JPH0690255A - データネットワーク輻輳制御方法 - Google Patents

データネットワーク輻輳制御方法

Info

Publication number
JPH0690255A
JPH0690255A JP18227793A JP18227793A JPH0690255A JP H0690255 A JPH0690255 A JP H0690255A JP 18227793 A JP18227793 A JP 18227793A JP 18227793 A JP18227793 A JP 18227793A JP H0690255 A JPH0690255 A JP H0690255A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
resource
data
congestion
data element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18227793A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert G Cole
ジー.コール ロバート
Kerry W Fendick
ダブリュ.フェンディック ケリー
Manuel A Rodrigues
エー.ロドリゲス マヌエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
American Telephone and Telegraph Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by American Telephone and Telegraph Co Inc filed Critical American Telephone and Telegraph Co Inc
Publication of JPH0690255A publication Critical patent/JPH0690255A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L12/5602Bandwidth control in ATM Networks, e.g. leaky bucket
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/66Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/12Avoiding congestion; Recovering from congestion
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/16Flow control; Congestion control in connection oriented networks, e.g. frame relay
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/29Flow control; Congestion control using a combination of thresholds
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/30Flow control; Congestion control in combination with information about buffer occupancy at either end or at transit nodes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/32Flow control; Congestion control by discarding or delaying data units, e.g. packets or frames
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5629Admission control
    • H04L2012/5631Resource management and allocation
    • H04L2012/5636Monitoring or policing, e.g. compliance with allocated rate, corrective actions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 輻輳を受けているリソースで輻輳制御を実施
し、ネットワーク内とともにそのアクセスポイントで輻
輳制御を実行する。特に、輻輳制御を各リソースで連続
的に実行する。 【構成】 各リソースの使用は、ライン先頭重みづけラ
ウンドロビンサービス規則に従って制御され、それによ
って、公平性およびすべてのアクティブチャネルの帯域
幅の完全な使用が保証される。また、輻輳の条件を制御
するために、各リソースでサービス待機中のデータ要素
のキューが、キュー全体の大域輻輳指示子によって調節
され、さらに、サービス待機中の各チャネルのデータ要
素、各チャネルで独立の局所輻輳指示子に応じて調節さ
れる。大域および局所輻輳指示子は、各チャネルで所定
レベルのサービスを保証するために使用される。前記サ
ービス規則に使用される値は、各チャネルの契約帯域幅
の関数として計算される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、データネットワークで
使用される輻輳制御に関する。
【0002】
【従来の技術】データネットワークは、パケットやセル
のようなデータの要素(データ要素)を交換する。この
ようなデータネットワークでは、一般に、データ要素が
運搬されるさまざまに定義されたチャネル(例えば仮想
回線)が存在する。各チャネルはネットワークのリソー
スを共有する。リソースとは、例えば、キューおよび付
随するサーバである。一般に、ネットワーク提供者と、
チャネルが割り当てられるエンティティの間の契約に従
って、ネットワークの各チャネルには最小の帯域幅が割
り当てられる。エンティティは、データ要素ソースのグ
ループであることもあり、単一のデータ要素ソースのこ
ともある。各データ要素と、そのソースに割り当てられ
たチャネルの間には対応が存在する。この対応は、その
データ要素がデータネットワークに入る前に、または、
入る際に、確立される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】各チャネルによって最
小帯域幅が契約されるという種類の従来のデータネット
ワークは、リソースにおけるアクティブチャネル(特定
時刻にデータ要素を運搬しているリソースにおけるチャ
ネル)への帯域幅の割当においてさまざまな問題点を生
じている。このような問題点のうちの1つは、いわゆる
公平性(利用可能な余剰帯域幅をアクティブチャネル間
