JP6082330B2 - 許容待機時間を考慮して経路毎の集約パケットの収容効率を高める通信装置、プログラム及び方法 - Google Patents

許容待機時間を考慮して経路毎の集約パケットの収容効率を高める通信装置、プログラム及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、入力されたパケットを異なる経路に転送するべく、経路毎に異なるキューバッファを有する通信装置の技術に関する。特に、コアネットワークを介して通信するエッジ装置の技術に関する。
コアネットワークは、パケット転送処理に特化したコア装置と、パケット経路を選択するエッジ装置とから構成されている。コア装置は、コアネットワークの中核に配置され、エッジ装置は、コアネットワークとアクセスネットワークとの境界に配置される。特にエッジ装置は、コアネットワークにおける局所的な空き状況を把握して、パケット毎に要求される通信品質に応じて、パケットの転送経路を選択する。エッジ装置は、コア装置と比較して処理負荷が大きいために、1つの拠点に複数配備され、負荷分散されることも多い。
例えばエッジ装置のような通信装置には、コアネットワークの収容回線全体を最大限に利用するために、以下のような関係を成立させる必要がある。
許容平均パケット長 ≧ Ml/Mp
Ml:通信装置における1秒当たりの収容回線のビット数
Mp:通信装置における1秒当たりの処理可能なパケット数
図1は、エッジ装置間でコアネットワークを介して通信するシステム構成図である。
図1によれば、送信側エッジ装置は、コアネットワークを介した同一の宛先エッジ装置に対して、異なる複数の経路を確立する。そして、送信側エッジ装置は、アクセスネットワークから入力されたパケットについて、できる限り通信帯域に空きのある経路へ、そのパケットを送出する。これによって、余剰通信経路を有効に利用し、コアネットワーク全体の利用効率を高めようとする。
また、エッジ装置は、経路毎に個別のキューバッファを備えているために、入力されたパケットに対するキューバッファの通信遅延も重要となる。エッジ装置は、受信した各パケットの優先度(通信品質)に応じて中継転送するために、キューバッファを最適に構成する必要がある。具体的には、パケット毎に計測されたバッファ内の待機時間と、その優先度に基づく許容待機時間とを考慮して、パケットが中継転送される。異なるサービスのパケットを転送するコアネットワークによれば、サービス毎に、異なる通信遅延が要求される。この通信遅延は、そのパケットがエッジ装置内に滞留できる時間、即ちキューバッファに滞留できる許容待機時間として与えられる。エッジ装置は、その通信遅延の制約を満たしつつ、それらパケットをコアネットワークへ転送する。
更に、エッジ装置は、宛先エッジ装置のアドレス群とその経路とを対応付けて記憶したフローテーブルを有する。そのフローテーブルに応じて、パケット毎の経路、即ち、そのパケットを入力すべきキューバッファが選択される。具体的には、RIP(Routing Information Protocol)、OSPF(Open Shortest Path First)、BGP(Border Gateway Protocol)のような経路制御プロトコルによっても、異なるキューバッファが選択される。尚、エッジ装置間の経路は、異なる物理回線であってもよいし、単一の物理回線に設定された複数の論理回線であってもよい。
他の従来技術として、無線基地局について、無線回線から入力された複数のパケットを集約し、その集約パケットを固定ネットワークへ出力する技術がある(例えば特許文献1及び2参照)。この技術によれば、キューバッファに複数のパケットが格納されるまで待機し、所定条件のタイミングで、そのキューバッファ内のパケットを集約し、その集約パケットを出力する。転送すべきパケットの平均パケット長が許容平均パケット長よりも小さい場合であっても、それらパケットの平均パケット長を大きくすることができる。平均パケット長が大きいパケット単位で転送することによって、ネットワークの利用効率を高めることができる。
特開2012−239243号公報 特開2013−102433号公報
前述した従来技術によれば、以下の両方を追求することは難しい場合がある。
(1)各パケットの経路選択に基づくネットワークの利用率の最大化
(2)複数のパケットの集約に基づく許容平均パケット長の最大化
(1)各パケットの経路選択に基づくネットワークの利用率の最大化
通常、パケットを複数の経路へ振り分ける場合、経路毎に、パケットの振り分ける割合(振り分け率)が与えられる。エッジ装置は、この振り分け率に応じて、各パケットを異なる経路へ振り分ける。振り分け率が大きい経路のキューバッファには、振り分け率が小さい経路のキューバッファと比較して、高いレートでパケットが入力される。
