JPH07221754A - 負荷平衡および負荷分散のための通信システム - Google Patents

負荷平衡および負荷分散のための通信システム

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JPH07221754A JP31656194A JP31656194A JPH07221754A JP H07221754 A JPH07221754 A JP H07221754A JP 31656194 A JP31656194 A JP 31656194A JP 31656194 A JP31656194 A JP 31656194A JP H07221754 A JPH07221754 A JP H07221754A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 データ通信ネットワークにおけるデータ・フ
レームの負荷分散および負荷平衡を効率的に実行する。 【構成】 データ通信ネットワークに関して、複数の宛
先経路のうちの１つを介するデータ・フレーム伝送の負
荷分散および負荷平衡のための、インバンド有向経路指
定を動的に実時間で実行する事象駆動インターフェース
を提供する。事象駆動インターフェースは、所定のビッ
ト・パターンを識別するように制御ベクトルによってプ
ログラムされる。事象駆動インターフェースによって生
成されたイネーブル信号は、マルチプレクサの制御入力
に印加される。そのマルチプレクサのデータ入力はデー
タ通信ネットワークに接続されている。マルチプレクサ
は、事象駆動インターフェースから受け取るエネーブル
信号に応答して、データ通信ネットワークからのデータ
・フレームを、複数の代替出力経路指定経路のうちの１
つに送る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、広義には、高速通信設
備のための、大量のデータからの情報の抽出に基づくネ
ットワーク経路指定活動に関し、より詳細には、データ
通信ネットワークにおけるデータ・フレームの負荷平衡
および負荷分散のためのインバンド（inband）有向経路
指定に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、以下の米国特許出願に関連す
る。 ・米国において１９９３年３月１日出願の、"Informati
on Collection Architecture and Method for a Data C
ommunications Network"と題する、Ｊ．Ｇ．ワツラフス
キ(Waclawsky)他の米国特許出願第０８／０２４５７２
号（特願平６−６２２３号）。 ・同１９９３年３月１日出願の、"Event Driven Interf
ace for a System for Monitoring and Controlling a
Data Communications Network"と題する、Ｐ．Ｃ．ハー
シー(Hershey)他の米国特許出願第０８／０２４５６３
号。 ・同１９９３年３月１日出願の、"System and Method f
or Configuring an Event Driven Interface and Analy
zing Its Output for Monitoring and Controlling a D
ata Communications Network"と題する、ワツラフスキ
他の米国特許出願第０８／０２４５４２号（特願平６−
６５７８号）。 ・同１９９３年１０月１５日出願の、"System and Meth
od for Adaptive,ActiveMonitoring of a Serial Data
Stream Having a Characteristic Pattern"と題する、
ハーシー他の米国特許出願第０８／１３８０４５号。 ・同１９９４年１月２６日出願の、"Dynamic Realtime
Routing in a Data Communications Network"と題す
る、ワツラフスキ他の米国特許出願第０８／１８７９４
９号。 ・同１９９３年３月１日出願の、"Event Driven Interf
ace for a System for Monitoring and Controlling a
Data Communications Network" と題する、ハーシー他
の米国特許出願第０８／０２４５７５号（特願平６−６
３０１号）。
【０００３】上記の、関連米国特許出願第０８／０２４
５７５号は、データ通信ネットワークの直列ビット・ス
トリームにおけるビット・パターンを識別する機構であ
る事象駆動インターフェース（Event Driven Interfac
e：ＥＤＩ）を記述している。事象駆動インターフェー
