JPH10322392A - パケットネットワークシステム及び通信制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パケットネットワークシステムを構成する計算
機及びルータ等の通信制御装置において、パケット送信
処理が輻輳状態である期間だけ、前記システム内に存在
するデータフローの通信品質を考慮したパケット送信を
行う。 【解決手段】本発明のパケットネットワークシステムを
構成する計算機及びルータ等の通信制御装置において、
パケット送信処理が輻輳状態でない期間は、送信するパ
ケットのデータフローを識別せずに送信要求順にパケッ
ト送信を行う手段と、パケット送信処理が輻輳している
期間、送信パケットが属するデータフローを識別し、デ
ータフロー対応に送信待ち状態のパケットを管理する手
段を有し、パケット送信可能時にデータフローの通信品
質に応じてパケット送信を行う点にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パケットネットワ
ークシステムにおいて、前記ネットワークを構成する通
信制御装置に関し、特にリアルタイム性のある定速な転
送を行うデータフロー、及び最低転送帯域を保証する転
送を行うデータフロー考慮したパケット送信方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インターネットアーキテクチャはＩＰプ
ロトコルをベースに構成されており、ポイント・ツー・
ポイントのベストエフォートサービスを提供するもので
あった。しかしながら、アプリケーションのマルチメデ
ィア化に伴い、音声，動画等のデータフローに対するリ
アルタイム性を保証するサービス及びマルチポイント・
ツー・マルチポイントサービスが必要になってきてい
る。マルチメディアネットワークのインフラとして標準
化されたBISDN（Broadband Integrated Services Digit
alNetwork）の基幹技術であるＡＴＭ（Asynchronous Tr
ansfer Mode）技術では、全データを５３バイトのセル
に多重化する点、データ転送に先立ち論理コネクション
を設定し、設定時に論理コネクション毎にデータフロー
の通信品質や送信レートの申告が行える点がマルチメデ
ィア転送に適していると考えられている。しかしなが
ら、企業内ＬＡＮ（Local Area Network）では、１０Mb
psあるいは１００Mbpsのイーサネット、及びＦＤＤＩの
パケットネットワーク主体で構成されており、通信品質
の保証が可能なＡＴＭはバックボーンでの使用に限られ
ている。

【０００３】このため、ネットワーク層の上位にＲＳＶ
Ｐ（Resorce reservation setup protocol）といった通
信品質保証のプロトコルを実装し、パケットネットワー
クでの通信品質保証の実現が進められている。

【０００４】ＲＳＶＰはＩＰの上位トランスポートレイ
ヤに位置するが、ＴＣＰといったトランスポートプロト
コルがサポートするパケット転送を行うものではなく、
ルーティング情報を参照しルータ間の帯域予約を行い、
予約した帯域に即したパケット転送を行うものである。
アプリケーションは、データ転送開始前に帯域要求を発
行する。端末の帯域予約を受信したルータは経路上にあ
る他のルータに対して帯域要求を送信する。受信側の端
末が帯域要求を受信すると応答を返し、この際ルータ間
の帯域を確保出来ない場合、送信側にエラー情報を返
す。ＲＳＶＰをサポートしている端末、ルータは、(a)
アプリケーションと連動して帯域予約を行うRSVP Daemo
n、(b)通信品質の割り付け、ルート管理を行うPacket C
lassfier、(c)予約した帯域に応じたバッファ割り付
け、帯域に応じたパケット送信を行うPacket Scheduler
により構成される。

【０００５】尚、前記ＲＳＶＰに関してはIEEE Network
・September 1993の“RSVP：A NewResource Reservatio
n Protocol" にて記載されている。

【０００６】しかしながらＲＳＶＰでは、帯域予約に関
する手順及び予約可能な通信品質に関しては詳細に規定
しているが、予約した帯域に応じたパケット送信を行う
Packet Schedulerの実装に関する言及は無い。

