JP3338000B2 - Atmスイッチングノードにおける実時間トラフィック監視及び制御方法 - Google Patents
Atmスイッチングノードにおける実時間トラフィック監視及び制御方法Info
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Description
送モード:Asynchronous Transfer Mode)スイッチング
ノード内でトラフィックを管理するためのトラフィック
監視及び制御技術に係り、特に、ATMトラフィックを
実時間で監視及び制御するためのATMスイッチングノ
ードにおける実時間トラフィック監視及び制御方法と、
ATMスイッチを通して転送されるセルのトラフィック
を実時間で制御するために、ATMスイッチを通して転
送される可変ビット率特性をもつトラフィックソースの
セル伝送率及び平均セル伝送率を制御する方法に関す
る。
フィックには各種の帯域要求とバースト特性があり、情
報を効率よく利用するとともに使用者から求められるQ
OS(Quality of Service)を提供するためのトラフッ
ク制御方式及び帯域管理方式が必要である。
提供されるトラフィックサービスはCBR(Constant B
it Rate)、RT−VBR(Variable Bit Rate)、NR
T−VBR、ABR(Available Bit Rate)、UBR
(Unspecified Bit Rate)などに分けられる。このうち
特にVBRは、ビデオ信号のように実時間でサービスさ
れるべきである。かつ、VBRは各種の帯域要求とバー
スト特性を要するので、ATMネットワークのスイッチ
ングノードはトラフィック交渉パラメータ以上のネット
ワーク資源を利用するようにトラフィックを監視及び制
御する機能を備えるべきである。しかしながら、ATM
ネットワーク上に入力されるトラフィックの変動に応じ
てトラフィック管理及び制御機能が良好に行われない場
合、ATMネットワークはVBR(可変転送速度:Vari
able Bit Rate)トラフィックの発生状況に応じて輻輳
状態を引き起こすことがある。
ックを制御するためのGCRA(Generic Cell Rate Al
gorithm)が勧められた。このGCRAは“virtual sch
eduling algorithm”又は“continuous-state leaky bu
cket algorithm”とも呼ばれ、最高セル転送率、セル遅
延変動、平均セル転送率及びバースト許容値などを制御
するために提案された。これによれば、トラフィックに
応じて決められるバッファの制限値とカウンタの増分値
を用いて、スイッチに入力されるデータセルの転送率を
制御するようになっている。GCRAは使用者セルの交
渉パラメータ違反性を検査するための簡単かつ優れた性
能をもつアルゴリズムであるが、スイッチの設計時にそ
のアルゴリズムをUPC(usage parameter control)
方式として使用する必要はない。すなわち、交渉パラメ
ータに応じてセルを転送する呼のQOS支援が可能であ
れば、どのUPCアルゴリズムを設けてもよい。
の交渉パラメータに対する違反性を検査して該当セルを
制御するアルゴリズムであって、その他の機能について
は何の規格もない。しかしながら、システム設計者の立
場からみると、GCRAの他にはセルの到着率を監視す
る機能がないため、これを変更してスイッチングノード
に入力される使用者トラフィックを監視し、全体的な使
用者呼の帯域利用率を測定するように使用する傾向があ
る。セル転送率の制御、QOSの保証及びネットワーク
の性能向上のためには、ATMサービスの種類に関わら
ず、ネットワークを通して転送されるトラフィックを監
視すべきである。GCRAとフィードバック制御用のR
M(Resource Management)セルを用いてネットワーク
内のトラフィック負荷状態の検査をすることは可能であ
るが、このアルゴリズムはトラフィック監視が主目的で
ないため、VBRトラフィックに対する正確な監視は不
可能である。
示すATMトラフィックに対する監視及び制御技術とし
て用いる場合、次のような問題点が発生する。
ion)を監視及び制御するためには、少なくとも二つの
カウンタ(一つは最高セル転送率制御用、もう一つは平
均セル転送率制御用)が必要である。
れるネットワーク資源管理において、コネクション数に
応じるバッファサイズ及びleaky rate対を設けるべきで
あり、様々な特性を有する広帯域サービスに対してネッ
トワーク資源を一括的に管理することは困難である。
ルゴリズムは初期に予め設定される測定時間間隔のみで
行われ、実際の平均セル転送率を測定することは不可能
である。すなわち、GCRAのセル転送率の制御におけ
る正確度は Leaky Bucketのサイズに左右される。
フィックは leaky rateを設定して制御することはでき
るが、全てのVCの実時間資源使用率を計算することは
不可能である。かつ、特定コネクションに対するleaky
rateはそのコネクションに固定された帯域を連続的に割
当てることなので、最適の資源使用効率を期待すること
はできない。
スイッチ内のバッファサイズを増加させるべきなので、
ハードウェアの負担は大きくなる。したがって、このよ
うなバースト特性の大きいトラフィックを支援するため
には、従来のFRP(Fast Reservation Protocol)の
ような方式を採用することが望ましいが、FRPはトラ
フィックの監視及び報告機能を提供せず、入力されるデ
ータセルはバッファで処理された後に伝送されるので、
常時処理遅延が発生する。
は必須的であるが、高速チャネル自体の遅延特性がある
ため、適用可能な輻輳制御メカニズムには制約がある。
すなわち、現在の輻輳制御メカニズムではネットワーク
の輻輳状態をチェックする場合、各スイッチ内のバッフ
ァの占有率をチェックするか、あるいは、特別な管理用
セルをネットワークリンクに伝送してRTT(Round Tr
ip Time)を測定するなどの方法でネットワークの混雑
状態を把握しているが、これでは輻湊状態を実時間で把
握しているとは言えない。その結果、各スイッチにおけ
る処理遅延やセルの伝播遅延などから発生するオーバー
ヘッドの問題点が発生する。
ングノードに入力されるデータのセル転送率を制御する
アルゴリズムであるGCRAは、スイッチングノードに
入力されるトラフィックを、パラメータ値に基づくLeak
y Rateとバッファサイズなどを設定することにより制御
できるが、時間軸に応じて変わる可変ビット率を有する
トラフィックがスイッチングノードに入力される場合、
トラフィック制御情報や割当てられた帯域幅を能動的に
再調整することは不可能である。
すると、従来のトラフィック制御アルゴリズムは、AT
Mネットワークの最大長所である統計多重効果を最適に
達成することが困難である。さらに、ネットワーク資源
に余分があるとしても、連結設定されたコネクションの
QOSに影響を及ぼすことがある。このような問題点
は、大部分のトラフィック制御アルゴリズムが実時間で
運用されず、トラフィック管理の各機能が独立的に動作
するために発生する。
するために、ATMトラフィックを実時間で管理するト
ラフィック監視及び制御アルゴリズムを具現し、使用者
により求められるサービス品質を保証してATMネット
ワークの性能を向上させられるような、ATMスイッチ
ングノードにおける実時間トラフィック監視及び制御方
法を提供することにある。また、 ATMスイッチング
ノードに入力される可変ビット率トラフィックの現在入
力状況に応じてトラフィック管理情報を更新するように
し、ネットワークの資源利用効率を最適化する可変ビッ
ト率トラフィックのセル転送率及び平均セル転送率の制
御方法を提供することも目的とする。
るため本発明は、ATM(非同期転送モード)スイッチ
ングノードにおける実時間トラフィック監視及び制御方
法において、ATMセルヘッダからVPI(仮想経路識
別子)/VCI(仮想チャネル識別子)フィールドとC
LP(セル損失優先順位)フィールドを抽出し、該セル
ヘッダから抽出したVPI/VCIフィールドに対する
セルヘッダの有効値を検査してセルの有効性を判断する
過程と、このセルの有効性判断により有効セルと判断さ
れた場合、セル監視情報(Cm)とセル制御情報(C
c)を比較してトラフィックパラメータの違反を検査す
る過程と、このトラフィックパラメータの検査により違
反と判断された場合、トラフィック制御情報値(Active
_Idle)及びCLPフィールド値を用いて現在の使用者
接続が交渉パラメータを違反しているか検査する過程
と、この交渉パラメータの違反の程度に応じてセルに対
し、抑制、タグ、廃棄を行う過程と、その有効セルの制
御結果を、実際にセルを処理する物理階層に伝送する過
程と、上位の制御パネルに前記セル監視情報を報告し、
前記セル監視情報に基づいてセル制御情報を再設定する
過程と、を含むことを特徴とする。
器により二つの連続する隣接セル間の時間を測定した値
とすることができる。また、セル制御情報は、接続設定
