JP2002344508A - データ中継装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易な構成のハードウェアで実現でき、コネク
ション間のデータ廃棄確率の不公平性を生じにくいデー
タ中継装置とその方法を提供する。 【解決手段】パケットが受信された場合、判定部１０５
において、パケットの廃棄が可能であるか否かの何れか
が、データバッファ１０３の使用率に応じた確率で判定
される。パケットが廃棄可能であることが判定された場
合、データ廃棄部１０６において、データバッファ１０
３のアドレスがランダムに生成される。このアドレスに
パケットが記憶されている場合このパケットが廃棄さ
れ、記憶されていない場合には廃棄予約のためのマーク
がこのアドレスに書き込まれる。受信パケットの格納時
に、データ格納部１０２において格納先のアドレスに廃
棄予約マークが書き込まれているか否かが調べられる。
この廃棄予約マークが書き込まれている場合、この受信
パケットは格納されずにそのまま廃棄される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデータ中継装置に係
り、例えば、ＩＰルータやイーサネット（登録商標）ス
イッチなど、ネットワーク間でデータを中継するデータ
中継装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ネットワークの広帯域化に伴い、比較的
データ量が小さいテキストや静止画などのデータ加え
て、動画や音声など大きなデータ量のマルチメデイアデ
ータがネットワーク上に混在して伝送されるようになっ
た。ところが、インターネットなど公衆ネットワークで
は、データの種類に係わらずできるだけ高い転送レート
でデータを伝送させる、いわゆるベストエフォート（be
st effort）型のデータ伝送方式が採用されているた
め、このようなマルチメディアデータを連続して安定に
伝送させることが困難である。このような背景の元、近
年においては、データ転送率やエラー率などの特性を測
定してその改善を図り、前もってこのような特性をユー
ザごとに保証するＱｏＳ（Quality of Service：サービ
スの質）と呼ばれるアイデアが、特に公衆ネットワーク
における上述の問題を解決するために検討されている。

【０００３】ＱｏＳにおいて考慮される特性の１つとし
て、各コネクション（あるいはユーザ）間の公平性があ
る。すなわち、それぞれのコネクションが所定のデータ
転送率およびエラー率でネットワークを利用する場合、
ネットワークの輻輳状態に応じて各コネクションのデー
タ転送率およびエラー率をなるべく均等に低下させるこ
とは、公平性の観点から好ましいことである。この公平
性を保障する技術の１つとして、ＲＥＤ（Random Early
Discard あるいはRandom Early Detection）と呼ばれ
るパケットの廃棄に関する技術が知られている。以下、
このＲＥＤについて、図２８〜図３２を参照して説明す
る。

【０００４】図２８は、例えばＩＰルータ（Internet P
rotocol Router）など、ネットワークのノードに位置し
てデータを中継する一般的なデータ中継装置の構成例を
示す概略的なブロック図である。図２８に示すデータ中
継装置は、データ受信部１、データバッファ２、データ
送信部３およびバッファ制御部４を有する。

【０００５】データ受信部１は、他のネットワークノー
ドから転送されるデータ、例えばパケットを、パケット
転送元のネットワークノードに対応する入力ポートＩ１
〜入力ポートＩｍ（ｍは任意の自然数を示す）に受信す
る。また、受信したパケットのコネクションを特定する
情報（例えば送信元および送信先のアドレスなど）を検
出して、バッファ制御部４に出力する。

【０００６】データバッファ２は、パケットの格納時に
おいて、バッファ制御部４により指定されるアドレスに
データ受信部１で受信されたパケットを一時的に記憶す
る。また、バッファ制御部４により指定されるアドレス
に記憶されたパケットをデータ送信部３に出力する。

【０００７】データ送信部３は、パケット転送先のネッ
トワークノードに対応する出力ポートＯ１〜出力ポート
Ｏｎのうち、バッファ制御部４により指定される出力ポ
ートから、データバッファ２で読み出されたパケットを
送信する。

【０００８】バッファ制御部４は、データ受信部１にパ
ケットが受信された場合に、パケットが記憶されていな
い空アドレスをデータバッファ２に指定して、受信され
たパケットを当該アドレスに記憶させる。また、データ
バッファ２に蓄積されるパケット数に応じて、受信され
たパケットやデータバッファ２に記憶されるパケットの
廃棄を行なう。さらに、コネクションごとに所定の頻度
でデータバッファ２からパケットを読み出し、パケット
の送信先のアドレスに対応する送信部３の出力ポートか
ら当該パケットを送信させる。

【０００９】図２９は、ＲＥＤによるパケットの廃棄お
よび格納処理を説明するための概念的な図である。デー
タ受信部１の入力ポートから入力されるパケットＰａ
は、順次データバッファ２の空アドレスに記憶されるの
であるが、ネットワークノードが輻輳状態となって受信
レートが送信レートより高くなったまま放置すると、い
ずれデータバッファ２の空アドレスが枯渇して、受信し
たパケットを格納することができなくなる。この場合、
受信したパケットは廃棄される。

【００１０】上述のようにデータバッファ２が充填状態
となって受信したパケットが次々と廃棄される場合であ
っても、各コネクションの転送レートが常に一定であれ
ば、コネクション間の不公平は生じない。なぜなら、デ
ータバッファ２を占める各コネクションのパケット数の
割合は、おおむね転送レートの大きさに対応しており、
またパケットが廃棄される確率は、その転送レートに比
例するからである。すなわち、データバッファ２をより
多く占有しているコネクションは、それだけパケットの
廃棄確率が高くなる。

【００１１】しかしながら、一般的に、パケットの転送
レートが常に一定であるとは限らず、通常は時間ととも
に変動している。転送レートが変動する場合には、デー
タバッファの使用率（記憶されるパケット数）と廃棄確
率が上述のように必ずしも一致しなくなる。例えば、大
量のパケットを転送してデータバッファを充填させる原
因を作ったコネクションの転送レートが変動して低下し
た後に、これとは別の低転送レートのコネクションが前
者のコネクションよりも高転送レートに変化した場合、
この後者のコネクションは、データバッファを充填させ
る原因をもたらしていないにも係わらず、前者のコネク
ションより高い確率でパケットが廃棄されてしまう可能
性がある。

【００１２】このような不公平を解消するため、ＲＥＤ
においては、データバッファに記憶可能な最大のパケッ
ト数に対する記憶されたパケット数の割合であるバッフ
ァ使用率を検出し、これに応じて各コネクションのパケ
ットの廃棄確率が設定される。図３０は、ＲＥＤによる
パケットの廃棄および格納処理を説明するためのフロー
チャートである。データ受信部１にパケットが受信され
ると、ステップＳＴ１においてバッファ使用率Ｑが下限
値Ｑｌｏｗ以上か否かが判断される。バッファ使用率Ｑ
が下限値Ｑｌｏｗより下回る場合には、パケットの廃棄
は行われず、受信されたパケットはそのままデータバッ
ファの空き領域に格納され、次のパケットの受信待ち状
態となる。

【００１３】バッファ使用率Ｑが下限値Ｑｌｏｗ以上の
場合には、次のステップＳＴ２において、バッファ使用
率Ｑが上限値Ｑｈｉｇｈ以下であるか否かが判断され
る。上限値Ｑｈｉｇｈを超える場合には、ステップＳＴ
５においてデータバッファ中に記憶されるパケットから
１つのパケットがランダムに選択され、この選択された
パケットがステップＳＴ６において削除される。次い
で、上述したステップＳＴ７に処理が移行され、受信さ
れたパケットがデータバッファの空き領域に格納され
る。

【００１４】バッファ使用率Ｑが上限値Ｑｈｉｇｈ以下
である場合には、ステップＳＴ３において０から１の間
で一様な乱数Ｄｒが生成される。次いでこの生成された
乱数Ｄｒと、バッファ使用率Ｑに比例して増大するしき
い値Ｄｔとの大きさがステップＳＴ４において比較され
る。しきい値Ｄｔは、次式のように表される。

【００１５】

【数１】 Ｄｔ＝Ｓｐ×（Ｑ−Ｑｌｏｗ）／（Ｑｈｉｇｈ−Ｑｌｏｗ） …（１）

【００１６】ただし、スロープ係数Ｓｐは、バッファ使
用率Ｑの変化に対するしきい値Ｄｔの変化の割合を示す
所定の定数である。生成される乱数Ｄｒがしきい値Ｄｔ
を超える場合パケットの廃棄は行なわれず、上述したス
テップＳＴ７に処理が移行されてパケットの格納処理が
実行される。また、乱数Ｄｒがしきい値Ｄｔ以下の場合
には、上述したステップＳＴ５およびステップＳＴ６に
おいてデータバッファのパケットがランダムに廃棄され
る。その後、受信されたパケットがデータバッファの空
き領域に格納される。

【００１７】図３１は、ＲＥＤおけるバッファ使用率Ｑ
とパケット廃棄確率Ｐとの関係の一例を示す図である。
図３１の例において、下限値Ｑｌｏｗは０．２であり、
上限値Ｑｈｉｇｈは０．５であり、スロープ係数Ｓｐは
０．３である。図３１に示すように、バッファ使用率Ｑ
が０．２を下回る場合には、パケット廃棄確率Ｐはゼロ
となり、データバッファには転送パケットが蓄積され
る。バッファ使用率が０．５を超える場合には、パケッ
ト廃棄確率が１となり、パケットの受信とともにパケッ
トが廃棄されるので、データバッファに対するパケット
の格納が停止される。バッファ使用率が０．２から０．
５の間においては、式(１)に示すしきい値Ｄｔと等しい
廃棄確率でデータバッファのパケットが廃棄される。

【００１８】このようにＲＥＤによれば、データバッフ
ァが充填状態になる前に、バッファ使用率Ｑに応じた廃
棄確率Ｐで、データバッファに記憶されるパケットから
ランダムに選択されるパケットが破棄される。したがっ
て、各コネクションの廃棄確率Ｐは、データバッファに
記憶されるパケットの数に比例する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的なＩ
Ｐルータなどのデータ中継装置においては、ランダムに
受信されるパケットを、受信された順番で順次送信する
ための待ち行列（queue：キュー）がコネクションごと
に用意される。このキューは、単純にはＦＩＦＯ（firs
t-in first-out）型のメモリをコネクションごとに設け
ることによって実現可能である。しかし、キューにＦＩ
ＦＯを用いる場合、コネクション数の増大に比例してコ
ストが高くなる問題がある。したがって、通常は、共通
のメモリ上に各コネクションのキューが構成される。

