JP3231007B2 - セルバッファ装置 - Google Patents
セルバッファ装置Info
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- JP3231007B2 JP3231007B2 JP24570297A JP24570297A JP3231007B2 JP 3231007 B2 JP3231007 B2 JP 3231007B2 JP 24570297 A JP24570297 A JP 24570297A JP 24570297 A JP24570297 A JP 24570297A JP 3231007 B2 JP3231007 B2 JP 3231007B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はATM(Asynchronou
s Transfer Mode)に利用する。本発明はATM交換装置
内でセル衝突を回避するためにセルを一時蓄積する装置
に関する。
s Transfer Mode)に利用する。本発明はATM交換装置
内でセル衝突を回避するためにセルを一時蓄積する装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】広帯域ISDNにおける情報の伝達方式
に、ATMと呼ばれるものがある。このATMは、多種
多様な情報を「セル」と呼ばれるヘッダ付の短い固定長
のブロックに分割し、このブロックを単位に多重化して
伝送するものであり、従来の回線交換とパケット交換の
利点を合わせ持ち、かつ、超高速伝送が可能であり、動
画像の伝送にも適用できる。
に、ATMと呼ばれるものがある。このATMは、多種
多様な情報を「セル」と呼ばれるヘッダ付の短い固定長
のブロックに分割し、このブロックを単位に多重化して
伝送するものであり、従来の回線交換とパケット交換の
利点を合わせ持ち、かつ、超高速伝送が可能であり、動
画像の伝送にも適用できる。
【0003】このようなATMでの通信におけるセル交
換には、固定長のセルを、簡略化したプロトコルを用い
て、ハードウェアで高速に交換するATM交換装置が用
いられる。このATM交換装置に用いるスイッチ、すな
わちATMスイッチでは、セル衝突、すなわち、異なる
入回線から到着する複数のセルが同時に、同一の出回線
への接続を要求する状態が発生する可能性を本質的に有
する。
換には、固定長のセルを、簡略化したプロトコルを用い
て、ハードウェアで高速に交換するATM交換装置が用
いられる。このATM交換装置に用いるスイッチ、すな
わちATMスイッチでは、セル衝突、すなわち、異なる
入回線から到着する複数のセルが同時に、同一の出回線
への接続を要求する状態が発生する可能性を本質的に有
する。
【0004】このようなセル衝突が生じた場合には、交
換装置内部に設けたセルバッファにおいて、セルを一時
蓄積することにより、セル廃棄を回避し、交換装置内で
のセル廃棄率を低く抑えることが必要である。図6はA
TM交換装置とセルバッファ装置との関係を示す図であ
る。図6に示すように、セルバッファ装置20はATM
交換機装置50の出力側に設けられ、競合制御装置30
の制御にしたがってセルが相互に衝突しないようにセル
を出回線に出力する。
換装置内部に設けたセルバッファにおいて、セルを一時
蓄積することにより、セル廃棄を回避し、交換装置内で
のセル廃棄率を低く抑えることが必要である。図6はA
TM交換装置とセルバッファ装置との関係を示す図であ
る。図6に示すように、セルバッファ装置20はATM
交換機装置50の出力側に設けられ、競合制御装置30
の制御にしたがってセルが相互に衝突しないようにセル
を出回線に出力する。
【0005】要求品質の異なるセルが混在する場合に
は、セルバッファ装置で品質を制御する。ATM網の資
源を効率良く使用するために、セル損失率や遅延品質の
劣化をある程度許容する低優先クラス(ベストエフォー
ト)を提供する手段としてプッシュアウト方式がある。
は、セルバッファ装置で品質を制御する。ATM網の資
源を効率良く使用するために、セル損失率や遅延品質の
劣化をある程度許容する低優先クラス(ベストエフォー
ト)を提供する手段としてプッシュアウト方式がある。
【0006】プッシュアウト方式は、セル転送の優先度
に応じたサービスクラスを高優先クラスと低優先クラス
の二つのクラスに分け、一つのバッファに対して、高優
先クラスのセルは優先的に書込み読出しが行われる。低
優先クラスのセルは、バッファに空きがあるときのみ蓄
積され、高優先クラスのセルがないときのみ読出しが行
われる。また、バッファがフルの状態のときは、高優先
クラスのセルをバッファに蓄積するため、低優先クラス
のセルはプッシュアウトされ、セルが廃棄される。
に応じたサービスクラスを高優先クラスと低優先クラス
の二つのクラスに分け、一つのバッファに対して、高優
先クラスのセルは優先的に書込み読出しが行われる。低
優先クラスのセルは、バッファに空きがあるときのみ蓄
積され、高優先クラスのセルがないときのみ読出しが行
われる。また、バッファがフルの状態のときは、高優先
クラスのセルをバッファに蓄積するため、低優先クラス
のセルはプッシュアウトされ、セルが廃棄される。
【0007】プッシュアウト方式において、最も古い低
優先クラスのセルを廃棄するFCFD(First Come Firs
t Drop) 方式と、最も新しい低優先クラスのセルを廃棄
するLCFD(Last Come First Drop)方式がある。図7
および図8はそれぞれFCFD方式およびLCFD方式
の概念図である。
優先クラスのセルを廃棄するFCFD(First Come Firs
t Drop) 方式と、最も新しい低優先クラスのセルを廃棄
するLCFD(Last Come First Drop)方式がある。図7
および図8はそれぞれFCFD方式およびLCFD方式
の概念図である。
