JP2006279188A

JP2006279188A - 優先制御を行う送信制御装置、通信制御装置、通信システム、通信ネットワーク、及び送信方法

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Publication number: JP2006279188A
Application number: JP2005091178A
Authority: JP
Inventors: Naohito Kobayashi; 尚人小林; Masato Ota; 正人大田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】従来のQoS制御では、いちど開始したパケット送信は、完了するまで中断しない。よって、一旦パケットの送信処理が始まってしまうと、その後さらに優先度の高いパケットが到着しても、既に送信を開始しているパケットの送信が終了するまでは、送信されない。送信中のパケットの送信中断とその再開を行うとすると、送信側・受信側共にこの新方式に対応せねばならず、設備投資がかさむ。
【解決手段】本発明は、パケットを転送する通信において、現在送信中の第１のパケットよりも後続の第２のパケットの優先度が高い場合に、前記第１のパケットの送信を中止して前記第２のパケットを先に送信し、前記第２のパケットの送信終了後、前記第１のパケットに含まれる全データの送信を行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信制御装置、通信制御装置、通信システム、通信ネットワーク、及び送信方法に関し、特に、優先制御処理が可能な送信制御装置、通信制御装置、通信システム、通信ネットワーク、及び送信方法に関する。

通常、インタネット上の通信は、パケットと呼ばれる可変長フレームをインタネット・プロトコル（IP）を用いて転送することで行われている。インタネットは、「ベスト・エフォート」と呼ばれる方式を採用しており、各ＩＰ装置は要求された全てのパケットを受け付ける一方、各パケットの送信を処理し終わるまでに要する時間に関しては保証をしないことを特徴としている。
図２は従来のIPネットワーク装置の一例を示す概略図である（送信部分のみ図示した）。この装置の送信部分は、処理待ちパケット保存部１０１と、パケット制御部１２０と、パケット送信処理部１０６と、送信中パケットバッファ１０４と、からなる。パケット制御部１２０では、パケット送信処理部１０６を制御するプログラム（Tx Thread）が動作している。

本IPネットワーク装置に到着した送信パケットはまず処理待ちパケット保存部１０１に格納される。パケット送信処理部１０６は、処理待ちパケット保存部１０１から取り出したパケットを、送信中パケットバッファ１０４へ送る。パケットは送信中パケットバッファ１０４から送出される。

さらに、近年、音声や動画などのリアルタイムな情報を転送する需要が高まるにつれ、インタネットにもある程度のQoS（Quality of Service、通信品質）制御が求められるようになってきた。QoS制御とは、ネットワーク上である通信速度を保証する制御の総称である。そこで、インタネットにおいても、QoSの向上のため、ベスト・エフォート方式を基本としながら、全てのパケットを公平に扱うのはやめ、パケットに何らかの優先順位をつける方式がいくつか提案されている。この場合、待ち行列（キュー）に格納された送信待ちパケットの中で、優先度の高いものから先に処理をすることになる。例えば、Diff-serv方式（非特許文献１）、特許文献１の方式などが挙げられる。これらの技術により、ある程度のQoSは確保される。

しかしながら、これらの従来の技術では、いずれも、QoS制御はパケットを送信する前に実施されており、いちど開始したパケット送信は、完了するまで中断しない。よって、一旦パケットの送信処理が始まってしまうと、さらに優先度の高いパケットがその後処理待ちパケット保存部１０１に格納されたとしても、現在送信処理をしているパケットの送信が終了するまで、優先度の高いパケットは送信を待たなければならない。この現象は、次段のネットワーク装置へ繋がる回線が狭帯域であった場合に特に顕著となる。
この問題を解決するために、特許文献２には、パケットの送信中であっても、優先度の高いパケットが到来した場合には、現在行っているパケット送信を中断し、高優先パケットを先に送信し、それが終了した後に、中断していたパケット送信を再開する技術が開示されている。この特許文献２記載の方式に特徴的なことは、中断したパケットの送信を再開する際に、パケットに含まれる全データを再送信するのではなく、中断した箇所から送信を再開し、中断した箇所より後の部分のみを再送信するということである。これにより、中断したパケット全体の再送信に伴うネットワークの利用効率の低下を防止できる。

特開２００４−０１５５０５号公報特開２００２−１８５５１６号公報日経コミュニケーション編、「通信・ネットワーク用語ハンドブック」、第1版、日経ＢＰ社、2001年3月23日、p. 96

