JPH1132050A - Ａｔｍ交換装置における優先制御キュー制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交換装置内のリソースを有効活用し、同容量
のキューを有する交換装置より多くのトラヒックに対し
て通信品質を向上させることができるＡＴＭ交換装置に
おけるキュー制御方法を提供する。 【解決手段】 優先クラス別の複数のキューを有するＡ
ＴＭ交換装置のキュー制御方法であって、ステップ３０
１〜３１２に基づいて、回線インタフェース部で受信し
たセルに対してキューを登録する際に、優先クラスに対
応するキューの使用量を監視し（３０４）、ＶＣの要求
優先クラスキューの使用量が一定量を超過している場合
に、他の優先クラスキューから一定量の未使用のキュー
を一時的に当該ＶＣの要求優先クラスキューとして動的
に割当てるために各優先クラス毎の管理ポインタを変更
する（３０７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＴＭ（Asynchro
nous Transfer Mode：非同期転送モード）交換技術を用
いた通信ネットワークにあって、データ、音声、画像な
どの様々なタイプのトラヒックに対してトラヒック別に
通信品質を要求する場合に、優先クラス別の複数の優先
制御キュー（以下単にキューと称す）を有するＡＴＭ交
換装置におけるキュー制御方法に適用して有効な技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、本発明者が検討したところに
よれば、ＡＴＭネットワークを構成するＡＴＭ交換装置
においては、ＡＴＭ Ｆｏｒｕｍ ＵＮＩ3.０／3.１，
4.０で規定するＱｏＳ（Quality of Service）クラスを
実現するため、ＣＢＲ（Constant Bit Rate)、ＶＢＲ
（Variable Bit Rate)、ＡＢＲ（Available Bit Rat
e）、ＵＢＲ（Unspecified Bit Rate）などの優先クラ
ス別の複数のキューに対し、各論理通信コネクション
（以下ＶＣと称す）が要求する優先クラスに対応するキ
ューを固定的に割当ててＡＴＭセル（以下単にセルと称
す）のセル転送を行う技術などが知られている。

【０００３】なお、このようなＡＴＭ交換装置に関する
技術としては、たとえば１９９５年２月１０日、ソフト
リサーチセンター発行の「ＡＴＭ−ＬＡＮ」Ｐ１１１〜
Ｐ１２７に記載される技術などが挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
なＡＴＭ交換装置においては、１つの優先クラスにトラ
ヒックが集中すると、このクラスに対応するキューの使
用量が高くなり、セル廃棄を起こして通信品質が低下す
るなどの恐れがある。また、このような場合に、別の優
先クラスに対応するキューが使用されていない場合でも
ＶＣが要求する優先クラスに対して固定的にキューを割
当てるために、ＡＴＭ交換装置内のリソースを有効に利
用することはできない。

【０００５】すなわち、前記ＡＴＭ交換装置の技術で
は、ＶＣが要求する優先クラスに対して、対応するキュ
ーを固定的に使用しているため、未使用のリソースを有
効活用してより多くのＶＣを転送することができないと
いう問題が考えられる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、複数の優先クラ
ス別キューを有するＡＴＭ交換装置内のキュー使用量を
監視して、キューの使用状況に応じて各ＶＣが要求する
優先クラスに対応するキューの割当て量を動的に変更す
ることにより、ＡＴＭ交換装置内のリソースを有効活用
し、同容量のキューを有する交換装置より多くのトラヒ
ックに対して通信品質を向上させることができるＡＴＭ
交換装置におけるキュー制御方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のＡＴＭ交換装置におけるキュー制御方法
は、優先クラス別のキューを有するＡＴＭ交換装置にお
いて、優先クラスに対応する複数のキューの使用量を監
視して、セル転送の際に、当該ＶＣの要求する優先クラ
スに対応するキューの割当て量を動的に変更することに
より、リソースの有効活用を図り、さらに同容量の固定
使用の場合に比べて多くのトラヒックを転送可能にする
ものである。

【０００８】具体例として、ＡＴＭ交換装置内の限られ
たリソースの使用効率を向上させ、さらにセル廃棄率を
低減させてより多くのＶＣを効率良く設定することがで
きるキュー制御方法は、各優先クラス毎のキューの割当
て量を制御する管理ポインタを動的に変更する機能を設
けて各優先クラスに対応するキューサイズを変更可能に
して、トラヒック量が増加してキュー使用量が高い優先
クラスに対してキュー使用量の低い他の優先クラスに対
応する一定量の未使用状態にあるキューを一時的に割当
て、逆にキュー使用量が低くなればキューサイズの少な
い優先クラスにキューを返還する機能を設けるようにし
たものである。

