JP2002354022A - パケットスイッチネットワークにおけるQoS制御方式 - Google Patents

パケットスイッチネットワークにおけるQoS制御方式

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JP2002354022A
JP2002354022A JP2001161336A JP2001161336A JP2002354022A JP 2002354022 A JP2002354022 A JP 2002354022A JP 2001161336 A JP2001161336 A JP 2001161336A JP 2001161336 A JP2001161336 A JP 2001161336A JP 2002354022 A JP2002354022 A JP 2002354022A
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switch
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Akihiro Miyamoto
晃宏 宮本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハードウエア規模を削減し、開発コスト削減
を実現できるパケットスイッチネットワークにおけるQ
oS制御方式を提供する。 【解決手段】 本発明によるパケットスイッチネットワ
ークにおけるQoS制御方式において、複数のノードの
うちの入力ノード(N)の入力部(101〜1 0j
は、ポリシング処理部(201〜20j)を備えてい
る。ポリシング処理部(201〜20j)は、複数のト
ラヒック特性の各々のトラヒック容量と、設定トラヒッ
ク容量とを比較し、複数のトラヒック特性の各々のトラ
ヒック容量と設定トラヒック容量との比較の結果に基づ
いてパケットを廃棄する。また、ポリシング処理部(2
01〜20j)は、複数のトラヒック特性のうちのパケ
ットが廃棄されていないトラヒック特性に従って、パケ
ット転送の優先度を示す優先度情報をパケットが廃棄さ
れていないトラヒック特性のパケットに付加して複数の
ノードに出力する。スイッチ部(3〜3)は、優先
度情報に基づいて入力部(101〜10j、701〜7
kj)からのパケットをスイッチする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パケットスイッチ
ネットワークにおけるQoS制御方式に関し、特にハー
ドウエア規模を削減し、開発コスト削減を実現できるパ
ケットスイッチネットワークにおけるQoS制御方式に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来のネットワークにおけるQoS制御
方式として、例えば特開平4−100342号公報では
トラヒック制御方式が開示されている。このトラヒック
制御方式は、複数の端末が接続されている通信網であ
り、この通信網内では、これらの端末どうしが固定長の
情報を伝送する時の通信品質が予め定められている。こ
の通信網内のトラヒック特性を制御するために、伝送さ
れる固定長の情報の第1のトラヒック特性が伝送をはじ
める前に予め定められている第2のトラヒック特性と一
致しているかを監視するための情報流量監視手段を備
え、この情報流量監視手段をこの通信網内に複数設けた
ことを特徴としている。
【0003】図10に示されるように、例えば上述した
通信網をパケットスイッチとして適用した場合、ノード
〜ノードN(kは2以上の整数)はパケットスイ
ッチネットワークを構成する。ノードN〜ノードN
のうちのノードNは網入力部ノードに対応し、ノード
〜ノードNのうちのノードN〜ノードNk−
は中継ノードに対応し、ノードN〜ノードNのうち
のノードNは網出力ノードに対応する。
【0004】従来のパケットスイッチネットワークにお
けるQoS制御方式は、ノードNに設けられたネット
ワーク入力部(Triburaty側Interfac
e部)に相当するTriburaty INF部33
01〜330i(iは1以上の整数)と、ノードN
(ノードN、ノードN〜Nk−1、ノード
)に設けられたスイッチ部35〜35と、Ag
gregate INF部3701〜37(k−1)i
と、Aggregate INF部3911〜39
と、ノードNに設けられたネットワーク出力部(Tr
iburaty側Interface部)に相当するT
riburaty INF部40k1〜40 とから
構成される。
【0005】ノードNのTriburaty INF
部3301〜330iは、ポリシング処理部3401
340iを含む。Aggregate INF部39
11〜39kiは、ポリシング処理部3411〜34
kiを含む。このポリシング処理部3401〜34ki
は、指定された帯域以上に入力してくるパケットを廃棄
する。
【0006】スイッチ部35〜35は、パケットス
イッチ部36〜36と、優先処理部38〜38
とを含む。パケットスイッチ部36〜36は、優先
処理部38〜38に接続されている。優先処理部3
〜38は、搭載するQoSサービスのクラス分毎
(QoSクラス毎)に優先制御を行う。
【0007】また、パケットスイッチ部36は、ノー
ドNに設けられたTriburaty INF部33
01〜330i内のポリシング処理部3401〜34
0iに接続されている。ノードN〜Nk−1のうちの
例えばノードNでは、パケットスイッチ部36は、
Aggregate INF部3911〜391i内の
ポリシング処理部3411〜341iに接続されてい
る。パケットスイッチ部36は、ノードNに設けら
れたAggregate INF部39k1〜39 ki
内のポリシング処理部34k1〜34kiに接続されて
いる。ノードNに設けられたTriburaty I
NF部40k1〜40kiは、パケットスイッチ部36
に接続されている。
【0008】Aggregate INF部3701
37(k−1)iのうちのAggregate INF
部3701〜370iはノードNに設けられ、パケッ
トスイッチ部36に接続されている。Aggrega
te INF部3701〜37(k−1)iのうちのA
ggregate INF部3711〜37(k−1
)iは中継ノード(ノードN〜Nk−1)に設けら
れ、例えばAggregate INF部3711〜3
(k−1)iのうちのAggregate INF部
3711〜371iはノードNに設けられ、パケット
スイッチ部36に接続されている。
【0009】このように、従来のパケットスイッチネッ
トワークにおけるQoS制御方式は、低遅延、低ゆらぎ
による高品質のQoS制御を実現するために、ノードN
〜N内に(ノードNに設けられたTribura
ty INF部3301〜330i内、ノードN〜N
に設けられたAggregate INF部39
〜39ki内に)指定された帯域以上に入力してくるパ
ケットを廃棄するためのポリシング処理部3401〜3
kiと、搭載するCBR、Best Effort、
MCRのようなQoSサービスのクラス分毎に優先制御
を行うための優先処理部38〜38を含んでいる。
【0010】また、特開平6−178373号公報では
ポリシング制御方式が開示されている。このポリシング
制御方式は、複数の検出器と論理回路とを備えている。
複数の検出器は、入力セル流に対して並列に設けられて
それぞれ種類の異なるセルを検出する。論理回路は、該
複数の検出器の検出信号を論理処理することでセルの種
類間に優先順位をつけつつ入力セルの種類を決定する。
ポリシング制御方式は該論理回路の決定結果に基づいて
入力セルに対してポリシング処理を行うようにしてい
る。
【0011】また、特開2001−16254号公報で
は音声対応ルータのパケット送受信方法が開示されてい
る。音声対応ルータのパケット送受信方法は、ルータが
受信したパケットから抽出した音声パケット、またはル
ータが電話やPBXを直接収容している場合に、これら
の電話やPBXから受信した音声パケットに対し、その
通信品質を保証し、管理するためのポリシィテーブルを
備え、従来のルータの機能である帯域制御、優先制御、
廃棄制御を利用し、音声パケットの通信品質保証を行う
手段を備えていることを特徴としている。
【0012】また、特開2000−269970号公報
ではATMセル多重装置及びATMセル多重方法が開示
されている。ATMセル多重方法において、ATMセル
多重装置は、ATMバスと、複数のセル組立部と、AT
Mバススケジューラと、中継回線制御部とを備えてい
る。ATMバスはATMセルを伝送する。複数のセル組
立部は、端末回線から入力するデータをATMセルに組
み立ててATMバスに送出する。ATMバススケジュー
ラは、周期的に繰り返されるN個のタイムスロットの各
タイムスロットに割り当てられたセル組立部よりセルを
ATMバスに送出させる。中継回線制御部は、ATMバ
スに送出されたATMセルを時分割多重して中継回線を
介して網を送信する。ATMセル多重方法は、セル組立
部において端末回線より収容するチャネル毎に、サービ
