(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状に接続された複数の通信装置を備える通信システムであって、
前記通信装置のうち互いに隣接する２つの前記通信装置を端点通信装置とし、
前記端点通信装置は、
他方の前記端点通信装置との接続を遮断する閉塞ポートと、
自装置が受信する方向の通信について、使用可能な帯域を、固定割当帯域と前記通信装置ごとの要求帯域に基づいて割当てる割当対象帯域とに分割し、前記通信装置へ要求帯域を問い合わせる帯域割当問い合わせを送信し、前記帯域割当問い合わせに対する応答として前記通信装置から当該通信装置が要求する要求帯域を取得し、取得した前記要求帯域に基づいて前記割当対象帯域の割当を行ない、割当結果を前記通信装置へ通知するスケジューラと、
を備え、
前記通信装置は、前記帯域割当問い合わせを受信した場合に、自身が保持する送信データ量に基づいて、前記帯域割当問い合わせに対する応答として要求帯域を通知する帯域割当要求を前記帯域割当問い合わせの送信元の前記端点通信装置へ向けて送信する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記通信システムでは論理リンクを設定することとし、
前記スケジューラは、論理リンクごとに前記割当対象帯域を割当てる、
前記通信装置は、
送信データをバッファリングするためのバッファ、
を論理リンクごとに備え、
前記バッファに格納された前記送信データの量に基づいて論理リンクごとの要求帯域を求め、求めた論理リンクごとの要求帯域を前記帯域割当要求に格納して送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記スケジューラは、
論理リンクごとに割当帯域の上限値を決定しておき、論理リンクごとの前記要求帯域と前記上限値のうち小さい方の値に比例するよう前記割当対象帯域を論理リンクごとに割当てる、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記スケジューラは、前記通信装置間のデータの送信時間の重なりを低減するよう前記通信装置ごとに送信を許可する送信許可時間を決定し、前記送信許可時間を前記割当結果とともに送信する、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記スケジューラは、前記帯域割当問い合わせを同報形式で前記通信装置へ送信し、また前記割当対象帯域を割当てた前記通信装置ごとの割当結果を格納した前記割当結果を同報形式で各通信装置に送信し、
前記帯域割当問い合わせの送信元以外の前記端点通信装置は、前記帯域割当問い合わせを受信すると、自装置の要求帯域を格納した前記帯域割当要求を、隣接する通信装置へ送信し、
前記端点通信装置以外の前記通信装置は、前記帯域割当要求を受信すると、当該帯域割当要求に自装置の要求帯域を格納して、格納後の前記帯域割当要求を隣接する通信装置へ送信する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の通信システム。
【請求項６】
前記スケジューラは、前記帯域割当問い合わせおよび前記割当結果をイーサネット（登録商標）ＯＡＭフレームを用いて送信し、
前記通信装置は、前記帯域割当要求をイーサネット（登録商標）ＯＡＭフレームを用いて送信する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の通信システム。
【請求項７】
前記帯域割当問い合わせを一定時間ごとに送信する、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の通信システム。
【請求項８】
リング状に接続された複数の通信装置を備える通信システムにおける前記通信装置であって、
隣接する他の前記通信装置との接続を遮断する閉塞ポートと、
自装置が受信する方向の通信について、使用可能な帯域を、固定割当帯域と前記通信装置ごとの要求帯域に基づいて割当てる割当対象帯域とに分割し、前記通信装置へ要求帯域を問い合わせる帯域割当問い合わせを送信し、前記帯域割当問い合わせに対する応答として前記通信装置から当該通信装置が要求する要求帯域を取得し、取得した前記要求帯域に基づいて前記割当対象帯域の割当を行ない、割当結果を前記通信装置へ通知するスケジューラと、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項９】
リング状に接続された複数の通信装置を備える通信システムにおける帯域制御方法であって、
前記通信装置のうち互いに隣接する２つの前記通信装置を端点通信装置とし、
