JP6098633B2 - パケット転送装置及びパケット転送方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、パケット転送装置にかかり、特に、複数のパケットキューを有するパケット転送装置に関する。
通信ネットワーク(以下、本願では「ネットワーク」と略称する)を経由して端末へパケットデータを転送する際に、無線基地局では、QoS(Quality of Service)制御を実施することが望ましい。なぜなら、当該パケットデータを伝送する際に要求される通信帯域幅(通信速度)や許容遅延量は、転送されるパケットデータの種類に応じて異なるからである。例えば、パケットデータが映像ストリーミングデータであれば、通信帯域幅としては、当該映像ストリーミングデータの単位再生時間あたりのデータサイズを表す符号化レートを上回る必要がある。また、当該パケットデータが通話の音声データであれば、許容遅延量としては、数百ミリ秒以下が必要である。一方で、パケットデータが電子メールであれば、必要とされる通信帯域幅や許容遅延量は、特に規定されない。
とりわけ、ネットワークを経由して無線基地局から端末にパケットデータを転送する際に、通信帯域幅や遅延量は、無線アクセスの特性上、電波干渉や電波強度の変化などの様々な要因によって大きく変動する。そのため、QoS制御は、より一層重要になる。
ここで、一例として、特許文献1は、パケット転送装置に関する技術を開示する。かかるパケット転送装置は、複数のサービスごとに用意したキューと、転送するパケットを各キューに振り分ける手段と、キューごとに算出される優先度の値に基づいて無線伝送する手段と、を備えている。
しかしながら、上述した技術では、既に設置されたパケット転送装置に、所望のQoS制御機能を実現するために上述した構成のパケット転送装置を導入するには、パケット転送装置の全部もしくは大部分を取り替える必要がある。すると、パケット転送装置の開発には、大きなコストを必要とする。
また、既に設置されたパケット転送装置の機能仕様が所定の標準仕様で規定されている場合、特許文献1に開示されたパケット転送装置は、当該標準仕様の規定内の動作をする必要がある。しかしながら、上述した構成のパケット転送装置が標準仕様の規定外の動作をする場合に、そのパケット転送装置では、導入することができないという問題が生じる。
本発明は、上述した課題を解決するためになされた。本発明の主たる目的は、所望のQoS制御を実現しつつ、開発コストを抑制し、且つ導入が容易なパケット転送装置等を提供することである。
上記目的を達成すべく、本発明の一形態であるパケット転送装置は、
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置であって、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する1つ以上の第1パケットキューに振り分けて蓄積する第1パケット分類部と、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する第1パケットスケジューリング部と、を含む第1のスケジューラと、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積する第2パケット分類部と、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定するスループット推定部と、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する第2パケットスケジューリング部と、を含む第2のスケジューラと、
を備えたことを特徴とする。
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置であって、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する1つ以上の第1パケットキューに振り分けて蓄積する第1パケット分類部と、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する第1パケットスケジューリング部と、を含む第1のスケジューラと、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積する第2パケット分類部と、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定するスループット推定部と、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する第2パケットスケジューリング部と、を含む第2のスケジューラと、
を備えたことを特徴とする。
また、同目的を達成する他の見知として、本発明の他の形態であるプログラムは、
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置に、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末毎に対応する1つ以上の各第1パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する機能と、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する機能と、
を実現させるためのコンピュータ・プログラムを特徴とする。
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置に、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末毎に対応する1つ以上の各第1パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する機能と、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する機能と、
を実現させるためのコンピュータ・プログラムを特徴とする。
また、同目的を達成する更なる見知として、本発明の他の形態であるパケット転送方法は、
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置にて、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する1つ以上の第1パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送し、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する、
ことを特徴とする。
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置にて、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する1つ以上の第1パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送し、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する、
ことを特徴とする。
本発明によれば、所望のQoS制御を実現しつつ、開発コストを抑制し、且つ導入が容易なパケット転送装置等を実現することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について図1乃至図9を参照して説明する。図1乃至図7は、パケット転送装置の構成及び機能を説明する図である。図8乃至図9は、パケット転送装置の動作を説明する図である。
本発明の第1の実施形態について図1乃至図9を参照して説明する。図1乃至図7は、パケット転送装置の構成及び機能を説明する図である。図8乃至図9は、パケット転送装置の動作を説明する図である。
図1は、本発明の第1の実施形態におけるパケット転送装置1の構成の概略を示す図である。
図1に示すように、本実施形態におけるパケット転送装置1は、第2のスケジューラ2と、第1のスケジューラ3と、無線伝送部4と、を有する。無線伝送部4は、通信手段の一例である。
