CN1929441A - 具有通信质量控制功能的包中继装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了可以控制向多个线路输出的包的技术。公开了一种包中继装置，例如在向多个物理线路分配并发送从物理线路接收的包的包中继装置中，具有：从物理线路发送包的发送部；从物理线路接收包的接收部；确定对应多个物理线路的线路组的线路组确定部；按照由线路组确定部确定的每个线路组控制包的传输的线路组控制部。

Description

具有通信质量控制功能的包中继装置
本申请以2005年9月5日向日本国提交的专利申请JP2005-255819和1月30日提交的JP2006-019979为基础，其内容引用了上述申请的内容。
技术领域
本发明的技术领域涉及例如具有控制在网络中传输的包的频带的整形(shaping)功能和频带监视功能的包中继装置。
背景技术
在IP网络中使用的分组通信方式中，多个用户可以共用相同线路，所以能够把每个频带的成本抑制得比较低。由于该分组通信方式的低成本性，有利用IP网络实现在以往专用网络中实现的各个企业的电话网和业务网络的趋势。因此，要求IP网络实现在专用网络中实现的相对语音数据和任务临界数据的通信质量的保证和高可靠性。
为了确保语音数据和任务临界数据的通信质量，构成IP网络的包中继装置需要具备通信质量控制功能。作为通信质量控制功能，例如已经知道有整形功能。关于执行整形功能的整形装置在专利文献1中有所记载。该文献记载的整形装置设置按照每个连接(VC(Virtual Connection))储存固定长度的包即单元(cell)的队列，在对每个VC预先设定的频带中，从该队列发送包，确保每个VC的频带。IP网络的管理者例如对通信量集中的线路配置采用了该技术的整形装置，对语音数据和任务临界数据分配VC以确保频带，从而可以确保该数据用的通信质量。
作为其他的整形装置已经知道有WFQ(Weighted Fair Queuing)。在非专利文献1中记载了基于被称为SCFQ(Self Clocked Fair Queuing)的算法的WFQ的整形装置。该文献的整形装置管理多个会话k(＝1～N)，对每个所述会话k设有加权Wk。在包p_k_i到达整形装置时，把该到达包p_k_i储存在队列中，同时根据下述算式计算每个包p_k_i的变数F_k_i。F_k_i＝L_k_i/Wk+max(F_(k-1)_i，V(ta_k_i))，其中，L_k_i表示包p_k_i的包长度，ta_k_i表示包p_k_i的到达时间，V(t)表示在时间t返回从队列输出的包的F_k_i的值的函数。在输出包时，通过输出具有最小的F_k_i的包p_k_i，实现与各个会话的加权Wk成比例的包输出。IP网络的管理者例如对语音数据和任务临界数据分配一个会话k，确保相当于(Wk/Wk的总和)×线路频带的频带，由此可以确保该数据用的通信质量。
作为其他的通信质量控制功能，例如已经知道有非专利文献4记载的频带监视功能。在该文献的CBR(Constant Bit Rate)服务中，在用户-网络之间签约最大频带(PCR：Peak Cell Rate)，频带监视功能在该最大频带中监视所接收的单元，废弃判定为“违约”的单元。IP网络的管理者例如利用网络的项目节点具备的该频带监视功能，限制每个用户的数据的频带，通过排除某个用户的数据对其他用户的语音数据和任务临界数据的影响，可以确保特定用户的语音数据和任务临界数据的通信质量。
另一方面，在非专利文献2中，作为实现交换台的高可用性的手段记载了链接集约技术，把多个物理线路(物理链接)作为一个逻辑集约线路(Link Aggregation Group)处理，可以对该集约线路进行与一个物理线路相同的处理。即使集约线路的一个物理线路产生故障，至少有一个物理线路是正常的，所以通过集约线路连接的交换台间的通信不会中断。因此，IP网络的管理者利用多个线路连接正在连接交换台之间的单一线路，并采用链接集约，由此可以提高网络的可用性。
另外，作为实现设定被称为LSP(Label Switching Path)的总线的MPLS(Multi Protocol Label Switching)网络的高可用性的手段，还有非专利文献3记载的快速改线发送技术。该文献记载了保护在LSP中传输的业务量的方式即一对一备份方式(one-to-one backup)和便捷备份方式(facility backup)。在一对一备份方式中，设定对应被保护的LSP(称为保护LSP(protected LSP))的一个预备LSP(backup LSP)，在便捷备份方式中，设定对应多个保护LSP的一个预备LSP。在保护LSP产生故障时，在该LSP中传输的业务量向预备LSP迂回。IP网络的管理者设定相对保护LSP的预备LSP，在保护LSP产生故障时实施所述迂回，由此可以提高网络的可用性。
专利文献1  日本专利特开平6-315034号公报
非专利文献1 S.Golestani，”A Self-Clocked Fair QueuingScheme for Broadband Applications”，In proc，ofINFOCOM’94，pp.636-646，1994.
非专利文献2 Link Aggregation according to IEEE standard802.3ad(参照http：//www.itworld.com/Net/1750/NWW001113tech/pfindex.thml)
非专利文献3 “Fast Reroute Extesions to RSVP～TE for LSPTunnels”IETF RFC 4090
非专利文献4 The ATM Forum Specification version4.0 4.5章
前述专利文献1、非专利文献1的整形装置以向单一线路的包输出的控制为前提，没有考虑向多个线路的包输出的控制。因此，采用专利文献1和非专利文献1的整形装置，不能控制非专利文献2记载的输出给集约线路的包的总频带。为此，在由采用链接集约技术的交换台构成的IP网络中，存在不能确保相对语音通信和任务临界数据的通信质量的问题。
另外，在采用了非专利文献3记载的快速改线发送技术的网络中，可以考虑包中继装置向对每个输出线路设定的保护LSP和预备LSP发送包。采用了专利文献1、非专利文献1的整形装置没有考虑向多个线路的包输出的控制，所以不能控制保护LSP和对应的预备LSP的包的总频带。因此，在由采用快速改线发送技术的交换台构成的IP网络中，存在不能确保相对语音通信和任务临界数据的通信质量的问题。
并且，同样非专利文献4的频带监视功能以来自单一线路的输入包和向单一线路的输出包的控制为前提，没有考虑来自多个线路的包输入和向多个线路的包输出的控制。因此，采用了非专利文献4的频带监视功能不能控制非专利文献2记载的从集约线路输入的包和向集约线路输出的包的总频带。因此，在由采用链接集约技术的交换台构成的IP网络中，存在不能确保相对语音通信和任务临界数据的通信质量的问题。
并且，在采用了非专利文献3记载的快速改线发送技术的网络中，包中继装置接收来自对每个输入线路设定的保护LSP和预备LSP的包，并向对每个输入线路设定的保护LSP和预备LSP发送包。采用了非专利文献4的频带监视功能，由于没有考虑来自多个线路的包输入和向多个线路的包输出，所以不能控制从保护LSP和预备LSP输入的包以及向保护LSP和预备LSP输出的包的总频带。因此，在利用采用快速改线发送技术的交换台构成的IP网络中，存在不能确保相对语音通信和任务临界数据的通信质量的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述课题而提出的，提供一种包中继装置，例如在向多个物理线路分配并发送从物理线路接收的包的包中继装置中，具有：从物理线路收发包的发送部；从物理线路接收包的接收部；确定对应多个物理线路的线路组的线路组确定部；按照由线路组确定部确定的每个线路组控制包的流动的线路组控制部。
上述以外的本申请将要解决的课题及其解决方法，参照本申请的“用于实施发明的最佳方式”部分和附图将更加明确。
例如，通过采用上述手段，可以控制从多个线路输入的包和向多个线路输出的包的整个频带。
附图说明
图1是表示包中继装置200的结构的一例。
图2是表示包中继装置200收发的包的格式的一例。
图3是表示包中继装置200中的包的格式的一例。
图4是表示包收发电路211的一个结构示例。
图5是表示包中继装置200收发的MPLS包的格式的一例。
图6是表示包中继装置200中的MPLS包的格式的一例。
图7是表示整形部100的结构的一例。
图8是表示输出线路序号表600的一个结构示例。
图9是表示包发送管理表720的一个结构示例。
图10是表示FIFO管理表730的一个结构示例。
