JP2005072727A

JP2005072727A - パケット転送制御装置

Info

Publication number: JP2005072727A
Application number: JP2003296850A
Authority: JP
Inventors: Mikito Sugiura; 幹人杉浦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】複数の入力ポートのそれぞれから出力ポートに転送されるパケットの廃棄判定処理を行うことが可能なパケット転送制御装置を提供する。
【解決手段】各出力ポート２０ａ〜２０ｄに対応する送信手段１０２ａ〜１０２ｄは、各入力ポート１０ａ〜１０ｄに対応する受信手段１０１ａ〜１０１ｄが送出するパケットを収容するパケット収容手段１０３ａ〜１０３ｄを有している。パケット収容手段は、受信手段から供給されるパケットを格納するデータ格納手段１０５ａ〜１０５ｄと廃棄判定手段１０６ａ〜１０６ｄとを有しており、廃棄判定手段は、データ格納手段内の収容データ量の通知を受けて、次のパケットをデータ格納手段に格納させるか廃棄させるかを決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信ポートと送信ポートとの間において、パケットの転送制御を行うパケット転送制御装置に関する。

従来、複数の受信ポートと複数の送信ポートとを有し、複数の受信ポートのいずれか１つで受信したパケットを、複数の送信ポートのうちの特定の送信ポートに、適切に転送するパケット転送制御装置として、例えば、図４に示すような下記の特許文献１に開示されているものが知られている。

特許文献１に開示されているパケット転送制御装置は、複数個の入力ポート４０１と複数個の出力ポート４０２を有しており、入力ポート４０１は、それぞれ対応するスイッチ・アダプタ４０３に接続されている。スイッチ・アダプタ４０３は、複数個の出力ポート４０２のそれぞれに対応する入力キュー４０７を含む入力バッファ４０８を有しており、さらに、パケットをそのあて先出力ポートに従って各入力キュー４０７に配布するためのスイッチ（配布者）４０９を有している。また、少なくとも１つ配置されたコントローラ４０４によって、入力ポート４０１から出力ポート４０２へのルーティングが制御される。

また、出力ポート４０２ごとに輻輳コントローラ４０５が構成されている。輻輳コントローラ４０５は、動作時に、出力ポート４０２へのパケットの送信をスイッチ・アダプタ４０３に許可するかどうかを示す許可情報を生成する。そして、入力ポート４０１ごとに配置されたデータ・パケット・アクセス・コントローラ４０６は、パケットの送信に係る許可情報が出ていないにもかかわらず、入力バッファ４０８から入力ポート４０１に送信されるパケットの監視を行い、許可情報なしで入力ポート４０１に送られてきたパケットを非承認としてマークする。非承認としてマークされたパケットに関しては、廃棄処理などが行われる。

例えば、出力バッファを使用する共通出力バッファ方式では、共通出力バッファの占有領域が閾値を超えたことを入力バッファ４０８に対して通知するために、輻輳コントローラ４０５がコントローラ４０４に閾値を超えた旨を通知することにより、入力バッファ４０８に対してバックプレッシャ（一時転送中止要求）を発行することが可能であり、さらに、入力ポート４０１にパケットが到達した場合でも、そのパケットを非承認とマークし、転送を行わないようにすることが可能である。

一方、インターネットプロトコルの中継交換ノードにおいて、輻輳の兆候が出始めた時点で、通過するパケットの量に応じて決定される廃棄率に従ってパケットをランダムに選んで廃棄するか、又は、パケットのヘッダ内の輻輳通知ビットを立てることにより、一部のホストのアプリケーション又はトランスポートプロトコルに輻輳の発生を通知し、そのホストからの送出量の削減を誘導する方法であるRandom Early Detection（ＲＥＤ）方式による輻輳回避方法が知られている。この技術は、例えば、下記の非特許文献１に開示されている。
特開２００１−２８５３６４号公報（図１、３） Sally Floyd, Van Jacobson "Random Early Detection Gateways for Congestion Avoidance",(IEEE/ACM Transaction on Networking, Vol.1 No.4 August,1993.)

しかしながら、特許文献１に開示されている技術によれば、任意の出力ポート４０２でパケットの輻輳が起こった場合には、すべての入力ポート４０１に対して、パケットの一時的な転送中止を行うためのバックプレッシャを発行する必要がある。さらに、何らかの理由によって、報告された出力バッファ状態に従ったパケットストリームの制限を行わない入力ポート４０１に対処するために、輻輳時には、出力ポート４０２ごとに備えられた輻輳コントローラ４０５から出力された輻輳の通知は、すべてのデータ・パケット・アクセス・コントローラ４０６に伝達される必要がある。

つまり、輻輳コントローラ４０５は、出力ポート４０２ごとに備えられているために、出力ポート４０２でパケットの輻輳が起きる原因となっている入力ポートを特定することは不可能である。また、所定の出力ポート４０２でパケットの輻輳が起こり、パケットの輻輳の原因となっている入力ポート４０１からのパケット受信を一時的に中止した場合には、当該入力ポート４０１以外の入力ポート４０１からのパケットも受信することができなくなってしまう。

