JP2004201032A

JP2004201032A - Highly reliable transmission method using a plurality of routes and system thereof, and router for highly reliable transmission

Info

Publication number: JP2004201032A
Application number: JP2002367202A
Authority: JP
Inventors: Fuyuki Fujikawa; 冬樹藤川
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: JP4079359B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform highly reliable data transmission by a plurality of routes without providing a special function in a transmitting/receiving terminal and without using a plurality of IP addresses. <P>SOLUTION: A transmitter side edge router 102a duplicates a packet received from a transmitting terminal 101a, adds sequence numbers and individual labels to a plurality of same packets obtained by the duplication and transmits the packets. Core routers 103a-103d transmit the same packets to a receiver side edge router 102b via a plurality of routers on the basis of routes each designated by labels. The receiver side edge router 102b inspects the sequence number added to each of the packets, discards later arrival packets, removes the labels and sequence numbers from early arrival packets and transmits them to a receiving terminal 101b having a destination IP address. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ伝送方法およびデータ伝送システムおよびデータ伝送用ルータに関する。さらに詳述すると、本発明は、ラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークにおいて、同一のデータを複数のルートで伝送することによって信頼性を向上する方法およびシステムおよびルータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）技術を用いて、高信頼性を確保するために、同じデータを複数ルートを用いて伝送する方法が従来提案されている（非特許文献１参照）。この方法では、送信側の装置において同一のパケットを複数回送信し、受信側の装置において同一パケットのうち後から到着したパケットを廃棄するようにしている。
【０００３】
【非特許文献１】
FUJITSU DENSO REVIEW Vol.10 No.1 「中部電力株式会社殿向け給電情報伝送装置」インターネット＜ＵＲＬ：http://www.access.fujitsu.com/review/16/hmx.pdf＞
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークでは、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）技術がバックボーンネットワーク技術として注目を浴びている。ＭＰＬＳではラベルを用いてＡＴＭと同様に明示的な経路の指定が可能である。そこで、上記ＡＴＭ技術で提案されている複数ルートを用いた高信頼化伝送を、ＭＰＬＳ技術において実現する場合、以下に説明する方法が考えられる（図１１参考）。
【０００５】
即ち、受信端末４０８では、２つのＩＰアドレス「ＩＰ１」「ＩＰ２」を有するようにする。送信端末４０１では、ユーザデータ部分が同一で宛先ＩＰアドレスが「ＩＰ１」「ＩＰ２」である２つのパケットＰＫ１０１，ＰＫ１０２を送信するようにする。送信側エッジルータ４０２では、ラベルテーブルＴＢ１０１に基づいて、送信端末４０１から受信したパケットのうち、宛先ＩＰアドレスが「ＩＰ１」のパケットＰＫ１０１にはラベル「Ａ１」を付与し（当該ラベル付与後のパケットを図中ＰＫ１０３で示す）、宛先ＩＰアドレスが「ＩＰ２」のパケットＰＫ１０２にはラベル「Ａ２」を付与し（当該ラベル付与後のパケットを図中ＰＫ１０４で示す）、それぞれ第１コアルータ４０３に伝送するようにする。第１コアルータ４０３では、ラベルテーブルＴＢ１０２に基づいて、「Ａ１」→「Ｂ１」、「Ａ２」→「Ｂ２」のラベルの置換を行い、ラベル「Ｂ１」のパケットを第２コアルータ４０４に伝送し、ラベル「Ｂ２」のパケットを第３コアルータ４０５に伝送するようにする。第２コアルータ４０４では、ラベルテーブルＴＢ１０３に基づいて、「Ｂ１」→「Ｃ１」のラベルの置換を行い、当該ラベル置換後のパケットＰＫ１０５を第４コアルータ４０６に伝送するようにする。第３コアルータ４０５では、ラベルテーブルＴＢ１０４に基づいて、「Ｂ２」→「Ｃ２」のラベルの置換を行い、当該ラベル置換後のパケットＰＫ１０６を第４コアルータ４０６に伝送するようにする。第４コアルータ４０６では、ラベルテーブルＴＢ１０５に基づいて、「Ｃ１」→「Ｄ１」、「Ｃ２」→「Ｄ２」のラベルの置換を行い、当該ラベル置換後のパケットをそれぞれ受信側エッジルータ４０７に伝送するようにする。受信側エッジルータ４０７では、ラベルテーブルＴＢ１０６に基づいて、「Ｄ１」「Ｄ２」のラベルを削除し、当該削除後のパケットＰＫ１０７，ＰＫ１０８を受信端末４０８に伝送するようにする。受信端末４０８では、ユーザデータ部分が同一であるパケットＰＫ１０７，ＰＫ１０８のうち、後から到着したパケット（以下、「後着同一パケット」と呼ぶ。）を廃棄するようにする。
【０００６】
以上の構成により、ユーザデータ部分が同一であるパケットについて、第１コアルータ４０３→第２コアルータ４０４→第４コアルータ４０６を辿る第１のルートと、第１コアルータ４０３→第３コアルータ４０５→第４コアルータ４０６を辿る第２のルートとの２ルート伝送が実現される。第１のルートまたは第２のルートの一方に障害が発生したとしても、送信端末４０１と受信端末４０８との間の通信は妨げられず、通信の信頼性が向上する。
【０００７】
しかしながら、上述した方法では、設定する冗長ルートの数に応じた複数のＩＰアドレスを用意する必要がある。さらに、送信端末４０１において、ユーザデータが同一のパケットを複数回送信する機能を備える必要がある。さらに、受信端末４０８においては、設定する冗長ルートの数に対応した複数のＩＰアドレスを有する必要があり、尚且つ後着同一パケットを廃棄する機能を備える必要がある。このため、上記方法では、そのような特殊な機能を備えた送受信端末間４０１，４０８でしか、複数ルートによる信頼性の高いデータ伝送を実現することができない。
【０００８】
そこで本発明は、送受信端末に特殊な機能を備えることなく、尚且つ設定する冗長ルートの数に応じた複数のＩＰアドレスを用意する必要なく、複数ルートを用いた信頼性の高いデータ伝送を行なう方法およびシステムおよび高信頼化伝送用ルータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の複数ルートを用いた高信頼化伝送方法は、エッジルータとコアルータとを有して構成され、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークにおいて、送信側のエッジルータは、宛先アドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルと、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに基づいて複数ルートを設定するか否かが指定された制御テーブルとを有し、ラベルスイッチングネットワークの外の通信装置から受信したパケットについて、制御テーブルを参照して複数ルートを設定するか否かを判断し、複数ルートを設定する場合は、当該パケットを複製すると共にこの結果得られる複数の同一パケットにそれぞれ異なるラベルをラベルテーブルに基づいて付与し尚且つパケットの順序を示すシーケンス番号を複数の同一パケットにそれぞれ付与し、複数ルートを指定しない場合は、当該パケットにラベルテーブルに基づいたラベルを付与し、パケットをラベルに応じたコアルータに伝送し、コアルータは、受信したパケットを当該パケットに付与されたラベルに応じた他のコアルータまたはエッジルータに伝送し、受信側のエッジルータは、コアルータから受信したパケットにシーケンス番号が付与されている場合は、シーケンス番号に基き後着の同一パケットを破棄すると共に先着のパケットに付与されたラベルおよびシーケンス番号を外して当該先着パケットを宛先アドレスに基づいたラベルスイッチングネットワーク外の通信装置に伝送し、コアルータから受信したパケットにシーケンス番号が付与されていない場合は、当該パケットに付与されたラベルを外して当該パケットを宛先アドレスに基づいたラベルスイッチングネットワーク外の通信装置に伝送するようにしている。
【００１０】
また、請求項４記載の高信頼化伝送システムは、エッジルータとコアルータとを有して構成され、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークにおいて、送信側のエッジルータは、宛先アドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルと、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに基づいて複数ルートを設定するか否かが指定された制御テーブルとを有し、ラベルスイッチングネットワークの外の通信装置から受信したパケットについて、制御テーブルを参照して複数ルートを設定するか否かを判断し、複数ルートを設定する場合は、当該パケットを複製すると共にこの結果得られる複数の同一パケットにそれぞれ異なるラベルをラベルテーブルに基づいて付与し尚且つパケットの順序を示すシーケンス番号を複数の同一パケットにそれぞれ付与し、複数ルートを指定しない場合は、当該パケットにラベルテーブルに基づいたラベルを付与し、パケットをラベルに応じた上記コアルータに伝送し、コアルータは、受信したパケットを当該パケットに付与されたラベルに応じた他のコアルータまたはエッジルータに伝送し、受信側のエッジルータは、コアルータから受信したパケットにシーケンス番号が付与されている場合は、シーケンス番号に基き後着の同一パケットを破棄すると共に先着のパケットに付与されたラベルおよびシーケンス番号を外して当該先着パケットを宛先アドレスに基づいたラベルスイッチングネットワーク外の通信装置に伝送し、コアルータから受信したパケットにシーケンス番号が付与されていない場合は、当該パケットに付与されたラベルを外して当該パケットを宛先アドレスに基づいた上記ラベルスイッチングネットワーク外の通信装置に伝送するようにしている。
【００１１】
また、請求項５記載の高信頼化伝送用ルータは、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークに用いるエッジルータにおいて、宛先アドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルと、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに基づいて複数ルートを設定するか否かが指定された制御テーブルとを有し、ラベルスイッチングネットワークの外の通信装置から受信したパケットについて、制御テーブルを参照して複数ルートを設定するか否かを判断し、複数ルートを設定する場合は、当該パケットを複製すると共にこの結果得られる複数の同一パケットにそれぞれ異なるラベルをラベルテーブルに基づいて付与し尚且つパケットの順序を示すシーケンス番号を複数の同一パケットにそれぞれ付与し、複数ルートを指定しない場合は、当該パケットにラベルテーブルに基づいたラベルを付与し、パケットをラベルに応じたコアルータに伝送するようにしている。
【００１２】
また、請求項６記載の高信頼化伝送用ルータは、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークに用いるエッジルータにおいて、受信したパケットにシーケンス番号が付与されている場合は、シーケンス番号に基き後着の同一パケットを破棄すると共に先着のパケットに付与されたラベルおよびシーケンス番号を外して当該先着パケットを宛先アドレスに基づいた上記ラベルスイッチングネットワーク外の通信装置に伝送し、受信したパケットにシーケンス番号が付与されていない場合は、当該パケットに付与されたラベルを外して当該パケットを宛先アドレスに基づいたラベルスイッチングネットワーク外の通信装置に伝送するようにしている。
【００１３】
