JPH05167602A

JPH05167602A - ノード装置

Info

Publication number: JPH05167602A
Application number: JP32622991A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Katsube; 泰弘勝部; Kazuaki Iwamura; 和昭岩村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1991-12-11
Publication date: 1993-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は共有媒体型通信網のセル廃棄特性の
改善を目的とする。【構成】上流ノードから到達したセルの廃棄優先度に
関する情報を解析する廃棄優先度解析手段、自ノードの
収容する端末や中継回線から受信したセルを一旦蓄積す
る送信待ちバッファ、送信待ちバッファから伝送媒体へ
のセルの送信可否を決定するセル送信可否制御手段、送
信待ちバッファ内の任意のセルを選択的に廃棄する送信
待ちセル廃棄制御手段を有し、必要に応じてその中継セ
ルを自ノードから送信を要求するセルで上書きする機能
を有する。【効果】伝送媒体に接続されたノード装置全体のトラ
ヒックを考慮した廃棄優先制御を行うことができるた
め、下流の廃棄優先度の高いセルの廃棄品質を不当に劣
化させることを未然に防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、共有媒体型通信網に接
続されたノード装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高速かつ広帯域な情報通信を実現
するＢ−ＩＳＤＮおよび広帯域企業統合網を実現するＡ
ＴＭ（Asunchronous Transfer Mode) 通信網の検討が進
められている。また、このＡＴＭに基づく広帯域構内通
信網に関する検討もされ始めている。ＡＴＭに基づく構
内通信網を実現する網アーキテクチャとして、１つは従
来のＰＢＸと同様に、ＡＴＭ交換機を用いたスター型ト
ポロジーの通信網として構成する方法が考えられる。も
う１つは従来のＬＡＮのように、ひとつの共有通信媒体
に複数の分岐・挿入ノードを接続することにより、リン
グ型あるいはバス型のトポロジーの通信網として構成す
る方法が考えられる。後者の例として、ＩＥＥＥ８０
２．６で標準化が進められているＤＱＤＢ（Distribu
ted Queue Dual Bus) 、文献“Orwell: a protocol for
anintegrated services local network ”（British T
elecom Technology JournalVol 3 No 4 Oct. 1985 ）で
提案されているオーウェル・リング、文献“ ATM Ring
protocol and performance”（ICC'89 13.1)で提案され
ているＡＴＭリングなどがある。これらはいずれもＡＴ
Ｍ方式に基づく共有媒体型通信網であり、各々独自のプ
ロトコルを用いてメディアアクセス制御、輻輳制御など
を行っている。

【０００３】一方、ＡＴＭ通信網を利用するユーザは、
コネクション（ＶＣ：バーチャルチャネル）により異な
るセル廃棄品質を要求したり、一つのＶＣのなかでもセ
ル廃棄に関する優先度を高／低のいずれかにセル単位で
指定（セルヘッダのＣＬＰビットを用いる）したりする
ことが可能である。また、ＡＴＭ通信網では、網の入り
口（例えば加入者交換ノード）で各ＶＣのセル流量が各
々の申告した範囲以内に守られているかどうかを監視
し、申告値を越えたセルに対して違反タグをセルヘッダ
に付与して網内へ流入するような処理を行う可能性があ
る。この場合には、網内ノードの輻輳時には違反タグの
付与されたセルを選択的に廃棄することにより、正常な
セルの廃棄品質の劣化を防ぐ必要がある。以上述べてき
たように、ユーザからのＶＣ単位やセル単位での廃棄品
質の要求が異なったり、網自身の判断でセルの廃棄優先
度を異ならせたりする可能性があるため、ＡＴＭ通信網
内では異なるセル廃棄優先度をもつセルが混在すること
になる。

【０００４】こうした異なるセル廃棄優先度要求を満た
すための方法の一つとして、利用する網内リソースをセ
ル廃棄優先度によりあらかじめ分割してしまい、分割し
た各網内リソースの中で負荷の上限を定めることにより
各網内リソースに固有のセル廃棄品質を満たすようにす
る方法が考えられる。しかしながらこの方法は、ひとつ
のＶＣの中でＣＬＰビットを用いて優先度を異ならせた
り、同一ＶＣのセルのうちの申告違反のセルに対して違
反タグを付与するような場合には、分割した網内リソー
スを利用することにより同一のＶＣに属するセル間での
順序の逆転が生じる可能性があるため、用いることはで
きない。一方、異なるセル廃棄品質要求を満たすための
他の方法として、網内リソースは分割せずノード内のバ
ッファにおいて廃棄に関する優先制御を行う方法も考え
られる。バッファでの廃棄優先制御の方法についてはす
でにいくつか提案されている。例えば、バッファが一杯
の時に優先セルが到着した場合にバッファ内の非優先セ
ルを追い出して代りに到着した優先セルを蓄積する方法
（プッシュアウト方式）や、バッファ内のセルの蓄積数
がある閾値を越えると優先度の低いセルのバッファへの
蓄積を行わない方法（スレシュホールド方式）がある。
このような方法により、同一の網内リソースを利用する
セルに対して異なるセル廃棄品質を提供することができ
る。

