パケット転送システム、パケット転送装置、パケット転送方法、及びパケット転送プログラム
【課題】マーキングの種類を1つにしつつ受付制御を行い、さらにマーク無しトラヒックのレート計測、入口側パケット転送装置から出口側パケット転送装置への転送レート計測を行うことなく強制切断を行なうことができるパケット転送装置を提供する。
【解決手段】境界パケット転送装置において、トークンバケツ処理部41は、受信したパケットが到着した時刻とその1つ前のパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとを乗算してトークンを算出し、該算出されたトークンをトークンバケツに補充する。マーキング実施部42は、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致している場合には、そのパケットにマーキングせず、残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合には、そのパケットにマーキングを行う。
【解決手段】境界パケット転送装置において、トークンバケツ処理部41は、受信したパケットが到着した時刻とその1つ前のパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとを乗算してトークンを算出し、該算出されたトークンをトークンバケツに補充する。マーキング実施部42は、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致している場合には、そのパケットにマーキングせず、残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合には、そのパケットにマーキングを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、IP網における少なくとも電話を含むリアルタイム通信において、既に受け付けたセッションの品質を確保するために、新たなセッションの受付制御や、故障などによるルート変更によって生じる品質劣化を防止するためにルート変更で生じた設備量減少によって過剰になったセッションの切断などを行うパケット転送システム、パケット転送装置、パケット転送方法、及びパケット転送プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
リアルタイム通信を行う場合、ネットワーク内に流入するセッションを無制限に受け付けると、サービス中のセッションにパケット損失や、遅延、遅延揺らぎなどが発生し、全てのセッションがサービスとして成り立たなくなってしまう。このため、リアルタイム通信を実現するには、ネットワークの混雑状況に応じて、新たなセッションの流入を規制しなければならない。また、ネットワーク装置の故障などにより設備量が減少し、既に受け付けたセッションの品質が確保できなくなることが考えられる。このような事態になった場合、既に受付済みのセッションであっても必要分、切断することによって、切断されなかったセッションの品質を確保する必要が生じる。
【0003】
このような新たなセッションの受付制御や、過剰なセッションの切断制御(以下、これらの制御を総称してセッション制御とし、その制御方法をセッション制御方法という)については、IETFのPCN−WGで検討がなされ、複数の方式が提案されている(例えば、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3参照)。これら従来技術のうち、非特許文献3に記載されているセッション制御方法は、他の方法と比較して、使用するマーキングの種類の数が少ないことが特徴である。以下では、非特許文献3に係る技術のセッション制御方法について説明する。
【0004】
非特許文献3に係る技術によるセッション制御方法は、他の従来技術による方法と同様に、各ルータで予め決められたレートを超えたら、パケットにマーキングを行うものであるが、他の従来技術が受付制御用のマーキングと強制切断用のマーキングとの2種類のマーキングを用意しているのに対して、非特許文献3に係る技術では、受付制御用の1種類のマーキングしか用意していない。また、マーキングの方法も、他のセッション制御方法と異なっている。まず、マーキングの方法について説明し、その後、そのマーキングの方法を用いた受付制御、次に、強制切断制御について説明する。
【0005】
図29は、非特許文献3に係る技術に適用されているマーキング機能を説明するための概念図である。他の従来技術では、一般的に、受付制御用のマーキングとして閾値マーキングが用いられており、強制切断用のマーキングとして超過レートマーキングが用いられている。一方、非特許文献3に係る技術によるセッション制御方法では、図29に示すように、受付制御用のマーキングとして、超過レートマーキングを用いている。超過レートマーキングは、超過レート分のみのパケットに対してマーキングを行うもので、受付制御用に適用した場合、受付制御レート(admissible rate)を超えたパケットのみにマーキングが行われることになる。トークンバケツによる実装方法では、図30に示すように、マーキングを開始する閾値TB.ThrがトークンバケツのサイズであるTB.Sizeの底に近い値に設定されていることに相当する。これにより、TB.Size−TB.Thrが揺らぎ吸収分となり、閾値TB.Thrにより示されるレート超過分のみに対してマーキングできることになる。
【0006】
非特許文献3に係る技術において、各ルータは、このマーキング機能を備えており、受付制御レート(admissible rate)を超えたときに、超過レートマーキングの方法でマーキングを行う。出口ルータでは、入口ルータ毎にマーク割合(CLE)を計算し、その値を入口ルータに送信する。入口ルータでは、このCLEが閾値を超えたかどうかを判定し、超えた場合には、新規セッションの受付を行わない制御を行う。
【0007】
非特許文献3に係る技術において、強制切断制御は、次のようにして行う。出口ルータでは、入口ルータ毎にCLE≠0のとき、マーキングがなされていないレートを計測する。このレートを入口ルータに送信し、入口ルータでは、そのレートにある定数Uを掛けたレートを、強制切断レートとして超過した分のセッションを強制切断する。このとき、定数Uは、ネットワーク全体で1つの値に設定されており、これにより、マーキングの種類を1つにすることができ、内部ルータに要求される機能を少なくすることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】Babiarz et al., “Three State PCN Marking”, Internet Draft: draft-babiarz-pcn-3sm-01.txt, Internet Engineering Task Force, November 2007
【非特許文献2】Briscoe at al., “Pre-Congestion Notification marking”, Internet Draft: draft-briscoe-tsvwg-cl-phb-03.txt, Internet Engineering Task Force, October 2006
【非特許文献3】Charny et al., “Pre-Congestion Notification Using Single Marking for Admission and Termination”, Internet Draft: draft-charny-pcn-single-marking-03.txt, Internet Engineering Task Force, November 2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、前述したように、超過レートマーキングとは異なるマーキング方式として閾値マーキングがある。閾値マーキングは、物理的には、実際のレートが決められた値を超えたら、全てのパケットにマーキングする。これは、トークンバケツにおけるマーキング閾値TB.Thrに対して、バケツサイズが十分深いことを意味しており、マーキング閾値TB.Thrよりも、トークンを使用してしまった場合には、そのトークンが閾値TB.Thrまで補充されるまで、マーキングされ続けることになる。すなわち、受付制御に閾値マーキングが用いられている場合には、瞬間的に実際のレートが受付レートを超えたら、バケツにトークンが再度満たされるまで、全てのパケットに対してマーキングを行うことになり、その間、マークされないパケットのレートは0となる。一方、マーキングがされていないということは、平均的なレートが受付レート以下になっていることを示すことになる。
【0010】
上述した非特許文献3に係る技術では、マークされないレートの定数倍を強制切断のレートとしているため、マークされないレートを計測する必要がある。そのため、前述したマーキングが行われている間、マークされないパケットのレートが0となる閾値マーキングを用いることはできず、超過レートマーキングを用いることが必須となる。超過レートマーキングでは、受付レートを超えた分だけにマーキングがなされるからであり、このとき、マーキングがなされていないレートは、受付レートを超えない、実際に使用しているレートを示すことになるからである。
【0011】
しかしながら、受付制御用のマーキングとして超過レートマーキングを使用すると、受付レートを超えた分だけにマーキングがなされるため、余分に受け付けてしまい、結果として、受け付けたセッションの品質が劣化してしまう可能性がある。品質が劣化してしまうと想定される理由として、超過レートマーキングでは、瞬間でのレートが受付レートを超えているかどうかによってマーキングがなされるため、マーキングがなされていないということは、瞬間的に受付レートを下回っていることを意味しているにすぎず、平均的なレートが受付レートを超えていることがあるためである。そのため、受付レートに対して過剰に受け付けてしまうため、受付レートを低めの値に設定せざるを得ず、また、どの程度低めに設定すればよいのかが分からないという問題がある。
【0012】
また、非特許文献3に係る技術では、強制切断については、強制切断レートはマーキングがされないレートの定数倍となっており、その定数は、ネットワーク全体で1つの値になっているため、全ての入口出口ルータ間で適切に決定することは、事実上不可能である。このため、強制切断レートを適切に設定することができないという問題がある。
【0013】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、マーキングの種類を1つに維持しつつ、セッション制御を行なうことができるパケット転送システム、パケット転送装置、パケット転送方法、及びパケット転送プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上述した課題を解決するために、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムであって、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置は、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段と、第1のトークン処理手段によるトークンバケツの残余トークン量が、トークンバケツサイズまたは略トークンバケツサイズとして定められた第1の残トークン閾値より小さい場合、受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、を備え、出口側パケット転送装置は、受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御することを特徴とする。
【0015】
また、本発明は、マーキング実施手段は、第1の残トークン閾値をトークンバケツのサイズとし、パケットが受信された場合、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させる前に、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、受信したパケットにマーキングせず、残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合、受信したパケットにマーキングを行い、判定後に、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させることを特徴とする。
【0016】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、入口側パケット転送装置から送信され、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置のマーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットの割合を算出する演算手段と、演算手段により算出された、マーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値とに基づいて受付済みのセッションを入口側パケット転送装置に切断させるか否かを選択する切断制御手段と、演算手段により算出されたマーキングされたパケットの割合と、第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値とに基づいて入口側パケット転送装置にて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、を備え、入口側パケット転送装置は、切断制御手段、または受付制御手段が選択した内容を示す信号を出口側パケット転送装置から受信して、受付済みのセッションの切断、または新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行うことを特徴とする。
【0017】
また、本発明は、入口側パケット転送装置は、複数存在し、第1のマーク割合閾値及び第2のマーク割合閾値は、入口側パケット転送装置と出口側パケット装置とのペアごとに、入口側パケット転送装置または出口側パケット装置に予め設定されることを特徴とする。
【0018】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置であって、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理手段と、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、受信したパケットにマーキングせず、残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合、受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、を備えたことを特徴とする。
【0019】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける出口側のパケット転送装置であって、受信したパケットのうち、入口側のパケット転送装置及び中継を行うパケット転送装置にてトークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かの判定に基づき残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合にマーキングされたパケットの割合に基づいて、入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御することを特徴とする。
【0020】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおけるパケット転送方法であって、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置にて、トークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするステップと、マーキング実施手段が、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、受信したパケットにマーキングせず、残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合、受信したパケットにマーキングを行うステップと、出口側パケット転送装置にて、受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【0021】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置のコンピュータを、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理手段、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、受信したパケットにマーキングせず、残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合、受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段、として機能させるためのパケット転送プログラムである。
【0022】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける出口側のパケット転送装置のコンピュータに、受信したパケットのうち、入口側のパケット転送装置及び中継を行うパケット転送装置にてトークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かの判定に基づき残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合にマーキングされたパケットの割合に基づいて、入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御する手順を実行させるためのパケット転送プログラムである。
【0023】
また、本発明は、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとしてトークン処理を行う第2のトークン処理手段を備え、マーキング実施手段は、第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツの残余トークン量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きい場合、受信したパケットにマーキングしないことを特徴とする。
【0024】
また、本発明は、マーキング実施手段は、トークンバケツの残余トークン量が、第1の残トークン閾値より小さい場合、1を超える予め定められた個数ごとに受信したパケットにマーキングを行い、第1の残トークン閾値より小さく予め定められた第2の残トークン閾値より小さい場合、受信したパケットごとにマーキングを行うことを特徴とする。
【0025】
また、本発明は、マーキング実施手段は、第2のトークンバケツのトークン残余量が第3の残トークン閾値より小さいと判定し、さらに第1のトークンバケツの残余トークン量が、第1の残トークン閾値より小さいと判定した場合、1を超える予め定められた個数ごとに受信したパケットにマーキングを行い、その後さらに第1のトークンバケツの残余トークン量が第2の残トークン閾値より小さいと判定した場合、受信したパケットごとにマーキングを行い、その後さらに第2のトークンバケツのトークン残余量が第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、受信したパケットにマーキングしないことを特徴とする。
【0026】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、入口側パケット転送装置から送信され、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置のマーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットの割合を算出する演算手段と、演算手段により算出されたマーキングされたパケットの割合を、入口側パケット転送装置に転送する転送手段と、を備え、入口側パケット転送装置は、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段と、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、切断制御手段、または受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、受付済みのセッションの切断、または新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段と、を備えることを特徴とする。
【0027】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、入口側パケット転送装置から送信され、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置のマーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットのマーク割合を算出する演算手段と、演算手段により算出されたマーク割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを入口側パケット転送装置に切断させるか否かを選択する切断制御手段と、を備え、入口側パケット転送装置は、切断制御手段が選択した内容を示す信号を出口側パケット転送装置から受信して、受付済みのセッションの切断を行うことを特徴とする。
【0028】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、入口側パケット転送装置から送信されるパケットを受信する毎に、パケットの受信レートを測定する入り回線対応部を備え、切断制御手段は、受付済みのセッションを入口側パケット転送装置に切断させると選択すると、入り回線対応部により測定された受信レートを入口側パケット転送装置に送信し、入口側パケット転送装置は、切断制御手段から送信された受信レートに基づいて、受付済みのセッションの切断を行うことを特徴とする。
【0029】
また、本発明は、出口側パケット転送装置の切断制御手段は、入口側パケット転送装置がパケットを送信する送信レートを測定するよりも短い時間間隔で、入り回線対応部により測定された受信レートを入口側パケット転送装置に送信することを特徴とする。
【0030】
また、本発明は、出口側パケット転送装置の切断制御手段は、演算手段により算出されたマーク割合が、第1のマーク割合閾値を下回る場合、もしくは予め定められた個数の連続マークなしパケット数を受信した場合に、入口側パケット転送装置によるセッションの切断を中止させることを特徴とする。
【0031】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、演算手段により算出されたマーキングされたパケットの割合と、第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて入口側パケット転送装置にて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、を備え、入口側パケット転送装置は、受付制御手段が選択した内容を示す信号を出口側パケット転送装置から受信して、新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行うことを特徴とする。
【0032】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、切断制御手段が、受付済みのセッションを入口側パケット転送装置に切断させると選択した場合、予め定められた一定時間内に入口側パケット転送装置から受信するパケットの受信レートを測定し、測定した受信レートを入口側パケット転送装置に転送する転送手段を備え、入口側パケット転送装置は、出口側パケット転送装置の切断制御手段が、受付済みのセッションを入口側パケット転送装置に切断させると選択した場合、予め定められた一定時間内に出口側パケット転送装置に送信するパケットの送信レートを測定し、測定した送信レートと、出口側パケット転送装置から転送される受信レートとの差に、予め定められた余裕分を加えた値に応じて、切断するセッションの割合を算出し、算出した割合に基づいてセッションを切断することを特徴とする。
【0033】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置であって、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段と、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとしてトークン処理を行う第2のトークン処理手段と、第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が第1の残トークン閾値よりも少ない場合、受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、を備えることを特徴とする。
【0034】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置であって、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段と、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、切断制御手段、または受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、受付済みのセッションの切断、または新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段と、を備えることを特徴とする。
【0035】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおけるパケット転送方法であって、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置にて、第1のトークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートであるトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行うステップと、第2のトークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとしてトークン処理を行うステップと、マーキング実施手段が、第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が第1の残トークン閾値よりも少ない場合、受信したパケットにマーキングを行うステップと、出口側パケット転送装置にて、受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【0036】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置のコンピュータを、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとしてトークン処理を行う第2のトークン処理手段、第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が第1の残トークン閾値よりも少ない場合、受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段、として機能させるためのパケット転送プログラムである。
【0037】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置のコンピュータを、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段、切断制御手段、または受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、受付済みのセッションの切断、または新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段、として機能させるためのパケット転送プログラムである。
【発明の効果】
【0038】
本発明によれば、マーキングの種類を1つに維持しつつ、受付制御を行い、強制切断を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明の第1の実施形態による、マーキング機能を説明するための概念図である。
【図2】本発明の第1の実施形態によるネットワークの構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1の実施形態による、マルチドメインの場合のネットワークの構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第1の実施形態による、中継パケット転送装置20の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の第1の実施形態による、境界パケット転送装置10の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第1の実施形態による、境界パケット転送装置10の出回線対応部16−1〜16−n、あるいは中継パケット転送装置20の出回線対応部23−1〜23−nの構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の第1の実施形態による、トークンバケツによる処理を説明するための概念図である。
【図8】本発明の第1の実施形態による、トークンバケツ処理部41でのマーキング処理を説明するためのフローチャートである。
【図9】本発明の第1の実施形態による、マーク割合閾値の決定動作、及びその値の設定動作を説明するためのフローチャートである。
【図10】本発明の第1の実施形態による、境界パケット転送装置10の流入規制部12の構成を示すブロック図である。
【図11】本発明の第1の実施形態による、流入規制部12の動作を説明するためのフローチャートである。である。
【図12】本発明の第2の実施形態による、境界パケット転送装置10の出回線対応部16−1〜16−n、あるいは中継パケット転送装置20の出回線対応部23−1〜23−nの構成を示すブロック図である。
【図13】本発明の第2の実施形態による、トークンバケツによる処理を説明するための概念図である。
【図14】本発明の第2の実施形態による、第1のトークンバケツ処理部51および第2のトークンバケツ処理部55とマーキング実施部52でのマーキング処理を説明するためのフローチャートである。
【図15】本発明の第2の実施形態による、境界パケット転送装置60の構成を示すブロック図である。
【図16】本発明の第2の実施形態による、境界パケット転送装置60の流入規制部62の構成を示すブロック図である。
【図17】本発明の第2の実施形態による、出口側パケット転送装置のCLE値の処理を説明するためのフローチャートである。
【図18】本発明の第2の実施形態による、入口側パケット転送装置の受付制御、強制切断判断を説明するためのフローチャートである。
【図19】本発明の第2の実施形態による、出口側パケット転送装置のCLE値の処理を説明するためのフローチャートである。
【図20】本発明の第2の実施形態による、入口側パケット転送装置の受付制御、強制切断判断を説明するためのフローチャートである。
【図21】本発明の第2の実施形態による、出口側パケット転送装置のCLE値の処理を説明するためのフローチャートである。
【図22】本発明の第2の実施形態による、入口側パケット転送装置の受付制御、強制切断判断を説明するためのフローチャートである。
【図23】本発明の第3の実施形態による、境界パケット転送装置80の構成を示すブロック図である。
【図24】本発明の第3の実施形態による、出口側パケット転送装置の受信レート測定処理を示す図である。
【図25】本発明の第3の実施形態による、出口側パケット転送装置の指示パケット送信処理を示すフローチャートである。
【図26】本発明の第3の実施形態による、境界パケット転送装置80の流入規制部82の構成を示すブロック図である。
【図27】本発明の第3の実施形態による、入口側パケット転送装置の強制切断処理を示すフローチャートである。
【図28】本発明の第3の実施形態による、境界パケット転送装置80の強制切断処理を示すフローチャートである。
【図29】従来技術による、マーキング機能を説明するための概念図である。