直後には上記数式1(式中のCcは接続設定直後の制御
情報、Rpは接続設定時に交渉した最高セル転送率、on
e_cell_timeはATM使用者網間のインタフェース速
度から得られる値:たとえば2.726μsec)により
決められてルックアップテーブルに指定され、セル処理
時にはセル監視情報に基づいてルックアップテーブルで
更新されるものとすることができる。
ラフィックパラメータ違反を検査する過程では、セル監
視情報がセル制御情報前後に指定される任意のセル遅延
変動許容値(CDV)内に含まれるとセルを許容し、そ
れ以外ではトラフィックパラメータ違反と判断するよう
にする。その任意のCDVは、接続設定時に予め決めら
れてルックアップテーブルに指定されるものとすること
ができる。
場合には、セルを廃棄した後、次の隣接セル処理を用意
する過程をさらに含むようにする。また、トラフィック
パラメータの検査により違反と判断されなかった場合に
は、セルを許容し、現在のセルに対する監視及び制御を
終了した後、次の隣接セル処理を用意する過程をさらに
含むようにする。
peedはトラフィックのリンク速度、Rcはトラフィック
ソースからのセル転送率、Ticatは隣接セル間の到
着間隔を示す)により決められる隣接セル間の到着間隔
を含む最小ビット容量を有するものとすることができ
る。
て、可変ビット率(VBR)で伝送される仮想チャネル
に該当するセルの転送率を上位の制御パネルが制御する
過程を含むこともできる。そのセル転送率を制御する過
程は、セル監視情報に応じてセルの現在の転送率を測定
する過程と、伝送路上に、現在のセル伝送率に該当する
帯域幅を仮想チャネルに割当てできる余分の帯域幅が存
在する場合、現在のセル転送率が接続設定時に予め協定
された最高セル転送率より低ければ、ルックアップテー
ブル内で指定されるセル制御情報を監視情報に更新した
後、A_Iビットを再設定する過程と、仮想チャネルに
該当するセルの到着時点以前に伝送路上に割当てられた
全帯域幅を現在のセル転送率を含む帯域幅に更新して該
仮想チャネルに現在のセル転送率に該当する帯域幅を割
当てる過程と、を含むものとすることができる。さら
に、セル転送率を制御する過程は、伝送路上に、現在の
セル転送率に該当する帯域幅を仮想チャネルに割当てで
きる余分の帯域幅が存在しない場合、該伝送路上の全帯
域幅のうちセルの到着時点以前に割当てられた全帯域幅
を除いた残余帯域幅だけを仮想チャネルにさらに割当て
る過程と、現在のセル転送率が接続設定時に予め協定さ
れた最高セル転送率より低ければ、セル制御情報を再設
定された仮想チャネルの現在のセル転送率で当該伝送路
のリンク速度を割った値に更新した後、輻輳制御信号ビ
ットを設定する過程と、現在のセル転送率が最高セル転
送率より高ければ、セル制御情報を最高セル転送率に該
当する最高セル転送率の計数値に更新した後、A_Iビ
ットを設定する過程と、仮想チャネルに該当するセルの
到着時点以前に伝送路上に割当てられた全帯域幅を仮想
チャネルにさらに割当てられた帯域幅だけ増加させた値
に更新する過程と、をさらに含むことができる。
当する帯域幅を仮想チャネルに割当てできる余分の帯域
幅が存在する場合、現在のセル転送率が接続設定時に予
め協定された最高セル転送率より高ければ、ルックアッ
プテーブル内のセル制御情報を最高セル転送率に該当す
る最高セル転送率の計数値に更新した後、A_Iビット
を設定する過程と、現在のセル転送率を、最高セル転送
率の計数値で伝送路のリンク速度を割った値に再設定す
る過程と、仮想チャネルに該当するセルの到着時点以前
に伝送路上に割当てられた全帯域幅を現在のセル転送率
を含む帯域幅に更新し、仮想チャネルに、再設定された
現在のセル転送率に該当する帯域幅を割当てる過程と、
をさらに含むことができる。
及び制御を行うためにATM階層上でカウンタにより二
つの連続する隣接セル間の時間を測定して監視情報処理
部に報告するATMセル制御ブロックと、VPI/VC
Iに応じる制御情報、セルヘッダの有効値及び違反判断
値などが指定されているルックアップテーブルと、を備
えたATMスイッチングノードにおける実時間トラフィ
ック監視及び制御方法において、ATMセルのセルヘッ
ダからVPI/VCIフィールドとCLPフィールドを
抽出する過程と、そのセルヘッダから抽出したVPI/
VCIフィールドに対するルックアップテーブルのセル
ヘッダ有効値を検査してセルの有効性を判断する過程
と、このセルの有効性判断により有効セルと判断した場
合、監視情報と制御情報を比較してトラフィックパラメ
ータの違反を検査する過程と、このトラフィックパラメ
ータの検査により違反と判断した場合、ルックアップテ
ーブルにあるトラフィック制御情報値及びCLPフィー
ルド値を用いて現在の使用者接続が交渉パラメータを違
反しているどうかを検査する過程と、この交渉パラメー
タの違反の程度に応じてセルの抑制、タグ、廃棄を実行
する過程と、このような有効セルの制御結果を、セルを
処理する物理階層に伝送する過程と、上位の制御パネル
にセル監視情報を報告し、該セル監視情報に基づいてセ
ル制御情報を再設定する過程と、を含むことを特徴とす
る。
により二つの連続する隣接セル間の時間を測定した値と
することができる。また、セル制御情報は、接続設定直
後には上記数式3(式中、Ccは接続設定直後の制御情
報、Rpは接続設定時に交渉した最高セル転送率、one
_cell_timeはATM使用者網間のインタフェース速度
から得られる値)により決められてルックアップテーブ
ルに指定され、セル処理時にはセル監視情報に基づいて
ルックアップテーブルで更新されるものとすることがで
きる。
ラフィックパラメータの違反を検査する過程では、セル
監視情報がセル制御情報前後に指定される任意のCDV
内に含まれるとセルを許容し、それ以外であればトラフ
ィックパラメータ違反として判断することができる。そ
の任意のCDVは、接続設定時に予め決められてルック
アップテーブルに指定されるものとする。
た場合には、セルを廃棄した後、次の隣接セル処理を用
意する過程をさらに含むことができる。また、トラフィ
ックパラメータの検査により有効セルの場合にはセルを
許容し、該セルに対する監視及び制御を終了した後、次
の隣接セル処理を用意する過程をさらに含むことができ
る。
中、line speedはトラフィックのリンク速度、Rcはト
ラフィックソースからのセル転送率、Ticatは隣接
セル間の到着間隔)により決められる隣接セル間の到着
間隔を含む最小ビット容量を有するものとする。
セルの現在の転送率を測定する過程と、伝送路上に、現
在のセル転送率に該当する帯域幅を仮想チャネルに割当
てできる余分の帯域幅が存在する場合、現在のセル転送
率が接続設定時に予め協定された最高セル転送率より低
ければ、ルックアップテーブル内で指定されるセル制御
情報を監視情報に更新した後、A_Iビットを再設定す
る過程と、仮想チャネルに該当するセルの到着時点以前
に伝送路上に割当てられた全帯域幅を現在のセル転送率
を含む帯域幅に更新して仮想チャネルに現在のセル転送
率に該当する帯域幅を割当てる過程と、を実行するもの
とすることができる。
程は、伝送路上に、現在のセル転送率に該当する帯域幅
を仮想チャネルに割当てできる余分の帯域幅が存在しな
い場合、該伝送路上の全帯域幅のうちセルの到着時点以
前に割当てられた全帯域幅を除いた残余帯域幅だけを仮
想チャネルにさらに割当てる過程と、現在のセル転送率
が接続設定時に予め協定された最高セル転送率より低け
れば、セル制御情報を、再設定された仮想チャネルの現
在のセル転送率で伝送路のリンク速度を割った値に更新
した後、輻輳制御信号ビットを設定する過程と、現在の
セル転送率が最高セル転送率より高ければ、セル制御情
報を最高セル転送率に該当する最高セル転送率の計数値
に更新した後、A_Iビットを設定する過程と、仮想チ
ャネルに該当するセルの到着時点以前に伝送路上に割当
てられた全帯域幅を仮想チャネルにさらに割当てられた
帯域幅だけ増加させた値に更新する過程と、をさらに含
むものとすることができる。
当する帯域幅を仮想チャネルに割当てできる余分の帯域
幅が存在する場合、現在のセル転送率が接続設定時に予
め協定された最高セル転送率より高ければ、ルックアッ
プテーブル内のセル制御情報を最高セル転送率に該当す
る最高セル転送率の計数値に更新した後、A_Iビット
を設定する過程と、現在のセル転送率を、最高セル転送
率の計数値で伝送路のリンク速度を割った値に再設定す
る過程と、仮想チャネルに該当するセルの到着時点以前
に伝送路上に割当てられた全帯域幅を現在のセル転送率
を含む帯域幅に更新し、仮想チャネルに、再設定された
現在のセル転送率に該当する帯域幅を割当てる過程と、
をさらに含むことができる。
監視及び制御を行うためにATM階層上でカウンタによ
り二つの連続する隣接セル間の時間を測定して監視情報
処理部に報告するATMセル制御ブロックと、VPI/
VCIに応じる制御情報、セルの有効性判断基準である
セルヘッダの有効値、交渉パラメータの違反基準である
トラフィック制御情報値及び接続設定時に予め協定され
