JP2001223740A - 競合制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】適切な粒度を設定でき、ＤＲＲの性能を劣化さ
せずに、公平性や高いスループットの性能を担保する競
合制御方法及び装置の提供。 【解決手段】競合制御装置が、到着するパケットを入力
パケット流毎に一時的に蓄積する任意数のバッファＢ１
〜ＢＮと、各バッファＢ１〜ＢＮのうち次に出力すべき
パケットが蓄積されているバッファの読出し選択制御を
行う読出し制御部ＲＣと、読出し制御部ＲＣにより読出
し選択とされたバッファから順次出力回線にパケットを
出力するパケット読出し部ＰＲと、パケット処理におけ
る統計的観測情報を収集して読出し制御部ＲＣでの読出
し選択制御の制御パラメータである粒度を決定し読出し
制御部ＲＣに通知する出力側統計実行部ＯＳと、で構成
される特徴的構成手段の採用。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大規模高速なパケ
ット交換網等で使用され、ＤＲＲ法等のパラメータであ
る粒度ｑ値をパケット長等の統計処理に基づき可変設定
とする競合制御方法及びその実施に直接使用する装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、従来の競合制御装置の基本構
成を示したものである。図１３を参照しつつ、従来の競
合制御装置の基本構成を説明する。

【０００３】従来の競合制御装置は、入力回線に接続さ
れる任意の数のバッファ（図１３では、第１バッファＢ
１、・・第４バッファＢ４）と、出力回線に接続される
パケット読み出し部ＰＲと、読出し制御部ＲＣとで図１
３の様に接続構成される。尚、図１３において、各入力
パケット流とは、物理的に存在する入力回線上のパケッ
トを何らかの手法により論理的に相対分離された入力パ
ケットの流れを指す。

【０００４】入力されたパケットは、パケットのヘッダ
部に記載された情報を基にして、入力パケット流に分離
され、其々各パケット流に対応するバッファに入力され
る。ここで、入力パケット流は、任意の種類（図１３で
は４種類）存在するが、各入力回線と入力パケット流を
対応させる場合もあるし、各品質クラス毎に入力パケッ
ト流を対応させる場合もある。パケットは、一般に可変
長パケットである。

【０００５】読出し制御部ＲＣは、任意の数Ｎのバッフ
ァ（図１３では、Ｎ＝４）から１個のバッファＢｉ（ｉ
＝１〜Ｎ）を選択し、その先頭のパケットは、パケット
読出し部ＰＲにより読み出される。

【０００６】ここで、読出すパケットを選択する方法と
しては、例えば、ラウンドロビン（ＲＲ：Round Robi
n）法がある。このＲＲ法は、トークンが各バッファを
順番に巡回し、出力のリクエストを出しているバッファ
を順次選択する方法である。あるバッファを選択した
ら、巡回方向の次のバッファからスタートして、リクエ
ストをサーチして、次回読み出すバッファを選択してい
く。

【０００７】ＲＲ法では、選択の回数が公平に与えられ
るが、パケット長が長いパケットを有するバッファは、
パケット長が短いパケットを有するバッファに較べて、
多くのトラフィックを出力回線に送出することになる。
従って、平均パケット長がバッファ毎に異なる場合、ト
ラフィック量（スループット）の公平性を担保できな
い。そこで、かかるＲＲ法の問題を解決する為に、ディ
フィシットラウンドロビン（ＤＲＲ：Deficit Round
Robin）法が提案されている。

【０００８】図１４は、ＤＲＲ法を用いた場合の読出し
制御部の基本構成を示したものである。図１５は、ＤＲ
Ｒ法を用いた読出し制御部の流れ図である。図１６は、
各バッファにパケットが蓄積されている例を模式的に示
したものである。図１７は、粒度ｑ＝５００の場合の読
出し制御部の制御例を示したものである。

【０００９】図１４に示す様に、読出し制御部ＲＣは、
読出し選択処理部ＲＳと、粒度レジスタＱＲとで構成さ
れ、各バッファ、（図示しない）外部設定部、パケット
読出し部ＰＲとに接続される。ここで、粒度レジスタＱ
Ｒには、（図示しない）外部設定部により固定的に粒度
ｑ値が設定される。ＤＲＲ法においては、用いられるパ
ラメータとして、粒度ｑ値、ディフィシット値（defici
t値：ｄ値）、キューの先頭のパケット長Ｌがある。先
ず、各バッファのディフィシット値をｄ＝０とする。

【００１０】次に、図１５に示した、ＤＲＲ法を用いた
読出し制御部の流れ図を説明する。トークンは各バッフ
ァを巡回している。前のバッファからトークンを受けた
或るバッファに着目する（Ｓ１−１）。そのバッファの
キューにパケットがあるか否かを確認する（Ｓ１−
２）。

【００１１】キューにパケットがあれば（Ｓ１−２でＹ
ｅｓ）、ｄ＝ｄ＋ｑとし（Ｓ１−３）、Ｌがｄ以下であ
れば（Ｓ１−４でＹｅｓ）、当該バッファが読出しバッ
ファとして選択され（Ｓ１−５）、ｄ＝ｄ−Ｌとなる
（Ｓ１−６）一方、Ｌ＞ｄ（Ｓ１−４でＮｏ）であれ
ば、ｄの値はそのままである。そして、次のバッファへ
トークンを渡す（Ｓ１−７）。キューにパケットがなけ
れば（Ｓ１−２でＮｏ）、ｄ＝０とし（Ｓ１―８）、次
のバッファへトークンを渡す（Ｓ１−７）。

【００１２】ここで、図１６に示した様にパケットのキ
ューに蓄積されている場合について、図１７の具体例を
説明する。尚、図１６で、長方形の中の「１−０（８０
０）」（これは、図１６の第１バッファＢ１のキューの
先頭部分の長方形の中に記載してあること）は、第１バ
ッファＢ１の先頭の並びであることを「１―０」が示
し、（ ）内の「８００」は、パケット長Ｌを示してい
る。又、図１７に示した数字は、各バッファのディフィ
シット値（ｄ値）を示し、四角で囲繞した部分は、パケ
ット読出し選択があった（Ｓ１−５、Ｓ１−６）ことを
示している。

【００１３】図１７では、粒度ｑ＝５００とする。第１
バッファＢ１からスタートする。トークンを受けると
（Ｓ１−１）、第１バッファＢ１のキューにパケットが
ある否かを確認し（Ｓ１−２）、パケットがあるので
（Ｓ１−２でＹｅｓ）、Ｓ１−３によりｄ＝５００とな
る。ここで、Ｌ＝８００であるので、ｄとＬの大小の比
較により、Ｓ１−４でＮｏとなるので、第１バッファＢ
１は読出しパケットとして選択されずに、Ｓ１−７によ
り、第２バッファＢ２に進むことになる。

【００１４】そして、同様に第２バッファＢ２では、Ｓ
１−３によりｄ＝５００となるが、Ｌ＝６００なので、
Ｓ１−４でＮｏとなり読出しバッファとして選択されな
い。第３バッファＢ３では、Ｓ１−３によりｄ＝５００
となり、Ｌ＝４００なので、Ｓ１−４でＹｅｓとなり、
Ｓ１−５より読出しバッファとして選択され、Ｓ１−６
よりｄ＝ｄ−Ｌ＝５００−４００＝１００となる。

