JP2005260430A - 可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送信ポートの物理帯域以上のパケット転送フローが合流する場合、合流する複数フロー間のパケットのデータ量を平均化して平等となることを可能にする。
【解決手段】パケット中継装置に、送信ポート数と同数の個別ポリサを有し、各パケット転送フローに対応する転送対象パケットの流量計数及び流量制限を行うポリサ部と、ポリサ部からそれぞれ転送されるパケット転送フロー対応の転送対象パケットの転送先となる出力キュー部への交換を行うスイッチ部と、スイッチ部からの転送対象パケットを一時的に蓄積する出力キュー部と、自己の出力キュー部に蓄積された転送対象パケットを自己の送信ポートから出力し、自己の出力キュー部のデータ蓄積量を全てのポリサ部の対応フロー番号の個別ポリサに通知して各個別ポリサの流量制限を動的に変更制御する出力制御部を備えることにより、可変ポリシング機能を実現。
【選択図】図１

Description

本発明は、ルータ、交換機及びクロスコネクトスイッチなどのパケットスイッチに適用されるパケット中継装置に関し、特にパケット中継装置の内部で送信ポートの物理帯域以上（厳密には、送信ポート対応の伝送路の物理帯域以上）のフローが集中することによる輻輳状態発生を回避するために、ポリサでのパケットの流量制限を動的に変更制御する可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置に関する。

パケット中継装置の内部におけるフロー集中による輻輳状態発生を回避する一手法としては、出力キュー部が溢れる事前に転送元（例えば、このパケット中継装置の外部）へバックプレッシャー通知を行い、転送元でバッファメモリによる待ち合せまたはパケット廃棄を行うなどの流量制限により、出力キュー部の溢れを引き起こさないようにしている。この流量制限は、バックプレッシャー通知が解除されるまで継続される。また、出力キュー部に蓄積されたパケットは、バックプレッシャー状態とは関係なく、送信ポートから出力され続け、出力キュー部のデータ蓄積量がある程度下がると、バックプレッシャー通知を解除して、転送元のパケット転送を再開させる仕組みである。

他の輻輳回避手法としては、ポリサによる流量制限があり、これは重み付け（優先制御）されたフロー単位にパケットの流量を計数し、予め設定された閾値を超える流量のパケットを廃棄する仕組みである。

出力キュー部に集中する複数フローにおいて、ある特定フローのデータ量（パケット量またはパケットデータ量と記載することもある）は多く、ある特定フローのデータ量は少ない、といった具合にフロー間のデータ量は等しくない。しかし、バックプレッシャーによる流量制限では、出力キュー部が溢れる事前に全ての転送元にバックプレッシャー通知を行い、全ての転送元は該当出力キュー部へのパケット転送を中断する仕組みであるので、フロー間で見ると、自フローのデータ量が少ない反面、他フローのデータ量が多いがゆえにバックプレッシャーが働き、データ量の少ない自フローまでパケット転送が中断され、フロー間での転送データ量に不公平が生じる。

また、各フローには、重み付け（優先度）が存在するため、前述のバックプレッシャーの仕組みでは、転送元の該当フローを中断し、最悪はパケット廃棄を伴うことになり、フローの重み付けに関係なく実行されるため、重み付けの高いフローの品質（ＱｏＳ：Quality of Service）が保障できない。

従来のポリサによる流量制限では、出力キュー部の蓄積状態とは関係無く、フローの重み付け毎に流量を制限するために、該当出力キュー部への合流総和が送信ポートの物理帯域以上になると、出力キュー部の溢れが生じ、重み付けの高いフローが影響を受けてＱｏＳが保障できない。

また、該当出力キュー部への合流総和を送信ポートの物理帯域と同じ設定にすると、あるフローが無通信または少パケット量であるとき、その分の帯域が使われず、有効活用できない。

上述したバックプレッシャー及びポリサの組み合せにおいては、ポリサでフローの重み付けに沿った流量制限を行ってもバックプレッシャー状態になると、重み付けとは関係なく中断または廃棄を伴い、ＱｏＳが保障できない。
特許第２６３９３３５号公報 特許第２８８８３７６号公報 特開２００２−３４４５００号公報

本発明の課題は、送信ポートの物理帯域以上のパケット転送フローが合流する場合、合流する複数フロー間のパケットのデータ量を平均化して平等となることを可能にする手法（技術）を提供することにある。

