなくなり、出すことができない。つまり、余剰帯域に対し、早い者勝ちの法則になってしまった。
【0066】
次に、第1の実施形態のECR値の決定方法について、図7を参照しながら説明する。
【0067】
ABRサービスのコネクションa、b、c、dが4本あリ、そのPCR、MCRをそれぞれPCRa=10M、PCRb=10M、PCRc=10M、PCRd=10M、MCRa=1M、MCRb=2M、MCRc=3M、MCRd=4M、ABRコネクショングループに割り当てられた帯域Bg=10Mであったとする(▲1▼)。最初にそれぞれにIRa=1M、IRb=2M、IRc=3M、IRd=4Mの入力があったとすると、CCRはCCRa=1M、CCRb=2M、CCRc=3M、CCRd=4Mになり(▲2▼)、ECRはECRa=1M、ECRb=2M、ECRc=3M、ECRd=4Mとなる(▲2▼)。以上のような初期状態は、比較例方法と同じである。
【0068】
その後、コネクションdの入力がIRd=0Mになったとすると、CCRはCCRa=1M、CCRb=2M、CCRc=3M、CCRd=0Mになり(▲3▼)、Bgに対する余剰帯域として、4Mが生じているので、ECRはECRa=5M、ECRb=6M、ECRc=7M、ECRd=6.67Mとなる(▲3▼)。第1の実施形態は、比較例方法とECR0の決定方法も違い、ΣMCRの対象とするMCRは通信しているコネクションのみである。今の場合は、コネクションa、b、cが通信中であるので、ΣMCR=1+2+3=6Mとなり、例えば、コネクションaにおいてはECR0a=10×1/6=1.67Mとなる。但し、ECRはmax(ECRi,ECR0i)によリ決定されているので、▲3▼のようなECR値になる。通信していないコネクションdの場合もΣMCR=1+2+3=6Mとなり、ECR0d=10×4/6=6.67Mとなる。
【0069】
その後、コネクションaの入力がIRa=6Mになったとする。ここで、コネクションaは6Mを出したいのだが、先(▲3▼)のECRa=5Mによリ制限されるので、CCRa=5Mとなる。他のコネクションは、CCRb=2M、CCRc=3M、CCRd=0Mになり(▲4▼)、Bgに対する余剰帯域はないので、ECRa=5M、ECRb=3.33M、ECRc=5M、ECRd=6.67Mとなる(▲4▼)。このときのECRb、ECRc、ECRdはmax(ECRi,ECR0i)により決定される。
【0070】
その後、コネクションbの入力がIRb=5Mになったとする。ここでコネクションbは5Mを出したいのだが、先(▲4▼)のECRb=3.33Mにより制限されるので、CCRb=3.33Mとなる。他のコネクションは、CCRa=5M、CCRc=3M、CCRd=0Mになる(▲5▼)。ここでECRはBg<ΣCCRの条件により、グループ内のコネクション全てが、ECR=ECR0になるので、ECRa=1.67M、ECRb=3.33M、ECRc=5M、ECRd=6.67Mとなる(▲5▼)。
【0071】
その後、各コネクションの入力に変化がないとすると、先(▲5▼)のECRとIRの関係により、CCRa=1.67M、CCRb=3.33M、CCRc=3M、CCRd=0Mになる(▲6▼)。このとき、Bgに対する余剰帯域は2M生じているので、ECRa=3.67M、ECRb=5.33M、ECRc=5M、ECRd=6.67Mとなる(▲6▼)。ECRdはmax(ECRi,ECR0i)により、決定される。
【0072】
その後、入力に変化がなく、仮に、残りの2Mの帯域をコネクションaがシェアしたとすると、CCRa=3.67M、CCRb=3.33M、CCRc=3M、CCRd=0Mになる(▲7▼)。ECRは、ECRa=3.67M、ECRb=3.33M、ECRc=5M、ECRd=6.67Mとなる(▲7▼)。仮に、コネクションbがシェアしたとすると、CCRa=2M、CCRb=5M、CCRc=3M、CCRd=0Mになる。ECRは、ECRa=2M、ECRb=5M、ECRc=5M、ECRd=6.67Mとなる。このときのシェアに関しては、早い者勝ちによる。
【0073】
