JP5788842B2

JP5788842B2 - 通信装置

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Publication number: JP5788842B2
Application number: JP2012180623A
Authority: JP
Inventors: 悠中山; 憲行太田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2012-08-16
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2032-08-16
Also published as: JP2014039175A

Description

本発明は、通信装置におけるトラヒック制御技術に係り、特に、輻輳時にレートに応じ選択的にフレームの廃棄を行い、キュー長の増大を防ぎ、トラヒック間の公平性を高める技術に関するものである。

一般に、アクセスネットワークにおいて、データの転送制御を行う通信装置は、ユーザから転送されたトラヒックの集線を行い、ユーザトラヒックを多重化した上で、エッジルータを通じコアネットワーク（通信事業者間を接続する大容量の基幹通信ネットワーク）に転送する。各通信装置は、フレームに記載されたＣＯＳ（ＣｌａｓｓｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）などの値を用いて優先度を識別し、ＶＬＡＮＩＤなどのユーザ識別子を用いて送信元ユーザを識別する。特に、集線を効率的に行うためには、通信装置を多段接続した上で、コアネットワークに接続する構成が必要となる。キャリアネットワークにおいては、信頼性向上の観点から装置や経路の冗長化が重要であり、ＥＲＰ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ＲｉｎｇＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）等を適用したレイヤ２リングトポロジが広く採用されている。通信装置を多段接続する場合にも、複数のエッジルータを接続したリングトポロジを構成することは重要である。

しかし、通信装置を多段接続した際には、各通信装置に収容されたユーザのトラヒックに関して、特に輻輳時にスループットや遅延などの転送品質に不公平が生じる。これは、コアネットワークから遠い通信装置に収容されたユーザのトラヒックほど、集線回数が増加し、それに伴いキュー（Ｑｕｅｕｅ）での転送順番待ち回数が増え、遅延が増大しスループットが減少することに起因する。このような不公平を解消するためのトラヒック制御方法が必要となる。なお、キューとは待ち行列のことであり、ここでは、通信装置により受信されたフレームが、宛先通信ポートへの送信に備えて先入れ先出しのリスト構造で保持されたものである。

転送品質の公平性を実現するための第１の従来技術として、非特許文献１に記載のＲａｉｎｂｏｗＦａｉｒＱｕｅｕｅｉｎｇ（ＲＦＱ）がある。この技術は、エッジ装置にてフローごとのレートを推定し、レートが大きいフローのフレームほど多色にマーキングを行い、コア装置に転送し、コア装置にてバッファ閾値超過時に輻輳を検出し、レートが大きい場合に着色される色のフレームを廃棄する。輻輳継続時、廃棄閾値を更新することで廃棄する色を増やし、レートの大きいフローから順にフレームが廃棄され、スループットの公平化を図る。

転送品質の公平性を実現するための第２の従来技術として、非特許文献２に記載の多色マーキングおよび廃棄閾値通知手法がある。この技術は、フレームをレートに応じて多色にマーキングした上で、キュー長が伸び輻輳が強まるほど廃棄色数を増やし、高レートのトラヒックを優先的に廃棄する。さらに上流側装置に対し周期的に廃棄閾値および廃棄確率を通知し用いることで、後に下流側装置で廃棄されるフレームを予め上流側装置で廃棄する。結果として最下流以外のスイッチのキュー長が０に漸近し、装置接続段数増加に伴うキューイング遅延積算を防ぎ、公平性を向上させる。

これらの技術を用いることで、レートの大きいトラヒックのフレームを廃棄し、ユーザトラヒック間の転送品質の公平性を改善することができる。

しかし、これらの技術では、エッジルータを複数接続したリングトポロジ全体としてみた場合に効率的な廃棄を行うことができず、遅延増大や過剰なフレーム廃棄が生じる場合があった。

例えば、非特許文献１の技術においては、コア装置がそれぞれキュー長の増減をもとに廃棄色を決定するため、ある通信装置から出力されたフレームが、次々に転送された先において他に多数のトラヒックが合流して輻輳が拡大した際に、廃棄されることがある。このようなことが発生すると、ネットワーク全体として考えた場合には、本来転送せず早めに廃棄しておくべきだったフレームが転送されることで、転送先のキュー長が不要に伸びることになる。そのため、多くのコア装置を経由するトラヒックほど、キューイング遅延が伸び易く、スループットに不公平が発生する場合がある。

