JP2002300199A - キュー制御方法及びそれを用いた中継装置 - Google Patents

キュー制御方法及びそれを用いた中継装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、装置内に複数のキュー制御部を持
っていても、全体として優先制御及び帯域制御を行うこ
とのできるキュー制御方法及びそれを用いた中継装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 一または複数のポートに接続された複数
のキュー制御部で一または複数のポートからのフローを
優先度の異なる複数のキューにエンキューし、また、デ
キューするキュー制御を行い、複数のキュー制御部から
デキューされたフローを装置内スイッチでスイッチング
して送受信用の複数のポートから送出し、複数のキュー
制御部間で相互に制御信号を送受信しキュー制御部間の
制御を行うことにより、複数のキュー制御部間で調整を
行うことができ、中継装置全体として優先制御及び帯域
制御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、キュー制御方法及
びそれを用いた中継装置に関し、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ
Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒ
ｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続される複数の送受信ポー
トを持つ中継装置のキュー制御方法及びそれを用いた中
継装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＡＮやＷＡＮに接続される複数の送受
信ポートを持つ中継装置においては、中継される複数の
フローに対して優先制御を行うものがあり、送受信ポー
ト数が多い大規模な中継装置や精密な優先制御を行う中
継装置が要求されている。なお、本明細書中で「ポー
ト」とは、ある物理回線に接続されている送受信口、も
しくは物理回線上に設定された論理回線に接続されてい
る送受信口のことであり、また、「フロー」とは、特定
の端末間／特定のネットワーク間で行われている通信
や、特定のアプリケーションにおける端末間の通信な
ど、特定通信の一連の流れを指す。
【０００３】従来のキュー制御による優先制御を中継装
置に実装する場合、中継装置自体の規模が小さい場合
は、図１に示すように、複数のポート１０ａ〜１０ｘに
対して、１つのキュー制御部１２を持ち、ポート１０ａ
〜１０ｘから中継装置に入る全てのフローに対する優先
制御をキュー制御部１２で行っている。なお、キュー制
御部１２から出力されるフローは装置内スイッチ１４で
宛先別にスイッチ制御され、ポート１０ａ〜１０ｘのい
ずれかから送出される。
【０００４】また、大規模な中継装置や、非常に高速な
回線を収容する中継装置では、１つのキュー制御部だけ
では速度や規模に対応できない。そのため、図２に示す
ように、中継装置内の１つのポート１０ａ〜１０ｘ（ま
たは複数のポートをひとまとめとしたもの）に対して１
つずつキュー制御部１２ａ〜１２ｘを設ける構成を取っ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図２に示すよ
うに、中継装置内に複数のキュー制御部１２ａ〜１２ｘ
が存在する場合、優先制御はそれぞれのキュー制御部１
２ａ〜１２ｘ内でのみ行われ、中継装置全体として優先
制御を行っているわけではない。例えばキュー制御部１
２ａには特定宛先への優先度の低いフローがキューイン
グされ、キュー制御部１２ｂには同じ特定宛先への優先
度の高いフローがキューイングされ、他のフローが存在
しない場合、キュー制御部１２ａからは優先度の低いフ
ローが順次デキューされて装置内スイッチ１４に送ら
れ、キュー制御部１２ｂからは優先度の高いフローが順
次デキューされて装置内スイッチ１４に送られる。
【０００６】このため、装置内スイッチ１４は上記２つ
のフローを同じ割合でスイッチングする。その結果、優
先度の低いフローと優先度の高いフローが同じ優先度で
処理され、中継装置全体としての優先制御が実現されな
いという問題があった。
【０００７】また、帯域制御においても、デキュー帯域
の設定された複数のフローが１つの宛先に集中して物理
回線速度以上となった場合は、それぞれのフローの優先
度に関係なく同一の割合でデキューされる帯域が減って
しまい、結果として中継装置の優先度が無視されるとい
う問題があった。
【０００８】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あり、装置内に複数のキュー制御部を持っていても、全
体として優先制御及び帯域制御を行うことのできるキュ
ー制御方法及びそれを用いた中継装置を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、一または複数のポートに接続された複数のキュー制
御部で前記一または複数のポートからのフローを優先度
の異なる複数のキューにエンキューし、また、デキュー
するキュー制御を行い、前記複数のキュー制御部からデ
キューされたフローを装置内スイッチでスイッチングし
て前記送受信用の複数のポートから送出し、前記複数の
キュー制御部間で相互に制御信号を送受信しキュー制御
部間でキュー制御部内の任意のキューに対するキュー制
御を行うことにより、複数のキュー制御部間で調整を行
