JP4253062B2 - 制御された予約超過の帯域幅を有する中継線を備え、フレームリレーノードを特徴とするフレームリレーネットワーク - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークに関し、より具体的には、中継線によって接続されたフレームリレーノードを有するフレームリレーネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術のフレームリレーの規格では、フレームリレーネットワークに入るデータのトラフィック加入についてニ通りのカテゴリ分類を定義している。一つは認定データであり、もう一つは過剰データである。フレームリレートラフィックネットワークは、加入者の認定データと過剰データを伝送するための様々な責任を果たすために、フレームリレーノード間を接続する中継線に十分な帯域幅を割り当てなければならない。その目標は、フレームリレートラフィックネットワークの各中継線の全帯域幅の利用率を最大限にすることである。
【０００３】
認定データを有する加入者呼の場合、一般的な手法は、加入者呼の最大バーストレートに等しい帯域幅全量を割り当てることである。認定データ用にこのように割り当てられた帯域幅は、その特定の加入者呼のために排他的に割り当てられる。つまり、加入者呼が最大バーストレートでデータを供給する場合はいつでもその帯域幅が使用可能であることが保証される。認定データを予約する呼ごとに、その呼がセットアップしたときに、個別の新しい帯域幅が中継線に割り当てられる。
【０００４】
しかし、従来技術のフレームリレーシステムの欠点の一つは、多くのネットワークで、予約した多数のフレームリレー呼が絶えず最大バーストレートでデータを送信するわけではないことである。したがって、その加入者呼用として割り当てられた中継線の帯域幅が未使用状態になることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の基本概念は、フレームリレーノード間を接続する中継線の全帯域幅を選択的に予約超過する（oversubscribe）ことにより、同じ帯域幅を一度に複数の加入者と共用することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フレームリレーノードと組み合わせられているネットワーク管理システムを有するフレームリレーネットワークを特徴とする。
【０００７】
ネットワーク管理システムは、フレームリレーノードにフレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号を供給するものであり、それらの信号はフレームリレーノード間を接続する中継線の帯域幅を割り当てる方法に関する情報を含む。ネットワーク管理システムは、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号にフォーマットされたフレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータをネットワーク管理者から受け取るためにグラフィカルユーザインタフェースプログラムを使用する。
【０００８】
フレームリレーノードは、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号に従って、あるフレームリレーノードから他のフレームリレーノードへフレームリレー予約超過の接続制御信号を供給するために、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号に応答する。
【０００９】
各フレームリレーノードは、ノード制御ボードと、一つまたは複数のフレームリレー回線インタフェースボードと、ノード制御ボードを一つまたは複数のフレームリレー回線インタフェースボードに接続するための制御バスとを含む。一つまたは複数のフレームリレー回線インタフェースボードは、フレームリレー低速回線インタフェースボード、フレームリレー中速回線インタフェースボード、フレームリレー高速回線インタフェースボード、あるいはそれらの組合せのいずれかを含むことができる。
【００１０】
ネットワーク管理システム、ノード制御ボード、フレームリレー回線インタフェースボードは、それぞれのソフトウェアプログラムを実行して、予約超過方式を実現するためのマイクロプロセッサベースの回路を含むことができる。マイクロプロセッサベースの回路は、マイクロプロセッサと、ランダムアクセスメモリと、読出し専用メモリと、入出力装置との組合せと、その組合せを接続するためのアドレスバス、制御バス、データバスとを有する。
【００１１】
フレームリレーノードは、認定された排他データの最大バースト信号、認定された共用データの最大バースト信号、認定された過剰データの最大バースト信号、認定された全バースト信号、またはそれらの組合せに関するデータトラフィックの現行レベルに関する情報を含む監視情報信号をネットワーク管理システムに戻すことができる。ネットワーク管理者は、フレームリレーネットワークのパフォーマンスならびに監視情報から得られるフィードバックに従って、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータを適宜変更することができる。
【００１２】
本発明の利点の一つとして、フレームリレーネットワークを構成するために顧客が必要とする回線、カードなどが少なくて済むという予約超過の恩恵が挙げられる。
【００１３】
本発明の特徴をより完全に理解するため、一定の縮尺ではない添付図面に関連して以下に示す詳細な説明を参照されたい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１のフレームリレーネットワーク
図１は、ネットワーク管理システム制御線１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを介してフレームリレーノード１４、１６、１８、２０に接続されたネットワーク管理システム（ＮＭＳ）１２を含み、一般的に１０として示すフレームリレーネットワークを示している。図示の通り、フレームリレーノード１４と１６、１４と２０は、予約超過になっている中継線４６、４８を介して接続されており、フレームリレーノード１８と１６、１８と２０は、予約超過になっていない中継線５０、５２、５４、５６、５８、６０を介して接続されている。
