JP2003515978A - コンピュータ・ネットワークでパケットの伝送を制御する方法およびシステム - Google Patents

コンピュータ・ネットワークでパケットの伝送を制御する方法およびシステム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンピュータ・ネットワークで複数のパケットのフローを制御する方法、装置、およびプログラム製品を開示する。 【解決手段】 コンピュータ・ネットワークに、キューを定義する装置が含まれる。この方法、装置、およびプログラム製品には、キューのキュー・レベルを判定することと、キューへの複数のパケットの提供速度を判定することが含まれる。この方法、装置、およびプログラム製品には、キュー・レベルが少なくとも第１キュー・レベルと第２キュー・レベルの間にある場合に伝送分数およびキュー・レベルが臨界減衰されるように、キュー・レベル、提供速度、および伝送分数の前の値に基づいて、キューへまたはキューからの複数のパケットの伝送分数を制御することも含まれる。さまざまな技法を使用して制御の形を決定する複数の実施形態を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ・ネットワークに関し、具体的には、コンピュータ・
ネットワーク内でのデータの破棄の制御、したがって、データの伝送の制御の方
法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ・ネットワークは、インターネットを用いるものなどの、さまざ
まなネットワーク・アプリケーションの使用の増加に起因して、関心が高まって
いる。スイッチは、ネットワークの一部またはネットワークを結合するのにしば
しば使用される。図１に、コンピュータ・ネットワークで使用することができる
スイッチ１０の単純化されたブロック図を示す。スイッチ１０には、ブレード７
、８、および９に結合されたスイッチ・ファブリック３が含まれる。各ブレード
７、８、および９は、一般に、回路ボードであり、少なくとも、ポート４に結合
されたネットワーク・プロセッサ２を含む。ポート４は、ホスト（図示せず）に
、直接にまたはさまざまなネットワーク・ノードを介して間接的に結合される。
ブレード７、８、および９は、スイッチ・ファブリック３にトラフィックを供給
し、スイッチ・ファブリック３からトラフィックを受け入れることができる。し
たがって、ブレード７、８、または９の１つに接続されたホストは、同一のまた
は別のブレード７、８、または９に接続された別のホストと通信することができ
る。
【０００３】 図２に、図１に示されたネットワーク・プロセッサ２として有用なプログラマ
ブル・ネットワーク・プロセッサの実施形態の高水準ブロック図を示す。図から
わかるように、ネットワーク・プロセッサ２には、入スイッチ・インターフェー
ス（入ＳＷＩ）１１、入エンキュー／デキュー／スケジューリング・ロジック（
入ＥＤＳ）１２、組込プロセッサ複合体（ＥＰＣ）１３、入物理ＭＡＣマルチプ
レクサ（入ＰＭＭ）１４、出物理ＭＡＣマルチプレクサ（出ＰＭＭ）１５、出エ
ンキュー／デキュー／スケジューリング・ロジック（出ＥＤＳ）１６、および出
スイッチ・インターフェース（出ＳＷＩ）１７が含まれる。ネットワーク・プロ
セッサ２に、他の記憶装置および処理装置も含めることができる。ＥＰＣ１３に
は、複数のプロトコル・プロセッサおよびコプロセッサが含まれる。入ＥＤＳ１
２および出ＥＤＳ１６は、それぞれ、イーサネット（Ｒ）・デバイスなどのデバ
イスからスイッチ・ファブリックに移動するトラフィックおよびスイッチ・ファ
ブリックからデバイスに移動するトラフィックの、あるエンキュー機能、デキュ
ー機能、およびスケジューリング機能を実行することができる。入ＳＷＩ１１お
よび出ＳＷＩ１７は、別のネットワーク・プロセッサまたはスイッチ（図２に図
示せず）などの他のデバイスへの接続用のリンクを提供する。スイッチ・ファブ
リックと共に使用される入ＳＷＩ１１および出ＳＷＩ１７は、スイッチ１０のス
イッチ・ファブリック３（図１）と結合される。入ＰＭＭ１４および出ＰＭＭ１
５は、それぞれ物理層デバイスからトラフィックを受け取り、物理層デバイスに
トラフィックを送出する。ここで説明するプログラマブル・ネットワーク・プロ
セッサのアーキテクチャおよび動作は、本明細書に開示される発明とは別の保護
の対象である。いくつかの応用例で、本明細書でスイッチ・ファブリックと１つ
または複数のネットワーク・プロセッサの組合せによって達成されるものとして
説明される機能を、単一のネットワーク・プロセッサまたはネットワーク・プロ
セッサの結合された対によって、スイッチ・ファブリックの提供とは別に達成す
ることができる。
【０００４】 図３に、ネットワーク・プロセッサ２によって実行される機能の一部を異なる
形で示す、スイッチ１０の代替の単純化されたブロック図を示す。機能の一部が
、図１に示されたものと同一のコンポーネントによって実行されるが、これらの
コンポーネントに、異なる符号が付される場合がある。たとえば、スイッチ１０
を介するトラフィックのパスを説明するために、図１のスイッチ・ファブリック
３が、図３ではスイッチ・ファブリック２６として示されている。スイッチ１０
は、ポートＡ１８に接続されたホスト（図示せず）を、ポートＢ３６に接続され
たホスト（図示せず）に結合する。したがって、スイッチ１０を用いると、デー
タのパケットをソースから宛先に転送できるようになる。データ・パケットに、
複数の異なるタイプのデータ・パケットを含めることができる。たとえば、イー
サネット（Ｒ）・パケット（通常はフレームと称する）、ＡＴＭパケット（通常
はセルと称する）、およびＩＰパケット（通常はパケットと称する）のすべてを
、本明細書ではパケットと称する。
【０００５】 スイッチ１０は、スイッチ１０に供給されるデータ・パケットの分類、スイッ
チ１０を介するデータ・パケットの伝送、およびパケットの再組立を含むさまざ
まな機能を実行する。これらの機能は、それぞれ、クラシファイヤ２２、スイッ
チ・ファブリック２６、およびリアセンブラ３０によって提供される。クラシフ
ァイヤ２２は、それに供給されるパケットを分類し、各パケットを、本明細書で
セルと称する都合のよいサイズの部分に分割する。スイッチ・ファブリック２６
は、接続のマトリックスであり、これを介して、セルがスイッチ１０を介して伝
送される。リアセンブラ３０は、セルを適当なパケットに再組立する。その後、
パケットをポートＢ３６の適当なポートに供給し、宛先ホストに出力することが
できる。クラシファイヤ２２は、あるネットワーク・プロセッサ１の一部とする
ことができ、リアセンブラ３０は、他のネットワーク・プロセッサ５の一部とす
ることができる。図示されたネットワーク・プロセッサ１およびネットワーク・
プロセッサ５の諸部分は、それぞれ、ポートＡ１８から移動するトラフィックお
よびポートＢ３６に移動するトラフィックに関する機能を実行する。しかし、ネ
ットワーク・プロセッサ１および５は、それぞれ、ポートＡ１８から移動するト
ラフィックおよびポートＢ３６に移動するトラフィックに関する機能も実行する
。しかし、ネットワーク・プロセッサ１および５は、それぞれ、ポートＢ３６か
ら移動するトラフィックおよびポートＡ１８に移動するトラフィックに関する機
能も実行する。したがって、各ネットワーク・プロセッサ１および５は、分類機
能および再組立機能を実行することができる。さらに、各ネットワーク・プロセ
ッサ１および５は、図１および２に示されたネットワーク・プロセッサとするこ
とができる。
【０００６】 スイッチ１０を介するトラフィックの転送のボトルネックに起因して、データ
・パケットが、分類機能、伝送機能、および再組立機能の実行の前に、待つこと
が必要になる場合がある。その結果、キュー２０、２４、２８、および３４が設
けられる場合がある。キュー２０、２４、２８、および３４に結合されるのが、
エンキュー機構１９、２３、２７、および３２である。エンキュー機構は、パケ
ットまたはセルを対応するキューに置き、そのパケットが発したホストに送り返
される通知を提供することができる。分類機能、エンキュー機能、およびスケジ
ューリング機能は、図２に示されたネットワーク・プロセッサ内の入ＥＤＳ１２
および出ＥＤＳ１６によって提供されることが好ましい。エンキュー機構１９お
よび２３と、キュー２０および２４と、クラシファイヤ２２と、スケジューラ２
１および２５が、入ＥＤＳ１２を使用して制御される。同様に、エンキュー機構
２７および３２と、キュー２８および３４と、リアセンブラ３０と、スケジュー
ラ２９および３５は、出ＥＤＳ１６を使用して制御される。
【０００７】 図３には、スケジューラ２１、２５、２９、および３５も示されている。スケ
ジューラは、それぞれ、キュー２０、２４、２８、および３４から出る予定の個
々のパケットのスケジューリングを制御する。一般に、下でより明瞭になるよう
に、本明細書の関心事は、図２の出ＰＭＭ１５、出ＥＤＳ１６、および出ＳＷＩ
１７によって示されるネットワーク・プロセッサ２の出部分である。本発明の例
示的な焦点の１つに、ポートＢ３６へのトラフィックを制御するスケジューラ３
５が含まれる。明瞭にするために、スケジューラの機能を、スケジューラ３５お
よびキュー３４に関して説明する。通常、スケジューラ３５は、キュー３４内の
各パケットに関する情報を与えられる。この情報には、伝送の時間が重要である
リアルタイム・パケットまたは伝送の速度が重要でないデータ・パケットなどの
パケットのタイプを含めることができる。この情報および供給される他の情報に
基づいて、スケジューラ３５は、キュー３４内の各個々のパケットをキューから
除去し、その宛先に送ることを決定する。たとえば、スケジューラ３５に、それ
ぞれが複数の位置を含む１つまたは複数のカレンダと、もう１つの複数の位置を
含む加重公平キューイング・リングを含めることができる。スケジューラ３５は
、あるパケットをカレンダに置き、他のパケットをリングに置くことができる。
スケジューラは、カレンダの各位置に、ある長さの時間を割り振る。カレンダ内
の各位置は、通常は識別子によって表される単一のパケットを有することができ
、また、空にすることができる。スケジューラが、ある位置に達した時に、その
位置に置かれたパケットが、キューから取り出され、その宛先に送られる。しか
し、カレンダ内の位置が空である場合には、スケジューラ３５は、特定の長さの
時間が経過するまで待ち、その後、カレンダ内の次の位置に移る。同様に、スケ
ジューラ３５は、スケジューラ３５の加重公平キューイング・リングの位置に他
のパケットを置く。加重公平キューイング・リング内の位置も、単一のパケット
によって占められるか空のいずれかとすることができる。位置が占められる場合
に、スケジューラ３５は、その位置に達した時にその位置のパケットを送出する
。位置が占められていない場合には、スケジューラ３５は、次の占められている
位置にスキップする。スケジューラ３５を使用してキュー３４を出る個々のパケ
ットを制御することによって、トラフィックが、スイッチ１０を介して流れられ
るようになる。
【０００８】 キュー２０、２４、２８、および３４が、別々に図示されているが、当業者は
、これらのキューの一部またはすべてを、同一の物理メモリ・リソースの一部と
することができることを容易に諒解するであろう。
【０００９】 スイッチ１０を介して流れるトラフィックを制御し、これによって、そのスイ
ッチが使用されるネットワークの性能を改善するための方法が開発されてきた。
具体的に言うと、ＲＥＤ（random early discard or detection）と称する方法
を、キューなどのメモリ関連メモリ・リソースが過負荷でないことを保証する試
みに使用することができる。図４に、ＲＥＤで使用される方法を示す。方法ＲＥ
Ｄは、通常は、エンキュー機構１９、２３、２７、および３２の１つによって、
それぞれ対応するキュー２０、２４、２８、および３４を介するトラフィックを
制御するのに使用される。明瞭にするために、方法ＲＥＤを、エンキュー機構１
９およびキュー２０に関して説明する。
【００１０】 エポックと称する短い時間の期間の終りに、ステップ４１を介して、そのエポ
ックのキュー２０のキュー・レベルが、エンキュー機構１９によって判定される
。判定されるキュー・レベルが、そのエポックの平均キュー・レベルであること
に留意されたい。さらに、判定されるキュー・レベルを、キュー２０がその一部
であるメモリ・リソースの総レベルとすることができる。その後、ステップ４２
を介して、キュー・レベルが最小閾値を超えるかどうかが判定される。キュー・
レベルが、最小閾値を超えない場合には、ステップ４３を介して、通常の伝送分
数に１をセットする。また、ステップ４３では、破棄分数に０をセットする。伝
送分数によって、パケットのうちで次のエポックに伝送される部分が決定される
。破棄分数によって、パケットのうちでドロップされる部分が決定される。した
がって、従来の破棄分数は、１から従来の伝送分数を引いた値に等しい。したが
って、１の伝送分数は、すべてのパケットを伝送しなければならず、どのパケッ
トもドロップしてはならないことを示す。
【００１１】 ステップ４２で、キュー・レベルが最小閾値を超えると判定される場合には、
次に、ステップ４４を介して、エポックのキュー・レベルが最大閾値を超えるか
どうかを判定する。キュー・レベルが最大閾値を超えると判定される場合には、
ステップ４５を介して、通常の伝送分数に０をセットし、通常の破棄分数に１を
セットする。キュー・レベルが最大閾値を超えない場合には、ステップ４６を介
して、通常の破棄分数を、前のエポックのキュー・レベルを最大の可能なキュー
・レベルで割った値、または、代替案として、キュー・レベルの他の線形関数に
比例してセットする。したがって、従来の破棄分数は、キュー２０のうちの占め
られた部分またはキュー・レベルの他の線形関数に比例する。したがって、ステ
ップ４６で、従来の伝送分数も、１から従来の破棄分数を引いたものに比例して
セットされる。
【００１２】 ステップ４３、４５、または４６でセットされた従来の伝送分数および従来の
破棄分数が、ステップ４７を介して、次のエポックでランダムにパケットを破棄
するのに使用される。したがって、キュー・レベルが最小閾値未満の時には、す
べてのパケットが、次のエポック中にエンキュー機構１９によってキュー２０に
伝送される。キュー・レベルが最大閾値を超える時には、すべてのパケットが、
次のエポック中にエンキュー機構１９によって破棄されるか、破棄キューにエン
キューされる。キュー・レベルが、最小閾値と最大閾値の間である時には、パケ
ットのうちでエンキュー機構１９によって破棄される部分が、キュー２０のうち
で占められた部分またはキュー・レベルの他の線形関数に比例する。したがって
、キュー・レベルが高いほど、パケットのうちで破棄される部分が多くなる。さ
らに、破棄されるパケットの送信側に通知を供給することができ、これによって
、送信側が、ある時間期間の間追加パケットの送出を中断することになる。
【００１３】 破棄のために選択される個々のパケットを、ランダムに選択することもできる
。たとえば、パケットごとに、エンキュー機構１９が、０と１の間の乱数を生成
することができる。この乱数を、従来の破棄分数と比較する。乱数が、従来の破
棄分数以下である場合には、そのパケットをドロップする。そうでない場合には
、そのパケットをキュー２０に送る。伝送分数に基づいてパケットを破棄するこ
の処理は、ステップ４８を介してエポックが終了したと判定されるまで継続され
る。エポックが終わった時に、方法ＲＥＤは、ステップ４１でもう一度開始され
て、次のエポックについて従来の伝送分数を判定し、次のエポック中に従来の伝
送分数に従ってパケットをドロップする。
【００１４】 パケットを、キュー・レベルに基づいて破棄することができるので、方法ＲＥ
Ｄを用いると、スイッチ１０を介するトラフィックに対するある程度の制御が可
能になる。その結果、キュー２０が満杯になる前にパケットを破棄する機構を有
しないスイッチよりも、droptailに起因してドロップされるパケットを少なくす
ることができる。droptailが発生するのは、キューが満杯になったのでパケット
をドロップしなければならない時である。その結果、パケットをドロップするか
どうかを判定する際に、パケットの優先順位を考慮する機会がない。さらに、い
くつかの情況で、方法ＲＥＤによって、スイッチ１０にパケットを送るホストの
同期化が低下する可能性がある。これが発生するのは、キュー・レベルが最大キ
ュー・レベルまたはその近くである時にすべてのパケットをドロップするのでは
なく、従来の伝送分数に基づいてパケットがランダムにドロップされる可能性が
あるからである。したがって、スイッチ１０の性能は、方法ＲＥＤを使用しない
スイッチすなわち、バッファ・リソースが枯渇した時に次に到着するパケットを
単純にドロップするスイッチに対して改善される。
【００１５】 方法ＲＥＤによって、スイッチ１０の動作が改善されるが、当業者は、多くの
情況で、この方法がスイッチ１０を介するトラフィックを適当に制御できなくな
る可能性があることを容易に理解するであろう。パケットまたはセルを、キュー
が満杯になる前にドロップすることができるという事実にもかかわらず、ホスト
は、いくつかの情況で同期化される傾向を有する。これは、スイッチ１０のトラ
フィックの適度なまたは高いレベルの輻輳について特にそうである。従来の伝送
分数は、キュー・レベルに基づく。しかし、キュー・レベルは、スイッチの状態
を示していない場合がある。たとえば、最小閾値未満のキュー・レベルが、スイ
ッチ１０内の低いレベルのトラフィック（スイッチを通過するパケットの数が少
ない）に起因する可能性がある。しかし、低いキュー・レベルが、スイッチ１０
を通る高いトラフィックが原因の前のエポックでの多数の破棄に起因する可能性
もある。低いキュー・レベルが、低いトラフィック・レベルに起因する場合には
、従来の伝送分数を増やすことが適当である。低いキュー・レベルが、高い破棄
分数に起因する場合には、従来の伝送分数を増やすことが望ましくない可能性が
ある。方法ＲＥＤは、これらの情況を区別しない。その結果、伝送分数が、そう
すべきでない時に増やされる場合がある。これが行われた時には、キューが急速
に満たされる可能性がある。その後、伝送分数が下げられ、キュー・レベルが減
る。キュー・レベルが下がった時に、伝送分数が増やされ、キューが再び急速に
満たされる。したがって、スイッチ１０は、キュー満杯とキュー空の間で発振し
始める。その結果、スイッチ１０の平均使用量が、非常に低くなり、スイッチ１
０を使用するネットワークの性能が低下する。
【００１６】 図５に、米国ニューヨーク州アーモンクのInternational Business Machines,
Inc.社の従業員によってより最近に開発された方法の流れ図を示す。この方法
を、ＢＬＵＥと称する。方法ＢＬＵＥは、キュー・レベルだけではなく、伝送速
度および提供速度も考慮に入れる。提供速度とは、パケットまたはセルがエンキ
ュー機構に提供されて対応するキューに供給される速度である。方法ＲＥＤと同
様に、方法ＢＬＵＥを、エンキュー機構１９およびキュー２０を使用して説明す
る。ステップ５２を介して、キュー２０のキュー・レベル、エンキュー機構１９
によってキュー２０に供給される伝送分数、および提供速度が、終了したばかり
のエポックについて判定される。提供速度は、パケットがエンキュー機構１９に
供給される速度である。したがって、提供速度は、ポートＡ１８の１つまたは複
数によって供給されるトラフィックのフローから来る可能性がある。
【００１７】 その後、ステップ５４を介して、パケット・ロスまたはある閾値を超えるキュ
ー・レベルがあったかどうかを判定する。どちらのイベントも、破棄分数を増や
さなければならないことを示す。そうである場合には、ステップ５６を介して、
経験的に決定することができる第１定数量だけ破棄分数を増分する。ステップ５
６で、１から破棄分数を引いた値である伝送分数を減らす。ステップ５４で、破
棄分数を増やしてはならないことが示される場合には、ステップ５８を介して、
破棄分数を減らさなければならないかどうかを判定する。キュー・レベルが低い
か、提供速度が低い場合に、破棄分数を減らさなければならない。破棄分数を減
らさなければならない場合には、ステップ６０を介して、やはり経験的に決定す
ることができる第２定数量を引くことによって、これが達成される。ステップ６
２を介して、変更される場合にステップ５６または６０で決定された破棄分数、
または古い破棄分数を使用して、次のエポック中にキュー２０に伝送されるパケ
ットの分数を決定する。ステップ６２で、パケットを、ランダムに、または各パ
ケットの優先順位も考慮することによって、破棄することができる。したがって
、正しい破棄分数、したがって正しい伝送分数が維持されることが保証される。
その後、ステップ６４を介して、エポックが終わったかどうかを判定する。そう
である場合には、ステップ５２に戻る。そうでない場合には、方法ＢＬＵＥは、
ステップ６２での開始を繰り返す。ＢＬＵＥに関するさらなる詳細については、
ウェブサイトhttp://www.eecs.umich.edu/usuchang/blue/を参照されたい。
【００１８】 方法ＢＬＵＥは、その初期の目的に関して良好に動作し、方法ＲＥＤに対する
改良であるが、当業者は、方法ＢＬＵＥが、安定状態に達するのに比較的長い時
間を要する可能性があることを容易に理解するであろう。したがって、性能は方
法ＲＥＤに対して改善されるが、ネットワークの性能は、まだ所望の性能より低
い可能性がある。
【００１９】 スイッチを介するトラフィックを制御するもう１つの方法では、たとえばサー
ビスについて顧客が支払う料金に基づいて、顧客に異なるサービスを提供する。
消費者は、より高速の応答を保証するため、または、他の顧客のトラフィックが
輻輳に起因してドロップされる時であっても自分のためのトラフィックが伝送さ
れることを保証するために、より多くを支払うことを望む場合がある。したがっ
て、差異化サービスの概念が展開された。差異化サービスは、異なるレベルのサ
ービスまたはネットワークを介するトラフィックのフローを、異なる顧客に提供
することができる。
【００２０】 DiffServは、差異化サービスを提供するための、新しいInternet Engineering
Task Force（ＩＥＴＦ）標準規格である（ＩＥＴＦ ＲＦＣ ２４７５および
関連ＲＦＣを参照されたい）。DiffServは、behaviour aggregate flowに基づく
。behaviour aggregate flowは、ネットワークの一端からネットワークの他端へ
のパイプラインとみなすことができる。各behaviour aggregate flow内に、個々
のホストの間の数百のセッションがある可能性がある。しかし、DiffServは、be
haviour aggregate flow内のセッションに関するものではない。そうではなく、
DiffServは、behaviour aggregate flowの間の帯域幅の割振りに関する。DiffSe
rvによれば、過剰帯域幅が、behaviour aggregate flowの間で公平に割り振られ
る。さらに、DiffServは、下で説明する、各behaviour aggregate flowに提供さ
れるサービスのレベルを測定する判断基準を提供する。
【００２１】 異なるレベルのサービスを提供する機構の１つでは、重みとキュー・レベルの
組合せを使用して、異なるレベルのサービスを提供する。図６に、そのような方
法を示す。ステップ７２を介して、キュー・レベル閾値および重みをセットする
。通常、キュー・レベル閾値は、ステップ７２で、ネットワーク管理者によって
セットされる。重みは、特定のキュー、スイッチ１０、またはネットワーク・プ
ロセッサ１または５を介する、異なるパイプまたはフローについてセットするこ
とができる。したがって、重みは、通常、異なるbehaviour aggregate flowにつ
いてセットされる。ステップ７４を介して、瞬間キュー・レベル、平均キュー・
