JPH07170271A

JPH07170271A - 統合ネットワークにおけるマルチメディア・ストリームの柔軟な参入許可制御方法

Info

Publication number: JPH07170271A
Application number: JP13898194A
Authority: JP
Inventors: Riccardo Gusella; リッカルド・グセッラ; Srinivas Ramanathan; スリニヴァス・ラマナサン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 1995-07-04
Also published as: US5408465A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】統合ネットワークにおけるマルチメディア・
ストリームの参入許可を制御するための新規かつ矛軟な
方法を提供する。【構成】擬似ストリーム（トラフィック）を利用し
て、ネットワークに対する新しい接続の参入が許可され
た場合の、ネットワークの反応を予測する。擬似ストリ
ームは各ネットワーク・リンクについて確立され、アプ
リケーション要求と同様のトラフィック特性を備えてい
る。擬似ストリームの設定後、新しいアプリケーション
要求の参入が許可された場合のネットワークの反応を予
測するため、ネットワーク性能が予測される。擬似スト
リームが、ネットワークを輻輳状態に近づけたら、擬似
ストリームは中断され、それによって輻輳が完全に回避
されるか、あるいは輻輳したネットワークが非輻輳状態
に復元されることになる。擬似ストリームを取り扱うこ
とができないネットワーク・リンク（すなわち、輻輳状
態になるリンク）は、追加参入許可要求が許容されな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、統合ネットワークにお
けるマルチメディア・ストリームの参入許可制御方法に
関するものであり、より詳しくは、統合ネットワークに
おけるマルチメディア・ストリームの参入を許可するか
否かを予測するための方法及び装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】マルチメディア・サービスは、テキス
ト、イメージ、音声、及びビデオ情報の記録と、通信の
組み合わせを必要とする。こうしたマルチメディア・サ
ービスは、医療用画像、教育、銀行業務、広告、及び出
版を含む多くの分野のアプリケーションにおいて潜在的
な需要がある。

【０００３】統合ネットワークは、様々な種類のマルチ
メディア・サービスの支援が可能であるため、現在では
マルチメディア・アプリケーションに関連してかなりの
研究がなされている。統合ネットワークは、デジタル電
話方式、マルチメディア、及びデータ通信を統合した様
式で支援している。統合ネットワークの例には、広帯域
統合サービス・デジタル・ネットワーク（Ｂ−ＩＳＤ
Ｎ）がある。

【０００４】概して言えば、統合ネットワークは、デー
タとマルチメディア・サービスの共存が可能なように設
計されている。ベスト・エフォートとも呼ばれるデータ
・サービスはバースト式であり、大部分は予測不能であ
る。従って、リアル・タイム・トラフィックの性能要件
を保証するためには、リアル・タイム・トラフィックを
ベスト・エフォートのデータから分離する必要がある。

【０００５】デジタル・オーディオ及びビデオ（数ある
他のメディア・タイプの中でも）を統合したマルチメデ
ィア・アプリケーションは、アナログ・テレビジョン・
システムのユーザが慣れ親しんでいる性能を達成するた
め、一定のトラフィック保証が必要になる。こうした保
証には、送信される最大データ量に適応するのに十分な
帯域幅が備わっていること、エンドツー・エンド遅延が
わずかで、一定していること、データ損失率に上限（通
常は極わずか）があることが含まれる。例えば、メディ
アの同期といった他の保証も必要になるが、これらの他
の保証は、ネットワーク化マルチメディア・システムの
他のコンポーネントによって与えられ得る。

【０００６】明らかに、資源の共用及び反動的輻輳制御
メカニズムに重点を置いた従来のデータ・ネットワーク
では、残念ながらリアル・タイム・サービスを支援する
ことができない。例えば、従来のデータ・ネットワーク
・プロトコルは、パケットの損失が生じるか、あるいは
輻輳のため、データ待ち行列のオーバーフローが生じる
と、情報をただ再送するだけであった。このプロトコル
は、一般的なデータ通信には許容可能であるが、リアル
・タイムまたは対話式マルチメディア・アプリケーショ
ンでは、全く受け入れることはできない。

【０００７】さらに、マルチメディア・アプリケーショ
ンのタイミング要件のため、新しい要求の参入許可を仮
に許可し、次に既存の接続の性能保証を満足することが
できない場合には要求を終了するという、要求の参入許
可を制御する方法は許容されない。例えば、参入許可要
求が映画の場合、映画が開始されて不意に終了すると、
そのことによって視聴者を失望させることになる。

【０００８】いずれにせよ、従来のデータ・ネットワー
クは、上述の３タイプの保証のうちどれも提供できない
ため、あらゆる点で使用に耐えない。結果として、速度
に基づく、接続志向の通信へとシフトしてきた。リアル
・タイム・ストリームは、速度が制限されるので、ネッ
トワークは、通信の開始前に、保証されたサービスに対
する要求を取り扱うのに十分な資源を取っておこうと試
みることができる。

【０００９】ネットワークに対しマルチメディア・アプ
リケーションの参入が許可され、その送信が可能になる
前に、ネットワークは、そのアプリケーションが、その
性能要件、及びそれによって生じるトラフィックを宣言
することを要求する。この指定を利用して、ネットワー
クは、そのアプリケーションの要件を満たすことが可能
であり、なんとか、既存の接続の要件に違背することな
く、接続が確立されることを保証するのに十分な資源を
備えているか否かを査定する。そうである場合にのみ、
アプリケーションは送信が可能になる。

【００１０】ネットワークが提供しなければならない性
能保証の性質は、２つの広いカテゴリに分類され得る。
すなわち、参入許可されたアプリケーションの要件が決
して違背されることがない場合の、ハード・リアル・タ
イム保証と、ネットワークが時たま（頻繁ではないが）
アプリケーションの要件に違背する場合の、ソフト・リ
アル・タイム保証である。ハード・リアル・タイム・サ
ービスを提供する場合、ネットワークの保証は、ネット
ワークを同時に利用する他の全てのアプリケーションの
行動に関係なく適用される。結果として、ハード・リア
ル・タイム保証が要求された場合、参入許可制御は個々
の接続のそれぞれに関する最悪の場合の行動に基づいて
行わなければならない。さらに、ネットワーク・スイッ
チング装置は、各接続に割り当てられた資源を排他的に
使用するように、各種接続を互いに分離するか、あるい
は、各接続に基づいて参入許可制御の時間における資源
予約を明確に行わなければならない。資源割り当て及び
資源分離が最悪の場合、ネットワークの利用率が低くな
ることが多い。

【００１１】ソフト・リアル・タイム・サービスの場
合、ネットワーク資源は、接続グループ間において共用
される。ネットワークは、接続グループの性能要件が連
続的に満たされることを保証することはできない。それ
にもかかわらず、ソフト・リアル・タイム・サービス
は、ハード・リアル・タイム・サービスに必要な最悪の
場合の設計を回避するので、結果として、ハード・リア
ル・タイム・サービスよりもネットワーク資源の利用率
がはるかに高くなる。しかし、統合ネットワークにおけ
るソフト・リアル・タイム・サービスの展開を成功させ
る鍵は、参入許可制御方法の有効性に依存する。該制御
方法は、アプリケーションの性能要件の違背が頻繁では
ないことを保証し、同時にネットワークが、経済競争に
耐えうるほど十分に利用されることを保証するのに十分
な安定性を備えていなければならない。資源は個々の接
続よりむしろ接続グループに割り当てられるので、ソフ
ト・リアル・タイム・サービスは簡略化されたネットワ
ーク管理の付加的な利点を提供する。特に、資源マネー
ジャは多数の個々の接続に対してではなく、資源を共用
する各グループに対して資源プールを割り当て、管理す
ることだけが必要となる。さらに、ソフト・リアル・タ
イム・サービスは、典型的に、リンク毎に２〜４といっ
た待ち行列の数に制限がある、第一世代の非同期転送モ
ード（ＡＴＭ）ネットワーク・スイッチ上で支援され得
るマルチメディア・トラフィックに関して実行可能な唯
一のサービスとなり得る。

【００１２】性能保証を得るため、アプリケーション
は、おそらく、アプリケーション・プログラミング・イ
ンターフェイスを利用して、そのトラフィック要件を、
サービス・インターフェイスを介してネットワークに与
えられるネットワーク要件に翻訳しなければならない。
また、サービス・インターフェイスによって、アプリケ
ーションはアプリケーションが必要とする保証のタイプ
及び質を指定することが可能になる。サービス・インタ
ーフェイスには、典型的に３つの要素、すなわち、それ
によって生じることになるトラフィックの特性を記述す
るためにアプリケーションによって利用されるトラフィ
ック契約、ネットワークが定義するサービスの質（Ｑｏ
Ｓ）パラメータに関する目的値の集合、及び要求される
拘束のタイプがある。

【００１３】アプリケーションのトラフィックをモデル
化したトラフィック契約は、参入許可の決定を行うため
の根拠として使用される。一般に利用されるモデルは、
トークン・バケット記述子、２パラメータ記述子（ｒ、
ｂ）の形式をとるが、ここで、ｒは、トークンがトーク
ン・バケットに累積される速度、ｂは、バケットの容量
である。送信単位に関する送信許可(credits)を表すト
ークンは、バケットが一杯の場合、すなわち、既に容量
ｂのトークンが収容されている場合、オーバフローす
る。従って、ｒは、モデルの平均速度であり、ｂは１度
に送信可能なバーストの最大サイズである。アプリケー
ションによって生じるデータ・ストリームの特性とトー
クン・バケット・モデルの間における翻訳は、アプリケ
ーション自体によって実施される必要はなく、アプリケ
ーション・ライブラリによってシステム機能として提供
されることも考えられる。

【００１４】性能保証は、サービス・インターフェイス
によって定義されるＱｏＳパラメータに対して目的値を
提供することによって要求される。これらのパラメータ
には、エンドツー・エンド遅延及び損失率を含むことが
可能である。遅延ジッタ制限または同期保証のような追
加保証は、ネットワークの高位層によって提供され得
る。

【００１５】サービス・インターフェイスの第３の要素
は、ネットワークが１クラスの拘束だけしか与えない場
合には、それが暗示的存在となり得る、サービス拘束を
表現するために使用される。ＱｏＳパラメータが、ネッ
トワークによってアプリケーションに提供されるサービ
スのタイプを決める一方、サービス拘束は要求されるサ
ービスの質を決定する。前述のように、ネットワークに
よってマルチメディアのリアル・タイム・アプリケーシ
ョンに与えられるサービス拘束は、ハード・リアル・タ
イム保証とソフト・リアル・タイム保証に分類すること
ができる。