【００１５】次に読出しバッファをサーチし、第４バッ
ファＢ４からスタートする。第４バッファＢ４では、Ｓ
１−３によりｄ＝５００となり、Ｌ＝１０００なので、
Ｓ１−４でＮｏとなり読出しバッファとして選択されな
い。

【００１６】次に第１バッファＢ１に進み、第１バッフ
ァＢ１では、現在のｄ値がｄ＝５００であるので、トー
クンを受けると（Ｓ１−１）、ｄ＝ｄ＋ｑ＝５００＋５
００＝１０００となり（Ｓ１−３）、Ｌ＝８００である
ので、ｄはＬ以上の条件を満たし（Ｓ１−４でＹｅ
ｓ）、読出しバッファとして選択され（Ｓ１−５）、ｄ
＝ｄ−Ｌ＝１０００−８００＝２００となる（Ｓ１−
６）。

【００１７】次に読出しバッファをサーチする。第２バ
ッファＢ２も、同様に、ｄ＝ｄ＋ｑ＝５００＋５００＝
１０００となり、Ｌ＝６００であるので、ｄはＬ以上と
なり、読出しバッファとして選択され、ｄ＝ｄ−Ｌ＝１
０００−６００＝４００となる。次の読出しバッファを
サーチする。第３バッファＢ３では、キューにパケット
がないので、Ｓ１−８により、ｄ値は、リセットされ、
ｄ＝０となる。以下、同様の動作が、読出しバッファを
サーチする為に繰り返される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記説明した
ＤＲＲ法において、読出しパケットを選択する為には、
ｄがＬ以上なる条件を満たす必要がある。長いパケット
は、短いパケットより、読出しパケットを選択される回
数が減るが、平均パケット長がバッファ毎に異なる場合
でも、トラフィック量（スループット）の公平性を担保
できるが、公平性や高スループットを担保することがで
きるのは、粒度の値であるｑ値を適切に設定できた場合
に限られる。

【００１９】図１８は、粒度ｑ＝１０００の場合の読出
し制御部の制御例を示したものである。尚、図１８の数
字及び四角で囲繞した部分の意味は、図１７と同様であ
る。もし、図１８に示すように、ｑ＝１０００と粒度を
大きく設定すると、公平性を担保できなくなる。ｑが十
分大きい場合、トークンが各バッファに巡回してきた場
合、ｄ＝ｄ＋ｑ（Ｓ１−３）で、ｄを更新すると、Ｌよ
り大きくなる場合が多くなり、パケット長に関係なくパ
ケット読出しが選択されることになる。結果的に単純な
ＲＲ法を実行することと等価となり、公平性を担保でき
なくなる。

【００２０】図１９は、粒度ｑ＝１００の場合の読出し
制御部の制御例を示したものである。尚、図１９の数
字、四角で囲繞した部分の意味は、図１７と同様であ
る。図１９に示す様に、ｑ＝１００と粒度を小さく設定
すると、ｑ＜＜Ｌの場合、トークンが各バッファに巡回
してきたとき、ｄ＝ｄ＋ｑ（Ｓ１−３）により、ｄ値を
更新しても、ｄ値がＬ値よりまだ小さいので、数回の巡
回により、ｄ値を何回も更新する必要がある。

【００２１】図１９の例では、第３バッファＢ３が４回
の更新後に読出しバッファとして選択される。かよう
に、一つの読出し選択までにトークンが巡回する回数が
多くなるので、計算量が増加して、読出し選択に必要と
なる所要時間が大きくなる。これにより、出力回線が空
いている状態でも、読出し選択の所要時間が大きくな
り、読み出せないことになり、スループットが低下する
結果となる。

【００２２】以上から分かる様に、適切な粒度（ｑ値）
を設定しない限り、ＤＲＲの性能が悪化することにな
る。そこで、適切なｑ値を設定する為には、予めパケッ
ト長の分布を知る必要がある。

【００２３】しかし、不確定なトラフィック入力に対し
ては、このパケット長の予測は困難であるし、又、ある
期間のパケット長の分布を予測して適切なｑ値を設定し
たとしても、パケット長の分布は、時々刻々変化するの
で、任意の時刻で設定した粒度（ｑ値）は、その任意の
時刻が経過すると、必ずしも適切とはいえない。よっ
て、従来の競合制御装置においては、粒度が固定的に設
定されるので、適切な粒度ｑ値でないと、公平性や高ス
ループットの性能を担保できない。

【００２４】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は以下の通りである。本発明の第１の目的は、公平
性や高いスループットの性能を担保できる競合制御方法
及び装置の提供にある。

【００２５】本発明の第２の目的は、適切な粒度を設定
できる競合制御方法及び装置の提供にある。

【００２６】本発明の第３の目的は、ＤＲＲの性能を劣
化させない競合制御方法及び装置の提供にある。

【００２７】本発明の他の目的は、明細書、図面、特
に、特許請求の範囲における各請求項の記載から自ずと
明らかとなろう。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明装置は、上記課題
の解決に当たり、到着するパケットを入力パケット流毎
に一時的に蓄積する任意数のバッファと、各バッファの
うち次に出力すべきパケットが蓄積されているバッファ
の読出し選択制御を行う読出し制御部と、当該読出し制
御部により読出し選択とされたバッファから順次出力回
線にパケットを出力するパケット読出し部と、パケット
処理における統計的観測情報を収集して当該収集した統
計的観測情報に基づき、当該読出し制御部での前記読出
し選択制御の制御パラメータである粒度を決定し当該読
出し制御部に通知する統計実行部と、で構成される特徴
的構成手段を講じる。

【００２９】本発明方法は、上記課題の解決に当たり、
到着するパケットを入力パケット流毎に各バッファに蓄
積したパケット群の内から、次に出力すべきパケットを
出力回線に出力するに当たり、次に出力すべきパケット
のバッファの読出し選択制御を行う競合制御方法であっ
て、各パケットのパケット処理において収集される統計
的観測情報に基づいて、当該読出し選択制御のパラメー
タである粒度を決定して、当該読出し選択を為す特徴的
構成手段を講じる。

【００３０】更に、具体的詳細に述べると、当該課題の
解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念
にわたる新規な特徴的構成手法又は手段を採用すること
により、上記目的を達成するように為される。

【００３１】本発明装置の第１の特徴は、到着するパケ
ットを入力パケット流毎に一時的に蓄積する任意数のバ
ッファと、各バッファのうち次に出力すべきパケットが
蓄積されているバッファの読出し選択制御を行う読出し
制御部と、当該読出し制御部により読出し選択とされた
バッファから順次出力回線にパケットを出力するパケッ
ト読出し部と、パケット処理における統計的観測情報を
収集して当該収集した統計的観測情報に基づき、前記読
出し制御部での前記読出し選択制御の制御パラメータで
ある粒度を決定し当該読出し制御部に通知する統計実行
部と、で構成されてなる競合制御装置の構成採用にあ
る。