本発明の他の課題は、送信ポートの物理帯域以上のパケット転送フローが合流する場合、重み付けの高いパケット転送フローの品質（ＱｏＳ）を保障する手法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置は、複数の受信ポート及び複数の送信ポートを有し、判定したフロー番号に基づいて、前記受信ポートのいずれかから入力された転送対象パケットを前記送信ポートのいずれかから出力するパケット中継装置であって；
前記各受信ポートと前記各送信ポートとの間にポリサ部、スイッチ部、出力キュー部及び出力制御部を備え；
前記スイッチ部を前記全受信ポート及び前記全送信ポートに対して共通配置し；
前記ポリサ部は、前記送信ポート数と同数の個別ポリサを有し、各パケット転送フローに対応する前記転送対象パケットの流量計数及び流量制限を行い；
前記スイッチ部は、前記ポリサ部からそれぞれ転送される前記パケット転送フロー対応の前記転送対象パケットの転送先となる前記出力キュー部への交換を行い；
前記出力キュー部は、前記スイッチ部からの前記転送対象パケットを一時的に蓄積し；
前記出力制御部は、自己の前記出力キュー部に蓄積された前記転送対象パケットを自己の前記送信ポートから出力し、前記自己の出力キュー部のデータ蓄積量を全ての前記ポリサ部の対応フロー番号の前記個別ポリサに通知して前記各個別ポリサの流量制限を動的に変更制御する。

この構成を採るパケット中継装置において、前記各ポリサ部は、前記各個別ポリサを構成するフロー番号毎の透過設定部、透過演算部及び流量計数部を備えるとともに、全てのフロー番号に共通の廃棄制御部を備え；
前記透過設定部は、自己のフロー番号に対応するパケット転送フローの最大透過パケットデータ量を予め保持し；
前記透過演算部は、自己のフロー番号に対応するパケット転送フローに対して、前記透過設定部からの前記最大透過パケットデータ量と、対応の前記出力制御部からの前記出力キュー部のデータ蓄積量のフィードバック信号と、前記流量計数部からの透過流量とに基づいて、前記転送対象パケットの透過または廃棄を判定し；
前記流量計数部は、透過となったパケット転送フローのパケットデータ量を計数し、計数したパケットデータ量を前記透過演算部に通知し；
前記廃棄制御部は、前記各透過演算部からの廃棄または透過の判定通知に対して、廃棄の場合はそのパケット転送フローのパケットデータを削除し、透過の場合はパケットデータを前記スイッチ部に転送する。

また、前記透過演算部は、前記最大透過パケットデータ量と前記透過流量とを比較して、前記透過流量が前記最大透過パケットデータ量を上回るときは廃棄、また前記透過流量が前記最大透過パケットデータ量を下回るときは透過と判定する。

また、前記透過演算部は、前記出力制御部からフィードバックされた前記データ蓄積量を基に、前記最大透過パケットデータ量の設定値に対して逆比例的に透過パケットデータ量を見直して廃棄または透過の判定に含める。

さらに、前記各送信ポートに対応する前記各出力キュー部に複数の細分化した個別出力キューを設けて、扱うフロー数を全ての細分化個別出力キュー数分に拡張し；
予め定められたスケジュールアルゴリズムに則って、前記各出力キュー部に存在する前記細分化個別出力キューの内のアクティブな細分化個別出力キューから前記転送対象パケットを取り出して対応の前記送信ポートから出力可能にするスケジューラ部を前記各受信ポートと前記各送信ポートとの間に更に有し；
前記各ポリサ部は、扱うフロー数の拡張に伴い、複数の細分化した個別ポリサを有し；
前記出力制御部は、前記スケジューラ部と連携して、前記複数の細分化個別出力キューを有する構成に拡張された前記出力キュー部に対して前記転送対象パケットの送信順を変える優先制御を行う。

本発明によれば、各出力キュー部のデータ蓄積量を全てのポリサ部にフィードバックし、各出力キュー部のデータ蓄積量とは逆比例的に各ポリサ部でそのパケット転送フローのパケット流量制限を変更することにより、送信ポートの物理帯域以上のパケット転送フローが合流する場合、パケットデータ量を多く転送したフローからポリサ部での流量制限が作用するため、合流する複数フロー間のパケットデータ量が平均化されて平等となる。

