JP2008148170A - 流量制御装置及びそれに用いる長期滞在パケット廃棄方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 容易にある基準にしたがってパケットの廃棄を行うことが可能な流量制御装置を提供する。
【解決手段】 流量制御装置1は、バッファの保持するパケット量がバッファの保持できるパケット量の80%を超えていれば、分岐部11からパケットが送られていたクラスBのバッファ14から、集約部12にパケットを転送するクラスBのバッファ15への転送をやめ、クラスBのバッファ14から集約部12にパケットを転送するようにする。流量制御装置1は、クラスBのバッファ15から集約部12へのパケットの転送をやめ、クラスBのバッファ15が保持していたパケットを廃棄する。クラスBのバッファ15は、パケットを廃棄すると、次からのパケットをクラスBのバッファ14へ転送するようにする。
【選択図】 図1
【解決手段】 流量制御装置1は、バッファの保持するパケット量がバッファの保持できるパケット量の80%を超えていれば、分岐部11からパケットが送られていたクラスBのバッファ14から、集約部12にパケットを転送するクラスBのバッファ15への転送をやめ、クラスBのバッファ14から集約部12にパケットを転送するようにする。流量制御装置1は、クラスBのバッファ15から集約部12へのパケットの転送をやめ、クラスBのバッファ15が保持していたパケットを廃棄する。クラスBのバッファ15は、パケットを廃棄すると、次からのパケットをクラスBのバッファ14へ転送するようにする。
【選択図】 図1
Description
本発明は流量制御装置及びそれに用いる長期滞在パケット廃棄方法に関し、特にDiffServ(Differentiated Service)を用いて流量制御を実現している装置に関する。
従来、上記のDiffServを用いて流量制御を実現している装置(以下、流量制御装置とする)は、図6に示すように、分岐部51と、集約部52と、クラスA(Class−A)のバッファ53と、クラスB(Class−B)のバッファ54と、クラスC(Class−C)のバッファ55と、・・・、クラスZ(Class−Z)のバッファ56とから構成される流量制御装置5がある。尚、DiffServはQoS(Quality of Service)の手法の一つである。
分岐部51は、転送されてきたパケットに対してクラス分けを行い、そのクラス分けによって決まったクラスのバッファにパケットを転送する。集約部52は、クラスの優先順位に応じてクラス毎のバッファからパケットを転送する。
クラスAのバッファ53は、分岐部51においてクラスAとしてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。クラスBのバッファ54は、分岐部51においてクラスBとしてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。
クラスCのバッファ55は、分岐部51においてクラスCとしてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。それ以降、クラスD、クラスEと続き、クラスZのバッファ56は分岐部51においてクラスZとしてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。
上記のように、パケットバッファをクラス毎に設け、パケットデータをそれらのパケットバッファに一時的に保持する方法としては、以下の特許文献1に記載された技術がある。
特開2002−237840号公報
しかしながら、上述した従来のDiffServを用いたQoSでは、輻輳が発生することがあるため、新しく到着したパケットがバッファに入りきれずに破棄されるというテイルドロップを防ぐことができないという問題がある。
テイルドロップでは、バッファが容量の100%に達してリソースを完全に使い果たされるまで、ホストシステムは輻輳を認識しないため、長期間に渡ってバッファが満杯またはほぼ満杯に近い状態で維持されることがあるという問題がある。
従来の手法では、複数のクラスを使用して帯域制限を行っている場合、上位のクラスのパケットの流通が優先されるために、下位のクラスのパケットが滞留するようになる。パケットが長期間装置に滞留し続けた後、帯域に空きが発生して滞留していたパケットを送信しても、送信先ホストが既にパケットを未達とみなして次処理を行っていた場合、受信したパケットは廃棄されて使用されない。
