JP2005117125A - Packet transmission control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パケット送出装置、特に、パケットの送出を制御することで、帯域制御を行うパケット送出装置に関する。 The present invention relates to a packet transmission device, and more particularly to a packet transmission device that performs bandwidth control by controlling packet transmission.
インターネット等のネットワークを介したデータ通信を利用するユーザーの増加に伴い、通信ネットワークにおけるトラヒック量が急増している。例えば、現在のインターネット通信は、回線の空き状態に応じてユーザ毎の情報転送量が決まるベストエフォート形式で行われている。しかしながら、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）等のブロードバンド回線が各家庭に行き渡り、例えば、動画のストリーミング配信など、転送情報量の多い通信サービスが増加すると、各ユーザに最低帯域を保証した通信サービスが必要となる。 As the number of users who use data communication via a network such as the Internet increases, the amount of traffic in the communication network has increased rapidly. For example, the current Internet communication is performed in a best-effort format in which the amount of information transferred for each user is determined according to the line availability. However, when broadband services such as FTTH (Fiber To The Home) spread to homes and communication services with a large amount of transfer information such as streaming video distribution increase, each user needs a communication service that guarantees the minimum bandwidth. It becomes.
また、インターネットなどのネットワーク上のトラヒックは、公衆網における従来の電話トラヒックと異なって、ユーザ端末からの送信データがバースト的に発生し、パケットフロー（トラヒック）が不連続的になる。このようなバースト的なトラヒックが生じると、例えば、異なるネットワーク同士を相互接続するネットワーク機器であるルータ上において、バッファ漏れを起こし、輻輳やパケット破棄などのネットワーク障害が生じることがある。このようなネットワーク障害が、例えば、映像データや音声データといったリアルタイムな通信が要求されるデータにおいて起こると、映像の乱れや音声の途切れなどを起こしてしまう。 Further, unlike conventional telephone traffic in a public network, traffic on a network such as the Internet generates transmission data from user terminals in bursts, and packet flows (traffic) become discontinuous. When such bursty traffic occurs, for example, a buffer leak may occur on a router, which is a network device that interconnects different networks, and a network failure such as congestion or packet discard may occur. For example, when such a network failure occurs in data that requires real-time communication such as video data and audio data, the video is disturbed or the audio is interrupted.
このようなネットワーク障害を防止すべく、例えば、特開２０００−３３２７８７号公報には、公衆網に接続された回線対応部に、各出力回線と対応して、帯域保証すべきパケットを蓄積する優先キューと、空き帯域で送信すべきパケットを蓄積する非優先キューとを設け、保証すべき帯域に応じて各キューの先頭パケットの送信予定時刻を計算しておき、先頭パケットが送信予定時刻に達したキューからパケットを読み出すパケット中継装置が開示されている。 In order to prevent such a network failure, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-332787 discloses a priority in which a packet corresponding to each output line is stored in a line corresponding unit connected to a public network in accordance with each output line. Establish queues and non-priority queues that store packets to be transmitted in free bandwidth, calculate the scheduled transmission time of the first packet of each queue according to the bandwidth to be guaranteed, and the first packet reaches the scheduled transmission time A packet relay device that reads packets from the queue is disclosed.
しかしながら、従来の技術における帯域制御を行う中継装置は、パケットの帯域制御をソフトウェアで処理しているため、ＣＰＵの処理速度に依存して帯域制御できる総パケット量の制限がある。したがって、上述したようなバースト的なトラヒックなどが生じ、制限以上のパケットが中継装置に送信されると、ＣＰＵへの負荷が大きくなり、中継装置自体がハングアップしてしまうことがある。 However, since the relay device that performs bandwidth control in the conventional technology processes the bandwidth control of the packet by software, there is a limit on the total amount of packets that can be bandwidth controlled depending on the processing speed of the CPU. Therefore, burst traffic as described above occurs, and if a packet exceeding the limit is transmitted to the relay device, the load on the CPU increases and the relay device itself may hang up.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、帯域制御のソフトウェア処理による弊害を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent adverse effects caused by software processing for bandwidth control.
本発明にかかるパケット送出制御装置は、パケットを受信する受信手段と、受信したパケットを保持する、異なる優先度が定められた複数の保持手段と、受信したパケットに含まれる優先度情報により特定された優先度と前記保持手段ごとに定められた優先度との比較に基づき、受信したパケットの書き込み対象の保持手段を選択する保持選択手段と、選択された保持手段に、受信したパケットを書き込む書き込み手段と、各保持手段に書き込まれたパケットを保持手段ごとに定められた読み出し速度で読み出し保持する、保持手段ごとに設けられた読出保持手段と、パケットが書き込まれた読出保持手段の中から、前記各保持手段に定められた優先度に基づき、送出対象のパケットが書き込まれた読出保持手段を選択する選択手段と、選択した読出保持手段から、パケットを読み出し外部へ送出する送出手段と、を備え、前記各読出保持手段のパケット読み出し速度を制御することで、外部へのパケット送出を制御することを特徴とする。 A packet transmission control device according to the present invention is specified by a receiving unit that receives a packet, a plurality of holding units that hold received packets and that have different priorities, and priority information included in the received packet. Based on a comparison between the received priority and the priority determined for each holding means, a holding selection means for selecting a holding means to which a received packet is to be written, and a writing for writing the received packet to the selected holding means Means for reading and holding the packet written in each holding means at a reading speed determined for each holding means, and among the reading and holding means provided for each holding means, A selection unit for selecting a reading holding unit in which a packet to be transmitted is written, based on a priority set for each holding unit; From reading the holding means is provided with a transmitting means for transmitting to the external read the packet, the said by controlling the packet read rate of each read holding means, and controls the packet transmission to outside.