また、非特許文献２の技術においては、エッジルータが複数接続されたリングネットワークにおいては、次のような問題が発生する。すなわち、この様なトポロジにおいては、各通信装置配下に収容されたユーザ端末から送信されたトラヒックは、リング状に接続された複数の通信装置を経由して、エッジルータへと転送される。この際、複数接続された各エッジルータに転送される異なるトラヒックが同一リンクに混在することになり、ユーザトラヒックの合流や分流が発生する。またエッジルータから各ユーザ端末へ転送されるトラヒックも合流、離脱する場合があり、輻輳度合いはリンクによって大きく異なる。こうした状況において、各通信装置が特に何も考慮せず、単に通知された廃棄閾値を採用して廃棄判断を行うと、過剰なフレーム廃棄が発生し、リンク利用効率が低下する場合がある。例えば、ある通信装置にて方路Ａへのフレームは２色まで、方路Ｂへは３色まで転送可能なとき、上流側装置でより大きな廃棄閾値を採用すると、方路に関わらず２色のフレームしか転送されず、３色目以上のフレームは全て廃棄される。このとき、キューイング遅延は抑制される一方で、方路Ｂへのフレームが過剰に廃棄されているため帯域に余剰が生まれ、リンク利用効率が低下している。

Ｒａｉｎｂｏｗｆａｉｒｑｕｅｕｅｉｎｇ：ｆａｉｒｂａｎｄｗｉｄｔｈｓｈａｒｉｎｇｗｉｔｈｏｕｔｐｅｒ−ｆｌｏｗｓｔａｔｅ，ＩＥＥＥＩＮＦＯＣＯＭ２０００，ｖｏｌ．２，ｐｐ．９２２−９３１アクセス系多段集線におけるＮｒａｔｅＮ＋１ｃｏｌｏｒｍａｒｋｉｎｇ適用時の選択的フレーム廃棄，中山悠・太田憲行，電子情報通信学会技術研究報告，ｖｏｌ．１１２，ｎｏ．８，ＮＳ２０１２−９，ｐｐ．４７−５２，２０１２年４月．

本発明が解決しようとする問題点は、従来技術では、エッジルータを複数接続したリングトポロジ全体としてみた場合に効率的な廃棄を行うことができず、遅延増大や過剰なフレーム廃棄が生じる場合があった点である。

例えば、ある通信装置から出力されたフレームが、次々に転送された先の通信装置において他に多数のトラヒックが合流して輻輳が拡大した際に、転送先において廃棄される場合、本来転送せず早めに廃棄しておくべきだったフレームが転送されることで、経由する通信装置のキュー長が不要に伸び、経由する通信装置が多いトラヒックほどキューイング遅延が増大する。また廃棄閾値通知により後に下流側装置で廃棄されるフレームを予め上流側装置で廃棄すれば、装置接続段数増加に伴うキューイング遅延積算を抑制できるが、エッジルータが複数接続される場合には方路が分かれ輻輳が軽減するリンクが生じる場合があり、その際、常に大きな廃棄閾値を採用して廃棄判断を行うと、過剰なフレーム廃棄が発生し、リンク利用効率が低下する場合があった。

本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、アクセス区間におけるエッジルータを複数接続したリング構成において、効率的なフレーム廃棄を行い、キュー長の不要な増大や過剰なフレーム廃棄を防止することを可能とすることである。

上記目的を達成するため、本発明に係る通信装置は、複数の廃棄閾値を記憶し、異なるＮ種類の色の内、いずれかの色がマーキングされたフレームが出力キューに入力する際、フレームのヘッダ情報に応じて使用する廃棄閾値を選択し、フレームの色と、選択された廃棄閾値と、に基づいて、当該フレームの廃棄判断を行い、廃棄と判断された場合には当該フレームを廃棄し、定期的に他の通信装置に対し、出力フレームを蓄積する複数のキューに対応する廃棄閾値をすべて送信する、ことを行う。

