JP2001197110A - トラヒック制御方法 - Google Patents
トラヒック制御方法Info
- Publication number
- JP2001197110A JP2001197110A JP2000002469A JP2000002469A JP2001197110A JP 2001197110 A JP2001197110 A JP 2001197110A JP 2000002469 A JP2000002469 A JP 2000002469A JP 2000002469 A JP2000002469 A JP 2000002469A JP 2001197110 A JP2001197110 A JP 2001197110A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- class
- queue
- service
- traffic
- priority
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成でギャランティー型サービスとベ
ストエフォート型サービスとを同時に実現することがで
きるトラヒック制御方法を提供する。 【解決手段】 ＩＰネットワークを構成するルータのイ
ンターフェースで、到着したＩＰパケットのＩＰヘッダ
ーを参照し、ＩＰトラヒックを、ギャランティーサービ
スクラス、最低帯域保証クラス及びベストエフォートサ
ービスクラスへのクラス分けを行い、クラス毎のレギュ
レータを用いてＩＰトラヒックをクラス毎に設定された
キューに振り分け、ギャランティーサービス用キューは
ＰＱ方式の優先キューとして設定し、最低帯域保証用キ
ューはＷＦＱ方式によって読出しＷＦＱフローの全レー
トを制限してＰＱ方式の優先キューに入力し、ベストエ
フォートサービス用キューはＰＱ方式の非優先キューに
設定しＰＱ方式により出力リンクへ送る。
ストエフォート型サービスとを同時に実現することがで
きるトラヒック制御方法を提供する。 【解決手段】 ＩＰネットワークを構成するルータのイ
ンターフェースで、到着したＩＰパケットのＩＰヘッダ
ーを参照し、ＩＰトラヒックを、ギャランティーサービ
スクラス、最低帯域保証クラス及びベストエフォートサ
ービスクラスへのクラス分けを行い、クラス毎のレギュ
レータを用いてＩＰトラヒックをクラス毎に設定された
キューに振り分け、ギャランティーサービス用キューは
ＰＱ方式の優先キューとして設定し、最低帯域保証用キ
ューはＷＦＱ方式によって読出しＷＦＱフローの全レー
トを制限してＰＱ方式の優先キューに入力し、ベストエ
フォートサービス用キューはＰＱ方式の非優先キューに
設定しＰＱ方式により出力リンクへ送る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＰネットワーク
を構成するルータのインターフェースで実施されるDiff
serv(Differentiated Service)型のサービスにおいて、
クラス別の品質保証を行うためのトラヒック制御方法に
関するものである。
を構成するルータのインターフェースで実施されるDiff
serv(Differentiated Service)型のサービスにおいて、
クラス別の品質保証を行うためのトラヒック制御方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通信業者がＩＰネットワークにおいてシ
ンプルに付加価値サービスを提供する手段としてDiffse
rvが提案されている。Diffservは、ＩＰヘッダーに埋め
込まれた情報によって各ルータが優先制御を行ってＩＰ
品質保証サービスを提供する方法である。その品質保証
サービス要求を保証する重要なメカニズムの一つとして
スケジューリング法が挙げられる。スケジューリング法
は、大きくギャランティー型及びベストエフォート型に
分けられる。ギャランティー型は、帯域保証、低遅延及
び低ジッターを利点とし、ベストエフォート型は、公平
性及び帯域利用率を利点としている。これらの利点は相
反する特性を実現しようとするものであるため、一方の
利点を強調すると他方にとっては欠点となるという性質
を持つ。
ンプルに付加価値サービスを提供する手段としてDiffse
rvが提案されている。Diffservは、ＩＰヘッダーに埋め
込まれた情報によって各ルータが優先制御を行ってＩＰ
品質保証サービスを提供する方法である。その品質保証
サービス要求を保証する重要なメカニズムの一つとして
スケジューリング法が挙げられる。スケジューリング法
は、大きくギャランティー型及びベストエフォート型に
分けられる。ギャランティー型は、帯域保証、低遅延及
び低ジッターを利点とし、ベストエフォート型は、公平
性及び帯域利用率を利点としている。これらの利点は相
反する特性を実現しようとするものであるため、一方の
利点を強調すると他方にとっては欠点となるという性質
を持つ。
【０００３】従来のルータにおいては、サービス品質を
保証するようなスケジューリング法が実装されているル
ータでも、一つのルータに対して一つのスケジューリン
グ法又はインターフェース毎に一つのスケジューリング
法を目的に合わせて選択することになっている。代表的
なスケジューリング法はＷＦＱ(Weighted Fair Queuin
g) であり、これは、公平性及び帯域利用率に関して非
常に優れており、同時に低遅延を実現するスケジューリ
ング法として、現在多くの高性能ルータに実装されてい
る。
保証するようなスケジューリング法が実装されているル
ータでも、一つのルータに対して一つのスケジューリン
グ法又はインターフェース毎に一つのスケジューリング
法を目的に合わせて選択することになっている。代表的
なスケジューリング法はＷＦＱ(Weighted Fair Queuin
