JPWO2020162106A1 - 通信装置、並びに、通信制御システム、方法及びプログラム - Google Patents

通信装置、並びに、通信制御システム、方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすために、トラヒックの変動に応じた柔軟な通信制御を行うこと。本発明にかかる通信装置（１）は、複数のキュー（１１１〜１１ｎ）のそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを複数のキューのいずれかに振り分ける振分部（１２）と、各キューに設定されたＱｏＳ指標について算出された複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、振分ルールを更新する更新部（１３）と、を備える。

Description

本発明は、通信装置、並びに、通信制御システム、方法及びプログラムに関し、特に、複数のキューを用いて通信制御を行う通信装置、並びに、通信制御システム、方法及びプログラムに関する。
ＩｏＴ（Internet of Things）の普及により、要求するＱｏＳ（Quality of Service）指標が異なるＩｏＴデバイスやアプリケーションが登場している。そのため、要求するＱｏＳに応じて適応的にネットワークパラメータを最適化する技術が求められている。
特許文献１には、地理的に広域に分散されたユーザトラヒックが集約される拠点の転送装置において転送遅延を考慮した公平なＱｏＳを提供するための技術が開示されている。特許文献２には、セキュリティレベルの異なる複数のネットワークを介して通信を行う場合に、処理負荷を軽減しながら、セキュリティレベルの高い通信を可能にするための技術が開示されている。特許文献３には、無線通信網におけるビーム構成を最適化するための技術が開示されている。
特開２０１８−３７９７３号公報 特開２０１３−０３０８９０号公報 特開２０１６−１０３６６９号公報
しかしながら、特許文献１から３にかかる技術では、トラヒックの偏りが発生した場合に、複数のアプリケーション種別に応じた複数種類のＱｏＳ指標を満たすような通信制御を行うことが不十分であるという問題点がある。
特許文献１にかかる技術では、トラヒックの送信元の地域に応じた遅延を考慮するだけであり、アリケーション種別ごとのＱｏＳ指標の違いが考慮できない。また、特許文献２及び３にかかる技術についても、異なるアプリケーション要求を考慮したものではない。
本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであり、複数のＱｏＳ指標を満たすために、トラヒックの変動に応じた柔軟な通信制御を行うための通信装置、並びに、通信制御システム、方法及びプログラムを提供することを目的とする。
本開示の第１の態様にかかる通信装置は、
複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分ける振分部と、
各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する更新部と、
を備える。
本開示の第２の態様にかかる通信制御システムは、
異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標が設定された複数のキューを有する通信装置と、
前記通信装置と接続された情報処理装置と、
を備え、
前記通信装置は、
前記複数のＱｏＳ指標を満たすためのの振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分け、
前記複数のキューのそれぞれに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報を前記情報処理装置へ送信し、
前記情報処理装置は、
前記通信装置から受信した前記性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新し、
当該更新後の振分ルールを前記通信装置に設定する。
本開示の第３の態様にかかる通信制御方法は、
複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分け、
各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する。
本開示の第４の態様にかかる通信制御プログラムは、
複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分ける処理と、
各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する処理と、
をコンピュータに実行させる。
本開示により、複数のＱｏＳ指標を満たすために、トラヒックの変動に応じた柔軟な通信制御を行うための通信装置、並びに、通信制御システム、方法及びプログラムを提供することができる。
本実施の形態１にかかる通信装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態１にかかる通信制御方法の流れを示すフローチャートである。 本実施の形態２にかかる通信制御システムの全体構成を示すブロック図である。 本実施の形態２にかかる通信制御方法の流れを示すシーケンス図である。 本実施の形態３にかかる通信装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態３にかかる通信装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本実施の形態３にかかる通信制御方法の流れを示すフローチャートである。 本実施の形態３にかかるパケット振り分け処理の詳細な流れを示すフローチャートである。 本実施の形態３にかかる振分ルールに基づく受信パケットのキューへの振分の概念を説明するための図である。 本実施の形態４にかかる通信装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態４にかかる通信制御方法の流れを示すフローチャートである。 本実施の形態４にかかるキュー設定の更新の概念を説明するための図である。
以下では、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態１にかかる通信装置１の構成を示すブロック図である。通信装置１は、１以上の通信装置から送信されたデータを通信回線を介して受信し、受信したデータの宛先に対して当該データを通信回線を介して送信する。通信装置１は、データの中継を行う通信制御を行う情報処理装置といえる。通信装置１は、キュー１１１〜１１ｎ（ｎは２以上の整数。）と、振分部１２と、更新部１３とを備える。
キュー１１１〜１１ｎのそれぞれは、入力された通信パケットを一時的に保持し、ＦＩＦＯ（First In First Out）方式により通信パケットを出力する記憶領域である。また、キュー１１１〜１１ｎは、それぞれに異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標が設定されている。そして、キュー１１１〜１１ｎのそれぞれは、設定されたＱｏＳ指標に応じた制御（ＱｏＳ制御）が行われる。尚、ＱｏＳ制御の実現技術は公知のものを用いることができるため、詳細な説明を省略する。ここで、ＱｏＳ指標には、種類と要求値とが含まれる。ＱｏＳ指標の種類には、例えば、スループット、キューイング遅延、キューイング遅延のジッタ、及び、ロス率等、さらに、これらのうち２以上の組合せが含まれるものとする。そして、ＱｏＳ指標の要求値は、ＱｏＳ指標の種類に対して要求される性能値である。そのため、例えば、ＱｏＳ指標は、保証帯域が１０Ｍｂｐｓであること等である。また、異なるＱｏＳ指標とは、ＱｏＳ指標の種類が異なる場合や、同一の種類であっても要求値が異なる場合も含まれるものとする。
