JPH10154984A

JPH10154984A - 通信ネットワークシステムにおける帯域制御方法

Info

Publication number: JPH10154984A
Application number: JP31186896A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yoshida; 稔吉田; Takeya Chichii; 丈弥乳井; Tokuhiro Niwa; 徳広丹羽
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information Network Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Systems Ltd
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】通信を中断することなく、ＰＶＣ論理コネク
ション及びＳＶＣ論理コネクションの帯域制御を行い、
物理回線の使用率を向上させる。【解決手段】帯域制御テーブル９、１０にはユーザが
指定した現帯域が登録されている。ネットワーク交換装
置３、４の帯域制御部１１、１２は、ＰＶＣ論理コネク
ション８上の実際の帯域を所定の間隔で採取し、テーブ
ル９、１０に設定されている現帯域と採取した帯域とを
比較することにより、最適な帯域を算出して、帯域制御
テーブル９、１０に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のネットワー
ク交換装置を介して複数の端末などが接続された通信ネ
ットワークシステムにおいて、ＰＶＣ論理コネクション
またはＳＶＣ論理コネクションの帯域制御を行う方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の通信ネットワークシステ
ムの構成を示す。図６において、１、２は情報の送受信
を行う端末、３、４は端末１、２からのパス接続要求を
受けてパス接続制御を行うネットワーク交換装置、５、
７は端末とネットワーク交換装置間のトラフィックを伝
送する物理回線、６はネットワーク交換装置間の中継ト
ラフィックを伝送する物理回線、８は端末間の情報転送
ルートを示す論理コネクション、９、１０はネットワー
ク交換装置内で帯域の管理を行う帯域管理テーブルであ
る。

【０００３】上記した論理コネクションには、１本の物
理回線に対して端末からのパス接続要求により接続され
る相手選択接続方式（以下、ＳＶＣ論理コネクション）
と、各ネットワーク交換装置の構成定義等により固定接
続される相手固定接続方式（以下、ＰＶＣ論理コネクシ
ョン）がある。

【０００４】図６に示すようなネットワークシステムに
おいて、物理回線に対する使用可能帯域の範囲内で論理
コネクションに帯域を振り分ける制御を行う複数のネッ
トワーク交換装置を介して接続されているＰＶＣ論理コ
ネクション及びＳＶＣ論理コネクションは、コネクショ
ン接続時に、ユーザ及びネットワーク交換装置制御プロ
グラムによって指定された帯域及びサービスカテゴリ等
の帯域制御を基にして計算された帯域で接続され、コネ
クション開放時までその帯域が固定されている。

【０００５】従って、帯域の変更を行うときは、ＰＶＣ
論理コネクションの場合には、構成定義データの変更等
を行わなければならず、またＳＶＣ論理コネクションの
場合には、ＳＶＣ接続プロトコルに帯域変更の手順が標
準化されていないため、一旦論理コネクションを開放後
に指定されている帯域サービスカテゴリ等を変更し、再
び接続を行うという手順を実行しなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の技術で
は、ＳＮＭＰ（ＳｉｍｐｌｅＮｅｔｗｏｒｋＭａｎ
ａｇｅｍｅｎｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）マネージャで管理
されていないネットワークシステム、あるいは管理され
ているネットワークシステムにおいて、複数のネットワ
ーク交換装置を介して接続されているＰＶＣ論理コネク
ション及び、ＳＶＣ論理コネクションに対する帯域は、
ユーザ指定の帯域をそのまま使用していた。

【０００７】この帯域が実際の帯域と大きく異なってい
る場合は帯域制御を行い、最適な帯域で通信を行わなけ
れば、使用している回線の物理帯域が有効に使用されな
いため、無駄になっていた。

【０００８】そこで、設定している帯域を最適な値に変
化させるなどの帯域制御を行う方法があるが、この帯域
制御を行うときは、一旦論理コネクションを開放後、再
び論理コネクションを接続する手順で行わなくてはなら
ないため、通信が一時中断されるなどネットワーク全体
に大きな影響を与えるという問題があった。

