JPH09149046A - パケット流量監視制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 網の資源を有効に利用しながら、パケット廃
棄を抑えることができるパケット流量の監視制御方式を
提供する。 【解決手段】 ATM コネクション＃ａ〜＃ｃは、それぞ
れ所定のVPI/VCI によって指定される仮想的な通信路で
あり、互いに同じ出線へ向かうコネクションである。AT
M コネクション＃ａ〜＃ｃは、ATM コネクション群＃Ａ
に属する。ATM コネクション＃ａ〜＃ｃに対してUPC/NP
C ２１−ａ〜２１−ｃを設け、ATM コネクション群＃Ａ
に対してUPC/NPC ２２を設ける。UPC/NPC ２１−ａ〜２
１−ｃおよびUPC/NPC ２２は、それぞれ、監視モードま
たは制御モードのいずれか一方で動作する。監視モード
では、違反セルが発生した場合、その旨を制御系に通知
するがその違反セルをそのまま網に通過させる。制御モ
ードでは、違反セルを廃棄する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワーク上の
パケット流量を監視する方式に係わり、特にATMネット
ワークへ流入するセル流量を監視して制御する方式に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、音声データ、テキストデータ、画
像データ等を含めた様々な形態の通信を統一的に扱うサ
ービスが不可欠となってきているが、その中核技術とし
てATM（非同期転送モード）が研究・開発されている。

【０００３】ATM は、情報を４８オクテットごとの固定
長に区切ったペイロードにヘッダと呼ばれる制御情報
（ルーティング情報を含む）を付加したセルをデータ転
送単位としている。そして、ATM 網は、送信元端末から
出力されたセルを受信すると、そのセルのヘッダに格納
されているルーティング情報に従ってそのセルをルーテ
ィングして転送先端末へ転送する。

【０００４】ATM では、呼を接続するときにそのコネク
ションにおける転送レート（その呼が使用する帯域）を
申告する。ATM 網は、CAC （コネクション受付制御）機
能により、その申告された転送レートでコネクションを
確立することができるかどうかを判断し、確立すること
ができない場合は、その呼の接続要求を受け付けないよ
うにする。

【０００５】送信端末は、通常、コネクション毎に申告
した転送レートを越えないようにしてセルを出力する。
すべてのコネクションにおいて実際のセル転送レートが
申告された転送レート以下であれば、ATM 網においてセ
ルが廃棄されることはない。ところが、いくつかのコネ
クションにおいて、申告した転送レートを越える転送レ
ートでセルが出力されると、ATM 網が輻輳し、セル廃棄
が発生してしまう。

【０００６】この場合、どのコネクションのセルが廃棄
されるのかは定かでない。したがって、申告した転送レ
ートを守っているコネクションにおいてもセル廃棄が発
生することも十分に起こりうる。

【０００７】このような問題を防ぐためには、ATM 網の
入口においてATM 網へ流入するセル量を監視し、その流
入レートが申告転送レートを越えるコネクションがあれ
ば、そのコネクションを介して転送されるセルを廃棄す
る等の処理が必要となる。このような監視処理は、一般
に、ATM 網の入口のUNI (User Network Interface)に設
けられるUPC (Usage Parameter Control) 機構において
行われている。UPC 機構は、コネクション毎にセル流量
を監視し、そのセル流量が申告転送レートを越えるコネ
クションがあれば、そのコネクションを介して転送され
る違反セルを廃棄したり、ATM 網内において違反セルの
優先度が低くなるようにその違反セルのCLP (Cell Loss
Priority)ビットを非優先状態に設定する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにして、UP
C 機構を用いて違反セルを廃棄する制御を行えば、ATM
網内ではすべてのコネクションにおいて申告転送レート
が守られることになる。また、違反セルのCLP ビットを
非優先状態に設定する方式では、輻輳が発生した場合、
ATM 網内で非優先セルが廃棄されるので、結果として申
告転送レートを越えるコネクションのセルが廃棄される
ことになる。

【０００９】ところで、ATM 網においては、１本の物理
回線（または１本の仮想パス）の中に複数のコネクショ
ンを確立することができる。したがって、たとえば、１
本の物理回線の中に２本のコネクションが確立されてお
り、第１のコネクションにおいてはセルの転送レートが
申告転送レートに比べて十分に低く、第２のコネクショ
ンにおいては申告転送レート以上の転送レートでセルを
転送したいような場合に、第２のコネクションを介して
転送されるべきセルの一部を第１のコネクションを介し
て転送させることによって、申告転送レート以上の転送
レートで第２のコネクションにおけるセルを転送させる
サービスが可能となる。このようなサービスによれば、
上記物理回線の帯域を大きくすることなく各コネクショ
ンの転送レートを上げることができ、ATM 網の資源を有
効に利用することができる。

【００１０】ところが、上述のように、UPC 機構を用い
て各コネクション毎の違反セルを廃棄する構成において
は、各コネクションの転送レートがそれぞれ申告転送レ
ートを越えることができず、同一物理回線上に使用率の
低いコネクションがあっても他のコネクションがその使
用率の低いコネクションの帯域を利用できない。このた
め、ATM 網の資源を有効に利用したいという要求が満た
されない。

【００１１】本発明の課題は、網の資源を有効に利用し
ながら、パケット廃棄を抑えることができるパケット流
量の監視制御方式を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の手段を図１を参
照しながら説明する。本発明のは、固定長パケットに設
定されているルーティング情報に従ってその固定長パケ
ットをルーティングするネットワーク（たとえば、ATM
網）へ流入する固定長パケットの流量を監視して制御す
るパケット流量監視制御方式を前提とし、以下の手段を
有する。

【００１３】コネクション群定義手段１は、複数のコネ
クションから構成されるコネクション群を定義する。コ
ネクション監視手段２は、コネクションごとに設けら
れ、各コネクションを介して転送されるパケットの流量
を監視する。コネクション群監視手段３は、コネクショ
ン群定義手段１によって定義されるコネクション群ごと
に設けられ、コネクション群を介して転送されるパケッ
トの流量を監視する。

【００１４】制御手段４は、監視モードまたは制御モー
ドのうちのいずれか一方のモードでコネクション監視手
段２およびコネクション群監視手段３を動作させる。監
視モードは、パケットの流量が予め設定した閾値を越え
るか否かを監視するモードである。制御モードは、パケ
ットの流量が予め設定した閾値を越えた場合にその閾値
を越えるパケットを廃棄する処理またはその閾値を越え
るパケットの優先度を低くする処理を行うモードであ
る。

【００１５】通常状態（非輻輳状態）においては、コネ
クション監視手段２を監視モードで動作させ、コネクシ
ョン群監視手段３を制御モードで動作させる。このよう
な設定によれば、ネットワークへのパケット流量はコネ
クション群単位で規制されるので、ネットワークが輻輳
することを回避できる。このとき、コネクション単位で
はパケット流量を規制しないので、コネクション群に割
り当てられている帯域をそのコネクション群に属するコ
ネクションに自由に割り振ることができる。

【００１６】あるコネクション群が輻輳状態になった場
合（あるコネクション群においてそのパケット流量が閾
値を越えた場合）には、制御手段４は、各コネクション
監視手段２の監視結果に基づいて、上記輻輳状態になっ
たコネクション群に属するコネクションのうちパケット
流量が閾値を越えているコネクションを認識し、その認
識したコネクションに対して設けられているコネクショ
ン監視手段２を制御モードに切り換える。このような方
式とすれば、申告パラメータを守らないコネクションに
対してのみパケット流量の規制をすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。ここでは、一実施形態と
してATM を採り上げて説明するが、本発明はATM に限定
されるものではなく、各固定長パケットに設定されるル
ーティング情報に従ってその固定長パケットをルーティ
ングするネットワークにおいて固定長パケットの流量を
監視して制御する方式に適用することができ、たとえ
ば、SMDSにも適用可能である。

【００１８】図２は、本発明の一実施形態のセル流量監
視制御方式が適用されるATM 網の概略構成図である。AT
M 網１１は、交換機１３および１４を有し、端末１６を
収容している。ATM網１２は、交換機１５を有し、端末
１７を収容している。ATM 網１１とATM 網１２とは、互
いに異なるキャリアが構築した網である。

【００１９】端末１６から端末１７に対してデータを転
送するときは、端末２２は、まず、コネクションを確立
するために、データ転送に関するパラメータを申告す
る。ここで申告するパラメータは、たとえば転送レート
やサービス品質である。ATM 網１１およびATM 網１２
は、申告されたパラメータでコネクションを確立できる
か否かを判断し、確立できる場合には、端末１６と端末
１７との間の伝送路を示す識別子VPI/VCI (Virtual Pat
h Identifier/VirtualChannel Identifier) を端末１６
に通知するとともに、各交換機１３、１４、１５に対し
てそのコネクションに関する各種情報を設定する。

