JP5611171B2

JP5611171B2 - Packet processing method and packet processing apparatus

Info

Publication number: JP5611171B2
Application number: JP2011240829A
Authority: JP
Inventors: 孝紀柳沼; 平尾　努; 努平尾; 野末　大樹; 大樹野末
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: JP2013098815A

Description

本発明は、パケット処理装置におけるパケット処理方法に係り、特に、低トラフィックのフローに対するパケット破棄を減らしつつ、ネットワークの輻輳回避を行う技術に関する。 The present invention relates to a packet processing method in a packet processing apparatus, and more particularly to a technique for avoiding network congestion while reducing packet discard for low traffic flows.

近年、インターネットを用いた通信サービスの高度化とユーザの増加に伴い、ネットワークトラフィック量が増加し続けている。そのため、トラフィックが集中する箇所では輻輳が発生する可能性が高まり、エンドユーザに多大な影響を及ぼすことが懸念される。このような問題を解決するために、通信装置の多くはパケット処理性能の向上対策や輻輳制御機能を実装する等の対策を施している。 In recent years, with the advancement of communication services using the Internet and the increase in users, the amount of network traffic continues to increase. For this reason, there is a concern that congestion is likely to occur at a location where traffic is concentrated, and the end user is greatly affected. In order to solve such a problem, many communication devices take measures such as measures for improving packet processing performance and implementing a congestion control function.

前者の例として、特許文献１には、複数のハードウェアでパケット処理を並列化する方式が開示されている。この方式では、パケット振分け部がすべてのパケットを一旦受信し、受信したパケットを複数のパケット処理部に振り分けることでパケット処理を並列化する。 As an example of the former, Patent Document 1 discloses a method of parallelizing packet processing with a plurality of hardware. In this method, the packet distribution unit receives all packets once, and distributes the received packets to a plurality of packet processing units to parallelize packet processing.

後者の例としては、パケット破棄による輻輳制御方式があり、中でも最も簡易的なものはTail Drop方式である。このTail Drop方式では、受信したパケットを到着順にキューに蓄積し、このキューが満杯になっているときに到着して溢れたパケットをすべて破棄するものである。しかし、この方式ではパケット破棄が連続的に行われることが多いため、パケットの再送が頻発してパケット間の衝突が起こったときに、ネットワークのスループットが低下するという問題がある。 As an example of the latter, there is a congestion control method by packet discard, and the simplest one is the tail drop method. In this tail drop method, received packets are accumulated in a queue in the order of arrival, and all packets that arrive and overflow when this queue is full are discarded. However, in this method, since packet discarding is often performed continuously, there is a problem in that network throughput decreases when packet retransmission occurs frequently and collisions occur between packets.

このTail Drop方式におけるパケットの連続的な破棄を緩和するものとして、非特許文献１には、アクティブキュー管理方式が提案されている。その代表的な方式であるＲＥＤ（Random Early Detection）アルゴリズムにおいては、キュー溢れによる連続的なパケット破棄を抑止するために、キューに格納されているパケット数が所定の閾値を超えると、パケットを統計的（確率的）に破棄することで、キューが溢れないようにする。これにより、Tail Drop方式よりも高いスループットを得ることができる。 Non-Patent Document 1 proposes an active queue management method as a means of reducing continuous discard of packets in the tail drop method. In the RED (Random Early Detection) algorithm, which is a typical method, when the number of packets stored in the queue exceeds a predetermined threshold, the packet is statistically analyzed in order to suppress continuous packet discard due to queue overflow. By discarding the target (probabilistically), the queue is prevented from overflowing. Thereby, a higher throughput than the tail drop method can be obtained.

特開２０１０−１６１５４６号公報JP 2010-161546 A

IETF RFC2309: Recommendations on Queue Management and Congestion Avoidance in the Internet, April 1998.IETF RFC2309: Recommendations on Queue Management and Congestion Avoidance in the Internet, April 1998.

前記のようなパケット処理の並列化とＲＥＤアルゴリズムとを組み合わせて、パケット振分け部が各パケット処理部の処理待ちキューにパケットを振り分けるときにＲＥＤアルゴリズムを適用することにより、パケット処理性能の向上を図りつつパケットの連続的な破棄に伴うスループットの低下を防ぐことが可能である。 By combining the parallelization of packet processing and the RED algorithm as described above, the packet distribution unit applies the RED algorithm when distributing packets to the processing queue of each packet processing unit, thereby improving packet processing performance. However, it is possible to prevent a decrease in throughput due to continuous discarding of packets.

しかし、一つのパケット処理部には複数のフローが割り当てられるのが一般的である。そのため、帯域使用率の高いフローと帯域使用率の低いフローとが同じパケット処理部に割り当てられた場合、ＲＥＤアルゴリズムによるキュー管理のみでは、帯域使用率の低いフローのパケットであっても同じ確率で破棄されることになる。つまり、自身のフローの帯域使用率が低いのにも関わらず、帯域使用率の高いフローの影響によってパケット破棄が発生してしまうという問題がある。これは、ベストエフォート型ネットワークサービスにとって好ましくない。 However, a plurality of flows are generally assigned to one packet processing unit. Therefore, if a flow with a high bandwidth usage rate and a flow with a low bandwidth usage rate are assigned to the same packet processing unit, even with a queue management based on the RED algorithm, even a packet with a low bandwidth usage rate has the same probability. It will be destroyed. That is, there is a problem that packet discarding occurs due to the influence of a flow with a high bandwidth usage rate even though the bandwidth usage rate of its own flow is low. This is undesirable for best effort network services.

本発明は、前記のような問題に鑑みてなされたものであり、パケット処理の並列化によるパケット処理性能の向上を図りつつ、帯域使用率の低いフローにおけるパケット破棄を減らすことが可能なパケット処理方法及びパケット処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and packet processing capable of reducing packet discard in a flow with a low bandwidth utilization rate while improving packet processing performance by parallelizing packet processing. It is an object to provide a method and a packet processing apparatus.

前記の目的を達成するために、本発明は、それぞれが処理待ちキューを有する複数のパケット処理部と、外部から受信したパケットをキューイングする受信キューと、この受信キューから取り出した受信パケットをいずれかの前記処理待ちキューに振り分けるパケット振分け部と、各処理待ちキューの状態を表すキュー管理情報、及び、各パケットが属するフローの振り分け先と処理待ちのパケット数とを含むフロー管理情報を保持する情報保持部とを備えるパケット処理装置において、前記パケット振分け部は、前記受信パケットのヘッダ情報から当該パケットが含まれるフローを特定して、前記フロー管理情報を参照して同じフローに属するすべてのパケット群を同じ処理待ちキューに振り分け、前記キュー管理情報を参照することにより、振り分け先の前記処理待ちキューにキューイングされているパケットの数が所定の閾値を超えていると判定した場合は、さらに、前記フロー管理情報を参照することにより、当該処理待ちキューに含まれる当該振り分け対象パケットと同じフローに属するパケットの数であるフロー別パケット数が所定のフロー閾値以上であるか否かを判定し、前記フロー別パケット数が前記フロー閾値以上である場合に、当該振り分け対象パケットを所定のアルゴリズムによって確率的に破棄する一方、前記処理待ちキューに割り当てられているフロー数が前記所定のアルゴリズムを適用するための所定の最小フロー数に満たないものと判定した場合に、前記所定のアルゴリズムを適用しないものとした。 In order to achieve the above object, the present invention includes a plurality of packet processing units each having a processing queue, a reception queue for queuing packets received from the outside, and a reception packet taken out from the reception queue. A packet distribution unit that distributes to the processing queue, queue management information that indicates the status of each processing queue, and flow management information that includes a distribution destination of the flow to which each packet belongs and the number of packets waiting to be processed In the packet processing device including the information holding unit, the packet distribution unit specifies all the packets belonging to the same flow by specifying the flow including the packet from the header information of the received packet and referring to the flow management information By allocating the group to the same processing queue and referring to the queue management information If it is determined that the number of packets queued in the processing queue that is the distribution destination exceeds a predetermined threshold, the packet is included in the processing queue by referring to the flow management information. It is determined whether or not the number of packets by flow, which is the number of packets belonging to the same flow as the distribution target packet, is equal to or greater than a predetermined flow threshold, and when the number of packets by flow is equal to or greater than the flow threshold, the distribution When it is determined that the number of flows assigned to the processing queue is less than a predetermined minimum number of flows for applying the predetermined algorithm, while the target packet is stochastically discarded by a predetermined algorithm, The predetermined algorithm is not applied .

