JP2003110616A - Ｉｐ網における公平帯域計算法、ルータ、ルーティング方法、ルーティングプログラムおよび記録媒体 - Google Patents
Ｉｐ網における公平帯域計算法、ルータ、ルーティング方法、ルーティングプログラムおよび記録媒体Info
- Publication number
- JP2003110616A JP2003110616A JP2001306028A JP2001306028A JP2003110616A JP 2003110616 A JP2003110616 A JP 2003110616A JP 2001306028 A JP2001306028 A JP 2001306028A JP 2001306028 A JP2001306028 A JP 2001306028A JP 2003110616 A JP2003110616 A JP 2003110616A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のＣＳＦＱでは、廃棄確率Ｐを自由に変
更できないという問題がある。特にＣＳＦＱで現在使用
されている廃棄確率Ｐは、ＴＣＰにとって最適であると
は言えず、結果として、ＴＣＰに対して公平に帯域を割
り当てることが出来ない。本発明の目的は、ＣＳＦＱに
おいて、使用する廃棄確率に関わらず、正確な公平帯域
値を計算できるようにし、その結果、通信を行っている
ユーザに対して、公平な帯域割当を実現することであ
る。 【解決手段】 従来方式では、選択的パケット廃棄部で
バッファに入力と判断されたパケットのサイズをクレジ
ット２に加算しているのに対して、本発明では、現在の
公平帯域値を到着したパケットのヘッダに書き込まれた
レート値で割った値Ｐを計算し、確率Ｐで、到着したパ
ケットのサイズをクレジット２に加算している。
更できないという問題がある。特にＣＳＦＱで現在使用
されている廃棄確率Ｐは、ＴＣＰにとって最適であると
は言えず、結果として、ＴＣＰに対して公平に帯域を割
り当てることが出来ない。本発明の目的は、ＣＳＦＱに
おいて、使用する廃棄確率に関わらず、正確な公平帯域
値を計算できるようにし、その結果、通信を行っている
ユーザに対して、公平な帯域割当を実現することであ
る。 【解決手段】 従来方式では、選択的パケット廃棄部で
バッファに入力と判断されたパケットのサイズをクレジ
ット２に加算しているのに対して、本発明では、現在の
公平帯域値を到着したパケットのヘッダに書き込まれた
レート値で割った値Ｐを計算し、確率Ｐで、到着したパ
ケットのサイズをクレジット２に加算している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コアステートレス
ネットワークで使用されるスケジューリング法におい
て、正確な公平帯域値を計算する技術、その技術を用い
たルータ、ルーティング方法、ルーティングプログラム
および記録媒体に関する。
ネットワークで使用されるスケジューリング法におい
て、正確な公平帯域値を計算する技術、その技術を用い
たルータ、ルーティング方法、ルーティングプログラム
および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＰ技術を用いた網では、ベストエフォ
ートサービスが主流である。ベストエフォートサービス
では、通信を行っているユーザ毎に帯域を公平に分配す
ることは必要不可欠である。帯域を公平に分配する技術
として、ＤＲＲ等のフェアキューイング法が知られてい
る。（M.Shreedhar et al., "Efficient fair queuing
using deficit round robin," IEEE/ACM trans. networ
king June 1996.）しかしフェアキューリング法では全
てのルータが各ユーザの情報を管理しなければならない
為、スケーラビリティに問題があった。そこでエッジル
ータのみ各ユーザの情報を管理し、コアルータでは各ユ
ーザの情報を管理しないコアステートレスネットワーク
とそのようなネットワークにおいて公平に帯域を割り当
てる、ＣＳＦＱ（Core Stateless Fair Queuing）と呼
ばれるスケジューリング法が提案された。（Ion Stoica