スは、制御ベクトルによって定義されたプログラムに基
づいてパターン認識を実行する。事象駆動インターフェ
ースは、ビット・ストリームにおける特定の事前定義さ
れたパターンの識別に応じて出力として事象ベクトル信
号を生成するために、直列ビット・ストリームを受け取
り、直列ビット・ストリーム上で論理パターン認識を実
行するための、データ通信ネットワークに接続された入
力部を有する。
【０００４】事象駆動インターフェースの実時間パター
ン認識能力を、データ通信ネットワークにおける直列ビ
ット・ストリームのデータ・フレームおよびその他の部
分の効率的な負荷分散および負荷平衡の問題に適用する
ならば有用となるはずである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、データ通信ネットワークにおいて、データ・フ
レームの負荷分散および負荷平衡を効率的に実行するこ
とである。
【０００６】本発明の他の目的は、データ通信ネットワ
ークにおいて直列ビット・ストリームを経路指定するた
めに、最小数のビットを使って負荷分散と負荷平衡を実
行することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記その他の目的、特徴
および利点は、本発明によって達成される。本発明は、
事象駆動インターフェースを使用して、データ通信ネッ
トワークにおける経路の選択を動的に変更することによ
り負荷分散および負荷平衡を実行するものである。デー
タ通信ネットワークは、データ・フレームのセグメント
内に負荷分散および負荷平衡の情報を含むデータ・フレ
ームを伝送する。事象駆動インターフェースは、直列ビ
ット・ストリームを受け取り、制御ベクトルによって定
義される１組のプログラム式論理経路に基づいて直列ビ
ット・ストリーム上でパターン認識を実行するための、
ネットワークに接続された入力部を有する。本発明によ
れば、事象駆動インターフェースにおける複数のプログ
ラム式論理経路が、マルチプレクサへのステアリング信
号として適用される対応するイネーブル信号を生成す
る。各パケットは、パケットが指定できる経路の最大数
に適合するビット容量を有するフラグ・フィールドをも
つ。事象駆動インターフェース（ＥＤＩ）は可能なすべ
ての代替経路によって事前に構成されるので、ＥＤＩが
通信ネットワークを介してパケットを得ることができる
ようになるために、特定の経路特性パターンしか必要と
されない。各パケットのフラグ・フィールドは、特性パ
ターンを運ぶ。フラグ・フィールドの大きさによって経
路選択の数が制限され、したがって、任意のパケットの
フラグ・フィールドの大きさを、現時点のネットワーク
経路指定ＥＤＩ構造によって提供される経路選択と整合
するように動的に変更することができる。フラグ・フィ
ールドがこのように使用されるとき、このフィールド
は、ネットワーク経路指定ＥＤＩによって提供される現
時点の選択に基づいて経路指定を決定するために必要な
最低数のビットを表す。
【０００８】マルチプレクサは、事象駆動インターフェ
ースからマルチプレクサの制御入力に適用されるイネー
ブル信号に基づいて、データ・フレームを受け取り、そ
のデータ・フレームを複数の宛先経路のうちの１つに送
るための、データ通信ネットワークに接続されたデータ
入力部を有する。その負荷分散および負荷平衡の情報が
データ・フレーム本体内に封入されているデータ・フレ
ームを収容するため、マルチプレクサのデータ入力とネ
ットワークの間にバッファを設けて、マルチプレクサの
制御入力に適切なイネーブル信号を付加するために必要
な、十分な負荷分散および負荷平衡の情報の論理処理が
事象駆動インターフェースによって実行されるまでデー
タ・フレームの一部または全部を緩衝記憶させることが
できる。このようにして、データ通信ネットワーク上で
のデータ・フレームの実時間の負荷分散および負荷平衡
を効率的に達成することができる。
【０００９】
【実施例】解決される問題は、負荷平衡および負荷分散
のために、直列データ・ストリームにおけるパケットの
複数の宛先への経路指定を、実時間でいかに効率的に変
更するかについての方法である。
【００１０】この問題は、例えば異なる２つの経路のう
ちの１つがトラフィックでふさがったとき、その異なる
２つの経路を介して第２のノードと通信しようとする第
１のノードから切り替える方法を含む。
【００１１】本発明の開示は、上述の米国特許出願第０
８／０２４５７５号に記載された事象駆動インターフェ
ースの発明に関連する。上記特許出願では、その入力が
直列データ・ストリームに接続された論理ツリーであ
る、事象駆動インターフェースが記載されている。この
論理ツリーは、バイナリ・ビットの個々のパターンが識
別でき、それらのパターンが識別されたときにカウント
