JP4238415B2

JP4238415B2 - Transmission terminal device, network node, and relay switch

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Publication number: JP4238415B2
Application number: JP13095199A
Authority: JP
Inventors: 清司上月; 武己矢崎; 毅相本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2019-05-12
Also published as: JP2000049787A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非同期転送網における交換スイッチ、非同期転送網における交換スイッチを備える端末装置またはスイッチ等に係り、特に、セル送信帯域のコネクション間での分配技術に関する。更に、可変長パケット網における端末装置に係り、特に、パケット送信帯域のユーザ間での分配技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非同期転送技術は、セルと呼ばれる固定長パケットを用いて、音声・画像・データ等の様々な種類のトラヒックを効率的にサポートすることができ、マルチメディア通信に適した通信技術として広く知られている。非同期転送技術に関しては、例えば“The ATM Forum TM4.0”（従来技術１）に述べられている。
【０００３】
図２は、複数の端末とスイッチから構成される一般的な網を示しているが、非同期転送網の場合、従来技術１の“2. ATM Service Architecture (p.4)”に記載されているように、コネクションと呼ばれる仮想的な経路を介してセルが転送される。図２において一つの端末１０（以下、送信端末）から別の端末２０（以下、受信端末）へセルを転送する場合、送信端末１０、スイッチ３０、３１、３２、受信端末２０のそれぞれの間で仮想的な経路（コネクション）を確立し、セルは両端末１０、２０間を接続するコネクション上で転送される。コネクション確立は送信端末が要求する場合と、網管理用の端末１５が要求する場合がある。
【０００４】
上記マルチメディア通信では、データ系のバーストトラヒックと音声・画像等の実時間トラヒックを同一の回線内の別々のコネクションで同時に転送する。複数の入力回線からのコネクションがスイッチの出力ポートで合流する場合、コネクション間のセルの送信制御（トラヒック制御）が必要となる。音声・画像等の転送では、予め使用帯域が予測できる。この使用帯域（以下、送信帯域）をセル送信を始める前にセルを送信する通信路内に確保（帯域確保）し、さらに、その予約帯域内で低遅延伝送を行うために、出力ポート内のデータ系のセルに対して優先的にセルが送信（優先転送）される。セル送信装置は、帯域確保した送信帯域でセルを送信する必要がある。このためには、各コネクション毎の予約帯域でセルを送信する機能が必要である。この予約帯域でのセル送信機能を以下シェーピングと呼ぶ。
【０００５】
シェーピング装置に関しては、例えば特開平6−315034“セル流制御装置およびＡＴＭ通信網”（従来技術２）に示されている。従来技術２の「セル流制御装置」は、シェーピング装置と同じ意味である。
【０００６】
従来技術２では、シェーピング装置は図３のように構成されている。シェーピング装置７では、到着するセル間隔が規定の許容値内であるか否かを判定するポリシング部２と、セルの出力時刻を計算するセル送出時刻演算部３と、セルを一時的に記憶するメモリ４と、メモリ４にセルを書き込む書き込み制御装置５と、メモリからセルを読み出す読み出し制御装置６から構成され、セルを送信する帯域よりも高い帯域でセルを受信しても、セルを一時的にメモリ４に蓄積することで、契約した送信帯域を守ってセルを送信することができる。
【０００７】
シェーピングは、上記の実時間トラヒックに対して以外に、データ系のバーストトラヒックに対しても必要である。データ系のバーストトラヒックの場合、送信帯域を予め予測することが出来ない。しかし、データ系のバーストトラヒックを転送する場合には、伝送遅延を小さくすることはさほど重要ではないために送信帯域を確保せずに送信端末はセル送信を始める。あるノードにトラヒックが集中し網が混雑した場合には、網内のバッファにセルを蓄積することで、セル廃棄を防ぎつつ網の高い利用効率を得ることができる。しかし、網がセルを処理できる能力以上にセルが網に流入すると、バッファから溢れたセルが送信途中で廃棄される。
【０００８】
従来技術１では、このようなセル廃棄の観点から、データ系トラヒックに関して２つのトラヒッククラスが示されている。１つのクラスは、セル廃棄が生じることなくセル転送を円滑に行えるように、網の混雑の状態（以下、輻輳状態）を監視するための輻輳通知セルを網に定期的に巡回させ、輻輳時には網へのセル流入量を減少させ、輻輳していないときにはセル流入量が増加することを許可するという、網から送信帯域の動的な制御を行うＡＢＲ（Available Bit Rate）クラスである。ＡＢＲクラスのモデルは、例えば従来技術１の“5.10 ABR Flow Control (p.44)”に記述されている。もう１つのクラスは、帯域の有効利用という点に重点をおき、網が輻輳状態になりセル廃棄が生じるような状態になった場合でも送信帯域を制限しないＵＢＲ（Unspecified Bit Rate）クラスである。
【０００９】
従来技術１では、図４に示すＡＢＲ制御のモデル（従来技術１では、図２−１）において、網が輻輳していることを検出したスイッチ３０〜３２または受信端末２０は、コネクション中に巡回している輻輳通知セルの輻輳通知ビットを‘１’にセットする。送信端末１０は輻輳通知ビットが‘１’にセットされた輻輳通知セルを受信すると、網が輻輳していると判断し、網への過剰なセルの流入を防止するために送信帯域を減少させ、輻輳通知ビットがセットされていない輻輳通知セルを受信すると、網は輻輳していないと判断し、網の利用効率を上げるために送信帯域を増加させる。
【００１０】
このとき、輻輳通知ビットが‘１’の輻輳通知セルを受けた場合でも、セルの送信帯域をコネクション設定時に契約されるＭＣＲ（Minimum Cell Rate：最小送信帯域）を下回る帯域まで減少させる必要はない。このような輻輳通知セルを用いたフィードバック制御を行うことで、網側から送信帯域の動的な制御を行うことができる。
【００１１】
尚、図４では、簡単のために送信端末１０から受信端末２０へ向けての一方向のデータセルの流れのみを示しているが、実際の端末装置は送信端末動作と受信端末動作の両方の動作を行うので、受信端末２０側から送信端末１０側へのデータセルの流れも存在する。以下、特に断らない限り上記のような一方向の通信のモデルで表す。
【００１２】
また、従来技術１では、前記輻輳通知用のセルを“ＲＭセル（Resource Management Cell：帯域管理セル）”と称しており、送信端末から受信端末へ向かって転送されているものを“forwardＲＭセル（順方向ＲＭセル）”、受信端末から送信端末へ向かって転送されているものを“backward ＲＭセル（逆方向ＲＭセル）”と称している。以下では、上記名称に従い、forwardＲＭセルをＦＲＭセル、backwardＲＭセルをＢＲＭセルと呼ぶ。ＦＲＭセルとＢＲＭセルの区別は、ＲＭセル中にある転送方向を示すビット（ＤＩＲビット）によって、ＤＩＲ＝０のセルはＦＲＭセル、ＤＩＲ＝１のセルはＢＲＭセルと、容易に判別することができる。
【００１３】
従来技術１の“5.10 ABR Flow Control”に記載されているＲＭセルの輻輳通知情報による送信帯域の制御は、帯域の計算を行う送信端末を始点とするコネクションが１本である場合を対象としており、送信端末が複数のコネクションの始点となっている場合については、言及されていない。
【００１４】
送信端末が複数のコネクションの始点となっている場合には、ＲＭセルによるフィードバック制御が行われている（ＡＢＲクラス）か行われていない（ＵＢＲクラス）かに関わらず、通信路の帯域を各コネクションで等しく分配したり、あるいは重要なコネクションに優先的に帯域を割り当てることが重要となる。帯域分配の公平性に関しては、例えば従来技術１の“Informative Appendix I.3 Example Fairness Criteria (p.82)”に示されている。従来技術１の“Informative Appendix I.3 Example Fairness Criteria”には、公平性の規準として、すべてのコネクションで帯域を平等に分割するMax-Min、MCR plus equal share（等分配）、およびコネクション毎の重み付けを行ったWeight allocation（重み付け分配）等が示されている。
【００１５】
上記の通信路の帯域の等分配を実現する一つの手段として、ＡＢＲクラスに対してはＥＲＩＣＡ方式が知られている。ＥＲＩＣＡ方式に関しては、例えば従来技術１の“Informative Appendix I.5 Example Switch Mechanism (p.85)”に示されている。ＥＲＩＣＡ方式は、網内のスイッチあるいは受信端末が、該スイッチあるいは該受信端末に入力している通信路の帯域を等分配するような値を送信許可帯域として送信端末に通知する方式であり、これを用いることで通信路の帯域を等分割することができる。
【００１６】
また、従来技術３として、特開平9−83547“パケットスケジューリング装置”を示す。従来技術３では、複数のＵＢＲクラスのコネクションをサポートしているシェーピング装置において、各コネクション毎のキューとその送信順序を示すキューを設け、送信順序を示すキューから読み出された要素が示すコネクションのセルが送信される。送信順序を示すキューには、各コネクションの送信比率の重みに応じた個数の要素しか入ることができない。以上のようにして、従来技術３では、複数のＵＢＲクラスのコネクションの送信セルの割合を制御することができる。
【００１７】
また、従来技術１の“5.10.7 Virtual Source and Virtual Destination”には、送信端末から受信端末までの経路が長距離のコネクションに対して、ＶＳ／ＶＤ（Virtual Source / Virtual Destination：仮想送信端末／仮想受信端末）を用いたＡＢＲ制御技術が示されている。長距離のコネクションでは、輻輳通知情報が送信端末に通知されるまでに時間を要し、送信帯域の制御性が低下するために、図５（従来技術１では、図５−５）に示すように送信端末１１と受信端末２１の間の経路を途中のＶＳ／ＶＤ６０で分割し、長距離になって輻輳通知が遅れることを防止している。ＶＳ／ＶＤは、データセルはそのまま通過して転送させ、ＲＭセルの送受信に関しては、ＶＳ４０は送信端末１１と、ＶＤ５０は受信端末２１と同じ動作をする。ＶＳ／ＶＤの構成は、以下に示す３種類の実現形態がある。
【００１８】
すなわち、図５のように独立したノード６０としての構成、図６のようにスイッチ３５の回線インタフェース部に配置する構成、および図７のようにスイッチ３６に付随するトランクとしての構成である。
【００１９】
ＶＳ／ＶＤに関して、例えば“マルチプロトコルの実現に柔軟なＷＡＮその１信学技法SSE 95−186（1996−03）”（従来技術４）がある。従来技術４では、実際の網へＶＳ／ＶＤを適用して、少ないコストでＡＢＲクラスを導入する方式を提案し、必要なバッファ量等を示している。
【００２０】
また、特開平10−70541（従来技術５）には、始点から終点までの間に複数のＡＴＭノードで交換され、かつ同一のリンクで伝送される同一経路上の複数のＶＰＣと、複数のＶＰＣと同一経路を経由し複数のＶＰＣで共有される帯域を有する共有ＶＰＣとを多重化し、ＶＰＣの帯域の過不足を共有ＶＰＣの有する帯域により補う旨が記載されている。
【００２１】
しかし、従来技術５では、送信端末における送信帯域の分配については検討されていない。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
以下では、送信端末およびＶＳ／ＶＤのＶＳを合わせてセル送信装置と呼ぶ。
【００２３】
従来技術１のＥＲＩＣＡ方式は、スイッチまたは受信端末に接続されている通信路の帯域を分配する方式であり、セル送信装置に通知される帯域は、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を考慮したものではない。
【００２４】
従って、複数のコネクションをサポートしているセル送信装置では、各コネクションＥＲＩＣＡ方式によって計算・通知される帯域の合計が、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を超える場合がある。上記の場合、通知された帯域でセルを送信することができず、各コネクションに対して常に前述のＭＣＲ（Minimum Cell Rate：最小送信帯域）以上の帯域でセルを送信することができるとは限らない。
【００２５】
従って、セル送信装置においても、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を各コネクションに分配することが必要である。
【００２６】
従来技術３では、セル送信装置において各コネクションに重みを付けてセルを送信しているが、該方式では、送信する通信路に空き帯域があれば必ずセルを送信する。
【００２７】
従って、ＵＢＲクラスの動作しか行うことができず、指定された送信帯域を守ってセルを送信するＡＢＲクラスに用いることはできない。更に、各コネクションに対してＭＣＲ以上の帯域でセルを送信することを保証することもできない。
【００２８】
本発明の第１の目的は、複数のコネクションをサポートしているセル送信装置において、各コネクションがＭＣＲ以上の帯域で送信することを保証しつつ、かつＭＣＲ以外の帯域を各コネクションの優先度に応じた割合で分配する送信帯域制御方式を提案することである。
【００２９】
ＡＢＲクラスでは、網が輻輳しＲＭセルによって輻輳通知された場合、セル送信装置は通知された値以下の帯域でセルを送信しなければならない。
【００３０】
従って、セル送信装置において、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を、全コネクションに割り当てられた帯域の合計が通信路の帯域となるように分配している場合に、あるコネクションが、該コネクションに割り当てられた帯域よりも小さな値を網から通知されると、全コネクションの送信帯域の合計が、セル送信装置に接続されている通信路の帯域よりも小さくなる。すなわち、通信路の帯域に空き帯域が生じ、通信路の帯域を有効利用することができない。
【００３１】
このように輻輳通知を受け送信帯域を制限されたコネクションは、過剰に割り当てられた帯域（帯域分配によって割り当てられた帯域と、実際にセルを送信する帯域との差分の帯域）を他のコネクションに解放し、該帯域を他のコネクションが再分配することが望ましい。
【００３２】
本発明の第２の目的は、複数のコネクションをサポートしているセル送信装置において、網からの輻輳通知として、帯域分配機能により割り当てられた送信帯域よりも小さな値を通知されたコネクションが、該コネクションに割り当てられた帯域と該コネクションの実際の送信帯域の差分の帯域を他のコネクションに解放し、全体としての網の高い利用効率を達成し得る送信帯域制御方式を提案することである。
【００３３】
従来技術１の“5.10 ABR Flow Control (p.44)”には、送信端末において、輻輳通知情報による送信帯域の増減に関しては述べられているが、送信端末の帯域分配に関しては述べられていない。
【００３４】
本発明の第３の目的は、第１の目的、第２の目的に示した送信帯域制御方式を実現するための回路を備えた送信端末の具体的な構成法を示すことである。
【００３５】
従来技術１の“5.10.7 Virtual Source and Virtual Destination”にはＶＳ／ＶＤの概念と満たすべき条件が示されているのみであり、ＶＳ／ＶＤの具体的な構成法に関しては言及されていない。
【００３６】
また、従来技術３にはＶＳ／ＶＤの利用法が示されているのみであり、ＶＳ／ＶＤの構成に関するものではない。
【００３７】
本発明の第４の目的は、第１の目的、第２の目的に示した送信帯域制御方式を実現するための回路を備えたＶＳ／ＶＤの具体的な構成法を示すことである。
【００３８】
更に、シェーピング、および帯域分配はＡＴＭセルに対してのみではなく、一般の可変長パケット転送においても重要な技術である。
【００３９】
本発明の第５の目的は、ＩＰ（Internet Protocol）パケット等の可変長パケットに対して、全体として網の高い利用効率を達成し得る送信帯域制御方式を提案することである。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であり、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルに輻輳通知情報を書き込んで送信端末へ送り返した輻輳通知セルに書き込まれた輻輳通知情報に基づいて送信帯域を増減させる送信帯域制御手段を備え、該送信帯域制御手段は、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、前記優先度情報に基づいてセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備え、セル転送状態にあるすべてのコネクション間で送信帯域を分配するようにしている。
【００４１】
また、前記送信帯域計算手段は、前記各コネクションの優先度情報を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの前記優先度情報の和で除算した比率と、該回線の送信帯域を乗ずることによって、各コネクション毎に優先度情報に比例したセル送信帯域を計算するようにしている。
【００４２】
また、前記送信帯域制御手段は、各コネクション毎の最低保証帯域値情報を記憶しておく記憶手段を備え、前記送信帯域計算手段は、前記各コネクションの優先度情報を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの前記優先度情報の和で除算した比率と、該回線の送信帯域から該回線に送信するすべてのコネクションの最低保証帯域の和を減じた帯域を乗じ、得られた結果に更に前記最低保証帯域値情報を加えることによって各コネクション毎にセル送信帯域を計算し、
前記送信帯域制御手段は、各コネクション毎の最低保証帯域を確保し、かつ各コネクションで自由に分配し得る帯域は各コネクションの優先度情報に比例してセル送信帯域を分配するようにしている。
【００４３】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルに輻輳通知情報を書き込んで送信端末へ送り返した輻輳通知セルに書き込まれた輻輳通知情報に基づいて送信帯域を増減させる送信帯域制御手段を備え、該送信帯域制御手段は、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、各コネクションの最低保証帯域を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの最低保証帯域の和で除算した比率と、該回線の送信帯域を乗ずることによって、各コネクションに最低限確保したい送信帯域に比例してセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００４４】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上でデータセルと、同一コネクション内にデータセル以外に輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルの輻輳通知ビットをセットして送信端末へ送り返し、前記輻輳通知ビットがセットされた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、輻輳通知ビットがセットされていない輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる送信帯域制御手段を備え、該送信帯域制御手段は、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、該コネクションと同一の回線の送信帯域を、該回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるコネクションの数で除算することによって、各コネクションに均等にセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００４５】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上でデータセルと、同一コネクション内にデータセル以外に輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルの輻輳通知ビットをセットして送信端末へ送り返し、前記輻輳通知ビットがセットされた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、輻輳通知ビットがセットされていない輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる送信帯域制御手段を備え、
該送信帯域制御手段は、各コネクション毎に最低保証帯域値情報を記憶しておく記憶手段と、該コネクションと同一の回線の送信帯域から該回線に送信するすべてのコネクションの最低保証帯域の和を減じた帯域を、該回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるコネクションの数で除算し、得られた結果に更に該コネクションの最低保証帯域を加えることによって、各コネクションで最低保証帯域を確保し、かつ各コネクションで自由に分配し得る帯域は各コネクションに均等にセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００４６】
また、送信端末と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末から構成され、送信端末から受信端末へ予め設定されたコネクション上でデータセルを転送する非同期転送網における送信端末装置において、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、前記優先度情報に比例したセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備え、セル転送状態にあるすべてのコネクション間で送信帯域を分配するようにしている。
【００４７】
また、前記送信帯域計算手段に替えて、前記各コネクションの優先度情報を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの前記優先度情報の和で除算した比率と、該回線の送信帯域を乗ずることによって、各コネクションごとに優先度情報に比例したセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備えるようにしている。
【００４８】
また、送信端末と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末から構成され、送信端末から受信端末へ予め設定されたコネクション上でデータセルを転送する非同期転送網における送信端末装置において、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、該コネクションと同一の回線の送信帯域を、該回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるコネクションの数で除算することによって、各コネクションに均等にセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００４９】
また、前記輻輳通知セルによって網から輻輳通知を受けた場合、あるいは送信するためのセルがなくなった場合に、前記送信帯域計算手段によって計算されたセル送信帯域でセルを送信することができない場合に、前記送信帯域計算手段に用いる優先度情報の代わりに、優先度情報を最大値とする分配情報を用いて帯域分配計算を行う手段を備えるようにしている。
【００５０】
また、前記輻輳通知セルによって網から輻輳通知を受けた場合、あるいは送信するためのセルがなくなった場合に、前記セル送信帯域計算によって計算されたセル送信帯域でセルを送信することができない場合に、前記セル送信帯域の分配計算に用いる最低保証帯域の代わりに、該最低保証帯域を最大値とする分配情報を用いて帯域分配計算を行う手段を備えるようにしている。
【００５１】
また、分配情報として取り得る候補の値それぞれに対して並列に前記帯域分配計算を行い、計算結果の送信帯域と輻輳通知情報によって計算された送信帯域とを並列に比較し、最適な分配情報を求める手段を備えるようにしている。
【００５２】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網に配置され、入力回線と出力回線が接続され、輻輳通知セルを生成することができ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされて戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされずに戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる手段と、自ノードが生成していない輻輳通知セルを受信した場合には、該コネクションのバッファの輻輳状態を輻輳通知セルに書き込み、受信した通信路に向けて送り返す手段を備えたネットワークノードにおいて、前述の送信帯域制御手段を備えるようにしている。
【００５３】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における、輻輳通知セルを生成することができ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされて戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされずに戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる手段と、自ノードが生成していない輻輳通知セルを受信した場合には、該コネクションのバッファの輻輳状態を輻輳通知セルに書き込み、受信した通信路に向けて送り返す手段を回線インタフェース部に備えた中継スイッチにおいて、前記回線インタフェース部に前述の送信帯域制御手段を備えるようにしている。
【００５４】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における、輻輳通知セルを生成することができ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされて戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされずに戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる手段と、自ノードが生成していない輻輳通知セルを受信した場合には、該コネクションのバッファの輻輳状態を輻輳通知セルに書き込み、受信した通信路に向けて送り返す手段をトランク方式を用いて備えた中継スイッチにおいて、前記トランクに前述の送信帯域制御手段を備えるようにしている。
【００５５】
また、前記送信端末装置、ネットワークノード、中継スイッチにおいて、前記セル送信帯域の計算をソフトウェアによって行うようにしている。
【００５６】
