JP2002176441A - 通信装置 - Google Patents

通信装置

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JP2002176441A
JP2002176441A JP2000373829A JP2000373829A JP2002176441A JP 2002176441 A JP2002176441 A JP 2002176441A JP 2000373829 A JP2000373829 A JP 2000373829A JP 2000373829 A JP2000373829 A JP 2000373829A JP 2002176441 A JP2002176441 A JP 2002176441A
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譲 石岡
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    • H04J3/0682Clock or time synchronisation in a network by delay compensation, e.g. by compensation of propagation delay or variations thereof, by ranging

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケットの高速伝送を効率よく行う。 【解決手段】 試験パケット生成手段11は、伝送路毎
に対応する試験パケットを生成する。送信時刻情報測定
手段12は、試験パケットの中の1つを基準パケットと
し、基準パケットの送信時の基準送信時刻と、基準送信
時刻からカウントした、基準パケット以外の試験パケッ
トの送信時刻と、を測定する。着信時刻情報測定手段1
3は、基準パケットが着信した時の基準着信時刻と、基
準着信時刻からカウントした、基準パケット以外の試験
パケットの着信時刻と、を測定する。伝送時間判定手段
14は、基準送信時刻及び送信時刻の送信差分時刻と、
基準着信時刻及び着信時刻の着信差分時刻と、の相対値
によって始点から終点までの複数の伝送路の伝送時間の
長短を判定する。パケット送信手段20は、判定結果に
もとづいて選択した伝送路からパケットを送信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信装置に関し、特
にパケットの伝送を行う通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、インターネット利用の拡大に伴
い、IP(Internet Protocol)パケットのトラフィッ
クが増大している。また、IPパケットのデータ内容も
多様化し、従来の計算機データに加え、リアルタイム性
が必要とされる音声や動画像などのデータが増えてきて
いる。
【0003】このような状況に対応し、IPパケットの
伝送時間を短縮するために、IPパケットに宛先ラベル
を付加するレイヤ2でのラベルスイッチング技術が提案
されている。
【0004】ラベルスイッチングは、従来、ルータを利
用して実現していた異なるネットワーク間のレイヤ3で
の通信を、レイヤ2で直結して上位層を使わずに実現す
るパケット高速転送技術であり、MPLS(Multiproto
col Label Switching)と呼ばれる方式が、IETF(In
ternet Engineering Task Force)において標準化作業
中である。
【0005】図7はラベルスイッチングを用いた従来の
IPパケット伝送を示す図である。ノード400〜40
4はそれぞれ、ラベルスイッチ400a〜404aとル
ータ400b〜404bを持っており、ラベルスイッチ
400a〜404aの識別子をそれぞれL400〜L4
04とする。また、ノード400からノード403への
経路A、Bのうち、経路Aよりも中継ノードの数が少な
い経路Bの方が最短経路である。
【0006】ここで、ラベルスイッチは、ラベルが付加
されたIPパケットを受信すると、ラベルに記入された
識別子が自己の識別子と一致するか否かを判断する。一
致すれば取り込んでラベルを除去してルータ側に送出す
る。識別子が一致しなければ、そのまま同方向の伝送路
に送出する。
【0007】図の場合では、IPパケットのラベルがL
403であるので、ノード403のラベルスイッチ40
3aでIPパケットが取り込まれることになる。このよ
うに、ラベルスイッチングでは、IPパケットは目的地
までルータを経由せずに(レイヤ3でのプロトコル処理
をせずに)伝送されるので、より速くIPパケットを伝
送することが可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のラベルスイッチングでは、IPパケットがラベル
