JPH09186701A - 最適帯域幅割当て方法及び装置 - Google Patents

最適帯域幅割当て方法及び装置

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JPH09186701A
JPH09186701A JP24655996A JP24655996A JPH09186701A JP H09186701 A JPH09186701 A JP H09186701A JP 24655996 A JP24655996 A JP 24655996A JP 24655996 A JP24655996 A JP 24655996A JP H09186701 A JPH09186701 A JP H09186701A
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JP24655996A
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Aline Fichou
アライン・フィショウ
Claude Galand
クラウド・ガランド
Pierre-Andre Foriel
ピエール−アンドレ・フォリエル
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International Business Machines Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ通信ネットワークで非予約トラフィッ
クへの帯域幅の割当てを最適化する方法を提供する。 【解決手段】 デジタル・ネットワークの高速転送リン
クでの非予約トラフィックへの最適帯域幅割当ては、交
換デバイスを通して接続された入力／出力アダプタを含
むネットワーク・ノード／ポートでのデータ・パケット
の転送を調整することにより行われる。そのため、ネッ
トワーク・ノードに、ネットワークのイメージを維持す
るトポロジ・データベースを格納した制御点計算デバイ
ス（ＣＰ）が割当てられる。このデータベースは、定期
的に、また呼び出しセットアップ時に、リンクｌの現在
使用可能な帯域幅を示すリンクｌの明示レート・パラメ
ータと、リンクｌの非予約コネクション数を示すパラメ
ータＮNRlとを含むトポロジ・データベース更新メッセ
ージ（ＴＤＵ）によって更新される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速データ転送ネ
ットワークの非予約帯域幅トラフィックに、動作帯域幅
を動的に、最適な形で割当てる方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在のデジタル・ネットワークは、同じ
ネットワーク上で各種のデータ（純データ、または音
声、画像、ビデオ等、デジタル化された情報信号）を転
送しながら、これらのトラフィックの各種類に固有の要
件に準拠するようにしたマルチメディア環境で動作する
ようになっている。
【０００３】例えば、さまざまなユーザによって与えら
れる情報は数種類に分けられることに気づく。これらに
は、所定の一定限度の遅れ時間内にエンドユーザに伝え
られなければならないリアルタイム情報（音声情報等）
と、非リアルタイム情報が含まれる。リアルタイム情報
に、この遅れ時間内に伝えられない情報があった場合、
その情報は捨てられるだけである。
【０００４】その場合、元の信号の復元は、エンドユー
ザ側ではデータ・パケット転送環境で、補間／補外法等
の手法によってある程度は可能である。これらの手法
は、限られた数の棄却された連続したパケットの"損失"
だけを克服する解決法は提供するが、遅れ時間の制限と
いう要件は克服していない。
【０００５】一方で情報は、予約トラフィック情報と非
予約（ＮＲ）情報を含むと考えられる。予約トラフィッ
ク情報の転送は、両当事者間で契約により合意された条
件に従って、所定の最大遅延時間で保証されなければな
らない。ＮＲ情報は、特別な時間制限なくネットワーク
で転送される制御情報や特定のソースのトラフィック等
である（ただしトラフィックは、ネットワークの効率を
高めるために最適化する必要がある）。
【０００６】他方、先に述べた通り、デジタル化された
データが、ビット・パケットとして配置されるパケット
交換法や回線交換法等、いろいろな手法が開発されてい
る。
【０００７】回線交換法と比べたパケット交換法の基本
的なメリットは、回線上で、さまざまなタイプのデータ
の統計的多重化が可能なことである。これにより転送帯
域幅が最適化される。回線交換法に比べたパケット交換
法の欠点は、ジッタや遅れが出ることであり、これは既
に知られている通り、ビデオまたは音声のような等時性
データの転送には障害になることがある。このような背
景から、パケット交換ネットワークで新たなコネクショ
ンが確立される毎に、遅延やジッタが制限されるように
ネットワークをコントロールする方法が提案されてい
る。
【０００８】これらの方法は、例えば欧州特許出願第９
４４８００９７．８号に述べられている。この種の方法
はどれも、ネットワークで転送されるサービスまたは制
御データを要求したエンドユーザに対して、ネットワー
クの高速リンク（または回線）とノードまたはポートを
通るパスを確立し、使用可能な転送帯域幅を最適な形で
利用する。
【０００９】基本的には、契約によって定められたパラ
メータを基準に、予約トラフィック（リアルタイム情報
を含む）には所定の帯域幅を割当て、次に、非予約トラ
フィックには一定の基準で残った帯域幅を割当てること
ができる。
【００１０】しかし、瞬間的トラフィックは予約トラフ
ィックでも非予約トラフィックでも明らかに可変である
ことを考えれば、グローバルなネットワーク利用の効率
を考慮する限り、固定帯域幅の割当ては本質的に非効率
である。
【００１１】最初の改良例では、あらかじめ計算された
過大帯域幅がソース毎に割当てられ、ネットワーク内で
生じる瞬間的輻輳を検出し、何らかの"スローダウン"メ
カニズムをモニタする手段が使用される。このようなメ
カニズムは既に、先に述べた欧州特許出願書類、及び米
国特許第５２８０４７０号に述べられている。上記の欧
州特許出願書類では、スローダウン・メカニズムは、ス
イッチ・バックプレッシャ信号の管理を通してノード交
換レベルで輻輳をコントロールするのに用いられるだけ
である。米国特許第５２８０４７０号では、ネットワー
ク・ノードで輻輳が検出され、増加が許容できない時に
のみ予約帯域幅でスローダウンが働く。その際、ソース
がいくつかアクティブではない場合にはリンク使用率が
低下することがある。従ってデータ・ソースは、実際に
は動的には考慮されない。言い換えると、ここで見る従
来の装置は、コネクション間の真の動的共有を実現せ
ず、ソースにスローダウン・メッセージを送ることによ
ってトラフィックの輻輳を一時的に解消するのに役立つ
だけである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、デー
