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专利摘要:
公开号:WO1990000842A1 申请号:PCT/JP1989/000684 申请日:1989-07-06 公开日:1990-01-25 发明作者:Ichiro Iida;Akira Chugo 申请人:Fujitsu Limited; IPC主号:H04L45-00
专利说明:
[0001] 明 細 発 明 の 名 称 [0002] ァ ダ プ テ ィ ブ ル ー テ ィ ン グ 方 式 技 術 分 野 [0003] 本発明はローカルエ リ アネ ッ ト ワークから広域網 までの分野の通信ネ ッ ト ワーク に係り 、 さ らに詳し く は、 例えば I S D Nなどの各種の情報を混在させ て処理でき るマルチメ ディ ア統合網において、 ネ ッ ト ワ ーク の状態変化に柔軟に適応し、 ネ ッ ト ワ ーク の有効利用と高性能通信を実現するための通信ネ ッ ト ワークにおけるァダプティ ブルーティ ング方式に [0004] Mする。 ' [0005] 今後の通信網は第 1 図に示すよう に、 大規模化、 高速化、 多様化、 および、 大容量化がすすめられ、 各種の情報を混在して処理出来るマルチメ ディ ァ統 合網へと発展する傾向にある。 このよう な統合網に おいては、 通信速度、 信頼性、 実時間性等の要求性 能が時間的および空間的に大き く 変化するため、 こ れらのネ ッ ト ワーク状態変化に応じてそれに柔軟に 適応し、 ネ ッ ト ワ ーク の有効利用と高性能通信を実 現でき るよ う なネ ッ ト ワ ークが必要とされている。 [0006] また、 音声や画像等のよ う に、 実時間性が強 く 要 求されるデータをバケ ツ ト交換方式でネ ッ ト ワーク 内をルーテ ィ ングさせる場合には、 実時間性を損な う ことがないように、 一連の複数バケ ツ トから成る データを分離する ことな く宛先に通信する ことが必 要であり、 この条件を満たしながらネ フ トワークの 有効利用と高性能通信を実現することが望まれてい る。 [0007] すなわち、 現状のノ 一 ド数が 1 0 2 〜 1 0 3 、 伝 送速度が数 lOOkb/s 程度であるのに対して、 捋来の ネ ッ トワークはノ ー ド数が 1 0 4 〜 1 0 5 、 伝送速 度が数 100 ·Μ1) / 3程度になると予想されるため、 今後 長期にわたって適用可能なネ ッ トワーク制御技術が 必要となっている。 [0008] 背 景 技 術 [0009] 上述のような通信を実現する技術としてバケツ ト 交換網の適用が成されている。 パケ ッ ト交換網にお ける交換方式としては、 端末一端末間に論理リ ンク を設定しない、 すなわち呼の概念をとらない方式と してのデータグラム方式と、 端未-端末間に論理チ ャ ネルの設定を行うバーチャルコール ( V C ) 方式 があり、 特に端末 -端末間に一意的に固定的論理リ ンクが設定されている場合、 この論理リ ンクはパ一 マネ ン トバーチャルサ一キ ッ ト ( Ρ V C ) と呼ばれ る。 [0010] パ一マネ ン ト パ一チャルサ一キ ッ トを周いない一 般のバーチヤルコール方式のパケ ッ ト網で行われる 呼設定においては、 あらかじめ、 ネ フ トワークに収 容する ト ラフ イ ツ ク量の予想が行われ、 各端末間で 予想の ト ラフ ィ ッ クが特定のノ一 ドに集中しないよ う な最適ルー トが求められ、 そのパス情報が各ノ — ドに保持される。 また、 この最適ルー ト の他に、 ノ 一 ドの障害や、 予想した ト ラフ ィ ッ クを越えての奉; 輳に備えて、 それらを回避するための迂回ルー トが 各端末間で複数本用意される。 [0011] 第 2図に、 バケ ツ ト交換網における端末間のル一 ト設定方式の従来例を示す。 同図において交換網は 10 6 つのノ ー ド 1〜 6 、 4つの端末 7 〜 1 0 によって 構成されている。 例えば端末 8 と 1 0 との間のルー ト と しては、 ノ ー ド 2 から 3 を経由してノ ー ド 4 に 至る最適ルー ト の他に、 迂回ルー ト と してノ一 ド 2 から 6 と 3 を経由するルー ト と、 ノ ー ド 2 からノ ー 15 ド 6 と 5 を経由するルー トの 2本がある。 このよう なネ ッ ト ワークにおいて、 ノ ーチャルコ ールの呼を 設定する場合には、 発信端末を収容しているノ-ー ド がネ ッ ト ワークの障害や輻輳等の全体状態を収集し- そのときの状態に応じて最適ルー ト、 または迂回ル 20 — トのいずれかを選択して、 そのルー トに沿って呼 設定パケ ッ トを移動させる こ とにより呼設定が行わ れる。 [0012] しかしながら、 ネ ッ ト ワ ーク の規模が大き く なり - また例えば画像データのよう にバース ト的に大量の 25 データが—ネ 'ン' ト ワ ークを介して伝送されるよ う なマ ルチメディ ア統合網においては、 収容するメディ ア の時間的、 量的変化の幅が従来とは比較にならない ほど大き く なるために、 その使われ方を予測して常 にネ ッ トワークの ト ラ フ ィ フ クが分散するような各 端末間のバーチャルコールの最適ルー トを求めてお く ことが難しいという問題点がある。 [0013] さ らに、 最適ルー トの他に、 ネ ッ トワークの障害 や輻輳を H [避するための迂面ルー トを複数本用意し ておいたとしても、 ネ ッ トワーク全体の情報を収集 して、 その時の状態に適合したルー トを求めるのに 時間がかかるために、 求められたルー トは現在のネ ッ トワークの ト ラフ ィ ッ ク状態を反映したものとは ― ならず、 各メ-ディ ァが要求する高逮性、 大容量性等 の安定した性能を提供することができな く なるとい う問題点がある。 [0014] 次に、 端末一端末間に論理リ ンクを設定しない方 式、 すなわち呼の概念をとらないデータグラムでは 端末はネ ッ トワ ークにバケツ トを送り こむと通信を 終了する。 ネッ トワークは、 各バケ ツ トの宛先を旯 て、 指定された相手端末にそのバケ ツ トを送り届け ることになる。 [0015] データグラムを用いた従来の通信ネッ トワーク シ ステムの構成例を第 3図に示す。 同図において、 ノ — ド 1 1 、 1 2、 1 3がそれぞれリ ンク 1 4、 1 5 Λ 6を介して相互に接読されている. c 各ノ ー ドは他 1 のノ ー ドと図示しない入力ポー ト、 および出力ポー トを介して接続されている。 ノ ー ド 1 1 には端末 A: B , C、 ノ ー ド 1 2 が端末 D、 ノ ー ド 1 3 には端末 E , Fが接続されている。 このネ ッ ト ワ ーク システ 5 ムを介して伝送される情報は、 同図に示すよう にパ ケ ッ ト単位に分割され、 各パケ ッ ト の先頭には宛先 を示す情報を格納したへッダ Hが付加されている。 第 3図において、 端末 Aの情報 a を端末 Dに、 端 末 Bの情報 bを端末 Eに、 また端末 Cの情報を端末 [0016] 10 F にそれぞれ伝送する場合を考える。 こ こでノ ー ド [0017] 1 1 , 1 2, 1 3 は、 それぞれ宛先ノ ー ドに対応 して、 どのリ ンクをデータ転送経路と して選ぶべき かを示すルーティ ングテーブル 1 7 , 1 8 , 1 9 を 持っている。 また、 情報 a は 2 つのパケ ッ ト Q1, tH- [0018] 15 情報 b は 3 つのバケ ツ ト ΓΪ1〜! H、 また情報 c は!!]〜 [0019] 141の 4つのパケ フ トから成っている ものとする。 [0020] ノ ー ド 1 1 は、 端末 A , B , Cから入力ポー トを 介して入力されたバケ ツ ト に付加されている宛先ァ ドレスを基にルーティ ングテ—ブル 1 7 を参照して、 [0021] 20 出力ポー トを選択する こ とによ り ルーティ ングを行 う。 その結果、 ノ ー ド 1 1 はリ ンク 1 4 と リ ンク 1 5 に、 それぞれの出力ポー トを介して同図に示すよ う にバケ ツ トデータを出力する。 例えばリ ンク 1 5 には端末 Aのパケ ッ トデータ a (J、 a と端末 Cの .25 パケ ッ トデ一タ c | 4 jとが送出されている。 同図にお 1 いてパケ ッ トデータ c ¾のみが同一端末 Cからの他 のバケ ツ トデータ ( !〜 ϋ]) と分離されてリ ンク 1 5 に送り出されているのは、 リ ンク 1 4の ト ラフ ィ ックが混んでいるためである。 [0022] 5 リ ンク 1 5を介してノ ー ド 1 2に入ったパケ ッ ト データのう ち、 情報 a のみがデータとして再構築さ れ、 端末 Dに出力される。 一方、 バケツ トデータ c yjはリ ンク 1 6 に送出される。 そしてノ ー ド 1 3で は、 リ ンク 1 4, 1 6を介して送られてきたバケ ツ [0023] 10 トデータを再構築し、 端末 Eに情報 bを、 また嬙未 [0024] Fに情報 cを出力する。 [0025] このようにリ ンクの混み具合、 あるいはリ ンクや ノ ― ドの障害などに応じて情報をパケ ッ ト単位で異 なる リ ンクに送出することにより、 ネ ッ トワークの [0026] 15 有効利用と高性能通信を実現するいわゆるァダプテ イ ブ (適応型) ルーティ ングを行うためにば、 % V トワークの扰態変化に応じて第 4図に示すように、 各ノ一 ドの制御系がすべてのノ ― ド状態を全体情報 として収集し、 最適解を計算し、 最適制御情報すな [0027] 20 わち更新ルーティ ングテーブルとして宛先ノ ー ドま でのルー トを設定し直して、 ルーテ ィ ングテープル の内容を定期的に書き換えることが必要である。 [0028] しかしなが 、 'ン' トワークの規模が大き く なり また例えば画像データのようにバー ス ト的に大量の 25 データがネ ト ークを介して伝送されるよ—うにな 1 る と、 各ノ — ドの状態を収集する時間およびその情 報に基づいて宛先までの最適パスを計箕する時間が 長く なるため、 実際に、 バケ ツ トデータを送出する ときのパスはかなり以前のネ ッ ト ワーク状態を反映 [0029] 5 したものとなり、 現在のネ ッ ト ワ ークの ト ラ フ イ ツ ク状態を反映したものとはならない。 従って、 負荷 の変動が激しい状況では、 ネ ッ ト ワークの状態に適 応したルーティ ングをリ アルタ イ ムに実現する こ と は函難になる という問題点がある。 [0030] 10 次に、 音声や画像等のよう な実時間性が強く 要求 されるデータに関しては、 1 バケ ツ トずつルーティ ングを行っていてはネ フ ト ワ ーク内でのルーティ ン グ処理遅延が増大し、 宛先ノ ― ドでのパケ ッ ト の到 着ゆらぎが大き く なり 、 データが要求する実時間性 [0031] 15 などの性能を満たすこ とができな く なる という問題 点刀、ある。 [0032] また、 ネ ッ ト ワ ーク内のノ ー ドやリ ンク に障害が 発生した場合には、 各ノ一 ドが他ノ ― ドゃリ ンク の 障害情報を収集し、 宛先ノ ー ドまでの最適パスを計 20 箕する長い時間の間、 通信が不可能になり 、 この間 に送出されたパケ ッ ト は全て廃却され、 ェ ン ドツー エ ン ドの端末は、 最悪の場合、 最初から通信をやり 直す必要が生じる という問題点がある。 [0033] さ らにこ のよ う なルーティ ングに関する一般的問 25 題と して、 ル—テ ィ ングの処理時間はでき るだけ短 い方が望ましいという ことと、 最適パスを計箕する ためのネ ッ トワ ーク の最適条件、 例えばネ フ ト ヮ 一 ク内の各ノ一ドの食荷均一性、 すなわち食荷分殽を 重視するか、 あるいは全バケツ トが少しでも宛先ノ ― ドに近づく ことを重視するかというような条件を 固定したままでは、 ネ ッ トワ ー ク の急激な扰態変化 に則して常に最適な性能を提供できないという問題 点もある。 [0034] 発 明 の 開 示 [0035] 本発明の第 1 の目的は、 ネ ッ ト ワ ー クを構成する 各ノ ー ドが自ノ ー ドと隣接ノ ー ドの ト ラ フ ィ ッ ク伏 態を参照しながら局所的に自ノ一 ドからのパケッ ト の出'力リ ンクを選択することにより 、 全体としてネ ッ トワ ー ク の有効利用と高性能通信を実現すること である。 [0036] 本発明の第 2の目的は、 例えば画像データ'のよう に、 ネッ ト ワーク内データ複数の一連パケッ トを分 割することな く 1度に移動させる場合に、 ネ ッ トヮ ―クを構成する各ノ ー ドが自ノ ー ドと隣接ノ ー ド O ト ラフ ィ ック状態を参照しながら局所的に自ノ ー ド からの一連データの出カリ ンクを選択することによ り、 全体としてネ ッ トワ ー ク の有効利用と高性能通 信を実現することである。 [0037] 本発明の第 3 の目的は、 障害が発生してネッ トヮ ー ク の形態が変化した場合にも、 通信を 靳する こ とな く 、 第 1 、 第 2 の目的における と同様にして、 [0038] 5 ネ ッ ト ワーク内部で自律的に迂回路を探索してネ ッ ト ヮ ーク状態に瞬時に適応した信頼度の高いパケ ッ トのルーテ ィ ング方式を提供する こ とである。 [0039] 本発明の第 4 の目的は、 ノ —チャ ルコ ール方式の パケ ッ ト交換ネ ッ ト ワ ークを構成する各ノ一 ドが自 ノ一 ドと隣接ノ 一 ドの ト ラ フ ィ ッ ク状態を参照しな がら局所的に出力リ ンクを選択する こ とにより、 メ デ ィ ァの性質を損なわずに、 ネ ッ ト ワ ー ク の状態に [0040] 10 瞬時に適応したバーチ ャルコ ールのパス設定を実現 する こ とである。 [0041] 本発明の第 5 の目的はネ ッ ト ワークの各ノ ー ドの 負荷状態とパケ.ツ トの宛先ノ ― ドまでの距離とに応 じて自ノ 一 ドからのバケ ツ ト の出カリ ンク の選択条 件を変更し、 ネ ッ ト ワーク の状態変化に瞬時に対応 する こ とにより、 常に最適な性能を提供する こ とで あ 。 [0042] さ らに本発明の第 6 の目的は、 ネ ッ ト ワ ーク の各 ノ ー ドが自ノ ー ドと隣接ノ ー ドの ト ラ フ ィ ッ ク状態 [0043] 20 を参照しながら局所的に自ノ 一 ドからのバケ ツ トの 出カリ ンクを選択するために必要とするルーティ ン グ処理時間を短縮する こ とである。 [0044] 第 5 図に本発明の原理図を示す。 同図において、 2 1 はそれぞれ図示しない複数の入力ポー ト と出力 r ポー トを備えて分散 i己置された複数のノ ー ド、 2 2 は各ノ一ド 2 1 の入岀カポ一 トにそれぞれ 1つずつ 割当られた複数個の閻値素子、 例えばニュ ーロ ン、 2 3 は各ノ ー ド間を接続する出力リ ンク、 2 4は同 じく各ノ ー ド間を接続する入力リ ンクである。 これ らは送信情報にァ ドレスデータやデータ長等の制御 情報を付加したパケ ッ ト方式で通信を行うパケッ ト 交換方式のネ ッ トワークを形成している [0045] 第 5図において実線で示される制御ネ ッ トワ ーク 2 5、 例えばニュ ー ラ ルネ ッ トワークは各ノ ー ド 2 [0046] 10 1 内に設けされた閽値素子 2 2を相互に結合すると ともに、 出カ リ ンク 2 3および入カ リ ンク 4によ つて接続されている他ノ一ドの入出力ポー ト に割当 てられた閾値素宇 2 2 と自ノ ー ドの閾値素子 2 2 と をリ ンク対応に結合している。 出力前ネッ トワーク 状態入力手段 2 6 は現在のネ ッ トワークの状態を示 す外部入力を入力するものであって、 各ノ ー ドがそ れぞれバケ ツ トを出力する前に、 そのバケ ツ ト出力 後のネ フ トワ ー ク の ト ラ フ ィ ック状態を評価可能と するための情報、 例えば自ノ一 ドが保-有するパケ ッ [0047] 20 ト数、 および自ノ一 ドから送出すべきバケツ 卜 の宛 先情報、 ネ ッ トワ ーク内部の全ノ一ドが保有する平 均パケ ッ ト数などをパケ ッ ト岀カ前ネ ツ トワ ー ク状 態として各閾値素子 2 2 に入力する。 [0048] そして各閾値素子 2 2 は、 出力前ネ つ トヮーク钛 態入力手段 2 6からの入力と -. 制额 ッ トワーク 2 1 5上で隣接する複数の闘値素子 2 2および自素子の 出力とを重み付け加算し、 その加箕結果を閾値処理 して 0 または 1 の出力を発生する。 すなわち各閾値 素子 2 2 は入力される信号のそれぞれに対して結合 5 係数を用いて重み付けを行い、 それらの結果を加算 し、 それがある閾値を越えたかどうかで 0か 1 を出 力する。 第 5図において、 複数のノ ー ド 2 1間を相 互に接続する出力リ ンク 2 3 および入力リ ンク 2 4 に対応して設けられた閾値素子 2 2 の相互作用によ [0049] 10 り各ノ ー ドでバケ ツ トの最適送出方向がリ アルタイ ムに決定され、 パケ 'ン ト通信が行われる。 