【０００９】本発明は上記した問題を解決するためにな
されたもので、本発明の目的は、通信を中断することな
く、ＰＶＣ論理コネクション及びＳＶＣ論理コネクショ
ンの帯域制御を行い、物理回線の使用率を向上させた通
信ネットワークシステムにおける帯域制御方法を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の学習機能による高効率帯域制御では、論理
コネクション毎に採取している統計情報に着眼し、この
統計情報によって実際に使用しているデータ量と採取ま
での時間をもとに計算して求めた平均帯域と論理コネク
ション毎に定義されている帯域を比較し、また過去に採
取した最大平均帯域、全平均帯域及び、過去３回の帯域
をもとに算出した新帯域を設定値として該当論理コネク
ションの帯域に設定するという方法で、常に最適な帯域
を算出し、動的に帯域を変化させ、より多くのＰＶＣ論
理コネクション及びＳＶＣ論理コネクションを接続さ
せ、回線使用率を向上させたことを特徴としている。

【００１１】また、ＳＮＭＰマネージャで管理されてい
るネットワークシステムでは、上記で算出した新帯域を
ＳＮＭＰマネージャに通知し、現在使用している帯域を
もとにＳＮＭＰマネージャがシミュレーションを行い、
次回から接続を行うＰＶＣ論理コネクション及びＳＶＣ
論理コネクションを定義するとき最適な物理回線を選択
でき、回線使用率を向上させると共に、全体の物理回線
の回線使用率を均等化させるなどの最適なネットワーク
システムを構築することを特徴としている。

【００１２】本発明の動的な帯域の割り当て方法は、接
続されているＰＶＣ論理コネクション及びＳＶＣ論理コ
ネクションに対して直接行うことができるので該当論理
コネクションの切断が発生しない。また、ＳＮＭＰマネ
ージャで管理されているネットワークシステムにおいて
は、ＳＮＭＰマネージャが定期的または非同期に採取す
る方法及び、ＳＮＭＰエージェント（ネットワーク交換
装置）が定期的または非同期に報告する方法があるが、
いずれにしても拡張帯域変更通知（ＴＲＡＰ）、拡張管
理情報ベース（ＭＩＢ）を使用することにより、ネット
ワーク全体の管理を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて具体的に説明する。図１は、ＳＮＭＰマネージャ
に管理されていないネットワークシステムに適用した場
合の本発明の実施例の構成を示す。図２は、ＳＮＭＰマ
ネージャで管理されたネットワークシステムにおいて、
本発明の最適な帯域制御を行う前のネットワーク構成を
示す図である。図３は、図２に対して、本発明の最適な
帯域制御を実行したときのネットワーク構成図を示す。
図４は、本発明の帯域制御の処理フローチャートを示
し、図５は、最適な帯域を検出する最適化処理のフロー
チャートを示す。

【００１４】図５のアルゴリズムでは、最適な帯域が平
均値近傍にあるものとして処理していて、通常は平均値
を設定しているが、帯域が継続して増加する場合には、
その値に合わせて設定値を増加させ、バースト的な帯域
は無視する処理になっている。以下、図４と図５のフロ
ーチャートを参照しながら本発明の最適帯域に制御する
処理を説明する。

【００１５】図１の構成において、本発明によってネッ
トワーク交換装置３、４内にそれぞれ帯域制御部１１、
１２が設けられている。他の構成要素は図６の従来のも
のと同様である。本発明の帯域制御部１１、１２は、論
理コネクションの実際のトラフィック（帯域）を周期的
にまたは非周期的に採取し、図４、５の処理フローチャ
ートに従って帯域を最適化し、帯域制御テーブルに設定
する。

【００１６】図１のネットワークにおいて、いま、ＰＶ
Ｃ論理コネクション８の帯域が７０Ｍｂｐｓであり、Ｐ
ＶＣ論理コネクション８上の実際のトラフィックが、時
系列的に４０、５０、３０、２０、３０、４０、２０、
３０、５０、３０（単位：Ｍｂｐｓ）の帯域であるとす
る。