具体的には、本発明に係る通信装置は、Ｎ（Ｎは自然数）種類の色ＩＤのいずれかがマーキングされたフレームを上流側装置から受信する第１ポートと、前記フレームを蓄積する前記フレームの転送先に応じた複数の出力キューと、前記出力キューからの前記フレームを下流側装置へ送信する複数の第２ポートと、廃棄閾値を転送先と対応付けた廃棄閾値テーブルとして記憶し、前記フレームの転送先に応じて選択された前記廃棄閾値テーブル内の前記廃棄閾値と、前記フレームの色ＩＤとを比較し、前記フレームを廃棄するか否かの廃棄判断を行う廃棄判断部と、前記下流側装置から受信した当該下流側装置からの各方路に対応する廃棄閾値と前記出力キューのキュー長とに基づいて算出された各転送先に対応する廃棄閾値を、前記廃棄閾値テーブルにおける前記廃棄閾値として前記廃棄判断部に通知するとともに、前記上流側装置に送信する廃棄閾値管理部と、を備える。

本発明に係る通信装置では、前記廃棄閾値管理部は、前記下流側装置から受信した当該下流側装置からの各方路に対応する廃棄閾値と、前記複数の出力キューのキュー長から算出された自身の廃棄閾値と、を比較して、より大きい値を前記各方路に対応する廃棄閾値として前記廃棄閾値テーブルに記憶させ、前記転送先のうち、前記各方路に対応しないものを、前記自身の廃棄閾値と対応付けて前記廃棄閾値テーブルに追加させ、前記廃棄閾値テーブルを前記上流側装置に送信してもよい。

本発明に係る通信装置では、前記廃棄判断部及び前記廃棄閾値管理部は、前記廃棄閾値と廃棄確率とを組合わせて利用してもよい。

本発明に係る通信装置では、前記廃棄閾値管理部は、経路切り替え時に、前記廃棄閾値テーブルの値を消去させ、新たな経路に応じてテーブルを再構築してもよい。

本発明に係る通信装置では、前記廃棄閾値管理部は、経路切り替え時に、前記出力キューを選択し、選択された前記出力キュー内のすべてのフレームを廃棄させてもよい。

具体的には、本発明に係る通信方法は、上流側装置が接続された入力ポートから入力されかつＮ（Ｎは自然数）種類の色ＩＤのいずれかがマーキングされたフレームを、下流側装置が接続された前記フレームの宛先となる出力ポートに応じて振り分ける振り分け手順と、廃棄閾値を転送先と対応付けた廃棄閾値テーブルを参照し、前記フレームの転送先に応じて選択された前記廃棄閾値テーブル内の前記廃棄閾値と、前記フレームの色ＩＤとを比較し、前記フレームを廃棄するか否かの廃棄判断を行う廃棄判断手順と、前記フレームのうちの廃棄しないフレームを、前記出力ポートに対応した出力キューに出力する出力手順と、を順に実行し、前記廃棄判断手順の前に、前記下流側装置から受信した当該下流側装置からの各方路に対応する廃棄閾値と前記出力キューのキュー長とに基づいて算出された各転送先に対応する廃棄閾値を前記廃棄閾値テーブルに記憶させる廃棄閾値更新手順を実行し、前記廃棄閾値テーブルを前記上流側装置に送信する。

本発明に係る通信方法では、前記廃棄閾値更新手順では、前記下流側装置から受信した当該下流側装置からの各方路に対応する廃棄閾値と、前記複数の出力キューのキュー長から算出された自身の廃棄閾値と、を比較して、より大きい値を前記各方路に対応する廃棄閾値として前記廃棄閾値テーブルに記憶させ、前記転送先のうち、前記各方路に対応しないものを、前記自身の廃棄閾値と対応付けて前記廃棄閾値テーブルに追加させてもよい。

本発明に係る通信方法では、前記廃棄判断手順では、前記廃棄閾値テーブルを参照し、前記フレームの転送先に応じて選択された前記廃棄閾値テーブル内の前記廃棄閾値と予め定められた廃棄確率との組合わせを利用して、前記フレームを廃棄するか否かの廃棄判断を行ってもよい。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、ネットワークを構成する通信装置及び通信方法は、フレームのヘッダ情報に基づいて廃棄判断に使用する廃棄閾値を選択することで、効率的なフレーム廃棄を実行することができ、キューイング遅延を抑制することができる。例えば、ある通信装置にて方路Ａへのフレームは２色まで、方路Ｂへは３色まで転送可能なとき、上流側装置で、宛先が方路Ａであるフレームは２色、方路Ｂであるフレームは３色転送するように廃棄判断を行うことができる。

