JP4511280B2 - スケジューリング及び電子決済におけるリンクの利用の説明 - Google Patents

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Description

本発明は、電気通信ネットワークに於いて、データ転送に関するものである。より具体的には、本発明は、リンク長さがネットワークにおけるパケットの物理的回線の帯域幅利用に正しく対応している場合に、メモリ長さ及び少なくとも１つのパラメータに基づいて、ネットワークに送信されるパケットのリンク長さを決定することにより、電気通信ネットワークにデータを転送することに関する。
ハイエンドパケットスイッチバッファの管理において、スケジューリング及び電子決済機能は、恐らく、如何なるカプセル化及びフレーミング機能とも切り離されている。即ち、それら２つの異なる機能は、恐らく、異なるサブコンポーネントにて実行される。この場合、スケジューラを少し速く動かし、次に逆圧をかけて、如何なるカプセル化及びフレーマオーバーヘッド下流をも把握することに基づいた簡単な逆圧では、正確なスケジューリングは得られない。電子決済情報は又、カプセル化及びフレーミングオーバーヘッド下流を把握せずには正確なものとはならない。
本発明では、スケジューリング及び電子決済機能の下流へ向けて、パケットサイズが如何に変化することをも正確に把握し、物理的回線上で送信されたパケットサイズ毎の正確なスケジューリング及び電子決済機能を提供するため、数式が定められている。
本発明は、スイッチ内部メモリに格納されているパケットサイズ毎のスケジュール速度と電子決済情報に基づくのではなく、物理的回線上のパケットサイズ(帯域幅の利用)毎の正確なスケジューリング及び電子決済情報を提供する。又、プログラム可能なパラメータ下流については、パケットサイズの変化は、異なるカプセル化及びフレーミング方法により、把握される。
発明の要約
本発明は、電気通信ネットワークに於いて、データ転送する装置に関するものである。装置は、物理的回線上で見られるパケットの長さが格納されるメモリを具える。装置は、物理的回線上で見られるパケットの長さがネットワーク内にて利用する物理的回線の帯域幅に正しく対応している場合に、内部メモリ内に格納されるパケットの長さ及び少なくとも１つのパラメータに基づいて、ネットワークに送信されるパケットの長さを決定する手段を具える。装置は、長さを有するパケットをネットワークに送信する手段を具える。
本発明は、電気通信ネットワークに於いて、データ転送する方法に関するものである。方法は、メモリ内にパケットの長さを格納する工程を具える。物理的回線上で見られるパケットの長さがネットワーク内にて利用する物理的回線の帯域幅と正しく対応している場合に、内部メモリ内に格納されるパケットの長さ及び少なくとも１つのパラメータに基づいて、ネットワークに送信されるパケットの長さを決定する工程がある。長さを有するパケットをネットワークに送信する工程がある。
詳細な説明
幾つかの図面を通して同様の符号が類似又は同一の部品を指しており、より具体的には図１及び図２を参照すると、電気通信ネットワーク(16)に於いて、データを転送する装置(10)が示されている。装置(10)は、パケットメモリ長さが格納されているメモリ(12)を具える。装置(10)は、リンク長さがネットワークにおけるパケットの物理的回線の帯域幅利用に正しく対応している場合に、メモリ長さ及び少なくとも１つのパラメータに基づいて、ネットワークに送信されるパケットのリンク長さを決定する手段からなる。装置(10)は、リンク長さを有するパケットをネットワーク(16)に送信する手段を具える。
装置(10)は、リンク長さを有するパケットが、パケットのリンク長さに基づいて、ネットワーク(16)にいつ送信されるかをスケジューリングするスケジューラ(20)を含むのが好ましい。決定手段(14)は、コントローラ(22)を含むのが好ましい。コントローラ(22)は、パケットのリンク長さに基づいて、パケットによる物理的回線の帯域幅利用について電子決済する電子決済モジュール(24)を含むのが好ましい。
決定手段(14)は、望ましくは、次の式に基づいてリンク長さを決定する。
（数１）
リンク長さ＝((メモリ長さ−ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ)／フラグメントサイズ)×(ヘッダサイズ＋フレームオーバーヘッド)＋(メモリ長さ−ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ)＋最新フラグメントパッド
ここで、
リンク長さ＝物理的回線上で見られるパケットの長さ
メモリ長さ＝内部メモリ内に格納されるパケットの長さ(＝ヘッダ＋ペイロード)
