(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、
前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、
前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、
前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、
前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、
前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定部と、
前記書き込み優先判定部で優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御部と
を備えることを特徴とするパケット転送処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパケット転送処理装置において、
前記書き込み優先制御部は、前記書き込み優先判定部で前記優先要と判定された場合、前記読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行することを特徴とするパケット転送処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のパケット転送処理装置において、
前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち前記書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御部と
をさらに備えることを特徴とするパケット転送処理装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のパケット転送処理装置において、
前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部と
をさらに備えることを特徴とするパケット転送処理装置。
【請求項５】
第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、
前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、
前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、
前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、
前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、
前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御部と
を備えることを特徴とするパケット転送処理装置。
【請求項６】
第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、
前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、
前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、
前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、
前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、
前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、
前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部と
を備えることを特徴とするパケット転送処理装置。
【請求項７】
第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、
レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、
セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、
データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、
データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、
書き込み優先判定部が、前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定ステップと、
書き込み優先制御部が、前記書き込み優先判定ステップで優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御ステップと
を備えることを特徴とするパケット転送処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載のパケット転送処理方法において、
前記書き込み優先制御ステップは、前記書き込み優先判定ステップで前記優先要と判定された場合、前記読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行することを特徴とするパケット転送処理方法。
【請求項９】
第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、
レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、
セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、
データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、
データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、
バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、
読み出し／選択制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御ステップと
を備えることを特徴とするパケット転送処理方法。
【請求項１０】
第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、
レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、
セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、
データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、
データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、
バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、
