JP4574223B2 - パケット処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、パケット通信技術に関し、特にネットワークを介して受信した通信パケットに対して各種処理を施して出力するパケット処理技術に関する。

近年、電話回線を用いた通信や、インターネットを介した通信、さらには宛先に通信パケットが到達するまでの時間が所定内に限定される通信等、利用される通信態様が多様化しつつある。
このような多様化に伴い、ＱｏＳ（Quality of Service）と呼ばれる通信品質の制御の重要性が高まっており、保証する通信品質に応じて通信制御を行うパケット通信品質制御技術が注目を集めている。

従来、このような通信品質制御については、受信した通信パケットを蓄積して記憶する１つ以上のキューと、通信品質に応じて選択したキューに記憶されている通信パケットを出力するスケジューラ等の制御部とからなるＱｏＳ制御装置に、暗号化処理等の所定のパケット処理を行うパケット処理装置を組み合わせて、ＱｏＳ制御を実現するものとなっていた（例えば、特許文献１など参照）。

なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
特開２００１−１３６２００号公報

しかしながら、このような従来のパケット処理技術では、既存のＱｏＳ制御装置とパケット処理装置との組み合わせによってＱｏＳ制御を実現していたため、これらの装置間で受け渡す信号としてパケットデータを用いる必要があり、ＱｏＳ制御装置とパケット処理装置のうちのいずれの装置においても、パケットデータの書き込みと読み出しが必要になり、処理量が大きいという問題があった。その結果、通信速度が低下したり、回路規模の縮小が困難である等の問題があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、通信制御に要する処理量を削減でき、通信速度の向上および回路規模の縮小に資することが可能なパケット処理装置を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるパケット処理装置は、入力された通信パケットに対して所定の処理を行うパケット処理装置において、入力された通信パケットを示すパケットデータを記憶する記憶部と、記憶部のパケットデータに関する情報であるパケット長および当該パケットデータの記憶領域を示すポインタおよびパケット処理を行うか否かを示す処理フラグを含むパケット情報を順次記憶して制御部へ出力する複数のキューと、各キューから出力されたパケット情報を選択してパケット処理部に出力する優先制御を行うスケジューラである制御部と、前記制御部から入力されたパケット情報で特定される前記記憶部のパケットデータに対して前記入力されたパケット情報中の前記処理フラグのパケット処理を行うか否かの指定に基づいて所定の処理を行い、前記記憶部内の元のパケットデータを処理後のパケットデータで更新し前記入力されたパケット情報中の前記処理フラグを処理が終わったことを示すフラグに変えてパケット情報として出力する前記パケット処理部とを備えるものである。

この際、送信部として、経路切替部に収容された複数の送信部を備え、送信部は、入力されたパケット情報で特定される同一パケットデータを記憶部から読み出し、その同一パケットデータに基づき通信パケットを生成してそれぞれ個別の宛先へマルチキャスト送信するようにしてもよい。

本発明によれば、ＱｏＳ制御を実現を実現するためのキュー、パケット処理部および制御部間で、パケット情報を介して通信パケットの情報が受け渡されるため、通信パケットの書き込みおよび読み出しを、入力の際および出力の際に限定することができる。
これにより、従来の通信制御を行う装置よりも通信制御に要する処理量を削減でき、もって、通信速度の向上および回路規模の縮小に資することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット処理装置について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態にかかるパケット処理装置の構成を示すブロック図である。
このパケット処理装置１００には、キュー１１０、制御部１２０、パケット処理部１３０、および記憶部１４０が設けられている。

このうち、キュー１１０（１１０₁〜１１０_Nb：Ｎｂは正整数）は、通信パケットに関する情報であるパケット情報を記憶する。制御部１２０は、入力されたパケット情報に所定の制御処理を行って出力する。記憶部１４０は、パケット情報によって特定されるパケットデータを記憶する。パケット処理部１３０は、入力されたパケット情報によって特定されるパケットデータを記憶部１４０から読み出してパケット処理を施し、読み出したパケットデータの記憶領域に書き戻すことにより、元のパケットデータを処理後のパケットデータで更新（上書き）する。

本実施の形態では、ＱｏＳ制御を実現を実現するためのキュー１１０、パケット処理部１３０および制御部１２０間で、パケット情報を介して通信パケットの情報を受け渡すことにより、通信パケットの書き込み処理および読み出し処理の実行を、その入力および出力の際にのみ限定するようにしたものである。

［パケット処理装置の構成］
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット処理装置の構成について詳細に説明する。
パケット処理装置１００で扱うパケット情報は、例えばパケット長、記憶部１４０に記憶されたパケットデータの記憶領域を示すポインタ等の通信パケットに関する所定のデータであり、通信パケット毎に生成されるものである。また、パケット処理部１３０でのパケット処理には、例えば、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）パケットに行う暗号化処理等が含まれる。

各キュー１１０₁〜１１０_Nbは、パケット情報で特定されるパケットデータの送信を不図示の外部の装置に要求するために、出力要求とパケット情報とを制御部１２０に出力するようになっている。ここで、各キュー１１０₁〜１１０_Nbは、パケット情報が記憶されているとき、出力要求とパケット情報とを制御部１２０に出力するようになっている。なお、パケット情報、出力要求等の情報は、これらを内容とする信号を介して入出力されるものであり、以下、同様とする。

また、各キュー１１０₁〜１１０_Nbは、複数のパケット情報を記憶するとき、自己が記憶するパケット情報のうち、最初に記憶したパケット情報を最先に出力するようになっている。各キュー１１０₁〜１１０_Nbには、さらに、制御部１２０から出力応答が入力されるようになっている。ここで、出力応答は、各キュー１１０₁〜１１０_Nbが出力要求とパケット情報とを出力した後に、上記の外部の装置が出力要求を受信したことを示す情報である。

各キュー１１０₁〜１１０_Nbは、送信要求に応じた出力応答が入力されたとき、出力要求とともに出力したパケット情報の記憶を消去する。パケット情報の記憶の消去は、パケット情報そのものを消去するのではなく、パケット情報を記憶していた記憶領域を開放することによって行う方が処理の負担が少なく、好適である。

制御部１２０についての説明に先立ち、制御部１２０およびパケット処理部１３０の入出力について、以下のように定義しておく。
制御部１２０およびパケット処理部１３０に入力される出力要求、パケット情報および出力応答には、先頭に「Ｉ」の文字を付し、Ｉ出力要求、Ｉパケット情報およびＩ出力応答という。

同様に、制御部１２０およびパケット処理部１３０から出力される出力要求、パケット情報および出力応答には、先頭に「Ｏ」の文字を付し、Ｏ出力要求、Ｏパケット情報およびＯ出力応答という。
なお、「Ｉ」と「Ｏ」とを識別するためにこれらの信号に、例えば２ビットのフラグを設け、「１０」が「Ｉ」の文字が付された信号を示し、「０１」が「Ｏ」の文字が付された信号を示すとするのでもよい。

［パケット処理装置の動作］
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット処理装置１００の動作について説明する。
制御部１２０は、入力されたＩ出力要求およびＩパケット情報と、自己の内部状態とに基づいて所定の制御処理を行い、Ｏ出力要求およびＯパケット情報を出力し、入力されたＩ出力応答と、自己の内部状態とに基づいて所定の制御処理を行い、Ｏ出力応答を出力するようになっている。
制御部１２０は、具体的には、スケジューラ等であり、さらに具体的には、優先制御を行うスケジューラ、公平制御を行うスケジューラ等、またはそれらとシェーパ等との組み合わせが該当する。