上記課題を解決するため、本発明は、任意の出力ポートでパケットの輻輳が起こった場合、特定の入力ポートからのパケットだけを廃棄し、パケット転送を効率よく行うことが可能なパケット転送制御装置を提供することを第１の目的とする。また、入力ポート間の公平性を保ちつつ、パケットに係る品質保証を実現することが可能なパケット転送制御装置を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、複数の入力ポートから供給されるパケットを少なくとも１つ以上の出力ポートに転送するパケット転送制御装置であって、
複数の入力ポートのそれぞれと接続し、複数の入力ポートのそれぞれからパケットを受信する複数の受信手段と、
少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれと接続し、少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれに対してパケットを送出する少なくとも１つ以上の送信手段と、
複数の受信手段のそれぞれと接続し、出力ポートが２つ以上存在する場合には、パケットが出力されるべき出力ポートと接続する送信手段に対して、複数の受信手段のそれぞれから供給されるパケットを適切に送出する複数のパケット振り分け手段とを有し、
送信手段は、
複数の受信手段のそれぞれと接続し、複数の受信手段のそれぞれから供給される複数のデータ収容手段と、
複数のデータ収容手段のいずれか１つを選択して、選択されたデータ収容手段に格納されているパケットを、接続する出力ポートに出力させる選択手段とを、
有し、
データ収容手段は、
受信手段から供給されるパケットを格納するデータ格納手段と、
データ格納手段で格納されているパケットの収容データ量に基づいて、受信手段から供給されるパケットをデータ格納手段に格納するか廃棄するかを決定する廃棄判定手段とを、
有している。
この構成により、ある出力ポートに関して入力ポートごとに廃棄判定を行うことが可能となり、特定の出力ポートの輻輳時に特定の入力ポートからのパケットだけを廃棄することが可能となる。特に、各データ格納手段が、例えば、ＲＡＭなどの記憶媒体を共用している場合には、特定のデータ格納手段による記憶媒体の占有を防止することが可能となる。

さらに、本発明は、廃棄判定手段が、パケットの収容データ量に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている。
この構成により、ある出力ポートに向かう複数の入力ポート間の公平性を保ちつつ、パケット種別間のスループットの公平性を保つことが可能になる。

さらに、本発明は、廃棄判定手段が、パケットの収容データ量及びパケットの種別に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている。
この構成により、アプリケーション種別やユーザ種別などのパケット種別ごとに廃棄する割合や廃棄の基準となる閾値を変更することが可能となり、各入力ポートから各出力ポートへの接続においてパケット種別ごとの品質保証が可能となる。

また、本発明は、複数の入力ポートから供給されるパケットを少なくとも１つ以上の出力ポートに転送するパケット転送制御装置であって、
複数の入力ポートのそれぞれと接続し、複数の入力ポートのそれぞれからパケットを受信する複数の受信手段と、
少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれと接続し、少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれに対してパケットを送出する少なくとも１つ以上の送信手段と、
複数の受信手段のそれぞれと接続し、出力ポートが２つ以上存在する場合には、パケットが出力されるべき出力ポートと接続する送信手段に対して、複数の受信手段のそれぞれから供給されるパケットを適切に送出する複数のパケット振り分け手段とを有し、
送信手段は、
複数の受信手段のそれぞれと接続し、複数の受信手段のそれぞれから供給される複数のデータ収容手段と、
複数のデータ収容手段のいずれか１つを選択して、選択されたデータ収容手段に格納されているパケットを出力ポートに出力させる選択手段とを、
有し、
データ収容手段は、
受信手段から供給されるパケットを格納する複数のデータ格納手段と、
受信手段から供給されるパケットを複数のデータ格納手段のそれぞれに選択的に供給するデータ書き込み手段と、
複数のデータ格納手段のそれぞれで格納されているパケットの収容データ量の総量に基づいて、データ書き込み手段から供給されるパケットをデータ格納手段に格納するか廃棄するかを決定する統合廃棄判定手段と、
複数のデータ格納手段のいずれか１つを選択して、選択されたデータ格納手段に格納されているパケットを、選択手段からの指示に基づいて出力ポートに出力させるデータ読み出し手段とを、
有している。
この構成により、ある出力ポートに関して入力ポートごとに廃棄判定を行うことが可能となり、特定の出力ポートの輻輳時に特定の入力ポートからのパケットだけを廃棄することが可能となる。また、入力ポートから供給されるパケットを複数のデータ格納手段に収容することが可能であり、アプリケーション種別やユーザ種別などのパケット種別に応じたパケットの送出が可能となる。

さらに、本発明は、統合廃棄判定手段が、パケットの収容データ量の総量に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている。
この構成により、ある出力ポートに向かう複数の入力ポート間の公平性を保ちつつ、パケット種別間のスループットの公平性を保つことが可能になる。

さらに、本発明は、統合廃棄判定手段が、パケットの収容データ量の総量及びパケットの種別に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている。
この構成により、アプリケーション種別やユーザ種別などのパケット種別ごとに廃棄する割合や廃棄の基準となる閾値を変更することが可能となり、各出力ポートにおいてパケット種別ごとの品質保証が可能になる。

