Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6588416B2 - Communication device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6588416B2 - Communication device - Google Patents

Communication device Download PDF

Info

Publication number
JP6588416B2
JP6588416B2 JP2016234223A JP2016234223A JP6588416B2 JP 6588416 B2 JP6588416 B2 JP 6588416B2 JP 2016234223 A JP2016234223 A JP 2016234223A JP 2016234223 A JP2016234223 A JP 2016234223A JP 6588416 B2 JP6588416 B2 JP 6588416B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow
link
competitive
input
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016234223A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018093340A (en
Inventor
悠 中山
悠 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
NTT Inc USA
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Inc USA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, NTT Inc USA filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2016234223A priority Critical patent/JP6588416B2/en
Publication of JP2018093340A publication Critical patent/JP2018093340A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6588416B2 publication Critical patent/JP6588416B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

本発明は、通信のトラヒックを制御する技術に関する。   The present invention relates to a technology for controlling communication traffic.

一般に、アクセスネットワークを構成する通信装置には他の通信装置と通信するための通信インタフェースが複数備えられていることが多い。このような通信装置は、複数の通信インタフェースを介して入力されたトラヒックを多重化し、多重化したトラヒックを、エッジルータを介してコアネットワークに転送する。例えば、コアネットワークは、通信事業者間を接続する大容量の基幹通信ネットワークであり、エッジルータは通信装置が所属するネットワークとコアネットワークとを接続するルータである。通信装置は、通信フレームに含まれるCOS(Cost of Service)等の値に基づいて当該フレームの優先度を識別するとともに、VLAN ID等の識別子に基づいて送信元のユーザを識別する。   In general, a communication device constituting an access network is often provided with a plurality of communication interfaces for communicating with other communication devices. Such a communication apparatus multiplexes traffic input via a plurality of communication interfaces, and transfers the multiplexed traffic to a core network via an edge router. For example, the core network is a large-capacity backbone communication network that connects communication carriers, and the edge router is a router that connects a network to which a communication device belongs and a core network. The communication apparatus identifies the priority of the frame based on a value such as COS (Cost of Service) included in the communication frame, and identifies a transmission source user based on an identifier such as a VLAN ID.

一方、近年では、トラヒックの増加が著しいモバイル端末を効率的に収容するため、高密度に配置した多数のRE(Radio Equipment)をREC(Radio Equipment Controls)に集約するC−RAN(Centralized Radio Access Network)が検討されている。このようなRE−REC間を接続するネットワークはフロントホールと呼ばれ、レイヤ2スイッチを用いることによってより低コストなフロントホールを構成する技術の標準化が進んでいる(例えば、IEEE 802.1CM)。   On the other hand, in recent years, a C-RAN (Centralized Radio Access Network) that consolidates a large number of REs (Radio Equipment) arranged at high density into REC (Radio Equipment Controls) in order to efficiently accommodate mobile terminals whose traffic has increased significantly. ) Is being considered. Such a network connecting RE-REC is called a fronthaul, and the standardization of a technology for constructing a lower-cost fronthaul by using a layer 2 switch is progressing (for example, IEEE 802.1CM).

フロントホールでは、RE−REC間におけるエンド・トゥ・エンド(e2e:end-to-end)でのトラヒックの転送に許容される遅延時間(e2e遅延)の制約が厳しい。例えば、CPRI(Common Public Radio Interface)では、最大許容遅延時間が100μsと規定されている。e2e遅延の主な要因には、ブリッジでの転送処理に要する処理遅延や、ブリッジ間の物理的な伝送に要する伝搬遅延、パケット同士の競争遅延等が挙げられる。競争遅延とは、優先度が同じフロー間で生じるキューイングによる遅延のことである。例えば、優先度が同じ2つのパケットが同時にブリッジに入力され、これらが同じポートから出力される場合、一方のパケットの転送は他方のパケットの転送が完了するまでの時間待機させられる。   In the fronthaul, there is a severe restriction on the delay time (e2e delay) allowed for the transfer of traffic from end-to-end (e2e) between RE and REC. For example, in CPRI (Common Public Radio Interface), the maximum allowable delay time is defined as 100 μs. The main causes of the e2e delay include a processing delay required for transfer processing at the bridge, a propagation delay required for physical transmission between the bridges, a competition delay between packets, and the like. The contention delay is a delay due to queuing that occurs between flows having the same priority. For example, when two packets having the same priority are input to the bridge at the same time and are output from the same port, the transfer of one packet is made to wait until the transfer of the other packet is completed.

また、今後、モバイル網への適用が検討されているTDD(時分割多重:Time Division Duplex)方式では、RE−REC間の上りトラヒック及び下りトラヒックが時分割で送信されることになる。この場合、各REの送信タイミングが同期されるため、フロントホールネットワークはパケット間の競争が発生しやすい環境となる可能性がある。   Further, in the TDD (Time Division Duplex) system, which is considered to be applied to a mobile network in the future, uplink traffic and downlink traffic between RE and REC are transmitted in a time division manner. In this case, since the transmission timing of each RE is synchronized, the fronthaul network may become an environment in which competition between packets is likely to occur.