【００１５】
ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）１２
動作中のネットワーク管理システム１２は、ネットワーク管理システム制御線１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを介してフレームリレーノード１４、１６、１８、２０にフレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続信号を供給する。フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号は、帯域幅割当てしきい値、統計的に認定されたユーザデータの帯域幅しきい値、統計的に認定されたネットワークデータの帯域幅しきい値、過剰データの帯域幅しきい値、予約超過の統計的に認定されたユーザデータ係数、予約超過の統計的に認定されたネットワークデータ係数、予約超過の過剰データ係数、またはそれらの組合せのいずれかに関する中継線パラメータの情報を含んで、一つまたは複数のフレームリレーノードを接続する中継線の全帯域幅を割り当てる方法に関する情報を有する。また、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号は、認定された排他データの最大バースト量、認定された共用データの最大バースト量、認定された過剰データの最大バースト量、認定された全データのバーストレート、またはそれらの組合せのいずれかに関する接続パラメータの情報を含んで、フレームリレーノード間の個々の仮想接続に必要な帯域幅に関する情報も有する。一実施例では、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続信号からの中継線パラメータは、すべてのフレームリレー端末ノード１４、１６、１８、２０に供給され、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続信号からの接続パラメータは、フレームリレー端末ノード１６、２０に供給される。中継線パラメータの詳細については以下の５．１、５．１．１、・・・、５．１．７の各項を、接続パラメータの詳細については以下の５．２、５．２．１、・・・、５．２．５の各項を参照されたい。
【００１６】
ネットワーク管理システム１２は、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号にフォーマットされたフレームリレー予約超過の中継線パラメータをネットワーク管理者から受け取るためにグラフィカルユーザインタフェースプログラムを使用する。ネットワーク管理者は、フレームリレーネットワークのパフォーマンス、ならびにフレームリレーノード監視情報から得られるフィードバックに従って、フレームリレー予約超過の中継線パラメータを適宜変更することができ、したがって、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０のうちのどの中継線を予約超過にし、どの中継線を予約超過にせず、どの程度まで予約超過にするかという構成を変更する。
【００１７】
ネットワークノード１４、１６、１８、２０は、現行の中継線の帯域幅利用率に関する情報を含む、監視情報信号をネットワーク管理システム１２に供給する。
【００１８】
ネットワーク管理システム１２は、予約超過方式を実現するためにグラフィカルユーザソフトウェアプログラムを実行するための、一般的に図３に示すマイクロプロセッサベースの回路１００を含むことができる。マイクロプロセッサベースの回路１００は、中央演算処理装置（マイクロプロセッサ）１０２と、ランダムアクセスメモリ１０４と、読出し専用メモリ１０６と、入出力装置１０８との組合せと、その組合せを接続するための、一般的に１１０、１１２、１１４として示すアドレスバス、制御バス、データバスとを有する。図３のマイクロプロセッサベースの回路は例証として示すものであり、本発明の範囲はマイクロプロセッサベースの回路の特定の構成に限定されるものではない。また、本発明の範囲は、ネットワーク管理システム１２の特定の実施態様または、このような実施態様を実現するためのハードウェアおよびソフトウェアの組合せに限定されるものではない。以下に示す詳細な設計パラメータを考慮すると、当業者であれば、ハードウェアおよびソフトウェアの組合せを使用してネットワーク管理システム１２を実現できるだろう。
【００１９】
フレームリレーノード１４、１６、１８、２０
動作中のフレームリレーノード１４、１６、１８、２０は、あるフレームリレーノードから他のフレームリレーノードへ、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号に含まれる情報に従うフレームリレー予約超過の接続制御信号を供給するために、ネットワーク管理システム制御線１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを介してネットワーク管理システム１２からのフレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号に応答する。フレームリレー予約超過の接続制御信号は、フレームリレーノード１４、１６、１８、２０間の個々の仮想接続（後述する）に必要な帯域幅に関する情報を含み、認定データパラメータ、過剰データパラメータ、統計的に認定されたデータパラメータ、またはそれらの組合せを含むことができる。認定データパラメータは、認定された排他データの最大バースト量に関する情報を有する。過剰データパラメータは認定された過剰データの最大バースト量に関する情報を有する。統計的に認定されたデータパラメータは認定された共用データの最大バースト量に関する情報を有する。また、フレームリレー予約超過接続制御信号は、認定された全データのバーストレートに関する情報も有し、これは毎秒あたりの認定された排他データの最大バースト量と認定された共用データの最大バースト量との合計である。詳細については、以下の５．２、５．２．１、・・・、５．２．５の各項を参照されたい。
【００２０】
