JPH0685827A - ルート選択方式 - Google Patents

ルート選択方式

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JPH0685827A
JPH0685827A JP23074892A JP23074892A JPH0685827A JP H0685827 A JPH0685827 A JP H0685827A JP 23074892 A JP23074892 A JP 23074892A JP 23074892 A JP23074892 A JP 23074892A JP H0685827 A JPH0685827 A JP H0685827A
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JP
Japan
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route
cell
call
network
abort rate
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Pending
Application number
JP23074892A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ezaki
浩 江崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ATM通信網を伝送するセルのセル廃棄率、
その推定値、この推定値から求まる評価値に基づいてル
―ト選択を行う手段と備えたル―ト選択方式である。 【効果】 セル廃棄率やその推定値や推定値から求まる
評価値に基づいてル―ト選択を行うので大きなスル―プ
ットを実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、通信情報をパケット状
のセルにして選択されたATM通信網のル―トに従って
セルを伝送するル―ト選択方式に関する。
【0002】
【従来の技術】ATM通信網におけるル―ティング制御
は、トラヒック制御のなかのひとつの制御である。AT
M通信網におけるトラヒック制御としては、大きく呼レ
ベルの制御とセル転送レベルでの制御とがある。呼レベ
ルの制御として、呼接続制御ル―ティング制御および帯
域管理制御があげられる。トラヒック制御の目的は、網
が円滑に運用されるために、あるいは端末に対して目標
とする通信サ―ビスを提供できるように、網に端末から
投入されるトラヒックの量と情報転送の通路を制御する
ことにある。
【0003】ル―ティング制御は、呼の接続要求に対し
て、その呼から生成されるセルが転送されるべき経路を
選択することにある。より適切な経路を選択すること
で、網のスル―プットをより大きなものにすることが目
的である。
【0004】従来の、電話網においては、網のトポロジ
―が階層的であり、基本的なル―トは先に決定されてお
り、設定された経路が混雑している時に、斜め回線と呼
ばれる、迂回路的な経路(先に設定されている)を選択
する。回線の混み具合は、その回線に張られている(回
線を占有している)呼の数である。
【0005】一方、デ―タ網においては、通常、動的ル
―ティング制御が行われている。動的ル―ティング制御
においては、基本的に、網は電話網とは異なり水平・分
散網を仮定しており、網中のトラヒック状態に応じて、
パケットの転送経路を動的に変化させる。ユ―ザの情報
は、パケット単位に行われるので、ある呼がコネクショ
ンを設定している間でも、パケットの転送経路の変更が
発生したりする。したがって、ひとつの呼に属する複数
のパケットがことなる単層経路を辿って転送されること
がある。また、経路選択のためのコスト関数としては、
平均遅延時間あるいは回線(あるいは交換ノ―ド)の負
荷率から導かれる関数値が用いられる。
【0006】ATM網は、基本的に、コネクション・オ
リエンティッドな網であり、一つのコネクションに属す
るセルはすべて同じ経路を転送されることになる(電話
網と等しい)。しかし、情報はセルと呼ばれる、固定長
のパケット単位に転送されるので、通信資源は複数のセ
ル流によって統計的に共有されることになる(パケット
網に等しい)。また、ATM網の網トポロジ―を考える
と、電話網のように階層的になるのか、それとも、デ―
タ網のように水平的になるのか、分からない。したがっ
て、ATM網におけるル―ティング制御に関しては、こ
れまでまったく提案が成されていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上述べてきた様に、
従来では、パケット交換方式におけるル―ト制御に関す
る提案は数多く成されているが、ATM通信網における
ル―ト選択に関する提案は成されていなかった。
【0008】本発明は、ATM通信網を伝送するセル廃
棄率やその推定値や推定値から求まる評価値に基づいて
ル―ト選択を行うル―ト選択方式を提供することを目的
とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】以述してきた様に、本発
明においては、各通信情報をパケット状のセルにして、
選択されたATM通信網のル―トに従って前記セルを伝
送するル―ト選択方式において、前記セルの測定された
セル廃棄率、推定されるセル廃棄率か該推定セル廃棄率
から求まる評価値の少なくとも一つに基づいて前記ル―
トの選択を決定するル―ト選択決定手段を備えたことを
特徴とするものである。