【０００５】ＡＴＭ方式に基づく共有媒体型通信網の分
岐・挿入ノードにおいても、共有媒体への送信待ちバッ
ファにおいて上述のような廃棄優先制御を行うことによ
り、分岐・挿入ノード内に関しては廃棄優先度に応じた
異なるセル廃棄品質が提供可能である。しかしながら、
共有媒体型通信網の分岐・挿入ノードにおいては、自ノ
ード内の送信待ちバッファから送信するセルと、上流の
分岐・挿入ノードから受信して下流へ中継するセルとで
通信媒体を共有しているため、少なくとも上流から受信
したセルが空きであると判断されたときしか共有媒体上
へ自ノードからのセルを送信することはできない。例え
ば、上流ノードから多くの非優先セルが下流ノード宛て
として通過しているために、自ノードの送信待ちバッフ
ァが溢れてバッファ内の優先セルが廃棄されてしまうよ
うな場合もありうる。したがって、個々の分岐・挿入ノ
ード内で独立に送信待ちバッファでの廃棄優先制御を行
うだけでは、共有媒体型通信網全体でみたときに、廃棄
優先度に応じた適切なセル廃棄品質の実現が行えない可
能性がある。そうすると、極端な場合には、異なる分岐
・挿入ノードから発生する同じ廃棄優先クラスのセル間
で実現される廃棄率が大きく異なったり、ある分岐・挿
入ノードの優先セルに実現される廃棄率が他の分岐・挿
入ノードの非優先セルに実現される廃棄率よりも大きく
なってしまうような場合も考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べてきたよう
に、ＡＴＭ方式に基づく共有媒体型通信網に異なるセル
廃棄優先度をもつセルが混在する場合に、従来のＡＴＭ
交換ノードなどのバッファにおいて提案されているよう
な廃棄優先制御を各分岐・挿入ノードで独立に行うだけ
では、異なる分岐・挿入ノード間の影響により、廃棄優
先度に応じた適切なセル廃棄品質の制御が行えない可能
性がある。

【０００７】本発明は、以上のような事情に鑑みてなさ
れたもので、各分岐・挿入ノードで独立に行う廃棄優先
制御だけでなく、上流ノードが送信した廃棄優先度の低
いセルを、中継する分岐・挿入ノードで必要に応じて廃
棄する（中継ノードからの送信セルで上書きする）機能
を各分岐・挿入ノードに持たせることにより、ノードに
よるセル廃棄品質の不公平のない、廃棄優先度に対応し
た適切な優先制御を実現可能な分岐・挿入ノード装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、同一の伝送媒
体に接続された複数のノード装置間で情報の送信および
受信を行なう共有媒体型通信網において、上流ノードか
ら到達したセルの廃棄優先度に関する情報を抽出する廃
棄優先度抽出手段と、自ノードの収容する端末や中継回
線から受信したセルを一旦蓄積する送信待ちバッファ
と、送信待ちバッファから伝送媒体へのセルの送信を許
可するか否かを決定するセル送信可否制御手段とを有
し、さらにセル送信可否制御手段では、廃棄優先度抽出
手段から得られる上流から到達したセルの廃棄優先度情
報と自ノードの送信待ちバッファ内のセルの蓄積量に関
する情報とをもとに、上流から自ノードを通過して下流
へ中継する塞がりセルに対しても、必要に応じて該ノー
ドからの送信を要求するセルで書換えるようにすること
を特徴とするノード装置である。

【０００９】さらに具体的には、セル送信可否制御手段
が中継セルに対して自ノードから送信を要求するセルで
書換えるのは、送信待ちバッファに存在する送信要求状
態のセルの廃棄優先度が中継セルの廃棄優先度よりも高
いかまたはそれ以上であり、かつ送信待ちバッファにお
ける中継セルよりも廃棄優先度の高いセルの蓄積数ある
いはバッファサイズに対する蓄積数の比率がある基準値
に達しているときであるようにしている。

【００１０】また、送信待ちバッファにおける中継セル
よりも廃棄優先度の高いセルの蓄積数あるいはバッファ
サイズに対する蓄積数の比率を、中継セルの廃棄優先度
により、あるいはノードにより異なる値に設定可能とす
る。

【００１１】

【作用】本発明は共有媒体型通信網に接続された各分岐
・挿入ノードにおいて、上流ノードから送信されたセル
の廃棄優先度を解析し、中継する分岐・挿入ノードで廃
棄優先度の比較的低いセルを廃棄することが可能なセル
送信可否制御手段を有する。これによりノード間のセル
廃棄品質の不公平の少ない、より適切なセル廃棄優先制
御を共有媒体型通信網全体にわたって行なうことが可能
となる。

