JP2967337B2

JP2967337B2 - Ａｔｍエンドシステムにおける資源予約方式

Info

Publication number: JP2967337B2
Application number: JP29153496A
Authority: JP
Inventors: 直樹清島
Original assignee: CHOKOSOKU NETSUTOWAAKU KONPYUUTA GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: CHOKOSOKU NETSUTOWAAKU KONPYUUTA GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2016-11-01
Also published as: JPH10135979A

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（Ａｓｙｎ
ｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）網に
接続されたＡＴＭエンドシステムにおける資源予約方式
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓ
ｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔ
ｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）のような既存のプロト
コル上で動作するアプリケーションをＡＴＭ網上で動か
すとき、ＡＴＭ網の資源予約に際して通信帯域を制御す
るにはそのための改造が必要であり、新規のアプリケー
ションについてもその論理を組み込む必要がある。ま
た、ＡＴＭ網の資源予約に関するプロトコルとしては、
プロトコルＲＳＶＰ（ＲｅｓｏｕｒｃｅＲｅｓｅｒｖ
ａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）がＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅ
ｒｎｅｔＥｎｇｎｅｅｒｉｎｇＴａｓｋＦｏｒｃ
ｅ）で標準化が進められている。

【０００３】さらに、通信帯域予約失敗時に転送レート
を下げて帯域を予約する例として、若宮らが電子情報処
理学会、信学技報ＳＳＥ９４−１１４の論文「ＡＴＭ
ＬＡＮにおけるリンク情報を用いた動的帯域予約方式の
性能評価」で提案している方式がある。この方式は、バ
ースト単位に帯域の予約を行い、予約失敗時には申告レ
ートを再予約するＡＣＫ／ＮＡＣＫ方式である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＴＣＰ／ＩＰのような
既存のプロトコル上で動作するアプリケーションをＡＴ
Ｍ網上で動かすとき、通信帯域を制御するためにはその
ための改造が必要であるという問題がある。また、資源
予約プロトコルＲＳＶＰでは、ユーザの指定する資源が
確保できない場合は呼損となり、柔軟性に欠けるという
問題がある。さらに、上述のＡＣＫ／ＮＡＣＫ方式のよ
うに、ＦＲＰ（ＦａｓｔＲｅｓｅｒｖａｔｉｏｎＰ
ｒｏｔｏｃｏｌ）に限定したサービスクラスにおいて
は、帯域に限定した再試行や固定的な帯域の増減が行わ
れているため、ユーザが指定するサービスクラスにおい
て所望の通信パラメータを自由に再試行できる資源予約
方式が要望されている。

【０００５】従って本発明は、ＴＣＰ／ＩＰのような既
存のプロトコル上のアプリケーションを改造することな
く帯域制御の論理を組み込むことを可能にすると共に、
新規アプリケーション開発時の帯域制御に関する作成規
模を縮小することを目的とする。また、ユーザの指定す
る資源が確保できない場合でも単純に呼損とせず、再試
行を行うことにより柔軟な帯域予約を行うことを目的と
する。また、ユーザやアプリケーションが指定するサー
ビスクラスにおいて所望の通信パラメータを自由に変更
可能にして再試行を行うことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、ＡＴＭエンドシステムにおいて、ア
プリケーションやユーザ情報転送プロトコルとは独立に
ＡＴＭコネクションを設定する設定手段（資源予約機能
部）を設け、設定手段はユーザやアプリケーションが指
定した資源要求リストを用いてコネクションを確立する
ようにしたものである。この結果、ＴＣＰ／ＩＰのよう
な既存のプロトコル上のアプリケーションに対して改造
することなく帯域制御の論理を組み込むことが可能にな
る。また、新規アプリケーション開発時の帯域制御に関
する作成規模を縮小できる。さらに、ユーザが指定した
資源が確保できない場合でも単純に呼損とせず、また限
定したサービスクラスで帯域に限定した再試行や固定的
な帯域の増減ではなく、ユーザやアプリケーションが指
定した通信パラメータを自由に変更して再試行したり、
通信を行いながらタイミングをとって通信グレードを上
げてコネクションを再設定したりすることが可能にな
る。また、使用可能な資源を通知する機能を有するＡＴ
Ｍ網から通知された資源の範囲にあって最大限の資源を
活用する通信パラメータの組み合わせを資源予約リスト
から検索するようにしたので、コネクション設定時及び
コネクション確立後にＡＴＭ網から使用できる資源を通
知させて、資源要求リストの中から、ＡＴＭ網から通知
された資源の範囲にあって最大限の資源を活用する通信
パラメータの組み合わせを選択してコネクションを設定
することが可能になる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。図１は、本発明を適用したＡＴＭエンド
システムの構成を示すブロック図である。同図におい
て、１はＡＴＭエンドシステム、２は通信アプリケーシ
ョン部、３はユーザ情報転送プロトコル部、４は資源予
約機能部、５はＡＴＭドライバ、６はＡＴＭユープレイ
ン（ＡＴＭＵ−ｐｌａｎｅ）部、７はＡＴＭ信号制御
部、８はＡＴＭ伝送路である。

