CN100382538C - 频带监视方法及具有频带监视功能的包传送装置 - Google Patents

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CN100382538C CNB2004100620956A CN200410062095A CN100382538C CN 100382538 C CN100382538 C CN 100382538C CN B2004100620956 A CNB2004100620956 A CN B2004100620956A CN 200410062095 A CN200410062095 A CN 200410062095A CN 100382538 C CN100382538 C CN 100382538C
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Abstract

本发明提供频带监视方法及具有频带监视功能的包传送装置，在收容许多用户组的整形器中，高速地执行各用户组的频带监视。此外，在各用户组的使用频带中有剩余频带的情况下，既有效利用它，又一定保证已约定给各用户的最低频带。将接受了频带监视的多个用户组的包，积蓄在同一包积蓄FIFO中。此外，对于在各用户协议频带内的包，通过判定为在各用户组协议频带内，来保证各用户协议频带。能够高速地执行各用户组的频带监视。此外，必定保证已约定给各用户的最低频带。另外，有效利用各用户组的使用频带中产生的剩余频带。

Description

频带监视方法及具有频带监视功能的包传送装置
技术领域
本发明涉及包的控制方法和传送装置，特别是涉及监视流入到网络中的包的频带的频带监视方法和频带监视装置。
背景技术
在以因特网为首的IP(Internet Protocol：互联网协议)网络中使用的包(packet)式通信方式中，由于许多用户能够共用线路，因此，能比现有的专用线路降低通信成本。利用该低成本，现有技术就产生了要将流经专用线路的语音数据、企业的关键业务(MissionCritical)数据等适用于IP网络的要求。因此，在最大努力(BestEffort)式服务为主流的现有的IP网络中，实现专用线路所具有的低延迟、低废弃率等通信质量的必要性增加了。
实现通信质量的服务之一，有作为ATM(Asynchronous TransferMode：异步传输模式)网的ATC(ATM Transfer Capability：异步传输模式传输能力)所规定的GFR(Guaranteed Frame Rate：保证帧速率)。在GFR中，保证已约定的最低频带，而且若有剩余频带，则也允许超过最低频带的通信，能够有效利用频带。
关于频带控制的必要性，用图3进行说明。再有，图3是用于示出网络结构的一例，不用说，在现有技术中和本发明中都可以适用。在图3中，由来自ISP(Internet Service Provider：互联网服务提供商)网站A和ISP网站B的流，共用边缘节点C1的输出线路。从而，在通信线路中产生拥挤时，容易变成通信质量的劣化点。这样，在边缘节点C1中，就需要对发送包的频带控制。
为了频带控制，首先，需要监视已约定给每个用户的最低频带来保证它。用于保证ISP网站A的收容用户A1～A3的通信质量。同时，为了防止拥挤而守住载波主干网络内的频带资源，也需要监视作为约束用户A1～A3的组、即用户组A的最大频带并加以限制。再有，各用户A1～A3在用尽了各自被保证的最低频带的情况下，作为用户组A，只要不超过最大频带而使用剩余频带，就能进行包的收发。此外，为了降低每个用户组的收容成本，在边缘节点C1中收容多个用户组，对各用户组执行频带监视。
在特开2001-326688号公报(以下称作现有技术1)中，公开了对各用户保证最低频带的整形装置。在现有技术1中，使用了将ATM的固定长包即单元的频带监视算法continuous Leaky BucketAlgorithm(以下称作漏桶算法)扩展为IP的可变长包的频带监视算法。漏桶算法用具有某个深度的有孔的空的漏式存储桶的模型，在水进入到存储桶期间，在监视频带中持续漏水，在输入包时，注入该包的字节长度那部分的水。为了容许包的到达波动，在存储桶中具有深度，在存储桶没溢出时，就判定为输入包为遵守包，若溢出，就判定输入包为违反包。