IPパケットはIPヘッダとIPデータから構成されているが、IPヘッダ中のTotal Lengthと呼ばれる16 bitのフィールドにはそのパケットの長さ（IPヘッダとIPデータの合計）が格納されている。したがって、特許文献２記載の技術を、単に既存のIP上に実装した場合、送信途中で切断されたパケットについては、パケットの実際の長さとTotal Lengthに記載された値との間に齟齬が生じる。このため、受信側がこの方式に対応していないと受信装置側でLengthエラーが発生し、結局、送信を中断したパケットの送信済みの部分も失われてしまう。特許文献２記載の技術では、これを回避するために、パケットの送信を途中で中断してもエラーが生じないよう、通常のIPを拡張するか、或いは、IPとは異なる別のプロトコルを導入することが必要となる。しかも、送信装置側・受信装置側共にこの方式に対応していなければならないしたがって、特許文献２記載の方式には、既存のネットワーク装置との互換性が低く、この方式を導入するには多額の設備投資が必要であるという課題がある。このため、特許文献２記載の技術は現実にはなかなか導入が進まない懸念がある。

また、特許文献２に記載された技術は、現在送信中のパケットよりも優先度が高いパケットが到着した場合には、現在行っているパケット送信を常に中断して、高優先パケットを常に先に送信するように構成されている。しかしながら、現在送信中のパケットの全体の長さ・既送信済みの部分の長さ・未送信の残りの部分の長さによっては、現在送信中のパケットを優先度が低くても敢えてそのまま送信し続け、その送信が終了した後に高優先パケットの送信を開始した方が、通信システム全体の利用効率という観点からは、望ましい場合も想定される。

本発明は従来技術のこのような課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、優先度の高いキューの遅延時間を抑制し、より優先度に忠実な制御を行う通信において、IP自体の拡張・変更の必要がないように構成し、送信装置側が本方式に対応すれば済み、受信装置側は従来のIP装置をそのまま使用してもよい。即ち、本発明は、優先度に忠実な制御を可能とする通信方式を提供することを目的とする。また、本発明は、この通信方式を少ない設備投資で導入できるよう構成し、この通信方式の普及を図ることを目的としている。さらに、本発明は、単なる各パケットの持つ優先度の情報だけでなく、パケットの長さなど他のパラメータをも用いて、総合的にパケットの送信中止をするか否かを判断する。これにより、通信システム全体の利用効率を向上させることも目的としている。

本発明は、パケットを転送する通信において、現在送信中の第１のパケットよりも後続の第２のパケットの優先度が高い場合に、前記第１のパケットの送信を中止して前記第２のパケットを先に送信し、前記第２のパケットの送信終了後、前記第１のパケットに含まれる全データの送信を行うことを特徴とする。本発明は、さらに、前記パケットが可変長フレームからなることを特徴とする。本発明は、さらに、前記パケットの転送がベスト・エフォート方式で行なわれることを特徴とする。本発明は、IPを用いてパケットを転送する通信において、好ましく用いることができる。本発明では、さらに、前記第１のパケットをキューへ送り返すことが好ましい。

また、本発明は、さらに、前記第１のパケットの送信を中止するか否かの判断基準のひとつとして、前記第１のパケットの残りの部分の長さを用いることを特徴とする。特に、前記第１のパケットの残りの部分の長さが第１の閾値よりも短い場合には、前記第１のパケットを最後まで送信することが望ましい。或いは、前記第１のパケットの残りの部分の長さが第１の閾値以下の場合には、前記第１のパケットを最後まで送信することが望ましい。この第１の閾値は変更可能であると良い。

前記優先度としては、Diff-serv方式のDiff-serv Code Point (DSCP)を好ましく用いることができる。又は、前記優先度としては、前記第１のパケットについてはDSCPとパケットの未送出部分の長さとを引数とする評価式で、前記第２のパケットについてはDSCPとパケットの全体の長さとを引数とする評価式で、それぞれ表すことが好ましい。この場合、例えば、前記優先度は、正の実数ｘを用いて、前記第１のパケットについての評価式が（DSCP）÷（パケットの未送出部分の長さ）＾ｘで、前記第２のパケットについての評価式が（DSCP）÷（パケットの全体の長さ）＾ｘで、それぞれ表すことができる。前記ｘは、例えば、１又は２を好ましく用いることができる。

或いは、前記優先度としては、IPヘッダ内のPrecedenceを用いることもできる。或いは、前記優先度としては、前記第１のパケットについてはPrecedenceとパケットの未送出部分の長さとを引数とする評価式で、前記第２のパケットについてはPrecedenceとパケットの全体の長さとを引数とする評価式で、それぞれ表すことができる。この場合、例えば、前記優先度は、正の実数ｘを用いて、前記第１のパケットについての評価式が（Precedence）÷（パケットの未送出部分の長さ）＾ｘで、前記第２のパケットについての評価式が（Precedence）÷（パケットの全体の長さ）＾ｘで、それぞれ表すことができる。前記ｘは、例えば、１又は２を好ましく用いることができる。

