JPH09307561A - トラヒック流量制御を行うatm交換機および重輻輳/軽輻輳判定装置 - Google Patents
トラヒック流量制御を行うatm交換機および重輻輳/軽輻輳判定装置Info
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- JPH09307561A JPH09307561A JP12149696A JP12149696A JPH09307561A JP H09307561 A JPH09307561 A JP H09307561A JP 12149696 A JP12149696 A JP 12149696A JP 12149696 A JP12149696 A JP 12149696A JP H09307561 A JPH09307561 A JP H09307561A
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- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 輻輳の深刻さに応じて適応的に流量制御を行
う適応トラヒックの流量制御機能を備えるTM交換機を
提供する。 【解決手段】 交換機のバッファ内のセル待行列長と第
1および第2の閾値と比較する第1閾値比較回路151
−1および第2閾値比較回路151−2と、待行列長が
第1閾値を超えると計数を始め第2閾値を下回ると0ク
リアされるタイマカウンタ155と、該カウント値と許
容時間157を比較する許容時間比較回路156と、該
比較回路の出力をカウントする輻輳カウンタ158を設
け、標準トラヒックの多重数,平均セル速度,ピークセ
ル速度,バースト長の平均余命,誤警報確率から許容時
間159を設定し、許容時間内に待行列が第2閾値以下
に回復しないとき輻輳と判断しトラヒックの流量を制御
するとともに、この状態が続くと許容時間からの経過時
間に応じて流量規制を強化する。
う適応トラヒックの流量制御機能を備えるTM交換機を
提供する。 【解決手段】 交換機のバッファ内のセル待行列長と第
1および第2の閾値と比較する第1閾値比較回路151
−1および第2閾値比較回路151−2と、待行列長が
第1閾値を超えると計数を始め第2閾値を下回ると0ク
リアされるタイマカウンタ155と、該カウント値と許
容時間157を比較する許容時間比較回路156と、該
比較回路の出力をカウントする輻輳カウンタ158を設
け、標準トラヒックの多重数,平均セル速度,ピークセ
ル速度,バースト長の平均余命,誤警報確率から許容時
間159を設定し、許容時間内に待行列が第2閾値以下
に回復しないとき輻輳と判断しトラヒックの流量を制御
するとともに、この状態が続くと許容時間からの経過時
間に応じて流量規制を強化する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ATM(Asysncron
ous Transfer Mode)交換機に係わり、特にフィードバッ
ク方式によるトラヒックの流量制御を行うATM交換機
に係わる。
ous Transfer Mode)交換機に係わり、特にフィードバッ
ク方式によるトラヒックの流量制御を行うATM交換機
に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来の技術によるATM交換機では、例
えば、文献(F. Bonomi and K. W. Fendick、 "The Rate
-Based Flow Control Framework for the Available Bi
t RateATM Service"、 IEEE Network pp 25-39、 March
/April 1995))等に記載されているように、バッファ内
のセルの待行列長がある一定の閾値を超えたときに、も
しくは超えることが予測されるときに、逐一フィードバ
ックをかける方式となっていた。また、上記フィードバ
ック方式の変形例として、文献「渡辺直聡、宗宮利夫、
加藤正文、伯田晃:電子情報通信学会技術報告:交換シ
ステム研究会:SSE93-30(1993-7)」に示される、一定の
時間間隔内における最大待ち行列長がある閾値を複数回
連続して超えたときに、フィードバックをかける方式が
提案されている。
えば、文献(F. Bonomi and K. W. Fendick、 "The Rate
-Based Flow Control Framework for the Available Bi
t RateATM Service"、 IEEE Network pp 25-39、 March
/April 1995))等に記載されているように、バッファ内
のセルの待行列長がある一定の閾値を超えたときに、も
しくは超えることが予測されるときに、逐一フィードバ
ックをかける方式となっていた。また、上記フィードバ
ック方式の変形例として、文献「渡辺直聡、宗宮利夫、
加藤正文、伯田晃:電子情報通信学会技術報告:交換シ
ステム研究会:SSE93-30(1993-7)」に示される、一定の
時間間隔内における最大待ち行列長がある閾値を複数回
連続して超えたときに、フィードバックをかける方式が
提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術によるAT
M交換機では、図2に示すように、ATM交換機内に設
けたバッファ内のセルの待行列長がある一定の閾値を超
えたとき、もしくは超えることが予測されるときに、逐
一フィードバックをかけ入り量を制御する閾値トリガ方
式の輻輳制御方式となっていた。すなわち、従来の制御
方式では、バッファキュー内に存在するセルの待行列長
がある閾値を超えると、自然に待ち行列が解消されるよ
うな場合でも、フィードバックをかけて輻輳制御を起動
していた。ところで、交換機のバッファ内で生じるセル
の待行列長の統計的な振舞いは、セルの待行列長を確率
変数とするマルコフ過程と見なすことができる。すなわ
ち、図3に示すように、マルコフ過程の理論によると、
定常分布が存在するマルコフ過程では、時刻t=0で確
率変数のある値が観測されたとき、ドリフト係数を1と
すると、ある一定の時間、例えばt=1/128を経過
した時点では待行列長は曲線Bに示すような確率で分布
する。同様に、t=1/2を経過した以後の確率分布は
曲線Eに示すように殆ど定常分布(曲線F:t=∞)と
一致することが知られている。以下、本明細書では、マ
ルコフ過程において確率分布が殆ど定常分布と一致する
までに必要な時間を時定数と記述する。
M交換機では、図2に示すように、ATM交換機内に設
けたバッファ内のセルの待行列長がある一定の閾値を超
えたとき、もしくは超えることが予測されるときに、逐
一フィードバックをかけ入り量を制御する閾値トリガ方
式の輻輳制御方式となっていた。すなわち、従来の制御
方式では、バッファキュー内に存在するセルの待行列長
がある閾値を超えると、自然に待ち行列が解消されるよ
うな場合でも、フィードバックをかけて輻輳制御を起動
していた。ところで、交換機のバッファ内で生じるセル
の待行列長の統計的な振舞いは、セルの待行列長を確率
変数とするマルコフ過程と見なすことができる。すなわ
ち、図3に示すように、マルコフ過程の理論によると、
定常分布が存在するマルコフ過程では、時刻t=0で確
率変数のある値が観測されたとき、ドリフト係数を1と
すると、ある一定の時間、例えばt=1/128を経過
した時点では待行列長は曲線Bに示すような確率で分布
する。同様に、t=1/2を経過した以後の確率分布は
曲線Eに示すように殆ど定常分布(曲線F:t=∞)と
一致することが知られている。以下、本明細書では、マ
ルコフ過程において確率分布が殆ど定常分布と一致する
までに必要な時間を時定数と記述する。
【0004】セルの待行列長が閾値を超えることは、確
率変数のある値が観測されたことに相当する。また、時
定数までに待行列長が閾値以下に回復しないことは、定
常分布において閾値を超える待行列長が生じたことに相
当する。これは、閾値を通常の負荷での定常分布におい
て稀にしか生じない待行列長とすると、待行列が閾値を
超えてから時間が時定数経過すると、通常の負荷である
限り、殆どの場合閾値以下に回復することを意味する。
例えば、閾値を定常分布において1/104の割合で発
生する待行列長とすると、99.99%の割合で閾値以
下に回復する。これが原因で、閾値トリガ方式を採用し
た従来の技術による輻輳判定方式では、検出した輻輳が
自律的に解消する軽輻輳であるかフィードバック制御が
必要である重輻輳かを判定することができない。ATM
交換機では、通常の負荷において、偶々バーストが衝突
したことによって生じる軽輻輳が圧倒的に多く、輻輳は
自律的に解消する場合が多い。
率変数のある値が観測されたことに相当する。また、時
定数までに待行列長が閾値以下に回復しないことは、定
常分布において閾値を超える待行列長が生じたことに相
当する。これは、閾値を通常の負荷での定常分布におい
て稀にしか生じない待行列長とすると、待行列が閾値を
超えてから時間が時定数経過すると、通常の負荷である
限り、殆どの場合閾値以下に回復することを意味する。
例えば、閾値を定常分布において1/104の割合で発
生する待行列長とすると、99.99%の割合で閾値以
下に回復する。これが原因で、閾値トリガ方式を採用し
た従来の技術による輻輳判定方式では、検出した輻輳が
自律的に解消する軽輻輳であるかフィードバック制御が
必要である重輻輳かを判定することができない。ATM
交換機では、通常の負荷において、偶々バーストが衝突
したことによって生じる軽輻輳が圧倒的に多く、輻輳は
自律的に解消する場合が多い。
【0005】したがって、上記従来の技術による機械的
にフィードバックをかける方式では、自律的に解消する
軽輻輳に対しても逐一フィードバック制御を行うので、
トラヒック規制によるオーバヘッドが大となり、出回線
利用率が低下するという問題がある。
にフィードバックをかける方式では、自律的に解消する
軽輻輳に対しても逐一フィードバック制御を行うので、
トラヒック規制によるオーバヘッドが大となり、出回線
利用率が低下するという問題がある。
【0006】また、ランダムトラヒックを統計多重する
場合に有効である、文献「渡辺直聡、宗宮利夫、加藤正
文、伯田晃:電子情報通信学会技術報告:交換システム
研究会:SSE93-30(1993-7)」に記載されている一定期間
ごとの最大待行列長を観測し、最大待行列長が閾値を1
回または複数回連続したときにフィードバックを行う制
御方式を、バーストトラヒックを統計多重を行うATM
交換機に適用すると、図1(A)に示すように、各観測
期間において自律的に解消する軽輻輳によって待行列長
が散発的に閾値を上回るのか、それとも、図1(B)に
示すように待行列長が閾値を観測期間にまたがって継続
的に上回る重輻輳であるのかを判定することができな
い。セルの待行列長が、軽輻輳によって散発的に閾値を
上回る場合にはフィードバック制御は不要であり、重輻
輳によって閾値を継続的に上回る場合にのみフィードバ
ック制御することが必要である。したがって、この制御
方式でも、自律的に解消する軽輻輳に対してもフィード
バック制御を行うこととなるので、トラヒック規制によ
るオーバヘッドが大となり、出回線利用率が低下する問
題は解決できない。
場合に有効である、文献「渡辺直聡、宗宮利夫、加藤正
文、伯田晃:電子情報通信学会技術報告:交換システム
研究会:SSE93-30(1993-7)」に記載されている一定期間
ごとの最大待行列長を観測し、最大待行列長が閾値を1
回または複数回連続したときにフィードバックを行う制
御方式を、バーストトラヒックを統計多重を行うATM
交換機に適用すると、図1(A)に示すように、各観測
期間において自律的に解消する軽輻輳によって待行列長
が散発的に閾値を上回るのか、それとも、図1(B)に
示すように待行列長が閾値を観測期間にまたがって継続
的に上回る重輻輳であるのかを判定することができな
い。セルの待行列長が、軽輻輳によって散発的に閾値を
上回る場合にはフィードバック制御は不要であり、重輻
輳によって閾値を継続的に上回る場合にのみフィードバ
ック制御することが必要である。したがって、この制御
方式でも、自律的に解消する軽輻輳に対してもフィード
バック制御を行うこととなるので、トラヒック規制によ
るオーバヘッドが大となり、出回線利用率が低下する問
題は解決できない。
【0007】一方、セルの待行列長の輻輳の深刻さに応
じてトラヒック量を適応的に制御するトラヒック適応制
御を行うABR(Abailable Bit Rate)サービスの標準
化が、ITU等の国際標準機関で検討されている。この
サービスを実現するためには、輻輳の深刻さに応じて接
続された端末に対してフィードバック制御を行い、トラ
ヒック量を適応的に制御するトラヒック適応制御を行う
ATM交換機が必要となる。トラヒック量を適応的に制
御するトラヒック適応制御を行うためには、輻輳の深刻
さを判定し、輻輳の深刻さに応じてフィードバック量を
決定する機能が不可欠である。特に、ATM交換機にと
って致命的なのは、図1(B)に示すように待行列長が
閾値を超えることが持続することである。待行列長が閾
値を瞬間的に超えても、十分に短い期間の内に待行列長
が閾値以下の値に回復するならば、フィードバック制御
を行なわなくても、セル損失率を許容セル損失率以下と
することができる。したがって、ABRサービスを実現
するためには、最低限、発生した待行列の輻輳が、自律
的に解消する軽輻輳であるのか、フィードバック制御が
必要な重輻輳であるのかを判定する必要がある。
じてトラヒック量を適応的に制御するトラヒック適応制
御を行うABR(Abailable Bit Rate)サービスの標準
化が、ITU等の国際標準機関で検討されている。この
サービスを実現するためには、輻輳の深刻さに応じて接
続された端末に対してフィードバック制御を行い、トラ
ヒック量を適応的に制御するトラヒック適応制御を行う
ATM交換機が必要となる。トラヒック量を適応的に制
御するトラヒック適応制御を行うためには、輻輳の深刻
さを判定し、輻輳の深刻さに応じてフィードバック量を
決定する機能が不可欠である。特に、ATM交換機にと
って致命的なのは、図1(B)に示すように待行列長が
閾値を超えることが持続することである。待行列長が閾
値を瞬間的に超えても、十分に短い期間の内に待行列長
が閾値以下の値に回復するならば、フィードバック制御
を行なわなくても、セル損失率を許容セル損失率以下と
することができる。したがって、ABRサービスを実現
するためには、最低限、発生した待行列の輻輳が、自律
的に解消する軽輻輳であるのか、フィードバック制御が
必要な重輻輳であるのかを判定する必要がある。
【0008】本発明の目的は、ATM交換機におけるバ
ッファキュー内に発生したセルの待行列長の輻輳が、自
律的に解消する軽輻輳であるのか、フィードバック制御
が必要な重輻輳であるのかを判定し、さらに、輻輳の深
刻さに応じてトラヒック量を適応的に制御するトラヒッ
ク適応制御を行うATM交換機を実現することにある。
ッファキュー内に発生したセルの待行列長の輻輳が、自
律的に解消する軽輻輳であるのか、フィードバック制御
が必要な重輻輳であるのかを判定し、さらに、輻輳の深
刻さに応じてトラヒック量を適応的に制御するトラヒッ
ク適応制御を行うATM交換機を実現することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】まず、通常の負荷での輻
輳が自律的に解消する許容時間を決めるための原理を説
明する。なお、具体的な近似方法については、実施例に
おいてより詳細に説明する。既述のように、交換機のバ
ッファ内で生じるセルの待行列長の統計的な振舞いは、
セルの待行列長を確率変数とするマルコフ過程と見なす
ことができる。マルコフ過程の理論によると、定常分布
が存在するマルコフ過程では、確率変数のある値が観測
されたとき、時定数以後の確率分布が殆ど定常分布と一
致することが知られている。ある値をとる第1の閾値と
この第1の閾値の値と等しいかこれよりも小さな値の第
2の閾値を設定すると、セルの待行列長が第1の閾値を
超えることは、確率変数のある値が観測されたことに相
当する。また、時定数までに待行列長が第2の閾値以下
に回復しないことは、定常分布において第2の閾値を超
える待行列長が生じたことに相当する。これは、第2の
閾値を通常の負荷での定常分布において稀にしか生じな
い待行列長とすると、待行列が第1の閾値を超えてから
時定数経過すると、通常の負荷である限り、殆どの場合
第2の閾値以下に回復することを意味する。すなわち、
次定数までに待行列長が第2の閾値以下に回復しない確
率は、定常分布における第2の閾値を超える確率と一致
する。したがって、輻輳が自律的に解消する許容時間
は、ATM交換機内に生じるセルの行列長に対して、あ
る確率変数の値が観測された任意の時間後に観測される
待行列長の確率分布を求める過渡解析を行い、時定数を
求めることによって決定することができる。
輳が自律的に解消する許容時間を決めるための原理を説
明する。なお、具体的な近似方法については、実施例に
おいてより詳細に説明する。既述のように、交換機のバ
ッファ内で生じるセルの待行列長の統計的な振舞いは、
セルの待行列長を確率変数とするマルコフ過程と見なす
ことができる。マルコフ過程の理論によると、定常分布
が存在するマルコフ過程では、確率変数のある値が観測
されたとき、時定数以後の確率分布が殆ど定常分布と一
致することが知られている。ある値をとる第1の閾値と
この第1の閾値の値と等しいかこれよりも小さな値の第
2の閾値を設定すると、セルの待行列長が第1の閾値を
超えることは、確率変数のある値が観測されたことに相
当する。また、時定数までに待行列長が第2の閾値以下
に回復しないことは、定常分布において第2の閾値を超
える待行列長が生じたことに相当する。これは、第2の
閾値を通常の負荷での定常分布において稀にしか生じな
い待行列長とすると、待行列が第1の閾値を超えてから
時定数経過すると、通常の負荷である限り、殆どの場合
第2の閾値以下に回復することを意味する。すなわち、
次定数までに待行列長が第2の閾値以下に回復しない確
率は、定常分布における第2の閾値を超える確率と一致