本発明の係るネットワークの物理的な構成例を示す図である。本発明の係るネットワークの論理的な構成例を示す図である。本発明の係る通信装置の構成例を示すブロック図である。本発明の係る通信装置の通知値選択アルゴリズムの例を示す図である。

以下、図を用いて本発明を実施するための形態例を説明する。なお、本発明は、以下の記述により限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

まず、図１、図２、図３及び図４を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１において、ＳＷ０からＳＷ７は本発明に係る通信装置であり、これらはリングトポロジで接続されている。通信装置にはそれぞれ、アクセスネットワークを通じてユーザ端末が接続される。ＳＷ７およびＳＷ１に対しエッジルータＥＲ０、ＥＲ１が接続されており、コアネットワークに接続される。

図２は、図１のネットワークの論理的な構成を示す。ＥＲＰなどを用いて一部のリンクがブロックされ、ここではＳＷ３―ＳＷ４間のリンクがブロックされているものとする。また、ユーザ端末からのトラヒックは、ＳＷを経由してＥＲ０もしくはＥＲ１のいずれかに転送され、さらにエッジルータからコアネットワークに転送される。トラヒックがＥＲ０とＥＲ１のいずれに転送されるかは、特に制限しない。ユーザごとでも、サービスごとでも、トラヒック種別ごとでもよい。

また、このとき、ＳＷの転送動作としては、以下のようになる。たとえば、ＳＷ７であれば、ＳＷ７に直接接続しているユーザ端末からのトラヒックのうち、一部はＥＲ０へ転送され、一部はＥＲ１へ転送するためＳＷ０へ転送される。同様に、ＳＷ６から入力されたトラヒックも、一部はＥＲ０へ、一部はＳＷ０へ転送される。さらには、ＥＲ０から入力されたトラヒックは、各ユーザ端末へ向かうため、ＳＷ７に接続しているユーザ端末、ＳＷ６〜ＳＷ４に接続しているユーザ端末のほかに、ＳＷ０〜ＳＷ３に接続しているユーザ端末へ向かうトラヒックもあり、これはＳＷ０へ転送されることになる。このように、ＳＷ７だけを取り上げてみたが、同じ入力元（たとえば、ＳＷ６）からのトラヒックであっても、転送先が異なり（ＥＲ０、ＳＷ０）、転送先ごとに、合流するトラヒックも異なることになる。当然、トラヒック量もそれぞれ異なることになる。

図３に、本実施形態に係る通信装置の一例を示す。通信装置１は、第１のポート１１と、第２のポート１２と、出力キュー１３−１及び１３−２と、廃棄判断部１４と、廃棄閾値管理部１５と、振り分け部１６を備える。本実施形態では、第１のポート１１が上流側に接続される入力ポートとして機能し、第２のポート１２が下流側に接続される出力ポートとして機能する場合について説明する。図中、フレームの流れを実線で表し、廃棄閾値に関する情報の流れを破線で示す。

本実施形態に係る通信方法では、通信装置１は、第１のポート１１を通じて受信した、他の通信装置から転送されたフレーム１０に関し、振り分け部１６が行う振り分け手順と、廃棄判断部１４が行う廃棄判断手順と、出力キュー１３−１，１３−２が行う出力手順と、を順に行う。これらの手順を行うことで、上流からのフレームを下流に伝送する。

本実施形態では、廃棄判断手順の前に廃棄閾値管理部１５が廃棄閾値を算出する廃棄閾値算出手順を有し、廃棄閾値算出手順の後に廃棄閾値管理部１５が自己の廃棄閾値テーブルを上流側に通知する廃棄閾値通知手順を有する。廃棄閾値算出手順は廃棄判断手順の前の任意のタイミングで行うことが可能であり、振り分け手順の前後のいずれであってもよいし、振り分け手順と同時であってもよい。廃棄閾値通知手順は廃棄閾値算出手順の後の任意のタイミングで行うことが可能であり、廃棄判断手順の前であってもよいし、出力手順の後であってもよいし、廃棄判断手順又は出力手順と同時であってもよい。

振り分け手順では、振り分け部１６においてフレームの宛先によって出力先を振り分け、廃棄判断部１４に転送する。

廃棄判断手順では、廃棄判断部１４において廃棄判断を行った上で、非廃棄と判断された場合には出力キュー１３にフレームを転送し、廃棄と判断された場合には即座にフレームを廃棄する。この際、入力フレーム１０には、異なるＮ種類の色の内のいずれかがマーキングされているものとする。