ここで、制御部１２０は、それぞれ、各キュー１１０₁〜１１０_Nbと所定数Ｎｂ［ｉ］のポート（以下、１次ポートという）を介して接続され、これらの１次ポートを介して、出力要求およびパケット情報がキュー１１０ ₁ 〜１１０ _Nb から制御部１２０に出力され、出力応答が制御部１２０からキュー１１０ ₁ 〜１１０ _Nb に出力されるようになっている。

また、制御部１２０には複数の他のポート（以下、２次ポートという）が設けられ、１つの２次ポートを介して出力要求およびパケット情報が制御部１２０からパケット処理部１３０に出力され、他方の２次ポートを介して出力応答がパケット処理部１３０から制御部１２０に出力されるようになっている。
ここで、制御部１２０は、入力された出力要求およびパケット情報を記憶し、または、これらに応じて自己が記憶するパラメータを変更するようになっている。また、制御部１２０が記憶する出力要求、パケット情報、または、上記のパラメータは、入力された出力応答に応じて変更されるようになっている。

パケット処理部１３０は、所定のパケット処理が可能な状態において出力要求およびパケット情報が入力されたとき、入力されたパケット情報に基づいてパケット処理を行う。
なお、パケット情報がパケット処理に関するパラメータを含むようにし、このパラメータで指定されるようにパケット処理を行うのでもよい。具体的には、暗号化処理では、暗号化方式の指定や鍵の指定などのパラメータをパケット情報に含ませるのでもよい。また、パケット処理を行うか否かのフラグ（以下、処理フラグという）をパケット情報が含むようにするのでもよい。以下、パケット情報は処理フラグを含むものとする。

上記のパケット処理がパケットデータを処理対象とするとき、パケット処理部１３０は、まず、パケット情報によって特定される記憶領域からパケットデータを読み出す。
次に、パケット処理部１３０は、パケットデータにパケット処理を行い、パケット情報に基づいて特定される記憶領域に書き戻す。このパケット処理は、パケット情報が上記のパラメータを含む場合は、このパラメータで指定されるものとなる。

なお、パケット処理によっては、パケット情報に基づいて特定される記憶領域に書き戻すことを行わないこともある。
具体的には、認証処理等が該当する。認証処理等の元のパケットデータが変化しない処理では、書き戻しを行う必要がなく、また、書き戻さない方が処理時間が短縮されるからである。また、上記の記憶領域からのパケットデータの読み出しや、上記の記憶領域への書き戻しは、１つのパケットについて１回とは限られず、複数回に分けて行うことも可能である。具体的には、ＤＥＳ（Data Encryption Standard）やＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）のようなブロック信号では、パケットより小さいブロック単位での処理が可能であるため、複数回に分けて読み出しや書き込みを行った方が、使用するバッファの記憶領域を削減することができる。

パケット処理部１３０は、パケット処理が終了したとき、Ｏ出力要求およびＯパケット情報を外部の装置に出力する。なお、パケット処理部１３０は、Ｏパケット情報を新たに生成するのでも、入力されたパケット情報中の上記の処理フラグを、処理が終わったことを示すフラグに変えてＯパケット情報として出力するのでもよい。
Ｏ出力要求がパケット処理部１３０から出力された後に、２次ポートを介してパケット処理部１３０にＯ出力応答が入力されたとき、パケット処理部１３０は、１次ポートを介して制御部１２０に出力応答を出力する。出力応答は、パケット処理部１３０が記憶する内部状態にも応じて生成される。

以上のように構成することによって、パケット処理部の性能によって帯域が制限される場合に、パケットに応じて処理の優先度を変えることができる。例えば、パケット処理部が遅延制約の大きいＶｏＩＰパケットを他のパケットより優先して暗号化処理を行う場合などが該当する。従来は、キューが１個のみであったため、キューから出力される順番で処理するしかなく、パケットに応じた優先付けができなかった。

なお、このようなパケット処理の優先制御については、既存のＱｏＳ制御装置（上記のキューに制御部を付加したものに相当）とパケット処理装置（上記のパケット処理部に相当）の組み合わせによって、解決可能である。
しかし、装置間でやり取りする信号がパケットデータであるため、ＱｏＳ制御装置の送信部においてメモリからパケットデータの読み出し処理、およびパケット処理装置の受信部においてメモリからパケットデータの書き込み処理が追加される。

このため、上記の構成によれば、本発明と比較して処理量と回路規模が大きいという問題があった。本発明では、パケットデータではなく、パケットデータの記憶領域を指し示すポインタやパケット長などを含むパケット情報のみをやり取りするため、処理量と回路規模の削減等が可能である。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット処理装置は、ＱｏＳ制御を実現を実現するためのキュー、パケット処理部および制御部間で、パケット情報を介して通信パケットの情報を受け渡すようにしたため、通信パケットの書き込みおよび読み出しを、入力の際および出力の際に限定することができ、従来の通信制御を行う装置よりも通信制御に要する処理量を削減し、もって、通信速度の向上および回路規模の縮小に資することができる。

なお、上記では、送信部が１つの場合について説明したが、送信部を複数設け、ユニキャストのみならずマルチキャスト等を可能にするのでもよい。この場合、各送信部で、入力されたパケット情報で特定される同一パケットデータを記憶部から読み出し、その同一パケットデータに基づき通信パケットを生成してそれぞれ個別の宛先へマルチキャスト送信する。これにより、通信制御の調整の自由度を拡大することができる。

［第２の実施の形態］
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット処理装置について説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット処理装置のブロック構成を示す図である。
本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と比較して、パケット処理部１３０がキュー１１０の前段に設けられている点が異なる。これにより、パケット処理を要するキューに限定してパケット処理部を設けることができ、不要な通信パケットがパケット処理部を経由することを回避できる。

このパケット処理装置２００には、キュー１１０（１１０₁〜１１０_Nb：Ｎｂは正整数）、制御部１２０、パケット処理部１３０、および記憶部１４０が設けられている。
このうち、パケット処理部１３０₁、１３０₂は、パケット処理を要するフローのキュー１１０の前段に設けられて、入力されたパケット情報によって特定されるパケットデータを記憶部１４０から読み出してパケット処理を施し、読み出したパケットデータの記憶領域に書き戻す。
なお、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット処理装置２００の構成部のうち、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット処理装置１００の構成部と同様の動作を行うものについては、同一の番号を付し、その説明を省略する。

図２には、２つのパケット処理部１３０₁、１３０₂がキュー１１０₁、１１０₂に接続されている例が示されているが、パケット処理部は、必ずしも２つには限られず、キューの個数Ｎｂより少ない整数Ｎｑ個でもよい。以下では、説明の都合上、パケット処理部を２つとして説明する。また、各パケット処理部は、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット処理装置１００のパケット処理部１３０と同様の動作を行うものとする。

［パケット処理装置の構成および動作］
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット処理装置の構成および動作について詳細に説明する。
各パケット処理部１３０₁、１３０₂は、所定のパケット処理が可能な状態においてパケット情報または出力要求とパケット情報が入力されたとき、入力されたパケット情報に基づいてパケット処理を行う。なお、パケット処理は、本発明の第１の実施の形態で説明したものと同様のものを行うことができるものとする。したがって、所定の場合には、入力されるパケット情報が、本発明の第１の実施の形態で説明したように、パケット処理に関するパラメータを含むようにしたり、処理フラグを含むようにするのでもよい。