るCDVが指定されているルックアップテーブルと、を
備えたATMスイッチングノードにおける実時間トラフ
ィック監視及び制御方法において、物理階層から受信さ
れる53バイトのATMセルの5バイトセルヘッダから
VPI/VCIフィールドとCLPフィールドを抽出す
る過程と、そのセルヘッダから抽出したVPI/VCI
フィールドをルックアップテーブルに伝送する過程と、
そのルックアップテーブルに伝送されたVPI/VCI
フィールドに対するルックアップテーブルのセルヘッダ
有効値を検査してセルの有効性を判断する過程と、この
セルの有効性判断により有効セルと判断した場合、ルッ
クアップテーブルから制御情報を読み出し、二つの連続
する隣接セル間の時間を測定することにより得られる監
視情報を監視部から読み出す過程と、その読み出された
制御情報に基づいて前後に指定される許容範囲であるC
DV内に監視情報が含まれるか、或いは、制御情報より
監視情報が大きい場合には、違反なしと判断し、CDV
内に監視情報が含まれず、制御情報より監視情報が小さ
い場合には、違反として判断する、トラフィックパラメ
ータの違反検査過程と、このトラフィックパラメータの
検査により違反と判断した場合、ルックアップテーブル
にあるトラフィック制御情報値を通して現在の使用者接
続が交渉パラメータを違反しているかどうかを最終的に
決める過程と、これにより交渉パラメータの違反の程度
に応じて違反と判断した場合には、CLPフィールド値
に応じてセルの廃棄又はタグを行う過程と、このような
有効セルの制御結果をセルを処理する物理階層に伝送す
る過程と、上位の制御パネルにセル監視情報を報告し、
そのセル監視情報に基づいてセル制御情報を再設定する
過程と、受信された一つのセルに対するトラフィック監
視及び制御が完了すると、カウンタを再設定した後、次
の隣接セルの処理時に前記各過程を順次に繰り返して行
う過程と、を含むことを特徴とする。
ATM階層上で2進計数器により行われるものとするこ
とができる。その2進計数器は、上記数式5(式中、li
ne speedはトラフィックのリンク速度、Rcはトラフィ
ックソースからのセル転送率、Ticatは隣接セル間
の到着間隔)により決められる隣接セル間の到着間隔を
含む最小ビット容量を有するものとする。
式6(式中、Ccは接続設定直後の制御情報、Rpは接
続設定時に交渉した最高セル転送率、one_cell_time
はATM使用者網間のインタフェース速度から得られる
値)により決められてルックアップテーブルに指定さ
れ、セル処理時にはセル監視情報に基づいて前記ルック
アップテーブルで更新されるものとすることができる。
た場合には、セルを廃棄した後、次の隣接セル処理を用
意する過程をさらに含むことができる。また、トラフィ
ックパラメータの検査により有効セルの場合には、セル
を許容し、現在のセルに対する監視及び制御を終了した
後、次の隣接セル処理を用意する過程をさらに含むこと
ができる。
ンの交渉パラメータ違反に対する判断及び未使用帯域へ
のアクセス制御を行う値とすることができる。また、タ
グ時、ECN信号送出のためのセルヘッダのPTIフィ
ールドを変更してセルの輻輳を表示する過程をさらに含
むことも可能である。さらに、交渉パラメータの違反の
程度に応じて有効セルと判断した場合、該当セルを抑制
する過程をさらに含むことが可能である。
セルの現在の転送率を測定する過程と、伝送路上に、現
在のセル転送率に該当する帯域幅を仮想チャネルに割当
てできる余分の帯域幅が存在する場合、現在のセル転送
率が接続設定時に予め協定された最高セル転送率より低
ければ、ルックアップテーブル内に指定されるセル制御
情報を監視情報に更新した後、A_Iビットを再設定す
る過程と、仮想チャネルに該当するセルの到着時点以前
に伝送路上に割当てられた全帯域幅を現在のセル転送率
を含む帯域幅に更新して仮想チャネルに現在のセル転送
率に該当する帯域幅を割当てる過程と、を実行するもの
とすることができる。
程は、伝送路上に、現在のセル転送率に該当する帯域幅
を仮想チャネルに割当てできる余分の帯域幅が存在しな
い場合、該伝送路上の全帯域幅のうちセルの到着時点以
前に割当てられた全帯域幅を除いた残余帯域幅だけを仮
想チャネルにさらに割当てる過程と、現在のセル転送率
が接続設定時に予め協定された最高セル転送率より低け
れば、セル制御情報を、再設定された仮想チャネルの現
在のセル転送率で伝送路のリンク速度を割った値に更新
し、輻輳制御信号ビットを設定する過程と、現在のセル
転送率が最高セル転送率より高ければ、セル制御情報を
最高セル転送率に該当する最高セル転送率の計数値に更
新した後、A_Iビットを設定する過程と、仮想チャネ
ルに該当するセルの到着時点以前に伝送路上に割当てら
れた全帯域幅を仮想チャネルにさらに割当てられた帯域
幅だけ増加させた値に更新する過程と、をさらに含むも
のとすることができる。
に該当する帯域幅を仮想チャネルに割当てできる余分の
帯域幅が存在する場合、現在のセル転送率が接続設定時
に予め協定された最高セル転送率より高ければ、ルック
アップテーブル内のセル制御情報を最高セル転送率に該
当する最高セル転送率の計数値に更新した後、A_Iビ
ットを設定する過程と、現在のセル転送率を、最高セル
転送率の計数値で伝送路のリンク速度を割った値に再設
定する過程と、仮想チャネルに該当するセルの到着時点
以前に伝送路上に割当てられた全帯域幅を現在のセル転
送率を含む帯域幅に更新し、仮想チャネルに、再設定さ
れた現在のセル転送率に該当する帯域幅を割当てる過程
と、をさらに含むことができる。
の実施形態を詳しく説明する。なお、図面中の同一構成
要素及び部分には、可能な限り同一符号及び番号を共通
使用する。また、下記の説明では特定の詳細を示すが、
本発明はこれらに限られるものではなく、特許請求の範
囲に記載の思想を逸脱しない限り、該当分野の通常の知
識を持つ者により各種の変形が可能なのは明らかであ
る。
監視及び制御を行うためのATMセル制御ブロックを示
したブロック図である。
ol Block:ACCB)10は、HDPU(Header Data
Processing Unit)13、CADU(Control Action De
termination Unit)15、TMP(Traffic Monitor Pa
rt)17及びMIRU(Monitor Information Reportin
g Unit)19からなり、ルックアップテーブル(LOOK-U
P TABLE)20とMDPP(Monitor Data Processing P
art:監視情報処理部)30に連結される。
タにより二つの隣接セル間の時間を測定してMDPP
30に報告する。HDPU 13は、物理階層(physica
l layer:P/L)から5バイトのセルヘッダを受信し
てVPI(仮想経路識別子:virtual path identifie
r)/VCI(仮想チャネル識別子:virtual channel i
dentifier)及びCLP(セル損失優先順位:Cell Loss
Priority)ヘッダ情報(HEADER INFORMATION)をCA
DU 15に印加し、セルクロックによるカウンタ駆動
信号(DRIVING SIGNAL)をTMP 17に印加する。C
ADU 15は、HDPU 13から入力したヘッダ情
報のうち、VPI/VCI値をルックアップテーブル2
0に伝送し、ルックアップテーブル20にある制御情報
Cc値(CONTROLINFORMATION)とTMP 17で決めた
監視情報Cm値(MONITOR INFORMATION)を比較してそ
の比較結果をMIRU 19に印加する。さらに、比較
結果に応じてセル廃棄信号、タグ信号などの制御信号
(CONTROL SIGNAL)をP/Lのデータセルバッファに伝
送してセル処理を制御する。
果(CONTROL RESULTS)を受信して制御パネルに監視情
報Cmを報告する論理ユニットである。そして、制御結
果が特定の制御範囲以上の場合にはMDPP 30に報
告し、上位制御パネルのMDPP 30で制御情報Cc
を更新する。ルックアップテーブル20にはVPI/V
CIによるセルの有効性を判断するMatch flag値、制御
情報Cc、交渉パラメータを違反するかどうかを判断す
るA_Iビット及びCNS値が指定されている。MDP
P 30は、MIRU 19から報告されるセル監視情報
Cmに基づいて現在の入力データセル転送率や平均セル
転送率などを測定し、全てのコネクションに対する資源
利用率情報を計算して、使用者コネクションに応じ現在
の状況に好適なトラフィック制御及び管理情報をルック
アップテーブル20に記録して制御情報Ccを更新す
る。
及び制御するための制御フローチャートである。
ACCB 10は、受信した53バイトのATMセルの
5バイトヘッダからVPI/VCI、CLPフィールド
を抽出する(RETRIEVING VPI/VCI/CLP FIELDS FROM 5-B
YTE CELL HEADER)。図3は、5バイトのATMセルヘ
ッダの一般的な構成を示している。
