JP2006094306A - Node device, packet communication procedure in node device, and program - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、リングネットワークにおけるノード装置、特にそのパケット通信技術に関するものである。 The present invention relates to a node device in a ring network, and more particularly to its packet communication technology.
双方向2重リング回線を介して複数のノード装置(以下ノードと略称)が接続される従来のリングネットワークにおけるパケット通信技術として、IEEE802.17(非特許文献1)として標準化作業が進められているレジリエント・パケット・リング(Resilient Packet Ring:以下「RPR」と呼称)が知られている。
RPRにおいて、双方向2重リング上の各ノードは、各ノードが周期的に送信している制御パケットを利用して、それぞれの物理アドレスをリング上に広告し、各ノードはそれらの広告情報を収集して各ノードの並び順であるトポロジーマップ(配置情報)を認識する機能を有している。
そして、各ノードは、リング上にパケットを送信する際に前記トポロジーマップを参照して宛先の物理アドレスに近い系のリングを選択する機能を有している。また、各ノードは、制御パケットに含まれる障害情報を常に監視することにより、リング上の障害箇所を迅速に検出して経路を切り替える障害迂回機能(プロテクション機能)を有している。
As a packet communication technique in a conventional ring network in which a plurality of node devices (hereinafter abbreviated as nodes) are connected via a bi-directional double ring line, standardization work is underway as IEEE 802.17 (Non-patent Document 1). Resilient Packet Ring (Resilient Packet Ring: hereinafter referred to as “RPR”) is known.
In RPR, each node on the bi-directional duplex ring uses a control packet periodically transmitted by each node to advertise its physical address on the ring, and each node transmits their advertisement information. It has a function of collecting and recognizing topology maps (arrangement information) that are the order of arrangement of each node.
Each node has a function of referring to the topology map and selecting a ring of a system close to the destination physical address when transmitting a packet on the ring. Each node also has a fault detour function (protection function) for quickly detecting a fault location on the ring and switching the path by constantly monitoring fault information included in the control packet.
非特許文献1に開示された従来のリングネットワークにおいては、各ノードを接続する各々のリンクは同一通信速度であり、通信速度が異なるリンクはひとつのリングネットワーク内に混在できないという問題点があった。このため、リングネットワークを構成する際、例えば通信速度をあまり必要としないノード間リンク(使用率が低いリンク)がある場合でも、リングネットワーク内の他のリンクと同一通信速度のリンクを設置しなければリングネットワークを形成することができないため、ネットワーク全体のコストを上昇させる要因になる等の問題が生じる。
The conventional ring network disclosed in Non-Patent
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、例えばRPRのようなリングネットワークにおいて、通信速度が異なるリンクの混在を可能とすることを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has an object of enabling a mixture of links having different communication speeds in a ring network such as RPR.
この発明に係るノード装置は、リングネットワークを構成するノード装置の並び順に対応する配置情報と、前記ノード装置間を接続するリンクの通信速度に対応するリンク速度情報とを記憶するトポロジー情報管理部と、前記トポロジー情報管理部で記憶された配置情報およびリンク速度情報に基づいて、パケットの送信を制御するパケット送信制御部と、を備えるものである。 A node device according to the present invention includes a topology information management unit that stores arrangement information corresponding to the arrangement order of node devices constituting a ring network and link speed information corresponding to a communication speed of a link connecting the node devices. A packet transmission control unit that controls packet transmission based on the arrangement information and link speed information stored in the topology information management unit.
この発明によれば、異なる通信速度のリンクを混在させてリングネットワークを構成することができ、柔軟で効率のよいリングネットワークを構成することができる。 According to the present invention, a ring network can be configured by mixing links with different communication speeds, and a flexible and efficient ring network can be configured.
実施の形態1.
この発明の実施の形態1においては、例えば双方向2重RPRネットワーク等のリングネットワーク内の各ノード装置の並び順(配置情報)と、各ノード装置間のリンクの通信速度(リンク速度情報)とを、それぞれのノード装置に記憶しておき、これらの情報に基いて各ノード装置がパケットの送信を制御するようにしたものを示す。
このようにリングネットワーク内の各リンク速度を踏まえて、各ノード装置がパケットの送信を制御することにより、異なる通信速度のリンクがリングネットワーク内に存在していても、リングネットワークを用いた適切なパケット送受信が行えるものである。
さらに、この実施の形態1においては、リンク速度に応じてパケットの送信方向や送信量等を制御することにより、効率良くパケット通信できるものを示すものである。
In the first embodiment of the present invention, for example, the arrangement order (arrangement information) of node devices in a ring network such as a bidirectional dual RPR network, the communication speed (link speed information) of links between the node devices, and Is stored in each node device, and each node device controls packet transmission based on these pieces of information.
In this way, each node device controls packet transmission based on each link speed in the ring network, so that even if links with different communication speeds exist in the ring network, appropriate use of the ring network is possible. Packets can be sent and received.
Further, in the first embodiment, it is shown that packets can be efficiently communicated by controlling the packet transmission direction and the transmission amount according to the link speed.