タ通信ネットワークで、非予約トラフィックへの帯域幅
の割当てを最適化する方法を提供することである。
【００１３】本発明の他の目的は、データ通信ネットワ
ークで、予約トラフィックをモニタし、非予約トラフィ
ックに転送帯域幅を動的に割当てるかまたは適応させる
方法を提供することである。
【００１４】本発明の他の目的は、ＡＴＭ（非同期転送
モード）またはフレーム・リレーで動作する通信ネット
ワークで、現実のデータ・ソースの要件をもとに、非予
約トラフィック・ソース間で転送帯域幅を動的にかつ公
平に配付する方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、データ・ソー
スとして機能するデータ端末装置とデータ宛先端末との
間で割当てられたネットワーク・パスで、優先度の異な
るデータ・トラフィックを転送するよう形成された高速
リンクによって相互接続されたノードを含む高速データ
転送ネットワークで、データ・トラフィックを最適化す
る、最適帯域幅割当て方法に関する。上記優先度は、所
定の合意内容をもとに上記割当てられたパスで、ある転
送帯域幅が予約されている予約トラフィックのための上
位優先度と、予約トラフィックが満足されれば上記パス
で使用可能な転送帯域幅内でネットワーク上を転送する
必要のある、非予約トラフィックのための下位優先度と
を含む。非予約トラフィックに帯域幅を割当てる上記方
法は、ネットワーク・パスに沿った各リンク上のネット
ワーク占有度のイメージを格納する少なくとも１つのト
ポロジ・データベースを作成及び維持するステップと、
定期的に、またネットワーク内の端末呼び出しセットア
ップ時に、リンクｌで現在使用可能な帯域幅を示す各リ
ンクｌの明示レート・パラメータ（ＥＲl）と、リンク
ｌの非予約コネクション数を示すパラメータＮNRとを含
む、トポロジ・データベース更新（ＴＤＵ）メッセージ
を作成及び同報通信するステップと、上記ＴＤＵ情報を
受信して、上記パスに沿った各ノードについて上記パス
に沿った各リンクで使用可能な残った転送帯域幅を計算
し、上記使用可能な帯域幅をネットワークに接続された
非予約トラフィック・ソースに割当てるステップと、を
含む。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は、集中管理ネットワーク
にも分散管理ネットワークにも等しく適用できるが、好
適な実施例は、分散管理のデータ転送ネットワークに関
して述べる。従って、これはどのような場合でも本発明
の制限を意味するとみなすべきではない。
【００１７】図１に、本発明を実施するのに使用できる
分散管理（すなわちネットワークの各ノードでの管理）
のパケット交換ネットワークの１つの例を示す。このネ
ットワークは、高速中継線（またはリンク）（ｌ０、ｌ
１、ｌ２、ｌ３、ｌ４）によって相互接続され、データ
・ソースまたは宛先の端末として機能する外部のデータ
端末装置（ＤＴＥ）に接続されたアクセス回線（ＡＬ）
によってアクセスできる、５つの交換ノードＳＷ０乃至
ＳＷ４を含む。
【００１８】ネットワーク管理アーキテクチャは分散型
であり、各交換ノードは、制御点ＣＰによって管理され
る。ＣＰは全て、制御点間の制御メッセージを効率よく
マルチキャストする手段を提供する制御点スパニング・
ツリー（ＣＰＳＴ）を介して相互接続される。ＣＰは、
ネットワークの他のＣＰに制御メッセージを同報通信し
たいときは、このメッセージを、所定のＣＰＳＴ交換ア
ドレスに送り、アーキテクチャがＣＰスパニング・ツリ
ーの全ての回線上で、またこれらの回線でのみこのメッ
セージをルーティングする手段を提供する。このアーキ
テクチャはまた、各交換ノード上のツリー・アドレスを
初期化し、回線や交換ノードに障害が発生した場合には
ツリーを自動的に再構成する手段を提供する。
【００１９】各ＣＰは、ネットワークについての情報を
格納するトポロジ・データベースのコピーを含む。これ
には、ネットワークの物理構成と回線の特性及びステー
タスが含まれる。
【００２０】予約トラフィックを転送する、ネットワー
クの全ての回線ｌについて、優先度が指定されたパケッ
トに関して許容される最大遅延Ｔ（ｎ）と、この回線上
の帯域幅使用率Ｒ＿ｒｅｓ（ｎ）が定義され、トポロジ
・データベースに記録される。この情報は、必要な時に
制御点スパニング・ツリーを、送られるトポロジ・デー
タベース更新メッセージ（ＴＤＵ）を介して他の制御点
に配付される。
【００２１】このようなスパニング・ツリー構成につい
て詳しくは、欧州特許出願番号第９４４８００４８．１
号、"A Data Communication Network and Method for O
perating said Network"を参照されたい。
【００２２】動作時、ソース・ユーザ端末装置は、宛先
端末との接続を要求することができる。例えば、ユーザ
端末装置ＤＴＥ−ＡとＤＴＥ−Ｂ（それぞれアクセス回
線ＡＬ−ＡとＡＬ−Ｂを介してネットワークに接続され
る）は、ＤＴＥ−ＡがＤＴＥ−Ｂとのコネクションを要
求すると（すなわちＤＴＥ−Ａの呼び出しセットアップ
時に）、最大遅延Ｔ−ｍａｘとパケット損失可能性Ｐ−
ｌｏｓｓに関して指定されるサービス品質（ＱｏＳ）
で、ネットワークを通して相互接続される。
【００２３】その場合、交換ノードＳＷ０では、制御点
ＣＰ０はまず、ＱｏＳと、ユーザによって指定されるト
ラフィック特性（ピーク・レート、平均レート、平均パ
ケット長）を使って、ソース端末と宛先端末の間のトラ
フィックに割当てられたルートまたはパス上の、全ての
回線で予約されるコネクションの等価容量と呼ばれる帯
域幅Ｃ＿ｅｑを計算する。これは、この回線上の、その
コネクションに対して指定されている損失可能性Ｐ−ｌ
ｏｓｓよりも小さいパケット損失可能性Ｐ０（ｎ）を保
証するためである。
【００２４】制御点ＣＰ０は次に、トポロジ・データベ
ースで、回線ベースで使用可能な情報をもとに宛先に達
するのに最適なネットワーク・ルートを計算する。その
ため、パス選択プログラムが最初、ルートに適したネッ
トワーク回線を識別する。Ｒ（ｎ）とＲ＿ｒｅｓ（ｎ）
がそれぞれ、回線ｎの容量とその現在の予約レベルを示
す場合、回線は次の場合に適格である。
【数１４】 Ｒ＿ｒｅｓ（ｎ）＋Ｃ＿ｅｑ≦０．８５Ｒ（ｎ）
【００２５】プログラムは次に、変更ベルマン・フォー
ド（modified Bellman-Ford）・アルゴリズムを使っ
て、最小重み、最小ホップ・カウントで、適格な回線を
使い、ＱｏＳを満足する、ソースから宛先までのルート
を見つける。
【数１５】Ｔ＿ｍａｘ≦ΣＴ（ｎ） Ｐ＿ｌｏｓｓ≦１−π（１−Ｐ＿ｌ（ｎ））
【００２６】ここで、和と積の演算子はルートのＮ個の
回線について繰り返される（ｎ＝１、．．．、Ｎ）。
【００２７】等価容量と最適ルートについては次の文献
を参照されたい。R．Guerin、H．Ahmadi、M．Naghshine
h、"Equivalent Capacity and its Application to Ban
dwidth Allocation in High Speed Networks"、publish