レベル、瞬間パイプ・フロー速度、または平均パイプ・フロー速度を、通常はエ
ポックの終わりと称する時間の期間の終りに、観察する。その後、ステップ７６
を介して、キュー・レベルがキュー・レベル閾値にどれほど匹敵するかと重みと
に基づいて、パイプのフローを変更する。ステップ７６で、より大きい重みを有
するパイプのフローが、より大きい変化をうける。パイプのキュー値またはパイ
プ・フロー速度によって、パイプによってキュー３４などのキューに提供される
トラフィックのどれほどが、エンキュー機構３２などの対応するエンキュー機構
によってキュー３４に送られるかが決定される。したがって、ステップ７８を介
して、トラフィックが、フローに基づいて、キューに伝送されるかドロップされ
る。その後、ステップ８０を介して、ネットワーク管理者が、所望のサービスの
レベルが満たされているかどうかを判定する。そうである場合には、ネットワー
ク管理者の作業が完了する。しかし、所望のサービスのレベルが達成されていな
い場合には、ステップ７２を介して、キュー・レベルまたはパイプ・フロー・レ
ベルの閾値とおそらくは重みが、リセットされ、この方法が繰り返される。
【００２２】 ここで説明したDiffServ方法は、機能するが、当業者は、キュー・レベル閾値
の変更がネットワークを通る特定のパイプにどのような影響を有するかを判定す
ることが困難であることを容易に理解するであろう。したがって、この方法を使
用するネットワーク管理者は、異なる顧客またはコンピュータ内のパイプ（beha
viour aggregate flow）について所望のフロー速度に達する前に、大量の経験を
積む必要が生じる可能性がある。
【００２３】 さらに、この方法は、サービスの品質を測定するのに通常使用されるパラメー
タに対して間接的に動作する。キュー・レベルは、サービスに関して通常使用さ
れる判断基準の直接の尺度ではない。通常、たとえばDiffServ（ＩＥＴＦ ＲＦ
Ｃ ２４７５および関連ＲＦＣを参照されたい）では、サービスのレベルが、４
つのパラメータすなわち、ドロップ率、帯域幅、待ち時間、およびジッタによっ
て測定される。ドロップ率は、トラフィックのうちでスイッチを介して流れる際
にドロップされるものの比率である。behaviour aggregate flowの帯域幅は、ス
イッチを横切って宛先に達するbehaviour aggregate flowのトラフィックの量の
尺度である。待ち時間は、ネットワークを介してトラフィックを送る際にこうむ
る遅延である。ジッタは、経時的な待ち時間の変動である。キュー・レベルは、
サービスの品質の直接の尺度とみなされない。したがって、この方法は、サービ
スの品質の判断基準のいずれにも直接には対処せず、ネットワーク管理者が異な
るレベルのサービスを提供するのにこの方法を使用することが、より困難になっ
ている。
【００２４】 方法ＲＥＤまたは方法ＢＬＵＥを使用する時であっても、スケジューラ３５な
どのスケジューラに、所与の時間内に達成できる量より多い量の作業が与えられ
る場合がある。具体的に言うと、特定の長さの時間であまりに大量のパケットが
キュー３４から除去されることが所望される場合に、スケジューラが、スイッチ
１０を通るトラフィックに対処できなくなる可能性がある。たとえば、スケジュ
ーラ３５が、キュー３４から除去されるパケットが、ターゲット・ポートなどの
その第１の宛先に、第１の速度で転送されることを保証することができる場合が
ある。この第１の速度は、ターゲット・ポートがトラフィックを受け入れる能力
などのさまざまな要因によって制限される可能性がある。方法ＲＥＤおよびＢＬ
ＵＥでは、パケットを、第２の速度でキューから除去できる場合がある。第２の
速度が、第１の速度より高い場合に、パケットが、スケジューラ３５内でバック
・アップされ始める。たとえば、スケジューラ３５に、カレンダと加重公平キュ
ーイング・リングが含まれる場合に、カレンダ内および加重公平キューイング・
リング内のすべての位置が、最終的に占められる可能性がある。したがって、パ
ケットは、スケジューラ３５内のカレンダまたは加重公平キューイング・リング
内の位置が空くまで、キュー３４から出ることができなくなる。その結果、スイ
ッチ１０を介して移動するパケットの待ち時間が増え、トラフィックが遅くなり
、スイッチ１０が、望まれるほど効率的に機能しなくなる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
上の議論を念頭において、当業者は、スイッチを介するトラフィックをよりよ
く制御するシステムおよび方法が必要であることを諒解するであろう。本発明は
、そのような必要に対処する。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コンピュータ・ネットワーク内で複数のパケットのフローを制御で
きるようにする方法、装置、およびコンピュータ可読媒体を提供する。コンピュ
ータ・ネットワークに、キューが含まれる。この方法および装置には、キューの
キュー・レベルを判定することと、キューへの複数のパケットの提供速度を判定
することが含まれる。この方法および装置には、キュー・レベルが少なくとも第
１キュー・レベルと第２キュー・レベルの間である場合に伝送分数およびキュー
・レベルが臨界減衰（本明細書で定義する）されるように、キューへの複数のパ
ケットの伝送分数を、キュー・レベルおよび提供速度に基づいて制御することも
含まれる。
【００２７】 本明細書で開示される方法、装置、および媒体によれば、本発明は、伝送分数
を提供し、したがって、パケットをドロップし、その結果、コンピュータ・ネッ
トワークが安定するだけではなく平衡にすばやく達するようにする機構を提供す
る。
【００２８】
【発明の実施の形態】 本発明は、コンピュータ・ネットワークでのトラフィックの制御の改良に関す
る。以下の説明は、当業者が本発明のさまざまな実施形態を作り、使用すること
ができるようにするために提示され、特許出願およびその要件の文脈で提供され
る。好ましい実施形態に対するさまざまな修正形態が、当業者に容易に明白にな
り、本明細書に記載の包括的な原理が、他の実施形態に適用可能である。したが
って、本発明は、示される実施形態に制限されることを意図されたものではなく
、本明細書に記載の原理および特徴との一貫性を有する最も広い範囲に従う。
【００２９】 コンピュータ・ネットワークで使用されるスイッチには、通常はキューが含ま
れ、このキューは、同一のメモリ・リソースの論理キュー部分または別のメモリ
・リソースとすることができ、このキューに、パケットまたはセルと称するパケ
ットより小さいサイズの片が一時的に置かれる。パケットをキューに置くエンキ
ュー機構は、スイッチを介するトラフィックを制御し、ネットワークの動作を改
善するために、パケットを破棄する機構も有することができる。たとえば、上で
図４の方法で説明したrandom early discard or detection（ＲＥＤ）は、キュ
ー・レベルに基づいていくつかのパケットを破棄する。ＲＥＤは、いくつかの情
況で機能するが、多くのネットワークで、ＲＥＤは、ネットワーク性能を改善で
きない。たとえば、スイッチが適度なまたは高いトラフィック量のトラフィック
を有するネットワークは、まだ発振しやすい。したがって、そのようなネットワ
ークは、そのようなネットワークが設計された容量と比較して非常に少ない量の
トラフィックしか搬送できない。
【００３０】 本発明は、コンピュータ・ネットワーク内で複数のパケットのフローを制御す
る方法、装置、および命令を担持する媒体を提供する。コンピュータ・ネットワ
ークに、キューが含まれる。本発明の方法、装置、および媒体には、キューのキ
ュー・レベルを判定することと、キューへの複数のパケットの提供速度を判定す
ることが含まれる。本発明の方法、装置、および媒体には、キューへの複数のパ
ケットの伝送分数を制御することも含まれる。伝送分数は、キュー・レベルが少
なくとも第１キュー・レベルと第２キュー・レベルの間である場合に伝送分数お
よびキュー・レベルが臨界減衰されるように、キュー・レベルおよび提供速度に
基づいて制御される。
【００３１】 本発明を、特定のシステムおよび特定のコンポーネントに関して説明する。し
かし、当業者は、これらの方法およびシステムが、コンピュータ・ネットワーク
内の他のコンポーネントに関して効率的に動作することを容易に理解するであろ
う。また、本発明を、キューに関して説明する。しかし、当業者は、キューが単
一メモリ・リソース内の論理キューである時、またはキューが別のメモリ・リソ
ースの一部である時に、本発明が効率的に機能することを容易に理解するであろ
う。また、本発明を、系の臨界減衰に関して説明する。しかし、当業者は、本発
明が、エポックにまたがって一般的に動作することを容易に理解するであろう。
したがって、提供される減衰は、動作の各瞬間での瞬間臨界減衰でない可能性が
ある。また、本発明を、特定の動作の実行の前または後に使用されるパケットお
よびキューに関して説明する。しかし、当業者は、この方法およびシステムが、
セルなどのトラフィックの他の部分について、他のキューについて、および他の
動作の実行の前または後に、効率的に動作することを容易に理解するであろう。
また、本発明を、パケットの事前破棄によるネットワーク・フローの制御に関し
て説明する。しかし、当業者は、この方法およびシステムが、キューに到着する
パケットの速度を制御することと、ソースに送られ、ソースで保持されるほかの
ものと共に送られるパケットの分数を指示する信号が、効果的であることを、容
易に理解するであろう。したがって、伝送分数の制御は、たとえば１つまたは複
数のソースによってパケットが提供される速度の類似する制御である。
【００３２】 本発明による方法およびシステムをより具体的に示すために、本発明による方
法９０の１実施形態を示す図７を参照されたい。方法９０は、図１に示されたス
イッチ１０と共に使用することができる。明瞭にするために、方法９０を、図３
に示されたキュー２０およびエンキュー機構１９に関して説明する。しかし、方
法９０は、キュー２４、２８、および３４などの他のキューと共に使用すること
ができる。方法９０は、エンキュー機構２３、２７、および３２などの他のエン
キュー機構と共に使用することもできる。好ましい実施形態では、方法９０は、
複数のキューが同一のメモリ・リソースの一部であるシステムで使用される。し
かし、方法９０を、各キューが別々のメモリ・リソースを有する別のシステムで
使用することを妨げるものはない。
【００３３】 図７を参照すると、ステップ９２を介して、前のエポックのキュー・レベルお
よび提供速度が判定される。好ましい実施形態では、キュー・レベルが、前のエ
ポックの終りに判定され、メモリ・リソースのレベルである。また、好ましい実
施形態では、ステップ９２で判定される提供速度が、前のエポック中にメモリ・
リソースに提供された総入力である。好ましい実施形態では、前のエポックの伝
送分数も、ステップ９２で判定される。代替実施形態では、方法９０のキュー・
レベルの判定に、エンキュー機構１９に対応するキュー２０のレベルを判定する
ことが含まれる。また、好ましい実施形態では、伝送分数が、１エポックについ
て一定であり、したがって、前のエポック中のいつでも判定することができるが
、方法９０を使用する、前のエポックの開始時に判定されることが好ましい。
【００３４】 その後、ステップ９４を介して、伝送分数およびキュー・レベルがキュー・レ
ベルの範囲にわたって臨界減衰するように、伝送分数を制御する。伝送分数は、
キュー・レベルと入力分数に基づいて制御される。好ましい実施形態では、伝送
分数が、前の伝送分数にも基づいて制御される。好ましい実施形態では、ステッ
プ９４で、臨界減衰に望ましい伝送分数を供給するために前のエポック以降の伝
送分数の変化を計算し、伝送分数の変化を、前のエポックの伝送分数に加算する
。伝送分数がそのように制御されるキュー・レベルの範囲を、すべての可能なキ
ュー・レベルに拡張することができる。しかし、好ましい実施形態では、臨界減
衰のために伝送分数が制御される範囲が、０以上の最小キュー・レベルと、最大
の可能なキュー・レベル以下の最大キュー・レベルの間である。その後、ステッ
プ９６を介して、伝送分数を使用してパケットを破棄し、その結果、スイッチ機
能が維持されるようにする。伝送分数が、１から破棄分数を引いた値と等しいの
で、伝送分数を使用して、パケットの適当な部分を破棄することができる。上で
述べたように、破棄分数は、パケットのうちで破棄される部分である。１実施形
態では、パケットがランダムに破棄される。しかし、もう１つの実施形態では、
パケットが、パケットの優先順位に部分的に基づいて破棄される。また、好まし
い実施形態では、ステップ９６でのパケットの破棄によって、送信側ホストへの
、パケットが破棄されたことの通知も供給される。その結果、ホストが、スイッ
チ１０へのトラフィックを一時的に中断することができる。
【００３５】 上で述べたように、伝送分数は、ステップ９４で、伝送分数およびキュー・レ
ベルによって記述される系の臨界減衰をもたらすように制御される。これによっ
て、キュー２０を介する、したがってスイッチ１０を介するトラフィックが、す
ばやく安定状態に達することが可能になる。臨界減衰がもたらされるので、キュ
ー・レベルおよび伝送分数によって記述されるキュー２０を介するトラフィック
は、最小限の時間で安定状態に達しなければならない。臨界減衰に必要な伝送分
数および伝送分数とキュー・レベルの間の関係を、下記のようにさまざまな理論
によって記述することができる。
【００３６】 キュー・レベルおよび破棄率は、キュー２０の状態を記述する変数とみなすこ
とができる。キュー・レベルを増やす時に、キュー２０が満杯にならないように
するために、破棄率を増やさなければならない。しかし、破棄率を増やす場合に
は、キュー・レベルを減らさなければならない。したがって、キューは、キュー
・レベルと破棄率の間の負帰還ループまたは負帰還関係を有するものとみなすこ
とができる。この関係は、通常の系で発振を引き起こすことができるものである
。本発明は、破棄率に摩擦を加え、その結果、破棄率が、ＲＥＤなどのトラフィ
ックを制御する従来の方法のようにすばやくキュー・レベルに伴って変化しない
ようにすることとみなすことができる。その結果、発振を、減衰させるか防止す
ることができる。
【００３７】 本発明は、安定性理論を使用して説明することもできる。しかし、説明を単純
にするために、破棄率ではなく伝送速度を使用する。キュー・レベルは、伝送速
度、提供速度、および出力速度を使用して記述することができる。出力速度は、
項目がキューまたはメモリ・リソースから送出される速度である。時間に関する
キュー・レベルの変化は、伝送速度に提供速度をかけ、出力速度を引いた値によ
って与えられる。したがって、時間に関するキュー・レベルの変化は、項目がキ
ューに入力される速度から、項目がキューから出力される速度を引いた値に等し
い。これを、次のように説明することができる。 ｄＱ（ｔ）／ｄｔ＝Ｉ（ｔ）×Ｔ（ｔ）−Ｏ（ｔ） ただし、 Ｑ（ｔ）＝キュー・レベル Ｉ（ｔ）＝項目（パケットなど）がエンキュー機構に提供される速度 Ｔ（ｔ）＝伝送分数 ＝たとえばエンキュー機構に提供される項目のキューに送出される 部分 Ｏ（ｔ）＝項目がキューから出力される速度 また、 Ｄ（ｔ）＝１−Ｔ（ｔ） ただし、 Ｄ（ｔ）＝破棄分数 であることに留意されたい。
【００３８】 さらに、Ｑ（ｔ）、Ｉ（ｔ）、およびＯ（ｔ）が、本来非負であり、Ｔ（ｔ）
が、［０、１］の範囲の値を有することに留意されたい。
【００３９】 キュー・レベルの変化の時間速度と伝送分数の間の関係は、キュー２０の特性
によって設定される。同様に、破棄分数と伝送分数の間の関係は、それらの特性
によって設定される。しかし、伝送分数自体は、事実上すべての所望の量とする
ことができる。さらに、伝送分数を、望み通りに変更することができる。したが
って、伝送分数は、臨界減衰がもたらされることを保証するように設定すること
ができる。好ましい実施形態では、伝送分数を、下記によって記述されるものに
なるように選択する。 ｄＴ（ｔ）／ｄｔ＝κ（ｔ）×（β−αＴ（ｔ）−Ｑ／Ｑmax） ただし、 κ（ｔ）＝時間に依存するものとすることができる数 α＝定数 β＝定数 Ｑmax＝最大の可能なキュー・レベル
【００４０】 伝送分数に課せられる物理的制約は、それが０と１の間であること以外にはな
いので、 、および を、任意に選択することができる。
【００４１】 上で述べたように、伝送分数の目標は、臨界減衰をもたらし、系ができる限り
早く安定性に到達できるようにすることである。臨界減衰の説明を簡単にするた
めに、提供速度Ｉ（ｔ）および出力速度Ｏ（ｔ）が、平衡すなわち安定状態で一
定であると仮定する。しかし、ネットワークについて一般的にそうであるように
、Ｉ（ｔ）およびＯ（ｔ）が変化し続ける場合であっても、この分析は真である
。
【００４２】 平衡では、時間に関するキュー・レベルの変化の速度と、時間に関する伝送の
変化の速度は、出力速度および提供速度が一定であるならば、０にならなければ
ならない。言い換えると、平衡では、下記が成り立つ。 ０＝Ｉ（ｔ）×Ｔ（ｔ）−Ｏ（ｔ） ０＝κ（ｔ）×（β−αＴ（ｔ）−Ｑ／Ｑmax） Ｉ（ｔ）＝Ｉ ＝定数 Ｏ（ｔ）＝Ｏ ＝定数 結果として、平衡では、下記が成り立つ Ｔ＝ Ｏ／Ｉ α×Ｔ＝β−Ｑ／Ｑmax
【００４３】 わかりやすくするために、最低限で、Ｑ／Ｑmaxが、０．２５などの定数であ
ると仮定する。安定性の領域内で許容されるＩ／Ｏの最大比が、１．６であると
決定され、このＩ／Ｏ比で、ＱがＱmaxに達し、Ｔ＝５／８になる。同様に、Ｑm
ax／４以下のＱで、Ｔが１と等しくならなければならないことが決定された。し
たがって、この２つの極端な平衡で、 ０＝β−α×５／８−１ ０＝β−α−１／４ になる。これらの前提から、αおよびβの数値を、それぞれ２および２．２５に
決定することができる。Ｑ／ＱmaxおよびＩ／Ｏの他の許容範囲を設けて、αお
よびβの他の数値を得ることができることに留意されたい。したがって、αおよ
びβを、平衡条件およびスイッチ１０が動作することを望まれる範囲に関するい
くつかの仮定に基づいて決定することができる。
【００４４】 安定性に関して、キュー・レベルおよび伝送分数系の線形近似行列を、偏導関
数をとることによって決定することができる。したがって、この系を記述する行
列は、次のようになる。
【数１】
【００４５】 この行列の固有値は、負の実数部を有する。したがって、キュー・レベルおよ
び伝送分数によって記述されるこの系の軌跡は、安定である。すなわち、スイッ
チを介するトラフィックを、したがって、レベルの範囲にわたって安定するよう
に制御することができる。さらに、固有値は、正確に（ｔ）＝Ｉ／Ｑmax（臨界
減衰の条件）である場合に、等しい。微分方程式の理論から、臨界減衰は、この
系の行列の軌跡の自乗が、４に行列式をかけたものと等しい時にもたらされる。
言い換えると、 α2×κ2（ｔ）＝４×κ（ｔ）×Ｉ／Ｑmax または κ（ｔ）＝４×Ｉ／（Ｑmax×α2） ＝Ｉ（ｔ）／Ｑmax （上の前提について） したがって、この系が動作することを望まれる値で臨界減衰をもたらす伝送分
数をもたらすようにｊ （ｔ）、α、およびβを選択することができる。上の式
を使用して、臨界減衰をもたらすことが望まれる伝送分数を、スイッチ１０につ
いて提供することができる。たとえば、Ｑ／ＱmaxおよびＩ／Ｏに関する上の仮
定を使用すると、伝送分数およびキュー・レベルによって記述された系は、次の
ようになる。 Ｑ（ｔ＋Ｄｔ）＝Ｑ（ｔ）＋［Ｉ（ｔ）×Ｔ（ｔ）−Ｏ（ｔ）］×Ｄｔ Ｔ（ｔ＋Ｄｔ）＝Ｔ（ｔ）＋（Ｉ（ｔ）×Ｄｔ／Ｑmax）×（２．２５−２×
Ｔ（ｔ）−Ｑ（ｔ）／Ｑmax） ただし、 Ｄｔ＝ＱとＴの計算の間の時間間隔 ＝エポックの時間 Ｑ（ｔ）／Ｑmaxは、０．２５以上である Ｉ（ｔ）／Ｏ（ｔ）は、１．６以下である
【００４６】 Ｑ（ｔ）、Ｉ（ｔ）、およびＯ（ｔ）の上の条件に違反する情況を考慮に入れ
るために、伝送分数を、キュー・レベルに基づいて変更することができる。たと
えば、Ｑ／Ｑmaxが０．２５未満の時に、伝送分数を１にすることができる。同
様に、Ｉ（ｔ）／Ｏ（ｔ）が１．６を超える時には、キューが、所望よりすばや
く満たされ始める。その結果、キューが、最大値またはその近くのレベルに達し
た時に、伝送分数に０または小さい値をセットすることができる。
【００４７】 上で述べたように、上の分析は、提供速度Ｉ（ｔ）および出力速度Ｏ（ｔ）が
、平衡のときに一定であると仮定して説明されたが、臨界減衰の分析は、平衡で
Ｉ（ｔ）およびＯ（ｔ）が一定でない時にもあてはまる。したがって、やはり臨
界減衰をもたらすことができ、伝送分数をキュー・レベルの変化にすばやく対応
させ、したがって、提供速度および出力速度の変化にすばやく対応させることが
できる。
【００４８】 本発明による方法およびシステムをより明瞭に説明するために、図８を参照さ
れたい。図８は、スイッチを介するトラフィックを制御する方法１００のより詳
細な実施形態を示す図である。わかりやすくするために、スイッチ１０のエンキ
ュー機構１９およびキュー２０を使用する際の方法１００を説明する。したがっ
て、エンキュー機構１９が、方法１００を実行する。しかし、方法１００を、別
のエンキュー機構によって使用することができる。さらに、エンキュー機構１９
に対するキュー・レベルおよび提供速度に言及するが、判定されるキュー・レベ
ルを、メモリ・リソース全体に関するものとすることができ、提供速度を、メモ
リ・リソース全体に関するものとすることができる。
【００４９】 ステップ１０２を介して、前のエポックについてキュー・レベルおよび提供速
度を判定する。キュー・レベルは、エポックの終りに、最小キュー・レベルＱmi
nおよび最大キュー・レベルＱmaxに対して相対的に判定されることが好ましい。
ステップ１０２で、前のエポックの伝送分数も使用可能になる。一般に、伝送分
数は、方法１００を使用して判定されており、したがって、簡単に使用可能にな
る。しかし、まだ使用可能でない場合には、伝送分数を判定することができる。
【００５０】 ステップ１０４を介して、キュー・レベルがＱminを超えるかどうかを判定す
る。そうでない場合には、ステップ１０６を介して、伝送分数に１をセットする
。したがって、ステップ１０６で、キュー・レベルが十分に低い場合に、すべて
のパケットがエンキュー機構１９によってキュー２０に伝送されることが保証さ
れる。ステップ１０４で、キュー・レベルがＱminを超えると判定される場合に
は、ステップ１０８を介して、キュー・レベルがＱmaxを超えるかどうかを判定
する。キュー・レベルがＱmaxを超える場合には、ステップ１１０を介して、伝
送分数に０をセットする。したがって、ステップ１１０で、キュー・レベルが高
すぎる場合に、すべてのパケットが破棄されることが保証される。
【００５１】 キュー・レベルが、Ｑmin未満でもＱmax超でもない場合には、ステップ１１２
で、臨界減衰に関して伝送分数を制御する。好ましい実施形態では、伝送分数が
、上で述べた式を使用してセットされる。したがって、伝送分数は、前のエポッ
クからのキュー・レベル、提供速度、および伝送分数、ならびにエポックの長さ
に基づいて、臨界減衰に関してセットされる。ステップ１０６、１１０、または
１１２でセットされた伝送分数を使用して、エンキュー機構１９によってパケッ
トを伝送または破棄し（ステップ１１４）、その結果、パケットのうちでキュー
２０に供給される部分が、伝送分数と等しくなるようにする。パケットは、図４
に関して上で述べた従来のＲＥＤで使用されるものに似た形で、ランダムに破棄
されることが好ましい。しかし、図８に戻って、パケットを、その優先順位に基
づいて破棄することもできる。さらに、破棄されるパケットを送出したホストに
通知を送り返し、その結果、ホストがスイッチへのトラフィックを一時的に中断
できるようにすることが好ましい。その後、ステップ１１６を介して、現在のエ
ポックが完了したかどうかを判定する。これは、伝送分数の計算が完了してから
特定の時間が経過したかどうかを判定することによって達成することができる。