また、本発明によれば、パケット転送フローの重み付け（優先度）毎に対応する複数の個別出力キューのデータ蓄積量を全てのポリサ部にフィードバックし、重み付け毎に対応する複数の個別出力キューのデータ蓄積量とは逆比例的にポリサ部でその重み付けに対応するパケット転送フローのパケット流量制限を変更することにより、送信ポートの物理帯域以上のパケット転送フローが合流する場合、重み付けの低いフローからポリサ部での流量制限が作用するため、重み付けの高いパケット転送フローのＱｏＳが保障できる。また、転送元が異なる同じ重み付けのフロー間においては、同様にパケットデータ量が平均化されて平等となる。

本発明の他の課題、特徴及び利点は、図面及び併記の特許請求の範囲とともに取り上げられる際に、以下に記載される明細書を読むことにより明らかになるであろう。

以下、添付図面を参照して、本発明について更に詳細に説明する。図面には本発明の好ましい実施形態が示されている。しかし、本発明は、多くの異なる形態で実施されることが可能であり、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されてはならない。むしろ、これらの実施形態は、本明細書の開示が徹底的かつ完全となり、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるように提供される。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態における可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態におけるパケット中継装置の構成図を示す。図２は図１におけるポリサ部の詳細構成を示す。図３は図２における透過演算部の詳細構成を示す。なお、各図における構成要素の表記は「部」を省略している。

図１から図３を併せ参照すると、ルータ、交換機及びクロスコネクトスイッチなどのパケットスイッチに適用されるパケット中継装置１０は、入力伝送路にそれぞれ接続される複数（＃０〜＃Ｎ）の受信ポートと、出力伝送路にそれぞれ接続される複数（＃０〜＃Ｎ）の送信ポートとを備える。各受信ポートと各送信ポートとの間には、パケット識別部１、経路検索部２、フロー判定部３、ポリサ部４、スイッチ部５、出力キュー部６、及び出力制御部７が設けられている。スイッチ部５は全受信ポート及び全送信ポートに対して共通配置されている。

このパケット中継装置１０において、パケット識別部１は、自己の受信ポートを通して入力されたパケットの受信ポート番号と、入力パケットデータのヘッダ（Ｌ２（レイヤ２）／Ｌ３（レイヤ３）ヘッダなど）の情報とに基づいて、パケットの種別を判定する。経路検索部２は、パケット識別部１の処理結果と、入力パケットデータのＬ２／Ｌ３宛先（送信先）アドレスとを検索キーにして転送先となる送信ポートを求める。

フロー判定部３は、パケット識別部１の処理結果と、経路検索部２の処理結果とを基にある（ここでは、自己の）受信ポートからある送信ポートへのパケット転送フローを推定する。ポリサ部４は、フロー判定部３の処理結果を基にパケット転送フローに対応するパケットの流量計数及び流量制限を行う。

スイッチ部５は、各々のポリサ部４から転送されるパケット転送フローの転送先となる出力キュー部６への交換を行う。出力キュー部６は転送（転送対象）パケットを蓄積する。出力制御部７は、出力キュー部６に蓄積されたパケットを送信ポートから出力するとともに、自己の出力キュー部６のデータ蓄積量を全てのポリサ部４に常時通知する。

一層詳述すると、パケット中継装置１０におけるパケット識別部１は、入力パケットのパケットデータのＬ２／Ｌ３ヘッダなどの中継処理要素を解析することで、プロトコル（例えば、ＨＴＴＰ：Hyper Text Transfer Protocol，ＦＴＰ：File Transfer Protocol）などの識別を行い、経路検索部２に当該パケットとそれに付随する処理結果とを転送する。

経路検索部２は、パケット識別部１から転送されたパケット及びパケット識別処理結果により、Ｌ２／Ｌ３の宛先アドレスを検索キーに転送先となる送信ポートをテーブル検索して求める。経路検索部２は、当該パケットとそれに付随するパケット識別処理結果とに求めた転送先の送信ポートを含めてフロー判定部３に転送する。

フロー判定部３は、経路検索部２から転送されるパケット、パケット識別処理結果、及び宛先検索処理結果により、予め設定されたカテゴライズ情報（グルーピング情報）を基にフロー番号を求める。フロー判定部３は、当該パケット及び付随する前処理結果に求めたフロー番号を含めてポリサ部４に転送する。この例では、出力キュー部６と送信ポートとが１対１の関係であるので、フロー判定部３が扱うフロー数は、転送先の送信ポート数分となる。したがって、フロー判定部３でのフロー番号の決定は、転送先の送信ポート番号と同じにする。

