JPH104431A - スケジューリング装置およびスケジューリング方法 - Google Patents

スケジューリング装置およびスケジューリング方法

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JPH104431A
JPH104431A JP8155746A JP15574696A JPH104431A JP H104431 A JPH104431 A JP H104431A JP 8155746 A JP8155746 A JP 8155746A JP 15574696 A JP15574696 A JP 15574696A JP H104431 A JPH104431 A JP H104431A
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Toshihiko Kurita
敏彦 栗田
Ichiro Iida
一朗 飯田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/62—Queue scheduling characterised by scheduling criteria
    • H04L47/622—Queue service order
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のキューから、過去の履歴を反映した形
で情報要素が読み出せるスケジューリング装置とスケジ
ューリング方法を提供する。 【解決手段】 各キュー１２に対して、そのキューが処
理対象となった回数から、そのキューより実際に取り出
された情報要素（ルータ１０では、パケット）数を減じ
た値e_countを記憶するためのキュー履歴テーブル１４
と、各キューを巡回的に処理対象とし、処理対象とした
キュー内に情報要素が存在していなかった場合には、キ
ュー履歴テーブル１４内のそのキューに対応するe_coun
tに“１”を加算し、処理対象としたキュー内に情報要
素が存在してた場合には、そのキューから、そのキュー
に対応するe_countの値に応じた個数の情報要素を連続
して取り出し、取り出した情報要素の個数分、そのe_co
untの値を減少させるスケジューリング部１５とからス
ケジューリング装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力された情報要
素を記憶する複数のキューから、情報要素を取り出すた
めのスケジューリング装置およびスケジューリング方法
に関し、例えば、ルータで用いられるスケジューリング
装置およびスケジューリング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】実行速度の異なる２つのプロセス間でデ
ータを授受するためのデータ構造にキュー（待ち行列）
と呼ばれるものがある。キューは、複数の情報要素から
なるデータ構造であり、その中の情報要素は、先入れ先
出し（ＦＩＦＯ：First In First Out）の制約に従って
取り出される。キューは各種の装置において用いられて
いるが、複数のキューを利用した技術の１つに公平待ち
行列法と呼ばれるものがある。
【０００３】ここでは、図８に示したような、２つのサ
ブネットＡ，Ｂを相互接続するルータを例に、公平待ち
行列法を説明することにする。図９に示したように、公
平待ち行列法を用いたルータ３０は、パケット分類部３
１と複数のキュー３２と出力バッファ３３とスケジュー
リング部３５を備える。各キュー３２は、それぞれ、サ
ブネットＡに接続された送信局（端末）と対応づけられ
ており、ある送信局から送信されたパケットは、パケッ
ト分類部３１によって、その送信局に応じたキュー３２
に供給される。
【０００４】スケジューリング部３５は、各キュー１２
を巡回的に処理対象として特定していき、処理対象とし
たキュー１２にパケットが記憶されていた場合には、そ
のキュー１２からパケットを取り出し、出力バッファ３
３に供給する。すなわち、スケジューリング部３５は、
図１０に模式的に示したように、キュー１２1〜１２3を
巡回的に処理対象としていき、処理対象としたキュー３
２内にパケットが存在していた場合には、そのキューか
ら、１個のパケットを取り出す。
【０００５】このように、公平待ち行列法では、複数の
キューに対して、巡回的に情報要素の取り出し機会が与
えられる。また、上述のようなキュー制御を、パケット
のサイズを考慮に入れて行うルータも知られている。こ
のようなルータでは、処理対象キューが巡回的に変更さ
れるとともに、処理対象となった各キューにパケットが
記憶されているか否かが判断される。そして、パケット
が記憶されていた場合には、そのキューに対応するサイ
ズデータが１ビット分増加され、サイズデータがパケッ
トのサイズと一致したキューから、パケットが取り出さ
れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の公平待ち行列法
を用いたルータによれば、送信局を考慮に入れずにパケ
ットの送信順を決定する従来のルータ（先入れ先出し方
式でパケットを転送するルータ）に比して、各送信局
に、公平なパケットの送信機会が与えられることにな
る。
【０００７】しかしながら、公平待ち行列法を用いたル
