(57)【要約】割り当て可能な帯域幅と、少なくとも１つの物理リンクと、リンク上に少なくとも２つの所定のフローをもつ電気通信ネットワークへのデータ・トラフィックの受け付けを制御する方法およびシステムで、前記方法は、ネットワーク内の少なくとも１つの物理リンクの各々の入力データを受信し、該データはリンクの各々についてワイヤ・レート帯域幅と、プロビジョニングされた最低保証帯域幅と、プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅を含むものであるステップと、ワイヤ・レート帯域幅とプロビジョニングされた最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算するステップと、フロー間にベスト・エフォートに使用可能な帯域幅をプロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅にほぼ比例して割り当てるステップとを含む。
2008529398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
割り当て可能な帯域幅、少なくとも１つの物理リンク、およびリンク上に少なくとも２つの所定のフローをもつ電気通信ネットワークへのデータ・トラフィックの受け付けを制御する方法で、前記方法が、
ネットワーク内の少なくとも１つの物理リンクの各々の入力データを受信するステップで、前記データがリンクの各々について、ワイヤ・レート帯域幅と、プロビジョニングされた最低保証帯域幅と、プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅とを含む、前記受信するステップと、
前記ワイヤ・レート帯域幅と前記プロビジョニングされた最低保証帯域幅からネットワーク全体でベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算するステップと、
前記ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を前記フロー間に、前記プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅にほぼ比例して割り当てるステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
ネットワーク内の各前記フローについて帯域幅需要と実際の割り当てデータを収集するステップと、
各前記物理リンクに必要な最低保証帯域幅と各前記フローに必要なベスト・エフォート帯域幅を計算するステップと、
前記割り当て可能な帯域幅と前記必要な最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算するステップと、
前記ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を前記フローの前記必要なベスト・エフォート帯域幅間にほぼ比例して割り当てるステップと、
を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記収集したデータから、ネットワーク内の各フローについて帯域幅需要と、最低保証帯域幅およびベスト・エフォート帯域幅の割り当て統計を計算するステップと、
前記統計に基づき前記割り当てるステップを定期的に行うステップと、
を有することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記割り当てるステップを定期的に行うステップが、
（ａ）比率Ｒ（必要なベスト・エフォート帯域幅に第１リンクで使用可能な帯域幅）が最小となる第１リンクを捜し出すステップと、
（ｂ）前記第１リンクを通過する各フローに必要なベスト・エフォート帯域幅の一部分を計算するステップで、前記一部分が前記比率Ｒの関数である、前記計算するステップと、
（ｃ）前記第１リンクを通過する各前記フローに、その必要なベスト・エフォート帯域幅の前記一部分を割り当てるステップと、
（ｄ）前記第１リンクに割り当てられる前記帯域幅を引くことによって、前記フローの少なくとも１つを通過する他のすべてのリンクからベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算するステップと、
を含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記使用可能な帯域幅を計算するステップが、
（ｅ）前記フローの少なくとも１つが前記第１リンクも通過する第２リンクに使用可能な帯域幅から、前記第１リンクに前記割り当てられた帯域幅を引くステップと、
（ｆ）必要なベスト・エフォート帯域幅の一部分がネットワーク内の各前記フローに割り当てられるまで、ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を繰り返すステップと、
を含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｂ）が、各フローに、（割り当て可能な帯域幅から必要な最低保証帯域幅を引いた）ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を必要なベスト・エフォート帯域幅の総計で割り、前記フローの必要な帯域幅を掛けたもの、または該フローに必要な帯域幅のうちいずれか小さい方を割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項７】
実際に割り当てられた帯域幅の合計が割り当て可能な帯域幅以下になるように、データ・バーストに備えて帯域幅を割り当てるステップをさらに有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１記載の方法。
【請求項８】
前記データ・バーストに備えて帯域幅を割り当てるステップが、
少なくとも１つのフローの前記プロビジョニングされた最低保証帯域幅を厳密優先度に分類するステップと、
前記プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅をベスト・エフォートに分類するステップと、
該分類に従い各フローの各フレームにマーキングするステップと、
リンクの輻輳を認識するステップと、
前記認識に応じて、前記マーキングを識別するステップと、
厳密優先度マーキングのあるフレームを常に通し、ベスト・エフォートマーキングのあるフレームの一部分を破棄して、前記輻輳を緩和するステップと、
を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
コンピュータ用の命令のセットを内蔵するコンピュータ読み取り可能記憶媒体で、前記命令のセットは、コンピュータで実行すると、コンピュータに、
電気通信ネットワーク内の少なくとも１つの物理リンクの入力データを受信するステップで、前記ネットワークは割り当て可能な帯域幅と少なくとも１つの物理リンク上に少なくとも２つの所定のフローをもち、前記データは各リンクについてワイヤ・レート帯域幅とプロビジョニングされた最低保証帯域幅とプロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅とを含む、前記受信するステップと、
