JP4881887B2 - トラフィックシェーピング機能および装置 - Google Patents
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Description
リアルタイム性が求められるトラフィックに対して廃棄/遅延を極力少なくしつつ、フロー(チャネル)毎に決められた帯域でトラフィックのバースト性を抑えるためのトラフィックシェーピングを実施すること。また、Internetトラフィック(低優先)に対してユーザ間帯域の中立性を確保(最低帯域保証、もしくは、重み均等帯域分配)すること。
拠点毎にトラフィックシェーピングを行ないつつ、リアルタイム性が求められるトラフィックに対して、廃棄/遅延を極力少なくしつつ、バースト性を抑えるためのトラフィックシェーピングを実施すること。各拠点に対するシェーピング帯域からリアルタイムトラフィックの使用帯域をさし引いた残り帯域をInternetトラフィック(低優先)が利用して通信を行なうこと。
ここでmin{ ; }は{ }内の;で区切られた値のうちの最低値を値として返す処理を意味している。余剰帯域を分配した結果が、ユーザに設定されたPFRよりも大きい場合にはAFRとしてPFRの値を返すことで、AFRがPFRの値を超過する事を防ぐ。また、上記に示すMFRの総和やWeightの総和は通信を行なっているユーザから計算する。前記処理により、無通信ユーザのMFRは未使用の帯域として他ユーザに分配することが可能となる。なお、各ユーザのMFRを保証する為、全ユーザのMFRの総和は回線帯域の値以下、各グループの配下に属するユーザのMFRの総和はグループ帯域の値以下になるように設定を行なう。回線帯域=1Gbpsなのに全ユーザのMFRの総和が1Gbpsを超えてしまったり、グループ帯域=500Mbpsなのに当該グループ配下のユーザのMFRの総和が500Mbpsを超えてしまったりすると、各ユーザの最低帯域を保証する事が不可能となる。
パケット受信時の送信予定時刻の更新処理フローを図7に示す。受信ユーザのパケットバッファーにパケットが溜まっている(ステップ701のno)場合、もしくは、パケットバッファーにパケットが溜まっていない(ステップ701のyes)、かつ、送信予定時刻が“未来”または“現在”である(ステップ702のno)の場合には、送信予定時刻を更新せずに値をそのまま保持する(ステップ704)。また、パケットバッファーにパケットが溜まっておらず(ステップ701のyes)、さらに送信予定時刻が“過去”である(ステップ702のyes)の場合には、送信予定時刻を“現在”に更新して新しい送信予定時刻を保持する(ステップ703)。パケットが存在しない状態での“過去”の送信予定時刻は意味がなく、パケット受信時に現在に戻す必要がある。なお、ここで“未来”/“現在”/“過去”という言葉の概念について説明すると、“過去”とは送信予定時刻を経過して早く送信すべき状態、“現在”とはちょうど今が送信予定時刻である状態、“未来”とは送信予定時刻にまだ達してない状態であることを指している。なお、AOTIMEおよびPOTIMEの更新処理については共通動作を行なう。
パケット送信時の送信予定時刻の更新処理フローを図8に示す。送信予定時刻の更新の際に必要となる送信パケット長(FBYTE)情報を送信ユーザ情報抽出部608から受信して、当該ユーザのAOTIME/POTIME更新を以下の式で行なう。なお、AFR、PFRは当該ブロック内に格納されているユーザ毎の利用可能帯域と最大帯域のことである。なお、今後の各数式において、下つき文字で記載されたパラメータについては、下つき文字newで記載されているものはパケット送信による更新後の値、下つき文字oldで記載されているものはパケット送信前の更新前の値を示している。
POTIMEnew = POTIMEold + PFR x FBYTE
SAQ方式およびLLPQ方式の2つによるユーザ送信時刻処理部602の送信予定時刻の更新処理フローを図8に示す。SAQ方式の場合(ステップ801でSAQ方式の場合)には一つのパケット送信によって一つのユーザキューの送信予定時刻を再計算する(ステップ805)だけであるが、LLPQ方式(ステップ801でLLPQ方式の場合)で高優先クラスのトラフィックを送信した場合(ステップ802のyes)、送信ユーザ情報抽出部608から当該ユーザの高優先・低優先クラスのユーザ送信時刻処理部602にそれぞれに対して更新命令が与えられて、高優先・低優先クラスの送信予定時刻が更新する(ステップ803)。なお、LLPQ方式で低優先クラスのトラフィックを送信した場合(ステップ802のno)は低優先クラスの送信予定時刻のみを更新する(ステップ804)。
受信時の更新動作については、前記の“パケット受信時のAOTIME/POTIME更新動作”と同様。但し、送信カウンターは純粋なカウンターであって時間の概念は存在しない。“未来”/“現在”/“過去”を以下のように置き換える。全ユーザの中で有効なカウンターのうちの最小値が“現在”、 有効なカウンターのうちの最小値よりも値が大きい場合を“未来”、有効なカウンターでないものを“過去”とする。
