JP3191754B2 - 輻輳回避システム - Google Patents

輻輳回避システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、輻輳回避システム
に係わり、詳細にはコネクションレストラヒックを転送
する非同期転送モード（Asynchronous Transfer Mod
e:ＡＴＭ）網内で発生する輻輳を検出するとともにこれ
を自律的に回避する輻輳回避システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年イーサネット（Ethernet）のような
既存のＬＡＮ（Local Area Network）系の通信技術を
ベースに、ユーザが導入してきた端末などの資産を生か
し、高速通信技術あるいはスケーラビリティのある広帯
域伝送技術としてＡＴＭ通信が注目されている。このＡ
ＴＭ通信は宛先情報などの転送制御情報を付加して転送
データとともに固定長に区切ったセルを転送単位として
おり、このようなセルを各ＡＴＭスイッチで中継しなが
ら宛先となるネットワークに転送するようになってい
る。
【０００３】しかし、情報通信等の分野でこのようなＡ
ＴＭ通信が多用されると、転送情報量の増大や特定ノー
ドへの負荷集中による輻輳によって転送データの廃棄な
どの不都合が生じるようになり、このような輻輳を回避
する技術の重要性が増している。
【０００４】このような輻輳を回避するために、ＡＴＭ
網内などのネットワークへの転送パケットが流入する入
り口において、ＡＴＭ網内から通知された輻輳状態によ
り対応するコネクションに対してトラヒック制御を行う
ような輻輳回避システムが知られている。このようなシ
ステムでは、同じ転送経路上に確立される複数の仮想パ
ス識別子（Virtual Path Identifier：ＶＰＩ）と仮
想チャネル識別子（Virtual Channel Identifier：Ｖ
ＣＩ）で一意に決まる仮想的な通信路をコネクショング
ループとして定義する。ＡＴＭ通信では１本の物理回線
や仮想パスの中に複数本のＶＰＩとＶＣＩで一意に決ま
る仮想的な通信路を確立することができるので、輻輳が
発生したコネクションに対して最小限のセル廃棄に抑え
つつ効率的な資源活用を行うことができる。
【０００５】図１４はこのような従来提案された輻輳回
避システムの原理を説明するための説明図である。この
輻輳回避システムでは、各転送パケットは複数のコネク
ション１１1，１１2，１１3からコネクション群１２を
経由してネットワーク１３に流入している。コネクショ
ン監視手段１４1，１４2，１４3は各コネクション１
１1，１１2，１１3からコネクション群１２に流入する
転送パケットを監視し、転送パケットの流量を監視する
ようになっている。さらに、コネクション群監視手段１
５は、コネクション群１２に転送される転送パケットを
監視し、コネクション群定義手段１６によって定義され
たコネクションのグループごとにその転送パケットの流
量を監視する。
【０００６】制御手段１７は監視モードと制御モードと
いう２モードの制御を切り換えることができ、コネクシ
ョン監視手段１４1，１４2，１４3とコネクション群監
視手段１５の制御を行う。監視モードは転送パケットの
流量が予め設定した閾値を越えるか否かを監視する動作
モードであり、制御モードは転送パケットの流量がこの
閾値を越えたときに超過したパケットを廃棄したり、セ
ル損失優先表示（CellLoss Priority：ＣＬＰ）により
廃棄の優先度の制御を行う動作モードである。
【０００７】非輻輳状態では、コネクション監視手段１
４1，１４2，１４3を監視モードで動作させ、コネクシ
ョン群監視手段１５を制御モードで動作させる。すなわ
ちコネクション群１２からネットワーク１３に流入する
パケットを制御して、コネクション群単位でパケット流
量を規制し、ネットワーク１３内で輻輳が発生しないよ
うにしている。また、輻輳状態では、コネクション１１
1，１１2，１１3それぞれのパケットの流量を監視して
いるコネクション監視手段１４1，１４2，１４3の監視
結果に基づいて、パケット流量が閾値を越えているコネ
クションを認識する。そして、そのコネクションに対応
するコネクション監視手段１４1，１４2，１４3のいず
れかを制御モードに切り換えるようになっている。すな
わち輻輳の発生しているコネクションに対してのみ、パ
ケット流量を規制するようになっている。
【０００８】このような輻輳回避システムのネットワー
クの入口でポリシングと呼ばれるトラヒックの流入規制
を行う輻輳回避に関する技術は、例えば特開平９−１４
９０４６号公報の「パケット流量監視制御方式」に開示
されている。
【０００９】また、このようなネットワークの入口でト
ラヒックの流入規制を行わず、ネットワーク内に分散配
置されたＡＴＭスイッチ内で動的にトラヒックの規制を
行う技術が、例えば特開平８−２０４７２１号公報の
「非同期転送モード網における輻輳制御方式」に開示さ
れている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような従来提案さ
れた輻輳回避システムは、ネットワークの入口あるいは
ＡＴＭスイッチ内でのみ転送流量を監視して輻輳を回避
しているにすぎず、ネットワーク全体の資源を効率的に
運用しているとすることはできない。
【００１１】すなわち特開平９−１４９０４６号公報に
開示されている技術では、ネットワークの入口でトラヒ
ックの流入規制を行っているが、予想されるトラヒック
ごとにコネクショングループとして定義する必要がある
ため、コネクションレストラヒックのように動的に容量
が変更し、かつ性質を規定することが困難なトラヒック
に対しては、適用することが困難である。また、仮に適
用してもネットワーク資源を効率的に割り当てるために
複雑な処理が必要となる。
【００１２】また特開平８−２０４７２１号公報に開示
されている技術では、ＡＴＭスイッチ内でのみ動的にト
ラヒックの規制を行うため、ネットワーク全体において
トラヒックを監視して輻輳を回避する制御を行うために
は、付加装置と分散配置されたＡＴＭスイッチ同士の転
送状況からそれを最適に制御するための複雑な処理が必
要であり、ネットワーク全体に拡張することは困難であ
る。
【００１３】また、ＡＴＭフォーラムにより、既に定め
られた固定の経路上において、この経路上のネットワー
クの資源を各トラヒックに動的に割り当てる技術として
ＡＴＭ網におけるＡＢＲ規定が勧告されている。しかし
このＡＢＲ（Available BitRate）規定では端末間のフ
ロー単位にトラヒックを管理する必要があり、複雑な網
内装置やエッジ装置の構築が必須となる。また、経路を
動的に変更する方式や経路変更を実施する条件の規定が
なされていないため、ネットワーク資源を動的に、かつ
効率的に運用することができないか、あるいは仮に運用
できたとしても複雑で高度な処理が必要になる。
【００１４】そこで本発明の目的は、このようなコネク
ションレストラヒックに対して簡易な構成でＡＴＭ網内
に発生する輻輳を検出してこれを回避し、ネットワーク
資源を効率的に活用するようにした輻輳回避システムを
提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）非同期転送モードの転送パケットを送信する
送信元ユーザネットワークと、（ロ）この送信元ユーザ
ネットワークからの転送パケットの宛先となる宛先ユー
ザネットワークと、（ハ）送信元ユーザネットワークか
らの転送パケットの宛先ごとに送信元ユーザネットワー
クから流入する転送パケットの平均流入速度を計測する
平均流入速度計測手段と、（ニ）この平均流入速度計測
手段によって計測した平均流入速度を第１の輻輳管理パ
ケットによって通知され、送信元ごとの平均流入速度の
総和が宛先ユーザネットワークへの転送速度より大きい
ときに発生する第１の輻輳を検出する第１輻輳検出手段
と、（ホ）平均流入速度の総和と転送速度に基づいて送
信元ユーザネットワークから流入する転送パケットを許
容する平均流入速度としての許容流入速度を算出する許
容流入速度算出手段と、（へ）第１輻輳検出手段が第１
の輻輳を検出したとき第１の輻輳管理パケットに対応し
て返送する第２の輻輳管理パケットを受信し、送信元ユ
ーザネットワークから流入するパケットの平均流入速度
を許容流入速度以下で流入させる流入速度変更手段とを
輻輳回避システムに具備させる。
【００１６】すなわち請求項１記載の発明では、非同期
転送モードにおいて送信元ユーザネットワークから宛先
ユーザネットワークへの転送パケットについて、平均流
入速度計測手段によって送信元ユーザネットワークから
流入する転送パケットの平均流入速度を計測するように
