(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のクライアントと、サーバとを備え、このサーバとこの複数のクライアントとを接続するＡＴＭスイッチとを備えたＡＴＭ通信網において、
前記クライアントは、前記サーバに向かう一連のセルの先頭にＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）セルを付与する手段と、自身が送受信可能なレート情報を前記ＯＡＭセルに書き込む手段とを備え、
前記ＡＴＭスイッチは、前記一連のセルが通過するルートの残余帯域を管理する手段と、前記一連のセルが一時蓄積されるバッファの現在のキュー長を監視する手段と、前記一連のセルの先頭のＯＡＭセルを受信するとコネクション数を１増加させるコネクション数を管理する手段と、この残余帯域を管理する手段およびこの現在のキュー長を監視する手段およびこのコネクション数を管理する手段により得られた残余帯域の値および現在のキュー長および前記コネクション数および前記ＯＡＭセルに書き込まれたレート情報にしたがって輻輳を発生させずに前記サーバから前記クライアントに向けて一連のセルを転送できる帯域を推定する手段と、前記推定された帯域の情報を前記ＯＡＭセルに書き込む手段と
を備えたことを特徴とするＡＴＭ通信網。
【請求項２】
前記サーバは、前記ＯＡＭセルに書き込まれた前記推定された帯域の情報を読み取る手段と、この推定された帯域の情報および前記クライアントから要求されたデータのサイズ情報にしたがって輻輳を発生させずにクライアントに一連のセルを転送するための送信レートを設定する手段と、一連のセルの先頭と最後尾にＯＡＭセルを付与する手段と、この先頭および最後尾のＯＡＭセルに前記送信レートの情報を書き込む手段とを備えた請求項１記載のＡＴＭ通信網。
【請求項３】
前記ＡＴＭスイッチは、サーバからクライアントに向かう一連のセルの先頭ＯＡＭセルを受信する手段と、このＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取る手段と、この読み取る手段により読み取られた前記送信レートの情報にしたがって帯域を確保する手段と、最後尾のＯＡＭセルを受信する手段と、このＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取る手段と、この読み取る手段により読み取られた前記送信レートの情報にしたがって前記確保する手段により確保された帯域を解放する手段と、前記最後尾のＯＡＭセルを受信すると前記コネクション数を管理する手段の前記コネクション数を１減算する手段とを備えた請求項２記載のＡＴＭ通信網。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）に利用する。本発明はＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）トラヒックをＡＴＭ通信網上で効率よく転送するために利用する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のクライアント・サーバモデルを図８を参照して説明する。図８は従来のクライアント・サーバモデルの構成例を示す図である。クライアント３０−１〜３０−３（以下、単にクライアント３０と記す）からサーバ２０への通信とサーバ２０からクライアント３０ヘの通信は、クライアント３０からサーバ２０への要求、そして、それに対するサーバ２０からクライアント３０への応答というように互いに密接した関係にあるという特徴を有する。
【０００３】
また、図９はクライアント・サーバモデルにおける情報の流れを示す図であるが、図９に示すように、サーバ２０からクライアント３０への通信は、そのデータ量がクライアント３０からサーバ２０へのデータ量に比べて著しく多いため、輻輳を発生しやすいという特徴がある。このようなトラヒックをクライアント・サーバタイプのトラヒックという。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなクライアント・サーバモデルに対し、従来のＡＴＭ通信網では、クライアントとサーバとの間の通信を互いに全く独立なものと考えてきた。そのため、クライアント・サーバモデルにおけるクライアント・サーバタイプのトラヒックの特徴を利用したＡＴＭ通信網は全く提案されていない。