ここで、色とは、廃棄優先度を表す特定のビット列のことを指す。便宜的に、色には、０からＮ−１までの色ＩＤが割り当てられているものとし、色ＩＤが大きい色が含まれているほど、当該トラヒックのレートが大きいことを表すものとする。出力キュー１３に蓄積されたフレームは、第２のポート１２から、他の通信装置に対して転送される。ここで第２のポート１２−１、１２−２は異なる装置に対して接続されているものとする。ここでは、図２のＳＷ７を例として説明する。１２−１はＳＷ０に接続され、１２−２はＥＲ０に接続されているとする。ＳＷ７は配下ユーザに接続されたポートも持つが、ここでは省略する。

本実施形態では、入力フレーム１０には、当該フレームの優先度を示す情報が付与されており、廃棄判断部１４に転送される前に、あらかじめ優先度に従って振り分けられており、廃棄判断部１４が扱うのは、同一の優先度を持ったフレームである。また、廃棄判断対象とならないフレームに関しては、ここでは図示していない、当該優先度向けの出力キューに別途蓄積されるものとする。

廃棄判断部１４は、各出力キュー１３−１、１３−２に対応した廃棄閾値Ｍを持つ。廃棄閾値管理部１５は、各出力キュー１３−１、１３−２の廃棄閾値Ｍを算出し、自己の廃棄閾値テーブルに格納する。ここでは出力キュー１３−１に関して述べるが、出力キュー１３−２についても同様である。廃棄閾値Ｍ（０≦Ｍ＜Ｎ）の算出方法を、図４を用いて説明する。

まず、廃棄閾値送信間隔をτとするとき、τだけ時間が経過するごとに（Ｓ１０１）、廃棄判断時点の１３−１のキュー長ｑと最大キュー長Ｑとの比率から、対応する第２のポート１２−１の輻輳状況を表す値Ａを求める（Ｓ１０２）。値Ａは、出力キューのキュー長から算出される出力キュー自身の廃棄閾値であり、例えば、次式で求められる。

なお、βは、ユーザ数やレート分布等に基づいて定められる任意の値である。例えば、β＞１とし、ｑが大きくなるほどＡの値の増大が遅くなるように設定すれば、低レート域のフレームを廃棄され難くすることができる。

さらに、第２のポート１２−１に接続された下流側通信装置から、当該下流側通信装置における廃棄閾値テーブルを受信する（Ｓ１０３）。受信した廃棄閾値テーブルには、下流側装置のさらに下流に配置されている各方路の輻輳状況を表す値Ｂが含まれる。例えば図２でＳＷ７は、下流側通信装置における廃棄閾値テーブルとして、ＳＷ０から、５方路分の値Ｂが含まれた廃棄閾値テーブルを受信することになる。すなわち、ＳＷ０の下流に配置されている各方路は、ＥＲ１方向、ＳＷ０配下ユーザ方向、ＳＷ１配下ユーザ方向、ＳＷ２配下ユーザ方向、ＳＷ３配下ユーザ方向、である。これらの各方路の輻輳状況を表す値Ｂを、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５とおく。

次にＡとＢ１〜Ｂ５の大小をそれぞれ比較し（Ｓ１０４）、Ｍ１＝Ｍａｘ（Ａ，Ｂ１）のようにしてＭ１〜Ｍ５を求める（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。

ここで、廃棄判断部１４は、出力キュー１３−１に転送されるフレームに関し、フレーム１０のヘッダ中の宛先アドレスに基づき、廃棄判断に用いる廃棄閾値を選択する。この例では、フレームの宛先がＥＲ１であればＭ１を、ＳＷ０であればＭ２を、ＳＷ１でればＭ３を、ＳＷ２であればＭ４を、ＳＷ３であればＭ５を、それぞれ選択する。フレーム１０の色ＩＤと、選択された廃棄閾値Ｍとを用いて、色ＩＤ≧Ｎ−Ｍであればフレーム１０を廃棄する。

