JPH09233082A - フロー制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フロー制御の制御情報の転送遅延時間が増加
してもフロー制御の転送性能が低下しないフロー制御方
法を提供すること。 【解決手段】 送信側装置において、通信の初期化時に
初期化処理部７１により初期化フレームの識別子を記載
したフレームを送信した時点から、受信側装置よりその
受信バッファに格納可能なフレーム数を記載した応答フ
レームが返送され、受信するまでの往復の転送遅延時間
をクロック７２により測定し、応答フレームからクレジ
ット抽出部６４で抽出される受信バッファに格納可能な
フレーム数に対応するデータの送信に必要な時間より、
前記往復の転送遅延時間の１／２が大きい場合は、該受
信バッファに格納可能なフレーム数より多いフレーム数
の送信を許可する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信側装置の受信
バッファのオーバーフローを防止するためのフロー制御
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＡＮＳＩ（American National Standard
for Information Systems）では、ＨＩＰＰＩ（High P
erformance Parallel Interface）と呼ばれる高速のパ
ラレルインターフェースの仕様が規定されている。ＨＩ
ＰＰＩの伝送距離は最大で２５ｍであるため、遠距離の
通信には使用できない。

【０００３】一方、広域網の高速インターフェースとし
てＡＴＭが標準になりつつある。ＨＩＰＰＩをＡＴＭに
変換することにより、遠隔にあるＨＩＰＰＩインターフ
ェースを持つコンピュータ間で高速の通信が可能とな
る。

【０００４】ＨＩＰＰＩのインターフェース上では、レ
ディと呼ばれる主信号線と別の信号線を用いてフロー制
御を行っている。ＨＩＰＰＩをＡＴＭに変換する場合、
ＡＴＭの通信区間では、ＨＩＰＰＩのフロー制御と形を
変えたフロー制御が行われる。

【０００５】以下、ＡＮＳＩで規定されているＨＩＰＰ
Ｉ−ＡＴＭ変換におけるフロー制御方法について説明す
る。

【０００６】図１は従来の送信側装置、例えば１０の構
成を示すもので、図中、１１は上位レイヤ送信処理部、
１２はフ口ー制御処理部、１３はクレジット処理部、１
４は送信バッファ、１５は送信バッファ制御部、１６は
クレジット抽出部、１７は送信伝送処理部、１８は受信
伝送処理部、１９は初期化フレーム生成部、２０はセレ
クタ、２１はクレジットカウンタである。また、Ａ，Ｂ
は伝送路である。

【０００７】図２は従来の受信側装置、例えば３０の構
成を示すもので、図中、３１は受信伝送処理部、３２は
送信伝送処理部、３３は受信バッファ、３４はクレジッ
トセル生成部、３５はバッファ読み出し制御部、３６は
クロック、３７はレディカウンタ、３８は上位レイヤ受
信処理部、３９は受信フレーム信号、４０はフロー制御
信号である。

【０００８】図３は従来のフレーム、例えば５０の構成
を示すもので、図中、５１はフレーム種別、５２は宛先
アドレス、５３は送り元アドレス、５４はクレジット数
であり、これらはフレームヘッダ５５を構成し、また、
５６はユーザ情報であり、これはぺイロード５７を構成
する。

【０００９】以下、動作について説明する。

【００１０】フロー制御処理部１２は、通信の初期化時
に送信バッファ１４に格納可能なフレーム数のパルスを
上位レイヤ送信処理部１１に送信する。送信バッファ制
御部１５が送信バッファ１４からフレームを読み出す度
にフロー制御処理部１２は１パルス送信する。上位レイ
ヤ送信処理部１１は、受信したパルス数のフレームの送
信が可能である。初期化フレーム生成部１９は、通信を
開始する前にフレーム種別５１に初期化用のフレームで
あることを示す識別子を記載したフレーム（以下、初期
化フレームと称す。）５０を、送信伝送処理部１７によ
りセル化等の伝送処理を施した後、伝送路Ａに送信す
る。

