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JP2929991B2 - 最適化クレジット制御方法 - Google Patents

最適化クレジット制御方法

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JP2929991B2
JP2929991B2 JP1318496A JP1318496A JP2929991B2 JP 2929991 B2 JP2929991 B2 JP 2929991B2 JP 1318496 A JP1318496 A JP 1318496A JP 1318496 A JP1318496 A JP 1318496A JP 2929991 B2 JP2929991 B2 JP 2929991B2
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JP1318496A
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次男 菅原
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L12/54—Store-and-forward switching systems 
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    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/04—Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing
    • H04Q11/0428—Integrated services digital network, i.e. systems for transmission of different types of digitised signals, e.g. speech, data, telecentral, television signals
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    • H04L2012/5631—Resource management and allocation
    • H04L2012/5632—Bandwidth allocation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S370/902—Packet switching
    • Y10S370/903—Osi compliant network
    • Y10S370/905—Asynchronous transfer mode, ASN

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークを介
して固定長のデータパケットを高速に転送する通信制御
に関し、特にクレジット情報によるフロー制御を使用し
てデータ転送を行なうＡＴＭ通信装置のクレジット制御
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種のパケット転送では、通信を
開始する前に送信側と受信側との間であらかじめ取り決
めた、受信側のデータ処理速度に合わせて所定の固定間
隔で送信側からパケットを送信する方法や、受信側のデ
ータ処理速度とバッファ量に合わせてあらかじめクレジ
ット値を決めておいてデータパケットを送信する方法が
あった。
【０００３】ここで、クレジット情報によるフロー制御
とデータ転送について捕捉説明する。
【０００４】図６は、ＡＮＳＩの勧告になるＡＴＭにお
けるＨＩＰＰＩのクレジット制御によるデータ転送の様
子を説明した図である。図６において、送信要求が発生
したデータの送信側では、ＡＴＭ回線を経由してデータ
の受信側に接続要求パケットを送信する。
【０００５】接続要求パケットを受信したデータの受信
側は、受信が可能ならば初期クレジット値を含むパケッ
トを送信側に返信する。この時の初期クレジット値とし
ては通常、受信側で受信可能な最大連続バースト数に対
応したバッファ数を表す値が使用される。
【０００６】データの送信側は初期クレジット値を含む
パケットを受信すると、初期クレジット値に等しい数の
データバーストを連続して送信することができる。図６
ではこの様子を表すのに矢印付きの線１本を１個のデー
タバーストに対応させて表し、複数バーストで一つのパ
ケットを構成するのが一般的なＨＩＰＰＩパケットであ
るが、図６では分かり易くするために１バーストを１パ
ケットに対応させて説明する。
