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JP3556521B2 - ATM communication network - Google Patents
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JP3556521B2 JP13277099A JP13277099A JP3556521B2 JP 3556521 B2 JP3556521 B2 JP 3556521B2 JP 13277099 A JP13277099 A JP 13277099A JP 13277099 A JP13277099 A JP 13277099A JP 3556521 B2 JP3556521 B2 JP 3556521B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はATM(Asynchronous Transfer Mode)に利用する。本発明はIP(Internet Protocol)トラヒックをATM通信網上で効率よく転送するために利用する。
【0002】
【従来の技術】
従来のクライアント・サーバモデルを図9を参照して説明する。図9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(以下、単にクライアント30と記す)からサーバ20への通信とサーバ20からクライアント30ヘの通信は、クライアント30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10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10に示すように、サーバ20からクライアント30への通信は、そのデータ量がクライアント30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(Round Trip Time)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)の「ATM通信網」により、クライアント・サーバモデルの特徴を利用し、輻輳を発生させることなく、効率よくデータを転送する技術を提案している。しかし、先願では、クライアントとサーバとの間のルートは唯一として提案を行っている。本発明では、クライアントとサーバとの間のルートは複数として提案を行い、複数のルートの中から最適なルートを選択する技術を提案している。これにより、複数のルートを用いて最も転送の効率が高く、かつ、QoSのよいセル転送を実現することができる。
【0008】
すなわち、本発明は、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。
【0009】
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、前記サーバに向かう一連のセルの先頭に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、前記一連のセルが通過するルートの残余帯域を管理する手段と、前記一連のセルが一時蓄積されるバッファの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一連のセルを転送できる帯域を推定する手段と、前記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、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複数ルートから到来するOAMセルのそれぞれについて読み取る手段と、一定時間内に収集した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一連のセルを転送するための送信レートを前記複数のルートについてそれぞれ設定する手段と、この設定する手段により設定された前記送信レートにしたがって前記複数のルートのいずれかを選択する手段と、一連のセルの先頭と最後尾にOAMセルを付与する手段と、この先頭および最後尾のOAMセルに前記選択する手段により選択されたルートの前記送信レートの情報を書き込む手段とを備えたところにある。
【0010】
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一連のセルに対し、これから発生するサーバからクライアントに向かう一連のセル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。さらに、サーバでは、複数のルートから到来するOAMセルの情報にしたがって最適なルートを選択することにより、網全体にわたるルートの利用効率を向上させることができる。
【0011】
このときに、前記選択する手段は、前記複数のルートのうちで前記送信レートが最大となるルートを選択する手段を含むように構成したり、あるいは、前記選択する手段は、前記複数ルートのうちで前記送信レートが必要最小となるルートを選択する手段を含む構成とすることができる。
【0012】
前記複数のルートのうちで前記送信レートが最大となるルートを選択する場合には、最も輻輳発生確率の低いルートを選択することができる。また、前記複数ルートのうちで前記送信レートが必要最小となるルートを選択する場合には、空帯域を多く残しておくことができるため、急にデータ転送が盛んに発生するような事態が発生した場合に、これに柔軟に対処することができる。
【0013】
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セルの先頭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前記確保する手段により確保された帯域を解放する手段とを備えることが望ましい。
【0014】
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一連のセル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、一連のセルの最後尾の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、一連のセル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。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明実施例を図1ないし図8を参照して説明する。図1は本発明実施例の全体構成を示す図である。図2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3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4は本発明実施例のATMスイッチの動作を示すフローチャートである。図5は本発明実施例のサーバの要部ブロック構成図である。図6は本発明第一実施例のサーバにおける送信レートおよびルート決定アルゴリズムを示すフローチャートである。図7は本発明実施例のサーバからクライアントに向かうOAMセルの構成を示す図である。図8は本発明第二実施例のサーバにおける送信レートおよびルート決定アルゴリズムを示すフローチャートである。
【0016】
本発明は、図1に示すように、クライアント30と、サーバ20とを備え、このサーバ20とこのクライアント30とを接続するATMスイッチ10−1〜10−8とを備えたATM通信網である。
【0017】