【図30】従来技術による、トークンバケツによる実装方法を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
<第1の実施形態>
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態では、マーキングの種類を1つにすることを保ちつつ受付制御と強制切断とで同じマーキング及び同じマーク割合の測定を行いながら、図1に示すように、前述した従来技術において、強制切断をおこなうか否かの判断に用いられている強制切断レート(supportable rate)を基準としたマーキングを行い、マーキングとして閾値マーキングを採用する。また、トークンバケツにおいて、当該強制切断レートをわずかに超えたらすぐにマーキングがなされるように、通常のトークンバケツでは、到着したパケットと1つ前に到着したパケットとの到着時間の差と、トークン補充レートとを掛け、その分のトークンをバケツに補充し、到着したパケットのバイト数分を減らした後の残余トークン量で判別を行うところを、トークンの補充後のトークン量がバケツの量と一致しているかどうかでマーキングするかしないかの判別を行い、その後に到着したパケットのバイト数分のトークンを減らす。さらに、文献1(J. W. Roberts and J.T. Virtamo, The Superposition of Periodic Cell Arrival Streams in an ATM Multiplexer, IEEE Transactions on Communication, Vol. 39, No.2 (1991)298-303.)を参考にして目標リンク使用率からマーク割合を求め、求めたマーク割合を、新規セッションの受付可否の判定の基準となるマーク割合閾値として用いる。つまり、本発明は、入口側の境界パケット転送装置にて、バケツサイズと一致しないとき、すなわちバケツが一杯になっているか否かで、マーキングするか否かを決めており、これにより、わずかな揺らぎを検出し、測定することができる。この揺らぎの頻度は、使用率の上昇に伴って上昇することを利用し、揺らぎ発生頻度の計測から使用率を制御する点に特徴がある。
【0041】
図2は、本発明の実施形態によるネットワークの構成を示すブロック図である。図において、発信端末1は、発側境界パケット転送装置(入口側パケット転送装置)10−1に接続されており、発側境界パケット転送装置10−1からは、中継パケット転送装置(中継パケット転送装置)20−1、20−2を介して、着側境界パケット転送装置(出口側パケット転送装置)10−2と接続され、着信端末2に接続される。
【0042】
ここでは、1つのドメイン30内の発信端末1と着信端末2とが収容されている場合を扱っているが、図3に示すように、複数のドメイン30−1、30−2をまたぐ場合には、境界パケット転送装置10−4、10−5は、ドメイン30−1、30−2間の境界パケット転送装置として、隣接するドメインと接続されることになる。マルチドメインの場合には、異なるドメイン30−1、30−2に属する境界パケット転送装置10−4、10−5同士が接続されており、処理は、それぞれのドメイン30−1、30−2内で行い、その処理結果を隣接するドメインの境界パケット転送装置10−4、10−5に送信するようになる。
【0043】
なお、本実施形態において、以下の説明では、発側境界パケット転送装置(入口側パケット転送装置)10−1と着側境界パケット転送装置(出口側パケット転送装置)10−2は、同じ装置に実装されることが想定されるため、両者をまとめて境界パケット転送装置10とし、中継パケット転送装置20−1、20−2を、中継パケット転送装置20とする場合がある。
【0044】
本実施形態では、図2に示すシングルドメインを例に説明する。まず、本実施形態の受付制御に関わる中継パケット転送装置20、及び境界パケット転送装置10の機能について説明し、これらの機能を用いて受付制御をどのように行うかを説明する。
【0045】
図4は、本実施形態による、中継パケット転送装置20の構成を示すブロック図である。図において、入り回線対応部21−1〜21−n、出回線対応部23−1〜23−nは、それぞれ、物理回線に対応して装備されるものである。入り回線対応部21−1〜21−nは、中継パケット転送装置20に入ってきたパケットをスイッチ部22に供給する前に一時的に保持する機能を有する。スイッチ部22は、パケットヘッダに書かれた宛先のアドレスとルーティングテーブルとから適切な出側回線にパケットを交換する機能を有する。出側回線対応部23−1〜23−nは、出力側回線の帯域(レート)に合うように、レートを整形し、パケットを送出するだけでなく、本発明に係るマーキング処理を行う機能を有する。
【0046】
また、図5は、本実施形態による、境界パケット転送装置10の構成を示すブロック図である。図において、入り回線対応部11−1〜11−n、出回線対応部16−1〜16−nは、それぞれ、物理回線に対応して装備されるものである。入り回線対応部11−1〜11−nは、境界パケット転送装置10に入ってきたパケットを流入規制部12に供給する前に一時的に保持する機能を有する。スイッチ部15は、パケットヘッダに書かれた宛先のアドレスとルーティングテーブルとから適切な出側回線にパケットを交換する機能を有する。出側回線対応部16−1〜16−nは、出力側回線の帯域(レート)に合うように、レートを整形し、パケットを送出するだけでなく、本発明に係るマーキング処理を行う機能を有する。なお、流入規制部12、マーキング集計部13、及びパケット作成部14については後述する。
【0047】
上述したように、入り回線対応部11−1〜11−n、21−1〜21−n、出側回線対応部16−1〜16−n、23−1〜23−n、スイッチ部15、22は、境界パケット転送装置10、及び中継パケット転送装置20の双方でそれぞれ共通の機能を有する。つまり、中継パケット転送装置20の全ての機能は、境界パケット転送装置10に具備されている。
【0048】
次に、図6は、本実施形態による、境界パケット転送装置10の出回線対応部16−1〜16−n、あるいは中継パケット転送装置20の出回線対応部23−1〜23−nの構成を示すブロック図である。なお、出回線対応部16−1〜16−n、及び出回線対応部23−1〜23−nの機能は同一であるので、図6では、出回線対応部40として説明する。図6において、出回線対応部40は、トークンバケツによる処理を行うトークンバケツ処理部41、マーキングを行うマーキング実施部42、待ちキュー部43、実際に物理回線にパケットを送出する物理回線対応部44から構成される。パケットが出回線対応部40に到着すると、トークンバケツ処理部41でトークンバケツ処理を行う。
【0049】
ここで、図7は、本実施形態による、トークンバケツによる処理を説明するための概念図である。トークンは、常時、一定のレートTR[byte/sec]で補充され、深さTB.Size[byte]のバケツに溜められる。バケツから溢れたトークンは破棄される。ここで、TRは、強制切断レートであり、物理回線のレート、もしくはその値より少し低いレートに設定する。このレートを超えたら、セッション切断と判定するのに用いる。
【0050】
ここで、図8は、本実施形態による、トークンバケツ処理部41でのマーキング処理を説明するためのフローチャートである。図8において、taは、パケットが到着した時刻、LCTは、1つ前のパケットが到着した時刻、Tcは、パケットが到着した時点での残余トークン量、pk.Sizeは、パケットサイズ[byte]である。
【0051】
パケットがトークンバケツ処理部41に到着すると(ステップSa1)、到着した時刻taと1つ前のパケットが到着した時刻LCTとの時間差とトークン補充レートTRとを掛け、その分のトークンtokenを算出し(ステップSa2)、残余トークン量Tc+トークンtokenがバケツサイズTB.Sizeより大であるか、すなわち、バケツよりも溢れたか否かを判定する(ステップSa3)。そして、バケツから溢れない場合、すなわちステップSa3でNOとなった場合には、トークンtokenをバケツに補充する(ステップSa4)。一方、バケツから溢れた場合、すなわちステップSa3でYESとなった場合には、残余トークン量TcをバケツサイズTB.Sizeとし、溢れた分を破棄する(ステップSa5)。
【0052】
次に、マーキング実施部42は、残余トークン量TcがバケツサイズTB.Sizeと一致したか否かを判定し(ステップSa6)、残余トークン量がバケツサイズと一致した場合には(ステップSa6のYES)、マーキングをせずに待ちキュー部43に送られる。その後、物理回線対応部44を介して、パケット転送装置から送出される。一方、マーキング実施部42は、残余トークン量TcがバケツサイズTB.Sizeに満たない場合には、そのパケットにマーキングを行う(ステップSa7)。その後、待ちキュー部43に送られ、待ちキュー部43、物理回線対応部44を介して、パケット転送装置から送出される。
【0053】
次に、マーキング実施部42は、残余トークン量Tcからパケットサイズpk.Size分だけ削除する(ステップSa8)。次に、マーキング実施部42は、残余トークン量Tcが0より小さいか否かを判定し(ステップSa9)、残余トークン量Tcが0より大である場合には、ステップSa1に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、残余トークン量Tcが0以下である場合には、残余トークン量Tcを0とし(ステップSa10)、ステップSa1に戻り、上述した処理を繰り返す。
【0054】
このように、本実施形態では、パケットが受信された場合、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させる前に、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、判定後に、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させるが、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させた後に判定を行うようにしても良い。この場合、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させた後、トークンバケツの残余トークン量と、トークンバケツのサイズからパケットのバイト数分のサイズを減じた値とを比較する。
【0055】
次に、境界パケット転送装置10特有の機能について説明する。境界パケット転送装置は、ドメイン30の出口側(着側)として機能する場合(着側境界パケット転送装置10−2)と、入口側(発側)として機能する場合(発側境界パケット転送装置10−1)とで動作が異なる。まず、出口側(着側境界パケット転送装置10−2)として機能する場合について説明する。
【0056】
図5に示すように、境界パケット転送装置10は、出口側の機能として、中継パケット転送装置20の持つ機能に加えて、マーキング集計部13、パケット作成部14を備えている。境界パケット転送装置10において、パケットが入り回線対応部11−1〜11−nに到着すると、流入規制部12を通りマーキング集計部13に到着する。ここで、着側(出口側)のときには、流入規制部12は機能せず、パケットは通過することになる。すなわち、言い換えると、出口側の境界パケット転送装置10は、流入規制部12を備えていないか、備えていても動作しないことになる。
【0057】
マーキング集計部13は、パケットをドメインの発側(入口側)パケット転送装置10−1毎に分類し、マーク割合を計算する。なお、マーク割合は、到着するパケットのうち、マーキングされたパケットの割合であり、例えば、受信したパケットの総バイト数のうち、マーキングされたパケットの総バイト数の割合とする。受信したパケットは、スイッチ部15、出回線対応部16−1〜16−nを経由して送信される。
【0058】
マーク割合の計算には、移動平均を用いる。移動平均には、単純移動平均、指数加重平均(EWMA)などを用いる。理想的には、単純移動平均の値が好ましいが、単純移動平均を用いると、パケット毎にマークの有無の情報を持っていなければならないため、EWMAによって求めてもよい。EWMAを用いたマーク割合の計算には、前述した非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3にCLE(Congestion level estimate)として定義されている。本発明では、単純移動平均に値が近くなるように、現在と過去との重みのうち、過去の重みを高めに設定する。
【0059】
マーキング集計部13において、マーキングされたパケットの割合が、強制切断用の閾値(第1のマーク割合閾値)以上、あるいは当該閾値を超えていた場合には、パケット作成部14にて、マーク付きのパケットが属するセッションの切断を示す信号(強制切断指示パケット)を作成し、スイッチ部15、出回線対応部16−1〜16−nを介して、発側(入口側)パケット転送装置10−1に送信する。
【0060】
また、マーキング集計部13において、マーキングされたパケットの割合が、強制切断用の閾値よりも小さい値で予め設定される受付制御用の閾値(第2のマーク割合閾値)以上の場合には、パケット作成部14にて、新規セッションの受付を拒否する信号(パケット)を作成し、スイッチ部15、出回線対応部16−1〜16−nを介して、発側(入口側)パケット転送装置10−1に送信する。一方、マーキングされたパケットの割合が受付制御用の閾値より小さくなった場合には、パケット作成部14にて、新規セッションの受付を許可する信号(パケット)を作成し、スイッチ部15、出回線対応部16−1〜16−nを介して、発側(入口側)パケット転送装置10−1に送信する。
【0061】
なお、マーキングされたパケットの割合が、受付制御用の閾値(第2のマーク割合閾値)を超えていた場合に、パケット作成部14にて、新規セッションの受付を拒否する信号(パケット)を作成し、マーキングされたパケットの割合が受付制御用の閾値以下になった場合に、新規セッションの受付を許可する信号(パケット)を作成するようにしてもよい。
【0062】
目標リンク使用率となるようなマーク割合閾値は、経験的に求めてもよいが、上述した文献1によって求めてもよい。文献1では、セッションのパケットの流れがCBR(一定サイズのパケットが一定間隔で流れる)であり、次式(1)で、そのCBRをN本多重化したときのキュー長分布を求めている。
【0063】
【数1】
【0064】
ここで、Qはキュー長、DはCBR1セッション中のパケットの到着間隔、Nは加わったトラヒックのセッション数である。処理速度(トークン補充レート)は1と規準化している。N本多重したときに加わるパケットのレートは、N/Dであり、処理速度は、1であるため、1リンクのみのモデルであれば、トークン補充レートに対する使用率は、N/Dとなる。P(Q>r)は、キュー長Qのキューにおいて、rの長さ分より多くパケットが溜まっている確率を示しており、r=0の場合、処理中分まで含めてパケットがないこと、すなわちトークンバケツがトークンで満たされている場合を示すことになる。すなわち、r=0の場合、P(Q>r)はマーキング確率とみなせるため、数式(1)によって、マーキング確率から、トークン補充レートに対する目標リンク使用率となるようなマーク割合閾値を算出することができる。
【0065】
ここで、図9は、本実施形態による、マーク割合閾値の決定動作、及びその値の設定動作を説明するためのフローチャートである。まず、受付制御レート、及び強制切断レートを決定する(ステップSb1)。例えば、受付制御レートを50%、強制切断レートを95%のように決定する。次に、受付制御レートを1セッションが使用する帯域で除算することで、それぞれについて、トラヒックのセッション数Nを算出する(ステップSb2)。
【0066】
次に、パケットサイズを1セッションが使用する帯域で除算することで、CBR1セッション中のパケットの到着間隔Dを算出する(ステップSb3)。そして、上記数式(1)に従って、上記トラヒックのセッション数N、パケットの到着間隔Dを用いて受付制御レートのマーク割合閾値を決定し(ステップSb4)、マーク割合閾値を出口側のパケット転送装置に入口側のパケット転送装置とのペア単位に設定する(ステップSb5)。
【0067】
ここで、受付制御レートのマーク割合閾値が、前述した強制切断用の閾値より小さい値となる受付制御用の閾値(第2のマーク割合閾値)である。
また、前述した強制切断用の閾値(第1のマーク割合閾値)に対応する強制切断レートに関するマーク割合閾値は、ほとんどのパケットにマーキングが行われている場合に強制切断を行うことになるため、例えば、強制切断レートを100%とした場合にはマーク割合閾値は、「1」となり、強制切断レートを95%とした場合には、「0.95」となり、「1」に近い値が設定されることになる。
【0068】
境界パケット転送装置10(10−1)は、入口側の機能として、図5に示すように、中継パケット転送装置20の持つ機能に加えて、流入規制部12を備えている。ここで、図10は、本実施形態による、境界パケット転送装置10の流入規制部12の構成を示すブロック図である。流入規制部12は、内部に保留中セッションリスト12−3を備えている。流入規制部12は、パケット受信部12−1でパケットを受信し、新規セッションを検出したら保留中セッションリスト12−3に加える。
【0069】
着側(出口側)境界パケット転送装置10−2から新規の受付を拒否する信号のパケットが送信され、発側(入口側)境界パケット転送装置10−1の流入規制部12で受信すると、パケット種別判別部12−2で新規セッションの受付を拒否する信号のパケットであるか否かを判定する。そして、新規セッションの受付を拒否する信号のパケットであると判定した場合、それ以降、着側(出口側)境界パケット転送装置10−2から新規の受付を許可する信号のパケットが到着するまで、到着するパケットに対して保留中セッションリスト12−3内に記録されているセッションに帰属するパケットかどうかを判定し、保留中セッションであれば、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを通過させ、新規セッションであれば、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを破棄し、新規セッションの流入を拒否する。
【0070】
ここで、図11は、本実施形態による、流入規制部12の動作を説明するためのフローチャートである。発側(入口側)境界パケット転送装置10−1の流入規制部12で着側(出口側)境界パケット転送装置10−2からのパケットを受信すると(ステップSc1)、新規セッション拒否中であるか否かを判定する(ステップSc2)。そして、新規セッション拒否中でない場合には(ステップSc2のNO)、到着パケットが属するセッションが、保留中セッションリスト12−3に含まれるか否かを判定する(ステップSc3)。そして、保留中セッションリスト12−3に含まれない場合、すなわち新規セッションである場合には(ステップSc4のNO)、保留中セッションリスト12−3に新規セッションを追加し(ステップSc4)、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを通過させる(ステップSc5)。一方、保留中セッションリスト12−3に含まれる場合、すなわち保留中セッションであれば、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを通過させる(ステップSc5)。
【0071】
一方、新規セッション拒否中である場合には(ステップSc2のYES)、到着パケットが属するセッションが、保留中セッションリスト12−3に含まれるか否かを判定する(ステップSc6)。そして、保留中セッションである場合には(ステップSc6のYES)、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを通過させる(ステップSc7)。一方、新規セッションである場合には(ステップSc6のNO)、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを破棄し、新規セッションの流入を拒否する。
【0072】
また、セッションの切断を示す信号のパケットが着側(出口側)境界パケット転送装置10−2から送出され、発側(入口側)境界パケット転送装置10−1の流入規制部12で受信すると、パケット種別判別部12−2でセッションの切断を示す信号のパケットであるか否かを判定する。そして、セッションの切断を示す信号のパケットであると判定した場合、該当するセッションを保留中セッションリストから削除する。これにより、以降、該当セッションは、新規セッション扱いとなり、新規セッションは受け付けられないため、セッションは強制切断されることになる。
【0073】
なお、上述した実施形態では、マーキングの方式として閾値マーキングを採用するとしたが、超過レートマーキングを適用してもよく、超過レートマーキングを適用する場合には、超過レートマーキングに基づくマーク割合閾値を設定する必要がある。
【0074】
従来技術の受付制御では、目標リンク使用率に制御することがほぼ無理であったが、上述した実施形態では、マーク割合により強制切断を行うか否かを判定するとともに、同じくマーク割合により受付制御を行うか否かを判定することとしたため、制御精度を飛躍的に向上させることが可能となる。また、本実施形態によれば、着側(出口側)境界パケット転送装置10−2での発側(入口側)境界パケット転送装置10−1毎にマーク無しパケットのレート計測を行う必要がなく、入口側で出口毎に加わっているトラヒックのレート計測を行う必要がなくなる。
【0075】
すなわち、従来技術では、強制切断レートをマーク無しレートの定数倍とするため、出口側パケット転送装置での入口側パケット転送装置ごとにマーク無しパケットのレート計測を行う必要があったが、本実施形態では、マーク無しレート計測の必要がないため出口側パケット転送装置でのマーク無しレートの計測を行う必要がない。
【0076】
また、従来技術では、出口側から通知される強制切断レートを実際の転送レートがどれだけ上回っているかを知り、切断すべきレートを決定する必要があるため、入口側パケット転送装置で出口側パケット転送装置ごとに転送レートを測定する必要があった。しかし、本実施形態では、マーク割合によりセッションの切断判断をしているため、入口での転送レートの測定を行う必要がない。
【0077】
また、従来技術では、受付制御レートがマーク無しレートに依存しており、更に、そのマーク無しレートの定数倍(ネットワーク全体でひとつの値を使用)が強制切断レートであるため、受付制御レートと強制切断レートとを独立に決定することができなかった。従来技術においても、入口出口パケット転送装置ペアごとに定数倍の値を持つことも可能ではあるが、受付制御レートと強制切断レートとから適切な定数倍を決定しなければならず、しかも、その値の決定手続きがないため、強制切断が適切に実行することは困難である。しかし、本実施形態では、マーク割合閾値を出口側のパケット転送装置に入口側のパケット転送装置とのペア単位に設定する構成としているため、受付制御レートと強制切断レートとを独立に決定することが可能である。
【0078】
また、従来技術では、強制切断をする際に強制切断すべきレートと実際の転送レートとの差の分だけ切断する、すなわちレート比較のみにより強制切断をするため、マークの有無とは関係なくセッションを切断してしまっていた。マークの有無は、混雑への寄与を示しているものであるため、従来技術では、混雑への寄与と関係なく切断を行っていることになる。しかし、本実施形態では、マークが付いているパケット、すなわち、混雑に寄与しているパケットを転送するセッションを切断するため、混雑軽減に効果的にセッション切断が可能となる。
【0079】
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態のパケット転送システムは、第1の実施形態のパケット転送システムと同様であるが、トークンバケツの残余トークン量に応じてマーキングを行う回数の割合を変動させることと、強制切断レートでトークンを補充する第1のトークンバケツ処理および受付制御レートでトークンを補充する第2のトークンバケツ処理の2つのトークンバケツ処理を行う特徴を有している。
【0080】
<トークンバケツ処理、マーキング>
図12は、本実施形態による、境界パケット転送装置10の出回線対応部16−1〜16−n、あるいは中継パケット転送装置20の出回線対応部23−1〜23−nの構成を示すブロック図である。第1の実施形態と同様に、出回線対応部16−1〜16n、及び出回線対応部23−1〜23−nの機能は同一であるので、図12では、出回線対応部50として説明する。図12において、出回線対応部50は、トークンバケツによる処理を行う第1のトークンバケツ処理部51、第2のトークンバケツ処理部55、マーキングを行うマーキング実施部52、待ちキュー部53、実際に物理回線にパケットを送出する物理回線対応部54から構成される。パケットが出回線対応部50に到着すると、第1のトークンバケツ処理部51および第2のトークンバケツ処理部55がトークンバケツ処理を行う。
【0081】
まず、マーキングの種類を1つにすることを保ちつつ受付制御と強制切断を可能とするための第1のトークンバケツ処理部51および第2のトークンバケツ処理部55とマーキング実施部52について説明し、次に、マーキング集計部63について説明する。
【0082】
図13は、本実施形態による、第1のトークンバケツ処理部51および第2のトークンバケツ処理部55とマーキング実施部52とによるトークンバケツ処理、マーキング処理を説明するための概念図である。第1のトークンバケツ処理部51は、第1のトークンバケツの処理を行い、第2のトークンバケツ処理部55は、第2のトークンバケツの処理を行う。すなわち、出回線対応部50には、トークンバケツが2つ設置されている。ここではトークンバケツを用いて説明するが、それと等価の機能をもつもの(実際にパケットは保存せずパケットが溜まっている量を記録する擬似キュー)でも構わない。
【0083】
第1のトークンバケツのトークン補充レートは図1の強制切断レート(以下、TR)とする。第2のトークンバケツのトークン補充レートは図1の受付制御レート(以下、AR)とする。第1のトークンバケツサイズはサイズ(TB.Size1)を十分大きいサイズに設定し、ゆらぎ吸収できる程度の箇所に強制切断残トークン閾値(第2の残トークン閾値)を設ける。第2のトークンバケツのバケツサイズ(TB.Size2)はゆらぎ吸収できる程度に設定する。あるいはバケツサイズは大きめに取り、ゆらぎを吸収できる程度の箇所に残トークンの受付閾値(第3の残トークン閾値)を設ける。
【0084】
この2つのトークンバケツを用いてどのようにマーキングを行うかを説明する。図14は、本実施形態による出回線対応部50でのマーキング処理を説明するためのフローチャートである。図14において、taは、パケットが到着した時刻、LCTは、1つ前のパケットが到着した時刻、Tc1は、パケットが到着する直前でのトークンバケツ1の残トークン量、Tc2は、パケットが到着する直前でのトークンバケツ2の残トークン量、TB.Size1はトークンバケツ1のバケツサイズ、TB.Size2はトークンバケツ2のバケツサイズ、pk.Sizeは、パケットサイズ(byte)である。Modeは、マーキング実施部52によるマーキングの際に、受信したパケットに対して1回より大きい予め定められた回数(N回)に1回の割合でマーキングを行う1/Nマーキングを実施するか、1回に1回(毎回)の割合で1/1マーキングを実施するかを示すモードであり、Modeの値がNのときは、1/Nマーキングを行い、値が1のときは、1/1マーキングを行うことを示す。
【0085】
ここで、1/Nマーキングを行う理由およびNの決定方法を以下に示す。例えば、ネットワークにおいてドメインの入口側の境界パケット転送装置10−1から、出口側の境界パケット転送装置10−2までの間に経由する中継パケット転送装置20のうち、複数の中継パケット転送装置20に、受付制御レートを超えるトラヒックが流れている場合を考える。この場合、複数の中継パケット転送装置20を通過するパケットに累積的にマーキングが行われることになり、受付制御レートを超えるトラヒックが流れている中継パケット転送装置20が多い場合には、出口側の境界パケット転送装置10−2が、受信するパケットのマーク割合を1として算出してしまい、強制切断レートを超えている中継パケット転送装置20がある場合と、受付制御レートを超えているが強制切断レートには満たない中継パケット転送装置20がある場合との区別がつかなくなってしまうことがある。なぜなら、パケット転送装置などのコンピュータ装置による計算では有限桁しか扱うことができないため、例えば「0.99999999」などの値が、「1」として判定される場合があるためである。
【0086】
そこで、強制切断レートを超えるトラヒックが流れている中継パケット転送装置20において、1/Nの割合でマークがなされるようにする。例えば、ネットワークにおいてドメインの入口側の境界パケット転送装置10−1から、出口側の境界パケット転送装置10−2までの間に経由するすべての中継パケット転送装置20において、強制切断レートちょうどのトラヒックが流れているものとする。全てのパケットが経由する中継パケット転送装置20のうち、n番目の中継パケット転送装置20で新たにマークがなされる割合をanとし、入口側の境界パケット転送装置10から、出口側の境界パケット転送装置10−2までの間にいずれかの中継パケット転送装置20によりマーキングされる累積のマーク割合をSnとすると、anとSnとの関係は次式(2)、(3)により表される。
【0087】
【数2】
【0088】
【数3】
【0089】
ここで、あるドメイン内の最大ホップ数をn*とすると、上記式(2)におけるNが、次式(4)を満たす最小のNを、1/NマーキングにおけるNとすれば良い。
【0090】
【数4】
【0091】
ここで、εは、パケット転送装置で1と1−εを区別可能な最小の値である。パケット転送装置などのコンピュータ装置による計算では、有限桁しか扱うことができないため、このようなコンピュータで扱える限界の数が存在することになる。現実的には、経由する全ての中継パケット転送装置20で強制切断レートになっているようなことはまず考えられないため、上記のようにNを決定すれば、強制切断すべき場合すなわちCLE=1の場合と、受付制御レートを超えている中継パケット転送装置20が複数ありマークが累積的についている場合との区別が可能となる。ちなみにn*=22で、ε=1.0E−4であれば、Nは3となることがわかる。
【0092】
マーキング実施部52は、処理開始状態ではModeをNに設定しておく(ステップSd1)。パケットが到着する(ステップSd2)と、第1のトークンバケツ処理部51および第2のトークンバケツ処理部55はそれぞれ自身のトークンバケツ1、2にトークンの補充を行い、トークン量がバケツサイズを超える場合にはトークン量をバケツサイズと一致させる(ステップSd3)。また、第1、2それぞれのトークンバケツから、到着したパケットのパケットサイズpk.Size(byte)分のトークンを削除し、残トークンが0より小さくなったら0とする(ステップSd4)。
【0093】
次に、マーキング実施部52は、第2のトークンバケツの残トークン量Tc2が残トークン受付閾値(第3の残トークン閾値)以上であるか否かを判定する(ステップSd5)。ここで、残トークン受付閾値を0に設定すれば、第2のトークンバケツが空になっているかどうかによる判定となり、そのように設定してもよい。マーキング実施部52は、残トークン量Tc2が残トークン受付閾値以上であると判定すると(ステップSd5:NO)、ModeをNとして(ステップSd6)、ステップSd2に戻り、出回線対応部50は次のパケットの到着に備える。一方、ステップSd5で、マーキング実施部52が、第2のトークンバケツの残トークン量Tc2が残トークン受付閾値よりも少ないと判定した場合(ステップSd5:YES)、マーキング実施部52は、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1と、第1のトークンバケツのバケツサイズ(TB.Size1)からパケットサイズ(pk.Size)を減じた値(第1の残トークン閾値)とを比較する(ステップSd7)。
【0094】
マーキング実施部52は、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1が、第1のトークンバケツのバケツサイズ(TB.Size1)からパケットサイズ(pk.Size)を減じた値と等しければ、すなわちパケットが到着したときの第1のトークンバケツの残トークン量が第1のトークンバケツサイズと一致していれば(ステップSd7:YES)、ModeをNとしてステップSd2に戻り、出回線対応部50は次のパケットの到着に備える。
【0095】
