(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は複数のコネクションから構成されるコネクション群に属するセルの送出数の上限を規定するシェーパにおいて、シェーパの後段の出力方路で出力する前にセルを保持するために設けられたバッファの前記コネクション群が占有可能なバッファセル数を認識するバッファセル数認識手段、該バッファセル数認識手段が認識した占有可能なバッファセル数に、コネクション群の使用可能帯域の逆数に相当するセル間隔から該コネクション群がとり得る最小セル間隔を減じた値を乗じてＣＤＶ値を算出するＣＤＶ値算出手段、及び該ＣＤＶ値算出手段が算出した値をシェーパの送出セルのセル遅延変動許容量として設定するシェーピング手段を具えることを特徴とするシェーパ。
【請求項２】
１又は複数のコネクションから構成されるコネクション群に属するセルの送出許容時間を固定的に設定するシェーパにおいて、シェーパの後段の出力方路で出力する前にセルを保持するために設けられたバッファの前記コネクション群が占有可能なバッファセル数を認識するバッファセル数認識手段、該バッファセル数認識手段が認識した占有可能なバッファセル数に、コネクション群の使用可能帯域の逆数に相当するセル間隔から該コネクション群がとり得る最小セル間隔を減じた値を乗じたＣＤＶ値を算出するＣＤＶ値算出手段、及び該ＣＤＶ値算出手段が算出した値をシェーパの送出セルのセル遅延変動許容量として設定するシェーピング手段を具えることを特徴とするシェーパ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシェーパにおいて、コネクション群に属する各コネクションに対して許容するセル遅延変動許容量が該コネクション群全体に許容するセル変動許容量以下であることを特徴とするシェーパ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシェーパにおいて、前記バッファセル数認識手段は、前記コネクション群の帯域を有するコネクションが特定のトラヒックモデルによりセル落ち又はセル遅延変動量の一方又は双方を規定量以下に収めるために必要なバッファセル数を該コネクション群が占有可能なバッファセル数として認識することを特徴とするシェーパ。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシェーパにおいて、前記バッファセル数認識手段は、前記コネクション群と出力方路を共用する該コネクション群以外のコネクションの帯域の和に相当するコネクションが特定のトラヒックモデルによりセル落ち又はセル遅延変動量の一方又は双方を規定量以下に収めるために必要なバッファセル数を出力方路に具えられているバッファセル数から減じた値を該コネクション群が占有可能なバッファセル数として認識することを特徴とするシェーパ。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシェーパにおいて、コネクション群を構成する１又は複数のコネクションから構成されるコネクション組の組毎のセルの送出量を一定の観測時間毎に観測する観測手段を具え、該観測時間の開始時刻がコネクション組毎に異なる時刻に設定されることを特徴とするシェーパ。
【請求項７】
請求項６に記載のシェーパにおいて、前記コネクション組毎の観測手段が観測する観測時間の開始時刻の間隔が、コネクション組毎の観測時間におけるセル送出量の上限値に応じて設定されることを特徴とするシェーパ。
【請求項８】