ed in IEEE Journal of Selected Areas in Communicat
ions、JSAC-7、Sept．1991．H．Ahmadi、J．S．Chen、
R．Guerin、L．Gun、A．M．Lee and T．Tedijanto、"Dy
namic Routing and Call Control in High-Speed Integ
rated Network"、published in Proc．Workshop Sys．E
ng．Traf. Eng．、ITC 13、pp 397-403、Copenhagen、D
enmark．
【００２８】ここで、ＤＴＥ−Ａ１とＤＴＥ−Ｂを交換
ノードＳＷ０から交換ノードＳＷ４まで接続するために
選択されたルートは、交換ノードＳＷ１、ＳＷ２を介し
た中継線ｌ０、ｌ１及びｌ４と、交換ノードＳＷ０、Ｓ
Ｗ４のアクセス回線ＡＬ１を使用すると仮定しよう。
【００２９】そのため、ソースの制御点ＣＰ０は、ルー
トに沿ってコネクション・セットアップ・メッセージを
送る。メッセージのコピーがルート上の全てのスイッチ
の制御点に送られる（ＣＰ１、ＣＰ２及びＣＰ４な
ど）。このメッセージは、ルート上の制御点のネットワ
ーク・アドレスのリスト、これら制御点間のリンク名
（ｌ０、ｌ１、ｌ４）のリスト、要求帯域幅Ｃ＿ｅｑ、
コネクションの優先度、及びソースの制御点ＣＰ０によ
ってセットされ、コネクションを一意に識別するために
他の全てのＣＰによって用いられるコネクション相関係
数Ｃ＿ｃｏｒを含む。
【００３０】セットアップ・メッセージのコピーが受信
されると、各ＣＰは２つの基本タスクを実行する。
【００３１】まずＣＰは、新たなコネクションの等価容
量が、回線のルート上の次の交換ノードにまだ使用可能
かどうかチェックし、使用可能であればそれを予約す
る。従ってＣＰは、最初の上記の関係を確認することに
よって回線が適格かどうかチェックする。そうであれ
ば、ＣＰは新たなコネクションに対して転送回線上の所
望の帯域幅を予約し、コネクション・セットアップを受
け入れ、次のように予約レベルを増分する。
【数１６】 Ｒ＿ｒｅｓ（ｎ）＝Ｒ＿ｒｅｓ（ｎ）＋Ｃ＿ｅｑ
【００３２】そしてＣＰは、この予約レベルが大きく変
更されている場合、結局はＣＰスパニング・ツリーでト
ポロジ・データベース（ＴＤＵ）・メッセージを同報通
信して、他のＣＰにこの回線の新たな予約レベルＲ＿ｒ
ｅｓを伝える。
【００３３】次にＣＰは、新たなコネクションの新たな
ラベルを割当て、このラベルをラベル交換のためにルー
ト上の前のスイッチの制御点に送る。
【００３４】従って、ネットワーク動作の間、各ノード
ｎ（ｎ＝０、１、．．．）の制御点（ＣＰｎ）は、定期
的に、また呼び出しセットアップ時に、アクセス・ノー
ドによって収集されたトポロジ・データベース更新（Ｔ
ＤＵ）メッセージを同報通信する。そこで、本発明のネ
ットワーク帯域幅割当てを動的に最適な形で制御するた
め、ＴＤＵフォーマットは明示レート（ＥＲ）・パラメ
ータを含むようになっている。従って、図１に示すよう
に、リンクｌのＴＤＵフォーマットは、上記のＴＤＵメ
ッセージに、リンクｌの明示レート（すなわちＥＲｌ）
を含む。ここでＥＲｌは、ＮＲコネクション数で割っ
た、リンクｌで現在使用可能な帯域幅を指定し、従っ
て、上記使用可能な帯域幅を対応する制御点に動的に指
示する。この情報により、全ての対象リンクで現在使用
可能な帯域幅を全て知った状態で、非予約（ＮＲ）トラ
フィックを転送するサービスを要求するソースに、帯域
幅を最適な形で割当てることができる。
【００３５】トラフィックが、ソース端末ＤＴＥ−Ａ１
から宛先端末ＤＴＥ−Ｂまで、上記パスＳＷ０、ｌ０、
ＳＷ１、ｌ１、ＳＷ２、ｌ４、ＳＷ４を転送されるとす
ると、これらノードのトポロジ・データベースはそれぞ
れ、ノードによって接続された中継線上で明示レートを
使用できるようにする。
【００３６】またリンクｌのＴＤＵフォーマットは、上
記リンクｌの非予約コネクション数の指標を含む（すな
わちＮNRl）。
【００３７】これらの情報が与えられることで、ネット
ワークで非予約トラフィックをＤＴＥ−Ａから送れるか
どうかをアクセス・ノード（ＳＷ０）制御点によって判
定できるようになるだけでなく、リンクによって接続さ
れた非予約ソース間に配分された帯域幅の、動的且つ公
平な調整が、ネットワーク構成によって可能になる。こ
れによりデータ・パケットの損失は少なくなり、予約ト
ラフィックは影響を受けない。
【００３８】図２は、制御点デバイスＣＰ０が接続され
た交換デバイスＳＷ０を含むノード０等、ノード内で用
いられる各種デバイスを示したブロック図である。交換
デバイスＳＷ０は、それぞれ１つの回線またはリンクに
接続されたアダプタ数個（アダプタ０、アダプタ
１、．．．、アダプタｎ）を含む。１回線は、トラフィ
ック・ソースとのコネクションを数千本まで処理でき
る。例えば、アダプタ０にはトラフィック・ソース２
１、２２、２３が接続している。
【００３９】各ソースのデータ・トラフィックは、アク
セス制御機能（ＡＣＦ）デバイス（２４、２５、２６参
照）に向けられる。上記ＡＣＦデバイスは、アダプタ制
御エージェント（ＣＡ）に双方向に接続される。ＣＡは
それぞれ（ＣＡ０、ＣＡ１、．．．、ＣＡｎ）、ノード
の制御点（ＣＰ０）に接続されて、要求により、確立さ
れたローカル・コネクションのリンク情報を、対応する
トポロジ・データベースから取得する。また、既に述べ
た通り、ＣＰ０トポロジ・データベースは、ネットワー
ク・リンクからトポロジ・データベース更新（ＴＤＵ）
メッセージ（ＴＤＵｌ１、ＴＤＵｌ２等）を取得する
（図１参照）。
【００４０】図３は、アクセス制御機能（ＡＣＦ）デバ
イス３０とコネクション・エージェント（ＣＡ）・デバ
イス３１の動作を示す図である。この装置の動作を理解
するには、まず、ユーザからのデータ・トラフィックは
パケット（または、ここではパケットとみなすＡＴＭセ
ル）の形に構成され、パケットの転送は調整される（ノ
ード出力ライン上）ということを思い出す必要がある。
さまざまな調整方法が知られているが、その中でリーキ
ー・バケット・メカニズムを利用した方法がある。図４
にリーキー・バケット・メカニズムを示す。図４に示し
たメカニズムでは基本的に、転送されるデータ・パケッ
トは、まず入力バッファ（またはシフト・レジスタ構
造）４１を通る。入力バッファからネットワーク回線へ
の転送は、トークン・プールによって調整される。その
ため"トークン"・ジェネレータによって所定レートでト
ークンが作成され、上記トークンがトークン・プール４
２に格納される。次に、入力バッファ４１からネットワ
ークに転送される各データ・パケットは、データ・パケ
ットが含むバイト数だけのトークンを要求する。これら
のトークンがトークン・プール４２で使用可能な場合、
そのデータ・パケットはネットワークに送られる。でな
ければデータ・パケットは、その数のトークンが作成さ
れるまで待つ必要がある。トークンは、要求側データ・
パケットに個別に付加されるので、棄却可能なデータと
