JPH02257737A - パケット交換網における輻輳制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） パケット交換にて通信を行うパケット交換網において生
じた輻輳状態の回避および解消を行う軸輪制御方式に関
する。

（従来の技術） 従来、データをディジタルで伝送する際に、このディジ
タルデータを所定長毎に分割し、この分割したメツセー
ジ毎にアドレス等を有するヘッダを付加してパケットを
形成し、このパケット毎の単位でデータを伝送するよう
にしたパケット通信方式が提案されている。

パケット交換網は、このようなパケット通信を行うため
の通信網であり、複数の交換機、およびそれらの間を交
互に接続する通信路から構成される。

このようなパケット交換網において、トラヒック容量を
はるかに超えた呼が発生した場合、あるいは設備の故障
が生じた場合、通信網が輻輳する。

パケット交換網に生じた軸輪に対する制御方式としては
従来、交換機もしくは端末内バッファに格納されている
パケットのうち優先度の高いものから順に送出する優先
度制御方式、あるいは応答方式によるエンドツーエンド
フロー制御方式を具体化したいわゆるウィンドー制御方
式が知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような従来の軸横制御方式には次のよ
うな問題がある。

すなわち、高速にデータの通信を行うパケット交換網に
おいては、各端末から発生したパケット流を高速に多重
化し交換するので、ある交換機のバッファに入力される
パケット流のバースト部すなわちパケットが連続的に人
力される期間か重なる瞬時的幅部が確率的に発生するが
、従来の制御方式ではこのような場合パケットがそれら
の有する重要性にかかわりなく大量に廃棄されてしまう
。

本発明は従来技術におけるこのような問題を解決するた
めになされたものであり、幅部継続時間をより短縮化し
、パケットの廃棄を行うにしても所定の優先度をもって
これを行う軸横制御方式を１是供することを目的とする
。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためになされた、本発明のパケット
交換網における軸横制御方式にあっては、 ■　パケット交換網内の各交換機に対し、輻輳状態にあ
るかどうか判定し、輻輳状態にあると判定される場合に
は、その輻輳状態にある交換機の隣接交換機にその輻輳
状態にある交換機が輻輳状態にあることを通知し、通知
を受けた交換機は自交換機内に格納されているパケット
でその輻輳状態にある交換機に出力されるべきものに対
し出力制限を行う。

あるいは、 ■　パケット交換網内の各交換機に対し、輻輳状態にあ
るかどうか判定し、輻輳状態にあると判定される場合に
はその交換機へのパケ・ントの転送を可能とするルート
を確保している端末もしくは端末インターフェイスにパ
ケットの出力制限を行なわせるための制御パケットを転
送し、制御パケットを受け取った端末もしくは端末イン
ターフェイスはパケットの出力の制限を行う。

さらにあるいは、 ■　パケット交換網内の各交換機に対し、輻輳状態にあ
るかζうか判定し、輻輳状態にあると判定される場合に
はその輻輳状態にある交換機の隣接交換機にその輻輳状
態にある交換機が輻輳状態にあることを通知し、通知を
受けた交換機は輻輳状態にある交換機へのパケットの転
送を可能とするルートを確保している端末もしくは端末
インターフェイスにパケットの出・力制限を行わせるた
めの制御パケットを転送し、制御パケットを受け取った
端末もしくは端末インターフェイスはパケットの出力の
制限を行う。

（作用） 前記■の手段をとる幅部制御方法にあっては、幅部を生
じた交換機は隣接する各交換機にその事実を通知する。

そして、この通知を受けた隣接する各交換機は、軸横交
換機へのパケットの送出を所定の期間制限する。

すなわち、例えば軸横交換機へのパケットの送出をしば
らく停止するかあるいは、所定の廃棄優先度を用いて、
軸横交換機に送出されるべき各隣接交換機のパケットの
中からパケットの廃棄を行い、廃棄されなかったものの
みを軸横交換機に送出するようにする。

前記■の手段をとる軸横制御方法にあっては幅部を生じ
た交換機から制御パケットが直接あるいは隣接交換機を
経由して各端末もしくは端末インターフェイスに送られ
る。制御パケットを受信した各端末もしくは端末インタ
ーフェイスでは、軸輪交換機へのパケット送出を制限す
る。

前記■の手段をとる軸横制御方法にあっては、輻輳を生
じた交換機は、隣接する各交換機に、その事実を通知す
る。そして隣接する交換機に所属する各端末には、軸輪
交換機の代りに隣接する交換機が制御パケットを送出す
る。そして制御パケットを受信した各端末では軸横交換
機へのパケットの送出に対し制限を行う。

