JPH1079741A - トラヒックシェイピング装置 - Google Patents

トラヒックシェイピング装置

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JPH1079741A
JPH1079741A JP23340996A JP23340996A JPH1079741A JP H1079741 A JPH1079741 A JP H1079741A JP 23340996 A JP23340996 A JP 23340996A JP 23340996 A JP23340996 A JP 23340996A JP H1079741 A JPH1079741 A JP H1079741A
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Kohei Shiomoto
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Naoaki Yamanaka
直明 山中
Haruhisa Hasegawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラヒックシェイピングを行うために、ボト
ルネックとなる端末装置側のスループットを正しく把握
したいが、種々雑多なパラメータが関与し、正しく把握
することが困難である。 【解決手段】 通信開始時の最初のバースト中のセル数
Xと最初のバースト到着から次のバースト到着までの時
間Tを測定する。これにより、X/Tがボトルネックの
処理のスループットであることが判る。バーストを検出
するためには、相隣り合うセルの間隔Iを測定し、その
直前のセルの間隔I′との比率(I/I′)がある閾値
aよりも大きい場合はバーストが終了したと判定する。

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(Asynchronou
s Transfer Mode)通信に利用する。本発明はセル流の転
送パターンの整形に利用する。
【0002】
【従来の技術】ATM通信網においては不要なバースト
の増加により網の効率が低下するのを回避するために、
端末装置からのセルの最小送出間隔すなわちPCR(ピ
ークセル読出レート)を制限している。ここで、バース
トとは、端末装置がごく短時間に集中して多数のセルを
送出するために発生するセルの密集状態をいう。図9は
ピークセル読出レートと効率との関係を示す図であっ
て、横軸にバーチャルチャネル(VC)のピークレート
(Mb/S)をとり、縦軸に効率をとる。セル損失率
(CLR)は10-6とし、バーチャルパス(VP)リン
クの容量は149.76Mb/Sとした。同時に複数の
端末装置からPCRでセルが送出された場合のセル損失
率を低く抑えるために、図9のようなPCRと網の効率
の関係を満たすようにPCRを制限する必要がある。例
えば、150Mb/Sの伝送路に対して40%の効率を
上げようとすると、PCRは6Mb/S程度に制限しな
ければならない。このため、適切なPCRを決定しその
レートでシェイピングする必要がある。
【0003】トラヒックシェイピング装置は、この決定
されたPCRにしたがって端末装置からATM通信網に
流れ込むセル流の転送パターンを整形するためのもので
あり、端末装置側の付加装置としてNIC(Network Int
erface Card)内に実装される場合もあれば、網側の付加
装置としてATM交換機あるいはATM多重化装置内に
実装される場合もある。
【0004】適切なPCRを決めるには、端末装置のバ
ッファ量や遅延時間を考慮しなければならない。情報の
発生速度よりも小さいPCRに設定してしまうと端末装
置の送信バッファが溢れてしまい問題となる。適切なP
CRを決めるためには端末装置側のボトルネックとなる
処理のスループットを知ることが重要である。ボトルネ
ックのスループットが判れば、このスループット以上の
PCRでシェイピングすることにより、端末装置の送信
バッファを溢れさせずに通信することが可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボトル
ネックの処理のスループットを事前に把握するのは困難
である。ここで、一例として端末装置での情報の発生過
程を考えてみる。図10は端末装置での情報の発生過程
を示すフローチャートである。まず、端末装置を使用し
ているユーザから何らかのアクションがある。このアク
ションとは例えば、WWW(Wold Wide Web) のホームペ
ージをアクセスしたり、ftp(file transfer protoco
l)でファイルをgetしてきたりなどである。これらの
アクションは端末装置上で動作するアプリケーションの