本発明によれば、各読出保持手段のパケット読み出し速度を制御することで、外部へのパケット送出を制御することができ、各手段をハードウェアで構成することで、帯域制御のソフトウェア処理による弊害を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to control the packet transmission to the outside by controlling the packet reading speed of each reading and holding means, and by configuring each means with hardware, there is an adverse effect caused by the bandwidth control software processing. Can be prevented.
また、本発明にかかるパケット送出制御装置の一つの態様によれば、パケットに含まれる優先度情報とパケットの優先度とを対応づけたテーブルを記憶するテーブル記憶手段を備え、前記保持選択手段は、受信したパケットに含まれる優先度情報と、前記テーブルに示された優先度情報とを照合することで、受信したパケットの優先度を特定することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the packet transmission control device according to the present invention, the packet transmission control device includes table storage means for storing a table in which the priority information included in the packet is associated with the priority of the packet, and the holding selection means includes The priority of the received packet is specified by collating the priority information included in the received packet with the priority information shown in the table.
本発明によれば、パケットに含まれる優先度情報とパケットの優先度とを対応づけたテーブルに基づき、受信したパケットの優先度を特定することができる。よって、テーブルに示されたパケットに含まれる優先度情報とパケットの優先度との対応付けを変更することで、パケットの優先度を変更することができる。また、不要なパケットに対応する優先度情報を、テーブルに示さないことで、パケットフィルタリングを実現することができる。 According to the present invention, the priority of a received packet can be specified based on a table in which priority information included in a packet is associated with a priority of the packet. Therefore, the priority of the packet can be changed by changing the association between the priority information included in the packet shown in the table and the priority of the packet. Further, packet filtering can be realized by not showing priority information corresponding to unnecessary packets in the table.
さらに、本発明にかかるパケット送出制御装置の一つの態様によれば、前記保持手段ごとに定められた前記読出保持手段のパケット読み出し速度を変更する速度変更手段を備えることを特徴とする。 Furthermore, according to one aspect of the packet transmission control apparatus according to the present invention, the packet transmission control device further includes speed changing means for changing a packet reading speed of the reading holding means determined for each holding means.
本発明によれば、速度変更手段により、適宜保持手段ごとに定められた前記読出保持手段のパケット読み出し速度を変更することができる。よって、必要に応じて、例えば、災害等により、トラヒックが増加した場合に、重要なデータを含むパケットが書き込まれた保持手段に定められたパケット読み出し速度を、他の保持手段の速度よりも早い速度に変更することで、重要データを含むパケットを優先的に送出することができる。 According to the present invention, it is possible to change the packet reading speed of the reading and holding means determined for each holding means as appropriate by the speed changing means. Therefore, if necessary, for example, when traffic increases due to a disaster or the like, the packet reading speed set for the holding means in which packets containing important data are written is faster than the speed of other holding means. By changing to the speed, packets including important data can be preferentially transmitted.
加えて、本発明にかかるパケット送出制御装置は、パケットを受信するインターフェースと、受信したパケットが書き込まれる、異なる優先度が定められた複数のメモリと、パケットを書き込むメモリのメモリ位置に対応する値を示す、メモリごとに設けられた書き込みポインタと、パケットに含まれる優先度情報とパケットの優先度とを対応づけたテーブルを記憶するテーブル記憶部と、受信したパケットに含まれる優先度情報と、前記テーブルに示された優先度情報とを照合することで、受信パケットの優先度と同一の優先度が定められたメモリを特定し、特定したメモリに対応する書き込みポインタが示す値をインクリメントする書き込みポインタインクリメント部と、読み出し対象のパケットが書き込まれたメモリ位置に対応する値を示す、メモリごとに設けられた読出ポインタと、読出ポインタに示された値のメモリ位置から、メモリごとに定められた読み出し速度で、パケットを読み出す、メモリごとに設けられた読出バッファと、パケットがメモリから読出バッファへ読み出されると、そのパケットが書き込まれていたメモリに対応する読出ポインタが示す値をインクリメントする読出ポインタインクリメント部と、パケットが書き込まれた読出バッファの中から、各メモリに定められた優先度に基づき、送出対象のパケットが書き込まれた読出バッファを選択する選択部と、選択された読出バッファに書き込まれたパケットを外部へ送出する送出バッファと、を備え、メモリごとに定められた読出バッファのパケット読み出し速度を制御することで、外部へのパケット送出を制御することを特徴とする。 In addition, the packet transmission control device according to the present invention includes an interface for receiving a packet, a plurality of memories with different priorities in which the received packet is written, and a value corresponding to a memory location of the memory in which the packet is written. A table storage unit for storing a table in which a write pointer provided for each memory, a priority information included in the packet and a priority of the packet are associated with each other, and priority information included in the received packet; A write that identifies a memory having the same priority as the priority of the received packet by collating with the priority information shown in the table, and increments the value indicated by the write pointer corresponding to the identified memory Pointer increment and value corresponding to the memory location where the packet to be read was written A read pointer provided for each memory, a read buffer provided for each memory for reading a packet from a memory position of a value indicated by the read pointer at a read speed determined for each memory, and a packet When the data is read from the memory to the read buffer, the read pointer increment unit that increments the value indicated by the read pointer corresponding to the memory in which the packet was written and the read buffer in which the packet is written are determined for each memory. A selection unit that selects a read buffer in which a packet to be transmitted is written based on the priority, and a transmission buffer that transmits the packet written in the selected read buffer to the outside. By controlling the packet reading speed of the read buffer, And controlling the door delivery.
