JP3561126B2 - コネクションレス型通信方式 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はコネクションレスでユーザデータを送出するコネクションレス型通信方式に係わり、特に、所定の回線識別子を付加されて転送されるセル流の先頭に、宛先端末のアドレス等を含むセル(先頭セル)を挿入し、該先頭セルを参照してネットワークがユーザセルを宛先端末に送信するデータグラム式のコネクションレス型通信方式に関する。
【0002】
【従来の技術】
(1) コネクション型通信/コネクションレス型通信
端末間を接続する方法として、コネクション型(CO:Connection Oriented)とコネクションレス型(CL:Connectionless )の2通がある。コネクション型通信は、図31(a)に示すように、例えば、ダイヤル番号を回し、相手ベルを鳴らすように、通信を始める前に発信側(Aシステム)と受信側(Bシステム)を確認し、両者間の通路を確立し、しかる後、確立した通路を介してデータ通信を行う方法である。この方式は、接続された回線を介して確実な通信が可能であり、しかも、接続された後の情報転送が簡単になる利点がある。しかし、接続に時間がかかるため、短いデータを送るのには効率的でない。
【0003】
一方、コネクションレス型通信は、図31(b)に示すように、送出するデータをまとめてパケット化し、それぞれに宛先を付けてネットワークに送出し、ネットワークは各パケット毎に逐一宛先を確認して宛先端末に送信する方法である。この方法では、接続に時間がかからないため、短いデータでも効率的に送ることができる。
映像を含むマルチメディア伝送を可能にするため、B−ISDNの名においてATM(Asynchronous Transfer Mode)技術が開発され、様々な通信サービスが実現されている。このB−ISDNは上記コネクション型とコネクションレス型の両方のサービスを提供することが可能である。
【0004】
(2) ATM網におけるコネクション型通信
図32はATMネットワークにおけるコネクション型通信の説明図であり、A〜DはATM端末、EX1〜EX4はATM交換機、NWKはATM交換機群によるネットワーク、NMCは網管理センターである。端末Aが端末Cとコネクション型の通信をしようとした場合、以下のVCC(Virtual Channel Connection)の確立手順が必要である。すなわち、
▲1▼端末Aは、共通信号線(シグナリング用VCC)を使って網管理センタNMCに対して、端末Cとの通信要求を出す。
▲2▼網管理センタNMCは端末Aの要求に対して、ATM交換機EX1→EX2→EX3→EX4経由の端末A−C間VCCが最も有利な経路であると計算し、各交換機にVCCを張るよう指示する。
▲3▼ATM交換機EX1は端末Aに対して、ATM交換機EX4は端末Cに対して通信に使用する回線識別子VPI,VCIを通知する。
▲4▼端末Aはデータをセルに分解すると共に通知された回線識別子をセルに付加して回線に送出する。各交換機間EX1〜EX4は入力セルの回線識別子を変えながらスイッチングして送信する。端末Cは交換機EX4から送信される前記指定された回線識別子を有するセルを取り込んでデータに組立てる。
【0005】
(3) ATM網におけるコネクションレス型通信
(3−1) ATM網におけるコネクションレス型通信を用いた場合の問題点
ATMセルのヘッダには、VCI、VPIのような仮想的な回線識別子しか含まれていない。すなわち、ヘッダに宛先端末を示すアドレスが含まれていない。このため、電子メールのようなコネクションレス型の通信サービスを提供するには困難を伴う。例えば、WWW(World Wide Web)の平均的なダウンロード・ファイル・サイズは2Kbyteであり、155Mbit/秒のATMスイッチなら100μ秒でダウンロードできる量である。しかし、ATMスイッチは接続に10m秒要するので、99%が接続のためのオーバヘッドになってしまう。つまりコネクションレス型の通信サービスを実現するための伝送路として、コネクション型の転送方式であるATM網を用いると、コネクションを確立する時間のために遅延が発生してしまう。
この問題点を解決する手段として、ATMレイヤでのPVC(Permanent
Virtual Circuit)方式と上位レイヤ(例えばIPレイヤ)でのデータグラム方式がある。
【0006】
(3−2) PVC方式
PVC方式は図33に示すように通信する可能性のある全ての端末間A〜F間に、あらかじめ、エンド−エンド間のPVCを張っておく方式である。しかし、この方式はPVC資源を浪費する欠点があり、特に、不特定数の端末間で通信を行う大規模ネットワーク(インタネット等)に採用することができない。
【0007】
(3−3) データグラム方式
データグラム方式は、図34に示すように、端末A〜Fと最寄りの交換機EX1,EX2間、隣接交換機EX1−EX2間にあらかじめPVC(データグラム用VCC:VCC1〜VCC7)を張っておき、各交換機で一旦ATMセルから上位レイヤのIPパケットを組み立て、IPパケットヘッダに記述されている着信側端末アドレスを見て交換処理をするものである。尚、IP(Internet Protocol)で扱われるメッセージの単位をデータグラムと云い、パケットのヘッダ内に宛先アドレスを持たせ、パケット毎に転送するルートを、その都度決めて送信する方式をデータグラム方式という。
【0008】
図35はIPパケット(IPデータグラム)とATMセルの関係図であり、PはIPパケットで、ヘッダPHと送信データDTで構成され、ヘッダPHには、発信元アドレス(Source Address)SAや宛先アドレス(Destination Address)DAをはじめ種々の情報が含まれている。IPパケットPは多数のATMセルCL1〜CLnに分割され、各セルの先頭にはセルヘッダHDが付加されている。なお、各セルCL1〜CLnのヘッダHDに含まれる回線識別子(VPI/VCI)は同一値を有している。
【0009】
図36は従来のデータグラム方式を実現する交換機の構成図である。図中、1は交換機、2はATMスイッチ部、3はIPルータ部である。▲1▼ATMスイッチ部2のスイッチテーブル2aは、セルの入力回線識別子(入力VPI/VCI)と出力回線識別子(出力VPI/VCI)の対応を記憶し、ATMスイッチ2bは一般VCCから到来するセルをスイッチテーブル2aの内容に基づいて所定方路にスイッチする。▲2▼又、ATMスイッチ部2bはデータグラム用VCCからセルが到来すれば、該セルをIPルータ部3に渡す。IPルータ部3のパケット組立て部3aは、ATMセルをIPパケットに組み立ててルーチング制御部3cに渡す。▲3▼ルーチングテーブル3bは端末アドレスと出力先データグラム用VCCの対応を記憶している。従って、ルーチング制御部3cは、ルーチングテーブル3bを参照して入力されたIPパケットのヘッダが示す宛先端末アドレスに応じた出力先データグラム用VCCを求め、ATMスイッチ2bに通知して1パケットのスイッチングを行う。
【0010】
かかる上位レイヤ(IPレイヤ)でのデータグラム方式においては、▲2▼,▲3▼の処理をセルがデータグラム用VCCから到来する毎に行う必要があり、また▲2▼におけるパケットの組み立てに時間がかかる問題がある。
又、回線の帯域をオーバしたり、あるいは、通信のサービス品質を確保できなくなる問題もある。図37はかかる問題の説明図であり、端末Aから端末Eへ、又、端末Bから端末Fへデータグラム方式(コネクションレス型通信方式)でデータ送信する場合である。交換機EX1のルーチングテーブル3bには、図36に示すように着信端末E,Fの端末アドレスに対応させて出力先データグラム用VCC(VCC4)が記憶されている。従って、端末Aからデータグラム用VCC(VCC1)を介して到来する端末E宛てのセルは出力先データグラム用VCC(VCC4)に送出され、同様に、端末Bからデータグラム用VCC(VCC2)を介して到来する端末F宛てのセルはデータグラム用VCC(VCC4)に送出される。又、図示しないが交換機EX1に収容されて他の端末から交換機EX2に収容された端末宛てセルには、すべてデータグラム用VCC(VCC4)が割り当てられる。このため、回線LNの帯域をオーバしたり、あるいは、通信のサービス品質を確保できなくなる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、データグラム方式は、各交換機でIPレイヤのスイッチングが必要であるため、ATMスイッチの高速能力を十分に発揮できない問題がある。またデータグラム方式では、交換機EX1,EX2(図37)間に張られた1つのデータグラム用VCC(VCC4)を複数のコネクションレス通信が同時に任意に使用するため、通信品質や通信継続に必要な帯域の保証ができない。このため、リアルタイム性が要求されるコンスタント・ビットレートCBRの通信に向いていない。
【0012】
かかるデータグラム方式の問題点を解決する手段としてATMスイッチ部でのカットスルー方式がある。図38(a)はカットスルー方式の説明図であり、EX1〜EX3は交換機(IPスイッチ)、2はATMスイッチ部、3はIPルータ部である。通常は、図36において説明したようにデータグラム用VCC(共通のVCC)を介して到来したATMセルからIPパケットを組み立てて、宛先IPアドレスを基にスイッチングしている。しかし通信の途中で、IPスイッチ間に端末A−E間専用ATMコネクション(VCC:Virtual Channel Connection)を張り、端末A−E間の通信をこのVCC経由とすることで、IPルータ部3での経路選択を不要にし、ATMスイッチ部2でのカットスルー(近道)を図り、高速化を実現する。
【0013】
又、カットスルーの契機を端末がRSVP(ReSource reserVation Protocol)の要求パケットを送出した時とする。ただし、RSVPはIPの上位プロトコルで、通信の継続に必要な帯域を要求する手法である。このようにすることにより、IPスイッチ(交換機)は必要な帯域を知ることができ、端末A−E間の専用VCCをその要求帯域で張ることにより該通信の継続に必要な帯域の確保を保証する。すなわち、図38(b)に示すように、▲1▼普段はIPルータ部経由でスイッチングし、▲2▼RSVPの要求パケットを検出したとき、必要帯域を確認し、▲3▼その必要帯域でショートカット用VCCを確立する。
しかし、カットスルー方式は単にIPスイッチの処理を高速化して、必要な帯域を確保しようとするもので、ネットワーク資源を効率よく使用できるとは限らない。例えば、IPスイッチをカットスルーしたとしても、その経路はIPルータ部で決定された経路のままであり、エンド−エンドの端末で見た場合、必ずしも最短の経路とは限らない。
またIPルータ部で決定された経路で必要帯域を確保できない場合に別の経路を選択することができない。
【0014】
以上より、本発明の目的はコネクション型通信用の交換機、例えば、ATM交換機の高速スイッチング特性を十分に利用して高速のコネクションレス型の通信を可能することである。
本発明の別の目的は、データグラム用VCCの回線識別子(VPI,VCI)を付されて転送されるセル流の先頭に、宛先端末のアドレスや、端末が希望する必要帯域やサービス品質を示すデータグラム用セルを挿入することで、データグラム方式でのコネクションレス型通信を可能にすることである。
本発明の別の目的はデータグラム方式により決定された経路で通信が維持されている間に、ネットワークがより最適な経路を決定し、通信の継続、通信品質の維持等に必要なネットワーク資源を確保することである。