また、前記送信端末装置、ネットワークノード、中継スイッチにおいて、コネクション毎のセル転送時の帯域分配のための基準となる情報（優先度情報等）を、前記非同期転送網に接続された網管理装置から設定するようにしている。
【００５７】
【発明の実施の形態】
＜実施例１＞
以下に、第１の実施例として、本発明をＶＳ／ＶＤに適用した例を、図１に基づいて詳細に説明する。
【００５８】
本実施例の構成を図１に示す。本発明においてＶＳ４０は、送信待ちのセルを蓄積しておくセル記憶回路４００、送信帯域を制御し、セル記憶回路４００からセルを読み出し、通信路７１に送信するシェーピング部４１０、受信したＢＲＭセルの輻輳通知情報による送信帯域を計算し、シェーピング部４１０からセルを送信する間隔を更新するＡＢＲ帯域計算部４２０、ＡＢＲ用余剰帯域をアクティブコネクション（実際にセルを送信しているコネクション）で分配した帯域を計算する帯域分配部４３０から構成される。
【００５９】
セル記憶回路４００は、例えば外付けメモリとその制御回路で実現できる。
【００６０】
シェーピング部４１０およびＡＢＲ帯域計算部４２０のブロック図を図９に示し、帯域分配部４３０のブロック図を図１０に示す。シェーピング部４１０は、図３に示した従来技術２のセル流制御装置７と同様の構造をもつ。すなわち、図３のセル送出時刻演算部３は、図９の送信時刻計算回路４１２および送信間隔情報記憶回路４１３に対応し、メモリ４はセル記憶回路４００に対応し、書き込み制御回路５および読み出し制御回路６はセル送信制御回路４１１に対応している。
【００６１】
また、ＶＤ５０は、受信したセルの種別（データセル、ＦＲＭセル、ＢＲＭセル）を判別し、受信セルがデータセルの場合はシェーピング部４５０に送り、受信セルがＦＲＭセルの場合はシェーピング部４１０に送り、受信セルがＢＲＭセルの場合はセル中の輻輳通知情報を抽出しＡＢＲ帯域計算部４２０に通知するセル種別判定部５００から構成される。
【００６２】
セル種別判定部５００のブロック図を図１９に示す。
【００６３】
また、ＶＳ４１はＶＳ４０と、ＶＤ５１はＶＤ５０と、それぞれ同じ構造を持つ。
【００６４】
図８に、本発明の装置６０で送受信されるセルの流れについて示す。
【００６５】
ＶＤ５１には通信路７０からセルが受信される。通信路７０を流れているセルには、送信端末１１で生成され受信端末２１まで転送されるデータセル７０１、送信端末１１で生成され受信端末２２に送り返されるＦＲＭセル７０２、ＶＳ４１で生成され、受信端末２２から送り返されてきたＢＲＭセル７０３がある。通信路７３からＶＤ５０に受信されるセルも同様に、データセル７３１、ＦＲＭセル７３２、ＢＲＭセル７３３がある。通信路７３から受信したセルの種別は、ＶＤ５０の中のセル種別判定部５００(図１)で判定される。
【００６６】
ここで、セル種別判定部５００のブロック図を図１９に示す。セル種別判定部５００は、セルの種別を判別し、判別結果に応じてデータセルならば回線７２に送信するシェーピング部４５０に転送し、ＦＲＭセルならば通信路７１に送り返すためにシェーピング部４１０に転送し、ＢＲＭセルならば輻輳通知情報検出回路５０２に転送するセル種別判定回路５０１と、受信セルがＢＲＭセルのときのみ受信セルの輻輳通知ビットを検出し、送信帯域を変更するためにＡＢＲ帯域計算部４２０に通知する輻輳通知情報検出回路５０２から構成される。セル種別は、セルのヘッダ中にあるセル種別識別子（ペイロードタイプ）によって容易に判別することができる。また、前述のようにＲＭセルのＤＩＲビットによって、ＦＲＭセルとＢＲＭセルを判別することができる。
【００６７】
以下に、通信路７０からＶＤ５１にデータセル、ＦＲＭセルを受信した場合、および通信路７３からＶＤ５０にＢＲＭセルを受信した場合の動作について説明する。通信路７３からデータセル、ＦＲＭセルを受信、あるいは通信路７０からＢＲＭセルを受信した場合も同様の動作を行う。
【００６８】
まず、ＡＢＲクラス以外のトラヒッククラスのセルを受信した場合の動作について説明する。
【００６９】
ＡＢＲクラス以外のトラヒッククラスでは、ＲＭセルの転送はなく、データセルのみが転送されている。ＡＢＲクラス以外のクラスのセルが受信されると、ＶＤ５１のセル種別判定回路５１０が、セルの種別を判別し、受信セルはすべてＶＳ４０内のシェーピング部４１０でアドレスを割り当てられ、セル記憶回路４００に保存される。
【００７０】
送信間隔情報記憶回路４１３には、図１１に示すように、コネクション毎にセル送信間隔４１３０、および次セル送信予定時刻４１３１が記憶されている。
【００７１】
セル送信制御回路４１１は、送信間隔情報記憶回路４１３に記憶しているセル送信間隔４１３０でセルをシェーピングし、通信路７１にセルを送信する。
【００７２】
セルを送信すると、次セル送信予定時刻を送信時刻計算回路４１２で計算し、送信間隔情報記憶回路４１３に記憶する。次セル送信予定時刻の計算方法は、例えばリーキーバケット方式等による。リーキーバケット方式に関しては、例えば従来技術１の“Normative Annex C.1 Equivalence of Virtual Scheduling and Continuous Leaky Bucket Algorithms”に記載されている。
【００７３】
次に、ＡＢＲクラスのセルを受信した場合の動作について説明する。
【００７４】
ＡＢＲクラスでは、前記のようにデータセルの他にＦＲＭセル、ＢＲＭセルが転送されている。
【００７５】
通信路７０からＡＢＲクラスのセルを受信すると、セル種別判定回路５１０においてセルの種別を判別する。
【００７６】
通信路７０からＶＤ５１にデータセルを受信した場合には、通信路７２に送信するためにＶＳのセル送信制御回路４１０でアドレスを割り当てられ、セル記憶回路４００に保存される。
【００７７】
通信路７０からＶＤ５１にＦＲＭを受信した場合には、送り返すセルとして、通信路７２に送信するためにＶＳのセル送信制御回路４５０でアドレスを割り当てられ、セル記憶回路４４０に保存される。このとき、ＢＲＭセルとして送信するために、前記ＤＩＲビットを“０”から“１”に変換しておく。
【００７８】
ＡＢＲクラスに関しては、送信帯域の分配を行う際に実際にセルを送受信しているコネクションは、アクティブコネクションと認識する必要がある。従って、セルを受信したときに、図９のセル送信制御回路４１１において、アクティブ状態でなかったコネクションがアクティブ状態になったか否かを判定し、帯域分配部４３０に通知する。帯域判定部４３０での動作は後述する。
【００７９】
セルの送信に関しては、ＡＢＲクラス以外のセル送信と同じである。但し、セル送信時に、従来技術１のセル送信規則により、ＦＲＭセルおよび送り返すＢＲＭセルを混在させて送信することのみが、ＡＢＲクラス以外と異なっている。また、セル送信により、送信コネクションがアクティブ状態からアクティブでない状態へ移行した場合も、受信時と同様に帯域分配部４３０に通知する。
【００８０】
通信路７３からＶＤ５０にＢＲＭセルを受信した場合には、輻輳通知情報抽出回路５０２においてＢＲＭセル中の輻輳通知情報のみを抽出し、セル自体は保存しない。
【００８１】
抽出された輻輳通知情報は、通信路７１に送信するためのＡＢＲ帯域計算回路４２０に通知される。
【００８２】
図９において、通知帯域計算回路４２１は、送信帯域情報記憶回路４２３に記憶してある情報を基に、文献１に記載されている計算式によって通知帯域を計算する。送信帯域情報記憶回路４２３には、図１２に示すように、コネクション毎に送信帯域（文献１ではＡＣＲ）４２３０、およびコネクション設定時に契約される最小送信帯域ＭＣＲ４２３１、最大送信帯域ＰＣＲ４２３２、送信帯域増加率ＲＩＦ４２３３、送信帯域減少率ＲＤＦ４２３４等が記憶されている。ここで、文献１の“ＡＣＲ”と、本発明の通知帯域は同じ意味である。通知帯域計算回路４２１は、図２０に示したとおり、シフト回路４２１０、４２１１、加算回路４２１３、減算回路４２１２、および選択回路４２１４で容易に構成することができる。計算した通知帯域は、送信帯域計算回路４２２に通知される。送信帯域計算回路４２２は、通知帯域と、帯域分配部４３０において計算される分配帯域（後述）の２つの帯域の内、値の小さい方を送信帯域とし、送信帯域情報記憶回路４２３に書き戻すと同時に、該送信帯域をシェーピング間隔に変換し送信間隔情報記憶回路４１３の送信間隔情報を更新する。
【００８３】
以上のようにして、ＢＲＭセルにより輻輳通知を受けた場合は送信帯域を減少させるので送信間隔が広がり、輻輳通知を受けなかった場合は送信帯域を増加させるので送信間隔が狭くなるという動作を実現するＶＳ／ＶＤを実現することができる。
【００８４】
次に、帯域分配部４３０において、ＡＢＲ用余剰帯域（後述）を各コネクションに設定された優先度の割合に応じてアクティブコネクションに分配する動作について説明する。
【００８５】
帯域分配部４３０のブロック図を図１０に示す。
【００８６】
帯域分配部４３０内の優先度情報記憶回路４３３には、図１３に示すように、各コネクションの帯域分配の優先度を示す優先度情報（固定）４３３０、優先度情報を最大値として実際の帯域分配計算に用いられる分配情報（可変）４３３１がコネクション毎に記憶されている。尚、初期設定値としては、分配情報＝優先度情報として優先度に応じた分配を行う。
【００８７】
本実施例では簡単のために、優先度情報の候補として、ｎ個の自然数の集合（１，２，・・・，ｎ）を用い、分配情報の候補として、ｎ個の自然数の集合に“０”を加えた集合（０，１，２，・・・，ｎ）とするが、優先度情報、分配情報共に小数値でもよく、また、優先度情報の候補の集合が分配情報の候補の集合の部分集合である必要もない。
【００８８】
優先度情報記憶回路４３３には、上記パラメータの他に、ＡＢＲクラス全体で１つの情報として、ＡＢＲ用余剰帯域４３３２、およびＡＢＲクラスのアクティブコネクションの分配情報の合計である総分配情報４３３３が記憶されている。ＡＢＲ用余剰帯域４３３２は、通信路の帯域から、帯域を確保して送信している音声・画像等の送信帯域、およびＡＢＲクラスのＭＣＲを減じた帯域であり、新たにコネクションを設定、あるいは解除しない限り固定値である。
【００８９】
通信路７３からＢＲＭセルを受信した場合、輻輳通知情報を抽出し、通知帯域計算回路４２１で通知帯域を計算すると同時に帯域分配部４３０において分配帯域を計算する。分配帯域の計算は、分配帯域計算回路４３１で行われる。
【００９０】
分配帯域計算回路４３１の詳細なブロック図を図１４に示す。
【００９１】
優先度情報記憶回路４３３から読み出した、対応コネクション番号の分配情報、総分配情報、ＡＢＲ用余剰帯域、および送信帯域情報記憶回路４２３から読み出したＭＣＲを用いて分配帯域を計算する。なお、ＡＢＲ用の帯域は、各コネクションのＭＣＲを合計した値とＡＢＲ用余剰帯域を加えたものである。
【００９２】
まず、除算回路４３１０において、総分配情報に対する該コネクションの分配情報の比率（分配情報／総分配情報）を計算する。
【００９３】
次に乗算回路４３１１において（ＡＢＲ用余剰帯域）×（分配情報／総分配情報）を計算し、最後に加算回路４３１２において対応コネクション番号のＭＣＲを加算し、その値を分配帯域とする。
【００９４】
最後にＭＣＲを加算するので、分配帯域は常にＭＣＲ以上の値となる。図２２は、余剰帯域を２つのコネクション間で帯域を分配する場合の例を示している。２つのコネクションに分配する余剰帯域は、（ＡＢＲ用余剰帯域）×（分配情報／総分配情報）の値により変化するが、各コネクションに対して、ＭＣＲは必ず保証される。
【００９５】
計算結果の分配帯域は送信帯域計算回路４２２に通知され、前述のとおり、通知帯域と分配帯域の値の小さい方を送信帯域とし、該送信帯域をシェーピング間隔に変換し、送信間隔情報記憶回路４１３の送信間隔情報を更新する。
【００９６】
次に、分配帯域計算回路４３１で過剰に帯域が割り当てられている場合に、帯域の過剰分を他のコネクションに解放する動作について説明する。
【００９７】
上記動作は、分配情報変更回路４３２によって実現される。分配情報変更回路４３２の詳細ブロック図を図１５に、そのフロー図を図１８に示す。
【００９８】
本実施例では、分配情報はｎ＋１個の候補が存在する。
【００９９】
本実施例では、分配帯域０計算回路４３２０−０によって、次に分配情報の候補Ｗｉが０になった場合の分配帯域０を計算し、分配帯域１計算回路４３２０−１によって、次に分配情報の候補Ｗｉが１になった場合の分配帯域１を計算し、分配帯域２計算回路４３２０−２によって、次に分配情報の候補Ｗｉが２になった場合の分配帯域２を計算し、以下同様にして、分配帯域３，４，……を計算する。
【０１００】
分配帯域１，２，３，……の各計算回路は、コネクション間分配帯域計算回路４３１の構成と同様であるが、図１４における分配情報の代わりに分配情報の候補Ｗｉを用い、分配情報の候補Ｗｉとして固定値ｉ（分配帯域０を計算するときは“０”、分配帯域１を計算するときは“１”、分配帯域ｉを計算するときは“ｉ”）を用い、総分配情報の代わりに（総分配情報−分配情報＋固定値ｉ）を用いる点が異なっている。この計算処理は、図１８のステップ９２０に相当する。
【０１０１】
各分配帯域計算回路による計算結果の各帯域、すなわち、分配帯域０から分配帯域ｎと、通知帯域計算回路４２１によって計算された通知帯域との大小関係により、最適分配情報決定回路４３２１において、
分配帯域 (ｋ−１) ＜通知帯域 ≦ 分配帯域ｋ
を満たす分配情報の値を求め、最適分配情報＝ｋとする。この場合には、ｋ＝ｉになる。この処理は、図１８のステップ９２１に相当する。
【０１０２】
最適分配情報決定回路４３２１の詳細なブロック図を図１６に示す。
【０１０３】
最適分配情報決定回路４３２１は、分配帯域ｉ計算回路（０≦ｉ≦ｎ）において計算された分配帯域ｉ（０≦ｉ≦ｎ）と通知帯域を比較回路４３２１０−０〜ｎで比較し、その結果をエンコーダ４３２１１でエンコードすることで容易に実現することができる。
【０１０４】
優先度情報超過判定回路４３２２では、新分配情報＞優先度情報とならないように新分配情報を決定する。すなわち、最適分配情報≦優先度情報の場合には、新分配情報＝最適分配情報とし、最適分配情報＞優先度情報となった場合には新分配情報＝優先度情報とする。この処理は、図１８のステップ９２２に相当する。
【０１０５】
また、分配情報の値の変化に伴い、アクティブコネクションの分配情報の合計である総分配情報も更新する。
【０１０６】
総分配情報は、ＢＲＭセルからの輻輳通知によって分配情報が変化した場合の他に、前述のように、あるコネクションがセル受信によりアクティブでない状態からアクティブ状態に変化した場合、およびセル送信によりアクティブ状態からアクティブでない状態に変化した場合にも更新される。
【０１０７】
以上の３つの場合の総分配情報の更新を行う総分配情報更新回路４３２３の動作について説明する。
【０１０８】
総分配情報更新回路４３２３の詳細なブロック図を図１７に示す。
【０１０９】
ＢＲＭセルからの輻輳通知によって分配情報が変化した場合には、加算回路、減算回路４３２３０において新総分配情報＝総分配情報−分配情報＋新分配情報によって新総分配情報を計算する。この処理は図１８のステップ９２３に相当する。
【０１１０】
セル受信によりアクティブでない状態からアクティブ状態に変化した場合には、加算回路４３２３１において新総分配情報＝総分配情報＋分配情報によって新総分配情報を計算する。
【０１１１】
セル送信によりアクティブ状態からアクティブでない状態に変化した場合には、減算回路４３２３２において新総分配情報＝総分配情報−分配情報によって新総分配情報を計算する。
【０１１２】
上記３つの計算結果の内、どの値を最終的な新総分配情報とするかは、計算タイミングが送信タイミングであるか、受信タイミングであるか、あるいは受信タイミングの場合は受信したセル種別によって決定することができる。選択は、選択回路４３２３３で行われる。
【０１１３】
以上の計算結果の新分配情報、新総分配情報を、それぞれ優先度情報記憶回路４３３の分配情報領域４３３１、総分配情報領域４３３３に書き戻す。
【０１１４】
以上に説明したように、ＢＲＭセルを受信したときに輻輳通知された値によっては分配情報を変化させる。分配情報の変化によって、新分配情報＜旧分配情報となった場合には、新総分配情報＜旧総分配情報となっている。この変化を他のコネクションの立場で考えれば、自分の分配情報を変化させなくても総分配情報が小さくなったので、比率（分配情報／総分配情報）は大きくなっている。すなわち、ＡＢＲ用余剰帯域を分配する際、より多く割り当てられることになる。
【０１１５】
以上のようにして、輻輳通知等の理由で、帯域分配機能によって割り当てられた帯域で送信できない場合に、その差分の帯域を他のコネクションが利用してセルを送信することができ、通信路の利用率を上げることができる。
【０１１６】
コネクション毎に優先度情報を設定する方法は、コネクションを確立する方法により決まる。
【０１１７】
コネクションの確立には、図２における網管理装置１５が予めコネクションの設定を行うＰＶＣ（Permanent Virtual Call）と、端末から網に対してパラメータを申告しコネクションを設定するＳＶＣ（Switched Virtual Call）の２種類がある。本発明においては、ＰＶＣの場合は、網管理装置１５からコネクション毎の送信帯域の分配の優先度を設定することができる。また、ＳＶＣの場合はコネクションを確立するために様々なパラメータ（例えば、図１２のＭＣＲ，ＰＣＲ等のパラメータ）を端末と網の間で契約するが、その契約パラメータの一つとして優先度を設定することができる。
【０１１８】
以上に、本発明の一実施例として、コネクション毎に帯域分配の優先度情報を設定し、その優先度に応じて送信帯域を分配したが、特に別のパラメータ（優先度情報）を設定せず、ＭＣＲに比例した割合で分配することもできる。
【０１１９】
具体的には、すべての回路において優先度情報の代わりにＭＣＲを用い、また分配情報の候補として０以上ＭＣＲ以下の値を選べばよい。
【０１２０】
但し、ＭＣＲ＝０のコネクションが混在していると該コネクションの送信帯域は常に０となるので、ＭＣＲ＝０のコネクションが混在している場合には用いることができない。
【０１２１】
また、コネクション間で帯域を均等に分配したい場合にも、前記優先度情報を設定しなくてもよい。具体的には、すべての回路において優先度情報の代わりに固定値“１”（すなわちすべてのコネクションの優先度が等しい）を用い、また分配情報の候補として０以上１以下の小数値を選べばよい。
【０１２２】
以上では、すべて送信帯域が最低限確保したい帯域（ＭＣＲ）以上になるように保証しており、送信帯域がＭＣＲ以下になることはない。
【０１２３】
ＭＣＲを保証する必要がない場合には、図１４の加算回路４３１２を取り除くことができる（取り除いた場合は乗算回路４３１１の出力が分配帯域となる）。
【０１２４】
但し、この場合、ＡＢＲ用余剰帯域の計算が、通信路の帯域から、帯域を確保して送信している音声・画像等の送信帯域のみを減じた帯域とし、ＭＣＲは減じてはいけない。
【０１２５】
尚、以上は、すべて網内の独立ノードのＶＳ／ＶＤ６０で構成した場合を示しているが、図６のようにスイッチ３５の回線インタフェース部にＶＳ／ＶＤ６２を構成してもよいし、図７のようにスイッチ３６に付随するトランクとしてＶＳ／ＶＤ６３を構成してもよい。いずれの場合も図１と同じ構造で実現することができる。
【０１２６】
また、本発明をＶＳ／ＶＤとして実現するのではなく、送信端末に実現することもできる。この場合は、図１においてＶＳ４０およびＶＤ５０のみの構成となり、ＶＤ５１の代わりに、送信すべき上位層のパケットをＡＴＭで転送するためのセルに変換（分割）する装置が、ＶＳ４１の代わりに、ＡＴＭ用のセルを上位層で処理することができるように変換（合成）する装置がそれぞれ必要になる。
【０１２７】
また、以上の例では、ＲＭセル受信時に帯域分配計算を行う例を説明したが、ユーザセルも含めたすべてのセル受信時に行ってもよいし、すべてのセル送信時に行ってもよい。
【０１２８】
すべてのセルを帯域分配の対象とする方が帯域分配のトリガが多くなり、より早く定常状態に安定させることができる。更に、セルの送受信とは独立したタイミングで定期的に計算してもよい。この方法は、例えばシェーピングに用いている時計（図９のタイマ４１４）を基にアドレスを生成し、定期的に分配帯域を計算する。
【０１２９】
この場合、図９の帯域分配部４３０が分配帯域を計算するコネクションは、タイマ４１４が生成する時刻である。また、ＢＲＭセルによって通知される輻輳通知情報を基に計算される通知帯域は送信帯域情報記憶回路４２３に記憶しておき、送信帯域計算回路４２２において送信帯域を計算する際に値を反映させる。具体的な送信帯域の計算方法は、ＲＭセル受信をトリガとする場合と同様である。
【０１３０】
以上では、すべてＡＢＲクラスに適用した実施例を示したが、ＲＭセルによるフィードバック制御を行わないＵＢＲクラスのトラヒックにも適用することができる。ＵＢＲでは、ＲＭセルを転送しないため、帯域計算のトリガとして、上述の全セル受信時、あるいは全セル送信時、または時計を用いて定期的に行う方法をとる。
【０１３１】
＜実施例２＞
次に、第２の実施例として、本発明をＩＰパケットを転送するシェーピング装置に適用した例を、図２１を用いて説明する。第１の実施例では、コネクションに対する帯域の割り当てを検討したが、本実施例は、フローに対する帯域の割り当てを検討する。図２１に示したシェーピング装置８０は、基本的にはＶＳ／ＶＤのＶＳ部分と同じ構成であるが、以下の点が異なっている。
【０１３２】
ＩＰパケットはＡＴＭセルと異なり可変長であるので、パケット長情報を送信間隔に反映させることが必要である。すなわち、長いパケットを送信した場合には次のパケットとの送信間隔を長くするような送信予定時刻を計算し、短いパケットを送信した場合には次のパケットとの送信間隔を短くするような送信予定時刻を計算し、平均として設定帯域を守るようなシェーピングを行う。
【０１３３】
具体的には、シェーピング部８１０内のパケット送信制御回路８１１は、パケット送信時に、送信したパケットのヘッダ内に記述してあるパケット長情報を送信時刻計算回路８１２に通知する。パケット長情報を受けた送信時刻計算回路８１２では、例えば以下のような送信予定時刻の計算を行い、パケット長に応じた送信予定時刻を算出する：
送信予定時刻＝現在時刻＋送信バイト数×基準帯域／シェーピング帯域．ここで、基準帯域とは、時計の‘１’を１バイトのパケット間隔とするような帯域であり、送信バイト数は、パケット送信制御回路８１１から通知されたパケット長情報である。以上の計算により、送信パケット長に応じた送信間隔で可変長パケットを送信することができる。
【０１３４】
本発明では、ハードウェアにより送信帯域の分配計算、および過剰に割り当てられた帯域の再分配計算を高速に行うことができるセル送信装置を構成したが、同様の計算をソフトウェアによって計算することもできる。
【０１３５】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明によれば、送信端末において各ＡＢＲコネクションに送信帯域を分配する際、重要なコネクションに優先して帯域を割り当てることができ、優先してセルを転送することができる。
【０１３６】
また、輻輳通知を受けたコネクションが帯域分配によって割り当てられた送信帯域で送信できないときには、その差分の帯域を他のコネクションが何ら優先度情報の変更をすることなく優先度の割合に応じて利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をＶＳ／ＶＤに適用した一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】非同期転送網のコネクションの概念を示すブロック図である。
【図３】従来のシェーピング装置の構成を示すブロック図である。
【図４】ＡＢＲクラスのセルの流れを示す図である。
【図５】独立ノードとしてＶＳ／ＶＤを設けたＡＢＲクラスのセルの流れを示す図である。
【図６】スイッチの回線インタフェース部にＶＳ／ＶＤを設けた場合のＡＢＲコネクションの接続図である。
【図７】スイッチに付随するトランクとしてＶＳ／ＶＤを構成した場合のＡＢＲコネクションの接続図である。
【図８】図６のコネクションのにおけるすべてのセルの流れを示した図である。
【図９】ＡＢＲ対応のシェーピング装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】帯域分配部の構成を示すブロック図である。
【図１１】送信間隔情報記憶回路の記憶形式を示すテーブルである。
【図１２】送信帯域情報記憶回路の記憶形式を示すテーブルである。
【図１３】優先度情報記憶回路の記憶形式を示すテーブルである。
【図１４】分配帯域計算回路の詳細ブロック図である。
【図１５】分配情報変更回路の詳細ブロック図である。
【図１６】最適分配情報決定回路の詳細ブロック図である。
【図１７】新総分配情報更新回路の詳細ブロック図である。
【図１８】分配情報変更回路の動作を示すフロー図である。
【図１９】セル種別判定部のブロック図である。
【図２０】通知帯域計算回路の詳細ブロック図である。
【図２１】本発明をＩＰパケットのシェーピング装置に適用した一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２２】コネクションに対する割り当て帯域の変動を示す図である。
【符号の説明】
１０〜１２送信端末
１５網管理端末
２０〜２２受信端末
３０〜３６スイッチ
４０〜４３仮想送信端（ＶＳ）
５０〜５３仮想受信端（ＶＤ）
７０、７３受信セル
７１、７２送信セル
４００、４４０セル記憶回路
４１０、４５０シェーピング部
４２０、４６０ＡＢＲ帯域計算機
４３０、４７０帯域分配部
５００、５１０セル種別判定部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exchange switch in an asynchronous transfer network, a terminal device or switch provided with an exchange switch in an asynchronous transfer network, and more particularly to a technique for distributing cell transmission band connections between connections. Further, the present invention relates to a terminal device in a variable-length packet network, and more particularly to a technique for distributing a packet transmission band among users.
[0002]
[Prior art]
Asynchronous transfer technology uses a fixed-length packet called a cell to efficiently support various types of traffic such as voice, image, and data, and is widely known as a communication technology suitable for multimedia communication. Yes. Asynchronous transfer technology is described, for example, in "The ATM Forum TM4.0" (Prior Art 1).
[0003]
