JPH11187031A

JPH11187031A - Ａｔｍ交換機

Info

Publication number: JPH11187031A
Application number: JP35135297A
Authority: JP
Inventors: Naotoshi Watanabe; 直聡渡辺
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ＡＴＭ交換機のＵＢＲサービスの無差別的セル
廃棄に起因する同一コネクション連続廃棄、再送セグメ
ント廃棄、通信直後セグメント廃棄、廃棄集中などを回
避して、スループットと有用性を向上させたＡＴＭ交換
機を実現する。【解決手段】従来の輻輳時の無差別セル廃棄に代え、ウ
インドウサイズによる選択廃棄、輻輳に応じた段階的廃
棄促進、再送セル識別廃棄、廃棄済コネクションの廃棄
回避、を行う。このため、流入データユニット流量計測
手段、該流量に応じた廃棄クラス付与手段、所定廃棄ク
ラスの記憶手段とを備え、所定廃棄クラスより大きい廃
棄クラスを持つセルから選択的に廃棄するよう構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＡＴＭ交換機に係
り、品質非保証型サービス（ＵＢＲサービス：Ｕｎｓｐ
ｅｃｉｆｉｅｄＢｉｔ−Ｒａｔｅサービス）で伝送
されるセルの輻輳制御が優れたＡＴＭ交換機に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声、動画像、データ等の情報通信サー
ビスを統合して扱うＡＴＭ網では、各トラフィックを高
効率で網に収容して全体としての効率的運用を図ること
が重要であり、近年、通信量増大が著しいデータ系向け
サービスとして、次の二態様のサービス導入が図られよ
うとしている。

【０００３】その一は、網リソース状況から定まる限度
以上のトラフィックによる網輻輳で生じるデータユニッ
トの廃棄を回避するべく、網がリソース使用状況を端末
に刻々通知し、端末はその通知に従ってセルレベルのレ
ート制御を行って、送出するトラフィックを自律的に規
制し、無用な輻輳を回避して総合的な効率運用を目指す
「適応型サービス（ＡＢＲサービス：Ａｖａｉｌａｂｌ
ｅＢｉｔ−Ｒａｔｅサービス）」である。

【０００４】その二は、端末自身は前記通知に従ったレ
ート制御を行わず、端末所定の速度で網にトラフィック
を送出し、網輻輳による廃棄が発生した場合は端末側で
欠損検出とエンドツーエンドの再送回復を図る「品質非
保証型サービス（ＵＢＲサービス：Ｕｎｓｐｅｃｉｆｉ
ｅｄＢｉｔ−Ｒａｔｅサービス）」である。

【０００５】これら二態様のサービスは各々次のような
欠点を有し、普及の阻害要因となっているためこの早期
解消が強く望まれるところとなっている。即ち、ＡＢＲ
サービスは端末と網の双方に輻輳時の溢れデータ用バッ
ファが不可欠となり、網全体の設備数が膨大となる。他
方、ＵＢＲサービスはＡＢＲサービスより網と端末の設
備は簡潔で安価となるが、通信品質が保証されないため
信頼性が阻害要因であり、また、再送制御とフロー制御
の過剰規制のためスループットが低下する。

【０００６】この二態様のサービスは前記得失を加味
し、サービス需要と網世代進展の動向に沿って導入が進
むと考えられるが、普及促進のためには、導入がより容
易なＵＢＲサービスの一層の効率とスループットの向上
が望ましい。

【０００７】さて、ＵＢＲサービスでは前記の再送制御
およびフロー制御は、端末とＡＴＭ交換機内でＡＴＭよ
り上位のプロトコルに依存して行われる。以下に、この
ためにＡＴＭ網のＵＢＲサービスに収容されるデータ系
サービスで、一般的に用いられている、ＴＣＰ／ＩＰ
（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏ
ｔｏｃｏｌ／ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）の
再送制御とウインドウフロー制御手法を述べる。

【０００８】まず、図２にＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタ
ック説明図を示す。図２の上段に示すアプリケーション
レイヤーのデータは、ＴＣＰレイヤーに位置して伝送制
御を司るＴＣＰ部と各アプリケーションとの間で授受さ
れ、また、ＩＰレイヤーに位置して通信制御を司るＩＰ
部とＴＣＰ部との間は、通信制御用に分割されたＴＣＰ
セグメントと呼ぶ単位で授受される。

【０００９】更に、該ＴＣＰセグメントはＩＰ部を介し
て、次のＡＴＭ／ＡＡＬ５部との間でＩＰパケットとし
て授受される。次に、該ＩＰパケットは、ＡＡＬ５／Ａ
ＴＭ部でトレーラーなどの制御情報を付加され、ＡＴＭ
サービスカテゴリ５類中の第５カテゴリのＡＡＬ５（コ
ネクション型データ通信サービス用クラス）のデータユ
ニットに変換される。

