JP5428203B2 - データ出力装置および通信装置ならびにスイッチ装置 - Google Patents
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Description
なお、本件に関連する文献公知技術としては、下記の特許文献1〜3に記載されたものがある。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成又は作用により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。
(1)出力回線への出力用データを入力され、前記出力用データを宛て先毎に保持するデータ保持部と、該データ保持部における前記宛て先毎の出力用データの保持状態について管理する保持状態管理部と、前記宛て先毎に与えられる保証帯域のもとでの、該データ保持部で保持された前記出力用データの前記出力回線への出力を前記宛て先毎に管理する保証帯域管理部と、前記保証帯域の合計に対して余剰する余剰帯域を用いて前記出力回線へ前記出力用データを出力する際において、前記宛て先毎に前記余剰帯域を均等に配分するように、該データ保持部で保持された前記出力用データの前記出力回線への出力を前記宛て先毎に管理する余剰帯域管理部と、該保証帯域管理部および該余剰帯域管理部からの各管理結果、ならびに、該保持状態管理部で管理する前記保持状態に基づいて、該データ保持部で保持するデータの前記出力回線への出力をスケジューリングするスケジューリング部と、をそなえた、データ出力装置を用いることができる。
〔A1〕対比例
余剰帯域を用いた通信を行なう場合において、各キューへの帯域の配分の手法としてはベストエフォート型の配分、即ち、先着順に使用許可されたキューから帯域使用するようになっていることが多い。図2は後述する第1実施形態の対比例としてのデータ出力装置を示す図である。
ここで、パケット転送処理は、例えば以下に示すようなパケット書き込み処理およびパケット読み出し処理を通じて行なわれる。
たとえば、スイッチ5(図1(b)参照)から、パケットデータ(宛て先のユーザ端末は♯kとする)が入力されると(図2のW1参照)、キュー管理制御部11の書き込み制御部11bにおいて、当該パケットデータに含まれている宛て先情報(♯k)を抽出する。
上述のごとくパケットバッファ11aに書き込まれたパケットデータを読み出すにあたり、スケジューリング部14においては、例えば次のような処理が行なわれる。即ち、スケジューリング部14においては、エンプティ情報管理部12を参照することにより、パケットバッファ11aにパケットデータが格納されているキューに関する情報を取得することができる。
上述のパケットデータの読み出し処理によって、保証残余帯域を用いた転送が行なわれる(Non-Skipモード)場合には、以下のように、帯域管理制御部13で管理する保証残余帯域の更新が行なわれる。
保証残余帯域(トークンバケット)を用いた転送(Non-Skipモード)が終わると、続いて余剰帯域を用いたパケット転送を行なう。例えば、転送先出力回線の物理的な帯域が10Gbpsのところに全キューの保証帯域の合計が7Gbpsとなるような場合、出力機会に3Gbps分の余裕、即ち、余剰帯域が生まれる。
そこで、本実施形態においては、図5に示すデータ出力装置20を提案する。図2のデータ出力装置10において、余剰帯域を使用したパケット転送の際にキュー間で不公平となる出力量は、余剰帯域をパケットバイパケットでスケジューリングすることに起因している。即ち、比較的長いパケットを出力したキューも短いパケットを出力したキューも、等しく順番にスケジューリングされるためである。
すなわち、第1加算部13bでは、周期更新処理として、全ての宛先に対応する保証残余帯域値に保証帯域値を一定時間τごとに加算する(図6のt11,t21,t31)。これにより、それぞれの周期更新処理後は、宛て先に保証残余帯域を用いたパケットデータの読み出しおよび転送が行なわれる(保証残余帯域使用モード、Non-Skipモード)。この場合においては、スケジューリング部22でのスケジューリングを通じて、各宛て先♯0〜♯2の保証残余帯域に基づき、対応する宛て先♯0〜♯2を有するパケットデータをラウンドロビン方式で転送している(図6のt11〜t12、t21〜t22)。