スカテゴリー及びトラヒック量に基づいてトラヒック管
理を行い、ATMバススケジューラにおいてセル組立部
毎にトラヒック管理を行うことを特徴としている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10
に示された従来のパケットスイッチネットワークにおけ
るQoS制御方式は、CBR、Best Effor
t、MCRのような高品質なQoSサービスを実現する
上で、ネットワーク内の各ノードN〜ノードNに設
けられたポリシング機能(ノードNに設けられたTr
iburaty INF部3301〜330i内のポリ
シング処理部3401〜340i、ノードN 〜N
設けられたAggregate INF部3911〜3
ki内のポリシング処理部3411〜34ki)、及
び優先制御を行うための優先制御機能(各ノードN
ノードNに設けられた優先処理部38〜38)を
搭載しており、ハードウエア規模が増大して、開発コス
トがかかる。このため、パケットスイッチネットワーク
内においてCBR、Best Effort、MCRの
3クラスのQoSサービスを実現する上で、ネットワー
ク内の各ノードからポリシング機能、及び3クラス毎の
優先制御機能の搭載を削除することによって、ハードウ
エア規模を削減し、開発コスト削減を実現できるパケッ
トスイッチネットワークにおけるQoS制御方式が望ま
れる。
【0014】本発明の目的は、ハードウエア規模を削減
し、開発コスト削減を実現できるパケットスイッチネッ
トワークにおけるQoS制御方式を提供することにあ
る。
【0015】本発明の他の目的は、パケットスイッチネ
ットワーク内においてCBR、Best Effor
t、MCRの3クラスのQoSサービスを実現する上
で、ハードウエア規模を削減し、開発コスト削減を実現
できるパケットスイッチネットワークにおけるQoS制
御方式を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】以下に、[発明の実施の
形態]で使用する番号・符号を用いて、課題を解決する
ための手段を説明する。これらの番号・符号は、[特許
請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]の記載との
対応関係を明らかにするために付加されたものである
が、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的
範囲の解釈に用いてはならない。
【0017】本発明によるパケットスイッチネットワー
クにおけるQoS制御方式によれば、入力ノード
(N)、中継ノード(N〜Nk−1)、出力ノード
(N)を有する複数のノードが設けられている。本発
明によるパケットスイッチネットワークにおけるQoS
制御方式において、複数のノードの各々は、複数のトラ
ヒック特性の各々のパケットを入力する入力部(101
〜10j、701〜7kj)と、スイッチ部(3〜3
)とを含む。複数のノードのうちの入力ノード
(N )の入力部(101〜10j)は、ポリシング処
理部(201〜20j)を備えている。ポリシング処理
部(201〜20j)は、複数のトラヒック特性の各々
のトラヒック容量と、設定トラヒック容量とを比較し、
複数のトラヒック特性の各々のトラヒック容量と設定ト
ラヒック容量との比較の結果に基づいてパケットを廃棄
する。また、ポリシング処理部(201〜20j)は、
複数のトラヒック特性のうちのパケットが廃棄されてい
ないトラヒック特性に従って、パケット転送の優先度を
示す優先度情報をパケットが廃棄されていないトラヒッ
ク特性のパケットに付加して複数のノードに出力する。
スイッチ部(3〜3)は、優先度情報に基づいて入
力部(101〜10j、701〜7kj)からのパケッ
トをスイッチする。
【0018】スイッチ部(3〜3)は、パケット廃
棄処理部(4〜4)と、パケットスイッチ部(5
〜5)と、スイッチスケジューラ部(6〜6)と
を含む。パケットスイッチ部(5〜5)は、入力部
(101〜10j、701〜7kj)からのパケットを
バッファリングする。パケット廃棄処理部(4
)は、バッファリングされたパケットを示すバッフ
ァリング値と、設定バッファリング値とを比較し、バッ
ファリング値と設定バッファリング値との比較の結果に
基づいて入力部からのパケットを廃棄する。スイッチス
ケジューラ部(6〜6)は、優先度情報に基づいて
パケットスイッチ部(5〜5)を制御する。パケッ
トスイッチ部(5〜5)は、パケット廃棄処理部
(4〜4)により廃棄されたパケット以外のパケッ
トをスイッチする。
【0019】複数のトラヒック特性には、第1、第2及
び第3トラヒック特性が含まれる。設定トラヒック容量
には、ピークレートが含まれる。ポリシング処理部(2
01〜20j)は、第1、第2及び第3トラヒック特性
の各々のトラヒック容量と、ピークレートとを比較する
ピークレート判定部(12、13、14)を備えてい
る。ピークレート判定部(12、13、14)は、第
1、第2及び第3トラヒック特性の各々のトラヒック容
量とピークレートとの比較の結果に基づいて第1、第2
及び第3トラヒック特性の各々のパケットを廃棄する。
ここで、第1トラヒック特性は、実施の形態で説明され
る固定帯域速度サービスを提供するCBRに対応する。
第2トラヒック特性は、実施の形態で説明される帯域予
約を行わず網リソースの有効利用を図るBest Ef
fortに対応する。第3トラヒック特性は、実施の形
態で説明される特定の最低帯域を保証するMCRに対応
する。
【0020】優先度情報には、高優先度情報、低優先度
情報が優先度として含まれる。ポリシング処理部(2
01〜20j)は、パケットが廃棄されていない第1ト
ラヒック特性のパケットに優先度を高優先度情報として
付加する第1優先度判定部(15)と、パケットが廃棄
されていない第2トラヒック特性のパケットに優先度を
低優先度情報として付加する第2優先度判定部(16)
とを備えている。
【0021】設定トラヒック容量には、最低保証レート
が更に含まれる。ポリシング処理部(201〜20j
は、パケットが廃棄されていない第3トラヒック特性の
トラヒック容量と、最低保証レートとを比較し、パケッ
トが廃棄されていない第3トラヒック特性のトラヒック
容量と最低保証レートとの比較の結果に基づいて、パケ
ットが廃棄されていない第3トラヒック特性のパケット
に優先度を高優先度情報として付加する第3優先度判定
部(17)を備えている。第3優先度判定部(17)
は、パケットが廃棄されていない第3トラヒック特性の
パケットに高優先度情報を付加しないときパケットが廃
棄されていない第3トラヒック特性のパケットに優先度
を低優先度情報として付加する。
【0022】バッファリング値には、低優先度情報が付
加されたパケットのバッファリング値を示す低優先バッ
ファリング値と、高優先度情報が付加されたパケットの
バッファリング値を示す高優先バッファリング値とが含
まれる。設定バッファリング値には、設定低優先バッフ
ァリング値と、設定高優先バッファリング値とが含まれ
る。パケット廃棄処理部(4〜4)は、低優先バッ
ファリング値と設定低優先バッファリング値とを比較
し、高優先バッファリング値と設定高優先バッファリン
グ値とを比較する書込・廃棄制御部(21)を備えてい
る。書込・廃棄制御部(21)は、低優先バッファリン
グ値が設定低優先バッファリング値を超過したとき、超
過した低優先バッファリング値に対応する低優先度情報
が付加されたパケットを廃棄し、高優先バッファリング
値が設定高優先バッファリング値を超過したとき、超過
した高優先バッファリング値に対応する高優先度情報が
付加されたパケットを廃棄する。
【0023】スイッチスケジューラ部(6〜6
は、パケットがスイッチングされる出力ポートをリクエ
ストするためのリクエストキューを低優先リクエストキ
ューと高優先リクエストキューとに分けられたリクエス
トキュー部(25)と、低優先度情報が付加されたパケ
ットを低優先リクエストキューにバッファリングし、高
優先度情報が付加されたパケットを高優先リクエストキ
ューにバッファリングするリクエスト制御部(24)と
を備えている。リクエスト制御部(24)は、高優先リ
クエストキューにバッファリングされたパケットを優先
的に出力するようにパケットスイッチ部(5〜5
を制御する。
【0024】低優先度情報が付加されたパケットと、高
優先度情報が付加されたパケットとは、入力ポート単位
にバッファリングされる。
【0025】低優先度情報が付加されたパケットと、高
優先度情報が付加されたパケットとは、出力ポート単位
にバッファリングされる。
【0026】本発明のパケットスイッチネットワークに
おけるQoS制御方法によれば、(a) 入力ノード
(N)、中継ノード(N〜Nk−1)、出力ノード
(N)を有する複数のノードが設けられ、複数のノー
ドの各々は、複数のトラヒック特性の各々のパケットを
入力する入力部(101〜10j、701〜7kj
と、スイッチ部(3〜3)とを含むパケットスイッ
チネットワークにおけるQoS制御方式を提供するステ