する。したがって、輻輳が自律的に解消する許容時間
は、ATM交換機内に生じるセルの行列長に対して、あ
る確率変数の値が観測された任意の時間後に観測される
待行列長の確率分布を求める過渡解析を行い、時定数を
求めることによって決定することができる。
【0010】以上の原理に基づくと、発生した待行列の
輻輳が、自律的に解消する軽輻輳であるのか、フィード
バック制御が必要な重輻輳であるのかは、待行列長が第
1の閾値を超えてから、通常の負荷での輻輳が自律的に
解消する許容時間以内に待行列長が、第1の閾値よりも
小さいか等しい第2の閾値以下の値へ戻るかどうかを調
べることによって判定することができる。
輻輳が、自律的に解消する軽輻輳であるのか、フィード
バック制御が必要な重輻輳であるのかは、待行列長が第
1の閾値を超えてから、通常の負荷での輻輳が自律的に
解消する許容時間以内に待行列長が、第1の閾値よりも
小さいか等しい第2の閾値以下の値へ戻るかどうかを調
べることによって判定することができる。
【0011】また、輻輳が深刻になればなるほど、待行
列長が第2の閾値以下の値へ戻る時間が遅くなるので、
輻輳の深刻さは、輻輳が自律的に解消する許容時間を経
過した時間の長さによって判定することができる。
列長が第2の閾値以下の値へ戻る時間が遅くなるので、
輻輳の深刻さは、輻輳が自律的に解消する許容時間を経
過した時間の長さによって判定することができる。
【0012】したがって、ATM交換機内のバッファキ
ュー内の第1の閾値と第1の閾値よりも小さいか等しい
第2の閾値と、待行列が第1の閾値を超えると起動さ
れ、第2の閾値以下に回復すると0クリアされるタイマ
を設けることによって、本発明の目的を達成することが
できる。また、タイムアウトの有無から、自律的に解消
する軽輻輳であるか、フィードバック制御が必要である
重輻輳かを判定し、タイムアウトが発生した時間からの
経過時間の長さによって輻輳の深刻さを判定することが
可能となる。
ュー内の第1の閾値と第1の閾値よりも小さいか等しい
第2の閾値と、待行列が第1の閾値を超えると起動さ
れ、第2の閾値以下に回復すると0クリアされるタイマ
を設けることによって、本発明の目的を達成することが
できる。また、タイムアウトの有無から、自律的に解消
する軽輻輳であるか、フィードバック制御が必要である
重輻輳かを判定し、タイムアウトが発生した時間からの
経過時間の長さによって輻輳の深刻さを判定することが
可能となる。
【0013】以上述べた手段に基づき、本発明は、AT
M交換機に以下の機能を設ける。 (1)図4および図11に示されるようなATM交換機
内のバッファキュー内の第1の閾値(ON閾値)1と、
該第1の閾値と等しいかそれよりも小さい第2の閾値
(OFF閾値)2。 (2)図4および図11に示されるようなバッファキュ
ー内のセルの待行列が第1の閾値を超えると起動され、
第2の閾値以下に回復すると0クリアされるタイマ22
5。 (3)図16に示されるような前記タイマにタイムアウ
ト時間を設定する閾値設定処理。
M交換機に以下の機能を設ける。 (1)図4および図11に示されるようなATM交換機
内のバッファキュー内の第1の閾値(ON閾値)1と、
該第1の閾値と等しいかそれよりも小さい第2の閾値
(OFF閾値)2。 (2)図4および図11に示されるようなバッファキュ
ー内のセルの待行列が第1の閾値を超えると起動され、
第2の閾値以下に回復すると0クリアされるタイマ22
5。 (3)図16に示されるような前記タイマにタイムアウ
ト時間を設定する閾値設定処理。
【0014】図16に示されるように閾値設定処理11
00は、標準的な負荷において交換機がセル損失率を許
容セル損失率以下に抑制することが可能なトラヒックの
ピークセル速度と、平均セル速度と、平均バースト長
と、バースト長の平方変動係数、および、交換機の許容
セル損失率と、バッファ長と、出回線速度と、第1の閾
値と、第2の閾値から許容時間を決定し、タイマにタイ
ムアウト時間を設定する。
00は、標準的な負荷において交換機がセル損失率を許
容セル損失率以下に抑制することが可能なトラヒックの
ピークセル速度と、平均セル速度と、平均バースト長
と、バースト長の平方変動係数、および、交換機の許容
セル損失率と、バッファ長と、出回線速度と、第1の閾
値と、第2の閾値から許容時間を決定し、タイマにタイ
ムアウト時間を設定する。
【0015】バッファ内のセルの待行列が第1の閾値1
を超えると、タイマ225を起動し、待行列が第2の閾
値以下に回復すると、タイマ225を0クリアする。許
容時間内に待行列が第2の閾値以下に回復せず、タイム
アウトが生じる場合には、輻輳と判断し、接続された端
末に対するフィードバック制御もしくはUPC制御によ
って流量規制を行う。引き続き、待行列長が第2の閾値
以下に回復しない場合には、深刻な重複層と判断し、図
17および図22に示すように許容時間からの経過時間
に応じて流量規制を強化する。これら一連の処理によ
り、輻輳の深刻さに応じて適応的に流量制御を行うAT
M交換機を実現することができる。
を超えると、タイマ225を起動し、待行列が第2の閾
値以下に回復すると、タイマ225を0クリアする。許
容時間内に待行列が第2の閾値以下に回復せず、タイム
アウトが生じる場合には、輻輳と判断し、接続された端
末に対するフィードバック制御もしくはUPC制御によ
って流量規制を行う。引き続き、待行列長が第2の閾値
以下に回復しない場合には、深刻な重複層と判断し、図
17および図22に示すように許容時間からの経過時間
に応じて流量規制を強化する。これら一連の処理によ
り、輻輳の深刻さに応じて適応的に流量制御を行うAT
M交換機を実現することができる。
【0016】
[原理]まず、本発明のもととなった待行列長の分布関
数の時間遷移を解析するための近似理論について説明す
る。本実施形態では、文献「鳩野他:バースト長が任意
分布に従う場合に適用可能なセル廃棄率近似評価方法:
情報処理学会論分誌36巻第10号平成7年10月」に記載さ
れている線形部分空間と直交射影のアプローチによる近
似式を多呼種に拡張した上で、グリーン関数重畳法によ
り、時間遷移を記述可能な待行列長の分布関数の近似へ
と拡張した。
数の時間遷移を解析するための近似理論について説明す
る。本実施形態では、文献「鳩野他:バースト長が任意
分布に従う場合に適用可能なセル廃棄率近似評価方法:
情報処理学会論分誌36巻第10号平成7年10月」に記載さ
れている線形部分空間と直交射影のアプローチによる近
似式を多呼種に拡張した上で、グリーン関数重畳法によ
り、時間遷移を記述可能な待行列長の分布関数の近似へ
と拡張した。
【0017】グリーン関数重畳法は、源点(通常デイラ
ックのδ関数で表わす)に対応する偏微分方程式の解で
あるグリーン関数の線形結合で偏微分方程式の一般解を
近似する方法である。この方法は、これまでにも偏微分
方程式の近似方法として様々な工学の分野で用いられて
おり、高電圧工学では代用電荷法、電磁波工学では等価
波源法、機械工学では体積力法と呼ばれている。待行列
の解析の場合、これまでは、一番簡単なM/M/1の場
合でさえも、時間微分の項を含んだ偏微分方程式を解く
ことができず、時間遷移を記述可能な待行列長の分布関
数を求めるために有効な近似方法が存在しなかった。
ックのδ関数で表わす)に対応する偏微分方程式の解で
あるグリーン関数の線形結合で偏微分方程式の一般解を
近似する方法である。この方法は、これまでにも偏微分
方程式の近似方法として様々な工学の分野で用いられて
おり、高電圧工学では代用電荷法、電磁波工学では等価
波源法、機械工学では体積力法と呼ばれている。待行列
の解析の場合、これまでは、一番簡単なM/M/1の場
合でさえも、時間微分の項を含んだ偏微分方程式を解く
ことができず、時間遷移を記述可能な待行列長の分布関
数を求めるために有効な近似方法が存在しなかった。
【0018】本発明は、このグリーン関数重畳法を初め
てバーストトラヒックによる待行列の問題に適用し、待
行列長の分布の時間変化を近似可能することによって実
現できたものである。上記文献によれば、バースト長が
指数分布以外の一般分布に従い、バースト間隔が指数分
布に従う場合のバーストトラヒックによる待行列長の定
常分布関数P(x)は、下記(数1)式と指数分布の線
形一次結合で近似することができる。
てバーストトラヒックによる待行列の問題に適用し、待
行列長の分布の時間変化を近似可能することによって実
現できたものである。上記文献によれば、バースト長が
指数分布以外の一般分布に従い、バースト間隔が指数分
布に従う場合のバーストトラヒックによる待行列長の定
常分布関数P(x)は、下記(数1)式と指数分布の線
形一次結合で近似することができる。
【0019】
【数1】 ここで、PSはバッファ内にバーストレベルの待行列が
存在する確率を、xは待行列長を、ρは出回線利用率を
表わす。vL,vS,ε,ηは最終的に個々のコネクショ
ンごとの平均セル速度と、ピークセル速度と、バースト
長の平均と、バースト長の分散(バースト長の平方変動
係数)、および、出回線速度と、コネクション数で表わ
すことができる。このことは、後により詳細に説明す
る。また、β、は、vL、vS、ε、ηを係数とするバー
ストレベルの待行列長の変動を近似する下記(数2)で
示される連立常微分方程式の固有値であり、下記(数
3)式で表される。
存在する確率を、xは待行列長を、ρは出回線利用率を
表わす。vL,vS,ε,ηは最終的に個々のコネクショ
ンごとの平均セル速度と、ピークセル速度と、バースト
長の平均と、バースト長の分散(バースト長の平方変動
係数)、および、出回線速度と、コネクション数で表わ
すことができる。このことは、後により詳細に説明す
る。また、β、は、vL、vS、ε、ηを係数とするバー
ストレベルの待行列長の変動を近似する下記(数2)で
示される連立常微分方程式の固有値であり、下記(数
3)式で表される。
【0020】
【数2】 ここで、yL(x)は、待行列長が伸びているときの密
度関数であり、yS(x)は、待行列長が縮んでいると
きの密度関数である。β0は、セルレベルの待行列長の
変動を近似する下記(数4)式で示される連立常微分方
程式の固有値であり、下記(数5)式で示される。
度関数であり、yS(x)は、待行列長が縮んでいると
きの密度関数である。β0は、セルレベルの待行列長の
変動を近似する下記(数4)式で示される連立常微分方
程式の固有値であり、下記(数5)式で示される。
【0021】
【数3】
【0022】上記文献の近似方法をFokker−Pl
anck理論に遡り、時間遷移を記述可能な待行列長の
分布関数の近似方法へと拡張すると、連立常微分方程式
(数2)式は、下記(数6)式で示される時間微分の項
を含んだ連立偏微分方程式となる。
anck理論に遡り、時間遷移を記述可能な待行列長の
分布関数の近似方法へと拡張すると、連立常微分方程式
(数2)式は、下記(数6)式で示される時間微分の項
を含んだ連立偏微分方程式となる。
【0023】
【数4】 したがって、上記連立偏微分方程式である(数6)式の
グリーン関数を、(数1)式の線形一次結合と同じ重み
で重畳すると、定常分布が(数1)式と一致する時間遷
移を記述可能な待行列長の分布関数の近似を得ることが
できる。これが、バーストトラヒックによる待行列の問
題におけるグリーン関数重畳法の基本的な考え方であ
る。
グリーン関数を、(数1)式の線形一次結合と同じ重み
で重畳すると、定常分布が(数1)式と一致する時間遷
移を記述可能な待行列長の分布関数の近似を得ることが
できる。これが、バーストトラヒックによる待行列の問
題におけるグリーン関数重畳法の基本的な考え方であ
る。
【0024】上記連立偏微分方程式(数6)式は、解析
的に解くことができない。ところが、セル廃棄率が問題
となるは、通常1/104以下である。そこで、本発明
では、確率流が近似的に保存される、すなわち確率流が
時間と共に変化しないと仮定し、下記(数7)式と置
く。すると、上記連立偏微分方程式(数6)式は、下記
(数8)式となり、待行列長と時間の交差微分項がなく
なる。
的に解くことができない。ところが、セル廃棄率が問題
となるは、通常1/104以下である。そこで、本発明
では、確率流が近似的に保存される、すなわち確率流が
時間と共に変化しないと仮定し、下記(数7)式と置
く。すると、上記連立偏微分方程式(数6)式は、下記
(数8)式となり、待行列長と時間の交差微分項がなく
なる。
【0025】
【数5】 すると、上記文献によると、待行列長の確率密度関数
は、下記(数9)式であるので、連立偏微分方程式は、
下記(数10)式に示されるように、ドリフトをもつ後
ろ向きの拡散方程式へと縮退することができる。この縮
退された編微分方程式を、本明細書では、以降、等価拡
散方程式と記述する。
は、下記(数9)式であるので、連立偏微分方程式は、
下記(数10)式に示されるように、ドリフトをもつ後
ろ向きの拡散方程式へと縮退することができる。この縮
退された編微分方程式を、本明細書では、以降、等価拡
散方程式と記述する。
【0026】
【数6】 文献「小倉久直:続物理工学のための確率過程論;コロ
ナ社」によると、この縮退された等価拡散方程式は、原
点で反射壁、無限遠点で自然境界とした境界条件とドリ
フトをもつブラウン運動を表わし、容易に解くことがで
きる。原点で反射壁、無限遠点で自然境界とした境界条
件とドリフトをもつブラウン運動のグリーン関数は、下
記(数11)式となる。
ナ社」によると、この縮退された等価拡散方程式は、原
点で反射壁、無限遠点で自然境界とした境界条件とドリ
フトをもつブラウン運動を表わし、容易に解くことがで
きる。原点で反射壁、無限遠点で自然境界とした境界条
件とドリフトをもつブラウン運動のグリーン関数は、下
記(数11)式となる。
【0027】
【数7】 ここで、yは待行列長の密度関数であり、zはt時間後
の待行列長を表わし、G(a、b)は下記(数12)式
で示されるガウス分布を表わす。
の待行列長を表わし、G(a、b)は下記(数12)式
で示されるガウス分布を表わす。
【0028】
【数8】 (数11)式の第1項は、下記(数13)式となり、物
理的には、時間と共に確率分布の重心が無限遠点へ移動
し、分散も時間とともに増大することを示している。ま
た、(数11)式の第2項は、下記(数14)となり、
物理的には、時間と共に確率分布の重心が原点へ移動
し、分散も時間とともに増大することを示している。さ
らに、(数11)式の第3項は、物理的には、原点へ移
動してきた壁方向へのドリフトの反射との釣合いを表わ
す。
理的には、時間と共に確率分布の重心が無限遠点へ移動
し、分散も時間とともに増大することを示している。ま
た、(数11)式の第2項は、下記(数14)となり、
物理的には、時間と共に確率分布の重心が原点へ移動
し、分散も時間とともに増大することを示している。さ
らに、(数11)式の第3項は、物理的には、原点へ移
動してきた壁方向へのドリフトの反射との釣合いを表わ
す。
【0029】
【数9】 (数11)式〜(数14)式において、γは下記(数1
5)式で表される等価拡散方程式のドリフト係数を表わ
し、σ2は下記(数16)式で表される等価拡散方程式
の拡散係数を表す。
5)式で表される等価拡散方程式のドリフト係数を表わ
し、σ2は下記(数16)式で表される等価拡散方程式
の拡散係数を表す。
【0030】
【数10】 そこで、本明細書では、待行列長の分布の時間変化をグ
リーン関数をセルレベルの待行列長の定常分布が一致す
るように重畳して、下記(数17)式で近似した。
リーン関数をセルレベルの待行列長の定常分布が一致す
るように重畳して、下記(数17)式で近似した。
【0031】
【数11】 ところで、このグリーン関数(数11)式は、時間tが
ドリフト係数(数15)式の値を超えるとなると、壁方
向へのドリフトの反射との釣合いを表わす第3項のみが
残り、下記(数18)式で示される図3(F)に示した
指数分布に漸近する。
ドリフト係数(数15)式の値を超えるとなると、壁方
向へのドリフトの反射との釣合いを表わす第3項のみが
残り、下記(数18)式で示される図3(F)に示した
指数分布に漸近する。
【0032】
【数12】 これは、物理的には、壁方向へのドリフトが反射と釣り
合って定常分布を形成することを意味する。したがっ
て、時間tが(数15)式のドリフト係数の値を超える
(数17)式は、定常分布である(数1)式と殆ど一致
する。よって、待行列が閾値を超えてから時間tが(数
15)式のドリフト係数の値を経過すると、通常の負荷
である限り、殆どの場合閾値以下に回復することを意味
する。そこで、重輻輳は、待行列が閾値を超えてから
(数15)式のドリフト係数の値に対応する時間以内に
閾値以下に回復するかどうかを観測することによって検
出することができる。
合って定常分布を形成することを意味する。したがっ
て、時間tが(数15)式のドリフト係数の値を超える
(数17)式は、定常分布である(数1)式と殆ど一致
する。よって、待行列が閾値を超えてから時間tが(数
15)式のドリフト係数の値を経過すると、通常の負荷
である限り、殆どの場合閾値以下に回復することを意味
する。そこで、重輻輳は、待行列が閾値を超えてから
(数15)式のドリフト係数の値に対応する時間以内に
閾値以下に回復するかどうかを観測することによって検
出することができる。
【0033】(数11)式のグリーン関数に対応するバ
ーストレベルの待行列長の変動を近似する連立微分方程
式(数2)式の係数vL、VS、ε、ηは、最終的に個々
のコネクションiごとの平均セル速度<vi>、ピーク
セル速度vi、バースト長の平均μiー1、バースト長の
平方変動係数C2 iで表わすことができ、それぞれ下記
(数19)式、(数20)式、(数21)式、(数2
2)式となる。
ーストレベルの待行列長の変動を近似する連立微分方程
式(数2)式の係数vL、VS、ε、ηは、最終的に個々
のコネクションiごとの平均セル速度<vi>、ピーク
セル速度vi、バースト長の平均μiー1、バースト長の
平方変動係数C2 iで表わすことができ、それぞれ下記
(数19)式、(数20)式、(数21)式、(数2
2)式となる。
【0034】
【数13】 ここで、Vは出回線速度を表わす。また、μは実効平均
バースト長であり、下記(数23)式で表される。
