(57)【要約】【課題】許容待機時間を考慮して集約パケットの収容効率を高める通信装置を提供する。【解決手段】通信装置は、パケットサイズの範囲毎に異なるキューバッファと、そのパケットサイズに応じて入力するキューバッファ選択手段と、許容待機時間に達した緊急出力パケットが内在するキューバッファを検知するキューバッファ検知手段と、検知されたキューバッファについて、先頭パケットから緊急出力パケットまでを、集約パケットとして収容する第１の集約パケット収容手段と、収容中の集約パケットについて残りの許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択し、そのキューバッファから先頭パケットを集約パケットへ収容する第２の集約パケット収容手段と、残り許容サイズが、最小パケットサイズになるまで、第２の集約パケット収容手段を繰り返す再帰制御手段とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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において、
入力されたパケットには、許容待機時間が付与されており、
パケットサイズの範囲毎に異なるキューバッファと、
入力されたパケットを、そのパケットサイズに応じたキューバッファへ入力するキューバッファ選択手段と、
複数のキューバッファの中で、許容待機時間に達した緊急出力パケットが内在するキューバッファを検知するキューバッファ検知手段と、
検知されたキューバッファについて、先頭パケットから前記緊急出力パケットまでを、集約パケットとして収容する第１の集約パケット収容手段と、
収容中の集約パケットについて残りの許容サイズを算出し、該許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択し、該キューバッファから先頭パケットを前記集約パケットへ収容する第２の集約パケット収容手段と、
収容中の集約パケットについて残り許容サイズが、最小パケットサイズになるまで、第２の集約パケット収容手段を繰り返す再帰制御手段と
を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
第１の集約パケット収容手段は、検知されたキューバッファに内在する全てのパケットを１つ以上の集約パケットとして収容する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
複数のキューバッファは、前記集約パケットの最大許容サイズを、一定サイズの範囲に区分した単位で備えられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
複数のキューバッファは、前記集約パケットの最大許容サイズを、２ｎのサイズの範囲に区分した単位で備えられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項５】
入力された多数のパケットから、パケットサイズに対するパケット数の分布を計測するパケットサイズ計測手段を更に有し、
複数のキューバッファは、前記パケットサイズの昇順にパケット数を累積させ、その累積分布を等範囲で区分した単位で備えられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項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を付与する許容待機時間算出手段と
を更に有し、
前記キューバッファ選択手段には、前記タイムスタンプ及び前記許容帯域時間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。
【請求項７】
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、
前記コアネットワークを介して相手方エッジ装置との間で、前記集約パケットを送受信する
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。
【請求項８】
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、許容待機時間が付与されており、
パケットサイズの範囲毎に異なるキューバッファと、
入力されたパケットを、そのパケットサイズに応じたキューバッファへ入力するキューバッファ選択手段と、
複数のキューバッファの中で、許容待機時間に達した緊急出力パケットが内在するキューバッファを検知するキューバッファ検知手段と、
検知されたキューバッファについて、先頭パケットから前記緊急出力パケットまでを、集約パケットとして収容する第１の集約パケット収容手段と、
収容中の集約パケットについて残りの許容サイズを算出し、該許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択し、該キューバッファから先頭パケットを前記集約パケットへ収容する第２の集約パケット収容手段と、
収容中の集約パケットについて残り許容サイズが、最小パケットサイズになるまで、第２の集約パケット収容手段を繰り返す再帰制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする通信装置用のプログラム。
【請求項９】
装置を用いて、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方法において、
入力されたパケットには、許容待機時間が付与されており、