【０００７】データの受信側では、バーストを受信する
度にバッファへの格納とバーストの処理を行ない、受信
側のデータ処理速度とバッファ量からあらかじめ決めら
れたバースト数のバーストを処理し該当するバースト数
のバッファが空く度に、当該バースト数の値を新クレジ
ット値として送信側にパケットに載せて送信する。受信
側では以上の動作を送信が終了するまでの間繰り返し行
ない、新クレジット値の数のバーストを受信し処理した
数のバッファが空く度にその値を新クレジット値として
送信側に送信する。
【０００８】データの送信側は新クレジット値を含むパ
ケットを受信すると、前記初期クレジット値の内未送信
のバーストの数と、受信した新クレジット値の数値とを
加算してそれを新たなクレジット値として記憶し、連続
送信可能なバースト数として１バースト送信する度に−
１し、新クレジット値を受信する度にクレジット値を加
算する。
【０００９】以上の動作を繰り返してデータは送信側か
ら受信側へと逐次転送され、送信側で送信すべきデータ
が無くなると送信側から受信側に切断指示パケットを送
信することにより全ての送信が完了する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ＡＴＭネットワーク等
を介して接続される装置間の通信において、従来のクレ
ジット制御によるパケット転送技術では、無駄なクレジ
ット制御のトラヒック増加を防ぎながら常にその装置の
持つ最大スループットでデータパケット転送を行うよう
に動作させることは非常に困難であった。
【００１１】その理由は、パケット転送の際に使用する
クレジットの値を受信側のデータ処理速度やバッファ量
から一律に決めてしまうために、ＡＴＭネットワーク等
を通過することによって生ずるパケットの伝搬遅延が送
信側と受信側との間の距離毎に異なるので、それにより
最適クレジットの値も変化することに対応しきれないた
めである。
【００１２】また、従来のクレジット制御によるパケッ
ト転送では送信するクレジットの値が前記固定値のみで
あるために、ＡＴＭネットワーク等を通過する際に時々
刻々と変化するパケットの伝搬遅延の変化による転送効
率の低下にも全く対応することが困難であった。
【００１３】本発明は、従来のクレジット制御によるパ
ケット転送では困難な、ＡＴＭネットワーク等を介して
接続される装置間の距離の影響を受けない最大スループ
ットによるパケット転送を可能とし、また、ＡＴＭネッ
トワーク等を通過する際に時々刻々と変化する伝搬遅延
の変化によるパケット転送効率の低下を防ぐ最適化クレ
ジット方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の最適化クレジッ
ト制御方法は、クレジット情報によるフロー制御で固定
長パケットのデータ転送を行なうＡＴＭ通信装置のクレ
ジット制御方法であって、パケットの転送に先立って受
信側から初期クレジット値をパケットの送信側に送出し
てパケット転送を開始し、パケットの受信側では予め決
めてある新クレジット値に等しい数のパケットを受信し
て処理し、当該新クレジット値に等しい数の受信バッフ
ァが空く度に前記新クレジット値をパケットの送信側に
送信し、パケットの送信側では受信側から送られた初期
クレジット値に新クレジット値を受信する度に加算して
得た値を連続送信可能なパケット数を表すクレジット値
として記憶し、送信側からパケットを一つ送信する度に
前記クレジット値を−１し当該クレジット値が“０”に
なるか、または送信側で送信するパケットが無くなるま
で連続してパケットの転送を行なうＡＴＭ通信装置のク
レジット制御方法において、前記新クレジット値を決め
るにあたり、受信側から前記初期クレジット値を送信し
た後、受信側で最初のパケットを受信するまでの時間を
Ｔａ、固定長パケットを１つ送信するのに要する時間を
Ｔｐ、初期クレジット値をＣｉ、また、新クレジット値
をＣｎとした時に、 Ｔａ＋Ｔｐ×（Ｃｎ−１）＜Ｔｐ×Ｃｉ を満足する整数値Ｃｎをパケット転送の開始毎に求め、
当該Ｃｎ値を前記新クレジット値としてパケット転送に
使用することを特徴とする。
【００１５】また、前記パケット転送の開始に先立ち、
受信側から送信側に前記初期クレジット値を送信した後
で送信側から送出される最初のパケットを受信するまで
の時間Ｔａの測定段階と、使用する通信回線の伝送速度
と固定のパケット長からパケットを１つ送信するのに要
する送信時間Ｔｐの計算段階を有することを特徴とす
る。
【００１６】また、前記新クレジット値Ｃｎの算出にお
いて、計算で得られたＣｎ値の範囲内での最大値を新ク
レジット値とする選択段階を有することを特徴とする。
【００１７】更に、パケットの送信側において、受信側
から送信された前記初期クレジット値を受信した時に、