本発明によれば、パケット処理の並列化によるパケット処理性能の向上を図りつつ、帯域使用率の低いフローにおけるパケット破棄を減らすことが可能なパケット処理方法及びパケット処理装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a packet processing method and a packet processing apparatus capable of reducing packet discard in a flow with a low bandwidth usage rate while improving packet processing performance by parallelizing packet processing.

パケット処理装置の機能構成例を示す図ある。It is a figure which shows the function structural example of a packet processing apparatus. パケット処理装置のハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware structural example of a packet processing apparatus. キュー管理テーブルの構成及びデータ例である。It is a structure and data example of a queue management table. フロー管理テーブルの構成及びデータ例である。It is a structure and data example of a flow management table. 統計情報テーブルの構成及びデータ例である。It is a structure and data example of a statistical information table. パケット振分け部の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of a packet distribution part. パケット振分け部におけるパケット振分け及び破棄処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the packet distribution and the discard process in a packet distribution part. パケット処理部の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of a packet process part. パケット振分け部におけるフロー閾値初期化処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the flow threshold value initialization process in a packet distribution part. コンフィグファイルにおけるシステムパラメータの記述例である。It is a description example of a system parameter in a configuration file.

以下、本発明を実施するための形態を適宜図面を参照しながら説明するが、本発明の実施態様はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において各種変形が可能である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, embodiments of the present invention are not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is.

図１は、本発明の実施形態に係るパケット処理装置の機能構成例を示す図である。図１に示すように、パケット処理装置１００は、受信キュー１０１と、パケット振分け部１０２と、複数の処理待ちキュー１０３と、複数のパケット処理部１０４と、送信キュー１０５と、情報保持部１０６とを備えて構成されている。また、情報保持部１０６は、キュー管理テーブル３００、フロー管理テーブル４００、及び統計情報テーブル５００を備え、さらに、装置の動作に必要な各種システムパラメータなどを記憶する。 FIG. 1 is a diagram illustrating a functional configuration example of a packet processing device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the packet processing apparatus 100 includes a reception queue 101, a packet distribution unit 102, a plurality of processing queues 103, a plurality of packet processing units 104, a transmission queue 105, and an information holding unit 106. It is configured with. The information holding unit 106 includes a queue management table 300, a flow management table 400, and a statistical information table 500, and further stores various system parameters necessary for the operation of the apparatus.

パケット処理装置１００が中継すべきパケットを受信すると、当該受信パケットは受信キュー１０１に一時保存される。パケット振分け部１０２は、受信キュー１０１に一時保存されている受信パケットを１つずつ取り出して、複数のパケット処理部１０４のなかのいずれか１つに当該パケットを振り分ける。より詳しくは、パケット振分け部１０２は、受信パケットのヘッダ情報から当該パケットのフロー種別及びフローＩＤを抽出し、キュー管理テーブル３００を参照して振分け先の処理待ちキュー１０３（及び対応するパケット処理部１０４）を特定したのち、特定した処理待ちキュー１０３に当該パケットをキューイングする。このとき、キュー管理テーブル３００において、抽出したフローＩＤに対してすでに特定の処理待ちキュー１０３（及びパケット処理部１０４）が割り当てられていれば、当該割り当て済みの処理待ちキュー１０３に当該パケットを振り分け、まだ処理待ちキュー１０３（及びパケット処理部１０４）が割り当てられていなければ、新たにいずれか１つを割り当てる。割り当ての方法は特に限定されないが、例えば、その時点で最も負荷が小さいパケット処理部１０４（及び対応する処理待ちキュー１０３）を割り当てるものとしてもよいし、その時点で最もキューイングされているパケット数が少ない処理待ちキュー１０３（及びパケット処理部１０４）を割り当てるものとしてもよい。 When the packet processing apparatus 100 receives a packet to be relayed, the received packet is temporarily stored in the reception queue 101. The packet distribution unit 102 takes out received packets temporarily stored in the reception queue 101 one by one, and distributes the packets to any one of the plurality of packet processing units 104. More specifically, the packet distribution unit 102 extracts the flow type and flow ID of the packet from the header information of the received packet, refers to the queue management table 300, and distributes the processing waiting queue 103 (and corresponding packet processing unit). 104), the packet is queued in the specified processing queue 103. At this time, if a specific processing queue 103 (and packet processing unit 104) has already been assigned to the extracted flow ID in the queue management table 300, the packet is distributed to the assigned processing queue 103. If the processing queue 103 (and the packet processing unit 104) has not been allocated yet, any one is newly allocated. The allocation method is not particularly limited, and for example, the packet processing unit 104 (and the corresponding processing queue 103) having the smallest load at that time may be allocated, or the number of packets queued most at that time. It is also possible to allocate the processing waiting queue 103 (and the packet processing unit 104) with a small number of queues.

各パケット処理部１０４は、自身に対応する処理待ちキュー１０３からパケットを１つずつ取り出して、ルーティング処理やプロトコル処理など当該パケット処理装置１００に要求されるパケット処理を行ったのち、処理済みのパケットである送信パケットを送信キュー１０５にキューイングする。送信キュー１０５にキューイングされた各送信パケットは、不図示のパケット送信部によって所定の送信先に順次送信される。 Each packet processing unit 104 extracts packets one by one from the processing queue 103 corresponding to itself, performs packet processing required for the packet processing device 100 such as routing processing and protocol processing, and then processes the processed packets. Is queued in the transmission queue 105. Each transmission packet queued in the transmission queue 105 is sequentially transmitted to a predetermined transmission destination by a packet transmission unit (not shown).

続いて、図２を参照して、パケット処理装置のハードウェア構成を説明する。図２は、パケット処理装置のハードウェア構成例を示す図である。図２に示すように、パケット処理装置１００は、バス２００で相互接続されたマルチコアＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、入力ＩＦ（Interface）２０２と、出力ＩＦ２０３と、メモリ２０４とを備えて構成されている。さらに、マルチコアＣＰＵのなかのコア＃０（符号２０５）は、パケット振分け部として動作し、コア＃１からコア＃Ｎ（符号２０６）は、それぞれパケット処理部として動作する。ここでは、図１に示したパケット振分け部１０２及びパケット処理部１０４は、各コアが所定のプログラムを実行することで具現化されるものとするが、それぞれの処理部をハードウェアで実現するものとしてもよい。 Next, the hardware configuration of the packet processing device will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the packet processing device. As shown in FIG. 2, the packet processing apparatus 100 includes a multi-core CPU (Central Processing Unit) 201, an input IF (Interface) 202, an output IF 203, and a memory 204 that are interconnected by a bus 200. ing. Furthermore, core # 0 (symbol 205) in the multi-core CPU operates as a packet distribution unit, and cores # 1 to #N (symbol 206) each operate as a packet processing unit. Here, although the packet distribution unit 102 and the packet processing unit 104 shown in FIG. 1 are implemented by each core executing a predetermined program, each processing unit is realized by hardware. It is good.

