JPH11146013A - パケットバッファ装置及びパケット廃棄制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力ポートの平均的利用率を低下させるｇｌ
ｏｂａｌ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎを抑止する
ことができ、なおかつ単純な実装で耐故障性を実現でき
るパケットバッファ装置を提供すること。 【解決手段】 グループ別に分類されるパケットを一時
的にパケットバッファに蓄積し、処理するパケットバッ
ファ装置であって、前記パケットバッファ内の蓄積状態
を監視し、前記パケットバッファ内の蓄積状態が第１の
条件を満たすものとなった場合に、パケットを廃棄すべ
きグループを選択し、この選択されたグループについて
の前記パケットバッファ内の蓄積状態が第２の条件を満
たすものとなるまで、該グループに属するパケットを廃
棄することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、パケット通信網
の網構成要素であるパケットバッファ装置及びそのパケ
ット廃棄制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インターネットは、数多くのネットワー
クや端末間で通信できる基盤情報網として知られてい
る。このインターネットはＩＰパケットと呼ばれるパケ
ットを通信するパケット通信網である。一方、ＡＴＭ通
信網は、通信品質の保証を行うことのできるディジタル
広帯域公衆網の実現方式として期待されているが、これ
もまたセルと呼ばれる固定長のパケットを通信する一種
のパケット通信網である。このように、パケット通信は
有望な通信技術として広く認められており、さまざまな
機関で研究開発が精力的に進められている。

【０００３】パケット通信では、送信元端末がパケット
の送信速度を変化させることによりネットワーク内の回
線の使用率を変更することができる。そのため一つの回
線の帯域資源を複数の端末が有効に共用することができ
るという利点がある。つまり、回線を他のものが使用し
ていない場合には、その回線速度を１つの端末が独占で
き、多数の端末が同時に使用する場合には、その回線速
度を多数の端末で分割して共用することができる。

【０００４】このような利点を積極的に利用するために
は、回線の混雑度に応じてパケットの送信元端末がパケ
ットの送信速度を適応的に変化させることが重要であ
る。これを実現するプロトコルの１つに例えばＴＣＰと
呼ばれるものがある。ＴＣＰはＩＰパケットを送受信す
る端末で動作し、回線の混雑度をＩＰパケットの廃棄に
よって間接的に知り、ＩＰパケットの送信速度を変化さ
せる。

【０００５】回線の混雑あるいは輻輳は主にパケット網
内のパケットバッファ装置において発生する。パケット
バッファ装置とは、具体的にはインターネットのルータ
装置やＡＴＭ通信網のＡＴＭスイッチ装置などが代表的
である。パケットバッファ装置における輻輳は、複数の
入力ポートから入力したパケットが同時に１つの出力ポ
ートへ向かう場合や、出力ポートの出力速度が入力ポー
トの合計速度よりも小さな場合に発生する。また例えば
出力ポートがイーサネットに接続され、そのイーサネッ
トに大きな負荷がかかっている場合などにも輻輳が発生
する。さらにまたルータにおいて各パケットの経路を決
定する処理に比べてパケットの到着速度が速くなった場
合などにも輻輳が発生する。これらの混雑あるいは輻輳
によって出力ポートに出力ができなかったパケットはパ
ケットバッファ装置内のバッファに一時的に蓄積される
が、蓄積しているパケットの量が多くなるとパケットを
廃棄しなければならなくなる。

【０００６】端末にＴＣＰなどのプロトコルが実装され
ている場合には、パケットが廃棄されたことを検出する
と送信側の端末はパケットの送信速度を下げる。これに
よって輻輳が解消され、パケットバッファ装置のバッフ
ァに再び余裕ができる。端末は、パケットが廃棄されず
に転送されるとわかると再び転送速度を上げ、回線を有
効に利用しようとする。このように一般的には端末は転
送速度を上げたり下げたりすることを繰り返す。

【０００７】端末がパケットを送出する速度が速くなる
ほど、または送信端末と受信端末の距離が遠くなるほ
ど、パケットバッファ装置においてパケットが廃棄され
てからそのパケットバッファ装置のパケット入力速度が
低下するまでの期間に到着するパケットの量が多くな
る。

【０００８】従来のパケットバッファ装置は、蓄積して
いるパケットの量をしきい値と比較し、到着したパケッ
トを廃棄するかどうかを決定していた。この場合、最初
のパケットが廃棄されてからパケット入力速度が低下す
るまでの間、ずっとパケットバッファ装置の蓄積パケッ
ト量はしきい値付近に留まることになる。

