JP4421625B2 - フロー制御方法および受信装置 - Google Patents

Description

この発明は、イーサネット（登録商標）伝送装置のフロー制御方法および受信装置に関し、特に優先度が設定されたデータを制御対象とするフロー制御方法および受信装置に関するものである。

二つの装置間でイーサネット（登録商標）伝送によるデータ通信を行う場合、受信側装置へのデータの入力速度が、受信側装置の処理速度を上回ると入力バッファのフレーム待機、廃棄が発生する。これを防ぐために、従来、たとえば、下記特許文献１に記載されているように、ポーズフレームを用いたフロー制御が行われている。従来のポーズフレームを用いたフロー制御においては、受信側装置の入力バッファにあらかじめ決められた閾値以上のフレームが溜まると、受信側装置がポーズフレームを送信側装置に送出する。送信側装置は、ポーズフレームを受信すると、出力を一定時間停止する。停止時間はポーズフレーム内にポーズタイムとして付与されている。送信側装置は、ポーズフレームで指定されたポーズタイムが経過するとこの出力停止（ポーズ）を解除する。また、受信側装置がポーズタイムを“０”としたポーズフレームを送信した場合も、送信側装置は出力停止を解除する。

また、下記特許文献２のシェーピング装置では、パケットにキューイングの優先度を設定し、優先度の高いパケットについてはバッファに蓄積することにより、廃棄を防いでいでる。そして、重要度の高いパケットの優先度を高く設定することにより、重要なパケットの廃棄を防止している。

特開２００５−２１０３８５号公報 特開２００６−８７１４７号公報

しかしながら、上記ポーズフレームを用いたフロー制御では、優先度の高いデータ、優先度の低いデータに関係なく一定時間全ての送信が停止する。このため、サービスクラスの維持に影響がおよぶ場合があるという問題がある。すなわち、従来のポーズフレームを用いたフロー制御方式では、優先度に基づく制御ができないという問題がある。

また、上記特許文献２に記載のシェーピング装置では、受信側の入力バッファの残量の管理は行っていない。このため、受信側装置の入力バッファの残量に基づく出力の制御ができないという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、受信側の入力バッファの残量，送信データの優先度などネットワークの運用条件に合わせて装置間のデータ流量を細かく制御することができるフロー制御方法および受信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、優先度のクラスが設定されたデータのフロー制御方法であって、受信装置が、前記データをバッファリングする入力バッファを監視し、前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないか否かを判断する閾値監視ステップと、受信装置が、前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないと判断した場合に、ＭＡＣ制御コードのフィールドに拡張ポーズフレームであることを示す識別子を設定し、中断時間のフィールドに、前記入力バッファの残量に基づく、前記クラスごとの制御情報である出力制御情報を設定した拡張ポーズフレームを送信する拡張ポーズフレーム送信ステップと、送信装置が、前記拡張ポーズフレームの出力制御情報に基づき、前記優先度のクラスごとに帯域制御を行う帯域制御ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、前記出力制御情報を、出力を停止する優先度のクラスを示す制御対象クラスとし、前記帯域制御ステップにおいては、前記拡張ポーズフレームの制御対象クラスとして指定されたクラスの出力を停止することを特徴とする。

また、本発明は、前記出力制御情報を、前記入力バッファ総容量に対する残量の比率とし、前記帯域制御ステップにおいては、全てのクラスについて前記拡張ポーズフレームの前記比率に帯域を低減することを特徴とする。

また、本発明は、クラスごとの出力帯域比を、入力バッファの残量の総容量に対する比率と対応づけてあらかじめ出力帯域比情報として格納する出力帯域比格納ステップ、をさらに含み、前記出力制御情報を、前記入力バッファの残量の総容量に対する比率とし、前記帯域制御ステップにおいては、前記出力帯域比情報を検索し、前記拡張ポーズフレームに含まれる前記入力バッファの残量の総容量に対する比率に対応する出力帯域比を読み出して、その出力帯域比に各クラスの帯域値を設定することを特徴とする。

また、本発明は、前記出力制御情報を、制御対象クラスとその制御対象クラスに対する帯域設定値とし、前記帯域制御ステップにおいては、前記拡張ポーズフレームの制御対象クラスとして指定されたクラスの帯域を、前記拡張ポーズフレームの帯域設定値として設定された値に基づき設定することを特徴とする。

また、本発明は、優先度のクラスが設定され、拡張ポーズフレームの出力制御情報に基づき前記クラスごとに帯域制御を行う送信装置から送信されたデータを受信する受信装置であって、前記データをバッファリングする入力バッファを監視し、前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないか否かを判断する閾値監視手段と、前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないと判断した場合に、ＭＡＣ制御コードのフィールドに拡張ポーズフレームであることを示す識別子を設定し、中断時間のフィールドに、前記入力バッファの残量に基づく、前記クラスごとの制御情報である出力制御情報を設定した拡張ポーズフレームを送信するフレーム生成手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、拡張ポーズフレームを用いて、優先度のクラスごとに受信装置側の入力バッファの残量に基づいてフロー制御を行うようにしたので、優先度と入力バッファの残量に応じた細かい制御を行うことができ、バックプレッシャーでのフレーム廃棄の発生を抑制し、かつ、サービスクラスの維持ができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、受信装置において、拡張ポーズフレームを用いて送信装置が出力停止する優先度のクラスを指定するようにしたので、送信装置は出力停止か否かのみの容易な運用でクラスごとを考慮した送信側の出力制御を行うことができ、フレーム廃棄の発生を抑制し、かつ、サービスクラスの維持ができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、受信装置において、拡張ポーズフレームを用いて入力バッファの残量の比率を通知し、送信装置がその比率に基づいて全てのクラスの帯域を低減するようにしたので、受信装置の入力バッファの残量に応じた細かな出力制御を送信装置が行うことができ、フレーム廃棄の発生を抑制することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、受信装置において、拡張ポーズフレームを用いて入力バッファの残量の比率を通知し、送信装置でその比率に基づきあらかじめ定められた対応に基づいて優先度ごとの出力比を設定するようにしたので、クラスに応じた細かな出力制御を行うことができ、フレーム廃棄の発生を抑制し、かつ、サービスクラスの維持ができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、受信装置において、拡張ポーズフレームを用いて出力するクラスと帯域設定値を指定するようにしたので、送信装置が拡張ポーズフレームの情報のみによってクラスごとの細かい帯域制御を行うことができ、フレーム廃棄の発生を抑制し、かつ、サービスクラスの維持ができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るフロー制御方法および受信装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる受信装置を含む通信システムの実施例１の機能構成例を示す図である。本実施例においては、本発明にかかる受信装置の一例を受信側装置２として説明する。