【0008】従来のプッシュアウトを行うセルバッファ
装置のブロック構成を図9に示す。従来のセルバッファ
装置20は、優先クラス識別部1、バッファ書込管理部
2、バッファ読出管理部3、バッファ4から構成され
る。図10は従来のバッファ書込管理部2のブロック構
成図である。バッファ書込管理部2は、セル書込部5、
高優先クラスアドレス管理部7、低優先クラスアドレス
管理部6から構成される。図11は従来のバッファ読出
管理部3のブロック構成図である。バッファ読出管理部
3はセル読出部8とアドレス管理部9から構成される。
装置のブロック構成を図9に示す。従来のセルバッファ
装置20は、優先クラス識別部1、バッファ書込管理部
2、バッファ読出管理部3、バッファ4から構成され
る。図10は従来のバッファ書込管理部2のブロック構
成図である。バッファ書込管理部2は、セル書込部5、
高優先クラスアドレス管理部7、低優先クラスアドレス
管理部6から構成される。図11は従来のバッファ読出
管理部3のブロック構成図である。バッファ読出管理部
3はセル読出部8とアドレス管理部9から構成される。
【0009】従来のプッシュアウト方式のうちFCFD
方式の書き込みアルゴリズムを図12を参照して説明す
る。図12は従来のFCFD方式の書き込みアルゴリズ
ムを示すフローチャートである。バッファ4に新しいセ
ルが到着すると(S0)、優先クラス識別部1で、その
セルの優先クラスが識別される(S1)。優先クラスの
識別には、例えば、セルヘッダの優先クラス識別子を参
照したり、VCI/VPI番号を参照する。そのセルが
低優先クラスである場合、バッファ書込管理部2で、バ
ッファ4に空きがあるか否かをチェックする(S2)。
もし、空きがあれば、低優先クラスの最後尾のメモリに
当該セルを格納する(S3)。低優先クラスの格納にあ
たっては、低優先クラスアドレス管理部6がアドレスを
管理する。バッファ4に空きがなければ、当該セルを廃
棄する(S4)。
方式の書き込みアルゴリズムを図12を参照して説明す
る。図12は従来のFCFD方式の書き込みアルゴリズ
ムを示すフローチャートである。バッファ4に新しいセ
ルが到着すると(S0)、優先クラス識別部1で、その
セルの優先クラスが識別される(S1)。優先クラスの
識別には、例えば、セルヘッダの優先クラス識別子を参
照したり、VCI/VPI番号を参照する。そのセルが
低優先クラスである場合、バッファ書込管理部2で、バ
ッファ4に空きがあるか否かをチェックする(S2)。
もし、空きがあれば、低優先クラスの最後尾のメモリに
当該セルを格納する(S3)。低優先クラスの格納にあ
たっては、低優先クラスアドレス管理部6がアドレスを
管理する。バッファ4に空きがなければ、当該セルを廃
棄する(S4)。
【0010】新しいセルが高優先クラスのセルである場
合には(S1)、バッファ書込管理部2で、バッファ4
に空きがあるか否かをチェックする(S5)。もし、空
きがあれば、高優先クラスの最後尾のメモリに当該セル
を格納する(S6)。格納された高優先クラスの最後尾
のセルの後ろに低優先クラスの先頭セルを付ける(S
7)。つまり、高優先クラスの最後尾のセルが格納され
たアドレスの次のアドレスを低優先クラスの先頭のセル
のアドレスとする。このアドレスの組換え等は、高優先
クラスアドレス管理部7、低優先アドレス管理部6が行
う。また、バッファ4に空きがない場合は、低優先クラ
スのセルが格納されているか否かをチェックする(S
8)。もし、低優先クラスのセルが格納されていなけれ
ば、新しいセルを廃棄する(S9)。低優先クラスのセ
ルが格納されていれば、低優先クラスの先頭のセルを廃
棄し(S10)、高優先クラスの最後尾のメモリに新し
いセルを格納する(S11)。さらに、格納された高優
先クラスの最後尾のセルの後ろに低優先クラスの先頭セ
ルを付ける(S12)。
合には(S1)、バッファ書込管理部2で、バッファ4
に空きがあるか否かをチェックする(S5)。もし、空
きがあれば、高優先クラスの最後尾のメモリに当該セル
を格納する(S6)。格納された高優先クラスの最後尾
のセルの後ろに低優先クラスの先頭セルを付ける(S
7)。つまり、高優先クラスの最後尾のセルが格納され
たアドレスの次のアドレスを低優先クラスの先頭のセル
のアドレスとする。このアドレスの組換え等は、高優先
クラスアドレス管理部7、低優先アドレス管理部6が行
う。また、バッファ4に空きがない場合は、低優先クラ
スのセルが格納されているか否かをチェックする(S
8)。もし、低優先クラスのセルが格納されていなけれ
ば、新しいセルを廃棄する(S9)。低優先クラスのセ
ルが格納されていれば、低優先クラスの先頭のセルを廃
棄し(S10)、高優先クラスの最後尾のメモリに新し
いセルを格納する(S11)。さらに、格納された高優
先クラスの最後尾のセルの後ろに低優先クラスの先頭セ
ルを付ける(S12)。
【0011】従来のプッシュアウト方式の読出し動作の
アルゴリズムを示すフローチャートを図13に示す。読
出タイミングになったとき(S20)、高優先クラスの
セルが格納されていれば(S21)、高優先クラスの先
頭のセルを読出す(S22)。高優先クラスのセルが格
納されておらず、低優先クラスのセルが格納されていれ
ば(S23)、低優先クラスの先頭のセルを読出す(S
24)。高優先クラスと低優先クラスのいずれのセルも
格納されていなければ、空きセルを送出する(S2
5)。
アルゴリズムを示すフローチャートを図13に示す。読
出タイミングになったとき(S20)、高優先クラスの
セルが格納されていれば(S21)、高優先クラスの先
頭のセルを読出す(S22)。高優先クラスのセルが格
納されておらず、低優先クラスのセルが格納されていれ
ば(S23)、低優先クラスの先頭のセルを読出す(S
24)。高優先クラスと低優先クラスのいずれのセルも
格納されていなければ、空きセルを送出する(S2
5)。
【0012】従来のプッシュアウト方式のうちLCFD
