JPH09312667A - Traffic control method and device - Google Patents
Traffic control method and deviceInfo
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- JPH09312667A JPH09312667A JP12604096A JP12604096A JPH09312667A JP H09312667 A JPH09312667 A JP H09312667A JP 12604096 A JP12604096 A JP 12604096A JP 12604096 A JP12604096 A JP 12604096A JP H09312667 A JPH09312667 A JP H09312667A
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- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、共有帯域上での
トラヒック制御方法および装置に関し、例えばパケット
交換網を介したコンピュータ間のパケット通信に用いて
好適なトラヒック制御方法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a traffic control method and apparatus on a shared band, and more particularly to a traffic control method and apparatus suitable for use in packet communication between computers via a packet switching network.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、パケット通信は、コンピュー
タ間のデータ通信等の、リアルタイム性をさほど必要と
されない情報が間欠的に伝送されるデータ通信に多用さ
れている。このパケット通信ではパケット単位でデータ
の交換を行う。パケットとは、図８に示されるように、
送信すべきデータを固定長（例えば、１２８バイト〜４
０９６バイト）の小単位に切り分け、切り分けられた小
単位のデータにヘッダと呼ばれる情報（宛先情報、誤り
制御用の順序番号、誤り検出符号など）を付加したデー
タ単位である。2. Description of the Related Art Conventionally, packet communication has been widely used for data communication such as data communication between computers in which information that does not require real-time processing is intermittently transmitted. In this packet communication, data is exchanged in packet units. A packet is, as shown in FIG.
Data to be sent has a fixed length (for example, 128 bytes to 4
It is a data unit in which information (header information, error control sequence number, error detection code, etc.) called a header is added to the divided small unit data.
【０００３】一般に、パケット通信網では、複数の呼源
からのパケット（トラヒック）をまとめて１つの出回線
に多重している。これは統計多重と呼ばれる多重方法で
あるが、このような統計多重をパケット通信網に効果的
に適用するためには、パケット通信網を流れるトラヒッ
クの正確な解析が必要とされる。Generally, in a packet communication network, packets (traffic) from a plurality of call sources are collectively multiplexed on one outgoing line. This is a multiplexing method called statistical multiplexing, but in order to effectively apply such statistical multiplexing to packet communication networks, accurate analysis of the traffic flowing through the packet communication networks is required.
【０００４】パケット通信のトラヒック解析の分野で
は、待ち行列理論の一応用例として、従来より様々な研
究が行われてきた。パケット通信におけるパケットの振
る舞いは、図９に示されるようなモデリングの下で統計
的に捉えられ、ケンドールの記号：Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｋ／Ｅ
で表現されることが多い。ただし、各記号は以下に示す
意味を持つ。In the field of traffic analysis of packet communication, various studies have hitherto been conducted as an application example of queuing theory. The behavior of packets in packet communication is statistically captured under modeling as shown in FIG. 9, and Kendall's symbol: A / B / C / K / E.
Often expressed in. However, each symbol has the following meaning.
【０００５】Ａ：パケットの到着間隔（確率分布に従
う。指数分布の場合Ｍ、一般分布の場合Ｇ） Ｂ：パケットの長さ（確率分布に従う。指数分布の場合
Ｍ、一般分布の場合Ｇ、一定分布の場合Ｄ） Ｃ：サーバの数 Ｋ：待ち行列長 Ｅ：呼源数 なお、記号Ｍは、指数分布の場合、パケットの到着間隔
とパケットの長さとの両方に適用可能であるが、指数分
布の具体的なパラメータは相違する。A: packet arrival interval (according to probability distribution, M for exponential distribution, G for general distribution) B: packet length (according to probability distribution, M for exponential distribution, G for general distribution, constant In the case of distribution D) C: number of servers K: queue length E: number of call sources In addition, in the case of exponential distribution, the symbol M is applicable to both the packet arrival interval and the packet length. The specific parameters of the distribution are different.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、パケ
ット通信におけるパケットの振る舞いは、Ａは指数分布
に従う、という仮定の下でモデリングされることが多
い。Ａが指数分布に従うということは、パケットの到着
がポアソン過程をなすことに等しい。しかしながら、こ
の仮定が成立するのは希であり、実際にはパケットの到
着には相関（バースト性）があることが多い、というこ
とが判明しつつある（C.Patridge, "The end of simple
traffic models", IEEE Network, 7(5), 3(Sept. 199
3)、Vern Paxson and Sally Floyd, "Wide Area Traffi
c: The Failure of Poisson Modeling", IEEE/ACM Tran
s. on Networking, 3(3), 226-244(June 1995)）。By the way, conventionally, the behavior of a packet in packet communication is often modeled under the assumption that A follows an exponential distribution. The fact that A follows an exponential distribution is equivalent to the arrival of packets in a Poisson process. However, this assumption rarely holds, and it is becoming clear that the arrival of packets often has a correlation (burst property) (C. Patridge, "The end of simple").
traffic models ", IEEE Network, 7 (5), 3 (Sept. 199
3), Vern Paxson and Sally Floyd, "Wide Area Traffi
c: The Failure of Poisson Modeling ", IEEE / ACM Tran
s. on Networking, 3 (3), 226-244 (June 1995)).
【０００７】パケットの到着に相関が生じる原因として
は、以下の１，２が考えられている。 １．ルータにおけるバッファリング 以下、パケットの出回線（サーバ）を選択するルータの
バッファリングがパケットの到着に与える影響を例を挙
げて説明する。The following 1 and 2 are considered as the causes of the correlation in the arrival of packets. 1. Buffering in Router Below, the effect of buffering of the router that selects the outgoing line (server) of the packet on the arrival of the packet will be described as an example.