図１に示すように、送信側装置１は、送信データの帯域制御を行うシェーパ３−１〜３−３と、受信側装置２から送信された制御情報を解析する制御解析部４と、受信側装置２から送信されたフレームを受信するフレーム受信部５と、送信データを多重化する多重部６と、を備えている。

受信側装置２は、受信したデータを蓄積するための入力バッファ７と、送信側装置１へ送信するフレームを生成するフレーム生成部８と、入力バッファ７のデータ蓄積量を監視する閾値監視部９と、を備えている。

図２は、通常のポーズフレームの一例を示す図である。通常のポーズフレームは、データ送信を停止させるためのフレームであり、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．３ｘで規定されている制御用フレームである。図２に示すように、通常のポーズフレームは、プリアンブル，ＳＦＤ（Start Frame Delimiter），宛先アドレス（ポーズフレームであることを示す専用アドレス），送信元アドレス（本実施例では受信側装置２のアドレス），ＭＡＣ制御タイプ，ＭＡＣ制御操作コード，中断時間，ＦＣＳ（Frame Check Sequence）で構成される。

通常のポーズフレームにおいては、宛先アドレスにはＰＡＵＳＥ（ポーズ）フレームであることを示す専用の０１−８０−Ｃ２−００−００−０１というアドレスが設定され、ＭＡＣ制御タイプのフィールドには、ＭＡＣ制御フレームであることを示す数値が設定される。また、ＭＡＣ制御操作コードとしては、ＰＡＵＳＥ（ポーズ）を示すｏｐｃｏｄｅ（Operation Code）である“０ｘ０００１”が設定される。そして、中断時間のフィールドに出力停止時間（送信データの出力を停止する時間）が設定される。

本実施例では、通常のポーズフレームのＭＡＣ制御操作コードフィールドおよび中断時間フィールドの定義を拡張し、新たな制御情報を付加する。図３は、本実施例のポーズフレーム拡張例を示す図である。本実施例では、このようにＭＡＣ制御操作コードフィールドおよび中断時間フィールドを拡張したポーズフレームを拡張ポーズフレームとよぶこととする。この２つ以外のフィールドは通常のポーズフレームと同様である。

本実施例の拡張フレームにおいては、ＭＡＣ制御操作コードフィールドで用いるｏｐｃｏｄｅとして、拡張ポーズフレームであることを示す数値、たとえば、“０ｘ８００３”を設定する。なお、“０ｘ８００３”は例であり、既存のｏｐｃｏｄｅと重複しないような数値であれば、どのような数値としてもよい。

また、本実施例の拡張フレームでは、通常のポーズフレームの中断時間フィールドを制御対象クラスのフィールドに替える。この制御対象クラスのフィールドでは、出力を停止する制御対象クラスを指定する。このように、制御対象クラスのフィールドを用いることにより、クラスごとに出力停止を指示することができる。なお、クラスとは優先度を示すクラスであり、本実施例では、「高優先」「中優先」「低優先」の３段階とする。したがって、制御対象クラスでは、この３つのクラスを識別する数値を設定する。なお、本実施例では、クラスを３段階としたが、これに限らず、たとえば、２段階または４段階としてもよく、クラスの段階数に特に制約は無い。

本実施例においては、送信側装置１のシェーパ３−１，３−２，３−３への送信データの入力前にクラス分けがされているものとする。そして、シェーパ３−１へは「低優先」の、シェーパ３−２へは「中優先」の、シェーパ３−３へは「高優先」のデータが、それぞれクラスごとに入力されるものとする。

つづいて、本実施例のフロー制御方法について説明する。図４は、本実施例のフロー制御処理を示すフローチャートである。本実施例では、受信側装置２の入力バッファ７の残容量に対して、あらかじめ３種類の閾値を設定しておき、閾値監視部９が保持しているものとする。ここでは、３種類の閾値をＡ，Ｂ，Ｃとし、Ａ＞Ｂ＞Ｃとする。これらの閾値は、クラスごとの送信停止を判断するための閾値である。なお、本実施例では、クラスが３段階であるため、閾値を３種類としたが、クラスが３段階でない場合には、クラスの段階数と同じ数の閾値を設定するようにすればよい。

図４に示すように、まず、閾値監視部９は入力バッファ７の残量（残りの容量）を監視する（ステップＳ１１）。そして、閾値監視部９は、入力バッファ７の残量が閾値Ａより少ないか否かを判断する（ステップＳ１２）。入力バッファ７の残量が閾値Ａ以上であると判断した場合（ステップＳ１２ Ｎｏ）は、ステップＳ１１に戻り、閾値監視部９は入力バッファ７の残量を監視する。

入力バッファ７の残量が閾値Ａより少ないと判断した場合（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）は、閾値監視部９は、「低優先」のデータの出力停止を指示するための拡張ポーズフレームの送信を、フレーム生成部８に指示する。フレーム生成部８は、ＭＡＣ制御操作コードフィールドに“０ｘ８００３”（拡張ポーズフレームであることを示すｏｐｃｏｄｅ）を設定し、制御対象クラスフィールドに、「低優先」のクラスを示す識別子を設定して、送信側装置１に拡張ポーズフレームを送信する（ステップＳ１３）。

