JP2003333087A - 帯域制御方法およびその帯域制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回線の物理速度以下での任意の出力速度制限
を行うことで、さらに柔軟な出力トラフィックの速度設
定を可能にする帯域制御を実現する。 【解決手段】 入力側のＮＰ２１〜２３で特定パケット
に対するポリシング制御を実行し、その結果、スイッチ
ファブリック２４によってポリシング適合されたパケッ
トは出力ポート毎に設けられた優先度の高いキューに記
憶され、非適合のパケットは優先度の低いキューに記憶
されてスケジューリングされ、さらに出力側のＮＰ２５
〜２７でパケットの帯域制御処理を行うことで、入力す
るパケット全体に対して帯域制御を行うとともに、出力
ポート毎のパケットに対しては所定トラフィック量の帯
域を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、入力したデータ
を出力ポート毎に所定の帯域制御を行って伝送する帯域
制御方法およびその帯域制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ネットワークの接続サービスで
は、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）
の普及によって高速な接続サービスが低コストで提供で
きるようになってきている。このような高速の接続サー
ビスを行うためには、その速度にあわせたバックボーン
ネットワークの整備が必要であり、このバックボーンネ
ットワークの帯域拡大にはコストが多くかかることとな
る。

【０００３】また、加入者系のＡＴＭ（非同期転送モー
ド）や専用線などの接続サービスでは、例えば１．５Ｍ
ｂｐｓ、６Ｍｂｐｓまたは２５Ｍｂｐｓといったトラフ
ィックの速度が中心のサービスが提供され、またＡＴＭ
の場合には、１５５ＭｂｐｓのＯＣ３（Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｃａｒｒｉｅｒ ｌｅｖｅｌ ３）の速度も提供され
ており、ネットワークアクセスの速度を抑えて、バック
ボーンネットワークにおけるデータの輻輳を回避してい
た。

【０００４】従来の帯域制御装置には、例えば図１３の
システム構成図に示すように、このＡＴＭなどのアクセ
スネットワーク１０に接続され、例えば固定長のパケッ
トであるセルのデータ中継を行うカスタマエッジルータ
と呼ばれるルータ１１などがある。このルータにおいて
は、帯域制御を行う機能が備わっており、ＡＴＭ網に存
在するネットワーク接続サービスの提供者（例えば通信
サービス事業者）とその加入者であるユーザとの間で、
契約に則したデータの伝送が可能になるように、セルの
送信間隔を一定値にして、セル遅延変動を一定値以下に
抑えて送信している。

【０００５】すなわち、このＡＴＭ方式では、セルのデ
ータを記憶する記憶手段であるキューと、このキューか
ら送信すべきセルの選択を行うスケジューラとを有する
とともに、このスケジューラにシェーピング機能が実装
されている。そして、特定のＶＰ（バーチャルパス）、
ＶＣ（バーチャルチャネル）のセルをキューに一時記憶
させた後、このスケジューラによって各ＶＰ、ＶＣに対
して設定された送信レートからセルの送信間隔を設定
し、この送信間隔に基づいて、セルの送信間隔を調整し
て出力するシェーピングを実行していた。

【０００６】このようなアクセスネットワークシステム
においては、最近、例えばネットワークアクセスにＩＥ
ＥＥ８０２．３で規定されるＬＡＮを利用する技術が開
発されており、このＬＡＮを利用して、提供されるネッ
トワークの接続サービスを行うものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｉ
ＥＥＥ８０２．３で規定されるＬＡＮを利用する従来例
では、出力ポートに物理的に例えば１００Ｍｂｐｓや１
Ｇｂｐｓの大きなトラフィック量でデータ伝送を行う回
線が用いられており、出力ポート毎に回線の物理速度以
下での任意の出力速度でデータ伝送を行うサービスが設
定できないという問題点があった。

【０００８】また、従来のＡＴＭ方式を用いる装置で
は、異なるＶＰやＶＣのセルに対して送信間隔を設定す
るので、スケジューラのロジックが複雑になり、フロー
制御できるＶＰ／ＶＣの数に制限があるという問題点も
あった。

【０００９】また、上記帯域制御装置において、出力ポ
ート毎にトラフィック量を規定しようとした場合には、
ＶＰやＶＣの特定のセルに対するシェーピングと、複数
のセルの集合に対するシェーピングを同時に行う必要が
あり、このために同一のセルがスケジューラを２回通る
ようにするか、２段のスケジューラを用いてセルをシェ
ーピングすることとなるので、構成が複雑になるととも
に、製作コストが高価になり、高速回線で十分な性能が
出ないという問題点もあった。

【００１０】この発明は、上記問題点に鑑みなされたも
ので、回線の物理速度以下での任意の出力速度制限を行
うことで、さらに柔軟な出力トラフィックの速度設定を
可能にする帯域制御を実現することができる帯域制御方
法およびその帯域制御装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の請求項１では、入力したデータを所定の
帯域制御を行って伝送する帯域制御方法において、前記
入力したデータに出力ポートの情報を少なくとも含むヘ
ッダ部を付加する付加工程と、前記付加したヘッダ部内
の情報に基づいて、前記出力ポート毎に前記データを振
り分ける振分工程と、前記振り分けたデータを予め設定
された所定のトラフィック量で帯域制御を行って伝送す
る伝送制御工程とを含むことを特徴とする帯域制御方法
が提供されている。

