JP2011029781A - Communication system and packet transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オーバレイネットワークを用いた通信システムおよびその通信システムにおけるパケット転送方法に関する。 The present invention relates to a communication system using an overlay network and a packet transfer method in the communication system.
オーバレイネットワークを用いたノード間通信およびデータの分散配置をスケーラブルに行う方法として、たとえば、非特許文献1に記載される分散ハッシュテーブル(DHT:Distributed Hash Table)方式がある。DHT方式を採用するオーバレイネットワークでは、ネットワークを構成するノードとそこに配置するデータの双方にハッシュ関数を用いて固定長の識別子を割り当てる。各々のデータは識別子の値が最も近くなるノードが管理するようにすることにより、データを分散配置する。
A scalable hash table (DHT) method described in
一方、識別子の値の差に基づいて上記のデータを管理するノードと別のノードを選択し、選択したノードに対して論理的通信路を設定することで、データの管理・探索をスケーラブルに実現するネットワークを構築することができる。下記特許文献1では、これを利用して、オーバレイネットワーク上でノード間の自律分散的な動作によりパケット転送経路を選択して通信を行う方法を開示している。
On the other hand, a node that manages the above data is selected based on the difference in identifier values, and a logical communication path is set for the selected node, enabling data management and search to be performed in a scalable manner. Network can be constructed.
しかしながら、上記従来の技術によれば、通信を行うユーザ端末とネットワークを構成するノードにそれぞれ識別子を割り当て、これらの識別子を対応付けるデータ(ID情報)をDHTによって分散管理している。パケット転送の際は、このデータを探索することによって宛先端末が接続しているノードを発見して転送を行う。このとき、宛先となるノードに到達するまでのパケット転送経路は識別子のみに基づいて決定されるが、ノードの識別子は物理的なネットワーク構成と無関係に割り当てられる。そのため、ノード間の物理的なネットワーク構成を反映した上での最も効率の良い経路を選択できるとは限らない、という問題があった。また、この従来の方法では、システム全体の効率を最適化することも困難である。 However, according to the above-described conventional technology, identifiers are assigned to user terminals that perform communication and nodes constituting the network, and data (ID information) that associates these identifiers is distributed and managed by the DHT. At the time of packet transfer, by searching for this data, the node to which the destination terminal is connected is found and transferred. At this time, the packet transfer path to reach the destination node is determined based only on the identifier, but the node identifier is assigned regardless of the physical network configuration. Therefore, there has been a problem that the most efficient route cannot always be selected while reflecting the physical network configuration between nodes. Also, with this conventional method, it is difficult to optimize the efficiency of the entire system.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、オーバレイネットワークを用いる場合に、システム全体の効率を最適化した転送経路を設定することができる通信システムおよびパケット転送方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a communication system and a packet transfer method capable of setting a transfer route that optimizes the efficiency of the entire system when using an overlay network. To do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の中継装置と、前記中継装置に接続する通信端末と、で構成され、前記中継装置が直接転送可能な中継装置を経路情報として保持しその経路情報に基づいて受信したパケットを転送する通信システムであって、前記中継装置と接続する管理装置、を備え、前記通信端末に接続する中継装置との対応を、前記通信端末ごとに、前記通信端末の識別子と前記中継装置の識別子とに基づいて前記中継装置に割り当てることとし、前記中継装置は、自装置に割り当てられた前記対応を分散データベースとして保持し、前記中継装置は、保持している経路情報を前記管理装置に送信し、前記管理装置は、前記中継装置から受信した経路情報を前記中継装置ごとに経路管理情報として保持し、前記中継装置は、前記通信端末から他の前記通信端末宛のパケットを受信した場合に、そのパケットの宛先の前記通信端末である宛先通信端末の識別子と他の前記中継装置の識別子とに基づいて、前記宛先通信端末の分散データベースを保持する前記中継装置を求め、求めた前記中継装置へ自装置の識別子を付加して受信したパケットを転送し、前記中継装置は、パケットを受信した場合に、そのパケットの宛先通信端末の分散データベースを保持している場合に、保持している分散データベースに基づいて前記宛先通信端末に接続する中継装置を宛先中継装置として求め、そのパケットの送信元の中継装置である送信元中継装置と前記宛先中継装置と前記宛先通信端末とを前記管理装置へ通知し、前記管理装置は、前記経路管理情報に基づいて転送効率の高さを示す効率指標値が最適となる前記送信元中継装置から前記宛先中継装置までの転送経路を最適転送経路として算出し、前記最適転送経路と前記宛先通信端末を最適経路情報として前記送信元中継装置へ通知し、前記中継装置は、前記最適経路情報を受信した場合に、前記最適経路情報を保持し、前記最適転送経路上の自装置の次の中継装置へ前記最適経路情報を通知し、また、前記宛先通信端末宛のパケットを受信した場合には、前記最適転送経路上の自装置の次の中継装置へそのパケットを転送する、ことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a plurality of relay devices and a communication terminal connected to the relay device, and the relay device routes the relay device directly transferable. A communication system for holding a packet held as information and transferring a received packet based on the path information, comprising: a management device connected to the relay device; and correspondence with the relay device connected to the communication terminal And assigning to the relay device based on the identifier of the communication terminal and the identifier of the relay device, the relay device holds the correspondence assigned to the own device as a distributed database, the relay device The route information held is transmitted to the management device, and the management device holds the route information received from the relay device as route management information for each relay device. When the relay device receives a packet addressed to another communication terminal from the communication terminal, the relay device is based on an identifier of the destination communication terminal that is the communication terminal that is the destination of the packet and an identifier of the other relay device. , Obtaining the relay device holding the distributed database of the destination communication terminal, transferring the received packet with the identifier of its own device added to the obtained relay device, and when the relay device receives the packet, When a distributed database of the destination communication terminal of the packet is held, a relay device connected to the destination communication terminal is obtained as a destination relay device based on the held distributed database, and the relay device of the transmission source of the packet The source relay device, the destination relay device, and the destination communication terminal are notified to the management device, and the management device is based on the route management information. And calculating a transfer route from the transmission source relay device to the destination relay device with an optimal efficiency index value indicating high transfer efficiency as an optimal transfer route, and determining the optimal transfer route and the destination communication terminal as optimal route information. To the transmission source relay device, and when the relay device receives the optimum route information, the relay device holds the optimum route information and sends the optimum route to the next relay device of the own device on the optimum transfer route. Information is notified, and when a packet addressed to the destination communication terminal is received, the packet is forwarded to the next relay device of the own device on the optimum transfer route.