et al., "Core-Stateless Fair Queuing: Achieving A
pproximately Fair Bandwidth Allocations in High Sp
eed Networks," SIGCOMM 98,1998.） ルータは、一般的に図１のように入力部、ルーティング
部、出力部から構成されるが、ＣＳＦＱを実現するため
に、エッジルータの入力部、エッジ及びコアルータの出
力部で必要とされるシステム構成をそれぞれ図２、図３
に示す。エッジルータの入力部では、パケットが到着す
る毎に、ユーザ識別部が、そのパケットはどのユーザか
ら送信されたかを識別する。そして、レート情報書き込
み部において、そのパケットを送出しているユーザの送
信レートを測定し、その値をＩＰパケットのヘッダに書
き込む。エッジルータ及びコアルータの出力部では、ヘ
ッダ読み取り部において、ヘッダに書き込まれた値を読
み取る。そして、その情報と各ルータで独自に計算して
いる公平帯域値を基にして、選択的パケット廃棄部にお
いて、そのパケットをバッファに入力するかどうかの決
定を行う。
ートサービスが主流である。ベストエフォートサービス
では、通信を行っているユーザ毎に帯域を公平に分配す
ることは必要不可欠である。帯域を公平に分配する技術
として、ＤＲＲ等のフェアキューイング法が知られてい
る。（M.Shreedhar et al., "Efficient fair queuing
using deficit round robin," IEEE/ACM trans. networ
king June 1996.）しかしフェアキューリング法では全
てのルータが各ユーザの情報を管理しなければならない
為、スケーラビリティに問題があった。そこでエッジル
ータのみ各ユーザの情報を管理し、コアルータでは各ユ
ーザの情報を管理しないコアステートレスネットワーク
とそのようなネットワークにおいて公平に帯域を割り当
てる、ＣＳＦＱ（Core Stateless Fair Queuing）と呼
ばれるスケジューリング法が提案された。（Ion Stoica
et al., "Core-Stateless Fair Queuing: Achieving A
pproximately Fair Bandwidth Allocations in High Sp
eed Networks," SIGCOMM 98,1998.） ルータは、一般的に図１のように入力部、ルーティング
部、出力部から構成されるが、ＣＳＦＱを実現するため
に、エッジルータの入力部、エッジ及びコアルータの出
力部で必要とされるシステム構成をそれぞれ図２、図３
に示す。エッジルータの入力部では、パケットが到着す
る毎に、ユーザ識別部が、そのパケットはどのユーザか
ら送信されたかを識別する。そして、レート情報書き込
み部において、そのパケットを送出しているユーザの送
信レートを測定し、その値をＩＰパケットのヘッダに書
き込む。エッジルータ及びコアルータの出力部では、ヘ
ッダ読み取り部において、ヘッダに書き込まれた値を読
み取る。そして、その情報と各ルータで独自に計算して
いる公平帯域値を基にして、選択的パケット廃棄部にお
いて、そのパケットをバッファに入力するかどうかの決
定を行う。
【０００３】ＣＳＦＱにおいては、エッジルータでは、
ユーザ毎の送信レートを測定するため、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、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、フェアキューイング法と比較して、スケーラビリ
ティに優れているという特徴がある。
ユーザ毎の送信レートを測定するため、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、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、フェアキューイング法と比較して、スケーラビリ
ティに優れているという特徴がある。
【０００４】ＣＳＦＱでは上述のように公平帯域値を計
算しているが、その計算法として、以下のような方式が
提案されている。１）エッジルータ及びコアルータの出