【０００５】
すなわち、従来のＡＴＭ通信網では、サーバからクライアントへの通信を開始する際に、網内の輻輳状態の情報が何もないので、輻輳を発生させたり、冗長な制御、例えば、輻輳が起こらないような低いレートで送信を開始したり、または帯域を確保するために１ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）時間、送信を開始するのを待つなどの制御を行い、効率の悪い通信を行っている。
【０００６】
本発明は、このような背景に行われたものであって、クライアント・サーバモデルの特徴を利用した制御を行うことができるＡＴＭ通信網を提供することを目的とする。本発明は、クライアント・サーバタイプのトラヒックにおける輻輳を発生させることなく効率よくセルの転送を行うことができるＡＴＭ通信網を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願出願人は、特願平９−３２６４７６号（本願出願時に未公開、以下、先願という）の「ＡＴＭ通信網」により、クライアント・サーバモデルの特徴を利用し、輻輳を発生させることなく、効率よくデータを転送する技術を提案している。しかし、先願では、クライアント・サーバタイプのトラヒックにおけるコネクション数の増減についての配慮はなされていない。本発明では、クライアント・サーバタイプのトラヒックにおけるコネクション数の増減に配慮することにより、クライアント・サーバタイプのトラヒックにおける輻輳を発生させることなく効率よくセルの転送を行うことができる。
【０００８】
例えば、クライアントからサーバに向かうコネクション数がｍということは、クライアントからサーバへのデータが通過したにも関わらず、サーバからクライアントへのデータが到着していないコネクションがｍ本あるということである。つまり、今後、ｍ本のサーバからクライアントへのデータが到着するということである。よって、ｍが小さい場合には、残余帯域を管理する手段が管理している残余帯域に近い値を輻輳情報とし、ｍが大きい場合には、残余帯域を管理する手段が管理している残余帯域よりも大きい値を輻輳情報とすることにより、ネットワークが輻輳する確率を低く抑えることができる。ここで、輻輳情報とは、輻輳を発生させずにサーバからクライアントに向けてセルを転送できる帯域の推定情報である。
【０００９】
すなわち、本発明は、複数のクライアントと、サーバとを備え、このサーバとこの複数のクライアントとを接続するＡＴＭスイッチとを備えたＡＴＭ通信網である。
【００１０】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記クライアントは、前記サーバに向かう一連のセルの先頭にＯＡＭセルを付与する手段と、自身が送受信可能なレート情報を前記ＯＡＭセルに書き込む手段とを備え、前記ＡＴＭスイッチは、前記一連のセルが通過するルートの残余帯域を管理する手段と、前記一連のセルが一時蓄積されるバッファの現在のキュー長を監視する手段と、前記一連のセルの先頭のＯＡＭセルを受信するとコネクション数を１増加させるコネクション数を管理する手段と、この残余帯域を管理する手段およびこの現在のキュー長を監視する手段およびこのコネクション数を管理する手段により得られた残余帯域の値および現在のキュー長および前記コネクション数および前記ＯＡＭセルに書き込まれたレート情報にしたがって輻輳を発生させずに前記サーバから前記クライアントに向けて一連のセルを転送できる帯域を推定する手段と、前記推定された帯域の情報を前記ＯＡＭセルに書き込む手段とを備えたところにある。
【００１１】
このように、ＡＴＭスイッチにて、クライアントからサーバに向かうセルに対し、これから発生するサーバからクライアントに向かうセルの転送時に利用可能となり得る帯域の情報をあらかじめ書き込むことにより、クライアント・サーバモデルの通信を円滑に行うことができる。本発明では、このときに、コネクション数の増減に配慮した輻輳情報を生成することにより、信頼性の高い輻輳情報を生成することができる。
【００１２】