以下、詳細に説明する。図1は、この発明の実施の形態1におけるリングネットワークを示す構成図である。図1において、5台のノード装置(以下ノードと略称)100a、100b、100c、100d、および100eが、例えば光ファイバを伝送媒体とする外側リング200aおよび内側リング200bによる双方向2重RPRネットワーク上に配置されている。ここで各ノード間のリンクとしては、10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/sの3種類の異なる通信速度のリンクが混在している。
Details will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing a ring network according to
図2は、図1における各ノード100a〜100eの構成を示す構成図である。
図2において、100はノード、110a、110bはそれぞれ外側リング200a、内側リング200bからのパケットを受信する外側リング受信部、内側リング受信部、120a、120bはそれぞれ外側リング200a、内側リング200bにパケットを送信する外側リング送信部、内側リング送信部である。
130は、各ノードに接続される上位装置(図示せず)との間でMAC(Media Access Control)フレーム(例えばイーサネット(登録商標)フレーム)の送受信を行うMACフレーム送受信部である。
140は、このMACフレーム送受信部130からのMACフレームを加工して上記外側リング送信部120aあるいは内側リング送信部120bを介して、外側リング200aあるいは内側リング200bに送信したり、上記外側リング受信部110a、内側リング受信部110bが受信したパケットを反対側の外側リング送信部120a、内側リング送信部120bを介して外側リング200a、内側リング200bに送信して中継したり、あるいは受信パケットに含まれるMACフレームを上記MACフレーム送受信部130に送る等のパケット送受信制御を行うパケット送受信制御部である。
150は、このパケット送受信制御部140を介して、双方向2重リングネットワーク(外側リング200a、内側リング200b)における制御パケットを利用して広告されるトポロジー情報を受け取って記憶するトポロジー情報管理部である。ここでトポロジー情報とは、リングネットワークを構成するノードの並び順に対応する配置情報と、各ノード間のリンク速度に対応するリンク速度情報とを含むものである。
そして、このトポロジー情報管理部150に記憶されたトポロジー情報に基づいて、パケット送信制御部としての上記パケット送受信制御部140が、上記外側リング送信部120a、内側リング送信部120bからのパケットの送信を制御する。
FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of each of the
In FIG. 2, 100 is a node, 110a and 110b are outer ring receivers that receive packets from the
140 processes the MAC frame from the
150 is a topology information management unit that receives and stores topology information advertised using control packets in the bi-directional double ring network (
Based on the topology information stored in the topology
このような構成のノード100においては、図1のように外側リング200aおよび内側リング200bによるリングネットワーク上に異なる通信速度のリンクが混在している場合であっても、トポロジー情報管理部150には各リンクの通信速度を含むトポロジー情報が記憶されており、これを踏まえてパケット送受信制御部140がパケットの送信を制御するので、リングネットワークへの適切なパケットの送信が行える。
In the
以下にさらに詳細に説明する。
図3は、図2に示したノード100についてさらに詳細な構成を示した構成図である。図3において、外側リング受信部110aおよび内側リング受信部110b、外側リング送信部120aおよび内側リング送信部120b、MACフレーム送受信部130は図2に示したものと同じである。
外側リング受信部110a、内側リング受信部110bは、他ノードからの受信RPRフレームを受信し、RPRインタフェース受信部142に受け渡す。
外側リング送信部120a、内側リング送信部120bは、RPRインタフェース送信部141からのRPRフレームのリングネットワークへのAdd(挿入)と、他ノードからの受信RPRフレームのTransit(中継)機能の両トラヒックをスケジューリングする機能を担い、RPRフレームをパケットとして送信する。
This will be described in more detail below.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a more detailed configuration of the
The outer
The outer
そして、図2におけるパケット送受信制御部140に対応するものは、図3におけるRPRインタフェース送信部141、RPRインタフェース受信部142、プロテクション部143、外側リング用送信トラヒックシェーパ部144、内側リング用送信トラヒックシェーパ部145、外側リングDrop判定部146、内側リングDrop判定部147であり、これらによりパケット送受信制御部140が構成される。なお、特に送信制御にかかわるものは、RPRインタフェース送信部141、外側リング用送信トラヒックシェーパ部144、および内側リング用送信トラヒックシェーパ部145である。
2 correspond to the packet transmission /
パケット送受信制御部140を構成する上記各部を以下に説明する。RPRインタフェース送信部141は、MACフレーム送受信部130からのMACフレームにRPRヘッダを付加することよりRPRフレームを生成し、内側または外側リングのどちらにAdd(挿入)送信するか、またはFlooding送信するかを選択する機能を持つ。RPRインタフェース受信部142は、他ノードからの受信RPRフレームがデータフレームであるのか制御フレームであるのかを識別し、各機能部に受信RPRフレームの各種情報を通知し、また受信RPRフレームからMACフレームを抽出し、MACフレーム送受信部130に受け渡す。プロテクション部143は、RPRインタフェース受信部142から通知されるリング上の障害情報を管理する。外側リングDrop判定部146、内側リングDrop判定部147は、他ノードからの受信RPRフレームをTransit(中継)またはDrop(分岐)するかを判定する。
外側リング用送信トラヒックシェーパ部144は、上記RPRインタフェース送信部141から外側リング200aに送信されるパケットについて、上記トポロジー情報の最小リンク速度をシェーピングレートとしたシェーピングを宛先ノード毎に実施する。内側リング用送信トラヒックシェーパ部145は、RPRインタフェース送信部141から内側リング200bに送信されるパケットについて、上記トポロジー情報の最小リンク速度をシェーピングレートとしたシェーピングを宛先ノード毎に実施する。
The above-described units constituting the packet transmission /
The outer ring transmission
