JPH10271163A - パケット通信網接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケット長の差異を利用してリアルタイム通
信パケットを優先処理し、かつ同一通信の中でのパケッ
ト順序逆転を回避／低減するパケット通信網接続装置を
得る。 【解決手段】 パケット長判定部２１０は、入力パケッ
トを、そのパケット長が規定しきい値以下であればパケ
ット送信バッファキュー（短パケット用）２２１にエン
キューし、そうでなければパケット送信バッファキュー
（長パケット用）２２２にエンキューする。優先度制御
部２３０は、パケット送信バッファキュー（短パケット
用）２２１に送信すべきパケットが１つでも存在すると
きは、その先頭からパケットをデキューする。そうでな
ければ、パケット送信バッファキュー（長パケット用）
２２２の先頭からパケットをデキューする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、可変長のパケッ
トにより通信するネットワークを相互に接続するパケッ
ト通信網接続装置に関する。特に、パケット通信網接続
装置におけるパケット処理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）
やインターネットは、広く利用されているパケット通信
網である。インターネットは、ＬＡＮやＷＡＮ（ワイド
エリアネットワーク）を、ルータ、ブリッジ、スイッチ
といったパケット通信網接続装置で相互接続して構成さ
れる、大きなパケット通信網である。これらのパケット
通信網は、従来、主にリアルタイム性が特に要求されな
いデータ通信に利用されてきた。

【０００３】しかし近年、パソコン等のマルチメディア
化に伴い、これらのパケット通信網で、音声や動画像と
いったリアルタイム性が要求される通信と、データ通信
のような非リアルタイム通信を混在させたいとの要求が
高まっている。パケット通信網でリアルタイム通信、例
えば音声通信を実現するためには、音声データを載せた
パケットが発端末から着端末へ一定時間内に転送される
ように、リアルタイム通信パケットがパケット通信網接
続装置内に滞留している時間を短くすることが重要であ
る。このため、パケット通信網接続装置は、リアルタイ
ム通信パケットの中継を、非リアルタイム通信パケット
に優先して処理する必要がある。

【０００４】パケット通信網接続装置を通過するパケッ
トがリアルタイム通信、非リアルタイム通信のどちらで
あるかを判別するには、ひとつの方法として、パケット
にパケット識別符号を付加することが考えられる。しか
し、この方法では、パケット通信網接続装置が各種パケ
ットのフレーム構成を把握していなければ、パケット識
別符号を認識できないため、構成が複雑になる。

【０００５】別の判別方法として、リアルタイム通信パ
ケットと非リアルタイム通信パケットを、それぞれのパ
ケット長の差異を利用して判別することも考えられる。
リアルタイム通信では、音や動画を符号化した連続的な
発生データを周期的にパケット化し転送するが、このパ
ケット化に伴う遅延を小さくする必要から、パケット化
周期を短くとって、その間に発生した少量のデータを１
つのパケットとする。このため、リアルタイム通信パケ
ットは、そのパケット長が短い。但し、必ずしも固定長
ではない。符号化方式によっては、データ圧縮などの処
理を施すので、転送すべきデータ量が周期毎に異なるか
らである。

【０００６】一方、蓄積されたデータファイルなどを転
送する非リアルタイム通信では、ネットワークが許容す
る最大パケット長で転送されることが多い。各パケット
には実際のデータのほかに、宛先などの制御情報を含む
パケットヘッダが付随するが、１パケットに占める実際
のデータの割合が多いほど、効率よくデータ転送できる
からである。

【０００７】パケット長の差異を利用して判別する従来
のパケット通信網接続装置は、例えば特開昭６１−１７
７０４９に示されている。図１１にそのブロック図を示
す。図１１において、１０１および１０６は伝送路、１
０２はパケット受信部、１０３はパケット受信バッフ
ァ、１０４はパケット送信バッファ、１０５はパケット
送信部、１０９は制御部で、これらがstore-and-forwar
d方式によるパケット通信網接続装置の基本部分を構成
している。store-and-forward方式とは、伝送路から受
信したパケットを一時蓄積し、その後このパケットを別
の伝送路へ送信する方式である。この方式では、パケッ
トの最終ビットが受信されない限り、パケットの先頭ビ
ットを送信しえないので、パケット通信網接続装置で最
小でもパケット長相当の遅延が生じる。さらに図１１に
おいて、パケット数判定部１０７、パケット長比較処理
部１０８が設けられる。パケット数判定部１０７、パケ
ット長比較処理部１０８、パケット受信バッファ１０
３、パケット送信バッファ１０４、制御部１０９で構成
される部分が、この従来のパケット通信網接続装置に特
徴的な部分であるが、この部分をコアブロック１と呼ぶ
ことにする。

【０００８】パケット数判定部１０７は、パケット受信
バッファ１０３内に蓄積されているパケットの数が規定
個数以上あるかどうかを判定し、規定個数以上のときは
ライン１０７ａを介してパケット長比較処理部１０８に
この旨を通知する。パケット長比較判定部１０８はパケ
ット数判定部１０７からの通知を受けると、ライン１０
３ｂを介して送られてくるパケット長情報について比較
処理を実行し、パケット長が短い順にパケットを選択
し、選択した結果をライン１０８ａを介して制御部に通
知する。

【０００９】上記従来のパケット通信網接続装置は、パ
ケット受信バッファ１０３に蓄積されているパケットの
個数が規定個以上のとき、蓄積されている各パケットの
長さを比較して、パケットの長さが短い順に伝送路に送
信する。このときの動作は、次のとおりである。

【００１０】伝送路１０１からのパケットはパケット受
信部１０２に取りこまれ、パケット受信バッファ１０３
に格納される。パケット数判定部１０７は、パケット受
信バッファ１０３からライン１０３ａを介して通知され
ているパケット格納個数が規定個数以上であることを、
ライン１０７ａを介してパケット長比較処理部１０８に
通知する。この通知を受けていると、パケット長比較処
理部１０８は、ライン１０３ｂを介して送られてくるパ
ケット長情報について比較処理を実行し、パケット長が
短い順にパケットを選択し、選択結果をライン１０８ａ
を介して制御部１０９に通知する。通知を受けた制御部
１０９は、選択されたパケットをパケット受信バッファ
１０３から取り出し、パケット送信バッファ１０４に転
送するように指示する。パケット送信バッファ１０４は
ＦＩＦＯであり、パケットは格納された順にパケット送
信部１０５に転送される。パケット送信部１０５はパケ
ットを伝送路１０６に送信する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のパ
ケット通信網接続装置は、次のような問題点を有する。

【００１２】（１）同一通信の中でのパケット順序逆転 上記従来のパケット通信網接続装置は、蓄積されている
パケットを、パケットの長さが短い順に伝送路に送信す
るため、伝送路からの入力パケットシーケンスが組み替
えられて別の伝送路に出力される。すなわち、パケット
の順序逆転が起こる。

【００１３】図１２はパケット順序逆転の例を示すタイ
ムチャートである。高速な伝送路１０１から受信したパ
ケットを、パケット通信網接続装置が、低速な伝送路１
０６に送信することを想定した。この例では、入力側伝
送路速度は１．５Ｍバイト／秒、出力側伝送路速度は１
５Ｋバイト／秒としている。図１２上段に示す入力パケ
ットシーケンスは、リアルタイム通信パケット（Ｒ１〜
Ｒ１７）と、非リアルタイム通信パケット（Ｎ１〜Ｎ
３）が混在している。この入力パケットシーケンスで
は、リアルタイム通信パケットが２０ｍｓ周期でパケッ
ト通信網接続装置に到着する。Ｒ１〜Ｒ１７のパケット
長は、図１３に示すとおり１５０バイト程度ではある
が、固定長ではない。ここでは説明のため、後から入力
されるパケットほどわずかに短いものとした。また、非
リアルタイム通信パケットとしては、転送すべき全デー
タを発端末が伝送路の最大パケット長（ここでは１５０
０バイト）に分割発信するために、一般に図示のような
長いパケットがバースト的に連続する。