図２に詳細を示すように、ポリサ部４は、フロー判定部３で求めたフロー番号（＃０〜＃Ｎ）毎に対応する透過設定部４−１、透過演算部４−２、及び流量計数部４−３を備えるとともに、全てのパケット転送フローに共通の１つの廃棄制御部４−４を備える。

ポリサ部４における透過設定部４−１は、自己のフロー番号に対応するパケット転送フローの最大透過パケットデータ量（転送量）を予め設定・保持する。この設定値により、パケット中継装置１０の内部において、自己の受信ポートからある送信ポートへのパケッ
ト転送フローのパケットデータ量を意図的に操作できる。

透過演算部４−２は、自己のフロー番号に対応するパケット転送フローに対して、透過設定部４−１からの最大透過パケットデータ量と、対応の出力制御部７からの出力キュー部６のデータ蓄積量のフィードバック（蓄積量フィードバック信号）と、流量計数部４−３からの透過（通過）流量とをパラメータに演算して、透過または廃棄を判定する。この判定結果は、廃棄制御部４−４へ通知される。

具体的な演算方法としては、透過演算部４−２は、最大透過パケットデータ量と透過流量とを比較して、透過流量が最大透過パケットデータ量を上回るときは廃棄、また透過流量が最大透過パケットデータ量を下回るときは透過と判定する。加えて、透過演算部４−２は、フィードバックされた蓄積量を基に最大透過パケットデータ量の設定値よりも、逆比例的に透過パケットデータ量を見直して廃棄または透過の判定に含める。

透過パケットデータ量の見直しのアルゴリズムは、システムのポリシーに合わせて各種方法で実現できる。図３に詳細を示すように、ポリサ部４の透過演算部４−２は、透過設定部４−１からの最大透過パケットデータ量と、対応の出力制御部７からの出力キュー部６の蓄積量フィードバック信号とを基に、透過閾値決定部４−２−１で透過閾値を決定し、透過量決定部４−２−２に通知する。

具体的には、透過閾値決定部４−２−１は、最大透過パケットデータ量が１００Ｍｂｐｓであるとき、蓄積量フィードバック信号より出力キュー部６の残容量割合（％）を求め、最大透過パケットデータ量に残容量割合を掛けたものを透過閾値とする。例えば、残容量割合が５０％の場合、透過閾値は５０Ｍｂｐｓとなる。

透過量決定部４−２−２は、透過閾値決定部４−２−１からの透過閾値と、流量計数部４−３からの透過流量とを基に、透過閾値から透過流量を減算して、現在の透過量を決定し、透過判定部４−２−３に通知する。例えば、透過閾値を５０Ｍｂｐｓ、透過流量を２０Ｍｂｐｓとした場合、透過量は３０Ｍｂｐｓとなる。

透過判定部４−２−３は、透過量決定部４−２−２からの現在の透過量と、フロー判定部３からの転送パケットのパケットデータ量とを基に、現在の透過量とパケットデータ量とを比較して、現在の透過量よりパケットデータ量が下回ると、廃棄制御部４−４に透過通知を行う。一方、透過判定部４−２−３は、現在の透過量よりパケットデータ量が上回ると、廃棄制御部４−４に廃棄通知を行う。例えば、現在の通過量が３０Ｍｂｐｓ、パケットデータ量が２０Ｍｂｐｓである場合は透過となり、現在の通過量が３０Ｍｂｐｓ、パケットデータ量が４０Ｍｂｐｓである場合は廃棄となる。

ポリサ部４における流量計数部４−３は、透過となったパケット転送フローのパケットデータ量を計数し、ある一定時間の経過とともに減算する。流量計数部４−３は計数したパケットデータ量を透過流量として透過演算部４−２に通知する。廃棄制御部４−４は、各々の透過演算部４−２からの廃棄または透過の判定通知に対して、廃棄の場合はそのパケット転送フローのパケットデータを削除し、透過の場合はパケットデータをスイッチ部５に転送する。