本発明の別の目的はデータグラム用セル(先頭セル)で示されたアドレスがどのプロトコルのアドレスかを識別できるようにして様々なプロトコルを扱えるようにすることである。
【0015】
本発明の別の目的は、通信の途中で、端末が要求する必要帯域やQOSクラスに変更があった場合、最新の要求内容をネットワークに通知して該最新の要求内容に応じた通信を行えるようにすることである。
本発明の別の目的は、データグラム方式による通信(コネクションレス型通信)の終了により割り当てていたVCCを未使用状態に戻すことにより、該VCCを他のコネクションレス型通信のために再利用できるようにすることである。
本発明の別の目的は、割り当てたVCCを含む物理回線に設定帯域を増やすだけの余剰帯域がない場合に、交換機が網管理センタに対して、端末間のダイレクトなVCCの確立要求をし、データグラム方式による通信経路とは別のダイレクトな経路で端末が必要とする要求帯域、QOSを満たす通信ができるようにすることである。
【0016】
本発明の別の目的は、通信の継続性を管理し、必要帯域やQOSクラス等の要求を満たせる場合でも、継続性があるしきい値を越えているデータグラム用VCCが存在する場合には、交換機が網管理センタに対して、端末間のダイレクトなVCCを確立することを要求し、データグラム方式による通信経路とは別のダイレクトな経路で端末が必要とする要求を満たす通信ができるようにし、長時間継続する通信のために予備のデータグラム用VCCが足りなくなることを防げるようにすることである。
本発明の別の目的は、交換機が網管理センタへダイレクトVCCの確立要求を送出する場合、網管理センタへその要求を送出することのできる交換機を、発信端末を直接収容している交換機のみとして、途中経路に位置する交換機では、発信端末を直接収容する交換機に対して、帯域不足を示すデータグラム用セル(帯域不足通知セル)を送出するだけととすることで、網管理センタに対するダイレクトVCCの確立要求の重複をさけることである。
データグラム方式のマルチキャスト通信において、発信端末の負荷を軽減し、かつ、トラヒックの増加を抑えるようにすることである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
図1、図2は本発明の原理説明図であり、図1は通信システムの概略構成、図2はIPパケットとATMセルの関係を示す。
図1において、A〜Dは端末、EX1,EX2はATM交換機である。又、 VCC1は端末Aと交換機EX1間のデータグラム用VCC、VCC2は端末Bと交換機EX1間のデータグラム用VCC、VCC3,4は交換機EX1,EX2間のデータグラム用VCC、VCC5は端末Cと交換機EX2間のデータグラム用VCC、VCC6は端末Dと交換機EX2間のデータグラム用VCCである。又、STはセルのスイッチング方路を決めるデータを記憶するスイッチングテーブル、VTはデータグラム用VCCを管理するVCCテーブルである。
【0018】
図2において、1001はIPパケット、1002はATMセル群である。IPパケット1001はヘッダPHと送信データDTで構成され、ヘッダPHには、発信元アドレス(Source Address)SAや宛先アドレス(Destination Address)DAをはじめ種々の情報が含まれている(図35参照)。このIPパケット1001は多数のATMセルC1〜Cnに分割され、各セルにはATMヘッダHDが付加されている。これらATMセルC1〜Cnの先頭には、宛先端末のアドレスを記入されたデータグラム用セル(先頭セル)C0が挿入されている。先頭セルのペイロード部には、(1) データグラム用セルであることを示す2ビットのセル識別子IDが記入されるフィールドF1、(2) 着信先端末のアドレスDAが記入されるフィールドF2、(3) 発信端末(送信元端末)のアドレスDAが記入されるフィールドF3、(4) プロトコル識別子/トラヒック記述子(必要帯域)/通信のサービス品質QOS/通信継続性等が記入されるフィールドF4がある。
【0019】
(1) あらかじめ交換機EX1,EX2間にコネクションレスでデータを専用に転送するためのVCC(データグラム用VCC(VCC3,4)を複数本張り、コネクションレス型のデータ通信に対して1本のデータグラム用VCCを割り当て、該データグラム用VCCを用いてコネクションレスのデータ通信を行う。すなわち、発信端末Aは端末Cにデータを送信する場合、コネクションレスのデータ(IPパケット1000)をセルC1〜Cnに分解してデータグラム用VCC(VCC1)に送出すると共に、先頭にデータの宛て先端末Cのアドレスを示すデータグラム用セル(先頭セルC0)を挿入して送出する。交換機EX1は該先頭セルC0で示された宛先端末アドレスを参照し、データのコネクションレス型通信のために所定の出力側のデータグラム用VCC(VCC3)を割り当て、以後、先頭セルC0と同一の回線識別子を有するデータセルC1〜Cnを該データグラム用VCC(VCC3)を介して送信する。この場合、交換機EX1は、先頭セルC0の回線識別子とデータグラム用VCC(VCC3)の回線識別子との対応をスイッチングテーブルSTに記憶し、該スイッチングテーブルを参照して先頭セルC0と同一の回線識別子を有するデータセルC1,C2,・・・Cnを前記割り当てたデータグラム用VCC(VCC3)を介して通信する。同様に、交換機EX1は発信端末Bから端末Dへのコネクションレス型通信のためにデータグラム用VCC(VCC4)を割り当てる。
【0020】
以上のようにすれば、コネクション型通信の交換機、例えば、ATM交換機EX1,EX2はATMセルをIPパケットに組み立てる必要がなく、その高速スイッチング特性を十分に利用してコネクションレス型通信ができる。又、交換機間に複数のデータグラム用VCCを設けたから、それぞれのコネクションレス型通信に所定の1本のデータグラム用VCCを割り当てて通信ができるため、端末が要求する帯域やQOSを満足するコネクションレス型通信が可能になる。
【0021】
(2) 先頭セルC0に宛先端末アドレスのプロトコルを示すプロトコル識別子を含ませ、各交換機EX1〜EX2が先頭セルC0で示された端末アドレスがどのプロトコルのアドレスかを該プロトコル識別子を参照して認識できるようにする。このようにすれば、IPだけでなく様々な上位プロトコルを扱えるようになる。
(3) 先頭セルC0にコネクションレス型通信に必要な帯域あるいはサービス品質クラス(QOSクラス)を示すデータを含ませ、又、各交換機EX1,EX2においてVCCテーブルVTで各データグラム用VCCの使用・未使用状態、データグラム用VCCに設定してある帯域あるいはQOSクラスを管理させる。このようにすれば、交換機EX1,EX2はVCCテーブルVTを参照することにより先頭セルが示す必要帯域あるいはQOSクラスを満足するデータグラム用VCCを割当てることができる。
【0022】
(4) 交換機EX1は、次段の交換機EX2との間に、発信端末が要求した必要帯域あるいはQOSクラスを満足するデータグラム用VCCが存在しない場合には、これら必要帯域あるいはQOSクラスを満たさないデータグラム用VCCを一時的に割り当てて通信を開始し、通信の途中で、該割り当てたVCCの設定帯域あるいはQOSクラスを端末が必要とする帯域あるいはQOSクラスまで引き上げる。この場合、割り当てたデータグラム用VCCが存在する物理回線に、必要帯域まで引き上げるだけの余剰帯域がない場合、該回線内に未使用のデータグラム用VCCがあるかチェックし、あれば、該未使用VCCの設定帯域を減らして設定帯域を確保する。以上のようにすれば、端末が要求した必要帯域あるいはQOSクラスを満足するデータグラム用VCCが存在しない場合であっても通信を直ちに開始でき、しかも、通信開始後に端末の要求を満足する通信ができるようになる。
【0023】
(5) 割り当てられたデータグラム用VCCを用いた通信中に必要帯域やQOSクラスに変更が生じたとき、端末は必要帯域やQOSクラスの変更を交換機に通知するためのデータグラム用セル(要求変更セル)を送出し、交換機は該要求変更セルを受信した場合、ルーティング処理を行わず、既に割り当ててあるデータグラム用VCCの設定帯域を必要帯域に変更する処理のみを実行する。このようにすれば、交換機はルーチング処理から解放されるため負荷を軽減でき、しかも、変更後の要求を満たす通信が可能になる。
(6) データグラム用VCCを用いたコネクションレス型通信が終了した時に、端末は通信の終了を示すデータグラム用セル(通信終了通知セル)を送出し、交換機は通信終了通知セルの受信により、割り当てていたデータグラム用VCCを未使用状態に戻す。このようにすれば、データグラム用VCCを以後他のコネクションレス型通信のために再利用できるようになる。
【0024】
(7) 割り当てられたデータグラム用VCCを用いた通信中に必要帯域やQOSクラスに変更が生じ、該データグラム用VCCを含む物理回線に設定帯域を必要帯域まで増やすだけの余剰帯域がない場合、交換機は網管理センタに対して端末間のダイレクトなVCCの確立を要求し、既に割り当ててあるデータグラム用VCCによる経路とは別のダイレクトな経路を介して端末間の通信を実行させる。このようにすれば、変更後の要求を確実に満たす通信が可能になる。
(8) 先頭セルに通信継続性を示すデータを含ませ、交換機はVCCテーブルで各データグラム用VCCの通信継続性を管理し、通信継続性が所定のしきい値を越えている場合、網管理センタに対して端末間のダイレクトなVCCの確立を要求し、既に割り当ててあるデータグラム用VCCによる経路と別のダイレクトな経路を介して端末間の通信を実行させる。このようにすれば、長時間継続する通信のために予備のデータグラム用VCCが足りなくなることを防止できる。
【0025】
(9) 網管理センタに対してダイレクトVCCの確立要求を送出する交換機は、発信端末を直接収容している交換機として、途中経路に位置する交換機は該発信端末を直接収容する交換機に対して、帯域不足を示す帯域不足通知セルを送出するだけとする。このようにすれば、1つの交換機のみが網管理センタに対してダイレクトVCCの確立要求を行うため、VCC確立要求の重複をさけることができる。
(10) マルチキャスト通信を行う場合、発信端末は相手端末数分の先頭セルを連続的に送出し、先頭セルを受信した交換機は、先頭セルにより示された宛先端末アドレスを参照してスイッチ先を求め、該スイッチ先がそれまでのスイッチ先と重複しない場合には所定のVCCを割り当て、先頭セルの回線識別子と該割り当てたVCCの回線識別子との対応をスイッチングテーブルに登録する。このようにすれば、分岐点までセルを共通の通路を介して送出し、分岐点でコピーして分配できるため、マルチキャスト通信において、端末の負荷を軽減でき、かつ、トラヒックの増加を抑えることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
(A)本発明の概略
(a)ATMベースでのデータグラム方式
データグラム方式の通信を行う従来例において、ATMレイヤでの交換ができず、上位IPレイヤの交換を行う必要がある理由は以下の通りであった。すなわち、ATMセルをスイッチングするための回線識別子VPI,VCIはVCC(コネクション)確立時にそのVCC毎に割り付けるものなので、VCC確立を行わないデータグラム方式(コネクションレス型通信方式)では、ある1つのVPI,VCIを任意端末間通信で共用することになる。このため、データグラム方式では、ATMセルヘッダに記述されている回線識別子(VPI/VCI)を見ただけでは、そのセルの転送先を判断できない。そこで、データグラム方式では、ATMセルをIPパケットに組み立て直して、その宛て先端末のIPアドレスを読み取って転送先を決定する必要がある。
