JP2001177574A - パケット交換網における伝送制御装置 - Google Patents

パケット交換網における伝送制御装置

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JP2001177574A
JP2001177574A JP36171299A JP36171299A JP2001177574A JP 2001177574 A JP2001177574 A JP 2001177574A JP 36171299 A JP36171299 A JP 36171299A JP 36171299 A JP36171299 A JP 36171299A JP 2001177574 A JP2001177574 A JP 2001177574A
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average
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JP36171299A
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Yoshihiro Ito
伊藤  嘉浩
Masami Ishikura
雅巳 石倉
Toru Asami
徹 浅見
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理系の負担を増加させることなしに、予約
帯域幅を正確に反映した量のパケットを各ユーザ端末に
対して伝送する。 【解決手段】 端末間に確立された複数の論理コネクシ
ョンJa,Jb,Jcごとに、パケット長の平均値を、
一部のパケットのパケット長に基づいて簡易的に求める
略平均パケット長演算部20と、前記論理コネクション
ごとに簡易的に求めた各略平均パケット長fa(t),
fb(t),fc(t)および各論理コネクションの予
約帯域Wa,Wb,Wcに基づいて、各論理コネクショ
ンに割り当てるパケット数の重み値Wa(t),Wb
(t),Wc(t)を演算する重み値演算部30と、演
算されたパケット数の重み値に基づいて、各論理コネク
ションに割り当てるパケット数を制御するスケジューラ
103とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パケット交換網に
おける伝送制御装置に係り、特に、端末間に確立された
複数の論理コネクションのそれぞれに対して予約帯域を
設定し、各論理コネクションに割り当てるパケット数を
予約帯域の関数として制御するパケット交換網における
伝送制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】TCP/IPネットワークにおける新し
いサービスを指向して各種の帯域制御技術が検討されて
いる。このうち、ルータにおいて帯域を制御するための
トラヒック制御方式としては、WFQ(Weighted Fair Q
ueueing)などのキューのスケジュール管理による方式が
一般的である。
【0003】一方、近年のギガビットイーサネット技術
やOC−48クラス以上の光ネットワーク技術などによ
り、LAN、WANともに回線の高速化が著しく、コア
・ルータ上ではWFQのような処理負荷の重いスケンュ
ーリング方式ではなく、高速処理が可能な伝送制御方式
が求められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の代表的な高速伝
送制御方式であるWRR(WeightedRound Robin)方式
は、ATMのようにパケット長が固定である場合に多く
用いられるキューのスケジューリング方式である。しか
しながら、上記したWRR方式では、各ユーザ端末ごと
に確立された論理コネクションのそれぞれに対して、予
約帯域幅に応じた数量のパケットを、そのパケット長と
は無関係に割り当てる。したがって、各ユーザ端末を宛
先とする各パケットのパケット長間に大きな長短差があ
ると、予約帯域幅を正確に反映した量のパケットを各ユ
ーザ端末に対して伝送できないという問題があった。
【0005】このような問題点を解決するためには、各
ユーザ端末を宛先とするパケットごとに平均パケット長
を検知し、平均パケット長の短い論理コネクションほど
単位帯域幅あたりのパケット数を増やせば、予約帯域幅
を正確に反映した量のパケットを各ユーザ端末に対して
伝送することができる。
【0006】しかしながら、全パケットのパケット長を
検知して、その平均値を求めようとすると、処理系の負
担が大きくなってしまうため、高速化するLAN、WA
Nには適用できないという問題があった。
【0007】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、処理系の負担を増加させることなしに、予
約帯域幅を正確に反映した数量のパケットを各ユーザ端