このような長期滞在パケットが送信先ホストで破棄されるだけであるなら、ネットワーク帯域を圧迫するので、流量制御を実現している装置側で破棄すべきであるが、従来の手法では長期滞留したパケットを有効に破棄する方法がない。
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、容易にある基準にしたがってパケットの廃棄を行うことができる流量制御装置及びそれに用いる長期滞在パケット廃棄方法を提供することにある。
本発明による流量制御装置は、QoS(Quality of Service)の手法の一つであるDiffServ(Differentiated Service)を用いて流量制御を実現している流量制御装置であって、
下位のクラスのバッファにパケットが長期滞在することを避けるために前記下位のクラスに対して複数のバッファを設け、前記複数のバッファにて新しく到着したパケットがバッファに入りきれずに破棄されるテイルドロップを防いでいる。
下位のクラスのバッファにパケットが長期滞在することを避けるために前記下位のクラスに対して複数のバッファを設け、前記複数のバッファにて新しく到着したパケットがバッファに入りきれずに破棄されるテイルドロップを防いでいる。
本発明による長期滞在パケット廃棄方法は、QoS(Quality of Service)の手法の一つであるDiffServ(Differentiated Service)を用いて流量制御を実現している流量制御装置に用いる長期滞在パケット廃棄方法であって、
下位のクラスのバッファにパケットが長期滞在することを避けるために前記下位のクラスに設けた複数のバッファを用いて、新しく到着したパケットがバッファに入りきれずに破棄されるテイルドロップを防いでいる。
下位のクラスのバッファにパケットが長期滞在することを避けるために前記下位のクラスに設けた複数のバッファを用いて、新しく到着したパケットがバッファに入りきれずに破棄されるテイルドロップを防いでいる。
すなわち、本発明の流量制御を実現している装置(以下、流量制御装置とする)は、QoS(Quality of Service)の手法の一つであるDiffServ(Differentiated Service)を用いて流量制御を実現している装置において、下位のクラスのバッファにパケットが長期滞在することを避けるために、下位クラスに対して複数のバッファを用意することで、新しく到着したパケットがバッファに入りきれずに破棄されること(テイルドロップ)を防ぐようにしたことを特徴としている。
本発明の流量制御装置では、下位のクラスに対して複数のバッファを用意することで、長期に滞在しているパケットを廃棄し、テイルドロップを防ぐことが可能となる。
本発明の流量制御装置では、クラスBのバッファを2つに分割しているので、廃棄を容易に行うことが可能となる。また、本発明の流量制御装置では、クラスC以下のバッファを、優先度が低いクラスであればあるほどバッファを多く分割しているので、テイルドロップが発生しやすい優先度の低いクラスでは一度に大量のパケットを廃棄せずにすむ。
つまり、本発明の流量制御装置では、一つのクラスにおいて複数のバッファを用意することで、容易にある基準にしたがってパケットの廃棄を行うことが可能となる。
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、容易にある基準にしたがってパケットの廃棄を行うことができるという効果が得られる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施例による流量制御を実現している装置(以下、流量制御装置とする)の構成を示すブロック図である。図1において、流量制御装置1は、DiffServ(Differentiated Service)を用いて流量制御を実現している装置であり、分岐部11と、集約部12と、クラスAのバッファ(Class−A)13と、クラスBのバッファ(Class−B1)14及びバッファ(Class−B2)15と、クラスC以下のバッファ(Class−C1以下)16及びバッファ(Class−C2以下)17とから構成されている。
分岐部11は、転送されてきたパケットに対してクラス分けを行い、そのクラス分けによって決まったクラスのバッファに転送する。集約部12は、クラスの優先順位に応じてクラス毎のバッファからパケットを転送する。
クラスAのバッファ(Class−A)13は、分岐部11においてクラスAとしてクラス分けされ転送されてきたパケットを保持する。バッファ(Class−B1)14及びバッファ(Class−B2)15は、分岐部11においてクラスBとしてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。バッファ(Class−C1以下)16及びバッファ(Class−C2以下)17は、分岐部11においてクラスC以下としてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。
