JP3137744B2 - 複数経路型データ転送方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、データをフレームに
納めて転送を行なうパケット交換等の通信ネットワーク
において、発交換ノードから着交換ノードへのデータ転
送方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、パケット型通信ネットワークにお
けるデータ転送方法としては、例えば特開平３−４２９
４０号公報に示されるように、複数の経路を用いてデー
タ転送を行なう方法があり、図４にその構成を示す。こ
の図において、１０ａは発加入者、１０ｂは着加入者、
１２ａ〜１２ｄは交換ノードであり、このうち１２ａが
発交換ノード、１２ｄが着交換ノードである。また、１
５ａ，１５ｂは呼設定時に設定された発交換ノードから
着交換ノードまでの固定経路、１７ａ，１７ｂは発加入
者のデータをコピーして各固定経路に送出したデータで
ある。

【０００３】次に動作について説明する。まず、呼設定
時に発交換ノードから着交換ノードへの経路を複数設定
する（１５ａ，１５ｂ）。発交換ノードでは送信データ
をコピーし、呼ごとに独立なデータのシーケンス番号と
それぞれの経路に対応する論理チャネルの識別子とを付
与して各経路へデータを送出する（１７ａ，１７ｂ）。
着交換ノードでは異なる経路から受信する同一データを
識別するためデータに付与されているシーケンス番号を
参照して重複したデータを除去する。重複したデータを
検出するために、受信データのシーケンス番号と着交換
ノードで次に受信を期待するシーケンス番号（図５の２
０）との差を求め、この差が予め定めた紛失検出領域１
８より大きいか等しい場合（図５の１９の範囲）には重
複と見なし、小さければ（図５の１８の範囲）新規のデ
ータと見なす。また、通信中に経路変更をする場合は、
新たな経路を設定した後その経路へもデータを送出し、
着交換ノードがデータの重複を確認することで発交換ノ
ードに対し今まで使用していた経路を解放してやるよう
に通知して行うようにする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のデータ転送方法
は以上のように、呼設定時に複数の経路を設定するにあ
たって特に経路の状態を考慮しておらず、輻輳が発生し
ている経路を含んで設定してしまう恐れがあった。これ
は輻輳を助長するだけでなく、輻輳中の経路を通ったデ
ータは正常な経路を通ったデータと比べて遅延が大きい
ため、着交換ノードで重複データとして廃棄される可能
性が高く、結果的に無駄なトラヒックが網内に存在して
しまうという問題があった。また、着交換ノードにおけ
る重複データの検出では順序制御を行なうことを前提と
しており、データの紛失等によりシーケンス番号が抜け
ても紛失検出領域に含まれるデータであれば新規のデー
タと見なし、期待するシーケンス番号のデータを受信す
るまで着交換ノードにおいて保留するため、必要とする
バッファの数が非常に多くなってしまうという問題があ
った。さらに、通信中に使用経路が輻輳となった場合に
は速やかに輻輳経路へのデータ送出を規制してやる必要
があるが、従来の経路変更方法では発交換ノードが輻輳
経路へのデータ送出を停止するのは着交換ノードが発交
換ノードに対してデータの重複を検出したことを通知し
た後なので、輻輳経路へのデータ流入を規制してやるま
でに時間がかかり、網内に輻輳が波及してしまう危険性
が高かった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解決する
ために考えられたものであり、発交換ノードにおいて送
出経路の状態を考慮しながら同時に複数の正常な経路へ
同一データを送出するため、着交換ノードまで遅延が少
なく誤りのないデータが到達する可能性が極めて高く、
着交換ノードにおいては保留するデータ数を極力減らす
ことで保有バッファ数を最小限にすることができ、さら
に使用中の経路に障害や輻輳が発生した場合には直ちに
正常な経路を追加すると同時に障害や輻輳の発生した経
路へのデータ送出を停止することが可能なデータ転送方
式を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るデータ
転送方式は、発交換ノードが着交換ノードまでの複数の
経路を予め経路テーブルに設定して複数の経路の経路状
態を管理する。使用可能な経路を選択する場合は、呼設
定時に発交換ノードで選択する経路を、１本だけ割り当
てるのではなく、経路テーブルに設定されている経路で
障害や輻輳が発生していない正常な経路を任意の数で複
数選択して割当てるようにし、加入者から受信したデー
タを選択した各経路へ同時に送出するようにしたもので
あり、以下の要素を有するものである。 （ａ）発交換ノードから着交換ノードまでの複数の経路
と各経路の経路状態を記憶する経路テーブル、（ｂ）上
記経路テーブルに記憶された経路の中から、経路状態に
基づいて、複数の経路を選択し、選択した経路に同一デ
ータを送出する送出手段、（ｃ）上記送出手段により送
出された複数の同一データのうちのいずれかひとつのデ
ータの到着を有効とし、他を無効とする着信手段。