末に対して伝送できるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、端末間に確立された複数の論理コネ
クションのそれぞれに対して予約帯域を設定し、各論理
コネクションに割り当てるパケット数を前記予約帯域の
関数として制御するパケット交換網における伝送制御装
置において、各論理コネクションごとに、パケット長の
平均値を、一部のパケットのパケット長に基づいて簡易
的に求める略平均パケット長演算手段と、前記論理コネ
クションごとに簡易的に求めた各略平均パケット長およ
び前記各予約帯域に基づいて、各論理コネクションに割
り当てるパケット数の重み値を演算する重み値演算手段
と、前記演算されたパケット数の重み値に基づいて、各
論理コネクションに割り当てるパケット数を制御するパ
ケット数割当制御手段とを含むことを特徴とする。
【0009】上記した特徴によれば、端末間に確立され
た複数の論理コネクションを伝送路とするパケットのパ
ケット長の平均値が、全パケットに基づいてではなく一
部のパケットに基づいて簡易的に求められ、この簡易的
に求められた略平均パケット長と予約帯域幅とに基づい
て、略平均パケット長の短い論理コネクションほど単位
予約帯域幅あたりのパケット数が増えるように制御され
る。
【0010】ここで、全てのパケットのパケット長に基
づいて求めた実際の平均パケット長と、一部のパケット
のパケット長に基づいて簡易的に求めた略平均パケット
長とは同値でない場合があるものの、予約された帯域に
応じた数のパケットを各論路コネクションへ割り当てる
際のパラメータとして用いる上では、両者の差異は実質
的に無視することができる。したがって、上記した特徴
によれば、処理系の負荷を増加させることなく、予約帯
域幅を正確に反映した数量のパケットを各ユーザ端末に
対して伝送できるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図1は、本発明を適用したパケット交換
網における伝送制御システムの第1実施形態のブロック
図である。
【0012】パケット交換網4には、複数のユーザ端末
を宛先とする複数の論理コネクションが確立される。本
実施形態では、3つのユーザ端末A,B,Cを宛先とす
る3つの論理コネクションJa,Jb,Jcが確立され
ているものとする。
【0013】ルータ10は、各論理コネクションJa,
Jb,Jcごとに設定される複数のキュー管理領域10
1(101a,101b、101c)と、当該ルータ1
0に至る伝送路から各キュー管理領域101へパケット
を分配するパケット分配部102と、各キュー管理領域
101から引き出して論理コネクションJa,Jb,J
cへ振り分けるパケット数を、各論理コネクションJ
a,Jb,Jcごとに予め設定されている予約帯域幅W
a,Wb,Wcの関数として制御する、パケット数割当
制御手段としてのスケジューラ103とを含む。
【0014】ルータ10の後段には、各論理コネクショ
ンJa,Jb,Jcごとに、一部のパケットのパケット
長に基づいて、その平均値である略平均パケット長L
a,Lb,Lcを簡易的に求める略平均パケット長演算
部20が接続されている。重み値演算部30は、論理コ
ネクションJa,Jb,Jcごとに演算された各略平均
パケット長La,Lb,Lcおよび前記各予約帯域幅W
a,Wb,Wcに基づいて、各論理コネクションJa,
Jb,Jcに振り分けるパケット数の重み値を演算し、
演算結果を前記スケジューラ103へ通知する。
【0015】このような構成において、上記したよう
に、伝送路4上にユーザ端末A,B,Cを宛先とする3
つの論理コネクションJa,Jb,Jcが確立されてい
ると、ルータ10に至る伝送路上からは、各ユーザ端末
A,B,Cに固有のアドレス情報を含む多数のパケット
が当該ルータ10へランダムに入力される。
【0016】パケット分配部102は、各パケットに含
まれるアドレス情報を参照し、ユーザ端末Aを宛先とす
るパケットPaはキュー管理領域101aへ蓄積する。
同様に、ユーザ端末Bを宛先とするパケットPbはキュ
ー管理領域101Bへ蓄積され、ユーザ端末Cを宛先と
するパケットPcはキュー管理領域101cへ蓄積され
る。
【0017】スケジューラ103は、各ユーザ端末A,
B,Cごとに予約された帯域幅Wi(Wa,Wb,W
c)を管理する予約帯域幅管理部103a具備し、初め
は、当該各帯域幅Wiに応じた割合で、それぞれのキュ
ー管理領域101a,101b、101cからパケット
を読み出して後段の伝送路へ送出する。すなわち、各論
理コネクションJa,Jb,Jcの予約帯域幅Wa,W
b,Wcの比が“5”、“3”、“2”(単位は任意)
であると、スケジューラ103は、各キュー管理領域1
01a,101b、101cから5:3:2の割合でパ
ケットを読み出して伝送路へ送出する。
【0018】略平均パケット長演算部20では、各論理
コネクションJa,Jb,Jcごとに、全パケットの一
部のパケットについて、そのパケット長La(t),L