一方、ステップSd7で、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1が、第1のトークンバケツのバケツサイズ(TB.Size1)からパケットサイズ(pk.Size)を減じた値よりも小さければ、すなわちパケットが到着したときの第1のトークンバケツの残トークン量が第1のトークンバケツサイズよりも少なければ(ステップSd7:NO)、マーキング実施部52は、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1と、予め定められた残トークン強制切断閾値(第2の残トークン閾値)とを比較する(ステップSd9)。すなわち、ここでは、第1のトークンバケツのバケツサイズ(TB.Size1)からパケットサイズ(pk.Size)を減じた値を、その値を下回るとマーキング処理を行うことを示す残トークンのマーキング閾値として用いている。
【0096】
マーキング実施部52は、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1が、予め定められた残トークン強制切断閾値よりも大きいと判定すると(ステップSd9:YES)、1/Nマーキングを行う(ステップSd10)。一方、マーキング実施部52は、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1が、予め定められた残トークン強制切断閾値以下であると判定すると(ステップSd9:NO)、Modeを1に切替えて(ステップSd11)、1/1マーキングを行う(ステップSd12)。
【0097】
ここで、1/Nマーキングは、N回に1回マーキングを行うマーキングであり、内部にカウンタを設けカウンタがNになったときにマーキングを行い、その後パケットは待ちキュー部53に送られ、待ちキュー部53、物理回線対応部54を介して、パケット転送装置から送出される。なお、カウンタがNになり、その後カウンタを増加させるときにはNではなく1とし、1からNまでの整数が周期的に変化するものとする。このNはドメイン内で一意に決定する必要がある。1/1マーキングはすべてのパケットにマーキングを行う。
【0098】
<マーキング集計、マーク割合判定>
次に、図15を参照して、本実施形態において特有な機能を備える境界パケット転送装置10を、境界パケット転送装置60として説明する。境界パケット転送装置60は、マーキング集計部63を有している。マーキング集計部63は、パケットをドメインの発側(入口側)パケット転送装置10−1毎に分類し、マーク割合を計算する。なお、マーク割合は、到着するパケットのうち、マーキングされたパケットの割合であり、例えば、受信したパケットの総バイト数のうち、マーキングされたパケットの総バイト数の割合とする。受信したパケットは、スイッチ部15、出回線対応部16−1〜16nを経由して送信される。
【0099】
出口側パケット転送装置10−2では、入口側パケット転送装置10−1ごとにマーキングされたパケットの割合を計測し、その割合に応じて受付拒否、強制切断の判断を行い、該当する入口側パケット転送装置10−1に通知する。このマーキングされたパケットの割合の計測とその割合に応じた判断について説明する。マーキングされたパケットの割合の計算には、マーキングされたパケットの総バイト数を到着したすべてのパケットのバイト数で割ることによって算出される値を時間的にずらして求める移動平均を用いる。移動平均には、単純移動平均、指数加重平均(EWMA)などを用いる。
【0100】
受付制御、強制切断には、マーク割合の閾値として予め設定される受付制御用の閾値(第1のマーク割合閾値)radmと、受付制御用の閾値よりも大きい値の予め設定される強制切断用の閾値(第2のマーク割合閾値)rterm=1が必要である。この2つのマーク割合閾値は、入口側パケット転送装置10−1に記憶される処理される場合と、出口側パケット転送装置10−2に記憶され処理される場合とがある。
【0101】
まず、この2つのマーク割合閾値が、入口側パケット転送装置10−1に記憶され処理される場合について説明する。境界パケット転送装置60(入口側パケット転送装置10−1)は、入口側の機能として、図15に示すように、流入規制部62を備えている。図16は、流入規制部62の構成を示す図である。境界パケット転送装置60には、着側(出口側)境界パケット転送装置10−2から、マーキングパケット割合の値を算出するごとにその値を持ったパケットが送信され、送信されたパケットを発側(入口側)境界パケット転送装置10−1の流入規制部12が受信すると、パケット種別判別部12−2が、新規セッションの受付を拒否するか否かを判定する。判定の仕方は、バイト単位でのマーク割合の算出結果(CLE)をrとして次式(5)を用いて行う。
【0102】
【数5】
【0103】
上記式(5)が真である場合には、パケット種別判別部12−2は、新規セッションの受付を拒否すると判定する。上記式(5)において、Nは、1/NマーキングのNである。radmは、新規受付を拒否するか否かのマーク割合閾値であり、入口側、出口側パケット転送装置ペアごとに独立に決めても構わないが、下記を目安に決めると良い。ここで、パケットの到着過程やパケットのバイト数によらず、実際のトラヒックのレートが受付制御レート(AR)のときには、パケットの到着過程がポアソン過程に従うならば、次式(6)が成り立つことが参考文献1(L.クラインロック著:待ち行列システム理論(上)、マグロウヒル好学社、pp.17.18)で示されている。
【0104】
【数6】
【0105】
ここで、PRは物理的回線レートである。これは、rNの値が、物理的回線レートに対する受付制御レートの割合に一致することを示している。すなわち、多数のセッションが多重されているときには、そのセッション内のパケットの到着過程がポアソン過程に従わなくても、多重化されたものはポアソン過程で非常に良く近似されるため、上記式(6)はパケットの到着過程がポアソン過程でなくてもほぼ成り立つ。
【0106】
<流入規制>
次に、マーキング集計部63が、受信するパケットのマーク割合を算出し、算出されたマーク割合の算出結果(CLE)に基づいて流入規制部62が行う流入規制について説明する。図17は、マーキング集計部63によるマーク割合の算出処理を示すフローチャートである。境界パケット転送装置60(出口パケット転送装置10−2)にパケットが到着する(ステップSe1)と、マーキング集計部63は、パケットの送信元である入口パケット転送装置ごとに、一定時間内にその入口パケット転送装置10−1から送信されたパケットのうち、マーキングされたパケットの割合(CLE)を算出する(ステップSe2)。出口パケット転送装置10−2は、CLEを算出した入口パケット転送装置10−1ごとに、算出したCLEの値を送信する(ステップSe3)。
【0107】
次に、パケット種別判別部12−2が、流入規制部62が出口パケット転送装置10−2から受信するマーキングパケット割合の算出結果(CLE)から、セッションの切断をするか否かを判定する例を説明する。判定方法には、下記に示す2通りの判定方法(切断判断1、切断判断2)がある。ひとつめは、マーキングパケット割合の算出結果(CLE=r)が上記式(5)を満たし、さらにr=1であるか否かを判定すると、強制切断すべきと判断する判定方法である(切断判断1)。もうひとつの切断判断は、出口側パケット転送装置10−2が入口側パケット転送装置10−1ごとの計測において、マーク付きパケットをP回連続して受信したら強制切断すべきと判断する判定方法である(切断判断2)。
【0108】
まず、切断判断1について説明する。ここでは、マーキングパケット割合の算出結果が上記式(5)を満たし、さらにr=1であるか否かを判定すると、強制切断すべきと判断する。強制切断と判断した場合には、切断すべきセッションを選び保留中セッションリストから削除する。しかし、マーキングパケット割合の値は、出口側パケット転送装置10−2でパケットを受信するごとに計算され入口側パケット転送装置10−1に転送されるため、マーキングパケット割合の値を受信するごとにセッションを切断すると、切断する速さが速すぎて切断しすぎてしまうことがある。そのため、入口側パケット転送装置10−1でマーキングパケット割合を受信し、r=1を満たしていても、受信ごとにセッションを切断するのではなく、前回の強制切断からの時間が予め決められた時間(T)内であれば切断をせずに、T以上経過していれば強制切断するようにしても良い。これにより、以降、該当セッションは、新規セッション扱いとなり、新規セッションは受け付けられないため、セッションは強制切断されることになる。
【0109】
ここで、Tについては、経由するパケット転送装置のうち第1のトークンバケツの残トークン閾値を1セッションの平均レートで割った値を参考に決定する。この値は、セッションを余計に切断しないようにするための時間である。Tは、この値よりも小さい時間ごとに1セッションを削除し強制切断しすぎないように設定する。このとき、1本1本のセッションを切断しても良いが、入口側パケット転送装置10−1から該当する出口側パケット転送装置10−2への転送レートを計測し、そのx%分のセッションを切断するようにしてもよい。ここで、xは、最終的に過剰な切断の許容パーセントよりも小さく設定する(例えば、0.5%程度)。
【0110】
図18は、流入規制部62による流入規制処理の例を示すフローチャートである。入口側パケット転送装置10−1のパケット受信部12−1が、出口側パケット転送装置10−2から送信されるCLE値を受信すると(Sf1)、入口側パケット転送装置10−1のパケット種別判別部62−2は、受信したCLEと、radm/Nとを比較する(ステップSf2)。radmは、新規受付を拒否するか否かのマーク割合閾値であり、入口側パケット転送装置10−1が出口側パケット転送装置10−2ごとに持つが、強制切断についてはドメイン内のすべての入口側・出口側パケット転送装置ペアに対して1である。ここで、CLEが、radm/N以下であると判定すれば(ステップSf2:NO)、新規受付を許可すると判定し(ステップSf3)、ステップSf1に戻る。
【0111】
ここで、CLEが、radm/Nより大きいと判定すれば(ステップSf2:YES)、パケット種別判別部62−2は、新規受付を拒否すると判定する(ステップSf4)。そして、パケット種別判別部62−2は、CLEが1であるか否かを判定する(ステップSf5)。ここで、CLEが1でないと判定すると(ステップSf5:NO)、ステップSf1に戻り、次のCLE値の受信に備える。一方、CLEが1であると判定すると(ステップSf5:YES)、前回の強制切断からの時間と、予め定められた時間間隔(T)とを比較する(ステップSf6)。パケット種別判別部62−2が、前回の強制切断からの時間はT以下であると判定すると、ステップSf1に戻る。一方、前回の強制切断からの時間はTより大きいと判定すると、強制切断を行うと判定して強制切断を行い(ステップSf7)、ステップSf1に戻る。
【0112】
ここで、受付制御については上記で説明した方法で行うが、強制切断については、出口側パケット転送装置10−2においてマーキングパケット割合の値が1であれば強制切断と判断し、そのときに受信したマーキングされたパケットが属するセッションの情報を入口側パケット転送装置10−1に転送しても良い。図19は、出口側パケット転送装置10−2がマーキングされたパケットの割合に基づく強制切断の判定を行う例を示すフローチャートである。この転送についてもパケット到着ごとに強制切断指示パケットを送信すると強制切断の速さが速すぎて切断しすぎてしまうことがある。前回の強制切断からの時間が予め決められた時間T内であれば切断をせずに、T以上経過していれば強制切断するようにする。これにより、以降、該当セッションは、新規セッション扱いとなり、新規セッションは受け付けられないため、セッションは強制切断されることになる。図20は、入口側パケット転送装置10−1が、出口側パケット転送装置10−2から転送される強制切断指示パケットに基づいて行う流入規制処理の例を示すフローチャートである。
【0113】
さらに、新規受付を拒否するか否かのマーク割合閾値(radm)を複数の入口側パケット転送装置10−1ごとに出口側パケット転送装置10−2で管理し、出口側パケット転送装置10−2が受付制御の判定を行うようにしても良い。図21は、出口側パケット転送装置10−2が、受付制御判定と強制切断判定の双方を行う例を示すフローチャートである。この場合は、出口側パケット転送装置10−2のマーキング集計部13でマーキングパケット割合の計算と同時に閾値との比較を実施し、新規受付拒否または強制切断と判断したらその判断結果を示す信号パケットをパケット作成部14で作成し、スイッチ部15と出回線対応部16−1〜Nとを通じて該当する入口側パケット転送装置に送信する。図22は、信号パケットを受信した入口側パケット転送装置10−1の動作例を示すフローチャートである。入口側パケット転送装置10−1は、パケット種別判別部12−2で新規受付拒否を指示する信号パケットか強制切断を指示する信号パケットかを判断し、上述した入口側パケット転送装置10−1で管理するときと同様の方法で新規受付拒否、強制切断を実施する。
【0114】
次に、切断判断2の場合について説明する。出口側パケット転送装置10−2は、マーキングパケットを連続P(>>N)回受信したら、該当する入口側パケット転送装置10−1に強制切断指示パケットを送信しカウンタを0に戻す。強制切断指示パケットを受信した入口側パケット転送装置10−1は、強制切断指示パケットを送信した出口側パケット転送装置10−2のセッション毎に転送レートを計測し、そのレートのx%分のセッションを削除する。
【0115】
ここで、上述した判定により強制切断を行うと判断した場合、出口側パケット転送装置10−2は、入口側パケット転送装置10−1ごとに、予め定められた一定時間(例えば、100msec程度)の受信レートを測定し、測定した受信レートに応じて削除するセッションの割合を算出するようにしても良い。この場合、出口側パケット転送装置10−2は、強制切断を行うと判断した後、一定時間の入口側パケット転送装置10−1ごとの受信レートを測定する。そして、測定した受信レートを、該当する測定対象の入口側パケット転送装置10−1に転送する。入口側パケット転送装置10−1は、出口側パケット転送装置10−2から送信された受信レートを受信すると、該当する出口側パケット転送装置10−2への送信レートを、予め定められた一定時間(例えば、100msec程度)測定する。そして、入口側パケット転送装置10−1は、入口側の送信レートと、出口側の受信レートとの差にy%の余裕分を加えた割合を、削除するセッションの割合として算出し、セッションを削除する。この場合、削除するレートは((送信レート−受信レート)+受信レート*y)として表される。あるいは、削除するレートは、1−yと受信レートとを乗じた値と、送信レートとの差(削除するレート=送信レート − (1−y)*受信レート)としても良い。ここで、yの値は、ネットワークの許容パーセントに応じて予め定めて良いが、例えば、上述のxより大きい値(例えば、1%〜5%程度)を適用することができる。
【0116】
なお、ここでは、セッションの切断をするか否かを判定する切断判断方法の例として切断判断1と切断判断2とを示したが、他の切断判断方法を適用することもできる。また、上述の切断判断1と切断判断2との説明では、それぞれ切断判断方法とともに入口側パケット転送装置10−1によるセッション削除方法を示したが、切断判断方法とセッション削除方法とはネットワーク環境等に応じて適切な組み合わせにより行うようにして良い。例えば、切断判断2にて示したように、出口側パケット転送装置10−2がマーキングパケットを連続P(>>N)回受信したら強制切断指示パケットを送信する場合、入口側パケット転送装置10−1は、強制切断指示パケットを受信するごとにセッションを切断するのではなく、前回の強制切断からの時間が予め決められた時間(T)内であれば切断をせずに、T以上経過していれば強制切断するようにしても良い。
なお、ここまでの説明では、トークンバケツによる実装を説明してきたが、トークンバケツと等価である擬似的なキュー(実際にパケットを溜めるのではなく、トラヒック量を計測するだけのためのキュー)による実現でも構わない。
【0117】
従来技術の受付制御では、与えるトラヒックの負荷が高くなると受付制御レートを超えたパケットの割合しか計測していないため、その割合がトラヒックに依存し目標リンク使用率に制御することがほぼ無理であったが、上述した実施形態では、マーク割合により強制切断すべきか受付拒否をすべきかの判断が明確にできるようになる。さらに受付制御に関しては、前述した参考文献1で示されているように、任意のパケット到着時間間隔の過程、パケットサイズに対してマーキングの割合から使用率を求めることができる。これにより正確な受付制御が可能になる。
【0118】
以上説明したように、本実施形態では、第2のトークンバケツの処理は、各パケット転送装置でパケットのレートが受付制御レートを超えているかどうかを判定している。すなわち、到着するパケットのレートが受付制御レートよりも低ければ、マーキングが一切されない。一方、パケットのレートがゆらぎ吸収分を含めて受付制御レートを超えていれば、マーキングがなされる。マーキングそのものは第1のトークンバケツの残トークン量に応じてなされるが、マーキングがなされたことを検出しただけでは正確な制御ができない。なぜなら、マーキングがついたことは第2のトークンバケツの残トークン量が第3の残トークン閾値以下であり、第1のトークンバケツの残トークン量が到着したパケット分のトークンを削除する前の段階でバケツサイズよりも少なくなっていることを意味しており、このときのレートが受付制御レートとは限らないからである。より正確に受付制御するために、本実施形態では、出口側パケット転送装置で入口側パケット転送装置ごとに計測したマーキングされたパケットのバイト数の割合を求め、その割合に応じて制御を行う。しかし、ここでパケットが複数のパケット転送装置を経由するとマーキングが累積的についてしまう場合があり、受付制御のみを実施すれば良い場面で強制切断を実施してしまうことが発生してしまう。このことを避けるために第1、第2のトークンバケツに従ってマーキングするのみでなく、N回に1回マーキングを行うようにする。これにより、累積的にマーキングがついても累積割合が1になることを避けることができる。実際に強制切断すべき場面では第1のトークンバケツの残トークン量が十分に減っているため、残トークン量が残トークン強制切断閾値を下回った場合には、1回に1回マーキングするようにして強制切断と受付制御とを区別している。
【0119】
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図23は、本実施形態における境界パケット転送装置80の構成を示す図である。本実施形態の境界パケット転送装置80は、第1の実施形態における境界パケット転送装置10または第2の実施形態における境界パケット転送装置60と同様の構成であるが、流入規制の処理においてさらに特徴的な構成を有している。以下、本実施形態において特徴的な構成について説明する。
【0120】
ここでは、境界パケット転送装置80を、入口側パケット転送装置10−1と出口側パケット転送装置10−2とに適用した場合に分けて説明する。まず、本実施形態の境界パケット転送装置80を出口側パケット転送装置10−2に適用する構成を説明する。出口側パケット転送装置10−2が備える入り回線対応部81−Nは、接続された回線からパケットを受信する毎に、そのパケットを送信した入口側パケット転送装置10−1からの受信レートを測定する。すなわち、本実施形態における入り回線対応部11−Nは、入口側パケット転送装置10−1から受信するパケットのマーク割合に関わらず、パケットを受信する毎に受信レートを常時測定する。入り回線対応部81−Nが測定した受信レートは入口側パケット転送装置10−1に送信され、入口側パケット転送装置10−1によるセッションの強制切断は、送信された受信レートに基づいて行なわれる。
【0121】
すなわち、入口側パケット転送装置10−1によるセッションの強制切断の精度は、受信レートの測定結果に依存することとなる。図24は、入り回線対応部81−Nによる受信レートの測定処理の例を示す図である。図3では、入口側パケット転送装置10−1側での送信レートの測定時間を100msecとし、出口側パケット転送装置10−2の入り回線対応部11−Nによる受信レートの測定間隔をその3分の1とした例を示している。ここで、入り回線対応部11−Nが受信レートを測定する測定間隔は、出口側転送パケット装置10−2の入り回線対応部11−Nにおける物理的回線レートと、入口側転送パケット装置10−1における送信レート測定時間とに応じて、瞬間的な揺らぎを吸収する程度の間隔に予め定められる。例えば、出口側転送パケット装置10−2の入り回線対応部11−Nの物理的回線レートが64kbpsであり、入口側転送パケット装置10−1の送信レート測定時間が100msecであるとする。この場合、出口側転送パケット装置10−2の入り回線対応部11−Nにおいては20msecの間に全てのセッションのトラヒックが入るため、入り口側転送パケット装置10−1のレート測定時間に対して3分の1程度でも33.333msecとなり、瞬間的な揺らぎを吸収できる。
【0122】
マーキング集計部83は、第2の実施形態と同様に、入り回線対応部11−Nが受信するパケットにマーキングが付与された割合を算出する。
パケット作成部84は、マーキング集計部83によって算出されるマーク割合に基づいて指示パケットを作成し、スイッチ部15と出回線対応部86−Nとを介して入口側パケット転送装置10−1に送信する。例えば、パケット作成部84は、マーキング集計部83によって算出されたパケットのマーク割合が強制切断用のマーク割合閾値を超えると判定した場合、強制切断指示パケットを作成して入口側パケット転送装置10−1に送信する。ここで、パケット作成部84は、入り回線対応部81−Nによる受信レートの測定時間間隔に合わせて強制切断指示パケットを作成する。パケット作成部84が作成する強制切断指示パケットには、入り回線対応部81−Nによって測定された受信レートを示す情報が含まれる。また、パケット作成部84は、マーキング集計部が集計するマーク割合が強制切断用のマーク割合閾値を下回った場合は、強制切断解除指示パケットを作成し、出回線対応部86−Nを介して対応する入口側パケット転送装置10−1に送信する。
【0123】
図25は、本実施形態による境界パケット転送装置80が適用された出口側パケット転送装置10−2により強制切断指示パケットまたは強制切断解除指示パケットが送信される動作例を示すフローチャートである。
まず、マーキング集計部63は、入り回線対応部81−Nがマーク付きパケットを連続して受信した回数を示す情報(Count_L)と、入り回線対応部81−Nがマーク付きパケットを受信した後にマークなしパケットを受信した回数を示す情報(Count_M)と、時間の経過とともに増加させるタイマ情報(t)とを初期化し、0とする(ステップSk1)。
【0124】
入り回線対応部81−Nと流入規制部82とを通過してマーキング集計部63にパケットが到着すると(ステップSk2)、マーキング集計部83は、受信したパケットにマークがあるか否かの判定を行う(ステップSk3)。マーキング集計部83が、受信したパケットにマークが有ると判定した場合には(ステップSk3:Y)、Count_Lを1増加させる(ステップSk4)。さらに、マーキング集計部83は、Count_Lの値が、予め定められた強制切断用のマーク割合閾値(L)未満であるか否かを判定する(ステップSk5)。ここで、マーキング集計部63が、Count_Lの値は予め定められた強制切断用のマーク割合閾値(L)未満であると判定すると(ステップSk5:YES)、ステップSk2に戻り、次のパケットの到着を待機する。一方、Count_Lの値が予め定められた強制切断用のマーク割合閾値(L)以上であると判定すると(ステップSk5:NO)、マーキング集計部63は、Count_Lの値がLと等しいか否かを判定する(ステップSk6)。ここで、マーキング集計部63が、Count_Lの値がLと等しいと判定すれば(ステップSk6:YES)、tに0を代入し、タイマをリセットする(ステップSk8)。
【0125】
一方、ステップSk6において、マーキング集計部63が、Count_Lの値がLと等しくないと判定すれば(ステップSk6:N)、タイマtが予め定められた時間間隔tr以上であるか否かを判定する(ステップSk7)。ここで、trは、上述した受信レートの瞬間的な揺らぎを吸収できる程度の時間間隔である。マーキング集計部63が、タイマtが予め定められた時間間隔tr未満であると判定すると(ステップSk7:NO)、ステップSk2に戻り、次のパケットの到着を待機する。一方、ステップSk7において、マーキング集計部63が、タイマtは予め定められた時間間隔tr以上であると判定すると(ステップSk7:Y)、tに0を代入し、タイマをリセットする(ステップSk8)。
【0126】
ステップSk8においてマーキング集計部63によりタイマtがリセットされると、パケット作成部14は、入り回線対応部11−Nによって常時測定されている入口側パケット転送装置10−1と出口側パケット転送装置10−2とのペアごとの受信レートの情報が含まれる強制切断指示パケットを作成し、入口側パケット転送装置10−1に送信する(ステップSk9)。ここで、パケット作成部14が送信する強制切断指示パケットに含まれる受信レートは、Count_LとLとが一致した時点で入り回線対応部11−Nにより測定された受信レートとしても良いが、パケット作成部14が、Count_Lが1である時点での受信レートを記憶しておき、Count_Lが1である時点での受信レートの値と、Count_LとLとが一致した時点での受信レートの値とを比較して、より小さい値を受信レートとして送信するようにしても良い。この場合、パケット作成部14は、ステップSk5において、マーキング集計部63が、マークされたパケットを受信した連続回数がLに満たないと判定した場合には、記憶した受信レートの値を消去する。
【0127】
一方、ステップSk3において、マーキング集計部63が、受信したパケットにマークがないと判定した場合には(ステップSk3:NO)、Count_Lの値がL未満であるか否かを判定する(ステップSk10)。ここで、マーキング集計部63が、Count_Lの値がL未満であると判定した場合には(ステップSk10:Y)、Count_Lに0を代入してリセットし(ステップSk15)、ステップSk2に戻り、次のパケットの到着を待機する。
【0128】
一方、ステップSk10において、マーキング集計部63が、Count_Lの値がL未満でなく、L以上であると判定した場合には(ステップSk10:NO)、Count_Mの値に1を加算する(ステップSk11)。マーキング集計部63は、Count_Mの値に1を加算した結果、Count_Mの値と予め定められたMの値とが等しいか否かを判定する(ステップSk12)。ここで、マーキング集計部63が、Count_Mの値と予め定められたMの値とが等しくないと判定すると(ステップSk12:NO)、ステップSk2に戻り、次のパケットの到着を待機する。
【0129】
一方、ステップSk12において、マーキング集計部63が、Count_Mの値と予め定められたMの値とが等しいと判定すると(ステップSk12:YES)、パケット作成部14は、強制切断解除指示パケットを作成し、スイッチ部15および出口回線対応部11−Nを介して入口側パケット転送装置10−1に送信する(ステップSk13)。そして、マーキング集計部63は、Count_Mに0を代入してリセットし(ステップSk14)、さらにCount_Lに0を代入してリセットして(ステップSk15)、ステップSk2に戻り、次のパケットの到着を待機する。
【0130】
次に、境界パケット転送装置80を、入口側パケット転送装置10−1に適用する構成について説明する。入口側パケット転送装置10−1は、出口側パケット転送装置10−2から送信される指示パケットに応じて強制切断処理を行う。図26は、入口側パケット転送装置10−1が備える流入規制部82の構成を示す図である。流入規制部82は、パケット種別判別部82−2のような第2の実施形態と同様の構成を備えるとともに、受信レート記憶部82−5を備えている。
【0131】
パケット種別判別部82−2は、パケット受信部12−1が受信したパケットの種別を判定する。例えば、パケット種別判別部82−2は、パケット受信部12−1が受信したパケットの種別が指示パケットであるか否か、指示パケットである場合は強制切断指示パケットであるか否か、また強制切断解除指示パケットであるか否かなどを判定する。
【0132】
受信レート記憶部82−5には、パケット種別判別部82−2によって、パケット受信部12−1が受信したパケットが強制切断指示パケットであると判定された場合に、受信した強制切断指示パケットに含まれる出口側パケット転送装置10−2の受信レートが記憶される。ここで、パケット受信部12−1が、同一の出口側パケット転送装置10から複数回に亘り切断通知パケットを受信している場合、受信レート記憶部82−5には、受信された複数の切断通知パケットに含まれる受信レートのうち、最も小さい受信レートの値が記憶される。
【0133】
入口側パケット転送装置10−1が備える出回線対応部86−Nは、出口側パケット転送装置10−2から強制切断指示パケットを受信すると、強制切断指示パケットを送信した出口側パケット転送装置10−2に接続されたセッション毎の送信レートを測定する。すなわち、入口側パケット転送装置10−1が、強制切断指示パケットに応じてセッションを切断する際、出口側パケット転送装置10−2と接続されたセッションのうちいずれのセッションを切断するかを判定するためには、セッション毎の送信レートの値が必要となる。そこで、入口側パケット転送装置10−1は、強制切断指示パケットを受信すると、出口側パケット転送装置10−2との間でのセッション毎の送信レートを測定する。送信レートの測定方法については、入口パケット転送装置10−1と出口パケット転送装置10−2との間での送信レートと同様に測定時間内に送信されたパケットの総バイト数をその測定時間で割ることによって求まる。切断するセッションを選ぶ規準としては、セッション帯域の大きい方から選び必要な切断分まで切断する方法、保留時間の長い方から選んでいく方法、保留時間の短い方から選んでいく方法が少なくともある。切断順番はこの3つの方法に限られるものではない。
【0134】
図27は、本実施形態による入口側パケット転送装置10−1の動作例を示すフローチャートである。入り回線対応部81−Nは、パケットを受信する(ステップSm1)。流入規制部82のパケット種別判別部82−2は、入り回線対応部81−Nによって受信されたパケットが強制切断指示パケットであると判定すると(ステップSm2:YES)、受信した強制切断指示パケットに含まれる受信レートを、受信レート記憶部82−5に記憶させる(ステップSm3)。ここで、ステップSm2において、流入規制部82のパケット種別判別部82−2が、受信されたパケットは強制切断指示パケットでないと判定すれば(ステップSm2:NO)、通過・拒否実施部82−4は、受信したパケットを通過させ、スイッチ部15、出回線対応部86−Nを経由してネットワーク内にパケットが送り出され、ステップSm1に戻り、次のパケットの到着を待機する。
【0135】
ステップSm3において、受信レート記憶部82−5に受信レートが記憶されると、出回線対応部86−Nは、スイッチ部15に記憶されたルーティングテーブルを参照して、強制切断指示パケットを送信した出口側パケット転送装置10−2と接続されたセッション毎の送信レートの測定を開始する。また、パケット種別判別部82−2は、タイマtのカウントを開始する(ステップSm4)。パケット種別判別部82−2は、タイマtの値と、予め定められた値Tsとが一致するか否かを判定する(ステップSm5)。ここで、予め定められた値Tsは、出回線対応部86−Nが送信レートを測定する時間である。パケット種別判別部82−2が、タイマtの値と、予め定められた値Tsとは一致しないと判定すると(ステップSm5:NO)、次のパケットの到着を待機する。
【0136】
入口側パケット転送装置10−1にパケットが送信されると、入り回線対応部81−Nは、送信されたパケットを受信する(ステップSm6)。パケット種別判別部82−2は、入り回線対応部11−Nによって受信されたパケットが指示パケットであるか否かを判定する(ステップsm7)。パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットが指示パケットでないと判定すれば(ステップSm7:NO)、通過・拒否実施部12−4は、受信したパケットを通過させ、スイッチ部15、出回線対応部86−Nを経由してネットワーク内にパケットが送り出され、ステップSm5に戻る。
【0137】
一方、ステップSm7において、パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットが指示パケットであると判定すれば(ステップSm7:YES)、パケット種別判別部82−2は、受信されたパケットが強制切断解除指示パケットであるか否かを判定する(ステップSm8)。ここで、パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットが強制切断解除指示パケットであると判定すれば(ステップSm8:YES)、出回線対応部86−Nは、ステップSm4において開始した受信レートの測定処理を中止する(ステップSm10)。パケット種別判別部82−2は、ステップSm4で受信レート記憶部82−5に記憶させた受信レートを消去させ(ステップSm11)、ステップSm1に戻り、次のパケットの到着を待機する。
