JP3375191B2 - スループットシェイピング装置、交換システムおよびスループットシェイピング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パケット交換網または
ＡＴＭ交換網の入口または網内各ノードの出口におい
て、パケットまたはセル送出時のスループットをリンク
毎に制限することを可能とするシェイピング装置、交換
システムおよびスループットシェイピング方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）
において、ＶＣ（バーチャルチャネル）やＶＰ（バーチ
ャルパス）の転送品質を保証するために、トラヒック特
性は、あらかじめ定められているトラヒック記述子に記
載された条件を守ったものであることが必要である。し
かし、複数のＶＣ間でのバーストレベルやセルレベルの
到着関係の影響により各網内のＶＣの短時間的トラヒッ
クが、トラヒック記述子の条件を守らないことがある。
これを解決するための従来技術としては、電子情報通信
学会技術報告エスエスイー（ＳＳＥ）９１−１８６の第
９１頁から第９６頁に示されている技術がある。この従
来技術においては、全ての網内ＶＰの発側終端点におい
て、各ＶＰのセル流を、規定されたトラヒック記述子に
反しないように制御（このような制御をシェイピングと
いう）するために、入力されたセルをＶＰ毎のバッファ
に振り分け、トラヒック記述子の条件を守るように、こ
のバッファ群から出力すべきセルを選択する方法が提案
されている。また、シェイピング機能を備えるＡＴＭ通
信システムについては、特開平４−１００４５１号公
報、特開平３−１５０９４４号公報に示される技術があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術のシ
ェイピングは、シェイピング対象の全リンク（ＶＰ）の
セルを平等な判定論理で送出選択する必要がある。すな
わち、バッファのすべてから平等な判定論理で１個のセ
ルを選択するために、全バッファをスキャンしてバッフ
ァ内のセル有無判定、および、セル有時のセル送出可否
判定等を行う必要が生じる。特開平４−１００４５１号
公報に示される技術では、対象リンク数を制限すること
で処理速度を向上させようとしているが、一般的には、
１セルの送出選択のために全リンク数分のバッファテー
ブルのスキャンを必要とするため、リンク数の多い広帯
域システムに適用すると処理速度がネックとなる問題点
がある。

【０００４】本発明の目的は、この問題を解決し、高速
広帯域システムに適用できるシェイピング装置、交換シ
ステムおよびスループットシェイピング方法を実現する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、課題を解決
する手段として従来技術のようなテーブルスキャンが不
要な構成をとるものである。

【０００６】このため、入力されたパケットの送出を、
あらかじめ定められた多重化論理単位であるリンクごと
に、あらかじめ定められたスループットの上限に従いシ
ェイピングを行なうスループットシェイピング装置であ
って、前記入力されたパケットを入力順に保持する保持
部と、前記保持部に保持する順に、前記パケットが送出
すべきパケットか否かを前記スループットの上限に基づ
いて判断する送出可否判断部と、前記送出可否判断部に
より送出すべきでないと判断されたパケットの送出を待
ち合わせるために、当該パケットを前記保持部に保持す
るパケットの最後尾に移行させる送出順制御部とを設け
る。

【０００７】また、入力されたパケットの送出を、あら
かじめ定められた多重化論理単位であるリンクごとに、
あらかじめ定められたスループットの上限に従いシェイ
ピングを行なうスループットシェイピング装置であっ
て、前記入力されたパケットを入力順に記憶するパケッ
ト記憶手段と、前記入力したパケットについてのあらか
じめ定められたリンクの識別情報と、前記パケットを記
憶した前記パケット記憶手段のアドレスとをパケット制
御データとして生成し、前記パケット記憶手段に前記パ
ケットを書き込む書き込み制御部と、前記書き込み制御
部で生成されたパケット制御データを入力順に保持し、
前記パケットが送出すべきパケットか否かを前記スルー
プットの上限に基づいて判断し、送出すべきでないと判
断されたパケットの送出を遅延させるシェイピング制御
部と、前記シェイピング制御部により送出すべきパケッ
トであると判断されたときに前記パケット記憶手段から
パケットを読み出す読みだし制御部とを設けるようにし
てもよい。

【０００８】

【作用】送出順制御部は、送出可否判断部により送出す
べきでないと判断されたパケットの送出を待ち合わせる
ために、当該パケットを保持部に保持するパケットの最
後尾に移行させる。送出可否判断部は、保持部に保持す
る順に、前記パケットが送出すべきパケットか否かを前
記スループットの上限に基づいて判断する。

【０００９】送出可否判断は、先頭抽出手段により、当
該装置に存在する入力されたパケットのうちリンクごと
により先に入力された先頭パケットを抽出し、前記スル
ープットの上限として、パケットの送出間隔をあらかじ
め定めて記憶する送出間隔記憶手段を参照して、前記リ
ンクごとの送出間隔が、前記送出間隔記憶手段に記憶す
る送出間隔以上であれば、送出すべきであると判断す
る。

【００１０】先頭抽出手段における先頭パケットの抽出
方法としては、以下に示す２つの方法がある。

【００１１】１つめは、前記先頭抽出手段において、前
記リンクごとにパケットが入力された順序番号を前記入
力されたパケットに付加する入力順序番号管理手段と、
前記リンクごとにパケットが送出された順序番号を保持
する出力順序番号管理手段とを備えることにより、前記
先頭パケットの抽出を、前記パケットに付加された入力
順序番号と前記出力順序番号管理手段に保持する出力順
序番号とに基づいて行なう方法である。この場合、保持
部内のパケットのすべてに、リンク別の順序番号が割り
当てられる。例えば、入力順序番号管理部は、前記パケ
ットの入力に従って前記入力順序番号を更新し、前記出
力順序番号管理部は、前記パケットの送出に従って前記
出力順序番号を更新することにより、送出すべきパケッ
トは、リンク別の最若番の順序番号を持つパケットであ
り、出力順序番号管理手段はその最若番の順序番号を保
持している。このため、前記パケットに付加された入力
順序番号と前記出力順序番号管理手段に保持する出力順
序番号とが一致したときに当該パケットを先頭パケット
として抽出することができる。

【００１２】また、先頭パケットを抽出する２つめの方
法としては、前記保持部の前段に設けられ、入力された
パケットをリンクごとに入力順に保持するＦＩＦＯ（Fi
rstIn First Out）などのリンク別保持手段と、前記リ
ンク別保持手段に保持する先頭パケットに対して、前記
保持部においてリンクごとに１つのパケットが保持され
るように、前記保持部への入力を許可する入力許可手段
とを設けておき、入力許可手段において、前記送出可否
判断部においてパケットが送出されたときに、前記リン
ク別保持手段に保持する当該リンクの先頭パケットがあ
る場合には当該先頭パケットに対して入力を許可し、ま
た、前記リンク別保持手段に先頭パケットが入力したと
きに前記保持部において保持されている当該リンクのパ
ケットがないときには、当該先頭パケットに対して前記
保持部への入力を許可することにより先頭パケットだけ
を保持部に入力することができる。この場合、入力許可
手段は、トークンなどの入力を許可することを示す入力
許可権を管理したり、パケットが保持部に入力している
ことを示すフラグを用いることにより入力を許可するこ
とができる。

【００１３】また、送出可否を送出間隔により求める方
法としては、以下に示す２つの方法を取ることができ
る。

【００１４】１つめの方法としては、リンクごとに前記
保持部における送出の待ち合せ回数を管理する待合せ回
数管理手段を備えることにより、待合せ回数管理手段に
おいて、前記送出可否判断部においてパケットが送出さ
れたときに、当該パケットのリンクに対応する、前記送
出間隔記憶手段に記憶する送出間隔を待合せ回数として
プリセットし、前記送出可否判断部においてパケットが
送出不可と判断されたときに、前記待合せ回数を１減算
し、前記送出可否判断部は、前記待合せ回数が０になっ
たときに当該パケットを送出すべきであると判断する。

【００１５】また、２つめの方法としては、リンクごと
に、前記パケットが送出されたときの前記現在時刻確認
部における現在時刻を最終送出時刻として記録する最終
送出時刻記録手段を備え、前記リンクごとの送出間隔を
求めるために、前記最終送出時刻記録手段に記録してい
る最終送出時刻と、現在時刻確認部における現在時刻と
から送出間隔を求め、前記リンクごとの送出間隔が、送
出間隔記憶手段に記憶する送出間隔以上であれば、送出
すべきであると判断する。

【００１６】また、前記パケットを記憶するパケット記
憶手段と、前記パケットのリンクごとの識別情報と、前
記パケットを記憶した前記パケット記憶手段のアドレス
とをパケット制御データとして生成して前記保持部に入
力させる生成手段とをさらに備えることにより、前記保
持部は、前記パケットの代わりに、前記生成手段で生成
されたパケット制御データを保持し、前記送出可否判断
部は、前記パケットの代わりに、前記パケット制御デー
タにより前記判断を行なうことができる。

【００１７】以上のように、本発明においては、各リン
ク毎に設定されたスループットの上限値を守りながらパ
ケットを送出する。入力スループットが設定上限値を越
えているときは、その入力を廃棄するのではなく、遅延
させてそのリンクのパケット送出間隔を広げる制御を行
う。遅延させるために、送出すべきでないと判断された
パケットを保持部に保持するパケットの最後尾に移行さ
せて周回させるようにする。このため、送出可否を判定
する際に保持部内に保持するパケットに対応するリンク
についてのテーブル内容アクセスを行えばよいので、全
リンク数分のテーブルスキャンは不要となり、リンク数
の多い場合にも処理速度ネックとならない。

【００１８】なお、本発明におけるパケットとは、宛先
情報を含むデータであり、ＡＴＭセル等も含まれる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して周回型スループットシ
ェイピング方法の実施例を説明する。まず、第１の実施
例における周回型スループットシェイピング方法の構成
と動作の概要とを図１から図４を参照して説明する。

【００２０】図１は、基本的な第１の周回型スループッ
トシェイピング方法の構成と動作の概要を示したブロッ
ク図を示している。図１において、シェイピング装置
（シェイパー）は、パケットを待ち合わせるためにパケ
ットを周回させる周回部１、入力パケットおよび周回パ
ケットのうち送出すべきパケットを選択する送出選択部
２、周回部１内にパケットを入力する際、リンク別の入
力順序番号を管理するための入力順序番号管理部３、リ
ンク別に送出すべきパケットの出力順序番号を管理する
ための出力順序番号管理部４、および、リンク別に周回
中のパケットが送出を待ち合わせるべき回数を管理する
ための待合せ回数管理部５を備える。

【００２１】ここでは、ＶＰをリンクといい、リンクご
とにトラヒック識別子があらかじめ定められているの
で、トラヒックに対するシェイピングする度合いもあら
かじめ定められている。パケットは、リンクごとに入力
した順番に出力し、出力するパケットとパケットとの出
力間隔がトラヒック識別子に対応しなければ出力をさせ
ないようにするために、周回部１において周回させるこ
とにより待ち合わせる。周回部１は、入力した順番にパ
ケットを記憶し、最も先に入力したものからパケットの
送出の判断がなされ、待合せさせる場合には、記憶して
いるパケットのうち最後部に記憶させる。待合せ回数Ｃ
（Ｌ）は、周回させる回数をリンクごとに示しており、
シェイピングの度合いにより待合せ回数管理部５に保持
する、リンクごとの待合せ回数（プリセット値）があら
かじめ定められている。送出選択部２は、リンクごと先
頭パケット（周回部１に存在するパケットのうち最も先
に入力したパケット）の待合せ回数を示すために、パケ
ット出力後、あらかじめ規定されている待合せ回数（プ
リセット値）を保持し、先頭パケットの周回ごとに待合
せ回数Ｃ（Ｌ）をカウントダウンし、Ｃ（Ｌ）が０にな
ると、あらかじめ規定された待合せ回数分、周回したこ
とになるのでパケットを出力する。もしくは、送出選択
部２は、周回した回数をカウントして周回した回数があ
らかじめ定めた待合せ回数と一致するか否かを判断する
ようにしもよい。