パケットサイズの範囲毎に異なるキューバッファを有し、
入力されたパケットを、そのパケットサイズに応じたキューバッファへ入力する第１のステップと、
複数のキューバッファの中で、許容待機時間に達した緊急出力パケットが内在するキューバッファを検知する第２のステップと、
検知されたキューバッファについて、先頭パケットから前記緊急出力パケットまでを、集約パケットとして収容する第３のステップと、
収容中の集約パケットについて残りの許容サイズを算出し、該許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択し、該キューバッファから先頭パケットを前記集約パケットへ収容する第４のステップと
を有し、
収容中の集約パケットについて残り許容サイズが、最小パケットサイズになるまで、第４のステップを繰り返す
ことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された複数のパケットを集約パケットとして構成するための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。
【背景技術】
【０００２】
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、転送すべきパケット毎に例えばＭＰＬＳ(Multi Protocol Label Switching)と称されるラベルを付与し、その通信品質に応じて当該パケットの転送を制御する。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。
【０００３】
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：パケットに対する１秒当たりの処理可能なビット数
【０００４】
従来、送信側エッジ装置によれば、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（周期的又は総パケットサイズ）で、そのキューバッファ内のパケットを収容した集約パケットを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、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、その平均パケット長を大きくすることができる。これによって、コアネットワークの利用効率を高めることができる。
【０００５】
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。
【０００６】
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て宛先エッジ装置へ、複数のパケットを収容した集約パケットを送信している。受信側エッジ装置は、コアネットワークを介して受信した集約パケットを分解し、各パケットをアクセスネットワークへ転送する。
【０００７】
送信側エッジ装置は、複数のパケットを収容するために、キューバッファを備えている。そのため、パケットに対するキューバッファの通信遅延が重要となる。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、パケット毎の現在までの待機時間と、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。一般に、パケットのサービス毎に、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第０４４６８３３２号
【特許文献２】特開２０１３−１２３１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した従来技術によれば、キューバッファに格納されたパケット数やパケットサイズによっては、集約パケットのパケットサイズが、コアネットワークで転送可能なＭＴＵ(Maximum Transmission Unit)を下回って作成される場合がある（図１参照）。この場合、キューバッファに内在する全てのパケットのサイズを確認し、転送可能なデータサイズに収まるようにパケットを組み合わせることもできる。しかしながら、高速転送を要するエッジ装置について、キューバッファに内在するパケットの全てを確認するには処理負荷が大きく、パケット集約における処理遅延となる場合がある。
【００１０】
また、特許文献１に記載された技術のように、緊急性を要する優先パケットは、エッジ装置内に留まる時間を最小限に留める必要があり、この場合、パケットを集約することなく送出することとなる。しかしながら、優先パケットが比較的発生する場合であっても、コアネットワークに転送される許容平均パケット長を最大化することが求められる。
【００１１】
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入力されたキューバッファは、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。
【００１２】
そこで、本発明は、許容待機時間を考慮して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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、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において、
入力されたパケットには、許容待機時間が付与されており、
