(57)【要約】【課題】  処理を簡素化して帯域管理が容易で処理速度が速く、輻輳状態からの回復も早いフレーム処理装置のフロー制御方法を提供する。【解決手段】  本発明はネットワークを接続するレイヤ２において、優先度［ｘ］毎に決められた送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉを含む制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉを、優先度［ｘ］毎に決められた時間間隔ＩＴ［ｘ］−ｉで制御対象ポートから送信し、流入フローを制御することを特徴とするフレーム処理装置のフロー制御方法である。【選択図】  図６
2005057407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置のフロー制御方法であって、
優先度毎に決められた送信停止時間を含む制御フレームを、優先度毎に決められた送信間隔で制御対象ポートから送信し、流入フローを制御することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項２】
ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置のフロー制御方法であって、
同位優先度に属するポートに対し、制御フレーム送信開始タイミングを変え、優先度毎に決められた送信停止時間を含む制御フレームを、優先度毎に決められた送信間隔で制御対象ポートから送信し、流入フローを制御することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項３】
ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置のフロー制御方法であって、
優先度毎に決められた送信停止時間と、制御フレーム送信間隔とを優先度単位に与える予め設定された管理テーブルにより、輻輳対象となる優先度、及びその下位の優先度のポートに対してフロー制御を行い、優先度が下位になるに従いフロー制御による規制を強めることを特徴とするフロー制御方法。
【請求項４】
ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置のフロー制御方法であって、
優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを用い、最上位の優先度のバッファのキュー長の時間平均値から閾値との比較を開始し、最初にバッファのキュー長の時間平均値が閾値を超えた輻輳状態をもって全体のフロー制御レベルを決定することを特徴とするフロー制御レベル決定方法。
【請求項５】
ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置のフロー制御レベル決定方法であって、
優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを比較し、優先度毎に輻輳状態レベルを決定し、輻輳状態が発生している中で最上位のフロー制御レベルにより全体のフロー制御レベルを決定することを特徴とするフロー制御レベル決定方法。
【請求項６】
ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置内に設けられるイーグレス処理回路であって、
優先度毎の輻輳状態をモニタし、該モニタ情報を用いて、優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを用い、最上位の優先度のバッファのキュー長の時間平均値から閾値との比較を開始し、最初にバッファのキュー長の時間平均値が閾値を超えた輻輳状態をもって全体のフロー制御レベルを決定する機能を具備することを特徴とするイーグレス処理回路。
【請求項７】
ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置内に設けられるイーグレス処理回路であって、
優先度毎の輻輳状態をモニタし、該モニタ情報を用いて、優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを比較し、優先度毎に輻輳状態レベルを決定し、輻輳状態が発生している中で最上位のフロー制御レベルにより全体のフロー制御レベルを決定する機能を具備することを特徴とするイーグレス処理回路。
【請求項８】
ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置内に設けられるイーグレス処理回路であって、
優先度毎の輻輳状態をモニタし、該モニタ情報を用いて、優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを用い、最上位の優先度のバッファのキュー長の時間平均値から閾値との比較を開始し、最初にバッファのキュー長の時間平均値が閾値を超えた輻輳状態をもって全体のフロー制御レベルを決定する機能を具備するイーグレス処理回路より与えられるフロー制御レベルを用いて、優先度毎に決められた送信停止時間と、制御フレーム送信間隔とを優先度単位に与える予め設定された管理テーブルにより、輻輳対象となる優先度、及びその下位の優先度のポートに対してフロー制御を行い、優先度が下位になるに従いフロー制御による規制を強めるフロー制御機能、または、優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを用い、最上位の優先度のバッファのキュー長の時間平均値から閾値との比較を開始し、最初にバッファのキュー長の時間平均値が閾値を超えた輻輳状態をもって全体のフロー制御レベルを決定するフロー制御レベル決定機能により制御条件を決定し、