したがって、送信側のエッジルータにおいて、パケットの送信順序を示すシーケンス番号がパケットに付加される。そして、ラベルによる経路指定によって、同一パケットが複数ルート経由で受信側のエッジルータまで伝送される。受信側のエッジルータでは、パケットに付加されたシーケンス番号を検査し、後から来たパケットを廃棄し、先に来たパケットはラベル及びシーケンス番号を外して、宛先アドレスに応じた通信装置に伝送する。これにより、同一のユーザデータおよび同一の宛先アドレスを有するパケットが複数のルートで伝送される。データを送信する端末及びデータを受信する端末には、複数ルートを実現するための機能は何ら必要ない。即ち、送信端末は同一データを複数回送信する必要はない。受信端末は複数のＩＰアドレスを有する必要はなく、且つ、後から来た同一データを破棄する必要も無い。また、設定する冗長ルートの数に対応した複数のＩＰアドレスを用意する必要もない。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の複数ルートを用いた高信頼化伝送方法において、送信側のエッジルータは、複数ルートを設定する場合に、複数伝送指示情報を付与し、受信側のエッジルータは、受信したパケットについて複数伝送指示情報の有無を確認することで、シーケンス番号の有無を判断するようにしている。この場合、受信側エッジルータでのシーケンス番号の有無の判断が容易となり、シーケンス番号の処理を簡素化できる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の複数ルートを用いた高信頼化伝送方法において、送信側のエッジルータは、ＲＴＰヘッダにシーケンス番号と複数伝送指示情報の一方または双方を記述するようにしている。この場合、ユーザパケットのフォーマットに依存した煩雑なシーケンス番号のチェック処理を行う必要はなく、当該シーケンス番号処理を簡素化できる。また、コアルータはＲＴＰヘッダを無視するため、既存のコアルータをそのまま利用できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１から図６に本発明の複数ルートを用いた高信頼化伝送方法およびシステムおよび高信頼化伝送用ルータの実施の一形態を示す。この高信頼化伝送システムは、エッジルータ１０２と、コアルータ１０３と、これらのルータ１０２，１０３を接続する伝送路とを有して構成され、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワーク１において、複数ルートを用いて同一データの冗長伝送を行なうものである。
【００１８】
例えば本実施形態では、ラベルスイッチングネットワーク１として代表的なＭＰＬＳに本発明を適用した例について説明する。但し、他のラベルスイッチングネットワークへの本発明の適用を除外するものではない。以下、本実施形態ではラベルスイッチングネットワークをＭＰＬＳ網１と呼ぶ。ＭＰＬＳ網１を構成するエッジルータ１０２の数、コアルータ１０３の数、どのルータ１０２，１０３間を伝送路で接続するか等は、特に限定されない。また、伝送路を構成する媒体は特に限定されず、既知または新規のケーブル（電気信号を伝送する同軸ケーブルなどの通信線、或いは光信号を伝送する光ファイバなど）を利用しても良く、或いは無線通信であっても良い。また、同一データの冗長伝送を行なうための複数ルートを幾つに設定するかも特に限定されない。例えば本実施形態では、説明の簡単のために、図１及び以下に説明するようにＭＰＬＳ網１を構成し、２ルートでの冗長伝送を行なうようにしている。
【００１９】
即ち本実施形態では、２台のエッジルータ１０２ａ，１０２ｂと、４台のコアルータ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄとにより、ＭＰＬＳ網１を構成する。そして、エッジルータ１０２ａと第１コアルータ１０３ａとを伝送路ＴＲ５により接続する。第１コアルータ１０３ａと第２コアルータ１０３ｂ、第１コアルータ１０３ａと第３コアルータ１０３ｃとを、それぞれ伝送路ＴＲ１，ＴＲ３により接続する。第２コアルータ１０３ｂと第４コアルータ１０３ｄ、第３コアルータ１０３ｃと第４コアルータ１０３ｄとを、それぞれ伝送路ＴＲ２，ＴＲ４により接続する。第４コアルータ１０３ｄとエッジルータ１０２ｂとを伝送路ＴＲ６により接続する。
【００２０】
エッジルータ１０２ａには、ＭＰＬＳ網１の外の通信装置としての送信端末（例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理端末）１０１ａが伝送路ＴＲ７を介して接続している。また、エッジルータ１０２ｂには、ＭＰＬＳ網１の外の通信装置としての受信端末（例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理端末）１０１ｂが伝送路ＴＲ８を介して接続している。尚、エッジルータ１０２に接続するＭＰＬＳ網１の外の通信装置１０１は、パーソナルコンピュータ等の情報処理端末に限定されるものではなく、インターネットまたはイントラネットまたはエクストラネットなどを構成するルータ等の中継装置やサーバなどであっても良い。尚、本実施形態では説明の便宜上、エッジルータ１０２ａを送信側とし、エッジルータ１０２ｂを受信側として説明するが、エッジルータ１０２ａが受信側となり、エッジルータ１０２ｂが送信側となり得ること、即ち一つのエッジルータ１０２が送信側とも受信側ともなり得ることは勿論である。また、本実施形態では、第１コアルータ１０３ａ→第２コアルータ１０３ｂ→第４コアルータ１０３ｄを辿るルートを第１ルートと呼び、第１コアルータ１０３ａ→第３コアルータ１０３ｃ→第４コアルータ１０３ｄを辿るルートを第２ルートと呼ぶ。
【００２１】
エッジルータ（Label Edge Router，ＬＥＲとも呼ばれる。）１０２は、ＭＰＬＳ網１のいわば入口または出口を構成する。即ち、ＭＰＬＳ網１に入って来るパケットには宛先ＩＰアドレスに対応したラベルを付与する。ＭＰＬＳ網１から出て行くパケットからは付されたラベルを取り外す。
【００２２】
そして、本実施形態の送信側エッジルータ１０２ａは、宛先ＩＰアドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルＴＢ１と、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子の一方または双方に基づいて複数ルートを設定するか否かが指定された制御テーブルとを有している。アドレス情報とは、例えば宛先ＩＰアドレスである。但し、場合によっては送信元ＩＰアドレスをアドレス情報としても良く、または宛先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスの組み合わせをアドレス情報としても良い。プログラム識別子とは、当該パケットが如何なるプログラムで使用されるかを示す情報であり、例えばユーザのアプリケーションを識別するポート番号である。
【００２３】
そして、本実施形態の送信側エッジルータ１０２ａでは、例えば図４のフローチャートに示す処理を行なうようにしている。即ち、ＭＰＬＳ網１の外の通信装置としての送信端末１０１ａからパケットを受信すると（ステップ１）、当該受信パケットの宛先ＩＰアドレスとユーザのアプリケーションを識別するポート番号との一方または双方と制御テーブル２０３とを参照して（ステップ２）、当該パケットについて複数ルートを設定するか否かを判断する（ステップ３）。複数ルートを設定する場合は（ステップ３；Ｙｅｓ）、当該受信パケットを複製する（ステップ４）。例えば、２ルートでの冗長伝送を行なう本実施形態では、受信パケットのコピーを一つ作製する。次に、当該複製の結果得られる複数（本実施形態では２つ）の同一パケットに、それぞれ異なるラベルをラベルテーブルＴＢ１に基づいて付与する（ステップ５）。さらに、パケットの順序を示すシーケンス番号を各同一パケットにそれぞれ付与する（ステップ６）。ここで、シーケンス番号は、送信端末１０１ａが送信する一連のオリジナルのパケットの送信順序を示す情報である。例えば本実施形態では、一連のオリジナルのパケットにはシーケンス番号として連続番号を付与するようにし、複製パケットにはオリジナルのパケットと同一のシーケンス番号を付与するようにする。そして、オリジナルのパケット及びその複製パケットをそれぞれラベルに応じた第１コアルータ１０３ａに伝送する（ステップ８）。一方、複数ルートを設定しない場合には（ステップ３；Ｎｏ）、受信パケットにラベルテーブルＴＢ１に基づいたラベルを付与する（ステップ７）。そして、当該受信パケットをラベルに応じた第１コアルータ１０３ａに伝送する（ステップ８）。
【００２４】
図２に送信側エッジルータ１０２ａの機能ブロック図の一例を示す。送信側エッジルータ１０２ａは、図４におけるステップ１の処理を実行する端末入力部２０１と、ステップ２，３の処理を実行するヘッダ解析部２０２と、ステップ４〜６の処理を実行する複数ルート制御部２０４と、ステップ７の処理を実行するラベル制御部２０５と、ステップ８の処理を実行するＣＲ出力部２０６と、制御テーブル２０３と、ラベルテーブルＴＢ１とから主に構成されている。
【００２５】
制御テーブル２０３およびラベルテーブルＴＢ１は、ネットワーク管理者等によって予め作成されるものとする。制御テーブル２０３の構成例としては、（１）複数ルートを指定するＩＰアドレスを列挙する（この場合、ポート番号は限定しない）、（２）複数ルートを指定するポート番号を列挙する（この場合、ＩＰアドレスは限定しない）、（３）複数ルートを指定するＩＰアドレスとポート番号の組を列挙する（この場合、ＩＰアドレスとポート番号の組み合わせを考慮する）、（４）複数ルートを指定しないＩＰアドレスを列挙する、（５）複数ルートを指定しないポート番号を列挙する、（６）複数ルートを指定しないＩＰアドレスとポート番号の組を列挙する、（７）ＩＰアドレスまたはポート番号またはＩＰアドレスとポート番号の組み合わせと、複数ルートの指定の要否を示す情報（例えばフラグ）の組を列挙する、等の形態が考えられる。また、ＩＰアドレスとポート番号の組を列挙する形態として、ＩＰアドレスまたはポート番号を特に限定しない場合には、ワイルドカード記号（＊）を用いるようにしても良い。要は制御テーブル２０３は、受信パケットのＩＰアドレスまたはポート番号の一方または双方に基づいて、複数ルート指定の要否を計算機が判断できるように構成されていれば良い。さらに、３以上の冗長ルートが設定可能である場合には、設定するルートの数を制御テーブル２０３にて指定するようにしても良い。例えば本実施形態の制御テーブル２０３には、ＩＰアドレスと複数ルートの指定の要否を示す情報の組が記述されている。
【００２６】
また、ラベルテーブルＴＢ１には、ＩＰアドレスと当該ＩＰアドレスに使用するラベルとの組が列挙されている。ここで、例えば本実施形態のラベルテーブルＴＢ１では、複数ルートを設定しないＩＰアドレスと当該ＩＰアドレスに用いるラベルとは１対１の関係となるが、複数ルートを設定するＩＰアドレスについては、同一のＩＰアドレスが重複して記述されており（例えば本実施形態では２つ）、且つそれぞれ異なるラベルと組になっている。
【００２７】
端末入力部２０１は、ＭＰＬＳ網１の外の通信装置としての送信端末１０１ａからパケットを受信する。ヘッダ解析部２０２は、端末入力部２０１が受信したパケットの宛先ＩＰアドレスを制御テーブル２０３から検索して、当該ＩＰアドレスに対応する複数ルートの指定の要否を示す情報から、複数ルートを設定するか否かを判断する。そして、複数ルートを設定する場合は、後の処理を複数ルート制御部２０４に依頼する。一方、複数ルートを設定しない場合は、後の処理をラベル制御部２０５に依頼する。
【００２８】
ラベル制御部２０５は、端末入力部２０１が受信したパケットの宛先ＩＰアドレスをラベルテーブルＴＢ１から検索して、検索されたＩＰアドレスに対応付けられたラベルを当該受信パケットに付与する。
【００２９】
複数ルート制御部２０４は、冗長伝送用に受信パケットの複製を作製する。また、当該受信パケットの宛先ＩＰアドレスをラベルテーブルＴＢ１から検索する。この結果、当該ＩＰアドレスに使用する複数（本実施形態では２つ）のラベルが検索される。複数ルート制御部２０４は、検索された２つの異なるラベルをオリジナルの受信パケットとその複製パケットにそれぞれ付与する。また、複数ルート制御部２０４では、２つの同一パケットに同一のシーケンス番号を付与する。
【００３０】
ここで、ＩＰパケットのユーザデータ部分にシーケンス番号を格納する場合、当該シーケンス番号のフォーマットはユーザパケットに依存することとなり、受信側エッジルータ１０２ｂで各ユーザパケットのフォーマットを認識してシーケンス番号の処理を行う必要が生じ、非常に煩雑となる。そこで、本実施形態では、ＲＴＰ（Real Time Protocol，Real-time Transport Protocol）ヘッダにシーケンス番号を記述するようにしている。ＲＴＰは、リアルタイムなトラヒックを伝送するために用いられるインターネットの標準化されたヘッダフォーマットであり、ＩＰで音声を伝送するＶｏＩＰ（Voice over IP）等にも利用されている。ＶｏＩＰの場合に使用されるＲＴＰのパケットフォーマットを図６に示す。ＲＴＰヘッダには、パケットの送信順序を示すシーケンス番号のフィールドが用意されている。
【００３１】
さらに、本実施形態では、受信側エッジルータ１０２ｂでのシーケンス番号の処理を簡素化にするために、冗長伝送を行なうパケットには複数伝送指示情報を付与するようにしている。例えば本実施形態における複数ルート制御部２０４では、ＲＴＰヘッダをパケットに付加し、且つ当該ＲＴＰヘッダにシーケンス番号と複数伝送指示情報を記述するようにしている。シーケンス番号は、ＲＴＰヘッダのシーケンス番号用フィールドに記述する。複数伝送指示情報は、例えばＲＴＰヘッダのペイロードタイプと呼ばれるフィールドに記述する。
【００３２】
以上のようにラベル制御部２０５または複数ルート制御部２０４で処理されたパケットは、ＣＲ出力部２０６より、当該パケットに付されたラベルに応じた第１コアルータ１０３ａに伝送される。
【００３３】
本実施形態のコアルータ１０３は、ＭＰＬＳ機能を有するルータ（Label Switch Router，ＬＳＲとも呼ばれる。）であり、パケットに付されたラベルに基づいてパケット転送を行なう機能を有する。また、コアルータ１０３ａ〜１０３ｄでは、予め定められたラベルテーブルＴＢ２，ＴＢ３，ＴＢ４，ＴＢ５に従ってラベルの置換（ラベルスワッピング）を行なう。コアルータ１０３には、例えば既存のＬＳＲを用いてよい。
【００３４】