本発明によれば、読出バッファにおけるメモリごとに定められたパケット読み出し速度を制御することで、外部へのパケット送出を制御することができ、メモリ等の各構成部をハードウェアで構成することで、帯域制御のソフトウェア処理による弊害を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to control packet transmission to the outside by controlling the packet read speed determined for each memory in the read buffer, and to configure each component such as a memory by hardware. Therefore, it is possible to prevent harmful effects caused by the bandwidth control software processing.
本発明の実施の形態（以下、実施形態）について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態におけるシステム構成図である。ルータ１１０（１），１１０（２）は、ネットワークＡとネットワークＢとを相互接続するゲートウェイであり、経路情報に基づきパケットを中継する装置である。端末１２０は、ＬＡＮに接続され、それぞれ相互にパケットの送受信を行う通信端末である。図１には図示しないが、各端末１２０は、ネットワークを介して、メールやＷｅｂといった各種サービスを提供するサーバとも通信を行うことができる。帯域制御装置１００（１），１００（２）は、ネットワーク上に流れるパケット量を制御することで、帯域を制御する装置である。帯域制御装置１００は、例えば、各端末１２０から不連続に送信され、バースト的に発生したパケットを平滑化して、ルータ１１０（１），１１０（２）に中継することで、ルータ１１０（１），１１０（２）でのパケット破棄や輻輳を防止する。従来の帯域制御装置は、帯域制御をソフトウェアにより処理していたため、ＣＰＵへの負担が大きかった。しかし、本実施形態に係る帯域制御装置は、帯域制御をハードウェアによる処理で実現しているため、ＣＰＵでの処理が低減でき、パケット量の増加に伴う帯域制御装置のハングアップなどを防止することができる。
Embodiments (hereinafter, embodiments) of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram according to the present embodiment. Routers 110 (1) and 110 (2) are gateways that interconnect network A and network B, and are devices that relay packets based on path information. The
続いて、帯域制御装置１００について、詳細な構成を図２のブロック構成図をもとに説明する。
Next, a detailed configuration of the
パケット検出部１０は、ＬＡＮ上を流れるデータからプリアンブルを検出し、ＩＰパケットを取り出して、ＣＲＣ演算を行う。演算の結果、エラーを検出した場合は、取り込んだパケットを破棄する。比較部２０は、テーブル記憶部２１に記憶された優先度決定テーブルに基づき、取り込んだパケットの優先度を決定する。優先度決定テーブルには、パケットに含まれる優先度情報と優先度とを対応づけた情報が登録されている。
The
優先度情報は、パケットの優先度を定める基準に基づき、定められる情報である。例えば、パケットに含まれるデータの種類（映像データ、音声データ、Ｗｅｂデータ、メールデータなど）を基準にして、パケットの優先度を定めるのであれば、ＩＰパケットのＩＰヘッダに示される「バージョンヘッダ長」や「プロトコル番号」、またはＴＣＰヘッダやＵＤＰヘッダに示される「発信元ポート番号」や「発信先ポート番号」などが、優先度情報になる。また、パケットの送信元や送信先の通信装置を基準にして、パケットの優先度を定めるのであれば、ＩＰパケットのＩＰヘッダに示される「送信元ＩＰアドレス」や「送信先ＩＰアドレス」、またＴＣＰヘッダやＵＤＰヘッダに示される「発信元ポート番号」や「発信先ポート番号」などが優先度情報になる。また、パケットに含まれる複数の情報の組み合わせ、例えば「プロトコル番号」と「発信元ポート番号」と「送信元ＩＰアドレス」との組み合わせを優先度情報として定めてもよい。 The priority information is information that is determined based on a standard that determines the priority of a packet. For example, if the priority of a packet is determined based on the type of data included in the packet (video data, audio data, Web data, mail data, etc.), the “version header length” shown in the IP header of the IP packet ”Or“ protocol number ”or“ source port number ”or“ destination port number ”indicated in the TCP header or UDP header is priority information. Also, if the packet priority is determined based on the packet transmission source or destination communication device, the “source IP address” or “destination IP address” indicated in the IP header of the IP packet, “Source port number”, “destination port number” and the like indicated in the TCP header and UDP header are priority information. Further, a combination of a plurality of information included in the packet, for example, a combination of “protocol number”, “source port number”, and “source IP address” may be defined as the priority information.
