JPH02116240A - パケット通信装置における流量測定装置及び流量制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速かつ高スループツトのパケット通信装置
において、パケットの流量を測定する装置及び方式とパ
ケット通信網における流量制御方式に関する。 〔従来の技術〕 複数の端末が複数のパケット通信装置で構成されるパケ
ット通信網を介して通信を行う場合、中継するパケット
通信装置においてパケットの蓄積交換処理が行われる。 パケット通信装置で前記処理を行うために必要な送受信
用バッファや回線や通信処理できる単位時間当りのデー
タ量は有限であり、それらの設計値を超える多量のデー
タが局所的に集中することによって、網内にデータが滞
留し、パケット通信装置で正常に処理できなくなること
かある。この現象を輻輳と呼んでいる。 この輻輳を抑止するための制御として、パケットを廃棄
したり端末のパケットの送信を規制するといった流量制
御がある。その代表的な方式に電子通信学会編パケット
交換技術とその応用（昭和５５年）の第１２３頁におい
て記述されているＷＡ　Ｂ　Ｔ　（ｌｉ’Ａｉｔ　Ｂｅ
ｆｏｒｅ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）方式があるが、
この方式はパケット通信装置での処理負荷が著しく大き
くなるという欠点がある。 そこで、ＬＡＮのように高速かつ高スループツトのパケ
ット通信を行う場合において、パケット通信装置の負荷
が小さい流量制御方式として、アイ・イー・イー・イー
　トランザクションズ　オン　コミュニケーションズ、
ブイオーエル・シーオーエム−３３，エフオー。１０．
オクト−バー１９８５　第１０５８頁から第１０６６頁
（ＩＥＥＥＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　ＯＮ　ＣＯＭＭ
ＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ、　ＶＯＬ、　Ｃ０Ｍ−３３゜Ｎ
Ｏ，１０，０ＣＴＯＢＥＲ１９８５ＰＰ１０５８−１０
６６）において論じられている動的ウィンドウ制御方式
のように端末がデータの廃棄等をきっかけに自律的にバ
ケツトの送出量を減らす方式が有効であると考えられて
いる。 〔発明が解決しようとする課題〕 輻綾時において前述した自律的な流量制御方法は、パケ
ット通信装置による流量制御をなくし、端末が新たにパ
ケット通信装置へ送信するパケットの量を迅速かつ効率
的に減らすための有効な方法である。 しかし、この流量制御方法はパケットを送信する端末に
より実行されるもので、途中のパケット通信装置の流量
制御とは直接関係付けられないために、パケット通信装
置が流量制御を行わない場合以下の問題がある。 流量制御を行わないパケット通信装置では端末において
自律的な流量制御が行なわれているか否かを判断できな
いので、輻輔時に端末が故意に流量を減らさない通信や
輻岐を自律的に検出することができない端末による通信
を結果的に許すことになる。この場合網全体の幅轢を抑
止する効果が減少し、又、パケット通信装置は網の資源
を公正に提供することができない。 本発明の目的は、端末が自律的に流量を制御している、
あるいは端末が不当な流量で通信を行っていないかをパ
ケット通信装置が検出して該当する通信を除去すること
にある。 本発明の他の目的は、パケット通信装置がパケットの輻
輳制御のために流量制御しているときにも端末が要求す
る最低の流量のパケット通信をパケット通信装置が保証
することにある。 本発明のさらに他の目的は、輻輳時の流量制御方式がハ
ケ９１〜通信装置の制御バケツ１へ処理手段の負荷を増
大させないことである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、上記目的を達成するために、端末から送出さ
れたパケットの単位時間当たりの流量を呼毎に測定する
。また、この測定装置によって得られる輻輳時の流量の
情報が、端末が呼毎に申請した流量に関する情報と異な
る場合、次の形式で涛量制御する。 （１）受信したデータを廃棄し、必要ならば呼毎に網が
