CN103107949A

CN103107949A - 中继装置、中继装置的控制方法

Info

Publication number: CN103107949A
Application number: CN2012104492862A
Authority: CN
Inventors: 永户良树
Original assignee: Buffalo Inc
Current assignee: Buffalo Inc
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2013-05-15
Also published as: US20130114410A1; JP5857643B2; JP2013102392A

Abstract

本发明提供一种中继装置、中继装置的控制方法，在多个终端之间混合进行重视可靠性的通信和重视实时性的通信的情况下自动切换为适于通信状况的通信方法。该中继装置具备：使用状况判断部(B12)，其根据中继装置(10)所接收的数据包和所发送的数据包中的至少一个判断发送接收数据包的中继装置(10)的使用状况；流量控制部(B21)，其控制中继装置(10)所接收的数据包的流量；以及模式切换部(B14)，其根据通过使用状况判断部(B12)判断出的使用状况来切换由流量控制部(B21)进行的控制的有效和无效。

Description

中继装置、中继装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种在网络通信中发送接收数据包的中继装置、该中继装置的控制方法及控制程序。

背景技术

IP(Internet Protocol：互联网协议)具有从发送源向发送目的地分发数据包的功能。在IP网中使用TCP(TransmissionControl Protocol：传输控制协议)以及UDP(User DatagramProtocol：用户数据报协议)作为传输层的协议。

TCP是在进行基于数据包的数据发送之前在发送源与发送目的地的终端之间建立连接的连接型的协议。在TCP中，在终端之间建立了连接的基础上管理通信状态，或对数据包是否有缺损、是否有重复、顺序是否不同等数据包错误进行确认。并且，进行为了纠错而重新发送数据包的重新发送控制。其结果，进行没有错误的可靠性高的数据包通信。另一方面，由于连接的建立、切断、纠正确认、重新发送控制等而基于数据包的数据通信耗时，因此直到传输完成为止的时间变长，从而导致实时性差。

另一方面，UDP不同于TCP，是在发送源与发送目的地之间不进行连接的建立的非连接型的协议。另外，UDP不同于TCP，错误确认、纠错以及重新发送控制均不进行，只是从发送源向发送目的地单侧发送基于数据包的数据。其结果，可能产生数据包的顺序不同、缺损、重复等问题，但是与不进行连接的建立、切断、纠正确认、重新发送控制等相应地，直到基于数据包的数据传输完成为止的时间缩短，从而实时性优良。

如以上那样，在TCP与UDP的相对比较中，TCP的数据包通信具有可靠性优良、实时性差的特征，UDP的数据包通信具有实时性优良、可靠性差的特征。

利用这种特征的不同，在例如终端之间的文件传输、电子邮件的发送接收等与实时性相比更重视可靠性的通信的情况下设定TCP。另一方面，在例如语音通话、动态图像发布等与可靠性相比更重视实时性的通信的情况下设定UDP。

在大多数情况下，终端之间的数据包的发送接收通过交换集线器、路由器等中继装置进行中继。另外，根据在发送源的终端中所执行的程序(Web浏览器、IP电话、动态图像再现、文件发送等)规定是通过TCP来执行数据包的发送接收还是通过UDP来执行数据包的发送接收，因此在中继装置中有时并行执行TCP以及UDP的数据包通信。在这种情况下，需要通过中继装置调整实时性和可靠性。

作为进行这种调整的装置，存在搭载优先控制功能的中继装置。优先控制功能是指针对接收数据包决定优先级并从优先级高的数据包优先传输的功能。在优先控制中，通过预先将需要实时性的数据包的优先级设定得高，能够进行实时性高的通信。

另外，作为进行上述调整的装置，除了搭载优先控制功能的中继装置以外，还已知搭载频带控制功能的中继装置(参照专利文献1)。频带控制功能是指针对数据包的每个种类确保或限制能够使用的频带的功能。在频带控制中，通过向需要实时性的数据包优先分配频带，能够进行实时性高的通信。

专利文献1：日本特开2002-217966号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，当通过上述优先控制优先传输需要实时性的UDP数据包、或通过上述频带控制优先确保需要实时性的UDP数据包的频带时，产生如下问题。

即，中继装置具备暂时保存数据包的缓冲器。中继装置所接收的数据包暂时存在缓冲器之后发送给目的地，但是有时数据包过度集中于中继装置而导致超过缓冲器的容量。当超过缓冲器的容量时导致数据包损失，从而可靠性受损。这里，当通过上述优先控制、频带控制按照预定的优先级传输数据包或优先确保频带时，中继装置不会向目的地优先发送TCP数据包。由此，针对从缓冲器溢出的TCP数据包执行重新发送控制。通过执行重新发送控制再次将该部分量的数据包发送给中继装置，数据包变得更加容易从缓冲器溢出。产生带来这种恶性循环这样的问题。作为解决这种问题的装置，提供具备流量控制功能的中继装置。

流量控制功能是指使发送源的终端中断数据包的发送使得缓冲器不会溢出、或限制发送速度的调整功能。根据中继装置的设置环境由管理者静态地进行使中继装置的流量控制功能为有效或无效的设定。通过该流量控制功能能够防止中继装置的缓冲器溢出导致的数据包的损失，能够进行可靠性高的通信。然而，由于中断数据包的发送或限制发送速度，导致通信的实时性受损。