入力ＩＦ２０２は、不図示の通信回線を介して外部から受信した信号を、装置内部で扱うデータ形式に変換し、受信パケットとして受信キュー１０１（図１参照）にキューイングする。出力ＩＦ２０３は、送信キュー１０５（図１参照）から送信パケットを取り出し、外部が扱う信号形式に変換して不図示の通信回線を介して送信する。また、ＲＡＭ（Random Access Memory）などによって構成されるメモリ２０４には、受信キュー１０１と、複数の処理待ちキュー１０３と、送信キュー１０５と、情報保持部１０６との各領域が、それぞれ割り当てられる。 The input IF 202 converts a signal received from the outside via a communication line (not shown) into a data format handled inside the apparatus, and queues it as a received packet in the reception queue 101 (see FIG. 1). The output IF 203 takes out a transmission packet from the transmission queue 105 (see FIG. 1), converts it into a signal format handled by the outside, and transmits it via a communication line (not shown). In addition, areas such as a reception queue 101, a plurality of processing queues 103, a transmission queue 105, and an information holding unit 106 are allocated to a memory 204 configured by a RAM (Random Access Memory) or the like.

図３は、キュー管理テーブルの構成及びデータ例である。図３に示すように、キュー管理テーブル３００には、コア番号３０１、フロー種別３０２、ＤＲＯＰ閾値３０３、ＲＥＤ閾値３０４、初期フロー閾値３０５、ＲＥＤ適用フロー数３０６、処理待ちパケット数３０７、フロー数３０８、及びフローリスト３０９を属性としてもつレコードが、パケット処理部１０４として機能するコア２０６（コア＃１〜Ｎ）の数だけ登録される。 FIG. 3 shows a configuration and data example of the queue management table. As shown in FIG. 3, the queue management table 300 includes a core number 301, a flow type 302, a DROP threshold 303, a RED threshold 304, an initial flow threshold 305, a RED application flow number 306, a processing waiting packet number 307, and a flow number 308. , And records having the flow list 309 as attributes are registered by the number of cores 206 (cores # 1 to N) that function as the packet processing unit 104.

コア番号３０１は、当該レコードに対応付けられているコア２０６及び対応するパケット処理部１０４の識別番号である。フロー種別３０２は、当該コア２０６に割り当てられるフローの種別を表すものであり、例えば、送信元のＩＰ（Internet Protocol）アドレス毎にフローを区別する「送信元ＩＰ」、宛先ポート毎にフローを区別する「宛先ポート」、宛先のＩＰアドレス毎にフローを区別する「宛先ＩＰ」などの値が設定される。 The core number 301 is an identification number of the core 206 associated with the record and the corresponding packet processing unit 104. The flow type 302 represents the type of flow assigned to the core 206. For example, the “source IP” that distinguishes the flow for each IP (Internet Protocol) address of the source, and the flow for each destination port. A value such as “destination port” to be performed and “destination IP” for distinguishing the flow for each IP address of the destination is set.

ＤＲＯＰ閾値３０３は、Tail Drop方式を適用してそれぞれの処理待ちキュー１０３から溢れたパケットを破棄するか否かを判定するための基準となるパケット数であり、それぞれの処理待ちキュー１０３にキューイング可能な最大パケット数に相当する。ＲＥＤ閾値３０４は、それぞれの処理待ちキュー１０３に対してＲＥＤアルゴリズムを適用するか否かを判定するための基準となるパケット数である。初期フロー閾値３０５は、図４の説明にて後記するフロー閾値４０４の初期値である。ＲＥＤ適用フロー数３０６は、当該コア２０６に割り当てられているフローの数が少ないときにはＲＥＤアルゴリズムを適用しないようにするための基準となるフローの数である。 The DROP threshold 303 is the number of packets serving as a reference for determining whether to discard packets overflowing from each processing queue 103 by applying the tail drop method, and is queued in each processing queue 103. Corresponds to the maximum number of packets possible. The RED threshold 304 is the number of packets serving as a reference for determining whether or not to apply the RED algorithm to each processing queue 103. The initial flow threshold 305 is an initial value of the flow threshold 404 described later in the description of FIG. The number of RED application flows 306 is the number of flows serving as a reference for preventing the RED algorithm from being applied when the number of flows assigned to the core 206 is small.

処理待ちパケット数３０７は、当該パケット処理部１０４に対応する処理待ちキュー１０３にキューイングされているパケットの数であり、この値がＲＥＤ閾値３０４よりも大きくＤＲＯＰ閾値よりも小さいときに、ＲＥＤアルゴリズムの適用可否の判定が行われる。フロー数３０８は、当該パケット処理部１０４に割り当てられているフローの数であり、この値がＲＥＤ適用フロー数３０６よりも大きくなければＲＥＤアルゴリズムは適用されない。フローリスト３０９は、当該パケット処理部１０４に割り当てられているすべてのフローのフロー番号のリストであり、例えば図３の１行目のレコードは、コア＃１に対応するパケット処理部１０４に、フロー番号＃１，＃９，＃２６，＃３８，＃４６の５つのフローが割り当てられている状態を示している。これらのフローリスト３０９は、新たなフローの発生やフローの消滅に伴って動的にデータが更新される。 The processing waiting packet number 307 is the number of packets queued in the processing waiting queue 103 corresponding to the packet processing unit 104. When this value is larger than the RED threshold 304 and smaller than the DROP threshold, the RED algorithm The applicability determination is performed. The flow number 308 is the number of flows assigned to the packet processing unit 104. If this value is not larger than the RED application flow number 306, the RED algorithm is not applied. The flow list 309 is a list of the flow numbers of all flows assigned to the packet processing unit 104. For example, the record in the first row in FIG. 3 is sent to the packet processing unit 104 corresponding to the core # 1. A state is shown in which five flows of numbers # 1, # 9, # 26, # 38, and # 46 are assigned. In these flow lists 309, data is dynamically updated as new flows are generated or flows disappear.

図４は、フロー管理テーブルの構成及びデータ例である。図４に示すように、フロー管理テーブル４００には、フロー番号４０１、コア番号４０２、パケット数４０３、フロー閾値４０４、及び閾値初期化カウンタ４０５を属性としてもつレコードが、パケット処理部１０４に割り当てられているフローの数だけ登録される。 FIG. 4 shows a configuration and data example of the flow management table. As shown in FIG. 4, in the flow management table 400, a record having a flow number 401, a core number 402, the number of packets 403, a flow threshold 404, and a threshold initialization counter 405 as attributes is assigned to the packet processing unit 104. The number of registered flows is registered.

フロー番号４０１は、当該レコードに対応付けられているフローに対して付与されるユニークな識別番号である。各受信パケットが属するフローのフロー番号は、当該パケットのヘッダ情報を解析することにより一意に特定される。コア番号４０２は、当該フローが割り当てられたパケット処理部１０４に該当するコア２０６の識別番号である。パケット数４０３は、当該コア２０６に対応する処理待ちキュー１０３にキューイングされているパケットのうち当該フローに属するパケットの数である。フロー閾値４０４は、当該フローに対してＲＥＤアルゴリズムを適用するか否かを判定するための基準となるパケット数であり、当該フローのパケット数４０３の値がこのフロー閾値を超えている場合に、当該フローに対してＲＥＤアルゴリズムが適用されることになる。後記にて説明するように、フロー閾値４０４の値は、当該フローに対してＲＥＤアルゴリズムが適用される度に減少していく。閾値初期化カウンタ４０５は、減少したフロー閾値４０４の値を所定の初期フロー閾値３０５（図３）に戻すために用いるカウンタである。 The flow number 401 is a unique identification number assigned to the flow associated with the record. The flow number of the flow to which each received packet belongs is uniquely specified by analyzing the header information of the packet. The core number 402 is an identification number of the core 206 corresponding to the packet processing unit 104 to which the flow is assigned. The packet number 403 is the number of packets belonging to the flow among the packets queued in the processing queue 103 corresponding to the core 206. The flow threshold value 404 is the number of packets serving as a reference for determining whether or not to apply the RED algorithm to the flow. When the value of the packet number 403 of the flow exceeds the flow threshold value, The RED algorithm is applied to the flow. As will be described later, the value of the flow threshold 404 decreases each time the RED algorithm is applied to the flow. The threshold initialization counter 405 is a counter used for returning the decreased value of the flow threshold 404 to the predetermined initial flow threshold 305 (FIG. 3).