比較例方法の場合ならば、▲5▼のところで、コネクションbに5Mが入力しても2Mしか出力されなかったのが、ECR0のΣMCRのMCRの対象コネクションを通信中のコネクションにしたことにより、ECR0が2M(比較例方法)から3.33M(第1の実施形態)に増えているので、3.33Mが出力されることになった(ECR0の決定方法による効果)。さらに、そのとき、Bg<ΣCCRの条件になり、通信中のコネクションが全てECR=ECR0になることで、MCRに応じてフェアに帯域が与えられ、余剰帯域である2Mを巡って、再度競合することができるようになった。
【0074】
(B)第2の実施形態
次に、本発明によるセル受信装置及びトラフィック制御システムを、ATMネットワークシステムのATM交換装置に適用した第2の実施形態を簡単に説明する。
【0075】
この第2の実施形態が、第1の実施形態と異なる点は、ECR計算部20が明示セルレートECRを計算する際に行っている最低保証帯域ECR0の計算方法である(図5のステップ303参照)。
【0076】
この第2の実施形態では、ECR計算部20は、以下のようにして対象としているコネクションiの最低保証帯域ECR0を求める。
【0077】
「通信中である」コネクションにおけるECR0について
ECR0i=(MCRi/ΣMCR)*Bg …(7)
「通信中」でないコネクションにおけるECR0について
ECR0i=(MCRi/(ΣMCR+MCRi))*Bg …(8)
なお、ここでも、ΣMCRは、「通信中」であるコネクションの最小セルレートMCRの総和である。
【0078】
これら(7)式及び(8)式に示すように、第2の実施形態の場合、最低保証帯域ECR0についても、「通信中である」コネクションを「通信中」でないコネクションよりも相対的に大きくするようにしている。
【0079】
この第2の実施形態によっても、通信中のコネクションに、よリフェアにより多くの帯域を与えることができるようになり、実際のコネクション状況を反映したトラフィック制御が実行できる、再度競合させるようにしたので、よりフェアかつセル入力にリアルタイムに対応した帯域制御を行えることができる、という効果を奏することができる。
【0080】
ここで、第2の実施形態の場合に、最低保証帯域ECR0について、「通信中である」コネクションを「通信中」でないコネクションよりも相対的に大きくしても、その差は小さく、「通信中でない」コネクションのECR0を、「通信している」コネクションであると想定して、予め最低保証帯域ECR0を算出しておくことにより、コネクションが通信中になったときに他の通信中のコネクションに与える影響も小さく、よりリアルタイムに明示セルレートECRに反映させ、精度の高い、トラフィック制御が行うことができる。
【0081】
なお、説明自体は省略するが、第1の実施形態に係る各パラメータ値の変化例を示す上述した図7に対応した、第2の実施形態に係る図面として図8を示しておく。
【0082】
(C)第3の実施形態
(C−1)第3の実施形態の構成
次に、本発明によるセル受信装置及びトラフィック制御システムを、ATMネットワークシステムのATM交換装置に適用した第3の実施形態を簡単に説明する。
【0083】
図9は、この第3の実施形態のATM交換装置10Aの構成を示すブロック図であり、上述した第1の実施形態に係る図1との同一、対応部分には、同一、対応符号を付して示している。
【0084】
ここで、第1の実施形態の場合、ABRサービスカテゴリに係るコネクションは他のカテゴリと区別できる1個のグループで構成されており、そのため、VPS部16においてABRサービスに係るキューは1個(16a)であったが、この第3の実施形態の場合、ABRサービスのコネクションを任意(複数)のグループに分け、グループ内フェアシェア方式を行うものである。
【0085】
そのため、図9に示すように、VPS部16には、ABRサービスについて、グループ数のキュー16a1〜16aKが設けられている。このようなABRサービスに係るコネクションのグループ化に関連して、ECR計算部20での処理も、第1の実施形態のものとは多少異なっている。
【0086】
