JP3798644B2 - 中継装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、中継装置に関し、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)に接続される複数の送受信ポートを持つ中継装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
LANやWANに接続される複数の送受信ポートを持つ中継装置においては、中継される複数のフローに対して優先制御を行うものがあり、送受信ポート数が多い大規模な中継装置や精密な優先制御を行う中継装置が要求されている。なお、本明細書中で「ポート」とは、ある物理回線に接続されている送受信口、もしくは物理回線上に設定された論理回線に接続されている送受信口のことであり、また、「フロー」とは、特定の端末間/特定のネットワーク間で行われている通信や、特定のアプリケーションにおける端末間の通信など、特定通信の一連の流れを指す。
【0003】
従来のキュー制御による優先制御を中継装置に実装する場合、中継装置自体の規模が小さい場合は、図1に示すように、複数のポート10a〜10xに対して、1つのキュー制御部12を持ち、ポート10a〜10xから中継装置に入る全てのフローに対する優先制御をキュー制御部12で行っている。なお、キュー制御部12から出力されるフローは装置内スイッチ14で宛先別にスイッチ制御され、ポート10a〜10xのいずれかから送出される。
【0004】
また、大規模な中継装置や、非常に高速な回線を収容する中継装置では、1つのキュー制御部だけでは速度や規模に対応できない。そのため、図2に示すように、中継装置内の1つのポート10a〜10x(または複数のポートをひとまとめとしたもの)に対して1つずつキュー制御部12a〜12xを設ける構成を取っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図2に示すように、中継装置内に複数のキュー制御部12a〜12xが存在する場合、優先制御はそれぞれのキュー制御部12a〜12x内でのみ行われ、中継装置全体として優先制御を行っているわけではない。例えばキュー制御部12aには特定宛先への優先度の低いフローがキューイングされ、キュー制御部12bには同じ特定宛先への優先度の高いフローがキューイングされ、他のフローが存在しない場合、キュー制御部12aからは優先度の低いフローが順次デキューされて装置内スイッチ14に送られ、キュー制御部12bからは優先度の高いフローが順次デキューされて装置内スイッチ14に送られる。
【0006】
このため、装置内スイッチ14は上記2つのフローを同じ割合でスイッチングする。その結果、優先度の低いフローと優先度の高いフローが同じ優先度で処理され、中継装置全体としての優先制御が実現されないという問題があった。
【0007】
また、帯域制御においても、デキュー帯域の設定された複数のフローが1つの宛先に集中して物理回線速度以上となった場合は、それぞれのフローの優先度に関係なく同一の割合でデキューされる帯域が減ってしまい、結果として中継装置の優先度が無視されるという問題があった。
【0008】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、装置内に複数のキュー制御部を持っていても、全体として優先制御及び帯域制御を行うことのできる中継装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、一または複数のポートに接続され前記一または複数のポートからのフローを優先度の異なる複数のキューにエンキューし、また、デキューするキュー制御を行う複数のキュー制御部と、
前記複数のキュー制御部からデキューされたフローをスイッチングして前記送受信用の複数のポートから送出する装置内スイッチとを有し、
前記複数のキュー制御部間で相互に制御信号を送受信し複数のキュー制御部間でキュー制御部内の任意のキューに対するキュー制御を行い、
任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、前記他のキュー制御部内のキューの一部または全部に対しキュー優先制御を変更するための内容を含むことにより、
複数のキュー制御部間で優先制御の調整を行うことができ、中継装置全体として優先制御を行うことができる。
【0012】
請求項2に記載の発明では、任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、前記他のキュー制御部内のキューの一部または全部に対しデキューする帯域の設定を変更するための内容を含むことにより、
複数のキュー制御部間で帯域制御の調整を行うことができ、中継装置全体として帯域制御を行うことができる。
【0013】
