JPH10285185A - Ａｔｍネットワークにおいてデータ・セル伝送をスケジューリングする方法 - Google Patents

Ａｔｍネットワークにおいてデータ・セル伝送をスケジューリングする方法

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JPH10285185A
JPH10285185A JP35966797A JP35966797A JPH10285185A JP H10285185 A JPH10285185 A JP H10285185A JP 35966797 A JP35966797 A JP 35966797A JP 35966797 A JP35966797 A JP 35966797A JP H10285185 A JPH10285185 A JP H10285185A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】複数のコネクション間に利用できる帯域幅を適
正に分配し、折衝済みの帯域幅の限度を超えることなく
少なくとも適正量の帯域幅を各コネクションが受け取る
ようにする。 【解決手段】伝送スケジューラ２２が、出力セル・スト
リームにおけるバーストを最小限に抑えるようにタイム
・スロットへのコネクションをマッピングし、セル・ス
トリームにおける滑らかさが伝送損失の可能性を減ら
し、また、１つのコネクションが１つの予め確立された
帯域幅の限度を確実に超えないようにする。伝送セルに
ついてのリストが維持され、各リストが１つの帯域幅フ
ァクタに割り当てられる。ＡＴＭネットワークの全帯域
幅は確立された帯域幅ファクタに従ってタイム・スロッ
トに配分され、異なった帯域幅が全帯域幅を横切って多
重化される。伝送用のセルは利用できるタイム・スロッ
トおよびその帯域幅ファクタに従ってセル・リストから
選ばれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願の相互参照】本願は、次の審査中の出願：93
9A-358, "Distributed Buffering System for ATM Swit
ches"; 939A-356, "ATM Switch Core Backpressure Gen
eration"; 939A-353, "ATM Queuing System"; 393A-35
4, "Line Interface Unit for Adapting Board Bandwid
th Network to Lower Bandwidth Network Fabric"に関
連するものである。
【０００２】
【発明の背景】本発明は、全体的には、通信技術に関す
るものであり、一層詳しくは、非同期転送モード（ＡＴ
Ｍ）ネットワーク構造を使用する際にセルが異なった帯
域幅ファクタを有するときにＡＴＭネットワーク構造で
データ・セルの伝送をスケジューリングすることに関す
る。音声、ビデオ、データの広帯域伝送についてのネッ
トワーク技術において通信産業は急速に拡大している。
このようの技術は２種類あり、その１つはＳＯＮＥＴで
あり、これは光ファイバ技術を使用する高速同期搬送方
式である。もう１つは、ＡＴＭであり、これは高速低遅
延多重化・交換ネットワークである。ＳＯＮＥＴは高
速、高処理能力であり、大型公共ネットワークに適して
いるのに対し、ＡＴＭは集中、多重化、交換の諸作業を
行うための広帯域総合サービス・ディジタル・ネットワ
ークに適用できる。本発明は、伝送秒当たりのセルの数
における帯域幅（セル当たりのセル数×バイト数の転送
率）をセルが確立しているときのＡＴＭネットワークに
おけるセル伝送スケジューリング方法に向けたものであ
る。このスケジューリング方法は、また、複数のコネク
ション間に利用できる帯域幅を適正に分配し、折衝済み
の帯域幅の限度を超えることなく少なくとも適正量の帯
域幅を各コネクションが受け取るようにもする。
【０００３】
【発明の概要】本発明によれば、伝送スケジューラは、
出力セル・ストリームにおけるバーストを最小限に抑え
るようにＡＴＭネットワークにおけるスケジューリング
済みのタイム・スロットへのコネクションをマッピング
する。生じたセル・ストリームにおける平滑性は、ネッ
トワークにおける伝送損失の可能性を減らし、また、１
つのコネクションが予め確立された帯域幅の限度を超え
ないようにもする。本発明は、定数ビット率（ＣＢ
Ｒ）、可変ビット率（ＶＢＲ）および利用可能ビット率
（ＡＢＲ）トラフィックをサポートするサービスで利用