【００１２】また、中継セルに自ノードからの送信要求
セルを上書きするのは、自ノードの送信待ちバッファに
存在する送信要求状態のセルの廃棄優先度が中継セルの
廃棄優先度よりも高いかそれ以上であり、かつ送信待ち
バッファにおける中継セルよりも廃棄優先度の高いセル
の蓄積数あるいはバッファサイズに対する蓄積数の比率
がある基準値に達しているときであり、この蓄積数ある
いはその比率を中継セルの廃棄優先度あるいはノードに
より異なる値に設定可能とするため、より柔軟な廃棄優
先制御を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００１４】図２は、本発明の適用される共有媒体型Ａ
ＴＭ通信網の一例を示したものである。伝送媒体１０
０、およびその伝送媒体へのセルの分岐・挿入を行うｎ
個のノード１０１、１０２、…１０ｎよりリング型の通
信網が構成され、伝送媒体１００はセル長（あるいはそ
の上にさらに制御用のヘッダを付加したもの）をスロッ
トサイズとするスロッテドリングとして構成されている
ものとする。各ノード１０１から１０ｎは、上流から受
信したセルのヘッダ内の宛先情報をもとに、自ノード宛
てのセル（自ノードの収容する端末や中継回線へ送信す
べきセル）は受信するとともに空セルにし、自ノード宛
てでないセルは下流へ中継することを基本動作としてい
る。また、収容する端末あるいは中継回線などから受信
したセル（あるいは受信した情報をセル化したもの）
は、上流から受信した空セルまたは自ノードで空セルに
したセルに対して乗せることにより共有媒体へ送信され
る。従来技術の項でも述べたように、こうした分岐・挿
入方式は例えばオーウェル・リングやＡＴＭリングにお
いて採用されている。本発明は、後述するように、この
ノードにセル廃棄に関する種々の優先制御機構を配備す
ることにより、複数の異なるセル廃棄品質を実現可能と
することを特徴としている。

【００１５】図１は、図２におけるノード１０１の機能
構成の一例を示したもので、セルコピー部２０１，受信
バッファ２０２，ヘッダ情報解析手段２０３，アクセス
制御情報解析手段２０６，セル送信可否制御手段２０
７，各種内部状態２０８，送信待ちバッファ２０９，送
信待ちセル廃棄制御手段２１０，セル書換え制御部２１
１，アクセス制御情報付加部２１２などにより構成され
ている。さらにヘッダ情報解析手段２０３は、ルーティ
ング情報解析手段２０４，廃棄優先度解析手段２０５を
含んでいる。

【００１６】セルコピー部２０１では、共有媒体の上流
から到達したセルを端末あるいは中継回線へ送信するか
否かを判定する受信処理を行う方向と下流への中継処理
を行う方向へコピーする。受信バッファ２０２では、上
流から受信したセルをいったん蓄積し、ルーティング情
報解析手段２０４からの制御のもとに、蓄積セルを端末
あるいは中継回線へ向けて送信するか、あるいはバッフ
ァから消去する。ルーティング情報解析手段２０４で
は、上述したように、上流から到達したセルのルーティ
ング情報を解析し、受信バッファ２０２に対してセルの
送信あるいは消去の指示、そしてセル送信可否制御手段
２０７に対して到着セルの空／塞情報の通知を行う。こ
のルーティング情報は具体的にはセルヘッダのＶＰＩ／
ＶＣＩ領域に含まれており、上流から到達したセルが空
セルか否か、受信すべきセルか否かを、ＶＣの設定時に
作成されているテーブルを参照することにより判定す
る。

【００１７】廃棄優先度解析手段２０５では、上流から
到達したセルのヘッダ部に含まれる廃棄優先度情報を解
析し、セル送信可否制御手段２０７へ通知する。アクセ
ス制御情報解析手段２０６では、上流から到達したセル
のヘッダ部（あるいはセルの先に付加されたヘッダ情
報）に含まれる各種メディアアクセスプロトコルに固有
のアクセス制御情報を解析し、さらに後述する各種内部
状態２０８も用いて、付加すべきアクセス制御情報の決
定や、内部状態の遷移の制御を行う。

【００１８】具体的に、このアクセス制御情報は、ＤＱ
ＤＢの場合にはリクエストビットに、オーウェル・リン
グの場合にはプロトコルコントロールビットに、ＡＴＭ
リングの場合にはビジーアドレスフィールドに相当す
る。各種内部状態２０８には、メディアアクセスプロト
コルにより異なるが、例えば、送信待ちバッファ２０９
のキューの状態や自ノードからのセルの送信数に関する
情報や種々のタイマに関する情報、あるいは下流のノー
ドからの送信リクエスト数などが考えられる。

【００１９】送信待ちバッファ２０９では、端末あるい
は中継回線から受信したセルをいったん蓄積し、セル送
信可否制御手段２０７からの指示に従いセル書換え制御
部２１１へ送信する。送信待ちセル廃棄制御手段２１０
では、送信待ちバッファ２０９のキューの状態をもと
に、必要に応じてキュー内の廃棄優先度の低いセルに対
する選択的廃棄処理を行う。セル送信可否制御手段２０
７では、ルーティング情報解析手段２０４から通知され
る中継セルの空き／塞がり情報、廃棄優先度解析手段２
０５から通知される中継セルの廃棄優先度情報、および
自ノードの各種内部状態２０８などをもとに、送信待ち
バッファ２０９からセル書換え制御部２１１へのセルの
送信を制御する。セル書換え制御部２１１では、上流か
らのセルの中継か自ノードからのセルの送信のいずれか
をセル単位に行っている。

【００２０】このような構造にすれば、共有媒体型通信
網に接続された各分岐・挿入ノードにおいて、上流ノー
ドから送信されたセルの廃棄優先度を解析し、中継する
分岐・挿入ノードで廃棄優先度の比較的低いセルを廃棄
することが可能となる。したがって各ノード間のセル廃
棄品質を等しく取り扱うことができるため、適切なセル
廃棄優先制御を共有媒体型通信網全体にわたって行なう
ことが可能となる。