本発明は、さらに、前記第１のパケットの送信中止後に前記第１のパケットを分割する機能を有することが望ましい。分割数としては２を好ましく用いることができる。

本発明は、さらに、前記第１のパケットの送信を中止するか否かの判断基準のひとつとして、前記第１のパケットの全体の長さを用いることを特徴とする。特に、前記第１のパケットの全体の長さが第２の閾値よりも短い場合には、前記第１のパケットの優先度と前記第２のパケットの優先度に関わらず、前記第１のパケットの送信を中止せず最後まで送信することが望ましい。前記第１のパケットの全体の長さが第２の閾値以下の場合には、前記第１のパケットの優先度と前記第２のパケットの優先度に関わらず、前記第１のパケットの送信を中止せず最後まで送信することが望ましい。この第２の閾値は変更可能であると良い。

或いは、本発明は、前記第１のパケットの送信を中止するか否かの判断基準のひとつとして、前記第１のパケットの既送信の部分の長さを用いることを特徴とする。特に、前記第１のパケットの既送信の部分の長さが第３の閾値よりも長い場合には、前記第１のパケットを最後まで送信することができる。この第３の閾値は変更可能であると良い。

本発明には、特許文献２記載の発明と異なり、送信側が本発明の技術を採用すればよく、受信側は従来の装置でよいという利点がある。このため、本発明を実施するための設備投資は低廉で済み、本発明の方式は導入が容易に進むことが期待される。

さらに、本発明では、現在送信中のパケットを中止するか否かは、単なる優先度だけではなく、現在送信中のパケットの全体の長さ・既送信済みの部分の長さ・未送信の残りの部分の長さ等から、総合的に判断している。したがって、通信システム全体の利用効率を向上させることが可能となっている。

本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

《実施例１》
図１は本発明の一実施例のIPネットワーク装置を示す概略図である（送信部分のみ図示した）。この装置の送信部分は、パケット長又は優先度等を比較するパケット判断部１０７と、パケット送信処理を行うパケット送信処理部１０６と、パケットヘッダ情報を保存するパケットヘッダ情報保存部１０８と、処理待ちパケットの長さの取得等を行うキュー監視部１１１と、パケット制御部１２０と、処理待ちパケット保存部１０１と、送信中パケットバッファ１０４と、パケットを送信中パケットバッファ１０４から処理待ちパケット保存部１０１へと送り返すEnqueue処理部１０５と、処理待ちパケットの優先度を取得する処理待ちパケット優先度取得部１１０と、からなる。パケット制御部１２０では、パケット判断部１０７と、パケット送信処理部１０６と、パケットヘッダ情報保存部１０８と、キュー監視部１１１と、を制御するプログラム（Tx Thread）が動作している。

本発明のIPネットワーク装置に到着した送信パケットはまず処理待ちパケット保存部１０１に格納される。パケット送信処理部１０６は、パケット判断部１０７が各パケットの優先度に応じて処理待ちパケット保存部１０１から取り出したパケットを、送信中パケットバッファ１０４へ送る。パケットは送信中パケットバッファ１０４から送出される。ここまでの動作は、図２に示した従来のIPネットワーク装置と同様であるが、本実施例１のIPネットワーク装置は、送信中パケットバッファ１０４で送信中のパケットを、必要に応じて、Enqueue処理部１０５を経由して処理待ちパケット保存部１０１へ送り返す機能を有しているという点が異なっている。すなわち、本発明のIPネットワーク装置で、優先度の低い長いパケットが送信中パケットバッファ１０４から送信されている間に、優先度の高いパケットが処理待ちパケット保存部１０１に格納された場合、Tx Threadは、送信中の優先度の低い長いパケットの送信処理を削除し、高優先パケットを先に送信する。送信処理を削除された優先その低い長いパケットは、後に再び送信処理がなされる。

本発明は、実際に各パケットの送信中にこれらの動作に入るか否かは、両パケット間の優先度の高低だけではなく、パケットの全体の長さや送信中のパケットの未送信で残っている部分の長さなど、各種パラメータをも加味した上で、判断するものである。本実施例１では、送信中パケットバッファ１０４があるパケットを送信中に、それよりも優先度の高いパケットが処理待ちパケット保存部１０１に到着し、かつ、送信中のパケットの未送信の残りの部分の長さが所定の閾値Ａよりも長い場合に、Tx Threadが、送信を中止するように構成されている。閾値Ａは、本IPネットワーク装置の起動時に設定される。