方式の書き込みアルゴリズムを図14を用いて説明す
る。図14は従来のLCFD方式の書き込みアルゴリズ
ムを示すフローチャートである。FCFD方式と異なる
点は、高優先クラスのセルが低優先クラスのセルをプッ
シュアウトするとき、LCFD方式では低優先クラスの
最後尾のセルをプッシュアウトする点である(S1
0′)。他の動作は図12に示した従来のFCFD方式
の書き込みアルゴリズムと共通である。
方式の書き込みアルゴリズムを図14を用いて説明す
る。図14は従来のLCFD方式の書き込みアルゴリズ
ムを示すフローチャートである。FCFD方式と異なる
点は、高優先クラスのセルが低優先クラスのセルをプッ
シュアウトするとき、LCFD方式では低優先クラスの
最後尾のセルをプッシュアウトする点である(S1
0′)。他の動作は図12に示した従来のFCFD方式
の書き込みアルゴリズムと共通である。
【0013】このように、ATM通信網の資源を効率良
く使用するために、バッファ4に空きがなくなったと
き、セル損失率や遅延品質の劣化をある程度許容する低
優先クラスのセルを廃棄するプッシュアウト方式は、バ
ッファ使用効率、伝送リンク使用効率を向上させること
ができる。
く使用するために、バッファ4に空きがなくなったと
き、セル損失率や遅延品質の劣化をある程度許容する低
優先クラスのセルを廃棄するプッシュアウト方式は、バ
ッファ使用効率、伝送リンク使用効率を向上させること
ができる。
【0014】文献(大木、山中、志村、“ATM網にお
けるプッシュアウトセル廃棄方式の性能評価”、電子情
報通信学会、ソサイエティ大会、B−6−43、199
7年7月)では、FCFD方式とLCFD方式における
低優先クラスの遅延時間特性をシミュレーションにより
評価している。高優先クラスと低優先クラスの入力トラ
ヒックをポアソン到着とし、バッファ長を128とし
た。図15は高優先クラスのトラヒック負荷を一定
(0.5)とし、低優先クラスの負荷を変化させたとき
の低優先クラスのセルの平均遅延時間および最大遅延時
間(99.9%値)を示す図である。横軸に低優先クラ
スの負荷をとり、縦軸に遅延時間をとる。
けるプッシュアウトセル廃棄方式の性能評価”、電子情
報通信学会、ソサイエティ大会、B−6−43、199
7年7月)では、FCFD方式とLCFD方式における
低優先クラスの遅延時間特性をシミュレーションにより
評価している。高優先クラスと低優先クラスの入力トラ
ヒックをポアソン到着とし、バッファ長を128とし
た。図15は高優先クラスのトラヒック負荷を一定
(0.5)とし、低優先クラスの負荷を変化させたとき
の低優先クラスのセルの平均遅延時間および最大遅延時
間(99.9%値)を示す図である。横軸に低優先クラ
スの負荷をとり、縦軸に遅延時間をとる。
【0015】ここで、遅延時間をセルがバッファに入力
された時刻からセルがバッファから読出される時刻まで
の時間と定義する。ただし、いったんバッファに入力さ
れてから廃棄された低優先クラスのセルについては送信
元からの再送が行われ、再び同じセルがバッファに入力
されることになるが、この場合には最初のセルがバッフ
ァに入力された時刻から最終的にこのセルがバッファか
ら読出されるまでの時刻とする。
された時刻からセルがバッファから読出される時刻まで
の時間と定義する。ただし、いったんバッファに入力さ
れてから廃棄された低優先クラスのセルについては送信
元からの再送が行われ、再び同じセルがバッファに入力
されることになるが、この場合には最初のセルがバッフ
ァに入力された時刻から最終的にこのセルがバッファか
ら読出されるまでの時刻とする。
【0016】図15のように、低優先クラスの負荷が増
加するとともに、低優先クラスのセルは高優先クラスの
セルによりプッシュアウトされて遅延時間が増大する。
これは低優先クラスの負荷が増加するとともに低優先ク
ラスのセル損失率が上昇していることを示している。た
だし、セル損失率に関してはセル廃棄方式による相違は
ない。
加するとともに、低優先クラスのセルは高優先クラスの
セルによりプッシュアウトされて遅延時間が増大する。
これは低優先クラスの負荷が増加するとともに低優先ク
ラスのセル損失率が上昇していることを示している。た
だし、セル損失率に関してはセル廃棄方式による相違は
ない。
【0017】図15において、平均遅延時間に関して
は、両セル廃棄方式とも、ほぼ同一の値となっている。
一方、最大遅延時間は、入力負荷が小さい場合は両者は
同じ値となっているが、輻輳状態になるとFCFD方式
が急激に上昇し、LCFD方式の方がFCFD方式より
最大遅延時間が小さい。これは、低優先クラスのセル廃
棄がバースト的に起こり、遅延分布の分散が大きくなる
ためである。
は、両セル廃棄方式とも、ほぼ同一の値となっている。
一方、最大遅延時間は、入力負荷が小さい場合は両者は
同じ値となっているが、輻輳状態になるとFCFD方式
が急激に上昇し、LCFD方式の方がFCFD方式より
最大遅延時間が小さい。これは、低優先クラスのセル廃
棄がバースト的に起こり、遅延分布の分散が大きくなる
ためである。
【0018】このように、二つのプッシュアウト方式の
うち、低優先クラスのセルの最大遅延時間の特性に関し
ては、LCFD方式の方が良いという結果が報告されて
いる。
うち、低優先クラスのセルの最大遅延時間の特性に関し
ては、LCFD方式の方が良いという結果が報告されて
いる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低優先
クラスのセルであっても、ある一定時間Tmax 以上の遅
延を許容できない場合がある。つまり、低優先クラスの
セルがTmax になると、情報として無効になることがあ
る。
クラスのセルであっても、ある一定時間Tmax 以上の遅
延を許容できない場合がある。つまり、低優先クラスの
セルがTmax になると、情報として無効になることがあ
る。
【0020】ここで、遅延時間がTmax 以上であるセル