图1中示出由现有技术1引用的整形装置的概念图。将图1中示出的整形装置，设置在进行接收包的内部传送处理的包中继处理装置和对处理结束后的包进行发送的包发送电路之间。
包一到达整形部100，废弃控制部110就判定到达包的“积蓄(积累)”“废弃”。包积蓄FIFO 120积蓄判定为“积蓄”的包，用约定给各用户的最低频带的总和以上的频带进行发送。频带监视部130对各用户检验频带，将最低频带以内的包判定为优先包，将除此之外的判定为非优先包。通过将对于优先包的FIFO阈值，设定得深于对于非优先包的FIFO阈值，由此优先将优先包判定为“传送”来保护优先包，对每个用户保证最低频带。在此，所述的FIFO是积蓄包的存储器的一种，该存储器的结构或者存储方法为，既存储数据，又在取出存储的数据时，按照存储的顺序，让先存储的数据先取出。再有，所谓FIFO是First In First Out(即先入先出)的缩略语。
若将现有技术1的整形装置适用于图3的边缘节点C1，就可以进行上述的频带控制。由频带监视部130对每个接收包用户执行包的频带监视，执行优先包/非优先包的辨别。将集中在最低频带内的包作为优先包进行处理。即，高优先地设定对于包积蓄FIFO 120的队列优先级(优先度)。另一方面，将超过每个用户的最低频带的包作为非优先包进行处理。即，低优先地设定对于包积蓄FIFO 120的队列优先级。这样，能够实现各用户的最低频带保证。
此外，通过将来自包积蓄FIFO 120的包发送频带设定为任意的值，可以实现包用户组的最大频带限制。再有，将积蓄在包积蓄FIFO120中的包限定于特定的用户组，例如用户组A的包。即，该整形器100按照用户组的数量来设置。
在因特网协会(Internet Society)的RFC2698中公开了2Rate3Color Marker(以下称作现有技术2)，作为根据最低频带和最大频带的两个频带监视结果进行包的辨别时的辨别法。图2中用流程图示出现有技术2的处理的流程。在现有技术2中，首先判定每个用户的使用频带是否超过了最大频带，在超过了的情况下，判定为废弃包，废弃该包。在没超过的情况下，接着，判定每个用户的使用频带是否超过了最低频带。在超过了最低频带的情况下，将该包判定为非优先包，作为制裁，例如将队列优先级设为低优先，设为拥挤时优先进行废弃的包。在没超过的情况下，将该包判定为优先包，将队列优先级设为高优先，使得拥挤时也不容易被废弃。
假设在现有技术1中公开的整形装置中收容多个用户组的情况下，为了对每个用户组限制最大频带，就需要对每个用户组设置包积蓄FIFO，将来自包积蓄FIFO的发送频带限制在最大频带以下。从而，若收容用户组数量增加，则应持有的包积蓄FIFO的个数也增加。判定应发送包的包积蓄FIFO的时间也与包积蓄FIFO的数量共同增加，因此，在收容许多用户组的情况下，包积蓄FIFO判定所需的判定处理时间，根据收容的用户组数量而增加。这样，在收容许多用户组的情况下，就有不能高速地进行频带控制的课题。另外，在收容许多用户组的情况下，就需要许多包积蓄FIFO，因此，也有用于持有包积蓄FIFO的成本与收容用户组数量成比例增加的课题。
若代替FIFO使用通用的大型存储器，缓冲属于种类不同的用户组的包，则原理上不需要按照用户组设置包积蓄FIFO，但需要引出属于哪个用户组的包的处理。从而，处理复杂化且存储器的读出速度也不快，因此，结果就不能进行高速的频带控制。
此外，现有技术2中记载的技术是利用频带监视结果，用于将接收包辨别为优先包/非优先包/废弃包的技术，与现有技术1中记载的漏桶算法相组合也不能解决课题。
发明内容
本发明的第一目的在于，解决现有技术1的课题，提供一种高速的频带监视装置，能够对每个用户进行频带监视，而且收容许多由多个用户构成的用户组，也能对每个用户组进行频带监视。另外的目的在于，通过使用该频带监视装置来收容许多用户组，得到降低每个用户组的收容成本的效果。
为了达成上述目的，本发明的频带监视方法，对流入网络中的包监视是否在该包的发送源的协议频带内，若该包在协议频带内，就优先地发送该包，若不在则将该包作为非优先包进行发送，该频带监视方法的特征在于，对上述包所属的流进行上述频带监视，对由多个流构成的流组进行上述频带监视，在上述流入的包是符合在对上述各流进行的频带监视的情况下，即使不是在对上述各流组进行的频带监视的情况下，也将上述包作为优先包进行发送，将与超过了上述流组的协议频带的包部分的超过频带有关的信息，作为超过频带信息存储，