【０００８】図２はＡＴＭエンドシステム１を構成する
上述の資源予約機能部４が参照するユーザ或いはアプリ
ケーションにより指定された資源要求リスト１０のデー
タ構成を示す図である。ここで、１０ＡはＡＴＭコネク
ションを設定する際に使用するサービスクラスである。
このサービスクラス１０Ａでは、Ｑo Ｓパラメータ，ト
ラフィックパラメータを指定したエントリであり、上の
エントリほど通信グレードの高いパラメータが設定さ
れ、下のエントリほど通信グレードの低いパラメータが
設定される。また、１０Ｂはポインタであり、どのエン
トリでコネクションを設定するかを示すものである。な
お図中のＰＣＲはピークセルレート（ＰｅａｋＣｅｌ
ｌＲａｔｅ）を示し、ＭＣＲはミニマムセルレート
（ＭｉｎｉｍｕｍＣｅｌｌＲａｔｅ）を示す。

【０００９】次に、図３はＳＤＬ（ｆｕｎｃｔｉｏｎａ
ｌＳｐｅｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＤｅｓｃｒｉ
ｐｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ）の記法を示す図であ
る。図において、１１は通信における状態を示す。１２
は他機能ブロックへのメッセージ送信を示し、メッセー
ジ名と発信機能ブロックと受信機能ブロックを記述す
る。１３は他機能ブロックからのメッセージ受信を示
し、メッセージ名と発信機能ブロックと受信機能ブロッ
クを記述する。１４は内部イベント設定を表し、ここで
はタイマ起動を示す。１５は内部イベント発生を表し、
ここではタイマ満了を示す。なお、１６は処理、１７は
判断、１８は結合子をそれぞれ示す。

【００１０】図４及び図５は本発明の主たる機能である
資源予約機能部４の動作を説明するＳＤＬ図である。図
４及び図５のＳＤＬ図を中心に図１のブロック図及び図
２のデータ構成図を参照しながら本発明の要部動作を具
体的に説明する。なお、図４，図５において、「Ｙ」は
「ＹＥＳ」（肯定）を表し、「Ｎ」は「ＮＯ」（否定）
を表すものとする。以下のフローでも同様である。図１
の通信アプリケーション部２が通信コネクションの要求
をユーザ情報転送プロトコル部３に対して行うと、ユー
ザ情報転送プロトコル部３は、資源予約機能部４に対し
て起動をかける（図４のステップＳ２）。起動した資源
予約機能部４はユーザまたはアプリケーションを識別
し、図２に示す対応の資源要求リスト１０を参照する。

【００１１】資源予約機能部４では、資源要求リスト１
０の初めの要求「１」を取り出してＡＴＭ信号制御部７
に対してコネクションの設定要求を行って（図４のステ
ップＳ３，Ｓ４）、応答待ち状態に遷移する（図４のス
テップＳ５）。ここで、コネクションの要求に成功した
場合（図４のステップＳ６）は、ユーザ情報転送プロト
コル部３に対し獲得できた帯域などの資源情報とともに
伝達し（図４のステップＳ７）、通信中状態（図４のス
テップＳ１０）に遷移する。また、資源予約機能部４は
応答待ち状態でコネクション設定に失敗すると（図４の
ステップＳ１１）、ＡＴＭ信号制御部７に出力した要求
が資源予約リスト１０の最終か否かを判定し（図４のス
テップＳ１２）、最終であればコネクション設定失敗を
ユーザ情報転送プロトコル部３に通知して（図４のステ
ップ１３）、終了する（ステップＳ１４）。