【０００７】第２の発明に係るデータ転送方式は各中継
ノードではデータの誤りを検出するが、誤ったデータに
対する再送制御は行なわずに無効データとしてこれを廃
棄し、着交換ノードにおいては各経路から受信する同一
なデータのうち一番最初に到着した誤りのないデータを
有効データとし、以降に到着する同一データは無効デー
タとして廃棄するものであり、以下の要素を有するもの
である。 （ａ）発交換ノードから着交換ノードまでの複数の経路
を選択し、この複数の経路へ同一データを送出する送出
手段、（ｂ）上記送出手段により送出されたデータを正
常に受信した場合これを転送し、正常に受信しない場合
データを無効とする中継手段、（ｃ）上記中継手段によ
り中継されたデータを受信し、次に到着が期待されるデ
ータが到着しないとき再送要求を行なうとともに他のデ
ータを無効とする着信手段。

【０００８】

【作用】第１の発明においては、送出手段が加入者から
受信した１つのデータを経路テーブルにあらかじめ設定
された異なる経路に転送することにより、１つの経路が
障害になっても他の経路から着交換ノードにデータが到
着することができるため、回線の瞬断や障害時にデータ
の保留や経路切替えをする必要が無く通信の中断がなく
なる。これは特に着交換ノードまでの経路を発交換ノー
ドで固定経路として管理し、１つの呼のデータは同一な
経路を通るようなルーチング方法に有効である。また、
１つの経路でデータに誤りあるいは紛失が生じても再送
を行なう必要がないため、再送の無駄が無くなる。さら
に、送出手段は経路テーブルの経路状態を参照すること
により呼設定時に正常な経路を選択することで輻輳を防
ぐことができる。

【０００９】第２の発明においては、各中継ノードにお
いて中継手段が誤りのある無効データを廃棄するため再
送の手間がなくネットワークリソースを有効に利用する
ことができる。また、送出手段は同一データであること
を識別するため、発交換ノードにおいて、たとえば、サ
イクリックなシーケンス番号を呼毎に独立な番号として
データに付与し、着信手段は着交換ノードでこのシーケ
ンス番号を参照する。また着交換ノードでは前記シーケ
ンス番号を参照することにより、次の到着が期待される
誤りの無い有効なデータが到着しないと判断した場合、
即ちシーケンス番号の抜けやタイムアウトが発生した場
合には、発交換ノードに対して直ちに再送の要求を行な
い、到着を期待しているデータを受信するまでは以降の
データを廃棄する。このように、着交換ノードにおいて
着信手段が期待するシーケンス番号のデータを受信する
までは、それに続くシーケンス番号のデータが先に到着
してもこれらを廃棄することで着交換ノードで保有する
バッファの量は少なくてすむ。

【００１０】

【実施例】実施例１．図１はこの発明を適用したパケッ
ト交換ネットワークの例であり、このネットワークにお
けるルーチング方式は、発交換ノードにおいて着交換ノ
ードまでの経路を予め定められた複数の固定経路として
その障害や輻輳状態を管理し、呼設定時に着交換ノード
までの経路が割当てられるルーチング方式である。以下
この図に従い説明をする。図において３ａ〜３ｄはそれ
ぞれ交換ノードＡ〜Ｄであり、このうち３ａが発交換ノ
ード、３ｄが着交換ノードである。４ａ〜４ｅは中継回
線であり、各中継回線の両端に付してある数字はそれぞ
れ中継回線を終端する交換ノードから見た中継回線番号
である。発交換ノードＡでは着交換ノードまでの各固定
経路の情報を図２に示すように経路識別子および経路状
態と共に固定経路テーブルとして管理しており、予め定
められた複数の固定経路の中から呼設定時に任意の数だ
け、例えば固定経路テーブルの各経路を優先順に並べた
時の使用可能な（障害等のない）上位の２本の固定経路
ＰとＱ、を割当てる。発加入者１ａから送られてきた１
つのパケット７ａは、発交換ノードＡで経路識別子と共
にフレームに格納され、割当てられた各固定経路へ同時
に送出される（８ｂ，８ｃ）。