力部にパケットが到着した時に、到着したパケットのサ
イズをクレジット１に加算し、到着したパケットのヘッ
ダに書き込まれたレート値がマックスレート値より大き
いか比較し、大きいならばマックスレートの値を到着し
たパケットのヘッダに書き込まれたレート値にし、選択
的パケット廃棄部でバッファに入力と判断されたパケッ
トのサイズをクレジット２に加算する。２）エッジルー
タ及びコアルータの出力部にパケットが到着した時に、
その到着時刻から記録している時刻を減算した値が予め
定めている時間以上ならば、クレジット１を用いてレー
ト１を、クレジット２を用いてレート２を計算し、レー
ト１がリンク帯域以上ならば、（現在の公平帯域値＊リ
ンク帯域）をレート２で除算した値を新しい公平帯域と
し、リンク帯域以下ならば、マックスレート値を新しい
公平帯域とし、新しい公平帯域値を決定した後、クレジ
ット１、クレジット２、マックスレートの値を０にし、
記録している時刻を現在の時刻にする。
算しているが、その計算法として、以下のような方式が
提案されている。１）エッジルータ及びコアルータの出
力部にパケットが到着した時に、到着したパケットのサ
イズをクレジット１に加算し、到着したパケットのヘッ
ダに書き込まれたレート値がマックスレート値より大き
いか比較し、大きいならばマックスレートの値を到着し
たパケットのヘッダに書き込まれたレート値にし、選択
的パケット廃棄部でバッファに入力と判断されたパケッ
トのサイズをクレジット２に加算する。２）エッジルー
タ及びコアルータの出力部にパケットが到着した時に、
その到着時刻から記録している時刻を減算した値が予め
定めている時間以上ならば、クレジット１を用いてレー
ト１を、クレジット２を用いてレート２を計算し、レー
ト１がリンク帯域以上ならば、（現在の公平帯域値＊リ
ンク帯域）をレート２で除算した値を新しい公平帯域と
し、リンク帯域以下ならば、マックスレート値を新しい
公平帯域とし、新しい公平帯域値を決定した後、クレジ
ット１、クレジット２、マックスレートの値を０にし、
記録している時刻を現在の時刻にする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来のＣＳＦＱ
では、正確な公平帯域値を計算するためには、選択的パ
ケット廃棄部が確率Ｐ P = max(0, 1 - 公平帯域値／パケットヘッダに書き込
まれたレート値) でパケットを廃棄する必要がある。つまりＣＳＦＱで
は、廃棄確率Ｐを自由に変更できないという問題があ
る。特にＣＳＦＱで現在使用されている廃棄確率Ｐは、
ＴＣＰにとって最適であるとは言えず、結果として、Ｔ
ＣＰに対して公平に帯域を割り当てることが出来ない。
その為、確率ＰをＴＣＰに最適な確率に変更しても、正
確な公平帯域値を計算できる新しいアルゴリズムが必要
とされている。
では、正確な公平帯域値を計算するためには、選択的パ
ケット廃棄部が確率Ｐ P = max(0, 1 - 公平帯域値／パケットヘッダに書き込
まれたレート値) でパケットを廃棄する必要がある。つまりＣＳＦＱで
は、廃棄確率Ｐを自由に変更できないという問題があ
る。特にＣＳＦＱで現在使用されている廃棄確率Ｐは、
ＴＣＰにとって最適であるとは言えず、結果として、Ｔ
ＣＰに対して公平に帯域を割り当てることが出来ない。
その為、確率ＰをＴＣＰに最適な確率に変更しても、正
確な公平帯域値を計算できる新しいアルゴリズムが必要
とされている。
【０００６】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、ＣＳＦ
Ｑにおいて、使用する廃棄確率に関わらず、正確な公平
帯域値を計算できるようにし、その結果、通信を行って
いるユーザに対して、公平な帯域割当を実現することで
ある。
るためになされたものであり、本発明の目的は、ＣＳＦ
Ｑにおいて、使用する廃棄確率に関わらず、正確な公平
帯域値を計算できるようにし、その結果、通信を行って
いるユーザに対して、公平な帯域割当を実現することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【０００８】従来方式では、選択的パケット廃棄部でバ
ッファに入力と判断されたパケットのサイズをクレジッ
