JP2008294520A - フレーム振り分け方式 - Google Patents

Abstract

【課題】 フレーム振り分け装置がフレームを送信している回線が輻輳し始めた場合に、最適な経路にフレーム転送を行うことができるフレーム振り分け方式を提供する。
【解決手段】 フレーム振り分け装置は、フレーム送信先のフレーム転送装置が輻輳を検出したときにフレーム振り分け装置に送信するフロー制御フレームを受信し、フロー制御フレームに含まれる情報に基づいて定量的なフレーム振り分け情報を作成して輻輳していないフレーム転送装置にフレームを振り分ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ネットワーク上で、フレームを転送するフレーム転送装置に関し、特にイーサネット（登録商標）のネットワーク上でフレームを転送するフレーム転送装置に関する。

フレームまたはパケットの送出先を振り分ける従来の技術として、特許文献１〜４がある。
特許文献１では、送信装置内の出力バッファの使用量及びパケット流量を回線毎に監視し、ある閾値を超えた場合に出力先を振り分けている。
特許文献２は、送信装置内の送出データ量を回線毎に監視し、異なる回線が存在しても均一に出力先を振り分けている。
特許文献３では、送信装置内の送受信データ量とエラー回数を監視し、送受信データ量、エラー回数を基に出力先を振り分けている。
特許文献４では、送信装置内を通過するパケットからユーザー数、使用帯域を抽出監視し、さらに送出先のリンク使用率を監視することで、通信品質を均等にするように出力先を振り分けている。

また、フロー制御フレームを受信した場合に負荷分散する従来の技術として特許文献５，６がある。
特許文献５では、受信データ量が閾値を超えたときポーズフレーム（フロー制御フレーム）を送信している。
特許文献６では、ポーズパケット（フロー制御フレーム）を受信したときにポーズパケットの内の情報を基に、送出レートを調整している。

特開２００４−３５００７８ 特開２００２−２２３２３４ 特開平５−９５３７３ 特開２００４−５６７３７ 特開２００３−１９８６１７ 特開２００４−１５９２０３

しかしながら、特許文献１〜５では、送出先装置の輻輳状態がわからない、または輻輳状態を認知するまでに長い時間がかかるため、振り分け動作を開始しない、または開始するまでに長時間を要するという問題があった。その理由は、フレーム振り分け装置内情報を基に振り分け制御、フロー制御を実施しているからである。また、特許文献６では、送出先の装置の輻輳状態を監視しているが、著しく転送レートが低下するという問題があった。その理由は、転送レートを調整し、抑止しているためである。

そこで、本発明の目的は、送出先装置の輻輳状態を迅速に検出し、振り分け動作を迅速に開始することで、最適な通信レートを確保する振り分け装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、複数のフレーム転送装置を備えたネットワークにおいて、前記複数のフレーム転送装置のうち何れかを選択してデータフレームを送信するフレーム振り分け装置を備え、前記フレーム振り分け装置は、データフレーム送信先のフレーム転送装置からフロー制御フレームを受信する手段と、前記フロー制御フレームに基づいて前記フレーム転送装置の輻輳情報を解析し、前記輻輳情報に基づいてデータフレーム送信先のフレーム転送装置を切替える手段とを備えていることを特徴とする。

さらに、前記フロー制御フレームは、ポーズフレームであり、前記フレーム振り分け装置は、前記ポーズフレーム内のポーズ時間に応じてデータフレームの振り分け先転送装置を設定する振り分け先転送装置設定手段と、前記振り分け先転送装置設定手段によって設定されている振り分け先転送装置に対してデータフレームを所定時間送信する手段とを備えていることを特徴とする。

第１の効果は、従来よりも振り分け開始時間の短縮をすることが可能となる。
その理由は、フレーム振り分け装置内が輻輳する前に、送出先装置において検出した輻輳状態を検出することができるからである。また、転送レートが低下することなく通信することが可能となる。その理由は、送信先装置が輻輳した場合に転送レートを押さえ込むのではなく振り分け先を変更するためである。