そして、パケット転送装置1は、ネットワークNWから有線通信(実線で示す矢印参照)にてパケットデータを受信すると共に、当該パケットデータを無線通信(点線で示す矢印参照)にて端末5(情報処理端末)へ転送する。また、パケット転送装置1は、後述する情報処理装置において実行可能である(尚、ハードウェアの構成については、図11に示すハードウェア構成例において詳細に後述する)。
ここで、本発明の第1の実施形態においては、無線伝送部4及び第1のスケジューラ3は、既存のパケット転送装置が備える構成であると仮定して説明する。つまり、無線伝送部4及び第1のスケジューラ3を備えた既存のパケット転送装置が存在する。より具体的に、例えば、モバイルネットワークである3G(Third Generation)においては、「node B」がパケット転送装置に相当する。同じくモバイルネットワークであるLTE(Long Term Evolution)においては、「eNodeB」がパケット転送装置に相当する。また、無線LAN(Local Area Network)では、「無線LAN基地局」がパケット転送装置に相当する。
そして、上述したパケット転送装置における第1のスケジューラ3は、図1に示すように、MAC(Media Access Control)レイヤで動作する。無線伝送部4は、PHY(Physical)レイヤで動作する。本発明の第1の実施形態で装備される第2のスケジューラ2は、MACレイヤよりも上位のAP(Application)レイヤで動作することを特徴とする。以下、パケット転送装置1の各構成及び動作について詳述する。
図2は、図1に開示したパケット転送装置1に装備された第1のスケジューラ3の構成を示すブロック図である。
第1のスケジューラ3は、第1パケット分類部31と、第1パケットキュー群32と、第1パケットスケジューリング部33と、を備えている。
上記第1のスケジューラ3は、後述するように、第2のスケジューラ2から転送されたパケットデータを受け取る。さらに、第1のスケジューラ3は、受け取った当該パケットデータを各端末5に転送するよう無線伝送部4に転送する機能を有する。具体的に、図2に示すように、第1パケットキュー群32は、端末5ごとに対応する(関連付けされた)1個以上の第1パケットキュー11等からなる。第1パケット分類部31は、パケットデータを受信すると共に、受信したパケットデータを上記第1パケットキュー11等に振り分ける。第1パケットスケジューリング部33は、第1パケットキュー11等に予め設定された優先度に基づいて、パケットデータの転送スケジューリングを実施する。なお、上記第1パケット分類部31や第1パケットスケジューリング部33などを有する第1のスケジューラ3は、パケット転送装置1が装備する演算装置にコンピュータ・プログラムを読み出し、そのコンピュータ・プログラムを係る演算装置が解釈して実行することによって、当該パケット転送装置1に構築される。
上記第1パケットキュー11等は、転送するパケットデータを一時的に蓄積する。第1パケットキュー11等は、端末5ごとに1個以上用意される。また、第1パケットキュー11等は、端末5ごとに第1パケットキュー群32を構成している。本実施形態では、図2に示すように、パケットデータの転送先として複数の端末5がある場合を示している。図2には、端末5毎に、m個(複数)の第1パケットキュー11、12、・・・、1m(第1パケットキュー群32)が用意されている様子を示している。従って、端末5がn個あるとすれば、第1パケットキュー11等は、最大(n×m)個用意されることになる。
また、各第1パケットキュー群32内において、各第1パケットキュー11等は、予め設定された第一分類(第一分類情報)に従って分類されている。さらに、各第1パケットキュー11等には、当該各第1パケットキュー11等内に格納されたパケットデータを、無線伝送部4(つまり、端末5)に転送する優先度合いを表す優先度が設定されている。
図3は、図2に開示した第1パケット分類部による分類の一例(第一分類と優先度の設定例)を示す図である。
図3は、第1パケットキュー11等に関して設定された情報の一例である。この例では、LTE(Long Term Evolution)で用いられるパケット転送装置1における第1パケットキュー11の分類(第一分類)を示している。図3では、1列目における「Type」と4列目における「Example Service」で区分けされる9個の第一分類(クラス)が設定されている。なお、図3に示す1列目における「QCI」は、Quality Class Identifierのことである。次に、図3に示す2列目における「GBR」は、Guaranteed Bit Rateのことである。なお、第一分類は、図3で示したものに限定されず、パケットデータの用途や目的に応じて分類される。
また、各分類つまり第1パケットキュー11等には、図3の3列目に示すように、優先度(Priority)が設定されている。そして、この図3に示すような第1パケットキュー11等に関する情報は、パケット転送装置1内に記憶されている。
図8は、図1に開示したパケット転送装置1に装備された第1のスケジューラ3の動作を示すフローチャートである。
上記第1パケット分類部31は、後述するように第2のスケジューラ2から転送されてきたパケットデータを受信する(図8のステップS1)。第1パケット分類部31は、受信した当該パケットデータの転送先となる端末5、及び、パケットデータが属する第一分類(クラス)を判断する(図8のステップS2)。このとき、第1パケット分類部31は、パケットデータ内の情報やパケット転送装置1内に記憶されている上述した図3に示す情報に基づいて、パケットデータの転送先である端末5と第一分類とを判断する。
また、第1パケット分類部31は、上記判断結果に応じて、パケットデータの転送先となる端末5に対応する第1パケットキュー群32を特定する。さらに、第1パケット分類部31は、特定した第1パケットキュー群32内においてパケットデータの第一分類に対応する第1パケットキュー11等を特定する。そして、第1パケット分類部31は、上述したようにパケットデータについて特定した各第1パケットキュー11等に、当該パケットデータを振り分けて格納する(図8のステップS3)。
上記第1パケットスケジューリング部33は、第1のスケジューラ3内に記憶されている上述した図3に示す各第1パケットキュー11等の優先度に応じて、当該各第1パケットキュー11等に蓄積されているパケットデータを各端末5に対して無線伝送する際のスケジューリングを決定する(図8のステップS4)。より具体的に、例えば、第1パケットスケジューリング部33は、第1パケットキュー11等に設定された優先度と、各端末5の電波状況を示す指標(例えば、CQI(Channel Quality Indicator)やSINR(Signal to Noise Interference Ratio)等)と、に基づいて、スケジューリングを決定する。そして、第1パケットスケジューリング部33は、決定したスケジューリングに応じて、各第1パケットキュー群32内の各端末5宛のパケットデータを、無線伝送部4に転送する。
上記無線伝送部4は、第1パケットスケジューリング部33から転送されたパケットデータを、当該第1パケットスケジューリング部33にて決定されたスケジューリングに従って、各端末5に転送する。
以上のように構成された第1のスケジューラ3及び無線伝送部4は、例えば、上述した3GやLTE、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)などの無線基地局の構成と同様である。
次に、本発明の第1の実施形態におけるパケット転送装置1が備える第2のスケジューラ2について説明する。
図4は、図1に開示したパケット転送装置1に装備された第2のスケジューラ2及び第1のスケジューラ3の構成を示すブロック図である。
第2のスケジューラ2は、ディープ・パケット・インスペクション(Deep Packet Inspection:以降、「DPI」と略記する)部21と、第2パケット分類部22と、第2パケットキュー群23と、スループット推定部24と、第2パケットスケジューリング部25と、を有する。