該決定された制御条件に基づいて、優先度毎に決められた送信停止時間を含む制御フレームを、優先度毎に決められた送信間隔で制御対象ポートから送信し、流入フローを制御する手段、または、同位優先度に属するポートに対し、制御フレーム送信開始タイミングを変え、優先度毎に決められた送信停止時間を含む制御フレームを、優先度毎に決められた送信間隔で制御対象ポートから送信し、流入フローを制御するフロー制御に用いる制御フレームを生成する手段、を具備することを特徴とするイーグレス処理回路。
【請求項９】
ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置であって、
ネットワークノードを接続する物理層処理部と、ＭＡＣ副層処理部と、優先度毎の輻輳状態をモニタし、該モニタ情報を用いて、優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを用い、最上位の優先度のバッファのキュー長の時間平均値から閾値との比較を開始し、最初にバッファのキュー長の時間平均値が閾値を超えた輻輳状態をもって全体のフロー制御レベルを決定する機能を具備するイーグレス処理回路を一つ又は複数含む第１のイングレス及びイーグレス処理部と、
優先度毎に決められた送信停止時間と、制御フレーム送信間隔とを優先度単位に与える予め設定された管理テーブルにより、輻輳対象となる優先度、及びその下位の優先度のポートに対してフロー制御を行い、優先度が下位になるに従いフロー制御による規制を強めるフロー制御機能、または、
優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを用い、最上位の優先度のバッファのキュー長の時間平均値から閾値との比較を開始し、最初にバッファのキュー長の時間平均値が閾値を超えた輻輳状態をもって全体のフロー制御レベルを決定するフロー制御レベル決定機能により制御条件を決定し、
優先度毎に決められた送信停止時間を含む制御フレームを、優先度毎に決められた送信間隔で制御対象ポートから送信し、流入フローを制御するフロー制御方法、または同位優先度に属するポートに対し、制御フレーム送信開始タイミングを変え、優先度毎に決められた送信停止時間を含む制御フレームを、優先度毎に決められた送信間隔で制御対象ポートから送信し、流入フローを制御するフロー制御方法に用いる制御フレームを生成する機能を具備する一つ又は複数のイーグレス処理回路を含む第２のイングレス及びイーグレス処理部と、
前記第１、第２のイングレス及びイーグレス処理部を接続するスイッチ処理回路と、を具備することを特徴とするフレーム処理装置。
【請求項１０】
請求項９記載のフレーム処理装置において、前記第１のイングレス及びイーグレス処理部が決定したフロー制御レベルは、前記スイッチ処理回路を介さずに前記第２のイングレス及びイーグレス処理部に転送されるフレーム処理装置。
【請求項１１】
ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置であって、
ネットワークノードを接続する物理層処理部と、ＭＡＣ副層処理部と、優先度毎の輻輳状態をモニタし、該モニタ情報を用い、優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを比較し、優先度毎に輻輳状態レベルを決定し、輻輳状態が溌生している中で最上位のフロー制御レベルにより全体のフロー制御レベルを決定する機能を具備する一つ又は複数のイーグレス処理回路を含むイングレス及びイーグレス処理部と、
優先度毎の輻輳状態をモニタし、該モニタ情報を用いて、優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを用い、最上位の優先度のバッファのキュー長の時間平均値から閾値との比較を開始し、最初にバッファのキュー長の時間平均値が閾値を超えた輻輳状態をもって全体のフロー制御レベルを決定する機能を具備するイーグレス処理回路より与えられるフロー制御レベルを用い、優先度毎に決められた送信停止時間と、制御フレーム送信間隔とを優先度単位に与える予め設定された管理テーブルにより、輻輳対象となる優先度、及びその下位の優先度のポートに対してフロー制御を行い、優先度が下位になるに従いフロー制御による規制を強めるフロー制御機能、または優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを用い、最上位の優先度のバッファのキュー長の時間平均値から閾値との比較を開始し、最初にバッファのキュー長の時間平均値が閾値を超えた輻輳状態をもって全体のフロー制御レベルを決定するフロー制御レベル決定機能により制御条件を決定し、