【０００７】Packet Schedulerに関しては、パケットネ
ットワークシステムにおけるリアルタイム転送を実現す
る為、例えば、 ＬＢＬ（Network Reserch Center at L
awrence Berkeley National Laboratory）により提供さ
れているフリーソフトウェアＣＢＱ（class based queu
eing）では、8レベルのプライオリティに対応し、デー
タフロー対応にToken Bucketを考慮したパケット送信の
スケジューリングを行っている。この為、パケット送信
毎にパケット送信時刻を記憶し、前回のパケット送信か
らの経過時間からパケット送信が可否を判断しなくはな
らない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】データフローの通信品
質保証は、計算機及びルータ等の通信制御装置の送信処
理負荷が殆ど無い場合、パケット送信を開始するアプリ
ケーションレベルで通信品質を考慮した送信を行うこと
により、ネットワーク内でその通信品質を害する可能性
は低い為、通信品質の保証機能は必要性はない。しかし
ながら、送信処理負荷が増加すると送信待ちのパケット
数が増加し、例えばリアルタイム性のデータフローにお
けるパケットの送信遅延時間の揺らぎを少なくする為に
は、送信待ちの複数パケットからリアルタイム性のデー
タフローに属するパケットを優先して送信する等の制御
が必要である。しかしながら、ルータ等の通信制御装置
では処理性能が非常に重要視されており、このような制
御やＣＢＱでのToken Bucket制御は、通常状態での通信
制御装置の性能を劣化させる。

【０００９】一方、ネットワーク上のデータフローに関
しては、リアルタイム性を要求する音声，動画のデータ
フロー比べ、Web等のアクセスにより生じるデータフロ
ーが増加傾向にある。後者に関しては、現在のベストエ
フォート型転送に加えて最低転送帯域を保証するユーザ
ニーズがある。しかしながら、公知例のパケット送信方
式では、輻輳回避を目的としており、最低転送帯域を保
証出来ない。

【００１０】本発明の目的は、パケットネットワークシ
ステムにおいて、通信制御装置におけるパケット送信処
理が輻輳している期間だけ、存在する複数のデータフロ
ーに対して、データフローの通信品質を考慮したパケッ
ト送信を実現することにある。

【００１１】さらに本発明の他の目的は、存在する複数
データフローにおいて、あるデータフローに対するリア
ルタイム性を保証すると共に、他のデータフローに対し
ては、各データフロー単位に規定した最低転送帯域を保
証するパケット送信を実現することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、パケッ
トネットワークシステムを構成する計算機及びルータ等
の通信制御装置において、パケット送信処理が輻輳状態
でない期間は、送信するパケットのデータフローを識別
せずに送信要求順にパケット送信を行う手段と、パケッ
ト送信処理が輻輳している期間、送信パケットが属する
データフローを識別し、データフロー対応に送信待ち状
態のパケットを管理する手段を有し、パケット送信可能
時にデータフローの通信品質に応じてパケット送信を行
う点にある。

【００１３】本発明の他の特徴は、パケット送信処理が
輻輳している期間、パケット送信可能時に、一定速度で
のパケット転送を行う通信品質クラス、最低転送帯域を
保証したベストエフォート型パケット転送を行う通信品
質クラス、ベストエフォート型パケット転送を行う通信
品質クラスの順番に、通信品質クラスに属するデータフ
ローで送信待ち状態のパケットの送信を行う手段を有す
る点にある。

【００１４】さらに、通信制御装置において送信待ち状
態のパケット数を監視し、送信待ち状態のパケット数が
しきい値を超えた時点でパケット送信処理が輻輳状態で
あると判断する手段を備える事も特徴の一つである。

【００１５】さらに、複数データフローの送信順序を設
定するパケットスケジューリングテーブルを備え、パケ
ット送信処理が輻輳している期間、パケット送信可能時
に前記テーブルに従って、順番に指定されるデータフロ
ーにて送信待ち状態のパケットを優先して送信する手段
により、データフローの最低転送帯域を保証することも
本発明の特徴の一つである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
から図１６を参照して説明する。

【００１７】図１は本発明を適用するパケットネットワ
ークシステムの一構成例を示す図である。本システム
は、複数の計算機１０１（１０１Ａ〜１０１Ｅ）と、複
数の計算機を接続するハブ１０２（１０２Ａ，１０２
Ｂ）と、複数の計算機及び複数のハブから構成する論理
サブネットワーク間を接続するルータ１０３（１０３Ａ
〜１０３Ｃ）から構成する。各装置を接続する伝送路１
０４として、例えば、計算機１０１とハブ１０２間の伝
送路１０４Ａは１０Ｍｂｐｓのイーサネット、計算機及
びハブあるいはルータ間の伝送路１０４Ｂは１００Ｍｂ
ｐｓのイーサネット、ルータ間の伝送路１０４Ｃは１０
０ＭｂｐｓのイーサネットあるいはＦＤＤＩを選択した
パケットネットワークシステムである。本実施例では、
本発明を計算機１０１及びルータ１０３に適用した場合
について示す。