前記ワイヤ・レート帯域幅と前記プロビジョニングされた最低保証帯域幅から、各リンクについてベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算するステップと、
前記ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を前記フロー間に、前記プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅にほぼ比例して割り当てるステップと、
を行わせることを特徴とするコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項１０】
命令のセットは、コンピュータで実行すると、コンピュータに、
ネットワーク内の各前記フローについて帯域幅需要と実際の割り当てデータを収集するステップと、
各前記物理リンクの必要な最低保証帯域幅と各前記フローの必要なベスト・エフォート帯域幅を計算するステップと、
前記割り当て可能な帯域幅と前記必要な最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算するステップと、
前記ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を前記フローの前記必要なベスト・エフォート帯域幅間にほぼ比例して割り当てるステップと、
を行わせることを特徴とする請求項９記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項１１】
命令のセットは、コンピュータで実行すると、コンピュータに、
前記収集したデータから、ネットワーク内の各フローについて帯域幅需要と、最低保証帯域幅およびベスト・エフォート帯域幅の割り当て統計を計算するステップと、
前記統計に基づいて前記割り当てるステップを定期的に行うステップと、
を行わせることを特徴とする請求項１０記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項１２】
命令のセットは、コンピュータで実行すると、コンピュータに、
実際に割り当てられた帯域幅の合計が割り当て可能な帯域幅以下になるように、データ・バーストに備えて帯域幅を割り当てるステップを、
追加的に行わせることを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項１３】
命令のセットは、コンピュータで実行すると、コンピュータに、データ・バーストに備えて帯域幅を割り当てるステップを、
少なくとも１つのフローの前記プロビジョニングされた最低保証帯域幅を厳密優先度と分類し、
前記プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅をベスト・エフォートと分類し、
該分類に従って各フローの各フレームをマーキングし、
リンクの輻輳を認識し、
前記認識に応じて、前記マーキングを識別し、
前記厳密優先度マーキングのあるフレームを常に通して、ベスト・エフォートマーキングのあるフレームの一部分を破棄し、前記輻輳を緩和することによって行わせることを特徴とする請求項１２記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項１４】
割り当て可能な帯域幅と、少なくとも１つの物理リンクと、リンク上に少なくとも２つの所定のフローとをもつ電気通信ネットワーク用のネットワーク・デバイスで、前記デバイスが、
ネットワーク内の少なくとも１つの物理リンクの各々の入力データを受信するように構成され、前記データがリンクの各々について、ワイヤ・レート帯域幅とプロビジョニングされた最低保証帯域幅とプロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅を含み、
前記ワイヤ・レート帯域幅と前記プロビジョニングされた最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算するように構成され、
前記ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を、前記フロー間に前記プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅にほぼ比例して割り当てるように構成された、
プロセッサを有することを特徴とするネットワーク・デバイス。
【請求項１５】
該プロセッサがユーザー・インターフェースを介してユーザーから入力データを受信するように構成された、ユーザー・インターフェースをさらに有することを特徴とする請求項１４記載のデバイス。
【請求項１６】
プロセッサがさらに、
ネットワーク内の各前記フローについて帯域幅需要と実際の割り当てデータを収集するように構成され、
各前記物理リンクの必要な最低保証帯域幅と各前記フローの必要なベスト・エフォート帯域幅を計算するように構成され、
前記割り当て可能な帯域幅と前記必要な最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算するように構成され、
前記ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を、前記フローの前記必要なベスト・エフォート帯域幅間にほぼ比例して割り当てるように構成されることを特徴とする請求項１４または請求項１５記載のデバイス。
【請求項１７】
プロセッサがさらに、
前記収集したデータから、ネットワーク内の各フローについて帯域幅需要と、最低保証帯域幅およびベスト・エフォート帯域幅の割り当て統計とを計算するように構成され、
前記統計に基づいて前記割り当てるステップを定期的に行うように構成されることを特徴とする請求項１６記載のデバイス。
【請求項１８】
ネットワーク・デバイスがネットワーク管理デバイスであることを特徴とする請求項１４乃至１７の何れか１記載のデバイス。
【請求項１９】
ネットワーク・デバイスが前記少なくとも１つのリンクのスイッチング・デバイスであることを特徴とする請求項１４乃至１７の何れか１記載のデバイス。
【請求項２０】
プロセッサがさらに、実際に割り当てられた帯域幅の合計が割り当て可能な帯域幅以下になるように、データ・バーストに備えて帯域幅を割り当てるように構成されることを特徴とする請求項１４乃至１９の何れか１記載のデバイス。
【請求項２１】
プロセッサが、
少なくとも１つのフローの前記プロビジョニングされた最低保証帯域幅を厳密優先度に分類し、
前記プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅をベスト・エフォートに分類し、
該分類に従い各フローの各フレームにマーキングし、
リンクの輻輳を認識し、
前記認識に応じて、前記マーキングを識別し、
前記輻輳の認識に応じて、厳密優先度マーキングのあるフレームを常に通して、ベスト・エフォートマーキングのあるフレームの一部を破棄し、
実際に割り当てられる帯域幅の合計が割り当て可能な帯域幅以下になるようにすることによって、
データ・バーストに備えて帯域幅を割り当てるように構成されることを特徴とする請求項１４乃至１９の何れか１記載のデバイス。