【００３２】本発明装置の第２の特徴は、上記本発明装
置の第１の特徴における前記読出し制御部が、トークン
を与える規準となる値を格納するラウンドロビンカウン
タと、前記バッファに対応したディフィシットカウンタ
と、前記粒度を格納する粒度レジスタと、当該粒度の更
新制御を行う粒度制御部と、前記ラウンドロビンカウン
タの値に対応するバッファにトークンが与えられたこと
を契機に、前記粒度レジスタの粒度を、対応するバッフ
ァのディフィシットカウンタの値に加算し、当該バッフ
ァから当該ディフィシットカウンタの値に相当するデー
タ量以下のパケットに対してのみ前記読出し選択とする
制御を行う読出し選択処理部と、で構成されてなる競合
制御装置の構成採用にある。

【００３３】本発明装置の第３の特徴は、上記本発明装
置の第１又は第２の特徴における前記統計実行部が、前
記統計的観測情報であるパケット長情報を収集し、当該
収集したパケット長情報を統計処理して得られる値を前
記粒度に前記決定する手段である競合制御装置の構成採
用にある。

【００３４】本発明装置の第４の特徴は、上記本発明装
置の第３の特徴における前記統計実行部における統計処
理が、前記収集したパケット長情報の集合から、中央
値、最小値、最大値、最頻値、平均値の何れかを算出す
る処理である競合制御装置の構成採用にある。

【００３５】本発明装置の第５の特徴は、上記本発明装
置の第１、第２、第３又は第４の特徴における前記統計
実行部が、或る確率でサンプリングしたパケットのパケ
ット長情報の量を一定に保って前記統計的観測情報の収
集を行う統計部と、当該統計部からの当該収集した統計
的観測情報に基づき新たな粒度を決定する判断部と、で
構成されてなる競合制御装置の構成採用にある。

【００３６】本発明装置の第６の特徴は、上記本発明装
置の第１、第２、第３、第４又は第５の特徴における前
記統計実行部が、前記バッファの入力前段、出力後段の
何れか一方に接続されてなる競合制御装置の構成採用に
ある。

【００３７】本発明方法の第１の特徴は、到着するパケ
ットを入力パケット流毎に各バッファに蓄積したパケッ
ト群の内から、次に出力すべきパケットを出力回線に出
力するに当り、次に出力すべきパケットのバッファの読
出し選択制御を行うに当り、各パケットのパケット出力
処理において収集される統計的観測情報のフィードバッ
クに基づいて、前記読出し選択制御のパラメータである
粒度を決定して、当該読出し選択を為してなる競合制御
方法の構成採用にある。

【００３８】本発明方法の第２の特徴は、上記本発明方
法の第１の特徴における前記読出し選択制御が、ラウン
ドロビンカウンタ値に相当するバッファにトークンを与
えたことを契機に、現在の粒度を、当該バッファのディ
フィシット値に加算し、当該バッファから当該ディフィ
シットカウンタ値に相当するデータ量以下のパケットに
対して読出し選択を行う制御である競合制御方法の構成
採用にある。

【００３９】本発明方法の第３の特徴は、上記本発明方
法の第１又は第２の特徴における前記粒度の決定が、パ
ケットのパケット長情報を収集する前記パケット出力処
理を通して、当該収集したパケット長情報を統計処理し
て得られる前記統計的観測情報に基づいて、為されてな
る競合制御方法の構成採用にある。

【００４０】本発明方法の第４の特徴は、上記本発明方
法の第３の特徴における前記統計処理が、前記収集した
パケット長情報の量を一定に保って為されてなる競合制
御方法の構成採用にある。

【００４１】本発明方法の第５の特徴は、上記本発明方
法の第１又は第２の特徴における前記粒度の決定が、前
記出力回線の回線使用率の統計的観測に基づいて演算処
理して為されてなる競合制御方法の構成採用にある。

【００４２】本発明方法の第６の特徴は、上記本発明方
法の第５の特徴における前記回線使用率の統計的観測
が、出力中のパケットが存在し、且つバッファに出力待
ちのパケットが存在する場合で、前記出力中のパケット
の出力が完了した時に、直ちに当該出力待ちのパケット
が出力できた回数を正常回数としてカウントすることで
あり、前記演算処理が、前記正常回数が或る閾値を超え
ると、粒度を減少させる処理である競合制御方法の構成
採用にある。

【００４３】本発明方法の第７の特徴は、上記本発明方
法の第６の特徴における前記演算処理における前記正常
回数が或る閾値を超えることが、前記正常回数が予め設
定した任意の回数、トークンの巡回数の単位で換算した
換算巡回数でそれぞれ表される閾値の何れかを超えるこ
とである競合制御方法の構成採用にある。

【００４４】本発明方法の第８の特徴は、上記本発明方
法の第５の特徴における前記回線使用率の統計的観測
が、出力中のパケットが存在し、且つバッファに出力待
ちのパケットが存在する場合で、前記出力中のパケット
の出力が完了した時に、直ちに当該出力待ちのパケット
が出力できなかった回数を異常回数としてカウントする
ことであり、前記演算処理が、前記異常回数が或る閾値
を超えると粒度を増加させる処理である競合制御方法の
構成採用にある。

【００４５】本発明方法の第９の特徴は、上記本発明方
法の第６、第７又は第８の特徴における前記カウント
が、スライディングウインドウ、ジャンピングウインド
ウの何れかで決められる観測期間中に為されてなる競合
制御方法の構成採用にある。

【００４６】本発明方法の第１０の特徴は、上記本発明
方法の第１又は第２の特徴における前記粒度の決定が、
前記到着したパケットのトラフィック量を観測し、当該
観測した入力トラフィック量の変動に伴って、為されて
なる競合制御方法の構成採用にある。

【００４７】本発明方法の第１１の特徴は、上記本発明
方法の１０の特徴における前記粒度の決定が、前記入力
トラフィック量の統計処理を行い、当該統計処理の結果
と回線速度とから見込み検索回数値を算出して、当該算
出した見込み検索回数値と、各バッファへトークンが巡
回した際に当該バッファからスキップされずに読み出さ
れた検索回数の平均値との大小を比較して、当該検索回
数の平均値が大きい場合には粒度の増加、当該検索回数
の平均値が小さい場合には粒度の減少により為されなる
競合制御方法の構成採用にある。

【００４８】本発明方法の第１２の特徴は、上記本発明
方法の第１１の特徴における前記入力トラフィック量の
統計処理が、ローパスフィルター、スライディングウイ
ンドウ、ジャンピングウインドウの何れかを用いて統計
的な平均値を算出する処理である競合制御方法の構成採
用にある。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。

【００５０】（装置例１）図１は、本発明一実施形態で
ある競合制御装置の基本構成図であり、図２は、図１に
おける読出し制御部と出力側統計処理実行部との関係図
である。