また、図2におけるトポロジー情報管理部150に対応するものは、図3におけるトポロジー管理部151、外側リングトポロジー情報更新部152、および内側リングトポロジー情報更新部153であり、これらによりトポロジー情報管理部150が構成される。
トポロジー情報管理部150を構成する上記各部を以下に説明する。
トポロジー管理部151は、上記RPRインタフェース受信部142から通知される前記トポロジー情報として、リング上の宛先ノードまでのノード中継数や、宛先ノード毎のリンク速度に対応するリンク速度情報をトポロジー情報テーブルに登録(記憶)し、管理する。外側リングトポロジー情報更新部152は、外側リング200aから受け取るトポロジー情報を下流に向けて中継する前に、トポロジー情報内の(リンク速度に反比例する量として定義される)リンクコストに自分の外側リングのリンクコストを加算し、最小リンク速度と自分の外側リングのリンク速度とを比較した最小値を再設定する機能を担う。
内側リングトポロジー情報更新部153は、内側リング200bから受け取るトポロジー情報を下流に向けて中継する前に、トポロジー情報内のリンクコストに自分の内側リングのリンクコストを加算し、最小リンク速度と自分の内側リングのリンク速度とを比較した最小値を再設定する機能を担う。
Also, the topology
Each of the above components constituting the topology
The topology management unit 151 stores, in the topology information table, the number of node relays to the destination node on the ring and the link speed information corresponding to the link speed for each destination node as the topology information notified from the RPR
The inner ring topology
次に動作について説明する。
まず、トポロジー情報テーブルの生成方法について説明する。トポロジー情報テーブルは、パケットの送信制御のためのトポロジー情報が表にされたものであり、トポロジー管理部151に記憶される。
このトポロジー情報テーブルの生成に使われるRPR標準のトポロジー情報である配置情報は、ノードがどのような並び順で接続されているかを示すものである。配置情報の取得方法は以下のとおりである。各ノードがTP(Topology and Protection)フレームと呼ばれる制御フレームを両リングに一定周期でパケットとして送信する。初期値が255であり、各ノードで中継する毎に1が減算されるTTL(Time To Alive)を用いて、各ノードはこのTTLを含むTPフレーム受信により、各ノードからみたTPフレーム送信ノードの位置(ノードの中継数)を各ノード毎に把握する。これにより、ノードがどのような並び順で接続されているかを示す配置情報が得られる。
Next, the operation will be described.
First, a method for generating a topology information table will be described. The topology information table is a table of topology information for packet transmission control, and is stored in the topology management unit 151.
Arrangement information, which is RPR standard topology information used to generate this topology information table, indicates in what order the nodes are connected. The arrangement information acquisition method is as follows. Each node transmits a control frame called a TP (Topology and Protection) frame as a packet to both rings at a constant cycle. The initial value is 255, and each node uses a TTL (Time To Alive) in which 1 is subtracted every time it relays at each node, and each node receives a TP frame including this TTL, and the TP frame transmission node viewed from each node The position (number of relayed nodes) is grasped for each node. Thereby, arrangement information indicating the arrangement order of the nodes is obtained.
また、トポロジー情報テーブルに含まれるリンク速度情報は、リンクコストの和と最小リンク速度というものである。このリンク速度情報の取得方法は以下のとおりである。各ノード100a〜100eは、自ノードを送信元としたトポロジー情報を含む制御パケットを外側または内側リングに送信する場合には、RPR標準のトポロジー情報(配置情報)に追加して、リンク速度に対応するリンクコストの和として自ノードのリンクコストを設定し、最小リンク速度情報として自ノードのリンク速度を設定する。
ここで、リンクコストは、リンク速度に反比例する量であるとし、例えば10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/sに対して、1000、100、1と定義する。また、最小リンク速度情報は、自ノードから宛先としての各ノードまでの間の各リンクの最小の通信速度と定義する。
ただし、各ノードは,出力側を基準としてリンク速度を認識すると仮定する。例えば、図1に示すノード100eおいて、外側リングのリンク速度は100Mbps、内側リングのリンク速度は10Mbpsとなる。なお、入力側を基準としても良い。
The link speed information included in the topology information table is the sum of link costs and the minimum link speed. The link speed information is acquired as follows. When each
Here, the link cost is an amount that is inversely proportional to the link speed, and is defined as 1000, 100, and 1 for 10 Mb / s, 100 Mb / s, and 1000 Mb / s, for example. Further, the minimum link speed information is defined as the minimum communication speed of each link from the own node to each node as the destination.