フレームリレーノード１６は、フレームリレー加入者線２２ａ、２４ａ、・・・、３２ａを介してフレームリレーアクセス装置２２、２４、・・・、３２に接続されており、これらの線は毎秒６４キロビット（ｋｂｐｓ）のデータ転送速度を有するものとして示されている。同様に、フレームリレーノード２０は、フレームリレー加入者線３４ａ、３６ａ、・・・、４４ａを介してフレームリレーアクセス装置３４、３６、・・・、４４に接続されており、これらの線は毎秒６４キロビット（ｋｂｐｓ）のデータ転送速度を有するものとして示されている。フレームリレーノード１４は、予約超過になっている中継線４６、４８によってフレームリレーノード１６、２０に接続されており、これらの線は６４ｋｂｐｓのデータ転送速度を有するものとして示されている。中継線４６、４８は予約超過になっているので、それぞれ複数の仮想接続ＶＣ＃１、ＶＣ＃２、ＶＣ＃３を有する。フレームリレーノード１８は、中継線５０、５２、５４、５６、５８、６０によってフレームリレーノード１６、２０に接続されており、これらの線は６４ｋｂｐｓのデータ転送速度を有するものとして示されており、予約超過になっていない。これらの線は予約超過になっていないので、この場合、中継線あたり一つの呼しか伝送することができない。中継線５０、５６はいずれもそれぞれの仮想接続ＶＣ＃４を所持し、中継線５２、５８はいずれもそれぞれの仮想接続ＶＣ＃５を所持し、中継線５４、６０はいずれもそれぞれの仮想接続ＶＣ＃６を所持する。
【００２１】
図示の通り、フレームリレーアクセス装置２２、２４、２６はフレームリレーアクセス装置３４、３６、３８とそれぞれ通信する。フレームリレーアクセス装置２２、２４、２６は、それぞれのフレームリレー加入者線２２ａ、２４ａ、２６ａを介してフレームリレーノード１６と通信し、次に予約超過になっている中継線４６上の仮想接続ＶＣ＃１、ＶＣ＃２、ＶＣ＃３を介してフレームリレーノード１４と通信し、次に予約超過になっている中継線４８上の仮想接続ＶＣ＃１、ＶＣ＃２、ＶＣ＃３を介してフレームリレーノード２０と通信する。最後に、フレームリレーノード２０は、それぞれのフレームリレー加入者線３４ａ、３６ａ、３８ａを介してフレームリレーアクセス装置３４、３６、３８と通信する。フレームリレーアクセス装置３４、３６、３８は、それぞれ逆の経路をたどってフレームリレーアクセス装置２２、２４、２６と通信する。
【００２２】
比較すると、フレームリレーアクセス装置２８、３０、３２はフレームリレーアクセス装置４０、４２、４４とそれぞれ通信する。フレームリレーアクセス装置２８、３０、３２は、それぞれのフレームリレー加入者線２８ａ、３０ａ、３２ａを介してフレームリレーノード１６と通信し、次に予約超過になっていないそれぞれの中継線５０、５２、５４上のそれぞれの仮想接続ＶＣ＃４、ＶＣ＃５、ＶＣ＃６を介してフレームリレーノード１８と通信し、次に予約超過になっていないそれぞれの中継線５６、５８、６０上のそれぞれの仮想接続ＶＣ＃４、ＶＣ＃５、ＶＣ＃６を介してフレームリレーノード２０と通信する。最後に、フレームリレーノード２０は、それぞれのフレームリレー加入者線４０ａ、４２ａ、４４ａを介してフレームリレーアクセス装置４０、４２、４４と通信する。フレームリレーアクセス装置４０、４２、４４は、それぞれ逆の経路をたどってフレームリレーアクセス装置２８、３０、３２と通信する。
【００２３】
図２は、ノード１８などの典型的なフレームリレーノードを示しており、ノード１８は、ノード制御ボード８４と、１本の低速中継線６４と５本の低速アクセス線６６とを有するフレームリレー低速回線インタフェースボード６２と、３本の中速中継線７０と３本の中速アクセス線７２とを有するフレームリレー中速回線インタフェースボード６８と、４本の高速中継線７６とニ本の高速アクセス線７８とを有するフレームリレー高速回線インタフェースボード７４と、フレームリレー低速、中速、高速回線インタフェースボード６２、６８、７４を接続するためのデータバス８０と、フレームリレー低速、中速、高速回線インタフェースボード６２、６８、７４をノード制御ボード８４に接続するための制御バス８２とを含む。
【００２４】
ネットワーク管理システム１２は、様々な予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータをフレームリレーノード１４、１６、１８、２０のノード制御ボード８４に供給し、これらのノードは、同じ様々な予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータをフレームリレー低速、中速、高速回線インタフェースボード６２、６８、７４に供給する。フレームリレー低速、中速、高速回線インタフェースボード６２、６８、７４は、予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータに従って、中継線を予約超過にするためのソフトウェアルーチンを有し、それらのルーチンは、ユーザ呼およびネットワーク呼のための、認定データ、統計的に認定されたデータ、および過剰データに帯域幅を割り当てる。
【００２５】
フレームリレー低速、中速、高速回線インタフェースボード６２、６８、７４は、様々な現行の中継線の利用率値をフレームリレーノード１４、１６、１８、２０のノード制御ボード８４に供給し、これらのノードは同じ情報をネットワーク管理システム１２に供給する。ネットワーク管理システム１２は、ネットワーク監視のためにこの情報をネットワーク管理者に表示するためのソフトウェアルーチンを有する。
【００２６】
予約超過技法
１．一般的な予約超過技法
本発明は、顧客が、認定データを転送するために、自分のフレームリレー中継線の帯域幅を選択的に予約超過にすることができる、フレームリレーネットワークを提供する。すなわち、ネットワーク管理者は、中継線の帯域幅の一部を単一ユーザのみの専用にするのではなく、その帯域幅をニ人またはそれ以上の加入者のために使用することができる。
【００２７】
動作中に、図１のフレームリレーネットワーク１０が認定データに関する予約を受け入れると、それは、そのデータを宛先に転送し配達することを認定する。しかし、どのような保証契約にも当てはまるように、たとえば、ノードが故障して、ネットワークが輻輳し、ネットワークが伝送を認定したデータが実際に配達されない確率は小さいながらも依然としてある。フレームリレー相手固定接続ごとに、認定データの最大量を規定しなければならない。この最大量は認定バーストと呼ばれる。ある期間にわたる認定バースト量は、認定データのスループットレートまたは認定情報レート（ＣＩＲ）を定義する。
【００２８】