如以上那样，在重视可靠性的数据包和重视实时性的数据包同时存在的情况下中继装置只具备优先控制功能、频带控制功能、流量控制功能时，实际情况是并不能说能够很平衡地调整实时性和可靠性。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种在多个终端之间混合进行重视可靠性的通信和重视实时性的通信的情况下能够自动切换为适于通信状况的通信方法的中继装置、该中继装置的控制方法及程序。

用于解决问题的方案

以下，根据需要一边示出效果一边说明有效解决上述问题的各种手段。

手段1．一种中继装置，发送接收数据包，其特征在于，具备：

使用状况判断部，其根据上述中继装置所接收的数据包和所发送的数据包中的至少一个判断上述中继装置的使用状况；

流量控制部，其控制上述中继装置所接收的数据包的流量；以及

模式切换部，其根据通过上述使用状况判断部判断出的使用状况来切换由上述流量控制部进行的控制的有效和无效。

根据手段1，流量控制部通过暂时禁止来自终端的数据包的发送或调整发送速度来控制数据包的流量，由此中继装置能够以防止数据包损失的可靠性高的通信方法进行数据包的发送接收。另外，在根据使用状况判断部的判断判断为例如要求实时性的数据包多的情况下，能够通过模式切换部的模式切换将由流量控制部进行的控制设为无效。因而，还能够根据使用状况使流量控制部的控制无效化来以实时性高的通信方法进行数据包的发送接收。如以上那样通过与中继装置的使用状况相应地动态执行流量控制部的模式切换，由此自动选择适于通信状况的通信方法。

手段2．根据手段1所述的中继装置，其特征在于，还具备优先控制部，在由上述流量控制部进行的控制被上述模式切换部切换为无效的情况下，该优先控制部进行用于将要求实时性的数据包优先于要求可靠性的数据包发送的控制。

根据手段2，在流量控制部的控制设为无效的情况下，能够通过优先控制部优先发送要求实时性的数据包。由此，通过切换使得在要求可靠性的使用状况中将流量控制部设为有效、在要求实时性的使用状况中将流量控制部设为无效来使优先控制部发挥功能，能够对于要求可靠性的使用状况和要求实时性的使用状况的相反的状况恰当地进行对应。此外，要求可靠性的数据包的代表例是TCP数据包，要求实时性的数据包的代表例是UDP数据包。另外，作为优先控制部所进行的“用于将要求实时性的数据包优选于要求可靠性的数据包发送的控制”，除了针对要求可靠性的数据包决定优先级来从优先级高的数据包优先传输的优先控制以外，既可以是针对要求可靠性的数据包确保能够使用的频带的频带控制，也可以是一起进行这些优先控制以及频带控制的控制。

手段3．根据手段1或2所述的中继装置，其特征在于，上述使用状况判断部检测所接收的数据包中规定种类的数据包所占的占有率，并根据上述占有率判断上述使用状况。

根据手段3，在判断使用状况时，监视中继装置所接收的数据包来检测规定种类的数据包的占有率，由此使用状况判断部变得容易进行客观的判断。其结果，使得模式切换也被恰当地执行。

手段4．根据手段3所述的中继装置，其特征在于，上述规定种类的数据包是要求实时性的数据包或者要求可靠性的数据包。

根据手段4，通过掌握要求实时性的数据包或者是要求可靠性的数据包中的至少一个的占有率，有助于判断是要求实时性的使用状况还是要求可靠性的使用状况。

手段5．根据手段3或4所述的中继装置，其特征在于，上述使用状况判断部根据在固定时间内计数得到的数据包数检测上述占有率。

根据手段5，通过利用固定时间内的数据包数求出占有率来得到占有率，因此，只要在时间固定的前提下，作为实际的处理，只对数据包进行计数就能够掌握占有率，占有率的运算处理变得容易。

手段6．根据手段3~5中的任一项所述的中继装置，其特征在于，上述规定种类的数据包使用端口编号来进行分类，该端口编号用于确定数据包被发送到的目的地的程序，

上述使用状况判断部进行与上述端口编号相应的加权并利用该加权来检测上述占有率。

在单纯地检测占有率的情况下，产生无法针对要特别关心的主要的数据包被发送到的目的地的程序执行恰当的模式切换的情况。关于该点，根据手段6，对主要的数据包被发送到的目的地的程序进行加权来检测占有率，因此与简单的比较数据包数的情况相比能够使主要的数据包优先。

手段7．根据手段3~6中的任一项所述的中继装置，其特征在于，上述使用状况判断部根据上述占有率随时间的变化判断上述使用状况。

根据手段7，通过加入占有率所时间的变化能够预测近期将来的占有率。因而，模式切换部能够执行与所预想的近期将来的使用状况相匹配的模式切换。

手段8．根据手段3~7中的任一项所述的中继装置，其特征在于，上述使用状况判断部将上述流量控制部的控制的有效和无效随时间的变化记录为历史记录，并使用上述历史记录和上述占有率判断上述使用状况。

根据手段8，能够根据所记录的历史记录掌握连接到中继装置的终端要求可靠性的场景多还是要求实时性的场景多这样的倾向。通过利用所掌握的该倾向，能够执行更恰当的模式切换。

手段9．根据手段1~8中的任一项所述的中继装置，其特征在于，上述使用状况判断部根据规定种类的数据包的连续性检测上述使用状况。

根据手段9，还能够在中继装置所发送接收的规定种类的数据包为连续的情况下，判断为规定种类的数据包的占有率变高。通过利用它，还能够不对规定种类的数据包的占有率进行运算处理就执行恰当的模式切换，还能够根据规定种类的数据包的连续性和实际的占有率这两者执行更加适于使用状况的模式切换。