【００１４】図１２における時間表示は、Ｒ１が到着し
た時点を０としている。この時、パケット通信網接続装
置には規定個数以上のパケットが蓄積されており、また
その時ちょうど１５００バイトのパケットを送信開始し
たものとする。この場合にパケット通信網接続装置が出
力するパケットシーケンスは、図１２下段に示すように
なる。伝送路速度１５Ｋバイト／秒で上記１５００バイ
トのパケットを送信するには１００ｍｓを要する。この
パケットを送信完了した時点では、既にＲ１〜Ｒ５及び
Ｎ１〜Ｎ３が装置内に蓄積され、蓄積パケット数は規定
個数以上のままである。従って、蓄積パケットの中で最
も短いＲ５が送信される。以降も同様に、パケット送信
が完了すると、その時蓄積されている最も短いパケット
が送信され、図示のような出力パケットシーケンスとな
る。この出力パケットシーケンスをみると、リアルタイ
ム通信パケットが非リアルタイム通信パケットに優先し
て出力されていることがわかるが、リアルタイム通信パ
ケットの中でも順序逆転が起き、また非リアルタイム通
信パケットの中でも順序逆転が起きてしまっている。

【００１５】図１２の入力／出力パケットシーケンスを
比較すると、各パケットがこのパケット通信網接続装置
において被る遅延時間がわかる。例えば、Ｒ１の遅延時
間は１８０ｍｓである。このうち１００ｍｓは、最大長
パケットの送信完了を待つための遅延であり、パケット
通信網では避けられない。しかし、残り８０ｍｓは、リ
アルタイム通信パケットの中で順序逆転が起こることに
伴うものである。（なお、説明を簡略するため、ここで
はstore-and-forward方式に伴う受信時のパケット長相
当の遅延は省いて考えた。）

【００１６】このように、従来のパケット通信網接続装
置は、蓄積されているパケットを長さが短い順に伝送路
に送信するので、同一通信の中でもパケット順序逆転が
起こり、これに伴う遅延のためにリアルタイム通信の品
質を悪くしている。

【００１７】（２）store-and-forward方式の制約 従来のパケット通信網接続装置は、store-and-forward
方式を前提としているため、最小でも受信時のパケット
長相当の遅延が生じる。store-and-forward方式に対し
て、cut-through方式がある。cut-through方式とは、伝
送路からのパケットを途中まで受信した時点で、別の伝
送路への送信を開始する方式である。一般には、パケッ
トヘッダ部分まで受信すると、その情報に基づいて送信
先伝送路を決定し、送信を開始する。このため、受信時
の遅延はパケットヘッダ長相当であり、store-and-forw
ard方式に比べてより低遅延の接続装置となる。

【００１８】この発明はこれらの問題点を解決し、パケ
ット長の差異を利用してリアルタイム通信パケットを優
先処理し、かつ同一通信の中でのパケット順序逆転を回
避／低減するパケット通信網接続装置を得ることを目的
とする。また、パケット長の差異を利用してリアルタイ
ム通信パケットを優先処理する、cut-through方式のパ
ケット通信網接続装置を得ることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係わるパケ
ット通信網接続装置は、 可変長のパケットにより通信
するネットワークを相互に接続するパケット通信網接続
装置において、上記受信したパケットを、そのパケット
長が所定の値以下であれば短パケット、そうでなければ
長パケットと判定する判定手段と、上記短パケットを上
記長パケットに優先して送信する優先送信手段とを有す
るものである。

【００２０】第２の発明に係わるパケット通信網接続装
置は、送信待ちで蓄積されている上記短パケットのデー
タ量を監視する監視手段を有し、その監視手段の監視結
果に基づいて上記判定手段は上記短パケットを廃棄する
ものである。

【００２１】第３の発明に係わるパケット通信網接続装
置は、上記長パケットについて時間あたりに送信すべき
データ量を定め、これに従って送信されたとした場合に
送信待ちで蓄積されるはずの上記長パケットのデータ量
と実際に送信待ちで蓄積されている上記長パケットのデ
ータ量との差を監視する監視手段を有し、その監視手段
の監視結果に基づいて上記判定手段は上記短パケットを
廃棄するものである。

【００２２】第４の発明に係わるパケット通信網接続装
置は、上記短パケットの受信速度を監視する監視手段を
有し、その監視手段の監視結果に基づいて上記判定手段
は上記短パケットを廃棄するものである。

【００２３】第５の発明に係わるパケット通信網接続装
置は、上記短パケットの送信速度を監視する監視手段を
有し、その監視手段の監視結果に基づいて上記優先送信
手段は、上記送信待ちの短パケットの送信を停止するも
のである。

【００２４】第６の発明に係わるパケット通信網接続装
置は、上記判定手段が受信したパケットのパケット長が
上記所定値以下の短パケットで、かつパケットヘッダの
フラグメントオフセット領域が示す値が規定しきい値よ
り大きいならば長パケットと判定するものである。

【００２５】第７の発明に係わるパケット通信網接続装
置は、可変長のパケットにより通信するネットワークを
相互に接続するパケット通信網接続装置において、上記
受信したパケットを、そのパケット長が所定の範囲内で
あれば優先パケット、そうでなければ非優先パケットと
判定する判定手段と、上記優先パケットを上記非優先パ
ケットに優先して送信する優先送信手段とを有するもの
である。

【００２６】第８の発明に係わるパケット通信網接続装
置は、上記判定手段が上記パケットを、そのパケット受
信開始時点で短パケットとし、受信途中にパケット長が
上記所定値を超えた場合には長パケットと判定するもの
である。

【００２７】第９の発明に係わるパケット通信網接続装
置は、上記判定手段が上記パケットを、パケット受信開
始時点では長パケットとし、パケット末尾のデータを受
信した時点で、パケット長が上記所定値以下であれば短
パケットと判定するものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．本実施の形態を示すパケット通信網接続
装置のブロック図を図１に示す。図１において、１０１
および１０６は伝送路、１０２はパケット受信部、１０
５はパケット送信部で、これらは図１１に示した従来の
パケット通信網接続装置と同様の構成要素である。図１
と図１１の違いは、コアブロック１にある。図１におい
ては、コアブロック１の構成要素として、パケット長判
定部２１０、パケット送信バッファキュー（短パケット
用）２２１、パケット送信バッファキュー（長パケット
用）２２２、優先度制御部２３０が設けられる。

【００２９】パケット長判定部２１０は、パケット受信
部１０２から転送される受信パケットの長さが規定しき
い値以下であるかどうかを判定し、規定しきい値以下の
ときはその受信パケットをパケット送信バッファキュー
（短パケット用）２２１の末尾にエンキューし、そうで
ないときはその受信パケットをパケット送信バッファキ
ュー（長パケット用）２２２の末尾にエンキューする。
優先度制御部２３０は、パケット送信バッファキュー
（短パケット用）２２１に送信すべきパケットが１つで
も存在するときは、パケット送信バッファキュー（短パ
ケット用）２２１の先頭からパケットをデキューしてパ
ケット送信部１０５に転送する。パケット送信バッファ
キュー（短パケット用）２２１に送信すべきパケットが
１つも存在しないときには、パケット送信バッファキュ
ー（長パケット用）２２２の先頭からパケットをデキュ
ーしてパケット送信部１０５に転送し送信依頼する。パ
ケット送信バッファキュー２２１および２２２は、上記
のとおり、それぞれがＦＩＦＯキューである。

【００３０】本実施の形態におけるパケット通信網接続
装置の動作は、次のとおりである。伝送路１０１からの
パケットはパケット受信部１０２に取りこまれ、パケッ
ト長判定部２１０に転送される。パケット受信部１０２
からパケットを転送されると、パケット長判定部２１０
は、そのパケットの長さが規定しきい値以下のときはそ
の受信パケットをパケット送信バッファキュー（短パケ
ット用）２２１の末尾にエンキューし、そうでないとき
はその受信パケットをパケット送信バッファキュー（長
パケット用）２２２の末尾にエンキューする。

【００３１】一方、パケット送信部１０５は、送信依頼
されている送信パケットを伝送路１０６に送信する。パ
ケット送信を完了し、新たな送信依頼を受付け可能な状
態になると、パケット送信部１０５は、その旨を優先度
制御部２３０に通知する。この通知を受けているとき、
優先度制御部２３０は、パケット送信バッファキュー
（短パケット用）２２１に送信すべきパケットが１つで
も存在するときは、パケット送信バッファキュー（短パ
ケット用）２２１の先頭からパケットをデキューしてパ
ケット送信部１０５に転送する。パケット送信バッファ
キュー（短パケット用）２２１に送信すべきパケットが
１つも存在しないときには、パケット送信バッファキュ
ー（長パケット用）２２２の先頭からパケットをデキュ
ーしてパケット送信部１０５に転送し送信依頼する。

【００３２】上記動作を要約すれば、本実施の形態にお
けるパケット通信網接続装置は、規定しきい値以下の短
パケットの中継を、規定しきい値以上の長パケットに優
先して処理するが、同一通信の中でのパケット順序は保
存するように動作する。

【００３３】図２は、本実施の形態におけるパケット通
信網接続装置によるタイムチャートである。入力側伝送
路速度、出力側伝送路速度、入力パケットシーケンスと
各入力パケット長は、図１２と全く同一である。また、
Ｒ１が到着した時点を０とする時間表示、パケット通信
網接続装置が時刻０の時にちょうど１５００バイトのパ
ケットを送信開始したものとすることも図１２と同様で
ある。パケット長の規定しきい値は、例えば３００バイ
トとする。

【００３４】この場合にパケット通信網接続装置が出力
するパケットシーケンスは、図２下段に示すようにな
る。伝送路速度１５Ｋバイト／秒で上記１５００バイト
のパケットを送信するには１００ｍｓを要する。このパ
ケットを送信完了した時点では、Ｒ１〜Ｒ５が送信パケ
ットバッファキュー（短パケット用）２２１に、Ｎ１〜
Ｎ３が送信パケットバッファキュー（長パケット用）２
２２に、それぞれ受信した順序で蓄積されている。パケ
ット送信完了により送信依頼受付け可能となったパケッ
ト送信部１０５から、その旨の通知を受けて、優先度制
御部２３０は送信パケットバッファキュー（短パケット
用）２２１の先頭にあるＲ１をデキューし、パケット送
信部１０５に転送／送信依頼する。以降も同様に、パケ
ット送信が完了すると、その時に送信パケットバッファ
キュー（短パケット用）２２１の先頭にあるパケットが
送信される。Ｒ１０の送信が完了すると、送信パケット
バッファキュー（短パケット用）２２１が空になるの
で、送信パケットバッファキュー（長パケット用）２２
２の先頭にあるＮ１が送信される。以降も同様に動作に
して、図示のような出力パケットシーケンスとなる。

【００３５】この出力パケットシーケンスをみると、リ
アルタイム通信パケットが非リアルタイム通信パケット
に優先して出力されていること、同一通信の中ではパケ
ット順序が保存されていることがわかる。また、図２の
入力／出力パケットシーケンスを比較すると、リアルタ
イム通信パケットのうち最も遅延時間の大きいのはＲ１
およびＲ１１であるが、その遅延時間は１００ｍｓであ
る。これは最大長パケットの送信完了を待つための遅延
であり、パケット通信網では避けられない。すなわち、
リアルタイム通信パケットの遅延は、原理的に可能な限
り最小化されている。

【００３６】以上のように、本実施の形態におけるパケ
ット通信網接続装置は、リアルタイム通信パケットの中
継を、非リアルタイム通信パケットに優先して処理し、
かつ同一通信の中でのパケット順序は保存するように動
作するので、リアルタイム通信パケットの遅延を最小化
することができる。

【００３７】実施の形態２．リアルタイム通信では、例
えば音声パケットが発端末から着端末へ一定時間内に転
送される必要がある。何等かの理由により、着端末への
到着がこの時間よりも遅れた場合、その音声パケットは
音声として再生されることなく、単に廃棄されるだけで
ある。つまり、この遅れたパケットは通信網帯域を浪費
したに過ぎない。本実施の形態は、一定時間以上遅延し
たリアルタイム通信パケットを、パケット通信網内でむ
しろ積極的に廃棄することにより、通信網帯域の浪費を
回避することを意図したものである。

【００３８】実施の形態２に示すパケット通信網接続装
置のブロック図を図３に示す。コアブロック１以外の構
成は、実施の形態１に関わるブロック図１と同じである
ため省略する。図３において、パケット送信バッファキ
ュー（短パケット用）２２１、パケット送信バッファキ
ュー（長パケット用）２２２は、図１と同一であるが、
パケット長判定部２１０、優先度制御部２３０の他に、
短パケットキュー長カウンタ２４０を追加した点が異な
る。

【００３９】短パケットキュー長カウンタ２４０は、パ
ケット送信バッファキュー２２１に蓄積されているデー
タ量を保持するものである。パケット長判定部２１０
は、受信パケットをパケット送信バッファキュー（短パ
ケット用）２２１にエンキューする際に、ライン２１０
ａを介して、そのパケット長を短パケットキュー長カウ
ンタ２４０に加算する。優先度制御部２３０は、パケッ
ト送信バッファキュー（短パケット用）２２１からパケ
ットをデキューする際に、ライン２３０ａを介して、そ
のパケット長を短パケットキュー長カウンタ２４０から
減算する。また、短パケットキュー長カウンタ２４０
は、ライン２１０ｂを介して、パケット送信バッファキ
ュー（短パケット用）２２１に蓄積されているデータ量
を、パケット長判定部２１０に通知している。

【００４０】パケット長判定部２１０は、受信パケット
の長さが規定しきい値以下のとき、ライン２１０ｂで通
知されているデータ量に基づいて、その受信パケット
を、パケット送信バッファキュー（短パケット用）２２
１の末尾にエンキューするか、廃棄するかを決める。つ
まり、ライン２１０ｂで通知されているデータ量が第２
のしきい値以上であれば廃棄し、そうでなければエンキ
ューする。

【００４１】以上述べた以外の点については、パケット
長判定部２１０、優先度制御部２３０は、図１と同様に
動作する。

【００４２】例えば、出力側伝送路速度が１５Ｋバイト
／秒、第２のしきい値を１５００バイトとした場合、一
旦パケット送信バッファキュー（短パケット用）２２１
の末尾にエンキューされたパケットは、パケット送信バ
ッファキュー（短パケット用）２２１内のパケットが送
信されはじめてから、１５００／１５Ｋ＝１００ｍｓ以
内に送信される。この他に、パケット送信バッファキュ
ー（短パケット用）２２１の先頭のパケットが送信され
はじめるまでに、最大長パケット（１５００バイト）の
送信完了を待つための遅延（１００ｍｓ）が加わる可能
性がある。従って、このパケット通信網接続装置が送信
する短パケットについて、この装置で加わる遅延は、最
大２００ｍｓに抑えられる。

【００４３】以上述べたように、本実施の形態における
パケット通信網接続装置によれば、短パケットの中継遅
延に上限を与えるとともに、これを超える短パケットを
廃棄することによって、通信網帯域を有効利用し、他の
短パケットの遅延を短縮するという効果が得られる。

【００４４】なお、上記例では、パケット送信バッファ
キュー（短パケット用）内のデータ量をバイト数で観測
するように構成したが、パケット数で観測するように構
成しても類似の効果が得られる。また、短パケットキュ
ー長カウンタから通知するデータ量として、データ量の
観測値を時間的に平均化した値（例えば指数平滑化によ
る）を用いることで、制御の感度を調整することも可能
である。また、上記例では、パケット送信バッファキュ
ー（短パケット用）として割り当てるバッファ量を、短
パケットキュー長カウンタにより論理的に制限したが、
物理的に独立したバッファを割り当てることで制限して
もよい。

【００４５】実施の形態３．従来のパケット通信網接続
装置では、リアルタイム通信パケットが出力伝送路速
度、あるいはそれ以上に入力されていると、優先度の高
いリアルタイム通信パケットだけが処理され、その間に
入力された非リアルタイム通信パケットは受信バッファ
に蓄積されたまま処理されないため、データ通信等が全
くできないという現象が生じる。すなわち、リアルタイ
ム通信パケットによる通信網帯域の専有を許してしま
う。本実施の形態は、このような通信網帯域の専有を回
避することを意図したものである。

【００４６】本実施の形態を示すパケット通信網接続装
置のブロック図を図４に示す。コアブロック１以外の構
成は、実施の形態１に関わるブロック図１と同じである
ため省略する。図４において、パケット送信バッファキ
ュー（短パケット用）２２１、パケット送信バッファキ
ュー（長パケット用）２２２は、図１と同一であるが、
パケット長判定部２１０、優先度制御部２３０の他に、
長パケットキュー長カウンタ２５０、目標長パケットキ
ュー長カウンタ２５１、比較部２５２を追加した点が異
なる。

【００４７】長パケットキュー長カウンタ２５０は、パ
ケット送信バッファキュー（長パケット用）２２２に蓄
積されているデータ量を保持するものである。パケット
長判定部２１０は、受信パケットをパケット送信バッフ
ァキュー（長パケット用）２２２にエンキューする際
に、ライン２１０ｃを介して、そのパケット長を長パケ
ットキュー長カウンタ２５０に加算する。優先度制御部
２３０は、パケット送信バッファキュー（長パケット
用）２２２からパケットをデキューする際に、ライン２
３０ｃを介して、そのパケット長を長パケットキュー長
カウンタ２５０から減算する。また、長パケットキュー
長カウンタ２５０は、ライン２５０ａを介して、パケッ
ト送信バッファキュー（長パケット用）２２２に蓄積さ
れているデータ量、すなわち長パケットキュー長の実際
値を比較部２５２に通知している。

【００４８】目標長パケットキュー長カウンタ２５１
は、非リアルタイム通信用に一定の帯域が割り当てられ
たと仮定した時の、パケット送信バッファキュー（長パ
ケット用）２２２に蓄積されているデータ量、すなわち
長パケットキュー長の目標値を設定するものである。パ
ケット長判定部２１０は、受信パケットをパケット送信
バッファキュー（長パケット用）２２２にエンキューす
る際に、ライン２１０ｃを介して、そのパケット長を目
標長パケットキュー長カウンタ２５１にも加算する。目
標長パケットキュー長カウンタ２５１は、非リアルタイ
ム通信用に確保すべき通信網帯域に従って自動的にデク
リメントする。例えば、非リアルタイム通信に７５００
バイト／秒を確保する場合には、１／７５００秒毎に１
バイトだけ目標値をデクリメントする。但し、その値が
０になったら、それ以下にはデクリメントしない。ま
た、目標長パケットキュー長カウンタ２５１は、ライン
２５１ａを介して、そのカウンタ値、すなわち長パケッ
トキュー長の目標値を比較部２５２に通知している。

【００４９】比較部２５２は、ライン２５０ａからの長
パケットキュー長の実際値と、ライン２５１ａからの長
パケットキュー長の目標値を比較する。そして、次の条
件が成立している期間は、その旨をライン２１０ｄを介
してパケット長判定部２１０に通知する。 実際値 − 目標値 ＞ 規定しきい値 上記、実際値と目標値の差は、非リアルタイム通信から
リアルタイム通信への貸し越し分に相当する。ライン２
１０ｄは、この貸し越しが規定しきい値以上の過剰貸し
越しであることを示すものである。

【００５０】パケット長判定部２１０は、受信パケット
の長さが規定しきい値以下のとき、ライン２１０ｄでの
通知に基づいて、その受信パケットを、パケット送信バ
ッファキュー（短パケット用）２２１の末尾にエンキュ
ーするか、廃棄するかを決める。つまり、ライン２１０
ｄで過剰貸し越しが通知されている場合は廃棄し、そう
でなければエンキューする。

【００５１】以上述べた以外の点については、パケット
長判定部２１０、優先度制御部２３０は、図１と同様に
動作する。

【００５２】次に、本実施の形態によるパケット通信網
接続装置の動作を、例をとって説明する。出力側伝送路
速度が１５Ｋバイト／秒、非リアルタイム通信用に確保
する帯域を７．５Ｋバイト／秒、第３のしきい値を１４
９９バイトとする。

【００５３】例えば、本実施の形態によるパケット通信
網接続装置に、短パケットだけが出力伝送路速度で入力
されている状態を考える。つまり、送信中の短パケット
の送信が完了する前に次の短パケットが入力され、この
入力された短パケットは送信中の短パケットの送信が完
了するとすぐに送信される。このため、パケット送信バ
ッファキュー（短パケット用）２２１内に定常的にパケ
ットが１つ蓄積されている。パケット送信バッファキュ
ー（長パケット用）２２２は、この時点では空であると
する。

【００５４】この状態で、非リアルタイム通信の長パケ
ット（１５００バイト）が１つ入力されると、パケット
長判定部２１０は、そのパケットをパケット送信バッフ
ァキュー（長パケット用）２２２に蓄積し、長パケット
キュー長カウンタ２５０にカウンタ値として１５００を
設定し、目標長パケットキュー長カウンタ２５１に目標
値として１５００を設定する。この後も短パケットが定
常的に入力されるため、パケット送信バッファキュー
（長パケット用）２２２からは送信されず、長パケット
キュー長カウンタ２５０の値は１５００のままである。
一方の目標長パケットキュー長カウンタ２５１は、１／
７５００秒毎に１バイトずつ目標値をデクリメントし、
２００ｍｓ後には０になる。この時点で、長パケットキ
ュー長の実際値１５００と目標値０の差が、第３のしき
い値１４９９を超えるので、比較部２５２はその旨をパ
ケット長判定部２１０に通知しはじめ、パケット長判定
部２１０は受信した短パケットを廃棄するようになる。
すると、パケット送信バッファキュー（短パケット用）
２２１から、蓄積されていたパケットがデキューされた
後、次の短パケットはエンキューされないので、パケッ
ト送信バッファキュー（短パケット用）２２１は空にな
る。この結果、パケット送信バッファキュー（長パケッ
ト用）２２２から、非リアルタイム通信の長パケット
（１５００バイト）がデキューされ送信される。これに
より、長パケットキュー長カウンタ２５０の値は０にな
り、比較部２５２はパケット長判定部２１０への通知を
止めるので、パケット長判定部２１０はその後入力され
た短パケットをパケット送信バッファキュー（短パケッ
ト用）２２１にエンキューするようになる。

【００５５】以上述べたように、この実施の形態におけ
るパケット通信網接続装置によれば、短パケットの中継
を優先しながらも、短パケットによる通信網帯域の専有
を回避するという効果が得られる。

【００５６】実施の形態４．本実施の形態は、実施の形
態３と同じく、短パケットによる通信網帯域の専有を回
避することを意図したものである。

【００５７】本実施の形態を示すパケット通信網接続装
置のブロック図を図５に示す。コアブロック１以外の構
成は、実施の形態１に関わるブロック図１と同じである
ため省略する。図５において、パケット送信バッファキ
ュー（短パケット用）２２１、パケット送信バッファキ
ュー（長パケット用）２２２は、図１と同一であるが、
パケット長判定部２１０、優先度制御部２３０の他に、
短パケット利用量監視カウンタ２６０を追加した点が異
なる。

【００５８】短パケット利用量監視カウンタ２６０は、
パケット送信バッファキュー（短パケット用）２２１へ
のエンキュー速度を制限するためのものであり、パケッ
ト送信バッファキュー（短パケット用）２２１にエンキ
ューしてよい最大データ量を保持するものである。短パ
ケット利用量監視カウンタ２６０は、リアルタイム通信
用に許可する通信網帯域に従って自動的にインクリメン
トする。例えば、リアルタイム通信に７５００バイト／
秒を許可する場合には、１／７５００秒毎に１バイトだ
けインクリメントする。短パケット利用量監視カウンタ
２６０は、規定の最大値になったら、それ以上はインク
リメントせず最大値を保つ。また、短パケット利用量監
視カウンタ２６０は、ライン２１０ｆを介して、そのカ
ウンタ値、すなわちエンキューしてよい最大データ量を
パケット長判定部２１０に通知している。パケット長判
定部２１０は、受信パケットをパケット送信バッファキ
ュー（短パケット用）２２１にエンキューする際に、ラ
イン２１０ｅを介して、そのパケット長を短パケット利
用量監視カウンタ２６０から減算する。

【００５９】パケット長判定部２１０は、受信パケット
の長さが規定しきい値以下のとき、ライン２１０ｆでの
通知に基づいて、その受信パケットを、パケット送信バ
ッファキュー（短パケット用）２２１の末尾にエンキュ
ーするか、廃棄するかを決める。つまり、受信パケット
の長さがライン２１０ｆで通知されているデータ量を超
えていれば廃棄する。そうでなければエンキューし、そ
のパケット長を短パケット利用量監視カウンタ２６０か
ら減算する。

【００６０】優先度制御部２３０は、図１と同様に動作
する。また、以上述べた以外の点については、パケット
長判定部２１０は、図１と同様に動作する。

【００６１】次に、本実施の形態によるパケット通信網
接続装置の動作を、例をとって説明する。出力側伝送路
速度が１５Ｋバイト／秒、リアルタイム通信用に許可す
る帯域を７．５Ｋバイト／秒とする。

【００６２】本実施の形態によるパケット通信網接続装
置に、短パケットだけが出力伝送路速度で入力されてい
る状態を考える。例えば、１５０バイトのパケットが１
０ｍｓ毎に１つ入力されているとする。短パケット利用
量監視カウンタ２６０の値が１５０未満である間は、パ
ケット長判定部２１０は、受信した１５０バイトの短パ
ケットを廃棄している。短パケット利用量監視カウンタ
２６０は、１／７５００秒毎に１バイトずつインクリメ
ントされ、２０ｍｓ後にはカウンタ値が１５０になる。
この直後に入力された短パケットを、パケット長判定部
２１０は、パケット送信バッファキュー（短パケット
用）２２１にエンキューし、短パケット利用量監視カウ
ンタ２６０はパケット長１５０バイト分だけ減算されて
０になる。この１０ｍｓ後に短パケットが入力される
が、短パケット利用量監視カウンタ２６０値は７５まで
しかインクリメントされていないため、パケット長判定
部２１０により廃棄される。このように、１０ｍｓ毎に
１つ入力される１５０バイトパケットは１つおきに廃棄
され、２０ｍｓ毎に１つの１５０バイトパケットがパケ
ット送信バッファキュー（短パケット用）２２１エンキ
ューされる。つまり、パケット長判定部２１０からのエ
ンキュー速度は７５００バイト／秒となり、リアルタイ
ム通信用に許可した７．５Ｋバイト／秒に抑制されてい
る。

【００６３】この状態で非リアルタイム通信の長パケッ
トが入力されると、それは残りの７．５Ｋバイト／秒の
帯域を使って送信される。長パケットについて見れば、
この状態は、図２において短パケットが２０ｍｓ毎に入
力されているのと同じ状態である。

【００６４】以上述べたように、この実施の形態におけ
るパケット通信網接続装置によれば、短パケットの中継
を優先しながらも、短パケットに対して許可する帯域を
制限して、短パケットによる通信網帯域の専有を回避す
るという効果が得られる。

【００６５】実施の形態５．本実施の形態は、実施の形
態３と同じく、短パケットによる通信網帯域の専有を回
避することを意図したものである。

【００６６】実施の形態５を示すパケット通信網接続装
置のブロック図を図６に示す。コアブロック１以外の構
成は、実施の形態１に関わるブロック図１と同じである
ため省略する。図６において、パケット送信バッファキ
ュー（短パケット用）２２１、パケット送信バッファキ
ュー（長パケット用）２２２は、図１と同一であるが、
パケット長判定部２１０、優先度制御部２３０の他に、
短パケット送信量監視カウンタ２７０を追加した点が異
なる。

【００６７】短パケット送信量監視カウンタ２７０は、
パケット送信バッファキュー（短パケット用）２２１か
らのデキュー速度を制限するためのものである。優先度
制御部２３０は、パケット送信バッファキュー（短パケ
ット用）２２１からデキューする際に、ライン２３０ｅ
を介して、そのパケット長を短パケット送信量監視カウ
ンタ２７０に加算する。短パケット送信量監視カウンタ
２７０は、リアルタイム通信用に許可する通信網帯域に
従って自動的にデクリメントする。例えば、リアルタイ
ム通信に７５００バイト／秒を許可する場合には、１／
７５００秒毎に１バイトだけデクリメントする。その値
が０以下になっても負の値でデクリメントを続けるが、
規定の最小値になったら、それ以下にはデクリメントせ
ず最小値を保つ。また、短パケット送信量監視カウンタ
２７０は、ライン２３０ｆを介して、そのカウンタ値を
優先度制御部２３０に通知している。

【００６８】優先度制御部２３０は、ライン２３０ｆで
通知されるカウンタ値が０より大きい間は、パケット送
信バッファキュー（短パケット用）２２１からのデキュ
ーを行わず、パケット送信バッファキュー（長パケット
用）２２２から（パケットが蓄積されていれば）デキュ
ーする。

【００６９】パケット長判定部２１０は、図１と同様に
動作する。また、以上述べた以外の点については、優先
度制御部２３０は、図１と同様に動作する。

【００７０】次に、本実施の形態によるパケット通信網
接続装置の動作を、例をとって説明する。出力側伝送路
速度が１５Ｋバイト／秒、リアルタイム通信用に許可す
る帯域を７．５Ｋバイト／秒とする。

【００７１】本実施の形態によるパケット通信網接続装
置に、短パケットが出力伝送路速度で入力されている状
態を考える。例えば、１５０バイトのパケットが１０ｍ
ｓ毎に１つ入力されているとする。また、その他に長パ
ケットも入力されているものとする。入力された短パケ
ットは、パケット送信バッファキュー（短パケット用）
２２１にエンキューされ、優先度制御部２３０はそれを
デキューする。この時に、短パケット送信量カウンタ２
７０に、パケット長１５０バイトが設定される。短パケ
ット送信量監視カウンタ２７０は、１／７５００秒毎に
１バイトずつデクリメントされ、その値が０になるのは
２０ｍｓ後である。デキューされた１５０バイトのパケ
ットは、１５Ｋバイト／秒で送信され、１０ｍｓ後には
送信が完了する。この後、短パケット送信量監視カウン
タ２７０が０になるまでの残り１０ｍｓ間は、パケット
送信バッファキュー（短パケット用）２２１からのデキ
ューは抑制され、パケット送信バッファキュー（長パケ
ット用）２２２に蓄積された長パケットがデキューされ
る。

【００７２】このような動作により、平均的には２０ｍ
ｓあたり１つの１５０バイトパケットがパケット送信バ
ッファキュー（短パケット用）２２１からデキューされ
る。つまり、パケット送信バッファキュー（短パケット
用）２２１からのデキュー速度は平均７５００バイト／
秒となり、リアルタイム通信用に許可した７．５Ｋバイ
ト／秒に抑制される。非リアルタイム通信の長パケット
は残りの７．５Ｋバイト／秒の帯域を使って送信され
る。

【００７３】以上述べたように、この実施の形態におけ
るパケット通信網接続装置によれば、短パケットの中継
を優先しながら、短パケットに対して許可する帯域を制
限して、短パケットによる通信網帯域の専有を回避する
という効果が得られる。

【００７４】実施の形態６．既に述べたように、非リア
ルタイム通信では、ネットワークが許容する最大パケッ
ト長で転送されることが多い。しかし、非リアルタイム
通信のデータが短パケットで転送されることもある。例
えば、ＩＰパケットがフラグメントされた場合である。
ＩＰはインターネットで利用されているプロトコルであ
るが、ＩＰパケットのフラグメントとは、ネットワーク
が許容する最大パケット長よりも大きなパケットを転送
する場合に、もとのパケットを分割して転送するもので
ある。図７は、４５００バイトのパケットを、最大パケ
ット長１５００バイトのネットワークに転送する場合の
フラグメントの例である。もとのパケットのデータ部４
４８０バイトは４つに分割され、分割された各パケット
の先頭にＩＰヘッダが付加される。この場合、最初の３
つは１５００バイトのパケットになるが、最後の１つは
６０バイトのパケットとなる。ＩＰヘッダには、フラグ
メントオフセットという領域が定義されており、分割さ
れた各パケットのデータの先頭が、もとのパケットのデ
ータの何バイト目にあたるかが示される。

【００７５】これら分割された４つのパケットが、例え
ば図１に示す実施の形態１によるパケット通信網接続装
置に入力されると、最初の３つのパケットは長パケット
と判定され、最後の６０バイトのパケットは短パケット
と判定されるので、最後のパケットが優先して中継され
る。結果として、非リアルタイム通信の中でのパケット
順序逆転が発生する。

【００７６】インターネットは、パケットが必ずしも発
信順どおりに着信しないことを想定して設計されてお
り、パケット順序逆転によって非リアルタイム通信が不
能となることはないが、その頻度が高いと着端末での負
荷増などのため、通信のパフォーマンスが劣化する。従
って、非リアルタイム通信の中でのパケット順序逆転
は、なるべく低減することが望まれる。

【００７７】本実施の形態は、フラグメントにより分割
されたパケットの順序逆転を低減することを意図したも
のである。

【００７８】本実施の形態を示すパケット通信網接続装
置のブロック図を図８に示す。コアブロック１以外の構
成は、実施の形態１に関わるブロック図１と同じである
ため省略する。図８において、パケット送信バッファキ
ュー（短パケット用）２２１、パケット送信バッファキ
ュー（長パケット用）２２２、優先度制御部２３０は図
１と同一であるが、パケット長判定部２１０の他にフラ
グメントオフセット検査部２８０を追加した点が異な
る。

【００７９】パケット長判定部２１０は、受信パケット
の長さが規定しきい値以下であるかどうかを判定し、規
定しきい値以下のときはその受信パケットを、フラグメ
ントオフセット検査部２８０に転送し、そうでないとき
はその受信パケットをパケット送信バッファキュー（長
パケット用）２２２の末尾にエンキューする。

【００８０】フラグメントオフセット検査部２８０は、
パケット長判定部２１０から転送される受信パケットに
ついて、そのフラグメントオフセット領域を検査し、そ
の示すバイト数が前記規定しきい値以下であるかどうか
を判定し、規定しきい値以下のときはその受信パケット
をパケット送信バッファキュー（短パケット用）２２１
の末尾にエンキューし、そうでないときはその受信パケ
ットをパケット送信バッファキュー（長パケット用）２
２２の末尾にエンキューする。

【００８１】次に、この実施の形態によるパケット通信
網接続装置の動作を、図７に示した分割された４つのパ
ケットが入力された場合を例として説明する。パケット
長の規定しきい値は３００バイトとする。

【００８２】最初の３つの１５００バイトのパケット
は、規定しきい値３００バイトよりも長いため、パケッ
ト長判定部２１０により、順にパケット送信バッファキ
ュー（長パケット用）２２２の末尾にエンキューされ
る。最後の６０バイトのパケットは、規定しきい値３０
０バイトよりも短いため、パケット長判定部２１０によ
り、フラグメントオフセット検査部２８０に転送され
る。転送された６０バイトのパケットは、そのフラグメ
ントオフセット領域が４４４０バイトを示しており、そ
れは規定しきい値３００バイトよりも長いため、フラグ
メントオフセット検査部２８０から、パケット送信バッ
ファキュー（長パケット用）２２２の末尾、すなわち３
つ目の１５００バイトパケットの次にエンキューされ
る。

【００８３】以上述べたように、この実施の形態におけ
るパケット通信網接続装置によれば、短パケットの中継
を優先しながら、フラグメントにより分割されたパケッ
トの順序逆転を回避するという効果が得られる。

【００８４】実施の形態７．非リアルタイム通信のデー
タが短パケットで転送される別のケースとして、蓄積さ
れたデータファイルの末尾データを転送するパケットが
考えられる。例えば、サイズ１４８０５０バイトのデー
タファイルを、最大パケット長１５００バイトのネット
ワークを使って転送する場合を考えてみる。このデータ
ファイルの初めの１４８０００バイトは、１５００バイ
トのパケット（うちヘッダ２０バイト、データ１４８０
バイト）１００個で転送されるが、末尾の５０バイトは
７０バイトのパケット（うちヘッダ２０バイト、データ
５０バイト）１個で転送される。また、データファイル
のサイズが１４８５００バイトであれば、末尾の５００
バイトは５２０バイトのパケット１個で転送される。こ
のように、データファイルの末尾データを転送するパケ
ットについては、そのパケット長を予測できない。そし
て、データファイルの末尾データを転送するパケット
が、短パケットであった場合には、それが例えば図１に
示す実施の形態１によるパケット通信網接続装置に入力
されると、短パケットと判定され優先中継されるため、
非リアルタイム通信の中でのパケット順序逆転が発生す
る。

【００８５】一方リアルタイム通信パケットは、前述の
とおり必ずしも固定長ではない。しかし、符号化方式に
よっては、データ圧縮の限界などにより最短パケット長
が規定できることもありうる。また、符号化方式によっ
ては、固定長の場合もありうる。このような符号化方式
によるリアルタイム通信だけが行われるパケット通信網
においては、リアルタイム通信パケットのパケット長が
いくつかの特定の範囲内に収まる。従って、これら特定
範囲外の短パケットは、非リアルタイム通信パケットで
あり、例えばデータファイルの末尾データを転送するも
のである。

【００８６】本実施の形態は、いくつかの特定の範囲内
のパケット長をもつパケットをリアルタイム通信パケッ
トと判定することにより、非リアルタイム通信の中での
パケット順序逆転を低減することを意図したものであ
る。

【００８７】以下、実施の形態７を述べる。実施の形態
１と対比して説明するため、本実施の形態によるパケッ
ト通信網接続装置を適用するパケット通信網では、リア
ルタイム通信パケットのパケット長がある１つの特定範
囲内に収まるものとする。

【００８８】実施の形態７を示すパケット通信網接続装
置のブロック図を図９に示す。コアブロック１以外の構
成は、実施の形態１に関わるブロック図１と同じである
ため省略する。図９において、パケット送信バッファキ
ュー（優先パケット用）２２１、パケット送信バッファ
キュー（非優先パケット用）２２２、優先度制御部２３
０は図１と同一であるが、パケット長判定部２１０の他
にパケット長再判定部２９０を追加した点が異なる。

【００８９】パケット長判定部２１０は、受信パケット
の長さがしきい値Ｔmax以下であるかどうかを判定し、
しきい値Ｔmax以下のときはその受信パケットをパケッ
ト長再判定部２９０に転送し、そうでないときはその受
信パケットをパケット送信バッファキュー（非優先パケ
ット用）２２２の末尾にエンキューする。

【００９０】パケット長再判定部２９０は、パケット長
判定部２１０から転送された受信パケットの長さがしき
い値Ｔmin以上であるかどうかを判定し、しきい値Ｔmin
以上のときはその受信パケットをパケット送信バッファ
キュー（優先パケット用）２２１の末尾にエンキュー
し、そうでないときはその受信パケットをパケット送信
バッファキュー（非優先パケット用）２２２の末尾にエ
ンキューする。

【００９１】上記Ｔmaxを３００バイト、Ｔminを１００
バイトとすれば、上記サイズ１４８０５０バイトのデー
タファイルの末尾データを転送する７０バイトのパケッ
トは、Ｔminより短いため、パケット長再判定部２９０
から、パケット送信バッファキュー（非優先パケット
用）２２２へエンキューされる。

【００９２】上記例は、実施の形態１と対比して説明す
るため、パケット長判定部の他にパケット長再判定部を
設けたが、１つのパケット長判定部がＴmin以上Ｔmax以
下のパケットをリアルタイム通信パケットと判定する構
成ももちろん可能である。更に、上記例では、リアルタ
イム通信パケットのパケット長がある１つの特定範囲内
に収まる場合について述べたが、パケット長判定部が複
数のしきい値ペアを持つことで、いくつかの特定範囲内
のパケット長をもつパケットをリアルタイム通信パケッ
トと判定するように、容易に拡張できる。

【００９３】以上述べたように、この実施の形態におけ
るパケット通信網接続装置によれば、いくつかの特定の
範囲内のパケット長をもつパケットをリアルタイム通信
パケットと判定することにより、非リアルタイム通信の
中でのパケット順序逆転を低減するという効果が得られ
る。

【００９４】実施の形態８．本実施の形態は、cut-thro
ugh方式によるパケット通信網接続装置において、パケ
ット長の差異を利用してリアルタイム／非リアルタイム
通信パケットを判別することを意図したものであり、パ
ケット受信開始時点では、すべてのパケットを短パケッ
トと判定し、受信パケット長が規定しきい値を超えた時
点で長パケットと判定し直すことを特徴とする。

【００９５】実施の形態８を示すパケット通信網接続装
置のブロック図を図１０に示す。図１０において、１０
１および１０６は伝送路、３０２はパケットバイト列受
信部、３０５はパケット送信部、パケット長判定部３１
０、パケット送信バッファキュー（短パケット用）３２
１、パケット送信バッファキュー（長パケット用）３２
２、優先度制御部３３０である。パケット長判定部３１
０は、受信済パケット長カウンタ３１１を備える。

【００９６】store-and-forward方式による従来のパケ
ット通信網接続装置では、中継データは各構成ブロック
間をパケット単位で受け渡されていた。一方cut-throug
h方式では、伝送路からのパケットを途中まで受信した
時点で、別の伝送路への送信を開始するので、上記の各
構成ブロックは中継データを例えばバイト単位で受け渡
す。このため、あるパケットについて、先頭バイトは既
に伝送路１０６に送信されており、途中のバイトはパケ
ット通信網接続装置内を通過中で、最終バイトはまだ伝
送路１０１上にある、といった状況もありうる。

【００９７】伝送路１０１からのパケットは、その先頭
のパケットヘッダ部分のバイト列から、パケットバイト
列受信部３０２に入力される。パケットバイト列受信部
３０２は、入力バイト列からパケットの先頭バイトを検
出し、続いて入力されるパケットヘッダ部分を解析し
て、送信先伝送路の決定などの処理を行う。パケットバ
イト列受信部３０２は、パケットの先頭バイト以降、伝
送路１０１から入力されるバイト列を順にパケット長判
定部３１０に転送する。そして、入力バイト列からパケ
ットの最終バイトを検出し、その最終バイトまでをパケ
ット長判定部３１０に転送する。

【００９８】パケット長判定部３１０は、パケットバイ
ト列受信部３０２から入力されてくるパケットバイト列
を、当初は、パケット送信バッファキュー（短パケット
用）３２１の末尾に順に格納していく。また、パケット
バイト列受信部３０２からパケットの先頭バイトが入力
されると受信済パケット長カウンタ３１１をリセット
し、以降、そのパケットの入力されたバイト数を受信済
パケット長カウンタ３１１にカウントする。受信済パケ
ット長カウンタ３１１に示される受信済パケット長が規
定のしきい値を超えると、パケット長判定部３１０は、
それまでにパケット送信バッファキュー（短パケット
用）３２１の末尾に格納されたバイト列、すなわちパケ
ット先頭の受信済部分を、パケット送信バッファキュー
（長パケット用）３２２の末尾に移動し、以降入力され
る後続バイトをパケット送信バッファキュー（長パケッ
ト用）３２２の末尾に順に格納していく。但し、そのパ
ケットの先頭バイトが既にパケット送信バッファキュー
（短パケット用）３２１から読み出されて存在しない場
合には、この移動は行わず、以降入力される後続バイト
もパケット送信バッファキュー（短パケット用）３２１
の末尾に順に格納していく。

【００９９】一般に知られているように、パケット送信
バッファキューは、データバイトの実体を格納するバッ
ファと、各バッファのメモリアドレス値を格納するキュ
ーから構成できるが、このような構成によれば、上記キ
ュー間の移動処理は、キュー内のメモリアドレス値を別
のキューに移動することで実現可能である。

【０１００】一方、パケットバイト列送信部３０５は、
優先度制御部３３０から入力されるパケットバイト列を
順に伝送路１０６に送信する。優先度制御部３３０は、
パケットの最終バイトをパケットバイト列送信部３０５
に転送すると、パケット送信バッファキュー（短パケッ
ト用）３２１に送信すべきパケット、あるいはパケット
の先頭部分が存在するときは、パケット送信バッファキ
ュー（短パケット用）３２１の先頭から順にバイト列と
して読みだし、パケットバイト列送信部３０５に転送す
る。パケット送信バッファキュー（短パケット用）３２
１に送信すべきデータバイトが全く存在しないときに
は、パケット送信バッファキュー（長パケット用）３２
２の先頭から順にバイト列として読みだし、パケットバ
イト列送信部３０５に転送する。どちらの場合も、一旦
読み出しを開始したら、そのパケットの最終バイトを読
みだしてパケットバイト列送信部３０５に転送するま
で、同一のキューから読み出しを継続する。

【０１０１】この例によるパケット通信網接続装置に、
そのパケット送信バッファキューが共に空の状態で、パ
ケットが入力されたとする。この場合、入力パケットの
先頭部分は、パケットバイト列受信部３０２、パケット
長判定部３１０を通過して、パケット送信バッファキュ
ー（短パケット用）３２１に格納される。格納されると
すぐに優先度制御部３３０により読み出しが開始され
る。この入力されたパケットが規定しきい値以上の長パ
ケットであった場合、受信済パケット長カウンタ３１１
が規定しきい値を超えるが、その時点では既にパケット
の先頭バイトがパケット送信バッファキュー（短パケッ
ト用）３２１から読み出されているため、キュー間の移
動は実施されない。このように、入力されたパケット
は、その長さに拘らず、パケット送信バッファキュー
（短パケット用）３２１経由で、パケット通信網接続装
置を通過する。この場合、接続装置における遅延は非常
に小さい。

【０１０２】この例によるパケット通信網接続装置のパ
ケット送信バッファキュー（長パケット用）３２２に長
パケットがいくつか蓄積され、その先頭の長パケットが
送信され始めた状態で、パケットが入力されたとする。
この場合も、入力パケットの先頭部分は、パケットバイ
ト列受信部３０２、パケット長判定部３１０を通過し
て、パケット送信バッファキュー（短パケット用）３２
１に格納されるが、優先度制御部３３０はパケット送信
バッファキュー（長パケット用）３２２からの長パケッ
ト読みだし中なので、入力パケットの受信済バイトはパ
ケット送信バッファキュー（短パケット用）３２１に蓄
積されていく。

【０１０３】この入力されたパケットが規定しきい値以
下の短パケットであった場合、その最終バイトまで受信
しても、受信済パケット長カウンタ３１１は規定しきい
値を超えないので、キュー間の移動は実施されない。こ
のパケット送信バッファキュー（短パケット用）３２１
に蓄積された短パケットは、送信中の長パケットの送信
が完了すると、すぐに送信される。

【０１０４】この入力されたパケットが規定しきい値以
上の長パケットであった場合、受信済パケット長カウン
タ３１１が規定しきい値を超えた時点で、それまでにパ
ケット送信バッファキュー（短パケット用）３２１に蓄
積されたパケット先頭の受信済部分が、パケット送信バ
ッファキュー（長パケット用）３２２の末尾に移動し、
以降入力される後続バイトはパケット送信バッファキュ
ー（長パケット用）３２２の末尾に順に蓄積されてい
く。この長パケットは、既にパケット送信バッファキュ
ー（長パケット用）３２２に蓄積されていた長パケット
が全て送信された後で送信される。

【０１０５】以上のように、この実施の形態によれば、
cut-through方式によるパケット通信網接続装置におい
て、パケット長の差異を利用してリアルタイム／非リア
ルタイム通信パケットを判別し、装置輻輳時に、リアル
タイム通信パケットの中継を、非リアルタイム通信パケ
ットに優先して処理することができる。

【０１０６】実施の形態９．本実施の形態も、cut-thro
ugh方式によるパケット通信網接続装置において、パケ
ット長の差異を利用してリアルタイム／非リアルタイム
通信パケットを判別することを意図したものであり、パ
ケット受信開始時点では、すべてのパケットを長パケッ
トと判定し、パケットの最終バイトを受信した時点で、
受信パケット長が規定しきい値以下であれば短パケット
と判定し直すことを特徴とする。

