JP3177918B2

JP3177918B2 - パケット交換機のルーチング装置

Info

Publication number: JP3177918B2
Application number: JP15357993A
Authority: JP
Inventors: 晃濱田; 克孝藤田; 満浅村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 2001-06-18
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: JPH0730583A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パケット交換網のルー
チング技術に係わり、特に、入力された各々の呼を、選
択可能な複数の物理ルートに平均的に分散するように振
り分けるパケットルーチングを効率良く行なうのに好適
なパケット交換機のルーチング装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のパケット交換網では、着信側のパ
ケット交換機（以下、交換機と記載）に付与された交換
機識別番号を元に、各中継用の交換機において、固定的
なルーチング情報を検索して、中継方路と物理回線、す
なわち、物理ルートを決定する。もし、選択した方路ま
たは回線が障害等で使用不可の場合には、次方路または
次回線へ迂回するという固定迂回のルーチング技術を採
っていた。しかし、このようなルーチング技術では、パ
ケット毎に通過する中継経路が異なると共に、各交換局
において、着信側の交換機単位でなければ負荷分散を図
ることができない。そのため、このようなルーチング情
報を、網内の負荷分散を考慮して設計および変更、設定
することは、交換局数の増加に伴い、非常に複雑で困難
な作業となっている。また、新しい交換機が新設される
場合には、網内の全交換局で持っているルーチング情報
を変更する必要があり、網の拡大等により、交換局数が
増加した場合、その変更量が膨大になる。

