WO2014208489A1 - パケット転送処理装置および方法 - Google Patents

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WO2014208489A1
WO2014208489A1 PCT/JP2014/066523 JP2014066523W WO2014208489A1 WO 2014208489 A1 WO2014208489 A1 WO 2014208489A1 JP 2014066523 W JP2014066523 W JP 2014066523W WO 2014208489 A1 WO2014208489 A1 WO 2014208489A1
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packet
write
buffer
read
packets
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PCT/JP2014/066523
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English (en)
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伊藤　康之
禎之 安田
晶子 大輝
浦野　正美
柴田　随道
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日本電信電話株式会社
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a packet communication technique, and more particularly, to a buffer control technique for temporarily storing received packets in a buffer in a packet transfer processing device such as a router or a switch that concentrates an access network and connects to a core network.
  • a packet transfer processing device such as a router or a switch that concentrates an access network and connects to a core network.
  • a packet transfer processing device such as a router or a switch is installed at a position where the access network is concentrated and connected to the core network, inbound processing for receiving packets from the access network side to which the user device is connected, and Performs outbound processing to send packets to the access network.
  • the packet transfer processing device 50 includes a register file 51, a selector 52, a data writing unit 53, a packet buffer BUF, and a data reading unit 54 as main functional units used for inbound processing. ing.
  • the register file 51 is provided for each line from the first network NW1 formed of an access network or the like, and has a function of receiving packets from these lines and holding them in its own internal register.
  • the selector 52 has a function of selecting a packet read from the register file 51.
  • the data writing unit 53 has a function of inputting the packet selected by the selector 52 to the write port PW of the packet buffer BUF.
  • the packet buffer BUF is composed of a dual port SRAM having a write port PW and a read port PR.
  • the data input to the write port PW in the storage area specified by the write address information in the SRAM.
  • a function of writing a packet from the writing unit 53 and a function of reading a packet from the storage area specified by the read address information in the SRAM and outputting it from the read port PR to the data reading unit 54 in response to a read instruction. is doing.
  • the data reading unit 54 has a function of transmitting a packet read from the packet buffer BUF to the second network NW2.
  • the packet transfer processing device 50 includes a FIFO management unit 61, a read / selection control unit 62, and a write control unit as main functional units used for access control of the packet buffer BUF in inbound processing. 63, a read control unit 64, and an address control unit 65 are provided.
  • the FIFO management unit 61 has a function of managing the address information and the amount of packets written in each register file 51.
  • the read / selection control unit 62 instructs the register file 51 to read the packet stored in the register file 51 according to the address information and the amount of packets output from the FIFO management unit 61, and includes discarding. It has a function for instructing the selector 52 to select a packet and a function for outputting the address information and the write instruction of the packet selected by the selector 52 to the write control unit 63.
  • the write control unit 63 has a function of outputting the address information output from the read / selection control unit 62 to the address control unit 65 and a function of outputting the write instruction output from the read / selection control unit 62 to the packet buffer BUF.
  • the read control unit 64 has a function of outputting address information of a packet read from the packet buffer BUF to the address control unit 65 and a function of outputting a read instruction of the packet to the packet buffer BUF.
  • the address control unit 65 outputs the address information output from the write control unit 63 to the packet buffer BUF as the write address of the packet to be written to the packet buffer BUF, and the address information output from the read control unit 64 to the packet It has a function of outputting to the packet buffer BUF as a read address of a packet read from the buffer BUF.
  • the packet amount of each register file 51 managed by the FIFO management unit 61 is set. Based on the address information indicating the storage location of the packet output from the read / selection control unit 62 and the write instruction, the read / selection control unit 62 selects the packet to be written based on the write control unit 63 and the address control.
  • the unit 65 executes access control of the packet buffer BUF and writes the packet.
  • the address control unit 65 executes access control of the packet buffer BUF and reads the packet.
  • the line from the first network NW1 such as an access network is usually multiplexed. It is over-allocated. For this reason, when a received packet that exceeds the write bandwidth that is the limit of the write process arrives simultaneously from these lines, the write process to the packet buffer BUF cannot catch up and the received packet is discarded. At this time, since the received packet is discarded while fully using the write bandwidth to the packet buffer BUF, the received packet from each line is discarded in a chain regardless of the state of the packet buffer BUF. As a result, the packet transfer performance is degraded.
  • the present invention is intended to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a buffer control technique capable of suppressing the occurrence of chained discard of received packets due to insufficient write bandwidth.
  • a packet transfer processing device is a packet transfer processing device that collects a plurality of lines from a first network and connects them to a second network.
  • a register file that holds each of the packets received from these lines, a selector that sequentially selects and outputs any one of the packets read from the register file, and a packet that is selected and output from the selector
  • a write priority determination unit that determines that priority is required for a write operation, and a read bandwidth related to a packet read operation from the packet buffer out of all access bandwidths in the packet buffer when the write priority determination unit determines that priority is required
  • a write priority control unit that preferentially executes the packet write operation in the packet buffer by increasing a write bandwidth related to the packet write operation to the packet buffer as compared to the width.
  • Another packet transfer apparatus is a packet transfer processing apparatus that collects a plurality of lines from a first network and connects them to a second network, and is provided for each of the lines.
  • a register file that holds each packet received from the line, a selector that sequentially selects and outputs one of the packets read from the register file, and a data write that writes the packet selected and output from the selector to the packet buffer ,
  • a data reading unit for transmitting a packet read from the packet buffer to the second network, and a buffer accumulation amount in the packet buffer is detected based on the number of write packets and the number of read packets in the packet buffer Detected by the buffer accumulation amount detection unit and the buffer accumulation amount detection unit.
  • the surplus packets are read from the register file and selectively output from the selector to the data writing unit. Includes a read / selection control unit that reads the surplus packet from the register file and discards it by the selector.
  • Another packet transfer apparatus is a packet transfer processing apparatus that collects a plurality of lines from a first network and connects them to a second network, and is provided for each of the lines.
  • a register file that holds each packet received from the line, a selector that sequentially selects and outputs one of the packets read from the register file, and a data write that writes the packet selected and output from the selector to the packet buffer ,
  • a data reading unit for transmitting a packet read from the packet buffer to the second network, and a buffer accumulation amount in the packet buffer is detected based on the number of write packets and the number of read packets in the packet buffer Detected by the buffer accumulation amount detection unit and the buffer accumulation amount detection unit.
  • the write control unit for increasing / decreasing the write bandwidth related to the packet write operation to the packet buffer, and the increase / decrease in the buffer accumulation amount detected by the buffer accumulation amount detection unit
  • a read control unit for increasing / decreasing a read bandwidth related to a packet read operation from the packet buffer.
  • a packet transfer method is a packet transfer processing method used in a packet transfer processing apparatus that collects a plurality of lines from a first network and connects them to a second network
  • the register file includes: A step of holding each packet received for each line, a step of selecting and outputting one of the packets read from the register file in order, and a data writing unit being selected and output from the selector
  • a data write step for writing the packet to the packet buffer, a data read unit for transmitting the packet read from the packet buffer to the second network, and a write priority determination unit for receiving the packet from the line Reception rate for packets and reception rate for write priority determination
  • the write priority determination step for determining that the priority of the write operation is necessary, and the write priority control unit prioritizes the write priority determination step.
  • Another packet transfer processing method is a packet transfer processing method used in a packet transfer processing device for concentrating a plurality of lines from a first network and connecting to a second network.
  • a file holding each received packet for each line; a selector sequentially selecting and outputting any one of the packets read from the register file; and a data writing unit from the selector A data writing step for writing the selected and output packet to the packet buffer, a data reading unit for transmitting the packet read from the packet buffer to the second network, and a buffer accumulation amount detecting unit including the packet Based on the number of write packets and read packets in the buffer A buffer accumulation amount detecting step for detecting a buffer accumulation amount in the packet buffer; and a read / selection control unit that detects the buffer accumulation amount detected in the buffer accumulation amount detection step and a packet holding amount in the register file.
  • the surplus packet is read from the register file and selectively output from the selector to the data writing unit.
  • the surplus packet is read from the register file and discarded by the selector. reading And a selection control step.
