フレーム中継装置、ネットワークシステム及びフレーム中継方法
【課題】フレームの輻輳が発生したとしても、ネットワーク全体としてフレームの破棄が防止される、フレーム中継装置、ネットワークシステム及びフレーム中継方法を提供する。
【解決手段】フレーム中継装置(16b)は、フレームを出力ポート(18)に向けて送信する送信部(26)と、他の装置から受信した送信停止命令に基づいて、出力ポート(18)へのフレームの送信を一時的に停止させるフロー制御部(44)及び送信停止部(46)と、送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、出力ポートへのフレームの送信が再開した後、フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制御部(50)、帯域制限部(56)、送信レート上限値決定部(52)及び送信量計測部(58)とを備える。
【解決手段】フレーム中継装置(16b)は、フレームを出力ポート(18)に向けて送信する送信部(26)と、他の装置から受信した送信停止命令に基づいて、出力ポート(18)へのフレームの送信を一時的に停止させるフロー制御部(44)及び送信停止部(46)と、送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、出力ポートへのフレームの送信が再開した後、フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制御部(50)、帯域制限部(56)、送信レート上限値決定部(52)及び送信量計測部(58)とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム中継装置、ネットワークシステム及びフレーム中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．３ｘには、フレームが輻輳したときのフロー制御の方法が規定されている。このフロー制御の方法によれば、受信側のフレーム中継装置において、バッファ容量不足によりフレームが廃棄されることが防止される。
具体的に、このフロー制御の方法では、バッファ容量が不足しそうな受信側のフレーム中継装置が、送信側のフレーム中継装置にポーズフレームを送信する。送信側のフレーム中継装置は、ポーズフレームを受信すると、ポーズフレームを送信したフレーム中継装置に向けたフレームの送信を一時的に停止する。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．３ｘに規定されたフロー制御の方法によれば、フレームの輻輳が発生したときに、輻輳を解消することはできるが、フレームの輻輳を予防することはできない。そこで、例えば、特許文献１が開示する通信装置は、直近の検出周期においてポーズフレームを受信していた場合に、直近の送信データレートよりも低くなるように新たな送信データレートを決定する。特許文献１には、この通信装置によれば、輻輳を回避しつつ未使用の通信帯域が有効に利用されると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１が開示する通信装置は、ポーズフレームを受信したときに、フレームの送信を停止しない。このため、送信の停止を要求すべくポーズフレームを送信した通信装置において、受信データ量がバッファ容量を超えてしまい、データが破棄されてしまう虞がある。
【０００６】
一方、ＩＥＥＥ８０２．３ｘに規定されたフロー制御の方法によれば、ポーズフレームによってフレームの送信が停止させられるので、ポーズフレームを送信したフレーム中継装置における、バッファ容量超過によるデータの破棄は防止される。
【０００７】
しかしながら、送信元と宛先の間において、複数のフレーム中継装置が直列に繋がっている場合、宛先側（下流側）のフレーム中継装置において、ポーズフレームによって送信が繰り返し停止させられると、この送信停止が送信元側（上流側）にも影響を及ぼし、送信元側のフレーム中継装置において、送信が長期に渡って停止させられてしまう。この現象は、先頭の徐行が、後尾で渋滞を引き起こす交通状態に似ている。
【０００８】
そしてこのような場合、送信元からの送信を止めるか、若しくは、上流側のフレーム中継装置のバッファ容量を予め増大しておかない限り、上流側のフレーム中継装置においてバッファ容量が不足してフレームが破棄されるという問題が生じる。つまり、下流側のフレーム中継装置でフレームの流れが悪くなることで、上流側のフレーム中継装置でもフレームの流れが悪くなり、フレームが破棄されてしまうという問題が生じる。
【０００９】
本発明は上述した事情に基づいてなされ、その目的とするところは、フレームの輻輳が発生したとしても、ネットワーク全体としてフレームの破棄が防止される、フレーム中継装置、ネットワークシステム、及び、フレーム中継方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明の一態様によれば、フレームを出力ポートに向けて送信する送信手段と、他の装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限手段と、前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限手段と、を備えるフレーム中継装置が提供される。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、複数のフレーム中継装置を備え、前記フレーム中継装置のうち少なくとも１つは、フレームを出力ポートに向けて送信する送信手段と、他のフレーム中継装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限手段と、前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限手段と、を有する、ネットワークシステムが提供される。
【００１２】
更に、本発明の一態様によれば、フレームを出力ポートに向けて送信する送信工程と、他の装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限工程と、前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限工程と、を備えるフレーム中継方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、フレームの輻輳が発生したとしても、ネットワーク全体としてフレームの破棄が防止される、フレーム中継装置、ネットワークシステム、及び、フレーム中継方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態及び第２実施形態のネットワークシステムの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１中のフレーム中継装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る図２のフレーム中継装置が準拠しているＩＥＥＥ８０２．３ｘで用いられるポーズフレームのフォーマットを概略的に示す図である。
【図４】図２のフレーム中継装置が実行する帯域制限方法を説明するためのフローチャートの一部である。
【図５】図２のフレーム中継装置が実行する帯域制限方法を説明するためのフローチャートの残部である。
【図６】図２のフレーム中継装置が実行する帯域制限方法を説明するためのタイムチャートである。
【図７】第２実施形態に係る図２のフレーム中継装置が実行する帯域制限方法を説明するためのフローチャートの一部である。
【図８】第２実施形態に係る図２のフレーム中継装置が実行する帯域制限方法を説明するためのフローチャートの残部である。
【図９】第２実施形態に係る図２のフレーム中継装置の帯域制限を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】第３実施形態、第４実施形態及び第５実施形態のネットワークシステムの構成を概略的に示す図である。
【図１１】第３実施形態に係る図１０中のフレーム中継装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１２】図１１のフレーム中継装置によって転送されるフレームのフォーマットを概略的に示す図である。
【図１３】図１１のフレーム中継装置で用いられる、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂで規定されたＰＦＣフレームのフォーマットを概略的に示す図である。
【図１４】図１１のフレーム中継装置における、優先度別に論理的に分割された、送信停止部、帯域制限部及び送信量計測部の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１５】第４実施形態に係る図１０中のフレーム中継装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１６】図１５のフレーム中継装置の優先群割当ＤＢの構成を概略的に示す図である。
【図１７】図１５のフレーム中継装置における、優先群別のフロー制御の有効化及び無効化の設定を説明するための表である。
【図１８】第５実施形態に係る図１０中のフレーム中継装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１９】図１８のフレーム中継装置で用いられる、ＰＧＦＣフレームのフォーマットを概略的に示す図である。
【図２０】図１８のフレーム中継装置における、優先群別に論理的に分割された、送信停止部、帯域制限部及び送信量計測部の構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、第１実施形態のネットワークシステム１０の構成を概略的に示す図である。ネットワークシステム１０は、例えば、事業所内に設置され、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）からなる第１端末１２ａ及び第２端末１２ｂ、並びに、第１サーバ１４ａ及び第２サーバ１４ｂを含む。
本実施形態では、一例として、ネットワークシステム１０が、第１端末１２ａ及び第２端末１２ｂの２つの端末、並びに、第１サーバ１４ａ及び第２サーバ１４ｂの２つのサーバを含んでいるが、端末及びサーバの数はこの例に限定されることはない。
【００１６】
また、ネットワークシステム１０は、第１フレーム中継装置（ＭＡＣブリッジング装置／スイッチングハブ）１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ、及び、第３フレーム中継装置１６ｃを有する。本実施形態では、一例として、ネットワークシステム１０が、第１フレーム中継装置１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ及び第３フレーム中継装置１６ｃの３つのフレーム中継装置を有するが、フレーム中継装置の数はこの例に限定されることはなく、複数であればよい。
なお以下では、第１フレーム中継装置１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ及び第３フレーム中継装置１６ｃを単にフレーム中継装置１６ともいう。
【００１７】
第１フレーム中継装置１６ａ、及び、第３フレーム中継装置１６ｃは、伝送媒体を介して第２フレーム中継装置１６ｂにそれぞれ接続されている。そして、第１フレーム中継装置１６ａに、第１端末１２ａ及び第２端末１２ｂが伝送媒体を介して接続され、第３フレーム中継装置１６ｃに、第１サーバ１４ａ及び第２サーバ１４ｂが伝送媒体を介して接続されている。
【００１８】
従って、ネットワークシステム１０は、第２フレーム中継装置１６ｂを中心とするスター型のトポロジを構成している。そして、この構成では、第１端末１２ａ及び第２端末１２ｂと第１サーバ１４ａ及び第２サーバ１４ｂとの間において、第１フレーム中継装置１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ及び第３フレーム中継装置１６ｃは、伝送媒体を介して直列に接続されている。
【００１９】
ネットワークシステム１０では、第１フレーム中継装置１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ、及び、第３フレーム中継装置１６ｃによって、第１端末１２ａと第２端末１２ｂの間や、第１端末１２ａ及び第２端末１２ｂと第１サーバ１４ａ及び第２サーバ１４ｂとの間が、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルにてレイヤ２レベルで接続されている。つまり、第１フレーム中継装置１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ、及び、第３フレーム中継装置１６ｃは、フレーム又はパケットを要求に応じて中継する。
【００２０】
〔フレーム中継装置〕
図２は、第２フレーム中継装置１６ｂの概略的な構成を示すブロック図である。なお、第１フレーム中継装置１６ａ及び第３フレーム中継装置１６ｃの構成については、第２フレーム中継装置１６ｂと同じであることから説明を省略する。
第２フレーム中継装置１６ｂは、第１ポート１８ａ及び第２ポート１８ｂを有する。本実施形態では、一例として、第２フレーム中継装置１６ｂが第１ポート１８ａ及び第２ポート１８ｂの２つのポートを有するが、ポートの数はこの例に限定されることはなく、２つ以上であればよい。
なお以下では、第１ポート１８ａ及び第２ポート１８ｂを単にポート１８ともいう。
【００２１】
第１ポート１８ａは、伝送媒体を介して第１フレーム中継装置１６ａに接続され、第２ポート１８ｂは、伝送媒体を介して第３フレーム中継装置１６ｃに接続されている。
ポート１８は、ＰＨＹ用ＬＳＩ（大規模集積回路）２０に接続されている。ポート１８は、ＰＨＹ用ＬＳＩ２０と協働して、ＯＳＩ参照レベルにてＰＨＹ（物理）層の機能を担当する。
【００２２】
ＰＨＹ用ＬＳＩ２０は、中継用ＬＳＩ２２に接続されている。中継用ＬＳＩ２２は、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路によって構成され、ＯＳＩ参照レベルにてＭＡＣ（媒体アクセス制御）層の機能、及び、必要に応じてＭＡＣ層よりも上位層の機能を担当する。
【００２３】
より詳しくは、ＰＨＹ用ＬＳＩ２０は、ポート１８毎に受信部２４及び送信部２６を有する。受信部２４は、対応するポート１８から受信した送信符号を復号化して送信データに変換し、送信データを中継用ＬＳＩ２２に向けて送信する。
送信部２６は、中継用ＬＳＩ２２から受信した送信データを符号化して送信符号に変換し、送信符号を対応するポート１８に向けて送信する。送信符号は、ポート１８及び伝送媒体を伝搬し、第１フレーム中継装置１６ａ又は第３フレーム中継装置１６ｃに到達する。
なお、本発明においては、送信符号及び送信データのことを区別せずに、いずれもフレームともいう。
【００２４】
中継用ＬＳＩ２２は、経路制御部２８、ＦＤＢ（フォワーディングデータベース）３０及びバッファ（記憶部）３２を有する。経路制御部２８は、ＦＤＢ３０を参照しながら、受信した送信データ、即ち、フレームに含まれる宛先アドレスに基づいて、送信データの出力用のポート１８を決定する。そして、経路制御部２８は、出力用のポート１８に接続された送信部２６が順次読み出し可能なように、送信データをバッファ３２に格納する。
つまり、経路制御部２８は、各フレームの出力用のポート１８を決定する経路制御手段を構成し、送信部２６は、バッファ３２から出力用のポート１８に向けてフレームを送信する送信手段を構成している。
【００２５】
また、中継用ＬＳＩ２２は、フロー制御ユニット３４を含んでいる。フロー制御ユニット３４は、空き容量計測部３６、及び、ポーズフレーム送信部３８を有する。空き容量計測部３６、及び、ポーズフレーム送信部３８は、ＩＥＥＥ８０２．３ｘの規格に準拠して動作する。
【００２６】
具体的には、空き容量計測部３６は、バッファ３２の空き容量を測定し、ポーズフレーム送信部３８は、空き容量計測部３６の測定結果を監視する。そして、ポーズフレーム送信部３８は、バッファ３２の空き容量が不足しそうになると、図３に示すフォーマットを有するポーズフレーム４０を生成して送信部２６に向けて送信する。
【００２７】
例えば、ポーズフレーム４０の宛先アドレス領域４０ａ、タイプ／長さ領域４０ｂ、及び、操作コード領域４０ｃには、「０１：８０：Ｃ２：００：００：０１」、「０ｘ８８０８」、及び、「０ｘ０００１」が格納される。また、中断時間領域４０ｄには、０〜６５，５３５の適当な数字が格納される。
なお、ポーズフレーム４０の送信は、ユーザフレームの送信に優先して行われる。
【００２８】
また、再び図２を参照すると、フロー制御ユニット３４は、ポーズフレーム受信部４２、及び、フロー制御部４４を有し、ＰＨＹ用ＬＳＩ２０は、送信部２６と中継用ＬＳＩ２２の間を延びる伝送路に設けられた送信停止部４６を有する。ポーズフレーム受信部４２、フロー制御部４４、及び、送信停止部４６は、ＩＥＥＥ８０２．３ｘの規格に準拠して動作する。
【００２９】
具体的には、経路制御部２８は、ポーズフレーム４０を受信すると、ポーズフレーム４０を受信したポート１８の番号及びポーズフレーム４０を受信した時刻の情報とともに、ポーズフレーム４０をポーズフレーム受信部４２に送信する。ポーズフレーム受信部４２は、ポーズフレーム４０を受信すると、ポート１８の番号、受信時刻、及び、ポーズフレーム４０の中断時間領域４０ｄに含まれる数字を、フロー制御部４４に通知する。
【００３０】
フロー制御部４４は、ポーズフレーム受信部４２からの通知に基づき、送信停止部４６を動作させる。具体的には、フロー制御部４４は、ポーズフレーム４０の受信時刻から起算して中断時間が経過するまで、中継用ＬＳＩ２２から、ポーズフレーム４０を受信したポート１８に繋がる送信部２６への送信データの送信を、送信停止部４６によって停止させる。
【００３１】
従って、第１フレーム中継装置１６ａ又は第３フレーム中継装置１６ｃがポーズフレーム４０を送信し、第２フレーム中継装置１６ｂがポーズフレーム４０を受信すると、第２フレーム中継装置１６ｂは、指定された中断時間の間、第１フレーム中継装置１６ａ又は第３フレーム中継装置１６ｃに向けた送信符号の送信を停止する。