尚、この振り分け率は、時々刻々と変化する高速ネットワークの利用率と、高速ネットワークを取り囲むエッジ装置へ入力されるトラヒック量の変化とに対応するために、定期的に更新される。図1によれば、コアネットワークに管理装置2が備えられており、エッジ装置に対して、定期的に、キューバッファ毎の振り分け率が送信される。
(2)複数のパケットの集約に基づく許容平均パケット長の最大化
所定の通信品質(通信遅延)が要求されたパケットを集約する場合には、許容待機時間が短いパケットは、キューバッファに滞在できる時間も短い。そのようなパケットが、振り分け率が低い経路へ振り分けられた場合、そのキューバッファは、集約のために後続のパケットを待つ待機時間が短くなり、十分なパケットの集約をすることなく、キューバッファに格納されたパケットを出力することとなる。尚、図1によれば、管理装置2が、宛先IPアドレスや、フロータプル(送信元・宛先のIPアドレスとポート番号の組など)に対応する許容待機時間を、エッジ装置1へ送信するものであってもよい。
そこで、本発明は、許容待機時間を考慮して経路毎の集約パケットの収容効率を高めることができる通信装置、プログラム及び方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、入力されたパケットを異なる経路に転送するために、経路毎に異なるキューバッファを有する通信装置において、
入力されたパケットには、許容待機時間dpが付与されており、
キューバッファi毎に、当該キューバッファiから出力する経路における経路帯域wiとが設定されており、
キューバッファは、蓄積されたパケットについて許容待機時間dpに達した際、複数のパケットを1つの集約パケットに収容して出力するものであり、
複数のキューバッファの中で、経路帯域wiが狭いキューバッファほど、許容待機時間dpが大きいパケットを入力する経路選択手段を有する
ことを特徴とする。
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
キューバッファi毎に、過去に入力された複数のパケットに対する平均許容待機時間daveiが更に記録されており、
経路選択手段は、
キューバッファi毎に、当該キューバッファiの平均許容待機時間daveiと、入力された当該パケットの許容待機時間dpとの乖離度giを算出し、
キューバッファi毎に、乖離度giに対する経路帯域wiの割合となる適合度riを算出し、
全てのキューバッファの適合度Σriに対する当該キューバッファiの適合度riの割合となる経路選択確率piを算出し、
全てのキューバッファを順に並べて経路選択確率piを累積することによって、キューバッファi毎の経路選択確率範囲を決定し、
パケットが入力された際に、乱数を発生させ、その乱数値が含まれる経路選択確率範囲と一致するキューバッファを選択し、当該キューバッファへ当該パケットを出力する
ことも好ましい。
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
経路選択手段について、
乖離度giは、平均許容待機時間daveiに集約係数kiを乗算した目標許容待機時間ki・daveiを用いて、以下のように算出される
i=ki・davei−dp
ことも好ましい。
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
集約係数kiは、過去の集約係数ki'に、当該キューバッファから出力される集約パケットの実測送信サイズLiに対する目標送信サイズLの割合を乗算した、集約パケットサイズの移動平均値であって、以下のように算出される
i=max(1,ki'・L/Li)
max(x,y):x又はyのいずれか大きい方の値を出力
ことも好ましい。
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
適合度riは、乖離度giを用いて以下のように算出される
i=wi/log(1+gi 2)
=wi/log(1+(ki・davei−dp) 2)
ことも好ましい。
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
入力されたパケット毎に、タイムスタンプを付与するタイムスタンプ付与手段と、
パケット毎に、タイムスタンプと現在時刻との時間差となる許容待機時間dpを付与する許容待機時間算出手段と
を更に有し、
経路選択手段には、タイムスタンプ及び許容待機時間dpを付加したパケットが入力される
ことも好ましい。
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
経路選択手段は、