【００２０】この場合、一般的には、受信パケットが記
憶されるデータバッファ上のアドレスを順に並べたキュ
ーがデータバッファ上や他のメモリ上に構成される。こ
のキューから順にアドレスが読み出され、読み出された
アドレスに記憶されるパケットがデータバッファから順
次読み出されて送信される。

【００２１】このように、データバッファ上に記憶され
るパケットは、通常、送信の順番を待つキューに含まれ
るデータである。一方、上述のように、ＲＥＤではこの
データバッファに記憶されるパケットの中からランダム
に選択したパケットを廃棄する必要がある。すなわち、
ＲＥＤの処理を実現するためには、キューに含まれるパ
ケットからランダムに１つのパケットを選択して廃棄す
る必要がある。

【００２２】しかしながら、キューがＦＩＦＯ型メモリ
で構成される場合、メモリに記憶される任意のパケット
を選択して廃棄することは通常困難である。また、キュ
ーが通常のメモリ上に構成される場合にも、順番に並ぶ
各パケットは前後のパケットと関連付けられてメモリに
記憶されるので、このキューから任意のパケットを選択
して廃棄するためにはこの関連付けを変更しなくてはな
らず、処理が複雑化してしまう。

【００２３】そこで、従来においては、図３０のフロー
チャートに示すＲＥＤを簡略化させた方法によって、パ
ケットの廃棄および格納処理が行なわれている。図３２
は、従来のデータ中継装置におけるパケットの廃棄およ
び格納処理を説明するためのフローチャートである。図
３２のステップＳＴ８〜ステップＳＴ１１は、それぞれ
図３０のステップＳＴ１〜ステップＳＴ４と同じ処理で
あり、図３０のＲＥＤと図３２の簡略化されたＲＥＤと
では、パケットの廃棄が判定された場合において廃棄さ
れるパケットの選択方法が異なっている。すなわち、図
３０のＲＥＤにおいては、ステップＳＴ４においてパケ
ットの廃棄が判定された場合に、ステップＳＴ５および
ステップＳＴ６においてデータバッファ内に記憶される
パケットからランダムに選択されたパケットが廃棄され
る。一方、図３２の簡略化されたＲＥＤにおいては、ス
テップＳＴ１１においてパケットの廃棄が判定された場
合に、ステップＳＴ１２において受信されたパケットが
そのまま廃棄される。

【００２４】このように、図３２の簡略化されたＲＥＤ
では受信されたパケットがそのまま廃棄されるので、図
３０に示す本来のＲＥＤに比べて処理が簡単であり、ハ
ードウェアで容易に処理を実現できる利点がある。ま
た、この簡略化されたＲＥＤは、転送レートの高いコネ
クションほどパケット廃棄確率が高くなる特性を有して
おり、各コネクションの転送レートの変動が比較的小さ
い場合やデータバッファの記憶容量が比較的小さい場合
には、転送レートの大きさとデータバッファの使用率と
が比例し易いので、比較的公平にデータバッファを各コ
ネクション間で共有できる。

【００２５】しかしながら、図３２の簡略化されたＲＥ
Ｄは、廃棄されるパケットがバッファ使用率とは原理的
に無関係に選択される。このため、各コネクションの転
送レートが変動する場合やデータバッファの記憶容量が
大きい場合など、バッファ使用率とパケット廃棄確率と
が比例しない不公平な状態が発生し易くなる問題があ
る。

【００２６】上述のように、図３０に示す本来のＲＥＤ
の処理をハードウェアで忠実に実現させる場合、特にデ
ータバッファからランダムにパケットを選択して廃棄す
ることが困難である。したがって、この処理を実現させ
る場合には、従来は主としてソフトウェアにより実現さ
れている。しかしながら、ソフトウェアによる処理は専
用のハードウェアによる処理と比べて処理速度が遅い割
にコストが高いという問題がある。すなわち、ソフトウ
ェアによる処理は、コストに対する性能の度合いがハー
ドウェアよりも低いため、特に処理速度を向上させるた
めにＣＰＵ（central processing unit）を高速化させ
たり、また専用のＣＰＵを設けたりする場合に、コスト
を大幅に増大させてしまう問題がある。

【００２７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、簡易な構成のハードウェアで実現
でき、コネクション間のデータ廃棄確率の不公平性を生
じにくいデータ中継装置を提供することにある。また本
発明の他の目的は、簡易な処理で実現でき、コネクショ
ン間のデータ廃棄確率の不公平性を生じにくいデータ中
継方法を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１の観点に係るデータ中継装置は、転送
されるデータを記憶可能なデータ記憶手段と、上記転送
データの受信に応じて、上記転送データを記憶可能な上
記データ記憶手段の全体の記憶容量のうち上記転送デー
タの記憶に使用された記憶容量の使用率が所定の上限使
用率を上回る場合に、上記データ記憶手段に記憶される
転送データの廃棄が可能であることを判定し、上記使用
率が上記上限使用率から所定の下限使用率までの範囲に
含まれる場合に、上記廃棄が可能であるか否かの何れか
を、上記使用率に応じた確率で判定する判定手段と、上
記判定手段において上記廃棄が可能であることが判定さ
れた場合、上記転送データを記憶可能なデータ記憶手段
のアドレスをランダムに生成し、生成したアドレスに上
記転送データが記憶されていない場合、当該アドレスに
マークデータを格納し、記憶されている場合、当該アド
レスの転送データを上記データ記憶手段から廃棄するデ
ータ廃棄手段と、上記データ記憶手段において上記転送
データが記憶されていない空アドレスを検索し、検索し
た空アドレスに上記マークデータが記憶されている場
合、受信した転送データおよび当該マークデータを廃棄
し、記憶されていない場合、受信した転送データを当該
空アドレスに格納するデータ格納手段と、上記データ記
憶手段に記憶される転送データを読み出し、読み出した
転送データをそれぞれ所定の送信先へ送信するデータ送
信手段とを有する。

【００２９】本発明の第１の観点にかかるデータ中継装
置によれば、上記判定手段において、上記転送データの
受信に応じて、上記使用率が所定の上限使用率を上回る
場合に、上記データ記憶手段に記憶される転送データの
廃棄が可能であることが判定される。上記使用率が上記
上限使用率から所定の下限使用率までの範囲に含まれる
場合には、上記廃棄が可能であるか否かの何れかが、上
記使用率に応じた確率で判定される。上記判定手段にお
いて上記廃棄が可能であることが判定された場合、上記
データ廃棄手段において、上記転送データを記憶可能な
データ記憶手段のアドレスがランダムに生成される。生
成されたアドレスに上記転送データが記憶されていない
場合、当該アドレスにマークデータが格納され、記憶さ
れている場合には、当該アドレスの転送データが上記デ
ータ記憶手段から廃棄される。また上記データ格納手段
により、上記データ記憶手段において上記転送データが
記憶されていない空アドレスが検索され、検索された空
アドレスに上記マークデータが記憶されている場合、受
信された転送データおよび当該マークデータが廃棄さ
れ、記憶されていない場合、受信された転送データが当
該空アドレスに格納される。上記データ送信手段によ
り、上記データ記憶手段に記憶される転送データが読み
出され、読み出された転送データがそれぞれ所定の送信
先へ送信される。

【００３０】好適には、上記判定手段は、上記使用率が
上記上限使用率から所定の下限使用率までの範囲に含ま
れる場合に、上記上限使用率と上記下限使用率との差に
対する上記使用率と上記下限使用率との差の割合に応じ
た確率で、上記廃棄が可能であるか否かの何れかを判定
する。

【００３１】また、上記判定手段は、上記使用率が上記
上限使用率から上記下限使用率までの範囲に含まれる場
合、所定の値の範囲内で一様な乱数を生成し、生成した
乱数と上記割合との比較結果に応じて上記廃棄が可能で
あるか否かを判定しても良い。

【００３２】また、上記データ廃棄手段は、上記生成し
たアドレスに上記転送データおよび上記マークデータが
記憶されていない場合、所定の初期値を有する計数デー
タを含んだ上記マークデータを当該アドレスに格納し、
当該アドレスに上記マークデータが記憶されている場
合、当該マークデータに含まれる上記計数データの値に
所定の増分を加算しても良い。上記データ格納手段は、
上記検索した空アドレスに上記マークデータが記憶され
ている場合において、当該マークデータに含まれる上記
計数データが上記初期値を有する場合、受信した転送デ
ータおよび当該マークデータを廃棄し、上記初期値を有
さない場合、受信した転送データを破棄し、当該計数デ
ータの値から上記増分を減算したマークデータを当該空
アドレスに格納しても良い。

【００３３】また、受信される転送データに含まれる情
報に基づいて、当該転送データのコネクションを検出す
るコネクション検出手段を有しても良い。この場合、上
記データ格納手段は、上記転送データとともに、当該転
送データの上記検出されたコネクションを指定する指定
データを上記データ記憶手段に格納しても良い。上記デ
ータ廃棄手段は、上記生成したアドレスに転送データが
記憶されている場合、当該アドレスに記憶される上記指
定データに指定されるコネクションと同一のコネクショ
ンに属する転送データを、上記データ記憶手段から廃棄
しても良い。具体的には、上記データ記憶手段において
転送データが記憶されていない空アドレスを記憶する空
アドレス記憶手段と、受信した転送データが記憶される
上記データ記憶手段のアドレスを、上記コネクションご
とに順次記憶する複数の送信待ちアドレス記憶手段とを
有しても良い。この場合、上記データ格納手段は、上記
空アドレス記憶手段に記憶される上記空アドレスを入力
し、上記データ記憶手段の当該空アドレスに上記マーク
データが記憶されている場合、受信した転送データおよ
び当該マークデータを廃棄し、記憶されていない場合、
受信した転送データおよび上記指定データを当該空アド
レスに格納し、当該空アドレスを、上記空アドレス記憶
手段から廃棄し、上記指定データが指定するコネクショ
ンに対応する送信待ちアドレス記憶手段に格納しても良
い。上記データ廃棄手段は、上記生成したアドレスに上
記転送データが記憶されている場合、当該アドレスに記
憶される上記指定データを上記データ記憶手段から読み
出し、当該読み出した指定データが指定するコネクショ
ンに対応する上記送信待ちアドレス記憶手段に記憶され
た少なくとも１つのアドレスを廃棄し、当該廃棄したア
ドレスを上記空アドレス記憶手段に格納しても良い。さ
らに、上記データ送信手段は、上記コネクションごとに
所定の頻度で上記送信待ちアドレス記憶手段を選択し、
当該選択した送信待ちアドレス記憶手段のアドレスを記
憶された順に読み出し、当該読み出したアドレスに記憶
される上記データ記憶手段の転送データを読み出して送
信し、当該読み出したアドレスを、読み出し元の送信待
ちアドレス記憶手段から廃棄し、上記空アドレス記憶手
段に格納しても良い。