【００２０】端末１６は、転送すべき情報をセルに格納
し、各セルのヘッダに上記VPI/VCIを設定してそれらの
セルをATM 網１１へ送出する。各セルは、ATM 網１１お
よびATM 網１２においてVPI/VCI に従って自律的にルー
ティングされ、端末１７へ転送される。

【００２１】端末１６とATM 網１１との間（または、端
末１７とATM 網１２との間）では、UNI (User Network
Interface)が規定され、ATM 網１１とATM 網１２との間
ではINI (Inter Network Interface) が規定される。

【００２２】UPC (Usage Parameter Control) 機構１８
は、UNI 上でATM 網の入口部に設けられる。また、NPC
(Network Parameter Control) 機構１９は、INI 上でAT
M 網の入口部に設けられる。本実施形態のセル流量監視
制御方式は、UPC 機構１８またはNPC 機構１９を用いて
実現される。

【００２３】図３(a) は、本実施形態のセル流量監視制
御方式の基本構成を説明する図である。ATM では、１本
の物理回線の中に複数本のコネクションを確立すること
ができる。また、１本の仮想パスの中に複数本のコネク
ションを確立することも可能である。なお、ここで、コ
ネクションとは、VPI/VCI によって一意に指定される仮
想的な通信路である。したがって、たとえば、ATM スイ
ッチにおいて、セルがある入線から入力されてある出線
に出力されるようなコネクションを複数確立することが
できる。本実施形態のセル流量監視制御方式では、ATM
網において同じルート上に確立される複数のコネクショ
ンに対してコネクション群を定義する。

【００２４】ここで、コネクション群の定義を説明す
る。一般に、コネクションを確立しようとするときに
は、交換機に対して、宛先情報やトラヒック特性などの
コネクションの設定に必要な情報を外部から通知する。
たとえば、ユーザ端末からのシグナリングメッセージに
よって、あるいは、サービス要求を受け取ったオペレー
タからの運用コマンドによって通知する。したがって、
交換機のCAC (ConnectionAdmission Control)機能を用
いれば、上記の通知された情報をもとに、同一出力に向
かうコネクションを認識することができる。コネクショ
ン群は、このような同一出力に向かうコネクションのグ
ループとして定義される。また、さらに細かくコネクシ
ョン群を定義することも可能である。すなわち、たとえ
ば、同一方向に向かう複数のコネクションを品質クラス
ごとに分類してもよい。

【００２５】図３(a) において、ATM コネクション＃ａ
〜＃ｃは、それぞれ所定のVPI/VCIによって指定される
仮想的な通信路であり、互いに同じ出線へ向かうコネク
ションである。ATM コネクション＃ａ〜＃ｃは、ATM コ
ネクション群＃Ａに属する。そして、ATM コネクション
＃ａ〜＃ｃに対してそれぞれUPC/NPC ２１−ａ〜２１−
ｃが設けられ、また、ATM コネクション群＃Ａに対して
は、UPC/NPC ２２が設けられる。ここで、UPC/NPC と
は、UPC 機構またはNPC 機構を意味する。本実施形態の
セル流量監視制御方式をUNI 上に設けるときにはUPC 機
構であり、INI 上に設けるときにはNPC 機構である。

【００２６】図３(b) は、UPC/NPC の基本動作を説明す
る図である。UPC/NPC は、監視モードまたは制御モード
のいずれか一方で動作する。どちらのモードで動作する
のかは、たとえば、交換機を制御するの呼プロセッサが
設定する。

【００２７】監視モードでは、各UPC/NPC は、実際のセ
ル転送レートが監視レートを越えていないかどうかを監
視する。監視レートは、たとえば、コネクションを確立
するときに申告されたパラメータを用いる。なお、以下
では、「セル転送レート」と「セル流量」とを同じ意味
で使用することがある。

【００２８】各UPC/NPC は、たとえば、リーキバケット
方式で転送レートを監視する。リーキバケット方式につ
いては後述詳しく説明するが、ここで簡単に触れてお
く。リーキバケット方式では、監視用のパラメータとし
て転送レートなどを設定しておく。転送レートを規定す
ることは、セル間隔を規定することと同じである。そし
て、UPC/NPC に入力するセルの到着間隔が、監視用のパ
ラメータとして設定された転送レートに対応するセル間
隔よりも短かった場合には、そのときの入力セルを「違
反セル」とみなす。このような違反セルがある特定の頻
度以上（例えば、１秒間にＮ回以上というように規定す
る）で発生した場合、そのコネクションまたはコネクシ
ョン群の転送レートが監視レートを越えていると判断す
る。

【００２９】UPC/NPC ２１−ａは、監視モードにおいて
は、ATM コネクション＃ａを介して転送されるセルの転
送レートがATM コネクション＃ａに対して設定されてい
る監視レートを越えていないかどうかを監視する。UPC/
NPC ２１−ｂおよび２１−ｃは、それぞれATM コネクシ
ョン＃ｂおよび＃ｃに対して同じ監視を行う。また、UP
C/NPC ２２は、ATM コネクション＃ａ〜＃ｃを介して転
送されるすべてのセルの転送レートが、ATM コネクショ
ン＃ａ〜＃ｃに対してそれぞれ設定されている監視レー
トの合計値を越えていないかどうかを監視する。たとえ
ば、ATM コネクション＃ａ〜＃ｃに対してそれぞれ監視
レートとして３Mbps、１Mbps、１Mbps、が設定されてい
るとすると、UPC/NPC ２２は、ATM コネクション＃ａ〜
＃ｃを介して転送されるセルの転送レートの合計値が５
Mbpsを越えていないかどうかを監視する。

【００３０】なお、監視モードでは、あるコネクション
またはコネクション群において違反（監視レートを越え
ること）が検出された場合においても、そのコネクショ
ンまたはコネクション群を介して転送されるセルに対し
ては何も処理を施すことなくATM 網に入力させる。

【００３１】制御モードでは、UPC/NPC は、監視モード
と同じ監視を行い、違反が検出されたコネクションを介
して転送されるセルを廃棄する処理またはそのセルの優
先度を低く設定する処理を行う。制御モードにおいて、
たとえばリーキバケット方式の制御を行う場合には、上
記違反セルを廃棄する。あるいは、上記違反セルの優先
度を低く設定するUPC/NPC ２１−ａは、ATM コネクショ
ン＃ａを介して転送されるセルの転送レートがATM コネ
クション＃ａに対して設定してある監視レートを越えた
場合に、その監視レートを越えるセルを廃棄、あるい
は、そのセルの優先度を低く設定する。図３(b) におい
ては、斜線部のセルを廃棄したり、あるいは、斜線部の
セルの優先度を低く設定する。廃棄または優先度制御の
うちのどちらを行うかは、予め決めておく。UPC/NPC ２
１−ｂおよび２１−ｃは、それぞれATM コネクション＃
ｂおよび＃ｃに対して同じ制御を行う。UPC/NPC ２２
は、ATM コネクション＃ａ〜＃ｃを介して転送されるす
べてのセルの転送レートが、ATM コネクション＃ａ〜＃
ｃに対してそれぞれ設定されている監視レートの合計値
を越えてた場合、その監視レートの合計値を越えるセル
を廃棄したり、そのセルの優先度を低く設定する。

【００３２】セルの優先度の設定方法としては、たとえ
ば、以下の２通りが考えられる。１つの方法としては、
各セルのヘッダ内のCLP (Cell Loss Priority)ビットを
用いる。すなわち、優先度の高いセル（優先セル）に対
してはそのCLP ビットに"0"を設定し、優先度の低いセ
ル（非優先セル）に対してはそのCLP ビットに"1" を設
定する。他の方法としては、たとえば交換機内でセルに
付加されるタグ情報に優先度を示す情報を書き込む方式
である。上記２つの方式において、セルのCLPビットに"
1" を設定する処理あるいは非優先セルであることを示
す情報をタグ情報内に書き込む処理を「タギング」と呼
ぶことにする。「タギング」とは、タグを付けるという
意味である。

【００３３】次に、本実施形態のセル流量監視制御方式
の様々な態様を説明する。図４および図５は、本実施形
態のセル流量監視制御方式の各種態様を説明するための
構成図である。ここでは、図４に示すように、簡単のた
めに、２本の入線（＃１、＃２）および２本の出線（＃
１、＃２）が接続された交換機３０を例に説明する。な
お、入線または出線は、それぞれ物理回線であってもよ
く、あるいは、仮想的なパスであってもよい。そして、
入線＃１から出線＃１へ接続されるコネクションのグル
ープをコネクション群（１、１）と定義する。以下同様
に、コネクション群（１、２）、（２、１）、（２、
２）を定義する。また、各コネクション群に対して、そ
れぞれ、コネクション群用UPC/NPC ３１−１１、３１−
１２、３１−２１、３１−２２（以下、単にUPC/NPC ３
１−１１、３１−１２、３１−２１、３１−２２とす
る）を設ける。