图11是表示频带规则储存部740的一个结构示例。
图12是表示输出线路组表750的一个结构示例。
图13是表示包读出部150的一个结构示例。
图14是包读出部150的包读出时的处理流程图。
图15是表示频带规则储存部2440的一个结构示例。
图16是表示包发送管理表2520的一个结构示例。
图17是表示整形部1500的结构的一例。
图18是表示输出线路序号表1600的一个结构示例。
图19是表示包读出部1550的一个结构示例。
图20是表示包发送管理表1620的一个结构示例。
图21是表示FIFO管理表1630的一个结构示例。
图22是表示频带规则储存部1640的一个结构示例。
图23是表示输出标签组表1650的一个结构示例。
图24是包读出部1550的包读出时的处理流程图。
图25是表示设定频带规则储存部的命令的一例。
图26是表示包中继装置2600的结构的一例。
图27是表示包收发电路2611的一个结构示例。
图28是表示流检测部2632的一个结构示例。
图29是表示流表3002的一个结构示例。
图30是表示流束判定部3003的一个结构示例。
图31是表示流束表3002的一个结构示例。
图32是表示设定流表3002和流束表3002的命令的一例。
图33是表示设定流表3002和流束表3002的命令的一例。
图34是表示频带监视部2633的结构的一例。
图35是表示频带监视表2730的一个结构示例。
图36是频带监视部2633的流程图。
图37是设定频带监视表2730的命令的一例。
具体实施方式
以下，使用图1～37说明本发明的优选实施例。但是，本发明不限于这些实施例。
(实施例1)具有整形功能的路由器
(1)路由器的概要动作首先，说明本实施例的具有整形功能的包中继装置200的概要动作。
图1是表示本实施例的包中继装置200的结构的一例。包中继装置200由以下部分构成：输入包的N个输入线路201-i(i＝1～N)和N个输出线路202-i(i＝1～N)；接口部210；实施包的储存和整形的本实施方式特有的整形部100；标题处理部230；处理器240。在本实施例中说明N为4时的情况，但是N也可以是其他值。接口部210由N个包收发电路211-i(i＝1～N)构成，进行对应各个输入线路201-i的包的收发处理。标题处理部230由路径判定部231和流检测部232构成，流检测部232根据标题信息等判定该包所属的通信质量等级(以下单纯地称为“等级”)。在图1中记载只连接标题处理部230和包收发电路211-1的情况，但也可以连接标题处理部230和所有的包收发电路211-i。另外，等级可以不是用来表示通信质量本身，而表示包的类型(例如，语音＝VoIP和图像等)，还可以表示优先顺序。
图2是表示从输入线路201-i输入的包的格式的一例。该格式由标题部310和数据部320构成。标题部310由以下部分构成：作为数据链接层的发送源地址的发送源MAC地址316(Source MAC Address：以下称为“SMAC”)；作为发送目标地址的发送目标MAC地址317(Destination MACAddress：以下称为“DMAC”)；作为网络层的发送源地址(发送终端的地址)的发送源IP地址311(Source IP Address：以下称为“SIP”)；作为发送目标地址(接收终端的地址)的发送目标IP地址312(DestinationIP Address：以下称为“DIP”)；表示协议(＝上位应用)的发送源端口313(Source Port：以下称为“SPORT”)；发送目标端口314(DestinationPort：以下称为“DPORT”)；表示网络内的传送优先度的DSCP315。并且，数据部320由用户数据321构成。
图3是表示包中继装置200内部的包的格式的一例。该格式在图2的格式中设有内部标题部330。该内部标题部330由以下部分构成：表示输入包的字节长度的包长度331；输入了该包的线路的序号即输入线路序号332；该包的输出线路的序号即输出线路序号336；该包的输出线路组的序号即输出线路组333；该包的等级334；该包的输出标签组335。另外，关于输出线路组和输出标签组将在后面叙述。另外，有时把输出线路组和输出标签组统称为输出组。
以下，说明包从输入线路201输入、并输出到输出线路202的流程。包从输入线路201输入后，图4中详细记载的包收发电路211的内部标题附加电路510附加内部标题部330，计数该包的字节长度并写入包长度331，把输入了该包的输入线路201的序号写入输入线路序号332，把该包储存在包临时储存缓冲器520中。
另外，包标题发送部550把包临时储存缓冲器520中的包的标题部310和内部标题部330的信息作为包标题信息21，发送给标题处理部230的路径判定部231和流检测部232。另外，此时，输出线路序号336、输出线路组333、等级334和输出标签组335的值是没有意义的数值。
路径判定部231根据所接收的包标题信息21的DIP或DMAC的信息判定输出线路组的序号(称为输出线路组序号)，并作为包输出线路信息22发送给包收发电路211。此处，输出线路组是输出包的输出线路的候补的集合。在包中继装置200实施链接集约时，输出线路组对应集约线路，并且，在本装置实施快速改线发送时，对应收容保护LSP和该LSP的预备LSP的两个输出线路。
标题处理部230的流检测部232根据所接收的包标题信息21判定该包的等级，并作为包等级信息23发送给包收发电路211。
包收发电路211的标题写入电路560接收包输出线路信息22和包等级信息23，把所接收的信息写入包临时储存缓冲器520内的包的输出线路组333和等级334的各自字段(field)中。另外，图4中的包读出电路530从包临时储存缓冲器520读出包，并和包发送信号24一起发送给整形部100。
在图2和图3中，说明了非MPLS网络和包中继装置200内的包的格式示例，图5表示MPLS网络中的包(称为MPLS包)的格式，图6表示包中继装置200内的格式。该格式与图2和图3中的格式相比，追加了标签318。此时，图2中的路径判定部231判定所接收的包标题信息21的输入线路序号336和从标签318输出的输出标签组的序号(称为输出标签组序号)。此处，输出标签组是保护LSP和该LSP的预备LSP的集合。另外，把这些信息作为包输出线路信息22发送给包收发电路211。包收发电路211的标题写入电路560把包输出线路信息22内的输出标签组序号和包等级信息23内的等级，写入输出标签组335和等级334中。
整形部100在按照各个输出线路组具有的每个等级控制发送频带时，对每个输出线路202、每个等级设置FIFO：First In First Out(队列)。整形部100在从包收发电路211接收包时，根据标题310内的至少一个信息，从构成(对输出线路组333的字段设定的)输出线路组的输出线路的候补中，判定一个最终的输出线路。另外，把该包储存在根据该输出线路和内部标题330的等级334确定的FIFO中。整形部100控制按照属于输出线路组的每个等级发送的包的频带，向对应输出线路的包收发电路211发送包。
另一方面，在整形部一并控制跨越多个输出线路的保护LSP和预备LSP的发送频带时，对每个输出标签组设置FIFO。整形部从包收发电路211接收包，根据标题310内的至少一个信息，从属于输出标签组的LSP和设定有该LSP的输出线路中，判定一个LSP的标签(称为输出标签)和最终的输出线路。另外，把所判定的输出标签写入标题部310的标签318中，把该包储存在根据该输出线路和输出标签组335确定的FIFO中。整形部100控制按照每个输出标签组发送的包的频带，向对应输出线路的包收发电路211发送包。
包收发电路211把所接收的包暂且储存在包临时储存缓冲器570中，内部标题删除电路580将内部标题部330删除，并发送给输出线路202。
(2)按照输出线路组具有的每个等级控制发送频带时的具体动作。以下，说明本实施方式固有的整形部100按照输出线路组具有的每个等级控制发送频带时的具体动作。在以下实施例中说明等级数量为2的情况，但也可以是除此以外的其他值。
图7是表示整形部的第1结构示例的方框图。整形部100由以下部分构成：按照每个输出线路和每个等级设有多个储存包的FIFO的包缓冲器110；临时储存包的包临时储存缓冲器120；判定储存包的FIFO的储存FIFO判定部140；包写入部130；包读出部150；输出线路序号表600；每个输出线路的多路复用电路1～4。输出线路数为4、等级数量为2时的包缓冲器110，具有对应各个输出线路212-i的FIFO i1和FIFO i2的4个输出线路(即，合计8FIFO)。
