JP2001244966A - トラヒック制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信品質を具体的に保証できるトラヒック制
御方法を提案する。 【解決手段】 パケットの滞留している論理チャネルが
登録される送信サイクルテーブル３３ａと、送信サイク
ルテーブル３３ａに登録されている論理チャネルから重
み値に応じた量のパケットを読み出すディスパッチャト
３４と、読み出されたパケットを送出する送信部３５
と、パケットを送出し終えた論理チャネルを送信サイク
ルテーブルから削除する送信サイクル管理部３３と、各
論理チャネルについて、重み値に相当するデータ量と送
出済みデータ量との差分に基づいて、次回以降の当該論
理チャネルの重み値を補正する重み値管理部３２とを具
備し、送信サイクルテーブル３３ａから全ての論理チャ
ネルが削除されると、パケットが滞留している論理チャ
ネルを送信サイクルテーブル３３ａに再登録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の論理チャネ
ルのそれぞれに重み値を割り当て、重み値に対応した量
のパケットを各論理チャネルの送信待ちキューから読み
出して送出するトラヒック制御方法および装置に係り、
特に、重み値に応じた割合で各論理チャネルからパケッ
トを公平に読み出せるトラヒック制御方法および装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】インターネットの普及の伴い、ネットワ
ークの共有を基本とする利用形態から、あたかも専用線
であるかのように網資源を専用できるようなサービスを
安価に利用したいという要求が高まっている。このよう
なサービス形態においては、これまでのようなベストエ
フォート方式、すなわちネットワーク遅延などの通信品
質（ＱＯＳ；Quality Of Service）を保証することなく
宛先にパケットを誤りなく届けるサービス、ではなく、
その通信品質を具体的に保証するサービスを提供するこ
とが望ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】予め契約した通信品質
を保証するために、各論理チャネルに重み値を割り当
て、重み値に応じた割合で、各論理チャネルの送信待ち
キューからパケットを読み出して送出するスケジューリ
ング方式が提案されている。

【０００４】ここで、各送信待ちキューからの送信デー
タの読み出しおよびその送出は、パケット単位で繰り返
し行われ、各読み出しサイクルで読み出されるパケット
数は前記重み値に依存する。しかしながら、各パケット
のデータ量が一定ではないため、各読み出しサイクルに
おいて、重み値に応じたデータ量を正確に読み出すこと
ができず、各論理チャネル間での読み出し量の公平性を
確保することができなかった。

【０００５】本発明の目的は、上記した従来技術の課題
を解決し、通信品質を具体的に保証できるトラヒック制
御方法および装置を提供することにある。

【０００６】

【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、複数の論理チャネルのそれぞれに重
み値を割り当て、前記重み値に対応した量のデータを各
論理チャネルの送信待ちキューから読み出して送出する
トラヒック制御方法において、各論理チャネルの送信待
ちキューから、それぞれに割り当てられた重み値に応じ
た量のデータを読み終えるまでを単位サイクルとし、こ
の単位サイクルを繰り返す第１手順と、前記各単位サイ
クルごとに、重み値に応じたデータ量と実際に読み出さ
れたデータ量との差分を論理チャネルごとに求める第２
手順と、次回以降の単位サイクルにおいて前記各差分が
相殺されるように、各論理チャネルの重み値を単位サイ
クルごとに補正する第３手順とを含むことを特徴とす
る。

【０００７】上記した特徴によれば、読み出しの単位サ
イクルごとに生じる、重み値に応じたデータ量と実際に
読み出されたデータ量との誤差が、次の単位サイクルに
おいて相殺されるので、各論理チャネルから、それぞれ
に予め割り当てられた重み値に応じた量のデータ量を正
確に送出できるようになる。

【０００８】

【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、本発明のトラヒック制御方法を
適用したトラヒック制御装置のブロック図である。