【0027】
しかし、IPレイヤの交換を行うためには、ATMセルをIPパケットに組み立て直す必要があり、この組み立てに相当の時間を必要とするため、ATMスイッチの能力を発揮できなくなる。
そこで本発明のコネクションレス型通信方式では、発信端末がある相手端末に向けてデータをATMセルとして送出しはじめる時、図2に示すように宛て先端末のアドレス(IPアドレス)を示すデータグラム用セル(先頭セル)C0をセル流の先頭に付けて送出する。これにより、各交換機EX1,EX2(図1)ではATMセルをIPパケットに組み立て直す必要がなく、先頭セルC0を受信した段階で、そのセル流(IPパケット全体)の転送先を決定できる。すなわち、交換機は先頭セルC0で示された宛先端末アドレスを参照し、コネクションレス型通信のために所定のデータグラム用VCCを割り当て、以後、先頭セルC0と同一の回線識別子を有するデータセルC1〜Cnを該データグラム用VCCを介して送信する。
【0028】
又、本発明のコネクションレス型通信方式では、予め交換機EX1,EX2間に複数のデータグラム用VCCを設け、各コネクションレス型通信に1本のデータグラム用VCCを割り当てる。このようにすることにより、端末が先頭セルを用いて要求してくる帯域やQOSを満足するコネクションレス型通信を可能にする。すなわち本発明のコネクションレス型通信方式によれば、最初の通信段階から専用のデータグラム用VCCでカットスルーされることになる。
【0029】
(b)最適経路への変更
従来のIPスイッチの方式では図38に示すように、ATMスイッチ部でのカットスルーの契機は、端末がRSVPパケットを送出した時である。これは、(1) 通信の初期段階では、大量のデータが流れることがあまりないこと、(2) 必要帯域やQOSの保証が必要となるコンスタント・ビットレートCBRのアプリケーションが起動されるのは、通信の第二段階からであること、(3) また、これらのアプリケーションが起動されない初期段階では、端末は必要帯域やQOSや通信の継続性等を正確に把握することができないことによる。
このことを本発明のコネクションレス型通信方式に当てはめると、本発明の先頭セルC0に記述される必要帯域やQOS等の情報は、不正確な情報であると言える。
【0030】
このため本発明のコネクションレス型通信方式では、必要帯域やQOS等の情報に変更があった場合、端末は再度要求変更するためのデータグラム用セル(要求変更セル)を送出して、交換機に最新の要求を伝えるようにし、交換機は該要求変更セルの受信によりルーティング処理を行わず、既に割り当ててあるデータグラム用VCCの設定帯域、QOSを要求された必要帯域,QOSまで引き上げる。なお、既に割り当ててあるデータグラム用VCCが存在する物理回線が必要帯域やQOSを保証できない場合は、発信端末を収容する交換機からの依頼により網管理センターNMCが目的の相手端末迄のダイレクトなエンド−エンド端末間VCCを確立して、端末に対して新たな経路として提供する。
この時の目的相手端末迄の経路を確保する方法は、通常のATM交換ネットワークにおけるコネクション型通信のVCC確立手段と同じである。以上により、本発明は端末からコネクションレス型通信の要求があった場合、データグラム方式で通信の初期段階を保証しつつ、その間にエンド−エンド端末間に端末の要求を満たすデータグラム用VCCを確立して端末に提供する。
【0031】
(B)実施例
(a)ネットワークの構成
図3は本発明のコネクションレス型通信を行うネットワークの構成図であり、A〜DはATM端末、EX1〜EX4はATM交換機である。又、VCC1は端末Aと交換機EX1間のデータグラム用VCC、VCC2は端末Bと交換機EX1間のデータグラム用VCC、VCC3〜VCC5は交換機EX1,EX2間のデータグラム用VCC、 VCC6〜VCC8は交換機EX2,EX3間のデータグラム用VCC、VCC9〜VCC11は交換機EX3,EX4間のデータグラム用VCC、VCC12は端末Cと交換機EX4間のデータグラム用VCC、VCC13は端末Dと交換機EX4間のデータグラム用VCCである。これらデータグラム用VCC(VCC1〜VCC13)は、セルを所定の発信端末から相手端末に転送できる様に、予め、端末−ATM交換機間、隣接ATM交換機間に設定しておく。
【0032】
データグラム用VCCを予め張ることは、従来のデータグラム方式と同様であるが、本発明において特徴的なのは、データグラム用VCCを複数本平行に張っておくことである。すなわち、従来のデータグラム方式では、複数の通信が1つのデータグラム用VCCを共用するのに対して、本発明のコネクションレス型通信方式では、データグラム用VCCを複数本平行に張っておくことにより、それぞれの通信に専用にデータグラム用VCCを割り当てることができる。
【0033】
(b)ATM端末の構成
図4はATM端末の構成図であり、11は上位アプリケーション部、12は上位通信プロトコル制御部、13はATM通信制御部、14はATM回線インタフェース部である。ATM通信制御部13はVCC制御部13aとデータ転送制御部13bを備え、VCC制御部13aにはデータグラム用セル生成部13cが設けられている。
【0034】
コネクション型通信においては図32で説明したように、通信に先立って発信端末(Aとする)の上位通信プロトコル制御部12はVCC制御部13aにコネクション確立のための情報(宛先端末のアドレス、必要帯域、QOS等)を渡す。これにより、VCC制御部13aは交換機EX1を介して共通信号線(シグナリング用VCC)を使って網管理センター(図示せず)にコネクション確立を要求する。網管理センタは発信端末Aの要求に対して、相手端末(Cとする)までの経路を設定し経路中の各交換機にVCCを張るよう指示する。ATM交換機EX1は発信端末Aに対して、又、ATM交換機EX4は着信端末Cに対して通信に使用する回線識別子VPI/VCIを通知する。以後、データ転送制御部13bは、上位より転送データを受取り、該データをセルに分解すると共に通知された回線識別子(VPI/VCI)をセルに付加して回線に送出する。各交換機間EX1〜EX4は入力セルの回線識別子を変えながらスイッチングして送信する。端末Cは交換機EX4から送信される前記指定された回線識別子を有するセルを取り込んでデータに組立てる。
【0035】
コネクションレス型通信においても、上位通信プロトコル12はVCC制御部13aに宛先端末のアドレスや必要帯域、QOS等の情報を渡す。しかし、コネクションレス型通信の場合、VCC制御部13aのデータグラム用セル生成部13cは、図2に示すデータグラム用セル(先頭セル)を生成し、(1) 該先頭セルのセルヘッダに、端末−交換機間のデータグラム用VCC(VCC1)に予め設定してある回線識別子(VPI/VCI)を付し、(2) ペイロード部に、セル識別子ID、着信先端末アドレスDA、発信元端末アドレスSA、その他の情報を含ませて回線に送出する。ついで、データ転送制御部13bは、上位より転送データを受取り、該データをセルに分解すると共にこれらセルに先頭セルに付加した回線識別子(VPI/VCI)と同一の回線識別子を付加して回線に送出する。各交換機EX1〜EX4は先頭セルにより示された宛先端末アドレスを参照し、コネクションレス型通信のために所定のデータグラム用VCCを割り当て、先頭セルと同一の回線識別子を有するデータセルを該データグラム用VCCを用いて送信し、端末Cは交換機EX4から送信されるセルを取り込んでデータに組立てる。
【0036】
なお、先頭セルにおけるセル識別子IDは、データグラム用セルであることを示す2バイトのビット列であり、着信先端末アドレスDAは着信先端末のIPアドレス、あるいはB−ISDN網で使われる加入者番号、送信元端末アドレスSAは送信元端末のIPアドレス、あるいはB−ISDN網で使われる加入者番号、その他の情報はプロトコル識別子/トラヒック記述子/QOSクラス/通信継続性などである。
プロトコル識別子は、アドレスフィールドに記述した端末アドレスが、どのプロトコルのアドレスであるかを示すもの、トラフィック記述子は、平均速度、ピーク速度、バースト性、ピーク持続時間等の性質を表す測度で、B−ISDN網の呼設定時におけるシグナリング用セルに使用されるものと同じものである。 QOS(Service of Quality)クラスは、セル損失率、遅延時間、遅延ゆらぎ等で規定される品質をクラス分けしたもので、B−ISDN網のシグナリング用セルに使われるものと同じである。通信継続性は、アプリケーションがやり取りする総データ量の予想等から割り出される通信継続時間である。
【0037】
以上のように、先頭セルは、セルヘッダに続く2バイトにデータグラム用セル(先頭セル)であることを示すユニークなビット列を持っているから、交換機は任意のタイミングで到着する先頭セルを検出することができる。また、コネクションレス型通信において、データをルーチングするために使う端末アドレスは、IPアドレスに限らず、B−ISDN網の加入者番号等も使われるから、すなわち上位プロトコルはTCP/IPとは限らないから、先頭セルのその他の情報フィールドF4にプロトコル識別子を持たせる。これにより、先頭セルを受信した各交換機がその端末アドレスがどの様な種類のアドレスであるかを判別できるようになる。
【0038】
(c)交換機の構成
図5は交換機EX1の構成図であり、他の交換機EX2〜EX4も同様の構成を有している。21はATMスイッチ部、22はデータグラム用VCC割当部である。ATMスイッチ部21において、21aはATMスイッチであり、セルを所定の方路にスイッチングすると共にデータグラム用セル(先頭セル)を識別してデータグラム用VCC割当部22に送出するもの、21bはスイッチングテーブルであり、入力VCCの回線識別子(VPI/VCI)と出力VCCの回線識別子(VPI/VCI)の対応を記憶するものである。ATMスイッチ21aはスイッチングテーブル21bに記憶されている対応関係を参照して入力セルを所定の出力VCCに送出する。
【0039】
データグラム用VCC割当部22において、22aはデータグラム用セルのペイロード部に含まれる情報を読取って出力するデータグラムセル読取部、22bは端末アドレスとスイッチング先(交換機)の対応を記憶するルーチングテーブルであり、宛先端末がC,Dであれば、スイッチング先は交換機2であるから、図示するように端末C、Dの端末アドレスに対応させて「交換機2」を記憶する。22cはVCCテーブルであり、自分(交換機11)と他の交換機間に予め設定されている各データグラム用VCCについて、 設定QOSクラス、設定帯域、使用・未使用状態、コネクションレス型通信が必要とするQOS、必要帯域、通信継続性、送信元アドレス、着信先アドレス等を管理するものである。尚、図では、交換機EX1と交換機EX2間に設定されているデータグラム用VCCのVCCテーブルのみが示されている。22dはルーチング制御部であり、先頭セルが示す宛先アドレスに基づいてルーチングテーブル22bとVCCテーブル22cを参照して所定のデータグラム用VCCを決定し、先頭セルの回線識別子と該データグラム用VCCの回線識別子との対応をスイッチングテーブル21に記憶するものである。すなわち、ルーチング制御部22dは、先頭セルで示された宛先端末アドレスに基づいてスイッチング先の交換機EX2をルーチングテーブル22bより求め、ついで、先頭セルに含まれる必要帯域、必要QOSに基づいて、VCCテーブル22cを参照して交換機EX1,EX2間に予め設定されている所定のデータグラム用VCCを決定する。