上述包不是在该包所属的各流协议频带内的情况下，从上述各流组协议频带扣除上述已存储的超过频带，进行上述各流组频带监视。另外，本发明的包传送装置，其特征在于，具有：多个包接收电路，收容多条输入线路；多个包发送电路，收容多条输出线路；路由选择处理部，决定将由上述包接收电路接收到的包向上述多条输出线路的某一条进行传送；多个频带监视部，设置在该路由选择处理部和上述多个包发送电路的各个之间的包传送路径上；废弃控制部；及包中继处理部，将通过了上述路由选择处理部的包交换给上述多个频带监视部的某一个；包积蓄FIFO，积蓄包；计数器，对积蓄在上述包积蓄FIFO中的包数量进行计数；废弃控制部，判定对上述包积蓄FIFO的包的积蓄/废弃；多个流组的包积蓄在同一包积蓄FIFO中；上述频带监视部包括：流检测部，检测接收到的包所属的流；流组检测部，检测该检测到的流所属的流组；各流频带监视部，用于对上述检测到的各流监视协议频带；各流组频带监视部，用于对上述检测到的各流组监视协议频带；及监视结果综合判定部，基于上述各流频带监视部和流组频带监视部的监视结果，将上述接收包辨别为优先包或非优先包；该监视结果综合判定部在上述接收包在对上述各流进行的频带监视的情况下，即使不是在对上述各流组进行的频带监视的情况下，也将上述包作为优先包，向上述包发送电路发送。
另外，本发明所述的包传送装置，其特征在于，上述各流频带监视部包括：流频带监视表；各流频带监视表控制部，从各流频带监视表读出与输入包所属的流相对应的各流频带监视项目；各流监视结果判定部，基于用于各流频带监视的控制信息和表示当前时刻的计时器的值，进行输入包的各流协议频带遵守/违反的判定；上述各流组频带监视部包括：各流组频带监视表；各流组频带监视表控制部，从各流组频带监视表读出与输入包所属的流组相对应的各流组频带监视项目；各流组监视结果判定部，基于用于各流组频带监视的控制信息和表示当前时刻的计时器的值，进行输入包的各流组协议频带遵守/违反的判定；上述各流频带监视表包括各流频带监视项目，上述各流频带监视项目包括各流频带监视控制信息和各流制裁信息，上述各流频带监视控制信息包括各流协议频带、各流的存储桶的深度、各流的存储桶的水量、及上一次的各流频带监视时刻，所述各流制裁信息指示进行废弃或重写网络优先级或无制裁，作为给予不在各流协议频带内的包的制裁；上述流组频带监视表包括各流组频带监视项目，上述各流组频带监视项目包括各流组频带监视控制信息和各流组制裁信息，上述各流组频带监视控制信息包括各流组协议频带、各流组的存储桶的深度、各流组的存储桶的水量、及上一次的各流组频带监视时刻，所述各流组制裁信息指示进行废弃或重写网络优先级或无制裁，作为给予不在各流组协议频带内的包的制裁。
另外，本发明所述的传送装置，其特征在于，包括：包积蓄FIFO，积蓄包；计数器，对积蓄在上述包积蓄FIFO中的包数量进行计数；废弃控制部，判定对上述包积蓄FIFO的包的积蓄/废弃；多个流组的包积蓄在同一包积蓄FIFO中。
还有，本发明的频带监视装置，其特征在于，包括：每个用户频带监视部，频带监视包所属的每个用户的协议频带；每个用户组频带监视部，频带监视由多个用户构成的每个用户组的协议频带，不仅许多用户，多个用户组的包也积蓄在同一包积蓄FIFO中。根据本发明的频带监视装置，由于即使收容的用户组数量增加，也常常从一个包积蓄FIFO输出包，因此，不需要从多个包积蓄FIFO选择输出包的包积蓄FIFO，因此，即使收容的用户组数量增加，也能高速地进行频带监视。
再有，协议频带不一定必须是每个用户或每个用户组，一般地，可以设为是由各流或多个流构成的各流组，所述各流根据输入包的地址信息、识别用途的信息或识别网络内的优先级的信息、即网络优先级中的至少一个信息来识别。该情况下，本发明的频带监视装置的特征在于，包括：流检测部，检测包所属的流；流组检测部，检测上述检测后的流所属的流组，包括：各流频带监视部，用于对用流检测部检测后的各流监视协议频带；各流组频带监视部，用于对用流组检测部检测后的各流组监视协议频带，多个流组的包积蓄在同一包积蓄FIFO中。
附图说明
图1是示出现有技术1的整形装置的结构的框图。
图2是现有技术2的频带监视方法的流程图。
图3是示出本发明中设想的网络的结构例的图
图4(A)是示出组合了现有技术2和漏桶算法时的课题的图。
图4(B)是利用现有技术，由漏桶算法的存储桶水量示出解决现有技术2的课题的图。
图5是利用现有技术，由漏桶算法的存储桶水量示出解决现有技术2的课题的图。