【００１２】一方、ＡＴＭ信号制御部７に出力した上記
要求が資源予約リスト１０の最終リストでなければ、資
源要求リスト１０から次の要求を取り出して（図４のス
テップＳ１５）、再度、ＡＴＭ信号制御部７にコネクシ
ョン設定要求を行い（図４のステップＳ４）、応答待ち
状態へ遷移する（図４のステップＳ５）。さらに、応答
待ち状態でコネクションの設定に成功した場合（図４の
ステップＳ６）は、ユーザ情報転送プロトコル部３に対
し獲得できた帯域などの資源情報とともに伝達し（図４
のステップＳ７）、出力した要求が資源要求リスト１０
の最初のものであるか否かを判断（図４のステップＳ
８）のうえ、最初のものではない場合はタイマを起動
（図４のステップＳ９）した後、通信中状態（図４のス
テップＳ１０）に遷移する。

【００１３】ここで、通信中状態（図５のステップＳ１
６）でタイマが満了になると（図５のステップＳ１
７）、再度、資源要求リスト１０の初めのエントリの要
求から既に通信で使用している要求の手前の要求までの
通信パラメータを取り出し、コネクション設定を再試行
する（図５のステップＳ１８，Ｓ１９，Ｓ２０，Ｓ２
１，Ｓ２６，Ｓ２７）。そして、この過程で通信パラメ
ータの変更に成功すると（図５のステップＳ２２）、ユ
ーザ情報転送プロトコル部３に対して獲得できた帯域な
どの資源情報とともに伝達し（図４のステップＳ７）、
出力した要求が資源要求リスト１０の最初のものではな
い場合はタイマを起動（図４のステップＳ９）して通信
中状態（図４のステップＳ１０）に遷移する。なお、出
力した要求が資源要求リスト１０の最初のものであれば
タイマは起動しない。一方、上記の過程（図５のステッ
プＳ１８，Ｓ１９，Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２６，Ｓ２７）
において通信パラメータの変更に失敗した場合（図５の
ステップＳ１９で「Ｙ」の場合）は、タイマを起動（図
５のステップＳ２４）した後、通信中状態に遷移する
（図５のステップＳ２５）。

【００１４】次に図６はＡＴＭエンドシステム１内の各
部間の動作シーケンス、及びシステム１内の各部と網
（ＡＴＭ網）との間の動作シーケンスを示す図であり、
本発明の請求項２に相当するものである。同図におい
て、１９は資源予約機能部４からＡＴＭ信号制御部７へ
送信される資源要求リスト１０の最初にあるエントリの
パラメータより構成されるメッセージ、２１は資源要求
リスト１０の２番目にあるエントリのパラメータより構
成されるメッセージ、２０及び２２はＡＴＭ信号制御部
７から網への呼設定メッセージをそれぞれ示す。

【００１５】また、２３は通信中状態（図５のステップ
Ｓ１６）でタイマ満了後に資源予約機能部４からＡＴＭ
信号制御部７へ送信される資源要求リスト１０の最初に
あるエントリのパラメータより構成されるメッセージ、
２４はＡＴＭ信号制御部７から網への通信中帯域変更メ
ッセージをそれぞれ示す。また、２５，２６はＡＴＭユ
ープレイン部６と網との間のコネクションを示し、図中
に示す線分の太さが確保した帯域の大きさを表してい
る。通信アプリケーション部２とユーザ情報転送プロト
コル部３との間のデータの転送速度は、時間当たりの制
御の移動回数で決まり、下位レイヤの転送速度が大きい
と上記制御の移動は多くなり転送速度が大きくなる。ユ
ーザ情報転送プロトコル部３とＡＴＭユープレイン部６
との間のデータ転送速度は例えばユーザ情報転送プロト
コル部３がＴＣＰのようなウインドウ制御のプロトコル
の場合、ウインドウサイズに依存する。

【００１６】図６のシーケンス図を中心に、図１のブロ
ック図及び図４及び図５のＳＤＬ図を参照しながら本発
明の要部動作を説明する。通信アプリケーション部２が
ユーザ情報転送プロトコル部３を起動すると、ユーザ情
報転送プログラム部３は資源予約機能部４を起動し（図
４のステップＳ２）、資源要求リスト１０に従って呼設
定を行う。ここで、図６では符号２１で示す２つ目の要
求「２」でコネクションを確立し（図４のステップＳ
３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１５，Ｓ４，Ｓ
５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０）、通信アプリケ
ーション部２からのデータ転送を開始する（図６の符号
２５）。その後タイミングをおいて、再度資源要求リス
ト１０に従いデータ転送を行う。なお、ここでは通信中
の帯域変更を行って（図６の符号２４）、その後データ
転送の帯域を拡張する（図６の符号２６）。ここで、２
５，２６は同一バーチャルコネクションである。