第2のスケジューラ2は、ネットワークNWから送信されたパケットデータを受け取ると共に、受け取った当該パケットデータを上述した第1のスケジューラ3に転送する機能を有する。具体的に、第2パケットキュー群23は、図4に示すように、まず、上記第1のスケジューラ3が有する第1パケットキュー(ij等)毎に対応する1個以上の第2パケットキューij1等からなる。
また、DPI部21は、ネットワークNWから受信したパケットデータのメタデータを取得する。次に、第2パケット分類部22は、当該DPI部21で取得したメタデータに基づいて、パケットデータを第2パケットキューij1等に振り分ける。スループット推定部24は、第2パケットキューij1に対応する第1パケットキューijから端末5へ単位時間あたりに転送されるパケットデータのデータ量であるスループットを推定する。第2パケットスケジューリング部25は、推定したスループットと第2パケットキューij1に設定された優先度とに基づいて、第2パケットキューij1から第1のスケジューラ3(第1パケットキューij)に転送する際の転送スケジューリングを実施する。
なお、上記DPI部21、第2パケット分類部22、スループット推定部24、第2パケットスケジューリング部25などを有する第2のスケジューラ2は、パケット転送装置1が装備する演算装置にコンピュータ・プログラムを読み出し、そのコンピュータ・プログラムを係る演算装置が解釈して実行することで、当該パケット転送装置1に構築される。
上記第2パケットキューij1等は、転送するパケットデータを一時的に蓄積する。さらに、第2パケットキューij1等は、第1パケットキュー(ij等)毎に1個以上用意される。また、第2パケットキューij1等は、当該各第1パケットキュー(ij等)に対応する第2パケットキュー群23を構成している。本実施形態では、例えば、図4は、特定の端末(図示せず)に対応する第1パケットキュー群(図示せず)内に第1パケットキューijがあったときに、当該第1パケットキューijに対応するk個の第2パケットキューij1、ij2、・・・、ijk(第2パケットキュー群23)が用意されている様子を示している。このとき、同一の第2パケットキュー群23内の各第2パケットキューij1,ij2,…,ijkに格納されるパケットデータは、いずれも後に、第2パケットキューij1等に対応する同一の第1パケットキューijに転送されることになる。
また、各第2パケットキュー群23内において、各第2パケットキューij1等は、上記第一分類とは異なって予め設定された第二分類(第二分類情報)に従って分類されている。さらに、各第2パケットキューij1等には、当該各第2パケットキューij1等内に格納されたパケットデータを、各第2パケットキューij1等に対応する第1パケットキューij等に転送する優先度合いを表す優先度が設定されている。ここで、上述した第二分類は、例えば、パケットデータのメタデータに対応して設定された分類であり、一例としては、後述するようにパケットデータのデータ種別である。なお、第二分類については後に詳述するが、以下で説明する内容の分類であることに限定されない。
図9は、図4に開示したパケット転送装置1に装備された第2のスケジューラ2の動作を示すフローチャートである。
上記ディープ・パケット・インスペクション(DPI)部21は、ネットワークNWからパケットデータを受信する(図9のステップS11)。DPI部21は、当該パケットデータのヘッダ情報やペイロードを調べることで、当該パケットデータに関する所望のメタデータを取得する(図9のステップS12)。即ち、ディープ・パケット・インスペクション部21は、メタデータを取得する手段として機能する。
図5は、図4に開示したDPI部にて取得するメタデータの一例を示す図である。
ここで、取得するメタデータの情報としては、例えば、図5に示すように、トランスポートレベルのメタデータ、メディアレベルのメタデータ、フレームレベルのメタデータがある。
具体的に、上記トランスポートレベルのメタデータとしては、パケットデータのトランスポート層におけるプロトコル種別が挙げられる。より具体的に、例えば、トランスポートレベルのメタデータは、パケットデータがUDP(User Datagram Protocol:以降、「UDP」と略記する)パケットであるかTCP(Transmission Control Protocol:以降、「TCP」と略記する)パケットであるか、ということがメタデータになる。また、メディアレベルのメタデータとしては、パケットデータのメディア種別が挙げられる。より具体的に、例えば、メディアレベルのメタデータは、パケットデータが音声データであるか、映像データであるか、制御信号データであるか、その他の一般データであるか等を表すデータである。また、フレームレベルのメタデータとしては、パケットデータのメディアのフレーム種別が挙げられる。より具体的に、例えば、フレームレベルのメタデータは、メディアレベルが音声データであった場合には、有音フレームであるか、無音フレームであるか、その他のフレームであるか等を表すデータである。また、フレームレベルのメタデータは、メディアレベルが映像データであった場合には、I/IDR(Intra−coded/Instantaneous Decoder Refresh)フレームであるか、P/B(Predicted/Bi−directional Predicted)フレームであるか、その他のフレームであるか等を表すデータである。
ここで、DPI部21が取得するメタデータが上述した情報である場合に、上述した第二分類には、かかるメタデータに対応する分類が設定されている。上記第2パケットキュー群23内の各第2パケットキューij1等は、かかる第二分類に応じて用意されていることとなる。例えば、メディアレベルのメタデータで分類するとした場合に、第1パケットキューijには、音声データ、映像データ、及び、その他の一般データの3種類のデータが格納されることとなる。この場合、当該第1パケットキューijに対応する第2パケットキュー群23には、映像データ用のキューij1、音声データ用のキューij2、その他の一般データ用のキューij3、の3個の第2パケットキューij1等が用意されることとなる。なお、上記各第2パケットキューij1等と分類との対応関係を表す情報は、パケット転送装置1内に記憶される。
上記第2パケット分類部22は、パケットデータ自体や上記DPI部21で取得したメタデータに基づいて、当該パケットデータの転送先となる端末5、及び、パケットデータが属する分類を判断する(図8のステップS13)。具体的に、第2パケット分類部22は、上述したパケット転送装置1内に記憶されている第一分類や第2パケットキューij1等と分類との対応関係を表す情報等に基づいて、パケットデータの転送先となる端末5、当該端末5に対応する第1パケットキュー群32内の第1パケットキューijを特定する第一分類(クラス)、及び、当該第1パケットキューijに対応する第2パケットキュー群23内の第2パケットキューij1等を特定する第二分類を判断する。
そして、第2パケット分類部22は、上記判断結果に応じて、判断した端末5及び第一分類から、パケットデータの転送先となる端末5に対応する第1パケットキュー群32内の第1パケットキューijを特定する。さらに、第2パケット分類部22は、判断した第二分類から、特定した第1パケットキューに対応する第2パケットキュー群23内の第2パケットキューij1等を特定する。そして、第2パケット分類部22は、上述したようにパケットデータについて特定した第2パケットキューij1等に、当該パケットデータを振り分けて格納する(図8のステップS14)。
例えば、第2パケットキューij1等が、音声データ、映像データ、その他の一般データ用の3個が用意されている場合に、受信したパケットデータから上記DPI部21は、メディアレベル(音声データ、映像データ、その他の一般データ)のメタデータを取得したとする。そして、受信したパケットデータが映像データであった場合には、第2パケット分類部22は、特定したある端末i(図示せず)に対応する第1パケットキューijを特定する。さらに、第2パケット分類部22は、特定した第1パケットキューijに対応する第2パケットキュー群23内において、映像データ用の第2パケットキューにパケットデータを振り分けて格納する。
