專利名稱：用于帶寬控制可變長(zhǎng)幀的修整裝置、通信節(jié)點(diǎn)裝置及信息流控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于帶寬控制和發(fā)送可變長(zhǎng)幀的通信修整裝置、信息流控制方法及通信節(jié)點(diǎn)裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)寬帶服務(wù)等高速網(wǎng)絡(luò)的需求增大。作為高速網(wǎng)絡(luò)的一種方式，通信成本低的以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo)名)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)廣泛普及。以太網(wǎng)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，提供了根據(jù)線路的空閑狀況來(lái)決定分配帶寬的最佳型的通信服務(wù)，適合峰值速度高的、突發(fā)的數(shù)據(jù)包傳送。但是，因?yàn)闊o(wú)法對(duì)每個(gè)用戶保證穩(wěn)定的帶寬，發(fā)生特定用戶暫時(shí)占有線路的情況，所以存在不能保證穩(wěn)定品質(zhì)的服務(wù)的問(wèn)題。
網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)保證最低帶寬的高品質(zhì)的通信服務(wù)的要求強(qiáng)烈，希望提供向每個(gè)用戶穩(wěn)定地分配用合同確定的最低保證帶寬，當(dāng)空帶寬發(fā)生時(shí)，可以有效利用該空帶寬的通信服務(wù)。另外，即使是當(dāng)空帶寬發(fā)生時(shí)，如果進(jìn)行超出對(duì)每個(gè)用戶預(yù)先設(shè)定的最大允許帶寬那樣的數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)，則因?yàn)橐灿锌赡茉诮邮找粋?cè)終端發(fā)生緩沖溢出，接收數(shù)據(jù)被廢棄，所以必須對(duì)每個(gè)用戶設(shè)定適度的最大允許帶寬，并控制帶寬使其不超出最大允許帶寬。
在像以太網(wǎng)那樣的可變長(zhǎng)幀的傳送中，因?yàn)槭褂脦捯来嬗趲?數(shù)據(jù)包)數(shù)和幀長(zhǎng)兩方面，所以如ATM網(wǎng)中的固定長(zhǎng)單元傳送那樣只控制幀數(shù)，就不能進(jìn)行每一信息流的帶寬控制。在此所述的幀(數(shù)據(jù)包)，是指由作為通信網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳送單位的頭部、有效負(fù)荷、尾部組成的數(shù)據(jù)塊。
作為對(duì)每一信息流保證最低保證帶寬，且有效利用空帶寬傳送可變長(zhǎng)數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)，眾所周知，有例如特開(kāi)2003-198611號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)所示，將具有一定深度的開(kāi)孔水桶作為模型的泄漏水桶方式的帶寬控制。在泄漏水桶方式的帶寬控制中，使每單位時(shí)間從水桶漏出的水量與目標(biāo)帶寬成比例，在水桶的水位低于預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，給與與泄漏水桶對(duì)應(yīng)附加的緩沖存儲(chǔ)器幀發(fā)送權(quán)，每次送出幀，使水桶的水位上升與送出幀長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的量，由此所傳送的數(shù)據(jù)量平均地控制在目標(biāo)帶寬的范圍內(nèi)。
在專利文獻(xiàn)1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，每一緩沖存儲(chǔ)器(數(shù)據(jù)包隊(duì)列)，存儲(chǔ)著與泄漏水桶的水位相當(dāng)?shù)乃接?jì)數(shù)值和與預(yù)先指定的最低保證帶寬對(duì)應(yīng)的閾值的差分值，為了從差分值小的緩沖存儲(chǔ)器順序地輸出存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包(幀)而選擇幀排出隊(duì)列。
根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)，因?yàn)閺碾x最低保證帶寬最近的緩沖存儲(chǔ)器順序地排出數(shù)據(jù)包，所以可以進(jìn)行遵守最低保證帶寬的數(shù)據(jù)包傳送。另外，在計(jì)算伴隨數(shù)據(jù)包送出的上升水位時(shí)，隨著表示泄漏水桶的當(dāng)前水位的水平計(jì)數(shù)值的降低，通過(guò)采用逐次增加在數(shù)據(jù)包長(zhǎng)上所乘以的單位增量值的可變?cè)隽恐?，在水平?jì)數(shù)值大大低于閾值的狀態(tài)下送出數(shù)據(jù)包時(shí)，加速水桶水位的上升，在短時(shí)間內(nèi)使水桶的水位恢復(fù)到比閾值高的高度。
在上述現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)樵谒接?jì)數(shù)器上設(shè)定與最低保證帶寬和最大允許帶寬對(duì)應(yīng)的2個(gè)閾值，可以控制水平計(jì)數(shù)值使其不超出閾值，所以在通常狀態(tài)下數(shù)據(jù)包的送出量不會(huì)超出最大允許帶寬。但是，當(dāng)通信中斷水平計(jì)數(shù)值大大低于閾值時(shí)，如以下說(shuō)明，在直到水平計(jì)數(shù)值恢復(fù)到最低保證帶寬的閾值以上的期間，數(shù)據(jù)包的送出量有可能暫時(shí)超出最大允許帶寬。
圖9A表示所屬同一信息流的數(shù)據(jù)包的到達(dá)順序，圖9B表示泄漏水桶的水平計(jì)數(shù)值，圖9C表示數(shù)據(jù)包(幀)的輸出定時(shí)。
泄漏水桶的水平計(jì)數(shù)值，如圖9B所示，在時(shí)間經(jīng)過(guò)的同時(shí)以與目標(biāo)帶寬成比例的速度減少，每次數(shù)據(jù)包排出，對(duì)應(yīng)排出數(shù)據(jù)包長(zhǎng)的值被加到水平計(jì)數(shù)值上。在水平計(jì)數(shù)值低于閾值TH時(shí)，如果輸出線路空閑，則可以排出數(shù)據(jù)包。在通常狀態(tài)下，通過(guò)在水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值TH的時(shí)刻發(fā)送數(shù)據(jù)包(P1、P2、P3)，可以進(jìn)行遵守目標(biāo)帶寬的通信修整。但是，例如當(dāng)數(shù)據(jù)包的到達(dá)暫時(shí)中斷，應(yīng)該送出的數(shù)據(jù)包變沒(méi)時(shí)，或當(dāng)因?qū)儆谄渌畔⒘?連接)的數(shù)據(jù)包的送出而導(dǎo)致輸出線路的閉塞狀態(tài)繼續(xù)時(shí)，如期間T所示，水平計(jì)數(shù)值會(huì)大大低于閾值TH。
這樣，如果水平計(jì)數(shù)值大幅減少，則即使送出數(shù)據(jù)包并在水平計(jì)數(shù)值加上數(shù)據(jù)包長(zhǎng)，水平計(jì)數(shù)值也未超出閾值，所以數(shù)據(jù)包的排出條件連續(xù)被滿足。其結(jié)果，如P4、P5、P6、P7所示，屬于同一信息流的多個(gè)數(shù)據(jù)包被突發(fā)地發(fā)送，在直到水平計(jì)數(shù)值大大超過(guò)閾值的期間，可能發(fā)生暫時(shí)超出最大允許帶寬的數(shù)據(jù)包傳送。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供對(duì)每一信息流保證最低保證帶寬，且可以在最大允許帶寬的范圍內(nèi)有效利用輸出線路的空帶寬的通信修整裝置、信息流控制方法及通信節(jié)點(diǎn)裝置。