ト２に加算しているのに対して、本発明では、現在の公
平帯域値を到着したパケットのヘッダに書き込まれたレ
ート値で割った値Ｐを計算し、確率Ｐで、到着したパケ
ットのサイズをクレジット２に加算している。その結
果、ＣＳＦＱにおいてどのような廃棄確率を使用してい
たとしても、正確な公平帯域値を計算できる。
ッファに入力と判断されたパケットのサイズをクレジッ
ト２に加算しているのに対して、本発明では、現在の公
平帯域値を到着したパケットのヘッダに書き込まれたレ
ート値で割った値Ｐを計算し、確率Ｐで、到着したパケ
ットのサイズをクレジット２に加算している。その結
果、ＣＳＦＱにおいてどのような廃棄確率を使用してい
たとしても、正確な公平帯域値を計算できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１０】実施例におけるエッジルータの入力部のシ
ステム構成とエッジルータ及びコアルータの出力部のシ
ステム構成はそれぞれ図２、図３と同様である。ただ
し、ヘッダ読み取り部は、レート値だけでなく、パケッ
トサイズ情報も読み取る。図４に実施例の公平帯域計算
部の詳細を示す。図５は上記した公平帯域計算を擬似コ
ードによって示したものであり、図６はフローチャート
で示したものである。図７は具体例におけるパケットの
状態を示す図である。
ステム構成とエッジルータ及びコアルータの出力部のシ
ステム構成はそれぞれ図２、図３と同様である。ただ
し、ヘッダ読み取り部は、レート値だけでなく、パケッ
トサイズ情報も読み取る。図４に実施例の公平帯域計算
部の詳細を示す。図５は上記した公平帯域計算を擬似コ
ードによって示したものであり、図６はフローチャート
で示したものである。図７は具体例におけるパケットの
状態を示す図である。
【００１１】図４に示すような各部から公平帯域計算部
は構成される。ヘッダ読み取り部で読み取られたレート
値、パケットサイズはクレジット１計算部、クレジット
２計算部、マックスレート計算部、制御部に送られる。
クレジット１計算部では、送られたパケットサイズをク
レジット１に加算する。クレジット２計算部では、送ら
れたレート情報と公平帯域保持部で保持されてある現在
の公平帯域値から、値Ｐ（＝公平帯域値／送られたレー
ト情報）を計算する。そして確率Ｐで、送られたパケッ
トサイズをクレジット２に加算する。マックスレート計
算部では、送られたレート情報を保持しているマックス
レート値と比較し、送られたレート情報がマックスレー
ト値より大きい場合には、マックスレートの値を送られ
たレート値に更新する。制御部は、ヘッダ読み取り部か
ら情報が送られると、その時の時刻を時刻部に問い合わ
せる。そして、現在の時刻から保持している時刻を減算
した値が、予め定めた時間より大きいかを調べる。もし
大きくなければ何もしない。大きいならば、レート１計
算部にクレジット１を基にしてレートを計算するように
求める。同様に、レート２計算部にクレジット２を基に
してレートを計算するように求める。レート１計算部で
計算されたレート値がリンク帯域より大きければ、レー
ト２計算部で（現在の公平帯域値＊リンク帯域）を計算
されたレート値で除算した値とリンク帯域の小さい方の
値を公平帯域保持部に通知する。レート１計算部で計算
されたレート値がリンク帯域より小さければ、マックス
レート部で保持されているマックスレートを公平帯域保
持部に通知する。そして、クレジット１、２計算部に保
持しているクレジット１、２を０に更新するよう通知す
る。またマックスレート計算部に保持しているマックス
レートを０に更新するよう通知する。そして制御部自身
が保持している時刻情報を現在の時刻に更新する。公平
帯域保持部は、制御部から値を通知されると、保持して
いる公平帯域値を通知された値に更新する。
は構成される。ヘッダ読み取り部で読み取られたレート
値、パケットサイズはクレジット１計算部、クレジット
２計算部、マックスレート計算部、制御部に送られる。
クレジット１計算部では、送られたパケットサイズをク
レジット１に加算する。クレジット２計算部では、送ら
れたレート情報と公平帯域保持部で保持されてある現在
の公平帯域値から、値Ｐ（＝公平帯域値／送られたレー
ト情報）を計算する。そして確率Ｐで、送られたパケッ