なお、図４に示したデータ例は、フロー番号＃１，＃９，＃４６のフローが、フロー閾値４０４の初期値（＝初期フロー閾値３０５）が「１００」であるコア＃１に割り当てられており、フロー＃９のフローに対してＲＥＤアルゴリズムが適用されたことで該当するフロー閾値４０４が「９５」にまで減少した状態を表している。フロー閾値４０４の減少の単位は、システムパラメータとして設定可能であり、この値を０とすれば、フロー閾値４０４を減少させないようにすることも可能である。 In the data example shown in FIG. 4, the flows with flow numbers # 1, # 9, and # 46 are assigned to the core # 1 whose initial value of the flow threshold 404 (= initial flow threshold 305) is “100”. The flow threshold value 404 is reduced to “95” by applying the RED algorithm to the flow of the flow # 9. The unit of decrease of the flow threshold value 404 can be set as a system parameter. If this value is set to 0, the flow threshold value 404 can be prevented from being decreased.

図５は、統計情報テーブルの構成及びデータ例である。図５に示すように、統計情報テーブル５００には、コア番号５０１、総受信パケット数５０２、総送信パケット数５０３、総破棄パケット数５０４、前回総受信パケット数５０５、及び前回受信パケット数５０６を属性としてもつレコードが、パケット処理部１０４として機能するコア２０６（コア＃１〜Ｎ）の数だけ登録される。 FIG. 5 shows a configuration and data example of the statistical information table. As shown in FIG. 5, the statistical information table 500 includes a core number 501, a total received packet number 502, a total transmitted packet number 503, a total discarded packet number 504, a previous total received packet number 505, and a previous received packet number 506. Records as attributes are registered by the number of cores 206 (cores # 1 to N) that function as the packet processing unit 104.

コア番号５０１は、当該レコードに対応付けられているコア２０６及び対応するパケット処理部１０４の識別番号である。総受信パケット数５０２は、統計情報の収集を開始してから当該コア２０６（パケット処理部１０４）が受信した（当該コアに振り分けられた）パケットの総数であり、総送信パケット数５０３は、当該コア２０６（パケット処理部１０４）が送信した（送信キュー１０５にキューイングした）パケットの総数である。総破棄パケット数５０４は、当該コア２０６（パケット処理部１０４）に振り分けられたパケットのうち破棄されたパケットの総数であり、総受信パケット数５０２から総送信パケット数５０３と処理待ちパケット数３０７（図３）との和を引いた値に等しい。 The core number 501 is an identification number of the core 206 associated with the record and the corresponding packet processing unit 104. The total number of received packets 502 is the total number of packets received (distributed to the core) by the core 206 (packet processing unit 104) since the start of collection of statistical information, and the total number of transmitted packets 503 is This is the total number of packets transmitted (queued in the transmission queue 105) by the core 206 (packet processing unit 104). The total number of discarded packets 504 is the total number of packets discarded among the packets distributed to the core 206 (packet processing unit 104). From the total number of received packets 502 to the total number of transmitted packets 503 and the number of waiting packets 307 ( It is equal to the value obtained by subtracting the sum of FIG.

前回総受信パケット数５０５は、所定の単位時間（例えば５秒）毎にその時点における総受信パケット数５０２の値を記憶したものであり、単位時間毎に値が上書きされて更新される。つまり、前回総受信パケット数５０５は、前回の上書き更新時における総受信パケット数５０２の値を示している。前回受信パケット数５０６は、前回総受信パケット数５０５の前々回の上書き更新時から前回の上書き更新時までの単位時間に受信したパケットの数を記憶したものである。 The previous total received packet count 505 stores the value of the total received packet count 502 at that time every predetermined unit time (for example, 5 seconds), and is updated by overwriting the value every unit time. That is, the previous total received packet number 505 indicates the value of the total received packet number 502 at the time of the previous overwrite update. The previous received packet count 506 stores the number of packets received in unit time from the previous overwrite update of the previous total received packet count 505 to the previous overwrite update.

例えば、図５に例示した状態にて今回の上書き更新が行われるときには、コア番号が１である１行目のレコードについては、総受信パケット数５０２の値である「１３４０」が前回総受信パケット数５０５に上書きされて記憶され、前回受信パケット数５０６には、総受信パケット数５０２の値「１３４０」から前回総受信パケット数５０５の値「１２２０」を引いた値である「１２０」が上書きされて記憶される。 For example, when the current overwrite update is performed in the state illustrated in FIG. 5, “1340” that is the value of the total number of received packets 502 for the record in the first row with the core number 1 is the previous total received packet. The previous received packet number 506 is overwritten with “120”, which is a value obtained by subtracting the value “1220” of the previous total received packet number 505 from the value “1340” of the total received packet number 502. And memorized.

この統計情報テーブル５００を参照することによって、パケット処理部１０４として機能する各コア２０６におけるパケット破棄率や受信パケット数の増減を把握し、パケット処理装置１００の動作を規定する各種システムパラメータを自動または手動で適宜調整することが可能となる。 By referring to this statistical information table 500, it is possible to grasp the packet discard rate and increase / decrease in the number of received packets in each core 206 functioning as the packet processing unit 104, and automatically or It becomes possible to adjust manually manually.

続いて、図６及び図７を参照して、パケット振分け部の動作を説明する。図６は、パケット振分け部の動作例を示すフローチャートであり、図７は、パケット振分け部におけるパケット振分け及び破棄処理の詳細を示すフローチャートである。 Next, the operation of the packet distribution unit will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation example of the packet distribution unit, and FIG. 7 is a flowchart illustrating details of packet distribution and discard processing in the packet distribution unit.

図６に示すように、パケット振分け部１０２の振分け処理部は、まず、入力ＩＦ２０２が受信して受信キュー１０１にキューイングした受信パケットを、受信キュー１０１から１つ取り出す（ステップ６０１）。このとき、パケットに優先度が付されていれば、最も優先度の高いパケット群のなかから優先して受信パケットを取り出すようにしてもよい。次に、振分け処理部は、受信パケットのヘッダ情報を解析することによって当該パケットのフロー種別とフローの識別情報であるフロー番号とを特定し（ステップ６０２）、当該フロー番号がフロー管理テーブル４００に登録されてパケット処理部１０４が割当て済みであるか否かを判定する（ステップ６０３）。 As shown in FIG. 6, the distribution processing unit of the packet distribution unit 102 first takes out one received packet received by the input IF 202 and queued in the reception queue 101 from the reception queue 101 (step 601). At this time, if priority is given to the packet, the received packet may be extracted with priority from the packet group having the highest priority. Next, the distribution processing unit identifies the flow type of the packet and the flow number as the flow identification information by analyzing the header information of the received packet (step 602), and the flow number is stored in the flow management table 400. It is determined whether the packet processing unit 104 has been registered and has been assigned (step 603).

