JPH1070541A - Ａｂｒサービスにおける送信可能レート決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノードでの処理負荷が少なく、各ユーザ間で
の公平性を保つことが可能なＡＢＲサービスにおける送
信可能レート決定方法を提供すること。 【解決手段】 (1)予め設定したサービスクラス毎にＡ
ＣＲを管理するＡＣＲ管理テーブルを用意し、これをｂ
−ＲＭセルが到着する度、あるいは一定周期毎に更新
し、(2)ｂ−ＲＭセルを受信すると、各コネクション毎
のクラスを管理するクラス管理テーブルからクラスを判
定し、(3)ＡＣＲ管理テーブルより該当するクラスのＡ
ＣＲを読み出し、(4)これをｂ−ＲＭセルに書き込むこ
とにより、端末からのＲＭセルがノードに到着する度に
必要なフィールドを読み込む処理をなくし、ノードでの
処理負荷を軽減し、また、予め設定したサービスクラス
毎にＡＣＲを計算し、これをｂ−ＲＭセルに書き込むこ
とにより、各ユーザ間の公平性を保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＴＭを利用した
データ通信網がエンドシステムに提供するＡＢＲサービ
スにおける送信可能レートの決定方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ（非同期転送モード）を利用した
データ通信網において、エンドシステム（端末装置）に
提供するコネクションタイプの１つとして、セル（デー
タの最小単位）の廃棄をできるだけ起こさないように送
信可能レートＡＣＲを制御しながら運用するＡＢＲ（Ａ
vailable Ｂit Ｒate）サービスがある。

【０００３】ＡＢＲサービスの対象はインターネット等
のデータ通信サービスである。しかし、帯域の予約を行
わないため、高負荷時にはセルの廃棄が起こる可能性が
あり、ＡＴＭを利用したデータ通信網では１つのセルの
廃棄がパケット全体の再送につながり、網の効率が低下
する可能性がある。

【０００４】そこで、ＡＢＲサービスでは、リソース管
理用セル（以下、単にＲＭセルと称す。）による端末／
網間での動作状況通知機能により、送信端末からの送信
可能レートＡＣＲを調整して、網の輻輳を回避する。な
お、ＲＭセルは、情報転送のためのセルに、通常、約数
１０セル当たり１セルの割合で混ぜられて、送信端末と
受信端末との間でやりとりされる。

【０００５】前記のような制御を行うため、ＡＢＲサー
ビスにはＥＲモードというレート制御方法がある。ＥＲ
モードは輻輳点のノードにおいて着信端末からのＲＭセ
ル（以下、ｂ−ＲＭセルと称す。）にノード内で計算さ
れたＡＣＲの値を設定し、送信端末へ通知する制御方法
である。

【０００６】従来のＥＲモードを用いたレート制御方法
を大別すると、３つの方法がある。

【０００７】第１の方法は、ノード内において各送信端
末から送られるＲＭセルのフィールドより、現在の送出
レート（以下、ＣＣＲと称す。）を読み、各送信端末か
らのＣＣＲの平均値（以下、ＭＡＣＲと称す。）を計算
して送信可能レートとする方法である。

【０００８】第２の方法は、ノード内に収容端末分のテ
ーブルを用意し、ある測定周期にデータが送信されてい
るかを管理し、アクティブコネクション数を推定して制
御する方法である。

【０００９】第３の方法は、ノード内にテーブルを用意
し、送信端末からのＲＭセルを読み、各コネクション毎
に最新のＣＣＲ値を管理して制御する方法である。

【００１０】図１は第３の方法の概要を示すもので、
(1)送信端末からのＲＭセルが到着する度にＣＣＲ値を
読み込んでＣＣＲ管理テーブルに書き込み、(2)該ＣＣ
Ｒ管理テーブルをもとにコネクション毎にＡＣＲを計算
してＡＣＲ管理テーブルに書き込み、(3)着信端末から
のＲＭセルを受信すると、ＡＣＲ管理テーブルより該当
するコネクションのＡＣＲを読み出し、(4)これをｂ−
ＲＭセルに書き込む、というものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の第１の方法では、端末からＲＭセルがノードに
到着する度に必要なフィールドを読み込む処理が発生す
るため、処理負荷がノードにかかるという問題があり、
また、収容されている端末全体の平均値を用いているた
め、端末からのレートが変化してもレートの増分値及び
減少値は少なく、その分、レートの上昇及び下降が遅く
なり、一度、輻輳した場合にはセルの廃棄が多くなる可
能性があるという問題があった。

【００１２】また、従来の第２の方法では、端末からＲ
Ｍセルがノードに到着する度に必要なフィールドを読み
込む処理が発生し、また、読み込んだフィールドをもと
にテーブルを作成する処理が発生するため、従来の第１
の方法よりも重い処理負荷がノードにかかるという問題
があり、また、ノード間のパス内にレートの上がらない
コネクションが混在すると、スループットが低下すると
いう問題があった。