さらに、REとRECとの間での機能分割についても様々な手法が検討されている。これらの機能分割手法が採用された場合、データのパケット化によりフロントホールの通信帯域が可変帯域となることが考えられる。この場合、フロントホールでは、通信量に応じたトラヒックの転送が行われることが想定される。従来のCPRIでは転送データ量が固定されるため、各REの送信タイミングを予めずらしておく等の単純な手法により、パケット間の競争を避けることができた。一方で、通信帯域が可変となった場合には、従来のCPRIのような単純な手法でパケット間の競争を抑制することができない、という課題がある。   Further, various methods are being studied for functional division between RE and REC. When these function division methods are adopted, it is conceivable that the communication bandwidth of the fronthaul becomes variable due to data packetization. In this case, it is assumed that traffic is transferred according to the amount of communication in the front hall. Since the transfer data amount is fixed in the conventional CPRI, competition between packets can be avoided by a simple method such as shifting the transmission timing of each RE in advance. On the other hand, when the communication band becomes variable, there is a problem that competition between packets cannot be suppressed by a simple method such as conventional CPRI.

レイヤ2スイッチを用いてフロントホールネットワークを構成する場合、リングプロトコルを用いたリングトポロジの他に、SPB(Shortest Path Bridging)やIEEE 802.1Qcaなど、各ノード間でIS−IS(Intermediate System to Intermediate System)プロトコルに基づく経路情報の交換を行うことによって転送経路を決定する手法が考えられる。このように構成されたフロントホールネットワークでは、RE−RCE間の接続状態に基づいて動的に転送経路が決定されるため、ネットワークの状態に応じて自律的に変化する柔軟なネットワークを構成することができる。特に、IEEE 802.1Qcaを用いた場合、利用するルーティングアルゴリズムによっては、単純に最短経路を転送経路として選択するだけでなく、様々な選択基準を設定することも可能である。   When a fronthaul network is configured using a layer 2 switch, an IS-IS (Intermediate System to Intermediate) between nodes such as SPB (Shortest Path Bridging) and IEEE 802.1Qca is used in addition to a ring topology using a ring protocol. It is conceivable to determine a transfer route by exchanging route information based on the (System) protocol. In the fronthaul network configured as described above, since a transfer path is dynamically determined based on a connection state between RE and RCE, a flexible network that changes autonomously according to the network state is configured. Can do. In particular, when IEEE 802.1Qca is used, depending on the routing algorithm to be used, it is possible not only to simply select the shortest path as a transfer path but also to set various selection criteria.

Quality-of-service routing for traffic with performance guarantees, in Building QoS into Distributed Systems. Springer, 1997, pp. 115-126.Quality-of-service routing for traffic with performance guarantees, in Building QoS into Distributed Systems.Springer, 1997, pp. 115-126.

しかしながら、上述したとおり、従来のルーティングアルゴリズムにおいては、処理遅延や伝搬遅延を考慮してe2e遅延を抑制することができた一方で、パケット間の競争遅延を考慮して転送経路を設定することはできなかった。例えば、非特許文献1の技術を用いた場合、帯域及び遅延時間を保証する必要があるフローについて転送経路を選択するQoS(Quality of Service)ルーティングに関して記載されているが、フロー間の競争遅延を考慮した遅延保証を実現するものではなかった。これは、従来のフロントホールネットワークにおける多重化方式では、トラヒックの競争遅延を算出することが容易ではなかったためである。   However, as described above, in the conventional routing algorithm, the e2e delay can be suppressed in consideration of the processing delay and the propagation delay. On the other hand, it is not possible to set the transfer route in consideration of the competition delay between packets. could not. For example, when the technology of Non-Patent Document 1 is used, it is described regarding QoS (Quality of Service) routing for selecting a transfer path for a flow that needs to guarantee a bandwidth and a delay time. The delay guarantee was not realized. This is because it is not easy to calculate the traffic competition delay in the multiplexing method in the conventional fronthaul network.

上記事情に鑑み、本発明は、競争遅延が生じる可能性のあるネットワークにおいて、伝搬するトラヒックの競争遅延をより容易に算出することができる技術を提供することを目的としている。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technique that can more easily calculate the competitive delay of the traffic that propagates in a network in which a competitive delay may occur.

本発明の一態様は、複数の通信リンクを有し、前記複数の通信リンクの一部から入力された入力フローを前記入力フローの宛先に応じた通信リンクに転送する転送処理を実行する通信装置であって、同じタイミングで入力され、かつ同じ通信リンクに転送される入力フローを競争フローとし、前記競争フローを入力する通信リンクを競争リンクとして、前記競争リンクによる競争フローの入力数である第1の入力数と、前記競争リンクのうち最も多くの競争フローを入力する通信リンクにおける競争フローの入力数である第2の入力数とに基づいて、前記競争フローの転送処理による最大遅延時間を推定する推定部を備える。   One aspect of the present invention is a communication apparatus that includes a plurality of communication links and performs a transfer process of transferring an input flow input from a part of the plurality of communication links to a communication link according to a destination of the input flow The input flow that is input at the same timing and transferred to the same communication link is a competitive flow, and the communication link that inputs the competitive flow is a competitive link. The maximum delay time due to the transfer process of the competitive flow is calculated based on the number of inputs of 1 and the second input number that is the input number of the competitive flow in the communication link that inputs the most competitive flows among the competitive links. An estimation unit for estimation is provided.

本発明の一態様は上記の通信装置であって、前記推定部によって推定された前記最大遅延時間に基づいて入力フローの転送経路を設定する転送経路制御部をさらに備える。   One aspect of the present invention is the communication apparatus described above, further including a transfer path control unit that sets a transfer path of the input flow based on the maximum delay time estimated by the estimation unit.