パケット処理部１０４が割当て済みである場合には（ステップ６０３で「Ｙｅｓ」）、ステップ６０６に処理を進めて割当て済みのパケット処理部１０４へのパケット振分け処理を行い、パケット処理部１０４が割り当てられていない新たなフローである場合には（ステップ６０３で「Ｎｏ」）、ステップ６０４に処理を進める。 If the packet processing unit 104 has been allocated (“Yes” in step 603), the process proceeds to step 606 to perform packet distribution processing to the allocated packet processing unit 104, and the packet processing unit 104 is allocated. If the flow is not a new flow (“No” in step 603), the process proceeds to step 604.

ステップ６０４では、振分け処理部は、キュー管理テーブル３００を参照することにより、特定したフロー種別に適合するパケット処理部１０４を１つ選択し、当該パケット処理部１０４に対して当該フローを割り当てる（ステップ６０５）。具体的には、フロー管理テーブル４００に当該フローのフロー番号を有する新たなレコードを生成して追加登録するとともに、キュー管理テーブル３００の当該パケット処理部１０４に該当するレコードのフロー数３０８に１を加算し、フローリスト３０９に当該フロー番号を追加登録する。適合するパケット処理部１０４が複数存在するときには、例えば、処理待ちパケット数３０７が最小のパケット処理部１０４を選択するようにしてもよいし、フロー数３０８が最小のパケット処理部１０４を選択するようにしてもよい。そののち、ステップ６０６に処理を進めて新規に割り当てたパケット処理部１０４へのパケット振分け処理を行う。 In step 604, the distribution processing unit selects one packet processing unit 104 that matches the identified flow type by referring to the queue management table 300, and allocates the flow to the packet processing unit 104 (step 604). 605). Specifically, a new record having the flow number of the flow is generated and additionally registered in the flow management table 400, and 1 is set to the flow number 308 of the record corresponding to the packet processing unit 104 of the queue management table 300. In addition, the flow number is additionally registered in the flow list 309. When there are a plurality of matching packet processing units 104, for example, the packet processing unit 104 with the smallest number of waiting packets 307 may be selected, or the packet processing unit 104 with the smallest number of flows 308 may be selected. It may be. After that, the process proceeds to step 606 to perform packet distribution processing to the newly assigned packet processing unit 104.

図７に示すように、パケット振分け及び破棄処理においては、パケット振分け部１０２の破棄処理部は、まず、振分け先のパケット処理部１０４に対応するキュー管理情報及び当該パケットが属するフローのフロー管理情報を取得する（ステップ７０１）。具体的には、キュー管理テーブル３００から当該パケット処理部１０４に該当するコア番号を有するレコードを読み出し、フロー管理テーブル４００から当該パケットに該当するフロー番号を有するレコードを読み出す。次に、破棄処理部は、受信パケット数の加算を行う（ステップ７０２）。具体的には、統計情報テーブル５００において、当該パケット処理部１０４に該当するコア番号を有するレコードの総受信パケット数５０２の値に１を加算する。 As shown in FIG. 7, in packet distribution and discard processing, the discard processing unit of the packet distribution unit 102 firstly queue management information corresponding to the packet processing unit 104 of the distribution destination and flow management information of the flow to which the packet belongs. Is acquired (step 701). Specifically, a record having a core number corresponding to the packet processing unit 104 is read from the queue management table 300, and a record having a flow number corresponding to the packet is read from the flow management table 400. Next, the discard processing unit adds the number of received packets (step 702). Specifically, in the statistical information table 500, 1 is added to the value of the total number of received packets 502 of the record having the core number corresponding to the packet processing unit 104.

次に、破棄処理部は、キュー管理テーブル３００から読み出したレコードを参照することにより、振分け対象のパケットを当該処理待ちキュー１０３にキューイングすると処理待ちパケット数（処理待ちパケット数３０７に１を加算した値）がＤＲＯＰ閾値３０３を超えるか否かを判定する（ステップ７０３）。 Next, the discard processing unit refers to the record read from the queue management table 300 to queue the distribution target packet in the processing queue 103, and adds 1 to the processing waiting packet count (processing waiting packet count 307). Whether or not the value exceeds the DROP threshold value 303 (step 703).

処理待ちパケット数＞ＤＲＯＰ閾値となる場合（ステップ７０３で「Ｙｅｓ」）、ステップ７１４に処理を進め、フロー管理テーブル４００から読み出したレコードを参照することにより、当該パケットを当該処理待ちキュー１０３にキューイングするとフロー別のパケット数（パケット数４０３に１を加算した値）がフロー閾値４０４を超えるか否かを判定する。 If the number of packets waiting to be processed> DROP threshold (“Yes” in step 703), the process proceeds to step 714, and the packet is queued in the process waiting queue 103 by referring to the record read from the flow management table 400. If it is set, it is determined whether or not the number of packets for each flow (a value obtained by adding 1 to the number of packets 403) exceeds the flow threshold value 404.

フロー別パケット数＞フロー閾値の場合（ステップ７１４で「Ｙｅｓ」）、ステップ７１５に処理を進めてフロー閾値４０４を引き下げる。ここで閾値を引き下げる単位は、システムパラメータやコマンドラインインタフェースによる入力などによって事前に与えられるものとする。続いて、閾値初期化カウンタ４０５の値を所定値に設定し（ステップ７１６）、当該パケットを破棄し（ステップ７１７）、統計情報テーブル５００の該当する総破棄パケット数５０４を１だけ加算したのち（ステップ７１８）、処理を終了する。フロー別パケット数≦フロー閾値の場合（ステップ７１４で「Ｎｏ」）、ステップ７１７に処理を進めて当該パケットを破棄し（ステップ７１７）、統計情報テーブル５００の該当する総破棄パケット数５０４を１だけ加算したのち（ステップ７１８）、処理を終了する。 If the number of packets by flow> flow threshold (“Yes” in step 714), the process proceeds to step 715 to lower the flow threshold 404. Here, the unit for lowering the threshold is given in advance by system parameters, command line interface input, or the like. Subsequently, the value of the threshold initialization counter 405 is set to a predetermined value (step 716), the packet is discarded (step 717), and the corresponding total number of discarded packets 504 in the statistical information table 500 is incremented by 1 ( Step 718), the process ends. When the number of packets by flow ≦ the flow threshold (“No” in step 714), the process proceeds to step 717 to discard the packet (step 717), and the corresponding total number of discarded packets 504 in the statistical information table 500 is only 1. After the addition (step 718), the process is terminated.

また、処理待ちパケット数≦ＤＲＯＰ閾値となる場合（ステップ７０３で「Ｎｏ」）、ステップ７０４に処理を進め、フロー管理テーブル４００から読み出したレコードを参照することにより、当該パケットを当該処理待ちキュー１０３にキューイングすると処理待ちパケット数（処理待ちパケット数３０７に１を加算した値）がＲＥＤ閾値３０４を超えるか否かを判定する。 If the number of packets waiting to be processed ≦ DROP threshold (“No” in step 703), the process proceeds to step 704, and the record read from the flow management table 400 is referenced to place the packet in the queue for waiting for processing 103. When the number of packets waiting for processing (the value obtained by adding 1 to the number of packets waiting for processing 307) exceeds the RED threshold value 304, it is determined.

処理待ちパケット数≦ＲＥＤ閾値となる場合（ステップ７０４で「Ｎｏ」）、ステップ７１１に処理を進めて当該パケットを当該処理待ちキュー１０３にキューイングする。続いて、フロー管理テーブル４００の該当するフローのパケット数４０３を１だけ加算し（ステップ７１２）、キュー管理テーブル３００の該当する処理待ちパケット数３０７を１だけ加算したのち（ステップ７１３）、処理を終了する。 If the number of packets waiting for processing ≦ RED threshold value (“No” in step 704), the process proceeds to step 711 and the packet is queued in the queue for processing 103. Subsequently, the packet number 403 of the corresponding flow in the flow management table 400 is added by 1 (step 712), and the corresponding processing waiting packet number 307 in the queue management table 300 is added by 1 (step 713). finish.