ータでは、あるキュー（送信局）に対して送信機会が与
えられたときに、そのキュー内にパケットが存在してい
なかった場合、そのことが、次回以降の送信機会の際の
処理に反映されない。このため、長い時間間隔で見た場
合、各送信局に対して不公平な処理が行われることにな
っていた。また、キューからのパケットの取り出しが、
他のキューからのパケットの取り出し（あるいは、他の
キューの状態の確認）と交互に実行されているので、あ
る送信局が、バースト的に多数のパケットを生成して
も、それに呼応してルータが送信するパケットは、バー
スト性が損なわれたものとなってしまっていた。
【０００８】そこで、本発明の目的は、ルータなどへの
使用に適したスケジューリング装置とスケジューリング
方法であって、複数のキューから、過去の履歴を反映し
た形で情報要素を読み出す新規なスケジューリング装置
とスケジューリング方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１のスケジュ
ーリング装置は、入力された情報要素を記憶する複数の
キューから、情報要素を取り出すためのスケジューリン
グ装置であって、複数のキューのそれぞれに対して、そ
のキューから余分に取り出す情報要素の個数の上限を定
めるデータである読出個数データを記憶する記憶手段
と、複数のキューの中の１つのキューを巡回的に処理対
象として指定する指定手段と、この指定手段で指定され
たキューに情報要素が記憶されているか否かを判定する
判定手段と、この判定手段によって情報要素が記憶され
ていないと判定された場合に、記憶手段内の、指定手段
で指定されたキューに対応する読出個数データに１を加
算する加算手段と、判定手段によって情報要素が記憶さ
れていると判定された場合に、指定手段で指定されたキ
ューから、１個の情報要素を取り出すとともに、そのキ
ューに対応する読出個数データが１以上であるか否かを
判断し、読出個数データが１以上であった場合には、そ
のキューからその読出個数データを上限とする個数の情
報要素を取り出し、取り出した情報要素の個数を、その
キューに対応する読出個数データから減ずる情報要素取
出手段とを備える。
【００１０】すなわち、第１のスケジューリング装置
は、各キューに対する読出個数データに、そのキューが
処理対象となった回数から、そのキューより実際に取り
出された情報要素の個数を減じた値を設定しつつ、巡回
的に、各キューを処理対象としていく。そして、処理対
象としたキュー内に複数の情報要素が記憶されていた場
合には、そのキューから連続して、読出個数データの
値、すなわち、情報要素の取り出しが行われなかった回
数に応じた数の情報要素が取り出される。
【００１１】このように、第１のスケジューリング装置
では、過去の履歴を考慮した形で、情報要素の取り出し
が行われるので、各キュー（各キューに情報を入力する
装置あるいはプロセス）が、より公平に扱われることに
なる。また、第１のスケジューリング装置を、ルータに
適用すれば、バースト性を損なうことなく、パケット通
信が行えることになる。
【００１２】第１のスケジューリング装置には、読出個
数データが所定値未満であるときに限り、読出個数デー
タに１を加算する加算手段を用いることもできる。この
ように構成した場合には、１個のキューから大量の情報
要素が連続して取り出されることを防止できることにな
る。
【００１３】また、第１のスケジューリング装置に、指
定手段によって所定のキューが処理対象として指定され
たときに、情報要素が記憶されていないキューの個数を
計数する計数手段と、指定手段によって所定のキューが
再び指定されるまでの間に、各キューから余分に取り出
される情報要素の数の和が、計数手段による計数値を越
えないように情報要素取出手段を制御する制御手段とを
付加することも出来る。このようにスケジューリング装
置を構成した場合には、各キュー内の情報要素が取り出
されるまでに必要とされる時間の最大値が、他のキュー
内の情報要素の個数に依存しなくなる。
【００１４】また、第１のスケジューリング装置に、各
キューに対して読出個数データの初期値を決定するため
に用いられる空カウント数を記憶する記憶手段と、記憶
手段内の、指定手段で指定されたキューに対応する読出
個数データと空カウント数にそれぞれ１を加算する加算
手段を採用し、所定の周期で、記憶手段内の各読出個数
データに、対応する空カウント数の値を設定するととも
に、各空カウント数に“０”を設定する設定手段を付加
することも出来る。このようにスケジューリング装置を
構成した場合には、必要以上に古い履歴が処理内容に反
映されないようにすることができる。
【００１５】本発明の第２のスケジューリング装置は、
入力された情報要素を記憶する複数のキューから、情報
要素を取り出すためのスケジューリング装置であって、
複数のキューのそれぞれに対して、サイズデータを記憶
する記憶手段と、複数のキューの中の１つのキューを巡
回的に処理対象として指定する指定手段と、この指定手
段で指定されたキューの先頭に、そのキューに対応する
サイズデータ以下のサイズを有する情報要素が記憶され
ていなかった場合に、記憶手段内の、そのキューに対応
するサイズデータに規定値を加算する加算手段と、指定
手段で指定されたキューの先頭に、そのキューに対応す
るサイズデータ以下のサイズを有する情報要素が記憶さ