そして、閾値監視部９は、入力バッファ７の残量（残りの容量）の監視を継続する（ステップＳ１４）。つぎに、閾値監視部９は、入力バッファ７の残量が閾値Ａより大きいか否かを判断する（ステップＳ１５）。入力バッファ７の残量が閾値Ａより大きいと判断した場合（ステップＳ１５ Ｙｅｓ）には、ステップＳ１１に戻る。入力バッファ７の残量が閾値Ａ以下であると判断した場合（ステップＳ１５ Ｎｏ）には、閾値監視部９は、入力バッファ７の残量が閾値Ｂより少ない否かを判断する（ステップＳ１６）。入力バッファ７の残量が閾値Ｂ以上であると判断した場合（ステップＳ１６ Ｎｏ）は、ステップＳ１４に戻り、閾値監視部９は入力バッファ７の残量を監視する。

入力バッファ７の残量が閾値Ｂより少ないと判断した場合（ステップＳ１６ Ｙｅｓ）は、閾値監視部９は、「中優先」のデータの出力停止を指示するための拡張ポーズフレームの送信を、フレーム生成部８に指示する。フレーム生成部８は、ＭＡＣ制御操作コードフィールドに“０ｘ８００３”を設定し、制御対象クラスフィールドに、「中優先」のクラスを示す識別子を設定して、送信側装置１に拡張ポーズフレームを送信する（ステップＳ１７）。

そして、閾値監視部９は、入力バッファ７の残量（残りの容量）の監視を継続する（ステップＳ１８）。つぎに、閾値監視部９は、入力バッファ７の残量が閾値Ｂより大きいか否かを判断する（ステップＳ１９）。入力バッファ７の残量が閾値Ｂより大きいと判断した場合（ステップＳ１９ Ｙｅｓ）には、ステップＳ１４に戻る。入力バッファ７の残量が閾値Ｂ以下であると判断した場合（ステップＳ１９ Ｎｏ）には、閾値監視部９は、入力バッファ７の残量が閾値Ｃより少ないか否かを判断する（ステップＳ２０）。入力バッファ７の残量が閾値Ｃ以上であると判断した場合（ステップＳ２０ Ｎｏ）は、ステップＳ１８に戻り、閾値監視部９は入力バッファ７の残量を監視する。

入力バッファ７の残量が閾値Ｃより少ないと判断した場合（ステップＳ２０ Ｙｅｓ）は、閾値監視部９は、通常のポーズフレームの送信を、フレーム生成部８に指示する。フレーム生成部８は、ＭＡＣ制御操作コードフィールドに“０ｘ０００１”（通常のポーズフレームであることを示すｏｐｃｏｄｅ）を設定し、中断時間に所定の時間を設定して、送信側装置１に送信する（ステップＳ２１）。なお、所定の時間に特に制約はなく、通常のポーズフレームの送信を同様に通信状態などに設定しておけばよい。ステップＳ２１までで行うとフロー制御はいったん終了する。そして、中断時間の経過後に、ふたたびフロー制御（ステップＳ１１からの処理）を行う。

一方、送信側装置１は、ステップＳ１３で送信された拡張ポーズフレームを受信すると、「低優先」のクラスのデータ送信を停止する（ステップＳ２２）。具体的には、まず、フレーム受信部５が、拡張ポーズフレームを受信する。制御解析部４は、受信した拡張ポーズフレームの内容を解析し、「低優先」のクラスの出力停止と判断して、シェーパ３−１に出力停止を指示する。シェーパ３−１は出力停止の指示を受けると出力を停止する。

また、送信側装置１は、ステップＳ１７で送信された拡張ポーズフレームを受信すると、「中優先」のクラスのデータ送信を停止する（ステップＳ２３）。具体的には、まず、フレーム受信部５が、拡張ポーズフレームを受信する。制御解析部４は、受信した拡張ポーズフレームの内容を解析し、「中優先」のクラスの出力停止と判断して、シェーパ３−２に出力停止を指示する。シェーパ３−２は出力停止の指示を受けると出力を停止する。

また、送信側装置１は、ステップＳ２１で送信された通常のポーズフレームを受信すると、全てのクラスのデータ送信を中断時間で指定された時間だけ停止する（ステップＳ２４）。具体的には、まず、フレーム受信部５が、通常のポーズフレームを受信する。制御解析部４は受信した通常のポーズフレームの内容を解析し、中断時間を読み出し、シェーパ３−１，３−２，３−３に、出力停止を指示する。シェーパ３−１，３−２，３−３は、出力停止の指示を受けると出力を停止する。そして、送信側装置１は、読み出した中断時間が経過するまで、シェーパ３−１，３−２，３−３の出力を停止し続ける。

なお、拡張ポーズフレームの「出力停止の解除」は以下のように行う。拡張ポーズフレームのＭＡＣ制御操作コードとして「出力停止の解除」を示すコードをさらに定義し、その「出力停止の解除」を示すコードをＭＡＣ制御操作コードとして設定する。そして、制御対象クラスに「出力停止の解除」を行うクラスを設定することにより、出力停止の解除を指示する拡張ポーズフレームとして送信することができる。拡張ポーズフレームでは、中断時間の指定ができないが、拡張ポーズフレームによって出力停止を指示してから、中断させたい時間の経過後に、「出力停止の解除」を示すコードを設定した拡張ポーズフレームを送信することで、中断時間の指定と同様の制御が可能となる。また、全てのクラスについて「出力停止の解除」を行う場合には、通常のポーズフレームの中断時間を“０”とした、解除フレームを送信するようにしてもよい。

上述してきたように、本実施例１では、通常のポーズフレームのＭＡＣ制御操作コードを拡張して拡張ポーズフレームを示すコードを追加するようにした。また、中断時間のフィールドを、「制御対象クラス」フィールドに替え、出力を停止する優先度のクラスを指定するようにした。このため、入力バッファ７の残量と送信データの優先度のクラスに基づいた細かいフロー制御を行うことができる。