請求項3に記載の発明では、複数のキュー制御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部のキューに対し、各キューのキュー長が予め設定されているキュー長閾値を上回ったか、下回ったとき前記制御信号を送信し、また、付記6に記載の発明では、キュー長閾値は、キュー毎に複数を設定することにより、
きめ細かな優先制御を行うことが可能となる。
【0014】
付記7に記載の発明では、複数のキュー制御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部のキューに対し帯域計算を行ってデキューを促す帯域計算部を有し、
設定された帯域でデキューができなくなったときの誤差が予め設定されている帯域誤差閾値を上回ったか、下回ったとき前記制御信号を送信し、付記8に記載の発明では、帯域誤差閾値は、キュー毎に複数を設定することにより、
きめ細かな優先制御を行うことが可能となる。
【0015】
付記9に記載の発明では、キュー優先制御を変更するための内容は、所定時間後に解除されることにより、
キュー優先制御の変更を一時的に行うことができ、その後は通常のキュー優先制御に戻ることができる。
【0016】
付記10に記載の発明では、帯域の設定を変更するための内容は、所定時間後に解除されることにより、
帯域制御における帯域設定の変更を一時的に行うことができ、その後は通常の帯域設定に戻ることができる。
【発明の実施の形態】
図3は、本発明の中継装置の一実施例のブロック構成図を示す。同図中、複数のポート20a〜20xはLANやWAN等の物理回線に接続されている。ポート20a〜20xそれぞれで受信されたフローはフロー識別部22a〜22xに供給され、ここで各フローのヘッダから各フローの優先度が識別され、その識別情報は対応するフローに付加されてキュー制御部24a〜24xに供給される。なお、この実施例ではポート20a〜20xに対応してキュー制御部24a〜24xが設けられているが、ポート20a〜20xを数個毎にグループ化して各グループに1つのキュー制御部を設ける構成であっても良い。
【0017】
キュー制御部24a〜24xそれぞれは、自らのキュー状態に応じて制御信号を生成し、この制御信号を制御信号用スイッチ26を介して他の全てのキュー制御部24a〜24xに供給する。そして、キュー制御部24a〜24xそれぞれは、自らのキュー状態と他の全てのキュー制御部からの制御信号に従って自らのキュー制御を行う。キュー制御部24a〜24xそれぞれからデキューされたフローは装置内スイッチ28でスイッチングされて各ポート20a〜20xに供給され、各ポート20a〜20xから接続先の物理回線に送出される。
【0018】
このように、複数のキュー制御部24a〜24x間で制御信号をやりとりできるため、例えば、あるキュー制御部に優先するフローが溜って来た場合、他のキュー制御部における優先度の低いフローのデキューを止めると行った制御を行うことで、中継装置として統一された優先制御機構を実現することができる。
【0019】
また、複数のキュー制御部24a〜24xからのフローが特定の宛先に集中し、あるキュー制御部において設定された帯域でのデキューが出来なくなった場合、他のキュー制御部の優先度の低いキューからのデキュー帯域を一時的に減らすことで、優先度の高いフローの帯域制御を優先することが可能となり、中継装置全体として統一された優先制御機構を実現することができる。
【0020】
図4は、キュー制御部24a〜24xの一実施例の詳細ブロック図を示す。同図中、エンキュー部30は、前段のフロー識別部からの識別情報に基づいて、対応するフローをキュー31−1〜31−nのうちフローの優先度に応じたキューにエンキューする。キュー31−1〜31−nは、キューの機能を有すると共に、エンキュー/デキューによって変化するキュー長を逐一キュー長/閾値管理部32に通知する。また、スケジューラ部61からのデキュー要求が来たときは、デキューを行い、デキューしたデータ(フロー)を帯域計算部41−1〜41−nに送る。なお、本構成の例では、1つのキュー制御部においてキューの数をn個持ち、宛先の方路がm本あるものとする。
【0021】
各キューに溜まっているデータ量を表すキュー長をキュー長閾値(以下、単に「閾値」という)と比較し、その状態に応じて制御信号を送出する機構は、キュー長/閾値管理部32とデキュー制御信号送出部33で実現している。
【0022】
キュー長/閾値管理部32では、各キュー31−1〜31−nから逐次受け取るキュー長を各キュー毎に管理し、各キューに設定された閾値を格納した閾値テーブル32Aと比較し、閾値を越えた、または、下回ったことを検出したとき、その情報(閾値情報)をデキュー制御信号送出部33に伝える。
【0023】
図5に閾値テーブル32Aの内容の一実施例を示す。閾値テーブル32Aは、キュー毎に複数(α個)の閾値(キュー長閾値)が閾値番号と共に登録されている。キュー長/閾値管理部32では、各キューのキュー長を各キュー毎に設定された複数の閾値と比較し、どの閾値番号の閾値を上回ったか、または、下回ったかをデキュー制御信号送出部33に伝えている。
