JP2015005946A - パケット転送処理装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】書き込み帯域幅不足に起因する、受信パケットの連鎖的な廃棄の発生を抑制する。【解決手段】書き込み優先判定部30Aが、第1の網NW1の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定し、書き込み優先制御部30Bが、書き込み優先判定部30Aで優先要と判定された場合、パケットバッファBUFにおける全アクセス帯域幅のうち、パケットバッファBUFからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、パケットバッファBUFに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する。【選択図】 図1
Description
本発明は、パケット通信技術に関し、特にアクセス網を集線してコアネットワークに接続するルータやスイッチなどのパケット転送処理装置において、受信パケットをバッファに一時蓄積するためのバッファ制御技術に関する。
ルータやスイッチなどのパケット転送処理装置は、アクセス網を集線してコアネットワークと接続する位置に設置された場合、ユーザ装置が接続されるアクセス網側からパケットを受信するインバウンド(Inbound)処理と、アクセス網側にパケットを送信するアウトバウンド(Outbound)処理とを行う。
図8は、従来のパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
このパケット転送処理装置50には、図8に示すように、インバウンド処理に用いる主な機能部として、レジスタファイル51、セレクタ52、データ書き込み部53、パケットバッファBUF、およびデータ読み出し部54が設けられている。
このパケット転送処理装置50には、図8に示すように、インバウンド処理に用いる主な機能部として、レジスタファイル51、セレクタ52、データ書き込み部53、パケットバッファBUF、およびデータ読み出し部54が設けられている。
レジスタファイル51は、アクセス網などからなる第1の網NW1からの回線ごとに設けられて、これら回線からパケットをそれぞれ受信して自己の内部レジスタに保持する機能を有している。
セレクタ52は、レジスタファイル51から読み出されたパケットを選択する機能を有している。
データ書き込み部53は、セレクタ52で選択されたパケットを、パケットバッファBUFの書き込みポートPWへ入力する機能を有している。
セレクタ52は、レジスタファイル51から読み出されたパケットを選択する機能を有している。
データ書き込み部53は、セレクタ52で選択されたパケットを、パケットバッファBUFの書き込みポートPWへ入力する機能を有している。
パケットバッファBUFは、書き込みポートPWと読み出しポートPRを有するデュアルポート型のSRAMからなり、書き込み指示に応じて、SRAMのうち書き込みアドレス情報で指定された記憶領域に、書き込みポートPWに入力されたデータ書き込み部53からのパケットを書き込む機能と、読み出し指示に応じて、SRAMのうち読み出しアドレス情報で指定された記憶領域から、パケットを読み出して読み出しポートPRからデータ読み出し部54へ出力する機能とを有している。
データ読み出し部54は、パケットバッファBUFから読み出されたパケットを第2の網NW2へ送信する機能を有している。
データ読み出し部54は、パケットバッファBUFから読み出されたパケットを第2の網NW2へ送信する機能を有している。
また、このパケット転送処理装置50には、図8に示すように、インバウンド処理におけるパケットバッファBUFのアクセス制御に用いる主な機能部として、FIFO管理部61、読み出し/選択制御部62、書き込み制御部63、読み出し制御部64、およびアドレス制御部65が設けられている。
FIFO管理部61は、各レジスタファイル51に書き込まれたアドレス情報とパケットの量を管理する機能を有している。
読み出し/選択制御部62は、FIFO管理部61から出力されたアドレス情報とパケットの量に応じて、レジスタファイル51に保管されているパケットの読み出しをレジスタファイル51に指示するとともに、廃棄を含めたパケットの選択をセレクタ52へ指示する機能と、セレクタ52で選択されたパケットのアドレス情報および書き込み指示を書き込み制御部63へ出力する機能とを有している。
読み出し/選択制御部62は、FIFO管理部61から出力されたアドレス情報とパケットの量に応じて、レジスタファイル51に保管されているパケットの読み出しをレジスタファイル51に指示するとともに、廃棄を含めたパケットの選択をセレクタ52へ指示する機能と、セレクタ52で選択されたパケットのアドレス情報および書き込み指示を書き込み制御部63へ出力する機能とを有している。
書き込み制御部63は、読み出し/選択制御部62から出力されたアドレス情報をアドレス制御部65へ出力する機能と、読み出し/選択制御部62から出力された書き込み指示をパケットバッファBUFへ出力する機能を有している。
読み出し制御部64は、パケットバッファBUFから読み出すパケットのアドレス情報をアドレス制御部65へ出力する機能と、当該パケットの読み出し指示をパケットバッファBUFへ出力する機能とを有している。
読み出し制御部64は、パケットバッファBUFから読み出すパケットのアドレス情報をアドレス制御部65へ出力する機能と、当該パケットの読み出し指示をパケットバッファBUFへ出力する機能とを有している。
アドレス制御部65は、書き込み制御部63から出力されたアドレス情報を、パケットバッファBUFに書き込むパケットの書き込みアドレスとしてパケットバッファBUFへ出力する機能と、読み出し制御部64から出力されたアドレス情報を、パケットバッファBUFから読み出すパケットの読み出しアドレスとしてパケットバッファBUFへ出力する機能とを有している。
したがって、図8に示す従来のパケット転送処理装置10において、第1の網NW1から受信したパケットをパケットバッファBUFへ書き込む際、FIFO管理部61で管理している各レジスタファイル51のパケットの量に基づいて、読み出し/選択制御部62が書き込むべきパケットを選択し、読み出し/選択制御部62から出力された当該パケットの格納場所を示すアドレス情報と書き込み指示に基づいて、書き込み制御部63とアドレス制御部65が、パケットバッファBUFのアクセス制御を実行して、当該パケットの書き込みを行う。
また、パケットバッファBUFからパケットを読み出して第2の網NW2へ送信する際、読み出し制御部64から出力された読み出すべきパケットの格納場所を示すアドレス情報と読み出し指示に基づいて、読み出し制御部64とアドレス制御部65が、パケットバッファBUFのアクセス制御を実行して、当該パケットの読み出しを行う。
しかしながら、このような従来技術では、通常、パケット転送処理性能に対して集約効率を上げるため、アクセス網などからなる第1の網NW1からの回線を多重しており、パケット転送処理性能に対して過剰な割り当てとなっている。このため、これら回線から同時に書き込み処理の限界となる書き込み帯域幅を越える受信パケットが到着した場合、パケットバッファBUFへの書き込み処理が追いつかず、受信パケットの廃棄が発生する。
このとき、パケットバッファBUFへの書き込み帯域幅をフルに使用しながら、受信パケットを廃棄するため、パケットバッファBUFの状態によらず、各回線からの受信パケットが連鎖的に廃棄されてしまい、結果としてパケット転送性能に劣化が生じるという問題点があった。
このとき、パケットバッファBUFへの書き込み帯域幅をフルに使用しながら、受信パケットを廃棄するため、パケットバッファBUFの状態によらず、各回線からの受信パケットが連鎖的に廃棄されてしまい、結果としてパケット転送性能に劣化が生じるという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、書き込み帯域幅不足に起因する、受信パケットの連鎖的な廃棄の発生を抑制できるバッファ制御技術を提供することを目的としている。