うことができ、中継装置全体として優先制御及び帯域制
御を行うことができる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、一または複数の
ポートに接続され前記一または複数のポートからのフロ
ーを優先度の異なる複数のキューにエンキューし、ま
た、デキューするキュー制御を行う複数のキュー制御部
と、前記複数のキュー制御部からデキューされたフロー
をスイッチングして前記送受信用の複数のポートから送
出する装置内スイッチとを有し、前記複数のキュー制御
部間で相互に制御信号を送受信し複数のキュー制御部間
でキュー制御部内の任意のキューに対するキュー制御を
行うことにより、複数のキュー制御部間で調整を行うこ
とができ、中継装置全体として優先制御及び帯域制御を
行うことができる。
【００１１】請求項３に記載の発明では、任意のキュー
制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、前
記他のキュー制御部内のキューの一部または全部に対し
キュー優先制御を変更するための内容を含むことによ
り、複数のキュー制御部間で優先制御の調整を行うこと
ができ、中継装置全体として優先制御を行うことができ
る。
【００１２】請求項４に記載の発明では、任意のキュー
制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、前
記他のキュー制御部内のキューの一部または全部に対し
デキューする帯域の設定を変更するための内容を含むこ
とにより、複数のキュー制御部間で帯域制御の調整を行
うことができ、中継装置全体として帯域制御を行うこと
ができる。
【００１３】請求項５に記載の発明では、複数のキュー
制御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部
のキューに対し、各キューのキュー長が予め設定されて
いるキュー長閾値を上回ったか、下回ったとき前記制御
信号を送信し、また、付記６に記載の発明では、キュー
長閾値は、キュー毎に複数を設定することにより、きめ
細かな優先制御を行うことが可能となる。
【００１４】付記７に記載の発明では、複数のキュー制
御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部の
キューに対し帯域計算を行ってデキューを促す帯域計算
部を有し、設定された帯域でデキューができなくなった
ときの誤差が予め設定されている帯域誤差閾値を上回っ
たか、下回ったとき前記制御信号を送信し、付記８に記
載の発明では、帯域誤差閾値は、キュー毎に複数を設定
することにより、きめ細かな優先制御を行うことが可能
となる。
【００１５】付記９に記載の発明では、キュー優先制御
を変更するための内容は、所定時間後に解除されること
により、キュー優先制御の変更を一時的に行うことがで
き、その後は通常のキュー優先制御に戻ることができ
る。
【００１６】付記１０に記載の発明では、帯域の設定を
変更するための内容は、所定時間後に解除されることに
より、帯域制御における帯域設定の変更を一時的に行う
ことができ、その後は通常の帯域設定に戻ることができ
る。
【発明の実施の形態】図３は、本発明の中継装置の一実
施例のブロック構成図を示す。同図中、複数のポート２
０ａ〜２０ｘはＬＡＮやＷＡＮ等の物理回線に接続され
ている。ポート２０ａ〜２０ｘそれぞれで受信されたフ
ローはフロー識別部２２ａ〜２２ｘに供給され、ここで
各フローのヘッダから各フローの優先度が識別され、そ
の識別情報は対応するフローに付加されてキュー制御部
２４ａ〜２４ｘに供給される。なお、この実施例ではポ
ート２０ａ〜２０ｘに対応してキュー制御部２４ａ〜２
４ｘが設けられているが、ポート２０ａ〜２０ｘを数個
毎にグループ化して各グループに１つのキュー制御部を
設ける構成であっても良い。
【００１７】キュー制御部２４ａ〜２４ｘそれぞれは、
自らのキュー状態に応じて制御信号を生成し、この制御
信号を制御信号用スイッチ２６を介して他の全てのキュ
ー制御部２４ａ〜２４ｘに供給する。そして、キュー制
御部２４ａ〜２４ｘそれぞれは、自らのキュー状態と他
の全てのキュー制御部からの制御信号に従って自らのキ
ュー制御を行う。キュー制御部２４ａ〜２４ｘそれぞれ
からデキューされたフローは装置内スイッチ２８でスイ
ッチングされて各ポート２０ａ〜２０ｘに供給され、各
ポート２０ａ〜２０ｘから接続先の物理回線に送出され
る。
【００１８】このように、複数のキュー制御部２４ａ〜
２４ｘ間で制御信号をやりとりできるため、例えば、あ
るキュー制御部に優先するフローが溜って来た場合、他
のキュー制御部における優先度の低いフローのデキュー
を止めると行った制御を行うことで、中継装置として統
一された優先制御機構を実現することができる。
【００１９】また、複数のキュー制御部２４ａ〜２４ｘ
からのフローが特定の宛先に集中し、あるキュー制御部
において設定された帯域でのデキューが出来なくなった
場合、他のキュー制御部の優先度の低いキューからのデ
キュー帯域を一時的に減らすことで、優先度の高いフロ
ーの帯域制御を優先することが可能となり、中継装置全
体として統一された優先制御機構を実現することができ
る。
【００２０】図４は、キュー制御部２４ａ〜２４ｘの一
実施例の詳細ブロック図を示す。同図中、エンキュー部
３０は、前段のフロー識別部からの識別情報に基づい
て、対応するフローをキュー３１−１〜３１−ｎのうち
フローの優先度に応じたキューにエンキューする。キュ
ー３１−１〜３１−ｎは、キューの機能を有すると共