を無効セル、遅延時間がTmax より小さいセルを有効セ
ルと定義すると、LCFD方式を用いた場合、低優先ク
ラスの先頭のセルがすでに無効セルとなっているのにも
関わらず、低優先クラスの最後尾のセルを廃棄してしま
う場合がある。このように、無効な情報を廃棄せずに、
有効な情報を廃棄している場合がある。
を無効セル、遅延時間がTmax より小さいセルを有効セ
ルと定義すると、LCFD方式を用いた場合、低優先ク
ラスの先頭のセルがすでに無効セルとなっているのにも
関わらず、低優先クラスの最後尾のセルを廃棄してしま
う場合がある。このように、無効な情報を廃棄せずに、
有効な情報を廃棄している場合がある。
【0021】したがって、従来のプッシュアウト方式を
用いたセルバッファ装置では、バッファのセルの状態が
変化しても、どちらか一方のみのプッシュアウト方式を
採用しているので、バッファのセルの状態(遅延時間)
に応じたプッシュアウトができないので、無効セルを転
送する可能性が大きく、遅延品質が劣化する恐れがあ
る。
用いたセルバッファ装置では、バッファのセルの状態が
変化しても、どちらか一方のみのプッシュアウト方式を
採用しているので、バッファのセルの状態(遅延時間)
に応じたプッシュアウトができないので、無効セルを転
送する可能性が大きく、遅延品質が劣化する恐れがあ
る。
【0022】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、遅延品質の良い低優先クラスのセルを転送す
ることができるセルバッファ装置を提供することを目的
とする。本発明は、時々刻々変化するトラヒック状況に
応じて最適なプッシュアウト方式を選択することができ
るセルバッファ装置を提供することを目的とする。
であって、遅延品質の良い低優先クラスのセルを転送す
ることができるセルバッファ装置を提供することを目的
とする。本発明は、時々刻々変化するトラヒック状況に
応じて最適なプッシュアウト方式を選択することができ
るセルバッファ装置を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、バッフ
ァに蓄積されている低優先クラスの先頭セルの遅延時間
を認識し、その遅延時間に応じてFCFD方式とLCF
D方式を選択することを最も主要な特徴とする。
ァに蓄積されている低優先クラスの先頭セルの遅延時間
を認識し、その遅延時間に応じてFCFD方式とLCF
D方式を選択することを最も主要な特徴とする。
【0024】すなわち、本発明はセルバッファ装置であ
って、到来するセルを一時蓄積するバッファと、このバ
ッファにセルを書込む手段と、このバッファからセルを
読出す手段と、到来するセルのサービスクラスを識別す
る手段とを備え、前記書込む手段は、前記バッファに空
きがなく新たに高優先クラスのセルが到着したときに
は、このバッファに蓄積された低優先クラスのセルを廃
棄する手段を含むセルバッファ装置である。
って、到来するセルを一時蓄積するバッファと、このバ
ッファにセルを書込む手段と、このバッファからセルを
読出す手段と、到来するセルのサービスクラスを識別す
る手段とを備え、前記書込む手段は、前記バッファに空
きがなく新たに高優先クラスのセルが到着したときに
は、このバッファに蓄積された低優先クラスのセルを廃
棄する手段を含むセルバッファ装置である。
【0025】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記バッファに蓄積された低優先クラスの先頭セルについ
てその遅延時間を認識する手段を備え、前記廃棄する手
段は、認識した遅延時間がしきい値を超えているときに
はこの先頭セルを廃棄しこの遅延時間がしきい値を超え
ていないときには低優先クラスの最後尾のセルを廃棄す
る手段を含むところにある。
記バッファに蓄積された低優先クラスの先頭セルについ
てその遅延時間を認識する手段を備え、前記廃棄する手
段は、認識した遅延時間がしきい値を超えているときに
はこの先頭セルを廃棄しこの遅延時間がしきい値を超え
ていないときには低優先クラスの最後尾のセルを廃棄す
る手段を含むところにある。
【0026】前記バッファに蓄積される低優先クラスの
セルに蓄積時刻情報を付加する手段を備え、前記認識す
る手段は、この蓄積時刻情報を現在時刻から減算し前記
先頭セルの前記バッファ内の現在時刻までの滞留時間を
算出する手段を含む構成とすることができる。
セルに蓄積時刻情報を付加する手段を備え、前記認識す
る手段は、この蓄積時刻情報を現在時刻から減算し前記
先頭セルの前記バッファ内の現在時刻までの滞留時間を
算出する手段を含む構成とすることができる。
【0027】すなわち、前記バッファの入り口で低優先
クラスのセルにその時点の時刻情報を蓄積時刻情報とし
て付加し、このセルがやがて低優先クラスの先頭セルに
なったときに、入り口で付加した蓄積時刻情報を抽出し
て現在時刻から減算することにより、このセルのバッフ
ァ内での滞留時間を算出することができる。この滞留時
間とこのセルの最大許容遅延時間から設定されたしきい
値とを比較し、もし、滞留時間がしきい値を超えている
場合には、このセルはすでに無効セルになっている(あ
るいは、予想される読み出し時刻には無効セルになって
いる)ものとしてこの先頭セルから廃棄を行うFCFD
方式を選択する。また、このセルの滞留時間が未だしき
い値を超えていない場合には、この先頭セルは未だ有効
セルであるものとして低優先クラスの最後尾のセルから
廃棄を行うLCFD方式を選択する。
クラスのセルにその時点の時刻情報を蓄積時刻情報とし
て付加し、このセルがやがて低優先クラスの先頭セルに
なったときに、入り口で付加した蓄積時刻情報を抽出し
て現在時刻から減算することにより、このセルのバッフ
ァ内での滞留時間を算出することができる。この滞留時
間とこのセルの最大許容遅延時間から設定されたしきい
値とを比較し、もし、滞留時間がしきい値を超えている
