WO2013128884A1 - パケット転送装置及びパケット転送方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

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WO2013128884A1
WO2013128884A1 PCT/JP2013/001085 JP2013001085W WO2013128884A1 WO 2013128884 A1 WO2013128884 A1 WO 2013128884A1 JP 2013001085 W JP2013001085 W JP 2013001085W WO 2013128884 A1 WO2013128884 A1 WO 2013128884A1
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WO
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packet
queue
data
queues
packet data
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PCT/JP2013/001085
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裕志 吉田
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/62—Queue scheduling characterised by scheduling criteria
    • H04L47/6215—Individual queue per QOS, rate or priority
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control

Definitions

  • the present invention relates to a packet transfer apparatus, and more particularly to a packet transfer apparatus having a plurality of packet queues.
  • the wireless base station When transferring packet data to a terminal via a communication network (hereinafter, abbreviated as “network” in the present application), it is desirable that the wireless base station perform QoS (Quality of Service) control.
  • QoS Quality of Service
  • the communication bandwidth communication speed
  • the allowable delay amount required when transmitting the packet data differ depending on the type of packet data to be transferred. For example, if the packet data is video streaming data, the communication bandwidth needs to exceed the coding rate representing the data size per unit playback time of the video streaming data.
  • the allowable delay amount needs to be several hundred milliseconds or less.
  • the required communication bandwidth and the allowable delay amount are not particularly defined.
  • the communication bandwidth and the delay amount largely fluctuate due to various factors such as radio wave interference and changes in radio wave strength due to the characteristics of radio access Do. Therefore, QoS control becomes more important.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to a packet transfer apparatus.
  • the packet transfer apparatus includes queues prepared for each of a plurality of services, means for distributing packets to be transferred to each queue, and means for wireless transmission based on priority values calculated for each queue. .
  • the present invention has been made to solve the problems described above.
  • the main object of the present invention is to provide a packet transfer apparatus or the like which can suppress development costs and can be easily introduced while realizing desired QoS control.
  • a packet transfer apparatus for transferring packet data received via a network to an information processing terminal, comprising: A first packet classification unit that distributes and accumulates the packet data to one or more first packet queues corresponding to the individual information processing terminals according to first classification information, and each of the first packet queues A first scheduler including a first packet scheduling unit which transfers packet data accumulated in each of the first packet queues based on the priority to the information processing terminal corresponding to the first packet queue; A second packet classification unit that distributes and accumulates the packet data to one or more second packet queues corresponding to the first packet queues based on second classification information different from the first classification information; A throughput estimation unit configured to estimate a throughput representing an amount of packet data per unit time transferred from the first packet queue corresponding to a second packet queue to the information processing terminal; and the throughput and each second packet queue A second scheduler including: a second packet scheduling unit for transferring packet data accumulated in each of the second packet queues
  • a program which is another form of the present invention is: In a packet transfer apparatus for transferring packet data received via a network to an information processing terminal, The packet data is distributed to one or more first packet queues corresponding to each individual information processing terminal according to the first classification information and accumulated, and the priorities set in the first packet queues are used. Transferring the packet data accumulated in each of the first packet queues to the information processing terminal corresponding to the first packet queue; Based on second classification information different from the first classification information, the packet data is distributed to one or more second packet queues corresponding to the first packet queues and accumulated, and the second packet queue is supported.
  • a packet transfer method which is another form of the present invention is: A packet transfer apparatus for transferring packet data received via a network to an information processing terminal The packet data is distributed to one or more first packet queues corresponding to each information processing terminal according to the first classification information and accumulated, and based on the priorities set in the first packet queues. Transferring the packet data accumulated in each of the first packet queues to the information processing terminal corresponding to the first packet queue; Based on second classification information different from the first classification information, the packet data is distributed to one or more second packet queues corresponding to the first packet queues and accumulated, and the second packet queue is supported. Estimate a throughput representing an amount of packet data per unit time transferred from the first packet queue to the information processing terminal, and based on the throughput and the priority set to each second packet queue, Transfer the packet data accumulated in each second packet queue, It is characterized by
  • FIG. 1 It is a figure which shows the outline of a structure of the packet transfer apparatus in the 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the structure of the 1st scheduler with which the packet transfer apparatus disclosed in FIG. 1 was equipped. It is a figure which shows an example of the classification by the 1st packet classification part disclosed in FIG. It is a block diagram which shows the structure of the 2nd scheduler and 1st scheduler with which the packet transfer apparatus disclosed in FIG. 1 was equipped. It is a figure which shows an example of the metadata acquired by the DPI part disclosed in FIG. It is a schematic diagram regarding the queue length and input-output of the packet queue with which the packet transfer apparatus disclosed in FIG. 1 was equipped.
  • FIG. 5 is a flow chart showing an operation of a second scheduler equipped in the packet transfer apparatus disclosed in FIG. 4; It is a block diagram which shows the structure of the packet transfer apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. It is a block diagram which illustrates the hardware constitutions of the information processor which can realize each embodiment concerning the present invention illustratively.
  • FIGS. 1 to 9. are diagrams for explaining the configuration and function of the packet transfer apparatus.
  • 8 to 9 are diagrams for explaining the operation of the packet transfer apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a configuration of a packet transfer apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the packet transfer apparatus 1 in the present embodiment has a second scheduler 2, a first scheduler 3, and a wireless transmission unit 4.
  • the wireless transmission unit 4 is an example of a communication unit.
  • the packet transfer device 1 receives packet data from the network NW by wired communication (refer to the arrow shown by a solid line), and at the same time, transmits the packet data by wireless communication (refer to the arrow shown by a dotted line) Transfer to). Also, the packet transfer apparatus 1 can be executed in an information processing apparatus described later (note that the hardware configuration will be described later in detail in the hardware configuration example shown in FIG. 11).
  • the wireless transmission unit 4 and the first scheduler 3 have a configuration provided in an existing packet transfer device. That is, there is an existing packet transfer device provided with the wireless transmission unit 4 and the first scheduler 3. More specifically, for example, in 3G (Third Generation) which is a mobile network, “node B” corresponds to a packet transfer device. In LTE (Long Term Evolution), which is also a mobile network, “eNodeB” corresponds to a packet transfer device. Also, in a wireless LAN (Local Area Network), a “wireless LAN base station” corresponds to a packet transfer apparatus.
  • 3G Third Generation
  • LTE Long Term Evolution
  • eNodeB Long Term Evolution
  • a wireless LAN base station corresponds to a packet transfer apparatus.
  • the first scheduler 3 in the above-described packet transfer apparatus operates in a MAC (Media Access Control) layer.
  • the wireless transmission unit 4 operates in a PHY (Physical) layer.
  • the second scheduler 2 equipped in the first embodiment of the present invention is characterized in operating in an AP (Application) layer higher than the MAC layer.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the first scheduler 3 equipped in the packet transfer device 1 disclosed in FIG.
  • the first scheduler 3 includes a first packet classification unit 31, a first packet queue group 32, and a first packet scheduling unit 33.
  • the first scheduler 3 receives packet data transferred from the second scheduler 2 as described later. Furthermore, the first scheduler 3 has a function of transferring the received packet data to the wireless transmission unit 4 so as to transfer the received packet data to each terminal 5.
  • the first packet queue group 32 includes one or more first packet queues 11 or the like corresponding to (associated with) each terminal 5.
  • the first packet classification unit 31 receives packet data and distributes the received packet data to the first packet queue 11 or the like.
  • the first packet scheduling unit 33 carries out transfer scheduling of packet data based on the priorities set in advance in the first packet queue 11 and the like.
  • the first scheduler 3 including the first packet classification unit 31 and the first packet scheduling unit 33 reads a computer program to an arithmetic unit equipped in the packet transfer apparatus 1, and the arithmetic unit relates to the computer program. Is constructed in the packet transfer device 1 by being interpreted and executed.
  • the first packet queue 11 temporarily stores packet data to be transferred.
  • One or more first packet queues 11 and the like are prepared for each terminal 5. Further, the first packet queue 11 and the like constitute a first packet queue group 32 for each terminal 5.
  • FIG. 2 shows that m (multiple) first packet queues 11, 12, ..., 1m (first packet queue group 32) are prepared for each terminal 5. Therefore, if there are n terminals 5, the maximum number (n ⁇ m) of first packet queues 11 and the like will be prepared.
  • each of the first packet queues 11 and the like is classified according to a first classification (first classification information) set in advance. Further, in each of the first packet queues 11 and the like, priority is set that indicates the priority to transfer the packet data stored in the respective first packet queues 11 and the like to the wireless transmission unit 4 (that is, the terminal 5). It is done.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of classification by the first packet classification unit disclosed in FIG. 2 (example of setting of first classification and priority).
  • FIG. 3 is an example of information set regarding the first packet queue 11 and the like.
  • the classification (first classification) of the first packet queue 11 in the packet transfer apparatus 1 used in LTE (Long Term Evolution) is shown.
  • LTE Long Term Evolution
  • nine first classifications (classes) classified by “Type” in the first column and “Example Service” in the fourth column are set.
  • the “QCI” in the first column shown in FIG. 3 is a Quality Class Identifier.
  • “GBR” in the second column shown in FIG. 3 refers to Guaranteed Bit Rate.
  • the first classification is not limited to that shown in FIG. 3 and is classified according to the application and purpose of packet data.
  • each classification that is, the first packet queue 11 and the like, as shown in the third column of FIG. 3, priority is set.
  • the information on the first packet queue 11 and the like as shown in FIG. 3 is stored in the packet transfer apparatus 1.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the first scheduler 3 equipped in the packet transfer device 1 disclosed in FIG.
  • the first packet classification unit 31 receives packet data transferred from the second scheduler 2 as described later (step S1 in FIG. 8).
  • the first packet classification unit 31 determines the terminal 5 which is the transfer destination of the received packet data, and the first classification (class) to which the packet data belongs (step S2 in FIG. 8).
  • the first packet classification unit 31 and the terminal 5 which is the transfer destination of the packet data Determine the classification and.