本発明によれば、通信端末とその通信端末に接続する中継装置との対応であるデータベースを各中継装置が分散データベースとして分散して保持することとし、管理装置が、各中継装置から経路情報を取得して保持し、パケットの宛先の通信端末に関する分散データベースを保持している中継装置がそのパケットの送信元の通信端末に接続する送信元中継装置と宛先の通信端末に接続する宛先中継装置とを管理装置へ通知し、管理装置が、経路管理情報に基づいて、転送効率を示す所定の指標値を求め、指標値が最適となる送信元中継装置から宛先中継装置までの経路を最適な転送経路として求め、その転送経路を送信元中継装置に通知するようにしたので、システム全体の効率を最適化した転送経路を設定することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, a database that is a correspondence between a communication terminal and a relay device connected to the communication terminal is held by each relay device as a distributed database, and the management device receives route information from each relay device. A relay device that acquires and holds the distributed database related to the communication terminal that is the destination of the packet, a transmission source relay device that connects to the communication terminal that is the source of the packet, and a destination relay device that connects to the destination communication terminal To the management device, the management device obtains a predetermined index value indicating the transfer efficiency based on the route management information, and optimally transfers the route from the transmission source relay device to the destination relay device with the optimal index value. Since it is obtained as a route and the transfer route is notified to the transmission source relay device, it is possible to set a transfer route that optimizes the efficiency of the entire system. To.
以下に、本発明にかかる通信システムおよびパケット転送方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a communication system and a packet transfer method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
図1は、本発明にかかる通信システムの構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態の通信システムは、通信端末1a〜1c(1a,1b,1c)と、中継装置3a〜3f(3a,3b,3c,3d,3e,3f)と、で構成され、中継装置3a〜3fは、網2を構成している。中継装置3a〜3fは、それぞれ直接接続する中継装置3a〜3fと通信回線4で接続されている。なお、図1では簡略化のため、中継装置3cと中継装置3eを接続する通信回線4のみに符号を付し、他の中継装置間および中継装置と通信端末を結ぶ矢印線には符号を付していないが、図中の他の矢印線も同様に通信回線4とする。通信端末1a〜1cは、網2に接続しており、網2内の中継装置3a〜3fを経由して自端末以外の通信端末1a〜1cと通信を行う。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a communication system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the communication system of this embodiment includes
通信端末1a〜1cおよび中継装置3a〜3fには、それぞれ一意な識別子が割り当てられているとする。また、中継装置3a〜3fは、オーバレイネットワークを構成し、直接の転送が可能な自装置以外の中継装置3a〜3fについての経路情報を管理しているとし、通信回線4を用いて経路情報に基づいて転送を行う。図1では、図中の矢印の指す方向にのみ転送可能であるとする。たとえば、中継装置3aは中継装置3b,3dの識別子とIP(Internet Protocol)アドレスを経路情報として保持しており、3aから3b,3aから3dの2つの装置への直接転送が可能である。一方、中継装置3b,3dは、3aへの経路情報をもたないため、前述と逆の方向の、3bから3a,3dから3aへの転送は、実施することはできない。
It is assumed that a unique identifier is assigned to each of the
また中継装置3a〜3fは、自身が直接接続する通信端末1a〜1cに対する経路情報を保持しているとし、通信端末1a〜1cは、自身が直接接続する中継装置3a〜3fへの経路情報を保持しているとする。
Further, it is assumed that the
図2は、本実施の形態の通信システムにおける通信端末1とその端末が接続する中継装置3a〜3fの関係を表すデータベース(ID情報)の構成例を示す図である。このデータベースは、図2に示すように、通信端末1a〜1cの識別子(1a,1b,2c,…)と通信端末1a〜1cが接続する中継装置3a〜3f(3a,3e,3d,…)の識別子とを含み、通信端末1a〜1cが直接接続する中継装置3a〜3fの情報を示している。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a database (ID information) representing a relationship between the
このデータベースを参照することにより、通信端末1a〜1cの識別子を検索キーとして、その通信端末1a〜1cが接続する中継装置3a〜3fの識別子を検索することができる。たとえば、図2の例では、通信端末1bの識別子(1b)を検索キーとして検索することにより、上から2番目のエントリに示すように通信端末1bに接続する中継装置は中継装置3e(識別子を3eとする)であることがわかる。