【００１１】初期化フレーム５０が受信側装置３０に到
着すると、受信伝送処理部３１はフレーム組み立て処理
等の伝送処理を施して初期化フレームを再生する。クレ
ジットセル生成部３４は、受信したフレーム５０のフレ
ーム種別５１に初期化フレームの識別子が記載されてい
る時、該フレーム５０を初期化フレームと見なし、フレ
ーム種別５１に初期化フレームに対する応答フレームの
識別子を記載し、受信側装置３０の受信バッファ３３が
格納可能なフレーム数をクレジット数５４に記載した応
答フレーム５０を送信伝送処理部３２によりセル化した
後、伝送路Ｂに送信する。

【００１２】セル化された該応答フレームを送信側装置
１０が伝送路Ｂより受信すると、受信伝送処理部１８で
フレームに組み立てられる。クレジット抽出部１６は、
受信したフレーム５０のフレーム種別５１に応答フレー
ムの識別子が記載されていることを認識すると、該フレ
ーム５０のクレジット数５４をクレジット処理部１３に
通知する。

【００１３】クレジット処理部１３は、通知されたクレ
ジット数５４をクレジットカウンタ２１にセットする。
クレジット処理部１３はクレジットカウンタ２１の値が
「１」以上の場合は、送信バッファ制御部１５に送信可
であることを通知し、クレジットカウンタ２１の値が
「０」の場合は、送信バッファ制御部１５に送信不可で
あることを通知する。

【００１４】送信バッファ制御部１５は、送信可が通知
されている場合は、送信バッファ１４に格納されている
フレームを送信伝送処理部１７でセル化処理等の伝送処
理を施した後に伝送路Ａに送信し、クレジット処理部１
３は、送信バッファ１４からフレームが送信される度に
クレジットカウンタ２１をカウントダウンし、フロー制
御処理部１２は、１パルスを上位レイヤ送信処理部１１
に送信する。送信バッファ制御部１５は、クレジットカ
ウンタ２１の値が「０」の時は送信を停止する。

【００１５】上位レイヤ受信処理部３８は、通信の初期
化時に該上位レイヤ受信処理部３８が格納可能なフレー
ム数分のパルスをフロー制御信号４０に送信し、フレー
ム５０を受信して該フレームの処理が終了し、新たにフ
レームの受信が可能になるとフロー制御信号４０に１パ
ルス送信する。バッファ読み出し制御部３５は、受信し
たパルス数をレディカウンタ３７によりカウントし、受
信バッファ３３から１フレーム読み出す毎にレディカウ
ンタ３７をカウントダウンする。

【００１６】受信側装置３０がセル化されたフレームを
受信すると、受信伝送処理部３１によりフレームに組み
立てられ、該フレームを受信バッファ３３に格納する。
バッファ読み出し制御部３５は、レディカウンタ３７が
「１」以上の時は、受信バッファ３３に格納されている
フレームを上位レイヤ受信処理部３８に転送する。

【００１７】このような送信側装置１０及び受信側装置
３０の動作により、送信バッファ１４、受信バッファ３
３及び上位レイヤ受信処理部３８の受信バッファのオー
バフローが回避できる。

【００１８】近年、１Ｇbit/s以上のエンドシステム間
の高速通信の実現を目指し、各所で研究が行われてい
る。米国では、ギガビットテストベッドと称した高速の
実験網により大学や研究機関の間を接続し、その上で高
速通信のプロトコルや高速通信を使用したアプリケーシ
ョンの研究が行われている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】一般に、データ通信で
は、受信側装置の受信バッファのオーバフローを回避す
るため、フロー制御が行われる。通信距離が長くなり、
伝送速度が高速になると、送信側装置と受信側装置との
間の伝送速度に対する相対的な転送遅延が増加し、フロ
ー制御の制御情報の到着時間の相対的な遅れが増加す
る。

【００２０】前述した従来のフロー制御方法では、転送
遅延が増加すると受信側装置が受信可能であるにもかか
わらず送信側装置で過剰に送信を抑制し、転送性能が低
下するという問題があった。