バースト長であり、下記(数23)式で表される。
【0035】
【数14】 上式中のC2 iは、バースト長の平方変動係数を表わす。
なお、(数19)式〜(数23)式において、添え字の
ないΣ記号は、コネクションに関する総和を表わす。さ
らに、バッファ内にバーストレベルの待行列が存在する
確率PSは、下記(数24)式で示される。なお、(数
24)式において、sは出回線が同時にサポート可能な
バースト数であり、下記(数25)式で表される。ここ
で、[u]はガウス記号であり、uを超えない最大の整
数を表わす。aは呼量を表わし、下記(数26)式で表
される。
なお、(数19)式〜(数23)式において、添え字の
ないΣ記号は、コネクションに関する総和を表わす。さ
らに、バッファ内にバーストレベルの待行列が存在する
確率PSは、下記(数24)式で示される。なお、(数
24)式において、sは出回線が同時にサポート可能な
バースト数であり、下記(数25)式で表される。ここ
で、[u]はガウス記号であり、uを超えない最大の整
数を表わす。aは呼量を表わし、下記(数26)式で表
される。
【0036】
【数15】 (数25)式、(数26)式において、vは実効ピーク
セル速度を表わし、下記(数27)式となる。
セル速度を表わし、下記(数27)式となる。
【0037】
【数16】 となる。(数26)式、(数27)式においても、添え
字のないΣ記号は、コネクションに関する総和を表わ
す。
字のないΣ記号は、コネクションに関する総和を表わ
す。
【0038】セルレベルの待行列長の変動を近似する連
立微分方程式(数4)式の係数も同様に、下記(数2
8)式、(数29)式、(数30)式、(数31)式、
(数32)式と表すことができる。
立微分方程式(数4)式の係数も同様に、下記(数2
8)式、(数29)式、(数30)式、(数31)式、
(数32)式と表すことができる。
【0039】
【数17】 (数29)式、(数31)式において、kは全コネクシ
ョン数を表わす。(数28)式〜(数32)式において
も、添え字のないΣ記号は、コネクションに関する総和
を表わす。
ョン数を表わす。(数28)式〜(数32)式において
も、添え字のないΣ記号は、コネクションに関する総和
を表わす。
【0040】以上の検討により、個々のコネクションの
許容トラヒックの平均セル速度、ピークセル速度、バー
スト長の平均、バースト長の分散から、個々のコネクシ
ョンごとのトラヒックのトラヒックの平均セル速度の総
和、ピークセル速度の総和、および、実効平均バースト
長、実効ピークセル速度を求めることによって、セルレ
ベルの待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値
よりも小さいか等しい第2の閾値以下の値へ戻るセルレ
ベルの待行列長が、第1の閾値を超えてから、第1の閾
値よりも小さいか等しい第2の閾値以下の値へ戻る時間
と確率を近似的に算出することができる。
許容トラヒックの平均セル速度、ピークセル速度、バー
スト長の平均、バースト長の分散から、個々のコネクシ
ョンごとのトラヒックのトラヒックの平均セル速度の総
和、ピークセル速度の総和、および、実効平均バースト
長、実効ピークセル速度を求めることによって、セルレ
ベルの待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値
よりも小さいか等しい第2の閾値以下の値へ戻るセルレ
ベルの待行列長が、第1の閾値を超えてから、第1の閾
値よりも小さいか等しい第2の閾値以下の値へ戻る時間
と確率を近似的に算出することができる。
【0041】
(実施例1)引き続き本発明の第1の実施例を図5〜図
17を用いて説明する。図5は本発明が適用されるAT
Mネットワークの構成概要を示し、図6はATMネット
ワークにおける広域ABRサービスの概要を示し、図7
は、ATMネットワーク内で用いられるセルのフォーマ
ットを示し、図8は本発明をATM交換機に適用した形
態を示す。図9は本発明をABRに適用したATM交換
機の構成を示し、図10は本発明のATM交換機のCP
の構成を示し、図11は本発明を特徴付ける重輻輳検出
回路の構成を、図12はネットワーク接続装置の構成
を、図13はATMネットワーク接続装置のCLAD回
路の構成を、図14はバースト長を制御するためのバー
スト分割制御回路の構成を、図15はセル速度を制御す
るためのパケット読出遅延回路の構成を示した図であ
る。さらに、図16は本発明を適用したATM交換機に
おける閾値設定処理のPAD図であり、図17は本発明
を適用したATM交換機における適応設定処理のPAD
図である。
17を用いて説明する。図5は本発明が適用されるAT
Mネットワークの構成概要を示し、図6はATMネット
ワークにおける広域ABRサービスの概要を示し、図7
は、ATMネットワーク内で用いられるセルのフォーマ
ットを示し、図8は本発明をATM交換機に適用した形
態を示す。図9は本発明をABRに適用したATM交換
機の構成を示し、図10は本発明のATM交換機のCP
の構成を示し、図11は本発明を特徴付ける重輻輳検出
回路の構成を、図12はネットワーク接続装置の構成
を、図13はATMネットワーク接続装置のCLAD回
路の構成を、図14はバースト長を制御するためのバー
スト分割制御回路の構成を、図15はセル速度を制御す
るためのパケット読出遅延回路の構成を示した図であ
る。さらに、図16は本発明を適用したATM交換機に
おける閾値設定処理のPAD図であり、図17は本発明
を適用したATM交換機における適応設定処理のPAD
図である。
【0042】この実施例が適用されるATMネットワー
クは、複数の端末装置201が収容される統計多重を行
うATM交換機100が複数個伝送路7を介して接続さ
れてATMネットワーク6を構成している。この実施例
は、このネットワークにネットワーク接続装置200を
設けて各装置を連携して、ATM交換機に流入するトラ
ヒックのバースト長、平均セル速度、ピークセル速度を
輻輳の深刻さに応じて適応的に変化させる制御を行うA
TM交換機を実現したものである。さらに、この実施例
は、図6に示す輻輳が生じたときに端末装置に対してフ
ィードバック制御を行うことによって流入するトラヒッ
クを規制するABRサービスをサポートする交換機に対
して適用した例である。
クは、複数の端末装置201が収容される統計多重を行
うATM交換機100が複数個伝送路7を介して接続さ
れてATMネットワーク6を構成している。この実施例
は、このネットワークにネットワーク接続装置200を
設けて各装置を連携して、ATM交換機に流入するトラ
ヒックのバースト長、平均セル速度、ピークセル速度を
輻輳の深刻さに応じて適応的に変化させる制御を行うA
TM交換機を実現したものである。さらに、この実施例
は、図6に示す輻輳が生じたときに端末装置に対してフ
ィードバック制御を行うことによって流入するトラヒッ
クを規制するABRサービスをサポートする交換機に対
して適用した例である。
【0043】ATMネットワークにおける広域ABRサ
ービスは、発側端末装置201−Sから着側端末装置2
01−RをATMネットワーク6を介して接続したシス
テムに適用される。ATMネットワーク6内のATM交
換機100は、スイッチ回路110を介して流入したセ
ルをバッファキュー130に一時蓄積する。セル異常損
出率検出/解消機能がバッファキュー130内のセル待
行列長を監視し、その結果に基づいて輻輳検出/輻輳解
消検出機能が重輻輳の発生または解消を検出し、ATM
ネットワーク内のUPCもしくは発側端末装置201−
Sのトラヒック規制機能を制御する。さらに、着側端末
装置201−Rにおいても輻輳検出/輻輳解消検出機能
が重輻輳の発生または解消を検出し、ATMネットワー
ク内のUPCもしくは発側端末装置のトラヒック規制機
能を制御する。
ービスは、発側端末装置201−Sから着側端末装置2
01−RをATMネットワーク6を介して接続したシス
テムに適用される。ATMネットワーク6内のATM交
換機100は、スイッチ回路110を介して流入したセ
ルをバッファキュー130に一時蓄積する。セル異常損
出率検出/解消機能がバッファキュー130内のセル待
行列長を監視し、その結果に基づいて輻輳検出/輻輳解
消検出機能が重輻輳の発生または解消を検出し、ATM
ネットワーク内のUPCもしくは発側端末装置201−
Sのトラヒック規制機能を制御する。さらに、着側端末
装置201−Rにおいても輻輳検出/輻輳解消検出機能
が重輻輳の発生または解消を検出し、ATMネットワー
ク内のUPCもしくは発側端末装置のトラヒック規制機
能を制御する。
【0044】図7に示すようにRMセル10は、MSG
IDと、VCIと、発アドレスと着アドレスと、トラヒ
ック記述子と、トレーラから構成される。トラヒック記
述子バースト長と、平均セル速度と、ピークセル速度を
示すビットから構成されている。さらに、ユーザセル1
5は、MSGIDと、VCIと、輻輳ビットと、ユーザ
データと、トレーラから構成される。
IDと、VCIと、発アドレスと着アドレスと、トラヒ
ック記述子と、トレーラから構成される。トラヒック記
述子バースト長と、平均セル速度と、ピークセル速度を
示すビットから構成されている。さらに、ユーザセル1
5は、MSGIDと、VCIと、輻輳ビットと、ユーザ
データと、トレーラから構成される。
【0045】図8に示すように、本実施例にかかる適応
制御をATMネットワークに適用する場合、ATM交換
機100とパケット端末装置201との間にATMネッ
トワーク接続装置(ATM−TA)200を介在させ
る。ATM交換機100で重輻輳の発生を検出すると、
図7に示されるRMセル10をネットワーク接続装置値
200へ送信し、パケット端末装置201に対してフィ
ードバック制御を行う。本実施例は、RMセル10を受
信したネットワーク接続装置200では、セルの送出を
間欠的に行う後述するバースト分割制御回路でバースト
長を変化させ、セルの送出を遅延させる後述するパケッ
ト読出遅延回路において平均セル速度を変化させる。さ
らに、後述するCLAD(Cell Assemble Deassemble)
回路においてピークセル速度を変化させる。これら一連
の動作によって、ATM交換機に流入するトラヒックの
バースト長、平均セル速度、ピークセル速度を輻輳の深
刻さに応じて適応的に変化させる制御を行うATM交換
機を実現する。
制御をATMネットワークに適用する場合、ATM交換
機100とパケット端末装置201との間にATMネッ
トワーク接続装置(ATM−TA)200を介在させ
る。ATM交換機100で重輻輳の発生を検出すると、
図7に示されるRMセル10をネットワーク接続装置値
200へ送信し、パケット端末装置201に対してフィ
ードバック制御を行う。本実施例は、RMセル10を受
信したネットワーク接続装置200では、セルの送出を
間欠的に行う後述するバースト分割制御回路でバースト
長を変化させ、セルの送出を遅延させる後述するパケッ
ト読出遅延回路において平均セル速度を変化させる。さ
らに、後述するCLAD(Cell Assemble Deassemble)
回路においてピークセル速度を変化させる。これら一連
の動作によって、ATM交換機に流入するトラヒックの
バースト長、平均セル速度、ピークセル速度を輻輳の深
刻さに応じて適応的に変化させる制御を行うATM交換
機を実現する。
【0046】[ATM交換機100の構成]図9に示さ
れるATM交換機100は、通常、スイッチ回路(S
W)110と、複数のバッファキュー130−1〜13
0−nと、制御プロセッサ(CP:Control Processo
r)回路140と、複数の入回線インタフェース回路1
20−1〜120−nと、複数の出回線インタフェース
回路160−1〜160−nから構成される。本実施例
では、それらに加えて、各バッファキュー130内のセ
ルレベルの待行列長を観測する行列長カウンタ131−
1131−nと、バッファキュー内のセルの待行列が自
律的に解消する軽輻輳であるのかフィードバック制御が
必要な重輻輳であるのかを判定する複数の重輻輳検出回
路150−1〜150−nと、ネットワーク接続装置2
00にトラヒック規制を依頼するためのRMセル送信回
路170を設ける。
れるATM交換機100は、通常、スイッチ回路(S
W)110と、複数のバッファキュー130−1〜13
0−nと、制御プロセッサ(CP:Control Processo
r)回路140と、複数の入回線インタフェース回路1
20−1〜120−nと、複数の出回線インタフェース
回路160−1〜160−nから構成される。本実施例
では、それらに加えて、各バッファキュー130内のセ
ルレベルの待行列長を観測する行列長カウンタ131−
1131−nと、バッファキュー内のセルの待行列が自
律的に解消する軽輻輳であるのかフィードバック制御が
必要な重輻輳であるのかを判定する複数の重輻輳検出回
路150−1〜150−nと、ネットワーク接続装置2
00にトラヒック規制を依頼するためのRMセル送信回
路170を設ける。
【0047】スイッチ回路110は、流入してきたセル
をVCI(Virtual Channel Identifier)に応じて出回線
ごとに設けられるバッファ130へ振り分ける交換処理
を行う。また、スイッチ回路110は、FECN(Forwa
rd Explicite Congestion Notification)信号がONと
なったときには、図7に示す各ユーザセルのヘッダ中の
輻輳ビットを1と書き換える機能を有する。バッファキ
ュー130は、統計多重を行い、交換処理によって生じ
たセルの衝突を緩衝し、ネットワーク6へ送出する機能
を有する。以下、ATM交換機100のより詳細な構成
を説明する。
をVCI(Virtual Channel Identifier)に応じて出回線
ごとに設けられるバッファ130へ振り分ける交換処理
を行う。また、スイッチ回路110は、FECN(Forwa
rd Explicite Congestion Notification)信号がONと
なったときには、図7に示す各ユーザセルのヘッダ中の
輻輳ビットを1と書き換える機能を有する。バッファキ
ュー130は、統計多重を行い、交換処理によって生じ
たセルの衝突を緩衝し、ネットワーク6へ送出する機能
を有する。以下、ATM交換機100のより詳細な構成
を説明する。
【0048】(1)制御プロセッサ(CP)回路140
(図10) 図10に示すように、CP回路140は、CPU(Ce
ntral Processing Unit)141
と、セルインタフェース回路142と、スイッチインタ
フェース回路143と、外部インタフェース回路144
と、閾値設定処理ソフトウエアメモリ146と、適応制
御処理ソフトウエアメモリ147と、RMセル送信イン
タフェース回路148からなり、それら各回路は、バス
制御回路145によって制御されるバスで結合されてい
る。
(図10) 図10に示すように、CP回路140は、CPU(Ce
ntral Processing Unit)141
と、セルインタフェース回路142と、スイッチインタ
フェース回路143と、外部インタフェース回路144
と、閾値設定処理ソフトウエアメモリ146と、適応制
御処理ソフトウエアメモリ147と、RMセル送信イン
タフェース回路148からなり、それら各回路は、バス
制御回路145によって制御されるバスで結合されてい
る。
【0049】(2)重輻輳検出回路150(図11) 重輻輳検出回路150は、バッファ130内に輻輳が生
じたときに、自律的に解消する軽輻輳であるのか、フィ
ードバック制御が必要な重輻輳であるのかを判定する図
1に示す機能を担う。図11に示すように、本実施例で
は、重輻輳検出回路150を、第1閾値比較回路151
−1と、第1閾値メモリ152−1と、第2閾値比較回
路151−2と、第2閾値メモリ152−2と、タイマ
153と、アンド回路154と、タイマカウンタ155
と、許容時間比較回路156と、許容時間メモリ157
と、輻輳カウンタ158と、許容時間タイマ159から
構成する。
じたときに、自律的に解消する軽輻輳であるのか、フィ
ードバック制御が必要な重輻輳であるのかを判定する図
1に示す機能を担う。図11に示すように、本実施例で
は、重輻輳検出回路150を、第1閾値比較回路151
−1と、第1閾値メモリ152−1と、第2閾値比較回
路151−2と、第2閾値メモリ152−2と、タイマ
153と、アンド回路154と、タイマカウンタ155
と、許容時間比較回路156と、許容時間メモリ157
と、輻輳カウンタ158と、許容時間タイマ159から
構成する。
【0050】[ネットワーク接続装置200の構成]図
12に、パケット端末装置201からパケットをセル化
して、ATMネットワーク6へ送出するネットワーク接
続装置200の構成例を示す。ネットワーク接続装置2
00は、通常、パケット読出遅延回路210と、バース
ト分割制御回路220と、RMセル受信回路240と、
セル(メッセージ)分配回路250と、FECNセル受
信回路260と、CLAD回路270と、端末インタフ
ェース回路280と、ATM入力回線と、ATM出力回
線から構成される。このうち、CLAD回路270は、
パケット受信回路271と、パケット送信回路275を
有している。端末インタフェース回路280は、パケッ
ト入力時には、パケット端末装置201から出力された
パケットをCLAD回路270へ送り、パケット出力時
には、CLAD回路270からのパケットをパケット端
末装置201へ送り出す働きをする。
12に、パケット端末装置201からパケットをセル化
して、ATMネットワーク6へ送出するネットワーク接
続装置200の構成例を示す。ネットワーク接続装置2
00は、通常、パケット読出遅延回路210と、バース
ト分割制御回路220と、RMセル受信回路240と、
セル(メッセージ)分配回路250と、FECNセル受
信回路260と、CLAD回路270と、端末インタフ
ェース回路280と、ATM入力回線と、ATM出力回
線から構成される。このうち、CLAD回路270は、
パケット受信回路271と、パケット送信回路275を
有している。端末インタフェース回路280は、パケッ
ト入力時には、パケット端末装置201から出力された
パケットをCLAD回路270へ送り、パケット出力時
