JP7652582B2 - Network Switches and Programs - Google Patents
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Description
本発明は、ネットワークスイッチおよびプログラムに関する。 The present invention relates to a network switch and a program.
これまでSDI(Serial Digital Interface)(非特許文献1参照)によって構成されていた番組制作システムを、一般的なEthernet(登録商標)/IP(非特許文献2参照)ネットワークに置き換えて構築することが検討されている。IPネットワークは、SDIと比較して、時間当たりに伝送可能なデータ量が大きく、また、映像信号および音声信号といった異なる種類の信号を同じネットワークに多重して伝送することができる。したがって、IPネットワークによって構成された番組制作システムは、従来行われていたHD(High Definition)画質の番組制作のみならず、4Kあるいは8Kといったより高解像度の番組制作にも適している。 It is being considered to replace program production systems that have been based on SDI (Serial Digital Interface) (see Non-Patent Document 1) with general Ethernet (registered trademark)/IP (see Non-Patent Document 2) networks. Compared to SDI, IP networks can transmit a larger amount of data per hour, and can transmit different types of signals, such as video signals and audio signals, multiplexed on the same network. Therefore, program production systems based on IP networks are suitable not only for the conventional production of programs with HD (High Definition) image quality, but also for the production of programs with higher resolutions such as 4K or 8K.
映像信号をIPパケット化し、IPネットワークを介して伝送するための規格として、SMPTE ST2110-20(非特許文献3)が発行されている。また、音声信号をIPパケット化し、IPネットワークを介して伝送するための規格として、SMPTE ST2110-30/31が発行されている。これらの規格では、映像信号はUDP(非特許文献4参照)/RTP(非特許文献5参照)により伝送される。 SMPTE ST2110-20 (Non-Patent Document 3) has been published as a standard for converting video signals into IP packets and transmitting them over IP networks. SMPTE ST2110-30/31 have also been published as standards for converting audio signals into IP packets and transmitting them over IP networks. In these standards, video signals are transmitted using UDP (see Non-Patent Document 4)/RTP (see Non-Patent Document 5).
パケットが伝送されるネットワーク上には、ネットワークスイッチが設けられる。ネットワークスイッチは、受信したパケットのヘッダに記載された情報から、パケットの転送先に応じたパケットの出力ポートを決定する。そのため、複数のポートから受信したパケットが1つのポートから出力される場合、そのポートが出力可能なデータレートを超過してパケットが割り当てられることがある。以下では、このような状態を輻輳という。輻輳が生じると、パケットがネットワークスイッチ内で破棄されることがある。例えば、デバイスAがある映像1を受信している最中に、デバイスBが同じ経路を経由する別の映像2の受信を開始すると、途中の経路で輻輳が発生し、結果として、映像1および映像2の両方のパケットが破棄されてしまうことがある。 A network switch is installed on the network through which packets are transmitted. The network switch determines the output port of the packet according to the forwarding destination of the packet from the information written in the header of the received packet. Therefore, when packets received from multiple ports are output from one port, packets may be assigned in excess of the data rate that the port can output. In the following, this state is called congestion. When congestion occurs, packets may be discarded within the network switch. For example, if device A is receiving video 1 while device B starts receiving another video 2 via the same route, congestion may occur on the route along the way, and as a result, packets for both video 1 and video 2 may be discarded.
パケットが破棄されると、SMPTE2110-20/30のように、トランスポートプロトコルにUDP/RTPを使い、FEC(Forward Error Coding)を用いない方式で伝送される映像・音声は、その品質が劣化してしまう。そのため、映像および音声のパケットが破棄されないようにするための工夫が行われてきた。 If packets are discarded, the quality of video and audio transmitted using a method that uses UDP/RTP as the transport protocol and does not use FEC (Forward Error Coding), such as SMPTE 2110-20/30, will deteriorate. For this reason, efforts have been made to prevent video and audio packets from being discarded.