れていた場合に、その情報要素を取り出すとともに取り
出した情報要素のサイズをそのキューに対応するサイズ
データから減ずる処理を、そのキューの先頭にサイズデ
ータ以下のサイズを有する情報要素が存在しなくなるま
で繰り返す情報要素取出手段とを具備する。
【００１６】すなわち、第２のスケジューリング装置
は、第１のスケジューリング装置と同様の制御を、各情
報要素のサイズを考慮した形で行う。第２のスケジュー
リング装置では、加算手段として、サイズデータが所定
値未満であるときに限り、読出個数データに規定値を加
算する手段を用いることが出来る。また、第２のスケジ
ューリング装置に、１つのキューから１個の情報要素が
取り出された後に取り出される情報要素のサイズの和
が、所定値を越えないように情報要素取出手段を制御す
る制御手段を付加しても良い。このようにスケジューリ
ング装置を構成した場合には、各キュー内の情報要素が
取り出されるまでに必要とされる時間の最大値が、他の
キュー内の情報要素の量に依存しなくなる。
【００１７】また、第２のスケジューリング装置に、各
キューに対して、サイズデータの初期値を決定するため
に用いられる第２サイズデータをも記憶する記憶手段
と、記憶手段内の、指定手段で指定されたキューに対応
するサイズデータと第２サイズデータにそれぞれ規定値
を加算する加算手段を採用し、所定の周期で、記憶手段
内の各サイズデータに、対応する第２サイズデータの値
を設定するとともに、各第２サイズデータに“０”を設
定する設定手段を付加しても良い。このようにスケジュ
ーリング装置を構成した場合には、必要以上に古い履歴
が処理内容に反映されないようにすることができる。
【００１８】本発明の第１のスケジューリング方法は、
入力された情報要素を記憶する複数のキューから、情報
要素を取り出すためのスケジューリング方法であって、
本スケジューリング方法では、複数のキューの中の１つ
のキューを巡回的に処理対象とし、処理対象とした各キ
ューに対して、そのキュー内に情報要素が記憶されてい
ない場合には、そのキューに対応する読出個数データに
１を加算し、そのキュー内に情報要素が記憶されていた
場合には、そのキューから、１個の情報要素を取り出す
とともに、そのキューの読出個数データが１以上である
か否かを判断し、読出個数データが１以上であった場合
には、そのキューからさらに読出個数データを上限とす
る個数の情報要素を取り出し、取り出した情報要素の個
数を読出個数データから減ずる処理が行われる。
【００１９】本発明の第２のスケジューリング方法は、
入力された情報要素を記憶する複数のキューから、情報
要素を取り出すためのスケジューリング方法であって、
本スケジューリング方法では、複数のキューの中の１つ
のキューを巡回的に処理対象として指定し、処理対象と
した各キューに対して、そのキューの先頭に、そのキュ
ーに対応するサイズデータ以下のサイズを有する情報要
素が記憶されていなかった場合には、そのキューに対応
するサイズデータに規定値を加算し、そのキューの先頭
に、そのキューに対応するサイズデータ以下のサイズを
有する情報要素が記憶されていた場合には、その情報要
素を取り出すとともに取り出した情報要素のサイズをそ
のキューに対応するサイズデータから減ずる処理を、そ
のキューの先頭にサイズデータ以下のサイズを有する情
報要素が存在しなくなるまで繰り返す処理が行われる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して具
体的に説明する。 ＜第１実施形態＞図１に、本発明によるスケジューリン
グ方法（装置）を適用したルータの概略構成を示す。第
１実施形態のルータ１０は、サブネットＡとサブネット
Ｂとを接続するための装置であり、図示したように、パ
ケット分類部１１とキュー１２1〜１２Nと出力バッファ
１３とキュー履歴テーブル１４とスケジューリング部１
５とを備える。
【００２１】キュー１２1〜１２Nは、サブネットＢに送
出すべきパケットを一時的に記憶するためのバッファで
あり、それぞれ、サブネットＡに接続されている送信局
（端末）に対応づけられている。パケット分類部１１
は、サブネットＡから受信したパケットを、そのパケッ
トに含まれる送信元アドレスに応じたキュー１２に供給
する。また、パケット分類部１１は、そのようなパケッ
トの供給処理と並行して、キュー履歴テーブル１４の内
容を書き換える処理を行う（詳細は後述する）。出力バ
ッファ１３は、各キュー１２内のパケットを一時的に記
憶するためのバッファであり、出力バッファ１３内のパ
ケットは、入力された順でサブネットＢに送出される。
【００２２】キュー履歴テーブル１４は、パケット分類
部１１とスケジューリング部１５によってその内容が更
新されるテーブルである。図２に示したように、キュー
履歴テーブル１４には、キューを識別するための情報で
あるキューＩＤに対応づけた形で、アクティブ・フラグ
(a_flag)と空カウント数(e_count)とが記憶される。
【００２３】パケット分類部１１は、パケットの受信状
況に応じて、キュー履歴テーブル１４内のa_flagの値を
書き換える。具体的には、キューＩＤがｋ（ｋ＝１〜
Ｎ）であるキュー１２k（以下、キューｋと表記する）
に対応する送信局からのパケットを受信した場合、パケ
ット分類部１１は、そのパケットをキューｋに供給する
とともに、キュー履歴テーブル１４内のキューｋに対応