【０００９】この従来のパケットバッファ装置は、蓄積
パケット量がしきい値付近に滞在している期間に到着す
るパケット量が多いため、この期間に到着するフローの
全てがほぼ同時にパケット廃棄を経験することになり、
結果的に全ての送信端末が同時に送信速度を下げる結果
になってしまう。この現象はｇｌｏｂａｌ ｓｙｎｃｈ
ｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ現象として知られており、出力ポ
ートの利用率を低下させる原因となっていた。

【００１０】この問題点を解消する手法として、Ｓａｌ
ｌｙ ＦｌｏｙｄとＶａｎ Ｊａｃｏｂｓｏｎが“Ｒａ
ｎｄｏｍ Ｅａｒｌｙ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｇａｔｅ
ｗａｙｓ ｆｏｒ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ａｖｏｉｄ
ａｎｃｅ”，ＩＥＥＥ／ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏ
ｎｓ ｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，ｖｏｌ．１，ｎ
ｏ．４，Ａｕｇｕｓｔ １９９３．で提案しているＲＥ
Ｄがある。ＲＥＤは平均蓄積パケット量に応じた確率で
ランダムに到着パケットを廃棄する手法である。ランダ
ムにパケットを廃棄するためｇｌｏｂａｌ ｓｙｎｃｈ
ｒｏｎｉｚａｔｉｏｎを防止する効果がある。

【００１１】しかしながら、ＲＥＤでは廃棄を検出して
も送信速度を下げない端末が存在する場合にはその端末
の影響で他の端末のスループットが不公平に低下してし
まう欠点がある。ＲＥＤには一部の端末の影響を受けず
にその他の端末に適正なサービスを提供し続けるという
耐故障性がなかった。

【００１２】また、Ｊｕｈａ ＨｅｉｎａｎｅｎとＫａ
ｌｅｖｉ ＫｉｌｋｋｉがＦａｉｒＢｕｆｆｅｒ Ａｌ
ｌｏｃａｔｉｏｎ（ＦＢＡ）と呼ばれる手法を提案して
いる。ＦＢＡは、バッファ領域をフロー毎に公平に割り
当てる手法である。他のフローよりも多くのバッファを
占有しているフローのパケットから廃棄していくアルゴ
リズムであるため、ＦＢＡもやはりｇｌｏｂａｌ ｓｙ
ｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎの発生を抑止する効果があ
る。さらに耐故障性もある。

【００１３】しかしながら、ＦＢＡではコネクション毎
に割り当てる最大使用可能バッファ量を計算するために
全バッファ容量をコネクション数で割るなどの複雑な演
算を行う必要があり、実装が複雑になるという問題点が
あった。特に高速動作が要求されるパケットバッファ装
置では実現が難しかった。

【００１４】以上のように、従来のパケットバッファ装
置では、輻輳状態と輻輳でない状態が周期的に繰り返さ
れ、結果として回線のスループットが低下してしまうと
いう問題点があり、これまでに提案された改善方法では
一部の端末の影響で他の端末のスループットが不公平に
低下してしまう欠点や、実装が複雑になるという問題点
があった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
のパケットバッファ装置は、輻輳状態と輻輳でない状態
が周期的に繰り返され、結果として回線のスループット
が低下してしまうという問題点があり、これまでに提案
された改善方法では一部の端末の影響で他の端末のスル
ープットが不公平に低下してしまう欠点や、実装が複雑
になるという問題点があった。

【００１６】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、出力ポートの平均的利用率を低下させるｇｌｏｂ
ａｌ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎを抑止すること
ができ、なおかつ単純な実装で耐故障性を実現できるパ
ケットバッファ装置及びパケット廃棄制御方法を提供す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１）は、
グループ別に分類されるパケットを一時的に蓄積し、処
理するパケットバッファ装置であって、入力されたパケ
ットを一時的に蓄積するパケット蓄積手段と、このパケ
ット蓄積手段内の輻輳状態が第１の条件を満たすものと
なった場合に、パケットを廃棄すべきグループを選択す
る手段と、この選択されたグループについての前記パケ
ット蓄積手段内の輻輳状態が第２の条件を満たすものと
なるまで、該グループに属するパケットを廃棄する手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１８】好ましくは、前記選択する手段は、前記パ
ケット蓄積手段内の輻輳状態が前記第１の条件を満たす
ものとなった際にもしくは後に到着したパケットの属す
るグループを選択するようにしてもよい。