【請求項２２】
割り当て可能な帯域幅と少なくとも１つの物理リンクとリンク上に少なくとも２つの所定のフローをもつ電気通信ネットワークへのデータ・トラフィックの受け付けを制御するシステムで、前記システムが、
複数のスイッチング・デバイスを有し、前記スイッチング・デバイスの各々が、ネットワーク内の少なくとも１つの物理リンクの各々の入力データを受信し、前記データがリンクの各々についてワイヤ・レート帯域幅とプロビジョニングされた最低保証帯域幅とプロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅とを含み、前記ワイヤ・レート帯域幅と前記プロビジョニングされた最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算し、前記ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を前記フロー間に前記プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅にほぼ比例して割り当てるように構成されるプロセッサを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２３】
前記スイッチング・デバイスがさらに、
ネットワーク内の各前記フローについて帯域幅需要と実際の割り当てデータを収集し、
各前記物理リンクの必要な最低保証帯域幅と各前記フローの必要なベスト・エフォート帯域幅を計算し、
前記割り当て可能な帯域幅と前記必要な最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算し、
前記ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を前記フローの前記必要なベスト・エフォート帯域幅の間にほぼ比例して割り当てるように構成されることを特徴とする請求項２２記載のシステム。
【請求項２４】
前記スイッチング・デバイスがさらに、
前記収集したデータから、ネットワーク内の各フローについて帯域幅需要と、最低保証帯域幅およびベスト・エフォート帯域幅の割り当て統計とを計算し、
前記統計に基づいて前記割り当てるステップを定期的に行う
ように構成されることを特徴とする請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
前記スイッチング・デバイスがさらに、実際に割り当てられる帯域幅の合計が割り当て可能な帯域幅以下になるように、データ・バーストに備えて帯域幅を割り当てることを特徴とするように構成されることを特徴とする請求項２２乃至２４の何れか１記載のシステム。
【請求項２６】
前記スイッチング・デバイスが、
少なくとも１つのフローの前記プロビジョニングされた最低保証帯域幅を厳密優先度に分類し、
前記プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅をベスト・エフォートに分類し、
該分類に従い各フローの各フレームにマーキングし、
リンクの輻輳を認識し、
前記認識に応じて、前記マーキングを識別し、
前記輻輳の認識に応じて、厳密優先度マーキングのあるフレームを常に通して、ベスト・エフォートマーキングのあるフレームの一部を破棄し、
実際に割り当てられる帯域幅の合計が割り当て可能な帯域幅以下になるようにすることによって、
データ・バーストに備えて帯域幅を割り当てるように構成されることを特徴とする請求項２５記載のシステム。
【請求項２７】
割り当て可能な帯域幅と少なくとも１つの物理リンクとリンク上に少なくとも２つの所定のフローとをもつ電気通信ネットワークへのデータ・トラフィックの受け付けを制御するシステムで、前記システムが、
ネットワーク内の少なくとも１つの物理リンクの各々の入力データを受信し、前記データがリンクの各々についてワイヤ・レート帯域幅とプロビジョニングされた最低保証帯域幅とプロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅とを含み、前記ワイヤ・レート帯域幅と前記プロビジョニングされた最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算し、前記ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を前記フロー間に前記プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅にほぼ比例して割り当てる割り当て方式を形成するように構成されるプロセッサを含む中央管理デバイスと、
少なくとも２つのスイッチング・デバイスを有し、
前記中央管理デバイスが割り当て方式をスイッチング・デバイスの各々に配布するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項２８】
前記スイッチング・デバイスがさらに、
ネットワーク内の各前記フローについて帯域幅需要と実際の割り当てデータを収集し、
各前記物理リンクの必要な最低保証帯域幅と各前記フローの必要なベスト・エフォート帯域幅とを計算し、
前記割り当て可能な帯域幅と前記必要な最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算し、
前記ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を前記フローの前記必要なベスト・エフォート帯域幅間にほぼ比例して割り当てる
ように構成されることを特徴とする請求項２７記載のシステム。
【請求項２９】
前記スイッチング・デバイスがさらに、
前記収集したデータから、ネットワーク内の各フローについて帯域幅需要と、最低保証帯域幅およびベスト・エフォート帯域幅の割り当て統計とを計算し、
前記統計に基づいて前記割り当てるステップを定期的に行う
ように構成されることを特徴とする請求項２７または請求項２８記載のシステム。
【請求項３０】
前記スイッチング・デバイスがさらに、
実際に割り当てられる帯域幅の合計が割り当て可能な帯域幅以下になるように、データ・バーストに備えて帯域幅を割り当てる
ように構成されることを特徴とする請求項２７乃至２９の何れか１記載のシステム。
【請求項３１】
前記スイッチング・デバイスが、
少なくとも１つのフローの前記プロビジョニングされた最低保証帯域幅を厳密優先度に分類し、
前記プロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅をベスト・エフォートに分類し、
該分類に従い各フローの各フレームをマーキングすることによって、
データ・バーストに備えて帯域幅を割り当てるように構成され、
前記システムはさらに、
リンクの輻輳を認識できるスイッチを有し
前記認識に応じて、前記スイッチが前記マーキングを識別し、前記厳密優先度マーキングのあるフレームを常に通して、ベスト・エフォートマーキングをもつフレームの一部を破棄して、実際に割り当てられる帯域幅の合計が割り当て可能な帯域幅以下になるようにしたことを特徴とする請求項３０記載のシステム。
【請求項３２】
前記システムがさらに、