パケットサイズの範囲毎に異なるキューバッファと、
入力されたパケットを、そのパケットサイズに応じたキューバッファへ入力するキューバッファ選択手段と、
複数のキューバッファの中で、許容待機時間に達した緊急出力パケットが内在するキューバッファを検知するキューバッファ検知手段と、
検知されたキューバッファについて、先頭パケットから緊急出力パケットまでを、集約パケットとして収容する第１の集約パケット収容手段と、
収容中の集約パケットについて残りの許容サイズを算出し、該許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択し、該キューバッファから先頭パケットを集約パケットへ収容する第２の集約パケット収容手段と、
収容中の集約パケットについて残り許容サイズが、最小パケットサイズになるまで、第２の集約パケット収容手段を繰り返す再帰制御手段と
を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
第１の集約パケット収容手段は、検知されたキューバッファに内在する全てのパケットを１つ以上の集約パケットとして収容することも好ましい。
【００１５】
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
複数のキューバッファは、集約パケットの最大許容サイズを、一定サイズの範囲に区分した単位で備えられることも好ましい。
【００１６】
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
複数のキューバッファは、集約パケットの最大許容サイズを、２ｎのサイズの範囲に区分した単位で備えられることも好ましい。
【００１７】
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
入力された多数のパケットから、パケットサイズに対するパケット数の分布を計測するパケットサイズ計測手段を更に有し、
複数のキューバッファは、パケットサイズの昇順にパケット数を累積させ、その累積分布を等範囲で区分した単位で備えられる
ことも好ましい。
【００１８】
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を付与する許容待機時間算出手段と
を更に有し、
キューバッファ選択手段には、タイムスタンプ及び許容帯域時間を付加したパケットが入力される
ことも好ましい。
【００１９】
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、
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ことも好ましい。
【００２０】
本発明によれば、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、許容待機時間が付与されており、
パケットサイズの範囲毎に異なるキューバッファと、
入力されたパケットを、そのパケットサイズに応じたキューバッファへ入力するキューバッファ選択手段と、
複数のキューバッファの中で、許容待機時間に達した緊急出力パケットが内在するキューバッファを検知するキューバッファ検知手段と、
検知されたキューバッファについて、先頭パケットから緊急出力パケットまでを、集約パケットとして収容する第１の集約パケット収容手段と、
収容中の集約パケットについて残りの許容サイズを算出し、該許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択し、該キューバッファから先頭パケットを集約パケットへ収容する第２の集約パケット収容手段と、
収容中の集約パケットについて残り許容サイズが、最小パケットサイズになるまで、第２の集約パケット収容手段を繰り返す再帰制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、装置を用いて、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方法において、
入力されたパケットには、許容待機時間が付与されており、
パケットサイズの範囲毎に異なるキューバッファを有し、
入力されたパケットを、そのパケットサイズに応じたキューバッファへ入力する第１のステップと、
複数のキューバッファの中で、許容待機時間に達した緊急出力パケットが内在するキューバッファを検知する第２のステップと、
検知されたキューバッファについて、先頭パケットから緊急出力パケットまでを、集約パケットとして収容する第３のステップと、
収容中の集約パケットについて残りの許容サイズを算出し、該許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択し、該キューバッファから先頭パケットを集約パケットへ収容する第４のステップと
を有し、
収容中の集約パケットについて残り許容サイズが、最小パケットサイズになるまで、第４のステップを繰り返すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
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集約パケットの収容効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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２】本発明におけるエッジ装置の機能構成図である。