できる。一層詳しく言えば、伝送しようとしているセル
に対して、ＡＴＭネットワークの全帯域幅のパーセンテ
ージとして帯域幅ファクタが確立される。伝送しようと
しているセルについてのリストが維持され、各リストが
１つの帯域幅ファクタに割り当てられる。ＡＴＭネット
ワークの全帯域幅は確立された帯域幅ファクタに従って
タイム・スロットに割り当てられ、異なった帯域幅が全
帯域幅を横切って多重化される。伝送のためのセルは、
利用できるタイム・スロットおよびその帯域幅ファクタ
に従ってセル・リストから選ばれる。利用可能なタイム
・スロットは、その帯域幅のうち最大の帯域幅を備えた
セルに割り当てられる。複数のセルの帯域幅合計が利用
できるタイム・スロットの帯域幅内にあるときにはその
タイム・スロットに複数のセルを割り当てることができ
る。好ましい実施例によれば、能動セットのリストがタ
イム・スロットを割り当てる際に使用するために維持さ
れ、更新セットのリストが伝送済みのセルを新しい伝送
待機中のセルと交換するために使用される。能動セット
のリストと更新セットのリストは周期的に交代させられ
る。本発明およびその目的、特徴は図面に関連した以下
の詳細な説明および添付の特許請求の範囲からより容易
に明らかとなろう。
【０００４】
【好ましい実施例の詳細な説明】伝送スケジューラは、
図１に示すＡＴＭネットワーク・インターフェイス・カ
ード（ＮＩＣ）の機能的ブロック図に示すように、ＮＩ
Ｃの１構成要素である。このＮＩＣを通るデータフロー
経路は２つある。第１の経路では、ＡＴＭセルを運ぶＳ
ＯＮＥＴフレームはネットワークによって光ファイバ１
２を通してホスト１０に伝送される。ここでは、光学ト
ランシーバ１４が光学信号を電気信号に変換する。光学
トランシーバはこの電気信号をＳＯＮＥＴレシーバ１６
に伝送する。ＳＯＮＥＴレシーバ機能は電気信号でＳＯ
ＮＥＴフレームに同期化し、運ばれたデータを抽出し、
抽出したデータをストリームとしてＡＴＭレシーバ機能
１８に転送する。ＡＴＭレシーバ機能は、抽出データ・
ストリーム内のセルを検出し、３つのセルをデータ・パ
ケットに再組み立てし、これらのパケットをホスト・バ
ス２０を通してホストに転送する。
【０００５】ＮＩＣを通る第２のデータフロー経路はホ
ストからネットワークまでである。ここでは、伝送スケ
ジューラ２２は、ホストからネットワークまでセルを伝
送しようとするときにそれをＡＴＭトランスミッタ機能
２４に指示する。伝送スケジュールは、コネクション識
別子を経て次のセル・ペイロード・データが来るはずの
コネクションをＡＴＭトランスミッタ機能に指示する。
ＡＴＭトランスミッタは、ホストからの（ホストバスを
通しての）指示されたコネクションについて１つのセル
・ペイロード・データ（４８バイト）を読み込み、この
データをＳＯＮＥＴトランスミッタ２６に伝送する。Ｓ
ＯＮＥＴトランスミッタはデータに与えられたセルを取
り出し、これらのセルをＳＯＮＥＴフレーム内にこれら
のセルを置き、これらのフレームを光学トランシーバ４
に伝送する。光学トランシーバは、次に、光ファイバ１
２を通してＡＴＭセルを含むＳＯＮＥＴ信号をＡＴＭネ
ットワークに伝送する。
【０００６】伝送スケジューラは、ホストからネットワ
ークへの複数のコネクションがあり、各コネクションが
異なった帯域幅割当てを有し得るときに必要である。さ
らに、各コネクションについてのデータが連続したセル
間の均一な時間間隔と一緒に伝送され、できるだけ多く
のコネクションから伝送データにおける過剰なバースト
によるデータ伝送損失の機先を制することが必要であ
る。こうして、伝送スケジューラの機能はＳＯＮＥＴリ
ンクを通してネットワークへ運ばれる複数のコネクショ
ンについてのセル伝送リクエストを発生することにあ
る。本発明によれば、伝送スケジューラは出力セル・ス
トリームにおけるバーストを最小限に抑えるようにＡＴ
Ｍネットワークのスケジュール済みのタイム・スロット
へのコネクションをマッピングする。こうしできたセル
・ストリームの滑らかさは、ネットワーク内の伝送損失
の可能性を減らすと共に、１つのコネクションが関連し
たトラフィック・コントラクトの限度を超えないように
する。スケジューラは、利用できるビット率トラフィッ
ク（ＡＢＲ）のサービス、ＡＴＭフォーラムでの発生規
格、現在定義されている定数ビット率（ＣＢＲ）、利用
できる可変ビット率（ＶＢＲ）サービスを可能とするよ
うに外部ソフトウェアによって制御され得る。
【０００７】一層詳しくは、伝送スケジューラは、コネ
クション識別子によって参照される伝送データ・セルの