【００１９】好ましくは、前記廃棄する手段は、選択さ
れたグループに属するパケットについて到着したものを
廃棄するようにしてもよい。好ましくは、前記第１の条
件は複数のグループについての前記パケット蓄積手段内
の合計パケット蓄積量が第１のしきい値を越えた場合で
あるようにしてもよい。

【００２０】好ましくは、前記第２の条件は前記選択さ
れたグループについての前記パケット蓄積手段内のパケ
ット蓄積量が第２のしきい値を下回る場合であるように
してもよい。

【００２１】好ましくは、前記グループは、前記パケッ
トのヘッダ情報に基づいて分類されるものであるように
してもよい。本発明（請求項７）は、グループ別に分類
されるパケットを一時的に蓄積し、処理するパケットバ
ッファ装置であって、入力されたパケットを一時的に蓄
積するパケット蓄積手段と、このパケット蓄積手段内の
グループ個別の蓄積パケット量および複数のグループを
合わせた蓄積パケット量を管理する手段と、各グループ
毎にそのグループが選択されているか否かを示すフラグ
を記憶する手段と、前記複数のグループを合わせた蓄積
パケット量が第１のしきい値を越えた場合に、そのとき
到着したパケットの属するグループの前記フラグを選択
されていることを示す状態にする手段と、選択されてい
ることを示すフラグを有するグループに属するパケット
が到着した場合に、この到着したパケットを廃棄する手
段と、選択されていることを示すフラグを有するグルー
プ個別の前記蓄積パケット量が第２のしきい値を下回っ
た場合に、そのグループの前記フラグを選択されていな
いことを示す状態にする手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００２２】本発明（請求項８）は、グループ別に分類
されるパケットを一時的にパケット蓄積手段に蓄積し、
処理するパケットバッファ装置におけるパケット廃棄制
御方法であって、前記パケット蓄積手段内の輻輳状態を
監視し、前記パケット蓄積手段内の輻輳状態が第１の条
件を満たすものとなった場合に、パケットを廃棄すべき
グループを選択し、この選択されたグループについての
前記パケット蓄積手段内の輻輳状態が第２の条件を満た
すものとなるまで、該グループに属するパケットを廃棄
することを特徴とする。

【００２３】本発明（請求項９）は、グループ別に分類
されるパケットを一時的にパケット蓄積手段に蓄積し、
処理するパケットバッファ装置におけるパケット廃棄制
御方法であって、前記パケット蓄積手段内のグループ個
別の蓄積パケット量および複数のグループを合わせた蓄
積パケット量を管理し、前記複数のグループを合わせた
蓄積パケット量が第１のしきい値を越えた場合に、その
とき到着したパケットの属するグループに対して記憶さ
れている該グループが選択されているか否かを示すフラ
グを、選択されていることを示す状態にし、選択されて
いることを示すフラグを有するグループに属するパケッ
トが到着した場合に、この到着したパケットを廃棄し、
選択されていることを示すフラグを有するグループ個別
の前記蓄積パケット量が第２のしきい値を下回った場合
に、そのグループの前記フラグを選択されていないこと
を示す状態にすることを特徴とする。

【００２４】本発明によれば、「パケットを廃棄すべき
グループ」として選ばれた（登録された）グループのパ
ケットを選択的に廃棄するため、他のグループの送信端
末は送信速度を下げずにすみ、ｇｌｏｂａｌ ｓｙｎｃ
ｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎが発生しにくい。なおかつ、送
信端末等が輻輳状態に適切に応じないフロー等のグルー
プでも公平に選ばれ（登録され）パケット廃棄されるこ
とにより、耐故障性を実現できる。さらに、この制御は
単純なしきい値比較等の処理により可能であるので実現
も容易である。

【００２５】なお、上記の装置に係る発明は方法に係る
発明としても成立し、方法に係る発明は装置に係る発明
としても成立する。また、上記の発明は、相当する手順
あるいは手段をコンピュータに実行させるためのプログ
ラムを記録した機械読取り可能な媒体としても成立す
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
形態を説明する。最初に、本実施形態に係るパケットバ
ッファ装置に設ける基本的な機能について説明する。

【００２７】本実施形態では、到着したパケットを一旦
蓄積した後に送出するパケットバッファに対するパケッ
ト廃棄に関する制御を行う。本実施形態では、そのため
に、以下のような機能を設ける。

