JP2010199646A - Route decision program, management device, and network system - Google Patents
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Abstract
Description
本技術は、コンピュータ・ネットワークにおけるソースルーティング技術に関する。 The present technology relates to a source routing technology in a computer network.
ソースルーティングを行う際には、ルーティングに必要な情報(以下、事前に準備する必要がある情報なので事前情報と呼ぶ)をメモリに格納しておく必要がある。この事前情報のサイズは、ネットワークの規模が大きくなると共に大きくなり、その増加に比例して消費電力が増加する。 When performing source routing, it is necessary to store information necessary for routing (hereinafter referred to as advance information since it is information that needs to be prepared in advance) in a memory. The size of this prior information increases as the network size increases, and the power consumption increases in proportion to the increase.
一般的に、ソースルーティングの事前情報としては、ダイクストラの最短経路グラフの情報などが用いられるが、このサイズはルータ数の二乗に比例する。ルータ数が多い大規模ネットワークでは大量のメモリが必要となる。そして、ネットワーク規模が大きくなると、ホップバイホップ(Hop-by-Hop)という周知のルーティング方法よりも事前情報のサイズが大きくなってしまう。 In general, information of Dijkstra's shortest path graph or the like is used as prior information of source routing, and this size is proportional to the square of the number of routers. A large network with a large number of routers requires a large amount of memory. When the network scale increases, the size of the prior information becomes larger than the known routing method called hop-by-hop.
また、ソースルーティングで経路決定処理の計算量を削減する方式には以下のようなものがある。すなわち、ルーティングプロトコルのエリア内において、あるソースノードから上記エリア内の各宛先ノードまでの候補経路を計算する際に、まず、上記エリアを複数の仮想的なサブエリアに分割し、各サブエリア内の候補経路を計算する。そして、ソースノードを含まないサブエリア内の宛先ノードに対してサブエリア間の境界ノードにおいて各サブエリア内の候補経路の関連付けを行ってソースノードから各宛先ノードまでの候補経路を作成する。但し、宛先ノード及びソースノードが変更されれば、ダイクストラの計算を再度行わなければならないので、計算量を十分に少なくできているわけではない。また、経路情報を各ノードに保持しており、上で述べたようなデータサイズの問題は解決されていない。 Further, there are the following methods for reducing the calculation amount of the route determination processing by source routing. That is, when calculating a candidate route from a certain source node to each destination node in the area within the routing protocol area, the area is first divided into a plurality of virtual subareas. The candidate route is calculated. Then, a candidate route from the source node to each destination node is created by associating a candidate route in each subarea at a boundary node between the subareas with a destination node in the subarea not including the source node. However, if the destination node and the source node are changed, Dijkstra calculation must be performed again, so the amount of calculation is not sufficiently reduced. Further, route information is held in each node, and the data size problem described above has not been solved.
以上のように、従来技術ではソースルーティングにおいて必要な事前情報のサイズが大きくなってしまうという問題を解決するものはない。 As described above, there is nothing in the prior art that solves the problem that the size of prior information necessary for source routing becomes large.
従って、本技術の目的は、ソースルーティングにおいて必要なデータのサイズを抑えるための技術を提供することである。 Therefore, an object of the present technology is to provide a technology for suppressing the size of data necessary for source routing.
ネットワークの経路情報を保持しない、ネットワーク中のノードを管理する管理装置により実行される経路決定方法は、パケットの送信元ノードと宛先ノードとを特定するノード特定ステップと、ネットワークにおいて予め定められた基点ノードについての最短経路データを格納する経路データ格納部から、送信元ノードから基点ノードへの最短経路である第1の経路と宛先ノードから基点ノードへの最短経路である第2の経路とを特定する部分経路特定ステップと、第1の経路及び第2の経路の末尾からの重複部分を第1の経路及び第2の経路から削除すると共に削除後の第2の経路を逆順にして削除後の第1の経路及び重複部分において最も先頭に近いノードに連結することにより、送信元ノードから宛先ノードへの第3の経路を特定するステップとを含む。 A route determination method executed by a management device that manages nodes in a network that does not hold network route information includes a node specifying step that specifies a source node and a destination node of a packet, and a predetermined base point in the network The first route that is the shortest route from the transmission source node to the base node and the second route that is the shortest route from the destination node to the base node are identified from the route data storage unit that stores the shortest route data about the node The partial route specifying step to be performed, and the overlapping portion from the end of the first route and the second route are deleted from the first route and the second route, and the deleted second route is reversed in the reverse order. Identify the third route from the source node to the destination node by connecting to the node closest to the beginning in the first route and overlap And a step.