【００１０】また次に、該ＡＡＬ５データユニットは４
８オクテット毎に分割され、更に該分割毎に５オクテッ
トのセルヘッダを付加されて、ＡＴＭセルとしてＡＴＭ
網内を転送される。

【００１１】一方、網輻輳発生時の廃棄は、該ＡＡＬ５
データユニット単位で行われるが、ＡＴＭセル単位で廃
棄が行われても、ＡＴＭセル群を再編成して得られる該
欠損データユニットが誤りフレームとして受信検出され
るから、該データユニットが廃棄されたことになる。

【００１２】次に、前記ＡＴＭセルは図３に示す５３オ
クテットのフレームデータで構成される。そのヘッダ部
は、端末のフロー制御用のＧＦＣ（４ビット）、仮想パ
ス識別子ＶＰＩ（８ビット）、仮想チャネル識別子ＶＣ
Ｉ（１６ビット）、セル形式を示すＰＴＩ（３ビッ
ト）、セル廃棄優先情報ＣＬＰ（１ビット）およびヘッ
ダの誤り制御用情報ＨＥＣ（８ビット）とで構成され
る。

【００１３】端末の接続要求などで呼が生起すると、呼
に対応した仮想パス識別子ＶＰＩおよび仮想チャネル識
別子ＶＣＩが与えられ、コネクション（論理通信路）が
設定されて、該コネクション情報（論理通信路情報）が
該呼の開放まで保持される。

【００１４】また、前記の如く、ＡＡＬ５データユニッ
トは連続する複数のＡＴＭセルで構成されるが、最終セ
ルヘッダのＰＴＩ部にセルの非継続を意味する特定パタ
ーンが表示され、ヘッダ監視によって最終セルが識別出
来るようになっている。

【００１５】さて、ＴＣＰ／ＩＰでは通信制御の際、ア
プリケーションレイヤーのデータを前記のＴＣＰセグメ
ントと呼ぶ通信手順制御のための単位に分割して、ＡＴ
Ｍ網を介して他のＡＴＭ交換機および宛先端末とのデー
タ送受信を行い、また、この単位で、欠損データの回復
のための再送制御、および効率維持のためのウィンドウ
フロー制御を行う。

【００１６】まず、再送制御は次のように行われる。即
ち、セグメント送信後の所定時間内に相手宛先の肯定応
答（ＡＣＫ）がなかったら、セグメント紛失と見做して
該セグメントの送信を繰り返す。この時のＡＣＫ監視時
間（ＲＴＯ）は、一般的に偶発性の異常の回復に適切と
考えられている、直前送信時の監視時間の倍程度に増加
させて安定回復を図る。従って、再送が繰り返されると
ＡＣＫ監視時間（ＲＴＯ）が累増して回復待機時間が急
増する。図４はこの模様を示した再送時のバックオフ説
明図で、２回の再送、即ち、再々送時にＡＣＫ監視時間
（ＲＴＯ）が２倍に設定される様子を現している。

【００１７】次に、ウインドウフロー制御は次のように
行われる。ＴＣＰ／ＩＰでは通常、送信は良好に実行出
来るものと見越して、該肯定応答（ＡＣＫ）を待たず
に、複数のセグメントを一括送信して効率を上げ、スル
ープットを高くする。この一括量の許容枠を輻輳ウィン
ドウ（ＣＷＮＤ）と呼ぶ。

【００１８】送信元はその時点で設定されている輻輳ウ
インドウ（ＣＷＮＤ）の範囲内で、複数のセグメントを
一括して送信する。また、輻輳ウインドウ（ＣＷＮＤ）
は通信開始時や再送時には小さくし、送受信が正常な間
は所定のルールで大きくして行き、最大輻輳ウインドウ
サイズへの到達が加速されるように制御する。

【００１９】この制御は例えば次の如く行われる。輻輳
ウインドウ（ＣＷＮＤ）初期値をＴＣＰセグメントの最
大サイズ（ＭＳＳ）とし、また、輻輳ウインドウ（ＣＷ
ＮＤ）とは別に、スロースタート閾値（ｓｓｔｈｒｅｓ
ｈ）と呼ぶ加速判定用の閾値を定めておき、その初期値
もＴＣＰセグメントの最大サイズ（ＭＳＳ）としてお
く。

