(57)【要約】【課題】ネットワークの信頼度を向上させることができるネットワークにおいての輻輳発生予告システム及び方法を提供する。【解決手段】ネットワークにおいての輻輳が発生する前に、輻輳が発生する可能性があると判断される場合、送信パケット量の調節を要請する輻輳発生予告メッセージを、パケットを送信するネットワーク構成要素に転送することによって、パケット量を調節することができ、これにより、ネットワークにおいての輻輳発生及び輻輳に起因して発生するパケットの廃棄を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークにおける輻輳発生予告装置であって、
受信されるトラフィックの量によって輻輳発生予告の要否を判断し、輻輳発生予告が必要と判断される場合には、当該輻輳発生予告の対象となるトラフィック送信装置の情報を含む輻輳発生予告情報を獲得して出力する感知部と、
前記感知部から前記輻輳発生予告情報が入力され、前記輻輳発生予告情報を用いて輻輳発生予告メッセージを生成する通知部と、
を備えることを特徴とするネットワークにおける輻輳発生予告装置。
【請求項２】
前記輻輳発生予告装置は、受信されるトラフィックをキューイングするキューをさらに備え、
前記感知部は、前記キューにキューイングされたトラフィックの量と所定の基準値とを比較し、前記キューイングされたトラフィックの量が前記基準値を超過する場合には、輻輳発生予告が必要と判断することを特徴とする請求項１に記載のネットワークにおける輻輳発生予告装置。
【請求項３】
前記基準値を含む前記輻輳発生予告の要否を判断するための設定情報を格納し、前記格納された設定情報を前記感知部に提供する輻輳発生予告テーブルをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のネットワークにおける輻輳発生予告装置。
【請求項４】
ユーザから前記設定情報が入力され、前記輻輳発生予告テーブルを構築する設定部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のネットワークにおける輻輳発生予告装置。
【請求項５】
前記キューは、前記受信されるトラフィックを当該パケットに割り当てられたポート別にキューイングするための、各ポートに対応するポート別キューイング空間（space）を少なくとも１つ含み、
前記輻輳発生予告装置は、前記受信されるトラフィックに含まれるパケットをポート別に分類し、前記分類されたパケットを当該ポートに対応するキューイング空間にキューイングするキューイングブロックをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のネットワークにおける輻輳発生予告装置。
【請求項６】
前記ポート別キューイング空間の各々は、前記ポート別キューイング空間にキューイングされるパケットをクラス別にキューイングするための、各クラスに対応するクラス別キューイング空間を少なくとも１つ含み、
前記輻輳発生予告装置は、前記受信されるトラフィックに含まれるパケットを各パケットに割り当てられたポート及びクラス別に分類し、前記分類されたパケットを当該ポート及びクラスに対応するキューイング空間にキューイングするキューイングブロックをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のネットワークにおける輻輳発生予告装置。
【請求項７】
前記感知部は、任意のパケットが受信された場合には、受信されたパケットのキューイングにより当該キューイング空間の使用量が所定の基準値を超過するか否かを判断し、前記キューイング空間の使用量が前記基準値を超過する場合には、前記パケットに起因して輻輳発生予告が必要と判断することを特徴とする請求項６に記載のネットワークにおける輻輳発生予告装置。
【請求項８】
前記感知部が出力する輻輳発生予告情報は、輻輳発生予告を必要とするパケットの最初のトラフィック送信装置に対する転送情報を含むことを特徴とする請求項７に記載のネットワークにおける輻輳発生予告装置。
【請求項９】
前記パケットの最初のトラフィック送信装置に対する転送情報は、当該パケットの送信装置ＩＰアドレス、目的地ＩＰアドレス、送信装置ポート情報、目的地ポート情報及び当該パケットのクラス情報のうち少なくとも１つを含み、前記転送情報は、当該パケットに含まれる情報であることを特徴とする請求項８に記載のネットワークにおける輻輳発生予告装置。
【請求項１０】
前記輻輳発生予告装置は、前記生成された輻輳発生予告メッセージを前記輻輳発生予告を必要とするパケットの送信装置に送信する送信部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のネットワークにおける輻輳発生予告装置。
【請求項１１】
ネットワークにおける輻輳発生予告システムであって、