ルのMatch flag値を用いてセルの有効性を判断する。す
なわち、現在のセルが良好に接続設定されたコネクショ
ンから発生した有効なセルであるかをルックアップテー
ブル内のMatch flag値を参照して判断する(DETERMININ
G BY MEANS OF THE MATCH FLAG OF LOOK-UP TABLE WEAT
HER RECEIVED CELL IS VALID)。セルの有効性は、例え
ば、抽出したVPI/VCIフィールドのMatch flag=
1であれば有効セル(VALID)として判断し、Match fla
g≠1であれば無効セル(DISCARDING CELL)と判断して
セルを廃棄する。103段階でセルが有効であれば、1
05段階で、監視情報Cmと制御情報Ccを比較(COMP
ARING Cm WITH Cc)してトラフィックパラメータを違反
するか検査する(CHECKING VIOLATION OF TRAFFIC PARA
METER)。この段階では、セルの集中効果に対処するた
めに、接続設定時に予め決められたセル遅延変動許容値
(Cell Delay Variation:CDV)を用いる。図7を参
照してより詳しく説明すると、制御情報Ccの前後に指
定されたCDV範囲内に監視情報Cm(図7のCm2又
はCm3)が含まれると、セルを許容する。また、Cm
1の場合にはトラフィックパラメータ違反として判断
し、Cm4の場合にはセルを許容するとともに次の制御
情報Cc値をCm4値に再設定する。
_Iビットを用いて現在の使用者接続が実際に交渉パラ
メータを違反しているかに対する判断を行い、未使用帯
域のアクセス制御を行う(CHECKING VIOLATION OF NEGO
TIATED PARAMETER BY USINGA_I BIT)。例えば、A_I
=1であれば違反として判断し、A_I=0であればセ
ルを抑制する。この判断により違反とされれば、該当セ
ルはCLPフィールド値により廃棄又はタグ(tag)さ
れる。
段階で、セル処理を実際に行うP/Lに伝送され、セル
監視情報Cmが上位の制御パネルに報告される(REPORT
INGCm TO CONTROL PANEL)。この監視情報Cmの報告に
は数個の規則が考えられる。すなわち、監視情報Cmと
制御情報Ccが一致しない度ごとに報告することが理想
的であるが、この場合にはシステムに相当量の負荷がか
かるので、監視情報Cmと制御情報Ccの差がCDVを
超過するときのみ報告することが望ましい。また、報告
時間を周期的にすることもでき、この場合の最適の報告
間隔はトラフィック特性とトラフィック管理用の計算機
能力により決めるパラメータとなる。
SING CONTROL COUNTER VALUE Cc)、111段階でタイ
マーをリセット(TIMER RESET)してから次のデータセ
ルに対して上述した処理過程を繰り返す。
明する。
ム同期信号であるセルクロックのみならず、セルクロッ
ク直後のバイトクロックに同期した5バイトのセルヘッ
ダを受信する。セルクロックは各セルを監視する2進計
数器の駆動に用いられる。一方、受信したセルヘッダは
再度フィールド別に分離又は合成して使用者データセル
の監視及び制御に用いられる。
セルヘッダを検査して、現在のセルが良好に接続連結設
定された使用者コネクションから発生したか否かを判断
する。これは、セルヘッダから抽出した8ビットのVP
I(但し、NNI<Network-to-Network Interface>の
場合は12ビット)及び16ビットのVCI値をルック
アップテーブルに伝送し、ルックアップテーブルで該当
Match flag信号を受信して行う。
ックソースから発生する全てのデータセルは特定ビット
の2進計数器で監視する。その2進計数器のサイズはシ
ステムの運用時にサービスするトラフィックの特性に応
じて可変的に調整する。例えば、14ビットの2進計数
器は16kbpsの低速データセルまで監視する。すな
わち、16kbpsトラフィックの場合においてリンク
速度を155.52Mbps、トラフィックソースから
のセル転送率をRcとする場合、隣接セル間の到着間隔
Ticatは次の数式7のように計算する。
の場合の隣接セル間の到着間隔を計算すると、T
icat = (155.52×106)/(16×1
03)=9720(Cell Time)である。したがって、
213<9720<214なので、トラフィックを監視
するためには14ビットのカウンタが必要である。な
お、このセル監視カウンタのサイズは最低のセル転送率
に基づいた値であって、実際は、監視するトラフィック
の種類と交渉したデータ転送率により小さくなる。例え
ば、図4からわかるように、データセル転送率が6.4
8Mbpsの場合は隣接セル間の到着間隔Ticatが
24なので、そのトラフィックを監視するためには5ビ
ットの2進計数器でも十分である。同様に、12.96
Mbpsの場合には隣接セル間の到着間隔Ticatが
数式7から12となるので4ビットの計数器でも十分で
あり、51.84Mbpsの場合には隣接セル間の到着
間隔Tic atが数式7から3となるので2ビットの計
数器でも十分である。すなわち、トラフィック発生速度
が速くなるほど、トラフィック監視用のカウンタサイズ
は小さくすることができる。このようなカウンタのサイ
ズに関する特徴により、広帯域ネットワークやマルチメ
ディアネットワークのような環境では、現在のATMス
イッチ内のポリシング(polishing)機能を行うために
設けられているハードウェアの量を減少させうる。
セル転送率を監視するように設計されているので、Rate
-basedのABRトラフィック制御にもそのまま適用する
ことができる。セル損失特性において優れたCredit-bas
edのABRトラフィック制御に適用する場合、セル監視
カウンタは、スイッチノードに入力されるデータセルの
数を計数するように変更してもよい。
者データセルが到着すると、5バイトのセルヘッダから
抽出したVPI/VCI値に該当するセル制御情報をル
ックアップテーブル20から読み出す。接続設定直後の
初期カウンタ制御値Ccは下記の数式8により求められ
る。
ル転送率であり、one_cell_timeはATM UNI(Us
er-Network Interface)速度から得られる2.726μ
secである。
う場合、制御情報Ccをそのままセル転送率の制御に利
用し、Credit-basedのABRトラフィック制御ではバッ
ファ管理規則に応じてバッファの占有率を管理する制御
情報として使用する。
成するために本発明はセル監視情報Cmとセル制御情報
Ccを比較する。セル監視情報Cmがセル制御情報Cc
より大きい場合には該当セルは現在の制御パラメータを
違反せず、セル監視情報Cmがセル制御情報Ccより小
さい場合には該当セルが現在の制御パラメータを違反す
ると判断する。図5はセル監視情報とセル制御情報の利
用について示した例示図であって、現在のセル転送率に
対する制御値が10Mbpsの場合(カウンタ制御値C
cが16のものと同一)におけるトラフィックパラメー
タ違反のセル(Cm1)と違反しないセル(Cm2)の
例を示している。セルのパラメータ違反を決めるときに
はトラフィックソースから監視機能遂行部までのCDV
を含むが、これは統計多重によるセル集中効果に対処す
るためである。
を用いて該当コネクションが実際にパラメータを違反す
るか否かに対する判断及び未使用帯域へのアクセス制御
を行うようにもしている。
び制御結果情報を制御パネルに報告することにより、入
力データセルに対する統計データを得る一方、必要に応
じて特定コネクションの管理情報を変更する。VBRや
バーストトラフィックに対しては大部分の場合が監視情
報Cmが制御情報Ccより大きいため、制御情報Ccを
監視情報Cmに基づいて再設定する。反対に、監視情報
Cmが制御情報Ccより小さい場合には無条件に報告し
てセル制御情報Ccを即時変更する。ここで、報告した
セル監視情報がセル制御情報としてルックアップテーブ
ルに登録されるが、セル制御情報として直接使用するた
めにはA_Iビットの設定も必要である。
発明の一実施形態につき図6を通して詳しく説明する。
図6は実時間セル監視及び制御のためのアルゴリズムの
フローチャートである。
のP/Lから53バイトのセルが受信されると(RECEIV
ING CELL HEADER FROM P/L)、203段階で、受信した
図3のようなATMセルの5バイトヘッダからVPI/
VCI、CLPフィールドを抽出してCADU 15に
伝送する(RETRIEVING VPI/VCI/CLP FIELD FROM HEADE
R)。続く205段階でCADU 15は、下記の表1の
ようなルックアップテーブル20で該当VPI/VCI
のMatch flag値を用いてセルの有効性を判断する。
I、CNSはアクティブハイ、(o)はオプションを示
す。
20の該当VPI/VCIのMatch flagが1であれば、
現在のセルは良好に接続設定されたコネクションから発
生した有効なものであると判断して209段階に進み、