【００５１】競合制御装置は、到着するパケットを入力
パケット流毎に一時的に蓄積する任意数（複数）のバッ
ファ（図１では、第１バッファＢ１、第２バッファＢ
２、・・第ＮバッファＢＮ）と、各バッファのうち次に
出力すべきパケットが蓄積されているバッファを読出し
の選択制御を行う読出し制御部ＲＣと、読出し制御部Ｒ
Ｃにより読出し選択とされたバッファから順次出力回線
にパケットを出力するパケット読出し部ＰＲと、パケッ
ト処理における統計的観測情報を収集して粒度のｑ値を
決定し読出し制御部ＲＣに通知する統計実行部とで構成
される。

【００５２】尚、装置例１では、統計実行部は、各バッ
ファの出力側に設置されるので、特に出力側統計実行部
ＯＳとする。読出し制御部ＲＣは、トークンを与える規
準となるラウンドロビンカウンタＲＲＣと、各バッファ
に対応したディフィシットカウンタ（図２では、第１デ
ィフィシットカウンタＣ１、第２ディフィシットカウン
タＣ２、・・第ＮディフィシットカウンタＣＮ）と、粒
度の値を格納する粒度レジスタＱＲと、粒度の更新制御
を行う粒度制御部ＱＣ、読出し選択処理部ＲＳとで構成
される。

【００５３】読出し制御部ＲＣは、かかる構成により、
ラウンドロビンカウンタの値に対応するバッファにトー
クンを与え、トークンを与えたことを機会として粒度レ
ジスタＱＲに格納される値をそのバッファのディフィシ
ットカウンタに加算し、ディフィシットカウンタの値で
あるディフィシット値に相当する量以下のパケットを、
ディフィシットカウンタの値と引き換えに、当該パケッ
トを一時的に蓄積するバッファから読出し選択する手段
である。

【００５４】尚、読出し制御部ＲＣにおける読出し選択
の仕方は、かかる事項に限定されず、変更為し得、読出
し選択処理部ＲＳは、当該読出し選択の制御を行う手段
であり、各ラウンドロビンカウンタＲＲＣ及び各ディフ
ィシットカウンタは、読出し選択処理部ＲＳに内蔵する
様に構成してもよい。

【００５５】統計処理実行部（図１、図２では出力側統
計実行部ＯＳ）は、パケット処理における統計的観測情
報を収集する統計部ＳＴと、当該収集した統計的観測情
報に基づき粒度レジスタに設定する値を決定し、当該決
定した値を読出し制御部ＲＣの粒度制御部ＱＣに通知す
る判断部ＪＤで構成される。尚、競合制御装置の詳細
は、下記方法例１での競合制御装置の動作説明に準じ
る。

【００５６】（装置例２）図３は、本発明一実施形態で
ある競合制御装置の基本構成図であり、図４は、図３に
おける読出し制御部と入力側統計処理実行部との関係図
である。

【００５７】競合制御装置は、到着するパケットを入力
パケット流毎に一時的に蓄積する任意数（複数）のバッ
ファ（図３では、第１バッファＢ１、第２バッファＢ
２、・・、第ＮバッファＢＮ）と、各バッファのうち次
に出力すべきパケットが蓄積されているバッファを読出
しの選択制御を行う読出し制御部ＲＣと、読出し制御部
ＲＣにより読出し選択とされたバッファから順次出力回
線にパケットを出力するパケット読出し部ＰＲと、パケ
ット処理における統計的観測情報を収集して粒度のｑ値
を決定し読出し制御部ＲＣに通知する統計実行部とで構
成される。

【００５８】尚、装置例２では、統計実行部は、各バッ
ファの入力側に設置されるので、特に入力側統計実行部
ＩＳとするも、読出し制御部ＲＣ、入力側統計処理実行
部ＩＳの内部構成は装置例１と同様である。又、競合制
御装置の詳細は、下記方法例１で説明する競合制御装置
の動作説明に準じる。

【００５９】（方法例１）次に、本発明の一実施形態で
ある競合制御方法を、装置例１の動作手順を説明しなが
ら説明する。尚、装置例２も動作手順も同様であるの
で、出力側統計実行部ＯＳと入力側統計実行部ＩＳとを
特に区別することなく、統計実行部として説明する。

【００６０】本発明で特に強調すべき点は、従来の競合
制御装置では、粒度レジスタＱＲに外部から固定的に粒
度ｑ値を設定していたのに対して、この粒度ｑ値を可変
にできる様にした点である。以下具体的に説明してい
く。

【００６１】入力されたパケットはヴァーチャルサーキ
ット等予め設定された単位で識別される複数の入力パケ
ット流（図１、図３では、第１入力パケット流、第２入
力パケット流、・・第ｎ入力パケット入力流）は、各パ
ケット流に対応した異なるバッファに蓄積される。そし
て、読出し選択制御部ＲＣは、次に出力するパケット
を、複数のバッファに蓄積されたパケットの何れかから
以下の手順により選択する。

【００６２】先ず、読出し選択制御部ＲＣは、ラウンド
ロビンカウンタＲＲＣの値に対応するバッファＢｉ（ｉ
は、ラウンドロビンカウンタＲＲＣの値に対応するバッ
ファの番号）にトークン（＝発言権）を与え、トークン
を与えられたことを機会に粒度レジスタＱＲに格納され
る値をそのバッファＢｉのディフィシットカウンタＣｉ
（ｉ＝Ｂｉのｉ）に加算する。

【００６３】そしてトークンを与えたバッファから、デ
ィフィシット値に相当するデータ量のパケットに対して
は出力許可信号を出す。この際、出力許可を与えたパケ
ットのデータ量をディフィシットカウンタの値から減算
する。以上が、パケットの選択処理手順である。尚、こ
の手順は例示であり、例えば、図１５に示す他、適宜変
更実施なし得る。

【００６４】図２に示す様に、パケット読取り部ＰＲか
らパケットを出力回線に出力する際には、当該出力する
パケットのパケット長Ｌを、予め設定された確率Ｐでサ
ンプリングするか否かの判断を行い、確率Ｐでサンプリ
ングされたパケット長情報を、出力側統計処理実行部Ｏ
Ｓに通知する。

【００６５】パケット読出し部ＰＲから出力側統計処理
実行部ＯＳに通知されたパケット長情報は、出力側統計
処理部ＯＳ内の統計部ＳＴに蓄積される。そして判断部
ＪＤは、統計部ＪＤに当該パケット長情報が蓄積される
毎に、新たな統計値を算出するか否かの判断を行う。

【００６６】更に、判断部ＪＤは、新たな統計値を算出
した時点で、粒度ｑ値を更新するかの判断処理を行う。
判断部ＪＤにより、粒度ｑ値の更新を行うと判断する
と、更新すべき粒度を算出した時点で、読出し制御部Ｒ
Ｃ内の粒度制御部ＱＣに、新たな粒度を通知する。

【００６７】粒度制御部ＱＣは、新たな粒度の通知を受
けた時点で、読出し選択処理部ＲＣが利用する粒度レジ
スタＱＲ内の粒度ｑ値を更新する。以上が、読出し制御
部ＲＣと出力側統計実行部ＯＳの内部動作を説明した
が、図３、図４の読出し制御部ＲＣと入力側統計実行部
ＩＳの内部動作についても同様である。

