JP4832359B2 - Multiplexer and packet transfer control method in multiplexer - Google Patents

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Description

この発明は、複数のトラヒックフローを同一バッファに格納し１つの回線に多重化する多重化装置及び多重化装置におけるパケット転送制御方法に関する。   The present invention relates to a multiplexing apparatus that stores a plurality of traffic flows in the same buffer and multiplexes them into one line, and a packet transfer control method in the multiplexing apparatus.

複数のトラヒックフローを同一バッファに格納し、１つの回線に多重化する多重化装置において、多重化の前段にポリシングを設け、多重化後にバッファに収容する際、バッファオーバーフローによる廃棄制御を行う方法がある。   In a multiplexing apparatus that stores a plurality of traffic flows in the same buffer and multiplexes them into one line, there is a method of performing discard control due to buffer overflow when policing is provided before multiplexing and accommodating in the buffer after multiplexing. is there.

ポリシング機能には、入力されたフロー毎に最低保証帯域(ＣＩＲ：Committed Information Rate)と最大保証帯域(ＰＩＲ:Peak Information Rate)を設定し、入力されたフローの帯域を監視することによってパケットをカラーマーキングする方法がある。カラーマーキングは、３カラーを用い、あるフローの入力に対して、最低保証帯域(ＣＩＲ)以下を緑、最低保証帯域(ＣＩＲ)超過で最大保証帯域(ＰＩＲ)以下を黄、最大保証帯域(ＰＩＲ)超過を赤と色付けし、緑は通過、赤は廃棄の処理を行うように定義されている(例えば非特許文献１参照)。   For the policing function, a minimum guaranteed bandwidth (CIR: Committed Information Rate) and a maximum guaranteed bandwidth (PIR: Peak Information Rate) are set for each input flow, and packets are colored by monitoring the bandwidth of the input flow. There is a method of marking. The color marking uses three colors, and for the input of a certain flow, green below the minimum guaranteed bandwidth (CIR), yellow above the minimum guaranteed bandwidth (CIR) and below the maximum guaranteed bandwidth (PIR), maximum guaranteed bandwidth (PIR) ) It is defined that the excess is colored red, green is passed, and red is discarded (see Non-Patent Document 1, for example).

また、ポリシング機能において、あるフローの入力帯域が黄の場合に、パケットの優先度をフローで設定された基準優先度クラスよりも１つ低いクラスに優先度を下げる方法も提案されている(例えば特許文献１参照)。   In the policing function, when the input bandwidth of a certain flow is yellow, a method of lowering the priority of the packet to a class one lower than the reference priority class set in the flow has been proposed (for example, (See Patent Document 1).

特開２００４−２６６３８９号公報 第９頁〜１０頁、第３図JP-A-2004-266389, pages 9 to 10, FIG. J. Heinanen, R. Guerin著「A Two Rate Three Color Marker」RFC2698,1999年9月"A Two Rate Three Color Marker" by J. Heinanen, R. Guerin, RFC 2698, September 1999 横谷哲也、佐藤浩司、谷口幸子、小口和海、本島邦明、「Ethernet（登録商標） QoSの技術動向と課題」、電子情報通信学会技術研究報告、Vo1. 107、No. 19、社団法人電子情報通信学会、2007年、4月16日、p.25-30Tetsuya Yokoya, Koji Sato, Sachiko Taniguchi, Kazuumi Oguchi, Kuniaki Motoshima, “Technology Trends and Issues of Ethernet (registered trademark) QoS”, IEICE Technical Report, Vo1. 107, No. 19, Electronic Information IEICE, April 16, 2007, p.25-30

以上のようなこの種の従来の多重化装置においては、多重化の前段にポリシング機能を設けていない場合、入力フローにおけるパケットの多重化順序とバッファの空きタイミングにより、輻輳状態の時に、ある特定のフローのみがバッファオーバーフローによりパケットが廃棄されてしまい、フロー間の公平性が提供できない場合がある。   In the conventional multiplexing apparatus of this type as described above, when a policing function is not provided in the previous stage of multiplexing, there is a certain specification in the congestion state due to the multiplexing order of packets in the input flow and the buffer empty timing. In some flows, packets are discarded due to buffer overflow, and fairness between flows may not be provided.

このために、従来の方式のようなポリシング機能を持つことによって、各フローの入力帯域を監視し、フロー毎に予め設定されている最大保証帯域超過(赤)で入力されるフローのパケットを廃棄する方法がある。しかし、従来方式では、フローの入力帯域が最低保証帯域(ＣＩＲ)超過で最大保証帯域(ＰＩＲ)以下(黄)の場合に、該当するフローの入力パケットの優先度をフロー毎に設定されている基準優先度から１つ下げるという処理を行っているが、バッファの状態によって動的に処理方法を変更するということを行っていない。このため、バッファの有効利用ができていないという問題点があった。   For this purpose, by having a policing function like the conventional method, the input bandwidth of each flow is monitored, and packets of flows that are input when the maximum guaranteed bandwidth exceeds (red) set in advance for each flow are discarded. There is a way to do it. However, in the conventional method, when the input bandwidth of a flow exceeds the minimum guaranteed bandwidth (CIR) and is less than or equal to the maximum guaranteed bandwidth (PIR) (yellow), the priority of the input packet of the corresponding flow is set for each flow. Although the process of lowering by one from the reference priority is performed, the processing method is not dynamically changed according to the buffer state. For this reason, there has been a problem that the buffer cannot be effectively used.

