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技術 データ通信スイッチのための段階的に実施されるQoS成形

出願人 アルカテル-ルーセント
発明者 レツクス・エイ・ヒルダンテ・シンコ
出願日 2001年9月14日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 2001-279545
公開日 2002年5月10日 (19年7ヶ月経過) 公開番号 2002-135332
状態 特許登録済
技術分野 広域データ交換
主要キーワード 内部特性 スイッチングコントローラ 成形情報 マッピング値 ポート番 スイッチングプロトコル パケットヘッダデータ シェイパ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

段階的に実施されるQoS成形スキームデータ通信スイッチに提供すること。

解決手段

段階的に実施されるQoS成形スキームは、既存のパケット転送論理強化することによって実施することが可能である。インバウンドパケットまたは他の入力信号は、インバウンドQoSまたは優先順位情報と共にスイッチに入力される。インバウンドQoS情報パケットヘッダデータをスイッチによって使用して、段階的に、内部QoS情報とアウトバウンドQoS情報を決定する。第1の段階は、アドレス指定情報と他の情報を含んでいるキーを受信して、QoS成形インデックスを決定する。第2の段階では、QoS成形インデックスを使用して、QoS成形マップを選択し、インバウンドQoS情報をQoS成形マップにマッピングして、内部QoS情報とアウトバウンドQoS情報を選択する。

概要

背景

データ通信スイッチは、通常、パケット転送プロセスを助けるための転送論理を有する。従来のパケット転送論理では、通常、アドレス指定と他の情報を含んでいるキーを入力として使用して、出力として転送情報を含んでいる結果を引き出す。

概要

段階的に実施されるQoS成形スキームをデータ通信スイッチに提供すること。

段階的に実施されるQoS成形スキームは、既存のパケット転送論理を強化することによって実施することが可能である。インバウンドパケットまたは他の入力信号は、インバウンドQoSまたは優先順位情報と共にスイッチに入力される。インバウンドQoS情報パケットヘッダデータをスイッチによって使用して、段階的に、内部QoS情報とアウトバウンドQoS情報を決定する。第1の段階は、アドレス指定情報と他の情報を含んでいるキーを受信して、QoS成形インデックスを決定する。第2の段階では、QoS成形インデックスを使用して、QoS成形マップを選択し、インバウンドQoS情報をQoS成形マップにマッピングして、内部QoS情報とアウトバウンドQoS情報を選択する。

目的

多くのパケット処理スキームは、単に、インバウンドQoS情報をパケット転送論理入力キーに追加することによって、これを達成する。インバウンドQoS情報を入力キーに組み込むことによって、(結果的な出力を通して)パケット転送論理は、カスタマイズしたQoS成形情報を、インバウンドQoS情報、アドレス指定情報、及び他の情報の各組合せについて提供する。

しかし、そのような個別に適合させたQoS成形情報には、通常、入力キーがかなり複雑になるという代償が伴う。例えば、通常、これにより、かなりな程度の追加のメモリ要件が課され、また、通常、ネットワーク管理者が、多くの異なる組合せのフロー特性を含む複数のパケットに同じQoS成形を提供することを望むので、しばしば、必要とされる以上の柔軟性が提供される。さらに、従来のパケット転送論理をQoS成形機能で強化することが望ましいという程度まで、更新が困難であるハードコード化したキーのサイズ制限によって、技術上の障害提示される可能性がある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

インバウンド優先順位値を有するパケットを受信することと、パケットアドレス指定情報に従って、パケットのQoS成形インデックスを決定することと、QoS成形インデックスを使用して、パケットのQoS成形マップを選択することと、選択したQoS成形マップを使用して、インバウンド優先順位値に基づいて、優先順位値を選択することとを含む、データ通信スイッチのためのサービス品質(QoS)成形方法

請求項2

インバウンド優先順位値が、レイヤ2における802.1Qタグフィールド、レイヤ3におけるサービスタイプ(ToS)フィールド、およびレイヤ3におけるDiffServの少なくとも1つからの情報を含む、請求項1に記載の方法。

請求項3

選択される優先順位値が内部優先順位値を含み、内部優先順位値が、スイッチにおいて処理している間にパケットを優先順位付けするために使用される、請求項1に記載の方法。

請求項4

選択される優先順位値がアウトバウンド優先順位値を含み、アウトバウンド優先順位値が、スイッチからパケットを送信する前にパケットに含められる、請求項1に記載の方法。

請求項5

パケットアドレス指定情報が、レイヤ2のアドレス情報、レイヤ3のアドレス情報、およびレイヤ4のポート番号情報の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。