また、本発明は、複数の入力ポートから供給されるパケットを少なくとも１つ以上の出力ポートに転送するパケット転送制御装置であって、
複数の入力ポートのそれぞれと接続し、複数の入力ポートのそれぞれからパケットを受信する複数の受信手段と、
少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれと接続し、少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれに対してパケットを送出する少なくとも１つ以上の送信手段と、
複数の受信手段のそれぞれと接続し、出力ポートが２つ以上存在する場合には、パケットが出力されるべき出力ポートと接続する送信手段に対して、複数の受信手段のそれぞれから供給されるパケットを適切に送出する複数のパケット振り分け手段とを有し、
送信手段は、
複数の受信手段のそれぞれと接続し、複数の受信手段のそれぞれから供給される複数のデータ収容手段と、
複数のデータ収容手段のいずれか１つを選択して、選択されたデータ収容手段に格納されているパケットを出力ポートに出力させる選択手段とを、
有し、
データ収容手段は、
受信手段から供給されるパケットを格納する複数のデータ格納手段と、
受信手段から供給されるパケットを複数のデータ格納手段のそれぞれに選択的に供給するデータ書き込み手段と、
複数のデータ格納手段のそれぞれと対応し、複数のデータ格納手段のそれぞれで格納されているパケットの収容データ量に基づいて、データ書き込み手段から供給されるパケットをデータ格納手段に格納するか廃棄するかを決定する複数の個別廃棄判定手段と、
複数のデータ格納手段のいずれか１つを選択して、選択されたデータ格納手段に格納されているパケットを、選択手段からの指示に基づいて出力ポートに出力させるデータ読み出し手段とを、
有している。
この構成により、ある出力ポートに送出すべきパケットを格納するデータ格納手段ごとに廃棄判定を行うことが可能となり、特定の出力ポートの輻輳時に特定のデータ格納手段に転送されるパケットだけを廃棄することが可能となる。特に、各データ格納手段が、例えば、ＲＡＭなどの記憶媒体を共用している場合には、特定のデータ格納手段による記憶媒体の占有を防止することが可能となる。すなわち、輻輳時に、輻輳を引き起こしているアプリケーション種別やユーザ種別などのパケット種別を特定して、その種別のパケットのみを廃棄することが可能となる。

さらに、本発明は、個別廃棄判定手段が、パケットの収容データ量に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている。
この構成により、ある出力ポートに向かう複数の入力ポート間の公平性を保ちつつ、パケット種別間のスループットの公平性を保つことが可能になる。

さらに、本発明は、個別廃棄判定手段が、パケットの収容データ量及びパケットの種別に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている。
この構成により、アプリケーション種別やユーザ種別などのパケット種別ごとに廃棄する割合や廃棄の基準となる閾値を変更することが可能となり、各データ格納手段においてパケット種別ごとの品質保証が可能となる。

また、本発明は、複数の入力ポートから供給されるパケットを少なくとも１つ以上の出力ポートに転送するパケット転送制御装置であって、
複数の入力ポートのそれぞれと接続し、複数の入力ポートのそれぞれからパケットを受信する複数の受信手段と、
少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれと接続し、少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれに対してパケットを送出する少なくとも１つ以上の送信手段と、
複数の受信手段のそれぞれと接続し、出力ポートが２つ以上存在する場合には、パケットが出力されるべき出力ポートと接続する送信手段に対して、複数の受信手段のそれぞれから供給されるパケットを適切に送出する複数のパケット振り分け手段とを有し、
送信手段は、
複数の受信手段のそれぞれと接続し、複数の受信手段のそれぞれから供給される複数のデータ収容手段と、
複数のデータ収容手段のいずれか１つを選択して、選択されたデータ収容手段に格納されているパケットを出力ポートに出力させる選択手段とを、
有し、
データ収容手段は、
受信手段から供給されるパケットを格納する複数のデータ格納手段と、
受信手段から供給されるパケットを複数のデータ格納手段のそれぞれに選択的に供給するデータ書き込み手段と、
複数のデータ格納手段のそれぞれで格納されているパケットの収容データ量の総量に基づいて、データ書き込み手段から供給されるパケットをデータ格納手段に格納するか廃棄するかを決定する統合廃棄判定手段と、
複数のデータ格納手段のそれぞれと対応し、複数のデータ格納手段のそれぞれで格納されているパケットの収容データ量に基づいて、データ書き込み手段から供給されるパケットをデータ格納手段に格納するか廃棄するかを決定する複数の個別廃棄判定手段と、
複数のデータ格納手段のいずれか１つを選択して、選択されたデータ格納手段に格納されているパケットを、選択手段からの指示に基づいて出力ポートに出力させるデータ読み出し手段とを、
有している。
この構成により、ある出力ポートに関して入力ポートごとに廃棄判定を行うことが可能となり、特定の出力ポートの輻輳時に特定の入力ポートからのパケットだけを廃棄することが可能になる。また、同時に、ある出力ポートに送出すべきパケットを格納するデータ格納手段ごとに廃棄判定を行うことが可能となり、特定の出力ポートの輻輳時に特定のデータ格納手段に転送されるパケットだけを廃棄することが可能となる。特に、各データ格納手段が、例えば、ＲＡＭなどの記憶媒体を共用している場合には、特定の入力ポートから特定の出力ポートに転送するために利用される複数のデータ格納手段による記憶媒体の占有を防止しながら、さらに、特定のデータ格納手段による記憶媒体の占有を防止することが可能となる。

さらに、本発明は、統合廃棄判定手段が、パケットの収容データ量の総量に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行い、個別廃棄判定手段が、パケットの収容データ量に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている。
この構成により、ある出力ポートに向かう複数の入力ポート間の公平性を保ちつつ、パケット種別間のスループットの公平性を保つことが可能になる。

さらに、本発明は、統合廃棄判定手段が、パケットの収容データ量の総量及びパケットの種別に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行い、個別廃棄判定手段が、パケットの収容データ量及びパケットの種別に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている。
この構成により、アプリケーション種別やユーザ種別などのパケット種別ごとに廃棄する割合や廃棄の基準となる閾値を変更することが可能となり、各出力ポート及び各データ格納手段においてパケット種別ごとの品質保証が可能となる。