  • Another packet transfer processing method is a packet transfer processing method used in a packet transfer processing device for concentrating a plurality of lines from a first network and connecting to a second network.
  • a file holding each received packet for each line; a selector sequentially selecting and outputting any one of the packets read from the register file; and a data writing unit from the selector A data writing step for writing the selected and output packet to the packet buffer, a data reading unit for transmitting the packet read from the packet buffer to the second network, and a buffer accumulation amount detecting unit including the packet Based on the number of write packets and read packets in the buffer
  • a buffer accumulation amount detection step for detecting a buffer accumulation amount in the packet buffer, and a write control unit that writes packets to the packet buffer in accordance with the increase or decrease in the buffer accumulation amount detected in the buffer accumulation amount detection step.
  • a write control step for decreasing and increasing a write bandwidth, and a read control unit for reading a packet from the packet buffer according to an increase / decrease in the buffer storage amount detected in the buffer storage amount
  • the present invention it is possible to reduce the frequency of occurrence of packet loss even when the reception rate is increased, and to suppress the occurrence of chained discard of received packets due to insufficient write bandwidth. As a result, it is possible to maintain good packet transfer performance as a result.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of the packet transfer processing device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a timing chart illustrating write priority control of the packet transfer processing device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of a main configuration of the packet transfer processing device according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a main configuration of the packet transfer processing device according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a timing chart illustrating discard priority control of the packet transfer processing device according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram of a main configuration of the packet transfer processing device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram of a main configuration of the packet transfer processing device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a main configuration of a conventional packet transfer processing device.
  • the packet transfer processing device 10 is a packet transfer processing device such as a router or a switch that collects a plurality of lines from a first network NW1 such as an access network and connects it to a second network NW2 such as a core network. And having a function of performing inbound processing for receiving a packet from the access network side to which the user apparatus is connected and a function of performing outbound processing for transmitting the packet to the access network side.
  • the total access bandwidth of the packet buffer is composed of a write bandwidth allocated for packet writing and a read bandwidth allocated for packet reading.
  • the allocation ratio of the write bandwidth is increased compared to the read bandwidth out of the total access bandwidth of the packet buffer. More specifically, the packet reception rate is constantly monitored, and when the reception rate exceeds a threshold value, the write bandwidth allocation rate in the packet buffer is increased.
  • the packet transfer processing device 10 includes a register file 11, a selector 12, a data writing unit 13, a packet buffer BUF, and a data reading unit 14 as main functional units used for inbound processing. Yes.
  • the register file 11 is provided for each line from the first network NW1 composed of an access network or the like, and has a function of receiving packets from these lines and holding them in its own internal register.
  • the selector 12 has a function of selecting a packet read from the register file 11.
  • the data writing unit 13 has a function of inputting the packet selected by the selector 12 to the port P of the packet buffer BUF via the data bus DB.
  • the packet buffer BUF is composed of a single-port SRAM having a port P for writing / reading, and writing data input to the port P into the storage area designated by the write address information in the SRAM in response to a write instruction.
  • the data reading unit 14 has a function of reading the packet stored in the packet buffer BUF from the port P through the data bus DB and transmitting it to the second network NW2.
  • the packet transfer processing device 10 includes a FIFO management unit 21, a read / selection control unit 22, a write control unit as main functional units used for access control of the packet buffer BUF in inbound processing. 23, a read control unit 24, and an address control unit 25 are provided.
  • the FIFO management unit 21 has a function of managing address information and the amount of packets written in each register file 11.
  • the read / selection control unit 22 instructs the register file 11 to read the packet stored in the register file 11 according to the address information output from the FIFO management unit 21 and the amount of packets, and includes discarding. It has a function of instructing the selector 12 to select a packet, and a function of outputting the address information and write instruction of the packet selected by the selector 12 to a write priority control unit 30B described later.
  • the write control unit 23 has a function of outputting the address information from the write priority control unit 30B to the address control unit 25 and a function of outputting the input write instruction to the packet buffer BUF.
  • the read control unit 24 has a function of outputting address information of a packet read from the packet buffer BUF to the address control unit 25 and a function of outputting an instruction to read the packet to the packet buffer BUF.
  • the address control unit 25 outputs the address information output from the write control unit 23 to the packet buffer BUF as the write address of the packet to be written to the packet buffer BUF, and the address information output from the read control unit 24 to the packet It has a function of outputting to the packet buffer BUF as a read address of a packet read from the buffer BUF.
  • a write priority determination unit 30A and a write priority control unit 30B are provided.
  • the write priority determination unit 30A compares the reception rate for packets received from each line of the first network NW1 with the reception rate threshold for write priority determination, and the reception rate exceeds the reception rate threshold. In this case, it has a function of determining that priority is given to the write operation.
  • the write priority control unit 30B compares the read bandwidth related to the packet read operation from the packet buffer BUF out of the total access bandwidth in the packet buffer BUF. It has a function of preferentially executing the packet writing operation in the packet buffer BUF by increasing the write bandwidth for the packet writing operation to the buffer BUF.
  • the write priority determination unit 30A is provided with a received packet counting unit 31, a received packet totaling unit 32, a reception rate calculation unit 33, and a reception rate comparison unit 34 as main functional units.
  • the write priority control unit 30B is provided with a transfer control unit 35 and an access control unit 36 as main functional units.
  • the received packet counting unit 31 is provided for each line from the first network NW1, and has a function of counting received packets captured from the line.
  • the received packet totaling unit 32 has a function of totaling the counting results obtained by the received packet counting unit 31.
  • the reception rate calculation unit 33 has a function of calculating a reception rate regarding the reception packets of all the lines based on the aggregation result obtained by the reception packet aggregation unit 32.
  • the reception rate comparison unit 34 compares the reception rate obtained by the reception rate calculation unit 33 with a preset reception rate threshold for write priority determination, and according to the comparison result, the packet buffer BUF Has a function of determining whether or not the write priority operation is necessary.
  • the reception rate exceeds the reception rate threshold, a priority indicating that the write operation needs to be prioritized for the read operation is output as the write priority determination result, and the reception rate is the reception rate threshold.
  • priority not indicating that priority of the write operation is unnecessary is output.
  • the transfer control unit 35 outputs a read permission signal for permitting the reading / selection control unit 22 to read a packet from the register file 11 when writing a packet to the packet buffer BUF, and a reception rate comparison unit 34. And a function of changing the output interval of the read permission signal according to the write priority determination result from, and a function of outputting address information and a write instruction from the read / selection control unit 22 to the write control unit 23. Yes.
  • the write priority control in the packet buffer BUF is performed by switching the allocation ratio between the write bandwidth and the read bandwidth for the packet buffer BUF. For example, when the write priority determination result indicates that priority is required, out of the total access bandwidth of the packet buffer BUF, the write bandwidth is set to 100% and the read bandwidth is set to 0%, indicating that priority is not required. When the write bandwidth is set to 50% and the read bandwidth is set to 50% of the total access bandwidth of the packet buffer BUF, the transfer control unit 35 is half of the case where priority is not required. A read permission signal is output at intervals.
  • the access control unit 36 outputs a write permission for permitting the write control unit 23 to write a packet to the packet buffer BUF, and a packet request to the packet buffer BUF in response to a write request from the write control unit 23.
  • a function for outputting a write instruction, a function for outputting a read permission for permitting reading of a packet from the packet buffer BUF to the read control unit 24, and a read request from the read control unit 24 to the packet buffer BUF It has a function of outputting a packet read instruction and a function of changing the ratio of outputting the write permission and the read permission in accordance with the write priority determination result from the reception rate comparison unit 34.
  • the access control unit 36 outputs only the write permission and stops the output of the read permission when the write priority determination result indicates that priority is required, and when the priority is not necessary, the access permission and read permission are output. Are set to the same ratio.
  • the reception rate threshold value RRth is 80 Gbps.
  • the write bandwidth WW and the read bandwidth RW when the write priority determination result indicates that priority is required are not limited to 100% and 0%, but may be, for example, 80% or 20%. What is necessary is just to determine suitably according to the line
  • the reception rate threshold value RRth is also the same, and may be appropriately determined according to the line, access network, core network, and operation conditions and specifications that are to be processed by the packet transfer processing apparatus 10, such as 60 Gbps. .