【００１２】この発明によれば、入力データに付加した
ヘッダ部内の情報に基づいて、データを適切な出力ポー
ト毎に振り分けた後に、予め設定したトラフィック量で
伝送することで、回線の物理速度以下での任意の出力速
度制限を行うことが可能となり、柔軟な出力トラフィッ
クの速度設定を実現する。

【００１３】この発明の請求項２では、上記発明におい
て、前記帯域制御方法では、入力する前記データの到着
時刻を監視する監視工程をさらに含み、前記監視工程で
は、前記入力するデータの到着時刻が予め設定された推
定到着時刻以上であるかどうか比較し、該データに対し
て比較結果に応じたデータ処理を行うことを特徴とす
る。

【００１４】この発明によれば、入力するデータに対し
てポリシング機能を実行して、データの到着時刻と推定
到着時刻との比較結果に応じて、このデータのデータ処
理を行った後に、適切な出力ポート毎に振り分けて、予
め設定したトラフィック量で伝送することで、バースト
性のあるデータのフロー制御を行って、回線の物理速度
以下での任意の出力速度制限を行うことが可能となり、
柔軟な出力トラフィックの速度設定を実現する。

【００１５】この発明の請求項３では、上記発明におい
て、前記帯域制御方法では、前記振り分けられたデータ
を前記出力ポートに対応して設けられた記憶手段に一時
記憶させる記憶工程をさらに含み、前記伝送制御工程で
は、各出力ポートのトラフィック状態に基づいて前記記
憶手段に記憶されているデータを前記所定のトラフィッ
ク量で帯域制御を行って伝送することを特徴とする。

【００１６】この発明によれば、適切な出力ポート毎に
振り分けられたデータを、対応する記憶手段に一時記憶
した後に、予め設定した所定のトラフィック量で伝送す
ることで、入力するデータの容量が増えても、記憶手段
に一時記憶しておいてデータの廃棄を低減させることが
できる。

【００１７】この発明の請求項４では、上記発明におい
て、前記付加工程では、前記出力ポートの情報ととも
に、優先度の情報を含むヘッダ部を付加し、前記振分工
程では、前記出力ポートと優先度の情報に基づいて前記
データを振り分け、前記伝送工程では、前記振り分けた
データのうち、前記優先度の高いデータから順に前記所
定のトラフィック量で帯域制御を行って伝送することを
特徴とする。

【００１８】この発明によれば、適切な出力ポートで、
かつ優先度毎にデータを振り分けるとともに、この優先
度の高いデータから順番に予め設定した所定のトラフィ
ック量でデータ伝送することで、優先度の高いデータを
優先的にデータ伝送することを可能にする。

【００１９】この発明の請求項５では、上記発明におい
て、前記付加工程では、前記出力ポートの情報ととも
に、優先度の情報を含むヘッダ部を付加し、前記振分工
程では、前記出力ポートと優先度の情報に基づいて前記
データを振り分け、前記伝送工程では、前記振り分けた
データを前記優先度に応じた一定割合の前記所定のトラ
フィック量で帯域制御を行って伝送することを特徴とす
る。

【００２０】この発明によれば、所定トラフィック量に
おいて、各優先度に応じた一定の割合で、この各優先度
のデータを帯域制御して出力することで、優先度の高い
データから順に一定の割合でデータ伝送することを可能
にする。

【００２１】この発明の請求項６では、入力するデータ
のトラフィック量を帯域制御して伝送する帯域制御装置
において、前記入力するデータを取り込み、該データを
解析して出力ポートの情報を少なくとも含むヘッダ部を
付加する解析手段と、前記付加されたヘッダ部内の情報
に基づいて、前記出力ポート毎に前記データを振り分け
る振分手段と、前記出力ポートに出力されるデータに対
する所定のトラフィック量が予め設定され、前記振り分
けられたデータを該所定のトラフィック量で帯域制御を
行って伝送する伝送制御手段とを備えたことを特徴とす
る帯域制御装置が提供される。

【００２２】この発明によれば、解析手段が解析して出
力ポートの情報を含むヘッダ部を作成してデータに付加
し、このヘッダ部内の情報に基づいて、振分手段がデー
タを適切な出力ポートに振り分けた後に、伝送制御手段
によって設定されたトラフィック量で伝送することで、
回線の物理速度以下での任意の出力速度制限を行うこと
が可能となり、柔軟な出力トラフィックの速度設定を実
現する。

【００２３】この発明の請求項７では、上記発明におい
て、前記帯域制御装置では、入力する前記データの到着
時刻を監視する監視手段をさらに備え、前記監視手段で
は、前記入力するデータの到着時刻を予め設定した推定
到着時刻と比較し、該データに対して比較結果に応じた
データ処理を行うことを特徴とする。

【００２４】この発明によれば、監視手段が入力するデ
ータに対してポリシング機能を実行して、このポリシン
グの結果に応じたデータ処理を行った後に、振分手段が
適切な出力ポート毎に振り分けて、伝送制御手段によっ
て予め設定したトラフィック量で伝送することで、バー
スト性のあるデータのフロー制御を行って、回線の物理
速度以下での任意の出力速度制限を行うことが可能とな
り、柔軟な出力トラフィックの速度設定を実現する。