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、同一バッファに複数のトラヒックフローを格納し、１つの回線に多重化する多重化装置において、多重化の前段に設けるポリシング機能がバッファでのパケットの輻輳状態に従って動的に処理方法を変更し(例えば３カラーマーキングである場合に入力帯域が黄の場合の処理について、バッファの状態によって動的に廃棄ポリシーの変更を行う)、バッファの有効利用とトラヒックフロー間の公平性を改善した多重化装置等を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In a multiplexing apparatus that stores a plurality of traffic flows in the same buffer and multiplexes them into one line, the policing provided before the multiplexing is performed. The function dynamically changes the processing method according to the congestion state of the packet in the buffer (for example, when the input bandwidth is yellow in the case of 3 color marking, the discard policy is dynamically changed according to the buffer state) It is an object of the present invention to provide a multiplexing apparatus and the like that improve the fairness between effective use of buffers and traffic flows.

この発明は、入力される複数のトラヒックフローのパケットを多重化部で多重化してバッファに格納する多重化装置であって、前記バッファでのパケットの格納状態を監視しパケットが輻輳状態にあることを示す輻輳情報を出力するバッファ状態監視部と、前記多重化部で多重化される前の入力される各トラヒックフローに対して、予めトラヒックフロー毎に設定されたパケットの転送条件に関する設定情報とトラヒックフローの到着するパケットの状態との関係に従ってパケットの転送処理、転送・廃棄選択処理、廃棄処理を判定する処理判定手段、及び到着した各トラヒックフローのパケットをそれぞれ判定された処理に従って前記多重化部への転送処理、廃棄処理を行い、転送・廃棄選択処理のトラヒックフローには前記バッファ状態監視部からの輻輳情報があれば廃棄処理、なければパケットの優先度を下げて前記多重化部への転送処理を行うパケット処理手段、を含むポリシング制御部と、を備えたことを特徴とする多重化装置及び多重化装置におけるパケット転送制御方法にある。
The present invention is a multiplexing device that multiplexes packets of a plurality of input traffic flows by a multiplexing unit and stores them in a buffer, wherein the packet storage state in the buffer is monitored and the packets are in a congestion state A buffer status monitoring unit that outputs congestion information indicating the setting information on the transfer conditions of packets set for each traffic flow in advance for each traffic flow before being multiplexed by the multiplexing unit; The packet transfer process, the transfer / discard selection process, the process determination means for determining the discard process according to the relationship with the state of the packet arriving with the traffic flow, and the multiplexing according to the process determined for each arrived traffic flow packet Transfer processing and discard processing, and the buffer status is included in the traffic flow of transfer / discard selection processing. Disposal if there is congestion information from the visual portion, characterized in that and a policing controller including packet processing means for performing a transfer process to the multiplexing unit by lowering the priority of the packet if no A multiplexing apparatus and a packet transfer control method in the multiplexing apparatus.

この発明では、多重化の前段に設けるポリシング機能が３カラーマーキングである場合に入力帯域が黄の場合の処理について、バッファの状態によって動的に廃棄ポリシーの変更を行い、バッファの有効利用とトラヒックフロー間の公平性を改善させることができる。   In the present invention, when the policing function provided in the preceding stage of multiplexing is 3 color marking, the discard policy is dynamically changed according to the buffer state for processing when the input band is yellow, and the effective use of the buffer and traffic The fairness between flows can be improved.

実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態による多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。図１において、ポリシング制御部１１は、入力されたパケットのトラヒックフローをパケット内のヘッダ情報から識別し、識別したフローに対する転送条件に関する設定情報を設定情報格納部１１ｂ内を検索して求める設定情報検索部１１ａと、図２に示すように全トラヒックフローＦ１〜Ｆｎにおける最大保証帯域(ＰＩＲ：Peak Information Rate)と最低保証帯域(ＣＩＲ：Committed Information Rate)値やパケット転送の優先度といった転送条件に関する設定(帯域)情報が格納されている設定情報格納部１１ｂと、入力パケットの帯域を測定する入力帯域測定部１１ｃと、入力されたフローの帯域が３カラーのどのカラーになるかを判定し、赤ならパケットを廃棄する廃棄処理、緑ならパケットを多重化部１２へ転送する転送処理、黄なら転送・廃棄選択処理を示す処理情報を出力する帯域比較部１１ｄと、帯域比較部１１ｄからの処理情報に従って多重化部１２への転送処理及び廃棄処理を行い、転送・廃棄選択処理のトラヒックフローにはバッファ１３においてパケットが輻輳していれば廃棄処理、輻輳していなければ転送処理を選択して行うパケット処理部１１ｅから構成される。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a multiplexing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the policing control unit 11 identifies the traffic flow of the input packet from the header information in the packet, and searches for setting information related to the transfer condition for the identified flow in the setting information storage unit 11b to obtain the setting information. As shown in FIG. 2, the search unit 11a relates to transfer conditions such as a maximum guaranteed bandwidth (PIR: Peak Information Rate) and a minimum guaranteed bandwidth (CIR: Committed Information Rate) in all traffic flows F1 to Fn, and packet transfer priority. A setting information storage unit 11b in which setting (bandwidth) information is stored; an input band measurement unit 11c that measures the bandwidth of the input packet; and which of the three colors the bandwidth of the input flow is determined; If it is red, it is a discard process that discards the packet. If it is green, it is a transfer process that forwards the packet to the multiplexer 12. The bandwidth comparison unit 11d that outputs processing information indicating the processing, and the transfer processing and discard processing to the multiplexing unit 12 according to the processing information from the bandwidth comparison unit 11d. If the packet is congested, it is composed of a packet processing unit 11e that performs discard processing, and if it is not congested, selects transfer processing.