【００１３】また、これらの従来の第１及び第２の方法
では、どの端末にも同じＡＣＲを返すため、各コネクシ
ョン間での公平性が保たれないという問題があった。

【００１４】また、従来の第３の方法では、端末からＲ
Ｍセルがノードに到着する度に必要なフィールドを読み
込む処理が発生し、また、読み込んだフィールドをもと
にテーブルを作成する処理が発生し、さらにｂ−ＲＭセ
ルがノードに到着する度に、再度、このテーブルを読
み、その値をｂ−ＲＭセルに書き込む処理が発生するの
で、従来の第１及び第２の方法よりもさらに大きな処理
負荷がノードにかかるという問題があった（但し、コネ
クション毎に管理できるので、各コネクション間での公
平性は確保されると考えられる。）。

【００１５】本発明の目的は、ノードでの処理負荷が少
なく、各ユーザ間での公平性を保つことが可能なＡＢＲ
サービスにおける送信可能レート決定方法を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】図２は本発明方法の概要
を示すもので、(1)予め設定したサービスクラス毎にＡ
ＣＲを管理するＡＣＲ管理テーブルを用意し、これをｂ
−ＲＭセルが到着する度あるいは一定周期毎に更新し、
(2)ｂ−ＲＭセルを受信すると、各コネクション毎のク
ラスを管理するクラス管理テーブルからクラスを判定
し、(3)ＡＣＲ管理テーブルより該当するクラスのＡＣ
Ｒを読み出し、(4)これをｂ−ＲＭセルに書き込む、と
いうものである。

【００１７】前記構成によれば、端末からのＲＭセルが
ノードに到着する度に必要なフィールドを読み込む処理
がなくなり、ノード全体での輻輳状態のみでレートの計
算が行われるので、ノードでの処理負荷が軽減され、ま
た、予め設定したサービスクラス毎にＡＣＲを計算し、
これをｂ−ＲＭセルに書き込むので、各ユーザ間の公平
性を保つことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を説
明する。

【００１９】［第１の形態］図３は本発明の第１の実施
の形態におけるノードの構成を示すもので、図中、１１
はセル蓄積部、１２は輻輳状態管理部、１３はセル転送
部、１４はｂ−ＲＭセル検出部、１５はＡＣＲ計算部、
１６はレート書込部である。また、ＡＣＲ計算部１５
は、図４に示すように、ＡＣＲ計算実行部１５１、レー
ト上下幅記憶部１５２、しきい値記憶部１５３、レート
変更周期記憶部１５４、ＡＣＲ管理部１５５、レート変
更可否判定部１５６からなっている。

【００２０】以下、各部の説明を行う。

【００２１】セル蓄積部１１は、端末より送られてきた
セルがノードヘ到着した際に、一時的にセルを蓄積す
る。

【００２２】輻輳状態管理部１２は、セル蓄積部１１の
セル蓄積数を監視し、予め定められたしきい値を越えて
いれば輻輳と判断し、Ｃongflagを１に、そうでなけれ
ば非輻輳としてＣongflagを０にして輻輳状態を管理す
る。

【００２３】セル転送部１３は、一時的にセル蓄積部１
１に蓄積されたセルをリンク容量に従って転送する。

【００２４】ｂ−ＲＭセル検出部１４は、着信端末から
送られてくるセルの中からｂ−ＲＭセルを検出するとＡ
ＣＲ計算部１５へ計算を要請する。

【００２５】ＡＣＲ計算部１５は、ｂ−ＲＭセル検出部
１４でｂ−ＲＭセルが検出されると、輻輳状態管理部１
２の監視情報をチェックし、ＡＣＲ計算実行部１５１、
レート上下幅記憶部１５２、しきい値記憶部１５３、レ
ート変更周期記憶部１５４、ＡＣＲ管理部１５５、レー
ト変更可否判定部１５６の情報を用いてＡＣＲ値の計算
を行う。

【００２６】ＡＣＲ計算実行部１５１は、到着したｂ−
ＲＭセルがレート変更可能時間内か否かを判定し、輻輳
状態管理部１２より通知された輻輳状況に従って、ＡＣ
Ｒの計算を行う。

【００２７】レート上下幅記憶部１５２は、どのくらい
レートを増加（ＲＩＦ）または減少（ＲＤＦ）するのか
を記憶しており、この上げ幅または下げ幅に従い、ＡＣ
Ｒが計算される。

【００２８】しきい値記憶部１５３は、輻輳状態管理部
１２でセル蓄積部１１のセル蓄積数を監視し、ある値を
越えているか否かの判定を行い、その値を記憶する。

【００２９】レート変更周期記憶部１５４は、一度ｂ−
ＲＭセルが検出されてレートを上げる処理を行った後
に、次のｂ−ＲＭセルを検出してレートを上げる処理を
行えるまでの時間を記憶している。つまり一度、レート
を上げた後にレート変更周期記憶部１５４で記憶されて
いる時間が経過した後のみ、レートを上げることを可能
とする。

【００３０】ＡＣＲ値管理部１５５は、ｂ−ＲＭセルが
検出された時点で計算されたＡＣＲの値をクラス毎に管
理し、次のｂ−ＲＭセルが検出された場合には、ＡＣＲ
値管理部１５５で管理されている値が用いられ、最新の
ＡＣＲ値が計算された結果を常に管理する。

【００３１】レート変更可否測定部１５６は、一度ｂ−
ＲＭセルが検出された時刻から、次のｂ−ＲＭセルが検
出される時刻までの間が、レート変更周期記憶部１５４
で記憶された時間に至っているか否かの確認を行い、至
っている場合は、レートを上げて良いか否かの判断を行
う。

