(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロスポイントスイッチを備えるスイッチ部及び複数のポートを備える回線対応部を備えるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式において、
前記クロスポイントスイッチの前段で入力ポートとプライオリティクラスの組み合わせの単位で上り方向バックプレッシャ制御を行う上り方向バックプレッシャ制御手段と、
前記クロスポイントスイッチの前段で出力ポートとプライオリティクラスの単位で下り方向バックプレッシャ制御を行う下り方向バックプレッシャ制御手段と、
を備えることを特徴とするＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式。
【請求項２】
クロスポイントスイッチを備えるスイッチ部及び複数のポートを備える回線対応部を備えるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式において、
前記クロスポイントスイッチの前段で入力ポートとプライオリティクラスの組み合わせの単位で上り方向バックプレッシャ制御を行う上り方向バックプレッシャ制御手段を備えることを特徴とするＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式において、前記上り方向バックプレッシャ制御手段は、
前記スイッチ部に備わるセル格納バッファと、
前記回線対応部に備わるセル格納バッファと、
前記スイッチ部に備わる前記セル格納バッファ内のセル数が閾値以上になった入力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせについて上り方向バックプレッシャ制御信号を生成する手段と、
前記上り方向バックプレッシャ制御信号が生成されたときに該上り方向バックプレッシャ制御信号に係る入力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせのセルについての前記回線対応部に備わる前記セル格納バッファから前記スイッチ部への送信を中止する手段と、
を備えることを特徴とするＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式。
【請求項４】
請求項１に記載のＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式において、前記下り方向バックプレッシャ制御手段は、
前記スイッチ部に備わるセル格納バッファと、
前記回線対応部に備わるセル格納バッファと、
前記回線対応部に備わる前記セル格納バッファ内のセル数が閾値以上になった出力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせについて下り方向バックプレッシャ制御信号を生成する手段と、
前記下り方向バックプレッシャ制御信号が生成されたときに該下り方向バックプレッシャ制御信号に係る出力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせのセルについての前記スイッチ部に備わる前記セル格納バッファから前記回線対応部への送信を中止する手段と、
を備えることを特徴とするＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式。
【請求項５】
クロスポイントスイッチを備えるスイッチ部及び複数のポートを備える回線対応部を備えるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方法において、
前記クロスポイントスイッチの前段で入力ポートとプライオリティクラスの組み合わせの単位で上り方向バックプレッシャ制御を行う上り方向バックプレッシャ制御ステップと、
前記クロスポイントスイッチの前段で出力ポートとプライオリティクラスの単位で下り方向バックプレッシャ制御を行う下り方向バックプレッシャ制御ステップと、
を有することを特徴とするＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方法。
【請求項６】
クロスポイントスイッチを備えるスイッチ部及び複数のポートを備える回線対応部を備えるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方法において、
前記クロスポイントスイッチの前段で入力ポートとプライオリティクラスの組み合わせの単位で上り方向バックプレッシャ制御を行う上り方向バックプレッシャ制御ステップを有することを特徴とするＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方法において、前記上り方向バックプレッシャ制御ステップは、