（実施例） 以下図面を参照しながら本発明の実施例について述べる
。

第１図および第２図はそれぞれ本発明の第１の実施例の
パケット交換網における軸横制御方式を示す概念図およ
び処理手順を示すフローチャートである。

この第１図に示される場合にあっては、交換機１が幅部
を生じた交換機であり、他の交換機と区別するために斜
線を施して示される。要素２ないし５が幅部を生じた交
換機１に隣接する交換機である。

軸輪交換機１から隣接する各交換機へ向う鎖線は交換機
１における幅部の発生の通知を示す。

次に、第２図にもとずきこの実施例で行われる軸横解消
の処理手順を述べる。状況としては第１図に示されると
ころのものを考えるものとする。

ステップ■で各交換機について幅部が生じているかとう
かを判定する。

この判定は本実施例にあっては各交換機自身がそのバッ
ファの使用率を監視し、軸横状態に達したと判定される
場合には、対応する信号を割込み信号として、その交換
機のＣＰＵに人力させるようにしているがあるいは例え
ば各交換機とは独立に設けられた監視装置により所定の
周期で各交換機内バッファの使用率を検出することによ
ってもよい。そしである交換機、例えば第１図に示され
るように交換機１において幅部が生じていると判定され
る場合には、ステップ■においてその交換機に隣接して
いる各交換機、例えば第１図に示される場合では交換機
・２ないしらの各々にその交換機に幅部が生じたことを
示す軸横通知パケットを送出する。

ある隣接交換機、例えば交換機２に軸横通知パケットを
送出後、ステップ■において交換機１内通知テーブルの
更新、すなわち、交換機２へ軸横通知パケットを送出済
というデータの設定を行う。

その後それで軸横交換機の輻輳か解消したかどうかの判
定がステップ■においてなされる。そして、この判定に
おいて、幅部が解消したとされる場合には、ステップ■
へ移行し、軸横制御の解除がなされる。すなわち、交換
機１は軸輪制御解除の通知を行う制御パケットを各隣接
交換機２ないし５に送る。軸輪制御解除のパケットを受
信した各交換機では、通常動作モードに移行する。その
後ステップ■で交換機１内の通知テーブルの内容をリセ
ットし、ステップ■に戻る。

また、ステップ■において輻輳が依然として解消してい
ないと判定される場合にはステップ■にて、すべての隣
接交換機に軸輪通知パケットを送出し終っているかどう
かが判定され、判定結果がＹＥＳであればステップ■に
移行し幅部が解消したかどうかの判定が行われる。解消
したと判定される場合には、ステップ■に移行し、前述
のように軸横制御の終了処理が行われる。

他方、ステップ■にて、また、軸横通知パケットを送っ
ていない隣接交換機が存在すると判定される場合には、
ステップ■に移行し、その隣接交換機に対して前述のも
のと同様の処理を行う。

前記軸輪通知パケットを受信した隣接交換機においては
、以後、輻輳が解消されるまで幅部交換機へのパケット
の出力制限を行う。

出力制限の方法としては、例えば幅部交換機へのパケッ
ト送出を完全に停止してもよく、あるいはそれにより隣
接交換機内バッファがオーバーフローするようであれば
、パケットの廃棄を行ってもよい。このとき、本発明に
あっては、従来のようにバッファが一杯になった後人力
されてくるパケットをすべて一様に廃棄するのではなく
、所定の廃棄優先度を用いてパケットの廃棄を行う。

すなわち、例えば各パケットはその固有データの種別に
応じて、ヘッダ部に廃棄優先度のデータを有している。

各隣接交換機は、新たに入力されてくるパケットおよび
バッファに格納されているパケットとの全体の中で最も
大きな廃棄優先度を有するものを検出しその廃棄を行う
。これにより１、廃棄されては困るものが廃棄されるこ
とが避けられる。また、隣接交換機におけるパケットの
廃棄に当っては各パケットの有する方路情報をも考慮す
る。すなわち、方路情報を用いて、各パケットが幅幀交
換機へ転送されるべきものであるかどうかを判定し、転
送されるべきものであるときにはそうでないものに比べ
て優先的に廃棄がなされる。

この方法によって交換機のバッファ内パケットおよび新
たに入力されてくるパケットとの全体の中のいくらかの
割合のものは廃棄されることになるが、この制御方法に
より廃棄されるパケットの個数は、交換機の動作速度は
端末の動作速度に比べて極めて早いから端末ごとに評価
すれば小さな数となる。

