JP2012089923A - Congestion prevention ip repeater and method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an IP repeater which can prevent occurrence of congestion by detecting a sign of congestion beforehand.SOLUTION: The IP repeater 201 arranged in an IP network comprises a transmission/reception port 211 connected with a link and transmitting/receiving a packet, a packet transfer unit 221 which controls transfer of a packet, and a congestion prevention unit 281 which prevents congestion of the link. The congestion prevention unit 281 monitors the band use rate of the link, compares the band use rate with a detection reference for detecting a sign of congestion. When the band use rate exceeds the detection reference, the congestion prevention unit 281 searches an alternative route on search termination conditions that the band use rate goes below the detection reference, and reflects the obtained alternative route being searched on the route setting in the packet transfer unit 221.

Description

本発明は、インターネットプロトコルを用いたネットワークに関し、特にネットワーク内の輻輳予防の制御技術に係る。   The present invention relates to a network using an Internet protocol, and more particularly to a control technique for preventing congestion in the network.

企業通信網やサービス提供用のインフラでは、スループットや遅延といった通信性能をネットワークが保証することが重要となる。ネットワーク内で輻輳が発生すると、パケットの再送制御に伴い、通信性能が低下するため、通信性能の保証には輻輳予防が必要である。このような背景技術として、特許文献1や特許文献2がある。   In an enterprise communication network or a service providing infrastructure, it is important for the network to guarantee communication performance such as throughput and delay. When congestion occurs in the network, communication performance deteriorates due to packet retransmission control. Therefore, it is necessary to prevent congestion in order to guarantee communication performance. As such background art, there are Patent Literature 1 and Patent Literature 2.

特開2005−197971号公報JP 2005-197971 A 特開2003−218917号公報JP 2003-218917 A

ネットワークの輻輳予防の方法として、ネットワーク全体の回線容量の拡大が挙げられるが、この方法では設備への費用負担が大きい。これに対し、インターネットプロトコル(Internet Protocol:以下IP)中継装置が輻輳発生を予兆検知して輻輳に対する迂回経路を設定することにより、ネットワーク中の回線容量を効率的に利用して輻輳を予防する技術が注目されている。迂回経路を設定する方法として、リンクの帯域使用率等を経路選択の指標に用いる手法が提案されている。   One way to prevent network congestion is to increase the line capacity of the entire network, but this method places a large burden on the equipment. On the other hand, Internet Protocol (IP) relay device detects congestion occurrence and establishes a detour route for congestion, thereby effectively using the network capacity in the network to prevent congestion. Is attracting attention. As a method of setting a detour route, a method of using a link bandwidth usage rate or the like as a route selection index has been proposed.

上述の特許文献1では、輻輳制御装置が、ネットワークのトラヒック情報を収集し、迂回経路を設定する手法が提案されているが、この手法では、トラヒック情報の収集に伴うトラヒックの負荷が輻輳制御装置に集中するため、大規模ネットワークに対応できない。   In Patent Document 1 described above, a method is proposed in which the congestion control device collects network traffic information and sets a detour route. However, in this method, the traffic load accompanying the collection of traffic information causes the congestion control device to collect traffic information. Because it concentrates on the network, it cannot handle large-scale networks.

また、特許文献2では、IP中継装置がリンクの帯域使用率を監視し、帯域使用率が閾値を超えたときにOSPF(Open Shortest Path Fast)のリンクコストを変更する手法を提案している。この手法の特徴として、他のIP中継装置とOSPFを通じてリンクコストを共有できるため、ネットワーク中の全てのIP中継装置に提案手法を適用せずに、迂回経路を設定できる点が挙げられる。しかし、リンクコストを増加させるときに、迂回経路設定後の各リンクの帯域使用率を考慮しないため、迂回経路設定後に新たに輻輳が発生する可能性がある。   Patent Document 2 proposes a method in which the IP relay device monitors the link bandwidth usage rate and changes the link cost of OSPF (Open Shortest Path Fast) when the bandwidth usage rate exceeds a threshold. As a feature of this method, since link costs can be shared with other IP relay devices through OSPF, it is possible to set a detour route without applying the proposed method to all IP relay devices in the network. However, when the link cost is increased, the bandwidth usage rate of each link after setting the detour route is not taken into consideration, and thus congestion may newly occur after the detour route setting.

本発明の目的は、上記の問題点を解決するため、ネットワーク中の輻輳の予兆を事前に検知し、輻輳の発生を予防することが可能な輻輳予防IP中継装置、及びその方法を提供することにある。   In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a congestion-preventing IP relay apparatus capable of detecting a sign of congestion in a network in advance and preventing the occurrence of congestion, and a method thereof. It is in.

上記の目的を達成するために、本発明においては、IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポートと、パケットの転送を制御するパケット転送部と、リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、輻輳予防部は、リンクの帯域使用率を監視するリンク監視部と、帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較する予兆検知部と、帯域使用率が検知基準を超えたときに、帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部と、探索した迂回経路をパケット転送部の経路設定に反映する探索結果反映部を有する構成の輻輳予防IP中継装置を提供する。   In order to achieve the above object, in the present invention, a congestion prevention IP relay apparatus arranged in an IP network, which is connected to a link and transmits / receives a packet, and packet transfer for controlling packet transfer And a congestion prevention unit for preventing congestion of the link. The congestion prevention unit is a sign for comparing the link monitoring unit for monitoring the bandwidth utilization of the link and the detection standard for detecting the sign of congestion detection. A detection unit, a detour route search unit that searches for a detour route when the band use rate falls below the detection criterion when the band use rate exceeds the detection criterion, and a packet transfer unit that searches for the detour route that has been searched Provided is a congestion prevention IP relay device having a search result reflection unit for reflecting the route setting in the network.

また、上記の目的を達成するため、本発明においては、IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポートと、パケットの転送を制御するパケット転送部と、リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、この輻輳予防部は、IP中継装置が備えるリンクの帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、更にIPネットワーク内に配置される通知先IP中継装置に、予兆検知情報を通知する予兆検知部と、帯域使用率が検知基準を超えたときに、予兆検知情報に含まれるリンクの帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部とを有し、迂回経路をパケット転送部の経路設定に反映する構成の輻輳予防IP中継装置を提供する。   In order to achieve the above object, in the present invention, a congestion prevention IP relay apparatus arranged in an IP network, which is a transmission / reception port connected to a link for transmitting / receiving a packet, and a packet for controlling packet transfer It includes a forwarding unit and a congestion prevention unit that prevents link congestion. This congestion prevention unit compares the bandwidth usage rate of the link provided in the IP relay device with the detection criteria for detecting the sign of congestion, and further in the IP network. The predictive detection unit that notifies predictive detection information to the notification destination IP relay device, and when the bandwidth usage exceeds the detection standard, the bandwidth usage of the link included in the predictive detection information falls below the detection standard There is provided a congestion prevention IP relay device having a configuration that includes a detour route search unit that searches for a detour route using the above as a search end condition and reflects the detour route in the route setting of the packet transfer unit.

更に、上記の目的を達成するため、本発明においては、パケットを送受信する送受信ポートと、パケットの転送を制御するパケット転送部を備えるIP中継装置の輻輳予防IP中継方法であって、送受信ポートにつながるリンクの帯域使用率を監視し、帯域使用率と輻輳予兆検知の検知基準とを比較し、帯域使用率が検知基準を超えたときに、帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索し、探索して得た迂回経路をパケット転送部の経路設定に反映する輻輳予防IP中継方法を提供する。   Furthermore, in order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a congestion prevention IP relay method for an IP relay device including a transmission / reception port for transmitting / receiving a packet and a packet transfer unit for controlling packet transfer. Monitors the bandwidth usage rate of the connected link, compares the bandwidth usage rate with the detection criterion of congestion sign detection, and when the bandwidth usage rate exceeds the detection criteria, the search ends that the bandwidth usage rate falls below the detection criteria Provided is a congestion prevention IP relay method that searches for a detour route as a condition and reflects the detour route obtained by the search in the route setting of a packet transfer unit.

本発明により、IPネットワークにおける、スケール性に優れた自律分散的な輻輳予防技術を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an autonomous and distributed congestion prevention technique with excellent scale characteristics in an IP network.

実施例1におけるネットワーク構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a network configuration in Embodiment 1. FIG. 実施例1における各リンクのリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the link cost and bandwidth utilization factor of each link in Example 1. FIG. 実施例1におけるCPIP中継装置の内部機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an internal function structure of the CPIP relay apparatus in Example 1. FIG. 実施例1におけるCPIP中継装置の内部ハードウェア構成の一例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of an internal hardware configuration of a CPIP relay device according to Embodiment 1. FIG. 実施例1における迂回経路探索処理のフローチャートの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a flowchart of a detour route search process according to the first embodiment. 実施例1における、迂回経路探索処理の途中経過を示す図である。It is a figure which shows the middle course of the detour route search process in Example 1. FIG. 実施例1における、図4Aの迂回経路探索処理の途中経過におけるリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。4B is a diagram illustrating an example of a link cost and a bandwidth usage rate in the middle of the detour route search process in FIG. 4A according to the first embodiment. FIG. 実施例1における、迂回経路の探索結果を示す図である。It is a figure which shows the search result of a detour route in Example 1. FIG. 実施例1における、図5Aの迂回経路の探索結果のリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a link cost and a bandwidth usage rate as a result of searching for the detour path in FIG. 5A in the first embodiment. 実施例1における迂回経路探索部の詳細な探索フローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detailed search flowchart of the detour route search part in Example 1. FIG. 実施例2におけるネットワーク構成の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a network configuration in Embodiment 2. FIG. 実施例2における各リンクを通るパケットのヘッダ情報と帯域使用率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the header information of the packet which passes each link in Example 2, and a bandwidth usage rate. 実施例2における迂回経路探索後の各リンクを通るパケットのヘッダ情報と帯域使用率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the header information of the packet which passes each link after the alternative route search in Example 2, and a bandwidth usage rate. 実施例2における迂回経路探索処理のフローチャートの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a flowchart of a detour route search process according to the second embodiment. 実施例3におけるネットワーク構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a network configuration according to a third embodiment. 実施例3における各リンクのリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the link cost and bandwidth utilization factor of each link in Example 3. 実施例3における、迂回経路探索処理の途中経過を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a middle course of a detour route search process in the third embodiment. 実施例3における、図11Aの迂回経路探索処理の途中経過におけるリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the link cost in the middle of the detour route search process of FIG. 実施例3における、迂回経路の探索結果を示す図である。It is a figure which shows the search result of a detour route in Example 3. 実施例3における、図12Aの迂回経路の探索結果のリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。FIG. 12B is a diagram illustrating an example of a link cost and a bandwidth usage rate as a result of searching for a detour route in FIG. 12A in the third embodiment. 実施例3における迂回経路探索処理のフローチャートの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a flowchart of a detour route search process in the third embodiment. 実施例3における予兆検知情報を通知するためのパケットのフォーマットの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the format of the packet for notifying the sign detection information in Example 3. FIG.