請求項6

QoS成形マップが、内部優先順位マップとアウトバウンド優先順位マップとを含む複数のQoS成形マップから選択される、請求項1に記載の方法。

請求項7

スイッチの動作中に、QoS成形マップを更新することができる、請求項1に記載の方法。

請求項8

優先順位値を選択するステップが、選択されるQoS成形マップにインバウンド優先順位値をマッピングするステップを含む、請求項1に記載の方法。

請求項9

バックプレーンを介して相互接続されている複数のスイッチングモジュールを有するデータ通信スイッチであって、各スイッチングモジュールが、入力キーとインバウンド優先順位値とを含んでいるパケットをネットワークから受信するためのアクセスコントローラと、アクセスコントローラからパケットを受信し、かつ、入力キーを出力として提供するためのスイッチングコントローラと、入力キーを受信し、かつ、入力キーに基づいてQoS成形インデックスを出力として提供するためのパケット転送論理と、QoS成形インデックスとインバウンド優先順位値とを受信し、かつ、QoS成形インデックスとインバウンド優先順位値とに基づいて優先順位値を選択するためのQoS成形論理とを含むデータ通信スイッチ。

請求項10

入力キーが、パケットに関連付けられている1つまたは複数のフロー特性を含む、請求項9に記載のデータ通信スイッチ。

請求項11

入力キーが、レイヤ2のアドレス情報、レイヤ3のアドレス情報、およびレイヤ4のポート番号情報の少なくとも1つを含む、請求項10に記載のデータ通信スイッチ。

請求項12

インバウンド優先順位値が、レイヤ2の802.1Qタグフィールド、レイヤ3のサービスタイプ(ToS)フィールド、およびレイヤ3のDiffServの少なくとも1つからの情報を含む、請求項9に記載のデータ通信スイッチ。

請求項13

QoS成形論理がQoSシェイパを含み、選択される優先順位値が内部優先順位値を含み、QoSシェイパが、内部優先順位値を、スイッチにおいて処理している間にパケットを優先順位付けするために使用する、請求項9に記載のデータ通信スイッチ。

請求項14

QoS成形論理が複数のQoS成形マップを含み、QoS成形インデックスが、優先順位値を選択するために使用するQoS成形マップを選択するために使用される、請求項9に記載のデータ通信スイッチ。

請求項15

優先順位値を選択するために、インバウンド優先順位値をQoS成形マップにマッピングする、請求項14に記載のデータ通信スイッチ。

請求項16

選択される優先順位値がアウトバウンド優先順位値を含み、アウトバウンド優先順位値が、スイッチからの送信の前に、パケットに含められる、請求項9に記載のデータ通信スイッチ。

請求項17

パケットのための段階的に実施されるQoS成形スキームを有するデータ通信スイッチであって、パケットがインバウンド優先順位値を含み、スイッチが、1つまたは複数のパケットフロー特性を含んでいる入力キーを受信し、かつ、入力キーに応答してQoS成形データを出力として提供するための第1の段階の手段と、QoS成形データを受信し、かつ、QoS成形データと入力優先順位値に応答して、内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値を提供するための第2の段階の手段とを含むデータ通信スイッチ。

請求項18

入力キーが、QoSの定義に専用でない少なくとも1つのパケットフィールドからの情報を含む、請求項17に記載のデータ通信スイッチ。

請求項19

第2の段階の手段が、複数のQoS成形マップを含み、各QoS成形マップが、内部優先順位マップまたはアウトバウンド優先順位マップを含み、QoS成形データを使用して1つまたは複数のQoS成形マップを選択する、請求項17に記載のデータ通信スイッチ。

請求項20

内部優先順位値を選択するために、インバウンド優先順位値を選択される内部優先順位マップにマッピングし、アウトバウンド優先順位値を選択するために、インバウンド優先順位値を選択されるアウトバウンド優先順位マップにマッピングする、請求項19に記載のデータ通信スイッチ。

請求項21

パケットが、1つまたは複数の優先順位クラスに関連付けられており、内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値が、関連付けられている優先順位クラスに基づいて選択される、請求項19に記載のデータ通信スイッチ。

請求項22

パケットを含んでいるフローのすべてのパケットが、同じ優先順位クラスに関連付けられている、請求項21に記載のデータ通信スイッチ。

請求項23

優先順位クラスが、PASクラス、FORCEクラス、およびINVERTクラスの少なくとも1つを含み、各QoS成形マップが、優先順位クラスの1つに関連付けられている、請求項21に記載のデータ通信スイッチ。

請求項24

PASSクラスに関連付けられているQoS成形マップを使用することにより、内部優先順位値と同じである、パケットのアウトバウンド優先順位値を選択することになる、請求項22に記載のデータ通信スイッチ。

請求項25

FORCEクラスに関連付けられているQoS成形マップを使用することにより、インバウンド優先順位値にかかわらず、同じアウトバウンド優先順位値を選択することになる、請求項22に記載のデータ通信スイッチ。

請求項26

INVERTクラスに関連付けられているQoS成形マップを使用することにより、ビットに関してインバウンド優先順位値が反転されているアウトバウンド優先順位値を選択することになる、請求項22に記載のデータ通信スイッチ。

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0001

関連出願の相互参照
本出願は、2000年9月20日に出願された、「High Speed LAN Switching Controller」という名称の、米国特許仮出願(出願番号第60/234,028号)の出願日の利益を主張し、参照により、その内容を本明細書に組み込む。本出願は、2000年11月21日に出願された、「QoS Shaping/Provisioning for Data Communication Switch」という名称の、米国特許出願に関係する主題を含む。