例えば、映像・音声の伝送に用いられるグレードのネットワークスイッチには、IPヘッダ内の送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元L4ポート、宛先L4ポートおよびIPヘッダ内のDSCP(Differentiated Services Code Point)フィールドの値によってパケットを選別して、任意の送信キューに割り当てる機能がある。そこで、伝送する映像・音声フローのアドレス情報によるフィルタをスイッチに設定し、フィルタにマッチするパケットを特定の送信キューへ割り当て、その特定の送信キューからの出力データレートが事前に設定した映像・音声フローのデータレート以上となるように制御する手法がある。 For example, network switches of the grade used for transmitting video and audio have the ability to select packets based on the source IP address, destination IP address, source L4 port, destination L4 port, and the value of the DSCP (Differentiated Services Code Point) field in the IP header, and assign them to an arbitrary transmission queue. One method is to set a filter based on the address information of the video and audio flow to be transmitted in the switch, assign packets that match the filter to a specific transmission queue, and control the output data rate from that specific transmission queue so that it is equal to or higher than the data rate of the video and audio flow that was set in advance.
また、番組制作では映像・音声の伝送のマルチキャストを利用することが多いため、マルチキャストの伝送をリクエストするIGMP(Internet Group Management Protocol)パケットのペイロードを参照して、事前に登録されたマルチキャストアドレスではないリクエストを破棄する手法もある。 In addition, because television production often uses multicast for transmitting video and audio, there is also a method of referencing the payload of the IGMP (Internet Group Management Protocol) packet that requests multicast transmission, and discarding requests that are not from a pre-registered multicast address.
しかしながら、番組制作では、多くの映像・音声を伝送するために、事前にIPアドレスあるいはポート番号の情報を登録するのは困難である。また、設定に間違いがあった場合には、パケットの破棄が発生したり、リクエストが受け付けられず、伝送が全く行われなかったりするなどの障害が発生してしまう。 However, when producing a program, it is difficult to register IP address or port number information in advance because a large amount of video and audio is transmitted. Furthermore, if there is an error in the settings, problems such as packets being discarded or requests not being accepted, resulting in no transmission at all, can occur.
本発明の目的は、上述した課題を解決し、保護したいフローのIPアドレスあるいはポート番号などの情報を登録することなく、伝送中のフローのパケットが、新たなフローの伝送の開始により破棄されることを防ぐことができるネットワークスイッチおよびプログラムを提供することにある。 The object of the present invention is to provide a network switch and program that can solve the above-mentioned problems and prevent packets of a flow being transmitted from being discarded due to the start of transmission of a new flow, without having to register information such as the IP address or port number of the flow to be protected.
上記課題を解決するため、本発明に係るネットワークスイッチは、ネットワーク上でパケットを転送するネットワークスイッチであって、所定時間内におけるデータレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、破棄パケット数が所定の閾値以下であるフローを、保護フローとして登録するフロー登録部と、受信したパケットのヘッダに基づき、前記パケットが含まれるフローを特定し、該特定したフローが前記保護フローとして登録されているか否かを判定するフロー分類部と、前記特定したフローが前記保護フローとして登録されている場合、前記パケットを第1の送信キューに振り分け、前記特定したフローが前記保護フローとして登録されていない場合、前記パケットを第2の送信キューに振り分ける振り分け部と、前記第1の送信キューからのパケットの送信のデータレートが、前記保護フローとして登録されたフローのデータレート以上となるように、前記第1の送信キューおよび前記第2の送信キューからのパケットの送信を制御する送信キュー制御部と、を備える。 In order to solve the above problem, the network switch according to the present invention is a network switch that transfers packets on a network, and includes a flow registration unit that registers as a protected flow a flow in which the amount of change in data rate within a specified time is equal to or less than a specified threshold and the number of discarded packets is equal to or less than a specified threshold; a flow classification unit that identifies a flow in which the packet is included based on the header of the received packet and determines whether the identified flow is registered as the protected flow; a distribution unit that distributes the packet to a first transmission queue if the identified flow is registered as the protected flow, and distributes the packet to a second transmission queue if the identified flow is not registered as the protected flow; and a transmission queue control unit that controls the transmission of packets from the first transmission queue and the second transmission queue so that the data rate of the transmission of packets from the first transmission queue is equal to or greater than the data rate of the flow registered as the protected flow.