本実施例の方法により、ある交換機に輻輳の生じたとき
、それ以後のその交換機への隣接交換機からのパケット
送出に対し前記のような制限が行われるので、−旦生じ
た輻輳の速かな解消がなされるだけでなく、この場合、
輻輳を生じた交換機は、軸輪解消のために行うべき処置
として、単に隣接する交換機に自らの内に幅部の生じた
事実を通知しさえすればよく、幅部を生じてそれだけで
きびしい動作状況にある輻輳交換機に対し、軸輪解消の
ためさらに行わなければならない処置の軽減を図ること
が可能となる。

なお、本実施例の趣旨とするところを他の方法によって
行うことも可能であり、例えば、第２図′に示される処
理手順においてステップ■の判定を行わないように構成
することもできる。このとき、幅部が解消されたかどう
かの判定はすべての隣接交換機に軸輪通知パケットを送
出し終った後ステップ■においてなされる。

次に本発明の第２の実施例について述べる。

第３図および第４図はそれぞれ第２の実施例のパケット
交換網における軸輪制御方式を示す概念図および処理手
順を示すフローチャートである。

第３図に示されるのは上記第１の実施例の説明において
例として用いられた軸輪状況に対応するものであり、第
１図と同じ符号を有する要素は、前に述べられたのと同
じ意味を有する。例えば、斜線を施して示される要素１
は幅部を生じた交換機である。また、要素６ないし１１
は、その出力パケットが軸輪交換機１を経由するような
端末であり、１２は、幅部交換機１とは隣接状態にない
交換機である。また軸輪交換機１から各端末２ないし７
に向う波線は、以下に述べられる制御パケットの流れを
表わす。

交換機１における幅部の解消は次のようにして行われる
。すなわち第４図に示されるステップ■１で各交換機に
ついて幅部が生じているかどうかが！Ｐ１１定される。

そしである交換機、例えば第１図に示されるように交換
機１において幅部が生じていると判定される場合には、
ステップ■においてその交換機を経由するようにパケッ
トを送出している端末、すなわち第３図に示される例で
は端末６ないし１１に順次制御パケットを送出する。

ある端末、例えば端末６に制御パケットを送出後、ステ
ップ■において交換機１内制御パケツト送出テーブルの
更新、すなわち、端末６へ制御パケットを送出済という
データの設定を行う。

その後それで軸輪交換機の幅幀が解消したかどうかの判
定が、ステップ■においてなされる。そして、この判定
において、軸横が解消したとされる場合には、ステップ
■へ移行し、軸輪制御の解除がなされる。すなわち、交
換機１は軸横制御解除の通知を行う制御パケットを各端
末６ないし１１に送る。幅部制御解除のパケットを受信
した各交換機では、通常動作モードに移行する。その後
、ステップ■て交換機１内の制御バケッＩ・送出テブル
の内容をリセットし、ステップ■に戻る。

全ての対象端末、すなわち第３図に示される場合であれ
ば端末６ないし１１に制御パケットを送出したかどうか
の判定がステップ■においてなされる。

ステップ■における判定において、また全ての対象端末
に制御パケットを送出してはいないと判定される場合に
は、まだ制御パケットの送出が行われていない対象端末
に制御パケットを送出するべくステップ■に移行し、以
下ステップ■ないし■を反復する。ステップ■にて、Ｙ
Ｅ、Ｓと判定される場合には、ステップ■に移行し、そ
こで軸横が解消されたと判定される場合にはステップ■
、ステップ■さらにステップ■に移る。

制御パケットを受信した各端末は、この制御パケットを
認識し、パケット出力に対する制限を行う。

出力制限の方法としては前記第１の実施例の場合と同様
に種々のものを用いることができ、例えばパケットの出
力を完全に止めてもよく、あるいは、所定の廃棄優先度
にもとずきパケットの廃棄を行い一部のパケットは出力
されるようにしてもよい。

本実施例に対しては様々の変形例が考えられる。

例えば、制御パケットに軸横の程度を示す情報を含ませ
てもよい。これにより、軸横の程度に応じて、各端末に
おける出力制限の態様を変るようにすれば、より合理的
な幅部制御が行われる。この出力制限の態様の変更は端
末側で自律的に行うようにしてもよい。

また、制御パケットの送出方法としても様々のものを用
いることができる。例えば交換機の制御部は、交換機が
収容している呼（パケット流）の発局および着局ヘルー
ティングするためのルーティングヘッダをすべて記憶し
ておくことができるが、この情報を用いて制御パケット
を端末あるいは端末インターフェイスに転送する。すな
わち、交換機の制御部は記憶している各パケット流のル
ーティングヘッダ情報を用いて制御パケットにルーティ
ングヘッダを付けて、転送すべき端末あるいは端末イン
ターフェイスへ制御パケットを転送するようにする。