スケジュールを生成し、出て行くセルのコネクション識
別子（ＣＯＮＮＩＤ）を伝送ＤＭＡロジックに与える。
伝送ＤＭＡロジックは実データ転送を扱う。伝送スケジ
ューラ・ロジックはローカル・オンボードＲＡＭ（ＴＳ
ＲＡＭで示す３２Ｋ×１６ＳＲＡＭ）に２つのスケジュ
ール、すなわち更新スケジュールと能動スケジュールを
維持する。各スケジュールは１０２４エントリからな
り、各エントリはコネクション識別子かヌル識別子であ
る。コネクション識別子は、その特定のコネクションか
らの４８データ・バイトの単一セルを伝送ＤＭＡロジッ
クによってホスト・メモリから検索すべきであることを
指示する。ヌル識別子は、そのときに転送がスケジュー
リングされないことを示す。更新スケジュールはスケジ
ュール変更をなすのに使用され、能動スケジュールは伝
送ＤＭＡロジックにコネクション識別子を供給するのに
使用されるスケジュールである。こうすれば、伝送スケ
ジューラ・ロジックは能動スケジュールの釣り合ったコ
ネクション識別子分布に影響を与えることなく更新スケ
ジュールを変更することができる。能動スケジュールの
目的が達成されると、２つのスケジュールは、更新スケ
ジュールが現在スケジューリング・リクエストを処理し
ていない場合には、スワップされる資格がある。
【０００８】能動スケジュール・スロットは伝送ＤＭＡ
ロジックからのリクエストについて順次に問い合わされ
る（現在、５３バイト・セルを仮定したときに、毎秒６
２２／１５５メガビットでの各セル期間すなわち６８２
／２７２８ｎｓ）。能動スケジュール・スロットの内容
は伝送ＤＭＡロジックに通される。もし検索した能動ス
ケジュール・スロット・データがヌル識別子であるなら
ば、それは伝送ＤＭＡロジックによって無視される。も
し検索した能動スケジュール・スロット・データがコネ
クション識別子であるならば、伝送ＤＭＡロジックはそ
のコネクションについてのデータ・セルをホスト・メモ
リからオンボード伝送ＦＩＦＯに転送しようと試みるこ
とになる。伝送ＤＭＡロジックが、新しい伝送リクエス
トが到達したときに別のデータ転送でビジーであるなら
ば、２つのアクション・コースがある可能性がある。第
１オプションは、入来するコネクション識別子をドロッ
プすることである。これを行うことによってデータが失
われることはないが、伝送ＤＭＡロジックは、そのコネ
クション識別子が能動スケジュールに現れる次に時点ま
でその特定のコネクションについてデータ・セルを転送
しようと試みることができなくなる。第２オプション
は、伝送ＤＭＡロジック・リソースが利用できるように
なる時点まで能動スケジュール・スロットをといわせる
ことを停止することによって入来するコネクション識別
子をバッファアップすることにある。
【０００９】スケジューリング・ロジックそれ自体は、
ホスト装置ドライバからスレーブ・インターフェイス・
ロジックを経由した伝送コネクションの割当て、割当て
解除を受け入れると共に、必要に応じて更新スケジュー
ルを操作して任意所与のコネクションに対するバースト
を最小限に抑える責任がある。ホストがスケジューリン
グ・ロジックを次に回す基本情報は、１０ビット・コネ
クション識別子（ＣＯＮＮＩＤ）と、５ビット帯域幅フ
ァクタ（ＢＷＦ）と、割当て／割当て解除インジケータ
（１ビット・フィールド）とからなる。許容可能な帯域
幅ファクタは１０個だけであり、これらの帯域幅ファク
タが利用可能な全伝送帯域幅のパーセンテージとして表
される１／２ｎ(ここで、ｎ＝１−１０)に対応する。こ
れは、以下に示すようなコネクション識別子の実スケジ
ュール・リストにおける１０２４／２ｎエントリに対応
する。
【００１０】 ｎ ％帯域幅 スケジュールのエントリ ＢＷＦリストのエントリ １ 50% 512 2 2 25% 256 4 3 12.5% 128 8 ... ... ... ... 10 0.098% 1 1024
【００１１】スケジュール・ロジックは、ローカル・オ
ンボードＲＡＭ内の、各々が特別のＢＷＦに対応してい
る１０個のリストを維持する。伝送コネクション割当て
リクエストが発生したときには、スケジュール・ロジッ
クは、ｎ＝１のリスト（５０％）（２エントリ）で始ま
り、ｎ＝１０のリスト（０．０９８％）（１０２４エン
トリ）で終わるすべての１０個のリストを通してスキャ
ンを行う。新しいコネクションについてのＣＯＮＮＩＤ
は適切なリストの最初の利用可能な空のスペースに置か
れる。空のスペースはヌル・インジケータで示される。
伝送コネクション割当て解除リクエストが発生したとき