ップと、(b) 複数のノードのうちの入力ノード(N
)の入力部(101〜10j)に設けられ、複数のト
ラヒック特性の各々のトラヒック容量と、設定トラヒッ
ク容量とを比較するステップと、(c) 複数のノード
のうちの入力ノード(N)の入力部(101
0j)に設けられ、複数のトラヒック特性の各々のト
ラヒック容量と設定トラヒック容量との比較の結果に基
づいてパケットを廃棄するステップと、(d) 複数の
ノードのうちの入力ノード(N)の入力部(101
0j)に設けられ、複数のトラヒック特性のうちのパ
ケットが廃棄されていないトラヒック特性に従って、パ
ケット転送の優先度を示す優先度情報を廃棄されていな
いトラヒック特性のパケットに付加して複数のノードに
出力するステップと、(e) スイッチ部(3
)に設けられ、優先度情報に基づいて入力部(1
01〜10j、701〜7kj)からのパケットをスイ
ッチするステップとを備えている。
【0027】(e)のステップは、(f) 入力部(1
01〜10j、701〜7kj)からのパケットをバッ
ファリングするステップと、(g) バッファリングさ
れたパケットを示すバッファリング値と、設定バッファ
リング値とを比較するステップと、(h) バッファリ
ング値と設定バッファリング値との比較の結果に基づい
て入力部(101〜10j、701〜7kj)からのパ
ケットを廃棄するステップと、(i) 優先度情報に基
づいて廃棄されたパケット以外のパケットをスイッチす
るステップとを更に備えている。
【0028】入力ノード(N)、中継ノード(N
k−1)、出力ノード(N)を有する複数のノード
の各々にスイッチ部(3〜3)が含まれる。本発明
のポリシング処理装置(201〜20j)は、複数のノ
ードのうちの入力ノード(N )に設けられ、複数のト
ラヒック特性の各々のパケットを入力するパケット入力
部と、複数のトラヒック特性の各々のトラヒック容量
と、設定トラヒック容量とを比較する比較部と、複数の
トラヒック特性の各々のトラヒック容量と設定トラヒッ
ク容量との比較の結果に基づいてパケットを廃棄する廃
棄部と、複数のトラヒック特性のうちのパケットが廃棄
されていないトラヒック特性に従って、廃棄されていな
いトラヒック特性のパケットがスイッチ部(3
)によりスイッチされるようにパケット転送の優先
度を示す優先度情報を付加して複数のノードに出力する
パケット出力部とを備えている。
【0029】本発明のパケットスイッチは、パケットを
入力する入力部と、入力部からのパケットをバッファリ
ングするパケットスイッチ部(5〜5)と、バッフ
ァリングされたパケットを示すバッファリング値と、設
定バッファリング値とを比較し、バッファリング値と設
定バッファリング値との比較の結果に基づいて入力部か
らのパケットを廃棄するパケット廃棄処理部(4〜4
)と、パケット廃棄処理部(4〜4)により廃棄
されたパケット以外のパケットをスイッチするようにパ
ケットスイッチ部(5〜5)を制御するスイッチス
ケジューラ部(6〜6)とを備えている。
【0030】
【発明の実施の形態】添付図面を参照して、本発明によ
るパケットスイッチネットワークにおけるQoS制御方
式の実施の形態を以下に説明する。図1は、本発明のパ
ケットスイッチネットワークにおけるQoS制御方式の
構成を示すブロック図である。
【0031】図1に示されるように、ノードN〜ノー
ドN(kは2以上の整数)はパケットスイッチネット
ワークを構成する。ノードN〜ノードNのうちのノ
ードNは網入力部ノード41、42に対応し、ノード
〜ノードNのうちのノードN〜ノードNk−1
は中継ノード43、44に対応し、ノードN〜ノード
のうちのノードNは網出力ノード45、46に対
応する(図2参照)。
【0032】本発明のパケットスイッチネットワークに
おけるQoS制御方式は、ノードN に設けられたネッ
トワーク入力部(Triburaty側Interfa
ce部)に相当し、サーバを含む図示せぬ情報処理端末
から入力データを入力するTriburaty INF
部101〜10j(jは1以上の整数)と、ノードN
〜N(ノードN、ノードN〜Nk−1、ノードN
)に設けられたスイッチ部3〜3と、Aggre
gate INF部701〜7kjと、ノードNに設
けられたネットワーク出力部(Triburaty側I
nterface部)に相当し、サーバを含む図示せぬ
他の情報処理端末へ出力データを出力するTribur
aty INF部8k1〜8kjとから構成される。
【0033】ノードNのTriburaty INF
部101〜10jは、図示せぬ入力ポート0〜jを有
し、ポリシング処理部201〜20jを含む。
【0034】スイッチ部3〜3は、パケット廃棄処
理部4〜4と、パケットスイッチ部5〜5と、
スイッチスケジューラ部6〜6とを含む。パケット
スイッチ部5〜5は、パケット廃棄処理部4〜4
に接続され、スイッチスケジューラ部6〜6に接
続されている。パケット廃棄処理部4は、ポリシング
処理部201〜20jに接続されている。Tribur
aty INF部8 〜8kjは、パケットスイッチ
部5に接続されている。また、Triburaty
INF部8k1〜8kjは図示せぬ出力ポート0〜jを
有している。
【0035】Aggregate INF部701〜7
kjのうちのAggregateINF部701〜7
0jはノードNに設けられ、パケットスイッチ部5
に接続されている。また、Aggregate INF
部701〜70jは図示せぬ出力ポート0〜jを有して
いる。Aggregate INF部701〜7kj
うちのAggregate INF部711〜7
(k−1)jは中継ノード(ノードN〜Nk−1)に
入力側と出力側の2つずつ設けられ、例えばAggre
gate INF部711〜7(k−1)jのうちのA
ggregate INF部711〜71jはノードN
に入力側と出力側の2つずつ設けられている。ノード
〜Nk−1のうちの例えばノードNでは、パケッ
ト廃棄処理部4 は、入力側のAggregate I
NF部711〜71jに接続され、出力側のAggre
gate INF部711〜71jはパケットスイッチ
部5に接続されている。また、ノードN〜Nk−1
のうちの例えばノードNでは、入力側のAggreg
ate INF部711〜71jは図示せぬ入力ポート
0〜jを有し、出力側のAggregate INF部
11〜71jは図示せぬ出力ポート0〜jを有してい
る。Aggregate INF部701〜7kjのう
ちのAggregate INF部7k1〜7kjはノ
ードNに設けられている。パケット廃棄処理部4
は、Aggregate INF部7k1〜7 kj
接続されている。また、Aggregate INF部
k1〜7kjは図示せぬ入力ポート0〜jを有してい
る。
【0036】Aggregate INF部701〜7
kjは、パケットスイッチネットワーク内のノードN
〜Nにおける各ノード間のインタフェース処理を行
う。インタフェース処理としては、例えば、ノードN
からノードNにパケットを送信/転送する場合、ノー
ドNに設けられたAggregate INF部7
〜70jは、入力側のAggregate INF部
11〜71jにパケットを送信/転送する。
【0037】Triburaty INF部101〜1
0jは、複数のトラヒック特性(固定帯域速度サービス
を提供するCBR、帯域予約を行わず網リソースの有効
利用を図るBest Effort、ある一定の最低帯
域を保証するMCRの各種QoS)の各々のパケットを
入力する。
【0038】ポリシング処理部201〜20jは、図示
せぬ情報処理端末からユーザが予め網と契約したトラヒ
ック容量以上に入力データを送信していないかをチェッ
クするポリシング処理を行う。このポリシング処理は、
パケットのスイッチングのために必要となるラベル情報
単位に行われる。このポリシング処理では、ポリシング
処理部201〜20jは、CBR、Best Effo
rt、MCRの各種QoS毎にパケットの廃棄判定を行
うと同時に、QoS種別に応じて入力パケットの高優先
/低優先を決定し、パケットフレームフォーマット内の
特定ビット位置に高優先/低優先度情報を搭載してAg
gregate INF部701〜7 を介してネッ
トワーク内に送信する。
【0039】即ち、ポリシング処理部201〜2
0jは、パケットの廃棄判定として、CBR、Best
Effort、MCRの各々のトラヒックにおけるト
ラヒック容量と、第1設定トラヒック容量を示すピーク
レートとを比較し、CBR、Best Effort、
MCRの各々のトラヒックにおけるトラヒック容量とピ
ークレートとの比較の結果に基づいてパケットを廃棄す
る。また、ポリシング処理部201〜20jは、入力パ
ケットの高優先/低優先の決定として、複数のトラヒッ
ク特性(CBR、Best Effort、MCR)の
うちのパケットが廃棄されていないトラヒック特性に従
って、パケットフレームフォーマット内の特定ビット位
置にパケット転送の優先度を示す優先度情報を搭載して
(パケット毎に優先度情報を付加して)ネットワーク内
に送信する(ネットワーク内の各ノードN〜Nに転