前記スイッチ部に備わるセル格納バッファ内のセル数が閾値以上になった入力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせについて上り方向バックプレッシャ制御信号を生成するステップと、
前記上り方向バックプレッシャ制御信号が生成されたときに該上り方向バックプレッシャ制御信号に係る入力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせのセルについての前記回線対応部に備わるセル格納バッファから前記スイッチ部への送信を中止するステップと、
を有することを特徴とするＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方法。
【請求項８】
請求項５に記載のＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方法において、前記下り方向バックプレッシャ制御ステップは、
前記回線対応部に備わるセル格納バッファ内のセル数が閾値以上になった出力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせについて下り方向バックプレッシャ制御信号を生成するステップと、
前記下り方向バックプレッシャ制御信号が生成されたときに該下り方向バックプレッシャ制御信号に係る出力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせのセルについての前記スイッチ部に備わるセル格納バッファから前記回線対応部への送信を中止するステップと、
を有することを特徴とするＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式に関し、特に、入力バッファ型ＩＰパケットスイッチにおいて、各サービスを提供するためにスイッチが収容する複数のユーザポートを持つ回線対応部が、収容するユーザポート毎にバックプレッシャー制御を行うことによって、回線対応部とスイッチ部間でのセル伝送を効率よく行うことが可能な輻輳制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回線対応部は、自身の持つ伝送容量に対してサポート可能な複数のユーザポートを収容しており（例えばＡＴＭのＯＣ−３を収容する回線対応部が１．２Ｇの容量を具備している場合、１５５．５２ＭｂｐｓのＯＣ−３を１６ポート分が収容可能となる）、回線対応部と大容量スイッチ間のセル伝送における輻輳制御は、大容量スイッチが収容する、複数の加入者回線（ユーザポート）を収容している回線対応部毎に実施している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術のように、回線対応部毎にセル伝送のバックプレッシャー制御を行う場合、回線対応部が収容する複数のユーザポートのうち、ある特定のユーザポートにバースト的な輻輳が生じた際、他の残りのユーザポートに輻輳していない場合でも回線対応部のすべてのユーザポートが閉塞してしまうため、その他のユーザポートに対するセルの転送までが停止してしまう、もしくは輻輳していないユーザポートのセルに大きな伝送遅延が生じてしまい、申告したトラフィックリソースの範囲内で使用しているユーザに対して正常なサービスをできなくなるという問題がある。
【０００４】
本発明は、あるユーザポートに輻輳が生じても他のユーザポートに伝送遅延が生じることがないようにすることを可能とするＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式は、クロスポイントスイッチを備えるスイッチ部及び複数のポートを備える回線対応部を備えるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式において、前記クロスポイントスイッチの前段で入力ポートとプライオリティクラスの組み合わせの単位で上り方向バックプレッシャ制御を行う上り方向バックプレッシャ制御手段と、前記クロスポイントスイッチの前段で出力ポートとプライオリティクラスの単位で下り方向バックプレッシャ制御を行う下り方向バックプレッシャ制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明によるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式は、クロスポイントスイッチを備えるスイッチ部及び複数のポートを備える回線対応部を備えるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式において、前記クロスポイントスイッチの前段で入力ポートとプライオリティクラスの組み合わせの単位で上り方向バックプレッシャ制御を行う上り方向バックプレッシャ制御手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