【００２１】図３は、図１に示す廃棄優先制御機能をも
ったノード装置に空白セル生成部２１３を加えたもので
ある。図１に示す廃棄優先制御機能をもったノード装置
では、上流ノードから送られてきた廃棄優先度の低いセ
ルを自ノードからの送信を要求するセルが書き換える動
作を説明したが、図３に示すような空白セル生成部を備
えることにより、上流ノードから廃棄優先度の低いセル
が送られてきたときに、自ノードからの送信を要求する
セルを直接書き換えるかわりに、空白セルを生成するこ
ととする。ここで生成された空白セルに自ノードからの
送信要求セルを送り出すことにより、自ノードのセルを
送信することが可能となる。このような構成をとること
によっても、結果的に上流ノードから優先度の低いセル
が送られてきた場合に、自ノードから優先度の高いセル
に置き換えて送信を行なうことができる。

【００２２】さらに、上流から受信したセルが空きであ
ると判断した場合にしか共有媒体上へ自ノードからのセ
ルを送信することができないような従来型のノード装置
に、廃棄優先度解析手段、セル送信可否制御手段及び空
白セル生成部に応用することにより、セル書換え制御部
を備えることなく自ノードの送信要求セルを共有媒体へ
送り出すことができる。このような構成によっても上流
ノードから送信されたセルの廃棄優先度を解析し、中継
ノードで廃棄優先度の低いセルを廃棄することが可能と
なる。

【００２３】図４は、図１における廃棄優先度解析手段
２０５へ入力される情報および出力される情報の一例を
示した図である。個々のセルの廃棄品質は、以下に示す
３つのうちのひとつあるいは複数の要因によりクラス分
けされると考えられる。

【００２４】１つ目はコネクションを識別するためのＶ
ＰＩ（バーチャルパス識別子）およびＶＣＩ（バーチャ
ルチャネル識別子）により、インプリシット（陰）に表
示されるコネクション単位の廃棄優先クラスにより分類
する方法である。これはＶＣ設定時にあらかじめＶＣＩ
と廃棄優先クラスとのマッピングをしておくことによ
り、このような優先クラスの定義が可能となる。

【００２５】２つ目は個々のセルヘッダにエクスプリシ
ット（陽）に表示されるＣＬＰ（Cell Loss Priority)
ビットにより優先クラスの分類を行なう方法である。ユ
ーザ端末はこの１ビットを操作することにより、同一の
ＶＣに属するセルに高優先（ＣＬＰ＝０）あるいは低優
先（ＣＬＰ＝１）の区別をつけることが可能である。３
つ目はユーセージパラメータコントロール機能（Usage
Parameter Control:UPC) により申告違反と判定された
セルであるか否かの表示を用いることにより優先クラス
を分類する方法である。ＵＰＣは通信網の入り口でユー
ザ端末からの各ＶＣのセル流がＶＣ設定時の申告値以内
に守られているかどうかを監視するものであり、違反し
ていると見なされた場合にはそのセルを廃棄するか、あ
るいは違反であることをヘッダに表示して網内へ受付け
るなどの処置を施す。具体的にこの違反表示は例えばヘ
ッダのＰＴ（Payload Type) フィールドか、あるいは予
備用のフィールドのいずれかを用いて行われる。この違
反表示をされたセルは、網内の輻輳時に選択的に廃棄さ
れるべきであり、その意味で申告違反表示の有無はセル
の廃棄に関する優先クラスを決める要因のひとつである
と考えることができる。

【００２６】最大の場合には、これら３つの優先度決定
要因のすべての組み合わせにより、各セルの廃棄優先ク
ラスを定義することも考えられるが、必要以上に多くの
廃棄優先クラスを設けるのは優先制御処理の複雑さを招
く可能性もあり、また優先制御による効率の向上効果も
少なくなると思われる。図５（ａ）〜（ｆ）は、ＣＬＰ
と申告違反表示の有無の組み合わせにより廃棄品質クラ
スが定義される場合の、クラスの規定方法の例を示した
ものである。ここでは、ＣＬＰ＝０（高優先）か１（低
優先）か、および申告違反セルか否かの情報を用いて、
２通りから４通りの廃棄優先クラスを定義している（表
中の数字は小さい方が優先クラスの上位である）。以上
述べたように廃棄優先度解析手段では、ＶＰＩ／ＶＣＩ
値，ＰＴまたは予備用フィールドに示された申告違反セ
ル表示，ＣＬＰビットのうちのひとつまたは複数の情報
をもとに、中継セルの廃棄優先クラスＣｒを決定し、セ
ル送信可否制御手段へそれを通知している。

【００２７】以上のような優先クラスの分類をもとに、
上流ノードから送られてきたセルの廃棄優先度を算出す
る。そして求められた廃棄優先度及び自ノードの送信待
ちバッファ内のセルの蓄積状態に関する情報に基づき、
セル送信可否制御手段においてそのセルの通過を認める
か、自ノードの送信要求セルに書き換えるかの判断を行
なう。

【００２８】図６は、図１におけるルーティング情報解
析手段２０４へ入力される情報および出力される情報の
一例を示した図である。ルーティング情報解析手段へ入
力される情報は、例えば上流から到達した中継セルのヘ
ッダ内のＶＰＩ／ＶＣＩ値と考えられるが、セルヘッダ
とは別に付与された宛先ノードアドレスのようなもので
あっても構わない。ルーティング情報解析手段では、入
力された情報をもとに、中継セルが空セルであるか塞が
りセルであるか（中継セルの空塞情報：ＦＥ）をセル送
信可否制御手段へ通知し、またこのセルをこのノードが
受信すべきか否か（セルの受信可否情報：ＲＤ）を受信
バッファへ通知する。