している。そして送信元ごとに測定した平均流入速度の
総和が宛先ユーザネットワークへ送出する転送速度より
大きいときに発生する第１の輻輳を第１輻輳検出手段で
検出し、許容流入速度算出手段によってこの送信元ごと
の平均流入速度の総和と宛先ユーザネットワークへの転
送速度により許容流入速度を算出する。さらに、第１の
輻輳が検出されたときには送信元ユーザネットワークか
ら流入するパケットの平均流入速度がこの算出した許容
平均流入速度以下になるようにパケットの流入速度を変
更するようにしている。ここで、第１の輻輳を検出する
ための平均流入速度の計測結果と第１の輻輳の検出結果
の通知をそれぞれ第１および第２の輻輳管理パケットに
よって行うようにしている。
【００１７】請求項２記載の発明では、（イ）非同期転
送モードの転送パケットを送信する送信元ユーザネット
ワークと、（ロ）この送信元ユーザネットワークからの
転送パケットの宛先となる宛先ユーザネットワークと、
（ハ）送信元ユーザネットワークに対応して設けられ、
送信元ユーザネットワークからの転送パケットを、分散
配置された複数の中継ノードの任意のものを中継するこ
とによって得られる複数の経路のいずれかに送り出すた
めの送信元エッジ装置と、（ニ）経路の合流側に位置
し、送信元エッジ装置から送り出された転送パケットを
経路のいずれかを経て受信し宛先ユーザネットワークに
送り出す宛先エッジ装置と、（ホ）送信元エッジ装置の
それぞれから転送パケットの転送されるネットワークに
対して宛先ごとに送信元ユーザネットワークから流入す
る転送パケットの平均流入速度の総和を計測する平均流
入速度計測手段と、（へ）平均流入速度の総和が宛先エ
ッジ装置における宛先ユーザネットワークへの転送速度
より大きいときに発生する第１の輻輳を検出する第１輻
輳検出手段と、（ト）平均流入速度の総和と転送速度に
基づいて送信元ユーザネットワークから流入する転送パ
ケットを許容する平均流入速度としての許容流入速度を
算出する許容流入速度算出手段と、（チ）第１輻輳検出
手段によって第１の輻輳が検出されたときには送信元ユ
ーザネットワークから流入する転送パケットの平均流入
速度を許容流入速度以下で流入させる流入速度変更手段
と、（リ）複数の中継ノードのそれぞれについてそれら
の受信側で受信した転送パケットの転送速度が送信側の
転送速度より大きいときに発生する内部ノード輻輳を検
出する内部ノード輻輳検出手段と、（ヌ）平均流入速度
計測手段によって計測された送信元エッジ装置ごとの転
送パケットの平均流入速度についての情報を組み込み第
１の輻輳管理パケットとして中継ノードを中継しながら
宛先エッジ装置に送出する第１の輻輳管理パケット送出
手段と、（ル）第１の輻輳管理パケット送出手段によっ
て送出された第１の輻輳管理パケットが宛先エッジ装置
に受信されたとき、第１輻輳検出手段の検出結果と許容
流入速度を表わした情報を組み込んで送信元エッジ装置
に第２の輻輳管理パケットとして送り返す第２の輻輳管
理パケット送出手段と、（ヲ）送信元ユーザネットワー
クから宛先ユーザネットワークへの転送に対応して転送
経路を表わす転送経路情報を格納する転送経路データベ
ースと、（ワ）内部ノード輻輳検出手段によって内部ノ
ード輻輳が検出され、かつ第２の輻輳管理パケットによ
って第１輻輳検出手段が第１の輻輳を検出しないときに
第２の輻輳を検出する第２輻輳検出手段と、（カ）この
第２輻輳検出手段が第２の輻輳を検出したとき内部ノー
ド輻輳が発生した中継ノードを回避して送信元エッジ装
置から宛先エッジ装置に至る経路を転送経路データベー
スから検索する第２の輻輳時転送経路検索手段と、
（ヨ）第２輻輳検出手段が第２の輻輳を検出したとき第
２の輻輳時転送経路検索手段の検索した経路が選択され
るように各中継ノードで次に進む経路を選択させるため
の情報を送信元エッジ装置から送出される転送パケット
に組み込むルーズソースルーティング手段とを輻輳回避
システムに具備させる。
【００１８】すなわち請求項２記載の発明では、非同期
転送モードにおいて送信元ユーザネットワークから宛先
ユーザネットワークへの転送パケットについて、平均流
入速度計測手段によって送信元ユーザネットワークから
流入する転送パケットの平均流入速度を計測する。そし
て、これら送信元ごとに測定した平均流入速度の総和が
宛先ユーザネットワークへ送出する転送速度より大きい
ときに発生する第１の輻輳を第１輻輳検出手段で検出す
るようにしている。さらに、許容流入速度算出手段によ
ってこの送信元ごとの平均流入速度の総和と宛先ユーザ
ネットワークへの転送速度より許容流入速度を算出し
て、第１の輻輳が検出されたときには送信元ユーザネッ
トワークから流入するパケットの平均流入速度がこの算
出した許容平均流入速度以下になるようにパケットの流
入速度を変更するようにしている。また、送信元ユーザ
ネットワークと宛先ユーザネットワーク間の転送パケッ
トを中継する中継ノードにおいて発生する内部ノード輻
輳を検出し、第１の輻輳が発生していないときにこの内
部ノード輻輳が検出されたときには第２の輻輳の発生を
検出するようにしている。この第２の輻輳の発生が検出
されたときには、転送経路データベースに基づいて、こ
の第２の輻輳が発生したパケットの転送経路上の内部ノ
ード輻輳が検出された中継ノードを転送経路として避け
るように新たな転送経路に変更するようにしている。更
に請求項２記載の発明では、第２の輻輳時転送経路検索
手段を使用して、第２の輻輳が検出されたときには内部
ノード輻輳が発生した中継ノードを回避して送信元エッ
ジ装置から宛先エッジ装置に至る経路を転送経路データ
ベースから検索するようにしている。そして、ルーズソ
ースルーティング手段が、第２の輻輳時転送経路検索手
段の検索した経路が選択されるように各中継ノードで次
に進む経路を選択させるための情報を送信元エッジ装置
から送出される転送パケットに組み込むようにしてい
る。これにより、各中継ノードが有するルーティングテ
ーブルの情報を変更することなく、ルーズソースルーテ
ィングによって転送パケットの任意の転送経路を容易
に、かつ柔軟に変更することができるようになる。
【００１９】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
輻輳回避システムで、送信元ユーザネットワークから前
記宛先ユーザネットワークへの転送に割り当てるリソー
スを変更するリソース変更手段と、前記第２輻輳検出手
段によって第２の輻輳が検出され前記転送経路制御手段
によって転送経路を変更しても前記第２の輻輳が解消し
ないときにはこのリソース変更手段に対してリソースの
割り当て変更を要求するリソース変更要求手段とを更に
具備することを特徴としている。
【００２０】すなわち請求項３記載の発明では、第２輻
輳検出手段によって第２の輻輳が検出されて転送経路制
御手段によって転送経路を変更しても第２の輻輳が解消
しないときには、ネットワークに割り当てられるリソー
スを変更するリソース変更手段に、リソースの割り当て
変更を要求するようにしている。
【００２１】請求項４記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の輻輳回避システムで、許容流入速度は全
ての流入速度変更手段が同じ速度であることを特徴とし
ている。
【００２２】すなわち請求項４記載の発明では、すべて
の送信元ユーザネットワークから流入する平均流入速度
を同じ許容流入速度で規制するようにしている。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【発明の実施の形態】
【００３０】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００３１】図１は本発明の一実施例における輻輳回避
システムの構成の概要を表わしたものである。この輻輳
回避システムでは、ＡＴＭ網２０と、送信元ユーザＬＡ
Ｎ（Local Area Network）２１と、宛先ユーザＬＡＮ
２２のネットワークが構成されている。ＡＴＭ網２０と
送信元ユーザＬＡＮ２１との境界には送信元エッジ装置
２３が、ＡＴＭ網２０と宛先ユーザＬＡＮ２２との境界
には宛先エッジ装置２４がそれぞれ配置されている。Ａ
ＴＭ網２０内にはノード装置２５1，…，２５Nが分散配
置されており、送信元エッジ装置２３と宛先エッジ装置
２４間の転送パケットを中継するようになっている。こ
れらエッジ装置２３、２４とノード装置２５1，…、２
５Nは、ＡＴＭ網２０において半永久的なＶＰ（Virtual
Path)により接続されており、コネクションレスデー
タ転送用のネットワークを公衆ＡＴＭ網にオーバーレイ
させることができる。すなわち、公衆ＡＴＭ網は、コネ
