JP3566192B2 - パケット転送方法およびｉｐルータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット転送方法およひＩＰルータに関し、特にネットワークリソースを効率的に使用するためのパケット転送方法およびＩＰルータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰ通信網でＩＰパケット通信を行う場合、ＩＰルータでは、受信したＩＰパケットをその宛先に対応するＩＰルータへ転送するパケット転送処理が行われている。図６にＩＰルータの構成例を示す。
通常時、ＩＰパケットはパケット受信部５で受信され、転送先判定部６で通常転送表作成部３から得た通常転送表に基づきそのＩＰパケットの転送先を決定し、通常キュー１０に積まれる。この転送先判定には、外部情報交換部１から得た他のルータからの情報を元にルーチング部２で計算し、通常転送表作成部３で作成した転送表を用いる。
【０００３】
ＩＰパケットは、その後、キュー刈り取り部１１および流量測定部１２を経由してパケット送信部１３に到達し、ここから外部のＩＰルータヘ転送される。一方、ＩＰルータで輻輳が発生した時、例えばＩＰパケットの受信が物理回線上の転送速度を上回った場合、通常キュー１０へ積み込んだＩＰパケットの廃棄が行われる。このとき、そのＩＰパケットが使用したネットワークリソースに関係なく一律にパケット廃棄が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のパケット転送方法では、ＩＰルータで輻輳が発生した場合、ＩＰパケットが該当ルータに到着するまでに使用したネットワークリソースに関係なく一律にパケットの廃棄を行うため、多くのルータや回線等のネットワークリソースを使用したパケットが廃棄された場合は、これら多くのネットワークリソースを無駄に消費したことになるという問題点があった。また、パケット廃棄に伴う再送処理によりネットワークリソースが再使用されるケースが多く、このネットワークリソースの再使用により、ネットワーク全体の輻輳が助長されるという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ネットワークリソースの無駄な使用を低減でき、ネットワーク輻輳の助長を抑制できるパケット転送方法およびＩＰルータを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかるパケット転送方法は、ＩＰルータで輻輳が発生していない通常時には、ＩＰルータで受信したＩＰパケットをその宛先に応じて転送し、ＩＰルータで輻輳が発生した場合は、ＩＰルータで受信した各ＩＰパケットの転送元アドレスに基づき、それぞれのＩＰパケットがそのＩＰルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出して、各ＩＰパケットの使用量に基づきそのＩＰパケットを優先的に転送する優先転送の要否を判断し、優先転送要と判断されたＩＰパケットのみを優先転送するようにしたものである。
【０００６】
使用量としては、そのＩＰパケットの転送元から当該ＩＰルータまでの距離を用いるようにしてもよい。また、ＩＰルータで発生した輻輳の程度に応じた基準使用量と各ＩＰパケットの使用量とを比較することにより、各ＩＰパケットの優先転送要否を判断するようにしてもよい。
また本発明にかかるＩＰルータは、上記のパケット転送方法を用いて、受信したＩＰパケットの転送処理を行うようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態にかかるパケット転送方法が適用されるＩＰルータを示すブロック図であり、前述の図６と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。このＩＰルータでは、従来の構成に対して、転送元距離検索表作成部４，到達距離測定部７、距離別キュー振り分け部８、高優先キュー９、輻輳制御部１４および流量監視部１５が追加されている。
【０００８】
ＩＰルータで輻輳が発生していない通常時、ＩＰパケットはパケット受信部５で受信され、転送先判定部６で通常転送表作成部３から得た通常転送表に基づきそのＩＰパケットの転送先を決定し、通常キュー１０に積まれる。この転送先判定には、外部情報交換部１から得た他のルータとの情報を元にルーチング部２で計算し、通常転送表作成部３で作成した転送表を用いる。
ＩＰパケットは、その後、キュー刈り取り部１１および流量測定部１２を経由してパケット送信部１３に到達し、ここから外部のＩＰルータヘ転送される。
【０００９】
次に、図１を参照して、ＩＰルータで輻輳が発生した場合の動作について説明する。
流量監視部１５では、流量計測部１２で計測されたＩＰパケットの実際の流量を監視している。この実際の流量が、転送可能流量の上限に近づいた時、流量計測部１２では輻輳が発生したと判断し輻輳制御部１４へ通知する。これに応じて輻輳制御部１４では、転送先判定部６に対して全受信パケットの出力先を通常キュー１０側から到達距離測定部７側へ切り替えるように指示する。また輻輳制御部１４では、距離別キュー振り分け部８に対し、優先転送の要否判断の基準として所定のしきい値（基準使用量）を設定する。このしきい値としては、発生した輻輳の程度に応じた値が用いられる。