するアクティブ・フラグa_flagkに“１”を設定する。
また、キューｍ（ｍ＝１〜Ｎ）に対応する送信局からの
パケットを所定時間（例えば６０秒）受信しなかった場
合、パケット分類部１１は、キューｍに対応するa_flag
mに“０”を設定する。
【００２４】スケジューリング部１５は、各キュー１２
に記憶されたパケットを出力バッファ１３に送出するた
めの制御を行う。スケジューリング部１５は、その制御
の際、キュー履歴テーブル１４のa_flagの値を参照し、
また、e_countの値を参照、更新する。
【００２５】以下、本実施形態のルータ及びスケジュー
リング部１５の動作を具体的に説明する。図３に、ルー
タ起動後の、スケジューリング部１５の動作手順を示
す。図示したように、本ルータの起動時、スケジューリ
ング部１５は、まず、変数ｉ、ｊにそれぞれ“１”を設
定するとともに、キュー履歴テーブル１４の内容を初期
化する（ステップＳ１０１）。このステップにおいて、
スケジューリング部１５は、a_flagとe_countに、全て
“０”を設定することによって、キュー履歴テーブル１
４を初期化する。また、パケット分類部１１は、スケジ
ューリング部１５によるステップＳ１０１の実行後、前
述した処理（各キューへのパケットの供給と、キュー履
歴テーブル１４内のa_flagの値の更新）の実行を開始す
る。
【００２６】キュー履歴テーブル１４等の初期化後、ス
ケジューリング部１５は、キューＩＤがｉであるキュー
のアクティブ・フラグa_flagiが“１”であるか否かを
判断する（ステップＳ１０２）。a_flagiが“１”でな
かった場合（ステップＳ１０２；Ｎ）、スケジューリン
グ部１５は、変数ｉに次のキューのキューＩＤを設定す
るための処理（ステップＳ１２０〜Ｓ１２２）を実行す
る。すなわち、スケジューリング部１５は、変数ｉの値
とキューＩＤの最大値Ｎとを比較し、変数ｉの値が、Ｎ
と一致していなかった場合（ステップＳ１２０；Ｎ）に
は、ｉに“１”を加える（ステップＳ１２１）。一方、
ｉとＮとが一致していた場合（ステップＳ１２０；
Ｙ）、スケジューリング部１５は、ｉに“１”を設定す
る（ステップＳ１２２）。
【００２７】このような手順で変数ｉに新たな値を設定
した後、スケジューリング部１５は、ｊの値が所定値ｊ
maxと一致しているか否かを判断（ステップＳ１２３）
する。そして、ｊの値がｊmaxと異なっていた場合（ス
テップＳ１２３；Ｎ）には、変数ｊに“１”を加算（ス
テップＳ１２４）し、ステップＳ１０２に戻る。一方、
ｊの値がｊmaxと一致していた場合（ステップＳ１２
３；Ｙ）、スケジューリング部１５は、変数ｊに“１”
を設定するとともに、キュー履歴テーブル１４内の全て
のe_countに“０”を設定（ステップＳ１２５）し、ス
テップＳ１０２に戻る。ステップＳ１２３〜Ｓ１２５を
行っている理由については後ほど説明する。
【００２８】このように、a_flagiが“１”でなかった
場合、スケジューリング部１５は、ｉ，ｊ（およびe_co
unt）の値の変更だけを行う。一方、a_flagiが“１”で
あった場合（ステップＳ１０２；Ｙ）、すなわち、パケ
ット分類部１１によってアクティブであると判定されて
いるキューｉが対象となった場合、スケジューリング部
１５は、キューｉおよびキュー履歴テーブル１４に対し
て、以下の処理を実行する。
【００２９】まず、スケジューリング部１５は、キュー
ｉの状態をチェックし（ステップＳ１０３）、キューｉ
内にパケットが記憶されているか否かを判断する（ステ
ップＳ１０４）。キューｉ内にパケットが記憶されてい
なかった場合（ステップＳ１０４；Ｎ）、スケジューリ
ング部１５は、キュー履歴テーブル１４内の、キューｉ
に関する空カウント数e_countiに“１”を加算する（ス
テップＳ１０５）。そして、スケジューリング部１５
は、変数ｉの値の変更等（ステップＳ１２０〜Ｓ１２
５）を行った後に、ステップＳ１０２に戻る。
【００３０】すなわち、スケジューリング部１５は、処
理対象としたキュー内に取り出すべきパケットが存在し
ていなかった場合、そのキューに対応するe_countをカ
ウントアップした後に、次のキューに対する処理を開始
する。
【００３１】これに対して、キューｉにパケットが記憶
されていた場合（ステップＳ１０４；Ｙ）、スケジュー
リング部１５は、キューｉ内に記憶されている先頭のパ
ケットを出力バッファ１３へ送出する（ステップＳ１０
６）。その後、キュー履歴テーブル１４内の、そのキュ
ーに関する空カウント数e_countiが“１”以上であるか
否かを判断する（ステップＳ１０７）。
【００３２】e_countiが“１”以上であった場合（ステ
ップＳ１０７；Ｙ）、スケジューリング部１５は、キュ
ーｉの状態を再度チェックし（ステップＳ１０８）、キ
ューｉにパケットが記憶されていた場合（ステップＳ１
０９；Ｙ）には、キュー履歴テーブル１４内のe_counti
の値を“１”減少させる（ステップＳ１１０）ととも
に、キューｉ内に記憶されている先頭のパケットを出力
バッファ１３へ送出し（ステップＳ１１１）、ステップ
Ｓ１０７に戻る。
【００３３】スケジューリング部１５は、e_counti＝０
が成立していることを検出した場合（ステップＳ１０
７；Ｎ）と、キューｉ内にパケットが記憶されていない
ことを検出したとき（ステップＳ１０９；Ｎ）に、ステ