【０００３】このような欠点に対処するために、発信側
の交換機から中継用の交換機を経由して着信側の交換機
まで到る複数の中継経路に対し、これらの中継経路を識
別するための論理的な識別番号を付与し、発信側の交換
機では、この識別番号のみでルーチングを行なうことに
より、中継系の交換機や物理回線の物理的構成を意識し
なくて済むようにすると共に、上述の識別番号を選択可
能な中継経路の数以上にして、この中継経路の数以上の
識別番号を、各中継経路に冗長に割り当てておくことに
より、中継用の交換機が収容する中継経路数が増加した
場合にも、中継用の交換機内での識別番号と中継経路の
対応の変更のみで、発信側の交換機では、中継経路の数
の変化を意識せずに済むルーチング技術が提案されてい
る。しかし、このようなルーチング動作を行なう具体的
かつ効率的なシステム構成は提案されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、パケット交換網の中継経路に付
与した論理的な識別番号のみによるルーチング動作を、
効率的な構成で行なうことができない点である。本発明
の目的は、これら従来技術の課題を解決し、論理的な識
別番号によるルーチング動作を効率な構成で行ない、パ
ケット交換網の信頼性と性能を向上させることを可能と
するパケット交換機のルーチング装置を提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のパケット交換機のルーチング装置は、
（１）パケット交換網を構成する任意の発信側および着
信側のパケット交換機間で選択可能なＬ個の物理ルート
のそれぞれに、Ｍ個（Ｍ≧Ｌ）の論理ルートを平均的に
分散するように振り分け、かつ、入力した各々の呼を、
選択可能な論理ルートのそれぞれに平均的に分散するよ
うに振り分けることにより、物理ルートに平均に割り当
てて送出するパケット交換機のルーチング装置であり、
選択可能な論理ルートと物理ルートとのそれぞれの対応
付けを着信側のパケット交換機毎に記憶する物理ルート
記憶部と、着信側のパケット交換機毎の選択可能な論理
ルートの数を記憶するルート数記憶部と、同一の着信側
のパケット交換機に対する複数の端末からの呼の入力時
に、ルート数記憶部を検索して、対応する論理ルートの
数を読み出し、読み出した論理ルートの数に従い、複数
の呼を着信側のパケット交換機間で選択可能な論理ルー
トに均一に振り分けるように、この論理ルートの識別に
用いる中継経路識別番号を各呼毎に割り当てる呼管理登
録部と、呼管理登録部で割り当てた各々の呼と中継経路
識別番号との対応付けを記憶する呼管理記憶部と、呼管
理記憶部で記憶した対応付けに基づき、各端末からの各
々の呼の各パケットに、対応する中継経路識別番号を付
与して送出すると共に、他のパケット交換機から中継用
に入力したパケットから中継経路識別番号を読み出し、
中継経路識別番号の論理ルートに対応する物理ルートを
物理ルート記憶部を検索して求め、この求めた物理ルー
トにパケットを送出する送出回線選択部とを設けること
を特徴とする。また、（２）上記（１）に記載のパケッ
ト交換機のルーチング装置において、中継用に入力した
パケットから読み出した中継経路識別番号を、物理ルー
ト記憶部の論理ルートに対応付ける論理ルート抽出部を
設け、送出回線選択部は、この論理ルート抽出部で対応
付けた論理ルートに基づき物理ルート記憶部を検索する
ことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明においては、複数の端末から呼が入力さ
れた交換機のルーチング装置は、呼管理登録部により、
ルート数記憶部に記憶されている内容、すなわち、着信
側の交換機毎に予め設定された論理ルート数に基づき、
それぞれ同一の着信側の交換機への複数の呼を、選択可
能な複数の論理ルート（仮想化した中継経路）に均等分
散させる。そして、送出回線選択部により、物理ルート
記憶部の記憶内容に基づき、予め論理ルートに対応付け
られた物理ルートに送出する。このとき、論理ルートの
識別番号（中継経路識別番号）を、各呼のパケットのヘ
ッダに登録して送出する。この中継経路識別番号に基づ
き、呼を中継する交換機のルーチング装置は、送出回線
選択部により、物理ルート記憶部で予め論理ルートに対
応付けられた物理ルートを選択して、受信した呼を送出
する。このことより、発信側の交換機では、中継系の物
理的構成を意識することなく、論理ルートの識別番号の
みを意識してルーチングを行なうことができる。また、
中継経路識別番号を、予め選択可能な中継経路の数以上
に、冗長に割り付けておき、論理ルート抽出部で、中継
経路識別番号と論理ルートの対応付けを行なうことによ
り、中継経路の数が変わった場合にも、中継用の交換機
のみで、物理ルート記憶部における論理ルートと物理ル
ートの対応付けを変えることで対処でき、発着側の交換
機が持つルーチング情報が影響を受けない。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図１は、本発明のパケット交換機のルーチン
グ装置の本発明に係わる構成の一実施例を示すブロック
図である。本例のルーチング装置１は、論理ルートの管
理番号と選択可能な物理ルートの管理番号との対応を記
憶する物理ルート記憶部２と、呼と中継経路識別番号と
の対応関係を記憶する呼管理記憶部３と、着信側の交換
機毎の論理ルート数を記憶するルート数記憶部４と、発
信側端末からの発呼パケット（着信端末番号等を含む）
に対し、ルート数記憶部４にある論理ルート数に従い、
各呼の使用する論理ルートが均一になるように、呼毎に
中継経路識別番号を割り当てる呼管理登録部５と、中継
経路識別番号から論理ルートを求め、物理ルート記憶部
２で予め指定された物理回線に従ってパケットを送出す
る送出回線選択部６と、中継経路識別番号のモジュロ計
算を行なう本発明の論理ルート抽出部としてのモジュロ
計算部７とにより構成され、パケット交換網の各交換機
に設けられる。