請求項６に記載のシェーパにおいて、前記観測手段が観測する観測時間の経過の計数を一時的に停止する一時停止手段を具えることを特徴とするシェーパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴＭ通信網において或るコネクションに属するＡＴＭセルの時間当たりの送出セル数を規定するシェーパに関し、特に、異なるユーザのコネクションからなるコネクション群の時間当たりの送出セル数を規定するシェーパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シェーパとして、例えば計宇生により「トラヒックシェーピング機構の性能についての検討」（信学技報SSE96-115)に記載されたようなものが既知である。しかしながら、これらの既知のシェーパは、単一のコネクション又は同一ユーザが契約しているコネクション群に関するセル遅延変動を抑制するためのシェーパであり、そのため、通信網側の都合で本来無関係の複数のユーザのコネクションをまとめてシェーピングする場合、ユーザの入力時点では許容値以下にシェーピングした形で入力していたにもかかわらず、他のユーザトラヒックの影響により不必要にシェーピングされ、遅延をきたし、そのユーザコネクション単体としてセル間隔を観測してみるとセル遅延変動量が増加するという問題が発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、他のユーザのトラヒックによる影響を軽減し且つセル落ち等の問題を生じないシェーパを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のシェーパは、上記の目的を達成するため、シェーパ後段の出力方路で出力する前にセルを保持するために設けられたバッファの前記コネクション群が占有可能なバッファセル数を認識するバッファセル数認識手段、該バッファセル数認識手段が認識した占有可能なバッファセル数に、コネクション群の使用可能帯域の逆数に相当するセル間隔から該コネクション群がとり得る最小セル間隔を減じた値を乗じてＣＤＶ値を算出するＣＤＶ値算出手段、及び、該ＣＤＶ値算出手段が算出した値をシェーパの送出セルのセル遅延変動許容量として設定するシェーピング手段を具えることを特徴とする。
【０００５】
このような本発明のシェーパにおいては、コネクション群に属する各コネクションに対して許容するセル遅延変動許容量が該コネクション群全体に許容するセル遅延変動許容量以下であることが望ましい。また、前記バッファセル数認識手段は、前記コネクション群の帯域を有するコネクションが特定のトラヒックモデルによりセル落ち又はセル遅延変動量の一方又は双方を規定量以下に収めるために必要なバッファセル数を該コネクション群が占有可能なバッファセル数として認識してもよいし、前記コネクション群と出力方路を共用する該コネクション群以外のコネクションの帯域の和に相当するコネクションが特定のトラヒックモデルによりセル落ち又はセル遅延変動量の一方又は双方を規定量以下に収めるために必要なバッファセル数を出力方路に具えられているバッファセル数から減じた値を該コネクション群が占有可能なバッファセル数として認識してもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【０００７】
〔実施例１〕
図１は本発明のシェーパの実施例１の構成を説明する図である。シェーパの出力方路５で占有可能なバッファセル数を認識するバッファセル数認識手段３、バッファセル数認識手段３が認識した占有可能なバッファセル数の情報から、この値とコネクション群の使用可能帯域の逆数に相当するセル間隔からそのコネクション群が送出可能な最小セル間隔を減じた値とを乗じたＣＤＶ値を算出するＣＤＶ値算出手段２、及び、ＣＤＶ値算出手段２が算出した値をシェーパの送出セルのセル遅延変動許容量として設定するシェーピング手段１を具える。即ち、この実施例のシェーパは、占有可能なバッファセル数をＢ、コネクション群の使用可能帯域のセル間隔をＴ１、コネクション群がとり得る最小セル間隔をＴ２とすると、Ｂ×（Ｔ１−Ｔ２）の値をセル遅延変動許容量としてシェーピング、即ち、コネクション群のバースト性がそのセル遅延変動許容量に収まるべく抑制するように制御する。なお、コネクション群が使用するバッファは、ある出力方路が出力するセルを出力可能な時間まで保持してセル出力のタイミングを調整するために当該出力方路の前段に設けられる。
【０００８】