ヘッダサイズ＝このパケットのヘッダの長さ
ＭＰＬＳＡｄｊ＝ＭＰＬＳ(MultiProtocol Label Switching)ラベルのプッシュ(正の数)量／ポップ(負の数)量
フラグメントサイズ＝各パケットのフラグメントに要求されるペイロードのサイズ
フレームオーバーヘッド＝ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ(Synchronous Optical NETwork/Synchronous Digital Hierarchy)フレーミングにおいて各フレーム／パケットに加えられるバイト数
最新フラグメントパッド＝フラグメントを最小サイズにするために、断片化されたパケットの最新フラグメントに加えられる必要のあるバイト数
パケットがＡＴＭセルの場合、リンク長さは、次の式に基づいて、コントローラ(22)によって決定されるのが好ましい。
（数２）
リンク長さ＝メモリ長さ＋フレームオーバーヘッド
装置(10)は、メモリ(12)を有するポートカード(26)、決定手段(14)、送信手段(18)、スケジューラ(20)及び電子決済モジュール(24)を含むのが好ましい。メモリ(12)は、電子決済モジュール(24)及びスケジューラ(20)と通信するパケット格納ハンドラ(32)を含むのが好ましい。送信手段(18)は、パケット格納ハンドラ(32)と通信するパケットフレーミング及び回線インターフェース(30)を含むのが好ましい。
送信手段(18)は、パケット格納ハンドラ(32)並びにパケットフレーミング及び回線インターフェース(30)と伝達するフラグメンテーション／セグメンテーション／カプセル化／カプセル解除モジュール(34)を含むのが好ましい。
コントローラ(22)は、ネットワーク(16)に送信されたパケットのメモリ長さに基づいてメモリ(12)を消去するのが好ましい。コントローラ(22)は、次の式に基づいて、メモリ長さを決定するのが好ましい。
（数３）
メモリ長さ＝リンク長さ＋ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ−最新フラグメントパッド−(ナムフラグメント×(ヘッダサイズ＋フレームオーバーヘッド))

ここで、ナムフラグメント＝(リンク長さ／(ヘッダサイズ＋フラグメントサイズ＋フレームオーバーヘッド))である。
本発明は、電気通信ネットワーク(16)に於いて、データを転送する方法に関するものである。該方法は、パケットのメモリ長さをメモリ(12)に格納する工程からなる。リンク長さがネットワーク(16)におけるパケットの物理的回線の帯域幅利用に正しく対応している場合に、メモリ長さ及び少なくとも１つのパラメータに基づいて、ネットワーク(16)に送信されるパケットのリンク長さを決定する工程がある。リンク長さを有するパケットをネットワーク(16)に送信する工程がある。
リンク長さを有するパケットが、パケットのリンク長さに基づいて、ネットワーク(16)にいつ送信されるかをスケジューリングする工程があるのが好ましい。パケットのリンク長さに基づいて、パケットによる物理的回線の利用について電子決済する工程があるのが好ましい。決定工程は、次の式に基づいてリンク長さを決定する工程を含むのが好ましい。
（数１）
リンク長さ＝((メモリ長さ−ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ)／フラグメントサイズ)×(ヘッダサイズ＋フレームオーバーヘッド)＋(メモリ長さ−ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ)＋最新フラグメントパッド
ここで、
リンク長さ＝物理的回線上で見られるパケットの長さ
メモリ長さ＝内部メモリ内に格納されるパケットの長さ(＝ヘッダ＋ペイロード)
ヘッダサイズ＝このパケットのヘッダの長さ
ＭＰＬＳＡｄｊ＝ＭＰＬＳラベルのプッシュ(正の数)量／ポップ(負の数)量
フラグメントサイズ＝各パケットのフラグメントに要求されるペイロードのサイズ
フレームオーバーヘッド＝ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレーミングにおいて各フレーム／パケットに加えられるバイト数
最新フラグメントパッド＝フラグメントを最小サイズにするために、断片化されたパケットの最新フラグメントに加えられる必要のあるバイト数
決定工程は、次の式に基づいて、ＡＴＭセルのリンク長さを決定する工程を含むのが好ましい。
（数２）
リンク長さ＝メモリ長さ＋フレームオーバーヘッド
送信工程は、メモリ(12)を有するポートカード(26)を通してネットワーク(16)にパケットを送信する工程を含むのが好ましい。ネットワーク(16)に送信されたパケットのメモリ長さに基づいてメモリ(12)を消去する工程があるのが好ましい。消去する工程は、次の式に基づいてメモリ長さを決定する工程を含むのが好ましい。