【０００８】例：輻輳状態にあるルータに本来独立な筈
の２つのパケットが異なる時期に到着すると、これらの
パケットは待ち行列に入れられる（バッファリングされ
る）。そして、ルータのサービス規律が仕事量保存型で
ある場合には、ルータの輻輳が解除された直後、これら
のパケットは到着順に出回線から出力される。この際、
上記２つのパケットはある時間間隔をおいて到着したに
も関わらず、連続して出力されてしまう。すなわち、本
来独立な筈のパケット間に相関が生じている。Example: If two packets, which should be independent from each other, arrive at a congested router at different times, these packets are queued (buffered). Then, when the service discipline of the router is work conservation type, immediately after the congestion of the router is released, these packets are output from the outgoing line in the order of arrival. On this occasion,
The above two packets are continuously output even though they arrive at a certain time interval. That is, there is a correlation between packets that should originally be independent.
【０００９】なお、仕事量保存型のサービス規律とは、
サービス対象（ルーティングすべきパケット）が存在す
る場合に必ずサービスを行うサービス規律のことを指
し、仕事量非保存型のサービス規律とは、サービス対象
が存在するにも関わらず、意図的に待ち時間を作るよう
なサービス規律を指す。上述と同様のことは車の流れに
も当てはまることが知られている。前の車のためにブレ
ーキを踏んだ車の流れはバースト的な自己相関性（フラ
クタル性）を持つことが実証されている（田口善弘、
“情報ハイウェイは大渋滞！！ 物理学者が実証、車と
電子メールの流れは同じだった”, ワイアードvol.2.0
5, 1995）。なお、ここでいう自己相関性とは、トラヒ
ックを全体的に見た場合の局部密集性と、同一トラヒッ
クを部分的に見た場合の局部密集性のパターンが似ると
いう性質をいう。The work conservation type service discipline is
It refers to a service discipline that always performs a service when there is a service target (packet to be routed). A work discipline that does not store work is that the service waits intentionally even if the service target exists. Refers to service discipline that creates It is known that the same as above applies to the flow of a vehicle. It has been proved that the flow of a car that has braked for the previous car has a burst-like autocorrelation (fractal) (Yoshihiro Taguchi,
"Information highway is a heavy traffic jam !! Proven by a physicist, the flow of cars and emails was the same", Wired vol.2.0
5, 1995). The autocorrelation as referred to herein means a property that the pattern of local congestion when the traffic is viewed as a whole and the pattern of local congestion when the same traffic is viewed partially are similar.
【００１０】２．ソーストラヒック自身の特性 以下、パケットの発生タイミング等の、ソーストラヒッ
ク自身の特性がパケットの到着に与える影響を例を挙げ
て説明する。 例１：コンピュータ等のＴＣＰ／ＩＰ端末においてＷＷ
Ｗ（World Wide Web）ブラウザを使用する場合を考え
る。ＷＷＷはインターネット上の情報検索システムであ
り、ＷＷＷブラウザを使用するユーザは、所望の情報を
求めてサイトからサイトへリンクを張り、サイト間を移
り渡ることができる。多くの場合、リンクの設定はユー
ザの意志によって行われるため、リンク設定パケットは
当該パケットを生成するまでの一連の人間の思考に基づ
いた相関を有することになる。例えば、健康に関する情
報を蓄積したサイトから肺癌に関する情報を蓄積したサ
イトへ移り渡り、さらに煙草に関する情報を蓄積したサ
イトへ移り渡ることは自然である。また、あるサイトか
ら他のサイトへ移り渡り、すぐに元のサイトに戻るとい
ったことも頻繁に行われる。[0010] 2. Characteristics of source traffic itself The following describes the effects of the characteristics of the source traffic itself, such as the packet generation timing, on the arrival of packets, as an example. Example 1: WW on a TCP / IP terminal such as a computer
Consider the case of using a W (World Wide Web) browser. WWW is an information retrieval system on the Internet, and a user who uses a WWW browser can move from site to site by linking from site to site in search of desired information. In many cases, the link setting is performed by the user's will, and thus the link setting packet has a correlation based on a series of human thoughts until the packet is generated. For example, it is natural to move from a site that stores information about health to a site that stores information about lung cancer, and then a site that stores information about cigarettes. In addition, it often happens that one site moves to another site and immediately returns to the original site.
【００１１】例２：ＴＣＰ／ＩＰ端末においてＴｅｌｎ
ｅｔ（テルネット）を使用した場合について検討する。
Ｔｅｌｎｅｔはターミナルソフトウェアの一種であり、
遠隔でコンピュータにログインする際に広く使用されて
いる。Ｔｅｌｎｅｔにおいて、遠隔でログインしたコン
ピュータに対する指示はキーボードを用いてコマンドを
打ち込む（タイプする）ことで行われる。コマンドのタ
イプはユーザのタイピング特性に依存し、通常、打鍵間
隔は完全に独立しているとは言えない。すなわち、パケ
ットの発生時間間隔は相関を有する。また、コマンド
（例えば、ディレクトリ中のファイルの一覧表示）の実
行結果は端末側に返送されるが、コマンドの実行終了時
に一度に多くのキャラクタを返送するため、トラヒック
にバースト性が生じる。このように、Ｔｅｌｎｅｔ等の
ターミナルソフトウェアを用いて発生するトラヒックも
相関を有する。Example 2: Teln in TCP / IP terminal
Consider the case where et (telnet) is used.
Telnet is a type of terminal software,
Widely used for logging in to computers remotely. In Telnet, instructions to a computer logged in remotely are given by typing (typing) commands using the keyboard. The type of command depends on the typing characteristics of the user, and the keystroke intervals are usually not completely independent. That is, the packet generation time intervals are correlated. Also, the execution result of a command (for example, displaying a list of files in a directory) is returned to the terminal side, but a large number of characters are returned at once at the end of command execution, which causes burstiness in traffic. In this way, the traffic generated using terminal software such as Telnet also has a correlation.