【0024】
図5では、全てのキューに閾値をα個設定している場合の内容を示しているが、閾値は一部のキューにのみ設定できる形態(一部のキューには閾値の設定がない形態)でもよい。また、各キュー毎に設定できる閾値の個数が違っていたり、閾値の個数を適宜変更できる形態でもよい。また、閾値テーブルの内容はユーザが設定できる形態でもよいし、はじめから固定的に割り当てられている形態でもよい。
【0025】
デキュー制御信号送出部33では、キュー長/閾値管理部32から受け取った閾値情報を基に、デキュー制御信号とデキュー廃棄制御信号を生成する。図6は、デキュー制御信号送出部33の一実施例の詳細ブロック図を示す。同図中、デキュー制御信号格納部71−1〜71−nそれぞれでは、キュー31−1〜31−nそれぞれからの閾値情報を受け取り、それに対応するデキュー制御信号(nビット)とデキュー制御信号タイマ値をデキュー制御信号テーブル33Aから取り出し、デキュー制御信号をデキュー制御信号生成部73に伝える。また、内部にタイマを内蔵し、デキュー制御信号を取り出した時点からタイマを作動させ、タイマ値がデキュー制御信号タイマ値を越えたら、受け取ったデキュー制御信号を消し(全ビット0にする)、それを新たなデキュー制御信号としてデキュー制御信号生成部73に伝える。
【0026】
また、デキュー廃棄制御信号格納部72−1〜72−nそれぞれでは、キュー31−1〜31−nそれぞれからの閾値情報を受け取り、それに対応するデキュー廃棄制御信号(nビット)とデキュー廃棄制御信号タイマ値をデキュー制御信号テーブル33Aから取り出し、デキュー廃棄制御信号生成部74に伝える。また、内部にタイマを内蔵し、デキュー廃棄制御信号を取り出した時点からタイマを作動させ、タイマ値がデキュー廃棄制御信号タイマ値を越えたら、受け取ったデキュー廃棄制御信号を消し(全ビット0にする)、それを新たなデキュー廃棄制御信号としてデキュー廃棄制御信号生成部74に伝える。
【0027】
図7に、デキュー制御信号テーブル33Aの一実施例の内容を示す。ここでは、全てのキューにα個の閾値が設定されている上述の形態を示している。図中のデキュー制御信号DQp−q−rは、0または1の値(1ビット)を取り、キューpの閾値番号qを越えたとき1ならば、他のキュー制御部のキューrからのデキューを止めることを意味する(0ならばデキューを止めない)。
【0028】
また、デキュー廃棄制御信号DDp−q−rは、0または1の値(1ビット)を取り、キューpの閾値番号qを越えたとき1ならば、他のキュー制御部のキューrからのデキューの際に装置内スイッチ側からのSTOP信号を受信していればデキューされたデータを廃棄をすることを意味する(0なら廃棄しない)。TQp−q,TDp−qは、取り出すデキュー制御信号、デキュー廃棄制御信号を有効とするタイマ値を表す。
【0029】
次に、図6に示すデキュー制御信号生成部73では、各キューの状態によって得られたデキュー制御信号をデキュー制御信号格納部71−1〜71−nから受け取り、そのn種類の制御信号の各ビットを取り出して、同一位置のビットの論理和を取り、最終的に得られたnビットをデキュー制御信号として送出する。上記の論理和を取ることで、それぞれのキューの状態によって設定されるデキュー制御情報を全て反映することができる。
【0030】
また、デキュー廃棄制御信号生成部74では、各キューの状態によって得られたデキュー廃棄制御信号をデキュー廃棄制御信号格納部72−1〜72−nから受け取り、それらn種類の制御信号の各ビットを取り出して、同一位置のビットの論理和を取り、最終的に得られたnビットをデキュー廃棄制御信号として送出する。上記の論理和を取ることで、それぞれのキューの状態によって設定されるデキュー廃棄制御情報を全て反映することができる。
【0031】
本実施例では、キュー長と閾値との比較から、デキュー制御信号とデキュー廃棄制御信号の2種類の制御信号を生成しているが、後述の帯域制御信号の内容もテーブルに追加し、帯域制御信号も送出できるようにしても良い。また、これら3種類のうちの一部分のみ設定できる形態でも構わない。
【0032】
上記では、デキュー制御信号とデキュー廃棄信号の内容が、各キューからのデキュー許可または禁止や、デキュー時の廃棄または非廃棄をテーブル内に直接指定しているが、受信するキュー制御部にデキュー制御信号やデキュー廃棄信号の内容を別途テーブルに持ち、送信する側としてはそのテーブルのどの項目を参照するといった間接的な情報を送信するといった形態でもよい。
【0033】
図4において、送出帯域誤差の状態から制御信号を送出する機構は、帯域計算部41−1〜41−nと帯域管理部43と帯域制御信号送出部44より実現している。
【0034】