【００３４】各コネクション群は、図５に示すように、
それぞれコネクション＃ａ〜＃ｄ、＃ｅ〜＃ｆ、＃ｇ〜
＃ｉ、＃ｊ〜＃ｌから構成される。この場合、たとえ
ば、コネクション＃ａ〜＃ｄは、すべて入線＃１から出
線＃１へ接続されるコネクションである。そして、各コ
ネクション毎にそれぞれコネクション用UPC/NPC ３２−
ａ〜３２−ｌ（以下単にUPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｌ）
が設けられる。

【００３５】図４では、UPC/NPC ３１−１１、３１−１
２、３１−２１、３１−２２を互いに独立したブロック
を用いて示し、図５では、UPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｌ
を互いに独立したブロックを用いて示しているが、これ
らは、機能的に分離して描いたものである。ハードウェ
ア構成としては、たとえば、１つの装置を用いて複数の
コネクションを介して転送されるセルを受信し、各セル
のVPI/VCI に基づいてコネクション（または、コネクシ
ョン群）を識別してコネクション毎（または、コネクシ
ョン群ごと）の流量監視制御を実行する。

【００３６】なお、以下に示す図６〜１６では、UPC/NP
C ３１−１１、３１−１２、３１−２１、３１−２２、
またはUPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｌは図示せず、それら
の機能のみを示す。

【００３７】図６は、第１の態様の概念を説明する図で
ある。図６において、コネクション群（１、１）に対し
て「６」と示してあるのは、UPC/NPC ３１−１１に設定
されている監視レートである。この監視レートは、たと
えば、以下のようにして決定する。すなわち、コネクシ
ョン群（１、１）の監視レートを算出するときは、各コ
ネクションを確立するとき申告される転送レート等のパ
ラメータを用い、コネクション群（１、１）を構成する
コネクション＃ａ〜＃ｄを確立するときに申告される転
送レートの合計値とする。他のコネクション群について
も同様に算出する。なお、コネクション群ごとの監視レ
ートは、他の方法で設定してもよく、たとえば、交換機
３０の初期設定時に固定的に設定してもよい。

【００３８】出線＃１上には、コネクション群（１、
１）および（２、１）が確立されている。したがって、
コネクション群（１、１）および（２、１）の監視レー
トを６および４とすると、出線＃１の想定レートは１０
である。換言すれば、出線＃１では、転送レートが１０
以下のときには輻輳状態が発生せず、廃棄などが起こる
こともない。

【００３９】上記構成において、第１の態様では、各コ
ネクション群毎に対して設けられているUPC/NPC ３１−
１１、３１−１２、３１−２１、３１−２２を、監視モ
ードで動作させる。例えば、UPC/NPC ３１−１１は、コ
ネクション群（１、１）の転送レートが監視レート
「６」を越えるか否かを監視する。そして、転送レート
が監視レートを越えると、交換機３０を制御するプロセ
ッサ３４にその旨を通知するが、各セルに対しては何も
せずそのまま交換機３０へ通過させる。

【００４０】なお、第１の態様では、コネクション毎に
設けられるUPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｌはすべて監視モ
ードで動作させるか、またはその動作を停止する。ある
いはUPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｌを設けなくてもよい。
このことは、第２〜第５の態様においても同じである。

【００４１】上記第１の態様においては、例えば、コネ
クション群（２、１）の実際の転送レートが２であった
とすると、出線＃１の想定レートは１０なので、出線＃
１上において、コネクション群（１、１）は、最大で転
送レート８までセルを転送できる。すなわち、コネクシ
ョン群（１、１）および（２、１）の転送レートの合計
値が出線＃１の想定レートよりも小さければ、出線＃１
においてセルが廃棄されることはない。ここで、「出線
＃１においてセルが廃棄される」とは、たとえば、ATM
交換機の出線毎に設けられるバッファがオーバーフロー
することなどを想定している。

【００４２】上述のように、コネクション群（１、１）
の転送レートを監視レートよりも大きくすると、UPC/NP
C ３１−１１は、その旨を交換機３０を制御するプロセ
ッサ３４に通知するが、各セルをそのまま通過させるの
で、UPC/NPC ３１−１１においてセルが廃棄されること
はない。

【００４３】このように、UPC/NPC ３１−１１、３１−
１２、３１−２１、３１−２２を監視モードで動作させ
ることにより、使用率の低いコネクション群の帯域を利
用して監視レート以上の転送レートでセルを転送でき
る。このとき、入線または出線の容量を大きくする必要
がないので、ATM 交換機の資源が有効に利用されること
になる。

【００４４】図７は、第２の態様の概念を説明する図で
ある。第２の態様においては、第１の態様と同様に、UP
C/NPC ３１−１１、３１−１２、３１−２１、３１−２
２を監視モードで動作させる。ただし、第２の態様にお
いては、各出線で輻輳が発生しているか否かを監視し、
ある出線で輻輳が発生した場合には、その輻輳が発生し
ている出線に対応するUPC/NPC を制御モードに切り換え
る。

【００４５】たとえば、出線＃１において輻輳が発生し
た場合には、出線＃１上に確立されているコネクション
群を抽出する。すなわち、コネクション群（１、１）お
よび（２、１）を抽出する。そして、コネクション群
（１、１）および（２、１）に対して設けられているUP
C/NPC ３１−１１および３１−２１を監視モードから制
御モードに切り換えて動作させる。なお、出線の輻輳状
態の検出方法については後述する。また、出線＃１が輻
輳状態から正常状態に回復した場合は、UPC/NPC３１−
１１および３１−２１を制御モードから監視モードに戻
す。各UPC/NPC に対する動作モードの切換え指示は、た
とえば、交換機３０を制御するプロセッサ３４から発行
される。

【００４６】上述のように、出線＃１が輻輳状態になっ
たときにUPC/NPC ３１−１１及び３１−２１の動作モー
ドを制御モードで動作させると、コネクション群（１、
１）および（２、１）を介して転送される違反セルが廃
棄されるので、出線＃１へ向かう各コネクション群のセ
ル流量が監視レート以下となり、出線＃１は迅速に輻輳
状態から正常状態に回復する。なお、UPC/NPC ３１−１
１および３１−２１が廃棄処理の代わりにタギング処理
をする場合には、違反セルが交換機３０内で廃棄される
ので、同様に、出線＃１は迅速に輻輳状態から正常状態
に回復する。

【００４７】図８は、第３の態様の概念を説明する図で
ある。第３の態様においては、第２の態様と同様に、UP
C/NPC ３１−１１、３１−１２、３１−２１、３１−２
２を監視モードで動作させる。第３の態様では、各出線
で輻輳が発生しているか否かを監視し、ある出線で輻輳
が発生した場合には、その輻輳の原因となっていると推
定されるコネクション群を検出する。そして、その輻輳
の原因となっていると推定されるコネクション群に対し
て設けられているUPC/NPC を監視モードから制御モード
に切り換える。

【００４８】たとえば、出線＃１において輻輳が発生し
た場合には、出線＃１上に確立されているコネクション
群としてコネクション群（１、１）および（２、１）を
抽出する。次に、コネクション群（１、１）および
（２、１）に対して設けられているUPC/NPC ３１−１１
および３１−２１の監視結果を参照し、転送レートが監
視レートを越えているコネクション群を抽出する。図８
の例では、コネクション群（１、１）においてセルの転
送レートが監視レートを越えている。この場合、コネク
ション群（１、１）に対して設けられているUPC/NPC ３
１−１１を監視モードから制御モードに切り換えて動作
させる。

【００４９】上記制御において、各UPC/NPC は、たとえ
ばリーキバケット方式によって違反セルを検出する。各
UPC/NPC は、監視モードにおいては、違反セルを廃棄す
ることはなく交換機３０へ通過させるが、常に、違反セ
ルの頻度を算出している。そして、この違反セルの頻度
が所定値以上であった場合、転送レートが監視レートを
越えたとみなす。

【００５０】上述のように、出線＃１が輻輳状態になっ
たときにその輻輳の原因となっているコネクション群に
対して設けられているUPC/NPC ３１−１１の動作モード
を制御モードにすると、コネクション群（１、１）を介
して転送されるセルの転送レートを監視レート以下に抑
えるので、出線＃１へ向かうセル流量を予め想定した値
に近づけることができる。また、その結果、出線＃１を
輻輳状態から正常状態に回復させることができる。

【００５１】図９は、第４の態様の概念を説明する図で
ある。第４の態様では、第３の態様に対して以下の機能
を追加する。すなわち、出線が輻輳することによって、
ある特定のUPC/NPC を監視モードから制御モードに切り
換えた場合、そのUPC/NPC が制御するコネクション群が
定義されている入線に対して設けられているすべてのコ
ネクション群用のUPC/NPC を制御モードで動作させる。

【００５２】ここでは、図８に示した例と同様に、コネ
クション群（１、１）の転送レートが監視レートを越え
ることによって出線＃１が輻輳し、その結果としてコネ
クション群（１、１）に対して設けられているUPC/NPC
３１−１１の動作モードを監視モードから制御モードに
切り換えた場合を説明する。ここで、コネクション群
（１、１）は、入線＃１上に確立されている。したがっ
て、入線＃１上に確立されているすべてのコネクション
群に対して各々設けられているUPC/NPC を制御モードで
動作させる。すなわち、コネクション群（１、２）に対
して設けられているUPC/NPC ３１−１２を制御モードで
動作させる。