By referring to this database, the identifiers of the
本実施の形態では、図2に示したデータベースを中継装置3a〜3fに分散配置する。図3は、図2に示したデータベースを中継装置3a〜3fに分散配置した一例を示す図である。ここでは、データベースの1エントリごとに、検索キーである通信端末1a〜1cの識別子のハッシュ値を求め、求めたハッシュ値と識別子のハッシュ値が最も近くなる中継装置3a〜3fにそのエントリを配置することとする。中継装置3a〜3fは、自身に分散配置された分散データベースを保持する。
In the present embodiment, the database shown in FIG. 2 is distributed and arranged in the
図3の例では、このようにして分散配置されたデータベースである分散データベース5a,5b,5cをそれぞれ中継装置3b,3c,3fに配置する例を示している。具体的には、たとえば、中継装置3bが通信端末1aに関するエントリを含む分散データベース5aを保持し、中継装置3cが通信端末1cに関するエントリを含む分散データベース5bを保持し、中継装置3fが通信端末1bに関するエントリを含む分散データベース5cを保持する。なお、図3では、図の簡略化のため、図2の「通信端末の識別子」を「通信端末」として示し、「通信端末が接続する中継装置の識別子」を「中継装置」として示している。
The example of FIG. 3 shows an example in which distributed
つぎに、本実施の形態のパケットの転送手順を説明する。図4は、通信端末1aが通信端末1bへパケットを送信する場合の転送手順の一例を示す図である。まず、通信端末1aは、通信端末1b宛てのパケットを自らが直接接続している中継装置3aへ送出する(ステップS11)。なお、このパケットには宛先である通信端末1bの識別子が含まれていることとする。
Next, a packet transfer procedure according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a transfer procedure when the
中継装置3aは、自身が保持する分散データベース5aにそのパケットの宛先の通信端末1bについてのエントリがないため、通信端末1bの識別子のハッシュ値に基づいて通信端末1bに関するエントリを含む分散データベースを保持する中継装置が中継装置3fであると認識し、中継装置3fへ受信したパケットを転送する(ステップS12)。具体的には、中継装置3aは、通信端末1bの識別子のハッシュ値を求め、求めたハッシュ値に識別子が最も近い中継装置を求めることにより、通信端末1bに関するエントリを含む分散データベースを保持する中継装置を求める。なお、各中継装置は、パケットを転送する際、自装置の識別子をそのパケットに付加することとする。
Since the
パケットを転送された中継装置3fは、そのパケットの宛先である通信端末1bに関するエントリを分散データベース5c内に保持しているため、通信端末1bの識別子を検索キーに検索することにより通信端末1bが中継装置3eに接続していること認識し、中継装置3eへそのパケットを転送する(ステップS13)。
Since the
中継装置3fからパケットを転送された中継装置3eは、自身が保持する経路情報に基づいて自らに接続する通信端末1bへそのパケットを転送する(ステップS14)。以上の手順により、通信端末1aから通信端末1bへのパケット送信が完了する。
The
図5は、図1に示した通信システムについてサブネットワークの構成を考慮した配置の一例を示す図である。図1に示した中継装置および通信装置1a〜1cは、サブネットワーク7a〜7cに分かれて配置されており、サブネットワーク7a〜7cをルータ6が接続する構成をとっている。図中のステップS21〜ステップS24の手順は、それぞれ上記のステップS11〜14の手順と同様である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an arrangement in which the configuration of the sub-network is considered in the communication system illustrated in FIG. The relay device and
図6は、図5に示した配置に対し、全体を統制する管理装置8を設置した場合の通信システムの構成例を示す図である。管理装置8は、サブネットワーク7a〜7cとは別の独立したサブネットワーク7d内に設置され、サブネットワーク7d経由でルータ6に接続することで中継装置3a〜3eと通信を行うことができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system in a case where a
図7は、通信端末1a〜1c,中継装置3a〜3e,管理装置8,サブネットワーク7a〜7dのIPアドレスの一例を示す図である。たとえば、図7に示すように、各装置やサブネットワーク7a〜7dにそれぞれIPアドレスが割り当てられていることとする。中継装置3a〜3fは、それぞれ管理装置8に対し、自装置の識別子と自装置のIPアドレスと経路情報(自装置から転送可能な他中継装置の識別子)とを通知することとする。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of IP addresses of the
管理装置8は、中継装置3a〜3fから、通知されたそれぞれその中継装置の識別子とIPアドレスとその装置から転送可能な他中継装置の識別子とに基づいて経路管理テーブルを構築する。図8は、管理装置8が構築する経路管理テーブルの一例を示す図である。図8に示すように、経路管理テーブルは、中継装置ごとに、通知された識別子とIPアドレスと転送可能な中継装置と、を格納したテーブルである。
The
また、管理装置8は、ルータ6との通信によって、ルータ6が管理する転送経路表を取得し、インタフェースごとのIPアドレスを含むネットワーク構成テーブルを構築する。図9は、ネットワーク構成テーブルの構成の一例を示す図である。このように、ネットワーク構成テーブルは、インタフェース(サブネットワークに対応)の識別子とIPアドレスが含まれ、ルータ6が把握しているネットワーク構成を示すことになる。
In addition, the
管理装置8は、図8に例示した経路管理テーブルと図9に例示したネットワーク構成テーブルとに基づいて、自身が管理する中継装置3a〜3fをサブネットワークごとに分類したテーブルである分類テーブルを構築する。図10は、分類テーブルの一例を示す図である。管理装置8は、経路管理テーブルを参照して中継装置3a〜3fのIPアドレスを求め、求めたIPアドレスとネットワーク構成テーブルのIPアドレスを照合することにより、中継装置3a〜3fとサブネットワーク7a〜7dとの対応を求め、中継装置3a〜3fをサブネットワークごとに分類する。図10に示すように、分類テーブルは、サブネットワークのIPアドレス(ネットワークアドレス)とそのサブネットワークに属する中継装置3a〜3fの識別子とを含むテーブルとなる。
Based on the route management table illustrated in FIG. 8 and the network configuration table illustrated in FIG. 9, the