【０００８】本例のルーチング装置１では、発信側端末
からのパケットが到着すると、入力されたパケットの発
呼パケットが呼管理登録部５に入力される。呼管理登録
部５は、発呼パケット内に設定された着信交換機番号等
に基づき、ルート数記憶部４から、着信側の交換機毎の
論理ルート数を読み出し、論理ルートが均一な割合にな
るように、呼毎に、中継経路識別番号を割り当てる。こ
の割当て方は、例えば、中継経路識別番号を若番から老
番に順に選択したり、ランダムに選択したり、種々の方
法が適用できる。呼管理記憶部３は、このようにして呼
管理登録部５が選択した呼と中継経路識別番号との対応
関係を記録する。そして、送出回線選択部６は、呼管理
記憶部３が記憶した対応関係を元に、呼毎に送出する物
理回線を選択して送出する。この時、中継経路識別番号
を、パケットのヘッダ部に付与して、例えば、中継用の
交換機に送出する。

【０００９】中継用の交換機における本例のルーチング
装置１では、このようにして他の交換機から送出されて
きたパケットが到着すると、発呼パケットを含む全ての
入力パケットが、送出回線選択部６に入る。送出回線選
択部６は、入力パケットから着信交換機番号と中継経路
識別番号を取り出し、自システムが着信側の交換機でな
い場合には、取り出した中継経路識別番号に従い呼管理
記憶部３を検索して、対応する論理ルートを求める。そ
して、送出回線選択部６は、さらに、モジュロ計算部７
を介して中継経路識別番号のモジュロ計算を行ない、そ
の計算結果を基に、物理ルート記憶部２に記憶された物
理ルートの管理番号を読み出し、この番号に従って、対
応する物理回線にパケットを送出する。

【００１０】以下、図２〜図６を用いて、本例のルーチ
ング装置１によるパケット交換網のルーチング動作を説
明する。図２は、図１におけるルーチング装置を設ける
パケット交換網の物理ルート構成の一具体例を示す説明
図である。本図において、１１は発信側端末、１２は着
信側端末、１３は発信側端末１１を収容する発信側の交
換機、１４は着信側端末１２を収容する着信側の交換
機、１５〜１７はそれ中継用の交換機、１０は発信側端
末１１と発信側の交換機１３間の物理回線、２１〜２９
ａは各交換機１３〜１７間を結ぶ物理回線、２０は発信
側の交換機１３と着信側の交換機１４を結ぶ複数の物理
ルートの内、予め選定されたＬｉｊ個の物理ルートであ
る。

【００１１】発信側端末１１を収容する発信側の交換機
１３と、着信側端末１２を収容する着信側の交換機１４
とを結ぶ物理ルートに関しては、各交換機１３〜１７間
を結ぶ物理回線２１〜２９ａの選択により多数の組み合
わせが考えられるが、本例では、その中から、中継段数
等を考慮して、物理ルート２０を予め選択しておく。こ
のようなパケット交換網において、発信側端末１１か
ら、物理ルートの一つである物理ルート２０を使用し
て、発呼パケットで始まり、データパケット、そして、
切断パケットで通信を終了する一連の呼という単位で、
着信側端末１２との通信を行なう。このようなパケット
交換網における物理ルートの仮想化（論理化）に関し
て、次の図３を用いて説明する。

【００１２】図３は、図１におけるルーチング装置を設
けるパケット交換網の論理ルートの構成の第１の具体例
を示す説明図である。本例は、中継経路の仮想化（論理
化）について示したものであり、特に、図１におけるル
ーチング装置１内に記憶される物理ルートと論理ルート
との対応関係を説明するものである。本図において、３
０は発信側端末、３１は着信側端末、３２は発信側端末
３０を収容する発信側の交換機、３３は着信側端末３１
を収容する着信側の交換機、３４、３５は中継用の交換
機、４０は発信側端末３０と発信側の交換機３２間の回
線、４１、４２は交換機３２〜３５間を結ぶ中継回線、
５０は発信側端末３０と発信側の交換機３２間で使用し
ている論理チャネル、５１は発信側の交換機３２から着
信側の交換機３３までの仮想的な中継経路、５２ａ〜５
２ｄは中継経路５１を識別するための論理的な識別番
号、５３は発信側端末３０の通信する論理チャネル５０
と中継経路５１との対応関係を示しており、識別番号５
２ａ〜５２ｄについては、考えられる最大の中継回線４
１、４２の数よりも多い冗長分を考慮した識別番号を予
め用意しておく。

