JP3570929B2 - Data transfer device, network using the same, and data communication method - Google Patents

Data transfer device, network using the same, and data communication method Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は外部ネットワークと内部ネットワーク間に接続されるデータ転送装置および該データ転送装置を用いたネットワーク並びにデータ通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
音声、画像等のマルチメディア情報や、コンピュータデータ情報を高速で通信する場合、特に、コンピュータファイル等の大容量ファイルの転送を行う場合、高速かつ広帯域で、データの損失がなく、他のトラヒックに与える影響を少なくしながら転送を行うことが求められている。現在の通信網では、電話網とケーブルＴＶ網が最も広く普及しているが、このようなデータ系の通信の必要性が高まり、今後、高速なパケットスイッチング網が広まっていくと考えられる。
【０００３】
しかし、Ｊｏｎａｔｈａｎ Ｓ・Ｔｕｒｎｅｒによる“Ｎｅｗ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ｏｒ Ｗｈｉｃｈ Ｗａｙ ｔｏ ｔｈｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｇｅ？），”（ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｍａｇａｚｉｎｅ，Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１０，ｐｐ．８−１５，Ｏｃｔ．１９８６）［以下、文献Ａ］では、多くのユーザが一度に多量のデータを送信すると、ネットワーク内で輻輳を引き起こす問題が提起されている。
【０００４】
図１１は文献Ａに掲載された従来のネットワーク構成を示す図である。図１１において、２０１はネットワークインターフェース、２０２はネットワーク、２０３は電話網などで構成される外部ネットワーク、２０４は加入者宅インターフェースである。図の中央に描かれたネットワーク２０２は、ネットワークインターフェース２０１を介して、例えば電話網や他のデータ網といった外部ネットワーク２０３に接続されている。
【０００５】
文献Ａでは、ネットワークでの輻輳を回避するためには、ネットワークを使用するユーザ数を限定し、かつ、各々のユーザに帯域の割り当てを行う方法が開示されている。また、各々のユーザがデータを送信するレートを守るために、１ｅａｋｙ ｂａｃｋｅｔと呼ばれる手法が開示されている。これは、ユーザ端末の送信部において、ユーザがパケットを送信する度にカウンタが加算され、カウンタが所定の値を超えるとデータを破棄することにより実現されるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の文献Ａによるネットワークは以上のように構成されているので、各々のユーザが帯域の割り当てを守らねばならず、ネットワークを他のネットワークと接続する場合に生じる同様のデータの輻輳という問題に対しては、端末から端末までの全てのパスにおける帯域の割り当て制御を行うことが必要であり、また、データが蓄積する機能がなかったために短時間に多くのデータが集中すると、データが欠落し易いという問題があった。
【０００７】
この発明は前記のような問題を解決するためになされたもので、ネットワークの帯域を可能な限り有効に活用でき、かつデータパケットの欠落を最小限に止めて転送することができるデータ転送装置および該データ転送装置を用いたネットワーク並びにデータ通信方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明に係るデータ転送装置は、複数の外部ネットワークとこの複数の外部ネットワークからのデータパケットをスイッチングさせる内部ネットワーク間に接続され、前記複数の外部ネットワーク対応に備えられたデータ転送装置において、