【００１２】ここで、相関のあるトラヒックを統計多重
する場合について検討する。前述したように、統計多重
とは複数のパケットを単純にまとめて出回線に多重する
多重方法である。ポアソン過程のような入呼に相関がな
い過程に統計多重を適用すると、サーバの利用効率が向
上すること（統計多重効果、大群化効果）が知られてい
る。Here, the case of statistically multiplexing correlated traffic will be considered. As described above, the statistical multiplexing is a multiplexing method of simply collecting a plurality of packets and multiplexing them on the outgoing line. It is known that the application efficiency of the server is improved (statistical multiplexing effect, large grouping effect) when the statistical multiplexing is applied to a process such as Poisson process that has no correlation with the incoming call.
【００１３】パケット間に相関がない状況下では、一度
に多くのパケットがサービス（ルーティング）を受けよ
うとする状況は比較的少ない。さらに、トラヒックの変
動は多重度に応じて平滑化される。したがって、十分に
多重度を上げれば、上述の統計多重効果が得られるので
ある。このように、単純な操作でルータおよび回線の利
用効率を向上させることができる点が統計多重を採用し
たパケット通信の特徴の一つである。In the situation where there is no correlation between packets, there are relatively few situations where many packets are going to receive service (routing) at one time. Further, traffic fluctuations are smoothed according to the multiplicity. Therefore, if the multiplicity is increased sufficiently, the above-mentioned statistical multiplexing effect can be obtained. As described above, one of the features of the packet communication adopting the statistical multiplexing is that the utilization efficiency of the router and the line can be improved by a simple operation.
【００１４】これに対して、相関のあるトラヒックを統
計多重する場合、一度に多くのパケットがサービスを受
けようとする状況は比較的多くなるため、統計多重効果
を十分に得ることができない。また、相関のあるトラヒ
ックを統計多重する場合、多重度を上げてもなかなか平
滑化されないことが知られている（W.E.Leland et al.,
"On the self-similar Nature of Ethernet traffic(E
xtended version), IEEE/ACM Trans. on Networking, 2
(1), 1-15(Feb. 1994)）。前述のように、現実のパケッ
ト通信におけるトラヒックには相関があることが判明し
てきている。したがって、単純に統計多重を適用してい
た従来のパケット通信には、統計多重効果を十分に得る
ことができないという問題が潜在していたことになる。On the other hand, in the case of statistically multiplexing correlated traffic, there are relatively many situations in which a large number of packets try to receive services at one time, and therefore the statistical multiplexing effect cannot be sufficiently obtained. In addition, when statistically multiplexing correlated traffic, it is known that smoothing does not smooth even if the multiplicity is increased (WELeland et al.,
"On the self-similar Nature of Ethernet traffic (E
xtended version), IEEE / ACM Trans. on Networking, 2
(1), 1-15 (Feb. 1994)). As described above, it has been found that the traffic in actual packet communication has a correlation. Therefore, the conventional packet communication in which the statistical multiplexing is simply applied has a problem that the statistical multiplexing effect cannot be sufficiently obtained.
【００１５】また、相関のあるトラヒックは、ポアソン
過程に従う相関のないトラヒックよりも、ルータの輻輳
に与える影響が大きいことが知られている。（H.J.Fowl
er,W.E.Leland, "Local Area Network Traffic Charact
eristics, with Implications for Broadband Network
Congestion Management", IEEE JSAC, 9, 1139-1149, 1
991）。すなわち、同一条件下では、自己相関のあるト
ラヒックの方が遥かに大きな容量のバッファメモリを輻
輳を回避するために必要とする。まとめると、実際のパ
ケット通信においては、ポアソン過程の下での解析結果
を単純に適用して通信網を設計しても、トラヒックが相
関を有するため、統計多重効果を十分に得ることができ
ない、かつ、ルータの輻輳特性が悪化するという欠点が
あった。It is known that correlated traffic has a greater effect on router congestion than uncorrelated traffic that follows the Poisson process. (HJFowl
er, WELeland, "Local Area Network Traffic Charact
eristics, with Implications for Broadband Network
Congestion Management ", IEEE JSAC, 9, 1139-1149, 1
991). That is, under the same conditions, traffic with autocorrelation requires a much larger buffer memory to avoid congestion. In summary, in actual packet communication, even if a communication network is designed by simply applying the analysis result under the Poisson process, the traffic has correlation, so that the statistical multiplex effect cannot be sufficiently obtained. Moreover, there is a drawback that the congestion characteristic of the router is deteriorated.
【００１６】この発明はこのような背景の下になされた
もので、相関のあるトラヒックに適用しても、統計多重
効果を十分に得ることができ、かつルータの輻輳特性を
悪化させないトラヒック制御方法および装置を提供する
ことを目的としている。The present invention has been made under such a background, and a traffic control method capable of obtaining a sufficient statistical multiplexing effect even when applied to correlated traffic and not deteriorating the congestion characteristic of the router. And to provide a device.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１記載のトラヒック制御方法は、任意の
時間間隔で発生する複数のデータ単位からなるトラヒッ
クを統計多重するトラヒック制御方法において、トラヒ
ックを相関のないポアソン過程に近似した準ポアソン過
程に従うトラヒックへ強制的に変換することを特徴とし
ている。In order to solve the above-mentioned problems, a traffic control method according to claim 1 is a traffic control method for statistically multiplexing traffic consisting of a plurality of data units occurring at arbitrary time intervals. , Is characterized by forcibly converting traffic into traffic that follows a quasi-Poisson process that approximates an uncorrelated Poisson process.