【００３４】本発明の第２の観点にかかるデータ中継方
法は、転送されるデータを受信するデータ受信ステップ
と、上記データ受信ステップにおいて上記転送データが
受信された場合において、上記転送データを記憶可能な
データ記憶手段の全体の記憶容量のうち上記転送データ
の記憶に使用された記憶容量の使用率が所定の上限使用
率を上回る場合に、上記データ記憶手段に記憶される転
送データの廃棄が可能であることを判定し、上記使用率
が上記上限使用率から所定の下限使用率までの範囲に含
まれる場合に、上記廃棄が可能であるか否かの何れか
を、上記使用率に応じた確率で判定する判定ステップ
と、上記判定ステップにおいて上記廃棄が可能であるこ
とが判定された場合において、上記転送データを記憶可
能なデータ記憶手段のアドレスをランダムに生成し、生
成したアドレスに上記転送データが記憶されていない場
合、当該アドレスにマークデータを格納し、記憶されて
いる場合、当該アドレスの転送データを上記データ記憶
手段から廃棄するデータ廃棄ステップと、上記データ記
憶手段において上記転送データが記憶されていない空ア
ドレスを検索し、検索した空アドレスに上記マークデー
タが記憶されている場合、受信した転送データおよび当
該マークデータを廃棄し、記憶されていない場合、受信
した転送データを当該空アドレスに格納するデータ格納
ステップと、上記データ記憶手段に記憶される転送デー
タを読み出し、読み出した転送データをそれぞれ所定の
送信先へ送信するデータ送信ステップとを有する。

【００３５】本発明の第２の観点にかかるデータ中継方
法によれば、上記データ受信ステップにおいてデータが
受信されると、上記判定ステップにおいて、上記使用率
が所定の上限使用率を上回る場合に、上記データ記憶手
段に記憶される転送データの廃棄が可能であることが判
定される。上記使用率が上記上限使用率から所定の下限
使用率までの範囲に含まれる場合には、上記廃棄が可能
であるか否かの何れかが、上記使用率に応じた確率で判
定される。上記判定ステップにおいて上記廃棄が可能で
あることが判定された場合、上記データ廃棄ステップに
おいて、上記転送データを記憶可能なデータ記憶手段の
アドレスがランダムに生成され、生成されたアドレスに
上記転送データが記憶されていない場合、当該アドレス
にマークデータが格納される。記憶されている場合に
は、当該アドレスの転送データが上記データ記憶手段か
ら廃棄される。また上記データ格納ステップでは、上記
データ記憶手段において上記転送データが記憶されてい
ない空アドレスが検索され、検索された空アドレスに上
記マークデータが記憶されている場合、受信した転送デ
ータおよび当該マークデータが廃棄される。記憶されて
いない場合には、受信した転送データが当該空アドレス
に格納される。上記データ送信ステップでは、上記デー
タ記憶手段に記憶される転送データが読み出され、読み
出された転送データがそれぞれ所定の送信先へ送信され
る。

【００３６】好適には、上記判定ステップは、上記使用
率が上記上限使用率から所定の下限使用率までの範囲に
含まれる場合に、上記上限使用率と上記下限使用率との
差に対する上記使用率と上記下限使用率との差の割合に
応じた確率で、上記廃棄が可能であるか否かの何れかを
判定する。

【００３７】また、上記判定ステップは、上記使用率が
上記上限使用率から上記下限使用率までの範囲に含まれ
る場合、所定の値の範囲内で一様な乱数を生成し、生成
した乱数と上記割合との比較結果に応じて上記廃棄が可
能であるか否かを判定しても良い。

【００３８】また、上記データ廃棄ステップは、上記生
成したアドレスに上記転送データおよび上記マークデー
タが記憶されていない場合、所定の初期値を有する計数
データを含んだ上記マークデータを当該アドレスに格納
し、当該アドレスに上記マークデータが記憶されている
場合、当該マークデータに含まれる上記計数データの値
に所定の増分を加算しても良い。この場合、上記データ
格納ステップは、上記検索した空アドレスに上記マーク
データが記憶されている場合において、当該マークデー
タに含まれる上記計数データが上記初期値を有する場
合、受信した転送データおよび当該マークデータを廃棄
し、上記初期値を有さない場合、受信した転送データを
破棄し、当該計数データの値から上記増分を減算したマ
ークデータを当該空アドレスに格納しても良い。

【００３９】また、受信される転送データに含まれる情
報に基づいて、当該転送データのコネクションを検出す
るコネクション検出ステップを有しても良い。この場
合、上記データ格納ステップは、上記転送データととも
に、当該転送データの上記検出されたコネクションを指
定する指定データを上記データ記憶手段に格納し、上記
データ廃棄ステップは、上記生成したアドレスに転送デ
ータが記憶されている場合、当該アドレスに記憶される
上記指定データに指定されるコネクションと同一のコネ
クションに属する転送データを、上記データ記憶手段か
ら廃棄しても良い。具体的には、上記データ格納ステッ
プは、上記データ記憶手段において転送データが記憶さ
れていない空アドレスを記憶する空アドレス記憶手段か
ら、上記空アドレスを入力するステップと、上記入力し
た空アドレスに上記マークデータが記憶されている場
合、受信した転送データおよび当該マークデータを廃棄
し、記憶されていない場合、受信した転送データおよび
上記指定データを当該空アドレスに格納し、当該空アド
レスを、上記空アドレス記憶手段から廃棄し、上記指定
データが指定するコネクションに対応する送信待ちアド
レス記憶手段に順次格納するステップとを含んでも良
い。上記データ廃棄ステップは、上記生成したアドレス
に上記転送データが記憶されている場合、当該アドレス
に記憶される上記指定データを上記データ記憶手段から
読み出し、当該読み出した指定データが指定するコネク
ションに対応する上記送信待ちアドレス記憶手段に記憶
された少なくとも１つのアドレスを廃棄するステップ
と、当該廃棄したアドレスを上記空アドレス記憶手段に
格納するステップとを含んでも良い。さらに、上記デー
タ送信ステップは、上記コネクションごとに所定の頻度
で上記送信待ちアドレス記憶手段を選択するステップ
と、当該選択した送信待ちアドレス記憶手段のアドレス
を記憶された順に読み出すステップと、当該読み出した
アドレスに記憶される上記データ記憶手段の転送データ
を読み出して送信するステップと、当該読み出したアド
レスを、読み出し元の送信待ちアドレス記憶手段から廃
棄し、上記空アドレス記憶手段に格納するステップとを
含んでも良い。

【００４０】

【発明の実施の形態】＜第１の実施形態＞本発明の第１
の実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るデータ中継装置
の構成例を示す概略的なブロック図である。図１に示す
データ中継装置は、データ受信部１０１と、データ格納
部１０２とデータバッファ１０３と、データ送信部１０
４と、判定部１０５と、データ廃棄部１０６とを有す
る。

【００４１】データ受信部１０１は、他のネットワーク
ノードから転送されるデータ、例えばパケットを、パケ
ット転送元のネットワークノードに対応する入力ポート
Ｉ１〜入力ポートＩｍ（ｍは任意の自然数を示す）に受
信するともに、パケットの受信を判定部１０５に通知す
る。

【００４２】データ格納部１０２は、データバッファ１
０３においてパケットが記憶されていない空アドレスを
検索し、検索された空アドレスに所定のマークデータが
記憶されているか否かを調べる。マークデータは、後述
するデータ廃棄部１０６において生成されるデータであ
る。このマークデータが記憶されている場合には、デー
タ受信部１０１で受信されたパケットをデータバッファ
１０３に格納せずにそのまま廃棄するとともに、このマ
ークデータをデータバッファ１０３から廃棄する。マー
クデータが記憶されていない場合には、受信されたパケ
ットをこの空アドレスに格納する。

【００４３】データバッファ１０３の空アドレスは、例
えば、パケットの格納・送信・廃棄の度に更新される空
アドレスのリスト（フリーリストとも呼ばれる）を設け
て、このフリーリストを参照することにより検索され
る。

【００４４】データバッファ１０３は、データ受信部１
０１において受信されるパケットをデータ格納部１０２
によって指定されるアドレスに記憶する。また、データ
送信部１０４によって指定されるアドレスに記憶された
パケットを読み出して、データ送信部１０４に出力す
る。さらに、データ廃棄部１０６によって指定されるア
ドレスのパケットを廃棄する。

【００４５】データ送信部１０４は、データバッファ１
０３に記憶されるパケットを読み出し、出力ポートＯ１
〜出力ポートＯｎのうち、パケットの送信先に応じて選
択した出力ポートにこのパケットを送信する。例えば、
データバッファ１０３に記憶されるパケットのアドレス
がデータバッファに格納された順番で並べられたキュー
を図示しないメモリ上に設けて、このキューから順番に
アドレスを読み出し、このアドレスに記憶されるパケッ
トをデータバッファ１０３から読み出して送信しても良
い。また、このキューをパケットのコネクションや、パ
ケットが入力された入力ポート、パケットが出力される
出力ポートごとに設け、それぞれのキューごとに所定の
頻度でパケットを読み出して送信しても良い。

【００４６】判定部１０５は、データ受信部１０１によ
るパケット受信の通知に応じて、データバッファ１０３
に記憶されるパケットが廃棄可能か否かを、データバッ
ファ１０３のバッファ使用率Ｑに応じて判定するブロッ
クである。バッファ使用率Ｑが上限値Ｑｈｉｇｈを上回
る場合、パケットが廃棄可能であることを判定する。バ
ッファ使用率Ｑが上限値Ｑｈｉｇｈから下限値Ｑｌｏｗ
までの範囲に含まれる場合には、バッファ使用率Ｑに応
じて設定される確率で、パケットが廃棄可能か否かを判
定する。バッファ使用率Ｑが下限値Ｑｌｏｗを下回る場
合には、パケットが廃棄不可であることを判定する。