棄却不可能なデータを区別できるようにメカニズムを改
良することができる。従って、リーキー・バケットのレ
ベルで、棄却可能なパケットと棄却不可能なパケットの
区別処理は、トークン・プールの複写により行われる。
つまり、棄却不可能なパケットには緑タグが付けられ、
棄却可能なパケットには赤タグが付けられる。従って、
２つのトークン・プールが、１つは"緑"トークンに、も
う１つは"赤"トークンに用いられる。いずれのプールも
互いに独立して埋められる。緑トークン・プールは、ネ
ットワークのコネクションｋに予約された等価容量に等
しいトークン・レートＣ＿ｅｑ(k)か、またはＮＲに対
する最小保証帯域幅であるトークン・レートＭＣＲkで
埋められる。赤トークン・プールは、トークン・レート
Ｒk,tで埋められる。Ｃ＿ｅｑの計算は先に述べた文献
に説明されているが、Ｒk,tの最適計算は本発明の目的
である。
【００４１】例えば、棄却可能なデータ・パケットは、
補間／補外等のメカニズムにより、受信側で復元可能な
音声データ・パケットを含むことがある。しかし、本発
明でより重要なことは、リーキー・バケット・メカニズ
ムによるデータ・パケットの転送は、トークン生成レー
トを制御することによって調整可能なことである。図３
で、データ・ソースｋに対するアクセス制御機能デバイ
ス（２４）のリーキー・バケット３２が、可変レートの
トークン・プール３３に接続されているのはそのためで
ある。上記トークン・プール３３はまた、調整のために
用いられる基準しきい値指標（低基準しきい値ＴＨLと
高基準しきい値ＴＨH）を有する。これらのしきい値に
対するトークン・プールのレベルは、使用率を示し、ト
ークン生成レートを上げる、下げる、或いは維持する
（すなわち変更しない）必要があるかどうかを明らかに
する。
【００４２】トークン生成レートＲk,tは、対象パスに
沿ったどのコネクションでも、あるメカニズムによって
更新される。例えば、コネクションｋのトークン・レー
ト計算メカニズム３１は、更新されたトークン生成レー
トＲk,tを与えることによって時間ｔのトークン生成を
更新する。これは最初、トークン・プール３３によって
モニタされるコネクションｋの使用状態を測定し（デバ
イス３５）、例えば、ＴＨHとＴＨLを参照してトークン
・プールのレベルをモニタした結果をもとに、トークン
生成レートを上げる、下げる、または維持する必要があ
るかどうかを指示するパラメータを通して可能になる。
【００４３】アクセス・リンクに接続されたアクセス制
御機能デバイス３０の個々のローカル・コネクションに
接続される、３５等のトークン利用デバイス全てによっ
て与えられた情報は、コネクション・エージェント・デ
バイス３１内の割当て帯域幅計算デバイス３６に送られ
る。計算デバイス３６は、対象ポートの各コネクション
ｋに現在割当てられている帯域幅を管理する。計算デバ
イス３６はまた、トークン・レート生成デバイス３４を
制御するレート更新デバイス３７をドライブする。計算
デバイス３６には、要求により、関係するノード制御点
（ＣＰ０等）に送られる各種ＴＤＵによって更新され
る、トポロジ・データベースの、必要な全ての明示レー
ト（ＥＲl）と、使用可能な非予約コネクション数（Ｎ
NRl）が与えられることで、時間ｔにリンクｌのコネク
ションｋに割当てられる、更新されたトークン生成レー
トＲl,k,tの計算が可能になり、トークン・レート生成
デバイス３４がドライブされる。
【００４４】動作時、装置はリーキー・バケット値を定
期的に取得し、あるコネクションでそのレートを上げる
（ｉ）か、下げる（ｄ）か、または維持する（すなわち
変更なし）（ｅ）かを決定することができる。
【００４５】Ｌkを、コネクションｋのパスに沿ったリ
ンクのセットとする。ローカル・ポート（ＤＴＥ−Ａの
ＳＷ０等）のコネクションｋに可能なレートを決定する
には、まず、Ｌkに属する、パスに沿った全てのリンク
ｌについて、ポートの全てのコネクションに割当てられ
た帯域幅の部分Ｂl,tを知る必要がある。Ｂl,tは次式に
よって与えられる。
【数１７】
【００４６】ここで、Ｎlは、パスにリンクｌがあるロ
ーカル・ポートに接続された非予約コネクション数であ
る。ＥＲlは、リンクｌの明示レートである。（Ｒｈ
ｏ）res l,tは、対象ネットワーク・ノードで統計的にモ
ニタされ、時間ｔにリンクｌの予約トラフィックによっ
て用いられる帯域幅の比である。Ｃlは、リンクｌの速
度である。ＮNRlは、パスにリンクｌがあるネットワー
ク内の非予約コネクション数合計である。ＭＣＲkは、
コネクションｋの非予約トラフィックに"予約"された帯
域幅の一部である（このパラメータＭＣＲkは、非予約
トラフィックではヌルにする必要があるが、そのトラフ
ィックに対して公平に最小帯域幅を任意予約することが
できる）。言い換えると、
【数１８】
【００４７】は、リンクｌを共有する全ての非予約コネ
クションの最小セル・レート（ＭＣＲ）（ある場合）の
和になる。
【００４８】次に、時間ｔ−１のローカル・ノードのリ
ーキー・バケット値を使って、このノードに接続された
ソースの新たな明示レートＲk,tを、時間ｔについて計
算する必要がある。
【００４９】装置は、リーキー・バケットからの情報を
使って、ボトルネックになっており、その帯域幅全ては
使用しておらず、従って一部を開放できるコネクション
に、帯域幅Ｎ(d) l,tを要求するコネクションの数Ｎ(i)
l,tと、必要な帯域幅を使用していて、それ以上を必要
としないコネクションのＮ(e) l,tを導くことができる
（Ｎl＝Ｎ(i) l,t＋Ｎ(d) l,t＋Ｎ(e) l,t）。コネクショ
ンｋのレートを上げる、下げる、または維持する必要が
あるかどうかにもとづくこの分類は、ローカル・ノード
でセットされた現在値、Ｒk,t-1にのみ依存することに
注意されたい。
【００５０】あるコネクションｋを考えると、時間ｔ−
１にリンクｌでセットされた現在のレートＲl,k,t-1を
使い、Ｒl,k,t-1を、コネクションｋのレートを下げる
必要がある場合はＲ(d) l,k,t-1と、コネクションｋのレ
ートを上げる必要がある場合はＲ(i) l,k,t-1と、また、
コネクションｋをその現在のレートに維持できる場合は
Ｒ(e) l,k,t-1と書換える。レートＲl,k,tの計算は、Ｌk
の全てのリンクｌについて下記の回帰システムに従って
行われる。φ下げる場合、
【数１９】
【００５１】φ変更なしの場合、
【数２０】
【００５２】φ上げる場合、
【数２１】
【００５３】ここで、α'l,tとα"l,tは、乗法減少係
数、β'l,tとβ"l,tは、加法増加係数である。
【００５４】コネクションｋのレートは、次に、パスに
沿って計算された最小レートにセットされる。
【数２２】
【００５５】このモデルの前提条件は、コネクションは
全て、定義された公平基準を満足するために、取得した
帯域幅をいつでも開放できなければならないということ
である。例えば、ある任意の時間に、レートの増加を求
めるコネクションと、"問題のない"コネクションしかな
い場合、前のシステムに関するこの状態が安定している