【０００９】すなわち、回線インタフェース部で受信し
たセルに対してキューを登録する際に、ＶＣの要求優先
クラスキューの使用量が一定量を超過している場合に、
他の優先クラスキューから一定量の未使用のキューを一
時的に当該ＶＣの要求優先クラスキューとして割当てる
ために各優先クラス毎の管理ポインタを変更することに
より、ＡＴＭ交換装置内のリソースを有効活用し、さら
にセル廃棄率を低減してより効率良く通信品質を保証す
ることができる。

【００１０】他の具体例として、ＡＴＭ交換装置内の限
られたリソースの使用効率を向上させ、セル廃棄率を低
減させてより多くのＶＣを効率良く設定することができ
ると共に、回線上にセルを送出する際にセル単位で順序
逆転が発生しないようにすることができるキュー制御方
法は、各ＶＣ毎にフレームを認識する機能を設け、ある
ＶＣが要求する優先クラス（以下要求優先クラスと称
す）に対応するキューの使用量が高い場合に、それより
優先度が高くキュー使用量が低い優先クラス（以下高優
先クラスと称す）に変更し、逆に各優先クラスに対応す
るキューの使用量に応じて本来の要求優先クラスに変更
して回線インタフェースから見て見かけ上要求優先クラ
スに対応するキューサイズを変更する場合に、使用する
優先クラスの変更を当該ＶＣのフレーム単位で行うよう
にしたものである。

【００１１】すなわち、回線インタフェース部で受信し
たセルに対してキューを登録する際に、要求優先クラス
キューの使用量が一定量を超過している場合に、要求優
先クラスより優先度が高くキュー使用量の低い高優先ク
ラスへの変更や、キューの使用状況に応じて本来の要求
優先クラスへの変更をフレーム単位に行うことにより、
ＡＴＭ交換装置内のリソースを有効活用し、さらにセル
廃棄率を低減してより効率良く通信品質を保証すること
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１３】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１であるＡＴＭ交換装置を示す概略構成図、図２は本
実施の形態１のＡＴＭ交換装置において、キューサイズ
を変更する際の説明図、図３はキューサイズを変更する
処理を示すフロー図である。

【００１４】まず、図１により本実施の形態１のＡＴＭ
交換装置の概略構成を説明する。

【００１５】本実施の形態１のＡＴＭ交換装置は、たと
えば優先クラス別の複数のキューを有するＡＴＭ交換装
置１とされ、セルスイッチ部２と、回線インタフェース
部５１〜５５とから構成されている。セルスイッチ部２
には、優先クラス別のキュー３１〜３４と、ＡＴＭネッ
トワークを収容する回線インタフェース部５１〜５５か
らセルスイッチ部２へと各ＶＣ上のセルを送出する際に
キュー３１〜３４を登録するセル転送機構４１と、キュ
ー３１〜３４を処理して優先順位に従って回線インタフ
ェース部５１〜５５にセルを送出するセル転送機構４２
とが備えられている。

【００１６】なお、キュー３１〜３４は、優先度の高い
順に３１、３２、３３、３４とし、以下優先クラスを表
す場合に、キュー３１の優先クラスの場合は「優先クラ
ス３１」として同じ符号で扱うものとする。また、セル
転送機構４１，４２には、後述する図２に示すように、
フレーム単位の認識を行うフレーム認識機能７、一時的
にセルを蓄積するバッファ８などが備えられている。

【００１７】ここで、図２を用いて、キューサイズを変
更する場合の概要を説明する。

【００１８】図２は、一例として、キューの割当て量を
制御する２つの管理ポインタ６３１，６３２で指定され
たキュー３３と、同じく管理ポインタ６４１，６４２で
指定されたキュー３４とにおいて、キュー使用量の低い
キュー３３から管理ポインタ６３２，６３３で指定され
る一定量の未使用キューをキュー使用量の高いキュー３
４に対して割当てることにより、キュー３３は管理ポイ
ンタ６３１，６３３で、キュー３４は管理ポインタ６４
１，６４３でそれぞれ指定されたキューサイズに変更さ
れる構造を示す。