FIG. 2 shows a general network composed of a plurality of terminals and switches. In the case of an asynchronous transfer network, it is described in “2. ATM Service Architecture (p.4)” of Prior Art 1. As described above, a cell is transferred through a virtual route called a connection. In FIG. 2, when a cell is transferred from one terminal 10 (hereinafter referred to as “transmission terminal”) to another terminal 20 (hereinafter referred to as “reception terminal”), between each of the transmission terminal 10, the switches 30, 31 and 32, and the reception terminal 20. A virtual route (connection) is established, and the cell is transferred on the connection connecting both terminals 10 and 20. Connection establishment may be requested by the transmitting terminal or by the network management terminal 15.
[0004]
In the multimedia communication, data-based burst traffic and real-time traffic such as voice / image are simultaneously transferred through separate connections in the same line. When connections from a plurality of input lines merge at the output port of the switch, cell transmission control (traffic control) between the connections is required. In the transfer of audio / images, the used bandwidth can be predicted in advance. In order to secure this bandwidth (hereinafter referred to as “transmission bandwidth”) in the communication path that transmits the cell before starting cell transmission (bandwidth securing), and to perform low-delay transmission within the reserved bandwidth, A cell is preferentially transmitted (prioritized transfer) to a data cell. The cell transmission device needs to transmit a cell in a transmission band with a reserved band. For this purpose, a function of transmitting a cell with a reserved bandwidth for each connection is required. This cell transmission function in the reserved band is hereinafter referred to as shaping.
[0005]
The shaping device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-315034 “Cell Flow Control Device and ATM Communication Network” (Prior Art 2). The “cell flow control device” of the prior art 2 has the same meaning as the shaping device.
[0006]
In prior art 2, the shaping device is configured as shown in FIG. In the shaping apparatus 7, the policing unit 2 that determines whether or not the arrival cell interval is within a prescribed allowable value, the cell transmission time calculation unit 3 that calculates the cell output time, and the cell are temporarily stored. The memory 4, the write control device 5 that writes a cell to the memory 4, and the read control device 6 that reads a cell from the memory, the cell is temporarily stored even if the cell is received in a band higher than the band for transmitting the cell. By storing in the memory 4, the cell can be transmitted while keeping the contracted transmission band.
[0007]
In addition to the above-described real-time traffic, shaping is also necessary for data-based burst traffic. In the case of data-type burst traffic, the transmission band cannot be predicted in advance. However, when transferring data-type burst traffic, it is not so important to reduce the transmission delay, so the transmitting terminal starts cell transmission without securing a transmission band. When traffic is concentrated on a certain node and the network is congested, cells can be stored in a buffer in the network, and high utilization efficiency of the network can be obtained while preventing cell discard. However, if a cell flows into the network beyond its capacity to handle the cell, the cells overflowing from the buffer are discarded during transmission.
[0008]
In the prior art 1, from the viewpoint of such cell discard, two traffic classes are shown for data traffic. In one class, the congestion notification cell for monitoring the congestion state of the network (hereinafter referred to as the congestion state) is periodically circulated in the network so that the cell transfer can be smoothly performed without causing the cell discard. This is an ABR (Available Bit Rate) class that performs dynamic control of the transmission bandwidth from the network, in which the cell inflow amount to the network is reduced and the cell inflow amount is allowed to increase when there is no congestion. The ABR class model is described in, for example, “5.10 ABR Flow Control (p.44)” of Prior Art 1. The other class is an UBR (Unspecified Bit Rate) class that places emphasis on the effective use of bandwidth and does not limit the transmission bandwidth even when the network becomes congested and cell discard occurs.
[0009]
In the prior art 1, in the ABR control model shown in FIG. 4 (FIG. 2-1 in the prior art 1), the switches 30 to 32 or the receiving terminal 20 that have detected that the network is congested circulate during the connection. The congestion notification bit of the congestion notification cell being set is set to “1”. When the transmission terminal 10 receives the congestion notification cell with the congestion notification bit set to “1”, the transmission terminal 10 determines that the network is congested and reduces the transmission band in order to prevent an excessive flow of cells into the network. When a congestion notification cell in which the congestion notification bit is not set is received, it is determined that the network is not congested, and the transmission bandwidth is increased in order to increase the utilization efficiency of the network.
[0010]
At this time, even when a congestion notification cell having a congestion notification bit of “1” is received, it is not necessary to reduce the cell transmission band to a band lower than an MCR (Minimum Cell Rate) contracted at the time of connection setting. . By performing feedback control using such a congestion notification cell, it is possible to dynamically control the transmission band from the network side.
[0011]
In FIG. 4, for the sake of simplicity, only the flow of data cells in one direction from the transmission terminal 10 to the reception terminal 20 is shown. However, an actual terminal device is configured to perform both the transmission terminal operation and the reception terminal operation. Since the operation is performed, there is a flow of data cells from the receiving terminal 20 side to the transmitting terminal 10 side. Hereinafter, unless otherwise specified, the one-way communication model as described above is used.
[0012]
In the prior art 1, the congestion notification cell is referred to as an “RM cell (Resource Management Cell)”, and a cell forwarded from a transmission terminal to a reception terminal is referred to as a “forward RM cell ( Forward RM cells) ”and those transferred from the receiving terminal to the transmitting terminal are called“ backward RM cells (reverse RM cells) ”. In the following, according to the above names, the forward RM cell is referred to as an FRM cell, and the backward RM cell is referred to as a BRM cell. The distinction between the FRM cell and the BRM cell can be easily distinguished from the FRM cell for the DIR = 0 cell and the BRM cell for the DIR = 1 cell by the bit indicating the transfer direction in the RM cell (DIR bit). it can.
[0013]
The control of the transmission band by the congestion notification information of the RM cell described in “5.10 ABR Flow Control” of Prior Art 1 is intended for the case where there is one connection starting from the transmitting terminal that calculates the band. No mention is made of the case where the transmitting terminal is the starting point of a plurality of connections.
[0014]
When the transmitting terminal is the starting point of a plurality of connections, the bandwidth of the communication path is set regardless of whether feedback control by the RM cell is performed (ABR class) or not (UBR class). It is important to distribute the connections equally or to preferentially allocate bandwidth to important connections. The fairness of band distribution is shown in, for example, “Informative Appendix I.3 Example Fairness Criteria (p.82)” of Prior Art 1. In “Informative Appendix I.3 Example Fairness Criteria” of Prior Art 1, Max-Min, MCR plus equal share (equal share) that divides the bandwidth equally in all connections, The weighted weight allocation is shown.
[0015]
As one means for realizing equal distribution of the bandwidth of the communication path, the ERICA method is known for the ABR class. The ERICA method is shown, for example, in “Informative Appendix I.5 Example Switch Mechanism (p.85)” of Prior Art 1. The ERICA method is a method in which a switch or receiving terminal in a network notifies a transmitting terminal of a value that equally distributes the bandwidth of a communication path input to the switch or the receiving terminal as a transmission permission band. Can be used to equally divide the bandwidth of the communication path.
[0016]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-83547 “Packet Scheduling Device” is shown as Prior Art 3. In prior art 3, in a shaping device that supports a plurality of UBR class connections, a queue for each connection and a queue indicating its transmission order are provided, and the connection indicated by the element read from the queue indicating the transmission order is provided. A cell is transmitted. Only the number of elements corresponding to the weight of the transmission ratio of each connection can enter the queue indicating the transmission order. As described above, in the related art 3, it is possible to control the ratio of the transmission cells of a plurality of UBR class connections.
[0017]
Further, in “5.10.7 Virtual Source and Virtual Destination” of the prior art 1, a VS / VD (Virtual Source / Virtual Destination: Virtual Sending Terminal / An ABR control technique using a virtual receiving terminal) is shown. In a long-distance connection, it takes time until the congestion notification information is notified to the transmission terminal, and the controllability of the transmission band is lowered. Therefore, as shown in FIG. The route between the transmission terminal 11 and the reception terminal 21 is divided by the VS / VD 60 in the middle to prevent a congestion notification from being delayed due to a long distance. In the VS / VD, the data cell is passed and transferred as it is, and the VS 40 performs the same operation as the transmission terminal 11 and the VD 50 performs the same operation as the reception terminal 21 with respect to transmission / reception of the RM cell. There are three types of VS / VD configurations shown below.
[0018]
That is, a configuration as an independent node 60 as shown in FIG. 5, a configuration arranged in the line interface unit of the switch 35 as shown in FIG. 6, and a configuration as a trunk associated with the switch 36 as shown in FIG.
[0019]
With regard to VS / VD, for example, there is “WAN which is flexible in the realization of multi-protocol part 1: SSE 95-186 (1996-03)” (prior art 4). Prior art 4 proposes a method of introducing an ABR class at a low cost by applying VS / VD to an actual network, and shows a necessary buffer amount and the like.
[0020]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-70541 (Prior Art 5) discloses a plurality of VPCs on the same route that are exchanged by a plurality of ATM nodes from the start point to the end point and transmitted through the same link, and a plurality of VPCs. Are shared with a shared VPC having a band shared by a plurality of VPCs via the same path, and the excess or deficiency of the VPC band is compensated by the band of the shared VPC.
[0021]
However, in the prior art 5, distribution of the transmission band in the transmission terminal is not studied.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
Hereinafter, the transmission terminal and the VS of VS / VD are collectively referred to as a cell transmission apparatus.
[0023]
The ERICA method of the prior art 1 is a method of distributing the bandwidth of the communication path connected to the switch or the receiving terminal, and the bandwidth notified to the cell transmission apparatus is the bandwidth of the communication path connected to the cell transmission apparatus. Is not taken into account.
[0024]
Therefore, in a cell transmission device that supports a plurality of connections, the total bandwidth calculated and notified by each connection ERICA method may exceed the bandwidth of the communication path connected to the cell transmission device. In the above case, a cell cannot be transmitted in the notified band, and a cell cannot always be transmitted in a band equal to or higher than the aforementioned MCR (Minimum Cell Rate) for each connection. Absent.