クションレスデータ転送用のネットワークに一部のＶＰ
リンクリソースを与えることができるようになってい
る。
【００３２】また各エッジ装置２３，２４は送信元ユー
ザＬＡＮ２１や宛先ユーザＬＡＮ２２等のユーザＬＡＮ
側のＬＡＮインタフェースを終端し、ＡＴＭ網側のＡＴ
Ｍインタフェースを終端する。
【００３３】さらに、この輻輳回避システムはネットワ
ーク監視装置２６を有しており、ＡＴＭ網内の輻輳状況
を監視し、このネットワーク監視装置２６と送信元エッ
ジ装置２３は接続され、ＡＴＭ網２０内の監視と輻輳状
況の通知そして輻輳時の転送経路を通知することができ
るようになっている。
【００３４】このような輻輳回避システムの各エッジ装
置２３，２４と各ノード装置２５1，…，２５Nには、Ａ
ＴＭ網２０内でのみ定義されるコネクションレスアドレ
スが与えられている。送信元エッジ装置２３には送信元
エッジアドレスが、宛先エッジ装置２４には宛先エッジ
アドレスが、各ノード装置２５1，…，２５Nにはノード
アドレスがそれぞれ与えられている。ノード装置２
５1，…，２５Nには、それぞれにルーティングテーブル
を有しており、半固定的な転送経路が定義されている。
したがって、送信元ユーザＬＡＮ２１から発生したユー
ザパケットが送信元エッジ装置２３を介してＡＴＭ網２
０に流入すると、各ノード装置２５1，…，２５Nでは流
入したユーザパケットの持つ宛先エッジアドレスからそ
れぞれのルーティングテーブルを参照する。そして、こ
のルーティングテーブルに基づいて次の転送先を決定し
ながらいくつかのノード装置を経て、宛先エッジ装置２
４に到達するようになっている。宛先エッジ装置２４に
到達したユーザパケットは、このユーザパケットの宛先
である宛先ユーザＬＡＮ２２に送出される。
【００３５】次に、このような輻輳回避システムの把握
を容易にするために、このシステムが検出する輻輳を特
定して回避する原理について説明してから、この輻輳回
避システムの各構成要部について説明を行う。
【００３６】この輻輳回避システムが特徴とするところ
は、ＡＴＭ網上のコネクションレストラヒックを転送す
るときに発生する輻輳を検出し、これを回避するところ
にある。まず、この輻輳回避システムが検出する輻輳に
ついて説明する。
【００３７】この輻輳回避システムでは検出する輻輳を
２種類に分類しており、それぞれ外部ブロッキングと内
部ブロッキングと呼ぶ。
【００３８】外部ブロッキングは、ＡＴＭ網から宛先エ
ッジ装置に流入するトラヒックが、宛先エッジ装置から
宛先ユーザＬＡＮに流出可能な転送速度より大きい場合
に輻輳として発生する。
【００３９】図２はこのような外部ブロッキングによる
輻輳の発生原理を説明するための説明図である。外部ブ
ロッキングについての説明を簡略にするために、ＡＴＭ
網２７上のユーザネットワークとの境界に送信元エッジ
装置２８1，…，２８4と宛先エッジ装置２９と、ノード
装置３０1，３０2とから構成されているものとする。そ
して、各送信元エッジ装置２８1，…，２８4がそれぞれ
収容する送信元ユーザＬＡＮからは宛先エッジ装置２９
が収容する宛先ユーザＬＡＮに対してユーザパケットが
転送されるものとする。ここで、送信元エッジ装置２８
1からノード装置３０1を経由するトラヒック速度をＶＩ
Ｎ1、送信元エッジ装置２８2からノード装置３０1を経
由するトラヒック速度をＶＩＮ2、送信元エッジ装置２
８3からノード装置３０2を経由するトラヒック速度をＶ
ＩＮ3、送信元エッジ装置２８4からノード装置３０2を
経由するトラヒック速度をＶＩＮ4と表わす。さらに、
宛先エッジ装置２９から宛先ユーザＬＡＮに転送可能な
ＬＡＮ速度をＶＯＵＴと表わすと、ＡＴＭ網２７から宛
先エッジ装置２９に流入するトラヒックの総和３１は、
ＶＩＮ1〜ＶＩＮ4の総和であるから、外部ブロッキング
が発生する条件は次の（１）式で表わすことができる。
【００４０】
【数１】
【００４１】また内部ブロッキングは、上述のような外
部ブロッキングが発生しない条件のもとで、ＡＴＭ網内
で発生する輻輳のことをいう。
【００４２】図３はこの内部ブロッキングによる輻輳の
発生原理を説明するための説明図である。図２に示す外
部ブロッキングの発生原理説明図と同一要素部分には同
一符号を付し、説明を適宜省略している。ここでユーザ
パケットの転送経路途中のノード装置３０1に着目す
る。内部ブロッキングは外部ブロッキングが発生しない
条件のもとで、ＡＴＭ網内で発生する輻輳のことである
から、このノード装置３０1から流出可能な速度３３を
Ｖｌｉｎｋと表わすと、ノード装置３０1へ流入する
トラヒックの総和３２がこのノード装置３０1から流出
可能な速度Ｖｌｉｎｋより大きく、ＡＴＭ網２７から
宛先エッジ装置２９に流入するトラヒックの総和３４が
宛先エッジ装置２９から宛先ユーザＬＡＮへ転送可能な
ＬＡＮ速度ＶＯＵＴより小さい場合に、ノード装置３０
1で内部ブロッキングが発生する。すなわち、内部ブロ
ッキングが発生する条件は次の（２）および（３）式で
表わすことができる。
【００４３】
【数２】
【００４４】これらのような輻輳を検出して回避するた
めに、この輻輳回避システムではユーザパケットとは別
にネットワーク内にＲＭ（Resource Management)パケ
ットとＢＲＭ（Backward Resource Management）パケ
ットを定義している。ＲＭパケットは各送信元エッジ装
置２３から定期的に宛先エッジ装置２４に転送するよう
になっている。一方、ＢＲＭパケットは宛先エッジ装置
２４においてこのＲＭパケットの応答パケットして送信
元エッジ装置２３に返送するようになっている。ＲＭパ
ケットおよびＢＲＭパケットはユーザパケットと同様に
宛先情報に基づいて各ノード装置２５1，…，２５Nで中
継されながら転送される。
【００４５】さらに送信元エッジ装置２３では送信元ユ
ーザＬＡＮ２１からＡＴＭ網２０に流入するトラヒック
の平均流入速度をトラヒックの宛先エッジ装置２４ごと
に計測し、ＲＭパケットに記入するようになっている。
また、宛先エッジ装置２４では、個々の送信元エッジ装
置から送られてくるＲＭパケットに記入されている平均
流入速度を監視するようになっている。
【００４６】これまで説明した外部ブロッキングは送信
元エッジ装置２３で測定した平均流入速度をＲＭパケッ
トで通知することによって宛先エッジ装置で検出するこ
とができる。すなわち、宛先エッジ装置２４はＲＭパケ
ットにより通知された平均流入速度より（１）式で表わ
される外部ブロッキングを検出する。そしてこの外部ブ
ロッキングの発生通知と宛先エッジ装置で許容可能な平
均流入速度をＢＲＭパケットで送信元エッジ装置２３に
通知して送信元エッジ装置２３において平均流入速度を
規制するようにすれば、外部ブロッキングによる輻輳を
解消することができるようになる。
【００４７】一方、内部ブロッキングは送信元エッジ装
置２３で検出することができる。各ノード装置２５1，
…，２５Nで（２）式で表わされる輻輳を検出して輻輳
情報としてＲＭパケットで通知し、宛先エッジ装置２４
からＢＲＭパケットで返送する。そして送信元エッジ装
置２３において、ＢＲＭパケットにより上述の（３）式
に基づく外部ブロッキングの発生通知と各ノード装置２
５1，…，２５Nにおける輻輳情報により内部ブロッキン
グの発生を検出することができる。内部ブロッキングは
ネットワーク全体のリソース使用状況に依存するため、
ネットワーク装置２６に転送経路の変更や網内リソース
の割り当て変更の依頼を通知することによって、内部ブ
ロッキングによる輻輳を解消することができるようにな
る。
【００４８】図４はこのようなＲＭパケットのフォーマ
ット構成を表わしたものである。このＲＭパケット３５
は、従来のＡＴＭパケットと同様のパケットヘッダ３６
と、ペイロード３７から構成されている。ＲＭパケット
のペイロード３７には、送信元エッジ装置を識別する送
信元エッジアドレス３８と、宛先エッジ装置を識別する
宛先エッジアドレス３９と、送信元エッジ装置で計測さ
れたＡＴＭ網に流入するトラヒックの平均流入速度４０
と、ノード装置内で発生する輻輳の発生有無とノード装
置を識別するノードアドレスと輻輳レベルからなる輻輳
情報４１が記入されるようになっている。送信元エッジ
装置はこのようなＲＭパケットを定期的に送出する。こ
のようなＲＭパケットを受け取った宛先エッジ装置は、
応答パケットとしてＢＲＭパケットを返送する。
【００４９】図５はこのＢＲＭパケットのフォーマット
構成を表わしたものである。このＢＲＭパケット４２
は、従来のＡＴＭパケットと同様のパケットヘッダ４３
と、ペイロード４４から構成されている。ＢＲＭパケッ
トのペイロード４４には、送信元エッジ装置を識別する
送信元エッジアドレス４５と、宛先エッジ装置を識別す