【００１８】請求項２記載のトラヒック制御方法は、請
求項１記載の方法において、統計多重前のトラヒックに
おけるデータ単位間の時間間隔を撹乱しこのトラヒック
を前記準ポアソン過程に従うトラヒックへ変換すること
を特徴としている。請求項３記載のトラヒック制御方法
は、請求項１記載の方法において、統計多重後のトラヒ
ックにおけるデータ単位間の順序を撹乱しこのトラヒッ
クを前記準ポアソン過程に従うトラヒックへ変換するこ
とを特徴としてる。The traffic control method according to claim 2 is the method according to claim 1, wherein the time interval between data units in the traffic before statistical multiplexing is disturbed and this traffic is converted into traffic that follows the quasi-Poisson process. It has a feature. A traffic control method according to a third aspect is the method according to the first aspect, characterized in that the order of data units in the traffic after statistical multiplexing is disturbed and this traffic is converted into traffic that follows the quasi-Poisson process.
【００１９】請求項４記載のトラヒック制御装置は、任
意の時間間隔で発生する複数のデータ単位からなるトラ
ヒックを統計多重するトラヒック制御装置において、入
力されたトラヒックにおける複数のデータ単位を格納し
ランダムな時間間隔で出力する複数の仕事量非保存型バ
ッファと、前記複数の仕事量保存バッファから出力され
る複数のデータ単位からなるトラヒックを統計多重する
統計多重手段とを具備することを特徴としている。A traffic control device according to a fourth aspect is a traffic control device which statistically multiplexes traffic consisting of a plurality of data units generated at arbitrary time intervals, and stores a plurality of data units in input traffic and stores the data units at random. It is characterized by comprising a plurality of work amount non-conservation type buffers output at time intervals, and a statistical multiplexing means for statistically multiplexing traffic consisting of a plurality of data units output from the plurality of work amount storage buffers.
【００２０】請求項５記載のトラヒック制御装置は、任
意の時間間隔で発生する複数のデータ単位からなるトラ
ヒックを統計多重する統計多重手段を備えたトラヒック
制御装置において、データ単位を格納可能な複数の個別
バッファと、前記統計多重手段で多重されたトラヒック
における複数のデータ単位を所定の分離方法で分離し前
記複数の個別バッファに格納するとともに、前記複数の
個別バッファに格納されたデータ単位からなる複数のト
ラヒックを前記分離方法の逆でない混合方法で混合する
ことによって統計多重する制御手段とを具備することを
特徴としている。A traffic control device according to a fifth aspect of the present invention is a traffic control device comprising a statistical multiplexing means for statistically multiplexing traffic consisting of a plurality of data units generated at arbitrary time intervals, and a plurality of data units capable of storing the data units. A plurality of individual buffers and a plurality of data units in the traffic multiplexed by the statistical multiplexing means are separated by a predetermined separation method and stored in the plurality of individual buffers, and a plurality of data units stored in the plurality of individual buffers And a control means for statistically multiplexing the traffic by mixing it with a mixing method that is not the reverse of the above separating method.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。 Ａ：第１実施形態 本発明の第１実施形態によるトラヒック制御装置は、統
計多重前のトラヒックにおけるパケット（データ単位）
の時間間隔を意図的にランダムに撹乱し、パケットの時
間間隔を撹乱した後のトラヒックを統計多重する装置で
ある。この場合、パケットの時間間隔の撹乱は到着した
パケットを格納する仕事量非保存型バッファからのパケ
ットの取り出し時に行われる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A: First Embodiment A traffic control apparatus according to the first embodiment of the present invention is a packet (data unit) in traffic before statistical multiplexing.
It is a device that statistically multiplexes the traffic after randomly disturbing the time interval of the packet and disturbing the time interval of the packet. In this case, the disturbance of the time interval of the packet is performed when the packet is taken out from the work non-conservation type buffer which stores the arrived packet.
【００２２】図１はこの発明の第１実施形態によるトラ
ヒック制御装置の要部を示す概念図である。このトラヒ
ック制御装置は、統計多重前のトラヒックを受け取れる
位置に介挿すればよく、呼源とルータ間の任意の位置に
介挿すればよい。この図において、１−１はトラヒック
制御装置内に設けられる仕事量非保存型バッファであ
り、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）で構成さ
れている。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a main part of a traffic control device according to a first embodiment of the present invention. This traffic control device may be inserted at a position where the traffic before statistical multiplexing can be received, or at any position between the call source and the router. In the figure, reference numeral 1-1 is a work amount non-conservation type buffer provided in the traffic control device, and is composed of, for example, a RAM (Random Access Memory).
【００２３】また、トラヒック制御装置は、複数の仕事
量非保存型バッファ１−１から出力される複数系統のト
ラヒックを統計多重する統計多重手段（図示略）を備え
ており、呼源（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ端末など）からの
パケットを受け取り、これを対応する仕事量非保存型バ
ッファ１−１へ到着順に格納し、基準クロックＣを基準
にしたランダムな時間間隔で仕事量非保存型バッファ１
−１から順次パケットを取り出し、統計多重手段で統計
多重して出力する。Further, the traffic control device is provided with a statistical multiplexing means (not shown) for statistically multiplexing traffic of a plurality of systems outputted from a plurality of work amount non-conservation type buffers 1-1, and a call source (for example, TCP / IP terminal, etc.), stores the packets in the arrival order in the corresponding work amount non-storing buffer 1-1, and stores the work amount non-storing buffer 1 at random time intervals based on the reference clock C.
Packets are sequentially taken out from -1, statistically multiplexed by the statistical multiplexing means, and output.