図11は、最適な転送経路を選択する場合の転送手順の一例を示す図である。図11では、図5に示した構成と同様の構成を前提としている。まず、図4で説明した、ステップS11,ステップS12と同様の手順で転送が実施され、通信端末1aから送信されたパケットが中継装置3fまでパケットが転送される(ステップS11,ステップS12)。ここで、中継装置3fは、図3,4に示したように転送されたパケットの宛先の通信端末1bに関するエントリを含む分散データベース5cを保持している。したがって、中継装置3fは、通信端末1bに接続する中継装置である宛先中継装置(この場合は中継装置3e)を求めることができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a transfer procedure when an optimal transfer path is selected. 11 is based on the same configuration as that shown in FIG. First, transfer is performed in the same procedure as in step S11 and step S12 described with reference to FIG. 4, and the packet transmitted from the
パケットの宛先の通信端末1bの分散データベースを管理する中継装置3fは、送信元中継装置(この場合は中継装置3a)と宛先中継装置(この場合は中継装置3e)と通知元中継装置(この場合は中継装置3f)と宛先の通信端末1bとを管理装置8へ通知する(ステップS31)。ここで、送信元中継装置は、パケットを送信した通信端末1bから直接パケットを受信した中継装置、すなわち、パケットの転送元の中継装置を示す。
The
管理装置8は、図10に例示した分類テーブルに基づいて、中継装置3fから通知された送信元中継装置(中継装置3a)がサブネットワーク7aのネットワークアドレスに対応することから送信元中継装置(中継装置3a)がサブネットワーク7aに属し、同様に宛先中継装置(中継装置3e)がサブネットワーク7bに属することを認識する。さらに管理装置8は、分類テーブルと経路管理テーブルに基づいて、認識したサブネットワーク7a,7b内の中継装置で完結する、送信元中継装置から宛先中継装置までの転送経路を求める。ここでは、中継装置3aが保持する中継装置3dへの転送経路と中継装置3dが保持する中継装置3eへの転送経路を組み合わせて3a→3d→3eの順に転送すると、サブネットワーク7a,7b内の中継装置で完結することができるため、この経路を求めることになり、求めた経路を通信端末1b宛てのパケットの転送経路として送信元中継装置(中継装置3a)に通知する(ステップS32)。
Based on the classification table illustrated in FIG. 10, the
中継装置3aは、ステップS32で送信された通知を受信すると、その通知に含まれる転送経路を通信端末1b宛てのパケットの転送経路として記憶し、以降の通信端末1b宛てのパケットは中継装置3d経由で中継装置3e宛に転送する(ステップS33)。中継装置3eから通信端末1bへの転送は図4のステップS14と同様である(ステップS14)。このようにして、通信端末1aから通信端末1bへのパケット送信が完了する。
When the
図12は、管理装置8が中継装置間の転送経路を求める手順の一例を示すフローチャートである。上述のように、宛先の通信端末に関するエントリを含む分散データベースを保持した中継装置が、パケットを受信した場合に、その中継装置(図11の例では中継装置3f)は送信元中継装置と宛先中継装置と通知元中継装置とそのパケットの宛先の通信端末と管理装置8に通知する。このように、宛先の通信端末に関するエントリを含むデータベースを保持した中継装置から送信元中継装置と宛先中継装置と通知元中継装置と宛先の通信端末との通知を管理装置8が受信することにより、管理装置8では転送経路を求める処理が開始される。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a procedure for the
まず、管理装置8は、経路管理テーブルに基づいて送信元中継装置から宛先中継装置へ直接転送可能な転送経路があるかを検索し、転送経路があるか否かを判断する(ステップS1)。直接転送可能な転送経路がないと判断した場合(ステップS1 No)には、ネットワーク構成テーブルと送信元中継装置および宛先中継装置のIPアドレスとに基づいて、両中継装置が属するサブネットワーク(サブネット)を求める(ステップS2)。
First, the
つぎに管理装置8は、経路管理テーブルに基づいて、送信元中継装置の属するサブネットワーク(以下、送信元サブネットワークという)から宛先中継装置の属するサブネットワーク(以下、宛先サブネットワーク)への経路を検索し、経路があるか否かを判断する(ステップS3)。すなわち、宛先サブネットワークに属し、かつ、送信元サブネットワークに属する中継装置から直接転送可能な中継装置があるか否かを転送する。たとえば、上記の図11のように送信元中継装置が中継装置3aであり宛先中継装置が中継装置3eの場合、送信元ネットワークに属する中継装置3aは、宛先ネットワークに属する中継装置3dに直接転送が可能であるため、ステップS3で経路があることになる。
Next, based on the route management table, the
ステップS3で、送信元サブネットワークから宛先サブネットワークへの経路があると判断した場合(ステップS3 Yes)は、管理装置8はその検索した経路が送信元中継装置を始点とするものであるか否かを判断する(ステップS4)。たとえば、上記の図11の場合は、その経路が送信元装置である中継装置3aを始点とする経路であると判断することになる。
When it is determined in step S3 that there is a route from the transmission source subnetwork to the destination subnetwork (Yes in step S3), the
ステップS4で、その経路が送信元中継装置を始点とするものでないと判断した場合(ステップS4 No)は、経路管理テーブルとネットワーク構成テーブルに基づいて、ステップS3であると判断した経路の始点となる中継装置に対して、送信元中継装置から送信元サブネットワーク内で完結する転送経路(リンク)を検索し、転送経路があるか否かを判断する(ステップS5)。たとえば、送信元装置が中継装置3eであった場合には、図8に示すように、送信元サブネットワーク内の中継装置3dからの転送経路があるため、ステップS5では、転送経路があると判断することになる。