【００３２】レート書込部１６は、ＡＣＲ計算部１５で
計算された値のうち、ｂ−ＲＭセルが属するクラスのＡ
ＣＲ値をｂ−ＲＭセルのＥＲフィールドに書き込む処理
を行う。ＡＢＲサービスにおけるＥＲモードを用いたレ
ート制御方法を以下に示す。

【００３３】ＡＣＲ計算方式：次式により、ノード内に
おいてＡＣＲを算出する（但し、(i)はクラス数（１〜
Ｎ））。 輻輳時： ＡＣＲ(i)＝ＡＣＲ(i)×（１−ＲＤＦ） 非輻輳時でかつレート変更可能時間経過後： ＡＣＲ(i)＝ＡＣＲ(i)＋ＲＩＦ×ＡＣＲ＿init(i) 前記計算方法は、全クラスを計算して更新する。

【００３４】図５は本形態の動作を示すフローチャート
である。フローは２つの部分よりなり、１つはＡＣＲ計
算フローであり（Ａ１〜Ａ６）、もう１つは計算された
ＡＣＲ値をｂ−ＲＭセルへ書き込むフローである（Ａ７
〜Ａ９）。

【００３５】以下、フローに従ってＡＣＲ計算及び書き
込みを説明する。

【００３６】Ａ１：ｂ−ＲＭセル検出部１４は、ノード
内に到着したセルがｂ−ＲＭセルか否かを判定する（ス
テップＡ２へ進む）。

【００３７】Ａ２：ＡＣＲ計算実行部１５１は、輻輳状
態管理部１２からＣongflagを読み出す（ステップＡ３
へ進む）。

【００３８】Ａ３：輻輳状態管理部１２から読み出した
Ｃongflagを判定する（判定値が０ならばステップＡ４
へ進み、１ならばステップＡ５へ進む）。

【００３９】Ａ４：レート変更可否判定部１５６は、一
度レートを上げた時刻（INTIME）から現在の時刻（ＴNo
w）を引き、レート変更周期記憶部１５４で予め定めら
れた値（Ｔlength）と比較する（ＴNow−INTIME＞Ｔlen
gthならばステップＡ６へ進む、ＴNow−INTIME＜Ｔleng
thならばステップＡ７へ進む）。

【００４０】Ａ５：ＡＣＲ計算実行部１５１は、ＡＣＲ
(i)を以下の式により更新する（ステップＡ１へ進
む）。 ＡＣＲ(i)＝ＡＣＲ(i)×（１−ＲＤＦ） Ａ６：ＡＣＲ計算実行部１５１は、ＡＣＲ(i)を以下の
式により更新する（ステップＡ１へ進む）。 ＡＣＲ(i)＝ＡＣＲ(i)＋ＲＩＦ×ＡＣＲ＿init(i) Ａ７：レート書込部１６は、検出されたｂ−ＲＭセルが
どのクラスに属するか判定（ここではクラスｉに属する
とする。）する（ステップＡ８へ進む。）。

【００４１】Ａ８：ＡＣＲ計算実行部１５１は、ＡＣＲ
管理部１５５からＡＣＲ(i)を読み出す（ステップＡ９
へ進む）。

【００４２】Ａ９：レート書込部１６は、ＡＣＲ計算部
１５で計算された値のうち、ｂ−ＲＭセルが属するクラ
スのＡＣＲ値をｂ−ＲＭセルのＥＲフィールドに書き込
む（ステップＡ１へ進む）。

【００４３】［第２の形態］図６は本発明の第２の実施
の形態におけるノードの構成を示すもので、図中、２１
はセル蓄積部、２２は輻輳状態管理部、２３はセル転送
部、２４は到着セル数測定部、２５はＡＣＲ計算部、２
６はＡＣＲ管理部、２７はｂ−ＲＭセル検出部、２８は
レート書込部である。また、ＡＣＲ計算部２５は、図７
に示すように、ＡＣＲ計算実行部２５１、目標使用率記
憶部２５２、平滑化パラメータ記憶部２５３、到着セル
数管理部２５４、測定回数管理部２５５、レート変更可
否判定部２５６からなっている。

【００４４】以下、各部の説明を行う。

【００４５】セル蓄積部２１は、端末より送られてきた
セルがノードヘ到着した際に、一時的にセルを蓄積す
る。

【００４６】輻輳状態管理部２２は、セル蓄積部２１の
セル蓄積数を監視し、予め定められたしきい値を超えて
いれば輻輳と判断し、Ｃongflagを１に、そうでなけれ
ば非輻輳としてＣongflagを０にして輻輳状態を管理す
る。

【００４７】セル転送部２３は、一時的にセル蓄積部２
１に蓄積されたセルをリンク容量に従って転送する。

【００４８】到着セル数測定部２４は、ノードへの到着
セル数Ｃountを予め定められた時間幅Ｔで測定し、測定
値をＡＣＲ計算部２５に送信する。

【００４９】ＡＣＲ計算部２５は、到着セル数測定部２
４から測定値を受信した際に、輻輳状態管理部２２、Ａ
ＣＲ管理部２６に管理値の送信を要求し、それらの値を
用いて各クラスの送信可能レートを計算する。以下、詳
細に説明する。