また、本発明に係るネットワークスイッチにおいて、前記フロー登録部は、前記フローごとに、前記データレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、前記破棄パケット数が所定の閾値以下の状態が継続する時間である伝送継続時間を記憶し、前記伝送継続時間が所定の閾値を超えたフローを前記保護フローとして登録する。 In addition, in the network switch according to the present invention, the flow registration unit stores, for each flow, a transmission duration during which the amount of change in the data rate is equal to or less than a predetermined threshold and the number of discarded packets is equal to or less than a predetermined threshold, and registers a flow whose transmission duration exceeds the predetermined threshold as the protected flow.
また、本発明に係るネットワークスイッチにおいて、前記振り分け部は、前記フローごとに、前記第1の送信キューまたは前記第2の送信キューへキューイングしたパケットの数である処理パケット数と、前記破棄パケット数とを計測し、前記フロー登録部は、前記振り分け部の計測結果を所定の取得周期で取得して記憶し、新たに取得した前記計測結果における処理パケット数と記憶している前回の計測結果における処理パケット数との差分と、前記取得周期とに基づき前記データレートを算出し、前記算出したデータレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、前記新たに取得した計測結果における破棄パケット数と、記憶している前記前回の計測結果における破棄パケット数との差が所定の閾値以下である場合、記憶している前回の伝送継続時間に前記取得周期を加算した時間を新たな伝送継続時間として記憶する。 In addition, in the network switch according to the present invention, the distribution unit measures the number of processed packets, which is the number of packets queued in the first transmission queue or the second transmission queue, and the number of discarded packets for each flow, and the flow registration unit acquires and stores the measurement results of the distribution unit at a predetermined acquisition period, calculates the data rate based on the difference between the number of processed packets in the newly acquired measurement result and the number of processed packets in the stored previous measurement result, and the acquisition period, and stores the time obtained by adding the acquisition period to the stored previous transmission duration as a new transmission duration when the amount of change in the calculated data rate is equal to or less than a predetermined threshold and the difference between the number of discarded packets in the newly acquired measurement result and the number of discarded packets in the stored previous measurement result is equal to or less than a predetermined threshold.
また、本発明に係るネットワークスイッチにおいて、前記フロー登録部は、前記フローのデータレートの変化量が所定の閾値より大きい、または、前記新たに取得した計測結果における破棄パケット数と、記憶している前記前回の計測結果における破棄パケット数との差が所定の閾値より大きい場合、前記フローの伝送継続時間をリセットする。 In addition, in the network switch according to the present invention, the flow registration unit resets the transmission duration of the flow when the amount of change in the data rate of the flow is greater than a predetermined threshold, or when the difference between the number of discarded packets in the newly acquired measurement result and the number of discarded packets in the stored previous measurement result is greater than a predetermined threshold.
また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記ネットワークスイッチとして機能させる。 To solve the above problem, the program of the present invention causes a computer to function as the above network switch.