過剰データは、ネットワークが伝送しようと試みるデータである。過剰データは、現行ネットワークの有効な資源量に応じて、可能な限り、転送される。ネットワークは、このようなデータの配達を加入者に保証するように構成されているわけではない。必要であれば、ネットワークは、認定データに資源を使用するために過剰データを廃棄することができる。有効なネットワーク資源量は非常に動的なものなので、過剰データを廃棄する確率は高い場合もあれば、低い場合もある。過剰データの場合に廃棄の確率がどの程度高くなるかは、ネットワークによって異なるが、認定データの喪失の確率より確かに高い。各フレームリレー相手固定接続ごとに、過剰データの最大量を規定しなければならない。この最大量は過剰バーストと呼ばれる。（ただし、合意を得た過剰バーストを上回るデータはすべて、ネットワークによって自動的に廃棄されることに留意されたい。）
すべての相手固定接続は、それらの接続のトラフィックを示す何らかの表示を行わなければならない。認定データをまったく持たないように相手固定接続を構成することは容認できることである。このような仮想接続は、「ゼロＣＩＲ」呼と呼ばれる。何らかの認定データを有する仮想接続は、「非ゼロＣＩＲ」または「正のＣＩＲ」呼と呼ばれる。呼が認定データをまったく有していない場合、そのデータはすべて過剰データでなければならない。したがって、このようなゼロＣＩＲ呼は、何らかの（非ゼロ）過剰データを有するように構成しなければならない。過剰データがない（ゼロ）かまたはある（非ゼロ）場合について非ゼロＣＩＲ呼を構成することは容認できることである。
【００２９】
データがネットワークに入ると、データは認定データまたは過剰データの範囲内にあるものとして認識される。認定データまたは過剰データの予約容量を上回るデータはすべて、入ると直ちにネットワークによって廃棄される。
【００３０】
フレームリレーネットワークは、加入者の認定データおよび過剰データを伝送するための責任を果たすため、中継線に十分な帯域幅を割り当てるように構成されている。
【００３１】
フレームリレーネットワークは完全に使い捨て型であると考えられているので、過剰データトラフィックのためには中継線の全帯域幅のごくわずかな部分しか割り当てられない。事実上、過剰データは、割り当てられていない帯域幅または割り当てられたが現在使用されていない帯域幅を「盗用する」ことにより、ネットワーク内を「密かに移動する」。過剰データ用の帯域幅の割当ては、本発明の予約超過という特徴の影響を受けない。
【００３２】
認定データを持つことを予約する呼の場合、一般的な手法は、最大バースト量に等しい帯域幅全量を割り当てることである。認定データ用にこのように割り当てられた帯域幅は、その特定の呼用に排他的に割り当てられたものである。つまり、その呼が最大バースト量でデータを供給するときにいつでもその帯域幅が使用可能であることを保証する。認定データを予約するすべての呼の場合、呼がセットアップすると、新しい個別の帯域幅がその中継線上で割り当てられる。
【００３３】
しかし、多くのネットワークでは、正のＣＩＲを予約する多数のフレームリレー呼は、絶えずそのレートでデータを送信するわけではないので、その呼用に割り当てられた中継線の帯域幅が時々未使用になる。したがって、ネットワークにおいて、これらの呼が、同じ中継線の帯域幅を複数の呼で使用することにより、資源を共用できればより効率的である。
【００３４】
これは、本発明の予約超過という特徴の要点そのものである。この予約超過という特徴により、ネットワーク管理者は、同じ帯域幅を一度に複数の加入者に割り当てることにより、その中継線の利用率を最適化することができる。ただし、予約超過という特徴は、特定の呼の認定レートが規定するものより小さい帯域幅を割り当てようとするわけではなく、むしろ、同じ帯域幅を他の呼に再割当てすることに留意されたい。その代わり、非ゼロＣＩＲを備えた呼は通常、同時に最大限度量でデータを送信するわけではないことが統計的に示されているという考えに依存している。共用中継線の帯域幅を使用して転送された認定データは、統計的に認定されたデータと呼ばれる。
【００３５】
予約超過という特徴は、航空業界との相似点を利用して説明することができる。時間が経つにつれ、航空業界では、自由席を予約する人の場合、その便に搭乗しない人の割合がある程度予測できることが統計によって分かっている。航空会社がすべての一座席について一人しか予約を受け付けない場合、予約しながら搭乗しない乗客がいるため、その航空会社は満席にならない状態で飛行機を飛ばすことになる。したがって、飛行機の利用率を向上させるためには、必ずしもすべての乗客が搭乗するわけではないという想定に基づいて、体系的に定員以上の予約を受け付ける。本発明による中継線上の帯域幅の予約超過は、概念上、便の座席の予約を定員以上に受け付ける場合と同様である。どの呼も時にはその最大量の認定データを送信することがあることは認知されているが、必ずしもすべての呼が同時にそれぞれの最大量のデータを送信するわけではないことを前提としている。
【００３６】
便の予約を定員以上に受け付ける場合、問題は、予約はしたが搭乗しない乗客の数を正確に特定することである。どの乗客が搭乗しないかを特定する必要はなく、何人搭乗しないかだけを特定することが必要である。航空会社が受け付けた定員以上の予約が少なすぎる場合、空席が発生するだろう。また、航空会社が受け付けた定員以上の予約が多すぎる場合、より多くの乗客が搭乗できるだろう。その場合、何人かの乗客は「便に乗れない」ことになる。予約超過の場合も同様であり、問題は、長期間に渡って同時にデータを送信しない呼の数を正確に特定することである。トラフィックの予約超過が少なすぎる場合、中継線には未使用の帯域幅が発生するだろう。しかし、トラフィックの予約超過が多すぎる場合、中継線上が適応できる以上の認定データが到着し、この認定データの一部が「廃棄」されることになるだろう。
【００３７】
航空便の予約を要求する場合、航空会社はその乗客に座席を提供することをコミットするだけである。航空会社は、その便の予約を定員以上に受け付けるかどうかを乗客には知らせない。その乗客がその便に搭乗したときに座席に座れる限り、その乗客は満足なのである。同様に、ユーザがあるＣＩＲを予約するときに、ユーザは、その中継線が予約超過であることをネットワークプロバイダから知らされない可能性がある。加入者の認定データを転送し配達するというそのコミットメントをネットワークが果たす限り（ネットワークの規模が正しく設定されている場合には、統計的に可能である）、これがどのように行われるかは加入者にとって関係ないことである。たまたま便に乗れなかった乗客と同様、予約超過のために加入者の認定データが廃棄された場合、そのデータは何らかの「調整」が必要である場合もある。