ルックアップテーブル20の該当VPI/VCIのMatc
h flagが1でなければ、セルを無効セルとして判断し、
207段階でセルを廃棄(DISCARDING CELL)した後に
次のセル転送率の監視及び制御を行う。
7から監視情報Cmを受信し、ルックアップテーブル2
0から制御情報Ccを読み出す(RECEIVING Cm FROM TM
P &RETRIEVING Cc FROM LOOK-UP TABLE)。その後、2
11段階でCADU 15は、監視情報Cmと制御情報
Ccを比較してトラフィックパラメータを違反するかど
うかを検査する。この段階ではセルの集中効果に対処す
るため、接続設定時に予め決められたルックアップテー
ブル20の該当VPI/VCIのCDV値を利用し、|
Cc−Cm|がCDVより大きいかどうかを検査する。
そして、|Cc−Cm|値がCDVより小さいか等しけ
れば、有効と判断してセルを許容し、現在のセル制御及
び監視を終了した後、231段階に進んで次のセル処理
を用意する。一方、|Cc−Cm|値がCDV値より大
きい場合には212段階に進み、Cm値がCc値より小
さければ213段階へ行き、それ以外の場合には227
段階へ行く。
ル違反性判断を整理すると、Cm値がCDV値内に含ま
れれば有効として判断する一方、Cm値がCDV値内に
含まれないときには、Cc>Cmであれば違反として判
断し、Cc<Cmであれば有効として判断する。すなわ
ち、図7に示したように、Cm2、Cm3及びCm4は
有効、Cm1は無効として判断する。
するためにCADU15は、ルックアップテーブル20
からトラフィック制御情報A_Iビット値を読み出して
現在の使用者コネクションが実際に交渉パラメータを違
反していないかどうかを判断する。例えば、ルックアッ
プテーブル20の該当A_Iビット値が“1”であれば
違反と判断して217段階に進み、A_Iビット値が
“0”であれば215段階に進んでセルを抑制(HOLDIN
G CELL)してから227段階に進む。
CLPビット値を検索し、CLPが“1”であれば21
9段階に進んでセル廃棄のための廃棄信号をP/Lに伝
送する(DISCARDING CELL)。CLPが“0”あれば2
21段階でCLPビット値を“1”に設定した後(CLT
BIT SET TO 1)、223段階で制御信号“タグ(TA
G)”をP/Lに伝送する。その後、225段階で、E
CN信号送出のためのセルヘッダのPTIフィールド値
を変更してセルの輻輳を表示する(CHANGING PT1 FIELD
TO TRANSMIT ECN SIGNAL)。
におけるセル廃棄、223段階におけるタグ信号P/L
伝送の後、227段階に進んでCADU 15は、MI
RU19に制御結果を報告し、MIRU 19が制御パ
ネルに監視情報Cmを報告する(SENDING Cm TO CONTRO
L PANEL)。その後、229段階でMDPP 30は、ル
ックアップテーブル20の制御情報Ccを監視情報Cm
に基づいて更新する(REVISING Cc IN LOOK-UP TABL
E)。制御情報Ccを更新するのは、現在の受信セルが
有効であっても以前の制御情報Ccと監視情報Cmの差
を考慮して次の受信セルのトラフィックを制御するため
である。これにより、トラフィックを実時間で制御する
ことができる。
するトラフィックの監視及び制御が完了すると、231
段階に進んでタイマー(2進計数器)を再設定した後
(TIMER RESET)、201段階に戻って次の受信セルの
トラフィック監視及び制御動作(201〜231段階)
を実時間で繰り返して行う。
CB 10から伝送される実時間セル監視情報Cmに応
じてデータセル転送率を制御し、帯域を再度割当てる。
先ず、ACCB 10は、ATMネットワークで接続設
定された任意の仮想チャネルVC#iに該当するデータ
セルがスイッチングノードに入力された場合、該データ
セルの監視情報値Cmを求めてMIRU 19を通しM
DPP 30に伝送する。監視情報値Cmは、仮想チャ
ネルVC#iに該当するセルの伝送路の速度を155.
52Mbpsとするとき、その仮想チャネルVC#iに
該当するセル間の間隔のうちに、2.726μsecごと
に一回ずつ流入される仮想チャネルVC#1に該当する
セルを計数した値を意味する。図9を参照して監視情報
値Cmの計算をより詳しく説明すると、仮想チャネルV
C#1に該当するセルは155.52Mbpsの伝送率
で2.726μsecごとに一回ずつ流入されるセルであ
り、仮想チャネルVC#iに該当するセルは、仮想チャ
ネルVC#1に該当するセルが五回流入されるごとに一
回ずつ流入されるセルを示す。この際、仮想チャネルV
C#iの監視情報値Cmは2.726μsecを基にして
5となる。上述したように、任意の仮想チャネルVC#
iに該当するデータセルの監視情報値Cmは、時間
“t”にスイッチングノードに流入される仮想チャネル
VC#iのセル転送率Rc(t)の計算に用いられる。
任意の仮想チャネルVC#iに該当する時間“t”で受
信されたデータセルの監視情報値Cm(t)を受信し
(RECEIVING MONITOR COUNTER VALUE Cm(t) OF VC#
i)、302段階に進んで下記の数式9のようにして監
視情報値Cm(t)を用い、時間“t”に到着した仮想
チャネルVC#iに該当するデータセルの現在のセル転
送率Rc(t)を求める。
(t)は伝送路のリンク速度を監視情報値Cm(t)で
割ることにより容易に得られる。MDPP 30は、3
04段階で、現在の伝送路に割当てられた全帯域幅X
(t)から、“t”時間以前に仮想チャネルVC#iに
割当てられた帯域幅Y(t)を減算した後、現在の
“t”時間で仮想チャネルVC#iの現在のセル転送率
Rc(t)に該当する帯域幅を加算した値が、伝送路の
全帯域幅Bxを超過するか否かを検査する(X(t)-Y(t)+
Rc(t)<Bx)。
全帯域幅X(t)から、“t”時間前に仮想チャネルV
C#iに割当てられた帯域幅Y(t)を減算し、そして
現在の“t”時間における仮想チャネルVC#iの現在
のセル転送率Rc(t)に該当する帯域幅を加算した値
が、伝送路の全帯域幅Bxを超過しない場合は、306
段階に進んで現在の仮想チャネルVC#iに該当するセ
ルの監視情報値Cmが接続設定時に予め交渉された最高
セル転送率に該当する最高セル転送率の計数値Cp
(i)より大きいかどうかを検査する。その結果、最高
セル伝送率の計数値Cp(i)より大きければMDPP
30は、308段階に進んでルックアップテーブル2
0のセル制御情報値Cc(t+1)をセルの現在の監視
情報値Cm(t)に更新する。その後にMDPP 30
は310段階に進んで、下記の数式10のように伝送路
に割当てられる全帯域幅X(t+1)を、時間“t”で
伝送路に割当てられた全帯域幅X(t)から仮想チャネ
ルVC#iに割当てられた帯域幅Y(t)を減算した
後、302段階で求められた現在の“t”時間に仮想チ
ャネルVC#iの現在のセル転送率Rc(t)に該当す
る帯域幅を加算した値に更新し、仮想チャネルVC#i
に割当てられる帯域幅Y(t+1)を現在のセル伝送率
Rc(t)に該当する帯域幅に更新する。
VC#iに該当するセルの監視情報値Cmが予め協定さ
れた最高セル転送率に該当する最高セル転送率の計数値
Cp(i)より小さければ、MDPP 30は、312
段階に進んでルックアップテーブル20のセル制御情報
値Cc(t+1)を予め協定された最高セル転送率の計
数値Cp(i)に更新し、A_Iビットを“1”に設定
する。次いで、314段階に進んで下記の数式11のよ
うに現在のセル伝送率Rc(t)を、最高セル転送率の
計数値Cp(i)で伝送路のリンク速度を割った値に変
更する。
(i)
で、上述したように伝送路に割当てられる全帯域幅X
(t+1)と仮想チャネルVC#iに割当てられる帯域
幅Y(t+1)を、314段階で求められた現在のセル
伝送率Rc(t)を適用して更新する。
を超過する場合、MDPP 30は316段階に進ん
で、下記の数式12のように、現在の“t”時間におけ
る仮想チャネルVC#iの現在のセル転送率Rc(t)
を、伝送路の全帯域幅Bxから伝送路に割当てられた全
帯域幅X(t)を減算した後、仮想チャネルVC#iに
割当てられた帯域幅Y(t)を加算した値として設定す
る。
んで、現在の仮想チャネルVC#iに該当するセルの監
視情報値Cmが接続設定時に予め協定された最高セル転
送率に該当する最高セル転送率の計数値Cp(i)より
大きいかどうかを検査する。そして、監視情報値Cmが
計数値Cp(i)より大きければ、MDPP 30は、
320段階に進んで下記の数式13のように、ルックア
ップテーブル20のセル制御情報値Cc(t+1)を、
316段階で求められた現在のセル転送率Rc(t)で
伝送路のリンク速度(TRANSMISSION CHANNEL LINK SPEE
D)を割った値に更新し、輻輳制御信号(CNS)のビ
ットを設定して現在のネットワークの輻輳状態を知らせ
る。
んで、上述したように、伝送路に割当てられる全帯域幅
X(t+1)と仮想チャネルVC#iに割当てられる帯