g) であり、これは、公平性及び帯域利用率に関して非
常に優れており、同時に低遅延を実現するスケジューリ
ング法として、現在多くの高性能ルータに実装されてい
る。
【０００４】このＷＦＱは、到着したＩＰパケットに対
してビット毎のラウンドロビンによってサービスを終了
するまでの時間をタグ付けし、そのタグの最小のパケッ
トから読出しを行う。しかしながら、保証される遅延及
びジッターは設定する帯域によってのみ指定され、ま
た、ギャランティー型トラヒックもベストエフォート型
トラヒックと同様の計算によってタグ付けされるためベ
ストエフォート型トラヒックからの影響を避けられな
い。従って、従来のルータのように、一つのスケジュー
リング法によってDiffserv型サービスを全て提供するこ
とは困難であるという問題がある。
してビット毎のラウンドロビンによってサービスを終了
するまでの時間をタグ付けし、そのタグの最小のパケッ
トから読出しを行う。しかしながら、保証される遅延及
びジッターは設定する帯域によってのみ指定され、ま
た、ギャランティー型トラヒックもベストエフォート型
トラヒックと同様の計算によってタグ付けされるためベ
ストエフォート型トラヒックからの影響を避けられな
い。従って、従来のルータのように、一つのスケジュー
リング法によってDiffserv型サービスを全て提供するこ
とは困難であるという問題がある。
【０００５】Diffservでは、契約帯域を保証し仮想専用
線を実現するＥＦ(Expedited Forwarding)サービス、及
び最低帯域保証付きベストエフォートサービスを行うＡ
Ｆ(Assured Forwarding)サービスの二つのサービスが規
定されている。しかしながら、スケジューリング法等に
関しては規定されておらず、これらのサービスを実現す
る方法が課題となっている。以下に、このDiffserv型サ
ービスを、現在多くの高性能ルータに実装されているＷ
ＦＱによって行う場合について説明する。
線を実現するＥＦ(Expedited Forwarding)サービス、及
び最低帯域保証付きベストエフォートサービスを行うＡ
Ｆ(Assured Forwarding)サービスの二つのサービスが規
定されている。しかしながら、スケジューリング法等に
関しては規定されておらず、これらのサービスを実現す
る方法が課題となっている。以下に、このDiffserv型サ
ービスを、現在多くの高性能ルータに実装されているＷ
ＦＱによって行う場合について説明する。
【０００６】ＷＦＱは、それぞれのキューから無限小の
データを公平に読出すＧＰＳ(Generalized Processor S
haring) サーバをビット毎に実行するようにモデル化
し、到着したパケットはそのＧＰＳによるサービス終了
時刻によってソートされ、読出される。また、キューに
パケットが存在する際には常に読出しを行うので、公平
性及び帯域利用率に関して非常に優れている。また、Ｗ
ＦＱは、コネクション毎の帯域を保証しており、複数段
のＷＦＱスケジューラを介してエンド間を接続した場合
の遅延は以下のように示される(A.K.Perekh, R.G.Gall
ager, "A Generalized Processor Sharing Approach to
Flow Control in Integrated Service Networks-The M
ultiple Node Case", IEEE/ACM transactions on Netwo
rking, pp.137-150,Apr.1994 参照）。
データを公平に読出すＧＰＳ(Generalized Processor S
haring) サーバをビット毎に実行するようにモデル化
し、到着したパケットはそのＧＰＳによるサービス終了
時刻によってソートされ、読出される。また、キューに
パケットが存在する際には常に読出しを行うので、公平
性及び帯域利用率に関して非常に優れている。また、Ｗ
ＦＱは、コネクション毎の帯域を保証しており、複数段
のＷＦＱスケジューラを介してエンド間を接続した場合
の遅延は以下のように示される(A.K.Perekh, R.G.Gall
ager, "A Generalized Processor Sharing Approach to
Flow Control in Integrated Service Networks-The M
ultiple Node Case", IEEE/ACM transactions on Netwo
rking, pp.137-150,Apr.1994 参照）。
【０００７】いま、ｋ番目のスケジューラがリンクレー
トｒ(k) のリンクで接続されている場合、φを重み付け
とすると、リーキーバケットパラメータ（σ，ρ）で制
限されたソースｉがそのスケジューラで受けるサービス
レートｇ(i,k) は、次式で表される。
トｒ(k) のリンクで接続されている場合、φを重み付け
とすると、リーキーバケットパラメータ（σ，ρ）で制
限されたソースｉがそのスケジューラで受けるサービス
レートｇ(i,k) は、次式で表される。
【数１】
【０００８】ここでは、最小のサービスレートｇ(i) は
ρより大きいとする。また、コネクションの中で最大の
パケット長をＰmax(i)とし、他のコネクションの影響は
ないとすると、エンド間での遅延Ｄ(i) は次式で制限さ
れる。
ρより大きいとする。また、コネクションの中で最大の
パケット長をＰmax(i)とし、他のコネクションの影響は
ないとすると、エンド間での遅延Ｄ(i) は次式で制限さ
れる。
【数２】 従って、エンド間での遅延は適切なｇ(i) を割当てるこ
とによって制限することができ、ギャランティー型とし
ても用いることができる。
とによって制限することができ、ギャランティー型とし