には、スケジュール・ロジックは上記のようにリストを
通じてスキャンを行い、適切な合致リスト内の適正なＣ
ＯＮＮＩＤ値をヌル・インジケータで置き換える。
【００１２】スケジュール・ロジックは１０個すべての
リストにおけるすべてのエントリ、すなわち２０４５個
のエントリ（２＋４＋８＋・・・２５６＋５１２＋１０
２４）を通してスキャンを行うが、せいぜい１０２４個
のエントリが１つのＣＯＮＮＩＤを含むことになるとい
う点に注目されたい。伝送コネクションが割り当てられ
たり、割当て解除されたりすると、スケジュール・ロジ
ックは以下に説明するように作業スケジュールを更新す
る。リスト内に或るＣＯＮＮＩＤが見つかると、スケジ
ュール・ロジックは、ゼロで出発して、ＣＯＮＮＩＤの
有ることがわかったそのリストに特有のスケジュール内
のエントリ数（上記の表参照）に等しいカウント数を通
して可変サイズ・カウンタを順次に増分させる。たとえ
ば、１２．５％リストに見出されたＣＯＮＮＩＤはスケ
ジュールに１２８個のエントリを満たすことになり、カ
ウンタは０から１２７まで増分することになる。同時
に、１０ビット・スケジュール・アドレス・オフセット
・カウンタも、その現在値から可変サイズ・カウンタと
同じカウント数を通じて増分させられる。スケジュール
・アドレス・オフセット・カウンタは１つのコネクショ
ンが割り当てられるか割当て解除される毎にゼロ・カウ
ントにリセットされ、更新スケジュールを更新させる。
スケジュール・アドレス・オフセットは更新スケジュー
ルへのポインタとして使用される。スケジューリングさ
れたコネクション識別子は更新スケジュールの、スケジ
ュール・アドレス・オフセットのビット反転によって決
まるアドレスに書き込まれる。こうして、更新スケジュ
ールは伝送コネクションが割り当てられたり、割当て解
除されたりする毎に更新され得る。最後のリストの最終
エントリがスキャンされ、評価されると、スケジュール
・アドレス・オフセット・カウンタは必要に応じて増分
され、残りのスケジュール・アドレスすべてを通して完
全に循環し、これらのアドレスをヌル識別子で満たす。
【００１３】１０２４個エントリの更新スケジュール内
にできるだけ均等に或る特定の伝送コネクションについ
てのセルを分布させるために、更新スケジュールをアド
レス指定するときに１０ビット・カウンタ・スケジュー
ル・アドレス出力はビット反転させる。
【００１４】セルの均等分布は帯域幅リストを大きい帯
域幅から小さい帯域幅へ移動することにも依存する。こ
れは、大きい方の帯域幅コネクションを小さい方の帯域
幅コネクションよりも厳しいスケジュール・アドレス境
界で整合させなければならないからである。特に、ｎの
所与値については、１０ビット・スケジュール・アドレ
ス・オフセットの出発アドレスの（１０−ｎ）最小桁ビ
ットはゼロでなければならない。たとえば、ｎ＝１（５
０％）コネクションについてセルを均等に広げるには、
１０ビット・カウンタの出発アドレスは２進でX0000000
00でなければならず、これはまた、ｎ＝１がスケジュー
ル・アドレス・カウンタの５１２カウント数（２進1000
000000）を通る循環を意味し、一方でｎ＝１０（０．０
９８％）コネクションがどこかで整合し得るので、次の
コネクションの出発アドレスでもなければならない。そ
れに続いて、ｎの或る値を持つコネクションは常にそれ
自体の値以下のｎの値を持つ任意コネクションのスケジ
ュール・アドレス境界で整合することになる。したがっ
て、大きい帯域幅ｎから小さい帯域幅Ｎまで帯域幅リス
トを移動することにより、すべての出発アドレス境界整
合要件が確実に満たされ、所与のスケジュール内の伝送
コネクションバーストを最小限に抑えることになる。し
かしながら、能動スケジュール、作業スケジュールがス
ワップされたときには或る種の余計なバーストが生じる
可能性があることは注目されたい。１つのコネクション
に異なったＢＷＦを持つ複数のタイムを割り当て、矛盾
のない集合帯域幅値を得ることができる。しかしなが
ら、この場合、複数の独立した割当ての結果として発生
するバーストを最小限に抑える方法はない。バースト
は、各割当て内のセル・スケジュールに関してその割当
て内でのみ最小限に抑えられる。複数の独立した割当て
からなるコネクションを割当て解除したとき、各独立し
た帯域幅割当ては個別に割当て解除されなければならな
い。
【００１５】データ・セルがＡＴＭネットワークの使用
の際に異なった帯域幅ファクタを有するときにＡＴＭネ
ットワークでのデータ・セルの伝送をスケジューリング
する改良方法を説明してきた。本発明を特定の実施例を