【0040】
かかる交換機の動作の概略は以下の通りである。すなわち、ATMスイッチ21aは常に入力セルに付加されている回線識別子に基づいてスイッチングテーブル21bを検索してATMレイヤでのスイッチングを行う。又、▲2▼データグラム用セル(先頭セル)を受け取ると、データグラムセル読取部22aが該先頭アドレスのペイロード部に含まれている各種情報を読み取ってルーティング制御部22dに渡す。▲3▼ルーティング制御部22dはセルの着信先端末アドレスフィールドを見て、ルーティングテーブル22b及びVCCテーブル22cを検索して、該通信に割り当てる出力先データグラム用VCCを決定し、スイッチングテーブル21bに登録する。以後、先頭セルと同一の回線識別子を有するデータセルを該データグラム用VCCに送信する。
以上により、時間のかかるパケット組み立てを行う必要がない。又、先頭セルを受け取った時だけ、上記▲2▼,▲3▼の処理を行えばよく、以降のセルは▲1▼のみで高速に所定方路にスイッチングできる。
【0041】
(d)交換機の詳細な動作
図6に示すQOSクラス及び帯域1.5MHzを有するデータグラム用VCC(VCC1〜VCC13)が予め端末−交換機間並びに各交換機間に設定されているネットワークにおいて、端末Aがデータグラム用VCC(VCC1)に端末C宛てのデータを送出した場合について交換機EX1の動作を図7のフローに従って説明する。
先ず、交換機1のATMスイッチ21aは、データグラム用セル(先頭セル)を検出してデータグラム用読み取り部22aに入力する(ステップ101)。データグラム用読み取り部22aは先頭セルのペイロード部の着信先端末アドレスフィールドF2から宛先端末アドレスを読み取り、該アドレスが「アドレスC」であることを確認する(ステップ102)。ついで、ルーチング制御部22dは確認した端末アドレスCで、ルーチングテーブル22bを検索して、スイッチング先が交換機2であることを確認する(ステップ103)。
【0042】
次に、ルーチング制御部22dは、データグラム用セル(先頭セル)におけるフィールドF4からQOSクラスを確認する(ステップ104)。尚、先頭セルの要求するQOSクラスが、「QOS=1」であったとする。ついで、ルーチング制御部22dは交換機2宛のVCCテーブル22cを検索し(ステップ105)、要求されたQOSクラスを満たす最適なデータグラム用VCCとして VCC3を割り当てる(ステップ106)。もし、データグラム用セルが要求するQOSクラスと一致するQOSクラスのデータグラム用VCCが、VCCテーブル22cに登録されていない場合、あるいは使用中である場合は、なるべく要求されたQOSクラスより良いクラスのデータグラム用VCCを割り当てる(1が最も良く、5が最も悪い)。
【0043】
データグラム用VCCの割り当て完了すれば、ルーチング制御部22dは、VCCテーブル22cを更新すると共に(ステップ107)、スイッチングテーブル21bに先頭セルの回線識別子(VPI/VCI)と割り当てたデータグラム用VCCの回線識別子(VPI/VCI)との対応を記憶する(ステップ108)。ステップ107により、VCCテーブル22cは図5に示す状態から図8(a)に示す状態に更新される。又、スイッチングテーブル21bはステップ108の処理により、図8(b)に示すようにVCC1とVCC3の回線識別子の対応関係が記憶される。
しかる後、交換機EX1は端末C宛てのデータグラム用セル(先頭セル)をデータグラム用VCC(VCC3)へ転送する(ステップ109)。端末C宛の先頭セルを受け取った交換機EX2は、同様の手順でデータグラム用VCCとしてVCC6をこの通信に割り当てる。同様に交換機EX3はデータグラム用VCCとしてVCC9をこの通信に割り当て、交換機EX4はデータグラム用VCCとしてVCC12を割り当て、端末A−C間のコネクションレス型通信経路を確立する。
【0044】
以後、各交換機EX1〜EX4のATMスイッチ21aはスイッチングテーブル21bを参照して、先頭セルと同一の回線識別子を有するデータセルを割り当てた出力先のデータグラム用VCCに送信する。
尚、図8(a)において、必要帯域が3Mとなっているのは、データグラム用セル(先頭セル)のトラヒック記述子の示す必要帯域が3Mであったことを示す。同様に継続性が1となっているのは、データグラム用セルの通信継続性の示す値が、1であったことを示す。この通信継続性データは通信継続時間を1〜nに規格化したものであり、時間であっても良い。
【0045】
(e)割り当て帯域最適化機能を備えた交換機
(e−1) 構成
図9は割り当て帯域最適化機能を備えた交換機の構成図であり、図5の交換機と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、帯域テーブル22eとVCCテーブル管理部22fをデータグラム用VCC割当部22に設けた点である。帯域テーブル22eは、交換機に接続されている物理回線毎に、(1) その物理帯域(最大使用可能帯域)、(2) 現在使用中の帯域、(3) 割り当て可能な残り帯域の対応を記憶するものである。VCCテーブル管理部22fは帯域テーブル22eの内容及び発信端末から要求された帯域(必要帯域)及びQOSクラスに基づいて帯域の割り当て最適化制御を行う。
【0046】
(e−2) 第1の帯域再割当制御
図7の制御において交換機EX1は、3Mbpsを要求する端末A−C間のコネクションレス型通信のデータグラム用セル(先頭セル)に対して、1.5Mbpsのデータグラム用VCC(VCC3)を割り当て、VCCテーブル22の内容は図8に示すようになっている。これは、各交換機に予め設定する未使用データグラム用VCCに対して余り大きな帯域を割り当てることができないからであり、交換機EX1では各VCCに1.5Mbpsを割り当てている。このように、データグラム用セル(先頭セル)が要求する帯域に満たない帯域のデータグラム用VCCを割り当てなければならない場合が多い。
【0047】
そこで、図9の交換機は、予め用意している1.5Mbpsのデータグラム用VCCを要求されたコネクションレス型通信に提供しておき、その帯域で通信が維持されている間に、データグラムセル(先頭セル)が要求した帯域まで、該データグラム用VCCの割当帯域を増加させるように制御する。これにより、円滑に通信が継続できるようになる。この場合、次段の交換機宛の回線に割当帯域を増やすだけの帯域リソースが残されてない場合、他の未使用データグラム用VCCの割当帯域を減らして、該使用中データグラム用VCCのために割当帯域リソースを確保する。必要QOSに変更があった場合も同様に、当初割り当てたQOSクラスで通信を維持し、その間に該データグラム用VCCのQOSクラスを変更する様にする。
【0048】
図10はVCCテーブル管理部22fによる第1の割り当て最適化制御の処理フローである。
図7の制御で所定のQOSのデータグラム用VCCを先頭セルで要求されたコネクションレス型通信に割り当てる(ステップ121)。これにより、VCCテーブル22cの内容は図11(a)に示すようになる。
ついで、割り当てたデータグラム用VCCの設定帯域FSをVCCテーブル22cより求め、該設定帯域FSと要求された必要帯域FRの大小を比較する(ステップ122)。FS≧FRであれば、帯域の再割当をせず、コネクションレス型通信の終了を待ち(ステップ123)、通信終了により割り当てたデータグラム用VCCの解放、各種テーブルの更新を行う(ステップ124)。
【0049】
一方、ステップ122において、FS<FRであれば、帯域管理テーブル22eを参照し、データグラム用VCCが存在する物理回線に設定帯域を増加する余剰帯域があるかチェックする(ステップ125)。設定帯域を必要帯域まで増加する余剰帯域が存在すれば、設定帯域FSを必要帯域FRまで増加し、VCCテーブル22c及び帯域管理テーブル22eの内容を更新する(ステップ126)。この結果、VCCテーブル22cの内容は図11(a)から図11(b)に示す内容に更新される。以後、コネクションレス型通信の終了を待ち(ステップ123)、通信終了により割り当てたデータグラム用VCCの解放、各種テーブル22c,22eなどの更新を行う(ステップ124)。
【0050】
ステップ125において、余剰帯域が存在しない場合には、VCCテーブル22cを参照して他の未使用データグラム用VCCの割当帯域(設定帯域)を減らすことが可能かチェックし(ステップ127)、可能であれば、該他の未使用データグラム用VCCの割当帯域を減らして、その分使用中データグラム用VCCの設定帯域FSを必要帯域FRまで増加し、VCCテーブル22c及び帯域管理テーブル22eの内容を更新する(ステップ128)。この結果、VCCテーブル22cの内容は例えば図11(b)から図11(c)に示す内容に更新される。以後、コネクションレス型通信の終了を待ち(ステップ123)、通信終了により割り当てたデータグラム用VCCの解放、各種テーブル22c,22eなどの更新を行う(ステップ124)。なお、ステップ127で他の未使用のデータグラム用VCCの割当帯域(設定帯域)を減らしても設定帯域FSを必要帯域FRまで増加できない場合には、別の手段により、例えば後述するダイレクトなVCCの確立により必要帯域を満足する通信ができるように制御する。
【0051】
(e−3) 第2の帯域再割当制御
データグラム用VCCを介してコネクションレス型通信が維持されている間に、端末にて大量のデータ転送が発生するアプリケーションが起動され、端末がネットワークに対して要求する内容(必要QOS、必要帯域、通信継続性等)が変わる場合がある。かかる場合、ATM端末は要求変更を通知するためのデータグラム用セル(要求変更セル)を送出して、ネットワークに対する要求の変更を伝え、ネットワークは該要求を満足するように帯域、QOSの再割当制御を行う。尚、要求変更セルは先頭セルと全く同一の構成を有している。
【0052】
図12は要求変更時におけるATM端末の動作説明図である。ATM端末の上位通信プロトコル制御部12はアプリケーションの実行に必要な帯域、必要QOS、総データ量の変更をVCC制御部13aに通知する。これにより、VCC制御部13aのデータグラム用セル生成部13cは、図2に示す先頭セルと同一フォーマットのデータグラム用セル(要求変更セル)を生成してデータグラム用VCCに送出する。データグラム用セルを検出した交換機は、スイッチングテーブル21bを検索して該セルが到来したデータグラム用VCCが既に登録されているか確認し、これによりデータグラム用セルが先頭セルであるか要求変更セルであるかの識別を行う。すなわち、データグラム用VCCが登録されていなければ到来セルは先頭セル、既に登録されていれば要求変更セルである。要求通知変更セルであれば、既にデータグラム用VCCを割り当ててあるから、再度のルーティング処理を行わず、新たな要求を満足するように帯域、QOSの再割当制御を行う。
【0053】
図13は要求変更時の交換機の制御フローである。
データグラム用セルを受信すれば(ステップ101)、スイッチングテーブル21bを検索し(ステップ201)、セルが到来したデータグラム用VCCが既に登録されているか確認する(ステップ202)。セルが到来したデータグラム用VCCがスイッチングテーブル21bに登録されていない場合には到来セルは先頭セルであるから図7で説明した制御(ステップ102〜ステップ109)を実行する。