【0138】
一方、ステップSm8において、パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットが強制切断解除指示パケットでないと判定すれば(ステップSm8:NO)、パケット種別判別部82−2は、受信されたパケットが強制切断指示パケットであるか否かを判定する(ステップSm9)。ここで、パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットは強制切断指示パケットでないと判定すると(ステップSm9:NO)、ステップSm5に戻る。一方、パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットは強制切断指示パケットであると判定すると(ステップSm9:YES)、受信レート記憶部82−5に記憶させた受信レートを更新する。ここで、パケット種別判別部82−2は、既に受信レート記憶部82−5に記憶されている値と、新たに受信した強制切断指示パケットに含まれる受信レートの値とのうち、小さい値を受信レートとして受信レート記憶部82−5に記憶された値を更新する(ステップSm12)。
【0139】
ステップSm5に戻り、パケット種別判別部82−2が、タイマtの値と、予め定められた値Tsとが一致すると判定すると(ステップSm5:YES)、出口側パケット転送装置10−2と接続されたセッションを切断する(ステップSm13)。ここで、切断量は、切断レート=送信レート−受信レート+y*送信レートとして、この切断レートに見合う複数のセッションを、流入許可フローリストから削除することにより切断する。
【0140】
図28は、本実施形態の入口側転送パケット装置10−1と出口側転送パケット装置10−2とによって行なわれる流入規制処理の動作例を示すシーケンス図である。
出口側転送パケット装置10−2は、マークありパケットを連続でL回受信したことを検知すると(ステップSn1)、入口側転送パケット装置10−1に強制切断指示パケットを送信する(ステップsn2)。入口側転送パケット装置10−1は、出口側転送パケット装置10−2から送信された強制切断指示パケットを受信すると、強制切断指示パケットに含まれる受信レートの値を受信レート記憶部82−5に記憶させ、セッション毎の送信レートの測定を開始する(ステップSn3)。入口側転送パケット装置10−1は、予め定められた測定時間(例えば、100msec)が経過するまで、送信レートの測定を行なう。
【0141】
受信レートの揺らぎを吸収できる程度の時間間隔を置いて、出口側転送パケット装置10−2は、マークありパケットを連続でL回受信したことを検知すると(ステップSn4)、入口側転送パケット装置10−1に強制切断指示パケットを送信する(ステップsn5)。入口側転送パケット装置10−1は、新たに受信した強制切断指示パケットに含まれる受信データの値が、受信レート記憶部82−5に記憶された受信レートよりも小さい場合は、新たに受信した強制切断指示パケットに含まれる受信データの値により、受信レート記憶部82−5に記憶された受信レートの値を更新する。さらに受信レートの揺らぎを吸収できる程度の時間間隔を置いて、出口側転送パケット装置10−2が、マークありパケットを連続でL回受信したことを検知すると(ステップSn6)、入口側転送パケット装置10−1に強制切断指示パケットを送信する(ステップsn7)。入口側転送パケット装置10−1は、新たに受信した強制切断指示パケットに含まれる受信データの値が、受信レート記憶部82−5に記憶された受信レートよりも小さい場合は、新たに受信した強制切断指示パケットに含まれる受信データの値により、受信レート記憶部82−5に記憶された受信レートの値を更新する。そして、入口側転送パケット装置10−1は、送信レートの測定を開始してからの時間が定められた測定時間を経過すると、セッションの切断処理を行う(ステップSn8)。
【0142】
出口側転送パケット装置10−2は、マークありパケットを連続でL回受信したことを検知すると(ステップSn9)、入口側転送パケット装置10−1に強制切断指示パケットを送信する(ステップSn10)。入口側転送パケット装置10−1は、受信した強制切断指示パケットに含まれる受信レートの値を受信レート記憶部82−5に記憶させ、セッション毎の送信レートの測定を開始する(ステップSn11)。ここで、ステップSn8において入口側転送パケット装置10−1がセッションを切断したことにより、一定時間経過後に出口側転送パケット装置10−2が受信するパケットのマーク割合が変化し、減少する(ステップSn12)。出口側転送パケット装置10−2は、マークなしパケットを検知すると(ステップSn13)、入口側転送パケット装置10−1に、強制切断解除指示パケットを送信する(ステップSn14)。入口側転送パケット装置10−1は、出口側転送パケット装置10−2から送信された強制切断解除指示パケットを受信すると、ステップSn11で開始した測定処理を中止する。
【0143】
ここでは、出口側転送パケット装置10−2は、マークありパケットを連続でL回受信したことを、ステップSn1、ステップSn4、ステップSn6等において一定の時間間隔を置いて検知して強制切断指示パケットを送信するようにしたが、ステップSn1において強制切断指示パケットを送信した後は、マークなしパケットをM回連続して受信するまで一定時間間隔で強制切断指示パケットを送信し続けるようにしても良い。例えば、回線が細く、出口側転送パケット装置10−2がマークありパケットを連続でL回受信した後、一定時間内にパケットを受信しないことが考えられる場合には、このような制御が有効である。
【0144】
このように、本実施形態のパケット転送システムでは、出口側パケット転送装置10−2がパケットを受信する受信レートを常時測定し、受信するパケットのマーク割合に基づいて強制切断すべきと判定したら、その時点(あるいは1つめのマーク付きパケットを受信した時点)での受信レートを含む強制切断指示パケットを作成して入口側パケット転送装置10−1に送信する。その後、出口側パケット転送装置10−2は、強制切断用のマーク割合閾値を超えてマーク付きパケットを受信する限りにおいて、入口側パケット転送装置10−1の送信レート計測時間よりも短い周期で、その時点での受信レートを入口側パケット転送装置10−1に送信し続ける。また、出口側パケット転送装置10−2が受信するパケットのマーク割合が、強制切断用のマーク割合閾値を下回った場合には、即座に強制切断解除指示パケットを入口側パケット転送装置10−1に送信する。
【0145】
入口側パケット転送装置10−1では、出口側パケット転送装置10−2から強制切断指示パケットを受信すると、予め定められた一定時間内の平均送信レートを測定する。入口側パケット転送装置10−1は、測定中に出口側パケット転送装置10−2から受信レートを受信し続ける場合は、出口側パケット転送装置10−2から受信する受信レートを小さい値に更新する。測定周期終了後に、入口側パケット転送装置10−1は、切断レートを、送信レート−受信レート+y*送信レートとして算出する。入口側パケット転送装置10−1は、強制切断解除指示パケットを受信したら、切断に伴う処理(送信レート測定処理、切断処理)を中止する。
【0146】
ここで、第2の実施形態による流入規制処理では、セッションの強制切断を行う際に過剰に切断することを防ぐために1回の切断の後に保護時間を設けて次の切断を実施しなければならず、過剰なセッションを削除するまでに時間がかかってしまう場合がある。また、第2の実施形態による流入規制処理では、ネットワークがリアルタイム通信を行う場合、輻輳時に出口側パケット転送装置10−2から送信する指示パケットが大量に送信されることにより、さらにトラヒック量を増加させてしまう場合がある。そこで、本実施形態によれば、出口側パケット転送装置10−2において強制切断用のマーク閾値を超えるマーク付きパケットが受信された場合、一度に切断するセッション量を多くしてセッションの切断速度を上げることができるとともに、受信するマーク付きパケットの量が強制切断用のマーク閾値を下回った場合には即座に強制切断解除指示パケットを送信するため、セッションが過剰に切断されることを防止することができる。
【0147】
上記の実施形態において、境界パケット転送装置において実行される各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、また、境界パケット転送装置における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、境界パケット転送装置に係る処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【0148】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
【符号の説明】
【0149】
1 発信端末
2 着信端末
10−1 発側境界パケット転送装置
10−2 着側境界パケット転送装置
11−1〜11−n 入り回線対応部
12 流入規制部
12−1 パケット受信部
12−2 パケット種別判別部
12−3 保留中セッションリスト
12−4 通過・拒否実施部
13 マーキング集計部
14 パケット作成部
15 スイッチ部
16−1〜16−n 出回線対応部
20−1、20−2 中継パケット転送装置
21−1〜20−n 入り回線対応部
22 スイッチ部
23−1〜23−n 出回線対応部
40 出回線対応部
41 トークンバケツ処理部
42 マーキング実施部
43 待ちキュー部
44 物理回線対応部
50 出回線対応部
51 第1のトークンバケツ処理部
55 第2のトークンバケツ処理部
60 境界パケット転送装置
62 流入規制部
63 マーキング集計部
80 境界パケット転送装置
81−1〜81−n 入り回線対応部
82 流入規制部
82−2 パケット種別判別部
82−5 受信レート記憶部
83 マーキング集計部
84 パケット作成部
86−1〜86−n 出回線対応部
【技術分野】
【0001】
本発明は、IP網における少なくとも電話を含むリアルタイム通信において、既に受け付けたセッションの品質を確保するために、新たなセッションの受付制御や、故障などによるルート変更によって生じる品質劣化を防止するためにルート変更で生じた設備量減少によって過剰になったセッションの切断などを行うパケット転送システム、パケット転送装置、パケット転送方法、及びパケット転送プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
リアルタイム通信を行う場合、ネットワーク内に流入するセッションを無制限に受け付けると、サービス中のセッションにパケット損失や、遅延、遅延揺らぎなどが発生し、全てのセッションがサービスとして成り立たなくなってしまう。このため、リアルタイム通信を実現するには、ネットワークの混雑状況に応じて、新たなセッションの流入を規制しなければならない。また、ネットワーク装置の故障などにより設備量が減少し、既に受け付けたセッションの品質が確保できなくなることが考えられる。このような事態になった場合、既に受付済みのセッションであっても必要分、切断することによって、切断されなかったセッションの品質を確保する必要が生じる。
【0003】
このような新たなセッションの受付制御や、過剰なセッションの切断制御(以下、これらの制御を総称してセッション制御とし、その制御方法をセッション制御方法という)については、IETFのPCN−WGで検討がなされ、複数の方式が提案されている(例えば、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3参照)。これら従来技術のうち、非特許文献3に記載されているセッション制御方法は、他の方法と比較して、使用するマーキングの種類の数が少ないことが特徴である。以下では、非特許文献3に係る技術のセッション制御方法について説明する。
【0004】
非特許文献3に係る技術によるセッション制御方法は、他の従来技術による方法と同様に、各ルータで予め決められたレートを超えたら、パケットにマーキングを行うものであるが、他の従来技術が受付制御用のマーキングと強制切断用のマーキングとの2種類のマーキングを用意しているのに対して、非特許文献3に係る技術では、受付制御用の1種類のマーキングしか用意していない。また、マーキングの方法も、他のセッション制御方法と異なっている。まず、マーキングの方法について説明し、その後、そのマーキングの方法を用いた受付制御、次に、強制切断制御について説明する。
【0005】
図29は、非特許文献3に係る技術に適用されているマーキング機能を説明するための概念図である。他の従来技術では、一般的に、受付制御用のマーキングとして閾値マーキングが用いられており、強制切断用のマーキングとして超過レートマーキングが用いられている。一方、非特許文献3に係る技術によるセッション制御方法では、図29に示すように、受付制御用のマーキングとして、超過レートマーキングを用いている。超過レートマーキングは、超過レート分のみのパケットに対してマーキングを行うもので、受付制御用に適用した場合、受付制御レート(admissible rate)を超えたパケットのみにマーキングが行われることになる。トークンバケツによる実装方法では、図30に示すように、マーキングを開始する閾値TB.ThrがトークンバケツのサイズであるTB.Sizeの底に近い値に設定されていることに相当する。これにより、TB.Size−TB.Thrが揺らぎ吸収分となり、閾値TB.Thrにより示されるレート超過分のみに対してマーキングできることになる。
【0006】
非特許文献3に係る技術において、各ルータは、このマーキング機能を備えており、受付制御レート(admissible rate)を超えたときに、超過レートマーキングの方法でマーキングを行う。出口ルータでは、入口ルータ毎にマーク割合(CLE)を計算し、その値を入口ルータに送信する。入口ルータでは、このCLEが閾値を超えたかどうかを判定し、超えた場合には、新規セッションの受付を行わない制御を行う。
【0007】
非特許文献3に係る技術において、強制切断制御は、次のようにして行う。出口ルータでは、入口ルータ毎にCLE≠0のとき、マーキングがなされていないレートを計測する。このレートを入口ルータに送信し、入口ルータでは、そのレートにある定数Uを掛けたレートを、強制切断レートとして超過した分のセッションを強制切断する。このとき、定数Uは、ネットワーク全体で1つの値に設定されており、これにより、マーキングの種類を1つにすることができ、内部ルータに要求される機能を少なくすることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】Babiarz et al., “Three State PCN Marking”, Internet Draft: draft-babiarz-pcn-3sm-01.txt, Internet Engineering Task Force, November 2007
【非特許文献2】Briscoe at al., “Pre-Congestion Notification marking”, Internet Draft: draft-briscoe-tsvwg-cl-phb-03.txt, Internet Engineering Task Force, October 2006
【非特許文献3】Charny et al., “Pre-Congestion Notification Using Single Marking for Admission and Termination”, Internet Draft: draft-charny-pcn-single-marking-03.txt, Internet Engineering Task Force, November 2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、前述したように、超過レートマーキングとは異なるマーキング方式として閾値マーキングがある。閾値マーキングは、物理的には、実際のレートが決められた値を超えたら、全てのパケットにマーキングする。これは、トークンバケツにおけるマーキング閾値TB.Thrに対して、バケツサイズが十分深いことを意味しており、マーキング閾値TB.Thrよりも、トークンを使用してしまった場合には、そのトークンが閾値TB.Thrまで補充されるまで、マーキングされ続けることになる。すなわち、受付制御に閾値マーキングが用いられている場合には、瞬間的に実際のレートが受付レートを超えたら、バケツにトークンが再度満たされるまで、全てのパケットに対してマーキングを行うことになり、その間、マークされないパケットのレートは0となる。一方、マーキングがされていないということは、平均的なレートが受付レート以下になっていることを示すことになる。
【0010】
上述した非特許文献3に係る技術では、マークされないレートの定数倍を強制切断のレートとしているため、マークされないレートを計測する必要がある。そのため、前述したマーキングが行われている間、マークされないパケットのレートが0となる閾値マーキングを用いることはできず、超過レートマーキングを用いることが必須となる。超過レートマーキングでは、受付レートを超えた分だけにマーキングがなされるからであり、このとき、マーキングがなされていないレートは、受付レートを超えない、実際に使用しているレートを示すことになるからである。
【0011】
しかしながら、受付制御用のマーキングとして超過レートマーキングを使用すると、受付レートを超えた分だけにマーキングがなされるため、余分に受け付けてしまい、結果として、受け付けたセッションの品質が劣化してしまう可能性がある。品質が劣化してしまうと想定される理由として、超過レートマーキングでは、瞬間でのレートが受付レートを超えているかどうかによってマーキングがなされるため、マーキングがなされていないということは、瞬間的に受付レートを下回っていることを意味しているにすぎず、平均的なレートが受付レートを超えていることがあるためである。そのため、受付レートに対して過剰に受け付けてしまうため、受付レートを低めの値に設定せざるを得ず、また、どの程度低めに設定すればよいのかが分からないという問題がある。
【0012】
また、非特許文献3に係る技術では、強制切断については、強制切断レートはマーキングがされないレートの定数倍となっており、その定数は、ネットワーク全体で1つの値になっているため、全ての入口出口ルータ間で適切に決定することは、事実上不可能である。このため、強制切断レートを適切に設定することができないという問題がある。
【0013】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、マーキングの種類を1つに維持しつつ、セッション制御を行なうことができるパケット転送システム、パケット転送装置、パケット転送方法、及びパケット転送プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上述した課題を解決するために、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムであって、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置は、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段と、第1のトークン処理手段によるトークンバケツの残余トークン量が、トークンバケツサイズまたは略トークンバケツサイズとして定められた第1の残トークン閾値より小さい場合、受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、を備え、出口側パケット転送装置は、受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御することを特徴とする。
【0015】
また、本発明は、マーキング実施手段は、第1の残トークン閾値をトークンバケツのサイズとし、パケットが受信された場合、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させる前に、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、受信したパケットにマーキングせず、残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合、受信したパケットにマーキングを行い、判定後に、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させることを特徴とする。
【0016】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、入口側パケット転送装置から送信され、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置のマーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットの割合を算出する演算手段と、演算手段により算出された、マーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値とに基づいて受付済みのセッションを入口側パケット転送装置に切断させるか否かを選択する切断制御手段と、演算手段により算出されたマーキングされたパケットの割合と、第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値とに基づいて入口側パケット転送装置にて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、を備え、入口側パケット転送装置は、切断制御手段、または受付制御手段が選択した内容を示す信号を出口側パケット転送装置から受信して、受付済みのセッションの切断、または新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行うことを特徴とする。
【0017】
また、本発明は、入口側パケット転送装置は、複数存在し、第1のマーク割合閾値及び第2のマーク割合閾値は、入口側パケット転送装置と出口側パケット装置とのペアごとに、入口側パケット転送装置または出口側パケット装置に予め設定されることを特徴とする。
【0018】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置であって、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理手段と、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、受信したパケットにマーキングせず、残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合、受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、を備えたことを特徴とする。
【0019】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける出口側のパケット転送装置であって、受信したパケットのうち、入口側のパケット転送装置及び中継を行うパケット転送装置にてトークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かの判定に基づき残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合にマーキングされたパケットの割合に基づいて、入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御することを特徴とする。
【0020】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおけるパケット転送方法であって、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置にて、トークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするステップと、マーキング実施手段が、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、受信したパケットにマーキングせず、残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合、受信したパケットにマーキングを行うステップと、出口側パケット転送装置にて、受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【0021】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置のコンピュータを、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理手段、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、受信したパケットにマーキングせず、残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合、受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段、として機能させるためのパケット転送プログラムである。
【0022】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける出口側のパケット転送装置のコンピュータに、受信したパケットのうち、入口側のパケット転送装置及び中継を行うパケット転送装置にてトークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かの判定に基づき残余トークン量がトークンバケツのサイズより小さい場合にマーキングされたパケットの割合に基づいて、入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御する手順を実行させるためのパケット転送プログラムである。
【0023】
また、本発明は、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとしてトークン処理を行う第2のトークン処理手段を備え、マーキング実施手段は、第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツの残余トークン量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きい場合、受信したパケットにマーキングしないことを特徴とする。
【0024】
また、本発明は、マーキング実施手段は、トークンバケツの残余トークン量が、第1の残トークン閾値より小さい場合、1を超える予め定められた個数ごとに受信したパケットにマーキングを行い、第1の残トークン閾値より小さく予め定められた第2の残トークン閾値より小さい場合、受信したパケットごとにマーキングを行うことを特徴とする。
【0025】
また、本発明は、マーキング実施手段は、第2のトークンバケツのトークン残余量が第3の残トークン閾値より小さいと判定し、さらに第1のトークンバケツの残余トークン量が、第1の残トークン閾値より小さいと判定した場合、1を超える予め定められた個数ごとに受信したパケットにマーキングを行い、その後さらに第1のトークンバケツの残余トークン量が第2の残トークン閾値より小さいと判定した場合、受信したパケットごとにマーキングを行い、その後さらに第2のトークンバケツのトークン残余量が第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、受信したパケットにマーキングしないことを特徴とする。
【0026】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、入口側パケット転送装置から送信され、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置のマーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットの割合を算出する演算手段と、演算手段により算出されたマーキングされたパケットの割合を、入口側パケット転送装置に転送する転送手段と、を備え、入口側パケット転送装置は、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段と、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、切断制御手段、または受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、受付済みのセッションの切断、または新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段と、を備えることを特徴とする。
【0027】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、入口側パケット転送装置から送信され、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置のマーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットのマーク割合を算出する演算手段と、演算手段により算出されたマーク割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを入口側パケット転送装置に切断させるか否かを選択する切断制御手段と、を備え、入口側パケット転送装置は、切断制御手段が選択した内容を示す信号を出口側パケット転送装置から受信して、受付済みのセッションの切断を行うことを特徴とする。
【0028】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、入口側パケット転送装置から送信されるパケットを受信する毎に、パケットの受信レートを測定する入り回線対応部を備え、切断制御手段は、受付済みのセッションを入口側パケット転送装置に切断させると選択すると、入り回線対応部により測定された受信レートを入口側パケット転送装置に送信し、入口側パケット転送装置は、切断制御手段から送信された受信レートに基づいて、受付済みのセッションの切断を行うことを特徴とする。
【0029】
また、本発明は、出口側パケット転送装置の切断制御手段は、入口側パケット転送装置がパケットを送信する送信レートを測定するよりも短い時間間隔で、入り回線対応部により測定された受信レートを入口側パケット転送装置に送信することを特徴とする。
【0030】
また、本発明は、出口側パケット転送装置の切断制御手段は、演算手段により算出されたマーク割合が、第1のマーク割合閾値を下回る場合、もしくは予め定められた個数の連続マークなしパケット数を受信した場合に、入口側パケット転送装置によるセッションの切断を中止させることを特徴とする。
【0031】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、演算手段により算出されたマーキングされたパケットの割合と、第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて入口側パケット転送装置にて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、を備え、入口側パケット転送装置は、受付制御手段が選択した内容を示す信号を出口側パケット転送装置から受信して、新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行うことを特徴とする。
【0032】
また、本発明は、出口側パケット転送装置は、切断制御手段が、受付済みのセッションを入口側パケット転送装置に切断させると選択した場合、予め定められた一定時間内に入口側パケット転送装置から受信するパケットの受信レートを測定し、測定した受信レートを入口側パケット転送装置に転送する転送手段を備え、入口側パケット転送装置は、出口側パケット転送装置の切断制御手段が、受付済みのセッションを入口側パケット転送装置に切断させると選択した場合、予め定められた一定時間内に出口側パケット転送装置に送信するパケットの送信レートを測定し、測定した送信レートと、出口側パケット転送装置から転送される受信レートとの差に、予め定められた余裕分を加えた値に応じて、切断するセッションの割合を算出し、算出した割合に基づいてセッションを切断することを特徴とする。