上記スループット推定部24は、第2パケットキュー群23ごとに用意されている。そして、スループット推定部24は、第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューijから端末5へ単位時間あたりに転送されるデータ量であるスループットを算出する。より具体的に、スループット推定部24は、まず、第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューijに格納されているパケットデータのデータ量であるキュー長を取得する。そして、スループット推定部24は、取得したキュー長と、かかる第1パケットキューijに単位時間あたりに入力されるデータ量と、に基づいて、当該第1パケットキューjiから対応する端末に単位時間あたりに転送されるデータ量であるスループットを推定する(図9のステップS15)。
上記スループット推定部24による具体的な推定方法について、図6を参照して説明する。図6は、図1に開示したパケット転送装置1に装備されたパケットキューのキュー長及び入出力に関する模式図である。
まず、注目する第1パケットキューijに格納されているパケットデータのデータ量であるキュー長を、Q(単位は[byte]等)とする。また、第1パケットキューijに入力される単位時間あたりのデータ量を、v(単位は[byte/sec(バイト毎秒)]等)とする。また、第1パケットキューijから出力される単位時間あたりのデータ量、すなわちスループットを、w(単位は[byte/sec]等)とする。ここで、上記Q,v,wは、それぞれ時間と共に変動する量である。そのため、Q,v,wは、時刻tの関数とみなしてQ(t),v(t),w(t)と表すことができる。すると、ある時刻tから微小時間Δtの間に当該第1パケットキューijに入力されるデータ量は、v(t)Δtと近似できる。同時間に当該第1パケットキューijから出力されるデータ量は、w(t)Δtと近似できる。従って、同時間の当該第1パケットキューijのキュー長の変動量をΔQとおけば、ΔQ=v(t)Δt−w(t)Δtとなる。ここで、Δt→0とすれば、キュー長に対する下記式1に示す微分方程式が得られる。ただし、(dQ/dt)は、Qを時刻tで微分した量である。
そして、上記式1に示す微分方程式から、スループット推定部24は、該当する第1パケットキューijから出力される単位時間あたりのデータ量すなわちスループットwを、次の式2で推定できる。
以上のように、スループット推定部24は、まず、第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューijのキュー長から当該キュー長の時間微分(dQ/dt)を導くことができる。また、スループット推定部24は、後述する第2パケットスケジューリング部25から第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューijに単位時間あたりに入力されるデータ量vを取得する。そして、スループット推定部24は、第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューijに単位時間あたりに入力されるデータ量vから、当該第1パケットキューijのキュー長の時間微分(dQ/dt)を減算して、第1パケットキューijから対応する端末5に単位時間あたりに転送されるデータ量であるスループットwを推定することができる。
そして、上記式1に示す微分方程式から、スループット推定部24は、該当する第1パケットキューijから出力される単位時間あたりのデータ量すなわちスループットwを、次の式2で推定できる。
以上のように、スループット推定部24は、まず、第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューijのキュー長から当該キュー長の時間微分(dQ/dt)を導くことができる。また、スループット推定部24は、後述する第2パケットスケジューリング部25から第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューijに単位時間あたりに入力されるデータ量vを取得する。そして、スループット推定部24は、第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューijに単位時間あたりに入力されるデータ量vから、当該第1パケットキューijのキュー長の時間微分(dQ/dt)を減算して、第1パケットキューijから対応する端末5に単位時間あたりに転送されるデータ量であるスループットwを推定することができる。
なお、スループット推定部24による第1パケットキューijから対応する端末に単位時間あたりに転送されるデータ量である上記スループットwを推定する方法は、上述した方法に限定されない。例えば、上記スループットwは、上述した第1パケットスケジューリング部33にて決定されるデータ量である。そのため、スループット推定部24は、第1パケットスケジューリング部33から直接あるいは間接的にスループットwを取得してもよい。
また、スループット推定部24は、上記第1パケットスケジューリング部33からスループットを取得できなくとも、当該第1パケットスケジューリング部33のスケジューリング方法が明らかになっているのであれば、かかるスケジューリング方法をシミュレートすることでスループットを推定してもよい。但し、当該スケジューリング方法が端末5からフィードバックされる情報(例えば電波強度を示す指標)などを用いている場合には、同情報が取得できるような構成になっている必要がある。
上記第2パケットスケジューリング部25は、第2パケットキュー群23ごとに用意されている。そして、第2パケットスケジューリング部25は、上述したスループット推定部24で推定した第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューijから端末5に伝送される単位時間あたりのデータ量であるスループットと、第2パケットキュー群23内の各第2パケットキューij1等に設定された優先度と、当該第2パケットキューij1等に格納されているデータ量であるキュー長と、に基づいて、第1パケットキューijに出力する際に第2パケットキューij1等から取り出すデータ量を定めるスケジュールを決定する(図9のステップS16)。
ここで、第2パケットキュー群23と第1パケットキューijの入出力を示した模式図である図7を参照して、第2パケットスケジューリング部25のスケジューリング方法を説明する。図7では、k個の第2パケットキューを有する第2パケットキュー群23があることとする。そして、i番目の第2パケットキュー(i=1,2,…,k)について、当該第2パケットキューに格納されているデータ量であるキュー長をqiとする。上述した第2パケット分類部22から当該第2パケットキューに入力される単位時間あたりのデータ量をuiとする。当該第2パケットキューの優先度をφiとしている。ただし、優先度φiは、下記式3を満足するものとする。
このとき、第2パケットスケジューリング部25が、i番目の第2パケットキューから取り出して当該第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューに入力する際に、その取り出す単位時間あたりのデータ量がviである。このviを決定することがスケジュールを決定することに等しい。
このとき、第2パケットスケジューリング部25が、i番目の第2パケットキューから取り出して当該第2パケットキュー群23に対応する第1パケットキューに入力する際に、その取り出す単位時間あたりのデータ量がviである。このviを決定することがスケジュールを決定することに等しい。
第2パケットスケジューリング部25は、上記viを決定する方法として、下記式4に記載の数式に基づいて計算する方法を採用してもよい。この方法は、Adaptive WFQ(Weighted Fair Queuing)と呼ばれる方法である。また、かかる方法は、優先度が高い程、また、キュー長が長いほど、viが大きくなるように設計されている。ただし、wは、上記スループット推定部24で推定したスループットである。