本実施例１では、優先度を表す指標として、Diff-serv Code Point (DSCP)を採用している。ここで、DSCPとは、Diff-serv方式において、インタネット上を流れるいろいろな性質をもつ音声や動画などを含むトラフィックの種類を識別して、それぞれのサービスに応じた転送処理を行うために、ルータなどの動作を決めるコードである。Diff-serv 方式では、IPパケット内のType of Service (TOS)フィールドをDS (Diff-serv)フィールドとして再定義し、このDSフィールドのうち6 bitにDSCPを記述する。したがって、DSCPによって表される優先度は２の６乗、即ち、６４段階である。
図７はDiff-serve方式のIPヘッダ内でDSフィールドがどこに位置するかを示す概念図である。図７において、Diff-serve方式のIPヘッダは、先頭から順に、４ビットのバージョンと、４ビットのヘッダ長と、１６ビットのデータグラム長と、１６ビットの識別番号と、２ビットのフラグと、１４ビットのフラグメントオフセットと、８ビットのTime to Liveと、８ビットのプロトコル番号と、１６ビットのヘッダチェックサムと、３２ビットの送信元ＩＰアドレスと、３２ビットの送信先ＩＰアドレスと、３２ビットのオプション領域と、から構成されている。このように、ＤＳフィールドは、Diff-serve方式のIPヘッダ中で、先頭から９ビット目から１６ビット目までの計１６ビットを占めている。

図８はそのDSフィールド内でDSCPがどこに位置するかを示す概念図である。図８において、DSフィールドは、先頭から、６ビットのＤＳＣＰと、２ビットの未使用領域と、から構成されている。このように、ＤＳＣＰはＤＳフィールド中で、先頭から１ビット目から６ビット目までの計６ビットを占めている。

本実施例１でのTx Threadが優先制御をする際の具体的な処理手順をフローチャートにて図３に示す。図３において、Tx Threadは、まずパケット情報（IPヘッダとペイロードなど）をパケットヘッダ情報保存部１０８に保存（Ｓ３０３）した後に、送信中パケットバッファ１０４に対してパケットの送信指示を行う（Ｓ３０４）。次に、Tx Threadは、送信中パケットバッファ監視部１１４を用いて送信ポート（図示せず）を監視することによって、パケットが送信終了したか確認を行う（Ｓ３０５）。パケット送信中に別のパケットが処理待ちパケット保存部１０１に格納された場合には（Ｓ３０６、Ｓ３０７）、Tx Threadは、送信中パケットバッファ監視部１１４を用いて、送信中のパケットの未送信の残りの部分の長さが閾値Ａより短いか否かを判断する（Ｓ３０８）。残りが閾値Ａよりも短い場合には、送信中パケットはそのまま最後まで送出される（Ｓ３１１）。残りが閾値Ａよりも長い場合には、Tx Threadは、処理待ちパケット優先度取得部１１０を用いて、待ちパケットの優先度を取得して（Ｓ３０９）、パケット判断部１０７を用いて、待ちパケットの優先度とパケットヘッダ情報保存部１０８に保存してあった送信中パケットの優先度とを比較する（Ｓ３１０）。送信中パケットの優先度が待ちパケットの優先度より高い場合には、送信中パケットはそのまま最後まで送出される（Ｓ３１１）。送信中パケットの優先度が待ちパケットの優先度より低い場合には、Tx Threadは、送信中パケットバッファ監視部１１４を用いて、送信中パケットバッファ１０４に対して、送信中パケットの送信中止を指示する（Ｓ３１２）。既に送信された部分は送信先にてヘッダ（Length）不正により削除されることになる。この場合、Tx Threadは、さらに、送信の中止（Ｓ３１２）をしたパケットをEnqueue処理部１０５経由にて、処理待ちパケット保存部１０１にEnqueueし（Ｓ３１４）、パケットヘッダ情報保存部１０８に保存してあった、送信中止したパケットの情報（ＩＰヘッダとペイロードなど）を消去し（Ｓ３１５）、待ちパケットの送信処理を開始して（Ｓ３１６）、最初の手順へ戻る（Ｓ３１７）。

本実施例１は、パケットの送信を中止した場合には、そのパケットを送信中パケットバッファ１０４からEnqueue処理部１０５を経由して、処理待ちパケット保存部１０１へ送り返すように構成されている。これにより、送信を中止したパケットを格納しておく専用のハードウエアなどが不要となっている。また、再度処理待ちパケット保存部１０１に格納されたパケットは、他のパケットと同じ基準で再び優先度を判断され、いずれTx Threadにより取り出される。このため、送信を中止したパケットについても何ら特別な扱いをする必要がなく、Tx Threadの構成も特に複雑になることはない。

《実施例２》
本発明の第２の実施例として、他のIPネットワーク装置を挙げる。本実施例２のIPネットワーク装置の送信部分の概略図は実施例１と同じく図１により示されるが、パケット制御部１２０で動作するプログラムTx_Threadの処理が異なるために、パケット制御部１２０の作用が異なる。本実施例２のIPネットワーク装置の優先制御の具体的な手順をフローチャートにて図４に示す。なお、図４では、図３（実施例１）と同じ処理を行なうステップには図３と同じ番号を付してある。