このような目的を達成するために、本発明にかかるパケット転送処理装置は、第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置であって、前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するセレクタと、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出し部と、前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定部と、前記書き込み優先判定部で優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御部とを備えている。
また、本発明にかかる上記パケット転送装置の一構成例は、前記書き込み優先制御部が、前記書き込み優先判定部で前記優先要と判定された場合、前記読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行するようにしたものである。
また、本発明にかかる上記パケット転送装置の一構成例は、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち前記書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し/選択制御部とをさらに備えている。
また、本発明にかかる上記パケット転送装置の一構成例は、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部とをさらに備えている。
また、本発明にかかる他のパケット転送装置は、第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置であって、前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するセレクタと、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出し部と、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し/選択制御部とを備えている。
また、本発明にかかる他のパケット転送装置は、第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置であって、前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するセレクタと、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出し部と、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部とを備えている。
また、本発明にかかるパケット転送方法は、第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するステップと、データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出しステップと、書き込み優先判定部が、前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定ステップと、書き込み優先制御部が、前記書き込み優先判定ステップで優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御ステップとを備えている。
また、本発明にかかる上記パケット転送処理方法の一構成例は、前記書き込み優先制御ステップが、前記書き込み優先判定ステップで前記優先要と判定された場合、前記読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行するようにしたものである。
また、本発明にかかる他のパケット転送処理方法は、第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するステップと、データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出しステップと、バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、読み出し/選択制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し/選択制御ステップとを備えている。
また、本発明にかかる他のパケット転送処理方法は、第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するステップと、データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出しステップと、バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、書き込み制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御ステップと、読み出し制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御ステップとを備えている。
本発明によれば、受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することが可能となる。これにより、結果としてパケット転送性能を良好に維持することができる。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるパケット転送処理装置10について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるパケット転送処理装置10について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
このパケット転送処理装置10は、アクセス網などの第1の網NW1からの複数の回線を集線して、コアネットワークなどの第2の網NW2と接続する、ルータやスイッチなどのパケット転送処理装置であり、ユーザ装置が接続されるアクセス網側からパケットを受信するインバウンド(Inbound)処理を行う機能と、アクセス網側にパケットを送信するアウトバウンド(Outbound)処理を行う機能とを有している。
前述したように、パケット転送処理装置10のインバウンド処理において、受信したパケットを一時的に蓄積するパケットバッファにおける書き込み帯域幅が不足した場合、受信パケットの連鎖的廃棄が発生する。したがって、書き込み帯域幅の不足が発生した場合には、その書き込み帯域幅を拡張すれば、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
本実施の形態は、パケットバッファの全アクセス帯域幅は、パケットの書き込み用として割り当てられている書き込み帯域幅と、パケットの読み出し用として割り当てられている読み出し帯域幅とから構成されていることに着目し、書き込み帯域幅の不足が発生した場合には、パケットバッファの全アクセス帯域幅のうち、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅の割当率を増大させるようにしたものである。より具体的には、パケットの受信レートを常時監視しておき、受信レートがしきい値を越えた場合には、パケットバッファにおける書き込み帯域幅の割当率を増大させるようにしたものである。
図1に示すように、パケット転送処理装置10には、インバウンド処理に用いる主な機能部として、レジスタファイル11、セレクタ12、データ書き込み部13、パケットバッファBUF、およびデータ読み出し部14が設けられている。
レジスタファイル11は、アクセス網などからなる第1の網NW1からの回線ごとに設けられて、これら回線からパケットをそれぞれ受信して自己の内部レジスタに保持する機能を有している。
セレクタ12は、レジスタファイル11から読み出されたパケットを選択する機能を有している。
データ書き込み部13は、セレクタ12で選択されたパケットを、データバスDBを介してパケットバッファBUFのポートPへ入力する機能を有している。
セレクタ12は、レジスタファイル11から読み出されたパケットを選択する機能を有している。
データ書き込み部13は、セレクタ12で選択されたパケットを、データバスDBを介してパケットバッファBUFのポートPへ入力する機能を有している。