【００５０】目標使用率記憶部２５２は、予め定められ
た目標リンク使用率Ｒ^*を記憶し、ＡＣＲ計算実行部２
５１からの指示に従って、Ｒ^*をＡＣＲ計算実行部２５
１に送信する。

【００５１】平滑化パラメータ記憶部２５３は、予め定
められた平滑化パラメータβ，γを記憶し、ＡＣＲ計算
実行部２５１からの指示に従って、β，γをＡＣＲ計算
実行部２５１に送信する。

【００５２】到着セル数管理部２５４は、非輻輳時にお
ける送信可能レートを計算するための到着セル数Ｃount
Ｎを管理し、ＡＣＲ計算実行部２５１からＣountを受信
するごとにＣountＮ＝ＣountＮ＋Ｃountとして値を更新
する。

【００５３】測定回数管理部２５５は、到着セル数管理
部２５４でＣountＮを更新した回数Ｎumを管理し、レー
ト変更可否判定部２５６からの指示に従って、Ｎumをレ
ート変更可否判定部２５６に送信する。

【００５４】レート変更可否判定部２５６は、ＡＣＲ計
算実行部２５１からＣongflag、測定回数管理部２５５
からＮumを受信し、予め記憶してあるレート変更可能周
期Ｎthと比較して、 Ｃongflag＝１ならば、判定値２ Ｃongflag＝０かつＮum＝Ｎthならば、判定値１ それ以外ならば、判定値０とし、その値をＡＣＲ計算実
行部２５１へ送信する。

【００５５】ＡＣＲ計算実行部２５１は、一定周期Ｔご
とに到着セル数測定部２４からＣountを受信する。その
際、輻輳状態管理部２２からＣongflag、測定回数管理
部２５５からＮumを受信し、それらをレート変更可否判
定部２５６へ送信する。レート変更可否判定部２５６で
の判定値Ｆlagを受信する。

【００５６】ここで、判定値０ならば、ＡＣＲ(i)（ク
ラスｉに属するコネクションの送信可能レート）を更新
せずに、Ｃountを到着セル数管理部２５４へ送信し、測
定回数管理部２５５へＮumをカウントアップするように
指示する。

【００５７】また、判定値２ならば、ＡＣＲ管理部２６
からＡＣＲ(i)、目標使用率記憶部２５２からＲ^*、平滑
化パラメータ記憶部２５３からβを受信し、これらを用
いて以下の式でＡＣＲ(i)を更新する。 ＡＣＲ(i)←｛β＋（１−β）×Ｒ^*／（Ｃount／Ｔ）｝
×ＡＣＲ(i) 前記計算方法は、全クラスを計算して更新する。

【００５８】また、判定値１ならば、到着セル数管理部
２５４からＣountＮ、ＡＣＲ管理部２６からＡＣＲ
(i)、目標使用率記憶部２５２からＲ^*、平滑化パラメー
タ記憶部２５３からγを受信し、これらを用いて以下の
式でＡＣＲ(i)を更新する。 ＡＣＲ(i)←［γ＋（１−γ）×Ｒ^*／｛ＣountＮ／（Ｎ
th×Ｔ）｝］×ＡＣＲ(i) 前記計算方法は、全クラスを計算して更新する。

【００５９】ＡＣＲ(i)を更新した場合には、その値を
ＡＣＲ管理部２６へ送信し、到着セル数管理部２５４へ
ＣountＮを、測定回数管理部２５５へＮumをクリアする
ように指示する。

【００６０】ＡＣＲ管理部２６は、ＡＣＲ(i)を管理
し、ＡＣＲ計算部２５からの指示に従って、ＡＣＲ(i)
を送信あるいは更新する。また、レート書込部２８から
の指示に従って、ＡＣＲ(i)を送信する（但し、初期値
はＡＣＲ(i)＝ＡＣＲ＿init(i)にセットしておく。）。

【００６１】ｂ−ＲＭセル検出部２７は、着信端末から
送られてくるセルのうちｂ−ＲＭセルを検出し、それを
レート書込部２８に転送する。

【００６２】レート書込部２８は、ｂ−ＲＭセル検出部
２７からｂ−ＲＭセルが転送された際に、そのセルがど
のクラスに属するかを判定し（ここではクラスｉに属す
るとする。）、ＡＣＲ管理部２６へＡＣＲ(i)を送信要
求し、このＡＣＲ(i)と、ｂ−ＲＭセルのＥＲフィール
ドに既に書かれている値とを比較し、小さい方をＥＲフ
ィールドに書き込んで送信端末へ転送する。

【００６３】図８、９は本形態の動作を示すフローチャ
ートであり、図８はＡＣＲ計算フロー、図９は計算され
たＡＣＲ値をｂ−ＲＭセルヘ書き込むフローである。

【００６４】まず、図８のフローチャートの各ステップ
に沿ってＡＣＲ計算フローを説明する。

【００６５】Ｂ１：到着セル数測定部２４は、ノードへ
の到着セル数Ｃountを時間幅Ｔで測定し、その値をＡＣ
Ｒ計算実行部２５１へ送信する（ステップＢ２へ進
む）。