However, it is assumed that each node recognizes the link speed based on the output side. For example, in the
そして、各ノード100a〜100eは、他のノードから受け取ったトポロジー情報をトポロジー管理部151に通知し、上記トポロジー情報を含む制御パケットを中継する。その中継前に、外側リング受信時には外側リングトポロジー情報更新部152が、また、内側リング受信時には内側リングトポロジー情報更新部153が、上記トポロジー情報のリンクコストの和に自ノードのリンク速度に対応するリンクコストを加算し、上記トポロジー情報の最小リンク速度として、その値(最小リンク速度)と自ノードのリンク速度との小さい方の値を採用し、上記トポロジー情報の値を更新する。
例えば、図4に示すように、ノード100aは、宛先ノード(自ノード以外のノード)毎の上記トポロジー情報を収集することにより、リンク速度情報も追加したトポロジー情報テーブルを構築し、記憶する。また、ノード100a以外のノード100b〜100eも同様にトポロジー情報テーブルを構築し、記憶する。
Then, each of the
For example, as illustrated in FIG. 4, the
次に、宛先ノード毎の送信トラヒック制御方法(パケットの送信量制御方法)について説明する。
図4に示すトポロジー情報テーブルの構築後に、外側リング用送信トラヒックシェーパ部144と内側リング用送信トラヒックシェーパ部145は、トポロジー管理部151に記憶されたトポロジー情報テーブルの宛先ノード毎の最小リンク速度をシェーパ機能のパラメータとして使用する。ここで、外側リング用送信トラヒックシェーパ部144と内側リング用送信トラヒックシェーパ部145は、RPRインタフェース送信部141から到着するRPRフレームを宛先ノード毎に分類し、宛先ノードに対応する最小リンク速度でシェーピングする。すなわち、一時的に記憶したパケットを最小リンク速度に対応する出力レートで出力する。これにより、余分な送信トラヒックをリング上から除くことが可能となる。
Next, a transmission traffic control method (packet transmission amount control method) for each destination node will be described.
After the topology information table shown in FIG. 4 is constructed, the outer ring transmission
次に、リング選択方法(パケットの送信方向制御方法)について説明する。
まず、隣接ノード間のリング障害の検出と広告におけるRPR標準動作としては、各ノードは上記TPフレームを両リングに送信する際に、直上流ノード(上流方向の隣接ノード)からのKeepAlive用フレーム不達と自ノード受信障害により直上流ノードから自ノードまでのリンク間で障害を検出する。KeepAlive用フレーム送信元が直上流ノードかどうかは配置情報に基づいて判断される。この直上流ノードとのリンク状態の情報は、上記TPフレームに載せて送信され、直下流ノード(下流方向の隣接ノード)を含む全受信ノードはTPフレーム送信元ノードのリンク状態の情報を受信し、リング上のどのリンクに障害があるのかを把握する。
Next, a ring selection method (packet transmission direction control method) will be described.
First, as an RPR standard operation in detection and advertisement of a ring failure between adjacent nodes, when each node transmits the TP frame to both rings, the frame for keepalive from the immediately upstream node (upstream adjacent node) is not used. And a local node reception failure, a failure is detected between the link from the immediately upstream node to the local node. Whether the KeepAlive frame transmission source is the immediate upstream node is determined based on the arrangement information. The link status information with the immediately upstream node is transmitted on the TP frame, and all receiving nodes including the immediately downstream node (adjacent node in the downstream direction) receive the link status information of the TP frame transmission source node. Know which link on the ring is faulty.
また、RPRデータフレームの送信方向の切替におけるRPR標準動作としては、通常、各ノードは配置情報とリンク障害情報から、宛先ノードに到達するまでに、ノードの中継数が少なく、リング障害が発生していないリングを選択してRPRデータフレームを送信する(ユニキャスト送信:既知な宛先MACアドレス、既知な送信元MACアドレスの場合)。またリング選択時に、RPRデータフレーム中の送信MACフレーム(RPRヘッダを除いたフレーム)のアドレスが、未知なユニキャストの宛先MACアドレス、マルチキャスト宛先MACアドレス、ブロードキャスト宛先MACアドレス、未知な送信元MACアドレスである場合、RPR標準動作ではRPRネットワーク上の全ノードに向けて送信するFloodingを行う。Flooding送信には、BidirectionalとUnidirectionalの2つの方式がある。Bidirectional方式では、宛先ノードが異なる上記RPRデータフレームを両リングに送信し、宛先ノードに到達するまで、各リングの下流ノードが上記RPRデータフレームを中継していく。2つの隣接したノードを宛先ノードに設定することにより、全ノードに到達する。Unidirectional方式では、どちらかのリングに上記RPRデータフレームを送信し、送信元ノードに到達するまで、該リングの下流ノードが上記RPRデータフレームを中継していく。
なお、RPR標準では障害迂回時間を最大50ミリ秒とする規定があり、上記プロテクション機能は障害情報から障害発生箇所を検出し、RPRデータフレームの送信方向の切替までの動作を高速に実施する。
In addition, as an RPR standard operation in switching the transmission direction of the RPR data frame, normally, each node has a small number of relayed nodes until reaching the destination node from the arrangement information and link failure information, and a ring failure occurs. A ring that is not connected is selected and an RPR data frame is transmitted (unicast transmission: known destination MAC address, known source MAC address). When a ring is selected, the address of the transmission MAC frame (frame excluding the RPR header) in the RPR data frame is unknown unicast destination MAC address, multicast destination MAC address, broadcast destination MAC address, unknown source MAC address. In the RPR standard operation, flooding is performed for transmission to all nodes on the RPR network. There are two types of Flooding transmission: Bidirectional and Unidirectional. In the Bidirectional method, the RPR data frames with different destination nodes are transmitted to both rings, and the downstream nodes of each ring relay the RPR data frames until the destination nodes are reached. All nodes are reached by setting two adjacent nodes as destination nodes. In the Unidirectional method, the RPR data frame is transmitted to one of the rings, and the downstream node of the ring relays the RPR data frame until reaching the transmission source node.