图6是适用本发明的包传送装置的框图。
图7是示出图3的网络上的包的标题(head)和数据结构的图。
图8是示出图6的包传送装置内的包的结构的图。
图9是图6的包传送装置内的废弃控制部的框图。
图10是本发明的频带监视部的框图。
图11是各流频带监视表的格式。
图12是各流组频带监视表的格式。
图13是本发明的频带监视方法的流程图。
附图标记的说明
600…包传送装置；610…输入线路；640…包中继处理装置；
680…输出线路；11…各流频带监视项目；
12…各流组频带监视项目；
13…在各流频带监视判定结果是“遵守”的情况下，将新的CNT-A、TS-A作为示出超过频带部分的超过频带信息，写入到各流组频带监视表中的处理。
具体实施方式
若将现有技术2中记载的包的辨别基准，适用于现有技术1的整形器中进行上述频带控制，就产生新的另外的课题。由频带监视部130监视每个用户的最低频带，将最低频带以内的包作为优先包，将对于包积蓄FIFO 120的队列优先级设为高优先，将超过每个用户的最低频带的包作为非优先包，将队列优先级设为低优先。另外，由频带监视部130监视每个用户组的最大频带，废弃超过最大频带的包。
用图4(A)说明该时的课题。首先，如图4(A)的左图所示，考虑仅用户A1～A3中的用户A1正在进行通信的状态，假设用户A1用尽了约定给每个用户的最低频带后，还利用属于用户组A的其他用户未使用的剩余频带，占有到用户组A的最大频带进行通信。这时，用户A2的包若开始输入，就如图4(A)的右图所示，超过了用户组A的存储桶阈值。在现有技术2中，由于首先从最大频带监视的判定开始进行，故用户A2的包虽然还没用尽每个用户的最低频带，但被判定为超过每个用户组的最大频带，因此就被废弃了。这样地，在现有技术2中，若逻辑性地先判定集中了多个用户的最大频带监视，就有不一定能保证每个用户的最低频带的问题。
本发明的包传送装置的特征在于，在使用了全部各流组协议频带的情况下，对于流入网络的包，在该包是在该包所属的各流协议频带内的情况下，通过判定为是在各流组协议频带内，就在保证各流协议频带的同时，将超过了各流组协议频带的该包部分的超过频带，作为超过频带信息存储，另一方面，在该包不在该包所属的各流协议频带内的情况下，通过从各流组协议频带中扣除上述作为超过频带信息所存储着的超过频带，进行各流组频带监视，由此不分配超过各流组协议频带的频带，作为合并了在和不在各流协议频带内的包的使用频带。
因此，解决现有技术2的课题的理由如下。作为例子，对频带监视的算法是漏桶算法的情况进行说明。首先，如图4-2的左图所示，假设用户A1用尽了每个用户的最低频带之后，还利用剩余频带，占有到用户组A的最大频带进行通信。这时，若用户A2的包开始输入，就如图4-2的右图所示，超过用户组A的存储桶阈值。在现有技术2中，由于首先逻辑性地从最大频带的判定开始进行，因此，用户A2的包就被判定为超过最大频带而变成废弃，就不一定能保证用户A2的最低频带。
但是，根据本发明，图5的各用户组的协议频带是最大频带的情况如上图所示，各用户组的协议频带是最低频带的情况如下图所示，首先，逻辑性地先从判定各用户的协议频带即最低频带进行。于是，在用户A2的包开始输入时，由于该包是在用户A2的协议频带内，故判定为也是在用户组A的协议频带内，不仅用户A2的存储桶中积蓄与该包相当的水量，而且与上述相同的水量溢出阈值而积蓄在用户组A的存储桶中。从而，必定保证用户A2的协议频带。
另一方面，若在该状态下用户A1的包输入，该包就不在用户A1的协议频带内，还可以看作不在用户组A的协议频带内，因此，受用户组A的最大频带限制而被废弃。这样地，当是在各用户协议频带内的用户的包和不在各用户协议频带内的包争用的情况下，将在各用户协议频带内的包判定为在各用户组协议频带内，积蓄在各用户组的存储桶中，另一方面，由于将不在各用户协议频带的包判定为不在各用户组协议频带，故不积蓄在各用户组的存储桶中。从而，在各用户协议频带内的包也不违反各用户组协议频带，而必定能保证最低频带，与之相对，不在各用户协议频带内的包不在用户组协议频带的情况下，优先被废弃，从而能够在已用尽了各用户协议频带的用户与没用尽的用户之间，调整使用频带。