【００６８】即ち、パケット読取り部ＰＲからパケット
を出力回線に出力する際に行う、出力するパケットのパ
ケット長Ｌのサンプリングの判断、及びパケット長情報
の出力側統計処理実行部ＯＳへの通知が、ぞれぞれ、其
々対応するバッファに、各入力バッファ流が入力される
際（競合制御装置に入力される場合でもよい）に行う、
入力するパケットのパケット長Ｌのサンプリングの判
断、及びパケット長情報の入力側統計処理実行部ＩＳへ
の通知となる相違がある。

【００６９】ここで、判断部ＪＤが行う、新たな統計値
を算出するか否かの判断を行うタイミングにつき、例示
しながら詳細する。図５は、タイミングの一例であるス
ライディングウインドウを用いて統計値を算出するタイ
ミングを決定する手法を示した説明図である。図５を参
照しながら、スライディングウインドウを用いて統計値
を算出するタイミングを決定する手法を説明する。

【００７０】Ｐｉ時刻にパケットが到着する（尚便宜上
Ｐｉ時刻に到着したパケット名をＰｉとする）。ここ
で、パケットが到着するとは、図２では、パケット読取
り部ＰＲからパケットを出力回線に出力すること（又
は、パケット読出し部ＰＲから実際に読み出されたパケ
ットのパケット長情報の信号が出力側統計実行部ＯＳに
統計部ＳＴに到着すること等）を指し、図４では、各入
力バッファ流から各バッファにパケットが入力されるこ
と（又は、競合制御装置にパケットが入力されること
等）を指す。

【００７１】パケット到着毎に確率Ｐで統計部ＪＤでパ
ケット長情報がサンプリングされる。尚、サンプリング
されるときの時刻をＬｉで表し、そのサンプリング名を
その時刻であるＬｉと便宜上示す。添え字ｉは、任意の
自然数である。スライディングウインドウ法では、新た
なパケット長情報がサンプリングされる毎に過去ｗ個分
のパケット長情報を用いて統計処理する。

【００７２】予めウインドウサイズｗ＝３と設定した場
合には、Ｌ２のパケットが蓄積された時点で、判断部Ｊ
Ｄはサンプリングされたパケット長情報から統計値を算
出し、観測値Ｍ０を当該算出した値に更新する。そして
次のＬ３のパケットが蓄積された時点で、観測地Ｍ１が
更新される。

【００７３】図６は、タイミングの一例であるジャンピ
ングウインドウを用いて統計値を算出するタイミングを
決定する手法を示した説明図である。図５を参照しなが
ら、ジャンピングウインドウを用いて統計値を算出する
タイミングを決定する手法を説明する。

【００７４】Ｐｉ時刻にパケットが到着する。パケット
到着毎に確率Ｐで統計部ＪＤにパケット長情報がサンプ
リングされる。尚、このときの時刻をＬｉで表すとす
る。尚、パケットが到着する及びＰｉ，Ｌｉは、図５と
同様である。ジャンピングウインドウ法では、ｗ個のパ
ケット長情報がサンプリングされる毎に過去ｗ個分のパ
ケット長情報を用いて統計処理する。

【００７５】予めウインドウサイズｗ＝３と設定した場
合には、Ｌ２のパケットが蓄積された時点でサンプリン
グされたパケット長情報から統計値を計算し、観測値Ｍ
０を当該算出した値に更新する。又Ｌ５のパケットが蓄
積された時点で、観測値Ｍ１が更新される。

【００７６】以上がタイミングの例示であるが、各Ｌｉ
のパケットの蓄積は、統計部ＳＴで行い、統計部ＳＴで
蓄積したパケット長情報を判断部ＪＤが受取り、統計値
の計算を行うことになるが、統計部ＳＴと判断部ＪＤの
役割分担については、之に限られない。

【００７７】次に、判断部ＪＤで行われる統計情報の算
出に関して説明する。尚、統計情報としては、パケット
長情報を基にして算出されるパケット長の平均値、中央
値、最小値、最大値、最頻値であり、この内の何れか
が、粒度として新たに決定されることになる。

【００７８】先ず、サンプルリングしたｗ個のパケット
長情報の集合Ｇは、パケット長情報Ｌの集合で、（式
１）の様に表すとする。 Ｇ＝｛Ｌ_１，Ｌ_２，・・Ｌ_ｗ｝ （式１） このとき、中央値Ｍは以下の通り算出される。Ｇの要素
を並び替えて、（式２）で表されるＧ’を考える。

【数１】

【００７９】ここで、中央値Ｍは、（式３）となる。
尚、［ ］はカッコ内の数を超えない最大の整数を表す
ガウス記号である。 Ｍ＝Ｌ’_{［ｗ／２］} （式３） 一方、平均値は、（式４）の様に算出される。

【数２】

【００８０】一方、最小値は、（式５）の様に算出され
る。 Ｍ＝ｍｉｎ｛Ｌ_１，Ｌ_２，・・，Ｌ_ｗ｝ （式５） 一方、最大値は（式６）の様に算出される。 Ｍ＝ｍａｘ｛Ｌ_１，Ｌ_２，・・，Ｌ_ｗ｝ （式６）

【００８１】又、平均値の算出にあっては、（式４）を
用いずにパケット情報がサンプリングされる毎に、以下
の様にして、平均パケット長を算出することも考えられ
る。この場合は、統計部ＳＴにローパスフィルターが備
えられ、算出した平均値を判断部ＪＤに転送することに
なる。

【００８２】ローパスフィルターによる平均値は、サン
プリングＬ_ｋがされる毎に、（式７）で算出される。
尚、αは、０〜１の任意の数である。 Ｍ_ｋ＝αＬ_ｋ＋（１―α）Ｍ_ｋ−１ （式７）

【００８３】判断部ＪＤでは、観測値（上記算出した値
の何れか）Ｍを新たな粒度ｑ_ＮＥＷとして判断する。そ
の結果、今までの粒度ｑ_ｏｌｄと比較して新たな粒度の
変更があった場合には、読出し制御部ＲＣの粒度制御部
ＱＣに新たな粒度ｑ_ＮＥＷを通知し、ｑ_ｏｌｄは、この
新たな粒度ｑ_ｎｅｗに置換されることになる。

【００８４】読出し制御部ＲＣでは、ＤＲＲの手順に従
い読出しパケットの選択を行っているが、トークンが巡
回する区切りのところで、新たな粒度ｑ_ＮＥＷが出力側
統計実行部ＯＳ（又は入力側統計実行部ＩＳ）から粒度
制御部ＱＣに通知されている場合には、粒度レジスタＱ
Ｒの値をこの新たな粒度に更新することにより、現在使
用している粒度を新たな粒度で更新し、当該変更された
粒度を用いてＤＲＲ法の制御を実行し続ける。

【００８５】以上が、装置例１及び２並びに方法例１の
説明であるが、本発明は、上記したことに限定されるも
のではなく、一種の例示であり、適宜変更実施し得るも
のである。