一方、ステップ202において、セルが到来したデータグラム用VCCがスイッチングテーブル21bに既に登録されていれば、到来セルは要求変更セルである。従って、該要求変更セルが示す要求に基づいてVCCテーブル22cの必要帯域、必要QOS、通信継続性等を交信する(ステップ203)。ついで、新たな要求を満足するように帯域、QOSの最適化処理を行う(ステップ204)。
【0054】
図14は交換機の最適化処理フローである。まず、VCCテーブル22cを参照して、設定帯域FSと必要帯域FRの大小を比較し(ステップ205a)、設定帯域FS≧必要帯域FRであれば、次のQOS再割当処理に進む。しかし、FS<FRの場合には、VCCテーブル22cを参照して不足分(=FR−FS)を他の未使用データグラム用VCCの割当帯域(設定帯域)から充当することが可能かチェックし(ステップ205b)、可能であれば、該他の未使用データグラム用VCCの割当帯域を減らして充当する(ステップ205c)。しかし、不足分を他の未使用データグラム用VCCの割当帯域(設定帯域)から充当することが不可能であれば、ダイレクトなVCCの確立(後述)を要求する。なお、ステップ205aのまえに、データグラム用VCCが存在する回線に設定帯域FSを必要帯域FRまで増加する余剰帯域があるかチェックし、あれば、余剰帯域より不足分を充当するようにし、ない場合にステップ205a以降の処理を行うようにすることもできる。
【0055】
帯域の再割当処理が終了すれば、VCCテーブル22cを参照して、設定QOS(=QS)と必要QOS(=QR)を比較し(ステップ205d)、QS=QRの場合には最適化処理を終了する。しかし、QS≠QRの場合には、設定QOSを必要QOSに変更可能であるかチェックし(ステップ205e)、変更可能であれば設定QOSを必要QOSに変更して最適化処理を終了する(ステップ205f)。しかし、変更不可能な場合にはダイレクトなVCCの確立を要求する。
【0056】
(f)通信終了制御
データグラム用VCCで行われていたコネクションレス型通信が終了すれば、ATM端末のデータグラム用セル生成部13cは、該データグラム用VCCを使用した通信が終了したことを示すデータグラム用セル(通信終了通知セル)を生成して交換機に送出し、交換機はこの通信終了通知セルを受信して終了処理を行う。
図15は通信終了時におけるATM端末の動作説明図である。ATM端末の上位通信プロトコル制御部12は通信終了によりその旨をVCC制御部13aに通知する。これにより、VCC制御部13aのデータグラム用セル生成部13cは、図15(b)に示す通信終了を通知するためのデータグラム用セル(通信終了通知セル)を生成してデータグラム用VCCに送出する。通信終了通知セルはその他の情報フィールドF4にオール0の無効データを入れて他のデータグラム用セルと識別可能にする。
【0057】
図16は交換機の通信終了処理フローである。データグラム用セルを受信すれば(ステップ101)、スイッチングテーブル21bを検索し(ステップ201)、セルが到来したデータグラム用VCCが既に登録されているか確認する(ステップ202)。セルが到来したデータグラム用VCCがスイッチングテーブル21bに登録されていない場合には到来セルは先頭セルであるから図7で説明した制御(ステップ102〜ステップ109)を実行する。
【0058】
一方、ステップ202において、セルが到来したデータグラム用VCCがスイッチングテーブル21bに既に登録されていれば、該セルのF4フィールドを参照し、その内容がオール0であるかチェックする(ステップ301、302)。おオール0でなければ、到来セルは要求変更セルである。従って、該要求変更セルが示す要求に基づいてVCCテーブル22cの必要帯域、必要QOS、通信継続性等を更新する(ステップ203)。ついで、新たな要求を満足するように帯域、QOSの最適化処理を行う(ステップ204)。
【0059】
ステップ302において、F4フィールドの内容がオール0であれば、到来セルは通信終了通知セルである。従って、VCCテーブル22cの内容を更新する。すなわち、それまで使用していたデータグラム用VCCに応じたデータをクリアする(ステップ303)。又、スイッチングテーブル21bの内容を更新する。すなわち、それまで使用していた入力データグラム用VCCの回線識別子と出力データグラム用VCCの回線識別子の対応をスイッチングテーブル21bより削除する(ステップ304)。このように端末が通信の終了を示すデータグラム用セルを送出することにより、通信の終了時にデータグラム用VCCを該通信への割当から開放することができ、ネットワーク資源を必要以上に浪費することを避けられる。また、交換機は通信終了通知用セルを次の交換機へ送出する(ステップ305)。これにより、その他の交換機においても同様に、データグラム用VCCの割当が開放され、データグラムにて確立された端末A−C間の経路は消滅する。
以上の通信終了処理により、VCCテーブル22cは図17(a)に示すように元の初期状態にクリアされ、又、スイッチングテーブル21bも元の状態にクリアされる。
【0060】
(f)端末間のダイレクトなVCCの確立制御
(f−1) ダイレクトVCCの必要性
ATM端末が要求変更セルを送出して、ネットワークに対する帯域要求を更に増加させた時、ネットワークは既に確立されている経路ではその要求を満足させる帯域を確保できない場合がある。かかる場合、交換機は端末からの変更要求通知をコネクション型通信の確立要求とみなして網管理センタに対して端末間にダイレクトなVCCを張るよう依頼し、網管理センタにより確立されたVCCを介して通信することで通信の継続に必要な帯域を確保する。
【0061】
(f−2) ネットワーク構成
図18は端末間のダイレクトなVCCの確立制御を可能にするネットワークの構成図である。図中、A〜DはATM端末、EX1〜EX4はATM交換機、NWKはATM交換機群によるネットワーク、NMCは網管理センターである。
端末A−C間にコネクションレス型の通信経路(交換機EX1→EX2→EX3→EX4)が確立されて通信が行われている。この時、端末Aが帯域30Mbpsを要求する要求変更セルを送出したとする。しかし、交換機EX1−交換機EX2間の回線における最大使用帯域は25Mbpsなので、既に確立されている通信経路で端末A−C間のコネクションレス型通信に必要な帯域30Mbpsを確保することができない。かかる場合、交換機EX1は、端末Aの要求変更通知をもとに、共通信号線を使って網管理センタNMCに対して、端末A−C間のダイレクトなVCCを確立するよう依頼する。コネクション型通信において(図32参照)、網管理センタNMCへのこの様な要求は、ATM端末のVCC制御部が行う。しかし、データグラム型通信(コネクションレス型通信)で既に確立された経路に代わるダイレクトVCCを確立する時は、交換機EX1がATM端末に変わって、網管理センタNMCにダイレクトなVCCの確立要求を出す。
【0062】
(f−3) 交換機の構成
図19はダイレクトなVCCの要求制御を実現する交換機の構成図であり、図9の交換機と同一部分には同一符号を付している。図9の構成と異なる点はVCC確立エージェント部23を設けた点であり、このVCC確立エージェント部23はVCCテーブル22cの内容をもとに、シグナリング用データを生成して、網管理センタNMCに対して端末A−C間のダイレクトVCCの確立要求を出すようになっている。すなわち、VCC確立エージェント部23は、▲1▼VCCテーブル22cに登録されている端末の要求帯域FRと帯域テーブル22eで管理されている回線の残り帯域を監視している。端末の要求帯域を該回線の残り帯域で提供できる場合、データグラム用VCCに該回線の残り帯域を割り当てるよう制御する。▲2▼しかし、端末の要求帯域を該回線の残り帯域で提供しきれない場合、網管理センタNMCにダイレクトVCCの確立を依頼するためのデータを生成する。▲3▼そして、共通信号線を使って、網管理センタNMCに対して、端末間のダイレクトなVCCの確立を依頼するシグナリングデータを送出する。
【0063】
(f−4) ダイレクトVCC確立による通信制御
図20はダイレクトVCCの確立及び通信制御フローである。
VCC確立エージェント部23は、データグラム用セル(要求変更セル)で必要帯域の増加が通知されると、すなわち、VCCテーブル22cを参照して必要帯域の増加を検出すると(ステップ401)、コネクションレス型通信に割り当てているデータグラム用VCCの設定帯域FSを要求帯域FRまで増加できる余剰帯域が回線に残っているかチェックし(ステップ402)、残っていれば設定帯域FSを要求帯域FRまで増加する(ステップ403)。
しかし、設定帯域FSを要求帯域FRまで増加できる余剰帯域が回線に残っていない場合には、VCCテーブル22cを参照して必要帯域、必要QOS、発信元アドレス、着信先アドレス等を求め、これらを用いてダイレクトVCC確立を依頼するためのシグナリング用データを作成し(ステップ404)、共通信号線を使って網管理センタNMCに端末A−C間のダイレクトなVCCの確立を要求する(ステップ405)。
【0064】
端末A−C間のダイレクトなVCCの確立要求を受信すると、網管理センタNMCは、端末A−C間の経路を算出して、その経路を構成するATM交換機群の各交換機に、端末A−C間VCCの設定を指示して、端末A−C間のダイレクトなVCCを確立する(ステップ406)。ついで、網管理センタNMCは共通信号線を介して端末Aと端末Cに、データグラム用VCCに代わるダイレクトVCCの回線識別子(VPI/VCI)を通知する(ステップ407)。
【0065】
これにより、図21に示すように、端末のVCC制御部13aは共通信号線からダイレクトVCCの回線識別子を受信する。ダイレクトVCCの回線識別子の通知を受けたVCC制御部13aは、データグラム用セル生成部13cで管理してる通信情報を参照して、それまでデータグラム用VCCで行われていた通信のために、ダイレクトVCCが張られたことを認識する。ついで、VCC制御部13aはデータ転送制御部13bに出力VCCの変更を通知すると共にダイレクトVCCの回線識別子を渡す。以後、データ転送制御部13bは、上位より受信したデータをセル化すると共に、ダイレクトVCCの回線識別子をヘッダに付して送出する(ステップ408)。又、データグラム用セル生成部13cは、管理していた該データグラム用VCCの割当を解除し、更に該データグラム用VCCによる通信終了を通知するデータグラム用セル(通信終了通知セル)を送出する(ステップ409)。これにより、コネクションレス型通信に割り当てられていたネットワーク内のデータグラム用VCCは未使用状態に戻され、以後他の端末間通信のために使用可能となる(ステップ410)。
【0066】
(f−5) 通信継続性の増大によるダイレクトVCC確立/通信制御
以上は、ATM端末がネットワークに対する帯域要求を増加させた場合であるが、送信データ量が多くなって通信継続性(通信継続時間)が増大する場合がある。かかる場合もダイレクトなVCCを確立して通信するように制御することができる。図22はかかる通信継続性(通信継続時間)が増大する場合における通信制御フローである。
VCC確立エージェント部23は、データグラム用セル(要求変更セル)で通信継続性の増大が通知されると、すなわち、VCCテーブル22cを参照して通信継続性(通信継続時間)の増加を検出すると(ステップ501)、該通信継続時間が予め設定されているしきい値と比較し(ステップ502)、しきい値以下の場合には処理を終了する。しかし、通信継続時間がしきい値以上の場合は、図20のステップ404〜410の処理と同一の処理を行ってダイレクトVCCによる通信制御を行う。これにより、長時間継続する通信を端末間のダイレクトVCCで行うことができ、予備のデータグラム用VCCが足りなくなることを防ぐことができる。