【００２９】図７は、中継セルの空き／塞がりに関する
情報及び受信バッファでのセルの受信／消去に関する情
報の決定に用いられるテーブルの一例を示したものであ
る。ここでは特に入力されるルーティング情報がＶＰＩ
／ＶＣＩ値である場合を例に説明する。

【００３０】ＶＰＩ／ＶＣＩ値はセルが属するコネクシ
ョンを表わしているため、各ノードはそのセルが自ノー
ド宛てのものか他ノード宛てのものか、マルチポイント
通信セルか、あるいは空セルであるかを、このＶＰＩ／
ＶＣＩ値により知ることができる。マルチポイント通信
セル（複数ノードが受信すべきセル）である場合には、
さらに自ノードは受信ノードのひとつであるか否かもＶ
ＰＩ／ＶＣＩ値から知ることができるであろう。ＶＰＩ
／ＶＣＩ値が空セルを示す値であった場合に中継セルが
空きである判定される。この他ＶＰＩ／ＶＣＩ値が自ノ
ード宛てのポイント・ツー・ポイント通信のセルを示す
値であった場合にも、空きセルであるであると判断する
ように取り決めておくことも可能である。これにより、
自ノード宛てのセルは、自ノードを含む下流ノードで情
報送信に利用することが可能となる。受信バッファでセ
ルを受信（端末あるいは中継回線へ送信）すると判定
されるのは、ＶＰＩ／ＶＣＩ値が自ノード宛てに相当す
る場合、および自ノードを含むマルチポイント通信セル
である場合が含まれる。

【００３１】図８は、セル送信可否制御手段２０７へ入
力される情報および出力される情報の一例を示した図で
ある。セル送信可否制御手段へ入力される情報には、廃
棄優先度解析手段から受け取る中継セルの廃棄優先クラ
スＣｒ（Ｃｒ＝１，…，ｎ）、ルーティング情報解析手
段から受け取る中継セルの空塞情報ＦＥ（ＦＥ＝空，
塞）、内部状態として保持されている送信要求状態のセ
ルの廃棄優先クラスＣａ（Ｃａ＝１，…，ｎ，ｎ＋
１）、送信待ちバッファ内に蓄積されている各廃棄優先
クラスｉのセル数Ｑ（ｉ）（ｉ＝１，…，ｎ）などが考
えられる。

【００３２】ここで送信要求状態のセルとは、送信待ち
バッファに蓄積され、所定のメディアアクセス制御プロ
トコルに基づき送信を許可されている状態のセル、すな
わち上流から来たセルが使用可能ならばそのセルにいつ
でも情報の搭載が可能なセルを意味する。逆に送信要求
状態でないセルとは、送信待ちバッファに蓄積されてい
るが、上流から使用可能なセルが来てもまだ情報の搭載
が許されてないセルを意味する。例えば、ウインドウサ
イズでノードあたりのスループットを管理するようなオ
ーウェルリングやＡＴＭリングの場合には、ノードが所
定のウインドウサイズを使いきり、リセットがかかるま
では次のセルの送信を控えなければならないような状態
のときに、送信要求状態でないセルが存在することにな
る。また、ＤＱＤＢの場合にはバッファ内のセルのため
のリクエストがまだ送信できていない場合やリクエスト
は送信できてもカウントダウンカウンターがまだ０にな
っていない状態のときに、送信要求状態でないセルが存
在する。なお、送信要求状態のセルの廃棄優先クラスＣ
ａ＝ｎ＋１は、送信要求状態のセルが存在しない場合を
表わすものとする。

【００３３】セル送信可否制御手段ではこれらの入力情
報をもとに、送信待ちバッファに対してセル送信制御情
報ＳＤ（ＳＤ＝送信要求セル送信可，送信要求セル送信
不可，空セルパターン送信）を与えると同時に、送信要
求セルを送信した場合には内部状態を更新する。このよ
うな処理を毎セル時間行うことにより、廃棄優先クラス
を共有伝送媒体全体にわたって考慮したメディアアクセ
ス制御が実現可能となる。

【００３４】ここでルーティング情報解析手段からの中
継セルの空き、塞がり情報を判断することなく、セル送
信可否制御手段により自ノードからの送信要求セルの送
信を許可する方式を採用することもできる。この場合は
中継セルの空き、塞がりの状態にかかわらず優先度の高
い自ノードの送信要求セルを送信することを目的とし、
廃棄優先度解析手段からの中継セルの廃棄優先クラス
と、内部状態の送信要求セルの廃棄優先クラスあるいは
送信待ちバッファ内の各クラスのセル数とを比較するこ
とにより、自ノードの送信要求セルの送信許否を判断す
る。このような判断用いても共有伝送媒体全体にわたっ
て廃棄優先クラスを考慮した制御を行なうことが可能で
ある。