本發(fā)明另外的目的在于提供即使是當(dāng)在同一輸出線路競(jìng)爭(zhēng)的其他通信量減少的時(shí)候，在未超出最大允許帶寬的范圍內(nèi)可以突發(fā)傳送數(shù)據(jù)包的修整裝置、信息流控制方法及通信節(jié)點(diǎn)裝置。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的修整裝置及通信節(jié)點(diǎn)裝置，具有暫時(shí)存儲(chǔ)分別屬于特定的信息流的可變長(zhǎng)幀(數(shù)據(jù)包)，根據(jù)預(yù)先所設(shè)定的最大允許帶寬和最低保證帶寬來(lái)決定存儲(chǔ)的幀的輸出定時(shí)的多個(gè)信息流控制部；與上述多個(gè)信息流控制部連接的讀取控制部；識(shí)別應(yīng)該輸出到同一輸出線路的可變長(zhǎng)幀的所屬信息流，并將各可變長(zhǎng)幀分配給與所屬信息流對(duì)應(yīng)的上述某個(gè)信息流控制部的幀分配部；其特征在于上述各信息流控制部由以下構(gòu)成在根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許帶寬決定的幀排出定時(shí)，向上述讀取控制部發(fā)行最大允許帶寬幀排出請(qǐng)求的第1排出定時(shí)判定部；根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證帶寬決定幀排出定時(shí)，將從上述第1排出定時(shí)判定部發(fā)行最大允許帶寬幀排出請(qǐng)求作為條件，向上述讀取控制部發(fā)行最低保證帶寬幀排出請(qǐng)求的第2排出定時(shí)判定部；應(yīng)答從上述讀取控制部接收到的排出許可，將1個(gè)可變長(zhǎng)幀排出到上述輸出線路接口的幀排出控制部；上述讀取控制部，對(duì)于從發(fā)行幀排出請(qǐng)求的信息流控制部中用規(guī)定的算法選擇的信息流控制部上述幀排除許可。
如果更加詳細(xì)地說(shuō)明，則上述各信息流控制部具有用于暫時(shí)存儲(chǔ)可變長(zhǎng)幀的緩沖存儲(chǔ)器、檢測(cè)從上述緩沖存儲(chǔ)器排出的可變長(zhǎng)幀的長(zhǎng)度的幀長(zhǎng)識(shí)別部；上述第1排出定時(shí)判定部根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許帶寬和由上述幀長(zhǎng)識(shí)別部所通知的排出幀的長(zhǎng)度，來(lái)決定下一幀的排出定時(shí)；上述第2排出定時(shí)判定部根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證帶寬和由上述幀長(zhǎng)識(shí)別部所通知的排出幀的長(zhǎng)度，來(lái)決定下一幀的排出定時(shí)。
在本發(fā)明的1個(gè)實(shí)施例中，上述第1排出定時(shí)判定部具有用與對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許帶寬成比例的漸減速度減去水平計(jì)數(shù)值，每次由上述幀排出控制部進(jìn)行的幀排出，根據(jù)排出幀的長(zhǎng)度使水平計(jì)數(shù)值上升，將水平計(jì)數(shù)值與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較來(lái)決定所述幀排出定時(shí)的泄漏水桶型計(jì)數(shù)器構(gòu)造；上述第2排出定時(shí)判定部具有用與對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證帶寬成比例的漸減速度減去水平計(jì)數(shù)值，每次由上述幀排出控制部進(jìn)行的幀排出，根據(jù)排出幀的長(zhǎng)度使水平計(jì)數(shù)值上升，將水平計(jì)數(shù)值與規(guī)定閾值進(jìn)行比較來(lái)決定所述幀排出定時(shí)的泄漏水桶型計(jì)數(shù)器構(gòu)造。
本發(fā)明的1個(gè)特征在于上述第1排出定時(shí)判定部將水平計(jì)數(shù)值的下限值固定為所述閾值，上述第2排出定時(shí)判定部允許在所述閾值以下的水平計(jì)數(shù)值的減算。
本發(fā)明的其他特征在于上述讀取控制部具有從發(fā)行上述最低保證帶寬幀排出請(qǐng)求的多個(gè)信息流控制部中選擇作為幀排出候補(bǔ)的第1信息流控制部的第1排出候補(bǔ)判定部；從發(fā)行上述最大允許帶寬幀排出請(qǐng)求中的多個(gè)信息流控制部選擇作為幀排出候補(bǔ)的第2信息流控制部的第2排出候補(bǔ)判定部；優(yōu)先上述第1信息流控制部，將幀排出許可給與作為幀排出候補(bǔ)的上述第1、第2信息流控制部之中的1個(gè)的排出許可發(fā)行部。
本發(fā)明的信息流控制方法，其特征在于在與多個(gè)輸入/輸出線路連接的通信節(jié)點(diǎn)裝置中由以下步驟構(gòu)成(A)將從各輸入線路接收到的可變長(zhǎng)幀切換到用送達(dá)地址信息指定的某個(gè)輸出線路的步驟；(B)按所屬信息流暫時(shí)存儲(chǔ)送出到同一輸出線路的可變長(zhǎng)幀的步驟；(C)根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許帶寬來(lái)決定幀排出定時(shí)，發(fā)行最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求的步驟；(D)根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證帶寬來(lái)決定幀排出時(shí)間，將發(fā)行上述最大允許帶寬幀排出請(qǐng)求作為條件，發(fā)行最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求的步驟；(E)優(yōu)先最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求，選擇發(fā)行中的多個(gè)幀排出請(qǐng)求之中的1個(gè)，將屬與對(duì)應(yīng)該幀排出請(qǐng)求的信息流的最前的存儲(chǔ)幀送出給輸出線路的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)每個(gè)信息流從第1幀排出定時(shí)判定部發(fā)行基于最大允許帶寬的第1幀排出請(qǐng)求，將該第1幀排出請(qǐng)求為發(fā)行中作為條件，從第2幀排出定時(shí)判定部發(fā)行基于最低保證帶寬的第2幀排出請(qǐng)求，因?yàn)樽x取控制部?jī)?yōu)先基于最低保證帶寬的第2幀排出請(qǐng)求，決定應(yīng)該排出幀的信息流，所以可以實(shí)現(xiàn)保證各信息流的最低保證帶寬，并且有效利用輸出線路的空帶寬的信息流控制。
另外，通過(guò)將支配基于最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求的發(fā)生定時(shí)的水平計(jì)數(shù)值的下限固定為閾值，例如即使當(dāng)同一信息流的后續(xù)幀的到達(dá)暫時(shí)中斷或因其他信息流的幀發(fā)送而導(dǎo)致輸出線路的閉塞狀態(tài)繼續(xù)時(shí)，也可以抑制由于在閾值以下的水平計(jì)數(shù)值的減算引起的幀排出請(qǐng)求的連續(xù)發(fā)行，所以可以防止在利用輸出線路空帶寬的同一信息流的突發(fā)幀傳送中超過(guò)最大允許帶寬。


圖1是表示本發(fā)明所應(yīng)用的數(shù)據(jù)包開(kāi)關(guān)10的構(gòu)成例的圖。
圖2是表示本發(fā)明的數(shù)據(jù)包開(kāi)關(guān)10所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的1個(gè)例子的圖。
圖3是表示數(shù)據(jù)包開(kāi)關(guān)10所應(yīng)用的本發(fā)明的修整裝置4-i的第1實(shí)施例的圖。
圖4是表示構(gòu)成本發(fā)明的修整裝置的帶寬控制部42的1個(gè)實(shí)施例的圖。
圖5是表示構(gòu)成本發(fā)明的修整裝置的讀取控制部44的1個(gè)實(shí)施例的圖。
圖6(A)～圖6(F)是用于說(shuō)明在本發(fā)明的修整裝置中來(lái)自基于帶寬控制部42-1的緩沖存儲(chǔ)器42-1的可變長(zhǎng)幀的排出操作的圖。
圖7(A)～圖7(G)是用于說(shuō)明在本發(fā)明的修整裝置中著眼于2個(gè)緩沖存儲(chǔ)器42-1、42-2的可變長(zhǎng)幀的排出操作的圖。
圖8是表示本發(fā)明的修整裝置的第2實(shí)施例的圖。
圖9(A)～圖9(C)是用于說(shuō)明應(yīng)用泄漏水桶的現(xiàn)有的帶寬控制的問(wèn)題點(diǎn)的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1表示基于本發(fā)明的修整裝置所應(yīng)用的數(shù)據(jù)包開(kāi)關(guān)10的1個(gè)例子。
數(shù)據(jù)包開(kāi)關(guān)10由以下構(gòu)成具有多個(gè)輸入端口PI-1～PI-n和輸出端口PO-1～PO-n的切換部(幀中繼處理部)；分別連接在切換部3的輸入端口PI-i與輸入線路IN-i之間的多個(gè)輸入線路接口2-i(i＝1～n)；分別連接在切換部3的輸出端口PO-i的多個(gè)修整裝置(整形器)4-i(i＝1～n)；分別連接在修整裝置4-i與輸出線路OUT-i之間的多個(gè)輸出線路接口5-i(i＝1～n)；節(jié)點(diǎn)控制部6。節(jié)點(diǎn)控制部6與外部的管理終端(圖未示)連接，根據(jù)來(lái)自管理終端的指示，向各修整裝置4使用的信息流表進(jìn)行數(shù)據(jù)的設(shè)定和帶寬控制用的運(yùn)算參數(shù)的設(shè)定。