  • the number of packets of packets arriving from the line from the first network NW1 is periodically counted for each line by the received packet counting unit 31 and totaled by the received packet counting unit 32.
  • the reception rate calculation unit 33 calculates the reception rate RR for the reception packets of all the lines based on the total result, and the reception rate comparison unit 34 calculates the reception rate RR and a preset reception rate threshold value RRth. And whether or not the write priority operation in the packet buffer BUF is necessary is determined.
  • the transfer control unit 35 outputs a read permission signal to the read / selection control unit 22 at an interval corresponding to the write bandwidth 100 Gbps, and the packet is read from the register file 11 at a timing corresponding to this.
  • the data is output to the data writing unit 13 via the selector 12.
  • the address information and the write instruction output from the read / selection control unit 22 in accordance with the reading of these packets are notified to the write control unit 23 via the transfer control unit 35.
  • the access control unit 36 notifies the write control unit 23 of write permission at intervals corresponding to the write bandwidth 100 Gbps, and notifies the read control unit 24 of read permission at intervals corresponding to the read bandwidth 100 Gbps. .
  • the write control unit 23 notifies the address control unit 25 of the address information from the transfer control unit 35 and also notifies the access control unit 36 of the write request in accordance with the write permission from the access control unit 36.
  • the packet output from the data writing unit 13 to the port P of the packet buffer BUF is written in the storage area corresponding to the address information from the address control unit 25 in response to a write instruction from the access control unit 36.
  • the transfer control unit 35 outputs a read permission signal to the read / selection control unit 22 at intervals corresponding to the write bandwidth 200 Gbps.
  • the access control unit 36 notifies the write control unit 23 of write permission at intervals corresponding to the write bandwidth 200 Gbps, and stops reading permission notification to the read control unit 24. Thereby, in the packet buffer BUF, the read operation is not performed and only the write operation is performed with priority.
  • the write priority determination unit 30A compares the reception rate regarding the packet received from each line of the first network NW1 with the reception rate threshold for write priority determination, If the reception rate exceeds the reception rate threshold value, it is determined that the priority of the write operation is required, and if the write priority control unit 30B determines that the priority is required by the write priority determination unit 30A, the entire access bandwidth in the packet buffer BUF Of the width, the packet write operation in the packet buffer BUF is preferentially executed by increasing the write bandwidth related to the packet write operation to the packet buffer BUF compared to the read bandwidth related to the packet read operation from the packet buffer BUF. It is what you do.
  • the write priority control unit 30B determines that priority is required by the write priority determination unit 30A, the read operation may be stopped and only the write operation may be executed.
  • the amount of buffer accumulation in the register file 11 can be reduced very quickly, the write bandwidth can be maximized, and even if the reception rate increases significantly thereafter, the write bandwidth is insufficient. It is possible to suppress the occurrence of chained discard of received packets due to.
  • the reception rate threshold value RRth can obtain a certain effect even if the reception bandwidth threshold value RRth is the same as the write bandwidth WW, but the reception rate threshold value RRth is set to a value smaller than the write bandwidth WW.
  • the packet in the register file 11 can be written in the packet buffer BUF in advance. As a result, it is possible to more effectively suppress the occurrence of chained discard of received packets due to insufficient write bandwidth.
  • the occurrence of chained discard of received packets is suppressed by preferentially executing the packet writing operation to the packet buffer BUF according to the determination based on the packet reception rate.
  • the buffer accumulation amount detection unit 40 uses the buffer in the packet buffer BUF based on the number of write packets and the number of read packets in the packet buffer BUF. It has a function to detect the accumulated amount.
  • the buffer accumulation amount detection unit 40 includes a write packet counting unit 41, a read packet counting unit 42, and a differential packet number calculating unit 43 as main functional units.
  • the write packet counting unit 41 has a function of counting the number of packets written to the packet buffer BUF based on a processing signal from the data writing unit 13 or the write control unit 23.
  • the read packet counting unit 42 has a function of counting the number of packets read from the packet buffer BUF based on a processing signal from the data reading unit 14 or the read control unit 24.
  • the difference packet number calculation unit 43 calculates the difference between the number of write packets counted by the write packet counting unit 41 and the number of read packets counted by the read packet counting unit 42, thereby increasing the buffer accumulation amount in the packet buffer BUF. It has a function to detect.
  • the read / selection control unit 22 compares the buffer accumulation amount detected by the buffer accumulation amount detection unit 40 with the packet retention amount in the register file 11, thereby writing the write band out of the packets held in the register file 11.
  • a function for determining whether or not some or all of the surplus packets exceeding the width can be stored in the packet buffer BUF, and if so, the surplus packets are read from the register file 11 and selectively output from the selector 12 to the data writing unit 13 And a function of reading a surplus packet from the register file 11 and discarding it by the selector 12 when it cannot be stored.
  • the packet buffer BUF is composed of a dual port type SRAM having a write port PW and a read port PR separately.
  • the data writing unit 13 has a function of inputting the packet selected by the selector 12 to the write port PW of the packet buffer BUF via the data bus DB.
  • the data reading unit 14 has a function of reading packets stored in the packet buffer BUF from the port PR via the data bus DB and transmitting them to the second network NW2.
  • Other functional units according to the present embodiment are the same as those in the first embodiment described above, and detailed description thereof is omitted here.
  • the buffer accumulation amount detection unit 40 periodically detects the buffer accumulation amount in the packet buffer BUF based on the number of write packets and the number of read packets in the packet buffer BUF.
  • the read / selection control unit 22 compares the buffer accumulation amount with the packet retention amount in the register file 11 and holds it in the register file 11. It is determined whether or not some or all of the surplus packets exceeding the write bandwidth can be stored in the packet buffer BUF.
  • the surplus packets are read from the register file 11 and are selectively output from the selector 12 by the data writing unit 13.
  • the surplus packets are read from the register file 11 and discarded by the selector 12.
  • the buffer accumulation amount detection unit 40 detects the buffer accumulation amount in the packet buffer BUF based on the number of write packets and the number of read packets in the packet buffer BUF, and performs read / selection control.
  • the unit 22 compares the buffer accumulation amount detected by the buffer accumulation amount detection unit 40 with the packet retention amount in the register file 11, so that one of the packets retained in the register file 11 exceeds the write bandwidth.
  • a function for determining whether or not a part or all of the surplus packets can be stored in the packet buffer BUF; If accumulation is not possible, surplus capacity is saved from the register file 11. In which was to be discarded at the selector 12 reads the Tsu door.
  • the packet discard operation in the register file 11 is preferentially executed in accordance with the determination based on the buffer accumulation amount of the packet buffer BUF, thereby suppressing the occurrence of chained discard of received packets.
  • the case has been described as an example.
  • a case will be described in which occurrence of chained discard of received packets is suppressed by preferentially executing a packet writing operation to the packet buffer BUF in accordance with the determination based on the buffer accumulation amount of the packet buffer BUF. To do.
  • the buffer accumulation amount detection unit 40 uses the buffer in the packet buffer BUF based on the number of write packets and the number of read packets in the packet buffer BUF. It has a function to detect the accumulated amount.
  • the configuration of the buffer accumulation amount detection unit 40 is the same as that in the second embodiment, and a description thereof is omitted here.
  • the write control unit 23 has a function of decreasing the write bandwidth in accordance with the increase / decrease of the buffer accumulation amount detected by the buffer accumulation amount detection unit 40.
  • the read control unit 24 has a function of increasing / decreasing the read bandwidth in accordance with the increase / decrease of the buffer accumulation amount detected by the buffer accumulation amount detection unit 40.
  • the packet buffer BUF is composed of a single-port SRAM having a port P for writing / reading, and writing data input to the port P into the storage area designated by the write address information in the SRAM in response to a write instruction.
  • the data reading unit 14 has a function of reading the packet stored in the packet buffer BUF from the port P through the data bus DB and transmitting it to the second network NW2.
  • Other functional units according to the present embodiment are the same as those in the first embodiment described above, and detailed description thereof is omitted here.