本発明に係るネットワークスイッチおよびプログラムによれば、保護したいフローのIPアドレスあるいはポート番号などの情報を登録することなく、伝送中のフローのパケットが、新たなフローの伝送の開始により破棄されることを防ぐことができる。 The network switch and program of the present invention can prevent packets of a flow being transmitted from being discarded due to the start of transmission of a new flow, without the need to register information such as the IP address or port number of the flow to be protected.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るネットワークスイッチ10の構成例を示す図である。本実施形態に係るネットワークスイッチ10は、ネットワーク上で伝送されるパケット(IPパケット)を受信し、受信したパケットを当該パケットの宛先に転送する。
Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of a
図1に示すように、本実施形態に係るネットワークスイッチ10は、複数の受信部11と、ルーティング部12と、複数の送信部13とを備える。
As shown in FIG. 1, the
受信部11は、ネットワークを介して外部から送信されてきたパケットを受信し、ルーティング部12に出力する。
The
ルーティング部12は、受信部11から出力されたパケットの出力ポートを決定し、パケットを送信部13に出力する。
The
送信部13は、ルーティング部12から出力されたパケットを、ルーティング部12により決定された出力ポートに送信する。
The transmitting
次に、送信部13の構成について説明する。なお、受信部11およびルーティング部12の構成は従来と同様であるため、説明を省略する。
Next, the configuration of the
図2は、送信部13の構成例を示す図である。
Figure 2 shows an example configuration of the
図2に示すように、送信部13は、フロー分類部131と、フロー計測部132と、フロー登録部133と、保護フロー送信キュー134と、非保護フロー送信キュー135と、送信キュー制御部136と、送信インタフェース137とを備える。
As shown in FIG. 2, the
フロー分類部131は、ルーティング部12から出力されたパケット(外部から受信したパケット)が入力される。フロー分類部131は、入力されたパケットのヘッダに基づき、そのパケットが含まれるフローを特定する。具体的には、フロー分類部131は、パケットのヘッダ内の「送信元IPアドレス」、「宛先IPアドレス」、「L4プロトコルタイプ」、「送信元L4ポート」および「宛先L4ポート」が一致するパケットの集まりを1つのフローとして取り扱う。フロー分類部131は、受信したパケットが含まれるフローが保護フローとして登録されているか否かを判定する。このように、フロー分類部131は、受信したパケットのヘッダに基づき、受信したパケットが含まれるフローを特定し、特定したフローが保護フローとして登録されているか否かを判定する。フロー分類部131は、ルーティング部12から出力されたパケットと、そのパケットが含まれるフローが保護フローとして登録されているか否かの判定結果とを、フロー計測部132に出力する。
The
フロー計測部132は、フロー分類部131から、パケットと、そのパケットが含まれるフローが保護フローとして登録されているか否かの判定結果とが入力される。フロー計測部132は、判定結果が、パケットが含まれるフローが保護フローとして登録されていることを示す場合、パケットを保護フロー送信キュー134へキューイングする。また、フロー計測部132は、その他の場合には、パケットを非保護フロー送信キュー135へキューイングする。このように、振り分け部としてのフロー計測部132は、特定したフローが保護フローとして登録されている場合、受信したパケットを保護フロー送信キュー134(第1の送信キュー)に振り分け、特定したフローが保護フローとして登録されていない場合、受信したパケットを非保護フロー送信キュー135(第2の送信キュー)に振り分ける。
The
また、フロー計測部132は、フローごとの破棄パケット数および処理パケット数を記録する記憶部(不図示)を備える。フロー計測部132は、パケットを保護フロー送信キュー134または非保護フロー送信キュー135へキューイングすると、そのパケットを含むフローの処理パケット数を1つ増やす。また、フロー計測部132は、保護フロー送信キュー134または非保護フロー送信キュー135へのパケットのキューイングの際に、パケットがあふれて破棄されると、そのパケットを含むフローの破棄パケット数を1つ増やす。
The
フロー登録部133は、フローごとに、データレート、伝送継続時間、処理パケット数、破棄パケット数および保護フローであるか否かを示す保護フラグを記憶するフローリストを保持する。フロー登録部133は、任意の周期(例えば、1秒ごと)で、フローごとの処理パケット数および破棄パケット数の計測結果を、フロー計測部132から取得する。フロー登録部133は、フロー計測部132から取得した計測結果に基づき、フローリストを更新する。