図2は図1に示す流量制御装置1の動作を示すフローチャートである。これら図1及び図2を参照して本発明の一実施例による流量制御装置1の長期滞在パケットの廃棄動作について説明する。尚、図2に示す処理は流量制御装置1の図示せぬCPU(中央処理装置)がプログラムを実行して各部を制御することでも実現可能である。
流量制御装置1は最初に経路の初期値を設定する(図2ステップS1)。この場合、分岐部11ではクラス分け後のパケットをどのバッファに転送するかを決定する。初期経路では、分岐部11が、クラスAのパケットであればクラスAのバッファ(Class−A)13へ、クラスBのパケットであればクラスBのバッファ(Class−B1)14へ、クラスC以下のパケットであればクラスC以下のバッファ(Class−C1以下)16へそれぞれ転送する。
集約部12ではクラス毎にどのバッファからパケットを受取るかを決定する。初期経路では、集約部12が、クラスAのパケットであればクラスAのバッファ(Class−A)13から、クラスBのパケットであればクラスBのバッファ(Class−B2)15から、クラスC以下のパケットであればクラスC以下のバッファ(Class−C2以下)17からパケットを受取る。
その後に、流量制御装置1では、クラスBのバッファ(Class−B1)14からバッファ(Class−B2)15へのパケットの転送、クラスC以下のバッファ(Class−C1以下)16からバッファ(Class−C2以下)17へのパケットの転送をそれぞれ許可し、初期経路を決定する。
流量制御装置1では、次の処理(ステップS3)に移行する前に一定時間が経過するのを待つ(t時間待機)(図2ステップS2)。この場合、分岐部11はパケットが転送されてくると、IP(Internet Protocol)ヘッダ内のIP Precedence、DSCP(Differentiated Service Code Point)及びIEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.1QタグのCoS(Class of Service)等を使用してパケット毎の優先度を定義し、クラス毎のバッファに転送する処理を行う。
流量制御装置1は、バッファの保持するパケット量がバッファの保持できるパケット量の80%を超えていなければ(図2ステップS3)、ステップS2の待機処理に戻る。また、流量制御装置1は、バッファの保持するパケット量がバッファの保持できるパケット量の80%を超えていれば(図2ステップS3)、分岐部11からパケットが送られていたクラスBのバッファ(Class−B1)14から、集約部12にパケットを転送するクラスBのバッファ(Class−B2)15への転送をやめ、クラスBのバッファ(Class−B1)14から集約部12にパケットを転送するようにする(図2ステップS4)。
ここで、バッファの保持するパケット量の閾値として80%としているが、流量制御装置1のパケットの流量によって、上記のバッファの保持するパケット量の閾値を自由に変更してもよい。
流量制御装置1は、クラスBのバッファ(Class−B2)15から集約部12へのパケットの転送をやめ、クラスBのバッファ(Class−B2)15が保持していたパケットを廃棄する(図2ステップS5)。クラスBのバッファ(Class−B2)15は、パケットを廃棄すると、次からのパケットをクラスBのバッファ(Class−B1)14へ転送するようにする。
流量制御装置1は、最後に、分岐部11がパケットをクラスBのバッファ(Class−B2)15へ転送するようにする(図2ステップS6)。つまり、流量制御装置1では、2つのバッファを1つのバッファとして利用し、そのバッファが一定量を超すと、先頭バッファの持つパケットを廃棄し、後尾のバッファの後ろに付くというバッファが前後を交代するというサイクルを繰り返す。尚、この動作はクラスC以下のバッファ(Class−C1以下)16及びバッファ(Class−C2以下)17においても同様に行われる。
このように、本実施例では、クラスBのバッファを2つに分割しているので、パケットの廃棄を容易に行うことができる。また、クラスC以下のバッファは優先度が低いクラスであればあるほどバッファを多く分割しているので、テイルドロップが発生しやすい優先度の低いクラスでは一度に大量のパケットを廃棄せずにすむようにできる。
