JP2003348144A - パケット転送装置、パケット転送方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各出力ポートにフロー毎の出力バッファを設
けることなく、出力バッファ間の複雑な読み出し制御を
行うことなく帯域制御を行う。 【解決手段】 ポート制御部２０＃１〜２０＃ｎは各入
力ポート＃１〜＃ｎに共通の出力バッファ２０１を有
し、ポート制御を介してパケットを受信した場合に、パ
ケット転送処理部１１はその送信先を判断して受信パケ
ットをその送信先に対応するポート制御部の出力バッフ
ァに転送する。帯域制御部１２はパケットの転送流量を
測定してその測定量に基づいてその送信元に送信停止パ
ケットを送信し、例えば入力ポート毎及び出力ポート毎
の個別超過流量ｅが０より大きいか、また出力ポート毎
のポート超過流量ｂが０より大きく、なおかつ個別転送
流量ｅが最低保証帯域Ｃを超えている場合に送信停止パ
ケットを送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯域制御を行うパ
ケット転送装置に関し、詳しくは複数のフローを多重可
能なポートを有するスイッチングハブの出力ポートに対
するフロー毎の帯域制御を行うパケット転送装置、パケ
ット転送方法及びコンピュータプログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】パケットネットワークにおいて、フロー
毎にサービス品質を保証するとともに、伝送路などのリ
ソース（伝送可能なバンド幅）を最大限に利用してサー
ビスの向上を図るため、従来のパケット転送装置は、フ
ローに対応する複数のキューを備え、各キューに転送順
序の重み付けを行って、各キュー間で公平なパケット転
送が行われるように制御する重み付けマルチプルキュー
イング、及び一時的に余剰リソース（余ったバンド幅）
を各々のフロー間で公平に分配してリソースを有効利用
する公平キューイング（Fair Queueing）の機能を具備
していた。

【０００３】公平キューイング技術として、重み付け公
平キューイング（WFQ：Weighted Fair Queueing）がよ
く知られている。このＷＦＱを用いた従来のパケット転
送装置を図２５を用いて説明する。この装置は、パケッ
トの入出力を行うパケット受信制御部２ａ及びパケット
送信制御部２ｂを有する各ポート＃１〜＃ｎ毎の制御部
２（２＃１〜２＃ｎ）と、ポート＃１〜＃ｎ間のパケッ
ト転送を制御するパケット転送制御部１とが制御バス３
及びデータバス４を介して接続されて構成されている。

【０００４】図２６にパケット送信制御部２ｂのブロッ
ク図を詳しく示す。パケット送信制御部２ｂはスケジュ
ーリング装置として、それぞれがパケット蓄積手段とな
る複数のパケットキュー２４（２４＃１〜２４＃ｎ）
と、パケット入力回線を介して入力されるパケットを複
数のパケットキュー２４のうちの適切なパケットキュー
２４に格納するパケット入力部２１と、複数のパケット
キュー２４の中からパケットを出力するパケットキュー
２４を選択するスケジューリング管理部２２と、パケッ
ト送信時にスケジューリング管理部２２で選択されたパ
ケットキュー２４からパケットを読み出してパケット出
力回線に出力するパケット出力部２３とを備えている。

【０００５】各々のキュー２４にはフロー＃１〜＃ｎ毎
にパケットが格納され、各キュー２４内においてはＦＩ
ＦＯで処理されるものとし、スケジューリング管理部２
２は各キュー２４に格納された先頭パケットの中から、
最も早く転送を終えることができるパケットを選択して
これを出力リンクに出力する処理を行う。このように重
み付け公平キューイング（ＷＦＱ）による転送制御は、
各キューＱｉ（ｉ＝１，２・・・，ｎ）のそれぞれの先
頭パケットに対して、転送終了予定時刻Ｆi,1を算出
し、 その値により出力順序に優先度を付け、各フロー
＃１〜＃ｎ間のパケット転送の公平性とリソースの有効
利用を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この複
数のパケットキュー２４を使用し、各キュー２４の先頭
パケットの転送終了予定時刻Ｆi,1を算出して優先度を
付ける方法においては、毎回新しい先頭パケットを出力
するたびに、計算をやり直さなければならず、しかも前
回のパケット出力のときに計算した各キュー２４の先頭
パケット転送終了予定時刻Ｆi,1は選択されずに、キュ
ーＱiに残されたままとなった先頭パケットについて
も、次のパケット出力においてその計算結果をまったく
流用することができず、転送順位決定のための計算量が
極めて多くなってしまうという課題がある。

【０００７】また、このようなスケジューリング管理部
２２を用いた帯域制御方法を多数のユーザがポート＃１
〜＃ｎを共有するイーサネット（Ｒ）スイッチに用いて
アップリンクに対するユーザ間の出力制御を行う場合、
接続ユーザ数分のパケットキュー２４が必要となり、さ
らに計算量を増加させるだけでなく、必要とされるメモ
リ量が非常に多くなるという問題がある。

【０００８】本発明は上記従来例の問題点に鑑み、フロ
ー毎にキューを設けることなく、複雑なパケット出力ス
ケジューリング処理を行うことなく帯域制御を行うこと
ができるパケット転送装置、パケット転送方法及びコン
ピュータプログラム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】本発明のパケット転送装
置は上記目的を達成するために、各入力ポートに対して
共通の出力バッファを有する複数のポート制御手段と、
前記ポート制御手段を介してパケットを受信した場合に
その送信先を判断し、受信パケットをその送信先に対応
するポート制御手段の前記出力バッファに転送するパケ
ット転送手段と、前記パケットの転送流量を測定してそ
の測定量に基づいてその送信元に送信停止パケットを送
信する帯域制御手段とを、有する構成とした（請求項
１）。また、本発明のパケット転送方法は上記目的を達
成するために、各入力ポートに対して共通の出力バッフ
ァを有する複数のポート制御手段を介してパケットを受
信した場合にその送信先を判断し、受信パケットをその
送信先に対応するポート制御手段の前記出力バッファに
転送するパケット転送ステップと、前記パケットの転送
流量を測定して、その測定量に基づいてその送信元に送
信停止パケットを送信する帯域制御ステップとを、有す
る構成とした（請求項１６）。また、本発明のコンピュ
ータプログラムは上記目的を達成するために、各入力ポ
ートに対して共通の出力バッファを有する複数のポート
制御手段を介してパケットを受信した場合にその送信先
を判断し、受信パケットをその送信先に対応するポート
制御手段の前記出力バッファに転送するパケット転送ス
テップと、前記パケットの転送流量を測定して、その測
定量に基づいてその送信元に送信停止パケットを送信す
る帯域制御ステップとを、有する構成とした（請求項１
７）。上記構成により、フロー毎にキューを設けること
なく、複雑なパケット出力スケジューリング処理を行う
ことなく帯域制御を行うことができる。

【００１０】本発明はまた、前記帯域制御手段が、転送
先ポート毎のポート転送流量を測定してその測定量に基
づいてその送信元に送信停止パケットを送信する構成と
した（請求項２）。上記構成により、フロー毎にキュー
を設けることなく、複雑なパケット出力スケジューリン
グ処理を行うことなく帯域制御を行うことができる。

【００１１】本発明はまた、前記帯域制御手段が、転送
元ポート毎及び転送先ポート毎の個別転送流量を測定し
てその測定量に基づいてその送信元に送信停止パケット
を送信する構成とした（請求項３）。上記構成により、
フロー毎にキューを設けることなく、複雑なパケット出
力スケジューリング処理を行うことなく帯域制御を行う
ことができる。