【００３５】図９は、図６におけるセル送信可否制御手
段で行われるセル送信制御情報決定のための判定アルゴ
リズムの第１の実施例を示したものである。まず、上流
から到達した中継セルの空き塞がり情報ＦＥが空きであ
る場合に、自ノードの送信要求セルが存在する場合には
（Ｃａ≠ｎ＋１の場合）そのセルの送信を送信待ちバッ
ファに対して指示し、送信要求セルが存在しない場合に
は（Ｃａ＝ｎ＋１の場合）空セルパターンの送信を送信
待ちバッファに対して指示する。したがって、この送信
待ちバッファには空セルパターンの送信機能も持つもの
とする。一方、上流から到達した中継セルの空塞情報Ｆ
Ｅが塞がりである場合には、その中継セルの廃棄優先ク
ラスＣｒ（Ｃｒ＝１，…，ｎ）と送信要求セルの廃棄優
先クラスＣａ（Ｃａ＝１，…，ｎ，ｎ＋１）を比較し、
中継セルの廃棄優先クラスの方が高いとき（Ｃｒ＜Ｃ
ａ）には、送信要求セルの送信（この中継セルに対する
送信要求セルの上書き）が不可であることを送信待ちバ
ッファに対して通知する。送信要求セルが存在しないと
き（Ｃａ＝ｎ＋１のとき）もこの場合に含まれる。送信
要求セルの廃棄優先クラスの方が高いか等しいとき
（Ｃｒ≧Ｃａ）には、さらに次の数式１に示す不等式が
満たされるか否かを判定し、満たされる場合には送信要
求セルの送信（この中継セルに対する送信要求セルの上
書き）が可能であることを送信待ちバッファに通知し、
満たされない場合にはそれが不可であることを送信待ち
バッファに通知する（なお、上記の不等式Ｃｒ＜Ｃａお
よびＣｒ≧Ｃａは、Ｃｒ≦ＣａおよびＣｒ＞Ｃａである
場合も考えられる）。

【００３６】

【数１】

【００３７】これは、中継セルの廃棄優先クラスＣｒよ
りも優先度の高いセルの送信待ちバッファにおける蓄積
数（送信要求状態のセルを含む）が、第１の閾値ＴＨ１
（Ｃｒ）に達しているか否かを判定していることに相当
する。

【００３８】この蓄積数の閾値ＴＨ１（Ｃｒ）は具体的
には１から蓄積可能なバッファサイズＢまでの値に設定
される。閾値ＴＨ１（Ｃｒ）を小さく設定するほど優先
クラスの低い中継セルが優先クラスの高い送信要求セル
に上書きされやすく、送信待ちバッファでの送信待ち時
間やセル廃棄の確率が小さくなるが、優先クラスの低い
セルはいったんメディア上に送信できても途中の中継ノ
ードで廃棄（上書き）されやすくなるといえる。逆に閾
値ＴＨ１（Ｃｒ）を大きく設定した場合には、優先クラ
スの低い中継セルは優先クラスの高い送信要求セルに上
書きされにくくなるが、送信待ちバッファでの送信待ち
時間やセル廃棄の確率が大きくなる。中継セルのクラス
Ｃｒによりこの閾値ＴＨ１（Ｃｒ）を異なる値に設定可
能とすることにより、廃棄優先クラス間での廃棄品質の
違いの大きさを制御することができる。例えば、最も廃
棄優先度の低いクラスｎに対して閾値ＴＨ１（ｎ）を１
に設定すると、このクラスのセルが上流から中継される
ときには、送信要求状態のセルがそのクラス以外のセル
であれば必ずその送信要求セルで上書きされることにな
る。例えばＵＰＣによる申告違反セルに対してはこのよ
うな非常に厳しい対処をすることも可能である。

【００３９】図１０は、図９に示したアルゴリズムにお
いてクラス数ｎ＝２、閾値ＴＨ１（２）＝３の場合の、
送信待ちバッファからセル送信の様子を示したものであ
る。上流から到達した中継セルのクラスＣｒ＝２（低優
先）、送信待ちバッファからの送信要求セル（バッファ
の先頭のセルとする）のクラスＣａ＝１の場合を示して
いる。図中（ａ）の場合には、送信待ちバッファ内のク
ラス１のセル数Ｑ（１）＝４であり閾値ＴＨ１（２）＝
３よりも大であるため、バッファから送信要求セルを送
信し、中継セルは廃棄されることになる。一方、図中
（ｂ）の場合にはＱ（１）＝２であり閾値ＴＨ１（２）
＝３よりも小であるため、バッファからの送信要求セル
の送信は行わないで中継セルを下流へ流す。

【００４０】図１１は、図８におけるセル送信可否制御
手段で行われるセル送信制御情報決定のための判定アル
ゴリズムの第２の実施例を示したものである。アルゴリ
ズムの基本的な流れは図の場合と同様であるが、図９で
は中継セルの廃棄優先クラスＣｒと送信要求セルの廃棄
優先クラスＣａが等しい場合Ｃｒ＝Ｃａと、送信要求セ
ルの廃棄優先クラスの方が高い場合Ｃｒ＞Ｃａとで、中
継セルに送信要求セルを上書きするか否かを判断する条
件を異ならせることを特徴とする。