振分部１２は、振分ルールに基づいて、受信パケットをキュー１１１〜１１ｎのいずれかに振り分ける。ここで、受信パケットは、通信装置１が外部の通信装置等から通信回線を介して受信したデータである。そして、振分ルールは、キュー１１１〜１１ｎのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ指標を満たすためのルールである。例えば、振分ルールは、受信パケットのヘッダに指定されたアプリケーション種別等により特定される要求ＱｏＳ指標に該当するキューに対して、当該受信パケットを振り分けるように定めた情報である。
更新部１３は、キュー１１１〜１１ｎのそれぞれの性能情報に基づいて、振分ルールを更新する。ここで、性能情報は、各キューに設定されたＱｏＳ指標について算出された情報である。
図２は、本実施形態１にかかる通信制御方法の流れを示すフローチャートである。まず、振分部１２は、振分ルールに基づいて、受信パケットを複数のキューのいずれかに振り分ける（Ｓ１１）。次に、更新部１３は、各キューに設定されたＱｏＳ指標について算出された複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、振分ルールを更新する（Ｓ１２）。
上述したように、多様なＩｏＴデバイス等から様々なアプリケーションによるデータ送信が増加し、これらのデータを中継する通信装置が必要とされている。この場合、アプリケーション種別によりＱｏＳ指標の要求が異なる。そのため、通信装置では、予め異なる複数のＱｏＳ指標を複数のキューに設定しておき、受信パケットにおける要求ＱｏＳ指標に応じて対応するＱｏＳ指標が設定されたキューへ当該受信パケットを振り分けることが望ましい。そのため、各キューのＱｏＳ指標を満たすように振分ルールを定義して用いることが有効である。
しかしながら、多様なアプリケーションからの送信データを受信するため、トラヒックの偏りが起こり得る。そのため、当初設定した振分ルールでは、各キューのＱｏＳ指標を満たすことが困難になる可能性がある。そして、トラヒックの偏りを事前に予測することに限界がある。
そこで、本実施形態１では、振分部１２により振分ルールに従って各キューに振り分けられた受信パケットが、各キューに設定されたＱｏＳ指標に基づくＱｏＳ制御に応じて出力（外部へ送信）されたことにより算出（測定等）された性能情報を用いる。つまり、更新部１３は、ＱｏＳ指標について算出された性能情報に基づいて、振分ルールを動的に更新する。そのため、振分部１２は、実際のＱｏＳ指標の測定値がフィードバックされた更新後の振分ルールを用いて、都度、振り分けを行うことができる。よって、トラヒックの偏りが発生した場合であっても、複数のアプリケーション種別に応じた複数種類のＱｏＳ指標を満たすような通信制御を行うことができ、複数のＱｏＳ指標を満たすために、トラヒックの変動に応じた柔軟な通信制御を行うことができる。
尚、通信装置１は、図示しない構成としてプロセッサ、メモリ及び記憶装置を備えるものである。また、当該記憶装置には、本実施形態にかかる通信制御方法の処理が実装されたコンピュータプログラムが記憶されている。そして、当該プロセッサは、記憶装置からコンピュータプログラムを前記メモリへ読み込み、当該コンピュータプログラムを実行する。これにより、前記プロセッサは、振分部１２及び更新部１３の機能を実現する。
または、振分部１２及び更新部１３は、それぞれが専用のハードウェアで実現されていてもよい。また、各装置の各構成要素の一部又は全部は、汎用または専用の回路（circuitry）、プロセッサ等やこれらの組合せによって実現されもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組合せによって実現されてもよい。また、プロセッサとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を用いることができる。
＜実施形態２＞
図３は、本実施形態２にかかる通信制御システム２の全体構成を示すブロック図である。通信制御システム２は、通信装置２１と情報処理装置２２とを備える。通信装置２１と情報処理装置２２とは通信可能に接続されている。また、通信装置２１は、１以上の通信装置から送信されたデータを通信回線を介して受信し、受信したデータの宛先に対して当該データを通信回線を介して送信する。
通信装置２１は、キュー２１１〜２１ｎを少なくとも備える。キュー２１１〜２１ｎは、上述したキュー１１１〜１１ｎと同様であり、異なる複数のＱｏＳ指標が設定されている。
通信装置２１は、複数のＱｏＳ指標を満たすためのの振分ルールに基づいて、受信パケットを複数のキューのいずれかに振り分ける。そして、通信装置２１は、複数のキューのそれぞれに設定されたＱｏＳ指標について算出された複数のキューのそれぞれの性能情報を情報処理装置２２へ送信する。
情報処理装置２２は、予め通信装置２１と同様の振り分けルールを保持しているものとする。情報処理装置２２は、通信装置２１から受信した性能情報に基づいて、振分ルールを更新する。そして、情報処理装置２２は、更新後の振分ルールを通信装置２１に設定する。
図４は、本実施形態２にかかる通信制御方法の流れを示すシーケンス図である。まず、通信装置２１は、振分ルールに基づいて、受信パケットを複数のキューのいずれかに振り分ける（Ｓ２１）。次に、通信装置２１は、設定されたＱｏＳ指標について複数のキューのそれぞれの性能情報を算出する（Ｓ２２）。そして、通信装置２１は、算出した性能情報を情報処理装置２２へ送信する（Ｓ２３）。
続いて、情報処理装置２２は、通信装置２１から受信した性能情報に基づいて、振分ルールを更新する（Ｓ２４）。そして、情報処理装置２２は、当該更新後の振分ルールを通信装置２１に設定するために送信する（Ｓ２５）。
このように、本実施形態２においても上述した実施形態１と同様に、トラヒックの偏りが発生した場合であっても、複数のＱｏＳ指標を満たすために、トラヒックの変動に応じた柔軟な通信制御を行うことができる。
尚、通信装置２１は、図示しない構成としてプロセッサ、メモリ及び記憶装置を備えるものである。また、当該記憶装置には、本実施形態にかかる通信装置２１における通信制御方法（例えば、ステップＳ２１、Ｓ２２及びＳ２３）の処理が実装されたコンピュータプログラムが記憶されている。そして、当該プロセッサは、記憶装置からコンピュータプログラムを前記メモリへ読み込み、当該コンピュータプログラムを実行する。これにより、前記プロセッサは、通信装置２１の機能を実現する。
または、通信装置２１は、専用のハードウェアで実現されていてもよい。また、各装置の各構成要素の一部又は全部は、汎用または専用の回路（circuitry）、プロセッサ等やこれらの組合せによって実現されもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組合せによって実現されてもよい。また、プロセッサとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を用いることができる。