  • a buffer storage amount threshold value PCNTth for write priority determination is provided for the buffer storage amount PCNT of the packet buffer BUF.
  • PCNT exceeds PCNTth, the total access bandwidth of the packet buffer BUF is If the write bandwidth WW is set to 100% and the read bandwidth RW is set to 0% to indicate that priority is not required, the write bandwidth WW is set to 50% of the total access bandwidth of the packet buffer BUF. The read bandwidth RW is 50%.
  • the write bandwidth WW and the read bandwidth RW when PCNT exceeds PCNTth are not limited to 100% and 0%.
  • the processing of the packet transfer processing device 10 such as 80% and 20%. What is necessary is just to determine suitably according to an object line, an access network, a core network, and operation conditions and specifications.
  • the buffer storage amount threshold value PCNTth is also the same, for example, 60 Gbps or the like, if it is appropriately determined according to the line, access network, core network, and operation conditions and specifications to be processed by the packet transfer processing device 10. Good.
  • the buffer accumulation amount detection unit 40 periodically detects the buffer accumulation amount PCNT in the packet buffer BUF based on the number of write packets and the number of read packets in the packet buffer BUF.
  • the write controller 23 compares the PCNT with a preset PCNTth every time the PCNT is detected by the buffer accumulation amount detector 40. Whenever the PCNT is detected by the buffer accumulation amount detection unit 40, the read control unit 24 compares this PCNT with a preset PCNTth.
  • the write control unit 23 sets the write bandwidth WW to 50% of the total access bandwidth of the packet buffer BUF.
  • the read bandwidth RW is 50% of the total access bandwidth of the packet buffer BUF.
  • the write control unit 23 sets the write bandwidth WW to 100% of the total access bandwidth of the packet buffer BUF.
  • the read control unit 24 Of the total access bandwidth of the buffer BUF, the read bandwidth RW is set to 0%.
  • the write control unit 23 outputs a read permission signal to the read / selection control unit 22 at an interval corresponding to the write bandwidth 100%, and the packet is read from the register file 11 at a timing according to this.
  • the data is output to the data writing unit 13 via the selector 12.
  • the read control unit 24 stops the read operation because the read bandwidth is RW 0%. Thereby, in the packet buffer BUF, the read operation is not performed and only the write operation is performed with priority.
  • the write control unit 23 and the read control unit 24 set the write bandwidth WW to 50% and the read bandwidth RW as before time T0. 50%.
  • the packets stored in the packet buffer BUF are sequentially read out.
  • the buffer accumulation amount detection unit 40 detects the buffer accumulation amount in the packet buffer BUF based on the number of write packets and the number of read packets in the packet buffer BUF, and the write control unit 23.
  • the write bandwidth is decreased according to the increase / decrease in the buffer accumulation amount detected by the buffer accumulation amount detection unit 40, and the read control unit 24 increases / decreases the buffer accumulation amount detected by the buffer accumulation amount detection unit 40.
  • the read bandwidth is increased or decreased according to
  • the second embodiment is applied to the first embodiment described above. That is, the write priority determination unit 30A and the write priority control unit 30B are provided to perform the write priority control according to the first embodiment, and the buffer accumulation amount detection unit 40 is provided to provide the second embodiment. Such discard priority control is performed.
  • the third embodiment is applied to the first embodiment described above. That is, the write priority determination unit 30A and the write priority control unit 30B are provided to perform the write priority control according to the first embodiment, and the buffer accumulation amount detection unit 40 is provided to provide the third embodiment. Such write priority control is performed.
  • the write bandwidth becomes larger than the read bandwidth, and the packet write operation in the packet buffer BUF is preferentially executed. For this reason, packets stored in the register file 11 are read at a higher speed and written to the packet buffer BUF, and the buffer storage amount in the register file 11 is reduced. Therefore, since the buffer accumulation amount in the register file 11 is gradually reduced and the write bandwidth is increased, the frequency of occurrence of packet loss can be reduced even if the reception rate is increased thereafter. The occurrence of chained discard of received packets due to shortage can be suppressed.
  • the second embodiment is applied to the first embodiment
  • the fifth embodiment the first embodiment is described.
  • 3rd Embodiment 2nd Embodiment and 3rd Embodiment can be applied independently with respect to 1st Embodiment, respectively. Therefore, you may apply both 2nd Embodiment and 3rd Embodiment to 1st Embodiment.
  • the write priority determination unit 30A and the write priority control unit 30B are provided to perform the write priority control according to the first embodiment, and the buffer accumulation amount detection unit 40 of FIG.
  • the buffer accumulation amount detection unit 40 of FIG. 7 is provided to perform the write priority control according to the third embodiment.
  • SYMBOLS 10 Packet transfer processing apparatus, 11 ... Register file, 12 ... Selector, 13 ... Data writing part, BUF ... Packet buffer, 14 ... Data reading part, 30A ... Write priority determination part, 30B ... Write priority control part.

Abstract