送/出力する)。
【0040】この優先度情報には高優先度情報、低優先
度情報が優先度として含まれ、ポリシング処理部201
〜20jは、パケットが廃棄されていないCBRトラヒ
ックのパケット毎に優先度を高優先度情報として付加
し、パケットが廃棄されていないBest Effor
tトラヒックのパケット毎に優先度を低優先度情報とし
て付加する。また、ポリシング処理部201〜2
0jは、パケットが廃棄されていないMCRトラヒック
のパケットのトラヒック容量と、第2設定トラヒック容
量を示す最低保証レートとを比較し、MCRトラヒック
のトラヒック容量と最低保証レートとの比較の結果に基
づいて、MCRトラヒックのパケット毎に優先度を高優
先度情報として付加し、MCRトラヒックのパケット毎
に高優先度情報を付加しないときMCRトラヒックのパ
ケット毎に優先度を低優先度情報として付加する。
【0041】ネットワーク内の各ノードN〜N
は、スイッチ部3〜3は、優先度情報に基づいてT
riburaty INF部101〜10jからのパケ
ットをスイッチする。パケットスイッチ部5〜5
は、Triburaty INF部101〜10j
らの低優先度情報が付加されたパケットと、高優先度情
報が付加されたパケットとをバッファリングする。
【0042】ネットワーク内の各ノードN〜N
は、パケット廃棄処理部4〜4は、パケットフレー
ムフォーマット内の該特定ビットより優先度情報を抽出
し、またスイッチ部3〜3のパケットバッファに高
優先パケット用のスレシホールドと低優先パケット用の
スレシホールドを設定し、バッファリングされたパケッ
ト数(スイッチングのためのパケットバッファ内のパケ
ットバッファリング値)と該スレシホールド値を比較
し、パケットバッファリング値が該スレシホールド値を
超過した場合に抽出した優先度ビットから判定した優先
度の高/低に応じてパケット廃棄を行う。
【0043】即ち、パケット廃棄処理部4〜4は、
バッファリングされたパケット(低優先度情報が付加さ
れたパケット)を示す低優先バッファリング値と、低優
先パケット用のスレシホールドを示す設定低優先バッフ
ァリング値とを比較し、低優先バッファリング値が設定
低優先バッファリング値を超過したとき、超過した低優
先バッファリング値に対応する低優先度情報が付加され
たパケットを廃棄し、バッファリングされたパケット
(高優先度情報が付加されたパケット)を示す高優先バ
ッファリング値と、高優先パケット用のスレシホールド
を示す設定高優先バッファリング値とを比較し、高優先
バッファリング値が設定高優先バッファリング値を超過
したとき、超過した高優先バッファリング値に対応する
高優先度情報が付加されたパケットを廃棄する。
【0044】パケットスイッチ部5〜5は、パケッ
ト廃棄処理部4〜4からの廃棄されたパケット以外
のパケットをスイッチする。このパケットスイッチ部5
〜5に含まれるスイッチの開閉、つまりスイッチン
グ経路の設定はスイッチスケジューラ部6〜6から
のスイッチングリクエスト情報に基づいて行われる。
【0045】スイッチスケジューラ部6〜6は、入
力パケットの高優先/低優先に応じて完全優先スケジュ
ーリング制御を行う。このスイッチスケジューラ部6
〜6 は、パケットスイッチ部5〜5においてパケ
ットがスイッチングされる出力ポートをリクエストする
スイッチングリクエスト情報を、抽出した優先度ビット
から判定された優先度の高/低に応じて高優先/低優先
の2クラスのリクエストキューに分けてバッファリング
する。スケジューリングにより、ある入力ポートから、
ある出力ポートへのスイッチング経路を選択したとき、
スイッチスケジューラ部6〜6は、高優先リクエス
トキューにバッファリングされているパケットの方を優
先的に出力するように制御する。
【0046】即ち、スイッチスケジューラ部6〜6
は、パケットがスイッチングされる出力ポートをリクエ
ストするためのスイッチングリクエスト情報として低優
先リクエストキューと高優先リクエストキューとに分
け、低優先度情報が付加されたパケットを低優先リクエ
ストキューにバッファリングし、高優先度情報が付加さ
れたパケットを高優先リクエストキューにバッファリン
グし、高優先リクエストキューにバッファリングされた
パケットを優先的に出力するようにパケットスイッチ部
〜5を制御する。
【0047】また、ノードNにおいて、パケットスイ
ッチ部5は、TriburatyINF部101〜1
0jからのパケットを、スイッチスケジューラ部6
よるスイッチングリクエスト情報によってスイッチング
経路に応じてスイッチする。このスイッチされたパケッ
トはAggregate INF部701〜70jに送
信される。
【0048】ノードN〜Nk−1のうちの例えばノー
ドNにおいて、パケットスイッチ部5は、入力側の
Aggregate INF部711〜71jからのパ
ケットを、スイッチスケジューラ部6によるスイッチ
ングリクエスト情報によってスイッチング経路に応じて
スイッチする。このスイッチされたパケットは出力側の
Aggregate INF部711〜71jに送信さ
れる。
【0049】ノードNにおいて、パケットスイッチ部
は、例えば出力側のAggregate INF部
11〜71jからのパケットを、スイッチスケジュー
ラ部6によるスイッチングリクエスト情報によってス
イッチング経路に応じてスイッチする。このスイッチさ
れたパケットはTriburaty INF部8k1
kjに送信/出力される。Triburaty IN
F部8k1〜8kjは、スイッチされたパケットを出力
データとして図示せぬ他の情報処理端末に出力する。
【0050】次に、ポリシング処理部201〜20j
ついて図3を参照して詳細に説明する。
【0051】図3に示されるように、ポリシング処理部
01〜20jは、ラベル判定部10、トラヒック種別
判定部11、CBRピークレート判定部12、Best
Effortピークレート判定部13、MCRピーク
レート判定部14、CBR優先度判定部15、Best
Effort優先度判定部16、MCR優先度判定部
17、選択回路18から構成されている。トラヒック種
別判定部11は、ラベル判定部10に接続されている。
CBRピークレート判定部12、Best Effor
tピークレート判定部13、MCRピークレート判定部
14は、トラヒック種別判定部11に接続されている。
CBR優先度判定部15、Best Effort優先
度判定部16、MCR優先度判定部17は、CBRピー
クレート判定部12、Best Effortピークレ
ート判定部13、MCRピークレート判定部14に接続
されている。選択回路18は、CBRピークレート判定
部12、Best Effortピークレート判定部1
3、MCRピークレート判定部14に接続されている。
【0052】ラベル判定部10は、入力データに対しパ
ケットスイッチングに要するラベル情報の識別をする。
このラベル判定部10は、CBR、Best Effo
rt、MCRの各々のトラヒックにおけるラベル情報
と、設定ラベル情報とを比較し、CBR、Best E
ffort、MCRの各々のトラヒックにおけるラベル
情報と設定ラベル情報との比較の結果、一致したときに
CBR、Best Effort、MCRの各々のトラ
ヒックにおけるパケットをトラヒック種別判定部11に
出力する。
【0053】トラヒック種別判定部11は、設定により
ラベル単位にCBR、Best Effort、MCR
のQoS毎のトラヒック種別を判定する。このトラヒッ
ク種別判定部11は、CBR、Best Effor
t、MCRの各々のトラヒックにおけるラベル情報と、
CBRトラヒックに対する設定ラベル情報を示す設定C
BRラベル情報とを比較し、CBRトラヒックにおける
ラベル情報と設定CBRラベル情報とが一致したときに
CBRトラヒックにおけるパケットをCBRピークレー
ト判定部12に出力する。また、トラヒック種別判定部
11は、CBR、Best Effort、MCRの各
々のトラヒックにおけるラベル情報と、Best Ef
fortトラヒックに対する設定ラベル情報を示す設定
BestEffortラベル情報とを比較し、Best
Effortにおけるラベル情報と設定Best E
ffortラベル情報とが一致したときにBest E
ffortトラヒックにおけるパケットをBest E
ffortピークレート判定部13に出力する。また、
トラヒック種別判定部11は、CBR、BestEff
ort、MCRの各々のトラヒックにおけるラベル情報
と、MCRトラヒックに対する設定ラベル情報を示す設
定MCRラベル情報とを比較し、MCRにおけるラベル
情報と設定MCRラベル情報とが一致したときにMCR
トラヒックにおけるパケットをMCRピークレート判定
部14に出力する。
【0054】CBRピークレート判定部12は、トラヒ
ック種別判定部11の判定結果に従って、CBRトラヒ
ックがピークレートを違反したかを判定する。このCB
Rピークレート判定部12は、パケットの廃棄判定とし
て、CBRトラヒックにおけるトラヒック容量と、第1
設定トラヒック容量を示すピークレートとを比較し、C