また、情報処理装置２２は、図示しない構成としてプロセッサ、メモリ及び記憶装置を備えるものである。また、当該記憶装置には、本実施形態にかかる情報処理装置２２における通信制御方法の処理（例えば、ステップＳ２４及びＳ２５）が実装されたコンピュータプログラムが記憶されている。そして、当該プロセッサは、記憶装置からコンピュータプログラムを前記メモリへ読み込み、当該コンピュータプログラムを実行する。これにより、前記プロセッサは、情報処理装置２２の機能を実現する。
または、情報処理装置２２は、専用のハードウェアで実現されていてもよい。また、各装置の各構成要素の一部又は全部は、汎用または専用の回路（circuitry）、プロセッサ等やこれらの組合せによって実現されもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組合せによって実現されてもよい。また、プロセッサとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を用いることができる。
また、情報処理装置２２の各構成要素の一部又は全部が複数の情報処理装置や回路等により実現される場合には、複数の情報処理装置や回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、情報処理装置や回路等は、クライアントサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。また、情報処理装置２２の機能がＳａａＳ（Software as a Service）形式で提供されてもよい。
＜実施形態３＞
ここで、本実施形態が解決しようとする課題について詳述する。上述したように、ＩｏＴデバイスの普及により、通信を行うアプリケーションの種類（アプリ種別）が増大するため次のような課題が生じる。まず、エッジに近いゲートウェイに多様なアプリ種別のトラヒックが混在し、スループット増加や遅延低減、ジッター低減などの複数のＱｏＳ指標を満たすことがが要求される。そのため、要求ＱｏＳ指標が増加する。また、無線区間の高速化が進み、複数のアクセスポイントを収容するＩｏＴゲートウェイ（ＩｏＴ−ＧＷ）に流入するトラヒックが増大する。そのため、ＩｏＴ−ＧＷがボトルネックとなり得る。
また、通信装置が備える複数のキューによるキューイングの技術として、ＣＢＱ（Class based queuing）が普及している。ＣＢＱは、要求するＱｏＳ指標が異なる流入トラヒックを、各ＱｏＳ指標を満足するように処理するために、クラスごとにバッファを設ける技術である。しかしながら、ＣＢＱには、流入トラヒックに偏りがある場合、トラヒックが集中するクラスでＱｏＳ性能の劣化が発生し、クラス分けの意味をなさなくなってしまうという問題点がある。
そこで、本実施形態３は、上述した実施形態１の具体的な実地例であり、上述した課題の少なくとも一部を解決するものである。本実施形態３では、異なる要求ＱｏＳ指標を持つ流入トラヒックに偏りが発生し、あるトラヒッククラスに流入トラヒックが集中する場合でも、流入トラヒックに適したパケット振り分けを行うことでＱｏＳを最大化することができる。そのために、例えば、異なるQoS評価式が設定された複数キューに対して、流入トラヒックを所定の振分ルールに従ってパケットを振り分け、ＱｏＳの評価式及び所定の振分ルールを、キュー全体のＱｏＳ評価値を最大化するように更新する。これにより、あるトラヒッククラスに流入トラヒックが集中する場合でも、複数のキューの全体のＱｏＳを向上できる。
図５は、本実施形態３にかかる通信装置３の構成を示すブロック図である。通信装置３は、上述した通信装置１の具体例である。通信装置３は、記憶部３１と、トラヒック観測部３２と、パケット振分部３３と、評価値算出部３４と、更新部３５とを備える。
記憶部３１は、キュー３１１１、ＱｏＳ指標３１２１及びＱｏＳ評価式３１３１の組、・・・キュー３１１ｎ、ＱｏＳ指標３１２ｎ及びＱｏＳ評価式３１３ｎの組と、振分ルール３１４と、クラス定義情報３１５と、を記憶する。キュー３１１１〜キュー３１１ｎは、上述したキュー１１１〜１１ｎと同様であり、それぞれ、異なるＱｏＳ指標及びＱｏＳ評価式が設定されている。すなわち、キュー３１１１には、ＱｏＳ指標３１２１及びＱｏＳ評価式３１３１が設定されている。以降同様に、キュー３１１ｎには、ＱｏＳ指標３１２ｎ及びＱｏＳ評価式３１３ｎが設定されている。
ＱｏＳ指標３１２１〜３１２ｎのそれぞれは、実施形態１で説明したＱｏＳ指標であり、ＱｏＳ指標の種類としては例えば、スループット（τ）、キューイング遅延（Ｄ）、キューイング遅延のジッター（Ｊ）、ロス率（Ｌ）を用いることができる。
ＱｏＳ評価式３１３１〜３１３ｎのそれぞれは、対応するキューに設定されたＱｏＳ指標に応じた、対応するキューにおけるＱｏＳ評価値を算出するための算出式である。ここで、ＱｏＳ評価値は、上述した性能情報の一例である。そして、ＱｏＳ評価式は、対応するキューにおける直前区間の性能情報からの向上度合いを前記ＱｏＳ評価値として算出するための算出式である。
ＱｏＳ評価式は、例えば、以下の式（１）のように定義することができる。但し、ＱｏＳ評価式は、式（１）に限定されない。
Figure 2020162106
 ここで、ｒはＱｏＳ評価値であり、τはスループット、Ｄはキューイング遅延、Ｊはキューイング遅延のジッタ、Ｌはロス率とする。そして、ｉはクラス番号（キューの識別番号）、ｔは時刻とする。そのため、ｒi tは、クラス番号（キューの識別番号）ｉ及び時刻ｔにおけるＱｏＳ評価値である。また、τt、Ｄt、Ｊt、、Ｌtは、時刻ｔにおけるスループット、キューイング遅延、キューイング遅延のジッタ、ロス率であり、τt-1、Ｄt-1、Ｊt-1、、Ｌt-1は、時刻ｔの直前区間である時刻ｔ−１におけるスループット、キューイング遅延、キューイング遅延のジッタ、ロス率である。そして、αThroughput、αDelay、αJitter、αLoss、はそれぞれ、対応するキューにおける直前区間の性能情報（スループット等）からの向上度合いの重み付けとする。尚、ｒは区間［０、１］に正規化してもよい。
振分ルール３１４は、実施形態１で説明した振分ルールであり、各キューに振り分ける受信パケットの割合を示す情報である。例えば、振分ルール３１４は、キューを識別するクラス番号ｉと、所定期間の全受信パケットにおける当該キューに振り分けられるべき受信パケット量の割合とを対応付けた情報を、キュー３１１１〜３１１ｎのそれぞれに定義した情報である。
クラス定義情報３１５は、アプリ種別とクラスとの対応付けを定義したテーブルである。アプリ種別は、例えば、受信パケットのヘッダの特定領域から抽出される情報である。また、クラスは、対応付けられたアプリ種別において重視すべきＱｏＳ指標、つまり、要求ＱｏＳ指標である。そして、クラスが示す要求ＱｏＳ指標は、キュー３１１１〜３１１ｎのうち一つのキューに設定されているものとする。
トラヒック観測部３２は、通信装置３が外部から受信するデータ（パケット）のトラヒックを観測し、受信パケットとして取得する。
パケット振分部３３は、上述した振分部１２の具体例である。パケット振分部３３は、キュー３１１１〜３１１ｎの中から、受信パケットに指定されたＱｏＳ指標に対応するキューを特定する。そして、パケット振分部３３は、特定されたキューにおける所定期間の受信パケット量の割合が、振分ルール３１４に示された、当該キューにおける受信パケットの割合を超える場合に、当該キュー以外の他のキューに当該受信パケットを振り分ける。
