JPH08214004A - Atmネットワークのホップ毎のフロー制御 - Google Patents
Atmネットワークのホップ毎のフロー制御Info
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Abstract
さくても損失のないトラフィック制御を可能にする。 【解決の手段】 通信システムは、複数の接続からなる
リンク524、525によって相互接続された複数のホ
ップ50、51、52を含む。ホップ間のトラフィック
は予約帯域幅サービスと非予約帯域幅サービスによって
共有される。上記非予約帯域幅サービスの制御はホップ
毎のバックプレッシャ・メカニズムよりなる。あるホッ
プに入るトラフィックが上/下のしきい値を超えると
き、バックプレッシャ・メカニズムは、入力トラフィッ
クを再開/調整するためにスタート/ストップ・バック
プレッシャ・プリミティブを生成する。輻輳の場合、こ
のメカニズムは、輻輳の一因になっている接続をリンク
・トラフィックの他の部分に影響を与えずに選択的にス
トップさせるか、リンク全体のトラフィックをグローバ
ルにストップさせることができる。
Description
ワーキング通信システムに関し、特に高速ATMネット
ワークのベスト・エフォット・サービス(best effort
service)をサポートするフロー制御メカニズムに関す
る。
高速ネットワークの基礎技術になるものである。
ビス品質(QOS)に関する要求の異なる多種多様なア
プリケーションをサポートする。アプリケーションがこ
のように多様であると、求められるフロー制御方式も異
なってくる。例えばマルチメディアや時間重視型データ
・アプリケーション等のアプリケーションは、遅延とス
ループットのレベルは保証されなければならないが、損
失には耐えることができる。一方、LANトラフィック
等、他のアプリケーションは遅延やスループットの変動
には耐えられるが、損失には非常に弱い。
ユーザはデータを転送する前に、コールのセットアップ
時にネットワークとトラフィック・コントラクトを確立
する必要がある(図1参照)。このコントラクトには、
目的のQOSクラスとトラフィック記述子のセットの指
定が含まれる。ネットワークはリソース割当てを通し
て、ATM接続に目的のQOSを提供するか、コールを
拒否する。通信元と通信先の間で割当てられる帯域幅
は、統計的多重化ゲインを活かすためにピーク・レート
よりも小さいことがあるが、これは複雑なソフトウェア
を必要とし、トラフィックの輻輳やデータ損失につなが
ることがある。
測不可能である。トラフィックは数桁の範囲の時間スケ
ールで変動性が極めて高い。このような予測不可能な通
信元の場合、ネットワーク内の大きな損失を防ぐために
ピーク・レートを割当てることもできよう。しかし、帯
域幅は休止期間にも予約されるからネットワークの使用
効率は悪くなる。
には、未だにベスト・エフォット(Best Effort、B
E)サービスと呼ばれる非予約帯域幅(NRB)サービ
ス・クラスの追加によるものがある(図2参照)。この
サービス・クラスでは、帯域幅は全く予約されず、通信
元はRBトラフィックに影響を与えずに、出来る限り多
くの帯域幅を獲得して、「最善の努力」で転送できる。
従ってNRBサービスは、前もって割当てられるリソー
スはなく、通信元を制御するためにはフロー制御方式を
要する。その第1の目的はネットワークの輻輳を避ける
ことであり、第2の目的は異なる通信元間のトラフィッ
クのバランスをとることである。このような方式の1
つ、バックプレッシャというコンセプトは広く研究され
すでに実現されている。バックプレッシャの原理は、損
失が生じる前にネットワークの輻輳ノードで入力トラフ
ィックを止めることである。情報はバックプレッシャ信
号によって運ばれる。バックプレッシャ信号は、ネット
ワークの上流(upstream)ノードから来たトラフィック
をスタート/ストップさせる。この方式で、全ての通信
元は対応するバックプレッシャ信号を受信したとき、そ
のNRBトラフィックをリスタート/ストップできるこ
とになっている。バックプレッシャのコンセプトについ
ては、例えばT.L.Rodehefferの"Experience with Aut
onet"、ComputersNetworks and ISDN Systems、vol.2
5、1993、p.623-629に説明されている。
プルなバックプレッシャ・メカニズムの欠点は、フェア
ネスを実現できないことである。輻輳の場合には、ノー
ドはバックプレッシャ信号を後向きにその上流ノードに
送り、輻輳の一因になっているかどうかには無関心に輻
輳を広げ接続をブロックする。フェアネスを実現するに
はバックプレッシャ情報は選択できなければならず、輻
輳の一因になっている接続に対してのみ機能しなければ
ならない。
J.VickersとT.Sudaによる"Connectionless Service f
or Public ATM Networks"、IEEE Communications Magaz
ine、August 1994、p.34-42に説明されている。この文
書で提案されているのは、ベスト・エフォット・サービ
スをホップ毎のフロー制御によってATMネットワーク
に実現できる方式である。ホップについては周知の通り
(図3参照)であり、その端部に標準インタフェースを
持つネットワーク要素と定義できる。標準インタフェー
スは、ユーザ/ネットワーク・インタフェース(UN
I)、ネットワーク/ネットワーク・インタフェース