【００１２】本発明はまた、前記帯域制御手段が、前記
個別転送流量から送信元ポート毎及び送信先ポート毎の
最大制限帯域を引いた個別超過流量を算出し、この個別
超過流量が０を超える場合に送信停止パケットを送信す
る構成とした（請求項４）。上記構成により、フロー毎
にキューを設けることなく、複雑なパケット出力スケジ
ューリング処理を行うことなく帯域制御を行うことがで
きる。

【００１３】本発明はまた、前記帯域制御手段が、前記
ポート転送流量から転送先ポート毎のポート帯域を引い
たポート超過流量を算出し、このポート超過流量が０を
超え、かつ前記個別超過流量が転送元ポート毎及び転送
先ポート毎の最低保証帯域を超える場合に送信停止パケ
ットを送信する構成とした（請求項５）。上記構成によ
り、フロー毎にキューを設けることなく、複雑なパケッ
ト出力スケジューリング処理を行うことなく帯域制御を
行うことができる。

【００１４】本発明はまた、前記帯域制御手段が、タイ
マが所定時間を経過するモニタ周期毎に、前のモニタ周
期と現在のモニタ周期において同じ転送先ポートに転送
を行った転送元ポートのアクティブフローの仮想的な割
当て帯域を算出し、前記個別超過流量が前記仮想的な割
当て帯域を超える場合に送信停止パケットを送信する構
成とした（請求項６）。上記構成により、よりリアルタ
イム性のある帯域制御を行うことができる。

【００１５】本発明はまた、前記帯域制御手段が、前記
仮想的な割当て帯域の算出を、アクティブフローに変化
のあったときのみ行う構成とした（請求項７）。上記構
成により、計算処理を低減することができる。

【００１６】本発明はまた、前記帯域制御手段が、前記
仮想的な割当て帯域を算出する際、そのポートの全ての
アクティブフローの最低保証帯域の合計を算出し、ポー
ト帯域に対する前記最低帯域の合計と各アクティブフロ
ーの最低帯域の比により各アクティブフローの前記割当
て帯域を算出する構成とした（請求項８）。上記構成に
より、よりリアルタイム性のある帯域制御を行うことが
できる。

【００１７】本発明はまた、前記帯域制御手段が、前記
仮想的な割当て帯域を算出する際、ポート帯域よりその
ポートの全アクティブフローの最低保証帯域の合計を引
いた残りの帯域を算出し、その残りの帯域をそのポート
の全アクティブフロー数で均等に分割した帯域を算出
し、その帯域に各アクティブフローの最低保証帯域に加
えた値を前記割当て帯域として算出する構成とした（請
求項９）。上記構成により、よりリアルタイム性のある
帯域制御を行うことができる。

【００１８】本発明はまた、前記帯域制御手段が、前記
仮想的な割当て帯域を算出する際、ポート帯域をそのポ
ートの全アクティブフロー数で均等に分割した帯域を各
アクティブフローの割当て帯域として算出する構成とし
た（請求項１０）。上記構成により、よりリアルタイム
性のある帯域制御を行うことができる。

【００１９】本発明はまた、前記帯域制御手段が、前記
タイマが所定時間を経過する毎に前記ポート転送流量に
前記ポート超過流量を代入して前記ポート超過流量を初
期化する構成とした（請求項１１）。上記構成により、
よりリアルタイム性のある帯域制御を行うことができ
る。

【００２０】本発明はまた、前記帯域制御手段が、タイ
マが所定時間を経過する毎に前記個別転送流量に前記個
別超過流量を代入して前記個別超過流量を初期化する構
成とした（請求項１２）。上記構成により、よりリアル
タイム性のある帯域制御を行うことができる。

【００２１】本発明はまた、前記帯域制御手段が、前記
送信停止パケットを送信した場合、前記タイマの残り時
間には再び送信停止パケットを送信しない構成とした
（請求項１３）。上記構成により、送信停止パケットの
送信処理を低減することができる。

【００２２】本発明はまた、前記帯域制御手段が、前記
送信停止パケットを送信する際に、前記タイマの残り時
間に応じた送信停止時間を含む送信停止パケットを送信
する構成とした（請求項１４）。上記構成により、帯域
制御を高精度で行うことができる。

【００２３】本発明はまた、前記帯域制御手段が、前記
タイマの残り時間と、前記個別超過流量が出力ポート帯
域の速度で出力される場合の時間とを加算した送信停止
時間を含む送信停止パケットを送信する構成とした（請
求項１５）。上記構成により、帯域制御をさらに高精度
で行うことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１の実施の形態として、最大帯域制限、最低帯域
保証を行う帯域制御の形態について、図面を用いて説明
する。また第１の実施の形態では、帯域制御の対象を転
送元ポート単位に設定するものとする。図１は本発明の
帯域制御を実現するパケット転送装置の構成を示した図
である。このパケット転送装置は、アドレス管理を行
い、受信パケットの転送先を決定するパケット転送処理
部１１及び図２に詳しく示す帯域制御部１２を含む中央
処理部１０と、ポート＃１〜＃ｎ毎に設けられた各ポー
ト制御部２０（ポート＃１制御部２０＃１〜ポート＃ｎ
制御部２０＃ｎ）により構成され、中央処理部１０と各
ポート制御部２０はデータバス４と制御バス３を介して
接続されている。また、各ポート制御部２０はパケット
受信制御部２ａと図３に詳しく示すパケット送信制御部
２０ｂにより構成されている。

【００２５】帯域制御部１２は図２に詳しく示すよう
に、最大制限帯域と最低保証帯域の設定帯域を管理する
帯域管理部（メモリ）１２１と、帯域を算出する基準と
なるモニタ周期をカウントするタイマ部１２２と、出力
ポートの出力バッファに転送する流量監視識別子に対す
る帯域制御の判断を行う帯域制御判断部（コントローラ
及びメモリ）１２３より構成される。

【００２６】パケット送信制御部２０ｂは図３に詳しく
示すように、各入力ポート＃１〜＃ｎ共通の出力バッフ
ァ２０１としてデータ用バッファ２０１ａと、送信停止
パケットを一時格納して出力するための送信停止パケッ
ト用バッファ２０１ｂを有する。パケット送信制御部２
０ｂはまた、帯域制御部１２より指示のあった場合に送
信停止パケットを生成する送信停止パケット生成部２０
２と、送信停止パケット及びデータパケットの出力を制
御する送信処理部２０３より構成される。

【００２７】ここで、パケット受信時の処理シーケンス
を図４を用いて説明する。まずパケットをポート＃ｎで
受信したとすると、ポート＃ｎ制御部２０＃ｎのパケッ
ト受信制御部２ａで受信パケットの解析を行い、パケッ
ト情報として宛先アドレス、送信元アドレス、パケット
長、送信元（転送元）ポート番号をパケット転送処理部
１１に送信する。パケット転送処理部１１では、送信元
アドレスの学習及び、転送先ポート＃ｍの検索を行い、
パケットの転送先ポート＃ｍをポート＃ｎ制御部２０＃
ｎのパケット受信制御部２ａに通知する。またパケット
転送処理部１１は、同時に帯域制御部１２に対して、転
送元ポート番号、転送先ポート番号、流量監視識別子
（ここでは転送元ポート番号）、パケット長をパケット
転送情報として通知する。