（数３）
メモリ長さ＝リンク長さ＋ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ−最新フラグメントパッド−(ナムフラグメント×(ヘッダサイズ＋フレームオーバーヘッド))

ここで、ナムフラグメント＝(リンク長さ／(ヘッダサイズ＋フラグメントサイズ＋フレームオーバーヘッド))である。
発明を実施するに当たり、ＭＰＬＳ(マルチプロトコルラベルスイッチング)ラベルプッシュ／ポップ、Ｉｐｖ６パケットのＩｐｖ４(インターネットプロトコルバージョン４)のカプセル化、より小さいパケットへのパケットのフラグメンテーション、ＡＴＭ(非同期転送モード)セルへのパケットの分割、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ(同期光ネットワーク／同期デジタル階層)フレーミングオーバーヘッド、及び／又はその他の理由によりパケットベーススイッチポートカードでは、パケット“リンク長さ”(物理的リンク上で見られるパケットの長さ)は、パケット“メモリ長さ”(ポートカード内部メモリに格納されるパケットの長さ)とは異なっており、これはバッファ管理(パケット格納バッファの取扱い、及び利用の電子決済カウンタ)、パケットスケジューリング(内部メモリに格納されたパケットを異なるフローに適当速度にて送信)、及びパケット処理(ＭＰＬＳラベル動作、フレーミング等)が、ポートカードの異なるサブコンポーネントにて発生しているときに生じる。
この装置において、バッファ管理、スケジューリング、及びセル／パケット処理(分割、カプセル化、フレーミング等)は、個別のコンポーネントにて実行される。セル又はパケットは、ヘッダ及びペイロードと共にシステムに入り、ポートカード内部メモリに格納される。この長さ(ヘッダ＋ペイロードサイズ)は、メモリに格納されるものとして、そのパケットの“メモリ長さ”と呼ばれる。
セル／パケットが回線上に送信される前に、異なる動作(ＭＰＬＳラベルプッシュ／ポップ、パケットフラグメンテーション、ＡＴＭセルへのパケット分割、Ｉｐｖ６パケットのＩｐｖ４カプセル化、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレーミング等)がセル／パケット処理コンポーネントにて行なわれる。内部メモリに格納されるパケットサイズに対して物理的回線上で見られるパケット長さが相異することを、スケジューラと電子決済モジュールに把握させるため、各出力ポート毎及び各フロー毎に幾つかのパラメータが格納され、これらのパラメータ及びパケット“メモリ長さ”に基づいて、パケット“リンク長さ”が計算され、それがスケジューラ及び電子決済モジュールにて使用される。パケット“リンク長さ”をスケジューラ及び電子決済モジュールで使用することにより、物理的回線の帯域幅利用が正しくスケジューリングされ、電子決済される。
次の式は、パケット“メモリ長さ”、出力ポート、及びポートカード内にプログラムされた情報に基づくフローからパケット“リンク長さ”を計算する。全ての数値は、バイト数の形で表される。
（数１）
リンク長さ＝((メモリ長さ−ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ)／フラグメントサイズ)×(ヘッダサイズ＋フレームオーバーヘッド)＋(メモリ長さ−ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ)＋最新フラグメントパッド
ここで、
リンク長さ＝物理的回線上で見られるパケットの長さ
メモリ長さ＝内部メモリ内に格納されるパケットの長さ(＝ヘッダ＋ペイロード)
ヘッダサイズ＝このパケットのヘッダ長さ
ＭＰＬＳＡｄｊ＝ＭＰＬＳラベルのプッシュ(正の数)量／ポップ(負の数)量
フラグメントサイズ＝各パケットのフラグメントに要求されるペイロードのサイズ
フレームオーバーヘッド＝ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレーミングにおいて各フレーム／パケットに加えられるバイト数
最新フラグメントパッド＝フラグメントを最小サイズにするために、断片化されたパケットの最新フラグメントに加えられる必要のあるバイト数
”ＩＰｖ６のＩＰｖ４カプセル化”が可能な状態でフローに出現するＩＰｖ６パケットについて、メモリ長さは、ＩＰｖ４ヘッダが先頭に加えられるときにＩＰｖ６ヘッダがペイロードの一部になるものとして、ＰＤＵ(ペイロードデータユニット)を示す。又、受信データグラムがＡＴＭセルの場合、前記の式は、以下の通り簡略化される。
（数２）
リンク長さ＝メモリ長さ＋フレームオーバーヘッド