【００３８】
統計的に認定されたデータを廃棄する確率は高い場合もあれば、低い場合もある。統計的に認定されたデータの場合に廃棄の確率がどの程度高くまたは低くなるかは、ネットワークによって異なるだろう。それは、ネットワークがトラフィックの利用率をどの程度適切に予測できるかによって決まるが、予約超過がないときの認定データの喪失の確率より高くなる可能性がある。その目標は、喪失の確率を容認できる限界内に保持することである。
２．制御された予約超過の用語
ネットワーク管理者がフレームリレーノードの予約超過の特徴を使用することを選択できる場合、ネットワーク管理者は、制御された方法でフレームリレーネットワークを構成することができる。構成した相手固定接続ごとに、ネットワーク管理者は、あるとすれば、加入者の認定データのどの部分を予約超過用と見なすかを規定することにより、ネットワーク管理システム１２をプログラミングすることができる。
【００３９】
フレームリレーの規格によれば、認定バースト量とは、加入者がネットワークに送信（および、ネットワークから受信）できる認定データの最大量を意味する。この原理は、中継線の予約超過を使用する場合にも使用しない場合にも当てはまる。ネットワークへの（からの）アクセスの場合、何が認定データを構成するか（何が過剰データを構成するかに対して）という見通しは、引き続き規格ならびに加入者の契約と一致している。しかし、フレームリレーネットワーク内部では、加入者の認定バースト量の一部分を排他中継線の帯域幅に割り当てることができ、他の部分を共用中継線の帯域幅に割り当てることができる。相手固定接続を構成するとき、ネットワークが排他中継線の帯域幅を割り当てる加入者の認定データの量は、認定バースト量（Ｂｃ）として構成されるだけであり、ネットワークが共用中継線の帯域幅を割り当てる量は統計的に認定されたバースト量（Ｂｃｓ）として構成される。
【００４０】
この説明では、ネットワーク中継線に関連するパラメータＢｃの使用は、ネットワークアクセス時の、フレームリレーの規格によるパラメータＢｃの使用と同じではない。しかし、関連のＢｃｓ値がゼロとして構成されると、それぞれの値は等しくなる。この場合、パラメータＢｃは、ネットワーク内、すなわち、中継線上の認定バースト量を示す。ネットワークアクセス時の加入者の認定バースト量は、実際には、ＢｃとＢｃｓとの合計によって表される。
【００４１】
ただし、加入者呼が、帯域幅の共用に適していないトラフィックパターンを有することが分かっている場合、その呼はＢｃｓがゼロに等しいとして構成しなければならないことに留意されたい。
３．ユーザ呼およびネットワークオーバヘッドの呼
ネットワーク内のすべてのフレームリレー相手固定接続が加入者トラフィック用であるわけではない。一部の呼は、フレームリレーノード１４、１６、１８、２０とネットワーク管理システム１２との間で構成データおよび課金データなどの情報を転送するようにセットアップされている。このタイプの呼は、「ユーザ呼」と呼ばれる通常の加入者呼とは対照的に、「ネットワークオーバヘッド呼」または単に「ネットワーク呼」と呼ばれる。フレームリレーノード１４、１６、１８、２０内では、これらの呼は、内部加入者サービスプログラムとして当技術分野で知られているソフトウェアを使用して終了される。
【００４２】
ユーザ呼のように、ネットワーク呼も統計的に認定されたデータとして構成されるのに適している。中継線の帯域幅の割当て方式は、ユーザ呼とネットワーク呼のどちらについてもまったく同じである。しかし、ネットワークトラフィックとユーザトラフィックでは、データフローの要件が異なるため、予約超過がある場合、ユーザ呼とネットワーク呼との間で中継線の帯域幅が共用されない。すなわち、ユーザ呼について予約超過になっている中継線の帯域幅は、ネットワーク呼に再割当てされず、またその逆も同様である。
４．データのタグ付けおよびデータの廃棄
認定データがフレームリレーネットワークに入ると、そのデータには、第１のフレームリレーノードによってタグが付けられ、ＢｃまたはＢｃｓとして受信される。ネットワークに入る過剰データはＢｅとしてタグが付けられる。さらに、すべてのデータは、ユーザ呼またはネットワークオーバヘッド呼のいずれかに属すものとしてマークが付けられる。フレームリレーアクセス装置２２、２４、・・・、３２から送信されるデータの場合、フレームリレーノード１６がそのデータにタグを付ける。フレームリレーアクセス装置３４、３６、・・・、４４から送信されるデータの場合、フレームリレーノード２０がそのデータにタグを付ける。
【００４３】
ただし、このタグ付けはフレーム内の廃棄適格（ＤＥ）ビットの設定に影響しないことに留意されたい。ＤＥビットは、フレームリレーネットワークを通過し、乱されていない（undisturbed）宛先に配達される。
【００４４】
このようなデータのタグ付けの理由は、そのデータフレームに何らかの重要性のレベルを付加することである。この重要性レベルは、フレームリレーネットワークが輻輳状況にあり、フレームを廃棄する必要があるときに使用される。最低重要のデータから最高重要データへという方式により、フレームリレーネットワーク内でフレームが落される（ｄｒｏｐ）。フレームリレーネットワークが、初めて、輻輳状態になり始めると、最低重要のデータが落される。輻輳レベルが上昇するにつれて、廃棄されるデータの重要性も上昇する。以下に示すのは、最低重要のデータから最高重要のデータへという段階的順序であり、ネットワークが輻輳するにつれて、その順序にしたがって、フレームが廃棄される。
【００４５】
◆ネットワーク呼および／またはユーザ呼からのＢｅデータ（ネットワーク呼とユーザ呼との区別なし）
◆ネットワーク呼および／またはユーザ呼からのＢｅデータ＋ネットワーク呼からのＢｃｓデータ
◆ネットワーク呼および／またはユーザ呼からのＢｅデータ＋ネットワーク呼からのＢｃｓデータ＋ユーザ呼からのＢｃｓデータ