輻輳状態であること、あるいは網への入力規制を要求す
ることを意味するメツセージを一回、または複数回、端
末に対して送信する。 （２）パケットの流量が申請値をオーバーしている端末
による通信を排除するために、流量をオーバーした回数
が一定値を超えた時に呼自体を切断する。 〔作用〕 本発明は、呼毎にパケットの流量を測定し、その流量に
基づき呼毎に流量制御する。それによって、端末が輻輳
を抑止するために流量制御を行なっているか否かを判断
することができる。 また、流量制御を行なっていない呼が存在するときに、
パケット通信装置が強制的にその呼のパケットを廃棄す
ることによって、不正な流量で入力する通信によって正
当な呼の疎通が妨げられることも無くなる。 また、呼毎に流量制御することができるため、各通信サ
ービスの要求する最低限の流量を保証することも可能と
なる。 〔実施例〕 以下、本発明の１実施例を詳細に説明する。 第２図は本発明が適用されるパケット通信網の網構成の
例を示す。一つ以上の端末３００がパケット通信装置１
００に接続され、複数のパケット通信装置が網状に接続
されている。端末はこれらパケット通信装置を介してパ
ケットの伝送を行なう。パケット通信装置は端末が送信
したパケットの交換処理を行ない、端末あるいはパケッ
ト通信装置へパケットを転送する。また、パケット通信
装置はパケット通信装置間の制御情報のやりとりもする
。もし、パケット通信装置１００　（ｂ）で輻輳が起こ
ったときには他のパケット通信装置１００　（ａ）、１
００　（ｃ）に輻輳していることをＣ０ＮＧパケツト４
００を用いて通知する。尚、端末には自律的に流量を制
御する機能を備えたものとそうでない端末の２種類ある
。 本発明を適用するパケット通信装置の全体構成を第３図
に示す。伝送回線１０９ごとに設けられた複数の回線制
御部１０２とホストＣＰＵ１０４と呼制御パケット等を
蓄積する主記憶１０６とこれらを接続するシステムバス
１０８より構成される。 回線制御部１０２は、伝送回線１０９を介してパケット
の送受信処理を行ない、ホス１〜ＣＰＵ１０４は複数の
回ｍ＃御部からの呼処理要求や輻岐情報を収集し、これ
らの処理を行なう。主記憶１０６は呼の設定や解放を行
なうために必要な制御パケット（以降、呼制御パケット
と総称する）を回線制御部１０２で処理した後、さらに
ホストＣＰＵ１０４で蓄積処理するためにある。 第４図（ａ）に回線制御部１０２の構成例を示す。回線
制御部はデータパケットを処理するデータ転送ブロック
１１０と呼制御パケットを処理する呼制御ブロック１６
０と本発明の流量制御方式を採用した流量制御ブロック
１４０とで構成されている。データ転送ブロック１１０
は端末一端末間のユーザ情報を含むパケットを転送する
。流量制御ブロック１４０は伝送回線１０９からデータ
転送ブロック１１０へ入力されたデータの流量を測定し
、その測定値に従い端末に応じて輻輳時にデータ廃棄等
の流量制御をデータ転送ブロック１１０に指示する。呼
制御ブロック１６０は端末とパケット通信装置との間及
びパケット通信装置相互間で、呼制御パケットの送受信
処理をする。 以下、上記の回線制御部に本発明を適用する際の各処理
手順をデータ交換、呼設定、流量測定。 流量制御の順に説明する。

【データ交換】

データ転送ブロック１１０の構成例を第５図により説明
する。伝送回線１０９から受信したパケットはチャネル
制御ブロック１８０でユーザ情報と呼制御パケットに分
離され、ユーザ情報のみがアドレス抽出回路１１２に入
る。アドレス抽出回路１１２では第４図（ｂ）に示した
パケットフォーマットの入アドレス８００をコピーし、
流量制御ブロック１４０のアドレスＰＩＦＯ１４６に転
送する。受信パケットは第４図（ｂ）のフォーマットの
形式でゲート１１４を経由して転送用プロトコル処理回
路１１６に転送される。転送用プロトコル処理回路１１
６では誤り検出、経路制御等のプロトコル処理を行ない
、処理したパケットをデータ受信バッファ１１８に格納
する。処理されたパケットのアドレスは入アドレスから
出アドレスに変換され、第４図（Ｑ）に示すフォーマッ
トになる。 データ受信バッファ１１８に格納されたパケットはホス
トＣ：ＰＵ１０４により読みだされ、出回線に接続され