本実施例２では、Tx Threadが、送信中パケットの送信を中止（Ｓ３１２）した後、送信を中止したパケットを２分割してそれぞれにヘッダを付加する（Ｓ４１３）。２分割されたパケットにヘッダを付加する際には、受信側でLengthエラーが生じないよう、データグラム長（図７）を適宜設定する。Tx Threadは、さらに、分割されたパケットを処理待ちパケット保存部１０１にEnqueueする（Ｓ４１４）。Ｓ３１２以前とＳ３１５以降は実施例１と同じである。

実施例１の優先制御手順（図３）では、送信を中止（Ｓ３１２）した低優先パケットをそのまま処理待ちパケット保存部１０１にEnqueueしている（Ｓ３１４）。したがって、その低優先パケットの送信を再び開始したとしても、優先度の高いパケットが次々と到来する場合には、その低優先パケットは再び処理待ちパケット保存部１０１にEnqueueされてしまい、際限なく送信を待たなければいけない怖れがある。本実施例２の優先制御手順（図４）では、この問題を解決するために、Tx Threadが、Enqueue処理部１０５を用いて、送信を中止したパケットを２分割してそれぞれにヘッダを付加する（Ｓ４１３）。２分割されたパケットにヘッダを付加する際には、受信側でLengthエラーが生じないよう、データグラム長（図７）を適宜設定する。Tx Threadは、さらに、分割された各パケットを処理待ちパケット保存部１０１にEnqueueする（Ｓ４１４）。これにより、低優先パケットは、送信が中止されて処理待ちパケット保存部１０１にEnqueueされる（Ｓ４１４）たびごとに２分割される（Ｓ４１３）ので、いずれ各断片の長さが閾値Ａを下回り、仮に送信中に高優先パケットが到来したとしても、送信が中止されることがなくなる（Ｓ３０８、Ｓ３１１）。したがって、本実施例２では、低優先パケットが際限なく待たされることを防止することができる。

《実施例３》
本発明の第３の実施例として、他のIPネットワーク装置を挙げる。本実施例３のIPネットワーク装置の送信部分の概略図は実施例１と同じく図１により示されるが、パケット制御部１２０で動作するプログラムTx_Threadの処理が異なるために、パケット制御部１２０の作用が異なる。。本実施例３のIPネットワーク装置の優先制御の具体的な手順をプローチャートにて図５に示す。なお、図５では、図３（実施例１）と同じ処理を行なうステップには図３と同じ番号を付してある。

本実施例３では、送信処理開始時、Tx Threadが、パケット判断部１０７を用いて、送信すべきパケットのパケット長を確認し（Ｓ５０１）、閾値Ｂより長い場合にはＳ３０３以降に入り、それ以外の場合には通常の送信処理を行う（Ｓ５０２）。Ｓ３０３以降は実施例２と同じである。閾値Ｂは、本IPネットワーク装置の起動時に設定される。本実施例３では、この優先制御手順（図５）により、長さがある程度以下のパケットは、優先度に関わらず、Ｓ３０３以降に入ることがなくなる。

本実施例３では、パケット長がある程度短い場合には、例えそのパケットの優先度が低くとも、後続の高優先パケットの待ち時間に与える影響が少ないしたがって、送信中止と再開を繰り返すよりも、最後まで送信してしまう方が、ネットワーク全体の利用効率という観点からは望ましい。

さらに、本実施例３の優先制御手順（図５）では、それに加え、実施例２の優先制御手順（図４）と同じように、Tx Threadが、Enqueue処理部１０５を用いて、送信を中止したパケットを２分割してそれぞれにヘッダを付加する（Ｓ４１３）。２分割されたパケットにヘッダを付加する際には、受信側でLengthエラーが生じないよう、データグラム長（図７）を適宜設定する。Tx Threadは、さらに、分割された各パケットを処理待ちパケット保存部１０１にEnqueueする（Ｓ４１４）。これにより、何度も送信が中止されてそのたびごとに２分割（Ｓ４１３）されたパケットは、いずれ長さが閾値Ｂを下回り、Ｓ３０３以降に入ることがなくなる。したがって、高優先パケット到来の有無（Ｓ３１０）や未送信で残っている部分の長さの有無（Ｓ３０８）に関わらず、送信が中止されることがなくなる。このような制御により、本実施例３では、低優先パケットが送信を長く待つことを、実施例２よりもさらに確実に防止することができる。