【０００９】パケット振り分け部１は、複数の端末から
受信したパケットのＩＰヘッダに登録されている種別情
報を参照し、当該トラヒック制御装置の管理者により予
め定義された規則に従って、各パケットを複数の論理チ
ャネルＡ，Ｂ，Ｃ…ｉ（本実施形態では、４つの論理チ
ャネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）のいずれかに振り分ける。ま
た、管理者により予め定義された規則に従って、種別の
値を設定・変更する機能を有する。

【００１０】トラヒィック制御部２は、論理チャネル
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄごとに設けられたトラフィック制御モジ
ュールを含み、各トラフィック制御モジュールは、予定
量を超えるパケットが到着した場合に、これを破棄する
トラヒックシェービング機能を有する。

【００１１】パケットスケジューリング部３は、送信待
ちのパケットを一時的に滞留させる送信待ちキューＱ
ａ、Ｑｂ、Ｑｃ、Ｑｄを論理チャネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄご
とに備える。各論理チャネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄには重み値
が割り当てられており、後に詳述するように、前記重み
値に対応した量のパケットを各論理チャネルの送信待ち
キューＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄから読み出して送出す
る。

【００１２】図２は、前記パケットスケジューリング部
３の構成を具体的に示した図であり、前記と同一の符号
は同一または同等部分を表している。

【００１３】送信キュー管理部３１には、各論理チャネ
ルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄごとに前記送信待ちキューＱａ、Ｑ
ｂ、Ｑｃ、Ｑｄが確保され、送信待ちキューＱａには、
論理チャネルＡからパケットが蓄積される。同様に、送
信待ちキューＱｂには論理チャネルＢから、送信待ちキ
ューＱｃには論理チャネルＣから、送信待ちキューＱｄ
には論理チャネルＤから、それぞれ送信パケットが蓄積
される。

【００１４】重み値管理部３２では、各論理チャネルに
予め割り当てられた基準重み値Ｗref(i)が基準重み値テ
ーブル３２ａに登録されている。本実施形態では、論理
チャネルＡには５０、論理チャネルＢには３０，論理チ
ャネルＣには２０の基準重み値Ｗref が割り当てられ、
論理チャネルＤはベストエフォート（ＢＥ）契約である
ために、基準重み値Ｗref が割り当てられていない。

【００１５】目標重み値演算部３２ｂは、後に詳述する
ように、前記各論理チャネルに割り当てられた基準重み
値Ｗref(i)と、それぞれの前回の目標重み値Ｗt(i)と、
それぞれの前回のデータ送信量の実績値Ｄ(i) とに基づ
いて、今回の目標重み値Ｗt(i)を各論理チャネルごとに
演算する。

【００１６】送信サイクル管理部３３は送信サイクルテ
ーブル３３ａを含み、前記送信待ちキューＱａ，Ｑｂ，
Ｑｃにパケットが滞留している、前記送信サイクルテー
ブル３３ａに未登録の論理チャネルを当該送信サイクル
テーブル３３ａへ新規登録し、送信パケットの滞留が解
消された既登録の論理チャネルを、前記送信サイクルテ
ーブル３３ａから消去する。

【００１７】ディスパッチャ３４は、前記送信サイクル
テーブル３３ａに登録されている論理チャネルの送信待
ちキューのそれぞれから、各論理チャネルに割り当てら
れた目標重み値Ｗt(i)に対応した量のパケットを一通り
読み出し、これを１サイクルとして、当該読み出しサイ
クルを循環的に繰り返す。送信インターフェース３５
は、前記ディスパッチャ３４によって各送信待ちキュー
から読み出された送信パケットを、後段の伝送路へ送出
する。

【００１８】評価関数値計算部３６は、各送信待ちキュ
ーに滞留しているパケットの量すなわちキュー長に基づ
いて、各論理チャネルに評価関数値Ｅq(i)を与える。本
実施形態では、キュー長が長い論理チャネルに対してほ
ど、大きな評価関数値Ｅq(i)が与えられるように予め定
義されているが、キュー長以外のパラメータに基づいて
評価関数値Ｅq(i)を与えるようにしても良い。