手段10．根据手段1~9中的任一项所述的中继装置，其特征在于，上述模式切换部在切换由上述流量控制部进行的控制的有效和无效之后禁止切换直到经过规定的等待时间为止。

为了将中继装置的流量控制功能从有效切换为无效、或者从无效切换为有效，需要连接终端与中继装置之间进行重新连接。并且，当在连接终端与中继装置之间频繁地进行连接、切断以及重新连接这样的处理时，在该处理中无法进行数据用的通信。因而，如手段10那样在执行了模式切换之后在固定时间内禁止再次进行模式切换，与不禁止再次进行模式切换的情况相比，具有缩减不能进行数据用的通信的期间的效果，在流量控制功能有效时或无效时都获得有利的通信状态。

手段11．根据手段1~10中的任一项所述的中继装置，其特征在于，

还具备多个端口，该多个端口用于与外部终端进行连接，上述流量控制部能够针对每个上述端口控制上述中继装置所接收的数据包的流量，

上述模式切换部能够针对每个上述端口切换由上述流量控制部进行的控制的有效和无效。

根据手段11，具备多个端口，因此中继装置能够对多个外部终端进行中继。这里，每个端口所连接的终端都不同，因此通过根据各终端的数据包发送接收状况对每个端口进行流量控制功能的设定，能够进行极为细致的控制。

关于以上说明的中继装置，作为代表例之一，假定应用于交换集线器。另外，关于上述各手段以中继装置为前提进行了说明，但是作为中继装置的控制方法、控制程序来进行提供，也能够解决上述问题。

附图说明

图1是中继装置的硬件结构图。

图2是中继装置的功能框图。

图3是表示定期处理的流程图。

图4是表示模式决定处理的流程图。

图5是表示模式切换处理的流程图。

图6是表示模式决定处理的变形例(1)的流程图。

图7是表示模式决定处理的变形例(2)的流程图。

图8是表示模式决定处理的变形例(3)的流程图。

图9是表示模式决定处理的变形例(4)的流程图。

附图标记说明

10：中继装置；21~23：外部终端；111：CPU；112：RAM；113：快闪ROM；121：交换机引擎；1211、1221、1231：MAC芯片；1212、1222、1232：物理层芯片；1213、1223、1233：端口；B1：控制部；B11：数据包信息获取部；B12：使用状况判断部；B13：模式存储部；B14：模式切换部；B2：数据包发送接收部；B21：流量控制部；B22：优先控制部。

具体实施方式

以下，说明本实施方式所涉及的中继装置10。图1是本实施方式中的中继装置10的硬件结构图。

在本实施方式中，中继装置10例如是交换集线器。此外，作为中继装置10，除了交换集线器之外也可以是路由器、第三层交换机等。中继装置10具备CPU 111、RAM 112、快闪ROM(Flash ROM)113、交换机引擎121、MAC芯片1211、1221、1231、物理层芯片(以下称为PHY)1212、1222、1232、以及端口1213、1223、1233。并且，交换机引擎121和MAC芯片1211、1221、1231以装载在IC芯片的形式构成交换机控制器。此外，也可以还将PHY 1212、1222、1232装载在IC芯片而构成交换机控制器。具备多个端口1213、1223、1233，针对每个端口1213、1223、1233具备MAC芯片1211、1221、1231以及PHY 1212、1222、1232。中继装置10通过端口1213、1223、1233与外部终端21、22、23连接。例如，通过被IEEE802.3标准化的称为以太网(注册商标)的连接方式来进行该连接，例如具有10Mbps、100Mbps、1Gbps或者10Gps的全双工或者半双工的通信速度。

由外部终端21、22、23所发送的具有电信号的形式的数据包被PHY 1212、1222、1232转换为数据。而且，被转换为数据的数据包从PHY 1212、1222、1232发送给MAC芯片1211、1221、1231。这里，MAC芯片1211、1221、1231具有固有的识别编号。各MAC芯片1211、1221、1231经由交换机引擎121相互连接。

MAC芯片1211、1221、1231将所接收的数据包转换为MAC帧形式并向交换机引擎121发送。交换机引擎121具备未图示的缓冲器，将从MAC芯片1211、1221、1231接收到的数据包暂时地保存在缓冲器。另外，交换机引擎121与CPU 111连接。CPU111与RAM 112、Flash ROM 113连接。

在Flash ROM 113保存有用于控制交换机引擎121的程序。CPU 111将用于控制交换机引擎121的程序展开在RAM 112来执行。CPU 111从交换机引擎121获取与保存在缓冲器的数据包有关的信息(以下称为数据包信息)。并且，CPU 111根据数据包信息控制交换机引擎121或者MAC芯片1211、1221、1231。这里，数据包信息是指所接收的数据包所使用的协议、端口编号、各数据包的包长度等保存在数据包的信息。

交换机引擎121将保存在缓冲器的MAC帧形式的数据包按照包含在该数据包的控制信息发送给MAC芯片1211、1221、1231。MAC芯片1211、1221、1231通过PHY 1212、1222、1232以及端口1213、1223、1233向外部终端21~23发送从交换机引擎121接收到的数据包。

图2示出由以上的硬件结构构成的中继装置10的关注其功能的功能框图。中继装置10具备控制部B1和数据包发送接收部B2。控制部B 1具备数据包信息获取部B11、使用状况判断部B12、模式存储部B13以及模式切换部B14。数据包发送接收部B2具备流量控制部B21以及优先控制部B22。