トサイズをクレジット２に加算する。マックスレート計
算部では、送られたレート情報を保持しているマックス
レート値と比較し、送られたレート情報がマックスレー
ト値より大きい場合には、マックスレートの値を送られ
たレート値に更新する。制御部は、ヘッダ読み取り部か
ら情報が送られると、その時の時刻を時刻部に問い合わ
せる。そして、現在の時刻から保持している時刻を減算
した値が、予め定めた時間より大きいかを調べる。もし
大きくなければ何もしない。大きいならば、レート１計
算部にクレジット１を基にしてレートを計算するように
求める。同様に、レート２計算部にクレジット２を基に
してレートを計算するように求める。レート１計算部で
計算されたレート値がリンク帯域より大きければ、レー
ト２計算部で（現在の公平帯域値＊リンク帯域）を計算
されたレート値で除算した値とリンク帯域の小さい方の
値を公平帯域保持部に通知する。レート１計算部で計算
されたレート値がリンク帯域より小さければ、マックス
レート部で保持されているマックスレートを公平帯域保
持部に通知する。そして、クレジット１、２計算部に保
持しているクレジット１、２を０に更新するよう通知す
る。またマックスレート計算部に保持しているマックス
レートを０に更新するよう通知する。そして制御部自身
が保持している時刻情報を現在の時刻に更新する。公平
帯域保持部は、制御部から値を通知されると、保持して
いる公平帯域値を通知された値に更新する。
【００１２】以下、図７のようにパケットが到着した時
の本発明の動作を図４、図５、図６を用いて示す。図７
では、時刻0.01にサイズ1000ビット、レート値10kbits/
のパケットが、時刻0.02にサイズ1000ビット、レート値
20kbit/sのパケットが、時刻0.03にサイズ1000ビット、
レート値30kbit/sのパケットが到着している。また図５
においてfirstはtrue、TIMEは0.015秒、C（リンク帯
域）は50kbit/s、BETA1、BETA2は0、alpha（公平帯域保
持部が保持している値）は10kbit/sとする。
の本発明の動作を図４、図５、図６を用いて示す。図７
では、時刻0.01にサイズ1000ビット、レート値10kbits/
のパケットが、時刻0.02にサイズ1000ビット、レート値
20kbit/sのパケットが、時刻0.03にサイズ1000ビット、
レート値30kbit/sのパケットが到着している。また図５
においてfirstはtrue、TIMEは0.015秒、C（リンク帯
域）は50kbit/s、BETA1、BETA2は0、alpha（公平帯域保
持部が保持している値）は10kbit/sとする。
【００１３】１番目のパケットが出力部に到着すると、
ヘッダ読み取り部は1000ビット、10kbit/sの情報を通知
する。到着したパケットは最初のパケットなので、クレ
ジット１計算部、クレジット２計算部、マックスレート
計算部は、それぞれ保持している値を０に更新する。制
御部は、保持している値を現在時刻0.01秒に更新する。
ヘッダ読み取り部は1000ビット、10kbit/sの情報を通知
する。到着したパケットは最初のパケットなので、クレ
ジット１計算部、クレジット２計算部、マックスレート
計算部は、それぞれ保持している値を０に更新する。制
御部は、保持している値を現在時刻0.01秒に更新する。
【００１４】２番目のパケットが出力部に到着すると、
ヘッダ読み取り部は1000ビット、20kbit/sの情報を通知
する。クレジット１計算部は、クレジット１の値を1000
に更新する。クレジット２計算部は、値Ｐが10k/20k=0.
5となり、確率0.5でクレジット２の値を更新する。ここ
では更新されたと仮定し、クレジット２の値は1000とな
る。マックスレート計算部は、保持している値０より、
通知された値20kbit/sが大きいので、保持している値を
20kbit/sに更新する。制御部は、現在の時刻から保持し
ている時間を減算した値、0.02-0.01=0.01が予め定めら
れている時間0.015より小さいので、何もしない。
ヘッダ読み取り部は1000ビット、20kbit/sの情報を通知
する。クレジット１計算部は、クレジット１の値を1000
に更新する。クレジット２計算部は、値Ｐが10k/20k=0.