本発明は、各入力ポートと各出力ポートとのそれぞれの組み合わせに対応したデータ収容手段を設け、データ収容手段内に、パケットの廃棄判定を行う廃棄判定手段を設けたので、出力ポートに対して、各入力ポートから出力ポートへのパケットの廃棄判定処理を行うことが可能となるパケット転送制御装置を提供することができる。

また、本発明は、各入力ポートと各出力ポートとのそれぞれの組み合わせに対応したデータ収容手段を設け、データ収容手段内に、複数のデータ格納手段と、これらのデータ格納手段の収容データ量の総量に応じてパケットの廃棄判定を行う統合廃棄判定手段とを設けたので、各入力ポートから出力ポートへのパケットの廃棄判定処理を行うことが可能となるパケット転送制御装置を提供することができる。

また、本発明は、各入力ポートと各出力ポートとのそれぞれの組み合わせに対応したデータ収容手段を設け、データ収容手段内に、複数のデータ格納手段と、各データ格納手段におけるパケットの廃棄判定を行う複数の個別廃棄判定手段とを設けたので、各入力ポートから出力ポートへのパケットの廃棄判定処理を行うことが可能となるとともに、さらに、パケット種別などによる選択的なパケット廃棄を行うことが可能となるパケット転送制御装置を提供することができる。

また、本発明は、各入力ポートと各出力ポートとのそれぞれの組み合わせに対応したデータ収容手段を設け、データ収容手段内に、複数のデータ格納手段と、これらのデータ格納手段の収容データ量の総量に応じてパケットの廃棄判定を行う統合廃棄判定手段と、各データ格納手段におけるパケットの廃棄判定を行う複数の個別廃棄判定手段を設けたので、出力ポートに対して、各入力ポートから出力ポートへのパケットの廃棄判定処理を行うことが可能となるとともに、さらに、パケット種別などによる選択的なパケット廃棄を行うことが可能となるパケット転送制御装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の第１及び第２の実施の形態について説明する。

＜第１の実施の形態＞
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態におけるパケット転送制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示すパケット転送制御装置は、複数の入力ポート１０ａ〜１０ｄのそれぞれに対する複数の受信手段１０１ａ〜１０１ｄと、出力ポート２０ａ〜２０ｄのそれぞれに対する複数の送信手段１０２ａ〜１０２ｄと、複数の受信手段１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに接続し、さらに、すべての送信手段１０２ａ〜１０２ｄに接続する複数のパケット振り分け手段１１０ａ〜１１０ｄとを有している。なお、図１では、４つの受信手段１０１ａ〜１０１ｄ（４つの入力ポート１０ａ〜１０ｄ）及び４つの送信手段１０２ａ〜１０２ｄ（４つの出力ポート２０ａ〜２０ｄ）が図示されているが、これらの数はそれぞれ任意に設定可能である。

受信手段１０１ａ〜１０１ｄは、各入力ポート１０ａ〜１０ｄで受信したパケットを、複数の送信手段１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれに送出することが可能である。また、パケット振り分け手段１１０ａ〜１１０ｄは、受信手段１０１ａ〜１０１ｄから供給されたパケットのヘッダなどを参照して、パケットが出力されるべき出力ポートと接続する送信手段に対して、適切にパケットを送出する。なお、図１では、便宜上、複数の送信手段１０２ａ〜１０２ｄのうち、送信手段１０２ａについてのみ詳細な構成が図示されているが、他の送信手段１０２ｂ〜１０２ｄも同様の構成を有し、同様の動作を行う。

送信手段１０２ａは、各受信手段１０１ａ〜１０１ｄに対応し、各受信手段１０１ａ〜１０１ｄが送出したパケットを収容する複数のパケット収容手段１０３ａ〜１０３ｄと、当該送信手段１０２ａが送信すべきパケットを収容したパケット収容手段１０３ａ〜１０３ｄのいずれか１つを選択して、パケットを出力させる選択手段１０４とを有している。

また、各パケット収容手段１０３ａ〜１０３ｄは、それぞれデータ格納手段１０５ａ〜１０５ｄと廃棄判定手段１０６ａ〜１０６ｄとを有している。データ格納手段１０５ａ〜１０５ｄは、廃棄判定手段１０６ａ〜１０６ｄから通知される廃棄指示に従って、パケットごとに選択的にパケットの収容又は廃棄を行う。また、廃棄判定手段１０６ａ〜１０６ｄは、データ格納手段１０５ａ〜１０５ｄで収容されたパケットの収容データ量に基づいて、受信手段１０１ａ〜１０１ｄから到着するパケットを廃棄するか否かを判定し（例えば、所定の設定データ量との比較により判定）、その判定結果（廃棄判定結果）をデータ格納手段１０５ａ〜１０５ｄに通知する。

次に、入力ポート１０ａ〜１０ｄから供給されたパケットを出力ポート２０ａ〜２０ｄに転送する動作について、入力ポート１０ｂから出力ポート２０ａにパケットを転送する場合を一例として具体的に説明する。入力ポート１０ｂから供給されたパケットは、受信手段１０１ｂで受信されて、パケット振り分け手段１１０ｂを介して送信手段１０２ａに適切に送出される。送信手段１０２ａに送出されたパケットは、パケット収容手段１０３ｂに収容される。