【００４１】すなわち、送信待ちバッファ内に蓄積され
ているセルのうち、中継セルの廃棄優先クラスＣｒより
も優先度の高いセルの蓄積数が、Ｃｒ＝Ｃａの場合には
第２の閾値ＴＨ２（Ｃｒ）に、Ｃｒ＞Ｃａの場合には第
３の閾値ＴＨ３（Ｃｒ）に達しているか否かを判定する
ことで、送信要求セルの上書き可／不可を決定してい
る。ここで、ＴＨ２（Ｃｒ）＞ＴＨ３（Ｃｒ）と設定す
ることで、Ｃｒ＝Ｃａの場合よりもＣｒ＞Ｃａの場合の
方が送信要求セルによる中継セルへの上書きを行いやす
くすることができる。

【００４２】図１２は、図１１に示したアルゴリズムに
おいてクラス数ｎ＝２、第２の閾値ＴＨ２（２）＝５、
第３の閾値ＴＨ３（２）＝３の場合の、送信待ちバッフ
ァからセル送信の様子を示したものである。上流から到
達した中継セルのクラスＣｒ＝２、送信待ちバッファか
らの送信要求セル（バッファの先頭のセルとする）のク
ラスは，（ａ）ではＣａ＝２、（ｂ）ではＣａ＝１の場
合を示している。（ａ）の場合も（ｂ）の場合も中継セ
ルよりも優先度の高いセルの蓄積数Ｑ（１）＝４である
が、送信要求セルのクラスＣａが（ａ）と（ｂ）では異
なり、セル送信可否の判定のための閾値が異なるため、
（ａ）の場合にはクラス１の送信要求セルで中継セルは
上書きされ、（ｂ）の場合にはクラス２の送信要求セル
の送信は行われないことになる。

【００４３】以上述べたように、セル送信可否制御手段
では、上流からの中継セルが塞がりセルであった場合で
も、そのセルの廃棄優先クラスや送信待ちバッファの状
態などに基づき、必要に応じて中継セルに送信要求セル
を上書きさせることが可能である。これにより、異なる
ノードから発生するセル間の廃棄優先制御を行っている
ことになる。またもちろん、個々のノード単体でも、送
信待ちバッファにおける廃棄優先制御を図１における送
信待ちセル廃棄制御手段２１０により行うことが可能で
ある。

【００４４】この送信待ちセル廃棄制御手段２１０で行
う廃棄優先制御は、これまで提案されているプッシュア
ウト方式（バッファが一杯の時に優先セルが到着した場
合にはバッファ内の非優先セルを追い出して代りに到着
した優先セルを蓄積する方法）やスレシュホールド方式
（バッファ内のキュー長がある一定値以上になっている
場合には到着したセルの優先度が高いセルのみを蓄積可
能とし、優先度の低いセルは到着しても廃棄する方法）
などを用いても良いし、それ以外の方法を用いても良
い。そうした個々のノードで独立して行う廃棄優先制御
と、これまで述べてきたような共有型伝送媒体全体に渡
った廃棄優先制御を組み合わせて用いることにより、よ
りきめ細かい廃棄優先制御を実現することができる。

【００４５】また本発明は遅延品質に関する優先度が複
数存在し、各ノードおよび伝送媒体の全ノードに渡る遅
延優先制御を行っているような場合に対しても、適用す
ることができる。例えばポリシングにより検出される申
告違反セル等のように流量が予測できずかつセル廃棄品
質を保証する必要のないようなセルに対しては、上記上
書きの基準となる送信待ちバッファでの蓄積数またはそ
の比率を非常に小さく設定することにより、網が空いて
いればそうしたセルも転送することができ、逆に網に余
裕がないときにはその他のセルの廃棄品質を劣化させる
のをより確実に防ぐことができる。

【００４６】あるいはセル廃棄優先度に関する情報とし
て、ヘッダ中のセル廃棄優先度ビット（ＣＬＰビット）
のみを用いることも、ポリシング制御の結果申告違反と
判定されたセルであるか否かを用いることも、ＣＬＰビ
ットおよびポリシング制御の結果申告違反と判定された
セルであるか否かの組み合わせの情報を用いることも可
能とする。これにより、上流のノードが廃棄優先度の低
いセルをバースト的に送信したような場合でも、下流の
廃棄優先度の高いセルの送信が圧迫されてセル廃棄が生
じるようなことを防ぐことができる。

【００４７】なお本発明は、伝送媒体のトポロジーをリ
ング型に限定するものではなく、各ノードが上流からの
受信セルに対して情報を上書きすることが可能であれ
ば、バス型の伝送形態に対しても適用可能である。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、自ノードの送信待ちバ
ッファの状態に応じて、上流から送信されたセルに対し
ても送信待ちバッファからの送信要求するセルを置き換
え可能な制御とすることにより、伝送媒体に接続された
複数のノード装置全体に渡っての廃棄優先制御を行うこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】廃棄優先制御機能付きノード装置の機能構成
図