【0067】
(f−6) VCC確立要求制御
以上のダイレクトVCC確立制御では(図18参照)、交換機EX1−交換機EX2間のデータグラム用VCC(VCC3)で、帯域を確保できない場合、交換機EX1が網管理センタNMCに対して端末A−C間のダイレクトVCCの確立要求を出した。しかし、この時、交換機EX2−交換機EX3間、交換機3−交換機4間の回線でも帯域を確保できなかった場合、同時に交換機EX2,EX3からも端末A−C間のダイレクトVCCの確立が出されてしまう問題が生じる。
そこで発信端末を直接収容していない交換機EX2〜EX4は、帯域を確保できない場合、網管理センタNMCに対してダイレクトVCCの確立要求を出さないようにする。代わって、交換機EX2〜EX4は図23(a)に示すように、発信端末Aを直接収容している交換機EX1に帯域を確保できない旨を伝えるデータグラム用セル(帯域不足通知セル)を送出するようにする。帯域不足通知セルは図23(b)に示すようにペイロード部のF4フィールドに帯域不足を示すユニークなビット列を入れることで他のセルと識別する。
【0068】
すなわち、
▲1▼帯域不足1を管理している交換機EX2は、交換機EX1へ帯域不足を伝える帯域不足通知セルを送出する。
▲2▼交換機EX1は交換機EX2から帯域不足を伝えるデータグラム用セル(帯域不足通知セル)を受信したことを契機に、端末A−C間のダイレクトVCCの確立要求を網管理センタNMCへ送出する。
▲3▼又、帯域不足2を管理している交換機EX3は、交換機EX1へ帯域不足を伝える帯域不足通知セルを送出する。しかし、交換機EX1は、すでに▲2▼で端末A−C間のダイレクトVCCの確立要求を送出しているので、交換機EX3からの帯域不足を伝える帯域不足通知セルに対しては、なにもしない。また、交換機EX3が送出した帯域不足を伝える帯域不足通知セルを受信した交換機EX2は、発信端末Aを直接収容していないので、なにもしない。
【0069】
以上のようにすれば、網管理センタNMCに対してダイレクトVCCの確立要求を出す交換機を、発信端末を直接収容する交換機EX1のみに限定できるためダイレクトVCCの確立要求の重複をさけることが可能になる。
図24はVCC確立要求処理を含む交換機の処理フローである。
所定のセル識別子を有するデータグラム用セルを検出すると(ステップ101)、スイッチングテーブル21bを検索し(ステップ201)、セルが到来したデータグラム用VCCが既に登録されているか確認する(ステップ202)。セルが到来したデータグラム用VCCがスイッチングテーブル21bに登録されていない場合には到来セルは先頭セルであるから図7で説明した制御(ステップ102〜ステップ109)を実行する。
【0070】
一方、ステップ202において、セルが到来したデータグラム用VCCがスイッチングテーブル21bに既に登録されていれば、該セルのF4フィールドを参照し、その内容がオール0であるかチェックする(ステップ301、302)。F4フィールドの内容がオール0であれば、到来セルは通信終了通知セルである。従って、VCCテーブル22cの内容を更新する。すなわち、それまで使用していたデータグラム用VCCに応じたデータをクリアする(ステップ303)。又、スイッチングテーブル21bの内容を更新する。すなわち、入力データグラム用VCCの回線識別子と出力データグラム用VCCの回線識別子の対応をスイッチングテーブル21bより削除する(ステップ304)。なお、交換機は通信終了通知用セルを次の交換機へ送出する。
【0071】
ステップ302において、オール0でなければ、到来セルは要求変更セルか帯域不足通知セルである。従って、F4フィールドの内容が帯域不足を示すビット列に一致するかチェックする(ステップ601)。帯域不足を示すビット列でなければ、セルは要求変更セルであるから、該要求変更セルが示す要求に基づいてVCCテーブル22cの必要帯域、必要QOS、通信継続性等を更新する。又、新たな要求を満足するように帯域、QOSの最適化処理を行う(ステップ204)。
ステップ601において、F4フィールドの内容が帯域不足を示すビット列であれば、セルは帯域不足通知セルであるから、該帯域不足通知セルの送信元端末アドレスを読み取り、該アドレスが示す端末を自分が直接収容しているかチェックする(ステップ602、603)。直接収容している端末でなければ、帯域不足通知セルを無視する(ステップ604)。一方、発信端末を直接収容していれば、図20のステップ404以降の処理(VCC確立制御)を実行する(スレーブ605)。
【0072】
(g)マルチキャスト通信
従来のTCP/IPのような1対1の通信プロトコルによるデータグラム網において、マルチキャスト通信を行う場合、端末は通信相手の数だけ同一の通信手順を繰り返して、それぞれにデータを送信しなければならない。しかし、これでは、情報を送出する端末の負荷やネットワークの必要帯域が相手端末数に比例して増大してしまう。
そこで本発明では、マルチキャスト通信を行う場合、送出元端末は通信相手の数に関わらず、一度だけ、データ送出を行うだけでよく、しかも、通信相手毎に経路が別れる交換機でデータを複製して、それぞれの相手端末に送信することで、端末の負荷やネットワークの必要帯域を抑制する。
【0073】
図25はかかるマルチキャスト通信の説明図であり、交換機EX1〜EX4を介して端末Aより端末C,Dにデータをマルチキャストする場合を示しており、(a)は従来方式、(b)は本発明方式によりマルチキャスト通信する場合である。従来のマルチキャスト通信方式では(a)に示すように端末Aが端末C,Dにそれぞれ同じデータを送らなくてはならない。一方、本発明方式では、端末Aは一度だけデータを送出すれば交換機EX4がデータを複製して端末C,Dにそれぞれ送信する。これにより、発信端末の負荷やネットワークの必要帯域を抑制することができる。
【0074】
上記本発明のマルチキャスト通信を可能にするためには、データグラム用セル(先頭セル)で複数の相手端末のアドレスを指定しなくてはならない。上位プロトコルには、グループIPアドレスの様にマルチキャスト用のグループアドレスを持つプロトコルがある。かかる上位プロトコルがあれば、グループアドレスをデータグラム用セルの相手端末群のグループアドレスとして記述することで、1つのアドレスでマルチキャストの全ての相手端末を特定することができる。
しかし、グループアドレスを持たないプロトコルのデータを送出する場合、それぞれの端末のアドレスを使うしかなく、すなわち1つのデータグラム用セルで1つの相手端末のアドレスを指定するしかない。そこでマルチキャスト通信を行う場合、データを送出する発信端末は、相手端末の数分データグラム用セル(先頭セル)を送出して、複数の相手端末のアドレスを指定する。
【0075】
図26はマルチキャスト通信する相手端末の指定制御の説明図、図27は各交換機のスイッチングテーブルの内容説明図、図28は交換機EX1の交換機EX2宛てVCCテーブルの内容説明図である。
端末Aが端末C,Dとマルチキャストで通信しようとする場合、先ず、端末C宛のデータグラム用セル(先頭セル)を送出する。
▲1▼端末C宛の先頭セルを受信した交換機EX1は、スイッチング先が交換機EX2であることを判断し、データグラム用VCCとしてVCC3を割当て、スイッチングテーブルに入力データグラム用VCCと出力データグラム用VCCの対応を示す
「VCC1−VCC3」
を登録する(図27(a))。実際には、VCC1,VCC3はそれらに予め設定してある回線識別子VPI/VCIで特定される。又、交換機EX1はデータグラム用VCCの割り当てによりVCCテーブルを図28(a)から図28(b)に示すように更新する。ただし、こに段階ではまだ着信先は端末Cだけである。
【0076】
▲2▼同様に、端末C宛の先頭セルを受信した交換機EX2は、スイッチング先が交換機EX3であることを判断し、データグラム用VCCとしてVCC6を割当て、てスイッチングテーブルに入力データグラム用VCCと出力データグラム用VCCの対応を示す
「VCC3−VCC6」を登録する。
▲3▼同様に、端末C宛の先頭セルを受信した交換機EX3は、スイッチング先が交換機EX4であることを判断し、データグラム用VCCとしてVCC9を割当て、スイッチングテーブルに入力データグラム用VCCと出力データグラム用VCCの対応を示す
「VCC6−VCC9」
を登録する。
▲4▼同様に、端末C宛の先頭セルを受信した交換機EX4は、スイッチング先が端末Cであること判断し、データグラム用VCCとしてVCC12を割当て、スイッチングテーブルに入力データグラム用VCCと出力データグラム用VCCの対応を示す
「VCC9−VCC12」
を登録する(図27(b))。
【0077】
次に端末Aは、端末D宛の先頭セルを送出する。
▲5▼端末D宛の先頭セルを受信した交換機EX1は、スイッチング先が交換機EX2で先のスイッチング先と変わらないことを確認し、新たにデータグラム用VCCを割り当てることはしない。しかし、VCCテーブルの着信先欄に端末Dを記入する(図28(c))。なお、帯域最適化処理により、VCC4、VCC5の設定帯域は 1.0M, 0.5Mとなる。
▲6▼同様に、端末D宛の先頭セルを受信した交換機2は、スイッチング先が交換機EX3で先のスイッチング先と変わらないことを確認し、新たにデータグラム用VCCを割り当てることはしない。
▲7▼同様に、端末D宛の先頭用セルを受信した交換機EX3は、スイッチング先が交換機EX4で先のスイッチング先と変わらないことを確認し、新たにデータグラム用VCCを割り当てることはしない。
▲8▼端末Dの先頭セルを受信した交換機EX4は、スイッチング先が端末Dで先のスイッチング先と変わったことを認識し、新たにデータグラム用VCCとしてVCC13を割当て、スイッチングテーブルに
「VCC9−VCC13」
を追加する(図27(c))。
【0078】
以上のように、スイッチングテーブルに登録済のデータグラム用VCCから先頭セルを受信した交換機は、スイッチング先が変わった場合のみ新たにデータグラム用VCCを割当ててスイッチングテーブルに追加登録する。これにより、図26の場合、交換機4はデータを複製して端末C,Dにそれぞれ送信することが可能となる。
図29及び図30はマルチキャスト処理を含む交換機の制御フローである。
所定のセル識別子を有するデータグラム用セルを検出すると(ステップ101)、スイッチングテーブル21bを検索し(ステップ201)、セルが到来したデータグラム用VCCが既に登録されているか確認する(ステップ202)。セルが到来したデータグラム用VCCがスイッチングテーブル21bに登録されていない場合には到来セルは先頭セルであるから図7で説明した制御(ステップ102〜ステップ109)を実行する。
【0079】
一方、ステップ202において、セルが到来したデータグラム用VCCがスイッチングテーブル21bに既に登録されていれば、該セルのF4フィールドを参照し、その内容がオール0であるかチェックする(ステップ301、302)。F4フィールドの内容がオール0であれば、到来セルは通信終了通知セルである。従って、通信終了処理(ステップ303,304)を実行する。
ステップ302において、オール0でなければ、F4フィールドの内容が帯域不足を示すビット列に一致するかチェックする(ステップ601)。F4フィールドの内容が帯域不足を示すビット列であれば、図24のステップ602以降の処理によりVCC確立制御を実行する(ステップ610)。
【0080】