に、エンキュー／デキューによって変化するキュー長を
逐一キュー長／閾値管理部３２に通知する。また、スケ
ジューラ部６１からのデキュー要求が来たときは、デキ
ューを行い、デキューしたデータ（フロー）を帯域計算
部４１−１〜４１−ｎに送る。なお、本構成の例では、
１つのキュー制御部においてキューの数をｎ個持ち、宛
先の方路がｍ本あるものとする。
【００２１】各キューに溜まっているデータ量を表すキ
ュー長をキュー長閾値（以下、単に「閾値」という）と
比較し、その状態に応じて制御信号を送出する機構は、
キュー長／閾値管理部３２とデキュー制御信号送出部３
３で実現している。
【００２２】キュー長／閾値管理部３２では、各キュー
３１−１〜３１−ｎから逐次受け取るキュー長を各キュ
ー毎に管理し、各キューに設定された閾値を格納した閾
値テーブル３２Ａと比較し、閾値を越えた、または、下
回ったことを検出したとき、その情報（閾値情報）をデ
キュー制御信号送出部３３に伝える。
【００２３】図５に閾値テーブル３２Ａの内容の一実施
例を示す。閾値テーブル３２Ａは、キュー毎に複数（α
個）の閾値（キュー長閾値）が閾値番号と共に登録され
ている。キュー長／閾値管理部３２では、各キューのキ
ュー長を各キュー毎に設定された複数の閾値と比較し、
どの閾値番号の閾値を上回ったか、または、下回ったか
をデキュー制御信号送出部３３に伝えている。
【００２４】図５では、全てのキューに閾値をα個設定
している場合の内容を示しているが、閾値は一部のキュ
ーにのみ設定できる形態（一部のキューには閾値の設定
がない形態）でもよい。また、各キュー毎に設定できる
閾値の個数が違っていたり、閾値の個数を適宜変更でき
る形態でもよい。また、閾値テーブルの内容はユーザが
設定できる形態でもよいし、はじめから固定的に割り当
てられている形態でもよい。
【００２５】デキュー制御信号送出部３３では、キュー
長／閾値管理部３２から受け取った閾値情報を基に、デ
キュー制御信号とデキュー廃棄制御信号を生成する。図
６は、デキュー制御信号送出部３３の一実施例の詳細ブ
ロック図を示す。同図中、デキュー制御信号格納部７１
−１〜７１−ｎそれぞれでは、キュー３１−１〜３１−
ｎそれぞれからの閾値情報を受け取り、それに対応する
デキュー制御信号（ｎビット）とデキュー制御信号タイ
マ値をデキュー制御信号テーブル３３Ａから取り出し、
デキュー制御信号をデキュー制御信号生成部７３に伝え
る。また、内部にタイマを内蔵し、デキュー制御信号を
取り出した時点からタイマを作動させ、タイマ値がデキ
ュー制御信号タイマ値を越えたら、受け取ったデキュー
制御信号を消し（全ビット０にする）、それを新たなデ
キュー制御信号としてデキュー制御信号生成部７３に伝
える。
【００２６】また、デキュー廃棄制御信号格納部７２−
１〜７２−ｎそれぞれでは、キュー３１−１〜３１−ｎ
それぞれからの閾値情報を受け取り、それに対応するデ
キュー廃棄制御信号（ｎビット）とデキュー廃棄制御信
号タイマ値をデキュー制御信号テーブル３３Ａから取り
出し、デキュー廃棄制御信号生成部７４に伝える。ま
た、内部にタイマを内蔵し、デキュー廃棄制御信号を取
り出した時点からタイマを作動させ、タイマ値がデキュ
ー廃棄制御信号タイマ値を越えたら、受け取ったデキュ
ー廃棄制御信号を消し（全ビット０にする）、それを新
たなデキュー廃棄制御信号としてデキュー廃棄制御信号
生成部７４に伝える。
【００２７】図７に、デキュー制御信号テーブル３３Ａ
の一実施例の内容を示す。ここでは、全てのキューにα
個の閾値が設定されている上述の形態を示している。図
中のデキュー制御信号ＤＱｐ−ｑ−ｒは、０または１の
値（１ビット）を取り、キューｐの閾値番号ｑを越えた
とき１ならば、他のキュー制御部のキューｒからのデキ
ューを止めることを意味する（０ならばデキューを止め
ない）。
【００２８】また、デキュー廃棄制御信号ＤＤｐ−ｑ−
ｒは、０または１の値（１ビット）を取り、キューｐの
閾値番号ｑを越えたとき１ならば、他のキュー制御部の
キューｒからのデキューの際に装置内スイッチ側からの
ＳＴＯＰ信号を受信していればデキューされたデータを
廃棄をすることを意味する（０なら廃棄しない）。ＴＱ
ｐ−ｑ，ＴＤｐ−ｑは、取り出すデキュー制御信号、デ
キュー廃棄制御信号を有効とするタイマ値を表す。
【００２９】次に、図６に示すデキュー制御信号生成部
７３では、各キューの状態によって得られたデキュー制
御信号をデキュー制御信号格納部７１−１〜７１−ｎか
ら受け取り、そのｎ種類の制御信号の各ビットを取り出
して、同一位置のビットの論理和を取り、最終的に得ら
れたｎビットをデキュー制御信号として送出する。上記
の論理和を取ることで、それぞれのキューの状態によっ
て設定されるデキュー制御情報を全て反映することがで
きる。
【００３０】また、デキュー廃棄制御信号生成部７４で
は、各キューの状態によって得られたデキュー廃棄制御
信号をデキュー廃棄制御信号格納部７２−１〜７２−ｎ
から受け取り、それらｎ種類の制御信号の各ビットを取
り出して、同一位置のビットの論理和を取り、最終的に
得られたｎビットをデキュー廃棄制御信号として送出す
る。上記の論理和を取ることで、それぞれのキューの状
態によって設定されるデキュー廃棄制御情報を全て反映
することができる。
【００３１】本実施例では、キュー長と閾値との比較か
ら、デキュー制御信号とデキュー廃棄制御信号の２種類
の制御信号を生成しているが、後述の帯域制御信号の内
容もテーブルに追加し、帯域制御信号も送出できるよう
にしても良い。また、これら３種類のうちの一部分のみ