以下、本発明の各種の実施例を図面に従い説明する。なお、本明細書において、IP中継装置の共通制御部等として機能する計算機の処理部が実行する各種プログラムを、「機能」、「手段」、「部」と表現する場合がある。例えば輻輳予防プログラムを「輻輳予防機能」、「輻輳予防手段」、「輻輳予防部」と表現する。また、本明細書において、リンクコストとは、OSPF等のネットワークが利用するプロトコルが定義するリンクコストを意味するものとする。   Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, various programs executed by the processing unit of the computer functioning as a common control unit or the like of the IP relay device may be expressed as “function”, “means”, and “unit”. For example, the congestion prevention program is expressed as “congestion prevention function”, “congestion prevention means”, and “congestion prevention unit”. Further, in this specification, the link cost means a link cost defined by a protocol used by a network such as OSPF.

本実施例では、リンクの帯域使用率が輻輳の予兆検知の検知基準を超えたときに、全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になることを迂回経路探索の探索終了条件として、帯域使用率が検知基準を超えたリンクのリンクコストを増加させることにより、条件を満たすリンクコストを探索するIP中継ネットワークの実施例を説明する。   In this embodiment, when the bandwidth usage rate of the link exceeds the detection criterion of the sign detection of congestion, the bandwidth usage is set as the search end condition of the detour route search that the bandwidth usage rate of all the links is below the detection criterion. An embodiment of an IP relay network that searches for a link cost that satisfies a condition by increasing the link cost of a link whose rate exceeds the detection criterion will be described.

図1Aは、第1の実施例の中継ネットワーク全体の一例を表した図である。本実施例におけるネットワークは、メッシュ状に装置を接続したパケット通信網であり、複数の送信元装置151−N(N=1〜3)と送信先装置152−N(N=1〜2)の間は経路と複数のIP中継装置161−N(N=1〜6)と、本実施例に係る輻輳予防(Congestion Prevention:以下、CP)IP中継装置171から構成される。また同図に、IP中継装置161−Nを接続するリンク191−N(N=1〜8)を示す。リンク191−Nの丸印の中の数字は、そのリンクのリンクコストを示す。   FIG. 1A is a diagram illustrating an example of the entire relay network according to the first embodiment. The network in this embodiment is a packet communication network in which devices are connected in a mesh shape, and includes a plurality of transmission source devices 151-N (N = 1 to 3) and transmission destination devices 152-N (N = 1 to 2). The space includes a route, a plurality of IP relay devices 161-N (N = 1 to 6), and a congestion prevention (Congestion Prevention: CP) IP relay device 171 according to the present embodiment. In addition, the figure shows a link 191 -N (N = 1 to 8) for connecting the IP relay device 161 -N. A number in a circle of the link 191 -N indicates a link cost of the link.

送信元装置151−N(N=1〜3)と送信先装置152−N(N=1〜2)の間の経路は、リンク191−6を通る経路と、リンク191−5を通る経路と、リンク191−2を通る経路とがある。この場合、リンク191−5を通る経路は、リンク191−1、191−5、191−7と通り、それぞれコストが1,2,1なので、リンク191−5を通る経路のリンクコストの総和は1+2+1=4となる。また、リンク191−6を通る経路は、リンク191−1、191−6、191−8と通り、それぞれコストが1,1,1なので、リンク191−6を通る経路のリンクコストの総和は1+1+1=3となる。また、リンク191−2を通る経路は、リンク191−2、191−3、191−4と通り、それぞれコストが1,3,1なので、リンク191−2を通る経路のリンクコストの総和は1+3+1=5となる。以上より、リンク191−5を通る経路のリンクコストの総和は4、リンク191−6を通る経路のリンクコストの総和は3、リンク191−2を通る経路のリンクコストの総和は5であり、リンクコストの総和が最も小さいリンク191−6を通る経路がパケットの経路となる。   The route between the transmission source device 151-N (N = 1 to 3) and the transmission destination device 152-N (N = 1 to 2) is a route passing through the link 191-6 and a route passing through the link 191-5. And a route passing through the link 191-2. In this case, the route passing through the link 191-5 passes through the links 191-1, 191-5, 191-7, and the costs are 1, 2, 1, respectively. Therefore, the sum of the link costs of the route passing through the link 191-5 is 1 + 2 + 1 = 4. In addition, since the route passing through the link 191-6 passes through the links 191-1, 191-6, 191-8, and the costs are 1, 1, 1, respectively, the sum of the link costs of the route passing through the link 191-6 is 1 + 1 + 1. = 3. Further, since the route passing through the link 191-2 passes through the links 191-2, 191-3, and 191-4, and the costs are 1, 3 and 1, respectively, the sum of the link costs of the route passing through the link 191-2 is 1 + 3 + 1. = 5. From the above, the sum of the link costs of the route passing through the link 191-5 is 4, the sum of the link costs of the route passing through the link 191-6 is 3, and the sum of the link costs of the route passing through the link 191-2 is 5. A route passing through the link 191-6 having the smallest sum of link costs is a packet route.

また、図1Bに示す表はリンク191−5、191−6の帯域使用率が、検知基準以下であるかどうかを示す。全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になったとき、迂回経路の探索は終了し、輻輳の予防が可能となる。なお、この表は、図4B、図5B、図7B、図10B、図11B、図12Bに示す表同様、CPIP中継装置171が、その動作に対応して、その内部に持つ。   Further, the table shown in FIG. 1B indicates whether or not the band usage rates of the links 191-5 and 191-6 are equal to or lower than the detection standard. When the bandwidth usage rate of all links falls below the detection criterion, the search for the detour route is completed, and congestion can be prevented. Similar to the tables shown in FIG. 4B, FIG. 5B, FIG. 7B, FIG. 10B, FIG. 11B, and FIG. 12B, the CPIP relay apparatus 171 has this table corresponding to its operation.

図2Aは、本実施例に係るCPIP中継装置の内部機能構成の一例を示す図である。CPIP中継装置201は、従来のIP中継装置202と同等の機能として、送受信ポート211と、パケット転送部221、ルーティングプロトコル処理部231を持つ。更に、CPIP中継装置201は、本実施例の特徴となる、リンク監視部241、予兆検知部251、迂回経路探索部261、探索結果反映部271から構成される輻輳予防機能部281を持つ。ルーティングプロトコル処理部231と、これらの各機能部ブロックは、後で説明するように計算機のプログラム処理で実現することができる。本明細書において、パケット転送部221とルーティングプロトコル処理部231とを纏めてパケット転送部、或いはパケット転送機能と総称する場合がある。なお、図2Aの機能構成図において、IP中継装置のハードウェアの構成要素であるスイッチ部は図示を省略してある。   FIG. 2A is a diagram illustrating an example of the internal functional configuration of the CPIP relay device according to the present embodiment. The CPIP relay device 201 has a transmission / reception port 211, a packet transfer unit 221, and a routing protocol processing unit 231 as functions equivalent to those of the conventional IP relay device 202. Further, the CPIP relay apparatus 201 has a congestion prevention function unit 281 including a link monitoring unit 241, a sign detection unit 251, a detour route search unit 261, and a search result reflection unit 271 which are features of the present embodiment. The routing protocol processing unit 231 and each of these functional unit blocks can be realized by computer program processing, as will be described later. In this specification, the packet transfer unit 221 and the routing protocol processing unit 231 may be collectively referred to as a packet transfer unit or a packet transfer function. In the functional configuration diagram of FIG. 2A, the switch unit, which is a hardware component of the IP relay device, is not shown.

図2Bは、本実施例のCPIP中継装置のハードウェア構成の一例を示す図である。CPIP中継装置のハードウェア構成は、IP中継装置202、即ち、図2Bに示したCPIP中継装置以外のIP中継装置のハードウェア構成と同等の構成を取ることができる。図2Bにおいて明らかなように、IP中継装置は、共通制御部751、複数の回線カード754、スイッチ部755から構成される。複数の回線カード754によるパケット転送は共通制御部751によって制御される。   FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the CPIP relay device according to the present embodiment. The hardware configuration of the CPIP relay device can be equivalent to the hardware configuration of the IP relay device 202, that is, the IP relay device other than the CPIP relay device shown in FIG. 2B. As is apparent from FIG. 2B, the IP relay device includes a common control unit 751, a plurality of line cards 754, and a switch unit 755. Packet transfer by the plurality of line cards 754 is controlled by the common control unit 751.

共通制御部751は通常の計算機構成を有し、同図では模式的に、各種の機能プログラムを実行する中央処理部(Central Processing Unit:CPU)である演算部752と、各種のプログラムやデータが記憶されるメモリである記憶部753が示されている。図2A中の検知基準管理部22や迂回経路記憶部265や、更にはコスト格納部232などはこの記憶部753上に形成することができる。   The common control unit 751 has a normal computer configuration. In the drawing, the common control unit 751 schematically shows a calculation unit 752 that is a central processing unit (CPU) for executing various function programs, and various programs and data. A storage unit 753 that is a memory to be stored is shown. The detection criterion management unit 22, the detour path storage unit 265, and the cost storage unit 232 in FIG. 2A can be formed on the storage unit 753.

共通制御部751で制御される回線カード754は、送受信ポート211と、経路表222を備えたパケット転送部221で構成される。各回線カード754のパケット転送部221は、スイッチ部755との間で、パケットの送受を行う。   The line card 754 controlled by the common control unit 751 includes a transmission / reception port 211 and a packet transfer unit 221 having a routing table 222. The packet transfer unit 221 of each line card 754 transmits and receives packets to and from the switch unit 755.