【0033】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置であって、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段と、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとしてトークン処理を行う第2のトークン処理手段と、第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が第1の残トークン閾値よりも少ない場合、受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、を備えることを特徴とする。
【0034】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置であって、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段と、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、切断制御手段、または受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、受付済みのセッションの切断、または新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段と、を備えることを特徴とする。
【0035】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおけるパケット転送方法であって、入口側パケット転送装置及び中継パケット転送装置にて、第1のトークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートであるトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行うステップと、第2のトークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとしてトークン処理を行うステップと、マーキング実施手段が、第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が第1の残トークン閾値よりも少ない場合、受信したパケットにマーキングを行うステップと、出口側パケット転送装置にて、受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【0036】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置のコンピュータを、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超えない場合、残余トークン量にトークン量が加えられた値を、トークンバケツの残余トークン量とし、残余トークン量がトークンバケツのサイズを超える場合、残余トークン量をトークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとしてトークン処理を行う第2のトークン処理手段、第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が第1の残トークン閾値よりも少ない場合、受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段、として機能させるためのパケット転送プログラムである。
【0037】
また、本発明は、複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、ドメインの入口側に配置されドメイン外から送信されるパケットを受信してドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、ドメインの出口側に配置されドメインを通じてパケットを受信してドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置のコンピュータを、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段、出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段、切断制御手段、または受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、受付済みのセッションの切断、または新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段、として機能させるためのパケット転送プログラムである。
【発明の効果】
【0038】
本発明によれば、マーキングの種類を1つに維持しつつ、受付制御を行い、強制切断を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明の第1の実施形態による、マーキング機能を説明するための概念図である。
【図2】本発明の第1の実施形態によるネットワークの構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1の実施形態による、マルチドメインの場合のネットワークの構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第1の実施形態による、中継パケット転送装置20の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の第1の実施形態による、境界パケット転送装置10の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第1の実施形態による、境界パケット転送装置10の出回線対応部16−1〜16−n、あるいは中継パケット転送装置20の出回線対応部23−1〜23−nの構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の第1の実施形態による、トークンバケツによる処理を説明するための概念図である。
【図8】本発明の第1の実施形態による、トークンバケツ処理部41でのマーキング処理を説明するためのフローチャートである。
【図9】本発明の第1の実施形態による、マーク割合閾値の決定動作、及びその値の設定動作を説明するためのフローチャートである。
【図10】本発明の第1の実施形態による、境界パケット転送装置10の流入規制部12の構成を示すブロック図である。
【図11】本発明の第1の実施形態による、流入規制部12の動作を説明するためのフローチャートである。である。
【図12】本発明の第2の実施形態による、境界パケット転送装置10の出回線対応部16−1〜16−n、あるいは中継パケット転送装置20の出回線対応部23−1〜23−nの構成を示すブロック図である。
【図13】本発明の第2の実施形態による、トークンバケツによる処理を説明するための概念図である。
【図14】本発明の第2の実施形態による、第1のトークンバケツ処理部51および第2のトークンバケツ処理部55とマーキング実施部52でのマーキング処理を説明するためのフローチャートである。
【図15】本発明の第2の実施形態による、境界パケット転送装置60の構成を示すブロック図である。
【図16】本発明の第2の実施形態による、境界パケット転送装置60の流入規制部62の構成を示すブロック図である。
【図17】本発明の第2の実施形態による、出口側パケット転送装置のCLE値の処理を説明するためのフローチャートである。
【図18】本発明の第2の実施形態による、入口側パケット転送装置の受付制御、強制切断判断を説明するためのフローチャートである。
【図19】本発明の第2の実施形態による、出口側パケット転送装置のCLE値の処理を説明するためのフローチャートである。
【図20】本発明の第2の実施形態による、入口側パケット転送装置の受付制御、強制切断判断を説明するためのフローチャートである。
【図21】本発明の第2の実施形態による、出口側パケット転送装置のCLE値の処理を説明するためのフローチャートである。
【図22】本発明の第2の実施形態による、入口側パケット転送装置の受付制御、強制切断判断を説明するためのフローチャートである。
【図23】本発明の第3の実施形態による、境界パケット転送装置80の構成を示すブロック図である。
【図24】本発明の第3の実施形態による、出口側パケット転送装置の受信レート測定処理を示す図である。
【図25】本発明の第3の実施形態による、出口側パケット転送装置の指示パケット送信処理を示すフローチャートである。
【図26】本発明の第3の実施形態による、境界パケット転送装置80の流入規制部82の構成を示すブロック図である。
【図27】本発明の第3の実施形態による、入口側パケット転送装置の強制切断処理を示すフローチャートである。
【図28】本発明の第3の実施形態による、境界パケット転送装置80の強制切断処理を示すフローチャートである。
【図29】従来技術による、マーキング機能を説明するための概念図である。
【図30】従来技術による、トークンバケツによる実装方法を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
<第1の実施形態>
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態では、マーキングの種類を1つにすることを保ちつつ受付制御と強制切断とで同じマーキング及び同じマーク割合の測定を行いながら、図1に示すように、前述した従来技術において、強制切断をおこなうか否かの判断に用いられている強制切断レート(supportable rate)を基準としたマーキングを行い、マーキングとして閾値マーキングを採用する。また、トークンバケツにおいて、当該強制切断レートをわずかに超えたらすぐにマーキングがなされるように、通常のトークンバケツでは、到着したパケットと1つ前に到着したパケットとの到着時間の差と、トークン補充レートとを掛け、その分のトークンをバケツに補充し、到着したパケットのバイト数分を減らした後の残余トークン量で判別を行うところを、トークンの補充後のトークン量がバケツの量と一致しているかどうかでマーキングするかしないかの判別を行い、その後に到着したパケットのバイト数分のトークンを減らす。さらに、文献1(J. W. Roberts and J.T. Virtamo, The Superposition of Periodic Cell Arrival Streams in an ATM Multiplexer, IEEE Transactions on Communication, Vol. 39, No.2 (1991)298-303.)を参考にして目標リンク使用率からマーク割合を求め、求めたマーク割合を、新規セッションの受付可否の判定の基準となるマーク割合閾値として用いる。つまり、本発明は、入口側の境界パケット転送装置にて、バケツサイズと一致しないとき、すなわちバケツが一杯になっているか否かで、マーキングするか否かを決めており、これにより、わずかな揺らぎを検出し、測定することができる。この揺らぎの頻度は、使用率の上昇に伴って上昇することを利用し、揺らぎ発生頻度の計測から使用率を制御する点に特徴がある。
【0041】
図2は、本発明の実施形態によるネットワークの構成を示すブロック図である。図において、発信端末1は、発側境界パケット転送装置(入口側パケット転送装置)10−1に接続されており、発側境界パケット転送装置10−1からは、中継パケット転送装置(中継パケット転送装置)20−1、20−2を介して、着側境界パケット転送装置(出口側パケット転送装置)10−2と接続され、着信端末2に接続される。
【0042】
ここでは、1つのドメイン30内の発信端末1と着信端末2とが収容されている場合を扱っているが、図3に示すように、複数のドメイン30−1、30−2をまたぐ場合には、境界パケット転送装置10−4、10−5は、ドメイン30−1、30−2間の境界パケット転送装置として、隣接するドメインと接続されることになる。マルチドメインの場合には、異なるドメイン30−1、30−2に属する境界パケット転送装置10−4、10−5同士が接続されており、処理は、それぞれのドメイン30−1、30−2内で行い、その処理結果を隣接するドメインの境界パケット転送装置10−4、10−5に送信するようになる。
【0043】
なお、本実施形態において、以下の説明では、発側境界パケット転送装置(入口側パケット転送装置)10−1と着側境界パケット転送装置(出口側パケット転送装置)10−2は、同じ装置に実装されることが想定されるため、両者をまとめて境界パケット転送装置10とし、中継パケット転送装置20−1、20−2を、中継パケット転送装置20とする場合がある。
【0044】
本実施形態では、図2に示すシングルドメインを例に説明する。まず、本実施形態の受付制御に関わる中継パケット転送装置20、及び境界パケット転送装置10の機能について説明し、これらの機能を用いて受付制御をどのように行うかを説明する。
【0045】
図4は、本実施形態による、中継パケット転送装置20の構成を示すブロック図である。図において、入り回線対応部21−1〜21−n、出回線対応部23−1〜23−nは、それぞれ、物理回線に対応して装備されるものである。入り回線対応部21−1〜21−nは、中継パケット転送装置20に入ってきたパケットをスイッチ部22に供給する前に一時的に保持する機能を有する。スイッチ部22は、パケットヘッダに書かれた宛先のアドレスとルーティングテーブルとから適切な出側回線にパケットを交換する機能を有する。出側回線対応部23−1〜23−nは、出力側回線の帯域(レート)に合うように、レートを整形し、パケットを送出するだけでなく、本発明に係るマーキング処理を行う機能を有する。
【0046】
また、図5は、本実施形態による、境界パケット転送装置10の構成を示すブロック図である。図において、入り回線対応部11−1〜11−n、出回線対応部16−1〜16−nは、それぞれ、物理回線に対応して装備されるものである。入り回線対応部11−1〜11−nは、境界パケット転送装置10に入ってきたパケットを流入規制部12に供給する前に一時的に保持する機能を有する。スイッチ部15は、パケットヘッダに書かれた宛先のアドレスとルーティングテーブルとから適切な出側回線にパケットを交換する機能を有する。出側回線対応部16−1〜16−nは、出力側回線の帯域(レート)に合うように、レートを整形し、パケットを送出するだけでなく、本発明に係るマーキング処理を行う機能を有する。なお、流入規制部12、マーキング集計部13、及びパケット作成部14については後述する。
【0047】
上述したように、入り回線対応部11−1〜11−n、21−1〜21−n、出側回線対応部16−1〜16−n、23−1〜23−n、スイッチ部15、22は、境界パケット転送装置10、及び中継パケット転送装置20の双方でそれぞれ共通の機能を有する。つまり、中継パケット転送装置20の全ての機能は、境界パケット転送装置10に具備されている。
【0048】
次に、図6は、本実施形態による、境界パケット転送装置10の出回線対応部16−1〜16−n、あるいは中継パケット転送装置20の出回線対応部23−1〜23−nの構成を示すブロック図である。なお、出回線対応部16−1〜16−n、及び出回線対応部23−1〜23−nの機能は同一であるので、図6では、出回線対応部40として説明する。図6において、出回線対応部40は、トークンバケツによる処理を行うトークンバケツ処理部41、マーキングを行うマーキング実施部42、待ちキュー部43、実際に物理回線にパケットを送出する物理回線対応部44から構成される。パケットが出回線対応部40に到着すると、トークンバケツ処理部41でトークンバケツ処理を行う。
【0049】
ここで、図7は、本実施形態による、トークンバケツによる処理を説明するための概念図である。トークンは、常時、一定のレートTR[byte/sec]で補充され、深さTB.Size[byte]のバケツに溜められる。バケツから溢れたトークンは破棄される。ここで、TRは、強制切断レートであり、物理回線のレート、もしくはその値より少し低いレートに設定する。このレートを超えたら、セッション切断と判定するのに用いる。
【0050】
ここで、図8は、本実施形態による、トークンバケツ処理部41でのマーキング処理を説明するためのフローチャートである。図8において、taは、パケットが到着した時刻、LCTは、1つ前のパケットが到着した時刻、Tcは、パケットが到着した時点での残余トークン量、pk.Sizeは、パケットサイズ[byte]である。
【0051】
パケットがトークンバケツ処理部41に到着すると(ステップSa1)、到着した時刻taと1つ前のパケットが到着した時刻LCTとの時間差とトークン補充レートTRとを掛け、その分のトークンtokenを算出し(ステップSa2)、残余トークン量Tc+トークンtokenがバケツサイズTB.Sizeより大であるか、すなわち、バケツよりも溢れたか否かを判定する(ステップSa3)。そして、バケツから溢れない場合、すなわちステップSa3でNOとなった場合には、トークンtokenをバケツに補充する(ステップSa4)。一方、バケツから溢れた場合、すなわちステップSa3でYESとなった場合には、残余トークン量TcをバケツサイズTB.Sizeとし、溢れた分を破棄する(ステップSa5)。
【0052】
次に、マーキング実施部42は、残余トークン量TcがバケツサイズTB.Sizeと一致したか否かを判定し(ステップSa6)、残余トークン量がバケツサイズと一致した場合には(ステップSa6のYES)、マーキングをせずに待ちキュー部43に送られる。その後、物理回線対応部44を介して、パケット転送装置から送出される。一方、マーキング実施部42は、残余トークン量TcがバケツサイズTB.Sizeに満たない場合には、そのパケットにマーキングを行う(ステップSa7)。その後、待ちキュー部43に送られ、待ちキュー部43、物理回線対応部44を介して、パケット転送装置から送出される。
【0053】
次に、マーキング実施部42は、残余トークン量Tcからパケットサイズpk.Size分だけ削除する(ステップSa8)。次に、マーキング実施部42は、残余トークン量Tcが0より小さいか否かを判定し(ステップSa9)、残余トークン量Tcが0より大である場合には、ステップSa1に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、残余トークン量Tcが0以下である場合には、残余トークン量Tcを0とし(ステップSa10)、ステップSa1に戻り、上述した処理を繰り返す。
【0054】
このように、本実施形態では、パケットが受信された場合、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させる前に、トークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、判定後に、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させるが、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させた後に判定を行うようにしても良い。この場合、パケットのバイト数分のトークンをトークンバケツから減少させた後、トークンバケツの残余トークン量と、トークンバケツのサイズからパケットのバイト数分のサイズを減じた値とを比較する。
【0055】
次に、境界パケット転送装置10特有の機能について説明する。境界パケット転送装置は、ドメイン30の出口側(着側)として機能する場合(着側境界パケット転送装置10−2)と、入口側(発側)として機能する場合(発側境界パケット転送装置10−1)とで動作が異なる。まず、出口側(着側境界パケット転送装置10−2)として機能する場合について説明する。
【0056】
図5に示すように、境界パケット転送装置10は、出口側の機能として、中継パケット転送装置20の持つ機能に加えて、マーキング集計部13、パケット作成部14を備えている。境界パケット転送装置10において、パケットが入り回線対応部11−1〜11−nに到着すると、流入規制部12を通りマーキング集計部13に到着する。ここで、着側(出口側)のときには、流入規制部12は機能せず、パケットは通過することになる。すなわち、言い換えると、出口側の境界パケット転送装置10は、流入規制部12を備えていないか、備えていても動作しないことになる。
【0057】
マーキング集計部13は、パケットをドメインの発側(入口側)パケット転送装置10−1毎に分類し、マーク割合を計算する。なお、マーク割合は、到着するパケットのうち、マーキングされたパケットの割合であり、例えば、受信したパケットの総バイト数のうち、マーキングされたパケットの総バイト数の割合とする。受信したパケットは、スイッチ部15、出回線対応部16−1〜16−nを経由して送信される。
【0058】
マーク割合の計算には、移動平均を用いる。移動平均には、単純移動平均、指数加重平均(EWMA)などを用いる。理想的には、単純移動平均の値が好ましいが、単純移動平均を用いると、パケット毎にマークの有無の情報を持っていなければならないため、EWMAによって求めてもよい。EWMAを用いたマーク割合の計算には、前述した非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3にCLE(Congestion level estimate)として定義されている。本発明では、単純移動平均に値が近くなるように、現在と過去との重みのうち、過去の重みを高めに設定する。
【0059】
マーキング集計部13において、マーキングされたパケットの割合が、強制切断用の閾値(第1のマーク割合閾値)以上、あるいは当該閾値を超えていた場合には、パケット作成部14にて、マーク付きのパケットが属するセッションの切断を示す信号(強制切断指示パケット)を作成し、スイッチ部15、出回線対応部16−1〜16−nを介して、発側(入口側)パケット転送装置10−1に送信する。
【0060】
また、マーキング集計部13において、マーキングされたパケットの割合が、強制切断用の閾値よりも小さい値で予め設定される受付制御用の閾値(第2のマーク割合閾値)以上の場合には、パケット作成部14にて、新規セッションの受付を拒否する信号(パケット)を作成し、スイッチ部15、出回線対応部16−1〜16−nを介して、発側(入口側)パケット転送装置10−1に送信する。一方、マーキングされたパケットの割合が受付制御用の閾値より小さくなった場合には、パケット作成部14にて、新規セッションの受付を許可する信号(パケット)を作成し、スイッチ部15、出回線対応部16−1〜16−nを介して、発側(入口側)パケット転送装置10−1に送信する。
【0061】
なお、マーキングされたパケットの割合が、受付制御用の閾値(第2のマーク割合閾値)を超えていた場合に、パケット作成部14にて、新規セッションの受付を拒否する信号(パケット)を作成し、マーキングされたパケットの割合が受付制御用の閾値以下になった場合に、新規セッションの受付を許可する信号(パケット)を作成するようにしてもよい。
【0062】
目標リンク使用率となるようなマーク割合閾値は、経験的に求めてもよいが、上述した文献1によって求めてもよい。文献1では、セッションのパケットの流れがCBR(一定サイズのパケットが一定間隔で流れる)であり、次式(1)で、そのCBRをN本多重化したときのキュー長分布を求めている。
【0063】
【数1】
【0064】
ここで、Qはキュー長、DはCBR1セッション中のパケットの到着間隔、Nは加わったトラヒックのセッション数である。処理速度(トークン補充レート)は1と規準化している。N本多重したときに加わるパケットのレートは、N/Dであり、処理速度は、1であるため、1リンクのみのモデルであれば、トークン補充レートに対する使用率は、N/Dとなる。P(Q>r)は、キュー長Qのキューにおいて、rの長さ分より多くパケットが溜まっている確率を示しており、r=0の場合、処理中分まで含めてパケットがないこと、すなわちトークンバケツがトークンで満たされている場合を示すことになる。すなわち、r=0の場合、P(Q>r)はマーキング確率とみなせるため、数式(1)によって、マーキング確率から、トークン補充レートに対する目標リンク使用率となるようなマーク割合閾値を算出することができる。
【0065】
ここで、図9は、本実施形態による、マーク割合閾値の決定動作、及びその値の設定動作を説明するためのフローチャートである。まず、受付制御レート、及び強制切断レートを決定する(ステップSb1)。例えば、受付制御レートを50%、強制切断レートを95%のように決定する。次に、受付制御レートを1セッションが使用する帯域で除算することで、それぞれについて、トラヒックのセッション数Nを算出する(ステップSb2)。
【0066】
次に、パケットサイズを1セッションが使用する帯域で除算することで、CBR1セッション中のパケットの到着間隔Dを算出する(ステップSb3)。そして、上記数式(1)に従って、上記トラヒックのセッション数N、パケットの到着間隔Dを用いて受付制御レートのマーク割合閾値を決定し(ステップSb4)、マーク割合閾値を出口側のパケット転送装置に入口側のパケット転送装置とのペア単位に設定する(ステップSb5)。
【0067】
ここで、受付制御レートのマーク割合閾値が、前述した強制切断用の閾値より小さい値となる受付制御用の閾値(第2のマーク割合閾値)である。
また、前述した強制切断用の閾値(第1のマーク割合閾値)に対応する強制切断レートに関するマーク割合閾値は、ほとんどのパケットにマーキングが行われている場合に強制切断を行うことになるため、例えば、強制切断レートを100%とした場合にはマーク割合閾値は、「1」となり、強制切断レートを95%とした場合には、「0.95」となり、「1」に近い値が設定されることになる。
【0068】
境界パケット転送装置10(10−1)は、入口側の機能として、図5に示すように、中継パケット転送装置20の持つ機能に加えて、流入規制部12を備えている。ここで、図10は、本実施形態による、境界パケット転送装置10の流入規制部12の構成を示すブロック図である。流入規制部12は、内部に保留中セッションリスト12−3を備えている。流入規制部12は、パケット受信部12−1でパケットを受信し、新規セッションを検出したら保留中セッションリスト12−3に加える。
【0069】
着側(出口側)境界パケット転送装置10−2から新規の受付を拒否する信号のパケットが送信され、発側(入口側)境界パケット転送装置10−1の流入規制部12で受信すると、パケット種別判別部12−2で新規セッションの受付を拒否する信号のパケットであるか否かを判定する。そして、新規セッションの受付を拒否する信号のパケットであると判定した場合、それ以降、着側(出口側)境界パケット転送装置10−2から新規の受付を許可する信号のパケットが到着するまで、到着するパケットに対して保留中セッションリスト12−3内に記録されているセッションに帰属するパケットかどうかを判定し、保留中セッションであれば、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを通過させ、新規セッションであれば、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを破棄し、新規セッションの流入を拒否する。
【0070】
ここで、図11は、本実施形態による、流入規制部12の動作を説明するためのフローチャートである。発側(入口側)境界パケット転送装置10−1の流入規制部12で着側(出口側)境界パケット転送装置10−2からのパケットを受信すると(ステップSc1)、新規セッション拒否中であるか否かを判定する(ステップSc2)。そして、新規セッション拒否中でない場合には(ステップSc2のNO)、到着パケットが属するセッションが、保留中セッションリスト12−3に含まれるか否かを判定する(ステップSc3)。そして、保留中セッションリスト12−3に含まれない場合、すなわち新規セッションである場合には(ステップSc4のNO)、保留中セッションリスト12−3に新規セッションを追加し(ステップSc4)、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを通過させる(ステップSc5)。一方、保留中セッションリスト12−3に含まれる場合、すなわち保留中セッションであれば、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを通過させる(ステップSc5)。
【0071】
一方、新規セッション拒否中である場合には(ステップSc2のYES)、到着パケットが属するセッションが、保留中セッションリスト12−3に含まれるか否かを判定する(ステップSc6)。そして、保留中セッションである場合には(ステップSc6のYES)、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを通過させる(ステップSc7)。一方、新規セッションである場合には(ステップSc6のNO)、通過・拒否実施部12−4で、そのパケットを破棄し、新規セッションの流入を拒否する。
【0072】
また、セッションの切断を示す信号のパケットが着側(出口側)境界パケット転送装置10−2から送出され、発側(入口側)境界パケット転送装置10−1の流入規制部12で受信すると、パケット種別判別部12−2でセッションの切断を示す信号のパケットであるか否かを判定する。そして、セッションの切断を示す信号のパケットであると判定した場合、該当するセッションを保留中セッションリストから削除する。これにより、以降、該当セッションは、新規セッション扱いとなり、新規セッションは受け付けられないため、セッションは強制切断されることになる。
【0073】
なお、上述した実施形態では、マーキングの方式として閾値マーキングを採用するとしたが、超過レートマーキングを適用してもよく、超過レートマーキングを適用する場合には、超過レートマーキングに基づくマーク割合閾値を設定する必要がある。
【0074】
従来技術の受付制御では、目標リンク使用率に制御することがほぼ無理であったが、上述した実施形態では、マーク割合により強制切断を行うか否かを判定するとともに、同じくマーク割合により受付制御を行うか否かを判定することとしたため、制御精度を飛躍的に向上させることが可能となる。また、本実施形態によれば、着側(出口側)境界パケット転送装置10−2での発側(入口側)境界パケット転送装置10−1毎にマーク無しパケットのレート計測を行う必要がなく、入口側で出口毎に加わっているトラヒックのレート計測を行う必要がなくなる。
【0075】
すなわち、従来技術では、強制切断レートをマーク無しレートの定数倍とするため、出口側パケット転送装置での入口側パケット転送装置ごとにマーク無しパケットのレート計測を行う必要があったが、本実施形態では、マーク無しレート計測の必要がないため出口側パケット転送装置でのマーク無しレートの計測を行う必要がない。
【0076】
また、従来技術では、出口側から通知される強制切断レートを実際の転送レートがどれだけ上回っているかを知り、切断すべきレートを決定する必要があるため、入口側パケット転送装置で出口側パケット転送装置ごとに転送レートを測定する必要があった。しかし、本実施形態では、マーク割合によりセッションの切断判断をしているため、入口での転送レートの測定を行う必要がない。
【0077】
また、従来技術では、受付制御レートがマーク無しレートに依存しており、更に、そのマーク無しレートの定数倍(ネットワーク全体でひとつの値を使用)が強制切断レートであるため、受付制御レートと強制切断レートとを独立に決定することができなかった。従来技術においても、入口出口パケット転送装置ペアごとに定数倍の値を持つことも可能ではあるが、受付制御レートと強制切断レートとから適切な定数倍を決定しなければならず、しかも、その値の決定手続きがないため、強制切断が適切に実行することは困難である。しかし、本実施形態では、マーク割合閾値を出口側のパケット転送装置に入口側のパケット転送装置とのペア単位に設定する構成としているため、受付制御レートと強制切断レートとを独立に決定することが可能である。
【0078】
また、従来技術では、強制切断をする際に強制切断すべきレートと実際の転送レートとの差の分だけ切断する、すなわちレート比較のみにより強制切断をするため、マークの有無とは関係なくセッションを切断してしまっていた。マークの有無は、混雑への寄与を示しているものであるため、従来技術では、混雑への寄与と関係なく切断を行っていることになる。しかし、本実施形態では、マークが付いているパケット、すなわち、混雑に寄与しているパケットを転送するセッションを切断するため、混雑軽減に効果的にセッション切断が可能となる。
【0079】
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態のパケット転送システムは、第1の実施形態のパケット転送システムと同様であるが、トークンバケツの残余トークン量に応じてマーキングを行う回数の割合を変動させることと、強制切断レートでトークンを補充する第1のトークンバケツ処理および受付制御レートでトークンを補充する第2のトークンバケツ処理の2つのトークンバケツ処理を行う特徴を有している。
