JP2010011344A - Packet processor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technology which permits high-speed processing by reducing a load, applied on a decapsulation device, through reassemble process. <P>SOLUTION: In a capsulation device 2 for capsulating a packet to be transmitted to a decapsulation device 3 connected through a public IP (internet protocol) net 10, when the packet exceeds an MTU (Maximum Transmission Unit) in a network, the fragmentation of the packet is carried out. A reassemble process information which indicates reassemble processing status in the decapsulation device 3 is received from the decapsulation device 3 and the processing sequence of the capsulating process and the fragment process are set based on the received reassemble process information. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、パケットのカプセル化／デカプセル化技術に関し、特に、ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）によりフラグメントを伴うパケットについてのカプセル化／デカプセル化技術に関する。   The present invention relates to a packet encapsulation / decapsulation technique, and more particularly to an encapsulation / decapsulation technique for a packet accompanied by a fragment by an MTU (Maximum Transmission Unit).

トンネルカプセル化パケットを終端するトンネルカプセル化パケット処理装置においては、ネットワークにおいて１回の転送で送信できるデータの最大値であるＭＴＵを超えるＩＰ（Internet Protocol）パケットをカプセル化する場合は、パケットのフラグメントを実施する必要がある。   In a tunnel-encapsulated packet processing apparatus that terminates a tunnel-encapsulated packet, when encapsulating an IP (Internet Protocol) packet that exceeds the MTU, which is the maximum value of data that can be transmitted in one transfer in the network, a packet fragment It is necessary to carry out.

ここで、企業ＩＰ網Ａから受信したパケットをパケット処理装置Ａ（カプセル化装置）においてトンネルカプセル化し、公衆ＩＰ網を介してパケット処理装置Ｂ（デカプセル化装置）に送信し、パケット処理装置Ｂは、受信したトンネルカプセル化パケットをデカプセル化して企業ＩＰ網Ｂに渡す場合を考える。   Here, the packet received from the corporate IP network A is tunnel-encapsulated in the packet processing device A (encapsulation device) and transmitted to the packet processing device B (decapsulation device) via the public IP network. Consider a case where the received tunnel-encapsulated packet is decapsulated and passed to the corporate IP network B.

図８は、企業ＩＰ網及び公衆ＩＰ網のＭＴＵの組み合わせとトンネルカプセル化パケットのフラグメントの要否との関係を示す図である。ここでは、トンネリングプロトコルのオーバーヘッドは、６０バイトとする。また、企業ＩＰ網Ａから公衆ＩＰ網（トンネルネットワーク）を介して企業ＩＰ網Ｂに転送されるＩＰパケットのサイズは、１５００バイトとする。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the combination of the MTU of the corporate IP network and the public IP network and the necessity of fragmentation of the tunnel encapsulated packet. Here, the overhead of the tunneling protocol is 60 bytes. The size of the IP packet transferred from the corporate IP network A to the corporate IP network B via the public IP network (tunnel network) is 1500 bytes.

１５００バイトのＩＰパケットをカプセル化すると、トンネリングプロトコルのオーバーヘッドにより、パケットサイズは１５００バイト超となる。このため、公衆ＩＰ網のＭＴＵが１５００バイトのネットワーク構成すなわち図８の項番１及び３のネットワーク構成においては、フラグメントが必要となる。   When an IP packet of 1500 bytes is encapsulated, the packet size exceeds 1500 bytes due to the overhead of the tunneling protocol. For this reason, in the network configuration in which the MTU of the public IP network is 1500 bytes, that is, the network configuration of items Nos. 1 and 3 in FIG.

図９は、従来におけるパケットのカプセル化処理を示したフローチャートであり、上記の構成例では、パケット処理装置Ａにおいて実行される処理を示す。
図９に示すように、従来においては、まずパケットのカプセル化を行い、カプセル化の後に、ＭＴＵに応じてフラグメントが必要なパケットについてフラグメントを行っていた。 FIG. 9 is a flowchart showing conventional packet encapsulation processing. In the above configuration example, processing executed in the packet processing apparatus A is shown.
As shown in FIG. 9, in the prior art, packets are first encapsulated, and after the encapsulation, fragments that require fragments according to the MTU are performed.

フラグメントされたパケットを受信したパケット処理装置Ｂにおいては、デカプセル化する前にリアセンブルを実施する必要がある。接続するカプセル化装置数が多くなると、デカプセル化装置において処理すべきパケット量も増大し、これに伴って、リアセンブルに伴う負荷も増大する。   In the packet processing device B that has received the fragmented packet, it is necessary to perform reassembly before decapsulation. As the number of encapsulating devices to be connected increases, the amount of packets to be processed by the decapsulating device also increases, and accordingly, the load accompanying reassembly increases.

公知技術として、インターネットワーク装置（ルータ）が、隣接ホストとの通信相手となるホストとの間のＴＣＰコネクションを監視し、ＴＣＰのフロー制御による回線使用率の低下を検出すると、相手ホストに代って隣接ホストに対して受信確認セグメントを送ることにより、遅延を克服することのできる技術が提供されている（例えば、特許文献１）。   As a known technique, when an internetwork device (router) monitors a TCP connection with a host that is a communication partner with an adjacent host and detects a decrease in the line usage rate due to TCP flow control, it replaces the partner host. Thus, there is provided a technique capable of overcoming the delay by sending an acknowledgment segment to an adjacent host (for example, Patent Document 1).