再有，在本发明中，需要将各用户组协议频带设置在各用户协议频带的总和以上。其理由在于，在各用户组协议频带不足各用户协议频带的总和的情况下，若全部用户全部使用各用户协议频带来连续发送包，则对用户组的频带进行监视的存储桶就连续溢出，超过各用户组协议频带的状态就恒常地继续。在各用户组协议频带是各用户协议频带的总和以上的情况下，当在各用户协议频带内的包过剩地积蓄在各用户组的存储桶中的情况下，在各用户协议频带以上的频带中，也从各用户组的存储桶持续漏水。另外，不在各用户协议频带的包的各用户组频带监视中，从各用户组协议频带中扣除上述过剩地积蓄在各用户组的存储桶中的那部分超过频带。从而，对于不在各用户协议频带内的包，由于不分配在各用户协议频带内的包所超过的那部分频带，作为使用频带，因此，不分配超过各用户组协议频带的频带，作为合并了在和不在各流协议频带内的包的使用频带。
作为各用户协议频带和各用户组协议频带的例子，例如，可以将保证给各用户的最低频带设为各用户协议频带，将各用户组协议频带设为保证给属于用户组中的每个用户的最低频带的总和。该情况下，必定保证各用户最低频带，而且在各用户组协议频带中有剩余频带的情况下，能够监视频带，使得可以有效利用剩余频带。
此外，可以将保证给每个用户的最低频带设为各用户协议频带，将各用户组协议频带设为用户组想限制的最大频带。该情况下，必定保证各用户最低频带，而且在能够限制用户组的最大频带的同时又有剩余频带的情况下，能够监视频带，使得可以有效利用剩余频带。
该情况下，协议频带不一定必须是各用户或各用户组，一般地，可以设为是由各流或多个流构成的各流组，所述各流根据输入包的地址信息、识别用途的信息或识别网络内的优先级的信息、即网络优先级中的至少一个信息来识别。
首先，用图6说明适用了本发明的包传送装置的结构概要。包传送装置600由下述部分构成：包进行输入的N个输入线路610-i(i＝1～N)；进行包的接收处理的包接收电路620-i；路由选择处理部630；交换包的包中继处理装置640；各输出线路的频带监视部650-j(j＝1～M)；废弃控制部660-j；进行发送处理的包发送电路670-j；输入包的N个输出线路680-j。
图7示出本发明设想的图3中示出的IP网络中的包的格式的一例。包由标题部710和数据部720构成。标题部710由发送源IP地址(Source IP Address：以下称作“SIP”)711、目的IP地址(Destination IP Address：以下称作“DIP”)712、服务标识符(Typeof Service：以下称作“TOS”)713构成。此外，数据部720由用户数据721构成。在标题部710中，除上述信息之外，还存储着生存时间(TTL：Time to Live)等信息，但可以与上述信息同样地执行后述的处理。
图8示出适用了本发明的包传送装置600内部的包的格式的一例。在包传送装置600内部的包的格式中，在IP网络的包的格式中加上内部标题810。内部标题810由下述部分构成：包输入后的线路的标识符、即输入线路号码811；输出包的线路的标识符、即输出线路号码812；表示包的字节长度的包长度813；指示了频带监视的结果的、对废弃控制部660-j的包积蓄FIFO 665-j指示积蓄或废弃的积蓄废弃指示814；对于包积蓄FIFO 665-j的队列优先级815。
下面，用图6说明适用了本发明的包传送装置的工作概要。从包传送装置600的输入线路610-i输入包后，包接收电路620-i附加内部标题810，计算包的字节长度之后，写入到包长度813(单位是Byte(字节))中。另外，将包输入后的输入线路610-i写入到输入线路号码811中，向路由选择处理部630发送包。再有，这一时刻，输出线路号码812成为无意义的值。路由选择处理部630接收包后，就基于DIP712判定输出包的线路680-j，将输出线路680-j的线路号码j写入到输出线路号码812中，发送到包中继处理装置640。包中继处理装置640按照输出线路号码812交换包，发送给各输出线路的频带监视部650-j。
频带监视部650-j基于SIP711，检测包所属的用户和包所属的用户组，进行每个用户的频带监视和每个用户组的频带监视，必定保证约定给各用户的最低频带，而且在各用户组的使用频带中有剩余频带的情况下，进行频带监视，使得能够有效利用剩余频带。关于该频带监视部650-j的详细工作，以后进行叙述。对于被进行频带监视的包，将指示了频带监视的结果的对废弃控制部660-j中的包积蓄FIFO 665-j的积蓄或废弃的指示，写入到积蓄废弃指示814中，将对于包积蓄FIFO 665-j的队列优先级，写入到队列优先级815中，发送给废弃控制部660-j。