【図３】本発明における集約パケットへの収容処理を表すフローチャートである。
【図４】本発明における集約パケットへの収容処理を表す具体的な説明図である。
【図５】キューバッファのパケットサイズの範囲について３つの設定方法を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
図２は、本発明におけるエッジ装置の機能構成図である。
【００２６】
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１０１と、タイムスタンプ付与部１１と、許容待機時間算出部１２と、キューバッファ選択部１３と、複数のキューバッファ１４と、キューバッファ検知部２５と、第１の集約パケット収容部１６と、第２の集約パケット収容部１７と、再帰制御部１８と、出力インタフェース１０２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。
【００２７】
入力インタフェース１０１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。
【００２８】
［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。
【００２９】
［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、キューバッファ選択部１３へ出力される。
【００３０】
［キューバッファ選択部１３］
エッジ装置１は、例えばＲＩＰ(Routing Information Protocol)やＯＳＰＦ(Open Shortest Path First)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に対して経路を確立している。キューバッファ選択部１３は、フローテーブルを有し、それには、宛先エッジ装置及その経路に応じたキューバッファ群が登録されている。尚、後段のキューバッファ１４は、パケットサイズの範囲毎に備えられたものである。
【００３１】
フローテーブルは、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ものである。フローテーブルは、パケットに対する宛先エッジ装置を特定する。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。
【００３２】
キューバッファ選択部１３には、タイムスタンプ及び許容帯域時間を付加したパケットが入力され、そのパケットを、そのパケットサイズに応じたキューバッファ１４へ振り分ける。ここで、当該パケットは、許容待機時間が所定時間以上である場合、当該パケットのサイズに応じて各キューバッファに割り振られる。一方で、許容待機時間が所定時間ようりも短い場合、「緊急キューバッファ」へ入力される。尚、パケットサイズとパケット範囲との比較は、数値比較又はビットシフト比較で判定される。
【００３３】
［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、パケットサイズの範囲毎に備えられている。また、許容待機時間が所定時間よりも短いパケットに対して、緊急キューバッファを有する。キューバッファの個数や、各キューバッファのパケットサイズの範囲は、静的に割り当てられたものであってもよいし、起動途中で動的に変更するものであってもよい。ここで、宛先エッジ装置に対して転送可能なデータサイズ（ＭＴＵ値）を、キューバッファのパケットサイズの上限値とする。ＭＴＵ値は、トランスポートレイヤにおけるpingによって計測することができる。
【００３４】
尚、最も小さいパケットを格納するキューバッファ１は、パケットのヘッダ情報に基づいて、下限値は20byteとなる。また、集約パケットにも、少なくとも12byte以上のヘッダ情報が付加されることとなる。更に、集約方法によっては、集約パケットに含まれるパケット数に応じて、そのヘッダ情報が増加するものもある。これに対応して、集約パケットに収容可能な許容サイズも減少することを意味する。
【００３５】
［キューバッファ検知部１５］
キューバッファ検知部１５は、複数のキューバッファの中で、許容待機時間に達した緊急出力パケットが内在するキューバッファを検知する。勿論、緊急キューバッファにパケットが入力された際も、直ぐに検知される。あるキューバッファで緊急出力パケットが発生した旨の情報は、第１の集約パケット収容部１６へ通知される。
【００３６】
［第１の集約パケット収容部１６］
第１の集約パケット収容部１６は、検知されたキューバッファに内在する、先頭パケットから緊急出力パケットまでを、集約パケットとして収容する。ここで、緊急出力パケットの位置を検知する処理負荷を低減するために、検知されたキューバッファに内在する全てのパケットを１つ以上の集約パケットとして収容することも好ましい。少なくともその集約パケットの中に、緊急出力パケットも必ず含まれることを意味する。
【００３７】
［第２の集約パケット収容部１７］
第２の集約パケット収容部１７は、収容中の集約パケットについて残りの許容サイズを算出し、該許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択し、該キューバッファから先頭パケットを集約パケットへ収容する。
【００３８】
［再帰制御部１８］
再帰制御部１８は、収容中の集約パケットについて残り許容サイズが、最小パケットサイズになるまで、第２の集約パケット収容部１７を繰り返す。