また、通信サーバが、ネットワークを介してクライアントより受信したＩＰパケットあるいはリアセンブルしたＩＰパケットをバッファリングし、バッファリングしたデータをカプセル化して高速バスパケットとして高速バス上に送出するとともに、高速バスを解し
て受信した高速バスパケットからＩＰパケットを取り出し、フラグメント化してネットワークに送出することにより、通信処理にかかるサーバの負担を分散させる技術が提供されている（例えば、特許文献２）。
特開平１１−１１２５７６号公報 特開２０００−１０１６１３号公報 In addition, the communication server buffers the IP packet received from the client or the reassembled IP packet via the network, encapsulates the buffered data and sends it as a high-speed bus packet on the high-speed bus. There is provided a technique for distributing a load on a server related to communication processing by taking out an IP packet from a high-speed bus packet received through fragmentation, sending the fragmented packet, and sending it to a network (for example, Patent Document 2).
JP-A-11-112576 JP 2000-101613 A

高速処理が要求されるネットワークでは、リアセンブルに伴う処理負荷の増大により、大量のトンネルセッションとトラフィックフローを処理する際には、デカプセル化装置のパフォーマンスが低下することがある。パフォーマンスの低下により生じるケースには、組立メモリ不足、組立タイムアウト、パケット送信待ち等がある。   In a network that requires high-speed processing, the performance of the decapsulation device may deteriorate when processing a large number of tunnel sessions and traffic flows due to an increase in processing load accompanying reassembly. Cases caused by performance degradation include lack of assembly memory, assembly timeout, and waiting for packet transmission.

図１０、図１１及び図１２は、従来技術に係るデカプセル化装置において発生する問題を説明する図である。
図１０に示すように、カプセル化装置からフラグメントパケットを受信すると、デカプセル化装置は、まず、リアセンブル処理部においてパケットのリアセンブルを行う。リアセンブル処理部は、セッションごとにリアセンブル用の組立メモリを用意して、受信したパケットのリアセンブルを行ってデカプセル化処理部にパケットを渡す。処理すべきパケットが増大すると、デカプセル化装置が備える組立メモリの不足によりパケット廃棄が発生し、デカプセル化装置全体のパフォーマンスも低下することとなる。 10, FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams for explaining problems that occur in the decapsulation device according to the prior art.
As shown in FIG. 10, when a fragment packet is received from the encapsulation device, the decapsulation device first reassembles the packet in the reassembly processing unit. The reassembly processing unit prepares a reassembly assembly memory for each session, reassembles the received packet, and passes the packet to the decapsulation processing unit. When the number of packets to be processed increases, packet discard occurs due to a shortage of assembly memory provided in the decapsulation device, and the performance of the entire decapsulation device also deteriorates.

図１１に示すように、リアセンブル処理部においてパケットの処理に要する時間が増大すると、組立タイムアウトが発生することとなる。組立タイムアウトが発生すると、デカプセル化装置は、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）にしたがってカプセル化装置に対して所定のメッセージ（図１１に示す例ではＴｙｐｅ＝１１のメッセージ）を送信しなければならない。ＩＣＭＰによる処理を実行するために、デカプセル化装置のパフォーマンスが低下することとなる。   As shown in FIG. 11, when the time required for packet processing in the reassembly processing unit increases, an assembly time-out occurs. When the assembly time-out occurs, the decapsulation device must transmit a predetermined message (type = 11 message in the example shown in FIG. 11) to the encapsulation device in accordance with ICMP (Internet Control Message Protocol). Since the process by the ICMP is executed, the performance of the decapsulation device is lowered.

図１２に示すように、リアセンブル処理部においてリアセンブル処理が完了したパケットについては、デカプセル化処理部に転送される。リアセンブル処理は、セッションごとに行われるため、複数のパケットについて一斉にリアセンブル処理が完了することも起こり得る。一斉にパケットのリアセンブルが完了した場合であっても、デカプセル化処理部へのパケットの転送については順次組立メモリから読み出して行う必要がある。このため、デカプセル化処理部への送信を待機している間に次のパケットについてリアセンブルを行うための組立メモリが不足して、パケットの廃棄が発生し、デカプセル化装置のパフォーマンスに影響することとなる。   As shown in FIG. 12, a packet for which reassembly processing has been completed in the reassembly processing unit is transferred to the decapsulation processing unit. Since the reassembly process is performed for each session, the reassembly process may be completed for a plurality of packets at the same time. Even when packet reassembly is completed at the same time, it is necessary to sequentially read the packets from the assembly memory to the decapsulation processing unit. For this reason, while waiting for transmission to the decapsulation processing unit, the assembly memory for reassembling the next packet is insufficient, and the packet is discarded, which affects the performance of the decapsulation device. It becomes.

上記のようなデカプセル化処理におけるパフォーマンスの低下を防止するためには、通信の状態等に応じて、デカプセル化装置において、リアセンブル処理にかかる負荷を低減させる構成を備えることが望ましい。   In order to prevent the performance degradation in the decapsulation process as described above, it is desirable that the decapsulation apparatus has a configuration that reduces the load on the reassembly process in accordance with the communication state and the like.

開示のパケット処理装置は、リアセンブル処理によりデカプセル化装置にかかる負荷を低減させ、高速処理を可能とする技術を提供することを目的とする。   It is an object of the disclosed packet processing device to provide a technique that enables high-speed processing by reducing the load applied to the decapsulation device by reassembling processing.

開示のパケット処理装置によれば、ネットワークを介して接続された他の装置に送信すべきパケットをカプセル化するためのパケット処理装置であって、前記パケットが前記ネットワークにおける１回の転送で送信できるデータの最大値（ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit））を超える場合には、該パケットのフラグメントを実施するフラグメント手段と、前記他の装置におけるリアセンブル処理状態を標示するリアセンブル処理情報を該他の装置から受信する受信手段と、前記受信したリアセンブル処理情報に基づいて、カプセル化処理及びフラグメント処理の処理順序を設定する設定手段と、を備えた構成とする。   According to the disclosed packet processing apparatus, the packet processing apparatus is for encapsulating a packet to be transmitted to another apparatus connected via a network, and the packet can be transmitted by one transfer in the network. If the maximum value (MTU (Maximum Transmission Unit)) of the data is exceeded, fragment means for executing fragmentation of the packet and reassembly processing information indicating the reassembly processing status in the other device are sent to the other device. Receiving means, and setting means for setting the processing order of the encapsulation processing and fragment processing based on the received reassembling processing information.