【００３２】
なお、中断時間は、ポーズフレーム４０の中断時間領域４０ｄに含まれる数字に、例えば５１２ビット時間を掛けて得られる時間である。ポーズフレーム４０の中断時間領域４０ｄに含まれる数字は、送信を停止すべき時間に対応するものであり、中断時間が０よりも大であれば、ポーズフレーム４０は、送信停止命令（停止命令）であるということができる。一方、中断時間が０である場合は、ポーズフレーム４０は、送信停止命令であるというより、むしろ、送信開始命令（送信命令）であるということができる。
そして、フロー制御部４４、及び、送信停止部４６は、送信停止命令に基づいて、バッファ３２から出力用のポート１８へのフレームの送信を一時的に停止させる送信停止手段を構成している。
【００３３】
更に、フロー制御ユニット３４は、帯域制御部５０、及び、送信レート上限値決定部５２を有し、ＰＨＹ用ＬＳＩ２０は、帯域制限部５６、及び、送信量計測部５８を有する。
帯域制限部５６は、送信部２６と中継用ＬＳＩ２２の間を延びる伝送路に設けられ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を制限可能である。帯域制御部５０は、ポート１８から送信される送信符号の送信レートが、送信レート上限値決定部５２によって決定された送信レート上限値Ｒｕ以下になるように、帯域制限部５６に送信の制限を実行させる。
【００３４】
つまり、帯域制御部５０、送信レート上限値決定部５２、帯域制限部５６、及び、送信量計測部５８は、帯域制限手段を構成しており、帯域制限手段は、送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、バッファ３２から出力用のポート１８へのフレームの送信が再開した後、フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する。
【００３５】
送信レート上限値決定部５２が送信レート上限値Ｒｕを決定出来るようにするため、ポーズフレーム受信部４２は、ポーズフレーム４０を受信すると、送信レート上限値決定部５２に、ポーズフレーム４０を受信したポート１８の番号、受信時刻、及び、中断時間を通知する。
そして、送信量計測部５８は、送信部２６とポート１８の間の伝送路に設けられ、送信レート上限値決定部５２によって指定された開始時刻から終了時刻までの間における、ポート１８から送信される送信符号の送信量を計測可能である。本実施形態では、送信レート上限値決定部５２は、送信再開時刻から次の送信再開時刻までの間における送信量を送信量計測部５８に計測させる。送信レート上限値決定部５２は、送信量計測部５８によって計測された送信量を読み込むことができる。
【００３６】
送信レート上限値決定部５２は、ポーズフレーム受信部４２からの通知、及び、送信量計測部５８によって計測された送信量に基づいて平均送信レートＲａを演算し、平均送信レートＲａに基づいて送信レート上限値Ｒｕを決定する。そして、送信レート上限値決定部５２は、決定した送信レート上限値Ｒｕを帯域制御部５０に通知する。
【００３７】
好ましくは、送信量計測部５８は、単位時間当たりの送信量、則ち送信レートも計測可能であり、計測された送信レートは、帯域制御部５０に刻々と通知される。そして、帯域制御部５０は、通知された送信レートが、送信レート上限値決定部５２によって決定された送信レート上限値Ｒｕ以下になるように、帯域制限部５６に送信の制限を実行させる。つまり、送信レートがフィードバック制御される。
【００３８】
〔帯域制限方法〕
以下、図４、図５及び図６を参照して、送信レート上限値Ｒｕの計算方法を含む、送信レート上限値Ｒｕに基づく帯域制限方法について説明する。図４及び図５は、フレーム中継装置１６における、帯域制限方法の手順を示すフローチャートである。図６は、帯域制限方法によるフレーム中継装置１６の動作を示すタイムチャートである。
【００３９】
帯域制限方法では、帯域制限を実行する前提条件として、停止命令が受信されたか否か、即ち、中断時間が０よりも大きいポーズフレーム４０が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１０）。
ステップＳ１０の判定の結果、フレーム中継装置１６が、他のフレーム中継装置１６からの停止命令を受信していた場合（Ｙｅｓの場合、図６（ｃ）参照）、フロー制御部４４が、送信停止部４６を動作させ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を停止させる。これにより、フロー制御がオン状態になり（図６（ｅ）参照）、停止命令を送信した他のフレーム中継装置１６に向けた、ポート１８からの送信符号の送信が停止される（ステップＳ１２）。
【００４０】
それから、送信命令が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１４）。送信命令とは、中断時間が０に設定されたポーズフレーム４０である。
ステップＳ１４の判定の結果、送信命令が受信されていない場合（Ｎｏの場合）、停止命令の受信から、中断時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の判定の結果、中断時間が経過していない場合（Ｎｏの場合）、再度ステップＳ１４が実行される。
【００４１】
一方、ステップＳ１４の判定の結果、送信命令が受信されていた場合（Ｙｅｓの場合、図６（ｄ）参照）、あるいは、ステップＳ１６の判定の結果、中断時間が経過していた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、タイマで帯域制限解除時間Ｔｒの計測を開始する（ステップＳ１８）。例えば、タイマは、予め設定された帯域制限解除時間Ｔｒからのカウントダウン方式で計測を実行する（図６（ｂ）参照）。
【００４２】
そして、ステップＳ１４又はステップＳ１６の判定の結果がＹｅｓの場合、送信量計測部５８は、送信命令の受信時刻又は中断時間が経過した時刻から、送信量の計測を開始する（ステップＳ２０）。
また、ステップＳ１４又はステップＳ１６の判定の結果がＹｅｓの場合、フロー制御部４４は、送信停止部４６の動作を停止させ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を許可する。これにより、フロー制御がオフ状態になり、停止命令を送信した他のフレーム中継装置１６に向けた、ポート１８からの送信符号の送信が再開される（ステップＳ２２）。
【００４３】
ステップＳ２２の後、帯域制御部５０は、タイマの計測時間Ｔが帯域制限解除時間Ｔｒを経過したか否かを判定する（ステップＳ２４）。
ステップＳ２４の判定の結果、計測時間Ｔが帯域制限解除時間Ｔｒを経過していなかった場合（Ｎｏの場合）、停止命令が再度受信されたか否かが判定される（ステップＳ２６）。ステップＳ２６の判定の結果、停止命令が再度受信されていない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ２４が実行される。
【００４４】
一方、ステップＳ２６の判定の結果、停止命令が再度受信されていた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、タイマの計測時間Ｔをリセットし、帯域制限解除時間Ｔｒの再計測を開始する（ステップＳ２８）。
また、ステップＳ２６の判定の結果がＹｅｓの場合、フロー制御部４４が、送信停止部４６を動作させ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を停止させる。これにより、フロー制御がオン状態になり、停止命令を送信した他のフレーム中継装置１６に向けた、ポート１８からの送信符号の送信が停止される（ステップＳ３０）。
【００４５】
それから、送信命令が再度受信されたか否かが判定される（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の判定の結果、送信命令が受信されていない場合（Ｎｏの場合）、停止命令の受信から、中断時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ３４）。ステップＳ３４の判定の結果、中断時間が経過していない場合（Ｎｏの場合）、再度ステップＳ３２が実行される。
【００４６】
一方、ステップＳ３２の判定の結果、送信命令が受信されていた場合（Ｙｅｓの場合）、あるいは、ステップＳ３４の判定の結果、中断時間が経過していた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、タイマに帯域制限解除時間Ｔｒの再計測を開始させる（ステップＳ３６）。
また、ステップＳ３２又はステップ３４の判定の結果がＹｅｓの場合、送信量計測部５８は、送信命令の受信時刻又は中断時間の経過時刻にて送信量の計測を終了し、送信レート上限値決定部５２は、計測された送信量を読み込む。そして、送信量計測部５８は、計測の終了と同時に、則ち、送信命令の受信時刻又は中断時間の経過時刻から、送信量の計測を再開する。（ステップＳ３８）。
【００４７】
それから、送信レート上限値決定部５２は、送信レート上限値Ｒｕを決定する（ステップＳ４０）。そのために、まず、送信レート上限値決定部５２は、平均送信レートＲａを演算する。平均送信レートＲａは、次式：
Ｒａ＝Ｖ／Ｔａ・・・（１）
によって演算される。なお、Ｖは、送信量計測部５８によって計測された送信量（単位：ビット）であり、Ｔａは、平均送信レート算出時間である。平均送信レート算出時間Ｔａは、前回の送信開始から今回の送信開始までの時間であり、より具体的には、前回の送信命令の受信時刻又は中断時間の経過時刻から、今回の送信命令の受信時刻又は中断時間の経過時刻までの時間である。従って、平均送信レート算出時間Ｔａは、送信符号を送信した送信時間Ｔｓと送信符号が送信されなかった中断時間Ｔｉの合計である。
【００４８】
そして、送信レート上限値決定部５２は、送信レート上限値Ｒｕを、次式：
Ｒｕ＝Ｒａ＋α・・・（２）
によって設定する。なお、αは定数であり、０であってもよい。送信レート上限値決定部５２は、決定された送信レート上限値Ｒｕを帯域制御部５０に通知する。
【００４９】
なお、式（２）を用いるのに代えて、平均送信レートＲａと送信レート上限値Ｒｕの関係を規定するテーブルデータを予め用意しておき、テーブルデータを参照して、平均送信レートＲａに基づいて送信レート上限値Ｒｕを決定してもよい。
【００５０】
帯域制御部５０は、送信部２６から送信される送信符号の送信レートが送信レート上限値Ｒｕを超えないように、帯域制限部５６を動作させる。これにより、帯域制限が開始される（ステップＳ４２、図６（ｆ），図６（ｇ）参照）。
【００５１】
本実施形態では、好ましい態様として、帯域制御部５０に、送信量計測部５８によって計測された送信レートが刻々と通知される。そして、帯域制御部５０は、通知された送信レートが送信レート上限値Ｒｕを超えないように、帯域制限部５６を操作する。つまり、送信レートは、送信レート上限値Ｒｕを超えないようにフィードバック制御される。
【００５２】
なお、図６（ａ）において、ハッチングされた領域は、実際に送信された送信量を示し、四角で囲まれた空白の領域Ａ１，Ａ２，Ａ３は、帯域制限により送信されなかった未送信量を示す。
【００５３】
ステップＳ４２の帯域制限の開始と同時に、ステップＳ２２が実行される。即ち、フロー制御部４４は、送信停止部４６を用いたフロー制御をオフにし、ポート１８からの送信符号の送信が再開される。
【００５４】
一方、ステップＳ２４の判定の結果、タイマの計測時間Ｔが帯域制限解除時間Ｔｒを経過した場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制限がオフ状態に設定され、終了させられる（ステップＳ４４）。帯域制限が終了すると送信レートは制限されず、最大になる。この後、帯域制限方法のフローは、ステップＳ１０に戻り、次の帯域制限の実施に備える。
【００５５】
上述した第１実施形態のネットワークシステム１０によれば、フレームの輻輳が発生しても、フレーム中継装置１６が頻繁に停止命令を送受信することが防止され、フレーム中継装置１６間で円滑に送信符号（フレーム）の送受信が行われる。このため、一部のフレーム中継装置１６においてバッファ３２の空き容量が不足することが防止され、ネットワークシステム１０全体としてフレームの破棄が防止される。
【００５６】
例えば、第１サーバ１４ａが多量の送信符号を第１端末１２ａに向けて送信している間に、第１フレーム中継装置１６ａが、第２フレーム中継装置１６ｂに向けて停止命令を送信した場合を考える。この場合、第２フレーム中継装置１６ｂは、第１フレーム中継装置１６ａに向けた送信を停止し、第１フレーム中継装置１６ａからの送信命令の受信後、あるいは、停止命令によって指定された中断時間の経過後に、第１フレーム中継装置１６ａに向けた送信を再開する。
【００５７】
この送信再開後、第２フレーム中継装置１６ｂにおいて、送信レートが送信レート上限値Ｒｕを超えないように帯域制限が実行されることで、第１フレーム中継装置１６ａに向けて送られる送信符号の送信量が低減される。これにより、第１フレーム中継装置１６ａが、次の停止命令を発信する可能性若しくは必要性が低減される。
【００５８】
その上、第２フレーム中継装置１６ｂが帯域制限の実行中に、第１フレーム中継装置１６ａから再度停止命令を受信すると、平均送信レートＲａの低下に伴い送信レート上限値Ｒｕが下方に再設定され、第１フレーム中継装置１６ａに向けて送られる送信符号の送信量が更に低減される。つまり、送信レートが、停止命令を受信しなくなる程度にまで段階的に抑制される。
【００５９】
このため、帯域制限を実行している第２フレーム中継装置１６ｂについては、第１フレーム中継装置１６ａから停止命令を頻繁に受信することが防止され、送信停止状態に頻繁になることが防止される。従って、第２フレーム中継装置１６ｂのバッファ３２の空き容量が不足することが防止される。
【００６０】
そして、フレームの送信方向でみて、第２フレーム中継装置１６ｂよりも更に上流側の第３フレーム中継装置１６ｃについても、第２フレーム中継装置１６ｂから停止命令を頻繁に受信することが防止され、送信停止状態に頻繁になることが防止される。従って、第３フレーム中継装置１６ｃにおいてバッファ３２の空き容量が不足することが防止される。
【００６１】
かくして、本実施形態では、第２フレーム中継装置１６ｂが帯域制限を実行することで、第２フレーム中継装置１６ｂ、及び、より上流の第３フレーム中継装置１６ｃにおいても送信停止が防止され、バッファ３２の空き容量が不足することが防止される。
すなわち、従来技術のままであれば、下流側の第２フレーム中継装置１６ｂにおける送信停止の影響を受けてバッファ３２の空き容量が不足し易かったであろう上流側の第３フレーム中継装置１６ｃにおいても、バッファ３２の空き容量不足が防止される。
この結果として、ネットワークシステム１０を構成する第１、第２及び第３フレーム中継装置１６ａ，１６ｂ，１６ｃの各々において、フレームの破棄が防止される。
【００６２】
そして、上述した第１実施形態のネットワークシステム１０では、フレーム中継装置１６が、送信再開直前の平均送信レートＲａに基づいて、送信レート上限値Ｒｕを的確に決定する。このため、帯域制限の実行によって、下流のフレーム中継装置１６への送信量が、過小になることなく適当に減少させられる。
【００６３】
また、上述した第１実施形態のネットワークシステム１０では、フレーム中継装置１６が、帯域制限解除時間Ｔｒの経過によって、帯域制限を解除する。このため、帯域制限が必要なときにのみ的確に実施され、不必要に送信量が制限されることがない。
なお、本実施形態では、図６（ａ）に示したように、帯域制限が一度で完全に解除されたが、時間の経過に連れて段階的又は連続的に送信レートが増大するように、解除されてもよい。
【００６４】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態のネットワークシステム１００について説明する。なお、以下の実施形態の説明では、先行する実施形態と同一又は類似の構成及び手順については、同一の名称又は符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６５】
図１は、第２実施形態のネットワークシステム１００の概略的な構成も示している。ネットワークシステム１００は、第１フレーム中継装置１０２ａ、第２フレーム中継装置１０２ｂ及び第３フレーム中継装置１０２ｃを有する。なお、以下では、第１フレーム中継装置１０２ａ、第２フレーム中継装置１０２ｂ及び第３フレーム中継装置１０２ｃを、単にフレーム中継装置１０２ともいう。
【００６６】
図２は、第２フレーム中継装置１０２ｂの概略的な構成も示している。なお、第１フレーム中継装置１０２ａ及び第３フレーム中継装置１０２ｃの構成は、第２フレーム中継装置１０２ｂと同一である。
第２フレーム中継装置１０２ｂは、第１実施形態とは異なる方法で送信レート上限値Ｒｕを決定する送信レート上限値決定部１０４を有する。
【００６７】
〔帯域制限方法〕
以下、図７、図８及び図９を参照して、送信レート上限値Ｒｕの計算方法を含む、送信レート上限値Ｒｕに基づく帯域制限方法について説明する。図７及び図８は、フレーム中継装置１０２における、帯域制限方法の手順を示すフローチャートである。図９は、帯域制限方法によるフレーム中継装置１０２の動作を示すタイムチャートである。
【００６８】
フレーム中継装置１０２では、初期設定として、フラグＦが０に設定される（ステップＳ１００）。そして、帯域制限を実行する前提条件として、停止命令が受信されたか否か、即ち、中断時間が０よりも大きいポーズフレーム４０が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１０２）。
【００６９】
ステップＳ１０２の判定の結果、フレーム中継装置１０２が、他のフレーム中継装置１０２からの停止命令を受信していた場合（Ｙｅｓの場合、図９（ｃ）参照）、フロー制御部４４が、送信停止部４６を動作させ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を停止させる。これにより、フロー制御がオン状態になり（図９（ｅ）参照）、停止命令を送信した他のフレーム中継装置１０２に向けた、ポート１８からの送信符号の送信が停止される（ステップＳ１０４）。