書き込み制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御ステップと、
読み出し制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御ステップと
を備えることを特徴とするパケット転送処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット通信技術に関し、特にアクセス網を集線してコアネットワークに接続するルータやスイッチなどのパケット転送処理装置において、受信パケットをバッファに一時蓄積するためのバッファ制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ルータやスイッチなどのパケット転送処理装置は、アクセス網を集線してコアネットワークと接続する位置に設置された場合、ユーザ装置が接続されるアクセス網側からパケットを受信するインバウンド（Inbound）処理と、アクセス網側にパケットを送信するアウトバウンド（Outbound）処理とを行う。
【０００３】
図８は、従来のパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
このパケット転送処理装置５０には、図８に示すように、インバウンド処理に用いる主な機能部として、レジスタファイル５１、セレクタ５２、データ書き込み部５３、パケットバッファＢＵＦ、およびデータ読み出し部５４が設けられている。
【０００４】
レジスタファイル５１は、アクセス網などからなる第１の網ＮＷ１からの回線ごとに設けられて、これら回線からパケットをそれぞれ受信して自己の内部レジスタに保持する機能を有している。
セレクタ５２は、レジスタファイル５１から読み出されたパケットを選択する機能を有している。
データ書き込み部５３は、セレクタ５２で選択されたパケットを、パケットバッファＢＵＦの書き込みポートＰＷへ入力する機能を有している。
【０００５】
パケットバッファＢＵＦは、書き込みポートＰＷと読み出しポートＰＲを有するデュアルポート型のＳＲＡＭからなり、書き込み指示に応じて、ＳＲＡＭのうち書き込みアドレス情報で指定された記憶領域に、書き込みポートＰＷに入力されたデータ書き込み部５３からのパケットを書き込む機能と、読み出し指示に応じて、ＳＲＡＭのうち読み出しアドレス情報で指定された記憶領域から、パケットを読み出して読み出しポートＰＲからデータ読み出し部５４へ出力する機能とを有している。
データ読み出し部５４は、パケットバッファＢＵＦから読み出されたパケットを第２の網ＮＷ２へ送信する機能を有している。
【０００６】
また、このパケット転送処理装置５０には、図８に示すように、インバウンド処理におけるパケットバッファＢＵＦのアクセス制御に用いる主な機能部として、ＦＩＦＯ管理部６１、読み出し／選択制御部６２、書き込み制御部６３、読み出し制御部６４、およびアドレス制御部６５が設けられている。
【０００７】
ＦＩＦＯ管理部６１は、各レジスタファイル５１に書き込まれたアドレス情報とパケットの量を管理する機能を有している。
読み出し／選択制御部６２は、ＦＩＦＯ管理部６１から出力されたアドレス情報とパケットの量に応じて、レジスタファイル５１に保管されているパケットの読み出しをレジスタファイル５１に指示するとともに、廃棄を含めたパケットの選択をセレクタ５２へ指示する機能と、セレクタ５２で選択されたパケットのアドレス情報および書き込み指示を書き込み制御部６３へ出力する機能とを有している。
【０００８】
書き込み制御部６３は、読み出し／選択制御部６２から出力されたアドレス情報をアドレス制御部６５へ出力する機能と、読み出し／選択制御部６２から出力された書き込み指示をパケットバッファＢＵＦへ出力する機能を有している。
読み出し制御部６４は、パケットバッファＢＵＦから読み出すパケットのアドレス情報をアドレス制御部６５へ出力する機能と、当該パケットの読み出し指示をパケットバッファＢＵＦへ出力する機能とを有している。
【０００９】
アドレス制御部６５は、書き込み制御部６３から出力されたアドレス情報を、パケットバッファＢＵＦに書き込むパケットの書き込みアドレスとしてパケットバッファＢＵＦへ出力する機能と、読み出し制御部６４から出力されたアドレス情報を、パケットバッファＢＵＦから読み出すパケットの読み出しアドレスとしてパケットバッファＢＵＦへ出力する機能とを有している。
【００１０】
したがって、図８に示す従来のパケット転送処理装置１０において、第１の網ＮＷ１から受信したパケットをパケットバッファＢＵＦへ書き込む際、ＦＩＦＯ管理部６１で管理している各レジスタファイル５１のパケットの量に基づいて、読み出し／選択制御部６２が書き込むべきパケットを選択し、読み出し／選択制御部６２から出力された当該パケットの格納場所を示すアドレス情報と書き込み指示に基づいて、書き込み制御部６３とアドレス制御部６５が、パケットバッファＢＵＦのアクセス制御を実行して、当該パケットの書き込みを行う。
【００１１】
また、パケットバッファＢＵＦからパケットを読み出して第２の網ＮＷ２へ送信する際、読み出し制御部６４から出力された読み出すべきパケットの格納場所を示すアドレス情報と読み出し指示に基づいて、読み出し制御部６４とアドレス制御部６５が、パケットバッファＢＵＦのアクセス制御を実行して、当該パケットの読み出しを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１７８０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、このような従来技術では、通常、パケット転送処理性能に対して集約効率を上げるため、アクセス網などからなる第１の網ＮＷ１からの回線を多重しており、パケット転送処理性能に対して過剰な割り当てとなっている。このため、これら回線から同時に書き込み処理の限界となる書き込み帯域幅を越える受信パケットが到着した場合、パケットバッファＢＵＦへの書き込み処理が追いつかず、受信パケットの廃棄が発生する。
このとき、パケットバッファＢＵＦへの書き込み帯域幅をフルに使用しながら、受信パケットを廃棄するため、パケットバッファＢＵＦの状態によらず、各回線からの受信パケットが連鎖的に廃棄されてしまい、結果としてパケット転送性能に劣化が生じるという問題点があった。
【００１４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、書き込み帯域幅不足に起因する、受信パケットの連鎖的な廃棄の発生を抑制できるバッファ制御技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために、本発明にかかるパケット転送処理装置は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定部と、前記書き込み優先判定部で優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御部とを備えている。
【００１６】
また、本発明にかかる上記パケット転送装置の一構成例は、前記書き込み優先制御部が、前記書き込み優先判定部で前記優先要と判定された場合、前記読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行するようにしたものである。