ても用いることができる。
【０００９】ＡＦのみのサービスをＷＦＱで行うには、
それぞれのサービスクラスに対応する最低帯域分の重み
付けを行えばよく、クラス間の公平性又は帯域利用率を
考えても適用できると考えられる。しかしながら、同時
にギャランティークラスであるＥＦクラスのサービスを
行う場合は、ＥＦクラスの品質を保つことが難しい。Ｗ
ＦＱでも式２に示したように到着するトラヒックをリー
キーバケット等で制限すれば、エンド間での最大遅延を
抑え、ジッターを抑えることができる。しかし、式２か
ら、その最大遅延は配分するレートによって左右され、
低遅延及び低ジッターを実現するにはより多くの帯域を
必要とし、ネットワーク設計上問題がある。また、他の
トラヒックの影響も全くないことはなく、空き帯域をア
クティブなコネクションで共用するため、コネクション
数によって式１のレートの変化率が影響を受ける。即
ち、ＡＦトラヒックの混み具合によってＥＦトラヒック
に影響が出るという問題がある。
それぞれのサービスクラスに対応する最低帯域分の重み
付けを行えばよく、クラス間の公平性又は帯域利用率を
考えても適用できると考えられる。しかしながら、同時
にギャランティークラスであるＥＦクラスのサービスを
行う場合は、ＥＦクラスの品質を保つことが難しい。Ｗ
ＦＱでも式２に示したように到着するトラヒックをリー
キーバケット等で制限すれば、エンド間での最大遅延を
抑え、ジッターを抑えることができる。しかし、式２か
ら、その最大遅延は配分するレートによって左右され、
低遅延及び低ジッターを実現するにはより多くの帯域を
必要とし、ネットワーク設計上問題がある。また、他の
トラヒックの影響も全くないことはなく、空き帯域をア
クティブなコネクションで共用するため、コネクション
数によって式１のレートの変化率が影響を受ける。即
ち、ＡＦトラヒックの混み具合によってＥＦトラヒック
に影響が出るという問題がある。
【００１０】これらの上述の問題は他のスケジューリン
グ法を用いる場合でも同様に生起する問題であり、ギャ
ランティー型（ＥＦ型）サービスとベストエフォート型
（ＡＦ型）サービスとを同時に実現することは難しい。
グ法を用いる場合でも同様に生起する問題であり、ギャ
ランティー型（ＥＦ型）サービスとベストエフォート型
（ＡＦ型）サービスとを同時に実現することは難しい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Diff
serv型サービスを実現する場合の上述の問題を解決し、
簡易な構成でギャランティー型サービスとベストエフォ
ート型サービスとを同時に実現することができるトラヒ
ック制御方法を提供することにある。
serv型サービスを実現する場合の上述の問題を解決し、
簡易な構成でギャランティー型サービスとベストエフォ
ート型サービスとを同時に実現することができるトラヒ
ック制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のトラヒック制御
方法は、上記の目的を達成するため、ＩＰネットワーク
を構成するルータのインターフェースで、到着したＩＰ
パケットのＩＰヘッダーを参照し、ＩＰパケットを、ギ
ャランティーサービスクラス、最低帯域保証クラス及び
ベストエフォートサービスクラスへのクラス分けを行
い、クラス毎のレギュレータを用いてＩＰトラヒックを
クラス毎に設定されたキューに振り分け、ギャランティ
ーサービス用キューはＰＱ方式の最優先キューとして設
定し、最低帯域保証用キューはＷＦＱ方式によって読出
しＷＦＱフローの全レートを制限してＰＱ方式のいずれ
かの優先キューに入力し、ベストエフォートサービス用
キューはＰＱ方式の非優先キューに設定しＰＱ方式によ
り出力リンクへ送ることを特徴とする。
方法は、上記の目的を達成するため、ＩＰネットワーク
を構成するルータのインターフェースで、到着したＩＰ
パケットのＩＰヘッダーを参照し、ＩＰパケットを、ギ
ャランティーサービスクラス、最低帯域保証クラス及び
ベストエフォートサービスクラスへのクラス分けを行
い、クラス毎のレギュレータを用いてＩＰトラヒックを
クラス毎に設定されたキューに振り分け、ギャランティ
ーサービス用キューはＰＱ方式の最優先キューとして設
定し、最低帯域保証用キューはＷＦＱ方式によって読出
しＷＦＱフローの全レートを制限してＰＱ方式のいずれ
かの優先キューに入力し、ベストエフォートサービス用
キューはＰＱ方式の非優先キューに設定しＰＱ方式によ
り出力リンクへ送ることを特徴とする。
【００１３】本発明のトラヒック制御方法においては、
ＷＦＱの実装に、アクティブなキューではその時点での
ビット毎のラウンドロビンがサービスを終了するラウン
ド数をタグ付けし、アクティブでないキューではそのキ
ューにおける直前のパケットのサービス終了時刻をタグ
付けするＳＦＱ(Start-Time Fair queuing)(P.Goyal,H.
Vin,H.Chen, "Start-Time Fair Queuing : A Schedulin
g Algorithm for Integrated Services Packet Switchi
ng Networks", Proceedings of ACM SIGCOMM '96,Aug.1
996 参照) を用い、ＷＦＱ全体の読出しレートを自由に
設定することを可能にした上で、ＰＱ方式のいずれかの
優先キューに入れて出力リンクから読出すようにしても
よい。
ＷＦＱの実装に、アクティブなキューではその時点での
ビット毎のラウンドロビンがサービスを終了するラウン
ド数をタグ付けし、アクティブでないキューではそのキ
ューにおける直前のパケットのサービス終了時刻をタグ
付けするＳＦＱ(Start-Time Fair queuing)(P.Goyal,H.