5となり、確率0.5でクレジット２の値を更新する。ここ
では更新されたと仮定し、クレジット２の値は1000とな
る。マックスレート計算部は、保持している値０より、
通知された値20kbit/sが大きいので、保持している値を
20kbit/sに更新する。制御部は、現在の時刻から保持し
ている時間を減算した値、0.02-0.01=0.01が予め定めら
れている時間0.015より小さいので、何もしない。
【００１５】３番目のパケットが出力部に到着すると、
ヘッダ読み取り部は1000ビット、30kbit/sの情報を通知
する。クレジット１計算部は、クレジット１の値を1000
+1000=2000に更新する。クレジット２計算部は、値Ｐが
10k/30k=1/3となり、確率1/3でクレジット２の値を更新
する。ここでは更新されなかったと仮定する。マックス
レート計算部は、保持している値20kbit/sより、通知さ
れた値30kbit/sが大きいので、保持している値を30kbit
/sに更新する。制御部は、現在の時刻から保持している
時間を減算した値、0.03-0.01=0.02が予め定められてい
る時間0.015より大きいので、レート１計算部にクレジ
ット１の値を用いてレートを計算するように通知する。
同様にレート２計算部にクレジット２の値を用いてレー
トを計算するように通知する。レート１計算部は、図５
の式に従ってレートを計算するとすると、
ヘッダ読み取り部は1000ビット、30kbit/sの情報を通知
する。クレジット１計算部は、クレジット１の値を1000
+1000=2000に更新する。クレジット２計算部は、値Ｐが
10k/30k=1/3となり、確率1/3でクレジット２の値を更新
する。ここでは更新されなかったと仮定する。マックス
レート計算部は、保持している値20kbit/sより、通知さ
れた値30kbit/sが大きいので、保持している値を30kbit
/sに更新する。制御部は、現在の時刻から保持している
時間を減算した値、0.03-0.01=0.02が予め定められてい
る時間0.015より大きいので、レート１計算部にクレジ
ット１の値を用いてレートを計算するように通知する。
同様にレート２計算部にクレジット２の値を用いてレー
トを計算するように通知する。レート１計算部は、図５
の式に従ってレートを計算するとすると、
【００１６】
【数１】
Rate1 = (1-BETA1)*Credit1/(now - beginTime) + BETA1*Rate1
= (1-0)*2000/(0.03 - 0.01) + 0*0
= 10k
より、10kbit/sとなる。レート２計算部も同様に図５の
式に従ってレートを計算したとすると、
式に従ってレートを計算したとすると、
【００１７】
【数２】
Rate2 = (1-BETA2)*Credit2/(now - beginTime) + BETA2*Rate2
= (1-0)*1000/(0.03 - 0.01) + 0*0
= 5k
そして、（現在の公平帯域値＊リンク帯域）を計算した
レートで除算した値は、 (10k*50k)/5k = 100k (bit/s) となる。
レートで除算した値は、 (10k*50k)/5k = 100k (bit/s) となる。
【００１８】レート１計算部で計算された値はリンク帯
域Ｃより小さいので、制御部はマックスレート計算部の
保持している値を公平帯域保持部に通知する。よって、
公平帯域保持部で保持されている値は30kbit/sとなる。
そして、クレジット１計算部が保持している値、クレジ
ット２が保持している値、マックスレート計算部が保持
している値は０に更新される。制御部が保持している値
は0.03に更新される。
域Ｃより小さいので、制御部はマックスレート計算部の
保持している値を公平帯域保持部に通知する。よって、
公平帯域保持部で保持されている値は30kbit/sとなる。
そして、クレジット１計算部が保持している値、クレジ
ット２が保持している値、マックスレート計算部が保持
している値は０に更新される。制御部が保持している値
は0.03に更新される。
【００１９】また本発明の有効性を示すコンピュータシ
ミュレーションの結果を示す。廃棄確率Ｐを以下のよう
に設定した。
ミュレーションの結果を示す。廃棄確率Ｐを以下のよう
に設定した。
【００２０】
【数３】
【００２１】ここで、
m ：予め設定したしきい値／現在のキュー長
L ：パケットのヘッダに書き込まれたレート値
α：公平帯域値
である。
【００２２】図８に示すようなモデルを考える。ユーザ
数は３０で、全てトランスポートプロトコルとしてＵＤ
Ｐを使用している。送信側は常に送信すべきパケットを
有しているとし、それらを2Mbpsで送信するとする。受
信側は一切パケットを送信しない。リンクは全て帯域が
30Mbps、遅延時間が5msecとする。ルータ１とルータ２
の間のリンクがボトルネックとなり、ルータ１のバッフ
ァが輻輳する。よって、ルータ１で計算される公平帯域