輻輳発生予告の要否を判断し、輻輳発生予告が必要と判断される場合には、当該輻輳発生予告のための輻輳発生予告メッセージを生成し、前記輻輳発生予告を必要とする装置に送信する輻輳発生予告装置と、
前記輻輳発生予告装置から前記輻輳発生予告メッセージが受信された場合には、自身が送信するトラフィックの量を減少させるトラフィック送信装置と、
を備えることを特徴とするネットワークにおける輻輳発生予告システム。
【請求項１２】
ネットワークにおける輻輳発生予告方法であって、
輻輳発生予告の要否を判断する段階と、
輻輳発生予告が必要と判断される場合に、輻輳予告メッセージを生成する段階と、
生成した輻輳予告メッセージを送信する段階と、
を有することを特徴とするネットワークにおける輻輳発生予告方法。
【請求項１３】
前記輻輳予告メッセージに含まれる輻輳予告情報を獲得する段階をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のネットワークにおける輻輳発生予告方法。
【請求項１４】
前記輻輳発生予告の要否を判断する段階では、現在のキューにキューイングされているトラフィックの量を所定の基準値と比較し、前記キューにキューイングされているトラフィックの量が前記基準値を超過する場合には、輻輳発生予告が必要と判断することを特徴とする請求項１２に記載のネットワークにおける輻輳発生予告方法。
【請求項１５】
前記所定の基準値は、輻輳発生予告テーブルに格納された値であることを特徴とする請求項１４に記載のネットワークにおける輻輳発生予告方法。
【請求項１６】
前記輻輳発生予告の要否を判断する段階は、任意のパケットが受信された場合には、受信されたパケットが輻輳発生予告を必要とするパケットであるか否かを判断する段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載のネットワークにおける輻輳発生予告方法。
【請求項１７】
前記受信されたパケットが輻輳発生予告を必要とするパケットであるか否かを判断する段階では、前記パケットがキューイングされるキューの現在の使用量を所定の基準値と比較し、前記キューの現在の使用量が前記基準値を超過する場合には、前記パケットが輻輳発生予告を必要とするパケットであると判断することを特徴とする請求項１６に記載のネットワークにおける輻輳発生予告方法。
【請求項１８】
前記輻輳予告情報は、輻輳発生予告を必要とするパケットの転送情報を含むことを特徴とする請求項１６に記載のネットワークにおける輻輳発生予告方法。
【請求項１９】
前記輻輳発生予告を必要とするパケットの転送情報は、送信装置ＩＰアドレス、目的地ＩＰアドレス、送信装置ポート情報、目的地ポート情報及び当該パケットのクラス情報のうち少なくとも１つを含み、前記転送情報は、当該パケットに含まれる情報であることを特徴とする請求項１８に記載のネットワークにおける輻輳発生予告方法。
【請求項２０】
前記生成した輻輳予告メッセージを送信する段階では、前記生成した輻輳発生予告メッセージを前記輻輳発生予告を必要とするパケットの送信装置に送信することを特徴とする請求項１９に記載のネットワークにおける輻輳発生予告方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークにおける輻輳発生予告システム及びその方法に関し、特に、ネットワークにおける輻輳発生及び輻輳発生に起因して発生するパケットの廃棄を防止できるネットワークにおける輻輳発生予告システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、インターネットを始めとする様々なネットワークでは、高い付加価値を持つ基幹（mission-critical）トラフィック、リアルタイム（real-time）トラフィック、高優先度の（high-priority）トラフィックなどに対する転送の要求が高まっている。これらトラフィックの安定した転送を実現するためには、転送速度及び信頼度が高いネットワークが要求される。このような要求は、現在のネットワークが指向している発展の方向と符合している。
【０００３】
すなわち、現在のネットワークは、高速及び高信頼度のネットワークを指向しつつ発展している。しかも、これら要求の充足を阻害する要因を解消するための方案が提案されている。
【０００４】
ネットワークの信頼性を阻害する大きな要因のうちの１つは、輻輳（Congestion）である。輻輳は、ネットワークの障害要因の１つと見なすことができ、ネットワークに流入するトラフィックが、ネットワークの転送容量を上回る場合に発生する。このような輻輳は、ルータなどのネットワークの構成要素の各々で発生し得る。任意のネットワーク構成要素で輻輳が発生する場合には、当該構成要素を含むリンクで輻輳が発生したともいわれる。
【０００５】