エポックが完了していない場合には、ステップ１１４を継続する。エポックが完
了した場合には、ステップ１０２に戻る。
【００５２】 したがって、伝送分数を、方法９０または方法１００を使用して、臨界減衰の
ためにセットすることができる。臨界減衰は、キュー・レベルの所望の範囲内で
のみ発生することが好ましい。この範囲の外では、臨界減衰計算に関してキュー
・レベルが高すぎるまたは低すぎるのどちらであると判定されるかに応じて、伝
送分数に０または１をセットする。パケットは、ランダムにまたは少なくとも部
分的にその優先順位に基づいて破棄されるので、スイッチ１０にトラフィックを
送るホストの同期化を防ぐことができる。臨界減衰がもたらされるので、方法９
０または１００は、方法ＲＥＤよりよいシステムの安定性を提供することができ
る。また、臨界減衰がもたらされるので、方法９０および１００は、方法ＢＬＵ
Ｅよりすばやく平衡に達する。その結果、方法９０または１００を使用するスイ
ッチ１０を使用するネットワークの性能が、改善される。
【００５３】 方法９０または１００を使用することによる性能の改善は、実験によって調べ
ることができる。ボトルネック・リンクが存在するネットワークをモデル化した
。さらに、このネットワークに、約３０％の超過を得るのに十分なトラフィック
を与えた。したがって、このネットワークは、約３０％のトラフィックが破棄さ
れなければならなくなるように、意図的に管理された。実験中に、方法ＲＥＤで
は、droptailによって約２００００フレームまたはパケットが破棄された（最大
キュー・レベルに起因して、その次のパケットをドロップしなければならなかっ
た）。前に述べたように、droptailによるフレームの破棄は、単にキューが満杯
なのでフレームが破棄される時に発生する。droptailによる破棄は、キューが満
杯である時にフレームが破棄されるので、望ましくない。droptailによるパケッ
トの破棄は、ネットワークの安定性を下げ、パケットの優先順位に従って動作す
ることができない。
【００５４】 同一の実験で、本発明は、droptailによるフレームの破棄がなかった。したが
って、本発明は、破棄を実行するか否かを判定する時に、パケットの優先順位を
考慮に入れることができた。さらに、本発明によって伝送されたフレームの総数
は、方法ＲＥＤの総数より多かった。その結果、方法９０および１００は、高い
超過がある時であっても、ネットワークのトラフィックをよりよく管理すること
ができる。本明細書で開示する実施形態では、本発明が、少なくとも５０％まで
の超過について良好に動作する。上で述べたように、臨界減衰がもたらされるの
で、方法９０および１００は、方法ＢＬＵＥよりもすばやく平衡に達する。
【００５５】 図９に示された本発明のもう１つの実施形態（１２０）では、ステップ１２２
を介して、前のエポックのキュー・レベルと提供速度を判定する。好ましい実施
形態では、キュー・レベルが、前のエポックの終りに判定され、メモリ・リソー
スのレベルである。また、好ましい実施形態では、ステップ１２２で判定される
提供速度が、前のエポック中にメモリ・リソースに提供された総入力である。好
ましい実施形態では、ステップ１２２で、前のエポックの伝送分数も判定される
。代替実施形態では、方法１２０のキュー・レベルの判定に、エンキュー機構１
９に対応するキュー２０のレベルを判定することが含まれる。また、好ましい実
施形態では、伝送分数が、１エポックにわたって一定であり、したがって、前の
エポック中にいつでも判定することができるが、前のエポックの始めに判定され
ることが好ましい。
【００５６】 ステップ１２４を介して、前のエポックからのキュー・レベルを使用して、キ
ュー２０の仮想最大キュー・レベルを判定する。仮想最大キュー・レベルは、ス
イッチ１０が輻輳していると判定される時に減らされる。仮想最大キュー・レベ
ルは、スイッチが輻輳していないと判定される時に、可能な最大キュー・レベル
以下とすることができる最大値までの範囲で増やされる。これは、キュー・レベ
ルが可能な最大のキュー・レベル未満の閾値を超えることを判定することによっ
て達成されることが好ましい。言い換えると、スイッチ１０は、キュー２０が満
たされる前に輻輳していると判定される。仮想最大キュー・レベルが、伝送分数
の判定に使用されるので、キュー２０の使用可能なメモリ・リソースが、メモリ
・リソースの実際のサイズより小さいかのように、伝送分数を計算することがで
きる。その結果、高い輻輳の発生中に、伝送分数を、それ以外の場合の伝送分数
より小さい値にセットすることができる。その結果、スイッチ１０が、高トラフ
ィックの情況によりよく対処できるようになる。
【００５７】 その後、ステップ１２６を介して、キュー・レベル、提供速度、および仮想最
大キュー・レベルに基づいて、伝送分数を制御する。また、好ましい実施形態で
は、仮想最大キューレベルが判定された後に伝送分数およびキュー・レベルによ
って記述される系が臨界減衰されるように、伝送分数が制御される。好ましい実
施形態では、伝送分数が、前の伝送分数にも基づいて制御される。伝送分数がそ
のように制御されるキュー・レベルの範囲を、すべての可能なキュー・レベルに
拡張することができる。しかし、好ましい実施形態では、伝送分数が臨界減衰の
ために制御される範囲が、０以上の最小キュー・レベルと、最大の可能なキュー
・レベル以下の最大キュー・レベルの間である。伝送分数は、キュー・レベルが
仮想最大キュー・レベルを超えないようにも制御されることが好ましい。その後
、ステップ１２８を介して、伝送分数を使用してパケットを破棄し、その結果、
スイッチ機能が維持されるようにする。伝送分数が、１から破棄分数を引いた値
と等しいので、伝送分数を使用して、パケットの適当な部分を破棄することがで
きる。上で述べたように、破棄分数は、パケットのうちで破棄される部分である
。１実施形態では、パケットが、ランダムに破棄される。しかし、もう１つの実
施形態では、パケットが、そのパケットの優先順位に部分的に基づいて破棄され
る。また、好ましい実施形態では、ステップ１２８でのパケットの破棄によって
、パケットが破棄されたことの通知が、送信側ホストに供給される。その結果、
ホストが、スイッチ１０へのトラフィックを一時的に中断することができる。
【００５８】 図１０は、図９の方法１２０のステップ１２４で仮想最大キュー・レベルを判
定するための、方法１３０の好ましい実施形態を示す流れ図である。好ましい実
施形態では、仮想最大キュー・レベルを更新する方法１３０が、方法１２０のス
テップ１２６での伝送分数の更新と並列に実行される。図１０を参照すると、ス
テップ１３２を介して、キュー・レベルが閾値以上であるかどうかが判定される
。閾値は、最大キュー・レベルの分数であることが好ましい。この分数は、０と
１の間の任意の値とすることができるが、１／２と３１／３２の間であることが
好ましい。閾値は、最大の可能なキュー・レベルの３１／３２であることが好ま
しい。しかし、１２７／１４８、７／８、３／４、および１／２を含む、最大の
可能なキュー・レベルの他の分数を使用することができる。しかし、スループッ
トの低下と引き換えに、キュー・レベルを最大の可能なキュー・レベルより小さ
くすることができることに留意されたい。キュー・レベルが、閾値以上である場
合に、ステップ１３４を介して、乗数をセットする。ステップ１３４では、乗数
が、次の関数に従ってセットされることが好ましい。 Ｍ（ｔ＋Ｄｔ）＝ｍｉｎｉｍｕｍ｛１、ａ×Ｍ（ｔ）＋ｂ｝ ただし、 Ｍ（ｔ）＝前のエポックで計算された乗数 ａ＝１未満の正の定数、好ましくは３１／３２ ｂ＝（１−ａ）以上で、１未満の正の定数、好ましくは１／４
【００５９】 したがって、好ましい実施形態では、乗数は、ステップ１３２でキュー・レベ
ルが閾値を超えると繰り返して判定される時に、第１の量、好ましい実施形態で
は１に近づく。
【００６０】 キュー・レベルが閾値未満である場合には、ステップ１３６を介して乗数をセ
ットする。ステップ１３６では、乗数が、次の関数に従ってセットされることが
好ましい。 Ｍ（ｔ＋Ｄｔ）＝ｃＭ（ｔ）＋ｄ ただし、 Ｍ（ｔ）＝前のエポックで計算された乗数 ｃ＝１未満の正の定数、好ましくは３１／３２ ｄ＝（１−ｃ）以下の正の定数、好ましくは１／６４ したがって、好ましい実施形態では、乗数は、ステップ１３２でキュー・レベ
ルが閾値未満であると繰り返して判定される時に、第２の量すなわち１／２に近
づく。
【００６１】 したがって、ステップ１３４および１３６で、１を上限とする前の乗数の指数
関数的加重平均である乗数が決定される。さらに、輻輳が繰り返される場合に、
キュー・レベルが繰り返して閾値より高くなる時に、乗数が、指数関数的に第１
の値、好ましくは１に近づく。輻輳が繰り返して回避される時に、キュー・レベ
ルが繰り返して閾値より低くなる時に、乗数が、指数関数的に第２の値、好まし
くは１／２に近づく。
【００６２】 仮想バッファ容量または仮想最大キュー・レベルは、次のように定義される。
繰り返して輻輳がない場合に、キューが繰り返して閾値未満になる時に、仮想バ
ッファ容量は、Ｑmaxと表される物理バッファ容量と同一である。繰り返して輻
輳がある場合に、キュー・レベルが繰り返して閾値を超える時に、仮想バッファ
容量は、物理バッファ容量の１／２またはＱmax／２である。当業者は、１／２
以外の分数も、繰り返される輻輳の場合の間の仮想バッファ容量の定義に十分で
あることを諒解するであろう。
【００６３】 上で説明したフロー制御アルゴリズムの一部では、バッファにエンキューされ
るデータの量が、最大バッファ容量Ｑmaxの分数として表される。したがって、
Ｑmaxが、いくつかの式に分母として現れ、たとえば、Ｑmaxによって除算される
キュー・レベルＱ（ｔ）すなわちＱ／Ｑmaxとして現れる。仮想バッファ容量の
所望の定義は、したがって、量２×Ｍ×Ｑ／Ｑmaxの使用と同等である。すなわ
ち、繰り返して輻輳がない場合に、Ｍが１／２または１／２に近い時に、式２×
Ｍ×Ｑ／Ｑmaxが、単にＱ／Ｑmaxになる。繰り返して輻輳が発生する場合に、Ｍ
が１または１に近い時に、式２×Ｍ×Ｑ／Ｑmaxが、単に２×Ｑ／ＱmaxまたはＱ
／（Ｑmax／２）になる。したがって、キュー占有分数Ｑ／Ｑmaxに乗数Ｍの２倍
をかけることは、Ｑを仮想バッファ容量または仮想最大キュー・レベルと比較す
るという効果を有する。
【００６４】 複数スイッチ・モデルを用いるシミュレーションで、乗数Ｍの上の定義および
使用が、８対１輻輳までの厳しい輻輳の場合に、破棄分数の計算を安定させるこ
とが実証された。そのような輻輳は、複数の着信ソースが、１つの発信シンクに
関するトラフィックを有する時に、スイッチの動作で瞬間的に生じる可能性があ
る。
【００６５】 図１１は、ネットワークのトラフィックを制御する、本発明による方法１４０
のより詳細な流れ図である。方法１４０は、図１および３に示されたスイッチ１
０と共に使用することができる。明瞭にするために、方法１４０を、図３に示さ
れたキュー２０およびエンキュー機構１９に関して説明する。しかし、方法１４
０は、他のキューおよび他のエンキュー機構と共に使用することができる。好ま
しい実施形態では、方法１４０が、複数のキューが同一のメモリ・リソースの一
部であるシステムで使用される。しかし、方法１４０を、各キューが別々のメモ
リ・リソースを有する別のシステムで使用することを妨げるものはない。
【００６６】 ステップ１４２を介して、前のエポックのキュー・レベルおよび提供速度を判
定する。さらに、ステップ１４２で、前のエポックの伝送分数および乗数も使用
可能にされることが好ましい。というのは、これらの量が、好ましくは前のエポ
ックについて計算されたからである。しかし、前のエポックの伝送分数および乗
数が使用可能でない場合には、ステップ１４２でこれらの量を判定することが好
ましい。その後、ステップ１４４を介して、キュー・レベルが最小閾値以上であ
るかどうかを判定する。好ましい実施形態では、最小閾値が、最大キュー・レベ
ルの１／４である。キュー・レベルが最小閾値以上でない場合には、伝送分数に
１をセットする（ステップ１４６）。
【００６７】 キュー・レベルが最小閾値を超える場合には、ステップ１４８を介して、キュ
ー・レベルが最大閾値を超えるかどうかを判定する。好ましい実施形態では、ス
テップ１４８に、キュー・レベルが仮想最大キュー・レベルを超えるかどうかを
判定することが含まれる。
【００６８】 キュー・レベルが最大閾値を超えると判定される場合には、ステップ１５０を
介して、伝送分数に０または０に近い値をセットする。しかし、キュー・レベル
が最大閾値を超えないと判定される場合には、ステップ１５２を介して、前のエ
ポックの乗数、キュー・レベル、前の伝送分数、提供速度、および最大キュー・
レベルを使用して、伝送分数を決定する。好ましい実施形態では、伝送分数が、
次式によって与えられる。 Ｔ（ｔ＋Ｄｔ）＝ｍｉｎｉｍｕｍ｛１、ｍａｘｉｍｕｍ（１／８、Ｔ（ｔ）＋
（２×Ｉ（ｔ）×Ｍ（ｔ）×Ｄｔ／Ｑmax）×（９／４−２×Ｔ（ｔ）−２×Ｍ
（ｔ）×Ｑ（ｔ）／Ｑmax））］ ただし、 Ｍ（ｔ）＝前のエポックの乗数 Ｄｔ＝適当な時間単位でのエポックの長さ
【００６９】 Ｔ（ｔ＋Ｄｔ）の式に乗数Ｍ（ｔ）が現れることに留意されたい。ＴとＭの両
方が、Ｄｔ時間単位ごとに同時に更新される。さらに、乗数Ｍ（ｔ）がＴ（ｔ＋
Ｄｔ）の式に２回現れることに留意されたい。これは、上で説明したように、項
２×Ｍ（ｔ）×Ｑ（ｔ）／Ｑmaxに現れる。その効果は、輻輳が繰り返される場
合に、バッファ容量を２で割ることである。乗数Ｍ（ｔ）は、２×Ｍ（ｔ）×Ｉ
（ｔ）×Ｄｔ／Ｑmaxにも現れる。ここで、時間間隔Ｄｔにキュー系に提供され
るビット数が、Ｉ（ｔ）×Ｄｔである。この量をＱmaxと比較して、分数Ｉ（ｔ
）×Ｄｔ／Ｑmaxがもたらされる。この分数に、２×Ｍ（ｔ）をかける。やはり
、その効果は、輻輳の場合にバッファ容量を２で割ることである。
【００７０】 好ましい実施形態では、ステップ１５４を介して、伝送分数の計算と並列に、
乗数を更新する。好ましい実施形態では、乗数が、図１０に示された方法１３０
を使用して更新される。しかし、乗数を伝送分数と直列に更新することを妨げる
ものがないことに留意されたい。さらに、現在のエポックの伝送分数の計算に現
在のエポックの乗数を使用することを妨げるものはない。しかし、その場合には
、図１１のステップ１５２の伝送分数の数式が異なるものになる。
【００７１】 ステップ１４６、ステップ１５０、またはステップ１５２でセットされた伝送
分数を使用して、ステップ１５６を介して、エンキュー機構１９が、スイッチ１
０の機能を維持するためにパケットを事前に破棄する。ステップ１５８を介して
、エポックが終わったかどうかを判定する。そうでない場合には、ステップ１５
６に戻る。終わった場合には、ステップ１４２を繰り返す。
【００７２】 方法１２０および１４０は、安定しており、スイッチ１０でトラフィックを制
御できるようになる。さらに、方法１２０または１４０を使用すると、仮想最大
キュー・レベルまたは乗数を使用することによって、大量のトラフィックを計上
することができる。したがって、方法１２０または１４０の１実施形態を使用す
るスイッチ１０は、８００％の超過に対処することができ、非常に超過している
時であってもキューまたはメモリ・リソースを満たさずに機能し継ける。さらに
、方法１５０を使用することによって、乗数が既にセットされているか、他の形
で減衰決定のために定数とみなされると仮定すると、伝送機能およびキュー・レ
ベルが臨界減衰される。キュー・レベルおよび伝送分数が臨界減衰されるので、
スイッチ１０は、できる限りすばやく平衡に達する。
【００７３】 本発明が、コンピュータ・ネットワーク内の複数のパイプを制御する方法およ
びシステムを提供することも企図されている。上で開示したように、コンピュー
タ・ネットワークには、スイッチ用の少なくとも１つのプロセッサが含まれる。
少なくとも１つのプロセッサは、キューを有する。複数のパイプは、スイッチを
介するトラフィックの伝送にキューを使用する。この方法およびシステムには、
最小フローおよび最大フローを複数のパイプのそれぞれについてセットできるよ
うにすることと、キューに過剰帯域幅が存在するかどうかを判定することが含ま
れる。この方法およびシステムには、過剰帯域幅が存在する場合と、複数のパイ
プのうちのパイプのフローがそのパイプの最大フロー未満である場合に、最小フ
ローまたは最大フローに基づいて、複数のパイプのうちのそのパイプのフローを
線形に増やすことも含まれる。この方法およびシステムには、過剰帯域幅が存在
せず、フローがパイプの最小フローを超える場合に、最小フローまたは最大フロ
ーに基づいて、複数のパイプのうちのパイプのフローを指数関数的に減らすこと
も含まれる。したがって、キューを介するトラフィックが安定する。
【００７４】 本発明を、キューを介するそのようなパイプまたはキューに供給されるフロー
に関して説明する。しかし、当業者は、パイプを、異なるクラスまたは同一のク
ラスの、もしくはストレージにキューを使用する特定のコンポーネントへの任意
の提供速度の、behaviour aggregate flowとすることができることを容易に理解
するであろう。
【００７５】 本発明による方法およびシステムをより具体的に示すために、本発明による方
法１６０の１実施形態を示す図１２を参照されたい。方法１６０は、図１および
３のスイッチ１０と共に使用することができる。したがって、方法１６０を、複
数のブレード７、８、および９と各ブレード７、８、および９上の複数のポート
を有するスイッチ１０内で実行することができる。明瞭にするために、方法１６
０を、図３に示されたキュー２０およびエンキュー機構１９に関して説明する。
しかし、方法１６０は、キュー２４、２８、および３４などの他のキューと共に
使用することができる。方法１６０は、エンキュー機構２３、２７、および３２
などの他のエンキュー機構と共に使用することもできる。好ましい実施形態では
、方法１６０が、複数のキューが同一のメモリ・リソースの一部であるシステム
で使用される。しかし、方法１６０を、各キューが別々のメモリ・リソースを有
する別のシステムで使用することを妨げるものはない。
【００７６】 図３および１２を参照すると、ステップ１６２を介して、キュー２０にトラフ
ィックを供給するパイプの最小フローおよび最大フローがセットされる。パイプ
は、ポートＡ１８のいずれかからエンキュー機構１９に来る可能性がある。好ま
しい実施形態では、当該のパイプが、behaviour aggregate flowである。したが
って、ステップ１６２で、当該のbehaviour aggregate flowの最小帯域幅および
最大帯域幅がセットされることが好ましい。さらに、パイプの最小フローの合計
が、共用されるキュー・プロセッサのサービス速度Ｓ以下でなければならない。
これは、フローが、キュー２０がサービスできるトラフィックの総量の分数とし
て定義されるからである。あるパイプの最小フローを、０にすることができる。
通常、キュー２０は、定義されたサービス速度すなわち、キュー２０がキューか
ら項目を出力できる速度を有する。好ましい実施形態では、最小フロー速度の合
計が、サービス速度Ｓの１／２未満である。また、好ましい実施形態では、各パ
イプの最大フローが、サービス速度以下である。好ましい実施形態では、キュー
２０によってサービスされるパイプの最大個数が、１０２４以下であるが、制御
されるパイプの個数に対する実際の上限はない。さらに、各パイプは、キュー２
０に提供速度Ｉi（ｔ）でトラフィックを提供し、このｉは、ｉ番目のパイプを
表す。異なる要因に応じて、トラフィックの一部をドロップすることができる。
ｉ番目のパイプの伝送分数Ｔi（ｔ）は、キュー２０に伝送されるｉ番目のパイ
プからのトラフィックの分数である。したがって、ｉ番目のパイプの瞬間フロー
は、ｆi（ｔ）＝Ｉi（ｔ）×Ｔi（ｔ）である。好ましい実施形態では、方法１
６０は、それを流れるトラフィックを有するパイプが、少なくともその最小フロ
ーを有することを保証することもできる。
【００７７】 ステップ１６４を介して、キュー２０が使用可能な過剰帯域幅を有するかどう
かを判定する。好ましい実施形態では、キュー・レベルが増加中である場合には
、過剰帯域幅が存在しないと判定される。また、好ましい実施形態では、キュー
２０が空である場合、またはキュー２０のキュー・レベルが減少中である場合に
、ステップ１６４で過剰帯域幅が存在すると判定される。したがって、ステップ
１６４に、キュー・レベルを判定することと、そのキュー・レベルを前のキュー
・レベルと比較することが含まれることが好ましい。また、好ましい実施形態で
は、キュー・レベルが０でも減少中でもない場合に、過剰帯域幅が存在しないと
判定される。しかし、過剰帯域幅が存在するかどうかを判定する他の判断基準の
使用を妨げるものはない。
【００７８】 ステップ１６４で、過剰帯域幅が存在すると判定される場合には、ステップ１
６６を介して、パイプのフローを線形に増やす。ステップ１６６が、パイプのそ
れぞれの伝送分数を線形に増やすことによって達成されることが好ましい。パイ
プに関する線形の増加は、最小フロー、最大フロー、または重みに基づくものと
することができる。したがって、パイプに関する線形の増加は、パイプの最小フ
ローだけ、最大フローだけ、最小フローと重みの何らかの組合せ、最大フローと
重みの何らかの組合せ、または最小フロー、最大フロー、および重みの何らかの
組合せに基づくものとすることができる。しかし、好ましい実施形態では、パイ
プに関する線形の増加が、そのパイプの最小フローに基づく。
【００７９】 ステップ１６４で、過剰帯域幅が存在しないと判定される場合には、ステップ
１６８を介して、パイプのフォローを指数関数的に減らす。ステップ１６８が、
パイプのそれぞれの伝送分数を指数関数的に減らすことによって達成されること
が好ましい。パイプに関する指数関数的な減少は、最小フローまたは最大フロー
に基づくものとすることができる。したがって、パイプに関する指数関数的な減
少は、パイプの最小フローだけ、最大フローだけ、または最小フローと最大フロ
ーの何らかの組合せに基づくものとすることができる。しかし、好ましい実施形
態では、パイプに関する指数関数的な減少が、そのパイプの最小フローに基づく
。減少が性質において指数関数的なので、減少は、パイプの現在のフローまたは
伝送分数にも基づく。
【００８０】 方法１６０では、フローを線形に増やし、フローを指数関数的に減らすので、
方法１６０では、一般に、パイプを介するキュー２０へのトラフィックが、自動
的に漸近的に安定性に達することができることが保証される。フローは、キュー
２０が過剰帯域幅を有するかどうかに応じて増減される。安定性に達した時に、
フローは、過剰帯域幅が存在する限り線形に増加し、その後、過剰帯域幅がなく
なったことに起因して、過剰帯域幅が再び使用可能になるまで指数関数的に減る
。この振る舞いが繰り返される。言い換えると、パイプからのトラフィックが、
極限閉軌道と称する定常循環状態にとどまることができる。したがって、パイプ
を介するトラフィックが開始される状態に無関係に、この系は、安定した循環挙
動に向かう。この安定した挙動は、増加と減少の別の組合せを用いて達成するこ
とはできない。たとえば、指数関数的増加および線形減少または指数関数的増加
および指数関数的減少は、安定した挙動をもたらすことができない。さらに、各
パイプのフローの増減が、そのパイプの最小フローまたは最大フローと、そのパ
イプの前のフローに依存する。したがって、異なるパイプが、異なるレベルのフ
ローまたはサービスを有することができる。その結果、方法１６０は、安定した
挙動をもたらすだけではなく、差異化サービスを提供し、キュー２０の過剰帯域
幅を公平に割り振ることもできる。ネットワーク管理者または他のユーザが行わ
なければならないことは、特定の顧客に望ましいサービスのレベルに応じて異な
る形で、顧客の最大フローおよび最小フローをセットすることである。したがっ
て、方法１６０は、DiffServを使用するネットワークなどのさまざまな応用分野
で、異なる顧客に対してまたは異なる媒体に関して、異なるレベルのサービスを
提供することを望むインターネット・サービス・プロバイダが使用することがで