发送给了废弃控制部660-j的包，暂且积蓄在暂时积蓄缓冲器662-j中。基于从频带监视部650-j发送的包的积蓄废弃指示814，在指示为“废弃”的情况下，不从暂时积蓄缓冲器662-j向包积蓄FIFO 665-j发送包。然后，接着判定为“废弃”的包，写上已到达废弃控制部660-j的包的信息。在指示为“积蓄”的情况下，从各队列优先级的阈值积蓄装置661-j，参考对于队列优先级815的包积蓄FIFO 665-j的阈值，将FIFO计数器664-j的值与该阈值进行比较。在该阈值大于FIFO计数器664-j的情况下，判定为“积蓄”，向包积蓄FIFO 665-j发送包，而且对FIFO计数器664-j的值加1。阈值在FIFO计数器664-j以下的情况下，判定为“废弃”，不向包积蓄FIFO 665-j发送包，不对FIFO计数器664-j的值进行加法运算。然后，接着判定为“废弃”的包，写上已到达废弃控制部660-j的包的信息。
包输出控制部666-j发送包发送启动信号667-j，以使得按照积蓄在包积蓄FIFO 665-j中的顺序用线路频带来发送包，接收了该信号的包积蓄FIFO 665-j向包发送电路670-j发送包。此外，FIFO计数器665-j接收上述包发送启动信号667-j后，从FIFO计数器665-j中减1。在本发明中，包输出控制部666-j发送包发送启动信号667-j，以使得用线路频带来发送包，但也可以用由网络运营者设定的线路频带以下的频带(例如线路频带的一半)进行发送。已向包发送电路670-j发送的包去掉内部标题810后，发送给输出线路680-j。
在本发明的频带监视部650-j中，进行各用户频带监视和各用户组频带监视后，对于超过每个用户组的协议频带的包，指示废弃，或者指示重写服务标识符713或队列优先级815。从而，在废弃控制部660-j中进行废弃指示，或者按照队列优先级815进行废弃控制，由此能进行各用户和各用户组的频带控制。由于不需要每个用户组都持有包积蓄FIFO 665-j，而是从一个包积蓄FIFO 665-j发送包，因此，不需要从多个FIFO选择进行发送的FIFO，能够高速地控制频带。
本实施例中设想的网络结构如图3所示。在来自ISP网站A和ISP网站B的通信数据拥挤的边缘节点C1的输出侧，具有频带监视部，监视用户A1～A3的每个用户的频带，保证各用户协议频带MA1～MA3作为最低频带。此外，监视由用户A1～A3构成的用户组A的频带，在有未使用各用户频带的用户的情况下，能够将未使用的各用户协议频带作为保证频带，提供给其他用户。例如，在用户A2、A3没进行通信的情况下，用户A1可以使用到用户组A的协议频带MA＝MA1+MA2+MA3为止的保证频带。
用户组A的协议频带MA可以选择用户组所保证的最低频带，或者用户组限制的最大频带的任意一种。在设MA为最低频带的情况下，没有对不在各用户协议频带内的包的制裁，作为对不在各用户组协议频带内的包的制裁，进行服务标识符713或队列优先级815的重写。在设MA为最大频带的情况下，没有对不在各用户协议频带内的包的制裁，或者成为服务标识符713或队列优先级815的重写，对不在各用户组协议频带内的包的制裁就变成废弃。对由ISP网站B的用户B1～B3构成的用户组B，也进行同样的频带监视。
下面，对频带监视部650-j的详细工作进行说明。作为频带监视算法，使用漏桶算法，即，使用IP的扩展为可变长包的频带监视算法。漏桶算法用具有某个深度的有孔的空的漏式存储桶的模型，在水进入到存储桶期间，在监视频带中持续漏水，在输入包时，注入该包的字节长度那部分的水。为了容许包的到达波动，在存储桶中具有深度，在存储桶没溢出时，判定为输入包遵守，若溢出，就判定为违反。
图10中示出频带监视部650-j的框图。频带监视部650-j的结构包括流检测部、各流频带监视表控制部、各流存储桶积蓄量判定部、各流频带监视结果判定部、流组检测部、各流组频带监视表控制部、各流组存储桶积蓄量判定部、各流组频带监视结果判定部、监视结果综合判定部。图11中示出各流频带监视表的格式，图12中示出各流组频带监视表的格式。11-1～11-6分别是与用户A1至用户B3相对应的各流频带监视项目，12-1是用户组A，12-2是用户组B的各流组频带监视项目。THR示出存储桶的深度，POLR示出监视频带，TS示出上次包到达时刻，CNT示出表示存储桶中积蓄着的水量的存储桶积蓄量，TOSC示出遵守时的服务标识符，TOSN示出违反(不符合)时的服务标识符，QC示出遵守时的队列优先级，QN示出违反时的队列优先级，DROP示出违反时的“废弃”或“积蓄”指示。