JP3655845B2

JP3655845B2 - Ａｔｍのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法

Info

Publication number: JP3655845B2
Application number: JP2001190712A
Authority: JP
Inventors: 収功柴崎
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2021-06-25
Also published as: JP2003008634A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＡＴＭのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法に係り、特に複数のバーチャルチャネル（ＶＣ：Virtual Channel）を束ねて一つのバーチャルパス（ＶＰ：Virtual Path）として非同期転送モード（ＡＴＭ：Asynchronous Transfer Mode）網と接続されるＮＴ２（Network Termination 2）において、各ＶＣ毎に帯域を可変制御するシェーピングを行うＡＴＭのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のＶＣを束ねて一つのＶＰとしてＡＴＭ網と接続される網終端装置であるＮＴ２において、ＶＰ帯域が契約した帯域を超えないように各々のＶＣにてシェーピングを行うのが一般的である。すなわち、ＶＣ帯域及びＶＰ帯域は、ＮＴ２の使用者がＡＴＭ網を運営する通信事業者と固定帯域で契約して、その固定帯域内で使用するものであるため、複数のＶＣを束ねた一つのＶＰの帯域が契約した帯域を超えないように、ＡＴＭスイッチにて各ＶＣ毎に契約した帯域の範囲内でトラフィックの送信を行うように制御するシェーピングを行う。
【０００３】
しかし、実際にはＶＣ帯域は契約帯域以下でかなり余裕の帯域で使用する場合もあるが、ＶＣ帯域は固定契約であるので、使用していなくてもＶＰ帯域上は固定的に割り当てられて確保されている。このとき、ＶＰ帯域上で他のＶＣ帯域が契約帯域以上の帯域を使用したくても、未使用のＶＣ帯域を振り替えて使用できず、ＶＰ帯域の有効活用がされていない。
【０００４】
そこで、従来より、網の呼設定情報やトラヒックの負荷状況に基づき、各出回線における所定クラスのＶＣ毎の利用帯域を求める帯域演算部と、スイッチ前段部に設けられ、入力セルをＶＣ毎にキューイングすると共に、該記憶セルを帯域演算部より通知されるＶＣ毎の利用帯域に対応するセル読出レートでＶＣ対応に読み出す帯域シェーパ部とを備え、出回線のあるＶＣの利用帯域が減少すると、新たな利用帯域が帯域シェーパ部及び当該ＶＣの送出端末に知らせ、帯域シェーパ部が新たな利用帯域で当該ＶＣのセル流を帯域シェーピングし、スイッチ以降の輻輳発生を回避する構成のＡＴＭのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法が知られている（特開平１０−２２４３６４号公報：発明の名称「ＡＴＭ交換機」）。
【０００５】
また、従来、ＶＰ内の各ＶＣの受信トラフィック量を監視し、あるＶＣの受信トラフィック量が当該ＶＣに割り当てられた帯域を上回り、トラフィックの滞留が発生しているとき、そのＶＣの送信トラフィック量を、当該ＶＣが設定されているＶＰ内の当該ＶＣを含めた各ＶＣの送信トラフィック量の総和が同ＶＰに割り当てられた帯域を超えない範囲で調整するようにしたＡＴＭのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法も知られている（特開平１１−１３６２５２号公報：発明の名称「ＡＴＭスイッチ及びシェーピング方法」）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記特開平１０−２２４３６４号公報記載の従来のＡＴＭのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法では、出回線に帯域演算部を有し、この帯域演算部でサービスクラスに対応してＶＣ帯域を決め、この決めたＶＣ帯域をＡＴＭスイッチ前段でシェーピングを行っているため、実際のＶＣ毎の使用帯域に対応した適切なシェーピングが困難である。