各パケット処理部１３０₁、１３０₂は、パケット処理が終了したとき、Ｏ出力要求およびＯパケット情報を自己が接続されるキュー（図２の場合は、キュー１１０₁、１１０₃）に出力する。
パケット処理部１３０₁、１３０₂がＯ出力要求を自己が接続されるキューに出力した後に、パケット処理部１３０₁、１３０₂にＯ出力応答が入力されたとき、パケット処理部１３０₁、１３０₂は、Ｉ出力要求の入力側の装置に出力応答を出力するのでもよい。

制御部１２０は、入力されたＩ出力要求およびＩパケット情報と、自己の内部状態とに基づいて所定の制御処理を行い、Ｏ出力要求およびＯパケット情報を不図示の外部の装置に出力する。
また、制御部１２０には、Ｉ出力応答が２次ポートを介して入力され、入力されたＩ出力応答と、自己の内部状態とに基づいて所定の制御処理を行い、Ｏ出力応答を出力するようになっている。

以上のように構成することによって、パケット処理部の性能によって帯域が制限される場合に、パケット処理部によりパケット処理を行うパケットのフローと、パケット処理部を通過しないフローとを合流させる。

従来は、既存のＱｏＳ制御装置（上記のキューに制御部を付加したものに相当）とパケット処理装置（上記のパケット処理部に相当）との組み合わせによって実現していたが、装置間の信号がパケットデータであるため、パケット処理装置の送信部においてメモリからパケットデータの読み出しと、ＱｏＳ制御装置の受信部においてメモリからパケットデータの書き込みの、処理が追加される。

このため、上記の構成によれば、本発明と比較して処理量と回路規模が大きいという問題があった。本発明では、パケットデータではなく、パケットデータの記憶領域を指し示すポインタやパケット長などを含むパケット情報のみをやり取りするため、処理量と回路規模の削減等が可能である。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット処理装置は、ＱｏＳ制御を実現を実現するためのキュー、パケット処理部および制御部間で、パケット情報を介して通信パケットの情報を受け渡すようにしたため、通信パケットの書き込みおよび読み出しを、入力の際および出力の際に限定することができ、従来の通信制御を行う装置よりも通信制御に要する処理量を削減し、もって、通信速度の向上および回路規模の縮小に資することができる。
また、パケット処理を要するキューに限定してパケット処理部を設けるようにしたので、不要な通信パケットがパケット処理部を経由することを回避でき、さらに通信速度を向上することが可能である。

なお、上記では、送信部が１つの場合について説明したが、送信部を複数設け、ユニキャストのみならずマルチキャスト等を可能にするのでもよい。この場合、各送信部で、入力されたパケット情報で特定される同一パケットデータを記憶部から読み出し、その同一パケットデータに基づき通信パケットを生成してそれぞれ個別の宛先へマルチキャスト送信する。これにより、通信制御の調整の自由度を拡大することができる。

［第３の実施の形態］
次に、図３を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット処理装置について説明する。図３は、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット処理装置のブロック構成を示す図である。
本実施の形態では、パケット処理装置の具体例として、入力された通信パケットの品質制御を行うパケット通信品質制御装置について説明する。前述した第１の実施の形態と比較して、キュー１１０、制御部１２０、パケット処理部１３０、処理部用キュー３５０、および送信部３７０の間に、経路切替部３６０を設け、これら構成部を切替可能に接続するようにした点が異なる。これにより、通信制御の調整または変更の自由度を拡大することが可能である。

このパケット処理装置３００には、キュー１１０（１１０₁〜１１０_Nb：Ｎｂは正整数）、制御部１２０（１２０₁〜１２０_Ne：Ｎｅは正整数）、パケット処理部１３０（１３０₁〜１３０_Nq：Ｎｑは正整数）、処理部用キュー３５０（３５０₁〜３５０_Nq）、送信部３７０（３７０₁〜３７０_Nt：Ｎｔは正整数）、および記憶部１４０が設けられている。
このうち、処理部用キュー３５０₁〜３５０_Nqは、パケット処理部１３０₁〜１３０_Nq毎に接続されたキューである。送信部３７０₁〜３７０_Ntは、入力されたパケット情報によって特定されるパケットデータを記憶部１４０から読み出して通信パケットを生成し、送信する。経路切替部３６０は、これら、キュー１１０、制御部１２０、パケット処理部１３０、処理部用キュー３５０、および送信部３７０を切替可能に接続する。

なお、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット処理装置３００の各構成部のうち、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット処理装置１００の各構成部と同様の動作を行うものについては、同一の番号を付し、その説明を省略する。また、パケット処理部１３０₁〜１３０_Nqは、本発明の第１の実施の形態のパケット処理部１３０と同様の動作を行うものとする。

［パケット処理装置の構成および動作］
次に、図３を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット処理装置の構成および動作について詳細に説明する。
各制御部１２０₁〜１２０_Neは、例えば、スケジューラ、シェーパ等であり、さらに具体的には、優先制御を行うスケジューラ、公平制御を行うスケジューラ等が該当する。各制御部１２０₁〜１２０_Neは、それぞれ、経路切替部３６０と所定数Ｎｐ［ｉ］（ｉ＝１〜Ｎｅ：Ｎｅは正整数）の１次ポートを介して接続されている。

処理部用キュー３５０₁〜３５０_Nqには、自己が接続されているパケット処理部１３０₁〜１３０_NqからＩ出力要求および１パケットデータが入力され、経路切替部３６０経由でＩ出力応答が入力される。
また、処理部用キュー３５０₁〜３５０_Nqからは、Ｏ出力要求およびＯパケットデータが経路切替部３６０経由で出力され、Ｏ出力応答が、自己が接続されているパケット処理部１３０₁〜１３０_Nqに出力される。
各処理部用キュー３５０₁〜３５０_Nqは、キュー１１０₁〜１１０_Nbと同様に、入力されたパケットデータが記憶されるようになっている。

経路切替部３６０は、自己が切替可能に接続する前段の構成部から出力された信号を、自己が接続する後段の構成部に出力するようになっている。
ここで、経路切替部３６０には、各キュー１１０₁〜１１０_Nbから出力された出力要求およびパケット情報と、各制御部１２０₁〜１２０_Neから出力されたＯ出力要求、Ｏパケット情報およびＯ出力応答と、各パケット処理部１３０₁〜１３０_Nqから出力されたＯ出力応答と、各処理部用キュー３５０₁〜３５０_Nqから出力されたＯ出力要求およびＯパケット情報と、送信部３７０₁〜３７０_Ntから出力されたＯ出力応答とが入力される。

また、経路切替部３６０からは、入力されたＩ出力応答が各キュー１１０₁〜１１０_Nbに出力され、入力されたＩ出力要求、Ｉパケット情報およびＩ出力応答が各制御部１２０₁〜１２０_Neに出力され、入力されたＩ出力要求およびＩパケット情報が各パケット処理部１３０₁〜１３０_Nqに出力され、入力されたＩ出力応答が各処理部用キュー３５０₁〜３５ＯＮｑに出力され、入力されたＩ出力要求およびＩパケット情報が送信部３７０₁〜３７０_Ntに出力される