【００２５】この発明の請求項８では、上記発明におい
て、前記帯域制御装置では、前記出力ポートに対応して
設けられ、前記振り分けられたデータを一時記憶させる
記憶手段をさらに備え、前記伝送制御手段は、各出力ポ
ートのトラフィック状態に基づいて前記記憶手段に記憶
されているデータを前記所定のトラフィック量で帯域制
御を行って伝送することを特徴とする。

【００２６】この発明によれば、振分手段によって適切
な出力ポート毎に振り分けられたデータを、対応する記
憶手段に一時記憶した後に、伝送制御手段によって予め
設定した所定のトラフィック量で伝送することで、入力
するデータの容量が増えても、記憶手段に一時記憶して
おいてデータの廃棄を低減させることができる。

【００２７】この発明の請求項９では、上記発明におい
て、前記解析手段は、取り込んだデータから当該データ
の優先度を解析しており、当該取り込んだデータに前記
出力ポートの情報とともに、前記優先度の情報を含むヘ
ッダ部を付加し、前記振分手段は、前記出力ポートと優
先度の情報に基づいて前記データを振り分けて記憶手段
に記憶させ、前記伝送制御手段では、前記振り分けたデ
ータのうち、前記優先度の高いデータから順に前記所定
のトラフィック量で帯域制御を行って伝送することを特
徴とする。

【００２８】この発明によれば、解析手段で入力データ
からその優先度を解析して、優先度および出力ポートの
情報を含むヘッダ部が付加されたデータを、振分手段で
優先度毎に振り分けるとともに、伝送制御手段によって
優先度の高いデータから順番に所定のトラフィック量で
データ伝送することで、各出力ポートにおいて、優先度
の高いデータを優先的にデータ伝送することを可能にす
る。

【００２９】この発明の請求項１０では、上記発明にお
いて、前記解析手段は、取り込んだデータから当該デー
タの優先度を解析しており、当該取り込んだデータに前
記出力ポートの情報とともに、前記優先度の情報を含む
ヘッダ部を付加し、前記振分手段は、前記出力ポートと
優先度の情報に基づいて前記データを振り分けて記憶手
段に記憶させ、前記伝送制御手段では、前記振り分けた
データを前記優先度に応じた一定割合の前記所定のトラ
フィック量で帯域制御を行って伝送することを特徴とす
る。

【００３０】この発明によれば、解析手段でデータから
その優先度を解析して、優先度および出力ポートの情報
を含むヘッダ部が付加されたデータを、振分手段で優先
度毎に振り分けるとともに、伝送制御手段によって優先
度の高いデータから一定の割合で、この各優先度のデー
タを帯域制御して出力することで、優先度の高いデータ
から順に一定の割合でデータ伝送することを可能にす
る。

【００３１】この発明の請求項１１では、上記発明にお
いて、前記記憶手段は、前記各出力ポートの優先度に対
応して設けられ、前記振り分けられたデータを該優先度
毎に該当する前記記憶手段に振り分けて記憶させること
を特徴とする。

【００３２】この発明によれば、各出力ポートの優先度
に対応して複数の記憶手段を設け、この対応する記憶手
段にデータを一時記憶させた後に、帯域制御手段から予
め設定された所定トラフィック量で伝送することで、入
力するデータの容量が増えても、記憶手段に一時記憶し
ておいてデータの廃棄を低減させることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる帯域制御方法およびその帯域制御装置の好
適な実施の形態を説明する。

【００３４】（実施例１）図１は、この発明にかかる帯
域制御装置の構成の一実施例を示す構成図である。図に
おいて、帯域制御装置であるルータ２０は、入力ポート
（この実施例では３つの入力ポート）毎に設けられてポ
リシング制御を行う複数の入力側ＮＰ（ネットワーク・
プロセッサ）２１〜２３と、入力したパケットを適切な
出力ポートに振り分けるスイッチファブリック２４と、
出力ポート（この実施例では３つの出力ポート）毎に設
けられて振り分けられたパケットに対して帯域制御を行
う出力側ＮＰ２５〜２７とから構成されている。

【００３５】入力側ＮＰ２１〜２３は、入力するパケッ
トに対してポリシング制御を行ってパケットの到着時刻
をチェックし、バースト性のあるデータのフロー制御を
行っている。なお、この入力側ＮＰ２１〜２３は、それ
ぞれ同様の構成からなっており、ここでは代表して入力
側ＮＰ２１の構成を図２の構成図に示す。

【００３６】図において、入力側ＮＰ２１は、入力ポー
トを介して回線から入力するＩＰパケットに対して、ポ
リシング制御によってデータ処理を行うパケット処理部
２１ａと、ポリシング制御に必要な各種のパラメータを
記憶するパケットクラシフィケーションテーブル２１ｂ
と、ＩＰアドレスと装置の出力ポートの情報を対応付け
て記憶するルーティングテーブル２１ｃとから構成され
ている。

【００３７】パケットクラシフィケーションテーブル２
１ｂは、図３に示すように、パケットの送信元ＩＰアド
レスＡと宛先ＩＰアドレスＢに対応して、ポリシングレ
ートｒと、ポリシングバースト許容値Ｌと、推定到着時
刻（ＴＡＴ）ｘと、ポリシング適合時の優先度Ｐ１と、
ポリシング非適合時の優先度Ｐ２とからなるポリシング
パラメータの情報が記憶されている。