リアセンブル処理によりデカプセル化装置（他の装置）にかかる負荷に応じて、カプセル化処理とフラグメント処理の実行順序を変更する。デカプセル化装置においてリアセンブル処理の負荷が増大しているときは、フラグメント処理をカプセル化処理よりも先に実行する。このようにしてカプセル化されたパケットを受信したデカプセル化装置は、自装置においてはリアセンブル処理の実施が不要となる。これにより、デカプセル化装置にかかる負荷を軽減させ、ネットワークの高速化を図ることが可能となる。   The execution order of the encapsulation process and the fragment process is changed according to the load applied to the decapsulation apparatus (another apparatus) by the reassembly process. When the load of the reassembly process is increased in the decapsulation device, the fragment process is executed before the encapsulation process. The decapsulation device that has received the packet encapsulated in this way does not need to perform reassembly processing in its own device. As a result, it is possible to reduce the load on the decapsulation device and increase the network speed.

開示のパケット処理装置によれば、リアセンブル処理によりデカプセル化を行う装置にかかる負荷に応じて、カプセル化処理とフラグメント処理の処理順序を変更する。フラグメントをカプセル化よりも先に実施した場合には、デカプセル化を行う装置においてリアセンブル処理を実施せずにデカプセル化処理のみ実施すれば足りる。これにより、デカプセル化を行う装置にかかる負荷が軽減され、ネットワークの高速化に資する。   According to the disclosed packet processing device, the processing order of the encapsulation processing and the fragment processing is changed according to the load applied to the device that performs decapsulation by reassembly processing. When the fragment is performed prior to the encapsulation, it is sufficient to perform only the decapsulation process without performing the reassembly process in the decapsulation apparatus. This reduces the load on the device that performs decapsulation, which contributes to the speeding up of the network.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る通信システムの構成図である。図１に示す通信システム１は、カプセル化装置２及びデカプセル化装置３を含み、公衆ＩＰ網１０を介して互いに接続されている。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a communication system according to the present embodiment. A communication system 1 shown in FIG. 1 includes an encapsulation device 2 and a decapsulation device 3 and is connected to each other via a public IP network 10.

図１に示す３台のカプセル化装置（装置Ａ、装置Ｍ、装置Ｎ）のうち、本実施形態に係るカプセル化装置２は、装置Ａである。３台のカプセル化装置のそれぞれが、デカプセル化装置３（装置Ｂ）との間でセッションを確立して通信を行う。カプセル化装置及びデカプセル化装置は、それぞれ企業ＩＰ網と接続され、カプセル化装置と接続された企業ＩＰ網側からＩＰパケットを受信すると、パケットのカプセル化を行って、トンネルを利用してデカプセル装置３にパケットを送信する。   Of the three encapsulation devices (device A, device M, and device N) illustrated in FIG. 1, the encapsulation device 2 according to the present embodiment is the device A. Each of the three encapsulation devices establishes a session with the decapsulation device 3 (device B) to perform communication. The encapsulating device and the decapsulating device are respectively connected to the corporate IP network, and when receiving an IP packet from the corporate IP network side connected to the encapsulating device, the packet is encapsulated and decapsulated using a tunnel 3 to send the packet.

本実施形態に係るカプセル化装置２は、企業ＩＰ網１１から受け取ったパケットについてカプセル化する前に、デカプセル化装置３から通知された情報を参照して、デカプセル化装置３におけるリアセンブル処理の状態を判定する。そして、デカプセル化装置３においてリアセンブル処理の負荷が増大しているか否かに応じて、フラグメント処理とカプセル化処理の順序を決定する。決定した順序にしたがって処理したパケットを、デカプセル化装置３宛に送信する。   The encapsulating apparatus 2 according to the present embodiment refers to the information notified from the decapsulating apparatus 3 before encapsulating the packet received from the corporate IP network 11, and the state of the reassembling process in the decapsulating apparatus 3 Determine. Then, the order of the fragment processing and the encapsulation processing is determined according to whether or not the load of the reassembly processing is increased in the decapsulation device 3. The packet processed according to the determined order is transmitted to the decapsulation device 3.

デカプセル化装置３は、カプセル化装置２から受信したパケットをデカプセル化して企業ＩＰ網１２に渡す。
カプセル化装置２において、従来と同様にカプセル化してから必要なフラグメントをしている場合には、デカプセル化装置３においても、従来と同様の処理を実行する。すなわち、受信したパケットについてまずリアセンブルをし、次にデカプセル化処理を実施する。これに対し、カプセル化装置２において、フラグメントしてからカプセル化を行っている場合には、デカプセル化装置３においては、リアセンブル処理を行わずにデカプセル化処理のみを実施して、企業ＩＰ網１２にパケットを渡す。すなわち、パケットのデカプセル化はデカプセル化装置３で実施し、リアセンブル処理は企業ＩＰ網１２側で実施させる。 The decapsulation device 3 decapsulates the packet received from the encapsulation device 2 and passes it to the corporate IP network 12.
When the encapsulating apparatus 2 performs necessary fragmentation after encapsulating as in the conventional case, the decapsulating apparatus 3 executes the same process as in the conventional case. That is, the received packet is first reassembled and then decapsulated. On the other hand, when the encapsulation device 2 performs encapsulation after fragmentation, the decapsulation device 3 performs only the decapsulation processing without performing the reassembly process, and the corporate IP network 12 passes the packet. That is, the decapsulation of the packet is performed by the decapsulation device 3, and the reassembly process is performed on the corporate IP network 12 side.