【００１６】アプリケーションの参入許可要求に関して
決定を下すことが可能になる前に、ネットワークの経路
指定サブシステムは送信元から宛先への経路を見つけ出
さなければならない。経路指定サブシステム（例えば、
ルータ）からの協力がなければ、リアル・タイム・トラ
フィックを支援するネットワークの能力が大幅に損なわ
れる。アプリケーションの要求する経路指定に関し、可
能性のある経路の中から選択するために、経路指定サブ
システムは、通常全てのネットワーク・リンク及び関連
するスイッチング・ノードの状態に関する情報を必要と
する。この情報はネットワーク・ノードのそれぞれにお
いて実行されるネットワーク・マネージャによって提供
されなければならない。しかし、経路指定サブシステム
の選択が最新のものでない場合も有り得るので、参入許
可制御は、やはり必要である。

【００１７】参入許可制御は、経路指定に依存して参入
許可の決定を行う必要はない。しかし、アプリケーショ
ンの要求が接続の確立を試みる経路の選択は、経路指定
アルゴリズムによって決まるので、参入許可制御の有効
性（許可される要求の数、間違った参入許可の数等によ
って測定される）は、ルータに組み込まれるインテリジ
ェンスによって決まる。単純な経路指定アルゴリズム
は、参入許可制御方法の有効性を阻害する可能性があ
る。例えば、最短経路による要求の経路指定を行うだけ
の経路指定アルゴリズムがその経路を満杯にさせ、その
結果リンクの利用率がアンバランスになり、リアル・タ
イムの呼び出しが阻止される確率が高くなるといった例
を構成するのは容易である。

【００１８】既知の参入許可制御方法には、要求された
保証に基づいて経路が選択されるということを必要とし
ないものもいくつか存在する。1992年8月に開催されたP
roceedings of ACM SGCOMMの14〜26ページにおける、Cl
erk他によるSupporting Real-Time Applications in an
Integrated Services Packet Networkには、経路指定
に依存しないが、その初期ＱｏＳ制限が緩和される適応
型アプリケーションに合わせて設計されているため、や
はり許容可能な予測サービスに関する記載がある。1990
年4月のIEEE Journal in Selected Areas in Communica
tions第８巻、第3号、ページ368〜379におけるにFerrar
i他によるA Scheme for Real-Time Channel Establishm
ent in Wide-Area Networksでは、少なくとも、Tenetの
方法の最初の説明において、やはり経路指定を支援して
いない。しかし、彼らが最近になって指摘しているとこ
ろによれば、経路指定を支援することが可能とのことで
ある。しかし、詳細なスイッチング・ノード及びリンク
情報を必要とする彼らの方法では、この特徴を簡単に実
現することは不可能である。方針に基づいた経路指定を
支援する既知の技法は現在のところ、ネットワーク参入
許可制御に直接関係していない。1993年2月の、IEEE/AC
M Transaction on Networking、第1巻、第1号、ページ5
6〜70における、Estrin他によるA Protocol for Route
Establishment and Packet Forwarding Across Multido
main Internetsを参照されたい。

【００１９】リアル・タイム情報を支援するため、ネッ
トワークは、参入許可制御情報機能を実施しなければな
らない。参入許可制御機能は、全ての参入許可された接
続に対して与えられるサービス拘束が、接続の開始から
終了まで付いてまわるような方法で、ネットワーク資源
（帯域幅、バッファ空間、伝送スケジューラ時間等）の
割り当てを管理する。ネットワークは資源が制限されて
いるので、ネットワークは、同時にサービス拘束を与え
ることが可能なアプリケーション数を制限しなければな
らない。参入許可制御は、ネットワークの現在の状態、
及び新しい要求のサービス要件に基づいて、ネットワー
クに対する新しいアプリケーション要求の参入が許可で
きるか否かを決定する過程に関わっている。新しいアプ
リケーション要求は、下記の２つの参入許可規則を満た
す場合に参入が許可される：（１）ネットワークは、アプリケーションが要求するサ
ービスで、新しい接続を提供することが可能である。（２）新しい要求の参入許可がなされた後、既存の接続
に与えられたサービス拘束の履行が継続される。参入許可制御は、輻輳の発生を阻止しようとするので、
参入許可制御は順向抑制形式の輻輳制御である。

【００２０】既知の参入許可制御方法では、ネットワー
クに対するアプリケーション要求の参入許可を制御する
ための対照的な方法が採用された。いくつかの方法で
は、異なる動作条件下において目標環境をシミュレート
し、実際のネットワーク環境で参入許可の決定を行うの
に、これらのシミュレーションによって得られたデータ
を使用した。1990年5月に開催されたProceedings of IE
EE INFOCOMのページ881〜888における、Decina他による
Bandwidth Assignment and Virtual Call Blocking in
ATM Networks；1989年に開催されたProceedings of IEE
E Globecomeのページ1788〜1793におけるGallassi他に
よるATM:Bandwidth Assignment and Bandwidth Enforce
ment Policies；1990年4月のIEEE Journal on Selected
Areas inCommunications、第8巻、第3号のページ437〜
446における、Woodruff他によるMultimedia Traffic Ma
nagement Principals for Guaranteed ATM Network Per
formanceを参照されたい。シミュレーションから得られ
るデータの静的特性のために、トラフィック及びネット
ワークの特性が動的に変化する可能性のある大規模ネッ
トワークにこれらの方法を利用するのは実際的でない。
代わりに、他の方法では、トラフィック契約の一部とし
て提供されるトラフィック送信元の反応に関するあらか
じめ指定された情報に頼って、参入許可決定に用いられ
る解析式が導き出される。1991年10月のIEEE Communica
tions Magazine第29巻、第10号のページ54〜64における
Cidon他によるBandwidth Management and Congestion C
ontrolin plaNETを参照されたい。これらの方法にはい
くつかの欠点がある。第１に、トラフィック記述子は非
常に手の込んだものであるので、多くの異なるパラメー
タを必要とする。（対照的に、リーキ・バケット(leaky
-bucket)記述子には、パラメータが２つだけしかな
い）。第２に、これらの方法は経路指定とは無関係であ
る。第３に、これらの方法はほんのわずかなスイッチ・
スケジュールの規律のみによってしか有効に機能しな
い。最後に、これらの方法は最悪の場合の仮定に依存し
ているので、リアル・タイム・クラスに関するネットワ
ークの利用率が低くなる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】技術の発展によって、
統合ネットワークは今日の非リアル・タイム・アプリケ
ーションだけでなく、性能保証が要求される新しいマル
チメディア・アプリケーションの支援も可能になりつつ
ある。帯域幅及び遅延制限といった性能保証は、従来の
輻輳制御の反動的メカニズムによって与えることができ
ないので、リアル・タイム・ネットワークには、改良さ
れたトラフィック参入許可制御技法（順向抑制式輻輳制
御メカニズム）が必要になる。

【００２２】従って、本発明の課題は、統合ネットワー
クにおけるマルチメディア・ストリームの参入許可を制
御するための新規で、柔軟な参入許可制御方法を提供す
ることにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】概して言えば、本発明
は、リアル・タイム・トラフィックのネットワークに対
する参入許可の制御方法に関するものである。この方法
は、トラフィック送信元の実際の反応、並びに、全ての
既存接続に対して提供される性能の測定に依存し、今後
の参入許可を決定しようとするものである。より詳しく
は、本発明による参入許可制御方法では、ネットワーク
・リンクに１つ以上の追加接続が追加される場合に存在
することになる性能パラメータの予測が行われる。その
後、この予測された性能パラメータは、該参入許可制御
方法に今後のアプリケーションによって要求されるＱｏ
Ｓ拘束を満たすのに必要な資源をネットワークが持って
いるか否かの決定を行うことを可能にさせる。

【００２４】本発明の参入許可制御方法は、ネットワー
ク（例えば、統合ネットワーク）におけるソフト・リア
ル・タイム・アプリケーションの参入許可を志向するも
のである。該参入許可制御方法では、擬似ストリーム
（トラフィック）を利用して、ネットワークに対する新
しい接続の参入が許可された場合の、ネットワークの反
応を予測する。擬似ストリームは各ネットワーク・リン
クについて確立され、アプリケーション要求と同様のト
ラフィック特性を備えている。擬似ストリームの設定
後、新しいアプリケーション要求の参入が許可された場
合のネットワークの反応を予測するため、ネットワーク
性能が測定される。擬似ストリームが、ネットワークを
輻輳状態に近づけたら、擬似ストリームは中断され、そ
れによって輻輳が完全に回避されるか、あるいは輻輳し
たネットワークが非輻輳状態に復元されることになる。
擬似ストリームを取り扱うことができないネットワーク
・リンク（すなわち、輻輳状態になるリンク）は、追加
参入許可要求が許されない。

【００２５】本発明の実施例の１つは、リンクによって
相互接続された複数のノードを持つネットワークにおけ
る、リンクの性能をモニターする方法に関するものであ
る。該方法では、まずリンクにおける既存のトラフィッ
クに擬似トラフィックを追加し、次にリンクが接続要求
に対して与えることのできる少なくとも１つの性能保証
を予測する。性能保証は、例えば遅延、損失率、または
その両方である。

【００２６】本発明のもう１つの実施例は、統合ネット
ワークのネットワーク・ノードに関するものである。該
ノードには、少なくとも入力リンクを出力リンクに有効
に接続することによってトラフィックを通すための接続
回路、擬似トラフィックを供給するための擬似トラフィ
ック・コントローラ、擬似トラフィックとリアル・タイ
ム・トラフィックを受け入れる待ち行列、待ち行列の性
能パラメータを予測するための性能パラメータ予測装置
が含まれている。

【００２７】本発明のその他の付加的な実施例について
は、後述の詳細な説明及び請求項によって、説明される
かまたは明らかになる。

【００２８】本発明は、下記を含むいくつかの利点を提
供する。参入許可制御方法は、適応アプリケーションを
含む、全てのタイプのマルチメディア・アプリケーショ
ンを支援する。参入許可制御方法は、同質型ネットワー
ク及び異質型ネットワークに適用可能である。参入許可
制御方法は、スイッチング・ノード（例えば、スイッチ
設計）で提供される支援（または、異なる支援）、また
はそれらが用いるスケジューリング規律とは無関係であ
る。参入許可制御方法は、また各種のハードウェア及び
ネットワーク技術によって実施可能である。さらに、該
参入許可制御方法はネットワークの接続形態、負荷条
件、トラフィック特性、及びアプリケーションのＱｏＳ
要件における動的変化に適応することが可能である。さ
らに、該参入許可制御方法では、接続グループ間におい
てネットワーク資源を共用することによって、ネットワ
ーク資源が個々の接続に専有される場合よりも、ネット
ワークの利用率が高くなる。

【００２９】

【実施例】本発明は、同一の参照番号が同じ構成要素を
示す図と共に行われる以下の詳細な説明により容易に理
解される。

【００３０】図１〜９に関連して、本発明の実施例につ
いて解説する。ただし、当該技術の熟練者には明らかな
ように、これらの図に関連してここで示される詳細な記
述は、説明を目的としたもので、本発明がこれらの実施
例の範囲に限定されるものではない。

【００３１】本発明は、通信ネットワークにおけるリア
ル・タイム・マルチメディア・トラフィック要求の参入
許可制御方法に関するものである。この参入制御方法で
は、性能パラメータ予測に依存して、ソフト・リアル・
タイム拘束を支援する。