のは公平ではない。すなわち、"問題のない"コネクショ
ンに割当てられた帯域幅の一部を、ボトルネックになっ
ているコネクション間で再配分する必要がある。ここで
選ばれている公平基準は、ネットワークが提供できる以
上の帯域幅を全てのコネクションが必要とする状態は、
上記の非平衡状態よりも公平な状態であるということで
ある。これは、もちろん採用できる公平基準の１つにす
ぎない。
【００５６】より多くの帯域幅を必要とするコネクショ
ンに関する式の和の項はまた、それらのコネクション間
で、ある公平性を実現するために用いられる。この項が
ない場合（すなわちＲ(i) l,k,t-1を使う）、既に充分な
総帯域幅を有しており、それ以上を要求するコネクショ
ンは、レートが小さく、帯域幅を突然要求するコネクシ
ョンを考慮して、取得した帯域幅の一部を開放すること
はない。このシナリオは公平ではないので、増加を待っ
ているコネクションの総帯域幅は、等しく再配分する必
要がある（最大／最小の基準に従って）。
【００５７】項Ｂl,t／Ｂl,t-1は、全てのコネクション
に、リンクｌの非予約トラフィックに使用可能な帯域幅
のバリエーションを等しく配分する。
【００５８】α'l,t、α"l,t、β'l,t、β"l,tを計算す
る問題点は、これらは時間変数Ｎ(i ) l,t、Ｎ(d) l,t、Ｎ
(e) l,tの関数であるので単純ではない。そのため、それ
ら自体も時間の関数になる。更にこれらパラメータは常
に、リンクｌについて次式を満足する必要がある。
【数２３】
【００５９】システムの解は複雑すぎて、各時間ｔにつ
いて評価できないので、次のようにヒューリスティック
なアプローチをとる必要がある。φ帯域幅の減少を要す
るコネクションの場合、α'l,tは、もちろん、１よりも
小さく、帯域幅を要するコネクション数が大きくなると
０に近くなる。開放された帯域幅の一部も、変更を要し
ないコネクションに追加する必要がある、すなわちβ'
l,t項の一部である。ここで次式を置く。
【数２４】
【００６０】φ等しい帯域幅を要するコネクションの場
合、α"l,tも、帯域幅を要するコネクション数が大きく
なると０に近づく。
【数２５】
【００６１】他方、これらのコネクションのレートは、
帯域幅を開放するコネクションにＮ(i) l,tＮ(e) l,t／Ｎ
2 lを適用することによって大きくなる。
【００６２】この値は、Ｎ(e) l,tコネクション間に等し
く配分される。次式が得られる。
【数２６】
【００６３】φ帯域幅の増加を要するコネクションの場
合、β"l,t項は、項Ｎ(i)2 l,t／Ｎ2 lを、Ｎ(i) l,tコネ
クション間に等しく配分された、前のコネクション・レ
ートのセットの両方に適用することによって開放される
総帯域幅である。
【数２７】
【００６４】本発明を実施するアルゴリズムは次のよう
に要約できる。 全コネクションについて：φリーキー・バケット統計を
用い、コネクションｋを、増加、減少、または現状維持
を要すると"指定"する。 全リンクについて：φＮ(i) l,t、Ｎ(d) l,t及びＮ(e) l,t
を計算する。φＴＤＵメッセージを受信して、各リンク
ｌで使用可能な帯域幅を更新する。
【数２８】
【００６５】φ以下を計算する。
【数２９】
【００６６】全コネクションについて：φコネクション
・パスの全リンクについて、Ｒl,k,tを更新する。減少
の場合、
【数３０】
【００６７】現状維持の場合、
【数３１】
【００６８】増加の場合、
【数３２】
【００６９】φ次のようにセットする。
【数３３】
【数３４】 Ｒk,t＝ｍａｘ｛ＭＣＲk，ｍｉｎ｛ＰＣＲk，Ｒk,t｝｝ （１０）
【００７０】非予約トラフィックは現実には、休止期間
がかなり長く、ほとんどがバースト的であると予想され
る。こうした静フェーズがあるため、アクティブなコネ
クションは２、３あるだけであり、統計的多重化を導入
することによってパフォーマンスが向上すると考えるの
は理にかなっている。これは、基本的には、ネットワー
ク内に輻輳がない限りは、全てのコネクションに、その
およその公平な取り分よりも"少し多く"割当てられると
いうことを意味する。
【００７１】図５に、本発明を実施し、コネクションｋ
について求められるレート調整を行うアルゴリズムのブ
ロック図を示す。
【００７２】まず、デバイス３５（図３参照）によって
定義される使用率と、他の全てのローカル・コネクショ
ン（１、２、３、．．．ｋ−１）の使用率が、計算ステ
ージ５０に与えられる。この計算ステージはまた、コネ
クション・エージェント（ＣＡ）に格納されたテーブル
からｔ−１のレートを取得する。表は次のようになって
いる。
【表１】 リンク１ リンク２ −− リンクｌ コネクション１ Ｒ1,1,t-1 −− −− Ｒl,1,t-1 コネクション２ − − − − − − − − − コネクションｋ − − − Ｒl,k,t-1
【００７３】計算ステージ５０（図５参照）は、Ｎ(i)
l,t、Ｎ(d) l,t、Ｎ(e) l,tを与える。
【００７４】これらの情報は、上記の表によって与えら
れるデータと共に、第２計算ステージ５１に送られ、こ
こでパラメータα'l,t、α"l,t、β'l,t、β"l,tがそれ
ぞれ、先に述べた式（１）乃至（４）に従って計算され
る。
【００７５】最後に、α、βのパラメータが、リンクｌ
の明示レート及び非予約トラフィック数ＮNRlと共に、
第３計算ステージ５２に送られ、式（５）に従って、更
新された使用可能な帯域幅Ｂl,tの計算が可能になる。
【００７６】ステージ５０、５１及び５２の上記の計算
は全てのリンクｌについて行われる。
【００７７】次に、対象パスの全てのコネクションにつ
いて、また使用率によって定義されるコネクションの状
態が、減少か現状維持（すなわち変更なし）か、増加か
に応じて、それぞれ式（６）、（７）または（８）に従
って、図５のステージ５３、５４、５５（及び図３のデ
バイス３７）に示す通り、リンク・レートが更新され
る。
【００７８】最後に、ステージ５６で、リンクｋの新た
なトークン・レート（図３のデバイス３４を参照）が、
式（９）及び（１０）により計算される。
【００７９】この新たなトークン生成レートＲk,tは、
トークン・プール３３（図３）のトークン生成レートを
更新するために適用される。
【００８０】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００８１】（１）データ・ソースとして機能するデー
タ端末装置とデータ宛先端末の間に、割当てられたネッ
トワーク・パスに沿って、優先度の異なるデータ・トラ
フィックを転送するよう形成された高速リンクによって
相互接続されたノードを含む高速データ転送ネットワー
クで、データ・トラフィックを最適化するための最適帯
域幅割当て方法であって、上記優先度は、所定の合意に
もとづいて上記パスに沿って転送帯域幅が予約されてい
る予約トラフィックの高優先度と、予約トラフィックが
満足されれば上記パスで使用可能な転送帯域幅があるネ
ットワーク上を転送する必要がある非予約トラフィック