この実施例のシェーパによって出力されるセルの動きを、具体的な値を用いて例示する。出力方路５の帯域を100Mbpsとし、シェーパに入力されるコネクションは複数のＶＣを束ねた１MbpsのＶＰが５本あり、100Mbps の入力方路４から入力するものとし、出力方路５側で占有可能なセル数は５とする。各ＶＰは各々１Mbpsに相当するセル間隔にシェーピングして入力しているが、各ＶＰのセル送出位相は他のＶＰのそれと無相関であり、100Mbps の逆数に相当するセル間隔で連続して入力する可能性がある。従来のシェーパを用いる場合は、このような場合、５Mbpsにシェーピングする必要があるため、１本のＶＰを除いて残りの４本のＶＰは遅延させられ、各々のコネクション自体を観測すると次のセルとの間隔が狭くなるという問題があるが、本発明によれば、このような問題を回避することができる。
【０００９】
この実施例では、コネクション群が送出可能な最小セル間隔として100Mbps の逆数を、使用可能帯域の逆数に相当するセル間隔として５Mbpsの逆数を、それぞれ選択する。ＣＤＶ値算出手段２において算出されるセル遅延変動許容量は、
５×(1/(５×106/(53 ×8)) −1/(100×106/(53 ×8)))＝402.8(μ秒）
となる。ここで、セルは53バイトの長さを持つＡＴＭセルとしている。帯域5Mbps の場合、ＡＴＭセル１セルは84.8μ秒であるので、上記のセル遅延変動許容量を使用可能帯域の５Mbpsのセル数に換算すると4.75セルの時間に相当し、５Mbpsの使用可能帯域でのセル出力を加味すると、５セル分を100Mbps で連続して出力することが可能なシェーパとなり、シェーパによる不必要な遅延を抑圧することができる。
【００１０】
この実施例では、コネクション群として複数のＶＰを用いたが、コネクションとしてＶＣ又は複数のＶＣ若しくはＶＰを束ねたものを用いてもよく、出力方路は物理的な方路ではなく仮想的な方路であってもよく、コネクション群は一つのコネクションから構成されていてもよい。この実施例によれば、他のユーザのトラヒックによる影響を軽減し、且つセル落ち等の問題が発生しないシェーパを実現することができる。
【００１１】
〔実施例２〕
この実施例のシェーパは、コネクション群を読出すことができるセル時間を固定的に指定する読出テーブルを用いてシェーピングするシェーパである。このシェーパは、読出テーブルの各スロットに読出し可能なセル時間及び読出し不可のセル時間を記載する。テーブルは１セル時間毎に順次１スロットずつ参照され、テーブルの末尾まで参照されるとまたテーブルの先頭に戻り、これを順次繰り返す。シェーパは、それぞれ参照するスロットの値が読出し可能なセル時間である時に、シェーパ内のセルを送出し、送出不可のセル時間の時にセル送出を停止することにより、単位時間当たりのセル送出数を制限する。従って、この実施例のシェーパは、テーブルの単位時間当たりのセル読出し可能のスロット数と各読出し可能のスロット間の間隔とを所定の値に設定することにより動作する。
【００１２】
以下に上述の実施例１に用いたパラメータを用いて読出テーブルを作成する例を示す。読出テーブルの長さを1000スロットとする。この場合、一つのスロットに相当する帯域は100Mbps の1/1000であるため、0.1Mbps となる。コネクション群の使用可能帯域は５Mbpsであるため読出可能スロットとして50スロットを指定すればよい。このスロット間隔に相当するセル間隔でセルが読出されるので、実施例１と同様にセル遅延変動許容量を超えないようにスロットを配置する。
【００１３】
ここで、各セル読出し可能位置は読出テーブル中に分散していることが望ましいが、同一入力方路から入力される複数のコネクション群のセルをシェーピングする場合に、例えば５Mbps、９Mbps等のようにセル間隔が異なる複数のコネクション群を同一方路に出力する場合のシェーパ用のテーブルを作成する場合は、セル間隔が異なるためにテーブルに配置するセル読出し可能位置に関して両コネクション群間で競合が発生し、配置が不可能になる場合即ちシェーピング不可能な場合がある。この実施例によれば、そのような場合であっても、出力方路のバッファセル数を認識し、バッファセル数分の連続出力を許容しながらセル落ちを防ぐことができるので、他のコネクション又はコネクション群による影響を軽減するシェーパを実現することができる。
