JP6326727B2 - Packet switching apparatus, packet switching method, and bandwidth control program - Google Patents
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Description
本発明は、パケット交換装置、パケット交換方法及び帯域制御プログラムに関し、例えば、パケット交換方式を利用した通信網で用いられるノード装置に適用し得るものである。 The present invention relates to a packet switching device, a packet switching method, and a bandwidth control program, and can be applied to, for example, a node device used in a communication network using a packet switching method.
LAN(Local Area Network)やインターネットなどのネットワークは、パケット交換方式と呼ばれる通信方式を利用した通信網である。これらのネットワークでは、ノード装置としてパケット交換装置が使用される。パケット交換方式では、情報をパケットと呼ばれる単位に分割して送信する。このため、パケット単位での待ち合わせが可能となり、複数のユーザで回線を共有し、効率良く並列に転送することができる。また、パケット交換装置の記憶部にパケットを一旦蓄積して転送するので、様々な通信状況に対応できるインテリジェントなネットワークを構築することができる。 A network such as a LAN (Local Area Network) or the Internet is a communication network using a communication method called a packet switching method. In these networks, a packet switching device is used as a node device. In the packet switching method, information is divided into units called packets and transmitted. For this reason, it becomes possible to wait in units of packets, and a line can be shared by a plurality of users and efficiently transferred in parallel. In addition, since packets are temporarily stored in the storage unit of the packet switching device and transferred, an intelligent network that can cope with various communication situations can be constructed.
一方、近年、ネットワークを利用して提供されるサービスやアプリケーションの多様化に伴って、様々な通信品質を保証する必要性が高まってきている。通信品質を表す指標には、データ廃棄率、伝搬遅延時間、伝搬遅延ゆらぎなどがある。例えば、リアルタイム性を必要とする音声通信や動画通信では、低廃棄率、低遅延及び低遅延ゆらぎの保証が要求される。一方、それほどリアルタイム性を必要としないデータ通信では低廃棄率の保証が要求される。 On the other hand, in recent years, with the diversification of services and applications provided using a network, there is an increasing need to guarantee various communication qualities. The index representing the communication quality includes a data discard rate, a propagation delay time, a propagation delay fluctuation, and the like. For example, in voice communication and video communication that require real-time performance, guarantee of a low discard rate, low delay, and low delay fluctuation is required. On the other hand, a low discard rate guarantee is required for data communications that do not require real-time performance.
サービスやアプリケーションの違いによって、それぞれの通信品質レベルを保証するために、サービスやアプリケーション毎に優先度を決め、その優先度に従って、パケットを出力する優先制御機能を有するパケット交換装置の要求が高まってきている。 Due to differences in services and applications, in order to guarantee the respective communication quality levels, priority is determined for each service and application, and the demand for packet switching devices having a priority control function for outputting packets according to the priority has increased. ing.
また、通信事業者が利用者に対し、通信サービスに対応する最低帯域を保証したり、最大制限帯域で利用可能な帯域を制限したりする帯域制御機能も必要となってきている。 In addition, a bandwidth control function is required for a communication carrier to guarantee a minimum bandwidth corresponding to a communication service to a user and to limit a usable bandwidth by a maximum restricted bandwidth.
そこで、このような優先制御機能や帯域制御機能を有するパケット交換装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されているパケット交換装置は、入力インタフェース部、出力インタフェース部及びパケット交換部を備えている。入力インタフェース部は、受信したユーザパケットを、優先度に従ってパケット交換部に転送する。パケット交換部は、入力インタフェース部から受け取ったユーザパケットを、その宛先アドレスに基づいて、対応する出力インタフェース部に送る。出力インタフェース部は、ユーザパケットの優先度に応じたパケットキューと、それらのキューをグループ化したキューグループを有している。各キューグループには、通信サービス契約で定められた最低保証帯域が割り当てられていて、各キューグループからの読出し帯域を制御することにより、最低帯域の保証や、利用者間での余剰帯域の割り当ての公平性を実現している。また、キューグループからの読み出しの際に、キューグループ内の優先度に従って、読出し制御することにより、通信品質レベルが保証される。
Therefore, a packet switching apparatus having such a priority control function and a bandwidth control function has been proposed (for example, see Patent Document 1). The packet switching device disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示されているパケット交換装置では、複数の入力インタフェース部から1つの出力インタフェース部にパケットを送るときに、各入力インタフェース部からのパケットの合計が、パケット交換部と、出力インタフェース部との間の伝送帯域を超過してしまうと、出力インタフェース部にパケットが到着する前に、パケット廃棄が発生することになる。このため、帯域制御が不完全になり、最低帯域の保証や、各利用者間の公平性の維持したい場合、その実現が困難になる。
However, in the packet switching device disclosed in
この課題を解決した発明として、特許文献2に開示されているパケット交換装置がある。特許文献2に開示されているパケット交換装置は、出力インタフェース部において、各入力インタフェース部から受け取る送信要求量に応じて送信許可量を算出し、入力インタフェース部では、送信許可量に応じて、送信を行う。出力インタフェース部で帯域を管理されるので、入力インタフェース部と出力インタフェース部との間など、出力インタフェース部が受け取るまでのパケットの廃棄がなくなり、各契約の最低帯域の保証や、各利用者間の公平性の維持が実現される。
As an invention that solves this problem, there is a packet switching device disclosed in
しかしながら、特許文献2に開示されているパケット交換装置では、パケットキュー毎の送信要求量を入力インタフェース部から出力インタフェース部に送信し、出力インタフェース部で各送信要求量と最低保証帯域などの情報から各パケットキューの送信許可量を計算し、そのパケットキュー毎の送信許可量を出力インタフェース部から入力インタフェース部へ送信する必要がある。そのため、パケットキュー及びパケットキューグループが多くなると、入力インタフェース部から出力インタフェース部への転送情報の増大や、出力インタフェース部での計算処理負荷の増大等の要因により、パケット交換装置の実現が困難になる。
However, in the packet switching device disclosed in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、入力インタフェース部及び出力インタフェース部間の転送情報量及び計算処理負荷を低く抑え、フロー群毎(若しくはフロー毎)の帯域保証や、フロー群(若しくはフロー)間の帯域の公平性を実現できるパケット交換装置、パケット交換方法及び帯域制御プログラムを提供しようとしたものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The amount of information transferred between the input interface unit and the output interface unit and the calculation processing load are kept low, the bandwidth guarantee for each flow group (or each flow), and the flow group ( Alternatively, the present invention intends to provide a packet switching apparatus, a packet switching method, and a bandwidth control program that can realize bandwidth fairness between flows.
第1の本発明は、パケットが入力される複数の入力インタフェース手段と、パケットを出力する複数の出力インタフェース手段と、上記各入力インタフェース手段からのパケットを宛先に応じた上記出力インタフェース手段に出力する、複数の入力バッファ、パケットスイッチ及び複数の出力バッファを有するパケット交換手段とを備えたパケット交換装置において、(1)上記各入力インタフェース手段が、(1−1)入力されたパケットを蓄積する、蓄積するパケットのフローが異なる複数のパケット蓄積部と、(1−2)入力されたパケットのフローを識別して、そのパケットをいずれかの上記パケット蓄積部に振り分けるフロー識別部と、(1−3)複数の上記パケット蓄積部に蓄積されているパケットを、読出すパケット蓄積部を切り替えながら読み出すパケット読出制御部と、(1−4)上記各パケット蓄積部へのパケットの入力帯域を計測する入力帯域計測部と、(1−5)上記各パケット蓄積部の蓄積量が閾値を超過したか否かを検出する閾値超過検出部と、(1−6)計測された入力帯域、検出された閾値超過の情報を送信する蓄積部情報送信部とを有し、(2)上記各出力インタフェース手段が、(2−1)当該出力インタフェース手段に対応する上記出力バッファの輻輳状態が検出されたときに、上記複数の入力インタフェース手段の各々に対して送信制限帯域を求める送信制限帯域演算部と、(2−2)上記送信制限帯域演算部により求められた上記各入力インタフェース手段の送信制限帯域を、対応する上記各入力インタフェース手段に通知する送信制限帯域通知部とを有し、(3)上記各入力インタフェース手段の上記パケット読出制御部が、通知された上記送信制限帯域に基づいて、複数の上記パケット蓄積部からのパケットの読み出し制御を行い、(4)さらに、上記送信制限帯域演算部は、上記送信制限帯域を求める対象である1つの上記入力インタフェース手段が有する上記複数のパケット蓄積部のうち、上記閾値超過検出部によって閾値を非超過と検出されたパケット蓄積部について、上記入力帯域計測部によって測定された入力帯域を合計した第1の合計値と、上記パケット交換手段と上記出力インタフェース手段との間における物理帯域から上記第1の合計値を上記複数の入力インタフェース手段分差し引いた残余帯域と、上記閾値超過検出部によって検出された閾値超過の情報に基づく係数とを求めるとともに、上記残余帯域に上記係数を乗じたものを上記第1の合計値に加算することで、上記送信制限帯域を求めることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, a plurality of input interface means for inputting a packet, a plurality of output interface means for outputting a packet, and a packet from each of the input interface means is output to the output interface means corresponding to a destination. In a packet switching device comprising a plurality of input buffers, a packet switch, and a packet switching means having a plurality of output buffers, (1) each of the input interface means (1-1) accumulates input packets. A plurality of packet storage units having different packet flows to be stored; (1-2) a flow identification unit that identifies a flow of an input packet and distributes the packet to one of the packet storage units; 3) A packet storage unit for reading the packets stored in the plurality of packet storage units. A packet read control unit that reads while switching, (1-4) an input band measurement unit that measures the input bandwidth of a packet to each of the packet storage units, and (1-5) an accumulation amount of each of the packet storage units And (1-6) a storage unit information transmission unit for transmitting information on the measured input bandwidth and the detected threshold excess, (2) Each output interface means (2-1) a transmission restriction band for obtaining a transmission restriction band for each of the plurality of input interface means when a congestion state of the output buffer corresponding to the output interface means is detected. And (2-2) a transmission control system for notifying the corresponding input interface means of the transmission restricted band of each of the input interface means obtained by the transmission restricted band calculating section. (3) the packet read control unit of each input interface means performs packet read control from the plurality of packet storage units based on the notified transmission limit band, (4) Further, the transmission limit band calculation unit may determine that the threshold excess detector does not exceed the threshold among the plurality of packet storage units included in the one input interface unit that is a target for obtaining the transmission limit band. For the detected packet accumulation unit, the first total value obtained by summing the input bands measured by the input band measurement unit, and the first total from the physical band between the packet switching unit and the output interface unit. The remaining bandwidth obtained by subtracting the value for the plurality of input interface means, and the information on excess threshold detected by the excess threshold detection unit. The transmission-limited band is obtained by obtaining a coefficient based on the report and adding the result obtained by multiplying the remaining band by the coefficient to the first total value.