【００３２】通信を開始する前に、アプリケーション
は、送信元から宛先までの経路上に配置された全てのネ
ットワーク・ノードに対して参入許可を要求しなければ
ならない。全ての中間ノードにおいて新しい要求の参入
許可をするのに十分な資源を持っていると思われ、かつ
アプリケーションのＱｏＳ制約条件を満たしそうな経路
を選択するのがネットワークの経路指定サブシステムの
仕事である。対照的に、参入許可制御方法の仕事は、そ
の経路上で新しい要求の参入を許可することができるか
検証を行うことである。

【００３３】図１は、本発明の参入許可制御方法のブロ
ック図である。参入許可方法は、リンク・レベルの参入
許可制御１と、ネットワーク・レベルの参入許可制御操
作２から構成される。参入許可制御方法の望ましい操作
は、リンク・レベルの参入許可制御操作１を周期的に実
施して、ネットワーク資源の使用可能度を決定し、ネッ
トワークへの参入許可の各要求を受け取る毎に、ネット
ワーク・レベルの参入許可制御操作２を実施することで
ある。リンク・レベルの参入許可制御操作１は、リンク
毎に参入許可規則（１）の妥当性（すなわち、新しい要
求が追加されても、既存の通信ストリームが、満足のゆ
くサービスを受け続けることになるか否か）をテスト
し、一方ネットワーク・レベルの参入許可制御操作２で
は、エンドツー・エンドに基づき、参入許可規則（２）
の条件（すなわち、新しい要求が追加された時に、アプ
リケーションのＱｏＳ要件が満たされるか否か）を検証
する。参入許可規則（１）及び（２）については、既述
のところである。

【００３４】参入許可制御方法は、参入許可制御が実施
されるネットワークによって利用される。図２は、統合
ネットワーク２０の例を示すダイヤグラムである。ネッ
トワーク２０は、複数のノード４を含んでいる。ノード
４はネットワーク・リンク６によって、近傍のノード４
に電気的または光学的に結合されている。ホスト８は、
ネットワーク・リンク１０によってノード４に電気的ま
たは光学的に結合されている。とりわけ、ノード４によ
ってネットワーク２０を通るトラフィックの流れが制御
される。すなわち、ホスト８（送信元）が別のホスト８
（宛先）へトラフィックの送信を要求する場合、ノード
４は適切なリンク６、１０によって送信元から宛先への
情報通信を行えるように、スイッチング・テーブルを構
成しなければならない。ホスト８は、コンピュータ、電
話、ビデオフォン等のような各種装置であることが可能
である。図２において、ノード４はそれぞれスイッチ回
路２２、制御コンピュータ２４、及び、リンク２６を含
む、スイッチング・ノード４として示されている。制御
コンピュータ２４は、リンク２６によってスイッチ回路
２２に電気的または光学的に結合され、対応するノード
４を介して情報の送信を制御する。

【００３５】各スイッチング・ノード４は、スイッチン
グ・ノード４に接続されたホスト８からアプリケーショ
ン要求を受信することが可能である。アプリケーション
要求は、送信元ホスト８から宛先ホスト８に至る経路を
提供するように、ネットワーク２０を介して接続を要求
する。スイッチ回路２２は、経路に従いリンク６、１０
を介して複数のデータを操作し、スイッチング・ノード
４で受け取ったアプリケーション要求が宛先ホスト８に
転送される。

【００３６】ネットワークには、独立した装置によって
スイッチング及び制御機能を実施するものもある。こう
したネットワークの場合、スイッチング機能は、追加処
理能力が比較的小さい、高速ハードウェア・スイッチ回
路によって提供されることが可能であり、制御機能は、
スイッチ回路よりもかなり低速であるが、洗練された処
理能力を備えた制御コンピュータによって実施され得
る。別のネットワークでは、現在のところ、Ｉｎｔｅｒ
ｎｅｔルータ及びゲートウェイのように、同じ装置内で
スイッチング機能と制御機能の両方を実施することが可
能である。一般性を持たせるため、図２に示すスイッチ
ング・ノード４については、今後、独立したスイッチン
グ装置と制御装置を備えるものとして解説する。さら
に、本発明の参入許可制御方法は、非同期転送モード
（ＡＴＭ）及び分散型ファイバ・データ・インターフェ
イス（ＦＤＤＩ）を含む、各種ネットワーク化技術で実
施可能である。

【００３７】アプリケーションは、サービス・インター
フェイスによって定義されるＱｏＳパラメータに関する
目的値を指定することによって、性能保証を要求する。
サービス・インターフェイスによって支援されるＱｏＳ
パラメータは、エンドツー・エンド遅延、及び伝送パケ
ットに対する損失パケット（損失比）のエンドツー・エ
ンド比（損失比）である。当該技術の熟練者には明らか
なように、この損失比は、代わりに受信が成功したパケ
ットに対する損失を生じたパケットとの比として測定す
ることが可能である。遅延ジッタ制限といった他のＱｏ
Ｓ要件は、ネットワーク・レベルではなくむしろアプリ
ケーション・レベルにおいて取り扱われることができ
る。帯域幅は、ＱｏＳパラメータではなく、リーキ・バ
ケット記述子によって表現可能な送信元トラフィック記
述子パラメータである。

【００３８】該参入許可制御方法では、各ノード毎に、
最も適合するサービス・クラスまたはサービス・レベル
に対して、ＱｏＳ要求の対応付けを行う。各ノード４
は、出力リンク６、１０毎に１つ以上のサービス・クラ
スを支援する。これを行うため、ノード４は分割したノ
ード資源を各サービス・クラスに割り当てる。

【００３９】サービス・クラスは十分な資源割り当てに
依存するので、各ネットワーク・ノード４毎に適合する
ハードウェア及びソフトウェアの支援を必要とする。例
えば、出力リンク待ち行列がハードウェアで実現される
場合、各サービス・クラス毎に、少なくとも１つの待ち
行列が存在しなければならない。さらに、サービス・ク
ラスの特性はリンク待ち行列規律に大いに依存してい
る。各種ネットワーク・ハードウェア及び大部分のスケ
ジューリング規律に適合するため、基本的な参入許可制
御方法は、極めて一般的なものとして設計されている。
性能保証を要求する場合、送信元はトラフィック契約に
よって生じることになるトラフィックの定義を行なわな
ければならない。これはパラメータｒ及びｂを有するト
ークン・バケット記述子を利用して行うことが可能であ
るが（上述のように）、ここで、ｒはトークンがトーク
ン・バケットに累積される速度であり、ｂはバケットの
容量である。トークン・バケット記述子は、送信元によ
って生成されるトラフィックに関するエンベロープを提
供する。いかなる状況においても、その生成されたトラ
フィックが、トークン・バケット・モデルによって暗示
される速度またはバーストを超ることはない。メディア
送信元によって発生するトラフィックは、一般にトーク
ン・バケット記述子を用いて示されるが、ジャンピング
またはスライディング・ウインドウ記述子のような他の
トラフィック記述子を利用することも可能である。

【００４０】リンク・レベル参入許可制御操作１（図
１）では、サービス・クラスに、その実際の負荷を超え
る追加負荷を加えた後の、いくつかのキー性能パラメー
タの値を予測することによって、リンク６、１０を介し
た要求の参入を許可すべきか否かについて評価を下す。
キーとなるパラメータは、待ち行列遅延及び損失比であ
る。追加負荷（擬似トラフィックと呼ばれる）は、ネッ
トワーク４において局所的に生じ、待ち行列空間を占め
るために用いられるが、リンク６、１０を介して伝送さ
れることはない。

【００４１】参入許可要求呼び出しを受信する前に、擬
似トラフィックが追加される。擬似トラフィックが生じ
ると、ノード４は待ち行列遅延、及び損失比の両方また
は一方を測定する。測定値がサービス・クラスに許容可
能な値を超えると、擬似トラフィックは即座に中断さ
れ、経路指定サブシステムには、該サービス・クラスに
対して追加トラフィックの参入を許可することができな
いことが知らされる。性能値がサービス・クラスの要件
に違背しなければ、擬似トラフィックの発生に用いられ
たトークン・バケット記述子の値、並びに遅延及び損失
の測定値が経路指定サブシステムに送られる。

【００４２】ネットワーク・レベルの参入許可制御２
（図１）は各種ネットワーク・ノード間において要求呼
び出しのエンドツー・エンドＱｏＳ要件を配分するため
に必要である。これは２ステップで実施される。まず、
送信元から宛先への順方向経路において、ノード資源は
暫定的に予約される。次に、逆方向経路においてＱｏＳ
要件を満たすことができない場合、資源が解放される。
ＱｏＳ要件が満たされた場合は、資源が確保され、スト
リームは各ノード４において各種サービス・クラスに割
り当てられ、エンドツー・エンドＱｏＳ要件が、各種ノ
ード間に配分される。帯域幅要件は経路に沿った全ての
リンク６、１０について同じである点に留意されたい。

【００４３】ネットワーク・リンクを介した参入許可制
御ネットワーク・リンク６、１０を介したリンク・レベル
の参入許可制御１は、下記の質問に基づくものである：
いくつかの接続がネットワーク・リンクを同時に利用し
ており、そのネットワーク・リンクが輻輳していない
（すなわち、既存の全ての状態のＱｏＳ要件が満たされ
る）場合、該ネットワーク・リンクを利用している全て
の接続に提供されたＱｏＳ拘束に違背することなく、該
リンクに対し参入が許可され得るか？ネットワーク資源
の割り当て超過のために、スイッチング・ノード４によ
って既存の接続に与えられるＱｏＳ拘束の違背が生じる
可能性がある。待ち行列システムの動作原理は、割り当
てられた資源が、割り当て可能な全容量に接近するにつ
れて性能が劣化することを示している。場合によって
は、ネットワークの利用率があまり高くなくても、新し
い要求を追加すると瞬時にネットワーク資源に関する拘
束を越え、このため該リンクを介した最大待ち行列遅延
が増すことがある。こうした遅延の増大は、参入許可時
にアプリケーションに与えられた遅延保証に違背する結
果となる。

【００４４】参入許可制御方法は、ネットワーク・リン
クを介した新しい要求の参入許可がなされた場合、性能
保証がどうなるかを予測することによって、これらの望
ましくない状況を阻止する。従って、待ち行列遅延及び
損失比のような性能パラメータの予測は必要なステップ
である。

【００４５】参入許可制御方法が有効であるためには、
新しい要求が、参入を許可された場合の性能パラメータ
について予測できなければならない。これは、待ち行列
遅延及び損失の両方または一方に関する測定値を利用し
て実施することが可能である。説明を簡単にするため、
トラフィック送信元が同質であり、各スイッチング・ノ
ードが単一のサービス・クラスだけしか提供しない（す
なわち単一ＱｏＳ制限）場合における、参入許可制御方
法について最初に解説する。