きる。これは、方法１６０のパイプに対応する、behaviour aggregate flow、顧
客、媒体、クラス、または他のフローについて、単に最大フローおよび最小フロ
ーをセットできるようにすることによって達成される。
【００８１】 図１３に、図１および３に示されたスイッチ１０を用いて差異化サービスを提
供する、本発明による方法１７０のより詳細な流れ図を示す。したがって、方法
１７０を、複数のブレード７、８、および９と各ブレード７、８、および９上の
複数のポートを有するスイッチ１０で実行することができる。明瞭にするために
、方法１７０を、図３に示されたキュー２０およびエンキュー機構１９に関して
説明する。しかし、方法１７０は、キュー２４、２８、および３４などの他のキ
ューと共に使用することができる。方法１７０は、エンキュー機構２３、２７、
および３２などの他のエンキュー機構と共に使用することもできる。好ましい実
施形態では、方法１７０が、複数のキューが同一のメモリ・リソースの一部であ
るシステムで使用される。しかし、方法１７０を、各キューが別々のメモリ・リ
ソースを有する別のシステムで使用することを妨げるものはない。さらに、方法
１７０を、パイプに関して説明するが、方法１７０は、パイプに対応する、beha
viour aggregate flowを含む、さまざまなコンポーネントに関して使用すること
ができる。
【００８２】 方法１７０は、たとえばネットワーク管理者によって、制御されるパイプのそ
れぞれの最小フローおよび最大フローがセットされた後に開始される。ステップ
１７２を介して、パイプの最小フローおよび最大フローに基づいて、パイプのそ
れぞれについて定数を計算する。パイプｉのそれぞれについて、ステップ１７２
で、定数Ｃiおよび定数Ｄiを計算する。定数Ｃiは、下で説明するように、パイ
プｉのフローを線形に増やすのに使用される。同様に、定数Ｄiは、下で説明す
るように、パイプｉのフローを指数関数的に減らすのに使用される。好ましい実
施形態では、定数ＣiおよびＤiの両方が、最小フローに基づく。代替実施形態で
は、異なるパイプの重みも設けることができる。その場合には、定数Ｃiおよび
Ｄiを、設けられた重みにも基づいて計算することができる。
【００８３】 定数を決定した後に、ステップ１７４を介して、トラフィックが、パイプを介
してキュー２０に流れることを許可される。ステップ１７６を介して、キュー・
レベル、瞬間過剰帯域幅信号Ｂ、および過剰帯域幅信号Ｅが、まだ使用可能でな
い場合に、前のエポックについて判定される。好ましい実施形態では、前のエポ
ックのフローも、ステップ１７６で使用可能にされる。言い換えると、ステップ
１７６では、方法１７０でシステムを更新するのに必要な量を判定する。その後
、ステップ１７８を介して、過剰帯域幅が存在するかどうかを判定する。好まし
い実施形態では、キュー２０のキュー・レベルが０であるか減少中である場合に
限って、過剰帯域幅が存在すると判定される。それ以外の場合には、過剰帯域幅
が存在しないと判定される。しかし、過剰帯域幅が存在するかどうかを判定する
別の判断基準の使用を妨げるものはない。好ましい実施形態では、判定されるキ
ュー・レベルが、メモリ・リソース全体のレベルである。しかし、キュー・レベ
ルが論理キューまたはサブキューについて判定されることを妨げるものはない。
過剰帯域幅が存在しない場合には、ステップ１８０を介して、瞬間過剰帯域幅信
号Ｂに０をセットする。信号Ｂを瞬間と呼ぶのは、これが、キュー・レベルの単
一の測定と、キュー・レベルの変化の単一の判定に基づくからである。ステップ
１８２を介して、過剰帯域幅信号Ｅに、定数に前の過剰帯域幅信号をかけた値を
セットする。定数が、３１／３２であることが好ましく、定数は、一般に１未満
でなければならない。好ましい実施形態では、過剰帯域幅信号が、瞬間過剰帯域
幅信号の指数関数的加重平均である。過剰帯域幅信号の値は、ステップ１８２で
は適当にセットされる。というのは、瞬間過剰帯域幅信号が０であるからである
。
【００８４】 ステップ１７８で、過剰帯域幅が存在すると判定される場合には、ステップ１
８４を介して、瞬間過剰帯域幅信号に１をセットする。ステップ１８６を介して
、過剰帯域幅信号に、瞬間過剰帯域幅信号の指数関数的加重平均をセットする。
したがって、好ましい実施形態では、過剰帯域幅信号が、まず、第１定数に前の
過剰帯域幅信号をかけたものと第２定数に瞬間過剰帯域幅信号をかけたものの和
になる。第１定数および第２定数の両方を、それぞれ１未満とすることができ、
好ましくは３１／３２と１／３２である。
【００８５】 好ましい実施形態では、各パイプｉの伝送分数が、ステップ１８８を介して、
ステップ１７８から１８６と並列にセットされる。しかし、代替実施形態では、
伝送分数を、瞬間過剰帯域幅信号および過剰帯域幅信号と直列に更新することが
できる。前の瞬間過剰帯域幅信号Ｂが１（過剰帯域幅が使用可能）であった場合
には、ステップ１８８で、前の伝送分数、定数Ｃi、および過剰帯域幅信号に基
づいて各パイプｉの伝送分数をセットする。ステップ１８８で前に存在した過剰
帯域幅に関してセットされる伝送分数は、次式であることが好ましい。 Ｔi（ｔ＋Ｄｔ）＝Ｔi（ｔ）＋Ｃi×Ｅ（ｔ） ただし、 Ｄｔ＝エポックの長さ（伝送分数が最後に計算された時からの時間）
【００８６】 フロー単位は、Ｄｔおよび最大の可能なキュー・レベルＱmaxが１になるよう
にセットされることが好ましい。したがって、伝送分数が、線形に減少する。さ
らに、伝送分数は、過剰帯域幅が存在し続ける限り、線形に増加し続ける。前の
エポックに過剰帯域幅が存在しなかった（Ｂが０であった）場合には、ステップ
１８８で、各パイプｉの伝送分数Ｔi（ｔ＋Ｄｔ）が、パイプの前の伝送分数Ｔi
（ｔ）、Ｄi、およびパイプの前のフローｆi（ｔ）に基づいてセットされる。過
剰帯域幅が前に存在しなかった時の伝送分数は、次式によって与えられることが
好ましい。 Ｔi（ｔ＋Ｄｔ）＝Ｔi（ｔ）−Ｄi×ｆi（ｔ）
【００８７】 したがって、ステップ１８８でセットされる伝送分数によって、過剰帯域幅が
存在しないままである限り、伝送分数が、したがってフローが、指数関数的に減
少することが保証される。定数ＣiおよびＤiは、最小フロー値に基づくことが好
ましい。定数ＣiおよびＤiの正確な好ましい値は、図１４に関して下で説明する
。
【００８８】 図１３に戻って、ステップ１８８で計算された伝送分数を使用して、ステップ
１９０を介して、スイッチ１０を通過するパケットが、エポック中に転送される
かドロップされる。好ましい実施形態では、パケットは、それが流れているパイ
プの伝送分数だけではなく、各パケットの優先順位にも基づいてドロップされる
。もう１つの実施形態では、パケットがランダムにドロップされる。ステップ１
９２を介して、エポックが完了したかどうかを判定する。そうでない場合には、
ステップ１９０を介して、トラフィックが、同一の伝送分数に基づいて転送され
続ける。エポックが終了した場合には、この方法は、ステップ１７６での開始を
繰り返す。
【００８９】 方法１７０は、フローを線形に増やし、フローを指数関数的に減らすので、方
法１６０に似た形で機能し、同一の利益の多くを提供する。したがって、方法１
７０では、パイプを介するキュー２０へのトラフィックが自動的に漸近的に安定
性に達することができることを保証することができる。パイプからのトラフィッ
クは、極限閉軌道と称する定常循環状態にとどまることができる。したがって、
パイプを介するトラフィックが開始される状態に無関係に、この系は、安定した
循環挙動に向かう。さらに、各パイプのフローの増減が、そのパイプの最小フロ
ーとそのパイプの前のフローに依存する。したがって、異なるパイプが、異なる
レベルのフローまたはサービスを有することができる。その結果、方法１７０は
、安定した挙動を生じ、キュー２０の過剰帯域幅を公平に割り振り、差異化サー
ビスを提供することができる。ネットワーク管理者または他のユーザが行わなけ
ればならないことは、特定の顧客に望ましいサービスのレベルに応じて異なる形
で、顧客の最小フローおよび最大フローをセットすることである。したがって、
方法１７０は、DiffServを使用するネットワークなどのさまざまな応用分野で、
異なる顧客に対してまたは異なる媒体に関して、異なるレベルのサービスを提供
することを望むインターネット・サービス・プロバイダが使用することができる
。これは、方法１７０のパイプに対応する、behaviour aggregate flow、顧客、
クラス、媒体、または他のフローについて、単に最小フローおよび最大フローを
セットできるようにすることによって達成される。
【００９０】 さらに、伝送分数からのフロー速度の減少が十分に速い場合に、パイプのフロ
ーを記述する曲線の下の面積が、フローの線形増加の傾斜に比例する。フローの
曲線の下の面積は、パイプを介してキュー２０に流れる毎秒のビット数を示す。
パイプを介するフローを、１エポックにわたって計算し、パイプを介する正確な
フローを示すこともできる。したがって、フローまたはDiffServで定義される帯
域幅が、調整される。
【００９１】 図１４に、差異化サービスを提供する方法２００の好ましい実施形態のより詳
細な流れ図を示す。方法２００は、上で開示した発明を組み込まれることが好ま
しい。一般に、これから開示する方法では、上で開示した発明を使用して、必要
な時に高いレベルで伝送分数を制御し、そうでない時には、前に開示した方法に
類似する方法を使用する。
【００９２】 方法２００は、図１および３に示されたスイッチ１０と共に使用することがで
きる。したがって、方法２００を、複数のブレード７、８、および９と各ブレー
ド７、８、および９上の複数のポートを有するスイッチ１０内で実行することが
できる。明瞭にするために、方法２００を、図３に示されたキュー２０およびエ
ンキュー機構１９に関して説明する。しかし、方法２００は、キュー２４、２８
、および３４などの他のキューと共に使用することができる。方法２００は、エ
ンキュー機構２３、２７、および３２などの他のエンキュー機構と共に使用する
こともできる。好ましい実施形態では、方法２００が、複数のキューが同一のメ
モリ・リソースの一部であるシステムで使用される。しかし、方法２００を、各
キューが別々のメモリ・リソースを有する別のシステムで使用することを妨げる
ものはない。さらに、方法２００を、パイプに関して説明するが、方法２００は
、パイプに対応する、behaviour aggregate flowを含む、さまざまなコンポーネ
ントに関して使用することができる。
【００９３】 方法２００は、パイプのそれぞれの最小フローおよび最大フローと、使用され
る場合に重みが、セットされた後に、開始されることが好ましい。前に述べたよ
うに、最小フローの合計が、１未満でなければならず、キュー２０のサービス速
度の半分未満であることが好ましい。また、好ましい実施形態では、最小フロー
と最大フローのそれぞれが、サービス速度未満である。好ましい実施形態では、
フローの数が、６４以下である。好ましい実施形態では、各パイプの重みが、１
であり、したがって、スイッチ１０の挙動に影響しない。上で述べたように、パ
イプのフローｆi（ｔ）を得るために、パイプによるキューへの提供速度Ｉi（ｔ
）に、パイプの伝送分数Ｔi（ｔ）をかける。
【００９４】 ステップ２０２を介して、パイプのフローを増減するための定数を、最小フロ
ーと、使用される時に重みとに基づいて決定する。パイプのフローを増やすため
の定数Ｃiおよびフローを減らすための定数Ｄiは、次のように計算されることが
好ましい。
【数２】 好ましい実施形態の場合のように、すべての重みが１と等しい場合には、
【数３】 である。ただし、 Ｎ＝帯域幅が割り振られるフローの数 Ｗi＝ｉ番目のパイプの重みであり、範囲［０、１］内であることが好ましい Ｗ＝Ｎ個の重みすべての合計 ｆimin＝ｉ番目のパイプの最小フロー さらに、フロー単位は、やはり、Ｄｔが１になり、Ｑmaxが１になるように選
択される。
【００９５】 ステップ２０４を介して、パイプのフローおよびキュー２０のキュー・レベル
を判定する。エポックが完了したばかりである場合には、前のエポックのフロー
およびキュー・レベルを判定する。フローはエポック全体にわたって判定される
が、キュー・レベルは、エポックの終りのキュー・レベルであることが好ましい
。好ましい実施形態では、キュー・レベルが、キュー２０がその一部であるメモ
リ・リソース全体のレベルである。しかし、もう１つの実施形態では、キュー・
レベルを、論理キューまたはサブキューに関するものとすることができる。好ま
しい実施形態では、瞬間過剰帯域幅信号Ｂと、過剰帯域幅信号Ｅが、前のエポッ
クについて既に判定されてはいない場合に、使用可能にされる。したがって、こ
れから行われる計算に必要な情報が使用可能になる。
【００９６】 ステップ２０６を介して、キュー２０について過剰帯域幅が存在するかどうか
を判定する。好ましい実施形態では、ステップ２０６に、キュー・レベルが０ま
たは減少中であるかどうかを判定することが含まれる。しかし、過剰帯域幅が存
在するかどうかを判定する別の判断基準の使用を妨げるものはない。キュー・レ
ベルが減少中または０である場合に、ステップ２０６で、過剰帯域幅が存在する
と判定される。そうでない場合には、過剰帯域幅が存在しないと判定される。過
剰帯域幅が存在する場合には、ステップ２０８を介して、瞬間過剰帯域幅信号に
１をセットする。そうでない場合には、ステップ２１０を介して、瞬間過剰帯域
幅信号に０をセットする。
【００９７】 ステップ２１２を介して、過剰帯域幅信号に瞬間過剰帯域幅信号の指数関数的
加重平均をセットする。好ましい実施形態では、指数関数的加重平均が、次式に
よってセットされる。 Ｅ（ｔ＋Ｄｔ）＝（３１／３２）×Ｅ（ｔ）＋Ｂ（ｔ＋Ｄｔ）／３２ ただし、 Ｅ（ｔ＋Ｄｔ）＝現在のエポックの過剰帯域幅信号 Ｅ（ｔ）＝前のエポックの過剰帯域幅信号 Ｂ（ｔ＋Ｄｔ）＝現在のエポックの瞬間過剰帯域幅信号
【００９８】 ステップ２０６から２１２の瞬間過剰帯域幅信号と過剰帯域幅信号の更新と並
列に、ステップ２１４を介して、現在のエポックの伝送分数が更新される。伝送
分数は、ステップ２１４で、可能な時にアクティブ・パイプのそれぞれに最小フ
ローが供給され、各パイプのフローが最大値を超えず、キュー２０（または対応
するメモリ・リソース）が所望のレベルを超えず、必要である限り、フローが線
形に増やされ、指数関数的に減らされ、キュー・レベルおよびグローバル伝送分
数によって記述される系が、臨界減衰され、より高い超過速度を考慮することが
できるように伝送分数がセットされるように、セットされる。臨界減衰は、キュ
ー・レベルおよびグローバル伝送分数によって記述される系が、できる限り早く
平衡に達することを意味する。好ましい実施形態では、各パイプの伝送分数が、
下記のようにセットされる。 Ｔi（ｔ＋Ｄｔ）＝時刻ｔの提供速度の合計が定数Ｄ以上である場合にＡ ＝ｆi（ｔ）がｆimin以下の場合にｍｉｎ｛１、Ｔi（ｔ）＋
Ｆ｝ ＝ｆi（ｔ）がｆimaxを超える場合にＧ×Ｔi（ｔ） ＝それ以外の場合に、Ｂ（ｔ）＝１の場合はｍｉｎ｛Ｔ（ｔ
）、Ｔi（ｔ）＋Ｃi×Ｅ（ｔ）｝、Ｂ（ｔ）＝０の場合はｍｉｎ｛Ｔ（ｔ）、Ｔ
i（ｔ）−Ｄi×ｆi（ｔ）｝ ただし、 Ａ＝１未満の定数、好ましくは．１２５ Ｄ＝１未満の定数、好ましくは．２５ Ｆ＝１未満の定数、好ましくは．１２５ Ｇ＝１未満の定数、好ましくは．８７５ Ｔ（ｔ）＝グローバル伝送分数 グローバル伝送分数は、次式によって与えられることが好ましい。 Ｔ（ｔ）＝ｍｉｎｉｍｕｍ｛１、ｍａｘｉｍｕｍ（１／８、Ｔ（ｔ−Ｄｔ）＋
２×Ｉ（ｔ−Ｄｔ）×Ｍ（ｔ−Ｄｔ）×Ｄｔ／Ｑmax）×（９／４−２×Ｔ（ｔ
）−２×Ｍ（ｔ）×Ｑ（ｔ）／Ｑmax））｝ ただし、 Ｍ（ｔ−Ｄｔ）＝前のエポックからの乗数 ＝乗数は、好ましい実施形態では、キュー・レベルが閾値を超
えると繰り返して判定される時に１に近づき、キュー・レベルが閾値を超えない
と繰り返して判定される時に１／２に近づく Ｄｔ＝適当な時間単位でのエポックの長さ
【００９９】 したがって、グローバル伝送分数によって、キュー・レベルおよびグローバル
伝送分数が臨界減衰されることと、超過を考慮に入れることができることが保証
される。
【０１００】 ステップ２１４で決定された伝送分数に基づいて、パイプのパケットまたはト
ラフィックの一部が、ステップ２１６を介して伝送またはドロップされる。好ま
しい実施形態では、ステップ２１６で、特定のパケットをドロップするかどうか
を決定する時に、パケットの優先順位が考慮される。もう１つの実施形態では、
個々のパケットをランダムにドロップして、計算された伝送分数を維持する。
【０１０１】 その後、ステップ２１８を介して、エポックが完了したかどうかを判定する。
そうでない場合には、ステップ２１６を介してパケットのドロップまたは伝送を
続ける。エポックが終了した場合には、次のエポックについて値を更新するため
に、ステップ２０２に戻る。
【０１０２】 方法２００は、差異化サービスを安定した形で提供でき、過剰帯域幅を公平に
割り振ることができるという点で、方法１６０および１７０とほぼ同一の利益を
もたらす。これは、単にパイプの最小フローおよび最大フローをセットすること
によって、ユーザによる最小の労力で達成される。方法２００は、DiffServを使
用するネットワークなどのさまざまな応用分野で、異なる顧客、クラス、behavi
our aggregate flows、または異なる媒体に異なるレベルのサービスを提供する
ことを望むインターネット・サービス・プロバイダが使用することもできる。こ
れは、方法２００のパイプに対応する、behaviour aggregate flow、顧客、媒体
、または他のフローについて、単に最小フローおよび最大フローをセットできる
ようにすることによって達成される。したがって、サービスのDiffServ判断基準
であるパイプを介するフローを、望み通りに調整することができる。
【０１０３】 さらに、方法２００は、上で説明した２つの方法の追加の利益を利用する。グ
ローバル伝送分数を使用することができるので、方法２００では、より高い輻輳
を効率的な形で考慮することができる。キュー２０が繰り返して閾値を超えるに
連れて減少する仮想最大キュー・レベルに対応する乗数の使用によって、スイッ
チが広範囲の超過に対して安定を保てることが保証される。１実施形態では、８
００％までの超過を考慮に入れることができる。さらに、グローバル伝送分数が
、ある意味で臨界減衰されるので、キュー・レベルおよびグローバル伝送分数に
よって記述される系は、素早く安定状態に達する。その結果、方法２００は、平
衡に関する所望の伝送速度を素早く達成することを可能にする。
【０１０４】 一般に、方法２００のうちで方法１６０および１７０に対応する部分をスイッ
チ１０で使用することが想定されている。したがって、パイプは、一般に、安定
した極限閉軌道が達成されるように調整される。好ましい実施形態では、パイプ
を介するフローが、キュー・レベルがもはや減少しなくなるまで増やされ、キュ
ー・レベルが減少中または０になるまで減らされる。これは、通常モードの動作
であると思われる。しかし、クリティカルな場合に、たとえば複数のパイプが突
然アクティブになり、その最小フローを所望するか、キュー・レベルが閾値を超
えたので、別の方法がアクティブになる可能性がある。たとえば、グローバル伝
送分数を使用して、キュー２０が満杯にならないことを保証することを試みるこ
とができる。クリティカルであり、通常は一時的な状態を考慮に入れた時には、
安定した極限閉軌道をもたらす伝送分数が、使用される。したがって、方法２０
０を使用するスイッチは、より広範囲の超過に対して効果的に動作することがで
きる。
【０１０５】 本発明では、複数のパイプの１パイプのフローの伝送分数がグローバル伝送分
数と差分伝送分数の最小値になるようにセットすることを含む方法およびシステ
ムも企図されている。過剰帯域幅が存在し、パイプのフローがそのパイプについ
てセットされた最大フロー未満である場合に、差分伝送分数によって、最小フロ
ーまたは最大フローに基づいてフローを線形に増やすことができる。過剰帯域幅
が存在せず、フローがパイプについてセットされた最小フローを超える場合に、
差分伝送分数によって、最小フローまたは最大フローに基づいて、パイプのフロ
ーを指数関数的に減らすこともできる。したがって、キューを介するトラフィッ
クが安定する。この方法およびシステムには、伝送分数に基づいてキューへのト
ラフィックの伝送を制御することと、キューからのトラフィックを制御するため
にスケジューラを使用することも含まれる。スケジューラは、１つのポリシまた
はポリシの組合せをイネーブルすることができる。たとえば、スケジューラは、
先入れ先出し、優先順位キューイング、カスタム・キューイング、加重公平キュ
ーイング、クラス・ベース加重公平キューイング、多目的インターフェース・プ
ロセッサ加重公平キューイング、ラウンド・ロビン、加重ラウンド・ロビン、ま
たは他の既知のキューイング・ポリシの１つまたは組合せを使用することができ
る。
【０１０６】 本発明による追加の方法およびシステムをより具体的に示すために、本発明に
よる方法２２０の１実施形態を示す図１５および１６を参照されたい。方法２２
０は、図１および３のスイッチ１０と共に使用することができる。したがって、
方法２２０を、複数のブレード７、８、および９と各ブレード７、８、および９
上の複数のポートを有するスイッチ１０内で実行することができる。明瞭にする
ために、方法２２０を、図３に示されたキュー３４およびエンキュー機構３２に
関して説明する。好ましい実施形態では、方法２２０が、スイッチ１０の出側で
使用され、したがって、ネットワーク・プロセッサ５の出側で使用される。した
がって、方法２２０は、エンキュー機構３２、キュー３４、およびスケジューラ
３５と共に使用されることが好ましい。しかし、方法２００を、キュー２０、２
４、２８などの他のキュー、エンキュー機構１９、２３、２７などの他のエンキ
ュー機構、および他のスケジューラと共に使用することを妨げるものはない。好
ましい実施形態では、方法２２０が、複数のキューが同一のメモリ・リソースの
一部であるシステムで使用される。しかし、方法２２０を各キューが別々のメモ
リ・リソースを有する別のシステムで使用することを妨げるものはない。
【０１０７】 ステップ２２２を介して、キュー３４にトラフィックを供給するパイプの最小
フローおよび最大フローをセットする。パイプは、ポートＡ１８のいずれかから
エンキュー機構３２に来る可能性がある。好ましい実施形態では、当該のパイプ
が、behaviour aggregate flowである。したがって、ステップ２２２で、当該の
behaviour aggregate flowの最小帯域幅および最大帯域幅をセットすることが好
ましい。さらに、出ポートのそれぞれについて、パイプの最小保証フローの合計
が、そのポートの送出容量Ｓ未満でなければならず、好ましい実施形態では、ポ
ートの送出容量Ｓの１／２未満である。これは、フローが、キュー３４がサービ
スできるトラフィックの総量の分数として定義されるからである。パイプの最小
フローを、０にすることができる。通常、キュー３４は、定義されたサービス速
度すなわち、キュー３４がキューから項目を出力できる速度を有する。好ましい
実施形態では、キュー３４によってサービスされるパイプの最大個数が、２２４
８以下であるが、制御されるパイプの数に対する実際の上限はない。さらに、各
パイプが、提供速度Ｉi（ｔ）でキュー３４にトラフィックを提供し、このｉは
、ｉ番目のパイプを表す。異なる要因に応じて、トラフィックの一部をドロップ
することができる。ｉ番目のパイプの伝送分数Ｔi（ｔ）は、キュー３４に伝送
される、ｉ番目のパイプからのトラフィックの分数である。したがって、ｉ番目
のパイプの瞬間的なフローは、ｆi（ｔ）＝Ｉi（ｔ）×Ｔi（ｔ）である。好ま
しい実施形態では、方法２２０によって、それを通って流れるトラフィックを有
するパイプが少なくともその最小フローを有することを保証することもできる。
【０１０８】 パイプの最小フローおよび最大フローをセットした後に、ステップ２２４を介