[0025]
Therefore, also in the cell transmission device, it is necessary to distribute the bandwidth of the communication path connected to the cell transmission device to each connection.
[0026]
In prior art 3, cells are transmitted with a weight assigned to each connection in the cell transmitting apparatus. However, in this method, a cell is always transmitted if there is a free band in the transmission channel.
[0027]
Therefore, only the operation of the UBR class can be performed, and it cannot be used for the ABR class that transmits the cell while keeping the designated transmission band. Furthermore, it is not possible to guarantee that a cell is transmitted in a band higher than the MCR for each connection.
[0028]
A first object of the present invention is to guarantee that each connection transmits in a band equal to or higher than the MCR in a cell transmission apparatus that supports a plurality of connections, and to set a band other than the MCR to the priority of each connection. It is to propose a transmission bandwidth control method that distributes at a proportion.
[0029]
In the ABR class, when a network is congested and congestion is notified by an RM cell, the cell transmission device must transmit a cell in a band equal to or less than the notified value.
[0030]
Therefore, in the cell transmission device, when the bandwidth of the communication path connected to the cell transmission device is distributed so that the sum of the bandwidths allocated to all the connections becomes the bandwidth of the communication path, a certain connection, When a value smaller than the bandwidth allocated to the connection is notified from the network, the total transmission bandwidth of all connections becomes smaller than the bandwidth of the communication path connected to the cell transmission device. That is, a vacant band is generated in the communication path band, and the communication path band cannot be effectively used.
[0031]
A connection whose transmission bandwidth is limited in response to the notification of congestion in this way uses an excessively allocated bandwidth (the bandwidth that is the difference between the bandwidth allocated by bandwidth distribution and the bandwidth that actually transmits the cell) as another connection. It is desirable to release and redistribute the bandwidth to other connections.
[0032]
A second object of the present invention is to provide a cell transmission apparatus that supports a plurality of connections, as a congestion notification from the network, a connection that has been notified of a value smaller than the transmission bandwidth allocated by the bandwidth distribution function. It is to propose a transmission bandwidth control method that can release the bandwidth of the difference between the bandwidth allocated to a connection and the actual transmission bandwidth of the connection to other connections and achieve high utilization efficiency of the network as a whole.
[0033]
In "5.10 ABR Flow Control (p.44)" of Prior Art 1, the transmission terminal describes the increase / decrease of the transmission band by the congestion notification information, but does not describe the band distribution of the transmission terminal.
[0034]
A third object of the present invention is to show a concrete configuration method of a transmission terminal provided with a circuit for realizing the transmission band control system shown in the first object and the second object.
[0035]
“5.10.7 Virtual Source and Virtual Destination” of Prior Art 1 only shows the concept of VS / VD and the conditions to be satisfied, and does not mention a specific configuration method of VS / VD.
[0036]
Further, the prior art 3 only shows how to use VS / VD, and does not relate to the configuration of VS / VD.
[0037]
A fourth object of the present invention is to show a concrete configuration method of VS / VD provided with a circuit for realizing the transmission band control system shown in the first object and the second object.
[0038]
Further, shaping and bandwidth distribution are important techniques not only for ATM cells but also for general variable length packet transfer.
[0039]
A fifth object of the present invention is to propose a transmission bandwidth control method that can achieve high network use efficiency as a whole for variable-length packets such as IP (Internet Protocol) packets.
[0040]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises a transmitting terminal device, one or more relay switches, and a receiving terminal device, and data in the same connection on a connection preset from the transmitting terminal device to the receiving terminal device. A transmitting terminal device in an asynchronous transfer network that transfers a cell and a congestion notification cell. In a congestion state, a receiving terminal device or a relay switch writes congestion notification information in the congestion notification cell and is written back to the congestion notification cell. Transmission bandwidth control means for increasing / decreasing the transmission bandwidth based on the congestion notification information, the storage bandwidth control means storing priority information indicating the priority of bandwidth distribution at the time of cell transfer for each connection When a plurality of connections are in a cell transfer state at the same time, a transmission for calculating a cell transmission band based on the priority information is performed. It includes a bandwidth calculation means, so as to distribute the transmission bandwidth among all connections in the cell transfer conditions.
[0041]
Further, the transmission bandwidth calculation means is a ratio obtained by dividing the priority information of each connection by the sum of the priority information of all connections in a cell transfer state among connections transmitted to the same line as the connection. By multiplying the transmission bandwidth of the line, a cell transmission bandwidth proportional to the priority information is calculated for each connection.
[0042]
The transmission bandwidth control means includes storage means for storing minimum guaranteed bandwidth value information for each connection, and the transmission bandwidth calculation means transmits priority information of each connection to the same line as the connection. The ratio divided by the sum of the priority information of all connections in the cell transfer state, and the sum of the minimum guaranteed bandwidth of all connections transmitted to the line is subtracted from the transmission bandwidth of the line. Cell transmission bandwidth is calculated for each connection by adding the minimum guaranteed bandwidth value information to the obtained result.
The transmission bandwidth control means secures the minimum guaranteed bandwidth for each connection, and the bandwidth that can be freely distributed by each connection distributes the cell transmission bandwidth in proportion to the priority information of each connection.
[0043]
Asynchronous is composed of a transmitting terminal device, one or a plurality of relay switches, and a receiving terminal device, and transfers a data cell and a congestion notification cell within the same connection over a preset connection from the transmitting terminal device to the receiving terminal device. A transmission terminal device in a transfer network, which is transmitted based on the congestion notification information written in the congestion notification cell that the reception terminal device or relay switch writes the congestion notification information in the congestion notification cell and sends it back to the transmission terminal in a congestion state. A transmission band control means for increasing / decreasing the band, wherein the transmission band control means stores storage means for storing priority information indicating the priority of band distribution at the time of cell transfer for each connection; In the transfer state, the minimum guaranteed bandwidth of each connection is transmitted to the same line as that connection. By multiplying the ratio divided by the sum of the minimum guaranteed bandwidths of all connections in the cell transfer state and the transmission bandwidth of the line, cell transmission is proportional to the minimum transmission bandwidth to be secured for each connection. A means for distributing the bandwidth is provided.
[0044]
Consists of a transmission terminal device, one or a plurality of relay switches, and a reception terminal device, and a congestion notification to a data cell on a connection established in advance from the transmission terminal device to the reception terminal device, and to a non-data cell in the same connection A transmitting terminal device in an asynchronous transfer network that transfers cells, and in a congested state, the receiving terminal device or relay switch sets the congestion notification bit of the congestion notification cell and sends it back to the transmitting terminal, and the congestion notification bit is set A transmission bandwidth control means for reducing the cell transmission bandwidth when receiving a congestion notification cell, and increasing the cell transmission bandwidth when receiving a congestion notification cell for which the congestion notification bit is not set; If both connections are in the cell transfer state at the same time, the transmission band of the same line as the connection And among the connections to be sent to 該回 line, by dividing the number of connections that the cell transfer state, so that comprise means for evenly distributing the cell transmission bandwidth to each connection.
[0045]
Consists of a transmission terminal device, one or a plurality of relay switches, and a reception terminal device, and a congestion notification to a data cell on a connection established in advance from the transmission terminal device to the reception terminal device, and to a non-data cell in the same connection A transmitting terminal device in an asynchronous transfer network that transfers cells, and in a congested state, the receiving terminal device or relay switch sets the congestion notification bit of the congestion notification cell and sends it back to the transmitting terminal, and the congestion notification bit is set A transmission bandwidth control means for reducing the cell transmission bandwidth when receiving a congestion notification cell and increasing the cell transmission bandwidth when receiving a congestion notification cell in which the congestion notification bit is not set;
The transmission bandwidth control means stores the minimum guaranteed bandwidth value information for each connection, and the sum of the minimum guaranteed bandwidths of all connections transmitted to the line from the transmission bandwidth of the same line as the connection. Divide the reduced bandwidth by the number of connections in cell transfer state among the connections sent to the line, and add the minimum guaranteed bandwidth of the connection to the obtained result to obtain the minimum guaranteed bandwidth for each connection. Bands that can be secured and can be freely distributed by each connection are provided with means for equally distributing cell transmission bands to each connection.
[0046]
In addition, in a transmission terminal apparatus in an asynchronous transfer network, which includes a transmission terminal, one or a plurality of relay switches, and a reception terminal, and transfers a data cell over a predetermined connection from the transmission terminal to the reception terminal, a cell for each connection Storage means for storing priority information indicating the priority of band distribution at the time of transfer, and transmission band calculation for calculating a cell transmission band proportional to the priority information when a plurality of connections are simultaneously in a cell transfer state Means for distributing the transmission band among all connections in the cell transfer state.
[0047]