【００２８】パケットの転送先ポート番号＃ｍを受信し
たポート＃ｎ制御部２０＃ｎのパケット受信制御部２ａ
は、転送先ポート＃ｍの出力バッファ２０１に受信パケ
ットを転送する。またパケット転送情報を受信した帯域
制御部１２は、その転送を行ったパケットの流量監視識
別子に対してモニタ周期あたりの流量を測定し、帯域管
理部１２１に設定された帯域を用いて帯域制御の判断を
行い、帯域制御が必要と判断された場合、ポート＃ｎ制
御部２０＃ｎのパケット送信制御部２０ｂに対して送信
停止時間を含む送信停止パケットの送信を通知する。

【００２９】送信停止パケットの送信通知を受信したパ
ケット送信制御部２０ｂは、送信停止パケットを生成し
出力する。これがパケット受信時の一連の処理の流れで
あり、パケットの転送のときに中央処理部１０におい
て、送信停止パケットの送信判断を行い、帯域制御が必
要な場合には、送信停止パケットを送信して、該当する
流量監視識別子の帯域を制限して制御する。このため、
パケット送信制御部２０ｂにおいては、転送順にパケッ
トを出力するのみでよく、出力バッファ２０１は各入力
ポート＃１〜＃ｎ共通の１つのみで、各フロー間の読み
出し制御を行うこともなく、帯域制御を実現することが
できる。

【００３０】次に、帯域制御部１２の具体的な処理の内
容を説明する。帯域制御部１２内の帯域制御判断部１２
３は、図５に示されるパケット転送毎の処理１２３ａと
タイマによる処理１２３ｂの２つの処理を実行する。パ
ケット転送毎の処理１２３ａは、パケット転送処理部１
１からのパケット転送情報の受信時に流量監視識別子で
区別されるフロー毎の転送レートを算出する転送レート
算出手段１２３１と、その算出された転送レートに基づ
き送信停止の判断を行う送信停止判断手段１２３２と、
送信停止判断を行った場合の送信停止時間を算出する停
止時間算出手段１２３３より構成される。タイマー処理
１２３ｂは、タイマ部１２２からのタイマイベントによ
り各種値の初期化を行う初期化手段１２３４より構成さ
れる。

【００３１】図６は帯域管理部１２１の管理する帯域管
理テーブルの構成を示す図である。帯域管理部１２１で
は、各出力ポート＃１〜＃ｎ毎にポート帯域Ａと、あら
かじめ設定された流量監視識別子Ｂ（送信元ポート＃１
〜＃ｎ）毎に、最低保証帯域Ｃ及び最大制限帯域Ｄが管
理される。ここで、第１の実施の形態では、流量監視識
別子Ｂは送信元（転送元）ポート＃１〜＃ｎで識別して
いるが、この識別は送信元のアドレス別又はグループ別
などで管理することももちろん可能である。

【００３２】図７は帯域制御判断部１２３内の流量監視
テーブルの構成を示す図である。帯域制御判断部１２３
では、パケット転送処理部１１より受信したパケット転
送情報をもとに、各出力（転送先）ポート＃１〜＃ｎ毎
のポート転送流量ａとポート超過流量ｂが管理され、ま
たあらかじめ設定された流量監視識別子ｃ（転送元及び
転送先のポート＃１〜＃ｎ）別に個別転送流量ｄと、個
別超過流量ｅと、送信停止パケットの送信通知をした場
合に '１' となるポーズフラグｆが管理される。ここ
で、本発明の第１の実施の形態では、流量監視テーブル
内の流量を１秒を基準とした転送バイト数で示してい
る。

【００３３】図８は帯域制御部１２内のタイマ部１２２
のタイマ処理を示している。このタイマ処理では、流量
を算出するための基準となる時間（モニタ周期）とカウ
ンタを減算するタイミングとなるサンプル時間よりカウ
ンタの初期値が設定される。まず、この初期値にカウン
タが初期化され（ステップＳ１１）、次いでサンプル時
間が経過する毎にカウンタを１つ減算する（ステップＳ
１２、Ｓ１３）。このときカウンタの値が０以下になる
と（ステップＳ１４でＮ）、タイマイベントを発生し
（ステップＳ１５）、次いで再びカウンタを初期化する
（ステップＳ１１）。このためカウンタ値はある時点で
のモニタ周期の残り時間を示していることになる。

【００３４】図９は帯域制御部１２内の転送レート算出
手段１２３１での流量カウント処理を示している。パケ
ット転送処理部１１よりパケットの転送情報として、転
送先ポート、流量監視識別子ｃ、パケット長を受信する
と（ステップＳ２１）、転送先ポートのポート転送流量
ａに転送パケットのパケット長を加算し（ステップＳ２
２）、次いで加算後のポート転送流量ａとポート帯域Ａ
を比較する（ステップＳ２３）。ポート転送流量ａがポ
ート帯域Ａを超えていた場合（ステップＳ２３でＹ）、
ポート超過流量ｂとしてポート転送流量ａよりポート帯
域Ａを減算した値（ｂ＝ａ−Ａ）を代入する（ステップ
Ｓ２４）。

【００３５】次に流量監視識別子ｃの個別転送流量ｄに
パケット長を加算し（ステップＳ２５）、加算後の個別
転送流量ｄと最大制限帯域Ｄを比較する（ステップＳ２
６）。個別転送流量ｄが最大制限帯域Ｄを超えていた場
合（ステップＳ２６でＹ）、個別超過流量ｅとして個別
転送流量ｄより最大制限帯域Ｄを減算した値（ｅ＝ｄ−
Ｄ）を代入する（ステップＳ２７）。この転送レート算
出手段１２３１により、モニタ周期内のある時点での転
送レートと超過分ｂ、ｅをそれぞれ出力ポート＃１〜＃
ｎ単位、流量監視識別子ｃ（入力ポート＃１〜＃ｎ）単
位で保持することができる。

【００３６】図１０は送信停止判断手段１２３２の処理
を示している。送信停止判断処理では、現タイマ周期内
で、まだ流量監視識別子ｃに対して送信停止パケットの
送信通知を行っていない場合（ステップＳ４１でＹ）、
個別超過流量ｅが０より大きいか（ステップＳ４２で
Ｙ）、またポート超過流量ｂが０より大きく、なおかつ
個別転送流量ｅが最低保証帯域Ｃを超えている場合（ス
テップＳ４３でＹ）、輻輳により送信停止と判断してポ
ーズフラグｆを１に変更し、次いで停止時間算出手段
（１２３３）による処理ステップに移行する（ステップ
Ｓ４４、Ｓ４５）。上記条件に当てはまらない場合（ス
テップＳ４１、Ｓ４３でＮ）は処理を終了する。

【００３７】図１１は停止時間算出手段１２３３の処理
を示している。送信停止時間算出処理では、タイマ部１
２２よりカウンタ値を修得し、次いでカウンタ値より停
止時間を算出する（ステップＳ５１、Ｓ５２）。次いで
送信停止パケットを送信するポート（パケット転送情報
より受信した転送元ポート）のポート速度と上記停止時
間により送信停止パケットに代入する値（ポート速度で
５１２ビット送信する時間を１とした値）を算出し（ス
テップＳ５３）、送信停止パケットの生成情報を通知す
る（ステップＳ５４）。

【００３８】図１２は帯域制御判断部１２３のタイマ処
理１２３ｂの初期化手段１２３４の処理を示している。
初期化手段１２３４はタイマイベントの受信によりモニ
タ周期間隔で実行される。タイマイベントを受信すると
ポート転送流量カウンタａをポート超過流量カウンタｂ
の値に初期化し（ステップＳ３１）、次いでポート超過
流量カウンタｂを０に初期化する（ステップＳ３２）。
次いで個別転送流量カウンタｄを個別超過流量カウンタ
ｅの値に初期化し（ステップＳ３３）、次いで個別超過
流量カウンタｅを０に初期化し（ステップＳ３４）、次
いでポーズフラグｆを０に初期化する（ステップＳ３
６）。