多重化部１２は、複数のフローからのパケットを同一のバッファ１３に格納するために多重を行う回路であり、バッファ１３は、複数のトラヒックフローからのパケットを格納するメモリであり、出力制御部１４は、装置で決められた出力制御を行い、バッファ状態監視部１５は、バッファ１３のパケット格納状態を監視し、バッファが輻輳しているか輻輳していないのかを判断し、輻輳している場合に輻輳情報をパケット処理部１１ｅに出力する。   The multiplexing unit 12 is a circuit that performs multiplexing to store packets from a plurality of flows in the same buffer 13, and the buffer 13 is a memory that stores packets from a plurality of traffic flows, and an output control unit 14 performs output control determined by the apparatus, and the buffer state monitoring unit 15 monitors the packet storage state of the buffer 13 to determine whether the buffer is congested or not congested. The congestion information is output to the packet processing unit 11e.

なお、ポリシング制御部１１の設定情報検索部１１ａ、設定情報格納部１１ｂ、入力帯域測定部１１ｃ、帯域比較部１１ｄが処理判定手段を構成し、パケット処理部１１ｅがパケット処理手段を構成する。   The setting information search unit 11a, the setting information storage unit 11b, the input band measurement unit 11c, and the band comparison unit 11d of the policing control unit 11 constitute a processing determination unit, and the packet processing unit 11e constitutes a packet processing unit.

次に動作について説明する。ポリシング制御部１１に入力された複数のトラヒックフローＦ１〜Ｆｎからのパケットは、設定情報検索部１１ａでパケットのヘッダ情報からパケットの属するトラヒックフローＦ１〜Ｆｎを識別し、予めフロー毎に設定情報が格納されている設定情報格納部１１ｂを検索して、識別したフローの設定情報得る。フローの種類は、アプリケーション毎や、ユーザ毎など任意に設定可能とする。   Next, the operation will be described. For the packets from the plurality of traffic flows F1 to Fn input to the policing control unit 11, the setting information search unit 11a identifies the traffic flows F1 to Fn to which the packet belongs from the header information of the packet. The stored setting information storage unit 11b is searched to obtain setting information of the identified flow. The type of flow can be arbitrarily set for each application or for each user.

設定情報格納部１１ｂでは、フロー毎にフローの設定(帯域)情報を格納し、一例として図２に示すようにフロー毎に最大保証帯域(ＰＩＲ)と最低保証帯域(ＣＩＲ)が予め設定されているとして、設定情報検索部１１ａで識別されたフローの識別情報がｉとすると、該当するフローｉの最大保証帯域(ＰＩＲｉ)と最低保証帯域(ＣＩＲｉ)といったフローｉの設定情報が検索により求められ、帯域比較部１１ｄに入力される。フローの設定帯域情報は、該当装置特有の優先度等も格納することができる。   The setting information storage unit 11b stores flow setting (bandwidth) information for each flow. As an example, as shown in FIG. 2, a maximum guaranteed bandwidth (PIR) and a minimum guaranteed bandwidth (CIR) are preset for each flow. If the identification information of the flow identified by the setting information search unit 11a is i, the setting information of the flow i such as the maximum guaranteed bandwidth (PIRI) and the minimum guaranteed bandwidth (CIRI) of the corresponding flow i is obtained by the search. Are input to the band comparison unit 11d. The set bandwidth information of the flow can also store the priority specific to the device.

また、入力帯域測定部１１ｃでは、入力されたパケットの属するフローｉにおける入力レート(ＩＮＲｉ)が計算される。パケットのヘッダ情報からパケットの属するトラヒックフローＦ１〜Ｆｎは識別される。入力レートは、例えば、所定の基準時刻からある一定時間の各フローの入力データ量を加算し、再度基準時刻になった時の加算データ量と時間間隔より算出することができる。この場合、基準時刻になる度に加算データ量を入力レート(ＩＮＲｉ)として例えば入力帯域測定部１１ｃ内のメモリ(図示省略)に保持し、加算データをリセットして０にする。計算された入力レート(ＩＮＲｉ)は、帯域比較部１１ｄに入力される。また入力帯域測定部１１ｃは、このように計算する際に必要なパラメータを格納するためのメモリ(図示省略)も持つ場合がある。   Further, the input bandwidth measuring unit 11c calculates an input rate (INRi) in the flow i to which the input packet belongs. The traffic flows F1 to Fn to which the packet belongs are identified from the header information of the packet. The input rate can be calculated, for example, by adding the input data amount of each flow for a certain period of time from a predetermined reference time, and the added data amount and time interval when the reference time is reached again. In this case, every time the reference time comes, the added data amount is held as an input rate (INRi), for example, in a memory (not shown) in the input band measuring unit 11c, and the added data is reset to zero. The calculated input rate (INRi) is input to the band comparison unit 11d. The input band measuring unit 11c may also have a memory (not shown) for storing parameters necessary for such calculation.