更に、本発明によるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式は、上記のＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式において、前記上り方向バックプレッシャ制御手段は、前記スイッチ部に備わるセル格納バッファと、前記回線対応部に備わるセル格納バッファと、前記スイッチ部に備わる前記セル格納バッファ内のセル数が閾値以上になった入力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせについて上り方向バックプレッシャ制御信号を生成する手段と、前記上り方向バックプレッシャ制御信号が生成されたときに該上り方向バックプレッシャ制御信号に係る入力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせのセルについての前記回線対応部に備わる前記セル格納バッファから前記スイッチ部への送信を中止する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
更に、本発明によるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式は、上記のＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式において、前記下り方向バックプレッシャ制御手段は、前記スイッチ部に備わるセル格納バッファと、前記回線対応部に備わるセル格納バッファと、前記回線対応部に備わる前記セル格納バッファ内のセル数が閾値以上になった出力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせについて下り方向バックプレッシャ制御信号を生成する手段と、前記下り方向バックプレッシャ制御信号が生成されたときに該下り方向バックプレッシャ制御信号に係る出力ポート及びプライオリティクラスの組み合わせのセルについての前記スイッチ部に備わる前記セル格納バッファから前記回線対応部への送信を中止する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、回線対応部が収容するユーザポート毎にセルのバースト性・セル格納バッファでのオーバフローを監視しバックプレッシャー制御を行い、あるポートのオーバートラフィック時にその他のポートを救済し、効率よく伝送を行う。
【００１１】
輻輳制御部１０Ｂは、回線対応部１３０とスイッチ部１２０との間でセルストリーム制御処理を行うために必要な、回線対応部１３０が収容するユーザポート１００毎にセルのバースト性を監視するバースト監視部７０と、セルをユーザポート毎にプライオリティクラス毎に格納する外付けのセル格納バッファ２０Ｂと、バックプレッシャーをユーザセルと同一プロトコルで扱い、セル格納バッファ管理を行い、セルストリーム再生を行うための手段を具備し、
その他、プライオリティクラスとユーザポートによりセルスイッチスケジューリングを行うためのスケジューラ５０と、クロスポイントスイッチ（以下、「ＸＰＳＷ」という。）８０の入力ポート毎にスケジューリングされた順にセルを格納しＸＰＳＷ８０へのセル送出タイミング調整を行うタイミング調整ＦＩＦＯ４０と、スイッチングされた後のセルを数セル分バッファリングし回線対応部に対するセル送出タイミングを調整するエラスティックバッファ６０と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１に示す各機能ブロックの説明を以下に示す。
【００１４】
輻輳制御部１０Ａは、回線対応部１３０の各出力ポート１００毎に、またセルのスイッチングに優先順位を付加したプライオリティクラス別にセル格納バッファ２０Ａの状態を管理する。輻輳制御部１０Ｂは、回線対応部１３０の各入力ポート１００毎に、またセルのスイッチングに優先順位を付加したプライオリティクラス別にセル格納バッファ２０Ｂの状態を管理する。
【００１５】