【００３９】次にこれらの一連の処理により最大帯域制
限を行う場合と、輻輳時の最低保証帯域を行う場合の動
作を説明する。ある流量監視識別子ｃの最大帯域制限
は、送信停止判断手段（１２３２）による送信停止判断
処理において個別超過流量ｅが０より大きい場合に送信
停止パケットを送信する（図１０のステップＳ４２で
Ｙ）ことで実施される。さらに送信停止時間として最大
制限帯域Ｄを超えた転送があったときのタイマ部１２２
のカウンタ値を利用するため、この流量監視識別子ｃの
フローは、残りのモニタ周期の時間停止することにな
り、最大制限帯域Ｄの制御を行うことが可能となる。

【００４０】また第１の実施の形態では、パケットの転
送と帯域制御判断が独立しているため、送信停止パケッ
トを送信して送信が停止するまでに受信するパケットが
ある可能性があるが、これらを個別超過流量分ｅとして
カウントし（図９のステップＳ２７）、次のモニタ周期
の個別転送流量ｄの初期値とする（図１２のステップＳ
３３）ことで、次のモニタ周期での最大制限帯域Ｄを超
えたと判断されるまでの受信可能バイト数が減少し、平
均して最大制限帯域Ｄを超えないよう制御することが可
能である。

【００４１】また、本発明ではポート超過流量ｂが０よ
り大きい場合を輻輳と判断している。この場合に最低帯
域保証は、最低保証帯域Ｃを超えている流量監視識別子
ｃのフローのみに送信停止手段（１２３２）による送信
停止判断処理を行うことで実施している（図１０のステ
ップＳ４３でＹ）。この場合も送信停止時間にタイマ部
１２２のカウンタ値を利用するため、最低保証帯域Ｃに
帯域制限することが可能である。仮にポートが輻輳状態
にあって最低保証帯域Ｃを超えていない流量識別子ｃの
フローを受信した場合（図１０のステップＳ４３で
Ｎ）、ポート超過流量ｂにカウントを行い（図９のステ
ップＳ２３、Ｓ２４）、パケットを転送して送信停止パ
ケットは送信しない。

【００４２】このため最低保証帯域Ｃは確実に保証され
るが、モニタ周期内にポート帯域Ａを超えるパケットを
受信することになり、出力バッファ２０１にパケットが
蓄積されていくことになる。しかし、このポート超過流
量ｂを次のモニタ周期でポート転送流量ａの初期値とす
る（図１２のステップＳ３１）ことで、次のモニタ周期
での輻輳と判断するまでの受信可能バイト数が減少し
て、早めに輻輳と判断され、このため、最低保証帯域Ｃ
を超えた流量監視識別子ｃのフローに対し早めに送信停
止パケットが送信されることになり、その結果、ポート
転送流量ａもポート帯域Ａに落ち着くことになり出力バ
ッファ２０１の蓄積もなくなる。

【００４３】第１の実施の形態によれば、従来例のよう
に各出力ポート＃１〜＃ｎに制御対象となるフロー別の
バッファ（図２６に示すパケットキュー２４＃１〜２４
＃Ｎ）を設けることなく、またバッファ２４からの複雑
な読み出し制御を行うことなく、各出力ポート＃１〜＃
ｎに１つの出力バッファ２０１で、最大帯域制限及び輻
輳時の最低帯域保証を行うことができる。

【００４４】（第２の実施の形態）次に図１３、図１４
を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。第２
の実施の形態では、第１の実施の形態の停止時間算出手
段１２３３に加算値算出手段を追加している。全体の動
作としては、第１の実施の形態と同様の動作となる。図
１３は第２の実施の形態の停止時間算出処理を示し、ス
テップＳ５２に続くステップＳ５２ａにおいて加算値算
出手段による停止時間の加算が追加されている以外は、
図１１に示した第１の実施の形態の停止時間算出処理と
同じである。

【００４５】図１４は加算値算出処理ステップＳ５２ａ
を詳しく示している。送信停止の判断が行われたとき
に、個別超過流量ｅが０より大きい場合のみ（ステップ
Ｓ７１）、以下に示される加算値導出式（１）により送
信停止時間の加算値を導出する（ステップＳ７２）。

【００４６】この個別超過流量ｅが出力される時間を加
算値として加えることで、最大帯域制限により、送信停
止パケットの送信対象となったフローの再送時間を超過
流量分ｅだけ遅らせることが可能となり、より最大帯域
制限の精度を上げることが可能となる。また、輻輳時は
送信停止パケットを受信した他のフローとの送信時間が
異なるため、モニタ周期が更新されたあとの再輻輳を起
こりにくくする効果もある。

【００４７】（第３の実施の形態）次に図１５〜図２０
を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。第３
の実施の形態では図１５に示すように、帯域制御判断部
１２３ａでのパケット転送毎処理１２３ａａにおいて、
第１の実施の形態にアクティブフロー算出手段１２３５
と割当て帯域算出手段１２３６を追加している。また、
全体の動作としては、送信停止判断手段１２３２ａ、初
期化手段１２３４ａを除き、第１の実施の形態と同様の
動作となるが、輻輳時にポートを使用している流量監視
識別子ｃのフローの有無を判断し、同時に同じポートを
使用する流量監視識別子ｃのフローの最低保証帯域Ｃの
比により仮想的な割当て帯域ｇを導出し、この帯域ｇと
個別転送流量ｄの比較を行って、送信停止パケットの送
信通知を行うことが特徴である。

【００４８】図１５に示すアクティブフロー算出手段１
２３５は、図５に示したパケット転送毎処理にモニタ周
期内に転送のあった流量監視識別子ｃのフローを監視す
る。また、割当て帯域算出手段１２３６はアクティブフ
ローに基づき、仮想的にある時点での流量監視識別子ｃ
別の割当て帯域ｇを算出する。パケット転送時には、こ
の処理の後、転送レート算出手段１２３１、送信停止判
断手段１２３２ａ、停止時間算出手段１２３３が実行さ
れる。

【００４９】図１６は帯域制御判断部１２３ａの管理す
る第２のテーブル（その２）の構成を示す。第３の実施
の形態では、第１の実施の形態で示した図７の流量監視
テーブルに加えて図１６に示すテーブルを保持する。図
１６に示すテーブルは、前のモニタ周期及び現モニタ周
期において転送のあったフローを '１' で示す「アクテ
ィブフローフラグＦ２」と、現モニタ周期において転送
のあったフローを '１' で示す「現モニタ周期での転送
フラグＦ３」と、出力ポート毎に出力ポート内の流量監
視識別子ｃのフローの現モニタ周期の転送フラグＦ２が
０から１に変更されたことを示す変更フラグＦ１と、あ
るパケットの転送があった時点での各アクティブフロー
の割当て帯域ｇにより構成される。

【００５０】図１７にアクティブフロー算出手段１２３
５の処理を示す。まず、パケット転送情報より送信元の
流量監視識別子ｃを抽出後（ステップＳ８１）、流量監
視識別子ｃの現モニタ周期での転送フラグＦ３が０であ
れば（ステップＳ８２でＹ）、アクティブフローフラグ
Ｆ２及び現モニタ周期での転送フラグＦ３を１にし（ス
テップＳ８３）、次いで変更フラグＦ１も１にする（ス
テップＳ８４）。