Vin,H.Chen, "Start-Time Fair Queuing : A Schedulin
g Algorithm for Integrated Services Packet Switchi
ng Networks", Proceedings of ACM SIGCOMM '96,Aug.1
996 参照) を用い、ＷＦＱ全体の読出しレートを自由に
設定することを可能にした上で、ＰＱ方式のいずれかの
優先キューに入れて出力リンクから読出すようにしても
よい。
【００１４】また、クラス分けの際にＢＥクラスに設定
したトラヒックは、ＰＱにおいて非優先クラスに設定
し、ＰＱの各優先クラスに対応するレギュレータのパラ
メータの全リンクレートをＰＱ全体の出力の帯域より小
さく設定し、残りの帯域に対しても優先度別に読出すよ
うにしてもよい。
したトラヒックは、ＰＱにおいて非優先クラスに設定
し、ＰＱの各優先クラスに対応するレギュレータのパラ
メータの全リンクレートをＰＱ全体の出力の帯域より小
さく設定し、残りの帯域に対しても優先度別に読出すよ
うにしてもよい。
【００１５】このような本発明によれば、ＰＱ方式は最
優先キューのパケットを到着し次第読出すので、到着レ
ート以上に読出しレートを設定することにより低遅延及
び低ジッターを実現することができる。スケジューリン
グ全体としては、ＡＦクラスのＷＦＱ方式とＥＦクラス
のＰＱ方式とを完全に独立させることにより、ＥＦクラ
スに対するＡＦクラスの影響を防ぐ。これらのスケジュ
ーリングの前段には、クラス分け機構、及びそれぞれの
サービスクラスのプロファイルに基づくトークンバケッ
トレギュレータを設けており、トークンバケットパラメ
ータ（トークンレート、バケットサイズ、リンクレー
ト）により特徴付けられたトラヒックがスケジューラに
送られるため、ＥＦクラス及びＡＦクラスそれぞれにお
いて品質を保証することができ、Diffserv型サービスを
全て実現することができる。
優先キューのパケットを到着し次第読出すので、到着レ
ート以上に読出しレートを設定することにより低遅延及
び低ジッターを実現することができる。スケジューリン
グ全体としては、ＡＦクラスのＷＦＱ方式とＥＦクラス
のＰＱ方式とを完全に独立させることにより、ＥＦクラ
スに対するＡＦクラスの影響を防ぐ。これらのスケジュ
ーリングの前段には、クラス分け機構、及びそれぞれの
サービスクラスのプロファイルに基づくトークンバケッ
トレギュレータを設けており、トークンバケットパラメ
ータ（トークンレート、バケットサイズ、リンクレー
ト）により特徴付けられたトラヒックがスケジューラに
送られるため、ＥＦクラス及びＡＦクラスそれぞれにお
いて品質を保証することができ、Diffserv型サービスを
全て実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施例
を説明する。本発明の方法を実施する場合、既知のルー
タ構成を用いて実施することができる。図１はこのよう
なルータの例の機能ブロック図である(Y.Bernet et a
l., "A Conceptual Model for DiffservRouter", Draft
-ietf-diffserv-model-00.txt,June 1999参照) 。この
ルータは二つのインターフェースＡ及びＢを有するルー
タであり、エッジルータとして用いる場合は、入力側モ
ジュールにおいて契約に応じてシェーピングを行う。ま
た、コアルータとして用いる場合は、入力側モジュール
を省略することができる。本発明によりDiffserv型サー
ビスを実現するためには、出力側モジュールで図２に示
すトラヒック制御を行う。
を説明する。本発明の方法を実施する場合、既知のルー
タ構成を用いて実施することができる。図１はこのよう
なルータの例の機能ブロック図である(Y.Bernet et a
l., "A Conceptual Model for DiffservRouter", Draft
-ietf-diffserv-model-00.txt,June 1999参照) 。この
ルータは二つのインターフェースＡ及びＢを有するルー
タであり、エッジルータとして用いる場合は、入力側モ
ジュールにおいて契約に応じてシェーピングを行う。ま
た、コアルータとして用いる場合は、入力側モジュール
を省略することができる。本発明によりDiffserv型サー
ビスを実現するためには、出力側モジュールで図２に示
すトラヒック制御を行う。
【００１７】図２は、本発明によるトラヒック制御方法
を説明するための図である。到着したＩＰパケットに対
して、クラス分け機構11が、ＩＰヘッダーのDiffservコ
ードポイント、ソース／デスティネーションアドレス、
ソース／デスティネーションポート、ＩＰプロトコル番
号等を識別し、フロー毎に識別子を決定し、ＥＦクラス
Ａ、ＡＦクラスＢ〜Ｅ、ＢＥクラスＦ及び不適合パケッ
トＸにクラス分けし、それぞれのプロファイルに従って
クラスＡ〜Ｆについて設定されたトークンバケットレギ
ュレータ12ａ〜12ｎにＩＰパケットを送る。非適合であ
るクラスＸのパケットは直ちに破棄される。
を説明するための図である。到着したＩＰパケットに対
して、クラス分け機構11が、ＩＰヘッダーのDiffservコ
ードポイント、ソース／デスティネーションアドレス、
ソース／デスティネーションポート、ＩＰプロトコル番
号等を識別し、フロー毎に識別子を決定し、ＥＦクラス
Ａ、ＡＦクラスＢ〜Ｅ、ＢＥクラスＦ及び不適合パケッ
トＸにクラス分けし、それぞれのプロファイルに従って
クラスＡ〜Ｆについて設定されたトークンバケットレギ
ュレータ12ａ〜12ｎにＩＰパケットを送る。非適合であ
るクラスＸのパケットは直ちに破棄される。
【００１８】トークンバケットレギュレータ12ａ〜12ｎ
は、例えばバケットサイズ、トークンレート及びリンク
レートの三つのパラメータでトラヒックを制限する。図
３に示すように、到着したパケットは、トークンがある
場合はそのトークンサイズだけ送出され、トークンがな
い場合は破棄される。バケットの中のトークンはトーク
ンレートで溜まり、最大値はバケットサイズで制限され
ている。例えばＬバイトのフローが到着した時は、バケ
ットの中にＬ個のトークンがある場合に送出が許可され
る。即ち、トークンレートに相当する平均レートを超え
てバケットサイズまでのバーストが許可され、リンクレ
ートによって、その大きさが制限される。
は、例えばバケットサイズ、トークンレート及びリンク
レートの三つのパラメータでトラヒックを制限する。図
３に示すように、到着したパケットは、トークンがある
場合はそのトークンサイズだけ送出され、トークンがな
い場合は破棄される。バケットの中のトークンはトーク
ンレートで溜まり、最大値はバケットサイズで制限され
ている。例えばＬバイトのフローが到着した時は、バケ
ットの中にＬ個のトークンがある場合に送出が許可され
る。即ち、トークンレートに相当する平均レートを超え
てバケットサイズまでのバーストが許可され、リンクレ
ートによって、その大きさが制限される。
【００１９】図２の場合、ＥＦクラスのパケットＡはＰ
Ｑ方式の最優先キュー14ａに送られ、ＡＦクラスのパケ
ットＢ〜ＥはＷＦＱのキュー13ａ〜13ｎに送られ、ＢＥ
クラスのパケットＦはＰＱ方式の非優先キュー15に送ら
れる。
Ｑ方式の最優先キュー14ａに送られ、ＡＦクラスのパケ
ットＢ〜ＥはＷＦＱのキュー13ａ〜13ｎに送られ、ＢＥ
クラスのパケットＦはＰＱ方式の非優先キュー15に送ら
れる。
【００２０】ＷＦＱは、アクティブなキューに対してそ
れぞれのキューのデータを無限に細かく分割して理想的
に公平なスケジューリングを行うＧＰＳサーバを、パケ