The
フロー登録部133は、取得した処理パケット数と、記憶している処理パケット数との差分と、フロー計測部132からの計測結果の取得周期とに基づき、フローのデータレートを算出する。フロー登録部133は、算出したフローのデータレートと、フローリストに記憶されているそのフローの前回のデータレートとの差が所定の閾値以下であり、かつ、取得した破棄パケット数とフローリストに記憶されている破棄パケット数との差が所定の閾値以下(例えば、同一)であれば、フローリストに記憶されている、そのフローの伝送継続時間に取得周期を加算する。なお、伝送継続時間とは、フローのデータレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、破棄パケット数が所定の閾値以下の状態が継続する時間である。
The
フロー登録部133は、加算後のフローの伝送継続時間が所定の閾値(例えば、10秒)を超えた場合、フローリストに記憶されている、そのフローの保護フラグを、そのフローが保護フローであることを示す「真」に設定する。その後、フロー登録部133は、算出したデータレートと取得した破棄パケット数とでフローリストを更新する。このように、フロー登録部133は、所定時間内におけるデータレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、破棄パケット数が所定の閾値以下であるフローを、保護フローとして登録する。
When the transmission duration of the flow after the addition exceeds a predetermined threshold (e.g., 10 seconds), the
また、フロー登録部133は、算出したフローのデータレートと、フローリストに記憶しているそのフローの前回のデータレートとの差が所定の閾値よりも大きい、あるいは、取得した破棄パケット数とフローリストに記憶されている破棄パケット数との差が所定の閾値より大きい場合、そのフローの伝送継続時間をリセットし(例えば、0に更新し)、そのフローの保護フラグを、当該フローが保護フローではないことを示す「偽」に設定する。フローに設定された保護フラグを参照することで、フロー分類部131は、受信したパケットを含むフローが保護フローであるか否かを判定することができる。
Furthermore, if the difference between the calculated data rate of the flow and the previous data rate of the flow stored in the flow list is greater than a predetermined threshold, or if the difference between the acquired number of discarded packets and the number of discarded packets stored in the flow list is greater than a predetermined threshold, the
フロー登録部133は、フローのデータレートと、フローリストに記憶しているそのフローの前回のデータレートとの差と比較する閾値として、例えば、1Mbpsといった固定値を用いてよい。また、フロー登録部133は、フローのデータレートと、フローリストに記憶しているそのフローの前回のデータレートとの差と比較する閾値として、前回のデータレートの1%といった割合に応じた値を用いてよい。
The
フロー登録部133は、フローリストに記憶されているフローのうち、フロー計測部132から取得した、処理パケット数および破棄パケット数の計測結果に含まれていないフローは、フローリストから削除する。また、フロー登録部133は、処理パケット数および破棄パケット数の計測結果に、フローリストに含まれていないフローの計測結果が含まれる場合、そのフローを新たにフローリストに登録する。
The
フロー登録部133は、フロー計測部132の計測結果に基づきフローリストを更新すると、フローリストに記憶されているフローのうち、保護フラグが「真」であるフローのデータレートの和(以下、「保護データレート」と称する。)を計算する。フロー登録部133は、計算した保護データレートを送信キュー制御部136に出力する。
When the
保護フロー送信キュー134は、フロー計測部132からキューイングされたパケット(保護フローに含まれるパケット)を保持し、送信キュー制御部136の制御に従い、保持しているパケットを送信インタフェース137に出力する。
The protected
非保護フロー送信キュー135は、フロー計測部132からキューイングされたパケット(保護フロー以外のフローのパケット)を保持し、送信キュー制御部136の制御に従い、保持しているパケットを送信インタフェース137に出力する。
The non-protected