【００１９】管理ポインタ６３２，６３３で指定された
一定量のキューは、キュー３４の使用量が低くなり他の
優先クラスに対応するキューが不足してきた場合、ある
いは、割当て元のキュー３３の使用量が高くなって本来
のキューサイズを必要とする場合、キュー使用量を監視
してキュー使用量が低い優先クラスから動的にキュー使
用量の高い優先クラスに対応するキューとして割当て
る。

【００２０】次に、本実施の形態１のＡＴＭ交換装置１
におけるキュー制御方法について、図３に基づいてキュ
ーサイズを変更する際の処理手順を説明する。

【００２１】図３に示すキュー制御方法は、キューの使
用量に応じてＶＣの要求優先クラスのキュー使用量が高
い場合に、キュー使用量の低い優先クラスに対応する一
定量の未使用キューを当該ＶＣの要求優先クラスのキュ
ーに一時的に割当てる処理を実現するものである。

【００２２】たとえば、キュー使用量が高い要求優先ク
ラスを優先クラス３４とするＶＣがキュー使用量の低い
優先クラス３３の一定量の未使用のキューをキュー３４
に割当てることにより、当該ＶＣのセル転送を可能にす
る。

【００２３】このキュー制御方法では、まず、回線イン
タフェース部５１（５２〜５５）で受信した優先クラス
３４を要求するＶＣ上のセルをセル転送機構４１に送る
（ステップ３０１，３０２）。そして、セル転送機構４
１は当該ＶＣの要求する優先クラス３４のキュー使用量
を調べる（ステップ３０３）。

【００２４】この結果、キュー使用量が一定量以下でキ
ュー使用量が低い場合、キュー３４のキューサイズを変
更せず、キュー３４に継続して登録する（ステップ３０
８）。また、キュー使用量が一定量以上でキュー使用量
が高い場合、他の優先クラスのキュー使用量を監視する
（ステップ３０４）。

【００２５】この監視の結果、他の優先クラスキューの
中でキュー使用量が低く、一定量の未使用キューを割当
て可能なキュー３３から管理ポインタ６３２，６３３で
指定される未使用キューを割当て、キュー３３とキュー
３４とのキューサイズを変更する（ステップ３０５，３
０６）。

【００２６】このキューサイズの変更は、キュー３３を
指定する管理ポインタを管理ポインタ６３１，６３２か
ら管理ポインタ６３１，６３３に、キュー３４を指定す
る管理ポインタを管理ポインタ６４１，６４２から管理
ポインタ６４１，６４３に変更して更新することにより
行う（ステップ３０７）。

【００２７】一方、監視の結果、他の優先クラスキュー
の中で使用量が低く、一定量の未使用キューを割当て可
能なキューが無い場合は、セル転送機構４１内のバッフ
ァ８にセルを一時的に蓄積する（ステップ３０９，３１
０）。

【００２８】この間に、キュー３４の処理が進んでキュ
ー使用量が低下したり、あるいは他の優先クラスの未使
用キューを割当てることができ、キュー３４のキューサ
イズを増加させることによりキュー３４に登録可能にな
れば、バッファ８に蓄積されたセルをキュー３４に登録
する（ステップ３１１，３０８）。

【００２９】また、バッファ８でセルを蓄積することが
できない場合、あるいはバッファ８に蓄積後、一定時間
内にキュー３４にセル転送ができない場合はセルを廃棄
する（ステップ３１２）。

【００３０】以上のようなキューサイズを変更する処理
は、他のキュー３１，３２においても前記キュー３３，
３４と同様に、キュー使用量を監視して、キューの管理
ポインタを変更してキューサイズを変えることができ
る。そして、これらのキュー３１〜３４は、セル転送機
構４２を介して優先順位に従って回線インタフェース部
５５（５１〜５４）から送出される。

【００３１】従って、本実施の形態１のＡＴＭ交換装置
１によれば、回線インタフェース部５１〜５５で受信し
たセルに対してキュー３１〜３４を登録する際に、ＶＣ
の要求優先クラスキューの使用量が一定量を超過してい
る場合に、他の優先クラスキューから一定量の未使用の
キューを一時的に当該ＶＣの要求優先クラスキューとし
て割当てるために各優先クラス毎の管理ポインタを変更
することにより、ＡＴＭ交換装置１内のリソースを有効
活用し、さらにセル廃棄率を低減してより効率良く通信
品質を保証することができる。