ている回線制御部１０２のデータ転送ブロックへシステ
ムバスを介して転送される。 データ転送ブロックへ転送されたパケットはデータ送信
バッファ１３０に格納され、チャネル制御ブロック１８
０を介して伝送回線１０９に送出される。データ送信バ
ッファ１３０にはバッファ幅岐検出回路１３２が接続さ
れており、バッファに一定値以上パケットが滞留したこ
とをバス１３４を介して制御ＣＰＵＩ　２４に知らせる
。 データ転送ブロックの制御ＣＰＵＩ２４と流量制御ブロ
ック、呼制御ブロックのＣＰＵ１４２及び１６２、及び
ホストＣＰＵ１０４間の制御情報の転送は制御用ＰＩＦ
０１２８　（ａ　）、　（ｂ　）を介して行なう。 アドレス抽出回路でコピーしたアドレスは流量制御ブロ
ックへ送られる。 メモリ１２２には受信パケットの入アドレスと出アドレ
スの対応表や制御ＣＰＵのワークエリアが格納される。

【呼設定】

呼制御ブロックの構成例を第６図を用いて説明する。伝
送回線１０９に入力した呼制御パケットがチャネル制御
ブロック１８０により呼制御ブロックへ転送される。呼
制御パケットは呼制御プロトコル処理回路１６６に入り
、そこでデータリンク処理が行なわれる。このプロトコ
ル処理回路はＣＰＵ１６２によって制御される。データ
リンク処理の済んだ呼制御パケットは呼制御パケット受
信バッファ１７０（ａ）に格納される。呼制御パケット
受信バッファに格納されたパケットはホストＣＰＵ１０
４により読みだされ、主記憶１０６に一旦蓄積された後
、ホストＣＰＵｌ０４が交換処理に必要な交換情報や流
量制御に必要な端末が申告した流量情報をシステムバス
を介して回線制御部へ転送する。ここで端末が申告する
情報とは、第９図の流量制御テーブルに示すように輻輳
時に端末が要求する規制流量７０８と自律的流量制御機
能があるか否かを示すフラグ７１０を指す。 また、ＣＰＵ１０４は、新たに呼制御パケットの作成も
行ない、別の回線制御部の呼制御ブロックへシステムバ
スを介して転送する。 呼制御ブロックへ転送されたパケットは呼制御パケット
送信バッファ１７０（ｂ）に格納され、チャネル制御ブ
ロック１８０を介して伝送回線１０９に送出される。

【流量測定】

流量制御ブロックの構成例を第７図により説明する。デ
ータ転送ブロック１１０から転送された入アドレスをＦ
ＩＦＯ１４６を介してＣＰ　Ｕ　１４．２が読み出し、
この入アドレス毎に流量を一定パケット数毎に算出し、
メモリ１４４内の流量制御テーブル（第９図）の測定流
量を変更する。また、ホストＣＰＵ１０４が転送した出
回線の輻輳情報をＦＩＦＯ１４８から読み出す。端末が
申告した流量に関する情報はホストＣＰＵ１０４によっ
て該当する回線制御部へ転送され、メモリ１４４に格納
される。これらの情報をもとに端末が輻輳時に端末が規
制流量を守っているか否かを判断し制御する。 次に、流量制御ブロック１４０においてパケットの流量
を測定する原理を第８図のフローチャートを用いて説明
する。また、流：ｔｍ＋＋定と流量制御に必要な情報を
格納するメモリの流量制御テーブル構成例を第９図に示
す。流量制御テーブルでは、呼の識別を示す入アドレス
７００ごとに出アドレス７０２と流量に関する情報（７
０６〜７１２）が管理されている。流量に関する情報は
、以降の説明で必要に応じて説明する。 呼設定後にデータ転送ブロック１１０から、入力された
パケットの入アドレスを順次読み出す。 この時各人アドレスごとにパケットの到着数を測定する
ために設けられたパケット数カウンタがクリアされてい
るならばタイマ１４５をスタートさせる（ステップ６０
４）。そしてパケット数カウンタを一つ足す（ステップ
６０６）。もし、カウンタ更新時にカウンタの値がパケ
ット通信装置の定める基準値に達したときには、その時
点での流量を求めテーブル内の流量７０６を更新しくス
テップ６１０）、タイマ１４５及びカウンタの値をクリ
アする（ステップ６１２）。流量は以下の数式を用いて
求める。 但し、流量の測定は、その目的のための特殊なＬＳＩ等
を設置して行っても良い。 このように一定パケット数間隔毎に測定した複数の測定
流量より平均流量を求め、さらに通信中に測定した流量
より最大流量をそれぞれ第９図の流量制御テーブル中の
