JP2001345849A - Ip priority control method - Google Patents

Ip priority control method

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JP2001345849A
JP2001345849A JP2000166102A JP2000166102A JP2001345849A JP 2001345849 A JP2001345849 A JP 2001345849A JP 2000166102 A JP2000166102 A JP 2000166102A JP 2000166102 A JP2000166102 A JP 2000166102A JP 2001345849 A JP2001345849 A JP 2001345849A
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Takashi Shimizu
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a service for guaranteeing a rage, equal at least to a contracted band from a network to a user by combining technology for deciding whether the present transmitting rate of the user exceeds the band contracted with the network on a core-stateless network. SOLUTION: Each time an IP packet arrives at an edge router, the transmission rate of the user sending that IP packet is measured, and the measured transmission rate is written in the header of that IP packet. On the basis of the transmission rate written in the header of the IP packet, the packet is selectively abandoned. In such a core-stateless network, the edge router decides whether the present transmission rate of the user exceeds the band contracted with the network.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プロトコルの第3
層にIP(Internet Protocol)を用いる場合に利用す
るための、IPレイヤで優先制御を行うIP優先制御方
法に関する。
The present invention relates to a third protocol.
The present invention relates to an IP priority control method for performing priority control in an IP layer for use when IP (Internet Protocol) is used for a layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】IPレイヤで優先制御を行う方法とし
て、コアステートレス・ネットワークが提案されている
(例えば、Ion Stoica et al.,Core-Stateless F
air Queuing:Achieving Approximately Fair Band
width Allocations in High Speed Networks,"SI
GCOMM98,1998.参照)。
2. Description of the Related Art As a method of performing priority control in an IP layer, a core stateless network has been proposed (for example, Ion Stoica et al., Core-Stateless F.).
air Queuing: Achieving Approximately Fair Band
width Allocations in High Speed Networks, "SI
GCOMM 98, 1998.).

【0003】コアステートレス・ネットワークでは、公
平な帯域割当を実現するために、エッジルータではフロ
ー毎の情報を管理するが、コアルータでは管理しない。
このコアステートレス・ネットワーク用のキューイング
法では、エッジルータで到着レートが測定され、それら
の値がIPパケットのヘッダに書き込まれる。
In a core stateless network, an edge router manages information for each flow in order to realize fair bandwidth allocation, but a core router does not.
In the queuing method for the core stateless network, an arrival rate is measured by an edge router, and the values are written in a header of an IP packet.

【0004】コアステートレス・ネットワークは、エッ
ジルータとコアルータから構成される。そこで必要とさ
れるシステム構成を、図1および図2に示す。図1は、
従来の一般的なルータの基本構成を示すものであり、図
1中、Aはルーティング部、B,Cはそれぞれ、図2
(a),(b)に示す機能に対応する。
[0004] A core stateless network is composed of an edge router and a core router. The required system configuration is shown in FIGS. FIG.
FIG. 1 shows the basic configuration of a conventional general router. In FIG. 1, A denotes a routing unit, and B and C denote FIG.
It corresponds to the functions shown in (a) and (b).

【0005】すなわち、図2(a)は、従来のコアステ
ートレス・ネットワークにおいて、IPパケットがエッ
ジルータに到着したときの処理に必要な機能、図2
(b)は、従来のコアステートレス・ネットワークにお
いて、IPパケットをバッファに入力するかどうかを決
定するときに必要な機能を示している。
FIG. 2A shows a function required for processing when an IP packet arrives at an edge router in a conventional core stateless network.
(B) shows a function required to determine whether to input an IP packet to a buffer in a conventional core stateless network.

【0006】エッジルータでは、図2(a)に示すよう
に、IPパケットが到着する毎に、ユーザ識別部1が、
そのIPパケットがどのユーザから送信されたものであ
るかを識別する。そして、レート情報書き込み部2にお
いて、そのIPパケットを送出しているユーザの送信レ
ートを測定し、測定した送信レートの値をIPパケット
のヘッダに書き込む。
In the edge router, as shown in FIG. 2A, every time an IP packet arrives, the user identification unit 1
Identify from which user the IP packet was sent. Then, the rate information writing unit 2 measures the transmission rate of the user sending the IP packet, and writes the value of the measured transmission rate into the header of the IP packet.

【0007】また、エッジルータおよびコアルータで
は、図2(b)に示すように、ヘッダ読み取り部3にお
いて、ヘッダに書き込まれた上記送信レートの値を読み
取る。そして、その情報を基にして、選択的パケット廃
棄部4において、そのIPパケットをバッファ5に入力
するか否かの決定を行う。
Further, in the edge router and the core router, as shown in FIG. 2B, the header reading unit 3 reads the value of the transmission rate written in the header. Then, based on the information, the selective packet discarding unit 4 determines whether or not to input the IP packet to the buffer 5.