には、CLAD回路270からのパケットをパケット端
末装置201へ送り出す働きをする。
【0051】セル分配回路250は、ノードから送られ
てきたパケットからRMセル10とユーザセル11との
区分を行い、RMセルをRMセル受信回路240へ、輻
輳ビットがONとなっているユーザセルをFECNセル
受信回路260へ分配する。
てきたパケットからRMセル10とユーザセル11との
区分を行い、RMセルをRMセル受信回路240へ、輻
輳ビットがONとなっているユーザセルをFECNセル
受信回路260へ分配する。
【0052】図13に示すようにCLAD回路270
は、トレーラ除去回路272とヘッダ除去回路273と
パケット組立回路274からなるパケット受信回路27
1と、パケット読出/分割回路276とヘッダ付加回路
277とトレーラ付加回路278からなるパケット送信
回路275を有している。CLAD回路270は、パケ
ット入力時には、パケット読出/分割回路276でパケ
ットを読み出してセルに分割する。次いで、ネットワー
ク接続装置200のバースト分割制御回路220からの
データに基づいてヘッダ付加回路277でヘッダを付加
した後、トレーラ付加回路278でトレーラを付加して
パケットを一定のデータごとに切り出し、セルとしてA
TM交換機100およびネットワーク接続装置200の
バースト分割制御回路220へ送り出す。また、セル受
信時には、ATMネットワーク6から送られてきたセル
からトレーラ除去回路272でトレーラを除去し、次い
で、ヘッダ除去回路273でヘッダを除去しパケット組
立バッファ274に送り込む。パケット組立バッファ2
74では所定のセルからパケットを組み立てる組み立て
られたパケットは、ネットワーク接続装置200の端末
インタフェース回路280を介して、パケット端末装置
201へ送り出される。
は、トレーラ除去回路272とヘッダ除去回路273と
パケット組立回路274からなるパケット受信回路27
1と、パケット読出/分割回路276とヘッダ付加回路
277とトレーラ付加回路278からなるパケット送信
回路275を有している。CLAD回路270は、パケ
ット入力時には、パケット読出/分割回路276でパケ
ットを読み出してセルに分割する。次いで、ネットワー
ク接続装置200のバースト分割制御回路220からの
データに基づいてヘッダ付加回路277でヘッダを付加
した後、トレーラ付加回路278でトレーラを付加して
パケットを一定のデータごとに切り出し、セルとしてA
TM交換機100およびネットワーク接続装置200の
バースト分割制御回路220へ送り出す。また、セル受
信時には、ATMネットワーク6から送られてきたセル
からトレーラ除去回路272でトレーラを除去し、次い
で、ヘッダ除去回路273でヘッダを除去しパケット組
立バッファ274に送り込む。パケット組立バッファ2
74では所定のセルからパケットを組み立てる組み立て
られたパケットは、ネットワーク接続装置200の端末
インタフェース回路280を介して、パケット端末装置
201へ送り出される。
【0053】(1)バースト分割制御回路220の構成
(図14) 図14に示すように、バースト分割制御回路220は、
ATMネットワーク6に対するセルの送出を間欠的に行
い、バースト長を制御する機能を担う。バースト分割制
御回路220は、バースト長比較回路222と、セルカ
ウンタ223と、遅延回路224と、規制フラグメモリ
225と、バースト長規制値メモリ226と、バースト
長規制値レジスタ227と、RMフラグメモリ228と
から構成する。
(図14) 図14に示すように、バースト分割制御回路220は、
ATMネットワーク6に対するセルの送出を間欠的に行
い、バースト長を制御する機能を担う。バースト分割制
御回路220は、バースト長比較回路222と、セルカ
ウンタ223と、遅延回路224と、規制フラグメモリ
225と、バースト長規制値メモリ226と、バースト
長規制値レジスタ227と、RMフラグメモリ228と
から構成する。
【0054】(2)パケット読出遅延回路210の構成
(図15) 図15に示すように、パケット読出遅延回路210は、
パケット端末装置201からのパケットの読み出しを遅
延することによって平均セル速度を制御する機能を担
う。パケット読出遅延回路210は、遅延回路211
と、ビジー信号発生回路212と、規制フラグメモリ2
25から構成する。
(図15) 図15に示すように、パケット読出遅延回路210は、
パケット端末装置201からのパケットの読み出しを遅
延することによって平均セル速度を制御する機能を担
う。パケット読出遅延回路210は、遅延回路211
と、ビジー信号発生回路212と、規制フラグメモリ2
25から構成する。
【0055】[ATM交換機100の動作] (1)動作概略 ATM交換機100の動作を説明する。ATM交換機1
00の立ち上げ時に、図16に示される閾値設定処理を
行い重輻輳検出回路150の第1閾値メモリ152−1
と第2閾値メモリ152−2にそれぞれ第1閾値の値と
第2閾値の値を格納する。さらに、バッファ内で生じる
セルレベルの待行列長が第1の閾値を超えてから、第1
の閾値を超えてから第2の閾値の値へ戻るまでの許容時
間を決定し、許容時間メモリ157に格納する。
00の立ち上げ時に、図16に示される閾値設定処理を
行い重輻輳検出回路150の第1閾値メモリ152−1
と第2閾値メモリ152−2にそれぞれ第1閾値の値と
第2閾値の値を格納する。さらに、バッファ内で生じる
セルレベルの待行列長が第1の閾値を超えてから、第1
の閾値を超えてから第2の閾値の値へ戻るまでの許容時
間を決定し、許容時間メモリ157に格納する。
【0056】ATM交換機100にセルが流入し始める
と、スイッチ回路110が交換処理を行い、セルをVC
Iに応じて出回線ごとに設けられているバッファ130
へ格納する。バッファ130にセルが流入すると、行列
カウンタ131は、セルが一個格納されるごとに+カウ
ントアップし、セルが一個読み出されるごとに−カウン
トダウンして、バッファキュー130内のセルの待行列
長を監視する。
と、スイッチ回路110が交換処理を行い、セルをVC
Iに応じて出回線ごとに設けられているバッファ130
へ格納する。バッファ130にセルが流入すると、行列
カウンタ131は、セルが一個格納されるごとに+カウ
ントアップし、セルが一個読み出されるごとに−カウン
トダウンして、バッファキュー130内のセルの待行列
長を監視する。
【0057】重輻輳検出回路150には、行列長カウン
タ131の値が変わるごとにそのカウント値が入力され
る。重輻輳検出回路150は、カウント値が入力される
と入力されたカウント値が第1の閾値を超えていないか
どうかを第1閾値メモリに格納された第1閾値と比較し
て調べる。重輻輳検出回路150は、行列長カウンタ1
31のカウント値が第1閾値を超えている場合には、タ
イマカウンタ155でタイマ153からのタイミングパ
ルスの累積を開始する。行列長カウンタ131のカウン
ト値が第1閾値を超えていない場合には、タイミングパ
ルスの累積を行わない。
タ131の値が変わるごとにそのカウント値が入力され
る。重輻輳検出回路150は、カウント値が入力される
と入力されたカウント値が第1の閾値を超えていないか
どうかを第1閾値メモリに格納された第1閾値と比較し
て調べる。重輻輳検出回路150は、行列長カウンタ1
31のカウント値が第1閾値を超えている場合には、タ
イマカウンタ155でタイマ153からのタイミングパ
ルスの累積を開始する。行列長カウンタ131のカウン
ト値が第1閾値を超えていない場合には、タイミングパ
ルスの累積を行わない。
【0058】引き続き、重輻輳検出回路150は、第2
閾値比較回路151−2で行列長カウンタ131からの
カウント値が第2閾値メモリに格納された第2閾値以下
になっていないかどうかを調べる。行列長カウンタ13
1からのカウント値が第2の閾値以下になっている場合
には、タイマカウンタ155の累積値を0クリアする。
行列カウンタ131からのカウント値が第2の閾値以下
に復帰せず、タイマカウントの累積値がオーバーフロー
すると、重輻輳が発生したと判断し、トラヒック規制を
起動する。
閾値比較回路151−2で行列長カウンタ131からの
カウント値が第2閾値メモリに格納された第2閾値以下
になっていないかどうかを調べる。行列長カウンタ13
1からのカウント値が第2の閾値以下になっている場合
には、タイマカウンタ155の累積値を0クリアする。
行列カウンタ131からのカウント値が第2の閾値以下
に復帰せず、タイマカウントの累積値がオーバーフロー
すると、重輻輳が発生したと判断し、トラヒック規制を
起動する。
【0059】行列カウンタ131からのカウント値が第
2の閾値以下に復帰しないときには、タイマカウンタ1
55の累積値が許容時間メモリ157に格納された許容
時間に達したか否かを許容時間比較回路156で比較
し、タイマカウンタ155の累積値が許容時間メモリ1
57に格納された許容時間に達すると、重輻輳が発生し
たと判断し、スイッチ回路110に対しトラヒック規制
を起動する。さらに、許容時間比較回路156からオー
バーフローするタイミングパルスを許容時間タイマ15
9からのパルスによって減算される輻輳カウンタ158
へ入力して該カウンタのカウント値を歩進させる。トラ
ヒック規制が起動されると、スイッチ回路110は、各
セルのヘッダ中の輻輳ビットを1と書き換える。さらに
図17に示される適応制御処理を起動し、規制値を決定
し、この規制値をRMセルに書き込む。規制値が書き込
まれたRMセルはネットワーク接続装置200に送信さ
れ、ここからパケット端末装置201に対してトラヒッ
ク規制を依頼する。
2の閾値以下に復帰しないときには、タイマカウンタ1
55の累積値が許容時間メモリ157に格納された許容
時間に達したか否かを許容時間比較回路156で比較
し、タイマカウンタ155の累積値が許容時間メモリ1
57に格納された許容時間に達すると、重輻輳が発生し
たと判断し、スイッチ回路110に対しトラヒック規制
を起動する。さらに、許容時間比較回路156からオー
バーフローするタイミングパルスを許容時間タイマ15
9からのパルスによって減算される輻輳カウンタ158
へ入力して該カウンタのカウント値を歩進させる。トラ
ヒック規制が起動されると、スイッチ回路110は、各
セルのヘッダ中の輻輳ビットを1と書き換える。さらに
図17に示される適応制御処理を起動し、規制値を決定
し、この規制値をRMセルに書き込む。規制値が書き込
まれたRMセルはネットワーク接続装置200に送信さ
れ、ここからパケット端末装置201に対してトラヒッ
ク規制を依頼する。
【0060】(2)閾値設定処理(図16) ATM交換機100を立ち上げると図16に示す閾値設
定処理が起動され、閾値設定割込みが実行され、適応制
御処理1100が起動される(S1)。
定処理が起動され、閾値設定割込みが実行され、適応制
御処理1100が起動される(S1)。
【0061】適応制御処理1100が起動されると、C
P回路140は、予め定まっている個々のコネクション
の許容トラヒックの平均セル速度、ピークセル速度、バ
ースト長の平均、バスート長の分散を読み込み、個々の
コネクションごとのトラヒックの平均セル速度の総和、
ピークセル速度の総和を求める。さらに、個々のコネク
ションごとの平均セル速度、ピークセル速度、バース長
の平均、バースト長の分散から(数23)式を用いて、
実行平均バースト長を算出する。各平均バースト長を算
出したのち、(数19)式〜(数22)式および(数2
8)式〜(数32)式を用いて、グリーン関数(数1
1)式に対応する連立微分方程式数(数2)式および
(数4)式の係数を算出する。連立微分方程式(数2)
式および(数4)式の係数を算出した後、誤警報確率と
待行列長との関係を評価するために、(数25)式〜
(数27)式を用いてバーストレベルの待行列が存在す
る確率PS、および(数3)式、(数5)式を用いて指
数分布のパラメータβ,β0を算出する(S2)。
P回路140は、予め定まっている個々のコネクション
の許容トラヒックの平均セル速度、ピークセル速度、バ
ースト長の平均、バスート長の分散を読み込み、個々の
コネクションごとのトラヒックの平均セル速度の総和、
ピークセル速度の総和を求める。さらに、個々のコネク
ションごとの平均セル速度、ピークセル速度、バース長
の平均、バースト長の分散から(数23)式を用いて、
実行平均バースト長を算出する。各平均バースト長を算
出したのち、(数19)式〜(数22)式および(数2
8)式〜(数32)式を用いて、グリーン関数(数1
1)式に対応する連立微分方程式数(数2)式および
(数4)式の係数を算出する。連立微分方程式(数2)
式および(数4)式の係数を算出した後、誤警報確率と
待行列長との関係を評価するために、(数25)式〜
(数27)式を用いてバーストレベルの待行列が存在す
る確率PS、および(数3)式、(数5)式を用いて指
数分布のパラメータβ,β0を算出する(S2)。
【0062】β,β0,PSを算出した後、誤警報確率と
待行列長との関係を評価し、誤警報確率が許容誤警報確
率以下となる待行列長の値を二分法により探索する。次
いで、0を待行列長の下限値V1と設定する(S3)。
さらに、バッファ長を待行列長の値の上限値V2と設定
する(S4)。待行列長の値の探索値をVとし、初期探
索値を下限値である0とする(S5)。
待行列長との関係を評価し、誤警報確率が許容誤警報確
率以下となる待行列長の値を二分法により探索する。次
いで、0を待行列長の下限値V1と設定する(S3)。
さらに、バッファ長を待行列長の値の上限値V2と設定
する(S4)。待行列長の値の探索値をVとし、初期探
索値を下限値である0とする(S5)。
【0063】(数1)式により、平衡分布において、待
行列長の値の探索値をオーバーフローする確率Vを算出
する(S7)。待行列長の値の上限値V2と下限値V1の
平均値((V2+V1)/2)を新たな行列長の値の探索
値Vを得る(S8)。許容誤警報確率と一つ前の待行列
長の値の探索値Vを用いてオーバーフローする確率との
差を算出する(S9)。その差が正である場合には、待
行列長の値の上限値を新たな行列長の値の探索値とする
(S10)。その差が負である場合には、待行列長の値
の下限値を新たな行列長の値の探索値とする(S1
1)。これら一連の動作を誤警報確率が許容誤警報確率
と許容誤差の範囲で一致するまで反復する(S6)。
行列長の値の探索値をオーバーフローする確率Vを算出
する(S7)。待行列長の値の上限値V2と下限値V1の
平均値((V2+V1)/2)を新たな行列長の値の探索
値Vを得る(S8)。許容誤警報確率と一つ前の待行列
長の値の探索値Vを用いてオーバーフローする確率との
差を算出する(S9)。その差が正である場合には、待
行列長の値の上限値を新たな行列長の値の探索値とする
(S10)。その差が負である場合には、待行列長の値
の下限値を新たな行列長の値の探索値とする(S1
1)。これら一連の動作を誤警報確率が許容誤警報確率
と許容誤差の範囲で一致するまで反復する(S6)。
【0064】待行列長の値が確定したら、外部インタフ
ェース回路144を介して重輻輳検出回路150の第2
の閾値メモリ152−2に待行列長の値を第2閾値とし
て格納する(S12)。
ェース回路144を介して重輻輳検出回路150の第2
の閾値メモリ152−2に待行列長の値を第2閾値とし
て格納する(S12)。
【0065】第1閾値は、第2閾値の値よりも大きいか
等しい値(例えば1割増の値)に設定する(S13)。
第1閾値の値が確定したら、外部インタフェース回路1
44を介して重輻輳検出回路150の第1閾値メモリ1
52−1に第1閾値の値を格納する(S14)。
等しい値(例えば1割増の値)に設定する(S13)。
第1閾値の値が確定したら、外部インタフェース回路1
44を介して重輻輳検出回路150の第1閾値メモリ1
52−1に第1閾値の値を格納する(S14)。
【0066】第1閾値の値を格納したら、(数13)式
を用いて、平均セル速度の総和、ピクセル速度の総和、
実行平均バースト長から等価拡散方程式(数8)式のド
リフト係数を算出し、許容時間の値とする(S15)。
許容時間の値が確定したら、外部インタフェース回路1
44を介して重輻輳検出回路150の許容時間メモリ1
57に許容時間の値を格納する(S16)。これら一連
の処理を終えると、閾値設定処理割込待ちへと戻る(S
17)。
を用いて、平均セル速度の総和、ピクセル速度の総和、
実行平均バースト長から等価拡散方程式(数8)式のド
リフト係数を算出し、許容時間の値とする(S15)。
許容時間の値が確定したら、外部インタフェース回路1
44を介して重輻輳検出回路150の許容時間メモリ1
57に許容時間の値を格納する(S16)。これら一連
の処理を終えると、閾値設定処理割込待ちへと戻る(S
17)。
【0067】(3)重輻輳検出回路150の動作 行列長カウンタ131のカウント値が変わるごとに該カ
ウント値が入力される重輻輳検出回路150では、カウ
ント値が入力されると、第1閾値比較回路151−1が
カウント値と第1閾値メモリ152に格納されている値
とを比較する。カウント値が格納されている値を上回る
場合には、一定周期でトリガを発生しているタイマ15
3からトリガが発生するごとにタイマカウンタ155の
値を+1カウントアップする。タイマカウンタ155の
カウント値が変わるごとに、許容時間比較回路156
は、カウント値と許容時間メモリ157に格納されてい
る許容時間値と比較する。カウント値が格納されている
値を上回る場合には、輻輳カウンタ158の値を+カウ
ントアップし、輻輳の深刻さのレベルを上げる。輻輳の
深刻さのレベルを上げ終えると、タイマカウントの累積
値を0クリアする。また、それと同時に第2閾値比較回
路151−2のカウント値と第2閾値メモリ152−2
に格納されている値と比較する。カウント値が格納され
ている値を下回る場合には、タイマカウントの累積値を
0クリアする。カウントの累積値を0クリアを終える
と、輻輳カウンタ158の値を−1カウントダウンし、
輻輳の深刻さのレベルを下げる。輻輳カウンタ158の
カウント値が変わるごとにCP回路140に割込みをか
け、適応制御処理を起動し、トラヒック規制を変更す
る。