ステップ601において帯域不足を示すビット列に一致してなければ、受信セルセルに含まれる宛先端末アドレスを読み取り、該アドレスでルーチングテーブルを検索してスイッチング先の交換機を求める(ステップ701,702)。しかる後、スイッチングテーブルに登録されている入力VCC−出力VCCの対応関係より、スイッチ先の交換機を求める(ステップ703)。ついで、ステップ702で得られたスイッチ先の交換機がステップ703で得られたスイッチ先の交換機に含まれいるかチェックする。、すなわち、スイッチ先が新たなスイッチ先であるかチェックする(ステップ704)。
スイッチ先が新たなスイッチ先でなければ、受信セルは要求変更セルであるから、該要求変更セルが示す要求に基づいてVCCテーブルの必要帯域、必要QOS、通信継続性等を更新する。又、新たな要求を満足するように帯域、QOSの最適化処理を行う(ステップ204)。
【0081】
スイッチ先が新たなスイッチ先であれば、すなわち、スイッチ先が変更されていれば、マルチキャスト通信のための相手端末通知用セルであるから、データグラム用VCCとして新たなVCCを割り当て(ステップ705)、しかる後、VCCテーブルの内容を更新すると共に(ステップ706)、スイッチングテーブルに新たなVCCを記憶する(ステップ707)。以後、追加したデータグラム用VCCにセルを送出する。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
【0082】
【発明の効果】
以上本発明によれば、交換機間でデータを受渡しするためのコネクションレス型通信のためのデータグラム用VCCを複数本用意しておき、各コネクションレス型通信(データグラム用通信)にそれぞれ1本づつ専用のコネクションを提供するので、それぞれの端末に対して、データを送出するための帯域や品質を保証ことができる。
本発明によれば、コネクション型通信の交換機、例えば、ATM交換機はIPパケットに組み立てる必要がなく、その高速スイッチング特性を十分に利用してコネクションレス型通信ができる。
【0083】
本発明によれば、先頭セルに宛先端末アドレスのプロトコルを示すプロトコル識別子を含ませ、交換機が先頭セルで示された端末アドレスがどのプロトコルのアドレスかを該プロトコル識別子を参照して認識できるようにしたから、IPだけでなく様々なプロトコルを扱えることが可能になる。
本発明によれば、先頭セルにコネクションレス型通信に必要な帯域あるいはQOSクラスを示すデータを含ませ、又、交換機においてVCCテーブルで各データグラム用VCCの使用・未使用状態、データグラム用VCCに設定してある帯域あるいはQOSクラスを管理させるようにしたから、交換機はVCCテーブルVTを参照することにより容易に先頭セルが示す必要帯域あるいはQOSクラスを満足するデータグラム用VCCを割当てることができる。
【0084】
本発明によれば、端末が要求した必要帯域あるいはQOSクラスを満足するデータグラム用VCCが存在しない場合であっても通信を開始でき、しかも、通信開始後に端末の要求を満足する通信を可能にする。
本発明によれば、要求変更セルを受信した場合、ルーチング処理を行わず、既に割り当ててあるデータグラム用VCCの設定帯域を要求帯域に変更する処理のみを実行するようにしたから、交換機はルーチング処理を行う必要がないため負荷が軽減し、しかも、変更後の要求を満たす通信が可能になる。
本発明によれば、データグラム用VCCを用いたコネクションレス型通信が終了した時に、端末は通信の終了を示す通信終了通知セルを送出し、交換機は通信終了通知セルの受信により、割り当てていたデータグラム用VCCを未使用状態に戻すようにしたから、データグラム用VCCを他のコネクションレス型通信のために再利用できるようになる。
【0085】
本発明によれば、通信中に必要帯域やQOSクラスに変更が生じ、物理回線に設定帯域を必要帯域まで増やすだけの余剰帯域がない場合、端末間のダイレクトなVCCを確立して通信を行わせるようにしたから、変更後の要求を満たす通信が可能になる。
本発明によれば、先頭セルに通信継続性を示すデータを含ませ、通信継続性が所定のしきい値を越えている場合、端末間のダイレクトなVCCを確立して通信を行わせるようにしたから、長時間継続する通信のためにデータグラム用VCCが足りなくなることを防止できる。
【0086】
本発明によれば、 網管理センタに対してダイレクトVCCの確立要求を送出する交換機を、発信端末を直接収容している交換機とするようにしたから、1つの交換機のみが網管理センタに対してダイレクトVCCの確立要求を行うため、VCC確立要求の重複をさけることができる。
本発明によれば、分岐点までユーザセルを共通の通路を介して送出し、分岐点でコピーして複数の相手通信装置に分配するようにしたから、マルチキャスト通信において、発信端末は1回ユーザセル流を送出するだけで良いため負荷を軽減でき、しかも、トラヒックの増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】通信システムの概略説明図である。
【図2】IPパケットとATMセルの関係説明図である。
【図3】本発明のコネクションレス型通信を行うネットワークの構成図である。
【図4】端末の構成図である。
【図5】交換機の構成図である。
【図6】交換機の動作説明図である。
【図7】交換機の動作フロー図である。
【図8】テーブル内容説明図である。
【図9】割当帯域の最適化機能を備えた交換機の構成図である。
【図10】割当帯域の最適化制御フローである。
【図11】VCCテーブルの内容説明図である。
【図12】要求変更時におけるATM端末の動作説明図である。
【図13】要求変更時における交換機の制御フローである。
【図14】交換機の最適化処理フローである。
【図15】通信終了時におけるATM端末の動作説明図である。
【図16】交換機の通信終了処理フローである。
【図17】各種テーブル内容説明図である。
【図18】ダイレクトなVCCの確立制御を可能にするネットワーク構成図である。
【図19】VCC確立機能を備えた交換機の構成図である。
【図20】ダイレクトVCCの確立及び通信制御フロー(帯域増加)である。
【図21】ダイレクトVCCによる端末の通信制御説明図である。
【図22】ダイレクトVCCの確立及び通信制御フロー(通信継続性増大)である。
【図23】VCC確立要求制御を説明するネットワーク構成図である。
【図24】交換機のVCC確立要求処理フローである。
【図25】マルチキャスト通信の説明図である。
【図26】マルチキャスト通信する相手端末指定制御の説明図である。
【図27】スイッチングテーブルの内容説明図である。
【図28】交換機1から交換機2宛て用のVCCテーブルの内容説明図である。
【図29】マルチキャスト処理を含む交換機の制御フロー(その1)である。
【図30】マルチキャスト処理を含む交換機の制御フロー(その2)である。
【図31】コネクション型とコネクションレス型通信の説明図である。
【図32】コネクション型通信の説明図である。
【図33】PVC方式の説明図である。
【図34】データグラム方式の説明図である。
【図35】IPパケットとATMセルの関係図である。
【図36】従来のデータグラム方式を実現する交換機の構成図である。
【図37】端末A→E、端末B→Fへデータを送信する場合の従来方式の説明図である。
【図38】ショートカット説明図である。
【符号の説明】
A,B,C,D・・端末
EX1〜EX2・・交換機
ST・・スイッチングテーブル
VT・・VCCテーブル
C0・・データグラム用セル(先頭セル)
C1〜Cn・・ユーザセル
Claims (18)
- あらかじめ交換機間にコネクションレスでデータを専用に転送するためのVCC(バーチャル・チャネル・コネクション)を複数本張り、コネクションレスのデータ通信に対して専用に1本のVCCを割り当て、該VCCを用いてコネクションレスのデータ通信を行うコネクションレス型通信方式において、
端末はコネクションレスのデータをセルに分解して送出すると共に、先頭にデータの宛て先端末のアドレスを示すセルを挿入して送出し、
交換機は該先頭セルにより示された宛先端末アドレスを参照し、前記データのコネクションレス通信に所定のVCCを割り当て、先頭セルと同一の回線識別子を有するデータセルを、該VCCを用いて送信する、
ことを特徴とするコネクションレス型通信方式。 - 交換機は、前記先頭セルの回線識別子と割り当てたVCCの回線識別子との対応をスイッチングテーブルに記憶し、該スイッチングテーブルを参照して先頭セルと同一の回線識別子を有するデータセルを前記割り当てたVCCを用いて通信することを特徴とする請求項1記載のコネクションレス型通信方式。
- 端末は、コネクション型通信をする場合、シグナリングセルを送出してコネクション確立を要求し、該要求に対して指定された回線識別子をデータセルに付して送出し、
コネクションレス型の通信をする場合、前記先頭セルに端末と交換機間に予め設定されているVCCの回線識別子を付して送出すると共にデータセルに該回線識別子と同一の回線識別子を付して送出することを特徴とする請求項1記載のコネクションレス型通信方式。 - 前記先頭セルは、先頭セルであることを示す識別子を備え、交換機は該識別子により先頭セルを識別することを特徴とする請求項1記載のコネクションレス型通信方式。
- 前記先頭セルは宛先端末アドレスのプロトコルを示すプロトコル識別子を有し、交換機は先頭セルで示された端末アドレスがどのプロトコルのアドレスかを、該プロトコル識別子を参照して判断することを特徴とする請求項1記載のコネクションレス型通信方式。
- 前記先頭セルは通信に必要な帯域あるいは通信のサービスクラス(QOSクラス)を示すデータを有し、
交換機は、コネクションレス通信のために予め設定されているVCCを管理するVCCテーブルを備え、該VCCテーブルで各VCCの使用・未使用状態、該VCCに設定してある帯域あるいはQOSクラスを管理し、該VCCテーブルを参照して前記先頭セルにより示された必要帯域あるいは必要QOSクラスに最適のVCCを選択して割り当てることを特徴とする請求項1記載のコネクションレス型通信方式。 - 交換機は、端末が要求した必要帯域あるいはQOSクラスを満足するVCCが存在しない場合には、これら必要帯域あるいはQOSクラスを満たさないVCCを一時的に割り当てて通信を開始し、
通信の途中で、該割り当てたVCCの設定帯域あるいはQOSクラスを端末が必要とする帯域まであるいはQOSクラスまで引き上げることを特徴とする請求項6記載のコネクションレス型通信方式。 - 前記一時的に割り当てたVCCが存在する物理回線に、該VCCの設定帯域を必要帯域まで引き上げるだけの余剰帯域がない場合、該回線内に未使用のVCCがあるかチェックし、あれば、該未使用VCCの設定帯域を減らして前記VCCの設定帯域を増加することを特徴とする請求項7記載のコネクションレス型通信方式。
- 割り当てられたVCCを用いた通信中に必要帯域やQOSクラスに変更が生じたとき、端末は該必要帯域やQOSクラスの変更を交換機に通知するために要求変更セルを送出することを特徴とする請求項6記載のコネクションレス型通信方式。
- 前記要求変更セルは先頭セルと同一の構成を備え、
交換機は、端末から先頭セルあるいは要求変更セルを受信したとき、該セルの回線識別子がスイッチングテーブルに登録されているか確認することにより、先頭セルと要求変更セルの区別をし、
要求変更セルの場合、ルーティング処理を行わず、既に割り当ててあるVCCの設定帯域を必要帯域に変更する処理を実行することを特徴とする請求項6記載のコネクションレス型通信方式。 - コネクションレス型通信が終了した時に、端末は通信の終了を示す通信終了通知セルを送出し、