＜第一の実施形態＞
[構成の説明]
本発明の構成について図１を参照して詳細に説明する。
本発明の振り分け装置（図１の１０）は、受信先装置からのデータフレームを受信する受信部（図１の１１）と、送信先装置へデータフレームを送出する送信部（図１の１２）と、送信先装置からのフロー制御フレームを監視し、データフレーム解析部（図１の１４）に定量的な振り分け制御情報を受け渡すフロー制御フレーム解析部（図１の１３）と、受信部にて受信したデータフレームをオペレータなどから設定されたある構成要素単位にグループ化し、フロー制御フレーム解析部からくる振り分け制御情報を用いて、振り分け先を決定するデータフレーム解析部（図１の１４）を備えている。
[動作の説明]
次に動作について第１の実施の形態をもとに図１、図２を用いて説明する。
図１では、振り分け先を１〜ｎとしているが、以下説明では、ｎ＝２として説明する。また図２は、本発明を説明するためのフレーム交換ネットワーク図である。図２の１０は、本発明のフレーム振り分け装置である（以後、フレーム振り分け装置１０と表記）。図２の１０１、１０２、１０３は、転送装置である（以後転送装置１０１、転送装置１０２、転送装置１０３と表記）。図２の２００〜２０３は、端末である（以後、端末２００、端末２０１、端末２０２、端末２０３と表記）。図２の３００〜３０３は回線である（以後、回線３００、回線３０１、回線３０２、回線３０３と表記）。端末２００からデータフレームを端末２０１向けに送信している。また、端末２０２からデータフレームを端末２０３に送信する。
端末２００から端末２０１へのデータフレームは、通常、回線３００、回線３０１を通り、端末２０１に到着している。このとき、振り分け装置１０及び、転送装置１０３は、特に輻輳は検出していない。そこに端末２０２から端末２０３へのデータフレームの転送が開始され、転送装置１０３が輻輳しだしたとする。ただし、振り分け装置１０は、未だ輻輳していない。このとき転送装置１０３は、フロー制御フレーム、具体的には、ポーズフレームをフレーム振り分け装置１０と端末２０２に送信し、転送装置１０３へのデータフレーム転送を抑止するよう依頼する。フレーム振り分け装置１０は、図１に示す構成となっており、ポーズフレームを送信先装置、すなわち転送装置１０３から受信するとフロー制御フレーム解析部（図１の１３）は、ポーズフレーム内情報である、ポーズ時間をもとに、出力先を振り分けるための制御情報を作成する。
図３は、ポーズフレーム内情報であるポーズ時間をもとに定量的に振り分けるための制御情報を作成した例である。
次にデータフレーム解析部（図１の１４）では、フロー制御フレーム解析部（図１の１３）からくる振り分けるための制御情報をもとに振り分け時間だけ、振り分け先を切り替える。たとえば、図３を用いると回線３００より受信したポーズフレームのフレーム内情報であるポーズ時間が１５０だった場合は、回線３００から回線３０２に２００ｍＳ振り分けることになる。
このように送出先装置からくるポーズフレームを監視することで、送信先装置の輻輳を即座に検出し振り分け先を変更することが可能となる。また、端末２００から端末２０１へのデータフレームは、回線３０２、回線３０３を通るため、輻輳している転送装置１０３を使わずに転送装置１０１を通過する。そのため、端末２００と端末２０１での転送レートが低下しないことになる。
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。基本的な構成は第一の実施の形態と同じであるが、振り分けるための制御情報にレベル情報を追加し、振り分ける単位を全部ではなく、ある決められた構成要素単位に振り分けている。以下に動作の一例を説明する。
端末２００から端末２０１へのデータフレームは、通常、回線３００、回線３０１を通り、端末２０１に到着している。この時、振り分け装置１０及び、転送装置１０３は、特に輻輳は検出していない。そこに端末２０２から端末２０３へのデータフレームの転送が開始され、転送装置１０３が輻輳し始めたとする。ただし、振り分け装置１０は、未だ輻輳していない。このとき転送装置１０３は、フロー制御フレーム、具体的には、ポーズフレームをフレーム振り分け装置１０と端末２０２に送信し、転送装置１０３へのデータフレーム転送を抑止するよう依頼する。フレーム振り分け装置１０は、図１に示す構成となっており、ポーズフレームを送信先装置、すなわち転送装置１０３から受信するとフロー制御フレーム解析部（図１の１３）は、ポーズフレーム内情報である、ポーズ時間をもとに、出力先を振り分けるための制御情報を抽出する。
図４は、ポーズフレーム内情報であるポーズ時間をもとに定量的に振り分けるための制御情報を作成した例であり、図３に示した第一実施形態の振り分け制御情報にレベル情報が追加されている。たとえば、回線３００より受信したポーズフレーム内のポーズ時間が１５０だった場合は、回線３００から回線３０２に２００ｍＳ振り分けることになるが、この時レベルは、Ｂである。
次にデータフレーム解析部（図１の１４）では、構成要素単位にグループ化を実施する。さらにフロー制御フレーム解析部からくる振り分けるための制御情報をもとに振り分け時間だけ、振り分け先を切り替える。切り替える単位は、レベル情報をもとにグループ化した要素単位に切り替える。図５は、フレーム転送装置１０を通過するデータフレームから同条件のものをグループ化した例である。
図６は、レベルとグループ化した要素を対応させた例である。例えば、フロー制御フレーム解析部（図１の１３）から振り分けるための制御情報として、振り分け先が回線２０２、振り分け時間が２００ｍＳ、レベルがＢであった場合、図６に示したとおり、グループ番号１と２のデータフレームを回線３００から回線３０２に２００ｍＳ振り分けることになる。つまり、プロトコルがｂかつポート番号がｂｂとプロトコルがａの構成要素のみデータフレームを回線３００から回線３０２に２００ｍＳ振り分けることになる。そして、端末２００から端末２０１へのデータフレームは、グループ番号３に属するデータフレーム以外は、回線３０２、回線３０３を通るため、輻輳している転送装置１０３を使わずに転送装置１０１を通過する。そのため、端末２００と端末２０１での転送レートが極端に低下しないことになる。
＜第三の実施形態＞
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。基本的な構成は第一の実施の形態と同じであるが、フロー制御フレーム解析部（図１の１３）において、フロー制御フレーム内情報ではなく、フロー制御フレームの単位時間あたりの受信レートにより、振り分けるための制御情報を作成している。第一の実施の形態の図３を図７に置き換えることで、同制御が可能となる。