本発明の一態様は上記の通信装置であって、前記推定部は、前記第1の入力数をN、前記第2の入力数をn、前記競争フローの最大バースト長をm、転送先の通信リンクのリンク速度をeとした場合に、前記最大遅延時間dを以下の式(1)及び式(2)によって算出する。   One aspect of the present invention is the communication apparatus, wherein the estimation unit sets the first input number to N, the second input number to n, the maximum burst length of the competitive flow to m, and a transfer destination When the link speed of the communication link is e, the maximum delay time d is calculated by the following equations (1) and (2).

Figure 0006588416
Figure 0006588416

本発明の一態様は上記の通信装置であって、前記推定部は、前記第1の入力数をN、前記第2の入力数をn、前記競争フローの最大バースト長をm、前記競争リンクのリンク速度をc、転送先の通信リンクのリンク速度をeとした場合に、前記最大遅延時間dを以下の式(3)及び式(4)によって算出する。   One aspect of the present invention is the communication apparatus described above, wherein the estimation unit includes the first input number N, the second input number n, the maximum burst length of the competitive flow, and the competitive link. The maximum delay time d is calculated by the following formulas (3) and (4), where c is the link speed and e is the link speed of the transfer destination communication link.

Figure 0006588416
Figure 0006588416

本発明により、競争遅延が生じる可能性のあるネットワークにおいて、伝搬するトラヒックの遅延時間を保証することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to guarantee a delay time of a propagating traffic in a network in which a competitive delay may occur.

第1の実施形態におけるフロントホールネットワーク100の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the fronthaul network 100 in 1st Embodiment. フロントホールネットワーク100におけるRE2とREC3との間の転送経路の第1の設定例を示す図である。3 is a diagram illustrating a first setting example of a transfer path between RE2 and REC3 in the fronthaul network 100. FIG. 第1の実施形態におけるノード1の機能構成の具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific example of a function structure of the node 1 in 1st Embodiment. 第1の設定例におけるノード1の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the node 1 in a 1st setting example. フロントホールネットワーク100におけるRE2とREC3との間の転送経路の第2の設定例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of a setting of the transfer path | route between RE2 and REC3 in the fronthaul network 100. FIG. 第2の設定例におけるノード1の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the node 1 in a 2nd setting example.

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態におけるフロントホールネットワーク100の構成例を示す図である。フロントホールネットワーク100は一以上のノード1と、ノード1に接続するRE2及びREC3とを備える。図1は、一以上のノード1の例として、ノード1−1〜ノード1−8を示す。ノード1−1〜ノード1−4は第1ネットワーク101を構成し、ノード1−4〜ノード1−8は第2ネットワーク102を構成する。ノード1−4は、第1リンク〜第4リンクにより第1ネットワーク101及び第2ネットワーク102の両方に接続される。ここで、第1リンクはノード1−1とノード1−4とを接続し、第2リンクはノード1−3とノード1−4とを接続する。また、第3リンクはノード1−4とノード1−5とを接続し、第4リンクはノード1−4とノード1−8とを接続する。ノード1−4は、第1ネットワーク101及び第2ネットワーク102の両ネットワークを接続するブリッジとして機能する。フロントホールネットワーク100では、例えばIS−IS等のルーティングプロトコルに基づいて転送経路が設定される。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a fronthaul network 100 according to the first embodiment. The fronthaul network 100 includes one or more nodes 1, and RE2 and REC3 connected to the node 1. FIG. 1 shows nodes 1-1 to 1-8 as examples of one or more nodes 1. Nodes 1-1 to 1-4 constitute a first network 101, and nodes 1-4 to 1-8 constitute a second network 102. The node 1-4 is connected to both the first network 101 and the second network 102 by the first to fourth links. Here, the first link connects the node 1-1 and the node 1-4, and the second link connects the node 1-3 and the node 1-4. The third link connects the node 1-4 and the node 1-5, and the fourth link connects the node 1-4 and the node 1-8. The node 1-4 functions as a bridge that connects both the first network 101 and the second network 102. In the fronthaul network 100, a transfer path is set based on a routing protocol such as IS-IS.

また、図1は、ノード1に接続するRE2の例としてRE2−1〜2−6を示す。具体的には、RE2−1はノード1−1に、RE2−2はノード1−2に、RE2−3はノード1−3に、RE2−4はノード1−5に、RE2−5はノード1−6に、RE2−6はノード1−7に、それぞれ接続する。REC3はノード1−8に接続し、各RE2とエンド・トゥ・エンドの通信を行う。フロントホールネットワーク100において、これらのエンド・トゥ・エンドの通信は、TDD方式によって多重化される。   FIG. 1 shows RE2-1 to 2-6 as examples of RE2 connected to the node 1. Specifically, RE2-1 is the node 1-1, RE2-2 is the node 1-2, RE2-3 is the node 1-3, RE2-4 is the node 1-5, and RE2-5 is the node. 1-6 and RE2-6 are connected to nodes 1-7, respectively. REC3 is connected to node 1-8 and performs end-to-end communication with each RE2. In the fronthaul network 100, these end-to-end communications are multiplexed by the TDD scheme.

なお、図1は、フロントホールネットワークの一例を示したものであるが、これは本発明の適用可能なトポロジを限定するものではなく、フロントホールネットワークはどのようなトポロジで構成されてもよい。   FIG. 1 shows an example of the fronthaul network, but this does not limit the applicable topology of the present invention, and the fronthaul network may be configured in any topology.