リンクの輻輳を認識する手段を含む、各前記リンクのコア・スイッチを有し、
前記コア・スイッチが、前記マーキングを識別する手段と、前記輻輳の認識に応答して、厳密優先度マーキングのあるフレームを常に通す手段と、ベスト・エフォートマーキングのあるフレームの一部を破棄する手段とを含んで、
通過するフレームの全てが該リンクのワイヤ・レート以下になるようにしたことを特徴とする請求項３１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に電気通信ネットワークの受け付け制御方法およびシステムに関係し、特に、イーサーネット・ネットワークにおけるデータ通信の受け付け制御方法およびシステムに関係する。
【背景技術】
【０００２】
パケット交換網は一般的に共有帯域幅トポロジーに基づく。前記トポロジーにおいて、各ノードはネットワーク・リソースに無制限かつ無制御にアクセスする。統計的多重化として知られる一般に使用されるネットワーク・アクセス・システムは、ネットワークに接続する任意の数の入力デバイスから同時にデータを送信し、各デバイスからのネットワークへのアクセスに制限を設けないことによってネットワークの使用可能な帯域幅の最大限の利用を提供する。しかし、この種の多重化では、以下のようないくつかの本質的な問題が生じる。
・ネットワークの挙動は、部分的には、様々なノードが同時に送信を試みるというデータ・パケット間の衝突のために、不安定かつ予測不能である。
・ネットワーク・リソースは公平に配布されず、一定の発信ノードに近い着信ノードの方が該発信ノードから遠い着信ノードよりもはるかに多くの帯域幅を得る。
・遅延（信号が送信元から出るときから信号が宛先に到着するまでのタイムラグ）およびジッター（平均遅延からのばらつき）などのトラフィック・パラメータを保証できない。
・保証帯域幅、遅延およびジッター限度、パケットロスの点で、サービス品質保証制度（ＳＬＡ）に定義されるように、差別化した顧客またはサービスに対するサービス品質を保証することができない。
【０００３】
データ・ネットワークの従来のソリューションおよび慣行は複雑な管理プロトコルの追加を伴い、該管理プロトコルは一般的にパケットごとのトラフィック処理アルゴリズム、重大エラー補正アルゴリズム、およびデータ完全性アルゴリズムに基づく。しかし、前記ソリューションはローカルな（ホップ毎の）計算および情報に基づき、例えばあるノードでネットワーク・リソースの使用が急激に増えると、リソース管理プロトコルがネットワークを安定させるのにかかる時間（典型的には数秒間）の間ネットワークを輻輳させるなど、グローバルな動的変化のためにエラーが生じやすい。従来の動的ネットワークでは、ネットワークの過剰設計でしか、保証されたトラフィックを妨害せずにネットワーク使用のピークに十分に対応することを保証できない。この結果、別の時点でネットワーク・リソースの使用が少なくなる。
【０００４】
ホップ毎の統計に基づくトラフィックの受け付け制御の一例が、Ｒｏｌｉａ等による米国特許出願第２００４／０１２８３８４号公報に示されている。この出願に係る方法はリソース・ユーティリティ環境におけるアプリケーションの受け付け制御に関係する。受け付け制御方法は、受け付けを求めるアプリケーションが必要とするリソースに関してアプリケーションの統計的需要動向を判定するステップと、リソース・ユーティリティの保証レベルを判定するステップと、アプリケーションの統計的需要動向、リソース・ユーティリティの保証レベル、およびリソース・ユーティリティが現在ホストしている一または複数のアプリケーションの統計的需要動向に基づきアプリケーションを受け付けるステップとを含む。該方法は以下のような限界がある。
１．Ｒｏｌｉａ法はアプリケーションのリソース使用率の先行知識または先行ルールを利用せず、計算した統計的需要動向だけを利用する。
２．該方法は学習したリソース需要に反応してそれをサポートできるかどうかを判断することしかできず、所定のＳＬＡに従い継続的かつ動的に、例えば帯域幅需要などの需要をレート制限する能力がない。
３．Ｒｏｌｉａ法は、アプリケーションを一旦稼動させてしまったら、リソース消費量を制御することができない。むしろ、該制御の唯一の選択肢はアプリケーションの稼動を許可するかどうかである。
【０００５】
先行技術のソリューションの別の例が、Ａｎｄｒｅｗｓの米国特許第６，７７１，５９８号公報に開示されている。該特許は、指定されたクラスのトラフィックのセッションがパケット式通信ネットワークのサーバーに受け付けられるかどうかを判定する方法を記述している。該方法は、現在提供されているまたは現在サービスされているそれぞれのクラスのセッション数を表すサーバーの動作点を定義するステップと、該定義された動作点が受け付け可能領域にあるかどうかを判定するステップを含む。該受け付け可能領域は、あるパケットの遅延限界を超える確率が閾値未満である動作点からなる。該方法はサーバーの挙動のいくつかの先行知識に基づく各サーバーの能力の計算に基づいて受け付け制御を行い、ネットワーク全体の実際のトラフィックの挙動には基づいていない。
【０００６】
さらに別の例が、Ｄｚｉｏｎｇ等の米国特許第６，７９１，９４１号公報に示されている。該特許は広帯域ＡＴＭネットワークの接続受付制御（ＣＡＣ）アルゴリズムの調整に関係し、ネットワーク・トラフィックの所定のレベルおよびクラスに必要な帯域幅の近似値として、総有効帯域幅に基づくオーバーブッキング技術を使用して実現する。閾値（例えば、セル損失閾値など）に達するまでオーバーブッキングを少しずつ増やしながら取り入れ、該閾値に達した時点でオーバーブッキングは大幅に減少する。このように、該特許は各ローカル・トラフィック・ストリームの最適化レートを判定する手探り法に基づく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上いずれの先行技術の方法も最適に近いデータ・パケットの受け付けを提供していない。従って、グローバルな情報に基づいたネットワーク・リソースへのアクセスを許可するアクセス制御メカニズムの必要性を長年感じており、ネットワーク・リソースをよりバランスよく利用できるようなメカニズムを提供すれば非常に望ましいであろう。
【０００８】
本発明は、同じ物理リンクを共有する少なくとも２つのフローをもつ電気通信ネットワークへのデータ・トラフィックの受け付けを制御する方法に関係する。本発明の例示的な実施例では、定義付けられたネットワークに送信されるフレームやパケットの間に衝突は生じない。これは、例えば、新規なアクセス制御アルゴリズムおよびレート制御アルゴリズムのためであり、十分なリソースがトラフィックの経路全体に割り当てられている場合にしかネットワークにトラフィックへのアクセスを提供しない。特に、システムは最適な帯域幅割り当て方式を決定するために、ネットワーク全体からグローバルなトラフィック統計を収集および利用する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、割り当て可能な帯域幅と、少なくとも１つの物理リンクと、リンク上に少なくとも２つの所定のフローをもつ電気通信ネットワークへのデータ・トラフィックの受け付けを制御する方法を提供し、前記方法は、ネットワーク内の各々の物理リンクの入力データを受信するステップで、データが各々のリンクのついてワイヤ・レート帯域幅、プロビジョニングされた最低保証帯域幅、およびプロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅を含む、前記受信するステップと、ワイヤ・レート帯域幅およびプロビジョニングされた最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算するステップと、フロー間にベスト・エフォートに使用可能な帯域幅をプロビジョニングされたベスト・エフォート帯域幅にほぼ比例して割り当てるステップとを含む。