【００３２】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２であるＡＴＭ交換装置において、フレーム単位に優
先クラスを変更する際の説明図、図５はフレーム単位に
優先クラスを変更する処理を示すフロー図である。

【００３３】本実施の形態２のＡＴＭ交換装置１は、前
記実施の形態１と同様に、優先クラス別の複数のキュー
を有するＡＴＭ交換装置とされ、優先クラス別のキュー
３１〜３４、キュー３１〜３４を登録するセル転送機構
４１、セルを送出するセル転送機構４２が備えられてい
るセルスイッチ部２と、回線インタフェース部５１〜５
５とから構成され、前記実施の形態１との相違点は、キ
ュー制御方法としてフレーム単位に優先クラスを変更す
る処理を実行するようにした点である。

【００３４】ここで、図４を用いて、フレーム単位に優
先クラスを変更する場合の概要を説明する。

【００３５】図４は、一例として、優先クラス３４を要
求優先クラスとするＶＣのセルの受信時にキュー３４の
使用量が高い場合に、キュー使用量が低い優先クラス３
３に優先クラスを変更してキュー登録する際、フレーム
認識機能７によりフレームの最終のセル９１を受信する
までは、キュー３４に登録を継続し、次のフレームを構
成するセル９２からはキュー３３に登録する構造を示
す。

【００３６】優先クラスの変更はフレーム単位に行うた
め、次のフレームを受信するまでは、キュー３４に登録
するか、キュー３４に受信中のフレームに対応する相当
量の未使用キューが無い場合は、セル転送機構４１のバ
ッファ８に一時的に蓄積され、キュー３４の空き具合を
待ってキュー３４に登録する。

【００３７】使用する優先クラスを変更することによっ
て本来の要求優先クラスで転送されるセルと、高優先ク
ラスで転送されるセルとの間に生ずるセル順序の逆転を
防止して優先クラスを変更できる。また、優先クラスを
本来の要求優先クラスに戻す場合も同様にフレーム単位
を契機に行う。

【００３８】次に、本実施の形態２のＡＴＭ交換装置１
におけるキュー制御方法について、図５に基づいてフレ
ーム単位に優先クラスを変更する際の処理手順を説明す
る。

【００３９】図５は、キューの使用量に応じてＶＣの要
求優先クラスのキュー使用量が高い場合に、優先度の高
くキュー使用量が低い優先クラスにフレーム単位に優先
クラスを変更してキュー登録する処理を実現するもので
ある。

【００４０】たとえば、キュー使用量が高い要求優先ク
ラス３４からキュー使用量の低い高優先クラスキュー３
３に優先クラスを変更することにより、当該ＶＣのセル
転送を可能にする。

【００４１】このキュー制御方式では、まず、回線イン
タフェース部５１（５２〜５５）で受信した優先クラス
３４を要求するＶＣ上のセルをセル転送機構４１に送る
（ステップ５０１，５０２）。そして、セル転送機構４
１は当該ＶＣの要求する優先クラス３４のキュー使用量
を調べる（ステップ５０３）。

【００４２】この結果、キュー使用量が一定量以下で使
用量が低い場合、優先クラスを変更せず、キュー３４に
継続して登録する（ステップ５０８）。また、キュー使
用量が一定量以上で使用量が高い場合、他の優先クラス
のキュー使用量を監視する（ステップ５０４）。

【００４３】この監視の結果、キュー３３が他の優先ク
ラスキューの中で使用量が低く優先度の高い場合、当該
ＶＣの優先クラスをキュー３４からキュー３３へ変更す
る（ステップ５０５）。

【００４４】この優先クラスの変更は、受信セルがフレ
ームの途中であるか否かを調べ、フレームの途中である
場合、キュー３４に空きがあればキュー３４に登録し、
空きが無ければバッファ８でフレームの最終セルを受信
するまで一時的に蓄積する（ステップ５０６〜５０８，
５１２）。

【００４５】この間に、キュー３４が処理されてキュー
使用量が低下してキュー３４に登録可能であればキュー
３４に登録し、不可能ならセルを廃棄する（ステップ５
１３，５１１）。

【００４６】また、バッファ８で、たとえば図４のよう
にセル９１を蓄積中に次のフレームの先頭のセル９２を
受信したら、このセル９２からキュー３３に登録する
（ステップ５０９，５１０）。キュー３３への変更を決
定した時点で受信したセル９２がフレームの先頭である
場合、すぐに優先クラスを変更してキュー３３に登録を
開始する。