よって、ネットワーク上に流れるデータに、リアルタイムな通信が要求される映像データや音声データが含まれるシステムであれば、例えば、プロトコル番号を優先度情報として定め、映像データや音声データを示すプロトコル番号に、他のプロトコル番号よりも高い優先度を定め、優先度決定テーブルに登録しておけばよい。 Therefore, if the data flowing on the network includes video data or audio data that requires real-time communication, for example, a protocol number is defined as priority information, and the protocol number indicating the video data or audio data is set. A higher priority than other protocol numbers may be determined and registered in the priority determination table.
各メモリ３０は、優先度情報に対応づけられた優先度ごとに設けられ、パケット検出部１０で取り込まれたパケットをラウンドロビン型で一時保持するデバイスである。各ＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１は、各メモリ３０ごとに設けられたポインタであり、メモリ上のどの位置にパケットを書き込むかを定める番地に対応する値が示されている。すわなち、ＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１が示す値に対応したメモリ位置にパケットが書き込まれる。各ＲｅｌｅａｓｅＰｏｉｎｔｅｒ３２は、転送バッファ３３がメモリ３０から読み出すパケットが書き込まれた番地に対応する値が、示されているポインタである。各転送バッファ３３は、それぞれ予め定められた読み出し速度（例えば、優先度１のメモリに対応する転送バッファの読み出し速度を３Ｍｂｐｓ、優先度Ｎのメモリに対応する転送バッファの読み出し速度を６４ｋｂｐｓ）で、各ＲｅｌｅａｓｅＰｏｉｎｔｅｒ３２が示す値に対応するメモリのメモリ位置から１パケット分のデータを読み出し、一時保持する。各転送バッファ３３に保持された１パケット分のデータは、メモリの優先順位に基づき、順次送信バッファ６０に転送され、外部へ送出される。本実施形態では、メモリ３０から転送バッファ３３への読み込み速度を制御することで、帯域制御を行う。すなわち、帯域制御装置１００が送出する先に接続されたネットワークの帯域幅を考慮して、その帯域幅に応じたパケット量が送出されるように、各メモリからのパケット読み出し速度を調整することで、帯域制御を行う。
Each
優先／速度制御部４０は、送信対象のパケットが書き込まれた転送バッファ３３の選択や、転送バッファ３３のパケット読み出し速度の制御を行う。転送バッファの選択についての詳細は、後述する。選択部５０は、優先／速度制御部４０に制御されて、送信バッファ６０に接続する転送バッファ３３を切り換えるスイッチである。送信バッファ６０は、ルータ１１０にパケットを送り出すためのバッファである。
The priority /
このように構成された帯域制御装置１００は、各メモリ３０から各転送バッファ３３にパケットが読み出される速度とタイミングを制御することで、ルータ１１０へ送出するパケットの量を制御し、帯域制御を行う。
The
また、優先度の高いパケットが書き込まれた転送バッファから優先的にパケットが読み出され、外部へ送出されるため、パケット遅延による弊害、例えば、映像の乱れや音声の途切れなどを防止することができる。さらに、ルータ１１０へ送出されるパケット量が制限されるため、ルータ１１０でのパケット破棄や輻輳を防止することができる。
In addition, since packets are preferentially read from the transfer buffer in which high-priority packets are written and sent to the outside, adverse effects caused by packet delays, such as video disturbance and audio interruptions, can be prevented. it can. Furthermore, since the amount of packets sent to the
加えて、メモリ３０や転送バッファ３３が、それぞれパケットの優先度ごとにハードウェアで構成され、帯域を物理的に制御しているため、ソフトウェアによる帯域制御よりもＣＰＵへの処理負担が軽減される。よって、バースト的なトラヒックにより、ＣＰＵ処理に大きな負荷がかかり、帯域制御装置がハングアップすることを未然に防ぐことができる。
In addition, since the
さらに、バースト的なトラヒックが発生しても、各パケットは、メモリに一時保持され、所定のタイミングで、転送バッファに読み出されるため、パケットを平滑化して送出することができる。よって、帯域制御装置の先に接続されたルータ等の通信装置のパケット処理の負荷を低減することができる。 Further, even when bursty traffic occurs, each packet is temporarily stored in the memory and read out to the transfer buffer at a predetermined timing, so that the packet can be smoothed and transmitted. Therefore, it is possible to reduce the load of packet processing on a communication device such as a router connected to the end of the bandwidth control device.