あるいは折り返しパケット方式により交換機の入力バッ
ファに入力されたパケットのルーティングヘッダをその
まま制御用パケットのヘッダに付けて端末側へ転送する
ように行うこともできる。

すなわち、一方の交換機Ａから他方の交換機Ｂへ向かう
回線と逆にＢからＡに向かう回線とて、同一のパケット
流（呼）では同一のチャネル番号を設定するような伝送
路のパケット交換網を構成し、一つの呼に対しては、上
り回線のチャネル番号と下り回線のチャネル番号とが同
一の値になっているようにする。このようなパケット交
換網において、軸横状態にある交換機の入力バッファ部
で受信したパケットのヘッダ部をそのままコピーして制
御パケットのルーティングヘッダにして端末側へ送り返
すようにする。これにより、制御パケットの送出を極め
て簡単に行うことができるようになり、ひいては、軸横
時間の短縮化がなされる。

このとき、同一の端末あるいは端末インターフェイスに
は重複しては制御パケットを転出しないように行っても
よく、あるいは重複は意識せずに軸横状態である時には
無条件に制御パケットの転送を行うようにしてもよいが
後者の方が制御を実行するハードウェアが簡単なものと
なる。また、端末インターフェイス装置は自装置から各
交換機までの距離、たとえば交換機のホップ数などを記
憶しておく機能を持ち、さらに制御パケットに端末イン
ターフェイス装置が軸横状態の交換機を認１識すること
ができるような情報を含ませ、これをもとに端末インタ
ーフェイス装置が自装置と軸横状態の交換機との距離を
調べ、ある値以上の場合には出力制限を行わないように
してもよい。

さらに、端末あるいは端末インターフェイス装置は、制
御パケットを受け取っても、たとえば、非常にパケット
の送出速度が大きいような場合などでは、軸輪時の制御
を行わないようにしてもよい。

本実施例の方法により、輻幀の速かな解消がなされ、ま
た輻幀制御のため端末もしくは端末インターフェイスに
おいてパケットの廃棄を行うにしても、適当な廃棄優先
度を用いて行うので従来技術のようなデータの種類に拘
らずパケットを一様に廃棄するといった不具合を解消す
ることができる。

次に本発明の第３の実施例について述べる。第５図は第
３の実施例のパケット交換網における軸輪制御方式を示
す概念図である。

交換機１が軸横状態にあると判定された場合、交換機１
は隣接する各交換機２ないし５に制御パケットを送る。

また、同時に他の交換機を介さずに直接に交換機１にパ
ケットを送出してくる各端末９．１０に制御パケットを
送る。隣接する交換機に送られるパケットおよび端末に
直接送られる制御パケットの流れは第５図においてそれ
ぞれ鎖線および波線で示される。

軸横交換機１から制御パケットを入力した隣接交換機、
例えば２はさらに、自らに従属している各端末、例えば
交換機２の場合だと端末６にａ１ｑ御パケットを送出す
る。

軸輪解除の判定のタイミングは前記第２実施例の場合と
同様に制御パケットを送出する毎に行う。

制御パケットを受信した各端末でなされるパケットの出
力制限については、既に第２の実施例において述べられ
たとうりである。

このように、本実施例にあっては軸横を生じた交換機は
、直接接続されていない各端末には隣接する交換機を経
由して間接的に制御パケットを送るわけであるが、この
ようにすることによって、前記第２の実施例の場合に比
べて、軸輪を生じて本来のパケット通信処理に忙がしい
状態にある交換機１の軸横制御に対する負担を軽減する
ことができる。すなわち、第５図に示される例では例え
ば端末６には軸横交換機１の隣接交換機２から制御パケ
ットが送られるが、その分軸横交換機１の軸横制御にお
ける負担が軽減されるからである。

次に本発明の°第４の実施例について述べる。第６図に
本実施例の軸横制御法に対する概念図を示す。

第６図において、軸横を生じた交換機１から各交換機に
向う鎖線は第１の実施例の場合と同様に、交換機１にお
ける軸横の通知を行うパケットの流れを表す。本実施例
は前記第１の実施例とは、軸横状態の通知を隣接交換機
のみならず、他の交換機にも送る点において異なるが、
それを除けば前記第１の実施例の場合と基本的に異なる
ところはない。

すなわち、例えば交換機１から軸横の通知を受けた交換
機１２では、さらにその管理する端末１１に制御パケッ
トを送出する。制御パケットを入力した端末１１は、交
換機１を経由するパケットの送出を制限する。