図3は本発明の他の実施例による流量制御装置の構成の特徴的な部分を示すブロック図である。図3において、本発明の他の実施例では、その基本的構成としては上記の本発明の一実施例と同様であるが、下位のクラスC以下のバッファについてさらに工夫している。
図3を参照すると、図1に示すクラスC以下のバッファ(Class−C1以下)16及びバッファ(Class−C2以下)17に対して工夫した構成が示されている。
図3において、流量制御装置1は、図1のクラスAのバッファの部分を省略し、クラスC以下のバッファについて工夫したDiffServ(Differentiated Service)を用いて流量制御を実現している装置である。
本実施例による分岐部11は、図1の分岐部11においてクラスB以下としてクラス分けされ転送されてきたパケットに対してクラス分けを行い、そのクラス分けによって決まったクラスのバッファに転送する。集約部12は、クラスの優先順位に応じてクラス毎のバッファからパケットを転送する。
クラスBのバッファ(Class−B)21は、分岐部11においてクラスBとしてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。このクラスBのバッファ(Class−B)21は、図1におけるクラスBのバッファ(Class−B1)14またはバッファ(Class−B1)15を示している。
クラスCのバッファ(Class−C1)22及びバッファ(Class−C2)23は、分岐部11においてクラスCとしてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。クラスD以下のバッファ(Class−D1以下)24及びバッファ(Class−D2以下)25は、分岐部11においてクラスD以下としてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。
図3においては、クラスD以下のバッファを図1に示すクラスC以下のバッファと同様な構造としている。以下同様に、図示せぬ下位のクラスE,F,…についても、上記と同様の構成をとることができる。
図4及び図5は本発明の別の実施例による流量制御装置の構成の特徴的な部分を示すブロック図である。図4及び図5において、本発明の他の実施例では、その基本的構成としては上記の本発明の一実施例と同様であるが、バッファの数についてさらに工夫している。図4において、流量制御装置3は、図1のクラスBの部分を細分化したDiffServ(Differentiated Service)を用いて流量制御を実現している装置である。図5において、流量制御装置4は、図1のクラスAの部分を省略したDiffServ(Differentiated Service)を用いて流量制御を実現している装置である。
図4及び図5において、分岐部11は転送されてきたパケットに対してクラス分けを行い、そのクラス分けによって決まったクラスのバッファに転送し、集約部12はクラスの優先順位に応じてクラス毎のバッファからパケットを転送する。
図4において、クラスAのバッファ(Class−A)13は、分岐部11においてクラスAとしてクラス分けされ転送されてきたパケットを保持する。クラスBのバッファ(Class−B1)31、バッファ(Class−B1)32、・・・、バッファ(Class−Bn)33、バッファ(Class−Bm)34は、分岐部11においてクラスBとしてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。
図4において、クラスC以下のバッファ(Class−C1以下)35、バッファ(Class−C2以下)36、バッファ(Class−Cn以下)37、バッファ(Class−Cm以下)38は、分岐部11においてクラスC以下としてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。
上記の構成と同様に、クラスC,D,E,…についても、バッファの数についてさらに工夫した構成をとることができる。
図5において、分岐部11は、図4の分岐部11においてクラスB以下としてクラス分けされ、転送されてきたパケットに対してクラス分けを行い、そのクラス分けによって決まったクラスのバッファに転送する。集約部12は、クラスの優先順位に応じてクラス毎のバッファからパケットを転送する。
図5において、クラスBのバッファ(Class−B)41は、分岐部11においてクラスBとしてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。このクラスBのバッファ(Class−B)41は、図4でのクラスBのバッファ(Class−B1)31、バッファ(Class−B2)32、バッファ(Class−Bn)33、バッファ(Class−Bm)34のことである。