【００３８】このような構成において、入力側ＮＰ２１
では、図４のフローチャートに示すように、パケット処
理部２１ａは、到着したパケットのヘッダ部から送信元
および宛先ＩＰアドレスを抽出する（ステップ１０
１）。次に、パケット処理部２１ａは、パケットクラシ
フィケーションテーブル２１ｂを検索して、この抽出し
た送信元および宛先ＩＰアドレスに対応するポリシング
パラメータを取得する（ステップ１０２）。そして、こ
の取得したパラメータを用いて、図５のフローチャート
に示すポリシング制御の動作に移行する（ステップ１０
３）。

【００３９】図５において、パケット処理部２１ａは、
ポリシングアルゴリズムによって、例えば時刻Ｔｋにｋ
番目（ｋは任意の整数）のパケット受信後に（ステップ
２０１）、このパケットの受信時刻Ｔｋを記録する（ス
テップ２０２）。そして、上記ヘッダ部の送信元および
宛先ＩＰアドレスに対応したポリシングパラメータ
（ｒ、Ｌ、ｘ）から受信したパケットがポリシングレー
トに適合しているかどうか判断する。

【００４０】ここでは、先ず予め求められているパケッ
トの推定到着時刻ｘと受信時刻Ｔｋとを比較し（ステッ
プ２０３）、この推定到着時刻ｘが受信時刻Ｔｋと同じ
か、推定到着時刻ｘよりも受信時刻Ｔｋが遅い場合に
は、図６（ａ）に示すように、このパケットの到着間隔
が長いので、受信したパケットがポリシングレートに適
合していると判断して、パケットを通過させ、さらに次
のパケットの推定到着時刻を計算する（ステップ２０
４，２０５）。なお、この計算では、推定到着時刻ｘを
今回のパケットの到着時刻Ｔｋとし、さらにこのパケッ
トサイズｌをポリシングレートｒで割った値ｌ／ｒを、
Ｔｋに加えることで次の推定到着時刻ｘ＝Ｔｋ＋ｌ／ｒ
を求める。

【００４１】また、ステップ２０３において、推定到着
時刻ｘよりもパケットの受信時刻Ｔｋが早い場合には、
パケットの受信時刻にポリシングバースト許容値Ｌを加
えた値Ｔｘ＋Ｌと推定到着時刻ｘを比較する（ステップ
２０６）。

【００４２】ここで、加算値Ｔｋ＋Ｌが推定到着時刻ｘ
と同じか、推定到着時刻ｘを超える場合には、図６
（ｂ）に示すように、パケットの受信タイミングがパケ
ットのポリシングバースト許容値Ｌ以内なので、このパ
ケットを通過させるとともに、このパケットの推定到着
時刻ｘを基準として次のパケットの送信間隔が規定間隔
よりも短いので、このパケットを非適合とする（ステッ
プ２０７）。なお、このポリシングアルゴリズムの動作
は、パケットが受信される度に繰り返し行われている。

【００４３】受信したパケットのポリシング適合、非適
合が判断されると、図４のフローチャートに戻って、受
信パケットの優先度の決定が行われる（ステップ１０
４）。ここでは、パケットが適合と判断された場合に
は、ポリシング適合時の優先度Ｐ１に決定される。ま
た、このパケットが非適合と判断された場合には、ポリ
シング非適合時の優先度Ｐ２に決定される。

【００４４】なお、この実施例では、２つの優先度でパ
ケットのポリシングの適合、非適合を判断したが、この
発明はこれに限らず、例えばステップ２０３での適合時
と、ステップ２０６での適合時を分けて、優先度を決定
し、３つの優先度Ｐ１〜Ｐ３でポリシングの状態を決定
することも可能である。また、この他にポリシング非適
合時には、優先度を決定することなく、パケットを廃棄
するように設定することも可能である。

【００４５】次に、パケット処理部２１ａは、パケット
から抽出した宛先ＩＰアドレスからルーティングテーブ
ル２１ｃを検索して対応するエントリから出力ポートを
抽出して決定する（ステップ１０５）。そして、図７に
示すように、受信したＩＰパケットに、この決定した出
力ポートと優先度のデータを有する内部ヘッダを付加し
てスイッチファブリック２４に送出している（ステップ
１０６）。

【００４６】図８は、図１に示したスイッチファブリッ
ク２４の一実施例の構成を示す構成図である。図におい
て、入力側の各ＮＰ２１〜２３から内部ヘッダ部が付加
されたパケットを取り込む内部バスインターフェース
（以下、「内部Ｉ／Ｆ」という）２４ａと、パケットに
付加されたヘッダ部を識別して送信ポートおよび出力キ
ューを判定する判定部２４ｂと、出力ポートおよび優先
度毎に設けられた複数の出力キュー２４ｃ〜２４ｋと、
優先度の高い順に出力キューからパケットを読み出して
出力側に転送するスケジューラ２４ｌ〜２４ｎと、出力
ポート毎に対応するパケットを出力する出力側の内部バ
スＩ／Ｆ２４ｐとから構成されている。