技術分野

0002

本発明は、データ通信スイッチにおいてサービス品質(QoS)を決定するための装置に関し、特に、データ通信スイッチにおいてQoSの決定を段階的に実施するための装置に関する。

背景技術

0003

データ通信スイッチは、通常、パケット転送プロセスを助けるための転送論理を有する。従来のパケット転送論理では、通常、アドレス指定と他の情報を含んでいるキーを入力として使用して、出力として転送情報を含んでいる結果を引き出す。

発明が解決しようとする課題

0004

サービス品質(QoS)の出現により、IEEE802.1Qおよび特化サービス(DiffServ)など、多くのスイッチングプロトコルにより、パケット処理の一部として、インバウンドパケットQoS情報を変更、または「成形(shaping)」することが可能になる。変更されたQoS情報は、通常、インバウンドQoS情報および受信ポートなど他のフロー特性(flow property)に応じて決定される。したがって、インバウンドQoS情報は、パケットの処理中に考慮されている情報のアレイに追加されるべきである。

0005

多くのパケット処理スキームは、単に、インバウンドQoS情報をパケット転送論理入力キーに追加することによって、これを達成する。インバウンドQoS情報を入力キーに組み込むことによって、(結果的な出力を通して)パケット転送論理は、カスタマイズしたQoS成形情報を、インバウンドQoS情報、アドレス指定情報、及び他の情報の各組合せについて提供する。

0006

しかし、そのような個別に適合させたQoS成形情報には、通常、入力キーがかなり複雑になるという代償が伴う。例えば、通常、これにより、かなりな程度の追加のメモリ要件が課され、また、通常、ネットワーク管理者が、多くの異なる組合せのフロー特性を含む複数のパケットに同じQoS成形を提供することを望むので、しばしば、必要とされる以上の柔軟性が提供される。さらに、従来のパケット転送論理をQoS成形機能で強化することが望ましいという程度まで、更新が困難であるハードコード化したキーのサイズ制限によって、技術上の障害提示される可能性がある。

0007

したがって、インバウンドQoS情報を入力キーに統合せずに実現することが可能である、データ通信スイッチのためのQoS成形情報が必要である。

課題を解決するための手段

0008

本発明の一実施形態は、データ通信スイッチのためのサービス品質(QoS)成形方法を提供する。インバウンド優先順位値を有するパケットを受信する。次いで、パケットアドレス指定情報に従って、パケットのQoS成形インデックスを決定する。QoS成形インデックスを使用して、パケットのQoS成形マップを選択する。選択したQoS成形マップを使用して、インバウンド優先順位値に基づいて、優先順位値を選択する。

0009

本発明の他の実施形態は、バックプレーンを介して相互接続されている複数のスイッチングモジュールを有するデータ通信スイッチを含む。スイッチングモジュールは、ネットワークからパケットを受信するためのアクセスコントローラを含む。パケットは、入力キーとインバウンド優先順位値を含む。また、スイッチングモジュールは、アクセスコントローラからパケットを受信し、かつ、出力として入力キーを提供するためのスイッチングコントローラを含む。また、スイッチングモジュールは、パケット転送論理とQoS成形論理を含む。パケット転送論理は、入力キーを受信し、入力キーに応答して、出力として、QoS成形インデックスを提供する。QoS成形論理は、QoS成形インデックスとインバウンド優先順位値を受信して、優先順位値を選択する。

0010

本発明のさらに他の実施形態は、段階的に実施される、パケットのためのQoS成形スキームを有するデータ通信スイッチを含む。パケットは、インバウンド優先順位値を含む。スイッチは、第1の段階手段と第2の段階手段を含む。第1の段階手段は、1つまたは複数のパケットフロー特性を含んでいる入力キーを受信し、入力キーに応答して、QoS成形データを出力として提供する。第2の段階手段は、QoS成形データを受信し、QoS成形データと入力優先順位値に応答して、内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値を提供する。

0011

本発明のこれらおよび他の態様は、添付の図面に関連して取り入れた、以下の詳細な説明を参照することによって理解することが可能である。

0012

QoSは、通常、例えば(1)レイヤ2における3ビットの802.1Qタグフィールド、(2)レイヤ3における8ビットのサービスタイプ(ToS)フィールド、(3)QoSの定義に専用であるレイヤ3における6ビットのDiffServなどのフィールドによって定義される。

0013

本発明の一実施形態は、802.1Qアウェアブリッジなど、段階的に実施される、スイッチのためのQoS成形スキームを提供する。段階的に実施されるQoS成形スキームは、QoSに関係するタスクの多くの態様を広範に含み、優先順位成形、リンク共有帯域幅規定(provisioning)、および帯域幅制限を含むことが可能であるが、これに限定されるものではない。また、スイッチは、データ通信スイッチと呼ぶことも可能である。

0014

また、類似の段階的に実施されるQoS成形スキームを、DiffServ(特化サービス)アウェアルータなど、他のタイプのスイッチに適用することが可能である。DiffServアウェアルータでは、段階的に実施されるQoS成形スキームは、「An Architecture for Differentiated Services」(RFC2475)という名称のIETFコメント要求2475において指定されているIPデータグラムなど、レイヤ3パケットのヘッダにおけるDiffServフィールドに関して実施することが可能である。