クラスCのバッファ(Class−C1)42、バッファ(Class−C2)43、バッファ(Class−Cn)44、バッファ(Class−Cm)45は、分岐部11においてクラスCとしてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。
クラスD以下のバッファ(Class−D1以下)46、バッファ(Class−D2以下)47、バッファ(Class−Dn以下)48、バッファ(Class−Dm以下)49は、分岐部11においてクラスD以下としてクラス分けされて転送されてきたパケットを保持する。
上記の構成と同様に、クラスD,E,…についても、バッファの数についてさらに工夫した構成をとることができる。
次に、図2に示す長期滞在パケットの廃棄動作と図4とを参照して本発明の別の実施例による流量制御装置3での長期滞在パケットの廃棄動作について説明する。
流量制御装置3は最初に経路の初期値を設定する(図2ステップS1)。この場合、分岐部11ではクラス分け後のパケットをどのバッファに転送するかを決定する。集約部12は、それぞれのクラスのどのバッファからパケットを受取るかを決定する。それぞれのバッファ間をパケットの転送を許可し、初期経路を決定する。
初期経路では、分岐部11が、クラスAのパケットであればクラスAのバッファ(Class−A)13へ、クラスBのパケットであればクラスBのバッファ(Class−B1)31へ、クラスC以下のパケットであればクラスC以下のバッファ(Class−C1以下)35へそれぞれ転送する。
また、初期経路では、集約部12が、クラスAのパケットであればクラスAのバッファ(Class−A)13から、クラスBのパケットであればクラスBのバッファ(Class−Bm)34から、クラスC以下のパケットであればクラスC以下のバッファ(Class−Cm以下)38からパケットを受取る。
その後に、流量制御装置3では、クラスBのバッファ(Class−B1)31、バッファ(Class−B2)32、バッファ(Class−Bn)33、バッファ(Class−Bm)34それぞれの間、クラスC以下のバッファ(Class−C1以下)35、バッファ(Class−C2以下)36、バッファ(Class−Cn以下)37、バッファ(Class−Cm以下)38それぞれの間のパケットの転送を許可し、初期経路を決定する。
流量制御装置3では、次の処理(ステップS3)に移行する前に一定時間が経過するのを待つ(t時間待機)(図2ステップS2)。この場合、分岐部11はパケットが転送されてくると、IPヘッダ内のIP Precedence、DSCP及びIEEE802.1QタグのCoS等を使用してパケット毎の優先度を定義し、クラス毎のバッファに転送する処理を行う。
流量制御装置3は、バッファの保持するパケット量がバッファの保持できるパケット量の80%を超えていなければ(図2ステップS3)、ステップS2の待機処理に戻る。また、流量制御装置2は、バッファの保持するパケット量がバッファの保持できるパケット量の80%を超えていれば(図2ステップS3)、クラスBのバッファ(Class−Bm)34にパケットを転送しかつクラスBのバッファ(Class−Bm)34の一つ前のバッファ(Class−Bm−1)は、集約部12にパケットを転送するクラスBのバッファ(Class−Bm)34への転送をやめ、集約部12にパケットを転送するようにする(図2ステップS4)。
ここで、バッファの保持するパケット量の閾値として80%としているが、流量制御装置3のパケットの流量によって、上記のバッファの保持するパケット量の閾値を自由に変更してもよい。
流量制御装置3は、クラスBのバッファ(Class−Bm)34から集約部12へのパケットの転送をやめ、クラスBのバッファ(Class−Bm)34が保持していたパケットを廃棄する(図2ステップS5)。クラスBのバッファ(Class−Bm)34は、パケットを廃棄すると、次からのパケットをクラスBのバッファ(Class−B1)31へ転送するようにする。
流量制御装置3は、最後に、分岐部11がパケットをクラスBのバッファ(Class−Bm)34へ転送するようにする(図2ステップS6)。つまり、流量制御装置3では、m個のバッファを1つのバッファとして利用し、そのバッファが一定量を超すと、先頭バッファの持つパケットを廃棄し、後尾のバッファの後ろに付くというバッファの交代のサイクルを繰り返す。尚、この動作はクラスC以下のバッファ(Class−C1以下)35、バッファ(Class−C2以下)36、バッファ(Class−Cn以下)37、バッファ(Class−Cm以下)38においても、また図5に示す構成においても、上記と同様に行われる。