送信すべきデータパケットが準備されておらずパケット
の送信が遅れる場合、パケットヘッダ情報のみで構成さ
れるエコーパケットを受信側に送信し、受信側では前記
最初のパケットを受信するまでの時間Ｔａの測定で観測
するパケットにエコーパケットも含めることを特徴とす
る。
【００１８】また更に、パケットの受信側において受信
したパケットを全て処理し、全ての受信バッファが空に
なっても次の受信パケットが到着せず現在受信中のパケ
ットも無い場合には、パケットの送信側に送った前記新
クレジット値の直前の送信時点から数えて、現在までの
間に新たに処理した受信パケットの数を一時的な新クレ
ジット値としてパケット送信側に送ってしまい、その後
連続してパケットが受信されると新クレジット値をパケ
ット転送の最初に設定した前記新クレジット値に戻して
通信を継続することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】新クレジット値を決めるにあた
り、受信側から初期クレジット値を送信した後最初のパ
ケットを受信するまでの時間をＴａ、固定長パケットを
１つ送信するのに要する時間をＴｐ、初期クレジット値
をＣｉ、また新クレジット値をＣｎとした時に、Ｔａ＋
Ｔｐ×（Ｃｎ−１）＜Ｔｐ×Ｃｉ＝図１（Ｂ）に示すＴ
ｉに等しいを満足する整数値Ｃｎをパケット転送の開始
毎に求め、得られたＣｎ値を前記新クレジット値として
パケット転送に使用する。前記条件式から得られるＣｎ
の意味は図１（Ａ）に示す従来の制御方法と、図１
（Ｂ）に示す本発明による最適化制御方法によるデータ
転送で示すように、パケット送信側Ｔ１から初期クレジ
ット値の数のパケットを全て送信完了してしまわない内
に、パケットの受信側Ｔ２から送信した新クレジット値
がパケット送信側Ｔ１に到着するために必要な条件とな
る。この条件が満たされない場合には図１（Ａ）に示す
ように、初期クレジット値による送信パケットと新クレ
ジット値による送信パケットとの間、および、新クレジ
ット値による送信パケット同士の間が連続せず空いてし
まうのでパケット受信側では受信待ちの空き時間が発生
してしまい転送効率が低下する。
【００２０】また、パケット転送の開始に先立ち、受信
側から送信側に前記初期クレジット値を送信した後で送
信側から送出される最初のパケットを受信するまでの時
間Ｔａを測定し、使用する通信回線の伝送速度と固定の
パケット長からパケットを１つ送信するのに要する送信
時間Ｔｐの値を算出するのは、前記条件式から最適な新
クレジット値を求めるために必要であり、時間Ｔａはパ
ケットの送信側が変わる度に新たに測定されるので、送
受信間の距離の変化やネットワーク内の環境の変化に何
時でも対応することが可能となる。
【００２１】そして、前記新クレジット値Ｃｎの算出に
おいて、計算で得られたＣｎ値の範囲内での最大値を新
クレジット値としてパケット転送に使用することで、小
さな新クレジット値による無駄な制御トラヒックの増加
を防ぎ、常に最適な新クレジット値による最大のスルー
プットでのパケット転送を可能とする。
【００２２】パケットの送信側において、受信側から送
信される初期クレジット値を受信した時に、送信側から
送信すべきデータパケットが準備されていない場合は、
パケットヘッダ情報のみで構成されるエコーパケットを
受信側に送信しパケットの受信側では最初のパケットを
受信するまでの時間Ｔａの測定で観測するパケットにエ
コーパケットも含めて測定する。このようにすること
で、パケットの受信側で初期クレジット値を送信後にパ
ケットの送信側から送出された最初のパケットを受信す
るまでの時間Ｔａに、パケット送信側での送信パケット
準備のための時間も含まれてしまうのを防ぐことができ
るので、図２（Ａ）に示すように時間Ｔａを本来の送受
信間をパケットが往復するのにかかる時間に可能な限り
近付けることが可能となる。
【００２３】パケットの受信側において、受信したパケ
ットを全て処理し、全ての受信バッファが空になっても
次の受信パケットが到着せず現在受信中のパケットも無
い場合には、パケット送信側に送った前記新クレジット
値の直前の送信時点から数えて、現在までの間に新たに
処理した受信パケットの数を一時的な新クレジット値と
してパケット送信側に送ってしまい、その後連続してパ
ケットが受信されると新クレジット値をパケット転送の
最初に設定した前記新クレジット値に戻して通信を継続
する。これは図２（Ｂ）に示すようにパケット転送の途
中において何らかの原因でパケットの到着が遅れてしま
った場合に、受信側の全ての空きバッファをパケットの
送信側に一時的な新クレジット値として通知することに
より、パケット送信側での連続送信可能な最新のクレジ
ット値を知らせて、パケット送信側でのクレジット待ち