でいかに公平に分配するか)の問題である。もう1つの
問題は、アクティブチャネルが、契約したすべての帯域
幅を実際に利用することができることを保証することに
関する。この問題が生じるのは、あるチャネル上で使用
されている終端間プロトコルが、チャネルの契約帯域幅
が実際には決して達成されないように、ネットワークに
よって使用される輻輳制御機構と相互作用する可能性が
あるためである。
【0004】さらに問題は、輻輳制御の領域で生じる。
従来の輻輳制御方式は、輻輳の際に、契約帯域幅を超過
したすべてのチャネルからデータ要素を破棄するものが
多い。しかし、これは、このようなチャネルにすべての
破棄されたデータ要素を再送信させることによって輻輳
を悪化させる可能性がある。さらに、このようなデータ
要素破棄方式は、一般に、実際に破棄されたより多くの
データ要素をチャネル上で再送信させることになる。従
来の輻輳制御方式のもう1つの問題は、その多くが、契
約帯域幅内で送信しているチャネル内のデータ要素に大
きな遅延を生じることである。最後に、各チャネルによ
って使用されている実際の帯域幅の評価の際に生じるエ
ラーは、特定のチャネルにおいて、実際には契約帯域幅
内であるのに、そのデータ要素が破棄される可能性があ
る。この不要のデータ要素破棄はさらにデータ要素再送
信を引き起こし、さらに輻輳を引き起こす可能性があ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】従来の輻輳制御方式は、
ネットワークのアクセスポイントにおいてネットワーク
に入るデータ要素を規制することによって、または、過
剰のデータ要素がネットワークに入る際にそれにマーク
して輻輳が拡大した場合にそのマークされたデータ要素
を破棄することによって、ネットワークのリソースにお
いて生じることがある輻輳の制御を試みている。このよ
うな輻輳制御方式は、ネットワーク内の輻輳の拡大を避
けることを試みるものにすぎないことがわかる。実際、
このような方式は、その輻輳回避の努力が失敗した場合
には、上記の問題を解決するにはほとんど効果がなく、
その結果、実際には輻輳はネットワーク内で拡大する。
しかし、本発明の原理によれば、このような従来の輻輳
制御方式に関する問題点は、実際に輻輳を受けているリ
ソースにおいて輻輳制御を実施し、ネットワークのアク
セスポイントであるリソースに限らずネットワーク内の
各リソースにおいて全輻輳制御プロセスを実行すること
によって、克服される。
【0006】好ましい実施例では、輻輳制御は各リソー
スで連続的に実行される。各リソースの使用は、ライン
先頭重みづけラウンドロビンサービス規則に従って制御
され、それによって、すべてのアクティブチャネルの帯
域幅を公平かつ完全に使用することを保証する。また、
輻輳の条件を制御するため、各リソースにおけるサービ
スを待機しているデータ要素のキューは、全キューがい
つ輻輳状態になるかを判定するために使用される大域輻
輳しきい値を使用することによって規制される。本発明
の1つの目的によれば、各チャネルに付随するデータ要
素はさらに個々の局所輻輳しきい値に応じて規制され
る。局所輻輳しきい値は、各チャネルごとに1つあり、
リソースにおける特定チャネルがいつ輻輳状態になるか
を判定するために使用される。大域および局所輻輳しき
い値は、各チャネルのサービスの所定のレベルを保証す
るために使用される。ライン先頭重みづけラウンドロビ
ンサービス規則に使用される値は、少なくとも各チャネ
ルの契約帯域幅の関数として計算される。この計算値
は、輻輳制御に従う各リソースに対して複製される。
【0007】リソースにおいて、輻輳は、a)契約帯域
幅、b)観測されたトラフィック特性およびc)キュー
に使用可能な記憶容量から計算された、固定された所定
のしきい値が超過したときに存在すると判定されるのが
好ましい。特定チャネルに付随するデータ要素は、全キ
ューおよびその特定チャネルの両方に輻輳が存在すると
判定されたときにのみ破棄される。
【0008】
【実施例】図1に、本発明が使用されるデータネットワ
ーク100の例を示す。データネットワーク100は、
ノード101〜117、高速リンク118、低速リンク
119、データソース120およびアクセスリンク12
1を含む。高速リンク118および低速リンク119は
図示のようにノード101〜117を相互接続する。ア
クセスリンク121はデータソース120をデータネッ
トワーク100のさまざまなノードに接続する。データ
ネットワーク100はデータ要素(例えばパケットまた
はセル)を交換する。特に、データネットワーク100
がパケットを交換する場合、パケット交換ネットワーク
と呼ばれる。データ要素はデータソース120から供給
される。各データ要素は、割り当てられるチャネルを一
意的に識別する指示情報を含む。
【0009】図2は、ノード102および104の拡大
図である。ノード102は、本発明の目的を実現するア
クセスインタフェースリソース(A)201、および、
本発明の目的を実現する内部通信リソース(I)202
を有する。ノード102は、2つの内部通信リソース
(I)202を有し、それぞれノード102で終端する
各高速リンク118のためのものである。ノード104
は図示された5個の内部通信リソース(I)202を有
し、それぞれノード104で終端する各高速リンク11
8のためのものである。アクセスインタフェースリソー
ス(A)201は、アクセスリンク121によるデータ
ネットワークとデータソース120の間のデータ要素の
通信を制御する。各内部通信リソース(I)202は、
接続された内部リンクによるデータネットワーク100
内のデータ要素の通信を制御する。これは、ノード10
2および104の場合、すべて高速リンク118であ
る。同様に、他のノード内の内部通信リソース(I)2
02は、低速リンク119によるデータネットワーク1
00内のデータ要素の通信を制御する。アクセスインタ
フェースリソース(A)102および内部通信リソース
(I)202はいずれも、本発明による下記のサービス
規則および輻輳制御方式を使用する。
【0010】図3に、一方向の伝送に対する内部通信リ
ソース(I)202内の送信キュー301およびサーバ
302を示す。高速リンク118を介して伝送されるデ
ータ要素は、サーバ302によるサービスおよび送信の
前にキュー301に登録される。サーバ302は、例え
ば隣のノードまたはデータソースへノードからデータ要
素を送信するか、または、リンク204を介してノード
内の適当なリソースへデータ要素をルーティングするこ
とが可能である。一般に、キュー301およびサーバ3
02は、プロセッサおよび付随するメモリから構成され
る。メモリはキューに登録されたデータ要素を格納し、
プロセッサはそのキューを管理しサービス機能を実行す
る。
【0011】図4は、図3の一般的なキュー301およ
びサーバ302の図である。データネットワーク100
のようなデータネットワークでは、一般に、データ要素
が運搬されるさまざまに定義されたチャネル(例えば仮