【００１１】フレームを中継する各交換ノード３ｂ，３
ｃでは受信したフレーム８ｂ，８ｃに誤りがないかどう
かチェックする。この誤り検出は、例えばＨＤＬＣ手順
で用いるようなＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）
による。ここで誤りが検出された場合には、誤ったフレ
ームを廃棄する。

【００１２】着交換ノード３ｄでは各固定経路を通して
受信する同一のパケットを格納したフレームのうち一番
最初に到着した誤りのないフレーム（図２では固定経路
Ｐから受信）を有効フレームとし、以降に到着する同一
パケットを格納したフレーム（固定経路Ｑから受信）は
無効フレームとして廃棄する。ここでフレーム内のパケ
ットが同一であることを識別するため、発交換ノードに
おいて例えばＨＤＬＣ手順で用いるようなサイクリック
なシーケンス番号を呼毎に独立な番号でフレームまたは
パケットに付与する。また着交換ノードでは前記シーケ
ンス番号を参照することにより、シーケンス番号抜け等
で次の到着が期待される誤りの無い有効なフレームが到
着しないと判断した場合、例えばフレームの紛失等によ
りシーケンス番号に抜けが発生した場合には、発交換ノ
ードに対して再送の要求を行ない、到着を期待するフレ
ームを受信するまでは以降の受信フレームを廃棄する。

【００１３】この様子を図３のシーケンス図に示す。こ
の例で、着交換ノードで次の到着が期待される有効なフ
レームが到着しないと判断するのは、到着を期待するシ
ーケンス番号よりも２だけ大きいシーケンス番号を受信
した場合である。即ち、到着を期待するシーケンス番号
が１の時に、シーケンス番号３のフレームを受信したた
めに発交換ノードに対して再送要求を送っている。この
再送要求には例えばＨＤＬＣで用いている方法のよう
に、再送してほしいシーケンス番号が格納されており、
これを受信した発交換ノードはそのシーケンス番号から
再送し直すようにする。以上のようにして着交換ノード
３ｄが受信した有効なフレーム内のパケットを順に着加
入者１ｂへ送出することで発加入者から着加入者へのデ
ータ転送を行なう。

【００１４】また、ある経路に障害が発生した場合、例
えば中継回線４ｄに障害が発生し固定経路Ｑが使用不可
能となった場合には、呼設定時に割り当てられていない
使用可能な固定経路が着交換ノードまでの予め定められ
た複数の固定経路の中に存在すれば（上記の例では図２
のＳ）、該当する呼にその固定経路を追加して割当て、
使用不可能となった経路（図２のＱ）に対してはフレー
ムの送信を停止する。各経路の経路状態は図２のように
各経路に対応して書き込まれる。この場合の経路状態は
０を使用可能とし１を使用不可能としている。また追加
して割当てることのできる固定経路の数は、例えば各経
路が優先順に並んでいる固定経路テーブルの優先順に、
障害により使用不可能となった固定経路の数だけ割当て
るようにする。

【００１５】このように、呼設定時に割り当てられてい
ない使用可能な経路が存在する場合、既に割り当てられ
ている経路に使用不可能となった経路があれば、該当す
る呼に使用可能な経路を追加して割当て、使用不可能と
なった経路へはデータの送出を停止することができるよ
うにする。

【００１６】以上のように、この実施例は、ネットワー
ク内の各交換ノードが、加入者からのデータをフレーム
に納めて発交換ノードから着交換ノードへデータを転送
する通信ネットワークにおいて、発交換ノードが着交換
ノードまでの経路を予め定められた複数の固定経路とし
て状態を管理し、呼設定時には着交換ノードへの前記複
数の固定経路のうち障害や輻輳の無い使用可能な経路を
任意の数だけ割当て、データ転送時には前記割当てられ
た経路全てに同一のデータを送出し、着交換ノードにお
いては前記同一データのうち一番最初に到着した誤りの
ないデータのみを有効とし、それ以降に到着した同一デ
ータは無効として通信を行なうことを特徴とする。

【００１７】また、各交換ノード間において転送中のデ
ータに誤りまたは紛失が発生した場合には該当データを
無効として再送を行なわず、着交換ノードにおいてのみ
次に到着が期待されるデータが到着しないと判断した場
合に発交換ノードに対して再送の要求を行ない、到着が
期待されるデータが到着するまでは以降のデータを無効
とすることを特徴とする。

【００１８】さらに、発交換ノードで予め定められた固
定経路のうち、呼設定時に割当てられていない使用可能
な経路が存在する場合、その割当てられていない経路を
該当する呼に追加して割当てができることを特徴とす
る。