次に、帯域比較部１１ｄは、設定情報検索部１１ａからの転送条件に関する設定帯域情報であるＰＩＲｉ、ＣＩＲｉと、入力帯域測定部１１ｃから通知された入力レートＩＮＲｉの３つの値を比較し、ＩＮＲｉ≦ＣＩＲｉの場合はパケットを多重化部１２に転送して多重化しバッファ１３に格納する転送処理情報である３カラーの緑、ＣＩＲｉ＜ＩＮＲｉ≦ＰＩＲｉの場合は上記転送かパケットを廃棄するかを選択する転送・廃棄選択処理情報である３カラーの黄、ＰＩＲｉ＜ＩＮＲｉの場合はパケットを廃棄する破棄処理情報である３カラーの赤の、カラー情報(処理情報)をパケット処理部１１ｅに出力する。   Next, the band comparison unit 11d compares the three values of PRIi and CIRI, which are setting band information related to the transfer condition from the setting information search unit 11a, and the input rate INRi notified from the input band measuring unit 11c, and INRi. ≤ CIRi, select 3 color green which is the transfer processing information to transfer and multiplex the packet to the multiplexer 12 and store it in the buffer 13; if CIRi <INRi ≤ PIRI, select whether to transfer or discard the packet The color information (processing information) of three colors yellow, which is the transfer / discard selection processing information to be discarded, and three colors red, which is the discard processing information to discard the packet when PIRi <INRi, is output to the packet processing unit 11e.

パケット処理部１１ｅでの動作フローチャートを図３に示す。帯域比較部１１ｄからの比較結果に基づく処理情報が緑の場合は(Ｓ２１)、パケットをそのまま通過させて多重化部１２へパケット転送を行う(Ｓ２２)。赤の場合は(Ｓ２３)、フローｉのパケットを廃棄する(Ｓ２４)。そして黄である場合(Ｓ２５)、バッファ状態監視部１５から入力される輻輳情報の有無に従い、バッファ１３に余裕がある、すなわち輻輳情報がない場合は、パケットをそのまま通過させて多重化部１２へパケット転送を行い(Ｓ２７)、バッファに余裕がない、すなわち輻輳情報がある場合は、フローｉのパケットを廃棄する(Ｓ２６)する。   An operation flowchart in the packet processing unit 11e is shown in FIG. When the processing information based on the comparison result from the band comparison unit 11d is green (S21), the packet is passed as it is and is transferred to the multiplexing unit 12 (S22). If it is red (S23), the packet of flow i is discarded (S24). If it is yellow (S25), according to the presence / absence of the congestion information input from the buffer status monitoring unit 15, the buffer 13 has room, that is, if there is no congestion information, the packet is passed as it is to the multiplexing unit 12. Packet transfer is performed (S27), and if there is no room in the buffer, that is, there is congestion information, the packet of flow i is discarded (S26).

また、図３の点線部分の黄の場合のパケット処理部１１ｅでの処理としては、図４の動作フローチャートに示すようにしてもよい。図４ではステップＳ２５で、バッファ１３でパケットが輻輳していて輻輳情報が入力されている場合はパケットを廃棄するが(Ｓ２６)、輻輳情報がなく輻輳していない場合は、パケットの優先度を下げて多重化部１２へパケット転送を行う(Ｓ２８)処理を行う。優先度は該当装置固有の値を用いて各フローに付与する方法と(図２の優先度参照)、パケットに優先度を表すビット(例えばＶＬＡＮタグの中のユーザプライオリティビット)を用いる方法がある。   Further, the processing in the packet processing unit 11e in the case of yellow in the dotted line portion of FIG. 3 may be as shown in the operation flowchart of FIG. In FIG. 4, in step S25, if the packet is congested in the buffer 13 and congestion information is input, the packet is discarded (S26). If there is no congestion information and the packet is not congested, the packet priority is set. The packet is transferred to the multiplexing unit 12 after being lowered (S28). There are a method of assigning priority to each flow using a value specific to the corresponding device (see the priority in FIG. 2), and a method of using a bit indicating priority (for example, a user priority bit in a VLAN tag) in a packet. .

前者の場合、設定情報格納部１１ｂが、トラヒックフロー毎に装置固有の優先度情報も格納し、帯域比較部１１ｄは、優先度情報を考慮して処理情報を出力し、パケット処理部１１ｅは、黄の場合の転送・廃棄選択処理を示す処理情報を受けた場合に、輻輳情報がなければパケットの優先度を下げて多重化部１２への転送処理を行い多重化を行わせる。   In the former case, the setting information storage unit 11b stores device-specific priority information for each traffic flow, the bandwidth comparison unit 11d outputs processing information in consideration of the priority information, and the packet processing unit 11e When processing information indicating transfer / discard selection processing in the case of yellow is received, if there is no congestion information, the priority of the packet is lowered and the transfer processing to the multiplexing unit 12 is performed to perform multiplexing.

また後者の場合、各パケットが転送の優先度を示すビットを含み、パケット処理部１１ｅは、パケットの優先度を示すビットから優先度を読み取り、黄の場合の転送・廃棄選択処理を示す処理情報を受けた場合に、輻輳情報がなければパケットの優先度を示すビットを優先度を下げた値に書き換えて多重化部１２への転送処理を行い多重化を行わせる。   In the latter case, each packet includes a bit indicating the priority of transfer, and the packet processing unit 11e reads the priority from the bit indicating the priority of the packet, and processing information indicating transfer / discard selection processing in the case of yellow If there is no congestion information, the bit indicating the priority of the packet is rewritten to a value with a lowered priority, and the transfer process to the multiplexing unit 12 is performed to perform multiplexing.