  • the first packet classification unit 31 specifies the first packet queue group 32 corresponding to the terminal 5 which is the transfer destination of the packet data, according to the above determination result. Furthermore, the first packet classification unit 31 specifies the first packet queue 11 or the like corresponding to the first classification of packet data in the specified first packet queue group 32. Then, the first packet classification unit 31 distributes and stores the packet data in each of the first packet queues 11 and the like that specify the packet data as described above (step S3 in FIG. 8).
  • the first packet scheduling unit 33 stores the first packet queue 11 etc. according to the priority of each first packet queue 11 etc. shown in FIG. 3 and stored in the first scheduler 3. Scheduling for wirelessly transmitting the packet data being transmitted to each terminal 5 is determined (step S4 in FIG. 8). More specifically, for example, the first packet scheduling unit 33 may set the priority set in the first packet queue 11 or the like, an index indicating the radio wave condition of each terminal 5 (for example, CQI (Channel Quality Indicator) or SINR (for example, Based on (Signal to Noise Interference Ratio) etc., scheduling is determined. Then, the first packet scheduling unit 33 transfers packet data addressed to each terminal 5 in each first packet queue group 32 to the wireless transmission unit 4 according to the determined scheduling.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • SINR for example, Based on (Signal to Noise Interference Ratio
  • the wireless transmission unit 4 transfers the packet data transferred from the first packet scheduling unit 33 to each terminal 5 in accordance with the scheduling determined by the first packet scheduling unit 33.
  • the first scheduler 3 and the wireless transmission unit 4 configured as described above are similar to the configuration of a wireless base station such as 3G, LTE, or Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) described above, for example.
  • a wireless base station such as 3G, LTE, or Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) described above, for example.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the second scheduler 2 and the first scheduler 3 provided in the packet transfer device 1 disclosed in FIG.
  • the second scheduler 2 includes a deep packet inspection (abbreviated as “DPI” hereinafter) unit 21, a second packet classification unit 22, a second packet queue group 23, and a throughput estimation unit 24. And a second packet scheduling unit 25.
  • DPI deep packet inspection
  • the second scheduler 2 has a function of receiving packet data transmitted from the network NW, and transferring the received packet data to the first scheduler 3 described above.
  • the second packet queue group 23 includes at least one second packet queue ij1 corresponding to each first packet queue (ij, etc.) of the first scheduler 3. It consists of etc.
  • the DPI unit 21 acquires metadata of packet data received from the network NW. Next, based on the metadata acquired by the DPI unit 21, the second packet classification unit 22 distributes packet data to the second packet queue ij1 and the like.
  • the throughput estimation unit 24 estimates a throughput that is a data amount of packet data transferred from the first packet queue ij corresponding to the second packet queue ij1 to the terminal 5 per unit time.
  • the second packet scheduling unit 25 transfers data from the second packet queue ij1 to the first scheduler 3 (first packet queue ij) based on the estimated throughput and the priority set to the second packet queue ij1.
  • the second scheduler 2 having the DPI unit 21, the second packet classification unit 22, the throughput estimation unit 24, the second packet scheduling unit 25 and the like reads a computer program to an arithmetic unit equipped in the packet transfer apparatus 1.
  • the packet transfer apparatus 1 is constructed by the computing device concerned interpreting and executing the computer program.
  • the second packet queue ij1 etc. temporarily accumulates packet data to be transferred. Furthermore, one or more second packet queues ij1 and the like are prepared for each first packet queue (ij and the like).
  • the second packet queues ij1 and the like constitute a second packet queue group 23 corresponding to the respective first packet queues (ij and the like).
  • FIG. It shows a state where k second packet queues ij1, ij2,..., ijk (second packet queue group 23) corresponding to ij are prepared.
  • the packet data stored in each of the second packet queues ij 1, ij 2,..., Ijk in the same second packet queue group 23 are all the same first corresponding to the second packet queue ij 1 later. It will be transferred to the packet queue ij.
  • each of the second packet queues ij1 and the like is classified according to a second classification (second classification information) which is set in advance differently from the first classification. Furthermore, in each second packet queue ij1, etc., the degree of priority for transferring the packet data stored in the respective second packet queue ij1, etc. to the first packet queue ij, etc. corresponding to each second packet queue ij1, etc. The priority that represents is set.
  • the above-mentioned second classification is, for example, a classification set corresponding to metadata of packet data, and as one example, is a data type of packet data as described later. The second classification will be described in detail later, but is not limited to the classification of the contents described below.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the second scheduler 2 equipped in the packet transfer apparatus 1 disclosed in FIG.
  • the deep packet inspection (DPI) unit 21 receives packet data from the network NW (step S11 in FIG. 9).
  • the DPI unit 21 acquires the desired metadata regarding the packet data by examining the header information and the payload of the packet data (step S12 in FIG. 9). That is, the deep packet inspection unit 21 functions as a means for acquiring metadata.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of metadata acquired by the DPI unit disclosed in FIG.
  • information on metadata to be acquired for example, as shown in FIG. 5, there are transport level metadata, media level metadata, and frame level metadata.
  • the transport level metadata may include a protocol type in the transport layer of packet data. More specifically, for example, at the transport level metadata, packet data is UDP (User Datagram Protocol: hereinafter abbreviated as “UDP”) packet or TCP (Transmission Control Protocol: abbreviated as “TCP” hereafter) It is metadata if it is a packet.
  • media type metadata includes media type of packet data. More specifically, for example, media level metadata is data indicating whether packet data is audio data, video data, control signal data, other general data, and the like. Also, as frame level metadata, there is a frame type of media of packet data.
  • the metadata at the frame level is data indicating whether it is a voiced frame, a silent frame, another frame, etc. is there.
  • frame level metadata is an I / IDR (Intra-coded / Instantaneous Decoder Refresh) frame or a P / B (Predicted / Bi-directional Predicted) frame when the media level is video data. It is data indicating whether the frame is the frame or the other frame.
  • the second packet queues ij1 and the like in the second packet queue group 23 are prepared according to the second classification.
  • the second packet queue group 23 corresponding to the first packet queue ij includes three second ones of a video data queue ij1, an audio data queue ij2, and other general data queues ij3.
  • the packet queue ij1 etc. will be prepared.
  • Information representing the correspondence between each of the second packet queues ij 1 and the like and the classification is stored in the packet transfer apparatus 1.
  • the second packet classification unit 22 determines the terminal 5 as a transfer destination of the packet data and the classification to which the packet data belongs based on the packet data itself and the metadata acquired by the DPI unit 21 (FIG. 8). Step S13). Specifically, the second packet classification unit 22 performs packet data based on the information indicating the correspondence between the first classification, the second packet queue ij1, etc. and the classification stored in the packet transfer device 1 described above. , A first class (class) specifying the first packet queue ij in the first packet queue group 32 corresponding to the terminal 5, and a second corresponding to the first packet queue ij. A second classification that identifies the second packet queue ij1 or the like in the packet queue group 23 is determined.
  • the second packet classification unit 22 determines the first packet in the first packet queue group 32 corresponding to the terminal 5 which is the transfer destination of packet data from the determined terminal 5 and the first classification according to the above determination result. Identify the queue ij. Furthermore, the second packet classification unit 22 specifies, from the determined second classification, a second packet queue ij1 or the like in the second packet queue group 23 corresponding to the specified first packet queue. Then, the second packet classification unit 22 distributes and stores the packet data in the second packet queue ij1 and the like specified for the packet data as described above (step S14 in FIG. 8).
  • the DPI unit 21 determines the media level (audio data, video, etc.) from the received packet data. It is assumed that metadata of data, other general data) is acquired. Then, if the received packet data is video data, the second packet classification unit 22 specifies the first packet queue ij corresponding to the specified terminal i (not shown). Furthermore, the second packet classification unit 22 distributes and stores packet data in the second packet queue for video data in the second packet queue group 23 corresponding to the specified first packet queue ij.
  • the throughput estimation unit 24 is prepared for each second packet queue group 23. Then, the throughput estimation unit 24 calculates the throughput which is the amount of data transferred per unit time from the first packet queue ij corresponding to the second packet queue group 23 to the terminal 5. More specifically, the throughput estimation unit 24 first acquires a queue length which is the data amount of packet data stored in the first packet queue ij corresponding to the second packet queue group 23. Then, based on the acquired queue length and the amount of data input per unit time to the first packet queue ij, the throughput estimation unit 24 per unit time to the corresponding terminal from the first packet queue ji. The throughput which is the amount of data to be transferred to is estimated (step S15 in FIG. 9).
  • FIG. 6 is a schematic diagram regarding the queue length and the input / output of the packet queue equipped in the packet transfer device 1 disclosed in FIG.
  • a queue length which is the data amount of packet data stored in the first packet queue ij of interest, is Q (in units of [byte] or the like).
  • the data amount per unit time input to the first packet queue ij is v (the unit is [byte / sec (byte per second)) or the like].
  • the amount of data per unit time output from the first packet queue ij, that is, the throughput is w (the unit is [byte / sec] or the like).
  • Q, v and w are quantities which change with time. Therefore, Q, v, w can be expressed as Q (t), v (t), w (t), assuming that they are functions of time t.
  • the throughput estimation unit 24 can estimate the amount of data per unit time output from the corresponding first packet queue ij, that is, the throughput w from the differential equation shown in the equation 1 by the following equation 2. As described above, the throughput estimation unit 24 can first derive the time derivative (dQ / dt) of the queue length from the queue length of the first packet queue ij corresponding to the second packet queue group 23. Further, the throughput estimation unit 24 acquires the data amount v input per unit time to the first packet queue ij corresponding to the second packet queue group 23 from the second packet scheduling unit 25 described later.
  • the throughput estimation unit 24 determines the queue length of the first packet queue ij from the data amount v input per unit time to the first packet queue ij corresponding to the second packet queue group 23 (dQ / d). dt) can be subtracted to estimate the throughput w, which is the amount of data transferred from the first packet queue ij to the corresponding terminal 5 per unit time.