設定できる形態でも構わない。
【００３２】上記では、デキュー制御信号とデキュー廃
棄信号の内容が、各キューからのデキュー許可または禁
止や、デキュー時の廃棄または非廃棄をテーブル内に直
接指定しているが、受信するキュー制御部にデキュー制
御信号やデキュー廃棄信号の内容を別途テーブルに持
ち、送信する側としてはそのテーブルのどの項目を参照
するといった間接的な情報を送信するといった形態でも
よい。
【００３３】図４において、送出帯域誤差の状態から制
御信号を送出する機構は、帯域計算部４１−１〜４１−
ｎと帯域管理部４３と帯域制御信号送出部４４より実現
している。
【００３４】帯域計算部４１−１〜４１−ｎでは、帯域
設定部４２から送られた設定帯域を持ち、キュー３１−
１〜３１−ｎから各キューにデータが入っていることを
示すＥＸＩＳＴ信号を受けているときに、実際にキュー
からデキューしている状況を基に帯域計算をし、送出タ
イミングになったらＥＸＩＳＴ信号をスケジューラ部６
１に伝える。また、計算した帯域と設定されている帯域
を逐次比較し、その誤差を逐一、帯域管理部４３に伝え
る。
【００３５】帯域管理部４３では、その受け取った帯域
誤差を全てのキュー３１−１〜３１−ｎに対して管理
し、帯域誤差テーブル４３Ａと受け取った帯域誤差を比
較し、帯域誤差テーブル４３Ａに設定されている複数の
帯域誤差閾値のどれを上回ったか、または、下回ったか
を判別し、その帯域誤差情報を帯域制御信号送出部４４
に送る。
【００３６】図８に、帯域誤差テーブル４３Ａの一実施
例を示す。帯域誤差テーブル４３Ａは、キュー毎に複数
（α個）の帯域誤差閾値が帯域誤差番号と共に登録され
ている。帯域管理部４３では、各キューの帯域誤差を各
キュー毎に設定された複数の帯域誤差閾値を比較し、ど
の帯域誤差番号を上回った／下回ったかを帯域制御信号
送出部４４に伝えている。
【００３７】図８では、全てのキューに帯域誤差閾値を
ｂ個設定している場合の内容を示しているが、帯域誤差
は一部のキューにのみ設定できる形態（一部のキューに
は帯域誤差閾値の設定がない形態）でもよい。また、各
キュー毎に設定できる帯域誤差閾値の個数が違っていた
り、適宜変更できる形態でもよい。また、帯域誤差テー
ブルの内容はユーザが設定できる形態でもよいし、はじ
めから固定的に割り当てられている形態でもよい。
【００３８】帯域制御信号送出部４４では、帯域管理部
４３から受け取った帯域誤差情報を基に、帯域制御信号
を生成する。図９は帯域制御信号送出部４４の一実施例
の詳細ブロック図を示す。同図中、帯域制御信号格納部
８１−１〜８１−ｎそれぞれでは、キュー３１−１〜３
１−ｎそれぞれからの帯域誤差情報を受け取り、それに
対応する帯域制御信号と帯域制御信号タイマ値を帯域制
御信号テーブル４４Ａから取り出し、帯域制御信号を帯
域制御信号生成部８２に伝える。また、内部にタイマを
内蔵し、帯域制御信号を取り出した時点からタイマを作
動させ、タイマ値が帯域制御信号タイマ値を越えたら、
受け取った帯域制御信号を消し（全ビット０にする）、
それを新たな帯域制御信号として帯域制御信号生成部８
２に伝える。
【００３９】図１０に帯域制御信号テーブル４４Ａの一
実施例の内容を示す。ここでは、全てのキューに帯域誤
差がｂ個設定されている上述の形態を示している。図中
のＢＣｐ−ｑ−ｒは、キューｐの帯域誤差番号ｑを越え
たとき他のキュー制御部のキューｒに設定する帯域の値
を示す。また、ＴＣｐ−ｑは、取り出す帯域制御信号が
有効であるタイマ値を表す。
【００４０】次に、図９に示す帯域制御信号生成部８２
では、各キューの帯域誤差状況によって得られた帯域制
御信号を帯域制御信号格納部８１−１〜８１−ｎから受
け取り、そのｎ種類の制御信号のｋ番目（１≦ｋ≦ｎ）
の信号を取り出し、その中でもっとも帯域値の小さいも
のを、他のキューｋの帯域制御信号として送出する。最
も小さい帯域値を取ることで、それぞれのキューの状態
によって設定される帯域制御情報を全て反映することが
できる。
【００４１】本実施例では、帯域誤差と帯域誤差の設定
値である帯域誤差閾値との比較から、帯域制御信号を生
成しているが、前述のデキュー制御信号やデキュー廃棄
制御信号の内容もテーブルに追加し、これらの制御信号
も送出できるようにしても良い。また、これら３種類の
うちの１部分のみ設定できる形態でも構わない。
【００４２】上記では、帯域制御信号が各キューに設定
する帯域をテーブル内に直接指定しているが、帯域制御
信号を受信するキュー制御部に、帯域誤差と設定する帯
域の対を別途テーブルに持ち、送信する側としてはその
テーブルのどの項目を参照するといった間接的な情報を
送信するといった形態でもよい。
【００４３】図４において、送出された制御信号（デキ
ュー制御信号、デキュー廃棄制御信号、帯域制御信号）
を受信し、その制御信号を基に優先制御、帯域制御の変
更を実現する部分が帯域設定部４２、デキュー廃棄部５
１、スケジューラ部６１である。
【００４４】帯域設定部４２においては、受信した帯域
制御信号（キュー３１−１〜３１−ｎのｎ種類）を受け
取り、対応する帯域計算部４１−１〜４１−ｎに送る。
また、帯域制御信号を何も受けていないときは、最初に
設定されている帯域を送る。これにより、受信した帯域
制御信号を基に帯域制御を変更することが可能となる。
なお、最初に設定されている帯域はユーザから設定でき
てもよいし、最初から固定的に割り当てられていてもよ
い。
【００４５】デキュー廃棄部５１−１〜５１−ｎそれぞ
れにおいては、デキュー廃棄信号のｋビット目（１≦ｋ
≦ｎ）を受け取り、デキューされてきたデータの宛先を