【0008】コアステートレス・ネットワークにおいて
は、エッジルータでは、上述のように、ユーザ毎の送信
レートを測定するために、ユーザ毎の情報を管理する必
要がある。しかし、コアルータでは、IPパケットのヘ
ッダに付与されている情報を利用するのみであるため、
フロー毎の情報を管理する必要が生じない。その結果、
スケーラビリティに優れているという特徴がある。
In the core stateless network, the edge router needs to manage information for each user in order to measure a transmission rate for each user, as described above. However, since the core router only uses information given to the header of the IP packet,
There is no need to manage information for each flow. as a result,
It has the feature of being excellent in scalability.

【0009】また、TSW(Time Sliding Window)
と呼ばれる、ユーザの現在の送信レートが、ネットワー
クと契約した帯域を越えているか否かの判定を行う技術
が提案されている(例えば、D.Clark et al,Explici
t Allocation of Best-Effort Packet Delivery
Service,"IEEE/ACM transaction on networkin
g vol.6 no.4,August,1998参照)。
Also, TSW (Time Sliding Window)
Has been proposed to determine whether the current transmission rate of a user exceeds the bandwidth contracted with the network (for example, D. Clark et al, Explici).
t Allocation of Best-Effort Packet Delivery
Service, "IEEE / ACM transaction on networkin
g vol.6 no.4, August, 1998).

【0010】TSWでは、図3に示すように、3つのパ
ラメータ、Win_length,Avg_rate,T_frontが使われる
(初期値については、図3I参照)。後述するように、
これら3つのパラメータのうちいくつかは、IPパケッ
トが到着する毎に、その値が更新される(図3T参
照)。そして、Avg_rateが、ネットワークと契約した
レート以上ならば、確率 P=(Avg_rate−契約したレ
ート)/ Avg_rateで、ユーザがネットワークと契約した
帯域を越えていると書き込まれる。それ以外の場合に
は、そのIPパケットのヘッダには、ネットワークと契
約した帯域を越えていないと書き込まれる。
In the TSW, three parameters, Win_length, Avg_rate, and T_front, are used as shown in FIG. 3 (for initial values, see FIG. 3I). As described below,
Some of these three parameters are updated each time an IP packet arrives (see FIG. 3T). Then, if Avg_rate is equal to or greater than the rate contracted with the network, it is written that the user exceeds the band contracted with the network at the probability P = (Avg_rate-contracted rate) / Avg_rate. Otherwise, the header of the IP packet is written as not exceeding the bandwidth contracted with the network.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したコア
ステートレス・ネットワークにおいて、ユーザの現在の
送信レートが、ネットワークと契約した帯域を越えてい
るか否かの判定を行い、これを、IPパケットの処理に
反映させる技術と組み合わせるという発想は、従来は示
されていなかった。
However, in the above described core stateless network, it is determined whether or not the current transmission rate of the user exceeds the bandwidth contracted with the network, and this is determined by processing the IP packet. The idea of combining with the technology to be reflected in the past has not been shown before.

【0012】本発明の目的は、従来の技術における上述
のような問題を解消し、コアステートレス・ネットワー
クにおいて、ユーザの現在の送信レートが、ネットワー
クと契約した帯域を越えているか否かの判定を行う技術
を組み合わせることにより、ネットワークがユーザに対
して、最低限、契約した帯域に等しいレートを保証する
サービスを、スケーラビリティを有しながら提供するこ
とが可能な、IP優先制御方法を実現することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and to determine whether or not a current transmission rate of a user exceeds a band contracted with the network in a core stateless network. By combining the technologies to be implemented, the network realizes an IP priority control method capable of providing a service that guarantees a rate to a user at least equal to the contracted bandwidth while having scalability. is there.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るIP優先制御方法は、エッジルータに
IPパケットが到着する毎に、そのIPパケットを送出
しているユーザの送信レートを測定し、測定した送信レ
ートをそのIPパケットのヘッダに書き込み、エッジル
ータおよびコアルータで、上記IPパケットのヘッダに
書き込まれた送信レートを基にして、選択的にパケット
廃棄を行うようにしたコアステートレス・ネットワーク
におけるIP優先制御方法であって、エッジルータで、
ユーザの現在の送信レートが、ネットワークと契約した
帯域を越えているか否かの判定を行うことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, an IP priority control method according to the present invention provides, whenever an IP packet arrives at an edge router, a transmission rate of a user sending the IP packet. A core stateless which measures and writes the measured transmission rate in the header of the IP packet, and selectively discards the packet at the edge router and the core router based on the transmission rate written in the header of the IP packet. An IP priority control method in a network, wherein the edge router
It is characterized in that it is determined whether or not the current transmission rate of the user exceeds the bandwidth contracted with the network.

【0014】また、本発明に係るIP優先制御方法は、
上記判定において、ユーザの現在の送信レートが、ネッ
トワークと契約した帯域を超えていると判定された場合
に、ある確率で、契約帯域を越えているという情報と、
ユーザの現在の送信レートから契約した帯域を減算した
値とをIPパケットのヘッダに書き込むことを特徴とす
る。
[0014] Further, the IP priority control method according to the present invention comprises:
In the above determination, when it is determined that the current transmission rate of the user exceeds the bandwidth contracted with the network, with a certain probability, information that exceeds the contracted bandwidth,
A value obtained by subtracting the contracted bandwidth from the user's current transmission rate is written in the header of the IP packet.