スイッチ部５は、各ポリサ部４より転送されるパケット及びその付随された処理結果の一つであるフロー番号とを基に、転送先となる出力キュー部６にパケットを転送する。

出力制御部７は、スイッチ部５より転送されるパケットを出力キュー部６のバッファメモリとしての出力キュー（個別出力キュー）に一旦蓄積後、送信ポートの物理帯域（厳密
には、送信ポート対応の伝送路の物理帯域）に合わせて出力キューより、パケットを取り出して送信ポートから出力する。また、出力制御部７は、全てのポリサ部４における対応の個別ポリサに出力キューのデータ蓄積量を常時通知する。すなわち、出力制御部７は、出力キュー部６の書込みアドレス及び読出しアドレスを管理し、スイッチ部５から転送されてきたパケットを出力キュー部６に書込み制御する。また、出力制御部７は、送信ポートの物理帯域に合わせて、出力キュー部６からパケットの読出し制御を行い、送信ポートからパケットを送信する。さらに、出力制御部７は、常に、出力キュー部６に対する書込みアドレスと読出しアドレスとの差分から、出力キューのデータ蓄積量を求め、求めた蓄積量を全てのポリサ部４の対応フロー番号の個別ポリサにフィードバック通知する。

上述した第１の実施の形態のパケット中継装置においては、各出力キュー部のデータ蓄積量を全てのポリサ部にフィードバックし、各出力キュー部のデータ蓄積量とは逆比例的に各ポリサ部でそのパケット転送フローのパケット流量制限を変更している。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態における可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置について説明する。

図４は本発明の第２の実施の形態におけるパケット中継装置の構成図を示す。図５は図４におけるポリサ部の詳細構成を示す。図６及び図７は第２の実施の形態におけるパケットフォーマット例及びフロー番号例を説明するための図である。なお、各図における構成要素の表記は「部」を省略している。

図４から図７を併せ参照すると、パケット中継装置１０は、入力伝送路にそれぞれ接続される複数（＃０〜＃Ｎ）の受信ポートと、出力伝送路にそれぞれ接続される複数（＃０〜＃Ｎ）の送信ポートとを備える。各受信ポートと各送信ポートとの間には、パケット識別部１、経路検索部２、フロー判定部３、ポリサ部４、スイッチ部５、出力キュー部６、出力制御部７、及びスケジューラ部８が設けられている。スイッチ部５は全受信ポート及び全送信ポートに対して共通配置されている。

このパケット中継装置１０においては、上述した第１の実施の形態のパケット中継装置１０に対して、フロー判定部３、ポリサ部４、出力キュー部６、及び出力制御部７を拡張変更し、スケジューラ部７を追加した構成である。

上述した第１の実施の形態のパケット中継装置１０においては、扱うパケット転送フロー数は転送先の送信ポート数分だったが、この第２の実施の形態のパケット中継装置１０では、各送信ポートに対応する各出力キュー部６に複数の出力キュー（個別出力キュー）を設けているので、扱うフロー数を全ての出力キュー数分に拡張している。

スケジューラ部８は、出力制御部７と協働し、予め定められたスケジュールアルゴリズムに則って、出力キュー部６に存在する複数の個別出力キュー（＃０−０〜＃０−Ｍ・・・＃Ｎ−０〜＃Ｎ−Ｍ）の内のアクティブな個別出力キューから、パケットを取り出して送信ポートから出力可能にする。このスケジュールアルゴリズムとしては、ＰＱ（Priority Queuing）及びＷＦＱ（Weighted Fair Queuing）などを利用することができる。

フロー判定部３は、扱うフロー数の拡張に伴い、転送先が同じ送信ポートであっても、更にパケット識別部１及び経路検索部２の処理結果により、パケット転送フローの重み付けの細分化が可能である。重み付けの細分化としては、後に詳述するように、ＶＬＡＮ ＴａｇのＰｒｉｏｒｉｔｙフィールド、ＩＰｖ４ヘッダのＴｏＳフィールドなどから、任意にマッピングすることができ、フロー番号が決定できる。

ポリサ部４は、扱うフロー数の拡張に伴い、フロー判定部３で求めたフロー番号（＃０−０〜＃０−Ｍ・・・＃Ｎ−０〜＃Ｎ−Ｍ）毎に対応する透過設定部４−１、透過演算部４−２、及び流量計数部４−３を拡張したものである。このポリサ部４において、各透過演算部４−２の詳細構成は上述した図３と同一である。また、このポリサ部４の振舞としては、上述の動作と同じであり、パケット転送フローの重み付けに沿って流量制限ができる。