【００１７】
また、本発明にかかる上記パケット転送装置の一構成例は、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち前記書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御部とをさらに備えている。
【００１８】
また、本発明にかかる上記パケット転送装置の一構成例は、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部とをさらに備えている。
【００１９】
また、本発明にかかる他のパケット転送装置は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御部とを備えている。
【００２０】
また、本発明にかかる他のパケット転送装置は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置であって、前記回線ごとに設けられて、これら回線から受信したパケットをそれぞれ保持するレジスタファイルと、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するセレクタと、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込み部と、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出し部と、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御部と、前記バッファ蓄積量検出部で検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御部とを備えている。
【００２１】
また、本発明にかかるパケット転送方法は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、書き込み優先判定部が、前記回線から受信した前記パケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、前記受信レートが前記受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する書き込み優先判定ステップと、書き込み優先制御部が、前記書き込み優先判定ステップで優先要と判定された場合、前記パケットバッファにおける全アクセス帯域幅のうち、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、前記パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する書き込み優先制御ステップとを備えている。
【００２２】
また、本発明にかかる上記パケット転送処理方法の一構成例は、前記書き込み優先制御ステップが、前記書き込み優先判定ステップで前記優先要と判定された場合、前記読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行するようにしたものである。
【００２３】
また、本発明にかかる他のパケット転送処理方法は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、読み出し／選択制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量と、前記レジスタファイルにおけるパケット保持量とを比較することにより、前記レジスタファイルに保持されているパケットのうち、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットを前記パケットバッファへ蓄積可能か否か判定し、蓄積可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタから前記データ書き込み部へ選択出力し、蓄積不可能な場合には前記レジスタファイルから前記余剰パケットを読み出して前記セレクタで廃棄する読み出し／選択制御ステップとを備えている。
【００２４】
また、本発明にかかる他のパケット転送処理方法は、第１の網からの複数の回線を集線して第２の網と接続するパケット転送処理装置で用いられるパケット転送処理方法であって、レジスタファイルが、前記回線ごとに受信したパケットをそれぞれ保持するステップと、セレクタが、前記レジスタファイルから読み出されたパケットからいずれか１つを順に選択出力するステップと、データ書き込み部が、前記セレクタから選択出力されたパケットをパケットバッファへ書き込むデータ書き込みステップと、データ読み出し部が、前記パケットバッファから読み出したパケットを前記第２の網へ送信するデータ読み出しステップと、バッファ蓄積量検出部が、前記パケットバッファでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、当該パケットバッファにおけるバッファ蓄積量を検出するバッファ蓄積量検出ステップと、書き込み制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を減増させる書き込み制御ステップと、読み出し制御部が、前記バッファ蓄積量検出ステップで検出された前記バッファ蓄積量の増減に応じて、前記パケットバッファからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅を増減させる読み出し制御ステップとを備えている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することが可能となる。これにより、結果としてパケット転送性能を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の書き込み優先制御を示すタイミングチャートである。
【図３】第２の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【図４】第３の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【図５】第３の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の廃棄優先制御を示すタイミングチャートである。
【図６】第４の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【図７】第５の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【図８】従来のパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【００２８】
このパケット転送処理装置１０は、アクセス網などの第１の網ＮＷ１からの複数の回線を集線して、コアネットワークなどの第２の網ＮＷ２と接続する、ルータやスイッチなどのパケット転送処理装置であり、ユーザ装置が接続されるアクセス網側からパケットを受信するインバウンド（Inbound）処理を行う機能と、アクセス網側にパケットを送信するアウトバウンド（Outbound）処理を行う機能とを有している。
【００２９】