【００２８】（１）第１に、本実施形態では、パケット
バッファ装置に、所定の基準に従って選択した１つある
いは複数のグループを、「パケットを廃棄すべきグルー
プ」として登録管理する機能を設ける。

【００２９】ここでの「グループ」とは、ＡＴＭ通信の
場合、例えば仮想コネクションであり、ヘッダのＶＰ
Ｉ、ＶＣＩと呼ばれる領域を参照することによって知る
ことができる。ＩＰ通信の場合、例えばフローであり、
例えば宛先のアドレス、プロトコル識別子、ポート番
号、および送信元のアドレス、プロトコル識別子、ポー
ト番号の組で識別される。グループと仮想コネクション
もしくはフローとは１対１に対応している必要はなく、
例えばデスティネーションアドレスをｈａｓｈと呼ばれ
る手法で６ビットに圧縮し６４個のグループに分類する
ようにしてもよい。

【００３０】「パケットを廃棄すべきグループ」の登録
管理は、グループ毎に「パケットを廃棄すべきグルー
プ」であるか否かを示すフラグを設けたテーブルとして
管理してもよいし、「パケットを廃棄すべきグループ」
とするグループの識別情報を登録したリストを作成して
管理しても良い。

【００３１】（２）第２に、本実施形態では、パケット
バッファ装置に、複数のグループ全体として輻輳（基準
以上の混雑）が生じたか否かを監視し、輻輳が生じたと
判断された場合には、到着したパケットのグループおよ
びパケットバッファ内に蓄積されているパケットの属す
るグループの中から選択した１つのグループを、「パケ
ットを廃棄すべきグループ」に追加登録する機能を設け
る。

【００３２】輻輳が生じたかどうかの判断は、簡単な方
法としては、複数のグループ全体の蓄積パケット量が
「しきい値」を越えているかどうかを調べることで可能
である。蓄積パケット量として、パケットの数を管理す
るか、パケットの長さの合計を管理するかは、網のリソ
ース管理ポリシーに依存して適宜選択すればよく、いず
れによっても同等の効果を得ることができる。

【００３３】蓄積パケット量としては、各時点における
蓄積パケット量を用いてもよいが、いわゆる移動指数平
均（ＴＣＰのＲｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅを計算す
るときなどに使用される平均の計算方法）などを用い
て、時間的に平均をとった量を用いても良い。平均をと
ることでバースト性を持つパケットの到着による誤動作
を抑制することができる。

【００３４】また、輻輳が生じたかどうかの判断には、
上記の蓄積パケット量による方法の他にも、入力パケッ
トレートを測定する方法など、種々の方法を用いること
ができる。

【００３５】次に、輻輳が生じた際に、どのグループを
「パケットを廃棄すべきグループ」として選択するかに
ついても種々の方法を用いることができる。原理的には
グループ間で不公平が発生しないように選択する方法を
採用するものとする。

【００３６】簡単な方法として、そのとき到着したパケ
ットのグループを「パケットを廃棄すべきグループ」と
して選択するようにしてもよい。この方法によれば、各
グループの選択される確率は到着レートに依存するの
で、大きな到着レートのグループほど選択されやすくな
り、通信レート割り当ての公平化が期待できる。

【００３７】別の方法としては、例えば、パケットバッ
ファ内のグループ毎の蓄積パケット量の多いものを選択
する方法、グループ毎の到着レートの多いものを選択す
る方法、ランダムに選択する方法、ラウンドロビンで選
択する方法などを用いてもよい。

【００３８】なお、「パケットを廃棄すべきグループ」
に加えるグループを選択する際に、パケットバッファ内
のグループ毎の蓄積パケット量が少ないものや、グルー
プ毎の到着レートの小さいものを選択しないようにすれ
ば、特定のフローにかたよって輻輳通知を行ってしまう
ことを避けることができる。

【００３９】（３）第３に、本実施形態では、パケット
バッファ装置に、「パケットを廃棄すべきグループ」の
パケットを、予め定められた廃棄アルゴリズムに基づい
て廃棄し、その後、そのグループを「パケットを廃棄す
べきグループ」から削除する機能を設ける。

【００４０】廃棄アルゴリズムの簡単な方法として、到
着したパケットの属するグループを調べ、それが「パケ
ットを廃棄すべきグループ」として登録されているもの
である場合には、該パケットをパケットバッファへは入
れずに廃棄するようにしてもよい。