If it is determined in step S4 that the route does not start from the transmission source relay device (No in step S4), the start point of the route determined to be step S3 based on the route management table and the network configuration table For the relay device, a transfer route (link) that is completed within the source subnetwork is searched from the source relay device, and it is determined whether there is a transfer route (step S5). For example, when the transmission source device is the
ステップS5で送信元中継装置から送信元サブネットワーク内で完結する転送経路があると判断した場合(ステップS5 Yes)には、経路管理テーブルとネットワーク構成テーブルに基づいて、ステップS3で経路あると判断したその経路の終点となる中継装置に対する、宛先中継装置までの宛先サブネットワーク内で完結する転送経路を検索し、転送経路があるか否かを判断する(ステップS6)。 If it is determined in step S5 that there is a transfer route that is completed within the transmission source subnetwork from the transmission source relay device (Yes in step S5), it is determined in step S3 that there is a route based on the route management table and the network configuration table. For the relay device that is the end point of the route, a search is made for a transfer route that is completed within the destination subnetwork to the destination relay device, and it is determined whether there is a transfer route (step S6).
ステップS6で、宛先中継装置までの宛先サブネットワーク内で完結する転送経路があると判断した場合(ステップS6 Yes)には、それまでの処理で得られた送信元中継装置から宛先中継装置までの転送経路を、最適転送経路としてパケットの宛先の通信端末の識別子とともに送信元中継装置へ通知し(ステップS7)、処理を終了する。 If it is determined in step S6 that there is a transfer path that is completed within the destination subnetwork to the destination relay device (Yes in step S6), the transmission from the source relay device to the destination relay device obtained in the previous processing is performed. The transfer path is notified to the transmission source relay apparatus together with the identifier of the destination communication terminal of the packet as the optimum transfer path (step S7), and the process is terminated.
一方、ステップS1で、直接転送可能な転送経路があると判断した場合(ステップS1 Yes)は、ステップS7へ進みその転送経路を送信元中継装置へ通知し(ステップS7)、処理を終了する。また、ステップS3で、送信元サブネットワークから宛先サブネットワークへの経路がないと判断した場合(ステップS3 No)は、最適な転送経路はないため、そのまま処理を終了する。ステップS5で、送信元中継装置から送信元サブネットワーク内で完結する転送経路がないと判断した場合(ステップS5 No)にも、最適な転送経路はないため、そのまま処理を終了し、ステップS6で、宛先中継装置までの宛先サブネットワーク内で完結する転送経路がないと判断した場合(ステップS6 No)にも、最適な転送経路はないため、そのまま処理を終了する。 On the other hand, when it is determined in step S1 that there is a transfer path that can be directly transferred (Yes in step S1), the process proceeds to step S7, the transfer path is notified to the transmission source relay apparatus (step S7), and the process ends. If it is determined in step S3 that there is no route from the transmission source subnetwork to the destination subnetwork (No in step S3), the process is terminated as it is because there is no optimal transfer route. Even if it is determined in step S5 that there is no transfer route that is completed within the transmission source subnetwork from the transmission source relay device (No in step S5), the processing is terminated as it is because there is no optimal transfer route, and in step S6. Even when it is determined that there is no transfer path to be completed in the destination subnetwork to the destination relay device (No in step S6), the process is ended as it is because there is no optimal transfer path.
また、ステップS4で、ステップS3で検索した経路が送信元中継装置を始点とするものであると判断した場合(ステップS4 Yes)は、ステップS6へ進む。 If it is determined in step S4 that the route searched in step S3 starts from the transmission source relay device (Yes in step S4), the process proceeds to step S6.