想回線)が存在する。キュー301は、ネットワーク1
00の任意のチャネルによって供給されたデータ要素を
受信する。
【0012】ネットワーク提供者と、チャネルが割り当
てられたエンティティの間の契約に従って、最小の帯域
幅がネットワーク内の各チャネルに割り当てられる。エ
ンティティとは、ユーザのデータソース120のグルー
プであるか、または、単一のユーザデータソース120
である。データ要素と、そのデータ要素を供給したユー
ザデータソース120のうちの1つに割り当てられたチ
ャネルとの間に対応が存在する。この対応は、そのデー
タ要素がデータネットワークに入る前に、または、その
データ要素が処理されてデータネットワーク100内に
入ったアクセスインタフェースリソース(A)201の
うちの1つにおいて、確立される。データネットワーク
100内へ処理された後、各データ要素は宛先ユーザデ
ータソース120へルーティングされる。
【0013】各データ要素は、その宛先に到達する前に
いくつかのノード101〜117を通過することがあ
る。その結果、異なるチャネルからのパケットが、サー
バ302によるサービスのためのリソースのキュー30
1内で同時に待機している可能性がある。さらに、キュ
ー301に到着している単一チャネルのデータ要素は、
異なるユーザデータソース120から供給された場合、
物理的に別の経路を通って来ている可能性がある。
【0014】前述のように、リソースにおけるアクティ
ブチャネルとは、特定時刻にデータ要素を運搬している
チャネルのことである。従って、チャネルがリソースに
おけるアクティブチャネルであるのは、少なくとも1つ
のデータ要素がそのチャネルから受信されていて、か
つ、そのデータ要素が現在、a)キュー301でサービ
スを待機しているか、またはb)サーバ302によるサ
ービス中であるかのいずれかの場合である。データネッ
トワーク内にはM個のチャネルが定義されている(図
1)。各チャネルは添字i(ただし、i=1,...,
M)によって示される。特定時刻または特定リソース
で、すべてのチャネルがアクティブであるわけではな
い。リソースにおいてアクティブであるチャネルのデー
タ要素はλiの速度でそのリソースに到着する。各サー
バ302は、その所定の最大サービス速度μでデータ要
素にサービスし送信することが可能である。図4にはま
た、大域輻輳しきい値403を示す。これは以下で説明
する。
【0015】以上説明した構成は従来標準的なものであ
る。しかし、本発明の原理を適用すれば、キュー301
およびサーバ302は、図5のように、いくつかのより
小さいキュー501−1〜501−Nおよび対応するサ
ーバ502−1〜502−Nに論理的に変換される。N
はキュー301とサーバ302の組み合わせにおけるア
クティブチャネルの数に等しい。各キュー501−iは
単一のアクティブチャネルに関係づけられ、そのチャネ
ルによって所有されるデータ要素のみを含む。従って、
各キュー501−iは、対応する特定のアクティブチャ
ネルのデータ要素専用のサブキューとみなすことができ
る。対応して、各サーバ502−iは、その対応するサ
ービス速度μiを有し、特定の対応するアクティブチャ
ネルのキュー501−iからのデータ要素のみを処理す
る。
【0016】本発明の好ましい実施例では、サーバ30
2は、各アクティブチャネルからデータ要素にサービス
するために、周知のライン先頭重みづけラウンドロビン
サービス規則を実施する。この規則によれば、データ要
素は、対応するチャネルに基づいて厳格に分離され、サ
ーバ302は、各アクティブチャネルの先頭から所定数
のデータ要素を処理し、その後に続いて、サーバ302
は、次のアクティブチャネルの先頭からデータ要素を処
理する。それぞれ特定のアクティブチャネルから処理さ
れるデータ要素の数は、そのチャネルの契約帯域幅の関
数であり、従って、この規則は「重みづけられている」
と呼ばれる。この規則は、各サーバ502−iが速度μ
iで周知の先入れ先出し(FIFO)サービス規則に従
ってデータ要素にサービスし、各サーバ502−iの動
作が他のサーバ502−iのサービスと独立であること
と等価である。その理由は、さまざまなμiの値は、ア
クティブチャネルの数およびそれらの各契約帯域幅の関
数として変化するためである。また、各μiはサーバ3
02のμの関数でもある。
【0017】チャネルのサービス速度比は、チャネルの
契約帯域幅の表現であり、それに正比例する。図6に、
データネットワーク100の各チャネル1,...,M
のサービス速度比νiの表を示す。図6の例では、チャ
ネルMが他のチャネルの2倍の契約帯域幅を有すること
を除いては、各チャネルは等しい契約帯域幅を有する。
【0018】いつでも、個々のμiは、対応するサービ
ス速度比νiにμを乗じ、その結果をアクティブチャネ
ルのサービス速度比の和で除することによって決定され
る。例として、N=3とし、アクティブチャネルが1、
2およびMであるとする。図6から、チャネル1および
2のそれぞれのサービス速度比は1であり、チャネルM
ではそれは2である。従って、サービス速度比の和は1
+1+2=4であり、μ 1、μ2、およびμMはそれぞれ
μ/4、μ/4およびμ/2となる。
【0019】図5はまた、局所輻輳しきい値503−i
を示し、局所輻輳しきい値503−1〜503−Nとし
て表されている。これらのしきい値は、等しい必要はな
く、特定チャネルのサブキューが輻輳しているとみなさ
れるときを示す。これは以下でさらに詳細に説明する。
【0020】図7に、本発明の原理による輻輳制御のプ
ロセスの流れ図を示す。このプロセスは、図5のサブキ
ュー構造を効果的に実現するようにキュー301および
サーバ302の動作を管理する。
【0021】特に、このプロセスは、ステップ701か
ら開始し、チャネル1〜Mのうちの1つに一意的に関係
づけられたデータ要素がキュー301に到着する。次
に、条件分岐点703は、大域輻輳しきい値403が超
過されているか否かを判定するテストをする。このテス
トは、キュー301内に既にある全バイト数および直前
に受信したデータ要素中のバイト数が、大域輻輳しきい
値403の値より大きいか否かを判定することによって
実行される。本実施例では、大域輻輳しきい値403
は、所定のキュー長を示す固定しきい値である。大域輻
輳しきい値403の値が選択される方法は以下で説明す
る。ステップ703のテスト結果がNOである場合、キ
ュー301には輻輳はない。従って、制御はステップ7
05に移り、直前に受信したデータ要素は、サーバ30
2によるサービスを待機するためにキュー301に格納
される。その後、プロセスは、新たなデータ要素を受信
するためにステップ701に戻る。
【0022】ステップ703のテスト結果がYESであ
る場合、キュー301に輻輳が存在する。従って、制御
は条件分岐点709に移り、直前に受信したデータ要素
に対応するチャネルのキュー501−iの局所輻輳しき
い値503−i(図5)が超過されているか否かを判定
するテストをする。局所輻輳しきい値503−iの値が