各輸入線路接口2-i，從輸入線路IN-i一接收可變長(zhǎng)幀(數(shù)據(jù)包)，就根據(jù)數(shù)據(jù)包頭部表示的送達(dá)地址從路由表中檢索內(nèi)部路由信息，以附加包含該內(nèi)部路由信息的內(nèi)部頭部的形式，將接收幀輸出給切換部3的輸入端口PI-i。切換部3將從各輸入端口PI-i接收到的可變長(zhǎng)幀傳送到由內(nèi)部路由信息指定的某個(gè)輸出端口。
各修整裝置4-i，暫時(shí)存儲(chǔ)從切換部3輸出給輸出端口PO-i的可變長(zhǎng)幀，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的最低保證帶寬和最大允許帶寬來(lái)控制按信息流的帶寬，并輸出給輸出線路接口5-i。各輸出線路接口5-i從修整裝置4-i的輸出幀除去內(nèi)部頭部，發(fā)送給輸出線路OUT-i。
圖2表示數(shù)據(jù)包開(kāi)關(guān)10所適用的網(wǎng)絡(luò)的1個(gè)例子。
在此，數(shù)據(jù)包開(kāi)關(guān)10配置于多個(gè)終端111～118與廣域網(wǎng)100之間。在數(shù)據(jù)包開(kāi)關(guān)10的輸入/輸出線路IN-i、OUT-i(i＝1～n)中，既有像終端117、118那樣個(gè)別收容終端的，也有像終端111～113那樣收容包含多個(gè)終端的被動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)101的，或有像終端114～116那樣收容在給多個(gè)終端主動(dòng)分配通信的復(fù)用裝置102的。在這樣的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成中，當(dāng)根據(jù)對(duì)每個(gè)終端預(yù)先所指定的帶寬要進(jìn)行信息流控制時(shí)，數(shù)據(jù)包開(kāi)關(guān)10，例如必須根據(jù)不同信息流緩沖存儲(chǔ)朝向網(wǎng)絡(luò)101或復(fù)用裝置102所連接的輸出線路的數(shù)據(jù)包列，進(jìn)行對(duì)每一數(shù)據(jù)包信息流保證最低保證帶寬和最大允許帶寬的信息流控制。
圖3表示與切換部3的輸出端口PO-i連接的本發(fā)明的修整裝置4-i的修整裝置4-i由與切換部3的輸出端口PO-i連接的幀分配部400、與幀分配部400連接的多個(gè)信息流控制部40(40-1～40-m)、與這些信息流控制部40連接的讀取控制部44及選擇器45構(gòu)成。
各信息流控制部40由用于根據(jù)所屬不同信息流暫時(shí)存儲(chǔ)輸出幀(輸出數(shù)據(jù)包)的緩沖存儲(chǔ)器41(41-1～41-m)、各緩沖存儲(chǔ)器附帶的帶寬控制部42(42-1～42-m)、識(shí)別從各緩沖存儲(chǔ)器讀取的幀長(zhǎng)并通知給帶寬控制部42的幀長(zhǎng)識(shí)別部43(43-1～43-m)構(gòu)成。
切換部3傳送給輸出端口PO-i的輸出幀，由幀分配部400進(jìn)行信息流識(shí)別，通過(guò)信號(hào)線L40分配給與信息流對(duì)應(yīng)的某個(gè)緩沖存儲(chǔ)器41-j。各輸出幀的所屬信息流的識(shí)別和緩沖存儲(chǔ)器的指定，參照表示信息流定義信息和緩沖器號(hào)碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系的信息流表405進(jìn)行。數(shù)據(jù)包信息流由例如從各輸出幀的頭部抽出的送達(dá)地址、標(biāo)記信息、優(yōu)先度、幀長(zhǎng)、服務(wù)類型等頭部(標(biāo)簽)信息的組合來(lái)定義。幀分配部400將可變長(zhǎng)幀一輸出給緩沖存儲(chǔ)器41-j，就通過(guò)信號(hào)線L40，向緩沖存儲(chǔ)器41-j附帶的帶寬控制部42-j通知數(shù)據(jù)包已輸入給緩沖存儲(chǔ)器41-j。
帶寬控制部42-j根據(jù)對(duì)每個(gè)信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證帶寬和最大允許帶寬，決定來(lái)自緩沖存儲(chǔ)器41-j的數(shù)據(jù)包的排出定時(shí)，通過(guò)信號(hào)線L42向讀取控制部44發(fā)行幀排出請(qǐng)求。另外，如后所述，在本發(fā)明中，作為上述幀排出請(qǐng)求，發(fā)行基于最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求和基于最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求。在圖3中，為了簡(jiǎn)便，用1根信號(hào)線L42表示設(shè)置在帶寬控制部42-1～42-m和讀取控制部44之間設(shè)置的幀排出請(qǐng)求信號(hào)線。
讀取控制部44監(jiān)視輸出給信號(hào)線L42的來(lái)自帶寬控制部42-1～42-m的幀排出請(qǐng)求，決定應(yīng)該許可幀排出的帶寬控制部。當(dāng)多個(gè)排出請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，根據(jù)預(yù)先準(zhǔn)備的排出候補(bǔ)決定算法，選擇應(yīng)該優(yōu)先排出幀的1個(gè)帶寬控制部42-k，在輸出線路接口5-i變?yōu)榭梢越邮招碌膸臓顟B(tài)時(shí)，通過(guò)信號(hào)線L44將排出許可信號(hào)輸出給該帶寬控制部42-k。這時(shí)，讀取控制部44為了將來(lái)自與上述帶寬控制部42-k對(duì)應(yīng)的幀長(zhǎng)識(shí)別部43-k的輸出幀輸出給輸出線路接口5-i，通過(guò)信號(hào)線L45將選擇控制信號(hào)給與選擇器45。
帶寬控制部42-k應(yīng)答來(lái)自讀取控制部44的幀排出許可信號(hào)，排出存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器41-k的輸出幀，根據(jù)由幀長(zhǎng)識(shí)別部43-k通知的幀長(zhǎng)，進(jìn)行用于決定基于最低保證帶寬和最大允許帶寬的下次排出定時(shí)的泄漏水桶的水平更新。
圖4表示圖3的修整裝置4-i所應(yīng)用的帶寬控制部42-j(j＝1～m)的1個(gè)實(shí)施例。
帶寬控制部42-j由排出控制部410、發(fā)生基于最低保證帶寬的排出請(qǐng)求信號(hào)REQ1的最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420、發(fā)生基于最大允許帶寬的排出請(qǐng)求信號(hào)REQ2的最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430構(gòu)成。
排出控制部410具有用于計(jì)數(shù)緩沖存儲(chǔ)器41-j的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包數(shù)的計(jì)數(shù)器411，通過(guò)信號(hào)線L400從幀分配部400一接收數(shù)據(jù)包的輸入通知，就給上述計(jì)數(shù)器411加1。另外，從讀取控制部44一接收幀排出許可信號(hào)，則在向緩沖存儲(chǔ)器41-j輸出幀排出命令的同時(shí)，計(jì)數(shù)器411減1，并向最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420和最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430輸出幀長(zhǎng)加算命令。排出控制部410在上述計(jì)數(shù)器411的計(jì)數(shù)值為“1”或“1”以上時(shí)，即在緩沖存儲(chǔ)器41-j有存儲(chǔ)幀期間，將給與最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420和最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430的啟動(dòng)信號(hào)EN打開(kāi)，在計(jì)數(shù)值變?yōu)榱銜r(shí)，使信號(hào)EN為關(guān)閉狀態(tài)。