他方、処理待ちパケット数＞ＲＥＤ閾値となる場合（ステップ７０４で「Ｙｅｓ」）、ステップ７０５に処理を進めて、さらに、フロー管理テーブル４００から読み出したレコードを参照することにより、当該パケットを当該処理待ちキュー１０３にキューイングするとフロー別のパケット数（パケット数４０３に１を加算した値）がフロー閾値４０４を超えるか否かを判定する。 On the other hand, if the number of packets waiting to be processed> RED threshold (“Yes” in step 704), the process proceeds to step 705, and the packet is processed by referring to the record read from the flow management table 400. When queuing in the waiting queue 103, it is determined whether or not the number of packets for each flow (a value obtained by adding 1 to the number of packets 403) exceeds the flow threshold value 404.

フロー別パケット数≦フロー閾値の場合（ステップ７０５で「Ｎｏ」）、ステップ７１１に処理を進める。ステップ７１１以降の処理は、前記の処理待ちパケット数≦ＲＥＤ閾値のときと同様である。他方、フロー別パケット数＞フロー閾値の場合（ステップ７０５で「Ｙｅｓ」）、ステップ７０６に処理を進めて、さらに、フロー管理テーブル４００から読み出したレコードを参照することにより、当該処理待ちキュー１０３に割り当てられているフロー数３０８がＲＥＤ適用フロー数３０６を超えているか否かを判定する。 If the number of packets by flow ≦ the flow threshold (No in step 705), the process proceeds to step 711. The processing after step 711 is the same as when the number of packets waiting for processing ≦ RED threshold value. On the other hand, if the number of packets by flow> flow threshold (“Yes” in step 705), the process proceeds to step 706, and further, by referring to the record read from the flow management table 400, the process waiting queue 103 is entered. It is determined whether or not the number of assigned flows 308 exceeds the number of RED application flows 306.

フロー数≦ＲＥＤ適用フロー数の場合（ステップ７０６で「Ｎｏ」）、ステップ７１１に処理を進める。ステップ７１１以降の処理は、前記の処理待ちパケット数≦ＲＥＤ閾値のときと同様である。フロー数＞ＲＥＤ適用フロー数の場合（ステップ７０６で「Ｙｅｓ」）、ステップ７０７に処理を進めてフロー閾値４０４を引き下げたのち、閾値初期化カウンタ４０５の値を所定値に設定する（ステップ７０８）。続いて、ステップ７０９と７１０とによって当該フローに対してＲＥＤアルゴリズムを適用する。 If the number of flows ≦ the number of RED application flows (“No” in step 706), the process proceeds to step 711. The processing after step 711 is the same as when the number of packets waiting for processing ≦ RED threshold value. If the number of flows> the number of RED applied flows (“Yes” in step 706), the process proceeds to step 707 to lower the flow threshold 404, and then the value of the threshold initialization counter 405 is set to a predetermined value (step 708). . Subsequently, in steps 709 and 710, the RED algorithm is applied to the flow.

この例では、まず、当該処理待ちキュー１０３のＲＥＤ閾値３０４とＤＲＯＰ閾値３０３との間のランダム値を算出し（ステップ７０９）、現在の処理待ちパケット数３０７が算出したランダム値よりも大きいか否かを判定する（ステップ７１０）。そして、処理待ちパケット数＞ランダム値の場合（ステップ７１０で「Ｙｅｓ」）、ステップ７１７に処理を進めて当該パケットを破棄し、統計情報テーブル５００の該当する総破棄パケット数５０４を１だけ加算したのち（ステップ７１８）、処理を終了する。また、処理待ちパケット数≦ランダム値の場合は（ステップ７１０で「Ｎｏ」）、ステップ７１１に処理を進めて当該パケットを当該処理待ちキュー１０３にキューイングしたのち、該当するフロー別のパケット数４０３と処理待ちパケット数３０７を１ずつ加算して（ステップ７１２，７１３）処理を終了する。 In this example, first, a random value between the RED threshold value 304 and the DROP threshold value 303 of the processing waiting queue 103 is calculated (step 709), and whether or not the current processing waiting packet number 307 is larger than the calculated random value. (Step 710). If the number of packets waiting for processing> random value (“Yes” in step 710), the process proceeds to step 717 to discard the packet, and the corresponding total number of discarded packets 504 in the statistical information table 500 is incremented by one. Later (step 718), the process is terminated. If the number of packets waiting to be processed ≦ random value (“No” in step 710), the process proceeds to step 711 and the packet is queued in the queue for processing 103, and then the number of packets 403 for each corresponding flow. And the number of processing waiting packets 307 are added one by one (steps 712 and 713), and the processing is terminated.

以上がパケット振分け部１０２の振分け処理部と破棄処理部とが実行する一連の処理であり、パケット振分け部１０２は、受信キュー１０１に順次キューイングされる受信パケットについて、上記処理を繰り返す。 The above is a series of processing executed by the distribution processing unit and the discard processing unit of the packet distribution unit 102, and the packet distribution unit 102 repeats the above processing for the received packets sequentially queued in the reception queue 101.

続いて、図８を参照して、パケット処理部の動作を説明する。図８は、パケット処理部の動作例を示すフローチャートである。 Next, the operation of the packet processing unit will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example of the packet processing unit.

図８に示すように、パケット処理部１０４は、まず、自身に対応する処理待ちキュー１０３にキューイングされているパケットを１つ取り出す（ステップ８０１）。次に、パケット処理部１０４は、キュー管理テーブル３００の該当する処理待ちパケット数３０７とフロー管理テーブル４００の該当するフロー別のパケット数４０３とをそれぞれ１ずつ減算する（ステップ８０２，８０３）。次に、パケット処理部１０４は、そのパケットに対してルーティング処理やプロトコル処理等の所定のパケット処理を行う（ステップ８０４）。パケット処理が成功した場合（ステップ８０５で「Ｙｅｓ」）、パケット処理部１０４は、ステップ８０６に処理を進めて送信キュー１０５にパケットをキューイングしたのち、統計情報テーブル５００の該当する総送信パケット数５０３を１だけ加算して（ステップ８０７）処理を終了する。他方、パケット処理が失敗した場合は（ステップ８０５で「Ｎｏ」）、ステップ８０８に処理を進めて統計情報テーブルの該当する総破棄パケット数を１だけ加算したのち、処理を終了する。 As shown in FIG. 8, the packet processing unit 104 first extracts one packet queued in the processing queue 103 corresponding to itself (step 801). Next, the packet processing unit 104 subtracts 1 from the corresponding number of waiting packets 307 in the queue management table 300 and the number of packets 403 by flow in the flow management table 400 (steps 802 and 803). Next, the packet processing unit 104 performs predetermined packet processing such as routing processing and protocol processing on the packet (step 804). If the packet processing is successful (“Yes” in step 805), the packet processing unit 104 advances the processing to step 806 and queues the packet in the transmission queue 105, and then the total number of transmission packets corresponding to the statistical information table 500. 503 is incremented by 1 (step 807) and the process is terminated. On the other hand, if the packet processing has failed (“No” in step 805), the process proceeds to step 808, and the total number of discarded packets corresponding to the statistical information table is incremented by 1. Then, the process ends.

以上がパケット処理部１０４が実行する一連の処理であり、パケット処理部１０４は、自身の処理待ちキュー１０３に順次キューイングされるパケットについて、上記処理を繰り返す。 The above is a series of processing executed by the packet processing unit 104, and the packet processing unit 104 repeats the above-described processing for packets sequentially queued in its own processing waiting queue 103.