図５は、本発明にかかる受信装置を含む通信システムの実施例２の機能構成例を示す図である。図５に示すように、本実施例の送信側装置１ａは、実施例１の送信側装置１の制御解析部４を制御解析部４ａに替える以外は、実施例１の送信側装置１と同様である。本実施例の受信側装置２ａは、実施例１の受信側装置２のフレーム生成部８，閾値監視部９をそれぞれフレーム生成部８ａ，閾値監視部９ａに替える以外は、実施例１の受信側装置２と同様である。実施例１と同様の機能のものは、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例においても、通常のポーズフレームのＭＡＣ制御操作コードフィールドおよび中断時間フィールドを拡張し、新たな制御情報を付加する。図６は、本実施例のポーズフレーム拡張例を示す図である。

本実施例の拡張フレームにおいては、ＭＡＣ制御操作コードフィールドで用いるｏｐｃｏｄｅとして、拡張ポーズフレームであることを示す数値、たとえば、“０ｘ８００２”を設定する。なお、“０ｘ８００２”は例であり、既存のｏｐｃｏｄｅと重複しないような数値であれば、どのような数値としてもよい。

また、本実施例の拡張フレームでは、通常のポーズフレームの中断時間フィールドを入力バッファ許容帯域値のフィールドに替える。この入力バッファ許容帯域値のフィールドには、入力バッファの残量を百分率（％）で設定する。そして、本実施例の拡張ポーズフレームを受信した装置は、各クラスの出力をそれぞれ入力バッファ許容帯域値として設定された比率に低減する。なお、本実施例におけるクラスとは実施例１と同様に優先度を示すクラスとし、本実施例では、「高優先」「中優先」「低優先」の３段階とする。

本実施例においても、送信側装置１ａのシェーパ３−１，３−２，３−３への送信データの入力前にクラス分けがされているものとする。シェーパ３−１へは「低優先」の、シェーパ３−２へは「中優先」の、シェーパ３−３へは「高優先」のデータが、それぞれクラスごとに入力されるものとする。

つづいて、本実施例のフロー制御方法について説明する。図７は、本実施例のフロー制御処理を示すフローチャートである。本実施例においても、実施例１と同様に、受信側装置２ａの入力バッファ７の残量に対して、あらかじめ３種類の閾値を設定しておき、閾値監視部９ａが保持しているものとする。ここでは、３種類の閾値をＡ，Ｂ，Ｃとし、Ａ＞Ｂ＞Ｃとする。また、以下の説明では、例として、閾値Ａまで入力バッファ７が使用されているときには入力バッファ７の残量は７０％（入力バッファの総容量に対して）に対応し、閾値Ｂまで入力バッファ７が使用されているときには入力バッファ７の残量は５０％に対応するとする。なお、これらの数値は例であり、これらに限らず、閾値Ａ，閾値Ｂに対応する入力バッファ７の残量の割合は、どのような数値に設定してもよい。

以下、実施例１と異なる部分について説明する。ステップＳ１１およびステップＳ１２は、実施例１と同様である。ステップＳ１２で、入力バッファ７の残量が閾値Ａより少ないと判断した場合（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）は、閾値監視部９ａは、出力を現在の出力の７０％に低減するよう指示するための拡張ポーズフレームの送信を、フレーム生成部８ａに指示する。フレーム生成部８ａは、ＭＡＣ制御操作コードフィールドに“０ｘ８００２”（拡張ポーズフレームであることを示すｏｐｃｏｄｅ）を設定し、入力バッファ許容帯域値フィールドに、７０％を示す数値を設定して、送信側装置１ａに拡張ポーズフレームを送信する（ステップＳ１３ａ）。

ステップＳ１４〜ステップＳ１６は、実施例１と同様である。ステップＳ１６において、入力バッファ７の残量が閾値Ｂより少ないと判断した場合（ステップＳ１６ Ｙｅｓ）は、閾値監視部９ａは、出力を現在の出力の５０％に低減するよう指示するための拡張ポーズフレームの送信を、フレーム生成部８ａに指示する。フレーム生成部８ａは、ＭＡＣ制御操作コードフィールドに“０ｘ８００２”を設定し、入力バッファ許容帯域値フィールドに、５０％を示す数値を設定して、送信側装置１ａに拡張ポーズフレームを送信する（ステップＳ１７ａ）。ステップＳ１８〜ステップＳ２１の処理は、実施例１と同様である。

一方、送信側装置１ａは、ステップＳ１３ａで送信された拡張ポーズフレームを受信すると、全クラスのデータ送信量を７０％に低減する（ステップＳ２２ａ）。具体的には、まず、フレーム受信部５が、拡張ポーズフレームを受信する。制御解析部４ａは、受信した拡張ポーズフレームの内容を解析し、全クラスのデータ送信量を７０％に低減する指示と判断して、シェーパ３−１〜３−３にそれぞれの出力帯域を、現在の出力帯域の７０％に低減した数値に設定する。シェーパ３−１〜３−３は設定された出力帯域に出力を制御する。

たとえば、７０％に低減する前のシェーパ３−１〜３−３の合計の出力データ量を１００％とする。そして、その内訳を、シェーパ３−３からの出力が５０％、シェーパ３−２からの出力が３０％、シェーパ３−１からの出力が２０％であったとする。この場合に、７０％の低減の指示を受けた場合には、制御解析部４ａは、シェーパ３−３の出力を３５％（５０％×０．７）に、シェーパ３−２の出力を２１％（３０％×０．７）に、シェーパ３−１の出力を１４％（２０％×０．７）となるように、それぞれの帯域を設定する。