【００４７】なおバッファ使用率Ｑは、例えばデータ格
納部１０２によるパケットの格納に応じてインクリメン
トされ、データ送信部１０４による送信やデータ廃棄部
１０６による廃棄に応じてデクリメントされるカウンタ
を設けて、このカウンタの計数値より求められるデータ
バッファ１０３の記憶パケット数Ｎによって検出しても
良い。この場合、データバッファ１０３の記憶容量が一
定であれば、バッファ使用率Ｑはこの記憶パケット数Ｎ
に比例するので、上限値Ｑｈｉｇｈ、下限値Ｑｌｏｗに
対応する上限パケット数Ｎｈｉｇｈ、下限パケット数Ｎ
ｌｏｗをそれぞれ設定し、この上限および下限のパケッ
ト数と全体の記憶パケット数Ｎとを比較して、上述と同
様な判定を行なっても良い。

【００４８】また、バッファ使用率Ｑが上限値Ｑｈｉｇ
ｈから下限値Ｑｌｏｗまでの範囲に含まれる場合におい
て、例えば所定の値の範囲で一様な乱数Ｄｒを生成し、
バッファ使用率Ｑに応じて設定されるしきい値Ｄｔとこ
の乱数Ｄｒとの大小比較に基づいて、パケットが廃棄可
能か否かを判定しても良い。これにより、しきい値Ｄｔ
に応じた確率で、パケットが廃棄可能か否かが判定され
る。この場合のしきい値Ｄｔとしては、例えば式（１）
に示すような値を設定しても良い。

【００４９】データ廃棄部１０６は、判定部１０５にお
いてパケットが廃棄可能であることが判定された場合
に、パケットを記憶可能なデータバッファ１０３のアド
レスをランダムに生成し、生成したアドレスに記憶され
ているパケットをデータバッファ１０３から廃棄する。
また、生成したアドレスにパケットが記憶されていない
場合には、このアドレスにマークデータを書き込む。こ
のマークデータは、アドレス生成時に廃棄できなかった
パケットの廃棄予約を行なうためのデータであり、マー
クデータの書き込み後、データ格納部１０２においてこ
のマークデータが書き込まれたアドレスが空アドレスと
して検索された場合に、パケットの廃棄が実行される。

【００５０】パケットの廃棄は、例えば、廃棄済みであ
ることを示すデータをこの生成したアドレスに記憶され
るパケットに上書きし、上述したフリーリストにこの生
成したアドレスを追加することによって処理しても良
い。この場合、データ格納部２０２によるパケットの格
納処理において、このランダム生成されたアドレスはパ
ケットの格納対象のアドレスになる。またデータ送信部
２０４によるデータ処理においては、データバッファ１
０３から上書きされた廃棄済みデータが読み出された場
合、この廃棄済みデータに対する送信処理がスキップさ
れ、廃棄済みデータがデータバッファ１０３から消去さ
れる。

【００５１】図２は、上述した構成を有する図１のデー
タ中継装置におけるパケットの廃棄および格納処理を説
明するための図である。図２ａに示すように、データ廃
棄部１０６によってパケットが廃棄される場合、ランダ
ム生成されたアドレスにパケットが記憶されている場合
には、このパケット（図２ａにおけるパケットＰＡ１）
がデータバッファ１０３から廃棄される。また、ランダ
ム生成されたアドレスにパケットが記憶されていない場
合には、このアドレスにマークデータＭが書き込まれ
る。

【００５２】また図２ｂに示すように、データバッファ
格納部１０２によってパケットが格納される場合、格納
先の空アドレスにマークデータが記憶されていない場合
には、この空アドレスに受信パケット（図２ｂにおける
パケットＰＡ２）が記憶される。格納先の空アドレスに
マークデータが記憶されている場合には、受信パケット
（図２ｂにおけるパケットＰＡ３）が廃棄されるととも
に、空アドレスに記憶されたマークデータが廃棄され
る。

【００５３】図３は、図１に示すデータ中継装置による
パケットの廃棄および格納処理を説明するための第１の
フローチャートである。データ受信部１０１にパケット
が受信されると、ステップＳＴ１００において、データ
バッファ１０３のバッファ使用率Ｑが下限値Ｑｌｏｗ以
上であるか否かが判定される。下限値Ｑｌｏｗを下回る
場合には、ステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０７に
おけるパケットの廃棄処理がスキップされ、ステップＳ
Ｔ１０８に処理が移行される。

【００５４】バッファ使用率Ｑが下限値Ｑｌｏｗ以上で
ある場合には、次にステップＳＴ１０１において、バッ
ファ使用率Ｑが上限値Ｑｈｉｇｈ以下であるか否かが判
定される。上限値Ｑｈｉｇｈを超える場合には、パケッ
トが廃棄可能であることが判定され、ステップＳＴ１０
４に処理が移行される。

【００５５】バッファ使用率Ｑが上限値Ｑｈｉｇｈ以下
である場合には、次にステップＳＴ１０２において乱数
Ｄｒが生成され、この乱数Ｄｒと、バッファ使用率Ｑに
応じた値を有するしきい値Ｄｔとの大小関係がステップ
ＳＴ１０３において判定される。乱数Ｄｒがしきい値Ｄ
ｔよりも大きい場合には、ステップＳＴ１０８に処理が
移行される。また、乱数Ｄｒがしきい値Ｄｔよりも小さ
い場合には、パケットが廃棄可能であることが判定され
て、ステップＳＴ１０４に処理が移行する。

【００５６】ステップＳＴ１０４において、パケットを
記憶可能なデータバッファ１０３のアドレスがランダム
に生成される。次いでステップＳＴ１０５において、こ
の生成されたアドレスにパケットがあるか否かが判定さ
れ、ない場合にはステップＳＴ１０７においてこの生成
されたアドレスにマークデータが書き込まれる。また、
生成されたアドレスにパケットがある場合には、ステッ
プＳＴ１０６においてこのパケットが廃棄された後、ス
テップＳＴ１０８に処理が移行される。

【００５７】ステップＳＴ１０８においては、受信され
たパケットを格納するための空アドレスが検索される。
次いでステップＳＴ１０９において、この検索された空
アドレスにマークデータが書き込まれているか否かが判
定され、書きこまれている場合には、ステップＳＴ１１
０において受信されたパケットおよびマークデータが廃
棄される。検索された空アドレスにマークデータが書き
込まれていない場合には、この空アドレスに受信された
パケットが格納される。

【００５８】なお、図３に示すフローチャートでは、ス
テップＳＴ１００〜ステップＳＴ１０７におけるパケッ
トの廃棄処理が行なわれた後に、ステップＳＴ１０８〜
ステップＳＴ１１１におけるパケットの格納処理が行な
われているが、パケットの廃棄処理と格納処理はそれぞ
れ独立に行なっても良い。したがって、例えば図４に示
すフローチャートのように、受信されたパケットの格納
後に廃棄処理を行なっても良い。図４は、図１に示すデ
ータ中継装置によるパケットの廃棄および格納処理を説
明するための第２のフローチャートであり、図３と図４
の同一符号のステップは同一の処理を行なう。図４のフ
ローチャートにおいては、図３においてパケットの廃棄
を行なうステップＳＴ１０６の後に実行されていたパケ
ットの格納処理ＳＴ１０８〜ＳＴ１１１がパケットの受
信後に実行されている。また、ステップＳＴ１１０また
はステップＳＴ１１１の後にステップＳＴ１０１〜ステ
ップＳＴ１０７の処理が実行されている。したがって、
受信されたパケットがデータバッファ１０３に格納され
る場合には、このパケットもステップＳＴ１０１〜ステ
ップＳＴ１０７の処理における廃棄の対象となる。

【００５９】ところで、ステップＳＴ１０４において
は、パケットが記憶可能なデータバッファ１０３の全て
のアドレスからランダムに１つのアドレスが生成される
ので、マークデータが書き込まれたアドレスが生成され
る場合も当然あり得る。この場合、１つのアドレスに対
して多重に廃棄予約が要求されることになる。１つのア
ドレスに対して廃棄予約を１回だけ行い、それ以上の廃
棄予約を行なわない場合には、例えばステップＳＴ１０
７において、マークデータが書き込まれたアドレスに同
じマークデータを何度も上書きさせれば良い。

【００６０】また、１つのアドレスに対して多重に廃棄
予約を行なう場合には、例えば、ステップＳＴ１０７の
マーク書き込み処理、およびステップＳＴ１１０の受信
パケット廃棄処理において、多重度の上限を定めた上
で、それぞれ図５および図６のフローチャートに示す処
理を実行させれば良い。

【００６１】図５は、同一のアドレスにマークを複数回
書き込む場合のマーク書き込み処理を説明するためのフ
ローチャートである。まずステップＳＴ２０１におい
て、ランダム生成されたアドレスにマークデータが書き
込まれているか否かが判断される。書き込まれていない
場合には、ステップＳＴ２０４において、このアドレス
にマークデータが書き込まれる。ただし、マークデータ
には廃棄予約の回数を示す計数データが含まれており、
この計数データの値は所定の初期値を有している。ラン
ダム生成されたアドレスにマークデータが書き込まれて
いる場合には、ステップＳＴ２０２において、このマー
クデータに含まれる計数データの値が所定の増分だけイ
ンクリメントされる。次いでステップＳＴ２０３におい
て、この計数データをインクリメントされたマークデー
タが、ランダム生成されたアドレスに書き込まれる。

【００６２】図６は、同一のアドレスにマークを複数回
書き込む場合の受信パケット廃棄処理を説明するための
フローチャートである。まずステップＳＴ３０１におい
て、マークデータに含まれる計数データの値が初期値で
あるか否かが判断される。初期値でない場合には、ステ
ップＳＴ３０２において受信パケットが廃棄されるとと
もに、ステップＳＴ３０３において、この計数データの
値がデクリメントされ、ステップＳＴ２０３による１回
分のインクリメント値が計数データから減算される。計
数データの値が初期値である場合には、受信パケットが
廃棄されるとともに、このマークデータがデータバッフ
ァ１０３から廃棄される。

【００６３】要求された廃棄予約を行なわない場合、本
来廃棄されるべきパケットが廃棄されないことになるの
で、パケットの廃棄確率は要求される値よりも小さくな
る。したがって、例えば上述した方法により同一のアド
レスに対して複数回の廃棄予約を行なうことによって、
パケットの廃棄確率を本来要求される値に近づけること
ができる。