続いて、図９を参照してフロー閾値初期化処理について説明する。図９は、パケット振分け部におけるフロー閾値初期化処理の詳細を示すフローチャートである。図９に示す処理は、統計情報テーブル５００の上書き更新を行う所定の単位時間（例えば５秒）毎に起動され、それぞれのパケット処理部１０４について個別に実行される。 Next, the flow threshold initialization process will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing details of the flow threshold initialization processing in the packet distribution unit. The process shown in FIG. 9 is activated every predetermined unit time (for example, 5 seconds) for performing update overwriting of the statistical information table 500, and is executed individually for each packet processing unit 104.

図９に示すように、パケット振分け部１０２の閾値初期化処理部は、まず、統計情報テーブル５００の対象となるパケット処理部１０４のレコードから総受信パケット数５０２など一連の統計情報を取得する（ステップ９０１）。次に、閾値初期化処理部は、総受信パケット数５０２から前回総受信パケット数５０５を減算することによって、現時点の単位時間前（前回の上書き更新時）以降に受信して振り分けた受信パケットの数である今回の受信パケット数を算出する（ステップ９０２）。次に、閾値初期化処理部は、算出した今回の受信パケット数が前回受信パケット数５０６よりも小さいか否かを判定し（ステップ９０３）、今回の受信パケット数が前回受信パケット数よりも小さい（図９では、「今回＜前回」と表記）場合は（ステップ９０３で「Ｙｅｓ」）ステップ９０４に処理を進め、今回の受信パケット数が前回受信パケット数以上の場合は（ステップ９０３で「Ｎｏ」）ステップ９０７に処理を進める。 As shown in FIG. 9, the threshold value initialization processing unit of the packet distribution unit 102 first acquires a series of statistical information such as the total number of received packets 502 from the record of the packet processing unit 104 that is the target of the statistical information table 500 ( Step 901). Next, the threshold value initialization processing unit subtracts the previous total received packet number 505 from the total received packet number 502 to obtain the received packet that has been received and distributed after the current unit time (at the time of the last overwrite update). The current number of received packets, which is a number, is calculated (step 902). Next, the threshold value initialization processing unit determines whether or not the calculated current received packet number is smaller than the previous received packet number 506 (step 903), and the current received packet number is smaller than the previous received packet number. (In FIG. 9, “present <previous time”) (“Yes” in step 903), the process proceeds to step 904. If the current number of received packets is equal to or greater than the previous number of received packets (“No” in step 903) ]) The process proceeds to step 907.

ステップ９０４では、閾値初期化処理部は、当該パケット処理部１０４に割り当てられているフローをフロー管理テーブル４００からすべて検索し、該当する閾値初期化カウンタ４０５の値が０でないものがあればその値を１だけ減算する。次に、減算後に閾値初期化カウンタ４０５の値が０となったか否かを判定し（ステップ９０５）、０となった場合は（ステップ９０５で「Ｙｅｓ」）ステップ９０６に処理を進め、フロー管理テーブル４００の該当するフローのフロー閾値４０４の値をキュー管理テーブル３００の該当する初期フロー閾値３０５の値に初期化する。 In step 904, the threshold value initialization processing unit searches all the flows assigned to the packet processing unit 104 from the flow management table 400, and if there is a value of the corresponding threshold value initialization counter 405 that is not 0, its value Is subtracted by 1. Next, it is determined whether or not the value of the threshold initialization counter 405 has become 0 after subtraction (step 905). If it has become 0 (“Yes” in step 905), the process proceeds to step 906, where flow management is performed. The value of the flow threshold 404 of the corresponding flow in the table 400 is initialized to the value of the corresponding initial flow threshold 305 in the queue management table 300.

ステップ９０７では、閾値初期化処理部は、当該パケット処理部１０４に該当する統計情報のうち、前回総受信パケット数５０５及び前回受信パケット数５０６を更新したのち、処理を終了する。このとき、前回総受信パケット数５０５には、その時点の総受信パケット数５０２の値を上書きして更新し、前回受信パケット数５０６には、ステップ９０２にて算出した今回の受信パケット数の値を上書きして更新する。 In step 907, the threshold value initialization processing unit updates the previous total received packet number 505 and the previous received packet number 506 in the statistical information corresponding to the packet processing unit 104, and then ends the process. At this time, the previous total received packet number 505 is updated by overwriting the value of the total received packet number 502 at that time, and the previous received packet number 506 is updated by the value of the current received packet number calculated in step 902. Overwrite and update.

以上の処理により、フロー別のパケット数が対応するフロー閾値を超えて当該フロー閾値が引き下げられたのちに、当該フローが割り当てられているパケット処理部１０４に振り分けられる単位時間当たりのパケット数が所定の回数だけ減少した場合に、引き下げられたフロー閾値の再設定が行われる。 With the above processing, after the number of packets for each flow exceeds the corresponding flow threshold and the flow threshold is lowered, the number of packets per unit time allocated to the packet processing unit 104 to which the flow is assigned is predetermined. When the number is decreased by the number of times, the lowered flow threshold is reset.

最後に、装置の動作に必要な各種システムパラメータの設定について説明する。図１０は、コンフィグファイルにおけるシステムパラメータの記述例である。コンフィグファイルは、パケット処理装置１００の起動時に不図示の不揮発性メモリなどから読み込まれる。図１０に示したコンフィグファイルには、図３に例示したキュー管理テーブル３００の初期設定に使用されるシステムパラメータとして、各パケット処理部１０４のコア番号、フロー種別、ＤＲＯＰ閾値、ＲＥＤ閾値、初期フロー閾値、ＲＥＤ適用フロー数が記述されている。これらのシステムパラメータは、コマンドラインインタフェースのような方法により利用者などによって動的に変更されるものとしてもよい。 Finally, setting of various system parameters necessary for the operation of the apparatus will be described. FIG. 10 is a description example of system parameters in the configuration file. The configuration file is read from a non-illustrated non-volatile memory or the like when the packet processing apparatus 100 is activated. The configuration file shown in FIG. 10 includes, as system parameters used for the initial setting of the queue management table 300 illustrated in FIG. 3, the core number, flow type, DROP threshold, RED threshold, and initial flow of each packet processing unit 104. The threshold and the number of RED application flows are described. These system parameters may be dynamically changed by a user or the like by a method such as a command line interface.

以上にて、本発明の実施形態の説明を終える。なお、前記の実施形態においては、アクティブキュー管理方式としてＲＥＤアルゴリズムを適用する例について説明したが、例えば重み付きＲＥＤアルゴリズムのようにＲＥＤアルゴリズムを拡張したアルゴリズムを適用してもよいし、ＲＥＤアルゴリズムとは異なる他のアクティブキュー管理アルゴリズムを適用してもよい。また、前記の実施形態においては、高トラフィックのフローのフロー閾値を動的に引き下げるものとしたが、フロー閾値を引き下げずに固定値としてもよく、その場合にはフロー管理テーブル４００におけるフロー閾値４０４と閾値初期化カウンタ４０５とを省略することができる。また、フロー毎に優先度を付与してもよく、その場合には、優先度の高いフローには通常の初期フロー閾値よりも大きいフロー閾値を設定することにより、処理待ちキューにキューイング可能なパケット数を増やして優先度の高いフローのパケットを破棄しにくくするようにしてもよい。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention. In the above-described embodiment, an example in which the RED algorithm is applied as the active queue management method has been described. However, for example, an algorithm in which the RED algorithm is extended, such as a weighted RED algorithm, may be applied. May apply other different active queue management algorithms. In the above-described embodiment, the flow threshold value of the high traffic flow is dynamically lowered. However, the flow threshold value 404 may be fixed in the flow management table 400 in this case. And the threshold initialization counter 405 can be omitted. In addition, priority may be given to each flow, and in that case, it is possible to queue to a processing queue by setting a flow threshold larger than the normal initial flow threshold for a flow with high priority. The number of packets may be increased to make it difficult to discard packets with high priority flows.