以上の処理により、管理装置8は、ネットワークの構成を考慮した最適転送経路を求めることができ、その最適転送経路を送信元中継装置へ送信する。そして、送信元中継装置は、通知された転送経路に基づいて、次の中継装置へパケットを転送するが、その際に、最適転送経路をそのパケットに含めて通知するようにする。なお、最適転送経路は、パケットと別に通知するようにしてもよい。そして、順次、パケットを転送された中継装置は、最適転送経路に基づいて転送を行い、その際、最適転送経路も通知するようにする。
Through the above processing, the
たとえば、図5の例では、通信端末1aから送信された通信端末1b宛てのパケットは、中継装置3a,中継装置3d,中継装置3f,中継装置3eを経由して送信されたが、上記のように管理装置8が最適な転送経路を求めた場合、このパケットは、中継装置3a,中継装置3d,中継装置3eを経由して送信されることになる。これにより、管理装置8を用いない場合にくらべ、経由する中継装置やサブネットワークを低減することができる。なお、図12を用いて説明した処理で、最適な転送経路はないとされた場合には、管理装置8を備えない場合と同様に、各中継装置がそれぞれ保持する経路情報にしたがって転送を行う通常の手順(たとえば図5で説明した手順)で転送が行われる。
For example, in the example of FIG. 5, the packet addressed to the
また、中継装置3a〜3eが、管理装置8に対して定期的に生存確認パケットの送信を行うことし、管理装置8の生存確認ができなくなった場合に、各中継装置がそれぞれが保持する経路情報にしたがって転送を行う通常の手順によって転送を行うようにすると、管理装置8に障害が発生した場合に、ネットワーク機能の停止を回避することができる。
In addition, when the
なお、本実施の形態では、ネットワーク構成テーブルを構築するための情報をルータ6から取得するようにしたが、これに限らず、あらかじめ管理装置8へ設定しておくなど、他の方法によりネットワーク構成テーブルを構築して保持するようにしてもよい。
In the present embodiment, the information for constructing the network configuration table is acquired from the router 6. However, the present invention is not limited to this, and the network configuration is set by other methods such as setting in the
また、本実施の形態では、管理装置8は、ルータ6からネットワーク構成としてサブネットワークのIPアドレスを取得し、送信元ネットワークと宛先ネットワーク内で簡潔する経路を最適な経路として選択するようにしたが、これに限らず、たとえば、転送効率を示す所定の指標値を定めておき、その指標値を求めるために必要な情報を収集しておき、収集した情報を用いて算出した指標値に基づいて転送経路を選択するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
たとえば、図11,12で示した例では、指標値として経由するサブネットワークの数と、経由する中継装置の数と、の両方を指標値に相当していると考えることができる。図12の処理手順に従って最適な転送経路を求めると、経由するサブネットワークの数が最小(送信元ネットワークと宛先ネットワークが異なる場合には最小値は2、送信元ネットワークと宛先ネットワークが同一の場合には最小値は1となる)であり、かつ、経由する中継装置の数が最小の転送経路が選択されることになる。これ以外にも、たとえば、サブネットワークに分かれていない場合などには、送信元中継装置から宛先中継装置までの経由する中継装置の数を指標値とし、指標値が最小となる転送経路を選択するなど、他の方法により最適な転送経路を求めるようにしてもよい。 For example, in the examples shown in FIGS. 11 and 12, it can be considered that both the number of sub-networks that are routed as index values and the number of relay devices that are routed correspond to the index values. When the optimum transfer route is obtained in accordance with the processing procedure of FIG. 12, the number of routed sub-networks is minimum (the minimum value is 2 when the transmission source network and the destination network are different, and the transmission source network and the destination network are the same). The minimum value is 1), and the transfer route with the smallest number of relay devices passing through is selected. In addition to this, for example, when the network is not divided into sub-networks, the number of relay devices that pass from the transmission source relay device to the destination relay device is used as an index value, and the transfer path that minimizes the index value is selected. For example, the optimum transfer route may be obtained by other methods.
このように、本実施の形態では、管理装置8を備え、各中継装置がその装置の識別子とIPアドレスとその装置から直接転送可能な中継装置との情報を管理装置8へ通知し、管理装置8がそれらの情報を経路管理テーブルとして保持し、また、管理装置8がルータ6からネットワーク構成の情報を取得し、ネットワーク構成テーブルとして保持する。また、通信端末とその通信端末に接続する中継装置との対応であるデータベースを各中継装置が分散データベースとして分散して保持する。
As described above, in this embodiment, the
そして、パケットの宛先の通信端末に関する分散データベースを保持している中継装置が、そのパケットの送信元中継装置と宛先中継装置とを管理装置8へ通知し、管理装置8が、経路管理テーブルとネットワーク構成テーブルに基づいて、送信元ネットワークと宛先ネットワーク内で完結する送信元中継装置から宛先中継装置までの経路を最適な転送経路として求め、その転送経路を送信元中継装置に通知するようにした。そのため、オーバレイネットワークを用いる場合に、システム全体の効率を最適化した転送経路を設定することができる。
Then, the relay device that holds the distributed database related to the communication terminal that is the destination of the packet notifies the
以上のように、本発明にかかる通信システムおよびパケット転送方法は、オーバレイネットワークを採用する通信システムに有用であり、特に、サブネットワークを含む通信システムに適している。 As described above, the communication system and the packet transfer method according to the present invention are useful for a communication system employing an overlay network, and are particularly suitable for a communication system including a subnetwork.