送信部３７０₁〜３７０_Ntは、送信可能な状態において、出力要求とパケット情報とが入力されたとき、入力されたパケット情報に基づいて外部の装置に通信パケットを送信するようになっている。
通信パケットの送信は、パケット情報で特定される記憶領域からパケットデータを読み出し、読み出したパケットデータに所定の送信処理を施して通信パケットを生成し、生成した通信パケットを送信する工程を含むものとする。この所定の送信処理とは、例えば、通信プロトコルに応じた構成の通信パケットを生成する処理等をいい、送信可能な状態とは、例えば、セションが張られており、いわゆるトークン・バケットのトークン量が送信対象のデータ長に以上である状態等をいう。

また、送信部３７０₁〜３７０_Ntは、パケットの送信の出力応答を生成する。
この際、出力応答は、送信完了後に行うのでも、送信中や送信に先立って行うようにするのでもよい。
出力応答を送信完了後に行う場合、後段の各構成部は、出力応答の入力により送信が正常に完了したことを判断できる。出力応答を送信中や送信に先立って行う場合は、通信パケットの送信中に次の通信パケットの処理を開始することができ、連続処理が可能となる。

［パケット通信品質制御装置の具体例］
次に、図４を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット処理装置の具体例であるパケット通信品質制御装置３０１について説明する。図４は、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット通信品質制御装置３０１を構成する、各制御部１２０₁〜１２０_Neおよび各パケット処理部１３０₁〜１３０_Nqと処理部用キュー３５０₁〜３５０_Nqの具体例、ならびに、経路切替部３６０の接続の具体例の一例を示す図である。

図４には、入力されたパケットデータに関するパケット情報を生成して出力する前処理部３９１、パケットデータを記憶する上記の記憶部１４０、および、前処理部３９１から出力されたパケット情報をキュー１１０₁〜１１０_Nbに振り分けるクラシファイア３９２が含まれている。

各キュー１１０₁〜１１０_Nbは、例えば、送信元や宛先、保証する通信品質等に応じて設けられ、上記のクラシファイア３９２が、パケット情報、キューに関する情報等の所定の情報に基づいてパケット情報を振り分けるものとする。なお、クラシファイア３９２の詳細については、本発明の趣旨の範囲外であり、その説明を省略する。

図４には、キューが４つ（Ｎｂ＝４）で、制御部が３つ（Ｎｐ＝３）で、パケット処理部と処理部用キューが１対で、送信部が１つで構成される例が示されている。
ここで、制御部１２０₁は、重みに応じて入力された出力応答とパケット情報を選択する、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁である。
また、制御部１２０₂は、優先度に応じて入力された出力応答とパケット情報を選択する、優先制御スケジューラ１２１₂であり、制御部１２０₃は、トラフィックシェイピングを行うシェーパ１２１₃である。

図４において、各キュー１１０₁〜１１０₄、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁、優先制御スケジューラ１２１₂、シェーパ１２１₃、パケット処理部１３１と処理部用キュー３５１、経路切替部３６０および送信部３７１のうちのいずれか２つを結ぶ矢印付の実線は、出力要求とパケット情報を示し、矢印付の破線は、出力応答を示す。
また、経路切替部３６０内の矢印無しの実線および破線は、それぞれ、出力要求およびパケット情報と、出力応答とが伝播する経路を示す。図５は、各構成部間の接続の様子を明確化するために、経路切替部３６０を省略して示した図である。

経路切替部３６０は、図４に示すように、キュー１１０₁〜１１０₃を重み付け公平制御スケジューラ１２１₁に接続し、キュー１１０₁〜１１０₃からの出力要求とパケット情報を重み付け公平制御スケジューラ１２１₁に出力し、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁からの出力応答をいずれかの対応するキュー１１０₁〜１１０₃に出力するようになっている。

また、経路切替部３６０は、キュー１１０₄をパケット処理部１３１に接続し、パケット処理部１３１に接続された処理部用キュー３５１および重み付け公平制御スケジューラ１２１₁を優先制御スケジューラ１２１₂に接続し、キュー１１０₄からの出力要求とパケット情報をパケット処理部１３１に出力し、パケット処理部１３１に接続された処理部用キュー３５１および重み付け公平制御スケジューラ１２１₁からの出力要求とパケット情報を優先制御スケジューラ１２１₂に出力し、優先制御スケジューラ１２１₂からの出力応答を処理部用キュー３５１および重み付け公平制御スケジューラ１２１₁に出力し、処理部用キュー３５１に接続されたパケット処理部１３１からの出力応答をキュー１１０₄に出力するようになっている。

さらに、経路切替部３６０は、優先制御スケジューラ１２１₂をシェーパ１２１₃に接続し、優先制御スケジューラ１２１₂からの出力要求とパケット情報をシェーパ１２１₃に出力し、シェーパ１２１₃からの出力応答を優先制御スケジューラ１２１₂に出力するようになっている。
そして、経路切替部３６０は、シェーパ１２１₃を送信部３７１に接続し、シェーパ１２１₃からの出力要求とパケット情報を送信部３７１に出力し、送信部３７１からの出力応答をシェーパ１２１₃に出力するようになっている。

なお、図４に示すように、外部のＣＰＵ３８０からの入力により、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁、優先制御スケジューラ１２１₂、シェーパ１２１₃、パケット処理部１３１と処理部用キュー３５１、および、経路切替部３６０に設定されるパラメータを変更可能とし、パラメータを変更することにより、例えば、経路切替部３６０内の接続を変更したり、スケジューラに設定された重みや優先度の判断基準を変更したりする等の、これらの構成部の動作を調整または変更できるようにするのでもよい。キュー１１０₁〜１１０₄および送信部３７１についても同様である。

［パケット通信品質制御装置の動作］
次に、図６〜図１７を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット通信品質制御装置３０１の動作について詳細に説明する。
図６〜図１７は、パケット通信品質制御装置３０１の動作について説明するための図である。

まず、図６に、動作中のパケット通信品質制御装置３０１の所定のタイミングでの状態を示す。この図６に示す状態では、キュー１１０₁、キュー１１０₂およびキュー１１０₄には、それぞれ、Ｐ１−１（２）およびＰ１−２（２）、Ｐ２−１（４）およびＰ２−２（２）ならびにＰ４−１（４）およびＰ４−２（４）からなる一連のパケット情報が記憶されている。また、処理部用キュー３５１にはパケット情報が記憶されていないものとする。

ここで、Ｐ１−１（２）等の各パケット情報に付された記号におけるカッコ内の数字は、そのパケット情報で特定されるパケットデータを送信するのに要するトークンの量を示す。以下、このトークンを「データ規模トークン」といい、「データ規模トークン」の量のことを「データ規模トークン量」という。特定のパケット情報を示すときは、データ規模トークンを「パケット情報にかかるデータ規模トークン」といい、データ規模トークン量を「パケット情報にかかるデータ規模トークン量」という。

また、図６に示す状態では、キュー１１０₁およびキュー１１０₂からは、それぞれ、不図示の出力要求と、パケット情報Ｐ１−１（２）、Ｐ２−１（４）とが重み付け公平制御スケジューラ１２１₁に出力され、キュー１１０₄からは、不図示の出力要求とパケット情報Ｐ４−１（４）がパケット処理部１３１に出力されている。