BRトラヒックにおけるトラヒック容量とピークレート
との比較の結果に基づいてパケットを廃棄する。また、
CBRピークレート判定部12は、比較の結果、廃棄さ
れないCBRトラヒックのパケットをCBR優先度判定
部15に出力する。
【0055】Best Effortピークレート判定
部13は、トラヒック種別判定部11の判定結果に従っ
て、Best Effortトラヒックがピークレート
を違反したかを判定する。このBest Effort
ピークレート判定部13は、パケットの廃棄判定とし
て、Best Effortトラヒックにおけるトラヒ
ック容量と、第1設定トラヒック容量を示すピークレー
トとを比較し、BestEffortトラヒックにおけ
るトラヒック容量とピークレートとの比較の結果に基づ
いてパケットを廃棄する。また、Best Effor
tピークレート判定部13は、比較の結果、廃棄されな
いBest EffortトラヒックのパケットをBe
st Effort優先度判定部16に出力する。
【0056】MCRピークレート判定部14は、トラヒ
ック種別判定部11の判定結果に従って、MCRトラヒ
ックがピークレートを違反したかを判定する。このMC
Rピークレート判定部14は、パケットの廃棄判定とし
て、MCRトラヒックにおけるトラヒック容量と、第1
設定トラヒック容量を示すピークレートとを比較し、M
CRトラヒックにおけるトラヒック容量とピークレート
との比較の結果に基づいてパケットを廃棄する。また、
MCRピークレート判定部14は、比較の結果、廃棄さ
れないMCRトラヒックのパケットをMCR優先度判定
部17に出力する。
【0057】CBR優先度判定部15は、トラヒック種
別判定部の判定結果に従ってパケット毎にCBRトラヒ
ックの優先度判定を行う。このCBR優先度判定部15
は、優先度判定として、パケットが廃棄されていないC
BRトラヒックのパケット毎に優先度を高優先度情報と
して付加する。高優先度情報の付加として、CBR優先
度判定部15は、パケットフレームフォーマット内の特
定ビット位置に高優先度情報を搭載して選択回路18に
出力する。
【0058】Best Effort優先度判定部16
は、パケット毎にBest Effortトラヒックの
優先度判定を行う。このBest Effort優先度
判定部16は、優先度判定として、パケットが廃棄され
ていないBest Effortトラヒックのパケット
毎に優先度を低優先度情報として付加する。低優先度情
報の付加として、Best Effort優先度判定部
16は、パケットフレームフォーマット内の特定ビット
位置に低優先度情報を搭載して選択回路18に出力す
る。
【0059】MCR優先度判定部17は、パケット毎に
MCRトラヒックの優先度判定を行う。このMCR優先
度判定部17は、優先度判定として、パケットが廃棄さ
れていないMCRトラヒックのトラヒック容量と、第2
設定トラヒック容量を示す最低保証レートとを比較し、
MCRトラヒックのトラヒック容量と最低保証レートと
の比較の結果に基づいて、MCRトラヒックのパケット
毎に優先度を高優先度情報として付加し、MCRトラヒ
ックのパケット毎に高優先度情報を付加しないときMC
Rトラヒックのパケット毎に優先度を低優先度情報とし
て付加する。高優先/低優先を示す優先度情報の付加と
して、MCR優先度判定部17は、パケットフレームフ
ォーマット内の特定ビット位置に高優先/低優先を示す
優先度情報を搭載して選択回路18に出力する。
【0060】選択回路18は、CBR、Best Ef
fort、MCRの各QoSによるピークレート判定結
果と優先度判定結果とを有するCBR、Best Ef
fort、MCRの各々のトラヒックにおけるパケット
を選択してネットワーク内に送信する(ネットワーク内
の各ノードN〜Nに転送/出力する)。
【0061】次に、スイッチ部3〜3について図4
を参照して詳細に説明する。
【0062】図4に示されるように、スイッチ部3
は、パケット廃棄処理部4〜4に含まれる優先
度ビット識別部20、書き込み&廃棄制御部21、パケ
ットスイッチ部5〜5に含まれるパケットスイッチ
ングメモリ19、読み出し制御部22、スイッチスケジ
ューラ部6〜6に含まれるスケジューラ部23から
構成されている。スケジューラ部23は、リクエスト制
御部24とリクエストキュー部25とを含む。
【0063】パケットスイッチングメモリ19及び優先
度ビット識別部20は、スイッチ部3の場合、Tri
buraty INF部101〜10jに接続されてい
る。また、パケットスイッチングメモリ19及び優先度
ビット識別部20は、スイッチ部3〜3k−1の場
合、入力側のAggregate INF部711〜7
(k−1)jに接続されている。また、パケットスイッ
チングメモリ19及び優先度ビット識別部20は、スイ
ッチ部3の場合、Aggregate INF部7
k1〜7kjに接続されている。
【0064】パケットスイッチングメモリ19と書き込
み&廃棄制御部21は接続され、パケットスイッチング
メモリ19は読み出し制御部22に接続されている。読
み出し制御部22はスケジューラ部23のリクエスト制
御部24に接続され、リクエスト制御部24は書き込み
&廃棄制御部21に接続されている。リクエスト制御部
24とリクエストキュー部25は相互に接続されてい
る。
【0065】パケットスイッチングメモリ19は、スイ
ッチングの宛先が同一出力ポートになる場合に競合する
競合パケットをバッファリングする。ここで、同一出力
ポートになる場合に競合する競合パケットには、Tri
buraty INF部1 〜10j内のポリシング
処理部201〜20jからの低優先度情報が付加された
パケットと、高優先度情報が付加されたパケットとが含
まれる。
【0066】優先度ビット識別部20は、Tribur
aty INF部101〜10j内のポリシング処理部
01〜20jよりパケットフレームフォーマット内に
搭載されて伝達されてきた優先度ビットを抽出して優先
度の識別を行う。即ち、優先度ビット識別部20は、低
優先度情報が付加されたパケットと、高優先度情報が付
加されたパケットとの識別を行う。
【0067】書き込み&廃棄制御部21は、パケットス
イッチングメモリ内のバッファリング値と設定されたス
レシホールド値を比較して、優先度の高/低に応じて各
パケットを廃棄するかスケジューラ部23に書き込むか
を決定する。即ち、書き込み&廃棄制御部21は、バッ
ファリングされたパケット(低優先度情報が付加された
パケット)を示す低優先バッファリング値と、低優先パ
ケット用のスレシホールドを示す設定低優先バッファリ
ング値とを比較し、低優先バッファリング値が設定低優
先バッファリング値を超過したとき、超過した低優先バ
ッファリング値に対応する低優先度情報が付加されたパ
ケットを廃棄し、超過しない低優先バッファリング値に
対応する低優先度情報が付加されたパケットをスケジュ
ーラ部23に書き込む。また、書き込み&廃棄制御部2
1は、バッファリングされたパケット(高優先度情報が
付加されたパケット)を示す高優先バッファリング値
と、高優先パケット用のスレシホールドを示す設定高優
先バッファリング値とを比較し、高優先バッファリング
値が設定高優先バッファリング値を超過したとき、超過
した高優先バッファリング値に対応する高優先度情報が
付加されたパケットを廃棄し、超過しない高優先バッフ
ァリング値に対応する高優先度情報が付加されたパケッ
トをスケジューラ部23に書き込む。
【0068】読み出し制御部22は、スケジューラ部2
3のスケジューリング結果に従って、パケットスイッチ
ングメモリ19からのデータ読み出しを制御する。
【0069】リクエストキュー部25は、パケットがス
イッチングされる出力ポートをリクエストするためのス
イッチングリクエスト情報として、低優先リクエストキ
ューと高優先リクエストキューとに分けられる。
【0070】リクエスト制御部24は、低優先度情報が
付加されたパケットを低優先リクエストキューにバッフ
ァリングし、高優先度情報が付加されたパケットを高優
先リクエストキューにバッファリングし、且つ出力ポー
ト競合時にスケジューリングを行って高優先リクエスト
キューにバッファリングされたパケットを優先的に出力
するようにパケットスイッチ部5〜5を制御する。
【0071】これにより、パケットスイッチネットワー
クにおけるQoS制御方式は、パケットスイッチネット
ワーク内においてCBR、Best Effort、M
CRの3クラスのQoSサービスを実現する上で、ネッ
トワーク内の各ノードからポリシング機能、及び3クラ
ス毎の優先制御機能の搭載を削除することによって、ハ
ードウエア規模を削減し、開発コスト削減を実現でき
る。
【0072】次に、本発明のパケットスイッチネットワ
ークにおけるQoS制御方式の動作について図1、図
3、図4を参照して説明する。
【0073】まず、図3に示されるように、パケットス
イッチネットワークへの入力データに対して、ノードN
に設けられたネットワーク入力部に相当するTrib
uraty INF部101〜10j内のポリシング処
理部201〜20jのラベル判定部10は、パケットの