場合には、このセルはすでに無効セルになっている(あ
るいは、予想される読み出し時刻には無効セルになって
いる)ものとしてこの先頭セルから廃棄を行うFCFD
方式を選択する。また、このセルの滞留時間が未だしき
い値を超えていない場合には、この先頭セルは未だ有効
セルであるものとして低優先クラスの最後尾のセルから
廃棄を行うLCFD方式を選択する。
【0028】あるいは、前記認識する手段は、算出した
前記滞留時間に、さらに、前記バッファ内に蓄積された
高優先クラスのセルの読出完了予定時間を加算し前記先
頭セルの前記バッファからの読出し予定時刻を推定する
手段を含む構成とすることもできる。
前記滞留時間に、さらに、前記バッファ内に蓄積された
高優先クラスのセルの読出完了予定時間を加算し前記先
頭セルの前記バッファからの読出し予定時刻を推定する
手段を含む構成とすることもできる。
【0029】すなわち、単に低優先クラスの先頭セルの
前記バッファ内での滞留時間を算出するだけでなく、こ
れから行われる読み出しまでの時間を推定する。これに
より、プッシュアウト方式を選択した時点では有効セル
であった低優先クラスの先頭セルが実際に読み出される
時点では無効セルになってしまうといったことを回避す
ることができるため、精度の高いプッシュアウト方式の
選択を行うことができる。
前記バッファ内での滞留時間を算出するだけでなく、こ
れから行われる読み出しまでの時間を推定する。これに
より、プッシュアウト方式を選択した時点では有効セル
であった低優先クラスの先頭セルが実際に読み出される
時点では無効セルになってしまうといったことを回避す
ることができるため、精度の高いプッシュアウト方式の
選択を行うことができる。
【0030】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図1を参照し
て説明する。図1は本発明第一および第二実施例に共通
のセルバッファ装置のブロック構成図である。図2は本
発明第一実施例のバッファ書込管理部2のブロック構成
図である。図4は本発明第二実施例のバッファ書込管理
部2のブロック構成図である。
て説明する。図1は本発明第一および第二実施例に共通
のセルバッファ装置のブロック構成図である。図2は本
発明第一実施例のバッファ書込管理部2のブロック構成
図である。図4は本発明第二実施例のバッファ書込管理
部2のブロック構成図である。
【0031】本発明はセルバッファ装置20であって、
到来するセルを一時蓄積するバッファ4と、このバッフ
ァ4にセルを書込む手段であるバッファ書込管理部2
と、このバッファ4からセルを読出す手段であるバッフ
ァ読出管理部3と、到来するセルのサービスクラスを識
別する手段である優先クラス識別部1とを備え、バッフ
ァ書込管理部2は、バッファ4に空きがなく新たに高優
先クラスのセルが到着したときには、このバッファ4に
蓄積された低優先クラスのセルを廃棄する手段を備えた
セル書込部5を含むセルバッファ装置20である。
到来するセルを一時蓄積するバッファ4と、このバッフ
ァ4にセルを書込む手段であるバッファ書込管理部2
と、このバッファ4からセルを読出す手段であるバッフ
ァ読出管理部3と、到来するセルのサービスクラスを識
別する手段である優先クラス識別部1とを備え、バッフ
ァ書込管理部2は、バッファ4に空きがなく新たに高優
先クラスのセルが到着したときには、このバッファ4に
蓄積された低優先クラスのセルを廃棄する手段を備えた
セル書込部5を含むセルバッファ装置20である。
【0032】ここで、本発明の特徴とするところは、バ
ッファ4に蓄積された低優先クラスの先頭セルについて
その遅延時間を認識する手段を備え、セル書込部5は、
認識した遅延時間がしきい値を超えているときにはこの
先頭セルを廃棄しこの遅延時間がしきい値を超えていな
いときには低優先クラスの最後尾のセルを廃棄するとこ
ろにある。
ッファ4に蓄積された低優先クラスの先頭セルについて
その遅延時間を認識する手段を備え、セル書込部5は、
認識した遅延時間がしきい値を超えているときにはこの
先頭セルを廃棄しこの遅延時間がしきい値を超えていな
いときには低優先クラスの最後尾のセルを廃棄するとこ
ろにある。
【0033】バッファ4に蓄積される低優先クラスのセ
ルに蓄積時刻情報を付加する手段であるカウンタ値書込
部10を備え、本発明第一実施例では、前記認識する手
段は、図2に示すように、この蓄積時刻情報をカウンタ
11が示す現在時刻から減算し前記先頭セルのバッファ
4内の現在時刻までの滞留時間を算出する手段である滞
留時間計算部13により実現される。
ルに蓄積時刻情報を付加する手段であるカウンタ値書込
部10を備え、本発明第一実施例では、前記認識する手
段は、図2に示すように、この蓄積時刻情報をカウンタ
11が示す現在時刻から減算し前記先頭セルのバッファ
4内の現在時刻までの滞留時間を算出する手段である滞
留時間計算部13により実現される。
【0034】本発明第二実施例では、前記認識する手段
は、図4に示すように、滞留時間計算部13と、この滞
留時間計算部13により算出した前記滞留時間に、さら
に、バッファ4内に蓄積された高優先クラスのセルの読
出完了予定時間を加算し前記先頭セルのバッファ4から
の読出し予定時刻を推定する手段である遅延時間推定部
14とにより実現される。なお、バッファ読出管理部3
は、従来例の図11に示したものと共通である。
は、図4に示すように、滞留時間計算部13と、この滞
留時間計算部13により算出した前記滞留時間に、さら
に、バッファ4内に蓄積された高優先クラスのセルの読
出完了予定時間を加算し前記先頭セルのバッファ4から
の読出し予定時刻を推定する手段である遅延時間推定部
14とにより実現される。なお、バッファ読出管理部3
は、従来例の図11に示したものと共通である。
【0035】
(第一実施例)本発明第一実施例のセルバッファ装置2
0におけるプッシュアウト方式の書込アルゴリズムを示