の低優先度とを含み、非予約トラフィックに帯域幅を割
当てる上記方法は、上記ネットワーク・パスに沿った各
リンクのネットワーク占有度のイメージを格納する少な
くとも１つのトポロジ・データベースを作成するステッ
プと、定期的に且つネットワーク内の端末呼び出しセッ
トアップ時に、リンクｌで現在使用可能な帯域幅を示
す、各リンクｌの明示レート・パラメータ（ＥＲl）
と、リンクｌの非予約コネクション数を示すパラメータ
ＮNRとを含む、トポロジ・データベース更新メッセージ
を作成及び同報通信し、上記少なくとも１つのトポロジ
・データベースに格納するステップと、上記トポロジ・
データベース更新情報を受信して、上記パスに沿った各
ノードについて、上記パスに沿った各リンク上で使用可
能な、残った転送帯域幅を計算し、上記使用可能な帯域
幅を、ネットワークに接続された非予約トラフィック・
ソースに割当てるステップと、を含む、方法。 （２）上記転送ネットワークは分散制御ネットワークで
あり、上記トポロジ・データベースは各ネットワーク・
ノードに格納され、上記トポロジ・データベース更新情
報は、上記パスに沿った上記ノードに同報通信され、非
予約トラフィックに使用可能な上記帯域幅は、計算され
て、上記パスに沿った各ノード内の関係リンクに割当て
られる、上記（１）記載の最適帯域幅割当て方法。 （３）ａ）リンクｌ上の全てのコネクションｋについ
て、定期的に且つコネクション・セットアップ時に、コ
ネクションを、帯域幅の増加（ｉ）を要するか、帯域幅
の減少（ｄ）を要するか、または変更の必要はない
（ｅ）と指示するステップと、 ｂ）上記パスに沿ったノードに接続された全てのリンク
ｌについて、帯域幅の増加を要求するコネクション数
（Ｎl,t (i)）、帯域幅の減少を要求するコネクション数
（Ｎl,t (d)）、及び必要な帯域幅を有するコネクション
数（Ｎl,t (e)を計算するステップと、トポロジ・データ
ベース更新メッセージの受信により、次のように使用可
能な帯域幅を更新するステップであって、
【数３５】 ここで、Ｎlは、パスにリンクｌがあるローカル・ポー
トに接続された非予約コネクション数であり、（Ｒｈ
ｏ）res l,tは、対象ネットワーク・ノードで統計的にモ
ニタされる、時間ｔのリンクｌの予約トラフィックの帯
域幅の比であり、Ｃlは、リンクｌの速度であり、ＮNRl
は、パスにリンクｌがあるネットワーク内の非予約コネ
クション数の合計であり、ＭＣＲkは、コネクションｋ
の非予約トラフィックに"予約"された帯域幅の一部であ
り（このパラメータＭＣＲkは、非予約トラフィックで
はヌルにする必要があるが、そのトラフィックに対し
て、公平な最小帯域幅を任意予約することができる）、
言い換えると、
【数３６】 は、最小セル・レートの和になるものと、
【数３７】 を計算するステップとを含み、 ｃ）全てのコネクションについて、またコネクション・
パスの全てのリンクについて、Ｒl,k,tを次のように更
新し、減少を要する場合、
【数３８】 変更を要しない場合、
【数３９】 増加を要する場合、
【数４０】 最終的にＲk,tをｍｉｎ｛Ｒl,k,t｝にセットするステッ
プと、を含む、上記（１）または（２）に記載の最適帯
域幅割当て方法。 （４）高速転送ネットワークの瞬間的イメージを表す、
少なくとも１つの更新されたトポロジ・データベースを
維持する、少なくとも１つの制御点処理装置に接続され
た交換ノードを含む、上記ネットワークのデータ・トラ
フィックに、転送帯域幅を動的に、最適な形で割当てる
装置であって、上記交換ノードは、ネットワークに接続
されたデータ・ソースと宛先端末との間に割当てられた
ネットワーク・パスに沿った、優先度の異なるデータ・
トラフィックを転送する高速リンクによって相互接続さ
れ、上記優先度は、所定条件にもとづいて上記パスに沿
った各リンクに転送帯域幅が予約された予約トラフィッ
クの高優先度と、予約トラフィックが最適化されれば上
記パスに沿って使用可能な、残った転送帯域幅内でネッ
トワークに転送する必要のある非予約トラフィックの低
優先度とを含み、非予約トラフィックに転送帯域幅を動
的に割当てる上記装置は、ソース・トラフィックをモニ
タし、上記コネクションｋから現在の使用率を測定する
ため、対象リンク"ｌ"に接続された各データ・トラフィ
ック・ソース（ｋ）に接続されたアクセス制御手段を含
むアクセス制御機能デバイスと、同じリンク"ｌ"に接続
されたデータ・トラフィック・ソースの各制御機能デバ
イスに接続されたコネクション・エージェント（ＣＡ）
と、上記制御エージェント・デバイスを上記少なくとも
１つのトポロジ・データベースに接続して、要求に応じ
て上記トポロジ・データベースからリンク情報を取得す
る手段と、前記対象リンクｌの各コネクションｋに現在
割当てられている回線帯域幅の一部Ｂl,t-1を計算す
る、上記コネクション・エージェント・デバイス内の第
１計算手段と、リンクｌに接続された各コネクションｋ
の各非予約トラフィック・ソースに割当て可能な更新済
みレートＲk,tを、上記アクセス制御機能手段を通して
計算する第２計算手段と、を含む、装置。 （５）各ネットワーク・ノードに、上記トポロジ・デー
タベースを格納した制御点デバイス（ＣＰ）が割当てら
れた分散ネットワーク装置で、各対象リンクｌについ
て、リンクｌで現在使用可能な帯域幅を示す明示レート
（ＥＲｌ）パラメータと、上記リンクｌに現在接続され
ている非予約コネクション数を示すパラメータＮNRとを
含む、トポロジ・データベース更新メッセージ（ＴＤ
Ｕ）を同報通信する手段を備えた、転送帯域幅を動的に
最適な形で割当てる上記（４）記載の装置。 （６）上記制御機能手段は、各データ・ソース・コネク
ションｋに接続されて、トークン生成レートＲk,tで埋
められるトークン・プールから、トークンを収集した後
に対象パス上の次のリンクに渡されるデータ・パケット
を、上記コネクションｋから受信するリーキー・バケッ
トと、トークン・プールの内容を所定しきい値に対して
定期的にモニタし、上記しきい値に対するトークン・プ
ール・レベルをもとに対象コネクションｋの要求を測定
する手段と、を含む、転送帯域幅を動的に最適な形で割
当てる上記（４）または（５）に記載の装置。 （７）上記トークン・プールが複写されて、予約トラフ
ィックと非予約トラフィックの区別が可能にされる、転
送帯域幅を動的に最適な形で割当てる上記（６）記載の
装置。 （８）各コネクション使用率を定期的に測定する上記手
段は、対応するトークン・プールの充填レベルを、低し
きい値（ＴＨL）と高しきい値（ＴＨH）に対してモニタ
し、トークン・プールの充填レートを上げる（ｉ）必要
があるか、下げる（ｄ）必要があるか、または変更する
必要がない（ｅ）かを示す指標を生成する、転送帯域幅
を動的に最適な形で割当てる上記（６）または（７）に
記載の装置。 （９）上記制御エージェント・デバイスは、全てのリン
クｌの全てのコネクションに割当てられた帯域幅の一部
Ｂl,tを次のように測定する手段と、
【数４１】Ｂl,t＝ＥＲl×Ｎl ここで、ＥＲlは、リンクｌの明示レート、Ｎlは、パス