【００１８】図２は計算機１０１の構成例を示す図であ
る。計算機１０１は主プロセッサ２０１と主メモリ２０
２とからなり、内部バス２０４により通信アダプタ２０
３、ハードディスクコントローラ２０５を介してハード
ディスク２０６を接続する。計算機１０１は通信アダプ
タ２０３を介してハブ１０２及びルータ１０３に接続す
る。

【００１９】図３は通信を行う際に使用する計算機１０
１のプログラム構成例を示す図である。通信を行うアプ
リケーション３０５（３０５Ａ，３０５Ｂ）は、ソケッ
トインタフェースを介してＴＣＰ処理部３０６あるいは
ＵＤＰ処理部３０７、ＩＰ処理部３０８、通信アダプタ
ドライバ３０９の処理を経て、通信アダプタ２０３を介
してデータパケットの送受信を行う。通信アダプタドラ
イバ３０９は、パケット送信処理部３１０とパケット受
信処理部３１１から構成し、本発明を適用するため、パ
ケット送信処理部３１０は、主メモリ２０２上に配置す
るデータフロー情報管理テーブル３０１Ａ及びパケット
スケジューリングテーブル３０２Ａを参照し、送信待ち
パケット管理部３０３Ａ及びデータフロー対応パケット
管理部３０４Ａを利用してパケット送信処理を行うもの
である。

【００２０】図４はルータ１０３の構成例を示す図であ
る。ルータ１０３はルーティング情報を収集し常に最新
のルーティングテーブル情報を作成する管理部４０１及
び、管理部から配布されたルーティング情報をベースに
パケットのルーティング処理を行う複数のルーティング
部４０２（４０２Ａ，４０２Ｂ）、管理部４０１と複数
のルーティング部４０２を接続するパケットバス４０３
から構成する。管理部４０１は、プロセッサ４０４Ａと
メモリ４０５Ａからなり、パケットを格納するバッファ
メモリ４０６Ａを接続し、ルーティング部４０２のバッ
ファメモリ４０６Ｂ間でパケットのＤＭＡ転送機能及び
パケットバス４０３制御機能を持つバッファメモリコン
トローラ４０７Ａ、ハードディスク４０９を接続するハ
ードディスクコントローラ４０８に内部バス４１２Ａを
介して接続する。

【００２１】ルーティング部４０２は、管理部４０１と
同様にプロセッサ４０４Ｂ、メモリ４０５Ｂ、バッファ
メモリ４０６Ｂ、バッファメモリコントローラ４０７
Ｂ、内部バス４１２Ｂからなり、加えて高速な検索が必
要なルーティングテーブル等を配置するメモリキャッシ
ュ４１０及び複数の計算機１０１あるいはハブ１０２を
接続するポート制御部４１１を持つものである。本図で
は、一つのポート制御部４１１にて４ポートをサポート
する構成として示している。

【００２２】図５はルータ１０３のルーティング部４０
２のプログラム構成例を示す図である。ルーティング部
４０２のプログラムはパケット受信する上り方向処理及
びパケット送信する下り方向処理からなり、上り方向処
理は、ポート制御部４１１からの受信割り込みにより起
動されるポート受信処理部５０２、フレーム/プロトコ
ル識別処理部５０３、上りプロトコル処理部、例えば、
キャッシュメモリ４１０上に配置するフィルタリングテ
ーブル５０７を参照して送信先ＭＡＣアドレスのフィル
タリングを行うブリッジ上り処理部５０４及び、キャッ
シュメモリ４１０上に配置するルーティングテーブル５
０８を参照してルーティング処理を行うＩＰ上り処理部
５０５、前記プロトコル上り処理部の判断により受信パ
ケットを管理部４０１あるいは他ルーティング部４０２
へパケットを転送する転送処理部５０６から構成する。

【００２３】同一のルーティング部４０２のポートから
パケットを折り返し送信する場合、前記上りプロトコル
処理部からメッセージタイプ振り分け処理部５０９を起
動し、下り方向処理を行う。下り方向処理は、管理部４
０１及び他ルーティング部４０２からの転送されたパケ
ット及び内部折り返しパケットを受け付けるメッセージ
タイプ振り分け処理部５０９、下りプロトコル処理部、
例えばブリッジ下り処理部５１０及びパケット分割処理
等を行うＩＰ下り処理部５１１、ポート制御部４１１の
送信を制御するポート対応のポート送信処理部５０１
（５０１Ａ〜５０１Ｄ）から構成する。