スイッチを経て伝送される経路は、あらかじめ用意され
た送信元のルーティングテーブルによって固定的に設定
されている。このため、ルーティングテーブルによる経
路が必ずしも最短経路であるとは限らないため、効率の
よい伝送が行われていないといった問題があった。
【0009】例えば、図7では、経路Aよりも経路Bの
方が最短経路であるが、ルーティングテーブルが経路A
を設定していた場合には、IPパケットの伝送路は経路
Aが選択されることになるため、伝送時間の無駄を引き
起こしていた。
【0010】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、パケットの高速伝送を効率よく行う通信装置
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、図1に示すような、パケットの伝送を行
う通信装置1において、伝送路毎に対応する試験パケッ
トを生成する試験パケット生成手段11と、試験パケッ
トの中の1つを基準パケットとし、基準パケットの送信
時の基準送信時刻と、基準送信時刻からカウントした、
基準パケット以外の試験パケットの送信時刻と、を測定
する送信時刻情報測定手段12と、基準パケットが着信
した時の基準着信時刻と、基準着信時刻からカウントし
た、基準パケット以外の試験パケットの着信時刻と、を
測定する着信時刻情報測定手段13と、基準送信時刻及
び送信時刻の送信差分時刻と、基準着信時刻及び着信時
刻の着信差分時刻と、の相対値によって始点から終点ま
での複数の伝送路の伝送時間の長短を判定する伝送時間
判定手段14と、から構成される伝送試験手段10と、
伝送試験手段10の判定結果にもとづいて伝送路を選択
し、選択した伝送路からパケットを送信するパケット送
信手段20と、を有することを特徴とする通信装置1が
提供される。
【0012】ここで、試験パケット生成手段11は、伝
送路毎に対応する試験パケットを生成する。送信時刻情
報測定手段12は、試験パケットの中の1つを基準パケ
ットとし、基準パケットの送信時の基準送信時刻と、基
準送信時刻からカウントした、基準パケット以外の試験
パケットの送信時刻と、を測定する。着信時刻情報測定
手段13は、基準パケットが着信した時の基準着信時刻
と、基準着信時刻からカウントした、基準パケット以外
の試験パケットの着信時刻と、を測定する。伝送時間判
定手段14は、基準送信時刻及び送信時刻の送信差分時
刻と、基準着信時刻及び着信時刻の着信差分時刻と、の
相対値によって始点から終点までの複数の伝送路の伝送
時間の長短を判定する。パケット送信手段20は、伝送
試験手段10の判定結果にもとづいて伝送路を選択し、
選択した伝送路からパケットを送信する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明の通信装置の原理図
である。通信装置1は、経路の伝送時間を相対的に測定
する伝送試験手段10と、IPパケットの送信を行うパ
ケット送信手段20と、伝送試験結果を表示制御する表
示制御手段30とから構成される。
【0014】伝送試験手段10は、始点から終点までの
伝送路として、レイヤ2パスの伝送路の伝送時間の判定
処理を行い、パケット送信手段20は、判定結果により
選択した伝送路を通じて、ラベルスイッチングを用いた
IPパケットの送信を行う。
【0015】伝送試験手段10に対し、試験パケット生
成手段11は、伝送路毎に対応する試験パケットを生成
する。すなわち、始点から終点までn本の伝送路があれ
ば、それぞれの伝送路に対応するn個の試験パケットを
生成する。
【0016】送信時刻情報測定手段12は、試験パケッ
トの中の1つを基準パケットとし、基準パケットの送信
時の基準送信時刻と、基準送信時刻からカウントした基
準パケット以外の試験パケットの送信時刻とを測定す
る。
【0017】着信時刻情報測定手段13は、基準パケッ
トが着信した時の基準着信時刻と、基準着信時刻からカ
ウントした基準パケット以外の試験パケットの着信時刻
とを測定する。
【0018】伝送時間判定手段14は、基準送信時刻及
び送信時刻の送信差分時刻と、基準着信時刻及び着信時
刻の着信差分時刻と、の相対値によって始点から終点ま
での複数の伝送路の伝送時間の長短を判定する。
【0019】また、パケット送信手段20は、伝送試験
手段10の判定結果にもとづいて伝送路を選択し、選択
した伝送路からパケットを送信する。表示制御手段30
は、伝送試験手段10での判定結果を保守端末に表示制
御する。
【0020】次に本発明の伝送試験について詳しく説明
する。図2は伝送試験の内容を示す図である。複数の経
路が存在するとき、比較しようとする経路の数の試験パ
ケットを用意する。ここでは、経路が2つ(経路A、経
路B)ある場合について説明する。
【0021】試験パケットには、伝送時間補正用の情報
領域が設けられている。また、複数ある試験パケットの
うちの1つを基準パケットと呼ぶ(図では経路Aに対応