重み付け公平制御スケジューラ１２１₁の各１次ポートには、それぞれ同じ重み（図５に「１」として示す）が設定されているとともに、トークンが１次ポート毎に設けられたトークン・バケットに供給され、保持されるようになっている。
図６には、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁の各１次ポートに、２個ずつトークンが保持されている様子を示している。以下、１次ポート毎に設けられたトークン・バケットに保持されたトークンを「選択基準トークン」といい、選択基準トークンの量を選択基準トークン量という。特定の１次ポートを示すときは、選択基準トークンを「１次ポートの選択基準トークン」という。

重み付け公平制御スケジューラ１２１₁は、ラウンド・ロビンにより、順に各１次ポート経由で入力された出力要求に応じてパケット情報を選択するか否かの判断を行う。この判断は、選択対象のパケット情報にかかるデータ規模トークン量と、この選択対象のパケット情報が入力された１次ポートの選択基準トークン量とを比較して行う。以下、判断対象のパケット情報のことを対象パケット情報といい、対象パケット情報が入力された１次ポートのことを、対象１次ポートといい、対象パケット情報を出力したキューのことを対象キューという。

重み付け公平制御スケジューラ１２１₁は、対象１次ポートの選択基準トークン量が、対象パケット情報にかかるデータ規模トークン量以上であると判断したとき、この対象パケット情報を選択し、優先制御スケジューラ１２１₂に出力し、対象１次ポートの選択基準トークンからデータ規模トークン量分のトークンを除去する。

対象１次ポートの選択基準トークン量が、対象パケット情報にかかるデータ規模トークン量未満であると判断したとき、対象パケット情報を選択せず、選択基準トークン量がデータ規模トークン量になるまで選択基準トークンが追加されるのを待つ。
図６には、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁の対象キューがキュー１１０₁であり、対象パケット情報がパケット情報Ｐ１−１（２）であり、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁が対象１次ポートを選択して出力用の２次ポートに接続している様子を示している。

キュー１１０₄からの出力要求およびパケット情報Ｐ４−１（４）が入力されたパケット処理部１３１は、入力されたパケット情報に基づいて、本発明の第１の実施の形態および本発明の第２の実施の形態に記載のパケット処理を行い、出力要求と、入力されたパケット情報または作成し直したパケット情報とを処理部用キュー３５１に出力するようになっている。以下では、説明の都合上、処理部用キュー３５１に出力するパケット情報Ｐ４−１（４）に上記の符号を付す。

処理部用キュー３５１は、予め記憶するパケット情報がないため、パケット処理部１３１から出力要求およびパケット情報Ｐ４−１（４）が入力されたとき、入力された出力要求およびパケット情報Ｐ４−１（４）を優先制御スケジューラ１２１₂に出力する。

図５に示すように、優先制御スケジューラ１２１₂には、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁からの出力が低優先の１次ポートに接続され、処理部用キュー３５１からの出力が高優先の１次ポートに接続されている。
優先制御スケジューラ１２１₂は、高優先の１次ポートの入力を優先的に選択するようになっているため、図６に示すように処理部用キュー３５１からの出力が存在する状態では、優先キューである処理部用キュー３５１からの出力要求およびパケット情報を選択し、シェーパ１２１₃に出力する。図６には、優先制御スケジューラ１２１₂が処理部用キュー３５１用の１次ポートを選択して出力用の２次ポートに接続し、処理部用キュー３５１から出力されたパケット情報Ｐ４−１（４）をシェーパ１２１₃に出力している様子を示している。

シェーパ１２１₃は、シェイピングに応じた時間間隔でトークンがトークン・バケットに供給され、シェーパ１２１₃に供給されたトークンの量が、入力されたパケット情報にかかるデータ規模トークン量以上となったとき、入力された出力要求およびパケット情報を送信部３７１に出力するようになっている。
図６に示す状態では、シェーパ１２１₃に供給されたトークンの量が３単位であり、入力されたパケット情報Ｐ４−１（４）にかかるデータ規模トークン量が４単位であるため、入力された出力要求およびパケット情報Ｐ４−１（４）が送信部３７１に出力されていない。

送信部３７１は、シェーパ１２１₃からの出力要求およびパケット情報が入力されないため、送信の処理は行わない。
なお、図６には、各構成部の状態を示す上記のブロック構成図のほかに、送信部３７１から送信された通信パケットのデータを内容とする信号（以下、送信パケットデータ信号という）の送信状況を示す送信状況図が付加されている。図７〜図１７までの各図についても、上記と同様とする。図６の状態では、送信部３７１から通信パケットが送信されていないため、「現在」まで、送信パケットデータ信号存在しない。

図７は、図６に示す優先制御スケジューラ１２１₂からシェーパ１２１₃に出力要求およびパケットデータが出力されたタイミング以降のパケット通信品質制御装置３０１の動作を説明するための図である。

図７には、シェーパ１２１₃のトークン・バケットにトークンが供給され、供給されたトークンの量が４単位に増え、入力されたパケット情報Ｐ４−１（４）にかかるデータ規模トークン量以上になった以降の状態が示されている。シェーパ１２１₃に供給されたトークンの量が入力されたパケット情報Ｐ４−１（４）にかかるデータ規模トークン量以上になったため、入力された出力要求およびパケット情報Ｐ４−１（４）が送信部３７１に出力される。

そして、送信部３７１からは、パケット情報Ｐ４−１（４）で特定されるパケットデータを内容とする通信パケット（以下、送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）という）の送信が開始され、パケット情報Ｐ４−１（４）に対応する出力応答がシェーパ１２１₃に出力される。
送信部３７１は、送信に先立ち、送信対象のパケットデータをパケット情報Ｐ４−１（４）で特定される記憶領域から読み出し、上記の送信処理を施す。

送信部３７１からの出力応答は、シェーパ１２１₃の２次ポートに出力される。図７では、送信部３７１からシェーパ１２１₃の２次ポートに出力応答の出力があったことを白抜きの丸を付して示した。図７に示す状態では、送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の送信が送信部３７１によって開始されているため、送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の一部が「現在」まで送信されている様子が送信状況図に示されている。

図８は、図７に示す送信部３７１からシェーパ１２１₃に出力応答が出力されたタイミング以降のパケット通信品質制御装置３０１の動作を説明するための図である。図８には、送信部３７１が送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の送信を継続している間に、シェーパ１２１₃が、入力された出力応答に応じて、パケット情報Ｐ４−１（４）にかかるデータ規模トークン量分のトークンを減らし、パケット情報Ｐ４−１（４）にかかる出力要求を停止するとともに、出力応答を優先制御スケジューラ１２１₂に出力したタイミングにおける状態が示されている。シェーパ１２１₃から優先制御スケジューラ１２１₂の２次ポートに出力応答の出力があったことを白抜きの丸を付して示した。

図８に示すように、シェーパ１２１₃のトークン（４単位）は、データ規模トークン量分（４単位）減らされて、Ｏ単位となっている。図８に示す状態では、送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の送信が送信部３７１によって継続されているため、「現在」まで送信された送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の量が図７に示す量より増加している様子が送信状況図に示されている。