【００１９】バースト判定部３７は、前記評価関数値Ｅ
ｑ(i) に基づいて、各論理チャネルにバーストが発生し
ているか否かを判定する。重み値補正部３８は、前記バ
ースト判定部３７によりバーストが発生していると判定
された論理チャネルから、常時よりも多くのパケットが
読み出されるように、当該論理チャネルに割り当てられ
た目標重み値Ｗt を一時的に増加させる。

【００２０】次いで、図３のフローチャートを参照し
て、上記した本発明のパケットスケジューリング部３の
動作を説明する。

【００２１】ステップＳ１では、送信待ちキューに送信
パケットの滞留している論理チャネルが、前記送信サイ
クル管理部３３の送信サイクルテーブル３３ａに登録さ
れる。ここで、論理チャネルＡの送信待ちキューＱａ，
論理チャネルＢの送信待ちキューＱｂ、および論理チャ
ネルＣの送信待ちキューＱｃのいずれにもキューが滞留
していれば、図２に示したように、全ての論理チャネル
Ａ，Ｂ，Ｃが送信サイクルテーブル３３ａに登録され
る。ステップＳ２では、各論理チャネルＡ，Ｂ，Ｃごと
に、次式(1) に基づいて、今回の目標重み値Ｗt(a)，Ｗ
t(b)，Ｗt(c)を算出する。

【００２２】 目標重み値Ｗt(i)＝Ｗt(i)［前回］−Ｄ(i) ［前回］＋Ｗref(i) …(1)

【００２３】ここで、Ｗt(i)［前回］は前回の送信サイ
クルにおいて各論理チャネルＡ，Ｂ，Ｃに割り当てられ
た目標重み値であり、Ｄ(i) ［前回］は前回の送信サイ
クルにおける各論理チャネルのデータ送出量の実績値で
あり、この実績値Ｄ(i) は、後述するステップＳ１４に
おいて求められる。Ｗref(i)は、各論理チャネルごとに
予め固定的に割り当てられて前記送信サイクルテーブル
３３ａに登録されている基準重み値であり、上記した各
論理チャネルＡ，Ｂ，Ｃに予め契約等により割り当てら
れている帯域幅に相当する。

【００２４】このように、本実施形態では各論理チャネ
ルに割り当てる重み値を、予め定めらた基準重み値Ｗre
f(i)に固定するのではなく、この基準重み値Ｗref(i)
に、前回の目標重み値Ｗt(i)と実績値Ｄ(i) との差分を
加味して動的に変化させるようにしている。したがっ
て、前回の送信サイクルにおいて消費し切れなかった重
み値を次回以降の送信サイクル以降に持ち越し、この持
ち越し分をバースト発生時等にまとめて消費できるよう
になる。なお、最初はＷt(i)［前回］およびＤ(i)［前
回］がいずれも“０”なので、今回の目標重み値Ｗt(i)
は基準重み値Ｗref(i)と等しくなる。

【００２５】ステップＳ３では、前記評価関数値計算部
３６により、各論理チャネルごとに評価関数値Ｅq(i)が
求められる。ステップＳ４では、評価関数値Ｅq(i)の最
も高い論理チャネルに関して、バースト処理条件を満足
しているか否かが判定される。バースト処理とは、送信
待ちキューのキュー長が所定量を越えたときに、当該論
理チャネルの目標重み値Ｗt(i)を一時的に増加させるこ
とにより、当該送信待ちキューからのパケットの読み出
し量を増加させてバーストの解消を図る処理である。以
下、図４のフローチャートを参照して、その判定方法を
説明する。