【００３９】
図３は、本発明における集約パケットへの収容処理を表すフローチャートである。
【００４０】
図３によれば、第１の集約パケット収容部１６と、第２の集約パケット収容部１７と、再帰制御部１８との処理の流れを表している。
（Ｓ３１）第１の集約パケット収容部１６は、Ｓ３９との間で、緊急出力パケットが発生したキューバッファが空になるまで繰り返す。
（Ｓ３２）緊急出力パケットが発生したキューバッファから、集約パケットの最大サイズまでパケットを収容する。
【００４１】
（Ｓ３３）第２の集約パケット収容部１７は、Ｓ３７との間で、集約パケットの残り許容サイズが、最小パケットサイズ以下になるまで繰り返す。
（Ｓ３４）第２の集約パケット収容部１７は、集約パケットについて、最大サイズと、収容した総パケットサイズとの差分値を算出する。
（Ｓ３５）第２の集約パケット収容部１７は、その差分値以下のキューバッファが存在し、且つ、当該キューバッファにパケットが格納されているか否かを判定する。偽と判定した場合、Ｓ３８へ移行する。ここで、その差分値以下のキューバッファの中で、パケットサイズが最大のキューバッファが選択される。また、そのキューバッファが空であれば、次に小さいサイズのキューバッファに、パケットが格納されているか否かを判定する。
（Ｓ３６）第２の集約パケット収容部１７は、Ｓ３５で真と判定した場合、当該キューバッファの先頭パケットを、集約パケットに収容する。
（Ｓ３７）第２の集約パケット収容部１７は、Ｓ３３との間で、集約パケットの残り許容サイズが、最小パケットサイズ以下になるまで繰り返す。
【００４２】
（Ｓ３８）集約パケットを、宛先エッジ装置へ向けて、出力インタフェースから送信する。
（Ｓ３９）第１の集約パケット収容部１６は、Ｓ３１との間で、緊急出力パケットが発生したキューバッファが空になるまで繰り返す。
【００４３】
図４は、本発明における集約パケットへの収容処理を表す具体的な説明図である。
【００４４】
図４によれば、複数のキューバッファは、集約パケットの最大許容サイズを、２ｎのサイズの範囲に区分した単位で備えられる。
（Ｓ４１）最初に、キューバッファ６に緊急出力パケットが発生したとする。検知されたキューバッファには、２個のパケット（350byte及び500byte）が格納されており、例えば500byteのパケットが、残り許容待機時間が無い緊急出力パケットであるとする。そして、キューバッファ６に格納されたパケットを、先頭から順に、集約パケットへ収容する。ここで、集約パケットの最大サイズは1,500byteとすると、残り許容サイズは、以下のようになる。
残り収容サイズ＝1,500byte−（350byte＋500byte）
＝650byte
【００４５】
（Ｓ４２）次に、許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択する。残り許容サイズ650byteに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファは、256byte＜x≦512byteのキューバッファ５となる。キューバッファ５には、３個のパケットが格納されており、その先頭パケットは400byteである。そして、キューバッファ６に格納された先頭パケットのみを、集約パケットへ収容する。ここで、更なる残り許容サイズは、以下のようになる。
残り収容サイズ＝650byte−400byte
＝250byte
【００４６】
（Ｓ４３）次に、許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択する。残り許容サイズ250byteに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファは、64byte＜x≦128byteのキューバッファ３となる。キューバッファ３には、２個のパケットが格納されており、その先頭パケットは110byteである。そして、キューバッファ３に格納された先頭パケットのみを、集約パケットへ収容する。ここで、更なる残り許容サイズは、以下のようになる。
残り収容サイズ＝250byte−110byte
＝140byte
【００４７】
（Ｓ４４）次に、許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択する。残り許容サイズ140byteに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファは、64byte＜x≦128byteのキューバッファ３となる。キューバッファ３には、残り１個のパケットが格納されており、そのパケットは90byteである。そして、キューバッファ３に格納された先頭パケットのみを、集約パケットへ収容する。ここで、更なる残り許容サイズは、以下のようになる。
残り収容サイズ＝140byte−90byte
＝50byte
【００４８】
（Ｓ４５）次に、許容サイズに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファを選択する。残り許容サイズ50byteに収容可能な最大長のパケットサイズのキューバッファは、20byte＜x≦32byteのキューバッファ１となる。キューバッファ１には、３個のパケットが格納されており、その先頭パケットは32byteである。そして、キューバッファ１に格納された先頭パケットのみを、集約パケットへ収容する。ここで、更なる残り許容サイズは、以下のようになる。
残り収容サイズ＝50byte−32byte
＝18byte
【００４９】