このように、本実施形態に係る通信システムを構成するカプセル化装置２においては、通知されたデカプセル化装置３における処理状態を参照し、デカプセル化装置３に係る負荷が増大していると判定した場合には、フラグメント処理とカプセル化処理の順序を変更する。デカプセル化装置３は、カプセル化装置２から受信したパケットが、フラグメント処理を先に実施してからカプセル化したパケットである場合には、デカプセル化処理のみを行い、リアセンブル処理については、自装置では行わない。これにより、デカプセル化装置３にかかる負荷が軽減される。   As described above, in the encapsulation device 2 configuring the communication system according to the present embodiment, it is determined that the load on the decapsulation device 3 is increased with reference to the notified processing state in the decapsulation device 3. In this case, the order of fragment processing and encapsulation processing is changed. When the packet received from the encapsulating device 2 is a packet that has been encapsulated after the fragment processing has been performed first, the decapsulating device 3 performs only the decapsulation processing. Then do not. Thereby, the load concerning the decapsulation apparatus 3 is reduced.

図２は、本実施形態に係るトンネルカプセル化処理を示すフローチャートである。図２に示す処理は、カプセル化装置２が、図１の企業ＩＰ網１２宛のパケットを企業ＩＰ網１１から受信したことを契機として開始される。   FIG. 2 is a flowchart showing tunnel encapsulation processing according to the present embodiment. The process shown in FIG. 2 is started when the encapsulation device 2 receives a packet addressed to the corporate IP network 12 of FIG.

まず、ステップＳ１で、デカプセル化装置３におけるリアセンブル処理状態を判定する。ここでは、事前にデカプセル化装置３から通知された情報に基づいて判定を行う。デカプセル化装置３から通知される情報には、リアセンブル処理状態、すなわち、デカプセル化装置３におけるリアセンブル処理の負荷状況を示す情報が含まれる。デカプセル化装置３から通知される情報に関しては、後述する。   First, in step S1, the reassembly processing state in the decapsulation device 3 is determined. Here, the determination is performed based on information notified from the decapsulation device 3 in advance. The information notified from the decapsulation device 3 includes information indicating the reassembly processing state, that is, the load status of the reassembly processing in the decapsulation device 3. Information notified from the decapsulation device 3 will be described later.

ステップＳ１の判定において、デカプセル化装置３にかかるリアセンブル処理の負荷が大きいと判定されると、ステップＳ２に進む。そして、ステップＳ２で、パケットサイズ及びＭＴＵに応じて必要な場合にはフラグメント処理を実施し、ステップＳ３で、カプセル化処理を実施して、処理を終了する。   If it is determined in step S1 that the load of the reassembly process on the decapsulation device 3 is large, the process proceeds to step S2. In step S2, fragment processing is performed if necessary according to the packet size and MTU. In step S3, encapsulation processing is performed, and the processing ends.

ステップＳ１の判定において、デカプセル化装置３にかかるリアセンブル処理の負荷は比較的小さいと判定されると、ステップＳ４に進む。そして、ステップＳ４で、カプセル化処理を実施し、ステップＳ５でフラグメントの要否を判定し、フラグメント不要と判定された場合には、処理を終了する。ステップＳ５の判定において、フラグメントが必要と判定された場合には、ステップＳ６で、フラグメント処理を行い、処理を終了する。   If it is determined in step S1 that the reassembly processing load on the decapsulation device 3 is relatively small, the process proceeds to step S4. In step S4, an encapsulation process is performed. In step S5, whether or not a fragment is necessary is determined. If it is determined that a fragment is not necessary, the process ends. If it is determined in step S5 that a fragment is necessary, fragment processing is performed in step S6, and the process ends.

図２に示すように、カプセル化装置２においては、まずデカプセル化装置３におけるリアセンブル処理状態に基づいて、フラグメント処理及びカプセル化処理の実行順序を決定する。デカプセル化装置３においてリアセンブル処理の負荷が大きい場合には、カプセル化処理の前にフラグメント処理を実施する。   As shown in FIG. 2, in the encapsulation device 2, the execution order of the fragment processing and the encapsulation processing is first determined based on the reassembly processing state in the decapsulation device 3. When the load of the reassembly process is large in the decapsulation device 3, the fragment process is performed before the encapsulation process.

なお、ステップＳ４以降の一連の処理、すなわちカプセル化処理を先に実施してから必要に応じてフラグメント処理を行うことについては、従来技術におけるカプセル化処理方法と同様である。本実施形態においては、カプセル化処理を実施する前にステップＳ１においてカプセル化装置３におけるリアセンブル処理状態を判定して、判定結果によってはフラグメントを先に実施させる点に特徴を有する。   Note that a series of processes after step S4, that is, performing fragment processing as necessary after performing the encapsulation process first is the same as in the conventional encapsulation method. The present embodiment is characterized in that the reassembly process state in the encapsulation apparatus 3 is determined in step S1 before the encapsulation process is performed, and the fragment is first performed depending on the determination result.