コマンドという形で実現される(S10)。アプリケー
ションはこれらのコマンドを受付けると対向する端末装
置と通信するためのプロトコルにしたがって以下のよう
に順次処理されていく。
【0006】TCP/IPが第3層および第4層の通信
プロトコルとして使用される場合は、TCPのウィンド
ウサイズとRTT(Round Trip Time) が制限となり、こ
の層のスループットが制限される(S11)。次に、第
2層でSSCOP(Service Specific Connection Orien
ted Protocol) が使用される場合は、SSCOPのプロ
トコル処理がこの層のスループットを制限する(S1
2)。第1層でATM処理するにあたり、ATMアダプ
テーションサブレイヤの処理(S13)やデータフレー
ムをセル化する処理(S14)がこの層のスループット
を制限する。
【0007】このように端末装置側のスループットを制
限する要因としては、通信プロトコルの各層の処理や実
現法やアプリケーションの実現法やユーザである人間の
振る舞いなど、さまざまな因子が重なり合っている。こ
の状況は、各層の実現法やアプリケーションの種類や人
間の振る舞いのすべての組み合わせを考えると無数に考
えられるため、事前にパターンに当てはめて適切なPC
Rを求めるのは現実的でない。これらの因子を考慮して
適切なPCRを決定するのは困難であり、まず通信を始
めてみないと適切なPCRは判らない。
【0008】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、適切なPCRを自動的に決定し網の効率を上
げることができるトラヒックシェイピング装置を提供す
ることを目的とする。本発明は、端末装置側での遅延条
件を満足させつつシェイピングを行うことができるトラ
ヒックシェイピング装置を提供することを目的とする。
本発明は、簡単な演算により端末装置側のボトルネック
となる処理のスループットを自動的に検出し網の効率を
上げることができるトラヒックシェイピング装置を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】端末装置側のボトルネッ
クとなる処理のスループットを見出すために、通信開始
時の最初のバースト中のセル数Xと最初のバースト到着
から次のバースト到着までの時間Tを測定する。次のバ
ーストが到着する前に前回のバーストに含まれる全ての
セルを送出できれば端末装置側のバッファが溢れること
はない。すなわち、X/Tがボトルネックの処理のスル
ープットであることが判る。
【0010】バーストを検出するためには、相隣り合う
セルの間隔Iを測定し、その直前のセルの間隔I′との
比率(I/I′)がある閾値aよりも大きい場合はバー
ストが終了したと判定する。セルがしばらく到着しない
場合はセルの間隔Iの代わりに直前のセルから現時点ま
での間隔をセル間隔と見なすこともできる。
【0011】すなわち、本発明は、到着するセル流を一
時蓄積し所定のレートで蓄積されたセルを読出す手段を
備えたトラヒックシェイピング装置である。本発明の特
徴とするところは、一つのセル到着完了時から次のセル
到着開始時までの経過時間Iを順次計測し蓄積する手段
と、現在のこの経過時間Iに対する一つ前のセル間隔
I′の比(I/I′)が閾値を越えるときに一つのバー
スト区間の完了を判定する手段と、このバースト区間に
含まれる到着セル数Xを計数する手段と、このバースト
到着開始時刻から次のバースト到着開始時刻までの経過
時間Tを測定する手段とを備え、前記読出す手段は、前
記到着セル数Xに対するこの経過時間Tの比(X/T)
をセル読出レートとして設定する手段を含むところにあ
る。
【0012】セルの遅延条件レートDを記憶する手段を
備え、前記読出す手段は、 T>D(X−1) のとき、セル読出レートを前記レートDに設定する手段
を含むことが望ましい。
【0013】このようにボトルネックの処理のスループ
ットがX/Tと判明したら、そのレートでシェイピング
する。ただし、転送遅延時間に遅延条件がある場合には
その制限時間を越えない範囲でシェイピングする。例え
ば、X/Tでシェイピングした場合のセルの遅延条件が
満足できない場合に、遅延条件を考慮したレートでシェ
イピングする。1セル転送の遅延条件Dとしたときにバ
ーストの到着間隔TがD(X−1)より大きい場合はX
/Tでシェイピングすると遅延条件が満足できなくなる
ので、その場合はDでシェイピングする。
【0014】また、ユーザが申告した平均セル読出レー
トACRを記憶する手段を備え、前記読出す手段は、 X/T>ACR のとき、セル読出レートを前記レートACRに設定する
手段を含むことが望ましい。
【0015】例えば、X/Tがユーザが申告した平均レ
ートよりも大きい場合はユーザが申告した平均レートで
シェイピングする。