図1に本技術の実施の形態に係るシステム概要図を示す。本実施の形態では、説明をわかりやすくするため、図1に示すように、ルータ101がルータ102及び105と接続され、ルータ105がルータ106と接続され、ルータ106がルータ103及び104に接続されるようなネットワークを想定する。当然ながらこれは簡単なネットワークの一例であるから、ネットワーク構成はこのようなものに限定されるものではない。ここで、ルータ101乃至104は、ユーザ端末151乃至154に接続されている。このようにユーザ端末151乃至154などの他のIPネットワークに接続されるルータ101乃至104をエッジルータ又はエッジノードと呼び、他のIPネットワークに接続されないルータ105及び106を中継ルータと呼ぶ。また、ルータについてはノードとも呼ぶことにする。
FIG. 1 shows a system outline diagram according to an embodiment of the present technology. In this embodiment, for easy understanding, as shown in FIG. 1, the
本実施の形態では、これらのエッジルータ101乃至104は、制御線(図1では点線)によって、本実施の形態における主要な処理、すなわち経路を決定する処理を実施する管理サーバ111に接続されている。
In the present embodiment, these
エッジルータの構成について図2を用いて説明する。例えばエッジルータ101は、例えばユーザ端末151から受信したパケットを一旦保存するためのパケットバッファ1012と、管理サーバ111から以前に受信した経路についての具体的データを表す接続データ(以下で詳細に説明するが、出力すべきインタフェースのデータ及び宛先アドレスの1又は複数の組み合わせ)を保存しておくための取得済み接続データ格納部1013と、受信したパケットの接続データを管理サーバ111等から取得する処理、送出するパケットに必要な接続データを付加する処理、パケットを出力すべきインタフェースを特定する処理等を実施する接続データ処理部1011とを有する。接続データ処理部1011は、取得した接続データのうち、送出するパケットに必要な接続データを付加する接続データ付加部1021と、パケットを出力すべきインタフェースを特定する処理を実施する自ノードデータ取得部1022とを有する。このように管理サーバ111において一回取得された接続データについては再利用のために蓄積されるが、ルータ間の接続関係及び当該ノードへの経路データというものは、エッジルータには保持されない。
The configuration of the edge router will be described with reference to FIG. For example, the
また、中継ルータの構成について図3を用いて説明する。例えば中継ルータ105は、接続データ処理部1051を有し、接続データ処理部1051は、受信したパケットを出力すべきインタフェースを特定する処理を実施する自ノードデータ取得部1052を有する。なお、中継ルータであってもエッジルータとしても用いられるようなものであれば、図2に示すようなエッジルータの機能を有するようにする。このように、ルータ間の接続関係及び当該ノードへの経路データというものは、中継ルータにも保持されない。
The configuration of the relay router will be described with reference to FIG. For example, the
次に、管理サーバ111の構成について図4を用いて説明する。管理サーバ111は、エッジルータからの要求に応じて送信元ノードから宛先ノードまでの経路を特定し、当該経路のための接続データを抽出する処理を実施する経路算出部1111と、所定の基点ノード(ネットワーク中の任意のノードでよいが、最も接続の多いノードが好ましい)への最短経路を決定するための最短経路データテーブルを格納する最短経路データテーブル格納部1112と、特定の2ノード間の接続データを格納する二地点間接続データ格納部1113と、IPアドレスの範囲とノード番号(ノードIDとも呼ぶ)との対応関係を格納するノードデータ格納部1114とを有する。経路算出部1111は、送信元ノード及び宛先ノードを特定するノード特定処理部1121と、送信元ノードから宛先ノードまでの経路を特定する経路特定処理部1122と、特定された経路についての接続データを抽出する接続データ抽出部1123とを有する。
Next, the configuration of the
ノードデータ格納部1114には、例えば図5に示すようなデータが格納されている。図5の例では、宛先IPアドレス範囲(例えば64ビット)と宛先ノード番号(例えば16ビット)との対応関係が登録されている。例えば、宛先IPアドレスが10.0.1.0/24の範囲であれば、宛先ノード番号は「1」であることが分かる。本実施の形態では、以下の説明をわかりやすくするために、ルータ101のノード番号は「1」であり、ルータ102のノード番号は「2」であり、ルータ103のノード番号は「3」であり、ルータ104のノード番号は「4」であり、ルータ105のノード番号は「5」であり、ルータ106のノード番号は「6」であるものとする。
The node
また、最短経路データテーブル格納部1112に格納されるデータの一例を図6に示す。最短経路データテーブル格納部1112は、ダイクストラ法などによりネットワーク中の任意のノードから基点ノードに至るまでの最短経路を特定するためのデータを格納しており、任意のノードのためのノード番号の列(例えば16ビット)と、最短経路上当該任意のノードの基点ノード寄りのノード番号である前ノード番号の列(例えば16ビット)とを有する。本実施の形態では、ノード番号「1」のノードを基点ノードとしている。例えば、ノード「6」から基点ノード「1」への経路は、ノード番号の列においてノード番号「6」の行を特定して、対応する前ノード番号「5」を取得し、次にノード番号の列においてノード番号「5」の行を特定して、対応する前ノード番号「1」を取得する。このように、ノード「6」からノード「1」への最短経路は、ノード番号系列「6−5−1」というものになる。すなわち、最短経路を得るためには、目的ノードのノード番号から順次最短経路データテーブル格納部1112のテーブルを基点ノードに至るまで辿る処理を行う。なお、基点ノードのノード番号については、管理サーバ111の図示しないデータ記憶装置に格納されており、処理において用いられる。
An example of data stored in the shortest path data
なお、一般的なソースルーティングでは、図7(a)乃至(d)に示すように、各エッジノードにおいて、図6と同様のデータを保持する必要がある。すなわち、エッジノード101(ノード番号「1」)には、図7(a)左側に示すようなデータを保持し、右側に示すように、任意のノードからノード番号「1」のノードに向かうような探索を可能としている。同様に、エッジノード102(ノード番号「2」)には、図7(b)左側に示すようなデータを保持し、右側に示すように、任意のノードからノード番号「2」のノードに向かうような探索を可能としている。さらに、エッジノード103(ノード番号「3」)には、図7(c)左側に示すようなデータを保持し、右側に示すように、任意のノードからノード番号「3」のノードに向かうような探索を可能としている。また、エッジノード104(ノード番号「4」)には、図7(d)左側に示すようなデータを保持し、右側に示すように、任意のノードからノード番号「4」のノードに向かうような探索を可能としている。このように、図6の4倍(エッジノード数)のデータが必要となる。 In general source routing, as shown in FIGS. 7A to 7D, it is necessary to hold the same data as in FIG. 6 in each edge node. That is, the edge node 101 (node number “1”) holds data as shown on the left side of FIG. 7A, and as shown on the right side, heads from any node to the node with the node number “1”. Search is possible. Similarly, in the edge node 102 (node number “2”), data as shown on the left side of FIG. 7B is held, and as shown on the right side, the node is directed from the arbitrary node to the node with the node number “2”. Such a search is possible. Further, the edge node 103 (node number “3”) holds data as shown on the left side of FIG. 7C, and, as shown on the right side, goes from any node to the node with the node number “3”. Search is possible. Further, the edge node 104 (node number “4”) holds data as shown on the left side of FIG. 7D, and, as shown on the right side, goes from any node to the node with the node number “4”. Search is possible. Thus, four times as many data (number of edge nodes) as in FIG. 6 are required.