【００２１】本発明の目的は、フロー制御の制御情報の
転送遅延時間が増加してもフロー制御の転送性能が低下
しないフロー制御方法を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明では、前記課題を
解決するため、受信側装置が受信バッファからのフレー
ムの読み出し数を送信側装置に通知し、送信側装置は該
通知に基づきデータの送信量を制御するフロー制御方法
において、送信側装置は通信の初期化時に初期化用のフ
レームを受信側装置に送信し、受信側装置は該初期化用
のフレームを受信した時、該受信側装置の受信バッファ
が格納可能なフレーム数を記載した応答フレームを返送
し、送信側装置は初期化用のフレームを送信してから応
答フレームを受信するまでの時間を測定して往復の転送
遅延時間を測定し、該往復の転送遅延時間の１／２の時
間が前記応答フレームに記載されている受信側装置の受
信バッファに格納可能なフレーム数分のデータの送信に
要する時間より大きい場合、送信を許可するフレーム数
を受信側装置の受信バッファに格納可能なフレーム数よ
り増加し、受信側装置は受信バッファからのフレームの
読み出し数を定期的に測定し、該測定結果及び前回の測
定時間から今回の測定時間までの時間差を記載したフレ
ームを定期的に送信側装置に送信し、送信側装置は前記
フレームを受信した時、該フレームに記載された測定結
果と時間差とにより受信側装置の受信バッファからのフ
レームの読み出し速度を求め、該読み出し速度と前記往
復の転送遅延時間とに基づいて送信を許可するフレーム
数の増加量を求めるようになしたことを特徴とするフロ
ー制御方法を提案する。

【００２３】従来は、受信側装置が受信バッファに格納
可能なフレーム数を送信側装置に通知し、送信側装置は
該通知されたフレーム数までのフレームを送信してい
た。これに対して本発明では、送信側装置及び受信側装
置間のフレームの転送遅延と、受信側装置の受信バッフ
ァからのフレームの読み出し速度と、受信側装置の受信
バッファの空容量とに基づいて送信側装置に送信を許可
するフレーム数を決める点で異なる。

【００２４】本発明によれば、送信側装置に送信を許可
するフレーム数を、送信側装置及び受信側装置間の転送
遅延と、受信側装置の受信バッファからのフレームの読
み出し速度とに基づいて決めることにより、送信側装置
及び受信側装置間の伝送距離が長くなり、フレームの転
送遅延が大きくなった場合でも転送性能が低下しない。
また、受信側装置の受信バッファの空容量が少なくなる
と、送信側装置に送信を許可するフレーム数を減らすこ
とにより、受信側装置の受信バッファのオーバフローの
危険性を低下させることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図４乃至図６は本発明のフロー制
御方法の実施の形態の一例を示すものである。

【００２６】図４は送信側装置、例えば６０の構成を示
すもので、図中、６１は上位レイヤ送信処理部、６２は
フロー制御処理部、６３は送信バッファ、６４はクレジ
ット抽出部、６５は送信バッファ制御部、６６は送信伝
送処理部、６７は受信伝送処理部、６８はクレジットカ
ウンタ、６９はクレジット演算処理部、７０はセレク
タ、７１は初期化処理部、７２はクロックである。ま
た、Ａは送信伝送路、Ｂは受信伝送路である。

【００２７】図５は受信側装置、例えば８０の構成を示
すもので、図中、８１は受信伝送処理部、８２は送信伝
送処理部、８３は受信フレームカウンタ、８４はクレジ
ットフレーム生成部、８５は受信バッファ、８６は送信
クロック、８７はバッファ読み出し制御部、８８は上位
レイヤ受信処理部、８９は受信バースト、９０はフロー
制御信号である。

【００２８】図６はフレーム、例えば１００の構成を示
すもので、図中、１０１はフレーム種別、１０２は宛先
アドレス、１０３は送り元アドレス、１０４は送信間
隔、１０５はフレーム蓄積数、１０６はクレジット数で
あり、これらはフレームヘッダ１０７を構成し、また、
１０８はユーザ情報であり、これはぺイロード１０９を
構成する。

【００２９】以下、動作について説明する。

【００３０】フロー制御処理部６２は、通信の初期化時
に送信バッファ６３が蓄積可能なフレーム数分のパルス
を上位レイヤ送信処理部６１に送信する。送信バッファ
６３からフレーム１００が送信され、送信バッファ６３
に１フレーム分の空容量が増える度に、フロー制御処理
部６２は上位レイヤ送信処理部６１へ１パルスを送信す
る。上位レイヤ送信処理部６１は、フロー制御処理部６
２が送信するパルス数までのフレーム１００の送信が可
能である。