【００６６】Ｂ２：ＡＣＲ計算実行部２５１は、輻輳状
態管理部２２からＣongflag、測定回数管理部２５５か
らＮumを読み出す（ステップＢ３へ進む）。

【００６７】Ｂ３：レート変更可否判定部２５６は、Ｃ
ongflag及びＮumを受信し、予め記憶してあるレート変
更可能周期Ｎthと比較して、レート可否判定を行い（判
定法は前述した通り）、判定値が０ならばステップＢ４
へ、１ならばＢ５へ、２ならばＢ９へ進む）。

【００６８】Ｂ４：到着セル数管理部２５４は、ＡＣＲ
計算実行部２５１からＣountを受信し、ＣountＮ←Ｃou
ntＮ＋Ｃountにより値を更新する。測定回数管理部２５
５は、Ｎumをカウントアップする（ステップＢ１へ進
む）。

【００６９】Ｂ５：ＡＣＲ計算実行部２５１は、到着セ
ル数管理部２５４からＣountＮを読み出す（ステップＢ
６へ進む）。

【００７０】Ｂ６：ＡＣＲ計算実行部２５１は、目標使
用率記憶部２５２からＲ^*、平滑化パラメータ記憶部２
５３からγを読み出す（ステップＢ７へ進む）。

【００７１】Ｂ７：ＡＣＲ計算実行部２５１は、ＡＣＲ
管理部２６からＡＣＲ(i)を読み出す（ステップＢ８へ
進む）。

【００７２】Ｂ８：ＡＣＲ計算実行部２５１は、Ｃount
Ｎ，Ｒ^*，γ及びＡＣＲ(i)を用いてＡＣＲ(i)を更新す
る（計算方法は前述した通り）（ステップＢ１２へ進
む）。

【００７３】Ｂ９：ＡＣＲ計算実行部２５１は、目標使
用率記憶部２５２からＲ^*、平滑化パラメータ記憶部２
５３からβを読み出す（ステップＢ１０へ進む）。

【００７４】Ｂ１０：ＡＣＲ計算実行部２５１は、ＡＣ
Ｒ管理部２６からＡＣＲ(i)を読み出す（ステップＢ１
１へ進む）。

【００７５】Ｂ１１：ＡＣＲ計算実行部２５１は、Ｃou
nt，Ｒ^*，β，ＡＣＲ(i)を用いてＡＣＲ(i)を更新する
（計算方法は前述した通り）（ステップＢ１２へ進
む）。

【００７６】Ｂ１２：到着セル数管理部２５４はＣount
Ｎを、測定回数管理部２５５はＮumをクリアする（ステ
ップＢ１へ進む）。

【００７７】次に、図９のフローチャートの各ステップ
に沿ってＡＣＲ値書き込みフローを説明する。

【００７８】Ｃ１：ｂ−ＲＭセル検出部２７は、着信端
末から送られてくるセルのうちｂ−ＲＭセルを検出し、
レート書込部２８へ転送する（ステップＣ２へ進む）。

【００７９】Ｃ２：レート書込部２８は検出されたｂ−
ＲＭセルがどのクラスに属するか判定する（ここではク
ラスｉに属するとする）（ステップＣ３へ進む）。

【００８０】Ｃ３：レート書込部２８は、ＡＣＲ管理部
２６からＡＣＲ(i)を読み出す（ステップＣ４へ進
む）。

【００８１】Ｃ４：レート書込部２８は、読み出された
ＡＣＲ(i)と、ｂ−ＲＭセルのＥＲフィールドに既に書
かれている値とを比較し、小さい方をＥＲフィールドに
書き込んで送信端末へ転送する。

【００８２】［第３の形態］図１０は本発明の第３の実
施の形態におけるノードの構成を示すもので、図中、３
１はセル蓄積部、３２は輻輳状態管理部、３３はセル転
送部、３４は到着セル数管理部、３５はＡＣＲ計算部、
３６はＡＣＲ管理部、３７はｂ−ＲＭセル検出部、３８
はレート書込部である。また、ＡＣＲ計算部３５は、図
１１に示すように、ＡＣＲ計算実行部３５１、目標使用
率記憶部３５２、平滑化パラメータ記憶部３５３、入力
レート管理部３５４からなっている。

【００８３】以下、各部の説明を行う。

【００８４】セル蓄積部３１は、端末より送られてきた
セルがノードヘ到着した際に、一時的にセルを蓄積す
る。

【００８５】輻輳状態管理部３２は、セル蓄積部３１の
セル蓄積数を監視し、予め定められたしきい値を超えて
いれば輻輳と判断し、Ｃongflagを１に、そうでなけれ
ば非輻輳としてＣongflagを０にして輻輳状態を管理す
る。

【００８６】セル転送部３３は、一時的にセル蓄積部３
１に蓄積されたセルをリンク容量に従って転送する。

【００８７】到着セル数測定部３４は、ノードへの到着
セル数Ｃountを予め定められた時間幅Ｔで測定し、測定
値をＡＣＲ計算部３５に送信する。

【００８８】ＡＣＲ計算部３５は、到着セル数管理部３
４から測定値を受信した際に、輻輳状態管理部３２、Ａ
ＣＲ管理部３６に管理値の送信を要求し、それらの値を
用いて各クラスの送信可能レートを計算する。以下、詳
細に説明する。