優先度毎に決められた送信停止時間を含む制御フレームを、優先度毎に決められた送信間隔で制御対象ポートから送信し、流入フローを制御するフロー制御方法、または同位優先度に属するポートに対し、制御フレーム送信開始タイミングを変え、優先度毎に決められた送信停止時間を含む制御フレームを、優先度毎に決められた送信間隔で制御対象ポートから送信し、流入フローを制御するフロー制御方法に用いる制御フレームを生成する機能を具備するイーグレス処理回路を一つ又は複数含むイングレス及びイーグレス処理部と、
前記第１、第２のイングレス及びイーグレス処理部を接続するスイッチ処理回路とを具備することを特徴とするフレーム処理装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のフレーム処理装置において、前記第１のイングレス及びイーグレス処理部が決定したフロー制御レベルは、前記スイッチ処理回路を介さずに前記第２の第２のイングレス及びイーグレス処理部に転送されるフレーム処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークを接続するレイヤ２、つまり、ＯＳＩ参照モデルの第２層のデータ処理送における、フロー制御方法及びフレーム処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＡＮ技術を用いて構築されたネットワークの多くは、複数の支線ネットワークがブリッジ又はスイッチ等のフレーム処理装置を介して幹線ネットワークに接続されている。
【０００３】
図１は、ノード１（１１〜１ｎ）が支線ネットワーク２（２１〜２ｎ）を介してフレーム処理装置３に接続され、更にフレーム処理装置３は支線ネットワーク４を介してルータ５に接続されるネットワーク構成を示している。ここでルータ５には、フレーム処理装置３と同等の機能を備えたノードが接続されていると考えてもよい。ノード１、フレーム処理装置３にはＩＥＥＥ８０２．３ｘ（非特許文献１）に準拠するフロー制御機能が備わっているものとする。
【０００４】
図２は、フレーム処理装置３の一般的な機能ブロックである。符号３１（３１１〜３１ｎ）と３Ｆはそれぞれ、支線ネットワーク２（２１〜２ｎ）、４との物理的なインタフェースである物理層処理部を示している。符号３３（３３１〜３３ｎ）と３ＤはＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）副層処理部を示している。符号３５（３５１〜３５ｎ）と符号３Ｂはイングレス及びイーグレス処理部を示している。符号３８はスイッチ処理部である。符号３２（３２１〜３２ｎ）、３４（３４１〜３４ｎ）、３６（３６１〜３６ｎ）、３９、３Ｃ、そして３Ｅはデータ信号線であり、先黒の矢印の方向はフローの転送方向を示す。なお、各符号において英数字の末尾のｒ、ｔはスイッチ処理部３８へ向かう方向と遠ざかる方向をそれぞれ示している。他の図でも同様である。符号３７（３７１〜３７ｎ）と３Ａは内部制御信号線であり、矢印の方向は内部制御信号の転送方向を示す。なお、各符号の英数字の末尾のｒ、ｔは、スイッチ処理部３８へ向かう方向と遠ざかる方向をそれぞれ示している。他の機能ブロックを示す図でも同様である。
【０００５】
図３は、イングレス及びイーグレス処理部３５（３５１〜３５ｎ）、３Ｂの機能ブロック図である。符号３５ｉｒ（ｉ＝１〜ｎ）、３Ｂｒはイングレス処理部である。符号３５ｉｔ（ｉ＝１〜ｎ）、３Ｂｔはイーグレス処理部である。矢印３５ｉ０（ｉ＝１〜ｎ）、３Ｂ０は、イングレス処理部３５ｉｒ、３Ｂｒの状態情報がイーグレス処理部へ転送されることを示している。
【０００６】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、イーグレス処理部３５ｉｔ（ｉ＝１〜ｎ）、３Ｂｔの機能ブロックである。処理部３５ｉｔ０（ｉ＝１〜ｎ）、３Ｂｔ０は、イングレス処理部３５ｉｒ（ｉ＝１〜ｎ）、３Ｂｒの状態情報をもとにノード１（１１〜１ｎ）とルータ５からのフローを制御する制御信号フレームを生成する。バッファ３５ｉｔ２、３Ｂｔ２は、処理部３５ｉｔ０、３Ｂｔ０で生成された制御信号フレームをそれぞれキューイングする。バッファ３５ｉｔ３、３Ｂｔ３は、スイッチ処理部３８から流入するフローをそれぞれキューイングする。スケジューリング処理部３５ｉｔ８、３Ｂｔ８は、バッファ３５ｉｔ２と３５ｉｔ３、バッファ３Ｂｔ２と３Ｂｔ３との間をそれぞれ調停し、ＭＡＣ処理部３３ｉ、３Ｄへ転送するフロー及び制御フレームをスケジューリング処理する。
【０００７】
フレーム処理装置３に対し、処理能力を超えるフローが流入すると輻輳状態が発生する。輻輳状態となると輻輳に関連している各イングレス処理部３５ｉｒ、３Ｂｒからスイッチ処理部３８へのフローの転送が規制される。転送が規制されたイングレス処理部３５ｉｒ、３Ｂｒにフローが流入し続けると、イングレス処理部３５ｉｒ、３Ｂｒのキュー長が増加する。キュー長がイングレス処理部３５ｉｒ、３Ｂｒで蓄えることのできる長さを超えるとフレームの破棄が生じる。フローのフレームの破棄を避けるためにイングレス処理部３５ｉｒ、３Ｂｒのキュー情報がイーグレス処理部３５ｉｔ、３Ｂｔに伝えられ、それ以上のフローが流入しないようにするための制御フレームがイーグレス処理部３５ｉｔ、３Ｂｔにおいて生成され、ＭＡＣ副層処理部３３、３Ｄと物理層処理部３１、３Ｆを経てフローを生成しているノードが接続されるポートに送信される。制御フレームを受信したノード１では、制御フレームに書き込まれた数値（時間）に従って送信を止める。この一連の処理はフレーム処理装置３における輻輳状態が解消されるまで続けられる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００８】