見て、その宛先からのＳＴＯＰ信号（ＳＴＯＰ信号は装
置内スイッチから来ている信号）を受信しているとき
で、かつ、デキュー廃棄信号のｋビット目が値１ならば
当該データを破棄し、破棄したことをスケジューラ部６
１に伝える。また、デキュー廃棄信号のｋビット目が値
０であるときは、ＳＴＯＰ信号が解除されるまで待ち、
解除後に当該データをそのままスケジューラ部６１に伝
送する。なお、当該データを送り出す宛先からのＳＴＯ
Ｐ信号を受信していないときは、デキュー廃棄信号の内
容に関わらず、そのまま当該データをスケジューラ部６
１に伝送する。これにより、受信したデキュー廃棄制御
信号を基に、デキューの際に廃棄する、または、廃棄し
ないを変更することが可能となる。
【００４６】スケジューラ部６１では、自らのキュー制
御部がもつスケジューリングアルゴリズムに従い、デキ
ューするキューに対してデキュー要求をだし、データを
受け取って装置内スイッチに送る。このとき、受信した
デキュー制御信号のｋビット目（１≦ｋ≦ｎ）が値１で
あると、キュー３１−ｋに対してスケジューリング処理
を行わない（キュー３１−ｋをスケジューリングの対象
から外す）。これにより、デキュー制御信号の内容を基
に、各キュー毎にデキューを行うか、行わないかを変更
することが可能となる。
【００４７】次に、図３の制御信号用スイッチ２６の構
成であるが、デキュー制御信号、デキュー廃棄制御信号
（それぞれｍ種類）は、各ビット毎に論理和を取り、全
てのキュー制御部２４ａ〜２４ｘに送られる。これによ
って、複数のキュー制御部間で、設定された複数の制御
情報を全て反映することができる。
【００４８】また、キュー３１−ｋ（１≦ｋ≦ｎ）の帯
域制御信号（ｍ種類）は、それぞれにおいて値を比較
し、最も小さい値の帯域をキュー３１−ｋの帯域制御信
号として全てのキュー制御部２４ａ〜２４ｘに送られ
る。これによって、キュー制御部間で、設定された複数
の制御情報を全て反映することができる。
【００４９】なお、上記説明では、制御信号を常に受け
取り、他のキュー制御部に逐一その情報が反映される形
態となっているが、キュー制御部で制御情報が変更にな
った時のみ、新たな制御信号情報をパケットのようなひ
とまとめのデータとして送信し、それらを別のキュー制
御部にスイッチングする形態を取ってもよい。また、キ
ュー制御部間に制御信号用スイッチ２６を介さず、直
接、キュー制御部間を接続する形態でもよい。
【００５０】図１１は、本発明の中継装置を適用したネ
ットワークシステムの一実施例のシステム構成図を示
す。図１１において、中継装置１００には３つの部署
Ａ，Ｂ，Ｃのネットワーク１１０，１２０，１３０と、
全体で管理しているｆｔｐサーバ１４０と、ｆｔｐサー
バを遠隔から管理する端末１５０とがつながっているも
のとする。また、各部には部内で１台ずつｈｔｔｐサー
バ１１１，１２１，１３１を立ち上げているものとす
る。
【００５１】このとき、中継装置１００は内部に１ポー
ト毎に１つのキュー制御部をもち、それらキュー制御部
には以下のような設定がなされているものとする。 （フロートキューの割り振り） １．ｆｔｐサーバ管理用の端末１５０からのフローは全
て高優先のキューに割り当てる ２．ｆｔｐのフローは中優先のキューに割り当てる ３．ｈｔｔｐや他のフローは低優先のキューに割り当て
る （各キューの帯域設定） １．中優先のキューの帯域は５０Ｍｂｐｓ ２．低優先キューの帯域は１００Ｍｂｐｓ ３．高優先キューの帯域は特に設定しない （閾値の設定） １．高優先のキューには２つのキュー長の閾値１，２を
設定、閾値１を越えたときは中優先または低優先のキュ
ーからのデキューを少しの間止め（閾値を下回ったとき
は解除）、閾値２を越えたときは閾値２を下回るまで中
優先または低優先のフローを止める ２．中優先のキューには帯域誤差の２つの閾値を設定、
閾値１を越えたとき中優先の帯域を４０Ｍｂｐｓ、低優
先の帯域を５０Ｍｂｐｓとし、閾値２を越えたとき中優
先の帯域を３０Ｍｂｐｓ、低優先の帯域を１０Ｍｂｐｓ
（閾値２を下回ったときは閾値１越えの設定となり、閾
値１を下回ったときは当初の設定に戻る）とする ３．低優先のキューはキュー長閾値を１つ設定、閾値を
越えたときに低優先からのデキュー廃棄を設定する（閾
値を下回ったときは解除） 以上のような設定をした場合、部署Ａ，Ｂ，Ｃからのｆ
ｔｐサーバヘのアクセス量が多いとき、ｆｔｐサーバ１
４０を管理する端末１５０からの通信が滞る（高優先キ
ューにデータが溜まる）ような状態のとき、中継装置１
００では他のキュー制御部の中優先または低優先フロー
を止めることで、ｆｔｐ通信が多い時でも遠隔からｆｔ
ｐサーバ管理を滞りなく行うことができる。
【００５２】また、サーバ管理用に流すデータはそれほ
ど多くないので、キューに溜まるような状況は一時的で
ある。そのため、中優先または低優先のキューからのデ
キューを少しの間だけ止めることで、高優先キューの閾
値を下回るよりも早く中優先または低優先のキューから
のデキューを再開することができる。これは、高優先に
溜まるフローが一時的なので、中優先または低優先のキ
ューからのデキューを再開させても高優先に再びフロー
が溜まるといった状況はほとんど起こらないからであ
る。そのため、デキューを止めることによる通信停止状
態を最小限に抑えることができる。
【００５３】なお、キュー長閾値を２段階に設定するこ
とで、閾値１を越えたとき一時的に中優先／低優先のキ
ューからのデキューを止めてもキュー長の増加を抑えら
れないといった状況が発生した場合、閾値２を越えたと