廃棄閾値管理部１５は、第１のポート１１を通じて、他の通信装置に対して一定の時間間隔τごとに自己の廃棄閾値テーブルを送信する（Ｓ１０７）。この際、各出力キュー１３−１、１３−２に対応する廃棄閾値と方路の組み合わせテーブルを全て送信する。すなわち１３−１に関しては、（ＥＲ１，Ｍ１）、（ＳＷ０，Ｍ２）、（ＳＷ１，Ｍ３）、（ＳＷ２，Ｍ４）、（ＳＷ３，Ｍ５）の組を全て送信する。１３−２に関しても同様である。上流側に位置するＳＷ６は、これらの廃棄閾値テーブルを、輻輳状況を表す値Ｂの含まれた下流側の廃棄閾値テーブルとして取得する。

通信装置がユーザ端末に接続されている場合は、ユーザ方向の輻輳状態を上流側に通知するため、ユーザ方向の廃棄閾値と方路を送信する。例えば、ＳＷ７の通信装置であれば、（ＳＷ７，Ｍ６）を送信する。この場合、ステップＳ１０３において下流側の廃棄閾値テーブルを受信しないため、ステップＳ１０２において算出した値Ａが廃棄閾値Ｍ６となる。ここで、ステップＳ１０２では各出力ポートに対応する出力キューについて値Ａが求められるが、Ｍ６に用いる値Ａは、設計に応じて任意に定めることが可能である。Ｍ６に用いる値Ａは、例えば、複数のユーザ方向の値Ａのうちの最大値や平均値を用いることができる。

また、リンク障害等により経路切り替えが発生した場合には、廃棄閾値管理部１５は、廃棄閾値テーブルの値を消去し、切り替え後の経路に応じて廃棄閾値テーブルを再構築する。経路切り替えが実行されたリンクに対する出力キューにおいて、出力キュー内のすべてのフレームを廃棄する。

この廃棄閾値選択方法により、全てのフレームに関して、当該フレームの転送先リンクの輻輳状況に応じて、上流側装置で最適な廃棄判断を行うことができ、キューイング遅延を抑制すると同時に、各方路へのフレームの過剰廃棄を避け、リンク利用効率の低下を防ぐことができる。さらに、フレームのヘッダ情報に基づいて廃棄判断に使用する廃棄閾値を選択することで、効率的なフレーム廃棄を実行することができ、キューイング遅延を抑制することが可能となる。

本例ではＳＷ７において、例えば次のようなフレーム廃棄判断を実行することができる。ＳＷ１からＥＲ１へのリンクでは２色、ＳＷ０から配下ユーザへのリンクでは４色、ＳＷ１から配下ユーザへのリンクでは５色、ＳＷ２、３から配下ユーザへのリンクでは３色まで、それぞれ転送し、それ以上のフレームを廃棄しているとする。この場合、ＳＷ７はＳＷ０から、各方路と廃棄閾値の組み合わせを受信し、廃棄閾値Ｍ１〜Ｍ５を算出する。そして廃棄判断部１４において、フレームのヘッダ情報と通知された廃棄閾値とに基づいて、各方路へのフレームに関し、宛先がＥＲ１であれば２色まで転送し、３色目以上は廃棄する、等の判断を行う。また、もし自身の出力キュー１３−１から求めた廃棄閾値Ａが、通知されたＳＷ１−配下ユーザリンクの廃棄閾値Ｂ３等より大きい場合、すなわちＳＷ７からＳＷ０へのリンクでは４色まで転送可能と判断された場合には、Ｍ３に対しＡを代入し、４色まで転送する。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、ほぼ第１の実施の形態と同様であるが、以下の点が異なる。すなわち、廃棄閾値のみを用いる代わりに、廃棄閾値と廃棄確率の組を用いる。

廃棄閾値は、現在キュー長の最大キュー長に対する比率を整数Ｍで表す。廃棄確率は、上記比率における、整数ＭとＭ＋１の間の割合を０〜１の小数Ｐで表す。廃棄閾値Ｍと廃棄確率Ｐを組で用いることにより、廃棄閾値のみを用いた場合よりも高い精度でのレート制御を実施することが可能となる。