前記外部ネットワークからのデータパケットを、転送先のデータ転送装置とを結ぶ通信チャネルであるパス対応に振り分けるパス振り分け手段と、このパス振り分け手段によりパス対応に振り分けられたデータパケットを、パス対応に蓄積するパス対応待ち行列と、このパス対応待ち行列の１つを選択し、選択されたパス対応待ち行列に蓄積されているデータパケットを、当該待ち行列に対応するパスに予め設定された最大帯域の範囲内で多重化し、前記内部ネットワークに送信するレート制御付き多重手段と、内部ネットワークから受けたデータパケットの宛先に基づき自装置が収容しない外部ネットワーク宛の迂回対象のデータパケットであるか否かを判定する宛先判定手段と、を備え、前記パス振り分け手段が、外部ネットワークからのデータパケットまたは前記宛先判定手段によって判定された迂回対象のデータパケットを受け、当該データパケットを宛先に直接送信せずに迂回させるか否かを判定する迂回判定部と、この迂回判定部が迂回すると判定したデータパケットを迂回先のパス対応に振り分ける迂回先判定部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、複数の転送元データ転送装置から１つの転送先データ転送装置への各パスの帯域の合計が、転送先データ転送装置への伝送路の帯域以下になるように転送元データ転送装置におけるパスの最大帯域を設定する手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記迂回判定部は、送信するデータパケットについて、通信プロトコルの種別に基づき迂回させるか否かを判定することを特徴とする。
【００１２】
また、各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態を監視し、他のデータ転送装置に通知する自局待ち行列情報送出手段と、他のデータ転送装置からの各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態を受信する他局待ち行列情報抽出手段とを備え、
前記迂回先判定部が、前記自局待ち行列情報送出手段が監視した各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態と、前記他局待ち行列情報抽出手段が抽出した他のデータ転送装置の各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態とに基づき、迂回先のパス対応の振り分けを行うことを特徴とする。
【００１３】
また、この発明に係るデータ通信方法は、内部ネットワークから受けたデータパケットの宛先に基づき自装置が収容しない外部ネットワーク宛であると判定されたデータパケットまたは外部ネットワークから受けたデータパケットが、迂回対象のデータパケットであるか否かを判定し、迂回対象のデータパケットであれば、この迂回対象のデータパケットを迂回先のパス対応に振り分け、迂回対象のデータパケットでなければ転送先のデータ転送装置とを結ぶパス対応に振り分けた後、振り分けられたデータパケットをパス対応の待ち行列に蓄積し、蓄積されたデータパケットを当該待ち行列に対応するパスに予め設定された最大帯域の範囲内で多重化し、前記内部ネットワークに送信することを特徴とする。
【００１４】
また、複数の転送元データ転送装置から１つの転送先データ転送装置への各パスの帯域の合計が、転送先データ転送装置への伝送路の帯域以下になるように転送元データ転送装置におけるパスの最大帯域を設定することを特徴とする。
【００１６】
また、通信プロトコルの種別に基づき迂回対象のデータパケットであるか否かを判定することを特徴とする。
【００１７】
さらに、各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態を監視し、その監視結果を他のデータ転送装置との間で送受し合い、自装置内のデータパケットの蓄積状態と、他のデータ転送装置内におけるデータパケットの蓄積状態とに基づき、迂回先のパス対応の振り分けを行うことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態を示すシステム構成図である。なお、この第１の実施の形態を含め、以下の実施の形態は、バーストデータ等の大容量のデータパケットを効率良く収容するためにデータ転送装置を複数個配置し、外部ネットワークからのデータパケットを、なるべく廃棄が起きないように蓄積するようにし、また接続形態は双方向を基本とするが、以下では説明を分かり易くするために、単一方向のデータパケットの流れを述べるものとする。
【００１９】
図に１おいて、１ａ，１ｂ，１ｃ，…，１ｍはデータ転送装置であり、内部ネットワーク２と、外部ネットワーク３ａ，３ｂ，３ｃ，…，３ｍ間にそれぞれ接続されている。