選択される方法は以下で説明する。ステップ709のテ
スト結果がNOである場合、直前に受信したデータ要素
に対応するチャネルは、キュー301における輻輳の主
因のうちの1つではない。従って、制御はステップ70
5に移り、再び、直前に受信したデータ要素が、サーバ
302によるサービスを待機するためにキュー301に
格納される。その後、プロセスは、新たなデータ要素を
受信するためにステップ701に戻る。
【0023】ステップ709のテスト結果がYESであ
る場合、直前に受信したデータ要素が、実は、キュー3
01における輻輳の主因のうちの1つであることにな
る。従って、制御はステップ711に移り、直前に受信
したデータ要素は、輻輳の軽減のために破棄される(捨
てられる)。その後、プロセスはステップ701に戻
る。
【0024】待ち行列理論から直ちに導かれることであ
るが、輻輳は、量ρtot=(1/μ)Σλi(ただし、和
はすべてのアクティブチャネルにわたる)が長期間にわ
たって1より大きい場合に最終的に生じる。しかし、こ
の輻輳条件は、たとえすべてのアクティブチャネルがそ
の契約帯域幅を超過するわけではなくても引き起こされ
ることがある。例えば、いくつかのチャネルが契約帯域
幅を大きく超過し、他のいくつかのチャネルは契約帯域
幅をほんのわずかに超過し、さらに他のチャネルは契約
帯域幅を大きく下回る場合である。
【0025】ところが、図7の本発明によれば、輻輳の
主因であるチャネル、すなわち、契約帯域幅を大きく超
過する速度でネットワーク100内にデータ要素を導入
しているためリソースにおける大域輻輳を引き起こして
いるチャネルのみが、データ要素を破棄することが保証
される。さらに、本発明によれば、各チャネルは、常
に、少なくともその契約帯域幅は達成されることが保証
される。このことは、図8を考慮することによってさら
によく理解される。図8には、図7の輻輳制御プロセス
の使用によって得られるヒストグラムを示す。各アクテ
ィブチャネルは、ヒストグラムの各バーによって表され
る。バーは、それが表すチャネルのρi(ただし、ρi
λi/μi)の値の減少順に配列されている。参考のため
に、すべてのアクティブチャネルiに対してρi=1を
示す線が図示されている。この線は、各チャネルがその
契約帯域幅を完全に利用している点を示す。従来の輻輳
制御方式によれば、輻輳条件下では、契約帯域幅を超過
したアクティブチャネル(従って、線ρi=1が超過さ
れているチャネル)では、いくつかのデータ要素が破棄
されている。
【0026】ρ′は、特定数のアクティブチャネルのρ
i領域のしきい値である。特定の時点における特定のリ
ソースに対して、チャネルのρiがρ′を超過する場
合、これは、チャネルiがそのリソースにおける輻輳の
主因であることを示す。この場合、リソースは、そのチ
ャネルから到着しているすべてのデータ要素にサービス
する能力を有しない。従って、本発明によれば、ρ′よ
り大きいρiを有するチャネルは、遅かれ早かれ、ステ
ップ711でデータ要素を破棄することになる(図
7)。しかし、従来技術とは異なり、本発明の目的によ
れば、たとえリソースにおいて輻輳が存在しても、ρ′
のレベルを超過しないチャネルでは、このようなチャネ
ルはその契約帯域幅を完全に超過しておりρi>1であ
るにもかかわらず、データ要素は破棄されない。このよ
うに、ρ′は、契約帯域幅の上下で、データ要素の破棄
を引き起こすことなく達成される使用可能帯域幅のゲイ
ンを表す。このゲインは、非アクティブな、または、契
約帯域幅以下のチャネルの帯域幅から導出される。
【0027】ρ′の値は動的であり、アクティブチャネ
ルの数およびそれぞれのλiに従って変化する。すなわ
ち、特定の種類のデータ要素供給パターンを示すチャネ
ルが特定の時刻に輻輳の主因ではなくても、後で、同一
の供給パターンによってそのチャネルが輻輳の主因とな
ることがある。このような変化は、システム内の他のチ
ャネルのデータ要素供給パターンの変化によって生じ
る。任意の時刻において、ρ′は以下のように計算され
る。 1)まず、次のような値Jを見つけることが必要であ
る。
【数1】 かつ
【数2】 ただし、jは1からNまでの範囲の添数であり、図6に
示すようにρiの値の増大する順にアクティブチャネル
を指定する。 2)次に、xの値が次のように計算される。
【数3】 3)最後に、ρ′がρ′=ρJ+xから決定される。
【0028】すなわち、以上のことは、特定のアクティ
ブチャネルに到着するデータ要素にサービスするリソー
スの能力の決定であるとみることができる。この能力
は、少なくともi)そのリソースにおける各アクティブ
チャネルの契約帯域幅、ii)その特定アクティブチャ
ネルのデータ要素の到着速度およびiii)そのリソー
スにおけるその特定アクティブチャネル以外の各アクテ
ィブチャネルのデータ要素の到着速度の関数として決定
される。特定アクティブチャネル上のデータ要素は、そ
のリソースの決定された能力が超過された場合に破棄さ
れる。これは従来技術と相違する点である。従来技術
は、各アクティブチャネルの契約帯域幅およびリソース
におけるデータ要素の全到着速度を検査するからであ
る。
【0029】大域輻輳しきい値403および局所輻輳し
きい値503の値は、周知のネットワーク設計原理およ
び計画されたトラフィック条件の使用によって初期評価
を計算することにより、最適に決定される。次に、こう
した評価は、実際に使用中にシステムの観測を使用して
微調整される。当業者であれば、このような初期評価を
導出するために必要な設計原理は周知である。また、当
業者であれば、このようなネットワークの無数の可能な
設計目標、および、その無限の可能な構成のため、大域
輻輳しきい値403および局所輻輳しきい値503を設
定するための所定の計算を列挙または規定することが不
可能であることがわかる。結果として、試行錯誤によっ
て計算される観測に基づく補正による評価が、最も実際
的な方法である。初期評価は、契約のパラメータの関数
とすることが可能である。例えば、帯域幅に加えて、契
約パラメータは、各リソースにおけるキューの許容最大
長に対する保証された最小値を含むことが可能である。
【0030】他の実施例では、大域輻輳しきい値403
の値は時間とともに変化することが可能である。例え
ば、これは平均キュー占有率に基づいて調整される。同
様に、局所輻輳しきい値503−iの値も時間とともに
変化することが可能である。さらに他の実施例では、大
域輻輳しきい値403および局所輻輳しきい値503−
iの値は、超過されるたびごとに調整されることが可能
である。これによって、輻輳の存在の決定に履歴効果を
生成する。
【0031】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、従
来の輻輳制御方式における公平性の問題、アクティブチ
ャネルが契約したすべての帯域幅を実際に利用すること
ができないという問題、輻輳の際に契約帯域幅を超過し
たすべてのチャネルからデータ要素を破棄し、このよう
なチャネルにすべての破棄されたデータ要素を再送信さ