ット単位でのスケジューリングに近似したものである。
ＷＦＱは、ＧＰＳサーバをビット毎のラウンドロビンで
モデル化し、そのラウンドロビンでのサービス時間を基
にしてサービス終了時刻を決定し、それにより、パケッ
トをソートし順次読出す。
れぞれのキューのデータを無限に細かく分割して理想的
に公平なスケジューリングを行うＧＰＳサーバを、パケ
ット単位でのスケジューリングに近似したものである。
ＷＦＱは、ＧＰＳサーバをビット毎のラウンドロビンで
モデル化し、そのラウンドロビンでのサービス時間を基
にしてサービス終了時刻を決定し、それにより、パケッ
トをソートし順次読出す。
【００２１】即ち、或る時刻ｔにおいて、コネクション
ｉに到着したｋ番目のパケットのパケットサイズをＰ
(i,k,t) 、ラウンドナンバーをＲ(t) 、サービスを終了
する時刻であるフィニッシュナンバーをＦ(i,k,t) 、ｉ
番目のコネクションに対する重み付けをφ(i) とする
と、ＷＦＱサーバは、次式によりＦ(i,k,t) を決定し、
Ｆ(i,k,t) の小さいパケットからサービスを行う。
ｉに到着したｋ番目のパケットのパケットサイズをＰ
(i,k,t) 、ラウンドナンバーをＲ(t) 、サービスを終了
する時刻であるフィニッシュナンバーをＦ(i,k,t) 、ｉ
番目のコネクションに対する重み付けをφ(i) とする
と、ＷＦＱサーバは、次式によりＦ(i,k,t) を決定し、
Ｆ(i,k,t) の小さいパケットからサービスを行う。
【数３】
【００２２】このようなアクティブなコネクションのみ
の計算を行うため、帯域を公平に配分でき、なお且つ利
用可能な帯域を最大限活用することができる。しかしな
がら、Ｒ(t) の計算はパケットの到着及び送出毎に計算
しなければならず、その実装は非常に困難であるため、
この実施例では、このＲ(t) の計算にＳＦＱの方法を用
いる。即ち、パケットがアクティブではないキューに到
着した際には、その時点でのラウンドナンバーをスター
トナンバー（Ｓ(i,k,t))とし、パケットがアクティブな
キューに到着した際には、その直前のパケットのフィニ
ッシュナンバーをスタートナンバーとし、次式によりフ
ィニッシュナンバーＦ(i,k,t) を決定する。
の計算を行うため、帯域を公平に配分でき、なお且つ利
用可能な帯域を最大限活用することができる。しかしな
がら、Ｒ(t) の計算はパケットの到着及び送出毎に計算
しなければならず、その実装は非常に困難であるため、
この実施例では、このＲ(t) の計算にＳＦＱの方法を用
いる。即ち、パケットがアクティブではないキューに到
着した際には、その時点でのラウンドナンバーをスター
トナンバー（Ｓ(i,k,t))とし、パケットがアクティブな
キューに到着した際には、その直前のパケットのフィニ
ッシュナンバーをスタートナンバーとし、次式によりフ
ィニッシュナンバーＦ(i,k,t) を決定する。
【数４】
【００２３】このようにすることにより、ＷＦＱの問題
点とされるコネクションの繰り返し削除を防ぐことがで
きる。パケットはこのフィニッシュナンバーＦ(i,k,t)
によりソートされ、それぞれのキューに送られる。ＷＦ
Ｑ全体のフローは、スタティックに全体のフローのレー
トに制限を与えて、ＰＱのいずれかの優先キューに送
る。
点とされるコネクションの繰り返し削除を防ぐことがで
きる。パケットはこのフィニッシュナンバーＦ(i,k,t)
によりソートされ、それぞれのキューに送られる。ＷＦ
Ｑ全体のフローは、スタティックに全体のフローのレー
トに制限を与えて、ＰＱのいずれかの優先キューに送
る。
【００２４】ＰＱはそれぞれのコネクションがサービス
する優先順位に相当し、例えばｎ個の優先レベルがある
場合、或る番号の優先レベルに対してそれより高い優先
度の番号の優先レベルに属するパケットは常に優先的に
送出される。即ち、優先レベルｋのパケットは、k+1,k+
2,...,ｎの番号の優先レベルにサービス待ちのパケット
がない場合のみサービスされる。優先キュー14（図２）
は、ＥＦフロー及びＡＦフロー即ちＷＦＱフローを集合
し、優先レベルに従って読出す。
する優先順位に相当し、例えばｎ個の優先レベルがある
場合、或る番号の優先レベルに対してそれより高い優先
度の番号の優先レベルに属するパケットは常に優先的に
送出される。即ち、優先レベルｋのパケットは、k+1,k+
2,...,ｎの番号の優先レベルにサービス待ちのパケット
がない場合のみサービスされる。優先キュー14（図２）
は、ＥＦフロー及びＡＦフロー即ちＷＦＱフローを集合
し、優先レベルに従って読出す。
【００２５】このような構成を有するトラヒック制御方
法を用いるモジュールをルータのインターフェースに装
備することにより、Diffserv型サービスを全て実現する
ことができる。以下に、ＥＦクラス、ＡＦクラス及びＢ
Ｅクラスについて具体的に説明する。
法を用いるモジュールをルータのインターフェースに装
備することにより、Diffserv型サービスを全て実現する
ことができる。以下に、ＥＦクラス、ＡＦクラス及びＢ
Ｅクラスについて具体的に説明する。
【００２６】ＥＦクラスのトラヒックは、上述のよう
に、低遅延及び低ジッターを実現するものであり、本発
明では、トークンバケットレギュレータ及びＰＱによっ
て実現される。クラス分け機構でＥＦクラスに識別され
るフローのトークンバケットパラメータは、バケットサ
イズ＝０、トークンレート＝リンクレートである。契約
帯域をリンクレートに設定することにより契約違反トラ
ヒックを排除することができる。このＥＦクラスのトラ
ヒックはＷＦＱのフィニッシュナンバーの計算を行わ
ず、処理のオーバーヘッドを減らすことができる。ＥＦ
クラスのトラヒックは直接ＰＱの最優先キュー14ａに送
られ、このＰＱでは、入力レートを常に出力レートより
小さく設計することにより、キューイング遅延及びジッ
ターを最小にすることができる。また、このように完全
にキューを分けることにより、このＥＦクラスのキュー
サイズを削減することができる。
に、低遅延及び低ジッターを実現するものであり、本発
明では、トークンバケットレギュレータ及びＰＱによっ
て実現される。クラス分け機構でＥＦクラスに識別され
るフローのトークンバケットパラメータは、バケットサ
イズ＝０、トークンレート＝リンクレートである。契約
帯域をリンクレートに設定することにより契約違反トラ
ヒックを排除することができる。このＥＦクラスのトラ
ヒックはＷＦＱのフィニッシュナンバーの計算を行わ
ず、処理のオーバーヘッドを減らすことができる。ＥＦ
クラスのトラヒックは直接ＰＱの最優先キュー14ａに送
られ、このＰＱでは、入力レートを常に出力レートより
小さく設計することにより、キューイング遅延及びジッ
ターを最小にすることができる。また、このように完全
にキューを分けることにより、このＥＦクラスのキュー
サイズを削減することができる。
【００２７】ＡＦクラス即ち最低帯域保証クラスのトラ
ヒックは、限られた帯域を有効に活用し且つ帯域を保証
されるものであり、本発明では、トークンバケット及び
ＷＦＱによって実現される。クラス分け機構11で四つの
ＡＦクラスＢ〜Ｅに識別されたフローは、それぞれのク
ラスのプロファイルに応じてトークンバケットパラメー
タを設定される。ＷＦＱの重み付けはトークンレートに
よる重み付けであり、フィニッシュナンバーの計算を行
うことによりクラス間での公平性を確保し、且つＡＦク
ラスに与えられた帯域を有効に利用する。このＷＦＱ全
体の読出しレートを制限し、ＰＱのいずれかの優先キュ
ー14に入力することにより、出力帯域をＰＱ及びＷＦＱ
双方で共用すると共に、ＥＦクラスのトラヒックに対す
るＡＦクラスのトラヒックの影響を防ぐことができる。
ヒックは、限られた帯域を有効に活用し且つ帯域を保証