【００２０】
４ａｂ（４ｂａ），４ａｃ（４ｃａ），４ａｍ（４ｍａ），４ｂｃ（４ｃｂ），４ｂｍ（４ｍｂ），４ｃｍ（４ｍｃ）は、データ転送装置１ａ・１ｂ，１ｃ，…，１ｍのうちの２点間で通信をするために設定された双方向の通信が可能な通信用のパスである。ここで、４ａｂはデータ転送装置１ａからデータ転送装置１ｂへのパス、４ｂａはデータ転送装置１ｂからデータ転送装置１ａへのパスを意味しており、他のデータ転送装置１間のパス４も同様である。ここで、パス４とは、４ａｃ（４ｃａ），４ａｍ（４ｍａ），４ｂｃ（４ｃｂ），４ｂｍ（４ｍｂ），４ｃｍ（４ｍｃ）を総称するものである。
【００２１】
５ａ，５ｂ，５ｃ，…，５ｍは、内部ネットワーク２と、データ転送装置１ａ，１ｂ，１ｃ…，１ｍ間の伝送路である。
【００２２】
図１に示すように、図の中央にある内部ネットワーク２が、データ転送装置１ａ，１ｂ，１ｃ，…，１ｍを経由して、それぞれ外部ネットワーク３ａ，３ｂ，３ｃ，…，３ｍと接続されて通信を行う構成となっている。
【００２３】
図２は伝送路５と通信用のパス４の関係を示す図であり、図２に示すように、通信用のパス４は、物理的な伝送路５とは異なり論理的なコネクションを示す。ここで、伝送路５とは、伝送路５ａ，５ｂ，５ｃ，…，５ｍを総称するものである。
【００２４】
伝送路５の中には複数個の通信用のパス４が設定され、それぞれの通信用のパス４において、伝送するビット速度に応じて使用できる帯域が予め定められているものとする。
【００２５】
また、図１に示すように、内部ネットワーク２は複数（ｍ個）のデータ転送装置１（１ａ〜１ｍ）と接続されており、それぞれの間でデータをスイッチングして伝送できるものとする。そのため、内部ネットワーク２は、単体のＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ；非同期転送モード）スイッチが、１個だけで構成されていてもよいし、複数個のＡＴＭスイッチが多段接続された形態でもよい。さらに、データリンク層には、ＡＴＭではなく、Ｓｏｎｅｔ／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）を用いてもよく、光波長多重技術をはじめとするその他の高速な伝送網であってもよい。
【００２６】
一方、周辺の外部ネットワーク３（３ａ〜３ｍ）は、内部ネットワーク２と同様に種々の形態が考えられるが、１個の端末だけが接続されている形態でもよいし、複数個の端末が多重されて接続されてもよい。また、各データ転送装置１の間に通信用のパス４が１本しか設定されていない例を示したが、複数本設定されていてもよい。
【００２７】
図３はデータパケット３０の構成を示す図であり、ヘッダ部３１とユーザ情報を示すペイロード部３２から構成される有限長のもので、ヘッダ部３１には宛先やコネクション識別子が設定されており、データパケット３０の宛先が容易に判定し得るようになっている。また、ヘッダ部３１には、ネットワーク内で行われる優先制御に使われるための品質クラス表示があってもよい。
【００２８】
図４は、この第１の実施の形態によるデータ転送装置１（１ａ，１ｂ，１ｃ，…，１ｍ）の構成を示すブロック図である。図４において、１１は外部ネットワーク３からのデータパケットの宛先や品質クラス等に応じてデータパケットを通信チャネルであるパス対応に振り分けるパス振り分け手段、１２はパス対応に振り分けられたデータパケットをパス対応に蓄積するＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）等により構成されたパス対応待ち行列、１３はパス対応待ち行列１２の１つを選択し、選択されたパス対応待ち行列１２に蓄積されたデータパケットを、選択されたパスの最大帯域を守るように多重化し、内部ネットワーク２に送信するレート制御付き多重手段である。
【００２９】
また、図４において、１２０はデータ転送装置１から内部ネットワーク２への内部出線、１２１は内部ネットワーク２からデータ転送装置１への内部入線、１３０はデータ転送装置１から外部ネットワーク３への外部出線、１３１は外部ネットワーク３からデータ転送装置１への外部入線である。ここで、図４における外部ネットワーク３とは図１における外部ネットワーク３ａ〜３ｍのそれぞれに相当し、またデータ転送装置１は図１のデータ転送装置１ａ〜１ｍのそれぞれに相当する。
【００３０】