さらに、二地点間接続データ格納部1113には、図8に示すようなデータが格納されている。図8のテーブル例では、出力元ノードAの列(例えば16ビット)と、出力先ノードBの列(例えば16ビット)と、出力元ノードAから出力先ノードBへパケットを出力する際のインタフェース(I/F)・データの列(例えば32ビット)と、出力元ノードAから出力先ノードBへパケットを出力する際の宛先アドレスの列(例えば32ビット)とを有する。例えば、ノード「1」からノード「2」へパケットを出力する際には、「20.0.0.1」というインタフェース・データ(ポート番号などでもよい)及び「20.0.0.2」という宛先アドレスとの組み合わせである接続データが抽出される。なお、各ルータは、インタフェース・データ及び宛先アドレスを与えれば、いずれのポート(すなわちインタフェース)に対してどのような宛先(例えばMACアドレス)で送出すればよいのかを特定するための周知の機構を有しているものとする。また、図8のテーブル中、「(dest)」は、パケットの宛先アドレスを用いることを表している。
Furthermore, data as shown in FIG. 8 is stored in the point-to-point connection
次に、図9乃至図20を用いて図1に示したネットワーク・システムの処理内容について説明する。まず、例えばエッジルータに接続されているユーザ端末は、送信元IPアドレスと宛先IPアドレスとをパケットヘッダに含むパケットを、接続されているエッジルータに送信する(ステップS1)。エッジルータは、ユーザ端末からパケットを受信し、パケットバッファ1012に格納する(ステップS3)。そして、エッジルータの接続データ処理部1011は、宛先IPアドレスで取得済み接続データ格納部1013を検索して該当する接続データが登録されているか否かを判断することによって、経路生成済みであるか判断する(ステップS5)。経路生成済みである場合には、接続データ処理部1011は、該当する接続データを取得済み接続データ格納部1013から読み出す(ステップS9)。そして処理は端子Aを介して図17の処理に移行する。
Next, processing contents of the network system shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. First, for example, a user terminal connected to an edge router transmits a packet including a source IP address and a destination IP address in a packet header to the connected edge router (step S1). The edge router receives the packet from the user terminal and stores it in the packet buffer 1012 (step S3). Then, the connection
一方、経路生成済みではない、すなわち該当する接続データが取得済み接続データ格納部1013に格納されていない場合には、接続データ処理部1011は、メモリなどに保持している自ルータIDとパケットの宛先IPアドレスとを含む経路生成要求を管理サーバ111に送信する(ステップS7)。管理サーバ111の経路算出部1111は、自ルータIDとパケットの宛先IPアドレスとを含む経路生成要求を受信し、例えばメインメモリなどの記憶装置に格納する(ステップS11)。そして、経路算出部1111は、経路計算処理を実施する(ステップS13)。経路計算処理については、図10乃至図16を用いて説明する。
On the other hand, when the route has not been generated, that is, when the corresponding connection data is not stored in the acquired connection
経路算出部1111のノード特定処理部1121は、ノードデータ格納部1114から、パケットの宛先IPアドレスに対応する宛先ノード番号を読み出す(ステップS21)。そして、経路特定処理部1122は、宛先ノード番号又は送信元ノード番号が基点ノード番号と等しいか判断する(ステップS23)。
The node
宛先ノード番号又は送信元ノード番号が基点ノード番号と等しい場合には、特別な処理は必要ない。すなわち、経路特定処理部1122は、送信元ノードから宛先ノードへの最短経路Xを、最短経路データテーブル格納部1112を用いて特定し、例えばメインメモリなどの記憶装置に格納する(ステップS25)。宛先ノード番号が基点ノード番号に等しい場合には、送信元ノード番号から順次最短経路データテーブル格納部1112を探索して基点ノード番号までたどり着けば、最短経路Xが得られる。送信元ノード番号が基点ノード番号に等しい場合には、送信元ノード番号を終点ノード番号とし、宛先ノード番号を起点ノード番号として、起点ノード番号から最短経路データテーブル格納部1112を探索して終点ノード番号までたどり着いたら、順番を逆順に入れ替えれば、基点ノードから宛先ノードへの最短経路Xを得ることができる。処理は端子Bを介して図14の処理に移行する。
If the destination node number or the source node number is equal to the base node number, no special processing is necessary. That is, the route
一方、宛先ノード番号又は送信元ノード番号が基点ノード番号と等しくない場合には、経路特定処理部1122は、送信元ノードから基点ノードへの最短経路Aを、最短経路データテーブル格納部1112を送信元ノード番号から基点ノード番号まで探索してゆくことによって特定し、例えばメインメモリなどの記憶装置に格納する(ステップS27)。さらに、経路特定処理部1122は、宛先ノードから基点ノードへの最短経路Bを、最短経路データテーブル格納部1112を宛先ノード番号から基点ノード番号まで探索してゆくことによって特定し、例えばメインメモリなどの記憶装置に格納する(ステップS29)。
On the other hand, when the destination node number or the transmission source node number is not equal to the base node number, the route
例えば、図1のネットワークにおいて、送信元ノードがノード「2」であり、宛先ノードがノード「3」である場合には、図11に示すように、経路A1としては「2−1」というノード系列が得られ、経路B1としては「3−6−5−1」というノード系列が得られる。一方、送信元ノードがノード「3」であり、宛先ノードがノード「4」である場合には、図12に示すように、経路A2としては「3−6−5−1」というノード系列が得られ、経路B2としては「4−6−5−1」というノード系列が得られる。 For example, in the network of FIG. 1, when the transmission source node is the node “2” and the destination node is the node “3”, the route A1 is “2-1” as shown in FIG. A series is obtained, and a node series of “3-6-5-1” is obtained as the route B1. On the other hand, when the transmission source node is the node “3” and the destination node is the node “4”, a node series “3-6-5-1” is included as the route A2, as shown in FIG. As a result, a node series of “4-6-5-1” is obtained as the route B2.
そして、経路特定処理部1122は、経路A及びBの末尾から未処理の1ノードを取り出す(ステップS31)。そして、取り出した2つのノードの番号が等しいか判断する(ステップS33)。図11の事例では、ノード番号「1」が取り出され、一致していると判断される。図12の事例では、ノード番号「1」が取り出され、一致していると判断される。取り出した2つのノードのノード番号が等しい場合には、共通のノードを経路A及びBから削除し、共通ノード番号Cに代入して保持する(ステップS35)。そしてステップS31に戻る。
Then, the route
図11の事例では、ノード番号「1」が経路A1及びB1から削除され、共通ノード番号Cに代入される。それ以降は一致するノード番号が得られないので、共通ノード番号Cには「1」が代入されており、経路A1は「2」、経路B1は「3−6−5」となる。一方、図12の事例では、次のノード「5」も共通するのでノード「5」は経路A2及びB2から削除され、共通ノード番号Cは「5」に変更される。さらに、次のノード「6」も共通するのでノード「6」は経路A2及びB2から削除され、共通ノード番号Cは「6」に変更される。次のノードは不一致となるので、経路A2は「3」、経路B2は「4」、共通ノード番号Cは「6」という状態になる。 In the case of FIG. 11, the node number “1” is deleted from the routes A1 and B1 and substituted for the common node number C. After that, since a matching node number cannot be obtained, “1” is assigned to the common node number C, the route A1 is “2”, and the route B1 is “3-6-5”. On the other hand, in the case of FIG. 12, since the next node “5” is also common, the node “5” is deleted from the routes A2 and B2, and the common node number C is changed to “5”. Further, since the next node “6” is also common, the node “6” is deleted from the routes A2 and B2, and the common node number C is changed to “6”. Since the next node does not match, the route A2 is “3”, the route B2 is “4”, and the common node number C is “6”.