【００２４】なお、図１においてＰはパケットであり、
各パケットには、トラヒック制御装置への到着順に通し
番号，，，…が付されている。この通し番号は説
明の便宜上付しているものであり、パケットＰのヘッダ
にトラヒック制御装置が書き込むものではない。トラヒ
ック制御装置は、パケットの到着順を把握していればよ
い。もちろん、仕事量非保存型バッファ１−１における
パケットの到着順と出力順を一致させる必要がなけれ
ば、トラヒック制御装置はパケットの到着順を把握する
必要すらない。In FIG. 1, P is a packet,
A serial number is assigned to each packet in the order of arrival at the traffic control device. This serial number is given for convenience of description, and is not written in the header of the packet P by the traffic control device. The traffic control device only needs to know the arrival order of packets. Of course, if it is not necessary to match the arrival order and output order of the packets in the work non-conservation type buffer 1-1, the traffic control device does not even need to know the arrival order of the packets.
【００２５】ここで、直前のパケットを仕事量非保存型
バッファ１−１から取り出し終えてから現在のパケット
を取り出すまでの時間間隔（以後、取り出し間隔）の一
例を図２に示す。この図に示される例では、取り出し間
隔は基準クロックＣの整数倍に設定されている。具体的
には、最初に到来したパケット（）はＣの０倍の待ち
時間（すなわち、待ち時間なし）で取り出され、次に到
来したパケット（）はパケット（）の取り出し完了
時点からＣの２倍の時間経過後に取り出される。取り出
し間隔が基準クロックＣの何倍になるかは、パケットＰ
がトラヒック制御装置に到着した時点でランダムに設定
される。この設定は、内部クロックに基づいて作動する
ランダム信号発生器（図示略）からの出力信号に基づい
て行われる。Here, FIG. 2 shows an example of a time interval (hereinafter, extraction interval) from the completion of extraction of the immediately preceding packet from the work amount non-conservation type buffer 1-1 to the extraction of the current packet. In the example shown in this figure, the extraction interval is set to an integral multiple of the reference clock C. Specifically, the packet () that arrives first is extracted with a waiting time that is 0 times that of C (that is, no waiting time), and the packet () that arrives next is 2 times C of C after the completion of the extraction of packet (). It is taken out after the double time. How many times the extraction interval becomes the reference clock C depends on the packet P.
Is randomly set when arrives at the traffic control device. This setting is performed based on an output signal from a random signal generator (not shown) that operates based on an internal clock.
【００２６】以下、パケットＰに着目してトラヒック制
御装置の動作について説明する。なお、呼源から出力さ
れるパケットＰからなるトラヒックは自己相関を有する
ものとする。このようなパケットＰがトラヒック制御装
置に到来すると、パケットＰは仕事量非保存バッファ１
−１に格納され、このパケットＰに対するランダムな取
り出し間隔が基準クロックＣとランダム信号発生器から
の出力信号に基づいて設定される。The operation of the traffic control device will be described below by focusing on the packet P. Note that the traffic composed of the packet P output from the call source has autocorrelation. When such a packet P arrives at the traffic control device, the packet P is transferred to the work amount non-saving buffer 1
-1, and the random extraction interval for this packet P is set based on the reference clock C and the output signal from the random signal generator.
【００２７】パケットＰは、自身に設定された取り出し
間隔が０Ｃの場合には直前のパケットの出力完了直後に
出力され、０Ｃでない場合には直前のパケット出力完了
後、取り出し間隔経過後に出力される。したがって、各
パケットの時間間隔はランダムになり、自己相関性を有
するトラヒックがほとんど自己相関性を持たないトラヒ
ックに変換されたことになる。すなわち、後段の統計多
重手段に到来するトラヒックの過程は、よりポアソン過
程に近似した過程（以後、準ポアソン過程）となる。The packet P is output immediately after the output of the immediately preceding packet is completed when the extraction interval set in itself is 0C, and is output after the completion of the output of the immediately preceding packet and after the extraction interval has elapsed if it is not 0C. . Therefore, the time interval of each packet becomes random, and the traffic having autocorrelation is converted into the traffic having almost no autocorrelation. That is, the traffic process arriving at the statistical multiplexing unit in the latter stage is a process (hereinafter, a quasi-Poisson process) more similar to the Poisson process.
【００２８】後段の統計多重手段は、従来と同様にポア
ソン過程を前提として設計されており、複数系統の仕事
量非保存型バッファ１−１から到来するパケットＰを統
計多重する。本実施形態では統計多重手段における統計
多重の対象となるトラヒックはポアソン過程に極めて近
似した準ポアソン過程に従うため、統計多重効果を十分
に得ることができ、かつルータの輻輳特性も呼源からの
トラヒック（相関のあるトラヒック）を直接統計多重装
置へ入力する場合に比較して向上する。The statistical multiplexing means in the latter stage is designed on the premise of the Poisson process as in the conventional case, and statistically multiplexes the packets P coming from the work non-conserving buffers 1-1 of a plurality of systems. In the present embodiment, the traffic subject to statistical multiplexing in the statistical multiplexing means follows a quasi-Poisson process that is extremely close to the Poisson process, so that the statistical multiplexing effect can be sufficiently obtained, and the congestion characteristics of the router can also reduce the traffic from the call source. It is improved as compared with the case where (correlated traffic) is directly input to the statistical multiplexer.
【００２９】Ｂ：第２実施形態 本発明の第２実施形態によるトラヒック制御装置は、統
計多重後のトラヒックを複数系統の個別バッファに分離
格納し、この分離方法と無関係な混合方法で出力バッフ
ァに再混合することにより、相関のあるトラヒックを相
関のないものに変換する装置である。B: Second Embodiment A traffic control apparatus according to a second embodiment of the present invention separates and stores the traffic after statistical multiplexing into individual buffers of a plurality of systems, and stores it in an output buffer by a mixing method irrelevant to this separation method. It is a device that converts correlated traffic into uncorrelated traffic by remixing.