図2は、フロントホールネットワーク100におけるRE2とREC3との間の転送経路の第1の設定例を示す図である。例えば、転送経路R1は、RE2−1を起点とし、ノード1−1、ノード1−4、ノード1−8の順に経由してREC3に到達する転送経路を表している。図2においては、簡単のため、RE2からREC3に向かう経路のみ記載しているが、実際にはREC3からRE2に向かう経路についても同様に設定される。以下、「フローn」(nは1以上の整数)はRE1−nのトラヒックを表す。   FIG. 2 is a diagram illustrating a first setting example of a transfer path between RE2 and REC3 in the fronthaul network 100. For example, the transfer route R1 represents a transfer route starting from RE2-1 and arriving at REC3 in the order of node 1-1, node 1-4, and node 1-8. In FIG. 2, for the sake of simplicity, only the route from RE2 to REC3 is shown, but actually, the route from REC3 to RE2 is set in the same manner. Hereinafter, “flow n” (n is an integer of 1 or more) represents the traffic of RE1-n.

図3は、第1の実施形態におけるノード1の機能構成の具体例を示すブロック図である。ノード1は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。ノード1は、プログラムの実行によってスイッチング部11、出力キュー12、出力部13、推定部14及び転送制御部15を備える装置として機能する。なお、ノード1の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、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である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a specific example of a functional configuration of the node 1 in the first embodiment. The node 1 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, an auxiliary storage device, and the like connected by a bus, and executes a program. The node 1 functions as a device including a switching unit 11, an output queue 12, an output unit 13, an estimation unit 14, and a transfer control unit 15 by executing a program. Note that all or some of the functions of the node 1 may be realized by using hardware such as an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (PLD), or a field programmable gate array (FPGA). The program may be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium is, for example, a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in the computer system. The program may be transmitted via a telecommunication line.

スイッチング部11は、レイヤ2のスイッチング機能を有する機能部である。レイヤ2のスイッチング機能は、受信フレームを、宛先のMAC(Media Access Control)アドレスに対応づけられた出力ポートに出力する機能である。スイッチング部11から出力された受信フレームは、各出力ポートに対応する出力キュー12に出力順に蓄積される。図3は、各出力ポートに対応する出力キュー12の例として出力キュー12−1〜12−8を示す。以下、受信フレームをフローという。   The switching unit 11 is a functional unit having a layer 2 switching function. The layer 2 switching function is a function of outputting a received frame to an output port associated with a destination MAC (Media Access Control) address. The received frames output from the switching unit 11 are accumulated in the output queue 12 in the output queue 12 corresponding to each output port. FIG. 3 shows output queues 12-1 to 12-8 as examples of the output queue 12 corresponding to each output port. Hereinafter, the received frame is referred to as a flow.

出力部13は、出力キュー12からフローを読み出し、読み出したフローを転送先に応じた通信部(図示せず)に出力する。例えば、出力部13は、各出力キュー12からラウンドロビン(RR:Round Robin)方式でフローを読み出す。なお、各出力キュー12からフローが読み出される順序は、各出力キュー12に対して付与された重みが読み出し順序に反映される重み付きラウンドロビン(WRR)方式で決定されてもよい。   The output unit 13 reads the flow from the output queue 12 and outputs the read flow to a communication unit (not shown) corresponding to the transfer destination. For example, the output unit 13 reads a flow from each output queue 12 by a round robin (RR) method. Note that the order in which flows are read from each output queue 12 may be determined by a weighted round robin (WRR) method in which a weight assigned to each output queue 12 is reflected in the read order.

推定部14は、同じタイミングで自装置に流入するフローの数(以下「入力数」という。)に基づいて、流入したフロー群の転送処理において生じる競争遅延の大きさに関する指標値を推定する。推定部14は、推定された指標値を転送制御部15に通知する。   Based on the number of flows that flow into the device at the same timing (hereinafter referred to as “number of inputs”), the estimation unit 14 estimates an index value related to the magnitude of the competition delay that occurs in the transfer process of the flow group that has flowed in. The estimation unit 14 notifies the transfer control unit 15 of the estimated index value.

転送制御部15は、推定部14によって推定された競争遅延の大きさに関する指標値に基づいて入力フローの転送経路を制御する。具体的には、転送制御部15は、推定部14によって推定された競争遅延と、処理遅延及び伝搬遅延とに基づいて算出される各競争フローの総遅延時間が全ての競争フローで所定の閾値以下となる転送経路を選択する。   The transfer control unit 15 controls the transfer path of the input flow based on the index value related to the magnitude of the competition delay estimated by the estimation unit 14. Specifically, the transfer control unit 15 uses a predetermined threshold value for all the competition flows, and the total delay time of each competition flow calculated based on the competition delay estimated by the estimation unit 14, the processing delay, and the propagation delay. Select the following transfer path.

図4は、第1の設定例におけるノード1の動作例を示す図である。図4は、図1及び2に示したノード1−4による転送処理の動作例を示す。図1に示したように、ノード1−4は、ノード1−1、ノード1−3、ノード1−5、ノード1−8との間に第1〜第4の4つのリンクを持つ。図4は、ノード1−4に対して、第1リンクからフロー1及びフロー2が、第2リンクからフロー3が、第3リンクからフロー5が流入する状況を表している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an operation example of the node 1 in the first setting example. FIG. 4 shows an operation example of transfer processing by the node 1-4 shown in FIGS. As shown in FIG. 1, the node 1-4 has first to fourth links between the node 1-1, the node 1-3, the node 1-5, and the node 1-8. FIG. 4 shows a situation in which flows 1 and 2 from the first link, flow 3 from the second link, and flow 5 from the third link flow into the node 1-4.