一般的に、任意のリンクに当該リンクが処理できる転送量を超過する量のトラフィックが流入する場合には、転送量を超過する量分のトラフィックは失われる。したがって、ネットワークにおける輻輳は、転送されるトラフィックの損失を発生させ、これにより、ネットワークの信頼性が低下する。また、損失するトラフィックは、ネットワークの終端間（end-to-end）のデータ再転送を要請することもある。このようなトラフィックの再転送もやはりサービス品質に影響を与え、終端ユーザ間の転送性能を低下させる要因となる。一方、ネットワークが高速化するにしたがって、ネットワークを介して転送されるべきトラフィックの量が増加しており、これにより、ネットワークにおいての輻輳発生の危険も高まっている。
【０００６】
これにより、輻輳に対処するための方案の必要性も高まっている。
【０００７】
輻輳に対処するために提案されている方案は、輻輳の発生を迅速に感知し、当該輻輳を迅速に解消できる方案と、輻輳の発生を防止できる方案とに分けられる。ところが、今まで提案されてきた、ＲＥＤ（Random Early Detection；ランダム早期感知）、ＷＲＥＤ（Weighted RED、加重値早期感知）などの輻輳に対処するための全ての方案は、発生した輻輳を解消したり、輻輳の発生を防止するための手段としてパケットの廃棄を行っている。これらの方案は、輻輳が発生した場合に、輻輳が発生した各ポート毎に有しているキューに格納することができる分のパケットを処理し、格納空間を超過するパケットを廃棄することによって発生した輻輳を解消したり、輻輳が発生する前にパケットの一部を廃棄することによって、輻輳の発生を防止する。すなわち、今まで提案された方案は、いずれもパケットの廃棄によるトラフィックの流失を認めている。このようなトラフィックの廃棄がネットワークの信頼度を低下させる要因となることは自明である。
【０００８】
したがって、ネットワークの信頼度を向上させるためには、パケットを廃棄することなく、ネットワークにおける輻輳の発生を防止できる方案が要求される。
【特許文献１】韓国公開特許２００３−４４５３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の目的は、ネットワークの信頼度を向上させることができるネットワークにおける輻輳発生予告システム及びその方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、輻輳発生を防止できるネットワークにおける輻輳発生予告システム及びその方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、パケットを廃棄せずに、輻輳発生を防止できるネットワークにおける輻輳発生予告システム及びその方法を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、ネットワークの終端間（end-to-end）ユーザ間のデータ転送性能を向上させることができるネットワークにおける輻輳発生予告システム及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るネットワークにおける輻輳発生予告装置は、受信されたトラフィックの量によって輻輳発生予告の要否を判断し、輻輳発生予告が必要と判断される場合には、当該輻輳発生予告の対象となるトラフィック送信装置の情報を含む輻輳発生予告情報を獲得して出力する感知部と、上記感知部から輻輳発生予告情報を入力され、上記輻輳発生予告情報を用いて輻輳発生予告メッセージを生成する通知部と、を備える。
【００１４】
上記輻輳発生予告装置は、受信されたトラフィックをキューイングするキューをさらに備え、上記感知部は、上記キューにキューイングされたトラフィックの量と所定の基準値とを比較し、上記キューイングされたトラフィックの量が上記基準値を超過する場合には、輻輳発生予告が必要と判断する。
【００１５】
上記輻輳発生予告装置は、上記基準値を含む上記輻輳発生予告の要否を判断するための設定情報を格納し、上記格納された設定情報を上記感知部に提供する輻輳発生予告テーブルをさらに備える。
【００１６】
上記輻輳発生予告装置は、上記輻輳発生予告テーブルを構築する設定部をさらに備える。
【００１７】
上記キューは、上記受信されるトラフィックを当該パケットに割り当てられたポート別にキューイングするための、各ポートに対応するポート別キューイング空間（space）を少なくとも１つ含むことができ、上記輻輳発生予告装置は、上記受信されたトラフィックに含まれるパケットをポート別に分類し、上記分類されたパケットを当該ポートに対応するキューイング空間にキューイングするキューイングブロックをさらに備える。
【００１８】
上記ポート別キューイング空間の各々は、上記ポート別キューイング空間にキューイングされるパケットをクラス別にキューイングするための、各クラスに対応するクラス別キューイング空間を少なくとも１つ含むことができ、上記キューイングブロックは、上記受信されるトラフィックに含まれたパケットを各パケットに割り当てられたポート及びクラス別に分類し、上記分類されたパケットを当該ポート及びクラスに対応するキューイング空間にキューイングする。