パケットバッファBUFは、書き込み/読み出し兼用のポートPを有するシングルポート型のSRAMからなり、書き込み指示に応じて、SRAMのうち書き込みアドレス情報で指定された記憶領域に、ポートPに入力されたデータ書き込み部13からのパケットを書き込む機能と、読み出し指示に応じて、SRAMのうち読み出しアドレス情報で指定された記憶領域から、パケットを読み出してポートPからデータ読み出し部14へ出力する機能とを有している。
データ読み出し部14は、パケットバッファBUFに蓄積されているパケットを、ポートPからデータバスDBを介して読み出して、第2の網NW2へ送信する機能を有している。
データ読み出し部14は、パケットバッファBUFに蓄積されているパケットを、ポートPからデータバスDBを介して読み出して、第2の網NW2へ送信する機能を有している。
また、このパケット転送処理装置10には、図1に示すように、インバウンド処理におけるパケットバッファBUFのアクセス制御に用いる主な機能部として、FIFO管理部21、読み出し/選択制御部22、書き込み制御部23、読み出し制御部24、およびアドレス制御部25が設けられている。
FIFO管理部21は、各レジスタファイル11に書き込まれたアドレス情報とパケットの量を管理する機能を有している。
読み出し/選択制御部22は、FIFO管理部21から出力されたアドレス情報とパケットの量に応じて、レジスタファイル11に保管されているパケットの読み出しをレジスタファイル11に指示するとともに、廃棄を含めたパケットの選択をセレクタ12へ指示する機能と、セレクタ12で選択されたパケットのアドレス情報および書き込み指示を、後述の書き込み優先制御部30Bへ出力する機能とを有している。
読み出し/選択制御部22は、FIFO管理部21から出力されたアドレス情報とパケットの量に応じて、レジスタファイル11に保管されているパケットの読み出しをレジスタファイル11に指示するとともに、廃棄を含めたパケットの選択をセレクタ12へ指示する機能と、セレクタ12で選択されたパケットのアドレス情報および書き込み指示を、後述の書き込み優先制御部30Bへ出力する機能とを有している。
書き込み制御部23は、書き込み優先制御部30Bからのアドレス情報をアドレス制御部25へ出力する機能と、入力された書き込み指示をパケットバッファBUFへ出力する機能を有している。
読み出し制御部24は、パケットバッファBUFから読み出すパケットのアドレス情報をアドレス制御部25へ出力する機能と、当該パケットの読み出し指示をパケットバッファBUFへ出力する機能とを有している。
読み出し制御部24は、パケットバッファBUFから読み出すパケットのアドレス情報をアドレス制御部25へ出力する機能と、当該パケットの読み出し指示をパケットバッファBUFへ出力する機能とを有している。
アドレス制御部25は、書き込み制御部23から出力されたアドレス情報を、パケットバッファBUFに書き込むパケットの書き込みアドレスとしてパケットバッファBUFへ出力する機能と、読み出し制御部24から出力されたアドレス情報を、パケットバッファBUFから読み出すパケットの読み出しアドレスとしてパケットバッファBUFへ出力する機能とを有している。
本実施の形態は、このようなインバウンド処理に用いる構成として、書き込み優先判定部30Aと、書き込み優先制御部30Bとを設けたものである。
書き込み優先判定部30Aは、第1の網NW1の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する機能とを有している。
書き込み優先判定部30Aは、第1の網NW1の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する機能とを有している。
書き込み優先制御部30Bは、書き込み優先判定部30Aで優先要と判定された場合、パケットバッファBUFにおける全アクセス帯域幅のうち、パケットバッファBUFからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、パケットバッファBUFに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、パケットバッファBUFにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する機能を有している。
書き込み優先判定部30Aには、主な機能部として、受信パケット計数部31、受信パケット集計部32、受信レート計算部33、および受信レート比較部34が設けられている。
また、書き込み優先制御部30Bには、主な機能部として、転送制御部35とアクセス制御部36が設けられている。
また、書き込み優先制御部30Bには、主な機能部として、転送制御部35とアクセス制御部36が設けられている。
受信パケット計数部31は、第1の網NW1からの回線ごとに設けられて、当該回線からキャプチャした受信パケットを計数する機能を有している。
受信パケット集計部32は、受信パケット計数部31で得られた計数結果を集計する機能を有している。
受信レート計算部33は、受信パケット集計部32で得られた集計結果に基づき、これら全回線の受信パケットに関する受信レートを計算する機能を有している。
受信パケット集計部32は、受信パケット計数部31で得られた計数結果を集計する機能を有している。
受信レート計算部33は、受信パケット集計部32で得られた集計結果に基づき、これら全回線の受信パケットに関する受信レートを計算する機能を有している。
受信レート比較部34は、受信レート計算部33で得られた受信レートと、予め設定されている書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、この比較結果に応じて、パケットバッファBUFにおける書き込み優先動作の要否を判定する機能を有している。受信レートが受信レートしきい値を越えた場合には、書き込み優先判定結果として、読み出し動作に対して書き込み動作の優先が必要であることを示す優先要を出力し、受信レートが受信レートしきい値以下の場合には、書き込み動作の優先が不要であることを示す優先不要を出力する。
転送制御部35は、パケットバッファBUFに対してパケットを書き込む際、読み出し/選択制御部22に対してレジスタファイル11からのパケット読み出しを許可する読み出し許可信号を出力する機能と、受信レート比較部34からの書き込み優先判定結果に応じて、読み出し許可信号の出力間隔を変更する機能と、読み出し/選択制御部22からのアドレス情報および書き込み指示を、書き込み制御部23へ出力する機能とを有している。
本実施の形態では、パケットバッファBUFに対する書き込み帯域幅と読み出し帯域幅との割当率を切り替えることにより、パケットバッファBUFでの書き込み優先制御を行っている。例えば、書き込み優先判定結果が優先要を示す場合には、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅を100%とするとともに読み出し帯域幅を0%とし、優先不要を示す場合には、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅を50%とするとともに読み出し帯域幅を50%とする場合、転送制御部35は、優先要の場合は、優先不要の場合の半分の間隔で読み出し許可信号を出力することになる。
アクセス制御部36は、書き込み制御部23に対してパケットバッファBUFへのパケットの書き込みを許可する書き込み許可を出力する機能と、書き込み制御部23からの書き込み要求に応じて、パケットバッファBUFへパケットの書き込み指示を出力する機能と、読み出し制御部24に対してパケットバッファBUFからのパケットの読み出しを許可する読み出し許可を出力する機能と、読み出し制御部24からの読み出し要求に応じて、パケットバッファBUFへパケットの読み出し指示を出力する機能と、受信レート比較部34からの書き込み優先判定結果に応じて、書き込み許可と読み出し許可を出力する割合を変更する機能とを有している。
前述した例によれば、アクセス制御部36は、書き込み優先判定結果が優先要を示す場合、書き込み許可のみを出力して読み出し許可の出力を停止し、優先不要を示す場合、書き込み許可と読み出し許可の出力を同じ割合とする。
[第1の実施の形態の動作]
次に、図1および図2を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置10の動作について説明する。図2は、第1の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の書き込み優先制御を示すタイミングチャートである。