【００１０】
本発明のある例示的な実施例によると、該方法はさらに、ネットワーク内のフローの各々について帯域幅需要および実際の割り当てデータを収集するステップと、各物理リンクに必要な最低保証帯域幅および各フローに必要なベスト・エフォート帯域幅を計算するステップと、割り当て可能な帯域幅と必要な最低保証帯域幅からベスト・エフォートに使用可能な帯域幅を計算するステップと、ベスト・エフォートに使用可能な帯域幅をフローの必要なベスト・エフォート帯域幅間にほぼ比例して割り当てるステップとを含む。
【００１１】
さらに本発明のある例示的な実施例によると、該方法はさらに、前記収集したデータから、ネットワーク内の各フローについて帯域幅需要と最低保証帯域幅およびベスト・エフォート帯域幅の割り当て統計を計算するステップと、統計に基づいて割り当てるステップを定期的に行うステップとを含む。
【００１２】
本発明のある例示的な実施例によると、該収集するステップは、各リンクの少なくとも一部のスイッチング・デバイスにフローの各々に関するデータ・トラフィック情報を収集させて、収集した情報をすべてのスイッチング・デバイスと共有させるステップを含み、該計算するステップはすべてのスイッチング・デバイスに、収集したデータ・トラフィック情報から、複数のフロー上の新たなデータ・トラフィックについて同一の望ましい帯域幅割り当てを計算させるステップを含む。
【００１３】
本発明の代替実施例によると、該収集するステップは、スイッチング・デバイスの少なくとも１つにフローの各々に関するデータ・トラフィック情報を収集させて、該収集した情報を少なくとも１つの演算デバイスに送信させるステップを含み、該計算するステップが少なくとも１つの演算デバイスに、該収集したデータ・トラフィック情報から、複数のフロー上の新たなデータ・トラフィックについて望ましい帯域幅割り当てを計算させて、望ましい帯域幅割り当てを構成命令としてネットワーク内のすべてのスイッチング・デバイスに送信させるステップを含む。本発明のある実施例によると、前記演算デバイスはスイッチング・デバイスのうちの１つである。代替実施例によると、前記演算デバイスはソフトウェアを内蔵する個別のコンピュータである。
【００１４】
本発明は本明細書において全体的にネットワークに関して記述するが、望まれる場合には、あらゆる選ばれたサブネットワーク、メトロ・ネットワーク、または他のルーティング・ドメインで実施できることは認識されるであろう。本願の目的上、ネットワークとは、帯域幅サービスを帯域幅インフラストラクチャー上の地点間で送信するあらゆるネットワークである。例示的な実施例において、本発明に従いすべての受け付け決定（すなわち、アクセス制御やレート制御）が制御されるドメインを定義していることが唯一の制限である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、電気通信ネットワークにおいて顧客のためにサービス品質保証制度（ＳＬＡ）に規定されるサービス品質（ＱＯＳ）保証を達成する受け付け制御方法に関係する。これは、例えば、実際のグローバル・トラフィック統計と割り出した各フローのトラフィック帯域幅需要に基づき、レート制御およびネットワークへのアクセスを動的に調整することによって実現する。該方法はこれら動的なレート制御を使用することによってネットワークの利用も最大化する。このため、ネットワークが制御され、サービス・プロバイダーとその顧客とのＳＬＡに従い帯域幅、ジッター限度および遅延限度が保証されるように着信トラフィック・レートを動的に制御するために、グローバル・ネットワーク統計を使用するアルゴリズムを含む例示的な方法を提案する。
提案する方法は、帯域幅消費量に関するトラフィックＳＬＡの先行知識に基づく。前記方法を使用すると、システムはＳＬＡに従って帯域幅を様々なレベルに制限でき、そのためすべてのトラフィック・フローに公平な帯域幅の割り当てを達成できる。提案する方法は、フローの需要統計の変化に動的に適応して公平な帯域幅リソース割り当てを強制させることができる。
【００１６】
本発明のある実施例に従って構築され、作動状態にある電気通信ネットワークの提案するアーキテクチャを図１に概略的に図示する。本発明の例示的なアルゴリズムは、任意のトポロジーのコア・ネットワーク１０を、各々を少なくとも一つの顧客１６に連結した複数のエッジ・スイッチング・デバイス１２で囲んで連結した状態を想定する。最低限のネットワークにおいては、エッジ・デバイスは互いに接続すれば、一般的にネットワークを形成できるため、個別のコア・ネットワークは必ずしも必要ないことは認識されるであろう。
エッジ・デバイス１２は何らかの望ましい構成の構成可能なスイッチング・デバイスであり、各々が少なくとも１つの着信ポート１３と１つの発信ポート１５をもつ。少なくとも一つ、できればすべてのエッジ・デバイス１２は、プロセッサ１４と、以下詳述するソフトウェア（例、コンピュータ読み取り可能媒体に格納されるコンピュータ命令）を含む（以下、所有権のあるエッジ・デバイスという）。アルゴリズムを実行する各所有権のあるエッジ・デバイスは現行のグローバル・ネットワークの状態の知識を維持できるように、統計パケットを受信して解釈できる。このためには、例えば自分自体を経由し、他のスイッチを経由してネットワークに入るすべてのフローについて、基本的な復元を行い、統計を更新する必要があろう。最大限にネットワーク・リソースを利用するために、一般的にはパケットは所有権のあるエッジ・デバイスを通過せずにネットワークに入らせない。しかし、結果は劣るが、これらエッジ・デバイスを他の所有権のないエッジ・デバイスと混合した環境で利用することは可能である。後者の場合、各所有権のないエッジ・デバイスは、使用可能な最大許容帯域幅を利用すると想定されるため、輻輳とトラフィック損失は回避される。
所有権のあるエッジ・デバイスのプロセッサ１４に、ネットワーク内にある他のすべてのエッジ・デバイスとネットワークを経由するすべての経路を識別するデータを格納する。トラフィック・データを収集し、また受け付け制御方式を決定するのに必要な所有権のあるエッジ・デバイスの最低数は、すべての帯域幅需要とネットワーク内のすべてのフローの割り当て統計の収集が可能なまたは外挿法により計算が可能な数であり、これはネットワークのトポロジーによって決まることは認識されるであろう。各フローに帯域幅の保証を示すプロビジョニング・テーブルも各所有権のあるエッジ・デバイスに格納する。コア・ネットワークは、例えばＴＤＭネットワークの保証帯域幅スライスとして実装される仮想のものでもよいことは認識されるであろう。
【００１７】