評価値算出部３４は、各キューに設定されたＱｏＳ評価式を用いて各キューにおけるＱｏＳ評価値を性能情報として算出する。例えば、評価値算出部３４は、上述した式（１）を用いてＱｏＳ評価値ｒi tを算出する。また、評価値算出部３４は、複数のキューのそれぞれに対して算出された複数のＱｏＳ評価値に基づいてキュー全体の総合評価値を算出する。例えば、評価値算出部３４は、以下の式（２）を用いて総合評価値（各キューのＱｏＳ評価値の総和）Ｒｔを算出する。
Figure 2020162106
更新部３５は、上述した更新部１３の具体例であり、総合評価値を最大化するように振分ルール３１４を更新する。ここで、更新部３５は、各キューのＱｏＳ評価値の総和を最大化するように、流入トラヒックのクラス分類を学習することで、あるクラスにトラヒックが偏る場合でも流入トラヒックに適した振り分けを行い、QoSの最大化を目指す。更新部３５は、いわば、強化学習を行うものといえる。ここで、更新部３５は、例えば、以下の式（３）を用いて流入トラヒックの総和Λを求めることができる。
Figure 2020162106
 ここで、λｉは受信パケットのヘッダにクラスｉが示すアプリ種別が指定されたトラヒック、つまり、受信パケットのデータ量を示す。
また、各キューに入力するトラヒックの割合（振分ルール）をλ’ｉとする。この場合、λ’ｉを変更すると総合評価値Ｒｔも変化する。そこで、更新部３５は、総合評価値Ｒｔを最大化するように、例えば、以下の式（４）を用いて振分ルールλ’ｉを求める。
Figure 2020162106
また、更新部３５は、「報酬の最大化」から「誤差の最小化」に式変形するために、誤差を以下の式（５）及び（６）で定義し、確率的勾配降下法等のアルゴリズムで振り分けルールを求めても良い。
Figure 2020162106
Figure 2020162106
 ここで、Ｌは誤差（Ｌｏｓｓ）である。
そして、上記のように振分ルールを更新した場合、更新後のパケット振分部３３におけるパケット振り分けにより、振り分け機能がない場合では流入し得なかったクラスのパケットがキューに流入することになる。そこで、振り分け結果に応じて評価式を更新することによって、異なる要求ＱｏＳを持つパケットが流入した場合でもＱｏＳ向上度合いを適正に評価する。
そのため、本実施形態３にかかる更新部３５は、性能情報に基づいてＱｏＳ評価式３１３１〜３１３ｎをさらに更新する。このとき、更新部３５は、所定期間に受信された受信パケットに指定されたＱｏＳ指標の割合を、向上度合いの重み付けに反映することによりＱｏＳ評価式３１３１〜３１３ｎを更新するとよい。例えば、所定期間に受信された全受信パケットのうち、スループットを重視するＱｏＳ指標が指定された受信パケットの割合が２０％、遅延を重視するＱｏＳ指標が指定された受信パケットの割合が８０％であったものとする。この場合、更新部３５は、上述した式（１）で示したＱｏＳ評価式のパラメータ（重み付け）を、αThroughput ＝０．２、αDelay ＝０．８として設定（更新）する。
図６は、本実施形態３にかかる通信装置３のハードウェア構成を示すブロック図である。図６は、上述した通信装置３をハードウェアの側面で捉えたものである。通信装置３は、ＣＰＵ３０１と、メモリ３０２と、通信部３０３と、記憶装置３０４とを少なくとも備える。記憶装置３０４は、上述した記憶部３１のうち不揮発性記憶装置に相当するハードディスク、フラッシュメモリ等の記憶装置である。記憶装置３０４は、図５で記載したＱｏＳ指標３１２１〜３１２ｎ、ＱｏＳ評価式３１３１〜３１３ｎ、振分ルール３１４及びクラス定義情報３１５に加え、キュー３１１１〜３１１ｎの識別情報であるキューＩＤ３１１１ａ〜３１１ｎａと、図５では記載を省略した通信制御プログラム３１６とを記憶しているものとする。ここで、キューＩＤ３１１１ａとＱｏＳ指標３１２１とＱｏＳ評価式３１３１とは対応付けられている。以降同様に、キューＩＤ３１１ｎａとＱｏＳ指標３１２ｎとＱｏＳ評価式３１３ｎとは対応付けられている。通信制御プログラム３１６は、本実施形態にかかる通信制御方法の処理が実装されたコンピュータプログラムである。
メモリ３０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性記憶装置であり、ＣＰＵ３０１の動作時に一時的に情報を保持するための記憶領域である。また、メモリ３０２は、キュー３１１１〜３１１ｎの領域が確保されている。但し、キュー３１１１〜３１１ｎは、メモリ３０２以外の記憶領域により実現されてもよい。
通信部３０３は、通信装置３の外部との入出力を行うインタフェースである。特に、通信部３０３は、通信回線を介して、外部の通信装置との間でパケットの送受信を行う。
ＣＰＵ３０１は、通信装置３の各構成を制御するプロセッサつまり制御装置である。ＣＰＵ３０１は、記憶装置３０４から通信制御プログラム３１６をメモリ３０２へ読み込み、通信制御プログラム３１６を実行する。これにより、ＣＰＵ３０１は、トラヒック観測部３２、パケット振分部３３、評価値算出部３４及び更新部３５の機能を実現する。
図７は、本実施形態３にかかる通信制御方法の流れを示すフローチャートである。まず、トラヒック観測部３２は、通信装置３が受信するデータのトラヒックを観測し、受信パケットとして取得する（Ｓ３１）。次に、パケット振分部３３は、後述するパケット振分処理を行う（Ｓ３２）。そして、評価値算出部３４は、評価値算出を行う（Ｓ３３）。具体的には、評価値算出部３４は、所定期間にキューから送出されたパケットに基づいて、当該キューに設定されたＱｏＳ評価式を用いて、キューごとのＱｏＳ評価値を算出する。そして、評価値算出部３４は、各キューのＱｏＳ評価値から総合評価値を算出する。
続いて、更新部３５は、ステップＳ３３で算出された総合評価値を最大化するように振分ルール３１４を更新し、併せて、上述したように各キューに設定されたＱｏＳ評価式を更新する（Ｓ３４）。そして、ステップＳ３１へ戻る。
図８は、本実施形態３にかかるパケット振り分け処理（Ｓ３２）の詳細な流れを示すフローチャートである。まず、パケット振分部３３は、受信パケットを解析する（Ｓ３２１）。このとき、パケット振分部３３は、受信パケットのヘッダからアプリ種別を抽出する。次に、パケット振分部３３は、抽出したアプリ種別からクラスを特定する（Ｓ３２２）。例えば、パケット振分部３３は、クラス定義情報３１５を参照し、抽出したアプリ種別に対応付けられたクラスを特定する。
続いて、パケット振分部３３は、特定したクラスのキューへの流入トラヒック割合が、振分ルール３１４のキューのトラヒックの割合（閾値）より小さいか否かを判定する（Ｓ３２３）。例えば、パケット振分部３３は、クラス定義情報３１５から、特定したクラス番号ｉに対応付けられた受信パケットの割合を取得する。また、パケット振分部３３は、現時点から所定期間を遡った間に当該クラス番号ｉに対応するキューに実際に振り分けられた受信パケットの量を求める。つまり、パケット振分部３３は、直前の期間に当該キューに流入したトラヒックを算出し、所定期間内に通信装置３で受信された全パケット量のうち当該キューに流入したトラヒックの割合を算出する。その後、パケット振分部３３は、算出した流入トラヒックの割合（Ａ）と、取得した受信パケットの割合（Ｂ）とを比較する。そして、（Ａ）が（Ｂ）より小さい場合、ステップＳ３２４へ進み、（Ａ）が（Ｂ）以上の場合、ステップＳ３２５へ進む。
ここで、（Ａ）が（Ｂ）より小さい場合、パケット振分部３３は、特定したクラスのキュー（ｉ）へ受信パケットを振り分ける（Ｓ３２４）。また、（Ａ）が（Ｂ）以上の場合、パケット振分部３３は、特定したクラスのキュー以外へ受信パケットを振り分ける（Ｓ３２５）。例えば、パケット振分部３３は、クラス番号ｉ＋１のキューへ受信パケットを振り分ける。