次に、図1および図2を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置10の動作について説明する。図2は、第1の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の書き込み優先制御を示すタイミングチャートである。
この例では、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅を200Gbpsとし、書き込み優先判定結果が優先要を示す場合には、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅WWを100%(=200Gbps)とするとともに読み出し帯域幅RWを0%とし、優先不要を示す場合には、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅WWを50%(=100Gbps)とするとともに読み出し帯域幅RWを50%(=100Gbps)とする。また、受信レートしきい値RRthを80Gbpsとする。
第1の網NW1からの回線から到着したパケットのパケット数は、周期的に、受信パケット計数部31で回線ごとに計数され、受信パケット集計部32で集計される。受信レート計算部33は、この集計結果に基づき、これら全回線の受信パケットに関する受信レートRRを計算し、受信レート比較部34は、この受信レートRRと予め設定されている受信レートしきい値RRthとを比較し、パケットバッファBUFにおける書き込み優先動作の要否を判定する。
図2の時刻T0より前において、受信レートRRが受信レートしきい値RRth以下であるため、書き込み優先判定結果は優先不要を示している。このため、パケットバッファBUFには、全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅WWとして50%(=100Gbps)が割り当てられ、読み出し帯域幅として50%(=100Gbps)が割り当てられることになる。
したがって、転送制御部35は、書き込み帯域幅100Gbpsに応じた間隔で、読み出し/選択制御部22に対して読み出し許可信号を出力し、これに応じたタイミングでレジスタファイル11からパケットが読み出され、セレクタ12を介してデータ書き込み部13へ出力される。
また、これらパケットの読み出しに合わせて読み出し/選択制御部22から出力されたアドレス情報および書き込み指示が、転送制御部35を介して書き込み制御部23へ通知される。
また、これらパケットの読み出しに合わせて読み出し/選択制御部22から出力されたアドレス情報および書き込み指示が、転送制御部35を介して書き込み制御部23へ通知される。
一方、アクセス制御部36は、書き込み帯域幅100Gbpsに応じた間隔で、書き込み制御部23に書き込み許可を通知するとともに、読み出し帯域幅100Gbpsに応じた間隔で、読み出し制御部24に読み出し許可を通知する。
これにより、書き込み制御部23は、アクセス制御部36からの書き込み許可に応じて、転送制御部35からのアドレス情報をアドレス制御部25へ通知するとともに、書き込み要求をアクセス制御部36へ通知する。
これにより、書き込み制御部23は、アクセス制御部36からの書き込み許可に応じて、転送制御部35からのアドレス情報をアドレス制御部25へ通知するとともに、書き込み要求をアクセス制御部36へ通知する。
したがって、データ書き込み部13からパケットバッファBUFのポートPへ出力されたパケットが、アクセス制御部36からの書き込み指示に応じて、アドレス制御部25からのアドレス情報に応じた記憶領域に書き込まれる。
この後、時刻T0において、受信レートRRが受信レートしきい値RRthを越えた場合、書き込み優先判定結果が優先要に切り替えられる。このため、パケットバッファBUFには、全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅WWとして100%(=200Gbps)が割り当てられ、読み出し帯域幅として0%が割り当てられることになる。
したがって、転送制御部35は、書き込み帯域幅200Gbpsに応じた間隔で、読み出し/選択制御部22に対して読み出し許可信号を出力する。
一方、アクセス制御部36は、書き込み帯域幅200Gbpsに応じた間隔で、書き込み制御部23に書き込み許可を通知するとともに、読み出し制御部24に対する読み出し許可の通知を停止する。
これにより、パケットバッファBUFでは、読み出し動作が行われず、書き込み動作のみが優先して行われる。
一方、アクセス制御部36は、書き込み帯域幅200Gbpsに応じた間隔で、書き込み制御部23に書き込み許可を通知するとともに、読み出し制御部24に対する読み出し許可の通知を停止する。
これにより、パケットバッファBUFでは、読み出し動作が行われず、書き込み動作のみが優先して行われる。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、時刻T0以降、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が減っているとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後の時刻T1〜T2に亘って受信レートRRが100Gbpsを越えても、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。なお、書き込み帯域幅WWを増大させない場合、WWを越えた図2の斜線部分に相当するパケットが破棄されることになり、連鎖的廃棄の発生原因となる。
この後、時刻T3に、 受信レートRRが受信レートしきい値RRth以下となった場合、書き込み優先判定結果が優先不要に切り替えられる。このため、パケットバッファBUFには、時刻T0以前と同様に、全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅WWとして50%(=100Gbps)が割り当てられ、読み出し帯域幅として50%(=100Gbps)が割り当てられることになる。
これにより、パケットバッファBUFに蓄積されたパケットが順次読み出されることになる。
これにより、パケットバッファBUFに蓄積されたパケットが順次読み出されることになる。
[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、書き込み優先判定部30Aが、第1の網NW1の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定し、書き込み優先制御部30Bが、書き込み優先判定部30Aで優先要と判定された場合、パケットバッファBUFにおける全アクセス帯域幅のうち、パケットバッファBUFからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、パケットバッファBUFに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、パケットバッファBUFにおけるパケット書き込み動作を優先して実行するようにしたものである。
このように、本実施の形態は、書き込み優先判定部30Aが、第1の網NW1の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定し、書き込み優先制御部30Bが、書き込み優先判定部30Aで優先要と判定された場合、パケットバッファBUFにおける全アクセス帯域幅のうち、パケットバッファBUFからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、パケットバッファBUFに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、パケットバッファBUFにおけるパケット書き込み動作を優先して実行するようにしたものである。
これにより、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファBUFにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
また、本実施の形態において、書き込み優先制御部30Bが、書き込み優先判定部30Aで優先要と判定された場合、読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行するようにしてもよい。これにより、極めて迅速にレジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量を低減させることができるとともに、書き込み帯域幅を最大とすることができ、その後に受信レートが大幅に増大しても、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
また、本実施の形態において、受信レートしきい値RRthは、書き込み帯域幅WWと同じ値でも一定の効果を得ることができるが、受信レートしきい値RRthを書き込み帯域幅WWより小さい値に設定することにより、受信レートRRが書き込み帯域幅WWに達する前に、予めレジスタファイル11内のパケットを、パケットバッファBUFに書き込むことができる。これにより、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を、より効果的に抑制することができる。
[第2の実施の形態]
次に、図3を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかるパケット転送処理装置10について説明する。図3は、第2の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
次に、図3を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかるパケット転送処理装置10について説明する。図3は、第2の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
第1の実施の形態では、パケットの受信レートに基づく判定に応じて、パケットバッファBUFに対するパケット書き込み動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合を例として説明した。本実施の形態では、パケットバッファBUFのバッファ蓄積量に基づく判定に応じて、レジスタファイル11内のパケット廃棄動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合について説明する。
図3に示すように、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置10において、バッファ蓄積量検出部40は、パケットバッファBUFでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファBUFにおけるバッファ蓄積量を検出する機能を有している。
このバッファ蓄積量検出部40には、主な機能部として、書き込みパケット計数部41、読み出しパケット計数部42、および差分パケット数計算部43が設けられている。
このバッファ蓄積量検出部40には、主な機能部として、書き込みパケット計数部41、読み出しパケット計数部42、および差分パケット数計算部43が設けられている。
書き込みパケット計数部41は、データ書き込み部13または書き込み制御部23からの処理信号に基づいて、パケットバッファBUFに対して書き込まれたパケットの数を計数する機能を有している。
読み出しパケット計数部42は、データ読み出し部14または読み出し制御部24からの処理信号に基づいて、パケットバッファBUFから読み出されたパケットの数を計数する機能を有している。
読み出しパケット計数部42は、データ読み出し部14または読み出し制御部24からの処理信号に基づいて、パケットバッファBUFから読み出されたパケットの数を計数する機能を有している。
差分パケット数計算部43は、書き込みパケット計数部41で計数された書き込みパケット数と、読み出しパケット計数部42で計数された読み出しパケット数との差分を計算することにより、パケットバッファBUFにおけるバッファ蓄積量を検出する機能を有している。
読み出し/選択制御部22は、バッファ蓄積量検出部40で検出されたバッファ蓄積量と、レジスタファイル11におけるパケット保持量とを比較することにより、レジスタファイル11に保持されているパケットのうち書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットをパケットバッファBUFへ蓄積可能か否か判定する機能と、蓄積可能な場合にはレジスタファイル11から余剰パケットを読み出してセレクタ12からデータ書き込み部13へ選択出力する機能と、蓄積不可能な場合にはレジスタファイル11から余剰パケットを読み出してセレクタ12で廃棄する機能とを有している。
パケットバッファBUFは、書き込み用のポートPWと読み出し用のポートPRとを別個に有するデュアルポート型のSRAMからなる。
データ書き込み部13は、セレクタ12で選択されたパケットを、データバスDBを介してパケットバッファBUFの書き込みポートPWへ入力する機能を有している。
データ読み出し部14は、パケットバッファBUFに蓄積されているパケットを、ポートPRからデータバスDBを介して読み出して、第2の網NW2へ送信する機能を有している。
なお、本実施の形態にかかるその他の機能部については、前述した第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
データ書き込み部13は、セレクタ12で選択されたパケットを、データバスDBを介してパケットバッファBUFの書き込みポートPWへ入力する機能を有している。
データ読み出し部14は、パケットバッファBUFに蓄積されているパケットを、ポートPRからデータバスDBを介して読み出して、第2の網NW2へ送信する機能を有している。
なお、本実施の形態にかかるその他の機能部については、前述した第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
[第2の実施の形態の動作]
次に、図3を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置10の動作について説明する。
バッファ蓄積量検出部40は、周期的に、パケットバッファBUFでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファBUFにおけるバッファ蓄積量を検出している。
次に、図3を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置10の動作について説明する。
バッファ蓄積量検出部40は、周期的に、パケットバッファBUFでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファBUFにおけるバッファ蓄積量を検出している。
読み出し/選択制御部22は、バッファ蓄積量検出部40でバッファ蓄積量が検出されるごとに、そのバッファ蓄積量とレジスタファイル11におけるパケット保持量とを比較し、レジスタファイル11に保持されているパケットのうち、書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットをパケットバッファBUFへ蓄積可能か否か判定する。
ここで、パケットバッファBUFに空き記憶領域があって、余剰パケットを蓄積することが可能な場合には、レジスタファイル11から余剰パケットを読み出して、セレクタ12からデータ書き込み部13選択出力させる。
一方、パケットバッファBUFに空き記憶領域がなく、余剰パケットを蓄積することが不可能な場合には、レジスタファイル11から余剰パケットを読み出して、セレクタ12で廃棄させる。
一方、パケットバッファBUFに空き記憶領域がなく、余剰パケットを蓄積することが不可能な場合には、レジスタファイル11から余剰パケットを読み出して、セレクタ12で廃棄させる。
[第2の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、バッファ蓄積量検出部40が、パケットバッファBUFでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファBUFにおけるバッファ蓄積量を検出し、読み出し/選択制御部22が、バッファ蓄積量検出部40で検出されたバッファ蓄積量と、レジスタファイル11におけるパケット保持量とを比較することにより、レジスタファイル11に保持されているパケットのうち書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットをパケットバッファBUFへ蓄積可能か否か判定する機能と、蓄積可能な場合にはレジスタファイル11から余剰パケットを読み出してセレクタ12からデータ書き込み部13へ選択出力する機能と、蓄積不可能な場合にはレジスタファイル11から余剰パケットを読み出してセレクタ12で廃棄するようにしたものである。
このように、本実施の形態は、バッファ蓄積量検出部40が、パケットバッファBUFでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファBUFにおけるバッファ蓄積量を検出し、読み出し/選択制御部22が、バッファ蓄積量検出部40で検出されたバッファ蓄積量と、レジスタファイル11におけるパケット保持量とを比較することにより、レジスタファイル11に保持されているパケットのうち書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットをパケットバッファBUFへ蓄積可能か否か判定する機能と、蓄積可能な場合にはレジスタファイル11から余剰パケットを読み出してセレクタ12からデータ書き込み部13へ選択出力する機能と、蓄積不可能な場合にはレジスタファイル11から余剰パケットを読み出してセレクタ12で廃棄するようにしたものである。
これにより、パケットバッファBUFに空き記憶領域がある場合には、レジスタファイル11内の余剰パケットがパケットバッファBUFへ書き込まれ、パケットバッファBUFに空き記憶領域がない場合には、レジスタファイル11内の余剰パケットがセレクタ12で廃棄される。
このため、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少することから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
このため、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少することから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
[第3の実施の形態]
次に、図4を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかるパケット転送処理装置10について説明する。図4は、第3の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
次に、図4を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかるパケット転送処理装置10について説明する。図4は、第3の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
第2の実施の形態では、パケットバッファBUFのバッファ蓄積量に基づく判定に応じて、レジスタファイル11内のパケット廃棄動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合を例として説明した。本実施の形態では、パケットバッファBUFのバッファ蓄積量に基づく判定に応じて、パケットバッファBUFに対するパケット書き込み動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合について説明する。
図4に示すように、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置10において、バッファ蓄積量検出部40は、パケットバッファBUFでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファBUFにおけるバッファ蓄積量を検出する機能を有している。なお、バッファ蓄積量検出部40の構成については、第2の実施の形態と同様であり、ここでの説明は省略する。
書き込み制御部23は、バッファ蓄積量検出部40で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、書き込み帯域幅を減増させる機能を有している。
読み出し制御部24は、バッファ蓄積量検出部40で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、読み出し帯域幅を増減させる機能を有している。
読み出し制御部24は、バッファ蓄積量検出部40で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、読み出し帯域幅を増減させる機能を有している。
パケットバッファBUFは、書き込み/読み出し兼用のポートPを有するシングルポート型のSRAMからなり、書き込み指示に応じて、SRAMのうち書き込みアドレス情報で指定された記憶領域に、ポートPに入力されたデータ書き込み部13からのパケットを書き込む機能と、読み出し指示に応じて、SRAMのうち読み出しアドレス情報で指定された記憶領域から、パケットを読み出してポートPからデータ読み出し部14へ出力する機能とを有している。
データ読み出し部14は、パケットバッファBUFに蓄積されているパケットを、ポートPからデータバスDBを介して読み出して、第2の網NW2へ送信する機能を有している。
なお、本実施の形態にかかるその他の機能部については、前述した第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
データ読み出し部14は、パケットバッファBUFに蓄積されているパケットを、ポートPからデータバスDBを介して読み出して、第2の網NW2へ送信する機能を有している。
なお、本実施の形態にかかるその他の機能部については、前述した第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
[第3の実施の形態の動作]
次に、図4および図5を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置10の動作について説明する。図5は、第3の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の廃棄優先制御を示すタイミングチャートである。
次に、図4および図5を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置10の動作について説明する。図5は、第3の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の廃棄優先制御を示すタイミングチャートである。
この例では、パケットバッファBUFのバッファ蓄積量PCNTに対して、書き込み優先判定用のバッファ蓄積量しきい値PCNTthを設け、PCNTがPCNTthを越えた場合には、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅WWを100%とするとともに読み出し帯域幅RWを0%とし、優先不要を示す場合には、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅WWを50%とするとともに読み出し帯域幅RWを50%とする。
バッファ蓄積量検出部40は、周期的に、パケットバッファBUFでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファBUFにおけるバッファ蓄積量PCNTを検出している。
書き込み制御部23は、バッファ蓄積量検出部40でPCNTが検出されるごとに、このPCNTと予め設定されているPCNTthと比較する。
読み出し制御部24は、バッファ蓄積量検出部40でPCNTが検出されるごとに、このPCNTと予め設定されているPCNTthと比較する。
書き込み制御部23は、バッファ蓄積量検出部40でPCNTが検出されるごとに、このPCNTと予め設定されているPCNTthと比較する。
読み出し制御部24は、バッファ蓄積量検出部40でPCNTが検出されるごとに、このPCNTと予め設定されているPCNTthと比較する。
図5の時刻T0より前において、PCNTがPCNTth以下であることから、書き込み制御部23は、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅WWを50%とし、同じく、読み出し制御部24は、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅のうち、読み出し帯域幅RWを50%とする。
この後、時刻T0において、PCNTがPCNTthを越えた場合、書き込み制御部23は、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅WWを100%とし、同じく、読み出し制御部24は、パケットバッファBUFの全アクセス帯域幅のうち、読み出し帯域幅RWを0%とする。
したがって、書き込み制御部23は、書き込み帯域幅100%に応じた間隔で、読み出し/選択制御部22に対して読み出し許可信号を出力し、これに応じたタイミングでレジスタファイル11からパケットが読み出され、セレクタ12を介してデータ書き込み部13へ出力される。
また、読み出し制御部24は、読み出し帯域幅RW0%であることから、読み出し動作を停止する。
これにより、パケットバッファBUFでは、読み出し動作が行われず、書き込み動作のみが優先して行われる。
また、読み出し制御部24は、読み出し帯域幅RW0%であることから、読み出し動作を停止する。
これにより、パケットバッファBUFでは、読み出し動作が行われず、書き込み動作のみが優先して行われる。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、時刻T0以降、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が減っているとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、受信レートRRが増大しても、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
この後、時刻T1において、PCNTがPCNTth以下となった場合、書き込み制御部23および読み出し制御部24は、時刻T0より前と同様に、書き込み帯域幅WWを50%とするとともに読み出し帯域幅RWを50%とする。
これにより、パケットバッファBUFに蓄積されたパケットが順次読み出されることになる。
[第3の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、バッファ蓄積量検出部40が、パケットバッファBUFでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファBUFにおけるバッファ蓄積量を検出し、書き込み制御部23が、バッファ蓄積量検出部40で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、書き込み帯域幅を減増させ、読み出し制御部24が、バッファ蓄積量検出部40で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、読み出し帯域幅を増減させるようにしたものである。
これにより、パケットバッファBUFに蓄積されたパケットが順次読み出されることになる。
[第3の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、バッファ蓄積量検出部40が、パケットバッファBUFでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファBUFにおけるバッファ蓄積量を検出し、書き込み制御部23が、バッファ蓄積量検出部40で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、書き込み帯域幅を減増させ、読み出し制御部24が、バッファ蓄積量検出部40で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、読み出し帯域幅を増減させるようにしたものである。
これにより、パケットバッファBUFに空き記憶領域がある場合には、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファBUFにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
[第4の実施の形態]
次に、図6を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかるパケット転送処理装置10について説明する。図6は、第4の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
次に、図6を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかるパケット転送処理装置10について説明する。図6は、第4の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
本実施の形態は、前述した第1の実施の形態に第2の実施の形態を適用したものである。すなわち、書き込み優先判定部30Aと書き込み優先制御部30Bとを備えて、第1の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行うとともに、バッファ蓄積量検出部40を備えて、第2の実施の形態にかかる廃棄優先制御を行うようにしたものである。
これにより、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファBUFにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
これに加えて、パケットバッファBUFに空き記憶領域がある場合には、レジスタファイル11内の余剰パケットがパケットバッファBUFへ書き込まれ、パケットバッファBUFに空き記憶領域がない場合には、レジスタファイル11内の余剰パケットがセレクタ12で廃棄される。
このため、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少することから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
このため、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少することから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
[第5の実施の形態]
次に、図7を参照して、本発明の第5の実施の形態にかかるパケット転送処理装置10について説明する。図7は、第5の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
次に、図7を参照して、本発明の第5の実施の形態にかかるパケット転送処理装置10について説明する。図7は、第5の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
本実施の形態は、前述した第1の実施の形態に第3の実施の形態を適用したものである。すなわち、書き込み優先判定部30Aと書き込み優先制御部30Bとを備えて、第1の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行うとともに、バッファ蓄積量検出部40を備えて、第3の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行うようにしたものである。
これにより、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファBUFにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
これに加えて、パケットバッファBUFに空き記憶領域がある場合には、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファBUFにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
このため、レジスタファイル11内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファBUFに書き込まれることになり、レジスタファイル11内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル11内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
10…パケット転送処理装置、11…レジスタファイル、12…セレクタ、13…データ書き込み部、BUF…パケットバッファ、14…データ読み出し部、21…FIFO管理部、22…読み出し/選択制御部、23…書き込み制御部、24…読み出し制御部、25…アドレス制御部、30A…書き込み優先判定部、30B…書き込み優先制御部、31…受信パケット計数部、32…受信パケット集計部、33…受信レート計算部、34…受信レート比較部、35…転送制御部、36…アクセス制御部、40…バッファ蓄積量検出部、41…書き込みパケット計数部、42…読み出しパケット計数部、43…差分パケット数計算部、NW1…第1の網、NW2…第2の網。
Claims (10)
- 第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置であって、
前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、
前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するセレクタと、
前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、
前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出し部と、
前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定部と、
前記書き込み優先判定部で優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御部と
を備えることを特徴とするパケット転送処理装置。 - 請求項1に記載のパケット転送処理装置において、
前記書き込み優先制御部は、前記書き込み優先判定部で前記優先要と判定された場合、前記読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行することを特徴とするパケット転送処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載のパケット転送処理装置において、
前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち前記書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し/選択制御部と
をさらに備えることを特徴とするパケット転送処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載のパケット転送処理装置において、
前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部と
をさらに備えることを特徴とするパケット転送処理装置。 - 第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置であって、
前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、
前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するセレクタと、
前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、
前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出し部と、
前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し/選択制御部と
を備えることを特徴とするパケット転送処理装置。 - 第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置であって、
前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、
前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するセレクタと、
前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、
前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出し部と、
前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部と
を備えることを特徴とするパケット転送処理装置。 - 第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、
レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、
セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するステップと、
データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、
データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出しステップと、
書き込み優先判定部が、前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定ステップと、
書き込み優先制御部が、前記書き込み優先判定ステップで優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御ステップと
を備えることを特徴とするパケット転送処理方法。 - 請求項7に記載のパケット転送処理方法において、
前記書き込み優先制御ステップは、前記書き込み優先判定ステップで前記優先要と判定された場合、前記読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行することを特徴とするパケット転送処理方法。 - 第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、
レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、
セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するステップと、
データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、
データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出しステップと、
バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、
読み出し/選択制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し/選択制御ステップと
を備えることを特徴とするパケット転送処理方法。 - 第1の網からの複数の回線を集線して第2の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、
レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、
セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか1つを順に選択出力するステップと、
データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、
データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第2の網へ送信するデータ読み出しステップと、
バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、
書き込み制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御ステップと、
読み出し制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御ステップと
を備えることを特徴とするパケット転送処理方法。
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