ウント値が入力される重輻輳検出回路150では、カウ
ント値が入力されると、第1閾値比較回路151−1が
カウント値と第1閾値メモリ152に格納されている値
とを比較する。カウント値が格納されている値を上回る
場合には、一定周期でトリガを発生しているタイマ15
3からトリガが発生するごとにタイマカウンタ155の
値を+1カウントアップする。タイマカウンタ155の
カウント値が変わるごとに、許容時間比較回路156
は、カウント値と許容時間メモリ157に格納されてい
る許容時間値と比較する。カウント値が格納されている
値を上回る場合には、輻輳カウンタ158の値を+カウ
ントアップし、輻輳の深刻さのレベルを上げる。輻輳の
深刻さのレベルを上げ終えると、タイマカウントの累積
値を0クリアする。また、それと同時に第2閾値比較回
路151−2のカウント値と第2閾値メモリ152−2
に格納されている値と比較する。カウント値が格納され
ている値を下回る場合には、タイマカウントの累積値を
0クリアする。カウントの累積値を0クリアを終える
と、輻輳カウンタ158の値を−1カウントダウンし、
輻輳の深刻さのレベルを下げる。輻輳カウンタ158の
カウント値が変わるごとにCP回路140に割込みをか
け、適応制御処理を起動し、トラヒック規制を変更す
る。
【0068】(4)適応制御処理(図17) 重輻輳検出回路150が外部インタフェース回路144
を介してCP回路140に割込みをかけると、図17に
示される適応制御処理起動が起動される(S21)。適
応制御処理が起動されると、CP回路140は、外部イ
ンタフェース回路144を介して重輻輳検出回路150
の輻輳カウンタ158の値を読み込み、その値をNに代
入する(S22)。Nが確定すると、バースト長の規制
値を予め設定されている許容バースト長の1/Nとする
(S23)。
を介してCP回路140に割込みをかけると、図17に
示される適応制御処理起動が起動される(S21)。適
応制御処理が起動されると、CP回路140は、外部イ
ンタフェース回路144を介して重輻輳検出回路150
の輻輳カウンタ158の値を読み込み、その値をNに代
入する(S22)。Nが確定すると、バースト長の規制
値を予め設定されている許容バースト長の1/Nとする
(S23)。
【0069】次に、バースト長の規制値を予め設定され
ている最小バースト長の値と比較する(S24)。バー
スト長の規制値が最小バースト長の値を上回る場合に
は、平均セル速度の規制値を予め設定されている許容平
均セル速度とし(S25)、ピークセル速度の規制値を
予め設定されている許容ピークセル速度とする(S2
6)。全ての規制値が確定すると、規制値をRMセルに
書き込み、RM送信インタフェース回路148を介して
RMセル送信を依頼する(S27)。RMセル送信を依
頼すると、適応制御割込待ちへと戻る(S28)。
ている最小バースト長の値と比較する(S24)。バー
スト長の規制値が最小バースト長の値を上回る場合に
は、平均セル速度の規制値を予め設定されている許容平
均セル速度とし(S25)、ピークセル速度の規制値を
予め設定されている許容ピークセル速度とする(S2
6)。全ての規制値が確定すると、規制値をRMセルに
書き込み、RM送信インタフェース回路148を介して
RMセル送信を依頼する(S27)。RMセル送信を依
頼すると、適応制御割込待ちへと戻る(S28)。
【0070】バースト長の規制値が最小バースト長の値
を下回る場合には、バースト長の規制値を予め設定され
ている最小バースト長に設定する(S29)。バースト
長の規制値を予め設定されている最小バースト長を短く
することで対応できた分(バースト長の規制値/設定さ
れている最小バースト長)をNから差引き、Mとする
(S30)。Mが確定すると、平均セル速度の規制値を
予め設定されている許容平均セル速度の1/Mとする
(S31)。
を下回る場合には、バースト長の規制値を予め設定され
ている最小バースト長に設定する(S29)。バースト
長の規制値を予め設定されている最小バースト長を短く
することで対応できた分(バースト長の規制値/設定さ
れている最小バースト長)をNから差引き、Mとする
(S30)。Mが確定すると、平均セル速度の規制値を
予め設定されている許容平均セル速度の1/Mとする
(S31)。
【0071】次いで、平均セル速度の規制値を予め設定
されている最小平均セル速度の値と比較する(S3
2)。平均セル速度の規制値が最小平均セル速度の値を
上回る場合には、ピークセル速度の規制値を予め設定さ
れている許容ピークセル速度とする(S33)。全ての
規制値が確定すると、該規制値をRMセルに書き込み、
RM送信インタフェース回路148を介してRMセル送
信を依頼する(S34)。RMセル送信を依頼すると、
適応制御割込待ちへと戻る(S35)。
されている最小平均セル速度の値と比較する(S3
2)。平均セル速度の規制値が最小平均セル速度の値を
上回る場合には、ピークセル速度の規制値を予め設定さ
れている許容ピークセル速度とする(S33)。全ての
規制値が確定すると、該規制値をRMセルに書き込み、
RM送信インタフェース回路148を介してRMセル送
信を依頼する(S34)。RMセル送信を依頼すると、
適応制御割込待ちへと戻る(S35)。
【0072】平均セル速度の規制値が最小平均セル速度
値を下回る場合には、平均セル速度の規制値を予め設定
されている平均セル速度の値とする(S36)。次に、
Mから平均セル速度を小さくすることで対応できた分
(許容平均セル速度の許容値/最小平均セル速度)をM
から差引き、Lとする(S37)。Lが確定すると、ピ
ークセル速度の規制値を予め設定されている許容ピーク
セル速度の1/Lとする(S38)。全ての規制値が確
定すると、該規制値をRMセルに書き込み、RM送信イ
ンタフェース回路148を介してRMセル送信を依頼す
る(S40)。RMセル送信を依頼すると、適応制御割
込待ちへと戻る(S40)。
値を下回る場合には、平均セル速度の規制値を予め設定
されている平均セル速度の値とする(S36)。次に、
Mから平均セル速度を小さくすることで対応できた分
(許容平均セル速度の許容値/最小平均セル速度)をM
から差引き、Lとする(S37)。Lが確定すると、ピ
ークセル速度の規制値を予め設定されている許容ピーク
セル速度の1/Lとする(S38)。全ての規制値が確
定すると、該規制値をRMセルに書き込み、RM送信イ
ンタフェース回路148を介してRMセル送信を依頼す
る(S40)。RMセル送信を依頼すると、適応制御割
込待ちへと戻る(S40)。
【0073】[ネットワーク接続装置200の動作] (1)動作概要 ネットワーク接続装置200がRMセル10を受信する
と、RMセル10はセル分配回路250を介してRMセ
ル受信回路240に入力される。RMセル10が入力さ
れたRMセル受信回路240は、アドレス情報をもとに
RMセルが自宛のRMセルか折り返しのRMセルである
かを判定する。判定の結果、折り返しのRMセルである
場合には、RMセルをネットワーク6へ折り返す。判定
の結果、自宛のRMセルである場合には、RMセル10
に書かれているバースト長の値を読み込み、バースト分
割制御回路220のバースト長規制値レジスタ227に
書き込む。次に、RMセル10に書かれている平均セル
速度の値を読み込み、その平均セル速度の値とバースト
長の値の値に対応するバースト間隔を算出し、バースト
分割制御回路220の遅延回路224に書き込む。
と、RMセル10はセル分配回路250を介してRMセ
ル受信回路240に入力される。RMセル10が入力さ
れたRMセル受信回路240は、アドレス情報をもとに
RMセルが自宛のRMセルか折り返しのRMセルである
かを判定する。判定の結果、折り返しのRMセルである
場合には、RMセルをネットワーク6へ折り返す。判定
の結果、自宛のRMセルである場合には、RMセル10
に書かれているバースト長の値を読み込み、バースト分
割制御回路220のバースト長規制値レジスタ227に
書き込む。次に、RMセル10に書かれている平均セル
速度の値を読み込み、その平均セル速度の値とバースト
長の値の値に対応するバースト間隔を算出し、バースト
分割制御回路220の遅延回路224に書き込む。
【0074】規制値の更新が終了すると、規制フラグメ
モリ225をONとし、バースト分割制御回路220を
起動する。このとき、RMフラグメモリ228をONと
し、RMセルによるトラヒック規制中であることを示
す。また、前記バースト間隔をパケット読出遅延回路2
10の遅延レジスタ215に書き込み、規制フラグメモ
リ213をONとしパケット読出遅延回路210を起動
する。
モリ225をONとし、バースト分割制御回路220を
起動する。このとき、RMフラグメモリ228をONと
し、RMセルによるトラヒック規制中であることを示
す。また、前記バースト間隔をパケット読出遅延回路2
10の遅延レジスタ215に書き込み、規制フラグメモ
リ213をONとしパケット読出遅延回路210を起動
する。
【0075】さらに、RMセル10に書かれているピー
クセル速度の値を読み込み、その値をCLAD回路27
0へ渡す。
クセル速度の値を読み込み、その値をCLAD回路27
0へ渡す。
【0076】ネットワーク接続装置200が輻輳ビット
がONとなっているFECNセル11を受信すると、該
FECNセル11は、セル分配回路250を介してFE
CNセル受信回路260に入力される。FECNセル1
1が入力されたFECNセル受信回路260は、FEC
Nセル11に書き込まれたアドレス情報をもとにFEC
Nセルが自宛のFECNセルか折り返しFECNセルで
あるかを判定する。折り返しFECNセルである場合に
は、該FECNセルをネットワーク6へ折り返す。自宛
のFECNセルである場合には、バースト分割制御回路
220の規制フラグメモリ225をONとしバースト分
割制御回路220を起動し、また、パケット読出遅延回
路210の規制フラグメモリ213をONとしパケット
読出遅延回路210を起動する。
がONとなっているFECNセル11を受信すると、該
FECNセル11は、セル分配回路250を介してFE
CNセル受信回路260に入力される。FECNセル1
1が入力されたFECNセル受信回路260は、FEC
Nセル11に書き込まれたアドレス情報をもとにFEC
Nセルが自宛のFECNセルか折り返しFECNセルで
あるかを判定する。折り返しFECNセルである場合に
は、該FECNセルをネットワーク6へ折り返す。自宛
のFECNセルである場合には、バースト分割制御回路
220の規制フラグメモリ225をONとしバースト分
割制御回路220を起動し、また、パケット読出遅延回
路210の規制フラグメモリ213をONとしパケット
読出遅延回路210を起動する。
【0077】(2)バースト分割制御回路220の動作 規制フラグメモリ225がOFFのときには、CLAD
回路270からのセル送出完了信号をそのまま次セル切
出許可信号としてCLAD回路270に帰還する。規制
フラグメモリ225がONとなると、CLAD回路27
0からのセル送出完了信号がONとなるごとに、セルカ
ウンタ223が+1カウントアップされる。セルカウン
タ223の値が更新されると、セルカウンタ223のカ
ウント値がバースト長比較回路222に入力される。セ
ルカウンタ223のカウント値が入力されると、バース
ト長比較回路222は、RMフラグメモリ228がON
となっているときには、入力されたカウント値をバース
ト長規制値レジスタ227の規制値と比較する。RMフ
ラグメモリ228がOFFとなっているときには、入力
された規制値をバースト長規制値メモリ226の規制値
と比較する。セルカウンタ223の値が比較した値を上
回るときには、バースト長規制信号をONからOFFへ
と変化させる。上回らないときには、バースト長規制信
号をOFFのままにしておく。
回路270からのセル送出完了信号をそのまま次セル切
出許可信号としてCLAD回路270に帰還する。規制
フラグメモリ225がONとなると、CLAD回路27
0からのセル送出完了信号がONとなるごとに、セルカ
ウンタ223が+1カウントアップされる。セルカウン
タ223の値が更新されると、セルカウンタ223のカ
ウント値がバースト長比較回路222に入力される。セ
ルカウンタ223のカウント値が入力されると、バース
ト長比較回路222は、RMフラグメモリ228がON
となっているときには、入力されたカウント値をバース
ト長規制値レジスタ227の規制値と比較する。RMフ
ラグメモリ228がOFFとなっているときには、入力
された規制値をバースト長規制値メモリ226の規制値
と比較する。セルカウンタ223の値が比較した値を上
回るときには、バースト長規制信号をONからOFFへ
と変化させる。上回らないときには、バースト長規制信
号をOFFのままにしておく。
【0078】バースト長規制信号がOFFのときには、
CLAD回路270からのセル送出完了信号をそのまま
次セル切出許可信号としてCLAD回路270に帰還す
る。バースト長規制信号がONのときには、CLAD回
路270からのセル送出完了信号を遅延回路224を経
由し、セルカウンタ223の値を0クリアした後に、次
セル切出許可信号としてCLAD回路270に帰還する
ように切り替わる。すると、セル送出信号がOFFから
ONへと変化しても、遅延時間の分だけCLAD回路2
70からのセル送出が停止するので、ATMネットワー
ク6におけるバースト長が短くなる。
CLAD回路270からのセル送出完了信号をそのまま
次セル切出許可信号としてCLAD回路270に帰還す
る。バースト長規制信号がONのときには、CLAD回
路270からのセル送出完了信号を遅延回路224を経
由し、セルカウンタ223の値を0クリアした後に、次
セル切出許可信号としてCLAD回路270に帰還する
ように切り替わる。すると、セル送出信号がOFFから
ONへと変化しても、遅延時間の分だけCLAD回路2
70からのセル送出が停止するので、ATMネットワー
ク6におけるバースト長が短くなる。
【0079】(3)パケット読出遅延回路210の動作 パケット読出遅延回路210は、規制フラグメモリ21
3がOFFのときに、CLAD回路270からのパケッ
ト書込許可信号が入力されると端末インタフェース回路
280に入力していたビジー信号を停止する。一方、規
制フラグメモリ213がONのときには、CLAD回路
270からのパケット書込許可信号が遅延回路211を
経由し、端末インタフェース回路280に入力していた
ビジー信号を所定時間遅延して停止する。すると、パケ
ット書込許可信号がOFFからへONへと変化しても、
遅延時間の分だけビジー信号が送出される分だけ、パケ
ット端末201からのパケット到着間隔が大きくなり、
平均セル速度が減少する。
3がOFFのときに、CLAD回路270からのパケッ
ト書込許可信号が入力されると端末インタフェース回路
280に入力していたビジー信号を停止する。一方、規
制フラグメモリ213がONのときには、CLAD回路
270からのパケット書込許可信号が遅延回路211を
経由し、端末インタフェース回路280に入力していた
ビジー信号を所定時間遅延して停止する。すると、パケ
ット書込許可信号がOFFからへONへと変化しても、
遅延時間の分だけビジー信号が送出される分だけ、パケ
ット端末201からのパケット到着間隔が大きくなり、
平均セル速度が減少する。
【0080】[実施例1の効果]以上述べたように、本
実施例ではバッファに輻輳が生じたときに、この輻輳が
自律的に解消する軽輻輳であるのか端末装置に対してフ
ィードバック制御を行ってATM交換機にとって負担の
小さいトラヒックへと変更する必要がある重輻輳である
のかを判定し、重輻輳の場合にのみトラヒック規制を行
うことができる。したがって、本実施例によれば、自律
的に解消する軽輻輳の場合には端末装置に対しフィード
バック制御を行わないので、過重なフィードバックによ
る無駄が少なく、回線利用率を高めることができる。
実施例ではバッファに輻輳が生じたときに、この輻輳が
自律的に解消する軽輻輳であるのか端末装置に対してフ
ィードバック制御を行ってATM交換機にとって負担の
小さいトラヒックへと変更する必要がある重輻輳である
のかを判定し、重輻輳の場合にのみトラヒック規制を行
うことができる。したがって、本実施例によれば、自律
的に解消する軽輻輳の場合には端末装置に対しフィード
バック制御を行わないので、過重なフィードバックによ
る無駄が少なく、回線利用率を高めることができる。
【0081】また、本実施例では、バッファに輻輳が生
じたときに、輻輳の深刻さに応じて適応的にフィードバ
ック制御を行うことができるので、ATM交換機にとっ
て負担の大きいトラヒックから順にフィードバック制御
を行うことができる。したがって、本実施例によれば、
ATM交換機にとって負担の大きいトラヒックに対して
大きなフィードバック制御を行う公平なフィードバック
制御を行うことが可能となる。
じたときに、輻輳の深刻さに応じて適応的にフィードバ
ック制御を行うことができるので、ATM交換機にとっ
て負担の大きいトラヒックから順にフィードバック制御
を行うことができる。したがって、本実施例によれば、
ATM交換機にとって負担の大きいトラヒックに対して
大きなフィードバック制御を行う公平なフィードバック
制御を行うことが可能となる。
【0082】さらに、本実施例では、フィードバック制
御に対する許容応答時間は、バースト間隔のオーダーと
なる。したがって、本実施例によれば、許容応答時間に
対する要求が緩やかであるので、伝送遅延時間が必然的
に大きくなる広域網でABRサービスを運用することが
可能となる。
御に対する許容応答時間は、バースト間隔のオーダーと
なる。したがって、本実施例によれば、許容応答時間に
対する要求が緩やかであるので、伝送遅延時間が必然的
に大きくなる広域網でABRサービスを運用することが
可能となる。
【0083】それに加え、許容応答時間に対する要求が
緩やかである本実施例によれば、フィードバック制御の
応答時間に対する性能があまり要求されないので、ネッ
トワーク接続装置においてトラヒック制御回路の実装が
容易である。
緩やかである本実施例によれば、フィードバック制御の
応答時間に対する性能があまり要求されないので、ネッ
トワーク接続装置においてトラヒック制御回路の実装が
容易である。