【００１４】
〔実施例３〕
この実施例のシェーパは、実施例１のコネクション群を構成する各コネクションのＣＤＶ値をコネクション群全体とは別に設定する。この実施例においては、シェーピング手段はバーチャルスケジューリング方式に基づくものとし、コネクション群は二つのコネクション（コネクション１及びコネクション２）からなるものとする。以下にシェーピング処理の例を示す。
【００１５】
(1) コネクション群のセルを読出す場合、コネクション群の最後の読出セル時刻からの時間がコネクション群のセル遅延変動許容量に収まる時間か否かを判定する。是の場合は (2)に進み、非の場合は (1)を繰り返す。
(2) コネクション１のセルを読出す場合、コネクション１の最後の読出セル時刻からの時間がコネクション１のセル遅延変動許容量に収まる時間か否かを判定する。是の場合は (3)に進み、非の場合は (6)に進む。
(3) コネクション１にセルがあるか否かを判定する。是の場合は (4)に進み、非の場合は (6)に進む。
(4) コネクション１のセルを読出す。 (5)に進む。
(5) コネクション群のセルを読出す場合、コネクション群の最後の読出セル時刻からの時間がコネクション群のセル遅延変動許容量に収まる時間か否かを判定する。是の場合は (6)に進み、非の場合は (5)を繰り返す。
(6) コネクション２のセルを読出す場合、コネクション２の最後の読出セル時刻からの時間がコネクション２のセル遅延変動許容量に収まる時間か否かを判定する。是の場合は (7)に進み、非の場合は (2)に戻る。
(7) コネクション２にセルがあるか否かを判定する。是の場合は (8)に進み、非の場合は (2)に戻る。
(8) コネクション２のセルを読出す。 (1)に戻る。
【００１６】
この実施例では、上述したようにコネクション群とコネクション群を構成する各コネクションとで異なるセル遅延変動許容量に対応するシェーピングが可能となるので、各コネクションのシェーパとコネクション群のシェーパとを縦列接続する必要がなく、一つのシェーパでシェーピングすることができるので、実施例１の場合に比べて縦列接続による遅延を削減できる。
【００１７】
〔実施例４〕
この実施例のシェーパは、実施例２のコネクション群を構成する各コネクションのＣＤＶ値をコネクション群とは別に設定する。以下の説明では実施例２と同一のパラメータ例を用いる。各コネクションに対して個別に設定するセル遅延変動許容量を０とすると、各コネクションのセル間隔は100 セルとなる。コネクション群全体としては占有可能なバッファセル数分である５セルが蓄積される可能性のあるセル遅延変動許容量が許容されているため、結果としてコネクション群を構成する各コネクション毎に設定される読出し可能のスロットを連続的に配置することが可能になる。
【００１８】
図２はこの状況を説明するための図である。図２(a) は、５個のコネクションに１乃至５の番号を付した上、各コネクションの読出し可能スロットの配置の例を示している。従来のシェーパでセル遅延変動許容量を守るためには、図２(b) に示すように各コネクションの読出し可能スロットを 100セル間隔とし、コネクション群全体の読出し可能スロットを20セル間隔に設定する必要があるが、本発明によれば、図２(c) に示すように、コネクション群を構成する異なるコネクションの読出し可能スロットを連続して配置することが可能となる。従って、読出し可能スロットの配置に自由度が増加するために他のコネクション群との間の読出しスロット配置の競合を防ぐことが容易になる。
【００１９】
また、この実施例においては、実施例３と同様に、コネクション群とコネクション群を構成する各コネクションとで異なるセル遅延変動許容量に対応するシェーピングが可能となるので、各コネクションのシェーパとコネクション群のシェーパとを縦列接続する必要がなく、一つのシェーパでシェーピングすることができるので、実施例２の場合に比べて縦列接続による遅延を削減できる。