による無駄なパケット転送効率の低下を防ぐことができ
る。なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、およ
び、図２（Ｂ）の各図において、先頭データとあるの
は、該当する各先頭データの直前に受信した初期クレジ
ット値または新クレジット値に対応して送信される各々
の最初のパケットデータであることを表している。
【００２４】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
【００２５】図３は本発明の一実施例を示すＨＩＰＰＩ
−ＡＴＭ変換装置の機能を示すブロック図である。
【００２６】１はＡＴＭ入力セルであり、ＡＴＭ入力セ
ル終端回路１００に入力される。ＡＴＭ入力セル終端回
路１００はＡＴＭ入力セル１を終端してセル同期をと
り、空きセル以外の有効なセルを全てセル分解回路１１
０に出力する。セル分解回路１１０はＡＴＭ入力セル終
端回路１００から入力されるセルの中から、セルヘッダ
のＶＰＩ、ＶＣＩおよびＰＴＩフィールドが有効な入力
セルを選択して、そのペイロード部分を蓄積し、セルヘ
ッダのＰＴＩフィールドがＡＡＬ５のＣＳ−ＰＤＵの終
了を示すセルを検出すると、蓄積している全てのペイロ
ード部を連結してＡＡＬ５のチェックを行ない、異常が
無ければＡＡＬ５のトレーラ部およびパディングデータ
を削除した元のデータパケットの形に復元して、入力バ
ッファ１２０に出力する。セル分解回路１１０が認識す
るセルヘッダ情報の有効ＶＰＩ、ＶＣＩやＰＴＩ値、お
よびＡＡＬ５のＣＳ−ＰＤＵのデータ長は信号線１１１
により通信の開始前に上位装置からあらかじめ指定され
る。入力バッファ１２０はセル分解回路１１０から出力
されるデータをパケット単位でバッファに書き込み、そ
の時、パケットデータと一緒にパケット長とエラーの有
無を表す情報も書き込む。
【００２７】入力バッファ制御回路１３０は、ＨＩＰＰ
Ｉ入力制御回路１４０から読みだし信号が出力される度
に入力バッファ１２０からパケットを一つ読みだし、読
み出したパケットのヘッダをチェックしてデータパケッ
トであればＨＩＰＰＩ入力制御回路１４０に出力し、読
み出されたパケットが制御パケットの場合や、データパ
ケットの場合でもヘッダ内に制御データを含む場合に
は、ヘッダ内の制御データをクレジット制御回路３０に
出力する。クレジット制御回路３０は通信の開始前に上
位装置から信号線３により、初期クレジット値、最大新
クレジット値、使用するＡＴＭ回線の通信速度、およ
び、固定パケット長の値を通知され記憶する。本実施例
の場合には、初期クレジット値と最大新クレジット値と
は最大バッファ数を示す同一の値となり、初期状態の時
に蓄積可能な最大の受信パケット数を表す。
【００２８】クレジット制御回路３０は、入力バッファ
制御回路１３０から入力される制御データの内容とＨＩ
ＰＰＩ−ＡＴＭ変換装置３の内部状態とを判断して必要
な処理を行なう。回線が未接続の状態の時に、接続要求
の指示があれば初期クレジット値を制御パケットに載せ
るように出力バッファ制御回路２３０に出力すると共
に、クレジット制御回路３０内部のＴａタイマを起動し
て接続要求先から受信する最初のパケットを受信するま
での時間Ｔａを計測する。計測して得られた時間Ｔａ
と、使用するＡＴＭ回線の通信速度と固定パケット長か
ら計算されるパケット１個分の送信時間Ｔｐ、および前
記初期クレジット値の設定値Ｃｉから、以下の条件を満
足する新クレジット値Ｃｎを求め、クレジット制御回路
３０内に記憶する。
【００２９】Ｔａ＋Ｔｐ×（Ｃｎ−１）＜Ｔｐ×Ｃｉ なお、求めたＣｎの値は小数点以下を切り捨てて整数と
し、新クレジット値通知のための無駄なトラヒックの増
大を防ぐためにＣｎ値の中の最大値を新クレジット値と
する。
【００３０】入力バッファ制御回路１３０が入力バッフ
ァ１２０からパケットを読み出し処理する度にその情報
が入力バッファ制御回路１３０からクレジット制御回路
３０に通知されるのでクレジット制御回路３０は処理さ
れるパケットをカウントし、入力バッファ制御回路１３
０が入力バッファ１２０から読み出して処理したパケッ
トのカウント値とクレジット制御回路３０内に記憶して
いる前記新クレジット値が一致する度に、クレジット制
御回路３０は出力バッファ制御回路２３０に新クレジッ
ト値をパケットに載せてデータパケットの送信側に新ク
レジット値を通知するよう指示する。
【００３１】入力バッファ制御回路１３０からＨＩＰＰ
Ｉ入力制御回路１４０に出力されたデータパケットは、
ＨＩＰＰＩ入力制御回路１４０においてＨＩＰＰＩ バ
ーストに変換され、上位のＨＩＰＰＩ装置からのＨＩＰ
ＰＩ バースト入力要求信号が信号線１１に出力される
とＨＩＰＰＩ入力制御回路１４０によりＨＩＰＰＩ入力
データ線１０を通して上位のＨＩＰＰＩ装置に転送され