すなわち 各閾値素子 2 2が出力前ネ ッ トワーク状態入.力手段 2 6からの入力と、 制御ネ ッ ト ワーク 2 5 内で隣接 する閾値素子 2 2および自素子の出力とを重み付け [0050] 15 加算し、 閾値処理を行って 0 または 1 の出力を決定 する相互協調動作を繰り返した結果としてのネ ッ ト ワークの平衡状態において、 自ノ ー ドの出力ポー ト に割当てられた複数の闞値素子のう ちでその出力が ただ 1 つ 1 となる閾値素子 2 2が割当てられた出力 [0051] 20 ポー トが自ノ ー ドからのバケ ツ トの岀力方向とされ る。 [0052] ある時刻において、 各ノ 一 ドがそれぞれパケ ッ ト を送信する とき、 次の時刻である特定ノ ー ドにデ一 タが集中しないように、 かつそれらのデータが宛先 [0053] 25 ノ 一 ドに近づく というような出力方向を選ぶための 評価閬数を最小とする状態がネ ッ トワークの平衡状 δ 5 [0054] 態に一致するように評価蘭数を決定することによつ て、 自ノ ー ドから出力すべきパケ ッ トに対する最適 出力パスを選ぶことが可能となる。 [0055] 次に、 本発明におけるァダプティブル—ティ ング 方式をニュー ラルネッ トワーク と関連させてさらに 詳細に説明する。 本発明では、 ルーティ ングを時刻 t において各ノ一ドがパケ ッ トを隙接ノ 一ドに移動 させるとき、 次の時刻 t 十 1で①各ノ一 ドの負荷を0 全ノ ー ド間で平均化する、 ②ネッ トワ ーク内の各パ ケ ッ トの宛先ノ一ドまでの距離を全体として小さ く するという 2 つの評価閬数を同時に最適化するよう なパケ ッ ト出力方向の組み合わせを求める最適化問 題として扱う。 そしてこの問題の解をニュー ラルネ ッ トワ ークのエネルギー最小化原理を用いて求める すなわち、 第 6図のニュー ラルネッ トワ ーク にお いて、 各ニュ一 π ンの動作が ( 1 ) 式の状態方程式 で定義されるとき、 その出力状態はニュー ラルネッ トワーク全体で定義される ( 3 ) 式のエネルギー閬0 数を最小とする点で安定する性質があることが知ら れている。 [0056] d U x [0057] X Υ (ΐ; d t γ [0058] V χ = G ( ϋ χ ) (2) 1 [0059] E = ∑ ∑ T XY V X V V ∑ I V [0060] 2 x Y [0061] (3) こ こで ϋ x はニュー ロ ン Xの内部状態、 V x は二 ユーロ ン Xの出力状態、 I x はニュ ー ロ ン Xへの外 部剌激、 ΤΧΫはニュ ー ロ ン Xと Yとの結合係数、 G は非線形単調増加関数、 例えば閾値関数である。 具体的には、 各ニュ ー ロ ンをネ ッ ト ワ ー ク内のノ ― ドの入カリ ンク と出カリ ンク に 1対 1 に対応させ る。 第 7図は本発明における 2つのノ 一 ドの接続伏 態である。 同図において、 ノ 一 ド Xとノ 一 ト Υは入 カリ ンク 、 および出カリ ンクを介して接続されてい る。 ノ ー ド X側の閾値素子 (ニュー ロ ン) と しては. 出力リ ンク側の V χ Υ , と入力リ ング'側の V χγ 2 との ペア、 またノ ー ド Υ側の閾値素子ユニ ッ ト (ニュー ロ ン) と しては出力リ ンク側の V ΥΧ 1 と入力リ ンク 側の V YX2 とのペアがある。 すなわちニュー ロ ン (閾値素子) と しては出力リ ンク対応のものと入力 リ ンク対応のものがあるが、 簡単のために以後前者 を出力 (側) ニューロ ン、 後者を入力 (側) ニュー ロ ンと呼ぶこ とにする。 [0062] 第 7図のよ う に、 ニ ュ ー π ン間の結合がノ ー ド内 および隣接ノ 一 ド間に しか存在しないよ う なニ ュ ー ラルネ ッ ト ワークにおいて、 任意のニュ ー ロ ン X Y Zへの入力は · · . . . N z [0063] ∑ ∑ ∑ T XY Z > X V X Y z [0064] X ' Y r z * [0065] ÷ I X YZ [0066] (4) ここで、 T z ' はニューロ ン X Y Z とニューロ ン X ' Y ' Z との間の結合係数、 vx γ ' ζ ' は gニューロ ン以外のニューロ ン X ' Υ ' Z ' の出力である。 また、 Ι ΧΥΖ は自ニューロ ンへ の外部刺激であり、 第 5図における出力前ネッ トヮ ーク状態入力手段 2 6からの入力に相当する。 . 次にネ フ トワークのエネルギ一関数は一般に次の 式で与えられる。 [0067] Κ Κ Ζ Ν Ν Ζ [0068] X y ζ . X [0069] N K Z [0070] V X Y z V κ ∑: ∑: ∑ [0071] I XYZ V XYZ (5) すなわち、 ニューラル-ネ ッ トワ ークのエネルギー 閬数 Eはネ ッ トワーク内の 2つのニューロ ンの出力 [0072] V KYZ と V X ' 2 ' およびそれらの間の結合係 数 TXYZ ' : X ' γ ' Ζ ' の積の総和の項と、 各二 ユ ーロ ンの出力 VXYZ とそのニューロ ンへの外部剌 激 I xyz の積の総和の項によって表される。 そして 前述のようにネ ッ ト ワ ーク内の钛態変化、 すなわち 各ニュー c: ン 力の変化によつてこ οエ ルギー E C'{£は減少し , そ O値が痙小値をとる状態が ネ ッ ト ワ ーク の平衡状態 (安定状態) に一致する こ とが知られている。 [0073] 従って、 実際の通信ネ ッ ト ワ ークでのルーテ ィ ン グ問題をネ ッ ト ワ ーク の有効利用と高性能通信の観 点から評価する評価関数を設定し、 その評価関数と 上逑のエネルギー関数 Eが 1 対 1 に対応するように 結合係数を決定し、 また外部刺激を求める こ とによ つて、 評価関数、 すなわちエネルギー関数 Eを最小 にする状態が求め られる こ とになる。 そ して、 評価 関数の中にパケ ッ ト の宛先やノ ー ドの状態に応じた 係数を組み入れる こ とによ り、 例えばニュ ー ラルネ ッ ト ワーク内の各ニュー ロ ンへの外部刺激がノ ー ド ' の状態などに応じて決定される こ'とになる ' こ こで、 ある時刻 t においてネ ッ ト ワ ーク内の各 ノ ー ドがそれぞれ 1 つのバケ ツ トを隣接ノ ー ドに移 勳させたとき、 そのバケ ツ ト移動によ ってネ ッ ト ヮ 一クの状態に対応する評価関数が最小となるよ う に 出力方向の組合わせを求める最適化問題と して評価 関数をと らえ、 各ノ一 ドの入出力リ ンク に 1 対 1 に 対応した独立変数 V X Y Z ( 0 または 1 をとる) を以 下のよ う に定義する。 [0074] V X Y I = 1 : ノ ー ド Xにおいてノ ー ド Υにバケ ツ [0075] V χ γ , = 0 : ノ ー ド Xにおいてノ ー ド Υにパケ ッ ' ト ; り- (,·■、 . V XV 2 = 1 : ノ ー ド Xにおいてノ ー ド Yからパケ ッ トを受け取る [0076] V X V 2 = 0 : ノ ー ド Xにおいてノ ー ド Υからパケ ッ トを受け取らない [0077] 本発明においてはネ ッ ト ワーク の評価閡数 0を次 のよう に定義する。 = C ∑ ( Ρ + ∑ Α Υ V ΧΫ 2 [0078] X Υ 一∑ A X Y V X Y I P M ) [0079] N N [0080] + C 2 ∑ ∑ d γ Α χγ V [0081] χ y [0082] + C 3 ∑ (∑ A xy V XY I - Θ χ } 2 [0083] x y [0084] N N [0085] + C 4 ( A x Y V x y i — A Y z ) [0086] (6) ここで、 P x はノ ー ド Xが現在持っているバケ ツ トの数、 P M は全ネ ッ トワ ーク内の各ノ ー ドが持つ ているバケ ツ トの数の平均値、 d γ はノ 一 ド Xから ノ ー ド Υを経由してバケ ツ トを百的ノ ー ドまで送る 径路の距離を、 例えば目的ノ一ドまでの中綞リ ンク 数によって表す距離情報、 また e x はノ ー ド Xでパ ケ ツ トを持っている とき 1 . 持っていないとき 0 と なる変数である。 さ らに、 A XYはノ ー ド X と隣接ノ ー ド γとの間で接繞がある場合に 1 、 ない場合 e 0 となる変数であり 、 その値はネ ト ワ ー ク設計時に 決定されている ものである。 [0087] 1 - { [0088] δ この式の第 1 項は各ノ一 ドが隣接ノ一 ドにパケ ッ トを 1 個移動させた結果の各ノ 一 ドでのパケ ッ ト数 が、 ネ ッ ト ワ ーク内での各ノ ー ドが持っているパケ ッ ト数の平均値より どれだけ離れているかという、 ネ フ ト ワ ーク全体'の負荷分散を表す。 また第 2項は 移動対象となつているバケ ツ 卜の目的ノ ー ドまでの 距離の合計を表し、 第 3 、 第 4項はそれぞれ第 1、 2項における独立変数 V xy2 に対する拘束条件を表 [0089] 10 している。 すなわち、 第 3 項はノ ー ド Xにバケ ツ ト が存在しない ( Θ χ = 0 ) ときには、 隣接ノ ― F Y のいずれにもパケ ッ トを送らず (∑ A χ Υ V χγ , = 0 ) [0090] Υ パケ ッ トが存在する ( θ = 1 ) ときにはその出力方 向がただ 1 つに決定される こ とを、 また第 4項はノ 一 ド Xからノ ー ド Υにバケ ツ トを送る こ とと、 ノ ー ド Υがノ 一 ド Xからバケ ツ トを受取る こ とが必ず一 致しなければならない ( AXY V XY 1 - A χγ V yX2 ) こ と ;? : レ し いる。 0 言いかえる と、 (6)式の評価関数 Φ を最小にする こ とは、 第 3項、 第 4項をと もに 0 とする V χνζ の組 の中で第 1 項と第 2 項の和が最小になる V χ γζ の組 を求める こ とを意味する。 そ してニ ュ ー ラ ルネ ッ ト ワ ー ク のエネルギー関数 Εに対応する こ の関数 Φが 最 /]、となる とき の V,XYZ の値が 1 となる隣接ノ一 ド 1 Yがノ ー ド Xにおけるバケ ツ トの出力方向となる。 [0091] ここで、 (6)式の各項の係数 C 1 , C 2 , C 3 および C 4 の値は、 実ネッ トワーク設計時に、 どの項を重視し てネ フ トワークを構成するかの方針によつて決定さ [0092] 5 れる。 例えば C t と C 2 のどちらを大き くするかは、 目的ノ ー ドまでの距離より もネ ッ トワーク内の食荷 の分散を重視するか、 または負荷分散より も距離が 近く なることを重視するかに依存する。 [0093] 次に、 評価関数 ø とエネルギー関数 Eとを 1対 1 10 に対応させて、 結合係数と外部刺激を求める。 結合 係数は一般に 2つのニュ ー ロ ンの出力の積の項に対 [0094] ' [0095] 応する係数であり、 ネ ッ トワークの構成によつて一 意に決定される定数となる。 また各ニュ ー π ンの外 部剌激は VXY1 、 および V XY2 の係数を求めること 15 によって次のように与えられる。 [0096] ニュ ー ロ ン V xyi (岀カ側) : { C i ( Ρ χ — P M ) [0097] - C 2 d y / 2 ÷ C 3 Θ x } A ΧΥ [0098] (7) ニューロ ン VXY2 (入力側) : — ( P X - P M ) [0099] したがって、 ネ ツ トワーク内の各ノ ー ド制御部に おいて、 バケツ トの移動時に上述の外部剌激を自ノ 一ド内の各ニュー ロ ンに入力すればよいことになる。 以上詳綰に説明した本発明のァダプティ ブルーテ 25 イ ングの概要を第 8 IIに示す。 同図において実;^.; 1 ト ワ ーク上のノ ー ド力、らニューラルネ ッ ト ワ ーク上 のニューロ ンへ、 外部刺激として各ノ ー ドの負荷情 報ゃ自ノ一 ドから出力すべきバケ ツ トの宛先ノ 一 ド までの距離を示すホ ップ数、 すなわち中継リ ンク数 5 などが与えられる。 制御ネ ッ ト ワーク (ニューラル ネ ッ ト ワ ーク) 上の各ニューロ ンは、 この外部刺激 と隣接ニューロ ンの出力とを用いて相互協調動作を 行い、 安定状態におけるニュー ロ ンの出力状態によ つてバケ ツ 卜の最適出力方向を示すこ とになる。 こ [0100] 10 のときニューラルネ フ ト ワーク の動作は隣接ノ ー ド 問でニュ ー ロ ンの状態を相互に通知するのみであり . ルーティ ングは各ノ一 ドにおける局所情報のみから 自律的に行われるこ とになる。 [0101] 図面の簡単な説明 [0102] 15 第 1 図は、 今後の通信網の発展傾向を示す図、 [0103] 第 2図は、 パケ 'ン' ト交換網における端末間のルー ト設定方式の従来例を示すブ口 ック図、 [0104] 第 3図は、 データグラムを用いた従来の通信ネ ッ ト ワーク システムの構成例を示すプロ 'ン ク図、 [0105] 20 第 4図は、 従来のルーティ ング方式の問題点を示 す図、 [0106] 第 5図 本発明の原理構成を示す図、 [0107] 第 6図は ニュ ー ラ ルネ ッ ト ワ ーク の原理を示す 第 ":図 、 本発明における 2 つの ドの接繞状 態を示す図、 [0108] 第 8面は、 本発明のァダプティ ブル—ティ ングの 概要を示す図、 [0109] 第 9図は、 本発明の第 1実施例におけるノ ー ドの 構成を示す図、 [0110] 第 1 0図は、 ノ ー ドの接繞状態の実施例を示す図、 第 1 1図は、 制御テ -ブルの内容の実施例を示す 図、 [0111] 第 1 2 A図は、 第 1実施例におけるルーティ ング 処理部の構成を示すブ ツク図、 一 第 1 2 Β図は、 外部入力合成部の詳細構成を示す ブロ ック図、 - 第 1 2 C図は、 隣接ノ ー ドが Υ、 Ζの 2つの場合 のノ ー ド Xのニューラルネッ トワーク の構成を示す 図、 [0112] 第 1 3 ¾は、 ニュー π ン出力と隣接ノ ー ドとの闋 係の例を示す図、 [0113] 第 1 4図は、 第 1実施例におけるノ ー ドでのパケ ッ ト出力動作のフ π—チ ヤ — トを示す図、 [0114] 第 1 5図は、 本発明の第 2実施例の原理構成を示 す図、 [0115] 第 1 6図は、 第 2実施例におけるノ 一 ドの構成を 示すブロ ック図、 [0116] 第 1 了 Α図 、 第 2実施例におけるルーティ ング 処理部の、搆成を示す図.、 . 第 1 7 B図は、 制御情報通信部の構成を示すプロ ック図、 [0117] 第 1 8図は、 第 2実施例におけるノ 一 ドでのパケ ッ ト出力動作のフ π—チヤ一 トを示す図、 [0118] 第 1 9図は、 本発明の第 3実施例の原理構成を示 'す図、 [0119] 第 2 0 A図は、 第 3実施例におけるルーティ ング 処理部の構成を示すプロ ツク図、 [0120] 第 2 0 B図は、 障害検出時の二ユ ー ロ ン入出力リ セ ッ ト回路の構成を示す図、 [0121] 第 2 1図は、 本発明の第 4実施例の原理構成を示 す図、 [0122] '第 2 2図は、 第 4実施例におけるノ 一 ドの構成を 示すプロ ック図、 [0123] 第 2 3図は、 第 4実施例におけるルーティ ング処 理部の構成を示すブロ ック図、 [0124] 第 2 4図は、 帯域管理部の内容の実施例を示す図. 第 2 5図は、 第 4実施例におけるノ ー ドでのパケ ッ ト岀カ動作のフローチヤ一 トを示す図、 [0125] 第 2 6図は、 本発明の第 5実施例の原理構成を示 す菌、 [0126] 第 2 7図は、 第 5実施例における制御テ一ブルの 内容を示す図、 [0127] 第 2 8図は、 第 5実施例におけるルーティ ング処 理部の構成を示す図、 _ 第 2 9図は、 第 5実施例におけるノ ー ド Xでのパ ケ ッ ト出力動作のフローチャー トを示す図、 [0128] 第 3 0図は、 本発明の第 6実施例の原理構成を示 す図、 [0129] 第 3 1図は、 第 6実施例におけるルーティ ング処 理部の構成を示す図、 [0130] 第 3 2図は、 第 6実施例におけるノ - ドでのパケ ッ ト出力動作のフローチャー トを示す図、 [0131] 第 3 3図は、 ァダプティ ブルーティ ングのコ ンビ 0 ユ ータ シミ ュ レーショ ン結果の例を示す図である。 [0132] 発明を実施するための最良の形態 [0133] 本発明の第 1 の目的を実現する第 5図の原理図に 対応した実施 1を第 1 の実施例として説明する。 [0134] 第 9図は本 ¾明の第 1実施例に係るノ - ドの構成 [0135] 15 を示す図である。 