【００３０】図３はこの発明の第２実施形態によるトラ
ヒック制御装置の要部を示す概念図である。このトラヒ
ック制御装置は、第１の実施形態と同様に統計多重手段
（図示略）を有する。トラヒック制御装置内において、
２−１は統計多重手段から入力されるパケットを順次格
納する入バッファ、２−２−１〜２−２−ｎは入バッフ
ァ直後にｎ系列（ｎは２以上の整数）並列に設けられた
個別バッファ、２−３は個別バッファ２−２−１〜２−
２−ｎに後続して設けられた出バッファであり、各バッ
ファ２−１，２−２−１〜２−２−ｎ，２−３は、例え
ば、ＲＡＭで構成されている。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a main part of a traffic control device according to a second embodiment of the present invention. This traffic control device has statistical multiplexing means (not shown) as in the first embodiment. In the traffic control device,
2-1 is an input buffer for sequentially storing packets input from the statistical multiplexing means, and 2-2-1 to 2-2-n are n series (n is an integer of 2 or more) provided in parallel immediately after the input buffer. Individual buffers 2-3 are individual buffers 2-2-1 to 2-
Each of the buffers 2-1, 2-1 to 2-2-n and 2-3 is an output buffer provided subsequent to 2-n, and is composed of, for example, a RAM.
【００３１】また、本実施形態によるトラヒック制御装
置は、上記複数のバッファを制御する制御手段（図示
略）を有する。この制御手段は、統計多重装置からのパ
ケットを入バッファ２−１へ到着順に格納し、内部クロ
ックを基準にした所定の時間間隔で入バッファ２−１か
ら順次パケットを取り出し、後続する個別バッファ２−
２−１〜２−２−ｎへ供給する。この際、取り出したパ
ケットをいずれの個別バッファへ供給するかは、どのよ
うな分離方法を採用したかによって異なる。Further, the traffic control device according to the present embodiment has a control means (not shown) for controlling the plurality of buffers. This control means stores the packets from the statistical multiplexer in the arrival buffer 2-1 in the order of arrival, sequentially extracts the packets from the input buffer 2-1 at a predetermined time interval based on the internal clock, and the subsequent individual buffer 2 −
2-1 to 2-2-n. At this time, which individual buffer the extracted packet is supplied to depends on what separation method is used.
【００３２】ここで、入バッファ２−１から個別バッフ
ァ２−２−１〜２−２−ｎへのトラヒックの分離方法の
例を示す。ただし、図３に示されるように、入バッファ
中のパケットＰは到着順に整列されており、この順序で
順次出力されるものとする。 例１：ラウンドロビン分離方法 図４に示されるように、ラウンドロビン分離方法では、
入バッファ２−１から順次出力されたパケットＰは、個
別バッファ２−２−１から個別バッファ２−２−ｎへ一
つずつ順に格納される。Here, an example of a method of separating traffic from the input buffer 2-1 to the individual buffers 2-2-1 to 2-2-n will be shown. However, as shown in FIG. 3, the packets P in the input buffer are arranged in the order of arrival, and are sequentially output in this order. Example 1: Round Robin Separation Method As shown in FIG. 4, in the round robin separation method,
The packets P sequentially output from the input buffer 2-1 are sequentially stored one by one from the individual buffer 2-2-1 to the individual buffer 2-2-n.
【００３３】例２：ランダム分離方法 図５に示されるように、ランダム分離方法では、入バッ
ファ２−１から順次出力されたパケットＰは、個別バッ
ファ２−２−１〜２−２−ｎからランダムに選択された
一つの個別バッファに格納される。この個別バッファの
選択は、内部クロックに基づいて作動するランダム信号
発生器（図示略）からの出力信号に基づいて行われる。
なお、各個別バッファでの伝送速度を厳密に等しくする
必要がある場合には、各個別バッファの選択回数の差が
常に１以下となるよう規定する必要がある。Example 2: Random Separation Method As shown in FIG. 5, in the random separation method, the packets P sequentially output from the input buffer 2-1 are output from the individual buffers 2-2-1 to 2-2-n. It is stored in one randomly selected individual buffer. The selection of the individual buffer is made based on an output signal from a random signal generator (not shown) that operates based on an internal clock.
When it is necessary to make the transmission rates of the individual buffers exactly equal, it is necessary to specify that the difference in the number of selections of the individual buffers is always 1 or less.
【００３４】例３：宛先別分離方法 図６に示されるように、宛先別分離方法では、個別バッ
ファ２−２−１〜２−２−ｎをそれぞれ、宛先毎に割り
当てる。この割り当ては固定的でもよいし、供給された
パケット中のヘッダの内容に応じて、空きバッファを動
的に割り当てるようにしてもよい。入バッファ２−１か
ら順次出力されたパケットＰは、そのヘッダ中の宛先情
報に対して割り当てられた一つの個別バッファに格納さ
れる。上記以外にも様々な分離方法が考えられるが、こ
こでは上記３例を挙げるに止める。Example 3: Separation Method by Destination As shown in FIG. 6, in the separation method by destination, the individual buffers 2-2-1 to 2-2-n are assigned to respective destinations. This allocation may be fixed, or an empty buffer may be dynamically allocated according to the content of the header in the supplied packet. The packets P sequentially output from the input buffer 2-1 are stored in one individual buffer assigned to the destination information in the header. Various separation methods other than the above are conceivable, but only the above three examples will be given here.