Further, instead of the transmission bandwidth calculation means, the priority information of each connection is divided by the sum of the priority information of all connections in the cell transfer state among the connections transmitted to the same line as the connection. By multiplying the ratio and the transmission bandwidth of the line, a transmission bandwidth calculation means for calculating a cell transmission bandwidth proportional to the priority information for each connection is provided.
[0048]
Further, in a transmission terminal apparatus in an asynchronous transfer network, which is composed of a transmission terminal, one or a plurality of relay switches, and a reception terminal, and transfers data cells on a connection established in advance from the transmission terminal to the reception terminal, the multiple connections When the cell transfer state is in the same state, the cell transmission band is equally distributed to each connection by dividing the transmission band of the same line as the connection by the number of connections in the cell transfer state among the connections transmitted to the line. A means for distributing is provided.
[0049]
Also, when a congestion notification is received from the network by the congestion notification cell, or when there is no cell to transmit, when a cell cannot be transmitted in the cell transmission band calculated by the transmission band calculation means In addition, instead of the priority information used for the transmission bandwidth calculation means, means for performing bandwidth distribution calculation using distribution information having the priority information as a maximum value is provided.
[0050]
When a congestion notification is received from the network by the congestion notification cell, or when there is no cell to transmit, when a cell cannot be transmitted in the cell transmission band calculated by the cell transmission band calculation In addition, instead of the minimum guaranteed bandwidth used for the cell transmission bandwidth distribution calculation, means for performing bandwidth distribution calculation using distribution information having the minimum guaranteed bandwidth as a maximum value is provided.
[0051]
In addition, the bandwidth distribution calculation is performed in parallel for each of the candidate values that can be taken as distribution information, and the transmission band of the calculation result and the transmission band calculated by the congestion notification information are compared in parallel. The means to ask is provided.
[0052]
Asynchronous is composed of a transmitting terminal device, one or a plurality of relay switches, and a receiving terminal device, and transfers a data cell and a congestion notification cell within the same connection over a preset connection from the transmitting terminal device to the receiving terminal device. Placed in the transport network, the input line and output line are connected, a congestion notification cell can be generated, and when a congestion notification cell generated by the own node and returned with the congestion notification bit set is transmitted A means to increase the cell transmission bandwidth when receiving a congestion notification cell that has been generated by the local node and returned without the congestion notification bit being set, and a congestion notification cell not generated by the local node In such a case, there is provided means for writing the congestion state of the buffer of the connection into the congestion notification cell and sending it back toward the received communication path. In network nodes, so that a transmission bandwidth control means described above.
[0053]
Asynchronous is composed of a transmitting terminal device, one or a plurality of relay switches, and a receiving terminal device, and transfers a data cell and a congestion notification cell within the same connection over a preset connection from the transmitting terminal device to the receiving terminal device. In the transport network, a congestion notification cell can be generated, and when a congestion notification cell generated by the own node and returned with the congestion notification bit set is received, the cell transmission band is reduced, and the own node generates and When a congestion notification cell is returned without the congestion notification bit being set, the cell transmission bandwidth is increased. The relay interface is equipped with a means for writing the status to the congestion notification cell and sending it back to the received communication path. In pitch, so that provided the aforementioned transmission bandwidth control unit to the line interface unit.
[0054]
Asynchronous is composed of a transmitting terminal device, one or a plurality of relay switches, and a receiving terminal device, and transfers a data cell and a congestion notification cell within the same connection over a preset connection from the transmitting terminal device to the receiving terminal device. In the transport network, a congestion notification cell can be generated, and when a congestion notification cell generated by the own node and returned with the congestion notification bit set is received, the cell transmission band is reduced, and the own node generates and When a congestion notification cell is returned without the congestion notification bit being set, the cell transmission bandwidth is increased, and when a congestion notification cell not generated by the own node is received, the connection buffer congestion A relay switch that uses the trunk method to write the status to the congestion notification cell and send it back to the received communication path. In Ji, so that provided the aforementioned transmission bandwidth control unit to the trunk.
[0055]
In the transmission terminal device, network node, and relay switch, the cell transmission band is calculated by software.
[0056]
Further, in the transmission terminal device, the network node, and the relay switch, information (priority information, etc.) serving as a reference for band distribution at the time of cell transfer for each connection is transmitted from the network management device connected to the asynchronous transfer network. I am trying to set it.
[0057]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<Example 1>
Hereinafter, an example in which the present invention is applied to VS / VD will be described in detail with reference to FIG. 1 as a first embodiment.
[0058]
The configuration of this embodiment is shown in FIG. In the present invention, the VS 40 controls the cell storage circuit 400 that accumulates the cells waiting for transmission, controls the transmission band, reads the cells from the cell storage circuit 400, transmits them to the communication path 71, and transmits the received BRM cell. ABR bandwidth calculation unit 420 that calculates a transmission bandwidth based on the congestion notification information and updates a cell transmission interval from the shaping unit 410, and a bandwidth obtained by distributing the surplus bandwidth for ABR by active connections (connections that actually transmit cells) It is comprised from the band distribution part 430 which calculates.
[0059]
The cell storage circuit 400 can be realized by, for example, an external memory and its control circuit.
[0060]
A block diagram of the shaping unit 410 and the ABR band calculation unit 420 is shown in FIG. 9, and a block diagram of the band distribution unit 430 is shown in FIG. The shaping unit 410 has the same structure as the cell flow control device 7 of the prior art 2 shown in FIG. 3 corresponds to the transmission time calculation circuit 412 and the transmission interval information storage circuit 413 in FIG. 9, the memory 4 corresponds to the cell storage circuit 400, the write control circuit 5 and the read control. The circuit 6 corresponds to the cell transmission control circuit 411.
[0061]
Also, the VD 50 determines the type of the received cell (data cell, FRM cell, BRM cell), and sends it to the shaping unit 450 if the received cell is a data cell, and sends it to the shaping unit 410 if the received cell is an FRM cell. When the sending / receiving cell is a BRM cell, the cell type determination unit 500 extracts the congestion notification information in the cell and notifies the ABR bandwidth calculation unit 420 of the information.
[0062]
A block diagram of the cell type determination unit 500 is shown in FIG.
[0063]
VS41 has the same structure as VS40 and VD51 has the same structure as VD50.
[0064]
FIG. 8 shows the flow of cells transmitted and received by the device 60 of the present invention.
[0065]
A cell is received from the communication path 70 by the VD 51. In the cell flowing through the communication path 70, a data cell 701 generated by the transmission terminal 11 and transferred to the reception terminal 21, a FRM cell 702 generated by the transmission terminal 11 and sent back to the reception terminal 22, and a VS 41 are generated and received. There is a BRM cell 703 sent back from the terminal 22. Similarly, cells received from the communication path 73 to the VD 50 include a data cell 731, an FRM cell 732, and a BRM cell 733. The cell type received from the communication path 73 is determined by the cell type determination unit 500 (FIG. 1) in the VD 50.
[0066]
Here, a block diagram of the cell type determination unit 500 is shown in FIG. The cell type determination unit 500 determines the type of the cell, and if it is a data cell, transfers it to the shaping unit 450 that transmits to the line 72 if it is a data cell, and if it is an FRM cell, sends it back to the communication channel 71 to the shaping unit 410. A cell type determination circuit 501 that transfers and, if it is a BRM cell, transfers to the congestion notification information detection circuit 502, and when the reception cell is a BRM cell, detects the congestion notification bit of the reception cell and changes the transmission band to the ABR band The congestion notification information detection circuit 502 notifies the calculation unit 420. The cell type can be easily determined by the cell type identifier (payload type) in the cell header. Further, as described above, the FRM cell and the BRM cell can be discriminated by the DIR bit of the RM cell.
[0067]
Hereinafter, operations when a data cell and an FRM cell are received from the communication path 70 to the VD 51 and when a BRM cell is received from the communication path 73 to the VD 50 will be described. The same operation is performed when a data cell or FRM cell is received from the communication path 73 or when a BRM cell is received from the communication path 70.
[0068]
First, the operation when a traffic class cell other than the ABR class is received will be described.
[0069]
In a traffic class other than the ABR class, there is no transfer of RM cells, and only data cells are transferred. When a cell of a class other than the ABR class is received, the cell type determination circuit 510 of the VD 51 determines the cell type, and all the received cells are assigned addresses by the shaping unit 410 in the VS 40 and are stored in the cell storage circuit 400. Saved.
[0070]
As shown in FIG. 11, the transmission interval information storage circuit 413 stores a cell transmission interval 4130 and a next cell transmission scheduled time 4131 for each connection.
[0071]
The cell transmission control circuit 411 shapes the cell at the cell transmission interval 4130 stored in the transmission interval information storage circuit 413 and transmits the cell to the communication path 71.
[0072]
When the cell is transmitted, the next cell transmission scheduled time is calculated by the transmission time calculation circuit 412 and stored in the transmission interval information storage circuit 413. The next cell transmission scheduled time is calculated by, for example, a leaky bucket method. The leaky bucket method is described in, for example, “Normative Annex C.1 Equivalence of Virtual Scheduling and Continuous Leaky Bucket Algorithms” in Prior Art 1.
[0073]
Next, an operation when an ABR class cell is received will be described.
[0074]
In the ABR class, the FRM cell and the BRM cell are transferred in addition to the data cell as described above.
[0075]
When an ABR class cell is received from the communication path 70, the cell type determination circuit 510 determines the cell type.
[0076]
When a data cell is received from the communication path 70 to the VD 51, an address is assigned by the VS cell transmission control circuit 410 to be transmitted to the communication path 72 and stored in the cell storage circuit 400.