【００８６】

【実施例】次に、上記装置例１及び２並びに方法例１の
応用乃至変形した例を、実施例として以下説明する。
尚、上記装置例１を基本に説明するが、上記装置例２で
も同様に変形することができることは説明するまでもな
い。又、本発明の基本的な事項については、説明が重複
するので、主として相違点のみを具体例を挙げながら説
明することにする。

【００８７】（実施例１）実施例１は、上記発明の実施
の形態とは、統計情報の収集法と、得られた情報から粒
度を算出する手法が異なるものの、基本的な流れ、考え
方には変わりないので、相違点を主として説明する。

【００８８】図７は、本発明の実施例１である、図１及
び２の装置例１を変形した競合制御装置の構成を一部示
したものでる。省略部分については、図１及び２と同様
である。尚、具体的にバッファ数はＮ＝５の場合として
あり、読出し制御部ＲＣと出力側統計実行部ＯＳとで、
出力タイミング通知を行うことが、装置例１及び２と異
なる。

【００８９】図８、本発明の実施例１における読出し正
常状態例を説明する為の説明図、図９は本発明の実施例
１における読出し損失状態例を説明する為の説明図、図
１０は、本発明の実施例１におけるカウンタ演算フロー
図である。図７に示す様に、第１バッファＢ１、第２バ
ッファＢ２、第４バッファＢ４、第５バッファＢ５に、
それぞれパケットＰａ、パケットＰｃ、パケットＰｄ、
パケットＰｂが、蓄積されている。そして、読出し制御
部ＲＣは、順次各バッファを評価し、次の出力パケット
を決定する。

【００９０】今、時刻ｔ０に第１バッファＢ１を評価し
パケットＰａが第１バッファＢ１から出力されるとす
る。時刻ｔ１に第２バッファＢ２のパケットの出力判断
を行うが、ディフィシット値がパケット長情報よりも小
さかった為に、当該パケットは出力されないものとす
る。

【００９１】時刻ｔ２には、次の第３バッファＢ３から
パケット出力判断を行うが、第３パケットにはパケット
はないものとする。時刻ｔ３には、第４バッファＢ４を
評価するが、ディフィシット値がパケット長情報より短
かった為に、このパケットは出力されなかったとする。
時刻ｔ４には、ディフィシット値がパケット長情報より
大きく、このパケットＰｂが出力されたとする。

【００９２】図８及び図９は、図７に示した条件下にお
けるパケット読出し部ＰＲ、出力側統計実行部ＯＳ、読
出し制御部ＲＣの状態遷移の一例を各々示したものであ
る。パケット読出し部ＰＲでは、パケットＰａ、パケッ
トＰｂの情報が順次出力回線に転送されている様子を、
出力側統計実行部ＯＳでは、読出し制御部ＲＣが各バッ
ファについてのパケット出力判断を行った結果を受取っ
ている様子を、読出し制御部ＲＣでは、各バッファの出
力判断を時間Δｔで行っている様子を、示している。

【００９３】図８に示すように、パケットＰａが出力完
了する前に読出し制御部ＲＣでは次のパケットを選択し
終わっている場合は、パケットＰａが出力完了するとほ
ぼ同時に、次のパケットを出力することができる。かか
る状態を正常状態と呼ぶことにする。一方、図９に示す
様に、パケットＰａが短く、パケットＰａの出力を完了
しても、読出し制御部ＲＣが次の出力パケットを調べて
いる場合には、出力することができずに、回線使用効率
が低下する。かかる状態を損失状態と呼ぶ。

【００９４】正常状態でパケットを出力できた場合に
は、正常カウンタを、損失状態でパケットを出力した場
合には、損失カウンタを増加させる。この損失カウンタ
と正常カウンタの各値を用いることにより、ＤＲＲ法の
粒度の更新を行う。尚、正常カウンタ及び損失カウンタ
は、読出し制御部ＲＣに具備されても、読出し選択処理
部ＲＳ内部に設けてもよいし、図２、４のラウンドロビ
ンカウンタＲＲＣ等の様に読出し選択処理部ＲＳに接続
し得るように外付けしてもよい。

【００９５】図１０は、本発明の実施例１におけるＤＤ
Ｒ法の粒度の更新の流れを示した流れ図である。図１０
等を参照して、粒度の更新の仕方につき説明する。先
ず、パケット出力時（Ｓ２−１）に、正常状態・損失状
態の状態判断を行う（Ｓ２−２）。

【００９６】損失状態（Ｓ２−２でＮｏ）では、損失カ
ウンタを増加させる（Ｓ２―３）。このとき、損失カウ
ンタチェックタイミングの場合で（Ｓ２−４でＹｅ
ｓ）、損失カウンタを予め設定された閾値値ｎより大き
い場合（Ｓ２−５でＹｅｓ）には、粒度の増加を行い
（Ｓ２−６）、損失カウンタ、正常カウンタを共に０に
リセットする（Ｓ２−７）。

【００９７】一方、正常状態（Ｓ２−２でＹｅｓ）で
は、正常状態のカウンタを増加させる（Ｓ２−８）。こ
のとき、正常カウンタチェックタイミングの場合で（Ｓ
２−９でＹｅｓ）、正常カウンタが予め閾値ｍより大き
い場合（Ｓ２−１０でＹｅｓ）は、粒度を減少させ（Ｓ
２−１１）、正常カウンタを０にリセットする（Ｓ２−
１２）

【００９８】Ｓ２−６の粒度増加は、ｑ_ｎｅｗ＝ｑ
_ｏｌｄ＋α 又は、ｑ_ｎｅｗ＝ｑ_ｏｌｄ×β 等により
行う。又、Ｓ２−１１の粒度減少は、ｑ_ｎｅｗ＝ｑ
_ｏｌｄ−γ又は、ｑ_ｎｅｗ＝ｑ_ｏｌｄ÷δにより行う。
尚、α、β、γ、δは、其々予め設定した定数（α＞
０、β＞１、γ＞０、δ＞１）で、ｑ_ｏｌｄは、更新前
の粒度ｑ値を、ｑ_ｎｅｗは、更新後の粒度ｑ値を示す。

【００９９】尚、正常カウンタ、異常カウンタのＳ２−
１０、Ｓ２―４の判断は、予め設定した任意の回数、又
はトークン巡回数の単位で換算した換算巡回数で表され
る閾値を基に判断されてもよい。又、正常カウンタ及び
異常カウンタは、スライディングウインドウ、ジャンピ
ングウインドウ等で定まる観測中に為されても良い。

【０１００】（実施例２）次に、実施例２を説明する
が、上記発明の実施の形態とは、統計情報の収集法と、
得られた情報から粒度を算出する手法が異なるものの、
基本的な流れ、考え方には変わりない。

【０１０１】図１１は、本発明の実施例２における平均
ジャンプカウンタ値演算の流れ図であり、図１２は、本
発明の実施例２における粒度演算の流れ図である。実施
例２で用いられる統計情報は以下の様に算出される。先
ず、バッファ（又は競合制御装置）に到着するパケット
に着目して、到着したパケットの履歴から入力トラフィ
ック量を計算する。