《実施例４》
本発明の第４の実施例として、他のIPネットワーク装置を挙げる。本実施例４のIPネットワーク装置の送信部分の概略図は実施例１と同じく図１により示される。また、本実施例４のIPネットワーク装置の優先制御の具体的な手順は実施例１と同じく図３により示される。但し、本実施例４では、パケット制御部１２０で動作するプログラムTx_Threadの処理が実施例１と異なるために、パケット制御部１２０の作用が実施例１と異なっている。即ち、本実施例４では、未送信のパケットについては（DSCP）÷（パケットの長さ）を、送信中のパケットについては（DSCP）÷（未送信の残りの部分の長さ）を、それぞれ優先度として採用しているという点が実施例１と異なっている。

これにより、本実施例４の優先制御手順では、例えDSCPの値が大きくとも、パケットが長いものは、優先度が低くなる。逆に、例えDSCPの値が小さくとも、パケットが短いものは優先度が高くなる。このように、優先度として単なるDSCPだけでなく、パケットの長さをも加味した指標を用いることによって、よりきめの細かい柔軟な優先制御を行うことができ、ネットワークの効率的な運用を図ることができる。

なお、本実施例４では、実施例１を基本にして優先度の求め方を変更した実施形態について述べたが、実施例２又は実施例３を基本にして優先度の求め方を変更した実施形態も可能である。

《実施例５》
本発明の第５の実施例として、他のIPネットワーク装置を挙げる。本実施例５のIPネットワーク装置の送信部分の概略図は実施例１と同じく図１により示されるが、パケット制御部１２０で動作するプログラムTx_Threadの処理が異なるために、パケット制御部１２０の作用が異なる。。本実施例５のIPネットワーク装置の優先制御の具体的な手順をフローチャートにて図６に示す。

本実施例５の優先制御手順は基本的には実施例１のそれと同じであるが、以下の点が異なっている。即ち、パケット送信中に別のパケットが処理待ちパケット保存部１０１に格納された場合には、Tx Threadが、送信中パケットバッファ監視部１１４を用いて、送信中のパケットの送出済みの長さが閾値Ｃより長いか否かを判断する（Ｓ５０８）。既送出済みの部分が閾値Ｃよりも長い場合には、未送信の残りの部分を最後まで送出する（Ｓ３１１）。既送出済みの部分が閾値Ｃよりも短い場合には、Tx Threadが、待ちパケットの優先度を取得して（Ｓ３０９）、送信中パケットの優先度と待ちパケットの優先度を比較する（Ｓ３１０）。閾値Ｃは、本IPネットワーク装置の起動時に設定される。

パケット送信中に別のパケットが処理待ちパケット保存部１０１に格納された場合に、前記実施例１乃至実施例４のIPネットワーク装置では、送信中のパケットの未送信の残りの部分がある程度以下の長さの場合には、残りを最後まで送出する（Ｓ３１１）。したがって、全体の長さが長いパケットの場合、既にかなりの長さの部分を送信してしまっていたとしても、未送信の残りの部分がある程度以上長い場合には、送信が中止されてしまい（Ｓ３０８）、既に送信した部分は失われてしまう。これに対し、本実施例５のIPネットワーク装置では、送信中のパケットの既送出済みの部分がある程度以上長い場合には、未送信の残りの部分の長さに関わらず、そのパケットを最後まで送出するように構成されている。これにより、パケット送信の中止・再送出に伴うネットワークの利用効率の低下を抑制しつつ、かつ、実施例１乃至実施例４に記載したような優先度に忠実なパケットの優先制御をも図り、その両立を図っている。

これまで述べた実施形態では、Diff-serv方式に於けるDSCP（及びDSCPとパケット長の組み合わせ）を基本とした優先制御手順について述べたが、本発明の適用はこれに限られるものではない。本発明における優先度としては、例えば既知のPrecedence等を基本としたものなども考えられる。また、優先度を決定するための評価式としては、前記実施例４のもの以外に、例えば、（DSCP）÷（パケットの長さ）＾２などが考えられる。この場合、実施例４に比べ、パケットの長さが長くなると、急激に優先度が低くなり、短いパケットに対してより有利になる。どのような評価式を採用するかは、どのようなデータをより優先させたいか、などのネットワークの設計方針に基づいて決定される。さらに、実施例２及び実施例３では、送信を中止したパケットを２分割しているが（図４のＳ４１３）、これは必ずしも分割数は２である必要はない。例えば、３分割、４分割、など２以上の任意の分割数が考えられる。上記実施の形態では、本発明のIPネットワーク上での実施について述べたが、本発明の実施はIPプロトコル上に限定されるものではない。本発明は、可変長フレームをベスト・エフォート方式で転送するプロトコルであれば、どのようなものの上でも実施することができる。