本実施形態の受信側エッジルータ１０２ｂは、例えば図５のフローチャートに示す処理を行なう。即ち、第４コアルータ１０３ｄからパケットを受信すると（ステップ９）、受信パケットにシーケンス番号が付与されているか否か判断し（ステップ１０）、シーケンス番号が付与されている場合は（ステップ１０；Ｙｅｓ）、シーケンス番号に基いて、後着同一パケットか否か、換言すれば先着した同一のパケットが存在するかを判断する（ステップ１１）。そして、後着同一パケットであれば（ステップ１１；Ｙｅｓ）、当該パケットを破棄する（ステップ１２）。一方、先着のパケットであれば（ステップ１１；Ｎｏ）、当該先着パケットに付与されたシーケンス番号を外し（ステップ１３）、当該先着パケットに付与されたラベルを外す（ステップ１４）。そして、当該先着パケットを宛先ＩＰアドレスに基づいたＭＰＬＳ網１の外の通信装置としての受信端末１０１ｂに伝送する（ステップ１５）。一方、受信したパケットにシーケンス番号が付与されていない場合は（ステップ１０；Ｎｏ）、当該受信パケットに付与されたラベルを外し（ステップ１４）、当該受信パケットを宛先ＩＰアドレスに基づいたＭＰＬＳ網１の外の通信装置としての受信端末１０１ｂに伝送する（ステップ１５）。
【００３５】
図３に受信側エッジルータ１０２ｂの機能ブロック図の一例を示す。受信側エッジルータ１０２ｂは、図５におけるステップ９の処理を実行するＣＲ入力部３０１と、ステップ１０の処理を実行するヘッダ制御部３０２と、ステップ１１，１２，１３の処理を実行する後着廃棄部３０３と、ステップ１４，１５の処理を実行する端末出力部３０４とから主に構成されている。
【００３６】
ＣＲ入力部３０１は、第４コアルータ１０３ｄから伝送されたパケットを受信する。そして、例えば本実施形態のヘッダ制御部３０２では、次のようにして受信パケットにシーケンス番号が付与されているか否か判断するようにしている。即ち、ヘッダ制御部３０２は、ＣＲ入力部３０１が受信したパケットのＲＴＰヘッダ内のペイロードタイプに複数伝送指示情報が記述されているかをチェックし、複数伝送指示情報が記述されていれば当該受信パケットにシーケンス番号が付与されていると判断し、複数伝送指示情報が記述されていなければ当該受信パケットにシーケンス番号が付与されていないと判断する。
【００３７】
また、例えば本実施形態の後着廃棄部３０３では、次のようにして受信パケットが後着同一パケットであるか否かを判断するようにしている。即ち、後着廃棄部３０３は、先着パケットのシーケンス番号を記録するログファイル３０５を有し、ＣＲ入力部３０１が受信したパケットのＲＴＰヘッダ内のシーケンス番号を読み取って、当該シーケンス番号がログファイル３０５に存在するか否かを確認する。ログファイル３０５に存在しなければ、当該受信パケットは過去に受信したことの無い先着パケットであると判断し、そのシーケンス番号をログファイル３０５に書き込む。これにより、次回同一のパケットが受信された場合に、当該パケットが後着であることがログファイル３０５により確認できる。一方、受信パケットのシーケンス番号が既にログファイル３０５に在る場合は、過去に受信されたパケットと同一の後着パケットであると判断する。さらに、本実施形態の後着廃棄部３０３では、ＲＴＰヘッダを削除することにより、シーケンス番号と複数伝送指示情報とを受信端末１０１ｂに伝送するパケットから取り除くようにしている。
【００３８】
以上のように構成される送信側および受信側のエッジルータ１０２ａ，１０２ｂ並びにこれらのエッジルータ１０２ａ，１０２ｂを含んで構成される高信頼化伝送システムの動作の一例について図１を用いて説明する。図１の例では、送信端末１０１ａから受信端末１０１ｂに向けて送信されるパケット（図中ＰＫ１〜ＰＫ６で示す。）はＵＤＰ（User Datagram Protocol）のパケットであるものとする。したがって、これらのパケットＰＫ１〜ＰＫ６にはＵＤＰヘッダも含まれるものとする。尚、説明の簡単のため、受信端末１０１ｂのＩＰアドレスを「ＩＰ１」とする。制御テーブル２０３では、宛先ＩＰアドレスが「ＩＰ１」の場合に、２ルート伝送指定「有」とされ、宛先ＩＰアドレスが「ＩＰ２」の場合に、２ルート伝送指定「無」とされているものとする。また、送信側エッジルータ１０２ａのラベルテーブルＴＢ１では、ＩＰアドレス「ＩＰ１」について、「Ａ１」「Ａ２」との２つの異なるラベルが指定されているものとする。また、第１コアルータ１０３ａのラベルテーブルＴＢ２では、「Ａ１」→「Ｂ１」、「Ａ２」→「Ｂ２」のラベルの置換が指定されているものとする。また、第２コアルータ１０３ｂのラベルテーブルＴＢ３では、「Ｂ１」→「Ｃ１」のラベルの置換が指定されているものとする。また、第３コアルータ１０３ｃのラベルテーブルＴＢ４では、「Ｂ２」→「Ｃ２」のラベルの置換が指定されているものとする。また、第４コアルータ１０３ｄのラベルテーブルＴＢ５では、「Ｃ１」→「Ｄ１」、「Ｃ２」→「Ｄ２」のラベルの置換が指定されているものとする。また、受信側エッジルータ１０２ｂのラベルテーブルＴＢ６では、ラベル「Ｄ１」「Ｄ２」の削除が指定されているものとする。
【００３９】
したがって、送信端末１０１ａから受信端末１０１ｂへ向けてパケット（図１中でＰＫ１で示す）が送信されると、先ず送信側エッジルータ１０２ａが当該パケットＰＫ１を受信する。送信側エッジルータ１０２ａでは、当該受信パケットＰＫ１の宛先ＩＰアドレス「ＩＰ１」を、制御テーブル２０３から検索する。その結果、制御テーブル２０３では、宛先ＩＰアドレスが「ＩＰ１」の場合、２ルート伝送指定「有」とされているため、送信側エッジルータ１０２ａでは、当該受信パケットＰＫ１は複数ルートで伝送すべきパケットであると判定する。そこで、送信側エッジルータ１０２ａでは、当該パケットＰＫ１を複製し、２つの送信パケット（図１中でＰＫ２，ＰＫ３で示す）を得る。そして、２つの送信パケットのうち、一方のパケットＰＫ２にラベル「Ａ１」を付与し、他方のパケットＰＫ３にラベル「Ａ２」を付与する。また、２つの送信パケットＰＫ２，ＰＫ３にそれぞれＲＴＰヘッダを付加し、当該ＲＴＰヘッダにシーケンス番号と複数伝送指示情報を記述する。そして、これら２つの送信パケットＰＫ２，ＰＫ３を第１コアルータ１０３ａに伝送する。
【００４０】
第１コアルータ１０３ａでは、ラベル「Ａ１」が付与されたパケットＰＫ２については、ラベルを「Ｂ１」に付け換えて、第２コアルータ１０３ｂに伝送し、ラベル「Ａ２」が付与されたパケットＰＫ３については、ラベルを「Ｂ２」に付け換えて、第３コアルータ１０３ｃに伝送する。第２コアルータ１０３ｂでは、ラベル「Ｂ１」が付与されたパケットについて、ラベルを「Ｃ１」に付け換えて、当該ラベル置換後のパケット（図１中でＰＫ４で示す）を第４コアルータ１０３ｄに伝送する。第３コアルータ１０３ｃでは、ラベル「Ｂ２」が付与されたパケットについて、ラベルを「Ｃ２」に付け換えて、当該ラベル置換後のパケット（図１中でＰＫ５で示す）を第４コアルータ１０３ｄに伝送する。第４コアルータ１０３ｄでは、ラベル「Ｃ１」が付与されたパケットＰＫ４については、ラベルを「Ｄ１」に付け換えて、受信側エッジルータ１０２ｂに伝送し、ラベル「Ｃ２」が付与されたパケットＰＫ５については、ラベルを「Ｄ２」に付け換えて、受信側エッジルータ１０２ｂに伝送する。
【００４１】
受信側エッジルータ１０２ｂでは、第４コアルータ１０３ｄから受信したパケットのＲＴＰヘッダ内に複数伝送指示情報が記述されていることを確認し、受信パケットにシーケンス番号が付与されていることを認識する。そして、受信パケットのＲＴＰヘッダ内のシーケンス番号に基づいて、当該受信パケットが後着同一パケットか否か判断する。この結果、受信側エッジルータ１０２ｂでは、ラベル「Ｄ１」が付されたパケットとラベル「Ｄ２」が付されたパケットのうち、後着したものを破棄する。一方、ラベル「Ｄ１」が付されたパケットとラベル「Ｄ２」が付されたパケットのうち先着したものについては、ＲＴＰヘッダおよびラベルを取り除いて（図１中でＰＫ６で示す）、受信端末１０１ｂに伝送する。
【００４２】
以上により、同一のユーザデータおよび同一の宛先ＩＰアドレスを有するパケットを２つのルートで伝送することができる。従って、第１ルートまたは第２ルートの一方に障害が発生したとしても、送信端末１０１ａと受信端末１０１ｂとの間の通信は妨げられることはなく、通信の信頼性が向上する。
【００４３】
しかも、送信端末１０１ａ及び受信端末１０１ｂには、複数ルートを実現するための機能は何ら必要ない。即ち、送信端末１０１ａは同一データを複数回送信する必要はない。受信端末１０１ｂは複数のＩＰアドレスを有する必要はなく、且つ、後から来た同一データを破棄する必要も無い。また、設定する冗長ルートの数に対応した複数のＩＰアドレスを用意する必要もない。本発明によれば、ＩＰアドレスを有する既存の又は新規のあらゆる情報処理装置間において、複数ルートによる伝送路を容易に提供できる。
【００４４】
例えば送信端末１０１ａまたは受信端末１０１ｂの利用者が、複数ルートによる伝送を行うか否かをネットワーク管理者等に通知し、ネットワーク管理者等が送信側エッジルータ１０２ａの制御テーブル２０３およびラベルテーブルＴＢ１等を設定することによって、極めて容易に複数ルートによる高い信頼性のある伝送路を確保することができる。
【００４５】
さらに、複数ルート設定機能をエッジルータ１０２に備えているので、既存のコアルータ１０３をそのまま使用することができる。さらに、ＲＴＰヘッダにシーケンス番号や複数伝送指示情報を記述しているので、ユーザパケットのフォーマットに依存した煩雑なシーケンス番号のチェック処理を行う必要はなく、当該シーケンス番号処理を簡素化できる。さらに、コアルータ１０３はＲＴＰヘッダを無視するため、既存のコアルータ１０３に設定変更を加える必要は無い。さらに、制御テーブル２０３を備えることにより、ＩＰアドレスやポート番号のような細かな単位で、複数ルートによるデータ伝送を行なうか否かを制御することができる。これにより、データの重要性、使用するアプリケーションの性質、ネットワークの混雑の程度など、種々の要因を加味した細やかなトラヒック制御が実現できる。
【００４６】
【実施例】
以下に、上述した本発明方法及びシステムをシミュレーションにより検証した結果を実施例として説明する。シミュレーションに用いた評価モデルを図７に示す。回線速度は、１．５Ｍｂｐｓとした。尚、端末１０１ｃは、背景トラヒックの発生を行うために使用した。シミュレーションモデルの作成には、通信モデル用シミュレーションソフトウェアのＯＰＮＥＴ（ＯＰＮＥＴ社製）を用いた。送信端末１０１ａより測定トラヒックを毎秒１０００パケット、一定の間隔で送出した。一方、端末１０１ｃから背景トラヒックを毎秒５５６パケット（長さ１０００ビット）で発生させ、その間隔はランダムとした。シミュレーション時間は４秒とした。
【００４７】
図８は、２ルート伝送を行わず第１ルートでのデータ伝送のみ行なった場合のパケット伝送特性を示し、（Ａ）は第１ルートにおけるパケット廃棄数を、（Ｂ）は受信端末１０１ｂにおける受信パケット数を示す。２ルート伝送を行わない場合、送信端末１０１ａからは毎秒１０００パケットが第１ルートに送信されるが、図８（Ａ）に示すように、トラヒックの総パケット数が使用帯域の容量を超えているため、輻輳状態となり、パケット廃棄が発生する。尚、図８（Ａ）に示すパケット廃棄数は、測定トラヒックと背景トラヒックを合わせた数である。この場合、図８（Ｂ）に示すように、背景トラヒックがコアルータ１０３のバッファに滞留し、その後バッファから溢れ出すため、パケット廃棄が発生し、受信端末１０１ｂにおける受信パケット数は減少していることが分る。
【００４８】
一方、図９は、２ルート伝送を行なった場合のパケット伝送特性を示し、（Ａ）は第１ルートにおけるパケット廃棄数を、（Ｂ）は受信端末１０１ｂにおける受信パケット数を示す。２ルート伝送を行う場合、図９（Ａ）に示すように、第１ルートでは、図８と同様にパケット廃棄が発生する。パケット廃棄数が２ルート伝送を行わない場合よりも増加しているのは、ＲＴＰヘッダを付加することによって使用帯域が若干増加したことによる。しかし、パケット廃棄が第１ルートで発生しても、第２ルートからのパケットを受信できるために、図９（Ｂ）に示すように、受信端末１０１ｂでは正常に受信をしていることが確認できる。
【００４９】
図１０は、２ルート伝送を行なった場合のルート別パケット受信特性を示し、（Ａ）は第１ルートにおけるパケット廃棄数を、（Ｂ）は第１ルート経由で受信端末１０１ｂが受信したパケット数を、（Ｃ）は第２ルート経由で受信端末１０１ｂが受信したパケット数を示す。図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、背景トラヒックの影響を受けて第１ルートにおいて遅延やパケット廃棄が発生するまでは、受信端末１０１ｂは第１ルート経由でパケットを受信していることが分る。第１ルートにおいて遅延が増加し、その後パケット廃棄が発生するようになると、図１０（Ｃ）に示すように第２ルート経由でパケットを受信していることが確認できる。
【００５０】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば制御テーブルは、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに基づいて複数ルートを設定するか否かを指定するものであっても良い。伝送品質情報としては、例えばＩＰヘッダ中にあるＴｏＳ（Type of Service）と呼ばれる優先制御を指定するフィールドの値が該当する。例えば、ＴｏＳ値＝０ならば複数ルート伝送指定「有」とし、ＴｏＳ値＝１ならば複数ルート伝送指定「無」とするようにしても良い。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の複数ルートを用いた高信頼化伝送方法および請求項４記載の高信頼化伝送システムおよび請求項５および６記載の高信頼化伝送用ルータによれば、同一のユーザデータおよび同一の宛先ＩＰアドレスを有するパケットを複数のルートで伝送することができ、通信の信頼性を高めることができる。しかも、送信端末及び受信端末には、複数ルートを実現するための特別な機能は何ら必要ない。即ち、送信端末は同一データを複数回送信する必要はない。受信端末は複数のＩＰアドレスを有する必要はなく、且つ、後から来た同一データを破棄する必要も無い。また、設定する冗長ルートの数に対応した複数のＩＰアドレスを用意する必要もない。本発明によれば、ＩＰアドレスを有する既存の又は新規のあらゆる情報処理装置間において、複数ルートによる伝送路を容易に提供できる。例えば送信端末または受信端末の利用者が、複数ルートによる伝送を行うか否かをネットワーク管理者等に通知し、ネットワーク管理者等が送信側エッジルータの制御テーブルおよびラベルテーブルを設定することによって、極めて容易に複数ルートによる高い信頼性のある伝送路を実現できる。さらに、制御テーブルを備えることにより、ＩＰアドレスやポート番号のような細かな単位で、複数ルートによるデータ伝送を行なうか否かを制御することができる。これにより、データの重要性、使用するアプリケーションの性質、ネットワークの混雑の程度など、種々の要因を加味した細やかなトラヒック制御が実現できる。