流检测部为了进行各流的频带监视，根据包标题内的信息中的SIP711，判定流标识符。各流频带监视表控制部参考对应于上述流标识符的各流频带监视项目，读出频带监视所需的THR、POLR、TS、CNT、TOSC、TOSN、QC、QN、DROP的参数，分别积蓄在THR积蓄装置、POLR积蓄装置、TS积蓄装置、CNT积蓄装置、TOSC积蓄装置、TOSN积蓄装置、QC积蓄装置、QN积蓄装置、DROP积蓄装置中。以下说明流属于用户A1，流组属于用户组A1的情况。
在各流存储桶积蓄量判定部中，判定包即将输入之前的存储桶的水量。首先，存储桶积蓄量判定电路计算对当前时刻进行计数的计时器的值与TS积蓄装置的TS-A1的差分，计算存储桶中水从上次积蓄后经过的经过时间。接着，对经过时间乘以POLR积蓄装置内的POLR-A1，计算存储桶中水从上次积蓄后漏掉的水的量。另外，从CNT积蓄装置内的CNT-A1中减去存储桶内水量减少量，来判定包即将输入之前的水量、即存储桶积蓄量。判定上述存储桶积蓄量的正负，并在判定结果是负的情况下，将存储桶积蓄量修正为0。
各流监视结果判定部的监视结果判定电路，判定与输入包的包长度相当的水是否进入到存储桶中。首先，对上述的存储桶积蓄量加上包长度，将其与THR积蓄装置内的THR-A1比较大小。在存储桶积蓄量与包长度之和大于THR-A1时，由于输入了相当于包长度的水的情况下存储桶溢出，故将输入包判定为违反包，将该判定结果发送给监视结果综合判定部。在存储桶积蓄量与包长度之和在THR-A1以下时，将输入包判定为遵守包，将该判定结果发送给监视结果综合判定部。
在各流组存储桶积蓄量判定部中，对于从各流组频带监视表同样地读出的参数，也反复进行同样的处理，将判定结果发送给监视结果综合判定部。
在监视结果综合判定部中，基于各流的判定结果和各流组的判定结果，来判定对于该包的积蓄废弃指示814、队列优先级815、服务标识符713，将它们发送给废弃控制部660-j。在此，关于各流组协议频带是最低频带、各流频带监视违反时无制裁(与遵守时相同的判定)、各流组频带监视违反时的制裁是服务标识符和队列优先级的重写的情况进行说明。对于各流的判定结果是“遵守”的包，变成积蓄指示，向废弃控制部660-j发送TOSC-A1、QC-A1。对于各流的判定结果是“违反”且各流组的判定结果是“遵守”的包，由于各流频带监视违反时无制裁，故变成积蓄指示，向废弃控制部660-j发送TOSC-A1、QC-A1。对于各流的判定结果是“违反”且各流组的判定结果是“违反”的包，变成积蓄指示，向废弃控制部660-j发送TOSC-A、QC-A。这样，必须保证各流最低频带MAi(i＝1～3)，而且对于超过了各流最低频带的用户也在用户组A的最低频带MA中有剩余频带的情况下，也能够有效利用它。此外，对于超过了用户组A的最低频带MA的包，通过重写服务标识符或队列优先级，将其在自己包传送装置内或网络内的其他包传送装置内，作为非优先包对待。
另外，在各流频带监视的判定结果是“遵守”的情况下，将存储桶积蓄量+包长度，作为新的存储桶积蓄量CNT-A1，将当前时刻的计时器的值作为新的TS-A1而发送给各流频带监视表控制部，对于下一个输入包，在读出各流频带监视表之前，写入到用户A1的各流频带监视项目中。同样地，在各流组频带监视的判定结果是“遵守”的情况下，也将新的CNT-A、TS-A写入到各流组频带监视表中。另外，作为本发明中固有的处理，在各流组频带监视的判定结果是“违反”的情况下，若各流频带监视结果是“遵守”，就将新的CNT-A、TS-A作为示出超过频带部分的超过频带信息，写入到各流组频带监视表中。
图13中示出频带监视算法的流程图。在13的处理即各流频带监视判定结果是“遵守”的情况下，作为示出超过新的CNT-A、TS-A的频带部分的超过频带信息，写入到各流组频带监视表中的处理，是本发明中固有的处理。
发明的效果如下
根据本发明，能够提供一种高速的频带监视装置，对各用户进行频带监视，而且收容许多由多个用户构成的用户组，也能够对各用户组进行频带监视。另外，通过使用该频带监视装置来收容许多用户组，能够降低每个用户组的收容成本。
此外，根据本发明的频带监视方法，必定保证约定给各用户的最低频带，而且还在各用户组的使用频带中有剩余频带的情况下，能够有效利用剩余频带。