図３は、リアセンブル処理状態判定処理の詳細を示す図である。デカプセル化装置３は、定期的にあるいは所定のタイミングで、自装置におけるリアセンブル処理状態を示す情報をカプセル化装置２に通知する。以下、デカプセル化装置２におけるリアセンブル処理状態を示す情報を「リアセンブル処理情報」とし、リアセンブル処理情報をカプセル化装置２に通知するためのパケットを「リアセンブル処理情報通知パケット」とする。   FIG. 3 is a diagram illustrating details of the reassembling process state determination process. The decapsulating device 3 notifies the encapsulating device 2 of information indicating the reassembling process state in the own device periodically or at a predetermined timing. Hereinafter, information indicating the reassembly processing state in the decapsulation device 2 is referred to as “reassembly processing information”, and a packet for notifying the reassembly processing information to the encapsulation device 2 is referred to as a “reassembly processing information notification packet”.

リアセンブル処理情報は、例えば、組立メモリ使用率情報、組立タイムアウト統計情報及び送信待ちパケット統計情報を含む。
組立メモリ使用率情報は、リアセンブル処理用に用意されたメモリ量のうち、新たに公衆ＩＰ網１０を介して受信したパケットをリアセンブルするために使用可能なメモリ量す
なわちリアセンブリ待ちで使用しているメモリ量の割合を表す。 The reassembly processing information includes, for example, assembly memory usage rate information, assembly timeout statistical information, and transmission waiting packet statistical information.
The assembly memory usage rate information is used for the amount of memory available for reassembling a packet newly received via the public IP network 10 among the memory amounts prepared for reassembly processing, that is, waiting for reassembly. Represents the percentage of memory that is being used.

組立タイムアウト統計情報は、リアセンブリ処理中にタイムアウトによりリアセンブリ処理が失敗したパケット数すなわちリアセンブリ処理結果が失敗であった受信ＩＰデータグラム数を表す。   The assembly timeout statistical information represents the number of packets in which the reassembly process has failed due to a timeout during the reassembly process, that is, the number of received IP datagrams in which the reassembly process result has failed.

送信待ちパケット統計情報は、リアセンブリ処理部において、リアセンブリが完了し、デカプセル化処理部への転送を待機しているＩＰデータグラム数を表す。
デカプセル化装置３は、これらの情報を求めてパケットのデータ部に格納し、ＩＰヘッダを付してカプセル化装置２に送信する。 The transmission-waiting packet statistical information represents the number of IP datagrams that have been reassembled and are waiting to be transferred to the decapsulation processing unit in the reassembly processing unit.
The decapsulation device 3 obtains this information, stores it in the data portion of the packet, attaches an IP header, and transmits it to the encapsulation device 2.

カプセル化装置２は、リアセンブル処理情報通知パケットを受信すると、データ部からリアセンブル処理情報を取り出し、取り出した情報に基づいて、図２のステップＳ１の判定を行う。   When receiving the reassembling process information notification packet, the encapsulating apparatus 2 extracts the reassembling process information from the data part, and performs the determination in step S1 of FIG. 2 based on the extracted information.

具体的には、組立メモリ使用率、組立タイムアウト統計及び送信待ちパケット統計のそれぞれについて予め設定された所定の閾値とリアセンブル処理情報に含まれる値のそれぞれとを比較する。そして、いずれかの値が閾値を超えている場合には、フラグメントをカプセル化よりも先に実施することとする。いずれの値も閾値を超えていない場合には、従来における方法と同様に、カプセル化をしてからフラグメントを実施する。   Specifically, a predetermined threshold set in advance for each of the assembly memory usage rate, the assembly timeout statistics, and the transmission waiting packet statistics is compared with each of the values included in the reassembly processing information. If any value exceeds the threshold value, the fragment is executed prior to encapsulation. If any value does not exceed the threshold value, the fragmentation is performed after encapsulating, as in the conventional method.

図４は、リアセンブル処理情報の通知方法を説明する図である。実施例では、カプセル化装置２をネットワークに接続された機器を管理するＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）マネージャとして動作させ、デカプセル化装置３をＳＮＭＰマネージャの管理対象であるＳＮＭＰエージェントとして動作させることで、リアセンブル処理情報の測定及び通知を行っている。なお、ネットワークを管理するためのプロトコルであるＳＮＭＰは公知の技術であるので、ここでは、詳細な説明は省略する。   FIG. 4 is a diagram for explaining a method for notifying reassembly processing information. In the embodiment, by operating the encapsulation device 2 as an SNMP (Simple Network Management Protocol) manager that manages devices connected to the network, and operating the decapsulation device 3 as an SNMP agent that is managed by the SNMP manager, Reassembling process information is measured and notified. Note that SNMP, which is a protocol for managing a network, is a known technique, and thus detailed description thereof is omitted here.

ＳＮＭＰエージェントとして動作するデカプセル化装置３は、格納部４にＳＮＭＰを利用して収集した情報をＭＩＢ（Management Information Base）として保有している。図４（ｂ）に、格納部４において保有するＭＩＢを例示する。このうち、（１）〜（４）については、標準ＭＩＢで実装されている識別子であり、（５）〜（７）については、プライベートＭＩＢとして追加で実装される識別子である。実施例では、（４）〜（７）の情報を用いてリアセンブル処理情報を求める。   The decapsulation device 3 that operates as an SNMP agent has information collected using SNMP in the storage unit 4 as an MIB (Management Information Base). FIG. 4B illustrates an MIB held in the storage unit 4. Among these, (1) to (4) are identifiers implemented in the standard MIB, and (5) to (7) are identifiers additionally implemented as private MIBs. In the embodiment, the reassembling process information is obtained using the information of (4) to (7).

図４（ａ）に示すように、まず、カプセル化装置２が、デカプセル化装置３に対して情報要求を送信し、所望のＭＩＢ情報すなわちリアセンブル処理情報を求めるために必要な情報を要求する。情報要求を受信したデカプセル化装置３は、格納部４から必要なＭＩＢを取り出して、情報要求応答で取り出した情報をカプセル化装置２に伝達する。   As shown in FIG. 4A, first, the encapsulating apparatus 2 transmits an information request to the decapsulating apparatus 3, and requests information necessary for obtaining desired MIB information, that is, reassembling process information. . Upon receiving the information request, the decapsulation device 3 extracts the necessary MIB from the storage unit 4 and transmits the information extracted in the information request response to the encapsulation device 2.