送信予定時刻の更新の際に必要となる送信パケット長(FBYTE)情報を送信ユーザ情報抽出部608から受信して、当該ユーザのCNTIME更新を以下の式で行なう。なお、Weightは当該ブロック内に格納されているユーザ毎の重みである。
スケジューリング制御部603は、利用可能帯域スケジューリング方式もしくはWFQ型スケジューリング方式において、どのユーザを真っ先に送信すべきかどうかをスケジューリングする機能を有する。
優先制御処理部606は、グループ毎に算出された送信候補者のうちにどのグループに属する当該ユーザのトラフィックを選出するべきかを優先処理判定を行なう機能を有し、図1〜3における優先制御処理106、図4における優先制御処理407の役割を担う。
送信ユーザ情報抽出部608は、各ユーザの送信トラフィックのパケット長を管理する機能と、パケット送信時に送信予定時刻を更新する際に必要となる送信リクエスト・送信ユーザ番号・送信パケット長の情報をユーザ送信時刻処理部602グループ最大帯域制御部605・回線最大帯域制御部607に展開する機能を有する。
Claims (5)
- トラフィックシェーピング機能を有するパケット中継装置であって、
受信したパケットのヘッダ情報に基づいて決定されるユーザおよび前記ユーザの集合体であるグループ単位にトラフィックを分類する振り分け処理部と、
前記振り分け処理部によって分類された前記ユーザ単位に設定された最大帯域および最低帯域および重み情報から、各ユーザの利用可能帯域を計算する計算部と、
前記計算部によって計算された前記ユーザの前記利用可能帯域に基づいて算出される送信予定時刻を更新し、前記更新した送信予定時刻により、いずれのユーザに振り分けられたパケットを送信すべきかを判断するスケジューリング制御部と、
前記スケジューリング制御部によってパケットを送信すべきと判断されたユーザについて、当該ユーザの前記最大帯域に基づいて算出される送信予定時刻を更新し、前記更新した送信予定時刻により、前記ユーザ毎に最大帯域でシェーピングするシェーピング部と、
前記シェーピング部によってシェーピングされたユーザの集合体であるグループの優先度に応じて、各グループのパケットの送信を完全優先制御する優先制御処理部とを有することを特徴とするパケット中継装置。 - トラフィックシェーピング機能を有するパケット中継装置であって、
受信したパケットのヘッダ情報に基づいて決定されるユーザおよび前記ユーザが利用するトラフィック種別であるクラス単位にトラフィックを分類する振り分け処理部と、
前記振り分け処理部によって分類された前記ユーザ単位および前記ユーザの高優先クラス単位のそれぞれに設定された最大帯域および最低帯域および重み情報から、各ユーザおよび各ユーザの高優先クラスのそれぞれに対する利用可能帯域を計算する計算部と、
前記計算部によって計算された前記ユーザの高優先クラスに対する前記利用可能帯域に基づいて算出される送信予定時刻を更新し、前記更新した送信予定時刻により、いずれのユーザに振り分けられた高優先クラスのパケットを送信すべきかを判断する第1のスケジューリング制御部と、
前記計算部によって計算された前記ユーザに対する前記利用可能帯域に基づいて算出される送信予定時刻を更新し、前記更新した当該送信予定時刻により、いずれのユーザに振り分けられた非高優先クラスのパケットを送信すべきかを判断する第2のスケジューリング制御部と、
前記第1および第2のスケジューリング制御部によってパケットを送信すべきと判断されたそれぞれのユーザについて、当該ユーザの高優先クラスおよび当該ユーザのそれぞれの前記最大帯域に基づいて算出される送信予定時刻を更新し、前記更新した送信予定時刻により、前記ユーザの高優先クラスおよび前記ユーザのそれぞれ毎に最大帯域でシェーピングするシェーピング部と、
前記シェーピング部によってシェーピングされた前記ユーザの高優先クラスおよび前記ユーザのそれぞれについて、前記高優先クラスおよび前記非高優先クラスのそれぞれの集合体であり、受信したパケットのヘッダ情報に基づいて決定されるグループの優先度に応じて、各グループのパケットの送信を完全優先制御する優先制御処理部とを有することを特徴とするパケット中継装置。 - 請求項1または請求項2記載のパケット中継装置であって、
前記振り分け処理部によって分類された前記各ユーザに設定された重み情報と送信パケット長から送信カウンターを更新するカウンター更新部と、
前記カウンター更新部によって更新された前記各ユーザの送信カウンターによりWFQ型のスケジューリングを行なう第3のスケジューリング制御部とを有することを特徴とするパケット中継装置。 - 請求項1乃至請求項3記載のパケット中継装置であって、
前記優先制御処理部によって送信制御されたパケットについて、前記パケットを送信する回線に設定された最大帯域に基づいて算出される送信予定時刻を更新する更新部と、
前記更新部によって更新された送信予定時刻によって前記回線毎に最大帯域で帯域シェーピングする第2のシェーピング部を有することを特徴とするパケット中継装置。 - 請求項1乃至請求項4記載のパケット中継装置であって、
前記優先制御処理部は、グループ間の優先制御処理として、前記完全優先制御とWFQを組み合わせた処理を行なうことを特徴とするパケット中継装置。
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