フレーム処理装置３において、輻輳状態を極力発生させないことを目的とし、予め接続されるノード１（１１〜１ｎ）に対して帯域の上限を設定し、各ノードからのフローの流入量を測定し、設定帯域を超えるフローが流入した場合、又は設定帯域を超えないように制御フレームを対象ノードに送信する方法がある（例えば、特許文献１）。
【０００９】
フレーム処理装置３において、輻輳状態を極力発生させないことを目的とし、フロー種別を特定し、各フローの流入量を測定し、設定帯域を超えるフローが流入した場合、又は指定帯域を超えないように制御フレームを対象個別フロー若しくはフローグループ毎に送信する方法がある（例えば、特許文献２、特許文献３）。
【特許文献１】特開２００１−８６１２２公報
【特許文献２】特開２０００−２６９９９７公報
【特許文献３】特開２００２−２２３２２３公報
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ８０２．３ｘ，Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ８０２．３  Ｆｕｌｌ  Ｄｕｐｌｅｘ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，１９９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
フレーム処理装置において輻輳状態が発生した場合、一般的なフレーム処理装置では細かな帯域管理が難しい。
【００１１】
予め帯域の上限を設定する方法は輻輳を発生させないという目的には適するが、他ノードからのフローが無く、若しくは少なく処理に余裕がある場合においても制限された帯域を超えて使用することができない。
【００１２】
フロー種別毎にフローを制御する方法は、きめ細かい制御が可能なものの、フロー毎に制御フレームを生成し、各ノードへ送信することになるため管理が複雑になるとともに、制御フレームがフレーム処理装置から各ノードヘの帯域を多く消費することになる。
【００１３】
本発明は、かかる従来のフレーム処理装置およびフロー制御方法の問題に鑑みてなされたものであって、処理を簡素化して帯域管理が容易で処理速度が速く、輻輳状態からの回復も早いフロー制御方法およびフレーム処理装置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】
【００１４】
かかる課題を解決するために本発明は、各ポートに対して優先度を割り当て、フレーム処理装置における帯域制御を優先度単位に管理する。
【００１５】
また、制御フレームの生成、及び制御内容については、予め管理テーブルに設定した内容と各優先度の輻輳状態とを比較して決定することで処理速度を上げる。
【００１６】
管理テーブルは優先度間の協調動作を反映させた構成とし、優先度の逆転を防ぐとともに、輻輳状態からの回復を促す。
【００１７】
より具体的に、請求項１記載のフロー制御方法は、ネットワークを接続するレイヤ２のフレーム処理装置において用いられ、優先度毎に決められた送信停止時間を含む制御フレームを、優先度毎に決められた送信間隔で制御対象ポートから送信し、流入フローを制御することに特徴を有する。
【００１８】
請求項２記載フロー制御方法は、同位優先度に属するポートに対し、制御フレーム送信開始タイミングを変え、優先度毎に決められた送信停止時間を含む制御フレームを、優先度毎に決められた送信間隔で制御対象ポートから送信し、流入フローを制御することに特徴を有する。
【００１９】
請求項３記載のフロー制御方法は、優先度毎に決められた送信停止時間と、制御フレーム送信間隔とを優先度単位に与える予め設定された管理テーブルにより、輻輳対象となる優先度、及びその下位の優先度のポートに対してフロー制御を行い、優先度が下位になるに従いフロー制御による規制を強めることに特徴を有する。
【００２０】
請求項４記載のフロー制御レベル決定方法は、優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを用い、最上位の優先度のバッファのキュー長の時間平均値から閾値との比較を開始し、最初にバッファのキュー長の時間平均値が閾値を超えた輻輳状態をもって全体のフロー制御レベルを決定することに特徴を有する。
【００２１】
請求項５記載のフロー制御レベル決定方法は、優先度毎に用意されたバッファのキュー長の時間平均値と、優先度毎に設定された複数の閾値とを比較し、優先度毎に輻輳状態レベルを決定し、輻輳状態が発生している中で最上位のフロー制御レベルにより全体のフロー制御レベルを決定することに特徴を有する。
【００２２】