【００４１】他の方法としては、到着したパケットの属
するグループを調べ、それが「パケットを廃棄すべきグ
ループ」として登録されているものである場合には、到
着した該パケット自体はパケットバッファへ格納する
が、その代わりにパケットバッファ内に蓄積されている
同一グループに属するパケットの１つをランダムにまた
は最も古いものから廃棄する方法を用いてもよい。ま
た、この場合において、１つのパケットを廃棄するので
はなく、パケットバッファ内に蓄積されている同一グル
ープに属するすべてのパケットを廃棄するようにしても
よい。

【００４２】さらには、一旦輻輳が生じたら、パケット
バッファ内に蓄積されている「パケットを廃棄すべきグ
ループ」に属するすべてのパケットを廃棄するようにし
てもよい。

【００４３】次に、グループを「パケットを廃棄すべき
グループ」から削除する条件としては、例えば、そのグ
ループのパケットバッファ内のパケット量が「しきい
値」よりも小さくなったことや、そのグループの観測さ
れた到着レ−トが「しきい値」よりも小さくなったこと
を判定すればよい。また、グループが「パケットを廃棄
すべきグループ」に登録されてから、ある一定量のパケ
ット（例えば登録時の蓄積パケット量分のパケット）が
パケットバッファから出力されたならばそのグループを
「パケットを廃棄すべきグループ」から削除するような
方法でもよい。

【００４４】以下では、上記のような基本機能を持った
より詳しいパケットバッファ装置の実施形態について説
明する。図１に、本実施形態に係るパケットバッファ装
置の構成例を示す。

【００４５】本パケットバッファ装置は、パケットバッ
ファ２、グループ識別部４、廃棄判定部６、管理テーブ
ル８を備えている。パケットバッファ２は、到着したパ
ケットを一旦蓄積した後に送出する。

【００４６】グループ識別部４は、本パケットバッファ
装置にパケットが到着すると、該パケットのヘッダを参
照することによって、該パケットの属するグループを求
める。グループについては、前述したとおりである。

【００４７】管理テーブル８には、グループ毎に、その
グループｉが「パケットを廃棄すべきグループ」である
か否かを示すフラグＦｌａｇｉと、そのグループに属す
るパケットについての蓄積パケット量（パケット数また
はデータ量）を示すカウンタ値Ｃｎｔｉを記憶する。な
お、ＦｌｇｉとＣｎｔｉにおけるｉはグループを示す変
数とする。

【００４８】ここでは、管理テーブルを用いたが、前述
したようにリストを作成して管理しても良い。廃棄判定
部６は、概略的には、パケットバッファ２に対するパケ
ットの入出力を監視して「パケットを廃棄すべきグルー
プ」の設定／解除を行うとともに、パケットバッファ２
に対して「パケットを廃棄すべきグループ」の指示を与
える。

【００４９】廃棄判定部６内には、全グループの蓄積パ
ケット量の総和を示すカウンタ値ＣｎｔＡ（図中の６
１）、このカウンタ値ＣｎｔＡの比較対象となる第１の
しきい値ＴｈｒＡ（図中の６２）と、グループ毎の蓄積
パケット量（カウンタ値Ｃｎｔｉ）の比較対象となる第
２のしきい値Ｔｈｒ（図中の６３）が記憶される。

【００５０】第１のしきい値ＴｈｒＡはグループ毎フラ
グＦｌｇｉをマークするために用いられ、第２のしきい
値Ｔｈｒはグループ毎フラグＦｌｇｉのマークを解除す
るために用いられる。なお、第２のしきい値Ｔｈｒは、
０に近い値に設定すると好ましい。

【００５１】グループｉの蓄積パケット量Ｃｎｔｉは、
パケットバッファ２へグループｉに属するパケットが入
力する際に、パケット数“１”またはそのパケットのデ
ータ長（例えばビット長）をインクリメントし、パケッ
トバッファ２からグループｉに属するパケットが出力す
る際に、パケット数“１”またはそのパケットのデータ
量をデクリメントすることにより、求めることができ
る。

【００５２】全グループの蓄積パケット量の総和Ｃｎｔ
Ａは、パケットバッファ２へパケットが入力する際に、
パケット数“１”またはそのパケットのデータ長をイン
クリメントし、パケットバッファ２からパケットが出力
する際に、パケット数“１”またはそのパケットのデー
タ量をデクリメントすることにより、求めることができ
る。ＣｎｔＡは、グループｉの蓄積パケット量Ｃｎｔｉ
の総和をとることによっても求めることができる。