データ格納手段１０５ｂに到着したパケットは、廃棄判定手段１０６ｂの廃棄判定結果に基づいて、廃棄判定結果が廃棄指示の場合には、パケット単位で廃棄され、廃棄指示がない場合には、現在格納しているデータに続く後続データ（後続パケット）として到着順にデータ格納手段１０５ｂ内に格納される。このとき、データ格納手段１０５ｂは、パケットの収容データ量が増加したことを廃棄判定手段１０６ｂに通知する。なお、データ格納手段１０５ｂが、廃棄判定手段１０６ｂに対して、定期的に収容データ量を通知するよう構成することも可能である。廃棄判定手段１０６ｂは、この通知を受けて収容データ量を更新して、更新された収容データ量に従って廃棄判定結果を更新する。

上述の通り、入力ポート１０ｂから出力ポート２０ａに向かうパケットは、いったんパケット収容手段１０３ｂに収容され、データ格納手段１０５ｂに格納される。そして、選択手段１０４によってパケット収容手段１０３ｂが選択された場合、データ格納手段１０５ｂに格納されているパケットは、データ格納手段１０５ｂへの到着順に、パケット単位で出力ポート２０ａに送出される。パケットが送出された場合には、データ格納手段１０５ｂは、パケットの収容データ量が減少したことを廃棄判定手段１０６ｂに通知し、廃棄判定手段１０６ｂは、この通知を受けて収容データ量を更新し、更新された収容データ量に従って廃棄判定結果を更新する。

次に、入力ポート１０ｂから多量のパケットが供給されているために、出力ポート２０ａが輻輳している場合のパケット転送動作について説明する。入力ポート１０ｂから出力ポート２０ａに向かうパケットが連続的に供給されている場合には、パケット収容手段１０３ｂ内に収容されたパケットが十分な速度で出力されずに（パケット出力レート＜パケット入力レート）、パケットがたまっていくことがある。データ格納手段１０５ｂにパケットがたまってきた場合、廃棄判定手段１０６ｂは、入力ポート１０ｂから供給されるパケットに対して、連続的に廃棄指示を出すようになる。ただし、このとき、他の入力ポート１０ａ、１０ｃ、１０ｄから出力ポート２０ａに向かうパケットについては、それぞれパケット収容手段１０３ａ、１０３ｃ、１０３ｄに収容されるので、データ格納手段１０５ａ、１０５ｃ、１０５ｄにパケットがたまって、廃棄判定手段１０６ａ、１０６ｃ、１０６ｄが廃棄指示を出さない限り、廃棄されることはない。

以上の構成により、任意の出力ポート２０ａ〜２０ｄにおいて、入力ポート１０ａ〜１０ｄごとにパケットの廃棄判定を行うことが可能となり、例えば、ある特定の出力ポート２０ａ〜２０ｄで輻輳が起こった場合に、特定の入力ポート１０ａ〜１０ｄからのパケットだけを廃棄することが可能になる。

また、廃棄判定手段１０６ａ〜１０６ｄが、データ格納手段１０５ａ〜１０５ｄで収容されているパケットの収容データ量に応じて廃棄判定を行うアルゴリズムとして、所定の閾値を超えた場合に確率的なパケット廃棄処理を開始するＲＥＤ方式を用いることが可能である。さらには、アプリケーション種別又はユーザ種別などのパケットの種別に応じて、パケットを廃棄する割合やパケットの廃棄基準となる閾値を変更することも可能である。なお、廃棄のアルゴリズムとしては、収容データ量が所定の閾値を超えた場合に確実に廃棄を行うテールドロップ方式を用いることも可能であるが、送受信の単位がストリームであるＴＣＰフローなどを転送する場合には、ＲＥＤ方式を用いたほうが廃棄処理におけるより高い公平性を実現することが可能である。

以上のように、特定の出力ポート２０ａ〜２０ｄに向かう複数の入力ポート１０ａ〜１０ｄ間におけるパケットの公平性を保ちつつ、各入力ポート１０ａ〜１０ｄにおいて、例えば、ＲＥＤ方式を利用して、パケット種別間のスループットの公平性を保つことが可能になる。また、パケット種別によってパケットの廃棄基準を任意に設定することが可能であり、各データ格納手段１０５ａ〜１０５ｄにおいて、パケット種別ごとの廃棄に関する品質保証が可能となる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。ここでは、図１に示すパケット収容手段１０３ａ〜１０３ｄの別の実施の形態（パケット収容手段２０３）について説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態におけるパケット転送制御装置のパケット収容手段の構成を示すブロック図である。

図２には、受信手段２０１、パケット収容手段２０３、選択手段２０４が図示されている。なお、受信手段２０１、パケット収容手段２０３、選択手段２０４は、それぞれ図１に示す受信手段１０１ａ〜１０１ｄ、パケット収容手段１０３ａ〜１０３ｄ、選択手段１０４に対応するものである。また、図１に図示されているパケット振り分け手段１１０ａ〜１１０ｄは、図２では図示省略している。

図２に示すパケット転送制御装置のパケット収容手段２０３は、書き込み手段２０５と、読み出し手段２０６と、複数の個別廃棄判定手段２０７ｗ〜２０７ｚと、複数のデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚと、統合廃棄判定手段２０９とを有している。なお、データ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚの数は任意に設定可能であり、また、個別廃棄判定手段２０７ｗ〜２０７ｚはデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚと１対１に対応するものであって、その数は、データ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚの数と同数であることが望ましい。