する試験パケットを基準パケットとしている)。そし
て、始点から終点に向かって試験パケットを経路ごとに
同時に送出する。
【0022】この場合、実際には時間的な差分をもって
送出されるために、基準パケットP0を送信した時点
(基準送信時刻)からカウンタをスタートさせる。基準
パケットP0のカウンタ値はTa=0であり、次の試験
パケットP1の送信時刻は、カウンタ値Tb=Δtであ
る。また、送信時には、基準パケットP0、試験パケッ
トP1のそれぞれの伝送時間補正用の情報領域に、Ta
=0及びTb=Δtを記入して送信する。
【0023】終点では、試験パケットが到着した時点か
ら、カウンタをスタートさせる。最初に到着した試験パ
ケットの基準着信時刻をSa=0とする。そして、この
基準着信時刻からカウンタをスタートさせて、次の試験
パケットの着信時刻がSb=Δsとする。また、これら
の基準着信時刻及び着信時刻をそれぞれの試験パケット
の伝送時間補正用の情報領域に記入する。
【0024】なお、図では、経路A上の基準パケットP
0が試験パケットP1よりも早く到着しており、基準パ
ケットP0にSa=0、試験パケットP1にSb=Δs
が記入されている。
【0025】ここで、経路Aを通る基準パケットP0の
伝送時間をa、経路Bを通る試験パケットP1の伝送時
間をbとすると、
【0026】
【数1】 b−a=(Sb−Sa)−(Tb−Ta)=Δs−Δt (1) の関係が成立する(送信差分時刻がΔs、着信差分時刻
がΔtである)。したがって、送信差分時刻と着信差分
時刻の相対値(Δs−Δt)により、(Δs−Δt)>
0ならばa<bであり、(Δs−Δt)<0ならばa>
bであることが導ける。すなわち、本発明では、伝送時
間a、bを直接測定せずに、ΔsとΔtとの相対値によ
って、伝送時間の長短を効率よく判定する。また、本発
明では、このような伝送試験を定期的に行う。
【0027】一方、伝送路が3つ以上の場合(経路A、
B、C)、経路Cから送信した試験パケット(試験パケ
ットP2とする)の送信時刻Tc=Δt1(基準送信時
刻Ta=0からカウントした値)、着信時刻Sc=Δs
1(基準着信時刻Sa=0からカウントした値)とすれ
ば、
【0028】
【数2】 c−a=(Sc−Sa)−(Tc−Ta)=Δs1−Δt1 (2) の関係が成立し、(Δs1−Δt1)>0ならばa<c
であり、(Δs1−Δt1)<0ならばa>cである。
【0029】ここで、式(1)の結果からa>bで、式
(2)の結果からa<cとなった場合は、b<a<cで
あるため、伝送時間が短い順に経路B、A、Cとなる。
また、式(1)の結果からa<bで、式(2)の結果か
らa>cとなった場合は、c<a<bであるため、伝送
時間が短い順に経路C、A、Bとなる。
【0030】さらに、式(1)の結果からa>bで、式
(2)の結果からa>cとなった場合は、b−a(=Δ
s−Δt)の値(Xとする)と、c−a=(Δs1−Δ
t1)の値(X1とする)とを比較して、X>X1なら
ばb>cなので、結局、c<b<aとなり、伝送時間が
短い順に経路C、B、Aとなる。また、X<X1ならば
b<cなので、結局、b<c<aとなり、伝送時間が短
い順に経路B、C、Aとなる。
【0031】さらに、式(1)の結果からa<bで、式
(2)の結果からa<cとなった場合は、b−a(=Δ
s−Δt)の値Xと、c−a=(Δs1−Δt1)の値
とX1を比較して、X>X1ならばb>cなので、結
局、a<c<bとなり、伝送時間が短い順に経路A、
C、Bとなる。また、X<X1ならばb<cなので、結
局、a<b<cとなり、伝送時間が短い順に経路A、
B、Cとなる。伝送路が4つ以上の場合も同様な処理を
していく。
【0032】次にシステム構成について説明する。な
お、以降で説明するシステムの伝送試験では、まず、始
局で基準送信時刻及び送信時刻を書き込んだ試験パケッ
トを終局へ送信し、終局では、受信した試験パケットを
始局へそのまま折り返す。そして、始局側では、折り返
された試験パケットを受信して、この試験パケットの基
準着信時刻及び着信時刻を測定する。
【0033】このような構成にすることで、始局側は、
伝送路の往復時間を相対的に算出して、結果として伝送
路の片道の伝送時間の長短の判定処理を行う。図3は始
局のノードの構成を示す図である。ノードN1は、ルー
タRと、パケット送信制御部100と、パケット受信制
御部120とから構成される。
【0034】パケット送信制御部100に対し、パケッ
ト生成部101は、試験用のパケットを生成する。試験
ID付加部102は、試験起動信号にもとづいて、試験
パケットであることを示す試験IDをパケットに付加す
る。
【0035】ルートID付加部103は、伝送されるべ
き伝送路(ルート)のIDをパケットに付加する。ま
た、ルートID付加部103は、経由地・宛先リスト1
04から、該当ルートに対応する経由地ID、宛先ID
を取得して、これらのIDもパケットに付加する。