図2Aのルーティングプロトコル処理部231は、共通制御部751の記憶部753で構成されるコスト格納部232以外は、演算部752のプログラム処理で実現される。ルーティングプロトコル処理部231は、コスト格納部232に格納されたリンクコストを必要に応じて、迂回経路探索部261や、コスト通知パケットを使用しパケット転送部221経由で他のIP中継装置202に通知することができる。図2Aのパケット転送部221は、図2Bの回線カード754毎に処理されるが、共通制御部751で処理実現することもできる。上述の通り、いずれにしても、上述の通り、ルーティングプロトコル処理部231は、パケット転送部、パケット転送機能の一部を構成するということができる。本実施例に係るCPIP中継装置の輻輳予防部281も、以下で詳述するように共通制御部751の演算部752のプログラム処理で実現される。   The routing protocol processing unit 231 in FIG. 2A is realized by program processing of the arithmetic unit 752, except for the cost storage unit 232 configured by the storage unit 753 of the common control unit 751. The routing protocol processing unit 231 notifies the link cost stored in the cost storage unit 232 to another IP relay device 202 via the detour route search unit 261 or the packet transfer unit 221 using the cost notification packet as necessary. can do. The packet transfer unit 221 in FIG. 2A is processed for each line card 754 in FIG. 2B, but can be realized by the common control unit 751. As described above, in any case, as described above, the routing protocol processing unit 231 can constitute a part of the packet transfer unit and the packet transfer function. The congestion prevention unit 281 of the CPIP relay device according to the present embodiment is also realized by the program processing of the arithmetic unit 752 of the common control unit 751 as described in detail below.

リンク監視部241は送受信ポート211を監視し、その結果得られる帯域使用率を、予兆検知部251と迂回経路探索部261に通知する。また、リンク監視部241は、外部、すなわち、外部装置あるいはシステム管理者(以下、管理者で代表する。)からの設定内容の変更に関する通知を、送受信ポート211から受信し、検知基準管理部251と迂回経路探索部261に設定内容の変更を通知する。   The link monitoring unit 241 monitors the transmission / reception port 211 and notifies the predictor detection unit 251 and the detour route search unit 261 of the band usage rate obtained as a result. Further, the link monitoring unit 241 receives a notification regarding a change in setting contents from the outside, that is, an external device or a system administrator (hereinafter, represented by the administrator) from the transmission / reception port 211, and detects the detection criterion management unit 251. The detour route search unit 261 is notified of the change of the setting contents.

予兆検知部251は、検知基準を検知基準管理部252に保持する。上述の通り、検知基準管理部252は、上述した記憶部753の所定の領域に形成することができる。予兆検知部251は、リンク監視部241から通知される帯域使用率が保持する検知基準以上になったとき、迂回経路探索部261に輻輳の予兆を検知したことを通知する。この予兆検知部251は、検知基準の他に所定の閾値と、リンク監視部241から受信した時間帯毎の帯域使用率とを、検知基準管理部252内に記憶する。そして、予兆検知部251は、この閾値と帯域使用率とを比較し、閾値を超えたときに検知基準と閾値を変更する機能を持つ。   The sign detection unit 251 holds the detection standard in the detection standard management unit 252. As described above, the detection criterion management unit 252 can be formed in a predetermined area of the storage unit 753 described above. The sign detection unit 251 notifies the detour path search unit 261 that a sign of congestion has been detected when the bandwidth usage rate notified from the link monitoring unit 241 is equal to or higher than the detection criterion held. In addition to the detection reference, the sign detection unit 251 stores a predetermined threshold and a band usage rate for each time period received from the link monitoring unit 241 in the detection reference management unit 252. The sign detection unit 251 has a function of comparing the threshold and the bandwidth usage rate and changing the detection reference and the threshold when the threshold is exceeded.

この閾値の値と、閾値を超えたときの設定変更の内容は、装置またはシステム全体の管理者が設定する。なお、閾値を使わない場合は、管理者が検知基準を設定する。閾値と検知基準の値には、現在の帯域使用率か、単位時間当たりの帯域使用率の増加量か、検知基準管理部252内に記憶しておいた時間帯毎の帯域使用率か、それ以外の帯域使用率に関する情報でもよく、どの値が利用されるかは、管理者が設定するか、閾値を超えたときの設定変更の内容により決定される。   The administrator of the apparatus or the entire system sets the threshold value and the contents of the setting change when the threshold is exceeded. When the threshold is not used, the administrator sets a detection standard. The threshold value and the detection standard value include the current bandwidth usage rate, the amount of increase in bandwidth usage rate per unit time, the bandwidth usage rate for each time zone stored in the detection criteria management unit 252, Information regarding bandwidth usage other than the above may be used, and which value is used is determined by the administrator or the contents of the setting change when the threshold is exceeded.

この閾値を用いることで、トラヒックの状況に応じて検知基準を変更することができ、検知基準の値を輻輳の予兆検知に適した値に設定することができる。例えば、閾値を現在の帯域使用率に対して設定し、検知基準を単位時間当たりの帯域使用率の増加量に対して設定した場合、現在の帯域使用率が閾値を超えたときに検知基準の値を小さく変更する。   By using this threshold value, the detection standard can be changed according to the traffic situation, and the value of the detection standard can be set to a value suitable for detecting a sign of congestion. For example, if the threshold is set for the current bandwidth usage and the detection criterion is set for the amount of increase in bandwidth usage per unit time, the detection criterion is set when the current bandwidth usage exceeds the threshold. Change the value smaller.

迂回経路探索部261は、予兆検知部251から輻輳の予兆を通知された時、全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下となることを探索終了条件として、探索終了条件を満たすリンクコストを一定時間探索する。探索したリンクコストは探索結果反映部271に通知する。本実施例の迂回経路探索部261は、リンクコスト探索部262、帯域使用率予測部263、ヘッダ条件探索部264の機能ブロックと、迂回経路記憶部265を有する。   The detour route search unit 261, when notified of a congestion sign from the sign detection unit 251, sets the link cost that satisfies the search end condition as a search end condition when the bandwidth usage rate of all links is below the detection criterion. Search for time. The searched link cost is notified to the search result reflecting unit 271. The detour route search unit 261 of the present embodiment includes a functional block of a link cost search unit 262, a bandwidth usage rate prediction unit 263, a header condition search unit 264, and a detour route storage unit 265.

リンクコスト探索部262は、ルーティングプロトコル処理部231のコスト格納部232から取得したリンクコストを任意に変更する機能と、変更したリンクコストを使って迂回経路を計算する機能とを持つ。迂回経路を計算するアルゴリズムは、ルーティングプロトコル処理部231と同じアルゴリズムを使用する。   The link cost search unit 262 has a function of arbitrarily changing the link cost acquired from the cost storage unit 232 of the routing protocol processing unit 231 and a function of calculating a detour route using the changed link cost. The same algorithm as the routing protocol processing unit 231 is used as the algorithm for calculating the detour route.

帯域使用率予測部263は、リンク監視部241からパケット毎の帯域使用率を取得し、迂回経路の探索結果とパケット毎の帯域使用率とを使って、迂回経路における各リンクの帯域使用率を見積もる機能を持つ。   The bandwidth usage rate prediction unit 263 obtains the bandwidth usage rate for each packet from the link monitoring unit 241, and uses the search result of the bypass route and the bandwidth usage rate for each packet to determine the bandwidth usage rate of each link in the bypass route. Has a function to estimate.

迂回経路記憶部265は、探索終了条件を満たすリンクコストを探索したときに、予兆検知したときの各リンクの帯域使用率と探索終了条件を満たすリンクコストとを記憶する。また、迂回経路記憶部265が記憶するその他の情報の例として、探索終了条件を満たすヘッダ条件や、その他の迂回経路の設定に使用する情報を使用してもよい。   When searching for a link cost that satisfies the search end condition, the detour path storage unit 265 stores the bandwidth usage rate of each link when the sign is detected and the link cost that satisfies the search end condition. Further, as examples of other information stored in the detour route storage unit 265, header conditions that satisfy the search end condition and information used for setting other detour routes may be used.

探索結果反映部271は、迂回経路探索部261から受信したリンクコストをルーティングプロトコル処理部231内のコスト格納部232に上書きし、上述したコスト通知パケットなどのルーティングプロトコルの通知メッセージを通じて、パケット転送部221の経路表222とネットワーク中のIP中継装置202の経路表を書き換え、迂回経路を設定する。迂回経路探索部261から受信した情報がリンクコストではなく、迂回させるパケットのヘッダ条件のとき、探索結果反映部271は、パケット転送部221の経路表222の、ヘッダ条件に一致するパケットの出力先リンクの情報を書き換える。   The search result reflecting unit 271 overwrites the cost storage unit 232 in the routing protocol processing unit 231 with the link cost received from the detour route searching unit 261, and transmits the packet transfer unit through the routing protocol notification message such as the cost notification packet described above. The route table 222 of 221 and the route table of the IP relay device 202 in the network are rewritten to set a detour route. When the information received from the detour route search unit 261 is not the link cost but the header condition of the packet to be detoured, the search result reflecting unit 271 outputs the output destination of the packet that matches the header condition in the route table 222 of the packet transfer unit 221 Rewrite the link information.

図3は、図2A、図2BのCPIP中継装置171の共通制御部751内の輻輳予防機能部281が、輻輳の予兆検知と迂回経路の設定を行う処理フローチャートの例である。また、図1Aと共に、図4A、図5Aは、順に、迂回経路探索の過程における、リンクコストと帯域使用率の経過を示す図である。   FIG. 3 is an example of a processing flowchart in which the congestion prevention function unit 281 in the common control unit 751 of the CPIP relay apparatus 171 in FIGS. 2A and 2B performs congestion detection and setting of a detour path. 4A and 5A together with FIG. 1A are diagrams showing the progress of the link cost and the bandwidth usage rate in the course of the detour route search in order.

図3のフローチャートのプロセス開始により、予兆検知部251は、管理者による設定の変更や帯域使用率が閾値を超えたときに検知基準の設定を変更する(ステップ101、102)。なお、本実施例では、検知基準として帯域使用率の現在値を使用することが、あらかじめ設定されているものとする(ステップ101でNOへ進む)。   When the process of the flowchart of FIG. 3 starts, the sign detection unit 251 changes the setting of the detection criterion when the administrator changes the setting or the bandwidth usage rate exceeds the threshold (steps 101 and 102). In this embodiment, it is assumed that the current value of the band usage rate is used as a detection criterion in advance (proceed to NO in step 101).