前記端点通信装置は、他方の前記端点通信装置との接続を遮断する閉塞ポート、を備えることとし、
前記端点通信装置が、自装置が受信する方向の通信について、使用可能な帯域を、固定割当帯域と前記通信装置ごとの要求帯域に基づいて割当てる割当対象帯域とに分割し、前記通信装置へ要求帯域を問い合わせる帯域割当問い合わせを送信する問い合わせステップと、
前記通信装置が、前記帯域割当問い合わせを受信した場合に、自身が保持する送信データ量に基づいて、前記帯域割当問い合わせに対する応答として要求帯域を通知する帯域割当要求を前記帯域割当問い合わせの送信元の前記端点通信装置へ向けて送信する帯域要求ステップと、
前記端点通信装置が、前記帯域割当問い合わせに対する応答として前記通信装置から受信した前記帯域割当要求に格納された要求帯域に基づいて前記割当対象帯域の割当を行ない、割当結果を前記通信装置へ通知する割当ステップと、
を含むことを特徴とする帯域制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信装置および帯域制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イーサネット（登録商標）フレーム等を用いるパケットベースの通信において各スイッチをリング状に接続し大規模化を図る場合、スイッチのリング上の位置によりスループット等の性能特性に差が生じるといったアンフェアネス現象が発生する。このアンフェアネス現象を解消するために広く用いられている方式として、各スイッチからリング上に送信するトラヒック量（帯域）の上限を予め決めておき、リング上に流れるトラヒックの合計がリングの伝送容量を超えないようにする方式がある。
【０００３】
しかし、上述の方式の場合、送信するトラヒックが無くても帯域を割当てられてしまう。この問題を解決するための技術として、下記非特許文献１に記載されているＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒｉｎｇ）のアンフェアネス制御と呼ばれる技術がある。
【０００４】
また、下記特許文献１では、ＲＰＲを用いてアンフェアネス現象の影響を低減する方式として、送信スイッチと宛先スイッチの間の中継スイッチ数を計測し、その数により送信できるトラヒック量を変える方式が開示されている。具体的には、予め中継するスイッチ数を計測し、スイッチを通過する度にＲＰＲのヘッダ内のカウンタ値を減ずる。このカウンタ値により宛先スイッチまでの中継スイッチ数が判るため、この中継スイッチ数に基づいて送信トラヒック量を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１９７２２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ），“ＩＥＥＥ８０２．１７−２００４  Ｐａｒｔ１７：Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒｉｎｇ（ＲＰＲ）  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ”，２００４年  ９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記非特許文献１に記載のＲＰＲのフェアネス制御は、ＲＰＲ専用の特別な領域をパケット上に設け、輻輳が発生した場合のフェアネス制御に従った処理を行う必要がある。そのため、各スイッチがＲＰＲのフェアネス制御を行う機能を有する必要があり、通常のイーサネット（登録商標）スイッチ等の汎用スイッチを用いることができない、という問題がある。
【０００８】
また、上記特許文献１に記載の技術では、送受信のスイッチ間にある中継スイッチ数に基づいて与える帯域を決定している。そのため、送信するトラヒック量が中継スイッチにより異なる場合も、送信するトラヒック量に基づく帯域割当てを行なうことができない、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、汎用ノードへの機能追加を抑えて、ノード間のスループットの不公平性を低減し、送信するトラヒック量に基づいた帯域制御を行うことができる通信システム、通信装置および帯域制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、リング状に接続された複数の通信装置を備える通信システムであって、前記通信装置のうち互いに隣接する２つの前記通信装置を端点通信装置とし、前記端点通信装置は、他方の前記端点通信装置との接続を遮断する閉塞ポートと、自装置が受信する方向の通信について、使用可能な帯域を、固定割当帯域と前記通信装置ごとの要求帯域に基づいて割