【００８９】目標使用率記憶部３５２は、予め定められ
た目標リンク使用率Ｒ^*を記憶し、ＡＣＲ計算実行部３
５１からの指示に従って、Ｒ^*をＡＣＲ計算実行部３５
１に送信する。

【００９０】平滑化パラメータ記憶部３５３は、予め定
められた平滑化パラメータβ，γを記憶し、ＡＣＲ計算
実行部３５１からの指示に従って、β，γをＡＣＲ計算
実行部３５１に送信する。

【００９１】入力レート管理部３５４は、入力レートＲ
ateＳを管理し、ＡＣＲ計算実行部３５１からＣountを
受信するごとに予め定められた平滑化パラメータαを用
いて、ＲateＳを以下の式により更新する。 ＲateＳ←α×Ｃount／Ｔ＋（１−α）×ＲateＳ ＡＣＲ計算実行部３５１は、一定周期Ｔごとに到着セル
数測定部３４からＣountを受信する。その際、輻輳状態
管理部３２からＣongflag、目標使用率記憶部３５２か
らＲ^*、平滑化パラメータ記憶部３５３からβ，γ、Ａ
ＣＲ管理部３６からＡＣＲ(i)（クラスｉに属するコネ
クションの送信可能レート）、入力レート管理部３５４
からＲateＳを受信する。これらを用いてクラスｉに属
するコネクションからの送信可能レートＡＣＲ(i)を以
下の式により更新する。 Ｃongflag＝１ならば、 ＡＣＲ(i)←｛β＋（１−β）×Ｒ^*／（Ｃount／Ｔ）｝
×ＡＣＲ(i) Ｃongfalg＝０ならば、 ＡＣＲ(i)←［γ＋（１−γ）×Ｒ^*／ＲateＳ］×ＡＣ
Ｒ(i) 前記計算方法は、全クラスを計算して更新する。

【００９２】ＡＣＲ管理部３６は、ＡＣＲ(i)を管理
し、ＡＣＲ計算部３５からの指示に従って、ＡＣＲ(i)
を送信あるいは更新する。また、レート書込部３８から
の指示に従って、ＡＣＲ(i)を送信する（但し、初期値
はＡＣＲ(i)＝ＡＣＲ＿init(i)にセットしておく。）。

【００９３】ｂ−ＲＭセル検出部３７は、着信端末から
送られてくるセルのうちｂ−ＲＭセルを検出し、それを
レート書込部３８に転送する。

【００９４】レート書込部３８は、ｂ−ＲＭセル検出部
３７からｂ−ＲＭセルが転送された際に、そのセルがど
のクラスに属するかを判定し（ここではクラスｉに属す
るとする。）、ＡＣＲ管理部３６へＡＣＲ(i)を送信要
求し、このＡＣＲ(i)と、ｂ−ＲＭセルのＥＲフィール
ドに既に書かれている値とを比較し、小さい方をＥＲフ
ィールドに書き込んで送信端末へ転送する。

【００９５】図１２、１３は本形態の動作を示すフロー
チャートであり、図１２はＡＣＲ計算フロー、図１３は
計算されたＡＣＲ値をｂ−ＲＭセルヘ書き込むフローで
ある。

【００９６】まず、図１２のフローチャートの各ステッ
プに沿ってＡＣＲ計算フローを説明する。

【００９７】Ｄ１：到着セル数測定部３４は、ノードへ
の到着セル数Ｃountを時間幅Ｔで測定し、その値をＡＣ
Ｒ計算実行部３５１へ送信する（ステップＤ２へ進
む）。

【００９８】Ｄ２：入力レート管理部３５４は、ＡＣＲ
計算実行部３５１からＣountを受信し、ＲateＳを更新
する（更新方法は前述した通り）（ステップＤ３へ進
む）。

【００９９】Ｄ３：ＡＣＲ計算実行部３５１は、目標使
用率記憶部３５２からＲ^*、平滑化パラメータ記憶部３
５３からγを読み出す（ステップＤ４へ進む）。

【０１００】Ｄ４：ＡＣＲ計算実行部３５１は、ＡＣＲ
管理部３６からＡＣＲ(i)を読み出す（ステップＤ５へ
進む）。

【０１０１】Ｄ５：ＡＣＲ計算実行部３５１は、輻輳状
態管理部３２からＣongflagを読み出す（ステップＤ６
へ進む）。

【０１０２】Ｄ６：ＡＣＲ計算実行部３５１は、Ｃongf
lag値を読む（Ｃongflag＝０ならばステップＤ７へ、Ｃ
ongflag＝１ならばステップＤ８へ）。

【０１０３】Ｄ７：ＡＣＲ計算実行部３５１は、ＡＣＲ
(i)を以下の式により更新する（ステップＤ１へ進
む）。 ＡＣＲ(i)←［γ＋（１−γ）×Ｒ^*／ＲateＳ]×ＡＣＲ
(i) Ｄ８：ＡＣＲ計算実行部３５１は、ＡＣＲ(i)を以下の
式により更新する（ステップＤ１へ進む）。 ＡＣＲ(i)←｛β＋（１−β）×Ｒ^*／（Ｃount／Ｔ）｝
×ＡＣＲ(i) 次に、図１３のフローチャートの各ステップに沿ってＡ
ＣＲ値書き込みフローを説明する。