The RPR standard stipulates that the fault bypass time is a maximum of 50 milliseconds, and the protection function detects the fault location from the fault information, and performs operations up to switching of the transmission direction of the RPR data frame at high speed.
次に、本実施の形態1に特有のリング選択方法について説明する。RPRインタフェース送信部141は、MACフレーム送受信部130から入力されたMACフレームのアドレスを確認し、リング選択時には、ユニキャスト送信であるかFlooding送信であるかを判断する。
例えば、ユニキャスト送信で、かつ、図5に示すように、ノード100aがノード100d宛に送信する場合、図4に示す上記トポロジー情報テーブルにおいて、宛先ノードがノード100dの外側リングのリンクコストの和(21)と内側リングのリンクコストの和(110)を比較し、小さい方である外側リング200aを選択してRPRデータフレームを送信する。これにより、通信速度の低いパスを避けて効率良くユニキャスト送信を行うことができる。次に、例えば図6に示すように、ノード100cとノード100dとの間で障害が発生した場合、RPR標準動作と同様に、障害発生箇所を迂回するように内側リング200bを使用した経路を選択する。このとき、上記トポロジー情報テーブルにおけるノード100dの内側リングの最小リンク速度が10Mb/sとなっており、図3に示す内側リング用送信トラヒックシェーパ部145により、送信トラヒックが10Mb/sにシェーピングされる。これにより、余分な送信トラヒックをリング上から除くことが可能となる。
Next, a ring selection method unique to the first embodiment will be described. The RPR interface transmission unit 141 confirms the address of the MAC frame input from the MAC frame transmission /
For example, in the case of unicast transmission and when the
また、ノード100aからFlooding送信する場合、ノード100aのRPRインタフェース送信部141は、予め、上記トポロジー情報からリング上のリンク速度で最も小さいものを選択し、Flooding時の宛先ノードを決定しておく。ここでは、図7に示すように、リンク10Mb/sを挟むノードであるノード100dとノード100eとが選択され、宛先ノード100dのRPRデータフレームを外側リング200aに、かつ宛先ノード100eのRPRデータフレームを内側リング200bにBidirectional Flooding送信を行う。これにより、通信速度の低いリンクを避けて効率良くFlooding送信を行うことができる。
In addition, when performing Flooding transmission from the
次に例えば図8に示すようにノード100cとノード100dとの間で障害が発生した場合、RPR標準動作と同様に、障害発生箇所を挟むような経路となり、外側リング200aへ送信されるRPRデータフレームは宛先ノードがノード100c、内側リング200bへ送信されるRPRデータフレームは宛先ノードがノード100dとなるように動作する。このとき、上記トポロジー情報テーブルにおけるノード100dの最小リンク速度が10Mb/sとなっており、図3に示す内側リング用送信トラヒックシェーパ部145により、送信トラヒックが10Mb/sにシェーピングされる。これにより、余分な送信トラヒックをリング上から除くことが可能となる。
Next, for example, as shown in FIG. 8, when a failure occurs between the
以上のように、この発明の実施の形態1によるノード装置においては、各ノードの配置情報およびリンク速度情報を用いた上記トポロジー情報テーブル生成方法、上記宛先ノード毎の送信トラヒック制御方法、および上記リング選択方法(ユニキャスト送信、Flooding送信)の動作により、RPRネットワークにおいて、異なる通信速度のリンクを混在させてリングネットワークを構成することができ、柔軟で効率のよいリングネットワークを構成することができる。
As described above, in the node device according to
実施の形態2.