多重化部１２は、パケット処理部１１ｅから入力された複数のトラヒックフローのパケットを多重し、バッファ１３に転送する。バッファ状態監視部１５は、バッファ１３のパケット格納状態を監視し、バッファ１３のパケットが輻輳していれば輻輳情報をパケット処理部１１ｅに出力する。   The multiplexing unit 12 multiplexes a plurality of traffic flow packets input from the packet processing unit 11 e and transfers the multiplexed packets to the buffer 13. The buffer state monitoring unit 15 monitors the packet storage state of the buffer 13 and outputs congestion information to the packet processing unit 11e if the packet in the buffer 13 is congested.

輻輳しているか否かの判断基準として、次のような２つの場合が考えられる。１つは、全トラヒックフローから同時にパケットが入力された場合に、全てのパケットが格納できるバッファ量があれば、輻輳していないと判断し、全パケットが格納できないバッファ量ならば、輻輳しているとする。   The following two cases can be considered as criteria for determining whether or not congestion is present. One is that when packets are input simultaneously from all traffic flows, if there is a buffer amount that can store all the packets, it is determined that the packet is not congested. Suppose that

または、直前の一定期間に発生した各フローのトラヒック量やパケットの発生間隔からトラヒックパターンを予測することにより、その状態が続くと仮定した場合にバッファが溢れ(オーバーフロー)そうであれば、輻輳していると判断し、バッファが溢れなさそうであれば、輻輳していないとする。   Or, by predicting the traffic pattern from the traffic volume of each flow that occurred in a certain period immediately before and the packet generation interval, if it is assumed that the state will continue, if the buffer seems to overflow (overflow), it will be congested. If the buffer does not seem to overflow, it is assumed that there is no congestion.

なおこれらのために、バッファ状態監視部１５はパケット処理部１１ｅや多重化部１２から情報を得る。   For these reasons, the buffer status monitoring unit 15 obtains information from the packet processing unit 11e and the multiplexing unit 12.

以上のように、バッファ残量等を含むバッファでのパケットの状態を監視しながら各フローのパケットを廃棄をするかしないかを判断するので、バッファが空に近い状態の時は、黄の場合でも緑と同じようにパケットが転送され、バッファがオーバーフローしそうな時は、黄のフローのパケットは廃棄されるので、バッファの有効利用が可能である。   As described above, it is determined whether or not to discard the packet of each flow while monitoring the packet status in the buffer including the buffer remaining amount, etc. When the buffer is nearly empty, it is yellow However, when the packet is transferred in the same way as green and the buffer is about to overflow, the yellow flow packet is discarded, so that the buffer can be used effectively.

実施の形態２．
以上の実施の形態１では、各フローのパケットの入力レートと最低保証帯域(ＣＩＲ)と最大保証帯域(ＰＩＲ)を比較することにより、カラーマーキングを行った場合の廃棄制御であるが、次に各設定帯域の最大バーストサイズも加えて考慮した、ＲＦＣ２６９８のカラーマーキングを使用した場合の実施の形態を示す。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment described above, the discard control when color marking is performed by comparing the input rate of the packet of each flow, the minimum guaranteed bandwidth (CIR), and the maximum guaranteed bandwidth (PIR). An embodiment in the case of using RFC 2698 color marking that takes into account the maximum burst size of each set band is also shown.

図５はこの発明の別の実施の形態による多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。図５において、図１と同一符号で示す部分は同一もしくは相当部分を示し説明は省略する。トークンバケットアルゴリズム計算部１１ｆは、入力パケットのフローについてトークンバケットアルゴリズムを計算して入力されたフローの帯域が３カラーのどのカラーになるかを判定する。設定情報格納部１１ｂは例えば図６に示すように、トークンバケットアルゴリズム計算部１１ｆがＲＦＣ２６９８のトークンバケットアルゴリズムを計算するために必要な、全フローにおける最大保証帯域(ＰＩＲ)と最低保証帯域(ＣＩＲ)値、最大保証帯域における最大許容バーストサイズ(ＰＢＳ：Peak Burst Size)、最低保証帯域における最大バーストサイズ(ＣＢＳ：Committed Burst Size)、各保証帯域におけるトークンバケットのサイズ(Ｔｐ、Ｔｃ)等を格納している。   FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration of a multiplexing apparatus according to another embodiment of the present invention. In FIG. 5, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. The token bucket algorithm calculation unit 11f calculates a token bucket algorithm for the flow of the input packet and determines which of the three colors the bandwidth of the input flow is. For example, as shown in FIG. 6, the setting information storage unit 11b has a maximum guaranteed bandwidth (PIR) and a minimum guaranteed bandwidth (CIR) in all flows necessary for the token bucket algorithm calculation unit 11f to calculate the RFC 2698 token bucket algorithm. Value, maximum allowable burst size (PBS: Peak Burst Size) in the maximum guaranteed bandwidth, maximum burst size (CBS: Committed Burst Size) in the minimum guaranteed bandwidth, token bucket size (Tp, Tc) in each guaranteed bandwidth, etc. ing.