続いて、帯域制御装置１００のパケット受信フローおよびパケット送信フローについて、図面を参照しながら説明する。
Next, the packet reception flow and packet transmission flow of the
ここでは、優先度の基準をデータの種別に定め、図３に示す優先度決定テーブルに基づき、パケットの優先度を決定する。すわなち、リアルタイムな通信が要求される映像データや音声データが含まれるパケットを優先度を高く設定し、リアルタイムな通信が要求されないＷｅｂデータやメールデータなどは、優先度を低く設定する。本実施形態では、データ種別を特定する優先度情報として、送信元ポート番号もしくは送信先ポート番号を優先度情報として利用する。 Here, the priority criterion is set to the data type, and the priority of the packet is determined based on the priority determination table shown in FIG. That is, a high priority is set for a packet including video data and audio data that requires real-time communication, and a low priority is set for Web data and mail data that do not require real-time communication. In this embodiment, a transmission source port number or a transmission destination port number is used as priority information as priority information for specifying a data type.
まず、図４に示すフローチャート図に基づき、帯域制御装置１００のパケット受信フローについて説明する。
First, the packet reception flow of the
パケット検出部１０が、ネットワーク上に流れるデータからパケットのプリアンブルを検出し（Ｓ１０１）、パケットを取り込む（Ｓ１０２）。パケット検出部１０は、取り込んだパケットのプリアンブルのＣＲＣ演算を行う（Ｓ１０３）。演算の結果（Ｓ１０４）、エラーを検出すると、パケット検出部１０は、取り込んだパケットを破棄する（Ｓ１０８）。また、演算の結果（Ｓ１０４）、エラーを検出しなければ、各ＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１が示す値に対応する各メモリ３０のメモリ位置に、パケット検出部１０が取り込んだパケットをそれぞれ書き込む（Ｓ１０５）。また、比較部２０は、取り込んだパケットに示された送信元ポート番号及び送信先ポート番号と、優先度決定テーブルに登録されたそれぞれのポート番号とを照合し、パケットの優先度を特定する（Ｓ１０６）。続いて、比較部２０は、特定した優先度と同一の優先度が定められたメモリ３０に対応したＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１が示す値をインクリメント（値に１を加算）する（Ｓ１０７）。
The
本実施形態によれば、パケットの優先度と同一の優先度が定められたメモリ３０に対応したＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１が示す値のみインクリメントされ、その他のＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１が示す値はインクリメントされないため、その他のメモリに書き込まれたパケットは、次に取り込んだパケットにより、上書きされる。すなわち、パケットの優先度に対応したメモリに書き込まれたパケットのみ上書きされずに保持される。
According to the present embodiment, only the value indicated by
また、ＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１が値をインクリメントし続けると、ＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１が示す値に対応するパケットを書き込むことが可能なメモリ位置が存在しなくなる。このような問題は、ＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１がインクリメントできる値に上限値を定めておき、値が上限値に達した場合、値をリセットし、再度、下限値（例えば、「０」）から、インクリメントを開始するように構成することで解消することができる。
Further, when
次に、図５、図６に示すフローチャート図に基づき、帯域制御装置１００のパケット送信フローについて説明する。
Next, the packet transmission flow of the
最初に、優先度ｎに対応するメモリ（ｎ）に書き込まれたパケットが、メモリ（ｎ）に対応する転送バッファ（ｎ）に読み込まれるまでのフローを図５を用いて説明する。優先／速度制御部４０は、各メモリ３０に対して、それぞれ、この処理フローを繰り返す。
First, a flow until a packet written in the memory (n) corresponding to the priority n is read into the transfer buffer (n) corresponding to the memory (n) will be described with reference to FIG. The priority /
まず、優先／速度制御部４０は、メモリ（ｎ）に対応するＲｅｌｅａｓｅＰｏｉｎｔｅｒ（ｎ）とＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ（ｎ）とが示す値の差を算出し（Ｓ２０１）、その値に差があるか否かを判定する（Ｓ２０２）。判定の結果、値に差があった場合は、メモリ（ｎ）に転送すべきパケットが書き込まれていると判断して、優先／速度制御部４０は、メモリ（ｎ）に対応する転送バッファ（ｎ）にパケットが存在するか否かを判定する（Ｓ２０３）。判定の結果、転送バッファ（ｎ）にまだパケットが存在する場合には、再度転送バッファ（ｎ）にパケットが存在するか否かを判定する（Ｓ２０３）。そして、判定の結果、転送バッファ（ｎ）にパケットが存在しなければ、メモリ（ｎ）に対応する読み出し速度で、ＲｅｌｅａｓｅＰｏｉｎｔｅｒ（ｎ）が示す値に対応するメモリ（ｎ）のメモリ位置に書き込まれたパケットを、転送バッファ（ｎ）に転送する（Ｓ２０４）。優先／速度制御部４０は、転送バッファ（ｎ）に１パケット分のデータが転送された時点で、ＲｅｌｅａｓｅＰｏｉｎｔｅｒ（ｎ）が示す値をインクリメントする（Ｓ２０５）。以上の処理フローを優先／速度制御部４０は、各メモリ３０に対して繰り返す。
First, the priority /
続いて、各転送バッファ３３に書き込まれたパケットを、優先順位に基づき送信バッファ６０に転送して、外部へ順次送出する処理フローについて、図６を用いて説明する。
Subsequently, a processing flow in which packets written in the respective transfer buffers 33 are transferred to the