【００５２】
さらに、請求項２記載の複数ルートを用いた高信頼化伝送方法によれば、受信側エッジルータでのシーケンス番号の有無の判断が容易となり、シーケンス番号の処理を簡素化できる。
【００５３】
さらに、請求項３記載の複数ルートを用いた高信頼化伝送方法によれば、送信側のエッジルータは、ＲＴＰヘッダにシーケンス番号と複数伝送指示情報の一方または双方を記述するようにしているので、ユーザパケットのフォーマットに依存した煩雑なシーケンス番号のチェック処理を行う必要はなく、当該シーケンス番号処理を簡素化できる。また、コアルータはＲＴＰヘッダを無視するため、既存のコアルータをそのまま利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複数ルートを用いた高信頼化伝送方法およびシステムの実施の一形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の高信頼化伝送用ルータ（送信側）の実施の一形態を示す概略機能ブロック図である。
【図３】本発明の高信頼化伝送用ルータ（受信側）の実施の一形態を示す概略機能ブロック図である。
【図４】本発明の高信頼化伝送用ルータ（送信側）の処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図５】本発明の高信頼化伝送用ルータ（受信側）の処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図６】ＲＴＰのパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図７】本発明の複数ルートを用いた高信頼化伝送方法およびシステムの一実施例を示す概略構成図である。
【図８】単一のルートでデータ伝送を行なった場合のパケット伝送特性を示し、（Ａ）はパケット廃棄数と時間経過の関係を、（Ｂ）は受信端末における受信パケット数と時間経過の関係を示す。
【図９】２ルートでのデータ伝送を行なった場合のパケット伝送特性を示し、（Ａ）は第１のルートにおけるパケット廃棄数と時間経過の関係を、（Ｂ）は受信端末における受信パケット数と時間経過の関係を示す。
【図１０】２ルートでのデータ伝送を行なった場合のルート別パケット受信特性を示し、（Ａ）は第１のルートにおけるパケット廃棄数と時間経過の関係を、（Ｂ）は第１のルート経由で受信端末が受信したパケット数と時間経過の関係を、（Ｃ）は第２のルート経由で受信端末が受信したパケット数と時間経過の関係を示す。
【図１１】従来の複数ルートによるデータ伝送方法およびシステムを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ＭＰＬＳ網（ラベルスイッチングネットワーク）
１０１ａ送信端末（通信装置）
１０１ｂ受信端末（通信装置）
１０２エッジルータ
１０３コアルータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data transmission method, a data transmission system, and a data transmission router. More specifically, the present invention relates to a method, a system, and a router for improving reliability by transmitting the same data through a plurality of routes in a label switching network that transmits packets using labels.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a method of transmitting the same data using a plurality of routes has been proposed in order to ensure high reliability by using an ATM (Asynchronous Transfer Mode) technology (see Non-Patent Document 1). In this method, the same packet is transmitted a plurality of times by the transmitting device, and the later arriving packet of the same packet is discarded by the receiving device.
[0003]
[Non-patent document 1]
FUJITSU DENSO REVIEW Vol.10 No.1 “Power supply information transmission device for Chubu Electric Power Co., Inc.” Internet <URL: http://www.access.fujitsu.com/review/16/hmx.pdf>
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, in IP (Internet Protocol) networks, MPLS (Multi Protocol Label Switching) technology has attracted attention as a backbone network technology. In MPLS, it is possible to specify a route explicitly using a label, similarly to ATM. Therefore, when the highly reliable transmission using a plurality of routes proposed in the ATM technology is realized in the MPLS technology, the following method can be considered (see FIG. 11).
[0005]
That is, the receiving terminal 408 has two IP addresses “IP1” and “IP2”. The transmitting terminal 401 transmits two packets PK101 and PK102 having the same user data portion and destination IP addresses “IP1” and “IP2”. The transmitting edge router 402 assigns the label “A1” to the packet PK101 having the destination IP address “IP1” among the packets received from the transmitting terminal 401 based on the label table TB101 (the packet after the label is attached). Is indicated by PK103 in the figure), a label “A2” is assigned to the packet PK102 having the destination IP address “IP2” (the packet after the label is indicated by PK104 in the figure), and transmitted to the first core router 403, respectively. To do. The first core router 403 replaces the labels “A1” → “B1” and “A2” → “B2” based on the label table TB102, and transmits the packet with the label “B1” to the second core router 404. The packet of the label “B2” is transmitted to the third core router 405. The second core router 404 replaces the label “B1” → “C1” based on the label table TB103, and transmits the packet PK105 after the label replacement to the fourth core router 406. The third core router 405 replaces the label “B2” → “C2” based on the label table TB104, and transmits the packet PK106 after the label replacement to the fourth core router 406. The fourth core router 406 replaces the labels “C1” → “D1” and “C2” → “D2” based on the label table TB105, and transmits the packets after the label replacement to the receiving edge router 407, respectively. To do. The receiving edge router 407 deletes the labels “D1” and “D2” based on the label table TB106, and transmits the deleted packets PK107 and PK108 to the receiving terminal 408. The receiving terminal 408 discards a later-arriving packet (hereinafter referred to as a “same-arrival same packet”) among the packets PK107 and PK108 having the same user data portion.
[0006]
With the above configuration, for a packet having the same user data portion, the first route following the first core router 403 → the second core router 404 → the fourth core router 406, and the first core router 403 → the third core router 405 → the fourth core router A two-route transmission with the second route following 406 is realized. Even if a failure occurs in one of the first route and the second route, communication between the transmitting terminal 401 and the receiving terminal 408 is not hindered, and communication reliability is improved.
[0007]
However, in the above-described method, it is necessary to prepare a plurality of IP addresses according to the number of redundant routes to be set. Further, the transmitting terminal 401 needs to have a function of transmitting a packet having the same user data a plurality of times. Further, the receiving terminal 408 needs to have a plurality of IP addresses corresponding to the number of redundant routes to be set, and also needs to have a function of discarding the same late-arriving packet. For this reason, in the above method, reliable data transmission by a plurality of routes can be realized only between the transmitting and receiving terminals 401 and 408 having such special functions.
[0008]