送信キュー制御部136は、フロー登録部133から出力された保護データレートに基づき、保護フロー送信キュー134および非保護フロー送信キュー135からのパケットの出力を制御する。具体的には、送信キュー制御部136は、保護フロー送信キュー134から出力されたパケットの送信のデータレートが保護データレート以上となるように、保護フロー送信キュー134および非保護フロー送信キュー135からのパケットの出力を制御する。例えば、送信キュー制御部136は、保護フロー送信キュー134から出力されたパケットの送信のデータレートとして、保護データレートに任意のパラメータα(α>1、例えば、1.1)を乗じた値が保証されるように、保護フロー送信キュー134および非保護フロー送信キュー135からのパケットの出力を制御する。各送信キューからのパケットの出力の制御方式として、例えば、各送信キューの重み付け(Weight値)に応じた割合で各送信キューからのパケットの出力を制御するWeighted Round Robin方式が用いられる。この場合、送信キュー制御部136は、Weight値を制御することで、保護フロー送信キュー134から出力されたパケットの送信のデータレートが保護データレート以上となるように、保護フロー送信キュー134および非保護フロー送信キュー135からのパケットの出力を制御する。保護フロー送信キュー134から出力されたパケットの送信のデータレートが保護データレート以上となるように送信キューからのパケットの出力を制御することで、既に安定して伝送されているフローのパケットが、新たなフローの伝送の開始により破棄されることを防ぐことができる。
The transmission
送信インタフェース137は、保護フロー送信キュー134および非保護フロー送信キュー135から出力されたパケットを、ネットワークを介して、ルーティング部12により決定された出力ポートに送信する。
The
次に、本実施形態に係るネットワークスイッチ10の動作について、送信部13の動作を中心に説明する。
Next, the operation of the
図3は、本実施形態に係るネットワークスイッチ10の動作の一例を示すフローチャートである。
Figure 3 is a flowchart showing an example of the operation of the
フロー登録部133は、フローリストに保護フローを登録する(ステップS11)。具体的には、フロー登録部133は、所定時間内におけるデータレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、破棄パケット数が所定の閾値以下であるフローを、保護フローとしてフローリストに登録する。フロー登録部133は、所定の時間間隔で、フロー計測部132による、フローごとの処理パケット数および破棄パケット数の計測結果を取得し、取得した計測結果に基づき、そのフローを保護フローとして登録するか否かを判定する。フロー登録部133は、フローリストに保護フローとして登録したフローのデータレートの和(保護データレート)を送信キュー制御部136に出力する。
The
フロー分類部131は、外部から受信したパケットがルーティング部12を介して入力されると、その受信したパケットのヘッダに基づき、そのパケットを含むフローを特定する(ステップS12)。フロー分類部131は、受信したパケットのヘッダにおける、「送信元IPアドレス」、「宛先IPアドレス」、「L4プロトコルタイプ」、「送信元L4ポート」および「宛先L4ポート」に基づき、そのパケットを含むフローを特定する。
When a packet received from the outside is input via the
フロー分類部131は、特定したフローが保護フローであるか否かを判定する(ステップS13)。具体的には、フロー分類部131は、特定したフローが保護フローとしてフローリストに登録されているか否かを判定する。フロー分類部131は、受信したパケットと判定結果とを振り分け部としてのフロー計測部132に出力する。
The
フロー分類部131により、特定したフローが保護フローであると判定された場合(ステップS13:Yes)、フロー計測部132は、フロー分類部131から出力されたパケットを保護フロー送信キュー134に振り分ける(ステップS14)。
If the
フロー分類部131により、特定したフローが保護フローでないと判定された場合(ステップS13:No)、フロー計測部132は、フロー分類部131から出力されたパケットを非保護フロー送信キュー135に振り分ける(ステップS15)。
If the
送信キュー制御部136は、フロー登録部133から出力された保護データレートに基づき、送信キュー(保護フロー送信キュー134および非保護フロー送信キュー135)からのパケットの送信を制御する(ステップS16)。具体的には、送信キュー制御部136は、保護フロー送信キュー134から出力されたパケットの送信のデータレートが保護データレート以上となるように、保護フロー送信キュー134および非保護フロー送信キュー135からのパケットの出力を制御する。
The transmission