リンク監視部241は、送受信ポート211の帯域使用率を予兆検知部251に通知する(ステップ103)。   The link monitoring unit 241 notifies the sign detection unit 251 of the bandwidth usage rate of the transmission / reception port 211 (step 103).

予兆検知部251は、リンク191−6の帯域使用率が検知基準以上になったとき、迂回経路探索部261に迂回経路を探索するよう通知する(ステップ104でYESへ進む)。   The sign detection unit 251 notifies the detour route search unit 261 to search for a detour route when the bandwidth usage rate of the link 191-6 is equal to or higher than the detection criterion (proceed to YES in step 104).

迂回経路探索部261は、リンクコスト探索部262で、リンク191−6のリンクコスト181−2を増加させて各リンクの帯域使用率を見積もり(ステップ105)、見積もった帯域使用率を検知基準と比較する(ステップ106)。   The detour route search unit 261 uses the link cost search unit 262 to increase the link cost 181-2 of the link 191-6 to estimate the bandwidth usage rate of each link (step 105), and to use the estimated bandwidth usage rate as a detection criterion. Compare (step 106).

図4A、図4Bは、パケットがリンク191−6を迂回するまでリンクコスト181−2を増加したときの各リンクのリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。図中の丸印中の数字は経路が確定してコスト格納部232に設定されたリンクコストを示す。ダイヤ印中の数字は迂回経路探索の過程で候補として出現する、未確定のリンクコストを示す。リンクコスト増加後、リンク191−5を通る経路のリンクコストの総和は4、リンク191−6を通る経路のリンクコストの総和は5、リンク191−2を通る経路のリンクコストの総和は5となる。リンク191−5を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路は、リンク191−6を通る経路から、リンク191−5を通る経路に変更される。   4A and 4B show the link cost of each link and the estimation of the bandwidth usage rate when the link cost 181-2 is increased until the packet bypasses the link 191-6. The numbers in the circles in the figure indicate the link costs set in the cost storage unit 232 when the route is determined. The numbers in the diamond marks indicate unestablished link costs that appear as candidates during the detour route search process. After the link cost is increased, the sum of the link costs of the route passing through the link 191-5 is 4, the sum of the link costs of the route passing through the link 191-6 is 5, and the sum of the link costs of the route passing through the link 191-2 is 5. Become. Since the total link cost of the route passing through the link 191-5 is the smallest, the route of the packet is changed from the route passing through the link 191-6 to the route passing through the link 191-5.

帯域使用率予測部263は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、図4Bの表に示すように、リンク191−6の帯域使用率が検知基準以下になるが、リンク191−5の帯域使用率が検知基準以上になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定すると、迂回経路設定後にリンク191−5で輻輳が発生することを意味する。そのため、迂回経路探索部261は、リンクコストを探索結果反映部に通知せず、リンクコスト181−1を増加させ、リンク191−5を迂回する経路の探索を行う(図3のステップ106でNOへ進む。ステップ109もNOへ進むステップ105に戻る)。   The bandwidth usage rate prediction unit 263 predicts the bandwidth usage rate of each link after an increase in link cost. As a result, as shown in the table of FIG. 4B, it is assumed that the bandwidth usage rate of the link 191-6 is equal to or lower than the detection criterion, but the bandwidth usage rate of the link 191-5 is equal to or higher than the detection criterion. This means that when a bypass route is set using the searched link cost, congestion occurs on the link 191-5 after the bypass route is set. For this reason, the bypass route search unit 261 does not notify the search result reflection unit of the link cost, increases the link cost 181-1, and searches for a route that bypasses the link 191-5 (NO in step 106 of FIG. 3). (Step 109 also returns to Step 105 where the process proceeds to NO).

なお、上述の通り、図4Bに示す表はCPIP中継装置がその内部に持つことができる。例えば、図2AのCPIP中継装置201の迂回経路探索部261が、リンク監視部241やコスト格納部232からの情報に基づき、その内部に持つことが可能である。図2BのCPIP中継装置201の共通制御部751の記憶部753に一時的に記憶形成することもできる。図1B,図5B以降の表も同様であることは言うまでもない。   Note that, as described above, the CPIP relay apparatus can have the table shown in FIG. 4B. For example, the detour route search unit 261 of the CPIP relay device 201 in FIG. 2A can be included in the inside based on information from the link monitoring unit 241 and the cost storage unit 232. It can also be temporarily stored in the storage unit 753 of the common control unit 751 of the CPIP relay apparatus 201 of FIG. 2B. It goes without saying that the tables after FIG. 1B and FIG. 5B are the same.

次に、帯域使用率の見積もりが検知基準以上であるリンク191−5、191−6のリンクコスト181−1、181−2を増加させて各リンクの帯域使用率を見積もり(ステップ105)、見積もった帯域使用率を検知基準と比較する(ステップ106)。   Next, increase the link costs 181-1 and 181-2 of the links 191-5 and 191-6 whose band usage rate is equal to or higher than the detection standard to estimate the bandwidth usage rate of each link (step 105). The obtained band usage rate is compared with the detection standard (step 106).

図5A、図5Bは、パケットがリンク191−5、191−6を迂回するまでリンクコスト181−1、181−2を増加したときの各リンクの帯域使用率のリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。リンクコスト増加後、リンク191−5を通る経路のリンクコストの総和は6、リンク191−6を通る経路のリンクコストの総和は6、リンク191−2を通る経路のリンクコストの総和は5となる。リンク191−2を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路はリンク191−2を通る経路となる。   5A and 5B show the link cost of the bandwidth usage rate of each link and the bandwidth usage rate when the link costs 181-1 and 181-2 are increased until the packet bypasses the links 191-5 and 191-6. Represents an estimate. After the link cost is increased, the sum of the link costs of the route passing through the link 191-5 is 6, the sum of the link costs of the route passing through the link 191-6 is 6, and the sum of the link costs of the route passing through the link 191-2 is 5. Become. Since the total link cost of the route passing through the link 191-2 is the smallest, the packet route is a route passing through the link 191-2.

帯域使用率予測部263は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、リンク191−5、191−6の帯域使用率が検知基準以下になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定すると、迂回経路設定後にリンク191−5、191−6で輻輳が発生しないことが意味する。そのため、迂回経路探索部261は、リンクコストを探索結果反映部271に通知して、迂回経路を設定する(ステップ106でYESへ進む)。   The bandwidth usage rate prediction unit 263 predicts the bandwidth usage rate of each link after an increase in link cost. As a result, it is assumed that the band usage rate of the links 191-5 and 191-6 is below the detection standard. This means that when a bypass route is set using the searched link cost, congestion does not occur in the links 191-5 and 191-6 after the bypass route is set. Therefore, the detour route search unit 261 notifies the search result reflection unit 271 of the link cost and sets a detour route (proceed to YES in step 106).

探索結果反映部271は、受信したリンクコストをコスト格納部232に上書きし、ルーティングプロトコル処理部231を通じてパケット転送部221の経路表222を書き換え、ネットワーク中のIP中継装置202へ新しいコストを通知する(ステップ107)。迂回経路設定後、上記フローチャートを実行するプログラムに対して、管理者から停止指示がない場合、再び設定変更の確認と、帯域使用率の監視を行う(ステップ108でNOへ進む)。   The search result reflection unit 271 overwrites the received link cost in the cost storage unit 232, rewrites the routing table 222 of the packet transfer unit 221 through the routing protocol processing unit 231, and notifies the IP relay device 202 in the network of the new cost. (Step 107). After the detour route is set, if there is no stop instruction from the administrator for the program that executes the flowchart, the setting change is confirmed and the bandwidth usage rate is monitored again (NO in step 108).

図3のフローチャートの通り、CPIP中継装置201は、輻輳が発生する前に迂回経路を設定することと、設定する迂回経路で発生する輻輳を予測し、輻輳を回避することとを行い、輻輳を予防する。   As shown in the flowchart of FIG. 3, the CPIP relay apparatus 201 sets a detour route before congestion occurs, predicts congestion that occurs in the detour route to be set, avoids congestion, and reduces congestion. To prevent.

図3における迂回経路探索部261による探索終了条件を満たすリンクコストの探索(ステップ105,106,109)は、更に好適には図6のような方法を使用することができる。   For the search for the link cost that satisfies the search end condition (steps 105, 106, and 109) by the detour route search unit 261 in FIG. 3, the method as shown in FIG. 6 can be used more preferably.

まず、図6のフローにおいて、迂回経路探索部261は、各リンクの帯域使用率を探索キーとして、迂回経路記憶部265を探索する(ステップ401)。リンクコストの増加による迂回経路の探索処理は、処理時間が増大してしまう可能性があるため、一度使用した迂回経路を探索する場合は、迂回経路記憶部265に記憶した情報を使って探索時間を短縮することができる。また、他の探索方法の例としては、予兆検知部251において、検知基準よりも小さい値の閾値を帯域使用率と比較し、帯域使用率が閾値を超えたら、迂回経路探索部261であらかじめ迂回経路を探索して、探索結果を迂回経路記憶部265に記憶しておき、予兆検知部251で、帯域使用率が検知基準を超えたときに、迂回経路記憶部265の情報を使って探索処理時間を短縮するという方法を用いてもよい。   First, in the flow of FIG. 6, the detour route search unit 261 searches the detour route storage unit 265 using the bandwidth usage rate of each link as a search key (step 401). The search process of the detour route due to the increase of the link cost may increase the processing time. Therefore, when searching for the detour route that has been used once, the search time using the information stored in the detour route storage unit 265 is used. Can be shortened. As another example of the search method, the sign detection unit 251 compares a threshold value having a value smaller than the detection criterion with the bandwidth usage rate, and when the bandwidth usage rate exceeds the threshold value, the detour route search unit 261 bypasses in advance. The route is searched, the search result is stored in the bypass route storage unit 265, and the sign detection unit 251 uses the information in the bypass route storage unit 265 when the bandwidth usage rate exceeds the detection criterion. You may use the method of shortening time.