【００５３】なお、パケットバッファ２は、ＷＦＱ（Ｗ
ｅｉｇｈｔｅｄ Ｆａｉｒ Ｑｕｅｕｅｉｎｇ）のよう
にパケットをグループ毎に蓄積するものである場合で
も、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎｐｕｔ Ｆｉｒｓｔ
Ｏｕｔｐｕｔ）のようにグループ毎に蓄積しないもので
ある場合でも本発明は適用可能である。

【００５４】次に、本実施形態に係るパケットバッファ
装置の動作について説明する。ここでは、パケット量を
パケット個数でカウント場合について示す。図２に、本
パケットバッファ装置のパケット入力時の動作の一例を
示す。

【００５５】グループｉのパケットが到着したとき、ま
ず現在のグループｉの蓄積パケット量を示すカウンタ値
Ｃｎｔｉを一時的にｏｌｄＣｎｔに保存するとともに、
全グループの蓄積パケット量の総和を示すカウンタＣｎ
ｔＡを一時的にｏｌｄＣｎｔＡに保存する（ステップＳ
１）。続いてカウンタ値Ｃｎｔｉとカウンタ値ＣｎｔＡ
をそれぞれ１づつインクリメントする（ステップＳ
２）。

【００５６】次に、カウンタ値ＣｎｔＡと第１のしきい
値ＴｈｒＡとを比較し、ＣｎｔＡ＞ＴｈｒＡであった場
合には（ステップＳ３）、グループｉのフラグＦｌｇｉ
をマークする（ステップＳ４）。なお、フラグＦｌｇｉ
をマークするとは、フラグＦｌｇｉを「パケットを廃棄
すべきグループ」であることを示す状態にすることであ
り、ここではフラグＦｌｇｉの内容を１にするものとす
る。

【００５７】一方、ステップＳ３にてＣｎｔＡ＞Ｔｈｒ
Ａでなければ、ステップＳ４は実行せずに、ステップＳ
５に移る。続いて、もしフラグＦｌｇｉがマークされて
いた場合には（ステップＳ５）、到着したそのグループ
のパケットを廃棄し（ステップＳ７）、ステップＳ２に
てインクリメントしたカウンタ値Ｃｎｔｉとカウンタ値
ＣｎｔＡをそれぞれ元のｏｌｄＣｎｔとｏｌｄＣｎｔＡ
に戻す（ステップＳ８）。

【００５８】一方、ステップＳ６にて、フラグＦｌｇｉ
がマークされていなければ、その到着パケットをパケッ
トバッファ２へ蓄積する（ステップＳ６）。次に、イン
クリメント前のグループｉの蓄積パケット量ｏｌｄＣｎ
ｔと第２のしきい値Ｔｈｒとを比較し、ｏｌｄＣｎｔ＜
ＴｈｒまたはｏｌｄＣｎｔ＝Ｔｈｒであった場合には
（ステップＳ９）、グループｉのフラグＦｌｇｉのマー
クを解除する（ステップＳ１０）。なお、フラグＦｌｇ
ｉのマークを解除するとは、フラグＦｌｇｉを「パケッ
トを廃棄すべきグループ」ではないことを示す状態にす
ることであり、ここではフラグＦｌｇｉの内容を０にす
るものとする。

【００５９】次に、図３に、本パケットバッファ装置の
パケット出力時の動作の一例を示す。グループｉのパケ
ットを出力するとき、まず蓄積パケット量カウンタＣｎ
ｔｉとＣｎｔＡの値を１づつデクリメントする（ステッ
プＳ１１）。

【００６０】次に、デクリメント後のグループｉの蓄積
パケット量Ｃｎｔｉと第２のしきい値Ｔｈｒとを比較
し、Ｃｎｔｉ＜ＴｈｒまたはＣｎｔｉ＝Ｔｈｒであった
場合には（ステップＳ１２）、グループｉのフラグＦｌ
ｇｉのマークを解除する（ステップＳ１３）。

【００６１】なお、上記手順は種々に変更して実施する
ことが可能である。例えば、上記では、パケット量をパ
ケット個数でカウントしたが、パケット量をデータ量で
カウントする場合には、図２のステップＳ２では到着し
たパケットの長さ（データ長）の分だけインクリメント
し、図３のステップＳ１１では到着したパケットの長さ
（データ長）の分だけデクリメントすればよい。