【００２６】ステップＳ４１では、前記バースト判定部
３７において、評価関数値Ｅq(i)が最も高い論理チャネ
ルの送信待ちキューのキュー長が基準キュー長と比較さ
れ、キュー長が基準キュー長を下回っていれば、ステッ
プＳ４２において、バースト処理が不要と判定される。
また、前記ステップＳ４１において、キュー長が基準キ
ュー長を上回っていると判定されると、ステップＳ４３
では、当該送信待ちキューの論理チャネルに割り当てら
れている目標重み値Ｗt(i)が、所定の重み下限値Ｗmin
と比較される。ここで、目標重み値Ｗt(i)が重み下限値
Ｗmin を下回っていれば、ステップＳ４２において、前
記と同様にバースト処理は不要と判定される。また、目
標重み値Ｗt(i)が重み下限値Ｗmin を上回っていれば、
ステップＳ４４において、バースト処理が必要と判定さ
れる。

【００２７】図３に戻り、ステップＳ５では、前記ステ
ップＳ４のバースト処理条件判定における判定結果が参
照され、評価関数値Ｅq(i)の最も高い論理チャネルがバ
ースト処理条件を満足していると判定されていれば、ス
テップＳ６において、当該論理チャネルの目標重み値Ｗ
t(i)に所定のバースト重み値Ｗbst が付加される。ステ
ップＳ７では、評価関数値Ｅq(i)が最も低い論理チャネ
ルの目標重み値Ｗt(i)から、前記バースト重み値Ｗbst
が減ぜられる。

【００２８】ステップＳ８では、前記送信サイクル管理
部３３の送信サイクルテーブル３３ａが空になったか否
かが判別され、最初は、前記図２に示したように、全て
の論理チャネルが登録されているのでステップＳ９へ進
む。

【００２９】ステップＳ９では、前記送信サイクルテー
ブル３３ａに既登録の論理チャネルから、今回の読み出
し対象チャネルが選択される。本実施形態では、送信サ
イクルテーブル３３ａの最上段に登録されている論理チ
ャネルＡから順に、読み出し対象チャネルとして選択さ
れ、当該ステップＳ９の処理が実行されるごとに、次段
に登録されている論理チャネルＢに選択が切り替わり、
最下段の論理チャネルＣが終了すると、最上段の論理チ
ャネルＡへ戻る。

【００３０】ステップＳ１０では、読み出し対象チャネ
ル（ここでは、論理チャネルＡ）の送信待ちキューＱａ
にパケットが滞留しているか否かが判別され、滞留して
いればステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、当
該送信待ちキューＱａに滞留しているパケットが、ディ
スパッチャ３４により所定個数だけ読み出され、ステッ
プＳ１２において、送信インターフェース３５から送出
される。

【００３１】ステップＳ１３では、今回の読み出し対象
である論理チャネルＡに関して、送信済みデータ量が目
標重み値Ｗt(a)と比較され、送信済みデータ量が目標重
み値Ｗt(a)よりも少なければ、前記ステップＳ８へ戻
り、今度は、送信サイクルテーブル３３ａの次段に登録
されている論理チャネルＢの送信待ちキューＧｂについ
て、上記と同一の処理が繰り返される。

【００３２】さらに、論理チャネルＢについても前記ス
テップＳ９〜Ｓ１３の処理が終了すると、次は、送信サ
イクルテーブル３３ａの更に次段に登録されている論理
チャネルＣの送信待ちキューＱｃについても、前記と同
一の処理が繰り返される。論理チャネルＣに関する処理
も終了すると、次のステップＳ９では、送信サイクルテ
ーブル３３ａの最初に登録されている論理チャネルＡが
再び読み出し対象チャネルとなり、上記した一連の処理
が循環的に繰り返し実行されることになる。

【００３３】以上のようにして、送信サイクルテーブル
３３ａに登録されている論理チャネルの各送信待ちキュ
ーＱａ，Ｑｂ，Ｑｃからの送信パケットの読み出し、お
よびその送出が繰り返され、その後、前記ステップＳ１
３において、送信済みデータ量が、その目標重み値Ｗt
(i)に達した論理チャネルが現れると、ステップＳ１４
では、当該送信済みデータ量が当該論理チャネルに関す
る実績値Ｄ(i) として登録される。