【0016】あるいは、ユーザが申告した平均セル読出
レートACRを記憶する手段を備え、前記読出す手段
は、 D>ACR のとき、セル読出レートを前記レートACRに設定する
手段を含むことが望ましい。
【0017】例えば、シェイピングするレートがユーザ
が申告した平均レートよりも大きい場合はユーザが申告
した平均レートでシェイピングする。
【0018】
【発明の実施の形態】
【0019】
【実施例】本発明実施例の構成を図1ないし図5を参照
して説明する。図1は本発明実施例の全体構成図であ
る。図2は本発明実施例のトラヒックシェイピング装置
のブロック構成図である。図3は本発明実施例のバース
ト検出部のブロック構成図である。図4は本発明実施例
のパラメータ測定部のブロック構成図である。図5は本
発明実施例のシェイピング部のブロック構成図である。
本発明実施例のトラヒックシェイピング装置TS1〜T
S3は、端末装置TE1〜TE3が収容されるATM通
信網Nの入口に配置される。
【0020】本発明は、到着するセル流を一時蓄積し所
定のレートで蓄積されたセルを読出す手段としてのセル
バッファ1およびシェイピング部4を備えたトラヒック
シェイピング装置TS1〜TS3である。
【0021】ここで、本発明の特徴とするところは、一
つのセル到着完了時から次のセル到着開始時までの経過
時間Iを順次計測し蓄積する手段としてのバースト検出
部2のセル間隔測定部8と、現在のこの経過時間Iに対
する一つ前のセル間隔I′の比(I/I′)が閾値を越
えるときに一つのバースト区間の完了を判定する手段と
してのバースト検出部2のバースト区間検出部9と、こ
のバースト区間に含まれる到着セル数Xを計数する手段
としてのパラメータ測定部3のセル数カウンタ10と、
このバースト到着開始時刻から次のバースト到着開始時
刻までの経過時間Tを測定する手段としてのパラメータ
測定部3のバースト到着間隔測定部11とを備え、シェ
イピング部4は、前記到着セル数Xに対するこの経過時
間Tの比(X/T)をセル読出レートとして設定する手
段としての読出レート演算部12を含むところにある。
【0022】また、シェイピング部4は、セルの遅延条
件レートDを記憶する手段としてのデータ格納部13を
備え、読出レート演算部12は、 T>D(X−1) のとき、セル読出レートを前記レートDに設定する。
【0023】さらに、データ格納部13は、ユーザが申
告した平均セル読出レートACRを記憶し、読出レート
演算部12は、 X/T>ACR のとき、セル読出レートを前記レートACRに設定す
る。
【0024】あるいは、データ格納部13は、ユーザが
申告した平均セル読出レートACRを記憶し、読出レー
ト演算部12は、 D>ACR のとき、セル読出レートを前記レートACRに設定す
る。
【0025】このように、本発明実施例のトラヒックシ
ェイピング装置TS1〜TS3は、セルバッファ1、バ
ースト検出部2、パラメータ測定部3およびシェイピン
グ部4から構成される。図6はバースト検出部2の状態
遷移を示す図である。バースト検出部2のセル間隔測定
部8はセル到来信号を入力し、セルの到着間隔を測定す
る。バースト区間検出部9は、バースト中でない時にセ
ルが到着したら、バースト中に遷移し、バースト中のと
きに、直前のセルの到着時刻からの経過時間がセルの到
着間隔のa倍を越えたらバーストの終了を判定する。こ
こでセルの到着間隔はバーストの先頭のセルからの平均
のセル間隔を測定することにより得られる。
【0026】図7はパラメータ測定部3の動作を示すフ
ローチャートである。パラメータ測定部3は、セルが到
着する度にバースト中のセル数をカウントするためのセ
ル数カウンタ10を「+1」する。また、バースト到着
間隔測定部11は、バーストとバーストとの到着間隔を
測定する。バースト検出部2がバースト開始の検出をす
る度に、セル数カウンタ10の値Xとバースト到着間隔
測定部11のバースト到着間隔Tをシェイピング部4に
送出する。その後、セル数カウンタ10およびバースト
到着間隔測定部11内のタイマをリセットし、今回のバ
ーストに含まれるセル数およびバーストの到着間隔を測
定する。
【0027】シェイピング部4の読出レート演算部12
は、パラメータ測定部3が算出したセル数Xとバースト
間隔Tから、セルのシェイピング間隔X/Tを求め、バ
ーストの先頭のセルについてはセルの到着時に瞬時に出
力し、それ以降の到着セルについては間隔がX/Tとな
るようにセルバッファ1から読出す。
【0028】また、データ格納部13には、セルの遅延
条件、ユーザが申告した平均セル読出レート(ACR)
などのデータが格納されている。図6はトラヒックシェ
イピングの状態を示す図である。図6(a)はトラヒッ
クシェイピング装置TS1〜TS3に入力される以前の
セルパターンを示している。X/Tでシェイピングした