この発明の実施の形態2によるノード装置は、パケット送信制御部に、帯域保証型フローと非帯域保証型フローを判別し、リンク速度とノード中継数に基づいたトポロジー情報を使用して、ユニキャスト送信における送信すべきリングを選択する機能(パケットの送信方向制御機能)を備えるようにしたものである。
In the node device according to the second embodiment of the present invention, the packet transmission control unit discriminates the bandwidth guaranteed flow and the non-bandwidth guaranteed flow and uses the topology information based on the link speed and the number of node relays to perform unicast. A function for selecting a ring to be transmitted in transmission (packet transmission direction control function) is provided.
この発明の実施の形態2によるノード装置の構成は、図3に示した実施の形態1と同様であるが、パケット送信制御部としてのRPRインタフェース送信部141において、MACフレーム送受信部130から到着するMACフレームを帯域保証型フローまたは非帯域保証型フローに判別し、例えばノード100aでは図9に示すトポロジー情報テーブルを用いて、ユニキャスト送信における送信すべきリングを選択する機能を備えるようにしている。
The configuration of the node device according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3, but arrives from the MAC frame transmission /
次に動作について説明する。例えばノード100aのトポロジー情報管理部150は、図9に示すトポロジー情報テーブルを構築する。そして、帯域保証型フロー(帯域保証を受けるパケットの送信)に対しては、RPRインタフェース送信部141は、図9に示すトポロジー情報テーブルにおけるノード中継数が少ない方の経路を選択する動作を行う。一方、非帯域保証型フロー(帯域保証を受けないパケットの送信)に対しては、RPRインタフェース送信部141は、図9に示すトポロジー情報テーブルにおけるリンクコストの和が小さい方の経路を選択する動作を行う。また、障害発生時には、実施の形態1と同様に、RPRインタフェース送信部141は、障害リンクを避けるような経路を選択する動作を行う。
Next, the operation will be described. For example, the topology
このように、この発明の実施の形態2によるノード装置においては、RPRインタフェース送信部141に帯域保証型フローと非帯域保証型フローに応じてリンクを選択する機能を備えるようにしたので、帯域保証型フローの場合、宛先ノードに対して最短経路で送信することにより、遅延やジッタが小さくなるという効果が得られ、また、非帯域保証型フローの場合、リンクコストの小さい経路を選択することにより、宛先ノードまでに到着するパケットが廃棄される可能性が少なくなるという効果が得られる。
As described above, in the node device according to
実施の形態3.
この発明の実施の形態3によるノード装置は、パケット送信制御部に、最小リンク速度を超過するMACフレームを廃棄する送信トラヒックポリシング部を備えるようにしたものであり、実施の形態1とは、送信トラヒック制御方法が異なる。
Embodiment 3 FIG.
In the node device according to Embodiment 3 of the present invention, a packet transmission control unit is provided with a transmission traffic policing unit that discards MAC frames exceeding the minimum link rate. Traffic control method is different.
図10は、この発明の実施の形態3によるノード装置を示す構成図である。
図10において、100Aはノード、148はMACフレーム送受信部130から到着するMACフレームを宛先ノード毎に分類し、トポロジー情報テーブルにおける最小リンク速度を入力レートとしたポリシングを実施する送信トラヒックポリシング部である。
なお、110a〜147は、図3に示した実施の形態1における構成と同様である。
FIG. 10 is a block diagram showing a node device according to Embodiment 3 of the present invention.
In FIG. 10, 100A is a node, 148 is a transmission traffic policing unit that classifies MAC frames arriving from the MAC frame transmitting / receiving
In addition, 110a-147 is the same as that of the structure in
次に動作について説明する。送信トラヒックポリシング部148は、図4に示すトポロジー情報テーブルにおける宛先ノード毎の最小リンク速度をポリシング機能のパラメータとして使用する。すなわち、送信トラヒックポリシング部148は、MACフレーム送受信部から到着するMACフレームを宛先ノード毎に分類し、最小リンク速度を超過するMACフレームを廃棄する動作を行う。
Next, the operation will be described. The transmission
このように、この発明の実施の形態3によるノード装置においては、パケット送信制御部に、最小リンク速度を超過するMACフレームを廃棄する送信トラヒックポリシング部を備えることにより、宛先ノード毎に使用する帯域を制御することができ、最小リンク速度を超過する送信トラヒックをリングネットワークに出力しないようにすることにより、帯域使用の効率化を図ることができる。 As described above, in the node device according to Embodiment 3 of the present invention, the packet transmission control unit includes the transmission traffic policing unit that discards the MAC frame exceeding the minimum link speed, so that the bandwidth used for each destination node is provided. By preventing transmission traffic exceeding the minimum link speed from being output to the ring network, the band use can be made more efficient.
実施の形態4.