【００４６】性能パラメータ予測に用いられるメカニズ
ムは、擬似ストリームである。擬似ストリームは、ネッ
トワーク２０に対する所定の追加負荷から生じる性能パ
ラメータを予測することだけを目的として、各待ち行列
に置かれたダミー・データを伝送しているストリームで
ある。リアル・タイム・トラフィックは同質であると仮
定され、トラフィック特性は既知のところであるため、
ダミー・データは擬似ストリームによって、リアル・タ
イム・マルチメディア・ストリームによるトラフィック
と同様の速度で送ることが可能である。

【００４７】擬似ストリームは、検討下にあるネットワ
ーク６、１０を介した参入が許可された場合のリアル・
タイム接続の追加と同じ負荷を、ネットワーク２０に対
して与える。擬似ストリームの活動時に測定されるパケ
ット遅延または損失は、新しいアプリケーション要求の
参入が許可される場合に、全てのリアル・タイム接続に
対して与えられる遅延または損失を表している。

【００４８】図３は、本発明のリンク・レベルの参入許
可制御操作１に関する性能パラメータ予測の概略図であ
る。各ノード４の各出力リンク６、１０は、それに関連
した１つ以上のリアル・タイム待ち行列３０を備えてい
る。リアル・タイム待ち行列３０は、入力リンク６、１
０からリアル・タイム・ストリームＴ１、Ｔ２を受信す
る。各ノード４の各出力リンク６、１０毎に擬似ストリ
ームＰを利用して、待ち行列３０を介したトラフィック
の待ち行列遅延及び損失比の両方または一方が予測され
る。擬似トラフィック（すなわち、擬似ストリームによ
って送られるパケット）は、リアル・タイム待ち行列３
０に入れられて、スイッチ２２において待ち行列３０内
の他のリアル・タイム・ストリームと同じ待ち行列遅延
または損失比を被る。擬似トラフィック・コントローラ
３２（制御コンピュータ２４内のソフトウェアまたはい
くつかの特定のハードウェアによって実現可能な）は、
擬似ストリームの生成、及び待ち行列への擬似ストリー
ムの挿入に加えて、性能パラメータ測定値Ｍ（例えば、
待ち行列遅延及び損失比の両方または一方）も制御す
る。待ち行列３０はハードウェアとソフトウェアのいず
れかによって実現可能であるという点に留意されたい。

【００４９】図４は、リンク・レベル参入許可制御操作
１の性能パラメータ予測の実施例に関する方法ステップ
のフローチャートである。擬似トラフィックＰ（すなわ
ち、擬似ストリームによって送られるパケット）はリア
ル・タイム待ち行列３０に取り込まれる（４０）。次
に、リアル・タイム待ち行列の性能パラメータが測定さ
れる（４１）。擬似トラフィックの活動時に測定される
性能パラメータＰは、新しいアプリケーション要求の参
入が許可されることになる場合に、関連スイッチング・
ノードの全てのリアル・タイム接続に与えられるＱｏＳ
（例えば、遅延、損失比、またはその両方）の予測であ
る。

【００５０】次に、第１の参入許可規則に基づいて決定
４２がなされる。決定４２は待ち行列３０が擬似トラフ
ィックＰを取り扱うことができるか否か、すなわち（擬
似トラフィックが取り込まれた後）既存の接続に関する
ＱｏＳ拘束がなお満たされるか否かによって決まる。取
り扱えない場合には、待ち行列３０は新しい接続にとっ
て使用不能と表示され（４３）擬似トラフィックが除去
される（４４）。一方、待ち行列３０が、擬似トラフィ
ックを取り扱うことが可能な場合（すなわち既存の接続
に関するＱｏＳ拘束が、なお満たされる場合）、性能パ
ラメータの測定値はネットワーク・レベルの参入許可制
御操作２における後の利用に備えて保持される（４
５）。

【００５１】さらに、待ち行列３０が擬似トラフィック
を取り扱うことができる場合、性能パラメータ測定値４
１が経路指定サブシステムに送られる（４６）。同様
に、待ち行列３０が使用不能と表示される（４３）と、
こうした使用不能であることを表す情報がネットワーク
２０に関する経路指定サブシステムに送られる（４
７）。図４のブロック４６及び４７に示す操作は、オプ
ションである。リンク・レベルの参入許可制御操作１は
経路指定サブシステムと対話する必要はないが、性能パ
ラメータ測定値（例えば、待ち行列遅延、損失比、また
はその両方）または使用不能であるという情報を経路指
定サブシステムに送り、経路指定サブシステムが要求の
参入を許可する可能性のより大きな経路を選択できるよ
うにするのが望ましい。一般に、経路指定サブシステム
は、各待ち行列（３０）毎に、性能パラメータ測定値ま
たは使用不能であるという情報を経路指定テーブル（こ
こでは示されていない）に記憶する。

【００５２】性能パラメータ予測に用いられる擬似スト
リームは、２つの目的にかなう：すなわち、擬似ストリ
ームは、将来の遅延を予測可能にするだけでなく、帯域
幅の十分条件を暗黙のうちにテスト可能にする。擬似ス
トリームがネットワーク・リンク６、１０を介して支援
可能な場合、ネットワーク・リンク６、１０を介した別
のリアル・タイム・ストリームの参入を許可するのに十
分な帯域幅が備わっていることになる。

【００５３】任意の段階において、ネットワーク・リン
ク６、１０を介した新しい要求の参入許可によって既存
接続のいずれかに関するＱｏＳ制限が侵害されると、そ
のリンク上に存在する擬似ストリームの送信が中断され
る。ＱｏＳ制限の侵害検知による疑似トラフィツクの中
断は、ネットワーク性能を十分なレベルに復元する（全
ての送信元の状態を以前と同じようにする）。その理由
は以下の通りである：（ｉ）ＱｏＳ要件は、新しい要求
の参入許可前に侵害されることがなく、（ｉｉ）参入許
可された最後の要求が終了すると、必要とされるサービ
スの質がネットワークによって提供され、そして（ｉｉ
ｉ）擬似ストリームは、新しい要求とちょうど同じよう
に他の全ての接続に影響するので、擬似ストリームのト
ラフィックの中断は、新しい接続の終了と同じで、従っ
てネットワークは既存の全接続のＱｏＳ要件が満たされ
る状態に戻される。

【００５４】擬似トラフィック・コントローラ３２は、
いくつかの異なる方法で実現することが可能である。こ
こでは、擬似トラフィック・コントローラ３２に関する
３つの実施方法について解説する。第１の実施方法は、
制御コンピュータ２４におけるソフトウェアによるもの
である。これに関して、図５は制御コンピュータ２４の
一部をなす疑似トラフィック・コントローラ５０内のノ
ード４のブロック図である。この第１の実施方法の場
合、制御コンピュータ２４におけるソフトウェアは、必
要に応じて擬似トラフィックＰを生成する。第２の実施
方法は、スイッチ２２の入力ポートの１つに接続された
特殊化ハードウェア・コンポーネントが用いられる。こ
れに関して、図６は擬似トラフィックＰを生成する擬似
トラフィック・コントローラ６０内のノード４のブロッ
ク図である。第３の実施方法は、スイッチ回路２２内に
擬似トラフィック・コントローラが組み込まれることに
なる。どの場合にも、待ち行列サーバは、擬似パケット
と実際のリアル・タイム・トラフィックに属するパケッ
トとの区別ができなければならない。この区別は、擬似
パケットを識別するための特殊識別子を利用して行うこ
とができる。スイッチング・ノード４に送り込まれる擬
似パケットは、該スイッチング・ノード４の出力リンク
に関連したリアル・タイム待ち行列３０に入れられる。
次に、擬似パケットは、もとのノードにおいて廃棄され
る（すなわち、スイッチが、ネットワーク・リンクを介
したそれらの送信の直前に、擬似パケットを廃棄し、伝
送されたであろう擬似パケット内のパケット・スロット
は、利用されずに残る）。

【００５５】参入許可制御方法では、性能パラメータ
（ＱｏＳ）予測に関する解析公式化とは対照的に、測定
値に基づくメカニズムを利用するので、上述の本発明に
よるＱｏＳ予測技法は、スイッチング・ノード４におけ
る特定のスケジューリング規律、または待ち行列戦略に
依存するものではない。しかし、性能パラメータの測定
が実施される方法は、スイッチの設計によって決まる。
スイッチ２２が、パケットの到着時、及びスイッチ２２
からの伝送時に、パケットに対してその時刻を記録する
ことができる（タイマを利用して）場合、遅延測定値は
容易に得られる。スイッチング・ノード４におけるパケ
ットの遅延は、該ノードからのパケット伝送時の時刻と
該ノードにおけるパケット到着時の時刻との間の差であ
る。遅延の測定値は、個々のパケット遅延の最悪の場合
の値、またはパケット遅延分布における百分位数の高い
数値である。

【００５６】スイッチング・ノード４において、パケッ
トの時刻記録ができない場合、遅延測定のためだけに、
資源マネージャによって、プローブ・パケットの送信を
行うことが可能である。プローブ・パケットの往復の伝
送遅延を利用して、スイッチング・ノードにおける待ち
行列遅延を推定することが可能である。こうした推定に
関するいくつかの技法が、当該技術において既知のとこ
ろである。例えば、1989年6月のIEEE Transactions on
Software Engineeringにおける、Gusella他によるThe A
ccuracy of the Clock Synchronization Achieved by T
EMPO in Berkeley UNIX 4.3BSD、及び1991年のIEEE Tra
nsactions on Communications,39(10)、ページ1402〜14
93における、D.L.MillsによるInternet Time Synchroni
zation:The Network Protocolを参照されたい。

【００５７】ネットワーク・レベルの参入許可制御ネットワーク・レベルの参入許可制御２は、個々のネッ
トワーク・ノード間において、呼び出し要求のエンドツ
ー・エンドＱｏＳ要件を配分するために必要である。図
７は、本発明のネットワーク・レベルの参入許可制御操
作２（図１）の実施例を示すフローチャートである。ネ
ットワーク・レベルの参入許可制御操作２は、エンドツ
ー・エンドに基づき参入許可規則（２）（すなわち、新
しい要求が追加される場合、アプリケーションのＱｏＳ
要件が満たされるか否か）を適用する。この手順は、新
しいアプリケーション要求が受信される毎に呼び出され
る。

【００５８】最初に、アプリケーション要求を受信する
と、経路指定サブシステムによって、可能性のある送信
元から宛先までの経路が決定される（７０）。可能性の
ある経路はリンク６、１０を介して送信元から宛先まで
延びる。経路指定サブシステムは、予測される性能パラ
メータ及び使用不能リンクに関する情報を利用して、ア
プリケーション要求の支援に使用できそうな十分な資源
のある経路の中から可能性のある経路を決定することが
望ましい。