一方で、上記式4に示した計算方法を用いた場合に、優先度φiが高くてもキュー長は、短くなる。すなわち、単位時間あたりのデータ量viは、qiが0に近くなると同様に0に近づいてしまう。そのため、第2パケットキューから取り出す単位時間あたりのデータ量は、小さくなる。そのような場合に、優先度が高くてもパケットが転送されにくくなる問題がある。
一方で、上記式4に示した計算方法を用いた場合に、優先度φiが高くてもキュー長は、短くなる。すなわち、単位時間あたりのデータ量viは、qiが0に近くなると同様に0に近づいてしまう。そのため、第2パケットキューから取り出す単位時間あたりのデータ量は、小さくなる。そのような場合に、優先度が高くてもパケットが転送されにくくなる問題がある。
そこで、以下の式5に示した計算方法に置き換えることで、qiが0に近づいたとしてもviが必要以上に小さくならないようにすることができる。式5では、式4においてキュー長qiの代わりに(1+qi)とする。これにより、係る式5では、qiが0になっても(1+qi)が1になるため、viが0にならないように補正している。さらに、係る式5では、(1+qi)のri乗をすることで、キュー長の長さの増加量に対するviの増加量を調整できるようにしている。riは、各第2パケットキューに設定された0以上の実数値である。キュー長が増加したときにviが増加する量は、riが大きいほど大きくなる。一方で、キュー長が増加したときにviが増加する量は、riが小さいほど(0に近いほど)小さくなる。H(x)は、ヘヴィサイドの階段関数である。H(x)は、x>0のときだけH(x)=1となり、それ以外ではH(x)=0となる関数である。H(x)は、H(qi)を乗じることでキュー長が0になったときにviも0になるようにしている。
第2パケットスケジューリング部25は、以上のように決定されたviに基づいて、各第2パケットキューからデータを取り出すと共に、当該第2パケットキュー群23に対応する第1のスケジューラの第1パケットキューにパケットデータを転送する。このとき、当該第1パケットキューには、単位時間あたりv=Σ(sigma)viのデータ量が入力される。
第2パケットスケジューリング部25は、以上のように決定されたviに基づいて、各第2パケットキューからデータを取り出すと共に、当該第2パケットキュー群23に対応する第1のスケジューラの第1パケットキューにパケットデータを転送する。このとき、当該第1パケットキューには、単位時間あたりv=Σ(sigma)viのデータ量が入力される。
なお、上記では、第2パケットスケジューリング部25は、スループット推定部24で推定したスループットと、第2パケットキューの優先度と、第2パケットキューに格納されているキュー長と、に基づいて、第1パケットキューに出力するデータ量を定めてスケジューリングしていたが、必ずしもかかる方法に限定されない。例えば、第2パケットスケジューリング部25は、スループット推定部24で推定したスループットと、第2パケットキューの優先度と、に基づいて、第1パケットキューに出力するデータ量を定めてスケジューリングしてもよい。一例として、第2パケットスケジューリング部25は、推定したスループットに、該当する第2パケットキューの優先度を重み付けした値を、第1パケットキューに出力するデータ量を定めることで、優先度が高いほど第1パケットキューに出力するデータ量が多くなるよう定めてもよい。
以上のように、本発明の第1の実施形態におけるパケット転送装置1によると、既存のパケット転送装置における第1のスケジューラの前段に第2のスケジューラを追加するだけで、QoS制御を高機能化することができる。例えば、上述したように、LTEでは図3に示すように9種類のパケットキューしか用意されていない。ところが、近年、インターネットやモバイルネットワークなどのパケットデータネットワークの利用の拡大を考慮すると、予め定められた9種類だけでは所望のQoS制御を満足できない可能性がある。実際、インターネットで展開されている様々なサービス(映像ストリーミングサービス,Webサービス,SNSサービス,メッセージングサービス等)の多くは、図3に示すクラス6,8,9に入ってしまい、それぞれのサービスを精細にQoS制御することができない構成になっている。
これに対して、本発明の第1の実施形態におけるパケット転送装置1では、例えば図3のクラス6,8,9の前段に第2パケットキューを複数設けてそれぞれ第2パケットスケジューリング部25でQoS制御することで、既存のスケジューラをそのまま流用して高性能なQoS制御が実現できる。特に、パケット転送装置1では、既存のスケジューラをそのまま流用し、第2のスケジューラ2により第1のパケットキューのうち必要なキュー(クラス)だけ高機能化することにより、開発コストを低減することができる。
また、本発明の第1の実施形態におけるパケット転送装置1によると、当該パケット転送装置の入出力インターフェースを、既存のパケット転送装置と同じ入出力インターフェースを保ったままにすることができる。つまり、パケット転送装置1における第2のスケジューラ2は、既存のパケット転送装置である第1のスケジューラが受信するパケットデータの順番を入れ替えているに過ぎず、そのため、パケット転送装置1への入力インターフェースと既存のパケット転送装置への入力インターフェースとは同じである。また、パケット転送装置1からの出力インターフェースは、既存のパケット転送装置からの出力インターフェースと同一であることは、図4からも明らかである。
以上のことから、本発明の第1の実施形態におけるパケット転送装置1は、既存のパケット転送装置と同一の標準仕様内で動作させることができる。このため、本実施形態に係るパケット転送装置1は、あらゆる装置に適用でき、導入が容易である。
なお、本発明の第1の実施形態におけるパケット転送装置1は、上述したように無線基地局等に適用可能であるが、無線通信にてパケットデータを転送する装置に限らず、有線、或いは無線と有線とが適宜併用される通信回線においてパケットデータを転送する装置にも適用可能である。
<第2の実施形態>
上記実施形態の一部又は全部は、以下の第2の実施形態のようにも記載されうる。以下、本発明の第2の実施形態におけるパケット転送装置(図10参照)、コンピュータ・プログラム、パケット転送方法の構成の概略を説明する。但し、本発明の第2の実施形態は、説明の便宜上、以下の構成を例に説明するが、係る構成には限定されない。
上記実施形態の一部又は全部は、以下の第2の実施形態のようにも記載されうる。以下、本発明の第2の実施形態におけるパケット転送装置(図10参照)、コンピュータ・プログラム、パケット転送方法の構成の概略を説明する。但し、本発明の第2の実施形態は、説明の便宜上、以下の構成を例に説明するが、係る構成には限定されない。
図10は、本発明の第2の実施形態におけるパケット転送装置100の構成を示すブロック図である。
パケット転送装置100は、大別して、第2のスケジューラ120と、第1のスケジューラ110とを備える。
パケット転送装置100は、ネットワーク130を介して受信したパケットデータを、情報処理端末140に転送する。
より具体的に、第1のスケジューラ110は、第1パケット分類部111と、第1パケットスケジューリング部113と、を含む。
第1パケット分類部111は、受信したパケットデータを当該パケットデータの予め設定された第一分類に応じて、個々の情報処理端末140に対応する1つ以上の第1パケットキュー112に振り分けて蓄積する。
第1パケットスケジューリング部113は、前記各第1パケットキュー112に予め設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキュー112に蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキュー112に対応する前記情報処理端末140に転送する。
第2のスケジューラ120は、第2パケット分類部121と、スループット推定部123と、第2パケットスケジューリング部124と、を含む。