【００１９】
上記感知部は、任意のパケットが受信された場合には、受信されたパケットのキューイングにより当該キューイング空間の使用量が所定の基準値を超過するか否かを判断し、上記キューイング空間の使用量が上記基準値を超過する場合には、上記パケットに起因して輻輳発生予告が必要と判断する。
【００２０】
上記感知部が提供する輻輳発生予告情報は、輻輳発生予告を必要とするパケットの最初のトラフィック送信装置に対する転送情報を含む。
【００２１】
上記パケットの最初のトラフィック送信装置に対する転送情報は、当該パケットの送信装置ＩＰアドレス、目的地ＩＰアドレス、送信装置ポート情報、目的地ポート情報及び当該パケットのクラス情報のうち少なくとも１つを含み、上記転送情報は、当該パケットに含まれる。
【００２２】
上記輻輳発生予告装置は、上記生成された輻輳発生予告メッセージを上記輻輳発生予告を必要とするパケットの送信装置に送信する送信部をさらに備える。
【００２３】
また、本発明の他の態様に係るネットワークにおける輻輳発生予告システムは、輻輳発生予告の要否を判断し、輻輳発生予告が必要と判断される場合には、当該輻輳発生予告のための輻輳発生予告メッセージを生成し、上記輻輳発生予告を必要とする装置に送信する輻輳発生予告装置と、上記輻輳発生予告装置から上記輻輳発生予告メッセージが受信された場合には、自身が送信するトラフィックの量を減少させるトラフィック送信装置と、を備える。
【００２４】
また、本発明のさらに他の態様に係るネットワークにおいての輻輳発生予告方法は、輻輳発生予告の要否を判断する段階と、輻輳発生予告が必要と判断された場合には、輻輳予告メッセージを生成する段階と、生成した輻輳予告メッセージを送信する段階と、を備える。
【００２５】
上記方法は、上記輻輳予告メッセージに含まれた輻輳予告情報を獲得する段階をさらに備える。
【００２６】
上記輻輳発生予告の要否を判断する段階では、現在のキューにキューイングされているトラフィックの量を所定の基準値と比較し、上記キューにキューイングされているトラフィックの量が上記基準値を超過する場合には、輻輳発生予告が必要と判断する。
【００２７】
上記輻輳発生予告の要否を判断する段階では、任意のパケットが受信された場合には、受信されたパケットが輻輳発生予告を必要とするパケットであるか否かを判断する。
【００２８】
上記受信されたパケットが輻輳発生予告を必要とするパケットであるか否かを判断する段階は、上記パケットがキューイングされるキューの現在の使用量を所定の基準値と比較し、上記キューの現在使用量が上記基準値を超過する場合には、上記パケットが輻輳発生予告を必要とするパケットであると判断する。
【００２９】
上記生成した輻輳予告メッセージを送信する段階では、上記生成した輻輳発生予告メッセージを上記輻輳発生予告を必要とするパケットの送信装置に送信する。
【００３０】
上述したように、本発明は、ネットワークにおいて輻輳が発生する前に、輻輳が発生するか否かを予め判断し、輻輳が発生すると判断された場合には、これを通知する輻輳発生予告を行うことを特徴とする。本発明に係る輻輳発生予告は、輻輳発生予告メッセージを通じて輻輳を誘発すると判断されたトラフィックの送信装置に伝達される。輻輳発生予告を受信したトラフィック送信装置は、自身が送信するトラフィックの量を調節することによって、輻輳発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、輻輳が発生すると判断された場合に、当該輻輳発生を誘発すると判断されるトラフィック送信装置に輻輳発生予告を行い、以後に発生するトラフィックの量を減少させることによって、輻輳の発生を防止することができる。これにより、パケットを廃棄しなくても、輻輳の発生を防止することができ、ユーザ間のトラフィック損失が減少し、よって、終端間（end-to-end）ユーザ間のデータ転送性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００３３】
まず、本発明の実施形態の輻輳発生予告を行う輻輳発生予告装置について説明する。本発明の実施形態の輻輳発生予告装置（以下、「本実施形態の装置」ともいう）は、現在輻輳を誘発する可能性がある量分のトラフィックが流入していると判断される場合には、輻輳発生を予告するために、下記の図１に示されたような構成を有する。
【００３４】
図１は、本発明の一実施形態の輻輳発生予告（Backward congestion Notification；ＢｃＮ）装置を示すブロック構成図である。
【００３５】
本実施形態の装置は、図１に示されるように、上向き転送ブロック１００、フォワーディングブロック（forwarding block）１０２、フォワーディングテーブル（forwarding table）１０４、輻輳発生予告（Backward congestion Notification；ＢｃＮ）感知ブロック（detection block）１０６、キューイングブロック（queuing block）１０８、キュー（queue）１１０、下向き転送ブロック１１２、ＢｃＮ通知ブロック（notification block）１１４、ＢｃＮ設定ブロック（setting block）１１６及びＢｃＮテーブル（table）１１８を構成要素として含む。