【0015】また、本発明に係るIP優先制御方法は、
上記判定において、上記現在の送信レートの情報をヘッ
ダに書き込まれたIPパケットに対してのみ、その値を
基にして、選択的にパケット廃棄を行うことを特徴とす
る。
Further, the IP priority control method according to the present invention
In the above determination, the present invention is characterized in that packet discarding is selectively performed only on the IP packet in which the information on the current transmission rate is written in the header based on the value thereof.

【0016】なお、本発明に係るIP優先制御方法にお
いては、上記判定において、ユーザの現在の送信レート
が、ネットワークと契約した帯域を超えていないと判定
された場合に、その旨を示す情報を、上記IPパケット
のヘッダに書き込むことを特徴とする。
In the IP priority control method according to the present invention, when it is determined in the above determination that the current transmission rate of the user does not exceed the bandwidth contracted with the network, information indicating the fact is provided. , Written in the header of the IP packet.

【0017】従来の技術との差異は、以下の通りであ
る。本発明に係るIP優先制御方法では、コアステート
レス・ネットワークにおいて、エッジルータで、ユーザ
が現在送信しているレートがネットワークと契約した帯
域を越えているか否かの判定を行う。しかし、従来のコ
アステートレス・ネットワークでは、そのような判定は
行っていなかった。
The differences from the prior art are as follows. In the IP priority control method according to the present invention, in the core stateless network, the edge router determines whether or not the rate currently transmitted by the user exceeds the bandwidth contracted with the network. However, in a conventional core stateless network, such a determination has not been made.

【0018】また、本発明に係るIP優先制御方法で
は、現在の送信しているレートが契約した帯域を越えて
いたかの情報を、IPパケットのヘッダに対して書き込
む。しかし、従来のコアステートレス・ネットワークで
は、そのような情報をIPパケットのヘッダに対して書
き込んではいなかった。
Further, in the IP priority control method according to the present invention, information as to whether the current transmission rate exceeds the contracted bandwidth is written in the header of the IP packet. However, in the conventional core stateless network, such information is not written in the header of the IP packet.

【0019】さらに、本発明に係るIP優先制御方法で
は、判定を行った結果、契約帯域を超えていると判断し
たときにある確率で、IPパケットのヘッダにレート情
報を書き込む。しかし、従来のコアステートレス・ネッ
トワークでは、すべてのIPパケットのヘッダに対して
送信レート情報を書き込んでいた。
Further, in the IP priority control method according to the present invention, the rate information is written into the header of the IP packet at a certain probability when it is determined that the contracted bandwidth is exceeded as a result of the determination. However, in the conventional core stateless network, transmission rate information is written in the header of every IP packet.

【0020】また、本発明に係るIP優先制御方法で
は、IPパケットのヘッダを読み取る場合に、現在の送
信に用いている送信レートが、契約した帯域を越えてい
るか否かの情報とレート情報を読み取る。しかし、従来
のコアステートレス・ネットワークでは、レート情報の
みを読み取っていた。ことを特徴とする。
Further, in the IP priority control method according to the present invention, when reading the header of an IP packet, information on whether or not the transmission rate currently used for transmission exceeds the contracted band and rate information are read. read. However, in the conventional core stateless network, only the rate information is read. It is characterized by the following.

【0021】本発明に係るIP優先制御方法の特徴は、
コアステートレス・ネットワークにおいて、エッジルー
タで、ユーザが現在送信しているレートが、ネットワー
クと契約した帯域を越えているか否かの判定を行い、そ
の結果ネットワークと契約した帯域を越えていると判断
したときのみ、IPパケットのヘッダにレート情報を書
き込むことである。
The features of the IP priority control method according to the present invention are as follows.
In a core stateless network, the edge router determines whether or not the rate that the user is currently transmitting exceeds the bandwidth contracted with the network, and consequently determines that the rate exceeds the bandwidth contracted with the network. Only when is the rate information written in the header of the IP packet.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に示す好適実施例に基づいて、詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to preferred embodiments shown in the drawings.

【0023】図4および図5に、実施例のシステム構成
を示す。ここで、図4および図5は、それぞれ、従来技
術を示した、図2(a),(b)に対応するものであ
り、また、図6は、具体例におけるIPパケットの状態
を示す図である。
FIGS. 4 and 5 show the system configuration of the embodiment. Here, FIGS. 4 and 5 correspond to FIGS. 2A and 2B, respectively, showing the prior art, and FIG. 6 is a diagram showing the state of an IP packet in a specific example. It is.