せることによって輻輳を悪化させるという問題、遅延の
問題などが、実際に輻輳を受けているリソースにおいて
輻輳制御を実施し、ネットワークのアクセスポイントで
あるリソースに限らずネットワーク内の各リソースにお
いて全輻輳制御プロセスを実行することによって、克服
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を使用するネットワークの例の図
である。
【図2】図1のネットワークのノードのうちの2つの拡
大図である。
【図3】図2のノードの送信キューおよびサーバの図で
ある。
【図4】図3のキューおよびサーバのうちの1つの図で
ある。
【図5】いくつかのより小さいキューおよび対応するサ
ーバからなるものとして、図4のキューおよびサーバを
示す概念的モデルの図である。
【図6】図3のキューおよびサーバのM個のチャネルの
それぞれの比例サービス速度を表す図である。
【図7】本発明の原理による輻輳制御のプロセスの流れ
図である。
【図8】図7の輻輳制御のいくつかの特性を例示するヒ
ストグラムの図である。
【符号の説明】
100 データネットワーク 101〜117 ノード 118 高速リンク 119 低速リンク 120 データソース 121 アクセスリンク 201 アクセスインタフェースリソース(A) 202 内部通信リソース(I) 301 キュー 302 サーバ 403 大域輻輳しきい値 501 キュー 502 サーバ 503 局所輻輳しきい値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ジー.コール アメリカ合衆国 07724 ニュージャージ ー イートンタウン、グラント アヴェニ ュー 341 (72)発明者 ケリー ダブリュ.フェンディック アメリカ合衆国 07748 ニュージャージ ー ミドルタウン、ノールウッド ドライ ヴ 1806 (72)発明者 マヌエル エー.ロドリゲス アメリカ合衆国 07716 ニュージャージ ー アトランティック ハイランズ、ペイ プ ドライヴ 79

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データネットワークのリソースにおける
    輻輳を制御する際に使用する方法において、リソースで
    は複数のチャネルがアクティブであり、 前記リソースが前記複数のチャネルのうちの特定のアク
    ティブチャネルに到着する各データ要素にサービスする
    ことができるか否かを、i)前記各アクティブチャネル
    の契約帯域幅、ii)前記特定アクティブチャネルのデ
    ータ要素の到着速度およびiii)前記特定アクティブ
    チャネル以外の前記複数の各アクティブチャネルのデー
    タ要素の到着速度の関数として決定するステップと、 前記決定が、リソースは特定の到着中のデータ要素にサ
    ービスすることができないというものである場合に、前
    記特定アクティブチャネル上のデータ要素を破棄するス
    テップとからなり、 前記決定は、前記データ要素が、到着したチャネルの契
    約帯域幅を超過したという前記データ要素のために格納
    された指示情報とは独立であることを特徴とするデータ
    ネットワーク輻輳制御方法。
  2. 【請求項2】 前記決定ステップが前記リソースにおい
    て実行されることを特徴とする請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 前記決定ステップの結果が、前記リソー
    スが特定の到着中のデータ要素にサービスすることがで
    きるというものになるまで、前記破棄ステップにおい
    て、十分なデータ要素が前記特定アクティブチャネルか
    ら破棄されることを特徴とする請求項1の方法。
  4. 【請求項4】 前記決定が、少なくとも前記リソースの
    キューの所定の最大許容長の関数でもあることを特徴と
    する請求項1の方法。
  5. 【請求項5】 前記決定が、少なくとも前記リソースの
    サービス速度の関数でもあることを特徴とする請求項1
    の方法。
  6. 【請求項6】 データネットワークで使用する方法にお
    いて、データ要素は相互接続された複数のネットワーク
    アクセスポイントリソースおよびネットワーク内部リソ
    ースの間でそれぞれ対応するチャネルによって通信さ
    れ、前記ネットワークアクセスポイントリソースはデー
    タ要素ソースからデータ要素を受信し、前記ネットワー
    ク内部リソースは前記アクセスポイントリソースまたは
    前記内部リソースの他のもののみからデータ要素を受信
    し、前記チャネルは対応する帯域幅割当を有し、 前記帯域幅割当とは独立に、前記データネットワーク内
    への前記データ要素を処理するステップと、 特定の内部リソースにおける輻輳条件の存在に応答し
    て、それぞれの対応する帯域幅割当に関して比例配分
    で、最も帯域幅割当を超過している特定のチャネルから
    受信されるデータ要素を破棄するステップとからなるこ
    とを特徴とするデータネットワーク輻輳制御方法。
  7. 【請求項7】 前記特定チャネルはρi=λi/μiの最
    高値を有し、λiは、チャネルiから前記特定内部リソ
    ースに到着するデータ要素の速度であり、μiは前記特
    定内部リソースがチャネルiから供給されるデータ要素
    を処理する速度であることを特徴とする請求項6の方
    法。
  8. 【請求項8】 任意の時点で、それぞれの対応する帯域
    幅割当に関して比例配分で、最も帯域幅割当を超過して
    いる前記特定のチャネルが、ρiの値が前記時点でρ′
    の値を超過するチャネルであることを特徴とする請求項
    6の方法。
JP18227793A 1992-06-30 1993-06-29 データネットワーク輻輳制御方法 Pending JPH0690255A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US906964 1992-06-30
US07/906,964 US5335224A (en) 1992-06-30 1992-06-30 Service guarantees/congestion control in high speed networks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0690255A true JPH0690255A (ja) 1994-03-29

Family

ID=25423313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18227793A Pending JPH0690255A (ja) 1992-06-30 1993-06-29 データネットワーク輻輳制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5335224A (ja)