【００３１】初期化処理部７１は、通信の初期化時にフ
レーム種別１０１に初期化用のフレームであることを示
す識別子を記載した初期化フレーム１００を、送信伝送
処理部６６でセル化処理等の伝送処理を施した後、伝送
路Ａに送信する。

【００３２】セル化された初期化フレーム１００が受信
側装置８０に到着すると、受信伝送処理部８１は、受信
セルを初期化フレームに組み立てる。クレジットフレー
ム生成部８４は、該初期化フレームのフレーム種別１０
１に初期化フレームの識別子が記載されていることを認
識すると、該初期化フレームに対する応答フレームの識
別子をフレーム種別１０１に記載し、クレジット数１０
６の領域に受信バッファ８５に格納可能なフレーム数で
ある初期クレジット（Cinit）を記載した応答フレーム
を送信伝送処理部８２によりセル化した後、伝送路Ｂに
送信する。

【００３３】セル化された該応答フレームが送信側装置
６０に到着すると、受信伝送処理部６７によりフレーム
に組み立てられ、初期化処理部７１は、該受信フレーム
のフレーム種別１０１に初期化フレームの応答フレーム
の識別子が記載されている時は、初期化フレームを送信
してから、該応答フレームを受信するまでの時間をクロ
ック７２により測定し、該測定結果を往復の転送遅延時
間としてクレジット演算処理部６９に通知する。

【００３４】一方、クレジット抽出部６４は、該応答フ
レーム１００のクレジット数１０６に記載されている初
期クレジットをクレジット演算処理部部６９に通知す
る。クレジット演算処理部１０６は、初期クレジットを
クレジットカウンタ６８にセットする。クレジットカウ
ンタ６８の値が「１」以上で、送信バッファ６３に送信
フレームが格納されている時、送信バッファ制御部６５
は該フレームを送信伝送処理部６６を通して伝送路Ａに
送信する。

【００３５】クレジットカウンタ６８は、送信バッファ
６３からフレームが送信される度にカウントダウンされ
る。クレジットカウンタ６８の値が「０」であるか、送
信バッファ６３にフレームが格納されていない場合に
は、送信バッファ制御部６５は送信バッファ６５からの
フレームの送信は行わない。

【００３６】クレジットフレーム生成部８４は、受信バ
ッファ８５から読み出されるフレーム数（クレジット）
を一定周期毎に測定し、フレーム種別１０１にクレジッ
トを記載したフレームであることを示す識別子を記載
し、送信間隔１０４に測定周期を記載し、クレジット数
１０６に該クレジットを記載し、フレーム蓄積数１０５
にその時点で受信バッファ８５に格納されているフレー
ム数を記載したフレームを送信伝送処理部８２を通して
伝送路Ｂに送信する。

【００３７】フレームを伝送路Ｂより送信側装置６０が
受信すると、クレジット抽出部６４は、該フレームに記
載されている送信間隔１０４、フレーム蓄積数１０５、
クレジット数１０６をクレジット演算処理部６９にそれ
ぞれ通知する。クレジット演算処理部６９は、通知され
た初期クレジット、送信間隔、フレーム蓄積数、クレジ
ットに基づいてフロー制御を行う。

【００３８】以下、これらの通知情報に基づくフロー制
御のアルゴリズムについて説明する。

【００３９】まず、以下の説明に出てくる変数を定義す
る。

【００４０】Cinitを初期クレジット、Rateを伝送路の
速度、Tpropを伝送路の往復の転送遅延時間、Cnewをク
レジット、Tcをクレジット送信周期、Credit_countをク
レジットカウンタ６８の値、Fsizeをフレームサイズ、C
offsetをクレジット値の増加値、Rbufを受信側装置の受
信バッファからの単位時間当たりのフレームの読み出し
数とする。通信の初期化時には、これらの変数を０に初
期化する。