請求項６記載のイーグレス処理回路は、優先度毎の輻輳状態をモニタし、該モニタ情報を用いて、請求項４記載のフロー制御レベル決定方法により全体のフロー制御レベルを決定する機能を具備することに特徴を有する。
【００２３】
請求項７記載のイーグレス処理回路は、優先度毎の輻輳状態をモニタし、該モニタ情報を用いて、請求項５記載のフロー制御レベル決定方法により全体のフロー制御レベルを決定する機能を具備したことに特徴を有する。
【００２４】
請求項８記載のイーグレス処理回路は、請求項６記載のイーグレス処理回路により与えられるフロー制御レベルを用いて、請求項３又は請求項４の方法により制御条件を決定し、該制御条件に基づいて、請求項１又は２記載のフロー制御方法に用いる制御フレームを生成する機能を具備したことに特徴を有する。
【００２５】
請求項９記載のフレーム処理装置は、ネットワークノードを接続する物理層処理部と、ＭＡＣ副層処理部と、請求項６記載のイーグレス処理回路を一つ又は複数含む第１のイングレス及びイーグレス処理部と、請求項８記載のイーグレス処理回路を一つ又は複数含む２のイングレス及びイーグレス処理部と、前記第１、第２のイングレス及びイーグレス処理部を接続するスイッチ処理回路とを備えたことに特徴を有する。実際的には、前記第１のイングレス及びイーグレス処理部で生成されたフロー制御レベルは、スイッチ処理回路を介さずに第２のイングレス及びイーグレス処理部に転送する構成となる。
【００２６】
請求項１１記載のフレーム処理装置は、ネットワークノードを接続する物理層処理部と、ＭＡＣ副層処理部と、請求項７記載のイーグレス処理回路を一つ又は複数含む第１のイングレス及びイーグレス処理部と、請求項８記載のイーグレス処理回路を一つ又は複数含む第２のイングレス及びイーグレス処理部と、第１、第２のイングレス及びイーグレス処理部を接続するスイッチ処理回路とを備えたことに特徴を有する。実際的には、前記第１のイングレス及びイーグレス処理部で生成されたフロー制御レベルは、スイッチ処理回路を介さずに第２のイングレス及びイーグレス処理部に転送する構成となる。
【発明の効果】
【００２７】
処理が簡素化され、処理速度を上げることができる。管理テーブルにおいて優先度間の協調を図ることにより、優先度間の逆転が生じず、輻輳状態からの回復を早められる。
【００２８】
各ポートに対して優先度を割り当て、フレーム処理装置における帯域制御を優先度とポート単位に管理することで処理を簡素化できる。
【００２９】
制御フレームの生成、及び制御内客については、予めテーブルに設定した内客と各優先度のキュー状態とを比較することで管理を行うことで複雑な計算などは用いず、処理速度を上げることができる。
【００３０】
管理テーブルは優先度間の協調動作を反映させた構成とすることで、上位優先度のノードからのフロー量が下位優先度のノードからのフロー量を下回る逆転現象を生じさせないようにするとともに、輻輳状態からの回復を早めるようにすることができる。
【実施例１】
【００３１】
（請求項１対応）
図５、図６及び図８を用いて実施例１を説明する。図５は本発明の実施例１のフロー制御方法による制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉの送受信に関するタイミングチャート、図６は同実施例における制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉの構成を示す図、図８は同実施例における輻輳状態レベルＣＧｉと優先度［ｘ］別の送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉ及び時間間隔ＩＴ［ｘ］−ｉの関係をテーブル化したフロー管理テーブルＴＢ１を示す図である。
【００３２】
優先度［ｘ］が割り当てられているポートの制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉには送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉが書き込まれている。制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉを受信したノードは、制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉを受信する度に送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉだけ送信を止める。但し、送信途中のフレームがある場合は、フレームの送信が終わり、制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉ受信後、送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉが経過していない場合に送信を止める。送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉ経過後、送信すべきフレームがある場合には、即座にフレームの送信を開始する。制御フレームＰＴ［ｘ］−ｉを時間間隔ＩＴ［ｘ］−ｉで送信することで、下記式（１）で決まる帯域付近にフローが制限される。
【００３３】