同図において、 3 1 は全体の制御 勣作を行う C Ρ じ、 3 2 は実際にルーティ ング処理 を行うルーティ ング処理部、 3 3 は自ノ 一 ドから宛 先ノ ー ドまで ©距離を中継リ ンク数、 すなわちホッ プ数として隨接ノ 一 ド対応に格納している制御テー [0136] 20 ブル、 3 4 は入出力されるバケ ツ トデータを格納す るデータ 'ッ フ ァ である。 3 6 a 〜 3 6 nはリ ンク 対応に設けられてパケ ソ トデータの入出力制御を行 うパケ ッ ト処理部、 3 5 は各構成要素間を接読する 内部バスである ¾ [0137] Λ Z [0138] ϋ このよ う に構成されたノ.— ドにおい 、 例えば.入 カリ ンク①から入ってきたバケ ツ トデータは、 先ず パケ ッ ト処理部 3 6 a でヘッダ解折され、 宛先情報 が取り出される。 ヘッダが除去されたパケ ッ トデー タは、 データノ ソ フ ァ 3 4 に格納される。 [0139] 第 9図の制御テーブル 3 3 の内容について第 1 0 図および第 1 1 図を用いて説明する。 第 1 0図はノ ー ドの接続状態の実施例を示すものであり 、 また第 1 1 図は第 1 0図の接続状態に対応する制御テーブ ル 3 3 の内容である。 第 1 0 図において、 例えば、 自ノ ー ドからノ ー ド Aにデータを送ろう とする場合. 隣接ノ ー ド X , Y , Z のどのノ ー ドを経由してノ ー ド Aにデータを送るかによつて中継リ ンク の数、 す なわちホ ッ プ数が変化し、 ノ ー ド Xを通ってデータ を転送する場合のホ ッ プ数は 2、 Yを通って転送す る場合のホ ッ プ数は 3 , Zを経由して転送する場合 のホ ·>■ プ数は 2 となる。 [0140] 第 1 1-図は自ノ ー ドから宛先ノ ー ドへデータを転 送する場合のホ 'ン'プ数を隣接ノ 一 ド対応に示した制 御テーブル 3 3 の実施例である。 こ こで、 縦軸は自 ノ ー ドから見た宛先ノ — ド、 横軸は隣接ノ ― ドをそ れぞれ示している。 たとえば宛先ノ — ド Cに対して データを転送する場合のホ ップ数は、 隣接ノ 一 ド) ί , Υ , Ζ , のそれぞれについて 3 , 2 , 2 となる。 [0141] 第 1 2 Α図に第 1 実施例におけるルーティ ング処 理部 3 2 の構成ブロ ッ ク図を示す。 同図において, . ルーティ ング処理部は宛先ノ ― ドへのホ ップ数 d Y を格納する制御テーブル 3 3 に加えて、 自ノ ー ド内 で保持しているパケ ッ ト数 Ρ χ を示す状態レジスタ 3 7 、 ネ ッ ト ヮーク全体の各ノ一ドが保持している パケ ッ ト数の平均値 Ρ Μ を保持する網状態保持部 3 8 、 d y 、 P x および P M を外部入力として合成す る外部入力合成部 (ニュ ー ロ ンにより d γ の値が異 なるためにニュ ー ロ ン対応に設けられる) 3 9 a 〜 3 9 n、 ノ ー ド内の n偭の閾値素子、 すなわちニュ — ロ ン 4 0 a 〜 4 0 n、 各ニュ ー ロ ン内で加算処理 を行う加箕部、 例えばニュ ー ロ ン 4 0 a内の 4 1 a および閾値処理を行う閾値処理部 4 2 a : 各閾値素 子の内部で加箕部へ 入力にあたり重み付けを行う 重み付け部 4 3 a 〜 4 3 η、 自ノ ー ドから隣接ノ 一 - ドへのバケ ツ トの出力方向を保持する出力方向レジ スタ 4 4、 および隣接ノ ー ドとの制御リ ンク と して 制御ネ フ トワーク 2 5上での自ノ ー ドと隣接ノ ー ド のニューロ ンを結合する リ ンク上で、 ニューロ ンの 状態を相互に通知し合うための ト ラ ンシーバ 4 4 G から成る。 また ii個のニュ ー ロ ン 4 0 a 〜 4 0 iiは ニューラルネ ' トワーク 4 0 0を構成する。 [0142] 第 1 2 B図は外部入力合成部 3 9 a 〜 3 9 nの詳 綰搆成ブ ック図である。 同図は隣接ノ — ドが Y , Zの 2つである場合のノ 一 ド Xにおける外部入力合, 成部である。 前 ϋのよ う に外部入力合成部は 、 (S 式の外部刺激を合成するものであり、 出力側ニュ ー π ンに対しては )、 入力側ニュ ー ロ ンに対しては (8) 式の外部刺激を合成し、 対応するニュ ー ロ ンの重み 付け部 4 3 a 〜 4 3 n に出力する。 [0143] まず隣接ノ ー ド Y用出力ニュ ー ロ ン ( V XY 1 ) に 対する外部入力合成部 3 9 0 は制御テーブル 3 3 の d γ 、 状態レジスタ 3 7 の P x 、 網状態保持部 3 8 の P M と、 係数レジスタ の保持する(7)式の各項の係 数値を用いる。 減算器 3 9 2 と乗算器 3 9 3 によ り (7)式の第 1項、 乗算器 3 9 4により第 2項を求め、 加算器 3 9 5 によつて第 1項から第 3項までの和を 求め、 その結果を対応する重み付け部に出力する。 なお、 係数レジスタ 3 9 1 内の係数 C 2 ' は ( )式の - C 2/2 に相当する。 また隣接ノ ー ド Z用出力二 ユーロ ン ( V XZ 1 ) に対する外部入力合成部 3 9 6 は隣接ノ 一 ド Yニュ ー ロ ンの外部入力合成部 3 9 0 と全く 同様に外部刺激を合成するが、 乗算器 3 9 4 で用いる宛先ノ 一 ドまでの中継リ ンク数がノ ー ド Z 経由の値 d 2 となる。 さ らに隣接ノ ー ド用入力ニュ 一ロ ン ( V xy2 , V XZ 2 ) 外部入力合成部 3 9 7 は- 減算器 3 9 8 と乗算器 3 9 9 とを用いて (8)式の外部 刺激を求める。 [0144] 第 1 2 C図は、 第 1 2 A図で複数のニュ ー ロ ン 4 0 a 〜 4 0 ri によ り構成される ニュ ー ラルネ ッ ト ヮ -ク 4 G 0 の具体的構成図である。 の図は、 第 1 2 B図と同様に隣接ノ ー ドが Yと Zの 2個である場 合のニューラルネ ッ トワークを示し、 隣接ノ ー ドへ の出カリ ンク に対応する 2つの出力ニューロ ン V χ γ! V と入カリ ンクに対応する 2つの入力ニュー π ン V X Y Z 、 V X 2 2 が存在する。 各ニューロ ンは重み 付け部、 例えば 4 3 a と、 加算部 4 1 aおよび閾値 理部 4 2 a に相当するオペア ンプ 4 0 1 aから構 成され、 各重み付け部 4 3 a 〜 4 3 dには隣接ノ一 ド上での対応するニューロ ンを含み、 ニューラルネ ッ トワーク上で隣接するニューロ ンの出力と自ニュ 一ロ ンの岀カ、 および対応する外部入力合成部 3 9 a 〜 3 9 d の出力すなわち外部刺激が入力される。 そし'て出力ニューロ ンの出力は トラ ンシ ^ノ、' 4 4 0 a、 4 4 0 cを介して隣接ノ ー ドの対応する入力二 ユーロ ンに出力されると同時に出力方向レジスタ 4 4に岀力される。 また入力ニュー π ンの出力は ト ラ ンシーバ 4 4 0 b、 4 4 0 dを介して隣接ノ ー ドの 対応する入力ニュー π ンに出力される。 こ こで例え ば入力二ユー π ン V X Y 2 の出力がノ ー ド Υ側へ出力 されるのは、 (6)式の評価関数に藺連して定義された 独立変数 V χ ν 2 の値により、 ノ ー ド Xがノ — ド Υか らのパケ ツ トを受け取るか否かをノ一 ド Υ側に通知 するためである。 同様に ώ力ニューロ ン V X Y I に対 しては、 ノ一ド Yの対応する入力ニニ 一口ン V χ γ 2 からノ ― ド Υがノ 一 ド Xからのパケ ッ トを受け取る か否かが独立変数 V Y X 2 の値によって通知される。 第 1 2 A図において、 前述のよ う にリ ンクから入 力されたパケ ッ トカ、ら、 パケ ッ ト処理部 3 6 により 宛先情報が取り 出され、 パケ ッ ト はデータバッ ファ 3 に格納される。 そしてバケ ツ ト処理部 3 6 によ つて取り 出された宛先情報を用いて、 制御テーブル [0145] 3 3 から各ニューロ ンに対応して、 隣接ノ 一 ドから 宛先ノ ー ドまでのホ ップ数がサーチされ、 各ニュー π ンに対応する外部入力合成部 3 9 a〜 3 9 nに入 力される。 また状態レジスタ 3 7 に格納されている 自ノ ー ドの状態情報 (保有パケ ッ ト数 P x ) 、 なら びに網状態保持部 3 8 に保持されている P M の値、 すなわち定期的にネ ッ ト ワ ーク内の全ノ一 ドから送 られて く る各ノ ー ドの状態情報 (保有パケ ツ 卜数〉 を加算平均した値が、 各ニューロ ン対応の外部入力 合成部 3 9 a〜 3 9 nに入力される。 [0146] 各ニューロ ン、 すなわち閾値素子 4 0 a〜 4 0 n は各ニューロ ン対応の外部入力合成部 3 9 a〜 3 9 nからの出力と、 自ノ ー ド内の他の全てのニューロ ン (自ニューロ ンを舍む) からの出力、 及び隣接ノ 一 ドの対応するニューロ ンからの出力を重み付け部 [0147] 4 3 a によ つて重み付けし、 加算部 4 1 a によ って 加算した後 > 閾値処理部 4 2 a によ つて閾値処理し た結果を他の二ユーロ ンに出力する という動作を繰 返す。 このとき、 自ノ一 ド内ニュー ロ ンと隣接ノ 一. ドのニューロ ンの動作を同期させるため、 ニューロ ンの状態は定期的にサンプリ ングされて各ニューロ ンに入力される。 また隠接ノ ー ド間の状態通知は、 例えば制御信号線による 0、 1 のレベル通知で行う。 以上の相互協調動作が籙返されるこ とにより、 ニュ 一口 ン簡で状態がやり取り され、 極めて短時間のう ちに各ニューロ ンの出力は平衡状態、 すなわち安定 状態に達する。 このとき、 ノ ー ド內でただ 1つ出力 1 を示している出力ニューロ ンに対応する出力ポー トが最適なバケツ トの出力方向となる。 この方向は、 ルーティ ングしょう としているデータのバケ ツ トを どのように動かせば特定ノ ― ドにデータが集中せず- かつそのデータが宛先ノ一ドに近づく ような方向に なるかを表している。 [0148] 岀カ方向レジスタ 4 4 は、 出力ボー トに対応して 出力ニューロ ンの拔態を保持する ものであり、 安定 抆態におけるこのレジスタの値を C P U 3 1 が読み 込むことにより、 データバッファ 3 4に格納されて いるバケ ツ トのルーティ ングが実現される。 すなわ ち、 ffi力方向レジスタ 4 4の値が 1 となっている二 ユーロ ンに対応する出力ボー トからパケ ッ トが送出 される。 [0149] 第 1 3図は出力方向レジスタ 4 4 の内容、 即ち隣 接ノ一 ドとそれに対応する出力ニューロンの 力の 関係の例を示す図である。.同図において隆接ノ一,ド Zに対応するニュ ー ロ ン出力のみが 1 となっており 自ノ ー ドからのパケ ッ トの出力は隣接ノ ー ド zの方 向に成される こ とになる。 [0150] 第 1 4図は第 1 実施例におけるノ ー ド Xでのパケ ッ ト出力動作のフローチャ ー トである。 まず S 4 5 でデータバッ ファ 3 4からバケ ツ トが取り出され、 S 4 6 でそのバケ ツ ト内の宛先ァ ド レスから制御テ 一ブル 3 3 が検索され、 各隣接ノ一 ド経由のホ ップ 数 d Y が求められる。 次に S 4 7 で制御テーブル 3 3 から d γ 、 状態レジスタ 3 7 から Ρ χ 、 網吠態保 持部 3 8 から Ρ Η が取り出され、 S 4 8 で出力側二 ユ ー ロ ン V X Y l 、 および入力側ニュ ー ロ ン V X Y 2 に それぞれ (7)、 (8)式の外部刺激がセ ッ ト される。 [0151] その後、 S 4 9 で第 5図に実線で示した制御ネ ッ ト ワ ーク 2 5 が起動され、 ニュ ー ロ ン間の相互協調 による自律動作が行われる。 その動作の結果、 S 5 0 で各ニュ ー ロ ンの出力が安定したと判定される と - S 5 1 で V Χ Υ! = 1 となっている方向すなわちエネ ルギー関数 Εが最小となる最適出力方向 Υに、 デー タノ ッ ファ 3 4内のバケ ツ ト の出力力 行われる。 [0152] 本発明の第 2 の目的、 すなわち画像データのよう に、 実ネ ッ ト ワ ーク内で複数 © 1 連パケ ン トを分割 する こ とな く 1 度に移動させる場合のァダプテ ィ ブ ルーテ ィ ングを本発明の第 2 の実施例と して説明す る ·。■ ; 第 1 5図は第 2の実施例の原理図である、 同図に おいて第 5図の原理図に追加された送出バケツ ト数 通知手段 5 6 は、 自ノ ー ドから次に出力すべき一連 データの全パケ ッ ト数を隣接ノ一 ド間で相互に通知 し合う。 こ こで、 一連データの全バケ ツ ト数はその 一連データの先頭バケツ トに付加されているものと する。 出力前ネッ トヮ—ク状態入力手段 2 6 は各ノ ― ドがそれぞれ一連データのバケ ツ トを出力する前 に、 そのバケツ ト出力後のネ フ トワークの トラフィ ック伏態を評価可能とするための情報を出力するが. その中には第 5図における情報に加えて、 自ノ - ド および隣接ノ ー ドでルーテ ィ ングの対象となってい る一連データのパケッ ト数が含ま'れる。 [0153] 入カリ ンク 、 および出カリ ンク に 1対 1 に対応し て割当てられた閾値素子、 例えばニュ―口 ンの動作 は第 5図におけると全く同様である。 そして例えば 画像データのように、 ネ フ トワーク内で分割するこ とな く一度に移動させる一連データのパケ ソ ト数を 隣接ノ一ド間で相互に通知しあい、 その情報を基に して閾値素子 2 2 の相互作用により各ノ ー ド 2 1で —連のデータの送出方向をリ アルタィムに決定しな がら一 j¾データのノ、ケ 'ン トデータが送信される - ある時刻において、 各ノ ー ドが一度にそれぞれの 保有する一連テ一タを複数のパケ ッ トとして送信す るとき .、 の關である特定ノ ― ドにデ一夕が集中, しないよう に、 かつそれらのデータが宛先ノ一 ドに D一 近づく という よう な出力方向を選ぶための評価関数 を最小とする状態がネ ッ ト ワークの平衡状態に一致 するよう に評価閬数を決定する こ とによって、 ネ ッ ト ワーク の負荷変動に適応し、' またルーティ ング処 理回数を減ら し、 さ らに各データが宛先ノ ー ドに近 づ く よう な出力パスが選ばれる こ とになり、 ネ ッ ト ワ ーク内でのバケ ツ ト遅延時間を短く おさえる こ と ができ る。 0 第 2 の実施例に対してはネ ッ ト ワ ーク の評価関数 øを次のよう に定義する。 [0154] Φ = C ( P + J V A X Y V X Υ 2 [0155] X Y [0156] - J X ∑ Α χν V X V ! - Ρ Η ) 2 [0157] Υ [0158] 5 Ν Ν [0159] ~ C 2 2— j -^-ι d y Α χ γ V χ γ i [0160] ÷ C 3 ∑ ( : A K V V χν. - θ χ ; 2 [0161] χ y [0162] Ν Ν [0163] + C 4 ^ ( Α χγ V χγ! - Α χγ V γ χ 2 ) 2 [0164] X Y 0 (9) こ こで、 P x はノ 一 ド Xが現在持つているパケ ッ 卜 の数、 P M は全ネ ッ ト ワ ー ク内の各ノ ー ドが持つ ているパケ ッ 卜の数の平均値、 J X はノ 一 ド X内で ル一テ ィ ングの対象となっている一連データのパケ [0165] ':' ト数、 V は隣接ノ 一 ド Yでルー テ ィ ングの対象 となっているパケ ッ ト数を表す。 また d γ 、 Θ x 、 A xv および各項の意味は (6)式におけると同様であ る。 [0166] 次に、 評 «関数 Φ とェネルギー閬数 Eとを 1対 1 に対応させて求められる結合係数は一般に 2つのノ ― ドの出力の積の項 ( V ) に対 応する係数となり、 ここで問題としているルーティ ングに関してはバケ ツ トの個数 J X および J Y のパ ラメ ータを舍むことになる。 また各ニュ ー ロ ンへの 外部刺激ば V— xyi 、 および VXYZ の係数を求めるこ とによって次のように与えられる。 [0167] ニュー ロ ン V XYl (出力側) : { C , J X ( P X [0168] • αο) ニュ ー ロ ン V XY2 (入力側) : — C , J ( Ρ X [0169] - P M ) A XV · · • cm したがって、 ネッ トワーク内の各ノ ー ドの制櫛部 において、 一連データを構成する複数バケ ツ トの先 頭パケッ トの移動時に上述の外部剌潆を自ノ 一 ド内 の各ニュ ー ロ ンに、 また自ノ 一 ドから送岀するパケ ト数 J x と、 隣接ノ ― ドが送出するパケ ッ ト数 J γ を結合関孫の重み付け係数として入力すればよいこ [0170] C ^' Ά [0171] 第 1 6図ば本発明の第 2実施例におけるノ 一 ドの 搆威を示すブ口 フ ク画てある - 同図において ·、 ノ ― ドは全体の制御を行う C P U 3 1 、 実際にルーテ ィ ング処理を行うルーティ ング処理部 3 2 、 自ノ ー ド から宛先ノ 一 ドまでの距離を中継リ ンク の数、 すなわ ちホ ップ数と して格納している制御テーブル 3 3、 バケ ツ ト のへ ッダを解析するへッダ解圻部 5 7 、 他 ノ一 ドとの間で次に出力する一連データのバケ ツ ト 数を通知し合う制御情報通信部 5 8 、 バケ ツ トデー タを一時記憶するデータバッ フ ァ 3 4、 および隣接 ノ一 ドへの リ ンク対応に設けられる入出力ポー ト 5 9 a、 5 9 b - · · 5 9 ηから構成され-る。 こ こで 制御テーブル 3 3 の内容は第 1 1 図における と全く 同様である。 [0172] 例えば、 リ ンク①を経由して入出力ポー ト 5 9 a で受信された一連データ (バース ト的に発生したデ ータで、 端末側で複数バケ ツ ト に分割され、 その'先 頭ハ。ケ ッ ト にはそのデータをい く つのノ、'ケ ッ トに分 割したかを示すバケ ツ ト数が表示されている) の先- 頭バケ ツ トカ、ら、 まずへッダ解析部 5 7 によって一 連データの全バケ ツ 卜の宛先ノ 一 ドを示す宛先情報 と一連データのバケ ツ ト数が取り 出され、 バケ ツ ト はデータバッ フ ァ 3 4 に格納される。 そ して取り 出 されたパケ ッ ト数は自ノ 一 ド内の制御情報通信部 5 8 にセ ッ 卜 される。 なお一連データにおける後続の 複数パケ ッ トについては、 以上の操作は行われず、 自動的にデ一タバ ·>· フ ァ 3 4 に格納される。 第 1 7 A図に第 2実施例におけるル—ティ ング処 理部の構成を示す。 ルーティ ング処理部 3 2の構成 は、 自ノ ー ドでルーティ ングの対象となっているパ ケ ッ ト数 J x を保持する自ノ - ド内パケッ ト数保持 部 6 0、 隣接ノ ー ド Yでル—ティ ングの対象となつ ているパケッ ト数 を保持する隣接ノ一 ド内パケ ッ ト数保持部 6 1が追加されていることを除けば、 第 1 2 A図の第 1実施例の構成と同様である。 [0173] 前述のように入出力ポ一 ト 5 9で受信された一連 データの先頭バケ ツ トから、 ヘッダ解折部 5 7 によ り宛先情報と一連データのパケ 'ン' ト数が取り出され- パケ ッ トはデータバッファ 3 4に格納される。 そし て取り出されたパケ ッ ト数は自ノ - ド内パケ ッ ト数 保持部 6 0、 闘値素子に対する重み付け部 4 3 a 〜 4 3 η . 制御情報通信部 5 8 にそれぞれセ ッ トされ る。 [0174] 第 1 7 Β図は制御情報通信部の搆成ブ D ック図で _ ある。 同図においてヘッダ解圻部 5 7からパケ ッ ト 数がバケ ツ ト数保持部 5 8 1 に入力され、 その値は パケッ ト形式組立部 5 8 2 によりパケ 'ン' ト形式とさ れて、 入出力ポー ト 5 9内の各出力ポー トに送られ る。 また入出力ポー ト 5 9で受信したパケ ·;.' トは各 入力ポー トに対応する入カバソ フ ァ 5 8 3 a 〜 5 8 3 ηに格納された後にバケツ ト形式分解部 5 8 4に 入力され、 隨接各ノ 一 ドがルーテ ングを行おう と している一連データのバケ ツ ト数が取り 出され、 そ の値は隣接ノ ― ド内パケ ッ ト数保持部 6 1 、 および 各ニューロ ン内の重み付け部 4 3 a〜 4 3 nにセ ッ ト される。 [0175] 次に、 第 1 7 A図において、 へッダ解圻部 5 7 に よって取り 出された宛先情報を用いて、 制御テープ ル 3 3 から各ニューロ ンに対する隣接ノ一 ドから宛 先ノ ー ドまでのホッ プ数がサーチされ、 各ニューロ ンに対応する外部入力合成部 3 9 a〜 3 9 nに入力 される。 また状態レジスタ 3 7 に格納されている自 ノ一 ドの状態 (保有パケ ッ ト数 P X ) も、 各ニュー ロ ンに対応した外部入力合成部 3 9 a〜 3 9 nに入 力される'。 さ らに網状態保持部 3 8 に保持されてい る P M の値、 すなわち定期的にネ ッ ト ワ ーク内の全 ノ ー ドから送られて く る各ノ ー ドの状態情報 (保有 パケ ッ ト数) を加算平均した値が、 各ニュー ロ ン対 応の外部入力合成部 3 9 a〜 3 9 nに入力される。 外部入力合成部 3 9 a〜 3 9 n は第 1 2 B図に類似 した構成を持っているが、 自ノ ー ドと隣接ノ ー ドで ルーティ ングの対象となっているバケ ツ ト数 J X 、 J y を用いて、 (10)、 ω式の外部刺激を求める こ とに なる。 [0176] 第 1 了 Α図の各閾値素子 4 0 a〜 4 0 n、 すなわ ちニュー ロ ンが第 1 2 A図における と同様の相互協 調動作を ^返すこ とにより 、 ニュー ン間で状態が やり取り され、 極めて短時間のう ちに各ニュ ー ロ ン の出力は平衡伏態、 すなわち安定状態に達する。 こ のとき、 ただ 1 つ出力 1 を示している出力ニュー ロ ンに対応する岀カボ - トが先頭バケツ ト、 および後 続バケ ツ トの出力方向となる。 この方向は、 ルーテ ィ ングしょう としている一連データをどのように勣 かせば特定ノ 一 ドにデータが集中せず、 かつその一 連データが宛先ノ 一 ドに近づく ような方向になるか を表している。 なおここで後続のバケ ツ トは出力方 向レジスタ 4 4の値により、 ルーテ ィ ング処理部 3 2の処理を gることな く無条件に出力ポ一 トに送ら れる。 徒って、 出力レジスタ 4 4の値は一連のパケ y トすべてが岀力されるまで固定される。 [0177] 第 1 8図は第 2実施例におけるノ ー ド Xでのパケ ッ ト出力動作のフ ロ ーチヤ一 トである。 まずステ ツ プ 6 2でデータバッフ ァ 3 4から先頭パケッ トが取 り出され、 ステ ッ プ 6 3 においてへ ッダ解折部 5 7 によりバケ ツ ト数 J x が読み出される。 次に、 ステ ップ 6 4で制御情報通信部 5 8、 および入出力ポー ト 5 9を介して隣接ノ 甲 ドにパケ ッ ト数が通知され またステップ 6 5 で隣接ノ ー ドから隣接ノ 一 ドでの ルーティ ング対象となっているパケ ッ ト数 J Y が受 信される。 そしてステ ップ 6 Sで先頭パケ フ ト内の 宛先ァ ド レスから制御テーブル 3 3 が検索され、 各 隣接ノ 一 ド g由の永 ■,プ数 d y が求められる。 ステ ップ 6 7 で制御テーブル 3 3 から d γ 、 状態 レジスタ 3 7から Ρ χ 、 網状態保持部 3 8 から Ρ Μ が取り出され、 ステ ップ 6 8 で出力側ニュ ー ロ ン V x y! 、 および入力側ニューロ ン V X Y 2 にそれぞれ do)、 ω式の外部刺激がセ ッ 卜 される。 またステ ップ [0178] 6 9 で重み付け係数と してバケ ツ ト数 J χ および J . がセ ツ ト される。 [0179] その後、 ステ ップ 7 0 で第 1 5図に実線で示した 制御ネ ッ ト ワーク 2 5 が起動され、 ニュ ーロ ン間の 相互作用による自律動作が行われる。 その動作の結 果、 ステ ップ 7 1 で各ニューロ ンの出力が安定した と判定される と、 ステ ップ 7 2 で V x y i = 1 となつ ている方向、 すなわちエネルギ一閬数 Eが最小とな る最適出力方向 Yに、 データバッ フ ァ 3 4 内の一連 データのパケ ッ ト出力が行われる。 [0180] なお上述の第 2実施例では、 一連データのパケ 'ン' トのルーティ ングが全てのノ ― ドで同期的に行われ る ものと仮定したが、 実際には各ノ ― ドが非同期的 にルーティ ングを行う こ とも考えられる c すなわち、 あるノ 一 ドが一連データの先頭バケ ツ ト のルーティ ング処理を行おう と している とき、 隣接ノ一ドでは すでに先頭パケ ッ トのル一ティ ング処理を終え、 後 繞パケ ッ トを連続的に出力 している場合が存在する この場合、 隣接ノ ― ドから得られる一連データのパ ケ ッ ト数は現在連続して出力されているデ一タのパ ケ ツ ト数となり、 また隣接ノ一ドの出力は 1 に画定 されているので、 自ノ ー ドのニューロ ンは隣接ノ一 ドのニューロンが安定状態に達しているとして、 他 のニューロ ンを安定させるように働く 。 そして全体 として安定した各ニューロ ンの状態は、 接ノ ー ド が連続的に出力しているバケツ トを加味したネッ ト ワーク の負荷に適応した状態になる。 [0181] 本発明の第 3.の目的、 すなわち障害が発生してネ ·>· トワークの形態が変化した場合のァダプティ ブル 一ティ ングを本発明の第 3 の実施例として説明する - 第 1 9図ば第 3 の実施例の原理 HIである。 同図に おいて、 第 5図の原理図に追加された障害検出手段 7 3 は自ノ一 ドに隣接する複数の隣接ノ ー ドと、 隠 接ノ ー ドと自ノ ー ドとを接続する出力リ ンク 2 3お よび入力リ ンク 2 4 とのいずれかに発生した障害を 検岀し、 その障害発生個所の方向からの入力リ ンク 2 4に対応する閾値素子 2 2 への入力値と、 その方 向への出カリ ンク 2 3 に対応する閾値素子 2 2の出 力値とをともに 0 に固定する。 この 0固定は障害発 生個所を避けたパケ ッ トのルーティ ングを実現する ためのものであり、 障害検出手段 7 3 は障害復旧時 にこの指定を解除する。 [0182] ¾力前ネッ トワーク伏態入力手段 2 6および各閽 値素子 2 2の作甩は第 5図におけると同様である。 [0183] 障害発生個所方 からの入力リ ンク 2 4 ·に対応す る閾値素子 2 2 への、 リ ンクに対応した隣接ノ一 ド 内閾値素子 2 2からの入力と、 その方向への出カリ " ンク 2 3 に対応する閾値素子 2 2 の出力とがともに 強制的に G に固定された条件、 言いかえると障害に 関係する閾値素子 2 2 の入出力を 0 に固定したまま で、 障害個所をルー トに選択しないという拘束条件 のもとで、 閾値素子 2 2 の相互作用により各ノ ー ド でパケ ッ トの最適送出方向がリ アルタ ィ ムに決定さ れ、 バケ ツ ト通信が行われる。 すなわち各閾値素子 2 2が出力前ネ ッ トヮ—ク状態入力手段 2 6からの 入力と、 制御ネ ッ トワーク 2 5内で隣接する閾値素 子 2 2および自素子の出力とを重み付け加算し、 閻 値処理を行って 0 または 1 の出力を決定することを 繰返した結果としてのネ ッ トワーク の平衡状態にお ける出力が 1 となる闘値素子 2 2 (出力ニ ュ ー ロ ン ) が割当てられた出力ポー トが自ノ ー ドからのノ ケ ッ トの出力方向とされる。 [0184] ある時刻において、 各ノ一 ドがそれぞれ 1 個のパ ケ ッ トを送信する とき、 次の時刻である特定ノ一 ド データが集中しないように、 かつそれらのデータ力く 宛先ノ 一 ドに近づく というような出力方向を選ぶた めの評価閬数を最小とする状態がニュー ラルネッ ト ワ ーク の平衡状態に一致するよう に評価関数を決定 することによって、 ネ ッ ト ワークの障害発生に適応 し、 また各データが宛先ノ 一 ドに近 く ような最適 出力パスを選ぶことが可能となる。 [0185] 第 3 の実施例に対するネッ トワークの評価関数は (6》式、 また外部刺激は )および (S)式全く 同様である。 [0186] さ らに、 ノ ー ドの構成は、 自ノ ー ド内の障害と例 えば、 第 9図でパケ ッ ト処理部 3 6が受けとつたパ ケッ ト内容により隣接ノ 一 ド側 (入出力リ ンクを含 む) の障害を検出する障害検出部が内部バスバスに 接繞されることと、 後述するようにルーティ ング処 理部 3 2 の構成が一部異なる以外は第 9図における と全く同様であり、 制御テーブル 3 3 の内容も第 1 [0187] 1図におけると全く 同様である。 [0188] 第 2 0 A図は第 3実施例におけるルーティ ング処 理部の実施例の構成を示す。 同図においてルーティ ング処理部 3 2の外部に設けられる障害検岀部 7 4 から障害検出信号が各ニューロン 4 0 a 〜 4 0 n に 入力される点を除いては第 1実施例における第 1 2 A図と同様の構成である。 [0189] ただし、 第 1 2 A図と異なり、 各ニューロ ン 4 0 a 〜 4 0 IIの入出力側に第 2 0 B図に示すように二 ユ ー ロ ン入出力リ セ ッ ト回路が設けられる。 すなわ ち第 1 2 C図に示したニュー ラルネ ッ トワーク内の 各オペア ンプ 4 0 1 a 〜 4 0 1 d の出力側および隣 接ノ ー ドからの入力側にセ レク タ 了 4 0 、 7 4 1 が 設けられ、 障害が検出された隣接ノ 一 ド側の入出力 リ ンク に対応するニュ ー コ ン G入出力が障害検出部 7 4からの障害検岀信号によりセ レク タ Ί 4 0 、 7 1 のアース側への切換えにより強制的に零とされ る。 これによつて、 例えばバケ ツ ト処理部 3 6 に入 力した隣接ノ ー ドからのバケ ツ 卜の内容により障害 検出部 7 4が隣接ノ一 ド側 (リ ンクを含む) の障害 を検出すると、 障害のある方向からの入力と、 障害 のある方向への出力とが制御ネ ッ トワーク 2 5上で ともに 0 に固定されるこ とになる。 [0190] なお、 自ノ ー ドに障害が発生した場合には、 障害0 検出部 7 4からの障害検出信号によって各ニュ ー口 ンの出力側に設けられるセ レクタ 7 4 0をアース側 に切換えることにより、 隣接ノ一 ド側へのニュー ロ ン出力を 0 に固定す'る こ ともでき る。 [0191] 出力方向レジスタ 4 4の内容は第 1 3図と同様で5 あるが、 その内容は障害検出部 7 4が障害発生方向 の入出力リ ンクに対応するニュ ー σ ンの入出力を 0 に固定した条件での自ノ一ドからのパケ ッ 卜の出力 方向を示すこ とになる。 またノ ー ド Xでのバケ ツ ト の出力動作のフ ローチャ ー トは第 1 4図と全く 同様0 である。 [0192] 本発明の第 4の百的、 すなわちバーチ ャ ルコ一-ル 方式のバケ ツ ト交換ネ ッ トワ ークにおけるァダプテ ィ ブルーテ ングを本発明の第 4 の実施例と して説 明する。 [0193] J 第 2. 1 Hiは第 4 の実施例の原理図である。 同図に おいて第 5図の原理図に追加された最大使用帯域通 知手段 7 5 は自ノ ー ドから次に岀力すべきバ—チヤ ルコールの呼設定パケ ッ トによって設定される通信 に用いられる最大使用帯域を示す情報を隣接ノ一ド 間で相互に通知しあう。 ここで通信に使用される最 大使用帯域を示す情報は例えば端末側で呼設定パケ ッ トに付加されるものとする。 [0194] すなわち、 本実施例においてはバ—チヤルコ―ル 方式を用いたパケ 'ン' ト交換網におけるネッ トワーク の ト ラフィ ッ ク状態を評価する 1 つの指標として、 ネッ トワークを構成する各ノ一ドでバ一チャルコー ルに割当てられた最大使用帯域の和を用いる。 例え ば、 音声通信の呼設定パケッ トに対しては 6 4 k b ノ s 、 圧縮された勣画像データ通信に対しては 3 8 4 k b / s の最大使用帯域が付加され、 各通信で用 いられる最大使用帯域の和をとることにより、 各ノ ― ドで収容可能な帯域にどの位余裕があるかを知る ことができる。 [0195] 出力前ネ ッ トワーク状態入力手段 2 6 は、 各ノ ― ドがそれぞれ呼設定バケ ツ トを出力する前に、 その バケ ツ ト出力後のネッ トワークの ト ラフィ ック状態 を評価可能とするための情報、 例えば自ノ 一 ドです でにハ—チヤルコ一ルに割当られている最大使用帯 域の和、 送岀すべき呼設定パケ ッ トの宛先情報、 隣 接ノ 一 ドで /レ一ティ ングの対象となつている呼設定 パケ ッ トに付加されている最大使用帯域、 ネ ッ トヮ [0196] 1 [0197] δ ーク内の全ノ一ドですでにバーチ ャルコールに割当 てられている最大使用帯域の和の平均値などを、 呼 設定パケ ッ トの出力前ネ ッ ト ワーク情報として各閾 値素子 2 2 に入力する。 [0198] 第 2 1図において、 ネ ッ ト ワーク内で複数のバー チャルコ一ルの呼を設定する場合、 各ノ一 ドで送出 しょう としている呼設定バケ ツ トに付加されている 最大使用帯域が最大使用帯域通知手段 7 5 によ って [0199] 10 通知される。 そしてその情報と既に各ノ ー ドに割当 てられているバーチ ャ ルコールの最大使用帯域の和 を基にして、 閾値素子 2 2 の相互作用によって各ノ [0200] - ドで保持している呼設定パケ トの送出方向がリ アルタ イ ムに決定され、 ノ、'一チ ャ ルコ ールのパスが 求められる。 