当てる割当対象帯域とに分割し、前記通信装置へ要求帯域を問い合わせる帯域割当問い合わせを送信し、前記帯域割当問い合わせに対する応答として前記通信装置から当該通信装置が要求する要求帯域を取得し、取得した前記要求帯域に基づいて前記割当対象帯域の割当を行ない、割当結果を前記通信装置へ通知するスケジューラと、を備え、前記通信装置は、前記帯域割当問い合わせを受信した場合に、自身が保持する送信データ量に基づいて、前記帯域割当問い合わせに対する応答として要求帯域を通知する帯域割当要求を前記帯域割当問い合わせの送信元の前記端点通信装置へ向けて送信する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、汎用ノードへの機能追加を抑えて、ノード間のスループットの不公平性を低減し、送信するトラヒック量に基づいた帯域制御を行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、スイッチの構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１の通信システムにおける帯域割当ての概念を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の帯域設定手順の一例を示すチャート図である。
【図５】図５は、実施の形態２の帯域割当結果の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態３の帯域割当手順の一例を示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる通信システム、通信装置および帯域制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムは、スイッチ１〜５で構成される。なお、本実施の形態では、本発明にかかる通信装置としてスイッチ１〜５を例に説明する。本実施の形態の通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるイーサネット（登録商標）フレームを用いたネットワークを構成するために、リングネットワークの一部区間を閉塞した構成としている（論理的にはループネットワークを構成する）。図１の構成例では、互いに隣接するスイッチ１およびスイッチ５が、それぞれ閉塞ポート１１を有することとし、スイッチ１とスイッチ５との間を閉塞区間としている。なお、図１の構成は一例であり、一部区間を閉塞したリングネットワークを構成する通信システムであればよく、通信システムを構成するスイッチの台数は何台としてもよい。
【００１５】
本実施の形態の通信システムは、リングネットワークの端点となる（閉塞ポート１１を有する）スイッチ１およびスイッチ５は、帯域管理を行うスケジューラ１２をそれぞれ備えることとする。
【００１６】
図２は、本実施の形態のスイッチ２の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムでは、ＶＬＡＮ等の論理リンクが設定されているとする。また、本実施の形態のスイッチ２は、リングネットワーク上の上流（リングネットワーク上のデータの送信元の側）側からのデータを受信するとともに、１つ以上の支線（リングネットワークをしないインタフェース）を経由してユーザ装置等からデータを受信する。
【００１７】
スイッチ２は、データの受信元（インタフェース）ごとに、受信したデータをバッファリングするバッファであるキュー部１３−１〜１３−Ｎ（Ｎは１以上の整数）を備える。例えば、支線が２つ存在し、それぞれにユーザ装置が接続されている場合、支線ごとにキューブを備えるとともに、リングネットワークの上流側から受信したデータをバッファリングするキュー部を備える。図２の構成例では、キュー部１３−Ｎが、リングネットワークの上流側から受信したデータをバッファリングするキュー部である。なお、各スイッチが、リングネットワークからデータを受信する側を上流とし、リングネットワークへデータを送信する側を下流とする。
【００１８】
また、スイッチ２のキュー部１３−１は、論理リンクごとにキュー１５−１〜１５−Ｍ（Ｍは１以上の整数）を備える。図２では、キュー部１３−１のみ内部構成を示しているが、キュー部１３−２〜１３−Ｎも同様に、論理リンクごとにキューを備えている。
【００１９】
スイッチ２の多重化部１４は、キュー部１３−１〜１３−Ｎの各キューに格納されているデータを読み出して、読み出したデータを多重化してリングネットワークの下流方向に送信する。例えば、右回りのデータ送信の場合（スイッチ５，スイッチ４，…，スイッチ１の順にデータが送信される場合）、スイッチ２の上流側はスイッチ３側となり、スイッチ２の下流側はスイッチ１側となる。なお、左回りのデータ送信の場合は、スイッチ２の上流側はスイッチ１側となり、スイッチ２の下流側はスイッチ３側となる。したがって、通信の方向によって、上流、下流の方向は逆になる。