  • the method of estimating the throughput w, which is the amount of data transferred from the first packet queue ij to the corresponding terminal per unit time, by the throughput estimation unit 24 is not limited to the method described above.
  • the throughput w is the amount of data determined by the first packet scheduling unit 33 described above. Therefore, the throughput estimation unit 24 may obtain the throughput w directly or indirectly from the first packet scheduling unit 33.
  • the throughput estimating unit 24 simulates the scheduling method if the scheduling method of the first packet scheduling unit 33 is clear. Throughput may be estimated accordingly. However, in the case where the scheduling method uses information (for example, an index indicating radio wave intensity) fed back from the terminal 5, the information needs to be acquired.
  • information for example, an index indicating radio wave intensity
  • the second packet scheduling unit 25 is prepared for each second packet queue group 23. Then, the second packet scheduling unit 25 sets the throughput, which is the amount of data per unit time transmitted from the first packet queue ij corresponding to the second packet queue group 23 estimated by the throughput estimation unit 24 described above, to the terminal 5.
  • a schedule for determining the amount of data to be taken out from the second packet queue ij1 etc. is determined (step S16 in FIG. 9).
  • FIG. 7 is a schematic view showing the input and output of the second packet queue group 23 and the first packet queue ij.
  • FIG. 7 it is assumed that there is a second packet queue group 23 having k second packet queues.
  • a queue length which is the amount of data stored in the second packet queue is taken as qi.
  • the amount of data per unit time input from the second packet classification unit 22 to the second packet queue is ui.
  • the priority of the second packet queue is ⁇ i.
  • the priority ii satisfies the following formula 3.
  • the second packet scheduling unit 25 takes out from the ith second packet queue and inputs it to the first packet queue corresponding to the second packet queue group 23, the amount of data per unit time taken out is equal to It is vi. Determining this vi is equivalent to determining a schedule.
  • the second packet scheduling unit 25 may adopt a method of calculating based on the equation described in the following equation 4 as a method of determining the above-mentioned vi.
  • This method is a method called Adaptive WFQ (Weighted Fair Queuing).
  • a method is designed such that vi becomes larger as the priority is higher and the queue length is longer.
  • w is the throughput estimated by the throughput estimation unit 24.
  • the queue length becomes short even if the priority ⁇ i is high. That is, the data amount vi per unit time approaches 0 as well as qi approaches 0. Therefore, the amount of data per unit time taken out from the second packet queue becomes smaller. In such a case, there is a problem that packets are difficult to be transferred even if the priority is high.
  • Equation 5 (1 + qi) is substituted for the queue length qi in Equation 4.
  • (1 + qi) becomes 1 even when qi becomes 0, correction is made so that vi does not become 0.
  • equation 5 concerned it is possible to adjust the increase amount of vi with respect to the increase amount of the length of the queue length by raising (1 + qi) to the ri.
  • ri is a real value of 0 or more set to each second packet queue. The amount by which vi increases when the queue length increases increases as ri increases.
  • H (x) is a step function of heavy side.
  • H (x) is such that vi is also 0 when the queue length becomes 0 by multiplying H (qi).
  • the second packet scheduling unit 25 performs the second packet scheduling unit 25 on the basis of the throughput estimated by the throughput estimation unit 24, the priority of the second packet queue, and the queue length stored in the second packet queue.
  • the amount of data to be output to one packet queue is determined and scheduled, it is not necessarily limited to such a method.
  • the second packet scheduling unit 25 may determine and schedule the amount of data to be output to the first packet queue based on the throughput estimated by the throughput estimation unit 24 and the priority of the second packet queue. .
  • the second packet scheduling unit 25 determines the amount of data to be output to the first packet queue by weighting the estimated throughput to the priority of the corresponding second packet queue, and the higher the priority, the higher the priority.
  • the amount of data to be output to the first packet queue may be determined to be large.
  • QoS control can be enhanced simply by adding the second scheduler to the previous stage of the first scheduler in the existing packet transfer device. can do.
  • LTE in LTE, only nine types of packet queues are prepared as shown in FIG.
  • the desired QoS control can not be satisfied with only nine types determined in advance.
  • many of the various services (video streaming service, Web service, SNS service, messaging service, etc.) deployed on the Internet fall into classes 6, 8 and 9 shown in FIG. It is configured that QoS can not be controlled.
  • the packet transfer device 1 for example, a plurality of second packet queues are provided in the previous stage of classes 6, 8 and 9 in FIG.
  • the development cost can be reduced by diverting the existing scheduler as it is and by using the second scheduler 2 to upgrade only the necessary queues (classes) of the first packet queue. it can.
  • the input / output interface of the packet transfer device can be kept the same as the existing packet transfer device. That is, the second scheduler 2 in the packet transfer device 1 merely reorders the packet data received by the first scheduler, which is the existing packet transfer device, and therefore, the input interface to the packet transfer device 1 And the input interface to the existing packet forwarding device are the same. Also, it is apparent from FIG. 4 that the output interface from the packet transfer device 1 is the same as the output interface from the existing packet transfer device.
  • the packet transfer apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention can be operated within the same standard specification as the existing packet transfer apparatus. Therefore, the packet transfer apparatus 1 according to the present embodiment can be applied to any apparatus and is easy to introduce.
  • the packet transfer device 1 in the first embodiment of the present invention is applicable to a wireless base station or the like as described above, it is not limited to a device for transferring packet data by wireless communication, and may be wired or wireless
  • the present invention is also applicable to an apparatus for transferring packet data in a communication line in which the communication line and the wired line are appropriately used in combination.
  • Second Embodiment Some or all of the above embodiments may be described as in the following second embodiment.
  • the outlines of configurations of a packet transfer device (see FIG. 10), a computer program, and a packet transfer method in the second embodiment of the present invention will be described below.
  • the second embodiment of the present invention will be described using the following configuration as an example, but is not limited to the configuration.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the packet transfer apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • the packet transfer apparatus 100 roughly includes a second scheduler 120 and a first scheduler 110.
  • the packet transfer apparatus 100 transfers packet data received via the network 130 to the information processing terminal 140.
  • the first scheduler 110 includes a first packet classification unit 111 and a first packet scheduling unit 113.
  • the first packet classification unit 111 distributes and accumulates the received packet data to one or more first packet queues 112 corresponding to each information processing terminal 140 according to the preset first classification of the packet data. Do.
  • the first packet scheduling unit 113 determines the packet data stored in each of the first packet queues 112 based on the priority set in advance in each of the first packet queues 112 as the information corresponding to the first packet queue 112. It transfers to the processing terminal 140.
  • the second scheduler 120 includes a second packet classification unit 121, a throughput estimation unit 123, and a second packet scheduling unit 124.
  • the second packet classification unit 121 sets each of the packet data in the first scheduler 110 based on a second classification different from the preset first classification of packet data received via the network 130. It is distributed and accumulated in one or more second packet queues 122 corresponding to the first packet queue 112.
  • the throughput estimation unit 123 estimates the throughput representing the amount of packet data per unit time transferred from the first packet queue 112 corresponding to the second packet queue 122 to the information processing terminal 140.
  • the second packet scheduling unit 124 causes the packet data stored in each of the second packet queues 122 to be stored in the second packet queue 122 based on the throughput and the priority set in advance in each of the second packet queues. Transfer to the first scheduler 110 including the corresponding first packet queue 112.
  • a packet transfer apparatus or the like that suppresses development costs and that can be easily introduced while realizing desired QoS control. It can be realized.
  • each unit shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, and FIG. 10 can be regarded as a function (process) unit (software module) of a software program.
  • the division of each part shown in these drawings is a configuration for convenience of explanation, and various configurations can be assumed at the time of mounting.
  • An example of the hardware environment (hardware resources) in this case will be described with reference to FIG.
  • FIG. 11 exemplarily illustrates the configuration of an information processing apparatus 300 (computer) capable of executing the packet transfer apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. That is, FIG. 11 is equipped with the packet transfer device 1 shown in FIG. 1, the first scheduler 3 equipped in the packet transfer device 1 shown in FIG. 2, and the packet transfer device 1 shown in FIG.
  • the second scheduler 2 is a configuration of a computer (information processing apparatus) such as a server capable of realizing the packet transfer apparatus of the whole or a part of the packet transfer apparatus 100 shown in FIG. Represents a feasible hardware environment.
  • the information processing apparatus 300 illustrated in FIG. 11 includes a CPU (Central_Processing_Unit) 301, a ROM (Read_Only_Memory) 302, a RAM (Random_Access_Memory) 303, a hard disk 304 (storage device), and a communication interface with an external device (Interface: A reader / writer 308 capable of reading and writing data stored in a storage medium 307 such as CD-ROM (Compact_Disc_Read_Only_Memory) 305, which are connected via a bus 306 (communication line). It is a common computer.
  • a CPU Central_Processing_Unit
  • ROM Read_Only_Memory
  • RAM Random_Access_Memory
  • a hard disk 304 storage device
  • a reader / writer 308 capable of reading and writing data stored in a storage medium 307 such as CD-ROM (Compact_Disc_Read_Only_Memory) 305, which are connected via
  • the present invention described by taking the above-described embodiment as an example is a block diagram of the information processing apparatus 300 shown in FIG. 11 that is referred to in the description of the embodiment (FIG. 1, FIG. 2, FIG. 10) Or after supplying a computer program capable of realizing the functions of the flowchart (FIG. 8 and FIG. 9), the computer program is achieved by reading out to the CPU 301 of the hardware, interpreting and executing it. Further, the computer program supplied into the apparatus may be stored in a readable / writable volatile storage memory (RAM 303) or a non-volatile storage device such as a hard disk 304.
  • RAM 303 readable / writable volatile storage memory
  • non-volatile storage device such as a hard disk 304.
  • the computer program may be supplied to the hardware by installing the program into the apparatus via various storage media 307 such as a CD-ROM, or via a communication line such as the Internet.