【００３４】すなわち、たとえば論理チャネルＡの送信
待ちキューＱａに滞留しているパケットのパケット長が
全て“２０”であり、論理チャネルＡの目標重み値Ｗt
(a)が“５０”であると、送信待ちキューＱａから“５
０”相当分のパケットを正確に読み出すことができな
い。そこで、３つのパケットを読み出し、送信済みデー
タ量が“６０”となった時点で、送信済みデータ量が目
標重み値Ｗt(a)に達したと判定し、実績値Ｄ(i) として
“６０を登録する。ステップＳ１５では、当該送信済み
データ量が目標重み値Ｗt(i)に達した論理チャネルが、
送信サイクルテーブル３３ａから消去される。

【００３５】その後、当該処理はステップＳ８へ戻り、
依然として送信サイクルテーブル３３ａに登録されてい
る論理チャネルについてのみ、上記と同様に、送信待ち
キューからのパケットの読み出し、およびその送出が繰
り返し実行され、送信済みデータ量が目標重み値Ｗt(i)
に達した論理チャネルが、前記送信サイクルテーブル３
３ａから順次消去される。

【００３６】なお、送信済みデータ量が目標重み値Ｗt
(i)に達する前に、前記ステップＳ１０において、送信
すべきパケットが送信待ちキューに存在しないと判定さ
れると、ステップＳ１７では、当該論理チャネルが送信
サイクルテーブル３３ａから消去される。ステップＳ１
８では、ベストエフォートキューＱｄにパケットが滞留
しているか否かが判別され、滞留していれば、ステップ
Ｓ１９において、ベストエフォートキューＱｄからパケ
ットが読み出され、ステップＳ２０において送出され
る。

【００３７】その後、送信サイクルテーブル３３ａに登
録されていた全ての論理チャネルが、ステップＳ１５ま
たはＳ１７で消去されて１サイクルが終了すると、当該
処理はステップＳ８からステップＳ１へ戻り、上記した
一連の処理が改めて繰り返される。

【００３８】なお、２順目以降のステップＳ２では、前
回の目標重み値Ｗt (i) と実績値Ｄ(i) とが登録されて
おり、たとえば、前回の目標重み値が“５０”であった
にもかかわらず実績値が“６０”であったならば、上記
した式(1) に基づいて、今回の目標重み値Ｗt (i) が基
準重み値Ｗref よりも、両者の差分である“１０”だけ
減ぜられることになる。したがって、１サイクル単位で
は基準重み値Ｗref(i)と実績値Ｄ(i) とが一致していな
くても、全体としては、両者は実質的に一致するように
なる。

【００３９】このように、本実施形態によれば、読み出
しの単位サイクルごとに生じる、重み値に応じたデータ
量と実際に送出されたデータ量との差分（誤差）が、次
の単位サイクルにおいて相殺されるので、各論理チャネ
ルから、それぞれに予め割り当てられた重み値に応じた
量のデータ量を正確に送出できるようになる。

【００４０】また、本実施形態によれば、各単位サイク
ルにおいて消費し切れなかった重み値を次サイクル以降
に持ち越し、この持ち越し分をバースト発生時等にまと
めて消費することができるので、公平性を損なうことな
くバーストを素早く回避できるようになる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が達
成される。

【００４２】(1) 読み出しの単位サイクルごとに生じ
る、重み値に応じたデータ量と実際に送出されたデータ
量との差分（誤差）が、次の単位サイクルにおいて相殺
されるので、各論理チャネルから、それぞれに予め割り
当てられた重み値に応じた量のデータ量を正確に送出で
きるようになる。

【００４３】(2) 各単位サイクルにおいて消費し切れな
かった重み値を次サイクル以降に持ち越し、この持ち越
し分をバースト発生時等にまとめて消費することができ
るので、公平性を損なうことなくバーストを素早く回避
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のトラヒック制御方法を適用したトラ
ヒック制御装置の主要部のブロック図である。