【００３６】
上向き転送ブロック１００は、輻輳発生予告のための輻輳発生予告メッセージを、当該輻輳発生を誘発すると判断されるトラフィック送信装置に送信する。
【００３７】
フォワーディングブロック１０２は、外部から受信されるパケットを分析し、当該パケットが送られるべき出力ポート情報及びクラス情報を把握し、この情報をＢｃＮ感知ブロック１０６及びキューイングブロック１０８に提供する。フォワーディングブロック１０２は、パケット分析を行うために、当該パケットの目的地アドレスを用いてフォワーディングテーブル１０４を検索する。フォワーディングテーブル１０４は、受信されたパケットを分析するために必要な情報を格納し、この情報をフォワーディングブロック１０２に提供する。
【００３８】
ＢｃＮ感知ブロック１０６は、各出力ポートのクラスに対して輻輳があるか否かを感知し、当該結果をＢｃＮ通知ブロック１１４に提供する。また、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、輻輳発生予告が必要だと判断される場合に、当該輻輳発生予告のための輻輳発生予告情報を獲得し、ＢｃＮ通知ブロック１１４に提供する。ＢｃＮ感知ブロック１０６には、輻輳発生予告情報は、フォワーディングブロック１０２から提供される。ＢｃＮ感知ブロック１０６は、ＢｃＮ通知ブロック１１４と共に後述する。
【００３９】
キューイングブロック１０８は、フォワーディングブロック１０２またはＢｃＮ感知ブロック１０６で処理されたパケットに対する情報を検査し、当該パケットを送信すべきポート及びクラス別にキュー１１０にキューイングする。一方、キューイングブロック１０８は、キュー１１０に残っている空間があれば、ＢｃＮ感知ブロック１０６から入力されたパケットを当該空間にキューイングし、もしくは、当該パケットを廃棄する。
【００４０】
キュー１１０は、キューイングブロック１０８が提供するパケットが入力され、キューイングする。一般的に、キュー１１０の空間（space）は、パケットが各ポート別、各ポートのクラス別にキューイングされるように区分されることが一般的である。キューイングブロック１０８で各ポート別、クラス別に分類されたパケットは、キュー１１０内の、各ポート及びクラスに対応する空間にキューイングされる。
【００４１】
下向き転送ブロック１１２は、出力ポートのキュー１１０からパケットの有無を判断し、キューイングされたパケットが存在する場合には、当該出力ポートにパケットを転送する。この際、下向き転送ブロック１１２は、パケットを１つずつ転送する毎に、キュー１１０に格納されたパケットの個数を１ずつ減少させる。
【００４２】
ＢｃＮ通知ブロック１１４は、ＢｃＮ感知ブロック１０６から提供された輻輳発生予告情報を用いて輻輳発生予告のための輻輳発生予告メッセージを生成し、生成したメッセージを最初のトラフィック生成装置に伝達するように上向き転送ブロック１００に提供する。
【００４３】
ＢｃＮ設定ブロック１１６は、輻輳発生予告の要否を判断するために使われる設定情報（例えば、最低基準値、最高基準値、ドロップ確率（drop probability）など）がユーザから入力され、当該設定情報を用いてＢｃＮテーブル１１８を構築する。ＢｃＮ設定ブロック１１６は、本実施形態の輻輳発生予告機能を使用するか否かについても、ユーザから入力される。本実施形態の使用の要否がユーザにより決定されるように設定されている場合には、本実施形態の輻輳発生予告機能は、ユーザが要請する場合にのみ使われる。一方、本実施形態は、ユーザの要求と関係なく使われる基本機能として設定されることもできる。この場合、ＢｃＮ設定ブロック１１６は、ＢｃＮテーブル１１８を構築するための設定情報だけをユーザから入力されることが好ましい。
【００４４】
ＢｃＮテーブル１１８は、輻輳発生予告の要否を判断するために使われる情報を格納し、格納された設定情報をＢｃＮ感知ブロック１０６に提供する。また、ＢｃＮテーブル１１８は、本実施形態の輻輳発生予告機能の使用の要否に対する情報をさらに格納することができる。ＢｃＮテーブル１１８は、各出力ポートのクラス別に管理されることができる。すなわち、ＢｃＮテーブル１１８は、各出力ポートのクラスに対応する設定情報を格納する。
【００４５】
以下、ＢｃＮ感知ブロック１０６及びＢｃＮ通知ブロック１１４について詳細に説明する。
【００４６】
ＢｃＮ感知ブロック１０６は、前述したように、輻輳発生予告の要否を判断し、輻輳発生予告が必要と判断される場合には、当該輻輳発生予告のための輻輳発生予告情報を獲得し、ＢｃＮ通知ブロック１１４に提供する。
【００４７】