本発明のある例示的な実施例によると、システムはさらにエッジ・スイッチング・デバイスに連結される中央管理デバイス１６を含む。中央管理デバイス１６は、プロセッサを含み、所有権のあるソフトウェアを実行するため、該エッジ・デバイスとともに、または該エッジ・デバイスの代わりに、エッジ・デバイスをオフラインで構成するものとして使用できる。本実施例では、中央管理デバイスは、エッジ・デバイスの代わりに、トラフィック統計の計算と帯域幅割り当ての多くもしくは全部を行うことができる。
【００１８】
図示する実施例では、所有権のあるエッジ・デバイスを互いに連結し、また、もし管理デバイスが存在すれば、帯域内管理のために該管理デバイスに連結する。該情報を様々なエッジ・デバイス間に配布するのに必要なトラフィック量は、特に基本圧縮方式をパケットに適用する場合には、低い（使用可能な帯域幅の１％未満と推定される）ことは認識されるであろう。また、統計パケットを様々な優先度クラスに属するとしてマーキングする必要はない。代わりに、保証（低）帯域幅を必要とする該パケットに追加フローを定義し、他のあらゆる通常のフローと同様にプロビジョニングされる。代わりの方法として、帯域外管理のためにエッジ・デバイス同士を物理的に連結してもよい。
コア・ネットワークを経由するすべてのトラフィックは、エッジ・デバイスである着信ポート１３とエッジ・デバイスである発信ポート１５の間の所定のフローのセットの１つに対応付けられると想定する。本発明が使える最低限のネットワークは単一の物理リンク上の２つのフローであることは認識されるであろう。各フローは特定の送信元と宛先、およびＱＯＳ（サービス品質）の要求事項に対応付けられる。望ましくは、前記送信元と宛先およびＱＯＳ要求事項は、ネットワークのデータ転送速度に対して比較的長時間一定とし、トポロジーの変化、論理リンクの変化、サービス要求事項の変更等の時点で、他の定めた要求事項に変更される。フローの送信元と宛先およびＱＯＳ要求事項は、周囲のエッジ・デバイス１２の少なくとも１つで、好ましくは周囲のエッジ・デバイス１２の各々で、また、管理デバイス１６で実行される本発明のアルゴリズムで保証する。コア・ネットワーク１０は標準的な機器を使って実装できる。この機器の最低要求事項はイーサーネット・スイッチを実装することであり、すなわち、ネットワークのトポロジーにおいてはそのＭＡＣアドレスに従いパケットを正確に指し向けることができることである。
【００１９】
本発明に従うネットワークの操作は以下のとおりである。各着信パケットを、その種のトラフィックに関する顧客のサービス品質保証制度に従う所定の分類ルールを使って特定のフローに対応付ける。該分類ルールは、サービス（またはビットレート）の種類またはクラスに変更があるたびにオフラインで更新されるが、一般的に静的である。パケットに適切なフローが選択されたら、フロー・ルーティングと帯域幅割り当てを、エッジ・デバイスや中央管理ステーションで実行される本発明のアルゴリズムで判定する。
同時に、パケットに関する需要統計を収集し、フローについて試行される帯域幅消費量と実際に割り当てた帯域幅消費量に関する統計を更新する。本発明の例示的な実施例によると、各フローに向かうパケットは待ち行列に入り、それによってフローを各所定の帯域幅に「絞り込む」。各フローに割り当てられた帯域幅は、定めた初期帯域幅割り当ておよび収集したトラフィック統計を合わせて考慮して、ある時点のネットワークへの進入を要求するトラフィックのネットワーク統計に従い頻繁に（１秒につき数回）変更できる（ただし、ネットワークに負担をかけすぎない限りとする）。
帯域幅をパケットに割り当てたら、切り替えが発生し、パケットはネットワークに送信するために一または複数の適切な送信ポートに向かう。フローは絞り込まれているため、どの送信ポートに向かう総パケット帯域幅もポートの帯域幅容量を超えないように保証されることは認識されるであろう。
ネットワークに入った後、パケットは、ネットワークを離れるまで、適切な所有権のあるエッジ・デバイスを通じて、所定の経路に沿って進む。ここでも、パケットは分類されて、あるフローに対応付けられる。フローの任意の割り当て帯域幅データを収集し、該フローの実際の帯域幅消費量と試行する帯域幅消費量に関する統計を更新して、フレーム損失ゼロおよび遅延保証を検証するなどの制御のために、エッジ・デバイスまたは管理ステーションに送る。これによりパケットは、一または複数の顧客に送信するためにネットワーク外部に繋がる一または複数の適切な送信ポートに切り換えられる。
トラフィックがネットワークに入った時点で十分なリソースをフロー全体に割り当てたため、任意のネットワーク着信ポートに向かう総パケット帯域幅は事前に分かっており、該着信ポートの帯域幅容量を超えないよう保証されることは認識されるであろう。
【００２０】
ネットワーク全体のパケットの動きは何らかの一般的なルーティング・プロトコルで制御できる。ネットワーク内でフローが追加または削除されると、あるいは該フローの送信元や宛先、ＱＯＳ要求事項を変更すると、影響を受けるすべてのエッジ・デバイスおよびコア・ネットワークのノードにその変化を知らせなければならず、プロビジョニング・テーブルをほぼ同時に更新してネットワークを再構成しなければならない。本発明のアルゴリズムが提供する任意のネットワークにおける任意のフローのセットのために最適化されたプロビジョニング方式が、すべての最低保証帯域幅（ここではＣＢＲ（最低保証ビットレート）として示される）のフロー要求を満たすことができ、余分なネットワーク容量をすべてのベスト・エフォート帯域幅（ここではＵＢＲ（未指定ビットレート）として示される）のフロー要求の間に確実に「公平に」配布することが本発明の特別な特徴である。このような最適な帯域幅リソースの割り当ての計算は、制約に基づくアルゴリズムなど、いくつかの周知の最適化技術のいずれかを使用して実現できる。
ネットワークに初期プロビジョニング方式を提供するとき及び再構成をしているときに使用するための、基本的な帯域幅割り当てアルゴリズムの一例を図２に示す。このネットワークは構成されていないと想定するが、ネットワーク・オペレータは以下詳述するネットワーク・パラメータと必要なサービスや論理リンクを知っていることが前提条件である。初期帯域幅割り当ては、ネットワークに初めから安定して効率的に動作を開始させられるように設計したいくつかのプロセスを含む。このため、ネットワークの動作開始のために複数のフローと経路に最初に分割する。
【００２１】
各顧客に提供されるサービスの様々なクラスの詳細を管理デバイスのソフトウェアに（例えば、キーボード、マウス、グラフィカル・ユーザー・インターフェースなどの入力デバイスを含む、ユーザー・インターフェースを介して）入力し、該ソフトウェアが必要なエッジ・デバイスに配布する、または一または複数のエッジ・デバイスに直接入力する。様々な論理リンクと各フローの帯域幅需要の詳細、および各フローのＣＢＲおよびＵＢＲの初期量を一つまたは複数のデバイスに入力し（ブロック２０）、該デバイスが初期帯域幅分布計算を行う。すなわち、各物理リンクについて、該リンクの現在のＣＢＲ需要に必要な帯域幅を割り当て、前記割り当て量を該リンクのワイヤ・レートとして知られる使用可能な総帯域幅から差し引く（ブロック２２）ことを意味する。ここでデバイスは「サニティ・チェック」を行う、すなわち、すべてのサービスを提供できること（例えば、どのリンクのＣＢＲトラフィックの合計も最大許容帯域幅を超えないこと）を検証する（ブロック２４）。サニティ・チェックにパスしなければ、ユーザーに通知され、ユーザーは補正したプロビジョニング用ＣＢＲ／ＵＢＲデータをデバイスに入力しなければならない。