出力制御部７は、スケジューラ部８と連携して、複数の個別出力キューを持つ構成に拡張された出力キュー部６に対してパケットの送信順を変える優先制御を行う。

一層詳述すると、出力制御部７は、出力キュー部６の複数の個別出力キューに対する書込みアドレス及び読出しアドレスを管理し、スイッチ部５から転送されてきたパケットを対応の個別出力キューに書込む制御を行う。このとき、出力制御部７は、複数の個別出力キューの中から書込み対象の個別出力キューを選択する必要があり、フロー判定部３におけるパケットに付随する処理結果（フロー番号）を基に判定する。出力制御部７は、所定の個別出力キューへのパケットの書込み制御を完了すると、スケジューラ部８に完了通知を行う。

また、スケジューラ部８は、アクティブな複数の個別出力キューの中から、送信対象の個別出力キューを選択して、出力制御部７に通知する。この通知を受けた出力制御部７は、その個別出力キューからのパケット読出し制御を行い、送信ポートからパケットを送信する。更に、出力制御部７は、常に複数の個別出力キューの書込みアドレス及び読出しアドレスの差分から、全ての個別出力キューの蓄積量を求め、求めた蓄積量を全てのポリサ部４の対応ポリサ番号の個別ポリサにフィードバック通知する。

ここで、パケットの識別及びこの識別結果によるフロー判定の具体例について説明する。図６に詳細を示すように、Ｌ２レイヤはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）形式、Ｌ３レイヤはＩＰ（Internet Protocol）をスタックしたパケットフォーマット例である。Ｌ２レ
イヤでの代表的なパケット識別としては、ＴＹＰＥ値が「０ｘ０８００」のとき、Ｌ３ＰＤＵ（Protocol Data Unit）にスタックされているプロトコルはＩＰパケットと判定する。Ｌ３レイヤでの代表的なパケット識別としては、ＴＯＳ（Type of Service）フィール
ドがあり、ＲＦＣ７９１の定義をシステム要件に合わせて解析を行い、優先順位（優先権）を求める。ここでは、出力キュー部の構成は優先制御に基づくスケジューリングで送信する仕組みとし、優先順位が出力キュー番号を意味する。フロー判定では、前述で求めた出力キュー番号（優先順位）と、経路検索で求めた送信ポート番号との組み合せをフロー番号として対応のパケットに付随させる。

続いて、図７を参照して、重み付けの細分化の具体例について説明する。ＩＰ（Ｌ３）ヘッダのＴＯＳフィールドによる重み付けは、ＲＦＣ７９１定義に沿って、システム要件に合わせて、優先順位（重み付け）を決定してフロー番号を生成する。ＶＬＡＮ ＴａｇのＵｓｅｒ Ｐｒｉｏｒｉｔｙフィールド（３ビット）をＩＥＥＥ８０２．１Ｐ定義に沿って、システム要件に合わせて、解析を行い、優先順位（重み付け）を求める。

ここでは、個別出力キューの構成は優先制御に基づくスケジューリングで送信する仕組みとし、優先順位が出力キュー番号を意味する。フロー判定では、求めた出力キュー番号（優先順位）と、経路検索で求めた送信ポート番号との組み合せをフロー番号として当該パケットに付随させる。

上述した第２の実施の形態のパケット中継装置においては、パケット転送フローの重み
付け（優先度）毎に対応する複数の個別出力キューのデータ蓄積量を全てのポリサ部にフィードバックし、重み付け毎に対応する複数の個別出力キューのデータ蓄積量とは逆比例的にポリサ部でその重み付けに対応するパケット転送フローのパケット流量制限を変更している。

［変形例］
上述した各実施の形態における処理はコンピュータで実行可能なプログラムとして提供され、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどの記録媒体、さらには通信回線を経て提供可能である。また、上述した各実施の形態における各処理はその任意の複数または全てを選択し組合せて実施することもできる。

［その他］
（付記１） 複数の受信ポート及び複数の送信ポートを有し、判定したフロー番号に基づいて、前記受信ポートのいずれかから入力された転送対象パケットを前記送信ポートのいずれかから出力するパケット中継装置であって；
前記各受信ポートと前記各送信ポートとの間にポリサ部、スイッチ部、出力キュー部及び出力制御部を備え；
前記スイッチ部を前記全受信ポート及び前記全送信ポートに対して共通配置し；
前記ポリサ部は、前記送信ポート数と同数の個別ポリサを有し、各パケット転送フローに対応する前記転送対象パケットの流量計数及び流量制限を行い；
前記スイッチ部は、前記ポリサ部からそれぞれ転送される前記パケット転送フロー対応の前記転送対象パケットの転送先となる前記出力キュー部への交換を行い；
前記出力キュー部は、前記スイッチ部からの前記転送対象パケットを一時的に蓄積し；
前記出力制御部は、自己の前記出力キュー部に蓄積された前記転送対象パケットを自己の前記送信ポートから出力し、前記自己の出力キュー部のデータ蓄積量を全ての前記ポリサ部の対応フロー番号の前記個別ポリサに通知して前記各個別ポリサの流量制限を動的に変更制御する
可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置（１）。