【００５１】図１８に割当て帯域算出手段１２３６の処
理を示す。まず、パケット転送情報より転送先ポートを
抽出し（ステップＳ９１）、次いで変更フラグＦ１が１
であれば（ステップＳ９２でＹ）、割当て帯域ｇの再計
算をおこなう（ステップＳ９３）。また変更フラグＦ１
が０であれば、アクティブフローの変化がないことを意
味するので割当て帯域ｇの再計算は行わない。

【００５２】ステップＳ９３以下における割当て帯域ｇ
の再計算では、まず、出力ポートのアクティブフローフ
ラグＦ２が１の流量監視識別子ｃの最低保証帯域Ｃの合
計を算出する。その後、出力ポートの全ての流量監視識
別子ｃについて、アクティブフローフラグＦ２が１であ
る流量監視識別子ｃの割当て帯域ｇを下記の割当て帯域
導出式（２）に基づいて算出する（ステップＳ９４〜Ｓ
９８）。 次いでその出力ポートの全ての流量監視識別子ｃについ
ての計算を終了すると（ステップＳ９７でＹ）、変更フ
ラグＦ１を０にして処理を終了する（ステップＳ９
９）。

【００５３】ここで、式（２）では、流量監視識別子ｃ
の割当て帯域ｇは、流量監視識別子ｃの最低保証帯域Ｃ
をアクティブフローフラグＦ２が１の流量監視識別子ｃ
の最低保証帯域Ｃの合計ΣＣで割った割合を、ポート帯
域Ａに掛けて導出されるので、割当て帯域ｇは最低保証
帯域Ｃの比により割り当てられることになり、すべての
アクティブフローが１のとき以外は、割当て帯域ｇは最
低保証帯域Ｃを上回る。

【００５４】図１９に送信停止判断手段１２３２ａの処
理を示す。第３の実施の形態では、第１の実施の形態の
図１０のステップＳ４３の代わりに、ポート超過流量ｅ
が０より大きく、なおかつ個別転送流量ｄが割当て帯域
ｇを超えている場合の送信停止と判断する（ステップＳ
４３ａ）の部分が異なるのみで、他のステップＳ４１、
Ｓ４２、Ｓ４４、Ｓ４５は第１の実施の形態と同様の処
理となる。

【００５５】図２０に初期化手段１２３４ａの処理を示
す。第３の実施の形態では、図２０に示すように追加さ
れたテーブルの初期化（ステップＳ３６〜Ｓ３８）が追
加されている。第１の実施の形態での初期化処理（図１
２）のステップＳ３１〜Ｓ３５の後、アクティブフロー
フラグＦ２に現モニタ周期での転送フラグＦ３を代入し
（ステップＳ３６）、次いで現モニタ周期での転送フラ
グＦ３を０に（ステップＳ３７）、また、変更フラグＦ
１と割当て帯域ｇをともに０に初期化する（ステップＳ
３８）。このように初期化を行うことで、前モニタ周期
で転送のなかった流量監視識別子ｃに関しては、アクテ
ィブフローがクリアされる。

【００５６】このようにパケットの転送によりアクティ
ブフローフラグＦ２を１に変更し、モニタ周期単位で転
送のなかったアクティブフローフラグＦ２を０にするこ
とで、出力ポートを同時に使用するフローを算出、更新
し、よりリアルタイム性のある帯域制御を実現すること
が可能となる。また、第３の実施の形態では、輻輳時の
帯域制御の判断に、同じ出力ポートを使用するアクティ
ブフローの算出を行い、このアクティブフローに基づ
き、ポート帯域ＡをアクティブフローフラグＦ２が１の
最低保証帯域Ｃの比で再割当てすることで、アクティブ
フローが少ない状態で輻輳した場合に、使用帯域を最低
保証帯域Ｃの保証を行いつつ、最低保証帯域Ｃの比で割
り当てることが可能になる。また、帯域の再計算は新た
なアクティブフローが発生したときのみ実行されるた
め、帯域の再計算処理を削減することができる。

【００５７】（第４の実施の形態）次に図２１を参照し
て本発明の第４の実施の形態を説明する。第４の実施の
形態では、割当て帯域ｇの算出において、最低保証帯域
Ｃに加えて、ポート帯域Ａから最低保証帯域Ｃの合計を
引いた残りの帯域をアクティブフローで均等に割り当て
るよう算出する。図２１に示す割当て帯域算出処理と割
当て帯域導出式（２）ａが異なるのみで、その他の動作
はすべて第３の実施の形態と同じである。

【００５８】図２１に示す割当て帯域算出処理では、図
１８に示したステップＳ９３の後に、出力ポートのアク
ティブフローフラグＦ２が１の流量監視識別子ｃのフロ
ーの数の合計（アクティブフロー数）を算出するステッ
プＳ９３ａが追加され、また、ステップＳ９６ａでは次
式（２）ａにより割当て帯域ｇを算出する。 割当て帯域ｇ ＝最低保証帯域 ＋（ポート帯域−最低保証帯域の合計＊） ×（ポート帯域／アクティブフロー数） …（２）ａ ただし、 ＊：アクティブフローフラグＦ２が１の流量監視識別子
ｃの最低保証帯域Ｃの合計

【００５９】ここで、（２）ａでは、割当て帯域ｇは最
低保証帯域Ｃに対して、ポート帯域Ａからアクティブフ
ローフラグＦ２が１の流量監視識別子ｃの最低保証帯域
Ｃの合計ΣＣ＊を引いた残りの帯域＝Ａ−ΣＣ＊をアク
ティブフローの数の合計で割った均等な値を加算するの
で、輻輳時に、最低保証帯域Ｃの保証を行いつつ、余分
な帯域は均等に使用できるよう帯域の割当てを行うこと
が可能となる。

【００６０】（第５の実施の形態）次に図２２、図２３
を参照して本発明の第５の実施の形態を説明する。第５
の実施の形態では、これまでの第１から第４までの実施
の形態と異なり、最低帯域保証は行わず、輻輳時に公平
な帯域の割当てを実現することを特徴とする。このた
め、帯域管理部１２１が管理するテーブルも図２２に示
すように最低保証帯域Ｃのない構成となる。

【００６１】図２３は第５の実施の形態の割当て帯域算
出処理を示し、アクティブフロー数を算出し（ステップ
Ｓ９３ａ）、この値を用いて次式（２）ｂにより、ポー
ト帯域Ａをアクティブフロー数で割った均等な値を割当
て帯域ｇとして使用する。 割当て帯域ｇ ＝ポート帯域／アクティブフロー数 …（２）ｂ

【００６２】このように、ポートを同時に使用するアク
ティブフロー数により、リアルタイムにポートの同時使
用者数を算出し、この同時使用者数で均等に帯域を割り
当てるため、輻輳時に公平な帯域の割当てを行うことが
可能となる。また、最大帯域制限に関しては、独立して
転送流量のカウントが行われ、また送信停止判断処理も
行われるため、この輻輳時の制御とは関係なく、第１か
ら第４の実施の形態と同様に実現可能である。

【００６３】（第６の実施の形態）次に図２４を参照し
て本発明の第６の実施の形態を説明する。第６の実施の
形態では、第１の実施の形態の送信停止判断手段１２３
２のポーズフラグｆによる判断（図１０のステップＳ４
１）を行わない。図２４からも分かるように、ポーズフ
ラグｆによる判断を行わず、送信停止と判断した場合
（ステップＳ４２、Ｓ４３でＹ）、送信停止パケットを
必ず送信する。このように送信停止パケットの送信を連
続して行うことで、パケットロスの在る場合でも確実に
送信元の送信停止を行うことができ、帯域の制御を行う
ことが可能となる。