【0024】すなわち、図4は、本発明に係るIP優先
制御方法において、IPパケットがエッジルータに到着
したときに必要となる処理機能を示すものであり、図4
において、ユーザ識別部1は、到着したIPパケットが
どのユーザから送出されたものであるかを判断する。契
約帯域判定部6は、このユーザの現在の送信レートが、
ユーザがネットワークと契約した帯域を超えているか否
かの判定を行う。
FIG. 4 shows processing functions required when an IP packet arrives at an edge router in the IP priority control method according to the present invention.
, The user identification unit 1 determines from which user the arriving IP packet is transmitted. The contract bandwidth determination unit 6 determines that the current transmission rate of this user is
It is determined whether the user has exceeded the bandwidth contracted with the network.

【0025】そして、図4において、契約帯域判定部6
は、上記判定の結果をレート情報書き込み部2に送信す
る。レート情報書き込み部2は、受取った判定結果か
ら、このIPパケットのヘッダに対して、以下のような
情報を書き込む。
In FIG. 4, the contract bandwidth determination unit 6
Transmits the result of the above determination to the rate information writing unit 2. The rate information writing unit 2 writes the following information into the header of the IP packet based on the received determination result.

【0026】例えば、ユーザの送信レートが、ユーザが
ネットワークと契約した帯域を越えていると判断された
ならば、ある確率P(図3に示したTSWを用いている
場合には、P=(Avg_rate−契約したレート)/ Avg_
rateとなる)で、ヘッダに対して、値「1」と現在の送
信レート値から契約した帯域を減算した値(図3に示し
たTSWを用いている場合には(Avg_rate−契約した
帯域)である)を書き込む。
For example, if it is determined that the transmission rate of the user exceeds the bandwidth contracted by the user with the network, a certain probability P (in the case of using the TSW shown in FIG. 3, P = ( Avg_rate-contracted rate) / Avg_
In the header, a value obtained by subtracting the contracted band from the value “1” and the current transmission rate value (when using the TSW shown in FIG. 3 (Avg_rate−contracted band)) Is written).

【0027】それ以外の場合は、すべてヘッダに対し
て、値「0」のみを書き込む。ここで値「1」はユーザ
の送信レートが、ユーザがネットワークと契約した帯域
を越えているということを意味し、値「0」は、ユーザ
の送信レートが、ユーザがネットワークと契約した帯域
を越えていないということを意味する。
In all other cases, only the value "0" is written to all headers. Here, a value “1” means that the transmission rate of the user exceeds the bandwidth contracted by the user with the network, and a value “0” indicates that the transmission rate of the user exceeds the bandwidth contracted by the network with the user. Means not exceeding.

【0028】また、図5は、本発明に係るIP優先制御
方法において、IPパケットをバッファに入力するかど
うかを決定するときに必要となる処理機能を示すもので
あり、図5において、ヘッダ読み取り部3は、図4のレ
ート情報書き込み部2でヘッダに書き込まれている情報
を読み取る。
FIG. 5 shows a processing function required to determine whether or not to input an IP packet to a buffer in the IP priority control method according to the present invention. The unit 3 reads the information written in the header by the rate information writing unit 2 in FIG.

【0029】ここで、ヘッダに値「0」が書き込まれて
いると読み取ったならば、そのIPパケットは選択的パ
ケット廃棄部4を通らず、そのままバッファに入力され
るようにする。ヘッダに値「1」が書き込まれていると
読み取ったならば、ヘッダに書き込まれているレート情
報の値を選択的パケット廃棄部4に送信する。
Here, if it is read that the value "0" is written in the header, the IP packet does not pass through the selective packet discarding unit 4 and is directly input to the buffer. When it is read that the value “1” is written in the header, the value of the rate information written in the header is transmitted to the selective packet discarding unit 4.

【0030】選択的パケット廃棄部4は、受取った送信
レート値から、そのIPパケットを選択的に廃棄するか
否かを判定する。選択的パケット廃棄を行うと判定した
ならば、そのIPパケットは、その時点で廃棄するよう
にする。選択的パケット廃棄を行わないと判定したなら
ば、そのIPパケットは、そのままバッファ5に入力す
るようにする。
The selective packet discarding unit 4 determines from the received transmission rate value whether to selectively discard the IP packet. If it is determined that selective packet discarding is performed, the IP packet is discarded at that point. If it is determined that selective packet discarding is not to be performed, the IP packet is directly input to the buffer 5.

【0031】図6に示した例では、IPパケットサイズ
が0.5Mビットの2つのIPパケットが、それぞれ時
刻1.0秒と1.2秒にエッジルータに到着している。こ
こでは、ユーザとネットワークの契約帯域は、1M(bit
/s)で、エッジルータは、契約帯域判定部5とレート情
報書き込み部2に、TSWを使っているものとして、説
明を続ける。また、ここで、TSWのパラメータの初期
値は、図3Iに示したように、それぞれ、Win_lengh=
1(秒)、Avg_rate=1M(bit/s))、T_front=0
(秒)であるとする。
In the example shown in FIG. 6, two IP packets having an IP packet size of 0.5 M bits arrive at the edge router at time 1.0 seconds and time 1.2 seconds, respectively. Here, the contract bandwidth between the user and the network is 1M (bit
/ s), it is assumed that the edge router uses the TSW for the contract bandwidth determination unit 5 and the rate information writing unit 2, and the description is continued. Here, the initial values of the parameters of the TSW are, as shown in FIG. 3I, respectively Win_lengh =
1 (second), Avg_rate = 1M (bit / s)), T_front = 0
(Seconds).