【図２】 図１のパケットスケジューリング部のブロッ
ク図である。

【図３】 本発明のトラヒック制御方法を示したフロー
チャートである。

【図４】 バースト条件の判定処理を示したフローチャ
ートである。

【符号の説明】 １…パケット振り分け部、２…トラヒィック制御部、
３…パケットスケジューリング部、３１…送信キュー管
理部、３２…重み値管理部、３３…送信サイクル管理
部、３３ａ…送信サイクルテーブル、３４…ディスパッ
チャ、３５…送信インターフェース、３６…評価関数計
算部、３７…バースト判定部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の論理チャネルのそれぞれに重み値
   を割り当て、前記各重み値に対応した量のデータを各論
   理チャネルの送信待ちキューから読み出して送出するト
   ラヒック制御方法において、 各論理チャネルの送信待ちキューから、それぞれに割り
   当てられた重み値に応じた量のデータを読み終えるまで
   を単位サイクルとし、この単位サイクルを繰り返す第１
   手順と、 前記各単位サイクルごとに、重み値に応じたデータ量と
   実際に読み出されたデータ量との差分を論理チャネルご
   とに求める第２手順と、 次回以降の単位サイクルにおいて、各論理チャネルの重
   み値を前記各差分に基づいて補正する第３手順とを含む
   ことを特徴とするトラヒック制御方法。
2. 【請求項２】 複数の論理チャネルのそれぞれに重み値
   を割り当て、前記重み値に対応した量のデータを各論理
   チャネルの送信待ちキューから読み出して送出するトラ
   ヒック制御方法において、 送信待ちキューにパケットが滞留している論理チャネル
   を送信サイクルテーブルに登録する第１手順と、 前記送信サイクルテーブルに登録されている各論理チャ
   ネルの送信待ちキューからパケットを読み出して送出す
   る第２手順と、 前記重み値に応じた所定量のパケットを送出し終えた論
   理チャネルについて、重み値に相当するデータ量と送出
   済みデータ量との差分を求め、当該差分に基づいて、次
   回以降の当該論理チャネルの重み値を補正する第３手順
   と、 前記重み値に応じた所定量のパケットを送出し終えた論
   理チャネルを前記送信サイクルテーブルから削除する第
   ４手順と、 前記送信サイクルテーブルから全ての論理チャネルが削
   除されるまで、前記第２ないし第４手順を繰り返す第５
   手順と、 前記送信サイクルテーブルから全ての論理チャネルが削
   除されると前記第１手順に戻り、これを単位サイクルと
   して繰り返すことを特徴とするトラヒック制御方法。
3. 【請求項３】 滞留しているパケットが多い論理チャネ
   ルの重み値を一時的に高くする手順と、 滞留しているパケットが少ない論理チャネルの重み値を
   一時的に低くする手順とを含むことを特徴とする請求項
   １または２に記載のトラヒック制御方法。
4. 【請求項４】 複数の論理チャネルのそれぞれに重み値
   を割り当て、前記重み値に対応した量のデータを各論理
   チャネルの送信待ちキューから読み出して送出するトラ
   ヒック制御装置において、 送信待ちキューにパケットの滞留している論理チャネル
   が登録される送信サイクルテーブルと、 前記送信サイクルテーブルに登録されている各論理チャ
   ネルの送信待ちキューから、前記重み値に応じた量のパ
   ケットを読み出すディスパッチャトと、 前記読み出されたパケットを送出する送信インターフェ
   ースと、 前記重み値に応じた量のパケットを送出し終えた論理チ
   ャネルを前記送信サイクルテーブルから削除する送信サ
   イクル管理部と、 前記各論理チャネルについて、重み値に相当するデータ
   量と送出済みデータ量との差分を求め、当該差分に基づ
   いて、次回以降の当該論理チャネルの重み値を補正する
   重み値管理部とを具備し、 前記送信サイクル管理部は、前記送信サイクルテーブル
   から全ての論理チャネルが削除されると、送信待ちキュ
   ーにパケットが滞留している論理チャネルを前記送信サ
   イクルテーブルに再登録することを特徴とするトラヒッ
   ク制御方法。