整形部100从包收发电路211接收包时，包临时储存缓冲器120储存该包。然后，包写入部130读出储存在包临时储存缓冲器120中的包的标题部310和内部标题部330的信息，发送给储存FIFO判定部140。储存FIFO判定部140判定对应内部标题部330内的输出线路组333(参照图3和图6)的一个乃至多个输出线路序号的候补，从这些候补中选择一个输出线路序号，发送给包写入部130。
输出线路序号的候补的判定，例如通过储存FIFO判定部140参照图8中记载的输出线路序号表600来实现。输出线路序号表600按照每个输出线路组设有记述4个输出线路序号的项目610-i(i＝1～4)。在存储项目610-i不足4个的输出线路序号时，从项目610-i的左侧存储有效的输出线路序号。此处，说明输出线路组1由输出线路1、输出线路组2由输出线路2、输出线路组3由输出线路3和4构成的示例。图中的“*”表示没有设定有效值。储存FIFO判定部140以输出线路组333为地址，读出输出线路序号表600，把所读出的信息判定为输出线路序号的候补。
作为从输出线路序号的候补中判定一个输出线路序号的方法，例如可以考虑使用4个散列函数H4(x)、H3(x)、H2(x)和H1(x)的方式。H4(x)相对于自变量x，作为散列值，从1～4中输出一个整数，H3(x)从1～3中输出一个整数，H2(x)从1～2中输出一个整数，H1(x)输出1。从项目610的最左侧的输出线路序号开始依次对应散列值1、2、3和4。
储存FIFO判定部140选择和通过参照输出线路序号表600得到的有效的输出线路序号的数即‘h’对应的散列函数Hh(x)。例如，在输出线路组为1或2时选择散列函数H1(x)，在输出线路组为3时选择散列函数H2(x)。另外，把利用从包写入部130接收的标题部310的信息中至少一个信息构成的值作为自变量x，计算Hh(x)的值。例如，作为自变量x的值，可以考虑连接了SIP311、DIP312、SPORT313、DPORT314的信息等，但也可以是除此以外的信息。最后，储存FIFO判定部140把对应散列值的输出线路序号的候补判定为最终的输出线路序号。
包写入部130接收最终的输出线路序号，并通知包临时储存缓冲器120把所储存的包发送给包缓冲器110，把所述最终的输出线路序号和内部标题330内的等级334发送给包缓冲器110，把所述最终的输出线路序号和内部标题330内的等级334和输出线路组333发送给包读出部150。与最终的输出线路序号和内部标题330内的等级对应的FIFOij(i对应最终的输出线路序号，j对应等级334)储存从包临时储存缓冲器120接收的包。
包读出部150按照输出线路组333的每个等级管理/控制来自包缓冲器110的包读出，判定发送包的输出线路序号和等级，把这些信息发送给包缓冲器110。在本实施例中，等级数量为2，但也可以是等级1或3以上的等级。在等级数量为1时，按照每个输出线路组控制输出包。
图13表示包读出部150的一个实施例。包读出部150由以下部分构成：控制部710；按照输出线路组的每个等级存储包发送用的管理信息的包发送管理表720；存储在输出线路的每个等级的FIFOij中储存的包的数量的FIFO管理表730；存储各个等级的限制频带和频带的分配等的规则(police)的频带规则储存部740；输出线路组表750；定时器760。
图9和图1O表示包发送管理表720和FIFO管理表730的一个实施例。在图9所示的包发送管理表720中按照每个输出线路组序号、每个等级存储着下一个包的发送时间(下一包发送时间)。图10所示的FIFO管理表730设有按照每个输出线路组序号、每个等级存储FIFOij的储存包数量的项目731。例如，项目731-3表示输出线路2的等级1的FIFO21储存有6个包。
图11表示限制输出线路组的各个等级的最大频带时的频带规则储存部740的一例。频带规则储存部740由设定输出线路组的每个等级的最大频带的项目741构成。在图11的频带规则储存部740中，作为最大频带，输出线路组1的等级1、等级2分别被设定为20Mbps、80Mbps，输出线路组2的等级1、等级2分别被设定为50Mbps、100Mbps，输出线路组3的等级1、等级2分别被设定为40Mbps、120Mbps。
图12表示输出线路组表750的一例。输出线路组表750存储记述了各个输出线路所属的输出线路组的序号的项目751。设定值被设定为与图8中的输出线路序号表600的设定值不矛盾。包读出部150的处理由包写入时的处理、和与该处理不同步执行的包读出时的处理构成。以下将进行具体说明。
<包写入时的处理>图13中的控制部710接收输出线路序号和内部标题330内的等级334和输出线路组333时，读出与从FIFO管理表730接收的输出线路序号和等级对应的项目731，将所读出的信息加1，并写回到同一项目731上。
<包读出时的处理>以下，使用输出线路k(输出线路序号为‘k’的输出线路)用的流程图(图14)具体说明包读出时的处理。包读出部150的控制部710从包收发电路211接收包发送请求信号25-k(k＝1～4)，开始该处理(步骤1200)。首先，控制部710读出与输出线路组表750的输出线路序号‘k’对应的项目751-k(k＝1～4)，判定输出线路序号‘k’所属的输出线路组(步骤1201)。
然后，控制部710对与FIFO管理表730的输出线路序号‘k’对应的项目731读出2个项目(步骤1202)，检查是否有存储正整数的项目731，判定储存有包的等级(步骤1203)。在检查结果为“有”时，全部读出与储存有包的输出线路k的等级对应的包发送管理表720的项目721，把下一个包发送时间最早(下一个包发送时间最小)的等级判定为“发送等级”(步骤1204)。例如，在输出线路为1时，根据图10，由于只储存了等级1的包，所以把输出线路1的等级1判定为“发送等级”。并且，在输出线路为2时，由于储存了等级1、2的包，所以把下一个包发送时间较小的输出线路2的等级1判定为“发送等级”。在检查结果为“没有”时，通过与包读出时的处理不同步执行的所述包写入时的处理，等待直到与输出线路序号‘k’对应的项目731的值从‘0’变为正整数(步骤1214)。在变为正整数时，再次进行步骤1202、1203。另外，在执行步骤1214后的步骤1203中，控制部710判定为“有”，所以总是进入步骤1204。
然后，比较定时器760指示的当前时间和发送等级的下一个包发送时间(步骤1205)，在下一个包发送时间≥当前时间(即，下一个包发送时间为当前时间或过去的时间)时，把输出线路序号‘k’和发送等级作为包发送线路/等级信息通知包缓冲器110(步骤1206)。与包发送线路/等级信息对应的FIFOij读出前头的包(即，储存的包中最早到达过去的包)，并发送给多路复用电路，多路复用电路对朝向同一输出线路202的包进行时分多路复用，并发送给包收发电路211，同时把内部标题部330的包长度331作为发送包长度信息12，发送给包读出部150(步骤1207)。
另一方面，在下一个包发送时间<当前时间(即，下一个包发送时间为将来时间)时，等待直到下一个包发送时间。在该等待时间的期间，通过包写入时的处理，有时在与输出线路序号‘k’对应的FIFO中储存包，并且项目731从0变为正整数。此时，下一个包发送时间为最早的“发送等级”有可能变化。例如，在FIFO管理表730、包发送管理表720的存储值分别是图10、图9中记述的值，等待输出线路1的等级1的包输出的情况下。此时，在输入输出线路1的等级2的包时，下一个包发送时间更早的等级2成为发送等级。因此，控制部710再次读出项目121(步骤1202)，检查有无数值为正整数的项目731(步骤1203)，再次进行发送等级的判定(步骤1204)。
在下一个包发送时间已过并且步骤1206结束后，控制部710从频带规则储存部740读出与输出线路组、发送等级对应的项目741(步骤1208)，计算根据所读出的最大频带和从多路复用电路接收的包长度(字节)确定的下一个包发送时间(步骤1209)。下一个包发送时间的计算根据以下算式进行。下一个包发送时间＝当前时间+包长度(字节)×8/最大频带(位/秒)……算式1
计算后，把新的下一个包发送时间写回到频带规则储存部740中(步骤1210)。最后，读出与输出线路k的发送等级对应的FIFO管理表730的项目731(步骤1211)，减去‘1’(步骤1212)，并写回到FIFO管理表730中(步骤1213)，返回步骤1200。
并且，在步骤1205的等待过程中，各个等级的下一个包发送时间通过属于同一输出线路组的其他输出线路m(m≠k)的步骤1210的处理，有时会变化。例如，在FIFO管理表730、包发送管理表720的存储值分别是图10、图9中记述的值，等待输出线路3的等级2的包输出的情况下。此时，在输出同一输出线路组3的输出线路4的等级2的包时，输出线路组3的下一个包发送时间被更新。因此，控制部710再次读出项目721(步骤1202)，检查有无数值为正数的项目731(步骤1203)，再次进行发送等级的判定(步骤1204)。