【００７０】
それから、送信命令が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１０６）。送信命令とは、中断時間が０に設定されたポーズフレーム４０である。
ステップＳ１０６の判定の結果、送信命令が受信されていない場合（Ｎｏの場合）、停止命令の受信から、中断時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８の判定の結果、中断時間が経過していない場合（Ｎｏの場合）、再度ステップＳ１０６が実行される。
【００７１】
一方、ステップＳ１０６の判定の結果、送信命令が受信されていた場合（Ｙｅｓの場合、図９（ｄ）参照）、あるいは、ステップＳ１０８の判定の結果、中断時間が経過していた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、第１タイマで帯域制限解除時間Ｔｒの計測を開始する（ステップＳ１１０）。例えば、第１タイマは、予め設定された帯域制限解除時間Ｔｒからのカウントダウン方式で計測を行う（図９（ｂ）参照）。
そして、ステップＳ１０６又はステップＳ１０８の判定の結果がＹｅｓの場合、送信レート上限値決定部１０４は、第２タイマで平均送信レート算出時間Ｔａの計測を開始する（ステップＳ１１２）。また、ステップＳ１０６又はステップＳ１０８の判定の結果がＹｅｓの場合、送信量計測部５８は、送信命令の受信時刻又は中断時間が経過した時刻から、送信量の計測を開始する（ステップＳ１１４）。
【００７２】
更に、ステップＳ１０６又はステップＳ１０８の判定の結果がＹｅｓの場合、フロー制御部４４は、送信停止部４６の動作を停止させ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を許可する。これにより、フロー制御がオフ状態になり、ポーズフレーム４０を送信した他のフレーム中継装置１０２に向けた、ポート１８からの送信符号の送信が再開される（ステップＳ１１６）。
ステップＳ１１６の後、帯域制御部５０は、第１タイマの計測時間Ｔ１が、帯域制限解除時間Ｔｒを経過したか否かを判定する（ステップＳ１１８）。
【００７３】
ステップＳ１１８の判定の結果、計測時間Ｔ１が帯域制限解除時間Ｔｒを経過していなかった場合（Ｎｏの場合）、送信レート上限値決定部１０４は、第２タイマの計測時間Ｔ２が、平均送信レート算出時間Ｔａを経過したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。
ステップＳ１２０の判定の結果、計測時間Ｔ２が平均送信レート算出時間Ｔａを経過していない場合（Ｎｏの場合）、フラグＦが０であるか１であるかが判定される（ステップＳ１２２）。即ち、フロー制御がオンであるかオフであるかが判定される。
【００７４】
ステップＳ１２２の判定の結果、フラグＦが０である場合、即ち、フロー制御がオフであり、送信符号の送信中である場合、停止命令が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１２４）。ステップＳ１２４の判定の結果、停止命令が受信されていた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、第１タイマで帯域制限解除時間Ｔｒの再計測を開始する（ステップＳ１２６）。
【００７５】
また、ステップＳ１２４の判定結果がＹｅｓの場合、フロー制御部４４によって送信が停止されるとともに（ステップＳ１２８）、フラグＦが１に設定される（ステップＳ１３０）。そして、ステップＳ１３０の後、あるいは、ステップＳ１２４の判定結果がＮｏの場合、処理の流れは、ステップＳ１１８に戻る。
【００７６】
一方、ステップＳ１２２の判定結果において、フラグＦが１である場合、送信命令が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１３２）。ステップＳ１３２の判定の結果、送信命令が受信されていない場合（Ｎｏの場合）、停止命令の受信から、中断時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１３４）。ステップＳ１３４の判定の結果、中断時間が経過していない場合（Ｎｏの場合）、再度ステップＳ１１８が実行される。
【００７７】
一方、ステップＳ１３２の判定の結果、送信命令が受信されていた場合（Ｙｅｓの場合）参照）、あるいは、ステップＳ１３４の判定の結果、中断時間が経過していた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、第１タイマで帯域制限解除時間Ｔｒの再計測を開始する（ステップＳ１３６）。
そして、ステップＳ１３２又はステップＳ１３４の判定の結果がＹｅｓの場合、フロー制御部４４が送信停止部４６の動作を停止させ、フロー制御がオフになり送信が再開されるとともに（ステップＳ１３８）、フラグＦが０に設定される（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の後、又は、ステップＳ１３４の判定結果がＮｏの場合、処理の流れは、ステップＳ１１８に戻る。
【００７８】
一方、ステップＳ１２０の判定結果がＹｅｓである場合、即ち、平均送信レート算出時間Ｔａが経過していた場合、送信量計測部５８は送信量の計測を終了し、送信レート上限値決定部１０４は、計測された送信量を読み込む。そして送信量計測部５８は、計測の終了と同時に、則ち、送信量の計測を再開する（ステップＳ１４２）。
つまり、送信量計測部５８は、平均送信レート算出時間Ｔａの経過時刻に送信量の計測を終了し、再開する。
【００７９】
それから、送信レート上限値決定部１０４は、送信レート上限値Ｒｕを決定する（ステップＳ１４４）。そのために、まず、送信レート上限値決定部１４４は、平均送信レートＲａを演算する。平均送信レートＲａは、次式：
Ｒａ＝Ｖ／Ｔａ・・・（３）
によって演算される。
【００８０】
なお、Ｖは、送信量計測部５８によって計測された送信量であり、Ｔａは、平均送信レート算出時間である。平均送信レート算出時間Ｔａは、予め設定された一定長さの時間であり、平均送信レート算出時間Ｔａの間に、送信符号を送信した送信時間Ｔｓ及び送信符号が送信されなかった中断時間Ｔｉが複数回含まれることがある。
【００８１】
そして、送信レート上限値決定部１０４は、送信レート上限値Ｒｕを、次式：
Ｒｕ＝Ｒａ＋α・・・（４）
によって設定する。なお、αは定数であり、０であってもよい。送信レート上限値決定部１０４は、決定された送信レート上限値Ｒｕを帯域制御部５０に通知する。
【００８２】
なお、式（４）を用いるのに代えて、平均送信レートＲａと送信レート上限値Ｒｕの関係を規定するテーブルデータを予め用意しておき、テーブルデータを参照して、平均送信レートＲａに基づいて送信レート上限値Ｒｕを決定してもよい。
【００８３】
帯域制御部５０は、送信部２６から送信される送信符号の送信レートが送信レート上限値Ｒｕを超えないように、帯域制限部５６を動作させる。これにより、帯域制限が開始される（ステップＳ１４６、図９（ｆ），図９（ｇ）参照）。
【００８４】
本実施形態では、好ましい態様として、帯域制御部５０に、送信量計測部５８によって計測された送信レートが刻々と通知される。そして、帯域制御部５０は、通知された送信レートが送信レート上限値Ｒｕを超えないように、帯域制限部５６を操作する。つまり、送信レートは、送信レート上限値Ｒｕを超えないようにフィードバック制御される。
【００８５】
なお、図９（ａ）において、ハッチングされた領域は、実際に送信された送信量を示し、四角で囲まれた空白の領域Ｂ１，Ｂ２は、帯域制限により送信されなかった未送信量を示す。
【００８６】
また、ステップＳ１２０の判定の結果、第２タイマの計測時間Ｔ２を経過している場合、平均送信レート算出時間Ｔａの再計測が開始される（ステップＳ１４８）。そして、ステップＳ１４８の後、ステップＳ１２２が実行される。
一方、ステップＳ１１８の判定の結果、第１タイマの計測時間Ｔ１が帯域制限解除時間Ｔｒを経過した場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制限がオフ状態に設定され、終了させられる（ステップＳ１５０）。帯域制限が終了すると送信レートは制限されず、最大になる。この後、帯域制限方法のフローは、ステップＳ１００に戻り、次の帯域制限の実施に備える。
【００８７】
上述した第２実施形態のネットワークシステム１００は、第１実施形態のネットワークシステム１０と同様の効果を奏し、ネットワークシステム１００全体としてフレームの破棄が防止される。
【００８８】
そして、上述した第２実施形態のネットワークシステム１００では、フレーム中継装置１０２が、帯域制限開始直前における、予め設定された平均送信レート算出時間Ｔａでの平均送信レートＲａに基づいて、送信レート上限値Ｒｕを的確に決定する。このため、帯域制限の実行によって、下流のフレーム中継装置１０２への送信量が、過小になることなく適当に減少させられる。
【００８９】
また、上述した第２実施形態のネットワークシステム１００では、フレーム中継装置１０２は、帯域制限解除時間Ｔｒの経過によって、帯域制限を解除する。このため、帯域制限が必要なときにのみ的確に実施され、不必要に送信量が制限されることがない。
なお、本実施形態では、図９（ａ）に示したように、帯域制限が一度で完全に解除されたが、時間の経過に連れて段階的又は連続的に送信レートが増大するように、解除されてもよい。
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
図１０は、第３実施形態のネットワークシステム２００の構成を示す概略的なブロック図である。
ネットワークシステム２００は、例えば、事業所に設けられたＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）２０２と、データセンターに設けられた統合ネットワーク２０４と、ＬＡＮ２０２と統合ネットワーク２０４を相互に接続するインターネット２０５によって構成されている。なお、インターネット２０５は、通信事業者によって設置される広域網等であってもよい。
【００９０】
ＬＡＮ２０２は、例えば、ＰＣからなる複数の端末２０６と、端末２０６に接続されたフレーム中継装置２０８と、フレーム中継装置２０８とインターネット２０５とを接続するルータ２１０によって構成されている。
【００９１】
一方、統合ネットワーク２０４は、複数のサーバ２１２、及び、複数の外部記憶装置２１４を有する。例えば、複数のサーバ２１２は、伝送媒体を介して第１フレーム中継装置２１６ａに接続され、第１フレーム中継装置２１６ａは、伝送媒体を介して第２フレーム中継装置２１６ｂに接続されている。また、複数の外部記憶装置２１４は、伝送媒体を介して第３フレーム中継装置２１６ｃに接続され、第３フレーム中継装置２１６ｃは、伝送媒体を介して第２フレーム中継装置２１６ｂに接続されている。
【００９２】
更に、第２フレーム中継装置２１６ｂには、伝送媒体を介して第４フレーム中継装置２１６ｄが接続され、第４フレーム中継装置２１６ｄは、伝送媒体を介してルータ２１８に接続されている。そして、ルータ２１８は、伝送媒体を介してインターネット２０５に接続されている。従って、統合ネットワーク２０４ｄは、第２フレーム中継装置２１６ｂを中心とするスター型のトポロジを構成している。
以下では、第１フレーム中継装置２１６ａ、第２フレーム中継装置２１６ｂ、第３フレーム中継装置２１６ｃ、及び、第４フレーム中継装置２１６ｄを単にフレーム中継装置２１６ともいう。
【００９３】
ネットワークシステム２００においては、端末２０６からの要求に基づいて、サーバ２１２が情報処理を行う。この際、サーバ２１２は、必要に応じて、外部記憶装置２１４にアクセスし、外部記憶装置２１４に記憶されているデータの読み出し、又は、外部記憶装置２１４へのデータの書き込みを行う。
【００９４】
〔フレーム中継装置〕
図１１は、第２フレーム中継装置２１６ｂの概略的な構成を示すブロック図である。なお、第１フレーム中継装置２１６ａ、第３フレーム中継装置２１６ｃ及び第４フレーム中継装置２１６ｄの構成については、第２フレーム中継装置２１６ｂと同じであることから説明を省略する。なお、スペースの関係から、図１１では、第４フレーム中継装置２１６ｄとの接続に供されるポート等は省略されている。
【００９５】
第２フレーム中継装置２１６ｂは、データセンター用のスイッチングハブであり、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂ ＰＦＣ（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ−ｂａｓｅｄ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、及び、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑａｚ ＥＴＳ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）の規格に準拠している。ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂの規格に基づいて、第２フレーム中継装置２１６ｂのＰＨＹ用ＬＳＩ２２０及び中継用ＬＳＩ２２１は、送信データに含まれる優先度に基づいてフロー制御を実行する。
ここで、図１２は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑに規定されたタグフレーム２２２のフォーマットを示している。優先度は、タグフレーム２２２の優先度領域２２２ａに格納される。
【００９６】
再び図１１を参照すると、中継用ＬＳＩ２２１のバッファ２２３には、優先度毎に容量が割り当てられている。
具体的には、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂの規定では、第０優先度、第１優先度、第２優先度、第３優先度、第４優先度、第５優先度、第６優先度、及び、第７優先度の合計８つの優先度が設けられている。そこで、本実施形態では、中継用ＬＳＩ２２１のバッファ２２３において、第０優先度領域２２４ａ、第１優先度領域２２４ｂ、第２優先度領域２２４ｃ、第３優先度領域２２４ｄ、第４優先度領域２２４ｅ、第５優先度領域２２４ｆ、第６優先度領域２２４ｇ、及び、第７優先度領域２２４ｈの８つの領域に所定の容量がそれぞれ割り当てられる。
なお以下の説明では、第０優先度領域２２４ａ、第１優先度領域２２４ｂ、第２優先度領域２２４ｃ、第３優先度領域２２４ｄ、第４優先度領域２２４ｅ、第５優先度領域２２４ｆ、第６優先度領域２２４ｇ、及び、第７優先度領域２２４ｈを単に優先度領域２２４ともいう。
【００９７】
中継用ＬＳＩ２２１の優先度別フロー制御ユニット２２５は空き容量計測部２２６を有し、空き容量計測部２２６は、バッファ２２３における空き容量、及び、優先度別のバッファ２２３の使用量を検出し、検出結果に基づいて、優先度領域２２４の各々の空き容量を検出する。
【００９８】
また、優先度別フロー制御ユニット２２５は、ＰＦＣフレーム送信部２２８を有し、ＰＦＣフレーム送信部２２８は、第０優先度領域２２４ａ、第１優先度領域２２４ｂ、第２優先度領域２２４ｃ、第３優先度領域２２４ｄ、第４優先度領域２２４ｅ、第５優先度領域２２４ｆ、第６優先度領域２２４ｇ、及び、第７優先度領域２２４ｈのうち何れかの空き容量が不足しそうになると、図１３に示すフォーマットを有するＰＦＣフレーム２２９を生成して送信部２６に向けて送信する。
なお、図１３のフォーマットは、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂに規定されたＰＦＣフレームのフォーマットと同じである。
【００９９】
例えば、ＰＦＣフレーム２２９の宛先アドレス領域２２９ａ、タイプ／長さ領域２２９ｂ、及び、操作コード領域２２９ｃには、「０１：８０：Ｃ２：００：００：０１」、「０ｘ８８０８」、及び、「０ｘ０１０１」がそれぞれ格納される。
中断時間領域２２９ｅには、第０乃至第７優先度の各々について、０〜６５，５３５の適当な数字が個別に格納される。そして、有効化ベクトル領域２２９ｄには、中断時間領域２２９ｅに格納された中断時間を有効とするか否かを示す値が、第０乃至第７優先度の各々について個別に格納される。
なお、ＰＦＣフレーム２２９の送信は、ユーザフレームの送信に優先して行われる。
【０１００】
一方、ＰＦＣフレーム受信部２３０、フロー制御部２３２及び送信停止部２３４は、互いに協働して、優先度別にフロー制御を実行する。ＰＦＣフレーム受信部２３０、帯域制御部２３６、送信レート上限値決定部２３８、帯域制限部２４０、及び、送信量計測部２４２は、互いに協働して、優先度別に帯域制限を実行する。
【０１０１】
より詳しくは、図１４に示したように、送信停止部２３４では、送信データの伝送経路が、優先度の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第０優先度送信停止部２３４ａ、第１優先度送信停止部２３４ｂ、第２優先度送信停止部２３４ｃ、第３優先度送信停止部２３４ｄ、第４優先度送信停止部２３４ｅ、第５優先度送信停止部２３４ｆ、第６優先度送信停止部２３４ｇ及び第７優先度送信停止部２３４ｈが設けられる。フロー制御部２３２は、第０優先度送信停止部２３４ａ、第１優先度送信停止部２３４ｂ、第２優先度送信停止部２３４ｃ、第３優先度送信停止部２３４ｄ、第４優先度送信停止部２３４ｅ、第５優先度送信停止部２３４ｆ、第６優先度送信停止部２３４ｇ及び第７優先度送信停止部２３４ｈをそれぞれ個別に動作させて、優先度別にフロー制御を実行する。
【０１０２】
同様に、帯域制限部２４０においても、送信データの伝送経路が、優先度の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第０優先度帯域制限部２４０ａ、第１優先度帯域制限部２４０ｂ、第２優先度帯域制限部２４０ｃ、第３優先度帯域制限部２４０ｄ、第４優先度帯域制限部２４０ｅ、第５優先度帯域制限部２４０ｆ、第６優先度帯域制限部２４０ｇ及び第７優先度帯域制限部２４０ｈが設けられる。