【００２０】
〔実施例５〕
この実施例のシェーパは、トラヒックモデルでコネクション群に必要とされるバッファセル数を占有可能なセル数として選択する。この実施例では、トラヒックモデルは例えば佐藤陽一他により「ＡＴＭ網におけるＣＢＲパスの収容設計法」（信学技報CS91-4) に記載されたＭ／Ｄ／１モデルとし、出力方路は150Mbps方路として説明する。Ｍ／Ｄ／１モデルによれば、出力方路が占有する帯域に応じて必要なバッファの長さ、即ち、セル落ち又はセル遅延変動量の一方又は双方を規定量以下に収めるために必要なバッファセル数は、90％ 111セル、80％55セル、70％36セル、60％26セル、…のようになる。従って、この実施例のシェーパがシェーピングするコネクション群のトラヒックがＭ／Ｄ／１モデルに従うとして、帯域が出力方路の90％であれば 111セル、80％であれば55セル、70％であれば36セル、60％であれば26セルとなるようにＣＤＶ値算出手段２（図１参照）で算出する。
【００２１】
このようにしてこの実施例では、実施例１に比べてトラヒックモデルに当てはまるコネクション群を収容する場合、ＣＤＶ値を、収容するトラヒックモデルに対応するＣＤＶ値に抑えることができる。
【００２２】
〔実施例６〕
この実施例のシェーパは、シェーピング対象のコネクション群以外で必要とされるバッファ量以外の出力方路に存在するバッファ量を、占有可能なセルバッファ量として認識する。この実施例においては、実施例５と同様の設定とし、更に出力方路の全バッファ数を255 として説明する。シェーピング対象外のコネクションがＣＢＲコネクションである場合、佐藤陽一他により「ＡＴＭ網におけるＣＢＲパスの収容設計法」（信学技報CS91-4) に記載されているように、シェーピング対象外のコネクションの帯域和が90％であれば 111セル、80％であれば55セル、70％であれば36セルをシェーピング対象外のコネクションに確保しておけばよい。この実施例においては、ＣＤＶ値算出手段は、 255セルからそれぞれ111セルを減じた 144セル、55セルを減じた 200セル、36セルを減じた 219セルを占有可能バッファセル数として用いる。
【００２３】
このようにしてこの実施例においては、実施例１に比べてシェーピング対象のコネクション群による同一出力方路を共用する他のトラヒックに対する影響を抑制しつつ、シェーピング対象のコネクション群に与える遅延量を抑圧することができる。
【００２４】
〔実施例７〕
この実施例のシェーパは、コネクション群を構成する１又は複数のコネクションから構成されるコネクション組の組毎のセルの送出量を一定の観測時間毎に観測する観測手段を具え、その観測時間の開始時刻がコネクション組毎に異なるように設定される。以下、簡単のために、コネクション群の使用可能帯域をコネクション群の最小セル間隔と同一として説明する。
【００２５】
各コネクション組毎の観測時間の開始時刻は、そのコネクション組のセル送出量の上限値に応じて間隔を空ける。各コネクション組の観測時間内におけるセル送出量の上限値を同一の値Ｘとし、コネクション組の数をＮとすると、バッファセル数認識手段により認識されるコネクション群として占有するバッファセル数の上限値は高々（Ｎ＋２）×Ｘであればよい。このバッファセル数の上限値によれば、コネクション組の間で観測時間の開始時刻を分散せずに同時にした場合の２×Ｎ×Ｘと比較して少ないセルバッファ量で動作することが可能になる。また、セル送出量の上限値が一つのコネクション組のみ大きく、その上限値がＸ１（≧Ｘ）である場合、バッファセル数の上限値は高々（Ｎ＋２）×Ｘ＋Ｘ１であればよい。以下に、具体的な値を用いて説明する。
【００２６】