【００２０】次に、送受信正常終了毎に、輻輳ウインド
ウ（ＣＷＮＤ）がスロースタート閾値（ｓｓｔｈｒｅｓ
ｈ）以下である間は、輻輳ウインドウ（ＣＷＮＤ）をＴ
ＣＰセグメント最大サイズ（ＭＳＳ）単位で速やかに増
加させ、該サイズがスロースタート閾値（ｓｓｔｈｒｅ
ｓｈ）を超えて以降は、該増加単位をその時点の輻輳ウ
インドウ（ＣＷＮＤ）に対するセグメント最大サイズ
（ＭＳＳ）の比に絞ることにより増加の伸びを抑える。

【００２１】また、送受信中にバースト性の増大などに
よって輻輳が発生すると、再送開始時の輻輳ウインドウ
（ＣＷＮＤ）として、その時点までに成長した輻輳ウイ
ンドウサイズではなく、最初の設定値であるＴＣＰセグ
メント最大サイズ（ＭＳＳ）を、また、スロースタート
閾値（ｓｓｔｈｒｅｓｈ）としては、その時点の輻輳ウ
インドウ（ＣＷＮＤ）の半分の値を設定する。

【００２２】以上の制御によって、輻輳が発生する時点
の半分のサイズまでは輻輳ウインドウ（ＣＷＮＤ）は急
速に増大し、それ以降では伸びは急減する。即ち、ＣＷＮＤ≦ｓｓｔｈｒｅｓｈ（加速期間）の輻輳ウイ
ンドウＣＷＮＤ’ ＣＷＮＤ’＝ＣＷＮＤ＋ＭＳＳＣＷＮＤ＞ｓｓｔｈｒｅｓｈ（抑制期間）の輻輳ウイ
ンドウＣＷＮＤ’ ＣＷＮＤ’＝ＣＷＮＤ＋ＭＳＳ×（ＭＳＳ／ＣＷＮＤ）再送開始時の設定は、ｓｓｔｈｒｅｓｈ’＝ＣＷＮＤ
／２ＣＷＮＤ’＝ＭＳＳ一方、輻輳ウィンドウサイズの初期値と増加値とは回線
効率に密接に関連し、初期値が大きい程、当初から１回
の送受信データ量が大きく、また、増加値が大きい程、
最大ウインドウサイズへの到達も早いため、伝送効率が
上がりスループットは高くなるが、逆に、データのバー
スト性が強まり、集中と離散が極端になって、局部的集
中による輻輳を招き易い。

【００２３】また逆に初期値または増加値が小さい程、
１回の送受信データ量が小さいか、または、ウインドウ
サイズの成長が遅いから、伝送効率が下がりスループッ
トが下がるが、バースト性が弱く輻輳になりにくい。

【００２４】また、前記のサイズ増加加速制御により、
輻輳ウインドウサイズが大きくなったセグメントほど、
スロースタート閾値が大きくなっているため、輻輳発生
時の再送で輻輳ウィンドウサイズの増加回復が早く、廃
棄の影響が小さくなる。

【００２５】従って、輻輳時にフレームを廃棄する場合
には、大きい輻輳ウインドウサイズで通信中のコネクシ
ョンのフレームを廃棄した方が、回復立ち上がりが早く
スループット低下が少ない。

【００２６】このＴＣＰ／ＩＰの再送制御およびウィン
ドウフロー制御の概念的な説明を、図５のＴＣＰウイン
ドウフロー制御説明図に示す。図５では数回のセグメン
ト送信の都度、輻輳ウィンドウが増大して送信単位量が
最大セグメントサイズずつ増加し、更に数回のセグメン
ト送信後、Ｘ印点でＡＣＫ監視時間（ＲＴＯ）のタイム
アウトが発生して再送となり、その後の回復が早くなっ
ている例を示している。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】さて、以上に述べたよ
うに、ＡＴＭ網におけるＵＢＲサービスの輻輳制御方法
として、従来用いられているＴＣＰ／ＩＰの再送制御お
よびウインドウフロー制御方法を用いた場合、次のよう
な問題があった。

【００２８】まず、通信開始直後や再送時に輻輳に遭遇
して，データユニットが廃棄された場合、引き続く再送
のウインドウサイズが小さいため、効率が低下して、通
信立ち上がりや回復が遅延する、ウインドウ縮減時の効
率低下問題があった。

【００２９】また、引き金となった輻輳の再発生によ
り、待機時間の顕著な増加となるＡＣＫ監視時間の累増
など、ウインドウ制御に関連するスループット過剰縮退
の問題があった。

【００３０】また、このような問題が潜在しているに係
わらず、網輻輳発生時の廃棄処理として、該ウインドウ
サイズ大小とは無関係に、無差別的にデータユニット廃
棄またはＡＴＭセル廃棄を行っていたため、ウインドウ
サイズの小さい通信開始直後のセグメントや再送セグメ
ントの廃棄につながり、前記過剰縮退を誘発して、著し
い回復遅延や立ち上がり遅延、同一コネクションに属す
るセグメントの連続廃棄による特定コネクションの回復
遅延、更には、輻輳継続による集中廃棄に至るなどの、
無差別的セル廃棄に基づくスループット縮退問題があっ
た。