【００５３】上述のような切換え制御によれば、入線ご
とにモード切換えを行うことができるので、その処理が
簡素化される。図１０は、第５の態様の概念を説明する
図である。第５の態様では、出線で輻輳が発生していな
いときには、コネクション群ごとに設けられる各UPC/NP
C の動作状態を「無動作」とする。すなわち、各UPC/NP
C の監視動作を停止する。あるいは、交換機３０を制御
するプロセッサ３４において、各UPC/NPC の監視結果を
無視するようにしてもよい。

【００５４】また、第５の態様では、各出線に対して想
定流量を設定する。この設定は、予め固定的に決めても
よいし、あるいは、コネクションを確立するごとに更新
するようにしてもよい。図１０に示す例では、出線＃１
の想定流量として８を設定している。出線＃１の想定流
量は、コネクション群（１、１）および（２、１）を介
して転送されるすべてのセルの転送レートがその想定流
量以下であれば、出線＃１においてセルが廃棄されるこ
とはないような値に設定する。そして、出線において輻
輳が発生した場合には、その出線上に確立されている各
コネクション群に対して設けられているUPC/NPC を制御
モードとして動作させ、さらに、その監視レートとし
て、上記想定流量をコネクション群の数で均等に分割し
た値を設定する。

【００５５】たとえば、出線＃１において輻輳が発生し
た場合、出線＃１上に確立されているコネクション群
は、コネクション群（１、１）および（２、１）であ
り、２本である。そして、上記輻輳の発生に起因して、
コネクション群（１、１）および（２、１）に対して設
けられているUPC/NPC ３１−１１および３１−２１を制
御モードとして動作させる。このとき、UPC/NPC ３１−
１１および３１−２１が使用する監視レートとして、出
線＃１の想定流量を２で割った値である４をそれぞれ設
定する。UPC/NPC ３１−１１および３１−２１は、それ
ぞれ、コネクション群（１、１）および（２、１）の転
送レートを監視し、監視レート４を越えるセルを廃棄す
る。

【００５６】このように、第５の態様によれば、各コネ
クション群ごとに監視レートを設定する必要はなく、出
線の想定流量のみを設定してその想定流量でセルの流量
を規制できる。また、出線の輻輳時に各コネクション群
に対して平等にセル転送をさせることができる。

【００５７】図１１は、第６の態様の概念を説明する図
である。第６の態様は、第１の態様で説明した動作を、
コネクション毎に行う。すなわち、各コネクション＃ａ
〜＃ｌに対してそれぞれ設けられているUPC/NPC ３２−
ａ〜３２ーｌをすべて監視モードで動作させる。

【００５８】なお、第６の態様においては、コネクショ
ン群ごとに設けられるUPC/NPC は、その動作を停止させ
るか、または監視モードで動作させる。あるいは、コネ
クション群を監視するためのUPC/NPC を設けなくてもよ
い。このことは、第７および第８の態様においても同じ
である。

【００５９】上記構成において、出線＃１上にはコネク
ション＃ａ〜＃ｄおよび＃ｇ〜＃ｉが確立されている。
ここで、たとえばコネクション＃ｂ〜＃ｄおよび＃ｇ〜
＃ｉの使用率が低い場合には、コネクション＃ａにおい
て、監視レート以上の転送レートでセルを転送できる。
すなわち、UPC/NPC に監視モードを設けることによっ
て、他のコネクションの未使用帯域を利用して監視レー
ト以上の転送レートでセルを転送することができる。こ
のとき、UPC/NPC ３２−ａは、コネクション＃ａの転送
レートが監視レートを越えたことを認識し、その旨を交
換機３０を制御するプロセッサ３４に通知する。

【００６０】図１２は、第７の態様の概念を説明する図
である。第７の態様は、基本的に、第２の態様で説明し
た動作をコネクション毎に行うものである。すなわち、
コネクション毎に設けられているUPC/NPC ３２−ａ〜３
２−ｌを監視モードで動作させる。そして、各出線で輻
輳が発生しているか否かを監視し、ある出線で輻輳が発
生した場合には、その輻輳が発生している出線に対応す
るUPC/NPC を制御モードに切り換える。

【００６１】たとえば、出線＃１において輻輳が発生し
た場合には、出線＃１上に確立されているコネクション
を抽出する。すなわち、コネクション＃ａ〜＃ｄおよび
＃ｇ〜＃ｉを抽出する。そして、コネクション＃ａ〜＃
ｄおよび＃ｇ〜＃ｉに対して設けられているUPC/NPC ３
２−ａ〜３２−ｄおよび３２−ｇ〜３２−ｉを監視モー
ドから制御モードに切り換えて動作させる。また、出線
＃１が輻輳状態から正常状態に回復した場合は、UPC/NP
C ３２−ａ〜３２−ｄおよび３２−ｇ〜３２−ｉを制御
モードから監視モードに戻す。

【００６２】図１３は、第８の態様の概念を説明する図
である。第８の態様は、基本的に、第３の態様で説明し
た動作をコネクション毎に行うものである。すなわち、
第８の態様においては、コネクション毎に設けられてい
るUPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｌを監視モードで動作させ
る。そして、各出線で輻輳が発生しているか否かを監視
し、ある出線で輻輳が発生した場合には、その輻輳の原
因となっていると推定されるコネクションを検出する。
そして、その輻輳の原因となっていると推定されるコネ
クションに対して設けられているUPC/NPC を監視モード
から制御モードに切り換える。

【００６３】出線＃１において輻輳が発生した場合に
は、出線＃１上に確立されているコネクションとしてコ
ネクション＃ａ〜＃ｄおよび＃ｇ〜＃ｉを抽出する。次
に、コネクション＃ａ〜＃ｄおよび＃ｇ〜＃ｉに対して
設けられているUPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｄおよび３２
−ｇ〜３２−ｉの監視結果を参照し、転送レートが監視
レートを越えているコネクションを抽出する。図１３の
例では、コネクション＃ａおよび＃ｉの転送レートが監
視レートを越えている。この場合、コネクション＃ａお
よび＃ｉに対して設けられているUPC/NPC ３２−ａおよ
び３２−ｉを監視モードから制御モードに切り換えて動
作させる。

【００６４】なお、第４の態様または第５の態様で説明
した動作をコネクション毎に行うことも可能であるが、
図面は省略する。図１４は、第９の態様の概念を説明す
る図である。第９の態様では、コネクション群ごとに設
けられているUPC/NPC およびコネクションごとに設けら
れているUPC/NPC を共に使用する。そして、コネクショ
ン毎に設けられているUPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｌを監
視モードで動作させるとともに、コネクション群ごとに
設けられている３１−１１、３１−１２、３１−２１、
３１−２２を制御モードで動作させる。

【００６５】第９の態様においては、あるコネクション
群においてその転送レートが監視レートを越えた場合に
は、そのときの違反セルは廃棄されるので、各コネクシ
ョン群ごとの転送レートはそれぞれ監視レートによって
規制される。このため、ATM交換機３０および各出線が
輻輳することを防ぐことができる。

【００６６】また、第９の態様は、コネクション単位で
はそれぞれ監視モードで動作する。このため、あるコネ
クションにおいて多量のセルを転送したい場合、他のコ
ネクションの使用率が低ければ、その使用率の低いコネ
クションの未使用帯域を利用してセルを転送できる。た
だし、コネクション群単位での転送レートがその監視レ
ートを越えないことを条件とする。換言すれば、あるコ
ネクション群に対して割り当てられている帯域を、その
コネクション群に属するコネクションに適切に割り振る
ことが可能になる。

【００６７】図１５は、第１０の態様の概念を説明する
図である。第１０の態様では、第９の態様と同じよう
に、コネクション毎に設けられているUPC/NPC ３２−ａ
〜３２−ｌを監視モードで動作させるとともに、コネク
ション群ごとに設けられている３１−１１、３１−１
２、３１−２１、３１−２２を制御モードで動作させ
る。そして、あるコネクション群における転送レートが
監視レートを越えると、そのコネクション群に属するす
べてのコネクションに対して設けられているUPC/NPCを
制御モードに切り換える。

【００６８】たとえば、コネクション群（１、１）の転
送レートが監視レートを越えると、コネクション群
（１、１）に属するコネクション＃ａ〜＃ｄに対して設
けられているUPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｄを制御モード
で動作させる。

【００６９】このように、あるコネクション群の転送レ
ートが監視レートを越えた場合、コネクション単位で流
量制御を行うので、各コネクションの使用状況を考慮し
ない無差別なセル廃棄を防ぐことができる。すなわち、
セルの流量が超過状態となっているコネクションにおい
てのみセルを廃棄する処理を行うので、公平な制御がで
きる。