このように、データ転送装置１は、内部ネットワーク２と外部ネットワーク３との間に接続され、外部ネットワーク３から内部ネットワーク２へのデータ経路（外部入線１３１、内部出線１２０等）と、その逆の内部ネットワーク２から外部ネットワーク３へのデータ経路（内部入線１２１、外部出線１３０）を備えている。
【００３１】
次に動作について説明する。
外部ネットワーク３から外部入線１３１を介してデータ転送装置１に入力されたデータパケットは、パス振り分け手段１１により、データパケットの宛先や品質クラス等に応じて異なった通信チャネルであるパスに振り分けられ、パス対応待ち行列１２に蓄積される。一方、予め設定された各々のパスには、最大帯域が定義されており、レート制御付き多重手段１３は、パス対応待ち行列１２の１つを選択し、選択されたパス対応待ち行列１２に蓄積されたデータパケットを、選択されたパスの最大帯域を守るように多重化し、内部出線１２０を介して内部ネットワーク２に送信する。従って、各々のパス対応待ち行列１２にデータパケットが大量に蓄積されていても、予め設定された所定の最大帯域を上限として読み出しが行われる。
【００３２】
図５はパスの設定例を示す図である。本来であれば、ｍ個のデータ転送装置１ａ〜１ｍ間において、任意の２個のデータ転送装置間に双方向のパスが設定されることが考えられるが、図５では説明の簡略化のために、データ転送装置１ａに向かう通信用のパス４ｂａ，４ｃａ，４ｍａのみを示している。
【００３３】
伝送路５ａ〜５ｍにおける最大レートを６００Ｍｂ／ｓとした場合、データ転送装置１ａに向かう通信用のパス４ｂａ，４ｃａ，４ｍａに何ら制約がないとすると、それぞれの通信用のパスは最大レートで６００Ｍｂ／ｓになり得るため、瞬間的には、内部ネットワーク２において、データ転送装置１ａに１８００Ｍｂ／ｓものデータ負荷がかかることになり、伝送路５ａの容量を大きく超えてしまう。この状態が長時間に渡り継続すると、内部ネットワーク２内にあるバッファメモリ量が少ない場合に、データパケットの欠落が生じる。
【００３４】
そこで、本実施形態においては、データ転送装置１ｂ，１ｃ，１ｍが、データ転送装置１ａに向かうパス４ｂａ，４ｃａ，４ｍａの容量に制約を加える。すなわち、パス４ｂａ，４ｃａ，４ｍａの最大レートが６００Ｍｂ／ｓであったとしても、例えば５００Ｍｂ／ｓを上限レートとして設定し、この設定した上限レートの範囲内で多重化して送信するように制御する。このようにすることにより、データ転送装置１ａに向かうパスの合計容量が１８００Ｍｂ／ｓよりは小さくなり、内部ネットワーク２内にあるバッファメモリ量が同じとしても、データパケットの欠落を減らすことができる。
【００３５】
この場合、上限レートの設定の仕方としては、
（１）パス毎に一律のレートを設定する、
（２）パス毎に異なるレートを設定する、
（３）ネットワークの運用状況に応じて、例えば時間帯毎に各パスの上限レートを変化させる、
などの形態が考えられるが、いずれを採用してもよい。
【００３６】
以上のように、この第１の実施の形態によれば、外部ネットワーク３がデータ転送装置１を介して内部ネットワーク２に接続され、内部ネットワーク２において、各データ転送装置間にパスが設定されて、データ転送装置１ｂ，１ｃ，１ｍがそれぞれのパスの帯域を制限するため、内部ネットワーク２内にあるバッファメモリ量が少なくても、バーストデータ等の大容量のデータパケットの欠落を減らすことができるという効果が得られる。
【００３７】
［第２の実施の形態］
前記の第１の実施形態では、各データ転送装置１が送信するデータパケットのパスに制限を加えて、可能な限りデータパケットの欠落を減らすものであるが、この第２の実施の形態は、各データ転送装置１から受信するパスの帯域の合計が、伝送路５の最大レートを超えないように設定する構成にしたものである。
【００３８】
前記第１の実施の形態における図５において、ｍ個の外部ネットワーク３ａ〜３ｍが、ｍ個のデータ転送装置１ａ〜１ｍを介して内部ネットワーク２と接続されているが、ここで、任意の２個のデータ転送装置１ａ〜１ｍ間を接続するパスを考え、データ転送装置１ｉ（１≦ｉ≦ｍ）からデータ転送装置１ｊ（１≦ｊ≦ｍ，ｊ≠ｉ）に向かうパスを４ｉｊと定義し、その帯域をＷｉｊとする。
【００３９】
ここで、ある１つのデータ転送装置１ｊに注目した時、他の複数のデータ転送装置１ｉからｊ番目のデータ転送装置１ｊに向かうパス４ｉｊの帯域Ｗｉｊの合計が、ｊ番目のデータ転送装置１ｊに向かう伝送路５ｊの帯域以下になるように設定する。すなわち、
Ｗｌｊ＋Ｗ２ｊ＋Ｗ３ｊ＋…＋Ｗｉｊ＋…＋Ｗｍｊ≦（伝送路５ｊの帯域）