る宛先エッジアドレス４６と、送信元エッジ装置で計測
されたＡＴＭ網に流入するトラヒックの平均流入速度４
７と、外部ブロッキングの発生の有無と送信元エッジ装
置に外部ブロッキングが発生しない許容可能な平均流入
速度である許容流入速度４８と、輻輳情報４９とから構
成されている。輻輳情報４９には、輻輳発生の有無や輻
輳発生箇所のノード装置のノードアドレスや輻輳レベル
情報が記入されている。
【００５０】次にこのようなＲＭパケットやＢＲＭパケ
ットを用いて輻輳を検出して回避する輻輳回避システム
の各要部構成について詳細に説明を行う。
【００５１】図６は、図１に示した輻輳回避システムの
送信元エッジ装置の構成の要部を具体的に表わしたもの
である。この送信元エッジ装置６０は、平均流入速度制
御部６１と、トンネリング制御部６２と、ＲＭパケット
挿入部６３と、ＢＲＭパケット検出部６４と、輻輳監視
部６５とを有している。送信元ユーザＬＡＮ２１からＡ
ＴＭ網２０に流入するトラヒック６６は、この送信元エ
ッジ装置６０の平均流入速度６１に入力され、宛先エッ
ジ装置からＢＲＭパケットに記入された許容流入速度６
７を越えないように、このトラヒック６６の平均流入速
度が規制される。また、許容流入速度６７を越えるトラ
ヒックは廃棄される。また、平均流入速度制御部６１で
は、宛先エッジアドレスごとに流入パケットの平均流入
速度が計測され、平均流入速度計測結果６８がＲＭパケ
ット挿入部６３に通知されるようになっている。平均流
入速度制御部６１によって平均流入速度が規制されたト
ラヒックは、トンネリング制御部６２に入力される。
【００５２】平均流入速度制御部６１からのトラヒック
が入力されたトンネリング制御部６２は内部ブロッキン
グによる輻輳発生時のみ機能する。内部ブロッキングに
よる輻輳発生時はこのトンネリング制御部６２によって
内部ブロッキングの発生している経路を通過するトラヒ
ックに対してパケット単位にルーズソースルーティング
が実行され、ＲＭパケット挿入部６３に転送される。こ
のルーズソースルーティングによれば、経由するノード
装置のノードアドレスのリストを転送パケットに付与す
ることによって、転送経路の変更を実現することができ
る。転送パケットに付与するノード装置のノードアドレ
スリスト６９は、ネットワーク監視装置２６から輻輳監
視部６５を介してこのトンネリング制御部６２に通知さ
れる。また内部ブロッキングの発生している経路を通過
しないトラヒックは、ルーズソースルーティングされ
ず、そのままＲＭパケット挿入部６３に転送される。な
お、ルーズソースルーティングについての詳細は後述す
る。
【００５３】ＲＭパケット挿入部６３は、平均流入速度
制御部６１で計測された平均流入速度６８を、ＲＭパケ
ットの図４に示したＲＭパケットフォーマット構成の平
均流入速度４０のフィールドに記入するとともに、宛先
エッジアドレスにより分類されたトラヒック単位に定期
的にこのＲＭパケットを挿入するようになっている。こ
のＲＭパケット挿入部６３からの送出トラヒック７０
は、ＡＴＭ網２０に流入し、ノード装置２５1，…，２
５Nを介して宛先エッジ装置２２に到達することにな
る。
【００５４】ＡＴＭ網２０から送信元ユーザＬＡＮ２１
へのトラヒック７１は、ＢＲＭパケット検出部６４に入
力され、トラヒック７１のＢＲＭパケットを検出し、図
５に示したＢＲＭパケットフォーマット構成の送信元ア
ドレス４５と宛先アドレス４６と許容流入速度４８と輻
輳情報４９に記入されている輻輳回避のための情報を輻
輳検出情報７２として輻輳監視部６５に通知するように
なっている。この輻輳監視部６５は輻輳検出情報７２を
監視し、外部ブロッキングの発生時は、輻輳検出情報７
２から許容流入速度６７を平均流入速度制御部６１に通
知する。これまで説明したように平均流入速度制御部６
１は、この許容流入速度６７に基づいて送信元ユーザＬ
ＡＮ２１からＡＴＭ網２０に流入するトラヒックを制御
するようになっている。さらに輻輳監視部６５は、この
輻輳検出情報７２を参照して、外部ブロッキングの発生
は無いがトラヒックの経路上のノード装置で輻輳発生の
通知があるときには、ネットワーク監視装置２６に内部
ブロッキング輻輳情報７３を通知するようになってい
る。この内部ブロッキング輻輳情報７３は、輻輳検出情
報７２より抽出した送信元エッジアドレスと宛先エッジ
アドレスと輻輳が発生したノードアドレスより構成され
る。
【００５５】図７は、図１に示した輻輳回避システムの
宛先エッジ装置の構成の要部を具体的に表わしたもので
ある。この宛先エッジ装置７５は、平均流入速度監視部
７６と、許容流入速度判定部７７と、ＢＲＭパケット挿
入部７８とを有している。ＡＴＭ網２０から宛先ユーザ
ＬＡＮ２２に流出するトラヒック７９は、この宛先エッ
ジ装置の平均流入速度監視部７６に入力され、定期的に
転送されてくるＲＭパケットを抽出する一方、それ以外
のユーザパケットを宛先ユーザＬＡＮ２２へのトラヒッ
ク８０としてそのまま転送する。抽出したＲＭパケット
は、このＲＭパケットの応答パケット８１としてＢＲＭ
パケット挿入部８０へ送出されるとともに、ＲＭパケッ
トの図４に示すＲＭパケットフォーマット構成の平均流
入速度４０のフィールドを参照して、送信元エッジ装置
２３から流入する平均流入速度８２を許容流入速度判定
部７７に通知するようになっている。
【００５６】許容流入速度判定部７７は、このようにし
て通知された平均流入速度８２の総和をとるようになっ
ている。この総和が宛先ユーザＬＡＮ２２に送出するリ
ンク速度ＶＯＵＴより大きい場合、外部ブロッキングに
よる輻輳が発生したと判断し、それぞれの送信元エッジ
装置２３に対して許容する許容平均流入速度を決定する
ようになっている。例えば、Ｍ個の送信元エッジ装置か
らこの宛先エッジ装置にトラヒックを転送中であるとき
には、Ｍ個の全ての送信元エッジ装置には同じ許容平均
流入速度を与えるようにすることができる。このときに
は許容流入速度判定部７７では、「許容平均流入速度＝
ＶＯＵＴ÷Ｍ」として許容平均流入速度を決定すること
になる。さらに許容流入速度判定部７７は、この外部ブ
ロッキング発生の有無と上述のように決定した許容平均
流入速度を輻輳通知情報８３としてＢＲＭパケット挿入
部７８に通知するようになっている。
【００５７】ＢＲＭパケット挿入部７８は、平均流入速
度監視部７６より受信したＲＭパケットの応答パケット
８１をＢＲＭパケットに変更して、図５に示したＢＲＭ
パケットフォーマット構成の許容流入速度４８のフィー
ルドには、許容流入速度判定部７７による外部ブロッキ
ング発生の有無と許容平均流入速度からなる輻輳通知情
報８３を記入して送信元エッジ装置２３に送り返すよう
になっている。
【００５８】図８は、図１に示した輻輳回避システムの
ノード装置の構成の要部を具体的に表わしたものであ
る。このノード装置８６は、Ｎ本の入力インタフェース
が入力されるスイッチング部８７と、輻輳検出部８８
と、ルーティングテーブル８９と、Ｎ本の出力インタフ
ェースにそれぞれ対応したインタフェース部９０1，
…，９０Nとを有している。また、インタフェース部９
０1，…，９０Nそれぞれには、ＲＭパケット書換部９１
1，…，９１Nを有している。
【００５９】輻輳検出部８８は、ノード装置内で発生す
る輻輳を監視し、輻輳発生の有無とこのノード装置のノ
ードアドレスと輻輳レベルからなる自ノード輻輳情報９
２を、輻輳の影響を受けるインタフェース部に対応する
ＲＭパケット書換部に通知するようになっている。ＲＭ
パケット書換部９１1，…，９１Nは、通過するＲＭパケ
ットに対して、この自ノード輻輳情報９２を記入する。
【００６０】スイッチング部８７は、入力インタフェー
スから入力される転送パケットに付与されている宛先エ
ッジアドレスからルーティングテーブル８９に基づい
て、次の転送先のノード装置もしくは宛先エッジ装置を
決定して対応する出力インタフェースから送出するよう
に転送経路を切り換えるようになっている。
【００６１】図９はこのようなノード装置のルーティン
グテーブルの構成を表わしたものである。このルーティ
ングテーブル１００は、半固定で、宛先エッジアドレス
１０１に対応する転送リンク１０２を格納するように構
成されている。ノード装置にパケットが流入すると、ル
ーティングテーブル１００を参照して、例えばパケット
に付加されている宛先エッジアドレス“ａ”に対応する
転送リンクを求め、この場合転送リンク“１”に対応す
る出力インタフェースからパケットが送出されるように
なっている。
【００６２】図１０は、図１に示した輻輳回避システム
のネットワーク監視装置の構成の要部を具体的に表わし
たものである。このネットワーク監視装置１０３は、エ
ッジ装置インタフェース部１０４と、経路判定部１０５
と、経路データベース１０６と、ＡＴＭ管理インタフェ