して、組込プロセッサ複合体が、スイッチ１０を介するトラフィックの制御を開
始することができる。それぞれステップ２２６および２２８を介して、前のエポ
ックのキュー・レベルおよび提供速度を判定する。好ましい実施形態では、キュ
ー・レベルが、前のエポックの終りに判定され、メモリ・リソースのレベルであ
る。また、好ましい実施形態では、ステップ２２８で判定される提供速度が、前
のエポック中にメモリ・リソースに提供された総入力である。好ましい実施形態
では、前のエポックの伝送分数および、下で説明するグローバル伝送分数も、ス
テップ２２６またはステップ２２８で判定される。代替実施形態では、方法２２
０のキュー・レベルの判定に、エンキュー機構３２に対応するキュー３４のレベ
ルの判定が含まれる。また、好ましい実施形態では、伝送分数およびグローバル
伝送分数が、１エポックにわたって一定であり、したがって前のエポック中にい
つでも判定できるが、前のエポックの始めに判定されることが好ましい。
【０１０９】 ステップ２３０を介して、グローバル伝送分数が使用される場合に、グローバ
ル伝送分数を制御し、その結果、グローバル伝送分数およびキュー・レベルが、
キュー・レベルのある範囲にわたって臨界減衰されるようにする。グローバル伝
送分数は、キュー・レベルおよび提供される入力に基づいて制御される。好まし
い実施形態では、グローバル伝送分数が、前のグローバル伝送分数にも基づいて
制御される。好ましい実施形態では、ステップ２３０で、臨界減衰のために望ま
しいグローバル伝送分数を提供するために前のエポック以降のグローバル伝送分
数の変化を計算し、このグローバル伝送分数の変化を、前のエポックのグローバ
ル伝送分数に加算する。グローバル伝送分数がそのように制御されるキュー・レ
ベルの範囲を、すべての可能なキュー・レベルに拡張することができる。しかし
、好ましい実施形態では、臨界減衰のためにグローバル伝送分数が制御される範
囲が、０以上の最小キュー・レベルと、最大の可能なキュー・レベル以下の最大
キュー・レベルとの間である。
【０１１０】 ステップ２３２（図１６）を介して、キュー３４が使用可能な過剰帯域幅を有
するかどうかを判定する。好ましい実施形態では、キュー・レベルが増加中であ
る場合に、過剰帯域幅が存在しないと判定される。また、好ましい実施形態では
、ステップ２３２で、キュー３４が空である場合、またはキュー３４のキュー・
レベルが０である、低い、または減少中である場合に、過剰帯域幅が存在すると
判定される。したがって、ステップ２３２に、キュー・レベルを判定することと
、そのキュー・レベルを前のキュー・レベルと比較することが含まれることが好
ましい。また、好ましい実施形態では、キュー・レベルが０でなく、減少中でも
ない場合に、過剰帯域幅が存在しないと判定される。しかし、過剰帯域幅が存在
するかどうかを判定する別の判断基準の使用を妨げるものはない。
【０１１１】 ステップ２３２で、過剰帯域幅が存在すると判定される場合には、ステップ２
３４を介して、パイプの差分伝送分数をセットして、パイプのフローを線形に増
やせるようにする。ステップ２３４が、パイプのそれぞれの差分伝送分数を線形
に増やすことによって達成されることが好ましい。パイプに関する線形増加は、
最小フロー、最大フロー、または重みに基づくものとすることができる。したが
って、パイプに関する線形増加は、そのパイプの最小フローだけ、最大フローだ
け、最小フローと重みのなんらかの組合せ、最大フローと重みの何らかの組合せ
、または最小フローと最大フローと重みのなんらかの組合せに基づくものとする
ことができる。しかし、好ましい実施形態では、パイプに関する線形増加が、パ
イプの最小フローに基づく。
【０１１２】 ステップ２３２で、過剰帯域幅が存在しないと判定される場合には、ステップ
２３６を介して、差分伝送分数をセットして、パイプのフローを指数関数的に減
らせるようにする。ステップ２３６は、各パイプの差分伝送分数を指数関数的に
減らすことによって達成されることが好ましい。パイプに関する指数関数的減少
は、最小フローまたは最大フローに基づくものとすることができる。したがって
、パイプに関する指数関数的減少は、パイプの最小フローだけ、最大フローだけ
、または最小フローと最大フローの何らかの組合せに基づくものとすることがで
きる。しかし、好ましい実施形態では、パイプに関する指数関数的減少が、パイ
プの最小フローに基づく。減少が、性質において指数関数的なので、減少は、パ
イプの現在のフローにも基づく。
【０１１３】 ステップ２３８を介して、伝送分数に、ステップ２３０で判定されたグローバ
ル伝送分数と、ステップ２３４または２３６のいずれかで判定された差分伝送分
数の最小値をセットする。１実施形態では、ステップ２３８を、前のエポックに
ついて判定されたグローバル伝送分数および差分伝送分数を使用して実行するこ
とができる。その場合には、ステップ２３８を、ステップ２２６から２３６と並
列に実行することができる。
【０１１４】 ステップ２４０を介して、キュー３４へのトラフィックを、伝送分数に基づい
て制御する。好ましい実施形態では、ステップ２４０に、ランダムにまたはパケ
ット優先順位などの他の要因に基づいてのいずれかでパケットを破棄して、ステ
ップ２３８でセットされた伝送分数が維持されることを保証することが含まれる
。もう１つの実施形態では、伝送分数ではなく、破棄分数を使用することができ
る。通常、破棄分数は、１から伝送分数を引いた値である。
【０１１５】 ステップ２４２を介して、スケジューラ３５を使用して、パケットの最終宛先
に向けて送るために、キューからの個々のパケットの除去をスケジューリングす
る。したがって、スケジューラ３５は、キュー３４を出るパケットのための帯域
幅を割り振る。言い換えると、スケジューラ３５は、フレームがキュー３４から
送られる機会を割り振る。スケジューラ３５は、ステップ２４０でキュー３４に
入ることを許可されたパケットを、キュー３４から除去し、その最終宛先に向け
て送出する時を決定する。したがって、スケジューラ３５は、スイッチ１０を介
するトラフィックの制御のもう１つのレベルを提供する。
【０１１６】 好ましい実施形態では、スケジューラ３５が、スケジューラ３５に提示された
パケットの特性ならびにターゲット・ポート（たとえばポートＢ３６の１つ）な
どの後続リソースの使用可能帯域幅に基づいて、ステップ２４２を実行する。し
たがって、スケジューラ３５は、各パケットがそのパケットの要件との一貫性が
ある形で送信されるように、各パケットをスケジューリングする。たとえば、ス
ケジューラ３５に、リアルタイム・パケットが与えられる場合がある。音声デー
タのパケットなどのリアルタイム・パケットは、伝送の速度ならびに伝送のジッ
タに関係する可能性がある。さらに、スケジューラ３５は、パケットを送出する
か受け取るクライアントが支払ったサービスのタイプを考慮に入れることができ
る。サービスのタイプは、パケットが来たパイプの最小フローおよび最大フロー
によって、またはパケット自体のタイプによって表すことができる。リアルタイ
ム・パケットについて、スケジューラ３５は、高優先順位の形でパケットをスケ
ジューリングし、その結果、そのパケットが、所望の時間フレーム内で到達でき
るようにする。しかし、スケジューラ３５に、たとえばその宛先に到達するのに
単にベストエフォートだけを必要とするパケットなどの、データ・パケットが与
えられる場合もある。ベストエフォートは、単にパケットをその宛先に送る際に
ネットワークのベストエフォートが使用されることだけを必要とする、安価な低
レベルのサービスである。スケジューラ３５は、そのようなパケットを、はるか
に低い優先順位でスケジューリングし、その結果、そのパケットが、スイッチ１
０にそのパケットを転送するのに十分な帯域幅がある時に限ってそのパケットが
先に送られるようにすることができる。
【０１１７】 ステップ２３０でセットされたグローバル伝送分数およびステップ２３４また
は２３６でセットされた差分伝送分数を使用して、ステップ２４２でスケジュー
ラの使用に関連する伝送分数を判定することには、３つの利点がある。第１に、
方法２２０は、伝送分数としてのグローバル伝送分数の使用を介して、キュー３
４が満杯にならないことを保証することができる。キュー３４が満たされると、
キュー３４に置かれるそれ以降のパケットのドロップが必要になるが、これは望
ましくない。グローバル伝送分数は、キュー３４のキュー・レベルが、キュー３
４が満杯になる可能性があるという懸念を引き起こすのに十分に高い時に、伝送
分数としてステップ２３８で選択される可能性がある。したがって、グローバル
伝送分数は、ステップ２３８で伝送分数としてセットされることが希であること
が好ましい。
【０１１８】 グローバル伝送分数が、伝送分数として使用される時には、伝送分数およびキ
ュー・レベルによって記述される系の臨界減衰がもたらされる。これによって、
キュー３４を介する、したがってスイッチ１０を介するトラフィックが、素早く
安定状態に達することが可能になる。この安定状態は、最小の所望のキュー・レ
ベルと最大の所望のキュー・レベルの間のキュー・レベルであり、このレベルは
、キュー・レベルが、絶対に、キュー３４が満杯になる危険性が生じるのに十分
に高くならないことを保証するようにセットすることができる。臨界減衰がもた
らされるので、キュー・レベルおよび伝送分数によって記述される、キュー３４
を介するトラフィックは、グローバル伝送分数が使用される時に最短の時間で安
定状態に達しなければならない。
【０１１９】 方法２２０を用いると、差異化サービスを安定した形で提供できるようになる
。ステップ２３８を介して、キュー・レベルが最大の所望のキュー・レベルを超
える危険がない場合に、差分伝送分数が使用される。言い換えると、ステップ２
３４または２３６でセットされる差分伝送分数は、一般に、ステップ２３８で伝
送分数を提供するのに使用される。差分伝送分数は、フローを線形に増やし、フ
ローを指数関数的に減らすので、差分伝送分数によって、一般に、パイプを介す
るキュー３４へのトラフィックが、自動的に漸近的に安定性に達することができ
ることが保証される。フローは、キュー３４が過剰帯域幅を有するかどうかに応
じて増減される。安定性に達した時に、フローは、過剰帯域幅が存在する限り線
形に増やされ、その後、過剰帯域幅がないことに起因して、過剰帯域幅がもう一
度使用可能になるまで、指数関数的に減らされる。この挙動が繰り返される。言
い換えると、パイプからのトラフィックは、極限閉軌道と称する定常循環状態に
とどまることができる。したがって、パイプを介するトラフィックが開始される
状態に無関係に、この系は、安定した循環挙動に向かう。この安定した挙動は、
増加と減少の別の組合せを用いて達成することができない。たとえば、指数関数
的増加および線形減少または指数関数的増加および指数関数的減少は、安定した
挙動をもたらすことができない。さらに、各パイプのフローの増減が、そのパイ
プの最小フローまたは最大フローとそのパイプの前のフローに依存する。したが
って、異なるパイプが、異なるレベルのフローまたはサービスを有することがで
きる。その結果、差分伝送分数は、安定した挙動を生じる割り振るだけではなく
、差異化サービスを提供し、キュー３４の過剰帯域幅を公平に割り振ることもで
きる。ネットワーク管理者または他のユーザが行わなければならないことは、特
定の顧客に望ましいサービスのレベルに応じて異なる形で、顧客の最小フローお
よび最大フローをセットすることである。したがって、方法２２０は、DiffServ
を使用するネットワークなどのさまざまな応用分野で、異なる顧客に対してまた
は異なる媒体に関して異なるレベルのサービスを提供することを望むインターネ
ット・サービス・プロバイダが使用することができる。これは、方法２２０のパ
イプに対応する、behaviour aggregate flow、顧客、媒体、クラス、または他の
フローについて、単に最小フローおよび最大フローをセットできるようにするこ
とによって達成される。したがって、方法２２０は、キュー・レベルが安定した
形で制御されることを保証するだけではなく、安定した形で差異化サービスを提
供することもする。
【０１２０】 方法２２０の第３の利点は、ステップ２４２でのスケジューラ３５の使用にあ
る。伝送分数が、ステップ２３８でグローバル伝送分数と差分伝送分数の最小値
になるようにセットされるので、キュー３４に提供されるトラフィックの量を制
御することができる。その結果、スケジューラ３５に、実行可能な量の作業を与
えることができ、スケジューラ３５は、その作業を所望の速度で達成することが
できる。言い換えると、方法２２０は、スケジューラ３５が処理できる速度より
高い速度でスケジューラ３５にキューからトラフィックが提示されないようにす
ることができる。これによって、スケジューラ３５が満杯にならなくなる。その
結果、スケジューラ３５に起因して導入される待ち時間を、減らすかなくすこと
ができる。これによって、待ち時間、ロス、帯域幅割振り、およびジッタに対す
る予測不能な効果を有する、スケジューラ３５の上流でのパケットのバックログ
の形成が、防止される。
【０１２１】 図１７の符号２５０に、キュー・レベルおよび提供速度に基づいてグローバル
伝送分数を制御する、ステップ２３０のより詳細な実施形態を示す。ステップ２
３０は、前のエポックのグローバル伝送分数、キュー・レベル、および提供速度
が判定された後に開始される。好ましい実施形態では、前のエポックのグローバ
ル伝送分数が、方法２２０の前の反復で判定される。しかし、伝送分数がまだ使
用可能でない場合には、伝送分数を判定することができる。キュー・レベルは、
エポックの終りに、最小キュー・レベルＱminおよび最大キュー・レベルＱmaxに
対して相対的に判定されることが好ましい。
【０１２２】 ステップ２５２を介して、キュー・レベルがＱminを超えるかどうかを判定す
る。そうでない場合には、ステップ２５４を介して、グローバル伝送分数に１を
セットする。したがって、ステップ２５４によって、キュー・レベルが十分に低
い場合に、すべてのパケットがエンキュー機構３２によってキュー３４に伝送さ
れることが保証される。ステップ２５２で、キュー・レベルがＱminを超えると
判定される場合には、ステップ２５６を介して、キュー・レベルがＱmaxを超え
るかどうかを判定する。キュー・レベルがＱmaxを超える場合には、ステップ２
５８を介して、グローバル伝送分数に０をセットする。したがって、ステップ２
５８によって、キュー・レベルが高すぎる場合に、すべてのパケットが破棄され
ることが保証される。
【０１２３】 キュー・レベルが、Ｑmin未満でなく、Ｑmaxを超えない場合には、ステップ２
６０を介して、臨界減衰のためにグローバル伝送分数を制御する。グローバル伝
送分数としての設定をより明瞭に説明するために、キュー３４への提供速度Ｉ（
ｔ）およびキュー３４からの出力速度Ｏ（ｔ）が、平衡すなわち安定状態で一定
であると仮定する。しかし、この分析は、ネットワークで一般的にそうであるよ
うに、Ｉ（ｔ）およびＯ（ｔ）が変化し続ける場合にもあてはまる。
【０１２４】 平衡で、時間に関するキュー・レベルの変化の速度と、時間に関する伝送の変
化の速度は、出力速度および提供速度が一定であるならば０でなければならない
。言い換えると、平衡では、下記が成り立つ。 ０＝Ｉ（ｔ）×ｇＴ（ｔ）−Ｏ（ｔ） ０＝κ（ｔ）×（β−αγＴ（ｔ）−Ｑ／Ｑmax） Ｉ（ｔ）＝Ｉ ＝定数 Ｏ（ｔ）＝Ｏ ＝定数 ｇＴ（ｔ）＝グローバル伝送分数 その結果、平衡では、下記が成り立つ。 ｇＴ＝Ｏ／Ｉ α×ｇＴ＝β−Ｑ／Ｑmax わかりやすくするために、最低限で、Ｑ／Ｑmaxが、０．２５などの定数であ
ると仮定する。安定性の領域内で許容されるＩ／Ｏの最大比が、１．６であると
決定され、このＩ／Ｏ比で、ＱがＱmaxに達し、Ｔ＝５／８になる。同様に、Ｑm
ax／４以下のＱで、ｇＴが１と等しくならなければならないことが決定された。
したがって、この２つの極端な平衡で、 ０＝β−α×５／８−１ かつ ＝β−α−１／４ である。これらの前提から、αおよびβの数値を、それぞれ２および２．２５に
決定することができる。Ｑ／ＱmaxおよびＩ／Ｏの他の許容範囲を設けて、αお
よびβの他の数値を得ることができることに留意されたい。したがって、αおよ
びβを、平衡条件およびスイッチ１０が動作することを望まれる範囲に関するい
くつかの仮定に基づいて決定することができる。安定性に関して、下記を示すこ
とができる。 α2×κ2（ｔ）＝４×κ（ｔ）×Ｉ／Ｑmax または κ（ｔ）＝４×Ｉ／（Ｑmax×α2） ＝Ｉ（ｔ）／Ｑmax 上で設けた仮定に関して したがって、κ（ｔ）、α、およびβを選択して、系が動作することを望まれ
る値で臨界減衰をもたらす伝送分数をもたらすことができる。上の式を使用して
、臨界減衰をもたらすために所望される伝送分数を、スイッチ１０について提供
することができる。たとえば、Ｑ／ＱmaxおよびＩ／Ｏに関する仮定を使用する
と、伝送分数およびキュー・レベルによって記述される系は、次のようになる。 Ｑ（ｔ＋Ｄｔ）＝Ｑ（ｔ）＋［Ｉ（ｔ）×ｇＴ（ｔ）−Ｏ（ｔ）］×Ｄｔ ｇＴ（ｔ＋Ｄｔ）＝ｇＴ（ｔ）＋（Ｉ（ｔ）×Ｄｔ／Ｑmax）×（２．２５−
２×ｇＴ（ｔ）−Ｑ（ｔ）／Ｑmax）×Ｄｔ ただし、 Ｄｔ＝ＱおよびｇＴの計算の間の時間間隔 ＝エポックの時間 Ｑ（ｔ）／Ｑmaxは、０．２５以上 Ｉ（ｔ）／Ｏ（ｔ）は、１．６以下 Ｑ（ｔ）、Ｉ（ｔ）、およびＯ（ｔ）の上の条件に違反する情況を考慮に入れ
るために、伝送分数を、キュー・レベルに基づいて変更することができる。たと
えば、Ｑ／Ｑmaxが０．２５未満の時に、伝送分数を１にすることができる。同
様に、Ｉ（ｔ）／Ｏ（ｔ）が１．６を超える時には、キューが、所望よりすばや
く満たされ始める。その結果、キューが、最大値またはその近くのレベルに達し
た時に、伝送分数に０または小さい値をセットすることができる。
【０１２５】 したがって、グローバル伝送分数は、前のエポックのキュー・レベル、提供速
度、および伝送分数ならびにエポックの長さに基づいて、臨界減衰のためにセッ
トされる。グローバル伝送分数が、伝送分数として使用される場合に、パケット
が、エンキュー機構３２によって伝送または破棄され、その結果、パケットのう
ちでキュー３４に供給される分数が、伝送分数と等しくなる。パケットは、方法
ＲＥＤで使用されるものに類似する形でランダムに破棄されることが好ましい。
しかし、パケットを、その優先順位に基づいて破棄することもできる。さらに、
破棄されるパケットを送るホストに通知を送り返し、その結果、そのホストがス
イッチ１０へのトラフィックを一時的に中断できるようにすることが好ましい。
【０１２６】 したがって、グローバル伝送分数を、方法２５０を使用して臨界減衰のために
セットすることができる。臨界減衰が、キュー・レベルの所望の範囲内でのみ発
生できることが好ましい。この範囲の外では、グローバル伝送分数に、キュー・
レベルが臨界減衰計算について高すぎるまたは低すぎるのどちらと判定されるか
に応じて、０または１がセットされる。パケットを、ランダムにまたはその優先
順位に少なくとも部分的に基づいて破棄することができるので、スイッチ１０に
トラフィックを送るホストの同期化を防ぐことができる。臨界減衰がもたらされ
るので、方法２２０および２５０は、方法ＲＥＤよりよい系の安定性をもたらす
ことができる。また、臨界減衰がもたらされるので、方法２２０および２５０は
、方法ＢＬＵＥより素早く平衡に達する。その結果、方法２２０または２５０を
使用するスイッチ１０を使用するネットワークの性能が、改善される。
【０１２７】 図１８に、差分伝送分数を提供する、本発明による方法２７０のより詳細な流
れ図を示す。方法２７０は、図１５および１６に示された方法２２０のステップ
２３２、２３４、および２３６を実行するのに使用することができる。図１８を
参照すると、キュー・レベル、瞬間過剰帯域幅信号Ｂ、および過剰帯域幅値Ｅが
、好ましくは方法２７０の前の反復から、既に使用可能であると仮定する。しか
し、使用可能でない場合には、これらの値を計算しなければならない。好ましい
実施形態では、前のエポックのフローも使用可能でなければならない。
【０１２８】 方法２７０は、たとえばネットワーク管理者によって、制御されるパイプのそ
れぞれの最小フローおよび最大フローがセットされた後に開始される。ステップ
２７２を介して、パイプの最小フローおよび最大フローに基づいて、パイプのそ
れぞれについて定数を計算する。パイプｉのそれぞれについて、ステップ２７２
で、定数Ｃiおよび定数Ｄiを計算する。定数Ｃiは、下で説明するように、パイ
プｉのフローを線形に増やすのに使用される。同様に、定数Ｄiは、下で説明す
るように、パイプｉのフローを指数関数的に減らすのに使用される。好ましい実
施形態では、定数Ｃiおよび定数Ｄiの両方が、最小フローに基づく。代替実施形
態では、異なるパイプの重みも提供することができる。その場合には、定数Ｃi
およびＤiを、提供される重みにも基づいて計算することができる。
【０１２９】 パイプのフローを増減するための定数は、最小フローと、使用される場合に重
みとに基づいて決定される。パイプのフローを増やす定数Ｃiおよびフローを減
らす定数Ｄiが、下記のように計算されることが好ましい。
【数４】 好ましい実施形態の場合のように、すべての重みが１と等しい場合には、
【数５】 ただし、 Ｗi＝ｉ番目のパイプの重みであり、範囲［０、１］内であることが好ましい Ｗ＝Ｎ個すべての重みの合計 ｆimin＝ｉ番目のパイプの最小フロー さらに、フローの単位は、やはり、Ｄｔが１になり、Ｑmaxが１になるように
選択される。
【０１３０】 定数を判定した後に、トラフィックが、パイプを介してキュー３４に流れるこ
とを許可される。ステップ２７４を介して、過剰帯域幅が存在するかどうかを判
定する。好ましい実施形態では、キュー３４のキュー・レベルが０であるか減少
中である場合に限って、過剰帯域幅が存在すると判定される。それ以外の場合に
は、過剰帯域幅が存在しないと判定される。しかし、過剰帯域幅が存在するかど
うかを判定する別の判断基準の使用を妨げるものはない。好ましい実施形態では
、判定されるキュー・レベルが、メモリ・リソース全体のレベルである。しかし
、キュー・レベルが論理キューまたはサブキューについて判定されることを妨げ
るものはない。過剰帯域幅が存在しない場合には、ステップ２８０を介して、瞬
間過剰帯域幅信号Ｂに０をセットする。信号Ｂを瞬間と呼ぶのは、これが、キュ
ー・レベルの単一の測定と、キュー・レベルの変化の単一の判定に基づくからで
ある。ステップ２８２を介して、過剰帯域幅値Ｅに、好ましくは３１／３２であ
る定数に過剰帯域幅値の前の値をかけたものと、１から同一の定数を引いた値、
好ましくは１／３２にＢをかけた値の和をセットする。したがって、好ましい実
施形態では、過剰帯域幅値Ｅが、瞬間過剰帯域幅信号Ｂの指数関数的加重平均で
ある。過剰帯域幅値は、ステップ２８２では適当にセットされる。というのは、
瞬間過剰帯域幅信号が０であるからである。
【０１３１】 ステップ２７４で、過剰帯域幅が存在すると判定される場合には、ステップ２
７６を介して、瞬間過剰帯域幅信号に１をセットする。ステップ２７８を介して
、過剰帯域幅値Ｅに、瞬間過剰帯域幅信号の指数関数的加重平均をセットする。
したがって、好ましい実施形態では、過剰帯域幅値が、第１定数に前の過剰帯域
幅値をかけた値と、第２定数に瞬間過剰帯域幅信号をかけた値の和になる。第１
定数および第２定数は、両方とも１未満とすることができ、好ましくはそれぞれ
３１／３２および１／３２である。好ましい実施形態では、指数関数的加重帯域
幅値に、次の値がセットされる。 Ｅ（ｔ＋Ｄｔ）＝（３１／３２）×Ｅ（ｔ）＋Ｂ（ｔ）／３２ ただし、 Ｅ（ｔ＋Ｄｔ）＝現在のエポックの過剰帯域幅値 Ｅ（ｔ）＝前のエポックの過剰帯域幅値 Ｂ（ｔ）＝前のエポックの瞬間過剰帯域幅信号
【０１３２】 好ましい実施形態では、ステップ２８４を介して、ステップ２７４から２８２
と並列に、各パイプｉの差分伝送分数がセットされる。しかし、代替実施形態で
は、差分伝送分数を、瞬間過剰帯域幅信号および過剰帯域幅値と直列に更新する