帯域計算部41−1〜41−nでは、帯域設定部42から送られた設定帯域を持ち、キュー31−1〜31−nから各キューにデータが入っていることを示すEXIST信号を受けているときに、実際にキューからデキューしている状況を基に帯域計算をし、送出タイミングになったらEXIST信号をスケジューラ部61に伝える。また、計算した帯域と設定されている帯域を逐次比較し、その誤差を逐一、帯域管理部43に伝える。
【0035】
帯域管理部43では、その受け取った帯域誤差を全てのキュー31−1〜31−nに対して管理し、帯域誤差テーブル43Aと受け取った帯域誤差を比較し、帯域誤差テーブル43Aに設定されている複数の帯域誤差閾値のどれを上回ったか、または、下回ったかを判別し、その帯域誤差情報を帯域制御信号送出部44に送る。
【0036】
図8に、帯域誤差テーブル43Aの一実施例を示す。帯域誤差テーブル43Aは、キュー毎に複数(α個)の帯域誤差閾値が帯域誤差番号と共に登録されている。帯域管理部43では、各キューの帯域誤差を各キュー毎に設定された複数の帯域誤差閾値を比較し、どの帯域誤差番号を上回った/下回ったかを帯域制御信号送出部44に伝えている。
【0037】
図8では、全てのキューに帯域誤差閾値をb個設定している場合の内容を示しているが、帯域誤差は一部のキューにのみ設定できる形態(一部のキューには帯域誤差閾値の設定がない形態)でもよい。また、各キュー毎に設定できる帯域誤差閾値の個数が違っていたり、適宜変更できる形態でもよい。また、帯域誤差テーブルの内容はユーザが設定できる形態でもよいし、はじめから固定的に割り当てられている形態でもよい。
【0038】
帯域制御信号送出部44では、帯域管理部43から受け取った帯域誤差情報を基に、帯域制御信号を生成する。図9は帯域制御信号送出部44の一実施例の詳細ブロック図を示す。同図中、帯域制御信号格納部81−1〜81−nそれぞれでは、キュー31−1〜31−nそれぞれからの帯域誤差情報を受け取り、それに対応する帯域制御信号と帯域制御信号タイマ値を帯域制御信号テーブル44Aから取り出し、帯域制御信号を帯域制御信号生成部82に伝える。また、内部にタイマを内蔵し、帯域制御信号を取り出した時点からタイマを作動させ、タイマ値が帯域制御信号タイマ値を越えたら、受け取った帯域制御信号を消し(全ビット0にする)、それを新たな帯域制御信号として帯域制御信号生成部82に伝える。
【0039】
図10に帯域制御信号テーブル44Aの一実施例の内容を示す。ここでは、全てのキューに帯域誤差がb個設定されている上述の形態を示している。図中のBCp−q−rは、キューpの帯域誤差番号qを越えたとき他のキュー制御部のキューrに設定する帯域の値を示す。また、TCp−qは、取り出す帯域制御信号が有効であるタイマ値を表す。
【0040】
次に、図9に示す帯域制御信号生成部82では、各キューの帯域誤差状況によって得られた帯域制御信号を帯域制御信号格納部81−1〜81−nから受け取り、そのn種類の制御信号のk番目(1≦k≦n)の信号を取り出し、その中でもっとも帯域値の小さいものを、他のキューkの帯域制御信号として送出する。最も小さい帯域値を取ることで、それぞれのキューの状態によって設定される帯域制御情報を全て反映することができる。
【0041】
本実施例では、帯域誤差と帯域誤差の設定値である帯域誤差閾値との比較から、帯域制御信号を生成しているが、前述のデキュー制御信号やデキュー廃棄制御信号の内容もテーブルに追加し、これらの制御信号も送出できるようにしても良い。また、これら3種類のうちの1部分のみ設定できる形態でも構わない。
【0042】
上記では、帯域制御信号が各キューに設定する帯域をテーブル内に直接指定しているが、帯域制御信号を受信するキュー制御部に、帯域誤差と設定する帯域の対を別途テーブルに持ち、送信する側としてはそのテーブルのどの項目を参照するといった間接的な情報を送信するといった形態でもよい。
【0043】
図4において、送出された制御信号(デキュー制御信号、デキュー廃棄制御信号、帯域制御信号)を受信し、その制御信号を基に優先制御、帯域制御の変更を実現する部分が帯域設定部42、デキュー廃棄部51、スケジューラ部61である。
【0044】
帯域設定部42においては、受信した帯域制御信号(キュー31−1〜31−nのn種類)を受け取り、対応する帯域計算部41−1〜41−nに送る。また、帯域制御信号を何も受けていないときは、最初に設定されている帯域を送る。これにより、受信した帯域制御信号を基に帯域制御を変更することが可能となる。なお、最初に設定されている帯域はユーザから設定できてもよいし、最初から固定的に割り当てられていてもよい。
【0045】