また、送信側装置１は、ステップＳ１７ａで送信された拡張ポーズフレームを受信すると、全クラスのデータ送信量を５０％に低減する（ステップＳ２３ａ）。具体的には、まず、フレーム受信部５が、拡張ポーズフレームを受信する。制御解析部４ａは、受信した拡張ポーズフレームの内容を解析し、全クラスのデータ送信量を５０％に低減する指示と判断して、シェーパ３−１〜３−３にそれぞれの帯域を、現在の出力帯域の５０％に低減した数値に設定する。シェーパ３−１〜３−３は設定された出力帯域に出力を制御する。ステップＳ２４は、実施例１と同様である。

なお、本実施例では、図５に示す構成としたが、実施例１の受信側装置２のフレーム生成部８，閾値監視部９，送信側装置１の制御解析部４に、それぞれ本実施例の受信側装置２ａのフレーム生成部８ａ，閾値監視部９ａ，送信側装置１ａの制御解析部４ａの機能を追加するようにしてもよい。この場合、実施例１の拡張ポーズフレームで用いるＭＡＣ制御操作コードと、本実施例の拡張ポーズフレームにおいて用いるＭＡＣ制御操作コードを、異なる数値として定義しておく（たとえば、上述したように、実施例１のポーズフレームを“０ｘ８００３”、本実施例のポーズフレームを“０ｘ８００２”とする）。そして、どちらの拡張ポーズフレームを送信するかを受信側装置２ａの閾値監視部９ａが選択するようにして、選択後は、実施例１または本実施例のフロー制御と同様の処理を行うようにする。

上述してきたように、本実施例２では、通常のポーズフレームのＭＡＣ制御操作コードを拡張して拡張ポーズフレームを示すコードを追加するようにした。また、中断時間のフィールドを、「入力バッファ許容帯域値」フィールドに替え、出力を低減する比率を指定するようにした。このため、入力バッファ７の残量に応じた細かいフロー制御を行うことができる。また、送信側装置１ａは出力停止か否かのみの容易な運用でクラスごとを考慮した送信側の出力制御を行うことができる。

図８は、本発明にかかる受信装置を含む通信システムの実施例３の機能構成例を示す図である。図８に示すように、本実施例の送信側装置１ｂは、実施例１の送信側装置１の制御解析部４を制御解析部４ｂに替え、テーブル１０を追加しているが、それ以外は、実施例１の送信側装置１と同様である。本実施例の受信側装置２ａは、実施例２の受信側装置２ａと同様である。実施例１または実施例２と同様の機能のものは、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例においても、通常のポーズフレームのＭＡＣ制御操作コードフィールドおよび中断時間フィールドを拡張し、新たな制御情報を付加する。本実施例の拡張ポーズフレームは図５に示した実施例２の拡張ポーズフレームと同様である。

本実施例においても、実施例１と同様に優先度を示すクラスとして、「高優先」「中優先」「低優先」の３段階が設定されているものとする。また、送信側装置１ｂのシェーパ３−１，３−２，３−３への送信データの入力前にクラス分けがされているものとする。シェーパ３−１へは「低優先」の、シェーパ３−２へは「中優先」の、シェーパ３−３へは「高優先」のデータが、それぞれクラスごとに入力されるものとする。

送信側装置１ｂのテーブル１０には、拡張ポーズフレームの入力バッファ許容帯域値として通知される入力バッファの残量に対応して、各クラスの出力比率が格納されている。この出力比率は、初期状態（拡張ポーズフレームまたは通常フレームによる通知がされていない場合）の全クラスの合計出力量を１０としたときの比率として示している。たとえば、ここでは、初期状態の出力比率は５：３：２（出力比率は、高優先度：中優先度：低優先度の順とする）として、この比率があらかじめ制御解析部４ｂに設定されているものとする。そしてテーブル１０には、残量７０％に対しては出力比率５：３：１が、残量５０％に対しては出力比率５：２：０がそれぞれ対応して格納されているとする。なお、これらの比率は、初期状態の全クラスの出力合計を１０とするときの数値として示している。たとえば、残量７０％のときには、出力比率５：３：１であるため、合計出力は５＋３＋１＝９となり、初期状態の合計出力の９０％となる。

なお、これらの出力比率の数値は例であり、これに限らずどのような比率に設定してもよいが、優先度の高いクラスが高い比率となるように設定しておくことが望ましい。

つづいて、本実施例のフロー制御方法について説明する。図９は、本実施例のフロー制御処理を示すフローチャートである。本実施例の受信側装置２ａの処理は、実施例２と同様である。以下、実施例１または実施例２と同様の処理については説明を省略し、異なる部分について説明を行う。

送信側装置１ｂのフレーム受信部５はステップＳ１３ａで送信された拡張ポーズフレームを受信する。制御解析部４ｂは、拡張ポーズフレームの入力バッファ許容帯域値（本実施例では７０％）を読み出して、読み出した入力バッファ許容帯域値に対応する出力比率（５：３：１）を、テーブル１０を検索して取得する（ステップＳ２５）。つぎに、制御解析部４ｂは、取得した出力比率にシェーパ３−１〜３−３の出力帯域を設定する（ステップＳ２６）。具体的には、「高優先」および「中優先」については初期状態と比率が変わらないため、シェーパ３−２，３−３には設定変更を行わない。「低優先」については、比率が１（１０％）に変化するため、１０％に対応する帯域をシェーパ３−１に設定する。そしてシェーパ３−１は、設定された出力帯域に出力を制御する。

また、送信側装置１ｂのフレーム受信部５はステップＳ１７ａで送信された拡張ポーズフレームを受信する。制御解析部４ｂは、拡張ポーズフレームの入力バッファ許容帯域値（本実施例では５０％）を読み出して、読み出した入力バッファ許容帯域値に対応する出力比率（５：２：０）を、テーブル１０を検索して取得する（ステップＳ２７）。つぎに、制御解析部４ｂは、取得した出力比率にシェーパ３−１〜３−３の出力帯域を設定する（ステップＳ２８）。シェーパ３−１〜３−３は設定された出力帯域に出力を制御する。ステップＳ２４は、実施例１と同様である。