迂回経路記憶部265が、探索終了条件を満たすリンクコストを探索できた場合、探索処理を終了する(ステップ402でNOへ進む)。探索できなかった場合(ステップ402でYESへ進む)、リンクコストを増加させて各リンクの帯域使用率を見積もる(ステップ403)。見積もった帯域使用率と検知基準とを比較し、探索終了条件を満たすとき、探索処理を終了する(ステップ404)。また、この他のリンクコストの探索方法の例として、探索終了条件を満たすリンクコストを一定時間探索し、複数のリンクコストを探索したときに、管理者が設定した選択指標に従ってリンクコストを選択する方法を使用してもよい。選択指標は、各リンクの帯域使用率の最大値が最も小さいものを選ぶか、各リンクの帯域使用率の差が最も小さいものを選ぶか、リンク毎の帯域使用率の比較によるその他の選択方法を使用してよい。   When the detour route storage unit 265 can search for the link cost that satisfies the search end condition, the search process is ended (NO in step 402). If the search has failed (YES in step 402), the link cost is increased to estimate the bandwidth usage rate of each link (step 403). The estimated band usage rate is compared with the detection criterion, and when the search end condition is satisfied, the search process is ended (step 404). As another example of the link cost search method, when a link cost satisfying the search end condition is searched for a certain time and a plurality of link costs are searched, the link cost is selected according to the selection index set by the administrator. A method may be used. For the selection index, select the one with the smallest bandwidth usage rate for each link, the one with the smallest difference in bandwidth usage for each link, or other selection methods by comparing the bandwidth usage for each link. May be used.

探索終了条件を満たすリンクコストが見つからずかつ一定時間が経過したとき(ステップ405でYESへ進む)、迂回経路探索部261は、送信元装置と送信先装置の間に、CPIP中継装置を迂回する経路が存在するか最終確認する(ステップ406)。最終確認の方法は、CPIP中継装置が接続する全てのリンクのリンクコストを最大値まで増大させて迂回経路を計算するか、経路表232とコスト格納部222から取得した現在の経路情報を使って調べるかのいずれかを使用してよい。なお、リンクコストの最大値は、ルーティングプロトコルが許容するコストの最大の値か、管理者が設定した値かのいずれかを使用してよい。   When a link cost that satisfies the search end condition is not found and a predetermined time has elapsed (YES in step 405), the bypass route search unit 261 bypasses the CPIP relay device between the transmission source device and the transmission destination device. A final check is made to see if a route exists (step 406). The final confirmation method is to calculate the detour route by increasing the link cost of all the links connected to the CPIP relay device to the maximum value, or using the current route information acquired from the route table 232 and the cost storage unit 222. You can use either of these. As the maximum value of the link cost, either the maximum value of the cost allowed by the routing protocol or a value set by the administrator may be used.

最終確認を行った結果迂回経路が存在し、かつ管理者が最終確認した迂回経路を適用するよう設定しているとき(ステップ407でYESへ進む)、迂回経路探索部261は、最終確認により探索した迂回経路を設定する(ステップ408)。最終確認を行っても迂回経路が存在しないか、管理者が最終確認した迂回経路を採用しないよう設定している時(ステップ407でNOへ進む)、迂回経路探索部261は迂回経路を設定しない(ステップ409)。   When the detour route exists as a result of the final confirmation and the setting is made so that the detour route finally confirmed by the administrator is applied (proceed to YES in step 407), the detour route search unit 261 searches by the final confirmation. The bypass route thus set is set (step 408). Even when the final confirmation is made, there is no detour route, or when it is set not to adopt the detour route finally confirmed by the administrator (the process proceeds to NO in step 407), the detour route search unit 261 does not set the detour route. (Step 409).

以上詳述した第1の実施例によれば、CPIP中継装置が、自律的に輻輳の予兆を検知し、経路変更後の各リンクの帯域使用率を予測して迂回経路を設定することにより、輻輳を予防することを可能とする。また、本実施例によれば、リンクコストを変更して迂回経路を設定することにより、ネットワーク中のIP中継装置と迂回経路を共有することを可能とする。   According to the first embodiment described in detail above, the CPIP relay device autonomously detects a sign of congestion, predicts the bandwidth usage rate of each link after route change, and sets a detour route. It is possible to prevent congestion. Further, according to the present embodiment, it is possible to share the detour route with the IP relay device in the network by changing the link cost and setting the detour route.

第2の実施例では、リンクの帯域使用率が輻輳の予兆検知の検知基準を超えたときに、全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になることを迂回経路探索の探索終了条件として、帯域使用率の小さいリンクに迂回させるパケットのヘッダ条件を探索するIP中継装置の例を説明する。   In the second embodiment, when the bandwidth usage rate of the link exceeds the detection criterion of the sign detection of congestion, the bandwidth usage rate of all links is equal to or lower than the detection criterion, An example of an IP relay device that searches for a header condition of a packet to be detoured to a link with a low bandwidth usage rate will be described.

図7Aは、第2の実施例のIP中継ネットワークの全体を表した図である。本実施例におけるネットワークは、メッシュ状に装置を接続してなるパケット通信網であり、複数の送信元装置451−N(N=1〜3)と送信先装置452−N(N=1〜2)の間は経路とIP中継装置461−N(N=1〜6)とCPIP中継装置471から構成される。また図7Bの表は、CPIP中継装置が接続するリンク481−1、481−2を通るパケットのヘッダ情報である送信先IPと送信元IPと、パケットの帯域使用率を示す。   FIG. 7A is a diagram illustrating the entire IP relay network according to the second embodiment. The network in this embodiment is a packet communication network formed by connecting devices in a mesh shape, and includes a plurality of transmission source devices 451-N (N = 1 to 3) and transmission destination devices 452-N (N = 1 to 2). ) Is composed of a route, an IP relay device 461-N (N = 1 to 6), and a CPIP relay device 471. The table of FIG. 7B shows the destination IP and source IP, which are header information of packets passing through the links 481-1 and 481-2 connected by the CPIP relay apparatus, and the bandwidth usage rate of the packets.

本実施例では簡単のため、ヘッダ条件としてパケットの送信元IPと送信先IP、具体的には送信元IPアドレスと送信先IPアドレスのみを考慮する。ヘッダ条件を指定してパケットを迂回させた場合、リンクコストを変更させてパケットを迂回させる場合と比較して、迂回させるパケットを細かく指定することができるため、迂回先リンクで輻輳が発生する可能性を小さくすることができる。   In the present embodiment, for simplicity, only the packet source IP and destination IP, specifically the source IP address and destination IP address are considered as header conditions. When the header condition is specified and the packet is bypassed, the packet to be bypassed can be specified more finely than when the packet is bypassed by changing the link cost, so congestion can occur on the bypass destination link Can be reduced.

なお、本実施例のCPIP中継装置の構成は、第1の実施例において説明した図2Bと同一であるが、本実施例におけるIP中継装置においては一部の構成の機能が異なる。   Note that the configuration of the CPIP relay apparatus of this embodiment is the same as that of FIG. 2B described in the first embodiment, but the functions of some of the configurations are different in the IP relay apparatus of this embodiment.

即ち、本実施例のヘッダ条件探索部264は、パケットヘッダの1つまたは複数個の任意のフィールドをヘッダ条件として、ヘッダ条件毎にパケットの帯域使用率をリンク監視部241から取得する機能を持つ。リンク監視部241から取得したヘッダ条件と帯域使用率は、帯域使用率を探索キーとしてヘッダ条件を探索することが可能な形式で保持される。ヘッダ条件探索部264は、ヘッダ条件と出力先リンクを使用した迂回経路において、パケットが宛先IPアドレス(以下、宛先IP)に到達することを確認する機能を持つ。   That is, the header condition search unit 264 of the present embodiment has a function of acquiring a packet bandwidth usage rate from the link monitoring unit 241 for each header condition using one or more arbitrary fields of the packet header as a header condition. . The header condition and the bandwidth usage rate acquired from the link monitoring unit 241 are held in a format in which the header condition can be searched using the bandwidth usage rate as a search key. The header condition search unit 264 has a function of confirming that a packet reaches a destination IP address (hereinafter referred to as a destination IP) in a detour route using the header condition and the output destination link.

この到達することを確認する方法の例としては、ルーティングプロトコル処理部231と経路表222から現在の経路情報を取得してパケットが宛先IPに到達するか確認する方法か、あらかじめ管理者からの設定変更の通知により、パケットが宛先IPに到達するようなヘッダ条件と出力先リンクをヘッダ条件探索部264に登録する方法かのいずれかを使用してよい。ヘッダ条件探索部264は、パケットが宛先IPに到達しないヘッダ条件と出力先リンクは、迂回経路として使用しない。   As an example of a method for confirming this arrival, a method for acquiring current route information from the routing protocol processing unit 231 and the route table 222 and confirming whether the packet reaches the destination IP, or setting from an administrator in advance. Either of the header condition that the packet reaches the destination IP and the method of registering the output destination link in the header condition search unit 264 may be used by the notification of the change. The header condition search unit 264 does not use the header condition and the output destination link where the packet does not reach the destination IP as a detour path.

迂回経路探索部261は、ヘッダ条件探索部264により迂回経路を探索した場合、探索結果反映部271にヘッダ条件と出力先リンクを通知する。   The bypass route search unit 261 notifies the search result reflection unit 271 of the header condition and the output destination link when the header condition search unit 264 searches for a bypass route.

図9は、本実施例におけるCPIP中継装置の動作フローチャートの例である。図9の動作フローチャートのうち、既に説明した図1Aに示された同一の符号を付された部分と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。   FIG. 9 is an example of an operation flowchart of the CPIP relay device according to this embodiment. In the operation flowchart of FIG. 9, the description of the parts having the same functions as those already described with reference to FIG. 1A is omitted.

CPIP中継装置471がリンク481−2で、輻輳の予兆を検知したとき(ステップ104でYESへ)、迂回経路探索部261内部のヘッダ条件探索部264は、リンク監視部241からヘッダ条件毎の帯域使用率を取得して、帯域使用率を探索キーとして、探索終了条件を満たすヘッダ条件を探索する(ステップ651)。探索の方法の例としては、線形探索か、木探索か、目的値となる帯域使用率を探索可能なその他の探索アルゴリズムのいずれかを使用してよい。   When the CPIP relay device 471 detects a sign of congestion on the link 481-2 (YES in step 104), the header condition search unit 264 inside the detour route search unit 261 receives the bandwidth for each header condition from the link monitoring unit 241. The usage rate is acquired, and a header condition that satisfies the search end condition is searched using the bandwidth usage rate as a search key (step 651). As an example of the search method, any one of a linear search, a tree search, and other search algorithms capable of searching for a band usage rate as a target value may be used.