【００６４】以上説明したように、図１に示すデータ中
継装置によれば、データ受信部１０１においてパケット
が受信された場合、判定部１０５において、データバッ
ファ１０３のバッファ使用率Ｑが上限値Ｑｈｉｇｈを上
回るか否かが判断され、この上限値Ｑｉｈｇｈを上回る
場合に、パケットの廃棄が可能であることが判定され
る。また、バッファ使用率Ｑが上限値Ｑｈｉｇｈと下限
値Ｑｌｏｗとの間に含まれることが判断された場合に
は、バッファ使用率Ｑに応じた確率で、パケットの廃棄
が可能であるか否かの何れかが判定される。例えば、所
定の値の範囲で一様な乱数Ｄｒが生成され、この乱数Ｄ
ｒと式（１）に示すようなしきい値Ｄｔとの大小比較の
結果に基づいてパケットの廃棄が可能であるか否かが判
定される。判定部１０５においてパケットが廃棄可能で
あることが判定された場合には、データ廃棄部１０６に
おいて、データバッファ１０３にアクセスするアドレス
がランダムに生成され、生成されたアドレスにパケット
が記憶されている場合、このアドレスの記憶されたパケ
ットがデータバッファ１０３から廃棄される。また、ラ
ンダム生成されたアドレスにパケットが記憶されていな
い場合には、このアドレスに廃棄予約を行なうためのマ
ークデータが書き込まれる。受信パケットの格納時に
は、データ格納部１０２においてデータバッファ１０３
の空アドレスが検索され、検索された空アドレスにマー
クデータが書きこまれている場合には、受信されたパケ
ットおよびこのマークデータが廃棄され、書き込まれて
いない場合には、受信されたパケットがこの空アドレス
に格納される。データバッファ１０３に記憶されるパケ
ットの送信時には、データ送信部１０４によってデータ
バッファ１０３の記憶パケットが読み出され、この読み
出されたパケットがそれぞれのパケットの送信先に応じ
た出力ポートから送信される。したがって、ハードウェ
アによって容易に実現可能な構成でありながら、図３２
のフローチャートに示す簡略化されたＲＥＤのようにバ
ッファ使用率と無関係にパケットの廃棄率が決定される
従来のデータ中継装置に比べてコネクション間の不公平
性を改善できる。これにより、従来のデータ中継装置に
比べて公平な通信サービスを提供することができる。ま
た、本来のＲＥＤをソフトウェアによって実現するデー
タ中継装置に比べて安価に実現可能である。

【００６５】＜第２の実施形態＞次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。第２の実施形態において
は、第１の実施形態におけるパケットの格納処理や廃棄
処理、送信処理のより具体的な実施形態が示される。

【００６６】図７は、本発明の第２の実施形態に係るデ
ータ中継装置の構成例を示す概略的なブロック図であ
る。図７に示すデータ中継装置は、データ受信部２０
１、データ格納部２０２、データバッファ２０３、デー
タ送信部２０４、判定部２０５、データ廃棄部２０６、
空アドレス記憶部２０７、および送信待ちアドレス記憶
部２０８を有する。

【００６７】データ受信部２０１は、他のネットワーク
ノードから転送されるデータ、例えばパケットを、パケ
ット転送元のネットワークノードに対応する入力ポート
Ｉ１〜入力ポートＩｍ（ｍは任意の自然数を示す）に受
信するともに、パケットの受信を判定部２０５に通知す
る。

【００６８】また、受信したパケットに含まれる情報、
例えばＩＰデータグラムにおけるヘッダ情報などを抽出
し、抽出したヘッダ情報に含まれる送信元と送信先のア
ドレスなどに基づいて、受信されたパケットのコネクシ
ョンを検出する。そして、検出されたコネクションを指
定するための指定データを生成し、受信パケットおよび
指定データをデータ格納部２０２に出力する。

【００６９】データ格納部２０２は、データバッファ２
０３においてパケットが記憶されていない空アドレスを
検索し、検索された空アドレスに所定のマークデータが
記憶されているか否かを調べる。このマークデータが記
憶されている場合には、データ受信部２０１で受信され
たパケットをデータバッファ２０３に格納せずにそのま
ま廃棄するとともに、このマークデータをデータバッフ
ァ２０３から廃棄する。マークデータが記憶されていな
い場合には、受信されたパケットとこれに対応する上述
した指定データをこの空アドレスに格納する。

【００７０】なお、データバッファ２０３の空アドレス
は、空アドレス記憶部２０７に記憶されたアドレスから
取得する。また、パケットの格納のために取得したアド
レスを、空アドレス記憶部２０７から廃棄し、このパケ
ットが属するコネクションに対応する送信待ちアドレス
記憶部２０８の送信待ちキュー（Ｑ１〜Ｑｋ）の末尾
に、この廃棄したアドレスを繋げる。

【００７１】データバッファ２０３は、データ受信部２
０１において受信されるパケットおよび上述の指定デー
タを、データ格納部２０２によって指定されるアドレス
に記憶する。また、データ送信部２０４によって指定さ
れるアドレスに記憶されたパケットを読み出して、デー
タ送信部２０４に出力する。さらに、データ廃棄部２０
６によって指定されるアドレスのパケットを廃棄する。

【００７２】データ送信部２０４は、データバッファ２
０３に記憶されるパケットおよび指定データを読み出
し、出力ポートＯ１〜出力ポートＯｎのうち、指定デー
タによって指定されるコネクションに応じて選択した出
力ポートに、この読み出したパケットを送信する。

【００７３】なお、送信するパケットのアドレスは、コ
ネクションごとに設けられた送信待ちアドレス記憶部２
０８の送信待ちキューＱ１〜送信待ちキューＱｋ（ｋは
任意の自然数を示す）から取得する。パケットの送信
は、例えば各コネクションが所定の転送レートとなるよ
うな頻度で実行しても良く、全てのコネクションが同じ
転送レートとなるような頻度で実行しても良い。

【００７４】また、取得した送信待ちパケットのアドレ
スを、取得元の送信待ちキューから廃棄するとともに、
このアドレスを空アドレス記憶部２０７に追加する。

【００７５】判定部２０５は、データ受信部２０１によ
るパケット受信の通知に応じて、データバッファ２０３
に記憶されるパケットが廃棄可能か否かを、データバッ
ファ２０３のバッファ使用率Ｑに応じて判定するブロッ
クであり、図１の判定部１０５と同等の機能を有してい
る。

【００７６】データ廃棄部２０６は、判定部２０５にお
いてパケットの廃棄が可能であることが判定された場合
に、パケットを記憶可能なデータバッファ２０５のアド
レスをランダムに生成し、生成したアドレスにパケット
ともに記憶されている指定データを読み出す。そして、
この読み出した指定データにより指定されるコネクショ
ンに対応する送信待ちキューの先頭から、送信待ちのパ
ケットのアドレスを廃棄する。さらに、この廃棄したア
ドレスを空アドレス記憶部２０７に追加する。また、生
成したアドレスにパケットが記憶されていない場合に
は、このアドレスにマークデータを書き込む。

【００７７】空アドレス記憶部２０７は、パケットを記
憶可能なデータバッファ２０３のアドレスのうち、まだ
パケットが記憶されていない空アドレスを記憶する。こ
の空アドレス記憶部２０７は、例えばデータ格納部２０
２、データ送信部２０４およびデータ廃棄部２０６から
受ける空アドレス登録要求の受付順に空アドレスを順序
付けて管理するキューの構成にしても良い。この場合、
データ格納部２０２によるパケットの格納時において
は、このキューに最も早く繋がれた先頭アドレスがデー
タ格納部２０２に読み出される。また、データ送信部２
０４の送信時やデータ廃棄部２０６の廃棄時において
は、送信または廃棄されるパケットのアドレスがこのキ
ューの末尾に繋げられる。

【００７８】送信待ちアドレス記憶部２０８は、データ
受信部２０１において検出されるコネクションにそれぞ
れ対応する送信待ちキューＱ１〜送信待ちキューＱｋを
有しており、データバッファ２０３に記憶されるパケッ
トのアドレスをコネクションごとに格納する。パケット
の格納時においては、データ格納部２０２によって、格
納されるパケットのアドレスが、このパケットが属する
コネクションに対応する送信待ちキューの末尾に繋げら
れる。また、パケットの送信時においては、選択された
送信待ちキューの先頭アドレスがデータ送信部２０４に
よって読み出され、このアドレスのパケットが送信され
る。

【００７９】次に、上述した構成を有する図７のデータ
中継装置の動作について説明する。パケットの廃棄処理
および格納処理は、図３や図４のフローチャートに示す
図１のデータ中継装置の動作と同様である。ここでは、
図７のデータ中継装置においてより具体化されるステッ
プＳＴ１０６のパケット廃棄処理、ステップＳＴ１１１
のパケット格納処理、およびパケット送信処理につい
て、図８〜図１０を参照して説明する。

【００８０】図８は、図７に示すデータ中継装置による
パケット廃棄処理を説明するためのフローチャートであ
る。まずステップＳＴ４０１において、ランダム生成さ
れたアドレスに記憶される指定データがデータバッファ
２０３から読み出される。次いでステップＳＴ４０２に
おいて、この読み出された指定データにより指定される
コネクションに対応する送信待ちキューの先頭から、送
信待ちパケットのアドレスが廃棄される。通常、廃棄さ
れるパケットとランダム生成されたアドレスに記憶され
るパケットとは異なるものになるが、これらのパケット
は同一のコネクションに属しているので、どちらを廃棄
してもコネクションごとの廃棄確率は同じになる。次い
でステップＳＴ４０３において、ステップＳＴ３０２で
廃棄されたアドレスが空アドレス記憶部２０７に追加さ
れる。これにより、送信待ちキューから廃棄されたアド
レスが空アドレスとなり、このアドレスへのパケットの
格納が可能になる。

【００８１】図９は、図７に示すデータ中継装置による
パケット格納処理を説明するためのフローチャートであ
る。まずステップＳＴ５０１において、空アドレス記憶
部２０７から空アドレスが検索された空アドレスに受信
パケットおよびコネクションの指定データが格納され
る。次いでステップＳＴ５０２において、この空アドレ
スが空アドレス記憶部２０７から廃棄されるとともに、
指定データに指定されるコネクションに対応した送信待
ちキューに追加される。

【００８２】図１０は、図７に示すデータ中継装置によ
るパケット送信処理を説明するためのフローチャートで
ある。まずステップＳＴ６０１において、送信待ちキュ
ーＱ１〜送信待ちキューＱｋから、送信を行なうコネク
ションに対応する送信待ちキューが選択される。この選
択は、例えばコネクションごとに所定の転送レートを達
成するような頻度で行なわれる。すなわち、一定時間内
において高転送レートのコネクションは低転送レートの
コネクションに比べて多く選択され、多く送信される。
次いでステップＳＴ６０２において、この選択された送
信待ちキューの先頭から、送信するパケットのアドレス
が取得される。この取得されたアドレスに記憶されるパ
ケットがデータバッファ２０３から読み出され、データ
送信部２０４によって送信される。次いでステップＳＴ
６０４において、取得されたアドレスが取得元の送信待
ちキューから廃棄されるとともに、空アドレス記憶部２
０７に追加される。