  • various storage media 307 such as a CD-ROM, or via a communication line such as the Internet.
  • General procedures can now be adopted, such as downloading from the outside.
  • the present invention can be understood as being constituted by the code that constitutes the computer program or the storage medium 307 in which the code is stored.
  • the packet data amount per unit time transferred to the first scheduler including the first packet queue corresponding to the queue is calculated, and is stored in the second packet queues based on the calculated packet data amount. Extracted packet data and transferred to the first scheduler, Packet forwarding device. (Supplementary Note 3) The packet transfer apparatus according to appendix 2, wherein The second packet scheduling unit transfers data from the second packet queue to the first scheduler as the priority set in the second packet queue and the amount of packet data stored in the second packet queue increase. Calculate the amount of packet data to increase the amount of packet data, Packet forwarding device.
  • the packet transfer apparatus according to any one of appendices 1 to 3, wherein The throughput estimation unit is configured to transmit an amount of packet data per unit time transferred from the first packet queue to the information processing terminal based on an amount of packet data accumulated in the first packet queue corresponding to the second packet queue. Estimate the throughput representing Packet forwarding device.
  • the packet transfer apparatus according to appendix 4 wherein The throughput estimation unit is a value obtained by subtracting the time derivative of the packet data amount accumulated in the first packet queue from the packet data amount per unit time input to the first packet queue corresponding to the second packet queue. Calculate as the throughput, Packet forwarding device.
  • a packet transfer apparatus for transferring packet data received via a network to an information processing terminal, The packet data is distributed to one or more first packet queues corresponding to each individual information processing terminal according to the first classification information and accumulated, and the priorities set in the first packet queues are used. Transferring the packet data accumulated in each of the first packet queues to the information processing terminal corresponding to the first packet queue; Based on second classification information different from the first classification information, the packet data is distributed to one or more second packet queues corresponding to the first packet queues and accumulated, and the second packet queue is supported.
  • Computer program to realize the (Appendix 9) It is a program described in Appendix 8, and The first corresponding to each of the second packet queues based on the throughput, the priority set in advance in each of the second packet queues, and the amount of packet data stored in each of the second packet queues.
  • the amount of packet data transferred per unit time to the first scheduler including the packet queue is calculated, and the packet data accumulated in each of the second packet queues is extracted based on the calculated amount of packet data, Transfer to the first scheduler, program.
  • a packet transfer apparatus for transferring packet data received via a network to an information processing terminal
  • the packet data is distributed to one or more first packet queues corresponding to each information processing terminal according to the first classification information and accumulated, and based on the priorities set in the first packet queues. Transferring the packet data accumulated in each of the first packet queues to the information processing terminal corresponding to the first packet queue; Based on second classification information different from the first classification information, the packet data is distributed to one or more second packet queues corresponding to the first packet queues and accumulated, and the second packet queue is supported.

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Abstract

　開発コストを抑制すると共に、所望のＱｏＳ制御を実現可能なパケット転送装置等が開示される。　当該パケット転送装置は、第１のスケジューラが有する個々の第１パケットキュー対応する第２パケットキューと、設定された第１のスケジューラによる分類とは異なる第二分類に基づいて、パケットデータを各第２パケットキューに振り分ける第２パケット分類部２２と、第２パケットキューに対応する第１パケットキューから情報処理端末に転送されるパケットデータ量を表すスループットを推定するスループット推定部２４と、スループットと各第２パケットキューの優先度とに基づいて当該各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する第２パケットスケジューリング部２５と、を含む第２のスケジューラ２を備える。

Description

パケット転送装置及びパケット転送方法、並びにコンピュータ・プログラム
　本発明は、パケット転送装置にかかり、特に、複数のパケットキューを有するパケット転送装置に関する。
　通信ネットワーク（以下、本願では「ネットワーク」と略称する）を経由して端末へパケットデータを転送する際に、無線基地局では、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）制御を実施することが望ましい。なぜなら、当該パケットデータを伝送する際に要求される通信帯域幅（通信速度）や許容遅延量は、転送されるパケットデータの種類に応じて異なるからである。例えば、パケットデータが映像ストリーミングデータであれば、通信帯域幅としては、当該映像ストリーミングデータの単位再生時間あたりのデータサイズを表す符号化レートを上回る必要がある。また、当該パケットデータが通話の音声データであれば、許容遅延量としては、数百ミリ秒以下が必要である。一方で、パケットデータが電子メールであれば、必要とされる通信帯域幅や許容遅延量は、特に規定されない。
　とりわけ、ネットワークを経由して無線基地局から端末にパケットデータを転送する際に、通信帯域幅や遅延量は、無線アクセスの特性上、電波干渉や電波強度の変化などの様々な要因によって大きく変動する。そのため、ＱｏＳ制御は、より一層重要になる。
　ここで、一例として、特許文献１は、パケット転送装置に関する技術を開示する。かかるパケット転送装置は、複数のサービスごとに用意したキューと、転送するパケットを各キューに振り分ける手段と、キューごとに算出される優先度の値に基づいて無線伝送する手段と、を備えている。
特開２００８－２１１７５９号公報
　しかしながら、上述した技術では、既に設置されたパケット転送装置に、所望のＱｏＳ制御機能を実現するために上述した構成のパケット転送装置を導入するには、パケット転送装置の全部もしくは大部分を取り替える必要がある。すると、パケット転送装置の開発には、大きなコストを必要とする。
　また、既に設置されたパケット転送装置の機能仕様が所定の標準仕様で規定されている場合、特許文献１に開示されたパケット転送装置は、当該標準仕様の規定内の動作をする必要がある。しかしながら、上述した構成のパケット転送装置が標準仕様の規定外の動作をする場合に、そのパケット転送装置では、導入することができないという問題が生じる。
　本発明は、上述した課題を解決するためになされた。本発明の主たる目的は、所望のＱｏＳ制御を実現しつつ、開発コストを抑制し、且つ導入が容易なパケット転送装置等を提供することである。
　上記目的を達成すべく、本発明の一形態であるパケット転送装置は、
　ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置であって、
　前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する１つ以上の第１パケットキューに振り分けて蓄積する第１パケット分類部と、前記各第１パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第１パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第１パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する第１パケットスケジューリング部と、を含む第１のスケジューラと、
　前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第１パケットキューに対応する１つ以上の第２パケットキューに振り分けて蓄積する第２パケット分類部と、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定するスループット推定部と、前記スループットと前記各第２パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する第２パケットスケジューリング部と、を含む第２のスケジューラと、
を備えたことを特徴とする。