ップＳ１０７〜Ｓ１１１のループを終了し、変数ｉの値
の変更等（ステップＳ１２０〜Ｓ１２５）を行った後
に、ステップＳ１０２に戻り、次のキューに対する処理
を開始する。
【００３４】すなわち、スケジューリング部１５は、e_
countiが“０”であるキューｉ内にパケットが記憶され
ていた場合、ステップＳ１０６において、キューｉから
パケットを１個だけ取り出した後に、次のキューに対す
る処理を開始する。一方、e_countiが“１”以上である
キューｉ内にパケットが記憶されていた場合には、ステ
ップＳ１０６を実行することによって１個のパケットを
取り出した後に、ステップＳ１０７〜Ｓ１１１のループ
を繰り返すことによって、キューｉから、さらに、幾つ
かのパケットを取り出す。そして、キューｉ内に取り出
すべきパケットが存在しなくなったとき、あるいは、e_
countiが“０”となったときに、次のキュー（送信局）
に関する処理を開始する。
【００３５】そして、各キューに対して上述のような処
理を繰り返している間に、ｊがｊmaxと一致した場合
（ステップＳ１２３；Ｙ）には、必要以上に古い履歴が
参照されないようにするために、各e_countの値に
“０”を設定する（ステップＳ１２５）。
【００３６】このように、スケジューリング部１５は、
e_countiに、キューｉの使用履歴に関するデータ（キュ
ーｉが処理対象となった回数から、キューｉより実際に
取り出されたパケット数を減じた値）を設定しつつ、e_
countiが“０”に近づくように、キューｉからのパケッ
トの読み出し個数を制御する。すなわち、スケジューリ
ング部１５は、送信局毎のパケットの処理数が均一化す
るように各キューからのパケットの読み出し個数を制御
する。このため、本ルータによれば、公平待ち行列法を
用いた従来のルータに比して、各送信局がより公平に取
り扱われることになる。また、バースト的にパケットが
送信されてきた場合、最初のパケットを受信する以前に
計数したe_countの値に応じた数のパケットが連続して
送信されることになるので、本ルータによれば、バース
ト性を損なうことなく、パケットの送信が行われること
にもなる。
【００３７】＜変形形態＞スケジューリング部１５は、
各種の変形が可能である。たとえば、ステップＳ１０２
の判断を行わないようにしても良い。すなわち、ステッ
プ１０１あるいはステップ１２５の次に、ステップＳ１
０３が実行されるようにスケジューリング部１５を構成
することもできる。また、ステップＳ１０５におけるe_
countiのカウントアップが、e_countiが所定値未満であ
るときに限り行われるように構成しても良い。
【００３８】さらに、各キューに対する処理が一通り行
われるまでの間に各キューから取り出されるパケットの
総数が、キュー総数を越えないように、各キューから余
分に取り出されるパケットの数（ステップＳ１１１の実
行回数）が制御されるようにスケジューリング部１５を
構成することもできる。
【００３９】このような制御は、例えば、スケジューリ
ング部１５の動作手順を以下のように変更することによ
って実現できる。まず、ステップＳ１０２の直前に、ｉ
の値が初期値と一致している場合に、パケットが記憶さ
れていないキュー数を計数し、その計数値を、ある変数
（例えばＣＶ）に記憶するステップを加える。また、ス
テップＳ１１０において、e_countiに対する処理ととも
に、ＣＶから“１”を減ずる処理が行われるようにす
る。そして、ステップＳ１０７において、ＣＶが“１”
以上であり、かつ、e_countiが“１”以上である場合に
は、Ｙ側への分岐が行われ、それ以外の場合には、Ｎ側
への分岐が行われるようにする。
【００４０】また、ルータ全体としても、各種の変形が
可能である。例えば、各キューへの振り分けが、送信局
アドレス以外の情報（受信局アドレス、送信局アドレス
と受信局アドレスのペアなど）によって行われるように
変形することが出来る。
【００４１】＜第２実施形態＞第１実施形態のルータで
は、必要以上に古い履歴が、各キューからのパケットの
読み出し個数に反映されないようにするために、各e_co
untの値を周期的に“０”に設定し直されていた。これ
に対して、第２実施形態のルータでは、必要以上に古い
履歴が、各キューからのパケットの読み出し個数に反映
されないようにするために、それとは異なる制御が行わ
れる。
【００４２】第２実施形態のルータは、第１実施形態の
ルータを変形したものであり、第１実施形態のルータ
（図１参照）と同様に、パケット分類部と複数のキュー
と出力バッファとキュー履歴テーブルとスケジューリン
グ部とを備える。ただし、キュー履歴テーブルの構成
と、スケジューリング部の動作内容が、第１実施形態の
ルータとは異なっている。
【００４３】図４に、第２実施形態のルータが備えるキ
ュー履歴テーブルの構成を示す。図示したように、キュ
ー履歴テーブルには、アクティブ・フラグ(a_flag)と空
カウント数(e_count)に加え、空カウント数の初期値を
算出するためのデータであるＣ1、Ｃ2とが記憶される。
【００４４】以下、図５を用いて、第２実施形態のルー
タ及びスケジューリング部の動作手順を説明する。図５
に示した第２実施形態のスケジューリング部の動作手順
は、第１実施形態のスケジューリング部の動作手順（図
３）の一部を変えたものであるので、ここでは、動作内