にリンクｌがあるノードに接続された非予約コネクショ
ン数であり、上記Ｂl,t測定手段と、上記使用率測定手
段とに接続されて、時間ｔでリンクｌの各コネクション
ｋのパケット転送に割当てられるレートを、時間ｔ−１
の前の値（Ｒl,k,t-1）と、手段によって与えられた増
加／減少／変更なしの指標とをもとに計算する、レート
更新手段と、よって、減少の場合、
【数４２】 変更なしの場合、
【数４３】 増加の場合、
【数４４】 ここで、α'とα"は、所定の乗法減少係数、β'とβ"
は、所定の加法増加係数であり、インデックス（ｄ）、
（ｅ）、（ｉ）はそれぞれ、デバイスによって示される
通り、帯域幅の一部を開放できるコネクション、必要な
帯域幅を有するコネクション、及び帯域幅の増加を要求
するコネクションを示し、コネクションｋの、更新済み
トークン生成レートを、次のようにパスの最小レートに
セットする手段と、
【数４５】Ｒk,t＝ｍｉｎ｛Ｒl,k,t｝ を含む、転送帯域幅を動的に最適な形で割当てる上記
（８）記載の装置。 （１０）非予約コネクションに予約された帯域幅ＭＣＲ
kの最小部分は０に等しくされる、転送帯域幅を動的に
最適な形で割当てる上記（９）記載の装置。 （１１）Ｒk,tは、次のようにＭＣＲkとＰＣＲkによっ
て制限される、転送帯域幅を動的に最適な形で割当てる
上記（９）記載の装置。
【数４６】Ｒk,t＝ｍａｘ｛ＭＣＲk，ｍｉｎ｛ＰＣ
Ｒk，Ｒk,t-1｝｝ （１２）次式で表される転送帯域幅を動的に最適な形で
割当てる上記（９）、（１０）、または（１１）に記載
の装置。
【数４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を含むよう形成されたデータ転送ネット
ワークの１つの例を示す図である。
【図２】１つのネットワーク・ノード内で本発明を実施
するように形成されたデバイスを示す図である。
【図３】１つのノード・アダプタ内で本発明を実施する
ように形成された装置を詳細に示す図である。
【図４】本発明内で用いられるデバイスを示す図であ
る。
【図５】本発明を実施するための詳細なフローチャート
を示す図である。
【符号の説明】
２１、２２、２３ トラフィック・ソース ２４、２５、２６、３０ アクセス制御機能デバイス ３１ コネクション・エージェント・デバイス ３２ リーキー・バケット ３３、４２ トークン・プール ３４ トークン・レート生成デバイス ３５ 使用率測定デバイス ３６ 割当て帯域幅計算デバイス ３７ レート更新デバイス ４１ 入力バッファ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウド・ガランド フランス06800、カグネス−サー−マー、 アベニュー・デ・チュイリエレス 56 (72)発明者 ピエール−アンドレ・フォリエル フランス06700、セント・ローレント・デ ュ・バー、アベニュー・エミール・デシャ メ 60、レジデンス・マリアンヌ ビィ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】データ・ソースとして機能するデータ端末
    装置とデータ宛先端末の間に、割当てられたネットワー
    ク・パスに沿って、優先度の異なるデータ・トラフィッ
    クを転送するよう形成された高速リンクによって相互接
    続されたノードを含む高速データ転送ネットワークで、
    データ・トラフィックを最適化するための最適帯域幅割
    当て方法であって、上記優先度は、所定の合意にもとづ
    いて上記パスに沿って転送帯域幅が予約されている予約
    トラフィックの高優先度と、予約トラフィックが満足さ
    れれば上記パスで使用可能な転送帯域幅があるネットワ
    ーク上を転送する必要がある非予約トラフィックの低優
    先度とを含み、非予約トラフィックに帯域幅を割当てる
    上記方法は、 上記ネットワーク・パスに沿った各リンクのネットワー
    ク占有度のイメージを格納する少なくとも１つのトポロ
    ジ・データベースを作成するステップと、 定期的に且つネットワーク内の端末呼び出しセットアッ
    プ時に、リンクｌで現在使用可能な帯域幅を示す、各リ
    ンクｌの明示レート・パラメータ（ＥＲl）と、リンク
    ｌの非予約コネクション数を示すパラメータＮNRとを含
    む、トポロジ・データベース更新メッセージを作成及び
    同報通信し、上記少なくとも１つのトポロジ・データベ
    ースに格納するステップと、 上記トポロジ・データベース更新情報を受信して、上記
    パスに沿った各ノードについて、上記パスに沿った各リ
    ンク上で使用可能な、残った転送帯域幅を計算し、上記
    使用可能な帯域幅を、ネットワークに接続された非予約
    トラフィック・ソースに割当てるステップと、 を含む、方法。
  2. 【請求項２】上記転送ネットワークは分散制御ネットワ
    ークであり、上記トポロジ・データベースは各ネットワ
    ーク・ノードに格納され、上記トポロジ・データベース
    更新情報は、上記パスに沿った上記ノードに同報通信さ
    れ、非予約トラフィックに使用可能な上記帯域幅は、計
    算されて、上記パスに沿った各ノード内の関係リンクに
    割当てられる、請求項１記載の最適帯域幅割当て方法。
  3. 【請求項３】ａ）リンクｌ上の全てのコネクションｋに
    ついて、定期的に且つコネクション・セットアップ時
    に、コネクションを、帯域幅の増加（ｉ）を要するか、
    帯域幅の減少（ｄ）を要するか、または変更の必要はな
    い（ｅ）と指示するステップと、 ｂ）上記パスに沿ったノードに接続された全てのリンク
    ｌについて、 帯域幅の増加を要求するコネクション数（Ｎl,t (i)）、
    帯域幅の減少を要求するコネクション数（Ｎl,t (d)）、
    及び必要な帯域幅を有するコネクション数（Ｎl,t (e)を
    計算するステップと、 トポロジ・データベース更新メッセージの受信により、
    次のように使用可能な帯域幅を更新するステップであっ
    て、 【数１】 ここで、 Ｎlは、パスにリンクｌがあるローカル・ポートに接続
    された非予約コネクション数であり、 （Ｒｈｏ）res l,tは、対象ネットワーク・ノードで統計
    的にモニタされる、時間ｔのリンクｌの予約トラフィッ
    クの帯域幅の比であり、 Ｃlは、リンクｌの速度であり、 ＮNRlは、パスにリンクｌがあるネットワーク内の非予
    約コネクション数の合計であり、 ＭＣＲkは、コネクションｋの非予約トラフィックに"予
    約"された帯域幅の一部であり（このパラメータＭＣＲk
    は、非予約トラフィックではヌルにする必要があるが、
    そのトラフィックに対して、公平な最小帯域幅を任意予
    約することができる）、言い換えると、 【数２】 は、最小セル・レートの和になるものと、 【数３】 を計算するステップとを含み、 ｃ）全てのコネクションについて、またコネクション・