そして、取り出した2つのノードのノード番号が不一致となった場合には、経路特定処理部1122は、削除後の経路Bを逆順に並べ替える(ステップS37)。すなわち、図11の事例では、削除後の経路B1を逆順の経路B1a「5−6−3」に並び替える。図12の事例では、削除後の経路B2は既に1ノードで構成されるので並び替えても逆順の経路B2a「4」のままである。さらに、経路特定処理部1122は、削除後の経路A−共通ノード番号Cのノード−逆順の削除後の経路Bの順番に並べて経路Xを生成し、例えばメインメモリなどの記憶装置に格納する(ステップS39)。図11の事例の場合には、削除後の経路A1「2」−共通ノード番号Cのノード「1」−逆順の削除後の経路B1a「5−6−3」であるから、「2−1−5−6−3」という経路Xが得られる。一方、図12の事例の場合には、図13に示すように、削除後の経路A2a「3」−共通ノード番号Cのノード「6」−逆順の削除後の経路B2a「4」であるから、「3−6−4」という経路Xが得られる。処理は端子Bを介して図14の処理に移行する。
When the node numbers of the two extracted nodes do not match, the route
このような処理を実施することによって、基点ノードを1つ任意に決定してしまい、最短経路データテーブルを管理サーバ111のみに保持するようにしても、問題なく経路を決定することができるようになる。なお、このように決定された経路は、必ずしも最適とは言えない場合もあるが、実用の範囲で大きな問題はない。
By carrying out such processing, one base point node is arbitrarily determined, and even if the shortest path data table is held only in the
図14の処理の説明に移行して、接続データ抽出部1123は、経路Xの先頭を処理ターゲットに設定する(ステップS41)。そして、処理ターゲット及び経路X上当該処理ターゲットの次のノードを特定する(ステップS43)。その後、二地点間接続データ格納部1113から、処理ターゲット及び次のノードに該当する二地点間接続データを読み出す(ステップS45)。例えば図12の事例の場合、経路を直線的に且つ模式的に示すと図15に示すような状態となる。このような場合、最初に処理ターゲットはノード「3」であり次のノードはノード「6」である。従って、二地点間接続データ格納部(図8)の8行目のデータを読み出す。すなわち、インタフェース・データは「21.0.0.3」であり宛先アドレスが「21.0.0.6」である。
Shifting to the description of the processing in FIG. 14, the connection
そして、接続データ抽出部1123は、ステップS43で特定した次のノードが経路Xの末尾ノードであるか判断する(ステップS47)。末尾ノードではない場合には、処理ターゲットを1つ後ろのノードに設定して(ステップS49)、ステップS43に戻る。図15の例では、処理ターゲットはノード「6」であり、次のノードはノード「4」である。従って、二地点間接続データ格納部1113の17行目のデータを読み出す。すなわち、インタフェース・データは「21.0.0.6」であり、宛先アドレスが「21.0.0.4」である。ここで、ノード「4」は経路Xの末尾ノードであるので、ステップS49に移行しなくなる。
Then, the connection
ステップS43で特定した次のノードが経路Xの末尾ノードである場合には、接続データ抽出部1123は、ステップS43で特定した次のノード及び「e」に該当する行のデータを、二地点間接続データ格納部1113から読み出す(ステップS51)。図15の例では、ノード「4」と「e」の12行目を読み出す。すなわち、インタフェース・データは「10.0.4.4」であり、宛先アドレスはないが、エッジルータから受信した宛先IPアドレスが設定される。
When the next node specified in step S43 is the end node of the route X, the connection
そして、接続データ抽出部1123は、読み出した接続データを経路Xの順に並べて全体の接続データを生成し、例えばメインメモリなどの記憶装置に格納する(ステップS53)。図15の例では、図16のような接続データが生成されることになる。上で述べたデータが連結されている。
Then, the connection
以上のような処理を行うことで、最短経路データテーブルを保持しない各ルータでもパケットの送出先を容易に特定できるようにするための接続データが得られるようになる。 By performing the processing as described above, connection data for enabling each router that does not hold the shortest path data table to easily specify the packet transmission destination can be obtained.
図9の処理の説明に戻って、管理サーバ111の経路算出部1111は、生成された接続データを、要求元のエッジルータに送信する(ステップS15)。要求元のエッジルータは、管理サーバ111から接続データを受信し、取得済み接続データ格納部1013に格納する(ステップS17)。処理は端子Aを介して、図17の処理に移行する。
Returning to the description of the processing in FIG. 9, the
エッジルータの接続データ処理部1011の接続データ付加部1021は、自ノード用の接続データ以外をパケットヘッダに付加し、接続データ処理部1011の自ノードデータ取得部1022は、自ノード用の接続データを取得して、当該接続データに従ってパケットを送信する(図17:ステップS61)。図16の例では、先頭がエッジルータ「3」のための接続データであるから、それ以外の接続データについてはパケットヘッダに付加される。すなわち、図18に示すようなデータが、図16の例では、エッジルータ「3」から中継ルータ「6」へ送信される。本実施の形態では、自ノード用の接続データは切り取るような例を示すが、無効化ビットを付加するなどして、そのままパケットヘッダに付加してしまう場合もある。なお、接続データから具体的にどのポートにどのような宛先のパケットを送信するかということは、従来技術と同じであるから、説明を省略する。
The connection
中継ルータは、エッジルータからパケットを受信し(ステップS63)、中継ルータの接続データ処理部1051における自ノードデータ取得部1052は、自ノード用の接続データをパケットから切り出し、当該接続データに従ってパケットを送信する(ステップS65)。すなわち、図19に示すようなデータが、図16の例では、中継ルータ「6」からエッジルータ「4」に送信される。経路によっては中継ルータにさらに送信される場合もある。
The relay router receives the packet from the edge router (step S63), and the own node
図16の例では、エッジルータ「4」は、中継ルータ「6」からパケットを受信し(ステップS67)、接続データ処理部1011の自ノードデータ取得部1022が自ノード用の接続データを切り出し、当該接続データに従ってパケットを送信する(ステップS69)。図20のように、接続データが無くなったパケットが送信される。ここでは、ユーザ端末154が、エッジルータ「4」からパケットを受信する(ステップS71)。
In the example of FIG. 16, the edge router “4” receives the packet from the relay router “6” (step S67), and the own node
以上のように、各エッジルータ又は中継ルータにおいては、最短経路データテーブル(すなわちルーティングテーブル)を保持せずとも、パケットを目的のノードまで送信することができるようになる。すなわち、データ保持のための消費電力を削減することができている。 As described above, each edge router or relay router can transmit a packet to a target node without holding a shortest path data table (that is, a routing table). That is, power consumption for data retention can be reduced.