る。
【００３２】クレジット制御回路３０から新クレジット
値を示すパケットの送信を指示された出力バッファ制御
回路２３０は制御パケットを自分で生成するか、または
ＨＩＰＰＩ出力制御回路２４０から送信依頼のあった同
一宛先へのデータパケットのヘッダ内制御データとして
新クレジット値を含むパケットを出力バッファ２２０に
書き込む。
【００３３】ＨＩＰＰＩ出力制御回路２４０は上位のＨ
ＩＰＰＩ装置からＨＩＰＰＩ出力データ線２０を通して
ＨＩＰＰＩ バーストを送信する場合、ＨＩＰＰＩ出力
制御回路２４０内でデータパケットに変換して出力バッ
ファ制御回路２３０に出力する。ＨＩＰＰＩ出力制御回
路２４０と上位のＨＩＰＰＩ装置とのインタフェース
は、ＨＩＰＰＩ入力制御回路１４０と上位のＨＩＰＰＩ
装置とのインタフェースと登りと下りで逆の関係になっ
ている。
【００３４】出力バッファ２２０に書き込まれたパケッ
トはセル組立回路２１０により一つづつ読み出されてパ
ケット単位に複数のセルに分割されてヘッダを付加さ
れ、ＡＴＭ出力セル終端回路２００によってＡＴＭ出力
セル２が送信される。
【００３５】セル組立回路２１０はセル分解回路１１０
と同様に、セルヘッダ情報のＶＰＩ、ＶＣＩやＰＴＩ値
およびＡＡＬ５のＣＳ−ＰＤＵのデータ長が信号線２１
１により通信の開始前に上位装置から事前に通知され
る。
【００３６】入力バッファ制御回路１３０から入力され
る制御データが初期クレジット値の受信を表示している
場合には、クレジット制御回路３０は受信した初期クレ
ジット値を連続送信可能なパケット数を示すクレジット
値として記憶すると同時に、出力バッファ制御回路２３
０にデータパケットの送信を指示する。
【００３７】出力バッファ制御回路２３０はクレジット
制御回路３０からデータパケットの送信を指示されると
ＨＩＰＰＩ出力制御回路２４０に送信パケット要求信号
を送出し、送信パケット要求信号を受信したＨＩＰＰＩ
出力制御回路２４０は上位のＨＩＰＰＩ装置に対して送
信すべきＨＩＰＰＩ バーストの出力要求信号を信号線
２１に出力する。上位のＨＩＰＰＩ装置がＨＩＰＰＩ出
力データ線２０にＨＩＰＰＩ バーストを送出すると、
ＨＩＰＰＩ出力制御回路２４０はＨＩＰＰＩバーストを
データパケットに変換して出力バッファ制御回路２３０
に出力し、出力バッファ制御回路２３０は受信したデー
タパケットを出力バッファ２２０に書き込むと同時に、
パケット書き込み完了信号をクレジット制御回路３０に
返送して前記クレジット値を−１するように要求する。
【００３８】尚、前記Ｔａ計測時のクレジット制御回路
３０は、内部のＴａタイマの起動時期についても、厳密
には出力バッファ制御回路２３０からクレジット制御回
路３０に対し前記パケット書き込み完了信号が返送され
た時にＴａタイマを起動して計測を開始する。
【００３９】入力バッファ制御回路１３０から入力され
る制御データが新クレジット値の受信を表示している場
合は、クレジット制御回路３０は受信した新クレジット
値と内部に記憶している前記クレジット値とを加算して
新たなクレジット値を求めて記憶する。
【００４０】入力バッファ制御回路１３０から入力され
る制御データが初期クレジット値の場合で前記ＨＩＰＰ
Ｉ出力制御回路２４０が上位のＨＩＰＰＩ装置に対して
送信ＨＩＰＰＩ バーストの転送要求信号を信号線２１
に出力しても、出力バッファ制御回路２３０からＨＩＰ
ＰＩ出力制御回路２４０に送信パケット要求信号を送出
してから、実際にＨＩＰＰＩ出力制御回路２４０からデ
ータパケットが出力されるまで待たされる時間が無視で
きない程大きな場合には、クレジット制御回路３０は出
力バッファ制御回路２３０にデータパケットの送信を指
示してから出力バッファ制御回路２３０からパケット書
き込み完了信号が戻ってくる迄の時間を監視しているの
で、その時間が許容値を越える場合はクレジット制御回
路３０は出力バッファ制御回路２３０に対してパケット
ヘッダ情報だけで構成されるエコーパケットの送出指示
を出して前記Ｔａの計測誤差を小さくする。
【００４１】また、クレジット制御回路３０に入力バッ
ファ制御回路１３０から入力された最初のデータパケッ
ト受信通知後の通信中において、クレジット制御回路３
０に入力される入力バッファ制御回路１３０からの制御
データが、入力バッファ１２０の空き状態を通知する場
合は、クレジット制御回路３０は入力バッファ１２０の
空き状態の継続時間を監視し、空き状態の連続継続時間
が許容値を越える時には、前回、クレジット制御回路３
０が出力バッファ制御回路２３０に新クレジット値を示
すパケットの送信指示を出してから、入力バッファ制御
回路１３０が入力バッファ１２０から読み出して処理し
たパケットの現在までのクレジット制御回路３０に通知