されるものであり、本発明では、トークンバケット及び
ＷＦＱによって実現される。クラス分け機構11で四つの
ＡＦクラスＢ〜Ｅに識別されたフローは、それぞれのク
ラスのプロファイルに応じてトークンバケットパラメー
タを設定される。ＷＦＱの重み付けはトークンレートに
よる重み付けであり、フィニッシュナンバーの計算を行
うことによりクラス間での公平性を確保し、且つＡＦク
ラスに与えられた帯域を有効に利用する。このＷＦＱ全
体の読出しレートを制限し、ＰＱのいずれかの優先キュ
ー14に入力することにより、出力帯域をＰＱ及びＷＦＱ
双方で共用すると共に、ＥＦクラスのトラヒックに対す
るＡＦクラスのトラヒックの影響を防ぐことができる。
【００２８】クラス分け機構11でＢＥクラスに設定した
トラヒックは、ＰＱにおいて優先キュー14以外の非優先
レベル15に設定する。ＰＱでは、低優先のトラヒックは
高優先のトラヒックの影響を受け、その優先レベルに応
じて遅延及びジッターを受ける。本発明では、ＥＦクラ
ス及びＡＦクラスのトークンバケットパラメータのリン
クレートをＰＱの全出力の帯域より小さく設定するた
め、残りの帯域に対して、ＢＥクラス内においてもＰＱ
の優先レベルによる差別化サービスを提供することがで
きる。
トラヒックは、ＰＱにおいて優先キュー14以外の非優先
レベル15に設定する。ＰＱでは、低優先のトラヒックは
高優先のトラヒックの影響を受け、その優先レベルに応
じて遅延及びジッターを受ける。本発明では、ＥＦクラ
ス及びＡＦクラスのトークンバケットパラメータのリン
クレートをＰＱの全出力の帯域より小さく設定するた
め、残りの帯域に対して、ＢＥクラス内においてもＰＱ
の優先レベルによる差別化サービスを提供することがで
きる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Diffserv型サービスの契約帯域を保証し低遅延及び低ジ
ッターを実現するクラスであるＥＦクラスと、最低帯域
保証付きのベストエフォートクラスであるＡＦクラスと
のサービスを同時に実現することができる。即ち、ＥＦ
クラスサービスにはＰＱを行うことにより低遅延及び低
ジッターを実現し、ＡＦクラスサービスにはＷＦＱを用
いることによりＥＦクラスに対する影響を防ぎ、また、
ＡＦクラス間での公平性及び帯域利用率を高め、配分さ
れた帯域を最大限活用することができる。ＢＥクラスで
は帯域保証なしの優先度別サービスを実現することがで
きる。本発明はＷＦＱをベースとした簡易な構成であ
り、実装を容易なものとしているため、現在多くの高性
能ルータに実装されているＷＦＱを本発明の実行に適す
るように改良することにより、簡単にDiffserv型サービ
スの全てを提供できるようにすることができる。
Diffserv型サービスの契約帯域を保証し低遅延及び低ジ
ッターを実現するクラスであるＥＦクラスと、最低帯域
保証付きのベストエフォートクラスであるＡＦクラスと
のサービスを同時に実現することができる。即ち、ＥＦ
クラスサービスにはＰＱを行うことにより低遅延及び低
ジッターを実現し、ＡＦクラスサービスにはＷＦＱを用
いることによりＥＦクラスに対する影響を防ぎ、また、
ＡＦクラス間での公平性及び帯域利用率を高め、配分さ
れた帯域を最大限活用することができる。ＢＥクラスで
は帯域保証なしの優先度別サービスを実現することがで
きる。本発明はＷＦＱをベースとした簡易な構成であ
り、実装を容易なものとしているため、現在多くの高性
能ルータに実装されているＷＦＱを本発明の実行に適す
るように改良することにより、簡単にDiffserv型サービ
スの全てを提供できるようにすることができる。
【図１】 Diffservルータの例の機能ブロック図であ
る。
る。
【図２】 本発明によるトラヒック制御方法を説明する
ための図である。
ための図である。
【図３】 トークンバケットレギュレータの動作を説明
するための図である。
するための図である。
１１ クラス分け機構 １２ トークンバケットレギュレータ １３ キュー １４ 優先キュー １４ａ 最優先キュー １５ 非優先キュー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金山 之治 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K030 GA01 GA08 GA13 HA08 HB28 HD03 KX12 KX18 KX29 LB05 LC02 MB15 5K034 AA01 AA07 BB06 DD03 EE11 HH21 HH64 MM11 MM21 9A001 CC03 DD10 JJ25 LL02
Claims (3)
- 【請求項１】 ＩＰネットワークを構成するルータのイ
ンターフェースで、到着したＩＰパケットのＩＰヘッダ
ーを参照し、ＩＰトラヒックを、ギャランティーサービ
スクラス、最低帯域保証クラス及びベストエフォートサ
ービスクラスへのクラス分けを行い、クラス毎のレギュ
レータを用いてＩＰトラヒックをクラス毎に設定された
キューに振り分け、ギャランティーサービス用キューは
ＰＱ方式の最優先キューとして設定し、最低帯域保証用
キューはＷＦＱ方式によって読出しＷＦＱフローの全レ
ートを制限してＰＱ方式のいずれかの優先キューに入力
し、ベストエフォートサービス用キューはＰＱ方式の非
優先キューに設定しＰＱ方式により出力リンクへ送るこ
とを特徴とするトラヒック制御方法。 - 【請求項２】 ＷＦＱの実装には、アクティブなキュー
ではその時点でのビット毎のラウンドロビンがサービス
を終了するラウンド数をタグ付けし、アクティブでない
キューではそのキューにおける直前のパケットのサービ
ス終了時刻をタグ付けするＳＦＱを用い、ＷＦＱ全体の
読出しレートを自由に設定することを可能にした上で、
ＰＱ方式のいずれかの優先キューに入れて出力リンクか
ら読出すことを特徴とする請求項１に記載のトラヒック
制御方法。 - 【請求項３】 クラス分けの際にＢＥクラスに設定した
トラヒックは、ＰＱにおいて非優先クラスに設定し、Ｐ
Ｑの各優先クラスに対応するレギュレータのパラメータ
の全リンクレートをＰＱ全体の出力の帯域より小さく設
定し、残りの帯域に対しても優先度別に読出すことを特
徴とする請求項１に記載のトラヒック制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000002469A JP3623420B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | トラヒック制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000002469A JP3623420B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | トラヒック制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001197110A true JP2001197110A (ja) | 2001-07-19 |
| JP3623420B2 JP3623420B2 (ja) | 2005-02-23 |
Family
ID=18531573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000002469A Expired - Fee Related JP3623420B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | トラヒック制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3623420B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003046555A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Hitachi Ltd | 帯域監視装置 |