具体的には、例えば従来のHop-by-Hopについては、平均ルーティングテーブル数を2.73で、例えば総ルータ台数15台、エッジルータ台数9台(60%)、総リンク数37(246%)とすると、サブネットマスク情報は41×64ビットで次ホップ情報は41×64ビットで、合計5248ビット必要となる。このような構成がそのまま大きくなるとすると、サブネットマスク情報は総ルータ台数x*2.73*64ビットで、次ホップ情報は総ルータ台数x*2.73*64ビットで、合計x*349.4ビットとなる。 Specifically, for example, in the conventional Hop-by-Hop, the average number of routing tables is 2.73, for example, the total number of routers is 15, the number of edge routers is 9 (60%), and the total number of links is 37 (246%). ), The subnet mask information is 41 × 64 bits and the next hop information is 41 × 64 bits, which requires a total of 5248 bits. Assuming that such a configuration grows as it is, the subnet mask information is the total number of routers x * 2.73 * 64 bits, the next hop information is the total number of routers x * 2.73 * 64 bits, and the total x * 349.4. A bit.
また、従来のソースルーティング手法を採用した場合には、同様の構成であれば、サブネット−ノード対応情報(例えば図5)は9×80ビットで、経路探索用テーブル(例えば図6)が72×32ビットで、次ホップ情報(例えば図8)は37×96ビットで、合計6576ビット必要となる。このような構成がそのまま大きくなるとすると、サブネットマスク−ノード対応情報は、総ルータ台数x*0.6×80ビットで、経路探索用テーブル総数はx(x−1)*0.6*32ビットで、次ホップ情報は、総ルータ台数x*2.46*96ビットで、合計x2*19.2+x*265.0ビットとなる。すなわち、総ルータ台数の二乗に比例して増加してしまう。 Further, when the conventional source routing method is adopted, the subnet-node correspondence information (for example, FIG. 5) is 9 × 80 bits and the route search table (for example, FIG. 6) is 72 × with the same configuration. The next hop information (for example, FIG. 8) is 37 × 96 bits with 32 bits, and a total of 6576 bits are required. If such a configuration grows as it is, the subnet mask / node correspondence information is the total number of routers x * 0.6 × 80 bits, and the total number of route search tables is x (x−1) * 0.6 * 32 bits. Then, the next hop information is the total number of routers x * 2.46 * 96 bits, and the total x 2 * 19.2 + x * 265.0 bits. That is, it increases in proportion to the square of the total number of routers.
一方、本実施の形態であれば、同様の構成の場合、サブネットマスク−ノード対応情報が9×80ビットで、経路探索用テーブル総数が8×32ビットで、次ホップ情報が37×96ビットであり、合計4528ビットとなる。すなわち、最も少なくて済んでいる。さらに、このような構成がそのまま大きくなるとすると、サブネットマスク−ノード対応情報が総ルータ台数x*0.6×80ビット、経路探索用テーブルが総ルータ台数x*0.6×32ビット、次ホップ情報が総ルータ台数x*2.46*96ビットで、合計x*303.4ビットとなる。このように、データ量は総ルータ台数に比例して増加するだけで済むので、データ量の削減がなされている。すなわち、その分の電力消費量を削減することができている。 On the other hand, in this embodiment, in the same configuration, the subnet mask-node correspondence information is 9 × 80 bits, the total number of route search tables is 8 × 32 bits, and the next hop information is 37 × 96 bits. There are a total of 4528 bits. That is, it is the least. Further, if such a configuration is increased as it is, the subnet mask / node correspondence information is the total number of routers x * 0.6 × 80 bits, the route search table is the total number of routers x * 0.6 × 32 bits, and the next hop. The information is the total number of routers x * 2.46 * 96 bits, for a total of x * 303.4 bits. In this way, the amount of data only needs to increase in proportion to the total number of routers, so the amount of data is reduced. That is, the power consumption can be reduced accordingly.
以上本実施の形態を説明したが、本技術はこれに限定されるわけではない。例えば図1に示したようなネットワーク構成は一例であって他のネットワーク構成であっても良い。さらに、処理フローについても処理結果が変わらない限り順番を入れ替えたり、並列に実行することも可能である。さらに、機能ブロック図については一例であって、必ずしも実際のプログラムモジュール構成と一致しない場合もある。また、機能ブロックは専用の回路又はハードウエアとソフトウエアの組み合わせにて実施される。 Although the present embodiment has been described above, the present technology is not limited to this. For example, the network configuration as shown in FIG. 1 is an example, and other network configurations may be used. Further, the processing flow can be changed in order or executed in parallel as long as the processing result does not change. Furthermore, the functional block diagram is an example, and may not necessarily match the actual program module configuration. The functional block is implemented by a dedicated circuit or a combination of hardware and software.