EP (2) EP0577359B1 (ja)
JP (1) JPH0690255A (ja)
CA (1) CA2099170C (ja)
DE (1) DE69334005T2 (ja)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9326276D0 (en) * 1993-12-23 1994-02-23 Newbridge Network Corp Frame relay interface
US5617409A (en) * 1994-01-28 1997-04-01 Digital Equipment Corporation Flow control with smooth limit setting for multiple virtual circuits
DE4405262C1 (de) * 1994-02-18 1995-11-09 Siemens Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zum Steuern der Übertragung von Nachrichtenblöcken innerhalb eines Übertragungssystems
US5475682A (en) * 1994-06-10 1995-12-12 At&T Corp. Method of regulating backpressure traffic in a packet switched network
US5487061A (en) * 1994-06-27 1996-01-23 Loral Fairchild Corporation System and method for providing multiple loss and service priorities
US5553061A (en) * 1994-06-27 1996-09-03 Loral Fairchild Corporation Packet processor having service priority and loss priority features
US5455826A (en) * 1994-06-28 1995-10-03 Oezveren; Cueneyt M. Method and apparatus for rate based flow control
US5475813A (en) * 1994-07-18 1995-12-12 International Business Machines Corporation Routing transactions in the presence of failing servers
US5699520A (en) * 1994-08-25 1997-12-16 Hewlett-Packard Company Flow control apparatus and method for a computer interconnect using adaptive credits and flow control tags
US5594729A (en) * 1994-09-23 1997-01-14 Lucent Technologies Inc. System and method for employing single-bit feedback control within a variable bit rate data transmission network
CA2138061A1 (en) * 1994-12-14 1996-06-15 Mark Wolff Fair allocation of excess resources
GB9520807D0 (en) * 1995-10-11 1995-12-13 Newbridge Networks Corp Fair queue servicing using dynamic weights
US6091725A (en) 1995-12-29 2000-07-18 Cisco Systems, Inc. Method for traffic management, traffic prioritization, access control, and packet forwarding in a datagram computer network
US5689500A (en) * 1996-01-16 1997-11-18 Lucent Technologies, Inc. Multistage network having multicast routing congestion feedback
US6222822B1 (en) * 1996-04-23 2001-04-24 Cisco Systems, Incorporated Method for optimizing a digital transmission network operation through transient error monitoring and control and system for implementing said method
US6185223B1 (en) * 1996-12-04 2001-02-06 Conexant Systems, Inc. Apparatus and method for providing fire wall protection for systems in communication with an a synchronous transfer mode system
US6009097A (en) * 1997-04-04 1999-12-28 Lucent Technologies Inc. System for routing packet switched traffic
US6148001A (en) * 1997-06-12 2000-11-14 Nokia Telecommunications, Oy Multipoint-to-point system which multiplexes complete packets comprised of ATM cells on to a single virtual channel connection
GB2327317B (en) 1997-07-11 2002-02-13 Ericsson Telefon Ab L M Access control and resourse reservation in a communications network
US6151299A (en) * 1997-07-24 2000-11-21 Nortel Networks Corporation Method and apparatus for enhanced partial packet discard