き中優先または低優先のフローをずっと止めることとな
り、結果としてｆｔｐサーバ管理のフローがキュー溢れ
で廃棄されてしまうといった状況を回避できる。
【００５４】次に、部署Ａ，Ｂ，Ｃからｆｔｐサーバ１
４０ヘのｆｔｐ通信が集中している場合を考える。この
とき、ｆｔｐ通信の速度は５０Ｍｂｐｓ設定なので、ｆ
ｔｐサーバ宛の負荷合計は最大１５０Ｍｂｐｓになる
が、図１１に示したようにｆｔｐサーバ１４０ヘの回線
速度は１００Ｍｂｐｓなので、負荷が大きいときは中優
先のキューから５０Ｍｂｐｓの帯域を守れなくなる。ま
た、他のキュー制御部からの低優先のフロー（ｈｔｔｐ
やその他の通信）によっても、ｆｔｐ通信の帯域に影響
を及ぼす。そのため、帯域誤差が大きくなったときに、
段階的に（ここでは２段階）帯域を減らすことで、ｆｔ
ｐサーバ１４０ヘの合計負荷を滅らしている。
【００５５】なお、複数の段階で帯域を減らすことによ
って、その時の負荷状況に応じた最適に近い帯域での通
信が可能となり、回線を有効に使用することができる。
また、この処理は送出の帯域のみ変更しており、特定キ
ューのデキューを止めるといった処理とは独立に変更で
きるので、帯域の変更に伴って特定フローのデキューま
で止まるといった不都合は発生しない。
【００５６】部署Ａ，Ｂ，Ｃからｆｔｐサーバ１４０ヘ
のｆｔｐ通信が集中している状態では、設定帯域の変更
（帯域制御信号の送信）が、中継装置１００の部署Ａ，
Ｂ，Ｃにつながっているキュー制御部それぞれから出力
される。ここで、最も最近出された帯域制御信号の内容
が、そのまま全てのキュー制御部に設定されるような場
合では、部署Ａからのｆｔｐ通信だけが一時的に少なく
なり、帯域を元に戻す帯域制御信号を送出したとした場
合、部署Ｂ，Ｃからのｆｔｐ通信が多くてキューが溜っ
ている状況であるにも拘わらず、帯域が元に戻されてし
まうといった不都合が発生する。しかし、本発明の構成
では、複数の制御信号を一つにまとめて、最も帯域の少
ない設定の制御信号の内容に従う方法を採用しているた
め、このような不都合は発生しない。
【００５７】次に、部署Ａからは１００Ｍｂｐｓの帯域
全てが部署Ｃのｈｔｔｐサーバヘのアクセスであり、部
署Ｂからは部署Ｃへのｈｔｔｐアクセスが９０Ｍｂｐｓ
で、部署Ａへのｈｔｔｐアクセスが１０Ｍｂｐｓであっ
た場合、部署Ｃのｈｔｔｐサーバ１３１ヘは合計１９０
Ｍｂｐｓのアクセスが集中することになるため、部署Ｃ
宛の通信は滞ることになる。ここで、中継装置１００の
部署Ｂのネットワークにつながっているキュー制御部で
は、同一のキューに２種類のフローが入っているため、
このキューのデキューを止めたり帯域を小さくした場
合、部署Ａ宛の通信までキュー溢れによって破棄される
ことになる。そのため、低優先のキューに設定された閾
値を越えたときにデキュー廃棄の設定をすれば、低優先
のキューからのデキューはフル性能でデキューできるた
め、キュー溢れはなくなる。つまり、キュー溢れによっ
て部署Ａ宛の通信まで廃棄されることがなくなる。ま
た、部署Ｃ宛は中継装置内でＳＴＯＰ信号がかかるの
で、デキュー廃棄設定により廃棄されることもあるが、
部署Ａ宛の通信は、回線に余裕があるので破棄されずに
通信を行うことが可能となる。
【００５８】このように、本発明においては、複数のキ
ュー制御部を持たなければキュー制御を行うことが現実
的に不可能であるような大規模な中継装置であっても、
単一のキュー制御部を持つ装置と同等の優先制御を行う
ことが可能である。また、キュー制御部間での制御信号
に帯域設定に関する内容も入れることで、キュー制御部
間での動的な帯域制御も行うことが可能となる。
【００５９】なお、同様のことを他の方法で行うには、
中継装置内のキュー制御部を１つにする必要があるた
め、大容量の中継装置の場合、装置全体の中継性能を上
げられず、大容量をカバーするには複数の機器を用意す
る必要がある。その場合でも、それら装置間にまたがる
通信を行うには、さらに大規模な中継機器を導入する必
要があり、その大規模な中継機器を経由するフローに関
しては、本発明で示したような優先制御はできない。そ
のため、コストや唯一性の面で非常に効果的である。
【００６０】（付記１） ネットワークに接続される送
受信用の複数のポートを持ちネットワーク間でフローの
中継を行う中継装置のキュー制御方法において、一また
は複数のポートに接続された複数のキュー制御部で前記
一または複数のポートからのフローを優先度の異なる複
数のキューにエンキューし、また、デキューするキュー
制御を行い、前記複数のキュー制御部からデキューされ
たフローを装置内スイッチでスイッチングして前記送受
信用の複数のポートから送出し、前記複数のキュー制御
部間で相互に制御信号を送受信しキュー制御部間でキュ
ー制御部内の任意のキューに対するキュー制御を行うこ
とを特徴とするキュー制御方法。
【００６１】（付記２） ネットワークに接続される送
受信用の複数のポートを持ちネットワーク間でフローの
中継を行う中継装置において、一または複数のポートに
接続され前記一または複数のポートからのフローを優先
度の異なる複数のキューにエンキューし、また、デキュ
ーするキュー制御を行う複数のキュー制御部と、前記複
数のキュー制御部からデキューされたフローをスイッチ
ングして前記送受信用の複数のポートから送出する装置
内スイッチとを有し、前記複数のキュー制御部間で相互
に制御信号を送受信し複数のキュー制御部間でキュー制
御部内の任意のキューに対するキュー制御を行うことを
特徴とする中継装置。
【００６２】（付記３） 付記２記載の中継装置におい