１００パケット処理装置
１０１受信キュー
１０２パケット振分け部（振分け処理部、破棄処理部）
１０３処理待ちキュー
１０４パケット処理部
１０５送信キュー
１０６情報保持部
２００バス
２０１マルチコアＣＰＵ
２０２入力ＩＦ
２０３出力ＩＦ
２０４メモリ
２０５コア（コア＃０）
２０６コア（コア＃１〜Ｎ）
３００キュー管理テーブル（キュー管理情報）
３０１コア番号
３０２フロー種別
３０３ＤＲＯＰ閾値
３０４ＲＥＤ閾値
３０５初期フロー閾値
３０６ＲＥＤ適用フロー数（最小フロー数）
３０７処理待ちパケット数
３０８フロー数
３０９フローリスト
４００フロー管理テーブル（フロー管理情報）
４０１フロー番号
４０２コア番号
４０３パケット数（フロー別パケット数）
４０４フロー閾値
４０５閾値初期化カウンタ
５００統計情報テーブル
５０１コア番号
５０２総受信パケット数
５０３総送信パケット数
５０４総破棄パケット数
５０５前回総受信パケット数
５０６前回受信パケット数 100 packet processing device 101 reception queue 102 packet distribution unit (distribution processing unit, discard processing unit)
103 processing queue 104 packet processing unit 105 transmission queue 106 information holding unit 200 bus 201 multi-core CPU
202 Input IF
203 Output IF
204 Memory 205 Core (Core # 0)
206 cores (cores # 1-N)
300 Queue management table (queue management information)
301 Core number 302 Flow type 303 DROP threshold 304 RED threshold 305 Initial flow threshold 306 Number of RED application flows (minimum number of flows)
307 Number of packets waiting to be processed 308 Number of flows 309 Flow list 400 Flow management table (flow management information)
401 Flow number 402 Core number 403 Number of packets (number of packets by flow)
404 Flow threshold 405 Threshold initialization counter 500 Statistical information table 501 Core number 502 Total received packet number 503 Total transmitted packet number 504 Total discarded packet number 505 Previous total received packet number 506 Previous received packet number

Claims

A plurality of packet processing units each having a processing queue;
A receive queue that queues packets received from outside,
A packet distribution unit that distributes the received packet extracted from the reception queue to any of the processing queues;
A packet processing method for a packet processing device, comprising: queue management information indicating the state of each processing queue, and an information holding unit that holds flow management information including a flow distribution destination to which each packet belongs and the number of packets waiting to be processed Because
The packet distribution unit includes:
Identify the flow including the packet from the header information of the received packet, and refer to the flow management information to distribute a group of packets belonging to the same flow to the same processing queue,
If it is determined by referring to the queue management information that the number of packets queued in the processing waiting queue as a distribution destination exceeds a predetermined threshold, the flow management information is further referred to. To determine whether or not the number of packets by flow, which is the number of packets belonging to the same flow as the distribution target packet included in the processing queue, is equal to or greater than a predetermined flow threshold, and the number of packets by flow is the flow When it is equal to or greater than the threshold value, the distribution target packet is stochastically discarded by a predetermined algorithm ,
The predetermined algorithm is not applied when it is determined that the number of flows assigned to the processing queue is less than a predetermined minimum number of flows for applying the predetermined algorithm. Packet processing method.

A plurality of packet processing units each having a processing queue;
A receive queue that queues packets received from outside,
A packet distribution unit that distributes the received packet extracted from the reception queue to any of the processing queues;
An information holding unit that holds queue management information indicating the status of each processing queue, and flow management information including a flow distribution destination to which each packet belongs and the number of packets waiting to be processed;
A packet processing method for a packet processing apparatus comprising:
The packet distribution unit includes:
Identify the flow including the packet from the header information of the received packet, and refer to the flow management information to distribute a group of packets belonging to the same flow to the same processing queue,
If it is determined by referring to the queue management information that the number of packets queued in the processing waiting queue as a distribution destination exceeds a predetermined threshold, the flow management information is further referred to. To determine whether or not the number of packets by flow, which is the number of packets belonging to the same flow as the distribution target packet included in the processing queue, is equal to or greater than a predetermined flow threshold, and the number of packets by flow is the flow When it is equal to or greater than the threshold value, the distribution target packet is stochastically discarded by a predetermined algorithm,
Each time it is determined that the number of packets per flow is greater than or equal to the flow threshold, the flow threshold is lowered in stages, and the packet per unit time newly queued in the processing queue to which packets belonging to the flow are distributed. A packet processing method characterized by counting the number of times the number of received packets decreases and resetting the flow threshold to a predetermined initial value when the number reaches a predetermined number .

In the packet processing method according to claim 1 or 2 ,
The packet processing method, wherein the predetermined algorithm is a RED algorithm or a similar algorithm derived therefrom.

A plurality of packet processing units each having a processing queue;
A receive queue that queues packets received from outside,
A packet distribution unit that distributes the received packet extracted from the reception queue to any of the processing queues;
Queue management information indicating the status of each processing queue, and an information holding unit that holds flow management information including a flow distribution destination to which each packet belongs and the number of packets waiting for processing,
The packet distribution unit includes:
A distribution processing unit that identifies a flow including the packet from the header information of the received packet and distributes a group of packets belonging to the same flow to the same processing queue with reference to the flow management information;
If it is determined by referring to the queue management information that the number of packets queued in the processing waiting queue as a distribution destination exceeds a predetermined threshold, the flow management information is further referred to. To determine whether or not the number of packets by flow, which is the number of packets belonging to the same flow as the distribution target packet included in the processing queue, is equal to or greater than a predetermined flow threshold, and the number of packets by flow is the flow when the threshold value or more, have a probability to destroy cancellation processing section the distribution target packet according to a predetermined algorithm,
The predetermined algorithm is not applied when it is determined that the number of flows assigned to the processing queue is less than a predetermined minimum number of flows for applying the predetermined algorithm. A packet processing device.

A plurality of packet processing units each having a processing queue;
A receive queue that queues packets received from outside,
A packet distribution unit that distributes the received packet extracted from the reception queue to any of the processing queues;
An information holding unit that holds queue management information indicating the status of each processing queue, and flow management information including a flow distribution destination to which each packet belongs and the number of packets waiting to be processed;
With
The packet distribution unit includes:
A distribution processing unit that identifies a flow including the packet from the header information of the received packet and distributes a group of packets belonging to the same flow to the same processing queue with reference to the flow management information;
If it is determined by referring to the queue management information that the number of packets queued in the processing waiting queue as a distribution destination exceeds a predetermined threshold, the flow management information is further referred to. To determine whether or not the number of packets by flow, which is the number of packets belonging to the same flow as the distribution target packet included in the processing queue, is equal to or greater than a predetermined flow threshold, and the number of packets by flow is the flow A discard processing unit that discards the distribution target packet stochastically by a predetermined algorithm when the threshold is equal to or greater than a threshold;
Each time it is determined that the number of packets per flow is greater than or equal to the flow threshold, the flow threshold is lowered in stages, and received packets per unit time queued in the processing queue where packets belonging to the flow are distributed. The number of times the number decreases is counted, and when the number reaches the predetermined number, the flow threshold is reset to a predetermined initial value.
A packet processing apparatus , comprising: an initialization processing unit ;

In the packet processing device according to claim 4 or 5,
The packet processing apparatus, wherein the predetermined algorithm is a RED algorithm or a similar algorithm derived therefrom.