上記のとおり、リアセンブル処理情報を求めるには図４（ｂ）の（４）〜（７）の情報が必要である。しかし、このうち（４）、（５）及び（７）の情報は、デカプセル化装置３のリアセンブル処理状況によりその値が変動する。そこで、実施例では、これら（４）、（５）及び（７）の情報については、値が所定のレベルに達した場合にデカプセル化装置３からカプセル化装置２に通知する構成としている。   As described above, the information of (4) to (7) in FIG. 4B is necessary to obtain the reassembly processing information. However, the values of the information (4), (5), and (7) among these vary depending on the reassembly process status of the decapsulation device 3. Therefore, in the embodiment, the information of (4), (5), and (7) is configured to be notified from the decapsulation device 3 to the encapsulation device 2 when the value reaches a predetermined level.

より具体的には、図４（ａ）に示すように、カプセル化装置２は、デカプセル化装置３に設定要求を送信する。設定要求には、（４）、（５）及び（７）の各情報を通知する条件が含まれる。設定要求を受信したデカプセル化装置３は、設定要求に対して設定要求応答を返すとともに、設定要求に含まれる通知の条件を設定する。   More specifically, as illustrated in FIG. 4A, the encapsulation device 2 transmits a setting request to the decapsulation device 3. The setting request includes a condition for notifying each piece of information (4), (5), and (7). The decapsulation device 3 that has received the setting request returns a setting request response to the setting request and sets a notification condition included in the setting request.

デカプセル化装置３は、（４）、（５）及び（７）の情報について、設定要求に基づいて設定した条件を満たすレベルに達した場合には、リアセンブル処理情報通知パケットのデータ部に情報を格納する。そして、リアセンブル処理情報通知パケットをカプセル化装置２に送信（イベント通知）し、処理を終了する。   When the decapsulation apparatus 3 reaches the level that satisfies the conditions set based on the setting request for the information of (4), (5), and (7), the decapsulation apparatus 3 stores information in the data part of the reassembly processing information notification packet. Is stored. Then, the reassembling process information notification packet is transmitted to the encapsulating apparatus 2 (event notification), and the process ends.

カプセル化装置２は、リアセンブル処理情報通知パケットから（４）〜（７）の情報を取り出し、リアセンブル処理情報を算出する。図４（ｃ）において、リアセンブル処理情報の算出方法を例示する。   The encapsulating apparatus 2 extracts the information (4) to (7) from the reassembly process information notification packet, and calculates the reassembly process information. FIG. 4C illustrates a method for calculating reassembling process information.

図４（ｃ）に示すように、組立メモリ使用率については、（（５）リアセンブリ待ちで使用しているメモリ量）／（（６）リアセンブリに使用できるメモリ量）×１００から求められる。組立タイムアウト統計は、（４）リアセンブリが失敗した受信ＩＰデータグラムの数とする。送信待ちパケット統計は、（７）リアセンブリが成功してメモリに送信待ちで滞留しているＩＰデータグラムの数とする。   As shown in FIG. 4C, the assembly memory usage rate is obtained from ((5) amount of memory used waiting for reassembly) / ((6) amount of memory available for reassembly) × 100. . The assembly timeout statistic is (4) the number of received IP datagrams for which reassembly failed. The waiting packet statistics are (7) the number of IP datagrams that have been successfully reassembled and are waiting to be sent in memory.

なお、上記の実施例では、所定のタイミングでデカプセル化装置３（ＳＮＭＰエージェント）からカプセル化装置２（ＳＮＭＰマネージャ）にＭＩＢを通知する構成としているが、これには限らない。リアセンブル処理情報に必要なＭＩＢをデカプセル装置３からカプセル化装置２に定期的に通知する構成としてもよい。   In the above embodiment, the MIB is notified from the decapsulation device 3 (SNMP agent) to the encapsulation device 2 (SNMP manager) at a predetermined timing. However, the present invention is not limited to this. The MIB necessary for the reassembling process information may be periodically notified from the decapsulation device 3 to the encapsulation device 2.

図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ従来技術に係るパケット処理方法（カプセル化を行ってからフラグメントする方法）、及びフラグメントをカプセル化より先に実施した場合のパケットの処理方法を示す図である。   5A and 5B are diagrams showing a packet processing method (a method of performing fragmentation after performing encapsulation) and a packet processing method in the case where fragmentation is performed prior to encapsulation, respectively.

パケットをカプセル化してからフラグメントする場合は、図５Ａに示すように、デカプセル化装置３においては、カプセル化を行う前にリアセンブル処理を実施する必要がある。大量のセッションを処理する場合には、リアセンブル処理によりデカプセル化装置３にかかる負荷が増大する。従来技術においては、リアセンブル処理の負荷が増大することにより、上記のとおり、デカプセル化装置のパフォーマンスの低下を招いていた。   When the packet is fragmented after being encapsulated, as shown in FIG. 5A, the decapsulation device 3 needs to perform a reassembly process before the encapsulation. When processing a large number of sessions, the load on the decapsulation device 3 increases due to the reassembly process. In the prior art, as the load of the reassembly process increases, as described above, the performance of the decapsulation apparatus is degraded.