図９は、本実施形態３にかかる振分ルールに基づく受信パケットのキューへの振分の概念を説明するための図である。流入トラヒックλは、通信装置３が所定期間に受信したパケットの総量を示す。λ１、λ２、・・・λＫは、流入トラヒックλに含まれる各受信パケットのヘッダに指定されたアプリ種別（１〜Ｋ、Ｋはｎ以下。）ごとのトラヒックを示す。また、キューｑ１〜ｑＫは、アプリ種別１〜Ｋに対応するＱｏＳ指標が設定されている。そのため、更新前の振分ルールは、λ１は全てキューｑ１へ、λ２は全てキューｑ２へ・・・λＫは全てキューｑＫへ振り分けるように定義されているものとする。
ここで、λ１が当初の想定より増加した、つまり、トラヒックがアプリ種別１に偏ったものとする。そのため、振分ルールを更新しなければ、キューｑ１へトラヒックの流入が続き、キューｑ１の遅延が増大、また、ロスが多発することが起こり得る。よって、ｑ１のＱｏＳ指標を満たすことが困難になる。
そこで、本実施形態では、λ１の全体に占める比率が高まり、トラヒック観測部３２が振分ルールに基づき振り分ける（Ｓ３２）。その中で、評価値算出部３４がｑ１からｑＫののＱｏＳ評価値を算出し、総合評価値を算出し（Ｓ３３）、更新部３５が総合評価値を最大化するように振分ルール３１４及びＱｏＳ評価式を更新する（Ｓ３４）。このとき、更新部３５は、λ１の割合を一定以内に抑えるようにλ’１の割合を減らし、λ’２の割合を増加して振分ルール３１４を更新する。そのため、トラヒック観測部３２が更新後の振分ルール３１４を用いて振り分けを行うと、例えば、λ１のうちλ’１の範囲内では、キューｑ１に振り分けられる（Ｓ３２４）が、λ’１を超えた分は、キューｑ２に振り分けられる（Ｓ３２５）。
このように、本実施形態により、あるトラヒッククラスに流入トラヒックが集中する場合でも、複数のキューの全体のＱｏＳを向上できる。
＜実施形態４＞
本実施形態４は、上述した実施形態３を改良したものである。上述した実施形態３には、全体のＱｏＳをさらに向上させる余地がある。そこで、本実施形態４では、前述のＱｏＳ評価値を用いて、評価値を最大化するようにキューにおけるＱｏＳ制御のための制御パラメータpを更新する方法を示す。
図１０は、本実施形態４にかかる通信装置３ａの構成を示すブロック図である。通信装置３ａは、上述した通信装置３のうち記憶部３１に制御パラメータ３１７１〜３１７ｎが追加され、更新部３５が更新部３５ａに置き換わったものである。尚、その他の構成は、通信装置３と同等のため、詳細な説明を省略する。
制御パラメータ３１７１〜３１７ｎは、各キューにおいて設定されたＱｏＳ指標に基づいて行われるＱｏＳ制御に用いられるパラメータである。そして、制御パラメータ３１７１〜３１７ｎのそれぞれは、キュー３１１１〜３１１ｎのそれぞれに対応付けられている。つまり、キュー３１１１には、ＱｏＳ指標３１２１、ＱｏＳ評価式３１３１及び制御パラメータ３１７１が設定されている。以降同様に、キュー３１１ｎには、ＱｏＳ指標３１２ｎ、ＱｏＳ評価式３１３ｎ及び制御パラメータ３１７ｎが設定されている。例えば、制御パラメータ３１７１〜３１７ｎのそれぞれは、パケットロス制御に関するパラメータであるとよい。
更新部３５ａは、評価値算出部３４により算出されたキューごとのＱｏＳ評価値を用いて、対応するキューに設定された制御パラメータ３１７１〜３１７ｎを更新する。例えば、更新部３５ａは、以下の式（７）を制御パラメータｐの更新式とするとよい。
Figure 2020162106
 ここで、＾は平均を示すものとする。但し、以下の式（８）を満たすものとする。
Figure 2020162106
 ここで、γは過去の更新値の重みを示す。また、ｒi tの平均＾についても式（８）と同様であるものとする。
すなわち、ＱｏＳ評価値を増減することにより、（強化学習等における）報酬が増加した場合に、その方向で制御パラメータを更新（増減）し、報酬が減少（劣化）した場合、その逆方向で制御パラメータを更新（増減）するものといえる。
また、更新部３５ａは、ＱｏＳ評価値の算出に応じて制御パラメータを更新し、制御パラメータが最適化された後に、振分ルール３１４及びＱｏＳ評価式３１３１〜３１３ｎを更新することが望ましい。これにより、実施形態３より効果的にＱｏＳを最大化できる。
図１１は、本実施形態４にかかる通信制御方法の流れを示すフローチャートである。まず、トラヒック観測部３２は、図７と同様にステップＳ３１を行い、パケット振分部３３は、図７と同様にステップＳ３２を行う。次に、評価値算出部３４は、図７のステップＳ３３と同様に、評価値を算出する（Ｓ４１）。
ここで、通信装置３ａは、評価値が収束したか否かを判定する（Ｓ４２）。ここで、評価値の収束条件としては、例えば、ループ回数の閾値が超過したことや、ＱｏＳ評価値の変動が閾値以下となったこと等が挙げられる。
ステップＳ４２で評価値が収束していないと判定した場合、更新部３５ａは、上述したように、キューの制御パラメータを更新する（Ｓ４３）。その後、再度、ステップＳ４１及びＳ４２を行う。ステップＳ４２で評価値が収束したと判定した場合、評価値算出部３４は、図７のステップＳ３３と同様に、評価値を算出する（Ｓ４４）。
そして、通信装置３ａは、評価値が収束したか否かを判定する（Ｓ４５）。ステップＳ４５で評価値が収束していないと判定した場合、更新部３５ａは、図７のステップＳ３４と同様に、振分ルール及びＱｏＳ評価式を更新する（Ｓ４６）。その後、再度、ステップＳ４４及びＳ４５を行う。ステップＳ４５で評価値が収束したと判定した場合、ステップＳ３１へ戻る。
尚、本実施形態４にかかる通信制御方法は、受信パケットの振り分けごとに評価値算出及び評価値収束を判定してもよい。例えば、図１１のステップＳ４３の後、ステップＳ３１へ戻り、ステップＳ４２の後、ステップＳ３１及びＳ３２を行ったあと、ステップＳ４４へ進み、ステップＳ４６の後、再度、ステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ４４及びＳ４５を行っても良い。
図１２は、本実施形態４にかかるキュー設定の更新の概念を説明するための図である。ここでは、各キューのロス制御として、ＲＥＤ（Random Early Detection）を用いる場合について説明する。ＲＥＤでは、キューの長さ（キュー長）の閾値として最大値Ｌmaxと最小値Ｌminの２つを用いる。そして、キュー長がＬminを超えると確率的にパケットロス（破棄）を開始する。また、キュー長がＬmaxを超えるとＴａｉｌ ｄｒｏｐ（最後のキューを破棄）を行う。そのため、キュー長がＬminからＬmaxの間のロス率は線形増加する。
本実施形態４では、例えば、制御パラメータをＬmin（ロスを開始する閾値）とする。そして、更新部３５ａは、ＱｏＳ評価値を最大化する方向にＬminを更新する。ここで、Ｌminが大き過ぎると、遅延が大きく、ロスが小さくなり、一方、Ｌminが小さ過ぎると、遅延が小さく、ロスが大きくなる。尚、他のパラメータＬmaxも、同様の更新式（７）により更新可能である。
このように本実施形態４では、実施形態３における通信制御方法の前段に、制御パラメータの更新を追加し、ＱｏＳ評価値の収束度合いによりループを行うものといえる。そして、本実施形態４により、実施形態３と比べてさらに全体のＱｏＳを向上させることができる。
＜その他の実施形態＞
尚、上述した実施形態３又は４を、実施形態２の通信制御システムに適用しても構わない。