【００２０】
スイッチ３，４の構成は、スイッチ２と同様である。また、スイッチ１およびスイッチ５についても、スイッチ２と同様の構成を有し、さらに図１で示した閉塞ポート１１およびスケジューラ１２を備えることとする。
【００２１】
図３は、本実施の形態の通信システムにおける帯域割当ての概念を示す図である。本実施の形態では、例えば通信システム内で定期的に送信することが定められている制御フレームなどのように、帯域が既知であるトラヒックをＰｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃと呼び、帯域が既知ではなく予測できないトラヒックをＮｏｎ  ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃと呼ぶこととする。Ｎｏｎ  ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃとしては、例えば、ユーザ装置から受信するユーザデータ等が考えられる。
【００２２】
本実施の形態では、Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃに対しては、固定的に帯域（固定割当帯域）を確保しておき、Ｎｏｎ  ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃに対しては、スケジューラ１２を備えるスイッチ１またはスイッチ５が、各スイッチから必要な帯域を収集し、収集した結果に基づいて帯域割当てを行なう。すなわち、本実施の形態では、図３に示すように、物理伝送路３１を、Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃ伝送路３２と、Ｎｏｎ  ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃ伝送路３３と、に仮想的に分けて用い、Ｎｏｎ  ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃ伝送路３３については各スイッチからの帯域要求に基づいて帯域を割当てる。
【００２３】
なお、右回りのデータ送信（スイッチ５，スイッチ４，…，スイッチ１の順にデータが送信される場合）については、スイッチ１のスケジューラ１２が帯域割当てを行ない、左回りのデータ送信については、スイッチ５のスケジューラ１２が帯域割当てを行なうとする。
【００２４】
図４は、本実施の形態の通信システムにおける帯域設定手順の一例を示すチャート図である。図４は、右回りのデータ送信についての帯域設定手順を示している。左回りのデータ送信の場合には、図４のスイッチ１，スイッチ２，スイッチ３，スイッチ４，スイッチ５が、それぞれスイッチ５，スイッチ４，スイッチ３，スイッチ２，スイッチ１となる。また、図４では、図１の経路３０で示したように、スイッチ３では、スイッチ１の方向へ送信するＮｏｎ  Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃのデータ（ここでは、支線から受信したユーザデータとする）をキュー（例えば、キュー１５−１）に保持しているとし、他のスイッチではスイッチ１の方向へ送信するＮｏｎ  Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃのデータは保持していないとする。
【００２５】
まず、スイッチ１のスケジューラ１２は、Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃについては、キュー単位（論理リンク単位）で固定的に帯域を割当てて各スイッチに通知しておくとする。そして、Ｎｏｎ  Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃについては、図４に示すように、一定時間ごとに、帯域割当問い合わせを隣接するスイッチ２へ送信する（ステップＳ１）。
【００２６】
スイッチ２は、帯域割当問い合わせを受信すると、自身のキュー部１３−１〜１３−Ｎの各キューに格納されているデータ量に基づいて、キューごとに必要な帯域を帯域割当要求としてスイッチ１へ返送する（ステップＳ２）。
【００２７】