【００４１】クレジット演算処理部６９は、通知された
初期クレジット（Cinit）数のフレームの送信に要する
時間が、往復の転送遅延時間（Tprop）の１／２の値よ
り大きい場合、即ち Cinit×Fsize／Rate≧Tprop／２ ……(1) を満たす場合は、以下の処理を行う。

【００４２】まず、 Credit_count＝Cinit ……(2) というようにクレジットカウンタ６８（Credit_count）
に初期クレジット（Cinit）をセットする。

【００４３】受信側装置８０は、続いて周期的にクレジ
ットが記載されたフレームを受信すると、 Credit_count＝Cnew＋Credit_count ……(3) という処理を行う。

【００４４】受信バッファ８５に格納可能なフレームの
送信に要する時間が往復の転送遅延時間の１／２より短
い場合、即ち Cinit×Fsize／Rate＜Tprop／２ ……(4) を満たす場合は、以下の処理を行う。

【００４５】送信側装置６０は、初期化フレームの応答
フレームを受信した時、該フレームのクレジット数１０
６に記載されている初期クレジットをクレジットカウン
タ６８にセット、即ち Credit_count＝Cinit ……(5) とする。

【００４６】送信側装置６０は、受信側装置８０から周
期的に送信されてくる、クレジットが記載されているフ
レーム１００を受信すると、受信側装置８０の受信バッ
ファ８５からの単位時間当たりのフレームの読み出し数
（Rbuf）を、クレジット（Cnew）とクレジット送信間隔
（Tc）から Rbuf＝Cnew／Tc ……(6) として求める。

【００４７】フレームのクレジット数１０６に記載され
ている値に基づいて、 Coffset＝（Tprop／２−Cinit×Fsize／Rate）×Rbuf×Fsize／Rate −Coffset Credit_count＝Credit_count＋Cnew＋Coffset ……(7) という式から、クレジットカウンタ６８に値をセットす
る。

【００４８】以上の処理を送信側装置６０は、クレジッ
トを記載したフレームを受信する度に行う。

【００４９】また、式(7)を、 Coffset＝（Tprop／２−Cinit×Fsize／Rate）×Rbuf×Fsize／Rate −Coffset Credit_count＝Credit_count＋Cnew＋α×Coffset ……(8) に置き換えることにより、受信バッファ８５がオーバー
フローする危険性を低くすることが可能である（但し、
αは１未満の値である。）。

【００５０】送信側装置６０は、周期的に受信するフレ
ーム１００に記載されているフレーム蓄積数１０５の値
と初期クレジットとの差がある特定の値以下になった時
は、 Credit_count＝Credit_count＋Cnew ……(9) によりクレジットカウンタ６８に値をセットする。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
信の初期化時に、送信側装置及び受信側装置間の転送遅
延時間を測定し、該測定結果が受信側装置の受信バッフ
ァに格納可能なフレーム数分のデータの送信に要する時
間より大きい場合は、送信側装置に送信を許可するフレ
ーム数を、転送遅延時間と受信側装置の受信バッファに
格納可能なフレーム数分のデータの送信に要する時間と
の差に比例して増加させることにより、転送遅延時間が
増加しても転送性能が低下しないフロー制御を行うこと
ができる。また、受信側装置から送信側装置に定期的に
送信される受信バッファからのフレームの読み出し数と
その送信周期とにより、送信側装置は受信側装置の受信
バッファからの読み出し速度を求めることができ、該読
み出し速度により送信側装置に送信を許可するフレーム
数を設定することにより、受信側装置の上位レイヤの処
理速度に応じて受信バッファのオーバーフローを回避し
つつ高効率のフロー制御を行うことができる。

【００５２】また、送信側装置に送信を許可するフレー
ム数の増加量に１未満の係数をかけることにより、さら
にオーバーフローの危険性を低くしたフロー制御を行う
ことができる。

【００５３】さらにまた、受信側装置から送信側装置に
受信バッファにおけるフレームの蓄積数を転送し、該フ
レームの蓄積数と受信バッファに格納可能なフレーム数
との差を求めることにより、受信側装置の受信バッファ
の空容量を知り、該空容量がある特定の値以下になった
時、送信側装置に送信を許可するフレーム数の増加量を
小さくすることによって受信側装置の受信バッファのオ
ーバーフローを防止することが可能である．