【０００７】
また、前記特開平１１−１３６２５２号公報記載の従来のＡＴＭのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法では、トラフィックの滞留が発生したことを検出した時に、そのＶＣの送信トラフィック量を、同じＶＰ内の他のＶＣに、各ＶＣの送信トラフィック量の総和が超えない範囲で割り当てるようにしているため、トラフィックの滞留が発生しなければＶＣのトラフィック量の変化を行わず、また、各ＶＣ帯域は予め契約した固定帯域のままであり、最適なシェーピングが困難である。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、ＶＣ毎の実際の使用帯域を測定し、その測定結果に基づいて、ＶＣ帯域を固定帯域とせず、ＶＰ帯域内で各ＶＣ毎に自由にＶＣ帯域を可変することにより、適切なＶＣシェーピングを実現し得るＡＴＭのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のＡＴＭのシェーピング制御装置は、複数のＶＣを束ねて一つのＶＰとしてＡＴＭ網と接続される網終端装置におけるＡＴＭのシェーピング制御装置において、複数のＶＣの各ＶＣ毎に、実際のＡＴＭセルの単位時間当たりの流量であるレートを測定する複数のレートモニタと、複数のレートモニタからの測定結果を受け、ＶＰの契約帯域を超えないように各ＶＣ毎にシェーピング帯域を決定して、そのシェーピング帯域を複数のレートモニタへ通知すると共に、複数のレートモニタのうち、ＶＣの契約帯域よりも広帯域の測定結果を報告したレートモニタに対して、複数のレートモニタからの測定結果に基づき実行したＶＣ帯域の統計処理の結果、複数のＶＣの使用帯域がＶＰの契約帯域を超えないときには、報告された広帯域をＶＣ帯域として設定指示するシェーピング管理制御部と、複数のレートモニタのうち、対応して設けられたレートモニタから指示された帯域となるように、入力される一のＶＣのセルのシェーピングを行う、全部で複数のシェーピング回路とを有する構成としたものである。
【００１０】
この発明では、複数のＶＣの各ＶＣ毎に測定した、実際のレートの測定結果に基づき、ＶＰの契約帯域を超えないように各ＶＣ毎にシェーピング帯域を決定して、入力される一のＶＣのセルのシェーピングを行うようにしたため、契約している固定帯域のＶＰ帯域を超えない範囲で、複数のＶＣの帯域を各々動的に可変することができる。
【００１３】
また、上記の目的を達成するため、本発明のシェーピング制御方法は、複数のＶＣを束ねて一つのＶＰとしてＡＴＭ網と接続される網終端装置におけるＡＴＭのシェーピング制御方法において、複数のＶＣの各ＶＣ毎に、実際のＡＴＭセルの単位時間当たりの流量であるレートを測定する第１のステップと、第１のステップの測定結果に基づき、ＶＰの契約帯域を超えないように各ＶＣ毎にシェーピング帯域を決定すると共に、複数のＶＣのうち、ＶＣの契約帯域よりも広帯域のＶＣの測定結果が得られたときは、その測定結果に基づき実行したＶＣ帯域の統計処理の結果、複数のＶＣの使用帯域がＶＰの契約帯域を超えないときには、上記広帯域のＶＣのシェーピング帯域を広帯域に設定する第２のステップと、第２のステップにより決定又は設定されたシェーピング帯域に基づき、入力される一のＶＣのセルのシェーピングを行う第３のステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
この発明では、複数のＶＣの各ＶＣ毎に測定した、実際のレートの測定結果に基づき、ＶＰの契約帯域を超えないように各ＶＣ毎にシェーピング帯域を決定して、入力される一のＶＣのセルのシェーピングを行うようにしたため、契約している固定帯域のＶＰ帯域を超えない範囲で、複数のＶＣの帯域を各々動的に可変することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になるＡＴＭのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法の一実施の形態の構成図を示す。同図において、網終端装置１１は網終端装置１２を介してＡＴＭ網１３に接続されている。ここで、網終端装置１１は、切り替え選択、プロトコル処理などの回線接続制御機能を備えたＮＴ２であり、図示しない標準端末（ＴＥ：Terminal Equipment）に接続されているので、以下、これらを含めてＴＥ／ＮＴ２ともいう。