前述したように、パケット転送処理装置１０のインバウンド処理において、受信したパケットを一時的に蓄積するパケットバッファにおける書き込み帯域幅が不足した場合、受信パケットの連鎖的廃棄が発生する。したがって、書き込み帯域幅の不足が発生した場合には、その書き込み帯域幅を拡張すれば、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
【００３０】
本実施の形態は、パケットバッファの全アクセス帯域幅は、パケットの書き込み用として割り当てられている書き込み帯域幅と、パケットの読み出し用として割り当てられている読み出し帯域幅とから構成されていることに着目し、書き込み帯域幅の不足が発生した場合には、パケットバッファの全アクセス帯域幅のうち、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅の割当率を増大させるようにしたものである。より具体的には、パケットの受信レートを常時監視しておき、受信レートがしきい値を越えた場合には、パケットバッファにおける書き込み帯域幅の割当率を増大させるようにしたものである。
【００３１】
図１に示すように、パケット転送処理装置１０には、インバウンド処理に用いる主な機能部として、レジスタファイル１１、セレクタ１２、データ書き込み部１３、パケットバッファＢＵＦ、およびデータ読み出し部１４が設けられている。
【００３２】
レジスタファイル１１は、アクセス網などからなる第１の網ＮＷ１からの回線ごとに設けられて、これら回線からパケットをそれぞれ受信して自己の内部レジスタに保持する機能を有している。
セレクタ１２は、レジスタファイル１１から読み出されたパケットを選択する機能を有している。
データ書き込み部１３は、セレクタ１２で選択されたパケットを、データバスＤＢを介してパケットバッファＢＵＦのポートＰへ入力する機能を有している。
【００３３】
パケットバッファＢＵＦは、書き込み／読み出し兼用のポートＰを有するシングルポート型のＳＲＡＭからなり、書き込み指示に応じて、ＳＲＡＭのうち書き込みアドレス情報で指定された記憶領域に、ポートＰに入力されたデータ書き込み部１３からのパケットを書き込む機能と、読み出し指示に応じて、ＳＲＡＭのうち読み出しアドレス情報で指定された記憶領域から、パケットを読み出してポートＰからデータ読み出し部１４へ出力する機能とを有している。
データ読み出し部１４は、パケットバッファＢＵＦに蓄積されているパケットを、ポートＰからデータバスＤＢを介して読み出して、第２の網ＮＷ２へ送信する機能を有している。
【００３４】
また、このパケット転送処理装置１０には、図１に示すように、インバウンド処理におけるパケットバッファＢＵＦのアクセス制御に用いる主な機能部として、ＦＩＦＯ管理部２１、読み出し／選択制御部２２、書き込み制御部２３、読み出し制御部２４、およびアドレス制御部２５が設けられている。
【００３５】
ＦＩＦＯ管理部２１は、各レジスタファイル１１に書き込まれたアドレス情報とパケットの量を管理する機能を有している。
読み出し／選択制御部２２は、ＦＩＦＯ管理部２１から出力されたアドレス情報とパケットの量に応じて、レジスタファイル１１に保管されているパケットの読み出しをレジスタファイル１１に指示するとともに、廃棄を含めたパケットの選択をセレクタ１２へ指示する機能と、セレクタ１２で選択されたパケットのアドレス情報および書き込み指示を、後述の書き込み優先制御部３０Ｂへ出力する機能とを有している。
【００３６】
書き込み制御部２３は、書き込み優先制御部３０Ｂからのアドレス情報をアドレス制御部２５へ出力する機能と、入力された書き込み指示をパケットバッファＢＵＦへ出力する機能を有している。
読み出し制御部２４は、パケットバッファＢＵＦから読み出すパケットのアドレス情報をアドレス制御部２５へ出力する機能と、当該パケットの読み出し指示をパケットバッファＢＵＦへ出力する機能とを有している。
【００３７】
アドレス制御部２５は、書き込み制御部２３から出力されたアドレス情報を、パケットバッファＢＵＦに書き込むパケットの書き込みアドレスとしてパケットバッファＢＵＦへ出力する機能と、読み出し制御部２４から出力されたアドレス情報を、パケットバッファＢＵＦから読み出すパケットの読み出しアドレスとしてパケットバッファＢＵＦへ出力する機能とを有している。
【００３８】
本実施の形態は、このようなインバウンド処理に用いる構成として、書き込み優先判定部３０Ａと、書き込み優先制御部３０Ｂとを設けたものである。
書き込み優先判定部３０Ａは、第１の網ＮＷ１の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定する機能とを有している。
【００３９】
書き込み優先制御部３０Ｂは、書き込み優先判定部３０Ａで優先要と判定された場合、パケットバッファＢＵＦにおける全アクセス帯域幅のうち、パケットバッファＢＵＦからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、パケットバッファＢＵＦに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する機能を有している。
【００４０】
書き込み優先判定部３０Ａには、主な機能部として、受信パケット計数部３１、受信パケット集計部３２、受信レート計算部３３、および受信レート比較部３４が設けられている。
また、書き込み優先制御部３０Ｂには、主な機能部として、転送制御部３５とアクセス制御部３６が設けられている。
【００４１】
受信パケット計数部３１は、第１の網ＮＷ１からの回線ごとに設けられて、当該回線からキャプチャした受信パケットを計数する機能を有している。
受信パケット集計部３２は、受信パケット計数部３１で得られた計数結果を集計する機能を有している。
受信レート計算部３３は、受信パケット集計部３２で得られた集計結果に基づき、これら全回線の受信パケットに関する受信レートを計算する機能を有している。
【００４２】
受信レート比較部３４は、受信レート計算部３３で得られた受信レートと、予め設定されている書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較し、この比較結果に応じて、パケットバッファＢＵＦにおける書き込み優先動作の要否を判定する機能を有している。受信レートが受信レートしきい値を越えた場合には、書き込み優先判定結果として、読み出し動作に対して書き込み動作の優先が必要であることを示す優先要を出力し、受信レートが受信レートしきい値以下の場合には、書き込み動作の優先が不要であることを示す優先不要を出力する。
【００４３】
転送制御部３５は、パケットバッファＢＵＦに対してパケットを書き込む際、読み出し／選択制御部２２に対してレジスタファイル１１からのパケット読み出しを許可する読み出し許可信号を出力する機能と、受信レート比較部３４からの書き込み優先判定結果に応じて、読み出し許可信号の出力間隔を変更する機能と、読み出し／選択制御部２２からのアドレス情報および書き込み指示を、書き込み制御部２３へ出力する機能とを有している。
【００４４】