ここで、本発明の特徴とするところは、クライアント30は、サーバ20に向かう一連のセルの先頭に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、図2に示すように、ATMスイッチ10−1〜10−8は、前記一連のセルが通過するルートの残余帯域を管理する残余帯域管理部3と、前記一連のセルが一時蓄積されるバッファ(図示せず)の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に向けて一連の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、図5に示すように、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複数ルートから到来するOAMセルのそれぞれについて読み取る情報読み取り部12と、タイマ処理部17により設定された一定時間内にこの推定された帯域の情報およびクライアント30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一連のセルを転送するための送信レートを前記複数のルートについてそれぞれ設定し、この設定された送信レートにしたがって前記複数のルートのいずれかを選択する判定部13と、一連のセルの先頭と最後尾にOAMセルを付与し、この先頭および最後尾のOAMセルに判定部13により選択されたルートの前記送信レートの情報を書き込む送信部14とを備えたところにある。
【0018】
本発明第一実施例では、判定部13は、前記複数のルートのうちで前記送信レートが最大となるルートを選択する。これに対し、本発明第二実施例では、判定部13は、前記複数ルートのうちで前記送信レートが必要最小となるルートを選択する。
【0019】
また、ATMスイッチ10−1〜10−8は、図2に示すように、サーバ20からクライアント30に向かう一連のセルの先頭OAMセルおよび最後尾OAMセルを受信するセル識別部5と、この先頭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、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確保する帯域確保部6とを備え、セル識別部5が最後尾OAMセルを受信すると、帯域確保部6は、この最後尾OAMセルに書き込まれた前記送信レートの情報にしたがって確保された帯域を解放する。
【0020】
次に、本発明実施例の動作を説明する。図10を参照して既に説明したように、クライアント・サーバタイプのトラヒックの特徴は、クライアントからサーバヘの要求に対し、サーバはクライアントに応答を返すというように、クライアントからサーバへの通信とサーバからクライアントへの通信は常に一対になっている。このとき、サーバからクライアントへの送信データ量は、クライアントからサーバへの送信データ量に比べて著しく多い。そのため、網はサーバからクライアントヘの通信によって輻輳になる可能性が高い。つまり、ATMスイッチがクライアントからサーバへのデータを受信したならば、その後、サーバからクライアントへのデータも受信するということである。
【0021】
よって、ATMスイッチがクライアントからサーバヘ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、サーバがその情報を利用してデータを送信するならば、サーバからクライアントヘ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。
【0022】
まず、図1に示すクライアント30からサーバ20へデータを送信する場合には、図3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が送受信可能なレートの情報を含む帯域情報が含まれる。
【0023】
次にこのOAMセルがATMスイッチ10−1〜10−8に到着したならば、図2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を読み取って、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からサーバ20への通信であると判断する。そして、情報書き込み部4は、OAMセルに書き込まれている帯域情報と、逆方向のサーバ20からクライアント30ヘの一連のセルが通過するルートの残余帯域の値と、この一連のセルが一時蓄積されるバッファ(図示せず)におけるキュー長の値とを、それぞれ、クライアント30からサーバ20へ向かう一連のセルが通過するルートの残余帯域を管理する残余帯域管理部3およびこの一連のセルが一時蓄積されるバッファ(図示せず)のキュー長を監視するキュー長監視部2の値を参照することにより推定し、輻輳を発生させずにサーバ20からクライアント30に向けてセルを転送できる帯域の情報を算出し、算出した値とOAMセルの帯域情報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み転送する。
【0024】
この輻輳情報決定アルゴリズムは、図に示すように、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。
【0025】
情報書き込み部4では、算出した値とOAMセルの帯域情報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。
【0026】
サーバ20では、図5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からサーバ20ヘ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。判定部13では、タイマ処理部17により定められた一定時間、複数のルートより到着するルート情報をルート情報管理部16で蓄積し、そのルートの中で最適なルートを決定する。このとき、サーバ20はクライアント30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6に示すようなアルゴリズムで複数のルートのそれぞれについて送信レートを決定し、その送信レートにしたがって、複数のルートのいずれかを選択して送信を開始する。
【0027】
図6は本発明第一実施例のサーバ20における送信レートおよびルート決定アルゴリズムであり、複数ルートでOAMセルに書き込まれていた値の最大値が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)とし、α×Cが最大となるルートを選択する(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最大値)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)。
【0028】
図7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。
【0029】
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2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を読み取って、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。また、識別子SERVER2を持つOAMセルがATMスイッチ10に到着したときに、帯域確保部7は、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。
【0030】