【００１６】
また、網終端装置１２は回線終端機能を有するＮＴ１（Network Termination 1）であり、網終端装置（ＴＥ／ＮＴ２）１１からの信号を伝送路インタフェースの信号に変換して伝送路へ送出し、また伝送路インタフェースから送出されてきた信号をＴＥ／ＮＴ２の信号に変換する。ここでは、網終端装置（ＮＴ１）１２とＡＴＭ網１３との間はＶＰ回線１４でＡＴＭセルが送受信される。ＶＰ回線１４は、ｎチャネルのＶＣ１〜ＶＣｎが束ねられた構成である。図１ではＴＥを記述していないが、ＴＥは各々のＶＣ毎に接続される。
【００１７】
図２は網終端装置１１の一例の構成図を示す。同図に示す網終端装置１１において、１つのＶＰ帯域１５には３つのＶＣ１、ＶＣ２及びＶＣ３が存在している（ｎ＝３の場合）。また、ＶＣ１においては、ＶＣ１のシェーピングを行うシェーピング回路１６１と、ＶＣ１の実際の帯域をモニタするレートモニタ１７１とから構成されている。同様に、ＶＣ２においては、ＶＣ２のシェーピングを行うシェーピング回路１６２と、ＶＣ２の実際の帯域をモニタするレートモニタ１７２とから構成され、ＶＣ３においては、ＶＣ３のシェーピングを行うシェーピング回路１６３と、ＶＣ３の実際の帯域をモニタするレートモニタ１７３とから構成されている。
【００１８】
シェーピング管理制御部１８は、レートモニタ１７１〜１７３により測定されたＶＣ１〜ＶＣ３のそれぞれの実際の帯域の測定結果を受け、契約されているＶＰ帯域を超えないように各々のシェーピング帯域を決定し、各々のレートモニタ１７１〜１７３へ指示する。指示されたレートモニタ１７１〜１７３は、自分の配下のシェーピング回路１６１〜１６３に対してシェーピング帯域を設定する。
【００１９】
この図２の動作について説明するに、ＶＣ１の固定長のＡＴＭセルは、レートモニタ１７１に供給される一方、シェーピング回路１６１に供給されて一旦バッファされて吸収される。レートモニタ１７１は、単位時間当たりに通過する、割り当てられたＶＣ１のＡＴＭセルの流量を測定し、その測定結果をシェーピング管理制御部１８に通知する。
【００２０】
同様に、ＶＣ２、ＶＣ３の固定長の各ＡＴＭセルは、レートモニタ１７２、１７３に供給される一方、シェーピング回路１６２、１６３に供給されて一旦蓄積される。レートモニタ１７２、１７３は、単位時間当たりに通過する、割り当てられたＶＣ２、ＶＣ３のＡＴＭセルの流量を測定し、その測定結果をシェーピング管理制御部１８に通知する。
【００２１】
シェーピング管理制御部１８は、レートモニタ１７１、１７２及び１７３から通知されたＡＴＭセルの流量測定結果に基づき、それらの総和が契約しているＶＰ帯域１５を超えないように決定した各々のシェーピング帯域を、各々のレートモニタ１７１、１７２及び１７３へ指示する。レートモニタ１７１、１７２及び１７３は、指示されたシェーピング帯域をシェーピング回路１６１、１６２及び１６３に設定し、これより各々一旦蓄積されたＡＴＭセルの瞬時速度を抑えて平均化して読出し出力させる（すなわち、シェーピングする）。
【００２２】
ここで、周知のように、ＡＴＭセルの瞬時速度は、ＶＣ１〜ＶＣ３の各々において一定ではなく、端末を使用している時間と使用していない時間とにより逐次変化するが、ＶＣ１〜ＶＣ３のうち未使用のＶＣがあり、かつ、他のＶＣで契約した固定帯域以上の帯域が使用される場合であっても、本実施の形態による上記のシェーピングにより、ＡＴＭセルの実際の瞬時速度測定結果（単位時間当たりのＡＴＭセルの流量の測定結果）に基づき、ＶＰ帯域１５全体を超えないという条件で各ＶＣ帯域を動的に可変設定することができる。
【００２３】
次に、本実施の形態の動作について更に具体的に説明する。図３は時系列的にＶＣ１〜ＶＣ３の各々のＶＣ帯域が変化した様子を示す。同図において、時刻Ｔ１までは、ＶＣ１、ＶＣ２及びＶＣ３の各ＶＣ帯域が各々５Ｍｂｐｓであり、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までは、ＶＣ１が３ＭｂｐｓでＶＣ２及びＶＣ３がそれぞれ５Ｍｂｐｓであり、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までは、ＶＣ１が３ＭｂｐｓでＶＣ２が６ＭｂｐｓでＶＣ３が５Ｍｂｐｓであり、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までは、ＶＣ１が４Ｍｂｐｓで、ＶＣ２及びＶＣ３がそれぞれ１Ｍｂｐｓである。