をトリガするように構成されている。
【００１２】本開示で開示される本発明では、事象駆動
インターフェースは、マルチプレクサに制御入力として
接続された出力信号を有する。マルチプレクサの入力
は、直列データ・ストリームに接続されている。このよ
うにして、事象駆動インターフェースの論理ツリーは、
個々の宛先アドレス・ビット・パターンを識別し、適切
な制御信号をマルチプレクサに出力することができ、そ
れにより、直列データ・ストリーム用の宛先接続を、そ
のアドレスがビット・ストリームにおけるデータ・パタ
ーンによって表される所期の宛先位置に切り替えること
ができる。
【００１３】定義に関しては、パケットは、データ通信
業界では他の用語で呼ばれる、たとえば「セル」でもよ
く、プロトコル・データ単位でもよく、経路情報単位で
もよく、フレームでもよい。これらの様々な用語は、同
じタイプのエンティティを指す、すなわち、ネットワー
クにおいて起点から宛先までの１つの単位として経路指
定される、ビット・ストリームの一連のビットを指す。
【００１４】図１は、送信元から受信先への４つの可能
な経路を有する４つのノードからなるネットワーク１０
０を示す。それらの経路は、経路"００"と呼ばれるＡ→
Ｂ→Ｄの経路、経路"０１"と呼ばれるＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの
経路、経路"１１"と呼ばれるＡ→Ｃ→Ｄの経路、そして
経路"１０"と呼ばれるＡ→Ｃ→Ｂ→Ｄの経路である。図
２は、フラグ・フィールド部分１０６と情報部分１０８
とを含むデータ・フレーム１０２などのデータ・フレー
ムの通信シーケンスを示す。図１において、各ノード
は、その入力がネットワーク１００に接続された、事象
駆動インターフェース（ＥＤＩ）１１０を有する。事象
駆動インターフェースは、上記の関連米国特許出願第０
８／０２４５７５号に詳細に記載されている。事象駆動
インターフェース１１０における制御ベクトルによって
定義されるそれぞれの論理経路は、対応する出力端末を
有する。対応する出力端末はそれぞれ、イネーブル信号
を生成する。事象駆動インターフェース１１０は、図１
の経路００、経路０１、経路１０、経路１１などの様々
な経路指定経路に対応するビット・パターンを識別する
ようにプログラムされる。フラグ・フィールドは、経路
００、０１、１０、１１のそれぞれに対応する特性ビッ
ト・パターンを有する。
【００１５】図２はまた、特定のネットワーク経路に沿
ってパケットを伝送できることを示す。たとえば、パケ
ット１ないし４は、経路"００"をとる。パケット４の伝
送後でパケット５の伝送前に、送信元は、ノードＢが混
雑しているというネットワーク通知を受け取る。する
と、送信元は、残りのパケットの経路を動的に変更する
ことによって、ネットワーク資源の使用の平衡をとるこ
とができる。残りのパケットは、ノードＢを避けノード
Ｃを使用し始める。ノードＢは、ＥＤＩ装置を使ってフ
レームおよびバイトの伝送をカウントすることによっ
て、この通知を提供する。この情報は、所定の間隔で送
信元に報告され、ノードＢの既知の能力と比較される。
この情報によって、送信元は、ノードＢが混雑している
と判定し、ノードＢを回避するようにパケットの経路指
定を変更することができる。そのようにするため、送信
元は、単に１つまたは複数の後続のパケット伝送のフラ
グ・フィールドにおける特性ビット・パターンを変更す
るだけでよい。この経路（この場合は、経路"１１"）選
択は、残りの３つの可能な経路のうちのどれを使用する
かを決定するアルゴリズムを送信元で実行することによ
って行える。この選択は、ネットワーク内のすべてのノ
ードでＥＤＩによって収集されたネットワーク情報を使
って行うことができる。この情報は、特定の「制御」位
置に送り返されるか、またはすべての送信元がそれ自体
の選択を行うことができるように同報通信される。同報
通信機構または制御位置までの冗長経路を使用すること
によって、第１のノードが２つの異なる経路を介して第
２のノードと通信しようとし、そのうちの１つがトラフ
ィックでふさがるような問題が回避できる。さらに、送
信元または制御位置は、ＥＤＩによって報告されたネッ
トワーク負荷の変動に応答して、別のリンクをイネーブ
ルするかまたはさらなるノード資源を要求することがで
きる。さらに、任意の時間にネットワーク内のノードの
ＥＤＩを、経路数を増やすリンクおよび他のネットワー
ク資源をイネーブルすることによって作成される新しい
経路が使用できるように、再プログラムすることができ
る。これが行われると、新しい経路を使用できるように
フラグ・フィールドを増やすことができる。
【００１６】図２に戻り、パケット５ないし８は、ノー
ドＢではなくノードＣを使用するフラグ・フィールドを
示している。パケット８の伝送後、ノードＢは、追加の