このように本実施形態においては、ネットワークスイッチ10は、フロー分類部131と、振り分け部としてのフロー計測部132と、フロー登録部133と、送信キュー制御部136とを備える。フロー登録部133は、所定時間内におけるデータレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、破棄パケット数が所定の閾値以下であるフローを、保護フローとして登録する。フロー分類部131は、受信したパケットのヘッダに基づき、受信したパケットが含まれるフローを特定し、特定したフローが保護フローとして登録されているか否かを判定する。フロー計測部132は、特定したフローが保護フローとして登録されている場合、受信したパケットを保護フロー送信キュー134に振り分け、特定したフローが保護フローとして登録されていない場合、受信したパケットを非保護フロー送信キュー135に振り分ける。送信キュー制御部136は、保護フロー送信キュー134からのパケットの伝送レートが、保護フローとして登録されたフローのデータレート以上となるように、保護フロー送信キュー134および非保護フロー送信キュー135からのパケットの送信を制御する。
In this embodiment, the
所定時間内におけるデータレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、破棄パケット数が所定の閾値以下であるフローは、既に安定して伝送されているフローである。本実施形態においては、このようなフローが保護フローとして登録され、受信したパケットの含まれるフローが保護フローである場合、そのパケットは、保護フロー送信キュー134に割り当てられる。そして、保護フロー送信キュー134からのパケットの送信のデータレートが、保護フローとして登録されたフローのデータレート以上となるように、送信キューからのパケットの送信を制御することで、伝送中のフローのパケットが、新たなフローの伝送の開始により破棄されることを防ぐことができる。また、保護フローであるか否かを、所定時間内におけるデータレートの変化量と、破棄パケット数とに基づき判定するため、保護したいフローのIPアドレスあるいはポート番号などの情報を登録する必要もない。
A flow whose data rate change within a specified time is equal to or less than a specified threshold and whose number of discarded packets is equal to or less than a specified threshold is already a flow that is being transmitted stably. In this embodiment, such a flow is registered as a protected flow, and if the flow containing a received packet is a protected flow, the packet is assigned to the protected
なお、実施形態では特に触れていないが、コンピュータを、ネットワークスイッチ10として機能させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD-ROM、DVD-ROMなどの記録媒体であってもよい。
Although not specifically mentioned in the embodiment, a program may be provided that causes a computer to function as the
あるいは、ネットワークスイッチ10が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ、および、メモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成され、ネットワークスイッチ10に搭載されるチップが提供されてもよい。
Alternatively, a chip may be provided that is configured with a memory that stores programs for executing each process performed by the
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換が可能であることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。 The above-mentioned embodiment has been described as a representative example, but it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and substitutions are possible within the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be interpreted as being limited by the above-mentioned embodiment, and various modifications and changes are possible without departing from the scope of the claims. For example, it is possible to combine multiple configuration blocks shown in the configuration diagram of the embodiment into one, or to divide one configuration block.