デキュー廃棄部51−1〜51−nそれぞれにおいては、デキュー廃棄信号のkビット目(1≦k≦n)を受け取り、デキューされてきたデータの宛先を見て、その宛先からのSTOP信号(STOP信号は装置内スイッチから来ている信号)を受信しているときで、かつ、デキュー廃棄信号のkビット目が値1ならば当該データを破棄し、破棄したことをスケジューラ部61に伝える。また、デキュー廃棄信号のkビット目が値0であるときは、STOP信号が解除されるまで待ち、解除後に当該データをそのままスケジューラ部61に伝送する。なお、当該データを送り出す宛先からのSTOP信号を受信していないときは、デキュー廃棄信号の内容に関わらず、そのまま当該データをスケジューラ部61に伝送する。これにより、受信したデキュー廃棄制御信号を基に、デキューの際に廃棄する、または、廃棄しないを変更することが可能となる。
【0046】
スケジューラ部61では、自らのキュー制御部がもつスケジューリングアルゴリズムに従い、デキューするキューに対してデキュー要求をだし、データを受け取って装置内スイッチに送る。このとき、受信したデキュー制御信号のkビット目(1≦k≦n)が値1であると、キュー31−kに対してスケジューリング処理を行わない(キュー31−kをスケジューリングの対象から外す)。これにより、デキュー制御信号の内容を基に、各キュー毎にデキューを行うか、行わないかを変更することが可能となる。
【0047】
次に、図3の制御信号用スイッチ26の構成であるが、デキュー制御信号、デキュー廃棄制御信号(それぞれm種類)は、各ビット毎に論理和を取り、全てのキュー制御部24a〜24xに送られる。これによって、複数のキュー制御部間で、設定された複数の制御情報を全て反映することができる。
【0048】
また、キュー31−k(1≦k≦n)の帯域制御信号(m種類)は、それぞれにおいて値を比較し、最も小さい値の帯域をキュー31−kの帯域制御信号として全てのキュー制御部24a〜24xに送られる。これによって、キュー制御部間で、設定された複数の制御情報を全て反映することができる。
【0049】
なお、上記説明では、制御信号を常に受け取り、他のキュー制御部に逐一その情報が反映される形態となっているが、キュー制御部で制御情報が変更になった時のみ、新たな制御信号情報をパケットのようなひとまとめのデータとして送信し、それらを別のキュー制御部にスイッチングする形態を取ってもよい。また、キュー制御部間に制御信号用スイッチ26を介さず、直接、キュー制御部間を接続する形態でもよい。
【0050】
図11は、本発明の中継装置を適用したネットワークシステムの一実施例のシステム構成図を示す。図11において、中継装置100には3つの部署A,B,Cのネットワーク110,120,130と、全体で管理しているftpサーバ140と、ftpサーバを遠隔から管理する端末150とがつながっているものとする。また、各部には部内で1台ずつhttpサーバ111,121,131を立ち上げているものとする。
【0051】
このとき、中継装置100は内部に1ポート毎に1つのキュー制御部をもち、それらキュー制御部には以下のような設定がなされているものとする。
(フロートキューの割り振り)
1.ftpサーバ管理用の端末150からのフローは全て高優先のキューに割り当てる
2.ftpのフローは中優先のキューに割り当てる
3.httpや他のフローは低優先のキューに割り当てる
(各キューの帯域設定)
1.中優先のキューの帯域は50Mbps
2.低優先キューの帯域は100Mbps
3.高優先キューの帯域は特に設定しない
(閾値の設定)
1.高優先のキューには2つのキュー長の閾値1,2を設定、閾値1を越えたときは中優先または低優先のキューからのデキューを少しの間止め(閾値を下回ったときは解除)、閾値2を越えたときは閾値2を下回るまで中優先または低優先のフローを止める
2.中優先のキューには帯域誤差の2つの閾値を設定、閾値1を越えたとき中優先の帯域を40Mbps、低優先の帯域を50Mbpsとし、閾値2を越えたとき中優先の帯域を30Mbps、低優先の帯域を10Mbps(閾値2を下回ったときは閾値1越えの設定となり、閾値1を下回ったときは当初の設定に戻る)とする
3.低優先のキューはキュー長閾値を1つ設定、閾値を越えたときに低優先からのデキュー廃棄を設定する(閾値を下回ったときは解除)
以上のような設定をした場合、部署A,B,Cからのftpサーバヘのアクセス量が多いとき、ftpサーバ140を管理する端末150からの通信が滞る(高優先キューにデータが溜まる)ような状態のとき、中継装置100では他のキュー制御部の中優先または低優先フローを止めることで、ftp通信が多い時でも遠隔からftpサーバ管理を滞りなく行うことができる。
【0052】
また、サーバ管理用に流すデータはそれほど多くないので、キューに溜まるような状況は一時的である。そのため、中優先または低優先のキューからのデキューを少しの間だけ止めることで、高優先キューの閾値を下回るよりも早く中優先または低優先のキューからのデキューを再開することができる。これは、高優先に溜まるフローが一時的なので、中優先または低優先のキューからのデキューを再開させても高優先に再びフローが溜まるといった状況はほとんど起こらないからである。そのため、デキューを止めることによる通信停止状態を最小限に抑えることができる。