【００３１】一方、正常送受信が続いた場合は、輻輳ウ
ィンドウサイズを単調増加させて行くため、該ウィンド
ウサイズの肥大に伴ってデータのバースト性が強まり、
これに伴って間欠的輻輳を招き、最終的には前記過剰縮
退を引き起こして連続廃棄を誘発する如き、ウインドウ
肥大による輻輳問題があった。

【００３２】本発明は、ＡＴＭ網におけるＵＢＲサービ
スで、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルによる再送・フロー制御
を実施する際に、従来の無差別的セル廃棄方法などによ
って生ずるこれらの問題を、防止出来る、セル廃棄方法
を採り入れることによって、これらの問題を効果的に回
避して、ＵＢＲサービスのスループットと有用性を向上
させたＡＴＭ交換機を提供することを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決のため以下の手段をとる。まず、本発明のＡＴＭ交換
機では、無差別セル廃棄によるスループット縮退の解決
のため、流入する各コネクションのＡＡＬ５データユニ
ットの流量を常に計測して、輻輳ウインドウサイズを推
定し、輻輳時には該無差別セル廃棄に代えて、所定の輻
輳ウインドウサイズより大きい該サイズを有するセグメ
ントを識別してセルを廃棄する。

【００３４】このため、コネクション毎に、流量要素と
してのデータユニットの間隔を計測し、該間隔に対応し
て、該間隔が小さい程小さく、また、該間隔が大きい程
大きい値となる優先度情報を、廃棄クラスとして設定す
る手段を設ける。

【００３５】該廃棄クラスは小さい程、流量、即ち、輻
輳ウインドウサイズが大きく、セル廃棄の影響が小さい
ことを示すから、輻輳時に、他のより大きい廃棄クラス
を付与されたコネクションよりも優先して、廃棄すべき
ことを示している。

【００３６】一方、輻輳が検出された場合に廃棄すべ
き、所定の廃棄クラスの閾値を、選択廃棄レベルとして
設定し、また増減して記憶する手段を設ける。選択廃棄
レベルは、輻輳時に、該レベル以下の廃棄クラスを有す
るコネクションの到来セルを廃棄すべき閾値を示し、最
大値を設定した場合は全コネクションの全セルが輻輳時
に廃棄され、また、最小値を設定した場合は、最下位の
最小廃棄クラスを有する、コネクションのセルのみが廃
棄されることになる。

【００３７】該レベルは輻輳を契機として、最大と最小
の範囲で順次更新する。更に、セグメントの到来時に輻
輳が検出された場合に、該セグメントの属するコネクシ
ョンの、該廃棄クラスが該選択廃棄レベル以下のセグメ
ントを、識別してセル廃棄する選択廃棄手段を設ける。

【００３８】以上の手段によって、輻輳時に、設定され
た所定の該選択廃棄レベルにおいて、データユニットの
流量がより大きいことを示す、より小さな該廃棄クラス
を有し、従って、輻輳ウインドウサイズがより大きく、
セル廃棄の影響がより小さいセグメントを、選択的に廃
棄する。

【００３９】次に本発明は、前記輻輳ウィンドウサイズ
の肥大による輻輳集中に対処するため、前記輻輳時の選
択廃棄レベルの更新を行う際、該レベルを輻輳の度合い
に連動して廃棄促進側、または、廃棄抑制側に増減させ
る、選択廃棄レベルの段階的更新手段を備える。

【００４０】該更新手段は、輻輳状態が所定の一定時間
以上継続した場合に、輻輳集中状態であることを検知し
て、一段大きい次廃棄優先度の廃棄クラスまでも廃棄す
るように、該選択廃棄レベルを廃棄促進側に一段大きく
する。また、該継続状態が引き続く間は、所定の最大値
まで該促進処理を繰り返す。

【００４１】一方、輻輳状態が解消した場合は、該選択
廃棄レベルを小さくして、廃棄を抑制するよう繰り返
す。これにより、前記輻輳ウィンドウサイズの肥大に基
づく、バースト性増大による間欠的輻輳に対して、安定
した廃棄が行われるようにして、前記の如き過剰反応を
抑制する。

【００４２】また、本発明では、同一コネクションでの
連続廃棄を回避するため、前記輻輳時のセル廃棄の際、
一旦廃棄を実施したコネクションの該廃棄クラスを一段
上げて廃棄の優先度を下げる手段を設ける。これによ
り、該コネクションの次のデータユニット到来時の、廃
棄クラスと選択廃棄レベルの照合処理の廃棄条件を合致
しないものとして、該コネクションでの連続廃棄を避け
る。