【００１７】図４において、帯域制御部１１、１２は、
論理コネクション８のトラフィックデータ量を取得する
（ステップ２０１）。上記した例では、４０Ｍｂｐｓが
取得される。そして、取得したトラフィックデータ量を
基に帯域を算出し（ステップ２０２）、最適化し（ステ
ップ２０３）、最適化した帯域を新たな帯域として帯域
制御テーブル９、１０に設定する（ステップ２０４）。

【００１８】４０Ｍｂｐｓがトラフィックデータ量とし
て取得されたとき、図５のフローチャートに従って最適
化された帯域が帯域制御テーブル９、１０に設定され
る。すなわち、１回目（今回：４０Ｍｂｐｓ（以下、単
位を省略）、平均：０）のデータ量と設定値（７０）と
を比較し（ステップ３０１）、今回（４０）は設定値以
上ではなく（ステップ３０１でＮｏ）、今回（４０）は
平均値（０）以上であるので（ステップ３１１でＹｅ
ｓ）、ステップ３１２に進む。前回（０）は、平均値
（０）以上であるので（ステップ３１２でｙｅｓ）、設
定値（７０）がそのまま新帯域として設定される（ステ
ップ３１３）。なお、１回目の平均は、本来１回目のデ
ータ（４０）であるが、設定値が最初のデータによって
急激に変化することを避けるために、ここでは平均を０
としている。

【００１９】２回目（今回：５０、平均：４０（１回目
のデータを平均とする））では、２回目のデータ（５
０）は設定値（７０）以上でなく（ステップ３０１でＮ
ｏ）、平均以上であるので（ステップ３１１でＹｅ
ｓ）、ステップ３１２に進む。前回つまり１回目は平均
以上であるので（ステップ３１２でＹｅｓ）、設定値
（７０）がそのまま新帯域として設定される（ステップ
３１３）。

【００２０】３回目（今回：３０、平均：４５（１回目
のデータと２回目のデータの平均））は、設定以上でな
く（ステップ３０１でＮｏ）、平均以上でなく（ステッ
プ３１１でＮｏ）、前回は平均以上であるので（ステッ
プ３１５でＹｅｓ）、ステップ２１６に進み、前々回は
平均以上であるので（ステップ３１６でＹｅｓ）、（今
回＋前々回）／２＝３５を設定値とする（ステップ３１
７）。

【００２１】４回目（今回：２０、平均：４０）は、設
定値（３５）以上でなく、平均以上でなく、前回は平均
以上でないので、平均値（４０）を設定値とする（ステ
ップ３１９）。５回目（今回：３０、平均：３５）は、
設定値（４０）以上でなく、平均以上でなく、前回は平
均以上でないので、平均値（３５）を設定値とする（ス
テップ３１９）。６回目（今回：４０、平均：３４）
は、設定値（３５）以上であり（ステップ３０１でＹｅ
ｓ）、前々回は設定値以上でなく（ステップ３０２でＮ
ｏ）、前々回は平均以上でなく、前回は平均以上でない
ので、設定値（３５）をそのまま設定する（ステップ３
１０）。

【００２２】７回目（今回：２０、平均３５）は、設定
以上でなく、平均以上でなく、前回は平均以上で、前々
回は平均以上でないので、設定値（３５）をそのまま設
定する（ステップ３１８）。８回目（今回：３０、平
均：３２）は、設定値以上でなく、平均以上でなく、前
回は平均以上でないので平均値（３２）を設定値とす
る。９回目（今回：５０、平均：３２）は、設定以上
で、前々回は設定以上でなく、前々回は平均以上でな
く、前回は平均以上でないので、設定値（３２）をその
まま設定する。１０回目（今回：３０、平均：３４）
は、設定以上でなく、平均以上でなく、前回は平均以上
で、前々回は平均以上でないので、設定値（３２）をそ
のまま設定する。

【００２３】このように本実施例では、通信中のトラフ
ィックデータを周期的または非周期的にサンプリングし
た実際の帯域を基に、最適な帯域を求めて帯域制御テー
ブルに設定し、論理コネクションに最適な帯域を割り当
てることができる。