【0084】そして、許容応答時間に対する要求が緩や
かである本実施例によれば、ATM交換機においてもフ
ィードバック制御を行うためのRMセルの送信回路実装
が容易である。特に、RMセルは、従来、発信側にセル
戻すBECN(Back Explicite Congestion Notificati
on)方式のみで用いられていたが、本実施例によれば、
ATM交換機においてVCIテーブルの逆引きを行う必
要のない着信側にセル送出するFECN方式に対しても
用いることができる。
かである本実施例によれば、ATM交換機においてもフ
ィードバック制御を行うためのRMセルの送信回路実装
が容易である。特に、RMセルは、従来、発信側にセル
戻すBECN(Back Explicite Congestion Notificati
on)方式のみで用いられていたが、本実施例によれば、
ATM交換機においてVCIテーブルの逆引きを行う必
要のない着信側にセル送出するFECN方式に対しても
用いることができる。
【0085】[実施例2]本発明にかかる第2の実施例
を説明する。第1の実施例では、本発明を輻輳が生じた
ときに端末に対してフィードバック制御を行うことによ
って流入するトラヒックを規制するABRサービスをサ
ポートする交換機に対して適用したのに対して、第2の
実施例では、端末装置に対してフィードバック制御を行
う代りに、交換機の入り側でUPC (Usage Paramete
r Control)制御により負担の大きいトラヒックのセル
を廃棄することによって流入するトラヒックを規制する
交換機に対して適用する。
を説明する。第1の実施例では、本発明を輻輳が生じた
ときに端末に対してフィードバック制御を行うことによ
って流入するトラヒックを規制するABRサービスをサ
ポートする交換機に対して適用したのに対して、第2の
実施例では、端末装置に対してフィードバック制御を行
う代りに、交換機の入り側でUPC (Usage Paramete
r Control)制御により負担の大きいトラヒックのセル
を廃棄することによって流入するトラヒックを規制する
交換機に対して適用する。
【0086】この実施例は、統計多重を行うATM交換
機300において、入回線インタフェース320内のU
PC(Usage Parameter Control)回路400が、AT
M交換機に流入するトラヒックのバースト長および平均
セル速度ならびにピークセル速度の許容値を輻輳の深刻
さに応じて適応的に変化させる。交換機300に重輻輳
が生じたときに、UPC回路400では、最大バースト
長監視回路430によりバースト長の規制値を変化さ
せ、UPC回路400内に設けたバースト到着判定回路
500により平均セル速度の規制値を変化させる。さら
には、間欠リーキーバケット回路420によりピークセ
ル速度規制値を変化させる。これら一連の動作によっ
て、ATM交換機に流入するトラヒックのバースト長、
および均セル速度ならびにピークセル速度の規制値を輻
輳の深刻さに応じて適応的に変化させる制御を行うAT
M交換機を実現した。
機300において、入回線インタフェース320内のU
PC(Usage Parameter Control)回路400が、AT
M交換機に流入するトラヒックのバースト長および平均
セル速度ならびにピークセル速度の許容値を輻輳の深刻
さに応じて適応的に変化させる。交換機300に重輻輳
が生じたときに、UPC回路400では、最大バースト
長監視回路430によりバースト長の規制値を変化さ
せ、UPC回路400内に設けたバースト到着判定回路
500により平均セル速度の規制値を変化させる。さら
には、間欠リーキーバケット回路420によりピークセ
ル速度規制値を変化させる。これら一連の動作によっ
て、ATM交換機に流入するトラヒックのバースト長、
および均セル速度ならびにピークセル速度の規制値を輻
輳の深刻さに応じて適応的に変化させる制御を行うAT
M交換機を実現した。
【0087】[ATM交換機300の構成]本実施例の
ATM交換機300の構成を図18に示す。統計多重を
行うATM交換機300は、スイッチ回路110と、複
数のバッファキュー130−1〜130−nと、バッフ
ァ130内のセルの待行列長を観測する複数の行列長カ
ウンタ131−1〜131−nと、生じた輻輳が自律的
に解消する軽輻輳であるのかフィードバック制御が必要
な重輻輳であるのかを判定する複数の重輻輳検出回路1
50−1〜150−nと、複数の出回線インタフェー回
路160−1〜160−nと、複数の入回線インタフェ
ース回路320−1〜320−nと、制御プロセッサ
(CP:Control Processor)340とから構成される。
ATM交換機300の構成を図18に示す。統計多重を
行うATM交換機300は、スイッチ回路110と、複
数のバッファキュー130−1〜130−nと、バッフ
ァ130内のセルの待行列長を観測する複数の行列長カ
ウンタ131−1〜131−nと、生じた輻輳が自律的
に解消する軽輻輳であるのかフィードバック制御が必要
な重輻輳であるのかを判定する複数の重輻輳検出回路1
50−1〜150−nと、複数の出回線インタフェー回
路160−1〜160−nと、複数の入回線インタフェ
ース回路320−1〜320−nと、制御プロセッサ
(CP:Control Processor)340とから構成される。
【0088】各入回線インタフェース320は、それぞ
れ、光/電気変換(O/E)回路121と、複数のUP
C(Usage Parameter Control)回路400−1〜40
0−nを有している。スイッチ回路110は、セルをV
CI(Virtual Channel Identifier)に応じて出回線ご
とに設けられているバッファ130へ振り分ける交換処
理を行う。また、FECN(Forward Explicite Conges
tion Notification)信号がONとなったときには、各
セルのヘッダ中の輻輳ビットを1と書き換える機能を有
する。バッファ130は、統計多重を行い、交換処理に
よって生じたセルの衝突を緩衝し、ネットワーク6へ送
出する。
れ、光/電気変換(O/E)回路121と、複数のUP
C(Usage Parameter Control)回路400−1〜40
0−nを有している。スイッチ回路110は、セルをV
CI(Virtual Channel Identifier)に応じて出回線ご
とに設けられているバッファ130へ振り分ける交換処
理を行う。また、FECN(Forward Explicite Conges
tion Notification)信号がONとなったときには、各
セルのヘッダ中の輻輳ビットを1と書き換える機能を有
する。バッファ130は、統計多重を行い、交換処理に
よって生じたセルの衝突を緩衝し、ネットワーク6へ送
出する。
【0089】(1)CP回路340(図19) CP回路340は、図19に示すように、CPU(Cent
ral Processing Unit)141と、セルインターフェー
ス回路142と、スイッチインターフェース回路143
と、外部インターフェース回路144と、閾値設定処理
ソフトウエアメモリ146と、UPC適応処理ソフトウ
エアメモリ347と,UPCインタフェース回路348
から構成され、それら各回路は、バスインターフェース
制御回路145によって制御されるバスで結合されてい
る。
ral Processing Unit)141と、セルインターフェー
ス回路142と、スイッチインターフェース回路143
と、外部インターフェース回路144と、閾値設定処理
ソフトウエアメモリ146と、UPC適応処理ソフトウ
エアメモリ347と,UPCインタフェース回路348
から構成され、それら各回路は、バスインターフェース
制御回路145によって制御されるバスで結合されてい
る。
【0090】(2)重輻輳検出回路150(図11) 重輻輳検出回路150は、実施例1と同じ図11に示さ
れる構成であり、説明を省略する。
れる構成であり、説明を省略する。
【0091】[UPC回路400の構成](図20) 本実施例では、図20に示すように、UPC回路400
をバースト到着判定回路500と、平均セル速度用閾値
メモリ411と、比較回路412と、間欠リーキーバケ
ット回路420と、最大バースト長監視回路430から
構成する。間欠リーキーバケット回路420は、アップ
ダウンカウンタ421と、ピークセル速度用閾値メモリ
422と、比較回路423と、間欠タイマ424から構
成される。この間欠リーキーバケット回路420は、バ
ーストが開始してから終了するまでの期間における平均
セル速度を観測することによってピークセル速度が規程
値を上回ったことを検出する。最大バースト長監視回路
430は、バースト長カウンタ431と、バースト長用
閾値メモリ432と、比較回路433から構成される。
この最大バースト長監視回路430は、バーストが開始
してから終了するまでの期間におけるセル到着数を累積
し、累積値とバースト長の規制値を比較することによっ
てバースト長が規制値を上回ったことを検出する。バー
スト到着判定回路500は、バースト内のセル間隔が一
定でないバーストに対してバーストが開始したときにそ
れと同期して、バースト信号をONとし、バーストが終
了したときにそれと同期して、バースト信号をOFFと
する。
をバースト到着判定回路500と、平均セル速度用閾値
メモリ411と、比較回路412と、間欠リーキーバケ
ット回路420と、最大バースト長監視回路430から
構成する。間欠リーキーバケット回路420は、アップ
ダウンカウンタ421と、ピークセル速度用閾値メモリ
422と、比較回路423と、間欠タイマ424から構
成される。この間欠リーキーバケット回路420は、バ
ーストが開始してから終了するまでの期間における平均
セル速度を観測することによってピークセル速度が規程
値を上回ったことを検出する。最大バースト長監視回路
430は、バースト長カウンタ431と、バースト長用
閾値メモリ432と、比較回路433から構成される。
この最大バースト長監視回路430は、バーストが開始
してから終了するまでの期間におけるセル到着数を累積
し、累積値とバースト長の規制値を比較することによっ
てバースト長が規制値を上回ったことを検出する。バー
スト到着判定回路500は、バースト内のセル間隔が一
定でないバーストに対してバーストが開始したときにそ
れと同期して、バースト信号をONとし、バーストが終
了したときにそれと同期して、バースト信号をOFFと
する。
【0092】(1)バースト到着判定回路500の構成
(図21) 図21に示すバースト到着判定回路500は、バースト
内のセル間隔が一定でないバーストに対してバーストが
開始したときにそれと同期して、バースト信号をONと
し、バーストが終了したときにそれと同期して、バース
ト信号をOFFとする機能を担う。本実施例では、バー
スト到着判定回路500は、リーキーバケット回路51
0と、リーキーバケットのカウンタ値(バケツの深さ)
の増加率をモニタするリーキーバケットモニタ回路52
0とを有している。リーキーバケット回路510は、ア
ップダウンカウンタ511と、減算タイマ512とを有
している。リーキーバケットモニタ回路520は、観測
タイマ521と、遅延回路522と、比較回路523
と、切替カウンタ524と、バーストフラグ525を有
している。比較回路523は、リーキーバケット回路5
10のアップダウンカウンタ511の値(バケツの深
さ)を平均セル速度用閾値メモリ411の内容と比較す
ることによって平均セル速度が規制値を上回ったことを
検出する。
(図21) 図21に示すバースト到着判定回路500は、バースト
内のセル間隔が一定でないバーストに対してバーストが
開始したときにそれと同期して、バースト信号をONと
し、バーストが終了したときにそれと同期して、バース
ト信号をOFFとする機能を担う。本実施例では、バー
スト到着判定回路500は、リーキーバケット回路51
0と、リーキーバケットのカウンタ値(バケツの深さ)
の増加率をモニタするリーキーバケットモニタ回路52
0とを有している。リーキーバケット回路510は、ア
ップダウンカウンタ511と、減算タイマ512とを有
している。リーキーバケットモニタ回路520は、観測
タイマ521と、遅延回路522と、比較回路523
と、切替カウンタ524と、バーストフラグ525を有
している。比較回路523は、リーキーバケット回路5
10のアップダウンカウンタ511の値(バケツの深
さ)を平均セル速度用閾値メモリ411の内容と比較す
ることによって平均セル速度が規制値を上回ったことを
検出する。
【0093】(2)間欠リーキーバケット回路420の
構成(図20) ピークセル速度が規制値を上回ったことを検出すること
を担う間欠リーキーバケット回路420は、既述のよう
に、アップダウンカウンタ421と、間欠タイマ424
と、ピークセル速度用閾値メモリ422と、比較回路4
23とを有している。この間欠リーキバケット回路42
0は、カウントダウンが常に行われているのではなく、
バーストが開始してから終了するまでの期間のみにカウ
ントダウンを行うこと特色を有する。
構成(図20) ピークセル速度が規制値を上回ったことを検出すること
を担う間欠リーキーバケット回路420は、既述のよう
に、アップダウンカウンタ421と、間欠タイマ424
と、ピークセル速度用閾値メモリ422と、比較回路4
23とを有している。この間欠リーキバケット回路42
0は、カウントダウンが常に行われているのではなく、
バーストが開始してから終了するまでの期間のみにカウ
ントダウンを行うこと特色を有する。
【0094】(3)最大バースト長監視回路430の構
成(図20) バースト長監視回路430は、既述のように、バースト
長カウンタ431と、バースト長用閾値メモリ432
と、比較回路433とを有している。このバースト長監
視回路420は、バーストが開始してから終了するまで
の期間のみにおいて、カウンタ431のカウントアップ
を行い、バーストが終了すると、カウント値を0クリア
する点に特色を有する。
成(図20) バースト長監視回路430は、既述のように、バースト
長カウンタ431と、バースト長用閾値メモリ432
と、比較回路433とを有している。このバースト長監
視回路420は、バーストが開始してから終了するまで
の期間のみにおいて、カウンタ431のカウントアップ
を行い、バーストが終了すると、カウント値を0クリア
する点に特色を有する。
【0095】[ATM交換機300の動作] (1)動作概略 本実施例のATM交換機300の立ち上げ時に、図16
に示した閾値設定処理を行い、図11に示した重輻輳検
出回路150の第1閾値メモリ152−1と第2閾値メ
モリ152−2に第1閾値の値と第2閾値の値を格納す
る。さらに、バッファ内で生じるセルの待ち行列長が第
1の閾値を超えてから、第1の閾値を超えてから第2の
閾値の値へ戻るまでの許容時間を決定し、許容時間メモ
リ157に格納する。
に示した閾値設定処理を行い、図11に示した重輻輳検
出回路150の第1閾値メモリ152−1と第2閾値メ
モリ152−2に第1閾値の値と第2閾値の値を格納す
る。さらに、バッファ内で生じるセルの待ち行列長が第
1の閾値を超えてから、第1の閾値を超えてから第2の
閾値の値へ戻るまでの許容時間を決定し、許容時間メモ
リ157に格納する。
【0096】図18に示すATM交換機300にセル1
1が流入し始めると、スイッチ回路110が交換処理を
行い、セルをVCIに応じて出回線ごとに設けられてい
るバッファ130へ格納する。バッファ130にセル1
1が流入すると、行列長カウンタ131は、セルが一個
格納されるごとに+1カウントアップする。また、セル
が一個読み出されるごとにー1カウントダウンする。
1が流入し始めると、スイッチ回路110が交換処理を
行い、セルをVCIに応じて出回線ごとに設けられてい
るバッファ130へ格納する。バッファ130にセル1
1が流入すると、行列長カウンタ131は、セルが一個
格納されるごとに+1カウントアップする。また、セル
が一個読み出されるごとにー1カウントダウンする。
【0097】重輻輳検出回路150には、行列長カウン
タ131の値がカウント値が変わるごとに入力される。
図11に示す重輻輳検出回路150では、カウント値が
入力されると、第1閾値比較回路151−1が、入力さ
れたカウント値が第1閾値メモリ152−1に格納され
た第1の閾値を超えていないかどうかを調べる。カウン
ト値が第1の閾値を超えて入る場合には、アンド回路1
54を介してタイマ153の出力がタイマカウンタ15
5に入力され、タイマの出力の累積を開始する。閾値を
超えていない場合には、何も行わない。引き続き、重輻
輳検出回路150では、第2閾値比較回路151−2
が、入力されたカウント値が第2閾値メモリ152−2
に格納された第2の閾値以下になっていないかどうかを
調べる。カウント値が第2の閾値以下になっている場合
には、タイマカウンタ155の累積値を0クリアする。
タ131の値がカウント値が変わるごとに入力される。
図11に示す重輻輳検出回路150では、カウント値が
入力されると、第1閾値比較回路151−1が、入力さ
れたカウント値が第1閾値メモリ152−1に格納され
た第1の閾値を超えていないかどうかを調べる。カウン
ト値が第1の閾値を超えて入る場合には、アンド回路1
54を介してタイマ153の出力がタイマカウンタ15
5に入力され、タイマの出力の累積を開始する。閾値を
超えていない場合には、何も行わない。引き続き、重輻
輳検出回路150では、第2閾値比較回路151−2
が、入力されたカウント値が第2閾値メモリ152−2
に格納された第2の閾値以下になっていないかどうかを
調べる。カウント値が第2の閾値以下になっている場合
には、タイマカウンタ155の累積値を0クリアする。
【0098】行列長カウンタ131のカウント値が第2
の閾値以下に復帰せず、タイマカウンタ155がタイマ
カウントの累積を継続し、許容時間比較回路156に入
力されるタイマカウント値が許容時間メモリ157に格
納された許容時事間を超えると、重輻輳が発生したと判
断し、UPC回路400を起動する。さらに、UPC回
路400が起動されると、スイッチ回路110は、各セ
ルのヘッダ中の輻輳ビットを1と書き換える。
の閾値以下に復帰せず、タイマカウンタ155がタイマ