ただ、本実施例の方が、より広範囲の交換機に軸横状態
の通知を行うので、前記第１の実施例の場合では軸横が
隣接交換機へ波設するといった不具合の発生する危険性
があるという問題が解消される。

また、このとき、通知を受け取った交換機と軸横の発生
している交換機との距離たとえば交換機のホップ数など
が大きい場合には、対象となる端末あるいは端末インタ
ーフェイスに制御パケットの転送を行わないようにする
こともできる。

すなわち、交換機１における軸横の解消のためにはその
出力パケットが交換機１を経由するすべての端末に対し
出力制限を行わせる必要はなく、また早期の軸横解消の
ためには、遠距離にあり通知に時間のかかる交換機に通
知して軸輪制御を行うよりも、近くの交換機に通知する
方が効果的だからである。

以上述べられたものの他に種々の実施態様が可能である
。

例えば、軸横制御の解除は、制御パケットを受けとった
端末が自律的に行ってもよい。この場合例えば制御バケ
ツ！・を受けとってから一定時間後制御の解除を行って
もよく、あるいは端末からデータパケットを送出して、
それに対し軸横制御の制御パケットが返ってこないとき
は軸横が解消したものとして、その端末における軸輪制
御を解除するようにしてもよい。

端末あるいは端末インターフェイスを制御対象とするよ
うな実施例において、パケット交換網が、共通の交換機
を結ぶ複数のルートが一つのルート群として管理される
ように構成されているとき、軸輪時発局の交換機に通知
を行いこれを受け取った交換機がその管理しているルー
ト群のいずれかのルートを使っている端末あるいは端末
インターフェイスに制御通知を行うようにしてもよい。

〔発明の効果〕

上述されたところから明らかなように本発明により、軸
横時間を著しく短縮化し、やむを得ずパケットを廃棄す
る場合であっても、データの種別等を考慮した廃棄優先
度にもとづきこれを行うので、例えば、廃棄されては不
都合なパケットの廃棄されることはないという効果が奏
される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明の第１の実施例の
パケット交換網における軸輪制御方式に対する概念図、
およびフローチャート、第３図および第４図はそれぞれ
本発明の第２の実施例のパケット交換網における軸輪制
御方式に対する概念図、およびフローチャート、第５図
および第６図はそれぞれ本発明の第３および第４の実施
例のパケット交換網における軸輪制御方式に対する概念
図である。 １．２，３，４，５．１２・・・交換機６．７，８，９
，１０．１１・・・端末代珂人ブ「戸士三好秀和 第１図 第２図 に５ 図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）パケット交換網内において輻輳状態が生じた場合
   輻輳状態を解消するように制御を行う輻輳制御方式であ
   つて、パケット交換網内の各交換機に対し、輻輳状態に
   あるかどうか判定し、輻輳状態にあると判定される場合
   には、その輻輳状態にある交換機の隣接交換機にその輻
   輳状態にある交換機が輻輳状態にあることを通知し、通
   知を受けた交換機は自交換機内に格納されているパケッ
   トでその輻輳状態にある交換機に出力されるべきものに
   対し出力制限を行うことを特徴とするパケット交換網に
   おける輻輳制御方式。
2. （２）パケット交換網内において輻輳状態が生じた場合
   輻輳状態を解消するように制御を行う輻輳制御方式であ
   って、パケット交換網内の各交換機に対し、輻輳状態に
   あるかどうか判定し、輻輳状態にあると判定される場合
   にはその交換機へのパケットの転送を可能とするルート
   を確保している端末もしくは端末インターフェイスにパ
   ケットの出力制限を行わせるための制御パケットを転送
   し、制御パケットを受け取った端末もしくは端末インタ
   ーフェイスはパケットの出力制限を行うことを特徴とす
   るパケット交換網における輻輳制御方式。
3. （３）パケット交換網内において輻輳状態が生じた場合
   輻輳状態を解消するように制御を行う輻輳制御方式であ
   って、パケット交換網内の各交換機に対し、輻輳状態に
   あるかどうか判定し、輻輳状態にあると判定される場合
   にはその輻輳状態にある交換機の隣接交換機にその輻輳
   状態にある交換機が輻輳状態にあることを通知し、通知
   を受けた交換機は輻輳状態にある交換機へのパケットの
   転送を可能とするルートを確保している端末もしくは端
   末インターフェイスにパケットの出力制限を行わせるた
   めの制御パケットを転送し、制御パケットを受け取った
   端末もしくは端末インターフェイスはパケットの出力制
   限を行うことを特徴するパケット交換網における輻輳制
   御方式。