すフローチャートを図3に示す。バッファに新しいセル
が到着すると(S0)、優先クラス識別部1で、そのセ
ルの優先クラスが識別される(S1)。優先クラスの識
別には、例えば、セルヘッダの優先クラス識別子を参照
したり、VCI/VPI番号を参照する。そのセルが低
優先クラスである場合、バッファ書込管理部2で、バッ
ファ4に空きがあるか否かをチェックする(S2)。も
し、空きがあれば、カウンタ値書込部10で、カウンタ
の値をセルのヘッダ部分に書込む(S31)。例えば、
カウンタは、2Gセル時間毎に1つずつインクリメント
される。低優先クラスの最後尾のメモリにそのカウンタ
値が書込まれた当該セルを格納する(S3)。低優先ク
ラスの格納にあたっては、低優先クラスアドレス管理部
6がアドレスを管理する。もし、バッファ4に空きがな
ければ、当該セルを廃棄する(S4)。
0におけるプッシュアウト方式の書込アルゴリズムを示
すフローチャートを図3に示す。バッファに新しいセル
が到着すると(S0)、優先クラス識別部1で、そのセ
ルの優先クラスが識別される(S1)。優先クラスの識
別には、例えば、セルヘッダの優先クラス識別子を参照
したり、VCI/VPI番号を参照する。そのセルが低
優先クラスである場合、バッファ書込管理部2で、バッ
ファ4に空きがあるか否かをチェックする(S2)。も
し、空きがあれば、カウンタ値書込部10で、カウンタ
の値をセルのヘッダ部分に書込む(S31)。例えば、
カウンタは、2Gセル時間毎に1つずつインクリメント
される。低優先クラスの最後尾のメモリにそのカウンタ
値が書込まれた当該セルを格納する(S3)。低優先ク
ラスの格納にあたっては、低優先クラスアドレス管理部
6がアドレスを管理する。もし、バッファ4に空きがな
ければ、当該セルを廃棄する(S4)。
【0036】新しいセルが高優先クラスのセルである場
合(S1)、バッファ書込管理部2で、バッファ4に空
きがあるか否かをチェックする(S5)。もし、空きが
あれば、高優先クラスの最後尾のメモリに当該セルを格
納する(S6)。格納された高優先クラスの最後尾のセ
ルの後ろに低優先クラスの先頭セルを付ける(S7)。
つまり、高優先クラスの最後尾のセルが格納されたアド
レスの次のアドレスを低優先クラスの先頭のセルのアド
レスとする。このアドレスの組換え等は、高優先クラス
アドレス管理部7、低優先クラスアドレス管理部6が行
う。また、バッファ4に空きがない場合は、低優先クラ
スのセルが格納されているか否かをチェックする(S
8)。もし、低優先クラスのセルが格納されていなけれ
ば、新しいセルを廃棄する(S9)。
合(S1)、バッファ書込管理部2で、バッファ4に空
きがあるか否かをチェックする(S5)。もし、空きが
あれば、高優先クラスの最後尾のメモリに当該セルを格
納する(S6)。格納された高優先クラスの最後尾のセ
ルの後ろに低優先クラスの先頭セルを付ける(S7)。
つまり、高優先クラスの最後尾のセルが格納されたアド
レスの次のアドレスを低優先クラスの先頭のセルのアド
レスとする。このアドレスの組換え等は、高優先クラス
アドレス管理部7、低優先クラスアドレス管理部6が行
う。また、バッファ4に空きがない場合は、低優先クラ
スのセルが格納されているか否かをチェックする(S
8)。もし、低優先クラスのセルが格納されていなけれ
ば、新しいセルを廃棄する(S9)。
【0037】もし、低優先クラスのセルが格納されてい
れば、低優先クラスの先頭のセルか最後尾のセルのどち
らかを廃棄する。どちらのセルを廃棄するかは、次のよ
うに判断される。
れば、低優先クラスの先頭のセルか最後尾のセルのどち
らかを廃棄する。どちらのセルを廃棄するかは、次のよ
うに判断される。
【0038】遅延時間しきい値メモリ12に、あらかじ
め、滞留時間のしきい値を設定しておく、低優先クラス
の先頭のセルのヘッダに書込まれたカウンタ値と現在の
カウンタ値の情報を基に、当該セルの滞留時間を、滞留
時間計算部13で計算する。計算された滞留時間が、滞
留時間のしきい値より大きければ(S30)、低優先ク
ラスの先頭のセルを廃棄する(S10)。計算された滞
留時間が滞留時間のしきい値以下であれば、低優先クラ
スの最後尾のセルを廃棄する(S10′)。低優先クラ
スのセルを廃棄後、高優先クラスの最後尾のメモリに新
しいセルを格納する(S11)。さらに、格納された高
優先クラスの最後尾のセルの後ろに低優先クラスの先頭
セルを付ける(S12)。セルバッファ装置20におけ
る読出アルゴリズムは従来の例と共通である。
め、滞留時間のしきい値を設定しておく、低優先クラス
の先頭のセルのヘッダに書込まれたカウンタ値と現在の
カウンタ値の情報を基に、当該セルの滞留時間を、滞留
時間計算部13で計算する。計算された滞留時間が、滞
留時間のしきい値より大きければ(S30)、低優先ク
ラスの先頭のセルを廃棄する(S10)。計算された滞
留時間が滞留時間のしきい値以下であれば、低優先クラ
スの最後尾のセルを廃棄する(S10′)。低優先クラ
スのセルを廃棄後、高優先クラスの最後尾のメモリに新
しいセルを格納する(S11)。さらに、格納された高
優先クラスの最後尾のセルの後ろに低優先クラスの先頭
セルを付ける(S12)。セルバッファ装置20におけ
る読出アルゴリズムは従来の例と共通である。
【0039】(第二実施例)本発明第一実施例では、低
優先クラスの先頭セルの現在の時刻までのバッファ4内
の滞留時間とあらかじめ設定されたしきい値とを比較し
て、低優先クラスの先頭セルを廃棄するか、低優先クラ
スの最後尾のセルを廃棄するかを判断していた。
優先クラスの先頭セルの現在の時刻までのバッファ4内
の滞留時間とあらかじめ設定されたしきい値とを比較し
て、低優先クラスの先頭セルを廃棄するか、低優先クラ
スの最後尾のセルを廃棄するかを判断していた。
【0040】本発明第二実施例では、低優先クラスの先
頭セルの現在の時刻までのバッファ4内の滞留時間その
ものではなく、当該滞留時間と高優先クラスのキュー長