【0010】
【作用】従来の通信網において用いられていた、ル―ト
選択のためのパラメ―タを用いずに、セル廃棄率をル―
ト選択のパラメ―タとすることで、従来のパケット交換
におけるル―ト選択法を用いた場合よりも、大きなスル
―プットを実現することができる。これは、呼接続制御
において、セル廃棄率が主要なパラメ―タとなり、最大
許容負荷率が、転送遅延ではなく、セル廃棄率によって
決定されることに起因する。
【0011】また、多段スイッチにおいて、注目するリ
ンクに関する大きな多重化装置を仮定することで、多段
型のスイッチシステムにも、容易に、呼接続制御を適用
できる。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。 (1)セル廃棄率を用いたル―ティング制御
【0013】ATMネットワ―クにおいて、セル廃棄率
と転送遅延とが、網によってユ―ザに提供される通信の
品質パラメ―タである。呼接続制御の目的は、これらの
通信品質を提供するために、網中のトラヒック負荷を適
当なレベルに制御することにある。呼接続制御では、ユ
―ザの呼接続要求に対して、その呼を設定したときに通
信品質を提供できれば接続要求を許可し、一方、品質を
提供できなければ、接続要求を拒否する。一方、ル―テ
ィング制御の目的は、与えられた発・着ノ―ド対間に適
切なル―トを選択することにある。適切でないル―ティ
ング制御においては、選択されたル―トが必ずしも適当
でないル―トであるため他のル―トを選択すれば、接続
が許可されたはずの呼が拒否される事があり、高いスル
―プットを期待できない。
【0014】ATM網のトラヒック特性が、セル廃棄率
に対して敏感であるので、呼接続制御は、セル廃棄率を
もとに行われる。ル―ティング制御によって選択された
ル―トに沿って、呼接続制御によって推定されたセル廃
棄率が、要求されているセル廃棄率より大きいときに、
その呼設定要求は拒否される。ル―ティング制御は、呼
設定要求を行っている呼の発・着ノ―ド対間のル―トの
うち、最もセル廃棄率が小さなル―トを選択する。この
方法は、いわゆる最短経路選択法のアプロ―チである。
違いは、ル―ト選択の基準パラメ―タとしてセル廃棄率
を用いている点にある。
【0015】他のアプロ―チとして、網全体としての評
価関数(スル―プット)をセル廃棄率を極小化する条件
のもとに、全ル―トの選択設定を行うものがある。この
アプロ―チでは、アルゴリズムの複雑さのために、多量
の計算量を必要とする。
【0016】ATM網においては、コネションは仮想チ
ャネル(VC)を用いて実現される。一つのコネクショ
ンに属するセルはすべて同じル―トに沿って転送され
る。このル―トは呼の設定時にル―ティング制御によっ
て決定される。つまり、ル―トの選択(ル―ティング制
御)は、セル単位ではなく、呼単位に実行される。AT
M網は、呼設定手順を持つ。呼設定手順において、端末
はコネクション中に生成するセル流のトラヒック特性を
網に申告する。これらのパラメ―タは例えば、ピ―ク速
度や平均速度である。また、呼設定に際して、端末は、
網に対して、発ノ―ドと着ノ―ドのアドレス、さらに、
要求する通信品質を申告する。網は、これらの情報を用
いて、セル流が転送されるべきル―トの設定を行う。
【0017】網は、申告された発・着ノ―ド対に対応す
るル―トのうち、最もセル廃棄率が小さいル―トを選択
する。その後、選択されたル―トに沿ってあるリンクに
ついてその呼を設定することができるかどうかを決定す
る。ル―ト沿いのリンクで一つでも、呼を設定したとき
に、要求されている通信品質を満足できない場合には、
その呼接続要求を拒絶する。
【0018】提案するル―ティング制御法は基本的に、
次に示す最短経路法のアルゴリズムを用いており、した
がって、最短経路法で用いられる、計算手法はすべて用
いることが可能である。
【0019】
【数1】 i,j,p を用いることで、最適ル―トpmin を求める事
ができる。
【0020】ここで、数1は、セル廃棄率の単純和で計
算されているが、厳密には、単純和ではない。しかし、
セル廃棄率が 1.0よりも十分小さいので、単純和で近似
することができる。
【0021】
【数2】 (2)モディファイされたル―ティング制御
【0022】セル廃棄率が、ドミナントな通信品質であ
るが、要求通信品質として、セル廃棄率だけでなく、転
送遅延の要求もある。そこで、この転送遅延要求も考慮
にいれた、ル―ティング制御を提案する。
【0023】P′i,j を定義する。P′i,j はノ―ドi
からノ―ドjへのル―トの集合Pi,j の部分集合であ
る。Dmax (i,j)を最大許容転送遅延と定義し、こ
の値よりも小さい遅延を持つル―トの集合をP′i,j
するわけである。これについても、アルゴリズムを以下
に示す。
【0024】
【数3】 (3)呼接続制御 3.1 基本的手法
【0025】時間Tを多重化呼のピ―クレ―トのうち最
大の速度Vp0の逆数とし、さらに、MT をTと等しく定
義する。また、1単位時間を多重化回線で1セルが処理
される時間と定義して、T時間ごとにセルのバッチ処理
を行う疑似バッファレスモデルを仮定する。時間Tに到
着するセルの数が、MT よりも大きければ、MT より大
きな分のセルが廃棄される。Vpjを各呼びのピ―ク速
度、Vajを平均速度、呼種数をLとすれば、以下のよう
に、セル廃棄率CLRが導かれる。ここで、P(k)
は、kセルが時間T中に到着する確率である。
【0026】
【数4】 呼の設定に対しては、次のような数5の式を用いること
で計算量の削減を行うことができる。