最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420由以下構(gòu)成幀長(zhǎng)加算處理部421；存儲(chǔ)通過(guò)幀長(zhǎng)加算處理部421更新的水平計(jì)數(shù)值的水平計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部422；存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)定的運(yùn)算參數(shù)的運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)部423；從水平計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部422表示的水平值中周期地減去在運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)部423中作為1個(gè)運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)的減算參數(shù)值的減算處理部424；將由減算處理部424所輸出的水平計(jì)數(shù)值與在運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)部423中作為1個(gè)運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)的閾值進(jìn)行比較，并輸出比較結(jié)果的閾值判定部425；從閾值判定部425的輸出中檢測(cè)水平計(jì)數(shù)值變?yōu)殚撝狄韵碌氖聦?shí)，并發(fā)生排出請(qǐng)求信號(hào)的排出請(qǐng)求送出部426；將來(lái)自上述排出請(qǐng)求送出部426的排出請(qǐng)求信號(hào)與由最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430所輸出的排出請(qǐng)求信號(hào)的邏輯積作為最低保證帶寬幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ1輸出的邏輯積(AND)電路427。
排出請(qǐng)求送出部426，在啟動(dòng)信號(hào)EN為關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，不發(fā)生排出請(qǐng)求信號(hào)。另外，閾值判定部425，當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)EN從打開(kāi)狀態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)時(shí)，在水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值的時(shí)刻，通過(guò)信號(hào)線L425向減算處理部424指示停止減算操作。由減算處理部424進(jìn)行的水平計(jì)數(shù)值的減算操作，在下一個(gè)數(shù)據(jù)包被輸入緩沖存儲(chǔ)器41-j，啟動(dòng)信號(hào)EN從關(guān)閉狀態(tài)變?yōu)榇蜷_(kāi)狀態(tài)時(shí)，再次被打開(kāi)。
另一方面，最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430由以下構(gòu)成幀長(zhǎng)加算處理部431；水平計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部432；存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)定的運(yùn)算參數(shù)的運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)部433；從水平計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部432表示的水平值中周期地減去在運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)部433中作為1個(gè)運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)的減算參數(shù)值的減算處理部434；將由減算處理部434所輸出的高度計(jì)數(shù)值與在運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)部433中作為1個(gè)運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)的閾值進(jìn)行比較，并輸出比較結(jié)果的閾值判定部435；在閾值判定部435的輸出達(dá)到閾值時(shí)，發(fā)生幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ2的排出請(qǐng)求送出部436。減算處理部434，在水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值時(shí)，實(shí)質(zhì)停止減算操作，將計(jì)數(shù)值繼續(xù)存儲(chǔ)為閾值。
另外，排出請(qǐng)求送出部436，在啟動(dòng)信號(hào)EN為關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，不發(fā)生排出請(qǐng)求信號(hào)。
最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430除沒(méi)有邏輯電路427、減算處理部434的水平計(jì)數(shù)值的下限為閾值以及在運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)部433所存儲(chǔ)的參數(shù)值不同這幾點(diǎn)外，構(gòu)造上與最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420類似。因此，在此詳細(xì)說(shuō)明最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420的操作。
在幀長(zhǎng)加算處理部421，輸入從減算處理部424所輸出的當(dāng)前的水平計(jì)數(shù)值，在從排出控制部410接收到幀長(zhǎng)加算命令時(shí)，在當(dāng)前的水平計(jì)數(shù)值加上從幀長(zhǎng)識(shí)別部43-j接收到的排出幀長(zhǎng)。當(dāng)沒(méi)有幀加算命令時(shí)，因?yàn)椴贿M(jìn)行與排出幀長(zhǎng)的加算處理，所以從減算處理部424所輸出的當(dāng)前的水平計(jì)數(shù)值原封不動(dòng)地被輸入水平計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部422。
減算處理部424，從水平計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部422表示的水平計(jì)數(shù)值中周期地減去運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)部423表示的減算參數(shù)的值，將運(yùn)算結(jié)果作為新的水平計(jì)數(shù)值，輸出給幀長(zhǎng)加算處理部421和閾值判定部425。上述減算參數(shù)的值，當(dāng)是最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420時(shí)，相當(dāng)于應(yīng)該保證最低限度的帶寬，當(dāng)是最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430時(shí)，相當(dāng)于可以允許的最大的帶寬。因此，在最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420，減算處理部424的輸出以與最低保證帶寬成比例的速度漸減，每次幀排出時(shí)，根據(jù)排出幀長(zhǎng)來(lái)表示水平上升的泄漏水桶的水位。
閾值判定部425，輸出從減算處理部424所輸出的水平計(jì)數(shù)值(泄漏水桶水位)與運(yùn)算參數(shù)存儲(chǔ)部423表示的閾值的比較結(jié)果，在水平計(jì)數(shù)值低于閾值時(shí)，從排出請(qǐng)求送出部426發(fā)行幀排出請(qǐng)求信號(hào)。
在本實(shí)施例中，因?yàn)樽畹捅ＷC帶寬排出定時(shí)判定部420在最終段具有邏輯積(AND)電路427，將上述排出請(qǐng)求送出部426的輸出信號(hào)與從最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430的排出請(qǐng)求送出部436輸出的幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ2的邏輯積作為最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ1，所以只要在最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430不發(fā)生排出請(qǐng)求，最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求就不輸出。
圖5表示讀取控制部44的1個(gè)實(shí)施例。
如上所述，帶寬控制部42(42-1～42-m)因?yàn)榉謩e具有最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420和最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430，所以基于最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ1和基于最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求REQ2的兩種請(qǐng)求從各帶寬控制部42輸入給讀取控制部44。