[0077]
When an FRM is received from the communication path 70 to the VD 51, an address is assigned by the cell transmission control circuit 450 of the VS to be transmitted to the communication path 72 as a cell to be sent back, and is stored in the cell storage circuit 440. At this time, the DIR bit is converted from “0” to “1” for transmission as a BRM cell.
[0078]
With regard to the ABR class, it is necessary to recognize a connection that actually transmits and receives cells when distributing transmission bands as an active connection. Therefore, when a cell is received, the cell transmission control circuit 411 in FIG. 9 determines whether or not a connection that was not in an active state has become an active state, and notifies the band distribution unit 430 of the determination. The operation in the band determination unit 430 will be described later.
[0079]
The cell transmission is the same as the cell transmission other than the ABR class. However, at the time of cell transmission, according to the cell transmission rule of prior art 1, only FRM cells and BRM cells to be sent back are mixed and transmitted, except for the ABR class. Further, even when the transmission connection shifts from the active state to the inactive state due to cell transmission, the bandwidth distribution unit 430 is notified in the same manner as at the time of reception.
[0080]
When the BRM cell is received from the communication path 73 to the VD 50, the congestion notification information extraction circuit 502 extracts only the congestion notification information in the BRM cell and does not store the cell itself.
[0081]
The extracted congestion notification information is notified to the ABR bandwidth calculation circuit 420 for transmission to the communication path 71.
[0082]
In FIG. 9, the notification band calculation circuit 421 calculates the notification band by the calculation formula described in Document 1 based on the information stored in the transmission band information storage circuit 423. As shown in FIG. 12, the transmission band information storage circuit 423 includes a transmission band (ACR in Document 1) 4230 for each connection, a minimum transmission band MCR 4231 contracted at the time of connection setting, a maximum transmission band PCR 4232, and a transmission band increase rate. RIF 4233, transmission band reduction rate RDF 4234, and the like are stored. Here, “ACR” in Document 1 and the notification bandwidth of the present invention have the same meaning. The notification band calculation circuit 421 can be easily configured with shift circuits 4210 and 4211, an addition circuit 4213, a subtraction circuit 4212, and a selection circuit 4214 as shown in FIG. The calculated notification band is notified to the transmission band calculation circuit 422. The transmission band calculation circuit 422 sets the smaller one of the two bands of the notification band and the distribution band (described later) calculated by the band distribution unit 430 as the transmission band, and writes it back to the transmission band information storage circuit 423. At the same time, the transmission band is converted into a shaping interval, and the transmission interval information in the transmission interval information storage circuit 413 is updated.
[0083]
As described above, when the congestion notification is received from the BRM cell, the transmission band is reduced, so that the transmission interval is widened. When the congestion notification is not received, the transmission band is increased so that the transmission interval is narrowed. VS / VD can be realized.
[0084]
Next, an operation of distributing the surplus bandwidth for ABR (described later) to the active connection in accordance with the priority ratio set for each connection in the band distribution unit 430 will be described.
[0085]
A block diagram of the band distribution unit 430 is shown in FIG.
[0086]
In the priority information storage circuit 433 in the band distribution unit 430, as shown in FIG. 13, the priority information (fixed) 4330 indicating the priority of band distribution of each connection, and the actual bandwidth with the priority information as the maximum value. Distribution information (variable) 4331 used for distribution calculation is stored for each connection. As an initial setting value, distribution according to priority is performed as distribution information = priority information.
[0087]
In this embodiment, for simplicity, a set of n natural numbers (1, 2,..., N) is used as a priority information candidate, and a set of n natural numbers is used as a distribution information candidate. 0 ”is added to the set (0, 1, 2,..., N), but both the priority information and the distribution information may be decimal values, and the set of priority information candidates is a distribution information candidate. It need not be a subset of the set.
[0088]
In addition to the above parameters, the priority information storage circuit 433 stores, as one piece of information for the entire ABR class, the ABR surplus bandwidth 4332 and the total distribution information 4333 that is the sum of the distribution information of active connections of the ABR class. ing. The surplus bandwidth for ABR 4332 is a bandwidth obtained by subtracting the transmission bandwidth of the voice / image, etc. that is transmitted while securing the bandwidth and the MCR of the ABR class from the bandwidth of the communication path, and newly setting or releasing the connection. Unless otherwise specified, it is a fixed value.
[0089]
When a BRM cell is received from the communication path 73, congestion notification information is extracted, the notification band is calculated by the notification band calculation circuit 421, and at the same time, the distribution band is calculated by the band distribution unit 430. The distribution band is calculated by the distribution band calculation circuit 431.
[0090]
A detailed block diagram of the distribution band calculation circuit 431 is shown in FIG.
[0091]
The distribution band is calculated using the distribution information of the corresponding connection number, the total distribution information, the surplus band for ABR, and the MCR read from the transmission band information storage circuit 423 read from the priority information storage circuit 433. Note that the ABR bandwidth is the sum of the MCR of each connection plus the ABR surplus bandwidth.
[0092]
First, the division circuit 4310 calculates the ratio of distribution information of the connection to the total distribution information (distribution information / total distribution information).
[0093]
Next, (ABR surplus band) × (distribution information / total distribution information) is calculated in the multiplication circuit 4311, and finally the MCR of the corresponding connection number is added in the addition circuit 4312, and the value is used as the distribution band.
[0094]
Since MCR is added at the end, the distribution band is always greater than or equal to MCR. FIG. 22 shows an example in which a surplus bandwidth is distributed between two connections. The surplus bandwidth distributed to the two connections varies depending on the value of (ABR surplus bandwidth) × (distribution information / total distribution information), but MCR is always guaranteed for each connection.
[0095]
The distribution band of the calculation result is notified to the transmission band calculation circuit 422. As described above, the smaller of the notification band and the distribution band is set as the transmission band, the transmission band is converted into the shaping interval, and the transmission interval information storage circuit 413 is obtained. Update the transmission interval information.
[0096]
Next, an operation for releasing the excess bandwidth to other connections when the bandwidth is excessively allocated by the distribution bandwidth calculation circuit 431 will be described.
[0097]
The above operation is realized by the distribution information change circuit 432. A detailed block diagram of the distribution information changing circuit 432 is shown in FIG. 15, and a flowchart thereof is shown in FIG.
[0098]
In this embodiment, there are n + 1 candidates for distribution information.
[0099]
In the present embodiment, the distribution band 0 calculation circuit 4320-0 calculates the distribution band 0 when the distribution information candidate Wi becomes 0 next, and the distribution band 1 calculation circuit 4320-1 next calculates the distribution information. The distribution band 1 when the candidate Wi of the distribution information becomes 1 is calculated, and the distribution band 2 when the distribution information candidate Wi becomes 2 is calculated by the distribution band 2 calculation circuit 4320-2. Then, distribution bands 3, 4,... Are calculated.
[0100]
Each of the calculation circuits for distribution bands 1, 2, 3,... Is the same as the configuration of the inter-connection distribution band calculation circuit 431, but uses distribution information candidates Wi instead of the distribution information in FIG. A fixed value i (“0” when calculating distribution band 0, “1” when calculating distribution band 1 and “i” when calculating distribution band i) is used as the candidate Wi. Instead, (total distribution information-distribution information + fixed value i) is used. This calculation process corresponds to step 920 in FIG.
[0101]
In the optimum distribution information determination circuit 4321, each band of the calculation result by each distribution band calculation circuit, that is, the distribution band 0 to the distribution band n and the size relationship between the notification band calculated by the notification band calculation circuit 421,
Distribution band (k-1) <Notification band ≤ Distribution band k
The distribution information value satisfying the above is obtained, and the optimal distribution information = k. In this case, k = i. This process corresponds to step 921 in FIG.
[0102]
A detailed block diagram of the optimum distribution information determination circuit 4321 is shown in FIG.
[0103]
The optimum distribution information determination circuit 4321 compares the distribution band i (0 ≦ i ≦ n) calculated in the distribution band i calculation circuit (0 ≦ i ≦ n) with the notification band in the comparison circuits 43210-0 to n, and The result can be easily realized by encoding with the encoder 43211.
[0104]
The priority information excess determination circuit 4322 determines new distribution information so that new distribution information> priority information is not satisfied. That is, when optimal distribution information ≦ priority information, new distribution information = optimal distribution information, and when optimal distribution information> priority information, new distribution information = priority information. This process corresponds to step 922 in FIG.
[0105]
Further, the total distribution information, which is the total of the distribution information of the active connection, is updated with the change of the distribution information value.
[0106]
In addition to the case where the distribution information is changed due to the congestion notification from the BRM cell, the total distribution information is the active state when a certain connection is changed from the inactive state to the active state due to cell reception as described above, and when the cell transmission is active. It is also updated when the status changes from inactive to inactive.
[0107]
The operation of the total distribution information update circuit 4323 for updating the total distribution information in the above three cases will be described.
[0108]
A detailed block diagram of the total distribution information update circuit 4323 is shown in FIG.
[0109]
When the distribution information is changed due to the congestion notification from the BRM cell, the new total distribution information is calculated in the addition circuit and subtraction circuit 43230 by the new total distribution information = total distribution information−distribution information + new distribution information. This process corresponds to step 923 in FIG.
[0110]