【００２４】図２は、ＳＮＭＰマネージャで管理された
ネットワークシステムで高効率帯域制御を行う前のネッ
トワーク構成を示す図である。図２において、２０はＳ
ＮＭＰマネージャ、３、４、１３はネットワーク交換装
置、２１、２２、２３は端末、３１、３２、３３はルー
タ、４１、４２、４３は物理回線（端末回線）、４４は
物理回線（ＳＮＭＰマネージャ接続回線）、５１、５
２、５３は物理回線（ルータ接続回線）、６１、６２、
６３は物理回線（中継回線）、７１、７２、７３はＳＶ
Ｃ論理コネクション、８１、８２、８３はＰＶＣ論理コ
ネクションである。

【００２５】図２に示すように、ネットワーク交換装置
３と端末２１が物理回線４１で接続され、ネットワーク
交換装置４と端末２２が物理回線４２で接続され、ネッ
トワーク交換装置１３と端末２３が物理回線４３で接続
されている。

【００２６】また、ネットワーク交換装置３とルータ３
１は物理回線５１で接続され、ネットワーク交換装置４
とルータ３２が物理回線５２で接続され、ネットワーク
交換装置１３とルータ３３が物理回線５３で接続されて
いる。

【００２７】また、ネットワーク交換装置３とネットワ
ーク交換装置４が物理回線６１で接続され、ネットワー
ク交換装置３とネットワーク交換装置１３が物理回線６
２で接続され、ネットワーク交換装置４とネットワーク
交換装置１３が物理回線６３で接続されている。

【００２８】また、端末２１、物理回線４１、ネットワ
ーク交換装置３、物理回線６１、ネットワーク交換装置
４、物理回線４２、端末２２を介してＳＶＣ論理コネク
ション７１が接続されている。

【００２９】また、端末２１、物理回線４１、ネットワ
ーク交換装置３、物理回線６２、ネットワーク交換装置
１３、物理回線４３、端末２３を介してＳＶＣ論理コネ
クション７２が接続されている。

【００３０】また、端末２２、物理回線４２、ネットワ
ーク交換装置４、物理回線６３、ネットワーク交換装置
１３、物理回線４３、端末２３を介してＳＶＣ論理コネ
クション７３が接続されている。

【００３１】また、ルータ３１、物理回線５１、ネット
ワーク交換装置３、物理回線６１、ネットワーク交換装
置４、物理回線５２、ルータ３２を介してＰＶＣ論理コ
ネクション８１が接続されている。

【００３２】また、ルータ３１、物理回線５１、ネット
ワーク交換装置３、物理回線６２、ネットワーク交換装
置１３、物理回線５３、ルータ３３を介してＰＶＣ論理
コネクション８２が接続されている。

【００３３】また、ルータ３２、物理回線５２、ネット
ワーク交換装置４、物理回線６３、ネットワーク交換装
置１３、物理回線５３、ルータ３３を介してＰＶＣ論理
コネクション８３が接続されている。

【００３４】上記した接続構成において、物理回線４
１、４２、４３、５１、５２、５３、６１、６２、６３
の帯域が全て１５０Ｍｂｐｓであり、ＰＶＣ論理コネク
ション７１、７２、７３の帯域が７０Ｍｂｐｓであり、
ＰＶＣ論理コネクション８１、８２、８３の帯域が全て
７０Ｍｂｐｓであるものとする。また、このネットワー
クを管理するＳＮＭＰマネージャ２０が物理回線４４で
ネットワーク交換装置３と接続されているとする。

【００３５】ここで、それぞれの物理回線の残使用可能
帯域を調べると、物理回線４１、４２、４３、５１、５
２、５３、６１、６２、６３の全てが１０Ｍｂｐｓとな
り、殆ど拡張できない設計になっている。そして、今、
このＰＶＣ論理コネクションが全て平均３０Ｍｂｐｓの
データ量であるとすると、上記したように帯域の最適化
を行うことにより、設定帯域が約３５Ｍｂｐｓになり、
この結果、物理回線の残使用可能帯域が８０Ｍｂｐｓに
拡張可能となる。