【0036】シリアル番号付加部105は、シリアル番
号をパケットに付加する。カウンタ106は、送信時刻
を測定する。なお、試験ID付加部102からリセット
信号が与えられてカウント値をリセットする。時間補正
部107は、基準送信時刻または送信時刻をパケットに
付加して最終的な試験パケットを生成する。
【0037】ラベル付加部108は、経由地・宛先リス
ト104を参照して、試験パケットにラベルを付加す
る。ADM109は、パケットのADD及びDROPの
機能を持つブロックであり、試験パケットを伝送路へ送
出する。
【0038】なお、通常パケットの中継時には、IPヘ
ッダ読み出し部110は、ルータRからのパケットのI
Pヘッダを読み出し、読み出されたIPヘッダにもとづ
いて経由地・宛先リスト104を参照する。ラベル付加
部108は、経由地・宛先リスト104の参照結果にも
とづく伝送路から、必要なラベルをパケットに付加し、
ADM109で多重化制御を行ってIPパケットを送信
する。
【0039】パケット受信制御部120に対し、ADM
121は、パケットのADD及びDROPの機能を持つ
ブロックであり、分離化制御を行って伝送路からパケッ
トを受信する。
【0040】ラベル検出部122は、ADM121から
出力されるパケットのラベルを検出し、ラベル除去部1
23は、自己の識別子と同一の場合はラベルを除去す
る。そして、通常パケットの場合は、ルータRに取り込
み、試験パケットの場合は、試験ID読み出し部124
へ送信する。
【0041】試験ID読み出し部124は、試験パケッ
トの試験IDを読み出す。カウンタ125は、着信時刻
を測定する。なお、試験ID読み出し部124からリセ
ット信号が与えられてカウント値をリセットする。時間
補正部126は、基準着信時刻または着信時刻をパケッ
トに付加する。伝送時間判定部128は、バッファ12
7を通じて出力された試験パケットを受信して、送信差
分時刻と着信差分時刻との相対値の大小関係により、伝
送時間の長短を判定する。結果通知部129は、判定結
果を外部へ通知する。
【0042】なお、折り返しを行う終局では、検出した
試験パケットに対し、発信元ID、経由地ID、宛先I
Dがそれぞれ逆向するように書き替えて、始局へ折り返
し送信する。
【0043】すなわち、発信元ノードIDを宛先ノード
IDに、宛先ノードIDを発信元ノードIDに書き替え
る。また、経由地ノードID1から経由地ノードIDn
を経由して送信されてきた場合には、経由地ノードID
1をIDnに、経由地ノードID2を経由地ノードn−
1、のようにして以降同様に書き替える。
【0044】図4は試験パケットの構成を示す図であ
る。レイヤ2の試験パケットPに対し、情報領域p1〜
p5、p9は、試験パケットを生成するために付加した
情報である。着信時間補正部p1は、基準着信時刻また
は着信時刻が書き込まれる。発信時間補正部p2は、基
準送信時刻または送信時刻が書き込まれる。経由地ノー
ド(1)IDp7−1〜経由地ノード(n)IDp7−
nは、パケットが経由する順に中継ノードのIDが記入
される。宛先ノードIDp8は、パケットの宛先ノード
のIDが記入される。試験制御p9は、パケット種別を
示す領域であり、例えば、0なら通常パケット、1なら
試験パケットとする。
【0045】図5は経由地・宛先リスト104の構成を
示す図である。経由地・宛先リスト104は、発信元ノ
ードID、ルートID、経由地ノード(1)ID〜経由
地ノード(n)ID、宛先ノードID、発信ポート番
号、試験制御の各項目から構成される。
【0046】次に表示制御手段30について説明する。
図6は表示制御手段30が保守端末へ表示制御する画面
構成の一例を示す図である。表示画面300は、4つの
ルート(ルートID#1、#2、#3、#4)を試験し
たケースの表示である。グラフの横軸は、試験実施時刻
を表す。ここでは、午前零時から3時間の周期で8回試
験を継続したケースを示している。
【0047】また、グラフの縦軸は最も早く着信した試
験パケットからの相対遅延時間(図2で説明した(Δs
−Δt)に対応)を示す。例えば、試験時刻0:00に
試験パケットをルート#1〜#4を通じて送出した場合
には、ルートID#1が最も遅延時間が少なく、順に#
2、#3、#4となる。
【0048】図の結果から、夜間より日中にトラフィッ
クを使用するビジネスユーザであれば、ルートID#3
が最適であることがわかる。また、2番目に遅延時間が
少ないルートID#1は、予備ルートに適することがわ
かる。
【0049】全体の傾向としては、ルートID#1及び
#2において、日中にトラフィックが輻輳し、遅延時間
が増大する傾向がある。ルートID#4は、さらに遅延
時間の増大が激しいため、トラフィックを別ルートに分
散させるか、ルートの容量を増やすなどの措置を必要と
することがわかる。
【0050】以上説明したように、本発明の通信装置1
は、試験パケットの送信差分時刻と、着信差分時刻との