【００２２】入力順序番号管理部３と出力順序番号管理
部４とは、初期状態において同じ値（初期値）例えば０
を保持し、リングバッファなどにより構成される。入力
順序番号管理部３は、入力パケット到着処理を行ない、
周回部１に入力したパケットが、リンクごとに何番目に
入力したかの入力順序番号を入力パケットに付与するた
めに、リンクごとに入力パケットの個数をカウンタＷ
（Ｌ）により示し、入力パケットがあるとリンク別にカ
ウントアップをする。このため、周回部１にパケットが
入力すると、入力パケットのリンク番号を識別し、識別
したリンク番号に対応する入力パケットのカウント値Ｗ
（Ｌ）を参照し、カウント値Ｗ（Ｌ）を入力パケットの
入力順序番号として付与し、カウント値Ｗ（Ｌ）を１カ
ウントアップする。カウンタのカウント値が最大までカ
ウントアップされると０に戻る。これにより、周回部１
内のパケットには、リンク別の入力順序番号が割り当て
られる。最大値は、シェイピングの度合いにより十分な
容量を確保しておく。

【００２３】出力順序番号管理部４は、周回部１から出
力するパケットが、リンクごとに何番目に出力するかの
出力順序番号を示す、リンクごとに出力パケットの個数
をカウンタＲ（Ｌ）により示し、出力パケットがあると
リンク別にカウントアップをする。送出選択部２では、
周回しているパケットがリンクごとに先頭のパケットで
あるかないかを判定（先頭パケット判定処理）するため
に、周回するパケットのリンク番号を識別し、識別した
リンク番号に対応する出力順序番号管理部４のカウント
値Ｒ（Ｌ）を参照し、このカウント値Ｒ（Ｌ）と、入力
時に付与されたＷ（Ｌ）とを比較し、比較した結果値が
等しければ、このパケットが周回部１に存在するパケッ
トのうち先頭のパケットであると判断し、一致しなけれ
ばこのパケットをさらに周回させる。また、出力順序番
号管理部４は、パケットが出力すると、カウント値Ｒ
（Ｌ）１カウントアップする。カウンタのカウント値が
最大までカウントアップされると０に戻る。最大値は、
カウント値Ｗ（Ｌ）の最大値と等しくしておく。

【００２４】パケットを周回部１から送出するか否かを
判断するパケット送出可否判断処理は、送出選択部２に
おいて、先頭のパケットであると判断されたときに、待
合せ回数管理部５からの待合せ回数Ｃ（Ｌ）が０であれ
ば送出可能、０以外ならば送出不可と判断する。送出可
能な時は、このパケットを周回部１から送出して出力順
序番号管理部４の出力順序番号をカウントアップし、待
合せ回数管理部５の待合せ回数を、あらかじめ定められ
ている値にセットする。送出不可時は、待合せ回数管理
部５の待合せ回数をカウントダウンする。いずれの場合
でも、その後は、周回部１内の次のパケットに対して先
頭パケットの判定を行う。

【００２５】つぎに、図１に示す第１の実施例における
周回型スループットシェイピング方法の動作を、図１６
および図１７に示すフローチャートを参照して説明す
る。また、図２２に、図１における各テーブル内容の一
変化例を示す。ここではリンク番号Ｌ＝１のパケットに
のみ着目して変化例を示している。

【００２６】本実施例においては、図１６に示すよう
に、周回部１にパケットが入力した際に、入力順序番号
管理部３が入力パケット到着処理を行ない、また、図１
７に示すように、送出選択処理は送出選択部２において
行なう。

【００２７】図２２において、時刻０のときに、入力順
序番号管理部３、出力順序番号管理部４および待合せ回
数管理部５に保持する値は初期状態にある（Ｗ(１)＝Ｒ
(１)＝０、Ｃ(１)の待合せ回数（プリセット値）、すな
わちシェイピングの度合い＝２とする)。時刻は、一定
間隔で処理される先頭パケット判定処理とパケット送出
選択処理を行なうタイミングにおける処理回数を示す。
また、入力したパケットを識別するために、説明上入力
パケットを〜として示す。

【００２８】時刻１のときに、パケット入力(第１のパ
ケット）があると（Ｓ１６１０）、図１６において、
入力順序番号管理部３は、入力パケットからリンク番号
Ｌを読み取る（Ｓ１６２０）。読み取ったリンク番号に
対応する入力パケットのカウント値Ｗ（Ｌ）を参照し
（Ｓ１６３０）、カウント値Ｗ（１）＝０を入力パケッ
トの入力順序番号として付与し（Ｓ１６４０）、周回部
１に入力する。入力パケットに入力順序番号を付与する
方法としては、パケットのあらかじめ定めた領域に入力
順序番号を格納する方法がある。また、後述するよう
に、パケットを周回させないで、パケットのデータは記
憶手段に記憶させておいて、パケットごとに識別される
制御データを周回させる場合には、その制御データに付
加するか、またはパケットデータとともに入力順序番号
を格納しておいてもよい。その後、入力順序番号管理部
３は、カウント値Ｗ（１）を１カウントアップする（Ｓ
１６５０）。

【００２９】一方、時刻１のときに、送出選択部２は、
図１７に示すように、送出選択開始として（Ｓ１７０
１）、周回するパケットに付与されているＷ（１）＝０
を取り出し（Ｓ１７０２）、周回するパケットのリンク
番号Ｌ＝１を読みだしておく（Ｓ１７０３）。つぎに、
識別したリンク番号Ｌに対応する出力順序番号管理部４
のカウント値Ｒ（Ｌ）を取り出し（Ｓ１７０４）、この
カウント値Ｒ（Ｌ）と、入力時に付与されたＷ（Ｌ）と
を比較する（Ｓ１７０５）。比較した結果、値が等しけ
れば、このパケットが周回部１に存在するパケットのう
ち先頭のパケットであると判断し（Ｓ１７０２）、一致
しなければこのパケットをさらに周回させ、つぎのパケ
ットの送出選択を行なう（Ｓ１７０６）。周回部１にお
いて第１のパケットに付与されたＷ(１)が０であり、
Ｒ(１)と等しいことから、この第１のパケットが、現
在、周回部１内においてＬ＝１のリンクの先頭パケット
であることを知る。従って第１のパケットに対し送出可
否判定を行う。まず、送出可否判定では、先頭のパケッ
トであると判断されたときに、待合せ回数管理部５から
の待合せ回数Ｃ（Ｌ）を取り出す（Ｓ１７０７）。Ｃ
（Ｌ）が０であれば送出可能、０以外ならば送出不可と
判断する（Ｓ１７０８）。その結果Ｃ(１)＝２≠０なの
で送出不可と判定し、周回部１から送出しない。また、
待合せ回数管理部５の待合せ回数Ｃ(１)をカウントダウ
ンし（Ｓ１７０９）、つぎのパケットの送出選択を行な
う（Ｓ１７１０）。

【００３０】つぎに、時刻２のときには、続けてパケッ
トの入力（第２のパケット)があり、Ｗ(１)=１を第２
のパケットに付与し、Ｗ(１)の値を更新する。

【００３１】一方、先に入力されて周回部１内にあると
ころの第１のパケットに付与されたＷ(１)が０であ
り、Ｒ(１)＝０と等しいことから、送出選択部２は、こ
の第１のパケットが、現在、周回部１においてＬ＝１
のリンクの先頭パケットであることを知る。従って第１
のパケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｃ
(１)＝１≠０なので送出不可と判定し、周回部１から送
出しない。Ｃ(１)はダウンカウントされる。

【００３２】また、周回部１内に存在する第２のパケッ
トに付与されたＷ(１)が１であり、Ｒ(１)＝０と等し
くないことから、送出選択部２はこの第２のパケット
が、現在、周回部１においてＬ＝１のリンクの先頭パケ
ットではないことを知る。従って第２のパケットに対し
送出可否判定は行わず、周回部１からの送出も行わない
で、このパケットを再び周回させる。

【００３３】時刻３においては、続けてパケット入力
（第３のパケット)があり、Ｗ(１)=２を第３のパケッ
トに付与し、Ｗ(１)を３に更新する。

【００３４】一方、時刻２のとき同様、先に入力されて
周回部１内にあるところの第１のパケットがＬ＝１の
リンクの先頭パケットであることから、第１のパケット
に対し送出可否判定を行う。その結果Ｃ(１)＝０なので
送出可と判定し、出力順序番号管理部４の出力順序番号
をカウントアップし（Ｓ１７１１）、Ｒ(１)が１に更新
される。また、待合せ回数管理部５の待合せ回数Ｃ(１)
に、あらかじめ定められているプリセット値２をセット
し（Ｓ１７１２）、このパケットを周回部１から送出す
る（Ｓ１７１３）。この時刻においては、出力パケット
が決定されたのでＬ＝１のリンクの残りのパケットに対
する送出可否判定は行わない。この場合、もし周回部１
内に他のリンクのパケットがある場合には、先頭パケッ
トを見つけてＣ(Ｌ)〉０のときＣ(Ｌ)をダウンカウント
する。

【００３５】つぎに、時刻４において、新たなパケット
入力はないのでＷ(１)は更新されない。

【００３６】一方、周回部１内にあるところの第２のパ
ケットに付与されたＷ(１)が１であり、Ｒ(１)＝１と
等しいことから、送出選択部２は、この第２のパケット
が、現在、周回部１においてＬ＝１のリンクの先頭パ
ケットであることを知る。従って第２のパケットに対
し、送出可否判定を行う。その結果、Ｃ(１)＝２≠０な
ので送出不可と判定し、周回部１から送出しない。Ｃ
(１)はダウンカウントされる。

【００３７】また、周回部１内に存在する第３のパケッ
トに付与されたＷ(１)が２であり、Ｒ(１)と等しくない
ことから、送出選択部２はこの第３のパケットが、現
在、周回部１においてＬ＝１のリンクの先頭パケットで
はないことを知る。従って第３のパケットに対し送出可
否判定は行わず、周回部１からの送出も行わない。

【００３８】つぎに、時刻５において、周回部１内にあ
るところの第２のパケットに付与されたＷ(１)が１で
あり、Ｒ(１)＝１と等しいことから、送出選択部２は、
この第２のパケットが、現在、周回部１においてＬ＝
１のリンクの先頭パケットであることを知る。従って第
２のパケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｃ
(１)＝１≠０なので送出不可と判定し、周回部１から送
出しない。Ｃ(１)はダウンカウントされ、Ｃ(１)＝０と
なる。

【００３９】また、周回部１内に存在する第３のパケッ
トに付与されたＷ(１)が２であり、Ｒ(１)と等しくな
いことから、送出選択部２はこの第３のパケットが、
現在、周回部１においてＬ＝１のリンクの先頭パケット
ではないことを知る。従って、第３のパケットに対し送
出可否判定は行わず、周回部１からの送出も行わない。

【００４０】つぎに、時刻６において、周回部１内にあ
るところの第２のパケットに付与されたＷ(１)が１であ
り、Ｒ(１)と等しいことから送出選択部２は、この第２
のパケットが、現在、周回部１においてＬ＝１のリンク
の先頭パケットであることを知る。従って、第２のパケ
ットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｃ(１)＝０
なので送出可と判定し、第２のパケットを周回部１か
ら送出する。Ｃ(１)はプリセット値２がセットされる。
また、Ｒ(１)も２に更新され、第２のパケット送出後の
Ｌ＝１のリンクの先頭パケットが、Ｒ(１)＝２に等しい
Ｗ(１)を付与されていることを示す。

【００４１】この時刻においては、出力パケットが決定
されたのでＬ＝１のリンクの残りのパケットに対する送
出可否判定は行わない。もし、周回部１内に他のリンク
のパケットがある場合には、先頭パケットを見つけてＣ
(Ｌ)〉０のときＣ(Ｌ)をダウンカウントする。

【００４２】時刻７においては、周回部１内にあるとこ
ろの第３のパケットに付与されたＷ(１)が２であり、
Ｒ(１)＝２と等しいことから、送出選択部２は、この第
３のパケットが、現在、周回部１においてＬ＝１のリ
ンクの先頭パケットであることを知る。従って第３のパ
ケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｃ(１)＝２
≠０なので送出不可と判定し、周回部１から送出しな
い。Ｃ(１)はダウンカウントされる。

【００４３】時刻８においても、時刻７のとき同様、周
回部１内にあるところの第３のパケットがＬ＝１のリ
ンクの先頭パケットであることから、第３のパケット
に対し送出可否判定を行う。その結果、Ｃ(１)＝１≠０
なので送出不可と判定し、周回部１から送出しない。Ｃ
(１)はダウンカウントされる。