値が30M/30=1Mbpsとなれば、正確な値が計算できている
といえる。
数は３０で、全てトランスポートプロトコルとしてＵＤ
Ｐを使用している。送信側は常に送信すべきパケットを
有しているとし、それらを2Mbpsで送信するとする。受
信側は一切パケットを送信しない。リンクは全て帯域が
30Mbps、遅延時間が5msecとする。ルータ１とルータ２
の間のリンクがボトルネックとなり、ルータ１のバッフ
ァが輻輳する。よって、ルータ１で計算される公平帯域
値が30M/30=1Mbpsとなれば、正確な値が計算できている
といえる。
【００２３】図９にシミュレーション結果を示す。図９
において、横軸は経過時間（Time(sec)）であり、縦軸
は公平帯域値（Fair share rate(Mbps)）である。図９
の結果より、廃棄確率の定義によらず、正確な値を計算
できていることが分かる。
において、横軸は経過時間（Time(sec)）であり、縦軸
は公平帯域値（Fair share rate(Mbps)）である。図９
の結果より、廃棄確率の定義によらず、正確な値を計算
できていることが分かる。
【００２４】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
どのような廃棄確率を用いた場合でも、正確な公平帯域
計算が可能となり、その結果、ユーザ間で利用可能な帯
域を公平に分配することができる。
どのような廃棄確率を用いた場合でも、正確な公平帯域
計算が可能となり、その結果、ユーザ間で利用可能な帯
域を公平に分配することができる。
【図１】ルータの構成である。
【図２】エッジルータの入力部のシステム構成である。
【図３】エッジルータ、コアルータの出力部のシステム
構成である。
構成である。
【図４】公平帯域計算部の詳細である。
【図５】擬似コードによる本発明のアルゴリズムであ
る。
る。
【図６】フローチャートによる本発明のアルゴリズムで
ある。
ある。
【図７】パケット到着パターンである。
【図８】シミュレーションモデルである。
【図９】シミュレーション結果である。
Claims (6)
- 【請求項１】 フロー毎の情報を管理するエッジルータ
とフロー毎の情報を管理しないコアルータから構成され
るコアステートレスネットワークで、 エッジルータの入力部にパケットが到着した時に、その
パケットを送出しているユーザの送信レートを測定し、
その値をＩＰパケットのヘッダに書き込み、エッジルー
タ及びコアルータの出力部にパケットが到着した時に、
ヘッダに書き込まれたレート値と各ルータが独自に計算
している公平帯域値を比較することにより、そのパケッ
トをバッファに入力するかどうかの判断を行うスケジュ
ーリング法において、 エッジルータ及びコアルータの出力部にパケットが到着
した時に、到着したパケットのサイズをクレジット１に
加算し、到着したパケットのヘッダに書き込まれたレー
ト値がマックスレート値より大きいか比較し、大きいな
らばマックスレートの値を到着したパケットのヘッダに
書き込まれたレート値にし、 現在の公平帯域値を到着したパケットのヘッダに書き込
まれたレート値で割った値Ｐを計算し、確率Ｐで、到着
したパケットのサイズをクレジット２に加算し、 エッジルータ及びコアルータの出力部にパケットが到着
した時に、その到着時刻から記録している時刻を減算し
た値が予め定めている時間以上ならば、クレジット１を
用いてレート1を、クレジット２を用いてレート２を計
算し、 レート１がリンク帯域以上ならば、（現在の公平帯域値
＊リンク帯域）をレート２で除算した値とリンク帯域の
小さい方を新しい公平帯域値とし、リンク帯域以下なら
ば、マックスレート値を新しい公平帯域値とし、 新しい公平帯域値を決定した後、クレジット１、クレジ
ット２、マックスレートの値を０にし、記録している時
刻を現在の時刻にすることを特徴とする公平帯域計算
法。 - 【請求項２】 到着したパケットのサイズをクレジット
１に加算する手段と、 到着したパケットのヘッダに書き込まれたレート値がマ
ックスレート値より大きいか比較し、大きいならばマッ
クスレートの値を到着したパケットのヘッダに書き込ま
れたレート値にする手段と、 現在の公平帯域値を到着したパケットのヘッダに書き込
まれたレート値で割った値Ｐを計算し、確率Ｐで、到着
したパケットのサイズをクレジット２に加算する手段
と、 パケットが到着した時に、その到着時刻から記録してい
る時刻を減算した値が予め定めている時間以上ならば、
クレジット１を用いてレート１を、クレジット２を用い
てレート２を計算し、 レート１がリンク帯域以上ならば、（現在の公平帯域値
＊リンク帯域）をレート２で除算した値とリンク帯域の
小さい方を新しい公平帯域値とし、リンク帯域以下なら
ば、マックスレート値を新しい公平帯域値とし、 新しい公平帯域値を決定した後、クレジット１、クレジ
ット２、マックスレートの値を０にし、記録している時
刻を現在の時刻にする手段と、を備えたことを特徴とす