サニティ・チェックにパスしたら、次の３つのステップを行う（ブロック２６）。（ａ）（ＳＬＡに従って）ＵＢＲにプロビジョニングされた帯域幅に対する使用可能な帯域幅の比率Ｒが最も低い物理リンクを特定する。（ｂ）該物理リンクを通過するすべてのフローを公平な方法で制限する。すなわち、例えば
Ｒ＝（ＷＲ−ΣプロビジョニングされたＣＢＲ）／ΣプロビジョニングされたＵＢＲ
（ＷＲはリンクのワイヤ・レート帯域幅である）のとき（Ｒ，１）の最低値からなる、プロビジョニングされたＵＢＲ帯域幅のＲの関数を、該リンクを通過する各フローに割り当てる。これはプロビジョニングされた帯域幅にＲを掛けて求めたプロビジョニングされたＵＢＲ帯域幅の割合、または該フローのプロビジョニングされた総帯域幅のうち、いずれか小さい方に、各フローが割り当てられることを意味する、（ｃ）さらに、該フローが通過する同じ物理リンクのいずれかを通過する他のすべてのフローに使用可能な帯域幅から各当該フローに割り当てられた帯域幅を差し引く。以上３ステップを、すべてのエッジ・デバイスで考慮し、すべてのフローが制限されるまで繰返し（ブロック２８）、その時点でプロセスは終了し（ブロック３０）、システムはこの初期帯域幅割り当て方式を使用して動作を開始する。
【００２２】
上記基本的なアルゴリズムは、よりきめ細かいＱＯＳ制御を提供するために様々な方法で拡張できる。例えば、
・ＣＢＲ需要の帯域幅を割り当てる時点で、ソフトウェアは「常時接続」のＣＢＲフロー要求と「オンデマンド」のＣＢＲフロー要求の区別をつけてもよい。「常時接続」のＣＢＲ要求は実際の帯域幅需要に関係なくそのフローに割り当てる。「オンデマンド」のＣＢＲ帯域幅要求は実際に使用するときにのみフローに割り当てることになろう。
・各ＵＢＲ要求に「優先度」を対応付ける。そうすることで、上記ステップ（ｂ）で、すべてのＵＢＲトラフィックに等しい割り当てを提供するのではなく、優先度の高いフローに優先度の低いフローよりも多くの帯域幅を割り当てることになろう。
【００２３】
ユーザーはネットワークのトポロジーを、デバイスおよび物理リンクを追加または削除することによっていつでも変更できることは認識されるであろう。ユーザーはまた既存のトポロジーで新たなサービスまたは既存のサービスを提供（プロビジョニング）、廃止、または変更でき、あるいはトポロジーを変更してサービスを一斉に更新できる。このような場合、以下の同じステップに従う。まず、ユーザーは構成変更のための新たなパラメータを管理デバイスまたはエッジ・デバイスに（例えば、ユーザー・インターフェースを介して）入力するとともに、新たなフローまたは変更したフローについての新たなＣＢＲ／ＵＢＲプロビジョニング・データ、顧客に提供するサービスのクラス、および修正したネットワーク・エレメントの物理的な接続方式、すなわち、どのポートをどの物理リンクによって他のどのポートに接続するかも合わせて入力する。管理デバイスや少なくとも１つのエッジ・デバイスは前述したようにネットワーク全体の帯域幅割り当て方式を再計算する。
【００２４】
本発明の動的制御アルゴリズムの成否の鍵は、各入りフローに帯域幅を正確に割り当てることである。理論上、割り当てアルゴリズムは、各フローが各時点でネットワークに流そうとする帯域幅の量を正確に把握しているはずである。このため、好ましくは、各エッジ・デバイスはそのエッジ・デバイスを通る各入りフローに必要な帯域幅のデータを収集する。代わりの方法として、この収集した知識は、エッジ・デバイスの一部がトラフィック・データを収集して、ネットワーク内の残りすべてのデバイスの需要統計を外挿法で推定することによって概算してもよい。すべてのエッジ・デバイスがこれら統計を収集できるが、ネットワーク全体のトラフィック・データの外挿法で推定できる数のエッジ・デバイスが統計を収集すれば十分であることは認識されるであろう。
【００２５】
ここで図３を参照すると、本発明のネットワークの通常の動作中に使用する、本発明の好適な実施例による動的帯域幅割り当てアルゴリズムを図示するフローチャートが示されている。このアルゴリズムは図２を参照して上記説明した初期帯域幅割り当てアルゴリズムとほぼ同じであるが、ネットワーク全体で収集するグローバル・トラフィック・データを考慮するステップを追加している。
定期的に（好ましくは、１秒に数回）、データを収集したり、トラフィック・データを外挿法で推定したりした各エッジ・デバイスは、何か標準的なシグナリング・プロトコルを使用して、ネットワーク・アルゴリズムを実行している他のエッジ・デバイスや管理デバイスにこの情報をブロードキャストし（ブロック４０）、さらに、他のすべてのデバイスから統計を受信する（ブロック４２）。
これらエッジ・デバイスはそれぞれある時点の最適な割り当てを計算する帯域幅割り当てアルゴリズムを格納する。各フローの帯域幅需要と、最も最近更新したプロビジョニング・テーブル（具体的には、各フローのＣＢＲおよびＵＢＲの量）を把握しているとすると、各エッジ・デバイスはそこからネットワークに入る各フローに割り当てる帯域幅の量を独立して計算する。各エッジ・デバイスは他のすべてのエッジ・デバイスからすべての統計を受信しているため、また各エッジ・デバイスは同じソフトウェアを内蔵するために、すべてのエッジ・デバイスはある時点でいずれかのフローに割り当てるべき帯域幅の量を同じように計算することになることは認識されるであろう。代わりに、中央管理デバイスがすべての計算を行い、ソフトウェアを使って最適な帯域幅割り当て方式を導いて、それをさらにエッジ・デバイスの各々に配布してもよい。
【００２６】
使用するアルゴリズムは、ＣＢＲ要求を満たし、および余分なネットワーク容量をＵＢＲ要求間で公平に割り当てるはずである。これは、例えば、すべてのリンクについて現在のＣＢＲ需要に必要なすべての帯域幅を割り当て、この量を該リンクで使用可能な総帯域幅から差し引いて実現する（ブロック４４）。ここで、次の３ステップ（これは初期帯域幅割り当てのものとほぼ同じである）を行う（ブロック４６）。（ａ）必要なＵＢＲ帯域幅に対する使用可能な帯域幅の比率Ｒが最も低いリンクを特定する。（ｂ）このリンクを通過するすべてのフローを公平な方法で制限する、すなわち、リンクを通過する各フローに、
Ｒ＝（ＷＲ−ΣＣＢＲ需要）／ΣＵＢＲ需要
で、ＷＲがリンクのワイヤ・レート帯域幅の場合に（Ｒ，１）の最低値からなるその必要なＵＢＲ帯域幅のＲの関数を割り当てるが、これは各フローに、必要な帯域幅にＲを掛けて求めたその必要なＵＢＲ帯域幅の割合、またはそのフローの総必要な帯域幅のうちいずれか小さい方を割り当てることを意味する。（ｃ）各当該フローに割り当てた帯域幅を今度は、該フローが通過する同じリンクのいずれかを通過する他のすべてのフローに使用可能な帯域幅から引く。以上３ステップを、すべてのエッジ・デバイスで考慮し、すべてのフローを制限するまで繰返し（ブロック４８）、その時点でプロセス全体をブロック４０から繰り返す。