(NNI)、または私設ネットワーク/ネットワーク・
インタフェース(P_NNI)である。このように定義
したホップは、公衆ネットワークや私設ネットワークの
全体か、ネットワーク内のATMスイッチだけである。
後者の文書に述べられているメカニズムの欠点の1つ
は、ノードは多数の接続からなるリンクのトラフィック
を調整する必要があるときは、接続毎に(1度に1接
続)調整する必要があることである。各接続の伝播遅延
が加わるから信号が送られた後、トラフィック全体が実
際にストップする前に、バッファに格納されるATMセ
ルの数は非常に大きくなる。トラフィック損失の無いこ
とを保証するためには、必要なバッファ・スペースは途
方もなく大きくなり、効率のよいハードウェアと両立し
なくなる。また格納された全てのセルを転送することに
なるが、その遅延も相当に長くなる。
アネスに対応し、バッファ容量が小さくても損失のない
トラフィック制御装置を提供することである。
め、通信システムにおいてトラフィックを制御する装置
が本発明に従って提供される。通信システムはリンクに
よって相互接続された複数のホップからなる。各リンク
は、予約帯域幅サービスとベスト・エフォット・サービ
スとで共有される複数の接続からなる。ベスト・エフォ
ット・サービスは、接続単位でもグローバルなホップ毎
のバックプレッシャ・メカニズムでもサポートされる。
バックプレッシャ・メカニズムは2つのプリミティブに
対応する。どのホップでも1接続を制御できる選択的バ
ックプレッシャ・プリミティブと、グローバル輻輳の場
合には、どのホップでもベスト・エフォット接続の場合
のように多くの選択的バックプレッシャ・プリミティブ
を送らずに、1リンクを制御でき、トラフィックをリン
ク・レベルでブロックするグローバル・バックプレッシ
ャ・プリミティブである。特に本発明は、リンクによっ
て相互接続された複数のホップからなる通信システムに
おいて実現されるトラフィック制御装置を含み、前記リ
ンクは、複数の接続内の前記トラフィックがベスト・エ
フォット・サービスと予約帯域幅サービスとで共有され
る前記複数の接続からなり、各ホップにおいて、前記ベ
スト・エフォット・サービスの制御は、単位接続と、グ
ローバルなホップ毎のバックプレッシャ・メカニズムと
の両方からなることを特徴とする。各ホップはホップに
接続されたNRBライン毎にキューを提供するキューイ
ング・エリアからなる。接続(ライン)は、接続された
そのキューに少なくとも1つのトラフィック・セルがあ
る場合にはアクティブとみなされる。バックプレッシャ
・プリミティブは、ホップに入るトラフィックが所定の
選択的グローバルしきい値を超えるとき、ホップによっ
て生成される。これら選択的しきい値は、上流ホップか
らのアクティブ接続数に従って動的に調整される。
続でトラフィック制御情報がブロックされることのな
い、効率のよいトラフィック制御装置を提供することで
ある。これは、予約帯域幅サービスの1部をベスト・エ
フォット・サービスのトラフィック制御のために予約
し、前記ベスト・エフォット・サービスのトラフィック
制御セルを前記予約された部分で転送することによって
達成される。
ク制御が少ないトラフィック制御装置を提供することで
ある。これは、1乃至12の選択的制御情報と、1つの
グローバル制御情報を前記トラフィック制御セルのそれ
ぞれに組込むことによって達成される。
実現される6ホップ構成を示している。ホップS0、S
1 ...S5はそれぞれ、データ・トラフィックの送
信先のホップからフロー制御情報を受信でき(前記ホッ
プは、前記受信側ホップを基準にして下流ホップと定義
される)、またデータ・トラフィックの受信先のホップ
にフロー制御情報を送ることができる(前記ホップは、
前記送信側ホップを基準にして上流ホップと定義され
る)。例えばS1を基準ホップとすると、S0はS1の
上流ホップ、S2とS5はS1の下流ホップである。
ップ50、51、52が相互にどのように動作している
かの概略を示している。ホップ50、51からホップ5
2へのデータ・トラフィックと、ホップ52からホップ
50、51への制御トラフィックのみ示しているが、A
TMは全2重なので、逆のパス、つまりホップ52から
ホップ50、51へのデータ・トラフィックと関連する
フロー制御も実現される。本発明の好適な実施例では、
接続(ライン)は、ATMバーチャル・サーキット・サ
ービスにおけるスイッチ・バーチャル・サーキットと定
義されるが、ATMバーチャル・パス・サービスにおけ
るバーチャル・サーキットと、或いはATMローカル・
エリア・ネットワークのエミュレーション・サービスに
おける1組のMAC(Medium Access Control)アドレ
ス(MACソース・アドレス、MACターゲット・アド
レス)と定義することもできる。各ホップは、その入口
にベスト・エフォット・トラフィック専用の入力バッフ
ァ521(IBBとする)、その出口にベスト・エフォ
ット・トラフィック専用の出力バッファ(出力ポートP
j当たり)501、502、511、512(EBB
(Pj)とする)を持つ。ホップ50、51、52はU
NIインタフェースかNNIインタフェースによって接
続される。ホップ52によって受信されたデータ・セル
はキューイング・エリアの間に置かれ、3つのホップの
間で確立された接続当たりキュー5211、 ...5
21nが生じる。フロー制御情報は、ある上流ホップの
ベスト・エフォット接続にか、全ての上流ホップのベス
ト・エフォット・トラフィック全体に適用される。ホッ
プ52は、キューイング・エリア501のいくつかの上