図９は、図８に示すシェーパ１２１₃から優先制御スケジューラ１２１₂に出力応答が出力されたタイミング以降のパケット通信品質制御装置３０１の動作を説明するための図である。図９には、送信部３７１が送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の送信を継続している間に、優先制御スケジューラ１２１₂が、入力された出力応答に応じて、パケット情報Ｐ４−１（４）にかかる出力要求を停止するとともに、出力応答を処理部用キュー３５１に出力し、処理部用キュー３５１が入力された出力応答をパケット処理部１３１に出力し、パケット処理部１３１が入力された出力応答をキュー１１０₄に出力したタイミングにおける状態が示されている。優先制御スケジューラ１２１₂から処理部用キュー３５１およびパケット処理部１３１経由でキュー１１０₄に出力応答の出力があったことを白抜きの丸を付して示した。

処理部用キュー３５１は、優先制御スケジューラ１２１₂から出力応答が入力されると、この出力応答に対応するパケット情報Ｐ４−１（４）の記憶を消去する。同様に、キュー１１０₄は、パケット処理部１３１から出力応答が入力されると、この出力応答に対応するパケット情報Ｐ４−１（４）の記憶を消去する。パケット情報の記憶の消去は、パケット情報そのものを消去するのではなく、パケット情報を記憶していた記憶領域を開放することによって行う方が処理の負担が少なく、好適である。

なお、優先制御スケジューラ１２１₂は、出力応答をキュー１１０₄に出力したとき、一定期間、処理部用キュー３５１の選択を停止する。図９に、処理部用キュー３５１の選択を停止したことを、優先制御スケジューラ１２１₂の１次ポートと２次ポートとの接続を解除することで示した。ここで、上記の一定期間とは、出力応答が優先キューである処理部用キュー３５１に伝達され、次の出力要求が可能となるまでに要する時間をいう。図９に示す状態では、送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の送信が送信部３７１によって継続されているため、「現在」まで送信された送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の量が図８に示す量より、さらに増加している様子が送信状況図に示されている。

図１０は、図９に示す優先制御スケジューラ１２１₂から処理部用キュー３５１およびパケット処理部１３１経由でキュー１１０₄に出力応答が出力されたタイミング以降のパケット通信品質制御装置３０１の動作を説明するための図である。
図１０には、送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の送信が終了し、キュー１１０₄からパケット処理部１３１に次の出力要求およびパケット情報Ｐ４−２（４）が出力され、優先制御スケジューラ１２１₂が入力された出力要求およびパケット情報Ｐ４−２（４）をシェーパ１２１₃に出力している様子を示す。

キュー１１０₄は、出力応答が入力されると、次の出力要求およびパケット情報Ｐ４−２（４）をパケット処理部１３１に出力する。パケット処理部１３１は、上記のパケット処理を行って出力要求およびパケット情報Ｐ４−２（４）を処理部用キュー３５１に出力する。処理部用キュー３５１は、入力された出力要求およびパケット情報Ｐ４−２（４〉を、優先制御スケジューラ１２１₂に出力する。そして、優先制御スケジューラ１２１₂が入力された出力要求およびパケット情報Ｐ４−２（４）をシェーパ１２１₃に出力する。ここで、パケット情報Ｐ４−２（４）は、キュー１１０₄に記憶されているパケット情報のうち、パケット情報Ｐ４−１（４）の次に入力が早かったパケットである。また、処理部用キュー３５１に記憶されていたパケット情報Ｐ４−１（４）ば既に消去されている。

図１０に示す状態では、シェーパ１２１₃に供給されたトークンの量が３単位であり、入力されたパケット情報Ｐ４−２（４）にかかるデータ規模トークン量が４単位であるため、入力された出力要求およびパケット情報Ｐ４−２（４）がシェーパ１２１₃から送信部３７１に出力されていない。送信部３７１は、シェーパ１２１₃からの出力要求およびパケット情報が入力されないため、次の出力要求およびパケット情報が入力されるまで待機している。

図１０に示す状態では、送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の送信が終了し、次の送信パケットデータ信号の送信を待っている状態であるため、「現在」と送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の終了時刻との間に信号が存在していない様子が送信状況図に示されている。

図１１は、図１０に示す優先制御スケジューラ１２１₂からシェーパ１２１₃に出力要求およびパケット情報が出力されたタイミング以降のパケット通信品質制御装置３０１の動作を説明するための図である。
図１１には、シェーパ１２１₃のトークン・バケットにトークンが供給され、供給されたトークンの量が４単位に増え、入力されたパケット情報Ｐ４−２（４）にかかるデータ規模トークン量以上になった以降の状態が示されている。シェーパ１２１₃に供給されたトークンの量が入力されたパケット情報Ｐ４−２（４）にかかるデータ規模トークン量以上になったため、入力された出力要求およびパケット情報Ｐ４−２（４）が送信部３７１に出力される。

そして、送信部３７１からは、送信パケットデータ信号Ｐ４−２（４）の送信が開始され、パケット情報Ｐ４−２（４）に対応する出力応答がシェーパ１２１₃に出力される。送信部３７１は、送信に先立ち、送信対象のパケットデータをパケット情報Ｐ４−２（４）で特定される記憶領域から読み出し、上記の送信処理を施す。送信部３７１からシェーパ１２１₃の２次ポートに出力応答の出力があったことを図１１に白抜きの丸を付して示した。

図１１に示す状態では、送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の送信が完了し、送信パケットデータ信号Ｐ４−２（４）の送信が送信部３７１によって開始されているため、送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）の終了後、一定時間経過後に送信パケットデータ信号Ｐ４−２（４）が出現し、その一部が「現在」まで送信されている様子が送信状況図に示されている。
送信部３７１からシェーパ１２１₃の２次ポートに出力応答を出力した後のパケット通信品質制御装置３０１の動作は、図８および図９を用いて行った説明と同様であるため、その説明を省略する。

図１２は、キュー１１０₄がパケット情報Ｐ４−２（４）の記憶を消去した後のパケット通信品質制御装置３０１の動作を説明するための図である。キュー１１０₄がパケット情報Ｐ４−２（４）の記憶を消去した後は、キュー１１０₄に記憶されるパケット情報はなくなり、処理部用キュー３５１から優先制御スケジューラ１２１₂に出力されるパケット情報はなくなる。優先制御スケジューラ１２１₂は、残りの１次ポート経由で入力される出力要求およびパケット情報Ｐ１−１（２）を選択する。図１２には、低優先の重み付け公平制御スケジューラ１２１₁に接続された優先制御スケジューラ１２１₂の１次ポートが、優先制御スケジューラ１２１₂の２次ポートに接続されている様子が示されている。

優先制御スケジューラ１２１₂が選択した出力要求およびパケット情報Ｐ１−１（２）は、シェーパ１２１₃に出力され、シェーパ１２１₃は、供給されたトークンの量が、入力されたパケット情報にかかるデータ規模トークン量以上になるまで、入力された出力要求およびパケット情報の出力を待ち、供給されたトークンの量が、入力されたパケット情報にかかるデータ規模トークン量以上になったとき、出力要求およびパケット情報Ｐ１−１（２）を送信部３７１に出力する。

送信部３７１からは、送信パケットデータ信号Ｐ１−１（２）の送信が開始され、パケット情報Ｐ１−１（２）に対応する出力応答がシェーパ１２１₃に出力される。送信部３７１からの出力応答は、シェーパ１２１₃の２次ポートに出力される。送信部３７１からシェーパ１２１₃の２次ポートに出力応答の出力があったことを白抜きの丸を付して図１２に示した。