如以上说明的那样，本实施方式的整形部100的包读出部150，按照输出线路组的每个等级计算下一个包发送时间。只在该下一个包发送时间为当前时间或过去的时间时发送各个等级的包，所以整形部100能够实现守约按输出线路组的等级设定的最大频带的包发送。例如，输出线路组3的等级1、2的包，分别以小于等于40Mbps、120Mbps的频带输出给输出线路202—3和4。
在以上的实施例中记述了限制各个等级的最大频带的情况，但本实施方式的整形部100也可以根据其他规则控制频带。例如，在确保各个等级的最低频带的状态下发送包，并且各个输出线路组的总频带有剩余的情况下，也可以超过最低频带进行发送。此处，所说总频带指构成输出线路组的输出线路的物理频带的总和。例如，输出线路202为快速以太网、物理频带为100Mbps时，在输出线路组3由输出线路3和4构成的本实施例中，输出线路组3的总频带为200Mbps(＝100Mbps×2个线路)。总频带产生剩余的情况指各个等级的最低频带的总和小于总频带的情况，各个等级的最低频带的总和大于总频带但不输入特定等级的包、并且没有最低频带部分的包输出的情况。
确保最低频带的整形部100的频带规则储存部740，在项目741存储最低频带来代替最大频带。在图11所示的设定值时，输出线路组3的等级1和等级2的最低频带分别是40Mbps、120Mbps。整形部100根据与算式1相同的下述算式2计算步骤1208中的下一个包发送时间。下一个包发送时间＝当前时间+包长度(字节)×8/最低频带(位/秒)……算式2
另外，由于按照各个等级分配剩余频带，所以在步骤1205中与下一个包发送时间的值无关，进入步骤1206。通过该步骤1205的变更，根据各个等级的最低频带的比率分配剩余的频带。例如，在最低频带是图11所示的值，输出线路组3的等级1、2分别为150Mbps的包输入部实施方式的包中继装置200的情况下。在输出线路3和4是快速以太网时，输出线路组3的剩余频带即40Mbps(＝200Mbps-(40Mbps+120Mbps))，对各个等级按照各自的最低频带的比率进行分配，各个等级的发送频带为50Mbps和150Mbps。
并且，作为其他示例，也可以限制各个等级的最大频带来确保最低频带。此时的频带规则储存部2440和包发送管理表2520分别如图15和图16所示。频带规则储存部2440由存储最低频带和最大频带的每个等级的项目2441构成，表2520由存储最低频带用的下一个包发送时间和最大频带用的下一个包发送时间的每个等级的项目2521构成。
在图14的步骤1208、1209中，控制部710读出频带规则储存部2440的项目2441，分别根据算式1和算式2计算最低频带用的下一个包发送时间和最大频带用的下一个包发送时间。并且，在步骤1204中，控制部710全部读出与储存了包的输出线路k的等级对应的包发送管理表2550的项目2521。然后，把最低频带用的下一个包发送时间为最早的等级和最大频带用的下一个包发送时间为最早的等级分别判定为“最低频带用的发送等级”和“最大频带用的发送等级”。在步骤1205中，将最低频带用的发送等级和最大频带用的发送等级的下一个包发送时间与当前时间比较。在步骤1206中，在最低频带用的发送等级的下一个包发送时间≥当前时间时，把输出线路序号‘k’和最低频带用的发送等级作为包发送线路/等级信息通知包缓冲器110。另一方面，在最低频带用的发送等级的下一个包发送时间<当前时间、最大频带用的发送等级的下一个包发送时间≥当前时间时，把输出线路序号‘k’和最大频带用的发送等级作为包发送线路/等级信息通知包缓冲器110。并且，在最大频带用的发送等级的下一个包发送时间<当前时间时，等待直到最大频带用的下一个包发送时间。
并且，作为其他示例，也可以采用根据加权W分配各个输出线路组的输出线路201的总频带的WFQ(Weighted Fair Queuing)。作为在频带规则储存部740设定的最低频带的值，可以设定与各个等级的W成比例的任意频带。另外，同一输出线路组的最低频带的总和要小于总频带。如前面所述，由于按照最低频带的比率分配输出线路组的总频带，所以安装/动作与确保最低频带的整形部的安装/动作相同。
如以上说明的那样，本实施方式的整形部100的包读出部150管理按照每个输出线路组、每个等级输出的包的频带，由此控制向多个输出线路输出的包的总频带。
并且，作为其他示例，也可以对各个等级赋予优先度，当存在优先度较高的等级的包时发送该等级的包，当不存在该等级的包时，发送优先度较低的等级的包。例如，在存在等级1和等级2的本实施例中，把高优先度的等级设为等级1、把低优先度的等级设为等级2，当存在等级1的包时，发送等级1的包，仅在不存在等级1的包时发送等级2的包。此时，不需要频带规则设定部740和包发送管理表720。并且，在步骤1204中，控制部710把步骤1203的检查结果判定为“有”的等级中优先度最高的等级判定为发送等级，在步骤1205中，与当前时间无关，进入步骤1206。
(3)按照每个输出标签组控制发送频带时的具体动作  下面，说明不按照(2)中说明的每个等级，而按照每个输出标签组控制发送频带时的整形部的具体动作。另外，为了简化说明，说明输出标签组数量为3时的情况，但也可以是除此以外的值。
图17表示整形部的第2结构示例。整形部1500按照每个输出线路和每个输出标签组设置储存包的FIFO(队列)。除此以外的结构与图7所示的整形部100相同，只是各部分的符号不同。
整形部1500从包收发电路211接收包时，包临时储存缓冲器120储存该包。然后，包写入部1530读出储存在包临时储存缓冲器120中的包的标题部310和内部标题部330的信息，发送给储存FIFO判定部1540。储存FIFO判定部1540判定对应内部标题部330内的输出线路组335(参照图3和图6)的一个乃至两个输出线路序号和输出标签的候补，从这些候补中选择一个输出线路序号和输出标签，发送给包写入部1530。
输出线路序号和输出标签的候补的判定，例如，使用图18所示的输出线路序号表1600来取代输出线路序号表600，对每个输出标签组设置记述两个输出线路序号和输出标签的项目1610-i(i＝1～4)。图18中的表1600记述的内容如下，与输出标签组1对应的输出线路序号为1、2，对应的标签为5、6；与输出标签组2对应的输出线路序号为2、3，对应的标签为7、8；与输出标签组3对应的输出线路序号为3、4，对应的标签为9、10。
储存FIFO判定部1540以输出标签组333为地址读出输出线路序号表1600，把所读出的信息判定为输出线路序号和输出标签的候补。作为从输出线路序号和输出标签的候补中判定一个输出线路序号的方法，例如可以采用前面叙述的只使用散列函数H2(x)、H1(x)的方式等。
包写入部1530接收所选择的输出线路序号和输出标签，并通知包临时储存缓冲器120把该输出标签写入标签381、并且向包缓冲器1510发送所储存的包。另外，把所述最终的输出线路序号和输出标签组335发送给包缓冲器110和包读出部150。接收到该通知的包临时储存缓冲器120把该输出标签写入标签381，并向包缓冲器1510发送包。与输出线路序号和输出标签组335对应的FIFOij(i对应最终的输出线路序号，j对应输出标签组)存储所接收的包。
包读出部1550按照每个输出标签组管理来自FIFOij的包读出，判定将要发送包的输出线路和输出标签组，把该信息发送给包缓冲器1510。接收到该信息的包缓冲器1510从对应的FIFOij发送包。本实施方式的包读出部1550按照每个输出标签组335控制包的读出，由此可以控制属于构成输出标签组的多个LSP的包的输出。
图19表示包读出部1550的一个实施例。图20和图21表示包发送管理表1620和FIFO管理表1630的一个实施例。在图20的包发送管理表1620中按照每个输出标签组存储着下一个包的发送时间，在图21的FIFO管理表1630中按照每个输出线路组序号、每个输出标签组存储FIFOij的储存包数量。
图22表示限制输出标签组的最大频带时的频带规则储存部1640的一例。频带规则储存部1640由设定输出标签组的最大频带的项目1641构成。
图23表示输出标签组表1650的一例。输出标签组表1650存储记述了3个对各个输出线路设定的LSP所属的输出标签组的序号的项目1651。通过该项目1651可以对应对各个输出线路设定的输出标签组数为3个的情况，但为了对应4个以上，也可以设置该项目1651为4个以上的输出标签组数。
该表的设定值被设定为与图18中的输出线路序号表1600的设定值不矛盾。
以下，具体说明包读出部1550的处理即包写入时的处理和包读出时的处理。
<包写入时的处理>图19中的控制部1610接收输出线路序号和内部标题330内的输出线路组333，读出与从FIFO管理表1630接收的输出线路序号和输出标签组对应的项目1631，将所读出的信息加1，并写回到同一项目1631上。