【００１７】次に図７はＡＴＭエンドシステム１内の各
部間の動作シーケンス、及びシステム１内の各部と網と
の間の動作シーケンスを示す図であり、本発明の請求項
３に相当するものである。図７と図６との違いは、符号
３１で示す要求「１」により通信中帯域変更を行うので
はなく、符号３２で示す新たなコネクションを設定する
ことである。即ち、符号３０で示す呼設定により符号３
３で示すデータ転送を行い、符号３２の呼設定で新たな
コネクションを設定した後は、符号３０で示す呼設定に
より符号３４で示すデータ転送を行うと共に、符号３２
で示す呼設定により符号３５で示すデータ転送を行う。
なお、３３，３４は同一バーチャルコネクションであ
る。

【００１８】次に図８はＡＴＭエンドシステム１と、こ
のエンドシステム１が使用できる網資源を通知するＡＴ
Ｍ交換装置との間のメッセージ交換を説明する説明図で
あり、本発明の請求項４に相当するものである。同図に
おいて、３８はＡＴＭエンドシステム１に対し使用可能
な網資源の情報を通知するＡＴＭ交換機である。また、
３７はＡＴＭ交換機３８からＡＴＭエンドシステム１に
対し使用可能な資源情報を通知するメッセージ、３９は
ＡＴＭエンドシステム１からＡＴＭ交換機３８に対し使
用する資源の情報を通知するメッセージである。

【００１９】図９はネットワーク（即ち、ＡＴＭ網）か
ら通知された資源の範囲にあって最大限の資源を活用す
る通信パラメータの組み合わせを資源要求リスト１０か
ら検索するためのアルゴリズムを示すフローである。図
９のフローを中心に、図８の説明図を参照しながら、Ａ
ＴＭ網から通知された資源の範囲にあって最大限の資源
を活用する通信パラメータの組み合わせを資源要求リス
ト１０から検索するためのアルゴリズムについて説明す
る。

【００２０】ＡＴＭ交換機３８に対する呼設定におい
て、資源要求リスト１０中のＰＣＲ，ＭＣＲなど数値の
大きい方が通信グレードの高いパラメータを（α1 ，α2 ，・・・，αk ）とし、また、上記呼設定において、資源要求リスト１０
中の図示しないＣＬＲ（ＣｅｌｌＬｏｓｓＲａｔｉ
ｏ）など数値の小さい方が通信グレードの高いパラメー
タを（β1 ，β2 ，・・・，βm ）とし、双方を合わせて（α1 ，α2 ，・・・，αk ，β1 ，β2 ，・・・，β
m ）と書く。

【００２１】ここで、資源要求リスト１０中のｉ番目の
要求ｉを（αi1，αi2，・・・，αik，βi1，βi2，・・・，β
im）と書く。また、ＡＴＭ交換機３８からのメッセージ（図
８の符号３７）により通知されるパラメータを（α’1 ，α’2 ，・・・，α’k ，β’1 ，β’2 ，
・・・，β’m ）と書く。