なお、本実施例では、図８に示す構成としたが、実施例１の受信側装置２のフレーム生成部８，閾値監視部９，送信側装置１の制御解析部４に、それぞれ本実施例の受信側装置２ａのフレーム生成部８ａ，閾値監視部９ａ，送信側装置１ｂの制御解析部４ｂの機能を追加するようにしてもよい。この場合、実施例１の拡張ポーズフレームで用いるＭＡＣ制御操作コードと、本実施例の拡張ポーズフレームにおいて用いるＭＡＣ制御操作コードを、異なる数値として定義しておく（たとえば、上述したように、実施例１のポーズフレームを“０ｘ８００３”、本実施例のポーズフレームを“０ｘ８００２”とする）。そして、どちらの拡張ポーズフレームを送信するかを受信側装置２ａの閾値監視部９ａが選択するようにして、選択後は、実施例１または本実施例のフロー制御と同様の処理を行うようにする。

上述してきたように、本実施例３では、通常のポーズフレームのＭＡＣ制御操作コードを拡張して実施例２の拡張ポーズフレームと同様とし、受信側装置２ａが入力バッファ７の残量に基づき拡張ポーズフレームを送信するようにした。また、送信側装置１ｂが、入力バッファ許容帯域値とクラスごとの出力比率の対応をテーブルとして保持し、拡張ポーズフレームに含まれる入力バッファ許容帯域値に対応する出力比率で帯域を制御するようにした。このため、優先度を考慮した細かいフロー制御を行うことができる。

図１０は、本発明にかかる受信装置を含む通信システムの実施例４の機能構成例を示す図である。図１０に示すように、本実施例の送信側装置１ｃは、実施例１の送信側装置１の制御解析部４を制御解析部４ｃに替えているが、それ以外は、実施例１の送信側装置１と同様である。本実施例の受信側装置２ｂは、実施例１の受信側装置２のフレーム生成部８，閾値監視部９をそれぞれフレーム生成部８ｂ，閾値監視部９ｂに替える以外は、実施例１の受信側装置２と同様である。実施例１と同様の機能のものは、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例においても、通常のポーズフレームのＭＡＣ制御操作コードフィールドおよび中断時間フィールドを拡張し、新たな制御情報を付加する。図１１は、本実施例のポーズフレーム拡張例を示す図である。

本実施例の拡張フレームにおいては、ＭＡＣ制御操作コードフィールドで用いるｏｐｃｏｄｅとして、拡張ポーズフレームであることを示す数値、たとえば、“０ｘ８００３”を設定する。なお、“０ｘ８００３”は例であり、既存のｏｐｃｏｄｅと重複しないような数値であれば、どのような数値としてもよい。

本実施例の拡張フレームでは、通常のポーズフレームの中断時間フィールドを２つにわけ、制御対象クラスおよび帯域設定値のフィールドに替える。なお、本実施例におけるクラスとは実施例１と同様に優先度を示すクラスとし、本実施例では、「高優先」「中優先」「低優先」の３段階とする。制御対象クラスは、その拡張ポーズフレームで帯域を設定するクラスである。帯域設定値は、制御対象クラスで指定したクラスに対して設定する帯域を比率で示した数値である。

なお、この比率は、送信側装置１ｃの初期状態（拡張ポーズフレームまたは通常フレームによる通知がされていない場合）の全クラスの合計の出力データ量を１００％とする比率である。送信側装置１ｃの初期状態の高優先度：中優先度：低優先度の出力比率は５（５０％）：３（３０％）：２（２０％）とする。

入力バッファ７の残量に応じてクラスごとに異なる帯域の比率を設定するためには、実施例３で述べたように送信側装置１ｂにおいてテーブルを用意しておく方法がある。本実施例でも、入力バッファ７の残量に応じてクラスごとに異なる帯域の比率を設定するが、拡張ポーズフレームで制御対象クラスごとに帯域を設定できるようにしている。このため、送信側装置１ｃはテーブルを保持しなくてよい。

本実施例においても、送信側装置１ｃのシェーパ３−１，３−２，３−３への送信データの入力前にクラス分けがされているものとする。シェーパ３−１へは「低優先」の、シェーパ３−２へは「中優先」の、シェーパ３−３へは「高優先」のデータが、それぞれクラスごとに入力されるものとする。

つづいて、本実施例のフロー制御方法について説明する。図１２は、本実施例のフロー制御処理を示すフローチャートである。本実施例においても、実施例１と同様に、受信側装置２ｂの入力バッファ７の残量に対して、あらかじめ３種類の閾値を設定しておき、閾値監視部９ｂが保持しているものとする。ここでは、３種類の閾値をＡ，Ｂ，Ｃとし、Ａ＞Ｂ＞Ｃとする。そして、閾値Ａ，Ｂのそれぞれに対応する、クラスごとの出力比率（送信側装置１ｃに指示する出力比率）があらかじめ決められており、閾値監視部９ｂが保持しているものとする。ここでは、一例として、閾値Ａには出力比率５：３：１（高優先度：中優先度：低優先度）、閾値Ｂには出力比率５：２：０が対応付けられているものとする。なお、この出力比率は例であり、実施例３で述べたように、これに限らずどのような比率としてもよい。

以下、実施例１〜３のいずれかと異なる部分について説明する。ステップＳ１１およびステップＳ１２は、実施例１と同様である。ステップＳ１２で、入力バッファ７の残量が閾値Ａより少ないと判断した場合（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）は、閾値監視部９ｂは、出力比率を５（５０％）：３（３０％）：１（１０％）とするよう指示するための拡張ポーズフレームの送信を、フレーム生成部８ｂに指示する。フレーム生成部８ｂは、まず、ＭＡＣ制御操作コードフィールドに“０ｘ８００３”（拡張ポーズフレームであることを示すｏｐｃｏｄｅ）を設定し、制御対象クラス，帯域設定値を、それぞれ「低優先」，“１０％”に設定して、送信側装置１ｃに送信する（ステップＳ１３ｂ）。