また同様に、送信量計測部２４２においても、送信符号の伝送経路が、優先度の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第０優先度送信量計測部２４２ａ、第１優先度送信量計測部２４２ｂ、第２優先度送信量計測部２４２ｃ、第３優先度送信量計測部２４２ｄ、第４優先度送信量計測部２４２ｅ、第５優先度送信量計測部２４２ｆ、第６優先度送信量計測部２４２ｇ及び第７優先度送信量計測部２４２ｈが設けられる。
【０１０３】
これらの論理的に分割された第０優先度送信停止部２３４ａ、第０優先度帯域制限部２４０ａ、及び、第０優先度送信量計測部２４２ａは、フロー制御部２３２、帯域制御部２３６及び送信レート上限値決定部２３８と協働して、第０優先度の送信データに関して、図４及び図５に示した第１実施形態の帯域制限方法又は図７及び図８に示した第２実施形態の帯域制限方法を実行する。
【０１０４】
この場合、当然のことながら、帯域制限方法で用いられる送信レート、平均送信レートＲａ及び送信レート上限値Ｒｕは、第０優先度の送信データについての値であり、送信命令及び停止命令は、第０優先度の送信データについての命令である。つまり、停止命令とは、第０優先度に対応する中断時間が０よりも大きく且つ第０優先度に対応する有効化ベクトルが有効に設定されているＰＦＣフレーム２２９であり、送信命令とは、第０優先度に対応する中断時間が０であり且つ第０優先度に対応する有効化ベクトルが有効に設定されているＰＦＣフレーム２２９である。
【０１０５】
同様に、第１優先度送信停止部２３４ｂ、第１優先度帯域制限部２４０ｂ、及び、第１優先度送信量計測部２４２ｂは、フロー制御部２３２、帯域制御部２３６及び送信レート上限値決定部２３８と協働して、第１優先度の送信データに関して、第１実施形態又は第２実施形態の帯域制限方法を実行する。
以下、第２乃至第７優先度の送信データについても同様である。
【０１０６】
上述した第３実施形態のネットワークシステム２００のデータセンターでは、フレームの輻輳が発生しても、フレーム中継装置２１６が、優先度別にフロー制御を行うので、優先度の高いフレームが円滑に送受信され、サーバ２１２や外部記憶装置２１４が安定に動作する。
その上で、フレーム中継装置２１６では、優先度別に帯域制限が行われるので、優先度の低いフレームも円滑に流れる。このため、フレーム中継装置２１６におけるフレームの破棄が防止される。
【０１０７】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
図１０は、第４実施形態のネットワークシステム３００の構成も示している。
ネットワークシステム３００は、データセンターの第１フレーム中継装置３０２ａ、第２フレーム中継装置３０２ｂ、第３フレーム中継装置３０２ｃ及び第４フレーム中継装置３０２ｄが、優先度を複数のグループ（優先群）に分け、優先群別にフロー制御の有効化及び無効化を行う点において、第３実施形態と異なっている。なお、有効化されている優先群に属する優先度の送信データについては、第３実施形態の場合と同様に優先度別にフロー制御が行われる。
以下では、第１フレーム中継装置３０２ａ、第２フレーム中継装置３０２ｂ、第３フレーム中継装置３０２ｃ及び第４フレーム中継装置３０２ｄを単にフレーム中継装置３０２ともいう。
【０１０８】
〔フレーム中継装置〕
図１５は、第２フレーム中継装置３０２ｂの概略的な構成を示すブロック図である。なお、第１フレーム中継装置３０２ａ、第３フレーム中継装置３０２ｃ及び第４フレーム中継装置３０２ｄの構成については、第２フレーム中継装置３０２ｂと同じであることから説明を省略する。なお、スペースの関係から、図１５では、第４フレーム中継装置３０２ｄとの接続に供されるポート等が省略されている。
【０１０９】
第２フレーム中継装置３０２ｂにおいて、中継用ＬＳＩ３０４の優先度別フロー制御ユニット３０６は、優先群別にフロー制御を有効化及び無効化するために、優先群割当ＤＢ３０８を有する。優先群割当ＤＢ３０８は、フレームに含まれる優先度と優先群の関係を規定するデータベースである。
【０１１０】
ここで図１６は、優先群割当ＤＢ３０８の内容を概略的に示しており、例えば、第０〜第７の優先度があるとすると、第０乃至第２優先度が第１優先群に割り当てられ、第３及び第４優先度が第２優先群に割り当てられ、第５乃至第７優先度が第３優先群に割り当てられる。特に好ましい形態では、優先群割当ＤＢ３０８における優先度に対する優先群の割り当ては、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑａｚの規格に従って行われる。
【０１１１】
第２フレーム中継装置３０２ｂでは、例えば、図１７に示したように、予め優先群別にフロー制御の有効化及び無効化を設定しておくことができる。そして、有効化されている優先群に属する優先度の送信データについては、優先度別にフロー制御を行うことができる。
なお、各優先群の有効化及び無効化は、適当な指標に基づいて可変に設定されてもよい。
【０１１２】
上述した第４実施形態のネットワークシステム３００のデータセンターでは、フレームの輻輳が発生しても、フレーム中継装置３０２が、優先群別にフロー制御の有効化及び無効化を行うので、優先度の高いフレームが円滑に送受信され、サーバ２１２や外部記憶装置２１４が安定に動作する。
その上で、フレーム中継装置３０２では、優先度別に帯域制限が行われるので、優先度の低いフレームも円滑に流れる。このため、フレーム中継装置３０２におけるフレームの破棄が防止される。
〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態について説明する。
図１０は、第５実施形態のネットワークシステム４００の構成も示している。
ネットワークシステム４００は、データセンターの第１フレーム中継装置４０２ａ、第２フレーム中継装置４０２ｂ、第３フレーム中継装置４０２ｃ及び第４フレーム中継装置４０２ｄが、優先度を複数のグループ（優先群）に分け、優先群別にフロー制御を行う点において、第３実施形態と異なっている。
なお以下では、第１フレーム中継装置４０２ａ、第２フレーム中継装置４０２ｂ、第３フレーム中継装置４０２ｃ及び第４フレーム中継装置４０２ｄを単にフレーム中継装置４０２ともいう。
【０１１３】
〔フレーム中継装置〕
図１８は、第２フレーム中継装置４０２ｂの概略的な構成を示すブロック図である。なお、第１フレーム中継装置４０２ａ、第３フレーム中継装置４０２ｃ及び第４フレーム中継装置４０２ｄの構成については、第２フレーム中継装置４０２ｂと同じであることから説明を省略する。なお、スペースの関係から、図１８では、第４フレーム中継装置４０２ｄとの接続に供されるポート等が省略されている。
【０１１４】
第２フレーム中継装置４０２ｂは、優先群に基づいてフロー制御を行うＰＨＹ用ＬＳＩ４０３及び中継用ＬＳＩ４０４を有する。そして、中継用ＬＳＩ４０４は、優先群別フロー制御ユニット４０６を有し、優先群別フロー制御ユニット４０６は、優先群割当ＤＢ３０８を有する。
【０１１５】
バッファ４０９には、優先群毎に容量が割り当てられており、本実施形態では、例えば、第１優先群領域４１０ａ、第２優先群領域４１０ｂ及び第３優先群領域４１０ｃの３つの領域に容量が割り当てられる。第１優先群領域４１０ａ、第２優先群領域４１０ｂ及び第３優先群領域４１０ｃの各々の容量は、例えば、第３実施形態の場合と同様に可変に設定される。
なお、本実施形態では、優先群の数が３つであるが、優先群の数は３つより多くてもよい。
【０１１６】
バッファ４０９の空き容量計測部４１２は、優先群別に空き容量を検出する。すなわち、第１優先群領域４１０ａ、第２優先群領域４１０ｂ及び第３優先群領域４１０ｃの各々の空き容量を測定する。ＰＧＦＣフレーム送信部４１４は、優先群別に、空き容量が不足しそうになると、当該優先群に属する優先度の送信データの送信を停止させるためのＰＧＦＣ（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｇｒｏｕｐ−ｂａｓｅｄ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームを生成し、送信する。
【０１１７】
ここで、図１９は、ＰＧＦＣフレーム生成部４１４によって生成されるＰＧＦＣフレーム４１５のフォーマットを示している。ＰＧＦＣフレーム４１５は、有効化ベクトル領域４１５ｄ及び中断時間４１５ｅが優先群別に設定され、これに応じて、長さ／タイプ領域４１５ｂが変更される以外は、ＰＦＣフレーム２２９と同じ構成を有する。
なお、長さ／タイプ領域４１５ｂには、０ｘ０１０１以外の値として、例えば０ｘ０１０２を設定することができる。
【０１１８】
一方、ＰＧＦＣフレーム受信部４１６、フロー制御部４１８及び送信停止部４２０は、互いに協働して、優先群別にフロー制御を実行し、ＰＧＦＣフレーム受信部４１６、帯域制御部４２２、送信レート上限値決定部４２４、帯域制限部４２６、及び、送信量計測部４２８は、互いに協働して、優先群別に帯域制限を実行する。
【０１１９】
より詳しくは、図２０に示したように、送信停止部４２０は、送信データの伝送経路が、優先群の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第１優先群送信停止部４２０ａ、第２優先群送信停止部４２０ｂ、及び、第３優先群送信停止部４２０ｃが設けられる。フロー制御部４１８は、第１優先群送信停止部４２０ａ、第２優先群送信停止部４２０ｂ、及び、第３優先群送信停止部４２０ｃをそれぞれ動作させて、優先群別にフロー制御を実行する。
【０１２０】
同様に、帯域制限部４２６においても、送信データの伝送経路が、優先群の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第１優先群帯域制限部４２６ａ、第２優先群帯域制限部４２６ｂ、及び、第３優先群帯域制限部４２６ｃが設けられる。
また同様に、送信量計測部４２８においても、送信符号の伝送経路が、優先群の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第１優先群送信量計測部４２８ａ、第２優先群送信量計測部４２８ｂ、及び、第３優先群送信量計測部４２８ｃが設けられる。
【０１２１】
これらの論理的に分割された第１優先群送信停止部４２０ａ、第１優先群帯域制限部４２６ａ、及び、第１優先群送信量計測部４２８ａは、フロー制御部４１８、帯域制御部４２２及び送信レート上限値決定部４２４と協働して、第１優先群に属する優先度の送信データに関して、第１実施形態又は第２実施形態の帯域制限方法を実行する。
【０１２２】
この場合、当然のことながら、帯域制限方法で用いられる送信レート、平均送信レートＲａ及び送信レート上限値Ｒｕは、第１優先群の送信データについての値であり、送信命令及び停止命令は、第１優先群の送信データについての命令である。つまり、停止命令とは、第１優先群に対応する中断時間が０よりも大きく且つ第１優先群に対応する有効化ベクトルが有効に設定されているＰＧＦＣフレーム４１５であり、送信命令とは、第１優先群に対応する中断時間が０であり且つ第１優先群に対応する有効化ベクトルが有効に設定されているＰＧＦＣフレーム４１５である。
【０１２３】
同様に、第２優先群送信停止部４２０ｂ、第２優先群帯域制限部４２６ｂ、及び、第２優先群送信量計測部４２８ｂは、フロー制御部４１８、帯域制御部４２２及び送信レート上限値決定部４２４と協働して、第２優先群に属する優先度の送信データに関して、第１実施形態又は第２実施形態の帯域制限方法を実行する。
【０１２４】
また同様に、第３優先群送信停止部４２０ｃ、第３優先群帯域制限部４２６ｃ、及び、第３優先群送信量計測部４２８ｃは、フロー制御部４１８、帯域制御部４２２及び送信レート上限値決定部４２４と協働して、第３優先群に属する優先度の送信データに関して、第１実施形態又は第２実施形態の帯域制限方法を実行する。
【０１２５】
上述した第５実施形態のネットワークシステム４００のデータセンターでは、フレームの輻輳が発生しても、フレーム中継装置４０２が、優先群別にフロー制御を行うので、優先度の高いフレームが円滑に送受信され、サーバ２１２や外部記憶装置２１４が安定に動作する。
その上で、フレーム中継装置４０２では、優先群別に帯域制限が行われるので、優先度の低いフレームも円滑に流れる。このため、フレーム中継装置４０２におけるフレームの破棄が防止される。
【０１２６】
本発明は、上述した第１乃至第５実施形態に限定されることなく、第１乃至第５実施形態に適宜変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。
例えば、第３乃至第５実施形態では、バッファ２２３，４０９において、優先度別又は優先群別に領域が設けられ、各領域に可変の容量が割り当てられていたが、各領域に優先度に応じて固定の容量が割り当てられていても良い。
【０１２７】
最後に、上述した第１乃至第５実施形態で用いられている装置の具体的な構成や処理手順はいずれも好ましいものであって、これらに限定されることはないのは勿論である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０ ネットワークシステム
１２ａ，１２ｂ 端末
１４ａ，１４ｂ サーバ
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ フレーム中継装置
１８ ポート
２０ ＰＨＹ用ＬＳＩ
２２ 中継用ＬＳＩ
２６ 送信部（送信手段）
２８ 経路制御部（経路制御手段）
３０ ＦＤＢ
３２ バッファ
４４ フロー制御部（送信停止手段）
４６ 送信停止部（送信停止手段）
５０ 帯域制御部（帯域制限手段）
５２ 送信レート上限値決定部（帯域制御手段）
５６ 帯域制限部（帯域制限手段）
５８ 送信量計測部（帯域制限手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム中継装置、ネットワークシステム及びフレーム中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．３ｘには、フレームが輻輳したときのフロー制御の方法が規定されている。このフロー制御の方法によれば、受信側のフレーム中継装置において、バッファ容量不足によりフレームが廃棄されることが防止される。
具体的に、このフロー制御の方法では、バッファ容量が不足しそうな受信側のフレーム中継装置が、送信側のフレーム中継装置にポーズフレームを送信する。送信側のフレーム中継装置は、ポーズフレームを受信すると、ポーズフレームを送信したフレーム中継装置に向けたフレームの送信を一時的に停止する。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．３ｘに規定されたフロー制御の方法によれば、フレームの輻輳が発生したときに、輻輳を解消することはできるが、フレームの輻輳を予防することはできない。そこで、例えば、特許文献１が開示する通信装置は、直近の検出周期においてポーズフレームを受信していた場合に、直近の送信データレートよりも低くなるように新たな送信データレートを決定する。特許文献１には、この通信装置によれば、輻輳を回避しつつ未使用の通信帯域が有効に利用されると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１が開示する通信装置は、ポーズフレームを受信したときに、フレームの送信を停止しない。このため、送信の停止を要求すべくポーズフレームを送信した通信装置において、受信データ量がバッファ容量を超えてしまい、データが破棄されてしまう虞がある。
【０００６】
一方、ＩＥＥＥ８０２．３ｘに規定されたフロー制御の方法によれば、ポーズフレームによってフレームの送信が停止させられるので、ポーズフレームを送信したフレーム中継装置における、バッファ容量超過によるデータの破棄は防止される。
【０００７】
しかしながら、送信元と宛先の間において、複数のフレーム中継装置が直列に繋がっている場合、宛先側（下流側）のフレーム中継装置において、ポーズフレームによって送信が繰り返し停止させられると、この送信停止が送信元側（上流側）にも影響を及ぼし、送信元側のフレーム中継装置において、送信が長期に渡って停止させられてしまう。この現象は、先頭の徐行が、後尾で渋滞を引き起こす交通状態に似ている。
【０００８】
そしてこのような場合、送信元からの送信を止めるか、若しくは、上流側のフレーム中継装置のバッファ容量を予め増大しておかない限り、上流側のフレーム中継装置においてバッファ容量が不足してフレームが破棄されるという問題が生じる。つまり、下流側のフレーム中継装置でフレームの流れが悪くなることで、上流側のフレーム中継装置でもフレームの流れが悪くなり、フレームが破棄されてしまうという問題が生じる。
【０００９】
本発明は上述した事情に基づいてなされ、その目的とするところは、フレームの輻輳が発生したとしても、ネットワーク全体としてフレームの破棄が防止される、フレーム中継装置、ネットワークシステム、及び、フレーム中継方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明の一態様によれば、フレームを出力ポートに向けて送信する送信手段と、他の装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限手段と、前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限手段と、を備えるフレーム中継装置が提供される。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、複数のフレーム中継装置を備え、前記フレーム中継装置のうち少なくとも１つは、フレームを出力ポートに向けて送信する送信手段と、他のフレーム中継装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限手段と、前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限手段と、を有する、ネットワークシステムが提供される。
【００１２】