また、スイッチ２は、受信した帯域割当問い合わせを隣接するスイッチ３へ転送し（ステップＳ３）、スイッチ３は、スイッチ２と同様にキューごとに必要な帯域を帯域割当要求としてスイッチ２経由でスイッチ１へ返送する（ステップＳ４）。また、スイッチ３は、受信した帯域割当問い合わせを隣接するスイッチ４へ転送し（ステップＳ５）、スイッチ４は、スイッチ２と同様にキューごとに必要な帯域を帯域割当要求としてスイッチ３およびスイッチ２経由でスイッチ１へ返送する（ステップＳ６）。また、スイッチ４は、受信した帯域割当問い合わせを隣接するスイッチ５へ転送し（ステップＳ７）、スイッチ５は、スイッチ２と同様にキューごとに必要な帯域を帯域割当要求としてスイッチ４、スイッチ３およびスイッチ２経由でスイッチ１へ返送する（ステップＳ８）。
【００２８】
スイッチ２のスケジューラ１２は、各スイッチから受信した帯域割当要求に基づいて、キューごとに帯域を割当てる。ここでは、上述のように、スイッチ３がユーザデータを保持しているため、スイッチ３に対して帯域を割当て、割当結果を通知する帯域割当通知をスイッチ３へ送信する（ステップＳ９）。この際、帯域割当通知は、スイッチごとに送信することとし、帯域要求の無いスイッチへは帯域割当通知は送信しない。帯域割当通知を受信したスイッチ３は、当該通知により通知された割当結果に基づいてユーザデータを送信する（ステップＳ１０）。この際、論理リンクごとに帯域が割当られているため、多重化部１４は、論理リンクごとの割当結果に基づいて各キューからデータを読み出して多重する。
【００２９】
以降、一定時間ごとに、ステップＳ１（帯域割当問い合わせ）からの処理が繰り返される。なお、図４の例では、スケジューラ１２は、一定時間ごとに、帯域問い合わせを送信するようにしたが、必ずしも一定時間ごとに実施しなくてもよい。
【００３０】
以上のステップＳ１〜Ｓ９でやりとりされる通知等に用いるフレーム（制御フレーム）の形式は、どのような形式を用いてもよいが、汎用の制御フレームを用いることとする。ここではイーサネット（登録商標）ＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）で規定されている標準に準拠したフレームを用いることとする。このようにイーサネット（登録商標）ＯＡＭフレームを用いると、スイッチ１〜５は、本実施の形態の帯域制御を実施するための専用のフレームを解釈する機能を備える必要はない。イーサネット（登録商標）ＯＡＭは、ＩＴＵ−Ｔで標準化がされているＹ．１７３１の枠組みを用いる。これらの制御フレームは、イーサネット（登録商標）ＯＡＭフレームのＶｅｎｄｏｒ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃコードの値をリザーブすることにより実現する。
【００３１】
また、スケジューラ１２が実施する帯域割当のアルゴリズムとしては任意のものを用いることができる。例えば、以下に示すアルゴリズムを適用することができる。まず、インタフェースｉ（ｉは１以上の整数）の（すなわちキュー部１３−ｉの）ｊ（ｊは１以上の整数）番目のキュー（例えば、キュー部１３−１の場合は１５−ｊ）に対する割当帯域をＢ（ｉ，ｊ）とする。また、インタフェースｉのｊ番目のキューに対する帯域割当要求値をＲ（ｉ，ｊ）とし、インタフェースｉのｊ番目のキューに対して設定可能な上限値をＱ（ｉ，ｊ）とする。このとき、割当帯域Ｂ（ｉ，ｊ）を以下の式（１）に従って求めることができる。なお、帯域要求が無い場合にはＲ（ｉ，ｊ）は０とする。
Ｂ（ｉ，ｊ）＝
ｍｉｎ（Ｒ（ｉ，ｊ），Ｑ（ｉ，ｊ））
／Σｍｉｎ（Ｒ（ｉ，ｊ），Ｑ（ｉ，ｊ））＊Ｑ（ｉ，ｊ）              …（１）
【００３２】
なお、ｍｉｎ（Ｒ（ｉ，ｊ），Ｑ（ｉ，ｊ））は、Ｒ（ｉ，ｊ）とＱ（ｉ，ｊ）のうちの小さい方の値を示す。またΣは、ｉおよびｊについての総和を表す。上限値Ｑ（ｉ，ｊ）については、リングネットワーク内で利用可能な全帯域を各論理リンク（キュー）に均等に割当てた数値としてもよいし、論理リンクごとに優先順位が異なる場合には、均等に割当てずにＱ（ｉ，ｊ）を優先順位の高い論理リンクの上限値Ｑ（ｉ，ｊ）を大きな値となるように決定しておいてもよい。
【００３３】
なお、帯域割当を要求するスイッチ２〜５が複数存在する場合には、帯域割当のあったスイッチのうちｋ（ｋは１以上の整数）番目のスイッチのインタフェースｉのｊ番目のキューに対する割当帯域Ｂ（ｋ，ｉ，ｊ）とし、例えば、以下の式（２）に従って求める。なお、ｋ番目のスイッチのインタフェースｉのｊ番目のキューに対する帯域割当要求値をＲ（ｋ，ｉ，ｊ）とし、ｋ番目のスイッチのインタフェースｉのｊ番目のキューに対して設定可能な上限値をＱ（ｋ，ｉ，ｊ）とする。なお、式（２）のΣは、全てのｋ、ｉおよびｊについての総和を表す。
Ｂ（ｋ，ｉ，ｊ）＝
ｍｉｎ（Ｒ（ｋ，ｉ，ｊ），Ｑ（ｋ，ｉ，ｊ））
／Σｍｉｎ（Ｒ（ｋ，ｉ，ｊ），Ｑ（ｋ，ｉ，ｊ））＊Ｑ（ｉ，ｊ）      …（２）