0015

段階的に実施されるQoS成形スキームは、既存のパケット転送論理を強化することによって提供することが可能である。そのような段階的に実施されるQoS成形スキームは、ネットワーク管理者によって容易に管理されることが好ましい。

0016

段階的に実施されるQoS成形スキームは、2つ以上の段階を含むことが好ましい。第1の段階では、パケット転送論理は、パケットに関連付けられているフロー特性を含んでいる入力キーに応答して、QoS成形インデックスを含む結果を戻すことが好ましい。第2の段階では、パケット転送論理から戻されたQoS成形インデックスをインバウンドQoS情報と共に使用して、スイッチにおいてパケットを優先づけするための内部QoS情報を決定し、および/またはアウトバウンドパケットとして送信する前にパケットに含めるための、アウトバウンドQoS情報を決定することが好ましい。

0017

QoS成形インデックスを使用してパケットの内部QoS情報および/またはアウトバウンドQoS情報を決定することは、QoS成形インデックスに応答してQoS成形論理からQoS成形マップを戻すことを含みうる。内部QoS情報および/またはアウトバウンドQoS情報の決定は、インバウンドQoS情報に応じて、内部QoS情報および/またはアウトバウンドQoS情報として、QoS成形マップにおいてデータを選択することを含みうる。

0018

インバウンドQoS情報、内部QoS情報、およびアウトバウンドQoS情報は、例えば、それぞれ、インバウンド優先順位値、内部優先順位値、およびアウトバウンド優先順位値、または、それぞれ、イングレスQoS値、内部QoS値、および、イグレスQoS値と呼ぶことも可能である。インバウンドQoS情報とアウトバウンドQoS情報は、例えば、それぞれ、イングレス優先順位値およびイグレス優先順位値と呼ぶことも可能である。インバウンドパケットとアウトバウンドパケットは、例えば、それぞれ、イングレスパケットおよびイグレスパケットと呼ぶことも可能である。

発明を実施するための最良の形態

0019

図1は、本発明の一実施形態におけるスイッチ100を示す。スイッチ100は、スイッチングモジュール101a〜101cに結合されているスイッチングバックプレーン111を含むことが好ましい。スイッチングバックプレーン111は、スイッチングファブリックを含むことが可能であるか、または、スイッチングファブリック機能は、スイッチングバックプレーンとスイッチングモジュールの間に分配することが可能である。また、スイッチングファブリック(図示せず)は、スイッチングバックプレーン111とスイッチングモジュール101a〜101cの間をインタフェースすることが可能である。

0020

スイッチングモジュール101a〜101cは、それぞれ制御経路103aと103bを介して、互いに結合されていることが好ましく、各スイッチングモジュールは、1つまたは複数のLAN121a〜121cに関連付けられていることが好ましい。LAN121a〜121cは、1つまたは複数の仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)を含むことが好ましい。スイッチングモジュールは、データインタフェース104a〜104cを介して、LANと通信する。

0021

スイッチングモジュールは、それぞれデータ経路102a〜102cを介して、スイッチングバックプレーン111とインタフェースをとる。スイッチングモジュールは、パケットデータをスイッチングバックプレーン111に送信し、スイッチングバックプレーン111からパケットデータを受信することが好ましい。ソースアドレス宛先アドレスに応じて、スイッチングモジュールからのインバウンドパケットを、アウトバウンドパケットとして、スイッチングバックプレーン111を介して、同じまたは異なるスイッチングモジュールに提供することが可能である。

0022

スイッチングモジュール101a〜101cとLAN121a〜121cは、単に例示のために示されている。実際には、本発明のこの実施形態および他の実施形態では、より多くまたはより少ないスイッチングモジュールおよびLANが存在することが可能である。さらに、他の実施形態では、スイッチは、図1のスイッチ100の構成とは異なる構成を有することが可能である。

0023

図2は、本発明の一実施形態におけるスイッチングモジュール200である。スイッチングモジュール200は、図1のスイッチングモジュール101a〜101cの1つとして使用することが可能である。スイッチングモジュール200は、パケット処理とQoS成形/規定のスキームが複数の段階で実施される、段階的に実施されるQoS成形スキームを含むことが好ましい。スイッチングモジュール200は、1つまたは複数のデータインタフェース202を介して1つまたは複数のLANに結合され、内部インタフェース204を介してスイッチングコントローラ211に接続されているアクセスコントローラ201を含む。LANはVLANを含みうる。

0024

アクセスコントローラ201は、媒体アクセスコントローラ(MAC)を含むことが可能である。アクセスコントローラ201は、LANからインバウンドパケットを受信し、それらをフォーマットして、それらをスイッチングコントローラ211に送信することが好ましい。また、アクセスコントローラ201は、スイッチングコントローラ211からアウトバウンドパケットを受信し、それらをフォーマットして、それらをLANに送信することが好ましい。