ここで、バーストB1、B2、B3及びB5は、それぞれフロー1、フロー2、フロー3及びフロー5のバーストを表している。バーストは、各フローにおいてまとめて送信された複数のパケットのかたまりを表す単位である。ここでは、TDDにおける上り送信周期の一周期においてRE2から送信される最大のバースト長をmとする。さらに、以下では、発生しうるe2e遅延を最大限考慮するため、各フローのバースト長はmであると想定する。   Here, bursts B1, B2, B3 and B5 represent bursts of flow 1, flow 2, flow 3 and flow 5, respectively. A burst is a unit that represents a group of a plurality of packets transmitted together in each flow. Here, the maximum burst length transmitted from RE2 in one period of the uplink transmission period in TDD is m. Furthermore, in the following, it is assumed that the burst length of each flow is m in order to take into account the e2e delay that can occur.

この場合、ノード1−4に流入したバーストは全て、スイッチング機能により出力ポートに転送される。この際、各バーストはフローごとの出力キュー12にキューイングされ、ラウンドロビン方式で読み出される。読み出されたフローは、そのフローの宛先に応じた出力ポートに出力される。例えば、ノード1−4には、各出力ポートとVLAN−ID(Virtual LAN IDentifier)との対応関係を示す情報が予め記憶される。この場合、出力部13は、受信フレームに記載されたVLAN−IDに基づいて当該フレームの転送先となる出力ポートを識別する。このようなスイッチング機能により、各RE2とREC3との間の転送経路が例えば図2の例のように設定された状況では、ノード1−4に流入したフローは全て第4リンクから出力される。なお、ここでは例として出力キュー12がフローごとに備えられた構成を示したが、出力キュー12の構成はこのような構成に限定されない。   In this case, all bursts that have flowed into the node 1-4 are transferred to the output port by the switching function. At this time, each burst is queued in the output queue 12 for each flow and read out in a round robin manner. The read flow is output to an output port corresponding to the destination of the flow. For example, in the node 1-4, information indicating a correspondence relationship between each output port and a VLAN-ID (Virtual LAN IDentifier) is stored in advance. In this case, the output unit 13 identifies an output port serving as a transfer destination of the frame based on the VLAN-ID described in the received frame. With such a switching function, in a situation where the transfer path between each RE2 and REC3 is set as in the example of FIG. 2, for example, all the flows that have flowed into the node 1-4 are output from the fourth link. Here, as an example, the configuration in which the output queue 12 is provided for each flow is shown, but the configuration of the output queue 12 is not limited to such a configuration.

このような転送処理を行うノード1において、第Lリンクを転送先とする入力フローを競争フローと定義し、競争フローが入力されるリンクを競争リンクと定義する。ここで、競争リンクの集合をGと表し、Gにおける競争リンクの識別子をkで表すことにする。さらに識別子kで識別される競争リンク(競争リンクk)から入力され、第Lリンクに転送される競争フローの集合をFと表すことにする。 In the node 1 that performs such transfer processing, an input flow having the Lth link as a transfer destination is defined as a competitive flow, and a link to which the competitive flow is input is defined as a competitive link. Here, a set of competing links represented as G L, to represent the identifier of the competition links in G L in k. Furthermore, a set of competitive flows that are input from the competitive link (competitive link k) identified by the identifier k and transferred to the L-th link are represented as F k .

以下、集合Aの要素数を#Aと表す。また、集合Aが持つ各要素の値のうちの最大値をMax(A)と表す。また、Sum(A)は、集合Aが持つ各要素の値の総和を表す。例えば、集合Aが{A,A,…,A}の各要素を持つ場合、Max(A)は{A,A,…,A}のうちの最大値を表し、Sum(A)は(A+A+…+A)となる。 Hereinafter, the number of elements in the set A is represented as #A. In addition, the maximum value among the values of the elements included in the set A is expressed as Max (A). Sum (A) represents the sum of the values of the elements of the set A. For example, set A {A 1, A 2, ... , A n} if with each element of, Max (A) is {A 1, A 2, ... , A n} represents the maximum value among, Sum (A) becomes (A 1 + A 2 +... + A n ).

ノード1において競争遅延が最大となるのは、全ての競争リンクから同時に競争フローが入力され始めたときである。以下、このタイミングで最初に入力される競争フローを「先頭フロー」という。その中でも特に競争遅延が大きくなるのは、各競争リンクkにおいて、Fに含まれる各競争フローのバースト(各競争フローのバースト長はm)が続けて入力される場合である。このとき、最も長い競争遅延を経験する競争フローは、続けて入力される一連の競争フローのうち最後に入力される競争フロー(以下「最後尾フロー」という。)である。これは、最後尾フローが、自身より前に入力されたフローの転送の完了を待機するためである。この最後尾フローが待機するフロー数を最大競争数λとおく。 The node 1 has the largest competition delay when competition flows start to be input simultaneously from all the competition links. Hereinafter, the competitive flow that is input first at this timing is referred to as a “first flow”. In particular, the competition delay is particularly large when bursts of each competition flow included in F k (burst length of each competition flow is m) are continuously input in each competition link k. At this time, the competition flow that experiences the longest competition delay is a competition flow that is input last in a series of continuously input competition flows (hereinafter referred to as “last flow”). This is because the last flow waits for completion of transfer of the flow input before itself. The number of flows that the last flow waits is set as the maximum competition number λ L.