スイッチングのために必要となるラベル情報単位に、C
BR、Best Effort、MCRの各々のトラヒ
ックにおけるラベル情報と、設定ラベル情報とを比較
し、CBR、Best Effort、MCRの各々の
トラヒックにおけるラベル情報と設定ラベル情報との比
較の結果、一致したときにCBR、Best Effo
rt、MCRの各々のトラヒックにおけるパケットをト
ラヒック種別判定部11に出力する。
【0074】次に、トラヒック種別判定部11は、予め
ラベル単位に設定されているトラヒック種別の判定を行
い、判定の結果、CBRトラヒックにおけるラベル情報
と設定CBRラベル情報とが一致したときにCBRトラ
ヒックにおけるパケットをCBRピークレート判定部1
2に出力し、Best Effortにおけるラベル情
報と設定Best Effortラベル情報とが一致し
たときにBest Effortトラヒックにおけるパ
ケットをBest Effortピークレート判定部1
3に出力し、MCRにおけるラベル情報と設定MCRラ
ベル情報とが一致したときにMCRトラヒックにおける
パケットをMCRピークレート判定部14に出力する。
【0075】次に、CBRピークレート判定部12で
は、図5に示すようなピークレートを違反したパケット
を廃棄する。CBRピークレート判定部12は、CBR
トラヒックにおけるトラヒック容量と、図5に示すよう
なピークレートとを比較し、CBRトラヒックにおける
トラヒック容量がピークレートを超過したときパケット
を廃棄する。また、CBRピークレート判定部12は、
比較の結果、超過しないCBRトラヒックのパケットを
CBR優先度判定部15に出力する。
【0076】また、Best Effortピークレー
ト判定部13では、図5に示すようなピークレートを違
反したパケットを廃棄する。Best Effortピ
ークレート判定部13は、Best Effortトラ
ヒックにおけるトラヒック容量と、図5に示すようなピ
ークレートとを比較し、Best Effortトラヒ
ックにおけるトラヒック容量がピークレートを超過した
ときパケットを廃棄する。また、Best Effor
tピークレート判定部13は、比較の結果、超過しない
Best EffortトラヒックのパケットをBes
t Effort優先度判定部16に出力する。
【0077】また、MCRピークレート判定部14で
は、図5に示すようなピークレートを違反したパケット
は廃棄する。MCRピークレート判定部14は、MCR
トラヒックにおけるトラヒック容量と、図5に示すよう
なピークレートとを比較し、MCRトラヒックにおける
トラヒック容量がピークレートを超過したときパケット
を廃棄する。また、MCRピークレート判定部14は、
比較の結果、超過しないMCRトラヒックのパケットを
MCR優先度判定部17に出力する。
【0078】次に、CBR優先度判定部15では、各パ
ケットの優先度情報を高優先度とする。CBR優先度判
定部15は、CBRトラヒックのパケット毎に、パケッ
トフレームフォーマット内の特定ビット位置に高優先度
情報を搭載して選択回路18に出力する。
【0079】また、Best Effort優先度判定
部16では、各パケットの優先度を低優先とする。Be
st Effort優先度判定部16は、Best E
ffortトラヒックのパケット毎に、パケットフレー
ムフォーマット内の特定ビット位置に低優先度情報を搭
載して選択回路18に出力する。
【0080】また、CBR優先度判定部17では、図5
に示すように最低保障レート判定を行い、最低保障帯域
内のパケットを高優先、最低保障帯域超過パケットを低
優先と判定する。MCR優先度判定部17は、パケット
が廃棄されていないMCRトラヒックのトラヒック容量
と、図5に示すような最低保証レートとを比較し、MC
Rトラヒックのトラヒック容量が最低保証レートを超過
しない場合、MCRトラヒックのパケット毎にパケット
フレームフォーマット内の特定ビット位置に高優先度情
報を搭載し、MCRトラヒックのトラヒック容量が最低
保証レートを超過する場合、MCRトラヒックのパケッ
ト毎にパケットフレームフォーマット内の特定ビット位
置に低優先度情報を搭載して選択回路18に出力する。
【0081】次に、選択回路18は、CBR、Best
Effort、MCRの各々のトラヒックにおけるパ
ケットを選択してネットワーク内に送信する。
【0082】以上のような廃棄判定、優先度判定の方法
は、各QoS毎のサービス内容の違いに依存するもので
ある。また、このようにして判定された優先度情報は、
例えば図6に示すレイヤ2のGFP(Generic
Framing Procedure)フレームフォー
マット内のExtension領域の任意のビットにT
ag情報として搭載される。
【0083】次に、ネットワーク内では各ノードN
内の図1に示されたスイッチ部3〜3におい
て、パケットスイッチ部5〜5のパケットスイッチ
ングメモリ19は、スイッチングの宛先が同一出力ポー
トになる場合に競合する競合パケットとして、Trib
uraty INF部101〜10j内のポリシング処
理部201〜20jからの低優先度情報が付加されたパ
ケットと、高優先度情報が付加されたパケットとをバッ
ファリングする。
【0084】また、図4に示されるように、パケット廃
棄処理部4〜4の優先度ビット識別部20は、入力
データに対し、該GFPフレームフォーマットよりTa
g情報の抽出を行い、低優先度情報が付加されたパケッ
トと、高優先度情報が付加されたパケットとの識別を行
う。
【0085】次に、パケット廃棄処理部4〜4の書
き込み&廃棄制御部21は、この識別結果に基づき、パ
ケット廃棄処理を行う。このパケット廃棄処理は、書き
込み&廃棄制御部21にて、予め、例えば図7に示すよ
うに入力ポート0〜j毎に、高優先パケット用のスレシ
ホールドを示す設定高優先バッファリング値th_h
と、低優先パケット用のスレシホールドを示す設定低優
先バッファリング値th_lとを設定しておき、実際の
バッファリングデータ量のカウント結果であるwcnt
値(低優先バッファリング値)がth_lを超過した場
合に低優先パケット(低優先度情報が付加されたパケッ
ト)を廃棄し、wcnt値(高優先バッファリング値)
がth_hを超過した場合に高優先パケット(高優先度
情報が付加されたパケット)を廃棄することによって実
現できる。また、書き込み&廃棄制御部21は、超過し
ない低優先バッファリング値に対応する低優先パケット
をスケジューラ部23に書き込み、超過しない高優先バ
ッファリング値に対応する高優先パケットをスケジュー
ラ部23に書き込む。
【0086】リクエスト制御部24は、パケットがスイ
ッチングされる出力ポートをリクエストするためのスイ
ッチングリクエスト情報として、リクエストキュー部2
5にて低優先度情報が付加されたパケットを低優先リク
エストキューに、高優先度情報が付加されたパケットを
高優先リクエストキューに分けてバッファリングし、且
つ出力ポート競合時にスケジューリングを行って高優先
リクエストキューにバッファリングされたパケットを優
先的に出力するようにパケットスイッチ部5〜5
制御する。
【0087】また、スイッチスケジューラ部6〜6
のリクエスト制御部24では、各パケットの高優先/低
優先の識別結果に基づき、パケットがスイッチングされ
る出力ポートをリクエストするためのスイッチングリク
エスト情報を制御して、図4に示されたリクエストキュ
ー部25内に抽出した優先度ビットから判定された優先
度の高/低に応じて高優先/低優先の2クラスのリクエ
ストキューに分けてバッファリングする。この2クラス
に分けてのバッファリングは例えば入力ポート単位に行
う。同時に、リクエスト制御部24では、パケット毎に
ラベルを見てスイッチングの出力ポートを判定して出力
ポートが競合した場合、どの入力ポートのデータを出力
させるかのスケジューリングを行い、ある入力ポートか
ら、ある出力ポートへのスイッチング経路を選択し、該
当入力ポートのリクエストキューのうち高優先リクエス
トキューにバッファリングされたパケットを優先的に出
力するように、図4に示す読み出し制御部22を介して
パケットスイッチングメモリ19からの読み出しを制御
してパケットを出力する。このように、本発明のパケッ
トスイッチネットワークにおけるQoS制御方式は、高
優先パケットを先に出力する完全優先スケジューリング
制御を行う。
【0088】本発明のパケットスイッチネットワークに
おけるQoS制御方式では、各ノードのスイッチ部でこ
のような廃棄制御、完全優先スケジューリング制御を行
うことにより、網内のパケットトラヒックを低遅延、低
ゆらぎに保ち高品質な3クラスのQoSサービスを提供
することを可能にする。これにより、本発明のパケット
スイッチネットワークにおけるQoS制御方式では、中
継ノードN〜Nk− においてノード毎に必要となる
指定された帯域以上に入力してくるパケットを廃棄する
ポリシング機能を、またノードN〜Nにおいて3ク
ラス毎の優先制御機能を搭載することなく各ノードのハ
ードウエア規模を削減することができる。