【００２４】本発明を適用するため、ポート送信処理部
５０１では、メモリキャッシュ４１０上に配置するデー
タフロー情報管理テーブル３０１Ｂ及びメモリ４０５Ｂ
上に配置するパケットスケジューリングテーブル３０２
Ｂを参照し、さらにメモリ４０５Ｂ上の送信待ちパケッ
ト管理部３０３Ｂ及びデータフロー対応パケット管理部
３０４Ｂを利用してパケット送信処理を行う。

【００２５】図６に本発明を適用する計算機１０１のパ
ケット送信処理部３１０、及びルータ１０３のポート送
信処理部５０１の処理構成を示す。両処理部は、上位処
理部からの送信要求を受け付ける送信受付処理６０１、
通信アダプタ２０３あるいはポート制御部４１１に対す
るパケット送信を要求する送信要求処理６０２、通信ア
ダプタ２０３あるいはポート制御部４１１のパケット送
信完了を受け実行する送信完了処理６０３からなる。

【００２６】本実施例では、データフローはネットワー
ク内での制御単位であり、送信元ＩＰアドレス、送信先
ＩＰアドレス及び送信先ポート番号で識別を行うもので
ある。データフロー制御は、データフローの通信品質を
考慮して行うため、通信品質を下記３クラスに分類す
る。クラスＡはリアルタイム性の必要なデータフロー、
例えば音声，動画等、クラスＢは最低転送帯域を保証す
るベストエフォート型データフロー、例えばWeb，FTP
等、クラスＣは従来のベストエフォート型データフロー
とする。

【００２７】図７にデータフロー情報管理テーブル３０
１の構成を示す。本テーブルは、送信元ＩＰアドレス７
０１、送信先ＩＰアドレス７０２、送信先ポート番号７
０３、データフローテーブルへのポインタ７０４、及び
クラス７０５から構成する。本テーブルの情報は、予め
ルータ１０３と計算機１０１に対してＳＮＭＰプロトコ
ルを用いてネットワークを介して配布し、各ハードディ
スク２０６，４０９に格納する。配布後、ルータ１０３
及び計算機１０１を再起動し、ハードディスク２０６，
４０９からデータフロー情報管理テーブル３０１を読み
出し、計算機１０１の場合は主メモリ２０２上に配置
し、ルータ１０３の場合管理部４０１のバッファメモリ
４０６Ａに展開後、バッファメモリコントローラ４０７
Ａを介して各ルーティング部４０２のメモリキャッシュ
４１０上に配置するとする。

【００２８】図８はデータフローテーブル８００の構成
を示す図である。本テーブルは、他のデータフローテー
ブル８００を管理するチェインポインタ８０１、データ
フローを識別する送信元ＩＰアドレス８０２、送信先Ｉ
Ｐアドレス８０３、送信先ポート番号８０４、本データ
フローを構成するパケット８１０（８１０Ａ，８１０
Ｂ）を登録するパケット管理キュー８０５及び登録パケ
ット数８０８から構成する。パケット管理キュー８０５
は、パケット８１０の送信待ちに利用し、登録するパケ
ット８１０の先頭パケットを指す先頭ポインタ８０６と
最後に登録されているパケット８１０を指す最終ポイン
タ８０７から構成する。

【００２９】本テーブルは、計算機１０１及びルータ１
０３立ち上げ時に行う初期処理において、データフロー
管理テーブル３０１に登録されているデータフロー対応
に準備し、テーブル８００内の送信元ＩＰアドレス８０
２、送信先ＩＰアドレス８０３、送信先ポート番号８０
４を設定し、図１０にて説明するデータフロー対応パケ
ット管理部３０４に予め登録しておく。

