JP3549766B2

JP3549766B2 - Ａｔｍ通信網

Info

Publication number: JP3549766B2
Application number: JP10048899A
Authority: JP
Inventors: 正義鍋島; 直明山中
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: JP2000295230A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）に利用する。本発明はＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）トラヒツクをＡＴＭ通信網上で効率よく送受信するために利用するに適する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のクライアント・サーバモデルを図７を参照して説明する。図７は従来のクライアント・サーバモデルの構成例を示す図である。クライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０への通信とサーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３ヘの通信は、クライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０への要求、そして、それに対するサーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３への応答というように互いに密接した関係にあるという特徴を有する。
【０００３】
また、図８はクライアント・サーバモデルにおける情報の流れを示す図であるが、図８に示すように、サーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３への通信は、そのデータ量がクライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０へのデータ量に比べて著しく多いため、輻輳を発生しやすいという特徴がある。このようなトラヒックをクライアント・サーバタイプのトラヒックという。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなクライアント・サーバモデルに対し、従来のＡＴＭ通信網では、クライアントとサーバとの間の通信を互いに全く独立なものと考えてきた。そのため、クライアント・サーバモデルにおけるクライアント・サーバタイプのトラヒックの特徴を利用したＡＴＭ通信網は全く提案されていない。
【０００５】
すなわち、従来のＡＴＭ通信網では、サーバからクライアントへの通信を開始する際に、網内の輻輳状態の情報が何もないので、輻輳を発生させたり、冗長な制御、例えば、輻輳が起こらないような低いレートで送信を開始したり、または帯域を確保するために１ＲＴＴ（ＲｏｕｎｄＴｒｉｐＴｉｍｅ）時間、送信を開始するのを待つなどの制御を行い、効率の悪い通信を行っている。
【０００６】
本発明は、このような背景に行われたものであって、クライアント・サーバモデルの特徴を利用した制御を行うことができるＡＴＭ通信網を提供することを目的とする。本発明は、クライアント・サーバタイプのトラヒックにおける輻輳を発生させることなく効率よくセルの転送を行うことができるＡＴＭ通信網を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＡＴＭ通信網であって、複数のクライアントと、サーバとを備え、このサーバとこの複数のクライアントとを接続するＡＴＭスイッチとを備えたＡＴＭ通信網である。
【０００８】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記クライアントは、一連のデータセルの先頭にＯＡＭセルを付与する手段と、自身が送受信可能なレート情報を前記ＯＡＭセルに書き込む手段とを備え、前記ＡＴＭスイッチは残余帯域を管理する手段と、現在のキュー長を監視する手段と、この残余帯域を管理する手段およびこの現在のキュー長を監視する手段により得られた残余帯域の値および現在のキュー長の値および前記ＯＡＭセルに書き込まれたレート情報にしたがって輻輳を発生させずに前記サーバから前記クライアントに向けてセルを転送できる帯域を推定する手段と、この推定する手段により推定された帯域の情報を前記ＯＡＭセルに書き込む手段とを備えたところにある。
【０００９】
このように、ＡＴＭスイッチにて、クライアントからサーバに向かうパケットに対し、これから発生するサーバからクライアントに向かうパケットの転送時に利用可能となり得る帯域の情報をあらかじめ書き込むことにより、クライアント・サーバモデルの通信を円滑に行うことができる。
【００１０】
前記サーバは、前記ＯＡＭセルに書き込まれた前記推定された帯域の情報を読み取る手段と、この推定された帯域の情報および前記クライアントから要求されたデータのサイズ情報にしたがって輻輳を発生させずにクライアントにセルを転送するための送信レートを設定する手段と、一連のデータの先頭と最後尾にＯＡＭセルを付与する手段と、この先頭および最後尾のＯＡＭセルに前記送信レートの情報を書き込む手段とを備えることが望ましい。
【００１１】