When the cell reception changes to the active state from the inactive state, the adder circuit 43231 calculates the new total distribution information by the new total distribution information = total distribution information + distribution information.
[0111]
When the cell transmission changes from the active state to the inactive state, the subtotal circuit 43232 calculates new total distribution information by new total distribution information = total distribution information−distribution information.
[0112]
Of the above three calculation results, which value is the final new total distribution information is determined by whether the calculation timing is the transmission timing, the reception timing, or, in the case of the reception timing, the received cell type can do. Selection is performed by the selection circuit 43233.
[0113]
The new distribution information and new total distribution information of the above calculation results are written back to the distribution information area 4331 and the total distribution information area 4333 of the priority information storage circuit 433, respectively.
[0114]
As described above, the distribution information is changed depending on the value notified of the congestion when the BRM cell is received. When new distribution information <old distribution information due to a change in distribution information, new total distribution information <old total distribution information. Considering this change from the standpoint of other connections, the total distribution information becomes small without changing its own distribution information, so the ratio (distribution information / total distribution information) is large. That is, when the surplus bandwidth for ABR is distributed, more are allocated.
[0115]
As described above, when it is not possible to transmit the bandwidth allocated by the bandwidth distribution function due to congestion notification or the like, the cell can be transmitted by using the difference bandwidth by another connection. The utilization rate can be increased.
[0116]
The method for setting priority information for each connection is determined by the method for establishing a connection.
[0117]
For establishing the connection, there are two types of connection: PVC (Permanent Virtual Call) in which the network management device 15 in FIG. 2 sets the connection in advance, and SVC (Switched Virtual Call) in which the parameter is declared from the terminal to the network to set the connection. There are types. In the present invention, in the case of PVC, the network management device 15 can set the priority of distribution of the transmission band for each connection. In the case of SVC, various parameters (for example, parameters such as MCR and PCR in FIG. 12) are contracted between the terminal and the network in order to establish a connection, and priority is set as one of the contract parameters. can do.
[0118]
As described above, according to an embodiment of the present invention, priority information for bandwidth distribution is set for each connection, and the transmission bandwidth is distributed according to the priority. However, another parameter (priority information) is not particularly set. , And can be distributed in proportion to the MCR.
[0119]
Specifically, MCR may be used in place of priority information in all circuits, and a value between 0 and MCR may be selected as a distribution information candidate.
[0120]
However, if connections with MCR = 0 are mixed, the transmission bandwidth of the connection is always 0, and therefore cannot be used when connections with MCR = 0 are mixed.
[0121]
Also, the priority information need not be set when it is desired to evenly distribute the bandwidth among the connections. Specifically, a fixed value “1” (that is, all connections have the same priority) is used in place of priority information in all circuits, and a decimal value between 0 and 1 is selected as a distribution information candidate. Good.
[0122]
In the above, the transmission band is guaranteed to be equal to or higher than the minimum required band (MCR), and the transmission band never falls below the MCR.
[0123]
When it is not necessary to guarantee the MCR, the adder circuit 4312 in FIG. 14 can be removed (when the MCR is removed, the output of the multiplier circuit 4311 becomes a distribution band).
[0124]
However, in this case, the calculation of the surplus bandwidth for ABR is a bandwidth obtained by subtracting only the transmission bandwidth of the voice / image, etc. that is transmitted while securing the bandwidth from the bandwidth of the communication path, and the MCR should not be reduced.
[0125]
Although the above has shown the case where all are configured by the VS / VD 60 of the independent node in the network, the VS / VD 62 may be configured in the line interface unit of the switch 35 as shown in FIG. As described above, the VS / VD 63 may be configured as a trunk associated with the switch 36. In either case, it can be realized with the same structure as in FIG.
[0126]
Further, the present invention can be realized not in the VS / VD but in the transmitting terminal. In this case, in FIG. 1, only the VS 40 and the VD 50 are configured, and instead of the VD 51, an apparatus for converting (dividing) an upper layer packet to be transmitted into a cell for transfer by ATM is replaced by the ATM instead of the VS 41. A device for converting (synthesizing) the cells for use in the upper layer is required.
[0127]
In the above example, the example of performing the bandwidth distribution calculation at the time of receiving the RM cell has been described. However, the calculation may be performed at the time of receiving all the cells including the user cell or at the time of transmitting all the cells.
[0128]
If all the cells are subject to band distribution, the number of triggers for band distribution increases, and the steady state can be stabilized more quickly. Further, it may be calculated periodically at a timing independent of cell transmission / reception. In this method, for example, an address is generated based on a clock (timer 414 in FIG. 9) used for shaping, and a distribution band is calculated periodically.
[0129]
In this case, the connection for calculating the distribution band by the band distribution unit 430 in FIG. 9 is the time generated by the timer 414. The notification band calculated based on the congestion notification information notified by the BRM cell is stored in the transmission band information storage circuit 423, and the value is reflected when the transmission band calculation circuit 422 calculates the transmission band. A specific method for calculating the transmission band is the same as that when RM cell reception is used as a trigger.
[0130]
In the above, the embodiment applied to all ABR classes has been described, but the present invention can also be applied to UBR class traffic that does not perform feedback control by RM cells. In UBR, since RM cells are not transferred, a method of performing periodic calculation using the above-described time when receiving all cells, transmitting all cells, or using a clock as a trigger for bandwidth calculation is used.
[0131]
<Example 2>
Next, as a second embodiment, an example in which the present invention is applied to a shaping apparatus that transfers IP packets will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the allocation of the bandwidth to the connection is examined, but in the present embodiment, the allocation of the bandwidth to the flow is studied. The shaping apparatus 80 shown in FIG. 21 has basically the same configuration as the VS part of VS / VD, but differs in the following points.
[0132]
Since an IP packet has a variable length unlike an ATM cell, it is necessary to reflect packet length information in a transmission interval. In other words, when a long packet is transmitted, a transmission time is calculated to increase the transmission interval with the next packet, and when a short packet is transmitted, the transmission interval is shortened with the next packet. The scheduled time is calculated, and shaping is performed to protect the set bandwidth as an average.
[0133]
Specifically, the packet transmission control circuit 811 in the shaping unit 810 notifies the transmission time calculation circuit 812 of the packet length information described in the header of the transmitted packet at the time of packet transmission. Upon receiving the packet length information, the transmission time calculation circuit 812 calculates the scheduled transmission time as follows, for example, and calculates the scheduled transmission time according to the packet length:
Scheduled transmission time = current time + number of transmission bytes × reference band / shaping band. Here, the reference band is a band in which “1” of the clock is set to a 1-byte packet interval, and the number of transmission bytes is packet length information notified from the packet transmission control circuit 811. By the above calculation, variable length packets can be transmitted at a transmission interval corresponding to the transmission packet length.
[0134]
In the present invention, the cell transmission apparatus is configured that can perform the transmission band distribution calculation and the redistribution calculation of the excessively allocated band at high speed by hardware, but the same calculation can also be calculated by software. .
[0135]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a transmission band is distributed to each ABR connection in a transmission terminal, a band can be allocated with priority over an important connection, and a cell can be transferred with priority. .
[0136]
Also, when a connection that has received a congestion notification cannot be transmitted in the transmission band allocated by bandwidth distribution, the difference bandwidth is used according to the priority ratio without any other connection changing the priority information. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment in which the present invention is applied to VS / VD.
FIG. 2 is a block diagram showing a concept of connection in an asynchronous transfer network.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional shaping device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of ABR class cells.
FIG. 5 is a diagram illustrating a flow of an ABR class cell in which VS / VD is provided as an independent node.
FIG. 6 is a connection diagram of an ABR connection when VS / VD is provided in the line interface unit of the switch.
FIG. 7 is a connection diagram of an ABR connection when VS / VD is configured as a trunk attached to a switch.
8 is a diagram showing the flow of all cells in the connection of FIG. 6. FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an ABR-compatible shaping apparatus.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a band distribution unit.
FIG. 11 is a table showing a storage format of a transmission interval information storage circuit.
FIG. 12 is a table showing a storage format of a transmission band information storage circuit.
FIG. 13 is a table showing a storage format of a priority information storage circuit.
FIG. 14 is a detailed block diagram of a distribution band calculation circuit.
FIG. 15 is a detailed block diagram of a distribution information changing circuit.
FIG. 16 is a detailed block diagram of an optimum distribution information determination circuit.
FIG. 17 is a detailed block diagram of a new total distribution information update circuit.
FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the distribution information change circuit.
FIG. 19 is a block diagram of a cell type determination unit.
FIG. 20 is a detailed block diagram of a notification bandwidth calculation circuit.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of an embodiment in which the present invention is applied to an IP packet shaping apparatus.
FIG. 22 is a diagram illustrating a change in an allocated bandwidth for a connection.
[Explanation of symbols]
10-12 Sending terminal
15 Network management terminal
20-22 receiving terminal
30-36 switch
40-43 Virtual sending end (VS)
50-53 Virtual receiving end (VD)
70, 73 receiving cell
71, 72 Transmit cell
400, 440 cell memory circuit
410, 450 Shaping unit
420, 460 ABR bandwidth calculator
430, 470 Band distribution unit
500, 510 Cell type determination unit.