0025

また、スイッチ200は、パケット処理の動作を促進するために使用される他の要素を含む。これらのスイッチ要素は、パケット転送論理220とQoS成形論理215を含むことが好ましいが、これに限定されるものではない。QoS成形論理215とパケット転送論理220は、スイッチングコントローラ211に結合されていることが好ましい。また、スイッチ200は、様々な異なるタスクを実施するための他のサブモジュールを含むことが可能である。

0026

スイッチ200は、イングレスバッファ付きスイッチであることが好ましく、ほとんどの大きなバッファは、インバウンド側に配置されている。したがって、内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値の決定は、ほとんどのバッファが配置されているインバウンド側で行われることが好ましい。他の実施形態では、内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値の決定は、アウトバウンド側で行うことが可能である。さらに他の実施形態では、内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値の決定は、分散処理によって実施することが可能であり、優先順位値を決定するための処理のいくつかは、インバウンド側で行われ、いくつかの処理は、アウトバウンド側で行われる。例えば、優先順位値がパケットヘッダに追加される場合、QoS成形/規定は、アウトバウンドバッファを使用して、アウトバウンド側で実施することが可能である。

0027

また、QoS成形は、真の成形を実施するために、アウトバウンド側で実施することが可能である。真の成形は、通常、パケットが送信されるリンクに非常に近接して待機することを要求し、また、通常、それらのパケットの分類動作(sort operation)を要求する。アウトバウンドバッファの周辺で待機しているパケットの大きなセットが存在する場合、どのパケットを次に送信するかを決定するためにQoS成形が望ましい可能性がある。

0028

スイッチングコントローラ211は、インバウンドパケットを受信することが好ましく、それから選択したものに内部QoS成形とアウトバウンドQoS成形の影響を受けさせ、およびそれから選択したものを、内部インタフェース204を介して、アクセスコントローラ201に送信することが好ましい。この実施形態では、QoS成形は、QoS成形論理215とパケット転送論理220の助けによりもたらされる。他の実施形態では、QoS成形は、他の要素および/または論理を使用して提供することが可能である。

0029

スイッチングコントローラ211へのインバウンドパケットは、通常、レイヤ2の802.1Q/pヘッダにおけるインバウンド優先順位値、または、レイヤ3のIPヘッダにおけるサービスタイプ(ToS)フィールドを有する。802.1Q/pヘッダまたはIPヘッダからの3つのビットを含んでいるフィールドを使用することが可能であるが、通常、両方のフィールドは同時には使用されない。例えば、インバウンド優先順位は、ToSフィールドの3ビットのToS優先順位(ToSp)サブフィールドに含むことが可能である。IPヘッダのToSフィールドは、特化サービスコードポイントDSCP)フィールドまたはDiffServフィールドと呼ぶことも可能である。

0030

インバウンドパケットがスイッチングコントローラ211に入るとき、スイッチングコントローラは、インバウンドパケットヘッダをパケット転送論理220に提供することが好ましい。他の実施形態では、スイッチングコントローラは、インバウンドパケット全体をパケット転送論理に提供することが可能である。パケット転送論理は、転送情報ファインダ222と転送インデックスファインダ224を含む。転送情報ファインダ222は、ヘッダキャッシュと呼ぶことも可能であり、転送インデックスファインダ224は、ルックアップエンジンまたは擬似CAM(擬似内容アドレス可能メモリ)と呼ぶことも可能である。

0031

転送インデックスファインダ224は、インバウンドパケットヘッダを受信することが好ましい。転送インデックスファインダ224は、レイヤ2、3、または4のヘッダ情報を使用して、インデックスを求めてルーティング表アクセスすることが好ましい。インデックスをルックアップするために使用されるヘッダのアドレス指定情報と他の情報は、キーまたは入力キーとも呼ばれる。転送インデックスファインダは、パケットを、フローに関連付けられているインデックスを有するフローに分類することが好ましい。フローのインデックスは、IDまたはフローIDと呼ぶことも可能である。各フローは、独自のインデックスに関連付けられていることが好ましく、同じフローに分類されるパケットは、同じインデックスに関連付けられていることが好ましい。また、各フローは、優先順位クラスに関連付けられていることが好ましく、これについては、内部優先順位マッピングとアウトバウンド優先順位マッピングに関して、以下で詳細に説明する。

0032

転送インデックスファインダ224は、インデックスをスイッチングコントローラ211に提供することが好ましい。スイッチングコントローラ211は、インデックスを使用して、転送情報ファインダ222に関連付けられている大きな表の表項目をルックアップすることが好ましい。転送情報ファインダに関連付けられている大きな表は、次のホップのヘッダ表(NHHT)などを含むことが可能である。

0033

フロー記述子と呼ぶことも可能である表項目は、フローの各パケットに対するいくつかのフィールドを有することが好ましい。表項目は、アウトバウンドパケットによって使用されるポート番号を指定するキューID(QID)、最大フレーム長、802.1Qタグストリッピングを実施するか否か、および、パケットをソフトウェアによって処理するか否か、などのタスクを実施するための情報を含むことが可能である。例えば、一実施形態の表項目は、ヘッダを変更する方法、VLAN ID、およびQoS成形インデックスと呼ぶことも可能である6ビットの優先順位記述インデックス(PDI)に関する情報など、レイヤ2およびレイヤ3の情報を含むことが好ましい。他の実施形態では、表項目は、レイヤ4の情報を含むことも可能である。PDIは、インバウンドパケットを異なる優先順位クラスにマッピングすることを促進することが好ましい。他の実施形態では、PDIのビットの数は、6より大きいかまたはそれより小さい可能性がある。