1a〜1c 通信端末
2 網
3a〜3f 中継装置
4 通信回線
5a〜5c 分散データベース
6 ルータ
7a〜7d サブネットワーク
8 管理装置
1a to
Claims (6)
前記中継装置と接続する管理装置、
を備え、
前記通信端末に接続する中継装置との対応を、前記通信端末ごとに、前記通信端末の識別子と前記中継装置の識別子とに基づいて前記中継装置に割り当てることとし、
前記中継装置は、自装置に割り当てられた前記対応を分散データベースとして保持し、
前記中継装置は、保持している経路情報を前記管理装置に送信し、
前記管理装置は、前記中継装置から受信した経路情報を前記中継装置ごとに経路管理情報として保持し、
前記中継装置は、前記通信端末から他の前記通信端末宛のパケットを受信した場合に、そのパケットの宛先の前記通信端末である宛先通信端末の識別子と他の前記中継装置の識別子とに基づいて、前記宛先通信端末の分散データベースを保持する前記中継装置を求め、求めた前記中継装置へ自装置の識別子を付加して受信したパケットを転送し、
前記中継装置は、パケットを受信した場合に、そのパケットの宛先通信端末の分散データベースを保持している場合に、保持している分散データベースに基づいて前記宛先通信端末に接続する中継装置を宛先中継装置として求め、そのパケットの送信元の中継装置である送信元中継装置と前記宛先中継装置と前記宛先通信端末とを前記管理装置へ通知し、
前記管理装置は、前記経路管理情報に基づいて転送効率の高さを示す効率指標値が最適となる前記送信元中継装置から前記宛先中継装置までの転送経路を最適転送経路として算出し、前記最適転送経路と前記宛先通信端末を最適経路情報として前記送信元中継装置へ通知し、
前記中継装置は、前記最適経路情報を受信した場合に、前記最適経路情報を保持し、前記最適転送経路上の自装置の次の中継装置へ前記最適経路情報を通知し、また、前記宛先通信端末宛のパケットを受信した場合には、前記最適転送経路上の自装置の次の中継装置へそのパケットを転送する、
ことを特徴とする通信システム。 A communication system comprising a plurality of relay devices and a communication terminal connected to the relay device, the relay device holding the relay device directly transferable by the relay device as route information, and transferring a packet received based on the route information Because
A management device connected to the relay device;
With
The correspondence with the relay device connected to the communication terminal is assigned to the relay device for each communication terminal based on the identifier of the communication terminal and the identifier of the relay device,
The relay device holds the correspondence assigned to the own device as a distributed database,
The relay device transmits the stored route information to the management device,
The management device holds the route information received from the relay device as route management information for each relay device,
When the relay device receives a packet addressed to another communication terminal from the communication terminal, the relay device is based on an identifier of the destination communication terminal that is the communication terminal that is the destination of the packet and an identifier of the other relay device. The relay device holding the distributed database of the destination communication terminal is obtained, and the received packet is forwarded by adding the identifier of the own device to the obtained relay device,
When the relay device holds a distributed database of the destination communication terminal of the packet when the packet is received, the relay device connects the relay device connected to the destination communication terminal based on the held distributed database. As a device, and notifies the management device of the source relay device, the destination relay device and the destination communication terminal that are the relay device of the source of the packet,
The management device calculates, as the optimum transfer route, a transfer route from the transmission source relay device to the destination relay device, for which an efficiency index value indicating high transfer efficiency is optimal based on the route management information, and Notifying the transmission source relay device of the transfer route and the destination communication terminal as optimum route information,
When receiving the optimum route information, the relay device holds the optimum route information, notifies the next route device of its own device on the optimum transfer route, and notifies the destination communication. When a packet addressed to the terminal is received, the packet is transferred to the next relay device of the own device on the optimum transfer path.
A communication system characterized by the above.
前記管理装置は、経由する前記中継装置の数が最小となる前記送信元中継装置から前記宛先中継装置までの転送経路を前記最適転送経路として算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 The number of relay devices that pass through the efficiency index value,
The management device calculates, as the optimum transfer route, a transfer route from the transmission source relay device to the destination relay device that minimizes the number of the relay devices that pass through.
The communication system according to claim 1.
前記サブネットワーク間を接続するルータ、
をさらに備え、
前記管理装置は、前記ルータからルータが接続する前記サブネットワークのアドレス情報をネットワーク構成情報として取得し、さらに前記ネットワーク構成情報に基づいて前記最適転送経路を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 The relay device and the communication device are divided into two or more sub-networks, and the management device belongs to a sub-network that does not include the relay device and the communication device,
A router connecting the sub-networks,
Further comprising
The management device acquires address information of the subnetwork to which the router is connected from the router as network configuration information, and further calculates the optimum transfer path based on the network configuration information.
The communication system according to claim 1.