この発明の実施の形態4によるノード装置は、パケット送信制御部に、帯域保証型フローと非帯域保証型フローを判別し、リンク速度とノード中継数に基づいたトポロジー情報テーブルを使用してFlooding送信を制御する機能を備えるようにしたものである。
In the node device according to
この発明の実施の形態4によるノード装置の構成は、図3に示した実施の形態1と同様であるが、パケット送信制御部としてのRPRインタフェース送信部141において、MACフレーム送受信部130から到着するMACフレームを帯域保証型フローまたは非帯域保証型フローに判別し、図9に示すトポロジー情報テーブルを用いて、Flooding送信を制御する機能を備えるようにしている。
The configuration of the node device according to the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3, but arrives from the MAC frame transmitting / receiving
次に動作について説明する。図11に示すように、帯域保証型フロー(帯域保証を受けるパケットの送信)に対しては、RPRインタフェース送信部141は、図9に示すトポロジー情報テーブルのノード中継数から、送信元ノードであるノード100aから最も遠い隣り合った2台のノードであるノード100cとノード100dとを、Flooding送信時の宛先ノードとして選択する動作を行う。一方、図12に示すように、非帯域保証型フロー(帯域保証を受けないパケットの送信)に対しては、実施の形態1と同様に、RPRインタフェース送信部141は、図9に示すトポロジー情報テーブルの最小リンク速度のうち最も小さいリンク速度を挟む両ノードであるノード100dとノード100eとを、Flooding送信時の宛先ノードとして選択する動作を行う。また、障害発生時には、実施の形態1と同様に、障害リンクを挟む両ノードを、Flooding送信時の宛先ノードとして選択する。
Next, the operation will be described. As shown in FIG. 11, for a bandwidth guarantee type flow (transmission of a packet subject to bandwidth guarantee), the RPR interface transmitter 141 is a source node based on the number of node relays in the topology information table shown in FIG. The operation of selecting the two
このように、この発明の実施の形態4によるノード装置においては、RPRインタフェース送信部141に帯域保証型フローと非帯域保証型フローに応じてFlooding送信を制御する機能を備えるようにしたので、帯域保証型フローの場合、各ノードに対して、最大中継遅延や最大ジッタが小さくなるという効果が得られ、また、非帯域保証型フローの場合、最小リンク速度を避けるような宛先ノードを選択することにより、宛先ノードまでに到着するパケットが廃棄される可能性が少なくなるという効果が得られる。
As described above, in the node device according to
実施の形態5.
この発明の実施の形態5によるノード装置は、トポロジー情報テーブル生成方法として、リンク速度登録後に宛先ノードまでのリンクコストおよび最小リンク速度を算出するようにしたものである。
Embodiment 5. FIG.
The node device according to the fifth embodiment of the present invention calculates the link cost and the minimum link speed to the destination node after link speed registration as a topology information table generation method.
図13は、この発明の実施の形態5によるノード装置を示す構成図である。
図13において、図3に示した実施の形態1における外側リングトポロジー情報更新部152および内側リングトポロジー情報更新部153を省略し、構成が簡単になっている。この場合、トポロジー管理部151がトポロジー情報管理部に該当する。
FIG. 13 is a block diagram showing a node device according to Embodiment 5 of the present invention.
In FIG. 13, the outer ring topology
次に動作について説明する。例えばノード100Baはリンク速度情報を付加したトポロジー情報を含む制御パケットを送信する。そして、ノード100Baのトポロジー管理部151は、他のノード装置から受け取った制御パケットに含まれるリンク速度情報に基づいて、図14に示すようなトポロジー情報テーブルを生成する。そして、ノード100Baのトポロジー管理部151は、図14に示すトポロジー情報テーブルを用いて、宛先ノードに至るまでのすべてのノードにおけるリンクコストの和と、宛先ノードに至るまでのすべてのノードにおける最小リンク速度を算出することにより、図15に示すトポロジー情報テーブルを生成し、記憶する。ノード100Ba以外の各ノードも同様に上記生成方法を実施し、図15に示すようなトポロジー情報テーブルを構築し、記憶する。
このように、この発明の実施の形態5によるノード装置においては、トポロジー情報テーブル生成方法として、リンク速度登録後に宛先ノードまでのリンクコストの和および最小リンク速度を算出するようにしたので、実施の形態1における外側リングトポロジー情報更新部152および内側リングトポロジー情報更新部153が行うような、他のノードから受け取るトポロジー情報の更新(リンクコスト加算、最小リンク速度比較)を伴う中継動作を行う必要がなくなり、装置構成も簡単にできるという効果が得られる。
Next, the operation will be described. For example, the node 100Ba transmits a control packet including topology information to which link speed information is added. And the topology management part 151 of node 100Ba produces | generates a topology information table as shown in FIG. 14 based on the link speed information contained in the control packet received from the other node apparatus. Then, the topology management unit 151 of the node 100Ba uses the topology information table shown in FIG. 14 to calculate the sum of the link costs in all the nodes up to the destination node and the minimum link in all the nodes up to the destination node. By calculating the speed, the topology information table shown in FIG. 15 is generated and stored. Each node other than the node 100Ba performs the above generation method in the same manner, and constructs and stores a topology information table as shown in FIG.