すなわち各閾値素子 2 2が出力前ネ ッ ト ワ ー ク状態入力手段 2 6 からの入力と -、 制御ネ y トワーク 2 5内で隣接する閾値素子 2 2および自素 子の出力とを重み付け加算し、 閾値 ¾理を行って 0 または 1 の出力を決定する とこを繰り返した結果と [0201] 20 してのネ ッ トワークの平衡状態における出力が 1 で ある閾値素子 2 2 (出力ニュー ロ ン) が割当てられ 出力ポー トが呼設定バケ ツ トの出力方向とされる ある時刻において、 各ノ 一 ドがそれぞれの保有す る呼設定バケ ツ トを送信する とき、 次の時刻である 特定ノ 一 ドにノ 一チ ャルコ 一ルで割当てられる使^ 帯域が集中しないように、 かつそれらの呼設定パケ ッ トが宛先ノ一ドに近づく というような出力方向を 選ぶための評価関数を最小とする状態がニュ一ラル ネッ トワークの平衡妆態に一致するように評価関数 を決定することによって、 ネッ トワ ーク の障害ゃ輻 輳に適応し、 また各呼設定パケッ トが宛先ノ一ドに 近づく ような出カリ ンクが選ばれることになり、 ネ ッ トワ ー ク の状態に適したノ、'一チ ヤルコールのパス を'設定するこ とができる。 [0202] 第 4 の実施例におけるネ ッ トワ ーク の評価関数 Φ の設定は第 5図に対するものとほぼ同様であるが、 移動すべきパケ ッ トが呼設定パケ ッ トであることと ネッ トワーク内の食荷分散が各ノ一ドでバ—チャル コールに割当てられている最大使 ¾帶域の和の分散 として評価されることが異なつており、 次式のよう になる。 [0203] K N [0204] C 1 ∑ ( B X + ∑ S Y A X Y V X Y 2 B M [0205] X y [0206] H [0207] C 2 ∑ ∑ ci A X Y V X Y 1 [0208] X Y [0209] N K [0210] C 3 (∑ A X Y V X Y 2 一 Θ X ) 2 [0211] X Y [0212] N N [0213] C 4 ∑ ( A X V V L ― A x Y V V X Z [0214] x y [0215] 02) ここで B x は各ノ 一 ドにおいてすでにバーチヤル コールに割当てられている最大使用蒂域の和.を、 Β ;ί 1 はネ ッ トワーク内の全ノ — ドにおける最大使用帯域 の和の平均値を、 S Y は隣接ノ ー ド Yでルーテ ィ ン グの対象となっている呼設定バケ ツ 卜に付加されて いる最大使用帯域を表している。 また d Y Θ χ およ 5 び Α ΧΥの意味は (6)式におけると同様である。 [0216] こ の式の第 1項はノ一ド Xから他ノ一 ドへ呼設定 バケ ツ トを送り、 他ノ ー ドから最大使用帯域 S γ の 付加された呼設定バケ ツ トを受け取った結果の使用 帯域の和が、 ネ フ トワーク内での各ノ ー ドでバ―チ 10 ャルコールに割当てられている帯域の和の平均値よ り どれだけ多 く なるかという、 ネ ッ トワーク全体の 最大使用帯域の和の分散を表す。 [0217] また第 2 , 3および 4項の意味は (6)式と同様である。 次に、 結合係数は一般に 2つのノ ー ドの出力の積 15 の項に対応する係数となり、 こ こで問題と している ルーテ ィ ングに関しては隣接ノ一 ドでルーテ ィ ンク" の対象となっている呼設定バケ ツ トに付加されてい る最大使用帯域 S Y のパラ メ ー タを舍むこ とになる。 また各ニュ ー ロ ンへの外部刺激は / XY 1 、 及び V XY 2 [0218] 20 の係数を求めることによって次のよう に与えられる。 [0219] ニュ ー ロ ン V XY1 (出力側) [0220] : ( - C 2 d y / 2 - C 3 θ κ ) Α χγ [0221] as ニュ ー ロ ン V χ Υ 2 (入力側) [0222] : - C , S v ( B x - B M ) A X V · —— · ttti 従って、 ネッ トワーク内の各ノ ー ドの制御部にお いて、 呼設定バケツ トの移動時に上述の外部剌激を 自ノ ー ド内の各ニューロ ンに、 また瞵接ノ ー ドで保 持している呼設定バケツ 卜に付加されている最大使 用帯域 S y を結合閬係の重み付け係数として入力す ればよいことになる。 [0223] 第 2 2図は第 4実施例におけるノ一ドの搆成を示 すブロ ッ ク図である。 このノ ー ド構成は第 1 6図の 第 2実施例と類似しているが、 ヘッダ解析部 5 7 の 代わりにバケ ツ ト解折部 7 6、 制御情報通信部 5 8 の代わりに帯域情報通信部 7 7を有し、 さらに蒂域 管理'部 7 8を有している点が異なってい-る。 バケ ツ ト解圻部 7 6 は呼設定パケッ トから宛先情報と最大 使用帯域とを取り出す。 蒂域情報通信部 7 7 は他ノ 一 ドとの間で次に出力する呼設定パケ 'ン' トに付加さ れている最大使用帯域を相互に通知しあう。 帯域管 理部 7 8 は自ノ ー ドですでにバーチヤルコ一ルに割 当てられている最大使甩帯域を各コ ール毎に管理す る。 なお帯域情報通信部 7 7 の構成は第 1 7 B図に 示した制御情報通信部の構威と同様であり、 ルーテ ィ ングの対象となつている一連データのパケ ッ ト数 の代わり に呼設定パケ フ トに付加されている最大使 用帯域が矮接ノ - ド栢互簡でパケ ッ ト形式に組立て られて通知される点のみが異なる t 例えばリ ンク①を経由して入出力ポー ト 5 9 aで 受信された呼設定パケ ッ ト (その呼によって設定さ れる通信に使用される最大使用帯域が端末側で付加 されている) から、 まずバケ ツ ト解圻部 7 6 によつ てその呼設定バケ ツ ト の宛先ノ 一ドを示す宛先情報 と最大使用帯域とが取り出され、 最大使用帯域は自 ノ一 ド内の帯域情報通信部 7 7 にセ ッ ト される。 な お呼設定パケ ッ トは、 出力パスが決定されるまでデ ータバッ フ ァ 3 4 に格納される。 なお制御テ―ブル 3 3 の内容は第 1 1 図と同様である。 [0224] 第 2 3図にルーティ ング処理部 3 2 の実施例の構 成ブロ ック図を示す。 同図において、 ルーティ ング 処理部は宛先ノ一 ドへのホ ップ数 d V を格納する制 御テーブル 3 3 に加えて、 隣接ノ一 ドでルーテ ィ ン グの対象となっている呼設定パケ ッ トに付加されて いる最大使用蒂域を保持する隣接ノ一 ド内使用帯域 保持部 7 9 、 自ノ ー ド内ですでにパーチャルコール に割当てられている最大使用帯域の和 B x を示す伏 態レジスタ 3 7、 ネ ッ ト ワーク全体の各ノ ー ドでバ —チャルコールに割当てられている最大使用帯域の 和の平均値 B M を保持する網状態保持部 3 8 . S V - d V 、 B X 、 および B M を外部入力として合成す るタ ί部入力合成部 (ニュー ロ ンにより S γ 、 および d V の値が異なるためにニュー ロ ン対応に設けられ る) 3 9 s 〜 3 9 n 、 ノ ー ド内の n個の閾値素子、 すなわちニューロ ン 4 0 a 〜 4 0 n、 各ニューロ ン 内で加算処理を行う加算部、 例えば、 ニューロ ン 4 0 a内の 4 1 a、 および蘭値処理を行う閻値処理部 4 2 a 、 閾値素子の加算部への入力にあたり重み付 けを行う重み付け部 4 3 a 〜 4 3 n、 ト ラ ンシーバ 4 4 0からなる。 , [0225] 前述のように入出力ポ— ト 5 9で受信された呼設 定パケッ トカ、ら、 パケ ッ ト解折部 7 6 により宛先情 報と最大使用帯域が取り出され、 パケ ッ トはデータ0 バッ ファ 3 4に格納される。 そして取り岀された最 大使用帯域は帯域情報通信部 Ί 7にセッ トされる。 帯域情報通信部 7 7 は、 セ ッ トされた最大使用帯 域を隣接ノ一 ドに通知するために、 その値をパケッ ト形式に組み立てて入岀カポ— ト 5 9 に送る。 また5 入出力ボー ト 5 9 で受信した隣接ノ 一 ドがルーテ ィ ングを行おう としている呼設定パケ ン トの最大使用 帯域 S Y を取り出し、 その値を隣接ノ ー ド内の使用 帯域保持部 7 9、 および重み付け部 4 3 a にセ ッ ト する。 一方、 パケッ ト解析部 Ί 6によつて取り出さ0 れた宛先情報を用いて、 制御テーブル 3 3から各二 ユ ーロ ンの隣接ノ一ドから宛先ノ一 ドまでのホ ップ 数がサーチされ、 各ニュー ロ ンに対応する外部入力 合成部 3 9 a 〜 3 9 n に入力される。 また状態レ ジ スタ 3 7 に格鈉されている自ノ ー ドにおける最大使 用幕域の和 B x と..、 網钛態保持き I S - 3'に保持されて いる B M の値、 すなわち定期的にネ ッ ト ワーク内の 全ノ ー ドから送られて く る各ノ ー ドの帯域情報 (各 ノ ー ドの最大使用帯域の和) を加算平均した値が、 各ニューロ ン対応の外部入力合成部 3 9 a 〜 3 9 n に入力される。 さ らに隣接ノ ー ド内の使用帯域保持 都の値 S Y も外部入力合成部 3 9 a 〜 3 9 nに入力 される。 外部入力合成部 3 9 a 〜 3 9 nは第 1 2 B 図.に類似した構成を持ち、 )、 C14)式の外部刺激を出 力する。 [0226] 各ニュー ロ ンが第 1実施例におけると同様の栢互 協調動作を操返すこ とにより 、 ニューロ ン間で状態 がやり取り され、 極めて短時間のう ちに各ニューロ ンの出力は平衡状態、 すなわち安定状態に達する。 このとき、 ただ 1 つ出力 1 を示している出力ニュ ー ° ンに対応する出力ポー トが呼設定パケ 'ン' トの出力 方向となる。 この方向は、 ルーテ ィ ングしよう と し ている呼設定パケ ッ トをどのよう に動かせば特定ノ ー ドにバーチャルコールで使用される帯域が集中せ ず、 かつその呼設定パケ ッ トが宛先ノ ― ドに近づく ような方向になるかを表している。 なお、 ここで求 められた出力ポー ト の番号、 呼設定バケ ツ トに付加 されている発着ノ 一 ドア ド レス、 および最大使用帯 域は帯域管理部 7 S にセ ッ ト され、 呼設定.がなされ た後は、 この蒂域管理部 7 8 の値によってデータパ ケ 'ノ ト のル.一テ ィ ングが行わ る '一 第 2 4図は、 第 2 2図に示すように各ノ ー ドの内 部に設けられる帯域管理部 7 8 の内容の例である。 上述のように帯域管理部 7 8には、 自ノ — ドで設定 したバーチャルコールの呼のそれぞれに対して、 そ の呼の発ノ 一ドと着ノ一ドのァ ド レス、 隣接ノ一ド への出力時の出力ポー ト番号、 およびそのバーチヤ ルコールで使用される最大使用帶域が格納されてい る。 そして、 各バーチャルコールに対する最大使用 帯域の和をとることにより、 自ノ ー ドでの最大使用 帯域の和 B X が求められる。 [0227] 第 2 5面は第 4実施例におけるノ ― ド Xでの呼設 定パケ ッ トの出力動作のフローチャー トである。 ま ず S 8 0で入出力ポー ト 5 9を介して呼設定パケ トが受信され、 S 8 1 においてバケ ツ ト解析部 7 6 によ り最大使用帯域が読み岀される。 次に、 S 8 2 で蒂域情報通信部 Ί 7 、 および入出力ボ— ト 5 9を 介して隣接ノ一ドにその最大使用帯域が通知され、 また S 8 3 で磷接ノ一 ドから隣接ノ 一ドでのル一テ Λ ング対象となっている呼設定パケ ッ トに付加され ている最大使用蒂域 S Y が受信される。 そして S 8 4で自ノ 一 ドから送出しょう としている呼設定パケ ッ ト内の宛先ァ ドレスから制御テーブル 3 3が検索 され、 各隣接ノ一ド柽由のホップ数 d γ が求められ [0228] S S 5で制街テーブル 3から ά V 、 状態レ ジス タ 3 7から B x 、 網状態保持部 3 8から B M が取り 出され、 S 8 6 で出力側ニューロ ン V XY 1 、 および 入力側ニューロ ン V XY2 にそれぞれ (ΰ)、 (14)式の外部 刺激がセ ッ トされる。 また S 8 7 で重み付け係数と して隣接ノ 一 ドでルーティ ングの対象となっている 呼設定パケ ッ トの最大使用帯域 S Y がセ ッ トされる , その後、 S 8 8で第 2 1図に実線で示した制御ネ ッ トワーク 2 5が起動され、 ニューロ ン間の相互作 用による自律動作が行われる。 その動作の結果、 S 8 9で各ニューロ ンの出力が安定したと判定される と、 S 9 0 で V XY I = 1 となっている方向、 すなわ ちエネルギー関数 Eが最小 (又は極小) となる最適 出力方向 'Yの出力ポー トが帯域管理部 7 8 にセ ッ ト され、 その方向にデータバッファ 3 4内の呼設定パ ケ ッ 卜の出力が行われる。 [0229] 本発明の第 5 の目的、 すなわちネ ッ ト ワ ーク の各 ノ 一 ドの負荷状態とパケ ッ ト の宛先ノ ― ドまでの距 離とに応じて常に最適の性能を提供するァダプティ ブルーティ ングを本発明の第 5 の実施例として説明 する。 [0230] 第 2 6図は第 5 の実施例の原理図である。 同図に おいて、 第 5図の原理図に追加された重み付け係数 可変手段 9 1 は、 各閾値素子 2 2が出力前ネ ッ ト ヮ 一ク状態入力手段 2 6 からの入力と -、 制御ネ フ ト ヮ ーク 2 5上で隣接する閾値素子 2 2および自素子の 出力とを重み付け加箕するにあたり、 その重み付け の係数をネッ トワークにおける各ノ一ドの負荷の状 態と、 バケツ トの宛先ノ ー ドまでの距離とに応じて ァダプティ ブに変更する。 [0231] また出力前ネッ トワ ーク状態入力手段 2 6 は、 ネ ッ トワークの ト ラフ ィ ッ ク状態を評価可能とするた めの出力前ネ ッ トワーク状態の情報として、 自ノ ー ドが保有するパケ ッ ト数、 ネッ トワーク の各ノ ー ド が保有するパケ ッ ト数の平均値、 自ノ ー ドから各隣 接ノ ー ドを経由しての宛先ノ一ドまでの各中継リ ン ク数に加えて、 その各中継リ ンク数の合計値を各閾 値素子 2 2 に入力する。 各閾値素子 2 2 の作用は第 1 の実施例における と同様である。 [0232] 本発明におけるネ 'ン' トワ ークの評価関数 Φの基本 式となっている(6)式において、 ネ ッ トワークの食荷 を分散させるようにする項 (第 1項) とパケ ッ トを 最短パスにだすようにする項 (第 2項) との和が最 小になるよう にしているが、 この力閬係は C! と C 2 の係数を固定にしているため一定である。 従って、 常にネ ッ トワークの負荷が重いような場合を想定し て分散の項の定数を距離の項の定数より大き く して おく と、 逆にネ ッ トワークの負荷が全体 ¾に軽いよ うな場合には、 最短パスが選ばれず負荷が平均化さ れるような方向が選ばれ、 なかなか宛先ノ 一ドにパ ケ ン トが a達することが出來な-い。 これによ ¾,ネ ン ト ワ ー ク内遅延が増大するため実時間性が重視され るよう な情報を送る こ とができないという問題が生 じる。 又、 以上の関係とは逆に、 第 2 項の定数を第 1 項の定数より大き く する と、 負荷が分散する作用 が抑えられ、 距離を優先した方向が選ばれるため、 例えばネ ッ ト ワークが全体と して混んでいる時でも 負荷の集中を避ける こ とが出来な く なる。 又、 2 つ の項に対して同じよ う な重み係数に した場合はネ ッ ト ワ ーク の状態に則して常に最適な性能を提供する こ とができないという問題がある。 そこで、 その時 のネ ッ ト ワ ー ク の状態とパケ ッ ト の宛先迄の距離と により、 各ノ ー ド単位 ( )式ではニュ.一ロ ンへの外 部刺激の式はネ ッ ト ワ ークの混み ぐあいに関係な く 一定している) にその時の状況に見合った最適な出 力が得られる こ とが重要である。 [0233] 第 5 の実施例は情報の性質を損わずにかつネ ッ ト ワ ークの状態に瞬時に適応したルーテ ィ ングを実現 する こ とを目的と し、 各閾値素子 2 2 が制御ネ ッ ト ワーク 2 5 上で隣接する閾値素子および自素子の出 力とその出力に対する重み付け係数との積の総和を 外部刺激と加算する際に、 結合関係の重み付け係数 がネ ッ ト ワーク内のノ ー ドが保持するパケ ン' ト数の 平均値と自ノ ― ドから各隣接ノ 一 ドを経由しての宛 先ノ一 ド迄の各中継リ ンク数の合計値とに応じて、 , 重み付け係数可変手段 9 1 ,によ つてマダプテ ブに 変更される。 また各中継リ ンク数の合計が外部刺激 ο 5 [0234] を求めるための岀カ前ネッ トワーク伏態入力手段 2 6 に入力される。 [0235] 以上のようにネッ トワークの状態とルーティ ング 対象パケ ッ トの宛先ノ ー ドまでの距離とに見合って 重み付け係数が変更されることによって、 例えばネ ッ トワークが平均して混んでいるときでも宛先ノ ー ドに近いパケ ツ トは迂回せずに宛先に最も近づく方 向のリ ンクが、 又宛先ノ一ドから遠いパケ ッ トは迂 回方向のリ ンクが選ばれるようになる。 このため、 ネッ トワークの状態と宛先ノ ー ドまでとの距離によ つてァダプティ ブにバケツ トの出力方向を求めなが ら、 確実に宛先ノ ー ドへバケ ツ トを送ることができ る。 [0236] 第 5 の実施例においては、 (6)式と同様の P x 、 P M d v 、 θ χ などを用いて評価関数 øが次式岀カ与え られる。 - [0237] Ν [0238] C ! P M D χ ∑· ( Ρ + ∑ X Υ γ 2 [0239] Υ [0240] Κ Ν [0241] ∑ A XX YΥ V X Υ I Ρ Μ ) ~ί " し 22 £-i Λ [0242] U.. " Κ Υ [0243] Κ Υ [0244] V Χ γ , - C 3 ∑ (∑ Α χ γ V χ ν ΐ - β χ } 2 - : V [0245] Κ S [0246] C i ν κ γ Υ X 2 ) Ζ X Υ ただし D x = ∑ d A X Y こ こで、 (15)式の第 1 項において(e)式の第 1 項と違 う ところは、 定数の他に平均パケ ッ ト数と宛先ノ ー ド迄のホ ッ プ数の合計との積が重み係数となってい る。 これにより 、 ネ ッ ト ワーク の状態及び距離の状 態によ り重み係数を可変にする こ とができる。 また こ の とき の各ニュ ー ロ ンへの外部剌激は以下のよ う に表される。 [0247] ニュ ー ロ ン V XY! : [0248] { C , P M D X(.P X - P M) - C 2 d γ/2 [0249] + c 3 Θ X} A XY [0250] ニュ ー ロ ン V XY2 : [0251] - C , P„ D x ( P x - P H) A 8Y · · ' - m [0252] 従って、 ネ ッ ト ワ ーク内の各ノ ー ドの制御部にお いて、 パケ 'ン 卜 の'移動時に上述の外部刺激を自ノ ー ド内の各ニュ ー ロ ンに、 またネ ッ ト ワ ー ク の各ノ ー ドで保持しているバケ ツ ト数の平均値と宛先ノ ー ド までのホ ッ プ数の合計とを、 結合閬係の重み付け係 と して入力すればよいこ とになる [0253] 第 5実施例におけるノ 一 ドの構成は第 2実施例に 対する第 1 6図とほぼ同様であり 、 制御情報通信部 5 8 を有しない点でけが異なっているので、 図を省 略する。 [0254] 第 2 -7図 ;.ま、 第 5 実施例における制御テーブル 3 3 の内容の実施例である。 その内容は、 第 1 1図と ほぼ同様であるが、 自ノ ー ドから各瞵接ノ ー ドを柽 由しての宛先ノ ー ドまでのホップ数の合計も格納さ れている。 [0255] 第 2 8図は第 5実施例におけるルーティ ング処理 部 3 2の構成プロ ック図である。 このルーティ ング 処理部は、 重み付け係数変更部 9 2を有することと- 出力方向レジスタ 4 4 の出力が C P U 3 1 へ岀カさ れる点を除いては、 第 1実施例に対する第 1 2 A図 と同様である。 その作用は、 制御テーブル 3 ' 3から 自ノ 一 ドから宛先ノ 一 ドまでのホップ数の合計 D X が、 また網扰態保持部 3 8からネ ッ トワ ークの各ノ- ー ドで保有するバケ ツ ト数の平均値 P H が重み付け 係数変更部 9 2に入力され、 重み付け係数変更部 9 2 の出力を用いて、 該入力合成部 3 9 a 〜 3 9 nに よって^部刺激が合成され、 また重み付け部 . i 3 a 〜 4 3 IIによって重み付けが行われる点を除いては 第 1 2 A図におけると同様である。 ただし外部入力 合成部 3 9 a 〜 3 9 nは、 第 1 2 B図と類似した構 成を持つものの、 P X 、 P H 、 d V および係数レジ スタ 3 9 1 の内容に加えて、 宛先ノ ー ドまでのホ ッ プ数の合計 D x を用いて (1 、 0 ΐ式の外部剌激を求め c [0256] 各ニュー ンが相互協調動作を橾返すことにより ニー ン間で状態がや 取り さ 、 極めて短時 fi のう ちにニューロ ンの出力が安定状態に達する。 こ 严. の時、 ただ 1 つ出力 1 を示している出力ニューロ ン に対応する出力ポ— トがルーテ ィ ング対象パケ ッ ト の出力方向となる。 [0257] 第 2 9図は第 5実施例におけるノ ー ドでのパケ ッ ト出力動作のフ ロ ーチャー トである。 まずステ ップ 9 3 でデ一タ ノ ツ フ ァ 3 4から先頭バケ ツ トが取り 出され、 へッダ解圻部 5 7 によってへッダが解折さ れ、 ステ ッ プ 9 4で宛先ァ ド レスを用いて宛先ノ ―0 ドまでのホ ッ プ数が制御テーブル 3 3 から検索され る。 ステ ッ プ 9 5 で宛先ノ ー ドまでのホ ップ数の合 計 D X と平均バケ ツ ト数 P M が重み付け係数変更部 9 2 にセ ッ ト される。 ステ ップ 9 6 で制御テ一ブル 3 3 、 状態レジスタ 3 7 、 網状態保持部 3 8 からそ れぞ d y 、 P x 、 P M が取り出され、 ステ ップ 9 7 で (16)および (17)の外部刺激がセ ッ ト される。 そしてス テ ツプ 9 8 で重み付け部 4 3 a 〜 4 3 nに重み付け 係数変更部 9 2 の値がセ ッ ト され、 ステ ッ プ 9 9 で 制御ネ ッ ト ワ ーク 2 5 が起動される。 ステ ップ 1 00 0 で各ニューロ ンの出力が安定するまで相互作用に よるニ ュ ー ロ ンの自律動作が行われ、 その後ステ ツ プ 1 0 1 でデータバ .ソ フ ァ 3 4内のパケ ッ 卜 の出力 力く行; れる 。 [0258] 本発明の第 6 の目的、 すなわちル一 テ ィ ング処理 時間の短いァダプチ ィ ブルーテ ングを、 本発明 0 第 6 の実施例として説明する。 [0259] 第 3 Q図は第 6の実施例の原理図である。 同図に おいて、 第 5図の原理図に追加された出力計数手段 1 0 2 は各閾値素子 2 2が出力前ネッ トワーク状態 入力手段 2 6からの入力と、 制御ネ ッ トワーク 2 δ 上で隣接する閾値素子 2 2および自素子の出力とを 重み付け加箕し、 その加算結果を閾値処理して 0ま たは 1 の出力を発生する動作を籙返すにあたり、 ノ 一ド内の出力ポー トに対応する各閻値素子 2 2の出 力が 1 となった回数をカウ ン トする。 [0260] そして、 各閽値素子 2 2 は、 第 5図におけると同 様の相互協調動作を籙返し、 0 または 1 の出力を発 生する。 第 6 の実施例では、 一定時間内にその出力 が 1 となつた回数が最も多い閾値素子 2 2に対応す る出力ポー トをバケ ツ トの出力方向とする。 [0261] 一般にルーティ ング開始時点、 すなわち閾値素子 の相互協調動作の開始時点ですでに拘束条件を満た しやすいような状態 (例えば宛先までの最短パス上 の隣接ノ 一 ドが空いている時にはバケ ツ トを出そう とする方向のノ ー ドとそれを受け取ることができる ノ 一 ドとが一致している状態) にあるノ一 ド間の顯 値素子が先に安定し、 順次残 ©閾値素子のなかて 拘束条件を^たす うに安定して行く。 しかしなが ら、 ネ ッ トヮ一クの复荷の拔態と宛先ノ 一 ドまでの 距離との鬨係によって 、 全ての葳値素子が安定す るまでかなり時間がかかる場合があり、 ルーティ ン グ処理時間をこの最大時間に設定しておく必要があ る。 従ってネ ッ トワークの大規模化にともなってル 一テ ィ ング処理時間が長く なり、 負荷の変化に適応 した出力方向を得ることが函難になるという問題が 生じる。 , [0262] 第 6 の実施例はこの問題を解決するためのもので ある。 通常、 各閾値素子 2 2 は、 与えられた負荷等 の条件に対して、 ルーティ ング開始直後はその出力 が繰返えし 1 か 0かになり、 その後徐々に 1 または 0 のどちらかを取る回数が多 く なり、 最後に 1 また は 0 に落ち着く傾向がある。 これに対し 1 と 0 との 繰返しが長く続き安定するまで時間がかかる場合に は、 どの方向にパケ ッ トを出力しても評価関数に影 響がないことになるため、 必ずしも 1 か 0かに安定 するまで待つ必要がない。 そこで、 一定の時間内で 1 を多 く 出力した閾値素子 2 2 に対応した出力リ ン ク 2 3をバケ ツ 卜の出力方向とすることができる。 これにより全ての閼値素子 2 2が安定するまで待つ 場合に比べて、 ルーティ ング処理時間を短く するこ とができる。 [0263] ま 本発明における評価関数の基本式である(6)式 について、 その第 3項が 0 になる、 すなわちパケ ッ トの出力方向かただ 1 つに決まるよう に各ニュ ー ロ ,ンの岀力が安定する こ とを説明したが、 (6)式の各項 の係数 〜 C 4 の選び方などによっては複数の出 力ニューロ ンの出力が 1 で安定する こともあり、 こ の実施例はそのよう な問題を解決するためにも用い られる。 [0264] 第 6 の実施例に対する評価関数は (6)式、 また外部 剌激は (7)、 (8)式と全く同様である。 . [0265] 第 6 の実施例におけるノ ー ドは、 第 5 の実施例に おけると同様に、 第 2 の実施例におけるノ ー ド、 す なわち第 1 6図から制御情報通信部 5 8 のみを除外 したものであるので、 その構成図を省略する。 また 制御テーブル 3 3 の内容も第 1 1図と全く同様であ る。 [0266] 第 3 1図は第 6 の実施例におけるルーティ ング処 理部の構成ブ口 ック図である。 このルーティ ング処 理部は、 第 1実施例に対する第 1 2 Α図と比較する と、 ffi力方向レジスタ 4 4 の代わりに各ニューロ ン 4 0 a 〜 4 0 nのう ちで、 岀カリ ンクに対応する各 閾値素子の出力が 1 となった回数をカウ ン トするた めのカウ ンタ 1 0 3 a 〜 1 0 3 n と、 これらのカ ウ ンタの出力値を比較する比較器 1 0 4、 および外部 入力合成部 3 9 a 〜 3 9 nが外部刺激を各ニュ― π ン 4 0 a 〜 4 0 nに出力した時点で、 第 3 0図の制 ツ トワ ーク 2 5 と同時に起動され、 比較器 1 0 4がカウ ンタ 1 0 3 a 〜 ί 0 3 ηのカウ ン ト値を比 較するまでの時閩を設定するダイ マ 104 Qが設^ られ; ている こ とを除けば第 1 2 A図の構成と全 く 同様で [0267] 2 [0268] 5 ある。 [0269] 第 3 2図は第 6 の実施例におけるノ ― ドでのパケ ッ ト の出力動作フ ローチヤ一 トである。 まずステ ツ プ 1 0 5 でデータバッ ファ 3 4 から先頭バケ ツ トが 取り出され、 へッダ解折部 5 7 によ り そのへッダが 解析される。 ステ ップ 1 0 6 で、 へ ツダ解析部 5 7 で取り 出された宛先情報を用いて、 制御テーブル 3 3 から各隣接ノ一ド柽由のホ ップ数がサーチされる , [0270] 10 ステ ップ 1 0 7 で制御テーブル 3 3 力、ら d Y 、 状態 レジスタ 3 7 から P x 、 網状態保持部 3 8 から P M が取り出され、 ステ ップ 1 0 8 で(7)および(S)式の外 部刺激が各二ユ ーロ ンにセ ッ ト される。 その後ステ ップ 1 0 9 で第 3 0図の制御ネ ッ ト ワ ーク 2 5 とと [0271] 1 5 もにタイ マ 1040が起動され、 ステ ップ 1 1 0 で各出 力ニュー ロ ンの出力が 1 となった回数がカ ウ ン ト さ れる。 ステ ップ 1 1 1 でタ イ マ 1 040がタ イ ムァゥ ト になる と、 ステ ップ 1 1 2 で各出力ニューロ ンに対 応するカ ウ ンタ 1 0 3 a 〜 1 0 3 n の値が比較器 1 [0272] 20 0 4で比較され、 カ ウ ン ト値の最も大きいカ ウ ンタ に対応するニューロ ンが求められる。 ステ ッ プ 1 1 3 でそのニュー ロ ンに対応している方向がパケ 'ン' ト の出力方向とされる。 [0273] なおこ こではステ ッ プ 1 i 1 でタ イ マ 1040がタ -ί 厶,ァ ゥ トするまでニュ ー ンの相互協調動作,が行わ れるものとしたが、 この期間を時間でな く ニューロ ンの状態更新回数として設定することも可能である < すなわち、 ニューロ ンの伏態更新に要する時間は二 ユーロ ンの処理時間と平均ノ一 ド間距離の信号伝播 遅延時間との和で与えられ、 状態更新回数とタイマ 設定値とは 1対 1 に対応することになる。 そしてこ の場合にはニューロ ンの状態更新が一定回数行われ た時点でカウ ンタ値の比較が行われる。 [0274] 以上のように、 各ニューロ ンの間で一定回数の状 [0275] 10 態のやり取りが行われた後にノ一 ド内の各ュニッ ト に対応するカウ ンタの値が比較され、 1 を出力した 回数が最大の二ユーロ ンに対応する出力リ ンクがパ ケ ッ トの出力方向となる。 こ 方向はルーテ ィ ング の対象となっているバケ "J トをどのように動かせば [0276] 15 特定ノ ― ドにデータが集中せず、 かつ宛先ノ 一 ドに 近づく ような方向になるかを表している。 [0277] 最後に本発明のァダブティ ブルーティ ングのコ ン ピュータ シ ミ ュ レ—ショ ンの結果を、 簡単のために [0278] 4 ノ ー ドのメ ッ シュネッ トワ ークを例と して説明す [0279] 20 る。 第 3 3図の左側はバケ ツ ト出力前の % ツ ト ヮ一 [0280] クの状態を示し、 〇の中の数値は各ノ ー ド 1 1 4〜 1 1 7が保有するパケ ン ト数であり、 矢印は各ノ ー ドから宛先ノ ー ドへの最短パス ©方向てある 同 の右側はパケ ';- ト出力後の状態であり、 ァダプティ ブ —テ A カ 'の、锆杲最適方向とされた矢印方向 バケ ツ トをそれぞれ 1 個出力した後の各ノ ー ドの保 有バケ ツ ト数が〇の中に記入されている。 [0281] 第 3 3図の ( a ) はバケ ツ ト出力前の負荷がバラ ンス していない場合、 同図の ( b ) は比較的バラ ン ス している場合を示すが、 いずれにおいても負荷を バラ ンス させる こ とと、 最短パスを選択する こ とと が矛盾せず、 結果的にバケ ツ ト は最短パス方向に出 力される。 同図の ( c ) は負荷がバラ ンス しておら ず、 しかも最短パス方向へのパケ ッ ト出力が負荷を [0282] 10 さ らにア ンバラ ンスにする場合であり 、 シ ミ ュ レ一 ショ ン結果はパケ ッ ト出力が 2 つの矛盾する目的を 最適化する方向に成される こ とを示している。 [0283] 以上詳細に説明したよ う に、 本発明によればノ ー ド間を接続する リ ンク に対応して設けられたニ ュ ー [0284] 15 π ンの相互協調動作によ って各ノ ― ドでのパケ ッ ト の出力方向が自律的、 局所的に決定され、 ネ ッ ト ヮ 一クの状態に瞬時に適応したルーテ ィ ングを実現す る こ とができ る。 [0285] 次に、 画像データのよ う な連続的で大量のデータ [0286] 20 の先頭バケ ツ トのみに対してルーテ ィ ング処理を行 う こ ともでき、 ネ ッ ト ワ ー ク全体での処理遅れを大 幅に短縮する こ とが可能になる。 [0287] またネ ツ ト ワ ーク に障害が発生した場合にも障害 個所を面避したァダプテ ィ ブル一テ ィ ングを行う こ [0288] 25 とができ、 ^ ツ ト.ワーク の信頼性が飛躍的 こ向上す る。 [0289] さらに、 バーチャルコール方式のバケツ ト交換ネ ッ ト ワークにおいても、 各ノ ー ドで通信に使用され る最大使用帯域の和が均一となるように、 呼設定パ ケ 'ン トのルーティ ングをァダプティ ブに行う ことに より、 ネ ッ トワークの状態に適応したバーチャルコ 一ルのパスを設定できる。 [0290] ァダプティ ブルーティ ング方式において、 ネ ッ ト ワ ークの找態を評価する評価関数の呼設定法をさら に工夫する.こと、 すなわちネ ッ トワークの負荷分'散 状態とパケ ッ トの宛先ノ ー ドまでの距離とをニュー ロ ンへの外部刺激として入力するのみでな く 、 ニニ 一 π ンによる重み付け加算における重み付け係数に もこれらの量を反映させることによって、 バケ ツ ト の出力方向をよりァダプティブに制御でき、 ネ ン' ト ワークが全体的に混んている ときには、 負荷の分散 傾向が強く なるよう に、 出力方向がむしろ迂回路方 向に選ばれ、 逆にすいているときには宛先ノ 一 ドへ の最短パスが選ばれる。 また宛先ノ ― ドに近いノ一 ドにおいては負荷分散の目的は弱められ宛先ノ一ド に最も近づく ような方向が選ばれることになり、 パ ケ ッ トが宛先ノ一ドに近づく につれて重み付け孫 がパケッ トを宛先ノ ー ドに引き寄せるように変化す るため、 短時間で宛先ノ 一 ドへバケ ツ トを到着させ る ことができ、 格段に効杲的なァダプテ w ブ 'ルーテ ィ ングが実現される。 [0291] ァダプティ ブル—ティ ングを用いても、 ネ ッ トヮ ―クの大規模化につれてルーティ ング処理時間は長 く なる傾向にあるが、 ある一定時間でニュ ー ロ ンの 相互協調動作を打ち切り、 1 を出力した回数が最も 多いニュ ー ロ ンに対応する出カリ ンク方向を選択す る こ とによ り 、 ネ ッ ト ワ ー ク の規模に拘わらず、 常 に一定処理時間でルーティ ングを行う ことができ、 処理の高速化に効果が大きい。 また負荷の状態等に [0292] 10 より各ニュ ー ロ ンの出力が安定しない場合にもパケ ッ トの出力方向を一意に定めることができる。 [0293] 以上にように、 本発明の効果として、 今後のマル チメディ ァ統合網においてネ ッ トワ ー クの状態変化 に柔軟に適応したバケ ツ ト のル—テ ィ ングが可能と [0294] 15 なり、 ネ ッ ト ワ ー ク の有効利用と高性能通信に寄与 するところが大きい。 [0295] 20