Therefore, the present invention performs highly reliable data transmission using a plurality of routes without having a special function in the transmitting / receiving terminal and without preparing a plurality of IP addresses corresponding to the number of redundant routes to be set. It is an object to provide a method and system and a router for reliable transmission.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a highly reliable transmission method using a plurality of routes according to claim 1 is configured to include an edge router and a core router, and to transmit a packet using a label given in correspondence with a destination address. In a label switching network that performs transmission, the transmitting edge router determines whether a label table in which a destination address is associated with a label to be used, and any one of address information, a program identifier, and transmission quality information included in a packet. Or a control table that specifies whether to set a plurality of routes based on a combination of some or all of them, and for a packet received from a communication device outside the label switching network, refer to the control table. To determine whether to set multiple routes, and when setting multiple routes, A case where a packet is duplicated and different labels are respectively assigned to a plurality of same packets obtained as a result based on a label table, and a sequence number indicating a packet order is assigned to each of the plurality of same packets, and a plurality of routes are not specified. Assigns a label to the packet based on the label table, transmits the packet to the core router corresponding to the label, and the core router transmits the received packet to another core router or edge router corresponding to the label attached to the packet. If the packet received from the core router has a sequence number, the receiving edge router discards the same packet that arrives later based on the sequence number and, at the same time, applies the label and sequence number assigned to the earlier packet. And send the first packet to the destination address. If the packet is transmitted to a communication device outside the network and a sequence number is not added to the packet received from the core router, the label given to the packet is removed and the packet is switched based on the destination address. The data is transmitted to a communication device outside the network.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a label switching network comprising an edge router and a core router, wherein a packet is transmitted using a label assigned to a destination address. The edge router has a label table in which a destination address and a label to be used are associated with each other, and any one or a combination of some or all of address information, a program identifier, and transmission quality information included in a packet. A control table that specifies whether or not to set a plurality of routes based on a packet received from a communication device outside the label switching network, and determines whether to set the plurality of routes by referring to the control table. Judgment and when setting multiple routes, duplicate the relevant packet and obtain the result. If a different label is assigned to each of the same packets based on the label table, and a sequence number indicating the order of the packets is assigned to each of the same packets, and if a plurality of routes are not specified, the packet is added to the label table. A label based on the label is transmitted, and the packet is transmitted to the core router according to the label.The core router transmits the received packet to another core router or an edge router according to the label allocated to the packet, and receives the edge on the receiving side. If the sequence number is assigned to the packet received from the core router, the router discards the same packet that arrives later based on the sequence number and removes the label and sequence number attached to the earlier packet and removes the earlier packet. Label switching based on destination address If a packet transmitted to a communication device outside the network and a sequence number is not given to a packet received from the core router, the label attached to the packet is removed, and the packet is transmitted outside the label switching network based on the destination address. It is transmitted to the device.
[0011]
Further, in the edge router for use in a label switching network for transmitting a packet using a label assigned according to a destination address, the destination address and the label to be used correspond to each other. It is specified whether or not to set a plurality of routes based on the attached label table, any one of the address information, the program identifier, and the transmission quality information included in the packet, or a combination of some or all of them. A control table, and for a packet received from a communication device outside the label switching network, determine whether or not to set a plurality of routes by referring to the control table. Duplicate and assign different labels to the resulting multiple identical packets. A sequence number indicating the packet order is assigned to each of a plurality of identical packets, and if a plurality of routes are not specified, a label is assigned to the packet based on the label table, and the packet is labeled. It is transmitted to the core router according to.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, in the edge router for use in a label switching network for transmitting a packet using a label assigned to a destination address, a sequence number is assigned to a received packet. If it is, discard the same late-arriving packet based on the sequence number, remove the label and sequence number given to the first-arrived packet, and send the first-arrived packet to a communication device outside the label switching network based on the destination address. When a sequence number is not given to the transmitted and received packet, the label given to the packet is removed, and the packet is transmitted to a communication device outside the label switching network based on the destination address.