【0053】
なお、キュー長閾値を2段階に設定することで、閾値1を越えたとき一時的に中優先/低優先のキューからのデキューを止めてもキュー長の増加を抑えられないといった状況が発生した場合、閾値2を越えたとき中優先または低優先のフローをずっと止めることとなり、結果としてftpサーバ管理のフローがキュー溢れで廃棄されてしまうといった状況を回避できる。
【0054】
次に、部署A,B,Cからftpサーバ140ヘのftp通信が集中している場合を考える。このとき、ftp通信の速度は50Mbps設定なので、ftpサーバ宛の負荷合計は最大150Mbpsになるが、図11に示したようにftpサーバ140ヘの回線速度は100Mbpsなので、負荷が大きいときは中優先のキューから50Mbpsの帯域を守れなくなる。また、他のキュー制御部からの低優先のフロー(httpやその他の通信)によっても、ftp通信の帯域に影響を及ぼす。そのため、帯域誤差が大きくなったときに、段階的に(ここでは2段階)帯域を減らすことで、ftpサーバ140ヘの合計負荷を滅らしている。
【0055】
なお、複数の段階で帯域を減らすことによって、その時の負荷状況に応じた最適に近い帯域での通信が可能となり、回線を有効に使用することができる。また、この処理は送出の帯域のみ変更しており、特定キューのデキューを止めるといった処理とは独立に変更できるので、帯域の変更に伴って特定フローのデキューまで止まるといった不都合は発生しない。
【0056】
部署A,B,Cからftpサーバ140ヘのftp通信が集中している状態では、設定帯域の変更(帯域制御信号の送信)が、中継装置100の部署A,B,Cにつながっているキュー制御部それぞれから出力される。ここで、最も最近出された帯域制御信号の内容が、そのまま全てのキュー制御部に設定されるような場合では、部署Aからのftp通信だけが一時的に少なくなり、帯域を元に戻す帯域制御信号を送出したとした場合、部署B,Cからのftp通信が多くてキューが溜っている状況であるにも拘わらず、帯域が元に戻されてしまうといった不都合が発生する。しかし、本発明の構成では、複数の制御信号を一つにまとめて、最も帯域の少ない設定の制御信号の内容に従う方法を採用しているため、このような不都合は発生しない。
【0057】
次に、部署Aからは100Mbpsの帯域全てが部署Cのhttpサーバヘのアクセスであり、部署Bからは部署Cへのhttpアクセスが90Mbpsで、部署Aへのhttpアクセスが10Mbpsであった場合、部署Cのhttpサーバ131ヘは合計190Mbpsのアクセスが集中することになるため、部署C宛の通信は滞ることになる。ここで、中継装置100の部署Bのネットワークにつながっているキュー制御部では、同一のキューに2種類のフローが入っているため、このキューのデキューを止めたり帯域を小さくした場合、部署A宛の通信までキュー溢れによって破棄されることになる。そのため、低優先のキューに設定された閾値を越えたときにデキュー廃棄の設定をすれば、低優先のキューからのデキューはフル性能でデキューできるため、キュー溢れはなくなる。つまり、キュー溢れによって部署A宛の通信まで廃棄されることがなくなる。また、部署C宛は中継装置内でSTOP信号がかかるので、デキュー廃棄設定により廃棄されることもあるが、部署A宛の通信は、回線に余裕があるので破棄されずに通信を行うことが可能となる。
【0058】
このように、本発明においては、複数のキュー制御部を持たなければキュー制御を行うことが現実的に不可能であるような大規模な中継装置であっても、単一のキュー制御部を持つ装置と同等の優先制御を行うことが可能である。また、キュー制御部間での制御信号に帯域設定に関する内容も入れることで、キュー制御部間での動的な帯域制御も行うことが可能となる。
【0059】
なお、同様のことを他の方法で行うには、中継装置内のキュー制御部を1つにする必要があるため、大容量の中継装置の場合、装置全体の中継性能を上げられず、大容量をカバーするには複数の機器を用意する必要がある。その場合でも、それら装置間にまたがる通信を行うには、さらに大規模な中継機器を導入する必要があり、その大規模な中継機器を経由するフローに関しては、本発明で示したような優先制御はできない。そのため、コストや唯一性の面で非常に効果的である。
【0060】
(付記1) ネットワークに接続される送受信用の複数のポートを持ちネットワーク間でフローの中継を行う中継装置のキュー制御方法において、
一または複数のポートに接続された複数のキュー制御部で前記一または複数のポートからのフローを優先度の異なる複数のキューにエンキューし、また、デキューするキュー制御を行い、
前記複数のキュー制御部からデキューされたフローを装置内スイッチでスイッチングして前記送受信用の複数のポートから送出し、
前記複数のキュー制御部間で相互に制御信号を送受信しキュー制御部間でキュー制御部内の任意のキューに対するキュー制御を行うことを特徴とするキュー制御方法。