更に、本発明の一態様によれば、フレームを出力ポートに向けて送信する送信工程と、他の装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限工程と、前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限工程と、を備えるフレーム中継方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、フレームの輻輳が発生したとしても、ネットワーク全体としてフレームの破棄が防止される、フレーム中継装置、ネットワークシステム、及び、フレーム中継方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態及び第２実施形態のネットワークシステムの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１中のフレーム中継装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る図２のフレーム中継装置が準拠しているＩＥＥＥ８０２．３ｘで用いられるポーズフレームのフォーマットを概略的に示す図である。
【図４】図２のフレーム中継装置が実行する帯域制限方法を説明するためのフローチャートの一部である。
【図５】図２のフレーム中継装置が実行する帯域制限方法を説明するためのフローチャートの残部である。
【図６】図２のフレーム中継装置が実行する帯域制限方法を説明するためのタイムチャートである。
【図７】第２実施形態に係る図２のフレーム中継装置が実行する帯域制限方法を説明するためのフローチャートの一部である。
【図８】第２実施形態に係る図２のフレーム中継装置が実行する帯域制限方法を説明するためのフローチャートの残部である。
【図９】第２実施形態に係る図２のフレーム中継装置の帯域制限を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】第３実施形態、第４実施形態及び第５実施形態のネットワークシステムの構成を概略的に示す図である。
【図１１】第３実施形態に係る図１０中のフレーム中継装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１２】図１１のフレーム中継装置によって転送されるフレームのフォーマットを概略的に示す図である。
【図１３】図１１のフレーム中継装置で用いられる、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂで規定されたＰＦＣフレームのフォーマットを概略的に示す図である。
【図１４】図１１のフレーム中継装置における、優先度別に論理的に分割された、送信停止部、帯域制限部及び送信量計測部の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１５】第４実施形態に係る図１０中のフレーム中継装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１６】図１５のフレーム中継装置の優先群割当ＤＢの構成を概略的に示す図である。
【図１７】図１５のフレーム中継装置における、優先群別のフロー制御の有効化及び無効化の設定を説明するための表である。
【図１８】第５実施形態に係る図１０中のフレーム中継装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１９】図１８のフレーム中継装置で用いられる、ＰＧＦＣフレームのフォーマットを概略的に示す図である。
【図２０】図１８のフレーム中継装置における、優先群別に論理的に分割された、送信停止部、帯域制限部及び送信量計測部の構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、第１実施形態のネットワークシステム１０の構成を概略的に示す図である。ネットワークシステム１０は、例えば、事業所内に設置され、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）からなる第１端末１２ａ及び第２端末１２ｂ、並びに、第１サーバ１４ａ及び第２サーバ１４ｂを含む。
本実施形態では、一例として、ネットワークシステム１０が、第１端末１２ａ及び第２端末１２ｂの２つの端末、並びに、第１サーバ１４ａ及び第２サーバ１４ｂの２つのサーバを含んでいるが、端末及びサーバの数はこの例に限定されることはない。
【００１６】
また、ネットワークシステム１０は、第１フレーム中継装置（ＭＡＣブリッジング装置／スイッチングハブ）１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ、及び、第３フレーム中継装置１６ｃを有する。本実施形態では、一例として、ネットワークシステム１０が、第１フレーム中継装置１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ及び第３フレーム中継装置１６ｃの３つのフレーム中継装置を有するが、フレーム中継装置の数はこの例に限定されることはなく、複数であればよい。
なお以下では、第１フレーム中継装置１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ及び第３フレーム中継装置１６ｃを単にフレーム中継装置１６ともいう。
【００１７】
第１フレーム中継装置１６ａ、及び、第３フレーム中継装置１６ｃは、伝送媒体を介して第２フレーム中継装置１６ｂにそれぞれ接続されている。そして、第１フレーム中継装置１６ａに、第１端末１２ａ及び第２端末１２ｂが伝送媒体を介して接続され、第３フレーム中継装置１６ｃに、第１サーバ１４ａ及び第２サーバ１４ｂが伝送媒体を介して接続されている。
【００１８】
従って、ネットワークシステム１０は、第２フレーム中継装置１６ｂを中心とするスター型のトポロジを構成している。そして、この構成では、第１端末１２ａ及び第２端末１２ｂと第１サーバ１４ａ及び第２サーバ１４ｂとの間において、第１フレーム中継装置１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ及び第３フレーム中継装置１６ｃは、伝送媒体を介して直列に接続されている。
【００１９】
ネットワークシステム１０では、第１フレーム中継装置１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ、及び、第３フレーム中継装置１６ｃによって、第１端末１２ａと第２端末１２ｂの間や、第１端末１２ａ及び第２端末１２ｂと第１サーバ１４ａ及び第２サーバ１４ｂとの間が、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルにてレイヤ２レベルで接続されている。つまり、第１フレーム中継装置１６ａ、第２フレーム中継装置１６ｂ、及び、第３フレーム中継装置１６ｃは、フレーム又はパケットを要求に応じて中継する。
【００２０】
〔フレーム中継装置〕
図２は、第２フレーム中継装置１６ｂの概略的な構成を示すブロック図である。なお、第１フレーム中継装置１６ａ及び第３フレーム中継装置１６ｃの構成については、第２フレーム中継装置１６ｂと同じであることから説明を省略する。
第２フレーム中継装置１６ｂは、第１ポート１８ａ及び第２ポート１８ｂを有する。本実施形態では、一例として、第２フレーム中継装置１６ｂが第１ポート１８ａ及び第２ポート１８ｂの２つのポートを有するが、ポートの数はこの例に限定されることはなく、２つ以上であればよい。
なお以下では、第１ポート１８ａ及び第２ポート１８ｂを単にポート１８ともいう。
【００２１】
第１ポート１８ａは、伝送媒体を介して第１フレーム中継装置１６ａに接続され、第２ポート１８ｂは、伝送媒体を介して第３フレーム中継装置１６ｃに接続されている。
ポート１８は、ＰＨＹ用ＬＳＩ（大規模集積回路）２０に接続されている。ポート１８は、ＰＨＹ用ＬＳＩ２０と協働して、ＯＳＩ参照レベルにてＰＨＹ（物理）層の機能を担当する。
【００２２】
ＰＨＹ用ＬＳＩ２０は、中継用ＬＳＩ２２に接続されている。中継用ＬＳＩ２２は、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路によって構成され、ＯＳＩ参照レベルにてＭＡＣ（媒体アクセス制御）層の機能、及び、必要に応じてＭＡＣ層よりも上位層の機能を担当する。
【００２３】
より詳しくは、ＰＨＹ用ＬＳＩ２０は、ポート１８毎に受信部２４及び送信部２６を有する。受信部２４は、対応するポート１８から受信した送信符号を復号化して送信データに変換し、送信データを中継用ＬＳＩ２２に向けて送信する。
送信部２６は、中継用ＬＳＩ２２から受信した送信データを符号化して送信符号に変換し、送信符号を対応するポート１８に向けて送信する。送信符号は、ポート１８及び伝送媒体を伝搬し、第１フレーム中継装置１６ａ又は第３フレーム中継装置１６ｃに到達する。
なお、本発明においては、送信符号及び送信データのことを区別せずに、いずれもフレームともいう。
【００２４】
中継用ＬＳＩ２２は、経路制御部２８、ＦＤＢ（フォワーディングデータベース）３０及びバッファ（記憶部）３２を有する。経路制御部２８は、ＦＤＢ３０を参照しながら、受信した送信データ、即ち、フレームに含まれる宛先アドレスに基づいて、送信データの出力用のポート１８を決定する。そして、経路制御部２８は、出力用のポート１８に接続された送信部２６が順次読み出し可能なように、送信データをバッファ３２に格納する。
つまり、経路制御部２８は、各フレームの出力用のポート１８を決定する経路制御手段を構成し、送信部２６は、バッファ３２から出力用のポート１８に向けてフレームを送信する送信手段を構成している。
【００２５】
また、中継用ＬＳＩ２２は、フロー制御ユニット３４を含んでいる。フロー制御ユニット３４は、空き容量計測部３６、及び、ポーズフレーム送信部３８を有する。空き容量計測部３６、及び、ポーズフレーム送信部３８は、ＩＥＥＥ８０２．３ｘの規格に準拠して動作する。
【００２６】
具体的には、空き容量計測部３６は、バッファ３２の空き容量を測定し、ポーズフレーム送信部３８は、空き容量計測部３６の測定結果を監視する。そして、ポーズフレーム送信部３８は、バッファ３２の空き容量が不足しそうになると、図３に示すフォーマットを有するポーズフレーム４０を生成して送信部２６に向けて送信する。
【００２７】
例えば、ポーズフレーム４０の宛先アドレス領域４０ａ、タイプ／長さ領域４０ｂ、及び、操作コード領域４０ｃには、「０１：８０：Ｃ２：００：００：０１」、「０ｘ８８０８」、及び、「０ｘ０００１」が格納される。また、中断時間領域４０ｄには、０〜６５，５３５の適当な数字が格納される。
なお、ポーズフレーム４０の送信は、ユーザフレームの送信に優先して行われる。
【００２８】
また、再び図２を参照すると、フロー制御ユニット３４は、ポーズフレーム受信部４２、及び、フロー制御部４４を有し、ＰＨＹ用ＬＳＩ２０は、送信部２６と中継用ＬＳＩ２２の間を延びる伝送路に設けられた送信停止部４６を有する。ポーズフレーム受信部４２、フロー制御部４４、及び、送信停止部４６は、ＩＥＥＥ８０２．３ｘの規格に準拠して動作する。
【００２９】
具体的には、経路制御部２８は、ポーズフレーム４０を受信すると、ポーズフレーム４０を受信したポート１８の番号及びポーズフレーム４０を受信した時刻の情報とともに、ポーズフレーム４０をポーズフレーム受信部４２に送信する。ポーズフレーム受信部４２は、ポーズフレーム４０を受信すると、ポート１８の番号、受信時刻、及び、ポーズフレーム４０の中断時間領域４０ｄに含まれる数字を、フロー制御部４４に通知する。
【００３０】
フロー制御部４４は、ポーズフレーム受信部４２からの通知に基づき、送信停止部４６を動作させる。具体的には、フロー制御部４４は、ポーズフレーム４０の受信時刻から起算して中断時間が経過するまで、中継用ＬＳＩ２２から、ポーズフレーム４０を受信したポート１８に繋がる送信部２６への送信データの送信を、送信停止部４６によって停止させる。
【００３１】
従って、第１フレーム中継装置１６ａ又は第３フレーム中継装置１６ｃがポーズフレーム４０を送信し、第２フレーム中継装置１６ｂがポーズフレーム４０を受信すると、第２フレーム中継装置１６ｂは、指定された中断時間の間、第１フレーム中継装置１６ａ又は第３フレーム中継装置１６ｃに向けた送信符号の送信を停止する。
【００３２】
なお、中断時間は、ポーズフレーム４０の中断時間領域４０ｄに含まれる数字に、例えば５１２ビット時間を掛けて得られる時間である。ポーズフレーム４０の中断時間領域４０ｄに含まれる数字は、送信を停止すべき時間に対応するものであり、中断時間が０よりも大であれば、ポーズフレーム４０は、送信停止命令（停止命令）であるということができる。一方、中断時間が０である場合は、ポーズフレーム４０は、送信停止命令であるというより、むしろ、送信開始命令（送信命令）であるということができる。
そして、フロー制御部４４、及び、送信停止部４６は、送信停止命令に基づいて、バッファ３２から出力用のポート１８へのフレームの送信を一時的に停止させる送信停止手段を構成している。
【００３３】
更に、フロー制御ユニット３４は、帯域制御部５０、及び、送信レート上限値決定部５２を有し、ＰＨＹ用ＬＳＩ２０は、帯域制限部５６、及び、送信量計測部５８を有する。
帯域制限部５６は、送信部２６と中継用ＬＳＩ２２の間を延びる伝送路に設けられ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を制限可能である。帯域制御部５０は、ポート１８から送信される送信符号の送信レートが、送信レート上限値決定部５２によって決定された送信レート上限値Ｒｕ以下になるように、帯域制限部５６に送信の制限を実行させる。
【００３４】
つまり、帯域制御部５０、送信レート上限値決定部５２、帯域制限部５６、及び、送信量計測部５８は、帯域制限手段を構成しており、帯域制限手段は、送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、バッファ３２から出力用のポート１８へのフレームの送信が再開した後、フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する。
【００３５】
送信レート上限値決定部５２が送信レート上限値Ｒｕを決定出来るようにするため、ポーズフレーム受信部４２は、ポーズフレーム４０を受信すると、送信レート上限値決定部５２に、ポーズフレーム４０を受信したポート１８の番号、受信時刻、及び、中断時間を通知する。
そして、送信量計測部５８は、送信部２６とポート１８の間の伝送路に設けられ、送信レート上限値決定部５２によって指定された開始時刻から終了時刻までの間における、ポート１８から送信される送信符号の送信量を計測可能である。本実施形態では、送信レート上限値決定部５２は、送信再開時刻から次の送信再開時刻までの間における送信量を送信量計測部５８に計測させる。送信レート上限値決定部５２は、送信量計測部５８によって計測された送信量を読み込むことができる。
【００３６】
送信レート上限値決定部５２は、ポーズフレーム受信部４２からの通知、及び、送信量計測部５８によって計測された送信量に基づいて平均送信レートＲａを演算し、平均送信レートＲａに基づいて送信レート上限値Ｒｕを決定する。そして、送信レート上限値決定部５２は、決定した送信レート上限値Ｒｕを帯域制御部５０に通知する。
【００３７】
好ましくは、送信量計測部５８は、単位時間当たりの送信量、則ち送信レートも計測可能であり、計測された送信レートは、帯域制御部５０に刻々と通知される。そして、帯域制御部５０は、通知された送信レートが、送信レート上限値決定部５２によって決定された送信レート上限値Ｒｕ以下になるように、帯域制限部５６に送信の制限を実行させる。つまり、送信レートがフィードバック制御される。
【００３８】
〔帯域制限方法〕
以下、図４、図５及び図６を参照して、送信レート上限値Ｒｕの計算方法を含む、送信レート上限値Ｒｕに基づく帯域制限方法について説明する。図４及び図５は、フレーム中継装置１６における、帯域制限方法の手順を示すフローチャートである。図６は、帯域制限方法によるフレーム中継装置１６の動作を示すタイムチャートである。
【００３９】
帯域制限方法では、帯域制限を実行する前提条件として、停止命令が受信されたか否か、即ち、中断時間が０よりも大きいポーズフレーム４０が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１０）。
ステップＳ１０の判定の結果、フレーム中継装置１６が、他のフレーム中継装置１６からの停止命令を受信していた場合（Ｙｅｓの場合、図６（ｃ）参照）、フロー制御部４４が、送信停止部４６を動作させ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を停止させる。これにより、フロー制御がオン状態になり（図６（ｅ）参照）、停止命令を送信した他のフレーム中継装置１６に向けた、ポート１８からの送信符号の送信が停止される（ステップＳ１２）。
【００４０】
それから、送信命令が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１４）。送信命令とは、中断時間が０に設定されたポーズフレーム４０である。
ステップＳ１４の判定の結果、送信命令が受信されていない場合（Ｎｏの場合）、停止命令の受信から、中断時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の判定の結果、中断時間が経過していない場合（Ｎｏの場合）、再度ステップＳ１４が実行される。
【００４１】
一方、ステップＳ１４の判定の結果、送信命令が受信されていた場合（Ｙｅｓの場合、図６（ｄ）参照）、あるいは、ステップＳ１６の判定の結果、中断時間が経過していた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、タイマで帯域制限解除時間Ｔｒの計測を開始する（ステップＳ１８）。例えば、タイマは、予め設定された帯域制限解除時間Ｔｒからのカウントダウン方式で計測を実行する（図６（ｂ）参照）。
【００４２】
そして、ステップＳ１４又はステップＳ１６の判定の結果がＹｅｓの場合、送信量計測部５８は、送信命令の受信時刻又は中断時間が経過した時刻から、送信量の計測を開始する（ステップＳ２０）。