　書き込み優先判定部（３０Ａ）が、第１の網（ＮＷ１）の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定し、書き込み優先制御部（３０Ｂ）が、書き込み優先判定部（３０Ａ）で優先要と判定された場合、パケットバッファ（ＢＵＦ）における全アクセス帯域幅のうち、パケットバッファ（ＢＵＦ）からのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、パケットバッファ（ＢＵＦ）に対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する。これにより、書き込み帯域幅不足に起因する、受信パケットの連鎖的な廃棄の発生が抑制される。

Description

パケット転送処理装置および方法
　本発明は、パケット通信技術に関し、特にアクセス網を集線してコアネットワークに接続するルータやスイッチなどのパケット転送処理装置において、受信パケットをバッファに一時蓄積するためのバッファ制御技術に関する。
　ルータやスイッチなどのパケット転送処理装置は、アクセス網を集線してコアネットワークと接続する位置に設置された場合、ユーザ装置が接続されるアクセス網側からパケットを受信するインバウンド（Inbound）処理と、アクセス網側にパケットを送信するアウトバウンド（Outbound）処理とを行う。
　このパケット転送処理装置５０には、図８に示すように、インバウンド処理に用いる主な機能部として、レジスタファイル５１、セレクタ５２、データ書き込み部５３、パケットバッファＢＵＦ、およびデータ読み出し部５４が設けられている。
　レジスタファイル５１は、アクセス網などからなる第１の網ＮＷ１からの回線ごとに設けられて、これら回線からパケットをそれぞれ受信して自己の内部レジスタに保持する機能を有している。
　セレクタ５２は、レジスタファイル５１から読み出されたパケットを選択する機能を有している。
　データ書き込み部５３は、セレクタ５２で選択されたパケットを、パケットバッファＢＵＦの書き込みポートＰＷへ入力する機能を有している。
　パケットバッファＢＵＦは、書き込みポートＰＷと読み出しポートＰＲを有するデュアルポート型のＳＲＡＭからなり、書き込み指示に応じて、ＳＲＡＭのうち書き込みアドレス情報で指定された記憶領域に、書き込みポートＰＷに入力されたデータ書き込み部５３からのパケットを書き込む機能と、読み出し指示に応じて、ＳＲＡＭのうち読み出しアドレス情報で指定された記憶領域から、パケットを読み出して読み出しポートＰＲからデータ読み出し部５４へ出力する機能とを有している。
　データ読み出し部５４は、パケットバッファＢＵＦから読み出されたパケットを第２の網ＮＷ２へ送信する機能を有している。
　また、このパケット転送処理装置５０には、図８に示すように、インバウンド処理におけるパケットバッファＢＵＦのアクセス制御に用いる主な機能部として、ＦＩＦＯ管理部６１、読み出し／選択制御部６２、書き込み制御部６３、読み出し制御部６４、およびアドレス制御部６５が設けられている。
　ＦＩＦＯ管理部６１は、各レジスタファイル５１に書き込まれたアドレス情報とパケットの量を管理する機能を有している。
　読み出し／選択制御部６２は、ＦＩＦＯ管理部６１から出力されたアドレス情報とパケットの量に応じて、レジスタファイル５１に保管されているパケットの読み出しをレジスタファイル５１に指示するとともに、廃棄を含めたパケットの選択をセレクタ５２へ指示する機能と、セレクタ５２で選択されたパケットのアドレス情報および書き込み指示を書き込み制御部６３へ出力する機能とを有している。
　書き込み制御部６３は、読み出し／選択制御部６２から出力されたアドレス情報をアドレス制御部６５へ出力する機能と、読み出し／選択制御部６２から出力された書き込み指示をパケットバッファＢＵＦへ出力する機能を有している。
　読み出し制御部６４は、パケットバッファＢＵＦから読み出すパケットのアドレス情報をアドレス制御部６５へ出力する機能と、当該パケットの読み出し指示をパケットバッファＢＵＦへ出力する機能とを有している。
　アドレス制御部６５は、書き込み制御部６３から出力されたアドレス情報を、パケットバッファＢＵＦに書き込むパケットの書き込みアドレスとしてパケットバッファＢＵＦへ出力する機能と、読み出し制御部６４から出力されたアドレス情報を、パケットバッファＢＵＦから読み出すパケットの読み出しアドレスとしてパケットバッファＢＵＦへ出力する機能とを有している。
　したがって、図８に示す従来のパケット転送処理装置１０において、第１の網ＮＷ１から受信したパケットをパケットバッファＢＵＦへ書き込む際、ＦＩＦＯ管理部６１で管理している各レジスタファイル５１のパケットの量に基づいて、読み出し／選択制御部６２が書き込むべきパケットを選択し、読み出し／選択制御部６２から出力された当該パケットの格納場所を示すアドレス情報と書き込み指示に基づいて、書き込み制御部６３とアドレス制御部６５が、パケットバッファＢＵＦのアクセス制御を実行して、当該パケットの書き込みを行う。
　また、パケットバッファＢＵＦからパケットを読み出して第２の網ＮＷ２へ送信する際、読み出し制御部６４から出力された読み出すべきパケットの格納場所を示すアドレス情報と読み出し指示に基づいて、読み出し制御部６４とアドレス制御部６５が、パケットバッファＢＵＦのアクセス制御を実行して、当該パケットの読み出しを行う。
特開２００４－１７８０５６号公報
　しかしながら、このような従来技術では、通常、パケット転送処理性能に対して集約効率を上げるため、アクセス網などからなる第１の網ＮＷ１からの回線を多重しており、パケット転送処理性能に対して過剰な割り当てとなっている。このため、これら回線から同時に書き込み処理の限界となる書き込み帯域幅を越える受信パケットが到着した場合、パケットバッファＢＵＦへの書き込み処理が追いつかず、受信パケットの廃棄が発生する。
　このとき、パケットバッファＢＵＦへの書き込み帯域幅をフルに使用しながら、受信パケットを廃棄するため、パケットバッファＢＵＦの状態によらず、各回線からの受信パケットが連鎖的に廃棄されてしまい、結果としてパケット転送性能に劣化が生じるという問題点があった。
　本発明はこのような課題を解決するためのものであり、書き込み帯域幅不足に起因する、受信パケットの連鎖的な廃棄の発生を抑制できるバッファ制御技術を提供することを目的としている。
　このような目的を達成するために、本発明にかかるパケット転送処理装置は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定部と、前記書き込み優先判定部で優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御部とを備えている。
　また、本発明にかかる他のパケット転送装置は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御部とを備えている。
　また、本発明にかかる他のパケット転送装置は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部とを備えている。
　また、本発明にかかるパケット転送方法は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、書き込み優先判定部が、前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定ステップと、書き込み優先制御部が、前記書き込み優先判定ステップで優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御ステップとを備えている。
　また、本発明にかかる他のパケット転送処理方法は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、読み出し／選択制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御ステップとを備えている。
　また、本発明にかかる他のパケット転送処理方法は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、書き込み制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御ステップと、読み出し制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御ステップとを備えている。
　本発明によれば、受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することが可能となる。これにより、結果としてパケット転送性能を良好に維持することができる。
図１は、第１の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の書き込み優先制御を示すタイミングチャートである。 図３は、第２の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。 図４は、第３の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。 図５は、第３の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の廃棄優先制御を示すタイミングチャートである。 図６は、第４の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。 図７は、第５の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。 図８は、従来のパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
　次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
　まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０について説明する。
　このパケット転送処理装置１０は、アクセス網などの第１の網ＮＷ１からの複数の回線を集線して、コアネットワークなどの第２の網ＮＷ２と接続する、ルータやスイッチなどのパケット転送処理装置であり、ユーザ装置が接続されるアクセス網側からパケットを受信するインバウンド（Inbound）処理を行う機能と、アクセス網側にパケットを送信するアウトバウンド（Outbound）処理を行う機能とを有している。
　前述したように、パケット転送処理装置１０のインバウンド処理において、受信したパケットを一時的に蓄積するパケットバッファにおける書き込み帯域幅が不足した場合、受信パケットの連鎖的廃棄が発生する。したがって、書き込み帯域幅の不足が発生した場合には、その書き込み帯域幅を拡張すれば、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
　本実施の形態は、パケットバッファの全アクセス帯域幅は、パケットの書き込み用として割り当てられている書き込み帯域幅と、パケットの読み出し用として割り当てられている読み出し帯域幅とから構成されていることに着目し、書き込み帯域幅の不足が発生した場合には、パケットバッファの全アクセス帯域幅のうち、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅の割当率を増大させるようにしたものである。より具体的には、パケットの受信レートを常時監視しておき、受信レートがしきい値を越えた場合には、パケットバッファにおける書き込み帯域幅の割当率を増大させるようにしたものである。
　図１に示すように、パケット転送処理装置１０には、インバウンド処理に用いる主な機能部として、レジスタファイル１１、セレクタ１２、データ書き込み部１３、パケットバッファＢＵＦ、およびデータ読み出し部１４が設けられている。
　レジスタファイル１１は、アクセス網などからなる第１の網ＮＷ１からの回線ごとに設けられて、これら回線からパケットをそれぞれ受信して自己の内部レジスタに保持する機能を有している。
　セレクタ１２は、レジスタファイル１１から読み出されたパケットを選択する機能を有している。
　データ書き込み部１３は、セレクタ１２で選択されたパケットを、データバスＤＢを介してパケットバッファＢＵＦのポートＰへ入力する機能を有している。
　パケットバッファＢＵＦは、書き込み／読み出し兼用のポートＰを有するシングルポート型のＳＲＡＭからなり、書き込み指示に応じて、ＳＲＡＭのうち書き込みアドレス情報で指定された記憶領域に、ポートＰに入力されたデータ書き込み部１３からのパケットを書き込む機能と、読み出し指示に応じて、ＳＲＡＭのうち読み出しアドレス情報で指定された記憶領域から、パケットを読み出してポートＰからデータ読み出し部１４へ出力する機能とを有している。
　データ読み出し部１４は、パケットバッファＢＵＦに蓄積されているパケットを、ポートＰからデータバスＤＢを介して読み出して、第２の網ＮＷ２へ送信する機能を有している。
　また、このパケット転送処理装置１０には、図１に示すように、インバウンド処理におけるパケットバッファＢＵＦのアクセス制御に用いる主な機能部として、ＦＩＦＯ管理部２１、読み出し／選択制御部２２、書き込み制御部２３、読み出し制御部２４、およびアドレス制御部２５が設けられている。
　ＦＩＦＯ管理部２１は、各レジスタファイル１１に書き込まれたアドレス情報とパケットの量を管理する機能を有している。
　読み出し／選択制御部２２は、ＦＩＦＯ管理部２１から出力されたアドレス情報とパケットの量に応じて、レジスタファイル１１に保管されているパケットの読み出しをレジスタファイル１１に指示するとともに、廃棄を含めたパケットの選択をセレクタ１２へ指示する機能と、セレクタ１２で選択されたパケットのアドレス情報および書き込み指示を、後述の書き込み優先制御部３０Ｂへ出力する機能とを有している。
　書き込み制御部２３は、書き込み優先制御部３０Ｂからのアドレス情報をアドレス制御部２５へ出力する機能と、入力された書き込み指示をパケットバッファＢＵＦへ出力する機能を有している。