【００３６】帯域が変更される度に、ＳＮＭＰマネージ
ャ２０に対して帯域変更通知（ＴＲＡＰメッセージ）を
発行するか、周期的または非同期にＳＮＭＰエージェン
ト（ネットワーク交換装置）にＧＥＴメッセージを発行
して帯域を収集するなどの動作を行い、ＳＮＭＰマネー
ジャ２０に新しい帯域を通知する。この通知された帯域
をもとにシミュレーションを行い、より残使用可能帯域
が多い物理回線に対して新たなＰＶＣ論理コネクション
を接続するなどの拡張が可能になる。

【００３７】図３は、図２に対して最適な帯域制御を実
行したときのネットワーク構成図を示す。図３に示す拡
張されたネットワークシステムは、図２のネットワーク
システムのネットワーク交換装置３に、ルータ１００を
物理回線１１０を介して接続している。また、ネットワ
ーク交換装置１３に、ルータ１０１を物理回線１１１を
介して接続している。

【００３８】そして、ルータ１００、物理回線１１０、
ネットワーク交換装置３、物理回線６２、ネットワーク
交換装置１３、物理回線１１１、ルータ１０１を介して
ＰＶＣ論理コネクション１２０を接続し、また、ルータ
１００、物理回線１１０、ネットワーク交換装置３、物
理回線６１、ネットワーク交換装置４、物理回線６３、
ネットワーク交換装置１３、物理回線１１１、ルータ１
０１を介してＰＶＣ論理コネクション１２１を接続して
いる。

【００３９】上記したように接続されたＰＶＣ論理コネ
クション１２０、１２１をそれぞれ５０Ｍｂｐｓの帯域
で設定したとしても、上記したように学習機能による高
効率帯域制御が行われるので、新たに設定帯域が変更さ
れ、より効率的なネットワークシステムが形成される。

【００４０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、帯域制御を行うネットワーク交換システムにおい
て、ユーザによって帯域が設定された場合に、通信中に
周期的または非周期的にサンプリングした実際の帯域を
基に最適な帯域を算出し、算出された帯域を設定するこ
とにより、最適かつ効率的なネットワーク交換システム
を構築することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る通信ネットワーク構成図
を示す。

【図２】ＳＮＭＰマネージャで管理されたネットワーク
システムにおいて、本発明の最適な帯域制御を行う前の
ネットワーク構成を示す図である。

【図３】図２に対して最適な帯域制御を実行したときの
ネットワーク構成図を示す。

【図４】本発明の帯域制御の処理フローチャートを示
す。

【図５】最適な帯域を検出する最適化処理のフローチャ
ートを示す。

【図６】従来の通信ネットワークシステムの構成を示
す。

【符号の説明】

１、２、２１〜２３端末３、４、１３ネットワーク交換装置５〜７、４１〜４４、５１〜５３、６１〜６３、１１
０、１１１物理回線８、８１〜８３、１２０、１２１ＰＶＣ論理コネクシ
ョン９、１０帯域制御テーブル１１、１２帯域制御部２０ＳＮＭＰマネージャ３１〜３３、１００、１０１ルータ７１〜７３ＳＶＣ論理コネクション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丹羽徳広神奈川県海老名市下今泉810番地株式会社日立製製作オフィスシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の端末間をネットワーク交換装置を
介して相互に通信回線で接続する通信ネットワークシス
テムにおいて、前記回線の使用可能帯域の範囲内で複数
の論理コネクションに帯域を動的に割り当てる帯域制御
方法であって、該論理コネクション毎に、実際に使用さ
れている帯域を所定の周期で採取し、前記論理コネクシ
ョン毎に予め設定されている帯域と、該採取した帯域と
を基に最適な帯域を算出し、前記論理コネクション毎に
該最適な帯域を動的に割り当てることを特徴とする通信
ネットワークシステムにおける帯域制御方法。
【請求項２】前記論理コネクションに最適な帯域を割
り当てたことにより生じる前記通信回線の空き帯域に応
じて、新たな論理コネクションを接続することを特徴と
する請求項１記載の通信ネットワークシステムにおける
帯域制御方法。