バースト長mの競争フローの入力に要する時間を1スロットと数えると、先頭フローの入力開始から最後尾フローの入力終了までには、Max(#F)(k=1,2,…)スロットが必要である。つまり、競争フロー数Sum(#F)(k=1,2,…)が入力される間に、Max(#F)(k=1,2,…)のフローが出力される。よって、最後尾フローが自身の転送までに待機するフロー数λは、Sum(#F)−Max(#F)と表される。ここで、第Lリンクのリンク速度をe、最大競争遅延をdとした場合、最大競争遅延はd=mλ/eとして求められる。 If the time required to input a competitive flow with a burst length m is counted as one slot, Max (#F k ) (k = 1, 2,...) Slots from the start of input of the first flow to the end of input of the last flow. is required. That is, while the competitive flow number Sum (#F k ) (k = 1, 2,...) Is input, a flow of Max (#F k ) (k = 1, 2,...) Is output. Therefore, the number of flows λ L that the last flow waits for its own transfer is expressed as Sum (#F k ) −Max (#F k ). Here, when the link speed of the L-th link is e L and the maximum competition delay is d L , the maximum competition delay is obtained as d L = mλ L / e L.

図4において、第4リンクを転送先とする競争フローはフロー1、フロー2、フロー3及びフロー5である。この場合(すなわちL=4の場合)、これらの競争フローを入力する競争リンク集合Gの要素は、第1リンク、第2リンク及び第3リンクである。よって、第4リンクに転送される競争フローは、競争リンクごとにF、F及びFと表される。 In FIG. 4, the competitive flows with the fourth link as the transfer destination are flow 1, flow 2, flow 3, and flow 5. (For i.e. L = 4) In this case, the elements of competition link set G 4 to enter these competition flows, the first link, a second link and the third link. Thus, the competitive flow transferred to the fourth link is represented as F 1 , F 2 and F 3 for each competitive link.

このとき、F={フロー1,フロー2}、F={フロー3}、F={フロー5}である。図4は、第1リンク、第2リンク及び第3リンクにおいて、フロー1、フロー3及びフロー5を先頭フローとする入力が同時に開始された状況を示している。この場合、第1リンクにおける最後尾フローはフロー2である。 At this time, F 1 = {Flow 1, Flow 2}, F 2 = {Flow 3}, and F 3 = {Flow 5}. FIG. 4 shows a situation in which inputs having the flow 1, the flow 3 and the flow 5 as the first flow are started simultaneously in the first link, the second link, and the third link. In this case, the last flow in the first link is flow 2.

この場合、競争フロー数Sum(#F)(k=1,2,3)=2+1+1=4であり、これらが入力する間に、Max(#F)(k=1,2,3)=Max(2、1、1)=2のフローが出力される。すなわち、最後尾フローが待機する最大競争数λは、Sum(#F)−Max(#F)=4−2=2である。そして、このときの最大競争遅延はd=2m/eとなる。 In this case, the number of competitive flows Sum (#F k ) (k = 1, 2, 3) = 2 + 1 + 1 = 4, and while these are input, Max (#F k ) (k = 1, 2, 3) = Max (2, 1, 1) = 2 is output. That is, the maximum competition number λ 4 that the last flow waits is Sum (#F k ) −Max (#F k ) = 4-2 = 2. The maximum competition delay at this time is d 4 = 2 m / e 4 .

図5は、フロントホールネットワーク100におけるRE2とREC3との間の転送経路の第2の設定例を示す図である。また、図6は、第2の設定例におけるノード1の動作例を示す図である。図5に示す第2の設定例と、図2に示した第1の設定例との違いは、フロー5がノード1−4ではなく、ノード1−6及びノード1−7を経由している点である。この相違点により、図6は、ノード1−4に対して、第1リンクからフロー1及びフロー2が、第2リンクからフロー3が流入する状況を表している。   FIG. 5 is a diagram illustrating a second setting example of the transfer path between RE2 and REC3 in the fronthaul network 100. FIG. 6 is a diagram illustrating an operation example of the node 1 in the second setting example. The difference between the second setting example shown in FIG. 5 and the first setting example shown in FIG. 2 is that the flow 5 does not go through the node 1-4 but goes through the nodes 1-6 and 1-7. Is a point. Due to this difference, FIG. 6 shows a situation where the flow 1 and the flow 2 from the first link and the flow 3 from the second link flow into the node 1-4.

第1の設定例と比較して、第2の設定例では第3リンクから入力するフローが存在しない。そのため、第2の設定例ではノード1−4における競争回数が減少している。このとき、第4リンクを転送先とする競争フローはフロー1、フロー2及びフロー3である。また、競争リンク集合Gは第1リンク及び第2リンクからなる。この場合、F={フロー1,フロー2}、F={フロー3}である。 Compared to the first setting example, there is no flow input from the third link in the second setting example. Therefore, in the second setting example, the number of competitions in the node 1-4 is reduced. At this time, the competitive flows with the fourth link as the transfer destination are flow 1, flow 2 and flow 3. Also, competition link set G 4 are composed of first and second links. In this case, F 1 = {Flow 1, Flow 2} and F 2 = {Flow 3}.