<包读出时的处理>以下，使用输出线路k用的流程图(图24)具体说明包读出时的处理。
包读出部1650的控制部1610从包收发电路211接收包发送请求信号25-k(k＝1～4)时，开始该处理(步骤2100)。首先，控制部1610读出与输出线路组表1650的输出线路序号‘k’对应的项目1651-k(k＝1～4)，判定对输出线路‘k’设定的输出标签组(步骤2101)。例如，在k为‘2’时，输出标签组1和2被判定为对输出线路2设定的输出标签组。
然后，控制部1610读出与FIFO管理表1630的输出线路序号‘k’和在步骤2101判定的输出标签组对应的全部项目1631(步骤2102)，检查是否有存储正整数的项目1631(步骤2103)。在检查结果为“有”时，读出与对应存储正整数的项目1631的输出标签组对应的全部项目1621，把下一个包发送时间最早的输出标签组判定为“发送标签组”(步骤2104)。在检查结果为“没有”时，通过与包读出时的处理不同步执行的所述包写入时的处理，等待直到与输出线路序号‘k’对应的项目1631的值从‘0’变为正整数(步骤2114)。在变为正整数时，再次进行步骤2102、2103。
然后，比较定时器1660指示的当前时间和发送等级的下一个包发送时间(步骤2105)，在下一个包发送时间≥当前时间时，把输出线路序号‘k’和输出标签组作为包发送线路/输出组信息151通知包缓冲器1510(步骤2106)。与包发送线路/输出组信息151对应的包缓冲器1510的FIFOij读出前头的包，并发送给多路复用电路，多路复用电路对发往同一输出线路202的包进行时分多路复用，并发送给包收发电路211，同时把内部标题部330的包长度331作为发送包长度信息12，发送给包读出部1550(步骤2107)。另一方面，在下一个包发送时间<当前时间时，等待直到下一个包发送时间(步骤2105)。在该等待时间的期间，有时在与输出线路序号‘k’对应的FIFO中储存包，项目1631从0变为正整数，该情况下，控制部1610再次读出项目121(步骤2102)，检查有无存储正整数的项目1631(步骤2103)，进行“发送标签组”的判定(步骤2104)。
在下一个包发送时间已过并且步骤2106结束后，控制部1610从频带规则储存部1640读出与输出标签组335对应的项目1641(步骤2108)。另外，根据前述算式1计算利用所读出的最大频带和从多路复用电路接收的包长度(字节)确定的下一个包发送时间(步骤2109)，把新的下一个包发送时间写回到包发送管理表1620中(步骤2110)。最后，读出与输出线路k的发送等级对应的FIFO管理表1630的项目1631(步骤2111)，减去‘1’(步骤2112)，并写回到FIFO管理表1630中(步骤2113)，返回步骤2100。
并且，在步骤2105的等待过程中，各个输出标签组的下一个包发送时间，通过设定有属于同一输出标签组的LSP的其他输出线路的步骤2110的处理，有时会变化。此时，控制部1610再次读出项目1631(步骤2102)，检查有无存储正整数的项目1631(步骤2103)，进行“发送标签组”的判定(步骤2104)。
如以上说明的那样，本实施方式的整形部1500的包读出部1550，按照每个输出标签组计算下一个包发送时间。只在该下一个包发送时间为当前时间或过去的时间时发送各个输出标签组的包，所以整形部1500能够实现遵守对输出标签组设定的最大频带的包发送。
另外，在(2)和(3)中说明了计算并使用基于最大或最低频带的发送时间的示例，但也可以取而代之，例如在频带规则储存部储存发送间隔和包数量，整形部使用该信息控制输出包。
(4)频带规则的设定  最后，说明包读出部的频带规则储存部740、1640、2440的设定。包中继装置200的管理者从外部的控制终端10进行频带规则储存部的设定。图25表示进行频带规则储存部740、1640的设定时输入控制终端10的命令的一例。这些命令：shaper是对2201所述的集约线路的2202所述的等级，设定2203所述的最大频带的值的命令。控制终端10在输入了这些命令时，向处理器240发送所有信息。
接收到命令的处理器240向包读出部150(或1550)的控制部710(或1610)发送2201、2202、2203的信息和该信息的写入指示。控制部710(或1610)接收该信息，向与2201、2202对应的项目741(或1641)写入2203的值。并且，在设定最低频带的值时，可以把命令中的“peak_rate”设为“minimum_rate”。另外，在设定频带规则储存部2440的最大频带和最低频带时，可以把“peak_rate X Mbps”设为“peak_rateX Mbps，minimum_rate Y Mbps”。其中，X和Y分别表示作为最大频带、最低频带所设定的频带。
(实施例2)具有频带监视功能的路由器
(1)路由器的概要动作  首先，说明本实施例的具有频带监视功能的包中继装置2600的概要动作。本实施例的频带监视功能控制从构成输入线路组的输入线路输入的包的频带，控制向构成输出线路组的输出线路输出的包的频带。此处，所说输入线路组指构成链接集约的多个输入线路、或设定有MPLS的保护LSP和预备LSP的多个输入线路的集合，输出线路组指构成链接集约的多个输出线路、或设定有MPLS的保护LSP和预备LSP的多个输出线路的集合。
另外，本实施例的频带监视功能控制属于输入标签组的包的频带，控制属于输出标签组的包的频带。此处，所说输入标签组指对构成输入线路组的多个输入线路设定的保护LSP和预备LSP的集合，输出标签组指对构成输出线路组的多个输出线路设定的保护LSP和预备LSP的集合。
图26是表示本实施例的包中继装置2600的结构的一例。对与图1所示的包中继装置200相同的构成要素赋予相同的符号。包中继装置2600由以下部分构成：包输入用的N个输入线路201-i(i＝1～N)和N个输出线路202-i(i＝1～N)；接口部2610；整形部100；本实施方式固有的标题处理部2630；处理器2640。接口部2610利用N个包收发电路2611-i(i＝1～N)构成，进行对应各个输入线路201-i的包的收发处理。标题处理部2630由路径判定部231、流检测部2632和频带监视部2633构成，流检测部2632根据标题信息等判定该包所属的流(flow)，判定该流所属的多个流的集合即流束的序号(称为流束序号)，频带监视部2633测量每个流束的频带，根据该频带和预先分配给流束的频带，判定包的通过/废弃和包的传送优先度即DSCP值。在图26中与实施例1相同，记载只连接标题处理部2630和包收发电路2611-1的情况，但也可以连接标题处理部2630和所有的包收发电路2611-i。
并且，从输入线路201-i输入的包的格式、该包的包中继装置2600内部的包格式、及MPLS包的格式、该包的包中继装置2600内的格式，与实施例1相同。
以下，说明包从输入线路201输入、并输出到输出线路202的流程。包从输入线路201输入后，图27中记载的包收发电路2611的内部标题附加电路510附加内部标题部330。另外，计数该包的字节长度并写入包长度331，把输入了该包的输入线路201的序号写入输入线路序号332，把该包储存在包临时储存缓冲器520中。另外，内部标题附加电路510判定与输入线路201对应的输入线路组的序号即输入线路组序号，并发送给包临时储存缓冲器520，该缓冲器520把该信息与包一起储存。该判定通过参照图12中记载的输出线路组表750和相同格式的输入线路组表来实现。输入线路组表存储记述了各个输入线路所属的输入线路组序号的项目。内部标题附加电路510参照与包的输入线路201对应的项目，判定输入线路组序号。
然后，包标题发送部550把包临时储存缓冲器520中的包的标题部310和内部标题部330和输入线路组序号作为包标题信息21，发送给标题处理部2630的路径判定部231和流检测部2632和频带监视部2633。另外，此时，输出线路序号336、输出线路组333、等级334和输出标签组335的值是没有意义的数值。
接收到包标题信息21的路径判定部231与实施例1相同，根据信息21内的DIP或DMAC的信息判定输出线路组序号，并作为包输出线路信息22发送给包收发电路2611。
标题处理部2630的流检测部2632根据所接收的包标题信息21，进行所接收的包所属的流判定和该流的多个集合即流束的序号(称为流束序号)判定，把该流束序号通知给频带监视部2633。频带监视部2633测量属于该流束的包的频带，判定是否已超过预先设定的频带。另外，根据该判定结果，判定网络内的优先度即DSCP，作为DSCP信息发送给包收发电路2611。另外，在实施例1的流检测部232中，进行在整形部100使用的等级的判定，但在本实施例2中，在整形部100中不需要相当于等级的信息，所以流检测部2632不进行等级的判定。