权利要求:
Claims 青 求 の 範 西 1 . それぞれ複数の入力ポー ト と出力ポー トとを備 えて分散配置された複数のノ ― ドを入カリ ンクおよ び岀カリ ンクにより接続し、 送信情報にァ ドレスデ —タゃデータ長を含む制御情報を付加したバケツ ト 形式で通 { を行うバケツ ト交換方式を用いたネッ ト ワークにおいて、 前記複数のノ ー ドの各ノ 一 ドの入力ポー トおよび 出力ポー トのそれぞれに 1 つずつ閾値素子を割当て、 、 該閽値素子を相互に結合して論理的な制御ネッ トヮ 一クを構成し、 前記複数のノ一'ドの各ノ 一 ドに対して該各ノ一ド がそれぞれパケツ トを出力する前に、 該パケッ ト出 力後の前記ネ ッ トワークの ト ラ フ イ ツク状態を評価 可能とするためのパケ ト カ前ネ 'ン' トヮーク状態 の情報を前記各閾値素子に入力する出力前ネ ッ トヮ ーク状態入力手段を設け、 . 前記各閾値素子が、 該岀カ前ネ ツ トワ ーク抆態入 力手段からの入力と、 前記制御ネ ッ ト ヮーク上で隨 接する闞値素子の岀力とを重み付け加算し、 該加算 詰臬を閾値処理して Gまたは 1 ' 岀カを ¾生する動 作を操返し、 該各閾値素子の出力が変化しなく なつ た平衡状態において、 前記複数 Gノ一 ドの各ノ ― ド の複数の カボー トに 1 つずつ割当てられた闥値素 子のう ちで、 出力が 1 である閾値素子が割当てられ た出力ポ― トを、 前記複数のノ ー ドの各ノ ー ドから のバケ ツ トの出力方向とする こ とを特徴とするァダ プテ ィ ブルーテ ィ ング方式。 2 . 請求の範囲第 1 項において、 前記複数のノ ― ドの各ノ一 ドの入力ポー トおよび 出力ポ— ト のそれぞれに 1 つずつ閾値素子と して二 ユ ー ロ ンを割当て、 該ニュ ー ロ ンを相互に結合して 論理的な制御ネ ッ ト ワ ー ク と してのニュ ー ラルネ ッ ト ワークを構成する こ とを特徴とするァダプティ ブ ルーテ ィ ング方式。 3 . 請求の範囲第 1 項において、 - 前記複数の各ノ 一 ドに対して、 該各ノ一 ドがそれ ぞれバケ ツ 卜を出力する前に、 該バケ ツ ト出力後の 前記ネ ッ ト ワ ー ク の ト ラ フ ィ ッ ク状態を評価可能と するための出力前ネ 'ン' ト ワ ーク状態の情報として、 自ノ ー ドが保有するパケ ッ ト数、 前記ネ ッ ト ワ ー ク の各ノ ー ドが保有するバケ ツ ト数の平均値、 および 自ノ 一 ドから各隣接ノ一 ドを経由してのパケ ッ ト の 宛先ノ ー ドまでの各中継リ ンク数を、 前記各閾値素 子に入力する出力前ネ ツ ト ワ ー ク状態入力手段を設 けたこ とを特徴とするァダプテ ィ ブル一テ ィ ング方 式 4 . 請求の範囲第 1 項において、 前記各閾値素子が前記制御 つ ーク上で隣接 する各闞値素子および自素子の各出力と、 該各出力 に対する重み付け係数との積の総和と、 外部剌激と を加算し、 該加算結果を基準値と比較し、 基準値よ り大きければ 1、 小さければ 0を出力することを特 徵とするァダプティ ブルーテ ィ ング方式。 5 . 請求の範囲第 1 、 4項において、 前記出力前ネ ッ トワ ーク状態入力手段の出力が前 記各閾値素子への入力としての外部刺激であること を特徴とするァダプティ ブルーティ ング方式。 6 . 請求の範囲第 1項において、 前記各閾値素子が前記重み付け加算の加算結果を 閾値処理して 0または 1 の出力を発生する動作を操 返し、 該各閾値素子の出力が変化しな'く なつた平衡 状態が、 前記制御ネ ッ トワークにおけるェ %ルギ一 関数の最小状態に一致することを特徴とするァダプ テ ブル一ティ ング方式。 7 . 請求の範囲第 ί あるいは 6項において、 - 前記制御ネッ トワークにおけるェネルギー蘭数が. 前記パケ ッ ト交換方式を用いたネッ トヮーク全体 Ο 食荷分散を表す項と、 該ネッ トワーク内でルーティ ングの対象となっているバケ ツ トの宛先ノ ー ド迄の 距離の合計を表す項との和を舎む評価閬数に一致す ることを特徽とするァダブティ ブルーティ ング方式 δ . 請求の範菌第 4項において、 前記制御ネ · · - 一ク上て隣接する各翳値素子 よび自素子の各出力との積をとる重み付け係数がネ δ ッ トワーク構成で一意に決定される定数であること を特徴とするァダプティ ブルーティ ング方式。 9 . それぞれ複数の入力ポー ト と出力ポー ト とを備 えて分散配置された複数のノ一 ドを入カリ ンクおよ び出カリ ンクにより接続し、 送信情報にァ ド レスデ —タゃデータ長を含む制御情報を付加したパケ ッ ト 形式で通信を行うバケ ツ ト交換方式を用いたネ ッ ト ワ ー ク において、 0 前記複数のノ一 ドの各ノ ― ドの入力ポー トおよび 出力ポー トのそれぞれに 1 つずつ閾値素子を割当て 該閾値素子を相互に結合して論理的な制御ネ ッ トヮ 一クを構成し、 前記複数のノ ー ドの各ノ ー ドに対して、 自ノ 一 ド から出力すべき、 先頭バケ ツ トに全バケ ツ ト数が付 加された一連デー タ のバケ ツ ト数を、 前記ネ フ ト ヮ ークを構成する複数のノ ー ドのう ちで互いに隣接す るノ ー ド間で、 通知し合う送出パケ ッ ト数通知手段 と、 0 該各ノ ー ドがそれぞれ該一連データの全パケ ッ ト を出力する前に、 該全バケ ツ ト出力後の前記ネ ッ ト ワ ー ク の ト ラ フ ィ ッ ク状態を評価可能とするため Ο パケ ッ ト出力前ネ ッ ト ヮ一ク状態の情報を前記各闘 値素子に入力する出力前ネ ッ ト ワ ー ク状態入力手段 とを設け、 , 1 前記各閾値素子が、 該出力前ネッ トワ ー ク犾態入 力手段からの入力と、 前記制御ネッ トワ ー ク上で隙 接する '閾値素子および自素子の出力とを重み付け加 箕し、 該加算結果を蘭値処理して 0または 1 の出力 5 を発生する動作を繰返し、 該各閽値素子の出力が変 化しな く なった平衡祅態において、 前記複数のノ一 ドの各ノ一ドの複数の出力ポー トに 1 つずつ割当て られた閾値素子のう ちで、 出力が 1である閡値素子 が割当てられた出力ポー トを、 前記複数のノ一ドの 10 各ノ一 ドからの一連データの全パケ ッ トの出力方向 とするこ とを特徴とするァダブティ ブルーティ ング 方式。 1 0 . 請求の範西第 9項において、 前記複数のノ一 ドの各ノ ー ドの入力ボー トおよび 15 力ポー トのそれぞれに 1 つずつ閾値素子として二 ニ 口 ンを割当て、 該ニュー ロ ンを相互に結合して 論理的な制御ネ ツ トワ ー ク と してのニュ ー ラルネッ トワ ー クを構成することを特徽とするァダプティブ ル一ティ ング方式。 20 1 1 . 請求の範園第 9項において、 前記複数の各ノ一ドに対して、 該各ノ一ドがそれ ぞれ該一連データの全バケ ツ トを出力する前に、 該 全バゲ ン' ト出力後の前記 ッ ト ワ ー ク の ト ラ フ - ン ク扰態を評 ffi可能とするためのパケ ッ ト岀カ前ネつ 25 ト ワ ー ク状態の情報と.して-、 自ノ一 ドが保有するパ ケ ッ ト数、 前記ネ ッ トワ ー ク の各ノ ー ドが保有する - ί 5 δ バケ ツ ト数の平均値、 自ノ ー ドでルーティ ングの対 象となっている一連データのバケ ツ ト数、 前記ネ ッ トワーク上で隣接する各ノ一 ドでルーティ ングの対 象となっている各バケ ツ ト数、 および自ノ ー ドから 各隣接ノ 一ドを柽由しての宛先ノ一 ドまでの各中継 リ ンク数を前記各閾値素子に入力する出力前ネ ッ ト ワ ー ク状態入力手段を設けたこ とを特徴とするァダ プティ ブルーティ ング方式。 10 1 2 . 請求の範囲第 9項において、 前記各閾値素子が前記制御ネ ッ ト ワ - ク上で隣接 する各閾値素子および自素子の各出力と、 該各出力 に対する重み付け係数'との積の^和と、 外部刺激と を加算し、 該加算結果を基準値と比較し、 基準値よ り大きければ i 、 小さければ 0を出力することを特 徴とするァダプティ ブルーティ ング方式。 1 3 . 請求の範囲第 9 あるいは 1 2項において、 前記出力前ネ ッ トワーク状態入力手段の出力が前 記各閾値素子への入力としての外部刺激である こと 0 を特徴とするァダプティ ブルーティ ング方式。 1 . 請求の範囲第 9項において、 前記各閾値素子が前記重み付け加箕の加算結果を 閾値処理して 0 または 1 の出力を発生する動作を繰 返し、 該各閾値素子の出力が変化しな く なった平衡 祅態が、 前記制御 :ノ ト ワ ー クに.おけるエネルギ— 1 関数の最小状態に一致することを特徴とするァダプ 5 ティブルーティ ング方式。 1 5 . 請求の範囲第 9 あるいは 1 4項において、 前記制御ネッ トワークにおけるエネルギー鬨数が, 前記パケ 'ン' ト交換方式を用いたネッ トワーク全体の 食荷分散を表す項と、 該ネッ トワーク内でルーティ ングの対象となっているバケ ツ トの宛先ノ 一 ド迄の 距離の合計を表す項との和を舍む評価蘭数に一致す ることを特徴とするァダプティ ブルーティ ング方式 < 10 1 6 . 請求の範面第 1 2項において、 前記制御ネツ トワーク上で隣接する各閾値素子及 び自素子の各出力との積をとる重み付け係数が、 自 ノ一ドでルーテ ィ ングの対象となっている一連デー タのパケ ツ ト数、 および前記ネ ッ トワーク上で隣接 する各ノ一 ドでルーティ ングの対象となっている各 パケ ツ ト数の蘭数であることを特徵とするァダプテ イ ブルーティ ング方式。 1 了 . それぞれ複数の入力ボー ト と出力ポー ト とを 備えて分散配置された複数のノ 一 ドを入力リ ンクぉ 20 よび岀カリ ンクにより接鐃し、 送信情報にァ ドレス データやデータ長を舍む制御情報を付加したパケ つ ト形式で通信を行うパケ ノ ト交換方式を用いたネ V トワークにおいて、 前記複数のノ一 ドの各ノ一 ドの入力ポー トおよび 25 出力^— ト Gそれぞれに .1 つずっ篛値素子を割当て 1 該閾値素子を相互に結合して論理的な制御ネ ッ ト ヮ 一クを構成し、 前記複数のノ ー ドの各ノ ー ドに対して、 自ノ ー ド に隣接する複数の隣接ノ ー ドと、 該隣接ノ — ドと自 5 ノ一一ド とを接続する出カリ ンク及び入カリ ンク との いずれかの障害を検出し、 該障害検出から復旧まで の期間中に、 該障害発生個所を避けたバケ ツ ト のル 一チイ ングを実現するために、 該障害発生個所方向 からの入カリ ンクに対応する閾値素子への入力値と 10 該方向への出カリ ンク に対応する閾値素子の出力値 とをともに零に固定する障害検出手段と、 該各ノ一 ドがそれぞれバケ ツ トを出力する前に、 . 該バケ ツ ト出力後の前記ネ ッ トワ ー ク の ト ラフ ィ ッ ク祆態を評価可能とするためのパケ ッ ト出力前ネ V 15 トワーク状態の情報を前言'己各閾値素子に入力する出 力前ネ 'ン トヮーク状態入力手段とを設け、 前記各閾値素子が、 前記障害検出手段の作用下に おいて、 該出力前ネ ッ トワ ー ク伏態入力手段からの 入力と、 前記制御ネ ッ ト ヮーク上で隣接する閾値素 20 子および自素子の出力とを重み付け加算し、 該加箕 結果を閾値処理して 0 または 1 の岀カを発生する動 作を操返 'レ' ^各閾値素子の出力が変化しな く な た平衡状態におい'て、 前記複数のノ 一 ドの各ノ一 ド の複数の出力ポー トに 1 つずつ割当てられた閾値素 子のう ちて、 a力が 1 である閾値素子 割当てら; n た岀カボー トを、 前記複数のノ ー ドの各ノ ー ドから のバケツ トの出力方向とすることを特徴とするァダ プティ ブルーティ ング方式。 1 8 . 請求の範囲第 1 7項において、 前記複数のノ ー ドの各ノ ー ドの入力ポー トおよび 出力ポー トのそれぞれに 1つずつ閾値素子として二 ユーロンを割当て、 該ニューロ ンを栢互に結合して 論理的な制御ネ ッ トワーク としての二ユーラルネッ トワークを構成することを特徵とするァダプティブ ルーティ ング方式。 1 9 . 請求の範囲第 I 7項において、 - 前記複数の各ノ ― ドに対して、 該各ノ 一 ドがそれ それパケ 'トを出力する前に、 該パケ ト出力後の 前記 ッ トワークの ト ラフ ィ ッ ク状態を評価可能と するための出力前ネッ トワーク状態の情報として、 自ノ ー ドが保有するパケ y ト数、 前記ネ -ノ ト ヮ ーク の各ノ — ドが保有するパケ フ-ト数の平均値、 および 自ノ ー ドから各隣接ノ一 ドを径由してのバケツ トの 宛先ノ一 ドまでの各中纏リ ンク数を、 前記各閾値素 子に入力する出力前ネ トヮーク状態入力手段を設 けたことを特徵とするァダプティ ブルーティ ング方 IV。 2 0 . 請求 範囲第 1 7項において、 前記各閾値素子が前記制御^ ト ヮ ―ク上で隣接 する各閾値素子および自素子の各出力と、 該各出力 1 に対する重み付け係数との積の 和と、 外部刺激と を加算し、 該加箕結果を基準値と比較し、 基準値よ り大きければ 1 、 小さければ 0 を出力するこ とを特 徵とするァダプティ ブルーティ ング方式。 5 2 1 . 請求の範囲第 1 7 あるいは 2 0項において、 前記出力前ネ ッ ト ワーク状態入力手段の出力が前 記各闞値素子への入力としての外部剌激であること を特徴とするァダプティ ブル一ティ ング方式。 2 2 . 請求の範囲第 1 7項において、 10 前記各闥値素子が前記重み付け加算の加算結旱を 閾値処理して 0 または 1 の出力を発生する動作を繰 返し、 該各闞値素子の出力が変化しな く なった平衡 状態が、 前記制御ネ ッ ト ワーク におけるエネルギ一 関数の最小状態に一致するこ とを特徴とす''るァダプ 15 ティ ブル一ティ ング方式。 2 3 . 請求の範囲第 1 7 あるい'は 2 2項において、 前記制御ネ ッ トワークにおけるエネルギ一関数が- 前記バケ ツ ト交換方式を用いたネ ッ 卜 ワーク全体の 負荷分散を表す項と、 該ネ ッ トワーク内でルーティ 20 ングの対象となっているバケ ツ トの宛先ノ ー ド迄の 距離の合計を表す項との和を舍む評価関数に一致す ることを特徴とするァダプティ ブル一ティ ング方式 c 2 4 , 請求の範囲第 2 0項において、 前記制御ネ ト ヮ -ク上で隣接する各闞値素子お 25 よ 自素子の各出力と 積を.とる重み付け孫数が^ 1 ッ トワーク構成で一意に決定される定数であること を特徴とするァダプティ ブルーティ ング方式。 2 5 . それぞれ複数の入力ポー ト と出力ポー ト とを 備えて分散配置された複数のノ一 ドを入カリ ンクぉ 5 よび出カリ ンクにより接続し、 送信情報にア ドレス データやデータ長を含む制御情報を付加したパケッ ト形式で通信を行うパケ ッ ト交換方式を用いたネつ ト ワークにおいて、 前記複数のノ一 ドの各ノ一ドの入力ポ一 トおよび 10 出力ポー トのそれぞれに 1 つずつ閾値素子を割当て、 該閾値素子を相互に結合して論理的な制御ネッ トヮ ークを構成し、 前記複数のノ ー ドの各ノ ー ドに対して、 自ノ ー ド 力、ら出力すべきパ一チ ャ ルコ一ルの呼設定パケ ッ ト 15 に付加されている、 該バ一チャルコールの通信で使 用される最大使用帯域を示す情報を、 前記ネッ ト ヮ ークを構成する複数のノ一ドのう ちで互いに隣接す るノ ー ド間で通知し合う最大使用帶域通知手段と、 該各ノ ― ドがそれぞれバ一チャルコールの呼設定 20 パケッ トを出力する前に、 該呼設定パケつ ト出力後 の前記ネ ッ ト ワ ーク の ト ラフ ィ ッ ク状態を評価可能 とするための呼設定パケ フ ト出力前 ソ トワーク:! 