してきたカウント値を一時的な新クレジット値として出
力バッファ制御回路２３０に新クレジット値を示すパケ
ットの送信指示を出すと同時に、クレジット制御回路３
０に記憶している前記処理パケットのカウント値をクリ
アし、新クレジット値もパケット転送の開始時に求めた
初期値に戻す。
【００４２】次に、本発明の実施例の動作について、図
１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、およ
び図４、図５と図７を参照して詳細に説明する。
【００４３】図１（Ａ）は比較のために、従来のクレジ
ット制御によるパケット転送の様子を表すタイムチャー
トである。図１（Ａ）も含め、説明するタイムチャート
図１（Ｂ）、図２（Ａ）、および、図２（Ｂ）では、図
６にあるシーケンスの最初の接続要求パケットの送信と
着信の様子を省略して、その直後の初期クレジット値の
送信から記述しているが基本的な動作説明には支障がな
いのでこれらの図を使って動作を説明する。
【００４４】図１（Ａ）は初期クレジット値が２０で新
クレジット値を８に設定した場合のパケット転送の様子
を示しており、図１（Ａ）のＴ１側からネットワークを
介してＴ２側にパケットを送信する場合に、従来の固定
新クレジット値方法によるパケット転送の様子を示す。
【００４５】図１（Ａ）の場合には図６の場合と比較し
て、ネットワークでの遅延が大きくなっているので転送
パケットが連続しない空きの時間帯ができてしまい、パ
ケットの転送効率を大きく低下させている様子が分か
る。これは新クレジット値を８に固定してしまっている
ためにネットワークの遅延の増大によりパケットの受信
側から送信側への新クレジット値の通知が遅れてしま
い、その結果パケット送信側での新クレジット値待ちに
よるパケット送信待ちの状態が発生するためである。
【００４６】図１（Ｂ）は、本発明による方法で最適な
新クレジット値を求め、それを使用して最大転送効率で
のパケット転送動作を行なっている様子を表すタイムチ
ャートである。図１（Ｂ）の場合も、図１（Ａ）と同じ
く初期クレジット値は２０でＴ１側からネットワークを
介してＴ２側にパケットを送信する場合を表し、前記条
件式 Ｔａ＋Ｔｐ×（Ｃｎ−１）＜Ｔｐ×Ｃｉ の数値は、初期クレジット値よりＣｉ＝２０、図１
（Ｂ）では固定長パケットの送信時間Ｔｐを１に正規化
した場合の初期クレジット値送信から最初のパケット受
信までのパケット往復時間Ｔａの正規化値が１６と計測
された場合を表しているので前式は、 １６＋Ｃｎ−１＜２０ となるので、 Ｃｎ＜５ 以上よりＣｎの最大値としてＣｎ＝４が得られる。
【００４７】図１（Ｂ）は以上説明した方法で得た新ク
レジット値＝４を用いて、他は図１（Ａ）と全く同じ条
件でパケット転送を行なっている様子を表し、ネットワ
ークの遅延条件が変わっても図６の場合と同じように最
大の転送効率でパケット転送動作を行なっていることが
分かる。なお、前記の結果よりＣｎの値としては１≦Ｃ
ｎ≦４が可能であることが分かるが、Ｃｎを小さくして
も転送効率は同じ最大効率であるのでＣｎの値が小さい
程新クレジット値通知のための制御トラヒックが増す悪
影響がある。
【００４８】図２（Ａ）は、本発明による方法で最適な
新クレジット値を求める際、パケットの送信側Ｔ１で初
期クレジット値を受信した時に、送信すべきデータパケ
ットが準備されておらずパケットの送信が遅れてしまう
ので、データパケットの代わりにエコーパケットを受信
側に送信してパケット往復時間Ｔａの測定を行ない最適
な新クレジット値を求めた場合のパケット転送の様子を
表すタイムチャートである。図２（Ａ）に示すように、
最初の受信データパケットの代わりに、エコーパケット
を用いてパケットの往復時間Ｔａを測定することによ
り、遅れてデータ送信が開始される場合にもデータパケ
ットの転送に最適な新クレジット値の設定が可能である
様子が分かる。最適新クレジット値の算出方法および転
送効率は図１（Ｂ）と全く同じ最大であるが、エコーパ
ケットを用いる場合にはエコーパケット自身も受信バッ
ファを使用するパケットとしてカウントされてしまうの
で、図２（Ａ）に示すようにパケットの受信側Ｔ２から
パケットの送信側Ｔ１に向けて送信される全ての新クレ
ジット値通知のためのパケットの送信が図１（Ｂ）の場
合よりも１パケット分ずれた早いタイミングで行なわれ
る。
【００４９】図２（Ａ）のエコーパケット使用の場合に
おけるこの現象は、最初の新クレジット値通知の時のみ
実際よりも新クレジット値が１つ少ないように見える
が、２回目以降における新クレジット値通知パケットは
図１（Ｂ）の場合と比較して１パケット分前にずれただ
けで制御トラヒックが増えた訳ではないので特に悪い影
響は認められない。
【００５０】図２（Ｂ）は、本発明による図１（Ｂ）の