ヘッダ条件探索部264は、ヘッダ条件と出力先リンクを使用した迂回経路で、パケットが宛先IPに到達するかどうかの確認を行う(ステップ652)。本実施例では、あらかじめ管理者が、パケットが送信先IPに到達するよう登録しておいた、ヘッダ条件と出力先リンクの中から迂回経路を探索したものとする(ステップ652でYESへ進む)。もしパケットが送信先IPに到達するか確認するかどうかを他の方法を使用して確認し、パケットが送信先IPに到達しないことを確認した場合、もう一度ヘッダ条件を探索する(ステップ652でNOへ進む)。   The header condition search unit 264 confirms whether or not the packet reaches the destination IP on the detour path using the header condition and the output destination link (step 652). In this embodiment, it is assumed that the administrator has searched for a detour route from the header condition and the output destination link registered in advance so that the packet reaches the transmission destination IP (proceed to YES in step 652). . If another method is used to check whether or not the packet reaches the destination IP, and if the packet does not reach the destination IP, the header condition is searched again (NO in step 652). Go to).

図8の表801は、迂回経路探索部261の探索処理の結果、リンク481−2を通過するパケットの一部を、ヘッダ条件を指定してリンク481−1に迂回させたときの各リンクの帯域使用率と検知基準との関係を示す。リンクコストを増加させてパケットを迂回させた場合、送信先IP毎にパケットを迂回させなければならないが、ヘッダ条件を指定することで、条件に一致する一部のパケットのみ迂回させることができる。この操作により迂回先のリンクで輻輳が発生することを回避することができる。   The table 801 in FIG. 8 shows the result of the search processing of the detour route search unit 261, as a result of each link when a part of the packet passing through the link 481-2 is detoured to the link 481-1 by specifying the header condition. Shows the relationship between bandwidth usage and detection criteria. When the packet is detoured by increasing the link cost, the packet must be detoured for each destination IP, but by specifying the header condition, only a part of the packets that match the condition can be diverted. This operation can avoid the occurrence of congestion on the detour link.

以上、実施例2によれば、CPIP中継装置がヘッダ条件を指定して一部のパケットの出力先リンクを変更することで、迂回先リンクの帯域使用率の増加を防ぎ、輻輳の発生を予防することを可能とする。   As described above, according to the second embodiment, the CPIP relay device specifies header conditions and changes the output destination link of some packets, thereby preventing an increase in the bandwidth usage rate of the detour destination link and preventing the occurrence of congestion. It is possible to do.

第3の実施例では、ネットワーク中にCPIP中継装置が複数存在している場合に、CPIP中継装置同士で帯域使用率や検知基準などの予兆検知情報を通知し合い、輻輳の予兆を検知したときに、各CPIP中継装置が接続する全てのリンクの帯域使用率が、検知基準以下になる迂回経路を探索するIP中継ネットワークの例を示す。   In the third embodiment, when there are multiple CPIP relay devices in the network, CPIP relay devices notify each other of predictive detection information such as bandwidth usage and detection criteria, and detect a sign of congestion. Shows an example of an IP relay network that searches for a detour route in which the bandwidth usage rate of all links to which each CPIP relay device is connected falls below the detection criterion.

図10Aは、本実施例のIP中継ネットワークを表した全体図である。本実施例におけるネットワークは、メッシュ状に装置を接続してなるパケット通信網であり、送信元装置501−N(N=1〜3)と送信先装置502−N(N=1〜2)の間は経路とIP中継装置511−N(1〜5)とCPIP中継装置521−N(1〜2)から構成される。また同図に、IP中継装置511−Nを接続するリンク541−N(N=1〜8)を示す。リンク541−Nの丸印の中の数字は、そのリンクのリンクコストを示す。送信元装置501−Nと送信先装置502−Nの間の経路は、リンク541−2を通る経路と、リンク541−5を通る経路と、リンク541−6を通る経路とがある。この場合、リンク541−2を通る経路は、リンク541−2、541−3、541−4と通り、それぞれコストが2,1,1なので、リンク541−2を通る経路のリンクコストの総和は2+1+1=4となる。また、リンク541−6を通る経路は、リンク541−1、541−6、541−8と通り、それぞれコストが1,1,1なので、リンク541−6を通る経路のリンクコストの総和は1+1+1=3となる。また、リンク541−5を通る経路は、リンク541−1、541−5、541−7と通り、それぞれコストが1,3,1なので、リンク541−5を通る経路のリンクコストの総和は1+3+1=5となる。以上より、リンク541−2を通る経路のリンクコストの総和は4、リンク541−5を通る経路のリンクコストの総和は5、リンク541−6を通る経路のリンクコストの総和は3であり、リンクコストの総和が最も小さいリンク541−6を通る経路がパケットの経路となる。   FIG. 10A is an overall view showing the IP relay network of the present embodiment. The network in this embodiment is a packet communication network formed by connecting devices in a mesh shape, and includes a transmission source device 501-N (N = 1 to 3) and a transmission destination device 502-N (N = 1 to 2). A space between the IP relay device 511-N (1-5) and the CPIP relay device 521-N (1-2). In addition, the figure shows a link 541-N (N = 1 to 8) for connecting the IP relay device 511-N. The number in the circle of the link 541-N indicates the link cost of the link. The route between the transmission source device 501-N and the transmission destination device 502-N includes a route that passes through the link 541-2, a route that passes through the link 541-5, and a route that passes through the link 541-6. In this case, since the route passing through the link 541-2 passes through the links 541-2, 541-3, and 541-4, and the costs are 2, 1, and 1, respectively, the total link cost of the route passing through the link 541-2 is 2 + 1 + 1 = 4. Further, since the route passing through the link 541-6 passes through the links 541-1, 541-6, and 541-8, and the costs are 1, 1, 1, respectively, the sum of the link costs of the route passing through the link 541-6 is 1 + 1 + 1. = 3. In addition, since the route passing through the link 541-5 passes through the links 541-1, 541-5, and 541-7, and the costs are 1, 3 and 1, respectively, the total link cost of the route passing through the link 541-5 is 1 + 3 + 1. = 5. From the above, the sum of the link costs of the route passing through the link 541-2 is 4, the sum of the link costs of the route passing through the link 541-5 is 5, and the sum of the link costs of the route passing through the link 541-6 is 3. A route that passes through the link 541-6 having the smallest sum of link costs is a packet route.

また、図10Bの表はリンク541−2、541−5、541−6の帯域使用率が、検知基準以下であるかどうかを示す。全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になったとき、迂回経路の探索は終了し、輻輳の予防が可能となる。   Further, the table of FIG. 10B indicates whether or not the band usage rates of the links 541-2, 541-5, and 541-6 are below the detection standard. When the bandwidth usage rate of all links falls below the detection criterion, the search for the detour route is completed, and congestion can be prevented.

本実施例のCPIP中継装置の構成は、第1の実施例において説明した図2Bと同一である。本実施例におけるIP中継装置においては一部構成の機能が異なる。例えば、本実施例の予兆検知部251は、帯域使用率や検知基準などの予兆検知情報をCPIP中継装置同士で相互に通知しあう機能を有する。   The configuration of the CPIP relay device of this embodiment is the same as that of FIG. 2B described in the first embodiment. In the IP relay device of this embodiment, the functions of a part of the configuration are different. For example, the sign detection unit 251 according to the present embodiment has a function of notifying each other of sign detection information such as a bandwidth usage rate and a detection standard between CPIP relay apparatuses.

すなわち、図2Aにおいて、予兆検知部251は、ネットワーク中の他のCPIP中継装置201に向けて、検知基準やリンクの帯域使用率など、迂回経路の探索に用いる予兆検知情報291をパケット転送部221、送受信ポート211経由で通知する。予兆検知情報291の通知は、一定時間間隔か、予兆検知時に行われる。ネットワーク中の他のCPIP中継装置201を認識する方法の例としては、CPIP中継装置201が隣接するIP中継装置に確認パケットを送信するか、管理者によって通知先装置のIPアドレスを設定するか、いずれかの方法を使用してよい。CPIP中継装置201が確認パケットを受信した場合、確認パケットの送信元CPIP中継装置201を通知先装置として設定するか、または確認パケットの送信元CPIP中継装置201に応答パケットを送信することで互いのCPIP中継装置を通知先装置として設定してよい。CPIP中継装置201以外のIP中継装置が確認パケットを受信した場合、確認パケットは廃棄される。   That is, in FIG. 2A, the sign detection unit 251 sends the sign detection information 291 used for searching for a detour route such as a detection reference and a link bandwidth usage rate to the other CPIP relay apparatus 201 in the network. The notification is made via the transmission / reception port 211. The notification of the sign detection information 291 is performed at a predetermined time interval or when a sign is detected. Examples of a method for recognizing another CPIP relay device 201 in the network include whether the CPIP relay device 201 transmits a confirmation packet to an adjacent IP relay device, or sets an IP address of a notification destination device by an administrator, Either method may be used. When the CPIP relay apparatus 201 receives the confirmation packet, either the confirmation packet transmission source CPIP relay apparatus 201 is set as a notification destination apparatus, or the response packet is transmitted to the confirmation packet transmission source CPIP relay apparatus 201 to A CPIP relay device may be set as a notification destination device. When an IP relay device other than the CPIP relay device 201 receives the confirmation packet, the confirmation packet is discarded.

図13は、本実施例におけるCPIP中継装置の動作フローチャートである。図13の動作フローチャートのうち、既に説明した図1Aに示された同一の符号を付された部分と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。また、図10B、図11B、図12Bは、順に、迂回経路探索の過程における、リンクコストと帯域使用率の経過を示す。   FIG. 13 is an operation flowchart of the CPIP relay device in this embodiment. In the operation flowchart of FIG. 13, the description of the portion having the same function as the portion denoted by the same reference numeral as illustrated in FIG. 1A is omitted. 10B, FIG. 11B, and FIG. 12B sequentially show the progress of the link cost and the bandwidth usage rate in the process of searching for a detour route.

図13のフローチャートにおいて、CPIP中継装置521−1、521−2は予兆検知情報291を一定時間間隔で互いに通知する(ステップ751、752)。   In the flowchart of FIG. 13, the CPIP relay apparatuses 521-1 and 521-2 notify the sign detection information 291 to each other at regular time intervals (steps 751 and 752).