態の情報を前記各閾値素子に入力する カ前ネ ト "一ク伏態入力手段とを設け、 25 前記各翳値素子 、 該出力前 トヮーク状態入 1 力手段からの入力と、 前記制御ネ ッ ト ヮーク上で隣 接する閾値素子および自素子の出力とを重み付け加 箕し、 該加算結果を閾値処理して 0 または 1 の出力 を発生する動作を繰返し、 該各閾値素子の出力が変 5 化しな く なった平衡状態において、 前記複数のノ 一 ドの各ノ一 ドの複数の出力ポー 卜に 1 つずつ割当て られた閾値素子のう ちで、 出力が 1 である閾値素子 が割当てられた出力ポー トを、 前記複数のノ一 ドの 各ノ 一 ドからの呼設定バケ ツ トの出力方向とするこ 10 とを特徴とするァダプティ ブルーティ ング方式。 2 6 . 複数のノ 一 ドを入カリ ンク、およ 出カリ ンク により接続し、 送信情報にァ ドレスデータやデータ 長を舍む制御情報を付加したパケ ッ ト形式で通信を 行うバケ ツ ト交換方式を用いたネ ッ ト ワ ーク におい 15 て、 前記複数のノ 一ドの各ノ一 ドに対して、 自ノ一 ド . から出力すべきバーチャルコールの呼設定パケ ッ ト に付加されている、 該バ一チャルコ ールの通信で使 用される最大使用帯域を示す情報を、 前記ネ ッ トヮ 20 ークを構成する複数のノ ー ドのう ちで互いに隣接す るノ ー ド間で通知し合う最大使用帯域通知手段を設 け、 該各ノ ー ドにおいて、 自ノ ー ドに隣接する複数の ^接ノ一 ドの最大使用帯域通知手段から入力される - 25 隣接ノ ー ドでルーテ ン グ Q対象となっている呼 g 1 定バケ ツ トに付加されている最大使用帯域を示す情 報を用いて、 自ノ ー ドからの呼設定パケ ッ トの岀カ 方向となる出力リ ンクを決定することを特徵とする ノ、 -ーチャルコ ールの呼設定パケッ トルーティ ング方 5 式。 2 7 . 請求の範囲第 2 5項において、 前記複数のノ一 ドの各ノ一ドの入力ポ— トおよび 岀カポ— トのそれぞれに 1つずつ閾値素子として二 ユーロ ンを割当て、 該ニューロ ンを栩互に結合して 10 論理的な制御ネ ッ ト ワーク としてのニューラルネ ッ トワークを構成することを特徵とするァダプティブ ルーティ ング方式。 2 8 . 請求の範囲第 2 δ項において、 前記複数の各ノ一ドに対して、 該各ノ一 ドがそれ 15 ぞれバー ャルコールの呼設定パケ ッ トを出力する 前に、 該呼設定バケ つ 出力後の前記ネフ トヮ一ク の ト ラフ ィ ック状態を評偭可能とするための呼設定 パケ ツ ト出力前ネ ッ ト ワ ーク状態の情報として、 自 ノ一ドでバーチヤルコ ―ルに割当てられている最大 20 使用帯域の和、 前記ネッ トワ ークの各ノ ー ドでバ一 チャルコールに割当てられている最大使用帶域の和 の平均値.、 自ノ一 ドから各隣接ノ ― ドを錢由して © 宛先ノ一 ドまでの各中碓リ ンク数.、 及び各驟接ノ一 ドでルーテ ィ ングの対象となつている各呼設定パケ 25 . -,- f-に付加されている最大俊甭蒂域を、 前記各閽直 素子に入力する出力前ネ ッ ト ワ ーク状態入力手段を 設けたことを特徴とするァダプティ ルーティ ング方 式。 2 9 . 請求の範囲第 2 5項において、 前記各閾値素子が前記制御ネ ッ トワ ーク上で隣接 する各閾値素子および自素'子の各出力と、 該各出力 に対する重み付け係数との積の総和と、 外部刺激と を加算 ^加箕結果を基準値と比較し、 基準値よ り大きければ 1 、 小さければ G を出力することを特 10 徵とするァダプティ ブルーティ ング方式。 3 0 . 請求の範囲第 2 5 あるいは 2 9項において、 前記出力前ネ ッ ト ワーク状態入力手段の出力が前 記各閾値素子への入力と しての外部刺激であること を特徴とするァダプティ ブルーティ ング方式。 15 3 1 . 請求の範囲第 2 5項において、 前記各閾値素子が前記重み付け加算の加算結果を 閾値処理して 0 または 1 の出力を発生する動作を橾 返-し、 該各閾値素子の出力が変化しな く なつた平衡 状態が、 前記制御ネ ッ ト ワ ークにおけるエネルギー 20 関数の最小伏態に一致する こ とを特徴とするァダプ ティ ブル—テ ィ ング方式。 3 2 . 請求の範囲第 2 5 あるいは 3 1項において、. 前記制御ネ フ ト ワ ークにおけるエネル ー閬数が. 前記バケ ツ ト変換方式を用いたネ ッ ト ワ ー ク全体の 25 最大使^幕域 P和の分散を表す項と、 該 ッ ト ヮー 1 ク内でルーティ ングの対象となっている呼設定パケ V トの宛先ノ一ドまでの距離の合計を表す項との和 を含む評価関数に一致することを特徽とするァダプ ティブルーティ ング方式。 5 3 3 . 請求の範西第 9項において、 前記制御ネッ ト ヮーク上で隣接する各閾値素子お よび自素子の各出力との積をとる重み付け係数が前 記隣接ノ一ドでルーティ ング対象となっている呼設 定パケ 'ン トに付加されている最大使用帯域の関数で 10 あることを特徴とするァダプティ ブルーティ ング方 式。 3 4 . それぞれ複数の入力ポー トと出力ポー ト とを '備えて分散配置された複数のノ一ドを入カリ ンクぉ よび出力リ ンクにより接続し、 送信情報にァ ドレス 15 データゃデータ長を含む制櫛情報を付加したパケッ ト形式で通信を行うバケ ツ ト交換方式を用いたネ ッ ト ワ ークにおいて、 前記複数のノ一 ドの各ノ 一 ドの入力ポー トおよび 出力ポ— トのそれぞれに 1 つずつ閾値素子を割当て. 20 該閾値素子を相互に結合して論理的な制御ネ 、ン' ト ヮ ークを構成し、 前記複数のノ 一ドの各ノ ー ドに対して、 該各ノ一 ドがそれぞれバケ ツ トを出力する前に、 該バケ ト 出力後の前記ネフ トヮークの ト ラフ ィ ッ ク状態を評 2 n 優可能とするため パケ y ト ffiカ前 トワークお; 態の情報を前記各閾値素子に入力する出力前ネ ッ ト ヮ—ク状態入力手段と、 前記各閾値素子が、 該出力前ネ つ ト ヮーク状態入 力手段からの入力と、 前記制御ネ ッ トワーク上で隣 接する閾値素子および自素子の出力とを重み付け加 算するにあたり、 該重み付けの係数をネ ッ トワーク の状態とバケ ツ トの宛先ノ一 ドまでの距離とに応じ てァダプティ ブに変更する重み付け係数可変手段と を設け、 10 前記各閽値素子が前記重み付け加算の結果を閾値 処理して 0 または i の出力を発生する動作を繰返し 該各閾値素子の出力が変化しな く なった平衡状態に おいて前記複数のノ ― ドの各ノ 一 ドの複数の出力ポ ー トに 1 つずつ割当てられた閾値素子のう ちで、 出 15 力が 1 である閾値素子が割当てられた出力ポー トを. 前記複数のノ 一 ドの各ノ 一 ドからのパケ ッ トの岀力 方向とすることを特徵とするァダプティ ブルーティ ング方式。 3 5 . 請求の範囲第 3 4項において、 20 前記複数のノ 一 ドの各ノ 一 ドの入力ポ一 トおよび 出力ポ— 卜のそれぞれに 1 つずつ閾値素子として二 ユー ロ ンを割当て、 該ニュー ロ ンを相互に結合して 理的な制御ネ フ ト ワ ー ク と してのニュ ー ラ ルネ フ ト ワ ー クを構成する こ とを特徵とするァダプティ ブ π'—テ ンク 方 3 6 . 請求の範囲第 3 4項において、 前記複数の各ノ ― ドに対して、 該各ノ ― ドがそれ ぞれパケッ トを出力する前に、 該パケ ッ ト出力後の 前記ネ ッ ト ワ ーク の ト ラ フ ィ ッ ク状態を評価可能と するための出力前ネッ トワーク状態の情報として、 自ノ ー ドが保有するバケ ツ ト数、 前記ネッ トワ ー ク の各ノ ー ドが保有するパケ ッ ト数の平均値、 自ノ ー ドから各隣接ノ - ドを裟由しての宛先ノ一ドまでの 各中継リ ンク数、 および該各中继リ ンク数の合計値0 を前記各闥値素子に入力する出力前ネッ トワ ー ク犾 態入力手段を設けることを特徴とするァダプティ ブ ルーテ ィ ング方式。 3 7 . 請求の範囲第 3 4項において、 — 前記各閾値素子が前記制御ネッ トワ - ク上5 で 接する各閾値素子および自素子の各岀力と、 該 各岀力に対する重み付け係数との積の総和と、 外部 刺激と-を加箕し、 該加算結果を基準値と比較し、 基 準値より大きければ 1 、 小さければ 0を出力するこ とを特徵とするァダプティ ブルーティ ング方式。0 3 S . 請求の範囲第 3 4あるいは 3 7項において、 前記各閾値素子が、 前記岀カ前ネ ッ トワ ー ク状態 入力手段からの入力と、 前記制御ネ ッ ト ワ ーク上て 陰接する各閾値素子および自素子の各出力とを重み 付け加算するにあたり、 前記制颔ネ ト ヮ —ク上て; 隣接する各閾値素子 ょ 自素子の各岀力と G積を 1 とる重み付け係数を、 前記ネ ッ ト ワーク内の各ノ ー ドが保持するパケ ッ ト数の平均値と、 自ノ ー ドから 各隣接ノ 一 ドを経由してのパケ ッ ト の宛先ノ ― ドま での各中継リ ンク数の合計値とに応じてァダプテ ィ 5 ブに変更する重み付け係数可変手段を設けたこ とを 特徴とするァダプティ ブルーティ ング方式。 3 9 . 請求の範囲第 3 4 あるいは 3 7 項において、 前記出力前ネ ツ ト ワ ーク状態入力手段の出力が前 記各闞値素子への入力と しての外部刺激である こ と 10 を特徴とするァダプテ ィ ブルーテ ィ ング方式。 4 0 . .請求の範囲第 3 項において、 前記各閾値素子が前記重み付け加算の加箕結果を 閾値処理しそ Q または 1 の出力を発生する動作を缲 返し、 該各閾値素子の出力が変化しな く なった平衡 15 找態が、 前記制御ネ ッ ト ワークにおけるエネルギ一 関数の最小状態に一致する こ とを特徴とするァダプ ティ ブルーテ ィ ング方式。 4 1 . 請求の範囲第 3 4 あるいは 4 0 項において、 前記制御ネ ッ ト ワ ークにおけるエネルギ一関数が. 20 前記バケ ツ ト交換方式を用いたネ ッ ト ワーク全体の 負荷分散を表す項と、 該ネ ッ ト ワ ーク内でルーティ ングの対象となっているパケ ツ トの宛先ノ ー ド迄の 距離の合計を表す項と の和を含む評価関数に一致す る こ とを特徵とするァダプテ ィ ブルーテ ィ ング方式 < 25 4 2 . それぞ.れ複数の入力 ー ト と出力 #一 卜 とを 1 備えて分散配置された複数のノ ー ドを入力リ ンクぉ よび出カリ ンクにより接続し、 送信情報にァ ドレス データやデータ長を舍む制御情報を付加したパケ -y ト形式で通信を行うパケ ッ ト交換方式を用いたネッ 5 トワークにおいて、 前記複数のノ ー ドの各ノ ー ドの入力ポー トおよび 岀カポー トのそれぞれに 1 つずっ閻値素子を割当て、 該蘭値素子を相互に結合して論理的な制御ネ ッ トヮ 一クを構成し、 10 前記複数のノ一ドの各ノ 一 ドに対して、 該各ノ一 ドがそれぞれバケ ツ トを岀力する前に、 該バケ ツ ト 出力後の前記ネッ トワークの トラフィ ック状態を評 価可能とするためのパケ ッ ト出力前ネッ トワーク状 態の情報を前記各閡値素子に入力する ώ力前ネ ッ ト 15 ワーク状態入力手段と、. 前記各閾値素子が、 該 S力前ネ ッ トワ ーク状態入 力手段からの入力と、 前記制御ネ 'ン トヮーク上で隙 接する閾値素子および自素子の出力とを重み付け加 箕し、 該加箕結果を麗値処理して 0 または 1 の出力 20 を発生する動作を操返すにあたり、 前記複数のノ一 ドの各ノ一ドの複数の出力ボー トのそれぞれに 1つ ずつ割当てられた各閾値素子の出力が 1 となった各 回数を計数する 力計数手段とを設け、 一定時間! ¾に該出力が 1 となった回数の最も多い 25 . 簡値素子が割当てられた カボー ト ·. 前記複数 l ノ ー ドの各ノ ー ドからのバケ ツ トの出力方向とする こ とを特徴とするァダプテ ィ ブルーテ ィ ング方式。 4 3 . 請求の範囲第 4 2 項において、 前記複数のノ一 ドの各ノ一 ドの入力ボー トおよび 5 出力ポー ト のそれぞれに 1 つずつ閾値素子と して二 ユーロ ンを割当て、 該ニュ— ロ ンを相互に結合して 論理的な制御ネ ッ ト ワ ーク と してのニュー ラルネ ッ ト ワークを構成する こ.とを特徴とするァダプテ ィ ブ ルーティ ング方式。 0 4 4 . 請求の範囲第 4 2項において、 前記複数の各ノ一 ドに対して、 該各ノ 一 ドがそれ それバケ ツ トを出力する前に、 該バケ ツ ト出力後の 前記ネ ッ ト ヮ 一久の ト ラフ ィ ッ ク状態を評価可能と するための出力前ネ ッ ト ワ ーク状態の情報と して、5 自ノ ー ドが保有するバケ ツ ト数、 前記ネ ッ ト ワ ーク の各ノ ー ドが保有するバケ ツ ト数の平均値、 および 自ノ ー ドから各 11 -接ノ ー ドを g由してのパケ ッ ト の 宛先ノ 一 ドまでの各中継リ ンク数を、 前記各閾値素 子に入力する出力前ネ ッ ト ワーク状態入力手段を設0 けたこ とを特徵とするァダプテ ブル一テ ィ ング方 式。 4 5 . 請求の範囲第 4 2項において、 前記各闞値素子が前記制御ネ ッ ト ヮ -ク上で隣接 する各閾値素子および自素子の各出力と、 該各出力- に対する重み付け係数との積の I和と、 外部刺激と を加算し、 該加箕結果を基準値と比較し、 基準値よ り大きければ 1、 小さければ 0を岀力することを特 徵とするァダプティ ブル一テ ィ ング方式。 4 6 . 請求の範面第 4 2、 4 5項において、 前記出力前ネ ッ トワーク状態入力手段の出力が前 記各蘭値素子への入力としての外部刺激である こ と を特徴とするァダプティ ブルーティ ング方式。 4 7 . 請求の範囲第 4 2項において、 前記制御ネッ トワーク におけるエネルギ一 K数が、0 前記パケ フ ト交換方式を用いたネ ッ トワーク全体の 負荷分散を、表す項-と、 該ネ ッ ト ヮ一ク内でルーティ ングの対象となっているバケ ツ トの宛先ノ ー ド迄の 距離の合計を表す項との和を含む評価関数に一致す ることを特徽とするァダプティ ブルーティ ング方式 tδ 4 8 . 請求の範囲第 4 5項において、 前記制御ネ 'ン' ト ヮーク上で隣接する各閾値素子お よび自素子の各出力との積をとる重み付け係数がネ ッ トワーク搆成で一意に決定される定数であること を特徵とするァダプティ ブルーティ ング方式。 0 4 9 . 請求の範囲第 4 2項において、 前記各閾値素子が、 前記重み付け加算の結杲を閾 値処理して 0 または 1 の S力を発生する動作を一定 回数繰返し ^一定回数内て、 前記複数のノ ― ト'の各 ノ 一ドの複数 ©出力 ー トのそれぞれに 1 つずつ割 ' 当てら た閾値素子^うちて、 δ己出ナ く ΐ ~': た回数が最も多い閾値素子が割当てられた出力ポー 2 5 5 トを、 前記複数のノ一 ドの各ノ一 ドからのパケ ッ ト の出力方向とする こ とを特徴とするァダプテ ィ ブル —テ ィ ング方式。 5 0 . ノ ー ドとこれを接,镜する リ ンクを有する通信 ネ ッ ト ワ ー ク と、 前記通信ネ ッ ト ワ ー ク の各ノ 一 ドにおいて、 該ノ 一 ドに接続する リ ンク の数に対応するニュ ー π ンを 相互に接続してなる制御ネ ッ ト ワ ーク と、 10 該制御ネ ッ ト ワ ー ク の各ニュ ー ロ ンの入力に'該ノ 一ドが通信ネ ッ ト ヮ一ク上で隣接する隣接ノ 一 ド内 のニュ ー ロ ンの出力値を接続し該通信ネ ッ ト ワ ー ク と該制御ネ ッ ト ワ ー ク でニュ ー ラ ルネ ッ ト ワ ー クを 形成するァダプテ ィ ブル一テ ィ ング方式。 5 1 . 請求の範囲第 5 0 項において、 該ニュ ー ラ ルネ ッ ト ワ ー ク のエネルギー関数は該 通信ネ ッ ト ワ ー ク の ト ラ フ ィ ッ ク状態を表現する評 価関数であつて、 該エネルギー関数が最小になるよ う な平衡状態を該ニニ一ラルネ ッ ト ヮ一ク上で探索 20 し、 該平衡状態におけるニュ ー ロ ンの出力値の状態 から最適ルー トを決定するァダプテ ィ ブルーテ ィ ン グ方式 - 5 2 . 請求の範囲第 5 1 項において、 前記評価関数は、 各ノ ー ドが隣接にパケ ッ トを j ϋ移動させた結果の各ノ ー ドでのバケ ツ ト数か-. ッ トワーク内での各ノ ー ドが持っているバケ ツ ト数 の平均値より どれだけ離れているかというネッ トヮ ーク全体の負荷の分散を表す第 1項と、 移動対象となっているパケ 'ン' 卜の目的ノ ー ドまで の距離の合計を表す第 2項と、 各 ー ドにバケ ツ 卜が存在しないときに、 隣接ノ 一ドのいず.れにもバケ ツ トを送らないことを示す第 3項と、 各ノ ー ドから隣接にパケ ッ トを送ることと、 隣接 ノ一ドが各ノ一ドがパケ ッ トを受け取ることが一致 することを示す第 4項とよりなるァダプティ ブルー ティ ング方式。
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法律状态:
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