讀取控制部44由處理幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ1的最低保證帶寬排出候補(bǔ)選擇部440、處理幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ2的最大允許帶寬排出候補(bǔ)選擇部450、排出許可發(fā)行部460和排出候補(bǔ)決定算法的存儲(chǔ)部470構(gòu)成。
最低保證帶寬排出候補(bǔ)選擇部440，根據(jù)存儲(chǔ)部470表示的排出候補(bǔ)決定算法，從正在發(fā)生幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ1的帶寬控制部之中選擇作為幀排出候補(bǔ)的1個(gè)帶寬控制部。同樣，最大允許帶寬排出候補(bǔ)選擇部450，根據(jù)上述排出候補(bǔ)決定算法，從正在發(fā)生幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ2的帶寬控制部之中選擇作為幀排出候補(bǔ)的1個(gè)帶寬控制部。但是，排出候補(bǔ)決定算法在最低保證帶寬排出候補(bǔ)選擇部440和最大允許帶寬排出候補(bǔ)選擇部450可以應(yīng)用不同的算法。
排出許可發(fā)行部460使最低保證帶寬的幀排出候補(bǔ)比最大允許帶寬的幀排出候補(bǔ)優(yōu)先。因此，在最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求REQ1發(fā)行中，排出許可給與成為最低保證帶寬的幀的排出候補(bǔ)的帶寬控制部。當(dāng)沒(méi)有最低保證帶寬的排出候補(bǔ)時(shí)，排出許可給與成為最大允許帶寬的幀排出候補(bǔ)的帶寬控制部。當(dāng)最低保證帶寬和最大允許帶寬的任何一方都沒(méi)有幀排出候補(bǔ)時(shí)，因?yàn)橐馕吨诋?dāng)前時(shí)刻不存在應(yīng)該幀排出的緩沖存儲(chǔ)器，所以不發(fā)行幀排出許可。
圖6(A)～圖6(F)表示在上述的本發(fā)明的修整裝置4中來(lái)自帶寬控制部42-1的緩沖存儲(chǔ)器42-1的可變長(zhǎng)幀(數(shù)據(jù)包)的排出操作。
在此，如圖6A所示，假設(shè)幀以FR1、FR2、FR3的順序輸入緩沖存儲(chǔ)器41-1的情形。圖6B表示從上述緩沖存儲(chǔ)器41-1附帶的最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420的運(yùn)算處理部424所輸出的水平計(jì)數(shù)值，圖6C表示由最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420的邏輯積電路427發(fā)生的最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ1，圖6D表示從上述緩沖存儲(chǔ)器41-1附帶的最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430的運(yùn)算處理部434所輸出的水平計(jì)數(shù)值，圖6E表示由最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430的排出請(qǐng)求送出部436發(fā)生的最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ2，圖6F表示來(lái)自緩沖存儲(chǔ)器41-1的幀F(xiàn)R1、FR2、FR3的排出定時(shí)。
在帶寬控制部42-1，如圖6F所示，在時(shí)刻t1從讀取控制部44接收排出許可，一開(kāi)始幀F(xiàn)R1的排出操作，幀長(zhǎng)加算處理部421、431就在最低保證帶寬用的水平計(jì)數(shù)值和最大允許帶寬用的水平計(jì)數(shù)值上加上幀F(xiàn)R1的幀長(zhǎng)，所以水平計(jì)數(shù)值如圖6B、圖6D那樣增加。在此，因?yàn)樵谒接?jì)數(shù)值加上相同的幀長(zhǎng)，所以在初期狀態(tài)t1，上升后的水平計(jì)數(shù)值在最低保證帶寬和最大允許帶寬為相同的值。水平計(jì)數(shù)值通過(guò)由減算處理部424、434進(jìn)行的減算操作，在時(shí)間經(jīng)過(guò)的同時(shí)漸減，但是，最大允許帶寬用的減算處理部434一方縮減值變大，所以比最低保證帶寬的水平計(jì)數(shù)值急劇減少。
如果在時(shí)刻t2最大允許帶寬用的水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值(零)TH，則如圖6E所示，最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ2為打開(kāi)狀態(tài)。這時(shí)，減算處理部434實(shí)質(zhì)上停止水平計(jì)數(shù)值的縮減操作，將水平計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)為閾值。通過(guò)上述幀排出請(qǐng)求信號(hào)REQ2的發(fā)生，時(shí)刻t2以后緩沖存儲(chǔ)器41-1變?yōu)樽畲笤试S帶寬的幀排出候補(bǔ)，如果從讀取控制部44有排出許可，則變?yōu)榭梢耘懦鰩臓顟B(tài)。
在此，一直未能得到排出許可，如果在時(shí)刻t3減算處理部424的水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值TH，則如圖6C所示，最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求REQ1變?yōu)榇蜷_(kāi)狀態(tài)。最低保證帶寬用的減算處理部424，即使計(jì)數(shù)值變?yōu)殚撝狄韵?，也進(jìn)行減算操作。緩沖存儲(chǔ)器41-1，在時(shí)刻t3以后是最低保證帶寬的幀排出候補(bǔ)，并且也變?yōu)樽畲笤试S帶寬的幀排出候補(bǔ)。
如果在時(shí)刻t4從讀取控制部44接收排出許可，則帶寬控制部42-1開(kāi)始來(lái)自緩沖存儲(chǔ)器41-1的幀F(xiàn)R2的排出，在最低保證帶寬的水平計(jì)數(shù)值和最大允許帶寬的水平計(jì)數(shù)值加上幀F(xiàn)R2的幀長(zhǎng)。通過(guò)該加算，2個(gè)水平計(jì)數(shù)值超出閾值，幀排出請(qǐng)求REQ1和REQ2變?yōu)橥Ｖ?關(guān)閉)狀態(tài)。
減算處理部424、434從更新了的水平計(jì)數(shù)值重新開(kāi)始減量操作，如果減算處理部434的水平計(jì)數(shù)值在時(shí)刻t5達(dá)到閾值(零)，則如圖6E所示，最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求REQ2發(fā)生。在此，如果假設(shè)在時(shí)刻t5完全沒(méi)有來(lái)自其他的帶寬控制部的排出請(qǐng)求，則帶寬控制部42-1瞬間取得下一個(gè)的排出許可，從緩沖存儲(chǔ)器41-1排出幀F(xiàn)R3。
因?yàn)殡S著幀F(xiàn)R3的排出，在最低保證帶寬用水平計(jì)數(shù)值和最大允許帶寬用水平計(jì)數(shù)值加上幀F(xiàn)R3的幀長(zhǎng)，所以幀排出請(qǐng)求REQ2停止，重復(fù)來(lái)自更新了的水平計(jì)數(shù)值的減量操作。另外，如果緩沖存儲(chǔ)器41-1變?yōu)榭眨瑒t因?yàn)閬?lái)自排出控制部410的啟動(dòng)信號(hào)EN變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，所以即使是水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值，排出請(qǐng)求送出部426、436也不發(fā)生幀排出請(qǐng)求。
這樣，在本發(fā)明的修整裝置中，因?yàn)樵谧畹捅ＷC帶寬的幀排出候補(bǔ)不存在的期間中，讀取控制部44將幀排出許可給與作為最大允許帶寬的幀排出候補(bǔ)的帶寬控制部，所以可以進(jìn)行有效利用輸出線路的空帶寬的幀(數(shù)據(jù)包)傳送。
下面，參照?qǐng)D7A～圖7G，著眼于本發(fā)明修整裝置中的2個(gè)緩沖存儲(chǔ)器41-1、41-2，說(shuō)明幀排出操作。
在此，假設(shè)如圖7A所示幀F(xiàn)Ra1～FRa6輸入緩沖存儲(chǔ)器41-1、如圖7B所示幀F(xiàn)Rb1、FRb輸入緩沖存儲(chǔ)器41-2的情形。另外，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，假設(shè)在上述緩沖存儲(chǔ)器41-1、41-2以外的其他緩沖存儲(chǔ)器41-3～41-m不存在存儲(chǔ)幀，在讀取控制部44中應(yīng)用巡回地將排出許可給與排出請(qǐng)求發(fā)行中的帶寬控制部的循環(huán)方式的排出候補(bǔ)決定算法的情形。