【0027】
【数5】 同様に、呼の解放に対しては、数6の式を用いることが
できる。
【0028】
【数6】 3.2 改善法1
【0029】Nj の呼は、ピ―ク速度がVp0の呼に換算
すると、Ni pj/Vp0に対応する。この値は、必ずし
も整数値とは限らないので、近ぼうの整数値を用いて、
重み付き線形和で近似する。 aj0=[Nj pj/Vp0]+1−Nj pj/Vp0j1=1−aj0
【0030】Pk (n1 ,n2 ,n3 …,nL )を呼種
jの呼数がxj の時にk個のセルが到着する確率、ただ
し、nj は、[Nj pj/Vp0]である。この時、次の
ような方程式が書れる。
【0031】
【数7】 j0,aj1,Pk が与えられれば、{Rk (…)}を求
める事ができる。
【0032】呼種jが設定/解放される時には、新しい
j0,aj1をa′j0,a′j1とすれば、新しい{Pk
である{P′k }を次式のように求めることができる。
【0033】
【数8】
【0034】なお、[(Nj +1)Vpj/Vp0]がnj
+1になった時には、{Rk (n1 ,n2 +…,nj
2,…nL )}が必要となるが、これは、次式で求める
ことができる。
【0035】
【数9】 3.2 改善法2
【0036】MT1を定義する。ピ―ク速度がMT1よりも
大きな呼を高速呼、小さい呼を低速呼と定義する。そこ
で、時間T1 を単位として、セルをバッチ処理する疑似
バッファレスモデルを仮定する。G(n)を、時間T1
にnセルが到着する確率F(k)) を時間T1 にkセル
高速呼から到着する確率、P(k)を時間T1 に低速呼
からkセルが到着する確率とする。
【0037】
【数10】 低速呼から到着するセルの数の確率P(k)は、3.1
基本的手法で定義した{P(k)}に等しい一方、高速
呼から到着するセル数の確率F(k)は、次のように与
えられる。
【0038】
【数11】 高速呼の設定時には、F(k)は次のように更新され
る。
【0039】
【数12】 一方高速呼の解放時には、F(k)は次のように更新さ
れる。
【0040】
【数13】 ただし、mj =[Vkj・T1 ]である。 3.3 優先転送制御への適応法 Gi (n)を時間T1 にnセルが到着する確率とする。
i=pは優先セル、i=npは非優先セルである。
【0041】
【数14】
【0042】ただし、Fi (k),Pi (k)は、高速
呼/低速呼各々からk個のセルが到着する確率である。
この時、優先呼のセル廃棄率をCLRp ,非優先呼のセ
ル廃棄率をCLRnpとする。
【0043】
【数15】 (4)スイッチシステムへの適応法 4.1 ル―ティング制御
【0044】所定の入力・出力ポ―ト間に、複数のル―
トが存在するような、いわゆるマルチパス・スイッチに
おいては、それぞれのル―トについて、セル廃棄率を
4.2で述べる方法を用いて推定し、最もセル廃棄率が
小さいル―トを選択する。 4.2 呼接続制御 セル廃棄率の推定は、図1,2に示すように、該当する
リンクにセルを転送しているセル流に関する大きな多重
化装置を仮定して行う。
【0045】図1(a)には、ATMスイッチ11の前
段,後段にそれぞれバッファであるCLR1 ,CLR2
が設けられている。バッファ1つ1つには、多重化装置
1,2が同図のようにそれぞれ設けられている。
【0046】図1(b)には、小さな多重化装置3の出
力がCLR3 に入力され、大きな多重化装置4の出力が
CLR4 に入力され、これらを重せたものが示されてい
る。また、図2には、ATMスイッチ9内の経路中にそ
れぞれ多重化装置10,6,5,7,8が設けられた構成
が示されている。
【0047】
【発明の効果】以上詳述してきた様に本発明によれば、
従来のATM通信網において用いられていた、ル―ト選
択のためのパラメ―タを用いずに、セル廃棄率を選択の
パラメ―タとすることで、従来の、ル―ト選択法を用い
た場合よりも、大きなスル―プットを実現することがで
きる。これは、呼接続制御において、セル廃棄率が主要
なパラメ―タとなり、最大許容負荷率が、転送遅延では
なく、セル廃棄率によって決定されることに起因する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である8×8出力型バッフ
ァスイッチを示した図
【図2】 本発明の一実施例である64×64,3段クロス
網型スイッチを示した図
【符号の説明】
1,2,3,4,5,6,7,8,10 多重化装置 9,11 スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各通信情報をパケット状のセルにして、
    選択されたATM通信網のル―トに従って前記セルを伝
    送するル―ト選択方式において、前記セルの測定された
    セル廃棄率、推定されるセル廃棄率か該推定セル廃棄率
    から求まる評価値の少なくとも一つに基づいて前記ル―
    トの選択を決定するル―ト選択決定手段を備えたことを
    特徴とするル―ト選択方式。
JP23074892A 1992-08-31 1992-08-31 ルート選択方式 Pending JPH0685827A (ja)

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JP23074892A JPH0685827A (ja) 1992-08-31 1992-08-31 ルート選択方式

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