b(t),Lc(t)がパケット長検知部201により
間欠的に検知される。平均値演算部202は、検知され
た各パケット長La(t)の平均値fa(t)、各パケ
ット長Lb(t)の平均値Lb(t),および各パケッ
ト長Lc(t)の平均値fc(t)をそれぞれ演算し、
これらを各論理コネクションJa,Jb,Jcの全パケ
ットの平均値を簡易的に代表する略平均パケット長とす
る。
【0019】重み値演算部30は、前記論理コネクショ
ンJa,Jb,Jcごとに演算された各略平均パケット
長fi(t){fa(t),fb(t),fc(t)}
および前記各予約帯域Wi{Wa,Wb,Wc}をパラ
メータとして、次式(1) に基づいて、各論理コネクショ
ンJa,Jb,Jcに割り当てるパケット数の重み値W
i(t){Wa(t),Wb(t),Wc(t)}を演
算する。なお、max(fi(t))は各論理コネクシ
ョンJa,Jb,Jcごとに演算された略平均パケット
長fa(t),fb(t),fc(t)の最大値であ
る。 Wi(t)={max(fi(t))/fi(t)}・Wi …(1) 例えば、各論理コネクションJa,Jb,Jcごとに求
められた略平均パケット長の比fa(t):fb
(t):fc(t)が4:2:1であるとすると、最大
略平均パケット長max(f(t))は、その最大値で
ある“4”となる。そして、各論理コネクションJa,
Jb,Jcに予約された帯域幅Wi{Wa,Wb,W
c}の比が、上記したように5:3:2であるとすれ
ば、論理コネクションJaの重み値Wi(t)は{(4
/4)・5}=5となる。同様に、論理コネクションJ
bの重み値Wi(t)は{(4/2)・3}=6、論理
コネクションJcの重み値Wi(t)は{(4/1)・
2}=8となる。
【0020】以上のようにして、各論理コネクションJ
a,Jb,Jcに割り当てるパケット数の重み値5:
6:8が求まると、前記スケジューラ103は、キュー
管理領域101a,101b、101cから読み出すパ
ケット数の重み値を5:6:8に更新する。
【0021】この結果、略平均パケット長の短い論理コ
ネクションほど、単位予約帯域幅あたりのパケット割り
当て数が増えるので、予約帯域幅を正確に反映した数量
のパケットを各ユーザ端末に対して伝送できるようにな
る。
【0022】図2は、上記した本実施形態の動作を示し
たフローチャートであり、特に、前記略平均パケット長
演算部20および重み値演算部30の動作を示してい
る。
【0023】ステップS10では、略平均パケット長演
算部20のパケット長検知部201により、論理コネク
ションJa上のパケットのパケット長Laが求められ、
これが平均値演算部202へ通知される。ステップS1
1では、平均値演算部202において、総パケット長Σ
Laに今回のパケット長Laが加算される。同様に、ス
テップS12では、論理コネクションJb上のパケット
のパケット長Lbが求められ、ステップS13では、総
パケット長ΣLbに今回のパケット長Lbが加算され
る。ステップS14では、論理コネクションJc上のパ
ケットのパケット長Lcが求められ、ステップS15で
は、総パケット長ΣLcに今回のパケット長Lcが加算
される。
【0024】ステップS16では、サンプリング数nが
所定数nref に達したか否かが判定され、最初は達して
いないと判定されてステップS17へ進む。ステップS
17では、所定のサンプリング周期だけ待機し、その
後、ステップS10へ進んで上記した各処理を繰り返
し、各論理コネクションJa,Jb,Jcごとの総パケ
ット長ΣLa,Lb,Lcを更新する。
【0025】本実施形態では、全パケットのパケット長
に基づいて平均値を算出する必要がなく、数ないしは数
十パケットごとにパケット長を検知し、その平均値を算
出すれば良いので、前記待機時間は、数ないしは数十パ
ケットの伝送に要する時間に設定されている。
【0026】その後、ステップS16において、所定数
nref のサンプシングが終了したと判定されると、ステ
ップS18では、各論理コネクションJa,Jb,Jc
ごとに、その略平均パケット長fa(t),fb
(t),fc(t)が求められる。ステップS19で
は、前記式(1) に基づいて、各論理コネクションJa,
Jb,Jcに割り当てるパケット数の重み値Wi(t)
が演算される。
【0027】ステップS20では、上記のようにして求
められた重み値Wi(t){Wa(t),Wb(t),
Wc(t)}がスケジューラ103へ通知される。ステ
ップS21ではイニシャル処理が実行され、全ての総パ
ケット長ΣLa,ΣLb,ΣLcがリセットされる。
【0028】このように、本実施形態によれば、端末間
に確立された複数の論理コネクションJa,Jb,Jc
を伝送路とするパケットのパケット長の平均値が、全パ
ケットに基づいてではなく一部のパケットに基づいて簡
易的に求められ、この簡易的に求められた略平均パケッ
ト長fi(t){fa(t),fb(t),fc