US6370121B1 (en) 1998-06-29 2002-04-09 Cisco Technology, Inc. Method and system for shortcut trunking of LAN bridges
US6229813B1 (en) * 1998-11-25 2001-05-08 Alcatel Canada Inc. Pointer system for queue size control in a multi-task processing application
US6504818B1 (en) * 1998-12-03 2003-01-07 At&T Corp. Fair share egress queuing scheme for data networks
GB2349296B (en) * 1999-04-21 2001-04-04 3Com Corp Reduction of imbalance in transmit traffic queues in a network switch
GB2353172B (en) * 1999-08-04 2001-09-26 3Com Corp Network switch including bandwidth allocation controller
US6498781B1 (en) 1999-08-13 2002-12-24 International Business Machines Corporation Self-tuning link aggregation system
US6657960B1 (en) 1999-11-23 2003-12-02 International Business Machines Corporation Method and system for providing differentiated services in computer networks
JP2001197119A (ja) * 2000-01-13 2001-07-19 Nec Corp サーバ装置、ネットワークシステム、及びその受信負荷制御方法
US6842783B1 (en) 2000-02-18 2005-01-11 International Business Machines Corporation System and method for enforcing communications bandwidth based service level agreements to plurality of customers hosted on a clustered web server
US6954429B2 (en) * 2000-04-05 2005-10-11 Dyband Corporation Bandwidth control system
US6856595B1 (en) * 2000-05-19 2005-02-15 Mosaid Technologies, Inc. Method and apparatus for providing input back pressure in an output buffered switch
FI20002320A (fi) * 2000-10-20 2002-04-21 Nokia Corp Eston hallinta langattomissa tietoliikenneverkoissa
US20020146004A1 (en) * 2001-04-04 2002-10-10 Adtran, Inc. Nominal data flow path-based, virtual function configured frame relay state machine
US6973529B2 (en) * 2001-09-28 2005-12-06 International Business Machines Corporation Multiple I/O path selection among disparate channel paths
US7480239B1 (en) 2001-11-27 2009-01-20 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for true priority based connection establishment within a PNNI ATM network
JP2003186776A (ja) * 2001-12-13 2003-07-04 Hitachi Ltd 輻輳制御システム
US7283470B1 (en) 2002-01-25 2007-10-16 Juniper Networks, Inc. Systems and methods for dropping data using a drop profile
US7161904B2 (en) * 2002-06-04 2007-01-09 Fortinet, Inc. System and method for hierarchical metering in a virtual router based network switch
US7177913B2 (en) * 2002-12-05 2007-02-13 Intel Corporation Method, system, and program for adding operations identifying data packets to structures based on priority levels of the data packets
US7532574B1 (en) 2003-10-02 2009-05-12 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for improved priority based connection establishment within a PNNI ATM network
US7545744B2 (en) * 2005-03-31 2009-06-09 Alcatel Method and system for fairly adjusting bandwidth among distributed network elements
US7733894B1 (en) * 2005-12-14 2010-06-08 Juniper Networks, Inc. Dynamic queue management
US10425336B2 (en) * 2011-06-24 2019-09-24 Centurylink Intellectual Property Llc System and method of adaptive congestion management
WO2016068839A1 (en) * 2014-10-27 2016-05-06 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Determining to process network protocol packets