次に、本発明第二実施例のサーバ20における送信レートおよびルート決定アルゴリズムを図8を参照して説明する。本発明第二実施例は、図8に示すように、複数ルートでOAMセルに書き込まれていた値(B1、B2、…、Bn)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(S11)、送信レートをα×C(ただし、0<α≦1)とし、OAMセルに書き込まれていた値(Bi、iは1〜nのいずれか)がCを越える最も小さい値であるルートiを選択する(S12)。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(S13)、送信レートをα×(OAMセルに書き込まれていた最大値)とする(S14)。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(S15)。
【0031】
図6に示す本発明第一実施例の送信レートおよびルート決定アルゴリズムを用いた場合には、複数のルートのうちで送信レートが最大となるルートを選択することにより、最も輻輳発生確率の低いルートを選択することができる。また、図8に示す本発明第二実施例の送信レートおよびルート決定アルゴリズムを用いた場合には、複数ルートのうちで送信レートが必要最小となるルートを選択することにより、空帯域を多く残しておくことができるため、急にデータ転送が盛んに発生するような事態が発生した場合に、これに柔軟に対処することができる。
【0032】
【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・サーバモデルの特徴を利用したセル転送制御を行うことができる。すなわち、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の全体構成を示す図。
【図2】本発明実施例のATMスイッチの要部ブロック構成図。
【図3】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4】本発明実施例のATMスイッチの動作を示すフローチャート。
【図5】本発明実施例のサーバの要部ブロック構成図。
【図6】本発明第一実施例のサーバにおける送信レートおよびルート決定アルゴリズムを示すフローチャート。
【図7】本発明実施例のサーバからクライアントに向かうOAMセルの構成を示す図。
【図8】本発明第二実施例のサーバにおける送信レートおよびルート決定アルゴリズムを示すフローチャート。
【図9】クライアント・サーバモデルの通信網を示す図。
【図10】クライアント・サーバタイプのトラヒックを示す図。
【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
5 セル識別部
6 帯域確保部
10、10−1〜10−8 ATM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
16 ルート情報管理部
17 タイマ処理部
20 サーバ
30、30−1〜30−3 クライアント
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is used for an ATM (Asynchronous Transfer Mode). The present invention is used for efficiently transferring IP (Internet Protocol) traffic over an ATM communication network.
[0002]
[Prior art]
A conventional client-server model will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a conventional client-server model. Communication from the clients 30-1 to 30-3 (hereinafter simply referred to as the client 30) to the server 20 and communication from the server 20 to the client 30 are performed by a request from the client 30 to the server 20, and a request from the server 20 to the server 20. There is a feature that they are closely related to each other such as a response to the client 30.
[0003]
FIG. 10 is a diagram showing the flow of information in the client-server model. As shown in FIG. 10, the communication from the server 20 to the client 30 has a data amount of from the client 30 to the server 20. Since the number is significantly larger than that of the above, there is a feature that congestion easily occurs. Such traffic is referred to as client-server type traffic.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In contrast to such a client-server model, in a conventional ATM communication network, communication between a client and a server has been considered to be completely independent of each other. For this reason, no ATM communication network utilizing the characteristics of client-server type traffic in the client-server model has been proposed.
[0005]
That is, in the conventional ATM communication network, when starting communication from the server to the client, there is no information on the congestion state in the network, so that congestion does not occur or redundant control, for example, congestion does not occur. Control such as starting transmission at such a low rate or waiting for transmission to start for one RTT (Round Trip Time) time to secure a band is performed, and inefficient communication is performed.