此时，流检测部2632对来自构成输入线路组的多个输入线路的包分配相同的流束序号，由此一并测量来自构成多个输入线路组的输入线路的包的频带，并控制频带。并且，流检测部2632对从某输入线路A输入的、标题信息和输入线路序号满足特定条件A的包，和从与输入线路A相同的构成输入线路组的其他输入线路B输入的、标题信息和输入线路序号满足特定条件B的包，分配相同的流束序号，由此可以一并控制输入线路A且满足条件A的包和输入线路B且满足条件B的包的频带。例如，作为所述条件A，使用对输入线路A设定的保护LSP的标签值，作为条件B，使用对输入线路B设定的预备LSP的标签的值，从而可以控制属于输入标签组(此处为保护LSP和预备LSP的集合)的包的频带。
包收发电路2611的标题写入电路560接收包输出线路信息22和DSCP信息26，把所接收的信息写入包临时储存缓冲器520内的包的输出线路组333和DSCP315的各自字段中。另外，图27中的包读出电路530从包临时储存缓冲器520读出包，并和包发送信号24一起发送给整形部100。此时，该包的等级334和输出线路序号336是没有意义的信息。
另一方面，MPLS网络的包中继装置200内的路径判定部231与实施例1相同，根据所接收的包标题信息21的输入线路序号336和标签318判定输出标签组序号。此处，把这些信息作为包输出线路信息22发送给包收发电路2611。包收发电路2611的标题写入电路560把包输出线路信息22内的输出标签组序号和DSCP信息26内的DSCP，分别写入输出标签组335和DSCP315中。
下面，说明相对实施例1的整形部100的动作变更点。在本实施例2中，整形部100不进行频带的控制，所以把包储存在对每个输出线路设置的多个FIFO中的一个FIFO中，并以对应的输出线路202的物理频带从该FIFO发送给包收发电路2611。因此，与实施例1不同，包写入部130把所有包储存在储存FIFO判定部140所判定的输出线路的等级1的FIFO中。另外，在包读出部150的与该FIFO对应的频带规则储存部740的项目741中，记述着大于该输出线路的物理频带的值，包读出部150从包收发电路2611接收包发送请求信号25后，马上从该FIFO读出包，并发送给包收发电路2611。并且，在本实施例中，对整形部100发送的包，根据输出线路序号再次执行频带监视。因此，包写入部130利用储存FIFO判定部140所判定的输出线路序号改写覆盖包临时储存缓冲器120内的包的输出线路序号336。除此以外的整形部100的动作与实施例1相同。
包收发电路2611接收整形部100发送的包，把该包储存在包临时储存缓冲器570中。包标题发送部550把该包的标题部310和内部标题部330的信息作为包标题信息21，发送给标题处理部2630的流检测部2632和频带监视部2633。标题处理部2630的流检测部2632再次根据包标题信息21判定流束序号，并通知频带监视部2633。
频带监视部2633进行与前述相同的动作，测量属于流束的包的频带，判定是否已超过预先设定的频带。另外，根据判定结果，判定网络内的优先度即DSCP，作为DSCP信息26发送给包收发电路2611。此时，流检测部2632对来自构成输出线路组的多个输出线路的包分配相同的流束序号，由此一并测量输出给构成输出线路组的多个输出线路的包的频带，并控制频带。并且，流检测部2632对向某输出线路C输出的、标题信息和输出线路序号满足特定条件C的包，和向与输出线路C相同的构成输出线路组的其他输出线路D输出的、标题信息和输出线路序号满足特定条件D的包，分配相同的流束序号，由此可以控制输出线路C且满足条件C的包和输出线路D且满足条件D的包的频带。例如，作为所述条件C，使用对输出线路C设定的保护LSP的标签值，作为条件D，使用对输入线路D设定的预备LSP的标签的值，从而可以一并控制属于输出标签组(此处为保护LSP和预备LSP的集合)的包的频带。另外，构成输出标签组的LSP数为3个以上时也相同。
最后，包收发电路2611将所接收的包的内部标题部330删除，发送给输出线路202。
(2)流检测部的具体动作下面，使用图28～图33说明本实施方式的流检测部2632的具体动作。首先，说明包收发电路2611从输入线路201接收包，并接收与该包对应的包标题信息21时(称为包接收时)的动作。关于包收发电路2611从整形部100接收包，并接收与该包对应的包标题信息21时(称为包发送时)的动作，将在后面说明。
图28表示流检测部2632的方框图，图29表示流检测部2632具有的流表3002的格式。具有多个流表3002的流项目3110-i(i＝1～N)，作为用于识别流的条件设定有SIP3101-i、DIP3102-i、SPORT3103-i、DPORT3104-i、输入线路序号3105-i、输出线路序号3106-i、输入标签3108-i、输出标签3109-i、输入线路组3111-i、输出线路组3112-i、以及记述有在进行包接收或发送时的任一方时是否有效的流项目3110的In/Out3107。此处，In/Out3107为‘1’时表示是包接收时有效、包发送时无效的项目3110，In/Out3107为‘0’时表示是包发送时有效、包接收时无效的项目3110。另外，该包中继装置2600的管理者通过控制终端10设定流项目3110-i。控制终端10向包中继装置2600发送相对流表3002的写入命令、流表3002的地址、写入流表3002的写入信息(对应SIP3101、DIP3102、SPORT3103、DPORT3104、输入线路序号3105、输出线路序号3106、输入标签3108、输出标签3109、输入线路组3111、输出线路组3112、In/Out3107的信息)，控制部3001把写入信息写入流表3002的所述地址。另外，在进行包接收时，包标题信息21内不包含与输出线路序号、输出标签和输出线路组对应的信息。因此，对项目3110的输出线路序号3106、输出标签3109和输出线路组3112，设定表示不用作流项目识别条件的标志值(记述为“*”)
流检测部2632的控制部3001接收包标题信息21，读出表地址为‘1’的流项目3110-1，在In/Out3107内的信息为‘1’时，将SIP3101、DIP3102、SPORT3103、DPORT3104、输入线路序号3105、输入标签3108、输入线路组3111，和包标题信息21内的SIP311、DIP312、SPORT313、DPORT314、输入线路序号332、标签318、输入线路组比较(不比较标志值设定为“*”的输出线路序号3106、输出标签3109和输出线路组3112)。在一致时，把表地址即‘1’作为一致地址信息13发送给流束判定部3003。在不一致时，将所述表地址加1，重复所述项目3110的读出和比较动作，把最先一致时的流项目3110的地址作为一致地址信息13发送给流束判定部3003。该一个一致地址信息13对应一个流。流束判定部3003按照该每个一致地址信息13(即每个流)分配流束的识别符即流束序号，作为流束序号14发送给频带监视部2633。流束判定部3003把从同一输入线路组的输入线路输入的包的流束序号设为相同的值，由此可以把从多个输入线路输入的包作为一个流束进行处理。图30表示流束判定部3003的一例。控制部3201接收一致地址信息13，直接把该值作为流束表3202的读出地址发送。图31表示流束表3202的格式。流束表3202把与所述读出地址对应的流束序号3310-j(j＝1～N)作为流束序号14输出。
考虑把从同一输入线路组输入的包作为一个流束处理时的情况。此时，对流表3002的流项目3110-i的输入线路序号3105设定构成输入线路组的输入线路的序号，对除此以外的条件设定不指定任何值的标志“*”，把与各个项目3110对应的流束序号3310设为相同的值。在输入线路组由n个输入线路构成时，需要进行n个流项目3110和n个流束序号3310的设定。为了削减所设定的流项目3110和流束序号3310，也可以对项目3110的输入线路组3111设定将要检测的组的序号，对除此以外的条件设定标志“*”。此时，只设定一个流项目3110和流束序号3310。