るルータ。 - 【請求項３】 到着したパケットのサイズをクレジット
１に加算し、到着したパケットのヘッダに書き込まれた
レート値がマックスレート値より大きいか比較し、大き
いならばマックスレートの値を到着したパケットのヘッ
ダに書き込まれたレート値にし、 現在の公平帯域値を到着したパケットのヘッダに書き込
まれたレート値で割った値Ｐを計算し、確率Ｐで、到着
したパケットのサイズをクレジット２に加算し、 エッジルータ及びコアルータの出力部にパケットが到着
した時に、その到着時刻から記録している時刻を減算し
た値が予め定めている時間以上ならば、クレジット１を
用いてレート1を、クレジット２を用いてレート２を計
算し、 レート１がリンク帯域以上ならば、（現在の公平帯域値
＊リンク帯域）をレート２で除算した値とリンク帯域の
小さい方を新しい公平帯域値とし、リンク帯域以下なら
ば、マックスレート値を新しい公平帯域値とし、 新しい公平帯域値を決定した後、クレジット１、クレジ
ット２、マックスレートの値を０にし、記録している時
刻を現在の時刻にすることを特徴とするルーティング方
法。 - 【請求項４】 コンピュータに、 到着したパケットのサイズをクレジット１に加算する手
順、到着したパケットのヘッダに書き込まれたレート値
がマックスレート値より大きいか比較し、大きいならば
マックスレートの値を到着したパケットのヘッダに書き
込まれたレート値にする手順、 現在の公平帯域値を到着したパケットのヘッダに書き込
まれたレート値で割った値Ｐを計算し、確率Ｐで、到着
したパケットのサイズをクレジット２に加算する手順、
および、 パケットが到着した時に、その到着時刻から記録してい
る時刻を減算した値が予め定めている時間以上ならば、
クレジット１を用いてレート1を、クレジット２を用い
てレート２を計算し、 レート１がリンク帯域以上ならば、（現在の公平帯域値
＊リンク帯域）をレート２で除算した値とリンク帯域の
小さい方を新しい公平帯域値とし、リンク帯域以下なら
ば、マックスレート値を新しい公平帯域値とし、 新しい公平帯域値を決定した後、クレジット１、クレジ
ット２、マックスレートの値を０にし、記録している時
刻を現在の時刻にする手順、を実行させるためのルーテ
ィングプログラム。 - 【請求項５】 コンピュータに、 パケットが到着した時に、そのパケットを送出している
ユーザの送信レートを測定し、その値をＩＰパケットの
ヘッダに書き込む手順を実行させた後、請求項４記載の
手順を実行させることを特徴とする請求項４記載のルー
ティングプログラム。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５記載のプログラ
ムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001306028A JP3789338B2 (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | Ｉｐ網における公平帯域計算法、ルータ、ルーティング方法、ルーティングプログラムおよび記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001306028A JP3789338B2 (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | Ｉｐ網における公平帯域計算法、ルータ、ルーティング方法、ルーティングプログラムおよび記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003110616A true JP2003110616A (ja) | 2003-04-11 |
| JP3789338B2 JP3789338B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=19125732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001306028A Expired - Fee Related JP3789338B2 (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | Ｉｐ網における公平帯域計算法、ルータ、ルーティング方法、ルーティングプログラムおよび記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3789338B2 (ja) |
-
2001
- 2001-10-02 JP JP2001306028A patent/JP3789338B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3789338B2 (ja) | 2006-06-21 |
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