此外，图2的控制部B 1与图1的CPU 111、RAM 112、FlashROM 113相对应。另外，图2的数据包发送接收部B2与图1的交换机引擎121、MAC芯片1211、1221、1231、PHY 1212、1222、1232、端口1213、1223、1233相对应。

数据包发送接收部B2从外部终端21~23接收数据包，向外部终端21~23发送所接收的数据包。数据包发送接收部B2所具备的流量控制部B21通过向外部终端21~23发送Pause帧来中断来自外部终端21~23的数据包的发送。此外，除了中断数据包的发送以外，也可以降低数据包的发送速度。这样，流量控制部B21的流量控制功能是指使发送源的终端中断数据包的发送使得缓冲器不会溢出、或限制发送速度的调整功能。

在流量控制功能有效的情况下，能够抑制缓冲器溢出。因此，能够进行可靠性高的通信。并且，能够抑制由缓冲器溢出导致的数据包的损失，因此还能够减少进行TCP数据包的重新发送控制的频率。

优先控制部B22进行用于对从外部终端21~23接收到的数据包设定优先级并先从优先级高的数据包开始发送的优先控制。优先控制部B22所进行的优先控制在流量控制部B21所进行的流量控制功能为有效的情况下不发挥功能，只在流量控制功能为无效的情况下发挥功能。另外，优先控制部B22除了进行上述优先控制以外，也可以进行针对数据包的每个种类确保或限制能够使用的频带的频带控制(在本实施方式中，确保UDP数据包的频带，限制TCP数据包的频带)，还可以一起进行这些优先控制以及频带控制。

优先控制部B22所使用的优先级能够根据数据包为TCP数据包和UDP数据包中的哪个来进行设定。另外，能够根据接收或者发送数据包的端口1213、1223、1233来进行设定。另外，也可以根据IEEE802.1p标准所定的Priority Code Point来进行设定。另外，也可以使用数据包所具有的IP头的Type of Service的值、Differentiated services code point的值来进行设定。另外，也可以使用数据包所具有的端口编号来进行设定。

在本实施方式的情况下，关于优先控制部B22中的优先级，与TCP数据包相比UDP数据包的优先级设定得高。由此，在进行优先控制部B22的优先控制的情况下能够进行实时性高的通信。

数据包信息获取部B11从数据包发送接收部B2获取数据包发送接收部B2所接收的数据包信息。使用状况判断部B12根据数据包信息获取部B11所获取的数据包信息判断中继装置10的使用状况。并且，使用状况判断部B12根据判断出的使用状况决定流量控制部B21的流量控制功能是设为有效还是设为无效的模式，将所决定的该模式作为模式信息写入模式存储部B13。

模式切换部B14从模式存储部B13获取决定为适于中继装置10的使用状况的模式信息，切换流量控制部B21所具有的流量控制功能的有效和无效。这里，在IEEE802.3标准中流量控制功能的有效和无效的切换是在Auto Negotiation(自动协商)的过程中执行的。因而，在切换流量控制功能的有效和无效的情况下，需要中继装置10与外部终端21~23之间进行重新连接。

在如以上那样构成的中继装置10中，通过CPU 111以固定时间间隔、例如1秒或者小于它的时间间隔定期地执行定期处理。

使用图3说明CPU 111(图2的控制部B1)所进行的定期处理。控制部B 1首先执行模式决定处理(S1)。模式决定处理是指用于根据数据包信息获取部B11所获取的信息判断中继装置10的使用状况来决定将流量控制部B21所具有的流量控制功能是设为有效还是设为无效的处理。

在模式决定处理之后，控制部B1判断规定的定时器是否时间到(S2)。定时器用于决定在通过模式切换部B14执行了模式切换之后到下一次的模式切换为止的最少时间，禁止在定时器所规定的时间内连续进行模式切换。当判断为时间到时(S2：“是”)，跳转到模式切换处理(S3)。另一方面，当判断为没有时间到时(S2：“否”)，不向模式切换处理跳转而结束本定期处理。

模式切换处理是指由模式切换部B14根据在模式决定处理(S1)中决定的模式信息所完成的处理，且是将流量控制部B21所具有的流量控制功能的模式切换为有效或切换为无效的处理。

在模式切换处理之后，控制部B1判断在本次的定期处理中是否进行了模式切换(S4)。在本次的定期处理中进行了模式切换的情况下(S4：“是”)，设定定时器而结束本定期处理。定时器为了在步骤S2中规定模式切换的最少时间间隔而设定，例如设为10秒、5分钟、0.5小时等至少足够长于定期处理的时间间隔的时间。这里，设定的定时器时间可以是预定的固定时间，但是也可以设为能够通过中继装置10的管理者进行变更设定。

在本次的定期处理中没有进行模式切换的情况下(S4：“否”)，不设定定时器，维持时间到的状态直接结束本定期处理。这是因为：可以说没有进行模式切换就已经超过最少时间间隔，因此在下一次的定期处理中判断为时间到来跳转到模式切换处理。

接着，使用图4说明在步骤S 1中进行的CPU 111(图2的使用状况判断部B12)所进行的模式决定处理。数据包信息获取部B11从数据包发送接收部B2获取数据包发送接收部B2所接收的数据包信息。在本实施方式中，利用数据包信息中的基于协议的数据包的种类(TCP数据包或UDP数据包)。