この実施例では、観測手段は、所定の観測時間毎にコネクション組毎の送出セル数がコネクション組毎に設定した上限値を超えず且つ所定の観測時間毎にコネクション群の送出セル数がコネクション群に設定された上限値を超えないように、セルを送出する。コネクション群のシェーピング帯域は 100セル時間に10セル出力とする。コネクション群は４組のコネクション組から構成され、各コネクション組はそれぞれ一つのコネクションからなるものとする。コネクション１、コネクション２及びコネクション３のシェーピング帯域は 100セル時間に２セル出力し、コネクション４のシェーピング帯域は 100セル時間に４セル出力するものとする。各コネクションのセル送出量の上限値に応じて観測時間の開始時刻の間隔を空けるため、コネクション１とコネクション２との開始時刻の間隔及びコネクション２とコネクション３との開始時刻の間隔は20セル間隔であり、コネクション３とコネクション４との開始時刻の間隔は40セル間隔である。
【００２７】
この実施例の観測手段は、一定の観測時間毎にセル送出量の上限値を定める方法、即ちジャンピングウィンドウを採用している。ジャンピングウィンドウでは観測時間のどのセル時間でセルを送出してもよいため、最悪の場合は、各コネクションが観測時間の切替え前後でそれぞれのコネクションに許されるセル送出量の上限値を送出する可能性があるが、これを防ぐため、この実施例においては各コネクションの観測時間の開始時刻をコネクション組毎にずらし、その間隔をセル送出量の上限値に応じて設定する。これにより、例えば、上記（Ｎ＋２）×Ｘ＋Ｘ１の式でＮ＝４、Ｘ＝２、Ｘ１＝４とおけば、シェーパが占有可能な出力方路のバッファセル数の上限を高々16セルに軽減できることがわかる。
【００２８】
これを図３に示す。図３では、横軸はセルを送出する経過時間をセル時間で表し、縦軸は出力バッファに蓄積されるキューの長さをセル数で表す。図中、実線はこの実施例におけるキューの長さの変化を示し、点線は参考のために各コネクション組の観測時間の開始時刻を同期させた場合のキューの長さの変化を示している。この図からもわかるように、この実施例によれば、バッファセル数の上限値を20セルから16セルに減らすことができる。
【００２９】
更に、この実施例においては、観測時間の長さをコネクション間で同一にするため、コネクション４のみのセル送出量の上限値を大きくしたが、セル送出量の上限値を全コネクションで２セルとするためには、コネクション４の観測時間を他のコネクションの半分にすることによって実施することができる。この場合、出力方路のバッファの長さは高々12セルになる。この実施例は、例えば観測時間の開始時刻を分散配置した複数のＶＣシェーパの組合せとして実現することもできる。
【００３０】
以上のように、この実施例は、コネクション組の間のセル送出量を観測する観測手段の観測時間の開始時刻を分散配置することにより、各コネクション組により多くのセル遅延変動許容量を付与することができる。
【００３１】
〔実施例８〕
この実施例のシェーパは、コネクション毎のセル送出量を一定の観測時間毎に観測する観測手段を具え、且つその観測手段が観測する観測時間の経過の計数を一時的に停止する一時停止手段を具える。一時停止手段は、シェーパが収容するコネクション群のサービスクラスが上位のコネクションのセルを送出している時に計数を停止する。これにより、シェーパは、シェーパに収容されるコネクション群が読出し可能なセル時間におけるセル遅延変動許容量を守ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシェーパによれば、出力方路に存在するバッファを認識し、占有可能なバッファセル数に相当するセルを連続して出力できるようにすることにより、他のユーザのトラヒックによる影響を軽減し、且つセル落ち等の問題の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシェーパの実施例を示す図である。
【図２】各コネクションの読出し可能スロットの配置の例を示す図である。
【図３】出力バッファに蓄積されるキューの長さと時間との関係の例を示す図である。
【符号の説明】
１  シェーピング手段
２  ＣＤＶ値算出手段
３  バッファセル数認識手段
４  入力方路
５  出力方路
【図１】
0003585788.tif 000002
【図２】
0003585788.tif 000003
【図３】
0003585788.tif 000004