(t)}と予約帯域幅Wi{Wa,Wb,Wc}とに基
づいて、略平均パケット長の短い論理コネクションほど
単位予約帯域幅あたりのパケット数が増えるように制御
される。
【0029】ここで、全てのパケットのパケット長に基
づいて求めた実際の平均パケット長と、一部のパケット
のパケット長に基づいて簡易的に求めた略平均パケット
長fi(t)とは必ずしも同値でないが、サンプリング
周期を適宜に設定すれば、これを実際の平均パケット長
と見なしても実質的には問題ない。したがって、本実施
形態によれば、処理負荷を低減させながら、予約帯域幅
を正確に反映した数量のパケットを各ユーザ端末に対し
て伝送できるようになる。
【0030】なお、平均値を求めるためのパケット長の
サンプリング周期に関して、上記した実施形態では固定
値であるものとして説明したが、可変値とすることも可
能である。このとき、サンプリングされた各パケット長
の偏差が大きいほどサンプリング周期が短くなるよう
に、サンプリング周期を前記偏差の関数として可変制御
すれば、略平均パケット長fi(t)を実際の平均パケ
ット長に対して、より近似させることが可能になる。
【0031】また、上記した実施形態では、略平均パケ
ット長演算部20および重み値演算部30をルータ10
の後段において伝送路4上に設けるものとして説明した
が、本発明はこれのみに限定されるものではなく、ルー
タ10の処理能力が高ければ、図3に示した第2実施形
態のように、当該ルータ10内に設けても良いし、ある
いは、図4に示したように、ルータ10の前段において
伝送路4上に設けても良い。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、端末間に確立された複
数の論理コネクションを伝送路とするパケットのパケッ
ト長の平均値を、全パケットに基づいてではなく一部の
パケットに基づいて簡易的に求め、この簡易的に求めた
略平均パケット長と予約帯域幅都に基づいて、略平均パ
ケット長の短い論理コネクションほど単位予約帯域幅あ
たりのパケット数が増えるので、予約帯域幅を正確に反
映した量のパケットを各ユーザ端末に対して伝送できる
ようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したパケット交換網における伝送
制御システムの第1実施形態のブロック図である。
【図2】第1実施形態の動作を示したフローチャートで
ある。
【図3】本発明を適用したパケット交換網における伝送
制御システムの第2実施形態のブロック図である。
【図4】本発明を適用したパケット交換網における伝送
制御システムの第3実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
10…ルータ,101(101a,101b、101
c)…キュー管理領域,102…パケット分配部,10
3…スケジューラ,20…略平均パケット長演算部,3
0…重み値演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅見 徹 埼玉県上福岡市大原2−1−15 株式会社 ケイディディ研究所内 Fターム(参考) 5K030 GA08 HA08 HC01 LC01 LC09 MB11 5K034 AA07 EE11 HH01 HH02 HH06 LL01 MM11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端末間に確立された複数の論理コネクシ
    ョンのそれぞれに対して予約帯域を設定し、各論理コネ
    クションに割り当てるパケット数を前記予約帯域の関数
    として制御するパケット交換網における伝送制御装置に
    おいて、 各論理コネクションごとに、パケット長の平均値を、一
    部のパケットのパケット長に基づいて簡易的に求める略
    平均パケット長演算手段と、 前記論理コネクションごとに簡易的に求めた各略平均パ
    ケット長および前記各予約帯域に基づいて、各論理コネ
    クションに割り当てるパケット数の重み値を演算する重
    み値演算手段と、 前記演算されたパケット数の重み値に基づいて、各論理
    コネクションに割り当てるパケット数を制御するパケッ
    ト数割当制御手段とを含むことを特徴とするパケット交
    換網における伝送制御装置。
  2. 【請求項2】 前記重み値演算手段は、前記論理コネク
    ションごとに演算された各略平均パケット長の比に基づ
    いて、略平均パケット長の短い論理コネクションほど単
    位帯域幅あたりのパケット数が増えるように、前記各パ
    ケット数の重み値を演算することを特徴とする請求項1
    に記載のパケット交換網における伝送制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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