【００６４】（第７の実施の形態）図２７は第７の実施
の形態としてスイッチングハブＳＷを示した図である。
ハブＳＷは、各ポート＃１〜＃ｎの制御をそれぞれ行う
ポート制御部１０１（１０１＃１〜１０１＃ｎ）と、各
ポート＃１〜＃ｎの流量の監視を行う流量監視部１０２
と、各ポート＃１〜＃ｎに要求された帯域を設定する帯
域設定部１０３と、パケットのスイッチング判断とポー
ズパケット転送判断を担当するパケット転送制御部１０
５と、設定された帯域情報と各ポート＃１〜＃ｎの流量
を記録した流量状態テーブル１０４と、ポート＃１〜＃
ｎの流量状態と輻輳状態を記録した帯域制御テーブル１
０６を有する。流量監視部１０２と、流量状態テーブル
１０４と、帯域設定部１０３と、パケット転送制御部１
０５と帯域制御テーブル１０６と各ポート制御部１０１
は制御バス３を介して接続され、また。各ポート制御部
１０１はさらにデータバス４を介して接続されている。

【００６５】図２８はポート制御部１０１を詳しく示し
たものである。例えばポート制御部１０１＃ｎは、ポー
ト＃ｎから入力されたパケットの受信処理を行う受信処
理部１０１１と、ポーズパケットとデータパケットとの
送信制御を行ってパケットをポート＃ｎに送信する送信
処理部１０１２と、パケット転送制御部１０５からの指
示を元にIEEE８０２．３に準拠したポーズパケットの作
成を行うポーズパケット生成部１０１３と、出力データ
パケットを格納する出力バッファ１０１４から構成され
る。出力バッファ１０１４はＦＩＦＯ(First In First
Out)の構成をとり、各ポート制御部１０１に１個ずつ設
けられ、出力ポートを共有する複数のフローのパケット
を入力された順番に格納していく。送信処理部１０１２
は、ポーズパケット生成部１０１３からポーズパケット
が送信されてくると、直ちにそのポーズパケットをデー
タパケットに優先させて送信処理を行う。

【００６６】図２９は流量監視部１０２を詳しく示した
ものである。流量監視部１０２は、受信されたパケット
のサイズを認識するパケット解析部１０２１と、パケッ
トの流量をフロー別に管理する流量管理部１０２２と、
流量により出力ポートが輻輳しているかを判断する輻輳
判断部１０２３と、フロー別の流量を要求された保証流
量・ピーク流量と比較する流量判断部１０２４から構成
される。

【００６７】ここでいう流量とは、単位時間の間に転送
されたパケットのバイト数の合計である。流量計算の実
施例を図３０に示す。図３０では、単位時間をさらにＮ
個の部分区間に分けている。部分区間は、その区間に転
送されたパケットのバイト数ｒをフロー別に記憶する。
流量は単位時間内の部分区間のバイト数の合計ｒk-(N-
2)+ｒk-(N-3)+・・・+ｒk-1+ｒkとして算出される。こ
こで１つの部分区間が経過すると、単位時間を「単位時
間(1)」から１つの部分区間を経過した「単位時間(2)」
に移動させる。このことにより、流量は ｒk-(N-2)+ｒk-(N-3)+・・・+ｒk+ｒk+1 となる。新しく転送されたパケットのバイト数は、単位
時間の最も新しい部分区間内の領域に加算される。

【００６８】図３１は流量監視部１０２内の流量管理部
１０２２を詳しく示したものである。流量管理部１０２
２は、要求に応じて個別流量ｃ１とポート総流量ｄ１を
計算する流量計算部１２２１と、フロー別に各部分区間
内の転送バイト数を格納している流量状態メモリ１２２
４と、部分区間分の時間経過ごとに単位時間の移動要求
を出す流量更新タイマ１２２３と、パケット受信時と流
量更新タイマからの要求時に流量状態メモリ１２２４の
内容を更新する流量更新部１２２２とから構成される。

【００６９】具体的には、流量計算部１２２１はフロー
ごとにＮ個の部分区間の転送バイト数を合計して個別流
量ｃ１を算出し、ポートを共用するフローの個別流量ｃ
１を合計することによりポート総流量ｄ１を算出する。
流量更新部１２２２は、パケット受信時にパケットのバ
イト数を、流量状態メモリ１２２４の受信パケットに対
応した部分区間の最も新しい区間に加算する。また流量
更新部１２２２は、流量更新タイマ１２２３からの要求
があれば最も古い時刻の部分区間の値を消去し、最も新
しい時刻の部分区間として使用する。

【００７０】図３２は帯域設定部１０３を詳しく示した
ものである。帯域設定部１０３は、ユーザからの各フロ
ーに対する帯域の要求（最低保証流量Ｂ１とピーク転送
流量Ａ１）を入力する流量入力部１０３１と、流量入力
部１０３１に入力された要求流量値Ａ１、Ｂ１を流量監
視部１０２が認識できる形式ａ１、ｂ１に変換する流量
変換部１０３２と、変換された要求流量値ａ１、ｂ１を
転送流量テーブルに書き込む流量設定部１０３３からな
る。具体的には、ユーザからの要求Ａ１、Ｂ１は、１秒
間に転送されるビット数（bps）の形式で流量入力部１
０３１に入力され、流量変換部１０３２では単位時間に
転送されるバイト数に変換される。つまり、流量計算の
単位時間が１秒と設定されている場合には、１Ｍbpsは
１２２バイトと変換されることになる。ここで最低保証
流量Ｂ１とはネットワークの状況にかかわらず保証され
る流量のことであり、ピーク転送流量Ａ１とは入力する
ことが許される最大流量のことである。

【００７１】図３３は流量状態テーブル１０４の構成例
を示している。流量状態テーブル１０４は、ユーザから
設定された要求流量ａ１、ｂ１と、各ポートにおける流
量の状態ｃ１、ｄ１を管理している。テーブルは出力ポ
ート＃１〜＃ｎ単位で構成され、さらに入力元ポート単
位で構成されている。ピーク流量ａ１は、帯域設定部１
０３にユーザが要求したピーク転送流量Ａ１を単位時間
転送バイト数に変換した値であり、入力元ポートごとに
値を持つ。保証流量ｂ１は、帯域設定部３にユーザが要
求した最低保証流量Ｂ１を単位時間転送バイト数に変換
した値であり、入力元ポートごとに値を持つ。個別流量
ｃ１とは、入力元ポートごとの単位時間に転送されたパ
ケットのバイト数である。ポート総流量ｄ１は、単位時
間に出力ポートに転送されたパケットのバイト数であ
る。

【００７２】図３４は帯域制御テーブル１０６の構成例
を示している。帯域制御テーブル１０６では、入力元ポ
ートごとの流量レベルの状態ｆ１と、各出力ポートの輻
輳状態ｆ２を管理している。流量状態ｆ１は入力元ポー
トごとに２bitで構成され、入力元ポートの個別流量ｃ
１が保証流量ｂ１を下回っている状態にはｆ１＝００
に、ピーク流量ａ１を上回っている状態にはｆ１＝１０
に、保証流量ｂ１とピーク流量ａ１との間にある状態で
はｆ１＝０１に設定される。輻輳状態ｆ２は出力ポート
ごとに１bitで構成され、出力ポートが輻輳していると
判断された場合にはｆ２＝０に、輻輳していないと判断
された場合にはｆ２＝０に設定される。