【０１０４】Ｅ１：ｂ−ＲＭセル検出部３７は、着信端
末から送られてくるセルのうちｂ−ＲＭセルを検出し、
レート書込部３８へ転送する（ステップＤ２へ進む）。

【０１０５】Ｅ２：レート書込部３８は検出されたｂ−
ＲＭセルがどのクラスに属するか判定する（ここではク
ラスｉに属するとする）（ステップＥ３へ進む）。

【０１０６】Ｅ３：レート書込部３８は、ＡＣＲ管理部
３６からＡＣＲ(i)を読み出す（ステップＤ４へ進
む）。

【０１０７】Ｅ４：レート書込部３８は、読み出された
ＡＣＲ(i)と、ｂ−ＲＭセルのＥＲフィールドに既に書
かれている値とを比較し、小さい方をＥＲフィールドに
書き込んで送信端末へ転送する。

【０１０８】

【発明の効果】以下、本発明の効果について説明する。

【０１０９】図１４は評価を行うために用いたシミュレ
ーションモデルを示す図である。図１４中に示した条件
により、時刻０．０〜０．３は低負荷、０．３〜０．４
５は中負荷、０．４５〜０．６は高負荷、０．６以降は
過負荷となる。

【０１１０】各請求項で用いたパラメータを以下に示
す。

【０１１１】［請求項１］の方法 レートの増加率（ＲＩＦ）＝１／１２８、レートの減少
率（ＲＤＦ）＝１／１２８、レート変更周期（Ｔlengt
h）＝５ｍsec、クラス１（ＡＣＲ＿init(1)）＝１５０
Ｍｂｐｓ、クラス２（ＡＣＲ＿init(2)）＝７５Ｍｂｐ
ｓ、しきい値＝２５６とする。

【０１１２】［請求項２］の方法 Ｒ^*＝０．９５^*１５０Ｍｂｐｓ、β＝０．７５、γ＝
０．７５、Ｎth＝１０、Ｔ＝１００^*（５３^*８／１５
０）μsecとする。

【０１１３】［請求項３］の方法 Ｒ^*＝０．９５^*１５０Ｍｂｐｓ、β＝０．７５、γ＝
０．９３７５、α＝０．０１、Ｔ＝１００^*（５３^*８／
１５０）μsecとする。

【０１１４】性能面については、スイッチ間でのスルー
プットを評価し、図１５〜１７に示す。

【０１１５】各方式ともに、０．３secぐらいまでは低
負荷ぎみであるために、若干の上下変動はあるもののス
ループットは徐々に上昇し、全端末からの送信が開始さ
れる０．６sec後には過負荷状態が発生するが、どの方
法も制御が有効に動作することにより、ほぼリンク容量
の付近で安定し、過負荷時にも高スループットを安定し
て維持できることが確認できる。

【０１１６】サービスクラスの公平性については、端末
内での現在の送信レート（ＣＣＲ）を評価し、図１８〜
２０に示す。

【０１１７】各方法ともに、０．３secぐらいまでは低
負荷ぎみであるために、送信レート（ＣＣＲ）は高いレ
ートを維持しているが、端末が生起する毎に高負荷状態
に近づくために送信レート（ＣＣＲ）も徐々に収束し、
高負荷時には、いずれの端末もサービスクラス毎の目標
値の近辺で送信レート（ＣＣＲ）が維持され、クラス間
の公平性が保たれていることが確認できる。

【０１１８】なお、ここでの目標値は以下のように求め
られる。クラス１に属する端末数が１０、クラス２に属
する端末数が１５で、クラス間の優先度は、予め定めた
ＡＣＲ＿init(1)とＡＣＲ＿init(2)の比によって決まる
２：１である。よって、 クラス１の目標送信レート＝２／（２^*１０＋１^*１５）^*１５０Ｍｂｐｓ ＝２／３５^*１５０Ｍｂｐｓ クラス２の目標送信レート＝１／（２^*１０＋１^*１５）^*１５０Ｍｂｐｓ ＝１／３５^*１５０Ｍｂｐｓ 以上説明したように、本発明によれば、ノードにおいて
レート計算のための処理負荷を軽減しても、輻輳時には
安定して高スループットを維持することができ、なおか
つサービスクラス間での公平性も保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の方法の一例の概要を示す図