| WO2004109995A1 (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-16 | Fujitsu Limited | 流量制御方法及びその装置 |
| KR100545793B1 (ko) * | 2003-12-18 | 2006-01-24 | 한국전자통신연구원 | 동적 다중 채널 환경에서의 스케쥴링 방법 및 장치 |
| JP2006506932A (ja) * | 2002-11-13 | 2006-02-23 | アギア システムズ インコーポレーテッド | ワイヤレス通信システムにおける優先キューおよびエスカレーションの管理 |
| WO2006069511A1 (fr) * | 2004-12-29 | 2006-07-06 | Zte Corporation | Procede pour empecher un flux de donnees multidiffusion ip de surcharger un systeme de telecommunication grace a la distinction de differents services |
| US7529224B2 (en) | 2005-04-18 | 2009-05-05 | International Business Machines Corporation | Scheduler, network processor, and methods for weighted best effort scheduling |
| US7848231B2 (en) | 2004-10-29 | 2010-12-07 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Packet communication network and packet communication method |
| JP2011009981A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Yokogawa Electric Corp | 通信制御装置及び通信制御方法 |
| US7908390B2 (en) | 2005-05-26 | 2011-03-15 | Hitachi, Ltd. | Packet forwarding apparatus using token bucket algorithm and leaky bucket algorithm |
| JP2011083028A (ja) * | 2010-12-16 | 2011-04-21 | Kddi Corp | トラフィック制御装置、トラフィック制御方法及びコンピュータプログラム |
| US8532104B2 (en) | 2005-08-31 | 2013-09-10 | Yamaha Corporation | Communication apparatus capable of traffic controlling in serial connected queues |
| JP2015019369A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | インテル コーポレイション | イングレス制御を備えたトラフィック管理 |
| CN108174239A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-06-15 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 一种视频传输方法及设备 |
-
2000
- 2000-01-11 JP JP2000002469A patent/JP3623420B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003046555A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Hitachi Ltd | 帯域監視装置 |
| JP2006506932A (ja) * | 2002-11-13 | 2006-02-23 | アギア システムズ インコーポレーテッド | ワイヤレス通信システムにおける優先キューおよびエスカレーションの管理 |
| JP4719001B2 (ja) * | 2002-11-13 | 2011-07-06 | アギア システムズ インコーポレーテッド | ワイヤレス通信システムにおける優先キューおよびエスカレーションの管理 |
| US7633862B2 (en) | 2003-06-03 | 2009-12-15 | Fujitsu Limited | Flow control method and apparatus thereof |
| WO2004109995A1 (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-16 | Fujitsu Limited | 流量制御方法及びその装置 |
| KR100545793B1 (ko) * | 2003-12-18 | 2006-01-24 | 한국전자통신연구원 | 동적 다중 채널 환경에서의 스케쥴링 방법 및 장치 |
| US7848231B2 (en) | 2004-10-29 | 2010-12-07 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Packet communication network and packet communication method |
| US7830802B2 (en) | 2004-12-29 | 2010-11-09 | Zte Corporation | Method for preventing IP multicast data stream to overload communication system by distinguishing all kinds of services |
| CN100393069C (zh) * | 2004-12-29 | 2008-06-04 | 中兴通讯股份有限公司 | 区分多业务的抗ip组播数据流冲击通信系统的方法 |
| WO2006069511A1 (fr) * | 2004-12-29 | 2006-07-06 | Zte Corporation | Procede pour empecher un flux de donnees multidiffusion ip de surcharger un systeme de telecommunication grace a la distinction de differents services |
| US7529224B2 (en) | 2005-04-18 | 2009-05-05 | International Business Machines Corporation | Scheduler, network processor, and methods for weighted best effort scheduling |