【００３０】図９にて送信待ちパケット管理部３０３の
構成を示す。送信待ち管理部は、パケット管理部９０１
と登録パケット数９０２から構成する。

【００３１】本管理部３０３は、計算機１０１のパケッ
ト送信処理部３１０及びルータ１０３のポート送信処理
部５０１にて行うパケット送信処理が輻輳していない場
合に送信待ちのパケット８１０を登録する為に利用する
と共に、登録パケット数９０２により輻輳状態の検出に
利用するものである。登録パケット数９０２がしきい値
Ｔｈ以上となった場合、パケット送信処理が輻輳したと
し、それ以降の送信パケット８１０は、図１０に示すデ
ータフロー対応パケット管理部３０４に登録し、登録し
たパケット８１０に対しては、データフローのクラスに
対応した制御を行う。

【００３２】データフロー対応パケット管理部３０４
は、データフローのクラス毎に管理部を設ける。クラス
Ａ管理部１００１は、データフローテーブル８００を登
録するデータフローテーブル管理部１００４Ａ及び本ク
ラスの登録パケット数１００８Ａから構成する。

【００３３】初期処理にてデータフローテーブル管理部
１００４Ａに登録するデータフローテーブル８００のチ
ェインを以下の要領で作成する。先頭ポインタ１００５
Ａにデータフローテーブル８００Ａのアドレスを設定す
る。そのデータフローテーブル８００Ａのチェインポイ
ンタ８０１に次のデータフローテーブル８００のアドレ
スを設定し、データフローテーブル８００のチェインを
作成する。チェインの最後のデータフローテーブル８０
０Ｂのアドレスを最終ポインタ１００６Ｂに設定し、デ
ータフローテーブル８００Ｂのチェインポインタ８０１
には先頭ポインタ１００５Ａに設定したデータフローテ
ーブル８００Ａのアドレスを設定する。

【００３４】クラスＢ管理部１００２は、データフロー
テーブル管理テーブル１００４Ｂ、登録パケット数１０
０８Ｂ、最低転送帯域を保証する為に用いるパケットス
ケジューリングテーブル３０２へのポインタであるパケ
ットスケジューリングポインタ１００９から構成する。

【００３５】クラスＣ管理部１００３は、パケット管理
部１０１０と登録パケット数１００８Ｃから構成する。

【００３６】図１１は、複数のデータフローの各最低転
送帯域を保証するために用いるパケットスケジューリン
グテーブル３０２の構成例を示す図である。本実施例で
は、パケットスケジューリングテーブル３０２は「１０
×１０の配列」で構成し、各配列要素にはデータフロー
テーブル８００のアドレスを設定する。例えば、データ
フローテーブルＣ８００Ｃの最低転送帯域をクラスＡの
総データフローの転送帯域を除いた空き転送帯域の１／
１０とする場合、パケットスケジューリングテーブル３
０２の１０個の配列要素にデータフローテーブルＣ８０
０Ｃのアドレスを登録する。データフローテーブルＤ８
００Ｄの最低転送帯域は空き転送帯域の１／５として図
１１に示した。

【００３７】以下、データフローの通信品質を考慮した
計算機１０１のパケット送信処理部３１０及びルータ１
０３のポート送信処理部５０１の処理手順を図１２から
図１６のフローを用いて示す。

【００３８】図１２は送信受付処理６０１手順を示すフ
ローである。計算機１０１のＩＰ処理部３０８からパケ
ット送信処理部３１０が起動された場合、あるいはルー
タ１０３の下りプロトコル処理部５１０，５１１からポ
ート送信処理部５０１が起動された場合に行われる処理
である。まずパケット送信処理が輻輳状態であるかどう
かを調べる（１１０２）。輻輳状態で無い場合（輻輳フ
ラグオフ時）、送信待ちパケット管理部３０３のパケッ
ト管理部９０１の最後にパケット８１０を登録し（１１
０４）、登録パケット数９０２を１インクリメントする
（１１０６）。

【００３９】次に通信アダプタ２０３、ポート制御部４
１１へのパケット送信が直ぐに可能であれば、送信要求
処理６０２を起動する（１１０８，１１１０）。パケッ
ト送信中である為、パケット送信が出来ない場合、送信
待ちパケット管理部３０３の登録パケット数９０２がし
きい値Ｔｈ以上となっていれば、パケット送信処理を輻
輳状態と判断する（輻輳フラグオン）（１１１２，１１
１４）。