ース部１０７とを有している。エッジ装置インタフェー
ス部１０４は、図１に示すようにネットワーク監視装置
２６と送信元エッジ装置２３とを接続するインタフェー
スであり、送信元エッジ装置２３から検出した輻輳発生
の有無と輻輳情報が通知され、このネットワーク監視装
置１０３からは経路変更通知が送信元エッジ装置のトン
ネリング制御部６２へ通知されるようになっている。
【００６３】経路判定部１０５は、このエッジ装置イン
タフェース部１０４を介して送信元エッジ装置２３から
送られてきた内部ブロッキング輻輳情報７３より輻輳箇
所を特定して、その輻輳箇所を回避するように転送経路
の変更を行う。経路データベース１０６は、この経路判
定部１０５が経路変更のために検索するデータベースで
あり、送信元エッジアドレスから宛先エッジアドレスへ
の転送経路情報を有している。
【００６４】図１１はこのようなネットワーク監視装置
の経路データベースの構成を表わしたものである。この
経路データベース１１０は、送信元エッジ装置を識別す
る送信元エッジアドレス１１１と、宛先エッジ装置を識
別する宛先エッジアドレス１１２と、この送信元エッジ
アドレス１１１と宛先エッジアドレス１１２を組として
対応する複数の経路を識別する経路候補番号１１３と、
この送信元エッジアドレス１１１と宛先エッジアドレス
１１２との組に対応してそれぞれの経路上にあるノード
装置のノードアドレスをリスト形態とするトンネリング
アドレス１１４1，１１４2，…，１１４Nを格納するよ
うに構成されており、帳票の構造をもつ。経路候補番号
１１３にある“ｄｅｆａｕｌｔ”は、各ノード装置が有
するデフォルトのルーティング情報である。しかし他の
経路候補の経路情報は、ルーズソースルーティングによ
りユーザパケットを任意の経路に転送するために、転送
経路上の１番目のノード装置のノードアドレス、２番目
のノード装置のノードアドレス、…、最後のノード装置
のノードアドレスというリスト形態となる。このトンネ
リングアドレスは、必ずしも転送経路上の全てのノード
装置のノードアドレスリストである必要はなく、必要な
一部のノード装置のノードアドレスリストのみでよい。
【００６５】経路判定部１０５は、送信元エッジ装置よ
り内部ブロッキングによる輻輳の発生が通知されると、
このような経路データベース１０６を送信元エッジアド
レスと宛先エッジアドレスの組を検索キーとして検索す
る。この検索によって、通知された内部ブロッキングに
よる輻輳が発生したノード装置を回避できる経路を１つ
選択して、エッジ装置インタフェース部１０４を介して
送信元エッジ装置に通知するようになっている。
【００６６】ＡＴＭ管理インタフェース部１０７は、こ
のような経路変更で輻輳が回避できない場合、ＡＴＭ網
２０内のコネクションレスデータの転送に割り当てられ
ている網内リソースを変更する必要があるため、ＡＴＭ
網の図示しない管理システムに対してこの網内リソース
の変更（例えばＶＰリンク速度）要求を出力するインタ
フェースである。
【００６７】次に、このような転送経路情報のトンネリ
ングアドレス１１４1，１１４2，…，１１４Nを用いる
ルーズソースルーティングについて説明する。このルー
ズソースルーティングを実行すれば、送信元エッジ装置
２３のトンネリング制御部６２において、これまで説明
したようなリスト形態の転送経路のノードアドレスリス
トをもとに、各ノード装置２５1，…，２５Nに設定され
ている転送経路情報を変更することなくＡＴＭ網２０の
転送経路を柔軟に変更することができるようになる。ソ
ースルーティングが経路上の全てのノード装置のノード
アドレスを各転送パケットに付加するのに対して、ルー
ズソースルーティングは必要な一部のノード装置のノー
ドアドレスのみを付加すればよい。ルーズソースルーテ
ィングでは、必要なノード装置のノードアドレスのリス
トと、ノードアドレスのリスト中のどのノードアドレス
まで転送が進んでいるかを示すポインタが各転送パケッ
トに付与されるようになっている。そして、ノード装置
は各パケットの転送においてノードアドレスのリストの
中からポインタで示されるノードアドレスを取り出し、
そのノードアドレスに基づいてルーティングテーブルを
参照して転送経路を決めるようになっている。この際、
自ノード装置のノードアドレスが参照されるノードアド
レスと一致したときにはポインタを１つ進めてノードア
ドレスリストの次のノードアドレスを取り出して、同様
にノードアドレスに基づいてルーティングテーブルより
転送経路を決定する。
【００６８】このようにルーズソースルーティングによ
れば、各ノード装置には通常のパケット転送で使用する
ルーティングテーブルを備え、送信元エッジ装置におい
て転送パケットにルーズソースルーティングの情報を付
与することによって、ノード装置が有するルーティング
テーブルの情報を変更することなく、転送パケットの任
意の転送経路を容易に、かつ柔軟に変更できるようにな
る。
【００６９】送信元エッジ装置２３で検出された内部ブ
ロッキングによる輻輳の発生をエッジ装置インタフェー
ス部１０４経由で通知されたネットワーク装置２６は、
経路判定部１０５において経路データベース１０６に基
づいて内部ブロッキングによる輻輳が発生したノード装
置を回避できる転送経路を検索する。そしてこの検索結
果を、これまで説明したようなルーズソースルーティン
グで用いるノードアドレスリストとして送信元エッジ装
置２３のトンネリング制御部６２に通知する。このよう
に内部ブロッキングによる輻輳の発生時には、送信元エ
ッジ装置２３のトンネリング制御部６２は通知されたノ
ードアドレスリストを転送パケットに付与してＡＴＭ網
に転送することによって、ルーズソースルーティングに
よりこの内部ブロッキングによる輻輳が発生したノード
装置を回避するような転送経路への変更を行うようにな
っている。
【００７０】このようなルーズソースルーティングに関
する技術は、例えば特願平９−２０２５９１号公報「Ａ
ＴＭ網におけるＩＰパケットのルーズソースルーティン
グ方式」に開示されている。この技術では、ルーズソー
スルーティングをセルベースでそれぞれのノードアドレ
スに対応してＢＯＭ（Beginning Of Message）を追加
するようにして実現しているが、他に従来のＩＰパケッ
トベースのルーズソールルーティングに関する技術も知
られている。
【００７１】次にこれまで説明した要部構成を有する本
実施例における輻輳回避システムの動作について説明す
る。
【００７２】図１２は、これまで説明したようなＲＭパ
ケットおよびＢＲＭパケットによる輻輳の検出と回避を
行う輻輳回避システムの動作原理を説明するための説明
図である。この輻輳回避システムでは、ＡＴＭ網１２０
と、第１の送信元ユーザＬＡＮ１２１1と、第２の送信
元ユーザＬＡＮ１２１2と、宛先ユーザＬＡＮ１２２と
を有している。ＡＴＭ網１２０と第１の送信元ユーザＬ
ＡＮ１２１1との境界には送信元エッジ装置１２３1が、
ＡＴＭ網１２０と第２の送信元ユーザＬＡＮ１２１2と
の境界には送信元エッジ装置１２３2が、ＡＴＭ１２０
と宛先ユーザＬＡＮ１２２との境界には宛先エッジ装置
１２４が、それぞれ配置されている。ＡＴＭ網１２０内
の送信元エッジ装置１２３1，１２３2それぞれと宛先エ
ッジ装置１２４との間には中継ノードとしてノード装置
１２５1，１２５2が接続されている。
【００７３】送信元エッジ装置１２３1，１２３2はこれ
まで説明したように図６で表わされる要部構成である。
また宛先エッジ装置１２４もこれまで説明したように図
７で表わされる要部構成である。さらにノード装置１２
５1，１２５2もこれまで説明したように図８で表わされ
る要部構成である。
【００７４】このような輻輳回避システムにおいて、送
信元ユーザＬＡＮ１２１1，１２１2それぞれからＡＴＭ
網１２０を介して宛先ユーザＬＡＮ１２２に対してユー
ザパケットが転送され、最初の時点では送信元エッジ装
置１２３1，１２３2においては内部ブロッキングによる
輻輳が発生していないものとする。
【００７５】送信元ユーザＬＡＮ１２１1，１２１2から
ユーザパケットを送出するときには、そのパケットヘッ
ダ部にＩＰ（Internet Protocol）アドレスを付与して
送出するようになっている。送信元ユーザＬＡＮ１２１
1，１２１2を収容するそれぞれの送信元エッジ装置１２
３1，１２３2は、このように送信元ユーザＬＡＮから送
出されたユーザパケットを中間フレームに収容し、この
中間フレームにおいて定義されているヘッダ位置に、転
送先となる宛先エッジ装置１２４に割り当てられている
宛先エッジアドレスと、それぞれの送信元エッジ装置１
２３1，１２３2に割り当てられている送信元エッジアド
レスを書き込む。
【００７６】図１３はこのようなユーザＬＡＮから送出