【００５９】リンク６、１０によって与えられるＱｏＳ
制限は、経路指定サブシステムの経路指定サーバには既
知のところであるため、経路のエンドツー・エンドＱｏ
Ｓを限定することは、送信元と宛先の間における経路に
沿ったリンク６、１０のそれぞれに関する性能パラメー
タ測定値を限定することに相当する。情報は、今日のＩ
ｎｔｅｒｎｅｔルータにおいて接続形態の情報が交換さ
れるのとほぼ同様に、経路指定サーバ間において交換す
ることが可能である。それにもかかわらず、経路指定サ
ーバから別の経路指定サーバへの状態情報の伝送待ち時
間のため、選択された経路の全てのノードが、新しい要
求の参入許可を行うのに十分な資源を備えていることを
保証するのは不可能である。従って、ネットワークへの
アプリケーション要求の参入を許可することができるの
は、アプリケーション要求が、送信元から宛先までの選
択された経路におけるスイッチング・ノードのそれぞれ
によって実際に受信された後に限られる。

【００６０】従って、アプリケーション要求の参入を許
可する前に、可能性のある経路における出力リンク６、
１０のそれぞれに関する予測性能パラメータ（最後に経
路指定サーバに送られてから更新された可能性がある）
が、加算される（７１）。各リンク毎に、複数のサービ
ス・クラスが用いられる場合、適合するサービス・クラ
スの予測性能パラメータが用いられる。いずれにせよ、
結果得られる合計は、可能性のある経路に沿ったアプリ
ケーション要求に使用可能なエンドツー・エンド性能パ
ラメータ値である。

【００６１】理論上、性能パラメータが遅延の場合、ノ
ード４の間でパケットが被る遅延は、サービスを受ける
のを待つ間のノード４における待ち行列遅延と、ネット
ワーク・リンク６、１０から次のノード４までの距離に
よって決まる伝播遅延から構成される。ネットワーク・
リンク６の長さは一定のため、光の速度によって決まる
伝播遅延は一定である。一方、各ノード４における待ち
行列遅延は一定ではなく、対応する出力リンク６、１０
におけるトラフィック・スケジュールのレベルに応じて
変動する。上述のように、各ノード４は、出力リンク１
０のそれぞれにおける遅延を周期的にモニターする必要
がある。伝播遅延は一定のため、ネットワーク２０の接
続形態が変更された場合だけ、再度測定しなければなら
ない。

【００６２】次に、結果得られたエンドツー・エンド性
能パラメータ値に基づいて決定７２が行われる。該手順
では、エンドツー・エンド性能パラメータ値が、アプリ
ケーション要求のエンドツー・エンドＱｏＳ要件を超え
ると、この提案経路に沿ったアプリケーション要求の参
入を許可しない。該手順は、従って、中止するか、ある
いは別の可能性のある経路について再度試行することに
なる。一方、エンドツー・エンド性能パラメータ値が、
アプリケーション要求のエンドツー・エンド遅延制限以
下の場合、アプリケーション要求の参入が許可される
（７３）。すなわち、アプリケーション要求はアプリケ
ーション接続として可能性のある経路を介してネットワ
ークへの参入が許可される。

【００６３】ステップ７２及び７３は、可能性のある経
路における各スイッチング・ノード４に送られる接続セ
ット・アップ・メッセージを利用して実施される。接続
セット・アップ・メッセージは、第１のフィールドには
アプリケーション要求のエンドツー・エンド遅延制限、
第２のフィールドには当初空のフィールドが含まれる。
接続セット・アップ・メッセージが可能性のある経路に
沿って順次ネットワークを進んで行く時に、可能性のあ
る経路のリンク遅延が、第２のフィールドに累積され
る。同時に、接続セット・アップ・メッセージは可能性
のある経路に沿って進む時に、各リンク毎に暫時資源を
予約することも可能である。接続セット・アップ・メッ
セージが宛先に達すると、決定７２を行うことが可能に
なる。

【００６４】従って、新しい要求を受信するスイッチン
グ・ノード４は、該要求に対して満足のゆくＱｏＳを提
供するのに十分な資源を所有している場合に限って、そ
の提供を確約する。別様の場合、新しい要求は中間ノー
ドにおいてネットワーク資源が使用不能であることを知
らされ（７４）、接続の参入許可のための別の経路を試
みることが可能になる。可能性のある経路内の各ノード
４毎に、ＱｏＳ拘束が与えられるアプリケーション要求
は、ネットワーク２０への参入が許可される。参入許可
の要求と実際の参入許可との間の最短待ち時間は、少な
くとも送信元と宛先の間における往復の伝送遅延に等し
い。

【００６５】図７に示す参入許可制御操作は、エンドツ
ー・エンドＱｏＳ保証を利用して、ネットワーク・レベ
ルの参入許可制御操作２を実施する。エンドツー・エン
ドＱｏＳ保証は、エンドツー・エンド遅延保証、伝送パ
ケットに対する損失パケットのエンドツー・エンド比
（損失比）の保証、または、その両方とすることが可能
である。損失保証の場合、各ノードが伝送されるパケッ
ト数とスイッチ回路２２において脱落するパケットのパ
ーセンテージをモニターする。これは、送信元から伝送
パケットのカウントを要求することによって、長期にわ
たって簡単に実施される。この方法では、また追加とし
て遅延制限を超えるパケットのパーセンテージもモニタ
ーすることが可能である。これらのパーセンテージのど
ちらであれ、著しくなる場合には、違背の原因となるそ
れ以上のネットワークにおける要求の参入許可及び擬似
パケットの伝送は中断される。

【００６６】複数の同時参入要求の許可複数の同時参入許可要求を受信するのは、ネットワーク
２０のリンク６、１０にとって稀ではない。同じネット
ワーク・リンクを介した接続の確立に関する複数の要求
を（ネットワークにおける内部ノードの場合のように）
同時に受信した場合、該リンクを介した参入許可を順次
行う。しかし、各要求の参入許可後、ネットワーク・リ
ンクを介したパケット遅延（例えば、待ち行列遅延）の
再予測が必要になる。遅延の予測は、瞬時の操作ではな
いので、複数の同時要求によって、参入許可待ち時間が
長くなる可能性がある（すなわち、参入許可の要求と実
際の参入許可との間の遅延が大きくなる）。

【００６７】本発明の修正が施された実施例では、参入
許可待ち時間が長くなるのを回避することができる。修
正によって、リンク・レベルの参入許可制御操作１で、
複数の同時参入許可を取り扱うことが可能になる。特
に、ネットワーク・リンク６、１０のそれぞれにおいて
（または、各リンク毎に、複数の待ち行列が設けられて
いる場合には、各サービス・クラスにおいて）、図３に
示す基本実施例のような１つだけの擬似ストリームでは
なく、複数の擬似ストリームが起動される。同時に起動
する必要のある擬似ストリーム数は、短い時間内にリン
クに到着しそうな要求数に基づいて選択することができ
る。ネットワーク２０の周囲に配置されたネットワーク
・リンクは、同時に受信する要求の数が、ネットワーク
２０の中央に配置されたリンクよりも少なくなりそうな
ので、同時に起動する必要のある擬似ストリーム数は、
その位置に従って、１つのスイッチング・ノード４から
他に変動する可能性がある。もちろん、複数の擬似スト
リームが確立された結果として、スイッチング・ノード
４によって与えられるＱｏＳ拘束に違背が生じる場合に
は、擬似ストリームの一部または全てを停止しなければ
ならない。停止しなければならない擬似ストリーム数
は、ＱｏＳ制限を、要求された限度に戻すことが可能な
最小数によって決まる。

【００６８】この場合、許容可能な参入許可数に関する
情報は、経路指定サーバ間において交換される。この情
報は前述のところとほぼ同様に、今後のアプリケーショ
ン要求に関する可能性のある経路を決定するために、利
用されることが可能である。例えば、リンクにおいて３
つの擬似ストリームを取り扱う（４２）ことが可能な場
合、リンクは同時に３つのアプリケーション要求を参入
許可し得る。

【００６９】複数サービス・クラスの支援ここまでは、各スイッチング・ノードによって同じ単一
クラスのサービスだけしか得られないものと仮定してき
たが、より現実的には、各スイッチング・ノード４毎
に、複数サービス・クラスを支援することができる。一
般に、リアル・タイム・マルチメディア・アプリケーシ
ョンは、異なる遅延及び損失要件を備えている。例え
ば、リアル・タイムの人間同士のマルチメディア対話に
は、数百ミリ秒単位の遅延制限が必要であるが、記憶媒
体アプリケーション（例えば、要求に応じたビデオ視
聴）のような比較的遅延に敏感でないアプリケーション
は、数秒の単位でも遅延を許容することができる。全て
のリンク６、１０を介した単一リアル・タイム・サービ
ス・クラスだけしか支援しないネットワーク２０は、こ
うしたマルチメディア・アプリケーションに特別のサー
ビスを提供することができない。さらに、このネットワ
ークは柔軟性に欠けるので、いくつかのアプリケーショ
ンでは、要求を上回るサービスが得られるが、他の多く
のアプリケーションでは、該ネットワークの利用を許容
することができない。

【００７０】スイッチング・ノード４が、アプリケーシ
ョンに特別のサービスを提供するためには、スイッチン
グ・ノード４は、１つ以上の（リアル・タイム）サービ
ス・クラスを支援しなければならない。異なるスイッチ
ング・ノード４は、異なるクラスのサービスを提供する
ことが可能である。例えば、ネットワークの中心部にお
けるノードは、周辺に配置されたノードより多くのサー
ビス・クラスを支援することが可能である。

【００７１】各スイッチ回路２２は、接続に対して少数
の事前に定義されたサービス・レベルを提供するため、
各リンク毎に少数の待ち行列を設けることが望ましい。
同じサービス・クラスの全接続のパケットが、まとめて
待ち行列に入れられ、所定のスイッチ回路２２において
同じＱｏＳ保証を受けとる。しかし、接続が割り当てら
れている各スイッチ回路２２は、そのサービス・クラス
について、異なるレベルのＱｏＳ保証を与えることが可
能である。こうして、同じ接続が、異なるスイッチ回路
２２から異なるＱｏＳ保証を受けることができる。

【００７２】異なるサービス・クラスの提供は、遅延に
対する感度の高いアプリケーションと低いアプリケーシ
ョンに対して提供される、サービス間において行なわれ
る区別にとって望ましいだけでなく、待ち行列遅延の短
いサービス・クラスを利用して、大幅な伝播遅延の影響
のバランスをとる上においても望ましい。例えば、会議
に出席する２人の人が近接した場所にいる場合、伝播遅
延は極めてわずかであり、待ち行列遅延が数百ミリ秒の
範囲内である場合でさえ、ネットワークは許容可能なサ
ービスを提供することが可能である。対照的に、リンク
を介して同じアプリケーションが必要とする遅延保証
は、関係者間のの距離がかなりある場合には、数ミリ秒
のオーダになる可能性がある。