流キュー5011、5012、キューイング・エリア5
11の5111、5112からデータを受信できる。そ
の場合、1接続に適用されるフロー制御情報(選択的バ
ックプレッシャ)は、対応するキューイング・エリアに
出力され、ベスト・エフォット・トラフィック全体に適
用されるフロー制御情報(グローバル・バックプレッシ
ャ)は、ホップ52に対して通信元の上流ホップ50、
51それぞれに送られる。1つのベスト・エフォット接
続に適用されるフロー制御情報(選択的バックプレッシ
ャ)の場合この接続しか調整されない。例えばキュー5
211がホップ52の選択的しきい値を超える場合、選
択的ストップ・バックプレッシャ接続5211−511
2がリンク524で送られ、ホップ51は、選択的バッ
クプレッシャ情報を受信したときキュー5112のスケ
ジューリングをストップする。ベスト・エフォット・ト
ラフィック全体に適用されるフロー制御情報(グローバ
ル・バックプレッシャ)の場合は、調整されるトラフィ
ックは、関係ホップの間で転送されるベスト・エフォッ
ト・トラフィックの全てになる。例えばキューイング・
エリア521がホップ52のグローバルしきい値を超え
た場合、グローバル・ストップ・バックプレッシャ・リ
ンク524、525が前記リンクを送られる。ホップ5
0は、グローバル・バックプレッシャ情報を受信したと
きキューイング・エリア501の全ての接続のスケジュ
ーリングをストップするが、キューイング・エリア50
2はフローを維持することができる。ホップ51は、グ
ローバル・バックプレッシャ情報を受信したときキュー
イング・エリア511の全ての接続のスケジューリング
をストップするが、キューイング・エリア512はフロ
ーを維持することができる。
トワークの任意のホップによって受信/転送されるデー
タ・フローと制御フローを示す。フロー制御は、キュー
イング・エリアから対応する上流ノードに転送され、キ
ューイング方式によって設定される様々な上しきい値と
下しきい値64、65、66、67によってトリガされ
る。IBB当たり上下のグローバルしきい値64、65
がそれぞれ1つ、IBB当たり上下の選択的しきい値6
6、67がそれぞれ1つある。GBPXビット61は、
IBB60に入るリンクにグローバル・バックプレッシ
ャがかかっているかどうかを示す。カウント手段62
は、前記IBBのアクティブ接続数(NAC)を表わ
し、カウント手段63は前記IBBの異なるキューに置
かれたセルの合計を表わし、カウント手段611はキュ
ー610に関係づけられて、前記キューに置かれたセル
の数をカウントする。CBPXビット612は、接続6
10にバックプレッシャがかかっているかどうかを示
し、カウント手段613(CBPXCNT)は、接続6
10がバックプレッシャ情報を送ってから前記接続によ
って受信されたセル数を表わす。SDビット614は、
前記接続610によって転送されたセルを棄却するかど
うかを示す。前記IBB60に入るリンク620それぞ
れに、指示手段6201、カウント手段6202、PD
ビット6203が関連づけられる。6201は前記リン
ク620の待ち時間を表わす。前記待ち時間はこの説明
の後で定義する。カウント手段6202は、前記リンク
620がグローバル・バックプレッシャ情報を送ってか
ら前記リンクに対応する異なるキューに置かれたセル数
を表わす。PDビット6203は、前記リンクによって
転送されたセルを棄却するかどうかを示す。
/転送されるデータ・フローと制御フローを示す。ベス
ト・エフォット・サービスに対する出力バッファは1つ
あり、出力リンク727、725当たりEBB71、7
2である。フロー制御は下流ノードから受信され、ラウ
ンド・ロビン・スケジューラ(RRS)68、69の適
切な処置をトリガする。キュー721に入る接続が下流
ホップによって選択的バックプレッシャを受けている
と、関連する接続バックプレッシャ・ビットCBPR7
211は1にセットされ、前記キュー721はラウンド
・ロビン・スケジューラから追加解除される。リンク7
25が下流ホップによってグローバル・バックプレッシ
ャを受けているとき、関連するグローバル・バックプレ
ッシャ・ビットGBPR726は1にセットされ、前記
リンク725に関連するラウンド・ロビン・スケジュー
ラ68はストップする。
レッシャを生成する操作の流れ図、図9はグローバル・
スタート/ストップ・バックプレッシャを受信する操作
の流れ図である。ここでグローバル・ストップ処理につ
いて図6、図7、図8、図9を参照して説明する。セル
がホップ50のIBB60にポートPiから受信される
と、IBB60にキューイングされたセルの数63がI
BB上グローバルしきい値64(IBB_Th)に等し
い場合、また前記ホップに入る上流ホップがまだバック
プレッシャを受けていない場合(GBPX61が0)、
ホップ50は、全ての入力ポートPiで後向きに、「グ
ローバル・ストップ」という情報を持つグローバル・バ
ックプレッシャを送り、GBPXビットを1にセットす
る。図9で説明しているが、これを受信する上流ホップ
は、「グローバル・スタート」情報を受信するまでは、
そのEBB(Pi)からのセルのスケジューリングをス
トップする。これは、ラウンド・ロビン・スケジューラ
68を停止させることによって行なわれる。情報転送の
往復で遅延が生じるため、余分なセルが受信されること
がある。基準ホップ50(バックプレッシャ信号を送る
ホップ)は、前記ポートPiから余分なセルを受信した
ときポートPiのPBPXCNTカウンタを増分する。
あるリンクの待ち時間の値は、あるホップと前記リンク