最終的に、収容中の集約パケットについて残り許容サイズ18byteが、最小パケットサイズ20byteよりも小さくなったために、ここで、集約パケットへの収容を終了する。
【００５０】
図５は、キューバッファのパケットサイズの範囲について３つの設定方法を表す説明図である。
【００５１】
図５によれば、以下の４つの設定方法を表している。
（設定方法ａ）複数のキューバッファは、集約パケットの最大許容サイズを、一定サイズの範囲に区分した単位で備えられる。これは、パケット集約時に、サイズ別のキューバッファからパケットを取り出す場合、各キューバッファから取り出される実際のパケットサイズの揺らぎが一定値に収まる。この一定値をなるべく小さくすることによって、集約対象パケットを探索する再帰処理の回数を減らすことができる。
【００５２】
（設定方法ｂ）複数のキューバッファは、集約パケットの最大許容サイズを、２ｎのサイズの範囲に区分した単位で備えられる。通常、ＩＰヘッダに記述されるパケットサイズは、16bit幅であって、ＩＰパケット全体をバイト単位で数えた数値が格納されている。２ｎのサイズの範囲とすることよって、ビットシフト演算によってキューバッファを選択することができる。
【００５３】
（設定方法ｃ）複数のキューバッファは、パケットサイズの昇順にパケット数を累積させ、その累積分布を等範囲で区分した単位で備えられる。尚、この設定方法によれば、アクセスネットワークから入力された多数のパケットについて、パケットサイズに対するパケット数の分布を計測するパケットサイズ計測部を更に要する。
【００５４】
エッジ装置の設置場所によって、そこに流入するパケットサイズの分布も異なる。それにも拘わらず、エッジ装置全てについて、同一のパケットサイズ範囲でキーバッファを区分した場合、特定のサイズ範囲のキューに到着するパケット数は極端に少なくなり、サイズ別のキューバッファが効率的に使用されない場合もある。そのために、エッジ装置に流入するパケットのサイズを、一定期間だけ測定する。そして、パケットサイズの累積分布確率を一定値間隔で区切り、その確率範囲と一致するサイズをサイズ別のキューバッファに割り当てる。これにより、パケットのサイズ別のキューバッファに到着するパケット数は、一様分布に近づき、確保しているキューバッファを効率的に使用することができる。
【００５５】
（設定方法ｄ）前述した３つの設定方法ａ、ｂ、ｃを組み合わせることもできる。
最初、キューバッファは、設定方法ａ又はｂによって区分した単位で備える。そして、所定時間、キューバッファ毎に、入力されたパケット数をカウントする。その後、全てのキューバッファに入力されたパケット数の合計値から、各キューバッファに入力されたパケット数に基づいて、そのサイズ範囲の上限値で累積分布を算出する。累積分布確率を一定値毎に区切ることによって、キューバッファ毎のパケットサイズの範囲を決定する。累積分布のある確率に対するパケットサイズは、隣り合うキューバッファのサイズ上限値と、その両方のキューバッファのパケット数との累積割合の傾きが線形となるため、推定によって設定する。
【００５６】
尚、サイズ別のキューバッファのパケットサイズ範囲を動作中に変更する場合、現在確保しているキューバッファとは別に用意する必要がある。新たに流入するパケットは、新しいサイズ別のキューバッファへ格納し、古い全てのキューバッファは、パケットを完全に空にした後に開放する。
【００５７】
尚、本発明によれば、各キューから本手法によって取り出されるパケット順序は、パケット到着順とは異なるため、パケットの着順誤りが発生するが、高速ネットワークの外からは膨大な数のデバイスから多数のアプリケーションのデータフローが流入するため、ある特定フローのパケット到着間隔で、別フローのデータ多量に到着するため、パケット集約処理において順序逆転は発生することはない。
【００５８】
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集約パケットの収容効率を高めることができる。
【００５９】
本発明によれば、コアネットワークに小さいサイズのパケットが流入する状況であっても、コアネットワークにおける許容平均パケット長以上のパケットを転送する。これによって、コアネットワークに転送されるパケット数を少なくすることができる。
また、本発明によれば、パケットは、集約のためにキューバッファに格納されるが、緊急出力パケットが格納されたキューバッファから優先的に集約パケットへ収容する。これによって、許容待機時間の要求を満たすことができる。
更に、本発明によれば、集約パケットに収容するパケットを選択するために、緊急出力パケットが検知されたキューバッファから順に、パケットを収容している。これによって、キューバッファを選択するために、特別な計算を要することなく、少ない計算量で処理することができる。
【００６０】
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。
【符号の説明】
【００６１】
１  エッジ装置、通信装置
１０１  入力インタフェース
１０２  出力インタフェース
１１  タイムスタンプ付与部
１２  許容待機時間算出部
１３  キューバッファ選択部
１４  キューバッファ群
１５  キューバッファ検知部
１６  第１の集約パケット収容部
１７  第２の集約パケット収容部
１８  再帰制御部
【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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