【００７３】サービス・クラス数が増すと、ネットワー
ク２０の柔軟性が増すが、それはまた、リンク・レベル
の参入許可制御操作１、及びネットワーク・レベルの参
入許可制御操作２の両方の参入許可制御を複雑にする。
アプリケーション要求は、異なるサービス・クラスへの
参入が許可されるので、疑似ストリームを個々のネット
ワーク・リンクではなく、各ネットワーク・リンクを介
して支援される個々のサービス・クラスと関連づけるこ
とが必要になる。さらに、あるサービス・クラスの擬似
ストリームを起動させると、同じリンクにおける１つ、
あるいはそれ以上の他のサービス・クラスに関連したＱ
ｏＳ拘束に違背を生じる可能性がある。こうした状況を
回避するため、擬似ストリームを起動している間は、ス
イッチング・ノード４によって支援される全てのサービ
ス・クラスを介したＱｏＳ拘束をモニターする必要があ
る。擬似ストリームは、他のサービス・クラスに関連し
たＱｏＳ制限の侵害が検出されると、即座に停止され得
る。ネットワークによって支援されるサービス・クラス
の数と参入許可制御の複雑さとの間において、トレード
・オフを実施しなければならない。

【００７４】サービス・クラスの数が増すと、経路指定
アルゴリズム、及び経路指定アルゴリズムと参入許可制
御との対話処理の複雑さも増すことになる。第１に、ス
イッチング・ノード４によって支援されるサービス・ク
ラスに関する情報は、ネットワーク２０における全ての
経路指定サーバに対して提供されなければならない。第
２に、経路指定サーバは、スイッチング・ノード４にお
ける各サービス・クラスに対して参入許可され得る擬似
ストリームの数に関する情報を交換する。第３に、アプ
リケーション要求によって要求されるＱｏＳ制限に基づ
く経路指定アルゴリズムは、新しい要求に対する経路
（または１組の経路）を決定することを期待されている
だけでなく、選択された経路にある各スイッチング・ノ
ード４毎にサービス・クラスを決定することも期待され
ている。適合する経路及び該経路に沿ったサービス・ク
ラスの選択は、互いに排他的であってはならない。アプ
リケーションによって指定されたＱｏＳ制限を満たす経
路とサービス・クラスの組み合わせの選択に関して、可
能性のある方針がいくつか存在する。

【００７５】図８は、複数のサービス・クラスのために
遅延予測を実施する装置を示す概略図である。この装置
の場合、各スイッチング回路２２は各リンク上の接続に
対して、大遅延リアル・タイム、小遅延リアル・タイ
ム、及びベスト・エフォートの３つのサービス・クラス
を提供するものと仮定される。擬似トラフィック・コン
トローラ８０は、リアル・タイム待ち行列８２、８３へ
の擬似トラフィックＰ１、Ｐ２の伝送を制御する。入力
リアル・タイム・トラフィックＴ１、Ｔ２は、リアル・
タイム待ち行列８２に入れられ、入力リアル・タイム・
トラフィックＴ３、Ｔ４は、リアル・タイム待ち行列８
３に入れられ、ベスト・エフォート・トラフィックＴ３
は、ベスト・エフォート待ち行列８４に入れられる。大
遅延制限（大遅延クラス）を必要とするアプリケーショ
ンは、リアル・タイム待ち行列８２においてスケジュー
リングされるが、小遅延制限（小遅延クラス）を必要と
するアプリケーションは、リアル・タイム待ち行列８３
においてスケジューリングされる。リアル・タイム待ち
行列８２、８３には、擬似トラフィックＰ１、Ｐ２が伝
送され（４０）、待ち行列遅延は、リアル・タイム待ち
行列８２、８３のそれぞれについて別個に決定（４１）
され（図４）、待ち行列制限と比較される。従って、ノ
ード４の各リンクは、関連する２つの予測された遅延を
有することになる。伝送時、リアル・タイム待ち行列８
２、８３は、ベスト・エフォート待ち行列８４以上の優
先権が与えられる。いずれにせよ、マルチプレクサ８６
は、待ち行列８２、８３、８４の１つからネットワーク
２０の出力リンク６、１０にパケットを出力する。図８
の解説は、遅延保証を利用した例に関連して行ったが、
該装置は、損失保証にも同様に適用可能である。

【００７６】異質送信元の支援これまで、参入許可制御方法の説明は、トラフィック送
信元が同質であるという仮定に基づくものであった。同
質である状況において、参入許可制御方法は、将来の参
入許可の影響について正確な予測を得ることが可能であ
り（擬似ストリームは、送信元メディアと全く同じ特性
を持つため）、これに従って参入許可の決定を行うこと
ができる。しかし、より現実的な筋書きでは、トラフィ
ック送信元は、異質ということになる。

【００７７】異質送信元を取り扱うためのよく知られた
アプローチの１つでは、送信元を少数のトラフィック・
クラスに分類して、トラフィック・クラス内の全ての送
信元がほぼ同じトラフィック特性を持つようにすること
が可能であると仮定する。本発明による参入許可制御方
法は、こうした分類法と簡単に統合することが可能であ
る。方針の１つは、サービス・クラスと各トラフィック
・クラスを関連させることである。1992年1月の、IEEE
Journal in Selected Areas in Communicationsにおけ
るHyman他によるJoint Scheduling and Admission Cont
rol for ATS-based Switching Nodes、及び、上述のGal
lassi他による参考文献を参照されたい。各サービス・
クラスに対して参入許可を要求するメディア・ストリー
ムの特性は、よく知られているので（各サービス・クラ
スは、１つのトラフィック・クラスと関連しているの
で）、上述の参入許可制御方法は、直接適用可能であ
る；すなわち、擬似ストリームは、それらのトラフィッ
ク特性に基づき、異なるトラフィック・クラスに割り当
てられることになる。

【００７８】異質トラフィックに関する参入許可制御
は、次のように公式化することが可能である：それぞ
れ、トラフィック特性（ｒ₁、ｂ₁）、（ｒ₂、
ｂ₂）、．．．、（ｒ_n、ｂ_n）を備えたｎ個の接続によ
って利用されているネットワーク・リンクが与えられた
場合、既存の接続のＱｏＳ制限に違背することなく、該
ネットワーク・リンクを介した、トラフィック特性
（ｒ、ｂ）を有する新しいアプリケーション要求を参入
許可することが可能であろうか？最初に、スイッチング
・ノード４は、あらかじめ指定されたレベルのサービス
（サービス・クラス）を提供するものと仮定する。本発
明の参入許可制御方法の背景にある基本原理は、前と同
じである、すなわち、ネットワーク・リンクで起動する
擬似ストリームのトラフィック特性を利用して、該リン
クを介した新しいアプリケーション要求の参入が許可さ
れるか否かの予測が行われる。

【００７９】追加アプリケーション要求の参入が許可さ
れた場合の、ネットワーク・リンクの反応を予測するた
め、これらのリンクに関連したリンク・レベルの参入許
可制御操作１によって、擬似ストリームが起動される。
擬似ストリームのトラフィック特性は、トークン・バケ
ット記述子によっても表現される。ネットワーク・リン
クの参入許可の決定は、ＱｏＳに対する違背を生じるこ
となく、該リンクを介した参入を許可することが可能な
擬似ストリーム特性の評価に基づいて決定される。

【００８０】ネットワーク・リンクを介した異質トラフ
ィックの参入許可に用いられる規則は、次の通りであ
る：ＱｏＳに対する違背を生じることなく、ネットワー
ク・リンクを介して、トラフィック特性（Ｒ、Ｂ）を備
えた擬似ストリームを起動することが可能である場合、
ｒ＜Ｒ及びｂ＜Ｂであるトラフィック特性（ｒ、ｂ）を
備えたアプリケーション要求が該リンクを介して参入を
許可されることが可能である。従って、擬似ストリーム
（Ｒ、Ｂ）の存在は、検討中のネットワーク・リンクの
割り当て可能な容量が、少なくともＲになることを表し
ている。明らかに、ｒ＜Ｒは、新しい要求を支援するの
に十分な帯域幅がネットワーク・リンクにおいて存在す
ることを暗示している。同様に、ｂ＜Ｂは、新しい要求
の参入許可によって持ち込まれる可能性のある追加遅延
または損失は、ＱｏＳに対する違背を生じるほど大きく
ならないことを示している。従って、規則には新しい要
求（ｒ、ｂ）の参入許可に十分な条件がリスト・アップ
されている。

【００８１】規則によれば、次の３つの場合については
許容されない：（ｉ）ｒ＞Ｒ及びｂ＞Ｂ、（ｉｉ）ｒ＞
Ｒ及びｂ＜Ｂ、（ｉｉｉ）ｒ＜Ｒ及びｂ＞Ｂ。ｒ＞Ｒの
最初の２つのケースでは、ネットワーク容量が不足して
おり、ネットワーク・リンクの割り当て可能な帯域幅に
関する追加情報がないので、新しい要求の参入を許可す
ることができない。（ｉｉｉ）のケースでは、ｒ＜Ｒ
は、新しい要求を支援するのに十分なネットワーク容量
があることを表しているが、ｂ＞Ｂのため、新しい要求
の参入を許可することによって、他の接続に生じること
になる遅延または損失が増大し、遅延または損失の制限
に対する違背を生じる可能性さえあり得る。従って、利
用可能な情報に基づくと（ネットワーク・リンクにおい
て起動された擬似ストリームに基づいて）、新しいスト
リーム（ｒ、ｂ）の参入許可を行うことはできない。し
かし、アプリケーションが、値ｂを値ｂ’＜Ｂに減らす
ことによって、ネットワークに加えられるトラフィック
のバースト性を進んで低下させようとする場合、ネット
ワーク・リンクを介してそのアプリケーション要求
（ｒ、ｂ’）の参入を許可することが可能である。バー
スト性を低下させるため、アプリケーションは、ｂ−
ｂ’ビットのための追加バッファリングを施さなければ
ならない。送信元における追加バッファリングは、ま
た、エンドツー・エンド遅延に対する時間単位（ｂ−
ｂ’）ｒ^-1ずつ、エンドツー・エンド遅延を増大させる
ことになる。従って、アプリケーションが所望するエン
ドツー・エンド遅延がＤの場合、ネットワークは、多く
てもエンドツー・エンド遅延がＤ−（ｂ−ｂ’）ｒ^-1で
あるような経路を提供しようと試みなければならない。

【００８２】異質トラフィックの経路指定は、同質トラ
フィックの経路指定に比べてより複雑である。この場
合、経路指定サブシステムの経路指定サーバ間において
交換される情報には、異なるネットワーク・リンクを介
して起動されている擬似ストリームのトークン・バケッ
ト記述子も含まれる。