前記サーバは、前記ＯＡＭセルに書き込まれた前記推定された帯域の情報を読み取る手段と、この推定された帯域の情報および前記クライアントから要求されたデータのサイズ情報にしたがって輻輳を発生させずにクライアントに一連のセルを転送するための送信レートを設定する手段と、一連のセルの先頭と最後尾にＯＡＭセルを付与する手段と、この先頭および最後尾のＯＡＭセルに前記送信レートの情報を書き込む手段とを備えることが望ましい。
【００１３】
このように、ＡＴＭスイッチにてＯＡＭセルに書き込まれた利用可能帯域の情報にしたがって、サーバはクライアントに一連のセルを転送するための送信レートを設定することにより、輻輳を招くことのない送信レートを設定することができる。
【００１４】
前記ＡＴＭスイッチは、サーバからクライアントに向かう一連のセルの先頭ＯＡＭセルを受信する手段と、このＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取る手段と、この読み取る手段により読み取られた前記送信レートの情報にしたがって帯域を確保する手段と、最後尾のＯＡＭセルを受信する手段と、このＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取る手段と、この読み取る手段により読み取られた前記送信レートの情報にしたがって前記確保する手段により確保された帯域を解放する手段と、前記最後尾のＯＡＭセルを受信すると前記コネクション数を管理する手段の前記コネクション数を１減算する手段とを備えることが望ましい。
【００１５】
このように、ＡＴＭスイッチは、サーバからクライアントに向かう一連のセルの先頭に付与されたＯＡＭセルに書き込まれた送信レートの情報にしたがって帯域を確保し、さらに、一連のセルの最後尾のＯＡＭセルに書き込まれた送信レート情報にしたがって確保した帯域を解放することにより、一連のセルの通過中だけ必要な帯域を確保することができるので、帯域の有効利用を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明実施例を図１ないし図７を参照して説明する。図１は本発明実施例のＡＴＭスイッチの要部ブロック構成図である。図２は本発明実施例のクライアントからサーバに向かうＯＡＭセルの構成を示す図である。図３は本発明実施例のＡＴＭスイッチの動作を示すフローチャートである。図４はコネクション数と関数値との関係を示す図であり、横軸にコネクション数をとり、縦軸に関数値をとる。図５は本発明実施例のサーバの要部ブロック構成図である。図６は本発明実施例のサーバの動作を示すフローチャートである。図７は本発明実施例のサーバからクライアントに向かうＯＡＭセルの構成を示す図である。
【００１７】
本発明は、図８に示すように、複数のクライアント３０と、サーバ２０とを備え、このサーバ２０とこの複数のクライアント３０とを接続するＡＴＭスイッチ１０とを備えたＡＴＭ通信網である。
【００１８】
ここで、本発明の特徴とするところは、クライアント３０は、サーバ２０に向かう一連のセルの先頭にＯＡＭセルを付与し、自身が送受信可能なレート情報を前記ＯＡＭセルに書き込み、図１に示すように、ＡＴＭスイッチ１０は、前記一連のセルが通過するルートの残余帯域を管理する残余帯域管理部３と、前記一連のセルが一時蓄積されるバッファ（図示せず）の現在のキュー長を監視するキュー長監視部２と、クライアント３０からサーバ２０に向かう前記一連のセルの先頭のＯＡＭセルを受信するとコネクション数を１増加させるコネクション数管理部６と、この残余帯域管理部３およびこのキュー長監視部２およびこのコネクション数管理部６により得られた残余帯域の値および現在のキュー長および前記コネクション数および前記ＯＡＭセルに書き込まれたレート情報にしたがって輻輳を発生させずにサーバ２０からクライアント３０に向けて一連のセルを転送できる帯域を推定し、この推定された帯域の情報を前記ＯＡＭセルに書き込む情報書き込み部４とを備えたところにある。
【００１９】
サーバ２０は、図５に示すように、前記ＯＡＭセルに書き込まれた前記推定された帯域の情報を読み取る情報読み取り部１２と、この推定された帯域の情報およびクライアント３０から要求されたデータのサイズ情報にしたがって輻輳を発生させずにクライアント３０に一連のセルを転送するための送信レートを設定する送信データサイズ管理部１５および判定部１３と、一連のセルの先頭と最後尾にＯＡＭセルを付与し、この先頭および最後尾のＯＡＭセルに前記送信レートの情報を書き込む送信部１４とを備える。