パケットを収容できると送信元に通知する（すなわち、
ノードＢのフレームおよびバイトのカウントが事前定義
された使用レベルを下回る場合、この送信元のトラフィ
ックの「好ましい」経路となり得るノードＢを再び使用
できる）。送信元は、フラグ・フィールドを変更するこ
とによって、パケット９および他のパケットをノードＢ
を介して送り、それにより、最小数のビットを使って、
ネットワーク資源の使用度の平衡をとり、ネットワーク
・ノード間にネットワーク負荷を分散させることができ
る。
【００１７】図３は、ヘッダ部分１０４、経路指定情報
部分１０６および他の情報部分１０８を含むデータ・フ
レーム１０２などのデータ・フレームを通信するネット
ワーク１００を示す。事象駆動インターフェース（ＥＤ
Ｉ）１１０は、ネットワーク１００に接続された入力を
有する。事象駆動インターフェースは、上記の関連米国
特許出願第０８／０２４５７５号に詳細に記載されてい
る。事象駆動インターフェース１１０内の制御ベクトル
によって定義されるそれぞれの論理経路は、対応する出
力端末を有する。対応する各出力端末は、イネーブル信
号を生成する。事象駆動インターフェース１１０は、図
３の経路１、経路２、経路３、経路４などの様々な経路
指定経路に対応するビット・パターンを識別するように
プログラムされている。データ・フレーム１０２の経路
指定情報部分１０６は、経路１、２、３、４のそれぞれ
に対応する特性ビット・パターンを有する。本発明によ
れば、事象駆動インターフェース１１０は、負荷平衡お
よび負荷分散の助けとなる各経路指定情報ビット・パタ
ーンを識別し、イネーブル線Ａ、Ｂ、ＣまたはＤのうち
の１つ上に対応するエネーブル信号を生成し、それがマ
ルチプレクサ１２０に印加される。
【００１８】ネットワーク１００には、少なくとも負荷
平衡および負荷分散のための経路指定情報１０６からの
ビット・パターンが事象駆動インターフェース１１０に
よって解読されるまで、データ・フレーム１０２の一部
または全部を緩衝記憶するバッファ１３０も接続されて
いる。バッファ１３０の出力は、マルチプレクサ１２０
のデータ入力に印加される。データ・フレーム１０２内
の負荷分散情報および負荷平衡情報の十分なビット・パ
ターンが事象駆動インターフェース１１０によって解読
されたとき、対応するイネーブル信号が、マルチプレク
サ１２０へのエネーブル線Ａ、Ｂ、ＣまたはＤのうちの
１つに出力され、そのとき、データ・フレーム１０２を
含むバッファ１３０の内容が、複数の経路１、２、３ま
たは４のうちの選択された１つに出力される。このよう
にして、データ・フレーム１０２の負荷平衡および負荷
分散のためのインバンド有向経路指定が、実時間で、最
小数のビットを使って実行できる。
【００１９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００２０】（１）負荷平衡および負荷分散のための特
性データ・パターンを有するデータ・フレームを通信す
るデータ通信ネットワークを監視し制御するシステムで
あって、前記データ通信ネットワークに接続された入力
部を有し、最小数のビットで負荷平衡および負荷分散を
実現するために、前記データ・フレームの負荷分散およ
び負荷平衡のための特性データ・パターンを識別するネ
ットワーク事象駆動インターフェースを含む、通信シス
テム。 （２）前記事象駆動インターフェースが、前記データ通
信ネットワークに接続された入力部と、前記負荷平衡お
よび負荷分散のビット・パターンの識別に応答してイネ
ーブル信号を出力するための出力部を有し、前記事象駆
動インターフェースの出力部に接続された複数の制御入
力部と、前記データ通信ネットワークに接続され、前記
直接ビット・ストリームを受け取るためのデータ入力部
と、前記事象駆動インターフェースから受け取った前記
イネーブル信号に応答して、複数の出力経路のうちの１
つを介して前記データ・フレームを出力するための複数
の出力経路とを有するマルチプレクサをさらに含む、上
記（１）に記載のシステム。 （３）前記データ通信ネットワークに接続された入力部
と、前記マルチプレクサの前記データ入力部に接続され
た出力部とを有する、前記データ・フレームを緩衝記憶
するためのデータ・フレーム・バッファをさらに含む、
上記（２）に記載のシステム。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、データ・フレームの通信
にかかる負荷の分散ないし平衡を、最小数のビットを使
って、動的かつ実時間で効率的に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ネットワーク・リンクと事象駆動インターフェ
ースを有するノードを示す図である。送信元と受信先の
間に識別される経路が４つある。