の情報を基に、低優先クラスのセルがバッファ4に入力
されてから読出されるまでの遅延時間とあらかじめ設定
された遅延時間のしきい値とを比較して、低優先クラス
の先頭のセルを廃棄するか、低優先クラスの最後尾のセ
ルを廃棄するかを判断するところが異なる。
頭セルの現在の時刻までのバッファ4内の滞留時間その
ものではなく、当該滞留時間と高優先クラスのキュー長
の情報を基に、低優先クラスのセルがバッファ4に入力
されてから読出されるまでの遅延時間とあらかじめ設定
された遅延時間のしきい値とを比較して、低優先クラス
の先頭のセルを廃棄するか、低優先クラスの最後尾のセ
ルを廃棄するかを判断するところが異なる。
【0041】図4において、高優先クラスのキュー長
は、高優先クラスアドレス管理部7により測定されてい
る。低優先クラスの先頭セルのバッファ4内の遅延時間
dは、現在までの滞留時間d1 と現在から読出されるま
での滞留時間d2 の和で求められる。つまり、 d=d1 +d2 (qh) …(1) である。右辺第二項は、高優先クラスのキュー長の関数
となっているので、高優先クラスのキュー長をqhとし
て、現在から読出されるまでの滞留時間の推定値をd2
(qh)とした。一般に、qhが大きいときは、d
2 (qh)が大きくなる確率が大きい。例えば、d
2 (qh)がqhに比例するとして、 d2 (qh)=C*qh …(2) とすることによりd2 (qh)を推定することができ
る。ただし、Cは定数である。
は、高優先クラスアドレス管理部7により測定されてい
る。低優先クラスの先頭セルのバッファ4内の遅延時間
dは、現在までの滞留時間d1 と現在から読出されるま
での滞留時間d2 の和で求められる。つまり、 d=d1 +d2 (qh) …(1) である。右辺第二項は、高優先クラスのキュー長の関数
となっているので、高優先クラスのキュー長をqhとし
て、現在から読出されるまでの滞留時間の推定値をd2
(qh)とした。一般に、qhが大きいときは、d
2 (qh)が大きくなる確率が大きい。例えば、d
2 (qh)がqhに比例するとして、 d2 (qh)=C*qh …(2) とすることによりd2 (qh)を推定することができ
る。ただし、Cは定数である。
【0042】本発明第二実施例のセルバッファ装置20
におけるプッシュアウト方式の書込アルゴリズムを示す
フローチャートを図5に示す。推定された低優先クラス
の先頭セルの遅延時間dを遅延時間しきい値メモリ15
にあらかじめ設定された遅延時間しきい値と比較する。
dが遅延時間しきい値より大きければ(S32)、低優
先クラスの先頭セルを廃棄する(S10)。dが遅延時
間しきい値以下であれば、低優先クラスの最後尾のセル
を廃棄する(S10′)。他は図3に示した本発明第一
実施例のアルゴリズムと共通である。
におけるプッシュアウト方式の書込アルゴリズムを示す
フローチャートを図5に示す。推定された低優先クラス
の先頭セルの遅延時間dを遅延時間しきい値メモリ15
にあらかじめ設定された遅延時間しきい値と比較する。
dが遅延時間しきい値より大きければ(S32)、低優
先クラスの先頭セルを廃棄する(S10)。dが遅延時
間しきい値以下であれば、低優先クラスの最後尾のセル
を廃棄する(S10′)。他は図3に示した本発明第一
実施例のアルゴリズムと共通である。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッファのセルの状態(遅延時間)に応じたプッシュア
ウト方式を選択しているので、無効セルを転送する可能
性が小さく、遅延品質を向上させることができる。すな
わち、時々刻々変化するトラヒック状況に応じて最適な
プッシュアウト方式を選択することができる。
バッファのセルの状態(遅延時間)に応じたプッシュア
ウト方式を選択しているので、無効セルを転送する可能
性が小さく、遅延品質を向上させることができる。すな
わち、時々刻々変化するトラヒック状況に応じて最適な
プッシュアウト方式を選択することができる。
【図1】本発明第一および第二実施例に共通のセルバッ
ファ装置のブロック構成図。
ファ装置のブロック構成図。
【図2】本発明第一実施例のバッファ書込管理部のブロ
ック構成図。
ック構成図。
【図3】本発明第一実施例のセルバッファ装置における
プッシュアウト方式の書込アルゴリズムを示すフローチ
ャート。
プッシュアウト方式の書込アルゴリズムを示すフローチ
ャート。
【図4】本発明第二実施例のバッファ書込管理部のブロ
ック構成図。
ック構成図。
【図5】本発明第二実施例のセルバッファ装置における
プッシュアウト方式の書込アルゴリズムを示すフローチ
ャート。
プッシュアウト方式の書込アルゴリズムを示すフローチ
ャート。
【図6】ATM交換装置とセルバッファ装置との関係を
示す図。
示す図。
【図7】FCFD方式の概念図。
【図8】LCFD方式の概念図。
【図9】従来のプッシュアウトを行うセルバッファ装置
のブロック構成図。
のブロック構成図。
【図10】従来のバッファ書込管理部のブロック構成
図。
図。
【図11】従来のバッファ読出管理部のブロック構成
図。
図。
【図12】従来のFCFD方式の書き込みアルゴリズム
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
【図13】従来のプッシュアウト方式の読出し動作のア
ルゴリズムを示すフローチャート。
ルゴリズムを示すフローチャート。
【図14】従来のLCFD方式の書き込みアルゴリズム
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
【図15】高優先クラスのトラヒック負荷を一定とし、
低優先クラスの負荷を変化させたときの低優先クラスの
セルの平均遅延時間および最大遅延時間を示す図。
低優先クラスの負荷を変化させたときの低優先クラスの
セルの平均遅延時間および最大遅延時間を示す図。