【0032】上述のように設定されているシステムに、
1番目のIPパケットが到着したとき、契約帯域判定部
6において、TSWのパラメータが更新される。その結
果、Avg_rate=0.75M(bit/s)、T_front=1
(秒)となる。この詳細は、以下の通りである。 Byte_in_TSW=1M(bit/s)×1(秒)=1M(bi
t) New_Bytes=1M(bit)+0.5M(bit)=1.5M
(bit) Avg_rate=1.5M(bit)/(1.0−0+1)(秒)
=0.75M(bit/s) T_front=1(秒)
In the system set as described above,
When the first IP packet arrives, the contract bandwidth determination unit 6 updates the TSW parameters. As a result, Avg_rate = 0.75M (bit / s), T_front = 1
(Seconds). The details are as follows. Byte_in_TSW = 1M (bit / s) × 1 (second) = 1M (bi
t) New_Bytes = 1M (bit) + 0.5M (bit) = 1.5M
(Bit) Avg_rate = 1.5M (bit) / (1.0-0 + 1) (sec)
= 0.75M (bit / s) T_front = 1 (second)

【0033】ここでは、算出されたAvg_rate(=0.7
5M(bit/s))は、ユーザとネットワークの契約帯域
である1M(bit/s)より小さい値となるので、契約帯
域判定部6は、現在のユーザの送信レートは契約帯域以
下であると判断し、その結果を、レート情報書き込み部
2に送信する。レート情報書き込み部2は、契約帯域判
定部6から、現在のユーザの送信レートは契約帯域以下
という情報を受取ったので、1番目のIPパケットのヘ
ッダに値「0」を書き込む。
Here, the calculated Avg_rate (= 0.7)
5M (bit / s)) is a value smaller than 1M (bit / s), which is the contracted bandwidth between the user and the network. Therefore, the contracted bandwidth determination unit 6 determines that the current user transmission rate is equal to or less than the contracted bandwidth. Judgment is made and the result is transmitted to the rate information writing unit 2. The rate information writing unit 2 receives the information that the current user's transmission rate is equal to or less than the contracted band from the contracted band determining unit 6, and writes the value “0” into the header of the first IP packet.

【0034】この1番目のIPパケットがバッファ5に
入力されるか否か判定されるとき、まず、ヘッダ読み取
り部3が、ヘッダに書かれている情報を読み取る。ここ
では、1番目のIPパケットには、値「0」が書き込ま
れているので、選択的パケット廃棄部4を通らず、その
ままバッファに入力されるようにする。
When it is determined whether or not this first IP packet is input to the buffer 5, first, the header reading unit 3 reads information written in the header. Here, since the value “0” is written in the first IP packet, the value is directly input to the buffer without passing through the selective packet discarding unit 4.

【0035】2番目のIPパケットが到着したとき、契
約帯域判定部5において、TSWのパラメータが更新さ
れる。その結果、Avg_rate=1.04M(bit/s)、T_
front=1.2(秒)となる。この詳細は、以下の通りで
ある。 Byte_in_TSW=0.75M(bit/s)×1(秒)=0.
75M(bit) New_Bytes=0.75M(bit)+0.5M(bit)=1.
25M(bit) Avg_rate=1.25M(bit)/(1.2−1.0+1)
(秒)=1.04M(bit/s) T_front=1.2(秒)
When the second IP packet arrives, the contract bandwidth determination unit 5 updates the TSW parameters. As a result, Avg_rate = 1.04M (bit / s), T_
front = 1.2 (seconds). The details are as follows. Byte_in_TSW = 0.75M (bit / s) × 1 (second) = 0.
75M (bit) New_Bytes = 0.75M (bit) + 0.5M (bit) = 1.
25M (bit) Avg_rate = 1.25M (bit) / (1.2-1.0 + 1)
(Second) = 1.04M (bit / s) T_front = 1.2 (second)

【0036】ここでは、算出されたAvg_rateは、ユー
ザとネットワークの契約帯域である1M(bit/s)より
大きいので、現在のユーザの送信レートは、契約帯域以
上であると判断し、その結果をレート情報書き込み部2
に送信する。レート情報書き込み部2は、契約帯域以上
という情報を受取ったので、ある確率Pで、レート情報
を書き込むと判断する。
Here, the calculated Avg_rate is greater than 1M (bit / s), which is the contracted bandwidth between the user and the network. Therefore, it is determined that the current user transmission rate is equal to or greater than the contracted bandwidth, and the result is determined. Rate information writing unit 2
Send to Since the rate information writing unit 2 has received the information that the bandwidth is equal to or more than the contract bandwidth, the rate information writing unit 2 determines to write the rate information with a certain probability P.