【００８３】要求（ｒ、ｂ）を受信すると、パラメータ
情報を利用して、新しい要求の参入を許可し得る経路が
決定される。新しい要求の参入を許可し得る経路Ｐの選
択の１つは、Ｐを構成する全てのリンクを介して、新し
い要求の参入を許可することができるようになる、すな
わち、Ｐにおける全てのリンクＬ_iについて、Ｒ_i ＞ｒ及
びＢ_i ＞ｂになるが、ここで、Ｒ_i及びＢ_iは、ネットワ
ーク・リンクＬ_iを介してアクティブな擬似ストリーム
のトークン・バケット記述子を表している。こうした経
路がなければ、経路指定アルゴリズムは、擬似速度がＲ
_i ＞ｒになる（すなわち、この経路Ｐを介して新しい要
求の参入を許可するのに十分な帯域幅が存在する）リン
クＬ_iを介した別の経路を見つけようと試みることが可
能である。しかし、ｉによっては、Ｂ_i＜ｂになるの
で、経路Ｐを介した参入を許可するためには、アプリケ
ーション要求は、そのバースト性を低下させることが必
要になる。該経路の全てのリンクを介した要求の参入許
可のために、アプリケーションが必要とする追加バッフ
ァリングｂ’は、ｂ’＝ｂ−ｍｉｎＢ_iである。Ｄがア
プリケーションによって指定されたエンドツー・エンド
遅延制限であり、ｄが、経路Ｐを介して提供されるエン
ドツー・エンド遅延である場合、新しい要求の参入を許
可することができるのは、ｄ＋（ｂ−ｂ’）ｒ^-1 ＜Ｄの
場合に限られる。従って、参入許可規則（２）によれ
ば、アプリケーション要求の参入許可が可能になるの
は、ネットワークによって提供される遅延と宛先におけ
るバッファリングによる追加遅延の合計が、指定された
遅延制限の値より小さい場合に限られる。代替案とし
て、ネットワークは、それによって提供が可能な遅延制
限ｄ＋（ｂ−ｂ’）ｒ^-1 ＜Ｄについて、アプリケーショ
ン要求に知らせることが可能である。次いで、アプリケ
ーション要求は、ネットワークによって提供された遅延
制限を許容するか否かについて決定することが可能にな
る。

【００８４】上述の異質要求に関する参入許可制御方法
の記述は、複数の同時異質要求の支援に拡張することも
可能である。この場合、Σｒ_i ＜Ｒ（ｉ＝１〜ｋ）及び
Σｂ_i ＜Ｂ（ｉ＝１〜ｋ）であれば、擬似ストリーム
（Ｒ、Ｂ）が現在活動中のネットワーク・リンクを介し
て、トラフィック特性（ｒ₁、ｂ₁）、（ｒ₂、
ｂ₂）、．．．、（ｒ_k、ｂ_k）を備えた、ｋ個のアプリ
ケーション要求の参入を許可することが可能である。こ
の規則は、ｋ個の新しい要求の最悪の場合の反応に対応
する。Σｒ_i ＜Ｒ（ｉ＝１〜ｋ）であるがΣｂ_i ＞Ｂ
（ｉ＝１〜ｋ）の場合は、単一参入許可要求の対応する
場合と同様の方法で、すなわち、ｋ個のアプリケーショ
ンの内のいくつかに、バーストを減少させることを要求
することによって、取り扱うことが可能である。

【００８５】複数のサービス・クラスもまた、同質送信
元の場合と同様のやり方で支援することが可能である。
擬似ストリームは、各サービス・クラス毎に確立され
る。ネットワーク・リンクにおけるサービス・クラスに
対する要求の参入許可は、該クラスに属する活動中の擬
似ストリームのトラフィック特性に基づいて行われる。
該クラスに対応する擬似ストリームが活動中でなけれ
ば、ネットワーク・リンクを利用する１つ、またはそれ
以上の接続が終了するまで、該クラスに対する新しい要
求の参入は許可されない。

【００８６】拡張参入許可制御方法を拡張することによって、効率を高め
ることが可能である。上述の遅延予測技法によれば、ダ
ミー擬似パケットが廃棄され、対応するネットワークの
帯域幅が未使用のまま放置される場合、ネットワークの
帯域幅が浪費されることになる。特に、発信元のスイッ
チング・ノード４において、擬似パケットが廃棄される
と、出力リンク６、１０のパケット・スロットが無駄に
なる。効率を改善するために、廃棄される擬似パケット
の代わりに、ベスト・エフォート・パケットを送信する
ことが可能である。ベスト・エフォート・トラフィック
は、遅延または損失制限を必要としないので、このトラ
フィックは、性能モニタリングの対象とならない。もち
ろん、十分なベスト・エフォート・データが得られない
場合には、ネットワーク帯域幅は、擬似パケットを使用
することによって浪費される。しかし、その場合、ネッ
トワークの負荷はその容量より小さいため、ネットワー
ク帯域幅の一部が未使用のままということになる。

【００８７】この効率の拡張は、ハードウェアまたはハ
ードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現す
ることができる。図９は、遅延予測に関するこの拡張の
ハードウェアによる実施の例を示したブロック図であ
る。図９の場合、スイッチ回路２２には、図８に示すも
のと同様のリアル・タイム待ち行列９２及びベスト・エ
フォート待ち行列９４が含まれている。リアル・タイム
待ち行列９２は、リンク６、１０を介してネットワーク
２０で伝送すべきリアル・タイム・パケットを保持す
る。同様に、ベスト・エフォート待ち行列９４は、リン
ク６、１０を介してネットワーク２０で伝送すべきベス
ト・エフォート・パケットを保持する。リアル・タイム
・パケットの送信前に、比較器９６は、リアル・タイム
待ち行列９２の先頭に位置するリアル・タイム・パケッ
トの識別子と擬似識別子レジスタ９８に記憶された事前
に決められた識別子を比較して、リアル・タイム・パケ
ットが擬似パケットであるか否かの決定を行う。リアル
・タイム・パケットが擬似パケットの場合には、マルチ
プレクサ９９は、擬似パケットを廃棄し、該ネットワー
ク・リンク６、１０に関するベスト・エフォート待ち行
列９４の先頭に位置するパケットを伝送する。一方、リ
アル・タイム・パケットが擬似パケットでない場合に
は、マルチプレクサ９９は、リアル・タイム・パケット
待ち行列９２に保持されたリアル・タイム・パケットを
伝送する。リアル・タイム待ち行列９２が空の場合、ベ
スト・エフォート・トラフィックが、遅延なしに伝送さ
れる。

【００８８】もう１つの拡張案では、送信を中断したい
場合に、トラフィック送信元にノードを通知するよう要
求することである。その後ノードは、過負荷にならない
ために、中断されたトラフィック送信元に対して資源が
予約されているかを確認することができる。

【００８９】本発明の多くの特徴及び利点は、既述の説
明から明らかであり、従って特許請求の範囲によって、
本発明のこうした特徴及び利点の全てを包含するものと
する。さらに、当該技術の熟練者であれば、容易に数多
くの修正及び変更が思い至るので、例示し、解説したそ
のままの構成、及び操作に本発明を限定するのは望まし
くない。従って、適合する全ての修正及び均等物は全
て、本発明の範囲に含まれるものとして考えることが可
能である。

【００９０】以下に本発明の実施態様を列挙する。

【００９１】１．リンク上の既存のトラフィックに擬似
トラフィックを追加するステップと、リンクが接続要求
に対して提供できる、少なくとも１つの性能保証を予測
するステップから構成される、リンクによって相互接続
された複数のノードを備えるネットワークにおいて、リ
ンクの性能をモニターするための方法。

【００９２】２．性能保証は、リンクが、リンクにおけ
る既存のトラフィックの性能保証に違背することなく、
擬似トラフィックを支援できるか否かを決定することに
よって、予測されるということを特徴とする、前項１に
記載のモニター方法。

【００９３】３．性能保証が、遅延保証及び損失保証の
内の１つであること特徴とする、前項１に記載のモニタ
ー方法。

【００９４】４．リンクによって相互接続された複数の
ノードが設けられ、各ノード毎に、各リンクに関連した
少なくとも１つの待ち行列が存在する、ネットワークに
対する接続要求を許可するための参入許可制御方法にお
いて、（ａ）各リンクに関連した待ち行列に擬似トラフ
ィックを伝送するステップと、（ｂ）引き続き、待ち行
列の性能パラメータを測定するステップと、（ｃ）測定
された性能パラメータに基づいて、接続要求を許可する
べきか否かを決定するステップから構成される、参入許
可制御方法。

【００９５】５．接続要求が、リアル・タイムの接続要
求であることと、待ち行列がリアル・タイム待ち行列で
あることを特徴とする、前項４に記載の参入許可制御方
法。

【００９６】６．前記方法に、さらに、（ｄ）ステップ
（ｃ）の前に、擬似トラフィックを取り扱うことができ
ない待ち行列を決定し、それを使用不能な待ち行列とし
て識別するステップと、（ｅ）使用不能な待ち行列から
擬似トラフィックを除去するステップが含まれることを
特徴とする、前項５に記載の参入許可制御方法。

【００９７】７．前記決定ステップ（ｄ）において、擬
似トラフィックが伝送された後、もはや、既存の接続に
対して性能保証を満たし続けることができなくなる待ち
行列を決定することによって、擬似トラフィックを取り
扱うことが不可能な待ち行列の決定が行われるというこ
とを特徴とする、前項６に記載の参入許可制御方法。

【００９８】８．接続要求によって、エンドツー・エン
ド性能制限、トラフィック契約、及び、宛先ネットワー
ク・ホストが指定されることと、前記決定ステップ
（ｃ）が、（ｃ１）測定された性能パラメータ及び使用
不能な待ち行列に関する情報を経路指定システムに対し
て分配するステップと、（ｃ２）擬似トラフィックを取
り扱うことが可能な待ち行列だけを介した、送信元ネッ
トワーク・ホストから宛先ネットワーク・ホストに至
る、ネットワークを通じた接続要求の経路案を決定する
ステップと、（ｃ３）経路案における待ち行列にわたる
性能パラメータの測定値の合計が、接続要求のエンドツ
ー・エンド性能制限より大きくないか否かを決定するス
テップと、（ｃ４）前記決定ステップ（ｃ３）に基づい
て、接続要求を許可するか否かを決定するステップから
構成されることを特徴とする、前項６に記載の参入許可
制御方法。

【００９９】９．測定された性能パラメータが、待ち行
列遅延であることと、エンドツー・エンド性能制限が、
エンドツー・エンド遅延制限であることを特徴とする、
前項８に記載の参入許可制御方法。

【０１００】１０．測定された性能パラメータが、損失
比であることと、エンドツー・エンド性能制限が、エン
ドツー・エンド損失制限であることを特徴とする、前項
８に記載の参入許可制御方法。

【０１０１】１１．接続要求によって、少なくとも、エ
ンドツー・エンド性能制限と、宛先ネットワーク・ホス
トが指定されることと、前記方法に、さらに（ｆ）ステ
ップ（ｃ）の前に、既存の接続に対して性能保証を満足
しながら、各待ち行列が引き受けることが可能な、最大
擬似トラフィック量を決定するステップが含まれること
と、前記決定ステップ（ｃ）が、（ｃ１）測定された性
能パラメータ及び擬似トラフィックの最大量を経路指定
システムに対して分配させるステップと、（ｃ２）リン
クと関連する待ち行列が接続要求を支援するのに十分な
帯域幅を備えているリンクだけを介した、送信元ネット
ワーク・ホストから宛先ネットワーク・ホストに至る、
ネットワークを通じたアプリケーション要求の経路案を
決定するステップと、（ｃ３）経路案におけるリンク全
体にわたる性能パラメータの測定値の合計が、アプリケ
ーション要求のエンドツー・エンド性能制限以下である
か否かに基づき、接続要求を許可するかどうかを決定す
るステップから構成されることを特徴とする、前項６に
記載の参入許可制御方法。