尚、上述の実施形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではない。本開示は、任意の処理を、ＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
なお、本開示は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記Ａ１）
複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分ける振分部と、
各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する更新部と、
を備える通信装置。
（付記Ａ２）
前記複数のキューのそれぞれは、前記設定されたＱｏＳ指標に応じた異なる複数のＱｏＳ評価式が設定されおり、
前記通信装置は、各キューに設定された前記ＱｏＳ評価式を用いて各キューにおけるＱｏＳ評価値を前記性能情報として算出する算出部をさらに備える
付記Ａ１に記載の通信装置。
（付記Ａ３）
前記更新部は、前記性能情報に基づいて前記ＱｏＳ評価式をさらに更新する
付記Ａ２に記載の通信装置。
（付記Ａ４）
前記複数のＱｏＳ評価式のそれぞれは、対応するキューにおける直前区間の前記性能情報からの向上度合いを前記ＱｏＳ評価値として算出するための算出式である
付記Ａ２に記載の通信装置。
（付記Ａ５）
前記更新部は、所定期間に受信された前記受信パケットに指定された前記ＱｏＳ指標の割合を、前記向上度合いの重み付けに反映することにより前記ＱｏＳ評価式をさらに更新する
付記Ａ４に記載の通信装置。
（付記Ａ６）
前記算出部は、前記複数のキューのそれぞれに対して算出された複数の前記ＱｏＳ評価値に基づいてキュー全体の総合評価値を算出し、
前記更新部は、前記総合評価値を最大化するように前記振分ルールを更新する
付記Ａ２乃至Ａ５のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記Ａ７）
前記更新部は、
各キューにおいて設定された前記ＱｏＳ指標に基づいて行われるＱｏＳ制御に用いられる制御パラメータを、前記ＱｏＳ評価値を用いて更新する
付記Ａ２乃至Ａ６のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記Ａ８）
前記制御パラメータは、パケットロス制御に関するパラメータである
付記Ａ７に記載の通信装置。
（付記Ａ９）
前記更新部は、
前記ＱｏＳ評価値の算出に応じて前記制御パラメータを更新し、
前記制御パラメータが最適化された後に、前記振分ルール及び前記ＱｏＳ評価式を更新する
付記Ａ７又はＡ８に記載の通信装置。
（付記Ａ１０）
前記振分ルールは、各キューに振り分ける前記受信パケットの割合を示す情報であり、
前記振分部は、
前記複数のキューの中から、前記受信パケットに指定された前記ＱｏＳ指標に対応するキューを特定し、
前記特定されたキューにおける所定期間の受信パケット量の割合が、前記振分ルールに示された当該キューにおける前記受信パケットの割合を超える場合に、前記複数のキューのうち他のキューに当該受信パケットを振り分ける
付記Ａ１乃至Ａ９のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記Ｂ１）
異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標が設定された複数のキューを有する通信装置と、
前記通信装置と接続された情報処理装置と、
を備え、
前記通信装置は、
前記複数のＱｏＳ指標を満たすためのの振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分け、
前記複数のキューのそれぞれに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報を前記情報処理装置へ送信し、
前記情報処理装置は、
前記通信装置から受信した前記性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新し、
当該更新後の振分ルールを前記通信装置に設定する
通信制御システム。
（付記Ｂ２）
前記複数のキューのそれぞれは、前記設定されたＱｏＳ指標に応じた異なる複数のＱｏＳ評価式が設定されおり、
前記通信装置は、
各キューに設定された前記ＱｏＳ評価式を用いて各キューにおけるＱｏＳ評価値を前記性能情報として算出する
付記Ｂ１に記載の通信制御システム。
（付記Ｃ１）
複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分け、
各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する
通信制御方法。
（付記Ｄ１）
複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分ける処理と、
各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する処理と、
をコンピュータに実行させる通信制御プログラム。
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１９年２月４日に出願された日本出願特願２０１９−０１７８２８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１ 通信装置
１１１ キュー
１１ｎ キュー
１２ 振分部
１３ 更新部
２ 通信制御システム
２１ 通信装置
２１１ キュー
２１ｎ キュー
２２ 情報処理装置
３ 通信装置
３ａ 通信装置
３１ 記憶部
３１１１ キュー
３１１ｎ キュー
３１１１ａ キューＩＤ
３１１ｎａ キューＩＤ
３１２１ ＱｏＳ指標
３１２ｎ ＱｏＳ指標
３１３１ ＱｏＳ評価式
３１３ｎ ＱｏＳ評価式
３１４ 振分ルール
３１５ クラス定義情報
３１６ 通信制御プログラム
３１７１ 制御パラメータ
３１７ｎ 制御パラメータ
３２ トラヒック観測部
３３ パケット振分部
３４ 評価値算出部
３５ 更新部
３５ａ 更新部
３０１ ＣＰＵ
３０２ メモリ
３０３ 通信部
３０４ 記憶装置
本開示の第２の態様にかかる通信制御システムは、
異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標が設定された複数のキューを有する通信装置と、
前記通信装置と接続された情報処理装置と、
を備え、
前記通信装置は、
前記複数のＱｏＳ指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分け、
前記複数のキューのそれぞれに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報を前記情報処理装置へ送信し、
前記情報処理装置は、
前記通信装置から受信した前記性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新し、
当該更新後の振分ルールを前記通信装置に設定する。
通信装置２１は、複数のＱｏＳ指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを複数のキューのいずれかに振り分ける。そして、通信装置２１は、複数のキューのそれぞれに設定されたＱｏＳ指標について算出された複数のキューのそれぞれの性能情報を情報処理装置２２へ送信する。