ノードデータ格納部1114を各ルータに保持させて、ルータから宛先IPアドレスではなく、宛先ノード番号を送信するようにしても良い。但し、その分全体のデータ量が増加してしまう。
The node
なお、管理サーバ111は、コンピュータ装置であって、図21に示すように、メモリ2501とCPU2503とハードディスク・ドライブ(HDD)2505と表示装置2509に接続される表示制御部2507とリムーバブル・ディスク2511用のドライブ装置2513と入力装置2515とネットワークに接続するための通信制御部2517とがバス2519で接続されている。オペレーティング・システム(OS:Operating System)及び本実施例における処理を実施するためのアプリケーション・プログラムは、HDD2505に格納されており、CPU2503により実行される際にはHDD2505からメモリ2501に読み出される。必要に応じてCPU2503は、表示制御部2507、通信制御部2517、ドライブ装置2513を制御して、必要な動作を行わせる。また、処理途中のデータについては、メモリ2501に格納され、必要があればHDD2505に格納される。本技術の実施例では、上で述べた処理を実施するためのアプリケーション・プログラムはコンピュータ読み取り可能なリムーバブル・ディスク2511に格納されて頒布され、ドライブ装置2513からHDD2505にインストールされる。インターネットなどのネットワーク及び通信制御部2517を経由して、HDD2505にインストールされる場合もある。このようなコンピュータ装置は、上で述べたCPU2503、メモリ2501などのハードウエアとOS及び必要なアプリケーション・プログラムとが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。
The
なお、ルータも、図21に示すようなコンピュータで実現される場合もある。 The router may also be realized by a computer as shown in FIG.
以上本実施の形態をまとめると以下のようになる。 The present embodiment can be summarized as follows.
ネットワークの経路情報を保持しない、ネットワーク中のノードを管理する管理装置により実行される経路決定方法は、パケットの送信元ノードと宛先ノードとを特定するノード特定ステップと、ネットワークにおいて予め定められた基点ノードについての最短経路データを格納する経路データ格納部(例えば最短経路データテーブル格納部)から、送信元ノードから基点ノードへの最短経路である第1の経路と宛先ノードから基点ノードへの最短経路である第2の経路とを特定する部分経路特定ステップと、第1の経路及び第2の経路の末尾からの重複部分を第1の経路及び第2の経路から削除すると共に削除後の第2の経路を逆順にして削除後の第1の経路及び重複部分において最も先頭に近いノードに連結することにより、送信元ノードから宛先ノードへの第3の経路を特定するステップとを含む。 A route determination method executed by a management device that manages nodes in a network that does not hold network route information includes a node specifying step that specifies a source node and a destination node of a packet, and a predetermined base point in the network The first route that is the shortest route from the source node to the base node and the shortest route from the destination node to the base node from the route data storage unit (for example, the shortest route data table storage unit) that stores the shortest route data for the node A partial route specifying step for specifying the second route, and the second route after deleting the overlapping portion from the end of the first route and the second route from the first route and the second route. In the reverse order and connected to the node closest to the head in the first route after the deletion and the overlapping portion, From and identifying the third path to the destination node.
管理装置に任意の基点ノードをベースにした最短経路データを格納する経路データ格納部を保持させて、各ノードにおいては保持しないようにしても、上で述べたような処理を実施すれば、送信元ノードから宛先ノードへの経路を特定することができる。すなわち、ルータの保持データ量が削減され、消費電力の削減が達成される。 Even if the management device holds the route data storage unit that stores the shortest route data based on an arbitrary base node and does not hold it in each node, the transmission is performed if the processing described above is performed. The route from the source node to the destination node can be specified. That is, the amount of data held in the router is reduced, and power consumption is reduced.
また、本経路決定方法において、ネットワーク中の隣接ノード間の接続データを格納する二地点間接続データ格納部から、第3の経路において送信元ノードから順番に連続する2ノードの各組み合わせについて、該当する接続データを読み出し、送信元ノードに通知するステップをさらに含むようにしても良い。このようにすれば、各ルータでは簡単に従来の機構を用いてパケットの送出先を特定できるようになる。 Further, in this route determination method, for each combination of two nodes sequentially connected from the transmission source node in the third route from the point-to-point connection data storage unit that stores connection data between adjacent nodes in the network, A step of reading connection data to be transmitted and notifying the transmission source node may be further included. In this way, each router can easily specify a packet transmission destination using a conventional mechanism.
さらに、本経路決定方法において、送信元ノード又は宛先ノードが基点ノードと一致しているか判断するステップと、一致していないと判断された場合には部分経路特定ステップ以降を実施させるステップと、一致していると判断された場合には経路データ格納部から送信元ノードから基点ノードへの最短経路又は基点ノードから宛先ノードへの最短経路を第3の経路として特定するステップとをさらに含むようにしても良い。上で述べたような条件を満たす場合には、第1の経路と第2の経路を連結するような処理が不要で、経路データ格納部に格納されたデータから容易に経路を特定できる。 Further, in this route determination method, a step of determining whether the transmission source node or the destination node matches the base node, a step of performing the partial route specifying step and the subsequent steps when it is determined that they do not match, If it is determined that it is correct, the method further includes a step of specifying, as a third route, the shortest route from the source node to the base node or the shortest route from the base node to the destination node from the route data storage unit. good. When the conditions as described above are satisfied, a process for connecting the first route and the second route is unnecessary, and the route can be easily specified from the data stored in the route data storage unit.
また、上で述べたノード特定ステップが、送信元ノードから送信先IPアドレスを受信するステップと、ネットワーク中の各ノードのIPアドレスに対応付けてノードIDが格納されているノードIDデータ格納部から、送信先IPアドレスに対応するノードIDを特定するステップとを含むようにしてもよい。このようにすれば、エッジルータの保持データ量をさらに削減することができる。 Further, the node specifying step described above includes a step of receiving a transmission destination IP address from a transmission source node, and a node ID data storage unit in which a node ID is stored in association with the IP address of each node in the network. And specifying a node ID corresponding to the destination IP address. In this way, the amount of data held by the edge router can be further reduced.
なお、上で述べたような処理をハードウエアに実施させるためのプログラムを作成することができ、当該プログラムは、例えばフレキシブル・ディスク、CD−ROM、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体又は記憶装置に格納される。なお、処理途中のデータについては、コンピュータのメモリ等の記憶装置に一時保管される。 It is possible to create a program for causing the hardware to perform the processing described above, and the program can be read by a computer such as a flexible disk, a CD-ROM, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, and a hard disk. It is stored in a possible storage medium or storage device. Note that data being processed is temporarily stored in a storage device such as a computer memory.
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 The following supplementary notes are further disclosed with respect to the embodiments including the above examples.