第2パケット分類部121は、ネットワーク130を介して受信したパケットデータの予め設定された前記第一分類とは異なる第二分類に基づいて、前記パケットデータを前記第1のスケジューラ110が有する前記各第1パケットキュー112に対応する1つ以上の第2パケットキュー122に振り分けて蓄積する。
スループット推定部123は、前記第2パケットキュー122に対応する前記第1パケットキュー112から前記情報処理端末140に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定する。
第2パケットスケジューリング部124は、前記スループットと前記各第2パケットキューに予め設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキュー122に蓄積されたパケットデータを当該第2パケットキュー122に対応する前記第1パケットキュー112を含む前記第1のスケジューラ110に転送する。
このような構成を有する第2の実施形態によっても、上述した第1の実施形態と同様に、所望のQoS制御を実現しつつ、開発コストを抑制し、且つ導入が容易なパケット転送装置等を実現することができる。
(ハードウェア構成例)
上述した各実施形態において図1、図2、図4、図10に示した各部は、ソフトウェアプログラムの機能(処理)単位(ソフトウェアモジュール)と捉えることができる。但し、これらの図面に示した各部の区分けは、説明の便宜上の構成であり、実装に際しては、様々な構成が想定され得る。この場合のハードウェア環境(ハードウェア資源)の一例を、図11を参照して説明する。
上述した各実施形態において図1、図2、図4、図10に示した各部は、ソフトウェアプログラムの機能(処理)単位(ソフトウェアモジュール)と捉えることができる。但し、これらの図面に示した各部の区分けは、説明の便宜上の構成であり、実装に際しては、様々な構成が想定され得る。この場合のハードウェア環境(ハードウェア資源)の一例を、図11を参照して説明する。
図11は、本発明の模範的な実施形態に係るパケット転送装置を実行可能な情報処理装置300(コンピュータ)の構成を例示的に説明する図である。即ち、図11は、図1に示したパケット転送装置1、或いは、図2に示したパケット転送装置1に装備された第1のスケジューラ3、図4に示したパケット転送装置1に装備された第2のスケジューラ2、図10に示したパケット転送装置100の全体または一部のパケット転送装置を実現可能なサーバ等のコンピュータ(情報処理装置)の構成であって、上述した実施形態における各機能を実現可能なハードウェア環境を表す。
図11に示した情報処理装置300は、CPU(Central_Processing_Unit)301、ROM(Read_Only_Memory)302、RAM(Random_Access_Memory)303、ハードディスク304(記憶装置)、並びに外部装置との通信インターフェース(Interface:以降、「I/F」と称する)305、CD−ROM(Compact_Disc_Read_Only_Memory)等の記憶媒体307に格納されたデータを読み書き可能なリーダライタ308を備え、これらの構成がバス306(通信線)を介して接続された一般的なコンピュータである。
そして、上述した実施形態を例に説明した本発明は、図11に示した情報処理装置300に対して、その実施形態の説明において参照したブロック構成図(図1、図2、図4、図10)或いはフローチャート(図8、図9)の機能を実現可能なコンピュータ・プログラムを供給した後、そのコンピュータ・プログラムを、当該ハードウェアのCPU301に読み出して解釈し実行することによって達成される。また、当該装置内に供給されたコンピュータ・プログラムは、読み書き可能な揮発性の記憶メモリ(RAM303)またはハードディスク304等の不揮発性の記憶デバイスに格納すれば良い。
また、前記の場合において、当該ハードウェア内へのコンピュータ・プログラムの供給方法は、CD−ROM等の各種記憶媒体307を介して当該装置内にインストールする方法や、インターネット等の通信回線を介して外部よりダウンロードする方法等のように、現在では一般的な手順を採用することができる。そして、このような場合において、本発明は、係るコンピュータ・プログラムを構成するコード或いは、そのコードが格納された記憶媒体307によって構成されると捉えることができる。
尚、上述した各実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。しかしながら、上述した実施形態により例示的に説明した本発明は、以下には限らない。即ち、
(付記1)
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置であって、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する1つ以上の第1パケットキューに振り分けて蓄積する第1パケット分類部と、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する第1パケットスケジューリング部と、を含む第1のスケジューラと、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積する第2パケット分類部と、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定するスループット推定部と、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する第2パケットスケジューリング部と、を含む第2のスケジューラと、
を備えたパケット転送装置。
(付記2)
付記1に記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケットスケジューリング部は、前記スループットと、前記各第2パケットキューに設定された優先度と、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第1のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第1のスケジューラに転送する、
パケット転送装置。
(付記3)
付記2に記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケットスケジューリング部は、前記第2パケットキューに設定された優先度及び当該第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量が多いほど、当該第2パケットキューから前記第1のスケジューラに転送するパケットデータ量が多くなるよう当該パケットデータ量を算出する、
パケット転送装置。
(付記4)
付記1乃至3のいずれかに記載のパケット転送装置であって、
前記スループット推定部は、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューに蓄積されたパケットデータ量に基づいて当該第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表す前記スループットを推定する、
パケット転送装置。
(付記5)
付記4に記載のパケット転送装置であって、
前記スループット推定部は、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューに入力される単位時間あたりのパケットデータ量から当該第1パケットキューに蓄積されたパケットデータ量の時間微分を減算した値を、前記スループットとして算出する、
パケット転送装置。
(付記6)
付記1乃至5のいずれかに記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケット分類部は、前記第二分類に含まれるデータ種別に基づいて、前記パケットデータを前記各第2パケットキューに振り分けて蓄積する、
パケット転送装置。
(付記7)
付記6に記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケット分類部は、前記パケットデータのトランスポート層のプロトコル種別、メディア種別、メディアのフレーム種別のいずれかに基づいて、当該パケットデータを前記各第2パケットキューに振り分けて蓄積する、