すなわち、VPS部16は、ABRコネクション用に用意されている物理的なキューは一つであるが、ECR計算部20の処理によって論理的に複数のキュー16a1〜16aKに分けられている。
【0087】
その他の構成要素は、第1の実施形態のものと同様であり、その説明は省略する。
【0088】
(C−2)第3の実施形態の動作
第3の実施形態におけるECR計算部20の処理は、第1の実施形態のものとほぼ同様である。異なる点は、ABRコネクションの各グループ単位にグループ内で帯域を割り振る点である。
【0089】
従って、詳述は避けるが、グループjに属するコネクションiの明示セルレートECRijの計算式を挙げておくと以下の通りである。
【0090】
但し
Bgj :VPS部16でグループjに割当てられた帯域
ECR0ij:ECRijの最低保証値、Bgjをフェアシェア
ΣCCRj :グループj内に属するABRコネクションのCCRの総和
(C−3)第3の実施形態の効果
この第3の実施形態によっても、第1の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【0091】
これに加えて、第3の実施形態によれば、VPS部16内にもつABRコネクションサービス用の物理的なキューは1つであるが、明示セルレートECRの算出時に、算出の元になる実行セルレートCCRと割当帯域Bgを分割されたABRグループ毎に管理、設定しているので、明示セルレートECRもグループ毎に管理することが可能になる。これにより、VPS部16内には単一の物理キューを持つのみで、グループ別にキューを持った場合と同じような効果を得ることができる。
【0092】
(C−4)第3の実施形態の変形実施形態
上記では、第1の実施形態に対し、ABRコネクションのグループ化の概念を導入したものを示したが、第3の実施形態の技術思想を、上述した第2の実施形態のものに対して適用するようにしても良い。
【0093】
(D)他の実施形態
上記各実施形態では、ATM交換装置において、ATMスイッチ部13に対する入側回線部11と出力回線部12とが1:1のものを示したが、複数:1や、1:複数や、複数:複数でも同様に適用できる。また、ABRサービス専用のATM交換装置にも、本発明を適用できる。
【0094】
また、上記各実施形態では、本発明の技術思想を適用したABRサービスの制御ループが、ATM交換装置の入側回線部11及び出側回線部12を結ぶ制御ループであるものを示したが、ATMネットワークシステム上の他のABRサービスの制御ループに、上記技術思想を適用することができる。
【0095】
例えば、送信端末及びATM交換装置上の仮想的な受信端末間の制御ループや、ATM交換装置上の仮想的な送信端末及び受信端末間の制御ループや、ATM交換装置上の仮想的な送信端末及び他のATM交換装置上の仮想的な受信端末間の制御ループなどに、上記技術思想を適用することができる。
【0096】
さらに、本発明の技術思想の適用サービスは、ABRサービスに限定されるものでなく、実行セルレートの決定(下側制限方法)がABRサービスと同様なサービスに対しても適用可能である。また、ネットワークも、ATMネットワークに限定されない。
【0097】
【発明の効果】
本発明のセル受信装置及びトラフィック制御システムによれば、各コネクションの通信状況の変化にリアルタイムで対応して、データセルの送信側に、各コネクションにフェアである許容伝送帯域の情報を通知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態のATM交換装置のトラフィック制御構成を示すブロック図である。
【図2】従来のECRマーキング方法の説明図である。
【図3】第1の実施形態のACR計算処理方法(1)を示すフローチャートである。
【図4】第1の実施形態のACR計算処理方法(2)を示すフローチャートである。
【図5】第1の実施形態のECR計算処理を示すフローチャートである。
【図6】第1の実施形態の効果の説明図(1)である。
【図7】第1の実施形態の効果の説明図(2)である。
【図8】第2の実施形態の効果の説明図である。