本発明のフレーム振り分け装置構成図である。 本発明のフレーム交換ネットワーク図である。 本発明の第１の実施形態のポーズフレームに基づくフレーム振り分け情報を示した図である。 本発明の第２の実施形態のポーズフレームに基づくフレーム振り分け情報を示した図である。 本発明の第２の実施形態のデータフレーム内の構成要素に基づいてグループ化した図である。 本発明の第２の実施形態のレベル情報と振り分け単位を関連付けた図である。 本発明の第３の実施形態のフロー制御フレームに基づくフレーム振り分け情報を示した図である。

符号の説明

１０ フレーム振り分け装置
１１ 受信部
１２ 送信部
１３ フロー制御フレーム解析部
１４ データフレーム解析部
１０１〜１０３ 転送装置
２００〜２０３ 端末
３００〜３０３ 回線

Claims (4)

1. 複数のフレーム転送装置を備えたネットワークにおいて、
   前記複数のフレーム転送装置のうち何れかを選択してデータフレームを送信するフレーム振り分け装置を備え、
   前記フレーム振り分け装置は、データフレーム送信先のフレーム転送装置からフロー制御フレームを受信する手段と、
   前記フロー制御フレームに基づいて前記フレーム転送装置の輻輳情報を解析し、前記輻輳情報に基づいてデータフレーム送信先のフレーム転送装置を切替える手段とを備えていることを特徴とするフレーム振り分け方式。
2. 前記フロー制御フレームは、ポーズフレームであり、
   前記フレーム振り分け装置は、
   前記ポーズフレーム内のポーズ時間に応じてデータフレームの振り分け先転送装置を設定する振り分け先転送装置設定手段と、
   前記振り分け先転送装置設定手段によって設定されている振り分け先転送装置に対してデータフレームを所定時間送信する手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載のフレーム振り分け方式。
3. 前記フレーム振り分け装置は、
   受信したデータフレームのプロトコルやポート番号等のデータフレーム構成情報を解析するデータフレーム構成情報解析手段と、
   前記データフレーム構成情報に基づいてグループ化された情報を記憶するグループ情報記憶手段と、
   前記ポーズ時間に応じたレベル情報を記憶するレベル情報記憶手段と、
   前記グループ情報記憶手段によって記憶されているグループと前記レベル情報を対応付けて記憶するグループ／レベル対応情報記憶手段と、
   前記グループ／レベル対応情報記憶手段によって記憶されている情報に基づいてデータフレームを前記グループ単位に振り分け先転送装置を設定するグループ単位振り分け先転送装置設定手段と、
   前記グループ単位振り分け先転送装置設定手段によって設定されている振り分け先転送装置に対して所定時間送信する手段とを有することを特徴とする請求項２記載のフレーム振り分け方式。
4. 前記フレーム振り分け装置は、前記フロー制御フレームの単位時間当たりの受信レートに応じて設定されているデータフレーム振り分け先の転送装置に対してデータフレームを所定時間送信する手段を有することを特徴とする請求項１記載のフレーム振り分け方式。

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