(付記1)
ネットワークの経路情報を保持しない、前記ネットワーク中のノードを管理する管理装置により実行される経路決定プログラムであって、
パケットの送信元ノードと宛先ノードとを特定するノード特定ステップと、
前記ネットワークにおいて予め定められた基点ノードについての最短経路データを格納する経路データ格納部から、前記送信元ノードから前記基点ノードへの最短経路である第1の経路と前記宛先ノードから前記基点ノードへの最短経路である第2の経路とを特定する部分経路特定ステップと、
前記第1の経路及び前記第2の経路の末尾からの重複部分を前記第1の経路及び前記第2の経路から削除すると共に削除後の前記第2の経路を逆順にして削除後の前記第1の経路及び前記重複部分において最も先頭に近いノードに連結することにより、前記送信元ノードから前記宛先ノードへの第3の経路を特定するステップと、
を前記管理装置に実行させるための経路決定プログラム。
(Appendix 1)
A route determination program that is executed by a management device that manages nodes in the network and does not hold network route information,
A node identification step for identifying a source node and a destination node of the packet;
From the route data storage unit that stores the shortest route data for a predetermined base node in the network to the first route that is the shortest route from the source node to the base node and from the destination node to the base node A partial route specifying step for specifying the second route that is the shortest route of
The overlapping portion from the end of the first route and the second route is deleted from the first route and the second route, and the second route after the deletion is reversed and the second route after the deletion is deleted. Identifying a third route from the source node to the destination node by linking to the node closest to the beginning of the one route and the overlapping portion; and
Is a route determination program for causing the management device to execute.
(付記2)
前記ネットワーク中の隣接ノード間の接続データを格納する二地点間接続データ格納部から、前記第3の経路において前記送信元ノードから順番に連続する2ノードの各組み合わせについて、該当する接続データを読み出し、前記送信元ノードに通知するステップ
をさらに実行させるための付記1記載の経路決定プログラム。
(Appendix 2)
Read corresponding connection data for each combination of two nodes sequentially connected from the transmission source node in the third route from the point-to-point connection data storage unit for storing connection data between adjacent nodes in the network The route determination program according to
(付記3)
前記送信元ノード又は前記宛先ノードが前記基点ノードと一致しているか判断するステップと、
一致していないと判断された場合には前記部分経路特定ステップ以降を実施させるステップと、
一致していると判断された場合には前記経路データ格納部から前記送信元ノードから前記基点ノードへの最短経路又は前記基点ノードから前記宛先ノードへの最短経路を前記第3の経路として特定するステップと、
をさらに含む付記1又は2記載の経路決定プログラム。
(Appendix 3)
Determining whether the source node or the destination node matches the base node;
If it is determined that they do not match, the step of performing the partial path specifying step and the following steps;
If it is determined that they match, the shortest path from the source node to the base node or the shortest path from the base node to the destination node is specified as the third path from the path data storage unit. Steps,
The route determination program according to
(付記4)
前記ノード特定ステップが、
前記送信元ノードから送信先IPアドレスを受信するステップと、
前記ネットワーク中の各ノードのIPアドレスに対応付けてノードIDが格納されているノードIDデータ格納部から、前記送信先IPアドレスに対応するノードIDを特定するステップと、
を含む付記1乃至3のいずれか1つ記載の経路決定プログラム。
(Appendix 4)
The node specifying step includes:
Receiving a destination IP address from the source node;
Identifying a node ID corresponding to the destination IP address from a node ID data storage unit in which a node ID is stored in association with the IP address of each node in the network;
The route determination program according to any one of
(付記5)
ネットワークの経路情報を保持しない、前記ネットワーク中のノードを管理する管理装置であって、
パケットの送信元ノードと宛先ノードとを特定する手段と、
前記ネットワークにおいて予め定められた基点ノードについての最短経路データを格納する経路データ格納部と、
前記経路データ格納部から、前記送信元ノードから前記基点ノードへの最短経路である第1の経路と前記宛先ノードから前記基点ノードへの最短経路である第2の経路とを特定する手段と、
前記第1の経路及び前記第2の経路の末尾からの重複部分を前記第1の経路及び前記第2の経路から削除すると共に削除後の前記第2の経路を逆順にして削除後の前記第1の経路及び前記重複部分において最も先頭に近いノードに連結することにより、前記送信元ノードから前記宛先ノードへの第3の経路を特定する手段と、
を有する管理装置。
(Appendix 5)
A management device that manages nodes in the network that does not hold network route information,
Means for identifying the source and destination nodes of the packet;
A route data storage unit for storing shortest route data for a predetermined base node in the network;
Means for identifying, from the path data storage unit, a first path that is the shortest path from the source node to the base node and a second path that is the shortest path from the destination node to the base node;
The overlapping portion from the end of the first route and the second route is deleted from the first route and the second route, and the second route after the deletion is reversed and the second route after the deletion is deleted. Means for identifying a third route from the source node to the destination node by connecting to the node closest to the head in the one route and the overlapping portion;
A management device.