【００２０】
さらに、図１に示すように、ＡＴＭスイッチ１０は、サーバ２０からクライアント３０に向かう一連のセルの先頭ＯＡＭセルおよび最後尾ＯＡＭセルを受信するセル識別部５と、この先頭ＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取り、この読み取られた前記送信レートの情報にしたがって帯域を確保する帯域確保部７とを備え、セル識別部５が最後尾のＯＡＭセルを受信すると、帯域確保部７はこのＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報にしたがって確保してある帯域を解放し、コネクション数管理部６は前記コネクション数を１減算する。
【００２１】
次に、本発明実施例の動作を説明する。図９を参照して既に説明したように、クライアント・サーバタイプのトラヒックの特徴は、クライアントからサーバヘの要求に対し、サーバはクライアントに応答を返すというように、クライアントからサーバへの通信とサーバからクライアントへの通信は常に一対になっている。このとき、サーバからクライアントへの送信データ量は、クライアントからサーバへの送信データ量に比べて著しく多い。そのため、網はサーバからクライアントヘの通信によって輻輳になる可能性が高い。つまり、ＡＴＭスイッチがクライアントからサーバへのデータを受信したならば、その後、サーバからクライアントへのデータも受信するということである。
【００２２】
よって、ＡＴＭスイッチがクライアントからサーバヘのデータを受信したときに、それに網内の輻輳情報を付与し、サーバがその情報を利用してデータを送信するならば、サーバからクライアントヘの通信が輻輳を発生させる可能性を低く抑えることができ、網を効率よく運用できるようになる。
【００２３】
まず、図８に示すクライアント３０からサーバ２０へデータを送信する場合には、図２に示すように、通常のデータの最初にＯＡＭセルを付与する。そのＯＡＭセルには、それに続くトラヒックがクライアント・サーバタイプのトラヒックであり、かつそれはクライアント３０からサーバ２０への通信であることを示す識別子ＣＬＩＥＮＴと、初期値としてクライアント３０が送受信可能なレートの情報を含む帯域情報が含まれる。
【００２４】
次にこのＯＡＭセルがＡＴＭスイッチ１０に到着したならば、図１に示すセル識別部１が、そのセルをＯＡＭセルであると判断し、含まれている識別子ＣＬＩＥＮＴを読み取って、それに続くデータがクライアント・サーバタイプのトラヒックであり、かつそれはクライアント３０からサーバ２０への通信であると判断する。そして、コネクション数管理部６が管理しているコネクション数を１だけ増加する。さらに、逆方向のサーバ２０からクライアント３０への一連のセルが通過するルートの残余帯域の値と、この一連のセルが一時蓄積されるバッファ（図示せず）におけるキュー長の値とを、それぞれ、クライアント３０からサーバ２０に向かう一連のセルが通過するルートの残余帯域を管理している残余帯域管理部３およびこの一連のセルが一時蓄積されるバッファ（図示せず）のキュー長を監視しているキュー長監視部２の値を参照することにより推定し、図３に示す手順により輻輳情報を算出する。
【００２５】
図３に示したｆ（ｎ）には、図４に示すように、ｎが１のときにｆ（ｎ）＝１となる減少関数を用いる。Ｐ：現在のキュー長／バッファ長がしきい値ＴＨ以上であれば（Ｓ１）、輻輳情報を０とし（Ｓ２）、Ｐ：現在のキュー長／バッファ長がしきい値ＴＨ未満であれば（Ｓ１）、輻輳情報をｆ（ｎ）×Ｒ：残余帯域管理部３で管理している残余帯域の値とする（Ｓ３）。
【００２６】
情報書き込み部４では、算出した値とＯＡＭセルの帯域情報に含まれる値とを比較し、算出した値の方が小さいならば、その値をＯＡＭセルの帯域情報に書き込む。ここで、輻輳情報を算出する際に、コネクション数を用いる理由は前述したとおりである。
【００２７】