| US7908390B2 (en) | 2005-05-26 | 2011-03-15 | Hitachi, Ltd. | Packet forwarding apparatus using token bucket algorithm and leaky bucket algorithm |
| US8532104B2 (en) | 2005-08-31 | 2013-09-10 | Yamaha Corporation | Communication apparatus capable of traffic controlling in serial connected queues |
| JP2011009981A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Yokogawa Electric Corp | 通信制御装置及び通信制御方法 |
| JP2011083028A (ja) * | 2010-12-16 | 2011-04-21 | Kddi Corp | トラフィック制御装置、トラフィック制御方法及びコンピュータプログラム |
| JP2015019369A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | インテル コーポレイション | イングレス制御を備えたトラフィック管理 |
| CN108174239A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-06-15 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 一种视频传输方法及设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3623420B2 (ja) | 2005-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Semeria | Supporting differentiated service classes: queue scheduling disciplines | |
| KR100823785B1 (ko) | 시스템 패브릭에서의 개방 루프 정체 제어를 위한 방법,장치, 제품 및 시스템 | |
| US7289514B2 (en) | System and method for scheduling data traffic flows for a communication device | |
| US7936770B1 (en) | Method and apparatus of virtual class of service and logical queue representation through network traffic distribution over multiple port interfaces | |
| US7894344B2 (en) | System and method for aggregated shaping of multiple prioritized classes of service flows | |
| US7450506B2 (en) | Communication apparatus for transmitting frames and priority control method for transmitting frames | |
| Homg et al. | An adaptive approach to weighted fair queue with QoS enhanced on IP network | |
| JP2001197111A (ja) | マルチレイヤクラス識別通信装置と通信装置 | |
| JP2002518936A (ja) | 総合サービスパケット交換網における許可制御方法及び交換ノード | |
| JP3623420B2 (ja) | トラヒック制御方法 | |
| JP2006506845A (ja) | ルータにおけるパケットに対し論理リンクを選択する方法 | |
| US8743685B2 (en) | Limiting transmission rate of data | |
| WO2002091757A1 (fr) | Procede de repartition permettant d'assurer une qualite de service de routeur dans un service integre | |
| CN111970149B (zh) | 一种基于硬件防火墙qos的共享带宽实现方法 | |
| US7382792B2 (en) | Queue scheduling mechanism in a data packet transmission system | |
| US8953449B2 (en) | Virtual subport data traffic management | |
| Asaduzzaman et al. | The Eight Class of Service Model-An Improvement over the Five Classes of Service | |
| Cisco | Configuring Quality of Service | |
| Kulhari et al. | Traffic shaping at differentiated services enabled edge router using adaptive packet allocation to router input queue | |
| Tong et al. | Quantum varying deficit round robin scheduling over priority queues | |
| Victoria et al. | Efficient bandwidth allocation for packet scheduling | |
| Demir et al. | A priority-based queuing model approach using destination parameters forreal-time applications on IPv6 networks | |
| Rahouti et al. | QoSP: A priority-based queueing mechanism in software-defined networking environments | |
| JP3903840B2 (ja) | パケット転送システム | |
| US7512132B2 (en) | Quality of service (QoS) class reordering |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041116 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041124 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071203 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081203 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091203 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101203 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |