JP2023073224A - フローを識別する方法、及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エレファントフローを識別する精度を改善する方法及び通信デバイスを提供する。【解決手段】フロー識別方法において、通信デバイスは、ターゲットフローの最初のパケットから第１フィルタリング方式で受信パケットをカウントする。通信デバイスはさらに、ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値以上であると決定する場合に、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントがｍの倍数であるパケットをマークし、ターゲットフローの受信パケットの数量が第２閾値以上である場合に、第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントし、ターゲットフローの受信パケットの数量が第３閾値λ４以上であると決定する場合に、ターゲットフローがエレファントフローであると決定し、引き続き受信されるパケットをマークする。フローにおいて、エレファントフローパケットを識別するプロセスを使用する。【選択図】図７

Description

本願の実施形態は、通信技術の分野に、特に、フローを識別する方法、及び装置に関係がある。

データセンターのネットワークトラフィックは、様々なタイプのトラフィック、不均一なトラフィック分布、及び急速なトラフィックの増加によって特徴付けられる。リンクに蓄積されたキャッシング長が、リンクが負担できるキャッシング長の上限を超えると、ネットワークの現在の輻輳状態を緩和するために、一時的にパケット損失が発生する。同じ優先度を持ちかつ同じキューにあるパケットを破棄する確率は同じである。言い換えると、パケットは、キューのキャッシング長が超えられる限り破棄される。しかし、一般的に、マウスフローの正常な転送は保証される必要がある。これは、マウスフローの伝送が少量のデータパケットで完了可能であるからである。パケット損失及び再送が起こると、マウスフローの伝送を完了するための時間は、推定された完了時間と比べて２倍になる可能性がある。これは、ネットワークサービスの転送性能に深刻な影響を与える。従って、輻輳がネットワーク出口で起こる場合に、単位時間に到着するエレファントフローパケットの量を減らし、リンク出口のキャッシングプレッシャーを緩和するために、マウスフローの正常な転送を保証することを前提として、エレファントフローに対してのみレート制限が行われることがある。

エレファントフローのレートを制限するために、まずエレファントフローが識別される必要がある。リンク上のデバイスのエントリ仕様が十分に大きいならば、各フローにおけるパケットの数量がカウントされ得る。カウントにより得られたパケットの数量が前もって設定された閾値を超える場合には、フローはエレファントフローとしてマークされ得る。ただし、実際のサービスシナリオでは、数百万又は数千万のフローが特定の期間内にカウントされる必要がある。正確な照合及び識別には長い時間がかかる。加えて、スイッチデバイスのエントリ仕様は限られており、要件を満足することができない。エントリ空間を節約し、探索効率を改善するために、ハッシュアルゴリズムに基づいた多数のエレファントフロー識別技術が現在派生している。具体的に、ハッシュ関数は、各パケットをベクトルの位置にマッピングするために使用され、対応するベクトル位置のカウントが見られ、エレファントフローを決定するための基礎として使用される。しかし、現在のエレファントフロー識別方法では、ハッシュ衝突が起こりやすい。具体的に言えば、２つのフローが同じベクトル位置にマッピングされる。その結果、マウスフローが誤ってエレファントフローとしてマークされやすく、マウスフローのデータパケットが破棄されやすく、マウスフローのデータパケットの再送が引き起こされて、ネットワークサービスの転送性能が影響を及ぼされる。

本願の実施形態は、エレファントフローを識別する精度を改善しかつネットワークサービスの転送性能を改善するよう、フローを識別する方法、及び装置を提供する。

上記の目的を達成するために、以下の技術的解決法が本願の実施形態で使用される。

第１の態様に従って、フローを識別する方法が提供される。方法は、通信デバイスが、ターゲットフローの最初のパケットから第１フィルタリング方式で受信パケットをカウントすることを含む。ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値以上であると決定する場合に、通信デバイスは、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントがｍの倍数であるパケットをマークし、このとき、ｍは２以上の整数である。代替的に、ターゲットフローの受信パケットの数量が第２閾値以上であると決定する場合に、通信デバイスは、第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントする。代替的に、ターゲットフローの受信パケットの数量が第３閾値λ_４以上であると決定する場合に、通信デバイスは、ターゲットフローがエレファントフローであると決定し、引き続き受信されるパケットをマークする。通信デバイスはスイッチであってよい。

このように、本願では、エレファントフローのパケットは、２層フィルタリング方法を使用することによって識別可能であり、エレファントフロー内の一部のパケットがマークされ得る。このように、レート制限又は破棄は、マークされたパケットに対して実行され得、マークされていないパケットは、通常通り転送され得る。パケットが第２段階のフィルタリングに入り、第２段階のフィルタリングで設定されている第３閾値に達する場合に、パケットは連続的にマークされる。フローが大きいほど、フローにおけるパケットの総量のうち、マークされたパケットの総量が多いことを示す。このように、エレファントフローパケットは、スイッチのエントリ記憶空間の利用を改善するよう、サンプリングされ、階層的な処理はハッシュ衝突を減らすことができる。更に、エレファントフローパケットを識別する精度が改善可能であり、マウスフローを転送する成功率が向上する。

可能な設計において、方法は、ネットワーク輻輳が起こることを決定する場合に、通信デバイスは、マークされたパケットの転送レートを更新し、更新された転送レートは、更新されていない転送レートを下回る。代替的に、ネットワーク輻輳が起こることを決定する場合に、通信デバイスは、ターゲットフロー内のマークされたパケットを破棄する。ここでの破棄は、優先的な破棄としても理解され得る。

本願で提供される、フローを識別する方法に従って、２層フィルタリングに基づいたエレファントフロー識別方法は、マウスフローをバイパスし、エレファントフローのパケットのみをマークすることができる。実際に、レート制限又は破棄は、マークされたパケットに対してのみ実行される。フローの総バイト数が第１段階のフィルタリングで設定されている閾値に満たない場合には、パケットのうちの最大１／８がマークされ、ほとんどのパケットが通常通りに元のレートで転送される。パケットが第２段階のフィルタリングに入り、第２段階のフィルタリングで設定されている閾値λ_４に達する場合、パケットは連続的にマークされる。フローが大きいほど、パケットの総バイト数のうち、マークされたパケットの総量が多いことを示す。このように、リンクのネットワーク輻輳は緩和され得る。

可能な設計において、第１フィルタリング方式で使用されるデータ構造はブルームフィルタである。第１フィルタリング方式で受信パケットをカウントすることは、ハッシュ関数とブルームフィルタに対応するベクトルとが、ターゲットフローの受信パケットをターゲットフローに対応するベクトル位置に一対一でマッピングするために使用されることを含み、このとき、各マッピング中の対応するベクトル位置のカウントは１ずつ増える。ここでのブルームフィルタはブルームフィルタとして理解され得る。言い換えると、ハッシュ関数とブルームフィルタに対応するベクトルとは、ターゲットフローの受信パケットをターゲットフローに対応するベクトル位置に一対一でマッピングするために使用されることを含み、このとき、各マッピング中の対応するベクトル位置のカウントは１ずつ増える。

可能な設計において、ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値以上であると決定する場合に、通信デバイスが、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントがｍの倍数であるパケットをマークすることは、ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値以上であると決定する場合に、通信デバイスが、ターゲットフローがエレファントフローの候補であると決定することを含む。通信デバイスは、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントが２^ｐであるパケットをマークし、ここで、ｍ＝２^ｐであり、ｐは１以上の数である。例えば、ｐ＝３であるとき、カウントが１０４、１１２、１２０、１２８、などであるパケットがマークされてよく、つまり、スイッチは、受信された１０４番目のパケット、１１２番目のパケット、１２０番目のパケット、１２８番目のパケット、などをマークすると理解され得る。

可能な設計において、第２フィルタリング方式で使用されるデータ構造はスケッチデータ構造である。第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントすることは、第２フィルタリング方式が、引き続き受信されるパケットを、ｄ個のハッシュ関数を使用することによってｗ×ｄ個のカウンタにマッピングするために使用され、ｗｄ個のカウンタのカウント結果の中の最小値が、現在受信されているパケットの数量として決定されることを含み、ここで、ｗ及びｄは１よりも大きい整数である。具体的に言えば、スイッチによって受信されるパケットの数量が第２閾値以上であるならば、第２層のフィルタリングが実行され、第２フィルタリング方式が第２層フィルタリングで使用される。このようにして、パケットが第２段階のフィルタリングに入り、第２段階のフィルタリングで設定されている第３閾値に達する場合に、パケットは連続的にマークされる。フローが大きいほど、フローにおけるパケットの総量のうち、マークされたパケットの総量が多いことを示す。このように、エレファントフローパケットは、スイッチのエントリ記憶空間の利用を改善するよう、サンプリングされ、階層的な処理はハッシュ衝突を減らすことができる。

可能な設計において、方法は、通信デバイスが、通信デバイスによってパケットを受信することの精度と偽陽性率とに基づき、第３閾値を更新することを更に含む。パラメータ、つまり、第３閾値がこの次に調整される必要があるならば、パケットサンプリング、識別、パケットキャプチャ処理は、再更新された第３閾値を決定するために、新しい精度を計算するよう新しいパラメータを使用することによって再び実行されてもよい。

第２の態様に従って、通信デバイスが提供される。通信デバイスは、ターゲットフローの最初のパケットから開始して、第１フィルタリング方式で受信パケットをカウントするよう構成されるカウントユニットと、ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値以上であることが決定される場合に、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントが２以上の整数ｍの倍数であるパケットをマークするよう構成されるマーキングユニットとを含む。カウントユニットは、ターゲットフローの受信パケットの数量が第２閾値以上であることが決定される場合に、第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントするよう更に構成される。マーキングユニットは、ターゲットフローの受信パケットの数量が第３閾値以上であることが決定される場合に、ターゲットフローがエレファントフローであると決定し、引き続き受信されるパケットをマークするよう更に構成される。

可能な設計において、デバイスは、ネットワーク輻輳が起こることが決定される場合に、マークされたパケットの転送レートを更新し、更新された転送レートが更新されていない転送レートを下回る、よう、又はネットワーク輻輳が起こることが決定される場合に、ターゲットフロー内のマークされたパケットを破棄するよう構成される輻輳処理ユニットを更に含む。

可能な設計において、第１フィルタリング方式で使用されるデータ構造はブルームフィルタである。カウントユニットは特に、ハッシュ関数とブルームフィルタに対応するベクトルとを使用することによって、ターゲットフローの受信パケットをターゲットフローに対応するベクトル位置に一対一でマッピングするよう構成され、このとき、各マッピング中の前記対応するベクトル位置のカウントは１ずつ増える。

可能な設計において、マーキングユニットは特に、ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値に等しいことが決定される場合に、ターゲットフローがエレファントフローの候補であると決定し、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントが２^ｐであるパケットをマークするよう構成され、ここで、ｍ＝２^ｐであり、ｐは１以上の数である。

可能な設計において、第２フィルタリング方式で使用されるデータ構造はスケッチデータ構造である。カウントユニットは特に、第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットを、ｄ個のハッシュ関数を使用することによってｗ×ｄ個のカウンタにマッピングし、ｗｄ個のカウンタのカウント結果の中の最小値を現在受信されているパケットの数量として決定するよう構成され、ここで、ｗ及びｄは１よりも大きい整数である。

可能な設計において、デバイスは、通信デバイスによってパケットを受信することの精度と偽陽性率とに基づき、第３閾値を更新するよう構成される更新ユニットを更に含む。

第３の態様に従って、通信装置が提供される。装置は少なくとも１つのプロセッサを含む。少なくとも１つのプロセッサはメモリへ接続される。少なくとも１つのプロセッサは、装置が第１の態様又は第１の態様のいずれか１つに従う方法を実行することを可能にするように、メモリに記憶されているプログラムを読み出して実行するよう構成される。

第４の態様に従って、チップが提供される。チップはメモリへ結合され、第１の態様又は第１の態様のいずれか１つに従う方法を実装するように、メモリに記憶されているプログラム命令を読み出して実行するよう構成される。

第５の態様に従って、通信デバイスが提供される。通信デバイスはメモリ及びプロセッサを含む。メモリはプロセッサへ結合される。メモリは、コンピュータプログラムコードを記憶するよう構成される。コンピュータプログラムコードはコンピュータ命令を含む。トランシーバは、データを受信しかつデータを送信するよう構成される。プロセッサがコンピュータ命令を実行する場合に、クラウドセンターは、第１の態様又は第１の態様の対応する可能な設計のいずれか１つに従う、フローを識別する方法を実行することができる。

第６の態様に従って、本願はチップシステムを提供する。チップシステムはクラウドセンターに適用される。チップシステムは、１つ以上のインターフェース回路及び１つ以上のプロセッサを含む。インターフェース回路及びプロセッサはラインを通じて相互接続される。インターフェース回路は、クラウドセンターのメモリから信号を受信し、信号をプロセッサへ送信するよう構成される。信号は、メモリに記憶されているコンピュータ命令を含む。プロセッサがコンピュータ命令を実行する場合に、クラウドセンターは、第１の態様又は第１の態様の対応する可能な設計に従う、フローを識別する方法を実行する。

第７の態様に従って、本願の実施形態は通信装置を提供する。装置は電子デバイスに含まれる。装置は、上記の態様及びいずれかの可能な実施のうちのいずれか１つにおける電子デバイスの挙動を実装する機能を備えている。機能は、ハードウェアによって実装されてよく、あるいは、ハードウェアが対応するソフトウェアを実行することによって実装されてもよい。ハードウェア又はソフトウェアは、上記の機能に対応する１つ以上のモジュール又はユニット、例えば、カウントモジュール又はユニット、マーキングモジュール又はユニット、輻輳処理モジュール又はユニット、あるいは、更新モジュール又はユニットを含む。

第８の態様に従って、本願の実施形態はスイッチを提供する。スイッチは、１つ以上のプロセッサ及び１つ以上のメモリを含む。１つ以上のメモリは１つ以上のプロセッサへ結合される。１つ以上のメモリは、コンピュータプログラムコードを記憶するよう構成される。コンピュータプログラムコードはコンピュータ命令を含む。１つ以上のプロセッサがコンピュータ命令を実行する場合に、電子デバイスは、上記の態様及びいずれかの可能な実施のうちのいずれか１つに従う、フローを識別する方法を実行することができる。

第９の態様に従って、本願の実施形態は、コンピュータ命令を含むコンピュータ可読記憶媒体を提供する。コンピュータ命令が電子デバイスで実行される場合に、電子デバイスは、上記の態様及びいずれかの可能な実施のうちのいずれか１つに従う、フローを識別する方法を実行することができる。

第１０の態様に従って、本願の実施形態はコンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品がコンピュータ又はプロセッサで実行される場合に、コンピュータ又はプロセッサは、上記の態様及びいずれかの可能な実施のうちのいずれか１つに従う、フローを識別する方法を実行することができる。

上記で提供されている通信デバイス、スイッチ、チップシステム、コンピュータ可読記憶媒体、コンピュータプログラム製品、などのうちのいずれか１つは、上記で提供されている対応する方法に適用されてよいことが理解され得る。従って、通信デバイス、スイッチ、チップシステム、コンピュータ可読記憶媒体、コンピュータプログラム製品、などによって達成可能な有利な効果については、対応する方法における有利な効果を参照されたい。詳細はここで再び記載されない。

本願のこれらの態様又は他の態様は、以下の記載においてより簡潔であり理解しやすい。

本願の実施形態に従う多段階ブルームフィルタアルゴリズムの処理プロシージャの概略図である。 本願の実施形態に従う、スケッチ方法を使用することによるパケットの識別の概略図である。 本願の実施形態に従う、ビットマップを使用することによるエレファントフローの識別の概略図である。 本願の実施形態に従う、ネットワーク輻輳の間のパケットの破棄の概略図である。 本願の実施形態に従う、ネットワーク輻輳の間のパケットのレート制限の概略図である。 本願の実施形態に従うスイッチの構造の概略図である。 本願の実施形態に従うフロー識別方法の概略図である。 本願の実施形態に従うフロー識別のための計算プロシージャの概略図である。 本願の実施形態に従うフロー識別方法の概略図である。 本願の実施形態に従うフロー識別のための計算プロシージャの概略図である。 本願の実施形態に従う通信デバイスの構造の概略図である。 本願の実施形態に従うスイッチの構造の概略図である。 本願の実施形態に従う通信デバイスの構造の概略図である。

理解を容易にするために、本願の実施形態に関するいくつかの概念の例となる記載が、参照のために与えられている。詳細は次の通りに記載される。

データセンターは、情報及びデータの中央保管場所であり、情報を記憶し、管理し、拡散するために、周囲のネットワーク化された企業又は組織によって使用されてよい。

データセンターネットワークは、データセンター内のリソースを接続する。

キャッシュは、データ交換のためのバッファエリアである。

優先順位は、障害、問題、又は変更の相対的な重要性を決定するために使用されるカテゴリである。

キューは、パケットを受信するための有限なキャッシュ空間である。パケットは、優先順位に基づき異なるキューに入り、順に転送される。

輻輳は、ネットワークサービス効率を低下させる余分なネットワーク内又はネットワーク間トラフィックであｗる。

マウスフローは、ネットワークリンクを通じて短時間に少量のデータを伝送するプロセスである。

エレファントフローは、ネットワークリンクを通じて大量のデータを連続的に伝送するプロセスである。

エントリ仕様は、エントリ記憶空間のサイズである。

コアスイッチは、コアレイヤと呼ばれる、ネットワークのバックボーン部分である。コアレイヤは、高速な転送及び信頼できるバックボーン伝送インターフェースの提供を目指す。従って、コアスイッチは、より高い信頼性、性能、及びスループットを備えている。

ハッシュ関数は、如何なる長さのデータセットも固定長にマッピングするために使用される。

ハッシュアルゴリズムは、入力データの任意のグループを計算して固定長出力を取得するために使用され、出力をハッシュテーブル内の対応する位置に埋める。同じ入力であれば必ず同じ出力が得られる。入力が異なれば異なる出力が得られる可能性が高い。

偽陽性率は、全データパケットの中でマークされるべきデータパケットに対するマークされたデータパケットの比である。

偽陰性率は、全データパケットの中でマークされるべきデータパケットに対するマークされていないデータパケットの比である。

ハッシュ輻輳は、異なる入力データが同じハッシュアルゴリズムによって処理され、同じハッシュ値にマッピングされることを意味する。

ＤｉｆｆＳｅｒｖコードポイント（Differentiated Services Code Point，ＤＳＣＰ）は、Ｄｉｆｆ－Ｓｅｒｖ（Differentiated Service）のクオリティ・オブ・サービス（Quality of Service，ＱｏＳ）分類標準に従って、各データパケットのインターネットプロトコル（Internet Protocol，ＩＰ）ヘッダのタイプ・オブ・サービス（Type of Service，ＴＯＳ）バイトにおいて、使用済みの６ビットを使用し、未使用の２ビットは、コード値を使用することによって優先順位を区別するために使用される。ＤＳＣＰは、ＴＯＳバイトにおける使用済みの６ビットの識別子であり、“ＩＰプレシデンス”フィールドと“タイプ・オブ・サービス”フィールドとの組み合わせである。“ＩＰプレシデンス”しかサポートしない古いルータを使用するために、ＤＳＣＰ値が使用される。これは、ＤＳＣＰ値が“ＩＰプレシデンス”フィールドと互換性があるからである。各ＤＳＣＰコード値は、定義されたＰＨＢ（Per-Hop Behavior）識別コードにマッピングされる。端末デバイスは、ＤＳＣＰ値を入力することによってトラフィックを識別し得る。

以下は、本願の実施形態における添付の図面を参照して、本願の実施形態における技術的解決法について記載する。本願の実施形態における記載において、「／」は、別段特定されない限りは「又は」を意味する。例えば、Ａ／Ｂは、Ａ又はＢを表すことができる。本明細書中、「及び／又は」は、関連するオブジェクトについて記載するための関連付け関係のみを記述し、３つの関係が存在する可能性があることを表す。例えば、Ａ及び／又はＢは、次の３つの場合：Ａのみ存在、ＡとＢの両方が存在、Ｂのみが存在、を表すことができる。加えて、本願の実施形態における記載において、「複数の～」は、２つ以上を意味する。

後述される「第１」及び「第２」という用語は、単に説明の目的を意図され、指示されている技術的特徴の相対的な重要性の指示若しくは暗示又はその数量の暗黙的な指示として理解されるべきではない。従って、「第１」又は「第２」によって限定されている特徴は、１つ以上のそのような特徴を明示的又は暗黙的に含む可能性がある。実施形態の記載において、別なふうに述べられない限りは、「複数の～」は、２つ又は２つよりも多くを意味する。

確かに、デバイス、例えば、スイッチのエントリ空間を節約し、探索効率を改善するために、ハッシュアルゴリズムに基づいた複数のエレファントフロー識別技術が存在する。具体的に、それらのハッシュアルゴリズムでは、ハッシュ関数が、受信されたパケットをベクトルの位置にマッピングするために使用され、対応するベクトル位置のカウントがチェックされ、カウントは、エレファントフローを決定するための基礎として使用される。ハッシュアルゴリズムで使用される種々のデータ構造に基づき、ハッシュアルゴリズムに基づいたエレファントフロー識別方法は、ブルームフィルタ（Bloom filter）法及びスケッチ法に分類され得る。

ブルームフィルタを使用することによってエレファントフローを識別する考えは単純である。アルゴリズムにおいて、ハッシュ関数及びベクトルが使用され得、ベクトル位置の初期カウントは全て０である。ハッシュ関数は、フローのパケットをベクトル位置に１つずつマッピングし、カウントは各マッピング中に１ずつ増える。同じフローのパケットは同じベクトル位置にマッピングされる。従って、累積カウントが選択された閾値を超えると、フローはエレファントフローとしてマークされ得る。従って、ブルームフィルタを使用することによってカウントを通じてエレファントフローを識別する方法は単純であり、操作するのが容易である。

ブルームフィルタのアップグレードされたバージョンでは、フローのパケットは、複数のハッシュ関数を使用することによって、及び多段階ブルームフィルタを使用することによって、複数のベクトルにマッピングされ得る。全ての段階での対応するベクトル位置のカウンタの値が閾値よりも大きくなる場合にのみ、フローはエレファントフローとして識別される。

図１は、多段階ブルームフィルタアルゴリズムの処理プロシージャの概略図である。フローのキーワードはＦであると、と仮定される。スイッチはフローのパケットを受信し、１つのパケットを受信するたびに１回ハッシュ演算を実行する。図１に示される多段階ブルームフィルタは３段階ブルームフィルタ、つまり、第１段階ブルームフィルタ（図１の第１段階のフィルタリング）、第２段階ブルームフィルタ（図１の第２段階のフィルタリング）、及び第３段階ブルームフィルタ（図１の段３段階のフィルタリング）であり、３段階ブルームフィルタに夫々対応しているハッシュ関数は、ｈ１（Ｆ）、ｈ２（Ｆ）、及びｈ３（Ｆ）である。各段階のブルームフィルタは複数のベクトル位置を含み、あるハッシュ関数を使用することによって各段階のブルームフィルタにおいてフローのパケットがマッピングされるベクトル位置の位置は、同じである。フローの各パケットのキーワードは、ｈ１（Ｆ）及び第１段階のブルームフィルタのベクトルを使用することによってベクトル位置（１）にマッピングされ、ｈ２（Ｆ）及び第２段階のブルームフィルタのベクトルを使用することによってベクトル位置（２）にマッピングされ、ｈ３（Ｆ）及び段３段階ブルームフィルタのベクトルを使用することによってベクトル位置（３）にマッピングされる、と仮定される。この場合に、ベクトル位置（１）、ベクトル位置（２）、及びベクトル位置（３）の中のカウントの最小値が使用され得る。最小値が閾値Ｔよりも大きいならば、フローはエレファントフローであると決定される。輻輳が起こると、エレファントフローパケットのエンキューイングレートは制御され得る。例えば、エンキューイングされるべきエレファントフローパケットは、好ましくは、ネットワーク輻輳を緩和するよう破棄され得る。

しかし、いくつかのシナリオで、ブルームフィルタを使用することによってカウントによりエレファントフローを識別する方法では、ハッシュ衝突が起こりやすい。具体的に言えば、２つのフローが同じベクトル位置にマッピングされる。このようにして、マウスフローも誤ってエレファントフローとしてマークされる場合に、マウスフローのパケットも誤って破棄される。これは、偽陽性の誤判断と理解され得る。たとえ段階の数が増やされるとしても、偽陽性の誤判断は依然として存在する。具体的に言えば、閾値に満たないフローがエレファントフローと誤判断される。

もう１つのスケッチ法については、図２に示されるＣｏｕｎｔ－ｍｉｎ（ＣＭ）スケッチにおいて、ｄ個のハッシュ関数（ｈ_１、ｈ_２、・・・、ｈ_ｄ）がｗ×ｄ個のカウンタにマッピングされ得る。ここでのＣＭスケッチは、実際には、ｄ行及びｗ列を有する行列である。行列の各行はハッシュ関数に対応し、その場合に、全てのカウント結果の中の最小値が最終的な決定値として使用される。ｗ及びｄは１よりも大きい整数である。図２で、ｉ_ｔはフローを示し、ｃ_ｔは各行のカウント結果を示す。カウントモデルが使用される場合に、フローはｗ^ｄ個のマッピング結果を有する。これにより、フロー間の衝突を減らすことができる。従って、ＣＭスケッチカウント法は、大量のフローが存在するシナリオでのエレファントフロー識別に適用可能である。

ブルームフィルタと同様に、ＣＭスケッチに基づいたエレファントフロー識別技術はハッシュ衝突を依然として有しており、つまり、偽陽性の誤判断が存在する。加えて、ＣＭスケッチカウント法は、空間複雑性が高く、実施中に複雑である。

従って、本願は、エレファント及びマウスフロー識別シナリオに適用可能であり、特に、ネットワークデバイス、例えば、スイッチのエントリ仕様リソースが限られているシナリオでのエレファントフロー識別問題を有効に解消して、ネットワークデバイス、例えば、スイッチの記憶空間の利用を改善することができる、２つの簡単で操作が容易なエレファントフロー識別方法を提供する。

第１の方法では、本願は、２段階フィルタリングに基づいた適応的なエレファントフロー識別方法を提供する。例えば、フローの最初のパケットが受信される場合に、第１段階のフィルタリングは、閾値を超え、ある値の倍数であるパケットをマークするよう、ブルームフィルタを使用してよい。この場合に、フローはエレファントフローの候補である、と見なされ得る。パケットのカウントが上限を超える場合に、パケットは第２段階のフィルタリングであるＣＭスケッチに入る。第２段階のパケットのカウントが閾値を超えると、この場合に、フローはエレファントフローである、と見なされる。フローの、引き続き受信されるパケットは、マークされる。

第２の方法では、本願は、ビットマップ（bitmap）エレファントフロー識別方法を提供する。この方法では、ハッシュ計算が、フローのパケットのクインタプルに対して実行されてよい。ハッシュ値はビットに対応し、確率値は確率計算により０又は１に設定される。ビットマップ値が全て１である場合に、フローはエレファントフローとしてマークされ得る。図３に示されるように、３つのハッシュ関数が使用される、と仮定される。ハッシュ計算が各パケットに対して実行される場合に、計算された値カウンタに対応するビットのみが対応して見つけられる必要がある。この場合に、１つのフローは３ビットの記憶空間しか必要としない。ハッシュテーブルと比較して、記憶空間利用の効率が向上する。

２つの方法は複数のシナリオに適用されてよい。例えば、シナリオ１で、ネットワーク内のリンク出口にあるキャッシュが満杯である場合に、従来の技術では、フローがエレファントフローであるか、それともマウスフローであるかにかかわらず、フローの新たに到着したパケットはまとめて破棄される。しかし、本願のエレファントフロー識別方法を使用することによって、エレファントフローに属するパケットは識別され得、高い優先度で破棄されるパケット（カラー）はマークされ得る。このように、エレファントフロー内のマークされたパケットは破棄され得、マウスフローのパケットが破棄される場合は起こらない。

図４に示されるように、エレファントフローのパケットがエンキューイングされる場合に、エレファントフロー内のマークされたパケットは、キャッシュのキューに入る前に破棄される。

シナリオ２で、ネットワークデバイスのパケット損失率を下げるために、レート制限がネットワークデバイスのフローに対して実行される必要がある。本願では、エレファントフロー識別方法が使用され、それにより、レート制限ポリシーはエレファントフローにのみ適用され得、マウスフローのパケットはレートを制限されず、通常通りに転送され得ることが保証される。

図５に示されるように、エレファントフローが識別される前、すなわち、レート制限が実行される前には、フローのパケットのうちの４つのマークされたパケットが、ｔ０からｔ１までの期間にエンキューイングされ得る。エレファントフローが識別された後、すなわち、レート制限が実行された後では、フローのパケットのうちの２つのマークされたパケットが、ｔ０からｔ１までの期間にエンキューイングされ得る。

２つのシナリオに加えて、本願の、エレファントフローを識別する方法は、他のシナリオに更に適用されてもよい。

本願の、エレファントフローを識別する方法は、ネットワークデバイス、例えば、スイッチに適用されてもよい。スイッチは一例として使用される。図６に示されるように、スイッチにおいてエレファントフローを識別する装置は、受信モジュール、マッピングモジュール、レジスタ（例えば、ハードウェア高速レジスタ）、レジスタクリアモジュール、決定モジュール、及び送信モジュールを含み得る。受信モジュールは、スイッチに到着するフローのパケットを受信するよう構成されてよい。マッピングモジュールは、パケットのデータに基づきハッシュ計算を実行するよう、例えば、パケットをベクトル位置又はビットにマッピングするよう構成されてよい。レジスタは、マッピング回数をカウントするよう構成されてよい。決定モジュールは、レジスタのカウントに基づき、パケットがマークされる必要があるかどうかを決定するよう構成されてよい。送信モジュールは、パケットをリンクへ出力するよう構成されてよい。レジスタクリアモジュールは、間隔を置いてレジスタのカウントをクリアするよう構成されてよい。

以下は最初に、本願の第１の方法について記載する。

本願の実施形態は、フローを識別する方法を提供する。図７に示されるように、方法は次のステップを含む。

７０１：通信デバイスは、ターゲットフローの最初のパケットから第１フィルタリング方式で受信パケットをカウントする。

本願では、通信デバイススイッチが説明のための例として使用される。

ターゲットフローはフローｆと表記される、と仮定される。フローｆの最初のパケット、つまり、１番目のパケットを受信する場合に、スイッチは、１番目のパケットから第１フィルタリング方式でパケットをカウントし得る。ここでのカウントは、第１層のフィルタリングとして理解され得る。

いくつかの実施形態で、第１フィルタリング方式で使用されるデータ構造はブルームフィルタ、つまり、上記のブルームフィルタである。

第１フィルタリング方式で受信パケットをカウントすることは、
ハッシュ関数とブルームフィルタに対応するベクトルとが、ターゲットフローの受信パケットをターゲットフローに対応するベクトル位置に一対一でマッピングするために使用されることを含み、このとき、各マッピング中の対応するベクトル位置のカウントは１ずつ増える。

ここで、単段階のブルームフィルタがカウントのために使用されてもよく、あるいは、図１に示される多段階のブルームフィルタがカウントのために使用されてもよい。ブルームフィルタがカウントのために使用される場合に、複数の段階のカウントの中の最小値が第１閾値λ_１と比較され、最小値が第１閾値λ_１以上であるかどうかが決定される。

単段階のブルームフィルタがカウントのために使用される場合に、ｗ_１個のカウンタを含むカウントベクトルＡが存在するならば、ハッシュ関数ｈはフローｆの各パケットをフローＩＤに基づき［０，ｗ_１－１］に均一にマッピングしてよく、カウントは各マッピング中に１ずつ増える、と仮定される。次いで、各マッピングにより得られたカウントは、第１閾値λ_１と比較される。

図８に示されるように、例えば、ハッシュ関数ｈ及びカウントベクトルＡを使用することによってフローｆの各パケットに１を加える演算は、Ａ［ｈ（ｆ）］＋＝１である。

７０２：ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値以上であると決定する場合に、通信デバイスは、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントがｍ、つまり（λ２）の倍数であるパケットをマークし、このとき、ｍは２以上の整数である。

いくつかの実施形態で、ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値λ_１以上であると決定する場合に、通信デバイスは、ターゲットフローがエレファントフローの候補であると決定する。

ｍが２の累乗、つまり２^ｐであると仮定して、スイッチは、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントが２^ｐの倍数であるパケットをマークしてもよく、ここで、ｍ＝２^ｐであり、ｐは１以上の整数である。

例えば、λ_１＝１００であると仮定して、フローｆの１００番目のパケットを受信する場合に、スイッチは、フローｆがエレファントフローの候補であると決定する。スイッチがフローｆのパケットを受信し続け、つまり、［ｈ（ｆ）］≧λ_１である場合に、スイッチは、受信されたパケットのうち、現在のカウントが２^ｐの倍数であるパケットをマークしてよい。例えば、ｐ＝３であるとき、カウントが１０４、１１２、１２０、１２８などであるパケットがマークされてよく、つまり、スイッチは、受信された１０４番目のパケット、１１２番目のパケット、１２０番目のパケット、１２８番目のパケットなどをマークすると理解され得る。スイッチがパケットのシーケンス番号に基づきパケットを受信する場合には、スイッチは、シーケンス番号が１０４、１１２、１２０、１２８などであるパケットをマークするとも理解され得る。

図８に示されるように、例えば、ｍはλ_２であると仮定して、ステップ７０２でパケットをマークする条件は、例えば、Ａ［ｈ（ｆ）］≧λ_１かつＡ［ｈ（ｆ）］ｍｏｄλ_２＝０であってよい。具体的に言えば、１０１番目の受信パケットから開始して、条件を満足しないパケットはマークされない。

７０３：ターゲットフローの受信パケットの数量が第２閾値以上であると決定する場合に、通信デバイスは、第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントする。

いくつかの実施形態で、スイッチによって受信されたパケットの数量が第２閾値λ_３以上であるならば、第２層のフィルタリングが実行され、第２フィルタリング方式は第２層のフィルタリングで使用される。

例えば、第２フィルタリング方式で使用されるデータ構造はスケッチデータ構造であり、上記のＣＭスケッチとして理解され得る。

従って、第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントすることは、
第２フィルタリング方式が、引き続き受信されるパケットを、ｄ個のハッシュ関数を使用することによってｗ×ｄ個のカウンタにマッピングするために使用され、ｗｄ個のカウンタのカウント結果の中の最小値が、現在受信されているパケットの数量として決定されることを含んでよく、ここで、ｗ及びｄは１よりも大きい整数である。

例えば、第２閾値λ_３は５００であり、ここでのＣＭスケッチはＣＭスケッチＣと表記され、ｄ個のカウントベクトルを含む、と仮定される。各カウントベクトルＣ_ｉ（Ｃ_１、Ｃ_２、・・・、又はＣ_ｄ）はｗ_２個のカウンタを含む。パケットは、５０１番目のパケットから開始して、ハッシュ関数グループｇ_ｉを使用することによってフローｆのフローＩＤに基づき［０，ｗ_２－１］に均一にマッピングされる。Ｄ＝１、２、・・・及びｗ_２≦ｗ_１である。図８に示されるように、パケットをカウントするプロセスは、５０１番目のパケットから開始して、ハッシュ関数グループｇ_ｉ及びカウントベクトルＣ_ｉを使用することによって、例えば、Ｃ_ｉ［ｇ_ｔ（ｆ）］＋１＝１であってよく、ここで、ｉ＝１、２、・・・、ｄである。

７０４：ターゲットフローの受信パケットの数量が第３閾値以上であると決定する場合に、通信デバイスは、ターゲットフローがエレファントフローであると決定し、引き続き受信されるパケットをマークする。次いで、ステップ７０５又はステップ７０６が実行される。

５０１番目のパケットからスイッチによって引き続き受信されるパケットのカウントが第３閾値λ_４以上であるならば、フローｆはエレファントフローであると決定され得る。

例えば、スイッチが第２層のフィルタリングを実行し始め、ｄ個のベクトルＣに対して５０１番目のパケットから始まる各パケットの計算結果の中の最小値が第３閾値λ_４と比較され得る、と仮定される。計算により得られた最小値がｍｉｎ（Ｃ_１［ｇ_１（ｆ）］、Ｃ_２［ｇ_２（ｆ）、・・・、Ｃ_ｄ［ｇ_ｄ（ｆ）］］であるならば、ｍｉｎ（Ｃ_１［ｇ_１（ｆ）］、Ｃ_２［ｇ_２（ｆ）、・・・、Ｃ_ｄ［ｇ_ｄ（ｆ）］］≧λ_４である場合に、そのパケットの後でその後に引き続き受信されたパケットは、図８に示されるように、マークされ得る。

例えば、５０１番目のパケットから開始して、５０１番目のパケットが１番目の受信パケットと見なされる場合に、引き続き受信されるパケットは、ＣＭスケッチを使用することによってカウントされる。パケットの計算結果の中で、ｍｉｎ（Ｃ_１［ｇ_１（ｆ）］、Ｃ_２［ｇ_２（ｆ）、・・・、Ｃ_ｄ［ｇ_ｄ（ｆ）］］であるならば、ｍｉｎ（Ｃ_１［ｇ_１（ｆ）］、Ｃ_２［ｇ_２（ｆ）、・・・、Ｃ_ｄ［ｇ_ｄ（ｆ）］］≧λ_４かつλ_４＝５０であるならば、引き続き受信されるパケットは、５０番目のパケットからマークされてよい。実際に、受信されるパケットは５５０番目のパケットから連続的にマークされ得るとも理解することができる。

７０５：ネットワーク輻輳が起きると決定する場合に、通信デバイスは、マークされたパケットの転送レートを更新し、このとき、更新された転送レートは、更新されていない転送レートを下回る。

いくつかの実施形態で、ネットワーク輻輳が起こること、例えば、スイッチのキャッシュの記憶空間に残りスペースがないことをスイッチが決定する場合に、スイッチは、決定されたエレファントフロー内のマークされたパケットのレートを制限してよい。ここでのレート制限は、エレファントフロー内のマークされたパケットがエンキューイングされるレートを下げることとして理解され得る。原理は図５のそれと同様である。

７０６：ネットワーク輻輳が起こると決定する場合に、通信デバイスは、ターゲットフロー内のマークされたパケットを破棄する。

いくつかの実施形態で、ネットワーク輻輳が起こること、例えば、スイッチのキャッシュの記憶空間に残りスペースがないことをスイッチが決定する場合に、スイッチ内のキャッシュの圧力を緩和し、マウスフローの伝送の成功率を上げるために、スイッチは、エレファントフローパケット、つまり、フローｆ内のマークされたパケットを破棄してよい。

このように、本願では、エレファントフローのパケットは、２層フィルタリング方法を使用することによって識別可能であり、エレファントフロー内の一部のパケットがマークされ得る。このように、レート制限又は破棄は、マークされたパケットに対して実行され得、マークされていないパケットは、通常通り転送され得る。パケットが第２段階のフィルタリングに入り、第２段階のフィルタリングで設定されている第３閾値に達する場合に、パケットは連続的にマークされる。フローが大きいほど、フローにおけるパケットの総量のうち、マークされたパケットの総量が多いことを示す。このように、エレファントフローパケットは、スイッチのエントリ記憶空間の利用を改善するよう、サンプリングされ、階層的な処理はハッシュ衝突を減らすことができる。更に、エレファントフローパケットを識別する精度が改善可能であり、マウスフローを転送する成功率が向上する。

本願で提供される２層フィルタリング法によってもたらされる効果を説明するために、マーキング比率テストモデルが提供される。フローの固定総量は４００であり、パケットの総量の総バイト数に対するマークされたパケットの総バイト数のパーセンテージは、異なるバイト数でフローの夫々を送信するためにバイト数（例えば、８０ＫＢ、２００ＫＢ、又は１０ＭＢ）を変更することによって、計算される。

上記のパラメータは次の通りに設定される、と仮定される：λ_１＝１００、λ_２＝８、λ_３＝２５６、及びλ_４＝５０。

カウンタのエージングレートは、カウントが１ミリ秒ごとに１ずつ減少することである。

マークされていないパケットのＤＳＣＰはＣＳ１であり、マークされているパケットのＤＳＣＰはＡＦ１３である。

表１はテスト結果を示す。

表１からは、（１）マウスフローはマークされず、例えば、バイト数が８０ＫＢであるマウスフローにはマークされているパケットが存在しない、こと、及び（２）１００ＫＢを超えるフローについて、送信フローのバイト数が大きいほど、マークされたパケットの比率は高くなることを示す、ことが分かる。より大きいフロー、例えば、１０ＭＢフローについては、マークされたパケットの確率は１００％に近い。

従って、本願で提供される、フローを識別する方法に従って、２層フィルタリングに基づいたエレファントフロー識別方法はマウスフローをバイパスし、エレファントフロー内のパケットのみをマークし得る。実際に、レート制限又は破棄は、マークされたパケットに対してのみ実行される。フローの総バイト数が第１段階のフィルタリングで設定されている閾値に満たない場合には、最大１／８のパケットがマークされ、ほとんどのパケットは通常通りに元のレートで転送される。パケットが第２段階のフィルタリングに入り、第２段階のフィルタリングで設定されている閾値λ_４に達する場合に、パケットは連続的にマークされる。フローが大きいほど、パケットの総バイト数のうち、マークされたパケットの総量が多いことを示す。

加えて、本願は、精度及びパケットの偽陽性率に基づきパラメータを適応的に調整するよう、適応的パラメータ調整方法を更に提供する。ここでのパラメータは、例えば、上記のλ_１、λ_２、λ_３、及びλ_４であってよい。

本願は、ここでは２つの適応的パラメータ調整ソリューションを提供する。可能な方法において、パラメータλ_１、λ_２、及びλ_３は固定であってよく、パラメータλ_４は調整されてよい。この場合に、本願のこの実施形態は、７０７（図７に図示せず）を更に含み得る：通信デバイスは、通信デバイスによってパケットを受信する精度と偽陽性率とに基づき、第３閾値λ_４を更新する。

精度の計算は、パケットの偽陽性率ｆ_{ｗｒｏｎｇ}及び偽陰性率ｆ_ｌｏｓｓに基づき決定され得る。

例えば、スイッチは、フローに対してパケットのキャプチャ及びカウントを実行し、エレファントフローのパケットの総量をＮ_ｅとして、マウスフローのパケットの総量をＮ_ｍとして記録し得る。エレファントフロー内のマークされたパケットの数量はＮ_ｅ’であり、マウスフロー内のマークされたパケットの数量はＮ_ｍ’である。偽陽性率ｆ_{ｗｒｏｎｇ}及び偽陰性率ｆ_ｌｏｓｓは、偽陽性率の定義、つまり、全データパケット内でマークされるべきでなかったデータパケットに対するマークされたデータパケットの比率と、偽陰性率の定義、つまり、全データパケット内でマークされるべきであったデータパケットに対するマークされていないデータパケットの比率とに基づき、求められ得る：

ｆ_{ｗｒｏｎｇ}＝Ｎ_ｍ’／Ｎ_ｍ、及びｆ_ｌｏｓｓ＝（Ｎ_ｅ－Ｎ_ｅ’）／Ｎ_ｅ

次いで、精度ｆ_{ｒｉｇｈｔ}の計算方法、つまり、１－（偽陽性率＋偽陰性率）／２に基づき、次が求められ得る：

ｆ_{ｒｉｇｈｔ}＝１－（ｆ_{ｗｒｏｎｇ}＋ｆ_ｌｏｓｓ）／２

偽陰性は、マークされるべきであったエレファントフローパケットがマークされていないこととして理解され得る。具体的に言えば、偽陰性率＝マークされていないエレファントフローのパケットの数量／エレファントフローパケットの総量。

偽陽性は、マウスフロー内のマウスフローパケットがエレファントフローパケットとして誤ってマークされることとして理解され得る。具体的に言えば、偽陽性率＝エレファントフローパケットとして誤ってマークされているマウスフローパケットの数量／マウスフローパケットの総量。

これに基づき、本願では、λ_１は、パケットをマークするために使用される閾値であり、λ_１よりも大きい場合に、フローはエレファントフローの候補として分類され得る、と理解されてよい。

λ_２は、パケットのサンプリングレートとして理解されてよく、２の累乗に設定される。λ_２の値が大きいほど、偽陽性率は低く、偽陰性率は高いことを示す。

パケットの数がλ_３を超える場合に、パケットは第２層のフィルタリングに入る必要がある。λ_３の値が大きいほど、偽陽性率は低く、偽陰性率は高いことを示す。

λ_４は、パケットをマークするために使用される閾値として理解されてよい。λ_４の値が大きいほど、偽陽性率は低く、偽陰性率は高いことを示す。

従って、本願は、第３閾値λ_４を調整するための２つのソリューションを提供する。

ソリューション１：パラメータ：λ_１＝１００、λ_２＝８、λ_３＝２５６、及びλ_４＝ｎを初期化する。

（１）サービスのフローｆのパケットは知られている、と仮定される。ｆ_{ｒｉｇｈｔ}は、サンプリング後に計算され、パケット捕捉は、フローｆのパケットに対して実行される。

（２）閾値ε_ｆ∈（１／２－１／２λ_２，１／２＋１／２λ_２）が与えられる。

ｆ_{ｒｉｇｈｔ}≧ε_ｆ、又はλ_４＝ｎ／２である場合に、λ_４は変更されないままであり、調整は終了し、λ_４が返される。

ｆ_{ｒｉｇｈｔ}＜ε_ｆである場合に、λ_４の値は、λ_４＝ｍ（ｎ／２，（１－δ_ｆ）×λ_４）に更新されてよく、このとき、δ_ｆ∈（０，０．５）である。

次いで、（１）が引き続き実行される。言い換えると、ｆ_{ｒｉｇｈｔ}＜ε_ｆである場合には、パケットサンプリング、識別、及びパケットキャプチャ処理が、再び更新されるλ_４を決定するために、新しいパラメータを使用して新しい_{ｆｒｉｇｈｔ}を計算することによって、再び実行され得る。ｆ_{ｒｉｇｈｔ}≧ε_ｆ、又はλ_４＝ｎ／２である場合には、調整は終了する。

ソリューション２：パラメータ：λ_１＝１００、λ_２＝８、λ_３＝２５６、及びλ_４＝ｎを初期化する。

（１）サービスのフローｆのパケットは知られている、と仮定される。ｆ_{ｒｉｇｈｔ}は、サンプリング後に計算され、パケット捕捉は、フローｆのパケットに対して実行される。

（２）閾値ε_ｆ∈（０，１／２λ_２）が与えられる。

ｆ_{ｒｉｇｈｔ}≦ε_ｆ、又はλ_４＝ｎ／２である場合に、λ_４は変更されないままであり、調整は終了し、λ_４が返される。

ｆ_{ｒｉｇｈｔ}＞ε_ｆである場合に、λ_４の値は、λ_４＝ｍ（ｎ／２，（１－δ_ｆ）×λ_４）に更新されてよく、このとき、δ_ｆ∈（０，０．５）である。

次いで、（１）が引き続き実行される。言い換えると、ｆ_{ｒｉｇｈｔ}＜ε_ｆである場合には、パケットサンプリング、識別、及びパケットキャプチャ処理が、再び更新されるλ_４を決定するために、新しいパラメータを使用して新しい_{ｆｒｉｇｈｔ}を計算することによって、再び実行され得る。ｆ_{ｒｉｇｈｔ}≧ε_ｆ、又はλ_４＝ｎ／２である場合には、調整は終了する。

いくつかの実施形態で、本願では、代替的に、ソリューション１又はソリューション２を参照して、種々の訓練サンプルが、パラメータλ_４を訓練するためにスイッチに入力され、全ての訓練結果の平均値が最終的なλ_４の値として使用される。

以下は更に、本願で提供される第２の方法、つまり、ビットマップエレファントフロー識別方法について記載する。

本願の実施例１では、エレファントフロー及びマウスフローは、ターゲットフローのパケットをカウントする方法において識別されることが理解されるべきである。スイッチのカウンタ又はレジスタは、一般的に、１６ビット又は３２ビットデータ構造を使用することによってカウントを実行する。これは依然として、レジスタの記憶空間の特定の量を占有する。本願では、ターゲットフローについて、ターゲットフローがエレファントフローであるか、それともマウスフローであるかのみがクエリされる必要があり、特定のフローサイズは重要ではないことが理解され得る。従って、理論上、ターゲットフローがエレファントフローであるか、それともマウスフローであるかは、１ビットを使用することによって識別され得る。例えば、０はマウスフローを表し、１はエレファントフローを表す。ターゲットフローのパケットの数はカウントされ得ないので、１ビットが０から１に変化する様態が確率マーキングであってもよい。具体的に言えば、フローの各パケットが通信デバイスに到着する場合に、パケットがエレファントフローパケットとしてマークされる必要があるかどうかは、特定の確率ｐに従って決定されてよい。統計的に、フローが十分に大きく、通信デバイスに到着するパケットの数量が十分に多い場合には、フローは確実にエレファントフローとして識別される。

この理論に基づき、本願の実施形態は、フローを識別する方法を提供する。図９に示されるように、方法は次のステップを含む。

９０１：通信デバイスは、ターゲットフローの最初のパケットから、各受信パケット内の５タプルに基づきＮ回のハッシュ計算を実行して、各パケットに対して実行されたＮ回のハッシュ計算の結果であるビットシーケンス内のＮ個のビットを決定し、このとき、ビットシーケンスは、通信デバイスの記憶空間に基づいた統合により得られる。

ここでのビットシーケンスは、通信デバイスの記憶空間に基づいた統合により得られる。通信デバイスは、通信デバイスの全記憶空間を連続的なビットシーケンスに統合することが理解され得る。

連続的なビットシーケンスを生成するために、本願は生成方法を提供するが、その生成方法に限られない。

方法において、記憶空間はＸ個のデータ構造を含み、各データ構造はＹビットであり、目標は、Ｘ×Ｙサイズのビットシーケンスを生成することであり、オペレーションクエリのために使用されてよい、と仮定される。例えば、通信デバイスには４Ｋ使用のエントリ空間があり、エントリ空間内のエントリは６４ビットを占有する。この場合に、Ｘ＝４，０００であり、ここでＹ＝６４であり、４，０００×６４の連続的なビットシーケンスが得られる。

これに基づき通信デバイスが各受信パケット内の５タプルに基づきＮ回のハッシュ計算を実行することは、次のように理解され得る：Ｎ個のハッシュ関数が通信デバイスにおいて前もって設定され、例えば、Ｎは３、４又は５であり、各ハッシュ関数の入力（キー）はパケット内の５タプルであり、ハッシュ計算の後に求められる計算結果（値）は、ビットシーケンス内の位置として理解され得る。このように、Ｎ個のビットが求められる。

ターゲットフロー内の各パケットを受信する場合に、通信デバイスは、Ｎ個のハッシュ関数に基づきパケットに対してＮ回のハッシュ計算を実行して、Ｎ個のハッシュ計算結果を取得し得る。次いで、通信デバイスは、Ｎ個のハッシュ計算結果に基づきビットシーケンス内のＮ個の異なるビットを決定し得る。

いくつかの実施形態で、各パケットに対して実行されたＮ回のハッシュ計算の結果であるビットシーケンス内のＮ個のビットが決定される場合に、パケットごとに求められたハッシュ計算結果の値が２つの部分に分けられ得るならば、値の一部は、データ構造を決定するために１乃至Ｘにマッピングされ、値の他の方法は、データ構造内のビットを決定するために１乃至Ｙにマッピングされる。

５タプルは、パケットで運ばれる送信元ＩＰアドレス、あて先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、あて先ポート番号、及びプロトコル番号を含む。

ステップ９０１に対応して、図１０参照すると、スイッチはターゲットフローｆのパケットを受信し始め、Ｎ個のハッシュ関数に基づき計算を実行する、と仮定される。ｉはｉ番目のハッシュ関数を表し、ｉの初期値は１であり、値は１からＮまでの範囲をとる。ｇ_ｉ（ｆ）のｉは、ｉ番目のハッシュ関数を表し、ｇ_ｉ（ｆ）は、ｉ番目のハッシュ関数に基づいてターゲットフローｆ内のパケットに対して計算が実行されることを示し、Ｃ_ｉ［ｇ_ｉ（ｆ）］は、ハッシュ関数ｇ_ｉ（ｆ）を使用することによってターゲットフローｆ内のパケットがビットにマッピングされるビット値を表し、ビット値は０又は１である。

９０２：通信デバイスは、各パケットに対してハッシュマッピングを実行することによって得られるＮ個のビットに夫々対応する確率計算様式に基づき、Ｎ個のビットに夫々対応するビット値を決定する。

ビットシーケンスに対応する各パケットのＮ個のビットが決定される場合に、各ビットの独立した確率Ｐに基づき、ビットのビット値が０又は１であることが決定され得る。Ｎ個のビットのうちのいずれか１つの値が既に１である場合には、通信デバイスは、そのビットの値には如何なる演算も実行しなくてよい。Ｎ個のビットのうちのいずれか１つの値が０である場合には、通信デバイスはそのビットの値を０から１に更新してもよい。

例えば、確率計算様式において、データ構造内のｙ番目のビットの値が０から１に更新される必要があると決定される場合に（１≦ｙ≦Ｙ）、データ構造は、２のｙ乗としてマークされてよい。例えば、上記の６４ビットエントリについては、１５番目のビットの値が０から１に更新される必要がある場合に、エントリは要件を満足するよう２^１５＝３２７６８だけ増える必要がある。

図１０のプロセスに基づき、Ｃ_ｉ［ｇ_ｉ（ｆ）］＝１？は、ｉ番目のハッシュ関数に基づき計算される、現在受信されているパケットのビット値が、１であるかどうかが決定されることを示す。Ｃ_ｉ［ｇ_ｉ（ｆ）］＝１である場合に、処理は実行されず、次のハッシュ関数に従って計算が続けて実行される。つまり、ｉ＝ｉ＋１が実行される。Ｃ_ｉ［ｇ_ｉ（ｆ）］≠１である場合には、確率Ｐに従って計算が実行される必要があり、Ｃ_ｉ［ｇ_ｉ（ｆ）］の値は０又は１に設定される。

次いで、確率計算後に求められた値が１であるかどうかが引き続き決定され、つまり、Ｃ_ｉ［ｇ_ｉ（ｆ）］＝１？が引き続き実行あれ、確率計算後に求められた値が依然として０である場合には、パケットはマークされない。確率計算後に求められた値が依然として１である場合には、次のハッシュ関数に従って計算が続けて実行される。つまり、ｉ＝ｉ＋１が実行される。

この場合に、ｉ＜ｍ＋１？が決定され、Ｎ番目のハッシュ関数が実行されたかどうかを示し、ｍはＮに相当する。Ｎ番目のハッシュ関数が実行されている場合に、ｉ＜ｍ＋１であるならば、次のハッシュ関数の計算が続けて実行される。ｉ≧ｍ＋１であり、Ｎ個のビットの値が全て１であるならば、パケットはエレファントフローパケットとしてマークされる。

９０３：通信デバイスは、ターゲットフローの第１パケットに対応するＮ個のビットのビット値が全て１であると決定し、第１パケットをエレファントフローパケットとしてマークする。ターゲットフローの第２パケットに対応するＮ個のビットのビット値が全て１であるわけではないと決定する場合には、通信デバイスは第２パケットをマークしない。

例えば、Ｎが３である場合に、３回のハッシュ計算が第１パケットの５タプルに従って実行された後に求められる３つのビットの値が全て１であるならば、第１パケットはエレファントフローパケットである。代替的に、３回のハッシュ計算が第２パケットの５タプルに従って実行された後に求められる３つのビットの値が全て１であるわけではないならば、第２パケットはマークされない。

９０４：ネットワーク輻輳が起きると決定する場合に、通信デバイスは第１パケットの転送レートを更新し、このとき、更新された転送レートは、更新されていない転送レートを下回る。代替的に、ネットワーク輻輳が起きると決定する場合に、通信デバイスは第１パケットを破棄する。

このステップの実施は、ステップ７０６のそれと同様である。

従って、本願では、フローのパケットがビットシーケンス様式においてマークされる場合に、連続的なビットシーケンスが構成され、動作は、既存のデータ構造でビットシーケンスに実行され、エレファントフロー及びマウスフロー識別が、確率マーキング及び多重ハッシュ方式でパケットに実行される。ハッシュテーブルの使用におけるそれと比較して、記憶に必要なエントリ空間はより効率的に使用され、処理可能なフローの量の上限は増え、エレファントフロー及びマウスフローを識別する効率は優れている。

実施例２によってもたらされる有利な効果を更に説明するために、本願は、説明のためのマーキング比率テストモデルを提供する。

このモデルでは、４００個のエレファントフロー及び８，０００個のマウスフローが存在する、と仮定される。通信デバイスでのビットシーケンスは、２Ｋ×１６ｓビット＝３２，０００ビットである。

パケットをマークするために使用される確率Ｐは０．００５であり、ハッシュの回数Ｎは５である、と仮定される。通信デバイスは、受信されたフロー内の全てのパケットをカウントし、それらのパケットに対する、エレファントフローパケットとしてマークされるパケットの比率をテストし得る。表２はテスト結果を示す。

表２から、エレファントフローでは、エレファントフローパケットのマーキング比率は８０％を超え、マウスフローでは、エレファントフローパケットのマーキング比率は０．３％に満たない、ことが分かる。

従って、本願では、エレファントフロー及びマウスフローは、限られたリソースの場合には、ビットシーケンス様式で区別され得る。８，４００個のフローの識別において、ほんの３２，０００ビットの空間が使用される。平均して、フローごとに５ビットに満たない空間が使用され、識別効果は良好である。

上記の機能を実装するために、通信デバイスは、機能を実行するための対応するハードウェア及び／又はソフトウェアモジュールを含むことが理解され得る。本明細書で開示される実施形態を参照して説明される例の中のアルゴリズムステップは、本願ではハードウェア又はハードウェアとコンピュータソフトウェアとの組み合わせによって実装され得る。機能がハードウェア又はコンピュータソフトウェアによって駆動されたハードウェアによって実行されるかどうかは、技術的解決法の特定のアプリケーション及び設計制約に依存する。当業者は、記載されている機能を、実施形態を参照して特定のアプリケーションごとに実装するために、異なる方法を使用し得るが、実施が本願の範囲を越えることは考えられるべきではない。

この実施形態では、通信デバイスは、上記の方法の例に基づき機能モジュールに分割されてもよい。例えば、各機能モジュールは、各対応する機能に基づき分割により取得されてもよく、あるいは、２つ以上の機能が１つの処理モジュールに一体化されてもよい。上記の一体化されたモジュールは、ハードウェアの形で実装されてもよい。留意すべきは、この実施形態では、モジュールへの分割は例であり、論理的な機能分割にすぎない点である。実際の実施では、他の分割方法が使用されてもよい。

各機能モジュールが各対応する機能に基づき分割により取得される場合に、図１１は、上記の実施形態における通信デバイス１１０の可能な構成の概略図である。図１１に示されるように、通信デバイス１１０は、カウントユニット１１０１、マーキングユニット１１０２、輻輳処理ユニット１１０３、及び更新ユニット１１０４を含み得る。

カウントユニット１１０１は、通信デバイス１１０がステップ７０１、ステップ７０２、など、及び／又は本明細書で記載される技術の他のプロセスを実行するのをサポートするよう構成されてよい。

マーキングユニット１１０２は、通信デバイス１１０がステップ７０２、ステップ７０４、など、及び／又は本明細書で記載される技術の他のプロセスを実行するのをサポートするよう構成されてよい。

輻輳処理ユニット１１０３は、通信デバイス１１０がステップ７０５、７０６、など、及び／又は本明細書で記載される技術の他のプロセスを実行するのをサポートするよう構成されてよい。

更新ユニット１１０４は、通信デバイス１１０がステップ７０７、など、及び／又は本明細書で記載される技術の他のプロセスを実行するのをサポートするよう構成されてよい。

留意すべきは、上記の方法の実施形態におけるステップの全部の関連する内容が、対応する機能モジュールの機能説明で引用されてもよい点である。詳細はここで再び記載されない。

この実施形態で提供される通信デバイス１１０は、フローを識別するための上記の方法を実行するよう構成されるので、上記の実施方法と同じ効果を達成することができる。

集積ユニットが使用される場合に、通信デバイス１１０は処理モジュール、記憶モジュール、及び通信モジュールを含み得る。処理モジュールは、通信デバイス１１０の動作を制御及び管理するよう構成されてよく、例えば、通信デバイス１１０がカウントユニット１１０１、マーキングユニット１１０２、輻輳処理ユニット１１０３、及び更新ユニット１１０４によって実行されるステップを実行するのをサポートするよう構成されてよい。記憶モジュールは、通信デバイス１１０がプログラムコード、データなどを記憶するのをサポートするよう構成されてよい。通信モジュールは、通信デバイス１１０が他のデバイスと通信する、例えば、端末デバイスと通信し、端末デバイスからパケットを受信することをサポートするよう構成されてよい。

処理モジュールはプロセッサ又はコントローラであってよい。プロセッサは、本願で開示される内容を参照して記載される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路を実装又は実行してよい。プロセッサは、代替的に、コンピューティング機能を実装するプロセッサの組み合わせ、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサの組み合わせ又はデジタル信号プロセッサ（digital signal processing，ＤＳＰ）とマイクロプロセッサとの組み合わせであってもよい。記憶モジュールはメモリであってよい。通信モジュールは、具体的に、無線周波数回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈチップ、又はＷｉ－Ｆｉチップなどの、他の電子デバイスと相互作用するデバイスであってよい。

実施形態において、処理モジュールがプロセッサであり、記憶モジュールがメモリであり、通信モジュールがトランシーバである場合に、この実施形態の電子デバイスは、図１２に示される構造を備えているスイッチであってよい。

各機能モジュールが各対応する機能に基づき分割により取得される場合に、図１３は、上記の実施形態における通信デバイス１３０の可能な構成の概略図である。図１３に示されるように、通信デバイス１３０は、ビット決定ユニット１３０１、ビット値決定ユニット１３０２、マーキングユニット１３０３、及び輻輳処理ユニット１３０４を含み得る。

ビット決定ユニット１１０１は、通信デバイス１３０がステップ９０１、及び／又は本明細書で記載される技術の他のプロセスを実行するのをサポートするよう構成されてよい。

ビット値決定ユニット１３０２は、通信デバイス１３０がステップ９０２、など、及び／又は本明細書で記載される技術の他のプロセスを実行するのをサポートするよう構成されてよい。

マーキングユニット１３０３は、通信デバイス１３０がステップ９０３、など、及び／又は本明細書で記載される技術の他のプロセスを実行するのをサポートするよう構成されてよい。

輻輳処理ユニット１３０４は、通信デバイス１３０がステップ９０４、など、及び／又は本明細書で記載される技術の他のプロセスを実行するのをサポートするよう構成されてよい。

留意すべきは、上記の方法の実施形態におけるステップの全部の関連する内容が、対応する機能モジュールの機能説明で引用されてもよい点である。詳細はここで再び記載されない。

この実施形態で提供される通信デバイス１３０は、フローを識別するための上記の方法を実行するよう構成されるので、上記の実施方法と同じ効果を達成することができる。

集積ユニットが使用される場合に、通信デバイス１３０は処理モジュール、記憶モジュール、及び通信モジュールを含み得る。処理モジュールは、通信デバイス１３０の動作を制御及び管理するよう構成されてよく、例えば、通信デバイス１３０がビット決定ユニット１３０１、ビット値決定ユニット１３０２、マーキングユニット１３０３、及び輻輳処理ユニット１３０４によって実行されるステップを実行するのをサポートするよう構成されてよい。記憶モジュールは、通信デバイス１３０がプログラムコード、データなどを記憶するのをサポートするよう構成されてよい。通信モジュールは、通信デバイス１３０が他のデバイスと通信する、例えば、端末デバイスと通信し、端末デバイスからパケットを受信することをサポートするよう構成されてよい。

処理モジュールはプロセッサ又はコントローラであってよい。プロセッサは、本願で開示される内容を参照して記載される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路を実装又は実行してよい。プロセッサは、代替的に、コンピューティング機能を実装するプロセッサの組み合わせ、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサの組み合わせ又はＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせであってもよい。記憶モジュールはメモリであってよい。通信モジュールは、具体的に、無線周波数回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈチップ、又はＷｉ－Ｆｉチップなどの、他の電子デバイスと相互作用するデバイスであってよい。

実施形態において、処理モジュールがプロセッサであり、記憶モジュールがメモリであり、通信モジュールがトランシーバである場合に、この実施形態の通信デバイス１３０も、図１２に示される構造を備えているスイッチであってよい。

本願の実施形態は、１つ以上のプロセッサ及び１つ以上のメモリを含む電子デバイスを更に提供する。１つ以上のメモリは１つ以上のプロセッサへ結合される。１つ以上のメモリは、コンピュータプログラムコードを記憶するよう構成される。コンピュータプログラムコードはコンピュータ命令を含む。１つ以上のプロセッサがコンピュータ命令を実行する場合に、電子デバイスは、上記の実施形態における、フローを識別する方法を実装するように、上記の関連する方法ステップを実行することができる。

本願の実施形態は、コンピュータ可読媒体を更に提供する。コンピュータ可読記憶媒体はコンピュータ命令を記憶している。コンピュータ命令が電子デバイスで実行される場合に、電子デバイスは、上記の実施形態における、フローを識別する方法を実装するように、上記の関連する方法ステップを実行することができる。

本願の実施形態は、コンピュータプログラム製品を更に提供する。コンピュータプログラム製品がコンピュータで実行される場合に、コンピュータは、電子デバイスによって実行される上記の実施形態における、フローを識別する方法を実装するように、上記の関連する方法ステップを実行することができる。

加えて、本願の実施形態は装置を更に提供する。装置は具体的に、チップ、コンポーネント、又はモジュールであってよい。装置は、接続されているプロセッサ及びメモリを含み得る。メモリは、コンピュータ実行可能命令を記憶するよう構成される。装置が作動する場合に、プロセッサは、チップが、電子デバイスによって実行される上記の方法の実施形態における、フローを識別する方法を実行することを可能にするように、メモリに記憶されているコンピュータ実行可能命令を実行してよい。

実施形態で提供される通信デバイス、コンピュータ可読記憶媒体、コンピュータプログラム製品、又はチップは、上記の対応する方法を実行するよう構成される。従って、通信デバイス、コンピュータ可読記憶媒体、コンピュータプログラム製品、又はチップによって達成可能な有利な効果については、上記の対応する方法での有利な効果を参照されたい。詳細はここで再び記載されない。

上記の実施の記載に基づき、記載の容易さ及び簡潔さのために、上記の機能モジュールの分割は記載のための例にすぎないことが、当業者によって理解され得る。実際のアプリケーションでは、上記の機能は、要件に従った実施のために異なる機能モジュールに割り当てられてもよく、つまり、装置の内部構造は、上記の機能の全部又は一部を実装するために、異なる機能モジュールに分割される。

本願で提供されるいくつかの実施形態では、開示されている装置及び方法は他の様態で実装されてもよいことが理解されるべきである。例えば、記載されてる装置の実施形態は一例にすぎない。例えば、モジュール又はユニットへの分割は論理的な機能分割にすぎず、実際の実施の間には他の分割であってもよい。例えば、複数のユニット又はコンポーネントが他の装置に結合又は一体化されてもよく、あるいは、いくつか機能は無視されても又は実行されなくてもよい。その上、表示または議論されている相互の結合又は直接的な結合若しくは通信接続は、何らかのインターフェースを通じて実装されてもよい。装置またはユニット間の間接的な結合又は通信接続は、電気的な、機械的な又は他の形式で実装されてもよい。

別個の部分として記載されているユニットは、物理的に分離していてもいなくてもよく、ユニットとして表示されている部分は、１つ以上の物理的ユニットであってもよく、１つの場所に位置付けられてもよく、あるいは、複数の異なる場所に分散されてもよい。ユニットの一部又は全部は、実施形態の解決法の目的を達成するために実際の要件に基づき選択されてよい。

その上、本願の実施形態における機能ユニットは１つの処理ユニットに一体化されてもよく、ユニットの夫々は物理的に単独で存在してもよく、あるいは、２つ以上のユニットが１つのユニットに一体化されてもよい。上記の一体化されたユニットは、ハードウェアの形で実装されてよく、あるいは、ソフトウェア機能ユニットの形で実装されてもよい。

ソフトウェア機能ユニットの形で実装されて、独立した製品として販売又は使用される場合に、一体化されたユニットは、読み出し可能な記憶媒体に記憶されてもよい。そのような理解に基づき、本願の実施形態における技術的解決法は本質的に、あるいは、従来技術に寄与する部分、又は技術的解決法の全部若しくは一部は、ソフトウェア製品の形で実装されてもよい。ソフトウェア製品は、記憶媒体に記憶され、デバイス（単一チップマイクロコンピュータ、チップ、などであってよい）又はプロセッサ（processor）に、本願の実施形態における方法のステップの全部又は一部を実行するように指示するための複数の命令を含む。上記の記憶媒体は、ＵＳＢフラッシュドライブ、リムーバブルハードディスク、リードオンリーメモリ（read only memory，ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（random access memory，ＲＡＭ）、磁気ディスク、又は光ディスクなどの、プログラムコードを記憶することができる如何なる媒体も含む。

上記の内容は、本願の具体的な実施にすぎず、本願の保護範囲を制限する意図はない。本願で開示されている技術的範囲内で当業者が容易に考え付く如何なる変形又は置換も、本願の保護範囲に入るべきである。従って、本願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うべきである。

可能な設計において、ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値以上であると決定する場合に、通信デバイスが、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントがｍの倍数であるパケットをマークすることは、ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値に等しいと決定する場合に、通信デバイスが、ターゲットフローがエレファントフローの候補であると決定することを含む。通信デバイスは、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントが２^ｐであるパケットをマークし、ここで、ｍ＝２^ｐであり、ｐは１以上の数である。例えば、ｐ＝３であるとき、カウントが１０４、１１２、１２０、１２８、などであるパケットがマークされてよく、つまり、スイッチは、受信された１０４番目のパケット、１１２番目のパケット、１２０番目のパケット、１２８番目のパケット、などをマークすると理解され得る。

可能な設計において、第２フィルタリング方式で使用されるデータ構造はスケッチデータ構造である。第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントすることは、第２フィルタリング方式が、引き続き受信されるパケットを、ｄ個のハッシュ関数を使用することによってｗ×ｄ個のカウンタにマッピングするために使用され、ｗ×ｄ個のカウンタのカウント結果の中の最小値が、現在受信されているパケットの数量として決定されることを含み、ここで、ｗ及びｄは１よりも大きい整数である。具体的に言えば、スイッチによって受信されるパケットの数量が第２閾値以上であるならば、第２層のフィルタリングが実行され、第２フィルタリング方式が第２層フィルタリングで使用される。このようにして、パケットが第２段階のフィルタリングに入り、第２段階のフィルタリングで設定されている第３閾値に達する場合に、パケットは連続的にマークされる。フローが大きいほど、フローにおけるパケットの総量のうち、マークされたパケットの総量が多いことを示す。このように、エレファントフローパケットは、スイッチのエントリ記憶空間の利用を改善するよう、サンプリングされ、階層的な処理はハッシュ衝突を減らすことができる。

可能な設計において、通信デバイスは、ネットワーク輻輳が起こることが決定される場合に、マークされたパケットの転送レートを更新し、更新された転送レートが更新されていない転送レートを下回る、よう、又はネットワーク輻輳が起こることが決定される場合に、ターゲットフロー内のマークされたパケットを破棄するよう構成される輻輳処理ユニットを更に含む。

可能な設計において、第２フィルタリング方式で使用されるデータ構造はスケッチデータ構造である。カウントユニットは特に、第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットを、ｄ個のハッシュ関数を使用することによってｗ×ｄ個のカウンタにマッピングし、ｗ×ｄ個のカウンタのカウント結果の中の最小値を現在受信されているパケットの数量として決定するよう構成され、ここで、ｗ及びｄは１よりも大きい整数である。

可能な設計において、通信デバイスは、通信デバイスによってパケットを受信することの精度と偽陽性率とに基づき、第３閾値を更新するよう構成される更新ユニットを更に含む。

第３の態様に従って、通信装置が提供される。装置は少なくとも１つのプロセッサを含む。少なくとも１つのプロセッサはメモリへ接続される。少なくとも１つのプロセッサは、装置が第１の態様又は第１の態様の可能な設計のいずれか１つに従う方法を実行することを可能にするように、メモリに記憶されているプログラムを読み出して実行するよう構成される。

第４の態様に従って、チップが提供される。チップはメモリへ結合され、第１の態様又は第１の態様の可能な設計のいずれか１つに従う方法を実装するように、メモリに記憶されているプログラム命令を読み出して実行するよう構成される。

もう１つのスケッチ法については、図２に示されるＣｏｕｎｔ－ｍｉｎ（ＣＭ）スケッチにおいて、ｄ個のハッシュ関数（ｈ_１、ｈ_２、・・・、ｈ_ｄ）がｗ×ｄ個のカウンタにマッピングされ得る。ここでのＣＭスケッチは、実際には、ｄ行及びｗ列を有する行列である。行列の各行はハッシュ関数に対応し、その場合に、全てのカウント結果の中の最小値が最終的な決定値として使用される。ｗ及びｄは１よりも大きい整数である。図２で、ｉ_ｔはフローを示し、ｃ_ｔは各行のカウント結果を示す。カウントモデルが使用される場合に、フローはｗ×ｄ個のマッピング結果を有する。これにより、フロー間の衝突を減らすことができる。従って、ＣＭスケッチカウント法は、大量のフローが存在するシナリオでのエレファントフロー識別に適用可能である。

本願では、スイッチが、説明のために、通信デバイスの例として使用される。

７０２：ターゲットフローの受信パケットの数量が第１閾値以上であると決定する場合に、通信デバイスは、第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントがｍ、つまり（λ _２ ）の倍数であるパケットをマークし、このとき、ｍは２以上の整数である。