【００１３】本図３で示す例では、発信側端末３０を収
容する発信側の交換機３２より、着信側端末３１を収容
する着信側の交換機３３へ、パケットを転送する際の選
択可能な物理ルートとして、図２に示したように、中継
用の交換機３４、３５による１段中継を前提とした場合
を考える。この場合、発信側の交換機３２より着信側の
交換機３３へ至る中継経路として、中継用の交換機３
４、３５と中継回線４１、４２の接続の仕方により、複
数の経路が存在する。これらの中継経路について考えら
れる最大の物理ルートの数をＬｉｊとして、発信側の交
換機３２では、これらの物理ルートを論理的に識別でき
るように、一連の識別番号（＃１〜＃Ｍｉｊ）を、物理
ルートＬｉｊ以上に冗長に付与し、論理ルートを設定す
る。各交換機３２〜３５に、図１におけるルーチング装
置を設けることにより、発信側の交換機３２では、個々
の論理ルート（中継経路＃１〜＃Ｍｉｊ）が、実際にど
の中継用の交換機３４、３５、および、物理回線４１、
４２を通過するかは意識せず、隣接する交換機までの出
方路および出回線について選択してやるだけで良い。こ
の中継経路の識別番号（＃１〜＃Ｍｉｊ）と、実際の物
理的な中継経路（物理ルート）との対応例を、次に図４
を用いて説明する。

【００１４】図４は、図１におけるルーチング装置を設
けるパケット交換網の論理ルートの構成の第２の具体例
を示す説明図である。本例は、中継経路の識別番号と実
際の物理的な中継経路の対応例、すなわち、中継系の物
理的構成（中継用の交換機、および、物理回線）と中継
経路を識別する論理番号との対応例を示したものであ
る。本図において、６０は発信側の交換機、６１は着信
側の交換機、６２、６３は発信側の交換機６０を収容す
る中継用の交換機、６４、６５は着信側の交換機６１を
収容する中継用の交換機、７０、７１は発信側の交換機
６０と中継用の交換機６２、６３間の物理回線、７２〜
７５は中継用の交換機６２〜６５間の物理回線、７６、
７７は着信側の交換機６１と中継用の交換機６４、６５
間の物理回線であり、各物理回線７０〜７７上に付与さ
れた数字（０〜１５、１６〜３１、０〜７、・・・）
は、それぞれ各中継経路（論理ルート）に割り当てられ
た中継経路識別番号を示している。

【００１５】本例においては、発信側の交換機６０、着
信側の交換機６１と中継用の交換機６２〜６５がそれぞ
れ二重帰属しており、中継面は、４つの中継用の交換機
６２〜６５がクロスに接続された網構成となっている。
この場合、発信側の交換機６０から中継用の交換機６
２、６３までの物理的な中継経路（物理ルート）は、物
理回線７０、７１の２経路、また、中継用の交換機６
２、６３から中継用の交換機６４、６５までの物理ルー
トは、物理回線７２〜７５の４経路、中継用の交換機６
４、６５から着信側の交換機６１までの物理ルートは、
物理回線７６、７７の２経路となっており、発信側の交
換機６０から着信側の交換機６１までの１段中継を前提
とした物理的な中継経路は４通りとなる。すなわち、発
信側の交換機６０と着信側の交換機６１を結ぶ物理ルー
ト数はＬｉｊ＝４となる。ここで、中継用の交換機６２
〜６５間を結ぶ物理回線７２〜７５が複数本存在し、本
数の増減があることを発信側の交換機６０および着信側
の交換機６１で意識しなくても負荷分散が可能なよう
に、中継経路識別番号としては、発信側の交換機６０か
ら着信側の交換機６１までの４通りの物理ルートに対し
て、それぞれ、この例では、８個の中継経路識別番号を
予め冗長に割り当てておく。従って、この場合、発信側
の交換機６０と着信側の交換機６１を結ぶ論理ルート数
はＭｉｊ＝４×８＝３２となる。