まず、優先／速度制御部４０は、パケットが書き込まれた転送バッファ３３が存在するか否かを判定する（Ｓ２１１）。判定の結果、該当する転送バッファ３３が存在すれば、優先／速度制御部４０は、それらの転送バッファ３３の中から、対応するメモリ３０の優先度が最も高い転送バッファ３３を選択し、選択部５０を制御して、選択した転送バッファ３３と送信バッファ６０とを接続する（Ｓ２１２）。続いて、選択した転送バッファ３３からパケットを取り出し、送信バッファ６０にそのパケットを転送する（Ｓ２１３）。１パケット分のデータの転送が完了した時点で、送信バッファ６０から外部に、すなわち、ルータ１１０に、そのパケットが送出される（Ｓ２１４）。優先／速度制御部４０が、以上の処理フローを繰り返すことで、各メモリ３０から各転送バッファ３３へ転送されたパケットが順次メモリ３０に設定された優先順位に基づき外部へ送出される。
First, the priority /
このように構成された帯域制御装置において、優先度が高く設定されたメモリに対応する転送バッファのパケット読み出し速度を、優先度が低く設定されたメモリに対応する転送バッファのパケット読み出し速度よりも早く設定することで、優先度の高いパケットが、優先度の低いパケットよりも早く転送バッファに書き込まれる。さらに、優先度が高く設定されたメモリに対応する転送バッファが優先的に送信バッファに接続され、優先度の高いパケットほど早く外部へ送出される。したがって、本実施形態の帯域制御装置によれば、パケットの優先度に基づき、外部へ送出するパケットの量を制御し、帯域制御を行うことができる。 In the bandwidth control device configured as described above, the packet reading speed of the transfer buffer corresponding to the memory set with high priority is faster than the packet reading speed of the transfer buffer corresponding to the memory set with low priority. By setting, a packet with a high priority is written to the transfer buffer earlier than a packet with a low priority. Furthermore, a transfer buffer corresponding to a memory set with a high priority is preferentially connected to the transmission buffer, and a packet with a higher priority is sent out to the outside earlier. Therefore, according to the bandwidth control apparatus of the present embodiment, bandwidth control can be performed by controlling the amount of packets sent to the outside based on the priority of packets.
また、パケットの優先度に基づいて、優先度の高いパケットが優先的にメモリ３０から読み出され、送出されるため、パケット遅延による弊害、例えば、映像の乱れや音声の途切れなどを防止することができる。さらに、ルータ１１０へ送出されるパケット量が制限されるため、ルータ１１０でのパケット破棄や輻輳を防止することができる。
Further, since packets with high priority are read out from the
加えて、メモリ３０や転送バッファ３３が、それぞれパケットの優先度ごとにハードウェアで構成され、帯域を物理的に制御しているため、ソフトウェアによる帯域制御よりもＣＰＵへの処理負担が軽減される。よって、バースト的なトラヒックにより、ＣＰＵ処理に大きな負荷がかかり、帯域制御装置がハングアップすることを未然に防ぐことができる。
In addition, since the
さらに、バースト的なトラヒックが発生しても、各パケットは、メモリに一時保持され、所定のタイミングで、転送バッファに読み出されるため、パケットを平滑化して送出することができる。よって、帯域制御装置の先に接続されたルータ等の通信装置のパケット処理の負荷を低減することができる。 Further, even when bursty traffic occurs, each packet is temporarily stored in the memory and read out to the transfer buffer at a predetermined timing, so that the packet can be smoothed and transmitted. Therefore, it is possible to reduce the load of packet processing on a communication device such as a router connected to the end of the bandwidth control device.
また、ＬＡＮ側から、帯域制御装置１００の各メモリ３０が許容できるパケット量以上のパケットが送出された場合は、次に示すような処理で対処できる。すなわち、図４に示すフローチャートのＳ１０６にて、取り込んだパケットの優先度を特定した後、その優先度が定められたメモリ３０に対応するＲｅｌｅａｓｅＰｏｉｎｔｅｒ３２が示す値とＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１が示す値との差をとる。そして、その差が、基準値以上であれば、メモリ３０から読み出されずに残っているパケットが一定量を超えていると判断する。この場合、Ｓ１０７において、特定した優先度を定めたメモリ３０に対応するＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ３１が示す値をインクリメントせずにフロー終了させる。したがって、次に取り込んだパケットが、先ほどのパケットが書き込まれたメモリ位置に上書きされるため、結果的に先ほど取り込んだパケットは破棄される。すなわち、本実施形態における帯域制御装置１００は、ＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒとＲｅｌｅａｓｅＰｏｉｎｔｅｒが示す値を比較することで、許容以上にＬＡＮ側から送出されたパケットを破棄する。本実施形態によれば、バースト的なトラヒックが発生した場合も、ハードウェアで構成されたポインタの示す値に基づき、必要に応じてパケット破棄が行えるため、ＣＰＵへの負担を低く抑えることができ、バーストトラヒックによる帯域制御装置のハングアップを未然に防ぐことができる。
In addition, when a packet exceeding the amount of packets allowed by each
さらに、本実施形態の帯域制御装置によれば、パケットのフィルタリングが可能である。すなわち、優先度決定テーブルに、必要のないパケットに対する優先度を登録せず、優先度情報と優先度がこのテーブルに登録されたパケットのみ、メモリへの書き込みを行う設定にすることで、必要のないパケットを強制的に破棄することができる。 Furthermore, according to the bandwidth control apparatus of this embodiment, packet filtering is possible. In other words, the priority determination table does not register priority for unnecessary packets, and only the packets whose priority information and priority are registered in this table are set to write to the memory. No packets can be forcibly discarded.