【００４３】一方、本発明では、再送セグメントの廃棄
を回避するために、再送セグメント識別手段と、該セグ
メントの属するコネクションの廃棄クラスを変更する手
段とを設ける。

【００４４】流入するデータユニットの流量が一定以下
の少量の場合、例えば、前記応答ＡＣＫの監視時間ＲＴ
Ｏを超える間隔のデータユニットの到来を検出した場合
は、該コネクションの転送データが無いか、あるいはＡ
ＣＫ受信のタイムアウトで再送が行われて、セグメント
の転送間隔が大きくなっている場合であるから、これに
より再送セグメントを識別する。

【００４５】この時の該コネクションの廃棄クラスを、
特異的に大きく付与することにより、該廃棄クラスと該
選択廃棄レベルとの照合処理時の、廃棄条件を合致しな
いものとして、輻輳時の該再送セグメントのセル廃棄を
回避する。該特異値は、該再送回復後、通常のＡＴＭセ
ルによって廃棄クラスの記録が更新されるまでの一定時
間保持される。

【００４６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１に示
し、各部の構成と作用を以下に述べる。なお、図１は、
本発明のＡＴＭ交換機の、データユニットの転送部を主
要に示したものであって、ＡＴＭ交換機を構成する際に
一般的に必要となる他の部分、即ち、中央制御装置、ス
イッチ、回線接続部などは図示していない。

【００４７】それらは、当分野の通常の公知的技術に基
づいて別途具備されるものとする。図１において、１１
はデータユニット流量監視部、１２は廃棄クラステーブ
ル、１３はデータユニット廃棄部、１４はセルバッファ
部、１５はキュー長監視部、１６は輻輳継続監視タイマ
部、１７は廃棄開始クラス記録／指示部である。

【００４８】まず、データユニット流量監視部１１は、
回線または他のＡＴＭ交換機など自交換機の外部から流
入するＡＴＭセルを受信し、ＡＴＭセルのヘッダのＰＴ
Ｉ部の非継続表示から、データユニットの区切りを識別
する。

【００４９】一方、該流量監視部１１は、ＡＴＭセルヘ
ッダのＶＰＩ部、ＶＣＩ部が指すコネクション対応に、
該データユニットの時間間隔を計測して廃棄クラスを付
与し、該到来ＡＴＭセルを次段のデータユニット廃棄部
１３に送る。また、所定時間以上の長間隔のデータユニ
ットを検出して、再送フレームを識別する。

【００５０】データユニット廃棄部１３は、該ＡＴＭセ
ル到来時に輻輳が検出された場合、廃棄クラステーブル
１２に記憶された、該セルの属するコネクションの廃棄
クラスを参照し、該クラスが廃棄開始クラス記録／指示
部１７から通知される選択廃棄レベル以下であることを
識別して、該到来ＡＴＭセルの属するデータユニットを
廃棄する。また、該データユニット廃棄部１３には、廃
棄実施毎に廃棄クラステーブル１２中の該廃棄クラスを
１段変更する手段を備える。

【００５１】セルバッファ部１４は、該到来ＡＴＭセル
を一時的に蓄積し、次段の回線または他のＡＴＭ交換機
などの外部に転送するためのバッファである。キュー長
監視部１５は、該セルバッファ部１４に蓄積されるＡＴ
Ｍセルの個数を監視し、所定のレベルに達すると輻輳発
生として検出し、結果を輻輳継続監視タイマ部１６に通
知する。

【００５２】輻輳継続監視タイマ部１６は、キュー長監
視部１５の該輻輳発生継続を監視する。所定時間以上継
続した場合、廃棄開始クラス記録／指示部１７に対し
て、選択廃棄レベルの廃棄促進を、また、輻輳解消を検
出した場合は、該廃棄レベルの廃棄抑制を行うよう通知
する。

【００５３】廃棄開始クラス記録／指示部１７は、所定
の選択廃棄レベルの記憶とデータユニット廃棄部１３へ
の該識別廃棄レベルの指示を行う。また、該輻輳継続監
視タイマ部１６からの、前記通知による選択廃棄レベル
の該更新を行う。

【００５４】以上の実施の形態に示す本発明の装置全体
の動作は次のように果たされる。まず、選択的廃棄によ
るスループット縮退の回避動作としては、網から自交換
機に流入するＡＴＭセルがデータユニット流量監視部１
１に到達し、次に該ＡＴＭセルは、該データユニット流
量監視部１１および廃棄クラステーブル１２で、前記し
たコネクション毎の廃棄クラス付与処理の後、該キュー
長監視部１５が輻輳を検出していない場合は、データユ
ニット廃棄部１３を経由してセルバッファ１４に送ら
れ、蓄積される。