使用状况判断部B12从数据包信息获取部B11获取数据包信息中的数据包的种类，对TCP数据包和UDP数据包占整体的数据包的占有率进行运算，由此检测该占有率(S10)。这里，TCP数据包以及UDP数据包的占有率设为在固定时间内接收到的TCP数据包以及UDP数据包占全部数据包数的比例。接着，使用状况判断部B12进行TCP数据包的占有率是否为预定的规定值以上的判断(S12)。此外，步骤S12的判断相当于从TCP数据包的占有率一侧判断中继装置10的使用状况的处理。

在TCP数据包的占有率为规定值以上的情况下(S12：“是”)，判断为使流量控制功能有效化(S14)。并且，将该判断的结果作为模式信息写入模式存储部B13(S16)，结束本模式决定处理。

另一方面，在步骤S12中TCP数据包的占有率小于规定值的情况下(S12：“否”)，进行UDP数据包的占有率是否为预定的规定值以上的判断(S18)。此外，步骤S18的判断相当于从UDP数据包的占有率一侧判断中继装置10的使用状况的处理。在UDP数据包的占有率为规定值以上的情况下(S18：“是”)，判断为使流量控制功能无效化(S20)。并且，将该判断的结果作为模式信息写入模式存储部B13(S22)，结束本模式决定处理。在步骤S18中UDP数据包的占有率小于规定值的情况下(S18：“否”)，结束本模式决定处理。

这里，在步骤S12以及步骤S18中与TCP数据包的占有率、UDP数据包的占有率进行比较的规定值在本实施方式中例如都设定为60%。在这种情况下，只要TCP数据包和UDP数据包中的任一个的占有率均没有为60%以上，就不发生流量控制功能的切换。即，例如，在中继装置10发送接收的全部的数据包由TCP数据包和UDP数据包所占的情况下、TCP数据包在40%~60%内变化的情况下(即，UDP数据包在40%~60%内变化的情况)下，不进行模式切换。

由此，能够抑制进行流量控制功能的有效和无效的模式切换的频率。即，还能够只将TCP数据包的占有率和UDP数据包的占有率中的一个与规定值进行比较(S12或者S18)来判断中继装置10的使用状况，但是通过将两者与规定值进行比较(S12以及S18)能够使流量控制功能有效化时的阈值和使其无效化时的阈值保持宽度。其结果能够降低模式切换的频率。在本实施方式中，在降低模式切换的频率的意义下作为规定值只要设定为高于50%即可，该数值越大则模式切换的决定频率越减小。

此外，作为步骤S12以及步骤S18的占有率的阈值而使用的规定值优选是能够通过中继装置10的管理者来变更设定。在这种情况下，既可以以步骤S12以及步骤S18的两规定值是相同的值为条件，也可以将互不相同的值设定为规定值。另外，通过将TCP数据包的占有率和UDP数据包的占有率这两者与规定值进行比较(S12以及S18)，能够降低模式切换的频率，但是只使用TCP数据包的占有率和UDP数据包的占有率中的一个占有率，将其与两个数值不同的规定值进行比较，也能够获得相同的效果。例如，通过变更为在步骤S12中将规定值设为60%(第一规定值)、在步骤S18中判断TCP数据包的占有率是否为40%(第二规定值)以下，能够实现该效果。在这种情况下，只要在步骤S10中只算出TCP数据包(或者UDP数据包)占整体的数据包数的占有率即可，因此还能获得能够相应地降低处理负荷的效果。

接着，使用图5说明在步骤S3中执行的CPU 111(图2的模式切换部B14)的模式切换处理。

模式切换部B14从模式存储部B13获取适于中继装置10的使用状况的流量控制部B21的模式信息(S30)。接着，模式切换部B14判断所获取的模式是否为将流量控制功能设为有效的模式(S32)。在所获取的模式为将流量控制功能设为有效的模式的情况下(S32：“是”)，判断当前流量控制功能是否为有效(S34)。在当前流量控制功能为有效的情况下(S34：“是”)，不需要进行模式切换，因此直接结束本模式切换处理。另一方面，在流量控制功能为无效的情况下(S34：“否”)，切换流量控制部B21的模式来将流量控制功能设为有效(S36)。并且，结束本模式切换处理。

另外，在步骤S30中所获取的模式为将流量控制功能设为无效的模式的情况下(S32：“否”)，判断当前流量控制功能是否为无效(S40)。在当前流量控制功能为无效的情况下(S40：“是”)，不需要进行模式切换，因此直接结束本模式切换处理。另一方面，在流量控制功能为有效的情况下(S40：“否”)，切换流量控制部B21的模式来将流量控制功能设为无效(S42)。并且，结束本模式切换处理。

通过执行以上的处理，在要求可靠性的TCP数据包相对于中继装置10所接收的数据包占有率高的使用状况下，使流量控制功能自动地有效化。因此，能够抑制交换机引擎121的缓冲器溢出，能够进行可靠性高的通信。并且，能够抑制由缓冲器溢出导致的数据包的损失，因此也能够减少进行TCP数据包的重新发送控制的频率。

另一方面，在要求实时性的UDP数据包相对于中继装置10所接收的数据包占有率高的使用状况下，使流量控制功能自动地无效化。通过使流量控制功能无效化，不执行使发送源的终端中断数据包的发送或限制发送速度的调整。其结果，与使流量控制功能有效化的情况相比，能够进行实时性高的通信。并且，在本实施方式中，当使流量控制功能无效化时，使得优先控制部B22所进行的优先控制发挥功能。并且，在本实施方式中，在优先控制部B22的优先控制中设定为UDP数据包的优先级比TCP数据包的优先级高。其结果，与只使流量控制功能无效化的情况相比，将流量控制功能的无效化与实施提高UDP数据包的优先级的优先控制相结合，能够进行实时性更高的通信。