本実施の形態では、パケットバッファＢＵＦに対する書き込み帯域幅と読み出し帯域幅との割当率を切り替えることにより、パケットバッファＢＵＦでの書き込み優先制御を行っている。例えば、書き込み優先判定結果が優先要を示す場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅を１００％とするとともに読み出し帯域幅を０％とし、優先不要を示す場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅を５０％とするとともに読み出し帯域幅を５０％とする場合、転送制御部３５は、優先要の場合は、優先不要の場合の半分の間隔で読み出し許可信号を出力することになる。
【００４５】
アクセス制御部３６は、書き込み制御部２３に対してパケットバッファＢＵＦへのパケットの書き込みを許可する書き込み許可を出力する機能と、書き込み制御部２３からの書き込み要求に応じて、パケットバッファＢＵＦへパケットの書き込み指示を出力する機能と、読み出し制御部２４に対してパケットバッファＢＵＦからのパケットの読み出しを許可する読み出し許可を出力する機能と、読み出し制御部２４からの読み出し要求に応じて、パケットバッファＢＵＦへパケットの読み出し指示を出力する機能と、受信レート比較部３４からの書き込み優先判定結果に応じて、書き込み許可と読み出し許可を出力する割合を変更する機能とを有している。
【００４６】
前述した例によれば、アクセス制御部３６は、書き込み優先判定結果が優先要を示す場合、書き込み許可のみを出力して読み出し許可の出力を停止し、優先不要を示す場合、書き込み許可と読み出し許可の出力を同じ割合とする。
【００４７】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図１および図２を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０の動作について説明する。図２は、第１の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の書き込み優先制御を示すタイミングチャートである。
【００４８】
この例では、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅を２００Ｇｂｐｓとし、書き込み優先判定結果が優先要を示す場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを１００％（＝２００Ｇｂｐｓ）とするとともに読み出し帯域幅ＲＷを０％とし、優先不要を示す場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）とするとともに読み出し帯域幅ＲＷを５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）とする。また、受信レートしきい値ＲＲｔｈを８０Ｇｂｐｓとする。
【００４９】
第１の網ＮＷ１からの回線から到着したパケットのパケット数は、周期的に、受信パケット計数部３１で回線ごとに計数され、受信パケット集計部３２で集計される。受信レート計算部３３は、この集計結果に基づき、これら全回線の受信パケットに関する受信レートＲＲを計算し、受信レート比較部３４は、この受信レートＲＲと予め設定されている受信レートしきい値ＲＲｔｈとを比較し、パケットバッファＢＵＦにおける書き込み優先動作の要否を判定する。
【００５０】
図２の時刻Ｔ０より前において、受信レートＲＲが受信レートしきい値ＲＲｔｈ以下であるため、書き込み優先判定結果は優先不要を示している。このため、パケットバッファＢＵＦには、全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷとして５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）が割り当てられ、読み出し帯域幅として５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）が割り当てられることになる。
【００５１】
したがって、転送制御部３５は、書き込み帯域幅１００Ｇｂｐｓに応じた間隔で、読み出し／選択制御部２２に対して読み出し許可信号を出力し、これに応じたタイミングでレジスタファイル１１からパケットが読み出され、セレクタ１２を介してデータ書き込み部１３へ出力される。
また、これらパケットの読み出しに合わせて読み出し／選択制御部２２から出力されたアドレス情報および書き込み指示が、転送制御部３５を介して書き込み制御部２３へ通知される。
【００５２】
一方、アクセス制御部３６は、書き込み帯域幅１００Ｇｂｐｓに応じた間隔で、書き込み制御部２３に書き込み許可を通知するとともに、読み出し帯域幅１００Ｇｂｐｓに応じた間隔で、読み出し制御部２４に読み出し許可を通知する。
これにより、書き込み制御部２３は、アクセス制御部３６からの書き込み許可に応じて、転送制御部３５からのアドレス情報をアドレス制御部２５へ通知するとともに、書き込み要求をアクセス制御部３６へ通知する。
【００５３】
したがって、データ書き込み部１３からパケットバッファＢＵＦのポートＰへ出力されたパケットが、アクセス制御部３６からの書き込み指示に応じて、アドレス制御部２５からのアドレス情報に応じた記憶領域に書き込まれる。
【００５４】
この後、時刻Ｔ０において、受信レートＲＲが受信レートしきい値ＲＲｔｈを越えた場合、書き込み優先判定結果が優先要に切り替えられる。このため、パケットバッファＢＵＦには、全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷとして１００％（＝２００Ｇｂｐｓ）が割り当てられ、読み出し帯域幅として０％が割り当てられることになる。
【００５５】
したがって、転送制御部３５は、書き込み帯域幅２００Ｇｂｐｓに応じた間隔で、読み出し／選択制御部２２に対して読み出し許可信号を出力する。
一方、アクセス制御部３６は、書き込み帯域幅２００Ｇｂｐｓに応じた間隔で、書き込み制御部２３に書き込み許可を通知するとともに、読み出し制御部２４に対する読み出し許可の通知を停止する。
これにより、パケットバッファＢＵＦでは、読み出し動作が行われず、書き込み動作のみが優先して行われる。
【００５６】
このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、時刻Ｔ０以降、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が減っているとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後の時刻Ｔ１〜Ｔ２に亘って受信レートＲＲが１００Ｇｂｐｓを越えても、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。なお、書き込み帯域幅ＷＷを増大させない場合、ＷＷを越えた図２の斜線部分に相当するパケットが破棄されることになり、連鎖的廃棄の発生原因となる。
【００５７】
この後、時刻Ｔ３に、 受信レートＲＲが受信レートしきい値ＲＲｔｈ以下となった場合、書き込み優先判定結果が優先不要に切り替えられる。このため、パケットバッファＢＵＦには、時刻Ｔ０以前と同様に、全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷとして５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）が割り当てられ、読み出し帯域幅として５０％（＝１００Ｇｂｐｓ）が割り当てられることになる。