1 優先クラス識別部 2 バッファ書込管理部 3 バッファ読出管理部 4 バッファ 5 セル書込部 6 低優先クラスアドレス管理部 7 高優先クラスアドレス管理部 8 セル読出部 9 アドレス管理部 10 カンウタ値書込部 11 カウンタ 12 滞留時間しきい値メモリ 13 滞留時間計算部 14 遅延時間推定部 15 遅延時間しきい値メモリ 20 セルバッファ装置 30 競合制御装置 50 ATM交換装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−135154(JP,A) 特開 平1−225261(JP,A) 1997年電子情報通信学会通信ソサイエ ティ大会 B−6−43(1997年8月13 日) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/56
Claims (3)
- 【請求項1】 到来するセルを一時蓄積するバッファ
と、このバッファにセルを書込む手段と、このバッファ
からセルを読出す手段と、到来するセルのサービスクラ
スを識別する手段とを備えたセルバッファ装置におい
て、 前記バッファに蓄積された低優先クラスの先頭セルにつ
いてその遅延時間を認識する手段と、 高優先クラスのセルが入力されたときに前記バッファに
空き領域がないという条件の下で、前記認識する手段の
認識した遅延時間がしきい値を超えているときにはその
先頭セルを廃棄し、認識した遅延時間がしきい値を超え
ていないときには低優先クラスの最後尾のセルを廃棄す
る手段と を備えたことを特徴とするセルバッファ装置。 - 【請求項2】 前記バッファに蓄積される低優先クラス
のセルに蓄積時刻情報を付加する手段を備え、前記認識
する手段は、この蓄積時刻情報を現在時刻から減算し前
記先頭セルの前記バッファ内の現在時刻までの滞留時間
を算出する手段を含む請求項1記載のセルバッファ装
置。 - 【請求項3】 前記認識する手段は、算出した前記滞留
時間に、さらに、前記バッファ内に蓄積された高優先ク
ラスのセルの読出完了予定時間を加算し前記先頭セルの
前記バッファからの読出し予定時刻を推定する手段を含
む請求項2記載のセルバッファ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24570297A JP3231007B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | セルバッファ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24570297A JP3231007B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | セルバッファ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1188357A JPH1188357A (ja) | 1999-03-30 |
| JP3231007B2 true JP3231007B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=17137544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24570297A Expired - Fee Related JP3231007B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | セルバッファ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231007B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6505660B2 (en) | 2000-05-11 | 2003-01-14 | Hutchinson | Runflat device for a motor vehicle including a ring made of at least two sectors independent of each other |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9195578B2 (en) | 2012-08-24 | 2015-11-24 | International Business Machines Corporation | Systems, methods and computer program products memory space management for storage class memory |
-
1997
- 1997-09-10 JP JP24570297A patent/JP3231007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1997年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会 B−6−43(1997年8月13日) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6505660B2 (en) | 2000-05-11 | 2003-01-14 | Hutchinson | Runflat device for a motor vehicle including a ring made of at least two sectors independent of each other |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1188357A (ja) | 1999-03-30 |
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