【００４７】判定部２４ｂは、入力側の内部バスＩ／Ｆ
２４ａを介して入力するパケットの内部ヘッダ部に含ま
れる出力ポートと優先度の情報に基づいて、出力する出
力キューを選択し、該当する出力キューにパケットを出
力している。

【００４８】出力キュー２４ｃ〜２４ｋは、中継される
パケットの優先度に対応してそれぞれの出力ポート毎に
設けられており、この実施例では、例えば３段階の優先
度Ｐ１〜Ｐ３に対応して各出力ポートに３つずつの出力
キュー２４ｃ〜２４ｅ，２４ｆ〜２４ｈ，２４ｉ〜２４
ｋが配置されている。

【００４９】スケジューラ２４ｌ〜２４ｎは、各出力ポ
ートに対応して例えば３つ設けられており、優先度の高
い出力キューから順番にパケットを内部バスＩ／Ｆ２４
ｐを介して対応する各出力ポートに送出している。

【００５０】次に、このスイッチファブリック２４の動
作を図９，図１０のフローチャートに基づいて説明す
る。図９は、出力キューを中心とした入力側の動作を説
明するためのフローチャートであり、図１０は、出力側
の動作を説明するためのフローチャートである。図９に
おいて、内部バスＩ／Ｆ２４ａが各ＮＰ２１〜２３から
パケットの入力があると、このパケットを判定部２４ｂ
に出力する（ステップ３０１）。

【００５１】判定部２４ｂでは、内部バスＩ／Ｆ２４ａ
から入力するパケットに付加された内部ヘッダ部を識別
し、この内部ヘッダ部内の出力ポートと優先度の情報を
抽出する（ステップ３０２）。そして、この出力ポート
と優先度の情報に基づいて、各出力ポートおよび優先度
毎に配置された出力キューの中から対応する出力キュー
を選択し（ステップ３０２）、この対応する優先度のキ
ューにこのパケットをエンキューする（ステップ３０
３）。

【００５２】各出力ポートに対応して設けられたスケジ
ューラ２４ｌ〜２４ｎは、出力ポート側のＮＰ２５〜２
７からの受信可能状態を指示する指示信号の通知を検出
しており（ステップ４０１）、この指示信号が取り込ま
れるまで、パケットの出力待ち状態を維持する（ステッ
プ４０２）。

【００５３】そして、この指示信号が内部バスＩ／Ｆ２
４ｐを介して入力して検出されると、スケジューラ２４
ｌ〜２４ｎは、優先度の高い出力キュー、例えば出力キ
ュー２４ｃ，２４ｆ，２４ｉから記憶されているパケッ
トを取り出して、内部バスＩ／Ｆ２４ｐに送出する（ス
テップ４０３）。

【００５４】内部バスＩ／Ｆ２４ｐは、このパケットを
取り込むと、帯域制御装置の各出力ポートに対応して接
続されるＮＰ２５〜２７に、このパケットをそれぞれ出
力する（ステップ４０４）。

【００５５】なお、スケジューラ２４ｌ〜２４ｎでは、
指示信号に応じて出力キューからパケットを出力してい
るが、１つの出力キューに出力すべきパケットがなくな
ると、次の２番目の優先度の出力キュー、例えば出力キ
ュー２４ｄ，２４ｇ，２４ｊから記憶されているパケッ
トを取り出して、内部バスＩ／Ｆ２４ｐに送出し、この
出力キューにも出力すべきパケットがなくなると、次の
３番目の優先度の出力キュー２４ｅ，２４ｈ，２４ｋか
ら記憶されているパケットを取り出して、内部バスＩ／
Ｆ２４ｐに送出する。

【００５６】この結果、優先度の低い出力キューには、
パケットが溜まり易くなって、出力キューの記憶容量を
上回ってしまう場合があるが、この出力キューに記憶さ
れるパケットは、入力側ＮＰ２１〜２３でのポリシング
制御で非適合と判定されたものであり、従来では廃棄の
対象になっていたパケットであるので、この実施例でオ
ーバーフローによって廃棄されたとしても、局間の再送
要求によってパケットが再送されるものであり問題には
ならない。

【００５７】図１１は、図１に示した出力側ＮＰの構成
の一例を示す構成図である。出力側ＮＰ２５〜２７は、
入力するパケットに対して予め設定されたトラフィック
量で帯域制御を行っている。なお、この出力側ＮＰ２５
〜２７は、それぞれ同様の構成からなっており、ここで
は代表して出力側ＮＰ２５の構成を図１１の構成図に示
す。

【００５８】図において、出力側ＮＰ２５は、スイッチ
ファブリック２４から入力するＩＰパケットに対して、
帯域制御によってデータ処理を行うパケット処理部２５
ａと、このパケットの送信時間を計算するパケット送信
時間計算部２５ｂとから構成されている。

【００５９】パケット送信時間計算部２５ｂは、例えば
時刻を計数するタイマを有しており、パケットの送信間
隔を計算している。ところで、データのトラフィック量
は、あるパケットサイズのデータに対して、そのデータ
が何秒間隔で送信されるかによって決まる値である。