前記アルゴリズムは、例えば１秒間に数回、統計の更新を交換するのと同じ頻度で実行されることは認識されるであろう。好ましくは１０分の１秒ごとにする。アルゴリズムの複雑さは、ネットワーク内のフローの数とエッジ・デバイスの数の関数である。
【００２７】
また、帯域幅を割り当てられないパケットまたはフレームはすぐに廃棄されることも認識されるであろう。より高次のレイヤ・プロトコル（例えば、ＴＣＰ）はそのデータを再伝送するとき、またはそのデータを再伝送するかどうかを決定する。
【００２８】
本発明による例示的なアルゴリズムは一般的に、すべてのフローを該フローの要求に従いプロビジョニングし、各時点の各フローの実際の帯域幅需要が少し前に各フローについて収集した統計と一致する限り、コア・ネットワーク内に輻輳が発生することはない。この仮定は、フローの需要が突然変わる場合、例えばユーザーがフローを通る新たなｆｔｐ接続を始める場合に崩れる。このような場合、フローの帯域幅はすぐにではなく、短い遅延後にしか利用できない。この問題は以下のようないくつかの方法で対処できる。
・できるだけ更新頻度を増やす。このアプローチは、エッジ・デバイス側でプロセッサの要求事項を増やし、統計パケットの交換に使用する帯域幅オーバーヘッドを増やすため、本質的に限界がある。
・ＣＢＲ帯域幅需要の増加にすぐに対応するためにネットワーク帯域幅の一定の割合を残しておく。このアプローチもネットワークの利用を低下させるため本質的に限界がある。
・前述した「常時接続」のＣＢＲ要求をプロビジョニングする。これにより一部の帯域幅の顧客に「即座に」使用可能にするよう保証する。このアプローチも本質的に限界があるが、プロバイダーが追加的な差別化した高価格サービスを提供できる利点がある。
【００２９】
前述した帯域幅割り当ての方法では、各帯域幅割り当ての間隔について、帯域幅の割り当ては一定で静的である。しかし、加入者がデータ・バーストを送信することがあり、つまりネットワークに入ろうとするトラフィック（通常リアルタイムの映像や音声のフロー）が加入者の公称ＣＢＲ値をしばらく超えることがある。加入者の平均トラフィックが加入者自身の公称ＣＢＲ値以下である場合、トラフィックにネットワークの通過を認めることが望ましいであろう。このように割り当てられた帯域幅値を超えるデータ・バーストを処理する方法は、エッジ・スイッチ内部にバッファリングを設けることであり、加入者が送信する平均帯域幅が該エッジ・スイッチにプロビジョニングされた値を超えないようなレートで、フレームにエッジ・スイッチからネットワークに入らせる。
しかし、データをバッファリングすることに伴う遅延は望ましくない。バッファリングすることなく当該データ・バーストの素早い転送をサポートするために、前述した方法を変更できる。バッファリングしないバーストを即座に転送すると望ましくない遅延をなくすのに役立つ。
【００３０】
本発明のある例示的な実施例によると、データ・バーストが帯域幅割り当て方式に適合せず、潜在的に輻輳を引き起こす可能性があることから、ネットワークに以下の２種類のメカニズムを追加する。
まず、該当する加入者のデータ・フローの選択した部分のＣＢＲを厳密優先度（ネットワークを通過しなければならないトラフィック）として分類し、該加入者のＵＢＲおよび他の加入者のＵＢＲはベスト・エフォート（輻輳の場合に破棄してもよいトラフィック）として分類する。望まれる場合には、様々なレベルの優先度クラスを設けるために、他の中間値を用いてもよい。分類は加入者のＳＬＡに規定されるＭＢＳ（最大バースト・サイズ）値に従いエッジ・スイッチで行う。プロビジョニングのプロセス中、本発明のアルゴリズムは、最大予想ＭＢＳがネットワークに負担をかけすぎないようなＭＢＳ割り当てを計算する。すなわち、厳密優先度とマーキングされるフロー（ＣＢＲ＋ＭＢＳ）はネットワークの総帯域幅以下でなければならない。これは、ネットワーク内の各リンクについて、リンクの厳密優先度の総計がそのリンクのワイヤ・レート未満になることを保証して実現する。全加入者のＵＢＲをベスト・エフォートと分類する。各エッジ・デバイスも、カラー・マーキングによるなどして、該デバイスからネットワークに入る前記フローの各フレームを該デバイスの優先度分類に従いマーキングするようにプログラムする。
【００３１】
次に、単純なＱＯＳ決定のサポート（マーキングしたトラフィックの識別と通るか通らないか決定する能力）を、あればネットワークのコア・スイッチに提供する。これにより、コア・スイッチはそのマーキングに従いトラフィックのクラスに優先付けを行い、ネットワークに輻輳がある場合にベスト・エフォート・フレームを破棄させる。各フローについて加入者のＳＬＡに従い優先度を設定したら、各エッジ・スイッチは進入する各フレームに、ＶＬＡＮ、Ｄｉｆｆｓｅｒｖ、ＴＯＳ等などの何らかの標準的なマーキング機構を使って該当する優先度クラス（例えば、厳密優先度、ベスト・エフォート等）をマーキングする。
すべてのフローが自己のフローに割り当てられた帯域幅に従い送信する場合、ネットワークは図１から図３に関して上記説明したように挙動し、すべてのフローごとのＱＯＳ決定はエッジ・デバイスでなされる。しかし、ＭＢＳにプロビジョニングされた一または複数のフローがデータ・バーストを送ると、該当するエッジやコア・スイッチで輻輳が起こる可能性がある。本出願の目的上、デバイスがネットワークに渡せるより多くのフレームにスイッチング・デバイス（エッジ・スイッチまたはコア・スイッチ）への入力が要求される場合、輻輳が起こる。コア・スイッチを含めた各スイッチは、輻輳があるとき、すなわちネットワークに転送できるより多くのフレームが入ろうとするときを認識することができる。この場合、スイッチはマーキングされたフレームのクラスを識別し、厳密優先度クラスに関連するデータ・バーストを識別する場合、輻輳の解消のためにベスト・エフォートクラスの必要な部分を破棄する。
さらに、輻輳をなくすために、前述したように、フローの挙動の変化に関する統計を収集して、次の帯域幅割り当てを考慮する。
【００３２】
コア・スイッチはクラスごとのＱＯＳ特徴をもつのが望ましいが、コア・スイッチがフローごとのＱＯＳをもつ必要はないため、単純なコア・スイッチを使用できることは認識されるであろう。本発明の実施例ではわずか２クラス（ベスト・エフォートと厳密優先度）で十分である。
【００３３】
本発明は少数の実施例に関して説明してきたが、本発明に多くの変型、変更、およびその他の応用を行えることは認識されるであろう。また、本発明は単なる例として上記説明してきたものに制限されないことも認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
本発明は図面と合わせて以下の詳細な説明を読むと理解と認識が深まるであろう。
【図１】本発明のある例示的な実施例により構築し作動状態にある電気通信ネットワークの概略図である。
【図２】本発明のある例示的な実施例による初期帯域幅割り当ておよび構成変更アルゴリズムを図示するフローチャートである。
【図３】本発明の好適な実施例による動的帯域幅割り当てアルゴリズムを図示するフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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