【００４４】時刻９においても、時刻８のとき同様、周
回部１内にあるところの第３のパケットがＬ＝１のリ
ンクの先頭パケットであることから、第３のパケットに
対し送出可否判定を行う。その結果、Ｃ(１)＝０なので
送出可と判定し、第３のパケットを周回部１から送出
する。Ｃ(１)はプリセットされる。また、Ｒ(１)も更新
されて第３のパケット送出後のＬ＝１のリンクの先頭パ
ケットがＲ(１)＝３に等しいＷ(１)を付与されているこ
とを示す。すなわち、さらに続けて第４のパケットが入
力された場合、これが先頭パケットであることを示す。

【００４５】以上説明したように、時刻１〜３に連続入
力された同一リンクのパケットは、時刻３、６、９にお
いて送出間隔を広げられて出力される。このときの送出
間隔は、Ｃ(Ｌ)のプリセット値に従うので、本例では少
なくとも２パケット以上の間隔が確保される。Ｃ(Ｌ)の
プリセット値としては、全リンク共通の値とする他にリ
ンク毎にプリセット値を持ち、シェイピングの度合いを
リンク毎に制御することも可能である。

【００４６】つぎに、図２６および図２７を参照し、パ
ケットがＡＴＭセルの場合のシェイピング例を説明す
る。図２６および図２７において、５２４は入力セル
流、１０は本実施例におけるシェイパー、５２５は出力
セル流を示している。図２６および図２７ともシェイピ
ングの度合いとして同一ＶＰＩのセル間隔が２セル以上
確保されるよう設定された場合を示している。図２６に
おいて、ＶＰＩ＝１のセルに注目すると、入力セル流５
２４がＶＰＩ＝１のセルのみのときは、出力セル流５２
５においてＶＰＩ＝１のセルの間は空セルとなる。ま
た、図２７に示すように、入力セル流５２４に他のＶＰ
Ｉのセルもあるときは、出力セル流５２５においてＶＰ
Ｉ＝１のセルの間に他のＶＰＩのセルが入ることもあ
り、各ＶＰＩごとにシェイピングが行なわれる。

【００４７】このように、複数ＶＰＩのセルが入力され
たときのシェイピングにおいても、送出可否判定は、周
回中のセルに対してのみ行い、１送出選択のために全対
象リンク分のテーブルスキャン等を行わない。従って、
第１の実施例によれば、対象リンク数の増加および処理
速度の高速化に簡単に対応可能なシェイピングを実現で
きる。

【００４８】つぎに、第２の実施例を説明する。図２
に、第２の実施例における周回型スループットシェイピ
ング方法の構成と動作の概要を示したブロック図を示
す。第２の実施例においては、第１の実施例とパケット
送出可否判断が異なる。第１の実施例においては、待合
せ回数をあらかじめ定められたシェイピングの度合いに
よりプリセットし、周回するごとに待合せ回数を減算し
て待合せ回数が０になったときにパケット送出を行なっ
ていたが、第２の実施例においては、パケットの最終送
出時刻を保持し、送出可否判断時の現在時刻と最終送出
時刻とから送出時間間隔を求め、送出時間間隔があらか
じめ定められたシェイピングの度合いの値より大きけれ
ばパケットの送出を行なう。

【００４９】図２において、周回部１、入力順序番号管
理部３および出力順序番号管理部４は、図１に示すもの
と同一の機能を備える。また、最終送出時刻記録部６
は、リンク毎のパケット送出最終時刻Ｔ（Ｌ）を記録す
る。現在時刻確認部７は、現在の時刻Ｔを示す。時刻Ｔ
は、一定間隔で処理される先頭パケット判定処理とパケ
ット送出選択処理を行なうタイミングにおける処理回数
を示す。送出間隔保持部６１は、あらかじめ定められた
シェイピングの度合い（閾値）Ｈ（Ｌ）を保持するもの
であり、前述の第１の実施例におけるプリセット値と等
しく、全てのリンクの閾値を同じにしてもよいし、リン
クごとに閾値を規定しておいてもよい。送出選択部２
は、最終送出時刻記録部６からのパケット送出最終時刻
Ｔ（Ｌ）と現在時刻確認部７からの現在時刻Ｔの差分に
より経過時間を求め、パケット送出可否を経過時間と送
出間隔の大小により判断する。パケット送出可能時は、
パケットを周回部１から送出し、最終送出時刻記録部６
の内容を現在時刻に更新するが、送出不可時はパケット
を周回部１から送出せず、周回させる。いずれの場合で
も、その後は、周回部１内の次のパケットに対して先頭
パケット判定を行う。先頭パケット判定処理は、前述の
第１の実施例と同様に行なう。

【００５０】つぎに、第２の実施例における周回型スル
ープットシェイピング方法の動作を、図１６および図１
８に示すフローチャートを参照して説明する。また、図
２３に、図２における各テーブル内容の一変化例を示
す。ここではリンク番号Ｌ＝１のパケットにのみ着目し
て変化例を示している。

【００５１】本実施例においては、第１の実施例と同
様、図１６に示すように、周回部１にパケットが入力し
た際に、入力順序番号管理部３が入力パケット到着処理
を行ない、また、図１８に示すように、送出選択処理は
送出選択部２において行なう。

【００５２】図２３において、時刻０のときに、入力順
序番号管理部３、出力順序番号管理部４および待合せ回
数管理部５に保持する値は初期状態にある（Ｗ(１)＝Ｒ
(１)＝Ｔ(１)＝０、シェイピングの度合いを示す経過時
間閾値Ｈ（１）＝２とする)。時刻Ｔは、一定間隔で処
理される先頭パケット判定処理とパケット送出選択処理
を行なうタイミングにおける処理回数を示す。また、入
力したパケットを識別するために、説明上入力パケット
を〜として示す。

【００５３】時刻１のときに、パケット入力(第１のパ
ケット)があり、Ｗ(１)＝０を第１のパケットに付与
し、Ｗ(１)を更新する（Ｓ１６１０〜Ｓ１６５０）。

【００５４】一方、時刻１のときに、送出選択部２は、
図１７に示すように、送出選択開始とし、周回部１にお
いて第１のパケットに付与されたＷ(１)が０であり、Ｒ
(１)＝０と等しいことから、この第１のパケットが、現
在、周回部１内においてＬ＝１のリンクの先頭パケット
であることを知る（Ｓ１８０１〜Ｓ１８０５）。従って
第１のパケットに対し送出可否判定を行う。送出可否判
定としては、まず、最終送出時刻記録部６からのパケッ
ト送出最終時刻Ｔ（Ｌ）＝０を取り出す（Ｓ１８０
７）。また、現在確認部７から現在時刻Ｔ０を読み取る
（Ｓ１８０８）。Ｔ−Ｔ(１)を求め、その結果Ｔ−Ｔ
(１)＝１≦Ｈ（１）＝２であり、最終送出時刻からの経
過時間が閾値Ｈ（１）以下なので送出不可と判定し（Ｓ
１８０９）、周回部１からこのパケットを送出しない。
つぎのパケットの送出選択を行なう（Ｓ１８１３）。

【００５５】つぎに、時刻２のときには、続けてパケッ
トの入力（第２のパケット）があり、Ｗ(１)＝１を第
２のパケットに付与し、Ｗ(１)を更新する。

【００５６】一方、先に入力されて周回部１内にあると
ころの第１のパケットに付与されたＷ(１)が０であ
り、Ｒ(１)＝０と等しいことから、送出選択部２は、こ
の第１のパケットが、現在、周回部１においてＬ＝１
のリンクの先頭パケットであることを知る。従って第１
のパケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｔ−
Ｔ(１)＝２≦２であり、最終送出時刻からの経過時間が
閾値以下なので送出不可と判定し、周回部１から送出し
ない。

【００５７】また、周回部１内に存在する第２のパケッ
トに付与されたＷ(１)が１であり、Ｒ(１)と等しくな
いことから、送出選択部２は、この第２のパケット
が、現在、周回部１においてＬ＝１のリンクの先頭パケ
ットではないことを知る。従って第２のパケットに対
し送出可否判定は行わず、周回部１からの送出も行わな
い。

【００５８】つぎに、時刻３においては、続けてパケッ
ト入力(第３のパケット)があり、Ｗ(１)＝２を第３の
パケットに付与し、Ｗ(１)を更新する。

【００５９】一方、時刻２のとき同様、先に入力されて
周回部１内にあるところの第１のパケットがＬ＝１のリ
ンクの先頭パケットであることから、第１のパケットに
対し送出可否判定を行う。その結果Ｔ−Ｔ(１)＝３〉２
であり、最終送出時刻からの経過時間が閾値Ｈ（１）を
越えたので送出可と判定し、第１のパケットを周回部１
から送出する（Ｓ１８１２）。Ｒ(１)も更新されて第１
のパケット送出後のＬ＝１のリンクの先頭パケットがＲ
(１)＝１に等しいＷ(１)を付与されていることを示す
（Ｓ１８１０）。Ｔ(１)は現在時刻Ｔの値に更新される
（Ｓ１８１１）。

【００６０】つぎに、時刻４において、新たなパケット
入力はないのでＷ(1)は更新されない。

【００６１】一方、周回部１内にあるところの第２のパ
ケットに付与されたＷ(１)が１であり、Ｒ(１)＝１と
等しいことから、送出選択部２は、この第２のパケット
が、現在、周回部１においてＬ＝１のリンクの先頭パ
ケットであることを知る。従って第２のパケットに対
し送出可否判定を行う。その結果Ｔ−Ｔ(１)＝１≦２で
あり、最終送出時刻からの経過時間が閾値Ｈ（１）以下
なので送出不可と判定し、周回部１から送出しない。

【００６２】また、周回部１内に存在する第３のパケッ
トに付与されたＷ(１)が２であり、Ｒ(１)＝１と等し
くないことから、送出選択部２はこの第３のパケット
が、現在、周回部１においてＬ＝１のリンクの先頭パケ
ットではないことを知る。従って第３のパケットに対
し送出可否判定は行わず、周回部１からの送出も行わな
い。

【００６３】つぎに、時刻５において、周回部１内にあ
るところの第２のパケットに付与されたＷ(１)が１で
あり、Ｒ(１)＝１と等しいことから、送出選択部２は、
この第２のパケットが、現在、周回部１においてＬ＝
１のリンクの先頭パケットであることを知る。従って第
２のパケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｔ
−Ｔ(１)＝２≦２であり、最終送出時刻からの経過時間
が閾値Ｈ（１）以下なので送出不可と判定し、周回部１
から送出しない。

【００６４】また、周回部１内に存在する第３のパケッ
トに付与されたＷ(１)が２であり、Ｒ(１)＝１と等し
くないことから、送出選択部２はこの第３のパケット
が、現在、周回部１においてＬ＝１のリンクの先頭パケ
ットではないことを知る。従って第３のパケットに対
し送出可否判定は行わず、周回部１からの送出も行わな
い。

【００６５】つぎに、時刻６において、周回部１内にあ
るところの第２のパケットに付与されたＷ(１)が１で
あり、Ｒ(１)＝１と等しいことから、送出選択部２は、
この第２のパケットが、現在、周回部１においてＬ＝
１のリンクの先頭パケットであることを知る。従って第
２のパケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｔ
−Ｔ(１)＝３〉２であり、最終送出時刻からの経過時間
が閾値Ｈ（１）を越えたので送出可と判定し、第２のパ
ケットを周回部１から送出する。Ｔ(１)は、Ｔ＝６の
値に更新される。Ｒ(１)も更新されて、第２のパケット
の送出後のＬ＝１のリンクの先頭パケットがＲ(１)＝
２に等しいＷ(１)を付与されていることを示す。

【００６６】つぎに、時刻７において、周回部１内にあ
るところの第３のパケットに付与されたＷ(１)が２で
あり、Ｒ(１)＝２と等しいことから、送出選択部２は、
この第３のパケットが、現在、周回部１においてＬ＝
１のリンクの先頭パケットであることを知る。従って第
３のパケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｔ
−Ｔ(１)＝１≦２であり、最終送出時刻からの経過時間
が閾値Ｈ（１）以下なので送出不可と判定し、周回部１
から送出しない。