このように、ＡＴＭスイッチにてパケットに書き込まれた利用可能帯域の情報にしたがって、サーバはクライアントにセルを転送するための送信レートを設定することにより、輻輳を招くことのない送信レートを設定することができる。
【００１２】
前記ＡＴＭスイッチは、サーバからクライアントに向かう一連のデータの先頭ＯＡＭセルを受信する手段と、このＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取る手段と、この読み取る手段により読み取られた前記送信レートの情報にしたがって帯域を確保する手段と、最後尾ＯＡＭセルを受信する手段と、このＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取る手段と、この読み取る手段により読み取られた前記送信レートの情報にしたがって帯域を解放する手段とを備えることが望ましい。
【００１３】
このように、ＡＴＭスイッチは、サーバからクライアントに向かうパケットの先頭に付与されたＯＡＭセルに書き込まれた送信レートの情報にしたがって帯域を確保し、さらに、パケットの最後尾のＯＡＭセルに書き込まれた送信レート情報にしたがって確保した帯域を解放することにより、パケットの通過中だけ必要な帯域を確保することができるので、帯域の有効利用を図ることができる。
【００１４】
なお、本願出願人は、特願平９−３２６４７６号（本願出願時に未公開、以下、先願という）により提案した「ＡＴＭ通信網」において、クライアント・サーバモデルの特徴を利用して輻輳を発生させることなく、効率よくデータを送受信する技術を開示した。しかし、先願では、ＡＴＭスイッチが、残余帯域の値、現在のキュー長とＯＡＭセルに書き込まれた情報を基にして輻輳情報を算出する技術、サーバがクライアントへ送出する一連のデータの最後尾にＯＡＭセルを付与する技術、ＡＴＭスイッチがサーバからクライアントへの一連のデータの最後尾に付与されたＯＡＭセルを受信した際に、そのＯＡＭセルに書き込まれた情報を読み取り、読み取った情報に等しい帯域を解放する技術については開示されていない。
【００１５】
前回出願した技術とは、ＡＴＭスイッチが残余帯域の値、現在のキュー長とＯＡＭセルに書き込まれた情報を基にして、輻輳情報を算出する点、サーバがクライアントへ送出する一連のデータの最後尾にＯＡＭセルを付与する点、ＡＴＭスイッチがサーバからクライアントへの一連のデータの最後尾に付与されたＯＡＭセルを受信した際に、そのＯＡＭセルの帯域情報の値に等しい帯域を解放する点が異なる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図１および図４を参照して説明する。図１は本発明実施例のＡＴＭスイッチの要部ブロック構成図である。図４は本発明実施例のサーバの要部ブロック構成図である。
【００１７】
本発明は、ＡＴＭ通信網であって、図７に示すように、複数のクライアント３０−１〜３０−３と、サーバ２０とを備え、このサーバ２０とこの複数のクライアント３０−１〜３０−３とを接続するＡＴＭスイッチ１０とを備えたＡＴＭ通信網である。
【００１８】
クライアント３０−１〜３０−３は、一連のデータセルの先頭にＯＡＭセルを付与し、自身が送受信可能なレート情報を前記ＯＡＭセルに書き込み、ＡＴＭスイッチ１０にセルを転送する。
【００１９】
ここで、本発明の特徴とするところは、図１に示すＡＴＭスイッチ１０は残余帯域を管理する残余帯域管理部３と、現在のキュー長を監視するキュー長監視部２と、この残余帯域管理部３およびこのキュー長監視部２により得られた残余帯域の値および現在のキュー長の値および前記ＯＡＭセルに書き込まれたレート情報にしたがって輻輳を発生させずにサーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３に向けてセルを転送できる帯域を推定し、この推定された帯域の情報を前記ＯＡＭセルに書き込む情報書き込み部４とを備えたところにある。
【００２０】
また、図４に示すサーバ２０は、前記ＯＡＭセルに書き込まれた前記推定された帯域の情報を読み取る情報読み取り部１２と、この推定された帯域の情報およびクライアント３０−１〜３０−３から要求されたデータのサイズ情報にしたがって輻輳を発生させずにクライアント３０−１〜３０−３にセルを転送するための送信レートを設定する送信データサイズ管理部１５および判定部１３と、一連のデータの先頭と最後尾にＯＡＭセルを付与し、この先頭および最後尾のＯＡＭセルに前記送信レートの情報を書き込む送信部１４とを備える。
【００２１】
さらに、ＡＴＭスイッチ１０は、図１に示すように、サーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３に向かう一連のデータの先頭ＯＡＭセルを受信し、このＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取るセル識別部５と、このセル識別部５により読み取られた前記送信レートの情報にしたがって帯域を確保する帯域確保部６とを備える。また、セル識別部５は、最後尾ＯＡＭセルを受信し、このＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取り、帯域確保部６は、この読み取られた前記送信レートの情報にしたがって帯域を解放する。
【００２２】
【実施例】
本発明実施例を図１ないし図６を参照して説明する。図２は本発明実施例のクライアントからサーバに向かうＯＡＭセルの構成を示す図である。図３は本発明実施例の輻輳情報決定アルゴリズムを示す図である。図５は本発明実施例の送信レート決定アルゴリズムを示す図である。図６は本発明実施例のサーバからクライアントに向かう先頭および最後尾ＯＡＭセルの構成を示す図である。