【００８３】以上説明したように、図７に示すデータ中
継装置においても、図１に示すデータ中継装置と同様の
効果を奏することが可能である。すなわち、ハードウェ
アによって容易に実現可能な構成でありながら、従来の
データ中継装置に比べてコネクション間の公平性を向上
させることができ、コストを低減できる。

【００８４】＜シミュレーションによる検証＞次に、上
述した本発明の実施形態に係るデータ中継装置の具体的
な性能を検証したシミュレーションについて説明する。
図１１は、シミュレーションモデルのネットワーク構成
を示す図である。図１１に示すネットワーク構成におい
て、Ｎ１〜Ｎ４はネットワークのノードを示す。

【００８５】ノードＮ１およびノードＮ２は、それぞれ
ノードＮ３を介してノードＮ４にパケットを送信するノ
ードである。ノードＮ１およびノードＮ２から転送され
るパケットはＵＤＰ（user datagram protocol）パケ
ットであり、１パケットのサイズは１０００バイトであ
る。また、パケットの転送間隔は、指数分布に基づいて
ランダムに変化する。ノードＮ１およびノードＮ２の転
送レートは、図１２に示すように時間的に変化してい
る。図１２ａはノードＮ１におけるパケットの転送レー
トであり、図１２ｂはノードＮ２におけるパケットの転
送レートである。これらの図に示すように、ノードＮ１
およびノードＮ２の転送レートは１秒間隔で８Ｍｂｐｓ
または４Ｍｂｐｓに変化する。

【００８６】ノードＮ３は、ノードＮ１およびノードＮ
２から転送されるパケットを受けて、これをノードＮ４
に送信するデータ中継装置である。本シミュレーション
ではこのノードＮ３に、図３のフローチャートの処理を
行なう本発明に係るデータ中継装置か、または図３２の
フローチャートの処理を行なう従来の簡易型ＲＥＤデー
タ中継装置の何れかが適用される。

【００８７】また、ノードＮ３に適用されるデータ中継
装置のパケット廃棄特性は、図１３に示す特性に設定さ
れる。図１３は、シミュレーションモデルにおいてデー
タ中継装置に設定されるパケット廃棄特性を示す図であ
り、縦軸はパケット廃棄確率Ｐを、横軸はバッファ使用
率Ｑをそれぞれ示している。すなわち、本シミュレーシ
ョンにおいて上限値Ｑｈｉｇｈは０．８に、下限値Ｑｌ
ｏｗは０．２に、スロープ係数Ｓｐは０．６にそれぞれ
設定される。

【００８８】なお、図１１に示す各ノードを接続するリ
ンクの転送レートは、最大１０Ｍｂｐｓに制限されてい
る。したがって、ノードＮ１およびノードＮ２から毎秒
あたり合計１２Ｍビット分転送されるパケットのうち、
２Ｍビット分のパケットがノードＮ３からノードＮ４へ
転送されずに廃棄される。

【００８９】図１４は、本発明に係るデータ中継装置を
用いた第１のシミュレーションにおける、パケット廃棄
確率の時間的変化を示す図である。図１４において、縦
軸はパケット廃棄確率Ｐを、横軸は時間（単位：秒）を
それぞれ示している。また、曲線Ａ１は、ノードＮ１か
らノードＮ３を介してノードＮ４へパケットが転送され
るフローＦ１での曲線に、曲線Ａ２は、ノードＮ２から
ノードＮ３を介してノードＮ４へパケットが転送される
フローＦ２での曲線にそれぞれ対応している。なお第１
のシミュレーションにおいて、ノードＮ３に適用される
本発明に係るデータ中継装置の最大パケット格納数は１
００パケットに設定されている。

【００９０】図１５は、従来のデータ中継装置を用いた
第２のシミュレーションにおける、パケット廃棄確率の
時間的変化を示す図である。図１５において、縦軸はパ
ケット廃棄確率Ｐを、横軸は時間（単位：秒）をそれぞ
れ示している。また、曲線Ｂ１はフローＦ１での曲線
に、曲線Ｂ２はフローＦ２での曲線にそれぞれ対応して
いる。なお第２のシミュレーションにおいて、ノードＮ
３に適用される従来のデータ中継装置の最大パケット格
納数は１００パケットに設定されている。

【００９１】図１６は、第１および第２のシミュレーシ
ョンにおける、フローＦ１のパケット廃棄確率の時間的
変化を示す図である。図１６において、縦軸はパケット
廃棄確率Ｐを、横軸は時間（単位：秒）をそれぞれ示し
ている。また、曲線Ａ１は第１のシミュレーションでの
曲線に、曲線Ｂ１は第２のシミュレーションでの曲線に
それぞれ対応している。

【００９２】図１７は、第１および第２のシミュレーシ
ョンにおける、フローＦ２のパケット廃棄確率の時間的
変化を示す図である。図１７において、縦軸はパケット
廃棄確率Ｐを、横軸は時間（単位：秒）をそれぞれ示し
ている。また、曲線Ａ２は第１のシミュレーションでの
曲線に、曲線Ｂ２は第２のシミュレーションでの曲線に
それぞれ対応している。

【００９３】図１４〜図１７に示すパケット廃棄確率Ｐ
の時間的変化から分かるように、データバッファのサイ
ズが１００パケットの場合において、本発明のデータ中
継装置と従来のデータ中継装置とでは、本発明のデータ
中継装置の方がフロー間のパケット廃棄確率Ｐの差が小
さくなっている。

【００９４】最初の１秒間で転送レートが８Ｍｂｐｓと
なるフローＦ１のパケットによりデータバッファの多く
を占有されてしまうと、本発明に係るデータ中継装置の
場合、バッファ使用率に応じてパケットの廃棄確率が大
きくなるので、このバッファ使用率の変化に反応してフ
ローＦ１のパケットの廃棄確率がフローＦ２に比べて高
くなる。これは、例えば図１６における２．０［ｓ］以
降の時間において、本発明に係るデータ中継装置での曲
線Ａ１のほうが、従来の簡易型ＲＥＤのデータ中継装置
での曲線Ｂ１より廃棄確率が高くなっていることからも
分かる。フローＦ１のパケット廃棄確率が高くなること
で、フローＦ１のバッファ使用率が減少してフローＦ２
のバッファ使用率に近づくと、これに伴い、フローＦ１
とフローＦ２のパケット廃棄確率が近づいてくる。この
ように、本発明に係るデータ中継装置においては、デー
タバッファの使用率に応じて廃棄確率が推移しており、
公平性が保たれている。

【００９５】一方、従来の簡易型ＲＥＤのデータ中継装
置では、バッファ使用率の変化とは無関係にパケットが
廃棄されるので、最初の１秒間において増大したフロー
Ｆ１のバッファ占有率はなかなか減少しない。また、最
初の１秒間でパケットを捨てられずに済んだフローＦ１
の廃棄確率は、結果としてその後もフローＦ２に比べて
低いままである。すなわち、データバッファを多く占有
しているフローＦ１のパケット廃棄確率がフローＦ２よ
り低くなっており、不公平が生じている。

【００９６】図１８は、第１および第２のシミュレーシ
ョンにおいて、フローＦ１のパケットがデータ中継装置
に到着する数の時間的変化を示す図である。図１８にお
いて、縦軸はノードＮ３のデータ中継装置に到着するパ
ケット数ＴＰを、横軸は時間（単位：秒）をそれぞれ示
している。また、曲線Ａ１は第１のシミュレーションで
の曲線に、曲線Ｂ１は第２のシミュレーションでの曲線
にそれぞれ対応している。ただし、図１８においては、
曲線Ａ１と曲線Ｂ１とが重なっているため、１つの曲線
のみが示されている。

【００９７】図１９は、第１および第２のシミュレーシ
ョンにおいて、フローＦ２のパケットがデータ中継装置
に到着する数の時間的変化を示す図である。図１９にお
いて、縦軸はノードＮ３のデータ中継装置に到着するパ
ケット数ＴＰを、横軸は時間（単位：秒）をそれぞれ示
している。また、曲線Ａ２は第１のシミュレーションで
の曲線に、曲線Ｂ２は第２のシミュレーションでの曲線
にそれぞれ対応している。ただし、図１９においても、
図１８と同様に曲線Ａ２と曲線Ｂ２とが重なっているた
め、１つの曲線のみが示されている。

【００９８】図１８および図１９に示すように、フロー
Ｆ１とフローＦ２とでは、何れのシミュレーションにお
いても、データ中継装置に到着するパケット量が全く同
じになっている。

【００９９】図２０は、第１および第２のシミュレーシ
ョンにおける、第１のフローの転送レートの時間的変化
を示す図である。図２０において、縦軸は転送レート
（単位：ｐｐｓ）を、横軸は時間（単位：秒）をそれぞ
れ示している。また曲線Ａ１は第１のシミュレーション
での曲線に、曲線Ｂ１は第２のシミュレーションでの曲
線にそれぞれ対応している。

【０１００】図２１は、第１および第２のシミュレーシ
ョンにおける、第２のフローの転送レートの時間的変化
を示す図である。図２１において、、縦軸は転送レート
（単位：ｐｐｓ）を、横軸は時間（単位：秒）をそれぞ
れ示している。また曲線Ａ２は第１のシミュレーション
での曲線に、曲線Ｂ２は第２のシミュレーションでの曲
線にそれぞれ対応している。

【０１０１】図２０および図２１に示す転送レートは、
データ中継装置において廃棄されずにノードＮ４に到着
する単位時間当たりのデータ量を示している。フローＦ
１およびフローＦ２に供給されるパケットの転送レート
は、図１２に示すように１秒おきに変化しているため、
図２０および図２１に示す曲線も１秒おきに増減を繰り
返す曲線となっている。この増減する部分の傾きは、第
１のシミュレーションと第２のシミュレーションとで比
較すると、ほとんど一致している。これは、本発明に係
るデータ中継装置におけるパケットの廃棄数が、従来の
簡易型ＲＥＤのデータ中継装置における廃棄数と原理的
にほとんど同じであり、また、パケットが廃棄されるタ
イミングが近接しているためである。すなわち、十分低
いパケット廃棄確率の範囲において、これらのデータ中
継装置は、入力パケット量の変化に対する出力パケット
量の時間的応答がほとんど同等であることが分かる。