圖7C、圖7D表示緩沖存儲(chǔ)器41-1附帶的帶寬控制部42-1中的最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420的水平計(jì)數(shù)值和最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430的水平計(jì)數(shù)值。另外，圖7E、圖7F表示緩沖存儲(chǔ)器41-2附帶的帶寬控制部42-2中的最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420的水平計(jì)數(shù)值和最大允許帶寬排出定時(shí)判定部430的水平計(jì)數(shù)值。圖7G表示來(lái)自緩沖存儲(chǔ)器41-1、41-2的幀的排出定時(shí)。
讀取控制部44在時(shí)刻t1將排出許可給與帶寬控制部42-1，如果帶寬控制部42-1從緩沖存儲(chǔ)器41-1開(kāi)始排出幀F(xiàn)Ra1，則如圖7C、圖7D所示，在帶寬控制部42-1的最低保證帶寬用的水平計(jì)數(shù)值和最大允許帶寬用的水平計(jì)數(shù)值加上幀長(zhǎng)。
如果在時(shí)刻t2幀F(xiàn)Ra1向輸出線路接口50-1的排出結(jié)束，則讀取控制部44選擇接下來(lái)應(yīng)該幀排出的緩沖存儲(chǔ)器。在該時(shí)刻，因?yàn)樽畹捅ＷC帶寬和最大允許帶寬的水平計(jì)數(shù)值都超出閾值，所以帶寬控制部41-1不發(fā)生幀排出請(qǐng)求，但是，如圖7E、圖7F所示，因?yàn)樽畹捅ＷC帶寬的水平計(jì)數(shù)值低于閾值，最大允許帶寬的水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值，所以帶寬控制部42-1發(fā)生幀排出請(qǐng)求REQ1和REQ2兩方。因此，將幀排出許可給與帶寬控制部42-1，在時(shí)刻t2開(kāi)始幀F(xiàn)Rb1的排出。
如圖7C、圖7D所示，帶寬控制部42-1在最大允許帶寬的水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值的時(shí)刻t3發(fā)生幀排出請(qǐng)求REQ2，在最低保證帶寬的水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值的時(shí)刻t4發(fā)生幀排出請(qǐng)求REQ1。但是，因?yàn)樵跁r(shí)刻t3、t4在帶寬控制部42-2送出幀F(xiàn)Rb1的過(guò)程中，輸出線路為閉塞狀態(tài)，所以向帶寬控制部42-1的幀排出許可被保留到幀F(xiàn)Rb1的排出結(jié)束的時(shí)刻t5。
在該等待期間，帶寬控制部42-1為重復(fù)最低保證帶寬的水平計(jì)數(shù)值的減算操作，水平計(jì)數(shù)值成為大大低于閾值的狀態(tài)。帶寬控制部42-1在時(shí)刻t5得到排出許可，從緩沖存儲(chǔ)器41-1開(kāi)始排出幀F(xiàn)Ra2。通過(guò)伴隨幀F(xiàn)Ra2排出的幀長(zhǎng)的加算，帶寬控制部42-1的水平計(jì)數(shù)值上升，但是，如圖7C所示，最低保證帶寬的水平計(jì)數(shù)值處于低于閾值的狀態(tài)。
根據(jù)現(xiàn)有方式的帶寬控制，如果像這樣水平計(jì)數(shù)值低于閾值，則最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求發(fā)生。因此，在幀F(xiàn)Ra2的排出結(jié)束時(shí)，如果沒(méi)有來(lái)自其他的帶寬控制部的幀排出請(qǐng)求，則可以立刻給與帶寬控制部42-1下一個(gè)幀的排出許可。但是，在本發(fā)明中，因?yàn)閹捒刂撇?2-1在最低保證帶寬排出定時(shí)判定部420備有邏輯積電路427，所以在直到最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求REQ2發(fā)生，即直到最大允許帶寬的水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值的時(shí)刻t6，最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求REQ1被抑制發(fā)行。
帶寬控制部42-1在時(shí)刻t6同時(shí)發(fā)行最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求REQ1和最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求REQ2。在此示出的例子中，如圖7E、圖7F所示，在時(shí)刻t6，帶寬控制部42-2的水平計(jì)數(shù)值，最低保證帶寬、最大允許帶寬都為未達(dá)到閾值的狀態(tài)，所以讀取控制部44將幀排出許可給與帶寬控制部42-1。因此，帶寬控制部42-1在時(shí)刻t6開(kāi)始來(lái)自緩沖存儲(chǔ)器41-1的幀F(xiàn)Ra3的排出。另一方面，在帶寬控制部42-2，如圖7F、圖7G所示，在幀F(xiàn)Ra3向輸出線路送出過(guò)程中的時(shí)刻t7，最大允許帶寬的水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值，發(fā)行排出請(qǐng)求REQ2。
在幀F(xiàn)Ra3的排出結(jié)束的時(shí)刻t8，作為排出請(qǐng)求，因?yàn)橹挥衼?lái)自帶寬控制部42-2的最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求REQ2，所以讀取控制部44給與帶寬控制部42-2排出許可。由此，在時(shí)刻t8，來(lái)自緩沖存儲(chǔ)器41-2的幀F(xiàn)Rb2的排出開(kāi)始，在幀F(xiàn)Rb2的傳送結(jié)束的時(shí)刻t9，排出許可給與發(fā)生REQ2的帶寬控制部42-1。
在此示出的例子中，因?yàn)橐慌懦鰩現(xiàn)Rb2，則緩沖存儲(chǔ)器41-2變空，所以帶寬控制部42-2在最低保證帶寬的水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值的時(shí)點(diǎn)，停止減算處理部424的水平計(jì)數(shù)操作。在時(shí)刻t9幀F(xiàn)Ra4的排出結(jié)束后，如圖7C、圖7D、圖7G所示，只有帶寬控制部42-1重復(fù)幀的排出、伴隨幀排出的水平計(jì)數(shù)值的更新和在最大允許帶寬的水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值的時(shí)刻的幀排出請(qǐng)求REQ2的發(fā)生。緩沖存儲(chǔ)器41-1一變空，則最低帶寬控制部42-1就在最低保證帶寬的水平計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值的時(shí)刻，停止減算處理部424的水平計(jì)數(shù)值的減算操作。
如也可以從圖7G中的幀F(xiàn)Ra4、FRa5、FRa6的排出定時(shí)明了的那樣，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榧词故钱?dāng)屬于特定信息流的幀(數(shù)據(jù)包)突發(fā)地被排出時(shí)，為不超出預(yù)先設(shè)定的最大允許帶寬，也可以將幀排出許可給與控制著幀的排出的帶寬控制部，所以即使線路變?yōu)榭臻e狀態(tài)，也可以進(jìn)行防止特定的信息流中的暫時(shí)的帶寬超過(guò)的數(shù)據(jù)包傳送控制。
圖8表示基于本發(fā)明的修整裝置的第2實(shí)施例。
本實(shí)施例所示的修整裝置由對(duì)不同信息流組所準(zhǔn)備的多個(gè)初段修整部401(401-1～401-m)、連接在這些初段修整部與輸出線路接口之間的第2段修整部402構(gòu)成，由圖3所示的幀分配部400將從切換部3輸出給輸出端口PO-i的幀列選擇性地分配給上述初段修整部。
初段的各修整部401由以下構(gòu)成暫時(shí)存儲(chǔ)分別屬于同一組內(nèi)的特定信息流的可變長(zhǎng)幀，根據(jù)預(yù)先對(duì)每一信息流設(shè)定的最大允許帶寬和最低保證帶寬來(lái)決定存儲(chǔ)幀的輸出定時(shí)的多個(gè)第1信息流控制部410(410-1～410-k)；與這些信息流控制部連接的第1讀取控制部440；選擇器450構(gòu)成。第1讀取控制部440基本上具有與圖5所示的讀取控制部44相同的構(gòu)成，第1信息流控制部410與第1實(shí)施例相同，由緩沖存儲(chǔ)器411(411-1～411-k)、帶寬控制部412(412-1～412-k)和幀長(zhǎng)識(shí)別部413(413-1～413-k)構(gòu)成。