【0037】ここでは、レート情報を書き込むと判断し
たものとして、説明を続ける。レート情報書き込み部2
は、2番目のIPパケットのヘッダに値「1」と、現在
の送信レートから契約帯域を減算した値(1.04M−
1.0M)=0.04M(bit/s)を書き込む。2番目の
IPパケットがバッファに入力されるか否か判定すると
きには、まず、ヘッダ読み取り部3が、ヘッダに書き込
まれている情報を読み取る。
Here, the description is continued on the assumption that it is determined that the rate information is to be written. Rate information writing unit 2
Is a value obtained by subtracting the contracted bandwidth from the current transmission rate (1.04M-
(1.0M) = 0.04M (bit / s) is written. When determining whether or not the second IP packet is input to the buffer, first, the header reading unit 3 reads information written in the header.

【0038】2番目のIPパケットには、値「1」が書
き込まれているので、ヘッダ読み取り部3は、ヘッダに
書き込まれているレート情報の値を、選択的パケット廃
棄部4に送信する。選択的パケット廃棄部4は、受取っ
た送信レート値から、そのIPパケットを選択的に廃棄
するか否かを判定するが、ここでは廃棄すると判定した
ものとし、2番目のIPパケットは、この時点で廃棄さ
れる。つまり、2番目のIPパケットはバッファ5に入
力されない。
Since the value “1” is written in the second IP packet, the header reading unit 3 sends the value of the rate information written in the header to the selective packet discarding unit 4. The selective packet discarding unit 4 determines whether or not to selectively discard the IP packet based on the received transmission rate value. In this case, it is determined that the IP packet is discarded. Discarded at That is, the second IP packet is not input to the buffer 5.

【0039】ここで、上述の確率について説明してお
く。前記の確率Pは、図6中の契約帯域判定部6が、あ
るユーザの現在の送信レートが、このユーザがネットワ
ークと契約した帯域を超えているか否かの判定を行う際
に用いられるものである。この確率Pは、TSWでは、
前述のように、Avg_rate>契約したレートであれば、
P=(Avg_rate−契約したレート)/ Avg_rate と示
され、0<P<1である。
Here, the above-mentioned probability will be described. The above-mentioned probability P is used when the contract bandwidth determination unit 6 in FIG. 6 determines whether or not the current transmission rate of a certain user exceeds the bandwidth contracted by the user with the network. is there. This probability P is expressed as
As mentioned above, if Avg_rate> contracted rate,
P = (Avg_rate-contracted rate) / Avg_rate, where 0 <P <1.

【0040】また、図5中の選択的パケット廃棄部4
が、ヘッダ読み取り部3から、IPパケットのヘッダ部
に値「1」が書き込まれて送られてきたIPパケット
を、廃棄するか否か判定する際に用いる確率Bは、ター
ゲットキュー長/現在のキュー長をパラメータmとした
場合、下記のように定義できる。
The selective packet discarding unit 4 in FIG.
However, the probability B used when judging whether to discard the IP packet transmitted with the value “1” written in the header portion of the IP packet from the header reading unit 3 is given by target queue length / current When the queue length is a parameter m, it can be defined as follows.

【数1】 (Equation 1)

【0041】ここで、m>1とは、現在のキュー長がタ
ーゲットキュー長より小さいことを意味する。一方、m
≦1とは、現在のキュー長がターゲットキュー長以上で
あることを意味する。mが1より小さいときには、mが
1より大きいときより、IPパケットを積極的に廃棄す
る。Lはパケットラベルの値、αは後述するアルゴリズ
ムにより計算される公平なレート値である。なお、αの
初期値は、リンク帯域であり、kは定数である(図7を
参照)。
Here, m> 1 means that the current queue length is smaller than the target queue length. On the other hand, m
≦ 1 means that the current queue length is greater than or equal to the target queue length. When m is smaller than 1, the IP packet is more actively discarded than when m is larger than 1. L is a packet label value, and α is a fair rate value calculated by an algorithm described later. Note that the initial value of α is the link band, and k is a constant (see FIG. 7).

【0042】mが1より大きく、Lがmαとαの間にあ
るとき、Lの値が大きくなると、廃棄確率は高くなる。
Lの値がmαに近いIPパケットは高い確率で廃棄され
るので、輻輳に反応するフローのレートは普通mα以下
であり、安定化することが期待される。従って、レート
がmαを超えているフローは、輻輳に反応しないフロー
とみなすことができる。Lの値がmαのIPパケットは
必ず廃棄される。
When m is greater than 1 and L is between mα and α, the larger the value of L, the higher the discard probability.
Since the IP packet whose value of L is close to mα is discarded with a high probability, the flow rate responding to the congestion is usually equal to or lower than mα, and is expected to be stabilized. Therefore, a flow whose rate exceeds mα can be regarded as a flow that does not respond to congestion. An IP packet whose L value is mα is always discarded.

【0043】上述の、確率的なパケット廃棄アルゴリズ
ムにより、廃棄しないと決定されたIPパケットは、ル
ータは、バッファに空きがある限り、そのIPパケット
をバッファに入力する。図8に、上述の、確率的なパケ
ット廃棄アルゴリズムのコードを示す。
For an IP packet determined not to be discarded by the above-described stochastic packet discarding algorithm, the router inputs the IP packet to the buffer as long as the buffer has a free space. FIG. 8 shows the code of the above-described stochastic packet discard algorithm.