Claims (7)

1.一种频带监视方法，对流入网络中的包监视是否在该包的发送源的协议频带内，若该包在协议频带内，就优先地发送该包，若不在则将该包作为非优先包进行发送，该频带监视方法的特征在于，
对上述包所属的流进行上述频带监视，
对由多个流构成的流组进行上述频带监视，
在上述流入的包是在对上述各流进行的频带监视的情况下，即使不在对上述各流组进行的频带监视的情况下，也将上述包作为优先包进行发送，
将与超过了上述流组的协议频带的包部分的超过频带有关的信息，作为超过频带信息存储，
当上述包不是在该包所属的各流协议频带内的情况下，从上述各流组协议频带扣除上述已存储的超过频带，进行上述各流组频带监视。
2.如权利要求1所述的频带监视方法，其特征在于，作为频带监视的算法，使用漏桶算法。
3.如权利要求2所述的频带监视方法，其特征在于，在对上述各流进行的频带监视中，对于被判定为是在各流协议频带内的包，无论各流组频带监视的漏桶算法的存储桶的深度如何，判定为是在各流组协议频带内，将其积蓄在存储桶中，在此，积蓄在存储桶中的水量是上述超过频带信息。
4.一种包传送装置，其特征在于，具有：多个包接收电路，收容多条输入线路；多个包发送电路，收容多条输出线路；路由选择处理部，决定将由上述包接收电路接收到的包向上述多条输出线路的某一条进行传送；多个频带监视部，设置在该路由选择处理部和上述多个包发送电路的各个之间的包传送路径上；包中继处理部，将通过了上述路由选择处理部的包交换给上述多个频带监视部的某一个；包积蓄FIFO，积蓄包；计数器，对积蓄在上述包积蓄FIFO中的包数量进行计数；以及废弃控制部，判定对上述包积蓄FIFO的包的积蓄/废弃；多个流组的包积蓄在同一包积蓄FIFO中，
上述频带监视部包括：流检测部，检测接收到的包所属的流；流组检测部，检测该检测到的流所属的流组；各流频带监视部，用于对上述检测到的各流监视协议频带；各流组频带监视部，用于对上述检测到的各流组监视协议频带；及监视结果综合判定部，基于上述各流频带监视部和流组频带监视部的监视结果，将上述接收包辨别为优先包或非优先包；
该监视结果综合判定部在上述接收包是在对上述各流进行的频带监视的情况下，即使不是在对上述各流组进行的频带监视的情况下，也将上述包作为优先包，向上述包发送电路发送。
5.如权利要求4所述的包传送装置，其特征在于，
上述各流频带监视部包括：流频带监视表；各流频带监视表控制部，从各流频带监视表读出与输入包所属的流相对应的各流频带监视项目；各流监视结果判定部，基于用于各流频带监视的控制信息和表示当前时刻的计时器的值，进行输入包的各流协议频带遵守/违反的判定；
上述各流组频带监视部包括：各流组频带监视表；各流组频带监视表控制部，从各流组频带监视表读出与输入包所属的流组相对应的各流组频带监视项目；各流组监视结果判定部，基于用于各流组频带监视的控制信息和表示当前时刻的计时器的值，进行输入包的各流组协议频带遵守/违反的判定；
上述各流频带监视表包括各流频带监视项目，上述各流频带监视项目包括各流频带监视控制信息和各流制裁信息，上述各流频带监视控制信息包括各流协议频带、各流的存储桶的深度、各流的存储桶的水量、及上一次的各流频带监视时刻，所述各流制裁信息指示进行废弃或重写网络优先级或无制裁，作为给予不在各流协议频带内的包的制裁；
上述流组频带监视表包括各流组频带监视项目，上述各流组频带监视项目包括各流组频带监视控制信息和各流组制裁信息，上述各流组频带监视控制信息包括各流组协议频带、各流组的存储桶的深度、各流组的存储桶的水量、及上一次的各流组频带监视时刻，所述各流组制裁信息指示进行废弃或重写网络优先级或无制裁，作为给予不在各流组协议频带内的包的制裁。
6.如权利要求4或5所述的包传送装置，其特征在于，
对是在上述各流协议频带内的包不给予制裁，对于不在各流协议频带内但是在各流组协议频带的包，给予由各流制裁信息指定的制裁，对于同时不在各流协议频带和各流组协议频带的包，给予由各流制裁信息指定的制裁或由各流组制裁信息指定的制裁。
7.如权利要求4所述的包传送装置，其特征在于，
上述各流制裁信息或上述各流组制裁信息包括对各个包积蓄FIFO的队列优先级的重写，
上述废弃控制部，对每个队列优先级保存在对上述包积蓄FIFO的包的积蓄/废弃进行判定时用于参考的阈值。
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