【００６７】つぎに、時刻８において、時刻７のとき同
様、周回部１内にあるところの第３のパケットがＬ＝
１のリンクの先頭パケットであることから、第３のパケ
ットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｔ−Ｔ(１)
＝２≦２であり、最終送出時刻からの経過時間が閾値Ｈ
（１）以下なので送出不可と判定し、周回部１から送出
しない。

【００６８】時刻９において、時刻８のとき同様、周回
部１内にあるところの第３のパケットがＬ＝１のリン
クの先頭パケットであることから、第３のパケットに
対し送出可否判定を行う。その結果Ｔ−Ｔ(１)＝３〉２
であり、最終送出時刻からの経過時間が閾値Ｈ（１）を
越えたので送出可と判定し、第３のパケットを周回部
１から送出する。Ｔ(１)はＴ＝９の値に更新される。Ｒ
(１)も更新されて第３のパケット送出後のＬ＝１のリ
ンクの先頭パケットがＲ(１)＝３に等しいＷ(１)を付与
されていることを示す。すなわち、さらに続けて第４の
パケットが入力された場合、これが先頭パケットである
ことを示す。

【００６９】以上説明したように、時刻１〜３に連続入
力された同一リンクのパケットは、時刻３、６、９にお
いて送出間隔を広げられて出力される。このときの送出
間隔は、シェイピングの度合いを示す閾値Ｈ（Ｌ）に従
うので、本例では少なくとも２パケット以上の間隔が確
保される。

【００７０】複数リンクのパケットが入力されたときに
も同様に、シェイピングにおける送出可否判定は、周回
中のパケットに対してのみ送出時間間隔を求めることに
より行い、１送出選択のために全対象リンク分のテーブ
ルスキャン等を行わない。従って、第２の実施例におい
ても、対象リンク数の増加および処理速度の高速化に簡
単に対応可能なシェイピングを実現できる。

【００７１】さらに、第３の実施例を説明する。図３
に、第３の実施例における周回型スループットシェイピ
ング方法の構成と動作の概要を示したブロック図を示
す。第３の実施例においては、第１の実施例と先頭パケ
ットの判定方法が異なる。第３の実施例においては、入
力されたパケットは、後述するリンク別キュー管理部８
により、リンク別に入力順に記憶され、周回部１内に存
在するパケット数が１リンク当たり１個を越えないよう
に周回部１へパケットが入力される。すなわち、周回部
１内にパケットを入力したリンクは、このパケットが送
出されるまで、リンク別キュー管理部８から次のパケッ
トが周回部１に入力できないように制御する。したがっ
て、周回パケットは全て各リンクの最初に入力されたパ
ケットなので、パケットへの順序番号付与は不要とな
り、周回中のパケットは先頭パケット判定なしでパケッ
ト送出可否判断を行うことができる。

【００７２】図３において、周回部１、送出選択部２お
よび待合せ回数管理部５は、図１に示すものと同一の機
能を備える。リンク別キュー管理部８は、入力パケット
をリンク毎のキューにより管理する。リンク別キュー管
理部８は、入力した順番に、出力することができるＦＩ
ＦＯ（First in First out）であり、ＦＩＦＯは、リン
ク別に設けられる。周回部１からパケットが送出される
と、リンク別キュー管理部８は、そのパケットと同じリ
ンクのＦＩＦＯからパケットを１つ送出する。

【００７３】図３におけるパケット送出可否判断は、第
１の実施例と同様に、待合せ回数をあらかじめ定められ
たシェイピングの度合いによりプリセットし、周回する
ごとに待合せ回数を減算して待合せ回数管理部５の待合
せ回数Ｃ（Ｌ）が、０であれば送出可能、０以外ならば
送出不可と判断する。送出可能時は、このパケットを周
回部１から送出してリンク別キュー管理部８の対応する
リンクのキューから周回部１への入力を可能とし、送出
不可時は、待合せ回数管理部５の内容を減算する。いず
れの場合でも、その後は周回部１内の次のパケットに対
してパケット送出可否判断を行う。

【００７４】つぎに、第３の実施例における周回型スル
ープットシェイピング方法の動作を、図１９および図２
０に示すフローチャートを参照して説明する。また、図
２４に、図３における各テーブル内容の一変化例を示
す。ここではリンク番号Ｌ＝１のパケットにのみ着目し
て変化例を示している。

【００７５】本実施例においては、図１９に示すよう
に、周回部１にパケットが入力した際に、リンク別キュ
ー管理部８が入力パケット到着処理を行ない、また、図
２０に示すように、送出選択処理は送出選択部２におい
て行なう。

【００７６】図２４において、時刻０のときに、待合せ
回数管理部５に保持する値は、初期状態にある（Ｃ
(１）のプリセット値すなわちシェイピングの度合＝２
とする)。また、リンク別キュー管理手段８にはパケッ
トが保持されていないものとする。

【００７７】時刻１のときに、パケット入力（第１のパ
ケット）があり、リンク別キュー管理部８に入力す
る。図１９に示すように、リンク別キュー管理部８は、
入力パケットからリンク番号Ｌを読み取る（Ｓ１９０
２）。読み取ったリンク番号に対応するキューに入力パ
ケットをチェインする（Ｓ１９０３）。周回部１内にリ
ンク番号Ｌ＝１のパケットが周回中か否かを判断する
（Ｓ１９０４）。周回中でなければ、リンク別キュー管
理部８は、Ｌ＝１に対応するキューから１パケット取り
出し、周回部１に入力する（Ｓ１９０５）。周回中か否
かの判断は、周回中であることを示すフラグをリンクご
とに設けておき、そのフラグを参照することにより判断
できる。この場合、周回中であることを示すフラグは、
リンク別キュー管理部８が周回部１にパケットを入力し
たときにセットされ、送出可否判断処理において送出可
と判断されて周回部１から出力されたときにリセットさ
れる。

【００７８】送出選択部２では、図２０に示すように、
周回部１内の第１のパケットに対し送出可否判定を行
う。その結果Ｃ(１)＝２≠０なので送出不可と判定し、
周回部１から送出しない。Ｃ(１)はダウンカウントされ
る（Ｓ２０００〜Ｓ２００５）。

【００７９】時刻２のときに、続けてパケット入力(第
２のパケット）があり、リンク別キュー管理部８に入
力する。周回部１内にはＬ＝１のリンクのパケット(第
１のパケット)が存在しているので、リンク別キュー管
理部８からＬ＝１のリンクのパケットを取り出して周回
部１へ入力することはできない。

【００８０】一方、送出選択部２は、周回部１内の第１
のパケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｃ
(１)＝１≠０なので送出不可と判定し、周回部１から送
出しない。Ｃ(１)はダウンカウントされる。

【００８１】時刻３のときに、続けてパケット入力(第
３のパケット）があり、リンク別キュー管理部８に入
力する。周回部１内にはＬ＝１のリンクのパケット(第
１のパケット)が存在しているので、リンク別キュー
管理部８からＬ＝１のリンクのパケットを取り出して周
回部１へ入力することはできない。

【００８２】一方、送出選択部２は、周回部１内の第１
のパケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｃ
(１)＝０なので送出可と判定し、第１のパケットを周
回部１から送出する（Ｓ２００７）。また、Ｃ(１)はプ
リセットされる（Ｓ２００６）。第１のパケットの送
出によって周回部１内にはＬ＝１のリンクのパケットが
存在しなくなったので（Ｓ２００８）、リンク別キュー
管理部８からＬ＝１のリンクのパケットを１パケット取
り出し、周回部１へ入力する（Ｓ２００９）。

【００８３】時刻４のときに、送出選択部２は、周回部
１内の第２のパケットに対し送出可否判定を行う。その
結果Ｃ(１)＝２≠０なので送出不可と判定し、周回部１
から送出しない。Ｃ(１)はダウンカウントされる。

【００８４】時刻５のときに、時刻４と同様に、第２の
パケットに対する送出可否判定の結果、Ｃ(１)＝１≠０
なので送出不可と判定し、周回部１から送出しない。Ｃ
(１)はダウンカウントされる。

【００８５】時刻６のときに、送出選択部２は、周回部
１内の第２のパケットに対し送出可否判定を行う。その
結果Ｃ(１)＝０なので送出可と判定し、第２のパケット
を周回部１から送出する。Ｃ(１)はプリセットされる。

【００８６】第２のパケットの送出によって周回部１内
にはＬ＝１のリンクのパケットが存在しなくなったの
で、リンク別キュー管理部８からＬ＝１のリンクのパケ
ットを１パケット取り出し、周回部１へ入力する。

【００８７】時刻７のときに、送出選択部２は、周回部
１内の第３のパケットに対し送出可否判定を行う。その
結果Ｃ(１)＝２≠０なので送出不可と判定し、周回部１
から送出しない。Ｃ(１)はダウンカウントされる。

【００８８】時刻８のときに、時刻７と同様に、第３の
パケットに対する送出可否判定の結果、Ｃ(１)＝１≠０
なので送出不可と判定し、周回部１から送出しない。Ｃ
(１)はダウンカウントされる。

【００８９】時刻９のときに、送出選択部２は、周回部
１内の第３のパケットに対し送出可否判定を行う。その
結果Ｃ(１)＝０なので送出可と判定し、第３のパケット
を周回部１から送出する。Ｃ(１)はプリセットされる。

【００９０】以上説明したように、時刻１〜３に連続入
力された同一リンクのパケットは時刻３、６、９におい
て送出間隔を広げられて出力される。このときの送出間
隔はＣ(Ｌ)のプリセット値に従うので、本例では少なく
とも２パケット以上の間隔が確保される。Ｃ(Ｌ)のプリ
セット値としては全リンク共通の値とする他にリンク毎
に持ち、シェイピングの度合いをリンク毎に制御するこ
とも可能である。

【００９１】つぎに、第４の実施例を説明する。図４
に、第４の実施例における周回型スループットシェイピ
ング方法として構成と動作の概要を示したブロック図を
示す。第４の実施例においては、第３の実施例における
リンク別キュー管理部８による先頭パケットの管理と、
第２の実施例におけるパケット送出可否判断とを組み合
わせている。図４において周回部１、送出選択部２、最
終送出時刻記録部６、送出間隔保持部６１および現在時
刻確認部７は、図２に示すものと同一の機能を備え、リ
ンク別キュー管理部８は図３に示すものと同一の機能を
備える。図４においても先頭パケット判定なしでパケッ
ト送出可否判断が可能であり、パケット送出可否判断の
方法は第２の実施例と同様に行なえる。

【００９２】つぎに、第４の実施例における周回型スル
ープットシェイピング方法の動作を、図１９および図２
１に示すフローチャートを参照して説明する。また、図
２５に、図４におけるテーブル内容の一変化例を示す。
ここではリンク番号Ｌ＝１のパケットにのみ着目して変
化例を示している。

【００９３】本実施例においては、図１９に示すよう
に、周回部１にパケットが入力した際に、リンク別キュ
ー管理部８が入力パケット到着処理を行ない、また、図
２１に示すように、送出選択処理は送出選択部２におい
て行なう。

【００９４】図２５において、時刻０のときに、最終送
出時刻記録部６に保持する値は、初期状態にある（シェ
イピングの度合いを示す経過時間閾値Ｈ（Ｌ）は２とす
る)。

【００９５】時刻１のときに、パケット入力(第１のパ
ケット）があり、リンク別キュー管理部８に入力す
る。周回部１内にＬ＝１のリンクのパケットが存在しな
いので、リンク別キュー管理部８からＬ＝１のリンクの
パケットを１パケット取り出し、周回部１へ入力する
（Ｓ１９０１〜Ｓ１９０５）。

【００９６】送出選択部２は、図２１に示すように、周
回部１内の第１のパケットに対し送出可否判定を行う
（Ｓ２１０１〜Ｓ２１０５）。その結果Ｔ−Ｔ(１)＝１
≦Ｈ（１）＝２であり、最終送出時刻からの経過時間が
閾値以下なので送出不可と判定し、周回部１から送出し
ない。

【００９７】時刻２のときに、続けてパケット入力(第
２のパケット)があり、リンク別キュー管理部８に入
力する。周回部１内にはＬ＝１のリンクのパケット(第
１のパケット)が存在しているので、リンク別キュー
管理部８からＬ＝１のリンクのパケットを取り出して周
回部１へ入力することはできない。