端の上流ホップの間のセルの往復遅延の間に前記ホップ
のキューイング・エリアに置かれたセル数である。PB
PXCNTカウンタがリンク待ち時間値LATに達した
とき、基準ホップは、前記リンクのポート棄却ビット
(PD)をセットし、セルを棄却してグローバル・スト
ップ・バックプレッシャ情報を再送する。前記リンクか
らの他の全てのセルは、前記リンクのポート棄却ビット
がリセットされるまで棄却される。入力セルの棄却に代
わる方法は、PBPXCNTカウンタがLAT値に達し
たときに、前記セルにタグをつけて受入れ、後に重大な
輻輳が生じた場合にそれらを棄却することである。待ち
時間値をセットする場合には、上流ホップにおけるバッ
クプレッシャ情報の処理に必要な時間を考慮して、往復
遅延に安全余裕(safety margin)を追加することもで
きる。
プレッシャを生成する操作の流れ図である。ここでグロ
ーバル・スタート処理について図6、図7、図9、図1
0を参照して説明する。セルがホップ50のIBB60
から転送されると、IBB60にキューイングされたセ
ル数63が、IBBの下グローバルしきい値65(IB
B_Tl)に等しい場合、また前記ホップ50に入る上
流ホップがすでにバックプレッシャを受けている場合
(ビットGBPXが1)、ホップ50は後向きに、全て
の上流ホップに、「グローバル・スタート」という情報
を持つグローバル・バックプレッシャ信号を送り、PD
ビット、PBPXCNTカウンタ、及びGBPXビット
をリセットする。図9で説明しているように、上流ホッ
プはそれぞれ、そのEBB(Pi)からセルのスケジュ
ーリングを再開する。ここでPiは基準ホップにポート
で接続されている。これはラウンド・ロビン・スケジュ
ーラをリスタートさせることによって行なわれる。キュ
ーがラウンド・ロビン・スケジューラに追加されていな
い、選択的バックプレッシャがかかった接続からのトラ
フィックはリスタートしない。
ルしきい値を定義する際、考慮すべき点は2つある。第
1点は、前記ホップの上グローバルしきい値に関係す
る。損失のない動作を保証するには、しきい値より上の
余分なキューイング・エリアが、前記ホップに接続され
た上流ホップの待ち時間合計より大きくなるようしきい
値を設定しなければならない。これは下記のように表わ
せる。
ホップ>(待ち時間+マージン):ef.
い値に関係し、このしきい値はアンダーラン動作がない
ように充分高く設定しなければならない。上グローバル
しきい値IBB_Tlは、下グローバルしきい値より下
の余分なキューイング・エリアが、前記ホップの上流ホ
ップの最少待ち時間または往復遅延より大きくなるよう
にセットしなければならない。これは下記のように表わ
せる。
バルしきい値に近すぎると、しきい値が多数重なってし
まい制御情報のオーバヘッドにつながる。本発明の好適
な実施例に従って、下グローバルしきい値は上グローバ
ルしきい値の1/2と定義されている。これは非アンダ
ーラン条件を満足すると共に、トラフィック制御のオー
バヘッドとトラフィックのアンダーランのトレード・オ
フとして許容できる。
は2つの選択的しきい値が定義されている。選択的上し
きい値66(IBB_STh)と選択的下しきい値67
(IBB_STl)は、前記IBBの全てのアクティブ
接続に共通である。
ャを生成する操作の流れ図、図12は選択的スタート/
ストップ・バックプレッシャを受信する操作の流れ図で
ある。選択的ストップ処理についてここで図6、図7、
図11、図12を参照して説明する。キュー610に入
る接続Ckからホップ50のIBB60でセルが受信さ
れ、IBBにキューイングされたポートPiのキュー6
10からのセル数611がIBB_STh66に等しい
かより大きく、接続Ckがまだバックプレッシャを受け
ていない場合、ホップは後向きにポートPiで、「接続
Ckの選択的ストップ」という情報を持つ選択的バック
プレッシャを送る。図12で説明するが、これを受信す
るホップは接続Ckの選択的スタート情報を受信するま
では、そのEBB(Pi)からの、接続Ckからのセル
のスケジューリングをストップする。これはラウンド・
ロビン・スケジューラから接続のキューを追加解除する
ことによって行なわれる。バックプレッシャ信号を送っ
たホップは、接続制御ブロックの、接続にバックプレッ
シャがかかった転送済みビットCBPXを1にセットす
る。これにより接続CBPXCNTのセル・カウンタが
イネーブルになる。バックプレッシャがかかった接続か
ら受信されたセルは全て、選択的スタートが送られるま
でカウントされる。カウンタが前記接続Ckからなるリ
ンクの待ち時間である許容最大値LATに達した場合に
は、接続制御ブロックの選択的棄却ビットSDがセット
され、再びバックプレッシャ信号が送られる。好適な実
施例では、SDビットがセットされたとき接続Ckから
受信された全てのセルが棄却される。図13は、選択的
スタート・バックプレッシャを生成する動作の流れ図で
ある。ここでグローバル・スタートの処理について図
6、図7、図11、図12を参照して説明する。接続C
kからのセルがIBBから転送され、IBBにキューイ
ングされたポートPiの接続Ckからのセル数が、IB
B_STlに等しいかより少なく、接続Ckが選択的バ
ックプレッシャを受けている場合、ホップは後向きにポ
ートPiで、接続Ckの選択的スタートという情報を持
つ選択的バックプレッシャを送る。これを受信するホッ
プは、前記接続Ckからなるリンクがグローバル・バッ
クプレッシャを受けていない場合は、そのEBBから接
