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JP3253375B2 - パケット交換装置 - Google Patents

パケット交換装置

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Publication number
JP3253375B2
JP3253375B2 JP28980692A JP28980692A JP3253375B2 JP 3253375 B2 JP3253375 B2 JP 3253375B2 JP 28980692 A JP28980692 A JP 28980692A JP 28980692 A JP28980692 A JP 28980692A JP 3253375 B2 JP3253375 B2 JP 3253375B2
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JP
Japan
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packet
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data
unit
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JP28980692A
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English (en)
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JPH06141043A (ja
Inventor
真一 宍野
潤 平井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH06141043A publication Critical patent/JPH06141043A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はパケット交換装置に係わ
り、特に利用するデータリンクの選択に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のパケット交換装置は複数のデータ
リンク(物理的な回線の中に設定されている論理的な回
線のこと)が利用可能になっているのが一般的である。
このため、パケット交換装置は前記複数のデータリンク
の中のいずれを使用してパケット通信を行うかを選択し
なければならない。このデータリンクの選択方法とし
て、データリンク内に多重されているパケットの数が少
ないものを選択する方法、或いはデータリンクを巡回的
に選択する方法が従来からある。パケット交換では、交
換装置が複数のデータリンクを使用する場合、パケット
通信のサービス品質はこのデータリンク毎に多重される
パケットのトラヒックの総和の影響(トラヒックが大き
くなるとサービス品質が悪化する)を受ける。但し、こ
こで述べるサービス品質とはパケットが転送されるまで
の遅延時間のことである。
【0003】従って、パケット交換装置でデータリンク
の捕捉を回線交換のトランク捕捉(局線インタェースの
捕捉)と同様に、データリンク中の呼の数や巡回的に行
うと、データリンク毎のパケット呼が均一化されず、あ
るデータリンクは伝送されるパケットが混んだ状態にな
る等して、サービス品質にばらつきが発生すると共に、
データリンクの効率的な運用ができないという欠点が生
じる。これはパケット呼が次に述べる性質を持っている
ためである。即ち、パケット呼は伝送速度(単位時間当
たりにパケット呼を出す数)の上限(X.25のスルー
プットクラス等)が予め決められているだけであるた
め、実際の通信量(伝送されるパケットの数)は時間に
よって変化するからである。又、パケット多重を用いる
パケット交換では複数の伝送速度の上限値が存在するた
め、回線交換呼と異なり、呼の数によって通信容量を決
定することが困難であるからである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のパ
ケット交換装置によってパケット呼を伝送するデータリ
ンクを選択する際に、データリンク中の伝送パケットの
数に基づいてデータリンクを選択したり、或いは巡回的
にデータリンクを選択する方法を採ると、データリンク
の通信量が時間によって変化したり、或いはデータリン
クの通信容量を決定することが本質的に困難であるた
め、データリンク毎にサービス品質にばらつきが発生す
ると共に、データリンクの効率的な運用ができないとい
う欠点があった。
【0005】そこで本発明は上記の欠点を除去し、デー
タリンクを均等に利用してデータリンク毎のサービス品
質の均一化を図ることができるパケット交換装置を提供
することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は複数のデータリ
ンクの中の任意の1つを選択してパケット通信に利用可
能なパケット交換装置において、各データリンクを使用
して送信又は受信されるパケットが一旦格納されるバッ
ファの使用率を監視する監視手段と、この監視手段の監
視結果に基づき各データリンクに対応のバッファの使用
量を求め、所定時間におけるバッファ使用量の平均に対
応する負荷と、所定時間におけるバッファ使用量と通信
路容量との差に対応する過負荷とを算出する算出手段
と、この算出手段により算出された前記負荷及び過負荷
に基づいて負荷と過負荷が小さいデータリンクを選択す
る選択手段と、送信又は受信パケット呼が発生した場合
に、前記選択手段により選択されたデータリンクを使用
して前記パケット呼の通信を行うパケット交換手段とを
具備した構成を有する。
【0007】
【作用】本発明のパケット交換装置において、監視手段
は各データリンクを使用して送信又は受信されるパケッ