カウントの累積を継続し、許容時間比較回路156に入
力されるタイマカウント値が許容時間メモリ157に格
納された許容時事間を超えると、重輻輳が発生したと判
断し、UPC回路400を起動する。さらに、UPC回
路400が起動されると、スイッチ回路110は、各セ
ルのヘッダ中の輻輳ビットを1と書き換える。
【0099】(2)閾値設定処理(図16) 本実施例の閾値設定処理は、図16に示した記述の実施
例1と同様であるので説明を省略する。
例1と同様であるので説明を省略する。
【0100】(3)重輻輳検出回路150の動作 本実施例の重輻輳検出回路150の動作は、記述の実施
例1と同様であるので説明を省略する。
例1と同様であるので説明を省略する。
【0101】(4)UPC適応制御処理(図22) 本実施例のUPC適応制御処理を図22を用いて説明す
る。重輻輳検出回路150が外部インターフェース回路
144を介してCP回路340に割込みをかけると、U
PC適応制御処理起動が起動される(S51)。UPC
適応制御処理起動が起動されると、CP回路340は、
外部インターフェース回路144を介して重輻輳検出回
路150の輻輳カウンタ158の値を読み込み、その値
をNに代入する(S52)。Nが確定すると、バースト
長の規制値を予め設定されている許容バースト長の1/
Nとする(S53)。次に、バースト長の規制値を予め
設定されている最小バースト長の値と比較する(S5
4)。バースト長の規制値が最小バースト長の値を上回
る場合には、バースト長の規制値をバースト長用閾値メ
モリ432に書き込む(S55)。バースト長用閾値メ
モリ432の内容をバースト長の規制値に書き替える
と、UPC適応制御割込待ちへと戻る(S56)。
る。重輻輳検出回路150が外部インターフェース回路
144を介してCP回路340に割込みをかけると、U
PC適応制御処理起動が起動される(S51)。UPC
適応制御処理起動が起動されると、CP回路340は、
外部インターフェース回路144を介して重輻輳検出回
路150の輻輳カウンタ158の値を読み込み、その値
をNに代入する(S52)。Nが確定すると、バースト
長の規制値を予め設定されている許容バースト長の1/
Nとする(S53)。次に、バースト長の規制値を予め
設定されている最小バースト長の値と比較する(S5
4)。バースト長の規制値が最小バースト長の値を上回
る場合には、バースト長の規制値をバースト長用閾値メ
モリ432に書き込む(S55)。バースト長用閾値メ
モリ432の内容をバースト長の規制値に書き替える
と、UPC適応制御割込待ちへと戻る(S56)。
【0102】ステップS54で、バースト長の規制値が
最小バースト長の値を下回る場合には、バースト長の規
制値を予め設定されている最小バースト長の値とする
(S57)。次に、輻輳カウンタ159の値Nからバー
スト長を短くすることで対応できた分(許容バースト長
記聖地/最小バースト値)を差引き、Mとする(S5
8)。Mが確定すると、平均セル速度の規制値を予め設
定されている許容平均セル速度の1/Mとする(S5
9)。
最小バースト長の値を下回る場合には、バースト長の規
制値を予め設定されている最小バースト長の値とする
(S57)。次に、輻輳カウンタ159の値Nからバー
スト長を短くすることで対応できた分(許容バースト長
記聖地/最小バースト値)を差引き、Mとする(S5
8)。Mが確定すると、平均セル速度の規制値を予め設
定されている許容平均セル速度の1/Mとする(S5
9)。
【0103】ステップS59で得られた平均セル速度の
規制値を予め設定されている最小平均セル速度の値と比
較する(S60)。平均セル速度の規制値が最小平均セ
ル速度の値を上回る場合には、バースト長の規制値であ
る最小バースト長の値をバースト長用閾値メモリ432
に書き込みその内容を更新する(S61)。平均セル速
度の規制値をリーキーバケット回路510の減算タイマ
512に書き込み減算タイマの周期を更新する(S6
2)。規制値を書き込むと、UPC適応制御割込待ちへ
と戻る(S63)。
規制値を予め設定されている最小平均セル速度の値と比
較する(S60)。平均セル速度の規制値が最小平均セ
ル速度の値を上回る場合には、バースト長の規制値であ
る最小バースト長の値をバースト長用閾値メモリ432
に書き込みその内容を更新する(S61)。平均セル速
度の規制値をリーキーバケット回路510の減算タイマ
512に書き込み減算タイマの周期を更新する(S6
2)。規制値を書き込むと、UPC適応制御割込待ちへ
と戻る(S63)。
【0104】ステップS60で、平均セル速度の規制値
が最小平均セル速度値を下回る場合には、平均セル速度
の規制値を予め設定されている平均セル速度の値とする
(S64)。次に、Mから平均セル速度を小さくするこ
とで対応できた分(許容平均セル速度規制値/最小平均
セル速度)を差引き、Lとする(S65)。Lが確定す
ると、ピークセル速度の規制値を予め設定されている許
容ピークセル速度の1/Lとする(S66)。バースト
長の規制値である最小バースト長の値をバースト長用閾
値メモリ432に書き込み最小バースト長の値を更新す
る(S67)。平均セル速度の規制値をリーキーバケッ
ト回路510の減算タイマ512に書き込み減算タイマ
の周期を更新する(S68)。ピーク平均セル速度の規
制値を間欠リーキーバケット回路420の間欠タイマ4
24に書き込み間欠タイマ周期を更新する(S69)。
規制値を書き込むと、UPC適応制御割込待ちへと戻る
(S70)。
が最小平均セル速度値を下回る場合には、平均セル速度
の規制値を予め設定されている平均セル速度の値とする
(S64)。次に、Mから平均セル速度を小さくするこ
とで対応できた分(許容平均セル速度規制値/最小平均
セル速度)を差引き、Lとする(S65)。Lが確定す
ると、ピークセル速度の規制値を予め設定されている許
容ピークセル速度の1/Lとする(S66)。バースト
長の規制値である最小バースト長の値をバースト長用閾
値メモリ432に書き込み最小バースト長の値を更新す
る(S67)。平均セル速度の規制値をリーキーバケッ
ト回路510の減算タイマ512に書き込み減算タイマ
の周期を更新する(S68)。ピーク平均セル速度の規
制値を間欠リーキーバケット回路420の間欠タイマ4
24に書き込み間欠タイマ周期を更新する(S69)。
規制値を書き込むと、UPC適応制御割込待ちへと戻る
(S70)。
【0105】[UPC回路400の動作] (1)バースト到着判定回路(図21)の動作 リーキーバケット回路510は、セルが到着するごとに
アップダウンカウンタ511をカウントアップする。そ
れと同時に減算タイマ512は、アップダウンカウンタ
511の値が0となるまで一定の割合でカウントダウン
する。リーキーバケットモニタ回路520では、一定周
期でリーキーバケット回路510から現在のカウンタ値
(バケツの深さ)を読み出し、前に読み出したカウンタ
値(バケツの深さ)との差を求める。このとき、観測タ
イマ521が一定周期で読出要求信号を出力する。読出
要求信号を出力すると、アップダウンカウンタ511か
ら現在のカウンタ値(バケツの深さ)が出力される。カ
ウンタ値(バケツの深さ)が出力されると、比較回路5
23は、遅延回路522に保存されている前に読み出し
たカウンタ値(バケツの深さ)との差を求める。
アップダウンカウンタ511をカウントアップする。そ
れと同時に減算タイマ512は、アップダウンカウンタ
511の値が0となるまで一定の割合でカウントダウン
する。リーキーバケットモニタ回路520では、一定周
期でリーキーバケット回路510から現在のカウンタ値
(バケツの深さ)を読み出し、前に読み出したカウンタ
値(バケツの深さ)との差を求める。このとき、観測タ
イマ521が一定周期で読出要求信号を出力する。読出
要求信号を出力すると、アップダウンカウンタ511か
ら現在のカウンタ値(バケツの深さ)が出力される。カ
ウンタ値(バケツの深さ)が出力されると、比較回路5
23は、遅延回路522に保存されている前に読み出し
たカウンタ値(バケツの深さ)との差を求める。
【0106】現在のカウンタ値(バケツの深さ)と前に
読み出したカウンタ値(バケツの深さ)との差が正に変
わると、リーキーバケットモニタ回路520は、バース
トが到着したと判断し、バースト信号をONとする。こ
のとき、比較回路523は、バーストフラグ525を0
から1に書き換える。バーストフラグ525が0から1
に書き換わると、バースト信号がOFFからONに変化
する。それと同時に、切替カウンタ524を0クリアす
る。
読み出したカウンタ値(バケツの深さ)との差が正に変
わると、リーキーバケットモニタ回路520は、バース
トが到着したと判断し、バースト信号をONとする。こ
のとき、比較回路523は、バーストフラグ525を0
から1に書き換える。バーストフラグ525が0から1
に書き換わると、バースト信号がOFFからONに変化
する。それと同時に、切替カウンタ524を0クリアす
る。
【0107】現在のカウンタ値(バケツの深さ)と前に
読み出したカウンタ値(バケツの深さ)との差が、複数
回連続して0または負の場合には、リーキーバケットモ
ニタ回路520は、バーストが終了したと判断し、バー
スト信号をOFFとする。このとき、比較回路523
は、差が0のときには切替カウンタ524をカウントア
ップする。切替カウンタ524がオーバーフローすると
バーストフラグ525が0から1に書き換わる。バース
トフラグ525を書き換えると、切替カウンタ524を
0クリアする。
読み出したカウンタ値(バケツの深さ)との差が、複数
回連続して0または負の場合には、リーキーバケットモ
ニタ回路520は、バーストが終了したと判断し、バー
スト信号をOFFとする。このとき、比較回路523
は、差が0のときには切替カウンタ524をカウントア
ップする。切替カウンタ524がオーバーフローすると
バーストフラグ525が0から1に書き換わる。バース
トフラグ525を書き換えると、切替カウンタ524を
0クリアする。
【0108】以上、リーキーバケット回路510とリー
キーバケットモニタ回路520の一連の動作により、バ
ースト内のセル間隔が一定でないバーストに対してバー
ストが開始したときにそれと同期して、バースト信号を
ONとし、バーストが終了したときにそれと同期して、
バースト信号をOFFとする動作を行うことができる。
それと同時に、アップダウンカウンタ511の値が変化
すると、比較回路523は、カウンタ値(バケツの深
さ)を平均セル速度用閾値メモリ411と比較する。カ
ウンタ値(バケツの深さ)が平均セル速度用閾値メモリ
411の値を上回るとこには、UPC回路400が平均
セル速度が規制値を上回ったと判断し、廃棄信号をON
とする。
キーバケットモニタ回路520の一連の動作により、バ
ースト内のセル間隔が一定でないバーストに対してバー
ストが開始したときにそれと同期して、バースト信号を
ONとし、バーストが終了したときにそれと同期して、
バースト信号をOFFとする動作を行うことができる。
それと同時に、アップダウンカウンタ511の値が変化
すると、比較回路523は、カウンタ値(バケツの深
さ)を平均セル速度用閾値メモリ411と比較する。カ
ウンタ値(バケツの深さ)が平均セル速度用閾値メモリ
411の値を上回るとこには、UPC回路400が平均
セル速度が規制値を上回ったと判断し、廃棄信号をON
とする。
【0109】(2)間欠リーキーバケット回路(図2
0)の動作 間欠リーキーバケット回路420では、セルが到着する
ごとにアップダウンカウンタ421をカウントアップす
る。間欠タイマ424は、バースト信号がONのときに
カウンタ値(バケツの深さ)が0となるまでカウントダ
ウンを行う。バースト信号がOFFのときには、何も行
わない。したがって、このときには、カウンタ値(バケ
ツの深さ)は、一定に保たれる。それと同時に、アップ
ダウンカウンタ421の値が変化すると、比較回路42
3は、カウンタ値(バケツの深さ)をピークセル速度用
閾値メモリ422と比較する。カウンタ値(バケツの深
さ)がピークセル速度用閾値メモリ422の値を上回る
ときには、間欠リーキーバケット回路420がピークセ
ル速度が規制値を上回ったと判断し、廃棄信号をONと
する。
0)の動作 間欠リーキーバケット回路420では、セルが到着する
ごとにアップダウンカウンタ421をカウントアップす
る。間欠タイマ424は、バースト信号がONのときに
カウンタ値(バケツの深さ)が0となるまでカウントダ
ウンを行う。バースト信号がOFFのときには、何も行
わない。したがって、このときには、カウンタ値(バケ
ツの深さ)は、一定に保たれる。それと同時に、アップ
ダウンカウンタ421の値が変化すると、比較回路42
3は、カウンタ値(バケツの深さ)をピークセル速度用
閾値メモリ422と比較する。カウンタ値(バケツの深
さ)がピークセル速度用閾値メモリ422の値を上回る
ときには、間欠リーキーバケット回路420がピークセ
ル速度が規制値を上回ったと判断し、廃棄信号をONと
する。
【0110】(3)バースト長監視回路(図20)の動
作 バースト長監視回路430は、セルが到着するごとにバ
ースト長カウンタ431をカウントアップする。バース
ト信号がONからOFFに変化するとバースト長カウン
タ431のカウント値を0クリアする。バースト長カウ
ンタ431の値が変化すると、比較回路432は、カウ
ンタ値をバースト長用閾値メモリ432と比較する。カ
ウンタ値がバースト長用閾値メモリ432の値を上回る
ときには、バースト長監視回路430がバースト長が規
制値を上回ったと判断し、廃棄信号をONとする。
作 バースト長監視回路430は、セルが到着するごとにバ
ースト長カウンタ431をカウントアップする。バース
ト信号がONからOFFに変化するとバースト長カウン
タ431のカウント値を0クリアする。バースト長カウ
ンタ431の値が変化すると、比較回路432は、カウ
ンタ値をバースト長用閾値メモリ432と比較する。カ
ウンタ値がバースト長用閾値メモリ432の値を上回る
ときには、バースト長監視回路430がバースト長が規
制値を上回ったと判断し、廃棄信号をONとする。
【0111】[実施形態2の効果]以上述べたように、
本実施例によれば、バッファに輻輳が生じたときに、自
律的に解消する軽輻輳であるかトラヒック規制が必要で
ある重輻輳かを判定し、自律的に解消する軽輻輳のとき
にはセルの廃棄を行わないので、UPC制御による過剰
なセル廃棄による再送オーバーヘッドを防止でき、エン
ドツーエンドのスループットを高めることができる。
本実施例によれば、バッファに輻輳が生じたときに、自
律的に解消する軽輻輳であるかトラヒック規制が必要で
ある重輻輳かを判定し、自律的に解消する軽輻輳のとき
にはセルの廃棄を行わないので、UPC制御による過剰
なセル廃棄による再送オーバーヘッドを防止でき、エン
ドツーエンドのスループットを高めることができる。
【0112】また、本実施例によれば、バッファに輻輳
が生じたときに、輻輳の深刻さに応じて適応的にUPC
制御を行うことができるので、ATM交換機にとって負
担の大きいトラヒックから順にセル廃棄を行う。したが
って、ATM交換機にとって負担の小さなトラヒックに
対してセル廃棄を行なわない公平なUPC制御を行うこ
とが可能となる。
が生じたときに、輻輳の深刻さに応じて適応的にUPC
制御を行うことができるので、ATM交換機にとって負
担の大きいトラヒックから順にセル廃棄を行う。したが
って、ATM交換機にとって負担の小さなトラヒックに
対してセル廃棄を行なわない公平なUPC制御を行うこ
とが可能となる。
【0113】さらに、本実施例によれば、UPC制御の
パラメータを変更するための許容時間は、バースト間隔
のオーダーとなる。したがって、UPC制御のパラメー
タを変更するための許容時間に対する要求が緩やかであ
るので、変更処理の実装が容易である。
パラメータを変更するための許容時間は、バースト間隔
のオーダーとなる。したがって、UPC制御のパラメー
タを変更するための許容時間に対する要求が緩やかであ
るので、変更処理の実装が容易である。
【0114】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、バ
ッファに輻輳が生じたときに、自律的に解消する軽輻輳
であるのかトラヒック規制が必要な重輻輳であるのかを
判定し、重輻輳の場合にのみトラヒック規制を行うの
で、過剰なトラヒック規制による無駄なオーバーヘッド
が少なく、回線利用率を高めることができる。
ッファに輻輳が生じたときに、自律的に解消する軽輻輳
であるのかトラヒック規制が必要な重輻輳であるのかを
判定し、重輻輳の場合にのみトラヒック規制を行うの
で、過剰なトラヒック規制による無駄なオーバーヘッド
が少なく、回線利用率を高めることができる。
【0115】また、本発明によれば、バッファに輻輳が
生じたときに、輻輳の深刻さに応じて適応的にトラヒッ
ク規制を行うことができるので、ATM交換機にとって
負担の大きいトラヒックから順に規制がかかる。したが
って、ATM交換機にとって負担の大きいトラヒックに
対して大きな規制を行う公平なトラヒック規制を行うこ
とが可能となる。
生じたときに、輻輳の深刻さに応じて適応的にトラヒッ
ク規制を行うことができるので、ATM交換機にとって
負担の大きいトラヒックから順に規制がかかる。したが
って、ATM交換機にとって負担の大きいトラヒックに
対して大きな規制を行う公平なトラヒック規制を行うこ
とが可能となる。
【0116】さらに、本発明によれば、トラヒック規制
処理の処理時間は、バースト間隔のオーダーとなる。し
たがって、トラヒック規制処理の応答時間に対する要求
が緩やかであるので、伝送遅延時間が必然的に大きくな
る広域網でABRサービスを運用可能となる。また、ト
ラヒック規制処理に対する応答時間に対する要求が緩や
かであるので、トラヒック規制処理の実装が容易であ
る。
処理の処理時間は、バースト間隔のオーダーとなる。し
たがって、トラヒック規制処理の応答時間に対する要求
が緩やかであるので、伝送遅延時間が必然的に大きくな
る広域網でABRサービスを運用可能となる。また、ト
ラヒック規制処理に対する応答時間に対する要求が緩や
かであるので、トラヒック規制処理の実装が容易であ
る。
【図1】軽輻輳と重輻輳の相違を説明する図。