第1実施形態においては、第2加算部21bで加算する使用設定帯域としては、キュー毎に同等の値を加算するようになっているが、この使用設定帯域としてはキュー毎に異なる値となるようにしてもよい。
この場合においても、周期更新により一定時間τごとに保証残余帯域が更新される(図7のt11,t21,t31)。これにより、それぞれの周期更新処理後は、宛て先に保証残余帯域を用いたパケットデータの読み出しおよび転送が行なわれる(図7のt11〜t12、t21〜t22)。
上述の第1,第2実施形態においては、余剰帯域の全てをキューに対して均等又は比率で配分するようになっている。この他に、ユーザパケットとともに制御用のパケットについても余剰帯域を用いて一定量疎通させることが求められる系も想定できる。このような系においても、上述の制御用パケットの疎通を確保しながらも、余剰帯域についてのユーザパケットの配分を行なうことが求められる。
第2実施形態においては、図7に示すように、保証残余帯域を周期更新(t11、t21、t31)する周期τあたり、余剰帯域としては384バイトの区間(t12〜t21、t22〜t31)が存在している。第3実施形態においては、各キューにおける設定残余帯域を加算更新する際には、上述の保証残余帯域の周期更新と同等の周期で加算更新するようになっている。
(付記1)
出力回線への出力用データを入力され、前記出力用データを宛て先毎に保持するデータ保持部と、
該データ保持部における前記宛て先毎の出力用データの保持状態について管理する保持状態管理部と、
前記宛て先毎に与えられる保証帯域のもとでの、該データ保持部で保持された前記出力用データの前記出力回線への出力を前記宛て先毎に管理する保証帯域管理部と、
前記保証帯域の合計に対して余剰する余剰帯域を用いて前記出力回線へ前記出力用データを出力する際において、該データ保持部で保持された前記出力用データの前記出力回線への出力を前記宛て先毎に管理する余剰帯域管理部と、
該保証帯域管理部および該余剰帯域管理部からの各管理結果、ならびに、該保持状態管理部で管理する前記保持状態に基づいて、該データ保持部で保持するデータの前記出力回線への出力をスケジューリングするスケジューリング部と、をそなえたことを特徴とする、データ出力装置。
該保証帯域管理部は、前記宛て先毎に与えられる保証帯域に対して対応する宛て先を有する出力用データの前記出力回線への出力帯域の残余分を、保証残余帯域としてそれぞれ管理するとともに、
該余剰帯域管理部は、前記余剰帯域を用いて前記出力回線へ前記出力用データを出力する際において、前記宛て先毎に設定される使用設定帯域に対して、対応する宛て先を有する出力用データの前記出力回線への出力帯域を余剰出力帯域としてそれぞれ管理することを特徴とする、付記1記載のデータ出力装置。
該スケジューリング部は、該保証帯域管理部における管理の結果、前記保証残余帯域を有している宛て先が存在する場合において、該保持状態管理部での前記保持状態の管理の結果、当該宛て先を有する出力用データが該データ保持部で保持されている場合には、当該宛て先を有する出力用データを優先的に前記出力回線へ出力すべくスケジューリングすることを特徴とする、付記2記載のデータ出力装置。
該スケジューリング部は、該保証帯域管理部における前記保証残余帯域の管理の結果、前記保証残余帯域を有している宛て先が存在せず、該余剰帯域管理部における前記余剰出力帯域の管理の結果、前記余剰出力帯域が前記使用設定帯域の範囲内にある宛て先が存在する場合において、該保持状態管理部での前記保持状態の管理の結果、当該宛て先を有する出力用データが該データ保持部で保持されている場合には、当該宛て先を有する出力用データを前記出力回線へ出力すべくスケジューリングすることを特徴とする、付記2記載のデータ出力装置。
該スケジューリング部は、当該宛て先を有する出力用データとして、互いに異なる宛て先を有する複数の出力用データが該データ保持部で保持されている場合には、順次、該複数の出力用データを前記出力回線へ出力すべくスケジューリングすることを特徴とする、付記3又は4記載のデータ出力装置。
該保証帯域管理部は、
前記保証残余帯域の値を前記宛て先毎に記憶する第1記憶部と、
前記宛て先毎に保証する単位時間あたりの保証帯域の値を、該第1記憶部で記憶する、対応する前記宛て先の前記保証残余帯域の値に加算することにより、前記保証残余帯域の値を更新する第1加算部と、
該データ保持部から前記出力回線に出力されたデータの前記宛て先ごとの帯域値を、該第1記憶部で記憶する対応する前記宛て先の前記保証残余帯域の値から減算することにより、前記保証残余帯域の値を更新する第1減算部と、をそなえたことを特徴とする、付記2記載のデータ出力装置。