トが一旦格納されるバッファの使用率を監視する。算出
手段は前記監視手段の監視結果に基づき各データリンク
に対応のバッファの使用量を求め、所定時間におけるバ
ッファ使用量の平均に対応する負荷と、所定時間におけ
るバッファ使用量と通信路容量との差に対応する過負荷
を算出する。選択手段は前記算出手段により算出され
た前記負荷及び過負荷に基づいて負荷と過負荷が小さい
データリンクを選択する。パケット交換手段は送信又は
受信パケット呼が発生した場合に、前記選択手段により
選択されたデータリンクを使用して前記パケット呼の通
信を行う。これにより、負荷と過負荷が小さいデータリ
ンクが順次選択されるため、各データリンクの負荷が均
等化されて、サービス品質も均等化される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1は本発明のパケット交換装置の一実施例を
示したブロック図である。1はパケット交換装置で、網
終端装置11、パケットの交換を行う交換部12、端末
収容装置13及び中央制御部14を有している。又、中
央制御部14には各データリンクの負荷の状態から使用
するデータリンクを選択する品質評価部141と交換部
12を制御する呼処理部142がソフトウェア等で構築
されている。尚、網終端装置11には網側トランク2が
接続され、端末収容装置13にはパケット端末3が接続
されている。
【0009】図2は図1に示した網終端装置11の詳細
例を示したブロック図である。網終端装置11はパケッ
ト呼を網へ送出する送信装置111、送信装置111か
ら送信するパケット呼を一旦格納する送信バッファ11
2、網上のパケット呼を受信する受信装置113、受信
装置113で受信したパケット呼を一旦格納する受信バ
ッファ114、網終端装置11内の動作を制御する網終
端装置制御部115から成っている。又、網終端装置制
御部115には送信、受信バッファ112、114の使
用率(バッファにアクセスしたデータ量)を監視する監
視部1151が設けられている。
【0010】次に本実施例の動作について説明する。図
1、図2に示したデータリンク毎の網終端装置11内の
送信バッファ112及び受信バッファ114には送信、
受信毎にパケットが蓄えられるため、本例はこのパケッ
トの量(バッファの使用率に対応)に注目して、データ
リンクの選択を行う。ここで、パケット多重を行う場
合、呼を多重化したトラヒックが1つのデータリンクの
通信容量を越えることが起こり得る。これはパケット呼
のトラヒックが回線交換呼のトラヒックとは異なり、時
間により変動するからである。又、パケットの多重化で
はバッファが用いられるが、バッファ112に蓄えられ
たパケットは正しく伝送されたことが確認されるまで消
去されない。よって伝送されていないパケットはバッフ
ァ112内に残留することになる。同様に到着したパケ
ットを逆多重する場合でも同様の問題が起こり得る。こ
のためバッファ114に蓄積されるパケットは新規に発
生、又は網から到着したパケットとバッファに残留した
パケットとなる。通信量はデータリンクを通過するパケ
ット数で定義することができるが、実際には多重又は逆
多重の段階で送信、受信バッファ112、114に蓄え
られるため、通過量だけではサービス品質(負荷)を評
価することができない。そこで、上記したようにバッフ
ァ112、114に蓄えられるパケットの量に注目した
訳である。
【0011】網終端装置11の網終端装置制御部115
内のデータリンク監視部1151は送信、受信バッファ
112、114に蓄えられているパケットの数(バッフ
ァの使用率)を監視し、その監視結果を中央制御部14
のデータリンク品質評価部141に送る。この品質評価
部141は前記監視部1151から送られてきた各バッ
ファの使用率に基づいて、各バッファの平均使用量を計
算し、この計算結果を呼処理制御部142に送る。呼処
理制御部142は品質評価部141で算出された平均バ
ッファ使用量から各データリンクを伝送されるパケット
が転送されるまでの遅延時間を推測して、サービス品質
が良いデータリンクを選択する。尚、以降、一定周期T
毎の平均バッファ使用量と通信路容量の比率を負荷と呼
ぶことにし、これを品質評価部141による評価に用い
ることにする。尚、パケット交換装置1は端末収容装置
13を介して収容したパケット端末3から受信したパケ
ットの多重を行って、これを局線インタフェースのデー
タリンクへ送出する、又は局線インタフェースから網終
端装置11により受信したパケットを逆多重して端末収
容装置13からパケット端末へ送出する、更に接続して
いる局線インタフェースから受信したパケットの逆多重
/多重を行って再び前記局線インタフェースへ送信する
等のパケット交換動作を行う。
【0012】上記したように、データリンク監視は網終
端装置11の監視部1151が送信バッファ112と受
信バッファ114を次のようにチェックすることによっ
て行われる。即ち、監視部1151はデータリンク毎に
送信バッファ112と受信バッファ114に対するパケ
ットデータの書き込み、読み出しの度にアクセスしたバ
ッファサイズの記録をとる。アクセスしたバッファサイ
ズはX.25のパケットのようにパケット長をデータ内
に持っているものを利用するか、予めパケットデータに
パケット長などのデータを含むヘッダつけ、これを利用
する。更に監視部1151はデータリンク毎に単位時間
内にアクセスしたバッファサイズを集計し、中央制御部
14の品質評価部141へ送る。これらの処理は網終端
装置制御部115のソフトウェアの一部として実現され
る。
【0013】次に上記した品質評価部141がデータリ
ンクの負荷を求める方法について説明する。時刻tのデ
ータリンクiの送出側の単位時間内の総バッファ使用量
Lsi(t)は次式に示される。但し、iはデータリン
クに対する添え字である。Lsi(t)={時刻(t−
1)で残留したパケットの量}+{時刻(t−1)〜時
刻tで新規に発生したパケットの量} 又、着側の時刻