【００４０】パケット送信処理が輻輳状態時（輻輳フラ
グオン時）、パケットヘッダ内の送信元ＩＰアドレス、
送信先ＩＰアドレス、送信先ポート番号の値とデータフ
ロー情報管理テーブル３０１の登録値が一致するかどう
かを調べる（１１１６）。一致する場合、該当するデー
タフローテーブル８００にパケット８１０を登録し、登
録パケット数８０８を１インクリメントする（１１１
８）。同時にデータフロー対応パケット管理部３０４の
該当するクラス管理部１００１，１００２の登録パケッ
ト数１００８を１インクリメントする（１１２０）。ク
ラス管理部１００１，１００２の登録パケット数１００
８が０の場合、データフローテーブル管理部１００４の
次の送信ポインタ１００７にパケット８１０を登録した
データフローテーブル８００のアドレスを設定する（１
１２４）。

【００４１】データフロー情報管理テーブル３０１の登
録値とヘッダ情報が一致しない場合、データフロー対応
パケット管理部３０４のクラスＣ管理部１００３にパケ
ットを登録し、登録パケット数１００８Ｃを１インクリ
メントする（１１２６）。

【００４２】図１３から図１５にて送信要求処理の処理
手順を示す。送信待ちパケット管理部３０３の登録パケ
ット数９０２が「０」で無い場合、パケット管理部９０
１の先頭ポインタ９０３が指すパケット８１０Ｃを外
し、登録パケット数９０２を１デクリメントする（１２
０２，１２０４）。送信待ちパケット管理部３０３の登
録パケット数９０２が「０」であり、かつ輻輳フラグが
オンである場合、データフロー対応パケット管理部３０
４からパケットを外す（１２０２，１２１０，１２１
２）。管理部３０３，３０４から外したパケットの送信
要求を通信アダプタ２０３あるいはポート制御部４１１
に対して発行する（１２０６）。さらに続けて送信要求
が可能である場合、図１３に示した送信要求処理を再度
繰り返す（１２０８）。

【００４３】図１４，図１５にてデータフロー対応パケ
ット管理部３０４からのパケット選択処理を示す。クラ
スＡ管理部１００１の登録パケット数１００８Ａが
「０」で無い場合、登録パケット数１００８Ａを１ディ
クリメントする（１３０２，１３０４）。データフロー
テーブル管理部１００４Ａの次送信ポインタ１００７Ａ
の指すデータフローテーブル８００の登録パケット数８
０８が「０」で無ければ、上記ポインタ１００７Ａの指
すデータフローテーブル８００のパケット管理キュー８
０５の先頭からパケット８１０を外し、登録パケット数
８０７を１ディクリメントする（１３０６，１３１
０）。このデータフローテーブル８００のチェインポイ
ンタ８０１を次送信ポインタ１００７Ａへ設定する（１
３１２）。

【００４４】次送信ポインタ１００７Ａの指すデータフ
ローテーブル８００に送信待ちパケットが無い場合（登
録パケット数８０８が「０」の場合）、データフローテ
ーブル８００のチェインポインタ８０１を次送信ポイン
タ１００７Ａへ設定し、次のデータフローテーブル８０
０の送信待ちパケット８１０の有無を調べ、あれば上述
のようにパケット８１０をデータフローテーブル８００
から外し（１３０６，１３０８）、無ければ登録パケッ
ト数８０８が「０」でないデータフローテーブル８００
を検出するまで、データフローテーブル８００のチェイ
ンポインタ８０１を次送信ポインタ１００７Ａへ設定
し、次にチェインされているデータフローテーブル８０
０をチェックしていく。

【００４５】クラスＡ管理部１００１の登録パケット数
１００８Ａが「０」の場合、クラスＢ管理部１００２の
登録パケット数１００８Ｂを調べる（１３１４）。登録
パケット数１００８Ｂが「０」で無い場合、登録パケッ
ト数を１ディクリメントした後（１３１６）、図１５に
示す最低転送帯域保証の為の送信パケット選択処理を行
う（１３１８）。

【００４６】クラスＢ管理部１００２のパケットスケジ
ューリングポインタ１００９の指すパケットスケジュー
リングテーブル３０２の構成要素を参照する（１４０
２）。構成要素にデータフローテーブル８００のアドレ
スが登録されている場合（１４０４）、該当するデータ
フローテーブル８００に登録されている送信待ち状態の
パケット８１０があれば、パケット管理キュー８０５か
らパケット８１０を外し、登録パケット数８０８を１デ
ィクリメントする（１４０６）。さらに、パケットスケ
ジューリングポインタ１００９を次の構成要素を指すよ
うに更新する（１４０８）。