【００２４】
このようなＶＣ帯域の変化がある場合において、時刻Ｔ１でＶＣ１が５Ｍｂｐｓから３ＭｂｐｓへＶＣ帯域がダウンした場合のレートモニタ１７１の動作について図４と共に説明するに、レートモニタ１７１は時刻Ｔ１まではＶＣ１のＶＣ帯域が５Ｍｂｐｓであることを認識しており（ステップＳ１）、またレートモニタ１７１は常時ＶＣ１のＶＣ帯域をモニタしており、時刻Ｔ１のＶＣ帯域の測定により（ステッブＳ２）、ＶＣ１のＶＣ帯域が３Ｍｂｐｓに変化したことを知る（ステップＳ３）。
【００２５】
すると、レートモニタ１７１はＶＣ帯域をダウンさせることは、ＶＰ帯域に影響を与えないので、そのまま自分のシェーピング帯域を３Ｍｂｐｓに変更して（ステップＳ４）、その旨をシェーピング管理制御部１８へ報告する（ステップＳ５）。これにより、シェーピング管理制御部１８はＶＣ１のＶＣ帯域が３Ｍｂｐｓに設定されたことを知る（ステップＳ６）。
【００２６】
また、時刻Ｔ２でＶＣ２のＶＣ帯域が５Ｍｂｐｓから６Ｍｂｐｓへアップしているが、この場合のレートモニタ１７２の動作について図５と共に説明するに、レートモニタ１７２は時刻Ｔ１〜Ｔ２ではＶＣ２のＶＣ帯域が５Ｍｂｐｓであることを認識しており（ステップＳ１１）。レートモニタ１７２は常時ＶＣ２のＶＣ帯域をモニタしており、時刻Ｔ２のＶＣ帯域の測定により（ステッブＳ１２）、ＶＣ２のＶＣ帯域が６Ｍｂｐｓにアップしたことを知る（ステップＳ１３）。
【００２７】
このとき、シェーピング回路１６２によるシェーピング帯域は５Ｍｂｐｓであるので、シェーピング回路１６２は６ＭｂｐｓのＡＴＭセルの入力に対してシェーピングして５Ｍｂｐｓとして出力する（１Ｍｂｐｓ分をシェーピングしている。）。
【００２８】
レートモニタ１７２は、ＶＣ２のＶＣ帯域が６Ｍｂｐｓであることをシェーピング管理制御部１８へ報告する（ステップＳ１４）。この報告を受けたシェーピング管理制御部１８はＶＣ帯域の統計処理を実行し（ステップＳ１５）、ＶＣ２のＶＣ帯域を６ＭｂｐｓにしてもＶＰ帯域１５を超えないかどうか判定し（ステップＳ１６）、ＶＰ帯域１５を超えないと判定した場合は、ＶＣ帯域を６Ｍｂｐｓに設定するようにレートモニタ１７２へ指示する（ステップＳ１７）。
【００２９】
これにより、レートモニタ１７２は、ＶＣ帯域を６Ｍｂｐｓに変更設定し（ステップＳ１８）、その旨をシェーピング回路１６２へ指示する。これにより、シェーピング回路１６２は、６ＭｂｐｓのＡＴＭセルの入力に対してシェーピングして６Ｍｂｐｓとして出力する。なお、ステップＳ１６でＶＣ帯域を６ＭｂｐｓにするとＶＰ帯域１５を超えると判定した場合は、ステップＳ１２に戻り、再度ＶＣ２のＶＣ帯域を測定する。
【００３０】
このように、本実施の形態では、ＶＰ帯域１５を超えない範囲で、ＶＣ１〜ＶＣ３の各ＶＣ帯域の変化に対応してシェーピング帯域を動的に可変制御するようにしているため、ＶＰ帯域１５の有効活用ができる。また、シェーピング管理制御部１８が３つのＶＣ帯域を一元管理しているので、ＶＣ単位毎にクラス分けしたりすることができ、サービスにより優先度をつけることができる。また、統計処理もできるのでトラフィック計算も可能となる。更に、この実施の形態では、ＶＣ帯域毎に制御ができるので、ＶＣ別の負荷分散制御も可能である。
【００３１】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図６は本発明の他の実施の形態の要部の構成図を示す。この実施の形態は、１つのＶＰ帯域２０に６つのＶＣが束ねられた場合の例で、ＶＣ１とＶＣ２をクラスＡ、ＶＣ３とＶＣ４をクラスＢ、ＶＣ５とＶＣ６をクラスＣとして、それぞれクラスＡを１０Ｍｂｐｓ、クラスＢを３Ｍｂｐｓ、クラスＣを１Ｍｂｐｓというようにクラス分けをする。ここで、クラスＡにはＶＣが２つあるので、合計２０ＭｂｐｓのＶＣ帯域となり、同様に、クラスＢは合計６Ｍｂｐｓ、クラスＣは合計２ＭｂｐｓのＶＣ帯域となる。