パケットのヘッダ情報に、当該パケットを入力すべきキューバッファの識別子を対応付けて登録したフローテーブルを有し、
入力されたパケットのヘッダ情報が、フローテーブルに登録されたヘッダ情報と一致するか否かを判定し、
真と判定した場合、当該パケットを、登録された当該キューバッファへ出力し、
偽と判定した場合、当該パケットの許容待機時間dpに応じて複数のキューバッファの中から選択し、選択されたキューバッファの識別子と、入力されたパケットのヘッダ情報とを対応付けてフローテーブルに登録する
ことも好ましい。
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
当該通信装置は、コアネットワークとアクセスネットワークとの境界に設置されるエッジ装置であって、
ヘッダ情報は、レイヤ1からレイヤ4までのプロトコルヘッダに基づく情報である
ことも好ましい。
本発明によれば、前述した複数の通信装置と、ネットワーク内の経路毎の経路帯域を管理する管理装置とを有するシステムであって、
管理装置は、各通信装置へ、経路i毎の新規経路帯域niを送信し、
通信装置は、各キューバッファiの実測経路帯域siを計測し、キューバッファi毎に設定すべき経路帯域wiを、以下の式によって算出する
i=ni×(ni/si
ことを特徴とする。
本発明によれば、入力されたパケットを異なる経路に転送するために、経路毎に異なるキューバッファを有する通信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
入力されたパケットには、許容待機時間dpが付与されており、
キューバッファi毎に、当該キューバッファiから出力する経路における経路帯域wiとが設定されており、
キューバッファは、蓄積されたパケットについて許容待機時間dpに達した際、複数のパケットを1つの集約パケットに収容して出力するものであり、
複数のキューバッファの中で、経路帯域wiが狭いキューバッファほど、許容待機時間dpが大きいパケットを入力する経路選択手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
本発明によれば、入力されたパケットを異なる経路に転送するために、経路毎に異なるキューバッファを有する装置におけるパケット入出力方法において、
入力されたパケットには、許容待機時間dpが付与されており、
キューバッファi毎に、当該キューバッファiから出力する経路における経路帯域wiとが設定されており、
キューバッファは、蓄積されたパケットについて許容待機時間dpに達した際、複数のパケットを1つの集約パケットに収容して出力するものであり、
複数のキューバッファの中で、経路帯域wiが狭いキューバッファほど、許容待機時間dpが大きいパケットを入力する
ことを特徴とする。
本発明の装置、方法及びプログラムによれば、許容待機時間を考慮して経路毎の集約パケットの収容効率を高めることができる。即ち、本発明の装置等によれば、(1)各パケットの経路選択に基づくネットワークの利用率の最大化と、(2)複数のパケットの集約に基づく許容平均パケット長の最大化との両方の効果を得ることができる。
エッジ装置間でコアネットワークを介して通信するシステム構成図である。 本発明におけるエッジ装置の機能構成図である。 本発明における経路選択部の基本的な機能を表す説明図である。。 本発明における経路選択部の具体的な処理を表す説明図である。 管理装置からのキューバッファの経路帯域の制御を表す説明図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図2は、本発明におけるエッジ装置の機能構成図である。
図2によれば、入力された複数のパケットを収容した集約パケットを出力する通信装置1が表されている。当該通信装置1は、コアネットワークとアクセスネットワークとの境界に設置されるエッジ装置であって、コアネットワークを介して相手方エッジ装置との間で、集約パケットを送受信する。図2のエッジ装置1によれば、入力インタフェース10と、タイムスタンプ付与部11と、許容待機時間算出部12と、経路選択部13と、複数のキューバッファ14と、出力インタフェース15とを有する。これら機能構成部は、装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行させることによって実現できる。また、これら機能構成部の処理の流れは、装置における入出力方法としても理解できる。
入力インタフェース10は、アクセスネットワークに接続しており、アクセスネットワークからパケットを入力する。それらパケットは、タイムスタンプ付与部11へ出力される。
[タイムスタンプ付与部11]
タイムスタンプ付与部11は、入力されたパケット毎に、入力直後の時刻を付与する(タイムスタンプ)。パケット毎のタイムスタンプによって、後段の処理について、そのパケットにおける許容待機時間を算出することができる。そのパケットは、許容待機時間算出部12へ出力される。
[許容待機時間算出部12]
許容待機時間算出部12は、パケット毎に、タイムスタンプと現在時刻との時間差となる「許容待機時間」(許容遅延時間)を付与する。許容待機時間は、当該エッジ装置内のキューバッファに滞在することが許容される時間を意味する。
許容待機時間dp=現在時刻−タイムスタンプ
許容待機時間dpが付与されたパケットは、経路選択部13へ出力される。
[経路選択部13]
エッジ装置1は、例えばOSPFのような経路制御プロトコルを用いて、同一の宛先エッジ装置1に対して、複数の経路を確立している。経路選択部13には、タイムスタンプ及び許容待機時間dpを付加したパケットが入力され、そのパケットを、いずれかのキューバッファ14へ振り分ける。尚、後段のキューバッファ14は、経路毎に備えられたものである。
図3は、本発明における経路選択部の基本的な機能を表す説明図である。
経路選択部13は、パケットのヘッダ情報に、経路(経路識別子、即ちキューバッファ識別子)を対応付けて記憶したフローテーブルを有する。フローテーブルは、パケットに対して、宛先となる1つの相手方エッジ装置を特定すると共に、その相手方エッジ装置に対して確立された複数の経路の中から当該パケットを転送すべき経路を登録している。ここで、ヘッダ情報は、「フロータプル」であってもよい。フロータプルとは、レイヤ1(例えばスイッチの物理ポート)から、レイヤ4(例えばTCP/IPのポート番号)までのプロトコルヘッダに基づく情報である。例えばOpenFlowスイッチに本発明を適用する場合、フロータプルは14種類程度あり、フローテーブルには、特定のレイヤに基づくことなく設定することができる。
経路選択部13は、最初に、フローテーブルを参照し、入力されたパケットのヘッダ情報が登録されているか否かを判定する。既に登録されている場合(YES)、そのパケットを、フローテーブルに登録された経路へ、即ち登録された当該キューバッファ14へ出力する。パケットのフローについて、一度確立された経路は、継続して使用される。
一方で、入力されたパケットのヘッダ情報が、フローテーブルに登録されていない場合(NO)、経路選択部13は、宛先となる相手方エッジ装置に対して確立された複数の経路の中から、当該パケットを転送すべき経路を選択する。このとき、当該パケットの許容待機時間dpに応じて、キューバッファが選択される。
図3によれば、キューバッファ14は、キューバッファi毎に、少なくとも、当該キューバッファiから出力する経路における「経路帯域wi」が設定されている。ここで、経路帯域 i が狭いキューバッファiほど、パケット集約のために、長いバッファ待機時間が必要となる。そのようなキューバッファiへ、許容待機時間が短いパケットが格納されると、十分な数のパケットが当該キューバッファに溜まる前に、パケットを集約して送出しなければならない。この場合、パケットの収容効率が低下することとなる。そのために、本発明のエッジ装置1における経路選択部13は、複数のキューバッファの中で、経路帯域 i が狭いキューバッファiほど、許容待機時間dpが大きいパケットを入力するように制御する。
図4は、本発明における経路選択部の具体的な処理を表す説明図である。
図4によれば、経路選択部13が、経路帯域wiが狭いキューバッファiほど、許容待機時間dpが大きいパケットを入力するための具体的な処理が表されている。まず、キューバッファ14は、キューバッファi毎に、過去に入力された複数のパケットに対する「平均許容待機時間davei」を記憶している。そして、経路選択部13は、以下のステップを実行する。
(S1)キューバッファi毎に、当該キューバッファiの平均許容待機時間daveiと、入力された当該パケットの許容待機時間dpとの乖離度giを算出する。乖離度giは、集約係数kiを用いて以下のように算出される。
i=ki・davei−dp
i:キューバッファiの乖離度
i:キューバッファiの集約係数
davei:キューバッファiの平均許容待機時間
dp:当該パケットの許容待機時間
集約係数kiは、パケット集約効率をより高くすることによって、キューバッファ内で待機する当該パケットの目標許容待機時間ki・daveiを導くためのものである。集約係数kiは、静的な設定値としてもよいし、以下のように集約パケットサイズの移動平均値に連動させた値であってもよい。集約係数kiは、過去の集約係数ki'に、当該キューバッファから出力される集約パケットの実測送信サイズLiに対する目標送信サイズLの割合を乗算した、集約パケットサイズの移動平均値であって、以下のように算出される。