これに対し、パケットをフラグメントしてからカプセル化する場合には、図５Ｂに示すように、デカプセル化装置３では、フラグメント処理の実施が不要となり、カプセル化のみを行って企業ＩＰ網１２に渡すことが可能となる。デカプセル化装置３には、フラグメント処理による負荷がかからなくなり、これにより、デカプセル化装置３のパフォーマンスの低下を効果的に防止することができる。   On the other hand, when the packet is encapsulated after being fragmented, as shown in FIG. 5B, the decapsulation device 3 does not need to perform the fragment processing, and only encapsulates and passes it to the corporate IP network 12. It becomes possible. The decapsulation device 3 is not subjected to a load due to fragment processing, thereby effectively preventing the performance of the decapsulation device 3 from being deteriorated.

図６及び図７は、本実施形態に係る通信システム１（カプセル化装置２及びデカプセル化装置３）による効果を説明する図である。
カプセル化装置２においてカプセル化をフラグメントの後に行った場合には、上記のとおり、デカプセル化装置３ではリアセンブル処理を実施することが不要となる。大量のセッションを処理する場合であっても、従来はデカプセル化装置のみにおいて実施していたリアセンブル処理が分散されることで、デカプセル化装置３におけるリアセンブル処理に伴う組立メモリ不足、組立タイムアウト等の問題が起こりにくくなる。また、リアセンブル処理を不要とするセッションについては、各セッションのリアセンブル処理が一斉に完了して、デカプセル化処理部への転送待ちによるパケット廃棄が生じにくくなる。 6 and 7 are diagrams for explaining the effects of the communication system 1 (the encapsulation device 2 and the decapsulation device 3) according to the present embodiment.
When the encapsulation is performed after the fragment in the encapsulation device 2, it is not necessary to perform the reassembly process in the decapsulation device 3 as described above. Even when a large number of sessions are processed, the reassembly process that is conventionally performed only by the decapsulation device is distributed, so that the assembly memory shortage, the assembly time-out, etc. accompanying the reassembly process in the decapsulation device 3 The problem is less likely to occur. Also, for sessions that do not require reassembly processing, the reassembly processing for each session is completed at the same time, and packet discard due to transfer waiting to the decapsulation processing unit is less likely to occur.

一方、デカプセル化装置３におけるリアセンブル処理の負荷が比較的小さい場合には、図７に示すように、カプセル化の後に必要な場合にはフラグメントを実施する構成とする。デカプセル化装置３におけるリアセンブル処理能力に比較的余裕がある場合には、カプセル化装置２は、リアセンブル処理情報にしたがって、カプセル化処理を行ってからフラグメント処理を実施する。パケットを受信したデカプセル化装置３においては、リアセンブルしてからデカプセル化し、企業ＩＰ網１２にパケットを渡す。すなわち、デカプセル化装置３にかかる負荷が比較的小さい場合には、デカプセル化装置３においてリアセンブル処理を行うこととし、企業ＩＰ網１２にかかる負荷を抑制する。   On the other hand, when the load of the reassembling process in the decapsulation device 3 is relatively small, as shown in FIG. 7, the fragmentation is performed when necessary after the encapsulation. When the reassembly processing capability in the decapsulation device 3 is relatively large, the encapsulation device 2 performs the fragment processing after performing the encapsulation processing according to the reassembly processing information. The decapsulation device 3 that has received the packet reassembles and decapsulates it, and passes the packet to the corporate IP network 12. That is, when the load on the decapsulation device 3 is relatively small, the decapsulation device 3 performs the reassembling process to suppress the load on the corporate IP network 12.

以上説明したように、本実施形態によれば、デカプセル化装置３におけるリアセンブル処理の負荷の状態に応じて、カプセル化装置２においてカプセル化処理及びフラグメント処理の実行順序を変更する。デカプセル化装置３においては、カプセル化処理の先にフラグメント処理を実施したパケットを受信した場合には、自装置においてリアセンブル処理を実施することが不要となる。これにより、デカプセル化装置３のリアセンブル処理部にかかる負荷の増大によるパフォーマンスの低下を効果的に防止し、ネットワークの高速化を図ることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the execution order of the encapsulation process and the fragment process is changed in the encapsulation apparatus 2 according to the load state of the reassembly process in the decapsulation apparatus 3. When the decapsulation device 3 receives a packet on which fragment processing has been performed before the encapsulation processing, it is not necessary to perform reassembly processing on the own device. As a result, it is possible to effectively prevent a decrease in performance due to an increase in load applied to the reassembly processing unit of the decapsulation device 3, and to increase the speed of the network.

なお、上記の実施形態においては、トンネルカプセル化パケットを例に説明しているが、これには限らない。例えば、暗号化通信を行うためのプロトコルであるＩＰｓｅｃ（Security Architecture for Internet Protocol）を用いてパケットを送受信する場合についても適用が可能である。   In the above embodiment, the tunnel encapsulated packet is described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to the case where packets are transmitted and received using IPsec (Security Architecture for Internet Protocol), which is a protocol for performing encrypted communication.