また、ステップＳ１４又はステップＳ１６の判定の結果がＹｅｓの場合、フロー制御部４４は、送信停止部４６の動作を停止させ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を許可する。これにより、フロー制御がオフ状態になり、停止命令を送信した他のフレーム中継装置１６に向けた、ポート１８からの送信符号の送信が再開される（ステップＳ２２）。
【００４３】
ステップＳ２２の後、帯域制御部５０は、タイマの計測時間Ｔが帯域制限解除時間Ｔｒを経過したか否かを判定する（ステップＳ２４）。
ステップＳ２４の判定の結果、計測時間Ｔが帯域制限解除時間Ｔｒを経過していなかった場合（Ｎｏの場合）、停止命令が再度受信されたか否かが判定される（ステップＳ２６）。ステップＳ２６の判定の結果、停止命令が再度受信されていない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ２４が実行される。
【００４４】
一方、ステップＳ２６の判定の結果、停止命令が再度受信されていた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、タイマの計測時間Ｔをリセットし、帯域制限解除時間Ｔｒの再計測を開始する（ステップＳ２８）。
また、ステップＳ２６の判定の結果がＹｅｓの場合、フロー制御部４４が、送信停止部４６を動作させ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を停止させる。これにより、フロー制御がオン状態になり、停止命令を送信した他のフレーム中継装置１６に向けた、ポート１８からの送信符号の送信が停止される（ステップＳ３０）。
【００４５】
それから、送信命令が再度受信されたか否かが判定される（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の判定の結果、送信命令が受信されていない場合（Ｎｏの場合）、停止命令の受信から、中断時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ３４）。ステップＳ３４の判定の結果、中断時間が経過していない場合（Ｎｏの場合）、再度ステップＳ３２が実行される。
【００４６】
一方、ステップＳ３２の判定の結果、送信命令が受信されていた場合（Ｙｅｓの場合）、あるいは、ステップＳ３４の判定の結果、中断時間が経過していた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、タイマに帯域制限解除時間Ｔｒの再計測を開始させる（ステップＳ３６）。
また、ステップＳ３２又はステップ３４の判定の結果がＹｅｓの場合、送信量計測部５８は、送信命令の受信時刻又は中断時間の経過時刻にて送信量の計測を終了し、送信レート上限値決定部５２は、計測された送信量を読み込む。そして、送信量計測部５８は、計測の終了と同時に、則ち、送信命令の受信時刻又は中断時間の経過時刻から、送信量の計測を再開する。（ステップＳ３８）。
【００４７】
それから、送信レート上限値決定部５２は、送信レート上限値Ｒｕを決定する（ステップＳ４０）。そのために、まず、送信レート上限値決定部５２は、平均送信レートＲａを演算する。平均送信レートＲａは、次式：
Ｒａ＝Ｖ／Ｔａ・・・（１）
によって演算される。なお、Ｖは、送信量計測部５８によって計測された送信量（単位：ビット）であり、Ｔａは、平均送信レート算出時間である。平均送信レート算出時間Ｔａは、前回の送信開始から今回の送信開始までの時間であり、より具体的には、前回の送信命令の受信時刻又は中断時間の経過時刻から、今回の送信命令の受信時刻又は中断時間の経過時刻までの時間である。従って、平均送信レート算出時間Ｔａは、送信符号を送信した送信時間Ｔｓと送信符号が送信されなかった中断時間Ｔｉの合計である。
【００４８】
そして、送信レート上限値決定部５２は、送信レート上限値Ｒｕを、次式：
Ｒｕ＝Ｒａ＋α・・・（２）
によって設定する。なお、αは定数であり、０であってもよい。送信レート上限値決定部５２は、決定された送信レート上限値Ｒｕを帯域制御部５０に通知する。
【００４９】
なお、式（２）を用いるのに代えて、平均送信レートＲａと送信レート上限値Ｒｕの関係を規定するテーブルデータを予め用意しておき、テーブルデータを参照して、平均送信レートＲａに基づいて送信レート上限値Ｒｕを決定してもよい。
【００５０】
帯域制御部５０は、送信部２６から送信される送信符号の送信レートが送信レート上限値Ｒｕを超えないように、帯域制限部５６を動作させる。これにより、帯域制限が開始される（ステップＳ４２、図６（ｆ），図６（ｇ）参照）。
【００５１】
本実施形態では、好ましい態様として、帯域制御部５０に、送信量計測部５８によって計測された送信レートが刻々と通知される。そして、帯域制御部５０は、通知された送信レートが送信レート上限値Ｒｕを超えないように、帯域制限部５６を操作する。つまり、送信レートは、送信レート上限値Ｒｕを超えないようにフィードバック制御される。
【００５２】
なお、図６（ａ）において、ハッチングされた領域は、実際に送信された送信量を示し、四角で囲まれた空白の領域Ａ１，Ａ２，Ａ３は、帯域制限により送信されなかった未送信量を示す。
【００５３】
ステップＳ４２の帯域制限の開始と同時に、ステップＳ２２が実行される。即ち、フロー制御部４４は、送信停止部４６を用いたフロー制御をオフにし、ポート１８からの送信符号の送信が再開される。
【００５４】
一方、ステップＳ２４の判定の結果、タイマの計測時間Ｔが帯域制限解除時間Ｔｒを経過した場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制限がオフ状態に設定され、終了させられる（ステップＳ４４）。帯域制限が終了すると送信レートは制限されず、最大になる。この後、帯域制限方法のフローは、ステップＳ１０に戻り、次の帯域制限の実施に備える。
【００５５】
上述した第１実施形態のネットワークシステム１０によれば、フレームの輻輳が発生しても、フレーム中継装置１６が頻繁に停止命令を送受信することが防止され、フレーム中継装置１６間で円滑に送信符号（フレーム）の送受信が行われる。このため、一部のフレーム中継装置１６においてバッファ３２の空き容量が不足することが防止され、ネットワークシステム１０全体としてフレームの破棄が防止される。
【００５６】
例えば、第１サーバ１４ａが多量の送信符号を第１端末１２ａに向けて送信している間に、第１フレーム中継装置１６ａが、第２フレーム中継装置１６ｂに向けて停止命令を送信した場合を考える。この場合、第２フレーム中継装置１６ｂは、第１フレーム中継装置１６ａに向けた送信を停止し、第１フレーム中継装置１６ａからの送信命令の受信後、あるいは、停止命令によって指定された中断時間の経過後に、第１フレーム中継装置１６ａに向けた送信を再開する。
【００５７】
この送信再開後、第２フレーム中継装置１６ｂにおいて、送信レートが送信レート上限値Ｒｕを超えないように帯域制限が実行されることで、第１フレーム中継装置１６ａに向けて送られる送信符号の送信量が低減される。これにより、第１フレーム中継装置１６ａが、次の停止命令を発信する可能性若しくは必要性が低減される。
【００５８】
その上、第２フレーム中継装置１６ｂが帯域制限の実行中に、第１フレーム中継装置１６ａから再度停止命令を受信すると、平均送信レートＲａの低下に伴い送信レート上限値Ｒｕが下方に再設定され、第１フレーム中継装置１６ａに向けて送られる送信符号の送信量が更に低減される。つまり、送信レートが、停止命令を受信しなくなる程度にまで段階的に抑制される。
【００５９】
このため、帯域制限を実行している第２フレーム中継装置１６ｂについては、第１フレーム中継装置１６ａから停止命令を頻繁に受信することが防止され、送信停止状態に頻繁になることが防止される。従って、第２フレーム中継装置１６ｂのバッファ３２の空き容量が不足することが防止される。
【００６０】
そして、フレームの送信方向でみて、第２フレーム中継装置１６ｂよりも更に上流側の第３フレーム中継装置１６ｃについても、第２フレーム中継装置１６ｂから停止命令を頻繁に受信することが防止され、送信停止状態に頻繁になることが防止される。従って、第３フレーム中継装置１６ｃにおいてバッファ３２の空き容量が不足することが防止される。
【００６１】
かくして、本実施形態では、第２フレーム中継装置１６ｂが帯域制限を実行することで、第２フレーム中継装置１６ｂ、及び、より上流の第３フレーム中継装置１６ｃにおいても送信停止が防止され、バッファ３２の空き容量が不足することが防止される。
すなわち、従来技術のままであれば、下流側の第２フレーム中継装置１６ｂにおける送信停止の影響を受けてバッファ３２の空き容量が不足し易かったであろう上流側の第３フレーム中継装置１６ｃにおいても、バッファ３２の空き容量不足が防止される。
この結果として、ネットワークシステム１０を構成する第１、第２及び第３フレーム中継装置１６ａ，１６ｂ，１６ｃの各々において、フレームの破棄が防止される。
【００６２】
そして、上述した第１実施形態のネットワークシステム１０では、フレーム中継装置１６が、送信再開直前の平均送信レートＲａに基づいて、送信レート上限値Ｒｕを的確に決定する。このため、帯域制限の実行によって、下流のフレーム中継装置１６への送信量が、過小になることなく適当に減少させられる。
【００６３】
また、上述した第１実施形態のネットワークシステム１０では、フレーム中継装置１６が、帯域制限解除時間Ｔｒの経過によって、帯域制限を解除する。このため、帯域制限が必要なときにのみ的確に実施され、不必要に送信量が制限されることがない。
なお、本実施形態では、図６（ａ）に示したように、帯域制限が一度で完全に解除されたが、時間の経過に連れて段階的又は連続的に送信レートが増大するように、解除されてもよい。
【００６４】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態のネットワークシステム１００について説明する。なお、以下の実施形態の説明では、先行する実施形態と同一又は類似の構成及び手順については、同一の名称又は符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６５】
図１は、第２実施形態のネットワークシステム１００の概略的な構成も示している。ネットワークシステム１００は、第１フレーム中継装置１０２ａ、第２フレーム中継装置１０２ｂ及び第３フレーム中継装置１０２ｃを有する。なお、以下では、第１フレーム中継装置１０２ａ、第２フレーム中継装置１０２ｂ及び第３フレーム中継装置１０２ｃを、単にフレーム中継装置１０２ともいう。
【００６６】
図２は、第２フレーム中継装置１０２ｂの概略的な構成も示している。なお、第１フレーム中継装置１０２ａ及び第３フレーム中継装置１０２ｃの構成は、第２フレーム中継装置１０２ｂと同一である。
第２フレーム中継装置１０２ｂは、第１実施形態とは異なる方法で送信レート上限値Ｒｕを決定する送信レート上限値決定部１０４を有する。
【００６７】
〔帯域制限方法〕
以下、図７、図８及び図９を参照して、送信レート上限値Ｒｕの計算方法を含む、送信レート上限値Ｒｕに基づく帯域制限方法について説明する。図７及び図８は、フレーム中継装置１０２における、帯域制限方法の手順を示すフローチャートである。図９は、帯域制限方法によるフレーム中継装置１０２の動作を示すタイムチャートである。
【００６８】
フレーム中継装置１０２では、初期設定として、フラグＦが０に設定される（ステップＳ１００）。そして、帯域制限を実行する前提条件として、停止命令が受信されたか否か、即ち、中断時間が０よりも大きいポーズフレーム４０が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１０２）。
【００６９】
ステップＳ１０２の判定の結果、フレーム中継装置１０２が、他のフレーム中継装置１０２からの停止命令を受信していた場合（Ｙｅｓの場合、図９（ｃ）参照）、フロー制御部４４が、送信停止部４６を動作させ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を停止させる。これにより、フロー制御がオン状態になり（図９（ｅ）参照）、停止命令を送信した他のフレーム中継装置１０２に向けた、ポート１８からの送信符号の送信が停止される（ステップＳ１０４）。
【００７０】
それから、送信命令が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１０６）。送信命令とは、中断時間が０に設定されたポーズフレーム４０である。
ステップＳ１０６の判定の結果、送信命令が受信されていない場合（Ｎｏの場合）、停止命令の受信から、中断時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８の判定の結果、中断時間が経過していない場合（Ｎｏの場合）、再度ステップＳ１０６が実行される。
【００７１】
一方、ステップＳ１０６の判定の結果、送信命令が受信されていた場合（Ｙｅｓの場合、図９（ｄ）参照）、あるいは、ステップＳ１０８の判定の結果、中断時間が経過していた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、第１タイマで帯域制限解除時間Ｔｒの計測を開始する（ステップＳ１１０）。例えば、第１タイマは、予め設定された帯域制限解除時間Ｔｒからのカウントダウン方式で計測を行う（図９（ｂ）参照）。
そして、ステップＳ１０６又はステップＳ１０８の判定の結果がＹｅｓの場合、送信レート上限値決定部１０４は、第２タイマで平均送信レート算出時間Ｔａの計測を開始する（ステップＳ１１２）。また、ステップＳ１０６又はステップＳ１０８の判定の結果がＹｅｓの場合、送信量計測部５８は、送信命令の受信時刻又は中断時間が経過した時刻から、送信量の計測を開始する（ステップＳ１１４）。
【００７２】
更に、ステップＳ１０６又はステップＳ１０８の判定の結果がＹｅｓの場合、フロー制御部４４は、送信停止部４６の動作を停止させ、中継用ＬＳＩ２２から送信部２６への送信データの送信を許可する。これにより、フロー制御がオフ状態になり、ポーズフレーム４０を送信した他のフレーム中継装置１０２に向けた、ポート１８からの送信符号の送信が再開される（ステップＳ１１６）。
ステップＳ１１６の後、帯域制御部５０は、第１タイマの計測時間Ｔ１が、帯域制限解除時間Ｔｒを経過したか否かを判定する（ステップＳ１１８）。
【００７３】
ステップＳ１１８の判定の結果、計測時間Ｔ１が帯域制限解除時間Ｔｒを経過していなかった場合（Ｎｏの場合）、送信レート上限値決定部１０４は、第２タイマの計測時間Ｔ２が、平均送信レート算出時間Ｔａを経過したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。
ステップＳ１２０の判定の結果、計測時間Ｔ２が平均送信レート算出時間Ｔａを経過していない場合（Ｎｏの場合）、フラグＦが０であるか１であるかが判定される（ステップＳ１２２）。即ち、フロー制御がオンであるかオフであるかが判定される。
【００７４】
ステップＳ１２２の判定の結果、フラグＦが０である場合、即ち、フロー制御がオフであり、送信符号の送信中である場合、停止命令が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１２４）。ステップＳ１２４の判定の結果、停止命令が受信されていた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、第１タイマで帯域制限解除時間Ｔｒの再計測を開始する（ステップＳ１２６）。
【００７５】
また、ステップＳ１２４の判定結果がＹｅｓの場合、フロー制御部４４によって送信が停止されるとともに（ステップＳ１２８）、フラグＦが１に設定される（ステップＳ１３０）。そして、ステップＳ１３０の後、あるいは、ステップＳ１２４の判定結果がＮｏの場合、処理の流れは、ステップＳ１１８に戻る。
【００７６】
一方、ステップＳ１２２の判定結果において、フラグＦが１である場合、送信命令が受信されたか否かが判定される（ステップＳ１３２）。ステップＳ１３２の判定の結果、送信命令が受信されていない場合（Ｎｏの場合）、停止命令の受信から、中断時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１３４）。ステップＳ１３４の判定の結果、中断時間が経過していない場合（Ｎｏの場合）、再度ステップＳ１１８が実行される。
【００７７】
一方、ステップＳ１３２の判定の結果、送信命令が受信されていた場合（Ｙｅｓの場合）参照）、あるいは、ステップＳ１３４の判定の結果、中断時間が経過していた場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制御部５０は、第１タイマで帯域制限解除時間Ｔｒの再計測を開始する（ステップＳ１３６）。
そして、ステップＳ１３２又はステップＳ１３４の判定の結果がＹｅｓの場合、フロー制御部４４が送信停止部４６の動作を停止させ、フロー制御がオフになり送信が再開されるとともに（ステップＳ１３８）、フラグＦが０に設定される（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の後、又は、ステップＳ１３４の判定結果がＮｏの場合、処理の流れは、ステップＳ１１８に戻る。
【００７８】
一方、ステップＳ１２０の判定結果がＹｅｓである場合、即ち、平均送信レート算出時間Ｔａが経過していた場合、送信量計測部５８は送信量の計測を終了し、送信レート上限値決定部１０４は、計測された送信量を読み込む。そして送信量計測部５８は、計測の終了と同時に、則ち、送信量の計測を再開する（ステップＳ１４２）。
つまり、送信量計測部５８は、平均送信レート算出時間Ｔａの経過時刻に送信量の計測を終了し、再開する。
【００７９】
それから、送信レート上限値決定部１０４は、送信レート上限値Ｒｕを決定する（ステップＳ１４４）。そのために、まず、送信レート上限値決定部１４４は、平均送信レートＲａを演算する。平均送信レートＲａは、次式：
Ｒａ＝Ｖ／Ｔａ・・・（３）
によって演算される。
【００８０】