i=max(1,ki'・L/Li) (ki≧1)
max(x,y):x又はyのいずれか大きい方の値を出力
i':キューバッファiの過去の集約係数
L:目標送信サイズ
i:キューバッファiの実測送信サイズ
ここでは、経路iの平均許容待機時間daveiに対して、より大きい目標許容待機時間ki・daveiを持つパケットを振り分けやすくするために、集約係数kiを乗算している。
前述の式によれば、集約パケットサイズが目標送信サイズLであれば、集約効率が最大であることを前提とする。実測送信サイズLiが目標送信サイズLよりも小さい場合には、目標送信サイズLに近づくように、集約係数を大きくする性質がある。また、実測送信サイズLiが目標送信サイズLよりも小さいということは、少ないパケットが集約されて送出されていることを意味し、即ち、当該経路の許容待機時間が十分に大きくないことを意味する。そこで、集約係数kiを大きくすることによって、より許容待機時間の大きいパケットを当該経路iへ振り分けることができ、集約効率を回復することができる。
(S2)次に、キューバッファi毎に、乖離度giに対する経路帯域wiの割合となる適合度riを算出する。適合度riは、乖離度giを用いて以下のように算出される
i=wi/log(1+gi 2)
=wi/log(1+(ki・davei−dp) 2)
i:適合度
i:乖離度
i:経路帯域
当該パケットの許容待機時間dpが、平均許容待機時間daveiよりも大きい目標許容待機時間ki・daveiに近くなるほど、適合度riは大きくなる。また、適合度riの算出に用いるlogは、当該パケットの許容待機時間dpが目標許容待機時間ki・daveiに近くなるほど、より高い感度で経路選択確率piを大きくするためのものである。
(S3)次に、全てのキューバッファの適合度Σriに対する当該キューバッファiの適合度riの割合となる経路選択確率piを算出する。
i=ri/Σri
適合度riが大きいほど、経路iの選択確率piも大きくなる。その結果、当該パケットは、経路iに選択されやすくなる。
(S4)そして、全てのキューバッファを順に並べて経路選択確率piを累積することによって、キューバッファi毎の経路選択確率範囲を決定する。経路選択確率piは、累積和は1となる。図4によれば、キューバッファには、例えば以下のように割り当てられている。
Σk=0 k=i-1k≦ キューバッファi毎の経路選択確率範囲 <Σj=0 j=ij
キューバッファ1は、経路選択確率pi=0.2であって、経路選択確率範囲0(以上)〜0.2が割り当てられている。
キューバッファ2は、経路選択確率pi=0.3であって、経路選択確率範囲0.2(以上)〜0.5が割り当てられている。
最終的に、キューバッファnは、経路選択確率pi=0.05であれば、経路選択確率範囲0.95(以上)〜1が割り当てられている。
(S5)パケットが入力された際に、0〜1の範囲の一様乱数aを発生させる。そして、その乱数値aが、以下の経路選択確立範囲に割り当てられたキューバッファを選択する。
Σk=0 k=i-1k≦a<Σj=0 j=ij
図4によれば、例えば乱数値0.15が発生したとする。このとき、その乱数値が含まれる経路選択確率範囲0〜0.2と一致するキューバッファ1が選択される。また、図示されていないが、例えばランスうち0.4が発生した場合、その乱数値が含まれる経路選択確率範囲0.2〜0.5と一致するキューバッファ2が選択される。
(S6)経路選択部13は、当該パケットを選択されたキューバッファiへ出力する。
(S7)当該パケットについてキューバッファが選択された後、当該パケットのヘッダ情報と当該キューバッファ識別子とを対応付けて、フローテーブルへ登録する。その後は、当該パケットのフローは全て、フローテーブルに従って、同一のキューバッファへ出力される。
[キューバッファ14]
キューバッファ14は、FIFO(First-In First-Out)形式のバッファであって、経路毎に備えられている。キューバッファ14は、蓄積されたパケットのいずれかについて、許容待機時間dpに達した際、出力側から順に、複数のパケットを1つの集約パケットに収容して出力する。
ここで、経路毎のキューバッファiは、平均許容待機時間di、実測送信サイズLi及び実測経路帯域siを、逐次に再計算することが好ましい。具体的な計算方法としては、以下のような移動平均であってもよい。
平均許容待機時間diの算出方法
i=α・dp+(1−α)di'
i':既存の平均許容待機時間
α:係数
dp:当該パケットの許容待機時間
この計算方法によれば、キューバッファ毎に、平均許容待機時間diが逐次に算出されることとなる。
集約パケットの実測送信サイズLiの算出方法
i=β・Li+(1−β)Li'