【００１６】図５は、図１におけるルーチング装置でル
ーチング処理するパケットのデータ構造例を示す説明図
である。パケットは、データ部８１とヘッダ部８０によ
り構成され、ヘッダ部８０には、着信交換機番号（ｊ）
や中継経路識別番号（ｍ）８２が設定登録されている。
中継用の交換機では、このパケットのヘッダ部８０か
ら、ヘッダ部８０内に設定された中継経路識別番号
（ｍ）８２を元にモジュロ計算を行なう。そして、この
計算結果を元に、実際の物理回線への対応テーブル（図
１における物理ルート記憶部２）を検索してパケットを
送出すべき物理回線を決定する。

【００１７】図６は、図１におけるルーチング装置によ
る本発明に係わるルーチング処理動作の一具体例を示す
説明図である。本例は、中継経路識別番号を元に行なっ
たモジュロ計算結果に基づき、物理回線と中継経路識別
番号を対応させる例を示している。本例は、物理回線が
１本〜４本と増加していく場合について、中継経路識別
番号と物理回線との対応関係を示すものであり、本図に
おいて、９０は中継経路識別番号（ｍ）８２に対するモ
ジュロ計算結果、９１はパケットを送出する物理回線、
９２は中継経路識別番号（ｍ）８２と物理回線９１との
対応関係である。物理回線９１が１本の場合には、８個
の中継経路識別番号（ｍ）８２は、対応関係９２に示す
ように、全て、物理回線９１と対応することになるが、
物理回線９１が２本、３本、４本と増加した場合には、
この中継経路識別番号（ｍ）８２との対応付けを、対応
関係９２に示すように、できるだけ均等になるように変
更して、負荷分散が図られる。このように、自装置で選
択可能な論理ルート数に基づくモジュロ計算を行なうこ
とにより、選択可能な論理ルート数が変化した場合に
も、中継経路識別番号に基づく論理ルートと物理ルート
との対応付けが可能となる。この対応は、物理回線９１
を直接収容する中継用の交換機でのみ意識することか
ら、物理回線９１の増減があった場合にも、該当する物
理回線を直接収容しない発信側および着信側の交換機で
は、それを意識する必要はない。

【００１８】以上、図１〜図６を用いて説明したよう
に、本実施例のルーチング装置を各交換機に設けること
により、例えば、発信側の交換機では、発信側端末から
通信呼が発生して着信側端末へパケットを転送する際に
は、着信側の交換機への中継経路を識別する論理的な識
別番号のみを意識して、これらの内の使用可能な中継経
路識別番号に対して、パケットを、呼毎に、平均的に負
荷が分散されるように振り分けることができる。このよ
うに、負荷分散を、発信側の交換機が自動的に行なうこ
とにより、網内のパケットの交流トラヒック量が変わっ
た場合でも、負荷分散を考慮したルーチング情報の設定
は不要となる。また、発信側の交換機で決定した中継経
路識別番号を、パケットのヘッダに乗せて送信し、中継
用の交換機は、このヘッダ上の中継経路識別番号を見て
ルーチングを行ない、この中継経路識別番号と実際の物
理ルートとの対応は、物理回線を収容する中継用の交換
機でのみ意識すれば良い。このことにより、物理回線の
増設や減設に対して、識別番号との対応を変更して、そ
の影響を吸収することができ、全ての交換機のもつルー
チング情報を変更する必要がなく、交換機の新設に対し
ても、ルーチング情報の変更は不要であり、発信側の交
換機では、このような物理回線の増減を全く意識する必
要がない。尚、本発明は、図１〜図６を用いて説明した
実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲において種々変更可能である。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、同一の着信側交換機に
対する複数の呼を複数の中継経路に平均的に分散するよ
うに振り分けるルーチング動作を効率良く行なうことが
でき、パケット交換網の信頼性と性能を向上させること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパケット交換機のルーチング装置の本
発明に係わる構成の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１におけるルーチング装置を設けるパケット
交換網の物理ルートの構成の一具体例を示す説明図であ
る。