このように、本実施例では、一つのクラスがもつバッファの数を増やしているので、一度に廃棄するパケットの量を調節することができるという効果が得られる。
1〜4 流量制御装置
11 分岐部
12 集約部
13 バッファ(Class−A)
14,31 バッファ(Class−B1)
15,32 バッファ(Class−B2)
16,35 バッファ(Class−C1以下)
17,36 バッファ(Class−C2以下)
21,41 バッファ(Class−B)
22,42 バッファ(Class−C1)
23,43 バッファ(Class−C2)
24,46 バッファ(Class−D1以下)
25,47 バッファ(Class−D2以下)
33 バッファ(Class−Bn)
34 バッファ(Class−Bm)
37 バッファ(Class−Cn以下)
38 バッファ(Class−Cm以下)
44 バッファ(Class−Cn)
45 バッファ(Class−Cm)
11 48 バッファ(Class−Dn以下)
49 バッファ(Class−Dm以下)
11 分岐部
12 集約部
13 バッファ(Class−A)
14,31 バッファ(Class−B1)
15,32 バッファ(Class−B2)
16,35 バッファ(Class−C1以下)
17,36 バッファ(Class−C2以下)
21,41 バッファ(Class−B)
22,42 バッファ(Class−C1)
23,43 バッファ(Class−C2)
24,46 バッファ(Class−D1以下)
25,47 バッファ(Class−D2以下)
33 バッファ(Class−Bn)
34 バッファ(Class−Bm)
37 バッファ(Class−Cn以下)
38 バッファ(Class−Cm以下)
44 バッファ(Class−Cn)
45 バッファ(Class−Cm)
11 48 バッファ(Class−Dn以下)
49 バッファ(Class−Dm以下)
Claims (8)
- QoS(Quality of Service)の手法の一つであるDiffServ(Differentiated Service)を用いて流量制御を実現している流量制御装置であって、
下位のクラスのバッファにパケットが長期滞在することを避けるために前記下位のクラスに対して複数のバッファを設け、前記複数のバッファにて新しく到着したパケットがバッファに入りきれずに破棄されるテイルドロップを防ぐことを特徴とする流量制御装置。 - 前記複数のバッファにおいて長期に滞在しているパケットを廃棄し、前記テイルドロップを防ぐことことを特徴とする請求項1記載の流量制御装置。
- 優先度が低い下位のクラスほどバッファを多く分割することを特徴とする請求項1または請求項2記載の流量制御装置。
- 上位のクラスのバッファ及び前記下位のクラスの複数のバッファ各々に前記パケットを分岐する分岐手段と、上位のクラスのバッファ及び前記下位のクラスの複数のバッファ各々から入力されるパケットを外部に送出する集約手段とを含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか記載の流量制御装置。
- QoS(Quality of Service)の手法の一つであるDiffServ(Differentiated Service)を用いて流量制御を実現している流量制御装置に用いる長期滞在パケット廃棄方法であって、
下位のクラスのバッファにパケットが長期滞在することを避けるために前記下位のクラスに設けた複数のバッファを用いて、新しく到着したパケットがバッファに入りきれずに破棄されるテイルドロップを防ぐことを特徴とする長期滞在パケット廃棄方法。 - 前記複数のバッファにおいて長期に滞在しているパケットを廃棄し、前記テイルドロップを防ぐことことを特徴とする請求項5記載の長期滞在パケット廃棄方法。
- 優先度が低い下位のクラスほどバッファを多く分割することを特徴とする請求項5または請求項6記載の長期滞在パケット廃棄方法。
- 前記流量制御装置が、上位のクラスのバッファ及び前記下位のクラスの複数のバッファ各々に前記パケットを分岐する処理と、上位のクラスのバッファ及び前記下位のクラスの複数のバッファ各々から入力されるパケットを外部に送出する処理とを実行することを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか記載の長期滞在パケット廃棄方法。
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