これにより、パケットバッファＢＵＦに蓄積されたパケットが順次読み出されることになる。
【００５８】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、書き込み優先判定部３０Ａが、第１の網ＮＷ１の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定し、書き込み優先制御部３０Ｂが、書き込み優先判定部３０Ａで優先要と判定された場合、パケットバッファＢＵＦにおける全アクセス帯域幅のうち、パケットバッファＢＵＦからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、パケットバッファＢＵＦに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作を優先して実行するようにしたものである。
【００５９】
これにより、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
【００６０】
また、本実施の形態において、書き込み優先制御部３０Ｂが、書き込み優先判定部３０Ａで優先要と判定された場合、読み出動作を停止して書き込み動作のみを実行するようにしてもよい。これにより、極めて迅速にレジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量を低減させることができるとともに、書き込み帯域幅を最大とすることができ、その後に受信レートが大幅に増大しても、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
【００６１】
また、本実施の形態において、受信レートしきい値ＲＲｔｈは、書き込み帯域幅ＷＷと同じ値でも一定の効果を得ることができるが、受信レートしきい値ＲＲｔｈを書き込み帯域幅ＷＷより小さい値に設定することにより、受信レートＲＲが書き込み帯域幅ＷＷに達する前に、予めレジスタファイル１１内のパケットを、パケットバッファＢＵＦに書き込むことができる。これにより、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を、より効果的に抑制することができる。
【００６２】
［第２の実施の形態］
次に、図３を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０について説明する。図３は、第２の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【００６３】
第１の実施の形態では、パケットの受信レートに基づく判定に応じて、パケットバッファＢＵＦに対するパケット書き込み動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合を例として説明した。本実施の形態では、パケットバッファＢＵＦのバッファ蓄積量に基づく判定に応じて、レジスタファイル１１内のパケット廃棄動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合について説明する。
【００６４】
図３に示すように、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０において、バッファ蓄積量検出部４０は、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出する機能を有している。
このバッファ蓄積量検出部４０には、主な機能部として、書き込みパケット計数部４１、読み出しパケット計数部４２、および差分パケット数計算部４３が設けられている。
【００６５】
書き込みパケット計数部４１は、データ書き込み部１３または書き込み制御部２３からの処理信号に基づいて、パケットバッファＢＵＦに対して書き込まれたパケットの数を計数する機能を有している。
読み出しパケット計数部４２は、データ読み出し部１４または読み出し制御部２４からの処理信号に基づいて、パケットバッファＢＵＦから読み出されたパケットの数を計数する機能を有している。
【００６６】
差分パケット数計算部４３は、書き込みパケット計数部４１で計数された書き込みパケット数と、読み出しパケット計数部４２で計数された読み出しパケット数との差分を計算することにより、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出する機能を有している。
【００６７】
読み出し／選択制御部２２は、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量と、レジスタファイル１１におけるパケット保持量とを比較することにより、レジスタファイル１１に保持されているパケットのうち書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットをパケットバッファＢＵＦへ蓄積可能か否か判定する機能と、蓄積可能な場合にはレジスタファイル１１から余剰パケットを読み出してセレクタ１２からデータ書き込み部１３へ選択出力する機能と、蓄積不可能な場合にはレジスタファイル１１から余剰パケットを読み出してセレクタ１２で廃棄する機能とを有している。
【００６８】
パケットバッファＢＵＦは、書き込み用のポートＰＷと読み出し用のポートＰＲとを別個に有するデュアルポート型のＳＲＡＭからなる。
データ書き込み部１３は、セレクタ１２で選択されたパケットを、データバスＤＢを介してパケットバッファＢＵＦの書き込みポートＰＷへ入力する機能を有している。
データ読み出し部１４は、パケットバッファＢＵＦに蓄積されているパケットを、ポートＰＲからデータバスＤＢを介して読み出して、第２の網ＮＷ２へ送信する機能を有している。
なお、本実施の形態にかかるその他の機能部については、前述した第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６９】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図３を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０の動作について説明する。
バッファ蓄積量検出部４０は、周期的に、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出している。
【００７０】
読み出し／選択制御部２２は、バッファ蓄積量検出部４０でバッファ蓄積量が検出されるごとに、そのバッファ蓄積量とレジスタファイル１１におけるパケット保持量とを比較し、レジスタファイル１１に保持されているパケットのうち、書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットをパケットバッファＢＵＦへ蓄積可能か否か判定する。
【００７１】
ここで、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域があって、余剰パケットを蓄積することが可能な場合には、レジスタファイル１１から余剰パケットを読み出して、セレクタ１２からデータ書き込み部１３選択出力させる。