【００５５】他方、該キュー長監視部１５が輻輳を検出
している場合は、廃棄開始クラス記録／指示部１７が記
憶している所定の選択廃棄レベルと、廃棄クラステーブ
ル１２中の該当コネクションの廃棄クラスとが比較さ
れ、該廃棄クラスが該選択廃棄レベル以下の場合に、該
ＡＴＭセルがデータユニット廃棄部１３で廃棄される。

【００５６】次に、選択廃棄レベルの更新処理動作は、
前記のように、開始クラス記録／指示部１７が記憶して
いる該選択廃棄レベルを、輻輳継続状態に従って順次に
変化させることにより果たされる。

【００５７】一方、同一コネクションの連続廃棄の回避
動作は、前記輻輳時のデータユニット廃棄部１３のセル
廃棄の際、該コネクションの廃棄クラスを一段上げて廃
棄の優先度を下げる手段により、次の該コネクションの
ＡＡＬ５データユニット到来時の廃棄条件を、合致しな
いものとすることによって果たされる。

【００５８】再送セグメント廃棄を回避する動作は、前
記した如く次のように果たされる。即ち、前記したデー
タユニット流量監視部１１による所定間隔以上の間隔の
フレームの検出が行われると、該当コネクションの廃棄
クラスを特異的に大きく付与する。

【００５９】該特異値は、次に該当コネクションに通常
のデータ間隔を有するＡＴＭセルが到来し、廃棄クラス
の記録が更新されるまでの一定時間、選択廃棄レベルよ
りも大きい該特異値を保つから、選択廃棄レベルと廃棄
クラスとの照合処理で廃棄条件に合致せず、該一定時間
は該再送セグメントの輻輳時の廃棄が回避される。

【００６０】次に、本発明の具体的な実施と各部の詳細
について説明する。まず、データユニット流量監視部１
１の、データユニット時間間隔計測と廃棄クラスの付与
について、図７の流量監視カウンタ動作説明図により、
該当コネクションに着目して説明する。

【００６１】前記の廃棄クラステーブル１２は、該計測
に所要の制御情報を記憶するテーブルで、図７に示すよ
うに、各コネクション毎に流量計測カウンタ部ＣＭ、判
定処理実施時刻ｔ０部および廃棄クラスＮｃ部とで構成
する。

【００６２】一方、該流量計測カウンタ部ＣＭは、到来
ＡＴＭセルのヘッダのＰＴＩ部の非継続表示により、デ
ータユニットが検出される毎に減算を繰り返すカウンタ
で、図７の通信開始ｔ０点と、計測時の減算で値が０と
なるｔｎｏｗ（ｔ０）点毎に、初期値を設定する。

【００６３】次に、データユニット通過毎の該減算繰り
返し中に、図７のｔｎｏｗ（ｔ０）点でＣＭの値が０と
なると、該廃棄クラステーブル１２のｔ０部に記録され
た前回判定時刻と現在の時刻とを参照し、次式により、
該コネクションの廃棄クラスＮｃを決定して付与する。
即ち、廃棄クラスＮｃは、Ｎｃ＝ｍｉｎ｛Ｉｎｔ〔（ｔｎｏｗ−ｔ０）／Δｔ〕，
Ｎｍａｘ｝ここにおいて、ｍｉｎ｛a, b｝：ａかｂの小さい方を採
るＩｎｔ〔〕：整数値を採る（切り捨て）ｔｎｏｗ：処理時刻ｔ０：前回判定処理時刻 Δｔ：廃棄クラス付与単位時間Ｎｍａｘ：Ｎｃの所定最大値該式は、前回判定を実施した時刻ｔ０からの経過時間
（ｔｎｏｗ−ｔ０）に応じて、時間Δｔ経過する毎に１
ずつ増加する、優先度クラスＮｃを付与することを示し
ており、該Ｉｎｔ〔〕の値は、該前回判定時刻ｔ０から
該処理時刻ｔｎｏｗまでの時間距離となる。

【００６４】従って、データユニット到来間隔に対応し
て、該間隔が小さい程小さく、また該間隔が大きい程大
きいＮｃが付与される。図７では開始時点のクラス０か
ら現在時点のＪまでのクラスが設定される例を示してい
る。

【００６５】該廃棄クラステーブルには一般的な半導体
メモリ素子などを使用する。廃棄クラスの付与は、上記
Ｎｃ決定式に基づく方法の場合、処理時刻ｔｎｏｗの把
握が必要であるから、特段図示していないが、該データ
ユニット流量監視部１１に時計機構を設ける。