也可以把从某输入线路A输入的、标题信息和输入线路序号满足特定条件A的包，和从与输入线路A相同的构成输入线路组的其他输入线路B输入的、标题信息和输入线路序号满足特定条件B的包，作为一个流束处理。例如，作为所述条件A，使用对输入线路A设定的保护LSP的标签值，作为条件B，使用对输入线路B设定的预备LSP的标签的值，从而可以一并控制属于输入标签组(此处为保护LSP和预备LSP的集合)的包的频带。此时，对流表3002的流项目3110的输入线路序号3105和输入标签3108分别设定输入线路A和保护LSP的标签，对其他流项目3110的输入线路序号3105和输入标签3108分别设定输入线路B和预备LSP的标签。另外，这些流项目3110以外的其他字段为标志“*”。另外，与各个项目3110对应的流束序号3310设定为相同的值。此时，需要进行两个流项目3110和流束序号3310的设定，但在满足所期望的条件A、B的包从输入线路A或B中哪一方输入不明确、或者从哪方输入线路都输入的情况下，需要进行更多的设定。例如，在具有保护标签和预备标签的包从输入线路A和B这两个输入线路输入的情况下。此时，作为检测流的条件，需要设定分别记述了输入线路A及保护LSP的标签值、输入线路A及预备LSP的标签值、输入线路B及保护LSP的标签值、输入线路B及预备LSP的标签值的4个流项目3110，以及与它们对应的4个流束序号3310。为了削减所设定的流项目3110和流束序号3310，可以把作为检测流的条件应该检测的输入线路组序号设定在输入线路组3111中，并设定把保护LSP的标签值记述在输入标签3108中的项目3110、和记述了该组的序号和预备LSP的标签值的项目3110，还设定与该项目3110对应的流束序号3310。此时，作为流项目3110的条件，指定输入线路组的序号，由此把应该设定的流项目3110和流束序号3310的数量从4削减为2。这样，本发明的包中继装置2600在流项目3110内设有输入线路组3111，由此可以削减流项目3110的设定数量。
包中继装置2600的管理者通过控制终端10设定流表3002的该流项目3110和流束表3202的流束序号3310。图32中的上面3行表示把构成某输入线路组的输入线路2、3、4集约为一个流束：flow groupl的命令的示例。图32中记述的命令：flow，用于把3502、3503、3504、3505、3506、3507、3510、3511、3512、3513、3509的各个字段设定在流项目3110的SIP3101、DIP3102、SPORT3103、DPORT3104、输入线路序号3105、输出线路序号3106、输入标签3108、输出标签3109、输入线路组3111、输出线路组3112、In/Out3107的各个字段中，把3508的值设定在与该项目3110对应的流束序号3310中。图32中的上面3行的命令flow j(j＝1～3)，用于对流项目3110-j(j＝1～3)的SIP3101-j、DIP3102-j、SPORT3103-j、DPORT3104-j、输出线路序号3106-j、输入标签3108-j、输出标签3109-j、输入线路组3111、输出线路组3112设定“*”，对输入线路序号3105-1、2、3分别设定2、3、4，对In/Out3107设定表示in的‘1’，对流束表3202的流束序号3310-j(j＝1～3)设定‘1’。
向控制终端10输入这些命令(flow j(＝1～3))，控制终端10向包中继装置2600发送相对流表3002的写入命令、该表的地址(输入了图32中的命令时为j)、对应该地址的写入信息(输入了图32中的命令时输入线路序号为2、3、4，In/Out为1，其他为标志“*”)。流检测部2632接收该信息，控制部3001把与所述地址对应的写入信息写入流表3002。同样，控制终端10向包中继装置2600发送相对流束表3202的写入命令、该表的地址(输入了图32中的命令时为j(＝1～3))、对应该地址的写入信息(输入了图32中的命令时全部为1)。流检测部2632的流束判定部3002接收该信息，控制部3201把与所述地址对应的写入信息写入流束表3202。图32中的下面1行表示其他命令的示例。该命令用于把输入线路2、3、4用作这些输入线路构成的输入线路组1，并集约为一个流束：flow groupl。此时的包中继装置2600的表设定动作除设定值不同外，其他与flow1～3时相同。
作为其他命令的示例，图33表示从构成某输入线路组的输入线路2、3、4接收的包中，输入线路序号为2、且SIP3101和DIP3102分别是10.10.10.*、10.10.40.*，或输入线路序号为3、且SIP3101和DIP3102分别是10.10.20.*、10.10.40.*，或输入线路序号为4、且SIP3101和DIP3102分别是10.10.30.*、10.10.40.*的命令。此时的包中继装置2600的表设定动作也与前述动作相同。
以上说明了包接收时的流检测部2632的具体动作，在包发送时的流检测部2632中，仅一致地址信息13的判定条件不同。即，控制部3001接收包标题信息21时读出流项目3110-1，在In/Out3107内的信息为‘0’(在包接收时为‘1’)时，将SIP3101、DIP3102、SPORT3103、DPORT3104、输出线路序号3106、输出标签3108、输出线路组3112，和包标题信息21内的SIP311、DIP312、SPORT313、DPORT314、输出线路序号336、标签318(设定输出用的标签)、输出线路组333比较(不比较标志值设定为“*”的输入线路序号3105、输入标签3108和输入线路组3111)。在一致时，把与一致的流项目3110对应的表地址作为一致地址信息13发送给流束判定部3003。并且，与包接收时的流检测部2632相同，通过在流项目3110内设置输出线路组3112，可以削减流项目3110的设定数量。
(3)频带监视部的具体动作  以下，使用图34～图37说明接收了流束序号14的频带监视部2633的具体动作。作为频带监视的算法，说明使用把作为固定长度包的单元的监视算法即continuous stateLeaky Bucket Algorithm(以下称为溢漏包算法)扩展为可变长度包的频带监视用的算法的情况。关于溢漏包算法，例如在The ATM ForumSpecification version 4.0的4.4.2章中有所记载。溢漏包算法利用具有一定深度的漏筒模型，在向筒中注入水的期间，水在监视频带中漏出，在单元到达时向筒中注入了相当于1单元的固定量的水。为了允许单元的脉冲串到达，使筒具有深度，在筒不溢出的期间判定为遵守输入单元，在溢出时判定为“违约”。在本实施例中，通过可以改变包到达时水的注入量，实现可变长度包的频带监视。
图34表示频带监视部2633的方框图。频带监视部2633由筒储存量判定部2710、监视结果判定部2720、频带监视表2730、频带监视表控制部2740构成。图35表示频带监视表2730的格式。频带监视表2730具有M个(≤N：流项目3310-i的项目数)频带监视控制项目2800-k(k＝1～M)。频带监视部2633通过一个频带监视控制项目2800-k执行一个流束的频带监视。
频带监视控制项目2800—k由以下部分构成：表示脉冲串允许度的筒深度THR(Threshold)2801(字节)；表示监视频带的筒溢出的速度POLR(Policing Rate)2802(字节/秒)；分配了同一流束序号14的包的前次到达时间TS(Time Stamp)2803(秒)；在前面包的频带监视后马上储存在筒中的水量CNT(Count)2804(字节)；分配给判定为“守约”和“违约”的包的DSCP值CDSCP(Conformant DSCP)2805和NDSCP(Non-Conformant DSCP)2806。THR2801和POLR2802是所接收的包判定为“守约”“违约”的边界条件，CNT2804和TS2803对应所接收的包的到达履历。
图36表示频带监视部2633的流程图。频带监视部2633的处理由频带监视开始处理2900、筒储存量判定处理2910和监视结果判定处理2920构成。2910、2920这两个处理分别主要由筒储存量判定部2710、监视结果判定部2720执行。
频带监视部2633接收包标题信息2l，把包长度331储存在监视结果判定部2720的包长度储存部2722中(步骤2901)。频带监视表控制电路2741生成对应流束序号14的频带监视表2730的读出地址，读出频带监视控制项目2800，把THR2801和CDSCP2805和NDSCP2806分别储存在监视结果判定部2720的THR储存部2723、CDSCP储存部2724、NDSCP储存部2725中，把POLR2802和TS2803和CNT2804分别储存在筒储存量判定部2710的POLR储存部2713、TS储存部2714、CNT储存部2715中(步骤2902)。
在筒储存量判定处理2910中，筒储存量判定部2710计算包输入前的筒的水量(筒储存量)。首先，筒储存量判定电路2711计算计数当前时间的定时器2712的值和TS储存部2714内的前面包的到达时间即TS2803(秒)的差分，计算从前面包到达起的经过时间(秒)(步骤2911)。然后，向经过时间(秒)乘以POLR2713内的POLR2802(字节/秒)，计算从前面包到达起溢漏的水量(筒减少量)(步骤2912)。另外，从CNT储存部2715内的前面包的频带监视后的筒储存量即CNT2804中减去筒减少量，判定包输入前的筒储存量(步骤2913)。判定所述筒储存量的正负(步骤2914)，在判定结果为负时，把筒储存量修改为“0”(筒为空的)(步骤2915)。