されるユーザパケットがＡＴＭセルに変換されるそれぞ
れのフォーマット構成を表わしたものである。図１３
（ａ）に示すユーザパケット１４０は、ＩＰｖ４（Inte
rnet Protocol Version 4）の送信元アドレス（Sour
ce Address:ＳＡ）１４１と宛先アドレス（Destinatio
n Address：ＤＡ）１４２と、データ領域１４３とを有
している。送信元ユーザＬＡＮから送出されたユーザパ
ケット（ＩＰｖ４）１４０は、送信元エッジ装置におい
て図１３（ｂ）に示す中間フレーム１４４に収容される
が、このときユーザパケットの有する送信元ＩＰアドレ
ス１４１と宛先ＩＰアドレス１４２に対応する送信元エ
ッジアドレス１４５と宛先エッジアドレス１４６が、中
間フレーム内のヘッダ部に定義されるようになってい
る。ユーザパケット（ＩＰｖ４）１４０のデータ領域１
４３は、そのまま中間フレーム（ＩＰｖ６）１４４のデ
ータ領域１４７になる。この中間フレーム（ＩＰｖ６）
は、図１３の（ｃ）に示すＡＴＭアダプテーション・レ
イヤ（ATM Adaptation Layer：ＡＡＬ）のタイプ５で
ＣＰＣＳ−ＰＤＵ（Common Part Convergence Subla
yer-Protocol Data Unit）１４８の構成にトレイラ１
４９を付加することによって変換される。そしてこのＣ
ＰＣＳ−ＰＤＵ構成のデータを図１３の（ｄ）に示す固
定長のセル１５０1，１５０2，…，１５０Nに分解し、
それぞれのＢＯＭ１５１とＣＯＭ（Continuation Of
Message）１５２、ＥＯＭ（End Of Message）１５３
にはヘッダ１５４1，１５４2，…，１５４Nを付加して
ＡＴＭ網に転送する。
【００７７】図１２に戻って説明を続ける。以下では、
このような中間フレームをパケットと呼び、ユーザＬＡ
Ｎ上のユーザパケットと区別する。
【００７８】送信元ユーザＬＡＮからの１２１1，１２
１2それぞれからの宛先ユーザＬＡＮ１２２へのユーザ
パケットを収容した送信元エッジ装置１２３1，１２３2
において、これまで説明したような中間フレームのパケ
ットに変更された後ＡＴＭ網１２０に流入する。なお、
この時点では内部ブロッキングによる輻輳は発生してい
ないとしたので、トンネリング制御部６２を素通りす
る。その後、それぞれの宛先エッジアドレスに基づいて
ノード装置１２５1，１２５2の図９で示したようなルー
ティングテーブルにより決定されたパケット転送経路を
経由し、宛先エッジ装置１２４に到着後ユーザパケット
に戻されてから宛先ユーザＬＡＮ１２２に送出される。
【００７９】ところで、それぞれの送信元エッジ装置１
２３1，１２３2では、その要部を構成するＲＭパケット
挿入部６３によって、このパケットの宛先となる宛先エ
ッジ装置１２４に対して定期的にＲＭパケット１２
６1，１２６2が転送されるようになっている。このＲＭ
パケット１２６1，１２６2の図４で示したＲＭパケット
フォーマット構成の平均流入速度４０のフィールドに
は、それぞれの送信元エッジ装置の図６に示す平均流入
速度制御部６１がパケットの宛先エッジ装置ごとに測定
した平均流入速度１２７1，１２７2がＲＭパケット挿入
部によって書き込まれている。この平均流入速度制御部
６１で測定されたＡＴＭ網へ流入するパケットの平均流
入速度は、これまで説明した外部ブロッキングや内部ブ
ロッキングによる輻輳の発生の検出に用いられる。
【００８０】それぞれのノード装置１２５1，１２５2で
は、転送されてくるパケットに付与されている宛先エッ
ジアドレスに基づき、次の転送先のノード装置あるいは
エッジ装置を決定しパケットを転送する。このとき、ノ
ード装置１２５1，１２５2の図８に示す輻輳検出部８８
では、自ノード装置内部の輻輳状況を監視し、輻輳の影
響を受けるインタフェース部のＲＭパケット書換部が輻
輳発生の有無と自ノード装置のノードアドレスと輻輳レ
ベルからなる輻輳情報１２８1，１２８2を通過するＲＭ
パケットの図４に示す輻輳情報４１に書き込む。例え
ば、ノード装置１２５1内で輻輳を検出したとすると、
この輻輳の影響を受けるインタフェース部のＲＭパケッ
ト書換部にノード装置１２５1内での輻輳発生とノード
装置１２５1のノードアドレスと検出した輻輳の輻輳レ
ベルからなる輻輳情報１２８1を通知し、通過するＲＭ
パケットの輻輳情報フィールド４１に書き込む。
【００８１】このようにして宛先エッジ装置１２４に到
達したパケットは、宛先エッジ装置１２４の図７に示す
平均流入速度監視部７６によってＲＭパケットが検出さ
れ、ＲＭパケット以外のパケットはそのまま宛先ユーザ
ＬＡＮ１２２に送出されるようになっている。この平均
流入速度監視部７６によって検出されたＲＭパケット
は、宛先エッジ装置１２４の図７に示すＢＲＭパケット
挿入部７８に送られて、それぞれＢＲＭパケット１２９
1，１２９2として送信元エッジ装置１２３1，１２３2に
送り返されるようになっている。また平均流入速度監視
部７６は、ＲＭパケットのフィールド４０を参照して、
各送信元エッジ装置１２３1，１２３2から転送されてく
るトラヒックの平均流入速度を許容流入速度判定部７７
に通知する。
【００８２】宛先エッジ装置１２４は中央処理装置（Ce
ntral Processing Unit：ＣＰＵ）１３０を有してお
り、許容流入速度判定部７７に通知された個々の送信元
エッジ装置の平均流入速度より、この宛先エッジ装置１
２４に流入するトラヒックの総和を求めるようになって
いる。許容流入速度判定部７７では、この総和が宛先ユ
ーザＬＡＮ１２２に送出するリンク速度として所定のＶ
ＯＵＴより大きい場合、外部ブロッキングによる輻輳が
発生したと判断する。
【００８３】外部ブロッキングによる輻輳を回避するた
めには、宛先ユーザＬＡＮ１２２に転送可能なリンク速
度ＶＯＵＴをネットワーク運用中に増加させることがで
きないので、ＡＴＭ網側から宛先エッジ装置１２４に流
入するトラヒックの総和を下げるようにする必要があ
る。そこで、この外部ブロッキングによる輻輳の発生が
判断されると、許容流入速度判定部７７においてこれま
で説明したような許容平均流入速度を決定し、ＢＲＭパ
ケット挿入部７８に外部ブロッキングの発生の有無とと
もに通知するようになっている。ここで決定する許容平
均流入速度は、これまで説明したように例えばＭ個の送
信元エッジ装置に対して同じ平均許容平均流入速度を与
えるときには、「許容平均流入速度＝ＶＯＵＴ÷Ｍ」と
して決定することができる。
【００８４】宛先エッジ装置１２４の図７に示すＢＲＭ
パケット挿入部７８は、平均流入速度監視部７６から受
信したＲＭパケットをＢＲＭパケットに変更して送信元
エッジ装置に送り返すが、この際にＢＲＭパケットの図
５に示すフォーマット構成の許容流入速度フィールド４
８に、許容流入速度判定部７７より通知される外部ブロ
ッキングの発生の有無と許容流入速度を記入するように
なっている。
【００８５】このようにしてＲＭパケットと同じ経路を
逆にたどって送り返されてきたＢＲＭパケット１２
９1，１２９2は、送信元エッジ装置１２３1，１２３2の
図６で示すＢＲＭパケット検出部７１に入力され、ＢＲ
Ｍパケットのフィールド４８に記入されている外部ブロ
ッキングの発生の有無と許容流入速度（１３１1，１３
１2）をそれぞれの輻輳監視部６５に通知する。輻輳監
視部６５では、外部ブロッキングの発生が通知されたと
きには、ＢＲＭパケット検出部７１より通知された許容
平均流入速度を平均流入速度制御部６１に通知し、この
通知を受けた平均流入速度制御部６１は宛先エッジ装置
へのトラヒックの平均流入速度が通知された許容平均流
入速度を越えない（宛先エッジ装置へのトラヒックの平
均流入速度が通知された許容平均流入速度以下になる）
ように規制するようになっている。
【００８６】このように宛先エッジ装置１２４に流入す
るトラヒックの総和は、各送信元エッジ装置１２３1，
１２３2に流入するトラヒックの平均流入速度がフィー
ドバック制御されることによって、宛先エッジ装置１２
４から宛先ユーザＬＡＮ１２２に転送可能なリンク速度
ＶＯＵＴ以下になり、外部ブロッキングによる輻輳を自
律的に解消することができるようになる。
【００８７】また、ＢＲＭパケットが送り返されてきた
送信元エッジ装置１２３1，１２３2では、ＢＲＭパケッ
トの図５に示す平均流入速度のフィールド４８を参照し
て外部ブロッキングによる輻輳の発生通知が無く、同様
に図５に示す輻輳情報のフィールド４９を参照して転送
経路上のノード装置内部において輻輳の発生通知がある
ときには、内部ブロッキングによる輻輳が発生したと判
断するようになっている。
【００８８】内部ブロッキングによる輻輳は、これまで
説明したように送信元エッジ装置１２３1，１２３2から