なお、ポリシング制御部１１の設定情報検索部１１ａ、設定情報格納部１１ｂ、トークンバケットアルゴリズム計算部１１ｆが処理判定手段を構成する。   The setting information search unit 11a, the setting information storage unit 11b, and the token bucket algorithm calculation unit 11f of the policing control unit 11 constitute a process determination unit.

次に動作について説明する。一例として、フロー毎に最大保証帯域(ＰＩＲ)と最低保証帯域(ＣＩＲ)、各保証帯域のバーストサイズ(ＰＢＳ，ＣＢＳ)、各保証帯域におけるトークンバケットのサイズ(Ｔｐ、Ｔｃ)が予め設定情報格納部１１ｂに設定されており、設定情報検索部１１ａは識別したフローの識別情報がｉとすると、設定情報格納部１１ｂを検索して該当するフローｉのＰＩＲｉ、ＣＩＲｉ、ＰＢＳｉ、ＣＢＳｉ、Ｔｐ、Ｔｃといったフローｉの設定情報をトークンバケットアルゴリズム計算部１１ｆに出力する。   Next, the operation will be described. As an example, the maximum guaranteed bandwidth (PIR) and the minimum guaranteed bandwidth (CIR), the burst size (PBS, CBS) of each guaranteed bandwidth, and the token bucket size (Tp, Tc) in each guaranteed bandwidth are stored in advance for each flow. If the identification information of the identified flow is i, the setting information retrieval unit 11a retrieves the setting information storage unit 11b and searches for the corresponding flow i PIRi, CIRI, PBSi, CBSi, Tp, Tc. The setting information of the flow i is output to the token bucket algorithm calculation unit 11f.

これによりトークンバケットアルゴリズム計算部１１ｆは、各保証帯域におけるトークンバケットのサイズ(Ｔｐ，Ｔｃ)を計算し、フローｉのパケット長Ｂｉのパケットが入力されると、Ｔｐ−Ｂ＜０の場合はパケットを多重化部１２に転送して多重化しバッファ１３に格納する転送処理情報である３カラーの赤、Ｔｐ−Ｂ≧０かつＴｃ−Ｂ＜０の場合は上記転送かパケットを廃棄するかを選択する転送・廃棄選択処理情報である３カラーの黄、Ｔｃ−Ｂ≧０の場合はパケットを廃棄する破棄処理情報である３カラーの緑をカラー情報(処理情報)としてパケット処理部１１ｅに出力する。そしてパケット処理部１１ｅは実施の形態１と同様に(変形例も含む)、トークンバケットアルゴリズム計算部１１ｆからのカラー情報(処理情報)に従ってパケットの転送又は廃棄を行う。   As a result, the token bucket algorithm calculation unit 11f calculates the token bucket size (Tp, Tc) in each guaranteed bandwidth, and when a packet having a packet length Bi of flow i is input, if Tp−B <0, the packet Is transferred to the multiplexing unit 12 and multiplexed and stored in the buffer 13. When the color is red, Tp-B ≧ 0 and Tc-B <0, the above-mentioned transfer or packet discard is selected. 3 color yellow, which is the transfer / discard selection processing information to be transmitted, and Tc-B ≧ 0, the 3 color green, which is the discard processing information to discard the packet, is output to the packet processing unit 11e as color information (processing information). . Then, the packet processing unit 11e transfers or discards the packet according to the color information (processing information) from the token bucket algorithm calculation unit 11f as in the first embodiment (including the modified example).

以上のように、バーストサイズも考慮することにより、あるフローの入力データがバースト的にある場合でも、バッファがあるフローに対して大量のパケットを格納することがなく、バッファを使用するトラヒックフロー間の公平性を提供することができる。   As described above, by considering the burst size, even if the input data of a certain flow is bursty, it does not store a large amount of packets for the flow with a buffer, and between traffic flows that use the buffer Can provide fairness.

この発明の一実施の形態による多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the multiplexing apparatus by one embodiment of this invention. 図１の設定情報格納部内に格納された設定情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the setting information stored in the setting information storage part of FIG. この発明による多重化装置のパケット処理部の動作を説明するための動作フローチャートである。5 is an operation flowchart for explaining the operation of the packet processing unit of the multiplexing apparatus according to the present invention. この発明による多重化装置のパケット処理部の変形例の動作を説明するための動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart for demonstrating operation | movement of the modification of the packet processing part of the multiplexing apparatus by this invention. この発明の別の実施の形態による多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the multiplexing apparatus by another embodiment of this invention. 図５の設定情報格納部内に格納された設定情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the setting information stored in the setting information storage part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１１ ポリシング制御部、１１ａ 設定情報検索部、１１ｂ 設定情報格納部、１１ｃ 入力帯域測定部、１１ｄ 帯域比較部、１１ｅ パケット処理部、１１ｆ トークンバケットアルゴリズム計算部、１２ 多重化部、１３ バッファ、１４ 出力制御部、１５ バッファ状態監視部。   11 policing control unit, 11a setting information search unit, 11b setting information storage unit, 11c input band measurement unit, 11d band comparison unit, 11e packet processing unit, 11f token bucket algorithm calculation unit, 12 multiplexing unit, 13 buffer, 14 output Control unit, 15 Buffer state monitoring unit.