在监视结果判定处理2920中，监视结果判定部2720的监视结果判定电路2721判定相当于输入包的包长度的水是否注入筒中。首先，向在筒储存量判定处理2910中计算的筒储存量(字节)加算包长度储存部2722内的包长度331(字节)(步骤2921)。进行储存在THR储存部2723中的筒的深度THR2801和所述加算值的大小比较(步骤2922)，在筒储存量+包长度>THR2801、并且注入了相当于包长度的水的情况下，在筒溢出时，判定输入包为“违约”，把NDSCP储存部2725内的NDSCP2806作为DSCP信息26发送给包收发电路2611。另外，把“筒储存量”的值作为表示频带监视后的筒储存量的筒储存量信息16，发送给频带监视表控制电路2741(步骤2924)。另一方面，在筒储存量+包长度≤THR2801时，判定输入包为“守约”，把CDSCP储存部2724内的CDSCP2805作为DSCP信息26发送给包收发电路2611。另外，为了向筒中注入相当于输入包的水，把“筒储存量+包长度”的值作为筒储存量信息16发送给频带监视表控制电路2741(步骤2923)。
频带监视表控制电路2741把筒储存量信息16和定时器2712的值分别作为频带监视后的筒储存量和包的到达时间，写回到对应流束序号14的项目2800的CNT2804和TS2803上(步骤2925)。
以上，说明了上述频带监视部2633对每个流束序号14进行频带的监视，并根据该监视结果判定DSCP的值的情况，但也可以对判定为“守约”的包指定DSCP值，对判定为“违约”的包，将该包废弃。例如，在进行包接收时，包收发电路2611把DSCP信息26的DSCP值：“0”解释为表示包废弃的值，在DSCP值为“0”时，图27中的包收发电路2611的包读出电路530可以不读出包临时储存缓冲器520内的包。此时，该缓冲器520内的包被从输入线路210后输入的包覆盖，最终被废弃。
另外，控制终端10通过频带监视表控制电路2741设定频带监视控制项目2800。图37表示利用监视频带1OOMbps、脉冲串允许度20kbyte限制flow groupl的包，作为DSCP，对判定为“守约”的包分配5、对判定为“违约”的包分配6的命令。在该命令：policing中，流束序号被设定为3701，监视频带和脉冲串允许度被设定为3702和3703，判定为“守约”和“违约”的包的DSCP被设定为3704、3705。
向控制终端10输入这些命令后，控制终端10向包中继装置2600发送对监视表2730的写入命令、该表的地址(输入了图37中的命令时为1)、对应该地址的写入信息(输入了图37中的命令时为1OOMbps、20kbyte、5、6)。频带监视部2633接收该信息时，频带监视表控制部2740的频带监视表控制电路2741向POLR2802写入监视频带即100Mbps，向THR2801写入脉冲串允许度即20kbyte，向CDSCP2805和NDSCP2806分别写入判定为“守约”或“违约”的包的DSCP即5和6，另外向TS2803、CNT2804分别写入作为初始值的定时器2712的值和0。根据以上说明的设定，可以实现对每个流束序号的频带监视的设定。

Claims (22)

1.一种包中继装置，向多个物理线路分配并发送从物理线路接收的包，包括：
从物理线路发送包的发送部；
从物理线路接收包的接收部；
确定对应多个物理线路的线路组的线路组确定部；
对由所述线路组确定部确定的每个线路组控制包的传输的线路组控制部。
2.根据权利要求1所述的包中继装置，所述线路组控制部除所述每个线路组外，还对包的每个等级控制包的传输。
3.根据权利要求1所述的包中继装置，所述线路组对应于通过链接集约被集约的多个物理线路、或收容MPLS的保护LSP的物理线路和收容与该保护LSP对应的预备LSP的物理线路。
4.根据权利要求1所述的包中继装置，包括线路组附加部，对由所述接收部接收的包附加由所述线路组确定部确定的线路组。
5.根据权利要求1所述的包中继装置，包括对每个线路储存由所述线路组确定部确定的包的多个缓冲器。
6.根据权利要求5所述的包中继装置，所述每个线路的缓冲器包括按表示包的通信质量和类型及优先顺序中任一方的每个等级划分的多个各等级缓冲器。
7.根据权利要求5所述的包中继装置，所述线路组控制部对所述每个缓冲器控制从该缓冲器向所述发送部发送包的定时或量。
8.根据权利要求1所述的包中继装置，所述线路组控制部监视所述线路组中包含的多个物理线路的频带，判定包的“守约”“违约”，根据该判定结果执行该包的传送优先度的判定或废弃判定。
9.根据权利要求1所述的包中继装置，所述线路组控制部具有根据从所述物理线路输入的包的标题信息判定流束序号的流检测部，对该每个流束序号监视是否已超过规定频带。
10.根据权利要求9所述的包中继装置，所述流检测部包括：
流表，存储具有发送源地址、发送目标地址、应用信息、总线信息和物理线路序号中至少一个信息的流项目；
控制部，进行所述输入的包的标题信息或输入了该包的物理线路序号与所述流项目的信息的一致比较，判定该包所属的流；
流束表，对由所述控制部判定的每个流存储流束序号。
11.根据权利要求1所述的包中继装置，包括存储对所述每个线路组输入或输出的输入输出控制信息的输入输出控制存储部，
所述线路组控制部的所述每个线路组的控制，以对应于该线路组的所述输入输出控制存储部的输入输出控制信息为基础。
12.根据权利要求11所述的包中继装置，所述输入输出控制存储部存储作为输入输出控制信息的接收或发送属于线路组的包的时间或间隔或频带或包数量。
13.根据权利要求11所述的包中继装置，所述输入输出控制存储部存储分别对应最低频带和最大频带的输入输出控制信息。
14.根据权利要求11所述的包中继装置，所述输入输出控制存储部包括：对属于所述线路组的包的每个等级管理发送包的发送时间的包发送管理部；存储属于所述线路组的包的每个等级的最大频带或最低频带的至少一个的频带规则储存部，
所述线路组控制部根据由所述频带规则储存部储存的最大频带或最低频带，计算属于所述线路组的包的每个等级的发送时间，并存储在所述包发送管理部中，在所存储的发送时间已过了当前时间时，向所述发送部输出对应的包。
15.根据权利要求14所述的包中继装置，所述线路组控制部分别计算存储在所述频带规则储存部中的、基于属于所述线路组的包的每个等级的最大频带的发送时间、和基于属于所述线路组的包的每个等级的最低频带的发送时间，并存储在所述包发送管理部中，对于和属于所述线路组的包的等级对应的包与当前时间比较，向所述发送部输出已过了基于最低频带的发送时间的包，而且保留基于最大频带的发送时间之前的包的输出。
16.根据权利要求11所述的包中继装置，包括设定输入所述输出控制存储部的输出控制信息的输出控制设定输入部。
17.根据权利要求1所述的包中继装置，所述线路组控制部根据由所述接收部接收的包中包含的标题信息，确定发送该包的发送部或物理线路。
18.一种包中继装置，向多个物理线路分配并发送从物理线路接收的包，包括：
从物理线路接收包的接收部；
储存由所述接收部接收的包的多个缓冲器；
缓冲器确定部，根据由所述接收部接收的包中包含的信息，确定把该包储存在所述多个缓冲器中的哪个缓冲器中；
缓冲器读出部，对所述多个缓冲器中被分组的多个缓冲器，根据与该组对应的控制规则读出包；
发送部，向物理线路发送由所述缓冲器读出部读出的包。
19.根据权利要求18所述的包中继装置，包括分组存储部，将与通过链接集约而集约的多个物理线路对应的多个缓冲器分组，存储对该组的控制规则。
20.根据权利要求18所述的包中继装置，包括存储部，将与收容MPLS的保护LSP的物理线路对应的缓冲器和与收容对应该保护LSP的预备LSP的物理线路对应的缓冲器分组，存储对该组的控制规则。
21.一种向多个物理线路分配并发送从物理线路接收的包的包中继装置执行的包发送方法，包括以下步骤：
A)接收包，
B)判定与发送所接收的包的多个物理线路对应的线路组和包的等级，
C)把包储存在与该判定的线路组和等级对应的缓冲器中，
D)根据与线路组和等级对应的控制信息，从所述缓冲器读出包，
E)发送该读出的包。
22.根据权利要求21所述的包发送方法，所述D)步骤包括以下步骤：
F)根据与线路组和等级对应所设定的频带，确定发送时间，
G)比较所确定的发送时间和当前时间，从所述缓冲器读出与当前时间已过发送时间的线路组和等级对应的包。
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