As described above, in the node device according to the fifth embodiment of the present invention, as the topology information table generation method, the sum of the link cost to the destination node and the minimum link speed are calculated after the link speed registration. It is necessary to perform a relay operation that involves updating topology information (link cost addition, minimum link speed comparison) received from another node, as performed by the outer ring topology
なお、上述のように、この発明の実施の形態1〜5では、IEEE802.17として標準化作業が進められているRPRに準拠した基本機能を有する場合を示したが、リングネットワークがこれに限られるものでないことは言うまでもない。例えば双方向2重リングではなく、単一方向2重リング、1重リング、双方向4重リング等も可能である。
As described above, in
また、この発明の実施の形態1〜5で用いるMACフレームのフレーム形式としては、パケット通信に対応したものであればどのようなものでも良く、例えばイーサネット(登録商標)フレームを用いることができる。 Further, the frame format of the MAC frame used in the first to fifth embodiments of the present invention may be any frame format that supports packet communication. For example, an Ethernet (registered trademark) frame can be used.
また、この発明の実施の形態1〜5で用いるリンクとしては、パケット通信に対応したものであれば良く、例えば光ファイバを伝送媒体とする光リンクを初めとして、光や電気の有線通信や、無線通信等どのようなリンクにも適用可能である。 In addition, the link used in the first to fifth embodiments of the present invention may be any link that supports packet communication, such as an optical link using an optical fiber as a transmission medium, optical or electrical wired communication, It can be applied to any link such as wireless communication.
また、この発明の実施の形態1〜5によるノードおけるパケット通信方法は、ノードに設けたマイクロコンピュータ等に実行させるプログラムを用いてソフトウエア処理により実現しても良い。 Further, the packet communication method in the node according to the first to fifth embodiments of the present invention may be realized by software processing using a program executed by a microcomputer or the like provided in the node.
100 ノード装置
140 パケット送受信制御部
141 RPRインタフェース送信部
144 外側リング用送信トラヒックシェーパ部
145 内側リング用送信トラヒックシェーパ部
148 送信トラヒックポリシング部
150 トポロジー情報管理部
151 トポロジー管理部
152 外側リングトポロジー情報更新部
153 内側リングトポロジー情報更新部
200a 外側リング
200b 内側リング
100
Claims (19)
前記トポロジー情報管理部で記憶された配置情報およびリンク速度情報に基づいて、パケットの送信を制御するパケット送信制御部と、
を備えることを特徴とするノード装置。 A topology information management unit for storing arrangement information corresponding to the arrangement order of the node devices constituting the ring network, and link speed information corresponding to a communication speed of a link connecting the node devices;
Based on the arrangement information and link speed information stored in the topology information management unit, a packet transmission control unit that controls packet transmission;
A node device comprising:
前記パケット送信制御部は、前記トポロジー情報管理部で記憶されたリンクコストの和が小さい方向に、パケットの送信方向を制御することを特徴とする請求項3に記載のノード装置。 The topology information management unit stores the sum of link costs between the own node device and each node device as a destination for the link cost inversely proportional to the link communication speed,
The node apparatus according to claim 3, wherein the packet transmission control unit controls a packet transmission direction in a direction in which a sum of link costs stored in the topology information management unit is small.
前記パケット送信制御部は、前記トポロジー情報管理部で記憶されたノード装置の中継数が小さい方向に、帯域保証を受けるパケットの送信方向を制御することを特徴とする請求項5に記載のノード装置。 The topology information management unit stores the number of relays of the node device between the own node device and each node device as a destination,
6. The node device according to claim 5, wherein the packet transmission control unit controls a transmission direction of a packet subject to bandwidth guarantee in a direction in which the number of relays of the node device stored in the topology information management unit is small. .
前記パケット送信制御部は、前記トポロジー情報管理部で記憶された最小リンク速度情報に基づいて、パケットの送信量を制御することを特徴とする請求項7に記載のノード装置。 The topology information management unit stores the minimum link speed information corresponding to the minimum communication speed of the communication speed of each link between the own node device and each node device as a destination,
8. The node device according to claim 7, wherein the packet transmission control unit controls a packet transmission amount based on the minimum link speed information stored in the topology information management unit.
前記トポロジー情報管理ステップで記憶された配置情報およびリンク速度情報に基づいて、パケットの送信を制御するパケット送信制御ステップと、
を備えることを特徴とするノード装置におけるパケット通信方法。 Topology information management step for storing arrangement information corresponding to the arrangement order of the node devices constituting the ring network and link speed information corresponding to the communication speed of the link connecting the node devices;
A packet transmission control step for controlling packet transmission based on the arrangement information and link speed information stored in the topology information management step;
A packet communication method in a node device, comprising:
前記トポロジー情報管理ステップで記憶された配置情報およびリンク速度情報に基づいて、パケットの送信を制御するパケット送信制御ステップと、
を備えることを特徴とするノード装置におけるパケット通信方法を電子計算機に実行させるプログラム。 Topology information management step for storing arrangement information corresponding to the arrangement order of the node devices constituting the ring network and link speed information corresponding to the communication speed of the link connecting the node devices;
A packet transmission control step for controlling packet transmission based on the arrangement information and link speed information stored in the topology information management step;
A program that causes an electronic computer to execute a packet communication method in a node device.
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