域幅Y(t+1)を、316段階で求められた現在のセ
ル転送率Rc(t)を適用して更新する。
値Cp(i)より小さければ、MDPP 30は、32
2段階に進んでルックアップテーブルのセル制御情報値
Cc(t+1)を、予め協定された最高セル転送率の計
数値Cp(i)に更新し、A_Iビットを“1”に設定
する。その後、MDPP 30は310段階に進んで上
述したように、伝送路に割当てられる全帯域幅X(t+
1)と仮想チャネルVC#iに割当てられる帯域幅Y
(t+1)を、316段階で求められた現在のセル転送
率Rc(t)を適用して更新する。
チングノードに流入される任意の仮想チャネルに該当す
るデータセルが時間の経過とともに可変ビット率で伝送
される場合でも、MDPP 30は、これを実時間で監
視して帯域許容範囲内で監視されたセル転送率に応じて
帯域幅を可変的に割当てることにより、帯域幅の効率よ
い運用を可能とする。
でセルデータの平均セル転送率を制御する処理のフロー
チャートである。以下、図1、図8、図9及び図10を
参照してより詳しく説明する。
接続設定された任意の仮想チャネルVC#iのK番目に
該当するデータセルがATMスイッチングノードを通し
て入力された場合、該データセルの現在監視情報値Cm
(k)を求めてMIRU 19を通しMDPP 30に伝
送する。
ネルVC#iのK番目に該当するデータセルの現在監視
情報値Cm(k)を受信した後(RECEIVING Cm(k))、
502段階に進んで仮想チャネルVC#iに該当するK
番目のデータセルの到着時間t(k)を計算する(OBTA
INING THE TIME t(k) WHEN CELL HAS ARRIVED)。その
後、MDPP 30は504段階に進んで、図8に示し
たように仮想チャネルVC#iに該当するK番目のデー
タセルの現在のセル転送率Rc(k)を求める(CALCUL
ATING Rc(k))。
んで仮想チャネルVC#iに該当するK番目のデータセ
ルの到着時間t(k)が、接続設定時に予め設定された
平均セル転送時間MTを超過するか否かを検査する。
iに該当するセルの転送開始から終了までの全てのセル
転送率を監視した後、該セルの各セル転送率を累積した
値を転送終了時の時間で割るべきであるが、本発明のよ
うに実時間でトラフィックを処理するためには、転送終
了後に平均セル転送率を求めていたのでは意味がない。
そこで、実時間トラフィック処理のために、周期的に仮
想チャネルVC#iの平均セル転送率を計算するように
する。その平均セル転送率測定時間は、接続設定された
仮想チャネルの平均セル転送率を一定の単位時間ごとに
測定するために、使用者によりトラフィック特性別に適
宜に設定される一定単位の時間値を意味する。
(k)が平均セル転送率測定時間MTより小さければ、
MDPP 30は508段階に進んで、下記の数式14
のように、仮想チャネルVC#iに該当するセルの到着
時の各セル転送率を累積して貯蔵するダミー変更値(Du
mmy Variable)Xに、現在到着したセルのセル転送率R
c(k)も累積して貯蔵する。
って、t(k+1)時間に到着する仮想チャネルVC#
iに該当するk+1番目のデータセルの監視情報値Cm
の受信を待機する。
iに該当するk番目のデータセルが到着した時間t
(k)が平均セル転送率測定時間MTより大きければ、
MDPP30は510段階に進んで、セル到着時間t
(k)までの平均セル転送率Rsを下記の数式15のよ
うに求める。
(k−1)}]/t(k)
までの平均セル転送率Rsは、t(k)までに到着した
仮想チャネルVC#iに該当するセルのセル転送率を累
積した値をt(k)で割ったt(k)時点における仮想
チャネルVC#iの平均セル転送率となる。
で、セル到着時間t(k)における平均セル転送率Rs
が、仮想チャネルVC#1の接続設定時に協定された平
均セル転送率Ra_negotiatedより大きくなるか検査す
る。その結果、平均セル転送率Rsが協定された平均セ
ル転送率Ra_negotiatedより小さければ、仮想チャネル
VC#iに該当するデータセルが平均セル転送率を違反
しないことになるので、MDPP 30は514段階に
進んで、ルックアップテーブル20のセル制御情報値C
cを現在セルの監視情報値Cm(k)に更新し、A_I
ビットを“0”に設定する。
間t(k)までの平均セル転送率Rsが協定された平均
セル転送率Ra_negotiatedより大きければ、現在のスイ
ッチングノードを通して流入される仮想チャネルVC#
iに該当するセルが平均セル転送率を違反することにな
るので、MDPP 30は516段階に進んで、下記の
数式16のようにルックアップテーブル20のセル制御
情報値Ccを、協定された平均セル転送率Ra_negotiat
edで伝送路のリンク速度を割った値(TRANSMISSION CHA
NNEL LINK SPEED)に更新し、A_Iビットを“1”に
設定する。
んで、下記の数式17のように、仮想チャネルVC#i
に該当するセルの到着時の各セル転送率を累積して貯蔵
するダミー変更値(Dummy Variable)Xに、セル到着時
間t(k)に到着したセルのセル転送率Rc(k)も累
積し、一定単位の時間間隔で設定される平均セル転送率
測定時間を累積して貯蔵するダミー変更値である平均セ
ル転送率測定時間MTは、一つのルーチンごとに平均セ
ル転送率測定時間の間の一定時間間隔(ACRMT)だ
けを累積する。
送率を計算することにより、仮想チャネルの平均セル転
送率を実時間で制御することができる。
フィックを実時間で監視して制御するアルゴリズムを提
供し、セルの接続設定時に協定されたトラフィックパラ
メータの違反程度を正確に判断するとともに、データセ
ルの統計多重化によりネットワーク資源の効率的な利用
を可能にする。また、本発明はATMトラフィックの実
時間管理により、CBRトラフィック対象の固定帯域幅
割当て方法で運用されるATMスイッチに適用して、V
BR、ABR及びUBRなどの各種のATMサービスを
効率よく処理することもできる。
を行うためのATMセル制御ブロックを示した構成図。
及び制御の制御フローチャート。
ついての例示図。
用についての例示図。
アルゴリズムのフローチャート。
ついての例示図。
ける現在入力データセルのセル転送率を制御して帯域を
再割当てる処理のフローチャート。
コネクションの監視情報値Cmの計算について示した例
示図。
おける実時間でセルデータの平均セル転送率を制御する
処理のフローチャート。
Claims (35)
- 【請求項1】 ATMスイッチングノードにおける実時
間トラフィック監視及び制御方法において、 ATMセルヘッダから仮想経路識別子(VPI)/仮想
チャネル識別子(VCI)フィールドとセル損失優先順
位(CLP)フィールドを抽出し、該セルヘッダから抽
出したVPI/VCIフィールドに対するセルヘッダの
有効値を検査してセルの有効性を判断する過程と、 このセルの有効性判断により有効セルであった場合、セ
ル監視情報(Cm)とセル制御情報(Cc)を比較して
トラフィックパラメータ違反を検査する過程と、 このトラフィックパラメータの検査により違反と判断さ
れた場合、トラフィック制御情報値及び前記CLPフィ
ールド値を用いて現在の使用者接続が交渉パラメータを
違反しているか検査する過程と、 これによる交渉パラメータの違反の程度応じてセルの抑
制、タグ、廃棄を実行する過程と、 その有効セルの制御結果を、実際にセルを処理する物理
階層に伝送する過程と、 上位の制御パネルに前記セル監視情報を報告し、前記セ
ル監視情報に基づいてセル制御情報を再設定する過程
と、を含むことを特徴とする実時間トラフィック監視及
び制御方法。 - 【請求項2】 セル監視情報は、ATM階層上で2進計
数器により二つの連続する隣接セル間の時間を測定した
値である請求項1記載の実時間トラフィック監視及び制
御方法。 - 【請求項3】 セル制御情報は、接続設定直後には下記
数式1(式中のCcは接続設定直後の制御情報、Rpは
接続設定時に交渉した最高セル転送率、one_cell_tim
eはATM使用者網間のインタフェース速度から得られ
る値)により決められてルックアップテーブルに指定さ
れ、セル処理時にはセル監視情報に基づいて前記ルック
アップテーブルで更新される請求項1記載の実時間トラ
フィック監視及び制御方法。 【数1】 Cc= cell size /(Rp×one_cell_time) - 【請求項4】 セル監視情報とセル制御情報を比較して
トラフィックパラメータ違反を検査する過程では、前記
セル監視情報が前記セル制御情報前後に指定される任意
のセル遅延変動許容値(CDV)内に含まれるとセルを
許容し、それ以外ではトラフィックパラメータ違反と判
断する請求項1記載の実時間トラフィック監視及び制御
方法。 - 【請求項5】 任意のCDVは、接続設定時に予め決め
られてルックアップテーブルに指定される請求項4記載
の実時間トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項6】 セルの有効性判断により無効セルであっ