該余剰帯域管理部は、
前記使用設定帯域に対する前記余剰出力帯域の差分値を、設定残余帯域値として前記宛て先毎に記憶する第2記憶部と、
前記宛て先毎に設定する前記使用設定帯域の値を、該第2記憶部で記憶する対応する宛て先の前記設定残余帯域値に、それぞれ加算する第2加算部と、
前記保証帯域の合計に対して余剰する帯域を用いて前記出力回線へ前記出力用データを出力する際において、前記余剰出力帯域の値を、該第2記憶部で記憶する、対応する前記宛て先の前記設定残余帯域値から、それぞれ減算する第2減算部と、をそなえ、
該余剰帯域管理部は、前記余剰出力帯域を、前記使用設定帯域との差分値である前記設定残余帯域値として管理することを特徴とする、付記2記載のデータ出力装置。
該第2加算部は、該第2記憶部で記憶する全ての宛て先における前記設定残余帯域の値が0以下となった場合に、前記加算を行なうことを特徴とする、付記7記載のデータ出力装置。
該第2加算部は、前記宛て先毎の前記設定残余帯域の値に加算する前記使用設定帯域の値として単位時間当たり帯域の値を周期的に加算することを特徴とする、付記7記載のデータ出力装置。
前記宛て先毎に設定される使用設定帯域の値は、共通の帯域値であることを特徴とする、付記2記載のデータ出力装置。
前記宛て先毎に設定される使用設定帯域の値は、所定比率を有することを特徴とする、付記2記載のデータ出力装置。
該データはパケットデータであることを特徴とする、付記1〜11のいずれか1項記載のデータ出力装置。
付記1〜12のいずれか1項記載のデータ出力装置がそなえられた通信装置。
パケットネットワークに接続される通信装置を複数そなえるとともに、
該複数の通信装置間に接続されるレイヤ2スイッチをそなえ、
該複数の通信装置の少なくとも1つの通信装置は、
前記収容するパケットネットワークをなす出力回線への出力用データを該レイヤ2スイッチから入力され、前記出力用データを宛て先毎に保持するデータ保持部と、
該データ保持部における前記宛て先毎の出力用データの保持状態について管理する保持状態管理部と、
前記宛て先毎に与えられる保証帯域のもとでの、該データ保持部で保持された前記出力用データの前記出力回線への出力を前記宛て先毎に管理する保証帯域管理部と、
前記保証帯域の合計に対して余剰する余剰帯域を用いて前記出力回線へ前記出力用データを出力する際において、該データ保持部で保持された前記出力用データの前記出力回線への出力を前記宛て先毎に管理する余剰帯域管理部と、
該保証帯域管理部および該余剰帯域管理部からの各管理結果、ならびに、該保持状態管理部で管理する前記保持状態に基づいて、該データ保持部で保持するデータの前記出力回線への出力をスケジューリングするスケジューリング部と、をそなえたデータ出力装置を有することを特徴とする、スイッチ装置。
2 架体
3 カード(通信装置)
4 CPU盤
5 スイッチ
10,20 データ出力装置
11 キュー管理制御部
11a パケットバッファ
11b 書き込み制御部
11c 読み出し制御部
12 エンプティ情報管理部
13 帯域管理制御部
13a 第1記憶部
13b 第1加算部
13c 第1減算部
14,22 スケジューリング部
15 設定レジスタ
21 余剰帯域管理部
21a 第2記憶部
21b 第2加算部
21c 第2減算部
Claims (8)
- 出力回線への出力用データを入力され、前記出力用データを宛て先毎に保持するデータ保持部と、
該データ保持部における前記宛て先毎の出力用データの保持状態について管理する保持状態管理部と、
前記宛て先毎に与えられる保証帯域のもとでの、該データ保持部で保持された前記出力用データの前記出力回線への出力を前記宛て先毎に管理する保証帯域管理部と、
前記保証帯域の合計に対して余剰する余剰帯域を用いて前記出力回線へ前記出力用データを出力する際において、前記宛て先毎に前記余剰帯域を均等に配分するように、該データ保持部で保持された前記出力用データの前記出力回線への出力を前記宛て先毎に管理する余剰帯域管理部と、
該保証帯域管理部および該余剰帯域管理部からの各管理結果、ならびに、該保持状態管理部で管理する前記保持状態に基づいて、該データ保持部で保持するデータの前記出力回線への出力をスケジューリングするスケジューリング部と、をそなえたことを特徴とする、データ出力装置。 - 該保証帯域管理部は、前記宛て先毎に与えられる保証帯域に対して対応する宛て先を有する出力用データの前記出力回線への出力帯域の残余分を、保証残余帯域としてそれぞれ管理するとともに、