【0061】
(付記2) ネットワークに接続される送受信用の複数のポートを持ちネットワーク間でフローの中継を行う中継装置において、
一または複数のポートに接続され前記一または複数のポートからのフローを優先度の異なる複数のキューにエンキューし、また、デキューするキュー制御を行う複数のキュー制御部と、
前記複数のキュー制御部からデキューされたフローをスイッチングして前記送受信用の複数のポートから送出する装置内スイッチとを有し、
前記複数のキュー制御部間で相互に制御信号を送受信し複数のキュー制御部間でキュー制御部内の任意のキューに対するキュー制御を行うことを特徴とする中継装置。
【0062】
(付記3) 付記2記載の中継装置において、
任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、前記他のキュー制御部内のキューの一部または全部に対しキュー優先制御を変更するための内容を含むことを特徴とする中継装置。
【0063】
(付記4) 付記2または3記載の中継装置において、
任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、前記他のキュー制御部内のキューの一部または全部に対しデキューする帯域の設定を変更するための内容を含むことを特徴とする中継装置。
【0064】
(付記5) 付記3記載の中継装置において、
前記複数のキュー制御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部のキューに対し、各キューのキュー長が予め設定されているキュー長閾値を上回ったか、下回ったとき前記制御信号を送信することを特徴とする中継装置。
【0065】
(付記6) 付記5記載の中継装置において、
前記キュー長閾値は、キュー毎に複数を設定することを特徴とする中継装置。
【0066】
(付記7) 付記4記載の中継装置において、
前記複数のキュー制御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部のキューに対し帯域計算を行ってデキューを促す帯域計算部を有し、
設定された帯域でデキューができなくなったときの誤差が予め設定されている帯域誤差閾値を上回ったか、下回ったとき前記制御信号を送信することを特徴とする中継装置。
【0067】
(付記8) 付記7記載の中継装置において、
前記帯域誤差閾値は、キュー毎に複数を設定することを特徴とする中継装置。
【0068】
(付記9) 付記3記載の中継装置において、
前記キュー優先制御を変更するための内容は、所定時間後に解除されることを特徴とする中継装置。
【0069】
(付記10) 付記4記載の中継装置において、
前記帯域の設定を変更するための内容は、所定時間後に解除されることを特徴とする中継装置。
【0070】
(付記11) 付記3記載の中継装置において、
各キュー制御部は、複数の他のキュー制御部から受信した制御信号の論理演算結果に従って前記キュー優先制御を変更することを特徴とする中継装置。
【0071】
(付記12) 付記4記載の中継装置において、
各キュー制御部は、複数の他のキュー制御部から受信した制御信号の論理演算結果に従って前記デキューする帯域の設定を変更することを特徴とする中継装置。
【0072】
(付記13) 付記3記載の中継装置において、
前記キュー優先制御を変更するための内容は、前記制御信号を受信したキュー制御部内の各キューのデキューを止める、または、止めないの指示であることを特徴とする中継装置。
【0073】
(付記14) 付記3記載の中継装置において、
前記キュー優先制御を変更するための内容は、前記制御信号を受信したキュー制御部内の各キューからのデキューを廃棄する、または、廃棄しないの指示であることを特徴とする中継装置。
【0074】
【発明の効果】
上述の如く、請求項1に記載の発明は、一または複数のポートに接続され一または複数のポートからのフローを優先度の異なる複数のキューにエンキューし、また、デキューするキュー制御を行う複数のキュー制御部と、複数のキュー制御部からデキューされたフローをスイッチングして送受信用の複数のポートから送出する装置内スイッチとを有し、複数のキュー制御部間で相互に制御信号を送受信し複数のキュー制御部間でキュー制御部内の任意のキューに対するキュー制御を行い、任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、他のキュー制御部内のキューの一部または全部に対しキュー優先制御を変更するための内容を含むことにより、複数のキュー制御部間で優先制御の調整を行うことができ、中継装置全体として優先制御を行うことができる。
【0077】
請求項2に記載の発明では、任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、他のキュー制御部内のキューの一部または全部に対しデキューする帯域の設定を変更するための内容を含むことにより、複数のキュー制御部間で帯域制御の調整を行うことができ、中継装置全体として帯域制御を行うことができる。