另外，在本实施方式中，不使模式决定处理(S1)和模式切换处理(S3)完全同步进行，将它们设为相独立的处理。由此，在禁止进行模式切换的期间也能够判断使用状况来进行模式决定。由此，在禁止进行模式切换的期间内，也能够根据最近的使用状况更新了模式信息，进行适于现状的使用状况的模式切换。

这里，为了切换流量控制功能的有效和无效，需要执行AutoNegotiation的处理，因此需要在中继装置10与外部终端21~23之间进行重新连接。在进行该重新连接的期间，停止中继装置10与外部终端21~23之间进行数据包的发送接收，因此当频繁地进行连接、切断以及重新连接的处理时数据包的通信效率下降。关于这点，在本实施方式中，在图3的定期处理中通过步骤S2以及步骤S5的处理规定了流量控制功能的模式切换的最少时间间隔。由此，能够抑制伴随频繁的流量控制功能的模式切换的数据包的通信效率的下降。

另外，通过在模式决定处理中将TCP数据包占有率、UDP数据包占有率这两者与规定值进行比较，并且所比较的规定值设定为高于50%，能够使流量控制功能有效化时的阈值和使其无效化时的阈值保持宽度。其结果，能够抑制频繁的模式的切换。在该点上，能够抑制伴随频繁的模式切换、由中继装置10与外部终端21~23之间的重新连接导致的通信效率的下降。

(变形例)

以下说明上述实施方式的变形例。

(1)作为使用状况判断部B12所进行的模式决定处理，还能够设为图6所示的处理。

即，使用状况判断部B12从数据包信息获取部B11获取数据包信息，对TCP数据包的单位时间的占有率进行运算，由此检测该占有率(S50)。并且，使用状况判断部B12基于检测出的占有率计算出TCP数据包的占有率的时间变化量(S52)。

使用状况判断部B12判断计算出的时间变化量是否为预定的规定值以上(S54)。这里，该规定值设定为能够判断出TCP数据包的占有率有增加倾向的值。此外，步骤S54的判断相当于从TCP数据包的占有率中的时间变化量一侧判断中继装置10的使用状况的处理。在步骤S54的判断的结果，判断为TCP数据包的占有率的时间变化量为规定值以上、即TCP数据包的占有率有增加倾向的情况下(S54：“是”)，使用状况判断部B12判断为要使流量控制功能有效化(S56)。并且，使用状况判断部B12将该结果作为模式信息写入模式存储部B13(S58)，结束本模式决定处理。

另一方面，在判断为TCP数据包的占有率的时间变化量小于规定值的情况下(S54：“否”)，使用状况判断部B12判断为要使流量控制功能无效化(S60)。并且，使用状况判断部B12将该结果作为模式信息写入模式存储部B13(S62)，结束本模式决定处理。

根据本变形例，能够基于占有率随时间的变化预测近期将来的使用状况来进行模式的切换。此外，在本变形例中，只对TCP数据包的占有率的时间变化量进行了判断，但是也可以针对UDP数据包的占有率的时间变化量进行计算，将该时间变化量用于使用状况判断。

(2)作为使用状况判断部B12所进行的模式决定处理，还能够设为图7所示的处理。

即，使用状况判断部B12从数据包信息获取部B11获取数据包信息，检测固定时间内的TCP数据包占全部的数据包的占有率(S70)。接着，使用状况判断部B12参照历史记录比较被写入到模式存储部B13的模式信息中的使流量控制功能有效化的次数和使流量控制功能无效化的次数(S72)。此外，每当使用状况判断部B12将模式信息写入模式存储部B13时，通过在历史记录存储用的存储器内存储过去固定次数的模式信息、或将过去固定次数的模式信息作为历史记录信息存储在模式存储部B13，能够参照历史记录。

在判断为使流量控制功能有效化的次数是使流量控制功能无效化的次数的固定比率(这里设为两倍)以上的情况下(S72：“是”)，判断TCP数据包的占有率是第一规定值以上还是小于第一规定值(S74)。在判断为TCP数据包的占有率为第一规定值以上的情况下(S74：“是”)，使用状况判断部B12判断为要将流量控制部B21的流量控制功能设为有效(S76)。使用状况判断部B12将该判断的结果作为模式信息写入模式存储部B13(S78)。并且，更新所写入的模式所涉及的历史记录(S80)，结束本模式决定处理。

在步骤S74中判断为TCP数据包的占有率小于第一规定值的情况下(S74：“否”)，使用状况判断部B12判断为要将流量控制部B21的流量控制功能设为无效(S82)。使用状况判断部B12将该判断的结果作为模式信息写入模式存储部B13(S84)。并且，更新所写入的模式所涉及的历史记录(S80)，结束本模式决定处理。

在步骤S72中判断为使流量控制功能有效化的次数小于使流量控制功能无效化的次数的固定比率(这里设为两倍)的情况下(S72：“否”)，判断TCP数据包的占有率是否为第二规定值以上(S86)。这里，第二规定值设定为高于第一规定值。在判断为TCP数据包的占有率为第二规定值以上的情况下(S86：“是”)，判断为将流量控制功能设为有效(S88)，将判断结果作为模式信息写入模式存储部B13(S90)。将所写入的判断结果存储为历史记录(S80)，结束本模式决定处理。