た場合には、セルを廃棄した後、次の隣接セル処理を用
意する過程をさらに含む請求項1記載の実時間トラフィ
ック監視及び制御方法。 - 【請求項7】 トラフィックパラメータの検査により違
反と判断されなかった場合には、セルを許容し、現在の
セルに対する監視及び制御を終了した後、次の隣接セル
処理を用意する過程をさらに含む請求項1記載の実時間
トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項8】 2進計数器は、下記数式2(式中のline
speedはトラフィックのリンク速度、Rcはトラフィッ
クソースからのセル転送率、Ticatは隣接セル間の
到着間隔を示す)により決められる隣接セル間の到着間
隔を含む最小ビット容量を有する請求項2記載の実時間
トラフィック監視及び制御方法。 【数2】Ticat = line speed /Rc - 【請求項9】 セル監視情報に応じて、可変ビット率
(VBR)で伝送される仮想チャネルに該当するセルの
転送率を上位の制御パネルが制御する過程を含む請求項
1記載の実時間トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項10】 セル転送率を制御する過程は、セル監
視情報に応じてセルの現在の転送率を測定する過程と、
伝送路上に、前記現在のセル転送率に該当する帯域幅を
仮想チャネルに割当てできる余分の帯域幅が存在する場
合、前記現在のセル転送率が接続設定時に予め協定され
た最高セル転送率より低ければ、ルックアップテーブル
内で指定されるセル制御情報を前記監視情報に更新した
後、A_Iビットを再設定する過程と、仮想チャネルに
該当するセルの到着時点以前に伝送路上に割当てられた
全帯域幅を前記現在のセル転送率を含む帯域幅に更新し
て該仮想チャネルに前記現在のセル転送率に該当する帯
域幅を割当てる過程と、を含む請求項9記載の実時間ト
ラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項11】 セル転送率を制御する過程は、伝送路
上に、現在のセル転送率に該当する帯域幅を仮想チャネ
ルに割当てできる余分の帯域幅が存在しない場合、該伝
送路上の全帯域幅のうちセルの到着時点以前に割当てら
れた全帯域幅を除いた残余帯域幅だけを仮想チャネルに
さらに割当てる過程と、前記現在のセル転送率が接続設
定時に予め協定された最高セル転送率より低ければ、セ
ル制御情報を前記再設定された仮想チャネルの現在のセ
ル転送率で当該伝送路のリンク速度を割った値に更新し
た後、輻輳制御信号ビットを設定する過程と、前記現在
のセル転送率が前記最高セル転送率より高ければ、セル
制御情報を前記最高セル転送率に該当する最高セル転送
率の計数値に更新した後、A_Iビットを設定する過程
と、仮想チャネルに該当するセルの到着時点以前に伝送
路上に割当てられた全帯域幅を前記仮想チャネルにさら
に割当てられた帯域幅だけ増加させた値に更新する過程
と、をさらに含む請求項10記載の実時間トラフィック
監視及び制御方法。 - 【請求項12】 伝送路上に、現在のセル転送率に該当
する帯域幅を仮想チャネルに割当てできる余分の帯域幅
が存在する場合、前記現在のセル転送率が接続設定時に
予め協定された最高セル転送率より高ければ、ルックア
ップテーブル内のセル制御情報を前記最高セル転送率に
該当する最高セル転送率の計数値に更新した後、A_I
ビットを設定する過程と、前記現在のセル転送率を、前
記最高セル転送率の計数値で伝送路のリンク速度を割っ
た値に再設定する過程と、仮想チャネルに該当するセル
の到着時点以前に伝送路上に割当てられた全帯域幅を前
記現在のセル転送率を含む帯域幅に更新して仮想チャネ
ルに前記再設定された現在のセル転送率に該当する帯域
幅を割当てる過程と、をさらに含む請求項10記載の実
時間トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項13】 トラフィック監視及び制御を行うため
にATM階層上でカウンタにより二つの連続する隣接セ
ル間の時間を測定して監視情報処理部に報告するATM
セル制御ブロックと、VPI/VCIに応じる制御情
報、セルヘッダの有効値及び違反判断値などが指定され
ているルックアップテーブルと、を備えたATMスイッ
チングノードにおける実時間トラフィック監視及び制御
方法において、 ATMセルのセルヘッダからVPI/VCIフィールド
とCLPフィールドを抽出する過程と、 そのセルヘッダから抽出したVPI/VCIフィールド
に対する前記ルックアップテーブルのセルヘッダ有効値
を検査してセルの有効性を判断する過程と、 このセルの有効性判断により有効セルと判断した場合、
監視情報と制御情報を比較してトラフィックパラメータ
の違反を検査する過程と、 このトラフィックパラメータの検査により違反と判断し
た場合、前記ルックアップテーブルにあるトラフィック
制御情報値及びCLPフィールド値を用いて現在の使用
者接続が交渉パラメータを違反しているどうかを検査す
る過程と、 この交渉パラメータの違反の程度に応じてセルの抑制、
タグ、廃棄を実行する過程と、 前記有効セルの制御結果を、セルを処理する物理階層に
伝送する過程と、 上位の制御パネルに前記セル監視情報を報告し、該セル
監視情報に基づいてセル制御情報を再設定する過程と、
を含むことを特徴とする実時間トラフィック監視及び制
御方法。 - 【請求項14】 セル監視情報は、ATM階層で2進計
数器により二つの連続する隣接セル間の時間を測定した
値である請求項13記載の実時間トラフィック監視及び
制御方法。 - 【請求項15】 セル制御情報は、接続設定直後には下
記数式3(式中、Ccは接続設定直後の制御情報、Rp
は接続設定時に交渉した最高セル転送率、one_cell_t
imeはATM使用者網間のインタフェース速度から得ら
れる値)により決められてルックアップテーブルに指定
され、セル処理時にはセル監視情報に基づいて前記ルッ
クアップテーブルで更新される請求項13記載の実時間
トラフィック監視及び制御方法。 【数3】 Cc= cell size /(Rp×one_cell_time) - 【請求項16】 セル監視情報とセル制御情報を比較し
てトラフィックパラメータの違反を検査する過程では、
前記セル監視情報が前記セル制御情報前後に指定される
任意のCDV内に含まれるとセルを許容し、それ以外で
あればトラフィックパラメータ違反として判断する請求
項13記載の実時間トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項17】 任意のCDVは、接続設定時に予め決
められてルックアップテーブルに指定される請求項16
記載の実時間トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項18】 セルの有効性判断により無効セルと判
断した場合には、セルを廃棄した後、次の隣接セル処理
を用意する過程をさらに含む請求項13記載の実時間ト
ラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項19】 トラフィックパラメータの検査により
有効セルの場合にはセルを許容し、該セルに対する監視
及び制御を終了した後、次の隣接セル処理を用意する過
程をさらに含む請求項13記載の実時間トラフィック監
視及び制御方法。 - 【請求項20】 2進計数器は、下記数式4(式中、li
ne speedはトラフィックのリンク速度、Rcはトラフィ
ックソースからのセル転送率、Ticatは隣接セル間
の到着間隔)により決められる隣接セル間の到着間隔を
含む最小ビット容量を有する請求項14記載の実時間ト
ラフィック監視及び制御方法。 【数4】Ticat = line speed /Rc - 【請求項21】 監視情報処理部は、セル監視情報に応
じてセルの現在の転送率を測定する過程と、伝送路上
に、前記現在のセル転送率に該当する帯域幅を仮想チャ
ネルに割当てできる余分の帯域幅が存在する場合、前記
現在のセル転送率が接続設定時に予め協定された最高セ
ル転送率より低ければ、ルックアップテーブル内で指定
されるセル制御情報を前記監視情報に更新した後、A_
Iビットを再設定する過程と、仮想チャネルに該当する
セルの到着時点以前に伝送路上に割当てられた全帯域幅
を前記現在のセル転送率を含む帯域幅に更新して仮想チ
ャネルに前記現在のセル転送率に該当する帯域幅を割当
てる過程と、を実行する請求項13記載の実時間トラフ
ィック監視及び制御方法。 - 【請求項22】 監視情報処理部でセル転送率を制御す
る過程は、伝送路上に、現在のセル転送率に該当する帯
域幅を仮想チャネルに割当てできる余分の帯域幅が存在
しない場合、該伝送路上の全帯域幅のうちセルの到着時
点以前に割当てられた全帯域幅を除いた残余帯域幅だけ
を仮想チャネルにさらに割当てる過程と、前記現在のセ
ル転送率が接続設定時に予め協定された最高セル転送率
より低ければ、セル制御情報を、前記再設定された仮想
チャネルの現在のセル転送率で伝送路のリンク速度を割