前記管理装置は、経由するサブネットワークの数を最小とし、かつ、経由する前記中継装置の数が最小となる前記送信元中継装置から前記宛先中継装置までの転送経路を前記最適転送経路として算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 The efficiency index value is defined as the number of relay devices to be routed and the number of subnetworks to be routed.
The management device calculates, as the optimum transfer route, a transfer route from the transmission source relay device to the destination relay device that minimizes the number of routed sub-networks and minimizes the number of routed relay devices. ,
The communication system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の通信システム。 The relay device periodically transmits a survival confirmation packet to the management device, and when there is no normal response to the survival confirmation packet from the management device, the relay device receives it based on path information held by the own device Perform packet forwarding,
The communication system according to any one of claims 1 to 4.
前記通信端末に接続する中継装置との対応を、前記通信端末ごとに、前記通信端末の識別子と前記中継装置の識別子とに基づいて前記中継装置に割り当てることとし、
前記中継装置が、自装置に割り当てられた前記対応を分散データベースとして保持する分散データベース保持ステップと、
前記中継装置が、保持している経路情報を前記管理装置に送信する経路情報送信ステップと、
前記管理装置が、前記中継装置から受信した経路情報を前記中継装置ごとに経路管理情報として保持する経路管理情報保持ステップと、
前記中継装置が、前記通信端末から他の前記通信端末宛のパケットを受信した場合に、そのパケットの宛先の前記通信端末である宛先通信端末の識別子と他の前記中継装置の識別子とに基づいて、前記宛先通信端末の分散データベースを保持する前記中継装置を求め、求めた前記中継装置へ自装置の識別子を付加して受信したパケットを転送するパケット転送ステップと、
前記中継装置は、パケットを受信した場合に、そのパケットの宛先通信端末の分散データベースを保持している場合に、保持している分散データベースに基づいて前記宛先通信端末に接続する中継装置を宛先中継装置として求め、そのパケットの送信元の中継装置である送信元中継装置と前記宛先中継装置と前記宛先通信端末とを前記管理装置へ通知する中継装置通知ステップと、
前記管理装置は、前記経路管理情報に基づいて転送効率の高さを示す効率指標値が最適となる前記送信元中継装置から前記宛先中継装置までの転送経路を最適転送経路として算出し、前記最適転送経路と前記宛先通信端末を最適経路情報として前記送信元中継装置へ通知する最適経路情報通知ステップと、
前記中継装置は、前記最適経路情報を受信した場合に、前記最適経路情報を保持し、前記最適転送経路上の自装置の次の中継装置へ前記最適経路情報を通知し、また、前記宛先通信端末宛のパケットを受信した場合には、前記最適転送経路上の自装置の次の中継装置へそのパケットを転送する最適転送経路転送ステップと、
を含む特徴とするパケット転送方法。 It is composed of a plurality of relay devices, a communication terminal connected to the relay device, and a management device connected to the relay device. The relay device that can be directly transferred by the relay device is held as route information, and the route information is A packet transfer method in a communication system for transferring a packet received based on
The correspondence with the relay device connected to the communication terminal is assigned to the relay device for each communication terminal based on the identifier of the communication terminal and the identifier of the relay device,
A distributed database holding step in which the relay device holds the correspondence assigned to the own device as a distributed database;
A route information transmission step in which the relay device transmits route information held by the relay device to the management device;
A route management information holding step in which the management device holds the route information received from the relay device as route management information for each relay device;
When the relay device receives a packet addressed to another communication terminal from the communication terminal, based on the identifier of the destination communication terminal that is the communication terminal that is the destination of the packet and the identifier of the other relay device A packet transfer step of obtaining the relay device holding a distributed database of the destination communication terminal, and forwarding the received packet with the identifier of the own device added to the obtained relay device;
When the relay apparatus holds a distributed database of the destination communication terminal of the packet when the packet is received, the relay apparatus connects the relay apparatus connected to the destination communication terminal based on the held distributed database. A relay device notifying step for notifying the management device of the source relay device, the destination relay device, and the destination communication terminal, which are the relay devices that are the source of the packets,
The management device calculates, as the optimum transfer route, a transfer route from the transmission source relay device to the destination relay device, for which an efficiency index value indicating high transfer efficiency is optimal based on the route management information, and An optimal route information notification step of notifying the transmission source relay device of the transfer route and the destination communication terminal as optimal route information;
When receiving the optimum route information, the relay device holds the optimum route information, notifies the next route device of its own device on the optimum transfer route, and notifies the destination communication. When receiving a packet addressed to the terminal, an optimal transfer path transfer step of transferring the packet to the next relay apparatus of the own apparatus on the optimal transfer path;
A packet transfer method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009171387A JP2011029781A (en) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | Communication system and packet transfer method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015004910A1 (en) | 2013-07-10 | 2015-01-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Lighting apparatus and automobile having lighting apparatus mounted therein |
-
2009
- 2009-07-22 JP JP2009171387A patent/JP2011029781A/en active Pending
Cited By (2)
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WO2015004910A1 (en) | 2013-07-10 | 2015-01-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Lighting apparatus and automobile having lighting apparatus mounted therein |
US9857044B2 (en) | 2013-07-10 | 2018-01-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lighting apparatus and automobile having lighting apparatus mounted therein |
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