本発明の一実施例であるIPネットワーク装置を示す概略図である（実施例１乃至実施例５、送信部分のみ図示）。従来のIPネットワーク装置の一例を示す概略図である（送信部分のみ図示）。本発明の第１及び第４の実施例のIPネットワーク装置での優先制御の具体的な手順を示すフローチャートである。本発明の第２の実施例のIPネットワーク装置での優先制御の具体的な手順を示すフローチャートである。本発明の第３の実施例のIPネットワーク装置での優先制御の具体的な手順を示すフローチャートである。本発明の第５の実施例のIPネットワーク装置での優先制御の具体的な手順を示すフローチャートである。 IPヘッダ(Diff-serve方式)内でのDSフィールドの位置を示す概念図である。 DSフィールド内でのDSCPの位置を示す概念図である。

符号の説明

１０１処理待ちパケット保存部（Tx Queue）
１０４送信中パケットバッファ（Tx Buffer）
１０５ Enqueue処理部
１０６パケット送信処理部
１０７パケット判断部
１０８パケットヘッダ情報保存部
１１０処理待ちパケット優先度取得部
１１１キュー監視部
１１４送信中パケットバッファ監視部
１２０パケット制御部

Claims

パケットを転送する送信制御装置であって、
現在送信中の第１のパケットの優先度と後続の第２のパケットの優先度とを比較する機能と、
前記第１のパケットよりも前記第２のパケットの優先度が高い場合に、前記第１のパケットの送信を中止して前記第２のパケットを先に送信する機能と、
前記第２のパケットの送信終了後、前記第１のパケットに含まれる全データの送信を行う機能と、
を有することを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１に記載の送信制御装置であって、前記パケットが可変長フレームからなることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１又は請求項２のいずれかに記載の送信制御装置であって、前記パケットの転送がベスト・エフォート方式で行われることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の送信制御装置であって、
前記通信が、インタネット・プロトコル（IP）を用いてパケットを転送するものであることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の送信制御装置であって、
前記第１のパケットを、当該送信制御装置に到着したパケットが格納されるキューへと送り返す処理部を有することを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の送信制御装置であって、前記第１のパケットの送信を中止するか否かの判断基準のひとつに、前記第１のパケットの残りの部分の長さを用いることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の送信制御装置であって、
前記第１のパケットの残りの部分の長さと第１の閾値とを比較する機能と、
前記第１のパケットの残りの部分の長さが前記第１の閾値よりも短い場合には、前記第１のパケットを最後まで送信する機能と、
を有することを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の送信制御装置であって、
前記第１のパケットの残りの部分の長さと第１の閾値とを比較する機能と、
前記第１のパケットの残りの部分の長さが前記第１の閾値以下の場合には、前記第１のパケットを最後まで送信する機能と、
を有することを特徴とする送信制御装置。
前記請求項７又は請求項８に記載の送信制御装置であって、前記の第１の閾値が変更可能であることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項４乃至請求項９のいずれかに記載の送信制御装置であって、前記優先度が、Diff-serv方式のDiff-serv Code Point (DSCP)であることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項４乃至請求項９のいずれかに記載の送信制御装置であって、前記優先度が、
前記第１のパケットについてはDSCPとパケットの未送出部分の長さとを引数とする評価式で、
前記第２のパケットについてはDSCPとパケットの全体の長さとを引数とする評価式で、
それぞれ表されることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１１に記載の送信制御装置であって、前記優先度が、正の実数ｘを用いて、
前記第１のパケットについての評価式が（DSCP）÷（パケットの未送出部分の長さ）＾ｘで、
前記第２のパケットについての評価式が（DSCP）÷（パケットの全体の長さ）＾ｘで、
それぞれ表されることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１２に記載の送信制御装置であって、前記ｘが１又は２であることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項４乃至請求項９のいずれかに記載の送信制御装置であって、前記優先度が、IPヘッダ内のPrecedenceであることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項４乃至請求項９のいずれかに記載の送信制御装置であって、前記優先度が、
前記第１のパケットについてはPrecedenceとパケットの未送出部分の長さとを引数とする評価式で、
前記第２のパケットについてはPrecedenceとパケットの全体の長さとを引数とする評価式で、
それぞれ表されることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１５に記載の送信制御装置であって、前記優先度が、正の実数ｘを用いて、
前記第１のパケットについての評価式が（Precedence）÷（パケットの未送出部分の長さ）＾ｘで、