tの受信バッファ使用量Lri(t)も同様に次式で示
される。 Lri(t)={時刻(t−1)で残留した
パケットの量}+{時刻(t−1)〜時刻tで新規に到
着したパケットの量} ここで、データリンクiの負荷
Aiを以下のように定義する。 Ai=max {Σ
Lxi(t)}/(n×Ci×T) x=s、rでAi
を条件1とする。但し、条件1は1データリンクでの一
定時間T=n×(単位時間)のことである。
【0014】又、Ciは単位時間当たりのデータリンク
iの通信路容量のことであり、Σf(x) 条件Cは条
件Cが成立するf(x)の和を意味する。又、max
g(z) z=a、bは式g(x)について、z=a、
z=bの時のg(a)、g(b)の最大値を意味する。
又、データリンクiの過負荷Biを次のように定義す
る。Bi=max {Σ F(Lxi(t)−Ci)}
/(n×Ci×T)x=s、rで条件2とする。但し、
F(x)は次式を満たす関数である。F(x)=x(x
>0) F(x)=0(x≦0) これらの統計処理は
中央制御部14のプロセッサにより実行されるソフトウ
ェアで行われる。
【0015】データリンクの選択は全てのデータリンク
iについて、その負荷Ai、過負荷Biを用いて以下の
(1)〜(3)のように行われる。(1)、データリン
ク品質評価部141は全てのデータリンクの中で小さい
負荷Aiを持つデータリンクのグループを作り、このグ
ループを選択候補1とする。(2)、データリンク品質
評価部141は更に(1)で求めた選択候補1が多数存
在する場合、選択候補1から小さい過負荷Biを持つデ
ータリンクのグループを作り、このグループを選択候補
2とする。品質評価部141はこれら選択候補1、2を
呼処理制御部142へ送る。(3)、呼処理制御部14
2は選択候補2の中から巡回的にデータリンクを1つず
つ選択する。但し、他の選択条件が存在する場合、条件
を満たすデータリンクを巡回的に選択候補2の中から選
択する。ここで、条件を満たすデータリンクが存在しな
い場合、条件を満たさないデータリンク以外のデータリ
ンクから再度候補1、候補2を繰り返し求める。条件を
満たすデータリンクが存在しない場合、呼処理制御部1
42は選択が失敗したとして、パケット呼の切断処理を
行う。呼処理制御部142は上記した動的なデータリン
ク捕捉を行わない場合は周知の交換機の呼処理方式を用
い、動的データリンク捕捉を行う場合はスイッチ等の切
り替えにより、周知の交換機の呼処理制御部のデータリ
ンク捕捉機能を本実施例で採用した方式に変更したもの
を用いる。
【0016】本実施例によれば、データリンク毎の網終
端装置11の監視部1151は送信、受信バッファ11
2、114の使用率を監視して、この監視結果に基づい
て品質評価部141が平均バッファ使用量を求め、更に
この平均バッファ使用量から各データリンクの負荷Ai
及び過負荷Biを求め、更にこれらの負荷Ai、過負荷
Biからデータリンク選択方法を求めて、最も負荷Ai
が少なく且つ一時的に過負荷Biでもないデータリンク
を使用データリンクとして選択し、このようにして選択
されたデータリンクが選択されるように、呼処理制御部
142がパケット呼発生時に交換部12を制御するた
め、実質的な通信量が少ないデータリンクを随時選択す
ることができる。従って、各データリンクを伝送される
パケットの通信量が均等化されるため、各データリンク
のサービス品質も均等化することができると共に、各デ
ータリンクの効率的な運用を行うことができる。又、各
データリンク毎のサービス品質が均等化されることは、
極端に混んだデータリンクが存在しない場合が多くなる
ため、全体としてサービス品質の良い通信路が確保され
ることになる。
【0017】
【発明の効果】以上記述した如く本発明のパケット交換
装置によれば、データリンクを均等に利用して、データ
リンク毎のサービス品質の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパケット交換装置の一実施例を示した
ブロック図。
【図2】図1に示した網終端装置の詳細例を示したブロ
ック図。
【符号の説明】
1…パケット交換装置 2…網側トラン
ク 3…パケット端末 11…網終端装
置 12…交換部 13…端末収容
装置 14…中央制御部 111…送信装
置 112…送信バッファ 113…受信装
置 114…受信バッファ 115…網終端
装置制御部 141…品質評価部 142…呼処理
制御部 1151…監視部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/56

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のデータリンクの中の任意の1つを
    選択してパケット通信に利用可能なパケット交換装置に
    おいて、 各データリンクを使用して送信又は受信されるパケット
    が一旦格納されるバッファの使用率を監視する監視手段
    と、 この監視手段の監視結果に基づき各データリンクに対応
    のバッファの使用量を求め、所定時間におけるバッファ
    使用量の平均に対応する負荷と、所定時間におけるバッ
    ファ使用量と通信路容量との差に対応する過負荷とを算
    出する算出手段と、 この算出手段により算出された前記負荷及び過負荷に基
    づいて負荷と過負荷が小さいデータリンクを選択する選
    択手段と、 送信又は受信パケット呼が発生した場合に、前記選択手
    段により選択されたデータリンクを使用して前記パケッ
    ト呼の通信を行うパケット交換手段とを具備したことを
    特徴とするパケット交換装置。
JP28980692A 1992-10-28 1992-10-28 パケット交換装置 Expired - Fee Related JP3253375B2 (ja)

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