書き込み手段２０５は、受信手段２０１から送り出されるパケットを選択的に複数のデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚのうちのいずれか１つに書き込む。また、読み出し手段２０６は、パケットが格納されている複数のデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚからいずれか１つを選択して、パケットの読み出しを行う。なお、読み出し手段２０６は、パケットの読み出しを行う際に、パケット読み出しの可否の問い合わせを選択手段２０４に行い、選択手段２０４からの許可を受けてデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚからパケットを選択的に読み出して、選択手段２０４に供給する。

また、複数のデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚは、１対１に対応している個別廃棄判定手段２０７ｗ〜２０７ｚや統合廃棄判定手段２０９から通知される廃棄指示に従って、パケットごとに選択的にパケットの収容又は廃棄を行う。なお、書き込み手段２０５は、例えば、ＱｏＳ（Quality of Service：サービス品質）に係るパケットの種別に応じて、書き込みを行うべきデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚを適宜変更するように構成することが可能である。すなわち、例えば、各データ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚにおけるパケットの廃棄判定の基準をそれぞれ異なるものに設定しておき、書き込み手段２０５は、パケットのヘッダを参照して、そのパケットが利用されるアプリケーションや送信元又は受信先のユーザなどのパケットの種別を特定し、それぞれのパケットの種別に応じて、書き込みを行うデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚを適宜選択することも可能である。これにより、読み出し手段２０６は、パケットの種別に応じたパケットの選択的な送出が可能となり、例えば、高いパケット転送レートを必要とする種別のパケットに関しては、優先的に送出できるようになる。

また、複数の個別廃棄判定手段２０７ｗ〜２０７ｚは、１対１に対応しているデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚに格納されているパケットの収容データ量に基づいて、書き込み手段２０５からデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚに到着するパケットを廃棄するか否かを判定し、その判定結果（個別廃棄判定結果）を対応する各データ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚに通知する。なお、パケットを廃棄するか否かの判定は、例えば所定の設定データ量との比較によって行われる。また、各個別廃棄判定手段２０７ｗ〜２０７ｚにおける所定の設定データ量の値は、それぞれ任意に設定可能である。

また、統合廃棄判定手段２０９は、各データ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚに格納されているパケットの収容データ量の総量に基づいて、書き込み手段２０５からデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚに到着するパケットを廃棄するか否かを判定し、その判定結果（統合廃棄判定結果）をすべてのデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚに通知する。

次に、図２に示すパケット収容手段の具体的な動作について説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態における、ある時刻における各データ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚに格納されているデータ量の状況を示す模式図である。

図３では、個別廃棄判定手段２０７ｗ〜２０７ｚの閾値（廃棄の基準となる設定値）が、それぞれ４個、４個、３個、２個（いずれもパケット数）に設定されており、また、統合廃棄判定手段２０９の閾値（廃棄の基準となる設定値）が１０個（パケット数）に設定されているものとする。また、データ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚには、それぞれ４個、２個、３個、１個のパケットがたまっているとする。

この状況で、受信手段２０１からパケット収容手段２０３に到着したパケットが、例えば、書き込み手段２０５の選択によってデータ格納手段２０８ｘに転送される場合、個別廃棄判定手段２０７ｘの閾値が４個であるのに対して、データ格納手段２０８ｘに格納されているパケット数は２個であり、個別廃棄判定手段２０７ｘの個別廃棄判定結果は廃棄指示とはならない。しかしながら、統合廃棄判定手段２０９の閾値は１０個であり、４つのデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚの収容パケット数の合計が１０個であるので、統合廃棄判定結果は廃棄指示となる。

データ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚは、個別廃棄判定結果及び統合廃棄判定結果の少なくとも一方が廃棄指示の場合にはパケットの廃棄を行うよう設定されており、したがって、当該パケットはデータ格納手段２０８ｘに格納されずに廃棄されることとなる。

なお、図３において、仮にデータ格納手段２０８ｗに格納されているパケット数が２個の場合にはパケット数の合計は８個であり、統合廃棄判定結果も廃棄指示とはならず、当該パケットはデータ格納手段２０８ｘに格納されることとなる。

また、図３において、仮にデータ格納手段２０８ｗに格納されているパケット数が２個であり、パケット数の合計は８個であったとしても、この状況で、受信手段２０１からパケット収容手段２０３に到着したパケットが、例えば、書き込み手段２０５の選択によってデータ格納手段２０８ｙに転送される場合、個別廃棄判定手段２０７ｙの閾値が３個であり、データ格納手段２０８ｙにはすでに３個のパケットが格納されているので、個別廃棄判定手段２０７ｙの個別廃棄判定結果は廃棄指示となり、当該パケットはデータ格納手段２０８ｙに格納されずに廃棄されることとなる。

なお、上記の説明においては、廃棄判定のアルゴリズムにテールドロップ方式を用いて説明したが、ＲＥＤ方式を用いることも可能である。また、廃棄判定のデータ量としてパケット数を用いて説明したが、パケットのデータ長を用いることも可能である。

以上の構成により、個別廃棄判定手段２０７ｗ〜２０７ｚによって、特定の出力ポート２０ａ〜２０ｄに向かうパケットを格納するデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚごとに廃棄判定を行うことが可能となり、例えば、ある特定の出力ポート２０ａ〜２０ｄで輻輳が起こった場合に、特定のデータ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚに転送されるパケットだけを廃棄することが可能となる。