【００９８】一方、送出選択部２は、周回部１内の第１
のパケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｔ−
Ｔ(１)＝２≦２であり、最終送出時刻からの経過時間が
閾値以下なので送出不可と判定し、周回部１から送出し
ない。

【００９９】時刻３のときに、続けてパケット入力(第
３のパケット)があり、リンク別キュー管理部８に入
力する。周回部１内にはＬ＝１のリンクのパケット(第
１のパケット)が存在しているので、リンク別キュー
管理部８からＬ＝１のリンクのパケットを取り出して周
回部１へ入力することはできない。

【０１００】一方、送出選択部２は、周回部１内の第１
のパケットに対し送出可否判定を行う。その結果Ｔ−
Ｔ(１)＝３〉２であり、最終送出時刻からの経過時間が
閾値を越えたので送出可と判定し、第１のパケットを
周回部１から送出する。Ｔ(１)はＴの値に更新される。

【０１０１】第１のパケットの送出によって周回部１
内にはＬ＝１のリンクのパケットが存在しなくなったの
で、リンク別キュー管理部８からＬ＝１のリンクのパケ
ットを１パケット取り出し、周回部１へ入力する。

【０１０２】時刻４のときに、送出選択部２は、周回部
１内の第２のパケットに対し送出可否判定を行う。その
結果Ｔ−Ｔ(１)＝１≦２であり、最終送出時刻からの経
過時間が閾値以下なので送出不可と判定し、周回部１か
ら送出しない。

【０１０３】時刻５のときに、時刻４と同様に、第２の
パケットに対する送出可否判定の結果、Ｔ−Ｔ(１)＝２
≦２であり、最終送出時刻からの経過時間が閾値以下な
ので送出不可と判定し、周回部１から送出しない。

【０１０４】時刻６のときに、送出選択部２は、周回部
１内の第２のパケットに対し送出可否判定を行う。その
結果Ｔ−Ｔ(１)＝３〉２であり、最終送出時刻からの経
過時間が閾値を越えたので送出可と判定し、第２のパケ
ットを周回部１から送出する。Ｔ(１)はＴの値に更新さ
れる。

【０１０５】第２のパケットの送出によって周回部１内
にはＬ＝１のリンクのパケットが存在しなくなったの
で、リンク別キュー管理部８からＬ＝１のリンクのパケ
ットを１パケット取り出し、周回部１へ入力する。

【０１０６】時刻７のときに、送出選択部２は、周回部
１内の第３のパケットに対し送出可否判定を行う。その
結果Ｔ−Ｔ(１)＝１≦２であり、最終送出時刻からの経
過時間が閾値以下なので送出不可と判定し、周回部１か
ら送出しない。

【０１０７】時刻８のときに、時刻７と同様に、第３の
パケットに対する送出可否判定の結果、Ｔ−Ｔ(１)＝２
≦２であり、最終送出時刻からの経過時間が閾値以下な
ので送出不可と判定し、周回部１から送出しない。

【０１０８】時刻９のときに、送出選択部２は、周回部
１内の第３のパケットに対し送出可否判定を行う。その
結果Ｔ−Ｔ(１)＝３〉２であり、最終送出時刻からの経
過時間が閾値を越えたので送出可と判定し、第３のパケ
ットを周回部１から送出する。Ｔ(１)はＴの値に更新さ
れる。

【０１０９】以上説明したように、時刻１〜３に連続入
力された同一リンクのパケットは時刻３、６、９におい
て送出間隔を広げられて出力される。このときの送出間
隔はシェイピングの度合いを示す経過時間に従うので、
本例では少なくとも２パケット以上の間隔が確保され
る。経過時間閾値としては全リンク共通の値とする他に
リンク毎に持ち、シェイピングの度合いをリンク毎に制
御することも可能である。

【０１１０】以上、第１の実施例〜第４の実施例におい
て説明したように、先頭パケットの判定は、入力順序番
号と出力順序番号とを管理することにより判断してもよ
いし、リンク別キューを設けて周回部１に周回するパケ
ットは先頭パケットのみにするようにしてもよい。ま
た、送出可否の判定は、待合せ回数をあらかじめ定めら
れたシェイピングの度合いによりプリセットし、周回す
るごとに待合せ回数を減算して待合せ回数が０になった
ときにパケット送出を行なったり、パケットの最終送出
時刻を保持し、送出可否判断時の現在時刻と最終送出時
刻とから送出時間間隔を求め、送出時間間隔があらかじ
め定められたシェイピングの度合いの値より大きければ
パケットの送出を行なうようにしてもよい。

【０１１１】例えば、従来方法において、リンク数を２
５６とし、１リンク当たりのテーブルスキャンにメモリ
アクセス２回（リード／ライト）計１００ｎｓを必要と
した場合、１周期が２５．６μｓとなる。１セル５３バ
イト（４２４ビット）の送出時間を２５．６μｓとおい
た場合の総スループットは、約１６．６Ｍビット／秒に
すぎない。対象リンク数の増加または総スループット向
上のためには、より高速のメモリおよび制御回路を必要
とするため簡単ではない。上記実施例では、２５６リン
クのスキャンが不要となるため、総スループットを数十
Ｍビット／秒以上に高めることが簡単に実現可能であ
る。また、対象リンク数を増加することにも簡単に対応
可能である。

【０１１２】つぎに、図５から図１０を参照して、上述
した第１の実施例〜第４の実施例における周回型スルー
プットシェイピング方法を実現するシェイパーの構成と
動作を詳細に説明する。

【０１１３】図５は、上述した第１の実施例〜第４の実
施例におけるシェイパーの１構成例を示したものであ
る。図５において、シェイピングを実現してパケットを
送出するシェイパー１０は、パケット内容をバッファリ
ングするパケットバッファ１１と、パケットのリンク番
号を読み取り、パケットバッファ１１への書き込みを制
御し、書込みパケット制御データ１３を出力する書込み
制御部１２と、シェイピングを実現し、送出すべきパケ
ットを決定するシェイピング制御部１４と、読出しパケ
ット制御データ１５により読みだし制御を行なう読出し
制御部１６とを備えている。図５における構成において
は、パケットの内容そのものを周回させるのではなく、
パケットを記憶する領域を示すバッファアドレスとリン
ク番号とをパケット制御データとして周回させている。

【０１１４】パケットがシェイパー１０へ入力される
と、書込み制御部１２は、パケットの内容をパケットバ
ッファ１１へ書込むと共に、このパケットのリンク番号
およびパケットバッファ内におけるバッファアドレスを
書込みパケット制御データ１３としてシェイピング制御
部１４へ出力する。シェイピング制御部１４は、後で述
べる方法により書込みパケット制御データ１３から送出
すべきパケット制御データを選択し、読出しパケット制
御データ１５として読出し制御部１６へ出力する。読出
し制御部１６は読出しパケット制御データ１５に含まれ
ているバッファアドレスによりパケットバッファ１１か
らパケット内容を読出し、シェイパー１０からのパケッ
トとして出力する。ここで、現在出力中のパケットが終
了するにもかかわらず次の読出しパケット制御データ１
５がない場合は、読出し制御部１６は有効な情報を含ま
ない無効なパケット（例えば、ＡＴＭの場合には空きセ
ル）を出力することにより、パケット間の送出間隔を保
証することができる。

【０１１５】つぎに、上述したシェイピング制御部１４
の構成例を図６〜図１０を参照して説明する。

【０１１６】（１）シェイピング制御部１４の構成例１ 前述した第１の実施例におけるシェイピングを実現する
シェイピング制御部１４のブロック図を図６に示す。

【０１１７】図６において、１３は、図５における書込
みパケット制御データである。１０１は、入力順序番号
制御回路であり、入力順序番号を管理する入力順序番号
管理部３に相当する。入力順序番号テーブルには、入力
順序番号をリンクごとに記憶し、入力順序番号制御回路
１０１は、パケット制御データが入力されると、そのリ
ンク番号に対応する入力順序番号を入力順序番号テーブ
ルに格納する。入力側メモリ１０２は、入力順序番号テ
ーブルを格納している。１０３は、セレクタであり、周
回部へ新たに入力されるパケット制御データと周回して
いるパケット制御データとを切り換えて出力する。１０
４は、読出待ＦＩＦＯであり、読出待のパケット制御デ
ータを格納する。１０５は、書込み制御回路Ａであり、
読出待ＦＩＦＯ１０４への書込み制御と、セレクタ１０
３の制御とを行なう。１０６は、読出し制御回路Ａであ
り、読出待ＦＩＦＯ１０４からの読出しを制御する。１
０７は、判定回路であり、送出可否判断を行なう。１０
８は、パケット送出タイミング回路であり、パケットの
送出に同期したタイミングを通知する。１５は、図５に
おける読出しパケット制御データである。１０９は、出
力側メモリであり、リンクごとの出力順序番号を出力順
序番号テーブルとして格納し、また、リンクごとの待合
せ回数とそのプリセット値とを待ち合わせ回数テーブル
として格納する。１１０は、再入待ＦＩＦＯであり、再
度入力待となるパケット制御データを格納する。１１１
は、書込み制御回路Ｂであり、再入待ＦＩＦＯへの書込
みを制御する。１１２は、読出し制御回路Ｂであり、再
入待ＦＩＦＯからの読出しを制御する。

【０１１８】以下、図６における動作を説明する。書込
みパケット制御データ１３の入力により、入力順序番号
制御回路１０１は、入力側メモリ１０２内の入力順序番
号テーブルから書込みパケット制御データ１３が持つリ
ンク番号に対応した入力順序番号を読出し、これを書込
みパケット制御データ１３に付加し、入力側メモリ１０
２内の入力順序番号テーブル内容を更新しておく。さら
に、入力順序番号制御回路１０１は、このパケット制御
データ内に周回停止フラグを付加し、最終的なパケット
制御データを作成する。ここで、周回停止フラグとは、
１パケット送出時間、すなわち１パケット制御データを
選択する時間内に同一パケット制御データが２回以上送
出判定されないよう、送出判定が一巡したときにパケッ
ト制御データの周回を停止させるために設けるものであ
る。入力順序番号制御回路１０１は、周回停止フラグを
クリアして書込み制御回路Ａ１０５へパケット制御デー
タの書込みを要求する。また、送出判定が行なわれたと
きに、判定回路１０７により周回停止フラグがセットさ
れる。

【０１１９】読出し制御回路Ｂ１１２は、再入待ＦＩＦ
Ｏ１１０内にパケット制御データがある場合のみ書込み
制御回路Ａ１０５へパケット制御データ書込みを要求す
る。

【０１２０】書込み制御回路Ａ１０５は、上記の２者
（入力順序番号制御回路１０１と読出し制御回路Ｂ１１
２）からのパケット制御データ書込み要求の競合を調停
し、選択した方へセレクタ１０３を切り替えてパケット
制御データを転送させ、読出待ＦＩＦＯ１０４へパケッ
ト制御データを書込む。ここで要求の競合調停方法は、
一般的なハードウエアによる２入力競合調停回路を仮定
するが、他の方法でも可能である。

【０１２１】読出待ＦＩＦＯ１０４にパケット制御デー
タがある場合、読出し制御回路Ａ１０６は、読出待ＦＩ
ＦＯ１０４からパケット制御データを読出し、判定回路
１０７へ判定要求を行う。判定回路１０７では、読出待
ＦＩＦＯ１０４から読出されたパケット制御データの周
回停止フラグがセットされていれば、パケット送出タイ
ミング回路１０８から送出選択開始通知１１３があるま
で処理を中断する。

【０１２２】この目的は、図５に示す読出し制御部１６
が１パケットを送出している間に、一旦送出不可と判定
されたパケット制御データが何回も送出可否判断される
事を防止するためである。したがって、周回停止フラグ
がセットされるのは、１パケット制御データ送出選択時
間内で初めて送出不可と判定されたパケット制御データ
のみである。

【０１２３】読出待ＦＩＦＯ１０４の出力データが周回
停止フラグのクリアされているパケット制御データであ
る場合、判定回路１０７は、パケット送出可否判断を行
う。判定回路１０７では、以下に示すアルゴリズムによ
りパケット送出の可否判断を行なう。