また、輻輳制御部１０Ａは、各出力ポート１００毎にバースト監視を行い、下り方向バックプレッシャーを通知するためのセル格納バッファ２０Ａの閾値を参照して、セル格納バッファ２０Ａに格納されているセルの数がオーバーフローする前のある閾値になったら、回線対応部１３０の各出力ポートのプライオリティクラス毎に下り方向バックプレッシャ輻輳制御を行うため、スイッチ部１２０に対して下り方向バックプレッシャーによる輻輳通知を行う。輻輳制御部１０Ｂは、各入力ポート毎にバースト監視を行い、上り方向バックプレッシャーを通知するためのセル格納バッファ２０Ｂの閾値を参照して、セル格納バッファ２０Ｂに格納されているセルの数がオーバーフローする前のある閾値になったら、回線対応部１３０の各入力ポートのプライオリティクラス毎に上り方向バックプレッシャ輻輳制御を行うため、回線対応部１３０に対して上り方向バックプレッシャーによる輻輳通知を行う。
【００１６】
セル格納バッファ２０Ａは、回線対応部１００の各入出力ポート毎に、またプライオリティクラス別にセルを格納する。セル格納バッファ２０Ａには、バッファ容量に対する閾値を設定し、この閾値はバッファオーバーフロー時に下り方向バックプレッシャー制御を行いセルロスを防ぐために使用される。
【００１７】
セル格納バッファ２０Ｂは、回線対応部１００の各入力ポート毎に、またプライオリティクラス別にセルを格納する。セル格納バッファ２０Ｂには、バッファ容量に対する閾値を設定し、この閾値はバッファオーバーフロー時に上り方向バックプレッシャー制御を行いセルロスを防ぐために使用される。
【００１８】
バッファ管理部１１０は、輻輳制御部１０ＢとＸＰＳＷ８０との間に位置し、ＸＰＳＷ８０の入力ポート毎にスケジューリングされた順にセルを格納するバッファ（タイミング調整ＦＩＦＯ４０およびエラスティックバッファ６０）を持ち、速度整合用として使用される。
【００１９】
タイミング調整ＦＩＦＯ４０は、スケジューラ５０からの接続許可に基づいてセル格納バッファ２０Ｂから出力されたセルをＸＰＳＷ８０へ送出するタイミングを調整するために備わる。また、タイミング調整ＦＩＦＯ４０は、回線対応部１３０毎に備わる。
【００２０】
スケジューラ５０は、ＸＰＳＷ８０の入出力ポートへのセル転送制御を行うことで、スイッチスケジューリングを行う。ＸＰＳＷ８０の入出力ポートは、スイッチ部１２０が収容可能な各回線対応部１３０毎にアサインされるが、スケジューリングは、各回線対応部１３０が収容する各ポート１００毎に、公平を保つようにプライオリティクラスを条件に行う。スケジューラ５０は、下りバックプレッシャーがアクティブ時には、輻輳制御部１０Ｂに対する接続許可は与えない。
【００２１】
エラスティックバッファ６０は、ＸＰＳＷ８０でスイッチングされた後のセルを数セル分バッファリングし、回線対応部１３０に対するセル送出のタイミングを調整する。
【００２２】
バースト監視部７０は、回線対応部１３０が収容する複数のＯＣ−３の入力ポート１００毎にセルストリームの監視を行う。バースト監視部７０で、各ＯＣ−３に対する使用帯域を監視する。
【００２３】
クロスポイントスイッチ（ＸＰＳＷ）８０は、スケジューラ５０から設定される接続情報に基づいてスイッチングを行うハードウェアスイッチである。
【００２４】
ＳＡＲ機能部９０は、ＩＰパケットのＸＰＳＷ８０のスイッチング単位であるセルへの分解及び、ＩＰパケットのセルからの組み立てを行う。
【００２５】
ＯＣ−３ポート１００は、回線対応部１３０が複数個収容するユーザポートである。
【００２６】
バッファ制御部１１０は、輻輳制御部１０Ｂ、セル格納バッファ２０Ｂ、バッファ管理部３０、スケジューラ５０を含む機能部である。
【００２７】
スイッチ部１２０は、ＸＰＳＷ８０、バッファ制御部１１０を含むスイッチングを行う機能部である。
【００２８】
回線対応部１３０は、複数のユーザポート１００を収容し、ルーティング制御を行う機能部である。
【００２９】
次に、全体の動作について説明する。
【００３０】
輻輳制御部１０Ｂは、上り方向（回線対応部１３０→スイッチ部１２０）伝送の場合、スイッチ部１２０が収容する各回線対応部１３０から送出されてくるセルをポート毎・プライオリティクラス毎にセル格納バッファ２０Ｂへバッファリングし、スケジューラ５０に対してクロスポイントスイッチ（ＸＰＳＷ）８０の入力ポートへの接続要求を行う。スケジューラ５０は、この接続要求に基づき、複数の回線対応部１３０からの接続要求が競合した場合のために、各ユーザポート間でのプライオリティクラスを参照し公正なスケジューリングを行い、輻輳制御部１０Ｂに対して接続許可を与えるとともに、ＸＰＳＷ８０に対して接続情報（ＸＰＳＷ８０の出力ポート情報）を与える。スケジューラ５０からの接続許可情報に基づいてセル格納バッファ２０Ｂから出力されたセルは、スイッチング速度の整合のために、各回線対応部１３０の各ポート単位でタイミング調整用ＦＩＦＯ４０へ入力される。
【００３１】