ことができる。前の瞬間過剰帯域幅信号Ｂが１（過剰帯域幅が使用可能）であっ
た場合には、ステップ２８４で、前の差分伝送分数、定数Ｃi、および過剰帯域
幅値に基づいて、各パイプｉの差分伝送分数がセットされる。ステップ２８４で
前に存在した過剰帯域幅についてセットされる差分伝送分数は、次式であること
が好ましい。 Ｔi（ｔ＋Ｄｔ）＝Ｔi（ｔ）＋Ｃi×Ｅ（ｔ) ただし、 Ｄｔ＝エポックの長さ（伝送分数が最後に計算されてからの時間） Ｔi（ｔ）＝ｉ番目のパイプの前のエポック（時刻ｔ）の差分伝送分数 フロー単位は、Ｄｔおよび最大の可能なキュー・レベルＱmaxが１になるよう
にセットされることが好ましい。したがって、差分伝送分数は、線形に増加する
。さらに、差分伝送分数は、過剰帯域幅が存在し続ける限り、線形に増加し続け
る。前のエポックに過剰帯域幅が存在しなかった（Ｂが０であった）場合には、
ステップ２８４で、各パイプｉの差分伝送分数Ｔi（ｔ＋Ｄｔ）が、そのパイプ
の前の差分伝送分数Ｔi（ｔ）、Ｄi、およびそのパイプの前のフローｆi（ｔ）
に基づいてセットされる。過剰帯域幅が前に存在しなかった時の差分伝送分数は
、次式によって与えられることが好ましい。 Ｔi（ｔ＋Ｄｔ）＝Ｔi（ｔ）−Ｄi×ｆi（ｔ） したがって、ステップ２８４でセットされる差分伝送分数によって、差分伝送
分数が、したがってフローが、過剰帯域幅が存在しない状態が続く限り、指数関
数的に減少することが保証される。
【０１３３】 図１９に、本発明と共に使用されるスケジューラ２９０の好ましい実施形態を
示す。したがって、スケジューラ２９０は、スケジューラ２１、２５、２９、お
よび３５、特にスケジューラ３５として使用されることが好ましい。スケジュー
ラ２９０には、カレンダ２９２、２９４、および２９６ならびに加重公平キュー
イング・リング（「リング」）２９８が含まれる。しかし、他のスケジューラ（
図示せず）を、本発明と共に使用できることに留意されたい。たとえば、スケジ
ューラ２９０より単純な、１つまたは複数のＦＩＦＯを使用することができる。
もう１つの実施形態では、各パケットの締切を再検討し、最も早い締切を有する
パケットを最初に送信されるようにするＥＤＦ（earliest deadline first）ス
ケジューラを使用することができる。同様に、もう１つの実施形態では、別のス
ケジューラを使用することができる。一般に、どのスケジューラが使用されるに
せよ、スケジューラが、次に送出されるパケットを繰り返し選択することによっ
て、ある所望のポリシまたはポリシの組合せを繰り返して達成すると仮定するこ
とができる。好ましい実施形態の１つでは、ポリシを単純にすることができ、ス
ケジューリングを、２つのＦＩＦＯ機構（一方は絶対優先順位を有するリアルタ
イム・トラフィック用、他方は第１ＦＩＦＯが空の時に限ってサービスされる他
のすべてのトラフィック用）によって達成することができる。その代わりに、代
替の好ましい実施形態では、持続送出速度、ピーク送出速度、最大バースト・サ
イズ、およびジッタ限界を含む複数のポリシを、洗練されたスケジューラによっ
て実施することができる。どの場合でも、スケジューラ自体は、フロー制御すな
わち、輻輳中の低価値パケットの意図的なドロップを実行しない。その代わりに
、上で説明した、グローバル伝送分数および差分伝送分数を使用する上流のフロ
ー制御機構が、フロー制御を提供すると同時に、単純さ、堅牢性、安定性、公平
な帯域幅割振り、低いドロップ率、低いバッファ占有、および高い使用率という
競合する目標の要求を満たす。
【０１３４】 各カレンダ２９２、２９４、および２９６は、前に述べたように機能する。し
たがって、各カレンダ２９２、２９４、および２９６は、特定の個数の位置を有
する。１つのカレンダ２９２、２９４、または２９６内の位置の数を、別のカレ
ンダ２９２、２９４、または２９６の位置の数と異なるものとすることができる
ことに留意されたい。各位置が、正確に０個または１個の送出されるパケットを
保持することができる。この開示に関して、スケジューラ２９０などのスケジュ
ーラ、カレンダ２９２、２９４、または２９６、またはリング２９８を、１つの
パケットを有するものとして説明する。しかし、スケジューラ２９０、カレンダ
２９２、２９４、または２９６、およびリング２９８は、パケット自体ではなく
、パケットの識別子を使用することが好ましい。
【０１３５】 各カレンダ２９２、２９４、および２９６は、各位置で特定の長さの時間を費
やす。好ましい実施形態では、カレンダ２９２が、低待ち時間カレンダであり、
したがって、カレンダ２９２、２９４、および２９６のうちで最高の優先順位を
有する。カレンダ２９４は、通常の待ち時間のカレンダであり、したがって、カ
レンダ２９２、２９４、および２９６のうちで２番目に高い優先順位を有する。
カレンダ２９６は、ピーク速度カレンダであり、したがって、カレンダ２９２、
２９４、および２９６のうちで最低の優先順位を有する。したがって、好ましい
実施形態では、カレンダ２９２の各位置で費やされる時間が、カレンダ２９４の
各位置で費やされる時間より短い。同様に、カレンダ２９４の各位置で費やされ
る時間は、カレンダ２９６の各位置で費やされる時間より短い。したがって、カ
レンダ２９２、２９４、および２９６は、最高、普通、および最低の優先順位の
パケットのスケジューリングに使用される。カレンダ２９２、２９４、および２
９６のそれぞれの位置をトラバースすることによって、スケジューラ２９０は、
パケットが、パケットの優先順位との一貫性を有する形でキュー２０などの対応
するキューから送出されることを保証する。
【０１３６】 リング２９８は、最低の優先順位のパケットのスケジューリングに使用される
ことが好ましい。したがって、リング２９８に置かれたパケットは、カレンダ２
９２、２９４、および２９６の１つに置かれたパケットより低い優先順位を有す
る。リング２９８は、作業保存的であることが好ましい。したがって、特定の長
さの時間の間に、リング２９８は、リング２９８が空でない限り、一定の量の作
業を行う。リング２９８も、特定の数の位置を有する。リング２９８の各位置は
、正確に０個または１個のパケットを保持することができる。しかし、リング２
９８がトラバースされる時に、リング２９８は、占められていないすべての位置
をスキップして、次の占められている位置に直接に進む。その結果、リング２９
８が、作業保存的になる。
【０１３７】 図２０に、スケジューラ２９０を使用するパケットのスケジューリングの方法
３００の１実施形態の単純化された流れ図を示す。ステップ３０２を介して、ス
ケジューリングされるパケットの、タイプなどの特性を判定する。スケジューリ
ングされるパケットのタイプは、たとえばビデオなどのリアル・タイム・データ
対電子メールなどの純データなど、パケットによって搬送されるデータの種類に
部分的に基づくものとすることができる。さらに、パケットがそこから来るパイ
プのタイプも、考慮することができる。たとえば、１実施形態では、一般に使用
可能なパイプのタイプが、expedited forwarding（ＥＦ）、ベストエフォート（
ＢＥ）、およびassured forwarding（ＡＦ）である。通常、ＥＦパイプは、リア
ル・タイム・トラフィックを搬送する。ＥＦパイプを用いると、トラフィックが
、保証された最大フロー速度まで流れることができ、したがって、高い、比較的
高価なレベルのサービスがもたらされる。ＥＦパイプによって搬送される、保証
された最大フロー速度を超えるトラフィックは、破棄される場合がある。したが
って、ＥＦパイプのトラフィックは、カレンダ２９２などの高優先順位カレンダ
にマッピングされる可能性が高いが、カレンダ２９４および２９６にマッピング
される場合もある。ＢＥは、通常は、データ・パケットなどの低優先順位トラフ
ィックを搬送する。ＢＥパイプは、通常は、より高い優先順位のトラフィックが
少なくともその最小帯域幅を割り振られた後で使用可能であるネットワークのリ
ソースを使用してトラフィックを搬送する。したがって、ＢＥパイプのトラフィ
ックを、リング２９８にマッピングすることができる。ＡＦパイプは、保証され
た最小速度を有し、これに対して、顧客が通常は特別料金を支払う。しかし、Ａ
Ｆパイプは、ネットワーク内で使用可能な過剰なリソースまたは帯域幅のある部
分を割り振られる場合がある。したがって、ＡＦパイプのトラフィックを、カレ
ンダ２９２、２９４、および２９６とリング２９８のある組合せにマッピングす
ることができる。
【０１３８】 好ましい実施形態では、スケジューリングされるパケットと同一のパイプ（対
応するパイプ）からの前のパケットの、タイプなどの特性も、ステップ３０４を
介して判定される。その後、ステップ３０６を介して、スケジューリングされる
パケットが最高の優先順位であるかどうかを判定する。ステップ３０６で考慮さ
れる「最高の優先順位」は、高い優先順位の範囲とすることができる。さらに、
パケットの優先順位の判定で、前のパケットの優先順位および対応するパイプの
フロー速度を考慮に入れることができる。たとえば、あるパケットが、リアル・
タイム・パケットなどの高い優先順位を有するが、対応するパイプが保証された
速度より高いフローを有することが示される場合に、そのパケットが、最高の優
先順位を有すると見なされない場合がある。パケットが、最高の優先順位である
場合に、ステップ３０８を介して、そのパケットがカレンダ２９２のある位置に
置かれる。１実施形態では、パケットが置かれる位置が、カレンダ２９２内のあ
る個数の他のパケットの優先順位を考慮に入れたものである。１実施形態では、
パケットが、カレンダ２９２内の空き位置に置かれる。しかし、代替実施形態で
は、パケットを、占められている位置に置くことができ、その占められていた位
置からのパケットが、別の位置に移動される。
【０１３９】 パケットが、最高優先順位でない場合には、ステップ３１０を介して、パケッ
トが２番目に高い優先順位であるかどうかを判定する。ステップ３１０で考慮さ
れる「２番目に高い優先順位」は、優先順位の範囲とすることができる。さらに
、パケットの優先順位の判定で、前のパケットの優先順位および対応するパイプ
のフロー速度を考慮に入れることができる。パケットが２番目に高い優先順位で
ある場合には、ステップ３１２を介して、パケットを、２番目に高い優先順位を
有するカレンダ２９４のある位置に置く。１実施形態では、パケットが置かれる
位置が、カレンダ２９４内のある個数の他のパケットの優先順位を考慮に入れた
ものである。１実施形態では、パケットが、カレンダ２９４の空き位置に置かれ
る。しかし、代替実施形態では、パケットを、占められている位置に置くことが
でき、その占められていた位置からのパケットが、別の位置に移動される。
【０１４０】 パケットが、２番目に高い優先順位でない場合には、ステップ３１４を介して
、パケットが３番目に高い優先順位であるかどうかを判定する。ステップ３１４
で考慮される「３番目に高い優先順位」は、優先順位の範囲とすることができる
。さらに、パケットの優先順位の判定で、前のパケットの優先順位および対応す
るパイプのフロー速度を考慮に入れることができる。パケットが３番目に高い優
先順位である場合には、ステップ３１６を介して、パケットを、３番目に高い優
先順位を有するカレンダ２９６のある位置に置く。他の実施形態では、パケット
が置かれる位置が、カレンダ２９６内のある個数の他のパケットの優先順位を考
慮に入れたものである。１実施形態では、パケットが、カレンダ２９６の空き位
置に置かれる。しかし、代替実施形態では、パケットを、占められている位置に
置くことができ、その占められていた位置からのパケットが、別の位置に移動さ
れる。
【０１４１】 パケットが３番目に高い優先順位でない場合には、ステップ３１８を介して、
そのパケットをリング２９８のある位置に置く。１実施形態では、パケットが置
かれる位置が、リング２９８内のある個数の他のパケットの優先順位を考慮に入
れたものである。１実施形態では、パケットが、リング２９８の空き位置に置か
れる。しかし、代替実施形態では、パケットを、占められている位置に置くこと
ができ、その占められていた位置からのパケットが、別の位置に移動される。好
ましい実施形態では、ステップ３１８で、リング２９８にパケットを置く際に、
同一のパイプからの前のパケットのサイズを考慮に入れる。たとえば、前のパケ
ットが存在しない場合には、パケットを、リング２９８の最も離れた占められて
いない位置に置くことが好ましい。しかし、同一のパイプからの前のパケットが
大きい場合には、パケットを、より離れた占められていない位置に置くことが好
ましい。同一のパイプからの前のパケットが小さい場合には、パケットを、リン
グ２９８内でより近い占められていない位置に置くことが好ましい。したがって
、より大きいパケットを送出するパイプは、リング２９８のトラーバサルのそれ
ぞれで、より少ない機会（位置）を有する。パケットの配置は、リング２９８が
ほぼ同一の割合で異なるパイプに作用することを保証するために、同一のパイプ
からの前のパケットのサイズに部分的に基づくことが好ましい。
【０１４２】 図２１は、カレンダ２９２、２９４、および２９６とリング２９８のパケット
の位置に基づいて対応するキューからパケットを送出する方法３２０の１実施形
態を示す流れ図である。一般に、スケジューラ２９０は、カレンダ２９４からよ
りもすばやくカレンダ２９２からパケットを送出する。また、スケジューラ２９
０は、カレンダ２９６からよりもすばやくカレンダ２９４からパケットを送出す
る。また、スケジューラ２９０は、リング２９８からよりもすばやくカレンダ２
９６からパケットを送出する。したがって、カレンダ２９２、２９４、および２
９６を使用してスケジューリングされるパケットは、リング２９８内でスケジュ
ーリングされるパケットの前に送出されることが好ましい。
【０１４３】 ステップ３２２を介して、最高優先順位のカレンダ２９２内の現在位置が空で
あるかどうかを判定する。現在位置が空でない場合には、ステップ３２４を介し
て、カレンダ２９２の現在位置のパケットを、キューから除去し、スイッチの次
の部分に送出する。カレンダ２９２の現在位置が空である場合には、ステップ３
２６を介して、２番目に高い優先順位のカレンダ２９４の現在位置が空であるか
どうかを判定する。カレンダ２９４の現在位置が空でない場合には、ステップ３
２８を介して、その位置のパケットを、キューから除去し、スイッチの次の部分
に送出する。カレンダ２９４の現在位置が空である場合には、ステップ３３０を
介して、３番目に高い優先順位のカレンダ２９６の現在位置が空であるかどうか
を判定する。カレンダ２９６の現在位置が占められている場合には、ステップ３
３２を介して、カレンダ２９６のパケットを、キューから除去し、スイッチの次
の部分に送出する。カレンダ２９６の現在位置が占められていない場合には、リ
ング２９８の現在位置が空であるかどうかを判定する（ステップ３３４）。そう
でない場合には、カレンダ２９２、２９４、または２９６の１つの次の位置に移
動する時になるまで、リング２９８の位置に対応するパケットを、キューから除
去し、スイッチの次の部分に送出する（ステップ３３６）。カレンダの次の位置
への移動は、カレンダ２９２の次の位置が現在位置になる時に行われることが好
ましい。これは、最高優先順位のカレンダ２９２が、各位置で最短の時間を費や
すことが好ましいからである。
【０１４４】 ステップ３３８を介して、１つまたは複数のカレンダの次の位置を、そのカレ
ンダの現在位置にする。スケジューラ２９０のどの部分からパケットが送出され
るかに無関係に、少なくとも１つのカレンダを進める。好ましい実施形態では、
ステップ３３８で、少なくともカレンダ２９２が、次の位置に進められる。また
、好ましい実施形態では、カレンダ２９４および２９６が、カレンダ２９２が次
の位置に複数回進められた時に、次の位置に進められる。たとえば、１実施形態
では、カレンダ２９４は、カレンダ２９２が次の位置に５１２回進められるたび
に次の位置に進められる。したがって、好ましい実施形態では、ステップ３３８
で、複数のカレンダ２９２、２９４、および２９６が次の位置に進められる場合
がある。その後、方法３２０を繰り返すことができる。したがって、方法３００
および３２０を使用して、トラフィックのフロー、持続速度、ピーク速度、およ
びバースト・サイズが、扱われる望まれる。トラフィックのフローの速度が、持
続速度以下である場合に、パケットが、規則的なインターバルで最高優先順位の
カレンダ２９２に入ることを許可される。トラフィックのフローの速度が、持続
速度を超えるがピーク速度未満である場合には、バースト・サイズによって決定
される時間の間、パケットが、より高い優先順位のカレンダ２９２、２９４、お
よび２９６でスケジューリングされる。トラフィックが、長時間にわたって持続
速度を超えるがピーク速度未満にとどまる場合には、パケットが、リング２９８
に入れられ、これによって、パケットの送出にベストエフォートだけが使用され
ることが保証される。その後、フローが、保証された速度または持続速度以下に
落ちた場合に、パケットを、もう一度高い優先順位のカレンダにスケジューリン
グすることができる。その後、パケットは、カレンダ２９２、２９４、および２
９６およびリング２９８と方法３２０を使用して、キューから除去される。
【０１４５】 したがって、スケジューラ２９０は、パケットの特性ならびに、パイプからの
前のパケットの特性などの、パケットが来たパイプの特性に基づいて、キュー３
４などのキューからの、異なるパイプからの個々のパケットの除去をスケジュー
リングする。その結果、スケジューラ２９０は、スイッチを介するトラフィック
を微細に制御することができる。
【０１４６】 したがって、上で説明した方法を使用して、トラフィックを介してスイッチ１
０を制御することができる。たとえばグローバル伝送分数の使用を介して、スイ
ッチのメモリ・リソースを使い果たさないことを保証することができる。具体的
に言うと、特定のメモリ・リソースのキュー・レベルを、ほとんどの情況で低い
レベルに駆動することができる。低いキュー・レベルは、キューが使い果たされ
ないことだけではなく、満杯またはほぼ満杯のキューに部分的に起因するジッタ
および他の望ましくない現象を減らせるか回避できることも保証する。さらに、
たとえば差分伝送分数の使用を介して、差異化サービスを提供することができる
。したがって、異なる顧客に、異なるレベルのサービスを提供することができる
。さらに、スケジューラは、トラフィックがパケット・レベルで制御されること
を保証することができる。さらに、説明したスケジューラおよび方法を使用する
ことによって、達成が可能な量の作業がスケジューラに与えられることを保証す
ることができる。したがって、スケジューラに起因する追加の待ち時間を、減ら
すかなくすことができる。
【０１４７】 ネットワークを介するトラフィックを制御する方法およびシステムを開示した
。本発明を実施するために記述されたソフトウェアは、メモリ、ＣＤ−ＲＯＭな
どの何らかの形のコンピュータ可読媒体に保管されるか、ネットワークを介して
伝送され、プロセッサによって実行される。その代わりに、本発明の一部または
すべてを、ハードウェアで実施することができる。本発明を、図示の実施形態に
よって説明したが、当業者は、これらの実施形態に対する変形形態が可能であり
、これらの変形形態が、本発明の趣旨および範囲に含まれることを容易に認識す
るであろう。したがって、請求項の趣旨および範囲から逸脱せずに、当業者が多
数の修正形態を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 コンピュータ・ネットワークで有用なスイッチの単純化されたブロック図であ
る。
【図２】 コンピュータ・ネットワークで有用であり、いくつかのアプリケーションでス
イッチとして機能することができる、プログラマブル・ネットワーク・プロセッ
サの単純化されたブロック図である。
【図３】 コンピュータ・ネットワーク内で有用なスイッチの代替の単純化されたブロッ
ク図である。
【図４】 スイッチを介するトラフィックを制御する方法ＲＥＤを示す流れ図である。
【図５】 スイッチを介するトラフィックを制御する方法ＢＬＵＥを示す流れ図である。
【図６】 スイッチを介するトラフィックを制御するDiffServ方法を示す流れ図である。
【図７】 図１から３などのスイッチを介するトラフィックを制御する、本発明による方
法のいくつかの特性を示す単純化された流れ図である。
【図８】 図７の方法の実施形態の単純化された流れ図である。
【図９】 本発明によるもう１つの方法の特性を示す、図７に類似する図である。
【図１０】 図９の方法に有用ないくつかの方法ステップの単純化された流れ図である。
【図１１】 図９の方法の実施形態の単純化された流れ図である。
【図１２】 本発明によるもう１つの方法の特性を示す、図７および９に類似する図である
。
【図１３】 図１２の方法の実施形態の単純化された流れ図である。
【図１４】 図１２の方法のもう１つの実施形態の単純化された流れ図である。
【図１５】 図１６と共に、本発明の方法のもう１つの実施形態の単純化された流れ図を構
成する図である。
【図１６】 図１５と共に、本発明の方法のもう１つの実施形態の単純化された流れ図を構
成する図である。
【図１７】 図１５および１６の方法に有用ないくつかの方法ステップの単純化された流れ
図である。
【図１８】 図１５および１６の方法に有用ないくつかの方法ステップの単純化された流れ
図である。
【図１９】 図１から３のスイッチに存在するスケジューラの概略図である。
【図２０】 本発明による方法で有用な、図１９のスケジューラを作動させるいくつかの方
法ステップの流れ図である。
【図２１】 本発明による方法で有用な、図１９のスケジューラを作動させるいくつかの方
法ステップの流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０９／４４８，１９７ (32)優先日 平成11年11月23日(1999．11．23) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／５４７，２８０ (32)優先日 平成12年４月11日(2000．4．11) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 バス、ブライアン、ミッチェル アメリカ合衆国27502 ノースカロライナ 州エーペックス オールド・スターブリッ ジ・ドライブ 4021 (72)発明者 ジェフリーズ、クラーク、デブス アメリカ合衆国27713−1441 ノースカロ ライナ州ダラム ベインブリッジ・ドライ ブ 2806 エイチ (72)発明者 ロヴナー、ソニア、キアン アメリカ合衆国27516 ノースカロライナ 州チャペル・ヒル パーク・サークル 209 (72)発明者 シーゲル、マイケル、スティーヴン アメリカ合衆国27615 ノースカロライナ 州ローリー ラウリー・ドライブ 10625 (72)発明者 ガロ、アンソニー、マテオ アメリカ合衆国27502 ノースカロライナ 州エーペックス コーシャム・ドライブ 3308 (72)発明者 ゴーティ、ブラマンド、クマー アメリカ合衆国27513 ノースカロライナ 州ケアリー クリークウォッチ・レーン 1812 (72)発明者 ヘデス、マーコ アメリカ合衆国27612 ノースカロライナ 州ローリー グランド・マナー・コート 4109 ナンバー 308 Ｆターム(参考） 5K030 GA13 HA08 HB17 KA03 KX29 LA03 LC01 MA13

Claims (88)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）コンピュータ・ネットワーク内のキューを介して移動する複数のパケッ
    トのフローを制御するステップと、 （ｂ）前記キューのキュー・レベルを判定するステップと、 （ｃ）前記キューへの前記複数のパケットの提供速度を判定するステップと、 （ｄ）前記キュー・レベルおよび前記提供速度に基づいて前記キューへの前記
    複数のパケットの伝送分数を制御するステップであって、前記キュー・レベルが