加えて、本実施形態によれば、帯域制御が、各メモリ３０から各転送バッファ３３にパケットを読み出す速度、すなわち読み出しクロックのタイミングを調整することで実現できる。よって、各メモリからの読み出しクロックを調整するスイッチを、帯域制御装置に設け、このスイッチを切り換えることで、物理的にかつ強制的に帯域制限を行うことができる。なお、調整スイッチは、各メモリごとにそれぞれ設けてもよいし、一つのスイッチを複数のメモリで併用してもよい。これにより、例えば、災害等の発生により、トラヒックが増加した場合も、強制的に帯域制限をかけ、重要なデータを含むパケットのみを優先的に送出することが、ハードウェア処理により実現可能である。したがって、ソフトウェアによって帯域制御を行うよりも、ＣＰＵへの負荷を低減することができる。
In addition, according to the present embodiment, bandwidth control can be realized by adjusting the speed of reading packets from each
１０ パケット検出部、２０ 比較部、２１ テーブル記憶部、３０ メモリ、３１ ＧｅｔＰｏｉｎｔｅｒ、３２ ＲｅｌｅａｓｅＰｏｉｎｔｅｒ、３３ 転送バッファ、４０ 優先／速度制御部、５０ 選択部、６０ 送信バッファ、１００ 帯域制御装置、１１０ ルータ、１２０ 端末。 10 packet detectors, 20 comparison units, 21 table storage units, 30 memories, 31 GetPointers, 32 ReleasePointers, 33 transfer buffers, 40 priority / speed control units, 50 selection units, 60 transmission buffers, 100 bandwidth control devices, 110 routers, 120 terminals.
Claims (4)
受信したパケットを保持する、異なる優先度が定められた複数の保持手段と、
受信したパケットに含まれる優先度情報により特定された優先度と前記保持手段ごとに定められた優先度との比較に基づき、受信したパケットの書き込み対象の保持手段を選択する保持選択手段と、
選択された保持手段に、受信したパケットを書き込む書き込み手段と、
各保持手段に書き込まれたパケットを保持手段ごとに定められた読み出し速度で読み出し保持する、保持手段ごとに設けられた読出保持手段と、
パケットが書き込まれた読出保持手段の中から、前記各保持手段に定められた優先度に基づき、送出対象のパケットが書き込まれた読出保持手段を選択する選択手段と、
選択した読出保持手段から、パケットを読み出し外部へ送出する送出手段と、
を備え、
前記各読出保持手段のパケット読み出し速度を制御することで、外部へのパケット送出を制御することを特徴とするパケット送出制御装置。 Receiving means for receiving packets;
A plurality of holding means for holding received packets with different priorities;
Based on a comparison between the priority specified by the priority information included in the received packet and the priority determined for each of the holding means, a holding selection means for selecting a holding means for writing the received packet;
Writing means for writing the received packet to the selected holding means;
Read and hold means provided for each holding means for reading and holding packets written to each holding means at a reading speed determined for each holding means;
A selection unit that selects a reading and holding unit in which a packet to be transmitted is written based on the priority set in each holding unit from among the reading and holding units in which packets are written;
Sending means for reading out the packet from the selected reading and holding means and sending it outside,
With
A packet transmission control apparatus for controlling packet transmission to the outside by controlling a packet reading speed of each reading and holding means.
パケットに含まれる優先度情報とパケットの優先度とを対応づけたテーブルを記憶するテーブル記憶手段を備え、
前記保持選択手段は、
受信したパケットに含まれる優先度情報と、前記テーブルに示された優先度情報とを照合することで、受信したパケットの優先度を特定することを特徴とするパケット送出制御装置。 The packet transmission control device according to claim 1,
Table storage means for storing a table in which priority information included in a packet is associated with a priority of the packet;
The holding selection means includes
A packet transmission control device characterized by identifying priority of a received packet by collating priority information included in the received packet with priority information shown in the table.