（付記２） 前記各ポリサ部は、前記各個別ポリサを構成するフロー番号毎の透過設定部、透過演算部及び流量計数部を備えるとともに、全てのフロー番号に共通の廃棄制御部を備え；
前記透過設定部は、自己のフロー番号に対応するパケット転送フローの最大透過パケットデータ量を予め保持し；
前記透過演算部は、自己のフロー番号に対応するパケット転送フローに対して、前記透過設定部からの前記最大透過パケットデータ量と、対応の前記出力制御部からの前記出力キュー部のデータ蓄積量のフィードバック信号と、前記流量計数部からの透過流量とに基づいて、前記転送対象パケットの透過または廃棄を判定し；
前記流量計数部は、透過となったパケット転送フローのパケットデータ量を計数し、計数したパケットデータ量を前記透過演算部に通知し；
前記廃棄制御部は、前記各透過演算部からの廃棄または透過の判定通知に対して、廃棄の場合はそのパケット転送フローのパケットデータを削除し、透過の場合はパケットデータを前記スイッチ部に転送する
付記１記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置（２）。

（付記３） 前記透過演算部は、前記最大透過パケットデータ量と前記透過流量とを比較して、前記透過流量が前記最大透過パケットデータ量を上回るときは廃棄、また前記透過流量が前記最大透過パケットデータ量を下回るときは透過と判定する
付記２記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置（３）。

（付記４） 前記透過演算部は、前記出力制御部からフィードバックされた前記データ蓄積量を基に、前記最大透過パケットデータ量の設定値に対して逆比例的に透過パケットデータ量を見直して廃棄または透過の判定に含める
付記３記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置（４）。

（付記５） 前記透過演算部は、前記透過設定部からの前記最大透過パケットデータ量と、対応の前記出力制御部からの前記出力キュー部の前記データ蓄積量のフィードバック信号とを基に、透過閾値を決定する透過閾値決定部を有する
付記２記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置。

（付記６） 前記透過閾値決定部は、前記フィードバック信号より前記出力キュー部の残容量割合を求め、前記最大透過パケットデータ量に前記残容量割合を掛けて前記透過閾値とする
付記５記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置。

（付記７） 前記透過演算部は、前記透過閾値決定部からの前記透過閾値と、前記流量計数部からの前記透過流量とを基に、前記透過閾値から前記透過流量を減算して現在の透過量を決定する透過量決定部を更に有する
付記５記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置。

（付記８） 前記透過演算部は、前記透過量決定部からの前記現在の透過量と、前記フロー判定部からの前記転送対象パケットのパケットデータ量とを比較して、前記現在の透過量より前記パケットデータ量が下回るときは、前記廃棄制御部に透過通知を行い、前記現在の透過量より前記パケットデータ量が上回るときは、前記廃棄制御部に廃棄通知を行う透過判定部を更に有する
付記７記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置。

（付記９） 前記各送信ポートに対応する前記各出力キュー部に複数の細分化した個別出力キューを設けて、扱うフロー数を全ての細分化個別出力キュー数分に拡張し；
予め定められたスケジュールアルゴリズムに則って、前記各出力キュー部に存在する前記細分化個別出力キューの内のアクティブな細分化個別出力キューから前記転送対象パケットを取り出して対応の前記送信ポートから出力可能にするスケジューラ部を前記各受信ポートと前記各送信ポートとの間に更に有し；
前記各ポリサ部は、扱うフロー数の拡張に伴い、複数の細分化した個別ポリサを有し；
前記出力制御部は、前記スケジューラ部と連携して、前記複数の細分化個別出力キューを有する構成に拡張された前記出力キュー部に対して前記転送対象パケットの送信順を変える優先制御を行う
付記１記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置（５）。

本発明の第１の実施の形態におけるパケット中継装置の構成を示すブロック図である。 図１におけるポリサ部の詳細構成を示すブロック図である。 図２における透過演算部の詳細構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態におけるパケット中継装置の構成を示すブロック図である。 図４におけるポリサ部の詳細構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態におけるパケットフォーマット例及びフロー番号例を説明するための図である。 第２の実施の形態におけるパケットフォーマット（ＶＬＡＮ Ｔａｇフォーマット）例及びフロー番号例を説明するための図である。