容が異なるステップに関する説明だけを行うことにす
る。
【００４５】本ルータの起動時、スケジューリング部
は、まず、ｉ、ｊに“１”を設定するとともに、a_fla
g、e_count、Ｃ１、Ｃ２に全て“０”を設定することに
よって、キュー履歴テーブルを初期化する（ステップＳ
２０１）。
【００４６】その後、スケジューリング部は、第１実施
形態のスケジューリング部１５と同様に、パケット分類
部によって更新されるa_flagの値に応じた分岐を行う
（ステップＳ２０２）。そして、キューｉの状態を最初
にチェック（ステップＳ２０３）した結果、パケットが
記憶されていないことを検出した場合（ステップＳ２０
４；Ｎ）、スケジューリング部は、Ｃ1iに“１”を加算
する（ステップＳ２０５）。
【００４７】スケジューリング部は、ｊ＝ｊmaxが成立
するまで、各ｉに対して、Ｃ1iをカウントアップする処
理か、キューｉ内のパケットを出力バッファに送出する
処理を繰り返す。そして、ｊ＝ｊmaxが成立したときに
（ステップＳ２２３；Ｙ）に、ｊに“１”を設定すると
ともに、１〜Ｎまでの各ｋに対して、Ｃ1kとＣ2kとを加
算した値を、e_countkに設定する処理と、Ｃ2kにＣ1kの
値を設定する処理と、Ｃ1kに“０”を設定する処理とを
実行する（ステップＳ２２５）。
【００４８】すなわち、スケジューリング部は、各キュ
ーに対して、そのキューが処理対象となったときにパケ
ットが存在していなかった回数を変数Ｃ1に記憶してい
く。そして、ｊがｊmaxと一致したときに、Ｃ1の値とＣ
2の値（＝前回のＣ1の値）との和をe_countの初期値と
して設定する。また、同様の処理を繰り返すために、Ｃ
2に今回のＣ1の値を設定した後に、Ｃ1に“０”を設定
する。
【００４９】このように動作するスケジューリング部を
用いても、第１実施形態と同様に、公平待ち行列法を用
いた従来のルータに比して、各送信局がより公平に取り
扱われるルータを形成することができる。
【００５０】なお、ステップＳ２０５において、Ｃ1iの
カウントアップとともに、e_countiのカウントアップが
行われるようにスケジューリング部を構成しても良い。
また、各キューに対して、そのキューが処理対象となっ
たときにパケットが存在していなかった回数を記憶する
ための変数をさらに増やしておき、e_countの初期値の
算出が３個以上のデータから行われるようにしても良
い。
【００５１】逆に、変数Ｃ２を用いずにe_countの初期
値設定が行われるようにスケジューリング部を構成して
も良い。すなわち、ステップＳ２２５において、１〜Ｎ
までの各ｋに対して、Ｃ1kの値を、e_countkに設定する
処理と、Ｃ1kに“０”を設定する処理とが行われるよう
にしても良い。
【００５２】＜第３実施形態＞第３実施形態のルータ内
に設けられているスケジューリング部は、パケットのサ
イズを考慮してスケジューリングを行う。第３実施形態
のルータの構成、動作は、第１実施形態のルータと共通
する部分が多いので、ここでは、構成あるいは動作が異
なる部分であるキュー履歴テーブルとスケジューリング
部の説明だけを行うことにする。
【００５３】図６に、第３実施形態のルータが備えるキ
ュー履歴テーブルの構成を示す。図示したように、キュ
ー履歴テーブルには、各キューＩＤに対する、アクティ
ブ・フラグa_flagとサイズデータＳとが記憶される。
【００５４】以下、図７を用いて、第３実施形態のルー
タが備えるスケジューリング部の動作を説明する。本ル
ータの起動時、スケジューリング部は、まず、変数ｉ、
ｊにそれぞれ“１”を設定するとともに、キュー履歴テ
ーブル内のa_flagとＳに、全て“０”を設定することに
よって、キュー履歴テーブルを初期化する（ステップＳ
３０１）。
【００５５】キュー履歴テーブル等の初期化後、スケジ
ューリング部は、キューＩＤがｉであるキューのアクテ
ィブ・フラグa_flagiが“１”であるか否かを判断する
（ステップＳ３０２）。そして、a_flagiが“１”でな
かった場合（ステップＳ３０２；Ｎ）、スケジューリン
グ部は、変数ｉに次のキューのキューＩＤを設定するた
めの処理（ステップＳ３２０〜Ｓ３２２）を実行し、ス
テップＳ３０２に戻る。
【００５６】a_flagiが“１”であることを検出した場
合（ステップＳ３０２；Ｙ）、すなわち、パケット分類
部によってアクティブであると判断されているキューｉ
が対象となった場合、スケジューリング部は、キューｉ
の先頭に、そのキューに対応するサイズデータＳi以下
のサイズを有するパケットが存在しているか否かを判断
する（ステップＳ３０３）。
【００５７】キューｉ内にパケットが記憶されていなか
った場合と、記憶されているパケットのサイズがＳiを
越えていた場合（ステップＳ３０３；Ｎ）、スケジュー
リング部は、Ｓiがサイズデータの基準値であるＳstdよ
りも大きいか否かを判断する（ステップＳ３０４）。そ
して、ＳiがＳstd以下であった場合（ステップＳ３０
４；Ｎ）には、Ｓiに規定値δＳを加え（ステップＳ３
０５）、ステップＳ３２０に進む。一方、ＳiがＳstdを
越えていた場合（ステップＳ３０４；Ｙ）には、Ｓiの
値を変更することなく、ステップＳ３２０に進む。
【００５８】キューｉの先頭にＳi以下のサイズを有す
るパケットが存在していた場合（ステップＳ３０３；
Ｙ）、スケジューリング部は、キューｉ内の先頭のパケ