另一方面，第2段修整部402由以下構(gòu)成暫時(shí)存儲(chǔ)分別從初段修整部401輸出的特定組的可變長(zhǎng)幀，根據(jù)預(yù)先對(duì)每一信息流組設(shè)定的最大允許帶寬和最低保證帶寬來(lái)決定存儲(chǔ)幀的輸出定時(shí)的多個(gè)第2信息流控制部40(40-1～40-m)；將幀的排出許可給與以規(guī)定的算法從發(fā)行幀排出請(qǐng)求的第2信息流控制部之中選擇的信息流控制部40-j的第2讀取控制部44；選擇器45。
第2讀取控制部44具有與圖5所示的讀取控制部44同樣的構(gòu)成，第2段修整部的各信息流控制部40由暫時(shí)存儲(chǔ)初段修整部401-1～401-m的輸出幀的緩沖存儲(chǔ)器41(41-1～41-m)、緩沖存儲(chǔ)器41附帶的帶寬控制部42(42-1～42-m)及幀長(zhǎng)識(shí)別部43(43-1～43-m)、與這些帶寬控制部42-1～42-m連接的第2讀取控制部44、和與幀長(zhǎng)識(shí)別部43-1～43-m連接的選擇器45構(gòu)成。
在本實(shí)施例中，與輸出端口PO-i連接的幀分配部400，根據(jù)例如從輸出幀的頭部抽出的送達(dá)地址、標(biāo)記信息、優(yōu)先度、幀長(zhǎng)、服務(wù)類型等標(biāo)簽信息分為輸出幀的多個(gè)組。屬于第1信息流組的輸出幀對(duì)不同信息流(連接)被分配給與第1信息流組對(duì)應(yīng)的初段修整部401-1的緩沖存儲(chǔ)器411-1～411-k。同樣，第2～第m信息流組的輸出幀對(duì)不同信息流(連接)被分配給與這些信息流組對(duì)應(yīng)的初段修整部401-2～401-m的緩沖存儲(chǔ)器411-1～411-k。
在初段的各修整部401-j(j＝1～m)，通過(guò)與用圖3說(shuō)明的修整裝置4相同的操作，各帶寬控制部412(412-1～412-k)發(fā)行最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求和最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求，應(yīng)答來(lái)自讀取控制部440的排出許可信號(hào)，將緩沖存儲(chǔ)器411(411-1～411-k)所存儲(chǔ)的不同信息流的可變長(zhǎng)幀輸出給選擇器450。這時(shí)，讀取控制部440通知圖5所示的排出許可發(fā)行部460通過(guò)信號(hào)線L420向第2段修整部402對(duì)應(yīng)的帶寬控制部42輸入新的幀(數(shù)據(jù)包)。
在第2段修整部402，與用圖3說(shuō)明的修整裝置相同，各帶寬控制部42(42-1～42-m)發(fā)行最大允許帶寬的幀排出請(qǐng)求和最低保證帶寬的幀排出請(qǐng)求，應(yīng)答來(lái)自讀取控制部44的排出許可信號(hào)，通過(guò)選擇器45將緩沖存儲(chǔ)器41(41-1～41-m)所存儲(chǔ)的不同信息流組的可變長(zhǎng)幀輸出給輸出線路接口。
在本實(shí)施例中，例如當(dāng)將從初段修整部401-1的各緩沖存儲(chǔ)器411-1～411-k排出的數(shù)據(jù)包信息流的最大允許帶寬設(shè)定為100Mbit/s，將成為這些排出幀的輸出目的地的第2段修整部402的緩沖存儲(chǔ)器41-1的數(shù)據(jù)包信息流最大允許帶寬設(shè)定為100Mbit/s時(shí)，從緩沖存儲(chǔ)器410-1～410-k排出的數(shù)據(jù)包信息流被帶寬控制，使個(gè)別信息流和組信息流最大允許帶寬也為100Mbit/s。
因此，例如當(dāng)將屬于同一VLAN組的k個(gè)信息流分配給初段修整部401-1的各緩沖存儲(chǔ)器411(411-1～411-k)，將編組這些的VLAN組的數(shù)據(jù)包信息流收容到緩沖存儲(chǔ)器41-1時(shí)，可以進(jìn)行信息流控制即在每個(gè)信息流中允許最大100Mbit/s的帶寬，并抑制為作為VLAN整體的最大允許帶寬100Mbit/s。根據(jù)本實(shí)施例，對(duì)于突發(fā)性高的數(shù)據(jù)通信，可以給與每個(gè)用戶高的允許帶寬，并可以將復(fù)用這些通信的網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中的最大帶寬控制在指定值以下。
權(quán)利要求
1.一種修整裝置，具有與輸出線路連接的輸出線路接口；暫時(shí)存儲(chǔ)分別屬于特定的信息流的可變長(zhǎng)幀，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的最大允許頻帶和最低保證頻帶來(lái)決定存儲(chǔ)幀的輸出時(shí)間的多個(gè)信息流控制部；與上述多個(gè)信息流控制部連接的讀取控制部；識(shí)別應(yīng)該輸出給上述輸出線路的可變長(zhǎng)幀的所屬信息流，并將各可變長(zhǎng)幀分配給與所屬信息流對(duì)應(yīng)的上述某個(gè)信息流控制部的幀分配部；其特征在于，上述各信息流控制部由以下構(gòu)成即在根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許頻帶決定的幀排出時(shí)間，向上述讀取控制部發(fā)行最大允許頻帶幀排出請(qǐng)求的第1排出時(shí)間判定部；根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證頻帶決定幀排出時(shí)間，并將最大允許頻帶幀排出請(qǐng)求從上述第1排出時(shí)間判定部發(fā)行作為條件，向上述讀取控制部發(fā)行最低保證頻帶幀排出請(qǐng)求的第2排出時(shí)間判定部；應(yīng)答從上述讀取控制部接收到的排出許可，將1個(gè)可變長(zhǎng)幀排出給上述輸出線路接口的幀排出控制部；上述讀取控制部，將上述幀排出許可給與按規(guī)定的算法從發(fā)行幀排出請(qǐng)求中的信息流控制部之中選擇的1個(gè)信息流控制部。
2.如權(quán)利要求1所述的修整裝置，其特征在于，所述各信息流控制部具有用于暫時(shí)存儲(chǔ)可變長(zhǎng)幀的緩沖存儲(chǔ)器和檢測(cè)從上述緩沖存儲(chǔ)器排出的可變長(zhǎng)幀的長(zhǎng)度的幀長(zhǎng)識(shí)別部；所述第1排出時(shí)間判定部根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許頻帶和由上述幀長(zhǎng)識(shí)別部所通知的排出幀的長(zhǎng)度，來(lái)決定下一幀的排出時(shí)間；所述第2排出時(shí)間判定部根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證頻帶和由上述幀長(zhǎng)識(shí)別部所通知的排出幀的長(zhǎng)度，來(lái)決定下一幀的排出時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1所述的修整裝置，其特征在于，所述第1排出時(shí)間判定部具有用與對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許頻帶成比例的漸減速度減去電平計(jì)數(shù)值，每次由所述幀排出控制部進(jìn)行幀排出時(shí)，按照排出幀的長(zhǎng)度使電平計(jì)數(shù)值上升，將電平計(jì)數(shù)值與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較來(lái)決定所述幀排出時(shí)間的漏泄數(shù)據(jù)包型計(jì)數(shù)器構(gòu)造；所述第2排出時(shí)間判定部具有用與對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證頻帶成比例的漸減速度減去電平計(jì)數(shù)值，每次由所述幀排出控制部進(jìn)行幀排出時(shí)，按照排出幀的長(zhǎng)度使電平計(jì)數(shù)值上升，將電平計(jì)數(shù)值與規(guī)定閾值進(jìn)行比較來(lái)決定所述幀排出時(shí)間的漏泄數(shù)據(jù)包型計(jì)數(shù)器構(gòu)造。
4.如權(quán)利要求3所述的修整裝置，其特征在于，所述第1排出時(shí)間判定部將電平計(jì)數(shù)值的下限值固定為所述閾值；所述第2排出時(shí)間判定部允許在所述閾值及以下的電平計(jì)數(shù)值的減算。
5.如權(quán)利要求1～權(quán)利要求4任意一項(xiàng)所述的修整裝置，其特征在于，所述讀取控制部由以下構(gòu)成從發(fā)行所述最低保證頻帶幀排出請(qǐng)求中的多個(gè)信息流控制部選擇作為幀排出候補(bǔ)的第1信息流控制部的第1排出候補(bǔ)判定部；從發(fā)行所述最大允許頻帶幀排出請(qǐng)求中的多個(gè)信息流控制部選擇作為幀排出候補(bǔ)的第2信息流控制部的第2排出候補(bǔ)判定部；優(yōu)先所述第1信息流控制部，將幀排出許可給與作為幀排出候補(bǔ)的上述第1、第2信息流控制部之中的1個(gè)的排出許可發(fā)行部。