【００２２】このとき、資源要求リスト１０中のＡＴＭ
交換機３８から通知された資源の範囲にあって最大限の
資源を活用する通信パラメータの組み合わせに対応する
ポインタｉ（図２の符号１０Ｂ）は、 αij≦α’ｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｋ）かつ、 β’j≦βij（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）を満足する最小のｉである。図９のステップＳ３８はこ
のようなｉが存在した場合を示し、資源要求リスト１０
において、このポインタｉに対応する要求ｉがＡＴＭ交
換機３８から通知された資源の範囲にあって最大限の資
源を活用する通信パラメータの組み合わせとなる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ａ
ＴＭエンドシステムにおいて、アプリケーションやユー
ザ情報転送プロトコルとは独立にＡＴＭコネクションを
設定する設定手段を設け、設定手段はユーザやアプリケ
ーションが指定した資源要求リストを用いてコネクショ
ンを確立するようにしたので、ＴＣＰ／ＩＰのような既
存のプロトコル上のアプリケーションに対して改造する
ことなく帯域指定論理を組み込むことが可能になる。ま
た、新規アプリケーションについては、資源予約機能部
を共通ライブラリとして使用することにより帯域制御に
関する作成規模を縮小できる。さらに、ユーザが指定し
た資源が確保できない場合でも単純に呼損とせず、また
限定したサービスクラスで帯域に限定した再試行や固定
的な帯域の増減ではなく、ユーザやアプリケーションが
指定した通信パラメータを自由に変更して再試行した
り、通信を行いながらタイミングをとって通信グレード
を上げてコネクションを再設定したりすることが可能に
なる。また、通信グレードの向上には１つのＡＴＭコネ
クションを維持しながら使用できる帯域を拡張したり、
別のＡＴＭコネクションを新たに追加して使用可能帯域
を拡張できる。また、使用できる資源を通知する機能を
有するＡＴＭ網から通知された資源の範囲内にあって最
大限の資源を活用する通信パラメータの組み合わせを資
源予約リストから検索するようにしたので、コネクショ
ン設定時及びコネクション確立後ＡＴＭ網から使用で
きる資源を通知させて、資源要求リストの中から、ＡＴ
Ｍ網から通知された資源の範囲にあって最大限の資源を
活用する通信パラメータの組み合わせを選択してコネク
ションの設定或いは再設定を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したＡＴＭエンドシステムの構
成を示すブロック図である。

【図２】ＡＴＭエンドシステム内の資源予約機能部が
参照するユーザ或いはアプリケーションが指定する資源
要求リストの構成を示す図である。

【図３】ＳＤＬ記法を説明する図である。

【図４】ＳＤＬ記法により資源要求機能部の動作を説
明する図である。

【図５】ＳＤＬ記法により資源要求機能部の動作を説
明する図である。

【図６】ＡＴＭエンドシステム内の各ブロック間及び
各ブロックとＡＴＭ網との間の動作シーケンスを示す図
である。

【図７】ＡＴＭエンドシステム内の各ブロック間及び
各ブロックとＡＴＭ網との間の動作シーケンスを示す図
である。

【図８】ＡＴＭエンドシステムとＡＴＭ網（ＡＴＭ交
換機）との間のメッセージ交換を示す図である。

【図９】ＡＴＭ網から通知された資源の範囲にあって
最大限の資源を活用する通信パラメータの組み合わせを
資源要求リストから検索するアルゴリズムを示すフロー
である。

【符号の説明】

１…ＡＴＭエンドシステム、２…通信アプリケーション
部、３…ユーザ情報転送プロトコル部、４…資源予約機
能部、５…ＡＴＭドライバ部、６…ＡＴＭユープレイン
部（ＡＴＭＵ−ｐｌａｎｅ部）、７…ＡＴＭ信号制御
部、８…ＡＴＭ伝送路、１０…資源予約リスト、１０Ａ
…ＡＴＭ信号パラメータ（サービスクラス，ＰＣＲ，Ｍ
ＣＲ他Ｑo Ｓパラメータ，トラフィックパラメータ）、
１０Ｂ…ポインタ、３８…ＡＴＭ交換機、３７，３９…
メッセージ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 12/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＡＴＭ網に接続されるＡＴＭエンドシス
テムにおいて、アプリケーション及びユーザ情報転送プロトコルとは独
立にＡＴＭ網との間のコネクションを設定する設定手段
を設け、前記設定手段はユーザやアプリケーションが指
定した資源要求リストを用いてＡＴＭ網との間のコネク
ションを確立し、コネクションの確立後には通信を行い
ながらタイミングをとって前記資源要求リストに従って
通信パラメータを変更しコネクションを再設定すると共
に、コネクション確立に失敗した場合は前記資源要求リ
ストに従って通信パラメータの変更を行いコネクション
の再設定を行うことを特徴とするＡＴＭエンドシステム
における資源予約方式。
【請求項２】請求項１において、前記設定手段は、ＡＴＭ網から使用できる資源を通知さ
せ、かつ前記資源要求リストの中から、ＡＴＭ網から通
知された資源の範囲にあって最大限の資源を活用する通
信パラメータの組み合わせを選択してコネクションを設
定すると共に、コネクション確立後はＡＴＭ網から使用
できる資源を通知させ、かつ前記資源要求リストの中か
ら、ＡＴＭ網から通知された資源の範囲にあって最大限
の資源を活用する通信パラメータの組み合わせを選択し
てコネクションを再設定することを特徴とするＡＴＭエ
ンドシステムにおける資源予約方式。