　読み出し制御部２４は、パケットバッファＢＵＦから読み出すパケットのアドレス情報をアドレス制御部２５へ出力する機能と、当該パケットの読み出し指示をパケットバッファＢＵＦへ出力する機能とを有している。
　アドレス制御部２５は、書き込み制御部２３から出力されたアドレス情報を、パケットバッファＢＵＦに書き込むパケットの書き込みアドレスとしてパケットバッファＢＵＦへ出力する機能と、読み出し制御部２４から出力されたアドレス情報を、パケットバッファＢＵＦから読み出すパケットの読み出しアドレスとしてパケットバッファＢＵＦへ出力する機能とを有している。
　本実施の形態は、このようなインバウンド処理に用いる構成として、書き込み優先判定部３０Ａと、書き込み優先制御部３０Ｂとを設けたものである。
　書き込み優先判定部３０Ａは、第１の網ＮＷ１の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する機能とを有している。
　書き込み優先制御部３０Ｂは、書き込み優先判定部３０Ａで優先要と判定された場合、パケットバッファＢＵＦにおける全アクセス帯域幅のうち、パケットバッファＢＵＦからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、パケットバッファＢＵＦに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する機能を有している。
　書き込み優先判定部３０Ａには、主な機能部として、受信パケット計数部３１、受信パケット集計部３２、受信レート計算部３３、および受信レート比較部３４が設けられている。
　また、書き込み優先制御部３０Ｂには、主な機能部として、転送制御部３５とアクセス制御部３６が設けられている。
　受信パケット計数部３１は、第１の網ＮＷ１からの回線ごとに設けられて、当該回線からキャプチャした受信パケットを計数する機能を有している。
　受信パケット集計部３２は、受信パケット計数部３１で得られた計数結果を集計する機能を有している。
　受信レート計算部３３は、受信パケット集計部３２で得られた集計結果に基づき、これら全回線の受信パケットに関する受信レートを計算する機能を有している。
　受信レート比較部３４は、受信レート計算部３３で得られた受信レートと、予め設定されている書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、この比較結果に応じて、パケットバッファＢＵＦにおける書き込み優先動作の要否を判定する機能を有している。受信レートが受信レートしきい値を越えた場合には、書き込み優先判定結果として、読み出し動作に対して書き込み動作の優先が必要であることを示す優先要を出力し、受信レートが受信レートしきい値以下の場合には、書き込み動作の優先が不要であることを示す優先不要を出力する。
　転送制御部３５は、パケットバッファＢＵＦに対してパケットを書き込む際、読み出し／選択制御部２２に対してレジスタファイル１１からのパケット読み出しを許可する読み出し許可信号を出力する機能と、受信レート比較部３４からの書き込み優先判定結果に応じて、読み出し許可信号の出力間隔を変更する機能と、読み出し／選択制御部２２からのアドレス情報および書き込み指示を、書き込み制御部２３へ出力する機能とを有している。
　本実施の形態では、パケットバッファＢＵＦに対する書き込み帯域幅と読み出し帯域幅との割当率を切り替えることにより、パケットバッファＢＵＦでの書き込み優先制御を行っている。例えば、書き込み優先判定結果が優先要を示す場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅を１００％とするとともに読み出し帯域幅を０％とし、優先不要を示す場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅を５０％とするとともに読み出し帯域幅を５０％とする場合、転送制御部３５は、優先要の場合は、優先不要の場合の半分の間隔で読み出し許可信号を出力することになる。
　アクセス制御部３６は、書き込み制御部２３に対してパケットバッファＢＵＦへのパケットの書き込みを許可する書き込み許可を出力する機能と、書き込み制御部２３からの書き込み要求に応じて、パケットバッファＢＵＦへパケットの書き込み指示を出力する機能と、読み出し制御部２４に対してパケットバッファＢＵＦからのパケットの読み出しを許可する読み出し許可を出力する機能と、読み出し制御部２４からの読み出し要求に応じて、パケットバッファＢＵＦへパケットの読み出し指示を出力する機能と、受信レート比較部３４からの書き込み優先判定結果に応じて、書き込み許可と読み出し許可を出力する割合を変更する機能とを有している。
　前述した例によれば、アクセス制御部３６は、書き込み優先判定結果が優先要を示す場合、書き込み許可のみを出力して読み出し許可の出力を停止し、優先不要を示す場合、書き込み許可と読み出し許可の出力を同じ割合とする。
［第１の実施の形態の動作］
　次に、図１および図２を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０の動作について説明する。
　この例では、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅を２００Ｇｂｐｓとし、書き込み優先判定結果が優先要を示す場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを１００％（＝２００Ｇｂｐｓ）とするとともに読み出し帯域幅ＲＷを０％とし、優先不要を示す場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）とするとともに読み出し帯域幅ＲＷを５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）とする。また、受信レートしきい値ＲＲｔｈを８０Ｇｂｐｓとする。
　なお、書き込み優先判定結果が優先要を示す場合の書き込み帯域幅ＷＷ，読み出し帯域幅ＲＷについては、１００％，０％に限定されるものではなく、例えば８０％，２０％など、パケット転送処理装置１０の処理対象となる回線、アクセス網、コアネットワーク、さらには運用条件や仕様に応じて、適宜決定すればよい。また、受信レートしきい値ＲＲｔｈも同様であり、例えば６０Ｇｂｐｓなど、パケット転送処理装置１０の処理対象となる回線、アクセス網、コアネットワーク、さらには運用条件や仕様に応じて、適宜決定すればよい。
　第１の網ＮＷ１からの回線から到着したパケットのパケット数は、周期的に、受信パケット計数部３１で回線ごとに計数され、受信パケット集計部３２で集計される。受信レート計算部３３は、この集計結果に基づき、これら全回線の受信パケットに関する受信レートＲＲを計算し、受信レート比較部３４は、この受信レートＲＲと予め設定されている受信レートしきい値ＲＲｔｈとを比較し、パケットバッファＢＵＦにおける書き込み優先動作の要否を判定する。
　図２の時刻Ｔ０より前において、受信レートＲＲが受信レートしきい値ＲＲｔｈ以下であるため、書き込み優先判定結果は優先不要を示している。このため、パケットバッファＢＵＦには、全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷとして５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）が割り当てられ、読み出し帯域幅として５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）が割り当てられることになる。
　したがって、転送制御部３５は、書き込み帯域幅１００Ｇｂｐｓに応じた間隔で、読み出し／選択制御部２２に対して読み出し許可信号を出力し、これに応じたタイミングでレジスタファイル１１からパケットが読み出され、セレクタ１２を介してデータ書き込み部１３へ出力される。
　また、これらパケットの読み出しに合わせて読み出し／選択制御部２２から出力されたアドレス情報および書き込み指示が、転送制御部３５を介して書き込み制御部２３へ通知される。
　一方、アクセス制御部３６は、書き込み帯域幅１００Ｇｂｐｓに応じた間隔で、書き込み制御部２３に書き込み許可を通知するとともに、読み出し帯域幅１００Ｇｂｐｓに応じた間隔で、読み出し制御部２４に読み出し許可を通知する。
　これにより、書き込み制御部２３は、アクセス制御部３６からの書き込み許可に応じて、転送制御部３５からのアドレス情報をアドレス制御部２５へ通知するとともに、書き込み要求をアクセス制御部３６へ通知する。
　したがって、データ書き込み部１３からパケットバッファＢＵＦのポートＰへ出力されたパケットが、アクセス制御部３６からの書き込み指示に応じて、アドレス制御部２５からのアドレス情報に応じた記憶領域に書き込まれる。
　この後、時刻Ｔ０において、受信レートＲＲが受信レートしきい値ＲＲｔｈを越えた場合、書き込み優先判定結果が優先要に切り替えられる。このため、パケットバッファＢＵＦには、全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷとして１００％（＝２００Ｇｂｐｓ）が割り当てられ、読み出し帯域幅として０％が割り当てられることになる。
　したがって、転送制御部３５は、書き込み帯域幅２００Ｇｂｐｓに応じた間隔で、読み出し／選択制御部２２に対して読み出し許可信号を出力する。
　一方、アクセス制御部３６は、書き込み帯域幅２００Ｇｂｐｓに応じた間隔で、書き込み制御部２３に書き込み許可を通知するとともに、読み出し制御部２４に対する読み出し許可の通知を停止する。
　これにより、パケットバッファＢＵＦでは、読み出し動作が行われず、書き込み動作のみが優先して行われる。
　このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、時刻Ｔ０以降、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が減っているとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後の時刻Ｔ１～Ｔ２に亘って受信レートＲＲが１００Ｇｂｐｓを越えても、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。なお、書き込み帯域幅ＷＷを増大させない場合、ＷＷを越えた図２の斜線部分に相当するパケットが破棄されることになり、連鎖的廃棄の発生原因となる。
　この後、時刻Ｔ３に、 受信レートＲＲが受信レートしきい値ＲＲｔｈ以下となった場合、書き込み優先判定結果が優先不要に切り替えられる。このため、パケットバッファＢＵＦには、時刻Ｔ０以前と同様に、全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷとして５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）が割り当てられ、読み出し帯域幅として５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）が割り当てられることになる。
　これにより、パケットバッファＢＵＦに蓄積されたパケットが順次読み出されることになる。
［第１の実施の形態の効果］
　このように、本実施の形態は、書き込み優先判定部３０Ａが、第１の網ＮＷ１の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定し、書き込み優先制御部３０Ｂが、書き込み優先判定部３０Ａで優先要と判定された場合、パケットバッファＢＵＦにおける全アクセス帯域幅のうち、パケットバッファＢＵＦからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、パケットバッファＢＵＦに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作を優先して実行するようにしたものである。
　これにより、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
　このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
　また、本実施の形態において、書き込み優先制御部３０Ｂが、書き込み優先判定部３０Ａで優先要と判定された場合、読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行するようにしてもよい。これにより、極めて迅速にレジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量を低減させることができるとともに、書き込み帯域幅を最大とすることができ、その後に受信レートが大幅に増大しても、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
　また、本実施の形態において、受信レートしきい値ＲＲｔｈは、書き込み帯域幅ＷＷと同じ値でも一定の効果を得ることができるが、受信レートしきい値ＲＲｔｈを書き込み帯域幅ＷＷより小さい値に設定することにより、受信レートＲＲが書き込み帯域幅ＷＷに達する前に、予めレジスタファイル１１内のパケットを、パケットバッファＢＵＦに書き込むことができる。これにより、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を、より効果的に抑制することができる。
［第２の実施の形態］
　次に、図３を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０について説明する。