【００１０】
パケット受信部５で受信されたＩＰパケットは、転送先判定部６による出力先の切り替えにより到達距離測定部７へ転送される。到達距離測定部７では、各パケットが当該ＩＰルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出する。ここではこのネットワークリソースの使用量を示す値として、転送元距離検索表作成部４で作成された転送元距離検索表を参照し、各パケットの転送元（送信元）アドレスを用いて、転送元と当該ＩＰルータとの距離すなわちＩＰパケットが当該ＩＰルータに到達するまでに転送された距離を取得する。
【００１１】
その後、距離別キュー振り分け部８では、輻輳制御部１４により設定されたしきい値に応じて、各ＩＰパケットを通常キュー１０と高優先キュー９の２つのキューに振り分ける。このとき、距離別キュー振り分け部８は、ネットワークリソースの使用量がしきい値以上のＩＰパケットを高優先キュー９へ振り分け、しきい値未満のＩＰパケットを通常キュー１０へ振り分ける。これをキュー刈り取り部１１で、高優先キュー９から優先的に刈り取り、流量測定部１２を介してパケット送信部１３へ渡す。したがって、パケット受信量に転送処理が追いつかずパケットの廃棄が起こる場合は、通常キュー１０内のパケットから廃棄が起こるものとなる。これにより、ネットワークリソースの使用量が大きいパケット、ここでは転送元との距離が長いパケットが優先的に転送されるため、ネットワークリソースの無駄な使用を低減でき、廃棄パケットの再送に起因するネットワーク輻輳の助長を抑制できる。
【００１２】
また、各ＩＰパケットのネットワークリソースの使用量として、パケット転送元（送信元）から当該ＩＰルータまでの距離を用いるようにしたので、ネットワークリソースの使用量に極めて近い値を、複雑な処理を必要とすることなく容易に算出できる。
また、発生した輻輳の程度に応じたしきい値により、各ＩＰパケットの優先転送要否を判断するようにしたので、輻輳の程度が異なる場合でも、その程度に見合った最大限のパケットを優先的に転送できる。
【００１３】
次に、図２を参照して、通常転送表と転送元距離検索表の作成方法について説明する。図２は通常転送表と転送元距離検索表の作成処理を示すフローチャートである。
ＩＰルータでの通常転送表作成は、従来からの一般的な通常転送表作成と同様である。まず、外部情報交換部１で得た情報から宛先ネットワークまでの経路情報を入手し（ステップ２０）、経路ごとに転送し易さを示す値（コスト）を計算する（ステップ２１）。そして、宛先ネットワークに対する複数の経路のうちからコストの最も小さい経路を選択する（ステップ２２）。通常、この値をそのまま通常転送表で使用せず、宛先ネットワークに対する次に転送するべきＩＰルータすなわち転送先隣接ルータを決定し（ステップ２４）、そのルータと対応をさせて通常転送表を作成する（ステップ２５）。通常転送表の作成例を図３に示す。
【００１４】
本発明では、通常転送表の作成で用いたコストとその宛先ネットワークを元にして、転送元距離検索表を作成している。すなわち、計算したコストとその宛先ネットワークとの対応を記憶し（ステップ２３）、その宛先ネットワークを将来の転送元ネットワークと見なし、その宛先ネットワークに対するコストをその宛先ネットワークが転送元ネットワークとなった場合のコストとして転送元距離検索表を作成する（ステップ２６）。図４に転送元距離検索表の作成例を示す。
このように、通常時のパケット転送処理で算出される宛先ネットワークまでのコストを利用して転送元距離検索表を作成するようにしたので、ＩＰルータに新たな負荷を与えることなく、また他のＩＰルータと特別な情報をやり取りすることなく、転送元距離検索表を容易に作成できる。
【００１５】
したがって、転送元検索表において、コストの高い経路ほど、ネットワークまでの題離が長い経路と判別できる。例として、図５のネットワーク構成を考える。ＩＰルータＡ配下の端末Ａから端末Ａ’に向けて送信したＩＰパケットと、ＩＰルータＢ配下の端末Ｂから端末Ａ’に向けて送信したＩＰパケットとがＩＰルータＡで前後して受信された場合に、ＩＰルータＡで輻輳が発生したとする。このとき、ＩＰルータＡにとって遠距離となる端末Ｂまでのコストが、直近の端末Ａまでのコストより高いため、端末ＢからのＩＰパケットが優先的に転送される。したがって、廃棄となるのは端末ＡからのＩＰパケットであり、端末ＢからのＩＰパケットが使用したネットワークリソースは無駄とはならない。このような優先転送制御をしない場合は、端末Ａからと端末ＢからのＩＰパケットは同じ確率で廃棄されるため、ＩＰルータＢを使用したＩＰパケットが無効となる確率が高くなり、ネットワークリソースが無駄となる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ＩＰルータで輻輳が発生した場合は、ＩＰルータで受信した各ＩＰパケットの転送元アドレスに基づき、それぞれのＩＰパケットがそのＩＰルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出し、各ＩＰパケットのうち、より多くの使用量を持つＩＰパケットを優先転送するようにしたので、ネットワークリソースの無駄な使用を低減でき、ネットワーク輻輳の助長を抑制でき、結果としてネットワーク全体で効率の良いパケット転送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるパケット転送方法が適用されるＩＰルータを示すブロック図である。