図6は、フロー1及びフロー3が先頭フローとして同時に入力を開始された状況を表している。このときの最後尾フローはフロー2である。この場合、競争フロー数Sum(#F)(k=1,2)=2+1=3であり、これらが入力される間に、Max(#F)(k=1,2)=Max(2、1)=2のフローが出力される。すなわち、最後尾フローが待機する最大競争数λは、Sum(#F)−Max(#F)=3−2=1である。そして、このときの最大競争遅延はd=m/eとなる。 FIG. 6 shows a situation in which inputs of flow 1 and flow 3 are started simultaneously as head flows. The last flow at this time is flow 2. In this case, the number of competitive flows Sum (#F k ) (k = 1, 2) = 2 + 1 = 3, and while these are input, Max (#F k ) (k = 1, 2) = Max ( A flow of 2, 1) = 2 is output. That is, the maximum competition number λ 4 that the last flow waits is Sum (#F k ) −Max (#F k ) = 3−2 = 1. The maximum competition delay at this time is d 4 = m / e 4 .

このように構成された第1の実施形態のノード1は、競争リンクによる競争フローの入力数Sum(#F)と、競争リンクのうち最も多くの競争フローを入力する通信リンクにおける競争フローの入力数Max(#F)とに基づいて、競争フローの転送処理による最大遅延時間を推定する推定部14を備えることにより、競争遅延が生じる可能性のあるネットワークにおいて、伝搬するトラヒックの遅延時間を保証することが可能となる。 The node 1 according to the first embodiment configured as described above has the number of competitive flows input Sum (#F k ) by the competitive link and the competitive flow in the communication link that inputs the most competitive flows among the competitive links. By providing the estimation unit 14 that estimates the maximum delay time due to the competition flow transfer process based on the number of inputs Max (#F k ), the delay time of the traffic that propagates in the network in which the competition delay may occur Can be guaranteed.

具体的には、転送制御部15は、予め推定された競争遅延を経路設定等に用いることができる。本実施形態では、例えば第1の設定例の方が、第2の設定例と比較して、ノード1−4における競争遅延が小さいことが分かる。このように、各リンクにおける競争遅延を計算することで、設定された転送経路のe2e遅延を計算し比較することができるようになる。このような比較が可能になれば、ノード1は競争遅延を考慮した上での最適な転送経路を選択することができるようになるため、e2e遅延を低減することが可能になる。   Specifically, the transfer control unit 15 can use the competition delay estimated in advance for route setting or the like. In the present embodiment, it can be seen that, for example, the first setting example has a smaller competition delay in the node 1-4 than the second setting example. Thus, by calculating the competition delay in each link, the e2e delay of the set transfer path can be calculated and compared. If such a comparison becomes possible, the node 1 can select an optimum transfer path in consideration of the competition delay, and therefore, the e2e delay can be reduced.

<第2の実施形態>
第2の実施形態におけるフロントホールネットワーク100の構成は、図1に示した第1の実施形態における構成と同様である。第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、競争リンクと出力リンクとでリンク速度が異なる点である。第2の実施形態におけるノード1は、競争リンクと出力リンクとでリンク速度が異なる場合においても最大競争遅延を算出することができる。具体的には、第2の実施形態において、ノード1の推定部14は、以下のような方法で最大競争遅延を算出する。
<Second Embodiment>
The configuration of the fronthaul network 100 in the second embodiment is the same as the configuration in the first embodiment shown in FIG. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the link speed is different between the competitive link and the output link. The node 1 in the second embodiment can calculate the maximum competition delay even when the link speed is different between the competitive link and the output link. Specifically, in the second embodiment, the estimation unit 14 of the node 1 calculates the maximum competition delay by the following method.

第1の実施形態で説明したとおり、先頭フローの入力開始から最後尾フローの入力終了までには、Max(#F)スロットが必要である。そして、出力リンクのリンク速度をe、競争リンクのリンク速度をe(≠e)とすると、この間に出力されるフロー数は、Max(#F)×e/eとなる。よって最大競争数λは、Sum(#F)−Max(#F)×e/eとして表される。このような算出方法により、推定部14はリンク速度の違いが考慮された競争遅延を計算することが可能となる。 As described in the first embodiment, a Max (#F k ) slot is required from the start of input of the first flow to the end of input of the last flow. If the link speed of the output link is e L and the link speed of the competitive link is e C (≠ e L ), the number of flows output during this period is Max (#F k ) × e L / e C. . Therefore, the maximum competition number λ L is expressed as Sum (#F k ) −Max (#F k ) × e L / e C. With such a calculation method, the estimation unit 14 can calculate a competition delay in consideration of a difference in link speed.

<変形例> <Modification>

上述した実施形態におけるノード1をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、こ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、実行することによって実現してもよい。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、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。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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。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よく、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であってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。   You may make it implement | achieve the node 1 in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be a program for realizing a part of the above-described functions, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system. You may implement | achieve using programmable logic devices, such as FPGA (Field Programmable Gate Array).

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

本発明は、複数の通信リンクを有し、複数の通信リンクの一部から入力された入力フローを入力フローの宛先に応じた通信リンクに転送する転送処理を実行する通信装置に適用可能である。   The present invention is applicable to a communication apparatus that has a plurality of communication links and executes a transfer process for transferring an input flow input from a part of the plurality of communication links to a communication link according to the destination of the input flow. .