6.一種修整裝置，由以下構(gòu)成與輸出線路連接的輸出線路接口；分別與特定的信息流組對(duì)應(yīng)的多個(gè)初段修整部；將應(yīng)該輸出給上述輸出線路的可變長(zhǎng)幀選擇地分配給上述初段信息流控制裝置的幀分配部；連接在上述多個(gè)初段修整部與上述輸出線路接口之間的第2段修整部；其特征在于，初段的各修整部由以下構(gòu)成暫時(shí)存儲(chǔ)分別屬于同一組內(nèi)的特定的信息流的可變長(zhǎng)幀，并根據(jù)預(yù)先對(duì)每一信息流設(shè)定的最大允許頻帶和最低保證頻來(lái)決定存儲(chǔ)幀的輸出時(shí)間的多個(gè)第1信息流控制部；將幀的排出許可給與從發(fā)行幀排出請(qǐng)求中的第1信息流控制部之中按規(guī)定的算法選擇的第1信息流控制部的第1讀取控制部；上述第2段修整部由以下構(gòu)成暫時(shí)存儲(chǔ)分別從上述初段的各信息流控制裝置輸出的特定組的可變長(zhǎng)幀，并根據(jù)預(yù)先對(duì)每一信息流組設(shè)定的最大允許頻帶和最低保證頻來(lái)決定存儲(chǔ)幀的輸出時(shí)間的多個(gè)第2信息流控制部；將向上述輸出線路接口發(fā)送的幀的排出許可給與從發(fā)行幀排出請(qǐng)求中的第2信息流控制部中按規(guī)定的算法選擇的信息流控制部的第2讀取控制部；上述幀分配部識(shí)別應(yīng)該輸出給上述輸出線路的可變長(zhǎng)幀的所屬信息流，并將該可變長(zhǎng)幀分配給與其所屬信息流對(duì)應(yīng)的上述某個(gè)第1信息流控制部；上述第1、第2各信息流控制部由以下構(gòu)成用于暫時(shí)存儲(chǔ)可變長(zhǎng)幀的緩沖存儲(chǔ)器；在根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許頻帶決定的幀排出時(shí)間，向上述讀取控制部發(fā)行最大允許頻帶幀排出請(qǐng)求的第1排出時(shí)間判定部；根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證頻帶來(lái)決定幀排出時(shí)間，將從上述第1排出時(shí)間判定部發(fā)行最大允許頻帶幀排出請(qǐng)求作為條件，向上述讀取控制部發(fā)行最低保證頻帶幀排出請(qǐng)求的第2排出時(shí)間判定部；應(yīng)答從上述第1或第2讀取控制部接收到的排出許可，排出上述緩沖存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)的1個(gè)可變長(zhǎng)幀的幀排出控制部。
7.一種信息流控制方法，是與多個(gè)輸入/輸出線路連接的通信節(jié)點(diǎn)裝置中的信息流控制方法，其特征在于，由以下步驟構(gòu)成將從各輸入線路接收到的可變長(zhǎng)幀切換到用送達(dá)地址信息所指定的某個(gè)輸出端口的步驟；按所屬信息流暫時(shí)存儲(chǔ)切換到同一輸出端口的可變長(zhǎng)幀的步驟；根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許頻帶來(lái)決定幀排出時(shí)間，發(fā)行最大允許頻帶的幀排出請(qǐng)求的步驟；根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證頻帶來(lái)決定幀排出時(shí)間，將發(fā)行上述最大允許頻帶幀排出請(qǐng)求作為條件，發(fā)行最低保證頻帶的幀排出請(qǐng)求的步驟；優(yōu)先最低保證頻帶的幀排出請(qǐng)求，選擇發(fā)行中的多個(gè)幀排出請(qǐng)求之中的1個(gè)，將屬與對(duì)應(yīng)該幀排出請(qǐng)求的信息流的最前的存儲(chǔ)幀送出給輸出線路的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的信息流控制方法，其特征在于，所述最大允許頻帶的幀排出請(qǐng)求，由用與對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許頻帶成比例的漸減速度減去電平計(jì)數(shù)值，每次幀排出時(shí)，按照排出幀的長(zhǎng)度使上述電平計(jì)數(shù)值上升，將電平計(jì)數(shù)值與規(guī)定閾值進(jìn)行比較來(lái)決定所述幀排出時(shí)間的漏泄數(shù)據(jù)包型計(jì)數(shù)器生成；所述最低保證頻帶的幀排出請(qǐng)求，由用與對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證頻帶成比例的漸減速度減去電平計(jì)數(shù)值，每次由所述幀排出控制部進(jìn)行幀排出時(shí)，按照排出幀的長(zhǎng)度使上述電平計(jì)數(shù)值上升，將電平計(jì)數(shù)值與規(guī)定閾值進(jìn)行比較來(lái)決定所述幀排出時(shí)間的漏泄數(shù)據(jù)包型計(jì)數(shù)器生成；
9.一種通信節(jié)點(diǎn)裝置，具有多個(gè)輸入/輸出端口的開(kāi)關(guān)部，分別與上述開(kāi)關(guān)部的輸入端口連接的多個(gè)輸入線路接口，分別與上述開(kāi)關(guān)部的輸出端口連接的多個(gè)修整部，分別與上述修整部連接的多個(gè)輸出線路接口，其特征在于，上述各修整部由以下構(gòu)成暫時(shí)存儲(chǔ)分別屬于特定的信息流的可變長(zhǎng)幀，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的最大允許頻帶和最低保證頻帶來(lái)決定存儲(chǔ)幀的輸出時(shí)間的多個(gè)信息流控制部；與上述多個(gè)信息流控制部連接的讀取控制部；識(shí)別從上述開(kāi)關(guān)部的輸出端口接收到的、應(yīng)該輸出給同一輸出線路的可變長(zhǎng)幀的所屬信息流，并將各可變長(zhǎng)幀分配給與所屬信息流對(duì)應(yīng)的上述某個(gè)信息流控制部的幀分配部；上述各信息流控制部由以下構(gòu)成在根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許頻帶決定的幀排出時(shí)間，向上述讀取控制部發(fā)行最大允許頻帶幀排出請(qǐng)求的第1排出時(shí)間判定部；根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證頻帶決定幀排出時(shí)間，并將從上述第1排出時(shí)間判定部發(fā)行最大允許頻帶幀排出請(qǐng)求作為條件，向上述讀取控制部發(fā)行最低保證頻帶幀排出請(qǐng)求的第2排出時(shí)間判定部；應(yīng)答從上述讀取控制部接收到的排出許可，將1個(gè)可變長(zhǎng)幀排出給上述輸出線路接口的幀排出控制部；上述讀取控制部，將向上述輸出線路接口送出的幀排出許可給與按規(guī)定的算法從發(fā)行幀排出請(qǐng)求中的信息流控制部之中選擇的1個(gè)信息流控制部。
10.如權(quán)利要求9或10所述的通信節(jié)點(diǎn)裝置，其特征在于，所述各信息流控制部具有用于暫時(shí)存儲(chǔ)可變長(zhǎng)幀的緩沖存儲(chǔ)器和檢測(cè)從上述緩沖存儲(chǔ)器排出的可變長(zhǎng)幀的長(zhǎng)度的幀長(zhǎng)識(shí)別部；所述第1排出時(shí)間判定部根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最大允許頻帶和由上述幀長(zhǎng)識(shí)別部所通知的排出幀的長(zhǎng)度，來(lái)決定下一幀的排出時(shí)間；所述第2排出時(shí)間判定部根據(jù)對(duì)每一信息流預(yù)先設(shè)定的最低保證頻帶和由上述幀長(zhǎng)識(shí)別部所通知的排出幀的長(zhǎng)度，來(lái)決定下一幀的排出時(shí)間。
11.如權(quán)利要求9所述的通信節(jié)點(diǎn)裝置，其特征在于，所述讀取控制部由以下構(gòu)成從發(fā)行所述最低保證頻帶幀排出請(qǐng)求中的多個(gè)信息流控制部選擇作為幀排出候補(bǔ)的第1信息流控制部的第1排出候補(bǔ)判定部；從發(fā)行所述最大允許頻帶幀排出請(qǐng)求中的多個(gè)信息流控制部選擇作為幀排出候補(bǔ)的第2信息流控制部的第2排出候補(bǔ)判定部；優(yōu)先所述第1信息流控制部，將幀排出許可給與作為幀排出候補(bǔ)的上述第1、第2信息流控制部之中的1個(gè)的排出許可發(fā)行部。
全文摘要
提供一種修整裝置，是由對(duì)不同信息流準(zhǔn)備的多個(gè)緩沖存儲(chǔ)器、各緩沖存儲(chǔ)器附帶的帶寬控制部和讀取控制部構(gòu)成的修整裝置，各帶寬控制部發(fā)行基于最大允許帶寬的第1幀排出請(qǐng)求和基于最低保證帶寬的第2幀排出請(qǐng)求，讀取控制部?jī)?yōu)先第2幀排出請(qǐng)求，從發(fā)行幀排出請(qǐng)求中的帶寬控制部之中選擇應(yīng)該排出許可的帶寬控制部。
文檔編號(hào)H04L12/26GK1700672SQ20051000217
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月21日
發(fā)明者品川太志, 小林正伸, 蘆賢浩, 加澤徹 申請(qǐng)人:日立通訊技術(shù)株式會(huì)社