　また、同目的を達成する他の見知として、本発明の他の形態であるプログラムは、
　ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置に、
　前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末毎に対応する１つ以上の各第１パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第１パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第１パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第１パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する機能と、
　前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第１パケットキューに対応する１つ以上の第２パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第２パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する機能と、
を実現させるためのコンピュータ・プログラムを特徴とする。
　また、同目的を達成する更なる見知として、本発明の他の形態であるパケット転送方法は、
　ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置にて、
　前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する１つ以上の第１パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第１パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第１パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第１パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送し、
　前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第１パケットキューに対応する１つ以上の第２パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第２パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する、
ことを特徴とする。
　本発明によれば、所望のＱｏＳ制御を実現しつつ、開発コストを抑制し、且つ導入が容易なパケット転送装置等を実現することができる。
本発明の第１の実施形態におけるパケット転送装置の構成の概略を示す図である。 図１に開示したパケット転送装置に装備された第１のスケジューラの構成を示すブロック図である。 図２に開示した第１パケット分類部による分類の一例を示す図である。 図１に開示したパケット転送装置に装備された第２のスケジューラ及び第１のスケジューラの構成を示すブロック図である。 図４に開示したＤＰＩ部にて取得するメタデータの一例を示す図である。 図１に開示したパケット転送装置に装備されたパケットキューのキュー長及び入出力に関する模式図である。 図４に開示した第２パケットスケジューリング部の機能を説明するモデル図である。 図１に開示したパケット転送装置に装備された第１のスケジューラの動作を示すフローチャートである。 図４に開示したパケット転送装置に装備された第２のスケジューラの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態におけるパケット転送装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る各実施形態を実現可能な情報処理装置のハードウェア構成を例示的に説明するブロック図である。
　以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
　＜第１の実施形態＞
　本発明の第１の実施形態について図１乃至図９を参照して説明する。図１乃至図７は、パケット転送装置の構成及び機能を説明する図である。図８乃至図９は、パケット転送装置の動作を説明する図である。
　図１は、本発明の第１の実施形態におけるパケット転送装置１の構成の概略を示す図である。
　図１に示すように、本実施形態におけるパケット転送装置１は、第２のスケジューラ２と、第１のスケジューラ３と、無線伝送部４と、を有する。無線伝送部４は、通信手段の一例である。
　そして、パケット転送装置１は、ネットワークＮＷから有線通信（実線で示す矢印参照）にてパケットデータを受信すると共に、当該パケットデータを無線通信（点線で示す矢印参照）にて端末５（情報処理端末）へ転送する。また、パケット転送装置１は、後述する情報処理装置において実行可能である（尚、ハードウェアの構成については、図１１に示すハードウェア構成例において詳細に後述する）。
　ここで、本発明の第１の実施形態においては、無線伝送部４及び第１のスケジューラ３は、既存のパケット転送装置が備える構成であると仮定して説明する。つまり、無線伝送部４及び第１のスケジューラ３を備えた既存のパケット転送装置が存在する。より具体的に、例えば、モバイルネットワークである３Ｇ（Ｔｈｉｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）においては、「ｎｏｄｅ　Ｂ」がパケット転送装置に相当する。同じくモバイルネットワークであるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）においては、「ｅＮｏｄｅＢ」がパケット転送装置に相当する。また、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、「無線ＬＡＮ基地局」がパケット転送装置に相当する。
　そして、上述したパケット転送装置における第１のスケジューラ３は、図１に示すように、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤで動作する。無線伝送部４は、ＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ）レイヤで動作する。本発明の第１の実施形態で装備される第２のスケジューラ２は、ＭＡＣレイヤよりも上位のＡＰ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）レイヤで動作することを特徴とする。以下、パケット転送装置１の各構成及び動作について詳述する。
　図２は、図１に開示したパケット転送装置１に装備された第１のスケジューラ３の構成を示すブロック図である。
　第１のスケジューラ３は、第１パケット分類部３１と、第１パケットキュー群３２と、第１パケットスケジューリング部３３と、を備えている。
　上記第１のスケジューラ３は、後述するように、第２のスケジューラ２から転送されたパケットデータを受け取る。さらに、第１のスケジューラ３は、受け取った当該パケットデータを各端末５に転送するよう無線伝送部４に転送する機能を有する。具体的に、図２に示すように、第１パケットキュー群３２は、端末５ごとに対応する（関連付けされた）１個以上の第１パケットキュー１１等からなる。第１パケット分類部３１は、パケットデータを受信すると共に、受信したパケットデータを上記第１パケットキュー１１等に振り分ける。第１パケットスケジューリング部３３は、第１パケットキュー１１等に予め設定された優先度に基づいて、パケットデータの転送スケジューリングを実施する。なお、上記第１パケット分類部３１や第１パケットスケジューリング部３３などを有する第１のスケジューラ３は、パケット転送装置１が装備する演算装置にコンピュータ・プログラムを読み出し、そのコンピュータ・プログラムを係る演算装置が解釈して実行することによって、当該パケット転送装置１に構築される。
　上記第１パケットキュー１１等は、転送するパケットデータを一時的に蓄積する。第１パケットキュー１１等は、端末５ごとに１個以上用意される。また、第１パケットキュー１１等は、端末５ごとに第１パケットキュー群３２を構成している。本実施形態では、図２に示すように、パケットデータの転送先として複数の端末５がある場合を示している。図２には、端末５毎に、ｍ個（複数）の第１パケットキュー１１、１２、・・・、１ｍ（第１パケットキュー群３２）が用意されている様子を示している。従って、端末５がｎ個あるとすれば、第１パケットキュー１１等は、最大（ｎ×ｍ）個用意されることになる。
　また、各第１パケットキュー群３２内において、各第１パケットキュー１１等は、予め設定された第一分類（第一分類情報）に従って分類されている。さらに、各第１パケットキュー１１等には、当該各第１パケットキュー１１等内に格納されたパケットデータを、無線伝送部４（つまり、端末５）に転送する優先度合いを表す優先度が設定されている。
　図３は、図２に開示した第１パケット分類部による分類の一例（第一分類と優先度の設定例）を示す図である。
　図３は、第１パケットキュー１１等に関して設定された情報の一例である。この例では、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）で用いられるパケット転送装置１における第１パケットキュー１１の分類（第一分類）を示している。図３では、1列目における「Ｔｙｐｅ」と4列目における「Ｅｘａｍｐｌｅ　Ｓｅｒｖｉｃｅ」で区分けされる９個の第一分類（クラス）が設定されている。なお、図３に示す１列目における「ＱＣＩ」は、Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｃｌａｓｓ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒのことである。次に、図３に示す２列目における「ＧＢＲ」は、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ　Ｂｉｔ　Ｒａｔｅのことである。なお、第一分類は、図３で示したものに限定されず、パケットデータの用途や目的に応じて分類される。
　また、各分類つまり第１パケットキュー１１等には、図３の3列目に示すように、優先度（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）が設定されている。そして、この図３に示すような第１パケットキュー１１等に関する情報は、パケット転送装置１内に記憶されている。
　図８は、図１に開示したパケット転送装置１に装備された第１のスケジューラ３の動作を示すフローチャートである。
　上記第１パケット分類部３１は、後述するように第２のスケジューラ２から転送されてきたパケットデータを受信する（図８のステップＳ１）。第１パケット分類部３１は、受信した当該パケットデータの転送先となる端末５、及び、パケットデータが属する第一分類（クラス）を判断する（図８のステップＳ２）。このとき、第１パケット分類部３１は、パケットデータ内の情報やパケット転送装置１内に記憶されている上述した図３に示す情報に基づいて、パケットデータの転送先である端末５と第一分類とを判断する。
　また、第１パケット分類部３１は、上記判断結果に応じて、パケットデータの転送先となる端末５に対応する第１パケットキュー群３２を特定する。さらに、第１パケット分類部３１は、特定した第１パケットキュー群３２内においてパケットデータの第一分類に対応する第１パケットキュー１１等を特定する。そして、第１パケット分類部３１は、上述したようにパケットデータについて特定した各第１パケットキュー１１等に、当該パケットデータを振り分けて格納する（図８のステップＳ３）。
　上記第１パケットスケジューリング部３３は、第１のスケジューラ３内に記憶されている上述した図３に示す各第１パケットキュー１１等の優先度に応じて、当該各第１パケットキュー１１等に蓄積されているパケットデータを各端末５に対して無線伝送する際のスケジューリングを決定する（図８のステップＳ４）。より具体的に、例えば、第１パケットスケジューリング部３３は、第１パケットキュー１１等に設定された優先度と、各端末５の電波状況を示す指標（例えば、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）やＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｒａｔｉｏ）等）と、に基づいて、スケジューリングを決定する。そして、第１パケットスケジューリング部３３は、決定したスケジューリングに応じて、各第１パケットキュー群３２内の各端末５宛のパケットデータを、無線伝送部４に転送する。
　上記無線伝送部４は、第１パケットスケジューリング部３３から転送されたパケットデータを、当該第１パケットスケジューリング部３３にて決定されたスケジューリングに従って、各端末５に転送する。
　以上のように構成された第１のスケジューラ３及び無線伝送部４は、例えば、上述した３ＧやＬＴＥ、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ　Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ａｃｃｅｓｓ）などの無線基地局の構成と同様である。
　次に、本発明の第１の実施形態におけるパケット転送装置１が備える第２のスケジューラ２について説明する。
　図４は、図１に開示したパケット転送装置１に装備された第２のスケジューラ２及び第１のスケジューラ３の構成を示すブロック図である。
　第２のスケジューラ２は、ディープ・パケット・インスペクション（Ｄｅｅｐ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ：以降、「ＤＰＩ」と略記する）部２１と、第２パケット分類部２２と、第２パケットキュー群２３と、スループット推定部２４と、第２パケットスケジューリング部２５と、を有する。
　第２のスケジューラ２は、ネットワークＮＷから送信されたパケットデータを受け取ると共に、受け取った当該パケットデータを上述した第１のスケジューラ３に転送する機能を有する。具体的に、第２パケットキュー群２３は、図４に示すように、まず、上記第１のスケジューラ３が有する第１パケットキュー（ｉｊ等）毎に対応する１個以上の第２パケットキューｉｊ１等からなる。