輻輳状態レベルＣＧiに対し、クラス［ｘ］（ｘ＝１、２、３）の帯域は、
Ｂ［ｘ］−ｉ＝（ＰＴ［ｘ］−ｉ／ＩＴ［ｘ］−ｉ）×Ｂ  ・・・（１）
但し、Ｂは最大帯域
として与えられ、
Ｂ［１］−ｉ＞Ｂ［２］−ｉ＞Ｂ［１］−ｉ  ・・・（２）
という関係がある。
【００３４】
但し、優先度が、クラス［１］＞クラス［２］＞クラス［３］の場合とする。
【実施例２】
【００３５】
（請求項２対応）
図６、図７及び図８を用いて実施例２を説明する。図７は、実施例２のフロー制御方法における各ポートの送受信に関するタイミングチャートを示す図である。
【００３６】
優先度［ｘ］が割り当てられているポートの制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉには送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉが書き込まれている。制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉを受信したノードは、制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉを受信する度に送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉだけ送信を止める。但し、送信途中のフレームがある場合は、フレームの送信が終わり、制御フレームＰＦ［ｘ］−ｉ受信後、送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉが経過していない場合は送信を止める。送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉ経過後、送信すべきフレームがある場合には、即座にフレームの送信を開始する。制御フレームＰＴ［ｘ］−ｉを時間間隔ＩＴ［ｘ］−ｉで送信することで、式（１）で決まる帯域付近にフローが制限される。この際、同位優先度のポート間（図７では簡単の為にポートａ、ｂ、ｃの３つとしている）で制御フレームの送信開始タイミングを時間Ｔ［ｘ］差をつけて送信することで、同位優先度のポート間で「停止」「送信」タイミングの同期が発生する確率を減少させる。
【実施例３】
【００３７】
（請求項３対応）
図８を用いて、実施例３を説明する。図８は、実施例３のフロー制御方法を適用する優先度の例であって、優先度クラスが３つ（［１］、［２］、［３］）あり、各優先度クラスの閾値がＮｘ（ｘ＝１，２，３）で輻輳状態レベルがＮ＋１ある、つまりＮ＝Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３となる場合としている。
【００３８】
輻輳状態レベルＣＧｉに応じて、全優先度クラスに対してフロー制御パラメータ（送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉ、制御フレーム送信間隔ＩＴ［ｘ］−ｉ：ｘ＝１，２，３）が与えられる。この時、各ポートに対する帯域は優先度に応じて式（１）の付近に制限される。その際、どの輻輳状態レベルに対しても必ず式（２）の条件を満たすようにフロー制御パラメータを設定する。優先度クラス間の傾斜をつけて協調制御することで、優先度を反映したフロー制御を行う。
【実施例４】
【００３９】
（請求項４）
図９を用いて実施例４を説明する。図９は実施例４のフロー制御レベル決定方法をフローチャートで示す図である。図９の実施例４は、優先度クラスが３つ（［１］、［２］、［３］）あり、各優先度クラスの閾値がＮｘ（ｘ＝１，２，３）で輻輳状態レベルがＮ＋１ある、つまりＮ＝Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３となる場合としている。
【００４０】
この実施例では、一定時間ＴＩＭＥＲ毎に優先度毎に輻輳状態をモニタし、輻輳状態レベルを決定する。このとき、時間ＴＩＭＥＲは全優先度クラスに共通であり、制御フレーム送信間隔よりも大きいものとする。
【００４１】
先ず、最も優先度の高い優先度クラス［１］から閾値ｔｈ［１］とキュー長の時間平均値Ｑ［１］とを比較する（Ｆ０００）。ステップＦ０００の判定が「真」の場合、輻輳状態レベルはＣＧ（Ｎ）と決まる（Ｆ０１０）。ステップＦ０００の判定が「偽」の場合は、次のステップＦ００１に進んで判定し、判定が「真」の場合は、輻輳状態レベルはＣＧ（Ｎ−１）と決まる（Ｆ０１１）。ステップＦ００１の判定が「偽」の場合は次のステップＦ００２に進むことになる。
【００４２】
時間平均値Ｑ［１］がどの閾値ｔｈ［１］も超えていない場合は、優先度クラス［２］の時間平均値Ｑ［２］を閾値ｔｈ［２］と比較する（図示せず）。キュー長の時間平均値がいずれの閾値を越えていない場合は、順次下位クラスの比較へと移る。なお、優先度クラス［２］のステップは図示していない。
【００４３】
優先度クラス［３］の最後のステップＦ００５の判定が「偽」となった場合は、輻輳状態は発生しておらず、輻輳状態レベルはＣＧ０（非輻輳状態レベル）となる（Ｆ０１６）。
【実施例５】
【００４４】
（請求項５対応）