(付記6)
ネットワークの経路情報を保持しない複数のノードと、
前記ルータと通信可能な管理装置と、
を有し、
前記複数のノードのうち第1のノードは、
前記ネットワークを経由して送信すべきパケットを受信した場合、自ノードIDである送信元ノードのIDと、前記パケットの宛先IPアドレスとを前記管理装置に送信し、
前記管理装置は、
前記特定のノードから前記送信元ノードのIDと前記宛先IPアドレスとを受信し、前記宛先IPアドレスに対応する宛先ノードのIDを特定する手段と、
前記ネットワークにおいて予め定められた基点ノードについての最短経路データを格納する経路データ格納部と、
前記経路データ格納部から、前記送信元ノードから前記基点ノードへの最短経路である第1の経路と前記宛先ノードから前記基点ノードへの最短経路である第2の経路とを特定する手段と、
前記第1の経路及び前記第2の経路の末尾からの重複部分を前記第1の経路及び前記第2の経路から削除すると共に削除後の前記第2の経路を逆順にして削除後の前記第1の経路及び前記重複部分において最も先頭に近いノードに連結することにより、前記送信元ノードから前記宛先ノードへの第3の経路を特定する手段と、
前記ネットワーク中の隣接ノード間の接続データを格納する二地点間接続データ格納部と、
前記二地点間接続データ格納部から、前記第3の経路において前記送信元ノードから順番に連続する2ノードの各組み合わせについて、該当する接続データを読み出し、前記送信元ノードに通知する手段と、
を有し、
前記特定のノードは、前記接続データを前記管理装置から受信し、受信した前記パケットの送出に用いると共に、前記接続データのうち少なくとも前記第3の経路上の他の前記ノードが用いる接続データを前記パケットに付加して送出し、
前記第3の経路上の他の前記ノードは、受信した前記接続データのうち自ノード用の接続データを用いて受信パケットを送出する
ネットワーク・システム。
(Appendix 6)
Multiple nodes that do not hold network route information,
A management device capable of communicating with the router;
Have
A first node of the plurality of nodes is
When a packet to be transmitted via the network is received, the source node ID that is its own node ID and the destination IP address of the packet are transmitted to the management device,
The management device
Means for receiving the source node ID and the destination IP address from the specific node, and identifying the destination node ID corresponding to the destination IP address;
A route data storage unit for storing shortest route data for a predetermined base node in the network;
Means for identifying, from the path data storage unit, a first path that is the shortest path from the source node to the base node and a second path that is the shortest path from the destination node to the base node;
The overlapping portion from the end of the first route and the second route is deleted from the first route and the second route, and the second route after the deletion is reversed and the second route after the deletion is deleted. Means for identifying a third route from the source node to the destination node by connecting to the node closest to the head in the one route and the overlapping portion;
A point-to-point connection data storage unit for storing connection data between adjacent nodes in the network;
Means for reading out the corresponding connection data for each combination of two nodes sequentially connected from the transmission source node in the third path from the point-to-point connection data storage unit, and notifying the transmission source node;
Have
The specific node receives the connection data from the management device and uses the received connection data to transmit the received packet. At least the connection data used by the other nodes on the third path is used as the connection data. Send it with a packet,
The other node on the third route sends out a received packet using the connection data for its own node among the received connection data.
111 管理サーバ 1111 経路算出部
1121 ノード特定処理部 1122 経路特定処理部
1123 接続データ抽出部 1114 ノードデータ格納部
1112 最短経路データテーブル格納部 1113 二地点間接続データ格納部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
パケットの送信元ノードと宛先ノードとを特定するノード特定ステップと、
前記ネットワークにおいて予め定められた基点ノードについての最短経路データを格納する経路データ格納部から、前記送信元ノードから前記基点ノードへの最短経路である第1の経路と前記宛先ノードから前記基点ノードへの最短経路である第2の経路とを特定する部分経路特定ステップと、
前記第1の経路及び前記第2の経路の末尾からの重複部分を前記第1の経路及び前記第2の経路から削除すると共に削除後の前記第2の経路を逆順にして削除後の前記第1の経路及び前記重複部分において最も先頭に近いノードに連結することにより、前記送信元ノードから前記宛先ノードへの第3の経路を特定するステップと、
を前記管理装置に実行させるための経路決定プログラム。 A route determination program that is executed by a management device that manages nodes in the network and does not hold network route information,
A node identification step for identifying a source node and a destination node of the packet;
From the route data storage unit that stores the shortest route data for a predetermined base node in the network to the first route that is the shortest route from the source node to the base node and from the destination node to the base node A partial route specifying step for specifying the second route that is the shortest route of
The overlapping portion from the end of the first route and the second route is deleted from the first route and the second route, and the second route after the deletion is reversed and the second route after the deletion is deleted. Identifying a third route from the source node to the destination node by linking to the node closest to the beginning of the one route and the overlapping portion; and
Is a route determination program for causing the management device to execute.
をさらに実行させるための請求項1記載の経路決定プログラム。 Read corresponding connection data for each combination of two nodes sequentially connected from the transmission source node in the third route from the point-to-point connection data storage unit for storing connection data between adjacent nodes in the network The route determination program according to claim 1, further causing the step of notifying the transmission source node to be executed.
一致していないと判断された場合には前記部分経路特定ステップ以降を実施させるステップと、
一致していると判断された場合には前記経路データ格納部から前記送信元ノードから前記基点ノードへの最短経路又は前記基点ノードから前記宛先ノードへの最短経路を前記第3の経路として特定するステップと、
をさらに含む請求項1又は2記載の経路決定プログラム。 Determining whether the source node or the destination node matches the base node;
If it is determined that they do not match, the step of performing the partial path specifying step and the following steps;
If it is determined that they match, the shortest path from the source node to the base node or the shortest path from the base node to the destination node is specified as the third path from the path data storage unit. Steps,
The route determination program according to claim 1 or 2, further comprising:
前記送信元ノードから送信先IPアドレスを受信するステップと、
前記ネットワーク中の各ノードのIPアドレスに対応付けてノードIDが格納されているノードIDデータ格納部から、前記送信先IPアドレスに対応するノードIDを特定するステップと、
を含む請求項1乃至3のいずれか1つ記載の経路決定プログラム。 The node specifying step includes:
Receiving a destination IP address from the source node;
Identifying a node ID corresponding to the destination IP address from a node ID data storage unit in which a node ID is stored in association with the IP address of each node in the network;
The route determination program according to claim 1, comprising:
パケットの送信元ノードと宛先ノードとを特定する手段と、
前記ネットワークにおいて予め定められた基点ノードについての最短経路データを格納する経路データ格納部と、
前記経路データ格納部から、前記送信元ノードから前記基点ノードへの最短経路である第1の経路と前記宛先ノードから前記基点ノードへの最短経路である第2の経路とを特定する手段と、
前記第1の経路及び前記第2の経路の末尾からの重複部分を前記第1の経路及び前記第2の経路から削除すると共に削除後の前記第2の経路を逆順にして削除後の前記第1の経路及び前記重複部分において最も先頭に近いノードに連結することにより、前記送信元ノードから前記宛先ノードへの第3の経路を特定する手段と、
を有する管理装置。 A management device that manages nodes in the network that does not hold network route information,
Means for identifying the source and destination nodes of the packet;
A route data storage unit for storing shortest route data for a predetermined base node in the network;
Means for identifying, from the path data storage unit, a first path that is the shortest path from the source node to the base node and a second path that is the shortest path from the destination node to the base node;
The overlapping portion from the end of the first route and the second route is deleted from the first route and the second route, and the second route after the deletion is reversed and the second route after the deletion is deleted. Means for identifying a third route from the source node to the destination node by connecting to the node closest to the head in the one route and the overlapping portion;
A management device.
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