宛先エッジ装置１２４の間のトラヒックを下げても解消
するとは限らない。これは送信元エッジ装置１２３1，
１２３2から宛先エッジ装置１２４へのＡＴＭ網１２０
の経路上において輻輳が発生していることであるため、
この経路上に割り当てられているリンク速度などのネッ
トワークリソースを増加させるか、経路自身を変更する
などネットワーク全体のリソース変更を行う必要があ
る。そこで、図１２に示していない（図１参照）ネット
ワーク監視装置は、ＡＴＭ網１２０全体を監視して制御
しており、送信元エッジ装置１２３1に送り返されたＢ
ＲＭパケット１２９1はＢＲＭパケット検出部６４によ
り、ＢＲＭパケットに記入されている送信元エッジアド
レスと宛先エッジアドレスと内部ブロッキングの発生に
よる図５に示す輻輳情報４９を輻輳監視部６５に通知す
るようになっている。
【００８９】このように内部ブロッキングの発生を通知
されたネットワーク監視装置は、図１０に示す要部構成
をしており、エッジ装置インタフェース部１０４を介し
て個々の送信元エッジ装置より輻輳情報が通知される。
ネットワーク監視装置の経路判定部１０５は、通知され
た内部ブロッキングによる輻輳情報から送信元エッジア
ドレスおよび宛先エッジアドレスの組を検索キーとして
経路データベース１０６を検索し、複数の経路情報から
この通知された輻輳が発生した経路を避けるような経路
を選択して、送信元エッジ装置にのみ通知するようにな
っている。これまで説明したように、この輻輳回避シス
テムではルーズソースルーティングにより、送信元エッ
ジ装置にのみノード装置のノードアドレスリストを通知
すれば、ノード装置に有するルーティングリストを変更
することなく、柔軟に転送経路を変更することができる
ようになっている。以降この送信元エッジアドレスから
宛先エッジアドレスへのパケットは、この変更された新
しい経路で転送される。
【００９０】このネットワーク監視装置からノード装置
にノードアドレスリストが通知された送信元エッジ装置
は、図６に示す輻輳監視部６５を介してトンネリング制
御部６２において、内部ブロッキングによる輻輳が発生
している宛先エッジアドレス宛てのパケットに関して、
この通知されたノードアドレスリストを付与してＡＴＭ
網１２０に転送する。
【００９１】しかしこのように経路データベースで検索
した経路に変更しても輻輳を回避できないときには、Ａ
ＴＭ網１２０内のコネクションレスデータの転送に割り
当てられているＡＴＭ網内のリソースを変更する必要が
あり、ネットワーク監視装置は図１０に示すＡＴＭ管理
部インタフェース部１０７を介して図示しないＡＴＭ網
の管理システムに網内リソース（例えばＶＰリンク速
度）の変更を要求するようになっている。
【００９２】このように送信元エッジ装置は、宛先エッ
ジ装置で検出した外部ブロッキングによる輻輳の発生の
検出結果と、転送経路上のノード装置内で発生した輻輳
をＢＲＭパケットにより知ることができるため、内部ブ
ロッキングによる輻輳の発生を判断することができるよ
うになる。そして、内部ブロッキングによる輻輳の発生
とその輻輳情報を、ネットワーク全体を監視するネット
ワーク監視装置に通知することによって、内部ブロッキ
ングによる輻輳が発生した経路を避けるような経路候補
を検索して、送信元エッジ装置にルーズソースルーティ
ングによって転送経路を変更させることによって内部ブ
ロッキングによる輻輳を回避することができるようにな
る。また、経路変更によって内部ブロッキングによる輻
輳を回避することができない場合は、さらにネットワー
クの管理システムに対してネットワークのコンフィギュ
レーションを変更するように要求することによって、内
部ブロッキングによる輻輳を動的に回避して、この輻輳
を解消することができるようになる。
【００９３】なお本実施例では、輻輳を検出して回避す
るために、特定のパケットをＲＭパケットおよびＢＲＭ
パケットとして定義したが、セルとしてＲＭセルおよび
ＢＲＭセルとして定義することもできる。
【００９４】また本実施例では、送信元エッジ装置と宛
先エッジ装置を機能的に区別して記載しているが、同じ
エッジ装置として統合することができる。
【００９５】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、送信元ユーザネットワークから宛先ユーザネ
ットワークへ転送するパケットに対して、送信元ユーザ
ネットワークから流入するパケットの平均流入速度を計
測するようにした。そして送信元ごとの平均流入速度の
総和を求め、宛先ユーザネットワークへの転送速度より
大きいときには第１の輻輳として検出するようにした。
また、この第１の輻輳を検出すると、送信元ごとの平均
流入速度の総和と宛先ユーザネットワークへの転送速度
より算出した許容流入速度を通知して、送信元ユーザネ
ットワークから流入する転送パケットの速度をこの通知
された許容流入速度を越えないように規制するようにし
た。これにより、ユーザネットワークとコネクションレ
スデータを転送するＡＴＭ網の境界で発生する外部ブロ
ッキングによる輻輳を簡易な演算で検出することができ
るようになる。さらに許容流入速度を算出して、ユーザ
ネットワークからＡＴＭ網へのパケットの流入速度を規
制するようにしたので、この輻輳回避システムによれば
外部ブロッキングによる輻輳の検出ができるばかりでな
く、自律的に外部ブロッキングによる輻輳を簡易な構成
で回避することができるようになる。しかも請求項１記
載の発明では、第１の輻輳を検出するための平均流入速
度の計測結果と第１の輻輳の検出結果の通知をそれぞれ
第１と第２の輻輳管理パケットによって行うようにし
た。これにより、ユーザパケットに混ぜて輻輳管理パケ
ットを転送することができるので、輻輳回避のために複
雑で膨大なネットワーク設備を不要とし、簡易な構成で
外部ブロッキングによる輻輳を自律的に回避する輻輳回
避システムを実現することができるようになる。
【００９６】また請求項２記載の発明によれば、非同期
転送モードにおいて送信元ユーザネットワークから宛先
ユーザネットワークへの転送パケットについて、送信元
ユーザネットワークから流入する平均流入速度を計測す
るようにし、送信元ごとの平均流入速度の総和と宛先ユ
ーザネットワークへの転送速度を比較することによって
第１の輻輳を検出するようにした。また、この平均流入
速度の総和と宛先ユーザネットワークへの転送速度によ
り許容流入速度を算出して、第１の輻輳が検出されたと
きには送信元ユーザネットワークから流入するパケット
の平均流入速度が算出した許容流入速度を越えないよう
に規制するようにした。さらに、送信元ユーザネットワ
ークと宛先ユーザネットワーク間の転送パケットを中継
する中継ノードにおいて発生する内部ノード輻輳を検出
し、第１の輻輳が発生していないときにこの内部ノード
輻輳が検出されたときには第２の輻輳の発生を検出する
ようにしている。この第２の輻輳の発生が検出されたと
きには、転送経路データベースに基づいて、この第２の
輻輳が発生したパケットの転送経路上の内部ノード輻輳
が検出された中継ノードを転送経路にしないような新た
な転送経路に変更するようにした。これによりユーザネ
ットワークとコネクションレスデータを転送するＡＴＭ
網の境界で発生する外部ブロッキングによる輻輳を検出
し、算出した許容流入速度に基づいてユーザネットワー
クからＡＴＭ網へのパケットの流入速度を規制するよう
にしたので、外部ブロッキングによる輻輳の検出が簡易
な演算でできるばかりでなく、自律的に外部ブロッキン
グによる輻輳を回避することができるようになる。さら
にこのようなＡＴＭ網の中継ノード内で発生する内部ノ
ード輻輳を検出し、第１の輻輳が検出されないときには
第２の輻輳として内部ブロッキングによる輻輳を検出す
ることができるようになる。そして、この内部ブロッキ
ングによる輻輳が検出されたときに転送経路データベー
スに登録されている複数の転送経路情報から、内部ノー
ド輻輳が発生した中継ノードを避けるような転送経路を
検索し、転送経路を変更するようにしたので、内部ブロ
ッキングによる輻輳を検出できるばかりでなく、自律的
に内部ブロッキングによる輻輳を回避することができる
ようになる。しかも請求項２記載の発明によれば、第２
の輻輳時転送経路検索手段を使用し て、第２の輻輳が検
出されたときには内部ノード輻輳が発生した中継ノード
を回避して送信元エッジ装置から宛先エッジ装置に至る
経路を転送経路データベースから検索するようにし、ル
ーズソースルーティング手段が、第２の輻輳時転送経路
検索手段の検索した経路が選択されるように各中継ノー
ドで次に進む経路を選択させるための情報を送信元エッ
ジ装置から送出される転送パケットに組み込むようにし
たので、各中継ノードが有するルーティングテーブルの