在步骤S80中判断为TCP数据包占有率小于第二规定值的情况下(S86：“否”)，判断为将流量控制功能设为无效(S92)，将判断结果作为模式信息写入模式存储部B13(S94)。将所写入的判断结果存储为历史记录(S80)，结束本模式决定处理。此外，步骤S72、S74、S86的判断相当于从历史记录以及TCP数据包的占有率一侧判断中继装置10的使用状况的处理，在当进行该判断时进行历史记录的加权方面具有特征。

流量控制功能设为有效的倾向强的终端在发生暂时使流量控制功能设为无效的情况下，也立即将流量控制功能切换为有效。通过该切换，担心重新连接导致通信效率发生下降。在本变形例中，记录流量控制功能的模式的历史记录。并且，在参照历史记录而设为有效的次数为设为无效的次数的固定比率以上(这里设为两倍以上)的情况下，在判断出使用了TCP数据包的占有率的使用状况时使用低于第二规定值的第一规定值(S74)。

由此，在连接有流量控制功能设为有效的倾向强的终端的情况下，流量控制功能的模式难以切换为无效。由此，能够抑制模式切换导致的通信效率的下降。此外，在该例子中，如果成为判断阈值的固定比率设为比两倍还大，则与设定为两倍的情况相比能够进一步降低模式切换的频率。

(3)作为使用状况判断部B12所进行的模式决定处理，还能够设为图8所示的处理。

即，使用状况判断部B12从数据包信息获取部B11获取数据包信息(S100)。这里，利用所获得的数据包信息中的端口编号以及数据包的种类。并且，基于数据包信息检测每个端口编号的TCP数据包的占有率(S102)。接着，根据与端口编号相对应的程序的优先级针对每个端口编号加以预定的权重。即，对TCP数据包的占有率进行与端口编号相应的加权(S104)。对于占有率的加权是如下实施：例如对于用于重要的程序的数据包将根据数据包数检测出的占有率设为10倍，对于用于其它程序的数据包所检测的占有率不作任何处理。

并且，判断所加权的TCP数据包的占有率是规定值以上还是小于规定值(S106)。此外，步骤S106的判断相当于从对每个端口编号的进行了加权的TCP数据包的占有率一侧判断中继装置10的使用状况的处理。这里，在判断为TCP数据包的占有率为规定值以上的情况下(S106：“是”)，使用状况判断部B12判断为要将流量控制功能设为有效(S108)，将该判断结果作为模式信息写入模式存储部B13(S110)。并且，结束本模式决定处理。另一方面，在步骤S106中判断为TCP数据包的占有率小于规定值的情况下(S106：“否”)，使用状况判断部B 12判断为要将流量控制功能设为无效(S112)，将该判断结果作为模式信息写入模式存储部B13(S114)。并且，结束本模式决定处理。

在本变形例中，在判断使用状况时参照数据包的端口编号使用对每个端口编号进行加权的占有率。由此，在用于重要的程序的通信的数据包为需要实时性的数据包的情况下，能够将流量控制功能设为无效。另外，在用于重要的程序的通信的数据包为需要可靠性的数据包的情况下，能够将流量控制功能设为有效。由此，能够根据加入程序的重要性的使用状况进行流量控制功能的模式切换。

(4)作为使用状况判断部B12所进行的模式决定处理，还能够设为图9所示的处理。

即，使用状况判断部B12从所接收的数据包的连续性判断中继装置10的使用状况。使用状况判断部B12使用第一计数器测量TCP数据包的连续数，使用第二计数器测量UDP数据包的连续数。此外，在中继装置10的电源接通时第一计数器以及第二计数器的初始值设定为0。然后，首先，通过数据包信息获取部B11获取数据包信息(S122)。在本变形例中，利用数据包信息中的协议来判断所接收的数据包的协议是否为TCP(S124)。

在判断为所接收的数据包的协议为TCP的情况下(S124：“是”)，第一计数器的值加1(S126)。另外，第二计数器的值初始化为0(S128)。并且，在第一计数器与规定值相等的情况下(S130：“是”)、即TCP数据包连续了规定的数量的情况下，使用状况判断部B 12判断为要将流量控制功能设为有效(S132)。并且，使用状况判断部B12将判断结果作为模式信息写入模式存储部B13(S134)，结束本模式决定处理。另外，在步骤S130中第一计数器与规定值不相等的情况下(S130：“否”)、即没有连续接收到规定的数量的TCP数据包的情况下，结束本模式决定处理。此外，步骤S130的判断相当于从TCP数据包的连续性一侧判断中继装置10的使用状况的处理。

另一方面，在步骤S124中判断为接收数据包的协议不是TCP的情况下(S124：“否”)，判断接收数据包的协议是否为UDP(S136)。在判断为接收数据包的协议是UDP的情况下(S136：“是”)，第二计数器的值加1(S138)。另外，第一计数器的值初始化为0(S140)。并且，判断第二计数器的值是否与规定值相等(S142)。在判断为第二计数器的值与规定值相等的情况下(S142：“是”)、即判断为中继装置10连续接收到规定数量的UDP数据包的情况下，使用状况判断部B12判断为要将流量控制功能设为无效(S144)。并且，将判断结果作为模式信息写入模式存储部B13(S146)，结束本模式决定处理。

另外，在步骤S136中判断为接收数据包的协议不是UDP的情况下(S136：“否”)，结束本模式决定处理。而且，在步骤S142中判断为第二计数器的值与规定值不相等的情况下(S142：“否”)、即没有连续接收到规定数量的UDP数据包的情况下，结束本模式决定处理。此外，步骤S142的判断相当于从UDP数据包的连续性一侧判断中继装置10的使用状况的处理。