なお、Ｖは、送信量計測部５８によって計測された送信量であり、Ｔａは、平均送信レート算出時間である。平均送信レート算出時間Ｔａは、予め設定された一定長さの時間であり、平均送信レート算出時間Ｔａの間に、送信符号を送信した送信時間Ｔｓ及び送信符号が送信されなかった中断時間Ｔｉが複数回含まれることがある。
【００８１】
そして、送信レート上限値決定部１０４は、送信レート上限値Ｒｕを、次式：
Ｒｕ＝Ｒａ＋α・・・（４）
によって設定する。なお、αは定数であり、０であってもよい。送信レート上限値決定部１０４は、決定された送信レート上限値Ｒｕを帯域制御部５０に通知する。
【００８２】
なお、式（４）を用いるのに代えて、平均送信レートＲａと送信レート上限値Ｒｕの関係を規定するテーブルデータを予め用意しておき、テーブルデータを参照して、平均送信レートＲａに基づいて送信レート上限値Ｒｕを決定してもよい。
【００８３】
帯域制御部５０は、送信部２６から送信される送信符号の送信レートが送信レート上限値Ｒｕを超えないように、帯域制限部５６を動作させる。これにより、帯域制限が開始される（ステップＳ１４６、図９（ｆ），図９（ｇ）参照）。
【００８４】
本実施形態では、好ましい態様として、帯域制御部５０に、送信量計測部５８によって計測された送信レートが刻々と通知される。そして、帯域制御部５０は、通知された送信レートが送信レート上限値Ｒｕを超えないように、帯域制限部５６を操作する。つまり、送信レートは、送信レート上限値Ｒｕを超えないようにフィードバック制御される。
【００８５】
なお、図９（ａ）において、ハッチングされた領域は、実際に送信された送信量を示し、四角で囲まれた空白の領域Ｂ１，Ｂ２は、帯域制限により送信されなかった未送信量を示す。
【００８６】
また、ステップＳ１２０の判定の結果、第２タイマの計測時間Ｔ２を経過している場合、平均送信レート算出時間Ｔａの再計測が開始される（ステップＳ１４８）。そして、ステップＳ１４８の後、ステップＳ１２２が実行される。
一方、ステップＳ１１８の判定の結果、第１タイマの計測時間Ｔ１が帯域制限解除時間Ｔｒを経過した場合（Ｙｅｓの場合）、帯域制限がオフ状態に設定され、終了させられる（ステップＳ１５０）。帯域制限が終了すると送信レートは制限されず、最大になる。この後、帯域制限方法のフローは、ステップＳ１００に戻り、次の帯域制限の実施に備える。
【００８７】
上述した第２実施形態のネットワークシステム１００は、第１実施形態のネットワークシステム１０と同様の効果を奏し、ネットワークシステム１００全体としてフレームの破棄が防止される。
【００８８】
そして、上述した第２実施形態のネットワークシステム１００では、フレーム中継装置１０２が、帯域制限開始直前における、予め設定された平均送信レート算出時間Ｔａでの平均送信レートＲａに基づいて、送信レート上限値Ｒｕを的確に決定する。このため、帯域制限の実行によって、下流のフレーム中継装置１０２への送信量が、過小になることなく適当に減少させられる。
【００８９】
また、上述した第２実施形態のネットワークシステム１００では、フレーム中継装置１０２は、帯域制限解除時間Ｔｒの経過によって、帯域制限を解除する。このため、帯域制限が必要なときにのみ的確に実施され、不必要に送信量が制限されることがない。
なお、本実施形態では、図９（ａ）に示したように、帯域制限が一度で完全に解除されたが、時間の経過に連れて段階的又は連続的に送信レートが増大するように、解除されてもよい。
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
図１０は、第３実施形態のネットワークシステム２００の構成を示す概略的なブロック図である。
ネットワークシステム２００は、例えば、事業所に設けられたＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）２０２と、データセンターに設けられた統合ネットワーク２０４と、ＬＡＮ２０２と統合ネットワーク２０４を相互に接続するインターネット２０５によって構成されている。なお、インターネット２０５は、通信事業者によって設置される広域網等であってもよい。
【００９０】
ＬＡＮ２０２は、例えば、ＰＣからなる複数の端末２０６と、端末２０６に接続されたフレーム中継装置２０８と、フレーム中継装置２０８とインターネット２０５とを接続するルータ２１０によって構成されている。
【００９１】
一方、統合ネットワーク２０４は、複数のサーバ２１２、及び、複数の外部記憶装置２１４を有する。例えば、複数のサーバ２１２は、伝送媒体を介して第１フレーム中継装置２１６ａに接続され、第１フレーム中継装置２１６ａは、伝送媒体を介して第２フレーム中継装置２１６ｂに接続されている。また、複数の外部記憶装置２１４は、伝送媒体を介して第３フレーム中継装置２１６ｃに接続され、第３フレーム中継装置２１６ｃは、伝送媒体を介して第２フレーム中継装置２１６ｂに接続されている。
【００９２】
更に、第２フレーム中継装置２１６ｂには、伝送媒体を介して第４フレーム中継装置２１６ｄが接続され、第４フレーム中継装置２１６ｄは、伝送媒体を介してルータ２１８に接続されている。そして、ルータ２１８は、伝送媒体を介してインターネット２０５に接続されている。従って、統合ネットワーク２０４ｄは、第２フレーム中継装置２１６ｂを中心とするスター型のトポロジを構成している。
以下では、第１フレーム中継装置２１６ａ、第２フレーム中継装置２１６ｂ、第３フレーム中継装置２１６ｃ、及び、第４フレーム中継装置２１６ｄを単にフレーム中継装置２１６ともいう。
【００９３】
ネットワークシステム２００においては、端末２０６からの要求に基づいて、サーバ２１２が情報処理を行う。この際、サーバ２１２は、必要に応じて、外部記憶装置２１４にアクセスし、外部記憶装置２１４に記憶されているデータの読み出し、又は、外部記憶装置２１４へのデータの書き込みを行う。
【００９４】
〔フレーム中継装置〕
図１１は、第２フレーム中継装置２１６ｂの概略的な構成を示すブロック図である。なお、第１フレーム中継装置２１６ａ、第３フレーム中継装置２１６ｃ及び第４フレーム中継装置２１６ｄの構成については、第２フレーム中継装置２１６ｂと同じであることから説明を省略する。なお、スペースの関係から、図１１では、第４フレーム中継装置２１６ｄとの接続に供されるポート等は省略されている。
【００９５】
第２フレーム中継装置２１６ｂは、データセンター用のスイッチングハブであり、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂ ＰＦＣ（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ−ｂａｓｅｄ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、及び、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑａｚ ＥＴＳ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）の規格に準拠している。ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂの規格に基づいて、第２フレーム中継装置２１６ｂのＰＨＹ用ＬＳＩ２２０及び中継用ＬＳＩ２２１は、送信データに含まれる優先度に基づいてフロー制御を実行する。
ここで、図１２は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑに規定されたタグフレーム２２２のフォーマットを示している。優先度は、タグフレーム２２２の優先度領域２２２ａに格納される。
【００９６】
再び図１１を参照すると、中継用ＬＳＩ２２１のバッファ２２３には、優先度毎に容量が割り当てられている。
具体的には、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂの規定では、第０優先度、第１優先度、第２優先度、第３優先度、第４優先度、第５優先度、第６優先度、及び、第７優先度の合計８つの優先度が設けられている。そこで、本実施形態では、中継用ＬＳＩ２２１のバッファ２２３において、第０優先度領域２２４ａ、第１優先度領域２２４ｂ、第２優先度領域２２４ｃ、第３優先度領域２２４ｄ、第４優先度領域２２４ｅ、第５優先度領域２２４ｆ、第６優先度領域２２４ｇ、及び、第７優先度領域２２４ｈの８つの領域に所定の容量がそれぞれ割り当てられる。
なお以下の説明では、第０優先度領域２２４ａ、第１優先度領域２２４ｂ、第２優先度領域２２４ｃ、第３優先度領域２２４ｄ、第４優先度領域２２４ｅ、第５優先度領域２２４ｆ、第６優先度領域２２４ｇ、及び、第７優先度領域２２４ｈを単に優先度領域２２４ともいう。
【００９７】
中継用ＬＳＩ２２１の優先度別フロー制御ユニット２２５は空き容量計測部２２６を有し、空き容量計測部２２６は、バッファ２２３における空き容量、及び、優先度別のバッファ２２３の使用量を検出し、検出結果に基づいて、優先度領域２２４の各々の空き容量を検出する。
【００９８】
また、優先度別フロー制御ユニット２２５は、ＰＦＣフレーム送信部２２８を有し、ＰＦＣフレーム送信部２２８は、第０優先度領域２２４ａ、第１優先度領域２２４ｂ、第２優先度領域２２４ｃ、第３優先度領域２２４ｄ、第４優先度領域２２４ｅ、第５優先度領域２２４ｆ、第６優先度領域２２４ｇ、及び、第７優先度領域２２４ｈのうち何れかの空き容量が不足しそうになると、図１３に示すフォーマットを有するＰＦＣフレーム２２９を生成して送信部２６に向けて送信する。
なお、図１３のフォーマットは、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂに規定されたＰＦＣフレームのフォーマットと同じである。
【００９９】
例えば、ＰＦＣフレーム２２９の宛先アドレス領域２２９ａ、タイプ／長さ領域２２９ｂ、及び、操作コード領域２２９ｃには、「０１：８０：Ｃ２：００：００：０１」、「０ｘ８８０８」、及び、「０ｘ０１０１」がそれぞれ格納される。
中断時間領域２２９ｅには、第０乃至第７優先度の各々について、０〜６５，５３５の適当な数字が個別に格納される。そして、有効化ベクトル領域２２９ｄには、中断時間領域２２９ｅに格納された中断時間を有効とするか否かを示す値が、第０乃至第７優先度の各々について個別に格納される。
なお、ＰＦＣフレーム２２９の送信は、ユーザフレームの送信に優先して行われる。
【０１００】
一方、ＰＦＣフレーム受信部２３０、フロー制御部２３２及び送信停止部２３４は、互いに協働して、優先度別にフロー制御を実行する。ＰＦＣフレーム受信部２３０、帯域制御部２３６、送信レート上限値決定部２３８、帯域制限部２４０、及び、送信量計測部２４２は、互いに協働して、優先度別に帯域制限を実行する。
【０１０１】
より詳しくは、図１４に示したように、送信停止部２３４では、送信データの伝送経路が、優先度の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第０優先度送信停止部２３４ａ、第１優先度送信停止部２３４ｂ、第２優先度送信停止部２３４ｃ、第３優先度送信停止部２３４ｄ、第４優先度送信停止部２３４ｅ、第５優先度送信停止部２３４ｆ、第６優先度送信停止部２３４ｇ及び第７優先度送信停止部２３４ｈが設けられる。フロー制御部２３２は、第０優先度送信停止部２３４ａ、第１優先度送信停止部２３４ｂ、第２優先度送信停止部２３４ｃ、第３優先度送信停止部２３４ｄ、第４優先度送信停止部２３４ｅ、第５優先度送信停止部２３４ｆ、第６優先度送信停止部２３４ｇ及び第７優先度送信停止部２３４ｈをそれぞれ個別に動作させて、優先度別にフロー制御を実行する。
【０１０２】
同様に、帯域制限部２４０においても、送信データの伝送経路が、優先度の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第０優先度帯域制限部２４０ａ、第１優先度帯域制限部２４０ｂ、第２優先度帯域制限部２４０ｃ、第３優先度帯域制限部２４０ｄ、第４優先度帯域制限部２４０ｅ、第５優先度帯域制限部２４０ｆ、第６優先度帯域制限部２４０ｇ及び第７優先度帯域制限部２４０ｈが設けられる。
また同様に、送信量計測部２４２においても、送信符号の伝送経路が、優先度の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第０優先度送信量計測部２４２ａ、第１優先度送信量計測部２４２ｂ、第２優先度送信量計測部２４２ｃ、第３優先度送信量計測部２４２ｄ、第４優先度送信量計測部２４２ｅ、第５優先度送信量計測部２４２ｆ、第６優先度送信量計測部２４２ｇ及び第７優先度送信量計測部２４２ｈが設けられる。
【０１０３】
これらの論理的に分割された第０優先度送信停止部２３４ａ、第０優先度帯域制限部２４０ａ、及び、第０優先度送信量計測部２４２ａは、フロー制御部２３２、帯域制御部２３６及び送信レート上限値決定部２３８と協働して、第０優先度の送信データに関して、図４及び図５に示した第１実施形態の帯域制限方法又は図７及び図８に示した第２実施形態の帯域制限方法を実行する。
【０１０４】
この場合、当然のことながら、帯域制限方法で用いられる送信レート、平均送信レートＲａ及び送信レート上限値Ｒｕは、第０優先度の送信データについての値であり、送信命令及び停止命令は、第０優先度の送信データについての命令である。つまり、停止命令とは、第０優先度に対応する中断時間が０よりも大きく且つ第０優先度に対応する有効化ベクトルが有効に設定されているＰＦＣフレーム２２９であり、送信命令とは、第０優先度に対応する中断時間が０であり且つ第０優先度に対応する有効化ベクトルが有効に設定されているＰＦＣフレーム２２９である。
【０１０５】
同様に、第１優先度送信停止部２３４ｂ、第１優先度帯域制限部２４０ｂ、及び、第１優先度送信量計測部２４２ｂは、フロー制御部２３２、帯域制御部２３６及び送信レート上限値決定部２３８と協働して、第１優先度の送信データに関して、第１実施形態又は第２実施形態の帯域制限方法を実行する。
以下、第２乃至第７優先度の送信データについても同様である。
【０１０６】
上述した第３実施形態のネットワークシステム２００のデータセンターでは、フレームの輻輳が発生しても、フレーム中継装置２１６が、優先度別にフロー制御を行うので、優先度の高いフレームが円滑に送受信され、サーバ２１２や外部記憶装置２１４が安定に動作する。
その上で、フレーム中継装置２１６では、優先度別に帯域制限が行われるので、優先度の低いフレームも円滑に流れる。このため、フレーム中継装置２１６におけるフレームの破棄が防止される。
【０１０７】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
図１０は、第４実施形態のネットワークシステム３００の構成も示している。
ネットワークシステム３００は、データセンターの第１フレーム中継装置３０２ａ、第２フレーム中継装置３０２ｂ、第３フレーム中継装置３０２ｃ及び第４フレーム中継装置３０２ｄが、優先度を複数のグループ（優先群）に分け、優先群別にフロー制御の有効化及び無効化を行う点において、第３実施形態と異なっている。なお、有効化されている優先群に属する優先度の送信データについては、第３実施形態の場合と同様に優先度別にフロー制御が行われる。
以下では、第１フレーム中継装置３０２ａ、第２フレーム中継装置３０２ｂ、第３フレーム中継装置３０２ｃ及び第４フレーム中継装置３０２ｄを単にフレーム中継装置３０２ともいう。
【０１０８】
〔フレーム中継装置〕
図１５は、第２フレーム中継装置３０２ｂの概略的な構成を示すブロック図である。なお、第１フレーム中継装置３０２ａ、第３フレーム中継装置３０２ｃ及び第４フレーム中継装置３０２ｄの構成については、第２フレーム中継装置３０２ｂと同じであることから説明を省略する。なお、スペースの関係から、図１５では、第４フレーム中継装置３０２ｄとの接続に供されるポート等が省略されている。
【０１０９】
第２フレーム中継装置３０２ｂにおいて、中継用ＬＳＩ３０４の優先度別フロー制御ユニット３０６は、優先群別にフロー制御を有効化及び無効化するために、優先群割当ＤＢ３０８を有する。優先群割当ＤＢ３０８は、フレームに含まれる優先度と優先群の関係を規定するデータベースである。
【０１１０】
ここで図１６は、優先群割当ＤＢ３０８の内容を概略的に示しており、例えば、第０〜第７の優先度があるとすると、第０乃至第２優先度が第１優先群に割り当てられ、第３及び第４優先度が第２優先群に割り当てられ、第５乃至第７優先度が第３優先群に割り当てられる。特に好ましい形態では、優先群割当ＤＢ３０８における優先度に対する優先群の割り当ては、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑａｚの規格に従って行われる。
【０１１１】
第２フレーム中継装置３０２ｂでは、例えば、図１７に示したように、予め優先群別にフロー制御の有効化及び無効化を設定しておくことができる。そして、有効化されている優先群に属する優先度の送信データについては、優先度別にフロー制御を行うことができる。
なお、各優先群の有効化及び無効化は、適当な指標に基づいて可変に設定されてもよい。
【０１１２】
上述した第４実施形態のネットワークシステム３００のデータセンターでは、フレームの輻輳が発生しても、フレーム中継装置３０２が、優先群別にフロー制御の有効化及び無効化を行うので、優先度の高いフレームが円滑に送受信され、サーバ２１２や外部記憶装置２１４が安定に動作する。
その上で、フレーム中継装置３０２では、優先度別に帯域制限が行われるので、優先度の低いフレームも円滑に流れる。このため、フレーム中継装置３０２におけるフレームの破棄が防止される。
〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態について説明する。
図１０は、第５実施形態のネットワークシステム４００の構成も示している。
ネットワークシステム４００は、データセンターの第１フレーム中継装置４０２ａ、第２フレーム中継装置４０２ｂ、第３フレーム中継装置４０２ｃ及び第４フレーム中継装置４０２ｄが、優先度を複数のグループ（優先群）に分け、優先群別にフロー制御を行う点において、第３実施形態と異なっている。
なお以下では、第１フレーム中継装置４０２ａ、第２フレーム中継装置４０２ｂ、第３フレーム中継装置４０２ｃ及び第４フレーム中継装置４０２ｄを単にフレーム中継装置４０２ともいう。
【０１１３】