【図2】閾値トリガ方式の概要を示す図。
【図3】待行列長の分布の時間遷移を示す図。
【図4】タイムアウト方式の概要を示す図。
【図5】本発明が適用されるATMネットワークを示す
概念図。
概念図。
【図6】ATMネットワークにおけるABRサービスの
概要を示す概念図。
概要を示す概念図。
【図7】ATMネットワークにおけるセルのフォーマッ
トを示す図。
トを示す図。
【図8】ATMネットワークの適応形態を示す図。
【図9】本発明をABRサービスに適用したATM交換
機の構成を示す図。
機の構成を示す図。
【図10】本発明をABRサービスに適用したATM交
換機のCPの構成を示す図。
換機のCPの構成を示す図。
【図11】本発明の重輻輳検出回路の構成を示す図。
【図12】ATMネットワークでのネットワーク接続装
置の構成を示す図。
置の構成を示す図。
【図13】ATMネットワーク接続装置のCLAD回路
の構成を示す図。
の構成を示す図。
【図14】バースト長を制御するためのバースト分割制
御回路の構成を示す図。
御回路の構成を示す図。
【図15】平均セル速度を制御するためのパケット読出
遅延回路の構成を示す図。
遅延回路の構成を示す図。
【図16】本発明が適用されるATM交換機における閾
値設定処理を示すPAD図。
値設定処理を示すPAD図。
【図17】本発明が適用されるATM交換機における適
応設定処理を示すPAD図。
応設定処理を示すPAD図。
【図18】本発明をUPCに適用したATM交換機の構
成を示す図。
成を示す図。
【図19】本発明をUPCに適用したATM交換機のC
Pの構成を示す図。
Pの構成を示す図。
【図20】UPC回路の構成を示す図。
【図21】バースト到着判定回路を示す図。
【図22】本発明をUPCに適用したATM交換機にお
ける適応設定処理を示すPAD図。
ける適応設定処理を示すPAD図。
6 ATMネットワーク 100,300 ATM交換機 120,320 入回線インタフェース 130 バッファキュー 131 行列長カウンタ 140,340 制御プロセッサCP 150 重輻輳判定回路 160 出回線インタフェース 170 RMセル送信回路 200 ネットワーク接続装置 201 パケット端末装置 210 パケット読出遅延回路 220 バースト分割制御回路 270 CLAD回路 400 UPC回路 500 バースト到着判定回路
Claims (13)
- 【請求項1】 バッファ内で生じるセルの待行列長を観
測するATM交換機において、バッファ内で生じるセル
の待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値を超
えてから第2の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を決
定する許容時間決定手段と、セルの待行列長が第1の閾
値を超えてから許容時間までに第1の閾値よりも小さい
か等しい第2の閾値以下の値へ復帰する復帰確率を推定
する復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の閾値
を超えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ復帰
しているかどうかを判定する復帰判定手段と、セルの待
行列長が第2の閾値以下の値へ復帰していないときにの
み端末に対して許容時間を超えた時間に応じて適応的に
フィードバックをかける適応トラヒック制御手段からな
り、輻輳の深刻さに応じて適応的にトラヒック流量制御
を行うことを特徴とするATM交換機。 - 【請求項2】 バッファ内で生じるセルの待行列長を観
測するATM交換機において、バッファ内で生じるセル
の待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値を超
えてから第2の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を決
定する許容時間決定手段と、セルの待行列長が第1の閾
値を超えてから、許容時間までに、第1の閾値よりも小
さいか等しい第2の閾値以下の値へ復帰する復帰確率を
推定する復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の
閾値を超えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ
復帰しているかどうかを判定する復帰判定手段と、セル
の待行列長が第2の閾値以下の値へ復帰していないとき
にのみフィードバック制御が必要である重輻輳の発生を
警告する重輻輳発生警告手段からなり、重輻輳の誤警報
確率を許容値以下に抑制すること特徴とするATM交換
機。 - 【請求項3】 バッファ内で生じるセルの待行列長を観
測するATM交換機において、バッファ内で生じるセル
の待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値を超
えてから第2の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を決
定する許容時間決定手段と、セルの待行列長が第1の閾
値を超えてから許容時間までに第1の閾値よりも小さい
か等しい第2の閾値以下の値へ復帰する復帰確率を推定
する復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の閾値
を超えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ復帰
しているかどうかを判定する復帰判定手段と、セルの待
行列長が第2の閾値以下の値へ復帰していないときに端
末装置に対して許容時間を超えた時間に応じて適応的に
バースト長を変更するウインドベースのトラヒック流量
制御を行うバースト長変更手段からなり、輻輳の深刻さ
に応じて適応的にトラヒック流量制御を行うことを特徴
とするATM交換機。 - 【請求項4】 バッファ内で生じるセルの待行列長を観
測するATM交換機において、バッファ内で生じるセル
の待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値を超
えてから第2の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を決
定する許容時間決定手段と、セルの待行列長が第1の閾
値を超えてから許容時間までに第1の閾値よりも小さい
か等しい第2の閾値以下の値へ復帰する復帰確率を推定
する復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の閾値
を超えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ復帰
しているかどうかを判定する復帰判定手段と、セルの待
行列長が第2の閾値以下の値へ復帰していないときに端
末装置に対して許容時間を超えた時間に応じて適応的に
平均セル速度を変更するレートベースのトラヒック流量
制御を行う平均セル速度変更手段からなり、輻輳の深刻
さに応じて適応的にトラヒック流量制御を行うことを特
徴とするATM交換機。 - 【請求項5】 バッファ内で生じるセルの待行列長を観
測するATM交換機において、バッファ内で生じるセル
の待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値を超
えてから第2の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を決
定する許容時間決定手段と、セルの待行列長が第1の閾
値を超えてから許容時間までに第1の閾値よりも小さい
か等しい第2の閾値以下の値へ復帰する復帰確率を推定
する復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の閾値
を超えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ復帰
しているかどうかを判定する復帰判定手段と、セルの待
行列長が第2の閾値以下の値へ復帰していないときに端
末装置に対して許容時間を超えた時間に応じて適応的に
ピークセル速度を変更するレートベースのトラヒック流
量制御を行うピークセル速度変更手段からなり、輻輳の
深刻さに応じて適応的にトラヒック流量制御を行うこと
を特徴とするATM交換機。 - 【請求項6】 バッファ内で生じるセルの待行列長を観
測するATM交換機において、バッファ内で生じるセル
の待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値を超
えてから第2の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を決
定する許容時間決定手段と、セルの待行列長が第1の閾
値を超えてから許容時間までに第1の閾値よりも小さい
か等しい第2の閾値以下の値へ復帰する復帰確率を推定
する復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の閾値
を超えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ復帰
しているかどうかを判定する復帰判定手段と、セルの待
行列長が第2の閾値以下の値へ復帰していないときに端
末装置に対して許容時間を超えた時間に応じて適応的に
バースト長を変更するウインドベースのトラヒック流量
制御を行うバースト長変更手段と、バースト長が最小バ
ースト長に達したときに、端末装置に対して許容時間を
超えた時間に応じて適応的に平均セル速度を変更するレ
ートベースのトラヒック流量制御を行う平均セル速度変
更手段と、平均セル速度が最小平均セル速度に達したと
きに、端末装置に対して許容時間を超えた時間に応じて
適応的にピークセル速度を変更するレートベースのトラ
ヒック流量制御を行うピークセル速度変更手段からな
り、輻輳の深刻さに応じて適応的にトラヒック流量制御
を行うことを特徴とするATM交換機。 - 【請求項7】 バッファ内で生じるセルの待行列長を観
測するATM交換機において、バッファ内で生じるセル
の待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値を超
えてから第2の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を決
定する許容時間決定手段と、セルの待行列長が第1の閾
値を超えてから許容時間までに第1の閾値よりも小さい
か等しい第2の閾値以下の値へ復帰する復帰確率を推定
する復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の閾値
を超えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ復帰
しているかどうかを判定する復帰判定手段と、セルの待
行列長が第2の閾値以下の値へ復帰していないときに許
容時間を超えた時間に応じて適応的に交換機に流入する
トラヒックのバースト長を変更するUPC制御を行うバ
ースト長変更UPC制御手段からなり、輻輳の深刻さに
応じて適応的にUPC制御を行うことを特徴とするAT
M交換機。 - 【請求項8】 バッファ内で生じるセルの待行列長を観
測するATM交換機において、バッファ内で生じるセル
の待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値を超
えてから第2の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を決
定する許容時間決定手段と、セルの待行列長が第1の閾
値を超えてから許容時間までに第1の閾値よりも小さい
か等しい第2の閾値以下の値へ復帰する復帰確率を推定
する復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の閾値
を超えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ復帰
しているかどうかを判定する復帰判定手段と、セルの待
行列長が第2の閾値以下の値へ復帰していないときに許
容時間を超えた時間に応じて適応的に交換機に流入する
トラヒックの平均セル速度を変更するUPC制御を行う
セル速度変更UPC制御からなり、輻輳の深刻さに応じ
て適応的にUPC制御を行うことを特徴とするATM交
換機。 - 【請求項9】 バッファ内で生じるセルの待行列長を観
測するATM交換機において、バッファ内で生じるセル
の待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値を超
えてから第2の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を決
定する許容時間決定手段と、セルの待行列長が第1の閾
値を超えてから許容時間までに第1の閾値よりも小さい
か等しい第2の閾値以下の値へ復帰する復帰確率を推定
する復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の閾値
を超えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ復帰
しているかどうかを判定する復帰判定手段と、セルの待
行列長が第2の閾値以下の値へ復帰していないときに許
容時間を超えた時間に応じて適応的に交換機に流入する
トラヒックの平均ピーク速度を変更するUPC制御を行
う平均ピーク速度変更UPC制御手段からなり、輻輳の
深刻さに応じて適応的にUPC制御を行うことを特徴と
するATM交換機。 - 【請求項10】 バッファ内で生じるセルの待行列長を
観測するATM交換機において、バッファ内で生じるセ
ルの待行列長が第1の閾値を超えてから、第1の閾値を
超えてから第2の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を
決定する許容時間決定手段と、セルの待行列長が第1の
閾値を超えてから許容時間までに第1の閾値よりも小さ
いか等しい第2の閾値以下の値へ復帰する復帰確率を推
定する復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の閾
値を超えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ復
帰しているかどうかを判定する復帰判定手段と、セルの
待行列長が第2の閾値以下の値へ復帰していないときに
許容時間を超えた時間に応じて適応的に交換機に流入す
るトラヒックのバースト長を変更するUPC制御を行う
バースト長変更UPC制御手段と、バースト長が最小バ
ースト長に達したときに、許容時間を超えた時間に応じ
て適応的に交換機に流入するトラヒックの平均セル速度
を変更するUPC制御を行う平均セル速度変更UPC制
御手段と、平均セル速度が最小平均セル速度に達したと
きに、許容時間を超えた時間に応じて適応的に交換機に
流入するトラヒックのピークセル速度を変更するUPC
制御を行うピークセル速度変更UPC制御手段からな
り、輻輳の深刻さに応じて適応的にUPC制御を行うこ
とを特徴とするATM交換機。 - 【請求項11】 バッファ内で生じるセルの待行列長が
第1の閾値を超えてから、第1の閾値を超えてから第2
の閾値の値へ復帰するまでの許容時間を決定する許容時
間決定手段と、許容時間までに第1の閾値よりも小さい
か等しい第2の閾値以下の値へ復帰する確率を推定する
復帰確率推定手段と、セルの待行列長が第1の閾値を超
えてから許容時間までに第2の閾値以下の値へ復帰して
いるかどうかを判定する復帰判定手段からなり、セルの
待行列長が第2の閾値以下の値へ復帰しているときに、
自律的に解消する軽輻輳と判断し、復帰していないとき
にフィードバック制御が必要である重輻輳と判断するこ
とを特徴とする重輻輳/軽輻輳判定装置。 - 【請求項12】 統計多重を行うATM交換機におい
て、個々のコネクションごとの平均セル速度およびピー
クセル速度およびバースト長の平均ならびにバースト長
の分散から、個々のコネクションごとのトラヒックのト
ラヒックの平均セル速度の総和を算出する第1のステッ
プと、個々のコネクションごとの平均セル速度およびピ
ークセル速度およびバースト長の平均ならびにバースト
長の分散から、個々のコネクションごとのトラヒックの
ピークセル速度の総和を算出する第2のステップと、個
々のコネクションごとのトラヒックの (バースト長の平均余命){1−(平均セル速度)/
(ピークセル速度)} なる量を出回線全体にわたって平均した量である実効平
均バースト長を算出する第3のステップとを有し、算出
された平均セル速度の総和およびピークセル速度の総和
ならびに実効平均バースト長から、交換機のバッファ内
で生じるセルの待行列長が第1の閾値を超えてから、第
1の閾値よりも小さいか等しい第2の閾値以下の値へ復
帰する確率を近似評価する手段を設けたことを特徴とす
る統計多重を行うATM交換機。 - 【請求項13】 統計多重を行うATM交換機におい
て、個々のコネクションごとの平均セル速度、ピークセ
ル速度、バースト長の平均、バースト長の分散から、個
々のコネクションごとのトラヒックのトラヒックの平均
セル速度の総和を算出する第1のステップと、個々のコ
ネクションごとの平均セル速度、ピークセル速度、バー
スト長の平均、バースト長の分散から、個々のコネクシ
ョンごとのトラヒックのピークセル速度の総和を算出す
る第2のステップと、個々のコネクションごとのトラヒ
ックの (バースト長の平均余命){1−(平均セル速度)/
(ピークセル速度)} なる量を出回線全体にわたって平均した量である実効平
均バースト長を算出する第3のステップとを有し、算出
された平均セル速度の総和およびピークセル速度の総和
ならびに実効平均バースト長から、交換機のバッファ内
で生じるセルの待行列長が第1の閾値を超えてから、第
1の閾値よりも小さいか等しい第2の閾値以下の値へ復
帰する許容時間を近似評価する手段を設けたことを特徴
とする統計多重を行うATM交換機。
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