従って、第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントすることは、
第２フィルタリング方式が、引き続き受信されるパケットを、ｄ個のハッシュ関数を使用することによってｗ×ｄ個のカウンタにマッピングするために使用され、ｗ×ｄ個のカウンタのカウント結果の中の最小値が、現在受信されているパケットの数量として決定されることを含んでよく、ここで、ｗ及びｄは１よりも大きい整数である。

例えば、第２閾値λ_３は５００であり、ここでのＣＭスケッチはＣＭスケッチＣと表記され、ｄ個のカウントベクトルを含む、と仮定される。各カウントベクトルＣ_ｉ（Ｃ_１、Ｃ_２、・・・、又はＣ_ｄ）はｗ_２個のカウンタを含む。パケットは、５０１番目のパケットから開始して、ハッシュ関数グループｇ_ｉを使用することによってフローｆのフローＩＤに基づき［０，ｗ_２－１］に均一にマッピングされる。Ｄ＝１、２、・・・及びｗ_２≦ｗ_１である。図８に示されるように、パケットをカウントするプロセスは、５０１番目のパケットから開始して、ハッシュ関数グループｇ_ｉ及びカウントベクトルＣ_ｉを使用することによって、例えば、Ｃ_ｉ［ｇ _ｉ （ｆ）］＋１＝１であってよく、ここで、ｉ＝１、２、・・・、ｄである。

例えば、スイッチが第２層のフィルタリングを実行し始め、ｄ個のベクトルＣに対して５０１番目のパケットから始まる各パケットの計算結果の中の最小値が第３閾値λ_４と比較され得る、と仮定される。計算により得られた最小値がｍｉｎ（Ｃ_１［ｇ_１（ｆ）］、Ｃ_２［ｇ_２（ｆ）］、・・・、Ｃ_ｄ［ｇ_ｄ（ｆ）］］であるならば、ｍｉｎ（Ｃ_１［ｇ_１（ｆ）］、Ｃ_２［ｇ_２（ｆ）］、・・・、Ｃ_ｄ［ｇ_ｄ（ｆ）］］≧λ_４である場合に、そのパケットの後でその後に引き続き受信されたパケットは、図８に示されるように、マークされ得る。

例えば、５０１番目のパケットから開始して、５０１番目のパケットが１番目の受信パケットと見なされる場合に、引き続き受信されるパケットは、ＣＭスケッチを使用することによってカウントされる。パケットの計算結果の中で、ｍｉｎ（Ｃ_１［ｇ_１（ｆ）］、Ｃ_２［ｇ_２（ｆ）］、・・・、Ｃ_ｄ［ｇ_ｄ（ｆ）］］であるならば、ｍｉｎ（Ｃ_１［ｇ_１（ｆ）］、Ｃ_２［ｇ_２（ｆ）、・・・、Ｃ_ｄ［ｇ_ｄ（ｆ）］］≧λ_４かつλ_４＝５０であるならば、引き続き受信されるパケットは、５０番目のパケットからマークされてよい。実際に、受信されるパケットは５５０番目のパケットから連続的にマークされ得るとも理解することができる。

次いで、（１）が引き続き実行される。言い換えると、ｆ_{ｒｉｇｈｔ} ＞ε_ｆである場合には、パケットサンプリング、識別、及びパケットキャプチャ処理が、再び更新されるλ_４を決定するために、新しいパラメータを使用して新しい_{ｆｒｉｇｈｔ}を計算することによって、再び実行され得る。ｆ_{ｒｉｇｈｔ} ≦ε_ｆ、又はλ_４＝ｎ／２である場合には、調整は終了する。

このモデルでは、４００個のエレファントフロー及び８，０００個のマウスフローが存在する、と仮定される。通信デバイスでのビットシーケンスは、２Ｋ×１６ビット＝３２，０００ビットである。

実施形態において、処理モジュールがプロセッサであり、記憶モジュールがメモリであり、通信モジュールがトランシーバである場合に、この実施形態の通信デバイス１１０は、図１２に示される構造を備えているスイッチであってよい。

ビット決定ユニット１３０１は、通信デバイス１３０がステップ９０１、及び／又は本明細書で記載される技術の他のプロセスを実行するのをサポートするよう構成されてよい。

Claims (15)

1. フローを識別する方法であって、
   通信デバイスによって、ターゲットフローの最初のパケットから開始して、第１フィルタリング方式で受信パケットをカウントすることと、
   前記通信デバイスによって、前記ターゲットフローの前記受信パケットの数量が第１閾値以上であると決定する場合に、前記第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントが２以上の整数ｍの倍数であるパケットをマークすること、又は
   前記ターゲットフローの前記受信パケットの数量が第２閾値以上であると決定する場合に、前記通信デバイスによって、第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントすること、又は
   前記ターゲットフローの前記受信パケットの数量が第３閾値以上であると決定する場合に、前記通信デバイスによって、前記ターゲットフローがエレファントフローであると決定し、引き続き受信されるパケットをマークすること、と
   を有する方法。
2. 当該方法は、
   ネットワーク輻輳が起こることを決定する場合に、前記通信デバイスによって、前記マークされたパケットの転送レートを更新することであり、更新された転送レートが更新されていない転送レートを下回る、こと、又は
   ネットワーク輻輳が起こることを決定する場合に、前記通信デバイスによって、前記ターゲットフローにおいて前記マークされたパケットを破棄すること
   を更に有する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記第１フィルタリング方式で使用されるデータ構造はブルームフィルタであり、
   前記第１フィルタリング方式で受信パケットをカウントすることは、
   ハッシュ関数と前記ブルームフィルタに対応するベクトルとを使用することによって、前記ターゲットフローの前記受信パケットを前記ターゲットフローに対応するベクトル位置に一対一でマッピングすることを有し、
   各マッピング中の前記対応するベクトル位置のカウントは１ずつ増える、
   請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記通信デバイスによって、前記ターゲットフローの前記受信パケットの数量が第１閾値以上であると決定する場合に、前記第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントが２以上の整数ｍの倍数であるパケットをマークすることは、
   前記ターゲットフローの前記受信パケットの数量が前記第１閾値に等しいと決定する場合に、前記通信デバイスによって、前記ターゲットフローがエレファントフローの候補であると決定することと、
   前記第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントが２^ｐであるパケットをマークすることと
   を有し、ｍ＝２^ｐであり、ｐは１以上の数である、
   請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第２フィルタリング方式で使用されるデータ構造はスケッチデータ構造であり、
   前記第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントすることは、
   前記第２フィルタリング方式で、前記引き続き受信されるパケットを、ｄ個のハッシュ関数を使用することによってｗ×ｄ個のカウンタにマッピングし、前記ｗ^ｄ個のカウンタのカウント結果の中の最小値を現在受信されているパケットの数量として決定することを有し、
   ｗ及びｄは１よりも大きい整数である、
   請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の方法。
6. 当該方法は、
   前記通信デバイスによって、該通信デバイスによってパケットを受信することの精度と偽陽性率とに基づき、前記第３閾値を更新することを更に有する、
   請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の方法。
7. ターゲットフローの最初のパケットから開始して、第１フィルタリング方式で受信パケットをカウントするよう構成されるカウントユニットと、
   前記ターゲットフローの前記受信パケットの数量が第１閾値以上であることが決定される場合に、前記第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントが２以上の整数ｍの倍数であるパケットをマークするよう構成されるマーキングユニットと
   を有し、又は
   前記カウントユニットは、前記ターゲットフローの前記受信パケットの数量が第２閾値以上であることが決定される場合に、第２フィルタリング方式で、引き続き受信されるパケットをカウントするよう更に構成され、又は
   前記マーキングユニットは、前記ターゲットフローの前記受信パケットの数量が第３閾値以上であることが決定される場合に、前記ターゲットフローがエレファントフローであると決定し、引き続き受信されるパケットをマークするよう更に構成される、
   通信デバイス。
8. ネットワーク輻輳が起こることが決定される場合に、前記マークされたパケットの転送レートを更新し、更新された転送レートが更新されていない転送レートを下回る、よう、又は
   ネットワーク輻輳が起こることが決定される場合に、前記ターゲットフローにおいて前記マークされたパケットを破棄するよう
   構成される輻輳処理ユニットを更に有する、
   請求項７に記載の通信デバイス。
9. 前記第１フィルタリング方式で使用されるデータ構造はブルームフィルタであり、
   前記カウントユニットは特に、
   ハッシュ関数と前記ブルームフィルタに対応するベクトルとを使用することによって、前記ターゲットフローの前記受信パケットを前記ターゲットフローに対応するベクトル位置に一対一でマッピングするよう構成され、
   各マッピング中の前記対応するベクトル位置のカウントは１ずつ増える、
   請求項７又は８に記載の通信デバイス。
10. 前記マーキングユニットは特に、
    前記ターゲットフローの前記受信パケットの数量が前記第１閾値に等しいことが決定される場合に、前記ターゲットフローがエレファントフローの候補であると決定し、
    前記第１閾値を超えるパケットから開始して、カウントが２^ｐであるパケットをマークする
    よう構成され、ｍ＝２^ｐであり、ｐは１以上の数である、
    請求項７乃至９のうちいずれか一項に記載の通信デバイス。
11. 前記第２フィルタリング方式で使用されるデータ構造はスケッチデータ構造であり、
    前記カウントユニットは特に、
    前記第２フィルタリング方式で、前記引き続き受信されるパケットを、ｄ個のハッシュ関数を使用することによってｗ×ｄ個のカウンタにマッピングし、前記ｗ^ｄ個のカウンタのカウント結果の中の最小値を現在受信されているパケットの数量として決定するよう構成され、
    ｗ及びｄは１よりも大きい整数である、
    請求項７乃至１０のうちいずれか一項に記載の通信デバイス。
12. 当該通信デバイスによってパケットを受信することの精度と偽陽性率とに基づき、前記第３閾値を更新するよう構成される更新ユニットを更に有する、
    請求項７乃至１１のうちいずれか一項に記載の通信デバイス。
13. コンピュータ命令を有し、
    前記コンピュータ命令が電子デバイスで実行される場合に、該電子デバイスが請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の方法を実行することができる、
    コンピュータ可読記憶媒体。
14. メモリへ結合され、該メモリに記憶されているプログラム命令を読み出しかつ実行して、請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の方法を実装するチップ。
15. メモリ及びプロセッサを有する通信デバイスであって、
    前記メモリは前記プロセッサへ結合され、
    前記メモリはコンピュータプログラムコードを記憶するよう構成され、
    前記コンピュータプログラムコードは、前記プロセッサによって実行される場合に、当該通信デバイスに、請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の方法を実装させる、
    通信デバイス。

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