図14は、通知元であるCPIP中継装置521−1が、通知先IP中継装置であるCPIP中継装置521−2に対して通知する予兆検知情報291を含んだパケット701のフォーマットの例を示す。パケット701は、通常のMACヘッダ、IPヘッダに続き、予兆検知情報が挿入される。予兆検知情報291の内容の例として、検知基準702、704や、リンクの帯域使用率703,705や、その他にも上述したリンクコストや出力先リンクを変更させるパケットのヘッダ条件など、迂回経路を探索する時に使用する情報のいずれかを含むことができる。なお、予兆検知情報291を通知する方法の例として、CPIP中継装置201が輻輳の予兆を検知したときに行う方法を使用してもよい。   FIG. 14 shows an example of a format of a packet 701 including the sign detection information 291 that the CPIP relay apparatus 521-1 that is the notification source notifies the CPIP relay apparatus 521-2 that is the notification destination IP relay apparatus. In the packet 701, the sign detection information is inserted following the normal MAC header and IP header. Examples of the content of the sign detection information 291 include detection criteria 702 and 704, link bandwidth usage rates 703 and 705, and other detour paths such as the above-described link cost and packet header conditions for changing the output destination link. Any of the information used when searching can be included. As an example of a method for notifying the sign detection information 291, a method performed when the CPIP relay apparatus 201 detects a sign of congestion may be used.

CPIP中継装置521−1が、リンク541−6で輻輳の予兆を検知したとき(ステップ104)、CPIP中継装置521−1の迂回経路探索部261は、帯域使用率が検知基準を超えたリンクのリンクコスト531−2を増加させ(ステップ753)、各リンクの帯域使用率の見積もりと検知基準を比較する(ステップ106)。なお、本実施例ではリンクコストを増加させることで迂回経路を探索するが、迂回経路を探索する他の方法の例として、出力先を変化させるパケットのヘッダ条件を、帯域使用率を探索キーとして探索する方法を使用してもよい。   When the CPIP relay device 521-1 detects a sign of congestion on the link 541-6 (step 104), the detour route search unit 261 of the CPIP relay device 521-1 detects the link whose bandwidth usage rate exceeds the detection criterion. The link cost 531-2 is increased (step 753), and the estimated band usage rate of each link is compared with the detection standard (step 106). In this embodiment, the detour route is searched by increasing the link cost. However, as an example of another method of searching for the detour route, the header condition of the packet for changing the output destination is used, and the bandwidth usage rate is used as the search key. A searching method may be used.

図11Bは、パケットがリンク541−6を迂回するまでリンクコスト531−2を増加したときの各リンクのリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。リンクコスト増加後、リンク541−5を通る経路のリンクコストの総和は5、リンク541−6を通る経路のリンクコストの総和は5、リンク541−2を通る経路のリンクコストの総和は4となる。リンク541−2を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路はリンク541−2を通る経路となる。   FIG. 11B shows the link cost of each link and the estimation of the bandwidth usage rate when the link cost 531-2 is increased until the packet bypasses the link 541-6. After the link cost is increased, the sum of the link costs of the route passing through the link 541-5 is 5, the sum of the link costs of the route passing through the link 541-6 is 5, and the sum of the link costs of the route passing through the link 541-2 is 4. Become. Since the total link cost of the route passing through the link 541-2 is the smallest, the route of the packet is a route passing through the link 541-2.

帯域使用率予測部263は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、リンク541−5、541−6の帯域使用率の見積もりが検知基準以下になるが、リンク541−2の帯域使用率の見積もりが検知基準以上になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定すると、迂回経路設定後にリンク541−2で輻輳が発生する可能性があることを意味する。そのため、迂回経路探索部261は、リンクコストを探索結果反映部271に通知せず、リンクコスト531−3を増加させ、リンク541−2を迂回する経路を探索する(ステップ106でNOへ進む。ステップ109でもNOへ進む)。   The bandwidth usage rate prediction unit 263 predicts the bandwidth usage rate of each link after an increase in link cost. As a result, it is assumed that the estimation of the band usage rate of the links 541-5 and 541-6 is below the detection criterion, but the estimation of the bandwidth usage rate of the link 541-2 is above the detection criterion. This means that if a bypass route is set using the searched link cost, congestion may occur in the link 541-2 after the bypass route is set. For this reason, the bypass route search unit 261 does not notify the search result reflection unit 271 of the link cost, increases the link cost 531-3, and searches for a route that bypasses the link 541-2 (NO in step 106). Step 109 also proceeds to NO).

次に、迂回経路探索部261は、帯域使用率の見積もりが検知基準を超えたリンク541−6、541−2のリンクコスト531−2、531−3を増加させ(ステップ753)、各リンクの帯域使用率を見積もり、検知基準と比較する(ステップ106)。   Next, the detour route search unit 261 increases the link costs 531-2 and 531-3 of the links 541-6 and 541-2 for which the estimation of the band usage rate exceeds the detection criterion (Step 753). The bandwidth usage rate is estimated and compared with the detection standard (step 106).

図12Bは、パケットがリンク541−2,541−6を迂回するまでリンクコスト531−2、531−3を増加したときの各リンクのリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。リンクコスト増加後、リンク541−5を通る経路のリンクコストの総和は5、リンク541−6を通る経路のリンクコストの総和は6、リンク541−2を通る経路のリンクコストの総和は6となる。リンク541−5を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路はリンク541−5を通る経路となる。   FIG. 12B shows the link cost of each link and the estimation of the bandwidth usage rate when the link cost 531-2 and 531-3 are increased until the packet bypasses the links 541-2 and 541-6. After the link cost is increased, the total link cost of the route passing through the link 541-5 is 5, the total link cost of the route passing through the link 541-6 is 6, and the total link cost of the route passing through the link 541-2 is 6. Become. Since the total link cost of the route passing through the link 541-5 is the smallest, the route of the packet is a route passing through the link 541-5.

帯域使用率予測部263は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、図12Bに示す表のように、リンク541−2、541−5、541−6の帯域使用率の見積もりが全て検知基準以下になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定するとで、迂回経路設定後にリンク541−2、541−5、541−6で輻輳が発生しないことを意味する。そのため、迂回経路探索部261は、リンクコストを探索結果反映部271に通知して、迂回経路を設定する(ステップ106でYESへ進む)。   The bandwidth usage rate prediction unit 263 predicts the bandwidth usage rate of each link after an increase in link cost. As a result, as shown in the table of FIG. 12B, it is assumed that the band usage rate estimates of the links 541-2, 541-5, and 541-6 are all equal to or lower than the detection standard. This means that when a bypass route is set using the searched link cost, congestion does not occur in the links 541-2, 541-5, and 541-6 after the bypass route is set. Therefore, the detour route search unit 261 notifies the search result reflection unit 271 of the link cost and sets a detour route (proceed to YES in step 106).

なお、本実施例ではCPIP中継装置521−2のリンクコスト531−3を、CPIP中継装置521−1が探索したが、他の迂回経路を探索する方法の例として、CPIP中継装置521−1はリンク541−5,541−6の帯域使用率が検知基準以下になった時点で、リンクコスト増加後の帯域使用率の見積もりとリンクコストを、予兆検知情報291としてCPIP中継装置521−2に通知し、CPIP中継装置521−2でリンクコスト531−3を増加させて、探索終了条件を満たすリンクコストを探索してもよい。   In this embodiment, the CPIP relay device 521-1 searches for the link cost 531-3 of the CPIP relay device 521-2. However, as an example of a method for searching for another detour route, the CPIP relay device 521-1 is When the bandwidth usage rate of the links 541-5 and 541-6 falls below the detection standard, the estimated bandwidth usage rate and the link cost after the link cost increase is notified to the CPIP relay apparatus 521-2 as the sign detection information 291. Then, the link cost 531-3 may be increased by the CPIP relay apparatus 521-2 to search for a link cost that satisfies the search end condition.

実施例3によれば、CPIP中継装置が、ネットワーク上の他のCPIP中継装置のリンクの状態を考慮して迂回経路を策定することで、他のCPIP中継装置の持つ経路も含めて、輻輳を予防するために最適な経路を選択することを可能とする。   According to the third embodiment, the CPIP relay device formulates a detour route in consideration of the link state of the other CPIP relay device on the network, so that congestion including the routes possessed by other CPIP relay devices can be reduced. It is possible to select an optimal route for prevention.

以上、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものなく、様々な変形例が含まれうることは言うまでもない。上述した実施例は本発明のより良い理解のために説明したものであり、説明された全ての構成を備えるものに限定されるもので無いことに留意されたい。また、ある実施例構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、上述した各実施例の構成、機能、処理手段等は、それらの一部又は全部をソフトウェア構成のみならず、専用のハードウェア構成、あるいはそれらを共用した構成としても良いことは言うまでもない。   Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that various modifications can be included. It should be noted that the above-described embodiments are described for better understanding of the present invention, and are not limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Needless to say, the configurations, functions, processing means, and the like of the above-described embodiments may be configured not only as software configurations but also as dedicated hardware configurations or configurations sharing them.

本発明は、インターネットプロトコルを用いたネットワーク内の輻輳予防の制御技術として有用である。   The present invention is useful as a control technique for preventing congestion in a network using the Internet protocol.

151−1 送信元装置
152−1 送信先装置
161−1 IP中継装置
181−1 リンクコスト
191−1 リンク
201 CPIP中継装置
211 送受信ポート
221 パケット転送部
231 ルーティングプロトコル処理部
241 リンク監視部
251 予兆検知部
261 迂回経路探索部
271 探索結果反映部
281 輻輳予防部
291 予兆検知情報
701 予兆検知情報通知パケット
702、704 検知基準
703、705 帯域使用率
751 共通制御部
752 演算部
753 記憶部
754 回線カード
755 スイッチ部。
151-1 Transmission source device 152-1 Destination device 161-1 IP relay device 181-1 Link cost 191-1 Link 201 CPIP relay device 211 Transmission / reception port 221 Packet transfer unit 231 Routing protocol processing unit 241 Link monitoring unit 251 Predictive detection Unit 261 Detour Route Search Unit 271 Search Result Reflection Unit 281 Congestion Prevention Unit 291 Predictive Detection Information 701 Predictive Detection Information Notification Packets 702 and 704 Detection Criteria 703 and 705 Bandwidth Utilization 751 Common Control Unit 752 Calculation Unit 753 Storage Unit 754 Line Card 755 Switch part.