【0080】
<トークンバケツ処理、マーキング>
図12は、本実施形態による、境界パケット転送装置10の出回線対応部16−1〜16−n、あるいは中継パケット転送装置20の出回線対応部23−1〜23−nの構成を示すブロック図である。第1の実施形態と同様に、出回線対応部16−1〜16n、及び出回線対応部23−1〜23−nの機能は同一であるので、図12では、出回線対応部50として説明する。図12において、出回線対応部50は、トークンバケツによる処理を行う第1のトークンバケツ処理部51、第2のトークンバケツ処理部55、マーキングを行うマーキング実施部52、待ちキュー部53、実際に物理回線にパケットを送出する物理回線対応部54から構成される。パケットが出回線対応部50に到着すると、第1のトークンバケツ処理部51および第2のトークンバケツ処理部55がトークンバケツ処理を行う。
【0081】
まず、マーキングの種類を1つにすることを保ちつつ受付制御と強制切断を可能とするための第1のトークンバケツ処理部51および第2のトークンバケツ処理部55とマーキング実施部52について説明し、次に、マーキング集計部63について説明する。
【0082】
図13は、本実施形態による、第1のトークンバケツ処理部51および第2のトークンバケツ処理部55とマーキング実施部52とによるトークンバケツ処理、マーキング処理を説明するための概念図である。第1のトークンバケツ処理部51は、第1のトークンバケツの処理を行い、第2のトークンバケツ処理部55は、第2のトークンバケツの処理を行う。すなわち、出回線対応部50には、トークンバケツが2つ設置されている。ここではトークンバケツを用いて説明するが、それと等価の機能をもつもの(実際にパケットは保存せずパケットが溜まっている量を記録する擬似キュー)でも構わない。
【0083】
第1のトークンバケツのトークン補充レートは図1の強制切断レート(以下、TR)とする。第2のトークンバケツのトークン補充レートは図1の受付制御レート(以下、AR)とする。第1のトークンバケツサイズはサイズ(TB.Size1)を十分大きいサイズに設定し、ゆらぎ吸収できる程度の箇所に強制切断残トークン閾値(第2の残トークン閾値)を設ける。第2のトークンバケツのバケツサイズ(TB.Size2)はゆらぎ吸収できる程度に設定する。あるいはバケツサイズは大きめに取り、ゆらぎを吸収できる程度の箇所に残トークンの受付閾値(第3の残トークン閾値)を設ける。
【0084】
この2つのトークンバケツを用いてどのようにマーキングを行うかを説明する。図14は、本実施形態による出回線対応部50でのマーキング処理を説明するためのフローチャートである。図14において、taは、パケットが到着した時刻、LCTは、1つ前のパケットが到着した時刻、Tc1は、パケットが到着する直前でのトークンバケツ1の残トークン量、Tc2は、パケットが到着する直前でのトークンバケツ2の残トークン量、TB.Size1はトークンバケツ1のバケツサイズ、TB.Size2はトークンバケツ2のバケツサイズ、pk.Sizeは、パケットサイズ(byte)である。Modeは、マーキング実施部52によるマーキングの際に、受信したパケットに対して1回より大きい予め定められた回数(N回)に1回の割合でマーキングを行う1/Nマーキングを実施するか、1回に1回(毎回)の割合で1/1マーキングを実施するかを示すモードであり、Modeの値がNのときは、1/Nマーキングを行い、値が1のときは、1/1マーキングを行うことを示す。
【0085】
ここで、1/Nマーキングを行う理由およびNの決定方法を以下に示す。例えば、ネットワークにおいてドメインの入口側の境界パケット転送装置10−1から、出口側の境界パケット転送装置10−2までの間に経由する中継パケット転送装置20のうち、複数の中継パケット転送装置20に、受付制御レートを超えるトラヒックが流れている場合を考える。この場合、複数の中継パケット転送装置20を通過するパケットに累積的にマーキングが行われることになり、受付制御レートを超えるトラヒックが流れている中継パケット転送装置20が多い場合には、出口側の境界パケット転送装置10−2が、受信するパケットのマーク割合を1として算出してしまい、強制切断レートを超えている中継パケット転送装置20がある場合と、受付制御レートを超えているが強制切断レートには満たない中継パケット転送装置20がある場合との区別がつかなくなってしまうことがある。なぜなら、パケット転送装置などのコンピュータ装置による計算では有限桁しか扱うことができないため、例えば「0.99999999」などの値が、「1」として判定される場合があるためである。
【0086】
そこで、強制切断レートを超えるトラヒックが流れている中継パケット転送装置20において、1/Nの割合でマークがなされるようにする。例えば、ネットワークにおいてドメインの入口側の境界パケット転送装置10−1から、出口側の境界パケット転送装置10−2までの間に経由するすべての中継パケット転送装置20において、強制切断レートちょうどのトラヒックが流れているものとする。全てのパケットが経由する中継パケット転送装置20のうち、n番目の中継パケット転送装置20で新たにマークがなされる割合をanとし、入口側の境界パケット転送装置10から、出口側の境界パケット転送装置10−2までの間にいずれかの中継パケット転送装置20によりマーキングされる累積のマーク割合をSnとすると、anとSnとの関係は次式(2)、(3)により表される。
【0087】
【数2】
【0088】
【数3】
【0089】
ここで、あるドメイン内の最大ホップ数をn*とすると、上記式(2)におけるNが、次式(4)を満たす最小のNを、1/NマーキングにおけるNとすれば良い。
【0090】
【数4】
【0091】
ここで、εは、パケット転送装置で1と1−εを区別可能な最小の値である。パケット転送装置などのコンピュータ装置による計算では、有限桁しか扱うことができないため、このようなコンピュータで扱える限界の数が存在することになる。現実的には、経由する全ての中継パケット転送装置20で強制切断レートになっているようなことはまず考えられないため、上記のようにNを決定すれば、強制切断すべき場合すなわちCLE=1の場合と、受付制御レートを超えている中継パケット転送装置20が複数ありマークが累積的についている場合との区別が可能となる。ちなみにn*=22で、ε=1.0E−4であれば、Nは3となることがわかる。
【0092】
マーキング実施部52は、処理開始状態ではModeをNに設定しておく(ステップSd1)。パケットが到着する(ステップSd2)と、第1のトークンバケツ処理部51および第2のトークンバケツ処理部55はそれぞれ自身のトークンバケツ1、2にトークンの補充を行い、トークン量がバケツサイズを超える場合にはトークン量をバケツサイズと一致させる(ステップSd3)。また、第1、2それぞれのトークンバケツから、到着したパケットのパケットサイズpk.Size(byte)分のトークンを削除し、残トークンが0より小さくなったら0とする(ステップSd4)。
【0093】
次に、マーキング実施部52は、第2のトークンバケツの残トークン量Tc2が残トークン受付閾値(第3の残トークン閾値)以上であるか否かを判定する(ステップSd5)。ここで、残トークン受付閾値を0に設定すれば、第2のトークンバケツが空になっているかどうかによる判定となり、そのように設定してもよい。マーキング実施部52は、残トークン量Tc2が残トークン受付閾値以上であると判定すると(ステップSd5:NO)、ModeをNとして(ステップSd6)、ステップSd2に戻り、出回線対応部50は次のパケットの到着に備える。一方、ステップSd5で、マーキング実施部52が、第2のトークンバケツの残トークン量Tc2が残トークン受付閾値よりも少ないと判定した場合(ステップSd5:YES)、マーキング実施部52は、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1と、第1のトークンバケツのバケツサイズ(TB.Size1)からパケットサイズ(pk.Size)を減じた値(第1の残トークン閾値)とを比較する(ステップSd7)。
【0094】
マーキング実施部52は、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1が、第1のトークンバケツのバケツサイズ(TB.Size1)からパケットサイズ(pk.Size)を減じた値と等しければ、すなわちパケットが到着したときの第1のトークンバケツの残トークン量が第1のトークンバケツサイズと一致していれば(ステップSd7:YES)、ModeをNとしてステップSd2に戻り、出回線対応部50は次のパケットの到着に備える。
【0095】
一方、ステップSd7で、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1が、第1のトークンバケツのバケツサイズ(TB.Size1)からパケットサイズ(pk.Size)を減じた値よりも小さければ、すなわちパケットが到着したときの第1のトークンバケツの残トークン量が第1のトークンバケツサイズよりも少なければ(ステップSd7:NO)、マーキング実施部52は、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1と、予め定められた残トークン強制切断閾値(第2の残トークン閾値)とを比較する(ステップSd9)。すなわち、ここでは、第1のトークンバケツのバケツサイズ(TB.Size1)からパケットサイズ(pk.Size)を減じた値を、その値を下回るとマーキング処理を行うことを示す残トークンのマーキング閾値として用いている。
【0096】
マーキング実施部52は、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1が、予め定められた残トークン強制切断閾値よりも大きいと判定すると(ステップSd9:YES)、1/Nマーキングを行う(ステップSd10)。一方、マーキング実施部52は、第1のトークンバケツの残トークン量Tc1が、予め定められた残トークン強制切断閾値以下であると判定すると(ステップSd9:NO)、Modeを1に切替えて(ステップSd11)、1/1マーキングを行う(ステップSd12)。
【0097】
ここで、1/Nマーキングは、N回に1回マーキングを行うマーキングであり、内部にカウンタを設けカウンタがNになったときにマーキングを行い、その後パケットは待ちキュー部53に送られ、待ちキュー部53、物理回線対応部54を介して、パケット転送装置から送出される。なお、カウンタがNになり、その後カウンタを増加させるときにはNではなく1とし、1からNまでの整数が周期的に変化するものとする。このNはドメイン内で一意に決定する必要がある。1/1マーキングはすべてのパケットにマーキングを行う。
【0098】
<マーキング集計、マーク割合判定>
次に、図15を参照して、本実施形態において特有な機能を備える境界パケット転送装置10を、境界パケット転送装置60として説明する。境界パケット転送装置60は、マーキング集計部63を有している。マーキング集計部63は、パケットをドメインの発側(入口側)パケット転送装置10−1毎に分類し、マーク割合を計算する。なお、マーク割合は、到着するパケットのうち、マーキングされたパケットの割合であり、例えば、受信したパケットの総バイト数のうち、マーキングされたパケットの総バイト数の割合とする。受信したパケットは、スイッチ部15、出回線対応部16−1〜16nを経由して送信される。
【0099】
出口側パケット転送装置10−2では、入口側パケット転送装置10−1ごとにマーキングされたパケットの割合を計測し、その割合に応じて受付拒否、強制切断の判断を行い、該当する入口側パケット転送装置10−1に通知する。このマーキングされたパケットの割合の計測とその割合に応じた判断について説明する。マーキングされたパケットの割合の計算には、マーキングされたパケットの総バイト数を到着したすべてのパケットのバイト数で割ることによって算出される値を時間的にずらして求める移動平均を用いる。移動平均には、単純移動平均、指数加重平均(EWMA)などを用いる。
【0100】
受付制御、強制切断には、マーク割合の閾値として予め設定される受付制御用の閾値(第1のマーク割合閾値)radmと、受付制御用の閾値よりも大きい値の予め設定される強制切断用の閾値(第2のマーク割合閾値)rterm=1が必要である。この2つのマーク割合閾値は、入口側パケット転送装置10−1に記憶される処理される場合と、出口側パケット転送装置10−2に記憶され処理される場合とがある。
【0101】
まず、この2つのマーク割合閾値が、入口側パケット転送装置10−1に記憶され処理される場合について説明する。境界パケット転送装置60(入口側パケット転送装置10−1)は、入口側の機能として、図15に示すように、流入規制部62を備えている。図16は、流入規制部62の構成を示す図である。境界パケット転送装置60には、着側(出口側)境界パケット転送装置10−2から、マーキングパケット割合の値を算出するごとにその値を持ったパケットが送信され、送信されたパケットを発側(入口側)境界パケット転送装置10−1の流入規制部12が受信すると、パケット種別判別部12−2が、新規セッションの受付を拒否するか否かを判定する。判定の仕方は、バイト単位でのマーク割合の算出結果(CLE)をrとして次式(5)を用いて行う。
【0102】
【数5】
【0103】
上記式(5)が真である場合には、パケット種別判別部12−2は、新規セッションの受付を拒否すると判定する。上記式(5)において、Nは、1/NマーキングのNである。radmは、新規受付を拒否するか否かのマーク割合閾値であり、入口側、出口側パケット転送装置ペアごとに独立に決めても構わないが、下記を目安に決めると良い。ここで、パケットの到着過程やパケットのバイト数によらず、実際のトラヒックのレートが受付制御レート(AR)のときには、パケットの到着過程がポアソン過程に従うならば、次式(6)が成り立つことが参考文献1(L.クラインロック著:待ち行列システム理論(上)、マグロウヒル好学社、pp.17.18)で示されている。
【0104】
【数6】
【0105】
ここで、PRは物理的回線レートである。これは、rNの値が、物理的回線レートに対する受付制御レートの割合に一致することを示している。すなわち、多数のセッションが多重されているときには、そのセッション内のパケットの到着過程がポアソン過程に従わなくても、多重化されたものはポアソン過程で非常に良く近似されるため、上記式(6)はパケットの到着過程がポアソン過程でなくてもほぼ成り立つ。
【0106】
<流入規制>
次に、マーキング集計部63が、受信するパケットのマーク割合を算出し、算出されたマーク割合の算出結果(CLE)に基づいて流入規制部62が行う流入規制について説明する。図17は、マーキング集計部63によるマーク割合の算出処理を示すフローチャートである。境界パケット転送装置60(出口パケット転送装置10−2)にパケットが到着する(ステップSe1)と、マーキング集計部63は、パケットの送信元である入口パケット転送装置ごとに、一定時間内にその入口パケット転送装置10−1から送信されたパケットのうち、マーキングされたパケットの割合(CLE)を算出する(ステップSe2)。出口パケット転送装置10−2は、CLEを算出した入口パケット転送装置10−1ごとに、算出したCLEの値を送信する(ステップSe3)。
【0107】
次に、パケット種別判別部12−2が、流入規制部62が出口パケット転送装置10−2から受信するマーキングパケット割合の算出結果(CLE)から、セッションの切断をするか否かを判定する例を説明する。判定方法には、下記に示す2通りの判定方法(切断判断1、切断判断2)がある。ひとつめは、マーキングパケット割合の算出結果(CLE=r)が上記式(5)を満たし、さらにr=1であるか否かを判定すると、強制切断すべきと判断する判定方法である(切断判断1)。もうひとつの切断判断は、出口側パケット転送装置10−2が入口側パケット転送装置10−1ごとの計測において、マーク付きパケットをP回連続して受信したら強制切断すべきと判断する判定方法である(切断判断2)。
【0108】
まず、切断判断1について説明する。ここでは、マーキングパケット割合の算出結果が上記式(5)を満たし、さらにr=1であるか否かを判定すると、強制切断すべきと判断する。強制切断と判断した場合には、切断すべきセッションを選び保留中セッションリストから削除する。しかし、マーキングパケット割合の値は、出口側パケット転送装置10−2でパケットを受信するごとに計算され入口側パケット転送装置10−1に転送されるため、マーキングパケット割合の値を受信するごとにセッションを切断すると、切断する速さが速すぎて切断しすぎてしまうことがある。そのため、入口側パケット転送装置10−1でマーキングパケット割合を受信し、r=1を満たしていても、受信ごとにセッションを切断するのではなく、前回の強制切断からの時間が予め決められた時間(T)内であれば切断をせずに、T以上経過していれば強制切断するようにしても良い。これにより、以降、該当セッションは、新規セッション扱いとなり、新規セッションは受け付けられないため、セッションは強制切断されることになる。
【0109】
ここで、Tについては、経由するパケット転送装置のうち第1のトークンバケツの残トークン閾値を1セッションの平均レートで割った値を参考に決定する。この値は、セッションを余計に切断しないようにするための時間である。Tは、この値よりも小さい時間ごとに1セッションを削除し強制切断しすぎないように設定する。このとき、1本1本のセッションを切断しても良いが、入口側パケット転送装置10−1から該当する出口側パケット転送装置10−2への転送レートを計測し、そのx%分のセッションを切断するようにしてもよい。ここで、xは、最終的に過剰な切断の許容パーセントよりも小さく設定する(例えば、0.5%程度)。
【0110】
図18は、流入規制部62による流入規制処理の例を示すフローチャートである。入口側パケット転送装置10−1のパケット受信部12−1が、出口側パケット転送装置10−2から送信されるCLE値を受信すると(Sf1)、入口側パケット転送装置10−1のパケット種別判別部62−2は、受信したCLEと、radm/Nとを比較する(ステップSf2)。radmは、新規受付を拒否するか否かのマーク割合閾値であり、入口側パケット転送装置10−1が出口側パケット転送装置10−2ごとに持つが、強制切断についてはドメイン内のすべての入口側・出口側パケット転送装置ペアに対して1である。ここで、CLEが、radm/N以下であると判定すれば(ステップSf2:NO)、新規受付を許可すると判定し(ステップSf3)、ステップSf1に戻る。
【0111】
ここで、CLEが、radm/Nより大きいと判定すれば(ステップSf2:YES)、パケット種別判別部62−2は、新規受付を拒否すると判定する(ステップSf4)。そして、パケット種別判別部62−2は、CLEが1であるか否かを判定する(ステップSf5)。ここで、CLEが1でないと判定すると(ステップSf5:NO)、ステップSf1に戻り、次のCLE値の受信に備える。一方、CLEが1であると判定すると(ステップSf5:YES)、前回の強制切断からの時間と、予め定められた時間間隔(T)とを比較する(ステップSf6)。パケット種別判別部62−2が、前回の強制切断からの時間はT以下であると判定すると、ステップSf1に戻る。一方、前回の強制切断からの時間はTより大きいと判定すると、強制切断を行うと判定して強制切断を行い(ステップSf7)、ステップSf1に戻る。
【0112】
ここで、受付制御については上記で説明した方法で行うが、強制切断については、出口側パケット転送装置10−2においてマーキングパケット割合の値が1であれば強制切断と判断し、そのときに受信したマーキングされたパケットが属するセッションの情報を入口側パケット転送装置10−1に転送しても良い。図19は、出口側パケット転送装置10−2がマーキングされたパケットの割合に基づく強制切断の判定を行う例を示すフローチャートである。この転送についてもパケット到着ごとに強制切断指示パケットを送信すると強制切断の速さが速すぎて切断しすぎてしまうことがある。前回の強制切断からの時間が予め決められた時間T内であれば切断をせずに、T以上経過していれば強制切断するようにする。これにより、以降、該当セッションは、新規セッション扱いとなり、新規セッションは受け付けられないため、セッションは強制切断されることになる。図20は、入口側パケット転送装置10−1が、出口側パケット転送装置10−2から転送される強制切断指示パケットに基づいて行う流入規制処理の例を示すフローチャートである。
【0113】
さらに、新規受付を拒否するか否かのマーク割合閾値(radm)を複数の入口側パケット転送装置10−1ごとに出口側パケット転送装置10−2で管理し、出口側パケット転送装置10−2が受付制御の判定を行うようにしても良い。図21は、出口側パケット転送装置10−2が、受付制御判定と強制切断判定の双方を行う例を示すフローチャートである。この場合は、出口側パケット転送装置10−2のマーキング集計部13でマーキングパケット割合の計算と同時に閾値との比較を実施し、新規受付拒否または強制切断と判断したらその判断結果を示す信号パケットをパケット作成部14で作成し、スイッチ部15と出回線対応部16−1〜Nとを通じて該当する入口側パケット転送装置に送信する。図22は、信号パケットを受信した入口側パケット転送装置10−1の動作例を示すフローチャートである。入口側パケット転送装置10−1は、パケット種別判別部12−2で新規受付拒否を指示する信号パケットか強制切断を指示する信号パケットかを判断し、上述した入口側パケット転送装置10−1で管理するときと同様の方法で新規受付拒否、強制切断を実施する。
【0114】
次に、切断判断2の場合について説明する。出口側パケット転送装置10−2は、マーキングパケットを連続P(>>N)回受信したら、該当する入口側パケット転送装置10−1に強制切断指示パケットを送信しカウンタを0に戻す。強制切断指示パケットを受信した入口側パケット転送装置10−1は、強制切断指示パケットを送信した出口側パケット転送装置10−2のセッション毎に転送レートを計測し、そのレートのx%分のセッションを削除する。
【0115】
ここで、上述した判定により強制切断を行うと判断した場合、出口側パケット転送装置10−2は、入口側パケット転送装置10−1ごとに、予め定められた一定時間(例えば、100msec程度)の受信レートを測定し、測定した受信レートに応じて削除するセッションの割合を算出するようにしても良い。この場合、出口側パケット転送装置10−2は、強制切断を行うと判断した後、一定時間の入口側パケット転送装置10−1ごとの受信レートを測定する。そして、測定した受信レートを、該当する測定対象の入口側パケット転送装置10−1に転送する。入口側パケット転送装置10−1は、出口側パケット転送装置10−2から送信された受信レートを受信すると、該当する出口側パケット転送装置10−2への送信レートを、予め定められた一定時間(例えば、100msec程度)測定する。そして、入口側パケット転送装置10−1は、入口側の送信レートと、出口側の受信レートとの差にy%の余裕分を加えた割合を、削除するセッションの割合として算出し、セッションを削除する。この場合、削除するレートは((送信レート−受信レート)+受信レート*y)として表される。あるいは、削除するレートは、1−yと受信レートとを乗じた値と、送信レートとの差(削除するレート=送信レート − (1−y)*受信レート)としても良い。ここで、yの値は、ネットワークの許容パーセントに応じて予め定めて良いが、例えば、上述のxより大きい値(例えば、1%〜5%程度)を適用することができる。
【0116】
なお、ここでは、セッションの切断をするか否かを判定する切断判断方法の例として切断判断1と切断判断2とを示したが、他の切断判断方法を適用することもできる。また、上述の切断判断1と切断判断2との説明では、それぞれ切断判断方法とともに入口側パケット転送装置10−1によるセッション削除方法を示したが、切断判断方法とセッション削除方法とはネットワーク環境等に応じて適切な組み合わせにより行うようにして良い。例えば、切断判断2にて示したように、出口側パケット転送装置10−2がマーキングパケットを連続P(>>N)回受信したら強制切断指示パケットを送信する場合、入口側パケット転送装置10−1は、強制切断指示パケットを受信するごとにセッションを切断するのではなく、前回の強制切断からの時間が予め決められた時間(T)内であれば切断をせずに、T以上経過していれば強制切断するようにしても良い。
なお、ここまでの説明では、トークンバケツによる実装を説明してきたが、トークンバケツと等価である擬似的なキュー(実際にパケットを溜めるのではなく、トラヒック量を計測するだけのためのキュー)による実現でも構わない。
【0117】
従来技術の受付制御では、与えるトラヒックの負荷が高くなると受付制御レートを超えたパケットの割合しか計測していないため、その割合がトラヒックに依存し目標リンク使用率に制御することがほぼ無理であったが、上述した実施形態では、マーク割合により強制切断すべきか受付拒否をすべきかの判断が明確にできるようになる。さらに受付制御に関しては、前述した参考文献1で示されているように、任意のパケット到着時間間隔の過程、パケットサイズに対してマーキングの割合から使用率を求めることができる。これにより正確な受付制御が可能になる。
【0118】
以上説明したように、本実施形態では、第2のトークンバケツの処理は、各パケット転送装置でパケットのレートが受付制御レートを超えているかどうかを判定している。すなわち、到着するパケットのレートが受付制御レートよりも低ければ、マーキングが一切されない。一方、パケットのレートがゆらぎ吸収分を含めて受付制御レートを超えていれば、マーキングがなされる。マーキングそのものは第1のトークンバケツの残トークン量に応じてなされるが、マーキングがなされたことを検出しただけでは正確な制御ができない。なぜなら、マーキングがついたことは第2のトークンバケツの残トークン量が第3の残トークン閾値以下であり、第1のトークンバケツの残トークン量が到着したパケット分のトークンを削除する前の段階でバケツサイズよりも少なくなっていることを意味しており、このときのレートが受付制御レートとは限らないからである。より正確に受付制御するために、本実施形態では、出口側パケット転送装置で入口側パケット転送装置ごとに計測したマーキングされたパケットのバイト数の割合を求め、その割合に応じて制御を行う。しかし、ここでパケットが複数のパケット転送装置を経由するとマーキングが累積的についてしまう場合があり、受付制御のみを実施すれば良い場面で強制切断を実施してしまうことが発生してしまう。このことを避けるために第1、第2のトークンバケツに従ってマーキングするのみでなく、N回に1回マーキングを行うようにする。これにより、累積的にマーキングがついても累積割合が1になることを避けることができる。実際に強制切断すべき場面では第1のトークンバケツの残トークン量が十分に減っているため、残トークン量が残トークン強制切断閾値を下回った場合には、1回に1回マーキングするようにして強制切断と受付制御とを区別している。
【0119】
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図23は、本実施形態における境界パケット転送装置80の構成を示す図である。本実施形態の境界パケット転送装置80は、第1の実施形態における境界パケット転送装置10または第2の実施形態における境界パケット転送装置60と同様の構成であるが、流入規制の処理においてさらに特徴的な構成を有している。以下、本実施形態において特徴的な構成について説明する。
【0120】
ここでは、境界パケット転送装置80を、入口側パケット転送装置10−1と出口側パケット転送装置10−2とに適用した場合に分けて説明する。まず、本実施形態の境界パケット転送装置80を出口側パケット転送装置10−2に適用する構成を説明する。出口側パケット転送装置10−2が備える入り回線対応部81−Nは、接続された回線からパケットを受信する毎に、そのパケットを送信した入口側パケット転送装置10−1からの受信レートを測定する。すなわち、本実施形態における入り回線対応部11−Nは、入口側パケット転送装置10−1から受信するパケットのマーク割合に関わらず、パケットを受信する毎に受信レートを常時測定する。入り回線対応部81−Nが測定した受信レートは入口側パケット転送装置10−1に送信され、入口側パケット転送装置10−1によるセッションの強制切断は、送信された受信レートに基づいて行なわれる。
【0121】
すなわち、入口側パケット転送装置10−1によるセッションの強制切断の精度は、受信レートの測定結果に依存することとなる。図24は、入り回線対応部81−Nによる受信レートの測定処理の例を示す図である。図3では、入口側パケット転送装置10−1側での送信レートの測定時間を100msecとし、出口側パケット転送装置10−2の入り回線対応部11−Nによる受信レートの測定間隔をその3分の1とした例を示している。ここで、入り回線対応部11−Nが受信レートを測定する測定間隔は、出口側転送パケット装置10−2の入り回線対応部11−Nにおける物理的回線レートと、入口側転送パケット装置10−1における送信レート測定時間とに応じて、瞬間的な揺らぎを吸収する程度の間隔に予め定められる。例えば、出口側転送パケット装置10−2の入り回線対応部11−Nの物理的回線レートが64kbpsであり、入口側転送パケット装置10−1の送信レート測定時間が100msecであるとする。この場合、出口側転送パケット装置10−2の入り回線対応部11−Nにおいては20msecの間に全てのセッションのトラヒックが入るため、入り口側転送パケット装置10−1のレート測定時間に対して3分の1程度でも33.333msecとなり、瞬間的な揺らぎを吸収できる。
【0122】
マーキング集計部83は、第2の実施形態と同様に、入り回線対応部11−Nが受信するパケットにマーキングが付与された割合を算出する。
パケット作成部84は、マーキング集計部83によって算出されるマーク割合に基づいて指示パケットを作成し、スイッチ部15と出回線対応部86−Nとを介して入口側パケット転送装置10−1に送信する。例えば、パケット作成部84は、マーキング集計部83によって算出されたパケットのマーク割合が強制切断用のマーク割合閾値を超えると判定した場合、強制切断指示パケットを作成して入口側パケット転送装置10−1に送信する。ここで、パケット作成部84は、入り回線対応部81−Nによる受信レートの測定時間間隔に合わせて強制切断指示パケットを作成する。パケット作成部84が作成する強制切断指示パケットには、入り回線対応部81−Nによって測定された受信レートを示す情報が含まれる。また、パケット作成部84は、マーキング集計部が集計するマーク割合が強制切断用のマーク割合閾値を下回った場合は、強制切断解除指示パケットを作成し、出回線対応部86−Nを介して対応する入口側パケット転送装置10−1に送信する。
【0123】
図25は、本実施形態による境界パケット転送装置80が適用された出口側パケット転送装置10−2により強制切断指示パケットまたは強制切断解除指示パケットが送信される動作例を示すフローチャートである。
まず、マーキング集計部63は、入り回線対応部81−Nがマーク付きパケットを連続して受信した回数を示す情報(Count_L)と、入り回線対応部81−Nがマーク付きパケットを受信した後にマークなしパケットを受信した回数を示す情報(Count_M)と、時間の経過とともに増加させるタイマ情報(t)とを初期化し、0とする(ステップSk1)。
【0124】
入り回線対応部81−Nと流入規制部82とを通過してマーキング集計部63にパケットが到着すると(ステップSk2)、マーキング集計部83は、受信したパケットにマークがあるか否かの判定を行う(ステップSk3)。マーキング集計部83が、受信したパケットにマークが有ると判定した場合には(ステップSk3:Y)、Count_Lを1増加させる(ステップSk4)。さらに、マーキング集計部83は、Count_Lの値が、予め定められた強制切断用のマーク割合閾値(L)未満であるか否かを判定する(ステップSk5)。ここで、マーキング集計部63が、Count_Lの値は予め定められた強制切断用のマーク割合閾値(L)未満であると判定すると(ステップSk5:YES)、ステップSk2に戻り、次のパケットの到着を待機する。一方、Count_Lの値が予め定められた強制切断用のマーク割合閾値(L)以上であると判定すると(ステップSk5:NO)、マーキング集計部63は、Count_Lの値がLと等しいか否かを判定する(ステップSk6)。ここで、マーキング集計部63が、Count_Lの値がLと等しいと判定すれば(ステップSk6:YES)、tに0を代入し、タイマをリセットする(ステップSk8)。
【0125】