続Ckからのセルのスケジューリングを再開する。これ
はラウンド・ロビン・スケジューラの接続Ckのキュー
を追加解除することによって行なわれる。バックプレッ
シャ信号を送ったホップは、CBPXビットとSDビッ
ト及び接続CkのCBPXCNTカウンタを0にリセッ
トする。
す。キューイング・エリアの上下の選択的しきい値を定
義する際にはいくつか制限を考慮する必要がある。値は
提供されるサービスがフェアであり、アンダーラン条件
がイネーブルにならず、制御トラフィックが可能な限り
減少するように選ばれている。フェアネスの問題から、
理論的には、選択的上しきい値は、キューイング・エリ
ア・サイズをアクティブ接続数NACで割った結果でな
ければならない。これは下記のように表わされる。
い。この除算の結果が整数になることはほとんどないか
らである。逆に、図14に示したしきい値調整の原則は
実現しやすく、先に述べた全ての条件を満足する。この
しきい値調整原則についてはいくつかコメントを付ける
必要がある。
低値、例えば範囲5乃至8の5である場合、NACにI
BB_SThをかけて得られる結果は、バッファのサイ
ズより小さい。これは一見、ネットワーク・リソースの
使用効率が悪いと解釈できる。しかし、第1点はバッフ
ァのうち用いられない部分、例えば(IBB−(NAC
*IBB_STh))は、アクティブ接続数が増加する
と減少する。実際、アクティブ接続が1つの場合には使
用率は50%で、アクティブ接続が31の場合には97
%、アクティブ接続数が32を超えると100%であ
る。第2点は、アクティブ接続がほとんどない場合に
は、選択的上しきい値は、接続が不利な状態にならない
程度に充分に大きい。例えばキューイング・エリアが2
048のセル・バッファとすると、1つのアクティブ接
続は1024のセル・バッファ(IBB/2)を使用で
きる。このエリアが接続トラフィックで埋まる場合、上
流の接続パスは下流の接続パスよりも飽和しにくい。ホ
ップの役割はそのとき、入ってくる上流トラフィックを
下流の可能性に合わせるために制御することである。こ
の観点からは、接続に大きいキューイング・エリアを使
用することを認める必要はなく、1024のセル・バッ
ファは大きい値とさえ思われる。しかしこの値により、
ホップは上流のレートの適合化というその役割をスムー
ズに演じることができる。第3点は提案した方式が機能
する環境は高度に動的であり、アクティブ接続数は永続
的に発生する。しきい値調整ルールによって生じる未使
用バッファ・エリアは、新しいアクティブ接続のための
空きバッファを残す。
2を超えると展開せず、64バッファに等しいままであ
る。これは一見するとフェアネスの問題と解釈できる。
しかし、アクティブ接続数が増えるとき選択的上しきい
値を下げると、しきい値はかなり小さくなる。例えばキ
ューイング・エリアが2048のセル・バッファで、ア
クティブ接続数が512の場合、フェアネスの定義をあ
てはめると、上しきい値は4バッファになる。これは明
らかに許容できない制御トラフィックのオーバヘッドに
つながる。ある接続についてキューイングされたセルの
数はしばしば上か下のしきい値に重なるからである。こ
こで挙げているしきい値調整ルールは制御トラフィック
を最少にする。またしきい値は理論上のものではない
が、キューイング・エリアはアクティブ接続間でうまく
共有される。すなわち、アクティブ接続全てについて、
キューイングされたセルの数がしきい値に等しい場合、
アクティブ接続は32を超えることはなく、キューイン
グは理想的である。また、アクティブ接続数が大きい
(例えば512)場合、キューがしきい値で一杯のアク
ティブ接続数は必ず制限される。しきい値で10接続あ
る場合、残り502接続は、キューイングされたセルの
平均数が(2048−(10*64))/(512−1
0)=2.8セルに等しい。しきい値に達した10接続
は選択的にストップさせられるので、またラウンド・ロ
ビン・スケジューラ68(キューイング・エリアの外部
にある)はフェアであるので、残り502接続は占有す
るバッファが次第に増える。これによりシステムは、接
続当たり4バッファのその平衡状態になる。これはIB
B(入力ベスト・エフォート・バッファ)のパーフェク
ト・シェア(perfect share)である。
ATMフロー制御セルの一般形式を示す。バックプレッ
シャ情報を伝えるために私設ATMセルが用いられる。
ベスト・エフォット・サービスのフロー制御セルのトラ
フィックは、予約帯域幅サービスを利用し、よってその
QOSによるメリットがある(遅延が少なくセル損失比
が良い)。遅延が少ないことは往復遅延の減少に寄与
し、セル損失比が良いことは制御セルの損失発生を最少
にする。このような制御セルは、最大で12セル・スロ
ット毎に1つ送信できる。よってベスト・エフォットの
フロー制御トラフィックの予約帯域幅はリンク帯域幅の
8%である。フロー制御トラフィックは、12番目のセ
ル・スロットがあったとき、送るバックプレッシャ情報
がある場合は、予約帯域幅サービス・キューに待機セル
があったとしても制御セルは転送されるという意味でT
DM(時間遅延多重)ライクである。送る制御情報がな
い場合には、予約帯域幅サービスのセルを転送するため
にセル・スロットが用いられるか、或いは予約帯域幅サ
ービス・キューが空の場合には、ベスト・エフォット・
サービスのセルを送信するためにセル・スロットが用い
られる。フロー制御セルは専用の接続識別子、VPI
(バーチャル・パス識別子)、VCI(バーチャル・チ
ャネル識別子)、及び専用PTI(ペイロード・タイプ