ＢｃＮ感知ブロック１０６は、キュー１１０の処理能力を超過する量のトラフィックが流入する場合に、輻輳発生予告が必要だと判断する。
【００４８】
具体的に説明すれば、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、受信される任意のパケットのキューイングによりキュー１１０の使用量が所定の基準値を超過する場合に、輻輳発生予告が要求されると判断する。この際、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、当該パケットのキューイング以後の当該キューイング空間の使用量を当該キューイング空間に対応するように設定された所定の基準値と比較する。当該パケットは、輻輳発生予告を必要とするパケットまたは輻輳発生予告を誘発するパケットであると称される。輻輳発生予告は、キュー１１０の構成により管理される。仮に、キュー１１０の空間が各パケットの最初のトラフィック送信装置別にパケットのキューイングがなされることができるように構成される場合には、本実施形態の輻輳発生予告は、パケットの送信装置別に管理される。しかしながら、キュー１１０のキューイング空間は、現在パケットを処理している装置のポート及びクラスに対応するように構成されることが一般的である。したがって、本実施形態の輻輳発生予告もやはりポート及びクラス別に管理されることが一般的である。
【００４９】
ＢｃＮ感知ブロック１０６は、輻輳発生予告が必要だと判断される場合には、当該輻輳発生予告のための輻輳発生予告情報を獲得し、ＢｃＮ通知ブロック１１４に提供する。輻輳発生予告情報は、輻輳発生予告を必要とするパケットの最初のトラフィック送信装置の情報を含む。当該パケットの最初のトラフィック送信装置の情報は、特に、生成された輻輳予告メッセージを当該送信装置に転送するための転送情報を含む。転送情報は、当該パケットの送信装置ＩＰアドレス、目的地ＩＰアドレス、送信装置ポート情報、目的地ポート情報及び当該パケットのクラス情報のうち少なくとも１つを含むことができる。輻輳発生予告情報は、フォワーディングブロック１０２から獲得することができる。
【００５０】
ＢｃＮ通知ブロック１１４は、ＢｃＮ感知ブロック１０６から輻輳発生予告が必要だという情報及び輻輳発生予告情報が提供される場合には、当該輻輳発生予告情報を用いて輻輳発生予告メッセージを生成する。輻輳発生予告メッセージは、輻輳発生予告を必要とするパケットの最初のトラフィック送信装置に転送され得るように生成され、生成された輻輳発生予告メッセージは、上向き転送ブロック１００を介して転送される。
【００５１】
なお、前述した各構成要素に付された名称は、本実施形態の理解を助けるために選択されたものに過ぎず、前述した各構成要素は、その名称により限定されないことを明らかにする。本実施形態は、名称と関係なく、前述した機能と同じ機能を有する装置までにその適用範囲を拡張することができる。
【００５２】
次に、本実施形態の輻輳発生予告方法について説明する。
【００５３】
図２は、本発明の一実施形態の輻輳発生予告方法の過程を示すフローチャートである。
【００５４】
図２のステップ２００（図中では、ステップをＳと略す）では、輻輳発生予告の要否が判断される。現在のキュー１１０にキューイングされているトラフィックの量が所定の基準値を超過する場合には、輻輳発生予告が必要だと判断される。輻輳発生予告の要否に関する判断は、受信される各パケットに対して行われることが好ましい。すなわち、パケットが受信される毎に、当該パケットのキューイングに起因して、キュー１１０にキューイングされているトラフィックの量が基準値を超過するようになるか否かを判断する。この基準値は、図１に示されたＢｃＮテーブル１１８に格納される。キューイングされているトラフィックの量が基準値を超過するパケットは、輻輳発生予告を必要とするパケットまたは輻輳発生予告を誘発するパケットであると称される。輻輳発生予告を必要とするパケットの送信装置が本実施形態の輻輳発生予告を受けることになる対象になる。
【００５５】
ステップ２０２では、輻輳発生予告が必要でないと判断された場合には、輻輳発生予告のための別途の動作無しに、一般的なパケット処理が続いて行われる。一方、輻輳発生予告が必要だと判断された場合には、ステップ２０４で、輻輳発生予告情報が獲得される。この輻輳発生予告情報は、以後輻輳発生予告メッセージを送信するために必要な情報を少なくとも含む。すなわち、輻輳発生予告情報は、輻輳発生予告を必要とするパケットの送信装置に対する転送情報を含む。転送情報は、送信装置ＩＰアドレス、目的地ＩＰアドレス、送信装置ポート情報、目的地ポート情報及び当該パケットのクラス情報のうち少なくとも１つを含む。この情報は、当該パケットから獲得することができる。
【００５６】
ステップ２００乃至ステップ２０４は、図１のＢｃＮ感知ブロック１０６により行われる。
【００５７】