【００３５】各個別バッファ２−２−１〜２−２−ｎに
格納されたトラヒックは予め設定された再混合方法によ
って混合され、出バッファ２−３へ供給される。なお、
再混合後のトラヒックが入バッファ２−１でのトラヒッ
クに一致するのを避けるため、再混合方法が分離方法の
逆にならないよう再混合方法を設定する必要がある。再
混合方法としてはラウンドロビン再混合方法やランダム
再混合方法等の幾つかの方法が考えられるが、ここでは
一例としてランダム再混合方法を採用したものとする。The traffics stored in the individual buffers 2-2-1 to 2-2-n are mixed by a preset remixing method and supplied to the output buffer 2-3. In addition,
In order to prevent the traffic after remixing from matching the traffic in the input buffer 2-1, it is necessary to set the remixing method so that the remixing method is not the reverse of the separation method. As the remixing method, several methods such as a round robin remixing method and a random remixing method can be considered. Here, the random remixing method is adopted as an example.
【００３６】ランダム再混合方法では、内部クロックに
基づいて作動するランダム信号発生器（図示略）からの
出力信号に基づいて、パケットを取り出そうとする個別
バッファがランダムに選択される（ただし、各パケット
の伝送速度を厳密に等しくする場合には、各個別バッフ
ァの選択回数の差が常に１以下となるよう規定する必要
がある）。したがって、図７に示されるように、各パケ
ットの個別バッファ内での順序関係は保持されるが、入
バッファ２−１内での順序は保持されない。In the random remixing method, an individual buffer from which a packet is to be extracted is randomly selected based on an output signal from a random signal generator (not shown) that operates based on an internal clock (provided that each packet is If the transmission rates are strictly equal, it is necessary to specify that the difference in the number of selections of each individual buffer is always 1 or less). Therefore, as shown in FIG. 7, the order relationship in the individual buffer of each packet is held, but the order in the input buffer 2-1 is not held.
【００３７】例えば、宛先別分離方法を採用した場合、
図６に示されるように、宛先Ａへ連続する３個のパケッ
ト（，，）は個別バッファ２−２−１内でも同順
に連続して格納されるが、ランダム再混合方法による再
混合処理の結果、出バッファ２−３内では、，，
という順序は保持されるものの、ととの間に他の宛
先へのパケット（）が入り込み、ととの間に他の
宛先へのパケット（）が入り込む。For example, when the method of separating by destination is adopted,
As shown in FIG. 6, three consecutive packets (,,) to the destination A are continuously stored in the individual buffer 2-2-1 in the same order, but the remixing process by the random remixing method is performed. As a result, in the output buffer 2-3, ...
Although the order is maintained, packets () to other destinations enter between and and packets () to other destinations enter between and.
【００３８】ここで、個別バッファ内で連続していたパ
ケット間に入り込むパケットの数は、各パケットの伝送
速度を厳密に等しくする場合には０〜２（ｋ−１）の整
数値、各パケットの伝送速度を全く考慮しない場合には
０〜（ｍ−２）の整数値となる。ただし、ｋは実際に使
用している個別バッファの数、ｍはトラヒック中の全パ
ケット数を示す。なお、分離方法がラウンドロビンまた
はランダム分離方法であった場合には、ｋ＝ｎが成立す
る。Here, the number of packets that enter between consecutive packets in the individual buffer is an integer value of 0 to 2 (k-1) if the transmission rates of the packets are exactly equal. When the transmission rate of 1 is not considered at all, it becomes an integer value of 0 to (m-2). However, k represents the number of individual buffers actually used, and m represents the total number of packets in traffic. When the separation method is the round robin or the random separation method, k = n holds.
【００３９】なお、上述したことから明らかなように、
宛先別分離方法を採用した場合、どのような再混合方法
を採用しても、同一宛先に到着するパケットの順番の正
当性は保証される。したがって、宛先においてパケット
の到着順番を重要視するようなサービスにおいては、宛
先別分離方法を採用するのことが望ましい。As is clear from the above,
When the destination separation method is adopted, the reordering of packets arriving at the same destination is guaranteed no matter which remixing method is adopted. Therefore, it is desirable to adopt the destination-based separation method in a service in which the arrival order of packets is emphasized at the destination.
【００４０】上述したように、実質上、ランダムな数の
パケットが相関のあるパケット間に入り込むため、相関
のあるパケット間の時間間隔は入バッファ２−１内での
時間間隔と異なり、自己相関を持たない時間間隔とな
る。すなわち、出バッファからの出力トラヒックは前述
した準ポアソン過程とみなせる。よって、ルータに到来
するトラヒックは準ポアソン過程となり、統計多重効果
を十分に得ることができ、かつルータの輻輳特性も呼源
からのトラヒックを直接統計多重装置へ入力する場合に
比較して向上する。As described above, since a substantially random number of packets enter between correlated packets, the time interval between correlated packets differs from the time interval in the input buffer 2-1 and thus the autocorrelation is different. It becomes a time interval without. That is, the output traffic from the output buffer can be regarded as the quasi-Poisson process described above. Therefore, the traffic arriving at the router becomes a quasi-Poisson process, the statistical multiplexing effect can be sufficiently obtained, and the congestion characteristic of the router is also improved as compared with the case where the traffic from the call source is directly input to the statistical multiplexer. .
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、トラヒックを相関のないポアソン過程に近似した準
ポアソン過程に従うトラヒックへ強制的に変換するの
で、相関のあるトラヒックに適用しても、統計多重効果
を十分に得ることができ、かつルータの輻輳特性を向上
させることができる。As described above, according to the present invention, since traffic is forcibly converted into traffic that follows a quasi-Poisson process approximated to a Poisson process without correlation, even if it is applied to traffic with correlation, The statistical multiplexing effect can be sufficiently obtained, and the congestion characteristic of the router can be improved.