パケット転送装置。
(付記8)
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置に、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末毎に対応する1つ以上の各第1パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する機能と、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する機能と、
を実現させるためのコンピュータ・プログラム。
(付記9)
付記8に記載のプログラムであって、
前記スループットと、前記各第2パケットキューに予め設定された優先度と、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第1のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第1のスケジューラに転送する、
プログラム。
(付記10)
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置にて、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する1つ以上の第1パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送し、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する、
パケット転送方法。
(付記11)
付記10に記載のパケット転送方法であって、
前記スループットと、前記各第2パケットキューに予め設定された優先度と、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第1のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第1のスケジューラに転送する、
パケット転送方法。
(付記1)
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置であって、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する1つ以上の第1パケットキューに振り分けて蓄積する第1パケット分類部と、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する第1パケットスケジューリング部と、を含む第1のスケジューラと、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積する第2パケット分類部と、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定するスループット推定部と、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する第2パケットスケジューリング部と、を含む第2のスケジューラと、
を備えたパケット転送装置。
(付記2)
付記1に記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケットスケジューリング部は、前記スループットと、前記各第2パケットキューに設定された優先度と、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第1のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第1のスケジューラに転送する、
パケット転送装置。
(付記3)
付記2に記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケットスケジューリング部は、前記第2パケットキューに設定された優先度及び当該第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量が多いほど、当該第2パケットキューから前記第1のスケジューラに転送するパケットデータ量が多くなるよう当該パケットデータ量を算出する、
パケット転送装置。
(付記4)
付記1乃至3のいずれかに記載のパケット転送装置であって、
前記スループット推定部は、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューに蓄積されたパケットデータ量に基づいて当該第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表す前記スループットを推定する、
パケット転送装置。
(付記5)
付記4に記載のパケット転送装置であって、
前記スループット推定部は、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューに入力される単位時間あたりのパケットデータ量から当該第1パケットキューに蓄積されたパケットデータ量の時間微分を減算した値を、前記スループットとして算出する、
パケット転送装置。
(付記6)
付記1乃至5のいずれかに記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケット分類部は、前記第二分類に含まれるデータ種別に基づいて、前記パケットデータを前記各第2パケットキューに振り分けて蓄積する、
パケット転送装置。
(付記7)
付記6に記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケット分類部は、前記パケットデータのトランスポート層のプロトコル種別、メディア種別、メディアのフレーム種別のいずれかに基づいて、当該パケットデータを前記各第2パケットキューに振り分けて蓄積する、
パケット転送装置。
(付記8)
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置に、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末毎に対応する1つ以上の各第1パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する機能と、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する機能と、
を実現させるためのコンピュータ・プログラム。
(付記9)
付記8に記載のプログラムであって、
前記スループットと、前記各第2パケットキューに予め設定された優先度と、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第1のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第1のスケジューラに転送する、
プログラム。
(付記10)
ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置にて、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する1つ以上の第1パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送し、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第2パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する、
パケット転送方法。
(付記11)
付記10に記載のパケット転送方法であって、
前記スループットと、前記各第2パケットキューに予め設定された優先度と、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第1のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第1のスケジューラに転送する、
パケット転送方法。