【図２】本発明方法の概要を示す図

【図３】第１の実施の形態におけるノードの機能ブロッ
ク構成図

【図４】図３中のＡＣＲ計算部の詳細構成図

【図５】第１の実施の形態におけるＡＣＲ計算・書込フ
ローチャート

【図６】第２の実施の形態におけるノードの機能ブロッ
ク構成図

【図７】図６中のＡＣＲ計算部の詳細構成図

【図８】第２の実施の形態におけるＡＣＲ計算フローチ
ャート

【図９】第２の実施の形態におけるＡＣＲ書込フローチ
ャート

【図１０】第３の実施の形態におけるノードの機能ブロ
ック構成図

【図１１】図１０中のＡＣＲ計算部の詳細構成図

【図１２】第３の実施の形態におけるＡＣＲ計算フロー
チャート

【図１３】第３の実施の形態におけるＡＣＲ書込フロー
チャート

【図１４】本発明を評価するために用いたシミュレーシ
ョンモデルを示す図

【図１５】請求項１の発明によるスループットの振る舞
いを示す図

【図１６】請求項２の発明によるスループットの振る舞
いを示す図

【図１７】請求項３の発明によるスループットの振る舞
いを示す図

【図１８】請求項１の発明によるＣＣＲの振る舞いを示
す図

【図１９】請求項２の発明によるＣＣＲの振る舞いを示
す図

【図２０】請求項３の発明によるＣＣＲの振る舞いを示
す図

【符号の説明】

１１，２１，３１…セル蓄積部、１２，２２，３２…輻
輳状態管理部、１３，２３，３３…セル転送部、１４，
２７，３７…ｂ−ＲＭセル検出部、１５，２５，３５…
ＡＣＲ計算部、１６，２８，３８…レート書込部、２
４，３４…到着セル数測定部、２６，３６，１５５…Ａ
ＣＲ管理部、１５１，２５１，３５１…ＡＣＲ計算実行
部、１５２…レート上下幅記憶部、１５３…しきい値記
憶部、１５４…レート変更周期記憶部、１５６，２５６
…レート変更可否判定部、２５２，３５２…目標使用率
記憶部、２５３，３５３…平滑化パラメータ記憶部、２
５４…到着セル数管理部、２５５…測定回数管理部、３
５４…入力レート管理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 治久 東京都新宿区西新宿３丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＡＴＭを利用したデータ通信網が提供す
   るＡＢＲサービスにおける送信可能レート決定方法にお
   いて、 各ノードにおいてサービスクラス数Ｎを設定し、クラス
   ｉ（ｉ＝１，２，……Ｎ）に属するコネクションからの
   送信可能レートの初期値ＡＣＲ＿init(i)を予め記憶し
   ておき、 ノード内でのリンクへの出力待ちバッファにおけるセル
   の数が予め定めた輻輳検出しきい値を超えているか否か
   を判定して輻輳を管理し、 輻輳であれば、クラスｉに属するコネクションからの送
   信可能レートを、現在の送信可能レートＡＣＲ(i)及び
   予め定めたレート減少率ＲＤＦを用いて、（１−ＲＤ
   Ｆ）×ＡＣＲ(i)により決定し、 非輻輳でかつ一度レートを上げてから予め設定したレー
   ト変更周期以上の時間が経過していれば、クラスｉに属
   するコネクションからの送信可能レートを、予め定めた
   レート増加率ＲＩＦ、ＡＣＲ＿init(i)及び現在のレー
   トＡＣＲ(i)を用いて、ＡＣＲ(i)＋ＲＩＦ×ＡＣＲ＿in
   it(i)により決定することを特徴とするＡＢＲサービス
   における送信可能レート決定方法。
2. 【請求項２】 ＡＴＭを利用したデータ通信網が提供す
   るＡＢＲサービスにおける送信可能レート決定方法にお
   いて、 各ノードにおいてサービスクラス数Ｎを設定し、クラス
   ｉ（ｉ＝１，２，……Ｎ）に属するコネクションからの
   送信可能レートの初期値ＡＣＲ＿init(i)を予め記憶し
   ておき、 ノード内でのリンクへの出力待ちバッファにおけるセル
   の数が予め定めた輻輳検出しきい値を越えているか否か
   を判定して輻輳を管理し、 さらに各リンクでの目標リンク使用率Ｒ^*を予め記憶し
   ておき、セルのリンクへの到着数Ｃountを所定の測定時
   間区間Ｔで測定し、 輻輳時には入力レートＲateをＲate＝Ｃount／Ｔにより
   計算し、 非輻輳時には予め定めた測定回数Ｎth分の到着セル数Ｃ
   ountＮをＣountＮ←ＣountＮ＋Ｃountにより求めてから
   入力レートＲateＮをＲateＮ＝ＣountＮ／（Ｎth×Ｔ）
   により計算し、 入力レートＲateあるいはＲateＮ、Ｒ^*及び現在のクラ
   スｉに属するコネクションからの送信可能レートＡＣＲ
   (i)から、 輻輳時には、クラスｉに属するコネクションからの新た
   な送信可能レートを、（β＋（１−β）×Ｒ^*／Ｒate）
   ×ＡＣＲ(i)により決定し、 非輻輳時には、クラスｉに属するコネクションからの新
   たな送信可能レートを、（γ＋（１−γ）×Ｒ^*／Ｒate
   Ｎ）×ＡＣＲ(i)（但し、β，γは予め定めておく平滑
   化パラメータ）により決定することを特徴とするＡＢＲ
   サービスにおける送信可能レート決定方法。
3. 【請求項３】 予め記憶した平滑化パラメータαにより
   平滑化された入力レートＲateＳをＲateＳ←α×Ｒate
   ＋（１−α）×ＲateＳにより求め、このＲateＳを非輻
   輳時の入力レートとして用いることを特徴とする請求項
   ２記載のＡＢＲサービスにおける送信可能レート決定方
   法。