【0078】
請求項3に記載の発明では、複数のキュー制御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部のキューに対し、各キューのキュー長が予め設定されているキュー長閾値を上回ったか、下回ったとき制御信号を送信し、また、付記6に記載の発明では、キュー長閾値は、キュー毎に複数を設定することにより、きめ細かな優先制御を行うことが可能となる。
【0079】
付記7に記載の発明では、複数のキュー制御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部のキューに対し帯域計算を行ってデキューを促す帯域計算部を有し、設定された帯域でデキューができなくなったときの誤差が予め設定されている帯域誤差閾値を上回ったか、下回ったとき制御信号を送信し、付記8に記載の発明では、帯域誤差閾値は、キュー毎に複数を設定することにより、きめ細かな優先制御を行うことが可能となる。
【0080】
付記9に記載の発明では、キュー優先制御を変更するための内容は、所定時間後に解除されることにより、キュー優先制御の変更を一時的に行うことができ、その後は通常のキュー優先制御に戻ることができる。
【0081】
付記10に記載の発明では、帯域の設定を変更するための内容は、所定時間後に解除されることにより、帯域制御における帯域設定の変更を一時的に行うことができ、その後は通常の帯域設定に戻ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の中継装置の一例のブロック構成図である。
【図2】従来の中継装置の他の一例のブロック構成図である。
【図3】本発明の中継装置の一実施例のブロック構成図である。
【図4】キュー制御部の一実施例の詳細ブロック図である。
【図5】閾値テーブルの内容の一実施例を示す図である。
【図6】デキュー制御信号送出部の一実施例の詳細ブロック図である。
【図7】デキュー制御信号テーブルの一実施例の内容を示す図である。
【図8】帯域誤差テーブルの一実施例を示す図である。
【図9】帯域制御信号送出部の一実施例の詳細ブロック図である。
【図10】帯域制御信号テーブルの一実施例の内容を示す図である。
【図11】本発明の中継装置を適用したネットワークシステムの一実施例のシステム構成図である。
【符号の説明】
10a〜10x,20a〜20x ポート
12,12a〜12x,24a〜24x キュー制御部
14 装置内スイッチ
22a〜22x フロー識別部
26 制御信号用スイッチ
28 装置内スイッチ
30 エンキュー部
31−1〜31−n キュー
32 キュー長/閾値管理部
32A 閾値テーブル
33 デキュー制御信号送出部
33A デキュー制御信号テーブル
41−1〜41−n 帯域計算部
42 帯域設定部
43 帯域管理部
43A 帯域誤差テーブル
44 帯域制御信号送出部
44A 帯域制御信号テーブル
51−1〜51−n デキュー廃棄部
61 スケジューラ部
71−1〜71−n デキュー制御信号格納部
72−1〜72−n デキュー廃棄制御信号格納部
73 デキュー制御信号生成部
81−1〜81−n 帯域制御信号格納部
82 帯域制御信号生成部
Claims (3)
- ネットワークに接続される送受信用の複数のポートを持ちネットワーク間でフローの中継を行う中継装置において、
一または複数のポートに接続され前記一または複数のポートからのフローを優先度の異なる複数のキューにエンキューし、また、デキューするキュー制御を行う複数のキュー制御部と、
前記複数のキュー制御部からデキューされたフローをスイッチングして前記送受信用の複数のポートから送出する装置内スイッチとを有し、
前記複数のキュー制御部間で相互に制御信号を送受信し複数のキュー制御部間でキュー制御部内の任意のキューに対するキュー制御を行い、
任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、前記他のキュー制御部内のキューの一部または全部に対しキュー優先制御を変更するための内容を含むことを特徴とする中継装置。 - 請求項1記載の中継装置において、
任意のキュー制御部から他のキュー制御部に送信する制御信号は、前記他のキュー制御部内のキューの一部または全部に対しデキューする帯域の設定を変更するための内容を含むことを特徴とする中継装置。 - 請求項1記載の中継装置において、
前記複数のキュー制御部は、それぞれのキュー制御部内の一部または全部のキューに対し、各キューのキュー長が予め設定されているキュー長閾値を上回ったか、下回ったとき前記制御信号を送信することを特徴とする中継装置。
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