【０１２４】ステップ１：出力側メモリ１０９内の出力
順序番号テーブルより、パケット制御データのリンク番
号に対応する出力順序番号を読出す。

【０１２５】ステップ２：パケット制御データに付加さ
れている入力順序番号と一致しなければ送出不可と判定
しステップ９へ。

【０１２６】ステップ３：出力側メモリ１０９内の待ち
合わせ回数テーブルより、該パケット制御データのリン
ク番号に対応する待合せ回数を読出す。

【０１２７】ステップ４：待合せ回数が０でなければ送
出不可と判定し、該テーブル内容を１減じてステップ９
へ。

【０１２８】ステップ５：パケット送出タイミング回路
１０８からの送出選択開始通知１１３を受けた後、最初
の送出判定であるか判断する。既に送出可として判定し
たパケット制御データがあり、本パケット制御データは
最初の送出判定でなかったときは送出不可と判定し、ス
テップ９へ。

【０１２９】ステップ６：該パケット制御データを読出
しパケット制御データ１５として出力する。

【０１３０】ステップ７：出力側メモリ１０９内の待合
わせ回数テーブル内該リンク対応の待合せ回数をあらか
じめ定められている値にプリセットする。

【０１３１】ステップ８：出力側メモリ１０９内の出力
順序番号テーブル内該リンク対応の出力順序番号を更新
し、ステップ１０へ。

【０１３２】ステップ９：その送出選択時間内で初めて
送出不可と判定された場合であれば書込み制御回路Ｂ１
１１に指示し該パケット制御データを再入待ＦＩＦＯ１
１０に書込むときに周回停止フラグをセットして書込ま
せる。

【０１３３】ステップ１０：終了。

【０１３４】上記アルゴリズムのステップ７での待合せ
回数のセット値は、全リンク一定である必要はない。例
えば出力側メモリ１０９内に待合せ回数初期値テーブル
を追加し、そこから読出した値をプリセットすることに
より、リンク毎に異なった値を設定可能である。

【０１３５】書込み制御回路Ｂ１１１は、上記の判定ア
ルゴリズムにより送出不可と判定された制御データを、
再入待ＦＩＦＯ１１０へ書込む。

【０１３６】以上のように構成することにより、前述し
た第１の実施例を実現することができる。

【０１３７】（２）シェイピング制御部１４の構成例２ つぎに、前述した第２の実施例におけるシェイピングを
実現するシェイピング制御部１４のブロック図を図７に
示す。

【０１３８】図７において、書込みパケット制御データ
１３、読出しパケット制御データ１５、入力順序番号制
御回路１０１、入力側メモリ１０２、セレクタ１０３、
読出待ＦＩＦＯ１０４、書込み制御回路Ａ１０５、読出
し制御回路Ａ１０６、パケット送出タイミング回路１０
８、再入待ＦＩＦＯ１１０、書込み制御回路Ｂ１１１お
よび読出し制御回路Ｂ１１２は、図６に示すものと同じ
機能を備える。２０１は、第２の実施例における判定回
路、２０２は、出力側メモリであり、最終送出時刻を保
持する最終送出時刻テーブルを格納する。２０３は、フ
リーランカウンタであり、判定回路２０１において現在
時刻を確認する。このフリーランカウンタ２０３は、パ
ケット送出タイミング回路１０８から１パケット送出時
間毎に送出開始通知１１４を受けカウントアップする。

【０１３９】第２の実施例において、図６に示す第１の
実施例の構成と異なる点は、送出可否判断を、送出判定
を待合せ回数ではなく最後に送出したパケットの送出時
刻からの経過時間により行うことである。そのため、出
力側メモリ２０２内には待合せ回数テーブルではなく最
終送出時刻テーブルが格納されている。そして、判定回
路２０１における判定アルゴリズムは、以下に示す通り
となる。

【０１４０】ステップ１：出力側メモリ２０２内の出力
順序番号テーブルより、パケット制御データのリンク番
号に対応する出力順序番号を読出す。

【０１４１】ステップ２：パケット制御データに付加さ
れている入力順序番号と一致しなければ送出不可と判定
しステップ９へ（第１の実施例と同じ）。

【０１４２】ステップ３：出力側メモリ２０２内の最終
送出時刻テーブルより、該パケット制御データのリンク
番号に対応する最終送出時刻を読出す。

【０１４３】ステップ４：最終送出時刻とフリーランカ
ウンタ２０３の値の差分を算出し、一定閾値以下であれ
ば送出不可と判定し、ステップ９へ。

【０１４４】ステップ５：パケット送出タイミング回路
１０８からの送出選択開始通知１１３を受けた後、最初
の送出判定であるか判断する。既に送出可として判定し
たパケット制御データがあり、本パケット制御データは
最初の送出判定でなかったときは送出不可と判定し、ス
テップ９へ（第１の実施例１と同じ）。

【０１４５】ステップ６：該パケット制御データを読出
しパケット制御データ１５として出力する（第１の実施
例１と同じ）。

【０１４６】ステップ７：出力側メモリ２０２内の最終
送出時刻テーブルに、リンク対応の最終送出時刻を、フ
リーランカウンタ２０３の内容にセットする。

【０１４７】ステップ８：出力側メモリ２０２内の出力
順序番号テーブル内該リンク対応の出力順序番号を更新
し、ステップ１０へ。

【０１４８】ステップ９：その送出選択時間内で初めて
送出不可と判定された場合であれば書込み制御回路Ｂ１
１１に指示し該パケット制御データを再入待ＦＩＦＯ１
１０に書込むときに周回停止フラグをセットして書込ま
せる（第１の実施例と同じ）。

【０１４９】ステップ１０：終了（第１の実施例と同
じ）。

【０１５０】また、上記第２の実施例のアルゴリズムの
ステップ４においては、差分が一定閾値以下か否かを判
定しているが、例えば、出力側メモリ２０２内に経過時
間閾値テーブルを追加し、その内容と比較することによ
り、リンク別に異なった値での送出可否判定が可能であ
る。また、フリーランカウンタ２０３の歩進単位は１パ
ケットの送出時間でなくても良い。

【０１５１】（３）シェイピング制御部１４の構成例３ つぎに、前述した第３の実施例におけるシェイピングを
実現するシェイピング制御部１４のブロック図を図８お
よび図９に示す。

【０１５２】図８および図９における構成において、重
要であるのは、読出待ＦＩＦＯ１０４および再入待ＦＩ
ＦＯ１１０によって構成された周回ループの中に存在す
るパケット制御データの個数をリンク毎に１個を越えな
いように制御することである。第３の実施例では、周回
していないことを示す入場許可権としてトークンをリン
クごとに設けてこの制御を行う。すなわち、リンクごと
に、周回しているパケットがある場合には、トークンな
しとし、周回部１から出力されると、トークンを返却し
てトークンありにするとともに、つぎのパケットを周回
部１に入力するように書き込み制御回路へ通知する。通
知があると書き込み制御回路は周回待ちキューからパケ
ットを出力し、周回ループに入力させる。また、入力パ
ケットがあると周回待キューに記憶しておき、トークン
を確認し、トークンがある場合には、周回部１にパケッ
トを出力してから、トークンなしにする。また、トーク
ンがない場合にはそのまま周回待キューに記憶してお
き、トークンが返却されたという通知があるまで待つ。
このように、トークンがある場合にだけ周回ループに入
力することができる。

【０１５３】図８において、８は、図３に示したリンク
別キュー管理部である。リンク数が多数の場合ハードウ
エアのＦＩＦＯ素子を使用するのは困難であるので、メ
モリ素子による全リンク共通のパケット制御データバッ
ファを用意し、そのバッファアドレスをポインタ等で管
理して多数のＦＩＦＯ構造を実現する、いわゆるソフト
ウエアＦＩＦＯとするようにしてもよい。３０９は、リ
ンク別キュー管理部８において実現されるリンク毎の周
回待キューである。同一リンクのパケット制御データが
複数個周回しないように書き込みパケット制御データ１
３は、リンク毎の周回待キュー３０９において待たされ
る。書き込みパケット制御データ１３、セレクタ１０
３、読出待ＦＩＦＯ１０４、再入待ＦＩＦＯ１１０およ
び読出し制御回路Ｂ１１２は、図６に示すものと同じ機
能を備える。３０１は、受信処理回路であり、入力され
た書込みパケット制御データ１３のリンク番号を識別
し、対応するリンク毎の周回待キュー３０９にパケット
制御データを書込む。３０２は、書込み制御回路Ｃであ
り、読出待ＦＩＦＯ１０４への書込みを制御する。３０
３は、トークン制御回路Ａであり、リンク毎に読出待Ｆ
ＩＦＯ１０４への書込みが可能か否かを判定するための
トークンを管理する。３０４は、トークン制御回路Ａに
よって管理されるトークンメモリであり、各リンクごと
に周回しているパケットがある場合にはトークンがクリ
アされる。３０５は、トークン返却待ＦＩＦＯであり、
パケットを送出した後、トークン制御回路Ａ３０３によ
ってトークンメモリ３０４に返却するためのトークンを
一時蓄える。

【０１５４】また、図９において、読出待ＦＩＦＯ１０
４、読出し制御回路Ａ１０６、パケット送出タイミング
回路１０８、再入待ＦＩＦＯ１１０および書込み制御回
路Ｂ１１１は、図６に示すものと同じ機能を備える。ト
ークン返却待ＦＩＦＯ３０５は、図８に示すものと同じ
ものである。３０６は、判定回路であり、送出可否判断
を行なう。３０７は、出力側メモリであり、リンクごと
の待合せ回数とそのプリセット値とを待ち合わせ回数テ
ーブルとして格納する。３０８は、トークン制御回路Ｂ
であり、トークンを返却するために返却待ＦＩＦＯ３０
５へトークンを書込む。

【０１５５】以下、図８および図９における動作を説明
する。

【０１５６】図８において、受信処理回路３０１により
リンク毎の周回待キュー３０９に書き込みパケット制御
データ１３が入力されると、受信通知３１０によって受
信した書き込みパケット制御データ１３のリンク番号が
書込み制御回路Ｃ３０２へ通知される。その場合、書込
み制御回路Ｃ３０２は、リンクのパケット制御データを
読出待ＦＩＦＯ１０４に書込む事を許可するトークンの
有無をトークン制御回路Ａ３０３に問い合わせる。トー
クン制御回路Ａ３０３は、トークンメモリ３０４内のリ
ンク別に管理しているトークンの有無を調べ、トークン
なしの場合はトークンなしを書込み制御回路Ｃ３０２に
返答し、トークンありの場合はトークンメモリ３０４内
の対応するトークンを取り出してトークンを書込み制御
回路Ｃ３０２に返送する。

【０１５７】トークンなしの場合、書込み制御回路Ｃ３
０２はなにもせず、トークン制御回路Ａ３０３からトー
クン返却通知を受けるか、または、図６と同様に読出し
制御回路Ｂ１１２からの書込み要求が発生するのを待
つ。書込み制御回路Ｃ３０２がトークン制御回路Ａ３０
３からトークン返却通知を受けたときは、トークンのリ
ンク番号に対応する周回待キュー３０９からパケット制
御データを読出し、セレクタ１０３を０入力に切替えて
読出待ＦＩＦＯ１０４に読みだしたパケット制御データ
を書込む。トークン自身は、読出待ＦＩＦＯ１０４に書
込む必要はなく、トークン制御回路Ａ３０３の制御によ
りトークンメモリ３０４において対応リンクのトークン
をクリアしてトークンなしとしておけばよい。

【０１５８】トークン制御回路Ａ３０３は、トークン返
却待ＦＩＦＯ３０５にトークンがあった場合、このトー
クンを読出し、トークンメモリ３０４へ格納する。そし
て書込み制御回路Ｃ３０２へトークン返却通知を行い、
返却されたトークンのリンク番号を通知する。書込み制
御回路Ｃ３０２では、通知されたリンク番号の周回待キ
ューにパケット制御データがあるかどうか調べ、なけれ
ばなにもしない。周回待キュー３０９にパケット制御デ
ータがあった場合、書込み制御回路Ｃ３０２は、改めて
パケット制御データのリンクに対応するトークンの有無
をトークン制御回路Ａ３０３に問い合わせる。そして、
トークン制御回路Ａ３０３では、トークンメモリ３０４
からこのトークンを取り出し、トークンメモリ３０４内
のトークンをクリアしておく。このとき、書込み制御回
路Ｃ３０２は、周回待キュー３０９からパケット制御デ
ータを読出し、セレクタ１０３を０入力に切替えて読出
待ＦＩＦＯ１０４に書込む。