一方、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がなく、余剰パケットを蓄積することが不可能な場合には、レジスタファイル１１から余剰パケットを読み出して、セレクタ１２で廃棄させる。
【００７２】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、バッファ蓄積量検出部４０が、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出し、読み出し／選択制御部２２が、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量と、レジスタファイル１１におけるパケット保持量とを比較することにより、レジスタファイル１１に保持されているパケットのうち書き込み帯域幅を越える一部または全部の余剰パケットをパケットバッファＢＵＦへ蓄積可能か否か判定する機能と、蓄積可能な場合にはレジスタファイル１１から余剰パケットを読み出してセレクタ１２からデータ書き込み部１３へ選択出力する機能と、蓄積不可能な場合にはレジスタファイル１１から余剰パケットを読み出してセレクタ１２で廃棄するようにしたものである。
【００７３】
これにより、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がある場合には、レジスタファイル１１内の余剰パケットがパケットバッファＢＵＦへ書き込まれ、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がない場合には、レジスタファイル１１内の余剰パケットがセレクタ１２で廃棄される。
このため、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少することから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
【００７４】
［第３の実施の形態］
次に、図４を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０について説明する。図４は、第３の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【００７５】
第２の実施の形態では、パケットバッファＢＵＦのバッファ蓄積量に基づく判定に応じて、レジスタファイル１１内のパケット廃棄動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合を例として説明した。本実施の形態では、パケットバッファＢＵＦのバッファ蓄積量に基づく判定に応じて、パケットバッファＢＵＦに対するパケット書き込み動作を優先的に実行することにより、受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制する場合について説明する。
【００７６】
図４に示すように、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０において、バッファ蓄積量検出部４０は、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出する機能を有している。なお、バッファ蓄積量検出部４０の構成については、第２の実施の形態と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００７７】
書き込み制御部２３は、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、書き込み帯域幅を減増させる機能を有している。
読み出し制御部２４は、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、読み出し帯域幅を増減させる機能を有している。
【００７８】
パケットバッファＢＵＦは、書き込み／読み出し兼用のポートＰを有するシングルポート型のＳＲＡＭからなり、書き込み指示に応じて、ＳＲＡＭのうち書き込みアドレス情報で指定された記憶領域に、ポートＰに入力されたデータ書き込み部１３からのパケットを書き込む機能と、読み出し指示に応じて、ＳＲＡＭのうち読み出しアドレス情報で指定された記憶領域から、パケットを読み出してポートＰからデータ読み出し部１４へ出力する機能とを有している。
データ読み出し部１４は、パケットバッファＢＵＦに蓄積されているパケットを、ポートＰからデータバスＤＢを介して読み出して、第２の網ＮＷ２へ送信する機能を有している。
なお、本実施の形態にかかるその他の機能部については、前述した第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７９】
［第３の実施の形態の動作］
次に、図４および図５を参照して、本実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０の動作について説明する。図５は、第３の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の廃棄優先制御を示すタイミングチャートである。
【００８０】
この例では、パケットバッファＢＵＦのバッファ蓄積量ＰＣＮＴに対して、書き込み優先判定用のバッファ蓄積量しきい値ＰＣＮＴｔｈを設け、ＰＣＮＴがＰＣＮＴｔｈを越えた場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを１００％とするとともに読み出し帯域幅ＲＷを０％とし、優先不要を示す場合には、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを５０％とするとともに読み出し帯域幅ＲＷを５０％とする。  
【００８１】
バッファ蓄積量検出部４０は、周期的に、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量ＰＣＮＴを検出している。
書き込み制御部２３は、バッファ蓄積量検出部４０でＰＣＮＴが検出されるごとに、このＰＣＮＴと予め設定されているＰＣＮＴｔｈと比較する。
読み出し制御部２４は、バッファ蓄積量検出部４０でＰＣＮＴが検出されるごとに、このＰＣＮＴと予め設定されているＰＣＮＴｔｈと比較する。
【００８２】
図５の時刻Ｔ０より前において、ＰＣＮＴがＰＣＮＴｔｈ以下であることから、書き込み制御部２３は、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを５０％とし、同じく、読み出し制御部２４は、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、読み出し帯域幅ＲＷを５０％とする。
【００８３】
この後、時刻Ｔ０において、ＰＣＮＴがＰＣＮＴｔｈを越えた場合、書き込み制御部２３は、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、書き込み帯域幅ＷＷを１００％とし、同じく、読み出し制御部２４は、パケットバッファＢＵＦの全アクセス帯域幅のうち、読み出し帯域幅ＲＷを０％とする。
【００８４】
したがって、書き込み制御部２３は、書き込み帯域幅１００％に応じた間隔で、読み出し／選択制御部２２に対して読み出し許可信号を出力し、これに応じたタイミングでレジスタファイル１１からパケットが読み出され、セレクタ１２を介してデータ書き込み部１３へ出力される。