ステップ２０６では、ステップ２０４で獲得された輻輳発生予告情報を含む輻輳発生予告メッセージが生成される。ステップ２０６は、図１のＢｃＮ通知ブロック１１４で行われる。ステップ２０８では、ステップ２０６で生成されたメッセージが輻輳発生予告を必要とするパケットの送信装置に送信される。ステップ２０８は、図１の上向き転送ブロック１００で行われる。
【００５８】
以下、添付の図３及び図４を参照して、ＢｃＮ感知ブロック１０６及びＢｃＮ通知ブロック１１４の動作を詳細に説明する。
【００５９】
図３は、本発明の一実施形態の輻輳発生予告の要否を判断する過程を詳細に示すフローチャートである。
【００６０】
以下では、最低基準値、最高基準値及びドロップ確率（drop probability）の設定情報を用いて本発明を行う実施形態が提示される。この際、最高基準値は、実際の輻輳が発生する値より低く決定されなければならない。この実施形態は、本発明の理解を助けるために提示されたものに過ぎず、本発明がこれに限定されるわけではない。
【００６１】
ステップ３００では、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、キュー情報及び設定情報を獲得する。この際、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、フォワーディングブロック１０２から入力された各パケットの出力ポートのクラスに該当するキュー番号を把握し、現在の当該キューに格納されているパケットの個数及び最高／最低基準値、ドロップ確率（drop probability）情報を読み出す。キュー番号は、当該パケットがキューイングされるキューイング空間を指示するために使われる。
【００６２】
ステップ３０２では、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、現在のキューの使用量、すなわち現在の当該キューに格納されているパケットの個数が最低基準値未満であるか否かを判断する。現在のキューの使用量が最低基準値未満なら、輻輳が発生する可能性がないので、輻輳発生予告が要求されない。当該パケットは、キューイングブロック１０８に出力される（ステップ３０４）。
【００６３】
一方、ステップ３０２の判断結果、現在のキューの使用量が最低基準値以上なら、ステップ３１０では、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、現在のキューの使用量が最高基準値を超過するか否かが判断する。現在のキューの使用量が最高基準値を超過する場合には、輻輳発生予告が必要な場合であるから、ステップ３１２では、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、輻輳発生要求が必要であることを知らせる情報を、ＢｃＮ通知ブロック１１４に出力する。この際、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、輻輳発生予告情報をも共にＢｃＮ通知ブロック１１４に提供することができる。そして、当該パケットは、キューイングブロック１０８に出力される。
【００６４】
他方、ステップ３１０での判断結果、現在キューの使用量が最低基準値以上で、且つ最高基準値以下である場合には、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、ドロップ確率（drop probability）によって輻輳発生予告の必要を判断する段階（ステップ３２０及びステップ３２２）を行う。ステップ３２０では、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、乱数を生成する。生成された乱数は、ステップ３２２で、ドロップ確率（drop probability）と比較される。乱数がドロップ確率（drop probability）より大きければ、ＢｃＮ感知ブロック１０６は、輻輳発生予告が必要と判断する。
【００６５】
一方、輻輳発生予告の要否の判断は、最高／最低基準値の２つの値により行われるが、１つの基準値により行われることもできる。また、必要に応じて、さらに多い数の基準値が輻輳発生予告の必要可否判断のために使われることができる。
【００６６】
図４は、本発明の一実施形態の輻輳発生予告メッセージの生成過程を詳細に示すフローチャートである。
【００６７】
ステップ４００で、ＢｃＮ通知ブロック１１４は、ＢｃＮ感知ブロック１０６から輻輳発生予告が必要であることを知らせる情報及び輻輳発生予告情報が入力されたか否かを判断する。この際、別途の輻輳発生予告を知らせる情報が入力されることなく、輻輳発生予告情報のみ入力されることができる。入力された情報があれば、ＢｃＮ通知ブロック１１４は、ステップ４０２で、当該輻輳発生予告情報を用いて輻輳発生予告メッセージを生成する。ステップ４０４で、ＢｃＮ通知ブロック１１４は、生成した輻輳発生予告メッセージを上向き転送ブロック１００に出力する。当該メッセージは、上向き転送ブロック１００を介して輻輳発生予告を必要とするパケットの最初のトラフィック送信装置に転送される。