【０１０２】１２．接続要求によって、さらに、トーク
ン・バケット記述子（ｒ、ｂ）によって定義されるトラ
フィック契約が指定され、擬似トラフィックの最大量
が、トークン・バケット記述子（Ｒ、Ｂ）によって定義
されることと、ステップ（ｃ２）によって、接続要求に
関するトークン・バケット記述子（ｒ、ｂ）が、擬似ト
ラフィックの最大量に関するトークン・バケット記述子
（Ｒ、Ｂ）以下の場合に、リンクが、接続要求を支援す
るのに十分な帯域幅を備えているかについて決定される
ことを特徴とする、前項１１に記載の参入許可制御方
法。

【０１０３】１３．前記伝送ステップ（ａ）によって、
リンクのそれぞれに関連した待ち行列に擬似トラフィッ
クの複数のストリームが伝送されることと、前記方法
に、さらに、既存の接続に対する性能の拘束に違背する
ことなく、各リンクが同時に許可可能な、前記ネットワ
ークに対する接続要求の数を予測するステップ（ｄ）が
含まれることと、前記決定ステップ（ｃ）には、ステッ
プ（ｄ）において予測された数に基づいて、同時に接続
要求を許可すべきか否かを決定するステップが含まれる
ことを特徴とする、前項５に記載の参入許可制御方法。

【０１０４】１４．入力リンクと出力リンクを有効に接
続することによって、トラフィックを通すための接続回
路と、擬似トラフィックを供給するための擬似トラフィ
ック・コントローラと、前記接続回路及び前記擬似トラ
フィック・コントローラに有効に接続されて、擬似トラ
フィック及びリアル・タイム・トラフィックをいれるた
めの第１の待ち行列と、前記第１の待ち行列に有効に接
続されて、前記第１の待ち行列の性能パラメータを予測
する性能パラメータ予測装置から構成される、統合ネッ
トワークのためのネットワーク・ノード。

【０１０５】１５．前記接続回路は、前記第１の待ち行
列からリアル・タイム・トラフィック出力を送り出し、
前記第１の待ち行列からの擬似トラフィック出力を廃棄
するということを特徴とする、前項１４に記載のネット
ワーク・ノード。

【０１０６】１６．前記ネットワークに、さらに、経路
指定システムに対して予測された性能パラメータを分配
するための手段が設けられていることを特徴とする、前
項１５に記載のネットワーク・ノード。

【０１０７】１７．前記ノードに、さらに、ベスト・エ
フォート・トラフィックを入れる第２の待ち行列が含ま
れていることと、前記接続回路が、リアル・タイム・ト
ラフィックとベスト・エフォート・トラフィックを送信
することを特徴とする、前項１５に記載のネットワーク
・ノード。

【０１０８】１８．前記接続回路が、擬似トラフィック
の代わりにベスト・エフォート・トラフィックを送信す
ることを特徴とする、前項１７に記載のネットワーク・
ノード。

【０１０９】１９．トラフィックが、パケットのデータ
を含むことと、前記ノードに、さらに、前記第１の待ち
行列を出るトラフィックの各パケットのヘッダと事前に
決められた擬似トラフィックの識別子を比較するための
比較器と、前記比較器が、前記第１の待ち行列から出て
ゆくパケットがリアル・タイム・トラフィックからのも
のであることを示すと、前記接続回路によって送信する
ため、前記第１の待ち行列を出るパケットの選択を行
い、前記比較器が、前記第１の待ち行列を出るパケット
が擬似トラフィックからのものであることを示すと、前
記接続回路によって送信するため、前記第２の待ち行列
からベスト・エフォート・トラフィックのパケットを選
択するセレクタから構成されることを特徴とする、前項
１７に記載のネットワーク・ノード。

【０１１０】２０．前記ノードが、各リンク毎に、複数
の前記第１の待ち行列から構成されることと、前記第１
の待ち行列が、それぞれ異なるトラフィック・クラスに
対応することを特徴とする、前項１４に記載のネットワ
ーク・ノード。

【０１１１】２１．統合ネットワークへの追加接続の許
可に関した接続要求に、エンドツー・エンド性能制限要
件が含まれており、統合ネットワークには、リンクによ
って相互接続された複数のノードが設けられており、各
ノードには、その各出力リンクに関連した少なくとも１
つの待ち行列が含まれている場合の、統合ネットワーク
への追加接続の許可を制御するための参入許可制御シス
テムにおいて、少なくとも、各出力リンクの待ち行列に
擬似トラフィックを伝送するための手段と、各出力リン
ク毎に、待ち行列の性能パラメータを測定するための手
段と、各出力リンクが、測定された性能パラメータに基
づいて追加接続を取り扱うことができるか否かを決定す
るための手段が含まれている、使用可能なネットワーク
資源をモニターするためのリンク・レベル参入許可制御
手段と、少なくとも、測定された性能パラメータ及び接
続要求のエンドツー・エンド性能制限要件に基づいて、
接続要求に関して可能性のある経路を決定するための手
段と、可能性のある経路における各出力リンク毎に、測
定された性能パラメータの合計を求めるための手段と、
測定された性能パラメータの合計が、接続要求のエンド
ツー・エンド性能制限要件より大きくない場合、可能性
のある経路に沿った追加接続を許可するための手段が含
まれている、追加接続を許可すべきか、あるいは拒絶す
べきかを決定するためのネットワーク・レベルの参入許
可制御手段から構成される、参入許可制御システム。

【０１１２】２２．リンクによって相互接続され、各ノ
ードがそれぞれのリンクに関するリアル・タイム・トラ
フィックを一時的に記憶するための、各リンクに関連し
た少なくとも１つの待ち行列を有している、複数のノー
ドと、各リンクに関連した待ち行列に擬似トラフィック
を伝送するための手段と、リンクの性能を測定して、順
向抑制式にリンクの輻輳を予測する輻輳検出手段から構
成される、統合ネットワーク。

【０１１３】２３．前記ネットワークによって、前記ネ
ットワークへの参入が許可された接続に対して性能拘束
が提供されることと、前記輻輳検出手段は、擬似トラフ
ィックが伝送された後に、各待ち行列毎に性能パラメー
タを測定し、前記ネットワークへの接続要求が許可され
る場合、前記ネットワークに対し、既に許可済みの前記
ネットワークへの接続について与えられた性能拘束を満
足し続けることができるか否かを予測するということを
特徴とする、前項２２に記載の統合ネットワーク。

【０１１４】

【発明の効果】本発明の参入許可制御方法は、ネットワ
ークの利用率とアプリケーションに対するサービスの拘
束の間において適正なバランスを達成し、技術的な独立
性を持ち（例えば、パケットがスイッチにおいて待ち行
列に入れられる方法、スイッチで用いられる待ち行列提
供規律、ネットワーク・リンクの容量等に依存しな
い）、ネットワーク条件及びネットワーク管理方針の変
化に簡単に適応し、高速ネットワークの実現にとって有
利なネットワークにおいて、最小のオーバヘッドしか必
要としない。

【０１１５】公知の殆どの方法とは異なり、本発明の参
入許可制御方法は、経路指定サーバに情報を提供するの
で、経路指定サーバは、新しいアプリケーション要求の
参入が許可される確率の高い候補経路から有効な選択を
行うことができる。状況情報の頻繁な交換（スイッチン
グ・ノードから経路指定サーバへの）によって、経路の
より正確な選択が促進されるが、経路指定状況メッセー
ジによって利用される帯域幅のため、追加的なネットワ
ーク・オーバヘッドが発生することにもなる。従って、
状況更新はネットワーク・リンクの状況に十分大きい変
化があった場合に限って実施されるべきである。

【０１１６】本発明は、また、アプリケーションが、単
一送信元から宛先グループへのマルチキャスト接続の確
立を可能にするのに十分な柔軟性を備えている。エンド
ツー・エンド遅延制限に基づくマルチキャスト経路指定
アルゴリズムを利用することが可能である。例えば、19
92年5月に開催されたProceedings of IEEE INFOCOMの、
ページ2078〜2085における、Kompella他によるMulticas
ting for MultimediaApplicationsを参照されたい。

【０１１７】本発明により、統合ネットワークにおける
マルチメディア・ストリームの参入に関し、一定の規律
が設けられ、該ネットワークの資源、及び機能を有効に
活用できるようになり、また該ネットワークを利用して
いるアプリケーションにとってみれば、その信頼性が高
まることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参入許可制御方法の手順を表したブロ
ック図である。

【図２】統合ネットワークのダイヤグラムである。

【図３】本発明のリンク・レベルの参入許可制御操作に
関連した性能パラメータ予測技法を表した第１の概略図
である。

【図４】本発明のリンク・レベルの参入許可制御操作の
実施例に関するフローチャートである。

【図５】スイッチング・ノードの第１の実施例を表した
ブロック図である。

【図６】スイッチング・ノードの第２の実施例を表した
ブロック図である。

【図７】本発明のネットワーク・レベルの参入許可制御
操作に関する実施例のフローチャートである。

【図８】多重サービス・クラスに関する性能パラメータ
予測を実施する装置を表した概略図である。

【図９】ネットワーク帯域幅の浪費を減らすように、ベ
スト・エフォート・パケットが擬似パケットの代わりに
擬似ストリーム上で送信されるための、スイッチング・
ノードに対する修正オプションの概略図である。

【符号の説明】

１リンク・レベル参入許可制御操作２ネットワーク・レベル参入許可制御操作４ノード６ネットワーク・リンク８ホスト１０ネットワーク・リンク２０統合ネットワーク２２スイッチ回路２４制御コンピュータ２６リンク３０リアル・タイム待ち行列３２擬似トラフィック・コントローラ５０擬似トラフィック・コントローラ６０擬似トラフィック・コントローラ８０擬似トラフィック・コントローラ８２リアル・タイム待ち行列８３リアル・タイム待ち行列８４ベスト・エフォート待ち行列９２リアル・タイム待ち行列９４ベスト・エフォート待ち行列９６比較器９８擬似識別子レジスタ９９マルチプレクサＰ疑似ストリームＰ１疑似トラフィックＰ２疑似トラフィックＭ性能パラメータ測定値Ｔ１リアル・タイム・ストリーム／入力リアル・タイ
ム・トラフィックＴ２リアル・タイム・ストリーム／入力リアル・タイ
ム・トラフィックＴ３入力リアル・タイム・トラフィックＴ４入力リアル・タイム・トラフィック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リンク上の既存のトラフィックに擬似トラ
フィックを追加するステップと、リンクが接続要求に対して提供できる、少なくとも１つ
の性能保証を予測するステップから構成される、リンクによって相互接続された複数のノードを備えるネ
ットワークにおいて、リンクの性能をモニターするため
の方法。