【００７３】図３５は流量監視部１０２における流量監
視処理を示したフローチャートである。パケットが入力
されるとパケット解析部１０２１にてパケットヘッダを
解析し、パケットサイズと入出力ポートとを認識する
（ステップＳ１０１）。流量管理部１０２２は、認識し
たパケットサイズを元に入力ポート別の個別流量ｃ１と
出力ポートのポート総流量ｄ１を計算し、流量状態テー
ブル１０４の個別流量ｃ１とポート総流量ｄ１を更新す
る（ステップＳ１０２）。流量状態テーブル１０４が更
新されると、輻輳判断部１０２３は出力ポートの輻輳状
態を調査する。

【００７４】具体的には、流量状態テーブル１０４上の
自フローが共用しているポートのポート総流量ｄ１とポ
ート出力流量とを比較し（ステップＳ１０３）、ポート
総流量ｄ１が上回っていればポートが輻輳していると判
断し、輻輳状態ｆ２＝１として帯域制御テーブル１０６
を更新する（ステップＳ１０３→Ｓ１０５）。逆に下回
っている場合には輻輳していないと判断し、輻輳状態ｆ
２＝０と更新する（ステップＳ１０３→Ｓ１０４）。こ
こでポート出力流量とは、出力ポートが単位時間の間に
出力することができるバイト数のことである。例えば、
単位時間を１秒と設定したときの１０Ｍbpsのポートの
ポート出力流量は１２２１バイトとなる。

【００７５】次いで流量判断部１０２４では入力元ポー
ト別の個別流量ｃ１の流量レベルを調査する。具体的に
は、流量状態テーブル１０４上の個別流量ｃ１とピーク
流量ａ１とを比較し（ステップＳ１０６）、個別流量ｃ
１がピーク流量ａ１を上回っていればピーク転送流量を
超えたと判断し、流量状態ｆ１＝１０とする（ステップ
Ｓ１０６→Ｓ１１０）。ｃ１＞ａ１でなければ個別流量
ｃ１と保証流量ｂ１を比較し（ステップＳ１０７）、個
別流量ｃ１が保証流量ｂ１を下回っていれば最低保証流
量を満たしていないと判断され、流量状態ｆ１＝００と
する（ステップＳ１０７→Ｓ１０８）。個別流量ｃ１が
保証流量ｂ１とピーク流量ａ１との間にあれば、流量状
態ｆ１＝０１とする（ステップＳ１０７→Ｓ１０９）。
このように、求められた流量状態値ｆ１は帯域制御テー
ブル１０６に更新される。なお、輻輳状態ｆ２の更新と
流量状態ｆ１の更新順序は逆になっても構わない。

【００７６】図３６はパケット転送制御部１０５におけ
るパケット転送処理を示したフローチャートである。パ
ケット受信情報をポート制御部１０１から受け取ったパ
ケット転送制御部１０６は、まず帯域制御テーブル１０
６の輻輳状態ｆ２を参照してポートの輻輳状態を調査す
る（ステップＳ１１１）。輻輳状態ｆ２＝０であれば、
ポートは輻輳していない状態である。続いてパケット転
送制御部１０５は流量状態ｆ１を参照する（ステップＳ
１１２）。

【００７７】流量状態ｆ１＝１０であれば、フローはピ
ーク転送流量を超えていると判断され、トラフィック制
御対象とする。データパケット転送後、トラフィック制
御対象のフローに対しては、ポート制御部１０１内のポ
ーズパケット生成部１０１３に指示を出し、入力パケッ
トの入力元ポートに対してＩＥＥＥ８０２．３に準拠し
たポーズパケットを送信する（ステップＳ１１２→Ｓ１
１５）。流量状態ｆ２＝１０以外であれば、データパケ
ットの転送のみを行い、トラフィック制御は行わない
（ステップＳ１１２→Ｓ１１４）。これにより、ユーザ
が要求したピーク転送流量を超えて入力したフローを停
止させることが可能となる。

【００７８】また、帯域制御テーブル１０６が輻輳状態
ｆ２＝１であれば、ポートは輻輳している状態である
（ステップＳ１１１→Ｓ１１３）。続いて流量状態ｆ１
を参照し、ここで流量状態ｆ１＝００であれば、データ
パケットの転送を行い、トラフィック制御を行わない
（ステップＳ１１３→Ｓ１１６）。流量状態＝００以外
であれば、データパケット転送後、前記ポーズパケット
を送信することによりトラフィックを制御する（ステッ
プＳ１１３→Ｓ１１６）。これにより、輻輳状態におい
ても、最低保証流量を超えていないフローに対してトラ
フィック制御しないことが可能となる。

【００７９】以上説明したように、ＦＩＦＯの出力バッ
ファを１つ出力ポートに対して１つ設ける簡単な構成
で、バッファメモリを効率よく使用し、流量監視をして
流量レベルに応じたトラフィック制御を行うことによ
り、フローごとにピーク転送流量に最大流量を制限し、
輻輳時には最低保証流量の転送を保証するといった帯域
制御ができるという効果を有する。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、パ
ケット転送時の流量を算出して送信停止判断を行い、制
御が必要な場合は送信停止パケットを送信することで、
帯域制御を行うようにしたので、各出力ポートにフロー
毎の出力バッファを設けることなく、また出力バッファ
間の複雑な読み出し制御を行うことなく、帯域制御を行
うことができる。また、送信停止判断処理を変更するの
みで、最大帯域制限、また輻輳時の最低保証帯域、輻輳
時の公平な帯域制御を実施することができる。さらに、
ポートを同時に使用するアクティブフローを算出し、割
当て帯域を算出することで、輻輳時の帯域割当てにおい
て、最低帯域の比や、最低帯域を保証した上で、残り帯
域を公平に使用する制御に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパケット転送装置の一実施形態を
示すブロック図