相対値によって始局から終局までの複数の伝送路の伝送
時間の長短を判定し、判定結果にもとづいて選択した伝
送路からパケットを送信する構成とした。
【0051】これにより、複数の伝送可能な経路が存在
する場合には、それらの伝送遅延時間を相対的に比較す
ることで、最適な経路を選択することが可能になる。ま
た、伝送時間の短い第2、第3の候補が認識されるた
め、現用の伝送パスが不通になった場合でも、最適な予
備用パスを即座に選択することができ、音声や動画など
のリアルタイム性を必要とするサービスへの支障を抑制
することが可能になる。
【0052】さらに、伝送試験結果を定期的に行って、
その試験結果を保守端末に表示するので、ネットワーク
オペレータは各時間帯での伝送路状態を明確に把握で
き、効率のよいネットワーク運用を図ることが可能にな
る。
【0053】なお、上記の説明では、ラベルスイッチン
グのIPパケットの伝送試験を対象にしたが、他のネッ
トワーク通信の伝送試験に対して広く適用することが可
能である。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の通信装置
は、試験パケットの送信差分時刻と、着信差分時刻との
相対値によって始点から終点までの複数の伝送路の伝送
時間の長短を判定し、判定結果にもとづいて選択した伝
送路からパケットを送信する構成とした。これにより、
最短経路を効率よく認識できるので、パケットの高速伝
送が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の通信装置の原理図である。
【図2】伝送試験の内容を示す図である。
【図3】始局のノードの構成を示す図である。
【図4】試験パケットの構成を示す図である。
【図5】経由地・宛先リストの構成を示す図である。
【図6】表示制御手段が保守端末へ表示制御する画面構
成の一例を示す図である。
【図7】ラベルスイッチングを用いた従来のIPパケッ
ト伝送を示す図である。
【符号の説明】
1 通信装置 10 伝送試験手段 11 試験パケット生成手段 12 送信時刻情報測定手段 13 着信時刻情報測定手段 14 伝送時間判定手段 20 パケット送信手段 30 表示制御手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パケットの伝送を行う通信装置におい
    て、 伝送路毎に対応する試験パケットを生成する試験パケッ
    ト生成手段と、前記試験パケットの中の1つを基準パケ
    ットとし、前記基準パケットの送信時の基準送信時刻
    と、前記基準送信時刻からカウントした、前記基準パケ
    ット以外の試験パケットの送信時刻と、を測定する送信
    時刻情報測定手段と、前記基準パケットが着信した時の
    基準着信時刻と、前記基準着信時刻からカウントした、
    前記基準パケット以外の前記試験パケットの着信時刻
    と、を測定する着信時刻情報測定手段と、前記基準送信
    時刻及び前記送信時刻の送信差分時刻と、前記基準着信
    時刻及び前記着信時刻の着信差分時刻と、の相対値によ
    って始点から終点までの複数の伝送路の伝送時間の長短
    を判定する伝送時間判定手段と、から構成される伝送試
    験手段と、 前記伝送試験手段の判定結果にもとづいて伝送路を選択
    し、選択した前記伝送路からパケットを送信するパケッ
    ト送信手段と、 を有することを特徴とする通信装置。
  2. 【請求項2】 前記伝送試験手段は、始点から終点まで
    の伝送路として、レイヤ2パスの伝送路の伝送時間の判
    定処理を行い、前記パケット送信手段は、判定結果によ
    り選択した伝送路を通じて、ラベルスイッチングを用い
    たIPパケットの送信を行うことを特徴とする請求項1
    記載の通信装置。
  3. 【請求項3】 前記パケット送信手段は、伝送時間が最
    短の伝送路である最短経路を通常は選択し、前記最短経
    路に障害の発生またはトラフィックの増大が発生した場
    合は、前記最短経路以外の伝送路に対し、伝送時間が短
    い順から予備用伝送路とし、前記予備用伝送路からパケ
    ットの送信を行うことを特徴とする請求項1記載の通信
    装置。
  4. 【請求項4】 前記伝送試験手段は、前記基準送信時刻
    及び前記送信時刻と、前記基準着信時刻及び前記着信時
    刻と、の情報領域を含む前記試験パケットの折り返し試
    験を定期的に行って、伝送時間の判定処理を行うことを
    特徴とする請求項1記載の通信装置。
  5. 【請求項5】 前記伝送試験手段での判定結果を表示制
    御する表示制御手段をさらに有することを特徴とする請
    求項1記載の通信装置。
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