10 ネットワークスイッチ
11 受信部
12 ルーティング部
13 送信部
131 フロー分類部
132 フロー計測部(振り分け部)
133 フロー登録部
134 保護フロー送信キュー(第1の送信キュー)
135 非保護フロー送信キュー(第2の送信キュー)
136 送信キュー制御部
137 送信インタフェース
REFERENCE SIGNS
133
135 Non-protected flow transmit queue (second transmit queue)
136 Transmission
Claims (5)
所定時間内におけるデータレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、破棄パケット数が所定の閾値以下であるフローを、保護フローとして登録するフロー登録部と、
受信したパケットのヘッダに基づき、前記パケットが含まれるフローを特定し、該特定したフローが前記保護フローとして登録されているか否かを判定するフロー分類部と、
前記特定したフローが前記保護フローとして登録されている場合、前記パケットを第1の送信キューに振り分け、前記特定したフローが前記保護フローとして登録されていない場合、前記パケットを第2の送信キューに振り分ける振り分け部と、
前記第1の送信キューからのパケットの送信のデータレートが、前記保護フローとして登録されたフローのデータレート以上となるように、前記第1の送信キューおよび前記第2の送信キューからのパケットの送信を制御する送信キュー制御部と、を備えるネットワークスイッチ。 A network switch for forwarding packets on a network, comprising:
a flow registration unit that registers, as a protected flow, a flow in which a change in data rate within a predetermined time is equal to or less than a predetermined threshold and the number of discarded packets is equal to or less than a predetermined threshold;
a flow classification unit that identifies a flow including a received packet based on a header of the packet and determines whether or not the identified flow is registered as the protected flow;
a distribution unit that distributes the packets to a first transmission queue when the identified flow is registered as the protected flow, and distributes the packets to a second transmission queue when the identified flow is not registered as the protected flow;
A network switch comprising: a transmission queue control unit that controls the transmission of packets from the first transmission queue and the second transmission queue so that the data rate of the transmission of packets from the first transmission queue is equal to or greater than the data rate of the flow registered as the protected flow.
前記フロー登録部は、前記フローごとに、前記データレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、前記破棄パケット数が所定の閾値以下の状態が継続する時間である伝送継続時間を記憶し、前記伝送継続時間が所定の閾値を超えたフローを前記保護フローとして登録する、ネットワークスイッチ。 2. The network switch of claim 1,
The flow registration unit stores, for each flow, a transmission duration which is the time during which the amount of change in the data rate is below a predetermined threshold and the number of discarded packets is below a predetermined threshold, and registers a flow whose transmission duration exceeds the predetermined threshold as the protected flow.
前記振り分け部は、前記フローごとに、前記第1の送信キューまたは前記第2の送信キューへキューイングしたパケットの数である処理パケット数と、前記破棄パケット数とを計測し、
前記フロー登録部は、前記振り分け部の計測結果を所定の取得周期で取得して記憶し、新たに取得した前記計測結果における処理パケット数と記憶している前回の計測結果における処理パケット数との差分と、前記取得周期とに基づき前記データレートを算出し、前記算出したデータレートの変化量が所定の閾値以下であり、かつ、前記新たに取得した計測結果における破棄パケット数と、記憶している前記前回の計測結果における破棄パケット数との差が所定の閾値以下である場合、記憶している前回の伝送継続時間に前記取得周期を加算した時間を新たな伝送継続時間として記憶する、ネットワークスイッチ。 3. The network switch according to claim 2,
the distribution unit measures, for each of the flows, a number of processed packets, which is the number of packets queued in the first transmission queue or the second transmission queue, and the number of discarded packets;
the flow registration unit acquires and stores the measurement results of the distribution unit at a predetermined acquisition period, calculates the data rate based on the difference between the number of processed packets in the newly acquired measurement result and the number of processed packets in the stored previous measurement result and the acquisition period, and if the amount of change in the calculated data rate is less than a predetermined threshold and the difference between the number of discarded packets in the newly acquired measurement result and the number of discarded packets in the stored previous measurement result is less than a predetermined threshold, stores the time obtained by adding the acquisition period to the stored previous transmission duration as a new transmission duration.
前記フロー登録部は、前記フローのデータレートの変化量が所定の閾値より大きい、または、前記新たに取得した計測結果における破棄パケット数と、記憶している前記前回の計測結果における破棄パケット数との差が所定の閾値より大きい場合、前記フローの伝送継続時間をリセットする、ネットワークスイッチ。 4. The network switch of claim 3,
The flow registration unit resets the transmission duration of the flow when the change in the data rate of the flow is greater than a predetermined threshold, or when the difference between the number of discarded packets in the newly acquired measurement result and the number of discarded packets in the previously stored measurement result is greater than a predetermined threshold.
A program causing a computer to function as the network switch according to claim 1 .
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