そこで、本実施形態３は、上述した実施形態１の具体的な実施例であり、上述した課題の少なくとも一部を解決するものである。本実施形態３では、異なる要求ＱｏＳ指標を持つ流入トラヒックに偏りが発生し、あるトラヒッククラスに流入トラヒックが集中する場合でも、流入トラヒックに適したパケット振り分けを行うことでＱｏＳを最大化することができる。そのために、例えば、異なるQoS評価式が設定された複数キューに対して、流入トラヒックを所定の振分ルールに従ってパケットを振り分け、ＱｏＳの評価式及び所定の振分ルールを、キュー全体のＱｏＳ評価値を最大化するように更新する。これにより、あるトラヒッククラスに流入トラヒックが集中する場合でも、複数のキューの全体のＱｏＳを向上できる。
そこで、本実施形態では、λ１の全体に占める比率が高まり、トラヒック観測部３２が振分ルールに基づき振り分ける（Ｓ３２）。その中で、評価値算出部３４がｑ１からｑＫのＱｏＳ評価値を算出し、総合評価値を算出し（Ｓ３３）、更新部３５が総合評価値を最大化するように振分ルール３１４及びＱｏＳ評価式を更新する（Ｓ３４）。このとき、更新部３５は、λ１の割合を一定以内に抑えるようにλ'１の割合を減らし、λ'２の割合を増加して振分ルール３１４を更新する。そのため、トラヒック観測部３２が更新後の振分ルール３１４を用いて振り分けを行うと、例えば、λ１のうちλ'１の範囲内では、キューｑ１に振り分けられる（Ｓ３２４）が、λ'１を超えた分は、キューｑ２に振り分けられる（Ｓ３２５）。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記Ａ１）
複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分ける振分部と、
各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する更新部と、
を備える通信装置。
（付記Ａ２）
前記複数のキューのそれぞれは、前記設定されたＱｏＳ指標に応じた異なる複数のＱｏＳ評価式が設定されおり、
前記通信装置は、各キューに設定された前記ＱｏＳ評価式を用いて各キューにおけるＱｏＳ評価値を前記性能情報として算出する算出部をさらに備える
付記Ａ１に記載の通信装置。
（付記Ａ３）
前記更新部は、前記性能情報に基づいて前記ＱｏＳ評価式をさらに更新する
付記Ａ２に記載の通信装置。
（付記Ａ４）
前記複数のＱｏＳ評価式のそれぞれは、対応するキューにおける直前区間の前記性能情報からの向上度合いを前記ＱｏＳ評価値として算出するための算出式である
付記Ａ２に記載の通信装置。
（付記Ａ５）
前記更新部は、所定期間に受信された前記受信パケットに指定された前記ＱｏＳ指標の割合を、前記向上度合いの重み付けに反映することにより前記ＱｏＳ評価式をさらに更新する
付記Ａ４に記載の通信装置。
（付記Ａ６）
前記算出部は、前記複数のキューのそれぞれに対して算出された複数の前記ＱｏＳ評価値に基づいてキュー全体の総合評価値を算出し、
前記更新部は、前記総合評価値を最大化するように前記振分ルールを更新する
付記Ａ２乃至Ａ５のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記Ａ７）
前記更新部は、
各キューにおいて設定された前記ＱｏＳ指標に基づいて行われるＱｏＳ制御に用いられる制御パラメータを、前記ＱｏＳ評価値を用いて更新する
付記Ａ２乃至Ａ６のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記Ａ８）
前記制御パラメータは、パケットロス制御に関するパラメータである
付記Ａ７に記載の通信装置。
（付記Ａ９）
前記更新部は、
前記ＱｏＳ評価値の算出に応じて前記制御パラメータを更新し、
前記制御パラメータが最適化された後に、前記振分ルール及び前記ＱｏＳ評価式を更新する
付記Ａ７又はＡ８に記載の通信装置。
（付記Ａ１０）
前記振分ルールは、各キューに振り分ける前記受信パケットの割合を示す情報であり、
前記振分部は、
前記複数のキューの中から、前記受信パケットに指定された前記ＱｏＳ指標に対応するキューを特定し、
前記特定されたキューにおける所定期間の受信パケット量の割合が、前記振分ルールに示された当該キューにおける前記受信パケットの割合を超える場合に、前記複数のキューのうち他のキューに当該受信パケットを振り分ける
付記Ａ１乃至Ａ９のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記Ｂ１）
異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標が設定された複数のキューを有する通信装置と、
前記通信装置と接続された情報処理装置と、
を備え、
前記通信装置は、
前記複数のＱｏＳ指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分け、
前記複数のキューのそれぞれに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報を前記情報処理装置へ送信し、
前記情報処理装置は、
前記通信装置から受信した前記性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新し、
当該更新後の振分ルールを前記通信装置に設定する
通信制御システム。
（付記Ｂ２）
前記複数のキューのそれぞれは、前記設定されたＱｏＳ指標に応じた異なる複数のＱｏＳ評価式が設定されおり、
前記通信装置は、
各キューに設定された前記ＱｏＳ評価式を用いて各キューにおけるＱｏＳ評価値を前記性能情報として算出する
付記Ｂ１に記載の通信制御システム。
（付記Ｃ１）
複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分け、
各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する
通信制御方法。
（付記Ｄ１）
複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分ける処理と、
各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する処理と、
をコンピュータに実行させる通信制御プログラム。

Claims (10)

  1. 複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分ける振分手段と、
    各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する更新手段と、
    を備える通信装置。
  2. 前記複数のキューのそれぞれは、前記設定されたＱｏＳ指標に応じた異なる複数のＱｏＳ評価式が設定されおり、
    前記通信装置は、各キューに設定された前記ＱｏＳ評価式を用いて各キューにおけるＱｏＳ評価値を前記性能情報として算出する算出手段をさらに備える
    請求項１に記載の通信装置。
  3. 前記複数のＱｏＳ評価式のそれぞれは、対応するキューにおける直前区間の前記性能情報からの向上度合いを前記ＱｏＳ評価値として算出するための算出式である
    請求項２に記載の通信装置。
  4. 前記更新手段は、所定期間に受信された前記受信パケットに指定された前記ＱｏＳ指標の割合を、前記向上度合いの重み付けに反映することにより前記ＱｏＳ評価式をさらに更新する
    請求項３に記載の通信装置。