【００６０】しかしながら、パケット送信時間計算部２
５ｂで計算されるのは、パケットの送信間隔だけなの
で、この間隔だけでは、送信レートは求まらない。そこ
で、この実施例のパケット処理部２５ａでは、この送信
間隔毎に何バイトのパケットを送信したかという情報
（送信したパケットサイズｌ）を帯域制御レートｒで割
った値を計算してパケットの送信時間τを計算してい
る。

【００６１】すなわち、パケット処理部２５ａは、図１
２のフローチャートに示すように、スケジューラ２４ｌ
からパケット受信があると（ステップ５０１）、受信不
可能状態を通知する（ステップ５０２）。そして、予め
前回のパケット送信時に後述するステップ５０６で計算
して決定しているパケット送信時間τと現在の時刻ｔを
比較して（ステップ５０３）、τ＝現在の時刻ｔとなる
まで帯域制御を行わずに待つ。

【００６２】そして、τ＝ｔになると、パケット処理部
２５ａは、パケット送信を行い（ステップ５０４）、さ
らにスケジューラ２４ｌに対して受信可能状態を指示す
る指示信号を通知する（ステップ５０５）。次に、パケ
ット処理部２５ａは、この送信したパケットサイズｌを
帯域制御レートｒで割った時間だけパケット送信時間τ
の値を増加させる計算を行って次回のパケット送信時間
τを求め（ステップ５０６）、ステップ５０１に戻って
次のパケット受信を待つ。

【００６３】このように、この実施例では、出力側のＮ
Ｐに帯域制御機能を持たせて、出力ポート毎にパケット
の帯域制御処理を行うので、従来のようにスイッチファ
ブリックのスケジューラに帯域制御機能を持たせなくて
も良くなり、これによって帯域制御処理できるデータ量
がスケジューラの処理能力に制限されずに、データ処理
能力が大幅に改善されて、例えば８０２．３で規定され
るＬＡＮ技術を使ったアクセスネットワークにおいて、
回線の物理速度１Ｇｂｐｓ、１００Ｍｂｐｓ、１０Ｍｂ
ｐｓなどでトラフィックの速度が設定されていたのを、
例えば２０Ｍｂｐｓや８Ｍｂｐｓや５Ｍｂｐｓの回線の
物理速度以下での任意の出力速度に制限でき、さらに柔
軟な出力トラフィックの速度設定を可能にする帯域制御
を実現することができる。

【００６４】この発明により、通信サービス事業者は、
８０２．３のＬＡＮ技術を使ったアクセスネットワーク
において、例えば１０Ｍｂｐｓ〜１Ｇｂｐｓの間の任意
の速度による接続サービスや１０Ｍｂｐｓ以下の任意の
速度による接続サービスを提供することが可能となる。

【００６５】また、この実施例では、入力側のＮＰで特
定パケットに対するポリシング制御を実行し、その結
果、ポリシング適合されたパケットは出力ポート毎に設
けられた優先度の高いキューに記憶され、非適合のパケ
ットは優先度の低いキューに記憶されてスケジューリン
グされ、さらに出力側のＮＰでパケットの帯域制御処理
を行うので、入力するパケットに対しては個別に帯域制
御を行い、出力ポート毎のパケットに対しては所定のト
ラフィック量に帯域を制限することが可能となる。これ
によって、出力側ＮＰで全体の利用帯域を制限しつつ、
特定の入力に対しては最低帯域を保証することが可能に
なる。

【００６６】また、この実施例では、帯域制御を実現す
るための処理を、入力側ＮＰと出力側ＮＰのそれぞれの
プロセッサに分散して実行するので、帯域制御を行うこ
とによる中継性能への影響を低減することが可能となる
とともに、スケジューラのシェーピング機能が不要にな
ってロジックが簡単になり、従来例のように同一のパケ
ットをスケジューラに２回通したり、２段のスケジュー
ラを設ける必要がなくなり、これによって装置構成が簡
単になり、製作コストも低減でき、高速な回線にも適用
できる。

【００６７】また、この実施例では、出力側のＮＰで送
信間隔を設定しており、スケジューラはこのＮＰの指示
に基づいて出力キューからパケットをＮＰに出力するの
で、フロー制御がスケジューラの処理能力に制限される
ことがなくなり、フロー制御できるフローの数に制限が
なくなるという効果もある。

【００６８】（実施例２）また、この実施例では、ＮＰ
によるスケジューリングにおいて、優先度の高いパケッ
トから順に各出力ポートに出力しているが、この発明は
これに限らず、例えばこの優先度に応じた一定の割合
（比率）でパケットを各出力ポートに出力するようにす
ることも可能である。

【００６９】この場合には、例えば３つの優先度に対応
して３：２：１の割合でパケットを出力するものと想定
すると、上記の予め設定されたトラフィック量におい
て、この３：２：１のトラフィック量の割合で各優先度
のパケットを出力するものである。

【００７０】この実施例では、実施例１と同様の効果を
奏するとともに、入力側のＮＰでパケットからその優先
度を解析して、優先度および出力ポートの情報を含むヘ
ッダ部が付加されたパケットを、スイッチファブリック
で優先度毎に出力キューに振り分けるとともに、出力側
のＮＰによって優先度の高いパケットから一定の割合
で、この各優先度のパケットを帯域制御して出力するこ
とで、出力キューに記憶されている優先度の高いパケッ
トから順に一定の割合でデータ伝送することが可能とな
る。