CN107016008B (zh) * 2016-06-06 2020-06-09 阿里巴巴集团控股有限公司 信息处理方法和装置及动态信息的显示方法和装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03205937A (ja) * 1990-01-05 1991-09-09 Hitachi Ltd パケット交換機の流量制御装置および制御方法
JPH0430641A (ja) * 1990-05-24 1992-02-03 Nec Corp 網内入力規制用セルトラヒック監視方式
JPH04104635A (ja) * 1990-08-24 1992-04-07 Nec Corp Atmセル流量監視/制御用セルカウンタ回路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475192A (en) * 1982-02-16 1984-10-02 At&T Bell Laboratories Data packet flow control scheme for switching networks
US4734907A (en) * 1985-09-06 1988-03-29 Washington University Broadcast packet switching network
US4769811A (en) * 1986-12-31 1988-09-06 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Packet switching system arranged for congestion control
US4953157A (en) * 1989-04-19 1990-08-28 American Telephone And Telegraph Company Programmable data packet buffer prioritization arrangement
EP0487235B1 (en) * 1990-11-21 1999-02-03 AT&T Corp. Bandwidth and congestion management in accessing broadband ISDN networks

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03205937A (ja) * 1990-01-05 1991-09-09 Hitachi Ltd パケット交換機の流量制御装置および制御方法
JPH0430641A (ja) * 1990-05-24 1992-02-03 Nec Corp 網内入力規制用セルトラヒック監視方式
JPH04104635A (ja) * 1990-08-24 1992-04-07 Nec Corp Atmセル流量監視/制御用セルカウンタ回路

Also Published As

Publication number Publication date
EP0577359B1 (en) 2006-04-12
EP1670194B1 (en) 2013-02-27
EP0577359A3 (en) 1998-04-01
CA2099170A1 (en) 1993-12-31
US5335224A (en) 1994-08-02
DE69334005D1 (de) 2006-05-24
EP1670194B8 (en) 2013-04-17
EP1670194A1 (en) 2006-06-14
EP0577359A2 (en) 1994-01-05
DE69334005T2 (de) 2007-01-25
CA2099170C (en) 1999-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0690255A (ja) データネットワーク輻輳制御方法
US7558278B2 (en) Apparatus and method for rate-based polling of input interface queues in networking devices
AU602379B2 (en) Packet switching system arranged for congestion control through bandwidth management
EP0275679B1 (en) Packet switching system arranged for congestion control
JP2783469B2 (ja) パケット伝送ネットワークにおけるウィンドウサイズの調整方法及び装置
US6621791B1 (en) Traffic management and flow prioritization over multiple physical interfaces on a routed computer network
EP0872988B1 (en) A method for supporting per-connection queuing for feedback-controlled traffic
US6744767B1 (en) Method and apparatus for provisioning and monitoring internet protocol quality of service
EP0430570A2 (en) Method and apparatus for congestion control in a data network
CA2462793C (en) Distributed transmission of traffic streams in communication networks
KR100588001B1 (ko) 가중치 기반의 패킷 스케줄링 시스템 및 그 방법
JP3989197B2 (ja) パケット廃棄装置
JP3917830B2 (ja) レート制御装置
KR100527339B1 (ko) 이더넷 광 네트워크에서 큐오에스 보장 방법
JP2001186170A (ja) パケットスケジューリング方式及び方法及びこの方法を実行するプログラムを記録した記録媒体。
JP3813473B2 (ja) パケット廃棄装置
JP3631699B2 (ja) 多重化装置および帯域制御装置およびプログラムおよび記録媒体
JP4104756B2 (ja) 電気通信網においてデータパケットをスケジューリングする方法およびシステム
JP3989196B2 (ja) セル多重化装置
JP2003087313A (ja) 多重化装置および帯域制御装置およびプログラムおよび記録媒体
JP2003023450A (ja) レート制御装置
JP2003023457A (ja) 到着レート検出装置
JP2003023455A (ja) レート制御装置
JP2003023453A (ja) セル廃棄装置
JP2003023458A (ja) 到着レート検出装置