【００４７】該当するデータフローテーブル８００に登
録されている送信待ち状態のパケットが無い場合、及び
構成要素が「ＩＤＬＥ」の場合（１４０２，１４０
４）、パケットスケジューリングポインタ１００９を次
の構成要素を指すように更新した後（１４１０）、クラ
スＡ管理部１００１と同様の手順で次送信ポインタ１０
０７Ｂの指すデータフローテーブル８００に登録されて
いるパケット８１０を外す（１４１２，１４１４，１４
１６，１４１８）。

【００４８】図１４に示すように、クラスＡ管理部１０
０１及びクラスＢ管理部１００２の登録パケット数１０
０８Ａ，１００８Ｂが「０」の場合（１３０２，１３１
４）、クラスＣ管理部１００３のパケット管理部１００
３の先頭からパケット８１０を外し、登録パケット数１
００８Ｃを１ディクリメントする（１３２０，１３２
２）。登録パケット数１００８Ｃが「０」の場合、パケ
ット送信処理の輻輳状態は回避されたと判断する（輻輳
フラグオフ）（１３２４，１３２６）。

【００４９】図１６に送信完了処理の手順を示す。送信
アダプタ２０３、あるいはポート制御部４１１に対応し
た送信完了後処理（１５０２）を行った後、送信待ちパ
ケットが送信待ちパケット管理部３０３、あるいはデー
タフレーム対応パケット管理部３０４に登録されている
（輻輳フラグオン時）場合（１５０４，１５０６）、図
１３から図１５に示す送信要求処理を起動する（１５０
８）。

【００５０】本実施例で示したように、計算機１０１及
びルータ１０３にて、送信待ち状態のパケット８１０を
管理するため、パケット送信処理が輻輳していない場合
に使用する送信待ちパケット管理部３０３、と輻輳して
いる場合に使用するデータフロー対応パケット管理部３
０４を設け、パケット送信処理の輻輳状態を送信待ちパ
ケットの総数で判断し、輻輳状態の場合、予め計算機１
０１及びルータ１０３に配布しておくデータフロー情報
管理テーブル３０１からパケット８１０が属するデータ
フローを識別し、データフロー単位にパケット８１０を
データフロー対応パケット管理部３０４に登録し、パケ
ット送信時にリアルタイム性のデータフローを優先して
送信し、次に最低転送帯域を保証するベストエフォート
型データフローを送信し、次に転送速度の保証の無いベ
ストエフォート型データフローの送信する事により、上
述した３種の異なる通信品質を考慮したパケット送信が
実現できる。

【００５１】さらに、データフローの最低転送帯域を保
証するため、各データフローの転送割合を示したパケッ
トスケジューリングテーブル３０２を設け、本パケット
スケジューリングテーブル３０２が示すデータフローの
送信待ち状態のパケット８１０を優先して送信する事に
より、最低転送帯域を保証したベストエフォート型転送
が実現できる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、パケットネットワーク
システムにおいて、存在する複数のデータフローに対し
て、各データフローの通信品質を考慮したパケット送信
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するパケットネットワークシステ
ムの一構成例を示す図。