〔フレーム中継装置〕
図１８は、第２フレーム中継装置４０２ｂの概略的な構成を示すブロック図である。なお、第１フレーム中継装置４０２ａ、第３フレーム中継装置４０２ｃ及び第４フレーム中継装置４０２ｄの構成については、第２フレーム中継装置４０２ｂと同じであることから説明を省略する。なお、スペースの関係から、図１８では、第４フレーム中継装置４０２ｄとの接続に供されるポート等が省略されている。
【０１１４】
第２フレーム中継装置４０２ｂは、優先群に基づいてフロー制御を行うＰＨＹ用ＬＳＩ４０３及び中継用ＬＳＩ４０４を有する。そして、中継用ＬＳＩ４０４は、優先群別フロー制御ユニット４０６を有し、優先群別フロー制御ユニット４０６は、優先群割当ＤＢ３０８を有する。
【０１１５】
バッファ４０９には、優先群毎に容量が割り当てられており、本実施形態では、例えば、第１優先群領域４１０ａ、第２優先群領域４１０ｂ及び第３優先群領域４１０ｃの３つの領域に容量が割り当てられる。第１優先群領域４１０ａ、第２優先群領域４１０ｂ及び第３優先群領域４１０ｃの各々の容量は、例えば、第３実施形態の場合と同様に可変に設定される。
なお、本実施形態では、優先群の数が３つであるが、優先群の数は３つより多くてもよい。
【０１１６】
バッファ４０９の空き容量計測部４１２は、優先群別に空き容量を検出する。すなわち、第１優先群領域４１０ａ、第２優先群領域４１０ｂ及び第３優先群領域４１０ｃの各々の空き容量を測定する。ＰＧＦＣフレーム送信部４１４は、優先群別に、空き容量が不足しそうになると、当該優先群に属する優先度の送信データの送信を停止させるためのＰＧＦＣ（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｇｒｏｕｐ−ｂａｓｅｄ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームを生成し、送信する。
【０１１７】
ここで、図１９は、ＰＧＦＣフレーム生成部４１４によって生成されるＰＧＦＣフレーム４１５のフォーマットを示している。ＰＧＦＣフレーム４１５は、有効化ベクトル領域４１５ｄ及び中断時間４１５ｅが優先群別に設定され、これに応じて、長さ／タイプ領域４１５ｂが変更される以外は、ＰＦＣフレーム２２９と同じ構成を有する。
なお、長さ／タイプ領域４１５ｂには、０ｘ０１０１以外の値として、例えば０ｘ０１０２を設定することができる。
【０１１８】
一方、ＰＧＦＣフレーム受信部４１６、フロー制御部４１８及び送信停止部４２０は、互いに協働して、優先群別にフロー制御を実行し、ＰＧＦＣフレーム受信部４１６、帯域制御部４２２、送信レート上限値決定部４２４、帯域制限部４２６、及び、送信量計測部４２８は、互いに協働して、優先群別に帯域制限を実行する。
【０１１９】
より詳しくは、図２０に示したように、送信停止部４２０は、送信データの伝送経路が、優先群の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第１優先群送信停止部４２０ａ、第２優先群送信停止部４２０ｂ、及び、第３優先群送信停止部４２０ｃが設けられる。フロー制御部４１８は、第１優先群送信停止部４２０ａ、第２優先群送信停止部４２０ｂ、及び、第３優先群送信停止部４２０ｃをそれぞれ動作させて、優先群別にフロー制御を実行する。
【０１２０】
同様に、帯域制限部４２６においても、送信データの伝送経路が、優先群の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第１優先群帯域制限部４２６ａ、第２優先群帯域制限部４２６ｂ、及び、第３優先群帯域制限部４２６ｃが設けられる。
また同様に、送信量計測部４２８においても、送信符号の伝送経路が、優先群の数に応じて論理的な伝送経路に分割される。そして、論理的な伝送経路に、第１優先群送信量計測部４２８ａ、第２優先群送信量計測部４２８ｂ、及び、第３優先群送信量計測部４２８ｃが設けられる。
【０１２１】
これらの論理的に分割された第１優先群送信停止部４２０ａ、第１優先群帯域制限部４２６ａ、及び、第１優先群送信量計測部４２８ａは、フロー制御部４１８、帯域制御部４２２及び送信レート上限値決定部４２４と協働して、第１優先群に属する優先度の送信データに関して、第１実施形態又は第２実施形態の帯域制限方法を実行する。
【０１２２】
この場合、当然のことながら、帯域制限方法で用いられる送信レート、平均送信レートＲａ及び送信レート上限値Ｒｕは、第１優先群の送信データについての値であり、送信命令及び停止命令は、第１優先群の送信データについての命令である。つまり、停止命令とは、第１優先群に対応する中断時間が０よりも大きく且つ第１優先群に対応する有効化ベクトルが有効に設定されているＰＧＦＣフレーム４１５であり、送信命令とは、第１優先群に対応する中断時間が０であり且つ第１優先群に対応する有効化ベクトルが有効に設定されているＰＧＦＣフレーム４１５である。
【０１２３】
同様に、第２優先群送信停止部４２０ｂ、第２優先群帯域制限部４２６ｂ、及び、第２優先群送信量計測部４２８ｂは、フロー制御部４１８、帯域制御部４２２及び送信レート上限値決定部４２４と協働して、第２優先群に属する優先度の送信データに関して、第１実施形態又は第２実施形態の帯域制限方法を実行する。
【０１２４】
また同様に、第３優先群送信停止部４２０ｃ、第３優先群帯域制限部４２６ｃ、及び、第３優先群送信量計測部４２８ｃは、フロー制御部４１８、帯域制御部４２２及び送信レート上限値決定部４２４と協働して、第３優先群に属する優先度の送信データに関して、第１実施形態又は第２実施形態の帯域制限方法を実行する。
【０１２５】
上述した第５実施形態のネットワークシステム４００のデータセンターでは、フレームの輻輳が発生しても、フレーム中継装置４０２が、優先群別にフロー制御を行うので、優先度の高いフレームが円滑に送受信され、サーバ２１２や外部記憶装置２１４が安定に動作する。
その上で、フレーム中継装置４０２では、優先群別に帯域制限が行われるので、優先度の低いフレームも円滑に流れる。このため、フレーム中継装置４０２におけるフレームの破棄が防止される。
【０１２６】
本発明は、上述した第１乃至第５実施形態に限定されることなく、第１乃至第５実施形態に適宜変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。
例えば、第３乃至第５実施形態では、バッファ２２３，４０９において、優先度別又は優先群別に領域が設けられ、各領域に可変の容量が割り当てられていたが、各領域に優先度に応じて固定の容量が割り当てられていても良い。
【０１２７】
最後に、上述した第１乃至第５実施形態で用いられている装置の具体的な構成や処理手順はいずれも好ましいものであって、これらに限定されることはないのは勿論である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０ ネットワークシステム
１２ａ，１２ｂ 端末
１４ａ，１４ｂ サーバ
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ フレーム中継装置
１８ ポート
２０ ＰＨＹ用ＬＳＩ
２２ 中継用ＬＳＩ
２６ 送信部（送信手段）
２８ 経路制御部（経路制御手段）
３０ ＦＤＢ
３２ バッファ
４４ フロー制御部（送信停止手段）
４６ 送信停止部（送信停止手段）
５０ 帯域制御部（帯域制限手段）
５２ 送信レート上限値決定部（帯域制御手段）
５６ 帯域制限部（帯域制限手段）
５８ 送信量計測部（帯域制限手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームを出力ポートに向けて送信する送信手段と、
他の装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限手段と、
前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限手段と、
を備えるフレーム中継装置。
【請求項２】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記フレームの送信再開直前の前記フレームの送信時間及び停止時間からなる、
請求項１に記載のフレーム中継装置。
【請求項３】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記帯域制限手段が制限を開始する直前の予め設定された一定時間からなる、
請求項１に記載のフレーム中継装置。
【請求項４】
前記帯域制限手段は、前記送信停止命令の受信から一定時間、送信停止命令又は送信開始命令を受信しないときに、帯域制限を解除する、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のフレーム中継装置。
【請求項５】
前記フレームの送信レートは、前記平均送信レートに基づいて決定された送信レート上限値を超えないようにフィードバック制御される、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のフレーム中継装置。
【請求項６】
前記送信制限手段は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂの規定に従って、前記フレームの優先度別に、前記フレームの送信を制限し、
前記帯域制限手段は、前記優先度別に前記フレームの送信レートを制限する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のフレーム中継装置。
【請求項７】
前記フレームの優先度の各々に対して優先群が割り当てられ、
前記送信制限手段は、前記優先群別に、前記フレームの送信制限の有効化及び無効化を行い、
前記帯域制限手段は、前記送信制限手段による送信制限が有効な優先群に属する優先度が割り当てられているフレームについて、前記優先度別に送信レートを制限する、
請求項６に記載のフレーム中継装置。
【請求項８】
前記フレームの優先度の各々に対して優先群が割り当てられ、
前記送信制限手段は、前記優先群別に、前記フレームの送信を制限し、
前記帯域制限手段は、前記優先群別に前記フレームの送信レートを制限する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のフレーム中継装置。
【請求項９】
ＩＥＥＥ８０２．１Ｑａｚの規定に従って、前記フレームの優先度の各々に対して前記優先群が割り当てられる、
請求項７又は８に記載のフレーム中継装置。
【請求項１０】
前記送信制限手段は、ＩＥＥＥ８０２．３ｘの規定に従って、前記フレームの送信を制限する請求項１乃至５の何れか一項に記載のフレーム中継装置。
【請求項１１】
複数のフレーム中継装置を備え、
前記フレーム中継装置のうち少なくとも１つは、
フレームを出力ポートに向けて送信する送信手段と、
他のフレーム中継装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限手段と、
前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限手段と、
を有する、
ネットワークシステム。
【請求項１２】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記フレームの送信再開直前の前記フレームの送信時間及び停止時間からなる、
請求項１１に記載のネットワークシステム。
【請求項１３】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記帯域制限手段が制限を開始する直前の予め設定された一定時間からなる、
請求項１１に記載のネットワークシステム。
【請求項１４】
フレームを出力ポートに向けて送信する送信工程と、
他の装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限工程と、
前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限工程と、
を備えるフレーム中継方法。
【請求項１５】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記フレームの送信再開直前の前記フレームの送信時間及び停止時間からなる、
請求項１４に記載のフレーム中継方法。
【請求項１６】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記帯域制限手段が制限を開始する直前の予め設定された一定時間からなる、
請求項１４に記載のフレーム中継方法。
【請求項１】
フレームを出力ポートに向けて送信する送信手段と、
他の装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限手段と、
前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限手段と、
を備えるフレーム中継装置。
【請求項２】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記フレームの送信再開直前の前記フレームの送信時間及び停止時間からなる、
請求項１に記載のフレーム中継装置。
【請求項３】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記帯域制限手段が制限を開始する直前の予め設定された一定時間からなる、
請求項１に記載のフレーム中継装置。
【請求項４】
前記帯域制限手段は、前記送信停止命令の受信から一定時間、送信停止命令又は送信開始命令を受信しないときに、帯域制限を解除する、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のフレーム中継装置。
【請求項５】
前記フレームの送信レートは、前記平均送信レートに基づいて決定された送信レート上限値を超えないようにフィードバック制御される、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のフレーム中継装置。
【請求項６】
前記送信制限手段は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂの規定に従って、前記フレームの優先度別に、前記フレームの送信を制限し、
前記帯域制限手段は、前記優先度別に前記フレームの送信レートを制限する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のフレーム中継装置。
【請求項７】
前記フレームの優先度の各々に対して優先群が割り当てられ、
前記送信制限手段は、前記優先群別に、前記フレームの送信制限の有効化及び無効化を行い、
前記帯域制限手段は、前記送信制限手段による送信制限が有効な優先群に属する優先度が割り当てられているフレームについて、前記優先度別に送信レートを制限する、
請求項６に記載のフレーム中継装置。
【請求項８】
前記フレームの優先度の各々に対して優先群が割り当てられ、
前記送信制限手段は、前記優先群別に、前記フレームの送信を制限し、
前記帯域制限手段は、前記優先群別に前記フレームの送信レートを制限する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のフレーム中継装置。
【請求項９】
ＩＥＥＥ８０２．１Ｑａｚの規定に従って、前記フレームの優先度の各々に対して前記優先群が割り当てられる、
請求項７又は８に記載のフレーム中継装置。
【請求項１０】
前記送信制限手段は、ＩＥＥＥ８０２．３ｘの規定に従って、前記フレームの送信を制限する請求項１乃至５の何れか一項に記載のフレーム中継装置。
【請求項１１】
複数のフレーム中継装置を備え、
前記フレーム中継装置のうち少なくとも１つは、
フレームを出力ポートに向けて送信する送信手段と、
他のフレーム中継装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限手段と、
前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限手段と、
を有する、
ネットワークシステム。
【請求項１２】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記フレームの送信再開直前の前記フレームの送信時間及び停止時間からなる、
請求項１１に記載のネットワークシステム。
【請求項１３】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記帯域制限手段が制限を開始する直前の予め設定された一定時間からなる、
請求項１１に記載のネットワークシステム。
【請求項１４】
フレームを出力ポートに向けて送信する送信工程と、
他の装置から受信した送信停止命令に基づいて、前記出力ポートへの前記フレームの送信を一時的に停止させる送信制限工程と、
前記送信停止命令に基づく一時的な停止が終了し、前記出力ポートへの前記フレームの送信が再開した後、前記フレームの送信レートを、再開前の平均送信レートに基づいて制限する、帯域制限工程と、
を備えるフレーム中継方法。
【請求項１５】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記フレームの送信再開直前の前記フレームの送信時間及び停止時間からなる、
請求項１４に記載のフレーム中継方法。
【請求項１６】
前記平均送信レートは、平均送信レート算出時間における前記フレームの送信量を前記平均送信レート算出時間で除して得られ、
前記平均送信レート算出時間は、前記帯域制限手段が制限を開始する直前の予め設定された一定時間からなる、
請求項１４に記載のフレーム中継方法。
【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】
【公開番号】特開２０１２−２４４５２４（Ｐ２０１２−２４４５２４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４５７０（Ｐ２０１１−１１４５７０）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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