【００６６】廃棄クラスの付与方法としては、この他
に、クラスカウンタを設け、前記廃棄クラステーブルの
ＣＭの値が該０となる時の、該クラスカウンタの値を用
いる方法が例示出来る。

【００６７】セルバッファ部には、先入れ先出し型メモ
リを使用するが、他にポインタレジスタとの併用による
ランダムアクセス型メモリ素子での構成の方法がある。
以下、到来したＡＴＭセルを交換先に送出するまでの動
作を順に説明する。

【００６８】まず、図１のデータユニット流量監視部１
１にＡＴＭセルが到来すると、図８の流量監視部処理フ
ロー説明図において、到来セルがデータユニットを構成
する最終セルであることを確認し（８ー１）、廃棄クラ
ステーブル１２の該当コネクション＃ＩのＣＭ部を減算
して、結果が負ではない場合、該廃棄クラステーブルの
ＣＭ部更新の後、セルバッファ書き込み処理を行う（８
ー３、８ー６）。また、該廃棄クラステーブルのＣＭ部
減算結果が負の場合は、ＣＭ部初期値、加算時刻（Ｔ
０）および前記の決定式による廃棄クラス（Ｎｃ）とを
設定して、次ＡＴＭセル到来に備える（８ー４、８ー
５）。

【００６９】次に、図９はデータユニット廃棄部１３の
廃棄部処理フロー説明図である。本処理フローは、輻輳
時にデータユニット先頭セルが到着してから、該データ
ユニットを構成する一連の後続セルを廃棄する処理を含
んでいる。

【００７０】まず、ＡＴＭセル到着時、前記輻輳継続監
視タイマ部１６の情報から輻輳状態を判断し（９−
１）、当該コネクションの廃棄あるいは転送状態を記憶
表示するフラグＣＳの処理を行う（９−２，９−３）。

【００７１】次にフラグＤを参照し、当該コネクション
のデータユニット単位のセル廃棄が継続中かどうかを判
断する（９−４）。廃棄継続中ならばデータユニットの
最終セルまで廃棄を継続し（９−１５）、最終セル到来
で廃棄状態フラグＤを解除する（９−１６）。廃棄継続
中でないならば、到着セルがデータユニットの先頭かど
うかを判断し（ＴＯＰフラグ，９−５）、先頭セルでな
いならば、次到着セルの先頭判定のために、該到着セル
がデータユニットの最終セルかどうかの情報を保持し
（ＴＯＰフラグ、９−１１／９−１２／９−１３）、該
到着セルをセルバッファへ蓄積する（９−１４）。該到
着セルが先頭セルの場合、該時点は輻輳状態にあるか
ら、廃棄クラステーブルの当該コネクションの廃棄クラ
スが選択廃棄レベル以下かどうか判定（９−７）を行
い、廃棄条件に合致した場合は廃棄クラス１段変更と廃
棄実施（９ー９〜１０）、または、セルバッファ蓄積処
理を行う（９ー１１〜１４）。

【００７２】ここで、該廃棄クラス１段変更と該廃棄実
施処理（９ー９〜１０）により、前記した、一旦廃棄済
のコネクションの連続廃棄を回避する手段が実施され
る。次に、前記した選択廃棄レベルの更新処理の実施に
ついて説明する。

【００７３】図６は、廃棄開始クラス記録／指示部１７
の、選択廃棄レベル処理フロー説明図である。該制御部
は、輻輳継続監視タイマ部１６からの所定時間の輻輳継
続、または輻輳解消の通知により、その状態を判断し
（６−１）、結果に従って選択廃棄レベルを順次に所定
の回数の間（６−４、６−７）、廃棄促進または廃棄抑
制側に更新する（６−８、６−９）。

【００７４】なお、該選択廃棄レベルの更新処理の実施
形態として、他に、該輻輳継続監視タイマ部１６を設け
ずに、該選択廃棄レベル処理フローに基づく処理に代え
る形態も例示出来る。その場合は、該フローに基づく処
理を、通信中のコネクションの前記セル到着によって開
始するように構成する。

【００７５】次に、流入するＡＡＬ５データユニット流
量が少量、即ち再送フレームや通信開始直後であるよう
なフレームを識別して、輻輳時はこれらの廃棄を回避す
る発明の実施について説明する。

【００７６】再送フレーム識別の手段として、前記のデ
ータユニット流量監視部１１に、データユニット間隔計
測手段と併せて、データユニットの到着間隔を監視する
フレーム間隔監視手段（図示せず）を備え、前記した如
くに、データユニットの間隔が通常想定される最大ＲＴ
Ｏより大きいデータユニットの到来を検出する。該長間
隔のデータユニットの到来を検出した場合は、該当コネ
クションのセル到着時に、廃棄クラスとして、選択廃棄
レベルの最大値よりも大きな特異値を付与する。