【0044】図9に、前述の、公平なレート値αを計算
するアルゴリズムを示す。ルータは、バッファに入力す
ると判定されたIPパケットを、確率Paで選択し、そ
のIPパケットのラベルの値を読む。そのようなパケッ
トの数がNaになったならば、それらの値の平均値が、
公平なレート値αとなる。
FIG. 9 shows an algorithm for calculating the fair rate value α described above. The router selects an IP packet determined to be input to the buffer with the probability Pa, and reads the label value of the IP packet. If the number of such packets becomes Na, the average of those values is
The fair rate value α is obtained.

【0045】以下に、上述のIP優先制御方法のコンピ
ュータシミュレーション結果を簡単に説明する。図10
に、10フローの2ノードモデルを示す。輻輳は、ルー
タ1とルータ2の間のリンクで起こる。ルータ1がボト
ルネック地点である。各リンクの伝送遅延は5m秒に設
定した。
The result of computer simulation of the above-described IP priority control method will be briefly described below. FIG.
Shows a two-node model of 10 flows. Congestion occurs on the link between Router 1 and Router 2. Router 1 is the bottleneck point. The transmission delay of each link was set to 5 ms.

【0046】最初のシミュレーションでは、すべてのフ
ローをReno TCPとした。RenoTCPは、スロース
タートと輻輳アボイダンスに加えて、ファーストリトラ
ンスミットとファーストリカバリを有している。理想的
な帯域割当値と測定された帯域割当値を図11に示す。
理想的な帯域割当値と測定された帯域割当値は、ほとん
ど同じである。これにより、本発明に係るIP優先制御
方法の有効性が確認された。
In the first simulation, all flows were Reno TCP. RenoTCP has fast retransmit and fast recovery in addition to slow start and congestion avoidance. FIG. 11 shows the ideal band allocation value and the measured band allocation value.
The ideal bandwidth allocation value and the measured bandwidth allocation value are almost the same. This has confirmed the effectiveness of the IP priority control method according to the present invention.

【0047】2番目のシミュレーションでは、シミュレ
ーションの開始時点では、図12に示したテーブル1の
値を最低帯域の値とした。しかし、30秒後に、すべて
の最低帯域の値を1M(bit/s)にした。図13は、0
秒から30秒の理想的な帯域割当値と測定された帯域割
当値を示す。図14は、30秒から60秒の理想的な帯
域割当値と測定された帯域割当値を示す。両方の場合と
も、理想的な帯域割当値と測定された帯域割当値は、ほ
とんど同じである。これにより、本発明に係るIP優先
制御方法の有効性が確認された。
In the second simulation, at the start of the simulation, the values in Table 1 shown in FIG. However, after 30 seconds, the values of all the minimum bands were set to 1M (bit / s). FIG.
Fig. 3 shows an ideal bandwidth allocation value from 2 to 30 seconds and a measured bandwidth allocation value. FIG. 14 shows the ideal bandwidth allocation values from 30 seconds to 60 seconds and the measured bandwidth allocation values. In both cases, the ideal bandwidth allocation and the measured bandwidth allocation are almost the same. This has confirmed the effectiveness of the IP priority control method according to the present invention.

【0048】この他にも、異なる伝送遅延の環境での性
能評価なども行った結果、ここでも本発明に係るIP優
先制御方法の有効性が確認された。
In addition to the above, performance evaluation and the like in environments with different transmission delays were also performed, and the effectiveness of the IP priority control method according to the present invention was also confirmed here.

【0049】なお、上記実施例は本発明の一例を示すも
のであり、本発明はこれに限定されるべきものではな
い。
The above embodiment is merely an example of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、コアステートレス・ネットワークが持つ、スケ
ーラビリティに優れているという特徴を有しながら、各
ユーザに対して、ネットワークと契約した帯域を最低限
保証することが可能なサービスを実現できるという顕著
な効果を奏するものである。
As described in detail above, according to the present invention, the bandwidth contracted to the network is provided to each user while having the characteristic of the core stateless network having excellent scalability. Has a remarkable effect that a service capable of guaranteeing the minimum can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の一般的なルータの基本構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a conventional general router.

【図2】(a)は従来のコアステートレス・ネットワー
クにおいて、IPパケットがエッジルータに到着したと
きに必要となる機能、(b)は従来のコアステートレス
・ネットワークにおいて、IPパケットをバッファに入
力するか否かを判定するときに必要となる機能の構成図
である。
FIG. 2 (a) shows a function required when an IP packet arrives at an edge router in a conventional core stateless network, and FIG. 2 (b) inputs an IP packet to a buffer in a conventional core stateless network. FIG. 3 is a configuration diagram of functions necessary for determining whether or not the function is performed.

【図3】TSWのアルゴリズムを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an algorithm of TSW.

【図4】実施例における、IPパケットがエッジルータ
に到着したときに、必要となる機能の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of functions required when an IP packet arrives at an edge router in the embodiment.