[0013]
Accordingly, a sequence number indicating the packet transmission order is added to the packet at the transmitting edge router. The same packet is transmitted to the receiving-side edge router via a plurality of routes by specifying the route by the label. The receiving edge router examines the sequence number added to the packet, discards the packet that comes later, removes the label and sequence number of the packet that came earlier, and transmits it to the communication device according to the destination address I do. As a result, packets having the same user data and the same destination address are transmitted through a plurality of routes. A terminal for transmitting data and a terminal for receiving data do not need any function for implementing a plurality of routes. That is, the transmitting terminal does not need to transmit the same data a plurality of times. The receiving terminal does not need to have a plurality of IP addresses, and it is not necessary to discard the same data that comes later. Further, there is no need to prepare a plurality of IP addresses corresponding to the number of redundant routes to be set.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the highly reliable transmission method using a plurality of routes according to the first aspect, the edge router on the transmitting side assigns a plurality of transmission instruction information when setting a plurality of routes, The receiving-side edge router checks the presence / absence of a plurality of pieces of transmission instruction information in the received packet to determine the presence / absence of a sequence number. In this case, it is easy to determine whether there is a sequence number at the receiving edge router, and the processing of the sequence number can be simplified.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the highly reliable transmission method using a plurality of routes according to the first or second aspect, the transmitting edge router includes one or both of a sequence number and a plurality of transmission instruction information in an RTP header. Is described. In this case, there is no need to perform a complicated sequence number check process depending on the format of the user packet, and the sequence number process can be simplified. Since the core router ignores the RTP header, the existing core router can be used as it is.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.
[0017]
1 to 6 show one embodiment of a highly reliable transmission method and system using a plurality of routes and a highly reliable transmission router according to the present invention. This highly reliable transmission system includes an edge router 102, a core router 103, and a transmission path connecting these routers 102 and 103, and uses a label assigned in accordance with a destination address to transmit a packet. In the label switching network 1 for transmission, redundant transmission of the same data is performed using a plurality of routes.
[0018]
For example, in the present embodiment, an example in which the present invention is applied to a typical MPLS as the label switching network 1 will be described. However, application of the present invention to other label switching networks is not excluded. Hereinafter, in the present embodiment, the label switching network is referred to as the MPLS network 1. There is no particular limitation on the number of edge routers 102, the number of core routers 103, and which of the routers 102 and 103 are connected by a transmission line, which constitute the MPLS network 1. The medium constituting the transmission path is not particularly limited, and a known or new cable (a communication line such as a coaxial cable for transmitting an electric signal, or an optical fiber for transmitting an optical signal) may be used. Wireless communication may be used. The number of routes for redundant transmission of the same data is not particularly limited. For example, in the present embodiment, for simplicity of description, the MPLS network 1 is configured as shown in FIG. 1 and described below, and redundant transmission is performed by two routes.
[0019]
That is, in the present embodiment, the MPLS network 1 is configured by two edge routers 102a and 102b and four core routers 103a, 103b, 103c and 103d. Then, the edge router 102a and the first core router 103a are connected by the transmission line TR5. The first core router 103a and the second core router 103b, and the first core router 103a and the third core router 103c are connected by transmission lines TR1 and TR3, respectively. The second core router 103b and the fourth core router 103d are connected to each other, and the third core router 103c and the fourth core router 103d are connected to each other by the transmission lines TR2 and TR4. The fourth core router 103d and the edge router 102b are connected by the transmission line TR6.
[0020]
A transmission terminal (for example, an information processing terminal such as a personal computer) 101a as a communication device outside the MPLS network 1 is connected to the edge router 102a via a transmission line TR7. Further, a receiving terminal (for example, an information processing terminal such as a personal computer) 101b as a communication device outside the MPLS network 1 is connected to the edge router 102b via a transmission line TR8. The communication device 101 outside the MPLS network 1 connected to the edge router 102 is not limited to an information processing terminal such as a personal computer, but may be a relay device such as a router configuring the Internet, an intranet or an extranet, or the like. It may be a server or the like. In this embodiment, for convenience of explanation, the edge router 102a will be described as a transmitting side, and the edge router 102b will be described as a receiving side. However, the edge router 102a can be a receiving side, and the edge router 102b can be a transmitting side. It goes without saying that the edge router 102 can be both a transmitting side and a receiving side. In the present embodiment, a route that follows the first core router 103a → the second core router 103b → the fourth core router 103d is referred to as a first route, and a route that follows the first core router 103a → the third core router 103c → the fourth core router 103d is a first route. Called two routes.
[0021]
The edge router (Label Edge Router, also called LER) 102 constitutes the so-called entrance or exit of the MPLS network 1. That is, a label corresponding to the destination IP address is given to a packet coming into the MPLS network 1. The attached label is removed from the packet going out of the MPLS network 1.
[0022]
Then, the transmitting edge router 102a of the present embodiment establishes a plurality of routes based on the label table TB1 in which the destination IP address is associated with the label to be used, and one or both of the address information and the program identifier included in the packet. And a control table in which whether or not to set is designated. The address information is, for example, a destination IP address. However, in some cases, the source IP address may be used as the address information, or a combination of the destination IP address and the source IP address may be used as the address information. The program identifier is information indicating which program uses the packet, and is, for example, a port number for identifying a user application.
[0023]
Then, the transmitting edge router 102a of the present embodiment performs, for example, the processing shown in the flowchart of FIG. That is, when a packet is received from the transmitting terminal 101a as a communication device outside the MPLS network 1 (step 1), one or both of a destination IP address of the received packet and a port number for identifying a user application and the control table 203 are received. (Step 2), it is determined whether or not a plurality of routes are set for the packet (step 3). When a plurality of routes are set (Step 3; Yes), the received packet is copied (Step 4). For example, in this embodiment in which redundant transmission is performed by two routes, one copy of a received packet is created. Next, different labels are assigned to a plurality of (two in the present embodiment) identical packets obtained as a result of the duplication based on the label table TB1 (step 5). Further, a sequence number indicating the order of the packets is assigned to each identical packet (step 6). Here, the sequence number is information indicating the transmission order of a series of original packets transmitted by the transmission terminal 101a. For example, in the present embodiment, a sequence number is assigned to a series of original packets as a sequence number, and a duplicate packet is assigned the same sequence number as the original packet. Then, the original packet and its duplicate packet are transmitted to the first core router 103a according to the label (step 8). On the other hand, when a plurality of routes are not set (Step 3; No), a label is given to the received packet based on the label table TB1 (Step 7). Then, the received packet is transmitted to the first core router 103a corresponding to the label (Step 8).
[0024]
FIG. 2 shows an example of a functional block diagram of the transmitting edge router 102a. The transmitting-side edge router 102a includes a terminal input unit 201 that executes the processing of Step 1 in FIG. 4, a header analysis unit 202 that executes the processing of Steps 2 and 3, and a multi-route control that executes the processing of Steps 4 to 6. It mainly comprises a unit 204, a label control unit 205 for executing the processing of Step 7, a CR output unit 206 for executing the processing of Step 8, a control table 203, and a label table TB1.
[0025]
The control table 203 and the label table TB1 are created in advance by a network administrator or the like. As an example of the configuration of the control table 203, (1) list IP addresses specifying a plurality of routes (in this case, port numbers are not limited), and (2) list port numbers specifying a plurality of routes (in this case, (3) List IP address and port number pairs that specify a plurality of routes (in this case, consider the combination of IP addresses and port numbers). (4) IP that does not specify a plurality of routes. Enumerate addresses, (5) Enumerate port numbers that do not specify multiple routes, (6) Enumerate pairs of IP addresses and port numbers that do not specify multiple routes, (7) Enumerate IP addresses or port numbers or IP addresses A form of listing combinations of port numbers and information (for example, flags) indicating the necessity of specifying a plurality of routes is conceivable. . In addition, as a form of listing the pair of the IP address and the port number, a wildcard symbol (*) may be used when the IP address or the port number is not particularly limited. The point is that the control table 203 only needs to be configured so that the computer can determine whether or not to designate a plurality of routes based on one or both of the IP address and the port number of the received packet. Further, when three or more redundant routes can be set, the number of routes to be set may be specified in the control table 203. For example, in the control table 203 of the present embodiment, a set of information indicating whether or not it is necessary to specify a plurality of routes is described.
[0026]
In the label table TB1, a set of an IP address and a label used for the IP address is listed. Here, for example, in the label table TB1 of the present embodiment, an IP address for which a plurality of routes are not set has a one-to-one relationship with a label used for the IP address. The IP addresses are described redundantly (for example, two in the present embodiment), and are paired with different labels.
[0027]
The terminal input unit 201 receives a packet from the transmitting terminal 101a as a communication device outside the MPLS network 1. The header analysis unit 202 searches the control table 203 for the destination IP address of the packet received by the terminal input unit 201, and sets a plurality of routes based on information indicating whether or not a plurality of routes corresponding to the IP address need to be specified. It is determined whether or not. If a plurality of routes are to be set, the subsequent process is requested to the plurality of routes control unit 204. On the other hand, if a plurality of routes are not set, the subsequent process is requested to the label control unit 205.
[0028]
The label control unit 205 searches the label table TB1 for a destination IP address of the packet received by the terminal input unit 201, and assigns a label associated with the searched IP address to the received packet.
[0029]
The multiple route control unit 204 creates a copy of the received packet for redundant transmission. Further, the destination IP address of the received packet is searched from the label table TB1. As a result, a plurality of (two in this embodiment) labels used for the IP address are searched. The multiple route control unit 204 assigns the searched two different labels to the original received packet and its duplicate packet. Also, the multiple route control unit 204 assigns the same sequence number to two identical packets.