て、任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信す
る制御信号は、前記他のキュー制御部内のキューの一部
または全部に対しキュー優先制御を変更するための内容
を含むことを特徴とする中継装置。
【００６３】（付記４） 付記２または３記載の中継装
置において、任意のキュー制御部から他のキュー制御部
に送信する制御信号は、前記他のキュー制御部内のキュ
ーの一部または全部に対しデキューする帯域の設定を変
更するための内容を含むことを特徴とする中継装置。
【００６４】（付記５） 付記３記載の中継装置におい
て、前記複数のキュー制御部は、それぞれのキュー制御
部内の一部または全部のキューに対し、各キューのキュ
ー長が予め設定されているキュー長閾値を上回ったか、
下回ったとき前記制御信号を送信することを特徴とする
中継装置。
【００６５】（付記６） 付記５記載の中継装置におい
て、前記キュー長閾値は、キュー毎に複数を設定するこ
とを特徴とする中継装置。
【００６６】（付記７） 付記４記載の中継装置におい
て、前記複数のキュー制御部は、それぞれのキュー制御
部内の一部または全部のキューに対し帯域計算を行って
デキューを促す帯域計算部を有し、設定された帯域でデ
キューができなくなったときの誤差が予め設定されてい
る帯域誤差閾値を上回ったか、下回ったとき前記制御信
号を送信することを特徴とする中継装置。
【００６７】（付記８） 付記７記載の中継装置におい
て、前記帯域誤差閾値は、キュー毎に複数を設定するこ
とを特徴とする中継装置。
【００６８】（付記９） 付記３記載の中継装置におい
て、前記キュー優先制御を変更するための内容は、所定
時間後に解除されることを特徴とする中継装置。
【００６９】（付記１０） 付記４記載の中継装置にお
いて、前記帯域の設定を変更するための内容は、所定時
間後に解除されることを特徴とする中継装置。
【００７０】（付記１１） 付記３記載の中継装置にお
いて、各キュー制御部は、複数の他のキュー制御部から
受信した制御信号の論理演算結果に従って前記キュー優
先制御を変更することを特徴とする中継装置。
【００７１】（付記１２） 付記４記載の中継装置にお
いて、各キュー制御部は、複数の他のキュー制御部から
受信した制御信号の論理演算結果に従って前記デキュー
する帯域の設定を変更することを特徴とする中継装置。
【００７２】（付記１３） 付記３記載の中継装置にお
いて、前記キュー優先制御を変更するための内容は、前
記制御信号を受信したキュー制御部内の各キューのデキ
ューを止める、または、止めないの指示であることを特
徴とする中継装置。
【００７３】（付記１４） 付記３記載の中継装置にお
いて、前記キュー優先制御を変更するための内容は、前
記制御信号を受信したキュー制御部内の各キューからの
デキューを廃棄する、または、廃棄しないの指示である
ことを特徴とする中継装置。
【００７４】
【発明の効果】上述の如く、請求項１に記載の発明は、
一または複数のポートに接続された複数のキュー制御部
で一または複数のポートからのフローを優先度の異なる
複数のキューにエンキューし、また、デキューするキュ
ー制御を行い、複数のキュー制御部からデキューされた
フローを装置内スイッチでスイッチングして送受信用の
複数のポートから送出し、複数のキュー制御部間で相互
に制御信号を送受信しキュー制御部間の制御を行うこと
により、複数のキュー制御部間で調整を行うことがで
き、中継装置全体として優先制御及び帯域制御を行うこ
とができる。
【００７５】請求項２に記載の発明は、一または複数の
ポートに接続され一または複数のポートからのフローを
優先度の異なる複数のキューにエンキューし、また、デ
キューするキュー制御を行う複数のキュー制御部と、複
数のキュー制御部からデキューされたフローをスイッチ
ングして送受信用の複数のポートから送出する装置内ス
イッチとを有し、複数のキュー制御部間で相互に制御信
号を送受信し複数のキュー制御部間の制御を行うことに
より、複数のキュー制御部間で調整を行うことができ、
中継装置全体として優先制御及び帯域制御を行うことが
できる。
【００７６】請求項３に記載の発明では、任意のキュー
制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、他
のキュー制御部内のキューの一部または全部に対しキュ
ー優先制御を変更するための内容を含むことにより、複
数のキュー制御部間で優先制御の調整を行うことがで
き、中継装置全体として優先制御を行うことができる。
【００７７】請求項４に記載の発明では、任意のキュー
制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、他
のキュー制御部内のキューの一部または全部に対しデキ
ューする帯域の設定を変更するための内容を含むことに
より、複数のキュー制御部間で帯域制御の調整を行うこ
とができ、中継装置全体として帯域制御を行うことがで
きる。
【００７８】請求項５に記載の発明では、複数のキュー
制御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部
のキューに対し、各キューのキュー長が予め設定されて
いるキュー長閾値を上回ったか、下回ったとき制御信号
を送信し、また、付記６に記載の発明では、キュー長閾
値は、キュー毎に複数を設定することにより、きめ細か
な優先制御を行うことが可能となる。
【００７９】付記７に記載の発明では、複数のキュー制
御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部の