【図２】通常転送表と転送元距離検索表の作成処理を示すフローチャートである。
【図３】通常転送表の作成例である。
【図４】転送元距離検索表の作成例である。
【図５】ネットワーク構成例である。
【図６】従来のＩＰルータを示すブロック図である。
【符号の説明】
１…外部情報交換部、２…ルーチング部、３…通常転送表作成部、４…転送元距離検索表作成部、５…パケット受信部、６…転送先判定部、７…到達距離測定部、８…距離別キュー振り分け部、９…高優先キュー、１０…通常キュー、１１…キュー刈り取り部、１２…流量測定部、１３…パケット送信部、１４…輻輳制御部、１５…流量監視部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット転送方法およひＩＰルータに関し、特にネットワークリソースを効率的に使用するためのパケット転送方法およびＩＰルータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰ通信網でＩＰパケット通信を行う場合、ＩＰルータでは、受信したＩＰパケットをその宛先に対応するＩＰルータへ転送するパケット転送処理が行われている。図６にＩＰルータの構成例を示す。
通常時、ＩＰパケットはパケット受信部５で受信され、転送先判定部６で通常転送表作成部３から得た通常転送表に基づきそのＩＰパケットの転送先を決定し、通常キュー１０に積まれる。この転送先判定には、外部情報交換部１から得た他のルータからの情報を元にルーチング部２で計算し、通常転送表作成部３で作成した転送表を用いる。
【０００３】
ＩＰパケットは、その後、キュー刈り取り部１１および流量測定部１２を経由してパケット送信部１３に到達し、ここから外部のＩＰルータヘ転送される。一方、ＩＰルータで輻輳が発生した時、例えばＩＰパケットの受信が物理回線上の転送速度を上回った場合、通常キュー１０へ積み込んだＩＰパケットの廃棄が行われる。このとき、そのＩＰパケットが使用したネットワークリソースに関係なく一律にパケット廃棄が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のパケット転送方法では、ＩＰルータで輻輳が発生した場合、ＩＰパケットが該当ルータに到着するまでに使用したネットワークリソースに関係なく一律にパケットの廃棄を行うため、多くのルータや回線等のネットワークリソースを使用したパケットが廃棄された場合は、これら多くのネットワークリソースを無駄に消費したことになるという問題点があった。また、パケット廃棄に伴う再送処理によりネットワークリソースが再使用されるケースが多く、このネットワークリソースの再使用により、ネットワーク全体の輻輳が助長されるという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ネットワークリソースの無駄な使用を低減でき、ネットワーク輻輳の助長を抑制できるパケット転送方法およびＩＰルータを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかるパケット転送方法は、ＩＰルータで輻輳が発生していない通常時には、ＩＰルータで受信したＩＰパケットをその宛先に応じて転送し、ＩＰルータで輻輳が発生した場合は、ＩＰルータで受信した各ＩＰパケットの転送元アドレスに基づき、それぞれのＩＰパケットがそのＩＰルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出して、各ＩＰパケットの使用量に基づきそのＩＰパケットを優先的に転送する優先転送の要否を判断し、優先転送要と判断されたＩＰパケットのみを優先転送するようにしたものである。
【０００６】
使用量としては、そのＩＰパケットの転送元から当該ＩＰルータまでの距離を用いるようにしてもよい。また、ＩＰルータで発生した輻輳の程度に応じた基準使用量と各ＩＰパケットの使用量とを比較することにより、各ＩＰパケットの優先転送要否を判断するようにしてもよい。
また本発明にかかるＩＰルータは、上記のパケット転送方法を用いて、受信したＩＰパケットの転送処理を行うようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態にかかるパケット転送方法が適用されるＩＰルータを示すブロック図であり、前述の図６と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。このＩＰルータでは、従来の構成に対して、転送元距離検索表作成部４，到達距離測定部７、距離別キュー振り分け部８、高優先キュー９、輻輳制御部１４および流量監視部１５が追加されている。