【００３４】
なお、本実施の形態ではＶＬＡＮが設定されている場合について説明したが、ＶＬＡＮが設定されていない場合に、本実施の形態の帯域割当方法を適用してもよい。その場合、各スイッチは、インタフェースごとに帯域割当要求を行ない、スケジューラ１２は、インタフェースごとに帯域割当を実施する。
【００３５】
このように、本実施の形態では、閉塞ポートを有するスイッチ１およびスイッチ５がスケジューラ１２を備え、スケジューラ１２が、定期的に帯域割当て問い合わせを実施して各スイッチの論理リンクごとの要求帯域を取得する。そして、スケジューラ１２は、各スイッチからの要求帯域に基づいて、論理リンクごとに帯域を割当て、割当結果を書くスイッチへ通知するようにした。そのため、スイッチ２〜４は、ＲＰＲのフェアネス制御等の帯域制御のための特別な機能を追加することはない。したがって、汎用スイッチへの機能追加を抑えて、ノード間のスループットの不公平性を低減し、送信するトラヒック量に基づいた帯域制御を行うことができる。また、論理リンクごとのトラヒック量に基づいた帯域制御を行うことができる。
【００３６】
実施の形態２．
図５は、本発明にかかる通信システムの実施の形態２の帯域割当結果の一例を示す図である。本実施の形態の通信システムの構成は実施の形態１と同様であるが、通信システムを構成するスイッチの数はスイッチ１〜６の６台とする。したがって、本実施の形態のスイッチ６は実施の形態１のスイッチ５と同様の構成とし、閉塞ポート１１とスケジューラ１２を備える。本実施の形態のスイッチ５は、実施の形態１のスイッチ２と同様の構成とする。また、スイッチ１〜４の構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態１と同一の機能を有する構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態の帯域設定手順は、帯域割当結果が以下の点で実施の形態１と異なる以外は、図４で説明した実施の形態１の帯域設定手順と同様である。実施の形態１と同様に、ステップＳ１〜ステップＳ８を実施する。すなわち、スイッチ１およびスイッチ５のスケジューラ１２は、帯域割当問い合わせを送信し、各スイッチからの帯域割当要求を受信する。そして、スケジューラ１２は、要求帯域に基づいて、論理リンクごとに帯域を割当てるが、この際、本実施の形態では、トラヒックの重なりあいを緩和するために、スイッチ間の送信時間の重なりを低減するように各スイッチに送信を許可する送信許可時間を決定する。そして、ステップＳ９では、スイッチごとの送信許可時間を帯域割当結果とともに帯域割当通知に格納して送信する。
【００３８】
図５は、通信システムを構成するスイッチがスイッチ１〜６の６台以上で構成される例を示しており、スイッチ２〜６がそれぞれユーザデータを送信するための帯域を要求した場合の送信許可時間の一例を示す図である。送信許可時間の通知は、たとえば、送信許可時間の開始時間および終了時間を通知するようにしてもよいし、送信許可時間の開始時間（または送信許可時間までの待ち時間）と送信許可時間の長さ（継続時間）とを通知するようにしてもよい。図５では、一例として送信開始までの待ち時間Ｔｗと送信許可時間の長さＴｓとを指定する場合を示している。図５ではスイッチ３について、ＴｗとＴｓを図示しているが、スイッチ２，スイッチ４〜６についても同様にＴｗとＴｓがそれぞれ指定される。
【００３９】
なお、送信許可時間の決定方法は、例えば、各スイッチの要求帯域に基づいて、要求する帯域が多いほど送信許可時間を長くするよう決定すればよい。この際、各スイッチの送信許可時間の重なりがないように決定してもよいし、ある程度の重なりは許容するよう決定してもよい。例えば、図５の例では、スイッチ２とスイッチ３の送信許可時間、スイッチ３とスイッチ４の送信許可時間は、それぞれ一部重なりがあるが、重なりのある送信許可時間でも送信を行なうスイッチは最大で２台であるため、全てのスイッチが同時に送信する場合より、送信データの競合は軽減される。したがって、各スイッチは、効率よくユーザデータを送信することができ、各スイッチが備えるバッファリングのための各キューの容量を低減することができる。
【００４０】
そして、各スイッチは、割当結果通知で指定された送信許可時間内でユーザデータを送信する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。
【００４１】
このように、本実施の形態では、スケジューラ１２は、スイッチ間のデータ送信時間の重なりを低減するようにスイッチごとに送信許可時間を決定し、帯域割当通知に送信許可時間を含めて送信するようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、各スイッチが備えるバッファリングのための各キューの容量を低減することができる。