【００７０】図１６は、第１１の態様の概念を説明する
図である。第１１の態様では、コネクション毎に設けら
れているUPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｌを監視モードで動
作させるとともに、コネクション群ごとに設けられてい
る３１−１１、３１−１２、３１−２１、３１−２２を
制御モードで動作させる。そして、あるコネクション群
における転送レートが監視レートを越えると、そのコネ
クション群に属するコネクションのうちで転送レートが
監視レートを越えるコネクションを検出し、そのコネク
ションに対して設けられているUPC/NPC を制御モードに
切り換える。

【００７１】たとえば、コネクション群（１、１）の転
送レートが監視レートを越えると、コネクション群
（１、１）に属するコネクション＃ａ〜＃ｄに対して設
けられているUPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｄの監視結果を
参照する。そして、図１６に示すように、コネクション
＃ａの転送レートが監視レート越えていることを認識す
ると、UPC/NPC ３２−ａを制御モードに切り換える。

【００７２】第１１の態様においても、第１０の態様と
同様に、セルの流量が超過状態となっているコネクショ
ンにおいてのみセルを廃棄する処理を行うので、公平な
制御ができる。

【００７３】次に、各UPC/NPC が実行するリーキバケッ
ト方式による監視制御について説明する。図１７は、リ
ーキバケット方式の動作を説明する図である。リーキバ
ケット方式の監視制御では、セル間隔の期待値Ｔおよび
ゆらぎ許容値τを設定する。これらの設定値は、たとえ
ば、コネクションを確立するときに申告された転送レー
トなどのパラメータである。セル間隔の期待値Ｔおよび
ゆらぎ許容値τは、回線の伝送速度によって決まるセル
時間間隔（タイムスロットと呼ぶ）を単位として設定さ
れる。ここでは、説明をわかりやすくするために、以下
のようなモデルを考える。すなわち、たとえば、１５０
Mbpsの回線上にコネクションを確立する際に、転送レー
トのパラメータとして３０Mbpsを申告した場合には、そ
のコネクションを介して転送されるセルは、５タイムス
ロットに１つ転送されることが期待される。そして、こ
の場合、このコネクションのセル間隔の期待値Ｔを５と
する。

【００７４】UPC/NPC は、リーキバケットカウンタを有
する。このリーキバケットカウンタは、セルが到着する
ごとにセル間隔の期待値Ｔだけカウントアップされ、１
タイムスロット時間ごとに１ずつカウントダウンされ
る。このようなカウント動作をさせることによって、そ
のカウンタ値を用いて、次のセルの到着が期待される時
刻までの待ち時間を表すことができる。すなわち、リー
キバケットカウンタのカウンタ値が０になる時刻に次の
セルの到着が期待される。

【００７５】図１７において、初期状態のカウンタ値を
０とする。時刻ｔ0 においてセル１が到着すると、カウ
ンタ値がセル間隔の期待値Ｔだけカウントアップされて
５になる。この後、カウンタ値は、１タイムスロット毎
に１ずつカウントダウンされる。時刻ｔ2 においてセル
２が到着すると、そのときのカウンタ値は３であり、ゆ
らぎ許容値τ（τ＝２）よりも大きい。この場合、セル
２が到着するタイミングが、コネクション設定時に申告
されたパラメータに対して早すぎると判断し、セル２を
「違反セル」と判定する。

【００７６】違反セルが検出された場合には、監視モー
ドにおいては、セルの流量が監視レートを越えたことを
認識する。制御モードにおいては、セルの流量が監視レ
ートを越えたことを認識するとともに、その違反セルを
廃棄するか、あるいは、その違反セルにタギング処理を
する。

【００７７】時刻ｔ4 においてセル３が到着すると、そ
のときのカウンタ値は１であり、ゆらぎ許容値τよりも
小さい。この場合、前回の適合セルの到着時刻（時刻ｔ
0 ）から当該セルの到着までの時間間隔が、監視レート
に適合していると判断し、セル３を「適合セル」と判定
する。

【００７８】以降、この処理を繰り返すことにより、到
着セルが違反セルであるか適合セルであるかを判定し、
違反セルが検出されたときには所定の処理を実行する。
なお、UPC/NPC の監視制御を仮想スケジューリング方式
（ＶＳ法）で実現する構成も提案されている。仮想スケ
ジューリング方式においては、あるセルが到着すると、
その時刻を基準として、以降のセルの到着が期待される
時刻を指定した論理セル到着時刻ＴＡＴを設定する。そ
して、実際のセルの到着時刻が論理セル到着時刻ＴＡＴ
よりも前であると、そのセルを違反セルとみなす。この
ように、リーキバケット方式のセル間隔の期待値Ｔと仮
想スケジューリング方式の論理セル到着時刻ＴＡＴと
は、同じ概念の値であり、それら２つの方式は実質的に
同じである。

【００７９】図１８(a) は、リーキバケット方式を用い
てセルの適合判定処理を示すフローチャート、図１８
(b) は、仮想スケジューリング方式を用いてセルの適合
判定処理を示すフローチャートである。このアルゴリズ
ムは、CCITT （現在、ITU-T ）勧告Ｉ．３７１（CCITT
レポート COM XVIII-R 117, July, 1992 ）またはTTC
標準JT-T.371付属資料で述べられているセル適合試験で
ある。

【００８０】以下では、リーキバケット方式について説
明する。このフローチャートは、時刻ｔa に到着したセ
ルが適合セルか違反セルかを判定する処理を示す。ステ
ップＳ１では、最後に適合と判定されたセルの到着時刻
から時刻ｔa までの経過時間を算出し、上記最後に適合
と判定されたセルの到着時刻におけるリーキバケットカ
ウンタのカウンタ値からその算出した値を減算する。

【００８１】ステップＳ２では、ステップＳ１で求めた
値（Ｘ’）が０よりも小さいかどうか調べる。Ｘ’が０
よりも小さいときには、ステップＳ３において、その値
を０としてステップＳ５へすすむ。Ｘ’が０以上であれ
ば、ステップＳ４において、Ｘ’がゆらぎ許容値τより
も大きいか否か調べる。Ｘ’がゆらぎ許容値τ以下であ
れば、ステップＳ５において、Ｘ’にセル間隔の期待値
Ｔを加えたものをカウンタ値に設定し、この時刻ｔa に
到着したセルを「適合セル」と判定する。そして、最後
に適合と判定されたセルの到着時刻として時刻ｔa を設
定する。

【００８２】一方、Ｘ’がゆらぎ許容値τよりも大きい
場合には、ステップＳ６において、そのセルを「違反セ
ル」と判定する。たとえば、最後に適合と判定されたセ
ルの到着時刻を、図１７に示す時刻ｔ0とすると、時刻
ｔ2 に到着したセル２は、ステップＳ１において、 Ｘ’＝５−（２−０）＝３ と算出されるので、ケース３に相当し、「違反セル」と
判定される。また、時刻ｔ4 に到着したセル２は、ステ
ップＳ１において、 Ｘ’＝５−（４−０）＝１ と算出されるので、ケース２に相当し、「適合セル」と
判定される。

【００８３】図１９は、図１８に示す適合判定処理を実
行するUPC/NPC の構成図である。適合判定部４１は、図
１８に示すリーキバケット方式または仮想スケジューリ
ング方式による適合判定処理を実行する。リーキバケッ
ト方式の場合は、リーキバケットカウンタを有する。

【００８４】パラメータ格納メモリ４２は、適合判定部
４１が使用するパラメータなどを格納する。すなわち、
コネクションを確立するときに申告される転送レートな
どのパラメータに基づいて、セル間隔の期待値Ｔおよび
ゆらぎ許容値τを設定する。また、適合判定部４１にお
ける適合判断処理で更新される値を格納する。たとえ
ば、リーキバケット方式においては、図１８のステップ
Ｓ５の処理が実行されたときに、リーキバケットカウン
タのカウンタ値Ｘおよび最後に適合と判定されたセルの
到着時刻ＬＣＴを更新する。

【００８５】セル処理部４３は、適合判定部４１の判断
結果に従ってセルを処理する。すなわち、適合セルを通
過させ、違反セルは、廃棄またはタギングする。上記構
成のUPC/NPC にセルが到着すると、そのセルのVPI/VCI
を参照することによってコネクションを識別し、そのコ
ネクション識別子を用いてパラメータ格納メモリ４２に
アクセスする。そして、適合判定部４１は、パラメータ
格納メモリ４２から取り出したパラメータを用いて図１
８に示す適合判定処理を実行し、当該セルが適合セルか
違反セルかを判定してその判定結果をセル処理部４３に
通知する。セル処理部４３は、その判定結果に従ってセ
ルを処理する。

【００８６】図２０は、本実施形態のUPC/NPC の構成図
である。本実施形態のUPC/NPC は、図１９に示すUPC/NP
C に対して監視モードと制御モードとを切り換える機能
を持たせた構成である。