　また、ＤＰＩ部２１は、ネットワークＮＷから受信したパケットデータのメタデータを取得する。次に、第２パケット分類部２２は、当該ＤＰＩ部２１で取得したメタデータに基づいて、パケットデータを第２パケットキューｉｊ１等に振り分ける。スループット推定部２４は、第２パケットキューｉｊ１に対応する第１パケットキューｉｊから端末５へ単位時間あたりに転送されるパケットデータのデータ量であるスループットを推定する。第２パケットスケジューリング部２５は、推定したスループットと第２パケットキューｉｊ１に設定された優先度とに基づいて、第２パケットキューｉｊ１から第１のスケジューラ３（第１パケットキューｉｊ）に転送する際の転送スケジューリングを実施する。
　なお、上記ＤＰＩ部２１、第２パケット分類部２２、スループット推定部２４、第２パケットスケジューリング部２５などを有する第２のスケジューラ２は、パケット転送装置１が装備する演算装置にコンピュータ・プログラムを読み出し、そのコンピュータ・プログラムを係る演算装置が解釈して実行することで、当該パケット転送装置１に構築される。
　上記第２パケットキューｉｊ１等は、転送するパケットデータを一時的に蓄積する。さらに、第２パケットキューｉｊ１等は、第１パケットキュー（ｉｊ等）毎に１個以上用意される。また、第２パケットキューｉｊ１等は、当該各第１パケットキュー（ｉｊ等）に対応する第２パケットキュー群２３を構成している。本実施形態では、例えば、図４は、特定の端末（図示せず）に対応する第１パケットキュー群（図示せず）内に第１パケットキューｉｊがあったときに、当該第１パケットキューｉｊに対応するｋ個の第２パケットキューｉｊ１、ｉｊ２、・・・、ｉｊｋ（第２パケットキュー群２３）が用意されている様子を示している。このとき、同一の第２パケットキュー群２３内の各第２パケットキューｉｊ１，ｉｊ２，…，ｉｊｋに格納されるパケットデータは、いずれも後に、第２パケットキューｉｊ１等に対応する同一の第１パケットキューｉｊに転送されることになる。
　また、各第２パケットキュー群２３内において、各第２パケットキューｉｊ１等は、上記第一分類とは異なって予め設定された第二分類（第二分類情報）に従って分類されている。さらに、各第２パケットキューｉｊ１等には、当該各第２パケットキューｉｊ１等内に格納されたパケットデータを、各第２パケットキューｉｊ１等に対応する第１パケットキューｉｊ等に転送する優先度合いを表す優先度が設定されている。ここで、上述した第二分類は、例えば、パケットデータのメタデータに対応して設定された分類であり、一例としては、後述するようにパケットデータのデータ種別である。なお、第二分類については後に詳述するが、以下で説明する内容の分類であることに限定されない。
　図９は、図４に開示したパケット転送装置１に装備された第２のスケジューラ２の動作を示すフローチャートである。
　上記ディープ・パケット・インスペクション（ＤＰＩ）部２１は、ネットワークＮＷからパケットデータを受信する（図９のステップＳ１１）。ＤＰＩ部２１は、当該パケットデータのヘッダ情報やペイロードを調べることで、当該パケットデータに関する所望のメタデータを取得する（図９のステップＳ１２）。即ち、ディープ・パケット・インスペクション部２１は、メタデータを取得する手段として機能する。
　図５は、図４に開示したＤＰＩ部にて取得するメタデータの一例を示す図である。
　ここで、取得するメタデータの情報としては、例えば、図５に示すように、トランスポートレベルのメタデータ、メディアレベルのメタデータ、フレームレベルのメタデータがある。
　具体的に、上記トランスポートレベルのメタデータとしては、パケットデータのトランスポート層におけるプロトコル種別が挙げられる。より具体的に、例えば、トランスポートレベルのメタデータは、パケットデータがＵＤＰ（Ｕｓｅｒ　Ｄａｔａｇｒａｍ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：以降、「ＵＤＰ」と略記する）パケットであるかＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：以降、「ＴＣＰ」と略記する）パケットであるか、ということがメタデータになる。また、メディアレベルのメタデータとしては、パケットデータのメディア種別が挙げられる。より具体的に、例えば、メディアレベルのメタデータは、パケットデータが音声データであるか、映像データであるか、制御信号データであるか、その他の一般データであるか等を表すデータである。また、フレームレベルのメタデータとしては、パケットデータのメディアのフレーム種別が挙げられる。より具体的に、例えば、フレームレベルのメタデータは、メディアレベルが音声データであった場合には、有音フレームであるか、無音フレームであるか、その他のフレームであるか等を表すデータである。また、フレームレベルのメタデータは、メディアレベルが映像データであった場合には、Ｉ／ＩＤＲ（Ｉｎｔｒａ－ｃｏｄｅｄ／Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ　Ｄｅｃｏｄｅｒ　Ｒｅｆｒｅｓｈ）フレームであるか、Ｐ／Ｂ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ／Ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ）フレームであるか、その他のフレームであるか等を表すデータである。
　ここで、ＤＰＩ部２１が取得するメタデータが上述した情報である場合に、上述した第二分類には、かかるメタデータに対応する分類が設定されている。上記第２パケットキュー群２３内の各第２パケットキューｉｊ１等は、かかる第二分類に応じて用意されていることとなる。例えば、メディアレベルのメタデータで分類するとした場合に、第１パケットキューｉｊには、音声データ、映像データ、及び、その他の一般データの３種類のデータが格納されることとなる。この場合、当該第１パケットキューｉｊに対応する第２パケットキュー群２３には、映像データ用のキューｉｊ１、音声データ用のキューｉｊ２、その他の一般データ用のキューｉｊ３、の３個の第２パケットキューｉｊ１等が用意されることとなる。なお、上記各第２パケットキューｉｊ１等と分類との対応関係を表す情報は、パケット転送装置１内に記憶される。
　上記第２パケット分類部２２は、パケットデータ自体や上記ＤＰＩ部２１で取得したメタデータに基づいて、当該パケットデータの転送先となる端末５、及び、パケットデータが属する分類を判断する（図８のステップＳ１３）。具体的に、第２パケット分類部２２は、上述したパケット転送装置１内に記憶されている第一分類や第２パケットキューｉｊ１等と分類との対応関係を表す情報等に基づいて、パケットデータの転送先となる端末５、当該端末５に対応する第１パケットキュー群３２内の第１パケットキューｉｊを特定する第一分類（クラス）、及び、当該第１パケットキューｉｊに対応する第２パケットキュー群２３内の第２パケットキューｉｊ１等を特定する第二分類を判断する。
　そして、第２パケット分類部２２は、上記判断結果に応じて、判断した端末５及び第一分類から、パケットデータの転送先となる端末５に対応する第１パケットキュー群３２内の第１パケットキューｉｊを特定する。さらに、第２パケット分類部２２は、判断した第二分類から、特定した第１パケットキューに対応する第２パケットキュー群２３内の第２パケットキューｉｊ１等を特定する。そして、第２パケット分類部２２は、上述したようにパケットデータについて特定した第２パケットキューｉｊ１等に、当該パケットデータを振り分けて格納する（図８のステップＳ１４）。
　例えば、第２パケットキューｉｊ１等が、音声データ、映像データ、その他の一般データ用の３個が用意されている場合に、受信したパケットデータから上記ＤＰＩ部２１は、メディアレベル（音声データ、映像データ、その他の一般データ）のメタデータを取得したとする。そして、受信したパケットデータが映像データであった場合には、第２パケット分類部２２は、特定したある端末ｉ（図示せず）に対応する第１パケットキューｉｊを特定する。さらに、第２パケット分類部２２は、特定した第１パケットキューｉｊに対応する第２パケットキュー群２３内において、映像データ用の第２パケットキューにパケットデータを振り分けて格納する。
　上記スループット推定部２４は、第２パケットキュー群２３ごとに用意されている。そして、スループット推定部２４は、第２パケットキュー群２３に対応する第１パケットキューｉｊから端末５へ単位時間あたりに転送されるデータ量であるスループットを算出する。より具体的に、スループット推定部２４は、まず、第２パケットキュー群２３に対応する第１パケットキューｉｊに格納されているパケットデータのデータ量であるキュー長を取得する。そして、スループット推定部２４は、取得したキュー長と、かかる第１パケットキューｉｊに単位時間あたりに入力されるデータ量と、に基づいて、当該第１パケットキューｊｉから対応する端末に単位時間あたりに転送されるデータ量であるスループットを推定する（図９のステップＳ１５）。
　上記スループット推定部２４による具体的な推定方法について、図６を参照して説明する。図６は、図１に開示したパケット転送装置１に装備されたパケットキューのキュー長及び入出力に関する模式図である。
　まず、注目する第１パケットキューｉｊに格納されているパケットデータのデータ量であるキュー長を、Ｑ（単位は［ｂｙｔｅ］等）とする。また、第１パケットキューｉｊに入力される単位時間あたりのデータ量を、ｖ（単位は［ｂｙｔｅ／ｓｅｃ（バイト毎秒）］等）とする。また、第１パケットキューｉｊから出力される単位時間あたりのデータ量、すなわちスループットを、ｗ（単位は［ｂｙｔｅ／ｓｅｃ］等）とする。ここで、上記Ｑ，ｖ，ｗは、それぞれ時間と共に変動する量である。そのため、Ｑ，ｖ，ｗは、時刻ｔの関数とみなしてＱ（ｔ），ｖ（ｔ），ｗ（ｔ）と表すことができる。すると、ある時刻ｔから微小時間Δｔの間に当該第１パケットキューｉｊに入力されるデータ量は、ｖ（ｔ）Δｔと近似できる。同時間に当該第１パケットキューｉｊから出力されるデータ量は、ｗ（ｔ）Δｔと近似できる。従って、同時間の当該第１パケットキューｉｊのキュー長の変動量をΔＱとおけば、ΔＱ＝ｖ（ｔ）Δｔ－ｗ（ｔ）Δｔとなる。ここで、Δｔ→０とすれば、キュー長に対する下記式１に示す微分方程式が得られる。ただし、（ｄＱ／ｄｔ）は、Ｑを時刻ｔで微分した量である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　そして、上記式１に示す微分方程式から、スループット推定部２４は、該当する第１パケットキューｉｊから出力される単位時間あたりのデータ量すなわちスループットｗを、次の式２で推定できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　以上のように、スループット推定部２４は、まず、第２パケットキュー群２３に対応する第１パケットキューｉｊのキュー長から当該キュー長の時間微分（ｄＱ／ｄｔ）を導くことができる。また、スループット推定部２４は、後述する第２パケットスケジューリング部２５から第２パケットキュー群２３に対応する第１パケットキューｉｊに単位時間あたりに入力されるデータ量ｖを取得する。そして、スループット推定部２４は、第２パケットキュー群２３に対応する第１パケットキューｉｊに単位時間あたりに入力されるデータ量ｖから、当該第１パケットキューｉｊのキュー長の時間微分（ｄＱ／ｄｔ）を減算して、第１パケットキューｉｊから対応する端末５に単位時間あたりに転送されるデータ量であるスループットｗを推定することができる。
　なお、スループット推定部２４による第１パケットキューｉｊから対応する端末に単位時間あたりに転送されるデータ量である上記スループットｗを推定する方法は、上述した方法に限定されない。例えば、上記スループットｗは、上述した第１パケットスケジューリング部３３にて決定されるデータ量である。そのため、スループット推定部２４は、第１パケットスケジューリング部３３から直接あるいは間接的にスループットｗを取得してもよい。
　また、スループット推定部２４は、上記第１パケットスケジューリング部３３からスループットを取得できなくとも、当該第１パケットスケジューリング部３３のスケジューリング方法が明らかになっているのであれば、かかるスケジューリング方法をシミュレートすることでスループットを推定してもよい。但し、当該スケジューリング方法が端末５からフィードバックされる情報（例えば電波強度を示す指標）などを用いている場合には、同情報が取得できるような構成になっている必要がある。
　上記第２パケットスケジューリング部２５は、第２パケットキュー群２３ごとに用意されている。そして、第２パケットスケジューリング部２５は、上述したスループット推定部２４で推定した第２パケットキュー群２３に対応する第１パケットキューｉｊから端末５に伝送される単位時間あたりのデータ量であるスループットと、第２パケットキュー群２３内の各第２パケットキューｉｊ１等に設定された優先度と、当該第２パケットキューｉｊ１等に格納されているデータ量であるキュー長と、に基づいて、第１パケットキューｉｊに出力する際に第２パケットキューｉｊ１等から取り出すデータ量を定めるスケジュールを決定する（図９のステップＳ１６）。
　ここで、第２パケットキュー群２３と第１パケットキューｉｊの入出力を示した模式図である図７を参照して、第２パケットスケジューリング部２５のスケジューリング方法を説明する。図７では、ｋ個の第２パケットキューを有する第２パケットキュー群２３があることとする。そして、ｉ番目の第２パケットキュー（ｉ＝１，２，…，ｋ）について、当該第２パケットキューに格納されているデータ量であるキュー長をｑｉとする。上述した第２パケット分類部２２から当該第２パケットキューに入力される単位時間あたりのデータ量をｕｉとする。当該第２パケットキューの優先度をφｉとしている。ただし、優先度φｉは、下記式３を満足するものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　このとき、第２パケットスケジューリング部２５が、ｉ番目の第２パケットキューから取り出して当該第２パケットキュー群２３に対応する第１パケットキューに入力する際に、その取り出す単位時間あたりのデータ量がｖｉである。このｖｉを決定することがスケジュールを決定することに等しい。