i':既存の集約パケットの実測送信サイズ
β:係数
この計算方法によれば、キューバッファ毎に、集約パケットの実測送信サイズLiが逐次に算出されることとなる。
尚、実測経路帯域siは、集約パケットのサイズを、送信時間(送信終了時刻−送信開始時刻)で除算することによって算出される。
前述した図2〜図4の実施形態によれば、エッジ装置は、許容待機時間dpが大きいパケットは比較的低速の帯域を持つ経路へ、逆に、許容待機時間dpが小さいパケットは比較的高速の帯域を持つ経路へ送り出す。また、各経路へ転送されるパケットの許容平均パケット長を、最大化することができる。これによって、高速の帯域を持つ経路は、低速の帯域を持つ経路よりも、より多くのパケットを転送することができる。更に、フローテーブルに登録された後は、フローを構成するパケットは全て、同一の経路へ転送される。これによって、フローを基準としたパケットの順序逆転を生じることがない。
図5は、管理装置からのキューバッファの経路帯域の制御を表す説明図である。
図5によれば、各エッジ装置1は、経路毎の実測経路帯域siを、管理装置2へ送信する。管理装置2は、コアネットワークに接続された多数のエッジ装置1から、経路毎の実測経路帯域siを受信する。コアネットワークのトポロジ(経路)の検出には、例えばOSPFのプロトコルを用いることができる。また、実測経路帯域の最適化計算には、コアネットワークにおける全回線の利用状況から、例えば線形計画法を用いることができる。
その上で、一定周期Icで、管理装置2は、経路i毎の新規経路帯域niを各エッジ装置1へ送信すると共に、各エッジ装置1は、経路毎の実測経路帯域siを管理装置2へ送信する。尚、一定周期Icは、エッジ装置1内における平均許容待機時間di及び実測送信サイズLiの更新周期Irよりも、十分に長くする。
これに対し、各エッジ装置1は、各キューバッファiの実測経路帯域siを計測し、キューバッファi毎に設定すべき経路帯域wiを、以下の式によって算出する。
i=ni×(ni/si
以上、詳細に説明したように、本発明の装置、方法及びプログラムによれば、許容待機時間を考慮して経路毎の集約パケットの収容効率を高めることができる。即ち、本発明の装置等によれば、(1)各パケットの経路選択に基づくネットワークの利用率の最大化と、(2)複数のパケットの集約に基づく許容平均パケット長の最大化とが得られる。
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
1 エッジ装置、通信装置
10 入力インタフェース
11 タイムスタンプ付与部
12 許容待機時間算出部
13 経路選択部
14 キューバッファ群
15 出力インタフェース
2 管理装置

Claims (11)

  1. 入力されたパケットを異なる経路に転送するために、経路毎に異なるキューバッファを有する通信装置において、
    入力されたパケットには、許容待機時間dpが付与されており、
    前記キューバッファi毎に、当該キューバッファiから出力する経路における経路帯域wiとが設定されており、
    前記キューバッファは、蓄積されたパケットについて許容待機時間dpに達した際、複数のパケットを1つの集約パケットに収容して出力するものであり、
    複数のキューバッファの中で、前記経路帯域 i が狭いキューバッファほど、前記許容待機時間dpが大きいパケットを入力する経路選択手段を有する
    ことを特徴とする通信装置。
  2. 前記キューバッファi毎に、過去に入力された複数のパケットに対する平均許容待機時間daveiが更に記録されており、
    前記経路選択手段は、
    前記キューバッファi毎に、当該キューバッファiの平均許容待機時間daveiと、入力された当該パケットの許容待機時間dpとの乖離度giを算出し、
    前記キューバッファi毎に、前記乖離度giに対する前記経路帯域wiの割合となる適合度riを算出し、
    全てのキューバッファの適合度Σriに対する当該キューバッファiの適合度riの割合となる経路選択確率piを算出し、
    全てのキューバッファを順に並べて前記経路選択確率piを累積することによって、前記キューバッファi毎の経路選択確率範囲を決定し、
    パケットが入力された際に、乱数を発生させ、その乱数値が含まれる経路選択確率範囲と一致するキューバッファを選択し、当該キューバッファへ当該パケットを出力する
    ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記経路選択手段について、
    前記乖離度giは、平均許容待機時間daveiに集約係数kiを乗算した目標許容待機時間ki・daveiを用いて、以下のように算出される