【００８７】適合判定部５１は、基本的に適合判定部４
１と同じであり、図１８に示す適合判定処理を実行す
る。ただし、監視モードで動作しているときは、到着し
たセルが違反セルであった場合においても、その旨をセ
ル処理部４３に通知しない。また、所定時間（たとえ
ば、１秒間）に違反セルを検出した回数をカウントし、
その値をパラメータ格納メモリ５２に書き込む。すなわ
ち、違反セルの頻度を算出し、その値でパラメータ格納
メモリ５２のＮＧ頻度を更新する。

【００８８】パラメータ格納メモリ５２は、パラメータ
格納メモリ４２と基本的に同じであるが、違反セルが検
出された頻度を示すＮＧ頻度、および違反セルが検出さ
れる頻度の閾値を格納する。ＮＧ頻度は、適合判定部５
１によって検出された値である。閾値は、予め設定して
おく。

【００８９】ＮＧ頻度判定部５３は、適合判定部５１に
よって更新されるＮＧ頻度および閾に基づいて、UPC/NP
C の動作モードを制御モードにするか監視モードにする
のかを判断する。ＮＧ頻度が閾値を越えていれば制御モ
ードとし、閾値以下であれば監視モードとする。そし
て、この判定結果を適合判定部５１に通知する。

【００９０】上記構成のUPC/NPC にセルが到着すると、
そのセルのVPI/VCI を参照することによってコネクショ
ン（またはコネクション群）を識別し、そのコネクショ
ン識別子（または、コネクション群識別子）を用いてパ
ラメータ格納メモリ５２にアクセスする。適合判定部５
１は、パラメータ格納メモリ５２から取り出したパラメ
ータを用いて図１８に示す適合判定処理を実行し、当該
セルが適合セルか違反セルかを判定する。そして、違反
セルを検出したときは、そのコネクション（または、コ
ネクション群）における違反セルの頻度を算出してパラ
メータ格納メモリ５２のＮＧ頻度を更新する。

【００９１】ＮＧ頻度判定部５３は、ＮＧ頻度および閾
値に基づいて、UPC/NPC の動作モードを制御モードにす
るか監視モードにするのかを判断し、その結果を適合判
定部５１に通知する。

【００９２】監視モードで動作しているときは、適合判
定部５１は、到着セルが違反セルであった場合において
も、その旨をセル処理部４３に通知しない。一方、制御
モードで動作しているときは、適合判断部５１は、図１
８の適合判定処理に従って到着セルが適合セルであるの
か違反セルであるのかをセル処理部４３に通知する。そ
して、セル処理部４３は、その通知に従ってセルを処理
する。

【００９３】なお、上記構成においては、違反セルの検
出頻度に従ってUPC/NPC の動作モードを切り換える構成
を示したが、動作モードを固定的に設定することも可能
である。たとえば、図６に示した第１の態様では、動作
モードを監視モードに固定している。また、図１４〜図
１６に示した第９〜第１１の態様においては、コネクシ
ョン群用のUPC/NPC の動作モードを制御モードに固定し
ている。

【００９４】また、違反セルの検出頻度以外の要因に従
って、コネクション毎あるいはコネクション群毎の動作
モードを強制的に設定することも可能である。たとえ
ば、図７に示した第２の態様においては、出線＃１が輻
輳状態になったことに起因してコネクション群（１、
１）および（２、１）に対して設けられているUPC/NPC
を強制的に制御モードに切り換えている。このような処
理は、たとえば、交換機を管理するプロセッサ３４から
の指示に従って実行される。

【００９５】本実施形態のセル流量監視制御方式は、上
述したように、コネクション単位だけではなく、複数の
コネクションから構成されるコネクション群単位でセル
の流量を監視できる。この構成で、コネクション群単位
のみでセルの流量を制御するように設定すれば、あるコ
ネクションの使用率が低いときにそのコネクションの未
使用帯域を他のコネクションで利用することができる。
また、コネクション毎に厳密に使用帯域を規制したい場
合には、コネクション単位でセルの流量を制御すればよ
い。

【００９６】図２１は、コネクション単位およびコネク
ション群単位でセル流量監視を行う方式の構成図であ
る。コネクション用判定部６１は、図２０に示す適合判
定部５１、パラメータ格納メモリ５２およびＮＧ頻度判
定部５３から構成される。コネクション用判定部６１
は、コネクション毎に到着セルが適合セルであるか違反
セルであるのかを判断し、コネクション毎に動作モード
を設定する。コネクション群用判定部６２は、適合判定
部５１、ＮＧ頻度判定部５３、およびコネクション群ご
とのパラメータを格納したパラメータ格納メモリ５２か
ら構成される。コネクション群ごとのパラメータは、コ
ネクション毎に申告されるパラメータから作成すること
ができる。コネクション群用判定部６２は、上記適合判
定およびモード設定をコネクション群ごとに行う。

【００９７】統合判定部６３は、コネクション用判定部
６１およびコネクション群用判定部６２の判定結果に基
づいて、セル処理部４３に対して、到着セルを通過させ
るか廃棄（あるいは、タギング）するのかを通知する。

【００９８】図６〜図１０に示した第１の態様〜第５の
態様においては、コネクション群用判定部６２のみの判
定結果を用いるようにしてもよい。また、図１１〜図１
３に示した第６の態様〜第８の態様においては、コネク
ション用判定部６１の判定結果のみを用いるようにして
もよい。

【００９９】UPC/NPC において、入力セルがどのコネク
ション（または、コネクション群）を介して転送されて
きたものかを識別するときには、そのセルのヘッダに設
定されているVPI/VCI を参照する。ところが、VPI/VCI
は、UNI においてVPI が８ビット、VCI が１６ビットで
あり、NNI またはINI ではVPI が１２ビット、VCI が１
６ビットである。このようなVPI/VCI をすべて網羅する
ためのテーブルを設けようとすると、メモリ空間は２²⁴
または２²⁸必要になり、膨大な大きさになってしまう。
このため、交換機内でコネクション（または、コネクシ
ョン群）を識別するための識別子として、ICID (Intern
al Connection ID) を用いる。

【０１００】図２２は、VPI/VCI −ICID変換テーブルお
よびパラメータ格納メモリのブロック図である。VPI/VC
I −ICID変換テーブル７１は、各コネクションを確立す
るときに設定される。すなわち、コネクションを確立す
るときに、そのコネクションを指定するVPI/VCI に対し
てICID１およびICID２が割り当てられてVPI/VCI −ICID
変換テーブル７１に書き込まれる。ICID１は、コネクシ
ョン毎の識別子であり、ICID２はコネクション群ごとの
識別子である。図２２に示す例では、コネクション＃ａ
〜＃ｃがコネクション群＃Ａに属し、コネクション＃ｄ
がコネクション群＃Ｃに属している。

【０１０１】コネクション単位のパラメータを格納する
パラメータ格納メモリは、ICID１が示すアドレスに、そ
のICID１に対応するコネクションに関するパラメータを
格納する。また、コネクション群単位のパラメータを格
納するパラメータ格納メモリは、ICID２が示すアドレス
に、そのICID２に対応するコネクション群に関するパラ
メータを格納する。

【０１０２】上述の構成を有するUPC/NPC にセルが入力
すると、そのセルのVPI/VCI を用いてVPI/VCI −ICID変
換テーブル７１にアクセスし、ICID１およびICID２を取
り出す。図２２においては、ICID１として「＃ｂ」が取
り出され、ICID２として「＃Ａ」が取り出される。そし
て、これらの識別子をキーアドレスとして各パラメータ
格納メモリからパラメータを読み出し、そのパラメータ
を用いて入力セルに対する適合判定処理を実行する。

【０１０３】代表的なATM 交換機の通話路構成を図２３
〜図２５に示す。図２３は、クロスポイント型の交換機
の構成図である。クロスポイント型の交換機は、入線と
出線との各交差点上にバッファを有する。ある１本の出
線に着目すれば、ｍ×ｍ構成のスイッチの場合、その出
線上にｍ個のバッファが設けられる。

【０１０４】図２４は、出力バッファ型の交換機の構成
図である。出力バッファ型の交換機は、出線ごとにバッ
ファを有する。そして、入線＃１〜＃ｍから入力される
セルを多重化して各バッファへ転送する。各バッファ
は、フィルタリング機能を有しており、そのバッファが
接続する出線に出力されるセルを取り込んで格納し、所
定のタイミングでそれらのセルを読み出して出力する。

【０１０５】図２５は、共通バッファ型の交換機の構成
図である。共通バッファ型の交換機では、入線＃１〜＃
ｍから入力されるすべてのセルを共通バッファに書き込
む。このとき、各セルの書込みアドレスを出線毎にアド
レスＦＩＦＯに書き込む。そして、各出線の物理帯域に
従ったタイミング（タイムスロット）でアドレスＦＩＦ
Ｏからアドレスを取り出し、そのアドレスを用いて共通
バッファからセルを読み出して出力する。