[0006]
The present invention has been made in such a background, and an object of the present invention is to provide an ATM communication network capable of performing control utilizing characteristics of a client-server model. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ATM communication network that can efficiently transfer cells without causing congestion in client-server type traffic.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The applicant of the present application utilizes the characteristics of the client-server model by using the "ATM communication network" of Japanese Patent Application No. 9-326476 (not disclosed at the time of filing the application, hereinafter referred to as a prior application) without causing congestion. We propose a technology to transfer data efficiently. However, in the earlier application, the route between the client and the server is proposed as unique. The present invention proposes a technique in which a plurality of routes between a client and a server are proposed, and an optimum route is selected from the plurality of routes. As a result, cell transfer with the highest transfer efficiency and good QoS can be realized using a plurality of routes.
[0008]
That is, the present invention is an ATM communication network including a plurality of clients and a server, and an ATM switch for connecting the server and the plurality of clients.
[0009]
Here, the feature of the present invention is characterized in that the client includes means for adding an OAM cell to the head of a series of cells destined for the server, and means for writing rate information that can be transmitted and received by itself to the OAM cell. The ATM switch comprises: means for managing a remaining bandwidth of a route through which the series of cells pass; means for monitoring a current queue length of a buffer in which the series of cells are temporarily stored; and management of the remaining bandwidth. From the server to the client without causing congestion according to the value of the remaining bandwidth obtained by the means for monitoring the current queue length and the current queue length and the rate information written in the OAM cell. Means for estimating a band in which a series of cells can be transferred, and means for writing information of the estimated band to the OAM cell. Means for reading the information of the estimated bandwidth written in the OAM cell for each of the OAM cells arriving from a plurality of routes, information of the estimated bandwidth collected within a predetermined time, and the client Means for setting a transmission rate for transferring a series of cells to a client without causing congestion according to the data size information requested from the plurality of routes, and the transmission set by the setting means. Means for selecting one of the plurality of routes according to a rate, means for adding OAM cells to the head and tail of a series of cells, and means for selecting the head and tail OAM cells. Means for writing information on the transmission rate of the route.
[0010]
In this way, the ATM switch writes in advance a series of cells going from the client to the server with information on a band that can be used when transferring a series of cells going from the server to the client. Communication of the model can be performed smoothly. Further, the server can improve the utilization efficiency of the route over the entire network by selecting the optimal route according to the information of the OAM cells arriving from the plurality of routes.
[0011]
At this time, the selecting unit is configured to include a unit that selects a route having the maximum transmission rate among the plurality of routes, or the selecting unit is configured to include And means for selecting a route that minimizes the transmission rate.
[0012]
When selecting a route with the maximum transmission rate from among the plurality of routes, a route with the lowest congestion occurrence probability can be selected. Further, when selecting a route having the required minimum transmission rate from the plurality of routes, a large amount of empty bandwidth can be left, so that a situation in which data transfer suddenly occurs frequently occurs. In this case, this can be flexibly dealt with.
[0013]
The ATM switch includes means for receiving a head OAM cell of a series of cells from the server to the client, means for reading the transmission rate information written in the OAM cell, and means for reading the transmission rate read by the reading means. Means for securing a band in accordance with the information of the above, means for receiving the last OAM cell, means for reading the information on the transmission rate written in the OAM cell, and information on the transmission rate read by the reading means Means for releasing the band secured by the securing means according to the above.
[0014]
As described above, the ATM switch secures a band in accordance with the transmission rate information written in the OAM cell added to the head of a series of cells from the server to the client, and further, the OAM cell at the end of the series of cells. By releasing the bandwidth secured in accordance with the transmission rate information written in, the required bandwidth can be secured only during the passage of a series of cells, so that the bandwidth can be effectively used.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a main part of the ATM switch according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an OAM cell from a client to a server according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the ATM switch according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram of a main part of the server according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart showing a transmission rate and a route determination algorithm in the server of the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an OAM cell from a server to a client according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing a transmission rate and a route determination algorithm in the server of the second embodiment of the present invention.
[0016]
As shown in FIG. 1, the present invention is an ATM communication network including a client 30, a server 20, and ATM switches 10-1 to 10-8 for connecting the server 20 and the client 30. .