【０１０２】初めに、ローパスフィルターを用いて以下
の様に入力トラフィック量Ｒを算出する。ここで、ｉ番
目にパケットが到着した時刻をｔｉとし、そのパケット
長をＬｉとする。このとき入力トラフィック量をＲｉと
すると、αを０〜１の任意数として Ｒ_ｉ＝αｒ_ｉ＋（１−α）Ｒ_ｉ−１ （式８） ｒ_ｉ＝Ｌ_ｉ/（ｔ_ｉ−ｔ_ｉ−１） （式９） となる。

【０１０３】次に、スライディングウインドウを用い
て、入力トラフィック量Ｒの算出を行うことができる。
ここで、パケットが到着する毎に、（式１０）（式１
１）を用いて算出する。尚、ウインドウサイズｗ、ｉ番
目のパケットが到着した時刻をｔ _ｉとし、そのパケット
長をＬ_ｉとし、このときの入力トラフィック量をＲ_ｉと
する。 Ｇ_ｉ＝｛Ｌ_{ｉ−ｗ+１}，Ｌ_{ｉ−ｗ＋２}，・・，Ｌ_ｉ｝ （式１０）

【数３】

【０１０４】最後に、ジャンピングウインドウを用い
て、次式を用いて入力トラフィック量Ｒの算出を行うこ
とが可能である。ここで、ウインドウサイズｗとしたと
き、ｗ個のパケットが到着する時刻ｔ_ｗｎ（ｎは整数）
毎にパケット長の集合Ｇ_ｎを用いてレートＲ_ｎを計算す
る。 Ｇ_ｎ＝｛Ｌ_ｎｗ+１，Ｌ_ｎｗ＋２，・・，Ｌ_ｎｗ｝ （式１２）

【数４】

【０１０５】かかる統計の結果を用いて、ジャンプカウ
ンタ値Ｊ、及び平均ジャンプカウンタ値Ｅを計算する。
読出し制御部ＲＣでは、上記発明の実施の形態で説明し
た様に、各バッファの出力判定の評価を行う（Ｓ３−
１）。かかる結果、バッファ内にパケットがあるにも関
わらず、粒度よりもパケット長の小さい故に読み出され
なかった場合（Ｓ３−２でＹｅｓ且つＳ３−３でＮｏ）
は、ジャンプカウンタ値Ｊを増加させる（Ｓ３−４）。

【０１０６】一方、パケットが出力された場合（Ｓ３−
２でＹｅｓ且つＳ３−３でＹｅｓ）は、パケットの出力
が為され（Ｓ３−５）、ジャンプカウンタ値Ｊを増加さ
せる（Ｓ３−６）と共に、この値、即ちジャンプカウン
タ値Ｊを用いて平均ジャンプカウンタ値Ｅを算出し（Ｓ
３−７）、ジャンプカウンタをリセットする（Ｓ３−
８）。

【０１０７】このとき、ローパスフィルターを用いても
よいし、スライディングウインドウ、又はジャンピング
ウインドウの様に複数のＪｉの履歴から平均ジャンプカ
ウンタ値を計算してもよい。又、統計実行部で、ジャン
プカカウンタ値Ｊ、平均ジャンプカウンタ値Ｅを計算す
るには、読出し制御部ＲＣ等からそれに必要な情報（信
号）が転送されることになる。

【０１０８】又、かかる計算を読出し制御部ＲＣで行う
場合には、統計実行部にかかる計算の結果を転送する必
要がある。この平均ジャンプカウンタ値Ｅを予め決めら
れた粒度更新間隔毎に、図１２に示す流れに従って粒度
ｑ値を更新する。図中Ｃは、出力回線の速度を表す。

【０１０９】即ち、入力トラフィック量の統計処理を行
って、粒度見直しのタイミング（例えば、任意回数バッ
ファを巡回する等）となると（Ｓ４−１）、入力トラフ
ィック量Ｒが出力回線の速度Ｃ以上の場合（Ｓ４−
２）、統計処理の結果と出力回線の速度の比である見込
み検索回数値Ｒ／Ｃを算出して、算出した見込み検索回
数値と、各バッファへトークンが巡回した際にバッファ
からスキップされずに読み出された検索回数の平均値Ｅ
との大小を比較する（Ｓ４−３）。

【０１１０】検索回数の平均値が大きい場合（Ｓ４−３
でＮｏ）には粒度の増加（Ｓ４−４）、検索回数の平均
値が小さい場合（Ｓ４−３でＹｅｓ）には粒度の減少
（Ｓ４−５）を為して粒度を決定される。尚、粒度の増
減は、固定値を足す、掛ける、引く、割る等の計算によ
り行い、実現される。

【０１１１】以上、本発明の実施の形態及び実施例を説
明したが、本発明は、必ずしも上記した事項に限定され
るものではなく、本発明の目的を達し、下記する効果を
奏する範囲において、適宜変更実施可能である。

【０１１２】

【発明の効果】本発明によれば、読出し状況又は選択の
状況に応じて可変制御される粒度ｑを用いることによ
り、従来の競合制御装置において、不適切に設定され、
かつ固定的な粒度ｑ値を用いることにより生じる、公平
性や高スループットの性能を担保できない問題点を解消
でき、公平性や高スループットを提供できる優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施形態である競合制御装置の基本構
成図である。

【図２】図１における読出し制御部と出力側統計処理実
行部との関係図である。

【図３】本発明一実施形態である、別の競合制御装置の
基本構成図である。

【図４】図３における読出し制御部と入力側統計処理実
行部との関係図である。

【図５】本発明の一実施形態である競合制御方法におけ
るタイミングの一例であるスライディングウインドウを
用いて統計値を算出するタイミングを決定する手法を示
した説明図である。

【図６】本発明の一実施形態である競合制御方法におけ
るタイミングの一例であるジャンピングウインドウを用
いて統計値を算出するタイミングを決定する手法を示し
た説明図である。

【図７】本発明の実施例１である、図１及び２を変形し
た競合制御装置の部分構成図である。

【図８】本発明の実施例１における読出し正常状態例を
説明する為の説明図である。

【図９】本発明の実施例１における読出し損失状態例を
説明する為の説明図である。

【図１０】本発明の実施例１におけるカウンタ演算フロ
ー図である。

【図１１】本発明の実施例２における平均ジャンプカウ
ンタ値演算の流れ図である。

【図１２】本発明の実施例２における粒度演算の流れ図
である。

【図１３】従来の競合制御装置の基本構成図である。

【図１４】従来の、ＤＲＲ法を用いた場合の読出し制御
部の基本構成図である。

【図１５】従来の、ＤＲＲ法を用いた読出し制御部の流
れ図である。

【図１６】各バッファにパケットが蓄積されている例の
模式図である。

【図１７】粒度ｑ＝５００の場合の読出し制御部の制御
例の説明図である。

【図１８】粒度ｑ＝１０００の場合の読出し制御部の制
御例の説明図である。

【図１９】粒度ｑ＝１００の場合の読出し制御部の制御
例の説明図である。

【符号の説明】

Ｂ１…第１バッファ Ｂ２…第２バッファ Ｂ３…第３バッファ Ｂ４…第４バッファ Ｂ５…第５バッファ ＢＮ…第Ｎバッファ ＩＳ…入力側統計実行部 ＪＤ…判断部 ＯＳ…出力側統計実行部 Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ…パケット ＰＲ…パケット読出し部 ＱＲ…粒度レジスタ ＲＣ…読出し制御部 ＲＳ…読出し選択処理部 ＳＴ…統計部