以上、上記実施形態等を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
この出願は、2012年3月2日に出願された日本出願特願2012−046675を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1 パケット転送装置
11 第1パケットキュー
2 第2のスケジューラ
21 ディープ・パケット・インスペクション(DPI)部
22 第2パケット分類部
23 第2パケットキュー群(第2パケットキュー)
24 スループット推定部
25 第2パケットスケジューリング部
3 第1のスケジューラ
31 第1パケット分類部
32 第1パケットキュー群(第1パケットキュー)
33 第1パケットスケジューリング部
4 無線伝送部
5 端末
NW ネットワーク
100 パケット転送装置
110 第1のスケジューラ
111 第1パケット分類部
112 第1パケットキュー
113 第1パケットスケジューリング部
120 第2のスケジューラ
121 第2パケット分類部
122 第2パケットキュー
123 スループット推定部
124 第2パケットスケジューリング部
11 第1パケットキュー
2 第2のスケジューラ
21 ディープ・パケット・インスペクション(DPI)部
22 第2パケット分類部
23 第2パケットキュー群(第2パケットキュー)
24 スループット推定部
25 第2パケットスケジューリング部
3 第1のスケジューラ
31 第1パケット分類部
32 第1パケットキュー群(第1パケットキュー)
33 第1パケットスケジューリング部
4 無線伝送部
5 端末
NW ネットワーク
100 パケット転送装置
110 第1のスケジューラ
111 第1パケット分類部
112 第1パケットキュー
113 第1パケットスケジューリング部
120 第2のスケジューラ
121 第2パケット分類部
122 第2パケットキュー
123 スループット推定部
124 第2パケットスケジューリング部
Claims (8)
- ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置であって、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する1つ以上の第1パケットキューに振り分けて蓄積する第1パケット分類部と、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する第1パケットスケジューリング部と、を含む第1のスケジューラと、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積する第2パケット分類部と、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定するスループット推定部と、前記スループットと、前記各第2パケットキューに設定された優先度と、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第1のスケジューラに転送する、単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第1のスケジューラに転送する第2パケットスケジューリング部と、を含む第2のスケジューラと、
を備えたパケット転送装置。 - 請求項1に記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケットスケジューリング部は、前記第2パケットキューに設定された優先度及び当該第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量が多いほど、当該第2パケットキューから前記第1のスケジューラに転送するパケットデータ量が多くなるよう当該パケットデータ量を算出する、
パケット転送装置。 - 請求項1または請求項3に記載のパケット転送装置であって、
前記スループット推定部は、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューに蓄積されたパケットデータ量に基づいて当該第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される、単位時間あたりのパケットデータ量を表す前記スループットを推定する、
パケット転送装置。 - 請求項4に記載のパケット転送装置であって、
前記スループット推定部は、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューに入力される単位時間あたりのパケットデータ量から当該第1パケットキューに蓄積されたパケットデータ量の時間微分を減算した値を、前記スループットとして算出する、
パケット転送装置。 - 請求項1または請求項3乃至4のいずれかに記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケット分類部は、前記第二分類に含まれるデータ種別に基づいて、前記パケットデータを前記各第2パケットキューに振り分けて蓄積する、
パケット転送装置。 - 請求項6に記載のパケット転送装置であって、
前記第2パケット分類部は、前記パケットデータのトランスポート層のプロトコル種別、メディア種別、メディアのフレーム種別のいずれかに基づいて、当該パケットデータを前記各第2パケットキューに振り分けて蓄積する、
パケット転送装置。 - ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置に、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末毎に対応する1つ以上の各第1パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する機能と、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと、前記各第2パケットキューに予め設定された優先度と、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第1のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第1のスケジューラに転送する機能と、
を実現させるためのコンピュータ・プログラム。 - ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置にて、
前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する1つ以上の第1パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第1パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第1パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第1パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送し、
前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第1パケットキューに対応する1つ以上の第2パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと、前記各第2パケットキューに予め設定された優先度と、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第2パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第1のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第2パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第1のスケジューラに転送する、
パケット転送方法。
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