【０１０６】次に、出線の輻輳を検出する機構について
説明する。図２６は、出力バッファ型の交換機において
出線の輻輳を監視する方式を説明する図である。出力バ
ッファ型の交換機については、図２４を参照しながら説
明した通りである。

【０１０７】この方式では、出線ごとに設けられたバッ
ファにそれぞれ閾値を設定する。そして、ある出線に対
して設けらているバッファのセル蓄積量がその閾値を越
えた場合に、その出線において輻輳が発生していると見
なす。このようにして輻輳状態が検出されると、その旨
をUPC/NPC に通知する。この通知は、所定のコネクショ
ン（または、コネクション群）を監視モードから制御モ
ードへ切り替えさせる指示である。

【０１０８】共通バッファ型の交換機においては、図２
５に示す各アドレスＦＩＦＯにそれぞれ閾値を設定す
る。そして、アドレスＦＩＦＯに蓄積されるアドレス数
（キュー長）がその閾値を越えたときに出線が輻輳状態
になったと見なす。

【０１０９】UPC/NPC を用いて出線の輻輳を検出するこ
ともできる。この場合、UPC/NPC が検出する違反セルの
頻度に関する情報を利用する。交換機を制御するプロセ
ッサは、ある出線上に確立されるコネクション（また
は、コネクション群）をすべて認識している。したがっ
て、UPC/NPC を監視モードで動作させれば、その出線上
に確立されるすべてのコネクション（または、コネクシ
ョン群）における違反セルの頻度に関する情報に基づい
て、その出線での違反セル数を推測することができる。
そして、この出線での違反セル数の推測値によって輻輳
を監視する。

【０１１０】

【発明の効果】セル流量の監視制御をコネクション群単
位で行うので、ハードウェア構成を簡素化できる。

【０１１１】コネクション群内で多重化させるコネクシ
ョン間で互いに資源（帯域）を共有することができるの
で、あるコネクションの使用率が低いときには、他のコ
ネクションにおいて監視レート以上の転送速度でセルを
転送できる。

【０１１２】ある出線に出力されるコネクションのトラ
ヒックが想定した量よりも少ないときに、その出線の空
き帯域を他のコネクションのトラヒックに使用させるこ
とができるので、資源を有効に利用できる。

【０１１３】輻輳が発生したときに、監視モードから制
御モードに切り換えて違反セルを廃棄する構成としたの
で、サービス品質の劣化を最小限に抑えつつ、輻輳状態
からの回復を早くできる。

【０１１４】輻輳が発生したときに、その輻輳の原因と
なっているコネクションを特定し、そのコネクションに
対してのみトラヒック規制を行うので、輻輳の原因でな
いコネクションのサービスを保証しながら、輻輳から回
復させることができる。

【０１１５】ある出力において輻輳が発生したときに、
その出力の帯域をその出力に係わるコネクションに対し
て均等に分配し、各コネクション毎にその分配された帯
域を用いてトラヒック規制を行うので、コネクションご
とにトラヒック量を推定する必用が無く運用の簡易化を
図れるとともに、公平な資源分配が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図である。

【図２】本発明の一実施形態のセル流量監視制御方式を
適用するATM 網の概略構成図である。

【図３】(a) は、本実施形態のセル流量監視制御方式の
概念を説明する図であり、(b)は、UPC/NPC の基本動作
を説明する図である。

【図４】本実施形態のセル流量監視制御方式の各種態様
を説明するための構成図（その１）である。

【図５】本実施形態のセル流量監視制御方式の各種態様
を説明するための構成図（その２）である。

【図６】第１の態様の概念を説明する図である。

【図７】第２の態様の概念を説明する図である。

【図８】第３の態様の概念を説明する図である。

【図９】第４の態様の概念を説明する図である。

【図１０】第５の態様の概念を説明する図である。

【図１１】第６の態様の概念を説明する図である。

【図１２】第７の態様の概念を説明する図である。

【図１３】第８の態様の概念を説明する図である。

【図１４】第９の態様の概念を説明する図である。

【図１５】第１０の態様の概念を説明する図である。

【図１６】第１１の態様の概念を説明する図である。

【図１７】リーキバケット方式の動作を説明する図であ
る。

【図１８】(a) は、リーキバケット方式を用いてセルの
適合判定処理を示すフローチャート、(b) は、仮想スケ
ジューリング方式を用いてセルの適合判定処理を示すフ
ローチャートである。