った値に更新した後、輻輳制御信号ビットを設定する過
程と、前記現在のセル転送率が前記最高セル転送率より
高ければ、セル制御情報を前記最高セル転送率に該当す
る最高セル転送率の計数値に更新した後、A_Iビット
を設定する過程と、仮想チャネルに該当するセルの到着
時点以前に伝送路上に割当てられた全帯域幅を前記仮想
チャネルにさらに割当てられた帯域幅だけ増加させた値
に更新する過程と、をさらに含む請求項21記載の実時
間トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項23】 伝送路上に、現在のセル転送率に該当
する帯域幅を仮想チャネルに割当てできる余分の帯域幅
が存在する場合、前記現在のセル転送率が接続設定時に
予め協定された最高セル転送率より高ければ、ルックア
ップテーブル内のセル制御情報を前記最高セル転送率に
該当する最高セル転送率の計数値に更新した後、A_I
ビットを設定する過程と、前記現在のセル転送率を、前
記最高セル転送率の計数値で伝送路のリンク速度を割っ
た値に再設定する過程と、仮想チャネルに該当するセル
の到着時点以前に伝送路上に割当てられた全帯域幅を前
記現在のセル転送率を含む帯域幅に更新して仮想チャネ
ルに前記再設定された現在のセル転送率に該当する帯域
幅を割当てる過程と、をさらに含む請求項21記載の実
時間トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項24】 トラフィック監視及び制御を行うため
にATM階層上でカウンタにより二つの連続する隣接セ
ル間の時間を測定して監視情報処理部に報告するATM
セル制御ブロックと、VPI/VCIに応じる制御情
報、セルの有効性判断基準であるセルヘッダの有効値、
交渉パラメータの違反基準であるトラフィック制御情報
値及び接続設定時に予め協定されるCDVが指定されて
いるルックアップテーブルと、を備えたATMスイッチ
ングノードにおける実時間トラフィック監視及び制御方
法において、 物理階層から受信される53バイトのATMセルの5バ
イトセルヘッダからVPI/VCIフィールドとCLP
フィールドを抽出する過程と、 そのセルヘッダから抽出したVPI/VCIフィールド
を前記ルックアップテーブルに伝送する過程と、 そのルックアップテーブルに伝送されたVPI/VCI
フィールドに対する前記ルックアップテーブルのセルヘ
ッダ有効値を検査してセルの有効性を判断する過程と、 このセルの有効性判断により有効セルと判断した場合、
前記ルックアップテーブルから制御情報を読み出し、二
つの連続する隣接セル間の時間を測定することにより得
られる監視情報を監視部から読み出す過程と、 その読み出された制御情報に基づいて前後に指定される
許容範囲であるCDV内に前記監視情報が含まれるか、
或いは、前記制御情報より前記監視情報が大きい場合に
は、違反なしと判断し、前記CDV内に前記監視情報が
含まれず、前記制御情報より前記監視情報が小さい場合
には、違反として判断する、トラフィックパラメータの
違反検査過程と、 このトラフィックパラメータの検査により違反と判断し
た場合、前記ルックアップテーブルにあるトラフィック
制御情報値を通して現在の使用者接続が交渉パラメータ
を違反しているかどうかを最終的に決める過程と、 これにより交渉パラメータの違反の程度に応じて違反と
判断した場合には、CLPフィールド値に応じてセルの
廃棄又はタグを行う過程と、 前記有効セルの制御結果をセルを処理する前記物理階層
に伝送する過程と、 上位の制御パネルに前記セル監視情報を報告し、該セル
監視情報に基づいてセル制御情報を再設定する過程と、 受信された一つのセルに対するトラフィック監視及び制
御が完了すると、カウンタを再設定した後、次の隣接セ
ルの処理時に前記各過程を順次に繰り返して行う過程
と、を含むことを特徴とする実時間トラフィック監視及
び制御方法。 - 【請求項25】 二つの連続する隣接セル間の時間測定
がATM階層上で2進計数器により行われる請求項24
記載の実時間トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項26】 2進計数器は、下記数式5(式中、li
ne speedはトラフィックのリンク速度、Rcはトラフィ
ックソースからのセル転送率、Ticatは隣接セル間
の到着間隔)により決められる隣接セル間の到着間隔を
含む最小ビット容量を有する請求項25記載の実時間ト
ラフィック監視及び制御方法。 【数5】Ticat = line speed /Rc - 【請求項27】 セル制御情報は、接続設定直後には下
記数式6(式中、Ccは接続設定直後の制御情報、Rp
は接続設定時に交渉した最高セル転送率、one_cell_t
imeはATM使用者網間のインタフェース速度から得ら
れる値)により決められてルックアップテーブルに指定
され、セル処理時にはセル監視情報に基づいて前記ルッ
クアップテーブルで更新される請求項24記載の実時間
トラフィック監視及び制御方法。 【数6】 Cc= cell size /(Rp×one_cell_time) - 【請求項28】 セルの有効性判断により無効セルと判
断した場合には、セルを廃棄した後、次の隣接セル処理
を用意する過程をさらに含む請求項24記載の実時間ト
ラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項29】 トラフィックパラメータの検査により
有効セルの場合には、セルを許容し、現在のセルに対す
る監視及び制御を終了した後、次の隣接セル処理を用意
する過程をさらに含む請求項24記載の実時間トラフィ
ック監視及び制御方法。 - 【請求項30】 トラフィック制御情報は、該当コネク
ションの交渉パラメータ違反に対する判断及び未使用帯
域へのアクセス制御を行う値である請求項24記載の実
時間トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項31】 タグ時、ECN信号送出のためのセル
ヘッダのPTIフィールドを変更してセルの輻輳を表示
する過程をさらに含む請求項24記載の実時間トラフィ
ック監視及び制御方法。 - 【請求項32】 交渉パラメータの違反の程度に応じて
有効セルと判断した場合、該当セルを抑制する過程をさ
らに含む請求項24記載の実時間トラフィック監視及び
制御方法。 - 【請求項33】 監視情報処理部は、セル監視情報に応
じてセルの現在の転送率を測定する過程と、伝送路上
に、前記現在のセル転送率に該当する帯域幅を仮想チャ
ネルに割当てできる余分の帯域幅が存在する場合、前記
現在のセル転送率が接続設定時に予め協定された最高セ
ル転送率より低ければ、ルックアップテーブル内に指定
されるセル制御情報を前記監視情報に更新した後、A_
Iビットを再設定する過程と、仮想チャネルに該当する
セルの到着時点以前に伝送路上に割当てられた全帯域幅
を前記現在のセル転送率を含む帯域幅に更新して仮想チ
ャネルに前記現在のセル転送率に該当する帯域幅を割当
てる過程と、を含む請求項24記載の実時間トラフィッ
ク監視及び制御方法。 - 【請求項34】 監視情報処理部でセル転送率を制御す
る過程は、伝送路上に、現在のセル転送率に該当する帯
域幅を仮想チャネルに割当てできる余分の帯域幅が存在
しない場合、該伝送路上の全帯域幅のうちセルの到着時
点以前に割当てられた全帯域幅を除いた残余帯域幅だけ
を仮想チャネルにさらに割当てる過程と、前記現在のセ
ル転送率が接続設定時に予め協定された最高セル転送率
より低ければ、セル制御情報を、前記再設定された仮想
チャネルの現在のセル転送率で伝送路のリンク速度を割
った値に更新し、輻輳制御信号ビットを設定する過程
と、前記現在のセル転送率が前記最高セル転送率より高
ければ、セル制御情報を前記最高セル転送率に該当する
最高セル転送率の計数値に更新した後、A_Iビットを
設定する過程と、仮想チャネルに該当するセルの到着時
点以前に伝送路上に割当てられた全帯域幅を前記仮想チ
ャネルにさらに割当てられた帯域幅だけ増加させた値に
更新する過程と、をさらに含む請求項33記載の実時間
トラフィック監視及び制御方法。 - 【請求項35】 伝送路上に、現在のセル転送率に該当
する帯域幅を仮想チャネルに割当てできる余分の帯域幅
が存在する場合、前記現在のセル転送率が接続設定時に
予め協定された最高セル転送率より高ければ、ルックア
ップテーブル内のセル制御情報を前記最高セル転送率に
該当する最高セル転送率の計数値に更新した後、A_I
ビットを設定する過程と、前記現在のセル転送率を、前
記最高セル転送率の計数値で伝送路のリンク速度を割っ
た値に再設定する過程と、仮想チャネルに該当するセル
の到着時点以前に伝送路上に割当てられた全帯域幅を前
記現在のセル転送率を含む帯域幅に更新して仮想チャネ
ルに前記再設定された現在のセル転送率に該当する帯域
幅を割当てる過程と、をさらに含む請求項33記載の実
時間トラフィック監視及び制御方法。
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