【０００８】
ＩＰルータで輻輳が発生していない通常時、ＩＰパケットはパケット受信部５で受信され、転送先判定部６で通常転送表作成部３から得た通常転送表に基づきそのＩＰパケットの転送先を決定し、通常キュー１０に積まれる。この転送先判定には、外部情報交換部１から得た他のルータとの情報を元にルーチング部２で計算し、通常転送表作成部３で作成した転送表を用いる。
ＩＰパケットは、その後、キュー刈り取り部１１および流量測定部１２を経由してパケット送信部１３に到達し、ここから外部のＩＰルータヘ転送される。
【０００９】
次に、図１を参照して、ＩＰルータで輻輳が発生した場合の動作について説明する。
流量監視部１５では、流量計測部１２で計測されたＩＰパケットの実際の流量を監視している。この実際の流量が、転送可能流量の上限に近づいた時、流量計測部１２では輻輳が発生したと判断し輻輳制御部１４へ通知する。これに応じて輻輳制御部１４では、転送先判定部６に対して全受信パケットの出力先を通常キュー１０側から到達距離測定部７側へ切り替えるように指示する。また輻輳制御部１４では、距離別キュー振り分け部８に対し、優先転送の要否判断の基準として所定のしきい値（基準使用量）を設定する。このしきい値としては、発生した輻輳の程度に応じた値が用いられる。
【００１０】
パケット受信部５で受信されたＩＰパケットは、転送先判定部６による出力先の切り替えにより到達距離測定部７へ転送される。到達距離測定部７では、各パケットが当該ＩＰルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出する。ここではこのネットワークリソースの使用量を示す値として、転送元距離検索表作成部４で作成された転送元距離検索表を参照し、各パケットの転送元（送信元）アドレスを用いて、転送元と当該ＩＰルータとの距離すなわちＩＰパケットが当該ＩＰルータに到達するまでに転送された距離を取得する。
【００１１】
その後、距離別キュー振り分け部８では、輻輳制御部１４により設定されたしきい値に応じて、各ＩＰパケットを通常キュー１０と高優先キュー９の２つのキューに振り分ける。このとき、距離別キュー振り分け部８は、ネットワークリソースの使用量がしきい値以上のＩＰパケットを高優先キュー９へ振り分け、しきい値未満のＩＰパケットを通常キュー１０へ振り分ける。これをキュー刈り取り部１１で、高優先キュー９から優先的に刈り取り、流量測定部１２を介してパケット送信部１３へ渡す。したがって、パケット受信量に転送処理が追いつかずパケットの廃棄が起こる場合は、通常キュー１０内のパケットから廃棄が起こるものとなる。これにより、ネットワークリソースの使用量が大きいパケット、ここでは転送元との距離が長いパケットが優先的に転送されるため、ネットワークリソースの無駄な使用を低減でき、廃棄パケットの再送に起因するネットワーク輻輳の助長を抑制できる。
【００１２】
また、各ＩＰパケットのネットワークリソースの使用量として、パケット転送元（送信元）から当該ＩＰルータまでの距離を用いるようにしたので、ネットワークリソースの使用量に極めて近い値を、複雑な処理を必要とすることなく容易に算出できる。
また、発生した輻輳の程度に応じたしきい値により、各ＩＰパケットの優先転送要否を判断するようにしたので、輻輳の程度が異なる場合でも、その程度に見合った最大限のパケットを優先的に転送できる。
【００１３】
次に、図２を参照して、通常転送表と転送元距離検索表の作成方法について説明する。図２は通常転送表と転送元距離検索表の作成処理を示すフローチャートである。
ＩＰルータでの通常転送表作成は、従来からの一般的な通常転送表作成と同様である。まず、外部情報交換部１で得た情報から宛先ネットワークまでの経路情報を入手し（ステップ２０）、経路ごとに転送し易さを示す値（コスト）を計算する（ステップ２１）。そして、宛先ネットワークに対する複数の経路のうちからコストの最も小さい経路を選択する（ステップ２２）。通常、この値をそのまま通常転送表で使用せず、宛先ネットワークに対する次に転送するべきＩＰルータすなわち転送先隣接ルータを決定し（ステップ２４）、そのルータと対応をさせて通常転送表を作成する（ステップ２５）。通常転送表の作成例を図３に示す。
【００１４】
本発明では、通常転送表の作成で用いたコストとその宛先ネットワークを元にして、転送元距離検索表を作成している。すなわち、計算したコストとその宛先ネットワークとの対応を記憶し（ステップ２３）、その宛先ネットワークを将来の転送元ネットワークと見なし、その宛先ネットワークに対するコストをその宛先ネットワークが転送元ネットワークとなった場合のコストとして転送元距離検索表を作成する（ステップ２６）。図４に転送元距離検索表の作成例を示す。
このように、通常時のパケット転送処理で算出される宛先ネットワークまでのコストを利用して転送元距離検索表を作成するようにしたので、ＩＰルータに新たな負荷を与えることなく、また他のＩＰルータと特別な情報をやり取りすることなく、転送元距離検索表を容易に作成できる。
【００１５】