【図5】実施例における、IPパケットをバッファに入
力するか否かを判定するときに、必要となる機能の構成
図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of functions required when determining whether to input an IP packet to a buffer in the embodiment.

【図6】具体例におけるIPパケットの説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of an IP packet in a specific example.

【図7】Lの値と確率Bの関係を例示する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a value of L and a probability B;

【図8】確率的なパケット廃棄アルゴリズムのコードを
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing codes of a stochastic packet discarding algorithm.

【図9】公平なレート値αを計算するアルゴリズムを示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an algorithm for calculating a fair rate value α.

【図10】シミュレーションに用いた10フローの2ノ
ードモデルを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a two-node model of 10 flows used in the simulation.

【図11】シミュレーション結果である、理想的な帯域
割当値と測定された帯域割当値を示す図(その1)であ
る。
FIG. 11 is a diagram (part 1) showing an ideal band allocation value and a measured band allocation value, which are simulation results.

【図12】シミュレーションに用いたテーブルを示す図
である。
FIG. 12 is a diagram showing a table used for a simulation.

【図13】シミュレーション結果である、理想的な帯域
割当値と測定された帯域割当値を示す図(その2)であ
る。
FIG. 13 is a diagram (part 2) showing an ideal band allocation value and a measured band allocation value, which are simulation results.

【図14】シミュレーション結果である、理想的な帯域
割当値と測定された帯域割当値を示す図(その3)であ
る。
FIG. 14 is a diagram (part 3) showing an ideal band allocation value and a measured band allocation value, which are simulation results.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ユーザ識別部 2 レート情報書き込み部 3 ヘッダ読み取り部 4 選択的パケット廃棄部 5 バッファ 6 契約帯域判定部 Reference Signs List 1 User identification unit 2 Rate information writing unit 3 Header reading unit 4 Selective packet discarding unit 5 Buffer 6 Contract bandwidth judgment unit

フロントページの続き (72)発明者 山崎 育生 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 HA08 HB13 HC01 HD03 LA03 LC09 LC15 LE05 MA04 MB09 5K033 CB06 CB17 DA05 DB16 DB18 EA07 EC04 Continuation of the front page (72) Inventor Ikuo Yamazaki 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) in Nippon Telegraph and Telephone Corporation 5K030 HA08 HB13 HC01 HD03 LA03 LC09 LC15 LE05 MA04 MB09 5K033 CB06 CB17 DA05 DB16 DB18 EA07 EC04

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エッジルータにIPパケットが到着する
毎に、そのIPパケットを送出しているユーザの送信レ
ートを測定し、測定した送信レートをそのIPパケット
のヘッダに書き込み、エッジルータおよびコアルータ
で、上記IPパケットのヘッダに書き込まれた送信レー
トを基にして、選択的にパケット廃棄を行うようにした
コアステートレス・ネットワークにおけるIP優先制御
方法であって、 エッジルータで、ユーザの現在の送信レートが、ネット
ワークと契約した帯域を越えているか否かの判定を行う
ことを特徴とするIP優先制御方法。
Each time an IP packet arrives at an edge router, a transmission rate of a user sending the IP packet is measured, and the measured transmission rate is written in a header of the IP packet. An IP priority control method in a core stateless network, wherein a packet is selectively discarded based on a transmission rate written in a header of the IP packet, wherein the edge router uses a current transmission rate of a user. A determination is made as to whether the bandwidth exceeds the bandwidth contracted with the network.
【請求項2】 上記判定において、ユーザの現在の送信
レートが、ネットワークと契約した帯域を超えていると
判定された場合に、ある確率で、契約帯域を越えている
という情報と、ユーザの現在の送信レートから契約した
帯域を減算した値とをIPパケットのヘッダに書き込む
ことを特徴とする請求項1に記載のIP優先制御方法。
2. In the above determination, when it is determined that the current transmission rate of the user exceeds the bandwidth contracted with the network, there is a certain probability that information indicating that the current transmission rate exceeds the contracted bandwidth, 2. The IP priority control method according to claim 1, wherein a value obtained by subtracting the contracted bandwidth from the transmission rate is written in the header of the IP packet.
【請求項3】 上記現在の送信レートの情報をヘッダに
書き込まれたIPパケットに対してのみ、その値を基に
して、選択的にパケット廃棄を行うことを特徴とする請
求項2に記載のIP優先制御方法。
3. The method according to claim 2, wherein the information of the current transmission rate is selectively discarded only for the IP packet written in the header based on the value thereof. IP priority control method.
【請求項4】 上記判定において、ユーザの現在の送信
レートが、ネットワークと契約した帯域を超えていない
と判定された場合に、その旨を示す情報を、上記IPパ
ケットのヘッダに書き込むことを特徴とする請求項2に
記載のIP優先制御方法。
4. When the current transmission rate of the user is determined not to exceed the bandwidth contracted with the network in the determination, information indicating the fact is written in the header of the IP packet. 3. The IP priority control method according to claim 2, wherein
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