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のフロー制御方法の一例を示す送信側装置
の構成図

【図２】従来のフロー制御方法の一例を示す受信側装置
の構成図

【図３】従来のフロー制御方法の一例を示すフレームの
構成図

【図４】本発明のフロー制御方法の実施の形態を示す送
信側装置の構成図

【図５】本発明のフロー制御方法の実施の形態を示す受
信側装置の構成図

【図６】本発明のフロー制御方法の実施の形態を示すフ
レームの構成図

【符号の説明】

６０…送信側装置、６１…上位レイヤ送信処理部、６２
…フロー制御処理部、６３…送信バッファ、６４…クレ
ジット抽出部、６５…送信バッファ制御部、６６…送信
伝送処理部、６７…受信伝送処理部、６８…クレジット
カウンタ、６９…クレジット演算処理部、７０…セレク
タ、７１…初期化処理部、７２…クロック、８０…受信
側装置、８１…受信伝送処理部、８２…送信伝送処理
部、８３…受信フレームカウンタ、８４…クレジットフ
レーム生成部、８５…受信バッファ、８６…送信クロッ
ク、８７…バッファ読み出し制御部、８８…上位レイヤ
受信処理部、８９…受信バースト、９０…フロー制御信
号、１００…フレーム、１０１…フレーム種別、１０２
…宛先アドレス、１０３…送り元アドレス、１０４…送
信間隔、１０５…フレーム蓄積数、１０６…クレジット
数、１０７…フレームヘッダ、１０８…ユーザ情報、１
０９…ぺイロード、Ａ，Ｂ…伝送路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信側装置が受信バッファからのフレー
   ムの読み出し数を送信側装置に通知し、送信側装置は該
   通知に基づきデータの送信量を制御するフロー制御方法
   において、 送信側装置は通信の初期化時に初期化用のフレームを受
   信側装置に送信し、 受信側装置は該初期化用のフレームを受信した時、該受
   信側装置の受信バッファが格納可能なフレーム数を記載
   した応答フレームを返送し、 送信側装置は初期化用のフレームを送信してから応答フ
   レームを受信するまでの時間を測定して往復の転送遅延
   時間を測定し、該往復の転送遅延時間の１／２の時間が
   前記応答フレームに記載されている受信側装置の受信バ
   ッファに格納可能なフレーム数分のデータの送信に要す
   る時間より大きい場合、送信を許可するフレーム数を受
   信側装置の受信バッファに格納可能なフレーム数より増
   加し、 受信側装置は受信バッファからのフレームの読み出し数
   を定期的に測定し、該測定結果及び前回の測定時間から
   今回の測定時間までの時間差を記載したフレームを定期
   的に送信側装置に送信し、 送信側装置は前記フレームを受信した時、該フレームに
   記載された測定結果と時間差とにより受信側装置の受信
   バッファからのフレームの読み出し速度を求め、該読み
   出し速度と前記往復の転送遅延時間とに基づいて送信を
   許可するフレーム数の増加量を求めるようになしたこと
   を特徴とするフロー制御方法。
2. 【請求項２】 送信を許可するフレーム数の増加量に１
   未満の係数を掛けた値を増加量とすることを特徴とする
   請求項１記載のフロー制御方法。
3. 【請求項３】 受信側装置から送信側装置に送信するフ
   レームにその時点で該受信側装置の受信バッファに蓄積
   されているフレーム数を記載し、送信側装置では該フレ
   ーム数と受信側装置の受信バッファに格納可能なフレー
   ム数との差を求めることにより受信側装置の受信バッフ
   ァの空容量を知り、受信バッファの空容量がある特定の
   値以下になった場合、送信を許可するフレーム数の増加
   量を減らすことを特徴とする請求項１または２記載のフ
   ロー制御方法。
4. 【請求項４】 受信側装置の受信バッファの空容量が特
   定の値以下から特定の値以上に変化した場合、送信側装
   置に送信を許可するフレーム数を増加させることを特徴
   とする請求項３記載のフロー制御方法。