    i=ki・davei−dp
    ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記集約係数kiは、過去の集約係数ki'に、当該キューバッファから出力される前記集約パケットの実測送信サイズLiに対する目標送信サイズLの割合を乗算した、集約パケットサイズの移動平均値であって、以下のように算出される
    i=max(1,ki'・L/Li)
    max(x,y):x又はyのいずれか大きい方の値を出力
    ことを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
  5. 前記適合度riは、前記乖離度giを用いて以下のように算出される
    i=wi/log(1+gi 2)
    =wi/log(1+(ki・davei−dp) 2)
    ことを特徴とする請求項3又は4に記載の通信装置。
  6. 入力されたパケット毎に、タイムスタンプを付与するタイムスタンプ付与手段と、
    前記パケット毎に、前記タイムスタンプと現在時刻との時間差となる許容待機時間dpを付与する許容待機時間算出手段と
    を更に有し、
    前記経路選択手段には、前記タイムスタンプ及び前記許容待機時間dpを付加したパケットが入力される
    ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の通信装置。
  7. 前記経路選択手段は、
    パケットのヘッダ情報に、当該パケットを入力すべきキューバッファの識別子を対応付けて登録したフローテーブルを有し、
    入力されたパケットのヘッダ情報が、前記フローテーブルに登録されたヘッダ情報と一致するか否かを判定し、
    真と判定した場合、当該パケットを、登録された当該キューバッファへ出力し、
    偽と判定した場合、当該パケットの許容待機時間dpに応じて複数のキューバッファの中から選択し、選択されたキューバッファの識別子と、入力されたパケットのヘッダ情報とを対応付けて前記フローテーブルに登録する
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の通信装置。
  8. 当該通信装置は、コアネットワークとアクセスネットワークとの境界に設置されるエッジ装置であって、
    前記ヘッダ情報は、レイヤ1からレイヤ4までのプロトコルヘッダに基づく情報である
    ことを特徴とする請求項7に記載の通信装置。
  9. 請求項1から8のいずれか1項に記載の複数の通信装置と、ネットワーク内の経路毎の経路帯域を管理する管理装置とを有するシステムであって、
    前記管理装置は、各通信装置へ、経路i毎の新規経路帯域niを送信し、
    前記通信装置は、各キューバッファiの実測経路帯域siを計測し、キューバッファi毎に設定すべき経路帯域wiを、以下の式によって算出する
    i=ni×(ni/si
    ことを特徴とするシステム。
  10. 入力されたパケットを異なる経路に転送するために、経路毎に異なるキューバッファを有する通信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
    入力されたパケットには、許容待機時間dpが付与されており、
    前記キューバッファi毎に、当該キューバッファiから出力する経路における経路帯域wiとが設定されており、
    前記キューバッファは、蓄積されたパケットについて許容待機時間dpに達した際、複数のパケットを1つの集約パケットに収容して出力するものであり、
    複数のキューバッファの中で、前記経路帯域wiが狭いキューバッファほど、前記許容待機時間dpが大きいパケットを入力する経路選択手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
  11. 入力されたパケットを異なる経路に転送するために、経路毎に異なるキューバッファを有する装置におけるパケット入出力方法において、
    入力されたパケットには、許容待機時間dpが付与されており、
    前記キューバッファi毎に、当該キューバッファiから出力する経路における経路帯域wiとが設定されており、
    前記キューバッファは、蓄積されたパケットについて許容待機時間dpに達した際、複数のパケットを1つの集約パケットに収容して出力するものであり、
    複数のキューバッファの中で、前記経路帯域wiが狭いキューバッファほど、前記許容待機時間dpが大きいパケットを入力する
    ことを特徴とするパケット入出力方法。
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