　第２パケットスケジューリング部２５は、上記ｖｉを決定する方法として、下記式４に記載の数式に基づいて計算する方法を採用してもよい。この方法は、Ａｄａｐｔｉｖｅ　ＷＦＱ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ　Ｆａｉｒ　Ｑｕｅｕｉｎｇ）と呼ばれる方法である。また、かかる方法は、優先度が高い程、また、キュー長が長いほど、ｖｉが大きくなるように設計されている。ただし、ｗは、上記スループット推定部２４で推定したスループットである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　一方で、上記式４に示した計算方法を用いた場合に、優先度φｉが高くてもキュー長は、短くなる。すなわち、単位時間あたりのデータ量ｖｉは、ｑｉが０に近くなると同様に０に近づいてしまう。そのため、第２パケットキューから取り出す単位時間あたりのデータ量は、小さくなる。そのような場合に、優先度が高くてもパケットが転送されにくくなる問題がある。
　そこで、以下の式５に示した計算方法に置き換えることで、ｑｉが０に近づいたとしてもｖｉが必要以上に小さくならないようにすることができる。式５では、式４においてキュー長ｑｉの代わりに（１＋ｑｉ）とする。これにより、係る式５では、ｑｉが０になっても（１＋ｑｉ）が１になるため、ｖｉが０にならないように補正している。さらに、係る式５では、（１＋ｑｉ）のｒｉ乗をすることで、キュー長の長さの増加量に対するｖｉの増加量を調整できるようにしている。ｒｉは、各第２パケットキューに設定された０以上の実数値である。キュー長が増加したときにｖｉが増加する量は、ｒｉが大きいほど大きくなる。一方で、キュー長が増加したときにｖｉが増加する量は、ｒｉが小さいほど（０に近いほど）小さくなる。Ｈ（ｘ）は、ヘヴィサイドの階段関数である。Ｈ（ｘ）は、ｘ＞０のときだけＨ（ｘ）＝１となり、それ以外ではＨ（ｘ）＝０となる関数である。Ｈ（ｘ）は、Ｈ（ｑｉ）を乗じることでキュー長が０になったときにｖｉも０になるようにしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　第２パケットスケジューリング部２５は、以上のように決定されたｖｉに基づいて、各第２パケットキューからデータを取り出すと共に、当該第２パケットキュー群２３に対応する第１のスケジューラの第１パケットキューにパケットデータを転送する。このとき、当該第１パケットキューには、単位時間あたりｖ＝Σ（ｓｉｇｍａ）ｖｉのデータ量が入力される。
　なお、上記では、第２パケットスケジューリング部２５は、スループット推定部２４で推定したスループットと、第２パケットキューの優先度と、第２パケットキューに格納されているキュー長と、に基づいて、第１パケットキューに出力するデータ量を定めてスケジューリングしていたが、必ずしもかかる方法に限定されない。例えば、第２パケットスケジューリング部２５は、スループット推定部２４で推定したスループットと、第２パケットキューの優先度と、に基づいて、第１パケットキューに出力するデータ量を定めてスケジューリングしてもよい。一例として、第２パケットスケジューリング部２５は、推定したスループットに、該当する第２パケットキューの優先度を重み付けした値を、第１パケットキューに出力するデータ量を定めることで、優先度が高いほど第１パケットキューに出力するデータ量が多くなるよう定めてもよい。
　以上のように、本発明の第１の実施形態におけるパケット転送装置１によると、既存のパケット転送装置における第１のスケジューラの前段に第２のスケジューラを追加するだけで、ＱｏＳ制御を高機能化することができる。例えば、上述したように、ＬＴＥでは図３に示すように９種類のパケットキューしか用意されていない。ところが、近年、インターネットやモバイルネットワークなどのパケットデータネットワークの利用の拡大を考慮すると、予め定められた９種類だけでは所望のＱｏＳ制御を満足できない可能性がある。実際、インターネットで展開されている様々なサービス（映像ストリーミングサービス，Ｗｅｂサービス，ＳＮＳサービス，メッセージングサービス等）の多くは、図３に示すクラス６，８，９に入ってしまい、それぞれのサービスを精細にＱｏＳ制御することができない構成になっている。
　これに対して、本発明の第１の実施形態におけるパケット転送装置１では、例えば図３のクラス６，８，９の前段に第２パケットキューを複数設けてそれぞれ第２パケットスケジューリング部２５でＱｏＳ制御することで、既存のスケジューラをそのまま流用して高性能なＱｏＳ制御が実現できる。特に、パケット転送装置１では、既存のスケジューラをそのまま流用し、第２のスケジューラ２により第１のパケットキューのうち必要なキュー（クラス）だけ高機能化することにより、開発コストを低減することができる。
　また、本発明の第１の実施形態におけるパケット転送装置１によると、当該パケット転送装置の入出力インターフェースを、既存のパケット転送装置と同じ入出力インターフェースを保ったままにすることができる。つまり、パケット転送装置１における第２のスケジューラ２は、既存のパケット転送装置である第１のスケジューラが受信するパケットデータの順番を入れ替えているに過ぎず、そのため、パケット転送装置１への入力インターフェースと既存のパケット転送装置への入力インターフェースとは同じである。また、パケット転送装置１からの出力インターフェースは、既存のパケット転送装置からの出力インターフェースと同一であることは、図４からも明らかである。
　以上のことから、本発明の第１の実施形態におけるパケット転送装置１は、既存のパケット転送装置と同一の標準仕様内で動作させることができる。このため、本実施形態に係るパケット転送装置１は、あらゆる装置に適用でき、導入が容易である。
　なお、本発明の第１の実施形態におけるパケット転送装置１は、上述したように無線基地局等に適用可能であるが、無線通信にてパケットデータを転送する装置に限らず、有線、或いは無線と有線とが適宜併用される通信回線においてパケットデータを転送する装置にも適用可能である。
　＜第２の実施形態＞
　上記実施形態の一部又は全部は、以下の第２の実施形態のようにも記載されうる。以下、本発明の第２の実施形態におけるパケット転送装置（図１０参照）、コンピュータ・プログラム、パケット転送方法の構成の概略を説明する。但し、本発明の第２の実施形態は、説明の便宜上、以下の構成を例に説明するが、係る構成には限定されない。
　図１０は、本発明の第２の実施形態におけるパケット転送装置１００の構成を示すブロック図である。
　パケット転送装置１００は、大別して、第２のスケジューラ１２０と、第１のスケジューラ１１０とを備える。
　パケット転送装置１００は、ネットワーク１３０を介して受信したパケットデータを、情報処理端末１４０に転送する。
　より具体的に、第１のスケジューラ１１０は、第１パケット分類部１１１と、第１パケットスケジューリング部１１３と、を含む。
　第１パケット分類部１１１は、受信したパケットデータを当該パケットデータの予め設定された第一分類に応じて、個々の情報処理端末１４０に対応する１つ以上の第１パケットキュー１１２に振り分けて蓄積する。
　第１パケットスケジューリング部１１３は、前記各第１パケットキュー１１２に予め設定された優先度に基づいて当該各第１パケットキュー１１２に蓄積されたパケットデータを当該第１パケットキュー１１２に対応する前記情報処理端末１４０に転送する。
　第２のスケジューラ１２０は、第２パケット分類部１２１と、スループット推定部１２３と、第２パケットスケジューリング部１２４と、を含む。
　第２パケット分類部１２１は、ネットワーク１３０を介して受信したパケットデータの予め設定された前記第一分類とは異なる第二分類に基づいて、前記パケットデータを前記第１のスケジューラ１１０が有する前記各第１パケットキュー１１２に対応する１つ以上の第２パケットキュー１２２に振り分けて蓄積する。
　スループット推定部１２３は、前記第２パケットキュー１２２に対応する前記第１パケットキュー１１２から前記情報処理端末１４０に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定する。
　第２パケットスケジューリング部１２４は、前記スループットと前記各第２パケットキューに予め設定された優先度とに基づいて、当該各第２パケットキュー１２２に蓄積されたパケットデータを当該第２パケットキュー１２２に対応する前記第１パケットキュー１１２を含む前記第１のスケジューラ１１０に転送する。
　このような構成を有する第２の実施形態によっても、上述した第１の実施形態と同様に、所望のＱｏＳ制御を実現しつつ、開発コストを抑制し、且つ導入が容易なパケット転送装置等を実現することができる。
　（ハードウェア構成例）
　上述した各実施形態において図１、図２、図４、図１０に示した各部は、ソフトウェアプログラムの機能（処理）単位（ソフトウェアモジュール）と捉えることができる。但し、これらの図面に示した各部の区分けは、説明の便宜上の構成であり、実装に際しては、様々な構成が想定され得る。この場合のハードウェア環境（ハードウェア資源）の一例を、図１１を参照して説明する。
　図１１は、本発明の模範的な実施形態に係るパケット転送装置を実行可能な情報処理装置３００（コンピュータ）の構成を例示的に説明する図である。即ち、図１１は、図１に示したパケット転送装置１、或いは、図２に示したパケット転送装置１に装備された第１のスケジューラ３、図４に示したパケット転送装置１に装備された第２のスケジューラ２、図１０に示したパケット転送装置１００の全体または一部のパケット転送装置を実現可能なサーバ等のコンピュータ（情報処理装置）の構成であって、上述した実施形態における各機能を実現可能なハードウェア環境を表す。
　図１１に示した情報処理装置３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ）３０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ＿Ｏｎｌｙ＿Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ＿Ａｃｃｅｓｓ＿Ｍｅｍｏｒｙ）３０３、ハードディスク３０４（記憶装置）、並びに外部装置との通信インターフェース（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：以降、「Ｉ／Ｆ」と称する）３０５、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ＿Ｄｉｓｃ＿Ｒｅａｄ＿Ｏｎｌｙ＿Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体３０７に格納されたデータを読み書き可能なリーダライタ３０８を備え、これらの構成がバス３０６（通信線）を介して接続された一般的なコンピュータである。
　そして、上述した実施形態を例に説明した本発明は、図１１に示した情報処理装置３００に対して、その実施形態の説明において参照したブロック構成図（図１、図２、図４、図１０）或いはフローチャート（図８、図９）の機能を実現可能なコンピュータ・プログラムを供給した後、そのコンピュータ・プログラムを、当該ハードウェアのＣＰＵ３０１に読み出して解釈し実行することによって達成される。また、当該装置内に供給されたコンピュータ・プログラムは、読み書き可能な揮発性の記憶メモリ（ＲＡＭ３０３）またはハードディスク３０４等の不揮発性の記憶デバイスに格納すれば良い。
　また、前記の場合において、当該ハードウェア内へのコンピュータ・プログラムの供給方法は、ＣＤ－ＲＯＭ等の各種記憶媒体３０７を介して当該装置内にインストールする方法や、インターネット等の通信回線を介して外部よりダウンロードする方法等のように、現在では一般的な手順を採用することができる。そして、このような場合において、本発明は、係るコンピュータ・プログラムを構成するコード或いは、そのコードが格納された記憶媒体３０７によって構成されると捉えることができる。
　尚、上述した各実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。しかしながら、上述した実施形態により例示的に説明した本発明は、以下には限らない。即ち、
（付記１）
　ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置であって、
　前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する１つ以上の第１パケットキューに振り分けて蓄積する第１パケット分類部と、前記各第１パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第１パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第１パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する第１パケットスケジューリング部と、を含む第１のスケジューラと、
　前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第１パケットキューに対応する１つ以上の第２パケットキューに振り分けて蓄積する第２パケット分類部と、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定するスループット推定部と、前記スループットと前記各第２パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する第２パケットスケジューリング部と、を含む第２のスケジューラと、
を備えたパケット転送装置。
（付記２）
　付記１に記載のパケット転送装置であって、
　前記第２パケットスケジューリング部は、前記スループットと、前記各第２パケットキューに設定された優先度と、前記各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第２パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第１のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第１のスケジューラに転送する、
パケット転送装置。
（付記３）
　付記２に記載のパケット転送装置であって、