【０１０２】図２２は、本発明に係るデータ中継装置を
用いた第３のシミュレーションにおける、パケット廃棄
確率の時間的変化を示す図である。図２２において、縦
軸はパケット廃棄確率Ｐを、横軸は時間（単位：秒）を
それぞれ示している。また、曲線Ａ１はフローＦ１での
曲線に、曲線Ａ２はフローＦ２での曲線にそれぞれ対応
している。なお第３のシミュレーションにおいて、ノー
ドＮ３に適用される本発明に係るデータ中継装置の最大
パケット格納数は、第１のシミュレーションの１０倍で
ある１０００パケットに設定されている。

【０１０３】図２３は、従来のデータ中継装置を用いた
第４のシミュレーションにおける、パケット廃棄確率の
時間的変化を示す図である。図２３において、縦軸はパ
ケット廃棄確率Ｐを、横軸は時間（単位：秒）をそれぞ
れ示している。また、曲線Ｂ１はフローＦ１での曲線
に、曲線Ｂ２はフローＦ２での曲線にそれぞれ対応して
いる。なお第４のシミュレーションにおいて、ノードＮ
３に適用される従来のデータ中継装置の最大パケット格
納数は、第２のシミュレーションの１０倍である１００
０パケットに設定されている。

【０１０４】図２４は、第３および第４のシミュレーシ
ョンにおける、フローＦ１のパケット廃棄確率の時間的
変化を示す図である。図２４において、縦軸はパケット
廃棄確率Ｐを、横軸は時間（単位：秒）をそれぞれ示し
ている。また、曲線Ａ１は第１のシミュレーションでの
曲線に、曲線Ｂ１は第２のシミュレーションでの曲線に
それぞれ対応している。

【０１０５】図２５は、第３および第４のシミュレーシ
ョンにおける、フローＦ２のパケット廃棄確率の時間的
変化を示す図である。図２５において、縦軸はパケット
廃棄確率Ｐを、横軸は時間（単位：秒）をそれぞれ示し
ている。また、曲線Ａ２は第１のシミュレーションでの
曲線に、曲線Ｂ２は第２のシミュレーションでの曲線に
それぞれ対応している。

【０１０６】図２２〜図２５に示すパケット廃棄確率Ｐ
の時間的変化から分かるように、データバッファの最大
パケット格納数が１０００パケットの場合には、１００
パケットの場合とは逆に、従来の簡易型ＲＥＤのデータ
中継装置の方が本発明のデータ中継装置に比べてフロー
間のパケット廃棄確率Ｐの差が小さくなっている。これ
は、データバッファの容量が大きいほどバッファ使用率
がゆっくり変化するためである。すなわち、最初の１秒
間で生じたフローＦ１とフローＦ２のバッファ使用率の
アンバランスが長く残っているので、本発明に係るデー
タ中継装置ではこのアンバランスを是正するように、フ
ローＦ１のパケット廃棄確率がフローＦ２に比べて高く
なっている。これに対し、従来の簡易型ＲＥＤのデータ
中継装置では、このアンバランスが生じたまま２つのフ
ローが同等なパケット廃棄確率になるので、不公平が生
じている。

【０１０７】図２６は、第３および第４のシミュレーシ
ョンにおける、フローＦ１の転送レートの時間的変化を
示す図である。図２６において、縦軸は転送レート（単
位：ｐｐｓ）を、横軸は時間（単位：秒）をそれぞれ示
している。また曲線Ａ１は第１のシミュレーションでの
曲線に、曲線Ｂ１は第２のシミュレーションでの曲線に
それぞれ対応している。

【０１０８】図２８は、第３および第４のシミュレーシ
ョンにおける、フローＦ２の転送レートの時間的変化を
示す図である。図２８において、縦軸は転送レート（単
位：ｐｐｓ）を、横軸は時間（単位：秒）をそれぞれ示
している。また曲線Ａ２は第１のシミュレーションでの
曲線に、曲線Ｂ２は第２のシミュレーションでの曲線に
それぞれ対応している。

【０１０９】図２６および図２７において示されるよう
に、データ中継装置のデータバッフの容量が１０倍大き
い第３および第４のシミュレーションにおいても、第１
および第２のシミュレーションと同様に、本発明に係る
データ中継装置は従来の簡易型ＲＥＤのデータ中継装置
と同等の時間応答性を有している。

【０１１０】このように、本発明に係るデータ中継装置
は、従来の簡易型ＲＥＤのデータ中継装置と比べて、転
送レートが時間的に変動する複数のコネクションに対し
て公平な通信サービスを提供できることが分かる。ま
た、転送レートの時間変化に対する応答性能は、これら
のデータ中継装置においてほぼ同等である。以上が、本
発明の実施形態に係るデータ中継装置の具体的な性能を
検証したシミュレーションの説明である。

【０１１１】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れない。例えば、図１および図７に示すブロック図の構
成はハードウェアに限定されるものではなく、例えば図
３〜図６、図８〜図１０などのフローチャートに示す処
理をソフトウェアによって実行するコンピュータを用
い、図１および図７に示す各ブロックの一部または全部
の機能を実現することも可能である。

【０１１２】

【発明の効果】本発明のデータ中継装置によれば、簡易
な構成のハードウェアで実現でき、また、コネクション
間のデータ廃棄確率の不公平性を低減できる。また、本
発明のデータ中継方法によれば、簡易な処理でコネクシ
ョン間のデータ廃棄確率の不公平性を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るデータ中継装置
の構成例を示す概略的なブロック図である。

【図２】図１に示すデータ中継装置におけるパケットの
廃棄および格納処理を説明するための図である。

【図３】図１に示すデータ中継装置によるパケットの廃
棄および格納処理を説明するための第１のフローチャー
トである。

【図４】図１に示すデータ中継装置によるパケットの廃
棄および格納処理を説明するための第２のフローチャー
トである。

【図５】同一のアドレスにマークを複数回書き込む場合
のマーク書き込み処理を説明するためのフローチャート
である。

【図６】同一のアドレスにマークを複数回書き込む場合
の受信パケット廃棄処理を説明するためのフローチャー
トである。

【図７】本発明の第２の実施形態に係るデータ中継装置
の構成例を示す概略的なブロック図である。

【図８】図７に示すデータ中継装置によるパケット廃棄
処理を説明するためのフローチャートである。

【図９】図７に示すデータ中継装置によるパケット格納
処理を説明するためのフローチャートである。

【図１０】図７に示すデータ中継装置によるパケット送
信処理を説明するためのフローチャートである。

【図１１】シミュレーションモデルのネットワーク構成
を示す図である。

【図１２】シミュレーションモデルにおいて、パケット
送信ノードにおけるパケットの転送レートの時間的変化
を示す図である。

【図１３】シミュレーションモデルにおいて、データ中
継装置に設定されるパケット廃棄特性を示す図である。

【図１４】本発明に係るデータ中継装置を用いた第１の
シミュレーションにおける、パケット廃棄確率の時間的
変化を示す図である。

【図１５】従来のデータ中継装置を用いた第２のシミュ
レーションにおける、パケット廃棄確率の時間的変化を
示す図である。

【図１６】第１および第２のシミュレーションにおけ
る、第１のフローのパケット廃棄確率の時間的変化を示
す図である。

【図１７】第１および第２のシミュレーションにおけ
る、第２のフローのパケット廃棄確率の時間変化を示す
図である。

【図１８】第１および第２のシミュレーションにおい
て、第１のフローのパケットがデータ中継装置に到着す
る数の時間的変化を示す図である。

【図１９】第１および第２のシミュレーションにおい
て、第２のフローのパケットがデータ中継装置に到着す
る数の時間的変化を示す図である。

【図２０】第１および第２のシミュレーションにおけ
る、第１のフローの転送レートの時間的変化を示す図で
ある。

【図２１】第１および第２のシミュレーションにおけ
る、第２のフローの転送レートの時間的変化を示す図で
ある。

【図２２】本発明に係るデータ中継装置を用いた第３の
シミュレーションにおける、パケット廃棄確率の時間的
変化を示す図である。

【図２３】従来のデータ中継装置を用いた第４のシミュ
レーションにおける、パケット廃棄確率の時間的変化を
示す図である。

【図２４】第３および第４のシミュレーションにおけ
る、第１のフローのパケット廃棄確率の時間的変化を示
す図である。

【図２５】第３および第４のシミュレーションにおけ
る、第２のフローのパケット廃棄確率の時間的変化を示
す図である。

【図２６】第３および第４のシミュレーションにおけ
る、第１のフローの転送レートの時間的変化を示す図で
ある。

【図２７】第３および第４のシミュレーションにおけ
る、第２のフローの転送レートの時間的変化を示す図で
ある。

【図２８】一般的なデータ中継装置の構成を示す概略的
なブロック図である。

【図２９】ＲＥＤによるパケットの廃棄および格納処理
を説明するための図である。

【図３０】ＲＥＤによるパケットの廃棄および格納処理
を説明するためのフローチャートである。

【図３１】ＲＥＤおけるバッファ使用率とパケット廃棄
確率との関係の一例を示す図である。

【図３２】従来のデータ中継装置におけるパケットの廃
棄および格納処理を説明するためのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１，１０１，２０１…データ受信部、２，１０３，２０
３…データバッファ、３，１０４，２０４…データ送信
部、１０２，２０２…データ格納部、１０５，２０５…
判定部、１０６，２０６…データ廃棄部、２０７…空ア
ドレス記憶部、２０８…送信待ちアドレス記憶部、Ｑ１
〜Ｑｋ…送信待ちキュー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 浩 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 荒木 俊雅 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5K030 GA13 HA08 HD03 KA03 LC18 MA13 MB15