【０１０７】本実施の形態を示すパケット通信網接続装
置は、図１０と同じブロック構成であるが、パケット長
判定部３１０の動作が異なる。

【０１０８】パケット長判定部３１０は、パケットバイ
ト列受信部３０２から入力されてくるパケットバイト列
を、当初は、パケット送信バッファキュー（長パケット
用）３２２の末尾に順に格納していく。また、パケット
バイト列受信部３０２からパケットの先頭バイトが入力
されると受信済パケット長カウンタ３１１をリセット
し、以降、そのパケットの入力されたバイト数を受信済
パケット長カウンタ３１１にカウントする。パケットバ
イト列受信部３０２から、そのパケットの最終バイトが
入力された時点で、受信済パケット長カウンタ３１１に
示される受信済パケット長が規定のしきい値以下であ
り、そのパケットの先頭バイトが未だパケット送信バッ
ファキュー（長パケット用）３２２に存在している場合
は、パケット長判定部３１０は、それまでにパケット送
信バッファキュー（長パケット用）３２２の末尾に格納
されたバイト列、すなわち受信済のパケット全体を、パ
ケット送信バッファキュー（短パケット用）３２１の末
尾に移動する。

【０１０９】この例によるパケット通信網接続装置に、
そのパケット送信バッファキューが共に空の状態で入力
されたパケットは、その長さに拘らず、パケット送信バ
ッファキュー（長パケット用）３２２経由で、パケット
通信網接続装置を通過する。この場合、接続装置におけ
る遅延は非常に小さい。

【０１１０】この例によるパケット通信網接続装置のパ
ケット送信バッファキュー（長パケット用）３２２に長
パケットがいくつか蓄積され、その先頭の長パケットが
送信され始めた状態で、パケットが入力されたとする。
この場合、入力パケットの先頭部分は、パケットバイト
列受信部３０２、パケット長判定部３１０を通過して、
パケット送信バッファキュー（長パケット用）３２２の
末尾に蓄積されていく。

【０１１１】この入力されたパケットが規定しきい値以
下の短パケットであった場合、その最終バイトを受信し
た時点で、受信済パケット長カウンタ３１１は規定しき
い値以下であるため、パケット送信バッファキュー（長
パケット用）３２２に蓄積された受信済パケットはパケ
ット送信バッファキュー（短パケット用）３２１の末尾
に移動する。このパケット送信バッファキュー（短パケ
ット用）３２１に移動した短パケットは、送信中の長パ
ケットの送信が完了すると、すぐに送信される。

【０１１２】この入力されたパケットが規定しきい値以
上の長パケットであった場合、その最終バイトを受信し
た時点で、受信済パケット長カウンタ３１１が規定しき
い値以上であるため、受信済パケットはパケット送信バ
ッファキュー（長パケット用）３２２の末尾に蓄積され
たままである。この長パケットは、既にパケット送信バ
ッファキュー（長パケット用）３２２に蓄積されていた
長パケットが全て送信された後で送信される。

【０１１３】以上のように、この実施の形態によって
も、cut-through方式によるパケット通信網接続装置に
おいて、パケット長の差異を利用してリアルタイム／非
リアルタイム通信パケットを判別し、装置輻輳時に、リ
アルタイム通信パケットの中継を、非リアルタイム通信
パケットに優先して処理することができる。

【０１１４】

【発明の効果】この発明のパケット通信網接続装置は、
パケットを、そのパケット長が規定しきい値以下であれ
ば短パケット、そうでなければ長パケットと判定する手
段と、短パケットのパケットを長パケットに優先して送
信させる手段とを備えるので、従来のようにパケットの
長さが短い順にパケットを送信する方式に比べ、同一通
信の中でのパケット順序は保存され、リアルタイム通信
パケットの遅延を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示すパケット通信
網接続装置のブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１におけるパケット通
信網接続装置によるパケット入出力シーケンスを示すタ
イムチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態２を示すパケット通信
網接続装置のブロック図である。

【図４】 この発明の実施の形態３を示すパケット通信
網接続装置のブロック図である。

【図５】 この発明の実施の形態４を示すパケット通信
網接続装置のブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態５を示すパケット通信
網接続装置のブロック図である。

【図７】 パケットのフラグメントを示す例である。

【図８】 この発明の実施の形態６を示すパケット通信
網接続装置のブロック図である。

【図９】 この発明の実施の形態７を示すパケット通信
網接続装置のブロック図である。

【図１０】 この発明の実施の形態８および９を示すパ
ケット通信網接続装置のブロック図である。

【図１１】 従来のパケット通信網接続装置のブロック
図である。

【図１２】 従来のパケット通信網接続装置によるパケ
ット入出力シーケンスを示すタイムチャートである。

【図１３】 図２および図１２における入力リアルタイ
ム通信パケットのパケット長を示す図である。

【符号の説明】

２１０ パケット長判定部 ２２１ パケット送信バッファキュー（短パケット用） ２２２ パケット送信バッファキュー（長パケット用） ２３０ 優先度制御部 ３１０ パケット長判定部 ３２１ パケット送信バッファキュー（短パケット用） ３２２ パケット送信バッファキュー（長パケット用） ３３０ 優先度制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 直宣 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 中村 浩 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 藤井 照子 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 厚井 裕司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変長のパケットにより通信するネット
   ワークを相互に接続するパケット通信網接続装置におい
   て、上記受信したパケットを、そのパケット長が所定の
   値以下であれば短パケット、そうでなければ長パケット
   と判定する判定手段と、上記短パケットを上記長パケッ
   トに優先して送信する優先送信手段とを有することを特
   徴とするパケット通信網接続装置。
2. 【請求項２】 送信待ちで蓄積されている上記短パケッ
   トのデータ量を監視する監視手段を有し、その監視手段
   の監視結果に基づいて上記判定手段は上記短パケットを
   廃棄することを特徴とする請求項１記載のパケット通信
   網接続装置。
3. 【請求項３】 上記長パケットについて時間あたりに送
   信すべきデータ量を定め、これに従って送信されたとし
   た場合に送信待ちで蓄積されるはずの上記長パケットの
   データ量と実際に送信待ちで蓄積されている上記長パケ
   ットのデータ量との差を監視する監視手段を有し、その
   監視手段の監視結果に基づいて上記判定手段は上記短パ
   ケットを廃棄することを特徴とする請求項１記載のパケ
   ット通信網接続装置。
4. 【請求項４】 上記短パケットの受信速度を監視する監
   視手段を有し、その監視手段の監視結果に基づいて上記
   判定手段は上記短パケットを廃棄することを特徴とする
   請求項１記載のパケット通信網接続装置。
5. 【請求項５】 上記短パケットの送信速度を監視する監
   視手段を有し、その監視手段の監視結果に基づいて上記
   優先送信手段は、上記送信待ちの短パケットの送信を停
   止することを特徴とする請求項１記載のパケット通信網
   接続装置。
6. 【請求項６】 上記判定手段は受信したパケットのパケ
   ット長が上記所定値以下の短パケットで、かつパケット
   ヘッダのフラグメントオフセット領域が示す値が規定し
   きい値より大きいならば長パケットと判定することを特
   徴とする請求項１記載のパケット通信網接続装置。
7. 【請求項７】 可変長のパケットにより通信するネット
   ワークを相互に接続するパケット通信網接続装置におい
   て、上記受信したパケットを、そのパケット長が所定の
   範囲内であれば優先パケット、そうでなければ非優先パ
   ケットと判定する判定手段と、上記優先パケットを上記
   非優先パケットに優先して送信する優先送信手段とを有
   することを特徴とするパケット通信網接続装置。
8. 【請求項８】 上記判定手段は上記パケットを、そのパ
   ケット受信開始時点で短パケットとし、受信途中にパケ
   ット長が上記所定値を超えた場合には長パケットと判定
   することを特徴とする請求項１記載のパケット通信網接
   続装置。
9. 【請求項９】 上記判定手段は上記パケットを、パケッ
   ト受信開始時点では長パケットとし、パケット末尾のデ
   ータを受信した時点で、パケット長が上記所定値以下で
   あれば短パケットと判定することを特徴とする請求項１
   記載のパケット通信網接続装置。