【００６２】また、前述したように、蓄積パケット量と
しては、移動指数平均を用いてもよい。この場合、管理
テーブル８にグループ毎の移動指数平均の項目を付加
し、図２の手順ではステップＳ２の次に移動指数平均の
保存と更新を行う処理が挿入され、ステップＳ８の次に
移動指数平均を元に戻す処理が挿入され、ステップＳ３
とステップＳ９の判断では移動指数平均が比較対象とな
り、図３の手順では、ステップＳ１１の次に移動指数平
均の更新を行う処理が挿入され、ステップＳ１２の判断
では移動指数平均が比較対象となる。

【００６３】また、上記手順では、そのとき到着したパ
ケットのグループを「パケットを廃棄すべきグループ」
として選択したが、前述したような他の方法をとること
も可能である。

【００６４】また、輻輳が生じたかどうかの判断方法、
パケットの廃棄方法、グループを「パケットを廃棄すべ
きグループ」から削除する方法なども、それぞれ、前述
したような他の方法をとることも可能である。

【００６５】以上のように、本実施形態に係るパケット
バッファ装置では、「パケットを廃棄すべきグループ」
としてマークされたグループの到着パケットを廃棄して
パケットバッファに空きを作るため、マークされていな
いグループのパケットが廃棄されにくくなる。どのグル
ープがマークされるかは公平に選ばれるため、結果的に
どのグループも公平にマークされてスループットを下
げ、その間は他のグループが高いスループットを保つこ
とができる。全てのグループが同時にマークされにくい
ことからｇｌｏｂａｌ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏ
ｎの問題が発生しにくく、全体のスループットは従来の
パケットバッファ装置よりも高くなるという利点があ
る。

【００６６】また、本実施形態によれば、輻輳時にもか
かわらずレートを下げないグループが存在しても、マー
クされれば強制的に廃棄され続けパケットバッファに空
きを作るため、他のグループは高いスループットを保つ
ことができ、耐故障性があるということができる。

【００６７】本実施形態では、複雑な数値演算は不要
で、単純にしきい値との比較のみで実現することができ
るため、実装が容易であるという利点がある。なお、本
実施形態によればパケットに廃棄優先度を持たせること
が可能である。例えば、高優先パケットと低優先パケッ
トの２種類のパケットが存在する場合、高優先パケット
のみを対象とするアルゴリズム（例えば図２および図
３）と、低優先パケットのみを対象とするアルゴリズム
（例えば図２および図３）とを同時に並行して動作さ
せ、低優先パケットのフラグをマークする条件を、高優
先パケットのフラグをマークする条件よりも早めになる
ようにすればよい。例えば、高優先パケットのフラグを
マークする条件として、高優先パケットの合計の蓄積パ
ケット量がしきい値を越えたときに、高優先パケットの
フラグをマークするようにするのに対して、低優先パケ
ットのフラグをマークする条件として、高優先パケット
と低優先パケットの合計の蓄積パケット量がしきい値を
越えたときに、低優先パケットのフラグをマークするよ
うにすれば、低優先パケット用アルゴリズムと高優先パ
ケット用アルゴリズムが同じしきい値設定であっても、
低優先パケットのフラグが先にマークされる。

【００６８】なお、以上の各機能は、ソフトウェアとし
ても実現可能である。また、上記した各手順あるいは手
段をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録
した機械読取り可能な媒体として実施することもでき
る。本発明は、上述した実施の形態に限定されるもので
はなく、その技術的範囲において種々変形して実施する
ことができる。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、パケットを廃棄すべき
グループとして選ばれたグループのパケットを選択的に
廃棄するため、他のグループの送信端末は送信速度を下
げずにすみ、ｇｌｏｂａｌ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔ
ｉｏｎが発生しにくい。なおかつ、送信端末等が輻輳状
態に適切に応じないグループでも公平に選ばれパケット
廃棄されることにより、耐故障性を実現できる。さら
に、この制御は単純なしきい値比較等の処理により可能
であるので実現も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るパケットバッファ装
置の構成例を示す図