◆ネットワーク呼および／またはユーザ呼からのＢｅデータ＋ネットワーク呼からのＢｃｓデータ＋ユーザ呼からのＢｃｓデータ＋ユーザ呼からのＢｃデータ◆ネットワーク呼および／またはユーザ呼からのＢｅデータ＋ネットワーク呼からのＢｃｓデータ＋ユーザ呼からのＢｃｓデータ＋ユーザ呼からのＢｃデータ＋ネットワーク呼からのＢｃデータ（すなわち、すべてのデータ）
５．フレームリレー帯域幅の使用を管理する構成パラメータ
この第５項では、予約超過という特徴を制御するために使用する、中継線サービスポートと接続レベルの両方についていくつかの構成パラメータを示す。
【００４６】
完璧を期すため、過剰データ用の帯域幅割当てを制御するパラメータについても後述する。
【００４７】
中継線サービスポートパラメータは、ネットワーク管理システム１２からフレームリレーノード１４、１６、１８、２０に通知される。接続レベルパラメータは、ネットワーク管理システム１２からフレームリレーノード１６および２０に通知される。次に、フレームリレーノード１６および２０は、接続確立中に接続制御信号に入れて接続レベルパラメータをフレームリレーノード１４および１８に渡す。５．１、５．１．１、・・・、５．１．７の各項では、ネットワーク管理システム１２からのフレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号に含まれる中継線パラメータについてさらに詳しく説明する。５．２、５．２．１、・・・、５．２．５の各項では、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号に含まれる接続レベルパラメータについてさらに詳しく説明する。
５．１ フレームリレー中継線サービスポートパラメータ
一部のタイプの物理回線、たとえば、ＤＳ１およびＥ１は、一つまたは複数のチャネル内に定義することができる。各チャネルは、論理的に別々の回線であるとして扱われる。一部のタイプの物理回線は細分することができない。サービスポートという用語は、物理回線と論理回線との不必要な区別を消去するために使用する。
【００４８】
このようなパラメータは、フレームリレー中継線サービスポートごとに構成される。
５．１．１ 帯域幅割当てしきい値（ＢＡＴ）
サービスポート用の帯域幅割当てしきい値は、その割当てが認定データに関するのか、統計的に認定されたデータに関するのか、過剰データに関するのかにかかわらず、そのサービスポートで割り当てられる絶対最大値を定義するものである。このしきい値は、そのサービスポートの全帯域幅の割合として規定される。
【００４９】
ユーザＢｃｓの最大帯域幅（ＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｃｓ＿ｕｓｅｒ）、ネットワークＢｃｓの最大帯域幅（ＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｃｓ＿ｎｅｔｗｏｒｋ）、過剰データの最大帯域幅（ＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｅ）というパラメータの値は、ＢＡＴの値より小さいかまたはそれと等しくなければならない。
５．１．２ ユーザＢｃｓトラフィックの最大帯域幅
ユーザＢｃｓトラフィックの最大帯域幅に関するパラメータ（ＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｃｓ＿ｕｓｅｒ）は、ユーザ呼用に、統計的に認定されたデータとして割り当てるべきサービスポートの帯域幅の最大量を制限するものである。このパラメータは、そのサービスポートの全帯域幅の割合として規定される。
【００５０】
ユーザ呼用に。統計的に認定されたデータとして、最初はいかなる帯域幅も予約されていないが、このパラメータによって、必要であれば選択的に割当て可能な帯域幅の上限が設定される。
【００５１】
選択された値は、ＢＡＴ用に選択された値を上回ることができない。ＢＡＴより小さい値を設定すると、他のタイプのトラフィック用として一部の帯域幅が抑制されることを意味する。ゼロという値を設定すると、統計的に認定された範囲内のデータをもつユーザ呼にこのサービスポートを使用できないことを意味する。
５．１．３ ネットワークＢｃｓトラフィックの最大帯域幅
ネットワークＢｃｓトラフィックの最大帯域幅に関するパラメータ（ＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｃｓ＿ｎｅｔｗｏｒｋ）は、ネットワーク呼用に、統計的に認定されたデータとして割り当てるべきサービスポートの帯域幅の最大量を制限するものである。ネットワークＢｃｓトラフィックの最大帯域幅（ＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｃｓ＿ｎｅｔｗｏｒｋ）は、そのサービスポートの全帯域幅の割合として規定される。
【００５２】
ネットワーク呼用に、統計的に認定されたデータとして、最初はいかなる帯域幅も予約されていないが、このパラメータによって、必要であれば選択的に割当て可能な帯域幅の上限が設定される。
【００５３】
選択された値は、ＢＡＴ用に選択された値を上回ることができない。ＢＡＴより小さい値を設定すると、他のタイプのトラフィック用として一部の帯域幅が抑制されることを意味する。ゼロという値を設定すると、統計的に認定されたデータをもつネットワーク呼がこのサービスポートを使用できないことを意味する。５．１．４ Ｂｅトラフィックの最大帯域幅
過剰データの最大帯域幅に関するパラメータ（ＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｅ）は、ユーザ呼またはネットワーク呼用に過剰データとして割り当てるべきサービスポートの帯域幅の最大量を制限するものである。過剰データの最大帯域幅（ＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｅ）は、そのサービスポートの全帯域幅の割合として規定される。
【００５４】
過剰データ用として、最初はいかなる帯域幅も予約されていないが、このパラメータによって、必要であれば選択的可能な帯域幅の上限が設定される。
【００５５】
選択された値は、ＢＡＴ用に選択された値を上回ることができない。ＢＡＴより小さい値を設定すると、他のタイプのトラフィック用として一部の帯域幅が抑制されることを意味する。ゼロという値を設定すると、過剰データをもつ呼にこのサービスポートを使用できないことを意味する。
５．１．５ 予約超過Ｂｃｓの回数−ユーザ