識別子)タイプ、PTI=110、によって識別され
る。セル損失優先ビットCLPは0にセットされる。H
EC(ヘッダ・エラー制御)フィールドは、セル・ヘッ
ダのビット・エラーを訂正するために用いられる。セル
・ペイロードは、バックプレッシャ信号に関する全ての
情報を含む。選択的バックプレッシャ信号の場合、伝え
られる情報はバックプレッシャ信号に関係した接続のバ
ーチャル・チャネル識別子(VPI−VCI)とバック
プレッシャ・コマンド(選択的スタート/ストップ)で
ある。本発明の好適な実施例では、情報はセル・ペイロ
ードの4バイト・フィールド(以下、プレッシャ・スロ
ットと呼ぶ)で定義される。このフィールドで、VPI
−VCIは、ちょうどATMセルのヘッダの正規のVP
I−VCIのように置かれる。GBPビットはセルにグ
ローバル・バックプレッシャ情報があるかどうかを示
し、SBPビットはプレッシャ・スロットに選択的バッ
クプレッシャ情報があるかどうかを示す。GSRビット
は(また、SSRビットは)、前記グローバル情報(選
択的情報)がスタート情報かストップ情報かを示す。
2のバックプレッシャ・スロットを転送できる。これに
より1つのフロー制御セルで、1乃至12の選択的バッ
クプレッシャ情報を転送でき、よってこの形態により、
フロー制御トラフィックとこれに対する1対1の形態に
よって必要になる帯域幅が減少する。また、この形態は
バックプレッシャ情報の転送を高速化する。送信される
バックプレッシャ情報が12より少ない場合、それらは
制御セルで最初のプレッシャ・スロットを始点に連続し
たプレッシャ・スロットを使用する。グローバル・バッ
クプレッシャ信号の場合、伝えられる情報はスタートか
ストップのコマンドである。本発明の好適実施例では、
グローバル・スタート/ストップ・バックプレッシャ・
コマンドが私設セルの最初のプレッシャ・スロットに2
ビットでコード化される。
事項を開示する。
相互接続された複数のホップを含む通信システムに実現
され、前記接続内のトラフィックはベスト・エフォット
・サービスと予約帯域幅サービスに共有され、各ホップ
において、前記ベスト・エフォット・サービスの制御
は、単位接続とホップ毎のグローバル・バックプレッシ
ャ・メカニズムの両方からなることを特徴とする、トラ
フィック制御装置。 (2)前記ホップ毎のバックプレッシャ・メカニズム
は、前記ホップに入るトラフィックが所定しきい値を超
えたときに上流ホップにバックプレッシャ・プリミティ
ブを生成する、前記(1)記載のトラフィック制御装
置。 (3)各ホップは、サイズNの入力バッファと、出力リ
ンク当たりサイズMの出力バッファとからなり(MとN
は1より大きい整数)、いずれのバッファもベスト・エ
フォット・トラフィック専用であって、前記ホップに接
続された接続毎にキューを提供するキューイング・エリ
アからなり、前記接続は、その対応するキューに置かれ
たトラフィック・セルが少なくとも1つある場合はアク
ティブとみなされる、前記(1)または(2)に記載の
トラフィック制御装置。 (4)前記入力バッファは、グローバル上しきい値IB
Bthとグローバル下しきい値IBBtlよりなり、I
BBth>=IBBtlであって、前記上しきい値は、
前記上しきい値を超える前記入力バッファ内の余分なバ
ッファ・エリアが、上流ホップの往復遅延合計より大き
くなるようにセットされ、前記下しきい値は、上流ホッ
プの最少往復遅延よりも大きい、前記(3)記載のトラ
フィック制御装置。 (5)前記入力バッファは、選択的上しきい値IBBs
thと選択的下しきい値IBBstlからなり、IBB
sth>=IBBstlであって、前記しきい値は、上
流ホップからのアクティブ接続の数に従って動的に調整
される、前記(3)または(4)に記載のトラフィック
制御装置。 (6)各ホップにおいて、前記上下の選択的しきい値I
BBstl、IBBsthは、 前記ホップに入るアクティブ接続の数が1と2の間にあ
る場合、IBBsth=N/2、IBBstl=N/4 前記ホップに入るアクティブ接続の数が3と4の間にあ
る場合、IBBsth=N/4、IBBstl=N/8 前記ホップに入るアクティブ接続の数が5と8の間にあ
る場合、IBBsth=N/8、IBBstl=N/1
6 前記ホップに入るアクティブ接続の数が9と16の間に
ある場合、IBBsth=N/16、IBBstl=N
/32 前記ホップに入るアクティブ接続の数が17と32の間
にある場合、IBBsth=N/32、IBBstl=
N/64 前記ホップに入るアクティブ接続の数が33より大きい
か33に等しい場合、IBBsth=N/32、IBB
stl=N/64 というルールに従って調整される、前記5記載のトラフ
ィック制御装置。 (7)あるホップ接続のバッファ・エリアにキューイン
グされたセル数が、前記動的選択的上しきい値を超える
とき、前記ホップは、前記接続からなるリンク上で後向
きに、「前記接続の選択的ストップ」情報を持つ選択的
バックプレッシャを送る、前記(2)乃至(6)に記載
のトラフィック制御装置。 (8)ある接続のバッファ・エリアにキューイングされ
たセル数が、前記動的選択的下しきい値に等しいかより
小さく、前記接続が選択的バックプレッシャを受けてい
るとき、前記ホップは、前記接続よりなるリンクで後向
きに、「前記接続の選択的スタート」情報を持つ選択的
バックプレッシャを送る、前記(2)乃至(7)に記載
のトラフィック制御装置。 (9)あるホップのキューイング・エリアに置かれたセ
ル数が、前記グローバル上しきい値を超えるとき、前記
ホップは、前記リンクをグローバルに停止させるため