第2の本発明は、パケットが入力される複数の入力インタフェース手段と、パケットを出力する複数の出力インタフェース手段と、上記各入力インタフェース手段からのパケットを宛先に応じた上記出力インタフェース手段に出力する、複数の入力バッファ、パケットスイッチ及び複数の出力バッファを有するパケット交換手段とを備えたパケット交換装置に搭載されるコンピュータを、(1)入力されたパケットを蓄積する、蓄積するパケットのフローが異なる複数のパケット蓄積部と、(2)入力されたパケットのフローを識別して、そのパケットをいずれかの上記パケット蓄積部に振り分けるフロー識別部と、(3)複数の上記パケット蓄積部に蓄積されているパケットを、通知された上記送信制限帯域に基づいて、読出すパケット蓄積部を切り替えながら読み出すパケット読出制御部と、(4)上記各パケット蓄積部へのパケットの入力帯域を計測する入力帯域計測部と、(5)上記各パケット蓄積部の蓄積量が閾値を超過したか否かを検出する閾値超過検出部と、(6)計測された入力帯域、検出された閾値超過の情報を送信する蓄積部情報送信部と、(7)いずれかの上記出力インタフェース手段に対応する上記出力バッファの輻輳状態が検出されたときに、上記複数の入力インタフェース手段の各々に対して送信制限帯域を求める送信制限帯域演算部と、(8)上記送信制限帯域演算部により求められた上記各入力インタフェース手段の送信制限帯域を、対応する上記各入力インタフェース手段に通知する送信制限帯域通知部として機能させ、(9)さらに、上記送信制限帯域演算部は、上記送信制限帯域を求める対象である1つの上記入力インタフェース手段が有する上記複数のパケット蓄積部のうち、上記閾値超過検出部によって閾値を非超過と検出されたパケット蓄積部について、上記入力帯域計測部によって測定された入力帯域を合計した第1の合計値と、上記パケット交換手段と上記出力インタフェース手段との間における物理帯域から上記第1の合計値を上記複数の入力インタフェース手段分差し引いた残余帯域と、上記閾値超過検出部によって検出された閾値超過の情報に基づく係数とを求めるとともに、上記残余帯域に上記係数を乗じたものを上記第1の合計値に加算することで、上記送信制限帯域を求めることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a plurality of input interface means for inputting a packet, a plurality of output interface means for outputting a packet, and a packet from each of the input interface means is output to the output interface means corresponding to a destination. A computer mounted in a packet switching apparatus having a plurality of input buffers, a packet switch, and a packet switching means having a plurality of output buffers; (1) storing input packets; A plurality of packet storage units, (2) a flow identification unit that identifies the flow of input packets and distributes the packets to any of the packet storage units, and (3) is stored in the plurality of packet storage units. The packet storage to read out the received packet based on the notified transmission limit band. A packet read control unit that reads out while switching the unit, (4) an input band measurement unit that measures the input bandwidth of the packet to each packet storage unit, and (5) the accumulated amount of each packet storage unit exceeds a threshold value Corresponding to one of the above output interface means, (6) a storage unit information transmitting unit for transmitting information on the measured input bandwidth and detected threshold exceeding, (7) A transmission bandwidth limit calculation unit for obtaining a transmission bandwidth limit for each of the plurality of input interface means when the congestion state of the output buffer is detected; and (8) determined by the transmission bandwidth limit calculation portion. Causing each of the input interface means to function as a transmission limit band notifying section for notifying the corresponding input interface means of each of the input interface means; (9) The limited bandwidth calculation unit is a packet storage unit that is detected by the threshold excess detection unit as not exceeding the threshold among the plurality of packet storage units included in the one input interface unit that is a target for obtaining the transmission limited bandwidth. The first total value obtained by summing up the input bands measured by the input band measuring unit, and the first total value from the physical band between the packet switching means and the output interface means, and the plurality of input interfaces. Calculating a residual band obtained by subtracting means and a coefficient based on information on excess threshold detected by the threshold excess detection unit, and adding the residual band multiplied by the coefficient to the first total value. Thus, the transmission limited band is obtained.
第3の本発明は、パケットが入力される複数の入力インタフェース手段と、パケットを出力する複数の出力インタフェース手段と、上記各入力インタフェース手段からのパケットを宛先に応じた上記出力インタフェース手段に出力する、複数の入力バッファ、パケットスイッチ及び複数の出力バッファを有するパケット交換手段とを備えたパケット交換装置におけるパケット交換方法において、(1)上記各入力インタフェース手段の蓄積するパケットのフローが異なる各パケット蓄積部は、入力されたパケットを蓄積し、(2)上記各入力インタフェース手段のフロー識別部は、入力されたパケットのフローを識別して、そのパケットをいずれかの上記パケット蓄積部に振り分け、(3)上記各入力インタフェース手段のパケット読出制御部は、複数の上記パケット蓄積部に蓄積されているパケットを、読出すパケット蓄積部を切り替えながら読み出し、(4)上記各入力インタフェース手段の入力帯域計測部は、上記各パケット蓄積部へのパケットの入力帯域を計測し、(5)上記各入力インタフェース手段の閾値超過検出部は、上記各パケット蓄積部の蓄積量が閾値を超過したか否かを検出し、(6)上記各入力インタフェース手段の蓄積部情報送信部は、計測された入力帯域、検出された閾値超過の情報を送信し、(7)上記各出力インタフェース手段の送信制限帯域演算部は、当該出力インタフェース手段に対応する上記出力バッファの輻輳状態が検出されたときに、上記複数の入力インタフェース手段の各々に対して送信制限帯域を求め、(8)上記各出力インタフェース手段の送信制限帯域通知部は、上記送信制限帯域演算部により求められた上記各入力インタフェース手段の送信制限帯域を、対応する上記各入力インタフェース手段に通知し、(9)上記各入力インタフェース手段の上記パケット読出制御部は、通知された上記送信制限帯域に基づいて、複数の上記パケット蓄積部からのパケットの読み出し制御を行い、(10)さらに、上記各出力インタフェース手段の上記送信制限帯域演算部は、上記送信制限帯域を求める対象である1つの上記入力インタフェース手段が有する上記複数のパケット蓄積部のうち、上記閾値超過検出部によって閾値を非超過と検出されたパケット蓄積部について、上記入力帯域計測部によって測定された入力帯域を合計した第1の合計値と、上記パケット交換手段と上記出力インタフェース手段との間における物理帯域から上記第1の合計値を上記複数の入力インタフェース手段分差し引いた残余帯域と、上記閾値超過検出部によって検出された閾値超過の情報に基づく係数とを求めるとともに、上記残余帯域に上記係数を乗じたものを上記第1の合計値に加算することで、上記送信制限帯域を求めることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a plurality of input interface means for inputting a packet, a plurality of output interface means for outputting a packet, and a packet from each of the input interface means is output to the output interface means corresponding to a destination. A packet switching method in a packet switching apparatus comprising a plurality of input buffers, a packet switch, and a packet switching means having a plurality of output buffers. The unit stores the input packet. (2) The flow identification unit of each input interface means identifies the flow of the input packet and distributes the packet to one of the packet storage units. 3) Packet read control of each input interface means Reads out the packets stored in the plurality of packet storage units while switching the packet storage unit to be read out. (4) The input bandwidth measuring unit of each input interface means transmits the packets to the respective packet storage units. (5) the threshold value excess detection unit of each input interface means detects whether or not the accumulated amount of each packet storage part exceeds the threshold value, and (6) each of the input interface means The storage unit information transmitting unit transmits the measured input band and the detected threshold excess information, and (7) the transmission limit band calculating unit of each output interface unit is the output buffer corresponding to the output interface unit. When a congestion state is detected, a transmission limited bandwidth is obtained for each of the plurality of input interface means, and (8) each output interface is A transmission limit band notifying unit of the communication means notifying the corresponding input interface means of the transmission limit band of each of the input interface means obtained by the transmission limit band calculating unit, and (9) each of the input interface means The packet read control unit performs read control of packets from the plurality of packet storage units based on the notified transmission limit band, and (10) further, the transmission limit band calculation of each output interface unit The unit is configured to input the input to the packet accumulating unit that is detected as not exceeding the threshold by the threshold excess detecting unit among the plurality of packet accumulating units included in the one input interface unit that is a target for obtaining the transmission limited band. A first total value obtained by summing the input bands measured by the band measuring unit, the packet switching means and the above The remaining bandwidth obtained by subtracting the first total value by the plurality of input interface means from the physical bandwidth with the output interface means, and a coefficient based on the threshold excess information detected by the threshold excess detection unit are obtained. At the same time, the transmission limited band is obtained by adding the remaining bandwidth multiplied by the coefficient to the first total value.
本発明によれば、入力インタフェース部及び出力インタフェース部間の転送情報量及び計算処理負荷を低く抑え、フロー群毎(若しくはフロー毎)の帯域保証や、フロー群(若しくはフロー)間の帯域の公平性を実現できるパケット交換装置、パケット交換方法及び帯域制御プログラムを提供できる。 According to the present invention, the amount of transfer information and the calculation processing load between the input interface unit and the output interface unit are kept low, the bandwidth is guaranteed for each flow group (or each flow), and the bandwidth between the flow groups (or flows) is fair. A packet switching apparatus, a packet switching method, and a bandwidth control program can be provided.
(A)主たる実施形態
以下、本発明によるパケット交換装置、パケット交換方法及び帯域制御プログラムの一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
(A) Main Embodiment Hereinafter, an embodiment of a packet switching device, a packet switching method, and a bandwidth control program according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(A−1)実施形態の構成
図1は、実施形態のパケット交換装置1の機能的な構成を示すブロック図である。実施形態のパケット交換装置1は、全てをハードウェアで構成しても良く、一部をハードウェアで構成し、残部をCPUとCPUが実行するプログラムで構成するようにしても良く、いずれの構成方法を採用した場合であっても、機能的には、図1で表すことができる。例えば、後述するフロー識別部102、パケットキューQ01〜Q0m、…、Qn1〜Qnm、グループ内読出制御部103−0〜103−n、グループ間読出制御部104、スレーブ側帯域制御部105、マスター側帯域制御部203などを、CPUとCPUが実行するプログラムで構成することができる。
(A-1) Configuration of Embodiment FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of a
図1において、パケット交換装置1は、複数の入出力インタフェース部2−0〜2−X(Xは2以上の整数)、1つのパケット交換部3を少なくとも有する。複数の入出力インタフェース部2−0〜2−Xと、1つのパケット交換部3とを1ユニットとし、パケット交換装置1が、このようなユニットを複数個有していても良い。
In FIG. 1, the
図1では、入出力インタフェース部2−0の詳細構成を示しているが、入出力インタフェース部2−0〜2−Xは、同様な内部構成を有する。以下では、複数の入出力インタフェース部2−0〜2−Xを区別する枝番「−0」〜「−X」を適宜省略して、入出力インタフェース部2(2−0〜2−X)の詳細構成を説明する。なお、図1で枝番を省略しているが、入出力インタフェース部2−0の詳細構成を示しているので、正しくは枝番「−0」が付与されるものである。 Although FIG. 1 shows a detailed configuration of the input / output interface unit 2-0, the input / output interface units 2-0 to 2-X have the same internal configuration. In the following, the branch numbers “−0” to “−X” that distinguish the plurality of input / output interface units 2-0 to 2-X are omitted as appropriate, and the input / output interface units 2 (2-0 to 2-X) are omitted. The detailed structure of will be described. Although the branch number is omitted in FIG. 1, since the detailed configuration of the input / output interface unit 2-0 is shown, the branch number “−0” is correctly given.
入出力インタフェース部2は、対応する入力ポートPINから入力されたパケットをパケット交換部3に転送する入力インタフェース部100と、パケット交換部3から受け取ったパケットを出力ポートPOUTに出力する出力インタフェース部200とを有している。
The input /
パケット交換部3は、入力インタフェース部100−aからパケットが入力されると、パケットの宛先を解析し、その宛先に応じた出力インタフェース部200−bにパケットを与えるものである。同一の入出力インタフェース部2−aに属する入力インタフェース部100−aからのパケットを、出力インタフェース部200−aに与えることもできるようにパケット交換装置1が構成されていても良く、また、同一の入出力インタフェース部2−aに属する入力インタフェース部100−aからのパケットを、出力インタフェース部200−aに与えることができないようにパケット交換装置1が構成されていても良い。
When a packet is input from the input interface unit 100-a, the
入力インタフェース部100は、パケット受信部101、フロー識別部102、複数(ここではn+1であるとする)のキューグループQG0〜QGnにグループ分けされている多くのパケットキューQ01〜Q0m、…、Qn1〜Qnm、キューグループQG0〜QGn毎のグループ内読出制御部(図1ではQG0読出制御部〜QGn読出制御部と表記している)103−0〜103−n、グループ間読出制御部(図1では読出制御部と表記している)104、スレーブ側帯域制御部105及び送信制御部106を有する。
The input interface unit 100 includes a
パケットキューQ01〜Q0mはキューグループQG0に属し、パケットキューQn1〜QnmはキューグループQGnに属し、他のパケットキューも同様にグループ分けされている。図1では、1つのキューグループに属するパケットキューがm個の場合を示している。 The packet queues Q01 to Q0m belong to the queue group QG0, the packet queues Qn1 to Qnm belong to the queue group QGn, and the other packet queues are similarly grouped. FIG. 1 shows a case where there are m packet queues belonging to one queue group.
パケット受信部101は、入力ポートPINからの受信パケットを受け取り、フロー識別部102に与えるものである。
The
フロー識別部102は、パケット受信部101からの受信パケットのIPアドレス、ポート番号、優先識別子、その他の情報に基づいてパケット種別を識別し、識別したパケット種別に対応するパケットキューに受信パケットを振り分けるものである。
The
パケットキューQ01〜Q0m、…、Qn1〜Qnmはそれぞれ、到来した受信パケットをキューイングして蓄積するものである。パケットキューQ01〜Q0m、…、Qn1〜Qnmは、上述したように、複数のキューグループQG0〜QGnにグループ分けされている。例えば、各キューグループQG0〜QGnは、契約ユーザA、契約ユーザB、…のように契約ユーザ毎に割り当てられている。また、1つのキューグループに属する各パケットキューは、例えば、優先識別子で定まるパケット優先度毎に設けられている。 The packet queues Q01 to Q0m,..., Qn1 to Qnm are for queuing and storing incoming received packets. The packet queues Q01 to Q0m,..., Qn1 to Qnm are grouped into a plurality of queue groups QG0 to QGn as described above. For example, each queue group QG0 to QGn is assigned to each contract user such as contract user A, contract user B,. Each packet queue belonging to one queue group is provided for each packet priority determined by a priority identifier, for example.
グループ内読出制御部103−0〜103−nはそれぞれ、グループ間読出制御部104の制御を受けて、対応するキューグループQG0〜QGn内のパケットキューQ01〜Q0m、…、Qn1〜Qnmからパケットを読み出してグループ間読出制御部104に与えるものである。グループ内読出制御部103−0〜103−nは、対応するキューグループQG0〜QGn内のどのパケットキューQ01〜Q0m、…、Qn1〜Qnmから読み出すかを制御する。各グループ内読出制御部103−0〜103−nによる読み出し制御方法として、既存のいずれの方法を適用しても良く、例えば、優先度の高いものから順に読み出す方法、重み付けラウンドロビン方法等を適用できる。
The intra-group read control units 103-0 to 103-n receive packets from the packet queues Q01 to Q0m,..., Qn1 to Qnm in the corresponding queue groups QG0 to QGn under the control of the inter-group read
グループ間読出制御部104は、いずれかのグループ内読出制御部103−0〜103−nに、受信パケットを読み出す権限を与える制御を行うものである。グループ間読出制御部104は、スレーブ側帯域制御部105から、当該入力インタフェース部100に対する送信制限帯域を受け取り、この送信制限帯域をも参照しながら、いずれのグループ内読出制御部103−0〜103−nに係るキューグループQG0〜QGnからパケットをどのタイミングで読み出すかを制御する。また、グループ間読出制御部104は、いずれかのグループ内読出制御部103−0〜103−nから与えられたパケットを送信制御部106に与える。
The inter-group read
スレーブ側帯域制御部105は、後述するマスター側帯域制御部203と協働し、グループ間読出制御部104が出力する所定時間当たりのパケット量の制御(すなわち帯域制御)を行うものである。
The slave side
送信制御部106は、グループ間読出制御部104から出力されるユーザパケットと、後述するスレーブ側帯域制御部105から出力されるリソースマネジメントパケット(以下、RMsパケットと呼ぶ)と、後述するマスター側帯域制御部203から出力されるリソースマネジメントパケット(以下、RMmパケットと呼ぶ)とを多重してパケット交換部3に与えるものである。
The
スレーブ側帯域制御部105は、閾値超過検出部411、入力帯域計測部412、RMsパケット送信部413及びRMmパケット受信部414を有する。
The slave-side
閾値超過検出部411は、各キューグループQG0〜QGn毎の蓄積パケット量の過多を閾値との比較により周期的に検出するものである。閾値超過判定方法としては、第1に、キューグループに属する全てのパケットキューにそれぞれ閾値を持たせ、いずれかのパケットキューが閾値超過状態になったらそのキューグループは閾値超過状態とする方法、第2に、同一のキューグループに属する全てのパケットキューの合計蓄積パケット量に対して閾値を設け、その閾値に対して閾値超過状態になったらそのキューグループは閾値超過状態とする方法などがある。
The threshold
入力帯域計測部412は、フロー識別部102から各パケットキューQ01〜Q0m、…、Qn1〜Qnmへのトラフィックを監視し、各パケットキューQ01〜Q0m、…、Qn1〜Qnmへの一定時間周期の入力データ量からキューグループQG0〜QGn毎の入力帯域を計算するものである。なお、フロー識別部102が、入力帯域計測部412の機能を兼ね備えるものであっても良い。
The input
RMsパケット送信部413は、閾値超過検出部411からのキューグループQG0〜QGn毎の閾値超過状態か否かを示す帯域制御情報(例えば、超過状態で論理「1」、非超過状態で論理「0」の情報)と、入力帯域計測部412で計測された各キューグループQG0〜QGnの入力帯域のうち、閾値超過状態でない全てのキューグループの入力帯域を合計した値とを含むRMsパケットを生成するものである。RMsパケットは、全ての入出力インタフェース部2−0〜2−Xのマスター側帯域制御部203−0〜203−Xに与えられるようになされている。
The RMs
RMmパケット受信部414は、後述するパケット交換部3の出力バッファ302−cに対応する出力インタフェース部200−cのマスター側帯域制御部203−cから送信されたRMmパケットを受信し、RMmパケットにより通知されたキューグループQG0〜QGn毎の送信制限帯域をグループ間読出制御部104−cに通知するものである。
The RMm
出力インタフェース部200は、受信制御部201、パケット振分部202、マスター側帯域制御部203、受信バッファ204及びパケット送信部205を有する。
The output interface unit 200 includes a
受信制御部201は、パケット交換部3から出力されたパケットを受信し、その受信したパケットをパケット振分部202に与えるものである。
The
パケット振分部202は、受信制御部201からパケットを受け取ると、ユーザパケット、RMmパケット、RMsパケットのいずれであるかを識別し、ユーザパケットを受信バッファ204に振り分け、RMsパケットをマスター側帯域制御部203に振り分け、RMmパケットを入力インタフェース部100のスレーブ側帯域制御部105に振り分ける。
When receiving a packet from the
マスター側帯域制御部203は、全ての入力インタフェース部100−0〜100−Xから出力されたRMsパケットを受信し、後述するパケット交換部3に輻輳状態の出力バッファ302−cがあれば、それらのRMsパケットにより通知された閾値超過状態などの値から、輻輳状態の出力バッファ302−cに向かうパケットを送出する1又は複数の入力インタフェース部における各キューグループへ割り当てる送信制限帯域を計算し、その計算された送信制限帯域をRMmパケットにより、該当する入力インタフェース部のスレーブ側帯域制御部へ通知するものである。
The master side bandwidth control unit 203 receives RMs packets output from all the input interface units 100-0 to 100-X, and if there is a congested output buffer 302-c in the
受信バッファ204は、パケット振分部202からのユーザパケットを一時的に蓄積してパケット送信部205に出力するものである。
The
パケット送信部205は、受信バッファ204からのユーザパケットを出力ポートPOUTに出力するものである。
The
マスター側帯域制御部203は、RMsパケット受信部421、送信制限帯域演算部422及びRMmパケット送信部423を有する。
The master side bandwidth control unit 203 includes an RMs
RMsパケット受信部421は、全ての入力インタフェース部100−0〜100−Xから出力されたRMsパケットを受信し、RMsパケットで通知された各キューグループの閾値超過状態と、閾値超過状態でない全てのキューグループの入力帯域合計値とを送信制限帯域演算部422へ通知するものである。
The RMs
送信制限帯域演算部422は、RMsパケット受信部421から通知された各キューグループの閾値超過状態及び閾値超過状態でない全てのキューグループの入力帯域合計値、パケット交換部3から通知された当該出力インタフェース部200に対応する出力バッファの輻輳状態、キューグループごとの最低保証帯域に基づいて、各キューグループの帯域が公平になるように、しかも、最低保証帯域を満足するようにキューグループごとの送信制限帯域を定めるものである。送信制限帯域演算部422は、出力バッファが輻輳状態にない場合には、予め定められている固定値の送信制限帯域を適用することに定め、出力バッファが輻輳状態にある場合には、計算により送信制限帯域を定める。
The transmission limited
ここで、各キューグループの最低保証帯域については、例えば、送信制限帯域演算部422に予め設定されていても良く、また例えば、入力インタフェース部(100)のRMsパケット送信部(413)がRMsパケットを生成する際に各キューグループの最低保証帯域をRMsパケットに載せて送信制限帯域演算部422に通知するようにしても良い。
Here, the minimum guaranteed bandwidth of each queue group may be preset in, for example, the transmission limited
RMmパケット送信部423は、送信制限帯域演算部422で得られた各キューグループの送信制限帯域を、該当する入力インタフェース部のスレーブ側帯域制御部へ通知するRMmパケットを生成し、その生成したRMmパケットを、当該入力インタフェース部100の送信制御部106に与えるものである。
The RMm
パケット交換部3は、複数の入力バッファ300−0〜300−X、パケットスイッチ301、複数の出力バッファ302−0〜302−X及びフロー制御部304を有する。
The
各入力バッファ300−0〜300−Xは、対応する入力インタフェース部100−0〜100−Xから出力されたパケットを受信してバッファリングするものである。 Each of the input buffers 300-0 to 300-X receives and buffers packets output from the corresponding input interface units 100-0 to 100-X.
パケットスイッチ301は、入力バッファ300−0〜300−Xが受信したパケットをその宛先に応じてスイッチングして、該当する出力バッファ302−0〜302−Xに出力するものである。
The
各出力バッファ302−0〜302−Xは、パケットスイッチ301からのパケットを、対応する出力インタフェース部200−0〜200−Xへ転送するために適宜バッファリングするものである。ここで、出力バッファ302−0〜302−Xの輻輳状態は、対応する出力インタフェース部200−0〜200−Xの送信制限帯域演算部422から読み出し可能となされている。
Each of the output buffers 302-0 to 302-X appropriately buffers the packet from the
フロー制御部314は、ある入力バッファ300−xが輻輳状態となった場合に、パケットを廃棄しないように、入力バッファ300−xに対応する入力インタフェース部100−xの送信制御部106−xに対してフロー制御を実施するものである。 The flow control unit 314 notifies the transmission control unit 106-x of the input interface unit 100-x corresponding to the input buffer 300-x so as not to discard the packet when a certain input buffer 300-x becomes congested. On the other hand, flow control is performed.
(A−2)実施形態の動作
次に、実施形態のパケット交換装置1における動作(パケット交換方法)を、図2を参照しながら説明する。
(A-2) Operation of Embodiment Next, the operation (packet switching method) in the
図2は、動作説明用の図面である。図2では、説明の簡単化を期して、入出力インタフェース部の数が3個であって、同一の入出力インタフェース部2−aに属する入力インタフェース部100−aからのパケットを、出力インタフェース部200−aに与えることができないようにパケット交換装置1が構成されている場合の例を示している。図2を用い、入出力インタフェース部2−0及び2−1の入力ポートPIN−0及びPIN−1から入力されるパケットを入出力インタフェース部2−2の出力ポートPOUT−2に出力する場合の動作例を説明する。図2では、各入出力インタフェース部2−0〜2−2に関し、動作説明に必要なブロックのみを示している。図2では、一部のブロックについては、入出力インタフェース部2−0〜2−2などの相違を明らかにする枝番を省略しているが、以下では、適宜、枝番を付与して説明する。
FIG. 2 is a drawing for explaining the operation. In FIG. 2, for simplification of explanation, the number of input / output interface units is three, and packets from the input interface unit 100-a belonging to the same input / output interface unit 2-a are output to the output interface unit. An example in which the
入出力インタフェース部2−0には、契約ユーザAと契約ユーザBのパケットが入力され、キューグループQG0−0には契約ユーザAのフローが、キューグループQG1−0には契約ユーザBのフローが識別して振り分けられるよう設定されている。また、キューグループQG0−0、QG1−0中のパケットキューQ01、Q02、Q11、Q12へのパケットの振分けは、パケットの優先度に従って行われ、高優先パケットはパケットキューQ01、Q11に、低優先パケットはパケットキューQ02、Q12に振り分けられるように設定されている。また、入出力インタフェース部2−1には、契約ユーザCと契約ユーザDのパケットが入力され、キューグループQG0−1には契約ユーザCのフローが、キューグループQG1−1には契約ユーザDのフローが識別して振り分けられるよう設定されている。また、キューグループQG0−1、QG1−1中のパケットキューQ01、Q02、Q11、Q12へのパケットの振分けは、パケットの優先度に従って行われ、高優先パケットはパケットキューQ01、Q11に、低優先パケットはパケットキューQ02、Q12に振り分けられるように設定されている。 The input / output interface unit 2-0 receives contract user A and contract user B packets. The queue group QG0-0 includes the contract user A flow, and the queue group QG1-0 includes the contract user B flow. It is set to be identified and distributed. In addition, the packet distribution to the packet queues Q01, Q02, Q11, and Q12 in the queue groups QG0-0 and QG1-0 is performed according to the priority of the packet, and the high priority packet is assigned to the packet queues Q01 and Q11 with a low priority. Packets are set to be distributed to packet queues Q02 and Q12. The input / output interface unit 2-1 receives the packets of the contract user C and the contract user D, the flow of the contract user C is in the queue group QG0-1, and the contract user D is in the queue group QG1-1. The flow is set to be identified and distributed. Further, the distribution of the packets to the packet queues Q01, Q02, Q11, and Q12 in the queue groups QG0-1 and QG1-1 is performed according to the priority of the packet, and the high-priority packets are assigned low priority to the packet queues Q01 and Q11. Packets are set to be distributed to packet queues Q02 and Q12.
各入出力インタフェース部2−0、2−1の閾値超過検出部411−0、411−1はそれぞれ、キューグループ単位にパケット蓄積量が閾値を超えているか否かを、周期的に検出する。 The threshold value excess detection units 411-0 and 411-1 of each of the input / output interface units 2-0 and 2-1 periodically detect whether or not the packet accumulation amount exceeds the threshold value for each queue group.
各入出力インタフェース部2−0、2−1の入力帯域計測部412−0、412−1はそれぞれ、一定周期でキューグループ毎の入力データ量を積算し、その周期と積算量から、各キューグループの入力帯域を計測し、また、閾値超過検出部411−0、411−1で閾値超過していない状態と判定されたキューグループの入力帯域を合計する。 The input bandwidth measuring units 412-0 and 412-1 of the input / output interface units 2-0 and 2-1, respectively, integrate the input data amount for each queue group at a constant cycle, and each queue is calculated from the cycle and the integrated amount. The input bandwidth of the group is measured, and the input bandwidths of the queue groups that are determined to be in a state where the threshold is not exceeded by the threshold excess detection units 411-0 and 411-1 are totaled.
検出された閾値超過状態及び計測された入力帯域合計値は、RMsパケット送信部413−0、413−1へ通知され、RMsパケットにより、周期的に入出力インタフェース部2−2のRMsパケット受信部421−2へ送信される。 The detected over-threshold state and the measured input bandwidth total value are notified to the RMs packet transmission units 413-0 and 413-1, and the RMs packet reception unit of the input / output interface unit 2-2 periodically by the RMs packet. 421-2.
なお、RMsパケット送信部413−0からのRMsパケットは、周期的に入出力インタフェース部2−1のRMsパケット受信部421−1へ送信され、また、RMsパケット送信部413−1からのRMsパケットは、周期的に入出力インタフェース部2−0のRMsパケット受信部421−0へ送信されるが、図2は、入出力インタフェース部2−2に対応する出力バッファ302−2の輻輳時の動作説明を意図しているため、これらRMsパケットの転送のこれ以上の説明は省略する。 The RMs packet from the RMs packet transmission unit 413-0 is periodically transmitted to the RMs packet reception unit 421-1 of the input / output interface unit 2-1, and the RMs packet from the RMs packet transmission unit 413-1. Is periodically transmitted to the RMs packet receiving unit 421-0 of the input / output interface unit 2-0. FIG. 2 illustrates the operation at the time of congestion of the output buffer 302-2 corresponding to the input / output interface unit 2-2. For the purpose of explanation, further explanation of the transfer of these RMs packets is omitted.
RMsパケット受信部421−2は、受信した各キューグループの閾値超過状態及び入力帯域合計値を送信制限帯域演算部422−2へ通知する。送信制限帯域演算部422−2は、周期的に、パケット交換部3の入出力インタフェース部2−2に対応する出力バッファ302−2の輻輳状態(の情報)を読み出す。そして、送信制限帯域演算部422−2は、輻輳状態を読み出すと、各キューグループの閾値超過状態、入力帯域合計値、及び、最低保証帯域から、入力インタフェース部単位(100−0及び100−1)の送信制限帯域を求める。求められた送信制限帯域は、RMmパケット送信部423−2により、該当する入力インタフェース部100−0及び100−1のRMmパケット受信部414−0及び414−1へ送信される。各RMmパケット受信部414−0、414−1で受信された送信制限帯域は、グループ間読出制御部104−0、104−1へ通知され、グループ間読出制御部104−0、104−1により、各キューグループQG0−0、QG1−0、QG1−0、QG1−1からの送信帯域が制限される。
The RMs packet receiving unit 421-2 notifies the transmission limit bandwidth calculating unit 422-2 of the received threshold excess state and the input bandwidth total value of each queue group. The transmission bandwidth limit calculation unit 422-2 periodically reads the congestion state (information) of the output buffer 302-2 corresponding to the input / output interface unit 2-2 of the
送信制限帯域演算部422−2は、パケット交換部3の出力バッファ302−2の輻輳状態と、キューグループQG0−0、QG1−0、QG1−0、QG1−1の閾値超過状態と入力帯域合計値とキューグループQG0−0、QG1−0、QG1−0、QG1−1に設定される最低保証帯域から、以下のような方法により入力インタフェース部(100−0、100−1)単位の送信制限帯域を求める。
The transmission band limit calculation unit 422-2 is configured to check the congestion state of the output buffer 302-2 of the
パケット交換部3の出力バッファ302−2が非輻輳状態の場合、全ての送信制限帯域は、入力インタフェース部100−0若しくは100−1と、パケット交換部3との間の物理帯域とする(つまり、送信制限はなし)。
When the output buffer 302-2 of the
パケット交換部3の出力バッファ302−2が輻輳状態の場合、入力インタフェース部100−0、100−1毎の送信制限帯域は、例えば、図3に示すような演算フローチャートにより算出する。
When the output buffer 302-2 of the
図3の演算フローチャートは、図2に示すような入出力インタフェース部の数が3個に限定されている場合ではなく、汎用的な形で表現したものとなっている。なお、図3は、3つの演算フローチャート(演算ルーチン)を示しているが、3つの演算フローチャートを融合した1つの演算フローチャートによって、同様な処理を行っても良い。 The calculation flowchart of FIG. 3 is not a case where the number of input / output interface units as shown in FIG. 2 is limited to three, but is expressed in a general-purpose form. FIG. 3 shows three calculation flowcharts (calculation routines), but the same processing may be performed by one calculation flowchart obtained by combining the three calculation flowcharts.
図3において、変数Rmin[i][u]は、入力ポートi(0〜(M−1)の範囲の値;図1におけるPIN−iである)に属するユーザu(0〜(N−1)の範囲の値;図1におけるキューグループQGuである)の最低保証帯域である。変数conj[i][u]は、入力ポートiに属するユーザuに係るバッファ(図1におけるキューグループQGuに属する全てのパケットキューQu1〜Qum)の輻輳状態(キューグループの閾値超過状態)(輻輳が論理「1」、非輻輳が論理「0」)である。変数inR[i]は、入力ポートiに属する全ユーザのうち、バッファが輻輳状態でないユーザの入力帯域を合計した値である。定数BWは、パケット交換部3及び出力インタフェース部200間の物理帯域である。変数pRmin[i]は、入力ポートiに属する全ユーザのうち、バッファが輻輳状態であるユーザの最低保証帯域を合計した値である。変数ΣpRminは、全ての変数pRmin[i]の合計値である。変数eBWは、実効帯域である。定数Mは、入出力インタフェース部の1つ当たりの契約ユーザ数である(図1ではn+1で表現されている)。定数Nは、入出力インタフェース部の数である(図1ではX+1で表現されている)。なお、上述したように、パラメータiは入力ポートを規定するパラメータであるので、言い換えると、パラメータiは、入力インタフェース部を規定するパラメータになっている。
In FIG. 3, a variable Rmin [i] [u] represents a user u (0 to (N−1) belonging to an input port i (a value in the range of 0 to (M−1); which is PIN-i in FIG. 1). ) Is a minimum guaranteed bandwidth of the queue group QGu in FIG. Variable conj [i] [u], the buffer according to the user u belonging to the input port i (over-threshold status of a queue group) congestion state of (all packets queue Qu1~Qum belonging to the queue group QGu in FIG. 1) (congestion Is logic “1” and non-congestion is logic “0”). The variable inR [i] is a value obtained by adding up the input bandwidths of the users whose buffers are not congested among all the users belonging to the input port i. The constant BW is a physical band between the
図3(a)は、変数pRmin[i]と変数ΣpRminとを算出する演算フローチャートである。 FIG. 3A is an operation flowchart for calculating the variable pRmin [i] and the variable ΣpRmin.
送信制限帯域演算部422は、図3(a)に示す処理を開始すると、変数ΣpRmin及び入力ポートを規定するパラメータiをそれぞれ0に初期化した後(ST100)、変数pRmin[i]及びユーザを規定するパラメータuをそれぞれ0に初期化する(ST101)。
When the process shown in FIG. 3A is started, the transmission limited
そして、送信制限帯域演算部422は、そのときのパラメータi及びuで定まる輻輳状態変数conj[i][u]の論理値を確認する(ST102)。輻輳状態変数conj[i][u]の論理値が「1」であれば(輻輳状態を表していれば)、送信制限帯域演算部422は、バッファが輻輳状態のユーザの最低保証帯域合計値pRmin[i]を、今回のパラメータi及びuで定まるユーザの最低保証帯域Rmin[i][u]だけ増大させた後(ST103)、パラメータuを1インクリメントする(ST104)。一方、輻輳状態変数conj[i][u]の論理値が「0」であれば(非輻輳状態を表していれば)、送信制限帯域演算部422は、直ちに、パラメータuを1インクリメントする(ST104)。
Then, transmission limit
パラメータuの更新後には、送信制限帯域演算部422は、パラメータuと定数Mとの比較により、現在のパラメータiで定まる入力ポートに係る全てのユーザの輻輳状態変数conj[i][u]の確認を行ったかを判別する(ST105)。現在のパラメータiで定まる入力ポートに係る全てのユーザの輻輳状態変数conj[i][u]の確認が終了していなければ、送信制限帯域演算部422は、上述したステップST102に戻る。
After updating the parameter u, the transmission bandwidth
一方、現在のパラメータiで定まる入力ポートに係る全てのユーザの輻輳状態変数conj[i][u]の確認が終了すると、送信制限帯域演算部422は、変数ΣpRminを、現在のパラメータiについて得られた輻輳状態のユーザの最低保証帯域合計値pRmin[i]だけ増大させた後、パラメータiを1インクリメントする(ST106)。
On the other hand, when the confirmation of the congestion state variable conj [i] [u] of all users related to the input port determined by the current parameter i is completed, the transmission bandwidth
パラメータiの更新後には、送信制限帯域演算部422は、パラメータiと定数Nとの比較により、全ての入力ポートについて、上述したステップST101〜ST106の処理を行ったかを判別する(ST107)。未処理の入力ポートが残っていると、送信制限帯域演算部422は、上述したステップST101に戻り、全ての入力ポートについて、上述したステップST101〜ST106の処理を実行していると、図3(a)に示す一連の処理を終了する。
After the parameter i is updated, the transmission bandwidth
図3(b)は、変数eBWを算出する演算フローチャートである。 FIG. 3B is a calculation flowchart for calculating the variable eBW.
送信制限帯域演算部422は、図3(b)に示す処理を開始すると、実効帯域eBWを、パケット交換部3及び出力インタフェース部200間の物理帯域BWに初期化すると共に、パラメータiを0に初期化する(ST200)。
When the processing shown in FIG. 3B is started, the transmission bandwidth
そして、送信制限帯域演算部422は、現在のパラメータiで定まる入力ポートに属する全ユーザのうちバッファが輻輳状態でないユーザの入力帯域の合計値inR[i]分だけ、実効帯域eBWを減少させる(ST201)。その後、送信制限帯域演算部422は、パラメータiを1インクリメントし(ST202)、更新後のパラメータiと定数Nとの比較により、全ての入力ポートについて、上述したステップST201の処理を行ったかを判別する(ST203)。未処理の入力ポートが残っていると、送信制限帯域演算部422は、上述したステップST201に戻り、全ての入力ポートについて、上述したステップST201の処理を実行していると、図3(b)に示す一連の処理を終了する。
Then, the transmission bandwidth
図3(c)は、各入力インタフェース部に係る送信制限帯域を算出する演算フローチャートである。なお、図3(c)の演算フローチャートを実行する前には、図3(a)及び図3(b)の演算フローチャートが終了していることが好ましい。終了していないとしても、ステップST301の演算に必要な値が既に算出されていることを要する。 FIG. 3C is a calculation flowchart for calculating a transmission limited band according to each input interface unit. In addition, it is preferable that the calculation flowchart of FIG. 3 (a) and FIG.3 (b) is complete | finished before performing the calculation flowchart of FIG.3 (c). Even if it is not completed, it is necessary that the value necessary for the calculation in step ST301 has already been calculated.
送信制限帯域演算部422は、図3(c)に示す処理を開始すると、パラメータiを0に初期化する(ST300)。そして、送信制限帯域演算部422は、現在のパラメータiで定まる入力ポート(言い換えると、入力インタフェース部)についての送信制限帯域[i]を、(1)式に従って算出し、算出後、パラメータiを1インクリメントする(ST301)。その後、送信制限帯域演算部422は、更新後のパラメータiと定数Nとの比較により、全ての入力インタフェース部について、送信制限帯域[i]の算出を行ったかを判別する(ST302)。未算出の入力インタフェース部が残っていると、送信制限帯域演算部422は、上述したステップST301に戻り、全ての入力インタフェース部について、送信制限帯域[i]を実行していると、図3(c)に示す一連の処理を終了する。
When the process shown in FIG. 3C is started, transmission limited
送信制限帯域[i]=inR[i]
+eBW×(pRmin[i]/ΣpRmin) …(1)
(1)式で算出される送信制限帯域[i]は、入力ポートiに属するバッファが非輻輳状態のユーザの入力帯域の合計値inR[i](すなわち、(1)式の右辺第1項)を確保すると共に、全ての入力ポートに属する全ユーザのうちバッファが輻輳状態であるユーザの最低保証帯域の合計値ΣpRminに対する、入力ポートiに属するバッファが輻輳状態であるユーザの最低保証帯域の合計値pRmin[i]の比率に応じて実効帯域eBWを入力ポートiについて配分した帯域(すなわち、(1)式の右辺第2項)を確保するものとなっている。
Transmission limit band [i] = inR [i]
+ EBW × (pRmin [i] / ΣpRmin) (1)
The transmission limited bandwidth [i] calculated by the equation (1) is the total value inR [i] of the input bandwidth of the user whose buffer belonging to the input port i is not congested (that is, the first term on the right side of the equation (1)). ) And the minimum guaranteed bandwidth of the user whose buffer belonging to the input port i is congested with respect to the total value ΣpRmin of the minimum guaranteed bandwidth of the user whose buffer is congested among all the users belonging to all the input ports. A band obtained by allocating the effective band eBW to the input port i according to the ratio of the total value pRmin [i] (that is, the second term on the right side of the equation (1)) is secured.
(1)式の右辺第1項により、非輻輳状態のユーザの帯域の継続した確保が期待される。(1)式の右辺第2項により、最低保証帯域に鑑みた輻輳状態のユーザ間(言い換えると、入力インタフェース部間)の帯域割当の公平性が期待できる。 From the first term on the right side of the equation (1), it is expected that the bandwidth of the non-congested user is continuously secured. By the second term on the right side of the equation (1), fairness of bandwidth allocation between users in a congested state (in other words, between input interface units) in view of the minimum guaranteed bandwidth can be expected.
図2に戻り、上述したように、求められた送信制限帯域は、RMmパケット送信部423−2により、該当する入力インタフェース部100−0及び100−1のRMmパケット受信部414−0及び414−1へ送信され、各RMmパケット受信部414−0、414−1で受信された送信制限帯域は、読出制御部104−0、104−1へ通知される。グループ間読出制御部104−0、104−1は、当該グループ間読出制御部104−0、104−1からの出力が、通知された送信制限帯域以下になるように出力帯域を制御する。また、グループ間読出制御部104−0、104−1は、制限された出力帯域内での各キューグループからのパケット出力は、キューグループの最低保証帯域を重みとしたラウンドロビンにより制御し、配下のグループ内読出制御部103−0−0及び103−1−0、103−0−1及び103−1−1に通知する。 Returning to FIG. 2, as described above, the RMm packet transmission unit 423-2 determines the transmission limited bandwidth obtained by the RMm packet reception units 414-0 and 414 of the corresponding input interface units 100-0 and 100-1. 1 and the transmission limited bands received by the RMm packet receiving units 414-0 and 414-1 are notified to the reading control units 104-0 and 104-1. The inter-group read control units 104-0 and 104-1 control the output band so that the output from the inter-group read control units 104-0 and 104-1 is equal to or less than the notified transmission limited band. Further, the inter-group read control units 104-0 and 104-1 control the packet output from each queue group within the limited output band by round robin using the minimum guaranteed band of the queue group as a weight. In-group read control units 103-0-0 and 103-1-0, 103-0-1 and 103-1-1.
グループ内読出制御部103−0−0、103−1−0、103−0−1、103−1−1104は、グループ間読出制御部104−0、104−1で割り当てられた帯域内で、優先度の高いパケットキュー側から、完全優先制御によりパケットを読み出す。 The intra-group read control units 103-0-0, 103-1-0, 103-0-1, 103-1-1-1104 are within the bandwidth allocated by the inter-group read control units 104-0, 104-1. A packet is read out from the packet queue side with a high priority by complete priority control.
以下、具体的な数値を挙げて、送信制限帯域の決定、制御の様子を説明する。ここでも、図2に示すような入出力インタフェース部が3個の場合の例で説明する。 Hereinafter, the state of determination and control of the transmission limit band will be described with specific numerical values. Here, an example in which there are three input / output interface units as shown in FIG. 2 will be described.
今、入力インタフェース部−パケット交換部間の物理帯域(以下、適宜、入力物理帯域と呼ぶ)が10Gbps、パケット交換部−出力インタフェース部間の物理帯域(BW;以下、適宜、出力物理帯域と呼ぶ)が10Gbps、契約ユーザA、B、C、Dの最低保証帯域がそれぞれ、10Mbps、20Mbps、30Mbps、40Mbpsとする。 Now, the physical bandwidth between the input interface unit and the packet switching unit (hereinafter referred to as the input physical bandwidth as appropriate) is 10 Gbps, and the physical bandwidth between the packet switching unit and the output interface unit (BW; hereinafter referred to as the output physical band as appropriate). ) Is 10 Gbps, and the minimum guaranteed bandwidths of contract users A, B, C, and D are 10 Mbps, 20 Mbps, 30 Mbps, and 40 Mbps, respectively.
契約ユーザA、B、C及びDの入力帯域の合計が出力物理帯域10Gbps以下であれば、出力バッファ302−2は非輻輳状態となるので、各送信制限帯域は10Gbpsとなり、各ユーザの入力はそのまま出力される。 If the total input bandwidth of the contract users A, B, C, and D is less than or equal to the output physical bandwidth of 10 Gbps, the output buffer 302-2 is in a non-congested state, so that each transmission limited bandwidth is 10 Gbps, and each user's input is Output as is.
契約ユーザA、B、C、Dの入力帯域が全て5Gbpsとなった場合、出力バッファ302−2は輻輳状態となる。このとき、入力インタフェース部100−0、100−1にフロー制御がかかり、入力インタフェース部100−0、100−1からの出力が制限されるため、各キューグループQG0−0、QG1−0、QG1−0、QG1−1は閾値超過状態となる。 When the input bandwidths of the contract users A, B, C, and D all become 5 Gbps, the output buffer 302-2 is in a congestion state. At this time, flow control is applied to the input interface units 100-0 and 100-1, and output from the input interface units 100-0 and 100-1 is limited. Therefore, each queue group QG0-0, QG1-0, QG1 −0 and QG1-1 are in a threshold excess state.
従って、図3(a)に示す処理により、pRmin[0]=10+20=30Mbps、pRmin[1]=30+40=70Mbps、ΣpRmin=pRmin[0]+pRmin[1]=100Mbpsとなる。また、非輻輳状態のユーザがいないため、inR[0]=0、inR[1]=0となり、図3(b)に示す処理により、eBW=10Gbpsとなる。そして、図3(c)に示す処理により、入力インタフェース部100−0の送信制限帯域は、0+10Gbps×(30Mbps/100Mbps)=3Gbpsとなり、入力インタフェース部100−1の送信制限帯域は、0+10Gbps×(70Mbps/100Mbps)=7Gbpsとなる。 Therefore, by the process shown in FIG. 3A, pRmin [0] = 10 + 20 = 30 Mbps, pRmin [1] = 30 + 40 = 70 Mbps, and ΣpRmin = pRmin [0] + pRmin [1] = 100 Mbps. Further, since there is no non-congested user, inR [0] = 0 and inR [1] = 0, and eBW = 10 Gbps is obtained by the process shown in FIG. 3C, the transmission limited bandwidth of the input interface unit 100-0 is 0 + 10 Gbps × (30 Mbps / 100 Mbps) = 3 Gbps, and the transmission limited bandwidth of the input interface unit 100-1 is 0 + 10 Gbps × ( 70 Mbps / 100 Mbps) = 7 Gbps.
入力インタフェース部100−0のグループ間読出制御部104−0は契約ユーザA、Bの最低保証帯域の重みで読出処理を実施し、送信制限帯域3Gbpsのうち、契約ユーザAからの出力帯域は3×10/(10+20)=1Gbpsとなり、契約ユーザBからの出力帯域は3×20/(10+20)=2Gbpsとなる。一方、入力インタフェース部100−1のグループ間読出制御部104−1は契約ユーザC、Dの最低保証帯域の重みで読出処理を実施し、制限帯域7Gbpsのうち、契約ユーザCからの出力帯域は7×30/(30+40)=3Gbpsとなり、契約ユーザDからの出力帯域は7×40/(30+40)=4Gbpsとなる。
The inter-group read control unit 104-0 of the input interface unit 100-0 performs the read process with the weight of the minimum guaranteed bandwidth of the contract users A and B, and the output bandwidth from the contract user A is 3 out of the transmission
従って、契約ユーザA、B、C、Dの入力帯域が全て5Gbpsとなった場合でも、契約ユーザA、B、C、Dの出力帯域は1Gbps、2Gbps、3Gbps、4Gbpsに制御され、最低保証帯域に従った公平な帯域制御が実現できている。 Therefore, even when the input bandwidths of the contract users A, B, C, and D all become 5 Gbps, the output bandwidth of the contract users A, B, C, and D is controlled to 1 Gbps, 2 Gbps, 3 Gbps, 4 Gbps, and the minimum guaranteed bandwidth Fair bandwidth control according to
また、契約ユーザA、B、C、Dの入力帯域がそれぞれ、5Gbps、5Gbps、5Gbps、1Gbpsとなった場合、出力バッファ302−2は輻輳状態となる。このとき、入力インタフェース部100−0、100−1にフロー制御がかかり、入力インタフェース部100−0、100−1からの出力が制限されるため、契約ユーザA、B、C(のキューグループQG0−0、QG1−0、QG1−0)は閾値超過状態となるが、契約ユーザD(のキューグループQG1−1)は入力が1Gbpsのため閾値超過状態とはならない。 In addition, when the input bandwidths of the contract users A, B, C, and D become 5 Gbps, 5 Gbps, 5 Gbps, and 1 Gbps, the output buffer 302-2 becomes congested. At this time, flow control is applied to the input interface units 100-0 and 100-1, and output from the input interface units 100-0 and 100-1 is restricted. Therefore, the queue groups QG0 of the contract users A, B, and C −0, QG1-0, and QG1-0) are in an over-threshold state, but the contract user D (the queue group QG1-1) is not in an over-threshold state because the input is 1 Gbps.
従って、図3(a)に示す処理により、pRmin[0]=10+20=30Mbps、pRmin[1]=30Mbps、ΣpRmin=pRmin[0]+pRmin[1]=60Mbpsとなる。また、この場合、契約ユーザDだけが閾値超過状態でないため、inR[0]=0、inR[1]=1Gbpsとなり、図3(b)に示す処理により、eBW=10−1=9Gbpsとなる。そして、図3(c)に示す処理により、入力インタフェース部100−0の送信制限帯域は0+9Gbps×(30Mbps/60Mbps)=4.5Gbpsとなり、入力インタフェース部100−1の送信制限帯域は1Gbps+9Gbps×(30Mbps/60Mbps)=5.5Gbpsとなる。 Therefore, by the process shown in FIG. 3A, pRmin [0] = 10 + 20 = 30 Mbps, pRmin [1] = 30 Mbps, and ΣpRmin = pRmin [0] + pRmin [1] = 60 Mbps. Further, in this case, since only the contract user D is not in the threshold excess state, inR [0] = 0 and inR [1] = 1 Gbps, and eBW = 10−1 = 9 Gbps is obtained by the process shown in FIG. . 3C, the transmission limited bandwidth of the input interface unit 100-0 is 0 + 9 Gbps × (30 Mbps / 60 Mbps) = 4.5 Gbps, and the transmission limited bandwidth of the input interface unit 100-1 is 1 Gbps + 9 Gbps × ( 30 Mbps / 60 Mbps) = 5.5 Gbps.
入力インタフェース部100−0のグループ間読出制御部104−0は契約ユーザA、Bの最低保証帯域の重みで読出処理を実施し、制限帯域4.5Gbpsのうち、契約ユーザAからの出力帯域は4.5×10/(10+20)=1.5Gbpsとなり、契約ユーザBからの出力帯域は4.5×20/(10+20)=3Gbpsとなる。一方、入力インタフェース部100−1のグループ間読出制御部104−1からの契約ユーザDの出力帯域は入力帯域の1Gbpsがそのままとなり、残りの4.5Gbpsが契約ユーザCの出力帯域となる。従って、契約ユーザA、B、C、Dの入力帯域5Gbps、5Gbps、5Gbps、1Gbpsとなった場合でも、輻輳状態の契約ユーザA、B、Cの出力帯域は1.5Gbps、3Gbps、4.5Gbpsに制御され、最低保証帯域に従った公平な帯域制御が実現できている。 The inter-group reading control unit 104-0 of the input interface unit 100-0 performs the reading process with the weight of the minimum guaranteed bandwidth of the contract users A and B, and the output bandwidth from the contract user A out of the limited bandwidth 4.5 Gbps is 4.5 × 10 / (10 + 20) = 1.5 Gbps, and the output bandwidth from the contract user B is 4.5 × 20 / (10 + 20) = 3 Gbps. On the other hand, the output bandwidth of the contract user D from the inter-group reading control unit 104-1 of the input interface unit 100-1 remains 1 Gbps as the input bandwidth, and the remaining 4.5 Gbps becomes the output bandwidth of the contract user C. Therefore, even if the input bandwidth of the contract users A, B, C, and D is 5 Gbps, 5 Gbps, 5 Gbps, and 1 Gbps, the output bandwidth of the contract users A, B, and C is 1.5 Gbps, 3 Gbps, and 4.5 Gbps. Therefore, fair bandwidth control according to the minimum guaranteed bandwidth can be realized.
(A−3)実施形態の効果
上記実施形態によれば、出力インタフェース部側で、その出力インタフェース部から出力される全フローの送信帯域を管理し、その管理された帯域を入力インタフェース部側に通知して、入力インタフェース部側で各フローの送信帯域を管理された帯域に抑えて出力するようにしたので、複数の入力インタフェース部からの複数のフローが1つの出力インタフェース部に集中して出力されるような場合でも、パケット交換部あるいは出力インタフェース部でのパケット廃棄を発生させることなく、帯域保証、契約ユーザ間の公平性を実現することができる。
(A-3) Effects of Embodiment According to the above embodiment, the output interface unit manages the transmission bandwidth of all flows output from the output interface unit, and the managed bandwidth is transferred to the input interface unit side. Since the notification is made and the transmission bandwidth of each flow is controlled to the controlled bandwidth on the input interface unit side, a plurality of flows from a plurality of input interface units are concentrated on one output interface unit and output. Even in such a case, bandwidth guarantee and fairness among contracting users can be realized without causing packet discard in the packet switching unit or the output interface unit.
また、上記実施形態によれば、入力インタフェース部側から出力インタフェース部側へ通知される帯域制御用の情報は各キューグループの閾値超過状態(論理「0」か「1」かの1ビット)及び非輻輳状態のキューグループの入力帯域合計値であり、出力インタフェース部側から入力インタフェース部側へ通知される帯域制御用の情報は各キューグループ個別の送信許可量ではなく、入力インタフェース部単位の送信制限帯域であるため、帯域制御用情報の伝送量を削減することができる。これは、帯域制御用情報をユーザパケットと同じインチャネルで転送する場合には非常に効果的である。また、帯域制御用情報が少なくなるため、送信制限帯域演算の処理負荷が低減できるという効果も奏する。 Further, according to the above-described embodiment, the bandwidth control information notified from the input interface unit side to the output interface unit side is a threshold excess state (1 bit of logic “0” or “1”) of each queue group and This is the total input bandwidth value of the queue group in the non-congested state, and the bandwidth control information notified from the output interface side to the input interface side is not the transmission permission amount for each queue group, but the transmission per input interface unit. Since the bandwidth is limited, the transmission amount of bandwidth control information can be reduced. This is very effective when the bandwidth control information is transferred in the same in-channel as the user packet. In addition, since the bandwidth control information is reduced, the processing load of the transmission limited bandwidth calculation can be reduced.
さらに、上記実施形態によれば、送信制限帯域演算に非輻輳状態の契約ユーザの入力帯域合計値を利用するため、入力帯域が最低帯域保証比で割り当てられる帯域より小さい契約ユーザが存在している場合でも、輻輳している契約ユーザ間で公平性を実現することができる。 Furthermore, according to the above embodiment, there is a contract user whose input bandwidth is smaller than the bandwidth allocated with the minimum bandwidth guarantee ratio because the total bandwidth of the contracted users in the non-congested state is used for the transmission bandwidth limit calculation. Even in this case, it is possible to achieve fairness among contract users who are congested.
(B)他の実施形態
上記実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
(B) Other Embodiments In the description of the above-described embodiment, various modified embodiments have been mentioned.
上記実施形態では、マスター側帯域制御部及びスレーブ側帯域制御部間の帯域制御用の情報の授受を、ユーザパケットと同じインチャネルで転送する場合を示したが、専用線などのアウトチャネルで転送するようにしても良い。 In the above embodiment, the case of transferring the bandwidth control information between the master side bandwidth control unit and the slave side bandwidth control unit through the same in-channel as the user packet has been shown. You may make it do.
上記実施形態では、マスター側帯域制御部を出力インタフェース部に設けると共に、スレーブ側帯域制御部を入力インタフェース部に設けたものを示したが、これに限定されるものではない。例えば、帯域制御用の情報の授受に、アウトチャネルの転送方式を適用する場合であれば、マスター側帯域制御部は出力インタフェース部ではなく、パケット交換部の各出力バッファに関連して設けるようにしても良い。また例えば、マスター側帯域制御部を、出力インタフェース部やパケット交換部ではなく、専用のボードに設けるようにしても良い。 In the above embodiment, the master side bandwidth control unit is provided in the output interface unit and the slave side bandwidth control unit is provided in the input interface unit. However, the present invention is not limited to this. For example, if an out-channel transfer method is applied to transfer bandwidth control information, the master-side bandwidth control unit should be provided in association with each output buffer of the packet switching unit, not the output interface unit. May be. For example, the master side bandwidth control unit may be provided on a dedicated board instead of the output interface unit or the packet switching unit.
上記実施形態では、キューグループと契約ユーザが1対1で対応する場合を示したが、キューグループの設定は、これに限定されるものではない。例えば、1契約ユーザについて複数のキューグループを設定するようにしても良い。また例えば、キューグループを契約ユーザ以外の観点(例えば、宛先の地域)で設定するようにしても良い。 In the above embodiment, the case where the queue group and the contract user correspond one-to-one has been described, but the setting of the queue group is not limited to this. For example, a plurality of queue groups may be set for one contract user. For example, the queue group may be set from a viewpoint other than the contract user (for example, the destination area).
上記実施形態では、複数のパケットキューが属するキューグループという概念がある場合を示したが、キューグループという概念がない場合にも、本発明の技術思想を適用することができる。この変形実施形態は、上記実施形態におけるキューグループに属するパケットキューが1個ずつの場合に相当し、グループ内読出制御部がなくなり、グループ間読出制御部だけがある場合に相当する。 In the above embodiment, the case where there is a concept of a queue group to which a plurality of packet queues belongs is shown, but the technical idea of the present invention can also be applied when there is no concept of a queue group. This modified embodiment corresponds to the case where there is one packet queue belonging to the queue group in the above embodiment, and corresponds to the case where there is no intra-group read control unit and there is only an inter-group read control unit.
上記実施形態の動作説明では、入力インタフェース部が2つの場合に言及したが、入力インタフェース部が2つ以上で良いことは勿論であり、2つ以上の場合でも同様の効果を奏することができる。 In the description of the operation of the above embodiment, the case where there are two input interface units is mentioned, but it is needless to say that there may be two or more input interface units, and the same effect can be obtained even when there are two or more input interface units.
また、上記実施形態の動作説明では、1つの入力インタフェース部当たりのキューグループが2、キューグループ当たりのパケットキュー数が2の場合に言及したが、これらが2以上で良いことは勿論であり、2以上の場合でも同様な効果を奏することができる。 In the description of the operation of the above embodiment, the case where the queue group per input interface unit is 2 and the number of packet queues per queue group is 2 is mentioned, but it goes without saying that these may be 2 or more. Even in the case of two or more, the same effect can be obtained.
上記実施形態の具体的な動作説明では、パケットキューからの読み出し制御を、高優先、低優先の完全優先型で制御する例に言及したが、例えば、重み付けラウンドロビン(WRR)などの制御方式を用いても、同様な効果を奏することができる。 In the specific operation description of the above embodiment, the example in which the read control from the packet queue is controlled by the high priority and the low priority, the complete priority type is described. For example, a control method such as weighted round robin (WRR) is used. Even if it uses, the same effect can be produced.
上記実施形態では、入力インタフェース部と出力インタフェース部とが一体化された入出力インタフェース部を備える構成(例えば、同一ボード上に入力インタフェース部と出力インタフェース部とが搭載されている構成)を示したが、入力インタフェース部と出力インタフェース部とが別体であっても良いことは勿論である。 In the above embodiment, a configuration including an input / output interface unit in which an input interface unit and an output interface unit are integrated (for example, a configuration in which an input interface unit and an output interface unit are mounted on the same board) is shown. However, it goes without saying that the input interface unit and the output interface unit may be separate.
上記実施形態では、計測された入力帯域及び閾値超過状態を通知するためのRMsパケットを定期的に送信するものを示したが、定期的に送信するのではなく、対応する出力バッファの輻輳状態を認識した送信制限帯域演算部からの送信要求が与えられたときに、計測された入力帯域及び閾値超過状態を通知するためのRMsパケットを送信するようにしても良い。 In the above-described embodiment, the RMs packet for notifying the measured input bandwidth and the threshold excess state is periodically transmitted. However, the congestion state of the corresponding output buffer is not transmitted periodically. When a transmission request is given from the recognized transmission limited bandwidth calculation unit, an RMs packet for notifying the measured input bandwidth and the threshold excess state may be transmitted.
上記実施形態では、契約ユーザ間の公平性を、最低保証帯域をもとに実現している場合を示しているが、他の方法や他のパラメータによって公平性を担保するようにしても良い。例えば、各契約ユーザについて均等な公平性を得るような制御であっても良い。この場合であれば、(1)式の右辺第2項における実効帯域eBWに乗算する比率を、全てのポートにおける輻輳状態のユーザ数に対する当該ポートiにおける輻輳状態のユーザ数とすれば良い。また例えば、ユーザとの帯域契約を範囲で行う場合であれば、最低保証帯域に代えて、範囲の中央値の帯域や、範囲の代表値の帯域などの他のパラメータを適用して公平性を担保するようにしても良い。 In the above embodiment, the case where fairness among contract users is realized based on the minimum guaranteed bandwidth is shown, but fairness may be secured by other methods or other parameters. For example, the control may be such that equal fairness is obtained for each contract user. In this case, the ratio of multiplying the effective bandwidth eBW in the second term on the right side of equation (1) may be the number of users in the congestion state at the port i with respect to the number of users in the congestion state at all ports. Further, for example, if the bandwidth contract with the user is performed in a range, the fairness can be improved by applying other parameters such as the median bandwidth of the range and the representative bandwidth of the range instead of the minimum guaranteed bandwidth. You may make it secure.
1…パケット交換装置、2−0〜2−X…入出力インタフェース部、
100…入力インタフェース部、
101…パケット受信部、102…フロー識別部、103−0〜103−n…グループ内読出制御部、104…グループ間読出制御部、105…スレーブ側帯域制御部、106…送信制御部、411…閾値超過検出部、412…入力帯域計測部、413…RMsパケット送信部、414…RMmパケット受信部、QG0〜QGn…キューグループ、Q01〜Qnm…パケットキュー、
200…出力インタフェース部、
201…受信制御部、202…パケット振分部、203…マスター側帯域制御部、204…受信バッファ、205…パケット送信部、421…RMsパケット受信部、422…送信制限帯域演算部、423…RMmパケット送信部、
3…パケット交換部、
300−1〜300−X…入力バッファ、301…パケットスイッチ、302−1〜302−X…出力バッファ。
DESCRIPTION OF
100: Input interface section,
DESCRIPTION OF
200 ... output interface part,
DESCRIPTION OF
3 ... Packet switching part,
300-1 to 300-X: input buffer, 301: packet switch, 302-1 to 302-X: output buffer.
Claims (5)
上記各入力インタフェース手段が、
入力されたパケットを蓄積する、蓄積するパケットのフローが異なる複数のパケット蓄積部と、
入力されたパケットのフローを識別して、そのパケットをいずれかの上記パケット蓄積部に振り分けるフロー識別部と、
複数の上記パケット蓄積部に蓄積されているパケットを、読出すパケット蓄積部を切り替えながら読み出すパケット読出制御部と、
上記各パケット蓄積部へのパケットの入力帯域を計測する入力帯域計測部と、
上記各パケット蓄積部の蓄積量が閾値を超過したか否かを検出する閾値超過検出部と、
計測された入力帯域、検出された閾値超過の情報を送信する蓄積部情報送信部とを有し、
上記各出力インタフェース手段が、
当該出力インタフェース手段に対応する上記出力バッファの輻輳状態が検出されたときに、上記複数の入力インタフェース手段の各々に対して送信制限帯域を求める送信制限帯域演算部と、
上記送信制限帯域演算部により求められた上記各入力インタフェース手段の送信制限帯域を、対応する上記各入力インタフェース手段に通知する送信制限帯域通知部とを有し、
上記各入力インタフェース手段の上記パケット読出制御部は、通知された上記送信制限帯域に基づいて、複数の上記パケット蓄積部からのパケットの読み出し制御を行い、
さらに、上記送信制限帯域演算部は、
上記送信制限帯域を求める対象である1つの上記入力インタフェース手段が有する上記複数のパケット蓄積部のうち、上記閾値超過検出部によって閾値を非超過と検出されたパケット蓄積部について、上記入力帯域計測部によって測定された入力帯域を合計した第1の合計値と、
上記パケット交換手段と上記出力インタフェース手段との間における物理帯域から上記第1の合計値を上記複数の入力インタフェース手段分差し引いた残余帯域と、
上記閾値超過検出部によって検出された閾値超過の情報に基づく係数とを求めるとともに、
上記残余帯域に上記係数を乗じたものを上記第1の合計値に加算することで、上記送信制限帯域を求める
ことを特徴とするパケット交換装置。 A plurality of input interface means for inputting packets, a plurality of output interface means for outputting packets, and a plurality of input buffers and packets for outputting packets from the respective input interface means to the output interface means corresponding to the destination In a packet switching device comprising a switch and a packet switching means having a plurality of output buffers,
Each of the input interface means is
A plurality of packet storage units that store input packets and that have different packet flows;
A flow identification unit that identifies the flow of the input packet and distributes the packet to one of the packet storage units;
A packet read control unit that reads out packets stored in the plurality of packet storage units while switching a packet storage unit to be read; and
An input bandwidth measuring unit that measures the input bandwidth of the packet to each of the packet storage units;
An over-threshold detection unit for detecting whether or not the accumulated amount of each packet storage unit exceeds a threshold;
It has a measured input bandwidth, a storage unit information transmission unit for transmitting detected information exceeding the threshold,
Each output interface means is
A transmission band limiting operation unit for determining a transmission band limit for each of the plurality of input interface units when a congestion state of the output buffer corresponding to the output interface unit is detected;
A transmission limit band notifying unit for notifying the corresponding input interface means of the transmission limit band of each of the input interface means obtained by the transmission limit band calculating unit;
The packet read control unit of each input interface means performs packet read control from the plurality of packet storage units based on the notified transmission limit band,
Further, the transmission band limiting operation unit is
Among the plurality of packet accumulating units included in one input interface means that is a target for obtaining the transmission limited band, the input band measuring unit for the packet accumulating unit detected by the threshold excess detecting unit as not exceeding the threshold A first sum total of the input bands measured by
A residual bandwidth obtained by subtracting the first total value by the plurality of input interface means from a physical bandwidth between the packet switching means and the output interface means;
While obtaining a coefficient based on the information on the threshold excess detected by the threshold excess detector,
The packet switching device, wherein the transmission limited bandwidth is obtained by adding the remaining bandwidth multiplied by the coefficient to the first total value.