【００７７】前記の如く、該特異値は、次に該当コネク
ションの通常のデータ間隔を有するＡＴＭセルが到来し
て、廃棄クラスの記録が更新されるまでの間、該選択廃
棄レベルよりも大きい値を保つため、輻輳時の選択的廃
棄を免れ、所望の優先転送が出来る。

【００７８】本発明による構成での一動作例を図１０の
動作例説明図に示す。図１０は二つのコネクション
（Ａ，Ｂ）に着目して各送信端末における輻輳ウインド
ウ（ＣＷＮＤ）、スロースタート閾値（ｓｓｔｈｒｅｓ
ｈ）、本発明の廃棄クラステーブルのＣＭ、廃棄クラス
Ｎｃの遷移例を示したものである。

【００７９】図中に示す時刻ｔｃで輻輳が発生した場
合、コネクションＡ，Ｂの廃棄クラスが各々２、７であ
るからコネクションＡが優先的に廃棄される。

【００８０】

【発明の効果】以上述べた手段、即ち、ＵＢＲサービス
を行うＡＴＭ交換機において、データユニット流量に応
じた廃棄クラス付与、所定廃棄レベルと該廃棄クラスと
の照合による輻輳時の識別廃棄、廃棄済コネクションの
廃棄クラス変更手段とにより、従来のＴＣＰ／ＩＰ制御
方法に基くフロー制御方法を用いたＵＢＲサービスの、
同一コネクションのセグメント連続廃棄、輻輳状態継続
などの、輻輳時の廃棄処理に起因するスループット縮退
を回避し、スループット回復を早めたＡＴＭ交換機を実
現出来る効果を奏する。

【００８１】更に、輻輳継続時間に応じた所定廃棄レベ
ルの更新手段により、ウインドウサイズの肥大による輻
輳集中時にも安定した廃棄処理が行われ、コネクション
間の廃棄の偏りを防止出来る効果を奏する。

【００８２】また更に、再送フレームの識別と特異廃棄
クラス付与手段によって、スループット低下に大きく作
用する、通信開始直後あるいは再送フレームの廃棄頻度
を減少させる効果を奏するので、ＵＢＲサービスにおけ
る一層のサービスと効率の向上が実現出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態、

【図２】ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック説明図、

【図３】ＡＴＭセルのフォーマット説明図、

【図４】再送時のバックオフ説明図、

【図５】ＴＣＰウィンドウフロー制御説明図、

【図６】選択廃棄レベル処理フロー説明図、

【図７】流量監視カウンタ動作説明図、

【図８】流量監視部処理フロー説明図、

【図９】廃棄部処理フロー説明図、

【図１０】動作例説明図、

【符号の説明】

１１データユニット流量監視部、１２廃棄クラステーブル、１３データユニット廃棄部、１４セルバッファ部、１５キュー長監視部、１６輻輳継続監視タイマ部、１７廃棄開始クラス記録／指示部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自交換機を介して複数のコネクションが
設定され、各コネクションに属するデータユニットが任
意の時間間隔で流入するＡＴＭ交換機であって、所定継続時間内の流入データユニットに対応するフレー
ム流量をコネクション毎に常時計測し、該計測に基い
て、該流量が大きいほど他のコネクションに優先して輻
輳時のフレーム廃棄を行うべきことを示す廃棄優先度
を、各コネクションに対して設定する廃棄優先度設定手
段と、網輻輳検出時に所定の優先度より高い廃棄優先度
が設定されているコネクションに属するフレームを廃棄
するフレーム廃棄手段、とを備えたことを特徴とするＡ
ＴＭ交換機。
【請求項２】前記該所定優先度を、輻輳の継続が長く
なるに従ってより低い廃棄優先度を指示するように設定
する機能を、更に有することを特徴とする、請求項１記
載のＡＴＭ交換機。
【請求項３】前記該廃棄優先度設定手段は、網輻輳検
出時に該所定の優先度より高い廃棄優先度が設定されて
いてフレームを廃棄された該コネクションの該廃棄優先
度を、その時点でより低い優先度に設定する機能を更に
有することを特徴とする、請求項１記載のＡＴＭ交換
機。
【請求項４】前記該フレーム廃棄手段は、流入するデ
ータユニットの時間間隔が所定以上であることが検出さ
れたコネクションに対しては、網輻輳検出時に所定の時
間はフレーム廃棄を行わない機能を更に有することを特
徴とする、請求項１記載のＡＴＭ交換機。