【００２３】
図８によりすでに説明したように、クライアント・サーバタイプのトラヒツクの特徴は、クライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０への要求に対して、サーバ２０はクライアント３０−１〜３０−３に応答を返すというように、クライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０への通信とサーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３への通信は常に一対になっている。
【００２４】
サーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３への送信データ量は、クライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０への送信データ量に比べて著しく多い。そのため、網はサーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３ヘの通信によって輻輳になる可能性が高い。つまり、ＡＴＭスイッチ１０がクライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０へのデータを受信したならば、その後、サーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３へのデータも受信するということである。
【００２５】
よって、ＡＴＭスイッチ１０がクライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０へのデータを受信したときに、それに網内の輻輳情報を付与し、サーバ２０がその情報を利用してデータを送信するならば、サーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３への通信が輻輳を発生させる可能性を低く抑えることができ、網を効率よく運用できるようになる。
【００２６】
まず、クライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０ヘデータを送信する場合には、図２に示すように、通常のデータの最初にＯＡＭセルを付与する。そのＯＡＭセルには、それに続くトラヒックがクライアント・サーバタイプのトラヒックであり、かつそれはクライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０への通信であることを示す識別子ＣＬＩＥＮＴと、初期値としてクライアント３０−１〜３０−３が受信可能なレートの情報を含む帯域情報が含まれる。
【００２７】
次にこのＯＡＭセルがＡＴＭスイッチ１０に到着したならば、図１に示すセル識別部１が、そのセルをＯＡＭセルであると判断し、含まれている識別子ＣＬＩＥＮＴを読みとって、それに続くデータがクライアント・サーバタイプのトラヒックであり、かつ、それはクライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０への通信であると判断する。そして、逆方向のサーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３への送信データが通過するルートの残余帯域の値とバッファにおけるキュー長の値を、それぞれ残余帯域管理部３、キュー長監視部２で調べ、図３に示すアルゴリズムにしたがい、輻輳情報を算出する。
【００２８】
図３に示す輻輳情報決定アルゴリズムでは、まず、（現在のキュー長／バッファ長）がその上限値ＨＢ以上であるか否かを判定する（Ｓ１）。このとき、上限値ＨＢ以上であれば、帯域情報として「０」を書き込む。上限値ＨＢ未満であり、かつ、下限値ＬＢよりも大きい場合には、帯域情報として
Ｒ／（ＨＢ−Ｐ）／（ＨＢ−ＬＢ）
を書き込む。ただし、Ｐ：現在のキュー長／バッファ長、Ｒ：残余帯域管理部３で管理している残余帯域の値、ＨＢ：（現在のキュー長／バッファ長）の上限値、ＬＢ：（現在のキュー長／バッファ長）の下限値である。
【００２９】
情報書き込み部４では、算出した値とＯＡＭセルの帯域情執に含まれる値とを比較し、算出した値の方が小さいならば、その値をＯＡＭセルの帯域情報に書き込む。
【００３０】
サーバ２０にＯＡＭセルが到着したならば、図４に示すセル識別部１１が、そのセルをＯＡＭセルであると判断し、含まれている識別子ＣＬＩＥＮＴを読みとって、それに続くデータがクライアント・サーバタイプのトラヒックであり、かつそれはクライアント３０−１〜３０−３からサーバ２０への通信であると判断する。そして、ＯＡＭセルに書き込まれている帯域情報を情報読み取り部１２で読み取り、それを判定部１３に送る。また、サーバ２０はクライアント３０−１〜３０−３に要求されたデータのサイズを送信データサイズ管理部１５で調べ、それをあるあらかじめ設定した時間Ｔで割った値Ｃ（セル／Ｓ）を判定部１３に送る。判定部１３では、図５に示すようなアルゴリズムにしたがって送信レートを決定し、そのレートで送信を開始する。
【００３１】