フロントページの続き (72)発明者 中井 康平 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 山中 直明 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K030 GA03 HA08 JA05 KA03 KX12 KX18 KX21 LC03

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】到着するパケットを入力パケット流毎に一
   時的に蓄積する任意数のバッファと、 各バッファのうち次に出力すべきパケットが蓄積されて
   いるバッファの読出し選択制御を行う読出し制御部と、 当該読出し制御部により読出し選択とされたバッファか
   ら順次出力回線にパケットを出力するパケット読出し部
   と、 パケット処理における統計的観測情報を収集して当該収
   集した統計的観測情報に基づき、前記読出し制御部での
   前記読出し選択制御の制御パラメータである粒度を決定
   し当該読出し制御部に通知する統計実行部と、 で構成される、 ことを特徴とする競合制御装置。
2. 【請求項２】前記読出し制御部は、 トークンを与える規準となる値を格納するラウンドロビ
   ンカウンタと、 前記バッファに対応したディフィシットカウンタと、 前記粒度を格納する粒度レジスタと、 当該粒度の更新制御を行う粒度制御部と、 前記ラウンドロビンカウンタの値に対応するバッファに
   トークンが与えられたことを契機に、前記粒度レジスタ
   の粒度を、対応するバッファのディフィシットカウンタ
   の値に加算し、当該バッファから当該ディフィシットカ
   ウンタの値に相当するデータ量以下のパケットに対して
   のみ前記読出し選択とする制御を行う読出し選択処理部
   と、 で構成される、 ことを特徴とする請求項１に記載の競合制御装置。
3. 【請求項３】前記統計実行部は、 前記統計的観測情報であるパケット長情報を収集し、当
   該収集したパケット長情報を統計処理して得られる値を
   前記粒度に前記決定する手段である、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の競合制御装
   置。
4. 【請求項４】前記統計実行部における統計処理は、 前記収集したパケット長情報の集合から、中央値、最小
   値、最大値、最頻値、平均値の何れかを算出する処理で
   ある、 ことを特徴とする請求項３に記載の競合制御装置。
5. 【請求項５】前記統計実行部は、 或る確率でサンプリングしたパケットのパケット長情報
   の量を一定に保って前記統計的観測情報の収集を行う統
   計部と、 当該統計部からの当該収集した統計的観測情報に基づき
   新たな粒度を決定する判断部と、で構成されることを特
   徴とする請求項１、２、３又は４に記載の競合制御装
   置。
6. 【請求項６】前記統計実行部は、 前記バッファの入力前段、出力後段の何れか一方に接続
   される、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の
   競合制御装置。
7. 【請求項７】到着するパケットを入力パケット流毎に各
   バッファに蓄積したパケット群の内から、次に出力すべ
   きパケットを出力回線に出力するに当り、次に出力すべ
   きパケットのバッファの読出し選択制御を行うに当り、 各パケットのパケット出力処理において収集される統計
   的観測情報のフィードバックに基づいて、前記読出し選
   択制御のパラメータである粒度を決定して、当該読出し
   選択を為す、 ことを特徴とする競合制御方法。
8. 【請求項８】前記読出し選択制御は、 ラウンドロビンカウンタ値に相当するバッファにトーク
   ンを与えたことを契機に、現在の粒度を、当該バッファ
   のディフィシット値に加算し、当該バッファから当該デ
   ィフィシットカウンタ値に相当するデータ量以下のパケ
   ットに対して読出し選択を行う制御である、 ことを特徴とする請求項７に記載の競合制御方法。
9. 【請求項９】前記粒度の決定は、 パケットのパケット長情報を収集する前記パケット出力
   処理を通して、当該収集したパケット長情報を統計処理
   して得られる前記統計的観測情報に基づいて、為され
   る、 ことを特徴とする請求項７又は８に記載の競合制御方
   法。
10. 【請求項１０】前記統計処理は、 前記収集したパケット長情報の量を一定に保って為され
    る、 ことを特徴とする請求項９に記載の競合制御方法。
11. 【請求項１１】前記粒度の決定は、 前記出力回線の回線使用率の統計的観測に基づいて演算
    処理して為される、 ことを特徴とする請求項７又は８に記載の競合制御方
    法。
12. 【請求項１２】前記回線使用率の統計的観測は、 出力中のパケットが存在し、且つバッファに出力待ちの
    パケットが存在する場合で、前記出力中のパケットの出
    力が完了した時に、直ちに当該出力待ちのパケットが出
    力できた回数を正常回数としてカウントすることであ
    り、 前記演算処理は、 前記正常回数が或る閾値を超えると、粒度を減少させる
    処理である、 ことを特徴とする請求項１１に記載の競合制御方法。
13. 【請求項１３】前記演算処理における前記正常回数が或
    る閾値を超えることは、 前記正常回数が予め設定した任意の回数、トークンの巡
    回数の単位で換算した換算巡回数でそれぞれ表される閾
    値の何れかを超えることである、 ことを特徴とする請求項１２に記載の競合制御方法。
14. 【請求項１４】前記回線使用率の統計的観測は、 出力中のパケットが存在し、且つバッファに出力待ちの
    パケットが存在する場合で、前記出力中のパケットの出
    力が完了した時に、直ちに当該出力待ちのパケットが出
    力できなかった回数を異常回数としてカウントすること
    であり、 前記演算処理は、 前記異常回数が或る閾値を超えると粒度を増加させる処
    理である、 ことを特徴とする請求項１１に記載の競合制御方法。
15. 【請求項１５】前記カウントは、 スライディングウインドウ、ジャンピングウインドウの
    何れかで決められる観測期間中に為される、 ことを特徴とする請求項１２、１３又は１４に記載の競
    合制御方法。
16. 【請求項１６】前記粒度の決定は、 前記到着したパケットのトラフィック量を観測し、当該
    観測した入力トラフィック量の変動に伴って、為され
    る、 ことを特徴とする請求項７又は８に記載の競合制御方
    法。
17. 【請求項１７】前記粒度の決定は、 前記入力トラフィック量の統計処理を行い、 当該統計処理の結果と回線速度とから見込み検索回数値
    を算出して、 当該算出した見込み検索回数値と、各バッファへトーク
    ンが巡回した際に当該バッファからスキップされずに読
    み出された検索回数の平均値との大小を比較して、 当該検索回数の平均値が大きい場合には粒度の増加、当
    該検索回数の平均値が小さい場合には粒度の減少により
    為される、 ことである請求項１６に記載の競合制御方法。
18. 【請求項１８】前記入力トラフィック量の統計処理は、 ローパスフィルター、スライディングウインドウ、ジャ
    ンピングウインドウの何れかを用いて統計的な平均値を
    算出する処理である、 ことを請求項１７に記載の競合制御方法。