【００７１】この発明は、これら実施形態に限定される
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形実施が可能である。例えば、この実施例では、予
め設定した固定のトラフィック量で帯域制御を行ってい
るが、この発明はこれに限らず、例えば設定するトラフ
ィック量にフレキシビリティを持たせ、バースト性のあ
るパケットを、送信間隔を一定にしないで通信するよう
にすることも可能である。この場合には、例えば接続サ
ービスの提供者からの指示でトラフィック量を任意に設
定するように構成すれば、新たな接続サービスレートｒ
の提供が可能となる。

【００７２】また、この発明では、出力ポート毎に出力
キューを設けてパケットを振り分けて、出力側ＮＰによ
ってこの出力キュー毎に所定のトラフィック量を帯域制
限するだけでも、帯域制御を実現することができるの
で、出力側ＮＰで全体の利得制御を制限しつつ、特定の
入力に対しては最低帯域を保証することが可能となると
ともに、出力キューの部品点数を削減して製作コストを
低減することができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１と５では、解析手段が出力ポートの情報を含むヘッダ
部を入力データに付加し、このヘッダ部内の情報に基づ
いて、振分手段がデータを適切な出力ポートに振り分
け、その後に伝送制御手段で予め設定されたトラフィッ
ク量でデータ伝送するので、出力側で全体の利用帯域を
制限しつつ、特定の入力に対しては最低帯域を可能にす
る帯域制御を実現でき、さらに柔軟な出力トラフィック
の速度設定を可能にする。

【００７４】また、この発明の請求項２と７では、監視
手段が入力するデータに対してデータの到着時刻と推定
到着時刻とを比較するポリシング機能を実行して、この
ポリシングの結果に応じたデータ処理を行った後に、振
分手段が適切な出力ポート毎に振り分け、さらに伝送制
御手段で予め設定したトラフィック量で伝送するので、
バースト性のあるデータのフロー制御を行って、柔軟な
出力トラフィックの速度設定を可能にする。

【００７５】また、この発明の請求項３と８では、振分
手段によって適切な出力ポート毎に振り分けられたデー
タを、対応する記憶手段に一時記憶した後に、伝送制御
手段によって予め設定した所定のトラフィック量で伝送
するので、入力するデータの容量が増えても、記憶手段
に一時記憶しておいてデータの廃棄を低減させることが
できる。

【００７６】また、この発明の請求項４と９では、解析
手段で入力データからその優先度を解析して、出力ポー
トの情報とともに優先度の情報を含むヘッダ部が付加さ
れたデータを、振分手段で優先度毎に振り分けるととも
に、伝送制御手段によって優先度の高いデータから順番
に所定のトラフィック量でデータ伝送することで、各出
力ポートにおいて、優先度の高いデータを優先的にデー
タ伝送することを可能にする。

【００７７】また、この発明の請求項５と１０では、解
析手段で入力データからその優先度を解析して、優先度
および出力ポートの情報を含むヘッダ部が付加されたデ
ータを、振分手段で優先度毎に振り分けるとともに、伝
送制御手段によって優先度の高いデータから一定の割合
で、この各優先度のデータを帯域制御して出力すること
で、各出力ポートにおいて、優先度の高いデータから順
に一定の割合でデータ伝送することを可能にする。

【００７８】この発明の請求項１１では、各出力ポート
の優先度に対応して複数の記憶手段を設け、前記振り分
けられたデータを該優先度毎に該当する前記記憶手段に
振り分けて記憶させるので、入力するデータの容量が増
えても、記憶手段に一時記憶しておいてデータの廃棄を
低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる帯域制御装置の構成の一実施
例を示す構成図である。

【図２】図１に示した入力側ＮＰの構成の一例を示す構
成図である。

【図３】図２に示したパケットクラシフィケーションテ
ーブルの構成内容を示す図である。

【図４】図１に示した入力側ＮＰのポリシング制御の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図５】ポリシングアルゴリズムによる適合、非適合を
決定するための動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図６】パケットのポリシング制御の概念を示すフロー
チャートである。

【図７】パケットに付加される内部ヘッダ部のヘッダ構
成を示す構成図である。

【図８】図１に示したスイッチファブリックの一実施例
の構成を示す構成図である。

【図９】図８に示したスイッチファブリックの入力側の
動作を説明するためのフローチャートである。

【図１０】同じく、スイッチファブリックの出力側の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図１１】図１に示した出力側ＮＰの構成の一例を示す
構成図である。

【図１２】図１１に示した出力側ＮＰの動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１３】一般的なネットワークシステムの構成を示す
システム構成図である。