[0017]
Here, the feature of the present invention is that the client 30 attaches an OAM cell to the head of a series of cells going to the server 20 and writes rate information that can be transmitted and received by itself to the OAM cell, as shown in FIG. As described above, the ATM switches 10-1 to 10-8 each include a remaining bandwidth management unit 3 for managing the remaining bandwidth of the route through which the series of cells pass, and a buffer (not shown) in which the series of cells are temporarily stored. , A queue length monitoring unit 2 for monitoring the current queue length, a remaining bandwidth management unit 3, a value of the remaining bandwidth obtained by the queue length monitoring unit 2, a current queue length, and a rate written in the OAM cell. According to the information, a band in which a series of cells can be transferred from the server 20 to the client 30 without causing congestion is estimated, and the information of the estimated band is referred to as the OAM cell. And an information writing unit 4 for writing the estimated bandwidth information written in the OAM cell for each of the OAM cells coming from a plurality of routes, as shown in FIG. 12 to transfer a series of cells to the client without causing congestion in accordance with the information of the estimated bandwidth and the size information of the data requested by the client 30 within a fixed time set by the timer processing unit 17. And a determination unit 13 for selecting one of the plurality of routes according to the set transmission rate, and adding an OAM cell to the beginning and end of a series of cells. The transmission rate information of the route selected by the determination unit 13 is added to the first and last OAM cells. Some at having a transmission unit 14 for writing.
[0018]
In the first embodiment of the present invention, the determination unit 13 selects a route having the maximum transmission rate from the plurality of routes. On the other hand, in the second embodiment of the present invention, the determination unit 13 selects a route having the required minimum transmission rate from the plurality of routes.
[0019]
As shown in FIG. 2, the ATM switches 10-1 to 10-8 each include a cell identification unit 5 for receiving a head OAM cell and a tail OAM cell of a series of cells from the server 20 to the client 30; A band securing unit 6 for reading the information on the transmission rate written in the OAM cell, and securing a band according to the read information on the transmission rate. When the cell identification unit 5 receives the last OAM cell, The bandwidth securing unit 6 releases the bandwidth secured according to the information on the transmission rate written in the last OAM cell.
[0020]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described. As described above with reference to FIG. 10, the characteristic of the client-server type traffic is that, in response to a request from the client to the server, the server returns a response to the client. Communication to clients is always paired. At this time, the amount of data transmitted from the server to the client is significantly larger than the amount of data transmitted from the client to the server. Therefore, the network is likely to be congested by communication from the server to the client. That is, if the ATM switch receives data from the client to the server, then it also receives data from the server to the client.
[0021]
Therefore, when the ATM switch receives data from the client to the server, it adds congestion information in the network to the data, and if the server transmits the data using the information, the communication from the server to the client may cause congestion. The possibility of occurrence can be kept low, and the network can be operated efficiently.
[0022]
First, when transmitting data from the client 30 to the server 20 shown in FIG. 1, as shown in FIG. 3, an OAM cell is added to the beginning of normal data. In the OAM cell, the following traffic is client-server type traffic, which is an identifier CLIENT indicating that the communication is from the client 30 to the server 20, and information on a rate at which the client 30 can transmit and receive as an initial value. Is included.
[0023]
Next, when the OAM cell arrives at the ATM switches 10-1 to 10-8, the cell identification unit 1 shown in FIG. 2 determines that the cell is an OAM cell, and reads the included identifier CLIENT. Then, it is determined that the subsequent data is client-server type traffic and that it is a communication from the client 30 to the server 20. Then, the information writing section 4 temporarily stores the band information written in the OAM cell, the value of the remaining band of the route through which a series of cells from the server 20 to the client 30 pass in the reverse direction, and the series of cells. The value of the queue length in a buffer (not shown) to be processed is set to the remaining bandwidth management unit 3 that manages the remaining bandwidth of a route through which a series of cells from the client 30 to the server 20 pass, and the series of cells are temporarily stored. It is estimated by referring to the value of the queue length monitoring unit 2 that monitors the queue length of the buffer (not shown) to be accumulated, and the bandwidth of the band in which cells can be transferred from the server 20 to the client 30 without causing congestion. Information is calculated, and the calculated value is compared with the value included in the bandwidth information of the OAM cell. If the calculated value is smaller, the value is changed to the bandwidth of the OAM cell. To write transfer to the broadcast.