[0030]
When the sequence number is stored in the user data portion of the IP packet, the format of the sequence number depends on the user packet, and the receiving edge router 102b recognizes the format of each user packet and processes the sequence number. Must be performed, which is very complicated. Therefore, in the present embodiment, the sequence number is described in the RTP (Real Time Protocol, Real-time Transport Protocol) header. RTP is a standardized header format of the Internet used for transmitting real-time traffic, and is also used for VoIP (Voice over IP) for transmitting voice over IP. FIG. 6 shows an RTP packet format used in the case of VoIP. In the RTP header, a field of a sequence number indicating a packet transmission order is prepared.
[0031]
Further, in the present embodiment, in order to simplify the processing of the sequence number in the receiving edge router 102b, a plurality of transmission instruction information is added to a packet that performs redundant transmission. For example, the multiple route control unit 204 in the present embodiment adds an RTP header to a packet, and describes a sequence number and multiple transmission instruction information in the RTP header. The sequence number is described in the sequence number field of the RTP header. The multiple transmission instruction information is described in, for example, a field called a payload type of the RTP header.
[0032]
The packet processed by the label control unit 205 or the multiple route control unit 204 as described above is transmitted from the CR output unit 206 to the first core router 103a according to the label attached to the packet.
[0033]
The core router 103 of the present embodiment is a router having an MPLS function (also called a Label Switch Router, LSR), and has a function of performing packet transfer based on a label attached to a packet. The core routers 103a to 103d perform label replacement (label swapping) according to a predetermined label table TB2, TB3, TB4, TB5. As the core router 103, for example, an existing LSR may be used.
[0034]
The receiving edge router 102b of the present embodiment performs, for example, the processing shown in the flowchart of FIG. That is, when a packet is received from the fourth core router 103d (step 9), it is determined whether or not a sequence number is given to the received packet (step 10). If a sequence number is given (step 10; Yes) , Based on the sequence number, it is determined whether or not the same packet arrives later, that is, whether the same packet arrives first (step 11). If the same packet arrives later (step 11; Yes), the packet is discarded (step 12). On the other hand, if the packet is a first-arrival packet (step 11; No), the sequence number assigned to the first-arrival packet is removed (step 13), and the label assigned to the first-arrival packet is removed (step 14). Then, the first packet is transmitted to the receiving terminal 101b as a communication device outside the MPLS network 1 based on the destination IP address (step 15). On the other hand, if the sequence number is not given to the received packet (Step 10; No), the label given to the received packet is removed (Step 14), and the received packet is sent to the MPLS network 1 based on the destination IP address. (Step 15).
[0035]
FIG. 3 shows an example of a functional block diagram of the receiving edge router 102b. The receiving edge router 102b includes a CR input unit 301 for executing the process of step 9 in FIG. 5, a header control unit 302 for executing the process of step 10, and a late arrival discard for executing the processes of steps 11, 12, and 13. It mainly comprises a unit 303 and a terminal output unit 304 for executing the processing of steps 14 and 15.
[0036]
The CR input unit 301 receives a packet transmitted from the fourth core router 103d. Then, for example, the header control unit 302 of the present embodiment determines whether a sequence number is given to a received packet as follows. That is, the header control unit 302 checks whether or not a plurality of transmission instruction information is described in the payload type in the RTP header of the packet received by the CR input unit 301. If the plurality of transmission instruction information is described, the received packet is checked. It is determined that a sequence number is assigned to the received packet, and if a plurality of transmission instruction information is not described, it is determined that no sequence number is assigned to the received packet.
[0037]
In addition, for example, the last-arrival discarding unit 303 of the present embodiment determines whether or not the received packet is the same as the second-arrival packet as follows. That is, the last-arrival discard unit 303 has a log file 305 that records the sequence number of the first-arrival packet, reads the sequence number in the RTP header of the packet received by the CR input unit 301, and stores the sequence number in the log file 305. Check if it exists. If the received packet does not exist in the log file 305, it is determined that the received packet is a first-arrival packet that has not been received in the past, and the sequence number is written in the log file 305. Thus, when the same packet is received next time, it can be confirmed from the log file 305 that the packet is the second-arrival. On the other hand, if the sequence number of the received packet already exists in the log file 305, it is determined that the packet is the same as the packet received in the past. Further, in the last-arrival discard unit 303 of the present embodiment, the sequence number and the multiple transmission instruction information are removed from the packet transmitted to the receiving terminal 101b by deleting the RTP header.
[0038]
An example of the operation of the transmission-side and reception-side edge routers 102a and 102b configured as described above and the operation of the highly reliable transmission system including the edge routers 102a and 102b will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 1, it is assumed that a packet (indicated by PK1 to PK6 in the figure) transmitted from the transmitting terminal 101a to the receiving terminal 101b is a UDP (User Datagram Protocol) packet. Therefore, it is assumed that these packets PK1 to PK6 also include the UDP header. Note that, for simplicity of explanation, the IP address of the receiving terminal 101b is “IP1”. In the control table 203, when the destination IP address is “IP1”, the two-route transmission designation is “present”, and when the destination IP address is “IP2”, the two-route transmission designation is “none”. I do. In the label table TB1 of the transmitting edge router 102a, it is assumed that two different labels “A1” and “A2” are specified for the IP address “IP1”. In the label table TB2 of the first core router 103a, it is assumed that label replacement of “A1” → “B1” and “A2” → “B2” is specified. In the label table TB3 of the second core router 103b, it is assumed that the replacement of the label “B1” → “C1” is specified. In the label table TB4 of the third core router 103c, it is assumed that the replacement of the label “B2” → “C2” is specified. In the label table TB5 of the fourth core router 103d, it is assumed that label replacement of “C1” → “D1” and “C2” → “D2” is specified. It is also assumed that the label table TB6 of the receiving edge router 102b has designated the deletion of the labels "D1" and "D2".
[0039]
Therefore, when a packet (indicated by PK1 in FIG. 1) is transmitted from the transmitting terminal 101a to the receiving terminal 101b, the transmitting edge router 102a first receives the packet PK1. The transmitting edge router 102a searches the control table 203 for the destination IP address “IP1” of the received packet PK1. As a result, in the control table 203, when the destination IP address is “IP1”, the two-route transmission designation is “Yes”, and therefore, at the transmitting edge router 102a, the received packet PK1 is a packet to be transmitted by a plurality of routes. Is determined. Therefore, the transmitting edge router 102a duplicates the packet PK1 and obtains two transmission packets (indicated by PK2 and PK3 in FIG. 1). Then, the label “A1” is assigned to one packet PK2 and the label “A2” is assigned to the other packet PK3 of the two transmission packets. In addition, an RTP header is added to each of the two transmission packets PK2 and PK3, and a sequence number and a plurality of transmission instruction information are described in the RTP header. Then, these two transmission packets PK2 and PK3 are transmitted to the first core router 103a.
[0040]
In the first core router 103a, for the packet PK2 to which the label "A1" is added, the label is changed to "B1", transmitted to the second core router 103b, and for the packet PK3 to which the label "A2" is added, The label is changed to “B2” and transmitted to the third core router 103c. The second core router 103b changes the label of the packet with the label “B1” to “C1” and transmits the packet after the label replacement (indicated by PK4 in FIG. 1) to the fourth core router 103d. . The third core router 103c changes the label of the packet with the label “B2” to “C2”, and transmits the packet after the label replacement (indicated by PK5 in FIG. 1) to the fourth core router 103d. . In the fourth core router 103d, the packet PK4 to which the label "C1" is assigned is re-labeled to "D1", transmitted to the receiving edge router 102b, and the packet PK5 to which the label "C2" is attached is transmitted. , The label is changed to “D2” and transmitted to the receiving edge router 102b.
[0041]
The receiving edge router 102b confirms that a plurality of transmission instruction information is described in the RTP header of the packet received from the fourth core router 103d, and recognizes that the received packet has a sequence number. Then, based on the sequence number in the RTP header of the received packet, it is determined whether or not the received packet is the same packet received later. As a result, the receiving-side edge router 102b discards the late-arrival packet among the packet with the label “D1” and the packet with the label “D2”. On the other hand, among the packets with the label “D1” and the packets with the label “D2”, the RTP header and the label are removed (indicated by PK6 in FIG. 1), and the packet is transmitted to the receiving terminal 101b. Transmit.
[0042]
As described above, packets having the same user data and the same destination IP address can be transmitted by two routes. Therefore, even if a failure occurs in one of the first route and the second route, communication between the transmitting terminal 101a and the receiving terminal 101b is not hindered, and communication reliability is improved.
[0043]
Moreover, the transmitting terminal 101a and the receiving terminal 101b do not need any function for implementing a plurality of routes. That is, the transmitting terminal 101a does not need to transmit the same data a plurality of times. The receiving terminal 101b does not need to have a plurality of IP addresses, and need not discard the same data that comes later. Further, there is no need to prepare a plurality of IP addresses corresponding to the number of redundant routes to be set. According to the present invention, a transmission path using a plurality of routes can be easily provided between any existing or new information processing apparatuses having an IP address.
[0044]
For example, the user of the transmitting terminal 101a or the receiving terminal 101b notifies a network administrator or the like of whether or not to perform transmission by a plurality of routes, and the network administrator or the like notifies the control table 203 and the label table TB1 of the transmitting edge router 102a. , It is possible to very easily secure a highly reliable transmission path using a plurality of routes.
[0045]
Further, since the edge router 102 is provided with a multiple route setting function, the existing core router 103 can be used as it is. Further, since a sequence number and a plurality of transmission instruction information are described in the RTP header, there is no need to perform a complicated sequence number check process depending on the format of the user packet, and the sequence number process can be simplified. Further, since the core router 103 ignores the RTP header, there is no need to change the settings of the existing core router 103. Further, by providing the control table 203, it is possible to control whether or not to perform data transmission by a plurality of routes in fine units such as an IP address and a port number. As a result, fine traffic control can be realized in consideration of various factors such as the importance of data, the nature of an application to be used, and the degree of network congestion.