図１０、図１１及び図１２を用いて実施例５を説明する。図１０は同実施例におけるフロー制御レベル決定方法をフローチャートで示す図、図１１は同実施例における優先度クラス毎に設定された輻輳状態レベルの比較処理をフローチャートで示す図、図１２は同実施例における、各優先度［ｘ］クラス毎に設定された輻輳状態レベルＣＧｉと、送信停止時間ＰＴ［ｘ］−ｉ及び時間間隔ＩＴ［ｘ］−ｉの関係をテーブル化したテーブルデータを示す図である。図１０、図１１及び図１２では優先度クラスが３つ（［１］、［２］、［３］）あり、各優先度クラスの閾値がＮｘ（ｘ＝１，２，３）で輻輳状態レベルがＮ＋１ある。つまりＮ＝Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３となる）場合としている。
【００４５】
この実施例では、一定時間ＴＩＭＥＲ毎に輻輳状態レベルを決定する。このとき、時間ＴＩＭＥＲは全優先度クラスに共通であり、制御フレーム送信間隔よりも大きいものとする。
【００４６】
先ず、全ての優先度クラスにおいて、閾値ｔｈ［ｘ］（ｘ＝１，２，３）とキュー長の時間平均値Ｑ［ｘ］とを比較する（Ｆ１００）。仮に、ステップＦ１００の判定が「偽」、ステップＦ１０１の判定が「真」の場合は、その優先度クラスの輻輳状態レベルはＣＧ［ｘ］＝ＣＧ［ｘ］  （Ｎｘ−１）と決まる（Ｆ１１１）。ステップＦ１００、Ｆ１０１の判定が「偽」の場合は、次のステップＦ１０２に進んで判定することになる。
【００４７】
輻輳状態レベルＱ［ｘ］がどの閾値ｔｈ［ｘ］も超えていない場合は、その優先度クラスでは輻輳状態は発生しておらず、輻輳状態レベルはＣＧ［ｘ］＝ＣＧ［ｘ］  ０（非輻輳状態レベル）となる（Ｆ１１６）。
【００４８】
引き続き、優先度クラス毎に決まった輻輳状態レベルの比較を行う。先ず、最上位優先度クラス［１］において輻輳状態が発生しているか否かを判定する（Ｆ２００）。輻輳状態が発生していれば、つまり、Ｆ２００が「真」ならば、優先度クラス［１］の輻輳状態レベルＣＧ［１］によって全体の輻輳状態レベルＣＧが決まり（Ｆ２１０）、各クラスの制御パラメータも一意に決まる（ＴＢ２）。ステップＦ２００の判定が「偽」の場合、次のステップＦ２０１において判定する。最終判断となるステップＦ２０２の判定が「偽」の場合、輻輳状態は発生しておらず輻輳状態レベルはＣＧ０（非輻輳状態レベル）となる（Ｆ２１３）。
【実施例６】
【００４９】
（請求項６対応）
図１３を用いて実施例６を説明する。図１３は、同実施例におけるイーグレス処理回路の機能ブロックを示す図である。なお、図１３ではクラス数を３つ（［１］、［２］、［３］）としてある。
【００５０】
優先度に基づいたフローがデータ信号線３９から、優先度毎に設けられたバッファ３ＢＳｔ１０にキューイングされる。各バッファ３ＢＳｔ１０にキューイングされたフローは、スケジューラ３ＢＳｔ１２からの制御信号３ＢＳｔ１３に従いデータ信号線３Ｃｔへ転送される。また、各バッファ３ＢＳｔ１０のキュー長の時間平均値Ｑ［１］が実施例４のフロー制御レベル決定方法に従ってフロー制御レベルを決める処理回路３ＢＳｔ１５に転送され、フロー制御レベルが一意に決定される。決定されたフロー制御レベルは信号線３Ａｓｔへ転送される。
【実施例７】
【００５１】
（請求項７対応）
図１４を用いて実施例７を説明する。図１４は、同実施例におけるイーグレス処理回路の機能ブロックを示す図である。なお、図１４ではクラス数を３つ（［１］、［２］、［３］）としてある。
【００５２】
優先度に基づいたフローがデータ信号線３９により優先度毎に設けられたバッファ３ＢＳｔ２０にキューイングされる。各バッファ３ＢＳｔ２０にキューイングされたフローは、スケジューラ３ＢＳｔ２２からの制御信号３ＢＳｔ２３に従いスケジューラ３ＢＳｔ２２を介してデータ信号線３Ｃｔへ転送される。また、各バッファ３ＢＳｔ２０のキュー長の時間平均値が実施例５のフロー制御レベル決定方法に従って各優先度クラスのフロー制御レベルを決める処理回路３ＢＳｔ２５に転送され、各優先度クラスのフロー制御レベルが決定される。各優先度クラスのフロー制御レベルは実施例５の各優先度クラスのフロー制御レベルから全体のフロー制御レベルクラスを決定する方法に従ってフロー制御レベルを決定する処理回路３ＢＳｔ２７へ転送され、全体のフロー制御レベルを一意に決定する。一意に決まったフロー制御レベル情報は内部制御信号線３ＡＳｔへ転送される。
【実施例８】
【００５３】
（請求項８対応）
図８又は図１２、および図１５を用いて実施例８を説明する。図１５は、同実施例におけるイングレス及びイーグレス処理部３５ｉＳｔの機能ブロック図である。
【００５４】
データ信号線３６ｉｔからフローがバッファ３５ｉＳｔ０に入力され、キューイングされる。一方、内部制御信号線３ＡＳｔからはフロー制御レベル情報が制御フレーム生成回路３５ｉＳｔ１へ入力される。制御フレーム生成回路３５ｉＳｔ１ではフロー制御レベルに応じ、図８のフロー管理テーブルＴＢ１（又は図１２のフロー管理テーブルＴＢ２）に従って制御フレームを生成する。生成された制御フレームと、バッファ３５ｉＳｔ０にキューイングされたフローはスケジューラ３５ｉＳｔ６に従ってデータ信号線３４ｉｔへ転送される。
【実施例９】
【００５５】
（請求項９、１０対応）