0034

次いで、表項目を、さらにインバウンドパケットを処理するために使用するスイッチングコントローラ211に提供することが好ましい。また、スイッチングコントローラは、表項目を、優先順位成形、リンク共有、帯域幅規定、および帯域幅制限を含んでいるがこれに限定されないパケット処理のためのQoS成形論理215に提供することが好ましい。QoS成形論理215は、QoS成形マップ217とQoSシェイパ219を含む。QoSシェイパは、キューマネジャを含むことが可能であり、QoSシェイパの機能は、スイッチングモジュールと、複数のスイッチングモジュールのインタフェースをとるスイッチングファブリック(図示せず)とにわたって分散することが可能である。QoS成形マップ217は、パケットからPDIと3ビットのインバウンド優先順位値を受信することが好ましく、内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値について、表ルックアップを実施することが好ましい。

0035

図3は、インバウンド802.1p優先順位値とインバウンドToS優先順位値を、内部優先順位値、アウトバウンド802.1p優先順位値、アウトバウンドToS優先順位値、およびアウトバウンドDSCP(特化サービスコードポイント)にマッピングすることを示す例示的なブロック図である。

0036

インバウンド802.1pの値300とインバウンドToSの値302によって表されたインバウンド優先順位値が、内部優先順位値305とアウトバウンド優先順位値307を得るために使用されることが好ましい。インバウンド802.1pの値は、レイヤ2の802.1Q/pヘッダに含まれており、ToS値は、レイヤ3のIPヘッダに含まれている。動作モードに応じて、使用するインバウンド優先順位値は、インバウンド802.1p優先順位値300またはインバウンドToS優先順位値302とすることが可能である。さらに、アウトバウンド優先順位値307は、アウトバウンド802.1p優先順位値312またはアウトバウンドToS優先順位値314とすることが可能である。

0037

他の実施形態では、インバウンド802.1pの値とインバウンドToSの値は、DSCP表308に提供することも可能である。例えば、8ビットのインバウンドDSCP値は、8ビットのインバウンドToS値と同じであることが可能である。DSCP表308は、アウトバウンドDSCPマップ309とアウトバウンドDSCPマスク310を含む。アウトバウンドDSCP値311は、動作モードに応じて、転送情報ファインダの表項目のDSCP値または変更されたインバウンドDSCP値として提供されることが好ましい。インバウンドDSCP値は、DSCPマップ309とアウトバウンドマスク310へのマッピングにより変更することが可能であり、DSCPマスクを使用して、DSCPマップのいくつかのビットを変更することが可能である。

0038

図4は、本発明の一実施形態におけるQoS成形マップ217内の1セットの成形マップ400を示す。QoS成形マップ217は、複数の優先順位記述子の行を含む。成形マップ400は、内部優先順位マップ404とアウトバウンド優先順位マップ406を含む。この実施形態の各優先順位記述子の行は、8つの2ビットの値を含んでいる内部優先順位マップと、8つの3ビットの値を含んでいるアウトバウンド優先順位マップを含むことが好ましい。PDIは、この実施形態ではサイズが6ビットなので、インデックスとしてPDIを使用してアクセスすることが可能である最高で64であることが可能な異なる優先順位記述子の行が存在することが可能である。他の実施形態では、PDIはサイズが6より大きいかまたはそれより小さいので、それに応じて、64より多いまたはそれより少ないことが可能な異なる優先順位記述子の行が存在する可能性がある。

0039

内部優先順位値は、この実施形態では、2つのビットのみを有し、0〜3の値を有することができるので、内部優先順位のマッピング中に、3ビットのインバウンド優先順位値を2ビットの値にマップすることが好ましい。一方、アウトバウンド優先順位値は3つのビットを有するので、何ら有意なビットを失わずに、インバウンド優先順位値をアウトバウンド優先順位値にマッピングすることが可能である。

0040

各優先順位記述子の行は、優先順位クラスと関連付けられていることが好ましい。優先順位クラスは、レイヤ2およびレイヤ3のソースアドレスと宛先アドレス、およびレイヤ4のポート番号など、パケットヘッダの情報からパケットを分類中に得られることが好ましい。各優先順位クラスは、他の優先順位クラスの内部優先順位マッピング値およびアウトバウンド優先順位マッピングとは異なる内部優先順位マッピング値およびアウトバウンド優先順位マッピング値を有することが好ましい。他の実施形態では、異なる優先順位クラスに関連付けられている2つ以上の優先順位記述子の行が、同じ内部優先順位マッピング値および/またはアウトバウンド優先順位マッピング値を有することが可能である。