に、前記ホップに入る上流リンクで後向きに、「前記入
力リンクのグローバル・ストップ」情報を持つグローバ
ル・バックプレッシャを送る、前記(2)乃至(8)に
記載のトラフィック制御装置。 (10)あるホップのキューイング・エリアに置かれた
セル数が、前記グローバル下しきい値に等しいかより小
さく、前記ホップに入るリンクがすでにグローバル・バ
ックプレッシャを受けている場合、前記ホップは、前記
リンクをグローバルにリスタートさせるために、前記入
力リンクで後向きに「前記入力リンクのグローバル・ス
タート」情報を持つグローバル・バックプレッシャを送
る、前記(2)乃至(9)に記載のトラフィック制御装
置。 (11)選択的に停止された接続は、前記接続が選択的
スタート・バックプレッシャを受け取り、前記接続を含
む前記リンクがグローバル・バックプレッシャを受けて
いない場合にのみリスタートでき、グローバルに停止さ
れたリンクは、前記リンクがグローバル・スタート・バ
ックプレッシャを受け取った場合にのみリスタートでき
る、前記(2)乃至(10)に記載のトラフィック制御
装置。 (12)ホップは、前記ホップに入る各リンクに関連づ
けられ、前記ホップが前記入力リンクにグローバル・ス
トップ・バックプレッシャを送った後に前記入力リンク
から受信した余分なセルをカウントする手段を含み、前
記入力リンクのカウント値が前記入力リンクの往復遅延
より大きいか前記遅延に等しいとき、前記入力リンクか
らの余分なセルは棄却され、前記ホップは前記グローバ
ル・ストップ・バックプレッシャを前記入力リンクに再
送する、前記(1)乃至(11)に記載のトラフィック
制御装置。 (13)ホップは、前記ホップに入る各接続に関連づけ
られ、前記ホップが前記接続よりなるリンクで前記接続
に選択的ストップ・バックプレッシャを送った後に前記
接続から受信した余分なセルをカウントする手段を含
み、前記接続のカウント値が、前記接続よりなる前記リ
ンクの往復遅延より大きいか前記遅延に等しいとき、前
記接続からの余分なセルは棄却され、前記ホップは前記
選択的ストップ・バックプレッシャを前記接続に再送す
る、前記(1)乃至(12)に記載のトラフィック制御
装置。 (14)予約帯域幅の1部がベスト・エフォット・サー
ビスの制御トラフィックに予約された、前記(1)乃至
(13)に記載のトラフィック制御装置。 (15)前記バックプレッシャ情報はATM制御セルに
よって伝達され、前記セルは、前記ベスト・エフォット
・サービスの前記制御トラフィックに予約された前記予
約帯域幅の前記1部によって転送される、前記(14)
記載のトラフィック制御装置。 (16)前記ATM制御セルは、1乃至12の選択的バ
ックプレッシャ情報と1つのグローバル・バックプレッ
シャ情報を伝達できる、前記(15)記載のトラフィッ
ク制御装置。 (17)接続は、ATMバーチャル・サーキット・サー
ビスのスイッチ・バーチャル・サーキットと定義される
か、ATMバーチャル・パス・サービスのバーチャル・
サーキットと定義されるか、或いはATMローカル・エ
リア・ネットワークのエミュレーション・サービスにお
ける1組のメディア・アクセス制御(MAC)アドレス
(MACソース・アドレス、MACターゲット・アドレ
ス)と定義される、前記(1)乃至(16)に記載のト
ラフィック制御装置。
アネスを実現しつつ、バッファ容量が小さくても損失の
ないトラフィック制御を可能とする。また、輻輳したリ
ンクや接続でトラフィック制御情報がブロックされるこ
ともなく、出力するトラフィック制御も少ないトラフィ
ック制御装置を提供できる。
る。
ー制御装置の詳細図である。
成する動作の流れ図である。
ッシャを受信する動作の流れ図である。
生成する動作の流れ図である。
る動作の流れ図である。
ャを受信する動作の流れ図である。
る動作の流れ図である。
Claims (17)
- 【請求項1】複数の接続からなるリンクによって相互接
続された複数のホップを含む通信システムに実現され、
前記接続内のトラフィックはベスト・エフォット・サー
ビスと予約帯域幅サービスに共有され、各ホップにおい
て、前記ベスト・エフォット・サービスの制御は、単位
接続とホップ毎のグローバル・バックプレッシャ・メカ
ニズムの両方からなることを特徴とする、トラフィック
制御装置。 - 【請求項2】前記ホップ毎のバックプレッシャ・メカニ
ズムは、前記ホップに入るトラフィックが所定しきい値
を超えたときに上流ホップにバックプレッシャ・プリミ
ティブを生成する、請求項1記載のトラフィック制御装
置。 - 【請求項3】各ホップは、サイズNの入力バッファと、
出力リンク当たりサイズMの出力バッファとからなり
(MとNは1より大きい整数)、いずれのバッファもベ
スト・エフォット・トラフィック専用であって、前記ホ
ップに接続された接続毎にキューを提供するキューイン
グ・エリアからなり、前記接続は、その対応するキュー
に置かれたトラフィック・セルが少なくとも1つある場
合はアクティブとみなされる、請求項1または2に記載
のトラフィック制御装置。 - 【請求項4】前記入力バッファは、グローバル上しきい
値IBBthとグローバル下しきい値IBBtlよりな
り、IBBth>=IBBtlであって、前記上しきい
値は、前記上しきい値を超える前記入力バッファ内の余
分なバッファ・エリアが、上流ホップの往復遅延合計よ
り大きくなるようにセットされ、前記下しきい値は、上
流ホップの最少往復遅延よりも大きい、請求項3記載の
トラフィック制御装置。 - 【請求項5】前記入力バッファは、選択的上しきい値I