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転送されるデータを記憶可能なデータ記
   憶手段と、 上記転送データの受信に応じて、上記転送データを記憶
   可能な上記データ記憶手段の全体の記憶容量のうち上記
   転送データの記憶に使用された記憶容量の使用率が所定
   の上限使用率を上回る場合に、上記データ記憶手段に記
   憶される転送データの廃棄が可能であることを判定し、
   上記使用率が上記上限使用率から所定の下限使用率まで
   の範囲に含まれる場合に、上記廃棄が可能であるか否か
   の何れかを、上記使用率に応じた確率で判定する判定手
   段と、 上記判定手段において上記廃棄が可能であることが判定
   された場合、上記転送データを記憶可能なデータ記憶手
   段のアドレスをランダムに生成し、生成したアドレスに
   上記転送データが記憶されていない場合、当該アドレス
   にマークデータを格納し、記憶されている場合、当該ア
   ドレスの転送データを上記データ記憶手段から廃棄する
   データ廃棄手段と、 上記データ記憶手段において上記転送データが記憶され
   ていない空アドレスを検索し、検索した空アドレスに上
   記マークデータが記憶されている場合、受信した転送デ
   ータおよび当該マークデータを廃棄し、記憶されていな
   い場合、受信した転送データを当該空アドレスに格納す
   るデータ格納手段と、 上記データ記憶手段に記憶される転送データを読み出
   し、読み出した転送データをそれぞれ所定の送信先へ送
   信するデータ送信手段とを有するデータ中継装置。
2. 【請求項２】 上記判定手段は、上記使用率が上記上限
   使用率から所定の下限使用率までの範囲に含まれる場合
   に、上記上限使用率と上記下限使用率との差に対する上
   記使用率と上記下限使用率との差の割合に応じた確率
   で、上記廃棄が可能であるか否かの何れかを判定する、 請求項１に記載のデータ中継装置。
3. 【請求項３】 上記判定手段は、上記使用率が上記上限
   使用率から上記下限使用率までの範囲に含まれる場合、
   所定の値の範囲内で一様な乱数を生成し、生成した乱数
   と上記割合との比較結果に応じて上記廃棄が可能である
   か否かを判定する、 請求項２に記載のデータ中継装置。
4. 【請求項４】 上記判定手段は、所定のスロープ係数お
   よび上記割合に比例した確率で、上記廃棄が可能である
   か否かの何れかを判定する、 請求項２に記載のデータ中継装置。
5. 【請求項５】 上記データ廃棄手段は、上記生成したア
   ドレスに上記転送データおよび上記マークデータが記憶
   されていない場合、所定の初期値を有する計数データを
   含んだ上記マークデータを当該アドレスに格納し、当該
   アドレスに上記マークデータが記憶されている場合、当
   該マークデータに含まれる上記計数データの値に所定の
   増分を加算し、 上記データ格納手段は、上記検索した空アドレスに上記
   マークデータが記憶されている場合において、当該マー
   クデータに含まれる上記計数データが上記初期値を有す
   る場合、受信した転送データおよび当該マークデータを
   廃棄し、上記初期値を有さない場合、受信した転送デー
   タを破棄し、当該計数データの値から上記増分を減算し
   たマークデータを当該空アドレスに格納する、 請求項１に記載のデータ中継装置。
6. 【請求項６】 受信される転送データに含まれる情報に
   基づいて、当該転送データのコネクションを検出するコ
   ネクション検出手段を有し、 上記データ格納手段は、上記転送データとともに、当該
   転送データの上記検出されたコネクションを指定する指
   定データを上記データ記憶手段に格納し、 上記データ廃棄手段は、上記生成したアドレスに転送デ
   ータが記憶されている場合、当該アドレスに記憶される
   上記指定データに指定されるコネクションと同一のコネ
   クションに属する転送データを、上記データ記憶手段か
   ら廃棄する、 請求項１に記載のデータ中継装置。
7. 【請求項７】 上記データ記憶手段において転送データ
   が記憶されていない空アドレスを記憶する空アドレス記
   憶手段と、 受信した転送データが記憶される上記データ記憶手段の
   アドレスを、上記コネクションごとに順次記憶する複数
   の送信待ちアドレス記憶手段とを有し、 上記データ格納手段は、上記空アドレス記憶手段に記憶
   される上記空アドレスを入力し、上記データ記憶手段の
   当該空アドレスに上記マークデータが記憶されている場
   合、受信した転送データおよび当該マークデータを廃棄
   し、記憶されていない場合、受信した転送データおよび
   上記指定データを当該空アドレスに格納し、当該空アド
   レスを、上記空アドレス記憶手段から廃棄し、上記指定
   データが指定するコネクションに対応する送信待ちアド
   レス記憶手段に格納し、 上記データ廃棄手段は、上記生成したアドレスに上記転
   送データが記憶されている場合、当該アドレスに記憶さ
   れる上記指定データを上記データ記憶手段から読み出
   し、当該読み出した指定データが指定するコネクション
   に対応する上記送信待ちアドレス記憶手段に記憶された
   少なくとも１つのアドレスを廃棄し、当該廃棄したアド
   レスを上記空アドレス記憶手段に格納する、 請求項６に記載のデータ中継装置。
8. 【請求項８】 上記データ送信手段は、上記コネクショ
   ンごとに所定の頻度で上記送信待ちアドレス記憶手段を
   選択し、当該選択した送信待ちアドレス記憶手段のアド
   レスを記憶された順に読み出し、当該読み出したアドレ
   スに記憶される上記データ記憶手段の転送データを読み
   出して送信し、当該読み出したアドレスを、読み出し元
   の送信待ちアドレス記憶手段から廃棄し、上記空アドレ
   ス記憶手段に格納する、 請求項７に記載のデータ中継装置。
9. 【請求項９】 転送されるデータを受信するデータ受信
   ステップと、 上記データ受信ステップにおいて上記転送データが受信
   された場合において、上記転送データを記憶可能なデー
   タ記憶手段の全体の記憶容量のうち上記転送データの記
   憶に使用された記憶容量の使用率が所定の上限使用率を
   上回る場合に、上記データ記憶手段に記憶される転送デ
   ータの廃棄が可能であることを判定し、上記使用率が上
   記上限使用率から所定の下限使用率までの範囲に含まれ
   る場合に、上記廃棄が可能であるか否かの何れかを、上
   記使用率に応じた確率で判定する判定ステップと、 上記判定ステップにおいて上記廃棄が可能であることが
   判定された場合において、上記転送データを記憶可能な
   データ記憶手段のアドレスをランダムに生成し、生成し
   たアドレスに上記転送データが記憶されていない場合、
   当該アドレスにマークデータを格納し、記憶されている
   場合、当該アドレスの転送データを上記データ記憶手段
   から廃棄するデータ廃棄ステップと、 上記データ記憶手段において上記転送データが記憶され
   ていない空アドレスを検索し、検索した空アドレスに上
   記マークデータが記憶されている場合、受信した転送デ
   ータおよび当該マークデータを廃棄し、記憶されていな
   い場合、受信した転送データを当該空アドレスに格納す
   るデータ格納ステップと、 上記データ記憶手段に記憶される転送データを読み出
   し、読み出した転送データをそれぞれ所定の送信先へ送
   信するデータ送信ステップとを有するデータ中継方法。
10. 【請求項１０】 上記判定ステップは、上記使用率が上
    記上限使用率から所定の下限使用率までの範囲に含まれ
    る場合に、上記上限使用率と上記下限使用率との差に対
    する上記使用率と上記下限使用率との差の割合に応じた
    確率で、上記廃棄が可能であるか否かの何れかを判定す
    る、 請求項９に記載のデータ中継方法。
11. 【請求項１１】 上記判定ステップは、上記使用率が上
    記上限使用率から上記下限使用率までの範囲に含まれる
    場合、所定の値の範囲内で一様な乱数を生成し、生成し
    た乱数と上記割合との比較結果に応じて上記廃棄が可能
    であるか否かを判定する、 請求項１０に記載のデータ中継方法。
12. 【請求項１２】 上記判定ステップは、所定のスロープ
    係数および上記割合に比例した確率で、上記廃棄が可能
    であるか否かの何れかを判定する、 請求項１０に記載のデータ中継方法。
13. 【請求項１３】 上記データ廃棄ステップは、上記生成
    したアドレスに上記転送データおよび上記マークデータ
    が記憶されていない場合、所定の初期値を有する計数デ
    ータを含んだ上記マークデータを当該アドレスに格納
    し、当該アドレスに上記マークデータが記憶されている
    場合、当該マークデータに含まれる上記計数データの値
    に所定の増分を加算し、 上記データ格納ステップは、上記検索した空アドレスに
    上記マークデータが記憶されている場合において、当該
    マークデータに含まれる上記計数データが上記初期値を
    有する場合、受信した転送データおよび当該マークデー
    タを廃棄し、上記初期値を有さない場合、受信した転送
    データを破棄し、当該計数データの値から上記増分を減
    算したマークデータを当該空アドレスに格納する、 請求項９に記載のデータ中継方法。
14. 【請求項１４】 受信される転送データに含まれる情報
    に基づいて、当該転送データのコネクションを検出する
    コネクション検出ステップを有し、 上記データ格納ステップは、上記転送データとともに、
    当該転送データの上記検出されたコネクションを指定す
    る指定データを上記データ記憶手段に格納し、 上記データ廃棄ステップは、上記生成したアドレスに転
    送データが記憶されている場合、当該アドレスに記憶さ
    れる上記指定データに指定されるコネクションと同一の
    コネクションに属する転送データを、上記データ記憶手
    段から廃棄する、 請求項９に記載のデータ中継方法。
15. 【請求項１５】 上記データ格納ステップは、 上記データ記憶手段において転送データが記憶されてい
    ない空アドレスを記憶する空アドレス記憶手段から、上
    記空アドレスを入力するステップと、 上記入力した空アドレスに上記マークデータが記憶され
    ている場合、受信した転送データおよび当該マークデー
    タを廃棄し、記憶されていない場合、受信した転送デー
    タおよび上記指定データを当該空アドレスに格納し、当
    該空アドレスを、上記空アドレス記憶手段から廃棄し、
    上記指定データが指定するコネクションに対応する送信
    待ちアドレス記憶手段に順次格納するステップとを含
    み、 上記データ廃棄ステップは、 上記生成したアドレスに上記転送データが記憶されてい
    る場合、当該アドレスに記憶される上記指定データを上
    記データ記憶手段から読み出し、当該読み出した指定デ
    ータが指定するコネクションに対応する上記送信待ちア
    ドレス記憶手段に記憶された少なくとも１つのアドレス
    を廃棄するステップと、 当該廃棄したアドレスを上記空アドレス記憶手段に格納
    するステップとを含む、 請求項１４に記載のデータ中継方法。
16. 【請求項１６】 上記データ送信ステップは、 上記コネクションごとに所定の頻度で上記送信待ちアド
    レス記憶手段を選択するステップと、 当該選択した送信待ちアドレス記憶手段のアドレスを記
    憶された順に読み出すステップと、 当該読み出したアドレスに記憶される上記データ記憶手
    段の転送データを読み出して送信するステップと、 当該読み出したアドレスを、読み出し元の送信待ちアド
    レス記憶手段から廃棄し、上記空アドレス記憶手段に格
    納するステップとを含む、 請求項１５に記載のデータ中継方法。