一旦パケットが内部メモリの中からスケジューリングされ、電子決済勘定が更新されると、パケットによって使用されたメモリは、消去される必要がある。パケットがポートカードに入ると、該パケットの“メモリ長さ”のバイト量だけがメモリ内に格納されたため、同じ数のバイトがメモリから消去される必要がある。このために、パケット“メモリ長さ”は、前記の通り計算されたパケット“リンク長さ”から再計算される必要がある。次の式により、パケット“リンク長さ”、出力ポート、及びポートカード内にプログラムされる情報に基づくフローからパケット“メモリ長さ”を計算する。
（数３）
メモリ長さ＝リンク長さ＋ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ−最新フラグメントパッド−(ナムフラグメント×(ヘッダサイズ＋フレームオーバーヘッド))

ここで、ナムフラグメント＝(リンク長さ／(ヘッダサイズ＋フラグメントサイズ＋フレームオーバーヘッド))である。
パケットリンク長さは、バッファ管理モジュールで計算され、パケットメモリ長さは、スケジューラで計算される。
説明の目的のために、前述の実施例にて詳細に発明の記載を行なってきたが、この様な詳細な記載は、単にそのような目的のためであり、以下の請求の範囲に記載されている場合は除いて、発明の精神と範囲から逸脱しない限り、当業者によって発明に変形を加えることができるものと理解されるべきである。
添付図面において、発明の望ましい実施例と、発明を実行するための望ましい方法が示されている。
本発明の略図である。 本発明のブロック図である。

Claims (20)

  1. 電気通信ネットワークに於いて、データを転送する装置であって、
    パケットの長さが格納される内部メモリ、
    物理的回線上で見られるパケットの長さが、パケットがネットワーク内にて利用する物理的回線の帯域幅に正しく対応している場合に、内部メモリ内に格納されるパケットの長さ及び少なくとも１つのパラメータに基づいて、ネットワークに送信されるパケットの長さを決定する手段、及び
    長さを有するパケットをネットワークに送信する手段
    からなる装置。
  2. 長さを有するパケットが、物理的回線上で見られるパケットの長さに基づいて、いつネットワークに送信されるべきかをスケジューリングするスケジューラを含む、請求項１に記載の装置。
  3. 決定する手段はコントローラを含む、請求項２に記載の装置。
  4. コントローラは、物理的回線上で見られるパケットの長さに基づいて、パケットによる物理的回線の利用について請求する請求モジュールを含む、請求項３に記載の装置。
  5. 決定手段は、次の式に基づいて物理的回線上で見られるパケットの長さを決定する、請求項４に記載の装置。
    （数１）
    物理的回線上で見られるパケットの長さ＝((内部メモリ内に格納されるパケットの長さ−ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ)／フラグメントサイズ)×(ヘッダサイズ＋フレームオーバーヘッド)＋(内部メモリ内に格納されるパケットの長さ−ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ)＋最新フラグメントパッド
    ここで、
    ヘッダサイズ＝このパケットのヘッダの長さ
    ＭＰＬＳＡｄｊ＝ＭＰＬＳラベルのプッシュ(正の数)量／ポップ(負の数)量
    フラグメントサイズ＝各パケットのフラグメントに要求されるペイロードのサイズ
    フレームオーバーヘッド＝ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレーミングにおいて各フレーム／パケットに加えられるバイト数
    最新フラグメントパッド＝フラグメントを最小サイズにするために、断片化されたパケットの最新フラグメントに加えられる必要のあるバイト数。
  6. パケットがＡＴＭセルの場合、物理的回線上で見られるパケットの長さは、次の式に基づいてコントローラによって決定される、請求項５に記載の装置。
    （数２）
    物理的回線上で見られるパケットの長さ＝内部メモリ内に格納されるパケットの長さ＋フレームオーバーヘッド
  7. メモリを有するポートカード、決定手段、送信手段、スケジューラ及び電子決済モジュールを含む、請求項６に記載の装置。
  8. メモリは、電子決済モジュール及びスケジューラと通じるパケット格納ハンドラを含む、請求項７に記載の装置。
  9. 送信手段は、パケットフレーミングと、パケット格納ハンドラと通じる回線インターフェースとを含む、請求項８に記載の装置。