なお、ここでは、「高優先」および「中優先」のクラスについては、出力帯域が初期値と同一であるため拡張ポーズフレームによる帯域の設定を行わないこととした。出力帯域が初期値と異なる場合には、「高優先」および「中優先」のクラスについても同様に拡張ポーズフレームによる帯域の設定を行う。

ステップＳ１４〜ステップＳ１６は、実施例１と同様である。ステップＳ１６において、入力バッファ７の残量が閾値Ｂより少ないと判断した場合（ステップＳ１６ Ｙｅｓ）は、閾値監視部９ｂは、出力比率を５（５０％）：２（２０％）：０（０％）とするよう指示するための拡張ポーズフレームの送信を、フレーム生成部８ｂに指示する。フレーム生成部８ｂは、まず、ＭＡＣ制御操作コードフィールドに“０ｘ８００３”を設定し、制御対象クラス，帯域設定値を、それぞれ「低優先」，“０％”に設定して、送信側装置１ｃに拡張ポーズフレームを送信する。また、フレーム生成部８ｂは、ＭＡＣ制御操作コードフィールドに“０ｘ８００３”を設定し、制御対象クラス，帯域設定値を、それぞれ「中優先」，“２０％”に設定して、送信側装置１ｃに拡張ポーズフレームを送信する（ステップＳ１７ｂ）。ステップＳ１８〜ステップＳ２１の処理は、実施例１と同様である。

一方、送信側装置１ｃは、ステップＳ１３ｂで送信された拡張ポーズフレームを受信すると、シェーパ３−１の出力を１０％に設定する（ステップＳ２２ｂ）。具体的には、まず、フレーム受信部５が、拡張ポーズフレームを受信する。制御解析部４ｃは、受信した拡張ポーズフレームの内容を解析し、制御対象クラスが「低優先」、帯域設定値が１０％であることから、シェーパ３−１の出力帯域を１０％に対応する数値に設定する。シェーパ３−１は設定された帯域に出力を制御する。

また、送信側装置１ｃは、ステップＳ１７ｂで送信された拡張ポーズフレームを受信すると、シェーパ３−１の出力帯域を０％に、シェーパ３−２の出力帯域を２０％にそれぞれ設定する（ステップＳ２３ｂ）。具体的には、まず、フレーム受信部５が、拡張ポーズフレームを受信する。制御解析部４ｃは、受信した拡張ポーズフレームの内容を解析し、制御対象クラスが「低優先」、帯域設定値が０％であることから、シェーパ３−１に出力停止の指示を送信する。シェーパ３−１は出力を停止する。また、制御解析部４ｃは、つぎに受信した拡張ポーズフレームの内容を解析し、制御対象クラスが「中優先」、帯域設定値が２０％であることから、シェーパ３−２の出力帯域を２０％に対応する数値に設定する。シェーパ３−２は設定された帯域に出力を制御する。ステップＳ２４は、実施例１と同様である。

なお、実施例１の受信側装置２のフレーム生成部８，閾値監視部９，送信側装置１の制御解析部４に、それぞれ本実施例の受信側装置２ｂのフレーム生成部８ｂ，閾値監視部９ｂ，送信側装置２ｃの制御解析部４ｃの機能を追加するようにしてもよい。この場合、実施例１の拡張ポーズフレームで用いるＭＡＣ制御操作コードと、本実施例の拡張ポーズフレームにおいて用いるＭＡＣ制御操作コードを、異なる数値として定義しておく（たとえば、上述したように、実施例１の拡張ポーズフレームを“０ｘ８００３”、本実施例の拡張ポーズフレームを“０ｘ８００２”とする）。そして、どちらの拡張ポーズフレームを送信するかを受信側装置２ｂの閾値監視部９ｂが選択し、選択後は、実施例１または本実施例のフロー制御と同様の処理を行うようにする。

さらに、実施例２または実施例３に同様に本実施例の機能を追加するようにしてもよい。実施例２または実施例３に本実施例の機能を追加する場合には、本実施例の拡張ポーズフレームのＭＡＣ制御操作コードを、たとえば、“０ｘ８００４”とする等、実施例２または実施例３と異なるＭＡＣ制御操作コードとする。

上述してきたように、本実施例４では、通常のポーズフレームのＭＡＣ制御操作コードを拡張して制御対象クラスと帯域設定値を指定できるようにし、受信側装置２ｂが入力バッファ７の残量に基づき拡張ポーズフレームを送信するようにした。また、送信側装置１ｃが、制御対象クラスと帯域設定値に対応する出力比率で帯域を制御するようにした。このため、送信側装置１は、拡張ポーズフレームの情報のみによって優先度を考慮した細かいフロー制御を行うことができる。

（付記１）優先度のクラスが設定されたデータのフロー制御方法であって、
受信装置が、前記データをバッファリングする入力バッファを監視し、前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないか否かを判断する閾値監視ステップと、
受信装置が、前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないと判断した場合に、ＭＡＣ制御コードのフィールドに拡張ポーズフレームであることを示す識別子を設定し、中断時間のフィールドに、前記入力バッファの残量に基づく、前記クラスごとの制御情報である出力制御情報を設定した拡張ポーズフレームを送信する拡張ポーズフレーム送信ステップと、
送信装置が、前記拡張ポーズフレームの出力制御情報に基づき、前記優先度のクラスごとに帯域制御を行う帯域制御ステップと、
を含むことを特徴とするフロー制御方法。

（付記２）前記出力制御情報を、出力を停止する優先度のクラスを示す制御対象クラスとし、
前記帯域制御ステップにおいては、前記拡張ポーズフレームの制御対象クラスとして指定されたクラスの出力を停止することを特徴とする付記１に記載のフロー制御方法。