【００４２】
実施の形態３．
図６は、本発明にかかる通信システムの実施の形態３の帯域割当手順の一例を示すチャート図である。本実施の形態の通信システムの構成は実施の形態１と同様である。また、スイッチ１〜５の構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態１と同一の機能を有する構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
実施の形態１では、帯域割当通知を受信したスイッチがそれぞれ帯域割当要求を返送するようにしたが、本実施の形態では、１つのフレームに各スイッチが各々の要求帯域を格納する。図６に示すように、スイッチ１が帯域割当問い合わせを同様形式で送信し、各スイッチは受信帯域問い合わせを隣接するスイッチへ転送する（ステップＳ２１）。
【００４４】
端点であるスイッチ５は、帯域割当問い合わせを受信すると、自身の要求帯域をスイッチ５の情報として格納した帯域割当要求を生成し（ステップＳ２２）、生成した帯域割当要求をユニキャスト形式で隣接するスイッチ４へ送信する（ステップＳ２３）。スイッチ４は、帯域割当要求を受信すると、受信した帯域割当要求に自身の要求帯域をスイッチ４の情報として格納し（ステップＳ２４）、格納後の帯域割当要求をユニキャスト形式で隣接するスイッチ３へ送信する（ステップＳ２５）。
【００４５】
同様に、スイッチ３は、帯域割当要求を受信すると、受信した帯域割当要求に自身の要求帯域をスイッチ３の情報として格納し（ステップＳ２６）、格納後の帯域割当要求をユニキャスト形式で隣接するスイッチ２へ送信する（ステップＳ２７）。同様に、スイッチ２は、帯域割当要求を受信すると、受信した帯域割当要求に自身の要求帯域をスイッチ２の情報として格納し（ステップＳ２８）、格納後の帯域割当要求をユニキャスト形式で隣接するスイッチ１へ送信する（ステップＳ２９）。
【００４６】
スイッチ１のスケジューラ１２は、帯域割当要求を受信すると、当該帯域割当要求に格納されたスイッチ２〜５の情報（要求帯域）に基づいて、実施の形態１と同様に帯域を割当て、割当結果を帯域割当通知として同報形式で送信し、各スイッチは受信した帯域割当通知を転送する（ステップＳ３０）。この際、帯域割当通知には、スイッチ２〜５までのそれぞれの割当結果を格納することとし、各スイッチは自身に対応する割当結果を取り出して用いる。そして、一定時間ごとに、ステップＳ２１からの処理を繰り返す。
【００４７】
以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。なお、スケジューラ１２は、帯域割当通知を送信する際に、実施の形態２と同様にスイッチ間のデータ送信時間の重なりを低減するようにスイッチごとに送信許可時間を決定し、送信許可時間を帯域割当通知に含めて送信するようにしてもよい。
【００４８】
このように、本実施の形態では、スイッチ１が帯域割当問い合わせを同報形式で送信し、端点であるスイッチ５が、帯域割当問い合わせを受信すると、自身の要求帯域を格納した帯域割当要求を隣接するスイッチ４へ送信する。そして、各スイッチは帯域割当要求を受信すると、当該帯域割当要求に自身の要求帯域を格納してスイッチ１の方向の隣接するスイッチへ送信するようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果を実現するとともに、実施の形態１に比べ帯域割当に用いる制御フレームの数を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかる通信システム、通信装置および帯域制御方法は、閉塞区間を有するリングネットワークに有用であり、特に、ＶＬＡＮを構成する通信システムに適している。
【符号の説明】
【００５０】
１〜６  スイッチ
１１  閉塞ポート
１２  スケジューラ
１３−１〜１３−Ｎ  キュー部
１４  多重化部
１５−１〜１５−Ｍ  キュー
３０  経路
３１  物理伝送路
３２  Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃ伝送路
３３  Ｎｏｎ  Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ  ｔｒａｆｆｉｃ伝送路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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