    パスの全てのリンクについて、Ｒl,k,tを次のように更
    新し、 減少を要する場合、 【数４】 変更を要しない場合、 【数５】 増加を要する場合、 【数６】 最終的にＲk,tをｍｉｎ｛Ｒl,k,t｝にセットするステッ
    プと、 を含む、請求項１または請求項２に記載の最適帯域幅割
    当て方法。
  4. 【請求項４】高速転送ネットワークの瞬間的イメージを
    表す、少なくとも１つの更新されたトポロジ・データベ
    ースを維持する、少なくとも１つの制御点処理装置に接
    続された交換ノードを含む、上記ネットワークのデータ
    ・トラフィックに、転送帯域幅を動的に、最適な形で割
    当てる装置であって、上記交換ノードは、ネットワーク
    に接続されたデータ・ソースと宛先端末との間に割当て
    られたネットワーク・パスに沿った、優先度の異なるデ
    ータ・トラフィックを転送する高速リンクによって相互
    接続され、上記優先度は、所定条件にもとづいて上記パ
    スに沿った各リンクに転送帯域幅が予約された予約トラ
    フィックの高優先度と、予約トラフィックが最適化され
    れば上記パスに沿って使用可能な、残った転送帯域幅内
    でネットワークに転送する必要のある非予約トラフィッ
    クの低優先度とを含み、非予約トラフィックに転送帯域
    幅を動的に割当てる上記装置は、 ソース・トラフィックをモニタし、上記コネクションｋ
    から現在の使用率を測定するため、対象リンク"ｌ"に接
    続された各データ・トラフィック・ソース（ｋ）に接続
    されたアクセス制御手段を含むアクセス制御機能デバイ
    スと、 同じリンク"ｌ"に接続されたデータ・トラフィック・ソ
    ースの各制御機能デバイスに接続されたコネクション・
    エージェント（ＣＡ）と、 上記制御エージェント・デバイスを上記少なくとも１つ
    のトポロジ・データベースに接続して、要求に応じて上
    記トポロジ・データベースからリンク情報を取得する手
    段と、 前記対象リンクｌの各コネクションｋに現在割当てられ
    ている回線帯域幅の一部Ｂl,t-1を計算する、上記コネ
    クション・エージェント・デバイス内の第１計算手段
    と、 リンクｌに接続された各コネクションｋの各非予約トラ
    フィック・ソースに割当て可能な更新済みレートＲk,t
    を、上記アクセス制御機能手段を通して計算する第２計
    算手段と、 を含む、装置。
  5. 【請求項５】各ネットワーク・ノードに、上記トポロジ
    ・データベースを格納した制御点デバイス（ＣＰ）が割
    当てられた分散ネットワーク装置で、各対象リンクｌに
    ついて、リンクｌで現在使用可能な帯域幅を示す明示レ
    ート（ＥＲｌ）パラメータと、上記リンクｌに現在接続
    されている非予約コネクション数を示すパラメータＮNR
    とを含む、トポロジ・データベース更新メッセージ（Ｔ
    ＤＵ）を同報通信する手段を備えた、転送帯域幅を動的
    に最適な形で割当てる請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】上記制御機能手段は、 各データ・ソース・コネクションｋに接続されて、トー
    クン生成レートＲk,tで埋められるトークン・プールか
    ら、トークンを収集した後に対象パス上の次のリンクに
    渡されるデータ・パケットを、上記コネクションｋから
    受信するリーキー・バケットと、 トークン・プールの内容を所定しきい値に対して定期的
    にモニタし、上記しきい値に対するトークン・プール・
    レベルをもとに対象コネクションｋの要求を測定する手
    段と、 を含む、転送帯域幅を動的に最適な形で割当てる請求項
    ４または請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】上記トークン・プールが複写されて、予約
    トラフィックと非予約トラフィックの区別が可能にされ
    る、転送帯域幅を動的に最適な形で割当てる請求項６記
    載の装置。
  8. 【請求項８】各コネクション使用率を定期的に測定する
    上記手段は、対応するトークン・プールの充填レベル
    を、低しきい値（ＴＨL）と高しきい値（ＴＨH）に対し
    てモニタし、トークン・プールの充填レートを上げる
    （ｉ）必要があるか、下げる（ｄ）必要があるか、また
    は変更する必要がない（ｅ）かを示す指標を生成する、
    転送帯域幅を動的に最適な形で割当てる請求項６または
    請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】上記制御エージェント・デバイスは、 全てのリンクｌの全てのコネクションに割当てられた帯
    域幅の一部Ｂl,tを次のように測定する手段と、 【数７】Ｂl,t＝ＥＲl×Ｎl ここで、ＥＲlは、リンクｌの明示レート、Ｎlは、パス
    にリンクｌがあるノードに接続された非予約コネクショ
    ン数であり、 上記Ｂl,t測定手段と、上記使用率測定手段とに接続さ
    れて、時間ｔでリンクｌの各コネクションｋのパケット
    転送に割当てられるレートを、時間ｔ−１の前の値（Ｒ
    l,k,t-1）と、手段によって与えられた増加／減少／変
    更なしの指標とをもとに計算する、レート更新手段と、 よって、 減少の場合、 【数８】 変更なしの場合、 【数９】 増加の場合、 【数１０】 ここで、α'とα"は、所定の乗法減少係数、β'とβ"
    は、所定の加法増加係数であり、インデックス（ｄ）、
    （ｅ）、（ｉ）はそれぞれ、デバイスによって示される
    通り、帯域幅の一部を開放できるコネクション、必要な
    帯域幅を有するコネクション、及び帯域幅の増加を要求
    するコネクションを示し、 コネクションｋの、更新済みトークン生成レートを、次
    のようにパスの最小レートにセットする手段と、 【数１１】Ｒk,t＝ｍｉｎ｛Ｒl,k,t｝ を含む、転送帯域幅を動的に最適な形で割当てる請求項
    ８記載の装置。
  10. 【請求項１０】非予約コネクションに予約された帯域幅
    ＭＣＲkの最小部分は０に等しくされる、転送帯域幅を
    動的に最適な形で割当てる請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】Ｒk,tは、次のようにＭＣＲkとＰＣＲk
    によって制限される、転送帯域幅を動的に最適な形で割
    当てる請求項９記載の装置。 【数１２】Ｒk,t＝ｍａｘ｛ＭＣＲk，ｍｉｎ｛ＰＣ
    Ｒk，Ｒk,t-1｝｝
  12. 【請求項１２】次式で表される転送帯域幅を動的に最適
    な形で割当てる請求項９、請求項１０、または請求項１
    １に記載の装置。 【数１３】
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