実施形態に係る通信システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a communication system according to an embodiment. 実施形態に係るトンネルカプセル化処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the tunnel encapsulation process which concerns on embodiment. リアセンブル処理状態判定処理の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of a reassembly process state determination process. リアセンブル処理情報の通知方法を説明する図である。It is a figure explaining the notification method of reassembly process information. 従来技術に係るパケット処理方法を示す図である。It is a figure which shows the packet processing method which concerns on a prior art. フラグメントをカプセル化より先に実施した場合のパケットの処理方法を示す図である。It is a figure which shows the processing method of the packet at the time of implementing a fragment prior to encapsulation. 実施形態に係るトンネルカプセル化方法による効果を説明する図（その１）である。It is FIG. (1) explaining the effect by the tunnel encapsulation method which concerns on embodiment. 実施形態に係るトンネルカプセル化方法による効果を説明する図（その２）である。It is FIG. (2) explaining the effect by the tunnel encapsulation method which concerns on embodiment. 企業ＩＰ網及び公衆ＩＰ網のＭＴＵの組み合わせとトンネルカプセル化パケットのフラグメントの要否との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the combination of MTU of a corporate IP network and a public IP network, and the necessity of the fragment of a tunnel encapsulation packet. 従来におけるパケットのカプセル化処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the encapsulation process of the packet in the past. 従来技術に係るデカプセル化装置において発生する問題を説明する図（その１）である。It is FIG. (1) explaining the problem which generate | occur | produces in the decapsulation apparatus which concerns on a prior art. 従来技術に係るデカプセル化装置において発生する問題を説明する図（その２）である。It is FIG. (2) explaining the problem which generate | occur | produces in the decapsulation apparatus which concerns on a prior art. 従来技術に係るデカプセル化装置において発生する問題を説明する図（その３）である。It is FIG. (3) explaining the problem which generate | occur | produces in the decapsulation apparatus which concerns on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１ 通信システム
２ カプセル化装置（パケット処理装置）
３ デカプセル化装置（パケット処理装置）
４ 格納部
１０ 公衆ＩＰ網
１１ 企業ＩＰ網
１２ 企業ＩＰ網
１３Ｍ、１３Ｎ 企業ＩＰ網 1 Communication System 2 Encapsulation Device (Packet Processing Device)
3 Decapsulation device (packet processing device)
4 Storage Unit 10 Public IP Network 11 Corporate IP Network 12 Corporate IP Network 13M, 13N Corporate IP Network

Claims (5)

ネットワークを介して接続された他の装置に送信すべきパケットをカプセル化するためのパケット処理装置であって、
前記パケットが前記ネットワークにおける１回の転送で送信できるデータの最大値を超える場合には、該パケットのフラグメントを実施するフラグメント手段と、
前記他の装置におけるリアセンブル処理状態を標示するリアセンブル処理情報を該他の装置から受信する受信手段と、
前記受信したリアセンブル処理情報に基づいて、カプセル化処理及びフラグメント処理の処理順序を設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とするパケット処理装置。 A packet processing device for encapsulating a packet to be transmitted to another device connected via a network,
Fragment means for performing fragmentation of the packet when the packet exceeds the maximum value of data that can be transmitted in one transfer in the network;
Receiving means for receiving reassembly processing information indicating the reassembly processing state in the other device from the other device;
Setting means for setting the processing order of the encapsulation process and the fragment process based on the received reassembling process information;
A packet processing apparatus comprising: 前記リアセンブル処理情報には、組立メモリ使用率、組立タイムアウト統計及び送信待ちパケット統計のうち少なくとも１つが含まれ、
前記設定手段は、前記リアセンブル処理情報が所定のしきい値を超える場合には、フラグメント処理をカプセル化処理よりも先に実施するよう処理順序を変更する
ことを特徴とする請求項１記載のパケット処理装置。 The reassembling process information includes at least one of an assembly memory usage rate, an assembly timeout statistic, and a transmission waiting packet statistic.
The said setting means changes a processing order so that a fragment process may be implemented before an encapsulation process, when the said reassembly process information exceeds a predetermined threshold value. Packet processing device. ネットワークを管理するためのプロトコルであるＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）を実装して前記ネットワークに接続された機器を管理するＳＮＭＰマネージャ、
を更に備え、
前記ＳＮＭＰマネージャは、前記ＳＮＭＰマネージャの管理対象であるＳＮＭＰエージェント及びＳＮＭＰを利用して収集した情報を管理情報であるＭＩＢ（Management Information Base）情報として格納する格納手段を備えた前記他の装置からＳＮＭＰ通信により該ＭＩＢ情報を収集し、
前記設定手段は、前記ＭＩＢ情報から求めた前記リアセンブル処理情報を参照して、カプセル化処理及び前記フラグメント処理の処理順序を設定する
ことを特徴とする請求項２記載のパケット処理装置。 An SNMP manager for managing devices connected to the network by implementing SNMP (Simple Network Management Protocol), which is a protocol for managing the network;
Further comprising
The SNMP manager receives an SNMP agent that is a management target of the SNMP manager and a storage unit that stores information collected by using SNMP as management information base (MIB) information that is management information. Collect the MIB information by communication,
The packet processing device according to claim 2, wherein the setting means sets the processing order of the encapsulation processing and the fragment processing with reference to the reassembling processing information obtained from the MIB information. 前記パケットは、トンネリングあるいは暗号化通信を行うためのプロトコルであるＩＰｓｅｃ（Security Architecture for Internet Protocol）によりカプセル化されたパケットから構成される
ことを特徴とする請求項２記載のパケット処理装置。 The packet processing apparatus according to claim 2, wherein the packet includes a packet encapsulated by IPsec (Security Architecture for Internet Protocol) which is a protocol for performing tunneling or encrypted communication. ネットワークを介して接続された他の装置から受信したパケットをデカプセル化するためのパケット処理装置であって、
前記他の装置から受信したパケットを参照し、該パケットについて、カプセル化処理の後にフラグメント処理が実施されている場合には、該パケットのリアセンブルを実施するリアセンブル手段と、
前記リアセンブル手段における処理状態を標示するリアセンブル処理情報を前記他の装置に対して通知する通知手段と、
を備えたことを特徴とするパケット処理装置。 A packet processing device for decapsulating a packet received from another device connected via a network,
Reassembling means for referring to a packet received from the other device and performing reassembling of the packet when fragment processing is performed after the encapsulation processing for the packet;
Notification means for notifying the other apparatus of reassembly processing information indicating a processing state in the reassembling means;
A packet processing apparatus comprising:
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