図１２に示す状態では、送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）、Ｐ４−２（４）の送信が完了し、送信パケットデータ信号Ｐ１−１（２）の送信が送信部３７１によって開始されているため、送信パケットデータ信号Ｐ４−２（４）の終了後、一定時間経過後に送信パケットデータ信号Ｐ１−１（２）が出現し、その一部が「現在」まで送信されている様子が送信状況図に示されている。
送信部３７１がシェーパ１２１₃の２次ポートに出力応答を出力した後、優先制御スケジューラ１２１₂が重み付け公平制御スケジューラ１２１₁に出力応答を出力するまでのパケット通信品質制御装置３０１の動作は、図８および図９を用いて行った説明と同様であるため、その説明を省略する。

図１３は、優先制御スケジューラ１２１₂が重み付け公平制御スケジューラ１２１₁に出力応答を出力した後のパケット通信品質制御装置３０１の動作を説明するための図である。送信部３７１が送信パケットデータ信号Ｐ１−１（２）の送信を継続している間に、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁が、入力された出力応答に応じて、パケット情報Ｐ１−１（２）にかかる出力要求を停止するとともに、出力応答をキュー１１０₁に出力する。重み付け公平制御スケジューラ１２１₁からキュー１１０₁に出力応答の出力があったことを白抜きの丸を付して示した。

キュー１１０₁は、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁から出力応答が入力されると、この出力応答に対応するパケット情報Ｐ１−１（２）の記憶を消去する。パケット情報の記憶の消去は、パケット情報そのものを消去するのではなく、パケット情報を記憶していた記憶領域を開放することによって行う方が処理の負担が少なく、好適である。

なお、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁は、出力応答をキュー１１０₁に出力したとき、一定期間、キュー１１０₁の選択を停止する。図１３に、キュー１１０₁の選択を停止したことを、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁の１次ポートと２次ポートとの接続を解除することで示した。ここで、上記の一定期間とは、出力応答が優先キューであるキュー１１０₁に伝達され、次の出力要求が可能となるまでに要する時間をいう。図１３に示す状態では、図１２に示す状態で開始された、送信パケットデータ信号Ｐ１−１（２）の送信が送信部３７１によって継続されているため、送信パケットデータ信号Ｐ１−１（２）が増加している様子が送信状況図に示されている。

重み付け公平制御スケジューラ１２１₁がキュー１１０₁に出力応答を出力した以降、キュー１１０₁が次の出力要求を重み付け公平制御スケジューラ１２１₁に出力要求するまでのパケット通信品質制御装置３０１の動作は、図９および図１０を用いて行った説明と同様であるため、その説明を省略する。

図１４は、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁がキュー１１０₁に出力応答を出力した後のパケット通信品質制御装置３０１の動作を説明するための図である。図１４に示す状態では、キュー１１０₁に出力応答が入力された後に、この出力応答に対応するパケット情報Ｐ１−１（２）の記憶が消去されている。
重み付け公平制御スケジューラ１２１₁は、データ規模トークン量以上の選択基準トークン量の選択基準トークンが追加されたので、次の出力要求およびパケット情報をラウンド・ロビンにより選択し、選択した、キュー１１０₁からの出力要求およびパケット情報Ｐ１−２（２）を優先制御スケジューラ１２１₂に出力する。

優先制御スケジューラ１２１₂は、処理部用キュー３５１を介した高優先のキュー１１０₄からの入力がないため、低優先の重み付け公平制御スケジューラ１２１₁からの出力要求およびパケット情報Ｐ１−２（２）を選択し、シェーパ１２１₃に出力する。図１４に示す状態では、シェーパ１２１₃にはパケット情報Ｐ１−２（２）にかかるデータ規模トークン量（２単位〉以上の量の選択基準トークンが供給されていないため（１単位）、シェーパ１２１₃から送信部３７１に出力要求およびパケット情報Ｐ１−２（２）は、出力されない。

図１４に示す状態では、図１３に示す状態で継続されていた、送信パケットデータ信号Ｐ１−１（２）の送信が終了し、次の送信パケットデータ信号Ｐ１−２（２）の送信が行われていないため、「現在」と送信パケットデータ信号Ｐ１−２（２）の終了時刻との間に信号が存在していない様子が送信状況図に示されている。
優先制御スケジューラ１２１₂からシェーパ１２１₃に出力要求およびパケット情報Ｐ１−２（２）を出力した後、キュー１１０₁のパケット情報Ｐ１−２（２）が消去されるまでのパケット通信品質制御装置３０１の動作は、図１１を用いて行った説明と同様であるため、その説明を省略する。

図１５は、キュー１１０₁のパケット情報Ｐ１−２（２）が消去され、送信パケットデータ信号Ｐ１−２（２）の送信が送信部３７１によって完了した後のパケット通信品質制御装置３０１の動作を説明するための図である。
重み付け公平制御スケジューラ１２１₁は、ラウンドロビンで、次の出力要求およびパケット情報を選択しようとするが、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁に接続されたキューのうち、パケット情報が記憶されているキューは、キュー１１０₂のみであるため、キュー１１０₂からの出力要求およびパケット情報を選択しようとする。

重み付け公平制御スケジューラ１２１₁のキュー１１０₂が接続された１次ポートには、出力要求およびパケット情報を選択するために十分な量の選択基準トークンが供給されているため、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁は、キュー１１０₂からの出力要求およびパケット情報Ｐ２−１（４）を選択し、優先制御スケジューラ１２１₂に出力する。

優先制御スケジューラ１２１₂は、処理部用キュー３５１を介した高優先のキュー１１０₄からの入力がないため、低優先の重み付け公平制御スケジューラ１２１₁からの出力要求およびパケット情報Ｐ２−１（４）を選択し、シェーパ１２１₃に出力する。図１５に示す状態では、シェーパ１２１₃にはパケット情報Ｐ２−１（４）にかかるデータ規模トークン量（４単位）以上の量の選択基準トークンが供給されていないため（１単位）、シェーパ１２１₃から送信部３７１に出力要求およびパケット情報Ｐ２−１（４）は、出力されない。

図１５に示す状態では、送信パケットデータ信号Ｐ１−２（２）の送信が送信部３７１によって完了し、次の送信パケットデータ信号Ｐ２−１（４）の送信を待っている状態であるため、「現在」と送信パケットデータ信号Ｐ１−２（２）の終了時刻との間に信号が存在していない様子が送信状況図に示されている。
優先制御スケジューラ１２１₂からシェーパ１２１₃に出力要求およびパケット情報Ｐ１−２（２）を出力した後、キュー１１０₂のパケット情報Ｐ２−１（４）が消去されるまでのパケット通信品質制御装置３０１の動作は、図１１を用いて行った説明と同様であるため、その説明を省略する。

図１６は、キュー１１０₂のパケット情報Ｐ２−１（４）が消去され、送信パケットデータ信号Ｐ２−１（４）の送信が送信部３７１によって完了した後のパケット通信品質制御装置３０１の動作を説明するための図である。
重み付け公平制御スケジューラ１２１₁は、ラウンドロビンで、次の出力要求およびパケット情報を選択しようとするが、重み付け公平制御スケジューラ１２１₁に接続されたキューのうち、パケット情報が記憶されているキューは、キュー１１０₂のみであるため、キュー１１０₂からの出力要求およびパケット情報を選択しようとする。

重み付け公平制御スケジューラ１２１₁は、出力要求およびパケット情報を選択するために十分な量の選択基準トークン（２単位）が供給されるのを待ち、供給されたとき、キュー１１０₂からの出力要求およびパケット情報Ｐ２−２（２）を選択し、優先制御スケジューラ１２１₂に出力する。