【符号の説明】

１０ アクセスネットワーク １１，２０ ルータ ２１〜２３，２５〜２７ ＮＰ（ネットワークプロセッ
サ） ２１ａ，２５ａ パケット処理部 ２１ｂ パケットクラシフィケーションテーブル ２１ｃ ルーティングテーブル ２４ スイッチファブリック ２４ａ，２４ｐ 内部バスＩ／Ｆ ２４ｂ 判定部 ２４ｃ〜２４ｋ 出力キュー ２４ｌ〜２４ｎ スケジューラ ２５ｂ パケット送信時間計算部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力したデータを所定の帯域制御を行っ
   て伝送する帯域制御方法において、 前記入力したデータに出力ポートの情報を少なくとも含
   むヘッダ部を付加する付加工程と、 前記付加したヘッダ部内の情報に基づいて、前記出力ポ
   ート毎に前記データを振り分ける振分工程と、 前記振り分けたデータを前記出力ポート毎に予め設定さ
   れた所定のトラフィック量で帯域制御を行って伝送する
   伝送制御工程とを含むことを特徴とする帯域制御方法。
2. 【請求項２】 前記帯域制御方法では、入力する前記デ
   ータの到着時刻を監視する監視工程をさらに含み、前記
   監視工程では、前記入力するデータの到着時刻が予め設
   定された推定到着時刻以上であるかどうか比較し、該デ
   ータに対して比較結果に応じたデータ処理を行うことを
   特徴とする請求項１に記載の帯域制御方法。
3. 【請求項３】 前記帯域制御方法では、前記振り分けら
   れたデータを前記出力ポートに対応して設けられた記憶
   手段に一時記憶させる記憶工程をさらに含み、前記伝送
   制御工程では、各出力ポートのトラフィック状態に基づ
   いて前記記憶手段に記憶されているデータを前記所定の
   トラフィック量で帯域制御を行って伝送することを特徴
   とする請求項１または２に記載の帯域制御方法。
4. 【請求項４】 前記付加工程では、前記出力ポートの情
   報とともに、優先度の情報を含むヘッダ部を付加し、前
   記振分工程では、前記出力ポートと優先度の情報に基づ
   いて前記データを振り分け、前記伝送工程では、前記振
   り分けたデータのうち、前記優先度の高いデータから順
   に前記所定のトラフィック量で帯域制御を行って伝送す
   ることを特徴とする請求項１〜３の少なくとも一つに記
   載の帯域制御方法。
5. 【請求項５】 前記付加工程では、前記出力ポートの情
   報とともに、優先度の情報を含むヘッダ部を付加し、前
   記振分工程では、前記出力ポートと優先度の情報に基づ
   いて前記データを振り分け、前記伝送工程では、前記振
   り分けたデータを前記優先度に応じた一定割合の前記所
   定のトラフィック量で帯域制御を行って伝送することを
   特徴とする請求項１〜３の少なくとも一つに記載の帯域
   制御方法。
6. 【請求項６】 入力するデータのトラフィック量を帯域
   制御して伝送する帯域制御装置において、 前記入力するデータを取り込み、該データを解析して出
   力ポートの情報を少なくとも含むヘッダ部を付加する解
   析手段と、 前記付加されたヘッダ部内の情報に基づいて、前記出力
   ポート毎に前記データを振り分ける振分手段と、 前記出力ポートに出力されるデータに対する所定のトラ
   フィック量が予め設定され、前記振り分けられたデータ
   を該所定のトラフィック量で帯域制御を行って伝送する
   伝送制御手段とを備えたことを特徴とする帯域制御装
   置。
7. 【請求項７】 前記帯域制御装置では、入力する前記デ
   ータの到着時刻を監視する監視手段をさらに備え、前記
   監視手段では、前記入力するデータの到着時刻を予め設
   定した推定到着時刻と比較し、該データに対して比較結
   果に応じたデータ処理を行うことを特徴とする請求項６
   に記載の帯域制御装置。
8. 【請求項８】 前記帯域制御装置では、前記出力ポート
   に対応して設けられ、前記振り分けられたデータを一時
   記憶させる記憶手段をさらに備え、前記伝送制御手段
   は、各出力ポートのトラフィック状態に基づいて前記記
   憶手段に記憶されているデータを前記所定のトラフィッ
   ク量で帯域制御を行って伝送することを特徴とする請求
   項６または７に記載の帯域制御装置。
9. 【請求項９】 前記解析手段は、取り込んだデータから
   当該データの優先度を解析しており、当該取り込んだデ
   ータに前記出力ポートの情報とともに、前記優先度の情
   報を含むヘッダ部を付加し、前記振分手段は、前記出力
   ポートと優先度の情報に基づいて前記データを振り分け
   て記憶手段に記憶させ、前記伝送制御手段では、前記振
   り分けたデータのうち、前記優先度の高いデータから順
   に前記所定のトラフィック量で帯域制御を行って伝送す
   ることを特徴とする請求項６〜８の少なくとも一つに記
   載の帯域制御装置。
10. 【請求項１０】 前記解析手段は、取り込んだデータか
    ら当該データの優先度を解析しており、当該取り込んだ
    データに前記出力ポートの情報とともに、前記優先度の
    情報を含むヘッダ部を付加し、前記振分手段は、前記出
    力ポートと優先度の情報に基づいて前記データを振り分
    けて記憶手段に記憶させ、前記伝送制御手段では、前記
    振り分けたデータを前記優先度に応じた一定割合の前記
    所定のトラフィック量で帯域制御を行って伝送すること
    を特徴とする請求項６〜８の少なくとも一つに記載の帯
    域制御装置。
11. 【請求項１１】 前記記憶手段は、前記各出力ポートの
    優先度に対応して設けられ、前記振り分けられたデータ
    を該優先度毎に該当する前記記憶手段に振り分けて記憶
    させることを特徴とする請求項９に記載の帯域制御装
    置。