BBsthと選択的下しきい値IBBstlからなり、
IBBsth>=IBBstlであって、前記しきい値
は、上流ホップからのアクティブ接続の数に従って動的
に調整される、請求項3または4に記載のトラフィック
制御装置。 - 【請求項6】各ホップにおいて、前記上下の選択的しき
い値IBBstl、IBBsthは、 前記ホップに入るアクティブ接続の数が1と2の間にあ
る場合、IBBsth=N/2、IBBstl=N/4 前記ホップに入るアクティブ接続の数が3と4の間にあ
る場合、IBBsth=N/4、IBBstl=N/8 前記ホップに入るアクティブ接続の数が5と8の間にあ
る場合、IBBsth=N/8、IBBstl=N/1
6 前記ホップに入るアクティブ接続の数が9と16の間に
ある場合、IBBsth=N/16、IBBstl=N
/32 前記ホップに入るアクティブ接続の数が17と32の間
にある場合、IBBsth=N/32、IBBstl=
N/64 前記ホップに入るアクティブ接続の数が33より大きい
か33に等しい場合、IBBsth=N/32、IBB
stl=N/64 というルールに従って調整される、請求項5記載のトラ
フィック制御装置。 - 【請求項7】あるホップ接続のバッファ・エリアにキュ
ーイングされたセル数が、前記動的選択的上しきい値を
超えるとき、前記ホップは、前記接続からなるリンク上
で後向きに、「前記接続の選択的ストップ」情報を持つ
選択的バックプレッシャを送る、請求項2乃至6に記載
のトラフィック制御装置。 - 【請求項8】ある接続のバッファ・エリアにキューイン
グされたセル数が、前記動的選択的下しきい値に等しい
かより小さく、前記接続が選択的バックプレッシャを受
けているとき、前記ホップは、前記接続よりなるリンク
で後向きに、「前記接続の選択的スタート」情報を持つ
選択的バックプレッシャを送る、請求項2乃至7に記載
のトラフィック制御装置。 - 【請求項9】あるホップのキューイング・エリアに置か
れたセル数が、前記グローバル上しきい値を超えると
き、前記ホップは、前記リンクをグローバルに停止させ
るために、前記ホップに入る上流リンクで後向きに、
「前記入力リンクのグローバル・ストップ」情報を持つ
グローバル・バックプレッシャを送る、請求項2乃至8
に記載のトラフィック制御装置。 - 【請求項10】あるホップのキューイング・エリアに置
かれたセル数が、前記グローバル下しきい値に等しいか
より小さく、前記ホップに入るリンクがすでにグローバ
ル・バックプレッシャを受けている場合、前記ホップ
は、前記リンクをグローバルにリスタートさせるため
に、前記入力リンクで後向きに「前記入力リンクのグロ
ーバル・スタート」情報を持つグローバル・バックプレ
ッシャを送る、請求項2乃至9に記載のトラフィック制
御装置。 - 【請求項11】選択的に停止された接続は、前記接続が
選択的スタート・バックプレッシャを受け取り、前記接
続を含む前記リンクがグローバル・バックプレッシャを
受けていない場合にのみリスタートでき、グローバルに
停止されたリンクは、前記リンクがグローバル・スター
ト・バックプレッシャを受取った場合にのみリスタート
できる、請求項2乃至10に記載のトラフィック制御装
置。 - 【請求項12】ホップは、前記ホップに入る各リンクに
関連づけられ、前記ホップが前記入力リンクにグローバ
ル・ストップ・バックプレッシャを送った後に前記入力
リンクから受信した余分なセルをカウントする手段を含
み、前記入力リンクのカウント値が前記入力リンクの往
復遅延より大きいか前記遅延に等しいとき、前記入力リ
ンクからの余分なセルは棄却され、前記ホップは前記グ
ローバル・ストップ・バックプレッシャを前記入力リン
クに再送する、請求項1乃至11に記載のトラフィック
制御装置。 - 【請求項13】ホップは、前記ホップに入る各接続に関
連づけられ、前記ホップが前記接続よりなるリンクで前
記接続に選択的ストップ・バックプレッシャを送った後
に前記接続から受信した余分なセルをカウントする手段
を含み、前記接続のカウント値が、前記接続よりなる前
記リンクの往復遅延より大きいか前記遅延に等しいと
き、前記接続からの余分なセルは棄却され、前記ホップ
は前記選択的ストップ・バックプレッシャを前記接続に
再送する、請求項1乃至12に記載のトラフィック制御
装置。 - 【請求項14】予約帯域幅の1部がベスト・エフォット
・サービスの制御トラフィックに予約された、請求項1
乃至13に記載のトラフィック制御装置。 - 【請求項15】前記バックプレッシャ情報はATM制御
セルによって伝達され、前記セルは、前記ベスト・エフ
ォット・サービスの前記制御トラフィックに予約された
前記予約帯域幅の前記1部によって転送される、請求項
14記載のトラフィック制御装置。 - 【請求項16】前記ATM制御セルは、1乃至12の選
択的バックプレッシャ情報と1つのグローバル・バック
プレッシャ情報を伝達できる、請求項15記載のトラフ
ィック制御装置。 - 【請求項17】接続は、ATMバーチャル・サーキット
・サービスのスイッチ・バーチャル・サーキットと定義
されるか、ATMバーチャル・パス・サービスのバーチ
ャル・サーキットと定義されるか、或いはATMローカ
ル・エリア・ネットワークのエミュレーション・サービ
スにおける1組のメディア・アクセス制御(MAC)ア
ドレス(MACソース・アドレス、MACターゲット・
アドレス)と定義される、請求項1乃至16に記載のト
ラフィック制御装置。
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