[0024]
As shown in FIG. 4 , the congestion information determination algorithm first determines whether (current queue length / buffer length) is equal to or more than its upper limit HB (S1). At this time, if it is equal to or more than the upper limit value HB, “0” is written as the band information. When it is less than the upper limit value HB and larger than the lower limit value LB, the band information is R / (HB-P) / (HB-LB).
Write. Here, P: current queue length / buffer length, R: value of remaining bandwidth managed by remaining bandwidth management unit 3, HB: upper limit of (current queue length / buffer length), LB: (current queue length) Length / buffer length).
[0025]
The information writing unit 4 compares the calculated value with the value included in the band information of the OAM cell, and if the calculated value is smaller, writes the value into the band information of the OAM cell.
[0026]
In the server 20, the cell identification unit 11 shown in FIG. 5 determines that the cell is an OAM cell, reads the included identifier CLIENT, and the subsequent data is client-server type traffic, and It is determined that the communication is from the client 30 to the server 20. Then, the band information written in the OAM cell is read by the information reading unit 12 and sent to the determination unit 13. In the determining unit 13, route information arriving from a plurality of routes for a certain period of time determined by the timer processing unit 17 is accumulated in the route information managing unit 16, and an optimum route is determined among the routes. At this time, the server 20 checks the size of the data requested by the client 30 by the transmission data size management unit 15, and sends a value C (cell / S) obtained by dividing the data size by a predetermined time T to the determination unit 13. The determination unit 13 determines a transmission rate for each of the plurality of routes by an algorithm as shown in FIG. 6, selects one of the plurality of routes according to the transmission rate, and starts transmission.
[0027]
FIG. 6 shows the transmission rate and the route determination algorithm in the server 20 according to the first embodiment of the present invention. The maximum value of the values written in the OAM cells in a plurality of routes is C (the requested data size (cell) / a certain time). If T (second)) or more (S6), the transmission rate is set to α × C (where 0 <α ≦ 1), and a route that maximizes α × C is selected (S7). If the value written in the OAM cell is less than C and equal to or more than the lower limit value LB (S8), the transmission rate is set to α × (the maximum value written in the OAM cell) (S9). If the value written in the OAM cell is less than C and less than the lower limit LB, no data is transmitted (S10).
[0028]
As shown in FIG. 7, an OAM cell is added at the beginning of the transmission data, and the OAM cell has traffic following the client-server type, which is a communication from the server 20 to the client 30. , And band information holding the transmission rate as information. An OAM cell is also provided at the end of the transmission data, and the OAM cell includes an identifier SERVER2 that is the end of the transmission data and band information for holding a transmission rate as information.
[0029]
Next, when an OAM cell having the identifier SERVER1 arrives at the ATM switch 10, the cell identification unit 5 shown in FIG. 2 determines that the cell is an OAM cell, reads the included identifier SERVER1, and The subsequent data is client-server type traffic, and it is determined that the communication is from the server 20 to the client 30. Then, the bandwidth securing unit 6 secures a bandwidth equal to the bandwidth information included in the OAM cell. Further, when the OAM cell having the identifier SERVER2 arrives at the ATM switch 10, the band securing unit 7 releases the band securing the value equal to the band information of the arrived OAM cell.
[0030]
Next, a transmission rate and a route determination algorithm in the server 20 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, the values (B1, B2,..., Bn) written in the OAM cells through a plurality of routes are changed to C (requested data size (cell) / time T (Second)) or more (S11), the transmission rate is α × C (where 0 <α ≦ 1), and the value (Bi, i is any of 1 to n) written in the OAM cell is The route i having the smallest value exceeding C is selected (S12). If the value written in the OAM cell is less than C and equal to or greater than the lower limit LB (S13), the transmission rate is set to α × (the maximum value written in the OAM cell) (S14). If the value written in the OAM cell is less than C and less than the lower limit LB, no data is transmitted (S15).