前記保持手段ごとに定められた前記読出保持手段のパケット読み出し速度を変更する速度変更手段を備えることを特徴とするパケット送出制御装置。 The packet transmission control device according to claim 1 or 2,
A packet transmission control apparatus comprising: a speed changing unit that changes a packet reading speed of the reading and holding unit that is determined for each holding unit.
受信したパケットが書き込まれる、異なる優先度が定められた複数のメモリと、
パケットを書き込むメモリのメモリ位置に対応する値を示す、メモリごとに設けられた書き込みポインタと、
パケットに含まれる優先度情報とパケットの優先度とを対応づけたテーブルを記憶するテーブル記憶部と、
受信したパケットに含まれる優先度情報と、前記テーブルに示された優先度情報とを照合することで、受信パケットの優先度と同一の優先度が定められたメモリを特定し、特定したメモリに対応する書き込みポインタが示す値をインクリメントする書き込みポインタインクリメント部と、
読み出し対象のパケットが書き込まれたメモリ位置に対応する値を示す、メモリごとに設けられた読出ポインタと、
読出ポインタに示された値のメモリ位置から、メモリごとに定められた読み出し速度で、パケットを読み出す、メモリごとに設けられた読出バッファと、
パケットがメモリから読出バッファへ読み出されると、そのパケットが書き込まれていたメモリに対応する読出ポインタが示す値をインクリメントする読出ポインタインクリメント部と、
パケットが書き込まれた読出バッファの中から、各メモリに定められた優先度に基づき、送出対象のパケットが書き込まれた読出バッファを選択する選択部と、
選択された読出バッファに書き込まれたパケットを外部へ送出する送出バッファと、
を備え、
メモリごとに定められた読出バッファのパケット読み出し速度を制御することで、外部へのパケット送出を制御することを特徴とするパケット送出制御装置。 An interface for receiving packets;
A plurality of memories with different priorities in which received packets are written;
A write pointer provided for each memory indicating a value corresponding to the memory location of the memory to which the packet is written;
A table storage unit for storing a table in which priority information included in a packet is associated with a priority of the packet;
By comparing the priority information included in the received packet with the priority information shown in the table, a memory having the same priority as the priority of the received packet is specified, and the specified memory is stored in the specified memory. A write pointer increment unit for incrementing the value indicated by the corresponding write pointer;
A read pointer provided for each memory, indicating a value corresponding to the memory location where the packet to be read is written;
A read buffer provided for each memory, which reads packets from the memory position of the value indicated by the read pointer at a read speed determined for each memory;
When the packet is read from the memory to the read buffer, a read pointer increment unit that increments the value indicated by the read pointer corresponding to the memory in which the packet was written;
A selection unit that selects a read buffer in which a packet to be transmitted is written based on a priority set in each memory from among the read buffers in which the packet is written;
A send buffer for sending out the packet written in the selected read buffer;
With
A packet transmission control apparatus for controlling packet transmission to the outside by controlling a packet reading speed of a reading buffer determined for each memory.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003345491A JP2005117125A (en) | 2003-10-03 | 2003-10-03 | Packet transmission control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003345491A JP2005117125A (en) | 2003-10-03 | 2003-10-03 | Packet transmission control apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005117125A true JP2005117125A (en) | 2005-04-28 |
Family
ID=34538750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003345491A Pending JP2005117125A (en) | 2003-10-03 | 2003-10-03 | Packet transmission control apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005117125A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006332849A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Fujitsu Ltd | Data transfer system in network |
| WO2007052747A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Ntt Docomo, Inc. | Data transfer method and base station |
| JP2008070996A (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Communication equipment for traffic control system, traffic signal controller, optical beacon, license number read unit, signal control unit, and information provision unit |
| JP2010504018A (en) * | 2006-09-15 | 2010-02-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Automatic packet tagging |
| US8370540B2 (en) | 2010-01-27 | 2013-02-05 | Fujitsu Semiconductor Limited | Data transfer control device and data transfer control method |
| EP2571198A1 (en) | 2011-09-16 | 2013-03-20 | Hitachi Ltd. | Remote monitoring system, network interconnection device and communication control method |
-
2003
- 2003-10-03 JP JP2003345491A patent/JP2005117125A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006332849A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Fujitsu Ltd | Data transfer system in network |
| WO2007052747A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Ntt Docomo, Inc. | Data transfer method and base station |
| JP2008070996A (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Communication equipment for traffic control system, traffic signal controller, optical beacon, license number read unit, signal control unit, and information provision unit |
| JP2010504018A (en) * | 2006-09-15 | 2010-02-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Automatic packet tagging |
| US8370540B2 (en) | 2010-01-27 | 2013-02-05 | Fujitsu Semiconductor Limited | Data transfer control device and data transfer control method |
| US8554962B2 (en) | 2010-01-27 | 2013-10-08 | Fujitsu Semiconductor Limited | Data transfer control device and data transfer control method |
| EP2571198A1 (en) | 2011-09-16 | 2013-03-20 | Hitachi Ltd. | Remote monitoring system, network interconnection device and communication control method |
| JP2013066062A (en) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Hitachi Ltd | Remote monitoring system, network interconnection device, and communication control method |
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