交換機は通信終了通知セルの受信により、割り当てていたVCCを未使用状態に戻すことを特徴とする請求項1記載のコネクションレス型通信方式。 - 割り当てたVCCが存在する物理回線に該VCCの設定帯域を増やすだけの余剰帯域がない場合、交換機は網管理センタに対して端末間のダイレクトなVCCの確立を要求し、前記既に割り当ててあるVCCによる経路とは別のダイレクトな経路を介して端末間の通信を実行させることを特徴とする請求項8記載のコネクションレス型通信方式。
- 交換機はVCC確立エージェント部を備え、該VCC確立エージェント部はVCCテーブルに記入されている端末の要求内容を参照してシグナリング用データを生成し、該シグナリング用データを網管理センタに送出して端末に代わって端末間のダイレクトなVCCの確立要求を行うことを特徴とする請求項12記載のコネクションレス型通信方式。
- 前記先頭セルは通信継続性を示すデータを有し、交換機はVCCテーブルで各VCCの通信継続性を管理し、通信継続性が所定のしきい値を越えている場合、網管理センタに対して端末間のダイレクトなVCCの確立を要求し、既に割り当ててあるVCCによる経路と別のダイレクトな経路を介して端末間の通信を実行させることを特徴とする請求項12記載のコネクションレス型通信方式。
- 端末は網管理センタからダイレクトVCCの回線識別子を受信したとき、セルに該回線識別子を付して送出すると共に、それまで割り当てていたVCCによる通信の終了を、通信終了通知セルを送出して通知することを特徴とする請求項12記載のコネクションレス型通信方式。
- 網管理センタに対してダイレクトVCCの確立要求を送出する交換機は、発信端末を直接収容している交換機として、途中経路に位置する交換機は該発信端末を直接収容する交換機に対して、帯域不足を示す帯域不足通知セルを送出することを特徴とする請求項12記載のコネクションレス型通信方式。
- マルチキャスト通信を行う場合、発信端末は相手端末数分の先頭セルを連続的に送出することを特徴とする請求項1記載のコネクションレス型通信方式。
- マルチキャスト通信を行う場合、発信端末は相手端末数分の先頭セルを連続的に送出し、
先頭セルを受信した交換機は、先頭セルにより示された宛先端末アドレスを参照してスイッチ先を求め、該スイッチ先がそれまでのスイッチ先と重複しない場合には所定のVCCを割り当て、
先頭セルの回線識別子と該割り当てたVCCの回線識別子との対応をスイッチングテーブルに登録することを特徴とする請求項17記載のコネクションレス型通信方式。
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US6804244B1 (en) | 1999-08-10 | 2004-10-12 | Texas Instruments Incorporated | Integrated circuits for packet communications |
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US6801499B1 (en) | 1999-08-10 | 2004-10-05 | Texas Instruments Incorporated | Diversity schemes for packet communications |
US6757256B1 (en) | 1999-08-10 | 2004-06-29 | Texas Instruments Incorporated | Process of sending packets of real-time information |
US6801532B1 (en) | 1999-08-10 | 2004-10-05 | Texas Instruments Incorporated | Packet reconstruction processes for packet communications |
KR20020062291A (ko) * | 1999-10-28 | 2002-07-25 | 엔큐베 코포레이션 | 방송 데이터용 적응형 대역폭 시스템 및 방법 |
US7574351B2 (en) * | 1999-12-14 | 2009-08-11 | Texas Instruments Incorporated | Arranging CELP information of one frame in a second packet |
JP3478218B2 (ja) * | 1999-12-27 | 2003-12-15 | 日本電気株式会社 | エッジノード交換機と交換機 |
US6519773B1 (en) * | 2000-02-08 | 2003-02-11 | Sherjil Ahmed | Method and apparatus for a digitized CATV network for bundled services |
AU2002211560A1 (en) * | 2000-10-12 | 2002-04-22 | Signafor, Inc. | Advanced switching mechanism for providing high-speed communications with high quality of service |
US20020159456A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-10-31 | Foster Michael S. | Method and system for multicasting in a routing device |
JP3465703B2 (ja) * | 2001-07-18 | 2003-11-10 | 日本電気株式会社 | 共通チャネルフロー制御方法 |
US7173907B1 (en) * | 2002-07-23 | 2007-02-06 | Sprint Communications Company L.P. | Voice over ATM AAL2 bandwidth allocation methodology |
US7756024B1 (en) * | 2005-04-22 | 2010-07-13 | At&T Intellectual Property Ii, L.P. | Method and apparatus for dynamically providing different call service levels |
US8547843B2 (en) * | 2006-01-20 | 2013-10-01 | Saisei Networks Pte Ltd | System, method, and computer program product for controlling output port utilization |
US20070171825A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Anagran, Inc. | System, method, and computer program product for IP flow routing |
JP4750607B2 (ja) * | 2006-04-05 | 2011-08-17 | キヤノン株式会社 | システム、情報処理装置、管理方法及びプログラム |
US8169912B2 (en) * | 2006-08-31 | 2012-05-01 | Futurewei Technologies, Inc. | System for dynamic bandwidth adjustment and trading among peers |
MY153377A (en) * | 2011-07-22 | 2015-01-29 | Lee Chooi Tian | Apparatus and methods for multimode internetworking connectivity |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04230142A (ja) | 1990-12-27 | 1992-08-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | コネクションレス・データ交換方式 |
JP2518515B2 (ja) * | 1993-05-27 | 1996-07-24 | 日本電気株式会社 | 高速コネクション設定パケット交換機 |
JP2861771B2 (ja) * | 1993-12-27 | 1999-02-24 | 日本電気株式会社 | パケット網における論理中継経路情報を用いたシグナリング方式 |
KR0136519B1 (ko) * | 1994-07-14 | 1998-06-01 | 양승택 | 연결설정방식의 비연결형 데이타 처리장치 및 그 방법 |
JPH08223181A (ja) * | 1995-02-17 | 1996-08-30 | Hitachi Ltd | Atm交換装置およびネットワーク間接続装置 |
JP3164994B2 (ja) * | 1995-02-27 | 2001-05-14 | 株式会社日立製作所 | Atm網とノード装置および故障通知制御方法 |
US5930259A (en) * | 1995-08-25 | 1999-07-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Packet transmission node device realizing packet transfer scheme and control information transfer scheme using multiple virtual connections |
US5710760A (en) * | 1995-11-29 | 1998-01-20 | Lucent Technologies Inc. | Out-of-band control for performing a loopback test for asynchronous transfer mode (ATM) networks |
US5892924A (en) * | 1996-01-31 | 1999-04-06 | Ipsilon Networks, Inc. | Method and apparatus for dynamically shifting between routing and switching packets in a transmission network |
JP2980032B2 (ja) * | 1996-08-15 | 1999-11-22 | 日本電気株式会社 | コネクションレスデータ通信方式 |
US6188689B1 (en) * | 1996-10-04 | 2001-02-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Network node and method of frame transfer |
JP3581225B2 (ja) | 1996-11-06 | 2004-10-27 | カルソニックカンセイ株式会社 | 自動車用空気調和装置 |
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