【図２】フラグ・フィールド・ヘッダを有するパケット
と、ノードＡに接続された送信元によってパケットが送
信される時間シーケンスとを示す図である。ノード状況
の情報が、ノードＡに接続された送信元によって受け取
られる。
【図３】マルチプレクサに接続された、ネットワークか
ら受け取ったデータ・フレームに伝送可能信号（pastur
ing signal）を提供するための事象駆動インターフェー
スを示す、本発明の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１００ ネットワーク １０２ データ・フレーム １０４ ヘッダ部分 １０６ 経路指定情報部分 １０８ 情報部分 １１０ 事象駆動インターフェース（ＥＤＩ） １２０ マルチプレクサ １３０ バッファ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 29/14 9371−5Ｋ Ｈ０４Ｌ 13/00 ３１３ (72)発明者 ポール・シー・ハーシー アメリカ合衆国22110 バージニア州マナ サス ミシェル・コート 7612

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】負荷平衡および負荷分散のための特性デー
    タ・パターンを有するデータ・フレームを通信するデー
    タ通信ネットワークを監視し制御するシステムであっ
    て、 前記データ通信ネットワークに接続された入力部を有
    し、最小数のビットで負荷平衡および負荷分散を実現す
    るために、前記データ・フレームの負荷分散および負荷
    平衡のための特性データ・パターンを識別するネットワ
    ーク事象駆動インターフェースを含む、通信システム。
  2. 【請求項２】前記事象駆動インターフェースが、前記デ
    ータ通信ネットワークに接続された入力部と、前記負荷
    平衡および負荷分散のビット・パターンの識別に応答し
    てイネーブル信号を出力するための出力部を有し、 前記事象駆動インターフェースの出力部に接続された複
    数の制御入力部と、前記データ通信ネットワークに接続
    され、前記直接ビット・ストリームを受け取るためのデ
    ータ入力部と、前記事象駆動インターフェースから受け
    取った前記イネーブル信号に応答して、複数の出力経路
    のうちの１つを介して前記データ・フレームを出力する
    ための複数の出力経路とを有するマルチプレクサをさら
    に含む、 請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】前記データ通信ネットワークに接続された
    入力部と、前記マルチプレクサの前記データ入力部に接
    続された出力部とを有する、前記データ・フレームを緩
    衝記憶するためのデータ・フレーム・バッファをさらに
    含む、請求項２に記載のシステム。
JP31656194A 1994-01-26 1994-12-20 負荷平衡および負荷分散のための通信システム Expired - Lifetime JP2728118B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US188166 1994-01-26
US08/188,166 US5495426A (en) 1994-01-26 1994-01-26 Inband directed routing for load balancing and load distribution in a data communication network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07221754A true JPH07221754A (ja) 1995-08-18
JP2728118B2 JP2728118B2 (ja) 1998-03-18

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ID=22692011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31656194A Expired - Lifetime JP2728118B2 (ja) 1994-01-26 1994-12-20 負荷平衡および負荷分散のための通信システム

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US (1) US5495426A (ja)
EP (1) EP0669737A3 (ja)
JP (1) JP2728118B2 (ja)

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