【００３２】
この実施の形態は、クラス毎に他のクラスとは独立してＶＣ帯域を、他のＶＣ帯域との合計がＶＰ帯域２０の２５Ｍｂｐｓを超えないように、動的に可変するものである。これにより、サービスするもの手により、優先順位付けをして、優先度の高いサービスを要求されているものは、クラスＡのＶＣを割り当てて使用するようにする。このようにクラス分けすることにより、ＶＣ別に優先順位が付けられ、サービスに適応した制御ができる。
【００３３】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば図６の実施の形態の各クラスは各々２つのＶＰからなるが、３つ以上でもよいし、異なる数のＶＰから構成されていてもよく、更には複数のクラスのうちの一又は二以上は１つのＶＰのみからなる構成でもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、契約している固定帯域のＶＰ帯域を超えない範囲で、複数のＶＣの帯域を各々動的に可変するようにしたため、ＶＰ帯域の有効利用ができると共に、実際の各ＶＣのレート測定結果に基づいてＶＣ帯域を可変制御しているため、トラフィックの滞留が発生しなくても、最適なシェーピングができる。
【００３５】
また、本発明によれば、ＶＣ帯域の一元管理ができるため、ＶＣ単位毎にクラス分けしてサービスにより優先度をつけることができ、更に統計処理もできるのでトラフィック計算もできる。
【００３６】
更に、本発明によれば、一つのＶＰ内の各ＶＣ毎に帯域を可変制御するようにしているため、ＶＣ別の負荷分散制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の全体構成図である。
【図２】本発明の要部の一実施の形態の構成図である。
【図３】ＶＣ帯域の変化の一例を示す図である。
【図４】ＶＣ帯域がダウンした時の図２の動作説明図である。
【図５】ＶＣ帯域がアップした時の図２の動作説明図である。
【図６】本発明の他の一実施の形態の要部の構成図である。
【符号の説明】
１１網終端装置（ＮＴ２）
１２網終端装置（ＮＴ１）
１３ＡＴＭ網
１４ＶＰ回線
１５、２０ＶＰ帯域
１８シェーピング管理制御部
１６１〜１６３シェーピング回路
１７１〜１７３レートモニタ

Claims

複数のＶＣを束ねて一つのＶＰとしてＡＴＭ網と接続される網終端装置におけるＡＴＭのシェーピング制御装置において、
前記複数のＶＣの各ＶＣ毎に、実際のＡＴＭセルの単位時間当たりの流量であるレートを測定する複数のレートモニタと、
前記複数のレートモニタからの測定結果を受け、前記ＶＰの契約帯域を超えないように前記各ＶＣ毎にシェーピング帯域を決定して、そのシェーピング帯域を前記複数のレートモニタへ通知すると共に、前記複数のレートモニタのうち、ＶＣの契約帯域よりも広帯域の測定結果を報告したレートモニタに対して、前記複数のレートモニタからの測定結果に基づき実行したＶＣ帯域の統計処理の結果、前記複数のＶＣの使用帯域が前記ＶＰの契約帯域を超えないときには、報告された該広帯域をＶＣ帯域として設定指示するシェーピング管理制御部と、
前記複数のレートモニタのうち、対応して設けられたレートモニタから指示された帯域となるように、入力される一のＶＣのセルのシェーピングを行う、全部で複数のシェーピング回路と
を有することを特徴とするＡＴＭのシェーピング制御装置。
複数のＶＣを束ねて一つのＶＰとしてＡＴＭ網と接続される網終端装置におけるＡＴＭのシェーピング制御方法において、
前記複数のＶＣの各ＶＣ毎に、実際のＡＴＭセルの単位時間当たりの流量であるレートを測定する第１のステップと、
前記第１のステップの測定結果に基づき、前記ＶＰの契約帯域を超えないように前記各ＶＣ毎にシェーピング帯域を決定すると共に、前記複数のＶＣのうち、前記ＶＣの契約帯域よりも広帯域のＶＣの測定結果が得られたときは、その測定結果に基づき実行したＶＣ帯域の統計処理の結果、前記複数のＶＣの使用帯域が前記ＶＰの契約帯域を超えないときには、該広帯域のＶＣのシェーピング帯域を該広帯域に設定する第２のステップと、
前記第２のステップにより決定又は設定されたシェーピング帯域に基づき、入力される一のＶＣのセルのシェーピングを行う第３のステップと
を含むことを特徴とするシェーピング制御方法。