[0031]
When the transmission rate and route determination algorithm of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is used, the route having the lowest transmission rate is selected by selecting the route having the highest transmission rate from a plurality of routes. Can be selected. When the transmission rate and route determination algorithm according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 8 is used, a route having the minimum required transmission rate is selected from a plurality of routes, so that a lot of empty bandwidth is left. This makes it possible to flexibly cope with a situation in which data transfer suddenly occurs frequently.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to perform cell transfer control using characteristics of the client-server model. That is, cell transfer can be efficiently performed without causing congestion in client-server type traffic.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a main part of the ATM switch according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an OAM cell from a client to a server according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the ATM switch according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a main part of a server according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a transmission rate and a route determination algorithm in the server of the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an OAM cell from a server to a client according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a transmission rate and a route determination algorithm in the server according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a communication network of a client-server model.
FIG. 10 is a diagram showing client-server type traffic.
[Explanation of symbols]
1, 5, 11 Cell identification unit 2 Queue length monitoring unit 3 Remaining bandwidth management unit 4 Information writing unit 5 Cell identification unit 6 Bandwidth reservation unit 10, 10-1 to 10-8 ATM switch 12 Information reading unit 13 Judgment unit 14 Transmission Unit 15 transmission data size management unit 16 route information management unit 17 timer processing unit 20 server 30, 30-1 to 30-3 client

Claims (4)

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、前記サーバに向かう一連のセルの先頭にOAM(Operation And Maintenance)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、前記一連のセルが通過するルートの残余帯域を管理する手段と、前記一連のセルが一時蓄積されるバッファの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一連のセルを転送できる帯域を推定する手段と、前記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、
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複数ルートから到来するOAMセルのそれぞれについて読み取る手段と、一定時間内に収集した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一連のセルを転送するための送信レートを前記複数のルートについてそれぞれ設定する手段と、この設定する手段により設定された前記送信レートにしたがって前記複数のルートのいずれかを選択する手段と、一連のセルの先頭と最後尾にOAMセルを付与する手段と、この先頭および最後尾のOAMセルに前記選択する手段により選択されたルートの前記送信レートの情報を書き込む手段とを備えた
ことを特徴とするATM通信網。
In an ATM communication network including a plurality of clients and a server, and an ATM switch for connecting the server and the plurality of clients,
The client comprises: means for adding an OAM (Operation And Maintenance) cell to the head of a series of cells toward the server; and means for writing rate information that can be transmitted and received by the client to the OAM cell,
The ATM switch includes means for managing a remaining bandwidth of a route through which the series of cells pass, means for monitoring a current queue length of a buffer in which the series of cells are temporarily stored, and means for managing the remaining bandwidth. And from the server to the client without causing congestion according to the value of the remaining bandwidth obtained by the means for monitoring the current queue length and the current queue length and the rate information written in the OAM cell. Means for estimating a band in which cells can be transferred, and means for writing information of the estimated band to the OAM cell,
Means for reading the information of the estimated bandwidth written in the OAM cell for each of the OAM cells arriving from a plurality of routes; and information of the estimated bandwidth collected within a certain time and the client. Means for setting a transmission rate for transmitting a series of cells to a client without causing congestion according to the requested data size information for each of the plurality of routes, and the transmission rate set by the setting means Means for selecting any one of the plurality of routes according to the above, means for adding OAM cells to the head and tail of a series of cells, and the route selected by the means for selecting the head and tail OAM cells. Means for writing the transmission rate information.
前記選択する手段は、前記複数のルートのうちで前記送信レートが最大となるルートを選択する手段を含む請求項1記載のATM通信網。2. The ATM communication network according to claim 1, wherein the selecting unit includes a unit that selects a route having the maximum transmission rate among the plurality of routes. 前記選択する手段は、前記複数ルートのうちで前記送信レートが必要最小となるルートを選択する手段を含む請求項1記載のATM通信網。2. The ATM communication network according to claim 1, wherein said selecting means includes means for selecting a route that minimizes the transmission rate among the plurality of routes. 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セルの先頭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前記確保する手段により確保された帯域を解放する手段とを備えた請求項1記載のATM通信網。The ATM switch includes means for receiving a head OAM cell of a series of cells from the server to the client, means for reading the transmission rate information written in the OAM cell, and means for reading the transmission rate read by the reading means. Means for securing a band according to the information of the above, means for receiving the last OAM cell, means for reading the transmission rate information written in the OAM cell, and information for the transmission rate read by the reading means 2. The ATM communication network according to claim 1, further comprising means for releasing a band secured by said securing means in accordance with the following.
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