【図１】 本発明の第１実施形態によるトラヒック制御
装置の要部を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a main part of a traffic control device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 同装置における仕事量非保存型バッファ１−
１からのパケットの取り出し間隔の一例を示す図であ
る。FIG. 2 is a non-conservation work buffer 1-in the same device.
It is a figure which shows an example of the extraction interval of the packet from 1.
【図３】 本発明の第２実施形態によるトラヒック制御
装置の要部を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a main part of a traffic control device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】 同装置において採用可能なラウンドロビン分
離方法を説明するための概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a round robin separation method that can be adopted in the apparatus.
【図５】 同装置において採用可能なランダム分離方法
を説明するための概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a random separation method that can be adopted in the same apparatus.
【図６】 同装置において採用可能な宛先別分離方法を
説明するための概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a destination-based separation method that can be adopted in the apparatus.
【図７】 同装置において採用可能なランダム再混合方
法を説明するための概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a random remixing method that can be adopted in the same apparatus.
【図８】 パケットの構造を示す概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing a packet structure.
【図９】 パケット通信におけるパケットの振る舞いの
代表的なモデリングを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing typical modeling of packet behavior in packet communication.
１−１……仕事量非保存型バッファ、 ２−１……入バッファ、 ２−２−１〜２−２−ｎ……個別バッファ、 ２−３……出バッファ。 1-1 ... work non-conservation type buffer, 2-1 ... input buffer, 2-2-1 to 2-2-n ... individual buffer, 2-3 ... output buffer.
Claims (5)
単位からなるトラヒックを統計多重するトラヒック制御
方法において、 トラヒックを相関のないポアソン過程に近似した準ポア
ソン過程に従うトラヒックへ強制的に変換することを特
徴とするトラヒック制御方法。1. A traffic control method for statistically multiplexing traffic consisting of a plurality of data units occurring at arbitrary time intervals, forcibly converting traffic into traffic that follows a quasi-Poisson process approximated to an uncorrelated Poisson process. Traffic control method characterized by:
単位間の時間間隔を撹乱しこのトラヒックを前記準ポア
ソン過程に従うトラヒックへ変換することを特徴とする
請求項１記載のトラヒック制御方法。2. The traffic control method according to claim 1, wherein a time interval between data units in traffic before statistical multiplexing is disturbed and the traffic is converted into traffic that follows the quasi-Poisson process.
単位間の順序を撹乱しこのトラヒックを前記準ポアソン
過程に従うトラヒックへ変換することを特徴とする請求
項１記載のトラヒック制御方法。3. The traffic control method according to claim 1, wherein the order of data units in the traffic after statistical multiplexing is disturbed, and the traffic is converted into traffic that follows the quasi-Poisson process.
単位からなるトラヒックを統計多重するトラヒック制御
装置において、 入力されたトラヒックにおける複数のデータ単位を格納
しランダムな時間間隔で出力する複数の仕事量非保存型
バッファと、 前記複数の仕事量保存バッファから出力される複数のデ
ータ単位からなるトラヒックを統計多重する統計多重手
段とを具備することを特徴とするトラヒック制御装置。4. A traffic control device for statistically multiplexing traffic consisting of a plurality of data units generated at arbitrary time intervals, and a plurality of jobs for storing a plurality of data units of input traffic and outputting at random time intervals. A traffic control device comprising: a quantity non-conservation type buffer; and statistical multiplexing means for statistically multiplexing traffic consisting of a plurality of data units output from the plurality of work quantity storage buffers.
単位からなるトラヒックを統計多重する統計多重手段を
備えたトラヒック制御装置において、 データ単位を格納可能な複数の個別バッファと、 前記統計多重手段で多重されたトラヒックにおける複数
のデータ単位を所定の分離方法で分離し前記複数の個別
バッファに格納するとともに、前記複数の個別バッファ
に格納されたデータ単位からなる複数のトラヒックを前
記分離方法の逆でない混合方法で混合することによって
統計多重する制御手段とを具備することを特徴とするト
ラヒック制御装置。5. A traffic control device comprising a statistical multiplexing means for statistically multiplexing traffic consisting of a plurality of data units generated at arbitrary time intervals, a plurality of individual buffers capable of storing data units, and the statistical multiplexing means. And separating a plurality of data units in the traffic multiplexed by a predetermined separating method into the plurality of individual buffers and storing a plurality of traffics composed of the data units stored in the plurality of individual buffers in the reverse of the separating method. And a control means for statistically multiplexing by mixing by a non-mixing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12604096A JPH09312667A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Traffic control method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12604096A JPH09312667A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Traffic control method and device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09312667A true JPH09312667A (en) | 1997-12-02 |
Family
ID=14925181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12604096A Withdrawn JPH09312667A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Traffic control method and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09312667A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001326690A (en) * | 2000-02-01 | 2001-11-22 | Microsoft Corp | Data exchange system and method |
| EP1898568A1 (en) | 2006-09-05 | 2008-03-12 | Alcatel Lucent | Method for statistical multiplexing utilising a stochastic usage parameter control (UPC) |
-
1996
- 1996-05-21 JP JP12604096A patent/JPH09312667A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001326690A (en) * | 2000-02-01 | 2001-11-22 | Microsoft Corp | Data exchange system and method |
| JP4593812B2 (en) * | 2000-02-01 | 2010-12-08 | マイクロソフト コーポレーション | Data exchange system and method |
| EP1898568A1 (en) | 2006-09-05 | 2008-03-12 | Alcatel Lucent | Method for statistical multiplexing utilising a stochastic usage parameter control (UPC) |
| EP1898568B1 (en) * | 2006-09-05 | 2012-10-17 | Alcatel Lucent | Method for statistical multiplexing utilising a stochastic usage parameter control (UPC) |
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