【図２】計算機のハードウェア構成例を示す図。

【図３】本発明を適用する計算機のプログラム構成例を
示す図。

【図４】ルータのハードウェア構成例を示す図。

【図５】本発明を適用するルータにおけるルーティング
部のプログラム構成例を示す図。

【図６】上記図３のパケット送信処理部、及び上記図５
のポート送信処理部の処理構成例を示す図。

【図７】データフロー情報管理テーブル構成例を示す
図。

【図８】データフローテーブル構成例を示す図。

【図９】送信待ちパケット管理部構成例を示す図。

【図１０】データフロー対応パケット管理部構成例を示
す図。

【図１１】パケットスケジューリングテーブル構成例を
示す図。

【図１２】上記図６における送信受付処理手順を示す
図。

【図１３】上記図６における送信要求処理手順を示す
図。

【図１４】上記図１３におけるトラヒック対応パケット
管理部からのパケット選択処理手順を示す図。

【図１５】上記図１４における最低転送帯域保証のパケ
ット選択処理手順を示す図。

【図１６】上記図６における送信完了処理手順を示す
図。

【符号の説明】

１０１…計算機、１０３…ルータ、３０１…データフロ
ー情報管理テーブル、３０２…パケットスケジューリン
グテーブル、３０３…送信待ちパケット管理部、３０４
…データフロー対応パケット管理部、３１０…パケット
送信処理部、５０１…ポート送信処理部、６０１…送信
受付処理、６０２…送信要求処理、６０３…送信完了処
理、７０４…データフローテーブルポインタ、７０５…
クラス、８００…データフローテーブル、８１０…パケ
ット、１００１…クラスＡ管理部、１００２…クラスＢ
管理部、１００３…クラスＣ管理部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異なる通信品質を必要とする複数のデータ
   フローが混在するパケットネットワークシステムにおい
   て、前記ネットワークシステムを構成する複数の計算機
   及びルータ等の通信制御装置において、パケット送信処
   理が輻輳状態でない期間、送信するパケットのデータフ
   ローを識別せずに送信要求順にパケットの送信を行う手
   段と、パケット送信処理の輻輳状態を検出する手段と、
   パケット送信処理の輻輳状態検出後、送信するパケット
   が属するデータフローを識別し、データフロー単位に送
   信待ち状態としてパケットを管理する手段と、パケット
   送信可能時には、データフローの通信品質に応じて送信
   するデータフローを選択し、前記データフローにて送信
   待ち状態のパケットの送信を行う手段と、パケット送信
   処理の輻輳状態が回避された事を検出する手段と、輻輳
   状態が回避後、送信するパケットのデータフロー識別せ
   ずに、パケット送信処理が輻輳状態でない期間の前記処
   理を行う手段とを備える通信制御装置を複数有する事を
   特長とするパケットネットワークシステム。
2. 【請求項２】請求項１記載の通信制御装置において、送
   信待ち状態のパケット数を監視する手段と、送信待ち状
   態のパケット数の増加によりパケット送信処理が輻輳状
   態であることを検出する手段と、送信待ち状態のパケッ
   ト数の減少によりパケット送信処理の輻輳状態が回避さ
   れたことを検出する手段を備える通信制御装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の通信制御装置において、複
   数データフローのパケット送信順序を設定するパケット
   スケジューリングテーブルを備え、パケット送信処理の
   輻輳検出後、パケット送信可能時に、前記パケットスケ
   ジュールテーブルに設定したパケット送信順序に従い、
   テーブルが指定するデータフローで送信待ち状態である
   パケットの送信を優先して行いデータフローの最低伝送
   帯域を保証する手段と、前記パケットスケジューリング
   テーブルが指定するデータフローで送信待ち状態のパケ
   ットが無い場合、送信待ち状態のパケットを持つ他の複
   数データフローから一つのデータフローをラウンドロビ
   ン方式で選択し、選択したデータフローで送信待ち状態
   のパケットの送信を行う手段を備える事を特徴とする通
   信制御装置。
4. 【請求項４】請求項１記載のパケットネットワークシス
   テムにおいて、一定速度でのパケット転送を行う事を特
   徴とする通信品質クラスと、データフロー単位に規定す
   る最低転送帯域以上でパケット転送を行う事を特徴とす
   る通信品質クラスと、転送速度規制が無いベストエフォ
   ート型のパケット転送を行う事を特徴とする通信品質ク
   ラスのいずれか一つの通信品質クラスを持つ複数のデー
   タフローに対するパケット送信処理手段を備える通信制
   御装置。
5. 【請求項５】請求項３及び請求項４記載の通信制御装置
   において、パケット送信処理の輻輳検出後、送信するパ
   ケットを通信品質クラス別にデータフロー対応に送信待
   ち状態として管理する手段と、パケット送信可能時に、
   一定速度でのパケット転送を行う事を特徴とする通信品
   質クラスに属する少なくとも一つのデータフローにて送
   信待ち状態のパケットを送信する手段と、前記通信品質
   クラスに属するデータフローに送信待ち状態のパケット
   が無い場合、各データフロー単位に規定する最低転送帯
   域以上でパケット転送を行う事を特徴とする通信品質ク
   ラスに属する少なくとも一つのデータフローにて送信待
   ち状態のパケットを送信する手段と、前記二つの通信品
   質クラスのデータフローにて送信待ち状態のパケットが
   無い場合、転送速度規制が無いベストエフォート型のパ
   ケット転送を行う事を特徴とする通信品質クラスに属す
   る少なくとも一つのデータフローにて送信待ち状態のパ
   ケットを送信する手段とを備える通信制御装置。