Claims (17)

IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、
リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポートと、前記パケットの転送を制御するパケット転送部と、前記リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、
前記輻輳予防部は、
前記リンクの帯域使用率を監視するリンク監視部と、
前記帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較する予兆検知部と、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部と、
探索した前記迂回経路を、前記パケット転送部の経路設定に反映する探索結果反映部を有する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
A congestion prevention IP relay device arranged in an IP network,
A transmission / reception port connected to the link for transmitting and receiving packets, a packet transfer unit for controlling transfer of the packet, and a congestion prevention unit for preventing congestion of the link,
The congestion prevention unit
A link monitoring unit for monitoring the bandwidth usage of the link;
A sign detection unit that compares the bandwidth usage rate with a detection standard for sign detection of congestion;
A detour route search unit that searches for a detour route with a search end condition that the band utilization rate is less than or equal to the detection criterion when the band utilization rate exceeds the detection criterion;
A search result reflecting unit that reflects the searched detour route in route setting of the packet transfer unit;
Congestion prevention IP relay device.
請求項1に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記リンク監視部は、
前記予兆検知部と前記迂回経路探索部に対し前記帯域使用率を通知し、
前記送受信ポートを介して、外部からの設定変更の通知を受信する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
The congestion prevention IP relay apparatus according to claim 1,
The link monitoring unit
Notifying the bandwidth usage rate to the sign detection unit and the detour search unit,
Receiving a notification of a setting change from the outside via the transmission / reception port;
Congestion prevention IP relay device.
請求項1に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記予兆検知部は、
前記検知基準の他に閾値を保持し、
前記帯域使用率が前記閾値を超えたときに、前記検知基準を設定し、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、輻輳の予兆検知したことを前記迂回経路探索部に通知する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
The congestion prevention IP relay apparatus according to claim 1,
The sign detection unit
In addition to the detection criteria, a threshold value is retained,
When the bandwidth usage exceeds the threshold, set the detection criteria;
When the bandwidth usage rate exceeds the detection criterion, the detour route search unit is notified that a sign of congestion has been detected.
Congestion prevention IP relay device.
請求項1に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記迂回経路探索部は、
前記リンクのリンクコストを変化パラメータとして、前記探索終了条件を満たすリンクコストを探索し、
前記探索終了条件を満たすリンクコストと前記迂回経路とを前記探索結果反映部に通知する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
The congestion prevention IP relay apparatus according to claim 1,
The detour route search unit
Using the link cost of the link as a change parameter, search for a link cost that satisfies the search termination condition,
Notifying the search result reflection unit of the link cost that satisfies the search termination condition and the detour route,
Congestion prevention IP relay device.
請求項4に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記パケット転送部は、コスト格納部を備えたルーティングプロトコル処理部を含み、
前記探索結果反映部は、
前記探索終了条件を満たすリンクコストを、前記ルーティングプロトコル処理部の前記コスト格納部に書き込むことにより前記迂回経路を設定し、
前記ルーティングプロトコル処理部は、
前記IPネットワーク上の他のIP中継装置に前記探索終了条件を満たすリンクコストを通知することにより、前記他のIP中継装置の迂回経路を設定する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
The congestion prevention IP relay apparatus according to claim 4,
The packet transfer unit includes a routing protocol processing unit including a cost storage unit,
The search result reflecting unit
Setting the detour route by writing the link cost that satisfies the search termination condition in the cost storage unit of the routing protocol processing unit,
The routing protocol processing unit
By setting the detour path of the other IP relay device by notifying the other IP relay device on the IP network the link cost that satisfies the search termination condition,
Congestion prevention IP relay device.
請求項1に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記迂回経路探索部は、
前記パケットのヘッダの1つあるいは複数の任意のフィールドをヘッダ条件として、前記ヘッダ条件毎の前記帯域使用率を前記リンク監視部から取得し、
前記帯域使用率を探索キーとして、前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と前記ヘッダ条件の迂回先リンクとを探索し、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件を前記探索結果反映部に通知する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
The congestion prevention IP relay apparatus according to claim 1,
The detour route search unit
Using one or more arbitrary fields of the header of the packet as a header condition, the bandwidth usage rate for each header condition is acquired from the link monitoring unit,
Using the bandwidth usage rate as a search key, search for the header condition that satisfies the search end condition and the detour destination link of the header condition,
Notifying the search result reflection unit of the header condition that satisfies the search end condition;
Congestion prevention IP relay device.
請求項6に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記迂回経路探索部は、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と前記迂回先リンクとを指定して前記パケットが到達するかどうか確認し、
前記ヘッダ条件と前記迂回先リンクとを指定して到達しないとき、前記ヘッダ条件と前記迂回先リンク以外を前記迂回経路に設定する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
The congestion prevention IP relay device according to claim 6,
The detour route search unit
Specify whether the packet arrives by specifying the header condition and the detour link that satisfy the search termination condition;
When the header condition and the detour destination link are not specified and reached, the other than the header condition and the detour destination link is set as the detour path.
Congestion prevention IP relay device.
請求項6に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記探索結果反映部は、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と一致する前記パケットの出力先リンクを前記迂回先リンクに変更する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
The congestion prevention IP relay device according to claim 6,
The search result reflecting unit
Changing the output destination link of the packet that matches the header condition satisfying the search termination condition to the bypass destination link;
Congestion prevention IP relay device.
IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、
リンクに接続され、パケットを送受信する送受信ポートと、前記パケットの転送を制御するパケット転送部と、前記リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、
前記輻輳予防部は、
前記IP中継装置が備えるリンクの帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、前記IPネットワーク内に配置される通知先IP中継装置に、予兆検知情報を通知する予兆検知部と、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記予兆検知情報に含まれる前記リンクの帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部とを有し、得られた前記迂回経路を前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
A congestion prevention IP relay device arranged in an IP network,
A transmission / reception port connected to the link for transmitting / receiving packets; a packet transfer unit for controlling transfer of the packet; and a congestion prevention unit for preventing congestion of the link;
The congestion prevention unit
Compare the bandwidth usage rate of the link provided in the IP relay device and the detection criterion for detecting the sign of congestion, and the sign detection unit that notifies the sign detection information to the notification destination IP relay device arranged in the IP network;
A detour route search unit that searches for a detour route with a search end condition that the band use rate of the link included in the predictive detection information is equal to or less than the detection criterion when the band usage rate exceeds the detection criterion; And the obtained detour route is reflected in the route setting of the packet transfer unit,
Congestion prevention IP relay device.
請求項9記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記予兆検知情報が、前記帯域使用率、前記検知基準、前記迂回経路の探索に使用するその他の情報のいずれか一つかあるいは複数の組み合わせを含む、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
The congestion prevention IP relay device according to claim 9,
The sign detection information includes any one or a combination of the bandwidth usage rate, the detection criterion, and other information used for searching for the detour path,
Congestion prevention IP relay device.
請求項9記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記通知先IP中継装置の登録を、外部から行うか、あるいは、前記IPネットワーク上で隣接する他のIP中継装置が、前記輻輳予防部を備えたものか否かを確認することによって行う、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
The congestion prevention IP relay device according to claim 9,
Registration of the notification destination IP relay device is performed from the outside, or by checking whether another IP relay device adjacent on the IP network is provided with the congestion prevention unit,
Congestion prevention IP relay device.
パケットを送受信する送受信ポートと、前記パケットの転送を制御するパケット転送部を備えるIP中継装置の輻輳予防IP中継方法であって、
前記送受信ポートにつながるリンクの帯域使用率を監視し、
前記帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索し、
得られた前記迂回経路を前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
A congestion prevention IP relay method of an IP relay device comprising a transmission / reception port for transmitting / receiving a packet and a packet transfer unit for controlling the transfer of the packet,
Monitor the bandwidth utilization of the link connected to the transmission / reception port,
Comparing the bandwidth usage rate with the detection criteria for predicting congestion,
When the bandwidth usage rate exceeds the detection criterion, a search is made for a detour route with a search termination condition that the bandwidth usage rate is equal to or less than the detection criterion,
Reflect the obtained detour route in the route setting of the packet transfer unit,
An IP relay method for preventing congestion.
請求項12記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記検知基準の他に閾値を保持し、
前記帯域使用率が前記閾値を超えたときに、前記検知基準を設定する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
The congestion prevention IP relay method according to claim 12,
In addition to the detection criteria, a threshold value is retained,
Setting the detection criteria when the bandwidth usage exceeds the threshold;
An IP relay method for preventing congestion.
請求項12記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記リンクのリンクコストを変化パラメータとして、前記探索終了条件を満たすリンクコストを探索し、
前記探索終了条件を満たす前記リンクコストと前記迂回経路とを前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
The congestion prevention IP relay method according to claim 12,
Using the link cost of the link as a change parameter, search for a link cost that satisfies the search termination condition,
Reflecting the link cost that satisfies the search termination condition and the bypass route in the route setting of the packet transfer unit,
An IP relay method for preventing congestion.
請求項12記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記パケットのヘッダの1つあるいは複数の任意のフィールドをヘッダ条件として、前記ヘッダ条件毎の前記帯域使用率を取得し、
前記帯域使用率を探索キーとして、前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と、前記ヘッダ条件の迂回先リンクとを探索する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
The congestion prevention IP relay method according to claim 12,
Using one or more arbitrary fields of the header of the packet as a header condition, obtaining the bandwidth usage rate for each header condition;
Searching for the header condition that satisfies the search end condition and the detour destination link of the header condition using the bandwidth usage rate as a search key;
An IP relay method for preventing congestion.
請求項15に記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と一致する前記パケットの出力先リンクを前記迂回先リンクに変更する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
The congestion prevention IP relay method according to claim 15,
Changing the output destination link of the packet that matches the header condition satisfying the search termination condition to the bypass destination link;
An IP relay method for preventing congestion.
請求項12記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記IPネットワーク内に配置される通知先IP中継装置に予兆検知情報を通知し、前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記予兆検知情報に含まれる前記リンクの帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として前記迂回経路を探索し、
探索した前記迂回経路を前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
The congestion prevention IP relay method according to claim 12,
The notification destination IP relay device arranged in the IP network is notified of the sign detection information, and when the bandwidth usage rate exceeds the detection criterion, the bandwidth usage rate of the link included in the sign detection information is Search the detour route as a search end condition to be below the detection criterion,
Reflect the searched detour route in the route setting of the packet transfer unit,
An IP relay method for preventing congestion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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