【図２】共有媒体型ＡＴＭ通信網の一例を示す図

【図３】空白セル生成部を備えたノード装置の機能構
成図

【図４】廃棄優先度解析手段への入出力情報を示す図

【図５】ＣＬＰと申告違反表示の有無の組合せによる
クラスの規定方法を示す図

【図６】ルーティング情報解析手段への入出力情報を
示す図

【図７】セル送信可否制御手段への入出力情報を示す
図

【図８】中継セルの空き情報及び受信バッファでのセ
ルの受信／消去情報の決定テーブルの例を示す図

【図９】セル送信制御情報決定アルゴリズムの第１の
実施例を示す図

【図１０】送信待ちバッファからのセル送信の様子を
示した図

【図１１】セル送信制御情報決定アルゴリズムの第２
の実施例を示す図

【図１２】送信待ちバッファからのセル送信の様子を
示した図

【符号の説明】

１００伝送媒体１０１〜１０ｎノード２０１セルコピー部２０２受信バッファ２０３ヘッダ情報解析手段２０４ルーティング情報解析手段２０５廃棄優先度解析手段２０６アクセス制御情報解析手段２０７セル送信可否制御手段２０８内部状態２０９送信待ちバッファ２１０送信待ちセル廃棄制御手段２１１セル書換え制御部２１２アクセス制御情報付加部２１３空白セル生成部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 8020−5ＫＨ０４Ｌ 13/00 ３０５Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも３つのノード装置が接続され
た共有媒体型通信網に用いるノード装置において、他ノ
ードから送信されたセルの廃棄優先度に関する情報を解
析する廃棄優先度解析手段を備えたことを特徴とするノ
ード装置。
【請求項２】前記廃棄優先度解析手段からの廃棄信号
により、そのセルの廃棄を行なうセル廃棄手段を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のノード装置。
【請求項３】前記廃棄優先度解析手段からの廃棄信号
により、そのセルを空きセルに置き換える空きセル生成
手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のノード装
置。
【請求項４】自ノードの収容する端末や中継回線から
受信したセルを蓄積する送信待ちバッファと、前記送信
待ちバッファから共有伝送媒体へのセルの送信を制御す
るセル送信制御手段とを備えたことを特徴とする請求項
１記載のノード装置。
【請求項５】同一の伝送媒体に接続された複数のノー
ド装置間で情報の送信および受信を行なう共有媒体型通
信網に用いるノード装置において、上流ノードから到達
したセルの廃棄優先度に関する情報を解析する廃棄優先
度解析手段と、自ノードの収容する端末や中継回線から
受信したセルを一旦蓄積する送信待ちバッファと、送信
待ちバッファから共有伝送媒体へのセルの送信を許可す
るか否かを決定するセル送信可否制御手段とを有し、各
ノードのセル送信可否制御手段では、廃棄優先度解析手
段から得られる上流から到達したセルの廃棄優先度情報
と、自ノードの送信待ちバッファ内のセルの蓄積状態に
関する情報とをもとに、上流から自ノードを通過して下
流へ中継する塞がりセルに対しても、必要に応じて該ノ
ードからの送信を要求するセルで書換えるようにするこ
とを特徴とするノード装置。
【請求項６】セル送信可否制御手段が中継セルに対し
て自ノードから送信を要求するセルで書換えるのは、送
信待ちバッファに存在する送信要求状態のセルの廃棄優
先度が中継セルの廃棄優先度以上で、かつ送信待ちバッ
ファにおける中継セルよりも廃棄優先度の高いセルの蓄
積数あるいはバッファサイズに対する蓄積数の比率があ
る基準値に達しているときであることを特徴とする請求
項５記載のノード装置。
【請求項７】セル送信可否制御手段が中継セルに対し
て自ノードから送信を要求するセルで書換えるのは、送
信待ちバッファに存在する送信要求状態のセルの廃棄優
先度が中継セルの廃棄優先度よりも高く、かつ送信待ち
バッファにおける中継セルよりも廃棄優先度の高いセル
の蓄積数あるいはバッファサイズに対する蓄積数の比率
がある基準値に達しているときであることを特徴とする
請求項５記載のノード装置。
【請求項８】請求項６または７において、送信待ちバ
ッファにおける中継セルよりも廃棄優先度の高いセルの
蓄積数あるいはバッファサイズに対する蓄積数の比率の
基準値を、中継セルの廃棄優先度により異なる値に設定
可能とすることを特徴とするノード装置。
【請求項９】請求項６または７において、送信待ちバ
ッファにおける中継セルよりも廃棄優先度の高いセルの
蓄積数あるいはバッファサイズに対する蓄積数の比率の
基準値を、送信要求状態のセルの廃棄優先度が中継セル
の廃棄優先度よりも高い場合と両者が等しい場合とで、
異なる値に設定可能とすることを特徴とするノード装
置。
【請求項１０】各ノードにおいて、送信待ちバッファ
に到着するセルあるいは送信待ちバッファ内に蓄積中の
セルを、それらのセルの廃棄優先度情報および送信待ち
バッファ内のセルの蓄積量に関する情報を用いて選択的
に廃棄する送信待ちセル廃棄制御手段を有することを特
徴とする請求項５記載のノード装置。
【請求項１１】セル廃棄優先度に関する情報として、
ヘッダ中のセル廃棄優先度ビット（ＣＬＰビット）の情
報を用いることを特徴とする請求項５記載のノード装
置。
【請求項１２】セル廃棄優先度に関する情報として、
ポリシング制御の結果申告違反と判定されたセルである
か否かを用いることを特徴とする請求項５記載のノード
装置。
【請求項１３】セル廃棄優先度に関する情報として、
ヘッダ中のセル廃棄優先度ビット（ＣＬＰビット）およ
び、ポリシング制御の結果申告違反と判定されたセルで
あるか否かの組み合わせの情報を用いることを特徴とす
る請求項５記載のノード装置。