    少なくとも第１キュー・レベルと第２キュー・レベルとの間にある場合に、前記
    伝送分数および前記キュー・レベルが臨界減衰される、ステップと を含む方法。
  2. 【請求項２】 前記キューが、可能である最大キュー・レベルを有し、 （ｅ）前記判定されたキュー・レベルおよび前記最大キュー・レベルに基づい
    て仮想最大キュー・レベルを判定するステップ をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記仮想最大キュー・レベルを判定するステップ（ｅ）が、 （ｅ１）前記キュー・レベルが第１閾値を超える場合に、前記仮想最大キュー
    ・レベルを、前記最大キュー・レベル以下の最大値まで増加するステップと、 （ｅ２）前記キュー・レベルが第２閾値未満である場合に、前記仮想最大キュ
    ー・レベルを減らすステップと をさらに含む、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記仮想最大キュー・レベルを判定するステップ（ｅ）が、 （ｅ１）前記最大キュー・レベルに関する乗数を提供するステップであって、
    前記乗数が、前記キュー・レベルが閾値未満の場合に第１レベルに近づき、前記
    キュー・レベルが閾値を超える場合に第２レベルに近づく指数関数的加重平均で
    あり、前記第１レベルが、前記仮想キュー・レベルが最小仮想キュー・レベルで
    あることに対応し、前記第２レベルが、前記仮想キュー・レベルが前記最大キュ
    ー・レベルであることに対応する、ステップ をさらに含み、前記伝送分数を制御するステップ（ｄ）が、 （ｄ１）前記キュー・レベル、前記提供速度、前の伝送分数、前記乗数、およ
    び前記最大キュー・レベルに基づいて前記伝送分数を制御するステップ をさらに含む、請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記乗数を提供するステップ（ｅ１）が、 （ｅ１ｉ）前記キュー・レベルが前記閾値未満の場合に、前記乗数を、第１定
    数に前の乗数をかけ、第２定数を加えたものに等しくセットするステップと、 （ｅ１ｉｉ）前記キュー・レベルが前記閾値を超える場合に、前記乗数を、前
    記第１定数に前記前の乗数をかけ、第３定数を加えたものに等しくセットするス
    テップと をさらに含む、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記伝送分数を制御するステップ（ｄ１）が、 （ｄ１ｉ）前記キュー・レベルが最小キュー・レベル未満である場合に、１に
    なるように前記伝送分数を制御するステップと、 （ｄ１ｉｉ）１と第２値との最小値になるように前記伝送分数を制御するステ
    ップであって、前記第２値が、第４定数と第３値との最大値であり、前記第３値
    が、前記前の伝送分数に第４値を加えたものであり、前記第４値が、第５値に第
    ６値をかけたものであり、前記第５値が、第５定数に前の乗数をかけ、前記提供
    速度をかけ、時間間隔をかけ、前記最大キュー・レベルによって割ったものであ
    り、前記第６値が、第６定数から、第７定数に前記前の伝送分数をかけたものを
    引き、第８定数に前記前の乗数をかけ、前記キュー・レベルをかけ、前記最大キ
    ュー・レベルによって割ったものを引いたものである、ステップと をさらに含む、請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記キュー・レベルが、前のキュー・レベルであり、前記提供速度が、前の提
    供速度である、請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記伝送分数が、複数のエポックのそれぞれの後で制御され、前記伝送分数を
    制御するステップ（ｄ）が、 （ｄ１）前記複数のエポックのエポックの前記伝送分数および前のエポックの
    前記キュー・レベルが臨界減衰されるように、前記前のエポックの前記キュー・
    レベル、前記前のエポックの前記提供速度、および前記前のエポックの前記伝送
    分数に基づいて、前記エポックの前記伝送分数を制御するステップ をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記キューが、さらに、ハードウェア・メモリ・リソースを含む、請求項１に
    記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記伝送分数を制御するステップ（ｄ）が、 （ｄ１）時間に関する前記伝送分数の変化を第１量に第２量をかけたものに等
    しくセットするステップであって、前記第１量が、時間に依存し、前記第２量が
    、第１定数から、第２定数に前記伝送分数をかけたものを引き、前記キュー・レ
    ベルを最大の可能なキュー・レベルによって割ったものを引いたものである、ス
    テップ をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記伝送分数を制御するステップ（ｄ）が、 （ｄ１）前記複数のパケットの各パケットの前記伝送速度および優先順位に基
    づいて、前記複数のパケットの一部をドロップするステップ をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記伝送分数を制御するステップ（ｄ）が、 （ｄ１）前記キュー・レベルが最小閾値未満の場合に、前記複数のパケットの
    各パケットが伝送されるように、前記伝送分数を制御するステップと、 （ｄ２）前記キュー・レベルが最大閾値を超える場合に、パケットが伝送され
    ないか前記複数のパケットの小さい分数が伝送されるように、前記伝送分数を制
    御するステップと、 （ｄ３）前記キューレベルが、前記最小閾値と前記最大閾値との間にある場合
    に、前記伝送分数および前記キュー・レベルが臨界減衰されるように、前記伝送
    分数を制御するステップと をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 （ｅ）前記キューを使用する複数のパイプを定義することと、 （ｆ）前記複数のパイプのそれぞれの最小フローおよび最大フローをセットす
    ることと、 （ｇ）前記キューについて過剰帯域幅が存在するかどうかを判定することと、 前記キューを介する前記トラフィックが安定するようにするために （ｈ）過剰帯域幅が存在する場合、および前記複数のパイプのパイプのフロー
    が前記パイプの前記最大フロー未満である場合に、前記最小フローおよび前記最
    大フローの１つに基づいて前記パイプのフローを線形に増やすこと、または （ｉ）過剰帯域幅が存在せず、前記フローが前記パイプの前記最小フローを超
    える場合に、前記最小フローおよび前記最大フローの１つに基づいて前記パイプ
    の前記フローを指数関数的に減らすことと をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記複数のパイプが、複数のbehaviour aggregate flowである、請求項１３に
    記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記増やすステップ（ｈ）または前記減らすステップ（ｉ）が、前記複数のパ
    イプのそれぞれについて実行される、請求項１３に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記過剰帯域幅を判定するステップ（ｇ）が、 （ｇ１）前記キューの前記キュー・レベルを判定するステップと、 （ｇ２）前記キュー・レベルが増加または減少したかどうかを判定するステッ
    プと、 （ｇ３）前記キュー・レベルが減少したか０である場合に、過剰帯域幅が存在
    すると判定し、そうでない場合に、過剰帯域幅が存在しないと判定するステップ
    と をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記過剰帯域幅を判定するステップ（ｇ３）が、 （ｇ３ｉ）前記キュー・レベルが減ったか０である場合に、１になるように瞬
    間過剰帯域幅信号をセットし、そうでない場合に、０になるように前記瞬間過剰
    帯域幅信号をセットするステップ をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記過剰帯域幅を判定するステップ（ｇ３）が、 （ｇ３ｉｉ）前記瞬間過剰帯域幅信号の指数関数的加重平均になるように過剰
    帯域幅信号をセットするステップ をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記複数のパイプの前記パイプの前記フローが、提供速度に伝送分数をかけた
    ものであり、前記増やすステップ（ｈ）または前記減らすステップ（ｉ）が、 （ｈ１）過剰帯域幅が存在する場合に、前の伝送分数に第１量を加えたものに
    なるように前記フローの伝送分数をセットするステップであって、前記第１量が
    、第１定数に前記過剰帯域幅信号をかけたものである、ステップと、 （ｉ１）過剰帯域幅が存在しない場合に、前記前の伝送分数から第２量を引い
    たものになるように前記伝送分数をセットするステップであって、前記第２量が
    、前のフローに第２定数をかけたものである、ステップと をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記第１定数および前記第２定数が、前記パイプの前記最小フローに依存する
    、請求項１９に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記第１定数が、重みに第３量をかけたものであり、前記第３量が、キュー・
    サービス速度に前記パイプの前記最小フローを加え、前記複数のパイプのそれぞ
    れの前記最小フローの合計を引いたものである、請求項２０に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記フローが、伝送分数に提供速度をかけたものであり、前記増やすステップ
    （ｈ）または前記減らすステップ（ｉ）が、 （ｈｉ１）前記複数のパイプからの複数のフローの合計が、第１キュー・レベ
    ルより大きい場合に、前記フローの前記伝送分数に第１定数をセットするステッ
    プと、 （ｈｉ２）前記パイプの前記フローが前記パイプの前記最小フロー以下である
    場合に、１と、前記パイプの前の伝送分数に前記第１定数を加えたものとの最小
    値になるように前記パイプの前記伝送分数をセットするステップと、 （ｈｉ３）前記パイプの前記フローが前記パイプの前記最大フローを超える場
    合に、前記パイプの前記前の伝送分数に第２定数をかけたものになるように前記
    伝送分数をセットするステップであって、前記第２定数が、１未満である、ステ
    ップと、 （ｈｉ４)それ以外の場合に、グローバル伝送分数と第１量との最小値になる
    ように前記パイプの前記伝送分数をセットするステップであって、前記第１量が
    、過剰帯域幅が存在する場合に前記前の伝送分数に第２量を加えたものであり、
    前記第１量が、過剰帯域幅が存在しない場合に前記前の伝送分数から第３量を引
    いたものであり、前記第２量が、第３定数に信号をかけたものであり、前記第３
    定数が、前記最小フローに依存し、前記信号が、過剰帯域幅の繰り返される事例
    について１に近づき、過剰帯域幅なしの繰り返される事例について０に近づき、
    前記第３量が、前記最小フローに依存する第４定数に前記前のフローをかけたも
    のであり、前記グローバル伝送分数が、前記グローバル伝送分数と前記キュー・
    レベルとの間の臨界減衰を可能にする、ステップと をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記グローバル伝送分数が、１と第１値との最小値であり、前記第１値が、第
    ５定数と第２値との最大値であり、前記第２値が、前のグローバル伝送分数に第
    ３値を加えたものであり、前記第３値が、第４値に第５値をかけたものであり、
    前記第４値が、第６定数に前の乗数をかけ、グローバル提供速度をかけ、時間間
    隔をかけ、最大キュー・レベルによって割ったものであり、前記第５値が、第７
    定数から、第８定数に前記前の乗数をかけ、前記キュー・レベルをかけ、前記最
    大キュー・レベルで割ったものを引いたものであり、前記乗数が、前のキュー・
    レベルが閾値未満の場合に第１レベルに近づき、前記前のキュー・レベルが前記
    閾値を超える場合に第２レベルに近づく指数関数的加重平均である、請求項２２
    に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記伝送分数を制御するステップ（ｄ）が、グローバル伝送分数を制御し、 （ｊ）グローバル伝送分数と差分伝送分数との最小値になるように前記複数の
    パイプのパイプのフローの伝送分数をセットするステップであって、前記差分伝
    送分数が、前記キューを介する前記トラフィックが安定するように、過剰帯域幅
    が存在する場合に、および前記複数のパイプの前記パイプの前記フローが前記パ
    イプの前記最大フロー未満である場合に、前記最小フローまたは前記最大フロー
    に基づいて前記フローを線形に増やすことができ、過剰帯域幅が存在せず、前記
    フローが前記パイプの前記最小フローを超える場合に、前記最小フローまたは前
    記最大フローに基づいて前記複数のパイプの前記パイプの前記フローを指数関数
    的に減らすことができる、ステップと、 （ｋ）前記伝送分数に基づいて前記キューへのトラフィックの伝送を制御する
    ステップと、 （ｌ）前記キューからのトラフィックを制御するためにスケジューラを使用す
    るステップと をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記伝送分数をセットするステップ（ｊ）が、 （ｊ１）過剰帯域幅が存在する場合に、前の差分伝送分数に第１量を加えたも
    のになるように、前記フローの前記差分伝送分数をセットするステップであって
    、前記第１量が、第１定数に過剰帯域幅値をかけたものである、ステップと、 （ｊ２）過剰帯域幅が存在しない場合に、前記前の差分伝送分数から第２量を
    引いたものになるように、前記差分伝送分数をセットするステップであって、前
    記第２量が、前記前のフローに第２定数をかけたものである、ステップと をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記伝送分数をセットするステップ（ｊ）が、 （ｊ１）前記複数のパイプからの複数のフローの合計が第１キュー・レベルを
    越える場合に、前記フローの前記差分伝送分数に第１定数をセットするステップ
    と、 （ｊ２）前記パイプの前記フローが前記パイプの前記最小フロー以下である場
    合に、１と、前記パイプの前の差分伝送分数に前記第１定数を加えたものとの最
    小値になるように、前記パイプの前記差分伝送分数をセットするステップと、 （ｊ３）前記パイプの前記フローが前記パイプの前記最大フローを超える場合
    に、前記パイプの前記前の伝送分数に第２定数をかけたものになるように前記差
    分伝送分数をセットするステップであって、前記第２定数が、１未満である、ス
    テップと、 （ｊ４）それ以外の場合に、グローバル伝送分数と第１量との最小値になるよ
    うに前記パイプの前記伝送分数をセットするステップであって、前記第１量が、
    過剰帯域幅が存在する場合に、前記前の差分伝送分数に第２量を加えたものであ
    り、前記第１量が、過剰帯域幅が存在しない場合に、前記前の差分伝送分数から
    第３量を引いたものであり、前記第２量が、第３定数に信号をかけたものであり
    、前記第３定数が、前記最小フローに依存し、前記信号が、過剰帯域幅の繰り返
    される事例について１に近づき、過剰帯域幅なしの繰り返される事例について０
    に近づき、前記第３量が、前記最小フローに依存する第４定数に前記前のフロー
    をかけたものである、ステップと をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記伝送分数をセットするステップ（ｊ）が、前記複数のパイプのそれぞれに
    ついて実行される、請求項２４に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記グローバル伝送分数が、１と第１値との最小値であり、前記第１値が、第
    ５定数と第２値との最大値であり、前記第２値が、前のグローバル伝送分数に第
    ３値を加えたものであり、前記第３値が、第４値に第５値をかけたものであり、
    前記第４値が、第６定数に前の乗数をかけ、グローバル提供速度をかけ、時間間
    隔をかけ、最大キュー・レベルによって割ったものであり、前記第５値が、第７
    定数から、第８定数に前記前の乗数をかけ、前記キュー・レベルをかけ、前記最
    大キュー・レベルによって割ったものを引いたものであり、前記乗数が、前のキ
    ュー・レベルが閾値未満の場合に第１レベルに近づき、前記前のキュー・レベル
    が前記閾値を超える場合に第２レベルに近づく指数関数的加重平均である、請求
    項２４に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記複数のパイプのそれぞれが、少なくとも１つのタイプのサービスを含み、
    前記使用するステップ（ｌ）が、 （ｌ１）サービスの前記少なくとも１つのタイプに基づいて、前記複数のパイ
    プのそれぞれについて、前記キューからのトラフィックをスケジューリングする
    のに前記スケジューラを使用するステップ をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記少なくとも１つのタイプのサービスが、前記複数のパイプのそれぞれでの
    前記複数のフローの各フローの特定のタイプのサービスであり、前記使用するス
    テップ（ｌ１）が、 （ｌ１ｉ）前記複数のフローのそれぞれの前記特定のタイプのサービスに基づ
    いて、前記複数のフローのそれぞれについて、前記キューからのトラフィックを
    スケジューリングするのに前記スケジューラを使用するステップ をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記スケジューラが、少なくとも１つのカレンダを含む、請求項２４に記載の
    方法。
  32. 【請求項３２】 前記スケジューラが、少なくとも１つの加重公平キューイング・リングを含む
    、請求項２４に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記スケジューラが、少なくとも１つのカレンダと、少なくとも１つの加重公
    平キューイング・リングとを含む、請求項２４に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記スケジューラが、少なくとも１つのカレンダと少なくとも１つの先入れ先
    出し機構とを含む、請求項２４に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 コンピュータ・ネットワークを介して移動する複数のパケットのフローの一部
    を保管するキューと、 前記複数のパケットの提供速度を受け取り、前記複数のパケットの前記キュー
    への伝送分数を制御する、前記キューに結合されたエンキュー機構であって、伝
    送速度が、前記キューのキュー・レベルおよび前記提供速度に基づいて制御され
    、その結果、前記キュー・レベルが少なくとも第１キュー・レベルと第２キュー
    ・レベルの間にある場合に、前記伝送分数および前記キュー・レベルが臨界減衰
    されるようになる、エンキュー機構と を含む装置。
  36. 【請求項３６】 前記エンキュー機構が、前記キューのキュー・レベルおよび最大キュー・レベ
    ルに基づいて仮想最大キュー・レベルを判定し、前記エンキュー機構が、前記キ
    ューの前記キュー・レベル、前記提供速度、および前記仮想最大キュー・レベル
    に基づいて前記伝送速度を制御する、請求項３５に記載の装置。
  37. 【請求項３７】 前記エンキュー機構が、さらに、前記キュー・レベルが第１閾値を超える場合
    に、前記仮想最大キュー・レベルを前記最大キュー・レベル以下の最大値まで増
    やし、前記キュー・レベルが第２閾値未満である場合に、前記仮想キュー・レベ
    ルを減らす、請求項３６に記載の装置。
  38. 【請求項３８】 前記エンキュー機構が、さらに、前記最大キュー・レベルの乗数を提供し、前
    記乗数が、前記キュー・レベルが閾値未満の場合に第１レベルに近づき、前記キ
    ュー・レベルが閾値を超える場合に第２レベルに近づく指数関数的加重平均であ
    り、前記第１レベルが、前記仮想キュー・レベルが最小仮想キュー・レベルであ
    ることに対応し、前記第２レベルが、前記仮想キュー・レベルが前記最大キュー
    ・レベルであることに対応し、前記エンキュー機構が、さらに、前記キュー・レ
    ベル、前記提供速度、前の伝送分数、前記乗数、および前記最大キュー・レベル
    に基づいて前記伝送分数を制御する、請求項３６に記載の装置。
  39. 【請求項３９】 前記エンキュー機構が、さらに、前記キュー・レベルが前記閾値未満の場合に
    、前記乗数を、第１定数に前の乗数をかけ、第２定数を加えたものに等しくセッ
    トし、前記キュー・レベルが前記閾値を超える場合に、前記乗数を、前記第１定
    数に前記前の乗数をかけ、第３定数を加えたものに等しくセットする、請求項３
    ８に記載の装置。
  40. 【請求項４０】 前記エンキュー機構が、さらに、１と第２値との最小値になるように前記伝送
    分数を制御し、前記第２値が、第４定数と第３値との最大値であり、前記第３値
    が、前記前の伝送分数に第４値を加えたものであり、前記第４値が、第５値に第
    ６値をかけたものであり、前記第５値が、第５定数に前の乗数をかけ、前記提供
    速度をかけ、時間間隔をかけ、前記最大キュー・レベルによって割ったものであ
    り、前記第６値が、第６定数から、第７定数に前記前の伝送分数をかけたものを
    引き、第８定数に前記前の乗数をかけ、前記キュー・レベルをかけ、前記最大キ
    ュー・レベルによって割ったものを引いたものである、請求項３９に記載の装置
    。
  41. 【請求項４１】 前記キュー・レベルが、前のキュー・レベルであり、前記提供速度が、前の提
    供速度である、請求項４０に記載の装置。
  42. 【請求項４２】 前記キューが、さらに、ハードウェア・メモリ・リソースを含む、請求項３６
    に記載の装置。
  43. 【請求項４３】 前記エンキュー機構が、さらに、前記複数のパケットの各パケットの前記伝送
    速度および優先順位に基づいて、前記複数のパケットの一部を破棄する、請求項
    ３６に記載の装置。
  44. 【請求項４４】 前記キューが、それを介してトラフィックが伝送される複数のパイプによって
    使用され、さらに、前記エンキュー機構が、ユーザによって前記複数のパイプの
    それぞれについてセットされる最大フローおよび最小フローを使用し、前記エン
    キュー機構が、前記キューについて過剰帯域幅が存在するかどうかを判定し、前
    記キューを介する前記トラフィックが安定するようにするために、（ａ）過剰帯
    域幅が存在する場合、および前記複数のパイプのパイプのフローが前記パイプの
    前記最大フロー未満である場合に、前記最小フローまたは前記最大フローに基づ