Claims (8)

入力される複数のトラヒックフローのパケットを多重化部で多重化してバッファに格納する多重化装置であって、
前記バッファでのパケットの格納状態を監視しパケットが輻輳状態にあることを示す輻輳情報を出力するバッファ状態監視部と、
前記多重化部で多重化される前の入力される各トラヒックフローに対して、予めトラヒックフロー毎に設定されたパケットの転送条件に関する設定情報とトラヒックフローの到着するパケットの状態との関係に従ってパケットの転送処理、転送・廃棄選択処理、廃棄処理を判定する処理判定手段、及び到着した各トラヒックフローのパケットをそれぞれ判定された処理に従って前記多重化部への転送処理、廃棄処理を行い、転送・廃棄選択処理のトラヒックフローには前記バッファ状態監視部からの輻輳情報があれば廃棄処理、なければパケットの優先度を下げて前記多重化部への転送処理を行うパケット処理手段、を含むポリシング制御部と、
を備えたことを特徴とする多重化装置。 A multiplexing device that multiplexes packets of a plurality of input traffic flows by a multiplexing unit and stores them in a buffer,
A buffer state monitoring unit that monitors the storage state of the packet in the buffer and outputs congestion information indicating that the packet is in a congestion state;
For each traffic flow that is input before being multiplexed by the multiplexing unit, the packet is set according to the relationship between the setting information on the packet transfer conditions set in advance for each traffic flow and the state of the packet that the traffic flow arrives at. Transfer processing, transfer / discard selection processing, processing determination means for determining discard processing, and transfer processing and discard processing to the multiplexing unit according to the determined processing for each arriving traffic flow packet. Policing control including a packet processing means for discarding if there is congestion information from the buffer status monitoring unit in the traffic flow of the discard selection processing, and for lowering the packet priority and performing transfer processing to the multiplexing unit if there is congestion information And
A multiplexing apparatus comprising: 前記ポリシング制御部の処理判定手段が、
予めトラヒックフロー毎に設定された最大保証帯域と最低保証帯域を格納した設定情報格納部と、
到着したパケットのトラヒックフローをパケット内の情報から識別し、識別したトラヒックフローに対する前記最大保証帯域と最低保証帯域を前記設定情報格納部から検索して求める設定情報検索部と、
到着したパケットのトラヒックフローをパケット内の情報から識別し、識別したトラヒックフローに対して入力レートを計算する入力帯域測定部と、
計算した入力レートと検索した最大保証帯域と最低保証帯域により、入力レートが最大保証帯域を超過した場合に赤としてパケットを廃棄する廃棄処理、最低保証帯域以下の場合に緑としてパケットを前記多重化部へ転送する転送処理、最大保証帯域以下で最低保証帯域を超過した場合に黄として転送・廃棄選択処理を示す処理情報を出力する帯域比較部と、
を備え、
前記パケット処理手段が、前記帯域比較部からの処理情報に従って多重化部への転送処理及び廃棄処理を行い、転送・廃棄選択処理のトラヒックフローには前記バッファ状態監視部からの輻輳情報があれば廃棄処理、なければパケットの優先度を下げて多重化部への転送処理を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の多重化装置。 Processing determination unit of the policing control unit,
A setting information storage unit that stores a maximum guaranteed bandwidth and a minimum guaranteed bandwidth set in advance for each traffic flow;
A setting information search unit for identifying the traffic flow of the arrived packet from the information in the packet, and searching for the maximum guaranteed bandwidth and the minimum guaranteed bandwidth for the identified traffic flow from the setting information storage unit;
An input bandwidth measuring unit that identifies a traffic flow of an arriving packet from information in the packet, and calculates an input rate for the identified traffic flow;
Based on the calculated input rate and the searched maximum guaranteed bandwidth and minimum guaranteed bandwidth, discard processing that discards packets as red when the input rate exceeds the maximum guaranteed bandwidth, and multiplexes packets as green when the input rate exceeds the minimum guaranteed bandwidth A transfer processing to transfer to a copy, a bandwidth comparison unit that outputs processing information indicating transfer / discard selection processing as yellow when the minimum guaranteed bandwidth is exceeded below the maximum guaranteed bandwidth, and
With
The packet processing means performs transfer processing and discard processing to the multiplexing unit according to the processing information from the bandwidth comparison unit, and if there is congestion information from the buffer status monitoring unit in the traffic flow of the transfer / discard selection processing If there is no discard processing, the packet priority is lowered and the transfer processing to the multiplexing unit is performed.
The multiplexing apparatus according to claim 1, wherein: 前記ポリシング制御部の処理判定手段が、
予めトラヒックフロー毎に設定されたトラヒックフロー毎に設定された最大保証帯域、最低保証帯域、前記最大保証帯域及び最低保証帯域におけるそれぞれの最大バーストサイズ及びトークンバケットサイズを含むトークンバケットアルゴリズムによるポリシング制御を行うための設定情報を格納した設定情報格納部と、
到着したパケットのトラヒックフローをパケット内の情報から識別し、識別したトラヒックフローに対する前記設定情報を前記設定情報格納部から検索して求める設定情報検索部と、
検索した設定情報に従ってトークンバケットアルゴリズムによるポリシング制御を行い、赤の場合にパケットを廃棄する廃棄処理、緑の場合にパケットを前記多重化部へ転送する転送処理、黄の場合に転送・廃棄選択処理を示す処理情報を出力するトークンバケットアルゴリズム計算部と、
を備え、
前記パケット処理手段が、前記帯域比較部からの処理情報に従って多重化部への転送処理及び廃棄処理を行い、転送・廃棄選択処理のトラヒックフローには前記バッファ状態監視部からの輻輳情報があれば廃棄処理、なければパケットの優先度を下げて多重化部への転送処理を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の多重化装置。 The process determining means of the policing control unit is
Policing control by a token bucket algorithm including a maximum guaranteed bandwidth, a minimum guaranteed bandwidth set for each traffic flow set in advance for each traffic flow, and a maximum burst size and a token bucket size in each of the maximum guaranteed bandwidth and the minimum guaranteed bandwidth. A setting information storage unit that stores setting information for performing;