ットを出力バッファに送出する（ステップＳ３０７）。
次いで、スケジューリング部は、Ｓiの値を、送出した
パケットサイズ分減少させ（ステップＳ３０８）、再
度、キューｉの先頭に、そのキューに対応するサイズデ
ータＳi以下のサイズを有するパケットが存在している
か否かを判断する（ステップＳ３０９）。
【００５９】そして、キューｉの先頭にＳi以下のサイ
ズを有するパケットが存在していた場合（ステップＳ３
０９；Ｙ）、スケジューリング部は、キューｉ内の先頭
のパケットを出力バッファに送出し（ステップＳ３１
０）、ステップＳ３０８に戻る。スケジューリング部
は、キューｉの先頭にＳi以下のサイズを有するパケッ
トが存在していないことを検出した際（ステップＳ３０
９；Ｎ）に、ステップＳ３０８〜Ｓ３１０のループを終
了し、ステップＳ３２０に進む。
【００６０】第３の実施形態のスケジューリング部も、
各種の変形が可能である。例えば、各キューに対する処
理が一通り行われるまでの間に、各キューから取り出さ
れるパケットサイズの総量が、予め定められた総量を越
えないように、各キューから余分に取り出すパケットの
数（量）が制御されるようにスケジューリング部を構成
することもできる。
【００６１】また、ステップＳ２２１およびＳ２２２の
直後に、所定周期で、Ｓiを“０”にリセットするルー
チン（図３のステップＳ１２３〜Ｓ１２５相当のルーチ
ン）を設けても良い。
【００６２】なお、第１ないし第３実施例では、ルータ
を例に、本発明によるスケジューリング装置（スケジュ
ーリング部＋キュー履歴テーブル）の説明を行ったが、
本発明は、ルータ以外にも適用可能である。例えば、各
キューに記憶されるデータを、対応する情報処理装置か
らのプリンタデータとすることもできるし、コマンドと
することもできる。
【００６３】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
スケジューリング装置およびスケジューリング方法で
は、複数のキューからの情報要素を取り出しが、各キュ
ーの使用履歴を考慮した形で行われるので、各キュー内
に供給された情報要素を、より公平に取り扱うことが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるルータの機能ブロ
ック図である。
【図２】第１実施形態のルータに備えられているキュー
履歴テーブルの概要を示す説明図である。
【図３】第１実施形態のルータに備えられているスケジ
ューリング部の動作手順を示す流れ図である。
【図４】第２実施形態のルータに備えられているキュー
履歴テーブルの概要を示す説明図である。
【図５】第２実施形態のルータに備えられているスケジ
ューリング部の動作手順を示す流れ図である。
【図６】第３実施形態のルータに備えられているキュー
履歴テーブルの概要を示す説明図である。
【図７】第３実施形態のルータに備えられているスケジ
ューリング部の動作手順を示す流れ図である。
【図８】ルータを用いたインターネットワーキング例を
示した図である。
【図９】従来の公平待ち行列法を用いたルータの機能ブ
ロック図である。
【図１０】従来の公平待ち行列法を用いたルータによる
スケジューリング手順を示す説明図である。
【符号の説明】 １０、３０ ルータ １１、３１ パケット分類部 １２、３２ キュー １３、３３ 出力バッファ １４ キュー履歴テーブル １５ スケジューリング部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力された情報要素を記憶する複数のキ
    ューから、情報要素を取り出すためのスケジューリング
    装置であって、 前記複数のキューのそれぞれに対して、そのキューから
    余分に読み出す情報要素の個数の上限を定めるデータで
    ある読出個数データを記憶する記憶手段と、 前記複数のキューの中の１つのキューを巡回的に処理対
    象として指定する指定手段と、 この指定手段で指定されたキューに情報要素が記憶され
    ているか否かを判定する判定手段と、 この判定手段によって情報要素が記憶されていないと判
    定された場合に、前記記憶手段内の、前記指定手段で指
    定されたキューに対応する読出個数データに１を加算す
    る加算手段と、 前記判定手段によって情報要素が記憶されていると判定
    された場合に、前記指定手段で指定されたキューから、
    １個の情報要素を取り出すとともに、そのキューに対応
    する読出個数データが１以上であるか否かを判断し、読
    出個数データが１以上であった場合には、そのキューか
    らその読出個数データを上限とする個数の情報要素を取
    り出し、取り出した情報要素の個数を、そのキューに対
    応する読出個数データから減ずる情報要素取出手段とを
    具備することを特徴とするスケジューリング装置。
  2. 【請求項２】 前記加算手段は、読出個数データが所定
    値未満であるときに限り、読出個数データに１を加算す
    ることを特徴とする請求項１記載のスケジューリング装
    置。
  3. 【請求項３】 さらに、前記指定手段によって所定のキ
    ューが処理対象として指定されたときに、情報要素が記
    憶されていないキューの個数を計数する計数手段と、 前記指定手段によって前記所定のキューが再び指定され