【００６８】
一方、輻輳発生予告を必要とするパケットの最初のトラフィック送信装置（図示せず）は、輻輳発生予告メッセージを受信した場合には、自身が送信するトラフィックの量を減少させることによって、ネットワークの輻輳発生を防止することができる。当該最初のトラフィック送信装置は、輻輳発生メッセージを受信する毎に、自身が送信するトラフィックの量を段階的に減少させ、以後所定の時間の間に、輻輳発生メッセージが受信されない場合に、自身が送信するトラフィックの量を増加させることによって、ネットワークに流入するトラフィックの量を調節することができる。
【００６９】
図５は、本発明の一実施形態の輻輳発生予告の要否を判断するために使われる設定情報を含む輻輳発生予告テーブルの構成を示す図である。
【００７０】
図５に示されたように、輻輳発生予告テーブル１１８（BcN table）は、輻輳発生予告の要否を判断するために使われる基準値である最低基準値（Min. Threshold）、最高基準値（Max. Threshold）、ドロップ確率（drop probability）値のうち少なくとも１つを含む。輻輳予告テーブル１１８は、各々のインタフェース別、クラス別に管理される。
【００７１】
図６は、本発明の一実施形態のキュー１１０の現在の使用量情報を含む輻輳発生予告キュー長さテーブルの構成を示す図である。
【００７２】
図６に示されたように、輻輳発生予告キュー長さテーブル（BcN queue length table）は、現在のキューの使用量情報を格納する。このテーブルは、輻輳発生予告の要否の判断に使われる。
【００７３】
図７は、本発明の一実施形態の輻輳発生予告メッセージの構造を示す図である。
【００７４】
輻輳発生予告メッセージは、本実施形態で使われる輻輳発生の予告のために使われるメッセージである。本実施形態において、輻輳発生予告メッセージは、当該メッセージを受信する対象、すなわち輻輳発生予告を必要とするパケットの最初のトラフィック送信装置のアドレス情報（Source IP address）を少なくとも含む。
【００７５】
また、輻輳発生予告メッセージは、最初のトラフィック送信装置の送信装置ＩＰアドレス（Source IP address）、目的地ＩＰアドレス（Destination IP address）、送信装置ポート情報（Source UDP port）、目的地ポート情報（Destination UDP port）及び当該パケットのクラス情報(Class)のうち少なくとも１つを含む。
【００７６】
必要に応じて、本実施形態の輻輳発生予告メッセージは、輻輳が発生する可能性を示す確率、輻輳発生予告を必要とするパケットの最初のトラフィック送信装置が減少させるべきトラフィックの量などの付加情報をさらに含むことができる。このような情報は、本実施形態の装置で決定されることができる。但し、この場合、最低基準値及び最高基準値のほか、さらに多い等級の基準値など、さらに多い設定情報が要求される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態の輻輳発生予告（Backward congestion Notification；ＢｃＮ）装置を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態の輻輳発生予告方法の過程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態の輻輳発生予告の要否を判断する過程を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態の輻輳発生予告メッセージの生成過程を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態の輻輳発生予告の要否を判断するために使われる設定情報を含む輻輳発生予告テーブルの構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態のキューの現在の使用量情報を含む輻輳発生予告キュー長さテーブルの構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の輻輳発生予告メッセージの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１００  転送ブロック（上向き）
１０２  フォワーディングブロック
１０４  フォワーディングテーブル
１０６  ＢｃＮ感知ブロック
１０８  キューイングブロック
１１２  転送ブロック（下向き）
１１４  ＢｃＮ通知ブロック
１１６  ＢｃＮ設定ブロック
１１８  ＢｃＮテーブル
【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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