0041

例えば、この実施形態では、優先順位クラスは、優先順位記述子インデックス(PDI)402に関連付けられているPASS、FORCE、およびINVERTのクラス403を含むことが可能である。これらの優先順位クラスは、例えば、インバウンドパケットのソースアドレスに基づいて選択することが可能である。

0042

PDI402の各々は、特定の優先順位クラスと関連付けられていることが好ましい。例えば、図4では、優先順位インデックス<000000>は、PASSクラスと関連付けられ、優先順位インデックス<000001>は、FORCEクラスと関連付けられ、優先順位インデックス<111111>は、INVERTクラスと関連付けられている。さらに、PASSクラスをサーバと関連付けることが可能であり、FORCEクラスをPCと関連付けることが可能であり、INVERTクラスを誤って構成されたネットワーク装置と関連付けることが可能である。

0043

名称「パス」が示すように、PASSクラスに関連付けられているアウトバウンド優先順位マップは、インバウンド優先順位値をパスして、アウトバウンド優先順位値として提供することが好ましい。この実施形態の各内部優先順位値では、2つのビットのみが利用可能であるので、インバウンド優先順位値の2つの最上位ビットを内部優先順位値として使用することが好ましい。

0044

名称「フォース」が示すように、FORCEクラスに関連付けられている内部優先順位マップとアウトバウンド優先順位マップは、内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値を、それぞれ3と7に強制することが好ましい。他の実施形態では、他の内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値をFORCEクラスに関連付けることが可能である。さらに他の実施形態では、異なる内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値を有する複数の異なるFORCEクラスが存在する可能性がある。

0045

名称「インバート」が示すように、INVERTクラスに関連付けられている内部優先順位マップは、インバウンド優先順位値の2つの最上位ビットを反転させて、内部優先順位値として提供することが好ましい。さらに、アウトバウンド優先順位マップは、インバウンド優先順位値全体を反転して、アウトバウンド優先順位値として提供する。

0046

例えば、図4では、<0,0,1,1,2,2,3,3>の内部優先順位マップと<0,1,2,3,4,5,6,7>のアウトバウンド優先順位マップは、それぞれ、<000000>のPDIに提供される。したがって、PASSの優先順位クラスを有するソースを含むインバウンドパケットを受信するとき、それは、<000000>のPDIを含む可能性がある。そのインバウンドパケットがインバウンド優先順位値3を有する場合、インバウンド優先順位値は、内部優先順位値1とアウトバウンド優先順位値3にマッピングされる。同様に、FORCEとINVERTの優先順位クラスを有するソースアドレスを含むインバウンドパケットを受信するとき、それらは、それぞれ<000001>と<111111>のPDIを含む可能性がある。他の実施形態では、マッピングの他の優先順位クラスと他の方法を使用することが可能である。

0047

新しいマッピングデータのセットが望ましい場合、ユーザは、図2のQoS成形マップ更新インタフェース228を使用して、<000000>から<111111>のPDIの位置において、新しい内部マップおよび/またはアウトバウンドマップを成形マップ400に入力することが可能である。成形マップ更新信号、ならびに更新のためのマップデータを、QoS成形マップ更新インタフェース228を介して、QoS成形マップに提供することが可能である。

0048

この実施形態および他の実施形態では、ソースアドレス、宛先アドレスなど以外のフロー特性を使用して、インバウンド優先順位値をそれぞれ内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値に変換するために使用するマッピングのタイプを選択することが可能である。

0049

再び図2を参照すると、内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値を識別した後、QoS成形マップ217は、これらの優先順位値をスイッチングコントローラ211に戻すことが好ましい。スイッチングコントローラ211は、新しい優先順位を含むように、インバウンドパケットを変更することが好ましい。次いで、スイッチングコントローラは、新しい内部特性とアウトバウンド特性を有するインバウンドパケットをQoSシェイパ219に送信し、したがって、新しい優先順位値に基づいて、アウトバウンドパケットとして送信するように、インバウンドパケットを配置することができる。

0050

新しいアウトバウンド優先順位値は、通常、スイッチングモジュール200によって使用されない。次のスイッチのスイッチングモジュールが、この新しいアウトバウンド優先順位値を、内部優先順位値とアウトバウンド優先順位値の新しいセットを生成するために使用することが好ましい。

0051

パケットの優先順位を新しい内部優先順位値に基づいて選択するとき、QoSシェイパは、そのパケットをスイッチングコントローラ211に提供し、次いでこの装置は、データインタフェース202を介してLANに送信するために、そのパケットをアクセスコントローラ201に提供する。

0052

図5は、本発明の一実施形態におけるQoS成形/規定の流れ図である。QoSを有するインバウンドパケットは、ステップ510において、スイッチのアクセスコントローラによって受信される。アクセスコントローラは、例えば、図2のアクセスコントローラ201とすることが可能である。QoSは、802.1p優先順位値とToS優先順位値を含むことが可能であるが、これに限定されるものではない。インバウンドパケットがQoSを有していない場合、そのインバウンドポートプロトコルに基づいて、デフォルト優先順位を与えられる可能性がある。デフォルト優先順位は、レイヤ2およびレイヤ3のソースアドレスと宛先アドレス、ならびにレイヤ4のポート番号など、他のフロー特性に基づくことも可能である。