　前記第２パケットスケジューリング部は、前記第２パケットキューに設定された優先度及び当該第２パケットキューに蓄積されたパケットデータ量が多いほど、当該第２パケットキューから前記第１のスケジューラに転送するパケットデータ量が多くなるよう当該パケットデータ量を算出する、
パケット転送装置。
（付記４）
　付記１乃至３のいずれかに記載のパケット転送装置であって、
　前記スループット推定部は、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューに蓄積されたパケットデータ量に基づいて当該第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表す前記スループットを推定する、
パケット転送装置。
（付記５）
　付記４に記載のパケット転送装置であって、
　前記スループット推定部は、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューに入力される単位時間あたりのパケットデータ量から当該第１パケットキューに蓄積されたパケットデータ量の時間微分を減算した値を、前記スループットとして算出する、
パケット転送装置。
（付記６）
　付記１乃至５のいずれかに記載のパケット転送装置であって、
　前記第２パケット分類部は、前記第二分類に含まれるデータ種別に基づいて、前記パケットデータを前記各第２パケットキューに振り分けて蓄積する、
パケット転送装置。
（付記７）
　付記６に記載のパケット転送装置であって、
　前記第２パケット分類部は、前記パケットデータのトランスポート層のプロトコル種別、メディア種別、メディアのフレーム種別のいずれかに基づいて、当該パケットデータを前記各第２パケットキューに振り分けて蓄積する、
パケット転送装置。
（付記８）
　ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置に、
　前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末毎に対応する１つ以上の各第１パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第１パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第１パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第１パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する機能と、
　前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第１パケットキューに対応する１つ以上の第２パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第２パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する機能と、
を実現させるためのコンピュータ・プログラム。
（付記９）
　付記８に記載のプログラムであって、
　前記スループットと、前記各第２パケットキューに予め設定された優先度と、前記各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第２パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第１のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第１のスケジューラに転送する、
プログラム。
（付記１０）
　ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置にて、
　前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する１つ以上の第１パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第１パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第１パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第１パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送し、
　前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第１パケットキューに対応する１つ以上の第２パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第２パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する、
パケット転送方法。
（付記１１）
　付記１０に記載のパケット転送方法であって、
　前記スループットと、前記各第２パケットキューに予め設定された優先度と、前記各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第２パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第１のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第１のスケジューラに転送する、
パケット転送方法。
　以上、上記実施形態等を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
　以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
　この出願は、２０１２年３月２日に出願された日本出願特願２０１２－０４６６７５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１　　パケット転送装置
　１１　　第１パケットキュー
　２　　第２のスケジューラ
　２１　　ディープ・パケット・インスペクション（ＤＰＩ）部
　２２　　第２パケット分類部
　２３　　第２パケットキュー群（第２パケットキュー）
　２４　　スループット推定部
　２５　　第２パケットスケジューリング部
　３　　第１のスケジューラ
　３１　　第１パケット分類部
　３２　　第１パケットキュー群（第１パケットキュー）
　３３　　第１パケットスケジューリング部
　４　　無線伝送部
　５　　端末
　ＮＷ　　ネットワーク
　１００　　パケット転送装置
　１１０　　第１のスケジューラ
　１１１　　第１パケット分類部
　１１２　　第１パケットキュー
　１１３　　第１パケットスケジューリング部
　１２０　　第２のスケジューラ
　１２１　　第２パケット分類部
　１２２　　第２パケットキュー
　１２３　　スループット推定部
　１２４　　第２パケットスケジューリング部

Claims (10)

  1. 　ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置であって、
    　前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する１つ以上の第１パケットキューに振り分けて蓄積する第１パケット分類部と、前記各第１パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第１パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第１パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する第１パケットスケジューリング部と、を含む第１のスケジューラと、
    　前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第１パケットキューに対応する１つ以上の第２パケットキューに振り分けて蓄積する第２パケット分類部と、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定するスループット推定部と、前記スループットと前記各第２パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する第２パケットスケジューリング部と、を含む第２のスケジューラと、
    を備えたパケット転送装置。
  2. 　請求項１に記載のパケット転送装置であって、
    　前記第２パケットスケジューリング部は、前記スループットと、前記各第２パケットキューに設定された優先度と、前記各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第２パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第１のスケジューラに転送する、単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第１のスケジューラに転送する、
    パケット転送装置。
  3. 　請求項２に記載のパケット転送装置であって、
    　前記第２パケットスケジューリング部は、前記第２パケットキューに設定された優先度及び当該第２パケットキューに蓄積されたパケットデータ量が多いほど、当該第２パケットキューから前記第１のスケジューラに転送するパケットデータ量が多くなるよう当該パケットデータ量を算出する、
    パケット転送装置。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかに記載のパケット転送装置であって、
    　前記スループット推定部は、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューに蓄積されたパケットデータ量に基づいて当該第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される、単位時間あたりのパケットデータ量を表す前記スループットを推定する、
    パケット転送装置。
  5. 　請求項４に記載のパケット転送装置であって、
    　前記スループット推定部は、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューに入力される単位時間あたりのパケットデータ量から当該第１パケットキューに蓄積されたパケットデータ量の時間微分を減算した値を、前記スループットとして算出する、
    パケット転送装置。
  6. 　請求項１乃至５のいずれかに記載のパケット転送装置であって、
    　前記第２パケット分類部は、前記第二分類に含まれるデータ種別に基づいて、前記パケットデータを前記各第２パケットキューに振り分けて蓄積する、
    パケット転送装置。
  7. 　請求項６に記載のパケット転送装置であって、
    　前記第２パケット分類部は、前記パケットデータのトランスポート層のプロトコル種別、メディア種別、メディアのフレーム種別のいずれかに基づいて、当該パケットデータを前記各第２パケットキューに振り分けて蓄積する、
    パケット転送装置。
  8. 　ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置に、
    　前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末毎に対応する１つ以上の各第１パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第１パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第１パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第１パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送する機能と、
    　前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第１パケットキューに対応する１つ以上の第２パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第２パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する機能と、
    を実現させるためのコンピュータ・プログラム。
  9. 　ネットワークを介して受信したパケットデータを、情報処理端末に転送するパケット転送装置にて、
    　前記パケットデータを第一分類情報に応じて、個々の前記情報処理端末に対応する１つ以上の第１パケットキューに振り分けて蓄積し、前記各第１パケットキューに設定された優先度に基づいて当該各第１パケットキューに蓄積されたパケットデータを当該第１パケットキューに対応する前記情報処理端末に転送し、
    　前記第一分類情報とは異なる第二分類情報に基づいて、前記パケットデータを前記各第１パケットキューに対応する１つ以上の第２パケットキューに振り分けて蓄積し、前記第２パケットキューに対応する前記第１パケットキューから前記情報処理端末に転送される単位時間あたりのパケットデータ量を表すスループットを推定し、前記スループットと前記各第２パケットキューに設定された優先度とに基づいて、当該各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを転送する、
    パケット転送方法。
  10. 　請求項９に記載のパケット転送方法であって、
    　前記スループットと、前記各第２パケットキューに予め設定された優先度と、前記各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータ量と、に基づいて、前記各第２パケットキューに対応する前記第1パケットキューを含む前記第１のスケジューラに転送する単位時間当たりのパケットデータ量を算出すると共に、算出した当該パケットデータ量に基づいて、前記各第２パケットキューに蓄積されたパケットデータを取り出し、前記第１のスケジューラに転送する、
    パケット転送方法。
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