ある呼の統計的に認定されたデータの最大量に等しい量だけ中継線の帯域幅の割当ておよび再割当てが行われる。
【００５６】
このパラメータは、ユーザ呼用に統計的に認定されたデータとしてそのサービスポートに同じ帯域幅を割り当てることができる最大回数を示す。
【００５７】
１という値を設定すると、予約超過が一切発生しないことを意味する。この場合、割当ては通常の認定データの場合と同じであるが、パラメータＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｃｓ＿ｕｓｅｒの制限が課せられる。
５．１．６ 予約超過Ｂｃｓの回数−ネットワーク
ある呼の統計的に認定されたデータの最大量に等しい量だけ中継線の帯域幅の割当ておよび再割当てが行われる。
【００５８】
このパラメータは、ネットワーク呼用に、統計的に認定されたデータとしてそのサービスポートで同じ帯域幅を割り当てることができる最大回数を示す。
【００５９】
１という値を設定すると、予約超過が一切発生しないことを意味する。この場合、割当ては通常の認定データの場合と同じであるが、パラメータＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｃｓ＿ｎｅｔｗｏｒｋの制限が課せられる。
５．１．７ 予約超過Ｂｅの回数
過剰データの最大帯域幅に関するパラメータ（ＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｅ）は、ユーザ呼またはネットワーク呼の過剰データ用に割り当てられた帯域幅の量を計算するために使用される。割当て量は、Ｂｅ／Ｏｖｅｒ＿ｂｅの関数として計算する。
【００６０】
過剰データは、通常、認定データと同じように予約超過になるわけではないことに留意されたい。たとえば、中継線の帯域幅は、（一般に）ある呼の過剰データの最大量と等しい量だけ割り当てられるのではなく、むしろ、ある呼の過剰データの最大量の一部分に等しい量だけ割り当てられる。
【００６１】
１という値を設定すると、認定データの場合と同じように全帯域幅が割り当てられるが、パラメータＭＡＸ＿ｂｗ＿Ｂｅの制限が課せられることを意味する。５．２ フレームリレー相手固定接続パラメータ
このようなパラメータは、個々のフレームリレーＰＶＣごとに構成される。実際には、各パラメータについて、ある方向のデータフローに関するものと、反対方向のデータフローに関するものの二つがある。
５．２．１ 呼のタイプ
このパラメータは、ユーザ呼またはネットワークオーバヘッド呼のいずれかとして呼を識別するものである。
５．２．２ Ｂｃ
パラメータＢｃは、排他中継線の帯域幅が割り当てられ、加入者が送信する可能性のある認定データの最大バースト量である。中継線の帯域幅はパラメータＢｃと同じ量だけ割り当てられる。
【００６２】
ＢｃはＢｃｓとともに、加入者の認定された全最大データ量を定義する。
５．２．３ Ｂｃｓ
Ｂｃｓは、共用中継線の帯域幅が割り当てられ、加入者が送信する可能性のある認定データの最大バースト量である。中継線の帯域幅は、最大バースト量に関するパラメータＢｃｓと同じ量だけ割当てと再割当てが行われる。
【００６３】
パラメータＢｃｓはＢｃとともに、加入者の認定された全最大データ量を定義する。
５．２．４ 過剰データの最大バースト量（Ｂｅ）
パラメータＢｅは、加入者が送信する可能性のある過剰データの最大バースト量である。中継線の帯域幅はＢｅ量の一部分だけ割り当てられる。
５．２．５ 認定情報レート（ＣＩＲ）
ある期間の間の認定全バースト量は、認定データのスループットレートまたは認定情報レートを定義する。
【００６４】
認定データに関する期間はパラメータＴｃによって定義される。この期間は、必ずしも具体的に構成されるものではないが、Ｂｃ、Ｂｃｓ、ＣＩＲについて選択した値から計算される。パラメータＴｃは、式（Ｂｃ＋Ｂｃｓ）／ＣＩＲから計算されるが、０．２５〜１．５０秒の間でなければならない。パラメータＣＩＲがゼロになるように選択された場合、パラメータＴｃは１秒に設定される。
６．０ 必要な完全ネットワークトラフィック分析
本発明を完全に利用するためには、予約超過という特徴を利用する前にフレームリレーネットワーク内のトラフィックを完全に分析しなければならない。というのは、予約超過パラメータの設定が不適切であると、ネットワーク内で不当な輻輳問題が発生し、その結果、過度のデータ損失が発生する可能性があるからである。
本発明の範囲
したがって、本発明は、以下で記載する構造で例示される構造の特徴、要素の組合せ、部分の配置を含む。
【００６５】
したがって、上記の目的ならびに前述の説明から明らかになるものが効率よく達成され、本発明の範囲を逸脱せずに上記の構造においては変更が可能なので、上記の説明に含まれるかまたは添付図面に示すすべての事項が限定的意味ではなく例証として解釈すべきものであることが分かるだろう。
【００６６】
また、本発明は、本明細書に記載した本発明の一般的特徴および具体的特徴のすべてと、言語の問題としてそこに該当すると言われる可能性のある本発明の範囲を示すすべての記述とを含むように、通常の応用例で権利を請求するものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の主題であるフレームリレーネットワークの一つのブロック図である。
【図２】図１に示すフレームリレーネットワークの典型的なフレームリレーノードのブロック図である。
【図３】典型的なマイクロプロセッサ回路のブロック図である。
【符号の説明】
１０ フレームリレーネットワーク
１２ ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ ネットワーク管理システム制御線
１４、１６、１８、２０ フレームリレーノード
２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４
フレームリレーアクセス装置
２２ａ、２４ａ、２６ａ、２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａ、３６ａ、３８ａ、４０ａ、４２ａ、４４ａ フレームリレー加入者線
４６、４８ 予約超過になっている中継線
５０、５２、５４、５６、５８、６０ 予約超過になっていない中継線

Claims (17)