Claims

Feed comprising a ShinSo location and one or more relay devices and receiving devices, the transmission in the asynchronous transfer network for transferring the feed ShinSo placed al preset connection on Dede Tase Le to the receiving ShinSo location a ShinSo location,
Storage means for storing minimum guaranteed bandwidth value information for each connection and priority information indicating the priority of bandwidth distribution at the time of cell transfer for each connection;
A ratio obtained by dividing the priority information of each connection by the sum of the priority information of all the connections in the cell transfer state among the connections transmitted to the same line as the connection, and the transmission bandwidth of the line Transmission band control for calculating the transmission band for each connection by multiplying the band obtained by subtracting the sum of the minimum guaranteed bands of all the connections transmitted to the line and further adding the minimum guaranteed band value information to the obtained result And a transmission device .

Feed comprising a ShinSo location and one or more relay devices and receiving ShinSo location, feeding said in the asynchronous transfer network for transferring Detase Le on preset connections to feed ShinSo placed al receiving ShinSo location ShinSo a location,
Storage means for storing minimum guaranteed bandwidth value information for each connection;
The band obtained by subtracting the sum of the minimum guaranteed bandwidth for all connections to be transmitted from the transmission band of the connections and the same line in該回line, among the connections to be sent to該回line, divided by the number of connections that the cell transfer conditions and further by adding the minimum guaranteed bandwidth of the connection on the results obtained, the securing minimum guaranteed bandwidth for each connection, and the band can freely distributed in each connection feed evenly to each connection signal ShinSo location feed characterized in that it comprises a transmission bandwidth control means for distributing bandwidth.

A receiving and transmitting devices and one or more relay devices, in the transmission ShinSo location in the asynchronous transfer network for transferring data cells on a preset connection to the receiving device from the transmitting device,
Transmission bandwidth control means for increasing or decreasing the transmission bandwidth based on the congestion notification information written by the receiving device or the relay device to the congestion notification cell sent back to the transmitting device by the receiving device or the relay device in a congestion state,
The transmission bandwidth control means includes storage means for storing priority information indicating a priority of bandwidth distribution at the time of cell transfer for each connection, and when the plurality of connections are simultaneously in a cell transfer state, the priority information and A transmission bandwidth calculating means for calculating a transmission bandwidth based on the congestion notification information,
When the congestion notification cell receives a congestion notification from the receiving device or the relay device or there is no cell to transmit, and a cell cannot be transmitted in the transmission bandwidth calculated by the transmission bandwidth calculation means.
A transmission apparatus that performs band distribution calculation using distribution information having the priority information as a maximum value instead of the priority information.

In ShinSo location transmission according to claim 2,
The congestion notification accept a congestion notification from the receiving device or the relay device by the cell, or gets rid cells to transmit, transmits a cell signal band transmission calculated by the calculation of the distribution of the front Kioku Shin band If you can't
Instead of the minimum guaranteed bandwidth to be used for distributing calculation before Kioku signal band, ShinSo location transmission, characterized the TURMERIC rows bandwidth allocation calculation using the distribution information with a maximum value of outermost low guaranteed bandwidth.

In ShinSo location feeding of 請 Motomeko 4, wherein,
Performs the bandwidth allocation calculation in parallel with respect to each value of the candidate that can be taken as the distribution information, compares the transmission band calculated transmission bandwidth calculation results and the congestion notification information in parallel, Ru determine the optimum distribution information ShinSo location feed characterized a call.

Consists of a transmitting device, one or a plurality of relay devices, and a receiving device, and is arranged in an asynchronous transfer network that transfers data cells and congestion notification cells within the same connection over a preset connection from the transmitting device to the receiving device. The input line and the output line are connected and a congestion notification cell can be generated. When a congestion notification cell generated by the own node and returned with the congestion notification bit set is received, the transmission band is reduced, and the Means for increasing the transmission bandwidth when receiving a congestion notification cell generated by the node and returning without the congestion notification bit being set; and when receiving a congestion notification cell not generated by the own node, the connection In a network node equipped with means for writing the congestion state of the buffer in the congestion notification cell and sending it back to the received communication path
A network node comprising the transmission bandwidth control means according to any one of claims 3 to 5 .

The congestion in an asynchronous transfer network, which is composed of a transmission device, one or a plurality of relay devices, and a reception device, and transfers a data cell and a congestion notification cell in the same connection over a preset connection from the transmission device to the reception device. A notification cell can be generated, and when the congestion notification cell is generated and the congestion notification bit is set and returned, the transmission bandwidth is reduced, and the node generates and the congestion notification bit is A means for increasing the transmission bandwidth when receiving the congestion notification cell returned without being set, and a congestion state of the buffer of the connection when receiving a congestion notification cell not generated by the own node In the relay device provided in the line interface unit with means to write back to the notification cell and send it back toward the received communication path,
A relay apparatus comprising the transmission interface controller according to any one of claims 3 to 5 in the line interface unit.

The congestion in an asynchronous transfer network, which is composed of a transmission device, one or a plurality of relay devices, and a reception device, and transfers a data cell and a congestion notification cell in the same connection over a preset connection from the transmission device to the reception device. A notification cell can be generated, and when the congestion notification cell is generated and the congestion notification bit is set and returned, the transmission bandwidth is reduced, and the node generates and the congestion notification bit is A means for increasing the cell transmission bandwidth when receiving the congestion notification cell returned without being set, and a congestion state of the buffer of the connection when receiving a congestion notification cell not generated by the own node In the relay device equipped with a trunk having means for writing in the congestion notification cell and sending it back toward the received communication path,
A relay apparatus comprising the transmission band control means according to any one of claims 3 to 5 in the trunk.

In ShinSo location transmission of any of claims of claims 1 to 5,
ShinSo location feed and performing the previous software calculations Kioku signal band.

The network node according to claim 6 , wherein
Network node, characterized in that the calculation of pre Kioku signal band by software.

In the relay device according to claim 7 or 8 ,
Relay apparatus characterized by the calculation of pre Kioku signal band by software.

In ShinSo location transmission of any of claims of claims 1 to 5,
ShinSo feed and sets the priority information or the minimum guaranteed band information as a reference for the bandwidth allocation at the time of cell transfer of each connection, from a connected network management device to the asynchronous transfer network Place.

The network node according to claim 6 , wherein
A network node, wherein the priority information or the minimum guaranteed bandwidth information, which is a reference for bandwidth distribution at the time of cell transfer for each connection, is set from a network management device connected to the asynchronous transfer network.

In the relay device according to claim 7 or 8 ,
A relay apparatus characterized in that the priority information or the minimum guaranteed bandwidth information, which is a reference for band distribution at the time of cell transfer for each connection, is set from a network management apparatus connected to the asynchronous transfer network.

Feeding ShinSo location according to claims 1 to 5 or a network node according to claim 6, or the relay device according to claim 7 or 8,
ShinSo location feed characterized and Turkey to calculate the transmit band for each cell received, the network node or relay device.

Feeding ShinSo location according to claims 1 to 5 or a network node according to claim 6, or the relay device according to claim 7 or 8,
ShinSo location feed characterized and Turkey to calculate the transmit bandwidth per cell transmission or network node, or the relay device.

Feeding ShinSo location according to claims 1 to 5 or a network node according to claim 6, or the relay device according to claim 7 or 8,
ShinSo location or network node, transmission and wherein the calculated periodically to Turkey the transmission band regardless of the cell transceiver or repeater.

Bandwidth allocation means for allocating a minimum guaranteed bandwidth to each of a plurality of connections;
For each connection of the plurality of connections, surplus bandwidth allocating means for allocating a surplus bandwidth after assigning a minimum guaranteed bandwidth set for each connection of the plurality of connections to each connection of the plurality of connections; Have
The cell communication apparatus according to claim 1, wherein the surplus bandwidth allocating unit controls allocation of the surplus bandwidth to each connection of the plurality of connections according to a parameter set for each connection of the plurality of connections.

The surplus bandwidth allocating means is configured to determine the surplus bandwidth for each connection of the plurality of connections according to priority information indicating a priority of bandwidth distribution at the time of cell transfer set for each connection of the plurality of connections. The cell communication device according to claim 18 , wherein the cell communication device is controlled.

The surplus bandwidth allocation means controls the allocation of the surplus bandwidth to each connection of the plurality of connections according to a ratio of a minimum guaranteed bandwidth set for each connection of the plurality of connections. The cell communication device according to claim 18 .