关于中继装置10所接收的数据包，在TCP数据包连续固定数量等、特定种类(同种)的数据包连续固定数量的情况下，能够估计为该特定种类的数据包的占有率高。与如上述实施方式那样根据固定时间内的数据包总数和特定种类的数据包数量对占有率进行运算的情况相比，该方法在占有率的检测精度方面有可能低。但是，与获取固定时间内的数据包、之后对数据包的占有率进行运算来获取该占有率的方法相比，当使用在固定数量的数据包连续的情况下切换模式的方法时，能够更快地掌握使用状况。因而，当只关注占有率的检测精度时其精度有可能降低，但是能够缩短直到掌握使用状况为止的时间，因此作为结果，能够设定适于当前的中继装置10的使用状况的模式。

(5)在上述实施方式中，将用于可靠性高的通信的协议设为TCP，将用于实时性高的通信的协议设为UDP，但是也可以代替这些、或者除了这些之外，使用SCTP、RSVP、UDP-Lite等其它协议。在任意的情况下，只要如上述实施方式、上述各变形例那样相对地根据是重视可靠性的协议还是重视实时性的协议来区分即可。

(6)在上述实施方式中，设为使用数据包的数量来检测TCP数据包以及UDP数据包的占有率，但是也可以代替在固定时间内接收到的数据包的数量而设为在固定时间内接收到的总数据包长度(数据包内数据量的总数)。

在这种情况下，从数据包信息获取部B11获取数据包信息，利用数据包信息中的数据包发送接收部B2所接收的数据包所使用的协议以及数据包长度。并且，通过针对数据包的每个种类对在固定时间内接收到的各数据包内的数据量进行相加的处理，针对数据包的每个种类获得数据包内数据量的总数。在这种情况下，例如，即使在TCP数据包的数据包数量比UDP数据包的数据包数量少一些时，而TCP数据包的各数据包内数据量大时，在数据量方面TCP数据包的占有率大。通过这样，代替数据包数量而基于数据量判断使用状况，能够进行更与实际的使用状况相应的判断。

(7)按照每个端口1213、1223、1233进行模式决定处理，关于模式切换处理，也能够以端口1213、1223、1233为单位进行。另外，在端口1213、1223、1233被VLAN等划分的情况下，也能够应用于每个VLAN。由此，例如，针对如VoIP专用终端那样始终进行要求实时性的通信的外部终端所连接的端口，始终将流量控制功能设为无效，能够提高通信效率。

(8)上述实施方式和变形例(1)~(7)也可以适当组合。通过将上述实施方式和变形例(1)~(3)组合使用，能够更准确地进行与使用状况相应的流量控制功能的模式的切换。

Claims

1.一种中继装置，发送接收数据包，其特征在于，具备：

2.根据权利要求1所述的中继装置，其特征在于，

还具备优先控制部，在由上述流量控制部进行的控制设为无效的情况下，该优先控制部进行用于将要求实时性的数据包优先于要求可靠性的数据包发送的控制。

3.根据权利要求1或2所述的中继装置，其特征在于，

上述使用状况判断部检测所接收的数据包中规定种类的数据包所占的占有率，并根据上述占有率判断上述使用状况。

4.根据权利要求3所述的中继装置，其特征在于，

上述规定种类的数据包是要求实时性的数据包或者是要求可靠性的数据包。

5.根据权利要求3或4所述的中继装置，其特征在于，

上述使用状况判断部根据在固定时间内计数得到的数据包数检测上述占有率。

6.根据权利要求3~5中的任一项所述的中继装置，其特征在于，

上述规定种类的数据包使用端口编号来进行分类，该端口编号用于确定数据包被发送到的目的地的程序，

上述使用状况判断部进行与上述端口编号相对应的加权并利用该加权来检测上述占有率。

7.根据权利要求3~6中的任一项所述的中继装置，其特征在于，

上述使用状况判断部根据上述占有率随时间的变化判断上述使用状况。

8.根据权利要求3~7中的任一项所述的中继装置，其特征在于，

上述使用状况判断部将上述流量控制部的控制的有效和无效随时间的变化记录为历史记录，并使用上述历史记录和上述占有率判断上述使用状况。

9.根据权利要求1~8中的任一项所述的中继装置，其特征在于，

上述使用状况判断部根据规定种类的数据包的连续性检测上述使用状况。

10.根据权利要求1~9中的任一项所述的中继装置，其特征在于，

上述模式切换部在切换由上述流量控制部进行的控制的有效和无效之后禁止切换直到经过规定的等待时间为止。

11.根据权利要求1~10中的任一项所述的中继装置，其特征在于，

还具备多个端口，该多个端口用于与外部终端进行连接，

上述流量控制部能够针对每个上述端口控制上述中继装置所接收的数据包的流量，

12.根据权利要求1~11中的任一项所述的中继装置，其特征在于，

上述中继装置是交换集线器。

13.一种中继装置的控制方法，控制能够发送接收数据包且具备控制所接收的数据包的流量的流量控制部的中继装置，其特征在于，包括如下步骤：

使用状况判断步骤，根据上述中继装置所接收的数据包和所发送的数据包中的至少一个判断上述中继装置的使用状况；以及

模式切换步骤，根据通过上述使用状况判断步骤判断出的使用状况来切换由上述流量控制部针对数据包进行的流量控制的有效和无效。