【図２】図１の帯域制御部を詳しく示すブロック図

【図３】図１のパケット送信制御部を詳しく示すブロッ
ク図

【図４】図１のパケット転送装置のパケット受信時の処
理シーケンスを示す説明図

【図５】図２の帯域制御判断部の処理を示す説明図

【図６】図２の帯域管理部が管理するテーブルを示す説
明図

【図７】図２の帯域制御判断部の流量監視テーブルを示
す説明図

【図８】図２のタイマ部の処理を示すフローチャート

【図９】図２の帯域制御判断部の流量カウント処理を示
すフローチャート

【図１０】図５の送信停止判断処理を示すフローチャー
ト

【図１１】図５の停止時間算出処理を示すフローチャー
ト

【図１２】図５のカウント初期化処理を示すフローチャ
ート

【図１３】第２の実施形態の停止時間算出処理を示すフ
ローチャート

【図１４】図１３の加算処理を詳しく示すフローチャー
ト

【図１５】第３の実施形態の帯域制御判断部の処理を示
す説明図

【図１６】第３の実施形態の帯域制御判断部の第２のテ
ーブルを示す説明図

【図１７】図１５のアクティブフロー算出処理を示すフ
ローチャート

【図１８】図１５の割当て帯域算出処理を示すフローチ
ャート

【図１９】図１５の送信停止判断処理を示すフローチャ
ート

【図２０】図１５のカウント初期化処理を示すフローチ
ャート

【図２１】第４の実施形態の割当て帯域算出処理を示す
フローチャート

【図２２】第５の実施形態の帯域制御判断部の流量監視
テーブルを示す説明図

【図２３】第５の実施形態の割当て帯域算出処理を示す
フローチャート

【図２４】第６の実施形態の送信停止判断処理を示すフ
ローチャート

【図２５】従来のパケット転送装置を示すブロック図

【図２６】図２５のパケット送信制御部を詳しく示すブ
ロック図

【図２７】第７の実施の形態を示すブロック図

【図２８】図２７のポート制御部を詳しく示すブロック
図

【図２９】図２７の流量監視部を詳しく示すブロック図

【図３０】図２９の流量監視部における流量の算出方法
を示す説明図

【図３１】図２９の流量管理部を詳しく示すブロック図

【図３２】図２７の帯域設定部を詳しく示すブロック図

【図３３】図２７の流量状態テーブルを詳しく示す説明
図

【図３４】図２７の帯域制御テーブルを詳しく示す説明
図

【図３５】図２９の流量監視部の処理を示すフローチャ
ート

【図３６】図２７のパケット転送制御部の処理を示すフ
ローチャート

【符号の説明】 １１ パケット転送処理部 １２ 帯域制御部 ２０（２０＃１、２０＃２…２０＃ｎ） ポート制御部 １２１ 帯域管理部 １２２ タイマ部 １２３ 帯域制御判断部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K030 GA19 HA08 JA02 JA07 KA02 LC01 LC11 MB09 5K033 AA04 CB06 CC01 DA05 DB12 DB14 DB16 DB17 DB18 5K034 AA14 DD01 EE11 FF02 FF13 MM08

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各入力ポートに対して共通の出力バッフ
   ァを有する複数のポート制御手段と、 前記ポート制御手段を介してパケットを受信した場合に
   その送信先を判断し、受信パケットをその送信先に対応
   するポート制御手段の前記出力バッファに転送するパケ
   ット転送手段と、 前記パケットの転送流量を測定して、その測定量に基づ
   いてその送信元に送信停止パケットを送信する帯域制御
   手段とを、 有するパケット転送装置。
2. 【請求項２】 前記帯域制御手段は、転送先ポート毎の
   ポート転送流量を測定してその測定量に基づいて送信停
   止パケットを送信するよう構成されている請求項１に記
   載のパケット転送装置。
3. 【請求項３】 前記帯域制御手段は、転送元ポート毎及
   び転送先ポート毎の個別転送流量を測定してその測定量
   に基づいて送信停止パケットを送信するよう構成されて
   いる請求項１又は２に記載のパケット転送装置。
4. 【請求項４】 前記帯域制御手段は、前記個別転送流量
   から転送元ポート毎及び転送先ポート毎の最大制限帯域
   を引いた個別超過流量を算出し、この個別超過流量が０
   を超える場合に送信停止パケットを送信するよう構成さ
   れている請求項３に記載のパケット転送装置。
5. 【請求項５】 前記帯域制御手段は、前記ポート転送流
   量から転送先ポート毎のポート帯域を引いたポート超過
   流量を算出し、このポート超過流量が０を超え、かつ前
   記個別超過流量が転送元ポート毎及び転送先ポート毎の
   最低保証帯域を超える場合に送信停止パケットを送信す
   るよう構成されている請求項２から４のいずれか１つに
   記載のパケット転送装置。
6. 【請求項６】 前記帯域制御手段は、タイマが所定時間
   を経過するモニタ周期毎に、前のモニタ周期と現在のモ
   ニタ周期において同じ転送先ポートに転送を行った転送
   元ポートのアクティブフローの仮想的な割当て帯域を算
   出し、前記個別超過流量が前記仮想的な割当て帯域を超
   える場合に送信停止パケットを送信するよう構成されて
   いる請求項２から４のいずれか１つに記載のパケット転
   送装置。
7. 【請求項７】 前記帯域制御手段は、前記仮想的な割当
   て帯域の算出を、アクティブフローに変化のあったとき
   のみ行うよう構成されている請求項６に記載のパケット
   転送装置。
8. 【請求項８】 前記帯域制御手段は、前記仮想的な割当
   て帯域を算出する際、そのポートの全てのアクティブフ
   ローの最低保証帯域の合計を算出し、ポート帯域に対す
   る前記最低帯域の合計と各アクティブフローの最低帯域
   の比により各アクティブフローの前記割当て帯域を算出
   するよう構成されている請求項６又は７に記載のパケッ
   ト転送装置。
9. 【請求項９】 前記帯域制御手段は、前記仮想的な割当
   て帯域を算出する際、ポート帯域よりそのポートの全ア
   クティブフローの最低保証帯域の合計を引いた残りの帯
   域を算出し、その残りの帯域をそのポートの全アクティ
   ブフロー数で均等に分割した帯域を算出し、その帯域に
   各アクティブフローの最低保証帯域に加えた値を前記割
   当て帯域として算出するよう構成されている請求項６又
   は７に記載のパケット転送装置。
10. 【請求項１０】 前記帯域制御手段は、前記仮想的な割
    当て帯域を算出する際、ポート帯域をそのポートの全ア
    クティブフロー数で均等に分割した帯域を各アクティブ
    フローの割当て帯域として算出するよう構成されている
    請求項６又は７に記載のパケット転送装置。
11. 【請求項１１】 前記帯域制御手段は、前記タイマが所
    定時間を経過する毎に前記ポート転送流量に前記ポート
    超過流量を代入して前記ポート超過流量を初期化するよ
    う構成されている請求項２から１０のいずれか１つに記
    載のパケット転送装置。
12. 【請求項１２】 前記帯域制御手段は、タイマが所定時
    間を経過する毎に前記個別転送流量に前記個別超過流量
    を代入して前記個別超過流量を初期化するよう構成され
    ている請求項３から１１のいずれか１つに記載のパケッ
    ト転送装置。
13. 【請求項１３】 前記帯域制御手段は、前記送信停止パ
    ケットを送信した場合、前記タイマの残り時間には再び
    送信停止パケットを送信しないよう構成されている請求
    項６から１２のいずれか１つに記載のパケット転送装
    置。
14. 【請求項１４】 前記帯域制御手段は、前記送信停止パ
    ケットを送信する際に、前記タイマの残り時間に応じた
    送信停止時間を含む送信停止パケットを送信するよう構
    成されている請求項６から１３のいずれか１つに記載の
    パケット転送装置。
15. 【請求項１５】 前記帯域制御手段は、前記タイマの残
    り時間と、前記個別超過流量が出力ポート帯域の速度で
    出力される場合の時間とを加算した送信停止時間を含む
    送信停止パケットを送信するよう構成されている請求項
    ６から１３のいずれか１つに記載のパケット転送装置。
16. 【請求項１６】 各入力ポートに対して共通の出力バッ
    ファを有する複数のポート制御手段を介してパケットを
    受信した場合にその送信先を判断し、受信パケットをそ
    の送信先に対応するポート制御手段の前記出力バッファ
    に転送するパケット転送ステップと、 前記パケットの転送流量を測定して、その測定量に基づ
    いてその送信元に送信停止パケットを送信する帯域制御
    ステップとを、 有するパケット転送方法。
17. 【請求項１７】 各入力ポートに対して共通の出力バッ
    ファを有する複数のポート制御手段を介してパケットを
    受信した場合にその送信先を判断し、受信パケットをそ
    の送信先に対応するポート制御手段の前記出力バッファ
    に転送するパケット転送ステップと、 前記パケットの転送流量を測定して、その測定量に基づ
    いてその送信元に送信停止パケットを送信する帯域制御
    ステップとを、 有するコンピュータプログラム。