[0046]
【Example】
Hereinafter, results of verification of the above-described method and system of the present invention by simulation will be described as examples. FIG. 7 shows an evaluation model used for the simulation. The line speed was 1.5 Mbps. Note that the terminal 101c was used to generate background traffic. The simulation model was created using communication model simulation software OPNET (manufactured by OPNET). Measurement traffic was transmitted from the transmitting terminal 101a at a constant interval of 1000 packets per second. On the other hand, background traffic is generated from the terminal 101c at 556 packets per second (1000 bits in length), and the interval is random. The simulation time was 4 seconds.
[0047]
8A and 8B show packet transmission characteristics when only data transmission on the first route is performed without performing two-route transmission. FIG. 8A shows the number of packet discards on the first route, and FIG. Indicates the number of packets. When two-route transmission is not performed, the transmitting terminal 101a transmits 1000 packets per second to the first route, but as shown in FIG. 8A, the total number of traffic packets exceeds the capacity of the used bandwidth. Therefore, a congestion state occurs and packet discarding occurs. Note that the number of discarded packets shown in FIG. 8A is the total number of the measured traffic and the background traffic. In this case, as shown in FIG. 8B, the background traffic stays in the buffer of the core router 103 and then overflows from the buffer, so that packet discarding occurs and the number of received packets at the receiving terminal 101b decreases. I understand.
[0048]
On the other hand, FIG. 9 shows packet transmission characteristics when two-route transmission is performed, (A) shows the number of packet discards in the first route, and (B) shows the number of received packets in the receiving terminal 101b. When two-route transmission is performed, as shown in FIG. 9A, packet discard occurs on the first route as in FIG. The reason why the number of discarded packets is increased as compared with the case where two-route transmission is not performed is that the used bandwidth is slightly increased by adding the RTP header. However, even if packet discarding occurs on the first route, the packet from the second route can be received. Therefore, as shown in FIG. 9B, it is confirmed that the receiving terminal 101b is receiving normally. it can.
[0049]
10A and 10B show the packet reception characteristics for each route when two-route transmission is performed. FIG. 10A shows the number of packet discards in the first route, and FIG. 10B shows the number of packets received by the receiving terminal 101b via the first route. (C) shows the number of packets received by the receiving terminal 101b via the second route. As shown in FIGS. 10A and 10B, the receiving terminal 101b receives a packet via the first route until a delay or packet discard occurs on the first route due to the influence of the background traffic. I understand. When the delay increases in the first route and packet discarding occurs thereafter, it can be confirmed that the packet is received via the second route as shown in FIG.
[0050]
The above embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the control table specifies whether to set a plurality of routes based on one or a combination of some or all of address information, a program identifier, and transmission quality information included in a packet. May be. As the transmission quality information, for example, a value of a field for specifying priority control called ToS (Type of Service) in the IP header corresponds. For example, when the ToS value = 0, the multi-route transmission designation may be “present”, and when the ToS value = 1, the multi-route transmission designation may be “absent”.
[0051]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, a highly reliable transmission method using a plurality of routes according to claim 1, a highly reliable transmission system according to claim 4, and a highly reliable transmission router according to claims 5 and 6 are described. According to this, packets having the same user data and the same destination IP address can be transmitted through a plurality of routes, and the reliability of communication can be improved. Moreover, the transmitting terminal and the receiving terminal do not need any special function for realizing a plurality of routes. That is, the transmitting terminal does not need to transmit the same data a plurality of times. The receiving terminal does not need to have a plurality of IP addresses, and it is not necessary to discard the same data that comes later. Further, there is no need to prepare a plurality of IP addresses corresponding to the number of redundant routes to be set. According to the present invention, a transmission path using a plurality of routes can be easily provided between any existing or new information processing apparatuses having an IP address. For example, a user of a transmitting terminal or a receiving terminal notifies a network administrator or the like whether or not to perform transmission by a plurality of routes, and the network administrator or the like sets a control table and a label table of a transmitting edge router, thereby A highly reliable transmission path using a plurality of routes can be realized very easily. Further, by providing the control table, it is possible to control whether or not to perform data transmission by a plurality of routes in fine units such as an IP address and a port number. As a result, fine traffic control can be realized in consideration of various factors such as the importance of data, the nature of an application to be used, and the degree of network congestion.
[0052]
Further, according to the highly reliable transmission method using a plurality of routes according to the second aspect, it is easy to determine the presence / absence of a sequence number at the receiving edge router, and the processing of the sequence number can be simplified.
[0053]
Further, according to the highly reliable transmission method using a plurality of routes according to the third aspect, the transmitting edge router describes one or both of the sequence number and the plurality of transmission instruction information in the RTP header. In addition, there is no need to perform a complicated sequence number check process depending on the format of the user packet, and the sequence number process can be simplified. Since the core router ignores the RTP header, the existing core router can be used as it is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a highly reliable transmission method and system using a plurality of routes according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic functional block diagram showing an embodiment of a highly reliable transmission router (transmission side) of the present invention.
FIG. 3 is a schematic functional block diagram showing an embodiment of a highly reliable transmission router (receiving side) of the present invention.
FIG. 4 is a schematic flowchart showing an example of processing of a highly reliable transmission router (transmission side) according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic flowchart showing an example of processing of a highly reliable transmission router (receiving side) according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an RTP packet format.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a highly reliable transmission method and system using a plurality of routes according to the present invention.
8A and 8B show packet transmission characteristics when data transmission is performed by a single route. FIG. 8A shows the relationship between the number of discarded packets and time lapse, and FIG. Show the relationship.
9A and 9B show packet transmission characteristics when data transmission is performed in two routes, FIG. 9A shows the relationship between the number of packet discards in the first route and elapsed time, and FIG. And the relationship between time and time.
10A and 10B show the packet reception characteristics for each route when data transmission is performed by two routes, FIG. 10A shows the relationship between the number of discarded packets in the first route and elapsed time, and FIG. (C) shows the relationship between the number of packets received by the receiving terminal via the second route and the elapsed time, and (C) shows the relationship between the number of packets received by the receiving terminal via the second route and the elapsed time.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a conventional data transmission method and system using a plurality of routes.
[Explanation of symbols]
1 MPLS network (label switching network)
101a Transmission terminal (communication device)
101b Receiving terminal (communication device)
102 Edge Router
103 core router

Claims

In a label switching network configured to include an edge router and a core router and transmitting a packet using a label assigned in accordance with a destination address, the edge router on the transmission side has a destination address and a label to be used. It is specified whether or not to set a plurality of routes based on the associated label table, any one of the address information, the program identifier, and the transmission quality information included in the packet, or a combination of some or all of them. Having a control table, for a packet received from a communication device outside the label switching network, determine whether to set a plurality of routes by referring to the control table, when setting a plurality of routes, Duplicate the packet and add the resulting multiple identical packets A different label is assigned based on the label table, and a sequence number indicating a packet order is assigned to each of the plurality of identical packets. If a plurality of routes are not specified, a label based on the label table is assigned to the packet. Attached, and transmits the packet to the core router according to the label, the core router transmits the received packet to another core router or the edge router according to the label attached to the packet, and When the sequence number is given to the packet received from the core router, the edge router discards the same packet that arrives later based on the sequence number, and replaces the label and the sequence number given to the earlier packet based on the sequence number. Remove the first-arrival packet based on the destination address When transmitted to a communication device outside the label switching network and the sequence number is not added to the packet received from the core router, the label attached to the packet is removed, and the packet is removed based on the destination address. A highly reliable transmission method using a plurality of routes, wherein the transmission is performed to a communication device outside a label switching network.

The edge router on the transmitting side, when setting a plurality of routes, gives a plurality of transmission instruction information, and the edge router on the receiving side confirms the presence or absence of the plurality of transmission instruction information for a received packet, 2. The highly reliable transmission method using a plurality of routes according to claim 1, wherein the presence or absence of a sequence number is determined.

3. The highly reliable transmission method using a plurality of routes according to claim 1, wherein the edge router on the transmission side describes one or both of the sequence number and the plurality of transmission instruction information in an RTP header.

In a label switching network configured to include an edge router and a core router and transmitting a packet using a label assigned in accordance with a destination address, the edge router on the transmission side has a destination address and a label to be used. It is specified whether or not to set a plurality of routes based on the associated label table, any one of the address information, the program identifier, and the transmission quality information included in the packet, or a combination of some or all of them. Having a control table, for a packet received from a communication device outside the label switching network, determine whether to set a plurality of routes by referring to the control table, when setting a plurality of routes, Duplicate the packet and add the resulting multiple identical packets A different label is assigned based on the label table, and a sequence number indicating a packet order is assigned to each of the plurality of identical packets. If a plurality of routes are not specified, a label based on the label table is assigned to the packet. Attached, and transmits the packet to the core router according to the label, the core router transmits the received packet to another core router or the edge router according to the label attached to the packet, and When the sequence number is given to the packet received from the core router, the edge router discards the same packet that arrives later based on the sequence number, and replaces the label and the sequence number given to the earlier packet based on the sequence number. Remove the first-arrival packet based on the destination address When transmitted to a communication device outside the label switching network and the sequence number is not added to the packet received from the core router, the label attached to the packet is removed, and the packet is removed based on the destination address. A highly reliable transmission system using a plurality of routes, wherein the transmission is performed to a communication device outside a label switching network.

In an edge router used in a label switching network for transmitting a packet using a label assigned according to a destination address, a label table in which a destination address is associated with a label to be used, address information included in the packet, and a program A control table that specifies whether to set a plurality of routes based on any one of the identifier and the transmission quality information or a combination of some or all of them; and a communication outside the label switching network. For the packet received from the device, it is determined whether or not to set a plurality of routes by referring to the control table. In the case of setting a plurality of routes, the packet is duplicated and each of a plurality of identical Different labels are added based on the above label table. When a plurality of routes are not specified, a sequence number indicating the order of one packet is assigned to each of the plurality of identical packets. A highly reliable transmission router characterized by transmitting data to a network.

In an edge router used in a label switching network that transmits a packet using a label assigned according to a destination address, if a sequence number is assigned to a received packet, the same packet received later based on the sequence number And discarding the label and the sequence number given to the first packet and transmitting the first packet to a communication device outside the label switching network based on the destination address, and adding the sequence number to the received packet. If not, a highly reliable transmission router that removes the label attached to the packet and transmits the packet to a communication device outside the label switching network based on the destination address.