一方、ステップSk6において、マーキング集計部63が、Count_Lの値がLと等しくないと判定すれば(ステップSk6:N)、タイマtが予め定められた時間間隔tr以上であるか否かを判定する(ステップSk7)。ここで、trは、上述した受信レートの瞬間的な揺らぎを吸収できる程度の時間間隔である。マーキング集計部63が、タイマtが予め定められた時間間隔tr未満であると判定すると(ステップSk7:NO)、ステップSk2に戻り、次のパケットの到着を待機する。一方、ステップSk7において、マーキング集計部63が、タイマtは予め定められた時間間隔tr以上であると判定すると(ステップSk7:Y)、tに0を代入し、タイマをリセットする(ステップSk8)。
【0126】
ステップSk8においてマーキング集計部63によりタイマtがリセットされると、パケット作成部14は、入り回線対応部11−Nによって常時測定されている入口側パケット転送装置10−1と出口側パケット転送装置10−2とのペアごとの受信レートの情報が含まれる強制切断指示パケットを作成し、入口側パケット転送装置10−1に送信する(ステップSk9)。ここで、パケット作成部14が送信する強制切断指示パケットに含まれる受信レートは、Count_LとLとが一致した時点で入り回線対応部11−Nにより測定された受信レートとしても良いが、パケット作成部14が、Count_Lが1である時点での受信レートを記憶しておき、Count_Lが1である時点での受信レートの値と、Count_LとLとが一致した時点での受信レートの値とを比較して、より小さい値を受信レートとして送信するようにしても良い。この場合、パケット作成部14は、ステップSk5において、マーキング集計部63が、マークされたパケットを受信した連続回数がLに満たないと判定した場合には、記憶した受信レートの値を消去する。
【0127】
一方、ステップSk3において、マーキング集計部63が、受信したパケットにマークがないと判定した場合には(ステップSk3:NO)、Count_Lの値がL未満であるか否かを判定する(ステップSk10)。ここで、マーキング集計部63が、Count_Lの値がL未満であると判定した場合には(ステップSk10:Y)、Count_Lに0を代入してリセットし(ステップSk15)、ステップSk2に戻り、次のパケットの到着を待機する。
【0128】
一方、ステップSk10において、マーキング集計部63が、Count_Lの値がL未満でなく、L以上であると判定した場合には(ステップSk10:NO)、Count_Mの値に1を加算する(ステップSk11)。マーキング集計部63は、Count_Mの値に1を加算した結果、Count_Mの値と予め定められたMの値とが等しいか否かを判定する(ステップSk12)。ここで、マーキング集計部63が、Count_Mの値と予め定められたMの値とが等しくないと判定すると(ステップSk12:NO)、ステップSk2に戻り、次のパケットの到着を待機する。
【0129】
一方、ステップSk12において、マーキング集計部63が、Count_Mの値と予め定められたMの値とが等しいと判定すると(ステップSk12:YES)、パケット作成部14は、強制切断解除指示パケットを作成し、スイッチ部15および出口回線対応部11−Nを介して入口側パケット転送装置10−1に送信する(ステップSk13)。そして、マーキング集計部63は、Count_Mに0を代入してリセットし(ステップSk14)、さらにCount_Lに0を代入してリセットして(ステップSk15)、ステップSk2に戻り、次のパケットの到着を待機する。
【0130】
次に、境界パケット転送装置80を、入口側パケット転送装置10−1に適用する構成について説明する。入口側パケット転送装置10−1は、出口側パケット転送装置10−2から送信される指示パケットに応じて強制切断処理を行う。図26は、入口側パケット転送装置10−1が備える流入規制部82の構成を示す図である。流入規制部82は、パケット種別判別部82−2のような第2の実施形態と同様の構成を備えるとともに、受信レート記憶部82−5を備えている。
【0131】
パケット種別判別部82−2は、パケット受信部12−1が受信したパケットの種別を判定する。例えば、パケット種別判別部82−2は、パケット受信部12−1が受信したパケットの種別が指示パケットであるか否か、指示パケットである場合は強制切断指示パケットであるか否か、また強制切断解除指示パケットであるか否かなどを判定する。
【0132】
受信レート記憶部82−5には、パケット種別判別部82−2によって、パケット受信部12−1が受信したパケットが強制切断指示パケットであると判定された場合に、受信した強制切断指示パケットに含まれる出口側パケット転送装置10−2の受信レートが記憶される。ここで、パケット受信部12−1が、同一の出口側パケット転送装置10から複数回に亘り切断通知パケットを受信している場合、受信レート記憶部82−5には、受信された複数の切断通知パケットに含まれる受信レートのうち、最も小さい受信レートの値が記憶される。
【0133】
入口側パケット転送装置10−1が備える出回線対応部86−Nは、出口側パケット転送装置10−2から強制切断指示パケットを受信すると、強制切断指示パケットを送信した出口側パケット転送装置10−2に接続されたセッション毎の送信レートを測定する。すなわち、入口側パケット転送装置10−1が、強制切断指示パケットに応じてセッションを切断する際、出口側パケット転送装置10−2と接続されたセッションのうちいずれのセッションを切断するかを判定するためには、セッション毎の送信レートの値が必要となる。そこで、入口側パケット転送装置10−1は、強制切断指示パケットを受信すると、出口側パケット転送装置10−2との間でのセッション毎の送信レートを測定する。送信レートの測定方法については、入口パケット転送装置10−1と出口パケット転送装置10−2との間での送信レートと同様に測定時間内に送信されたパケットの総バイト数をその測定時間で割ることによって求まる。切断するセッションを選ぶ規準としては、セッション帯域の大きい方から選び必要な切断分まで切断する方法、保留時間の長い方から選んでいく方法、保留時間の短い方から選んでいく方法が少なくともある。切断順番はこの3つの方法に限られるものではない。
【0134】
図27は、本実施形態による入口側パケット転送装置10−1の動作例を示すフローチャートである。入り回線対応部81−Nは、パケットを受信する(ステップSm1)。流入規制部82のパケット種別判別部82−2は、入り回線対応部81−Nによって受信されたパケットが強制切断指示パケットであると判定すると(ステップSm2:YES)、受信した強制切断指示パケットに含まれる受信レートを、受信レート記憶部82−5に記憶させる(ステップSm3)。ここで、ステップSm2において、流入規制部82のパケット種別判別部82−2が、受信されたパケットは強制切断指示パケットでないと判定すれば(ステップSm2:NO)、通過・拒否実施部82−4は、受信したパケットを通過させ、スイッチ部15、出回線対応部86−Nを経由してネットワーク内にパケットが送り出され、ステップSm1に戻り、次のパケットの到着を待機する。
【0135】
ステップSm3において、受信レート記憶部82−5に受信レートが記憶されると、出回線対応部86−Nは、スイッチ部15に記憶されたルーティングテーブルを参照して、強制切断指示パケットを送信した出口側パケット転送装置10−2と接続されたセッション毎の送信レートの測定を開始する。また、パケット種別判別部82−2は、タイマtのカウントを開始する(ステップSm4)。パケット種別判別部82−2は、タイマtの値と、予め定められた値Tsとが一致するか否かを判定する(ステップSm5)。ここで、予め定められた値Tsは、出回線対応部86−Nが送信レートを測定する時間である。パケット種別判別部82−2が、タイマtの値と、予め定められた値Tsとは一致しないと判定すると(ステップSm5:NO)、次のパケットの到着を待機する。
【0136】
入口側パケット転送装置10−1にパケットが送信されると、入り回線対応部81−Nは、送信されたパケットを受信する(ステップSm6)。パケット種別判別部82−2は、入り回線対応部11−Nによって受信されたパケットが指示パケットであるか否かを判定する(ステップsm7)。パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットが指示パケットでないと判定すれば(ステップSm7:NO)、通過・拒否実施部12−4は、受信したパケットを通過させ、スイッチ部15、出回線対応部86−Nを経由してネットワーク内にパケットが送り出され、ステップSm5に戻る。
【0137】
一方、ステップSm7において、パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットが指示パケットであると判定すれば(ステップSm7:YES)、パケット種別判別部82−2は、受信されたパケットが強制切断解除指示パケットであるか否かを判定する(ステップSm8)。ここで、パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットが強制切断解除指示パケットであると判定すれば(ステップSm8:YES)、出回線対応部86−Nは、ステップSm4において開始した受信レートの測定処理を中止する(ステップSm10)。パケット種別判別部82−2は、ステップSm4で受信レート記憶部82−5に記憶させた受信レートを消去させ(ステップSm11)、ステップSm1に戻り、次のパケットの到着を待機する。
【0138】
一方、ステップSm8において、パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットが強制切断解除指示パケットでないと判定すれば(ステップSm8:NO)、パケット種別判別部82−2は、受信されたパケットが強制切断指示パケットであるか否かを判定する(ステップSm9)。ここで、パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットは強制切断指示パケットでないと判定すると(ステップSm9:NO)、ステップSm5に戻る。一方、パケット種別判別部82−2が、受信されたパケットは強制切断指示パケットであると判定すると(ステップSm9:YES)、受信レート記憶部82−5に記憶させた受信レートを更新する。ここで、パケット種別判別部82−2は、既に受信レート記憶部82−5に記憶されている値と、新たに受信した強制切断指示パケットに含まれる受信レートの値とのうち、小さい値を受信レートとして受信レート記憶部82−5に記憶された値を更新する(ステップSm12)。
【0139】
ステップSm5に戻り、パケット種別判別部82−2が、タイマtの値と、予め定められた値Tsとが一致すると判定すると(ステップSm5:YES)、出口側パケット転送装置10−2と接続されたセッションを切断する(ステップSm13)。ここで、切断量は、切断レート=送信レート−受信レート+y*送信レートとして、この切断レートに見合う複数のセッションを、流入許可フローリストから削除することにより切断する。
【0140】
図28は、本実施形態の入口側転送パケット装置10−1と出口側転送パケット装置10−2とによって行なわれる流入規制処理の動作例を示すシーケンス図である。
出口側転送パケット装置10−2は、マークありパケットを連続でL回受信したことを検知すると(ステップSn1)、入口側転送パケット装置10−1に強制切断指示パケットを送信する(ステップsn2)。入口側転送パケット装置10−1は、出口側転送パケット装置10−2から送信された強制切断指示パケットを受信すると、強制切断指示パケットに含まれる受信レートの値を受信レート記憶部82−5に記憶させ、セッション毎の送信レートの測定を開始する(ステップSn3)。入口側転送パケット装置10−1は、予め定められた測定時間(例えば、100msec)が経過するまで、送信レートの測定を行なう。
【0141】
受信レートの揺らぎを吸収できる程度の時間間隔を置いて、出口側転送パケット装置10−2は、マークありパケットを連続でL回受信したことを検知すると(ステップSn4)、入口側転送パケット装置10−1に強制切断指示パケットを送信する(ステップsn5)。入口側転送パケット装置10−1は、新たに受信した強制切断指示パケットに含まれる受信データの値が、受信レート記憶部82−5に記憶された受信レートよりも小さい場合は、新たに受信した強制切断指示パケットに含まれる受信データの値により、受信レート記憶部82−5に記憶された受信レートの値を更新する。さらに受信レートの揺らぎを吸収できる程度の時間間隔を置いて、出口側転送パケット装置10−2が、マークありパケットを連続でL回受信したことを検知すると(ステップSn6)、入口側転送パケット装置10−1に強制切断指示パケットを送信する(ステップsn7)。入口側転送パケット装置10−1は、新たに受信した強制切断指示パケットに含まれる受信データの値が、受信レート記憶部82−5に記憶された受信レートよりも小さい場合は、新たに受信した強制切断指示パケットに含まれる受信データの値により、受信レート記憶部82−5に記憶された受信レートの値を更新する。そして、入口側転送パケット装置10−1は、送信レートの測定を開始してからの時間が定められた測定時間を経過すると、セッションの切断処理を行う(ステップSn8)。
【0142】
出口側転送パケット装置10−2は、マークありパケットを連続でL回受信したことを検知すると(ステップSn9)、入口側転送パケット装置10−1に強制切断指示パケットを送信する(ステップSn10)。入口側転送パケット装置10−1は、受信した強制切断指示パケットに含まれる受信レートの値を受信レート記憶部82−5に記憶させ、セッション毎の送信レートの測定を開始する(ステップSn11)。ここで、ステップSn8において入口側転送パケット装置10−1がセッションを切断したことにより、一定時間経過後に出口側転送パケット装置10−2が受信するパケットのマーク割合が変化し、減少する(ステップSn12)。出口側転送パケット装置10−2は、マークなしパケットを検知すると(ステップSn13)、入口側転送パケット装置10−1に、強制切断解除指示パケットを送信する(ステップSn14)。入口側転送パケット装置10−1は、出口側転送パケット装置10−2から送信された強制切断解除指示パケットを受信すると、ステップSn11で開始した測定処理を中止する。
【0143】
ここでは、出口側転送パケット装置10−2は、マークありパケットを連続でL回受信したことを、ステップSn1、ステップSn4、ステップSn6等において一定の時間間隔を置いて検知して強制切断指示パケットを送信するようにしたが、ステップSn1において強制切断指示パケットを送信した後は、マークなしパケットをM回連続して受信するまで一定時間間隔で強制切断指示パケットを送信し続けるようにしても良い。例えば、回線が細く、出口側転送パケット装置10−2がマークありパケットを連続でL回受信した後、一定時間内にパケットを受信しないことが考えられる場合には、このような制御が有効である。
【0144】
このように、本実施形態のパケット転送システムでは、出口側パケット転送装置10−2がパケットを受信する受信レートを常時測定し、受信するパケットのマーク割合に基づいて強制切断すべきと判定したら、その時点(あるいは1つめのマーク付きパケットを受信した時点)での受信レートを含む強制切断指示パケットを作成して入口側パケット転送装置10−1に送信する。その後、出口側パケット転送装置10−2は、強制切断用のマーク割合閾値を超えてマーク付きパケットを受信する限りにおいて、入口側パケット転送装置10−1の送信レート計測時間よりも短い周期で、その時点での受信レートを入口側パケット転送装置10−1に送信し続ける。また、出口側パケット転送装置10−2が受信するパケットのマーク割合が、強制切断用のマーク割合閾値を下回った場合には、即座に強制切断解除指示パケットを入口側パケット転送装置10−1に送信する。
【0145】
入口側パケット転送装置10−1では、出口側パケット転送装置10−2から強制切断指示パケットを受信すると、予め定められた一定時間内の平均送信レートを測定する。入口側パケット転送装置10−1は、測定中に出口側パケット転送装置10−2から受信レートを受信し続ける場合は、出口側パケット転送装置10−2から受信する受信レートを小さい値に更新する。測定周期終了後に、入口側パケット転送装置10−1は、切断レートを、送信レート−受信レート+y*送信レートとして算出する。入口側パケット転送装置10−1は、強制切断解除指示パケットを受信したら、切断に伴う処理(送信レート測定処理、切断処理)を中止する。
【0146】
ここで、第2の実施形態による流入規制処理では、セッションの強制切断を行う際に過剰に切断することを防ぐために1回の切断の後に保護時間を設けて次の切断を実施しなければならず、過剰なセッションを削除するまでに時間がかかってしまう場合がある。また、第2の実施形態による流入規制処理では、ネットワークがリアルタイム通信を行う場合、輻輳時に出口側パケット転送装置10−2から送信する指示パケットが大量に送信されることにより、さらにトラヒック量を増加させてしまう場合がある。そこで、本実施形態によれば、出口側パケット転送装置10−2において強制切断用のマーク閾値を超えるマーク付きパケットが受信された場合、一度に切断するセッション量を多くしてセッションの切断速度を上げることができるとともに、受信するマーク付きパケットの量が強制切断用のマーク閾値を下回った場合には即座に強制切断解除指示パケットを送信するため、セッションが過剰に切断されることを防止することができる。
【0147】
上記の実施形態において、境界パケット転送装置において実行される各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、また、境界パケット転送装置における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、境界パケット転送装置に係る処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【0148】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
【符号の説明】
【0149】
1 発信端末
2 着信端末
10−1 発側境界パケット転送装置
10−2 着側境界パケット転送装置
11−1〜11−n 入り回線対応部
12 流入規制部
12−1 パケット受信部
12−2 パケット種別判別部
12−3 保留中セッションリスト
12−4 通過・拒否実施部
13 マーキング集計部
14 パケット作成部
15 スイッチ部
16−1〜16−n 出回線対応部
20−1、20−2 中継パケット転送装置
21−1〜20−n 入り回線対応部
22 スイッチ部
23−1〜23−n 出回線対応部
40 出回線対応部
41 トークンバケツ処理部
42 マーキング実施部
43 待ちキュー部
44 物理回線対応部
50 出回線対応部
51 第1のトークンバケツ処理部
55 第2のトークンバケツ処理部
60 境界パケット転送装置
62 流入規制部
63 マーキング集計部
80 境界パケット転送装置
81−1〜81−n 入り回線対応部
82 流入規制部
82−2 パケット種別判別部
82−5 受信レート記憶部
83 マーキング集計部
84 パケット作成部
86−1〜86−n 出回線対応部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムであって、
前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置は、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段と、
前記トークンバケツの残余トークン量が、前記トークンバケツサイズまたは略トークンバケツサイズとして定められた第1の残トークン閾値より小さい場合、前記受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、
を備え、
前記出口側パケット転送装置は、
受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、前記入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御する
ことを特徴とするパケット転送システム。
【請求項2】
前記マーキング実施手段は、
前記第1の残トークン閾値をトークンバケツのサイズとし、パケットが受信された場合、当該パケットのバイト数分のトークンを前記トークンバケツから減少させる前に、前記トークンバケツの残余トークン量と前記トークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、前記受信したパケットにマーキングせず、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合、前記受信したパケットにマーキングを行い、判定後に、当該パケットのバイト数分のトークンを前記トークンバケツから減少させる
ことを特徴とする請求項1に記載のパケット転送システム。
【請求項3】
前記出口側パケット転送装置は、
前記入口側パケット転送装置から送信され、前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置の前記マーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、前記入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、
前記集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットの割合を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された、マーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値とに基づいて受付済みのセッションを前記入口側パケット転送装置に切断させるか否かを選択する切断制御手段と、
前記演算手段により算出されたマーキングされたパケットの割合と、前記第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値とに基づいて前記入口側パケット転送装置にて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、
を備え、
前記入口側パケット転送装置は、
前記切断制御手段、または前記受付制御手段が選択した内容を示す信号を前記出口側パケット転送装置から受信して、前記受付済みのセッションの切断、または前記新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う
ことを特徴とする請求項1または2に記載のパケット転送システム。
【請求項4】
前記入口側パケット転送装置は、複数存在し、
前記第1のマーク割合閾値及び前記第2のマーク割合閾値は、前記入口側パケット転送装置と前記出口側パケット装置とのペアごとに、当該入口側パケット転送装置または前記出口側パケット装置に予め設定される
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のパケット転送システム。
【請求項5】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置であって、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理手段と、
前記トークンバケツの残余トークン量と前記トークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、前記受信したパケットにマーキングせず、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合、前記受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、
を備えたことを特徴とするパケット転送装置。
【請求項6】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける出口側のパケット転送装置であって、
受信したパケットのうち、前記入口側のパケット転送装置及び前記中継を行うパケット転送装置にてトークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かの判定に基づき前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合にマーキングされたパケットの割合に基づいて、前記入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御する
ことを特徴とするパケット転送装置。
【請求項7】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおけるパケット転送方法であって、
前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置にて、
トークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするステップと、
マーキング実施手段が、前記トークンバケツの残余トークン量と前記トークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、前記受信したパケットにマーキングせず、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合、前記受信したパケットにマーキングを行うステップと、
前記出口側パケット転送装置にて、
受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、前記入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御するステップと、
を含むことを特徴とするパケット転送方法。
【請求項8】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置のコンピュータを、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理手段、
前記トークンバケツの残余トークン量と前記トークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、前記受信したパケットにマーキングせず、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合、前記受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段、
として機能させるためのパケット転送プログラム。
【請求項9】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける出口側のパケット転送装置のコンピュータに、
受信したパケットのうち、前記入口側のパケット転送装置及び前記中継を行うパケット転送装置にてトークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かの判定に基づき前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合にマーキングされたパケットの割合に基づいて、前記入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御する手順
を実行させるためのパケット転送プログラム。
【請求項10】
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとして前記トークン処理を行う第2のトークン処理手段を備え、
前記マーキング実施手段は、前記第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツの残余トークン量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きい場合、前記受信したパケットにマーキングしない
ことを特徴とする請求項1に記載のパケット転送システム。
【請求項11】
前記マーキング実施手段は、前記第1のトークンバケツの残余トークン量が、前記第1の残トークン閾値より小さい場合、1を超える予め定められた個数ごとに前記受信したパケットにマーキングを行い、前記第1の残トークン閾値より小さく予め定められた第2の残トークン閾値より小さい場合、受信したパケットごとにマーキングを行う
ことを特徴とする請求項10に記載のパケット転送システム。
【請求項12】
前記マーキング実施手段は、前記第2のトークンバケツのトークン残余量が前記第3の残トークン閾値より小さいと判定し、さらに前記第1のトークンバケツの残余トークン量が、前記第1の残トークン閾値より小さいと判定した場合、前記1を超える予め定められた個数ごとに前記受信したパケットにマーキングを行い、その後さらに前記第1のトークンバケツの残余トークン量が前記第2の残トークン閾値より小さいと判定した場合、受信したパケットごとにマーキングを行い、その後さらに前記第2のトークンバケツのトークン残余量が前記第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、前記受信したパケットにマーキングしない
ことを特徴とする請求項11に記載のパケット転送システム。
【請求項13】
前記出口側パケット転送装置は、
前記入口側パケット転送装置から送信され、前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置の前記マーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、前記入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、
前記集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットの割合を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された前記マーキングされたパケットの割合を、前記入口側パケット転送装置に転送する転送手段と、を備え、
前記入口側パケット転送装置は、
前記出口側パケット転送装置から転送された前記マーキングされたパケットの割合と予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段と、
前記出口側パケット転送装置から転送された前記マーキングされたパケットの割合と、前記第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、前記1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、
前記切断制御手段、または前記受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、前記受付済みのセッションの切断、または前記新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段と、を備える
ことを特徴とする請求項10から12のいずれか1つに記載のパケット転送システム。
【請求項14】
前記出口側パケット転送装置は、
前記入口側パケット転送装置から送信され、前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置の前記マーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、前記入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、
前記集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットのマーク割合を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された前記マーク割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを前記入口側パケット転送装置に切断させるか否かを選択する切断制御手段と、
を備え、
前記入口側パケット転送装置は、
前記切断制御手段が選択した内容を示す信号を前記出口側パケット転送装置から受信して、前記受付済みのセッションの切断を行う
ことを特徴とする請求項10から12のいずれか1つに記載のパケット転送システム。
【請求項15】
前記出口側パケット転送装置は、
前記入口側パケット転送装置から送信されるパケットを受信する毎に、パケットの受信レートを測定する入り回線対応部を備え、
前記切断制御手段は、受付済みのセッションを前記入口側パケット転送装置に切断させると選択すると、前記入り回線対応部により測定された前記受信レートを前記入口側パケット転送装置に送信し、
前記入口側パケット転送装置は、
前記切断制御手段から送信された前記受信レートに基づいて、前記受付済みのセッションの切断を行う