【００１９】このように、呼設定時に割当てられていな
い正常な経路が存在する場合にはその経路を追加して割
当てることができるようにしたため、使用中の経路に障
害や輻輳が発生してその経路が使用不可能になっても別
の経路を追加し、障害や輻輳が発生した経路は削除する
ことで呼設定時と同様な複数の正常な経路を用いた高信
頼なデータ転送が行なえる。すなわち、使用中の経路に
障害が発生した場合に、他の使用可能な経路を追加し、
同時に障害となった経路を削除することで呼設定時と同
様な高信頼のネットワークを維持することができる。

【００２０】特に、この実施例が従来の技術で述べた特
開平３−４２９４０号公報と異なる点として以下のよう
なものがあげられる。 （ａ）従来は着交換ノードまでの論理パス（固定経路）
を呼設定時に張るのに対し、本実施例では予めこれを設
定しておき、呼設定時にその中から割当てる。 （ｂ）本実施例は、発交換ノードで固定経路の状態を管
理する中経方式に適応し、割当て時に経路状態を考慮す
る。 （ｃ）上記（ａ）、（ｂ）により経路変更時は経路の追
加と削除が同時に行なえる。 （ｄ）本実施例では、着交換ノードで順序制御のための
データ保留はせず、廃棄と再送で順序合わせを行なって
いる。

【００２１】実施例２．実施例１では呼毎に複数の経路
を割当てていたが、１つの呼に複数のコネクションが含
まれるマルチコネクション呼のような場合にはコネクシ
ョン毎に複数の経路を割当てるようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、発
加入者からの１つのデータを発交換ノードにおいて正常
な異なる複数の経路に対して同時に送出するようにする
ため、中継回線の瞬断や障害が発生しても他の経路から
着交換ノードにデータが到着することを期待できるの
で、データの保留や他の経路への迂回をする必要がなく
なり、通信を中断してしまうことがなく高信頼なネット
ワークを構築することができる。

【００２３】また、第２の発明によれば、データを中継
する交換ノードではデータの誤りまたは紛失に対して再
送の必要が無いと共に、無効となったデータは網内から
除去するため、交換ノードの負荷を軽減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例におけるパケット交換網を
示す図である。

【図２】この発明の一実施例における発交換ノードでの
固定経路テーブルを示す図である。

【図３】この発明の一実施例における着交換ノードで有
効データの判断方法を説明する図である。

【図４】従来のデータ転送方法によるパケット交換網を
示す図である。

【図５】従来のデータ転送方法においてデータの重複検
出手段を説明する図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 加入者 ３ａ〜３ｄ 交換ノード ６ａ〜６ｄ 着交換ノードまでの予め定められた固定経
路 ６ａ，６ｂ 呼設定時に割当てられた経路 ７ａ，７ｂ 加入者からのパケット ８ａ，８ｂ 経路識別子が付されたフレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−276945（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−42940（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−311127（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−344743（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−231542（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−219115（ＪＰ，Ａ) リックテレコム「ＳＥの基礎知識６ フレームリレーによるネットワーク構 築」（1992−５−29）ｐ．39 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/56 H04L 12/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 以下の要素を有する複数経路型データ転
   送方式 （ａ）発交換ノードから着交換ノードまでの予め設定さ
   れた複数の経路と各経路の経路状態と上記予め設定され
   た複数の経路の優先順位を記憶する経路テーブル、 （ｂ）上記経路テーブルに記憶された経路の中から、上
   記経路状態に基づいて正常な経路状態にあると判断され
   る複数の経路を上記優先順位に従って所定の数に限定し
   て選択し、選択した経路に同一データを送出する送出手
   段、 （ｃ）上記送出手段により送出された複数の同一データ
   のうちのいずれかひとつのデータの到着を有効とし、他
   を無効とする着信手段。
2. 【請求項２】 上記複数経路型データ転送方式は、更
   に、 上 記送出手段により送出されたデータを正常に受信した
   場合これを転送し、正常に受信しない場合は上記発交換
   ノードに対して再送要求を行わずにデータを無効とする
   中継手段を有し、 上記着信手段は、 上記中継手段により中継されたデータ
   を受信し、次に到着が期待されるデータが、上記送出手
   段によりデータが送出された複数の経路のいずれの経路
   からも到着しないとき再送要求を行なうとともに、上記
   到着が期待されるデータが到着する前に到着した到着が
   期待されないデータを無効とすることを特徴とする請求
   項１に記載の複数経路型データ転送方式。