（付記３）前記出力制御情報を、前記入力バッファ総容量に対する残量の比率とし、
前記帯域制御ステップにおいては、全てのクラスについて前記拡張ポーズフレームの前記比率に帯域を低減することを特徴とする付記１または２に記載のフロー制御方法。

（付記４）クラスごとの出力帯域比を、入力バッファの残量の総容量に対する比率と対応づけてあらかじめ出力帯域比情報として格納する出力帯域比格納ステップ、
をさらに含み、
前記出力制御情報を、前記入力バッファの残量の総容量に対する比率とし、
前記帯域制御ステップにおいては、前記出力帯域比情報を検索し、前記拡張ポーズフレームに含まれる前記入力バッファの残量の総容量に対する比率に対応する出力帯域比を読み出して、その出力帯域比に各クラスの帯域値を設定することを特徴とする付記１または２に記載のフロー制御方法。

（付記５）前記出力制御情報を、制御対象クラスとその制御対象クラスに対する帯域設定値とし、
前記帯域制御ステップにおいては、前記拡張ポーズフレームの制御対象クラスとして指定されたクラスの帯域を、前記拡張ポーズフレームの帯域設定値として設定された値に基づき設定することを特徴とする付記１〜４のいずれか１つに記載のフロー制御方法。

（付記６）優先度のクラスが設定され、拡張ポーズフレームの出力制御情報に基づき前記クラスごとに帯域制御を行う送信装置から送信されたデータを受信する受信装置であって、
前記データをバッファリングする入力バッファを監視し、前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないか否かを判断する閾値監視手段と、
前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないと判断した場合に、ＭＡＣ制御コードのフィールドに拡張ポーズフレームであることを示す識別子を設定し、中断時間のフィールドに、前記入力バッファの残量に基づく、前記クラスごとの制御情報である出力制御情報を設定した拡張ポーズフレームを送信するフレーム生成手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。

以上のように、本発明にかかるフロー制御方法および受信装置は、イーサネット（登録商標）伝送を行うシステムに有用であり、特に、優先度が設定されたデータを制御対象とするシステムに適している。

実施例１の通信システムの機能構成例を示す図である。 通常のポーズフレームの一例を示す図である。 実施例１のポーズフレーム拡張例を示す図である。 実施例１のフロー制御処理を示すフローチャートである。 実施例２の通信システムの機能構成例を示す図である。 実施例２のポーズフレーム拡張例を示す図である。 実施例２のフロー制御処理を示すフローチャートである。 実施例３の通信システムの機能構成例を示す図である。 実施例３のフロー制御処理を示すフローチャートである。 実施例４の通信システムの機能構成例を示す図である。 実施例４のポーズフレーム拡張例を示す図である。 実施例４のフロー制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 送信側装置
２，２ａ，２ｂ 受信側装置
３−１〜３−３ シェーパ
４，４ａ，４ｂ，４ｃ 制御解析部
５ フレーム受信部
６ 多重部
７ 入力バッファ
８，８ａ，８ｂ フレーム生成部
９，９ａ，９ｂ 閾値監視部
１０ テーブル

Claims (5)

1. 優先度のクラスが設定されたデータのフロー制御方法であって、
   受信装置が、前記データをバッファリングする入力バッファを監視し、前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないか否かを判断する閾値監視ステップと、
   受信装置が、前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないと判断した場合に、ＭＡＣ制御コードのフィールドに拡張ポーズフレームであることを示す識別子を設定し、中断時間のフィールドに、前記入力バッファの総容量に対する残量の比率に基づく、前記クラスごとの制御情報である出力制御情報を設定した拡張ポーズフレームを送信する拡張ポーズフレーム送信ステップと、
   送信装置が、前記拡張ポーズフレームの出力制御情報に基づき、前記優先度のクラス全てについて前記拡張ポーズフレームに設定された前記比率に帯域を低減する帯域制御を行う帯域制御ステップと、
   を含むことを特徴とするフロー制御方法。
2. 前記送信装置が、クラスごとの出力帯域比を、入力バッファの残量の総容量に対する比率と対応づけてあらかじめ出力帯域比情報として格納する出力帯域比格納ステップ、
   をさらに含み、
   前記帯域制御ステップにおいては、前記出力帯域比情報を検索し、前記拡張ポーズフレームに含まれる前記入力バッファの総容量に対する残量の比率に対応する出力帯域比を読み出して、その出力帯域比に各クラスの帯域値を設定することを特徴とする請求項１に記載のフロー制御方法。
3. 前記クラスごとの出力帯域比を、優先度のクラスの高低に対応させた比率とし、
   前記帯域制御ステップが、優先度のクラスの高低に対応させて前記出力帯域比を優先度のクラスの高いものが高い比率となるように設定することを特徴とする請求項２に記載のフロー制御方法。
4. 前記拡張ポーズフレーム送信ステップは、前記出力制御情報を、制御対象クラスとその制御対象クラスに対する帯域設定値として拡張ポーズフレームを送信し、
   前記帯域制御ステップにおいては、前記拡張ポーズフレームの制御対象クラスとして指定されたクラスの帯域を、前記拡張ポーズフレームの帯域設定値として設定された値に基づき設定することを特徴とする請求項１に記載のフロー制御方法。
5. 優先度のクラスが設定され、拡張ポーズフレームの出力制御情報に基づき帯域制御を行う送信装置から送信されたデータを受信する受信装置であって、
   前記データをバッファリングする入力バッファを監視し、前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないか否かを判断する閾値監視手段と、
   前記入力バッファの残量が所定の閾値より少ないと判断した場合に、ＭＡＣ制御コードのフィールドに拡張ポーズフレームであることを示す識別子を設定し、中断時間のフィールドに、前記入力バッファの総容量に対する残量の比率に基づく、前記クラスごとの制御情報である出力制御情報を設定した拡張ポーズフレームを送信するフレーム生成手段と、
   を備えることを特徴とする受信装置。

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