【0089】以上の説明により、本発明のパケットスイ
ッチネットワークにおけるQoS制御方式によれば、パ
ケットスイッチネットワーク内においてCBR、Bes
tEffort、MCRの3クラスのQoSサービスを
実現する上で、ネットワーク内の各ノードからポリシン
グ機能、及び3クラス毎の優先制御機能の搭載を削除す
ることによって、ハードウエア規模を削減し、開発コス
ト削減を実現できることである。これは、本発明のパケ
ットスイッチネットワークにおけるQoS制御方式によ
れば、ネットワークの入力部でポリシングを行い、そこ
でCBR、Best Effort、MCRの3種のト
ラヒックに対して2クラスに分類した高優先/低優先パ
ケット情報に従って、各ノードのスイッチ部で2クラス
分の廃棄制御、完全優先スケジューリング制御の機能を
搭載することにより実現できる。また、本発明のパケッ
トスイッチネットワークにおけるQoS制御方式によれ
ば、ノード毎にポリシング機能、3クラス毎の優先制御
機能を搭載するよりも、本発明による2クラス分の廃棄
制御、完全優先スケジューリング制御における機能を搭
載する方がハードウエア実現規模を格段に小さくできる
ため、ハードウエア規模削減が可能になる。
【0090】また、本発明のパケットスイッチネットワ
ークにおけるQoS制御方式は上記に説明に限定され
ず、図9に示されるように、スイッチ部3〜3は、
パケット廃棄処理部4〜4に含まれる優先度ビット
識別部20に代えて優先度ビット識別部27、書き込み
&廃棄制御部21に代えて書き込み&廃棄制御部28、
パケットスイッチ部5〜5に含まれるパケットスイ
ッチングメモリ19に代えてパケットスイッチングメモ
リ26、読み出し制御部22に代えて読み出し制御部2
9、スイッチスケジューラ部6〜6に含まれるスケ
ジューラ部23に代えてスケジューラ部30から構成さ
れている。スケジューラ部30は、リクエスト制御部2
4に代えてリクエスト制御部31と、リクエストキュー
部25に代えてリクエストキュー部32とを含む。
【0091】この場合、スケジューラ部30内の高優先
キューと低優先キューに分けてバッファリングするリク
エストキュー32を、図4に示された入力ポート単位で
はなく、出力ポート単位にバッファリングさせる点で異
なる。これに伴い、パケットスイッチングメモリ26へ
のパケットデータバッファリング構成も図9に示すよう
に出力ポート毎のバッファリングとなる。本実施例は出
力バッファ型のスイッチ構成と同等になる。
【0092】一般的にスイッチ構成として入力バッファ
型スイッチ構成では、同一の入力ポート内で、高優先同
士で且つ異なる出力ポートへのパケットがバッファリン
グされた場合に、先に出力されるパケットの出力時間中
で、次に待機しているパケットの出力ポートが仮に空い
ていてもそのパケットは待機状態となりスループットが
低下するケースが起こりうる。その点本実施例は出力バ
ッファ型のスイッチ構成であるため、上記原因によるス
ループットの低下が発生せず、更に高品質のQoSサー
ビスを提供できるという新たな効果を有する。
【0093】
【発明の効果】本発明のパケットスイッチネットワーク
におけるQoS制御方式は、ハードウエア規模を削減
し、開発コスト削減を実現できることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のパケットスイッチネットワー
クにおけるQoS制御方式の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】パケットスイッチネットワークの構成を示す概
略図である。
【図3】図3は、本発明のパケットスイッチネットワー
クにおけるQoS制御方式のポリシング処理部の構成を
示すブロック図である。
【図4】図4は、本発明のパケットスイッチネットワー
クにおけるQoS制御方式のスイッチ部の構成を示すブ
ロック図である。
【図5】図5は、ラベル単位でのポリシング処理を示す
正面図である。
【図6】図6は、レイヤ2のGFPフレームフォーマッ
トを示す正面図である。
【図7】図7(a)は、入力ポートに設定された設定高
優先バッファリング値th_hと設定低優先バッファリ
ング値th_lとを示す正面図であり、同図(b)は、
ポート0においてパケットスイッチングメモリに割り付
けられた領域を示す正面図である。
【図8】図8は、本発明のパケットスイッチネットワー
クにおけるQoS制御方式のスイッチ部の他の構成を示
すブロック図である。
【図9】図9(a)は、出力ポートに設定された設定高
優先バッファリング値th_hと設定低優先バッファリ
ング値th_lとを示す正面図であり、同図(b)は、
ポート0においてパケットスイッチングメモリに割り付
けられた領域を示す正面図である。
【図10】図10は、従来のパケットスイッチネットワ
ークにおけるQoS制御方式の構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
〜N(kは2以上の整数) ノード 101〜10j(jは1以上の整数) Tribur
aty INF部 201〜20j ポリシング処理部 3〜3 スイッチ部 4〜4 パケット廃棄処理部 5〜5 パケットスイッチ部 6〜6 スイッチスケジューラ部 701〜7kj Aggregate INF部 8k1〜8kj Triburaty INF部 10 ラベル判定部 11 トラヒック種別判定部 12 CBRピークレート判定部 13 Best Effortピークレート判定部 14 MCRピークレート判定部 15 CBR優先度判定部 16 Best Effort優先度判定部 17 MCR優先度判定部 18 選択回路 19 パケットスイッチングメモリ 20 優先度ビット識別部 21 書き込み&廃棄制御部 22 読み出し制御部 23 スケジューラ部 24 リクエスト制御部 25 リクエストキュー部 26 パケットスイッチングメモリ 27 優先度ビット識別部 28 書き込み&廃棄制御部 29 読み出し制御部 30 スケジューラ部 31 リクエスト制御部 32 リクエストキュー部 3301〜330i(iは1以上の整数) Trib
uraty INF部 3401〜34ki ポリシング処理部 35〜35 スイッチ部 36〜36 パケットスイッチ部 3701〜37(k−1)i Aggregate
INF部 38〜38 優先処理部 3911〜39ki Aggregate INF部 40k1〜40ki Triburaty INF部 41、42 網入力部ノード 43、44 中継ノード 45、46 網出力部ノード

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ノード、中継ノード、出力ノードを
    有する複数のノードが設けられたパケットスイッチネッ
    トワークにおけるQoS制御方式において、 前記複数のノードの各々は、 複数のトラヒック特性の各々のパケットを入力する入力
    部と、 スイッチ部とを含み、 前記複数のノードのうちの前記入力ノードの前記入力部
    は、前記複数のトラヒック特性の各々のトラヒック容量
    と、設定トラヒック容量とを比較し、前記複数のトラヒ
    ック特性の各々の前記トラヒック容量と前記設定トラヒ
    ック容量との比較の結果に基づいて前記パケットを廃棄
    するポリシング処理部を備え、 前記ポリシング処理部は、前記複数のトラヒック特性の
    うちの前記パケットが廃棄されていないトラヒック特性
    に従って、パケット転送の優先度を示す優先度情報を前
    記廃棄されていないトラヒック特性の前記パケットに付
    加して前記複数のノードに出力し、 前記スイッチ部は、前記優先度情報に基づいて前記入力
    部からのパケットをスイッチするパケットスイッチネッ
    トワークにおけるQoS制御方式。
  2. 【請求項2】 前記スイッチ部は、 前記入力部からのパケットをバッファリングするパケッ
    トスイッチ部と、 前記バッファリングされたパケットを示すバッファリン
    グ値と、設定バッファリング値とを比較し、前記バッフ
    ァリング値と前記設定バッファリング値との比較の結果
    に基づいて前記入力部からのパケットを廃棄するパケッ
    ト廃棄処理部と、 前記優先度情報に基づいて前記パケットスイッチ部を制
    御するスイッチスケジューラ部とを含み、 前記パケットスイッチ部は、前記パケット廃棄処理部に
    より前記廃棄されたパケット以外のパケットをスイッチ
    する請求項1に記載のパケットスイッチネットワークに
    おけるQoS制御方式。
  3. 【請求項3】 前記複数のトラヒック特性には、第1、
    第2及び第3トラヒック特性が含まれ、 前記設定トラヒック容量には、ピークレートが含まれ、 前記ポリシング処理部は、前記第1、第2及び第3トラ
    ヒック特性の各々の前記トラヒック容量と、前記ピーク
    レートとを比較するピークレート判定部を備え、 前記ピークレート判定部は、前記第1、第2及び第3ト
    ラヒック特性の各々の前記トラヒック容量と前記ピーク