符号の説明

１ パケット識別部
２ 経路検索部
３ フロー判定部
４ ポリサ部
４−１ 透過設定部
４−２ 透過演算部
４−３ 流量計数部
４−４ 廃棄制御部
４２１ 透過閾値決定部
４２２ 透過量決定部
４２３ 透過判定部
５ スイッチ部
６ 出力キュー部
７ 出力制御部
８ スケジューラ

Claims (5)

1. 複数の受信ポート及び複数の送信ポートを有し、判定したフロー番号に基づいて、前記受信ポートのいずれかから入力された転送対象パケットを前記送信ポートのいずれかから出力するパケット中継装置であって；
   前記各受信ポートと前記各送信ポートとの間にポリサ部、スイッチ部、出力キュー部及び出力制御部を備え；
   前記スイッチ部を前記全受信ポート及び前記全送信ポートに対して共通配置し；
   前記ポリサ部は、前記送信ポート数と同数の個別ポリサを有し、各パケット転送フローに対応する前記転送対象パケットの流量計数及び流量制限を行い；
   前記スイッチ部は、前記ポリサ部からそれぞれ転送される前記パケット転送フロー対応の前記転送対象パケットの転送先となる前記出力キュー部への交換を行い；
   前記出力キュー部は、前記スイッチ部からの前記転送対象パケットを一時的に蓄積し；
   前記出力制御部は、自己の前記出力キュー部に蓄積された前記転送対象パケットを自己の前記送信ポートから出力し、前記自己の出力キュー部のデータ蓄積量を全ての前記ポリサ部の対応フロー番号の前記個別ポリサに通知して前記各個別ポリサの流量制限を動的に変更制御する
   可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置。
2. 前記各ポリサ部は、前記各個別ポリサを構成するフロー番号毎の透過設定部、透過演算部及び流量計数部を備えるとともに、全てのフロー番号に共通の廃棄制御部を備え；
   前記透過設定部は、自己のフロー番号に対応するパケット転送フローの最大透過パケットデータ量を予め保持し；
   前記透過演算部は、自己のフロー番号に対応するパケット転送フローに対して、前記透過設定部からの前記最大透過パケットデータ量と、対応の前記出力制御部からの前記出力キュー部のデータ蓄積量のフィードバック信号と、前記流量計数部からの透過流量とに基づいて、前記転送対象パケットの透過または廃棄を判定し；
   前記流量計数部は、透過となったパケット転送フローのパケットデータ量を計数し、計数したパケットデータ量を前記透過演算部に通知し；
   前記廃棄制御部は、前記各透過演算部からの廃棄または透過の判定通知に対して、廃棄の場合はそのパケット転送フローのパケットデータを削除し、透過の場合はパケットデータを前記スイッチ部に転送する
   請求項１記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置。
3. 前記透過演算部は、前記最大透過パケットデータ量と前記透過流量とを比較して、前記透過流量が前記最大透過パケットデータ量を上回るときは廃棄、また前記透過流量が前記最大透過パケットデータ量を下回るときは透過と判定する
   請求項２記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置。
4. 前記透過演算部は、前記出力制御部からフィードバックされた前記データ蓄積量を基に、前記最大透過パケットデータ量の設定値に対して逆比例的に透過パケットデータ量を見直して廃棄または透過の判定に含める
   請求項３記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置。
5. 前記各送信ポートに対応する前記各出力キュー部に複数の細分化した個別出力キューを設けて、扱うフロー数を全ての細分化個別出力キュー数分に拡張し；
   予め定められたスケジュールアルゴリズムに則って、前記各出力キュー部に存在する前記細分化個別出力キューの内のアクティブな細分化個別出力キューから前記転送対象パケットを取り出して対応の前記送信ポートから出力可能にするスケジューラ部を前記各受信ポートと前記各送信ポートとの間に更に有し；
   前記各ポリサ部は、扱うフロー数の拡張に伴い、複数の細分化した個別ポリサを有し；
   前記出力制御部は、前記スケジューラ部と連携して、前記複数の細分化個別出力キューを有する構成に拡張された前記出力キュー部に対して前記転送対象パケットの送信順を変える優先制御を行う
   請求項１記載の可変ポリシング制御機能を有するパケット中継装置。

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