参照して記述してしてきたが、この記述は本発明の説明
のためのものであり、発明を限定するものではない。添
付の特許請求の範囲に定義したような発明の真の精神、
範囲から逸脱することなく種々の変更、応用は当業者に
とって可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この図は、本発明による伝送スケジュールを
含むＡＴＭネットワーク・インターフェイス・カード
（ＮＩＣ）の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１０・・・ホスト １２・・・光ファイバ １４・・・光学トランシーバ １６・・・ＳＯＮＥＴレシーバ １８・・・ＡＴＭレシーバ機能 ２０・・・ボスと・バス ２２・・・伝送スケジューラ ２４・・・ＡＴＭトランスミッタ機能 ２６・・・ＳＯＮＥＴトランスミッタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＡＴＭネットワークにおいてデータ・セ
    ルの伝送をスケジューリングする方法であって、ａ）Ａ
    ＴＭネットワークにおける全帯域幅のパーセンテージと
    して電送しようとしているセルについての大気ファクタ
    を確立する段階と、ｂ）各々が１つの帯域幅ファクタを
    表す、電送しようとしているセルのリストを維持する段
    階と、ｃ）確立された帯域幅ファクタに従ってＡＴＭネ
    ットワークの全帯域幅をスロットに割り当て、異なった
    帯域幅を全帯域幅を横切って多重化する段階と、ｄ）利
    用できるスロットおよびその帯域幅ファクタに従ってセ
    ルの前記リストから電送するためのセルを選ぶ段階とを
    包含することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、段階ｄ）
    が伝送用のセルを選ぶ際に大きい方の帯域幅から小さい
    方の帯域幅へ前記セル・リストをスキャンする段階を包
    含することを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の方法において、全帯域幅
    で利用できるタイム・スロットをそのスロットの帯域幅
    内で最も大きい帯域幅セルに割り当てることを特徴とす
    る方法。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の方法において、複数のセ
    ルの帯域幅合計がスロットの帯域幅内にあるときに複数
    のセルを利用できるスロットに割り当てることを特徴と
    する方法。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の方法において、段階ｂ）
    がタイム・スロットを割り当てる際に使用するための能
    動セットのリストと、伝送済みのセルを伝送待機中の新
    しいセルと交換するための更新セットのリストを維持
    し、前記能動セットのリストと前記更新セットのリスト
    を周期的に交代させる段階を包含することを特徴とする
    方法。
JP35966797A 1996-12-30 1997-12-26 Ａｔｍネットワークにおいてデータ・セル伝送をスケジューリングする方法 Abandoned JPH10285185A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US08/774508 1996-12-30
US08/774,508 US5850398A (en) 1996-12-30 1996-12-30 Method of scheduling data cell transmission in an ATM network

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JPH10285185A true JPH10285185A (ja) 1998-10-23

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US (1) US5850398A (ja)
JP (1) JPH10285185A (ja)
KR (1) KR100452952B1 (ja)
DE (1) DE19757964A1 (ja)
FR (1) FR2758034B1 (ja)

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