100…フロントホールネットワーク、101…第1ネットワーク、102…第2ネットワーク、1,1−1〜1−8…ノード、11…スイッチング部、12,12−1〜12−8…出力キュー、13…出力部、14…推定部、15…転送制御部、2…RE(Radio Equipment)、3…REC(Radio Equipment Controls)、B1,B2,B3,B5…競争フローのバースト DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Front hall network, 101 ... 1st network, 102 ... 2nd network, 1,1-1 to 1-8 ... Node, 11 ... Switching part, 12, 12-1 to 12-8 ... Output queue, 13 ... Output unit, 14 ... estimation unit, 15 ... transfer control unit, 2 ... RE (Radio Equipment), 3 ... REC (Radio Equipment Controls), B1, B2, B3, B5 ... Burst of competitive flow

Claims (4)

複数の通信リンクを有し、前記複数の通信リンクの一部から入力された入力フローを前記入力フローの宛先に応じた通信リンクに転送する転送処理を実行する通信装置であって、
同じタイミングで入力され、かつ同じ通信リンクに転送される入力フローを競争フローとし、前記競争フローを入力する通信リンクを競争リンクとして、前記競争リンクによる競争フローの入力数である第1の入力数と、前記競争リンクのうち最も多くの競争フローを入力する通信リンクにおける競争フローの入力数である第2の入力数とに基づいて、前記競争フローの転送処理による最大遅延時間を推定する推定部を備える、
通信装置。
A communication apparatus that has a plurality of communication links and executes a transfer process of transferring an input flow input from a part of the plurality of communication links to a communication link according to a destination of the input flow;
The first input number that is the number of inputs of the competitive flow by the competitive link, where the input flow that is input at the same timing and transferred to the same communication link is the competitive flow, the communication link that inputs the competitive flow is the competitive link And a second input number that is the number of competitive flow inputs in the communication link that inputs the most competitive flows among the competitive links, and an estimation unit that estimates a maximum delay time due to the competitive flow transfer process Comprising
Communication device.
前記推定部によって推定された前記最大遅延時間に基づいて入力フローの転送経路を設定する転送経路制御部をさらに備える、
請求項1に記載の通信装置。
A transfer path control unit that sets a transfer path of the input flow based on the maximum delay time estimated by the estimation unit;
The communication apparatus according to claim 1.
前記推定部は、前記第1の入力数をN、前記第2の入力数をn、前記競争フローの最大バースト長をm、転送先の通信リンクのリンク速度をeとした場合に、前記最大遅延時間dを以下の式(1)及び式(2)によって算出する、
Figure 0006588416
請求項1又は2に記載の通信装置。
When the first input number is N, the second input number is n, the maximum burst length of the contention flow is m, and the link speed of the destination communication link is e, the estimation unit The delay time d is calculated by the following equations (1) and (2).
Figure 0006588416
The communication apparatus according to claim 1 or 2.
前記推定部は、前記第1の入力数をN、前記第2の入力数をn、前記競争フローの最大バースト長をm、前記競争リンクのリンク速度をc、転送先の通信リンクのリンク速度をeとした場合に、前記最大遅延時間dを以下の式(3)及び式(4)によって算出する、
Figure 0006588416
請求項1又は2に記載の通信装置。
The estimation unit is configured such that the first number of inputs is N, the second number of inputs is n, the maximum burst length of the contention flow is m, the link speed of the contention link is c, and the link speed of the destination communication link Where e is the maximum delay time d according to the following equations (3) and (4):
Figure 0006588416
The communication apparatus according to claim 1 or 2.
JP2016234223A 2016-12-01 2016-12-01 Communication device Active JP6588416B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016234223A JP6588416B2 (en) 2016-12-01 2016-12-01 Communication device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016234223A JP6588416B2 (en) 2016-12-01 2016-12-01 Communication device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018093340A JP2018093340A (en) 2018-06-14
JP6588416B2 true JP6588416B2 (en) 2019-10-09

Family

ID=62565744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016234223A Active JP6588416B2 (en) 2016-12-01 2016-12-01 Communication device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6588416B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018093340A (en) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110324242B (en) A message sending method, network node and system
EP2911348B1 (en) Control device discovery in networks having separate control and forwarding devices
WO2019214561A1 (en) Packet sending method, network node, and system
CN105874752B (en) System and method for source routing of one or more delay segments
US7212490B1 (en) Dynamic load balancing for dual ring topology networks
Lan et al. Dynamic load-balanced path optimization in SDN-based data center networks
US7558278B2 (en) Apparatus and method for rate-based polling of input interface queues in networking devices
CN110351187B (en) Adaptive load balancing method for path switching granularity in data center network
CN106713141A (en) Method for obtaining target transmission path and network node thereof
US20150281088A1 (en) Systems and methods for multipath load balancing
JP6588416B2 (en) Communication device
JP6633502B2 (en) Communication device
JP6633500B2 (en) Communication device
Paschos et al. Throughput optimal routing in overlay networks
JP6633499B2 (en) Communication device
JPWO2005076550A1 (en) Relay device, communication system, control circuit, connection device, and computer program
Subash et al. Performance analysis of scheduling disciplines in optical networks
Nakayama Rate-based path selection for shortest path bridging in access networks
Nakayama et al. Path selection algorithm for shortest path bridging in access networks
JP5992861B2 (en) Communication device
Riadi et al. An efficient burst cloning scheme for optical burst switching over star networks
JP5898633B2 (en) Communication device
KR100662122B1 (en) Congestion management in telecommunications networks
JP6023655B2 (en) Relay communication device, relay communication method, and relay communication program
CN120770144A (en) Network device for packet switching based on bounded end-to-end delay and method of operating the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181212

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190829

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190910

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190912

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6588416

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350