図５に示す送信レート決定アルゴリズムでは、ＯＡＭセルに書き込まれていた値がＣ（要求されたデータサイズ（ｃｅｌｌ）／ある時間Ｔ（ｓｅｃｏｎｄ））以上であれば（Ｓ６）、送信レートをα・Ｃ（ただし、０＜α≦１）とする（Ｓ７）。ＯＡＭセルに書き込まれていた値がＣ未満であり、かつ、前記下限値ＬＢ以上であれば（Ｓ８）、送信レートをα・（ＯＡＭセルに書き込まれていた値）とする（Ｓ９）。ＯＡＭセルに書き込まれていた値がＣ未満であり、かつ、前記下限値ＬＢ未満であればデータを送信しない（Ｓ１０）。
【００３２】
このようにして送信レートを決定したら、帯域情報としてＯＡＭセルに書き込む。このとき、図６に示すように、送信データの最初にＯＡＭセルを付与し、そのＯＡＭセルには、それに続くトラヒックがクライアント・サ―バタイプのトラヒックであり、かつそれはサーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３への通信であることを示す識別子ＳＥＲＶＥＲ１と、送信レートを情報として保持する帯域情報が含まれる。また、送信データの最後尾にも、ＯＡＭセルが付与され、そのＯＡＭセルには、それが送信データの最後尾である識別子ＳＥＲＶＥＲ２と、送信レートを情報として保持する帯域情報が含まれる。
【００３３】
次に、識別子ＳＥＲＶＥＲ１を持つＯＡＭセルがＡＴＭスイッチ１０に到着したならば、図１に示すセル識別部５が、そのセルをＯＡＭセルであると判断し、含まれている識別子ＳＥＲＶＥＲ１を読みとって、それに続くデータがクライアント・サーバタイプのトラヒックであり、かつそれはサーバ２０からクライアント３０−１〜３０−３への通信であると判断する。そして、そのＯＡＭセルに含まれている帯域情報に等しい帯域を、帯域確保部６が確保する。
【００３４】
また、識別子ＳＥＲＶＥＲ２を持つＯＡＭセルがＡＴＭスイッチ１０に到着したならば、帯域確保部６が到着したＯＡＭセルの帯域情報に等しい値を確保している帯域から解放する。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クライアント・サーバタイプのトラヒックをＡＴＭ通信網で送信するときに、サーバからクライアントへの通信は網の使用状況に応じて適切なレートで送信を開始することができる。よって、網は輻輳状態に陥らず、適切な状態を保ち続けることができるすなわち、クライアント・サーバモデルの特徴を利用した制御を行うことができる。これにより、クライアント・サーバモデルにおける輻輳を発生させることなく効率よくセルの転送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のＡＴＭスイッチの要部ブロック構成図。
【図２】本発明実施例のクライアントからサーバに向かうＯＡＭセルの構成を示す図。
【図３】本発明実施例の輻輳情報決定アルゴリズムを示す図。
【図４】本発明実施例のサーバの要部ブロック構成図。
【図５】本発明実施例の送信レート決定アルゴリズムを示す図。
【図６】本発明実施例のサーバからクライアントに向かう先頭および最後尾ＯＡＭセルの構成を示す図。
【図７】従来のクライアント・サーバモデルの構成例を示す図。
【図８】クライアント・サーバモデルにおける情報の流れを示す図。
【符号の説明】
１、５、１１セル識別部
２キュー長監視部
３残余帯域管理部
４情報書き込み部
６帯域確保部
１０、１０−１、１０−２ＡＴＭスイッチ
１２情報読み取り部
１３判定部
１４送信部
１５送信データサイズ管理部
２０サーバ
３０−１〜３０−３クライアント

Claims

複数のクライアントと、サーバとを備え、このサーバとこの複数のクライアントとを接続するＡＴＭスイッチとを備えたＡＴＭ通信網において、
前記クライアントは、一連のデータセルの先頭にＯＡＭ（ＯｐｅｒａｔｉｏｎＡｎｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）セルを付与する手段と、自身が送受信可能なレート情報を前記ＯＡＭセルに書き込む手段とを備え、
前記ＡＴＭスイッチは残余帯域を管理する手段と、現在のキュー長を監視する手段と、この残余帯域を管理する手段およびこの現在のキュー長を監視する手段により得られた残余帯域の値および現在のキュー長の値および前記ＯＡＭセルに書き込まれたレート情報にしたがって輻輳を発生させずに前記サーバから前記クライアントに向けてセルを転送できる帯域を推定する手段と、この推定する手段により推定された帯域の情報を前記ＯＡＭセルに書き込む手段とを備えた
ことを特徴とするＡＴＭ通信網。
前記サーバは、前記ＯＡＭセルに書き込まれた前記推定された帯域の情報を読み取る手段と、この推定された帯域の情報および前記クライアントから要求されたデータのサイズ情報にしたがって輻輳を発生させずにクライアントにセルを転送するための送信レートを設定する手段と、一連のデータの先頭と最後尾にＯＡＭセルを付与する手段と、この先頭および最後尾のＯＡＭセルに前記送信レートの情報を書き込む手段とを備えた請求項１記載のＡＴＭ通信網。
前記ＡＴＭスイッチは、サーバからクライアントに向かう一連のデータの先頭ＯＡＭセルを受信する手段と、このＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取る手段と、この読み取る手段により読み取られた前記送信レートの情報にしたがって帯域を確保する手段と、最後尾ＯＡＭセルを受信する手段と、このＯＡＭセルに書き込まれた前記送信レートの情報を読み取る手段と、この読み取る手段により読み取られた前記送信レートの情報にしたがって帯域を解放する手段とを備えた請求項２記載のＡＴＭ通信網。