キューに対し帯域計算を行ってデキューを促す帯域計算
部を有し、設定された帯域でデキューができなくなった
ときの誤差が予め設定されている帯域誤差閾値を上回っ
たか、下回ったとき制御信号を送信し、付記８に記載の
発明では、帯域誤差閾値は、キュー毎に複数を設定する
ことにより、きめ細かな優先制御を行うことが可能とな
る。
【００８０】付記９に記載の発明では、キュー優先制御
を変更するための内容は、所定時間後に解除されること
により、キュー優先制御の変更を一時的に行うことがで
き、その後は通常のキュー優先制御に戻ることができ
る。
【００８１】付記１０に記載の発明では、帯域の設定を
変更するための内容は、所定時間後に解除されることに
より、帯域制御における帯域設定の変更を一時的に行う
ことができ、その後は通常の帯域設定に戻ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の中継装置の一例のブロック構成図であ
る。
【図２】従来の中継装置の他の一例のブロック構成図で
ある。
【図３】本発明の中継装置の一実施例のブロック構成図
である。
【図４】キュー制御部の一実施例の詳細ブロック図であ
る。
【図５】閾値テーブルの内容の一実施例を示す図であ
る。
【図６】デキュー制御信号送出部の一実施例の詳細ブロ
ック図である。
【図７】デキュー制御信号テーブルの一実施例の内容を
示す図である。
【図８】帯域誤差テーブルの一実施例を示す図である。
【図９】帯域制御信号送出部の一実施例の詳細ブロック
図である。
【図１０】帯域制御信号テーブルの一実施例の内容を示
す図である。
【図１１】本発明の中継装置を適用したネットワークシ
ステムの一実施例のシステム構成図である。
【符号の説明】
１０ａ〜１０ｘ，２０ａ〜２０ｘ ポート １２，１２ａ〜１２ｘ，２４ａ〜２４ｘ キュー制御部 １４ 装置内スイッチ ２２ａ〜２２ｘ フロー識別部 ２６ 制御信号用スイッチ ２８ 装置内スイッチ ３０ エンキュー部 ３１−１〜３１−ｎ キュー ３２ キュー長／閾値管理部 ３２Ａ 閾値テーブル ３３ デキュー制御信号送出部 ３３Ａ デキュー制御信号テーブル ４１−１〜４１−ｎ 帯域計算部 ４２ 帯域設定部 ４３ 帯域管理部 ４３Ａ 帯域誤差テーブル ４４ 帯域制御信号送出部 ４４Ａ 帯域制御信号テーブル ５１−１〜５１−ｎ デキュー廃棄部 ６１ スケジューラ部 ７１−１〜７１−ｎ デキュー制御信号格納部 ７２−１〜７２−ｎ デキュー廃棄制御信号格納部 ７３ デキュー制御信号生成部 ８１−１〜８１−ｎ 帯域制御信号格納部 ８２ 帯域制御信号生成部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ネットワークに接続される送受信用の複
    数のポートを持ちネットワーク間でフローの中継を行う
    中継装置のキュー制御方法において、 一または複数のポートに接続された複数のキュー制御部
    で前記一または複数のポートからのフローを優先度の異
    なる複数のキューにエンキューし、また、デキューする
    キュー制御を行い、 前記複数のキュー制御部からデキューされたフローを装
    置内スイッチでスイッチングして前記送受信用の複数の
    ポートから送出し、 前記複数のキュー制御部間で相互に制御信号を送受信し
    キュー制御部間でキュー制御部内の任意のキューに対す
    るキュー制御を行うことを特徴とするキュー制御方法。
  2. 【請求項２】 ネットワークに接続される送受信用の複
    数のポートを持ちネットワーク間でフローの中継を行う
    中継装置において、 一または複数のポートに接続され前記一または複数のポ
    ートからのフローを優先度の異なる複数のキューにエン
    キューし、また、デキューするキュー制御を行う複数の
    キュー制御部と、 前記複数のキュー制御部からデキューされたフローをス
    イッチングして前記送受信用の複数のポートから送出す
    る装置内スイッチとを有し、 前記複数のキュー制御部間で相互に制御信号を送受信し
    複数のキュー制御部間でキュー制御部内の任意のキュー
    に対するキュー制御を行うことを特徴とする中継装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の中継装置において、 任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信する制
    御信号は、前記他のキュー制御部内のキューの一部また
    は全部に対しキュー優先制御を変更するための内容を含
    むことを特徴とする中継装置。
  4. 【請求項４】 請求項２または３記載の中継装置におい
    て、 任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信する制
    御信号は、前記他のキュー制御部内のキューの一部また
    は全部に対しデキューする帯域の設定を変更するための
    内容を含むことを特徴とする中継装置。
  5. 【請求項５】 請求項３記載の中継装置において、 前記複数のキュー制御部は、それぞれのキュー制御部内
    の一部または全部のキューに対し、各キューのキュー長
    が予め設定されているキュー長閾値を上回ったか、下回
    ったとき前記制御信号を送信することを特徴とする中継
    装置。
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