また、読み出し制御部２４は、読み出し帯域幅ＲＷ０％であることから、読み出し動作を停止する。
これにより、パケットバッファＢＵＦでは、読み出し動作が行われず、書き込み動作のみが優先して行われる。
【００８５】
このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、時刻Ｔ０以降、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が減っているとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、受信レートＲＲが増大しても、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
【００８６】
この後、時刻Ｔ１において、ＰＣＮＴがＰＣＮＴｔｈ以下となった場合、書き込み制御部２３および読み出し制御部２４は、時刻Ｔ０より前と同様に、書き込み帯域幅ＷＷを５０％とするとともに読み出し帯域幅ＲＷを５０％とする。
これにより、パケットバッファＢＵＦに蓄積されたパケットが順次読み出されることになる。
［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、バッファ蓄積量検出部４０が、パケットバッファＢＵＦでの書き込みパケット数と読み出しパケット数とに基づいて、パケットバッファＢＵＦにおけるバッファ蓄積量を検出し、書き込み制御部２３が、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、書き込み帯域幅を減増させ、読み出し制御部２４が、バッファ蓄積量検出部４０で検出されたバッファ蓄積量の増減に応じて、読み出し帯域幅を増減させるようにしたものである。
【００８７】
これにより、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がある場合には、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
【００８８】
［第４の実施の形態］
次に、図６を参照して、本発明の第４の実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０について説明する。図６は、第４の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【００８９】
本実施の形態は、前述した第１の実施の形態に第２の実施の形態を適用したものである。すなわち、書き込み優先判定部３０Ａと書き込み優先制御部３０Ｂとを備えて、第１の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行うとともに、バッファ蓄積量検出部４０を備えて、第２の実施の形態にかかる廃棄優先制御を行うようにしたものである。
【００９０】
これにより、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
【００９１】
これに加えて、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がある場合には、レジスタファイル１１内の余剰パケットがパケットバッファＢＵＦへ書き込まれ、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がない場合には、レジスタファイル１１内の余剰パケットがセレクタ１２で廃棄される。
このため、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少することから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
【００９２】
［第５の実施の形態］
次に、図７を参照して、本発明の第５の実施の形態にかかるパケット転送処理装置１０について説明する。図７は、第５の実施の形態にかかるパケット転送処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【００９３】
本実施の形態は、前述した第１の実施の形態に第３の実施の形態を適用したものである。すなわち、書き込み優先判定部３０Ａと書き込み優先制御部３０Ｂとを備えて、第１の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行うとともに、バッファ蓄積量検出部４０を備えて、第３の実施の形態にかかる書き込み優先制御を行うようにしたものである。
【００９４】
これにより、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
【００９５】
これに加えて、パケットバッファＢＵＦに空き記憶領域がある場合には、読み出し帯域幅に比較して書き込み帯域幅が大きくなって、パケットバッファＢＵＦにおけるパケット書き込み動作が優先して実行される。
このため、レジスタファイル１１内に蓄積されているパケットがより高速で読み出されてパケットバッファＢＵＦに書き込まれることになり、レジスタファイル１１内におけるバッファ蓄積量が低減する。したがって、レジスタファイル１１内のバッファ蓄積量が徐々に減少するとともに、書き込み帯域幅が増大していることから、その後に受信レートが増大してもパケットロスの発生頻度を低減でき、書き込み帯域幅の不足による受信パケットの連鎖的廃棄の発生を抑制することができる。
【００９６】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０…パケット転送処理装置、１１…レジスタファイル、１２…セレクタ、１３…データ書き込み部、ＢＵＦ…パケットバッファ、１４…データ読み出し部、２１…ＦＩＦＯ管理部、２２…読み出し／選択制御部、２３…書き込み制御部、２４…読み出し制御部、２５…アドレス制御部、３０Ａ…書き込み優先判定部、３０Ｂ…書き込み優先制御部、３１…受信パケット計数部、３２…受信パケット集計部、３３…受信レート計算部、３４…受信レート比較部、３５…転送制御部、３６…アクセス制御部、４０…バッファ蓄積量検出部、４１…書き込みパケット計数部、４２…読み出しパケット計数部、４３…差分パケット数計算部、ＮＷ１…第１の網、ＮＷ２…第２の網。
【要約】
【課題】書き込み帯域幅不足に起因する、受信パケットの連鎖的な廃棄の発生を抑制する。
【解決手段】書き込み優先判定部３０Ａが、第１の網ＮＷ１の各回線から受信したパケットに関する受信レートと書き込み優先判定用の受信レートしきい値とを比較する機能と、受信レートが受信レートしきい値を越えた場合、書き込み動作の優先要と判定し、書き込み優先制御部３０Ｂが、書き込み優先判定部３０Ａで優先要と判定された場合、パケットバッファＢＵＦにおける全アクセス帯域幅のうち、パケットバッファＢＵＦからのパケット読み出し動作に関する読み出し帯域幅に比較して、パケットバッファＢＵＦに対するパケット書き込み動作に関する書き込み帯域幅を大きくすることにより、パケットバッファにおけるパケット書き込み動作を優先して実行する。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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