    レートとの比較の結果に基づいて前記第1、第2及び第
    3トラヒック特性の各々の前記パケットを廃棄する請求
    項1又は2に記載のパケットスイッチネットワークにお
    けるQoS制御方式。
  4. 【請求項4】 前記優先度情報には、高優先度情報、低
    優先度情報が前記優先度として含まれ、 前記ポリシング処理部は、 前記パケットが廃棄されていない前記第1トラヒック特
    性の前記パケットに前記優先度を前記高優先度情報とし
    て付加する第1優先度判定部と、 前記パケットが廃棄されていない前記第2トラヒック特
    性の前記パケットに前記優先度を前記低優先度情報とし
    て付加する第2優先度判定部とを備えた請求項3に記載
    のパケットスイッチネットワークにおけるQoS制御方
    式。
  5. 【請求項5】 前記設定トラヒック容量には、最低保証
    レートが更に含まれ、 前記ポリシング処理部は、前記パケットが廃棄されてい
    ない前記第3トラヒック特性の前記トラヒック容量と、
    前記最低保証レートとを比較し、前記廃棄されていない
    第3トラヒック特性の前記トラヒック容量と前記最低保
    証レートとの比較の結果に基づいて、前記廃棄されてい
    ない第3トラヒック特性の前記パケットに前記優先度を
    前記高優先度情報として付加する第3優先度判定部を備
    え、 前記第3優先度判定部は、前記廃棄されていない第3ト
    ラヒック特性の前記パケットに前記高優先度情報を付加
    しないとき前記廃棄されていない第3トラヒック特性の
    前記パケットに前記優先度を前記低優先度情報として付
    加する請求項4に記載のパケットスイッチネットワーク
    におけるQoS制御方式。
  6. 【請求項6】 前記バッファリング値には、前記低優先
    度情報が付加された前記パケットの前記バッファリング
    値を示す低優先バッファリング値と、前記高優先度情報
    が付加された前記パケットの前記バッファリング値を示
    す高優先バッファリング値とが含まれ、 前記設定バッファリング値には、設定低優先バッファリ
    ング値と、設定高優先バッファリング値とが含まれ、 前記パケット廃棄処理部は、前記低優先バッファリング
    値と前記設定低優先バッファリング値とを比較し、前記
    高優先バッファリング値と前記設定高優先バッファリン
    グ値とを比較する書込・廃棄制御部を備え、 前記書込・廃棄制御部は、前記低優先バッファリング値
    が前記設定低優先バッファリング値を超過したとき、前
    記超過した低優先バッファリング値に対応する前記低優
    先度情報が付加された前記パケットを廃棄し、前記高優
    先バッファリング値が前記設定高優先バッファリング値
    を超過したとき、前記超過した高優先バッファリング値
    に対応する前記高優先度情報が付加された前記パケット
    を廃棄する請求項4又は5に記載のパケットスイッチネ
    ットワークにおけるQoS制御方式。
  7. 【請求項7】 前記スイッチスケジューラ部は、 前記パケットがスイッチングされる出力ポートをリクエ
    ストするためのリクエスト情報として低優先リクエスト
    キューと高優先リクエストキューとに分けられたリクエ
    ストキュー部と、 前記低優先度情報が付加された前記パケットを前記低優
    先リクエストキューにバッファリングし、前記高優先度
    情報が付加された前記パケットを前記高優先リクエスト
    キューにバッファリングするリクエスト制御部とを備
    え、 前記リクエスト制御部は、前記高優先リクエストキュー
    にバッファリングされた前記パケットを優先的に出力す
    るように前記パケットスイッチ部を制御する請求項6に
    記載のパケットスイッチネットワークにおけるQoS制
    御方式。
  8. 【請求項8】 前記低優先度情報が付加された前記パケ
    ットと、前記高優先度情報が付加された前記パケットと
    は、入力ポート単位にバッファリングされる請求項7に
    記載のパケットスイッチネットワークにおけるQoS制
    御方式。
  9. 【請求項9】 前記低優先度情報が付加された前記パケ
    ットと、前記高優先度情報が付加された前記パケットと
    は、出力ポート単位にバッファリングされる請求項7に
    記載のパケットスイッチネットワークにおけるQoS制
    御方式。
  10. 【請求項10】(a) 入力ノード、中継ノード、出力
    ノードを有する複数のノードが設けられ、前記複数のノ
    ードの各々は、複数のトラヒック特性の各々のパケット
    を入力する入力部と、スイッチ部とを含むパケットスイ
    ッチネットワークにおけるQoS制御方式を提供するス
    テップと、(b) 前記複数のノードのうちの前記入力
    ノードの前記入力部に設けられ、前記複数のトラヒック
    特性の各々のトラヒック容量と、設定トラヒック容量と
    を比較するステップと、(c) 前記複数のノードのう
    ちの前記入力ノードの前記入力部に設けられ、前記複数
    のトラヒック特性の各々の前記トラヒック容量と前記設
    定トラヒック容量との比較の結果に基づいて前記パケッ
    トを廃棄するステップと、(d) 前記複数のノードの
    うちの前記入力ノードの前記入力部に設けられ、前記複
    数のトラヒック特性のうちの前記パケットが廃棄されて
    いないトラヒック特性に従って、パケット転送の優先度
    を示す優先度情報を前記廃棄されていないトラヒック特
    性の前記パケットに付加して前記複数のノードに出力す
    るステップと、(e) 前記スイッチ部に設けられ、前
    記優先度情報に基づいて前記入力部からのパケットをス
    イッチするステップとを備えたパケットスイッチネット
    ワークにおけるQoS制御方法。
  11. 【請求項11】前記(e)のステップは、(f) 前記
    入力部からのパケットをバッファリングするステップ
    と、(g) 前記バッファリングされたパケットを示す
    バッファリング値と、設定バッファリング値とを比較す
    るステップと、(h) 前記バッファリング値と前記設
    定バッファリング値との比較の結果に基づいて前記入力
    部からのパケットを廃棄するステップと、(i) 前記
    優先度情報に基づいて前記廃棄されたパケット以外のパ
    ケットをスイッチするステップとを更に備えた請求項1
    0に記載のパケットスイッチネットワークにおけるQo
    S制御方法。
  12. 【請求項12】 入力ノード、中継ノード、出力ノード
    を有する複数のノードの各々にスイッチ部が含まれ、前
    記複数のノードのうちの前記入力ノードに設けられたポ
    リシング処理装置において、 複数のトラヒック特性の各々のパケットを入力するパケ
    ット入力部と、 前記複数のトラヒック特性の各々のトラヒック容量と、
    設定トラヒック容量とを比較する比較部と、 前記複数のトラヒック特性の各々の前記トラヒック容量
    と前記設定トラヒック容量との比較の結果に基づいて前
    記パケットを廃棄する廃棄部と、 前記複数のトラヒック特性のうちの前記パケットが廃棄
    されていないトラヒック特性に従って、前記廃棄されて
    いないトラヒック特性の前記パケットが前記スイッチ部
    によりスイッチされるようにパケット転送の優先度を示
    す優先度情報を付加して前記複数のノードに出力するパ
    ケット出力部とを備えたポリシング処理装置。
  13. 【請求項13】 パケットを入力する入力部と、 前記入力部からのパケットをバッファリングするパケッ
    トスイッチ部と、 前記バッファリングされたパケットを示すバッファリン
    グ値と、設定バッファリング値とを比較し、前記バッフ
    ァリング値と前記設定バッファリング値との比較の結果
    に基づいて前記入力部からのパケットを廃棄するパケッ
    ト廃棄処理部と、 前記パケット廃棄処理部により前記廃棄されたパケット
    以外のパケットをスイッチするように前記パケットスイ
    ッチ部を制御するスイッチスケジューラ部とを備えたパ
    ケットスイッチ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011050116A (ja) * 2004-04-16 2011-03-10 Dolby Lab Licensing Corp ネットワークにおいてデータ・ユニットをルーティングするデバイスおよび方法
JP2012199788A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Renesas Electronics Corp 情報処理システム、調停方法

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