A setting information search unit for identifying the traffic flow of the arrived packet from the information in the packet, and searching for the setting information for the identified traffic flow from the setting information storage unit;
Performs policing control using the token bucket algorithm according to the retrieved setting information, discards the packet when red, forwards the packet to the multiplexing unit when green, and forwards / discards when yellow A token bucket algorithm calculation unit that outputs processing information indicating
With
The packet processing means performs transfer processing and discard processing to the multiplexing unit according to the processing information from the bandwidth comparison unit, and if there is congestion information from the buffer status monitoring unit in the traffic flow of the transfer / discard selection processing If there is no discard processing, the packet priority is lowered and the transfer processing to the multiplexing unit is performed.
The multiplexing apparatus according to claim 1, wherein: 前記設定情報格納部が、トラヒックフロー毎に装置固有の優先度情報も格納し、
前記パケット処理手段は、前記設定情報格納部に格納されたトラヒックフロー毎の優先度情報に基づいて、対応するトラヒックフローのパケットの優先度を下げて前記多重化部への転送処理を行うことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の多重化装置。 The setting information storage unit also stores device-specific priority information for each traffic flow,
The packet processing means lowers the priority of the packet of the corresponding traffic flow based on the priority information for each traffic flow stored in the setting information storage unit, and performs the transfer process to the multiplexing unit The multiplexing apparatus according to claim 1 , wherein the multiplexing apparatus is characterized. 各パケットが転送の優先度を示すビットを含み、パケット処理手段は、パケットの優先度を示すビットから優先度を読み取り、黄の場合の転送・廃棄選択処理を示す処理情報を受けた場合に、輻輳情報がなければパケットの優先度を示すビットを優先度を下げた値に書き換えて多重化部への転送処理を行い多重化を行わせることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の多重化装置。   Each packet includes a bit indicating the priority of transfer, and the packet processing means reads the priority from the bit indicating the priority of the packet, and when receiving processing information indicating a transfer / discard selection process in the case of yellow, 4. If there is no congestion information, the bit indicating the priority of the packet is rewritten to a value with a lower priority, and the transfer processing to the multiplexing unit is performed to perform multiplexing. 2. The multiplexing apparatus according to item 1. バッファ状態監視部が、全トラヒックフローから同時にパケットが来た場合に全てのパケットを格納できない時にバッファのパケットが輻輳していると判断して輻輳情報を出力することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の多重化装置。 From claim 1, the buffer condition monitoring portion, and outputs a congestion information determines that the packet in the buffer is congested when not store all the packets if the packet came simultaneously from all traffic flows 5. The multiplexing apparatus according to any one of 4 to 4 . バッファ状態監視部が、直前の一定期間に発生した各フローのトラヒック量とパケットの発生間隔を監視し、その状態が継続すると仮定した場合にバッファオーバーフローが生じると推測される場合に輻輳情報を出力することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の多重化装置。 The buffer status monitoring unit monitors the traffic volume and packet generation interval of each flow that occurred in the immediately preceding fixed period, and outputs congestion information when it is assumed that a buffer overflow will occur if the status is assumed to continue The multiplexing device according to claim 1 , wherein the multiplexing device is a device. 入力される複数のトラヒックフローのパケットを多重化部で多重化してバッファに格納する多重化装置におけるパケット転送制御方法であって、
前記多重化部で多重化される前の入力される各トラヒックフローに対して、予めトラヒックフロー毎に設定された転送条件に関する設定情報とトラヒックフローの到着するパケットの状態との関係に従ってパケットの転送処理、転送・廃棄選択処理、廃棄処理を判定し、到着した各トラヒックフローのパケットをそれぞれ判定された処理に従って前記多重化部への転送処理、廃棄処理を行い、転送・廃棄選択処理のトラヒックフローには前記バッファでのパケットが輻輳状態にあることを示す輻輳情報があれば廃棄処理、なければパケットの優先度を下げて多重化部への転送処理を行うことを特徴とする多重化装置におけるパケット転送制御方法。 A packet transfer control method in a multiplexing device that multiplexes packets of a plurality of input traffic flows by a multiplexing unit and stores them in a buffer,
For each traffic flow that is input before being multiplexed by the multiplexing unit, packet transfer is performed according to the relationship between setting information relating to transfer conditions set in advance for each traffic flow and the state of the packet arriving at the traffic flow. Processing, transfer / discard selection processing, and discard processing are determined, and each arriving traffic flow packet is forwarded to the multiplexing unit and discarded according to the determined processing. In the multiplexing apparatus characterized in that if there is congestion information indicating that the packet in the buffer is in a congested state, discard processing is performed; otherwise, the packet priority is lowered and transfer processing to the multiplexing unit is performed. Packet transfer control method.
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