すなわち、色ＩＤ＞Ｎ−Ｍであるフレームを廃棄し、色ＩＤ＝Ｎ−Ｍであるフレームに関しては、確率Ｐで廃棄するようにする。例えば、廃棄閾値管理部１５においてＭを１増加させれば転送可能な色数が１減少するが、廃棄閾値管理部１５においてＭを１増加させる代わりにＰを０．５増加させれば、廃棄判断部１４において一つの色が付与されたフレームの約半数が廃棄されることになり、実質的に転送可能な色数を０．５減少させる、という効果が期待される。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１：通信装置
１０：フレーム
１１：第１のポート
１２−１、１２−２：第２のポート
１３−１、１３−２：出力キュー
１４：廃棄判断部
１５：廃棄閾値管理部
１６：振り分け部

Claims

Ｎ（Ｎは自然数）種類の色ＩＤのいずれかがマーキングされたフレームを上流側装置から受信する第１ポートと、
前記フレームを蓄積する前記フレームの転送先に応じた複数の出力キューと、
前記出力キューからの前記フレームを下流側装置へ送信する複数の第２ポートと、
廃棄閾値を転送先と対応付けた廃棄閾値テーブルとして記憶し、前記フレームの転送先に応じて選択された前記廃棄閾値テーブル内の前記廃棄閾値と、前記フレームの色ＩＤとを比較し、前記フレームを廃棄するか否かの廃棄判断を行う廃棄判断部と、
前記下流側装置から受信した当該下流側装置からの各方路に対応する廃棄閾値と前記出力キューのキュー長とに基づいて算出された各転送先に対応する廃棄閾値を、前記廃棄閾値テーブルにおける前記廃棄閾値として前記廃棄判断部に通知するとともに、前記上流側装置に送信する廃棄閾値管理部と、
を備える通信装置。
前記廃棄閾値管理部は、
前記下流側装置から受信した当該下流側装置からの各方路に対応する廃棄閾値と、前記複数の出力キューのキュー長から算出された自身の廃棄閾値と、を比較して、より大きい値を前記各方路に対応する廃棄閾値として前記廃棄閾値テーブルに記憶させ、
前記転送先のうち、前記各方路に対応しないものを、前記自身の廃棄閾値と対応付けて前記廃棄閾値テーブルに追加させ、
前記廃棄閾値テーブルを前記上流側装置に送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記廃棄判断部及び前記廃棄閾値管理部は、
前記廃棄閾値と廃棄確率とを組合わせて利用する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
前記廃棄閾値管理部は、
経路切り替え時に、前記廃棄閾値テーブルの値を消去させ、新たな経路に応じてテーブルを再構築する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
前記廃棄閾値管理部は、
経路切り替え時に、前記出力キューを選択し、選択された前記出力キュー内のすべてのフレームを廃棄させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
上流側装置が接続された入力ポートから入力されかつＮ（Ｎは自然数）種類の色ＩＤのいずれかがマーキングされたフレームを、下流側装置が接続された前記フレームの宛先となる出力ポートに応じて振り分ける振り分け手順と、
廃棄閾値を転送先と対応付けた廃棄閾値テーブルを参照し、前記フレームの転送先に応じて選択された前記廃棄閾値テーブル内の前記廃棄閾値と、前記フレームの色ＩＤとを比較し、前記フレームを廃棄するか否かの廃棄判断を行う廃棄判断手順と、
前記フレームのうちの廃棄しないフレームを、前記出力ポートに対応した出力キューに出力する出力手順と、
を順に実行し、
前記廃棄判断手順の前に、前記下流側装置から受信した当該下流側装置からの各方路に対応する廃棄閾値と前記出力キューのキュー長とに基づいて算出された各転送先に対応する廃棄閾値を前記廃棄閾値テーブルに記憶させる廃棄閾値更新手順を実行し、
前記廃棄閾値テーブルを前記上流側装置に送信する通信方法。
前記廃棄閾値更新手順では、
前記下流側装置から受信した当該下流側装置からの各方路に対応する廃棄閾値と、前記複数の出力キューのキュー長から算出された自身の廃棄閾値と、を比較して、より大きい値を前記各方路に対応する廃棄閾値として前記廃棄閾値テーブルに記憶させ、
前記転送先のうち、前記各方路に対応しないものを、前記自身の廃棄閾値と対応付けて前記廃棄閾値テーブルに追加させる、
ことを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
前記廃棄判断手順では、
前記廃棄閾値テーブルを参照し、前記フレームの転送先に応じて選択された前記廃棄閾値テーブル内の前記廃棄閾値と予め定められた廃棄確率との組合わせを利用して、前記フレームを廃棄するか否かの廃棄判断を行う、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の通信方法。