  5. 前記算出手段は、前記複数のキューのそれぞれに対して算出された複数の前記ＱｏＳ評価値に基づいてキュー全体の総合評価値を算出し、
    前記更新手段は、前記総合評価値を最大化するように前記振分ルールを更新する
    請求項２乃至４のいずれか１項に記載の通信装置。
  6. 前記更新手段は、
    各キューにおいて設定された前記ＱｏＳ指標に基づいて行われるＱｏＳ制御に用いられる制御パラメータを、前記ＱｏＳ評価値を用いて更新する
    請求項２乃至５のいずれか１項に記載の通信装置。
  7. 前記更新手段は、
    前記ＱｏＳ評価値の算出に応じて前記制御パラメータを更新し、
    前記制御パラメータが最適化された後に、前記振分ルール及び前記ＱｏＳ評価式を更新する
    請求項６に記載の通信装置。
  8. 異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標が設定された複数のキューを有する通信装置と、
    前記通信装置と接続された情報処理装置と、
    を備え、
    前記通信装置は、
    前記複数のＱｏＳ指標を満たすためのの振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分け、
    前記複数のキューのそれぞれに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報を前記情報処理装置へ送信し、
    前記情報処理装置は、
    前記通信装置から受信した前記性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新し、
    当該更新後の振分ルールを前記通信装置に設定する
    通信制御システム。
  9. コンピュータが、
    複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分け、
    各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する
    通信制御方法。
  10. 複数のキューのそれぞれに設定された異なる複数のＱｏＳ（Quality of Service）指標を満たすための振分ルールに基づいて、受信パケットを前記複数のキューのいずれかに振り分ける処理と、
    各キューに設定された前記ＱｏＳ指標について算出された前記複数のキューのそれぞれの性能情報に基づいて、前記振分ルールを更新する処理と、
    をコンピュータに実行させる通信制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7485213B1 (ja) 2022-06-30 2024-05-16 日本電気株式会社 パケット制御システム、パケット制御方法及びパケット制御装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008211759A (ja) * 2006-09-27 2008-09-11 Hitachi Kokusai Electric Inc 無線基地局装置
JP2015037209A (ja) * 2013-08-12 2015-02-23 日本電信電話株式会社 パケットスケジューラ、通信ネットワークおよびパケットスケジューリング方法
JP2015207835A (ja) * 2014-04-17 2015-11-19 Kddi株式会社 アプリケーションに応じた複数の送信キューを有するカーネルプログラム、装置及び方法
JP2016149698A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 富士通株式会社 パケット通信装置およびパケット受信処理方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6438135B1 (en) * 1999-10-21 2002-08-20 Advanced Micro Devices, Inc. Dynamic weighted round robin queuing
US6990113B1 (en) * 2000-09-08 2006-01-24 Mitsubishi Electric Research Labs., Inc. Adaptive-weighted packet scheduler for supporting premium service in a communications network
US6967921B1 (en) * 2000-11-27 2005-11-22 At&T Corp. Method and device for efficient bandwidth management
US20050157735A1 (en) * 2003-10-30 2005-07-21 Alcatel Network with packet traffic scheduling in response to quality of service and index dispersion of counts
JP2013030890A (ja) 2011-07-27 2013-02-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 通信装置および通信方法
US8531985B2 (en) * 2011-07-28 2013-09-10 Alcatel Lucent System and method for configuration and management of queue sets
JP6399516B2 (ja) * 2014-11-27 2018-10-03 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 無線通信システム、制御装置、最適化方法、無線通信装置およびプログラム
US9825874B2 (en) * 2016-03-17 2017-11-21 T-Mobile Usa, Inc. Dynamically optimized queue in data routing
JP2018037973A (ja) 2016-09-02 2018-03-08 日本電信電話株式会社 ゲートウェイルータ及びＱｏＳ制御方法
KR102316971B1 (ko) * 2017-05-08 2021-10-25 삼성전자 주식회사 소프트웨어 정의 네트워크에서 동적 자원 할당 방법 및 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008211759A (ja) * 2006-09-27 2008-09-11 Hitachi Kokusai Electric Inc 無線基地局装置
JP2015037209A (ja) * 2013-08-12 2015-02-23 日本電信電話株式会社 パケットスケジューラ、通信ネットワークおよびパケットスケジューリング方法
JP2015207835A (ja) * 2014-04-17 2015-11-19 Kddi株式会社 アプリケーションに応じた複数の送信キューを有するカーネルプログラム、装置及び方法
JP2016149698A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 富士通株式会社 パケット通信装置およびパケット受信処理方法

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