　第１の実施の形態では、パケットの受信レートに基づく判定に応じて、パケットバッファＢＵＦに対するパケット書き込み動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合を例として説明した。本実施の形態では、パケットバッファＢＵＦのバッファ蓄積量に基づく判定に応じて、レジスタファイル１１内のパケット廃棄動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合について説明する。
　図３に示すように、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０において、バッファ蓄積量検出部４０は、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出する機能を有している。
　このバッファ蓄積量検出部４０には、主な機能部として、書き込みパケット計数部４１、読み出しパケット計数部４２、および差分パケット数計算部４３が設けられている。
　書き込みパケット計数部４１は、データ書き込み部１３または書き込み制御部２３からの処理信号に基づいて、パケットバッファＢＵＦに対して書き込まれたパケットの数を計数する機能を有している。
　読み出しパケット計数部４２は、データ読み出し部１４または読み出し制御部２４からの処理信号に基づいて、パケットバッファＢＵＦから読み出されたパケットの数を計数する機能を有している。
　差分パケット数計算部４３は、書き込みパケット計数部４１で計数された書き込みパケット数と、読み出しパケット計数部４２で計数された読み出しパケット数との差分を計算することにより、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出する機能を有している。
　読み出し／選択制御部２２は、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量と、レジスタファイル１１におけるパケット保持量とを比較することにより、レジスタファイル１１に保持されているパケットのうち書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットをパケットバッファＢＵＦへ蓄積可能か否か判定する機能と、蓄積可能な場合にはレジスタファイル１１から余剰パケットを読み出してセレクタ１２からデータ書き込み部１３へ選択出力する機能と、蓄積不可能な場合にはレジスタファイル１１から余剰パケットを読み出してセレクタ１２で廃棄する機能とを有している。
　パケットバッファＢＵＦは、書き込み用のポートＰＷと読み出し用のポートＰＲとを別個に有するデュアルポート型のＳＲＡＭからなる。
　データ書き込み部１３は、セレクタ１２で選択されたパケットを、データバスＤＢを介してパケットバッファＢＵＦの書き込みポートＰＷへ入力する機能を有している。
　データ読み出し部１４は、パケットバッファＢＵＦに蓄積されているパケットを、ポートＰＲからデータバスＤＢを介して読み出して、第２の網ＮＷ２へ送信する機能を有している。
　なお、本実施の形態にかかるその他の機能部については、前述した第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
［第２の実施の形態の動作］
　次に、図３を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０の動作について説明する。
　バッファ蓄積量検出部４０は、周期的に、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出している。
　読み出し／選択制御部２２は、バッファ蓄積量検出部４０でバッファ蓄積量が検出されるごとに、そのバッファ蓄積量とレジスタファイル１１におけるパケット保持量とを比較し、レジスタファイル１１に保持されているパケットのうち、書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットをパケットバッファＢＵＦへ蓄積可能か否か判定する。
　ここで、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域があって、余剰パケットを蓄積することが可能な場合には、レジスタファイル１１から余剰パケットを読み出して、セレクタ１２からデータ書き込み部１３選択出力させる。
　一方、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がなく、余剰パケットを蓄積することが不可能な場合には、レジスタファイル１１から余剰パケットを読み出して、セレクタ１２で廃棄させる。
［第２の実施の形態の効果］
　このように、本実施の形態は、バッファ蓄積量検出部４０が、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出し、読み出し／選択制御部２２が、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量と、レジスタファイル１１におけるパケット保持量とを比較することにより、レジスタファイル１１に保持されているパケットのうち書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットをパケットバッファＢＵＦへ蓄積可能か否か判定する機能と、蓄積可能な場合にはレジスタファイル１１から余剰パケットを読み出してセレクタ１２からデータ書き込み部１３へ選択出力する機能と、蓄積不可能な場合にはレジスタファイル１１から余剰パケットを読み出してセレクタ１２で廃棄するようにしたものである。
　これにより、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がある場合には、レジスタファイル１１内の余剰パケットがパケットバッファＢＵＦへ書き込まれ、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がない場合には、レジスタファイル１１内の余剰パケットがセレクタ１２で廃棄される。
　このため、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少することから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
［第３の実施の形態］
　次に、図４を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０について説明する。
　第２の実施の形態では、パケットバッファＢＵＦのバッファ蓄積量に基づく判定に応じて、レジスタファイル１１内のパケット廃棄動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合を例として説明した。本実施の形態では、パケットバッファＢＵＦのバッファ蓄積量に基づく判定に応じて、パケットバッファＢＵＦに対するパケット書き込み動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合について説明する。
　図４に示すように、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０において、バッファ蓄積量検出部４０は、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出する機能を有している。なお、バッファ蓄積量検出部４０の構成については、第２の実施の形態と同様であり、ここでの説明は省略する。
　書き込み制御部２３は、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、書き込み帯域幅を減増させる機能を有している。
　読み出し制御部２４は、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、読み出し帯域幅を増減させる機能を有している。
　パケットバッファＢＵＦは、書き込み／読み出し兼用のポートＰを有するシングルポート型のＳＲＡＭからなり、書き込み指示に応じて、ＳＲＡＭのうち書き込みアドレス情報で指定された記憶領域に、ポートＰに入力されたデータ書き込み部１３からのパケットを書き込む機能と、読み出し指示に応じて、ＳＲＡＭのうち読み出しアドレス情報で指定された記憶領域から、パケットを読み出してポートＰからデータ読み出し部１４へ出力する機能とを有している。
　データ読み出し部１４は、パケットバッファＢＵＦに蓄積されているパケットを、ポートＰからデータバスＤＢを介して読み出して、第２の網ＮＷ２へ送信する機能を有している。
　なお、本実施の形態にかかるその他の機能部については、前述した第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
［第３の実施の形態の動作］
　次に、図４および図５を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０の動作について説明する。
　この例では、パケットバッファＢＵＦのバッファ蓄積量ＰＣＮＴに対して、書き込み優先判定用のバッファ蓄積量しきい値ＰＣＮＴｔｈを設け、ＰＣＮＴがＰＣＮＴｔｈを越えた場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを１００％とするとともに読み出し帯域幅ＲＷを０％とし、優先不要を示す場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを５０％とするとともに読み出し帯域幅ＲＷを５０％とする。
　なお、ＰＣＮＴがＰＣＮＴｔｈを越えた場合の書き込み帯域幅ＷＷ，読み出し帯域幅ＲＷについては、１００％，０％に限定されるものではなく、例えば８０％，２０％など、パケット転送処理装置１０の処理対象となる回線、アクセス網、コアネットワーク、さらには運用条件や仕様に応じて、適宜決定すればよい。また、バッファ蓄積量しきい値ＰＣＮＴｔｈも同様であり、例えば６０Ｇｂｐｓなど、パケット転送処理装置１０の処理対象となる回線、アクセス網、コアネットワーク、さらには運用条件や仕様に応じて、適宜決定すればよい。
　バッファ蓄積量検出部４０は、周期的に、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量ＰＣＮＴを検出している。
　書き込み制御部２３は、バッファ蓄積量検出部４０でＰＣＮＴが検出されるごとに、このＰＣＮＴと予め設定されているＰＣＮＴｔｈと比較する。
　読み出し制御部２４は、バッファ蓄積量検出部４０でＰＣＮＴが検出されるごとに、このＰＣＮＴと予め設定されているＰＣＮＴｔｈと比較する。
　図５の時刻Ｔ０より前において、ＰＣＮＴがＰＣＮＴｔｈ以下であることから、書き込み制御部２３は、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを５０％とし、同じく、読み出し制御部２４は、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、読み出し帯域幅ＲＷを５０％とする。
　この後、時刻Ｔ０において、ＰＣＮＴがＰＣＮＴｔｈを越えた場合、書き込み制御部２３は、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを１００％とし、同じく、読み出し制御部２４は、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、読み出し帯域幅ＲＷを０％とする。
　したがって、書き込み制御部２３は、書き込み帯域幅１００％に応じた間隔で、読み出し／選択制御部２２に対して読み出し許可信号を出力し、これに応じたタイミングでレジスタファイル１１からパケットが読み出され、セレクタ１２を介してデータ書き込み部１３へ出力される。
　また、読み出し制御部２４は、読み出し帯域幅ＲＷ０％であることから、読み出し動作を停止する。
　これにより、パケットバッファＢＵＦでは、読み出し動作が行われず、書き込み動作のみが優先して行われる。
　このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、時刻Ｔ０以降、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が減っているとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、受信レートＲＲが増大しても、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
　この後、時刻Ｔ１において、ＰＣＮＴがＰＣＮＴｔｈ以下となった場合、書き込み制御部２３および読み出し制御部２４は、時刻Ｔ０より前と同様に、書き込み帯域幅ＷＷを５０％とするとともに読み出し帯域幅ＲＷを５０％とする。
　これにより、パケットバッファＢＵＦに蓄積されたパケットが順次読み出されることになる。
［第３の実施の形態の効果］
　このように、本実施の形態は、バッファ蓄積量検出部４０が、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出し、書き込み制御部２３が、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、書き込み帯域幅を減増させ、読み出し制御部２４が、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、読み出し帯域幅を増減させるようにしたものである。
　これにより、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がある場合には、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
　このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
［第４の実施の形態］
　次に、図６を参照して、本発明の第４の実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０について説明する。
　本実施の形態は、前述した第１の実施の形態に第２の実施の形態を適用したものである。すなわち、書き込み優先判定部３０Ａと書き込み優先制御部３０Ｂとを備えて、第１の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行うとともに、バッファ蓄積量検出部４０を備えて、第２の実施の形態にかかる廃棄優先制御を行うようにしたものである。
　これにより、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
　このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
　これに加えて、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がある場合には、レジスタファイル１１内の余剰パケットがパケットバッファＢＵＦへ書き込まれ、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がない場合には、レジスタファイル１１内の余剰パケットがセレクタ１２で廃棄される。
　このため、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少することから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
［第５の実施の形態］
　次に、図７を参照して、本発明の第５の実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０について説明する。
　本実施の形態は、前述した第１の実施の形態に第３の実施の形態を適用したものである。すなわち、書き込み優先判定部３０Ａと書き込み優先制御部３０Ｂとを備えて、第１の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行うとともに、バッファ蓄積量検出部４０を備えて、第３の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行うようにしたものである。
　これにより、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
　このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
　これに加えて、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がある場合には、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
　このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
　なお、前述した第４の実施の形態では、第１の実施の形態に第２の実施の形態を適用したものについて説明し、前述した第５の実施の形態では、第１の実施の形態に第３の実施の形態を適用したものについて説明したが、第２の実施の形態と第３の実施の形態とは、第１の実施の形態に対してそれぞれ独立して適用できる。したがって、第１の実施の形態に第２の実施の形態と第３の実施の形態の両方を適用してもよい。
　すなわち、書き込み優先判定部３０Ａと書き込み優先制御部３０Ｂとを備えて、第１の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行い、図６のバッファ蓄積量検出部４０を備えて、第２の実施の形態にかかる廃棄優先制御を行うとともに、図７のバッファ蓄積量検出部４０を備えて、第３の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行うようにしたものである。これにより、第１、第２および第３の実施の形態にかかる効果をすべて得ることができる。
［実施の形態の拡張］
　以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ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。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
　１０…パケット転送処理装置、１１…レジスタファイル、１２…セレクタ、１３…データ書き込み部、ＢＵＦ…パケットバッファ、１４…データ読み出し部、３０Ａ…書き込み優先判定部、３０Ｂ…書き込み優先制御部。

Claims (10)

  1. 　第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、
    　前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、
    　前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、
    　前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、
    　前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、
    　前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定部と、
    　前記書き込み優先判定部で優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御部と
    　を備えることを特徴とするパケット転送処理装置。
  2. 　請求項１に記載のパケット転送処理装置において、
    　前記書き込み優先制御部は、前記書き込み優先判定部で前記優先要と判定された場合、前記読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行することを特徴とするパケット転送処理装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載のパケット転送処理装置において、
    　前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
    　前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち前記書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御部と
    　をさらに備えることを特徴とするパケット転送処理装置。
  4. 　請求項１または請求項２に記載のパケット転送処理装置において、
    　前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
    　前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、
    　前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部と
    　をさらに備えることを特徴とするパケット転送処理装置。
  5. 　第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、
    　前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、
    　前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、
    　前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、
    　前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、
    　前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
    　前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御部と
    　を備えることを特徴とするパケット転送処理装置。
  6. 　第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、
    　前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、
    　前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、
    　前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、
    　前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、
    　前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
    　前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、
    　前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部と
    　を備えることを特徴とするパケット転送処理装置。
  7. 　第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、
    　レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、
    　セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、
    　データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、
    　データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、
    　書き込み優先判定部が、前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定ステップと、
    　書き込み優先制御部が、前記書き込み優先判定ステップで優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御ステップと
    　を備えることを特徴とするパケット転送処理方法。
  8. 　請求項７に記載のパケット転送処理方法において、
    　前記書き込み優先制御ステップは、前記書き込み優先判定ステップで前記優先要と判定された場合、前記読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行することを特徴とするパケット転送処理方法。
  9. 　第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、
    　レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、
    　セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、
    　データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、
    　データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、
    　バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、
    　読み出し／選択制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御ステップと
    　を備えることを特徴とするパケット転送処理方法。
  10. 　第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、
    　レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、
    　セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、
    　データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、
    　データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、
    　バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、
    　書き込み制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御ステップと、
    　読み出し制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御ステップと
    　を備えることを特徴とするパケット転送処理方法。
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