【０１５９】１リンク当たり１個のトークンしか存在し
ないため、一旦読出待ＦＩＦＯ１０４へパケット制御デ
ータが書込まれたリンクについては、トークンが返却さ
れるまで次のパケット制御データを読出待ＦＩＦＯ１０
４へ書込むことができない。図９において、トークン制
御回路Ｂ３０８は、判定回路３０６がリンクのパケット
制御データを読出し、パケット制御データ１５として送
出したことにより返却待ＦＩＦＯ３０５へ返却すべき該
リンクのトークンを書込む。

【０１６０】また、第３の実施例においては、読出待Ｆ
ＩＦＯ１０４と再入待ＦＩＦＯ１１０とによって構成し
た周回ループ内には、各リンクのパケット制御データが
たかだか１個ずつしか存在しない。そのためリンク毎の
順序番号管理が不要であるので、図９における判定回路
３０６の判定アルゴリズムは、前述した第１の実施例に
おけるステップ１、ステップ２およびステップ８を削除
したものになる。また、ステップ３、ステップ７の出力
側メモリ１０９は出力側メモリ３０７と読替える。ま
た、出力側メモリ３０７内には出力順序番号管理テーブ
ルが不要となる。このような判定アルゴリズムにより、
送出可否判断を行なう。

【０１６１】本実施例によれば、先頭パケット判定のた
めの処理が必要なく、トークンを管理することにより周
回中のパケット制御データをリンクごとに１つずつに
し、送出判定を待合せ回数によって行なうことにより、
第３の実施例におけるシェイパーを実現することができ
る。

【０１６２】（４）シェイピング制御部１４の構成例４ つぎに、前述した第４の実施例におけるシェイピングを
実現するシェイピング制御部１４のブロック図を図８お
よび図１０に示す。

【０１６３】図１０において、読出しパケット制御デー
タ１５、読出待ＦＩＦＯ１０４、読出し制御回路Ａ１０
６、パケット送出タイミング回路１０８、再入待ＦＩＦ
Ｏ１１０、書込み制御回路Ｂ１１１、トークン返却待Ｆ
ＩＦＯ３０５およびトークン制御回路Ｂ３０８は、図９
に示すものと同じ機能を備える。フリーランカウンタ２
０３は、図７に示すものと同じ機能を備える。判定回路
４０１は、本実施例における送出可否判断を行なう。４
０２は、出力側メモリであり、最終送出時刻を保持する
最終送出時刻テーブルを格納する。

【０１６４】図８に示す構成の動作は、前述の第３の実
施例と同じである。また、本実施例での判定回路４０１
における送出可否判定方法は、図７に示す第２の実施例
の動作と同様に、最後に送出したパケットの送出時刻か
らの経過時間により行う。

【０１６５】本実施例における送出可否判定は、第３の
実施例と同様にリンク毎の順序番号管理が不要であるの
で、判定回路４０１の判定アルゴリズムは、前述の第２
の実施例におけるステップ１、ステップ２およびステッ
プ８を削除した処理になる。また、ステップ３、ステッ
プ７の出力側メモリ２０２は、出力側メモリ４０２と読
替える。さらに、出力側メモリ４０２内には出力順序番
号管理テーブルが不要となる。

【０１６６】本実施例によれば、先頭パケット判定のた
めの処理が必要なく、トークンを管理することにより周
回中のパケット制御データをリンクごとに１つずつに
し、送出判定を送出時間間隔によって行なうことによ
り、第４の実施例におけるシェイパーを実現することが
できる。

【０１６７】（５）シェイピング制御部１４のその他の
構成例５ 図６〜図１０において、セレクタ１０３の０入力から入
力される単位時間あたりのパケット制御データ量と、判
定回路が送出不可であると判断して再入待ＦＩＦＯ１１
０へ書込まれなければならない単位時間あたりのパケッ
ト制御データ量との和よりも、読出待ＦＩＦＯ１０４へ
書込み可能な単位時間あたりのパケット制御データ量が
十分大きければ、再入待ＦＩＦＯ１１０は必要ない。こ
の場合、図６〜図１０の構成において、再入待ＦＩＦＯ
１１０内にパケット制御データが保留されることがない
からである。

【０１６８】同様に、図８、図９および図１０におい
て、トークン制御回路Ａ３０３の処理能力が十分大き
く、結果的にトークン返却待ＦＩＦＯ３０５内に返却さ
れるべきトークンが保留されることがなければ、トーク
ン返却待ＦＩＦＯ３０５は必要ない。

【０１６９】また、読出待ＦＩＦＯ１０４と再入待ＦＩ
ＦＯ１１０によって構成した周回ループへの入場許可権
として、トークンを用いるかわりにフラグを用いて制御
しても同様に処理できる。

【０１７０】つぎに、上述したシェイパーを用いた交換
システムの実施例を説明する。シェイパー１０を用いた
交換システムの実施例を図１１および図１２に示す。

【０１７１】図１１において、５０２は、交換機であ
り、受信したパケットを宛先にしたがって交換し、各方
路に送信する。１０は、上述したシェイパーである。交
換システム５０１は、交換機５０２と、各送信側方路に
対応して設けられるシェイパー１０とを備える。シェイ
パー１０は、前述した図５に示すシェイピング制御部１
４と、出力側メモリ５０３とを備える。出力側メモリ５
０３には、図６に示す出力側メモリ１０９のように出力
順序番号テーブルおよび待ち合わせ回数テーブルを記憶
したり、また、図７に示す出力側メモリ２０２のように
最終送出時刻テーブルを記憶したり、図９に示す出力側
メモリ３０７および図１０に示す出力側メモリ４０２の
ように待ち合わせ回数テーブルを記憶することができ
る。５０４は、保守用の情報処理装置などからなる制御
卓であり、交換システム５０１を制御することができ、
出力側メモリ５０３の内容を設定することができる。

【０１７２】また、図１２に、出力側メモリの構成を示
す。図１２において、出力側メモリ５０３は、シェイピ
ングの度合いすなわち制御スループットに対応するとこ
ろの値である待合せ回数初期値または経過時間閾値を格
納する初期値／閾値テーブル５０６と、各リンク番号ご
とに初期値／閾値テーブル５０６に格納する待合せ回数
初期値または経過時間を対応づけるための初期値／閾値
テーブルアドレスを格納するマッピングテーブル５０５
とを備える。

【０１７３】図１１において、交換システム５０１に入
力された受信パケットは交換機５０２で交換され、各方
路のシェイパー１０に入力される。シェイパー１０で
は、シェイピング制御部１４によりシェイピングが行わ
れるが、そのシェイピングの度合は全リンク一律としな
いで、各リンクごとに設定しておく制御が可能である。

【０１７４】前述の第１の実施例における図６に示す判
定回路１０７または第３の実施例における図９に示す判
定回路３０６の判定アルゴリズムの場合は、ステップ７
の待合せ回数テーブルへのプリセット値を一律の値では
なく、各リンク対応の値とすればよい。このプリセット
値を得るためには、図１２において、予め制御卓５０４
より初期値／閾値テーブル５０６に適当な待合せ回数初
期値を必要数設定しておき、その設定アドレスをマッピ
ングテーブル５０５の各リンク対応のアドレスに格納し
ておく。前記ステップ７においては、リンク番号をアド
レスにマッピングテーブル５０５をアクセスし、得られ
た内容をアドレスに初期値／閾値テーブル５０６をアク
セスすることにより該リンクのプリセット値が得られ
る。

【０１７５】また、第２の実施例における図７に示す判
定回路２０１または第４の実施例における図１０に示す
判定回路４０１の判定アルゴリズムの場合は、ステップ
４で最終送出時刻とフリーランカウンタ２０３の値の差
分が一定閾値以下かどうかを判定しているが、この閾値
を一律の値ではなく、各リンク対応の値とすればよい。
この閾値を得るための方法もプリセット値を得るための
方法と同様に、マッピングテーブル５０５および初期値
／閾値テーブル５０６を用いる。

【０１７６】このように、マッピングテーブルを設ける
ことにより、待合せ回数初期値または経過時間閾値を変
更する際には、制御卓５０４から初期値／閾値テーブル
５０６に格納する値を変更したり、値を追加したり、も
しくは、マッピングテーブル５０５のアドレスを変更す
るだけで容易に変更することができる。例えば、全リン
クが同じ待合せ回数初期値または経過時間閾値を持つ場
合、その値を変更する際には、初期値／閾値テーブル５
０６に対してのみのアクセスして変更するだけで、全リ
ンクのシェイピングの度合いを変更できる。

【０１７７】さらに、待合せ回数初期値または経過時間
閾値の必要数が少ない場合、出力側メモリ５０３の容量
を小さくできる。

【０１７８】また、図１２における出力側メモリ５０３
の代わりに、図１３に示すように、待合せ回数初期値ま
たは経過時間閾値を各リンク毎に独立に持つ出力側メモ
リ５０３を用いてもよい。

【０１７９】つぎに、上記交換システム５０１を複数備
える交換網の実施例について説明する。交換システム５
０１を複数用いた交換網の実施例を図１４に示す。

【０１８０】図１４において、交換網５０７は、複数の
交換システム５０８／５０９を備え、交換システム間は
高速回線５１３により接続されている。各交換システム
には、低速回線を介して端末が接続され、交換網を介し
て端末間でパケット通信をすることができる。本実施例
においては、端末５１０から発信し、交換システム５０
８が発側として用いられ、交換システム５０９が着側と
して用いられ、端末５１１において着信する場合につい
て説明する。

【０１８１】図１４において、発側端末５１０から送出
されるパケット流は、低速回線５１２を介して発側交換
システム５０８へ送られる。ここで、もし発側交換シス
テム５０８にシェイピング機能がなければ、発側交換シ
ステム５０８でバッファリングされたパケット流が高速
回線５１３によってバースト的に伝送され、瞬間的に低
速回線５１２におけるスループットを超えることがあ
る。このバーストトラフィックが、図１４に示すよう
に、複数の発側交換システム５０８から特定の着側交換
システム５０９に集中した場合、着側交換システム５０
９と着側端末５１１の間の低速回線５１２の転送能力を
越えるので、着側交換システム５０９におけるパケット
の廃棄が発生する。

【０１８２】しかし、発側交換システム５０８におい
て、本発明によるシェイピング機能を備えていれば、パ
ケット流を高速回線５１３に送出する際、スループット
を制限しながら送出することができる。そのため着側交
換システム５０９において、輻輳の発生を起こりにくく
することができ、また、輻輳が発生した場合でも着側交
換システム５０９から発側交換システム５０８へ通知手
段により輻輳通知を行えば発側交換システム５０８にお
いてスループットの制限の度合いを大きくし、輻輳の解
消を図ることができる。通知手段としては、例えば、逆
方向の回線によりパケットで通知する方法や、共通線信
号方式により通知する方法がある。この場合、着側交換
システム５０９においては、着側端末５１１への送出に
対しシェイピング機能は使用しなくてよい。

【０１８３】つぎに、上述したシェイパー１０を用いて
契約サービス上限の監視を行う交換システムの実施例に
ついて説明する。シェイパー１０を用いて契約サービス
上限の監視を行う交換システムの実施例を図１５に示
す。

【０１８４】図１５において、５１０は、発側端末、５
２２は発側端末５１０から発信される入力セル／パケッ
ト流を示す。交換機５０２は、入力セル／パケット流５
２２を交換して宛先の方路に送出する。シェイパー１０
は、交換機５０２の出方路毎に設けられる。パケットバ
ッファ１１は、シェイピングされるセル／パケットが一
時的に蓄えられる。出力セル／パケット流５２３は、リ
ンク毎にシェイピングされている。シェイピングレート
５１７は、リンク毎のシェイピングの度合いを示す設定
値であり第１の契約サービス上限値である。警告閾値５
１８は、パケットバッファ１１においてセル／パケット
の滞留が増加傾向にあることをリンク毎に検出するため
の第２の契約サービス上限値である。オーバフロー閾値
５１９は、同じくパケットバッファ１１において当該リ
ンクのセル／パケットが過剰に入力されていることを検
出するための第３の契約サービス上限値である。契約情
報テーブル５１５は、シェイピングレート５１７、警告
閾値５１８、オーバフロー閾値５１９を格納し、シェイ
パー１０の制御において参照される。警告／オーバフロ
ー通知５２０は、いずれかのリンクにおいてパケットバ
ッファ１１でのセル／パケット滞留量が警告閾値５１８
またはオーバフロー閾値５１９を越えたことを通知する
ためのあらかじめ定められた情報である。警報装置５１
６は、シェイパー１０により警告時期またはオーバーフ
ローが検出され警告／オーバフロー通知５２０が出力さ
れると、警報通知セル／パケット５２１を出力し、発側
端末５１０に警報を転送する。警報通知セル／パケット
５２１は警報装置５１６によって発側端末５１０に転送
される。