また、統合廃棄判定手段２０９によって、特定の出力ポート２０ａ〜２０ｄに関して、入力ポート１０ａ〜１０ｄごとに廃棄判定を行うことが可能となり、例えば、ある特定の出力ポート２０ａ〜２０ｄで輻輳が起こった場合に、特定の入力ポート１０ａ〜１０ｄからのパケットだけを廃棄することが可能となる。なお、上記の構成では、パケット収容手段２０３には、個別廃棄判定手段２０７ｗ〜２０７ｚ及び統合廃棄判定手段２０９の両方が配置されているが、個別廃棄判定手段２０７ｗ〜２０７ｚ及び統合廃棄判定手段２０９のどちらか一方のみを配置することも可能である。

以上のように、本発明に係るパケット転送制御装置は、複数の入力ポートのそれぞれから出力ポートに転送されるパケットの廃棄判定処理を行うことが可能であり、受信ポートと送信ポートとの間のパケットの転送制御を行うパケット転送制御装置や、複数の受信ポート及び送信ポートを有しパケットスイッチングを行うパケットスイッチング装置などとして有用である。

本発明の第１の実施の形態におけるパケット転送制御装置の構成を示すブロック図本発明の第２の実施の形態におけるパケット転送制御装置のパケット収容手段の構成を示すブロック図本発明の第２の実施の形態における、ある時刻における各データ格納手段２０８ｗ〜２０８ｚに格納されているデータ量の状況を示す模式図従来のパケット転送制御装置の構成例を示すブロック図

符号の説明

１０ａ〜１０ｄ、４０１入力ポート
２０ａ〜２０ｄ、４０２出力ポート
１０１ａ〜１０１ｄ、２０１受信手段
１０２ａ〜１０２ｄ送信手段
１０３ａ〜１０３ｄ、２０３パケット収容手段
１０４、２０４選択手段
１０５ａ〜１０５ｄデータ格納手段
１０６ａ〜１０６ｄ廃棄判定手段
１１０ａ〜１１０ｄパケット振り分け手段
２０５書き込み手段
２０６読み出し手段
２０７ｗ〜２０７ｚ個別廃棄判定手段
２０８ｗ〜２０８ｚデータ格納手段
２０９統合廃棄判定手段
４０３スイッチ・アダプタ
４０４コントローラ
４０５輻輳コントローラ
４０６データ・パケット・アクセス・コントローラ
４０７入力キュー
４０８入力バッファ
４０９スイッチ