【００４７】一方、監視の結果、他の優先クラスの中で
キュー使用量が低く優先度の高いキューが無い場合は、
優先クラスを変更せず、セルを廃棄する（ステップ５１
１）。

【００４８】なお、優先クラスキュー３３の使用量が高
くなり本来の優先クラスに戻す場合も同様にフレーム単
位で行う。

【００４９】以上のように、優先クラスの使用状況に応
じて優先クラスをキュー使用量の少ない優先度の高い優
先クラスに変更する際にフレーム単位で行うことによ
り、セル単位での順序逆転を防止することができる。な
お、このフレーム単位に優先クラスを変更する処理は、
他のキュー３１，３２においても前記キュー３３，３４
と同様に行うことができる。

【００５０】従って、本実施の形態２のＡＴＭ交換装置
１によれば、回線インタフェース部５１〜５５で受信し
たセル９１，９２に対してキュー３１〜３４を登録する
際に、要求優先クラスキューの使用量が一定量を超過し
ている場合に、要求優先クラスより優先度が高くキュー
使用量の低い高優先クラスへの変更や、キューの使用状
況に応じて本来の要求優先クラスへの変更をフレーム単
位に行うことにより、ＡＴＭ交換装置１内のリソースを
有効活用し、さらにセル廃棄率を低減してより効率良く
通信品質を保証することができる。

【００５１】本発明は前記実施の形態１および２に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変更可能であることはいうまでもない。たとえば、キュ
ー制御方法としては、各キューの使用状況に応じて動的
に未使用の優先制御キューを割当て、変更することがで
きる方法であればよく、このような種々の方法でもＡＴ
Ｍ交換装置内のリソースを有効活用しながらセル転送を
可能とすることができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、優先クラス別の複数の
キューを有するＡＴＭ交換装置において、セル転送をす
る際にキューの使用量に応じて、未使用のキューをキュ
ー使用量の高い優先クラスのキューとして割当てたり、
あるいは、キュー使用量の高い優先クラスの代わりに優
先クラスを変更してキューを利用することにより、リソ
ースを効率良く使用でき、かつセル廃棄率を低減するこ
とができる。

【００５３】この結果、キューの使用状況に応じて割当
て量を動的に変更することによって、トラヒックに影響
を与えずに多くのセルを転送することができるので、よ
り多くのトラヒックに対して通信品質を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１であるＡＴＭ交換装置を
示す概略構成図である。

【図２】本発明の実施の形態１のＡＴＭ交換装置におい
て、キューサイズを変更する際の説明図である。

【図３】本発明の実施の形態１のＡＴＭ交換装置におい
て、キューサイズを変更する処理を示すフロー図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態２であるＡＴＭ交換装置に
おいて、フレーム単位に優先クラスを変更する際の説明
図である。

【図５】本発明の実施の形態２であるＡＴＭ交換装置に
おいて、フレーム単位に優先クラスを変更する処理を示
すフロー図である。

【符号の説明】

１…ＡＴＭ交換装置、２…セルスイッチ部、７…フレー
ム認識機能、８…バッファ、３１〜３４…キュー、４
１，４２…セル転送機構、５１〜５５…回線インタフェ
ース部、９１，９２…セル、６３１〜６３３，６４１〜
６４３…管理ポインタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹羽 徳広 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式会 社日立製作所オフィスシステム事業部内 (72)発明者 西島 富久 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式会 社日立製作所オフィスシステム事業部内 (72)発明者 松山 信仁 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立インフォメーションテクノロジー内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の優先クラスに対応するＡＴＭセル
   の転送制御を行うための複数の優先制御キューと、回線
   インタフェース部から各論理通信コネクション毎にその
   各論理通信コネクションが要求する優先クラスに対応す
   る各優先制御キューを登録する手段と、前記各優先制御
   キューから優先順位に従って前記回線インタフェース部
   に対してＡＴＭセルを送出するために前記優先制御キュ
   ーを処理する手段とを有し、前記優先クラスに対応する
   優先制御キューの使用量を監視し、前記ＡＴＭセルの転
   送の際に、当該論理通信コネクションの要求する優先ク
   ラスに対応する優先制御キューの割当て量を動的に変更
   することを特徴とするＡＴＭ交換装置における優先制御
   キュー制御方法。