【図9】第3の実施形態のATM交換装置のトラフィック制御構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10…ATM交換装置、11…入側回線部、12…出側回線部、13…ATMスイッチ部(SW部)、14…第1のABR制御部、17…第2のABR制御部、18…入力レート計算部、19…ACR計算部、20…ECR計算部。
Claims (8)
- 対向するセル送信装置から、各コネクションの実行中伝送帯域の情報が与えられると共に、上記セル送信装置へ、各コネクションの実行中伝送帯域の情報などに基づいて定めた許容し得る各コネクションの許容伝送帯域の情報を送信するセル受信装置において、
あるコネクションの実行中伝送帯域に、全てのコネクションから見た余剰帯域を足したものを、そのコネクションの許容伝送帯域として算出する許容伝送帯域算出手段と、
通信中の全てのコネクションについて申告された最小保証伝送帯域の総和を利用して、各コネクションの許容伝送帯域の最小値を決定する許容伝送帯域最小値決定手段と、
所定条件が成立したときに、上記許容伝送帯域算出手段が算出した許容伝送帯域に代え、上記許容伝送帯域最小値決定手段が決定した許容伝送帯域最小値を、上記セル送信装置へ送信するものとする許容伝送帯域置換手段と
を有することを特徴とするセル受信装置。 - 上記許容伝送帯域置換手段が判定する上記所定条件が、上記余剰帯域の正負であり、上記許容伝送帯域置換手段は負のときに許容伝送帯域最小値に置換することを特徴とする請求項1に記載のセル受信装置。
- 上記許容伝送帯域置換手段が判定する上記所定条件が、上記許容伝送帯域算出手段が算出した許容伝送帯域と上記許容伝送帯域最小値決定手段が決定した許容伝送帯域最小値との大小関係であり、上記許容伝送帯域置換手段は、上記許容伝送帯域最小値が大きいときに、この許容伝送帯域最小値に置換することを特徴とする請求項1又は2に記載のセル受信装置。
- 対向するセル送信装置から、各コネクションの実行中伝送帯域の情報が与えられると共に、上記セル送信装置へ、各コネクションの実行中伝送帯域の情報などに基づいて定めた許容し得る各コネクションの許容伝送帯域の情報を送信するセル受信装置において、
あるコネクションの実行中伝送帯域に、全てのコネクションから見た余剰帯域を足したものを、そのコネクションの許容伝送帯域として算出する許容伝送帯域算出手段と、
各コネクションの許容伝送帯域の最小値を決定する許容伝送帯域最小値決定手段と、
上記余剰帯域が負のときに、上記許容伝送帯域算出手段が算出した許容伝送帯域に代え、上記許容伝送帯域最小値決定手段が決定した許容伝送帯域最小値を、上記セル送信装置へ送信するものとする許容伝送帯域置換手段と
を有することを特徴とするセル受信装置。 - 上記許容伝送帯域最小値決定手段は、通信中のコネクションと、通信中ではないコネクションとで、上記許容伝送帯域最小値の決定方法を変更していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のセル受信装置。
- 同一のパスに係る複数のコネクションを複数のグループに分け、上記許容伝送帯域算出手段、上記許容伝送帯域最小値決定手段及び上記許容伝送帯域置換手段は、各グループをそれぞれ、同一のパスに係るものと見なして処理することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のセル受信装置。
- 各コネクションについて、実行中伝送帯域に従って、各コネクションのデータセルを送信するセル送信装置と、このセル送信装置に向けて、上記実行中伝送帯域の更新時に必要となる許容伝送帯域の情報を送信するセル受信装置とを含むトラフィック制御システムにおいて、
上記セル受信装置として、請求項1〜6のいずれかに記載のものを適用したことを特徴とするトラフィック制御システム。 - 入側回線部、セル交換スイッチ部及び出側回線部を有するセル交換装置における、上記入側回線部に上記セル送信装置が設けられ、上記出側回線部に上記セル受信装置が設けられていることを特徴とする請求項7に記載のトラフィック制御システム。
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