図１６を用いて本発明を適用したフレーム処理装置の実施例を説明する。図１６は、本発明を適用したフレーム処理装置の機能をブロックで示す図である。図１６と図２に示した構成の違いは、図１６に示した実施例は、イングレス及びイーグレス処理部３５ｉＳ（ｉ＝１〜ｎ）、３ＢＳの構成と、第１のイングレス及びイーグレス処理部３ＢＳで生成されたフロー制御レベル情報が内部信号線３ＡＳｔより直接、第２のイングレス及びイーグレス処理部３５ｉＳへ伝えられる点であり、他は同じ構成である。
【００５６】
符号３１（３１１〜３１ｎ）と３Ｆはそれぞれ支線ネットワーク２（２１〜２ｎ）、４との物理的なインタフェースである物理層処理部を示している。送信及び受信フローはＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）副層処理部３３（３３１〜３３ｎ）と３ＤにおいてＭＡＣ処理を受ける。符号３５ｉＳ（３５１Ｓ〜３５ｎＳ）と３ＢＳはイングレス及びイーグレス処理部を示している。第２のイングレス及びイーグレス処理部３５ｉＳ内には実施例８のイーグレス処理回路が含まれ、第１のイングレス及びイーグレス処理部３ＢＳ内には実施例６又は実施例７のイーグレス処理回路が含まれる。符号３８はスイッチ処理部を示している。符号３２（３２１〜３２ｎ）、３４（３４１〜３４ｎ）、３６（３６１〜３６ｎ）、３９、３Ｃ、そして３Ｅはデータ信号線であり、矢印の方向はフローの移動方向を示す。なお、各英数字の末尾のｒ、ｔはスイッチ処理部３８へ向かう方向と遠ざかる方向をそれぞれ示していて、他の機能ブロックを示す図でも同様である。符号３７（３７１〜３７ｎ）と３ＡＳは内部制御信号線であり、矢印の方向は内部制御信号の移動方向を示す。なお、各英数字の末尾のｒ、ｔはスイッチ処理部３８へ向かう方向と遠ざかる方向をそれぞれ示している。他の機能ブロックを示す図でも同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】ノードが支線ネットワークを介してフレーム処理装置に接続され、更にフレーム処理装置は支線ネットワークを介してルータに接続されるネットワーク構成を示す図である。
【図２】フレーム処理装置の一般的な機能をブロックで示す図である。
【図３】イングレス及びイーグレス処理部の機能をブロックで示す図である。
【図４】イーグレス処理部の機能をブロックで示す図である。
【図５】本発明を適用したフロー制御方法の実施例における制御フレームのタイミングチャートを示す図である。
【図６】本発明の実施例の制御フレームの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例のフロー制御方法による各ポートの送受信に関するタイミングチャートを示す図を示す図である。
【図８】本発明の実施例であるフロー管理テーブルを示す図である。
【図９】本発明の実施例である各ポートの送受信に関するタイミングチャートを示す図である。
【図１０】本発明の実施例であるフロー制御レベル決定方法のフローチャートを示す図である。
【図１１】本発明の実施例における優先度クラス毎に設定された輻輳状態レベルの比較処理のフローチャートを示す図である。
【図１２】本発明のフロー管理テーブルの他の実施例を示す図である。
【図１３】本発明の実施例であるイーグレス処理回路の機能をブロックで示す図である。
【図１４】本発明の他の実施例であるイーグレス処理回路の機能をブロックで示す図である。
【図１５】本発明の実施例であるイングレス及びイーグレス処理部の機能をブロックで示す図である。
【図１６】本発明の実施例であるフレーム処理装置の機能をブロックで示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１（１１〜１ｎ）  ノード
２（２１〜２ｎ）  支線ネットワーク
３  フレーム処理装置
４  支線ネットワーク
３５（３５１〜３５ｎ）  ３Ｂ  イングレス及びイーグレス処理部
３５ｉｔ（ｉ＝１〜ｎ）  ３Ｂｔ  イーグレス処理部
２（２１〜２ｎ）  ４  支線ネットワーク
３１（３１１〜３１ｎ）  ３Ｆ  物理層処理部
３２（３２１〜３２ｎ）  ３４（３４１〜３４ｎ）  データ信号線
３６（３６１〜３６ｎ）  ３９  ３Ｃ  ３Ｅ  データ信号線
３３（３３１〜３３ｎ）  ３Ｄ  ＭＡＣ副層処理部
３５ｉｒ（ｉ＝１〜ｎ）  ３Ｂｒ  イングレス処理部
３５ｉＳ（３５１Ｓ〜３５ｎＳ）  ３ＢＳ  イングレス及びイーグレス処理部
３５ｉｔ（ｉ＝１〜ｎ）  ３Ｂｔ  イーグレス処理部
３５ｉｔ２  ３Ｂｔ２  バッファ
３８  スイッチ処理部
３ＢＳｔ１０  バッファ
３ＢＳｔ１２  スケジューラ
３ＢＳｔ１３  制御信号
３ＢＳｔ１５  処理回路
３ＢＳｔ２０  バッファ
３ＢＳｔ２２  スケジューラ
３ＢＳｔ２３  制御信号
ＰＦ［ｘ］−ｉ  制御フレーム
ＰＴ［ｘ］−ｉ  送信停止時間
ＣＧｉ  輻輳状態レベル
ＩＴ［ｘ］−ｉ  時間間隔
Ｔ［ｘ］  時間
ＴＩＭＥＲ  時間
ｔｈ［１］  閾値
Ｑ［１］  キュー長の時間平均値
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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