最適新クレジット値によるパケット転送の途中で何らか
の原因によりパケットの到着が遅れ、受信バッファに空
きが発生した場合のパケット転送の様子を説明する。本
実施例の場合、受信バッファの空きを検出した時には、
新クレジット値通知パケットの直前の送信時点から数え
て、現在までの間に新たに処理した受信パケットの数を
一時的な新クレジット値としてパケットの送信側に通知
するので、図２（Ｂ）の場合は、直前の新クレジット値
を送信後に２パケット受信して処理しているので、一時
的な新クレジット値としては“２”が該当する。従っ
て、図２（Ｂ）に示すようにバッファ空きを検出すると
新クレジット値として“２”を送信し、その後は最適新
クレジット値である新クレジット値＝４の動作に戻って
通信を続ける。
【００５１】図２（Ｂ）の場合には、送信側で最初から
遅れているように見えるが一般的にはネットワーク内で
遅れる場合も有り得るので、パケット受信側からは常に
最新の空きバッファ数をパケットの送信側に伝えるよう
にすることで、パケット送信側での新クレジット値待ち
によるパケット転送効率の低下を防いでいる様子が分か
る。
【００５２】図４と図５は、今まで説明してきた本実施
例におけるクレジット制御回路３０の動作を総合的に説
明するフローチャートである。クレジット制御回路３０
はデータパケットの送信と受信を各々独立に制御するの
で、タイムチャートでは送信と受信時の動作を別々に説
明してきたが、フローチャート上に表すと図４および図
５に示すように、送信と受信が完全に融合した全二重動
作をしていることが分かる。
【００５３】図７は、本実施例におけるＡＮＳＩの勧告
になるＡＴＭにおけるＨＩＰＰＩ装置のパケットフォー
マットとＡＴＭセルとの関係、およびＩＴＵ−Ｔの勧告
になるＡＡＬ５とＡＴＭセルとの関係を示す参考資料で
ある。また、図７の注記にはエコーパケットのフォーマ
ットも合わせて説明している。記述に有るように、エコ
ーパケットは、データ部が無効データで構成されるデー
タパケットか、または、ＨＢヘッダのみで構成されデー
タ部の存在しない短パケットを使用する。
【００５４】
【発明の効果】ＡＴＭネットワーク等を介して接続さ
れ、クレジット情報によるフロー制御によりデータ転送
を行なう装置において、本発明は、接続の度に通信相手
とのパケットの往復時間と送受信するパケット長と通信
速度とから最適なクレジット値を求め、そのクレジット
を使用してパケット転送を行なうので、互いの距離の影
響を受けずに常に最大スループットでのパケット転送を
可能とする。
【００５５】また、本発明では最適なクレジット値を求
めてその最大値を使用するために、データの通信効率を
最大に保ったままで、クレジット制御のための制御トラ
ヒックの転送を必要最小限に押えているので、ネットワ
ーク内に不必要な制御トラヒックが増加するのを防ぐの
に非常に有効となる。
【００５６】更に、データ転送の始めにデータの準備時
間を必要とする装置との接続においても、パケットの往
復時間を測定する時にデータの準備ができていない場合
には、データ無しのエコーパケットを使用することによ
って、パケットの往復時間を正確に測定することを可能
としたことにより、常に最大スループットでのパケット
転送を可能とする。
【００５７】更にまた、ＡＴＭネットワーク等を通過す
る際に時々刻々と変化する伝搬遅延時間の変化による転
送効率の低下を防ぐことができる。何故ならば、パケッ
ト受信時に受信バッファが空になっても次のパケットを
受信できない場合には、クレジット分のパケットの受信
完了まで待たず、直前のクレジット値の送信時点から数
えて現在までの間に新たに処理した受信パケットの数を
一時的なクレジット値として送信側に送ることにより、
受信側の最新の空きバッファ量を送信側に伝えるように
することで、パケット送信側でのクレジット待ちによる
転送効率の低下を防ぐからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は従来の固定クレジット制御方法による
パケット転送のタイムチャートであり、（Ｂ）は本発明
の、最適化新クレジット値によるパケット転送のタイム
チャートである。
【図２】（Ａ）は本発明による最初の送信データが遅れ
る場合のパケット転送のタイムチャートであり、（Ｂ）
は本発明による、途中のデータが遅れる場合のパケット
転送のタイムチャートである。
【図３】本発明の一実施例を示す、ＨＩＰＰＩ−ＡＴＭ
変換装置の機能を示すブロック図である。
【図４】ＨＩＰＰＩ−ＡＴＭ変換装置内のクレジット制
御回路３０の動作を説明するフローチャート（１）であ
る。
【図５】ＨＩＰＰＩ−ＡＴＭ変換装置内のクレジット制
御回路３０の動作を説明するフローチャート（２）であ
る。
【図６】従来のクレジット制御によるデータ転送を説明