  10. 送信手段は、パケット格納ハンドラ並びにパケットフレーミング及び回線インターフェースと通じるフラグメンテーション／セグメンテーション／カプセル化／カプセル解除モジュールを含む、請求項９に記載の装置。
  11. コントローラは、ネットワークに送信されたパケットの長さに基づいてメモリを消去する、請求項１０に記載の装置。
  12. コントローラは、次の式に基づいて内部メモリ内に格納されるパケットの長さを決定する、請求項１１に記載の装置。
    （数３）
    内部メモリ内に格納されるパケットの長さ＝物理的回線上で見られるパケットの長さ＋ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ−最新フラグメントパッド−(ナムフラグメント×(ヘッダサイズ＋フレームオーバーヘッド))
    ここで、ナムフラグメント＝(物理的回線上で見られるパケットの長さ／(ヘッダサイズ＋フラグメントサイズ＋フレームオーバーヘッド))である。
  13. 電気通信ネットワークに於いて、データを転送する方法であって、
    メモリにパケットの長さを格納する工程、
    ネットワークにてパケットが利用する物理的回線の帯域幅と、物理的回線上で見られるパケットの長さが正しく対応している場合に、内部メモリ内に格納されるパケットの長さ及び少なくとも１つのパラメータに基づいて、ネットワークに送信されるパケットの長さを決定する工程、及び
    長さを有するパケットをネットワークに送信する工程
    からなる方法。
  14. 長さを有するパケットが、パケットの物理的回線上の長さに基づいて、いつネットワークに送信されるべきかをスケジューリングする工程を含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 物理的回線上で見られるパケットの長さに基づいて、パケットが利用した物理的回線の帯域幅について電子決済する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 決定する工程は、次の式に基づいて物理的回線上で見られるパケットの長さを決定する工程を含む、請求項１５に記載の方法。
    （数１）
    物理的回線上で見られるパケットの長さ＝((内部メモリ内に格納されるパケットの長さ−ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ)／フラグメントサイズ)×(ヘッダサイズ＋フレームオーバーヘッド)＋(内部メモリ内に格納されるパケットの長さ−ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ)＋最新フラグメントパッド
    ここで、
    ヘッダサイズ＝このパケットのヘッダの長さ
    ＭＰＬＳＡｄｊ＝ＭＰＬＳラベルのプッシュ(正の数)量／ポップ(負の数)量
    フラグメントサイズ＝各パケットのフラグメントに要求されるペイロードのサイズ
    フレームオーバーヘッド＝ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレーミングにおいて各フレーム／パケットに加えられるバイト数
    最新フラグメントパッド＝フラグメントを最小サイズにするために、断片化されたパケットの最新フラグメントに加えられる必要のあるバイト数。
  17. 決定する工程は、次の式に基づいて、ＡＴＭセルの物理的回線上で見られる長さを決定する工程を含む、請求項１６に記載の方法。
    （数２）
    物理的回線上で見られるパケットの長さ＝内部メモリ内に格納されるパケットの長さ＋フレームオーバーヘッド
  18. 送信する工程は、メモリを有するポートカードを通してパケットをネットワークに送信する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
  19. ネットワークに送信されたパケットの長さに基づいて、メモリを消去する工程を含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 消去工程は、次の式に基づいて、内部メモリ内に格納されるパケットの長さを決定する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
    （数３）
    内部メモリ内に格納されるパケットの長さ＝物理的回線上で見られるパケットの長さ＋ヘッダサイズ±ＭＰＬＳＡｄｊ−最新フラグメントパッド−(ナムフラグメント×(ヘッダサイズ＋フレームオーバーヘッド))
    ここで、ナムフラグメント＝(物理的回線上で見られるパケットの長さ／(ヘッダサイズ＋フラグメントサイズ＋フレームオーバーヘッド))である。
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