上記パケット読出制御部が、
上記各パケット蓄積部を構成する複数の蓄積部分からの読み出しを制御する、複数のパケット蓄積部内読出制御部と、
複数のパケット蓄積部内読出制御部のいずれかに読出制御の権限を与える制御を行うパケット蓄積部間読出制御部とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載のパケット交換装置。 Each of the packet storage units provided in the same input interface means has a plurality of storage parts,
The packet read control unit
A plurality of in-packet storage read control units for controlling reading from a plurality of storage parts constituting each of the packet storage units;
The packet switching apparatus according to claim 1, further comprising: an inter-packet storage unit read control unit that performs control for granting read control authority to any one of the plurality of in-packet storage unit read control units.
上記送信制限帯域を求める対象である一つの上記入力インタフェース手段が有する上記複数のパケット蓄積部のうち、上記閾値超過検出部によって閾値を超過と検出されたパケット蓄積部について予め定められる最低保証帯域を合計した第2の合計値と、
上記第2の合計値を、全ての上記複数の入力インタフェース手段分合計した第3の合計値とを求めるとともに、
上記係数として、上記第2の合計値を上記第3の合計値で除した割合を求め、上記残余帯域に当該割合を乗じたものを上記第1の合計値に加算することで、上記送信制限帯域を求める
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のパケット交換装置。 The transmission band limiting unit is
Among the plurality of packet accumulating units included in one input interface means that is a target for obtaining the transmission limited band, a predetermined minimum guaranteed bandwidth is set for a packet accumulating unit that is detected as exceeding the threshold by the threshold excess detecting unit. A second sum total,
A third total value obtained by summing the second total value for all the plurality of input interface means is obtained, and
As the coefficient, a ratio obtained by dividing the second total value by the third total value is obtained, and a value obtained by multiplying the remaining bandwidth by the ratio is added to the first total value, whereby the transmission restriction is performed. The packet switching device according to claim 1, wherein a bandwidth is obtained.
入力されたパケットを蓄積する、蓄積するパケットのフローが異なる複数のパケット蓄積部と、
入力されたパケットのフローを識別して、そのパケットをいずれかの上記パケット蓄積部に振り分けるフロー識別部と、
複数の上記パケット蓄積部に蓄積されているパケットを、通知された上記送信制限帯域に基づいて、読出すパケット蓄積部を切り替えながら読み出すパケット読出制御部と、
上記各パケット蓄積部へのパケットの入力帯域を計測する入力帯域計測部と、
上記各パケット蓄積部の蓄積量が閾値を超過したか否かを検出する閾値超過検出部と、
計測された入力帯域、検出された閾値超過の情報を送信する蓄積部情報送信部と、
いずれかの上記出力インタフェース手段に対応する上記出力バッファの輻輳状態が検出されたときに、上記複数の入力インタフェース手段の各々に対して送信制限帯域を求める送信制限帯域演算部と、
上記送信制限帯域演算部により求められた上記各入力インタフェース手段の送信制限帯域を、対応する上記各入力インタフェース手段に通知する送信制限帯域通知部として機能させ、
さらに、上記送信制限帯域演算部は、
上記送信制限帯域を求める対象である1つの上記入力インタフェース手段が有する上記複数のパケット蓄積部のうち、上記閾値超過検出部によって閾値を非超過と検出されたパケット蓄積部について、上記入力帯域計測部によって測定された入力帯域を合計した第1の合計値と、
上記パケット交換手段と上記出力インタフェース手段との間における物理帯域から上記第1の合計値を上記複数の入力インタフェース手段分差し引いた残余帯域と、
上記閾値超過検出部によって検出された閾値超過の情報に基づく係数とを求めるとともに、
上記残余帯域に上記係数を乗じたものを上記第1の合計値に加算することで、上記送信制限帯域を求める
ことを特徴とする帯域制御プログラム。 A plurality of input interface means for inputting packets, a plurality of output interface means for outputting packets, and a plurality of input buffers and packets for outputting packets from the respective input interface means to the output interface means corresponding to the destination A computer mounted in a packet switching device comprising a switch and a packet switching means having a plurality of output buffers;
A plurality of packet storage units that store input packets and that have different packet flows;
A flow identification unit that identifies the flow of the input packet and distributes the packet to one of the packet storage units;
A packet readout control unit that reads out packets stored in the plurality of packet storage units while switching the packet storage unit to be read based on the notified transmission limit band;
An input bandwidth measuring unit that measures the input bandwidth of the packet to each of the packet storage units;
An over-threshold detection unit for detecting whether or not the accumulated amount of each packet storage unit exceeds a threshold;
A storage unit information transmission unit for transmitting the measured input bandwidth, the detected threshold excess information, and
A transmission limit bandwidth calculating unit for obtaining a transmission limit bandwidth for each of the plurality of input interface means when a congestion state of the output buffer corresponding to any of the output interface means is detected;
The transmission limited bandwidth of each of the input interface means obtained by the transmission limited bandwidth calculation unit, function as a transmission limited bandwidth notification unit that notifies the corresponding input interface means,
Further, the transmission band limiting operation unit is
Among the plurality of packet accumulating units included in one input interface means that is a target for obtaining the transmission limited band, the input band measuring unit for the packet accumulating unit detected by the threshold excess detecting unit as not exceeding the threshold A first sum total of the input bands measured by
A residual bandwidth obtained by subtracting the first total value by the plurality of input interface means from a physical bandwidth between the packet switching means and the output interface means;
While obtaining a coefficient based on the information on the threshold excess detected by the threshold excess detector,
A band control program characterized in that the transmission limited band is obtained by adding the remaining band multiplied by the coefficient to the first total value.
上記各入力インタフェース手段の蓄積するパケットのフローが異なる各パケット蓄積部は、入力されたパケットを蓄積し、
上記各入力インタフェース手段のフロー識別部は、入力されたパケットのフローを識別して、そのパケットをいずれかの上記パケット蓄積部に振り分け、
上記各入力インタフェース手段のパケット読出制御部は、複数の上記パケット蓄積部に蓄積されているパケットを、読出すパケット蓄積部を切り替えながら読み出し、
上記各入力インタフェース手段の入力帯域計測部は、上記各パケット蓄積部へのパケットの入力帯域を計測し、
上記各入力インタフェース手段の閾値超過検出部は、上記各パケット蓄積部の蓄積量が閾値を超過したか否かを検出し、
上記各入力インタフェース手段の蓄積部情報送信部は、計測された入力帯域、検出された閾値超過の情報を送信し、
上記各出力インタフェース手段の送信制限帯域演算部は、当該出力インタフェース手段に対応する上記出力バッファの輻輳状態が検出されたときに、上記複数の入力インタフェース手段の各々に対して送信制限帯域を求め、
上記各出力インタフェース手段の送信制限帯域通知部は、上記送信制限帯域演算部により求められた上記各入力インタフェース手段の送信制限帯域を、対応する上記各入力インタフェース手段に通知し、
上記各入力インタフェース手段の上記パケット読出制御部は、通知された上記送信制限帯域に基づいて、複数の上記パケット蓄積部からのパケットの読み出し制御を行い、
さらに、上記各出力インタフェース手段の上記送信制限帯域演算部は、
上記送信制限帯域を求める対象である1つの上記入力インタフェース手段が有する上記複数のパケット蓄積部のうち、上記閾値超過検出部によって閾値を非超過と検出されたパケット蓄積部について、上記入力帯域計測部によって測定された入力帯域を合計した第1の合計値と、
上記パケット交換手段と上記出力インタフェース手段との間における物理帯域から上記第1の合計値を上記複数の入力インタフェース手段分差し引いた残余帯域と、
上記閾値超過検出部によって検出された閾値超過の情報に基づく係数とを求めるとともに、
上記残余帯域に上記係数を乗じたものを上記第1の合計値に加算することで、上記送信制限帯域を求める
ことを特徴とするパケット交換方法。 A plurality of input interface means for inputting packets, a plurality of output interface means for outputting packets, and a plurality of input buffers and packets for outputting packets from the respective input interface means to the output interface means corresponding to the destination In a packet switching method in a packet switching device comprising a switch and a packet switching means having a plurality of output buffers,
Each packet storage unit having a different packet flow stored in each input interface means stores the input packet,
The flow identification unit of each input interface means identifies the flow of the input packet and distributes the packet to any of the packet storage units,
The packet read control unit of each input interface means reads out the packets stored in the plurality of packet storage units while switching the packet storage units to be read,
The input bandwidth measuring unit of each input interface means measures the input bandwidth of the packet to each of the packet storage units,
The threshold value excess detection unit of each input interface means detects whether or not the accumulation amount of each packet accumulation unit exceeds a threshold value,
The storage unit information transmission unit of each of the input interface means transmits the measured input bandwidth, the detected information exceeding the threshold,
The transmission limit band calculating unit of each output interface means obtains a transmission limit band for each of the plurality of input interface means when a congestion state of the output buffer corresponding to the output interface means is detected,
The transmission limit band notifying unit of each output interface means notifies the corresponding input interface means of the transmission limit band of each of the input interface means obtained by the transmission limit band calculating unit,
The packet read control unit of each input interface means performs packet read control from the plurality of packet storage units based on the notified transmission limit band,
Further, the transmission limit band calculation unit of each output interface means,
Among the plurality of packet accumulating units included in one input interface means that is a target for obtaining the transmission limited band, the input band measuring unit for the packet accumulating unit detected by the threshold excess detecting unit as not exceeding the threshold A first sum total of the input bands measured by
A residual bandwidth obtained by subtracting the first total value by the plurality of input interface means from a physical bandwidth between the packet switching means and the output interface means;
While obtaining a coefficient based on the information on the threshold excess detected by the threshold excess detector,
A packet switching method, wherein the transmission limited bandwidth is obtained by adding the remaining bandwidth multiplied by the coefficient to the first total value.
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