７１４及び７１６に記録する。そして、通信終了時にホ
ストＣ：ＰＵ１０４が呼制御ブロックを介して、平均流
量７１４と最大流量７１６及び流量制御時における流量
オーバー数７１８等の測定情報を含んだ呼制御パケット
を端末に送信する。流量制御時における流量オーバー数
７１８については次の流量制御手順で説明する。 【流量制御］ 第１図は本発明の核となる制御アルゴリズムを示すフロ
ーチャー１〜である。 尚、ある出回線が幅轢したことをバッファ幅轢検出回路
１３２で検出し、データ転送ブロック１１０はシステム
バスを介してホスｈｃＰＵ］０４へ通知し、ホストＣＩ
−’　Ｕ　ｉ　Ｏ４は各回線制御部の流量制御ブロック
へ輻輳した出回線を示す出アドレスを転送する。これに
より流量制御ブロック１４０は出回線の幅轢を検出する
。 流量制御ブロック１４０である出回線がｌＩＱ！幀して
いることを検出した時のＣＰＵ１４２の処理を第１図を
用いて説明する。 （１）ホストＣＰＵ１０４からの通知により、ＣＰＵ１
４２が出回線の幅轢を認識し、ＣＰＵ１４２は第９図の
流量制御テーブルより該当する出回線に転送中の入アド
レスを探索する（ステップ５０６）。 （２）テーブル中に該当する入アドレス７００が存在し
たときには、第９図に示す流量制御テーブルの対応する
規制流量７０８と最新の流量７０６とを比較する（ステ
ップ５１０）。 （３）測定した最新の流量が規制流量を超えている場合
にはＣＰＵ１４２は以下のようにして流量制御を行なう
。まず、ＣＰＵ１４２は流量制御テーブルの流量オーバ
ー数７１８に１を足す（ステップ５１１）。この流量オ
ーバー数は先に述べたように呼制御パケットを用いて通
信終了時に端末に知らせる。次にＣＰＵ１４２はステー
タレジスタに入アドレスを書き込み廃棄フラグをオンに
する（ステップ５１２）。データ転送ブロック１１０で
は制御ＣＰＵＩ　２４がステータスレジスタの内容に基
づいてデータ転送ブロックのゲート１１４で該当するパ
ケットを廃棄する。これにより輻輳時の流量が申告した
規制流量以下に保たれていない端末による不当な出回線
の使用を防ぐことができる。 さらに、ＣＰＵ１４２はコマンドレジスタに入アドレス
と流量規制を示すパケット種別を書き込む（ステップ５
１６）。呼制御ブロック１６０のプロトコル処理回路１
６６では、このコマンドが書き込まれるとＣＰＵ１６２
に割込みが入り、ＣＰＵ１６２は割込み処理を起動し、
流量規制を示すパケットの作成及び送信処理を実行させ
る。 流量制御ブロックは流量規制のパケットを送信したこと
を規制済みフラグ７１２を１にすることによって覚えて
おく。ただし、制御方法７１０を読み出した結果、端末
が例えばデータの廃棄に応じてウィンドウ幅が変更され
る動的ウィンドウ制御のように自律的に流量制御を行う
ことが可能である時には上記のパケットを送信するため
の処理は省略される。 そして、−旦ステータスレジスタで廃棄するように設定
した後、その入アドレスの流量が規制値以下に減少して
いるときには廃棄を解除するようにステータスレジスタ
に入アドレスを書込み廃棄フラグをオフにする（ステッ
プ６１４〜６１８）。 これによって、ただ回線制御部でデータを廃棄するだけ
ではなく端末が要求する規制流量だけは保証することが
できる。 但し、流量オーバー数７１８が一定値を超える場合には
、パケット通信装置は呼自体を強制的に切断する。 尚、本発明において、前記第１図に示すフローチャート
の処理は、流量制御する時期を輻輳時に流量が増加して
いる期間とし、流量の測定及び制御処理を簡略化しても
良い。 また、本発明は第１０図に示すようにデータ転送ブロッ
クと呼制御ブロックの機能を両方持ち送受信制御す名パ
ケット送受信ブロック２００に流量制御ブロック１４０
を接続した構成に適用しても良い。 本発明によれば、出回線が輻輳しているときに規制流量
まで端末が流量を減らしていないときにデータを強制的
に廃棄することによって出回線のバッファ等の資源を一
定以上使用されないようにすることができると同時に、
幅岐の発生通知を必要とする非自律的流量制御端末にパ
ケットを送信することも可能となり、端末の流量を端末
に応じて制御するという効果がある。 また、通信終了時に流量制御ブロックで測定した平均流