    いて前記複数のパイプの前記パイプのフローを線形に増やすか、（ｂ）過剰帯域
    幅が存在せず、前記フローが前記パイプの前記最小フローを超える場合に、前記
    最小フローまたは前記最大フローに基づいて前記複数のパイプの前記パイプのフ
    ローを指数関数的に減らす、請求項３５に記載の装置。
  45. 【請求項４５】 前記複数のパイプが、複数のbehaviour aggregate flowである、請求項４４に
    記載の装置。
  46. 【請求項４６】 前記エンキュー機構が、過剰帯域幅が存在するか否かに基づいて、前記複数の
    パイプのそれぞれの前記フローを増やすか減らす、請求項４４に記載の装置。
  47. 【請求項４７】 エンキュー機構が、前記キューの前記キュー・レベルを判定することと、前記
    キュー・レベルが増加または減少したかどうかを判定することと、前記キュー・
    レベルが減少したか０である場合に、過剰帯域幅が存在することを示すことと、
    そうでない場合に、過剰帯域幅が存在しないことを示すことによって、過剰帯域
    幅が存在するかどうかを判定する、請求項４４に記載の装置。
  48. 【請求項４８】 エンキュー機構が、さらに、前記キュー・レベルが減ったか０である場合に、
    １になるように瞬間過剰帯域幅信号をセットし、そうでない場合に、０になるよ
    うに前記瞬間過剰帯域幅信号をセットすることによって、過剰帯域幅が存在する
    ことを示す、請求項４７に記載の装置。
  49. 【請求項４９】 前記エンキュー機構が、さらに、前記瞬間過剰帯域幅信号の指数関数的加重平
    均になるように過剰帯域幅信号をセットすることによって、過剰帯域幅が存在す
    ることを示す、請求項４８に記載の装置。
  50. 【請求項５０】 前記パイプの前記フローが、提供速度に伝送分数をかけたものであり、前記エ
    ンキュー機構が、さらに、過剰帯域幅が存在する場合に、前の伝送分数に第１量
    を加えたものになるように前記伝送分数をセットすることであって、前記第１量
    が、第１定数に前記過剰帯域幅信号をかけたものである、セットすることと、過
    剰帯域幅が存在しない場合に、前記前の伝送分数から第２量を引いたものになる
    ように前記伝送分数をセットすることであって、前記第２量が、前記前の伝送分
    数に第２定数をかけたものである、セットすることとによって前記フローを増や
    すか減らす、請求項４９に記載の装置。
  51. 【請求項５１】 前記第１定数および前記第２定数が、前記パイプの前記最小フローに依存する
    、請求項５０に記載の装置。
  52. 【請求項５２】 前記第１定数が．１２５であり、前記第２定数が．８７５である、請求項５１
    に記載の装置。
  53. 【請求項５３】 前記第１定数が、重みに第３量をかけたものであり、前記第３量が、キュー・
    サービス速度に前記パイプの前記最小フローを加え、前記複数のパイプのそれぞ
    れの前記最小フローの合計を引いたものである、請求項５１に記載の装置。
  54. 【請求項５４】 前記エンキュー機構が、さらに、前記複数のパイプからの複数のフローの合計
    が、第１キュー・レベルより大きい場合に、前記伝送分数に第１定数をセットす
    ることと、前記パイプの前記フローが前記パイプの前記最小フロー以下である場
    合に、１と、前記パイプの前の伝送分数に前記第１定数を加えたものとの最小値
    になるように前記パイプの前記伝送分数をセットすることと、前記パイプの前記
    フローが前記パイプの前記最大フローを超える場合に、前記パイプの前記前の伝
    送分数に第２定数をかけたものになるように前記伝送分数をセットすることであ
    って、前記第２定数が、１未満である、セットすることと、それ以外の場合に、
    グローバル伝送分数と第１量との最小値になるように前記パイプの前記伝送分数
    をセットすることとによって前記フローを増やすか減らし、前記第１量が、過剰
    帯域幅が存在する場合に前記前の伝送分数に第２量を加えたものであり、前記第
    １量が、過剰帯域幅が存在しない場合に前記前の伝送分数から第３量を引いたも
    のであり、前記第２量が、第３定数に信号をかけたものであり、前記第３定数が
    、前記最小フローに依存し、前記信号が、過剰帯域幅の繰り返される事例につい
    て１に近づき、過剰帯域幅なしの繰り返される事例について０に近づき、前記第
    ３量が、前記最小フローに依存する第４定数に前記前の伝送分数をかけたもので
    あり、前記グローバル伝送分数が、前記グローバル伝送分数と前記キュー・レベ
    ルとの間の臨界減衰を可能にする、請求項４４に記載の装置。
  55. 【請求項５５】 前記グローバル伝送分数が、１と第１値との最小値であり、前記第１値が、第
    ５定数と第２値との最大値であり、前記第２値が、前のグローバル伝送分数に第
    ３値を加えたものであり、前記第３値が、第４値に第５値をかけたものであり、
    前記第４値が、第６定数に前の乗数をかけ、グローバル提供速度をかけ、時間間
    隔をかけ、最大キュー・レベルによって割ったものであり、前記第５値が、第７
    定数から、第８定数に前記前の乗数をかけ、前記キュー・レベルをかけ、前記最
    大キュー・レベルで割ったものを引いたものであり、前記乗数が、前のキュー・
    レベルが閾値未満の場合に第１レベルに近づき、前記前のキュー・レベルが前記
    閾値を超える場合に第２レベルに近づく指数関数的加重平均である、請求項５４
    に記載の装置。
  56. 【請求項５６】 前記装置が、複数のブレードに対応する複数のプロセッサを含み、前記複数の
    プロセッサのそれぞれが、複数のポートを有し、前記キューが、前記複数のプロ
    セッサのプロセッサのためのものである、請求項４４に記載の装置。
  57. 【請求項５７】 前記エンキュー機構が、前記キュー・レベルおよび前記提供速度に基づいて、
    前記キューへの前記複数のパケットのグローバル伝送分数を制御し、その結果、
    前記キュー・レベルが少なくとも第１キュー・レベルと第２キュー・レベルとの
    間にある場合に、前記グローバル伝送分数および前記キュー・レベルが、臨界減
    衰されるようにし、前記エンキュー機構が、前記グローバル伝送分数と差分伝送
    分数との最小値になるように前記複数のパイプのパイプのフローの伝送分数もセ
    ットし、前記差分伝送分数が、前記キューを介する前記トラフィックが安定する
    ように、過剰帯域幅が存在する場合に、および前記複数のパイプの前記パイプの
    前記フローが前記パイプの前記最大フロー未満である場合に、前記最小フローま
    たは前記最大フローに基づいて前記フローを線形に増やすことができ、過剰帯域
    幅が存在せず、前記フローが前記パイプの前記最小フローを超える場合に、前記
    最小フローまたは前記最大フローに基づいて前記複数のパイプの前記パイプの前
    記フローを指数関数的に減らすことができ、前記エンキュー機構が、前記伝送分
    数に基づいて前記キューへのトラフィックの伝送も制御し、さらに、 前記キューからのトラフィックを制御するスケジューラ を含む、請求項４４に記載の装置。
  58. 【請求項５８】 前記複数のパイプのそれぞれが、少なくとも１つのタイプのサービスを含み、
    前記スケジューラが、さらに、サービスの前記少なくとも１つのタイプに基づい
    て、前記複数のパイプのそれぞれについて、前記キューからのトラフィックをス
    ケジューリングする、請求項５７に記載の装置。
  59. 【請求項５９】 前記少なくとも１つのタイプのサービスが、前記複数のパイプのそれぞれでの
    前記複数のフローの各フローの特定のタイプのサービスであり、前記スケジュー
    ラが、前記複数のフローのそれぞれの前記特定のタイプのサービスに基づいて、
    前記複数のフローのそれぞれについて、前記キューからのトラフィックをスケジ
    ューリングする、請求項５８に記載の装置。
  60. 【請求項６０】 前記スケジューラが、少なくとも１つのカレンダを含む、請求項５７に記載の
    装置。
  61. 【請求項６１】 前記スケジューラが、少なくとも１つの加重公平キューイング・リングを含む
    、請求項５７に記載の装置。
  62. 【請求項６２】 前記スケジューラが、少なくとも１つのカレンダと、少なくとも１つの加重公
    平キューイング・リングとを含む、請求項５７に記載の装置。
  63. 【請求項６３】 前記スケジューラが、少なくとも１つのカレンダと少なくとも１つの先入れ先
    出し機構とを含む、請求項５７に記載の装置。
  64. 【請求項６４】 前記エンキュー機構が、複数のエポックのそれぞれの後で前記伝送分数を制御
    し、前記エンキュー機構が、前記複数のエポックのエポックの前記伝送分数およ
    び前のエポックの前記キュー・レベルが臨界減衰されるように、前記前のエポッ
    クの前記キュー・レベル、前記前のエポックの前記提供速度、および前記前のエ
    ポックの前記伝送分数に基づいて、前記エポックの前記伝送分数を制御する、請
    求項３５に記載の装置。
  65. 【請求項６５】 前記キューが、さらに、ハードウェア・メモリ・リソースを含む、請求項３５
    に記載の装置。
  66. 【請求項６６】 前記エンキュー機構が、さらに、時間に関する前記伝送分数の変化を第１量に
    第２量をかけたものに等しくセットすることによって前記伝送分数を制御し、前
    記第１量が、時間に依存し、前記第２量が、第１定数から、第２定数に前記伝送
    分数をかけたものを引き、前記キュー・レベルを最大の可能なキュー・レベルに
    よって割ったものを引いたものである、請求項３５に記載の装置。
  67. 【請求項６７】 前記エンキュー機構が、さらに、前記複数のパケットの各パケットの前記伝送
    速度および優先順位に基づいて、前記複数のパケットの一部をドロップする、請
    求項３５に記載の装置。
  68. 【請求項６８】 前記エンキュー機構が、さらに、前記キュー・レベルが最小閾値未満の場合に
    、前記複数のパケットの各パケットが伝送され、前記キュー・レベルが最大閾値
    を超える場合に、前記複数のパケットのパケットが伝送されず、前記キューレベ
    ルが、前記最小閾値と前記最大閾値との間にある場合に、前記伝送分数および前
    記キュー・レベルが臨界減衰されるように、前記伝送分数を制御する、請求項３
    ５に記載の装置。
  69. 【請求項６９】 （ａ）それを介してコンピュータ・ネットワーク内を流れる複数のパケットが
    渡されるキューのキュー・レベルを判定する命令と、 （ｂ）前記キューへの前記複数のパケットの提供速度を判定する命令と、 （ｃ）前記キュー・レベルおよび前記提供速度に基づいて前記キューへの前記
    複数のパケットの伝送分数を制御する命令であって、前記キュー・レベルが少な
    くとも第１キュー・レベルと第２キュー・レベルとの間にある場合に、前記伝送
    分数および前記キュー・レベルが臨界減衰される、命令と を含むコンピュータ実行可能プログラムを含むコンピュータ可読媒体。
  70. 【請求項７０】 （ｄ）前記キュー・レベルおよび前記最大キュー・レベルに基づいて仮想最大
    キュー・レベルを判定する命令をさらに含み、さらに、前記伝送分数を制御する
    命令が、前記キュー・レベル、前記提供速度、および前記仮想最大キュー・レベ
    ルに基づく、請求項６９に記載のコンピュータ可読媒体。
  71. 【請求項７１】 前記仮想最大キュー・レベルを判定する命令（ｄ）が、 （ｄ１）前記キュー・レベルが第１閾値を超える場合に、前記仮想最大キュー
    ・レベルを、前記最大キュー・レベル以下の最大値まで増やす命令と、 （ｄ２）前記キュー・レベルが第２閾値未満である場合に、前記仮想最大キュ
    ー・レベルを減らす命令と をさらに含む、請求項７０に記載のコンピュータ可読媒体。
  72. 【請求項７２】 前記仮想最大キュー・レベルを判定する命令（ｄ）が、 （ｄ１）前記最大キュー・レベルに関する乗数を提供する命令であって、前記
    乗数が、前記キュー・レベルが閾値未満の場合に第１レベルに近づき、前記キュ
    ー・レベルが前記閾値を超える場合に第２レベルに近づく指数関数的加重平均で
    あり、前記第１レベルが、前記仮想キュー・レベルが最小仮想キュー・レベルで
    あることに対応し、前記第２レベルが、前記仮想キュー・レベルが前記最大キュ
    ー・レベルであることに対応する、命令 をさらに含み、前記伝送分数を制御する命令（ｃ）が、 （ｃ１）前記キュー・レベル、前記提供速度、前の伝送分数、前記乗数、およ
    び前記最大キュー・レベルに基づいて前記伝送分数を制御する命令 をさらに含む、請求項７０に記載のコンピュータ可読媒体。
  73. 【請求項７３】 前記乗数を提供する命令（ｄ１）が、 （ｄ１ｉ）前記キュー・レベルが前記閾値未満の場合に、前記乗数を、第１定
    数に前の乗数をかけ、第２定数を加えたものに等しくセットする命令と、 （ｄ１ｉｉ）前記キュー・レベルが前記閾値を超える場合に、前記乗数を、前
    記第１定数に前記前の乗数をかけ、第３定数を加えたものに等しくセットする命
    令と をさらに含む、請求項７２に記載のコンピュータ可読媒体。
  74. 【請求項７４】 前記伝送分数を制御する命令（ｃ１）が、 （ｃ１ｉ）前記キュー・レベルが最小キュー・レベル未満である場合に、１に
    なるように前記伝送分数を制御する命令と、 （ｃ１ｉｉ）１と第２値との最小値になるように前記伝送分数を制御する命令
    であって、前記第２値が、第４定数と第３値との最大値であり、前記第３値が、
    前記前の伝送分数に第４値を加えたものであり、前記第４値が、第５値に第６値
    をかけたものであり、前記第５値が、第５定数に前の乗数をかけ、前記提供速度
    をかけ、時間間隔をかけ、前記最大キュー・レベルによって割ったものであり、
    前記第６値が、第６定数から、第７定数に前記前の伝送分数をかけたものを引き
    、第８定数に前記前の乗数をかけ、前記キュー・レベルをかけ、前記最大キュー
    ・レベルによって割ったものを引いたものである、命令と をさらに含む、請求項７３に記載のコンピュータ可読媒体。
  75. 【請求項７５】 前記キュー・レベルが、前のキュー・レベルであり、前記提供速度が、前の提
    供速度である、請求項７４に記載のコンピュータ可読媒体。
  76. 【請求項７６】 前記伝送分数を制御する命令（ｃ）が、 （ｃ１）前記複数のパケットの各パケットの前記伝送速度および優先順位に基
    づいて、前記複数のパケットの一部を破棄する命令 をさらに含む、請求項７０に記載のコンピュータ可読媒体。
  77. 【請求項７７】 （ｄ）前記キューを使用する複数のパイプのそれぞれについて最小フローおよ
    び最大フローをセットできるようにする命令と、 （ｅ）前記キューについて過剰帯域幅が存在するかどうかを判定する命令と、 （ｆ）前記キューを介する前記トラフィックが安定するようにするために、過
    剰帯域幅が存在する場合、および前記複数のパイプのパイプのフローが前記パイ
    プの前記最大フロー未満である場合に、前記最小フローまたは前記最大フローに
    基づいて前記複数のパイプの前記パイプのフローを線形に増やすか、過剰帯域幅
    が存在せず、前記フローが前記パイプの前記最小フローを超える場合に、前記最
    小フローまたは前記最大フローに基づいて前記複数のパイプの前記パイプのフロ
    ーを指数関数的に減らす命令と をさらに含む、請求項６９に記載のコンピュータ可読媒体。
  78. 【請求項７８】 前記過剰帯域幅を判定する命令（ｅ）が、 （ｅ１）前記キューの前記キュー・レベルを判定する命令と、 （ｅ２）前記キュー・レベルが増加または減少したかどうかを判定する命令と
    、 （ｅ３）前記キュー・レベルが減少したか０である場合に、過剰帯域幅が存在
    すると判定し、そうでない場合に、過剰帯域幅が存在しないと判定する命令と をさらに含む、請求項７７に記載のコンピュータ可読媒体。
  79. 【請求項７９】 前記フローが、提供速度に伝送分数をかけたものであり、前記増やすか減らす
    命令（ｆ）が、 （ｆ１）前記複数のパイプからの複数のフローの合計が、第１キュー・レベル
    より大きい場合に、前記伝送分数に第１定数をセットする命令と、 （ｆ２）前記パイプの前記フローが前記パイプの前記最小フロー以下である場
    合に、１と、前記パイプの前の伝送分数に前記第１定数を加えたものとの最小値
    になるように前記パイプの前記伝送分数をセットする命令と、 （ｆ３）前記パイプの前記フローが前記パイプの前記最大フローを超える場合
    に、前記パイプの前記前の伝送分数に第２定数をかけたものになるように前記伝
    送分数をセットする命令であって、前記第２定数が、１未満である、命令と、 （ｆ４)それ以外の場合に、グローバル伝送分数と第１量との最小値になるよ
    うに前記パイプの前記伝送分数をセットする命令であって、前記第１量が、過剰
    帯域幅が存在する場合に前記前の伝送分数に第２量を加えたものであり、前記第
    １量が、過剰帯域幅が存在しない場合に前記前の伝送分数から第３量を引いたも
    のであり、前記第２量が、第３定数に信号をかけたものであり、前記第３定数が
    、前記最小フローに依存し、前記信号が、過剰帯域幅の繰り返される事例につい
    て１に近づき、過剰帯域幅なしの繰り返される事例について０に近づき、前記第
    ３量が、前記最小フローに依存する第４定数に前記前の伝送分数をかけたもので
    あり、前記グローバル伝送分数が、前記グローバル伝送分数と前記キュー・レベ
    ルとの間の臨界減衰を可能にする、命令と をさらに含む、請求項７７に記載のコンピュータ可読媒体。
  80. 【請求項８０】 前記グローバル伝送分数が、１と第１値との最小値であり、前記第１値が、第
    ５定数と第２値との最大値であり、前記第２値が、前のグローバル伝送分数に第
    ３値を加えたものであり、前記第３値が、第４値に第５値をかけたものであり、
    前記第４値が、第６定数に前の乗数をかけ、グローバル提供速度をかけ、時間間
    隔をかけ、最大キュー・レベルによって割ったものであり、前記第５値が、第７
    定数から、第８定数に前記前の乗数をかけ、前記キュー・レベルをかけ、前記最
    大キュー・レベルで割ったものを引いたものであり、前記乗数が、前のキュー・
    レベルが閾値未満の場合に第１レベルに近づき、前記前のキュー・レベルが前記
    閾値を超える場合に第２レベルに近づく指数関数的加重平均である、請求項７９
    に記載のコンピュータ可読媒体。
  81. 【請求項８１】 前記伝送分数を制御する命令（ｃ）が、グローバル伝送分数を制御し、 （ｇ）前記複数のパイプのそれぞれについて最小フローおよび最大フローをセ
    ットできるようにする命令と、 （ｈ）前記キューについて過剰帯域幅が存在するかどうかを判定する命令と、 （ｉ）前記キューのキュー・レベルを判定する命令と、 （ｊ）前記キューへの前記複数のパケットの提供速度を判定する命令と、 （ｋ）前記キュー・レベルが少なくとも第１キュー・レベルと第２キュー・レ
    ベルとの間にある場合に、前記グローバル伝送分数および前記キュー・レベルが
    臨界減衰されるように、前記キュー・レベルおよび前記提供速度に基づいて、前
    記キューへの前記複数のパケットの前記グローバル伝送分数を制御する命令と、 （ｌ）前記グローバル伝送分数と差分伝送分数との最小値になるように前記複
    数のパイプのパイプのフローの伝送分数をセットする命令であって、前記差分伝
    送分数が、前記キューを介する前記トラフィックが安定するように、過剰帯域幅
    が存在する場合に、および前記複数のパイプの前記パイプの前記フローが前記パ
    イプの前記最大フロー未満である場合に、前記最小フローまたは前記最大フロー
    に基づいて前記フローを線形に増やすことができ、過剰帯域幅が存在せず、前記
    フローが前記パイプの前記最小フローを超える場合に、前記最小フローまたは前
    記最大フローに基づいて前記複数のパイプの前記パイプの前記フローを指数関数
    的に減らすことができる、命令と、 （ｍ）前記伝送分数に基づいて前記キューへのトラフィックの伝送を制御する
    命令と、 （ｎ）前記キューからのトラフィックを制御するためにスケジューラを使用す
    る命令と をさらに含む、請求項７７に記載のコンピュータ可読媒体。
  82. 【請求項８２】 前記複数のパイプのそれぞれが、少なくとも１つのタイプのサービスを含み、
    前記使用する命令（ｎ）が、 （ｎ１）サービスの前記少なくとも１つのタイプに基づいて、前記複数のパイ
    プのそれぞれについて、前記キューからのトラフィックをスケジューリングする
    のに前記スケジューラを使用する命令 をさらに含む、請求項８１に記載のコンピュータ可読媒体。
  83. 【請求項８３】 前記少なくとも１つのタイプのサービスが、前記複数のパイプのそれぞれでの
    前記複数のフローの各フローの特定のタイプのサービスであり、前記使用する命
    令（ｎ１）が、 （ｎ１ｉ）前記複数のフローのそれぞれの前記特定のタイプのサービスに基づ
    いて、前記複数のフローのそれぞれについて、前記キューからのトラフィックを
    スケジューリングするのに前記スケジューラを使用する命令 をさらに含む、請求項８１に記載のコンピュータ可読媒体。
  84. 【請求項８４】 前記スケジューラが、少なくとも１つのカレンダと、少なくとも１つの加重公
    平キューイング・リングとを含む、請求項８１に記載のコンピュータ可読媒体。
  85. 【請求項８５】 前記伝送分数が、複数のエポックのそれぞれの後で制御され、前記伝送分数を
    制御する命令（ｃ）が、 （ｃ１）前記複数のエポックのエポックの前記伝送分数および前のエポックの
    前記キュー・レベルが臨界減衰されるように、前記前のエポックの前記キュー・
    レベル、前記前のエポックの前記提供速度、および前記前のエポックの前記伝送
    分数に基づいて、前記エポックの前記伝送分数を制御する命令 をさらに含む、請求項６９に記載のコンピュータ可読媒体。
  86. 【請求項８６】 前記伝送分数を制御する命令（ｃ）が、 （ｃ１）時間に関する前記伝送分数の変化を第１量に第２量をかけたものに等
    しくセットする命令であって、前記第１量が、時間に依存し、前記第２量が、第
    １定数から、第２定数に前記伝送分数をかけたものを引き、前記キュー・レベル
    を最大の可能なキュー・レベルによって割ったものを引いたものである、命令 をさらに含む、請求項６９に記載のコンピュータ可読媒体。
  87. 【請求項８７】 前記伝送分数を制御する命令（ｃ）が、 （ｃ１）前記複数のパケットの各パケットの前記伝送速度および優先順位に基
    づいて、前記複数のパケットの一部をドロップする命令 をさらに含む、請求項６９に記載のコンピュータ可読媒体。
  88. 【請求項８８】 前記伝送分数を制御する命令（ｃ）が、 （ｃ１）前記キュー・レベルが最小閾値未満の場合に、前記複数のパケットの
    各パケットが伝送されるように、前記伝送分数を制御する命令と、 （ｃ２）前記キュー・レベルが最大閾値を超える場合に、前記複数のパケット
    のパケットが伝送されないように、前記伝送分数を制御する命令と、 （ｃ３）前記キュー・レベルが、前記最小閾値と前記最大閾値との間にある場
    合に、前記伝送分数および前記キュー・レベルが臨界減衰されるように、前記伝
    送分数を制御する命令と をさらに含む、請求項６９に記載のコンピュータ可読媒体。
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