サーバ２０では、図５に示すセル識別部１１が、そのセルをＯＡＭセルであると判断し、含まれている識別子ＣＬＩＥＮＴを読みとって、それに続くデータがクライアント・サーバタイプのトラヒックであり、かつそれはクライアント３０からサーバ２０ヘの通信であると判断する。そして、ＯＡＭセルに書き込まれている帯域情報を情報読み取り部１２で読み取り、それを判定部１３に送る。判定部１３では、クライアント３０に要求されたデータのサイズを送信データサイズ管理部１５で調べ、それをあるあらかじめ設定した時間Ｔで割った値Ｃ（セル／Ｓ）を判定部１３に送る。判定部１３では、図６に示すようなアルゴリズムで送信レートを決定し、そのレートで送信を開始する。
【００２８】
図６に示す送信レート決定アルゴリズムでは、ＯＡＭセルに書き込まれていた値がＣ（要求されたデータサイズ（ｃｅｌｌ）／ある時間Ｔ（ｓｅｃｏｎｄ））以上であれば（Ｓ４）、送信レートをα×Ｃ（ただし、０＜α≦１）とする（Ｓ５）。ＯＡＭセルに書き込まれていた値がＣ未満であり、かつ、前記下限値ＬＢ以上であれば（Ｓ６）、送信レートをα×（ＯＡＭセルに書き込まれていた値）とする（Ｓ７）。ＯＡＭセルに書き込まれていた値がＣ未満であり、かつ、前記下限値ＬＢ未満であればデータを送信しない（Ｓ８）。
【００２９】
図７に示すように、送信データの最初にＯＡＭセルを付与し、そのＯＡＭセルには、それに続くトラヒックがクライアント・サーバタイプのトラヒックであり、かつそれはサーバ２０からクライアント３０への通信であることを示す識別子ＳＥＲＶＥＲ１と、送信レートを情報として保持する帯域情報が含まれる。また、送信データの最後にも、ＯＡＭセルが付与され、そのＯＡＭセルには、それが送信データの最後である識別子ＳＥＲＶＥＲ２と、送信レートを情報として保持する帯域情報が含まれる。
【００３０】
次に識別子ＳＥＲＶＥＲ１を持つＯＡＭセルがＡＴＭスイッチ１０に到着したならば、図１に示すセル識別部５が、そのセルをＯＡＭセルであると判断し、含まれている識別子ＳＥＲＶＥＲ１を読み取って、それに続くデータがクライアント・サーバタイプのトラヒックであり、かつそれはサーバ２０からクライアント３０への通信であると判断する。そして、そのＯＡＭセルに含まれている帯域情報に等しい帯域を帯域確保部７が確保する。また、識別子ＳＥＲＶＥＲ２を持つＯＡＭセルがＡＴＭスイッチ１０に到着したときには、到着したＯＡＭセルの帯域情報に等しい値を確保している帯域から解放する。さらに、コネクション数管理部６は、管理しているコネクション数を１だけ減算する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クライアント・サーバモデルの特徴を利用したセル転送制御を行うことができる。すなわち、クライアント・サーバタイプのトラヒックにおける輻輳を発生させることなく効率よくセルの転送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のＡＴＭスイッチの要部ブロック構成図。
【図２】本発明実施例のクライアントからサーバに向かうＯＡＭセルの構成を示す図。
【図３】本発明実施例のＡＴＭスイッチの動作を示すフローチャート。
【図４】コネクション数と関数値との関係を示す図。
【図５】本発明実施例のサーバの要部ブロック構成図。
【図６】本発明実施例のサーバの動作を示すフローチャート。
【図７】本発明実施例のサーバからクライアントに向かうＯＡＭセルの構成を示す図。
【図８】クライアント・サーバモデルの通信網を示す図。
【図９】クライアント・サーバタイプのトラヒックを示す図。
【符号の説明】
１、５、１１  セル識別部
２  キュー長監視部
３  残余帯域管理部
４  情報書き込み部
６  コネクション数管理部
７  帯域確保部
１０、１０−１、１０−２  ＡＴＭスイッチ
１２  情報読み取り部
１３  判定部
１４  送信部
１５  送信データサイズ管理部
２０  サーバ
３０、３０−１〜３０−３  クライアント
【図１】
0003549770.tif 000002
【図２】
0003549770.tif 000003
【図３】
0003549770.tif 000004
【図４】
0003549770.tif 000005
【図５】
0003549770.tif 000006
【図６】
0003549770.tif 000007
【図７】
0003549770.tif 000008
【図８】
0003549770.tif 000009
【図９】
0003549770.tif 000010