情報を変更することなく、ルーズソースルーティングに
よって転送パケットの任意の転送経路を容易に、かつ柔
軟に変更することができるようになる。
【００９７】さらに請求項３記載の発明によれば、第２
の輻輳は転送経路を変更しただけでは解消されない場合
があるため、ネットワーク全体を監視してネットワーク
のリソース割り当てを行うリソース変更手段に対してリ
ソースの割り当てを要求することによって、転送経路の
変更だけでは解消できない第２の輻輳としての内部ブロ
ッキングによる輻輳を自律的に解消できるようになる。
【００９８】さらに請求項４記載の発明によれば、すべ
ての送信元ユーザネットワークから流入する平均流入速
度を同じ許容流入速度で規制するようにしたので、許容
流入速度を簡易な演算で算出することができ、算出処理
による負荷を軽減することができる。
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例における輻輳回避システム
の構成の概要を表わしたシステム構成図である。
【図２】 外部ブロッキングによる輻輳の発生原理を説
明するための説明図である。
【図３】 内部ブロッキングによる輻輳の発生原理を説
明するための説明図である。
【図４】 本実施例におけるＲＭパケットのフォーマッ
ト構成図である。
【図５】 本実施例におけるＢＲＭパケットのフォーマ
ット構成図である。
【図６】 本実施例における送信元エッジ装置の構成の
要部を表わしたブロック図である。
【図７】 本実施例における宛先エッジ装置の構成の要
部を表わしたブロック図である。
【図８】 本実施例におけるノード装置の構成の要部を
表わしたブロック図である。
【図９】 本実施例におけるノード装置のルーティング
テーブルの格納内容を説明するための説明図である。
【図１０】 本実施例におけるネットワーク監視装置の
構成の要部を表わしたブロック図である。
【図１１】 本実施例におけるネットワーク監視装置の
経路データベースの格納内容を説明するための説明図で
ある。
【図１２】 本実施例におけるＲＭパケットおよびＢＲ
Ｍパケットによる輻輳の検出と回避の原理を説明するた
めの説明図である。
【図１３】 本実施例におけるユーザパケットのフォー
マット構成を表わした説明図である。
【図１４】 従来提案された輻輳回避システムの原理を
説明するための説明図である。
【符号の説明】
２０ ＡＴＭ網 ２１ 送信元ユーザＬＡＮ ２２ 宛先ユーザＬＡＮ ２３ 送信元エッジ装置 ２４ 宛先エッジ装置 ２５1〜２５N ノード装置 ２６ ネットワーク監視装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 12/28 H04L 12/66

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非同期転送モードの転送パケットを送信
    する送信元ユーザネットワークと、 この送信元ユーザネットワークからの転送パケットの宛
    先となる宛先ユーザネットワークと、 前記送信元ユーザネットワークからの転送パケットの宛
    先ごとに前記送信元ユーザネットワークから流入する転
    送パケットの平均流入速度を計測する平均流入速度計測
    手段と、この平均流入速度計測手段によって計測した平均流入速
    度を第１の輻輳管理パケットによって通知され、 送信元
    ごとの前記平均流入速度の総和が前記宛先ユーザネット
    ワークへの転送速度より大きいときに発生する第１の輻
    輳を検出する第１輻輳検出手段と、 前記平均流入速度の総和と前記転送速度に基づいて前記
    送信元ユーザネットワークから流入する転送パケットを
    許容する平均流入速度としての許容流入速度を算出する
    許容流入速度算出手段と、前記第１輻輳検出手段が第１の輻輳を検出したとき前記
    第１の輻輳管理パケットに対応して返送する第２の輻輳
    管理パケットを受信し、 前記送信元ユーザネットワーク
    から流入するパケットの前記平均流入速度を前記許容流
    入速度以下で流入させる流入速度変更手段とを具備する
    ことを特徴とする輻輳回避システム。
  2. 【請求項２】 非同期転送モードの転送パケットを送信
    する送信元ユーザネットワークと、 この送信元ユーザネットワークからの転送パケットの宛
    先となる宛先ユーザネットワークと、前記送信元ユーザネットワークに対応して設けられ、送
    信元ユーザネットワークからの転送パケットを、分散配
    置された複数の中継ノードの任意のものを中継すること
    によって得られる複数の経路のいずれかに送り出すため
    の送信元エッジ装置と、 前記経路の合流側に位置し、送信元エッジ装置から送り
    出された転送パケット を前記経路のいずれかを経て受信
    し前記宛先ユーザネットワークに送り出す宛先エッジ装
    置と、 前記送信元エッジ装置のそれぞれから前記転送パケット
    の転送されるネットワークに対して 宛先ごとに前記送信
    元ユーザネットワークから流入する転送パケットの平均
    流入速度の総和を計測する平均流入速度計測手段と、前記平均流入速度の総和が前記宛先エッジ装置における
    宛先ユーザネットワークへの転送速度より大きいときに
    発生する第１の輻輳を検出する第１輻輳検出手段と、 前記平均流入速度の総和と前記転送速度に基づいて前記
    送信元ユーザネットワークから流入する転送パケットを
    許容する平均流入速度としての許容流入速度を算出する
    許容流入速度算出手段と、 前記第１輻輳検出手段によって第１の輻輳が検出された
    ときには前記送信元ユーザネットワークから流入する転
    送パケットの前記平均流入速度を前記許容流入速度以下
    で流入させる流入速度変更手段と、前記複数の中継ノードのそれぞれについてそれらの受信
    側で受信した前記転送パケットの転送速度が送信側の転
    送速度より大きいときに発生する内部ノード輻輳を検出
    する内部ノード輻輳検出手段と、 前記平均流入速度計測手段によって計測された送信元エ
    ッジ装置ごとの転送パケットの平均流入速度についての
    情報を組み込み第１の輻輳管理パケットとして前記中継
    ノードを中継しながら宛先エッジ装置に送出する第１の
    輻輳管理パケット送出手段と、 第１の輻輳管理パケット送出手段によって送出された第
    １の輻輳管理パケットが前記宛先エッジ装置に受信され
    たとき、前記第１輻輳検出手段の検出結果と前記許容流
    入速度を表わした情報を組み込んで前記送信元エッジ装
    置に第２の輻輳管理パケットとして送り返す第２の輻輳
    管理パケット送出手段と、 前記送信元ユーザネットワークから前記宛先ユーザネッ
    トワークへの転送に対応して転送経路を表わす転送経路
    情報を格納する転送経路データベースと、前記内部ノード輻輳検出手段によって前記内部ノード輻
    輳が検出され、かつ前記第２の輻輳管理パケットによっ
    て第１輻輳検出手段が前記第１の輻輳を検出し ないとき
    に第２の輻輳を検出する第２輻輳検出手段と、 この第２輻輳検出手段が第２の輻輳を検出したとき内部
    ノード輻輳が発生した中継ノードを回避して前記送信元
    エッジ装置から宛先エッジ装置に至る経路を前記転送経
    路データベースから検索する第２の輻輳時転送経路検索
    手段と、 前記第２輻輳検出手段が第２の輻輳を検出したとき第２
    の輻輳時転送経路検索手段の検索した経路が選択される
    ように各中継ノードで次に進む経路を選択させるための
    情報を前記送信元エッジ装置から送出される転送パケッ
    トに組み込むルーズソースルーティング手段 とを具備す
    ることを特徴とする輻輳回避システム。
  3. 【請求項３】 前記送信元ユーザネットワークから前記
    宛先ユーザネットワークへの転送に割り当てるリソース
    を変更するリソース変更手段と、前記第２輻輳検出手段
    によって第２の輻輳が検出され前記転送経路制御手段に
    よって転送経路を変更しても前記第２の輻輳が解消しな
    いときにはこのリソース変更手段に対してリソースの割
    り当て変更を要求するリソース変更要求手段とを具備す
    ることを特徴とする請求項２記載の輻輳回避システム。
  4. 【請求項４】 前記許容流入速度は全ての流入速度変更
    手段が同じ速度であることを特徴とする請求項１または
    請求項２記載の輻輳回避システム。
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