該余剰帯域管理部は、前記余剰帯域を用いて前記出力回線へ前記出力用データを出力する際において、前記宛て先毎に設定される使用設定帯域に対して、対応する宛て先を有する出力用データの前記出力回線への出力帯域を余剰出力帯域としてそれぞれ管理することを特徴とする、請求項1記載のデータ出力装置。 - 該スケジューリング部は、該保証帯域管理部における管理の結果、前記保証残余帯域を有している宛て先が存在する場合において、該保持状態管理部での前記保持状態の管理の結果、当該宛て先を有する出力用データが該データ保持部で保持されている場合には、当該宛て先を有する出力用データを優先的に前記出力回線へ出力すべくスケジューリングすることを特徴とする、請求項2記載のデータ出力装置。
- 該スケジューリング部は、該保証帯域管理部における前記保証残余帯域の管理の結果、前記保証残余帯域を有している宛て先が存在せず、該余剰帯域管理部における前記余剰出力帯域の管理の結果、前記余剰出力帯域が前記使用設定帯域の範囲内にある宛て先が存在する場合において、該保持状態管理部での前記保持状態の管理の結果、当該宛て先を有する出力用データが該データ保持部で保持されている場合には、当該宛て先を有する出力用データを前記出力回線へ出力すべくスケジューリングすることを特徴とする、請求項2記載のデータ出力装置。
- 該保証帯域管理部は、
前記保証残余帯域の値を前記宛て先毎に記憶する第1記憶部と、
前記宛て先毎に保証する単位時間あたりの保証帯域の値を、該第1記憶部で記憶する、対応する前記宛て先の前記保証残余帯域の値に加算することにより、前記保証残余帯域の値を更新する第1加算部と、
該データ保持部から前記出力回線に出力されたデータの前記宛て先ごとの帯域値を、該第1記憶部で記憶する対応する前記宛て先の前記保証残余帯域の値から減算することにより、前記保証残余帯域の値を更新する第1減算部と、をそなえたことを特徴とする、請求項2記載のデータ出力装置。 - 該余剰帯域管理部は、
前記使用設定帯域に対する前記余剰出力帯域の差分値を、設定残余帯域値として前記宛
て先毎に記憶する第2記憶部と、
前記宛て先毎に設定する前記使用設定帯域の値を、該第2記憶部で記憶する対応する宛て先の前記設定残余帯域値に、それぞれ加算する第2加算部と、
前記保証帯域の合計に対して余剰する帯域を用いて前記出力回線へ前記出力用データを出力する際において、前記余剰出力帯域の値を、該第2記憶部で記憶する、対応する前記宛て先の前記設定残余帯域値から、それぞれ減算する第2減算部と、をそなえ、
該余剰帯域管理部は、前記余剰出力帯域を、前記使用設定帯域との差分値である前記設定残余帯域値として管理することを特徴とする、請求項2記載のデータ出力装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項記載のデータ出力装置がそなえられた通信装置。
- パケットネットワークに接続される通信装置を複数そなえるとともに、
該複数の通信装置間に接続されるレイヤ2スイッチをそなえ、
該複数の通信装置の少なくとも1つの通信装置は、
前記収容するパケットネットワークをなす出力回線への出力用データを該レイヤ2スイッチから入力され、前記出力用データを宛て先毎に保持するデータ保持部と、
該データ保持部における前記宛て先毎の出力用データの保持状態について管理する保持状態管理部と、
前記宛て先毎に与えられる保証帯域のもとでの、該データ保持部で保持された前記出力用データの前記出力回線への出力を前記宛て先毎に管理する保証帯域管理部と、
前記保証帯域の合計に対して余剰する余剰帯域を用いて前記出力回線へ前記出力用データを出力する際において、前記宛て先毎に前記余剰帯域を均等に配分するように、該データ保持部で保持された前記出力用データの前記出力回線への出力を前記宛て先毎に管理する余剰帯域管理部と、
該保証帯域管理部および該余剰帯域管理部からの各管理結果、ならびに、該保持状態管理部で管理する前記保持状態に基づいて、該データ保持部で保持するデータの前記出力回線への出力をスケジューリングするスケジューリング部と、をそなえたデータ出力装置を有することを特徴とする、スイッチ装置。
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