ことを特徴とする請求項14に記載のパケット転送システム。
【請求項16】
前記出口側パケット転送装置の前記切断制御手段は、前記入口側パケット転送装置がパケットを送信する送信レートを測定するよりも短い時間間隔で、前記入り回線対応部により測定された前記受信レートを前記入口側パケット転送装置に送信する
ことを特徴とする請求項15に記載のパケット転送システム。
【請求項17】
前記出口側パケット転送装置の前記切断制御手段は、前記演算手段により算出された前記マーク割合が、前記第1のマーク割合閾値を下回る場合、もしくは予め定められた個数の連続マークなしパケット数を受信した場合に、前記入口側パケット転送装置によるセッションの切断を中止させる
ことを特徴とする請求項15または16に記載のパケット転送システム。
【請求項18】
前記出口側パケット転送装置は、
前記演算手段により算出されたマーキングされたパケットの割合と、前記第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、前記1を超える予め定められた個数とに基づいて前記入口側パケット転送装置にて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、
を備え、
前記入口側パケット転送装置は、
前記受付制御手段が選択した内容を示す信号を前記出口側パケット転送装置から受信して、前記新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う
ことを特徴とする請求項14に記載のパケット転送システム。
【請求項19】
前記出口側パケット転送装置は、
前記切断制御手段が、受付済みのセッションを前記入口側パケット転送装置に切断させると選択した場合、予め定められた一定時間内に前記入口側パケット転送装置から受信するパケットの受信レートを測定し、測定した受信レートを前記入口側パケット転送装置に転送する転送手段を備え、
前記入口側パケット転送装置は、
前記出口側パケット転送装置の前記切断制御手段が、受付済みのセッションを前記入口側パケット転送装置に切断させると選択した場合、予め定められた一定時間内に出口側パケット転送装置に送信するパケットの送信レートを測定し、測定した送信レートと、前記出口側パケット転送装置から転送される前記受信レートとの差に、予め定められた余裕分を加えた値に応じて、切断するセッションの割合を算出し、算出した割合に基づいてセッションを切断する
ことを特徴とする請求項18に記載のパケット転送システム。
【請求項20】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置であって、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段と、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとして前記トークン処理を行う第2のトークン処理手段と、
前記第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、前記受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が前記第1の残トークン閾値よりも少ない場合、前記受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、
を備えることを特徴とするパケット転送装置。
【請求項21】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置であって、
前記出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段と、
前記出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、前記第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、
前記切断制御手段、または前記受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、前記受付済みのセッションの切断、または前記新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段と、
を備えることを特徴とするパケット転送装置。
【請求項22】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおけるパケット転送方法であって、
前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置にて、
第1のトークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートであるトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行うステップと、
第2のトークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとして前記トークン処理を行うステップと、
マーキング実施手段が、前記第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、前記受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が前記第1の残トークン閾値よりも少ない場合、前記受信したパケットにマーキングを行うステップと、
前記出口側パケット転送装置にて、
受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、前記入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御するステップと、
を含むことを特徴とするパケット転送方法。
【請求項23】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置のコンピュータを、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとして前記トークン処理を行う第2のトークン処理手段、
前記第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、前記受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が前記第1の残トークン閾値よりも少ない場合、前記受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段、
として機能させるためのパケット転送プログラム。
【請求項24】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置のコンピュータを、
前記出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段、
前記出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、前記第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段、
前記切断制御手段、または前記受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、前記受付済みのセッションの切断、または前記新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段、
として機能させるためのパケット転送プログラム。
【請求項1】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムであって、
前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置は、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段と、
前記トークンバケツの残余トークン量が、前記トークンバケツサイズまたは略トークンバケツサイズとして定められた第1の残トークン閾値より小さい場合、前記受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、
を備え、
前記出口側パケット転送装置は、
受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、前記入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御する
ことを特徴とするパケット転送システム。
【請求項2】
前記マーキング実施手段は、
前記第1の残トークン閾値をトークンバケツのサイズとし、パケットが受信された場合、当該パケットのバイト数分のトークンを前記トークンバケツから減少させる前に、前記トークンバケツの残余トークン量と前記トークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、前記受信したパケットにマーキングせず、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合、前記受信したパケットにマーキングを行い、判定後に、当該パケットのバイト数分のトークンを前記トークンバケツから減少させる
ことを特徴とする請求項1に記載のパケット転送システム。
【請求項3】
前記出口側パケット転送装置は、
前記入口側パケット転送装置から送信され、前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置の前記マーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、前記入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、
前記集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットの割合を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された、マーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値とに基づいて受付済みのセッションを前記入口側パケット転送装置に切断させるか否かを選択する切断制御手段と、
前記演算手段により算出されたマーキングされたパケットの割合と、前記第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値とに基づいて前記入口側パケット転送装置にて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、
を備え、
前記入口側パケット転送装置は、
前記切断制御手段、または前記受付制御手段が選択した内容を示す信号を前記出口側パケット転送装置から受信して、前記受付済みのセッションの切断、または前記新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う
ことを特徴とする請求項1または2に記載のパケット転送システム。
【請求項4】
前記入口側パケット転送装置は、複数存在し、
前記第1のマーク割合閾値及び前記第2のマーク割合閾値は、前記入口側パケット転送装置と前記出口側パケット装置とのペアごとに、当該入口側パケット転送装置または前記出口側パケット装置に予め設定される
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のパケット転送システム。
【請求項5】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置であって、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理手段と、
前記トークンバケツの残余トークン量と前記トークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、前記受信したパケットにマーキングせず、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合、前記受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、
を備えたことを特徴とするパケット転送装置。
【請求項6】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける出口側のパケット転送装置であって、
受信したパケットのうち、前記入口側のパケット転送装置及び前記中継を行うパケット転送装置にてトークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かの判定に基づき前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合にマーキングされたパケットの割合に基づいて、前記入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御する
ことを特徴とするパケット転送装置。
【請求項7】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおけるパケット転送方法であって、
前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置にて、
トークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするステップと、
マーキング実施手段が、前記トークンバケツの残余トークン量と前記トークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、前記受信したパケットにマーキングせず、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合、前記受信したパケットにマーキングを行うステップと、
前記出口側パケット転送装置にて、
受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、前記入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御するステップと、
を含むことを特徴とするパケット転送方法。
【請求項8】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置のコンピュータを、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理手段、
前記トークンバケツの残余トークン量と前記トークンバケツのサイズとが一致しているか否かを判定し、一致している場合、前記受信したパケットにマーキングせず、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合、前記受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段、
として機能させるためのパケット転送プログラム。
【請求項9】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側のパケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行うパケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側のパケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける出口側のパケット転送装置のコンピュータに、
受信したパケットのうち、前記入口側のパケット転送装置及び前記中継を行うパケット転送装置にてトークンバケツの残余トークン量とトークンバケツのサイズとが一致しているか否かの判定に基づき前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズより小さい場合にマーキングされたパケットの割合に基づいて、前記入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御する手順
を実行させるためのパケット転送プログラム。
【請求項10】
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとして前記トークン処理を行う第2のトークン処理手段を備え、
前記マーキング実施手段は、前記第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツの残余トークン量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きい場合、前記受信したパケットにマーキングしない
ことを特徴とする請求項1に記載のパケット転送システム。
【請求項11】
前記マーキング実施手段は、前記第1のトークンバケツの残余トークン量が、前記第1の残トークン閾値より小さい場合、1を超える予め定められた個数ごとに前記受信したパケットにマーキングを行い、前記第1の残トークン閾値より小さく予め定められた第2の残トークン閾値より小さい場合、受信したパケットごとにマーキングを行う
ことを特徴とする請求項10に記載のパケット転送システム。
【請求項12】
前記マーキング実施手段は、前記第2のトークンバケツのトークン残余量が前記第3の残トークン閾値より小さいと判定し、さらに前記第1のトークンバケツの残余トークン量が、前記第1の残トークン閾値より小さいと判定した場合、前記1を超える予め定められた個数ごとに前記受信したパケットにマーキングを行い、その後さらに前記第1のトークンバケツの残余トークン量が前記第2の残トークン閾値より小さいと判定した場合、受信したパケットごとにマーキングを行い、その後さらに前記第2のトークンバケツのトークン残余量が前記第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、前記受信したパケットにマーキングしない
ことを特徴とする請求項11に記載のパケット転送システム。
【請求項13】
前記出口側パケット転送装置は、
前記入口側パケット転送装置から送信され、前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置の前記マーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、前記入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、
前記集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットの割合を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された前記マーキングされたパケットの割合を、前記入口側パケット転送装置に転送する転送手段と、を備え、
前記入口側パケット転送装置は、
前記出口側パケット転送装置から転送された前記マーキングされたパケットの割合と予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段と、
前記出口側パケット転送装置から転送された前記マーキングされたパケットの割合と、前記第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、前記1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、
前記切断制御手段、または前記受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、前記受付済みのセッションの切断、または前記新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段と、を備える
ことを特徴とする請求項10から12のいずれか1つに記載のパケット転送システム。
【請求項14】
前記出口側パケット転送装置は、
前記入口側パケット転送装置から送信され、前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置の前記マーキング実施手段によりマーキングされたパケットを、前記入口側パケット転送装置毎に集計する集計手段と、
前記集計手段により集計されたパケットのうち、マーキングされたパケットのマーク割合を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された前記マーク割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを前記入口側パケット転送装置に切断させるか否かを選択する切断制御手段と、
を備え、
前記入口側パケット転送装置は、
前記切断制御手段が選択した内容を示す信号を前記出口側パケット転送装置から受信して、前記受付済みのセッションの切断を行う
ことを特徴とする請求項10から12のいずれか1つに記載のパケット転送システム。
【請求項15】
前記出口側パケット転送装置は、
前記入口側パケット転送装置から送信されるパケットを受信する毎に、パケットの受信レートを測定する入り回線対応部を備え、
前記切断制御手段は、受付済みのセッションを前記入口側パケット転送装置に切断させると選択すると、前記入り回線対応部により測定された前記受信レートを前記入口側パケット転送装置に送信し、
前記入口側パケット転送装置は、
前記切断制御手段から送信された前記受信レートに基づいて、前記受付済みのセッションの切断を行う
ことを特徴とする請求項14に記載のパケット転送システム。
【請求項16】
前記出口側パケット転送装置の前記切断制御手段は、前記入口側パケット転送装置がパケットを送信する送信レートを測定するよりも短い時間間隔で、前記入り回線対応部により測定された前記受信レートを前記入口側パケット転送装置に送信する
ことを特徴とする請求項15に記載のパケット転送システム。
【請求項17】
前記出口側パケット転送装置の前記切断制御手段は、前記演算手段により算出された前記マーク割合が、前記第1のマーク割合閾値を下回る場合、もしくは予め定められた個数の連続マークなしパケット数を受信した場合に、前記入口側パケット転送装置によるセッションの切断を中止させる
ことを特徴とする請求項15または16に記載のパケット転送システム。
【請求項18】
前記出口側パケット転送装置は、
前記演算手段により算出されたマーキングされたパケットの割合と、前記第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、前記1を超える予め定められた個数とに基づいて前記入口側パケット転送装置にて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、
を備え、
前記入口側パケット転送装置は、
前記受付制御手段が選択した内容を示す信号を前記出口側パケット転送装置から受信して、前記新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う
ことを特徴とする請求項14に記載のパケット転送システム。
【請求項19】
前記出口側パケット転送装置は、
前記切断制御手段が、受付済みのセッションを前記入口側パケット転送装置に切断させると選択した場合、予め定められた一定時間内に前記入口側パケット転送装置から受信するパケットの受信レートを測定し、測定した受信レートを前記入口側パケット転送装置に転送する転送手段を備え、
前記入口側パケット転送装置は、
前記出口側パケット転送装置の前記切断制御手段が、受付済みのセッションを前記入口側パケット転送装置に切断させると選択した場合、予め定められた一定時間内に出口側パケット転送装置に送信するパケットの送信レートを測定し、測定した送信レートと、前記出口側パケット転送装置から転送される前記受信レートとの差に、予め定められた余裕分を加えた値に応じて、切断するセッションの割合を算出し、算出した割合に基づいてセッションを切断する
ことを特徴とする請求項18に記載のパケット転送システム。
【請求項20】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置であって、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段と、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとして前記トークン処理を行う第2のトークン処理手段と、
前記第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、前記受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が前記第1の残トークン閾値よりも少ない場合、前記受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段と、
を備えることを特徴とするパケット転送装置。
【請求項21】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置であって、
前記出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段と、
前記出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、前記第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段と、
前記切断制御手段、または前記受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、前記受付済みのセッションの切断、または前記新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段と、
を備えることを特徴とするパケット転送装置。
【請求項22】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおけるパケット転送方法であって、
前記入口側パケット転送装置及び前記中継パケット転送装置にて、
第1のトークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートであるトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行うステップと、
第2のトークン処理手段が、受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとして前記トークン処理を行うステップと、
マーキング実施手段が、前記第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、前記受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が前記第1の残トークン閾値よりも少ない場合、前記受信したパケットにマーキングを行うステップと、
前記出口側パケット転送装置にて、
受信したパケットのうちマーキングされたパケットの割合に基づいて、前記入口側パケット転送装置にセッションの切断を行わせるか否か、あるいは新規セッションの受付を行わせるか否かを制御するステップと、
を含むことを特徴とするパケット転送方法。
【請求項23】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置、または中継を行なうパケット転送装置のコンピュータを、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたらセッションを強制的に切断する強制切断レートとする第1のトークン処理手段、
受信したパケットが到着した時刻と1つ前に到着したパケットが到着した時刻との時間差と、所定のトークン補充レートとにより算出される数のトークンを、トークンバケツの残余トークン量に加え、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超えない場合、前記残余トークン量に前記トークン量が加えられた値を、前記トークンバケツの残余トークン量とし、前記残余トークン量が前記トークンバケツのサイズを超える場合、前記残余トークン量を前記トークンバケツのサイズとするトークン処理を行い、前記所定のトークン補充レートを、そのレートを超えたら新規セッションの受付を拒否する受付制御レートとして前記トークン処理を行う第2のトークン処理手段、
前記第2のトークン処理手段による第2のトークンバケツのトークン残余量が、予め定められた第3の残トークン閾値より大きいと判定した場合、前記受信したパケットにマーキングせず、小さいと判定し、第1のトークン処理手段の残余トークン量が前記第1の残トークン閾値よりも少ない場合、前記受信したパケットにマーキングを行うマーキング実施手段、
として機能させるためのパケット転送プログラム。
【請求項24】
複数のパケット転送装置により構成されるドメインにて、前記ドメインの入口側に配置され前記ドメイン外から送信されるパケットを受信して前記ドメイン内に送信する入口側パケット転送装置と、前記ドメイン内で送信されるパケットを受信して中継を行う中継パケット転送装置と、前記ドメインの出口側に配置され前記ドメインを通じてパケットを受信して前記ドメイン外に転送をおこなう出口側パケット転送装置とを備えたパケット転送システムにおける入口側のパケット転送装置のコンピュータを、
前記出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、予め定められる第1のマーク割合閾値、もしくは予め定められた個数の連続マーク付きパケット数に基づいて受付済みのセッションを切断するか否かを選択する切断制御手段、
前記出口側パケット転送装置から転送されたマーキングされたパケットの割合と、前記第1のマーク割合閾値より小さい値の予め定められる第2のマーク割合閾値と、1を超える予め定められた個数とに基づいて新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可するかを選択する受付制御手段、
前記切断制御手段、または前記受付制御手段が選択した内容を示す信号に応じて、前記受付済みのセッションの切断、または前記新規セッションの受付を拒否するか、あるいは許可を行う流入規制手段、
として機能させるためのパケット転送プログラム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図2】
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【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
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【図25】
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【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【公開番号】特開2010−136315(P2010−136315A)
【公開日】平成22年6月17日(2010.6.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−39951(P2009−39951)
【出願日】平成21年2月23日(2009.2.23)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成20年度、独立行政法人情報通信研究機構「次世代ネットワーク(NGN)基盤技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(000102739)エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 (265)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年6月17日(2010.6.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年2月23日(2009.2.23)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成20年度、独立行政法人情報通信研究機構「次世代ネットワーク(NGN)基盤技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(000102739)エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 (265)
【Fターム(参考)】
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