優先制御スケジューラ１２１₂は、処理部用キュー３５１を介した高優先のキュー１１０₄からの入力がないため、低優先の重み付け公平制御スケジューラ１２１₁からの出力要求およびパケット情報Ｐ２−２（２）を選択し、シェーパ１２１₃に出力する。図１６に示す状態では、シェーパ１２１₃にはパケット情報Ｐ２−２（２）にかかるデータ規模トークン量（２単位）以上の量の選択基準トークンが供給されていないため（１単位）、シェーパ１２１₃から送信部３７１に出力要求およびパケット情報Ｐ２−１（４）は、出力されない。

図１５に示す状態では、送信パケットデータ信号Ｐ２−１（４）の送信が送信部３７１によって完了し、次の送信パケットデータ信号Ｐ２−２（２）の送信を待っている状態であるため、「現在」と送信パケットデータ信号Ｐ２−１（４）の終了時刻との間に信号が存在していない様子が送信状況図に示されている。
優先制御スケジューラ１２１₂からシェーパ１２１₃に出力要求およびパケット情報Ｐ２−２（２）を出力した後、キュー１１０₂のパケット情報Ｐ２−２（２）が消去されるまでのパケット通信品質制御装置３０１の動作は、図１１を用いて行った説明と同様であるため、その説明を省略する。

すべてのキュー１１０₁〜１１０₄に記憶されたパケット情報が消去され、すべてのパケットデータの送信が完了した状態を図１７に示した。すべてのすべてのキュー１１０₁〜１１０₄に記憶されたパケット情報にとよって特定されるパケットデータは送信されているため、送信状況図には、すべての送信パケットデータ信号Ｐ４−１（４）、Ｐ４−２（４）、Ｐ１−１（２）、Ｐ１−２（２）、Ｐ２−１（４）、Ｐ２−２（２）が表示され、「現在」と送信パケットデータ信号Ｐ２−２（２）の終了時刻との間に信号が存在していない。

以上のように構成することによって、パケット処理部の性能によって帯域が制限される場合に、装置の利用方法や状況に応じて、パケット処理部で処理されるパケットの優先制御方法を変えることができる。さらに、パケット処理部を通過した後のパケットの優先制御方法を変えることができる。さらに、複数のパケット処理部を並列化することや、異なるパケット処理の組み合わせを設定できる。

以上説明したように、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット処理装置は、ＱｏＳ制御を実現を実現するためのキュー、パケット処理部および制御部間で、パケット情報を介して通信パケットの情報を受け渡すようにしたため、通信パケットの書き込みおよび読み出しを、入力の際および出力の際に限定することができ、従来の通信制御を行う装置よりも通信制御に要する処理量を削減し、もって、通信速度の向上および回路規模の縮小に資することができる。また、経路切替部が、いずれか１つ以上の前段キュー、パケット処理部と後段キューとからなる構成部のいずれか１つ以上、いずれか１つ以上の制御部、および、送信部を切替可能に接続するため、従来の装置よりも、通信制御の調整または変更の自由度を拡大することが可能である。

なお、上記では、送信部が１つの場合について説明したが、送信部を複数にし、ユニキャストのみならずマルチキャスト等を可能にするのでもよい。これにより、通信制御の調整または変更の自由度を拡大することができる。

本発明にかかるパケット処理装置は、従来の通信制御を行う装置よりも通信制御に要する処理量を削減し、もって、通信速度の向上および回路規模の縮小に資することができるという効果が有用なネットワーク上の中継器やスイッチ等の用途にも適用できる。

本発明の第１の実施の形態にかかるパケット処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるパケット処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるパケット処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるパケット処理装置の具体例であるパケット通信制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるパケット通信制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（優先制御スケジューラからシェーパに出力要求およびパケットデータが出力されたタイミング以降）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（送信部からシェーパに出力応答が出力されたタイミング以降）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（シェーパから優先制御スケジューラに出力応答が出力されたタイミング以降）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（パケット処理部からキューに出力応答が出力されたタイミング以降）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（キュー１１０₄がパケット情報Ｐ４−２（４）の記憶を消去した後）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（優先制御スケジューラが重み付け公平制御スケジューラに出力応答を出力した後）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（重み付け公平制御スケジューラがキュー１１０₁に出力応答を出力した後）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（パケット処理部からキュー１１０₁に出力応答が出力されたタイミング以降）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（キュー１１０₁のパケット情報Ｐ１−２（２）が消去され、送信パケットデータ信号Ｐ１−２（２）の送信が送信部によって完了した後）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（キュー１１０₂のパケット情報Ｐ２−１（４）が消去され、送信パケットデータ信号Ｐ２−１（４）の送信が送信部１４０によって完了した後）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（キュー１１０₂のパケット情報Ｐ２−２（２）が消去された後）での状態を示す説明図である。 動作中のパケット通信品質制御装置の所定タイミング（すべてのキュー１１０₁〜１１０₄に記憶されたパケット情報が消去され、すべてのパケットデータの送信が完了した状態）での状態を示す説明図である。

符号の説明

１００，２００，３００…パケット処理装置、３０１…パケット通信品質制御装置、１１０，１１０₁，１１０₂，１１０₃〜１１０_Nb，１１１₁〜１１１₄…キュー、１２０，１２０₁〜１２０_Ne…制御部、１２１₁…重み付け公平制御スケジューラ、１２１₂…優先制御スケジューラ、１２１₃…シェーパ、１３０₁〜１３０_Nq，１３１…パケット処理部、１４０…記憶部、３５０₁〜３５０_Nq，３５１…処理部用キュー、３６０…経路切替部、３７０₁〜３７０_Nt，３７１…送信部、３８０…ＣＰＵ、３９１…前処理部、３９２…クラシファイア、Ｐ１−１（２），Ｐ１−２（２），Ｐ２−１（４），Ｐ２−２（２），Ｐ４−１（４），Ｐ４−２（４）…パケット情報。

Claims (2)

1. 入力された通信パケットに対して所定の処理を行うパケット処理装置において、
   入力された通信パケットを示すパケットデータを記憶する記憶部と、
   前記記憶部のパケットデータに関する情報であるパケット長および当該パケットデータの記憶領域を示すポインタおよびパケット処理を行うか否かを示す処理フラグを含むパケット情報を順次記憶して制御部へ出力する複数のキューと、
   前記各キューから出力されたパケット情報を選択してパケット処理部に出力する優先制御を行うスケジューラである前記制御部と、
   前記制御部から入力されたパケット情報で特定される前記記憶部のパケットデータに対して前記入力されたパケット情報中の前記処理フラグのパケット処理を行うか否かの指定に基づいて所定の処理を行い、前記記憶部内の元のパケットデータを処理後のパケットデータで更新し前記入力されたパケット情報中の前記処理フラグを処理が終わったことを示すフラグに変えてパケット情報として出力する前記パケット処理部と
   を備えることを特徴とするパケット処理装置。
2. 請求項１に記載のパケット処理装置において、
   送信部として、経路切替部に収容された複数の送信部を備え、
   前記送信部は、入力されたパケット情報で特定される前記同一パケットデータを前記記
   憶部から読み出し、その同一パケットデータに基づき通信パケットを生成してそれぞれ個
   別の宛先へマルチキャスト送信することを特徴とするパケット処理装置。
   

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