したがって、転送元検索表において、コストの高い経路ほど、ネットワークまでの題離が長い経路と判別できる。例として、図５のネットワーク構成を考える。ＩＰルータＡ配下の端末Ａから端末Ａ’に向けて送信したＩＰパケットと、ＩＰルータＢ配下の端末Ｂから端末Ａ’に向けて送信したＩＰパケットとがＩＰルータＡで前後して受信された場合に、ＩＰルータＡで輻輳が発生したとする。このとき、ＩＰルータＡにとって遠距離となる端末Ｂまでのコストが、直近の端末Ａまでのコストより高いため、端末ＢからのＩＰパケットが優先的に転送される。したがって、廃棄となるのは端末ＡからのＩＰパケットであり、端末ＢからのＩＰパケットが使用したネットワークリソースは無駄とはならない。このような優先転送制御をしない場合は、端末Ａからと端末ＢからのＩＰパケットは同じ確率で廃棄されるため、ＩＰルータＢを使用したＩＰパケットが無効となる確率が高くなり、ネットワークリソースが無駄となる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ＩＰルータで輻輳が発生した場合は、ＩＰルータで受信した各ＩＰパケットの転送元アドレスに基づき、それぞれのＩＰパケットがそのＩＰルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出し、各ＩＰパケットのうち、より多くの使用量を持つＩＰパケットを優先転送するようにしたので、ネットワークリソースの無駄な使用を低減でき、ネットワーク輻輳の助長を抑制でき、結果としてネットワーク全体で効率の良いパケット転送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるパケット転送方法が適用されるＩＰルータを示すブロック図である。
【図２】通常転送表と転送元距離検索表の作成処理を示すフローチャートである。
【図３】通常転送表の作成例である。
【図４】転送元距離検索表の作成例である。
【図５】ネットワーク構成例である。
【図６】従来のＩＰルータを示すブロック図である。
【符号の説明】
１…外部情報交換部、２…ルーチング部、３…通常転送表作成部、４…転送元距離検索表作成部、５…パケット受信部、６…転送先判定部、７…到達距離測定部、８…距離別キュー振り分け部、９…高優先キュー、１０…通常キュー、１１…キュー刈り取り部、１２…流量測定部、１３…パケット送信部、１４…輻輳制御部、１５…流量監視部。
Claims (4)
- ＩＰルータで用いられるパケット転送方法において、
前記ＩＰルータで輻輳が発生していない通常時には、前記ＩＰルータで受信したＩＰパケットをその宛先に応じて転送し、
前記ＩＰルータで輻輳が発生した場合は、ＩＰルータで受信した各ＩＰパケットの転送元アドレスに基づき、それぞれのＩＰパケットがそのＩＰルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出して、各ＩＰパケットの使用量に基づきそのＩＰパケットを優先的に転送する優先転送の要否を判断し、優先転送要と判断されたＩＰパケットのみを優先転送することを特徴とするパケット転送方法。 - 請求項１記載のパケット転送方法において、
前記使用量として、そのＩＰパケットの転送元から当該ＩＰルータまでの距離を用いることを特徴とするパケット転送方法。 - 請求項１記載のパケット転送方法において、
前記ＩＰルータで発生した輻輳の程度に応じた基準使用量と前記各ＩＰパケットの使用量とを比較することにより、各ＩＰパケットの優先転送要否を判断することを特徴とするパケット転送方法。 - 受信したＩＰパケットをその宛先に応じて転送するＩＰルータにおいて、
請求項１〜３記載のパケット転送方法を用いて、受信したＩＰパケットの転送処理を行うことを特徴とするＩＰルータ。
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|---|---|---|---|
| JP2000253392A JP3566192B2 (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | パケット転送方法およびｉｐルータ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000253392A JP3566192B2 (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | パケット転送方法およびｉｐルータ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002077230A JP2002077230A (ja) | 2002-03-15 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2000
- 2000-08-24 JP JP2000253392A patent/JP3566192B2/ja not_active Expired - Fee Related
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