0053

アクセスコントローラは、インバウンドパケットを処理して、それを、図2のスイッチングコントローラ211に類似していることが可能であるスイッチングコントローラに送信することが好ましい。スイッチングコントローラは、ステップ520において、レイヤ2およびレイヤ3のソースアドレスと宛先アドレス、ならびにレイヤ4のポート番号など、QoSの定義に専用でないパケットフィールドからの値を含むことが可能であるフロー特性に基づいて、インバウンドパケットの新しい内部QoSとアウトバウンドQoSを決定することが好ましい。

0054

スイッチングコントローラ211は、ステップ530において、新しい内部QoSをインバウンドパケットに適用して、QoSの優先順位付けスイッチ内のインバウンドパケットに提供することが好ましい。スイッチングコントローラは、ステップ540において、アウトバウンドQoSをインバウンドパケットに挿入する。次いで、インバウンドパケットを、インバウンドパケットがアウトバウンドパケットとして提供されるLANに結合されているスイッチングモジュールに提供する。アウトバウンドパケットは、新しいQoSアウトバウンド優先順位で送信される。1つのスイッチングモジュールによって受信されたインバウンドパケットは、パケットの処理中に、スイッチングバックプレーンを介して他のスイッチングモジュールに提供することが可能であるので、パケットのソースアドレスと宛先アドレスによって、アウトバウンドパケットを送信するスイッチングモジュールは、インバウンドパケットを受信したスイッチングモジュールと同じまたは異なることが可能である。

0055

図6は、本発明の一実施形態において段階的に実施されるQoS成形の流れ図である。例えば、図5のステップ520は、図6に示したように、段階的に実施することが可能である。QoS成形インデックスは、図2のパケット転送論理220などで、ステップ610において、インバウンドパケットのフロー特性から決定されることが好ましい。次いで、ステップ620において、QoS成形マップ217などの内部QoS成形マップとアウトバウンドQoS成形マップを、QoS成形インデックスに基づいて選択することが好ましい。さらに、ステップ630において、インバウンドQoSを使用して、内部QoS値とアウトバウンドQoS値を選択することが好ましい。

0056

業者なら、本発明は、その精神または本質的な特徴から逸脱せずに、他の特有の形態で実現することができることを理解するであろう。したがって、本記述は、あらゆる点で例示的であり、限定的ではないと見なされる。本発明の範囲は、頭記の請求項によって示されており、その等価物の意味と範囲内にあるすべての変更は、その中に含まれることを意図している。

0057

例えば、本明細書に記述されているスイッチとは異なる構成を有するスイッチを使用することが可能である。例えば、記述した実施形態では、QoS成形は、スイッチングモジュールのQoSシェイパにおいて実施されることが好ましい。他の実施形態では、QoS成形機能は、QoS成形の一部または全部がスイッチングファブリックなど他の構成要素において実施される、分散プロセスとすることが可能である。さらに、記述した実施形態では、QoS成形は、パケットのインバウンド処理中に、スイッチによって実施されることが好ましい。他の実施形態では、QoS成形は、パケットのアウトバウンド処理中に、スイッチによって実施することが可能である。さらに他の実施形態では、QoS成形/規定のいくつかの部分が、インバウンド処理中に実施することが可能であり、QoS成形/規定の他の部分は、アウトバインド処理中に実施することが可能である。

図面の簡単な説明

0058

図1本発明の一実施形態におけるスイッチの図である。
図2図1のスイッチにおいて使用することが可能であるスイッチングモジュールの図である。
図3本発明の一実施形態における、インバウンド優先順位値をアウトバウンド優先順位値にマッピングする図である。
図4本発明の一実施形態におけるQoS成形マップの図である。
図5本発明の一実施形態によるQoS成形/規定を記述する流れ図である。
図6本発明の一実施形態による段階的に実施されるQoS成形を記述する流れ図である。

--

0059

100 スイッチ
101a、101b、101c、200スイッチングモジュール
102a、102b、102cデータ経路
103a、103b制御経路
104a、104b、104c、202データインタフェース
111スイッチングバックプレーン
121a、121b、121c LAN
201アクセスコントローラ
204 内部インタフェース
211スイッチングコントローラ
215 QoS成形論理
217 QoS成形マップ
219 QoSシェイパ
220パケット転送論理
222転送情報ファインダ
224転送インデックスファインダ
228 QoS成形マップ更新
300インバウンド802.1p優先順位値
302 インバウンドToS値
304、306、404、 内部優先順位マップ
305 内部優先順位値
307アウトバウンド優先順位値
308DSCP表
309 アウトバウンドDSCPマップ
310 アウトバウンドDSCPマスク
311 アウトバウンドDSCP値
312 アウトバウンド802.1p優先順位値
314 アウトバウンドToS優先順位値
400 成形マップのセット
402優先順位記述子インデックス(PDI)
403PASS、FORCE、およびINVERTのクラス
406 アウトバウンド優先順位マップ
410 インバウンド優先順位値=3
412 内部優先順位値=1
414 アウトバウンド優先順位値=3

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