【図１９】図１８に示す適合判定処理を実行するUPC/NP
C の構成図である。

【図２０】本実施形態のUPC/NPC の構成図である。

【図２１】コネクション単位およびコネクション群単位
でセル流量監視を行う方式の構成図である。

【図２２】VPI/VCI −ICID変換テーブル、およびパラメ
ータ格納メモリのブロック図である。

【図２３】クロスポイント型の交換機の構成図である。

【図２４】出力バッファ型の交換機の構成図である。

【図２５】共通バッファ型の交換機の構成図である。

【図２６】出力バッファ型の交換機において出線の輻輳
を監視する方式を説明する図である。

【符号の説明】

１ コネクション群定義手段 ２ コネクション監視手段 ３ コネクション群監視手段 ４ 制御手段 １１、１２ ATM 網 １３〜１５ 交換機 １６、１７ 端末 １８ UPC (Usage Parameter Control)
機構 １９ NPC (Network Parameter Contro
l) 機構 ３０ ATM 交換機 ３１−１１ コネクション群用UPC/NPC ３１−１２ コネクション群用UPC/NPC ３１−２１ コネクション群用UPC/NPC ３１−２２ コネクション群用UPC/NPC ３２−ａ〜３２−ｌ コネクション用UPC/NPC ３４ プロセッサ ４１、５１ 適合判定部 ４２、５２ パラメータ格納メモリ ４３ セル処理部 ５３ ＮＧ頻度判定部 ６１ コネクション用判定部 ６２ コネクション群用判定部 ６３ 統合判定部 ７１ VPI/VCI −ICID変換テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 直聡 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 西 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 宗宮 利夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 仲道 耕二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 石原 智宏 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 草柳 道夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 奥田 将人 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定長パケットに設定されているルーテ
   ィング情報に従ってその固定長パケットをルーティング
   するネットワークへ流入する固定長パケットの流量を監
   視して制御するパケット流量監視制御方式において、 複数のコネクションから構成されるコネクション群を定
   義するコネクション群定義手段と、 上記コネクション群定義手段によって定義されるコネク
   ション群ごとに設けられ、コネクション群を介して転送
   されるパケット流量を監視する監視手段と、 パケットの流量が予め設定した閾値を越えるか否かを監
   視する監視モード、またはパケットの流量が予め設定し
   た閾値を越えた場合にその閾値を越えるパケットを廃棄
   する処理またはその閾値を越えるパケットの優先度を低
   くする処理を行う制御モードのうちのいずれか一方のモ
   ードで上記監視手段を動作させる制御手段と、 を有することを特徴とするパケット流量監視制御方式。
2. 【請求項２】 上記ネットワークは、複数の入線および
   複数の出線が接続された交換機を有し、 上記コネクション群定義手段は、上記交換機の入線ｉか
   ら出線ｊへ向かうコネクションに対してコネクション群
   を定義し、 上記監視手段は、入線ｉから出線ｊへの予測トラヒック
   量を上記閾値として設定し、 上記制御手段は、上記監視手段を監視モードで動作させ
   ることを特徴とする請求項１に記載のパケット流量監視
   制御方式。
3. 【請求項３】 ある出線が輻輳状態になった時に、上記
   制御手段は、その輻輳状態となった出線へパケットを転
   送するコネクション群に対して設けられている上記監視
   手段を制御モードに切り換えることを特徴とする請求項
   ２に記載のパケット流量監視制御方式。
4. 【請求項４】 ある出線が輻輳状態になった時に、上記
   制御手段は、各監視手段の監視結果に基づいてその輻輳
   状態となった出線へパケットを転送するコネクション群
   のうちパケット流量が閾値を越えているコネクション群
   を認識し、その認識したコネクション群に対して設けら
   れている監視手段を制御モードに切り換えることを特徴
   とする請求項２に記載のパケット流量監視制御方式。
5. 【請求項５】 上記制御手段は、制御モードに切り換え
   られた監視手段によって監視されているコネクション群
   と同じ入線上に定義されるコネクション群に対して設け
   られている監視手段を制御モードに切り換えることを特
   徴とする請求項３または４に記載のパケット流量監視制
   御方式。
6. 【請求項６】 上記ネットワークは、複数の入線および
   複数の出線が接続された交換機を有し、 上記コネクション群定義手段は、上記交換機の入線ｉか
   ら出線ｊへ向かうコネクションに対してコネクション群
   を定義し、 ある出線が輻輳状態になった時には、上記制御手段は、
   その輻輳状態となった出線へパケットを転送するコネク
   ション群の数を認識し、その輻輳状態となった出線の予
   測トラヒック量を上記認識したコネクション群の数で均
   等に配分した値を算出し、上記輻輳状態となった出線へ
   パケットを転送するすべてのコネクション群に対して設
   けられている各監視手段に上記算出した値を閾値として
   設定するとともにそれら監視手段を制御モードで動作さ
   せることを特徴とする請求項１に記載のパケット流量監
   視制御方式。
7. 【請求項７】 固定長パケットに設定されているルーテ
   ィング情報に従ってその固定長パケットをルーティング
   するネットワークへ流入する固定長パケットの流量を監
   視して制御するパケット流量監視制御方式において、 コネクションごとに設けられ、各コネクションを介して
   転送されるパケットの流量を監視する監視手段と、 パケットの流量が予め設定した閾値を越えるか否かを監
   視する監視モード、またはパケットの流量が予め設定し
   た閾値を越えた場合にその閾値を越えるパケットを廃棄
   する処理またはその閾値を越えるパケットの優先度を低
   くする処理を行う制御モードのうちのいずれか一方のモ
   ードで上記監視手段を動作させる制御手段と、 を有することを特徴とするパケット流量監視制御方式。
8. 【請求項８】 上記制御手段は、上記監視手段を監視モ
   ードで動作させることを特徴とする請求項７に記載のパ
   ケット流量監視制御方式。
9. 【請求項９】 上記ネットワークは、複数の入線および
   複数の出線が接続された交換機を有し、 ある出線が輻輳状態になった時に、上記制御手段は、そ
   の輻輳状態となった出線へパケットを転送するコネクシ
   ョンに対して設けられている上記監視手段を制御モード
   に切り換えることを特徴とする請求項８に記載のパケッ
   ト流量監視制御方式。
10. 【請求項１０】 上記ネットワークは、複数の入線およ
    び複数の出線が接続された交換機を有し、 ある出線が輻輳状態になった時に、上記制御手段は、各
    監視手段の監視結果に基づいてその輻輳状態となった出
    線へパケットを転送するコネクションのうちパケット流
    量が閾値を越えているコネクションを認識し、その認識
    したコネクションに対して設けられている監視手段を制
    御モードに切り換えることを特徴とする請求項８に記載
    のパケット流量監視制御方式。
11. 【請求項１１】 上記制御手段は、制御モードに切り換
    えられた監視手段によって監視されているコネクション
    と同じ入線上に確立されるコネクションに対して設けら
    れている監視手段を制御モードに切り換えることを特徴
    とする請求項９または１０に記載のパケット流量監視制
    御方式。
12. 【請求項１２】 上記ネットワークは、複数の入線およ
    び複数の出線が接続された交換機を有し、 ある出線が輻輳状態になった時に、上記制御手段は、そ
    の輻輳状態となった出線へパケットを転送するコネクシ
    ョンの数を認識し、その輻輳状態となった出線の予測ト
    ラヒック量を上記認識したコネクションの数で均等に配
    分した値を算出し、上記輻輳状態となった出線へパケッ
    トを転送するすべてのコネクションに対して設けられて
    いる各監視手段に上記算出した値を閾値として設定する
    とともにそれら監視手段を制御モードで動作させること
    を特徴とする請求項７に記載のパケット流量監視制御方
    式。
13. 【請求項１３】 固定長パケットに設定されているルー
    ティング情報に従ってその固定長パケットをルーティン
    グするネットワークへ流入する固定長パケットの流量を
    監視して制御するパケット流量監視制御方式において、 複数のコネクションから構成されるコネクション群を定
    義するコネクション群定義手段と、 コネクションごとに設けられ、各コネクションを介して
    転送されるパケットの流量を監視するコネクション監視
    手段と、 上記コネクション群定義手段によって定義されるコネク
    ション群ごとに設けられ、コネクション群を介して転送
    されるパケットの流量を監視するコネクション群監視手
    段と、 パケットの流量が予め設定した閾値を越えるか否かを監
    視する監視モード、またはパケットの流量が予め設定し
    た閾値を越えた場合にその閾値を越えるパケットを廃棄
    する処理またはその閾値を越えるパケットの優先度を低
    くする処理を行う制御モードのうちのいずれか一方のモ
    ードで上記コネクション監視手段および上記コネクショ
    ン群監視手段を動作させる制御手段と、 を有することを特徴とするパケット流量監視制御方式。
14. 【請求項１４】 上記各コネクション監視手段には、そ
    れら各コネクション監視手段が監視するコネクションの
    予測トラヒック量をその閾値として設定し、上記各コネ
    クション群監視手段には、それら各コネクション群監視
    手段が監視するコネクション群に属するすべてのコネク
    ションの予測トラヒック量の合計値をその閾値として設
    定することを特徴とする請求項１３に記載のパケット流
    量監視制御方式。
15. 【請求項１５】 上記各コネクション監視手段には、そ
    れら各コネクション監視手段が監視するコネクションの
    申告帯域をその閾値として設定し、上記各コネクション
    群監視手段には、それら各コネクション群監視手段が監
    視するコネクション群に属するすべてのコネクションの
    申告帯域の合計値をその閾値として設定することを特徴
    とする請求項１３に記載のパケット流量監視制御方式。
16. 【請求項１６】 上記制御手段は、各コネクション監視
    手段を監視モードで動作させることを特徴とする請求項
    １３に記載のパケット流量監視制御方式。
17. 【請求項１７】 上記制御手段は、各コネクション群監
    視手段を制御モードで動作させることを特徴とする請求
    項１６記載のパケット流量監視制御方式。
18. 【請求項１８】 あるコネクション群においてそのパケ
    ット流量が閾値を越えた場合には、上記制御手段は、そ
    のコネクション群に属するコネクションに対して設けら
    れている各コネクション監視手段を制御モードに切り換
    えることを特徴とする請求項１７に記載のパケット流量
    監視制御方式。
19. 【請求項１９】 あるコネクション群が輻輳状態になっ
    た場合には、上記制御手段は、そのコネクション群に属
    するコネクションに対して設けられている各コネクショ
    ン監視手段を制御モードに切り換えることを特徴とする
    請求項１７に記載のパケット流量監視制御方式。
20. 【請求項２０】 あるコネクション群においてそのパケ
    ット流量が閾値を越えた場合には、上記制御手段は、各
    コネクション監視手段の監視結果に基づいて上記コネク
    ション群に属するコネクションのうちそのパケット流量
    が閾値を越えているコネクションを認識し、その認識し
    たコネクションに対して設けられているコネクション監
    視手段を制御モードに切り換えることを特徴とする請求
    項１７に記載のパケット流量監視制御方式。
21. 【請求項２１】 あるコネクション群が輻輳状態になっ
    た場合は、上記制御手段は、各コネクション監視手段の
    監視結果に基づいて、上記コネクション群に属するコネ
    クションのうちパケット流量が閾値を越えているコネク
    ションを認識し、その認識したコネクションに対して設
    けられているコネクション監視手段を制御モードに切り
    換えることを特徴とする請求項１７に記載のパケット流
    量監視制御方式。
22. 【請求項２２】 あるコネクション群においてパケット
    流量が閾値以下である場合には、上記制御手段は、その
    コネクション群に対して設けられているコネクション群
    監視手段を制御モードで動作させるとともに、そのコネ
    クション群に属するコネクションに対して設けられてい
    るコネクション監視手段の動作を停止し、 上記コネクション群においてパケットの流量が閾値を越
    えた場合には、上記監視手段は、そのコネクション群に
    属するコネクションの数を認識し、そのコネクション群
    の予測トラヒック量を上記認識したコネクションの数で
    均等に配分した値を算出し、上記コネクション群に属す
    るすべてのコネクションに対して設けられている各コネ
    クション監視手段に上記算出した値を閾値として設定す
    るとともに、それらコネクション監視手段を制御モード
    で動作させることを特徴とする請求項１３に記載のパケ
    ット流量監視制御方式。
23. 【請求項２３】 上記監視手段はその監視手段が監視す
    るコネクション群においてパケット流量が閾値を越える
    頻度を検出し、その頻度に基づいて輻輳が発生している
    か否かを判断することを特徴とする請求項３〜６のいず
    れか１つに記載のパケット流量監視制御方式。
24. 【請求項２４】 上記監視手段はその監視手段が監視す
    るコネクションにおいてパケット流量が閾値を越える頻
    度を検出し、その頻度に基づいて輻輳が発生しているか
    否かを判断することを特徴とする請求項９〜１２のいず
    れか１つに記載のパケット流量監視制御方式。
25. 【請求項２５】 上記出線ごとにバッファを設け、その
    バッファに格納されるパケット量に従って輻輳が発生し
    ているか否かを判断することを特徴とする請求項３〜
    ６、９〜１２のいずれか１つに記載のパケット流量監視
    制御方式。
26. 【請求項２６】 上記コネクション群監視手段は、その
    コネクション群監視手段が監視するコネクション群にお
    いてパケット流量が閾値を越える頻度を検出し、その頻
    度に基づいて輻輳が発生しているか否かを判断すること
    を特徴とする請求項１９または２１に記載のパケット流
    量監視制御方式。