【０１８５】図１５において、交換機５０２の入方路に
発側端末５１０が、出方路にシェイパー１０がそれぞれ
１台ずつしか接続されていないが、一般的にはそれぞれ
複数台が交換機５０２に接続される。このとき、契約情
報テーブル５１５は、シェイパー１０と組なのでシェイ
パー１０と同数必要である。警報装置５１６は、複数の
シェイパー１０からの警告／オーバフロー通知５２０を
処理でき、複数の発側端末５１０へ警報通知セル／パケ
ット５２１を転送できるならば１台でよい。

【０１８６】図１５において、シェイパー１０では、各
リンク毎のシェイピングレート５１７に従いシェイピン
グを行って出力セル／パケット流５２３を送出してい
る。シェイパー１０においては、パケットバッファ１１
内のセル／パケット滞留量をリンク毎に管理しておき、
セル／パケット送出時に警告閾値５１８およびオーバフ
ロー閾値５１９と比較する。もし、セル／パケット滞留
量が警告閾値５１８を越えた場合、シェイパー１０は警
報装置５１６に通知し、警報装置５１６は警報通知セル
／パケット５２１を発側端末５１０へ転送する。また、
もしセル／パケット滞留量がオーバフロー閾値５１９を
越えた場合には、さらに入力される当該リンクのセル／
パケットはシェイパー１０において廃棄される。廃棄が
発生したことは警告閾値５１８を越えた場合と同様に、
発側端末５１０へ通知される。発側端末５１０では、警
告を受けたら直ちに入力セル／パケット流５２２のスル
ープットを下げ、オーバフローの発生を回避することが
望ましい。

【０１８７】本実施例によれば、契約サービス上限を越
えると直ちにセル／パケットを廃棄する単純なポリシン
グ機能に比べて、より柔軟なサービスを提供することが
できる。

【０１８８】以上のように、上記それぞれの実施例にお
けるシェイパーを用いることにより、交換システムにお
ける様々なシェイピングを実現することができ、対象リ
ンク数の増加および処理速度の高速化に簡単に対応可能
なシェイピングを実現できる。

【０１８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、各リンク毎に設定されたスループットの上限値を守
りながらセルまたはパケットを送出する。入力スループ
ットが設定上限値を越えているときは、その入力を廃棄
するのではなく、遅延させそのリンクのセルまたはパケ
ット送出間隔を広げる制御を行う。送出可否判定は、周
回中のものに対してのみ行い、１入力送出のために全対
象リンク分のテーブルスキャン等を行わない。従って、
本発明によれば、対象リンク数の増加および処理速度の
高速化に簡単に対応可能なシェイピングを実現できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における周回型スループットシェ
イピング方法の概念図を示す。

【図２】第２の実施例における周回型スループットシェ
イピング方法の概念図を示す。

【図３】第３の実施例における周回型スループットシェ
イピング方法の概念図を示す。

【図４】第４の実施例における周回型スループットシェ
イピング方法の概念図を示す。

【図５】実施例における周回型スループットシェイピン
グ方法を実現するシェイパーのブロック図を示す。

【図６】第１の実施例におけるシェイパー内のシェイピ
ング制御部のブロック図を示す。

【図７】第２の実施例におけるシェイパー内のシェイピ
ング制御部のブロック図を示す。

【図８】第３と第４の実施例におけるシェイパー内のシ
ェイピング制御部において共通の機能のブロック図を示
す。

【図９】第３の実施例におけるシェイパー内のシェイピ
ング制御部のブロック図を示す。

【図１０】第４の実施例におけるシェイパー内のシェイ
ピング制御部のブロック図を示す。

【図１１】実施例における交換システムのブロック図を
示す。

【図１２】実施例における交換システムにおけるシェイ
パー内のシェイピング制御部の第１の出力側メモリの構
成図を示す。

【図１３】実施例における交換システムにおけるシェイ
パー内のシェイピング制御部の第２の出力側メモリの構
成図を示す。

【図１４】複数交換システムからなる交換網の概念図を
示す。

【図１５】シェイパーによって契約サービス上限の監視
を行う交換システムの概念図を示す。

【図１６】第１および第２の実施例における周回型スル
ープットシェイピング方法における入力パケット到着処
理のフローチャートを示す。

【図１７】第１の実施例における周回型スループットシ
ェイピング方法における送出選択処理のフローチャート
を示す。

【図１８】第２の実施例における周回型スループットシ
ェイピング方法における送出選択処理のフローチャート
を示す。

【図１９】第３および第４の実施例における周回型スル
ープットシェイピング方法における入力パケット到着処
理のフローチャートを示す。

【図２０】第３の実施例における周回型スループットシ
ェイピング方法における送出選択処理のフローチャート
を示す。

【図２１】図２１は第４の実施例における周回型スルー
プットシェイピング方法における送出選択処理のフロー
チャートを示す。

【図２２】第１の実施例における周回型スループットシ
ェイピング方法における各テーブル内容の一変化例の説
明図を示す。

【図２３】第２の実施例における周回型スループットシ
ェイピング方法における各テーブル内容の一変化例の説
明図を示す。

【図２４】第３の実施例における周回型スループットシ
ェイピング方法における各テーブル内容の一変化例の説
明図を示す。

【図２５】第４の実施例における周回型スループットシ
ェイピング方法における各テーブル内容の一変化例の説
明図を示す。

【図２６】シェイパーへの入力セルがシェイピングされ
て出力される第１の例の説明図を示す。

【図２７】シェイパーへの入力セルがシェイピングされ
て出力される第２の例の説明図を示す。

【符号の説明】

１…周回部、２…送出選択部、３…入力順序番号管理
部、４…出力順序番号管理部、５…待合せ回数管理部、
６…最終送出時刻記録部、７…現在時刻確認部、８…リ
ンク別キュー管理部、１０…シェイパー、１１…パケッ
トバッファ、１２…書込み制御部、１３…書込みパケッ
ト制御データ、１４…シェイピング制御部、１５…読出
しパケット制御データ、１６…読出し制御部、１０１…
入力順序番号制御回路、１０２…入力側メモリ、１０３
…セレクタ、１０４…読出待ＦＩＦＯ、１０５…書込み
制御回路Ａ、１０６…読出し制御回路Ａ、１０７…判定
回路、１０８…パケット送出タイミング回路、１０９…
出力側メモリ、１１０…再入待ＦＩＦＯ、１１１…書込
み制御回路Ｂ、１１２…読出し制御回路Ｂ、１１３…送
出選択開始通知、１１４…送出開始通知、２０１…判定
回路、２０２…出力側メモリ、２０３…フリーランカウ
ンタ、３０１…受信処理回路、３０２…書込み制御回路
Ｃ、３０３…トークン制御回路Ａ、３０４…トークンメ
モリ、３０５…トークン返却待ＦＩＦＯ、３０６…判定
回路、３０７…出力側メモリ、３０８…トークン制御回
路Ｂ、３０９…周回待キュー、３１０…受信通知、４０
１…判定回路、４０２…出力側メモリ、５０１…交換シ
ステム、５０２…交換機、５０３…出力側メモリ、５０
４…制御卓、５０５…マッピングテーブル、５０６…初
期値／閾値テーブル、５０７…交換網、５０８…発側交
換システム、５０９…着側交換システム、５１０…発側
端末、５１１…着側端末、５１２…低速回線、５１３…
高速回線、５１４…交換システム、５１５…契約情報テ
ーブル、５１６…警報装置、５１７…シェイピングレー
ト、５１８…警報閾値、５１９…オバーフロー通知、５
２０…警告／オーバフロー通知、５２１…警報通知セル
／パケット、５２２…入力セル／パケット流、５２３…
出力セル／パケット流、５２４…入力セル流、５２５…
出力セル流。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−121549（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−170645（ＪＰ，Ａ) 特許3103854（ＪＰ，Ｂ２) 特許2880271（ＪＰ，Ｂ２) 小樋康晴・山田敏明・河合淳夫・土岐 隆一，高速パケット網におけるトラヒッ ク制御実現方法の一考察，信学技報，日 本，電子情報通信学会，1993年 ３月19 日，ＳＳＥ92−194 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/56 200

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力されたパケットの送出を、あらかじめ
   定められた多重化論理単位であるリンクごとに、あらか
   じめ定められたスループットの上限に従いシェイピング
   を行なうスループットシェイピング装置であって、 前記入力されたパケットを入力順に保持する保持部と、 前記保持部に保持する順に、前記パケットが送出すべき
   パケットか否かを前記スループットの上限に基づいて判
   断する送出可否判断部と、 前記送出可否判断部により送出すべきでないと判断され
   たパケットの送出を待ち合わせるために、当該パケット
   を前記保持部に保持するパケットの最後尾に移行させる
   送出順制御部とを有することを特徴とするスループット
   シェイピング装置。
2. 【請求項２】請求項１において、当該装置に存在する入
   力されたパケットのうちリンクごとにより先に入力され
   た先頭パケットを抽出するための先頭抽出手段と、前記
   スループットの上限として、パケットの送出間隔をあら
   かじめ定めて記憶する送出間隔記憶手段とをさらに有
   し、 前記送出可否判断部は、前記先頭抽出手段において抽出
   された先頭パケットについて、前記リンクごとの送出間
   隔が、前記送出間隔記憶手段に記憶する送出間隔以上で
   あれば、送出すべきであると判断することを特徴とする
   スループットシェイピング装置。
3. 【請求項３】入力されたパケットの送出を、あらかじめ
   定められた多重化論理単位であるリンクごとに、あらか
   じめ定められたスループットの上限に従いシェイピング
   を行なうスループットシェイピング装置であって、 前記入力されたパケットを入力順に記憶するパケット記
   憶手段と、 前記入力したパケットについてのあらかじめ定められた
   リンクの識別情報と、前記パケットを記憶した前記パケ
   ット記憶手段のアドレスとをパケット制御データとして
   生成し、前記パケット記憶手段に前記パケットを書き込
   む書き込み制御部と、 前記書き込み制御部で生成されたパケット制御データを
   入力順に保持し、前記パケットが送出すべきパケットか
   否かを前記スループットの上限に基づいて判断し、送出
   すべきでないと判断されたパケットの送出を遅延させる
   シェイピング制御部と、 前記シェイピング制御部により送出すべきパケットであ
   ると判断されたときに前記パケット記憶手段からパケッ
   トを読み出す読みだし制御部とを有することを特徴とす
   るスループットシェイピング装置。
4. 【請求項４】受信したパケットを宛先にしたがって交換
   し、各方路に送信する交換機と、送信側の各方路に対応
   して設けられるスループットシェイピング装置とを有す
   る交換システムであって、 前記スループットシェイピング装置は、 前記入力されたパケットを入力順に保持する保持部と、 前記保持部に保持する順に、前記パケットが送出すべき
   パケットか否かを前記スループットの上限に基づいて判
   断する送出可否判断部と、 前記送出可否判断部により送出すべきでないと判断され
   たパケットの送出を待ち合わせるために、当該パケット
   の前記保持部に保持するパケットの最後尾に移行させる
   送出順制御部とを有することを特徴とする交換システ
   ム。
5. 【請求項５】入力されたパケットの送出を、あらかじめ
   定められた多重化論理単位であるリンクごとに、あらか
   じめ定められたスループットの上限に従いシェイピング
   を行なうスループットシェイピング方法であって、 前記入力されたパケットを入力順に保持し、 前記保持する順に、前記パケットが送出すべきパケット
   か否かを前記スループットの上限に基づいて判断し、 前記判断の結果、送出すべきであると判断されたパケッ
   トは送出し、 送出すべきでないと判断されたパケットを前記保持する
   パケットの最後尾に移行させることによりパケットを周
   回させてパケットの送出を待ち合わせることを特徴とす
   るスループットシェイピング方法。