Claims

複数の入力ポートから供給されるパケットを少なくとも１つ以上の出力ポートに転送するパケット転送制御装置であって、
前記複数の入力ポートのそれぞれと接続し、前記複数の入力ポートのそれぞれからパケットを受信する複数の受信手段と、
前記少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれと接続し、前記少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれに対して前記パケットを送出する少なくとも１つ以上の送信手段と、
前記複数の受信手段のそれぞれと接続し、前記出力ポートが２つ以上存在する場合には、前記パケットが出力されるべき出力ポートと接続する前記送信手段に対して、前記複数の受信手段のそれぞれから供給される前記パケットを適切に送出する複数のパケット振り分け手段とを有し、
前記送信手段は、
前記複数の受信手段のそれぞれと接続し、前記複数の受信手段のそれぞれから供給される複数のデータ収容手段と、
前記複数のデータ収容手段のいずれか１つを選択して、前記選択されたデータ収容手段に格納されているパケットを、接続する出力ポートに出力させる選択手段とを、
有し、
前記データ収容手段は、
前記受信手段から供給されるパケットを格納するデータ格納手段と、
前記データ格納手段で格納されているパケットの収容データ量に基づいて、前記受信手段から供給されるパケットを前記データ格納手段に格納するか廃棄するかを決定する廃棄判定手段とを、
有するパケット転送制御装置。
前記廃棄判定手段が、前記パケットの収容データ量に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている請求項１に記載のパケット転送制御装置。
前記廃棄判定手段が、前記パケットの収容データ量及び前記パケットの種別に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている請求項１に記載のパケット転送制御装置。
複数の入力ポートから供給されるパケットを少なくとも１つ以上の出力ポートに転送するパケット転送制御装置であって、
前記複数の入力ポートのそれぞれと接続し、前記複数の入力ポートのそれぞれからパケットを受信する複数の受信手段と、
前記少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれと接続し、前記少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれに対して前記パケットを送出する少なくとも１つ以上の送信手段と、
前記複数の受信手段のそれぞれと接続し、前記出力ポートが２つ以上存在する場合には、前記パケットが出力されるべき出力ポートと接続する前記送信手段に対して、前記複数の受信手段のそれぞれから供給される前記パケットを適切に送出する複数のパケット振り分け手段とを有し、
前記送信手段は、
前記複数の受信手段のそれぞれと接続し、前記複数の受信手段のそれぞれから供給される複数のデータ収容手段と、
前記複数のデータ収容手段のいずれか１つを選択して、前記選択されたデータ収容手段に格納されているパケットを前記出力ポートに出力させる選択手段とを、
有し、
前記データ収容手段は、
前記受信手段から供給されるパケットを格納する複数のデータ格納手段と、
前記受信手段から供給されるパケットを前記複数のデータ格納手段のそれぞれに選択的に供給するデータ書き込み手段と、
前記複数のデータ格納手段のそれぞれで格納されているパケットの収容データ量の総量に基づいて、前記データ書き込み手段から供給されるパケットを前記データ格納手段に格納するか廃棄するかを決定する統合廃棄判定手段と、
前記複数のデータ格納手段のいずれか１つを選択して、前記選択されたデータ格納手段に格納されているパケットを、前記選択手段からの指示に基づいて前記出力ポートに出力させるデータ読み出し手段とを、
有するパケット転送制御装置。
前記統合廃棄判定手段が、前記パケットの収容データ量の総量に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている請求項４に記載のパケット転送制御装置。
前記統合廃棄判定手段が、前記パケットの収容データ量の総量及び前記パケットの種別に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている請求項４に記載のパケット転送制御装置。
複数の入力ポートから供給されるパケットを少なくとも１つ以上の出力ポートに転送するパケット転送制御装置であって、
前記複数の入力ポートのそれぞれと接続し、前記複数の入力ポートのそれぞれからパケットを受信する複数の受信手段と、
前記少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれと接続し、前記少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれに対して前記パケットを送出する少なくとも１つ以上の送信手段と、
前記複数の受信手段のそれぞれと接続し、前記出力ポートが２つ以上存在する場合には、前記パケットが出力されるべき出力ポートと接続する前記送信手段に対して、前記複数の受信手段のそれぞれから供給される前記パケットを適切に送出する複数のパケット振り分け手段とを有し、
前記送信手段は、
前記複数の受信手段のそれぞれと接続し、前記複数の受信手段のそれぞれから供給される複数のデータ収容手段と、
前記複数のデータ収容手段のいずれか１つを選択して、前記選択されたデータ収容手段に格納されているパケットを前記出力ポートに出力させる選択手段とを、
有し、
前記データ収容手段は、
前記受信手段から供給されるパケットを格納する複数のデータ格納手段と、
前記受信手段から供給されるパケットを前記複数のデータ格納手段のそれぞれに選択的に供給するデータ書き込み手段と、
前記複数のデータ格納手段のそれぞれと対応し、前記複数のデータ格納手段のそれぞれで格納されているパケットの収容データ量に基づいて、前記データ書き込み手段から供給されるパケットを前記データ格納手段に格納するか廃棄するかを決定する複数の個別廃棄判定手段と、
前記複数のデータ格納手段のいずれか１つを選択して、前記選択されたデータ格納手段に格納されているパケットを、前記選択手段からの指示に基づいて前記出力ポートに出力させるデータ読み出し手段とを、
有するパケット転送制御装置。
前記個別廃棄判定手段が、前記パケットの収容データ量に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている請求項７に記載のパケット転送制御装置。
前記個別廃棄判定手段が、前記パケットの収容データ量及び前記パケットの種別に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている請求項７に記載のパケット転送制御装置。
複数の入力ポートから供給されるパケットを少なくとも１つ以上の出力ポートに転送するパケット転送制御装置であって、
前記複数の入力ポートのそれぞれと接続し、前記複数の入力ポートのそれぞれからパケットを受信する複数の受信手段と、
前記少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれと接続し、前記少なくとも１つ以上の出力ポートのそれぞれに対して前記パケットを送出する少なくとも１つ以上の送信手段と、
前記複数の受信手段のそれぞれと接続し、前記出力ポートが２つ以上存在する場合には、前記パケットが出力されるべき出力ポートと接続する前記送信手段に対して、前記複数の受信手段のそれぞれから供給される前記パケットを適切に送出する複数のパケット振り分け手段とを有し、
前記送信手段は、
前記複数の受信手段のそれぞれと接続し、前記複数の受信手段のそれぞれから供給される複数のデータ収容手段と、
前記複数のデータ収容手段のいずれか１つを選択して、前記選択されたデータ収容手段に格納されているパケットを前記出力ポートに出力させる選択手段とを、
有し、
前記データ収容手段は、
前記受信手段から供給されるパケットを格納する複数のデータ格納手段と、
前記受信手段から供給されるパケットを前記複数のデータ格納手段のそれぞれに選択的に供給するデータ書き込み手段と、
前記複数のデータ格納手段のそれぞれで格納されているパケットの収容データ量の総量に基づいて、前記データ書き込み手段から供給されるパケットを前記データ格納手段に格納するか廃棄するかを決定する統合廃棄判定手段と、
前記複数のデータ格納手段のそれぞれと対応し、前記複数のデータ格納手段のそれぞれで格納されているパケットの収容データ量に基づいて、前記データ書き込み手段から供給されるパケットを前記データ格納手段に格納するか廃棄するかを決定する複数の個別廃棄判定手段と、
前記複数のデータ格納手段のいずれか１つを選択して、前記選択されたデータ格納手段に格納されているパケットを、前記選択手段からの指示に基づいて前記出力ポートに出力させるデータ読み出し手段とを、
有するパケット転送制御装置。
前記統合廃棄判定手段が、前記パケットの収容データ量の総量に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行い、前記個別廃棄判定手段が、前記パケットの収容データ量に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている請求項１０に記載のパケット転送制御装置。
前記統合廃棄判定手段が、前記パケットの収容データ量の総量及び前記パケットの種別に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行い、前記個別廃棄判定手段が、前記パケットの収容データ量及び前記パケットの種別に基づいて、ＲＥＤ方式による廃棄判定を行うよう構成されている請求項１０に記載のパケット転送制御装置。