量、最大流量及び流量オーバー数を呼制御パケットを用
いて端末に通知することによって、端末が次の通信に申
告する流量に関する情報に前回の通信の結果を反映する
ため、端末が次に通信を行うときに適切に流量に関する
情報を申請することができるという効果もある。 〔発明の効果〕 本発明によれば、パケット通信装置は端末からの流量を
測定することによって、自律的に流量制御を行っている
端末とそうでない端末を区別し、流量制御を行なってい
ない端末に対して強制的にその流量を減らすことができ
る。したがって、幅轢中故意に流量制御を守っていない
端末が存在しても網の共通な資源を不当に使用されるこ
とを防止できるという効果がある。 また、自律的に輻綾を検出し流量制御することのできな
い端末に対して、パケット通信装置は流量を制御するよ
う指示することができるので、自律的であるか否かに関
わらず流量制御する端末に対して網の共通な資源を平等
に提供できるという効果がある。 また、廃棄すべきか否かを実際の流量を測定して判断す
るため正常な流量制御を行っている端末のデータを廃棄
することなく、不正な端末からのデータを廃棄すること
ができるため正当な廃棄処理ができるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の処理手順の一実施例を示すフローチャ
ート、第２図は本発明を適用するパケット通信網の構成
図、第３図は第２図におけるパケット通信装置の構成図
、第４図は第３図における回線制御部の構成図、第５図
はデータ転送ブロックの構成図、第６図は呼制御ブロッ
クの構成図、第７図は流量制御ブロックの構成図、第８
図は流量を測定する処理手順の一実施例を示すフローチ
ャート、第９図は第４図におけるメモリの流量側御テー
ブルを示す図、第１０図は他の実施例における回線制御
部の構成図である。 １００・・・パケット通信装置、３００・・・端末、１
０２・・・回線制御部、１０４・・・ホストＣＰＵ、１
０６・・・主記憶、１１０・・・データ転送ブロック、
１４０・・・（す Ｃ（１）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パケット通信装置の回線制御部において、受信した
   パケット数を呼毎に蓄積する装置と呼毎にパケットの到
   着間隔を測定するためのタイマと流量を算出するための
   処理部から構成され、呼毎にパケット流量を測定するこ
   とのできる流量測定装置。 ２、複数のパケット通信装置で構成されるパケット通信
   網において、端末が申請したデータの流量に関係する情
   報と、請求項１記載の流量測定装置によつて測定される
   データの流量に関係する情報との対応関係を検査し、デ
   ータの流量が申請した流量に関係する情報を超えている
   ときに、パケット通信装置が端末に対しメッセージを送
   信し、端末からの流量を規制することを特徴とする流量
   制御方式。 ３、複数のパケット通信装置で構成されるパケット通信
   網において、端末が申請したデータの流量に関係する情
   報と、請求項１記載の流量測定装置によつて測定される
   データの流量に関係する情報との対応関係を検査し、デ
   ータの流量が申請した流量に関係する情報を超えている
   ときに、パケット通信装置がパケットを強制的に廃棄す
   ることを特徴とする流量制御方式。 ４、複数のパケット通信装置で構成されるパケット通信
   網において、パケット通信装置の出回線が輻輳している
   ときに請求項２または請求項３記載の流量制御を行う輻
   輳制御方式。 ５、請求項４記載の輻輳制御方式において、測定したデ
   ータの流量に関係する情報が端末が申請した流量に関係
   する情報を超える回数が一定値に達したときに、パケッ
   ト通信装置が通信中の呼自体を切断することによつて、
   不正に通信を行なう通信自体を排除する輻輳制御方式。 ６、請求項２または請求項３記載の流量制御方式におい
   て、通信終了時に測定した流量に関する情報を呼制御パ
   ケットを用いて通信端末に通知することによつて、端末
   が次に通信するときに申請する流量に関係する情報に反
   映させる流量制御方式。