セル伝送用バックプレッシャー制御を回線対応部毎に行うと、セルストリーム制御も回線対応部毎に行うことになるため、これを避けるため、セル格納バッファ２０Ｂを論理的にプライオリティクラスおよび入力ポート毎に分割し、上り方向バックプレッシャー制御をこの単位で行う。このため、上り方向バックプレッシャーは、輻輳制御部１０Ｂ内のバースト監視部７０にて入力ポート毎の通信帯域を監視し、セル格納バッファ２０Ｂがオーバーフローする前に回線対応部１３０に対して入力ポート単位に通知する。
【００３２】
下り方向（スイッチ部１２０→回線対応部１３０）の場合は、セルはＸＰＳＷ８０の入力側のセル格納バッファ２０Ｂに蓄積しておき、スケジューラ５０で輻輳制御部１０ＢからＸＰＳＷ８０に対する接続許可を出力ポート毎プライオリティ単位に止める（許可を止めたときにはスイッチングしない。）。回線対応部１３０から通知される下り方向バックプレッシャー制御信号も、回線対応部１３０で持つ輻輳制御部１０Ａがスイッチ部１２０に対して出力ポート毎に通知する。
【００３３】
回線対応部１３０で輻輳制御部１０Ａを持ち、スイッチ部１２０でバッファ制御部１１０を持つことで、各ポート単位のセルストリーム制御が可能になり、特定ポートの障害による回線対応部全体の閉塞状態を回避することができる。
【００３４】
次に、図２を参照して、本実施形態の各動作について説明する。
【００３５】
輻輳制御部１０Ａは、ある入力ポートのあるプライオリティのセルをスイッチ部１２０に送信する前に、その入力ポートのプライオリティクラスについて上り方向バックプレッシャ制御信号が来ているか否かを判定し（ステップＳ２０１）、そうであれば、上り方向バックプレッシャ制御信号が無くなるまで待ってから、送信を開始する（ステップＳ２０２）。
【００３６】
セルを受信（ステップＳ２０５）した輻輳制御部１０Ｂは、受信したセルをセル格納バッファ２０Ｂに格納するが、セル格納バッファ２０Ｂに格納されたセル数が閾値以上の入力ポートとプライオリティクラスの組み合わせについて上り方向バックプレッシャ制御信号を回線対応部１３０に送信する。
【００３７】
輻輳制御部１０Ｂから接続要求を受けたスケジューラ５０は、接続要求に係る出力ポート及びプライオリティクラスについて下り方向バックプレッシャ制御信号が入力されているか否かを判定し（ステップＳ２０７）、入力されていれば、入力されなくなるまで待ってから、その接続要求をスケジューリングに投入する（ステップＳ２０８）。スケジューリングに投入されたセルはセル格納バッファ２０Ｂから読み出され、バッファ管理部３０のタイミング調整ＦＩＦＯ４０で速度調整され（ステップＳ２０９）、ＸＰＳＷ８０でスイッチングされ（ステップ２１０）、バッファ管理部３０のエラスティックバッファ６０で調整され、回線対応部１３０に送信される。
【００３８】
スイッチ部１２０のバッファ管理部３０から回線対応部１３０に送信されてきたセルはセル格納バッファ２０Ａに格納される（ステップＳ２０４）。
【００３９】
輻輳制御部１０Ａは、セル格納バッファ２０Ａに格納されているセルの数が閾値を超えているか否かを出力ポート及びプライオリティの単位で監視して、超えていれば、その出力ポート及びプライオリティクラスについての下り方向バックプレッシャ制御信号をスケジューラ５０に送信する（ステップＳ２０３）。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、回線対応部に輻輳制御部、スイッチ部でバッファ制御部を持つことで、各ポート単位の輻輳制御が可能になり、特定ポートの障害による回線対応部全体の閉塞状態を回避することができる。また、ポート毎にセルのバースト性に対する輻輳制御を行うことが可能となり、あるポートのオーバートラフィック時にその他のポートを救済し、効率よく伝送を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式の構成示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態によるＩＰパケットスイッチにおける輻輳制御方式の動作を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ  輻輳制御部
２０Ａ、２０Ｂ  セル格納バッファ
３０  バッファ管理部
４０  タイミング調整ＦＩＦＯ
５０  スケジューラ
６０  エラスティックバッファ
７０  バースト監視部
８０  クロスポイントスイッチ
９０  ＳＡＲ
１００  ユーザポート
１１０  バッファ制御部
１２０  スイッチ部
１３０  回線対応部
【図１】
0003555754.tif 000002
【図２】
0003555754.tif 000003