するタイムチャートである。
【図７】ＡＮＳＩの勧告になるＡＴＭにおけるＨＩＰＰ
Ｉ装置のパケットフォーマットとＩＴＵ−Ｔの勧告にな
るＡＡＬ５とＡＴＭセルとの関係を示すデータ構造図で
ある。
【符号の説明】
１ ＡＴＭ入力セル ２ ＡＴＭ出力セル ３ クレジット制御回路３０への情報設定信号 １０ ＨＩＰＰＩ入力データ １１ ＨＩＰＰＩ バースト入力要求信号 ２０ ＨＩＰＰＩ出力データ ２１ ＨＩＰＰＩ バースト出力要求信号 ３０ クレジット制御回路 １００ ＡＴＭ入力セル終端回路 １１０ セル分解回路 １１１ セル分解回路１１０への情報設定信号 １２０ 入力バッファ １３０ 入力バッファ制御回路 １４０ ＨＩＰＰＩ入力制御回路 ２００ ＡＴＭ出力セル終端回路 ２１０ セル組み立て回路 ２１１ セル組み立て回路２１０への情報設定信号 ２２０ 出力バッファ ２３０ 出力バッファ制御回路 ２４０ ＨＩＰＰＩ出力制御回路

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クレジット情報によるフロー制御で固定
    長パケットのデータ転送を行なうＡＴＭ通信装置のクレ
    ジット制御方法であって、パケットの転送に先立って受
    信側から初期クレジット値をパケットの送信側に送出し
    てパケット転送を開始し、パケットの受信側では予め決
    めてある新クレジット値に等しい数のパケットを受信し
    て処理し、当該新クレジット値に等しい数の受信バッフ
    ァが空く度に前記新クレジット値をパケットの送信側に
    送信し、パケットの送信側では受信側から送られた初期
    クレジット値に新クレジット値を受信する度に加算して
    得た値を連続送信可能なパケット数を表すクレジット値
    として記憶し、送信側からパケットを一つ送信する度に
    前記クレジット値を−１し当該クレジット値が“０”に
    なるか、または送信側で送信するパケットが無くなるま
    で連続してパケットの転送を行なうＡＴＭ通信装置のク
    レジット制御方法において、 前記新クレジット値を決めるにあたり、受信側から前記
    初期クレジット値を送信した後、受信側で最初のパケッ
    トを受信するまでの時間をＴａ、固定長パケットを１つ
    送信するのに要する時間をＴｐ、初期クレジット値をＣ
    ｉ、また、新クレジット値をＣｎとした時に、 Ｔａ＋Ｔｐ×（Ｃｎ−１）＜Ｔｐ×Ｃｉ を満足する整数値Ｃｎをパケット転送の開始毎に求め、
    当該Ｃｎ値を前記新クレジット値としてパケット転送に
    使用することを特徴とする最適化クレジット制御方法。
  2. 【請求項２】 前記パケット転送の開始に先立ち、受信
    側から送信側に前記初期クレジット値を送信した後で送
    信側から送出される最初のパケットを受信するまでの時
    間Ｔａの測定段階と、 使用する通信回線の伝送速度と固定のパケット長からパ
    ケットを１つ送信するのに要する送信時間Ｔｐの計算段
    階を有することを特徴とする請求項１記載の最適化クレ
    ジット制御方法。
  3. 【請求項３】 前記新クレジット値Ｃｎの算出におい
    て、計算で得られたＣｎ値の範囲内での最大値を新クレ
    ジット値とする選択段階を有することを特徴とする請求
    項１記載の最適化クレジット制御方法。
  4. 【請求項４】 パケットの送信側において、受信側から
    送信された前記初期クレジット値を受信した時に、送信
    すべきデータパケットが準備されておらずパケットの送
    信が遅れる場合、パケットヘッダ情報のみで構成される
    エコーパケットを受信側に送信し、受信側では前記最初
    のパケットを受信するまでの時間Ｔａの測定で観測する
    パケットにエコーパケットも含めることを特徴とする請
    求項１記載の最適化クレジット制御方法。
  5. 【請求項５】 パケットの受信側において受信したパケ
    ットを全て処理し、全ての受信バッファが空になっても
    次の受信パケットが到着せず現在受信中のパケットも無
    い場合には、パケットの送信側に送った前記新クレジッ
    ト値の直前の送信時点から数えて、現在までの間に新た
    に処理した受信パケットの数を一時的な新クレジット値
    としてパケット送信側に送ってしまい、その後連続して
    パケットが受信されると新クレジット値をパケット転送
    の最初に設定した前記新クレジット値に戻して通信を継
    続することを特徴とする請求項１記載の最適化クレジッ
    ト制御方法。
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