場合のセルの遅延条件が満足できない場合に、遅延条件
を考慮したレートでシェイピングする。図6(b)に示
すように、1セル転送の遅延条件Dとしたときにバース
トの到着間隔TがD(X−1)より大きい場合はX/T
でシェイピングすると遅延条件が満足できなくなるの
で、その場合はDでシェイピングする。
【0029】X/Tがユーザが申告した平均レートより
も大きい場合はユーザが申告した平均レートでシェイピ
ングする。また、シェイピングするレートがユーザが申
告した平均レートよりも大きい場合はユーザが申告した
平均レートでシェイピングする。
【0030】(実施例まとめ)本発明により、呼設定直
後の最初と次のバーストを観測することによりトラヒッ
クシェイピング装置TS1〜TS3が適応的にPCRを
測定してシェイピングを行うので、端末装置TE1〜T
E3が事前にPCRを申告する必要がない。すなわち、
事前に通信プロトコルやアプリケーションの実装やユー
ザである人間の振る舞いを考慮してPCRを設定する手
間が省ける。また、トラヒックシェイピング装置TS1
〜TS3でPCRを制限してシェイピングするので網の
効率が上がる。例えば、図9では150Mb/Sでセル
を送出した場合は網の効率は低くなっているが、6Mb
/Sでシェイピングした場合は40%の効率まで向上す
る。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
適切なPCRを自動的に決定し網の効率を上げることが
できる。また、端末装置側での遅延条件を満足させつつ
シェイピングを行うことができる。本発明によれば、簡
単な演算により端末装置側のボトルネックとなる処理の
スループットを自動的に検出し網の効率を上げることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の全体構成図。
【図2】本発明実施例のトラヒックシェイピング装置の
ブロック構成図。
【図3】本発明実施例のバースト検出部のブロック構成
図。
【図4】本発明実施例のパラメータ測定部のブロック構
成図。
【図5】本発明実施例のシェイピング部のブロック構成
図。
【図6】バースト検出部の状態遷移を示す図。
【図7】パラメータ測定部の動作を示すフローチャー
ト。
【図8】トラヒックシェイピングの状態を示す図。
【図9】ピークセル読出レートと効率との関係を示す
図。
【図10】端末装置での情報の発生過程を示すフローチ
ャート。
【符号の説明】
1 セルバッファ 2 バースト検出部 3 パラメータ測定部 4 シェイピング部 8 セル間隔測定部 9 バースト区間検出部 10 セル数カウンタ 11 バースト到着間隔測定部 12 読出レート演算部 13 データ格納部 TE1〜TE3 端末装置 TS1〜TS3 トラヒックシェイピング装置 N ATM通信網

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 到着するセル流を一時蓄積し所定のレー
    トで蓄積されたセルを読出す手段を備えたトラヒックシ
    ェイピング装置において、 一つのセル到着完了時から次のセル到着開始時までの経
    過時間Iを順次計測し蓄積する手段と、 現在のこの経過時間Iに対する一つ前のセル間隔I′の
    比(I/I′)が閾値を越えるときに一つのバースト区
    間の完了を判定する手段と、 このバースト区間に含まれる到着セル数Xを計数する手
    段と、 このバースト到着開始時刻から次のバースト到着開始時
    刻までの経過時間Tを測定する手段とを備え、 前記読出す手段は、前記到着セル数Xに対するこの経過
    時間Tの比(X/T)をセル読出レートとして設定する
    手段を含むことを特徴とするトラヒックシェイピング装
    置。
  2. 【請求項2】 セルの遅延条件レートDを記憶する手段
    を備え、 前記読出す手段は、 T>D(X−1) のとき、セル読出レートを前記レートDに設定する手段
    を含む請求項1記載のトラヒックシェイピング装置。
  3. 【請求項3】 ユーザが申告した平均セル読出レートA
    CRを記憶する手段を備え、 前記読出す手段は、 X/T>ACR のとき、セル読出レートを前記レートACRに設定する
    手段を含む請求項1記載のトラヒックシェイピング装
    置。
  4. 【請求項4】 ユーザが申告した平均セル読出レートA
    CRを記憶する手段を備え、 前記読出す手段は、 D>ACR のとき、セル読出レートを前記レートACRに設定する
    手段を含む請求項2記載のトラヒックシェイピング装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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