【図３】図１におけるルーチング装置を設けるパケット
交換網の論理ルートの構成の第１の具体例を示す説明図
である。

【図４】図１におけるルーチング装置を設けるパケット
交換網の論理ルートの構成の第２の具体例を示す説明図
である。

【図５】図１におけるルーチング装置でルーチング処理
するパケットのデータ構造例を示す説明図である。

【図６】図１におけるルーチング装置による本発明に係
わるルーチング処理動作の一具体例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ルーチング装置２物理ルート記憶部３呼管理記憶部４ルート数記憶部５呼管理登録部６送出回線選択部７モジュロ計算部１０物理回線１１発信側端末１２着信側端末１３〜１７交換機２０物理ルート２１〜２９ａ物理回線３０発信側端末３１着信側端末３２〜３５交換機４０回線４１、４２中継回線５０論理チャネル５１中継経路５２ａ〜５２ｄ識別番号５３対応関係６０〜６５交換機７０〜７７物理回線８０ヘッダ部８１データ部８２中継経路識別番号（ｍ）９０モジュロ計算結果９１物理回線９２対応関係

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−212053（ＪＰ，Ａ) 特開平４−79644（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−278442（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28 H04L 12/56

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】パケット交換網を構成する任意の発信側
および着信側のパケット交換機間で選択可能なＬ個の物
理ルートのそれぞれに、Ｍ個（Ｍ≧Ｌ）の論理ルートを
平均的に分散するように振り分け、かつ、入力した各々
の呼を、選択可能な上記論理ルートのそれぞれに平均的
に分散するように振り分けることにより、上記物理ルー
トに平均に割り当てて送出するパケット交換機のルーチ
ング装置であり、上記選択可能な論理ルートと物理ルー
トとのそれぞれの対応付けを上記着信側のパケット交換
機毎に記憶する物理ルート記憶手段と、上記着信側のパ
ケット交換機毎の上記選択可能な論理ルートの数を記憶
するルート数記憶手段と、同一の着信側のパケット交換
機に対する複数の端末からの呼の入力時に、上記ルート
数記憶手段を検索して、対応する論理ルートの数を読み
出し、該読み出した論理ルートの数に従い、上記複数の
呼を着信側のパケット交換機間で選択可能な論理ルート
に均一に振り分けるように、該論理ルートの識別に用い
る中継経路識別番号を各呼毎に割り当てる呼管理登録手
段と、該呼管理登録手段で割り当てた上記各々の呼と中
継経路識別番号との対応付けを記憶する呼管理記憶手段
と、該呼管理記憶手段で記憶した対応付けに基づき、上
記各端末からの各々の呼の各パケットに、対応する上記
中継経路識別番号を付与して送出すると共に、他のパケ
ット交換機から中継用に入力したパケットから上記中継
経路識別番号を読み出し、該中継経路識別番号の論理ル
ートに対応する物理ルートを上記物理ルート記憶手段を
検索して求め、該求めた物理ルートに上記パケットを送
出する送出回線選択手段とを設けることを特徴とするパ
ケット交換機のルーチング装置。
【請求項２】請求項１に記載のパケット交換機のルー
チング装置において、上記中継用に入力したパケットか
ら読み出した上記中継経路識別番号を、上記物理ルート
記憶手段の論理ルートに対応付ける論理ルート抽出手段
を設け、上記送出回線選択手段は、該論理ルート抽出手
段で対応付けた論理ルートに基づき上記物理ルート記憶
手段を検索することを特徴とするパケット交換機のルー
チング装置。