1. 一つまたは複数のフレームリレーノードを接続する中継線の全帯域幅を割り当てる方法に関する情報を含む、フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号をフレームリレーノードに供給するネットワーク管理システムと、
   前記フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号に応答して、あるフレームリレーノードから他のフレームリレーノードへ、前記フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号に従う、フレームリレーノード間の個々の仮想接続に必要な帯域幅に関する情報を含む、フレームリレー予約超過の接続制御信号を供給するフレームリレーノードとを含むフレームリレーネットワーク。
2. 前記ネットワーク管理システムが、マイクロプロセッサと、ランダムアクセスメモリと、読出し専用メモリと、入出力装置との組合せと、前記組合せを接続するためのアドレスバス、制御バス、データバスとを有するマイクロプロセッサ回路を含む請求項１に記載のフレームリレーネットワーク。
3. 前記ネットワーク管理システムが、前記フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号にフォーマットされたフレームリレー予約超過の中継線パラメータをネットワーク管理者から受け取るためにグラフィカルユーザインタフェースプログラムを含む請求項１に記載のフレームリレーネットワーク。
4. 前記フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号が、帯域幅割当てしきい値、統計的に認定されたユーザデータの帯域幅しきい値、統計的に認定されたネットワークデータの帯域幅しきい値、過剰データの帯域幅しきい値、予約超過の統計的に認定されたユーザデータ係数、予約超過の統計的に認定されたネットワークデータ係数、予約超過の過剰データ係数、またはそれらの組合せのいずれかに関する中継線パラメータ情報を含んで、一つまたは複数の前記フレームリレーノードを接続する中継線の帯域幅を割り当てる方法に関する情報を有する請求項１に記載のフレームリレーネットワーク。
5. 前記フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号が、認定された排他データの最大バースト量、認定された共用データの最大バースト量、認定された過剰データの最大バースト量、認定された全データのバーストレート、またはそれらの組合せのいずれかに関する接続パラメータ情報を含んで、前記フレームリレーノード間の個々の仮想接続に必要な帯域幅に関する情報を有する請求項１に記載のフレームリレーネットワーク。
6. 前記フレームリレー予約超過の接続制御信号が、認定データパラメータ、過剰データパラメータ、統計的に認定されたデータパラメータ、またはそれらの組合せのいずれかを含んで、接続制御情報を有する請求項１に記載のフレームリレーネットワーク。
7. 予約超過の仮想接続を可能とするために、一つのフレームリレーノードが他のフレームリレーノードに、予約超過の中継線によって、接続される請求項１に記載のフレームリレーネットワーク。
8. 前記フレームリレーノード間において、非予約超過の仮想接続を可能とするために、一つのフレームリレーノードが他のフレームリレーノードに、中継線によって、接続される請求項１に記載のフレームリレーネットワーク。
9. 各フレームリレーノードが、一つのノード制御ボードと、一つまたは複数のフレームリレー回線インタフェースボードと、前記ノード制御ボードを前記一つまたは複数のフレームリレー回線インタフェースボードに接続するための一つの制御バスとを含む請求項１に記載のフレームリレーネットワーク。
10. 前記ノード制御ボードが、マイクロプロセッサと、ランダムアクセスメモリと、読出し専用メモリと、入出力装置との組合せと、前記組合せを接続するためのアドレスバス、制御バス、データバスとを有するマイクロプロセッサ回路を含む請求項９に記載のフレームリレーネットワーク。
11. 前記ノード制御ボードが、前記一つまたは複数のフレームリレー回線インタフェースボードに前記フレームリレー予約超過の中継線パラメータおよび接続パラメータ信号を供給する請求項９に記載のフレームリレーネットワーク。
12. 前記一つまたは複数のフレームリレー回線インタフェースボードが、フレームリレー低速回線インタフェースボード、フレームリレー中速回線インタフェースボード、フレームリレー高速回線インタフェースボード、あるいはそれらの組合せのいずれかを含む請求項９に記載のフレームリレーネットワーク。
13. 前記フレームリレーネットワークが、前記フレームリレー低速回線インタフェースボード、前記フレームリレー中速回線インタフェースボード、前記フレームリレー高速回線インタフェースボード、あるいはそれらの組合せのいずれかを接続するためのデータバスを含む請求項１２に記載のフレームリレーネットワーク。
14. 前記一つまたは複数のフレームリレー回線インタフェースボードが、前記認定された排他データの最大バースト信号、前記認定された共用データの最大バースト信号、前記認定された過剰データの最大バースト信号、前記認定された全データのバースト信号、またはそれらの組合せに関するデータトラフィックの現行レベルを含む、現行中継線利用率に関する情報を有する監視情報信号を供給する請求項９に記載のフレームリレーネットワーク。
15. 前記ノード制御ボードが、前記ネットワーク管理システムに監視情報信号を戻すために前記監視情報信号に応答する、請求項１４に記載のフレームリレーネットワーク。
16. 前記フレームリレーネットワークがフレームリレーアクセス装置ノードをさらに含み、
    各フレームリレーアクセス装置ノードが、加入者データを供給するために加入者線によってそれぞれのフレームリレーノードに接続される請求項１に記載のフレームリレーネットワーク。
17. 前記フレームリレーアクセス装置ノードが、ルータ、パーソナルコンピュータサーバ、またはホストコンピュータなどの装置を含み、
    各フレームリレーアクセス装置ノードが、加入者データを供給するために加入者線によってそれぞれのフレームリレーノードに接続される請求項１６に記載のフレームリレーネットワーク。

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