前記第２のパケットについての評価式が（Precedence）÷（パケットの全体の長さ）＾ｘで、
それぞれ表されることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１６に記載の送信制御装置であって、前記ｘが１又は２であることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載の送信制御装置であって、
前記第１のパケットの送信中止後に前記第１のパケットを分割する機能を有することを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１８に記載の送信制御装置であって、前記分割数が２であることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の送信制御装置であって、前記第１のパケットの送信を中止するか否かの判断基準のひとつに、前記第１のパケットの全体の長さを用いることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の送信制御装置であって、
前記第１のパケットの全体の長さと第２の閾値とを比較する機能と、
前記第１のパケットの全体の長さが前記第２の閾値よりも短い場合には、前記第１のパケットの優先度と前記第２のパケットの優先度に関わらず、前記第１のパケットの送信を中止せず前記第１のパケットを最後まで送信する機能と、
を有することを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の送信制御装置であって、
前記第１のパケットの全体の長さと第２の閾値とを比較する機能と、
前記第１のパケットの全体の長さが前記第２の閾値以下の場合には、前記第１のパケットの優先度と前記第２のパケットの優先度に関わらず、前記第１のパケットの送信を中止せず前記第１のパケットを最後まで送信する機能と、
を有することを特徴とする送信制御装置。
前記請求項２１又は請求項２２に記載の送信制御装置であって、前記の第２の閾値が変更可能であることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項２３のいずれかに記載の送信制御装置であって、前記第１のパケットの送信を中止するか否かの判断基準のひとつに、前記第１のパケットの送信済みの部分の長さを用いることを特徴とする送信制御装置。
前記請求項１乃至請求項２３のいずれかに記載の送信制御装置であって、
前記第１のパケットの送信済みの部分の長さと第３の閾値とを比較する機能と、
前記第１のパケットの送信済みの部分の長さが前記第３の閾値よりも長い場合には、前記第１のパケットを最後まで送信する機能と、
を有することを特徴とする送信制御装置。
前記請求項２５に記載の送信制御装置であって、前記の第３の閾値が変更可能であることを特徴とする送信制御装置。
請求項１乃至請求項２６のいずれかに記載の送信制御装置を少なくとも含む通信制御装置。
請求項１乃至請求項２６のいずれかに記載の送信制御装置、又は、請求項２７に記載の通信制御装置を少なくとも含む通信システム。
請求項１乃至請求項２６のいずれかに記載の送信制御装置、又は、請求項２７に記載の通信制御装置を少なくとも含む通信ネットワーク。
パケットを転送する送信方法であって、
現在送信中の第１のパケットの優先度と後続の第２のパケットの優先度とを比較する工程と、
前記第１のパケットよりも前記第２のパケットの優先度が高い場合に、前記第１のパケットの送信を中止して前記第２のパケットを先に送信する工程と、
前記第２のパケットの送信終了後、前記第１のパケットに含まれる全データの送信を行う工程と、
を有することを特徴とする送信方法。
インタネット・プロトコル（IP）を用いてパケットを転送する、前記請求項３０に記載の送信方法。
前記請求項３０又は請求項３１に記載の送信方法であって、
前記第１のパケットを、当該送信制御装置に到着したパケットが格納されるキューへと送り返す工程を有することを特徴とする送信方法。
前記請求項３０乃至請求項３２のいずれかに記載の送信方法であって、前記第１のパケットの送信を中止するか否かの判断基準のひとつに、前記第１のパケットの残りの部分の長さを用いることを特徴とする送信方法。
前記請求項３０乃至請求項３２のいずれかに記載の送信方法であって、
前記第１のパケットの残りの部分の長さと第１の閾値とを比較する工程と、
前記第１のパケットの残りの部分の長さが前記第１の閾値よりも短い場合には、前記第１のパケットを最後まで送信する工程と、
を有することを特徴とする送信方法。
前記請求項３０乃至請求項３４のいずれかに記載の送信方法であって、
前記第１のパケットの送信中止後に前記第１のパケットを分割する工程を有することを特徴とする送信方法。
前記請求項３０乃至請求項３５のいずれかに記載の送信方法であって、前記第１のパケットの送信を中止するか否かの判断基準のひとつに、前記第１のパケットの全体の長さを用いることを特徴とする送信方法。
前記請求項３０乃至請求項３５のいずれかに記載の送信方法であって、
前記第１のパケットの全体の長さと第２の閾値とを比較する工程と、
前記第１のパケットの全体の長さが前記第２の閾値よりも短い場合には、前記第１のパケットの優先度と前記第２のパケットの優先度に関わらず、前記第１のパケットの送信を中止せず前記第１のパケットを最後まで送信する工程と、
を有することを特徴とする送信方法。
前記請求項３０乃至請求項３７のいずれかに記載の送信方法であって、前記第１のパケットの送信を中止するか否かの判断基準のひとつに、前記第１のパケットの送信済みの部分の長さを用いることを特徴とする送信方法。
前記請求項３０乃至請求項３７のいずれかに記載の送信方法であって、
前記第１のパケットの送信済みの部分の長さと第３の閾値とを比較する工程と、
前記第１のパケットの送信済みの部分の長さが前記第３の閾値よりも長い場合には、前記第１のパケットを最後まで送信する工程と、
を有することを特徴とする送信方法。