    るまでの間に、各キューから余分に取り出される情報要
    素の数の和が、前記計数手段による計数値を越えないよ
    うに前記情報要素取出手段を制御する制御手段とを備え
    ることを特徴とする請求項１記載のスケジューリング装
    置。
  4. 【請求項４】 前記記憶手段は、さらに、各キューに対
    して、読出個数データの初期値を決定するために用いら
    れる空カウント数を記憶し、 前記加算手段は、前記記憶手段内の、前記指定手段で指
    定されたキューに対応する読出個数データと空カウント
    数にそれぞれ１を加算し、 さらに、所定の周期で、前記記憶手段内の各読出個数デ
    ータに、対応する空カウント数の値を設定するととも
    に、各空カウント数に“０”を設定する設定手段を備え
    ることを特徴とする請求項１記載のスケジューリング装
    置。
  5. 【請求項５】 入力された情報要素を記憶する複数のキ
    ューから、情報要素を取り出すためのスケジューリング
    装置であって、 前記複数のキューのそれぞれに対して、サイズデータを
    記憶する記憶手段と、 前記複数のキューの中の１つのキューを巡回的に処理対
    象として指定する指定手段と、 この指定手段で指定されたキューの先頭に、そのキュー
    に対応するサイズデータ以下のサイズを有する情報要素
    が記憶されていなかった場合に、前記記憶手段内の、そ
    のキューに対応するサイズデータに規定値を加算する加
    算手段と、 前記指定手段で指定されたキューの先頭に、そのキュー
    に対応するサイズデータ以下のサイズを有する情報要素
    が記憶されていた場合に、その情報要素を取り出すとと
    もに取り出した情報要素のサイズをそのキューに対応す
    るサイズデータから減ずる処理を、そのキューの先頭に
    サイズデータ以下のサイズを有する情報要素が存在しな
    くなるまで繰り返す情報要素取出手段とを具備すること
    を特徴とするスケジューリング装置。
  6. 【請求項６】 前記加算手段は、サイズデータが所定値
    未満であるときに限り、読出個数データに規定値を加算
    することを特徴とする請求項５記載のスケジューリング
    装置。
  7. 【請求項７】 さらに、１つのキューから１個の情報要
    素が取り出された後に取り出される情報要素のサイズの
    和が、所定値を越えないように前記情報要素取出手段を
    制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項５
    記載のスケジューリング装置。
  8. 【請求項８】 前記記憶手段は、さらに、各キューに対
    して、サイズデータの初期値を決定するために用いられ
    る第２サイズデータを記憶し、 前記加算手段は、前記記憶手段内の、前記指定手段で指
    定されたキューに対応するサイズデータと第２サイズデ
    ータにそれぞれ規定値を加算し、 さらに、所定の周期で、前記記憶手段内の各サイズデー
    タに、対応する第２サイズデータの値を設定するととも
    に、各第２サイズデータに“０”を設定する設定手段を
    備えることを特徴とする請求項５記載のスケジューリン
    グ装置。
  9. 【請求項９】 入力された情報要素を記憶する複数のキ
    ューから、情報要素を取り出すためのスケジューリング
    方法であって、 前記複数のキューの中の１つのキューを巡回的に処理対
    象とし、 処理対象とした各キューに対して、 そのキュー内に情報要素が記憶されていない場合には、
    そのキューに対応する読出個数データに１を加算し、 そのキュー内に情報要素が記憶されていた場合には、そ
    のキューから、１個の情報要素を取り出すとともに、そ
    のキューの読出個数データが１以上であるか否かを判断
    し、読出個数データが１以上であった場合には、そのキ
    ューからさらに読出個数データを上限とする個数の情報
    要素を取り出し、取り出した情報要素の個数を読出個数
    データから減ずることを特徴とするスケジューリング方
    法。
  10. 【請求項１０】 入力された情報要素を記憶する複数の
    キューから、情報要素を取り出すためのスケジューリン
    グ方法であって、 前記複数のキューの中の１つのキューを巡回的に処理対
    象として指定し、 処理対象とした各キューに対して、 そのキューの先頭に、そのキューに対応するサイズデー
    タ以下のサイズを有する情報要素が記憶されていなかっ
    た場合には、そのキューに対応するサイズデータに規定
    値を加算し、 そのキューの先頭に、そのキューに対応するサイズデー
    タ以下のサイズを有する情報要素が記憶されていた場合
    には、その情報要素を取り出すとともに取り出した情報
    要素のサイズをそのキューに対応するサイズデータから
    減ずる処理を、そのキューの先頭にサイズデータ以下の
    サイズを有する情報要素が存在しなくなるまで繰り返す
    ことを特徴とするスケジューリング方法。
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