【図２】同実施形態に係るパケットバッファ装置のパケ
ット入力時の動作の一例を示すフローチャート

【図３】同実施形態に係るパケットバッファ装置のパケ
ット出力時の動作の一例を示すフローチャート

【符号の説明】

２…パケットバッファ ４…グループ識別部 ６…廃棄判定部 ８…管理テーブル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】グループ別に分類されるパケットを一時的
   に蓄積し、処理するパケットバッファ装置であって、 入力されたパケットを一時的に蓄積するパケット蓄積手
   段と、 このパケット蓄積手段内の輻輳状態が第１の条件を満た
   すものとなった場合に、パケットを廃棄すべきグループ
   を選択する手段と、 この選択されたグループについての前記パケット蓄積手
   段内の輻輳状態が第２の条件を満たすものとなるまで、
   該グループに属するパケットを廃棄する手段とを備えた
   ことを特徴とするパケットバッファ装置。
2. 【請求項２】前記選択する手段は、前記パケット蓄積手
   段内の輻輳状態が前記第１の条件を満たすものとなった
   際にもしくは後に到着したパケットの属するグループを
   選択することを特徴とする請求項１に記載のパケットバ
   ッファ装置。
3. 【請求項３】前記廃棄する手段は、選択されたグループ
   に属するパケットについて到着したものを廃棄すること
   を特徴とする請求項１または２に記載のパケットバッフ
   ァ装置。
4. 【請求項４】前記第１の条件は複数のグループについて
   の前記パケット蓄積手段内の合計パケット蓄積量が第１
   のしきい値を越えた場合であることを特徴とする請求項
   １または２に記載のパケットバッファ装置。
5. 【請求項５】前記第２の条件は前記選択されたグループ
   についての前記パケット蓄積手段内のパケット蓄積量が
   第２のしきい値を下回る場合であることを特徴とする請
   求項１に記載のパケットバッファ装置。
6. 【請求項６】前記グループは、前記パケットのヘッダ情
   報に基づいて分類されるものであることを特徴とする請
   求項１ないし５のいずれか１項に記載のパケットバッフ
   ァ装置。
7. 【請求項７】グループ別に分類されるパケットを一時的
   に蓄積し、処理するパケットバッファ装置であって、 入力されたパケットを一時的に蓄積するパケット蓄積手
   段と、 このパケット蓄積手段内のグループ個別の蓄積パケット
   量および複数のグループを合わせた蓄積パケット量を管
   理する手段と、 各グループ毎にそのグループが選択されているか否かを
   示すフラグを記憶する手段と、 前記複数のグループを合わせた蓄積パケット量が第１の
   しきい値を越えた場合に、そのとき到着したパケットの
   属するグループの前記フラグを選択されていることを示
   す状態にする手段と、 選択されていることを示すフラグを有するグループに属
   するパケットが到着した場合に、この到着したパケット
   を廃棄する手段と、 選択されていることを示すフラグを有するグループ個別
   の前記蓄積パケット量が第２のしきい値を下回った場合
   に、そのグループの前記フラグを選択されていないこと
   を示す状態にする手段とを備えたことを特徴とするパケ
   ットバッファ装置。
8. 【請求項８】グループ別に分類されるパケットを一時的
   にパケット蓄積手段に蓄積し、処理するパケットバッフ
   ァ装置におけるパケット廃棄制御方法であって、 前記パケット蓄積手段内の輻輳状態を監視し、 前記パケット蓄積手段内の輻輳状態が第１の条件を満た
   すものとなった場合に、パケットを廃棄すべきグループ
   を選択し、 この選択されたグループについての前記パケット蓄積手
   段内の輻輳状態が第２の条件を満たすものとなるまで、
   該グループに属するパケットを廃棄することを特徴とす
   るパケット廃棄制御方法。
9. 【請求項９】グループ別に分類されるパケットを一時的
   にパケット蓄積手段に蓄積し、処理するパケットバッフ
   ァ装置におけるパケット廃棄制御方法であって、 前記パケット蓄積手段内のグループ個別の蓄積パケット
   量および複数のグループを合わせた蓄積パケット量を管
   理し、 前記複数のグループを合わせた蓄積パケット量が第１の
   しきい値を越えた場合に、そのとき到着したパケットの
   属するグループに対して記憶されている該グループが選
   択されているか否かを示すフラグを、選択されているこ
   とを示す状態にし、 選択されていることを示すフラグを有するグループに属
   するパケットが到着した場合に、この到着したパケット
   を廃棄し、 選択されていることを示すフラグを有するグループ個別
   の前記蓄積パケット量が第２のしきい値を下回った場合
   に、そのグループの前記フラグを選択されていないこと
   を示す状態にすることを特徴とするパケット廃棄制御方
   法。