とする。
【００４０】
例えば、データ転送装置１の数を４個、すなわち、ｍ＝４とし、伝送路５ａ〜５ｄの各最大レートを６００Ｍｂ／ｓとした場合、データ転送装置１ａに向かう通信用のパス４ｂａ，４ｃａ，４ｄａの合計を６００Ｍｂ／ｓとする。前述の第１の実施の形態で説明したように、これらのパス４ｂａ，４ｃａ，４ｄａに何ら制約がないとすると、それぞれのパスは最大レートで６００Ｍｂ／ｓになり得るため、瞬間的には、内部ネットワーク２において、データ転送装置１ａに１８００Ｍｂ／ｓものデータ負荷がかかることになり、その際に伝送路５ａの容量を大きく越えてしまい、これが長時間に渡り継続すると、内部ネットワーク２内にあるバッファメモリ容量が少ない場合に、データパケットの欠落が生じてしまう。
【００４１】
そこで、転送先のデータ転送装置１ａに向かうパス４ｂａ，４ｃａ，４ｄａの容量の合計が、伝送路５ａの容量以下になるように転送元のデータ転送装置における該当パスの帯域を設定する。例えば、伝送路５ａの最大レートを６００Ｍｂ／ｓであった場合、パス４ｂａ，４ｃａ，４ｄａの帯域をそれぞれ２００Ｍｂ／ｓ以下に設定する。
このようにすることにより、内部ネットワーク２内にある程度のバッファメモリがあれば、データパケットの欠落を防ぐことができる。
【００４２】
この場合、各パスの帯域の設定の仕方としては、第１の実施形態と同様に、
（１）パス毎に一律のレート２００Ｍｂ／ｓを設定する、
（２）パス毎に異なるレートを設定する。例えば、１００Ｍｂ／ｓ、２００Ｍｂ／ｓ、３００Ｍｂ／ｓというように、伝送路５の最大レートを６００Ｍｂ／ｓを超えないように設定する、
（３）ネットワークの運用状況に応じて、例えば時間帯毎に各パスのレートを変化させる、
などの形態が考えられるが、いずれを採用してもよい。
【００４３】
以上のように、この第２の実施の形態によれば、外部ネットワーク３がデータ転送装置１を介して内部ネットワーク２と接続され、内部ネットワーク２において、各データ転送装置１間にパス４が設定されて、それぞれのパス４の帯域を、各パスの帯域の合計が内部ネットワーク２からデータ転送装置１への伝送路５の帯域以下に設定することで、内部ネットワーク２内にあるバッファメモリ量が少なくても、バーストデータ等の大容量データパケットの欠落を防ぐことができるという効果が得られる。
【００４４】
［第３の実施の形態］
図６は、第３の実施形態によるデータ転送装置の構成を示すブロック図である。図６において、１１は迂回判定部５１と迂回先判定部５２を備えたパス振り分け手段である。ここで、迂回判定部５１は、外部ネットワーク３からのデータパケットを、所定の方法により迂回させるか否かを判定するものであり、迂回先判定部５２は、迂回判定部５１が迂回させると判定した場合にデータパケットの迂回先を決定するものである。
【００４５】
また、図６において、１４は内部ネットワーク２から外部ネットワーク３へのデータ経路に備えられ、内部ネットワーク２からのデータパケットの宛先を調べ、データ転送装置１ｊが収容する外部ネットワーク３ｊ宛のデータパケット以外の入力があった時には、内部ネットワーク２へそのデータパケットを返送する機能を持つ宛先判定手段である。その他の構成は、第１の実施形態の図４と同様である。
【００４６】
次に動作について説明する。
外部ネットワーク３から入力されたデータパケットは、パス振り分け手段１１により、データパケットの宛先や品質クラス等に応じて、異なったパス対応に振り分けられる。ここで、このパスの振り分け手段１１の迂回判定部５１は、入力されたデータパケットを、所定の方法、例えばデータパケットのデータ量により、宛先のデータ転送装置１に直接送信するか迂回させて送信するかを判定し、宛先に直接送信すると判定した場合には、迂回先判定部５２は、データパケットを宛先のデータ転送装置１に直接送信するパス対応に振り分け、パス対応待ち行列１２に蓄積する。レート制御付き多重手段１３は、パス対応待ち行列１２の１つを選択し、選択されたパス対応待ち行列１２に蓄積されたデータパケットを、選択されたパスの最大帯域を守るように多重化し、内部出線１２０を介して内部ネットワーク２に送信する。
【００４７】
また、外部ネットワーク３から入力されたデータパケットに対して、迂回判定部５１が迂回させて送信すると判定した場合は、迂回先判定部５２は、データパケットを、例えば空いているパス対応に振り分け、パス対応待ち行列１２に蓄積する。この場合には、データパケットの最終的な宛先とパスの宛先とを一致させない。
【００４８】
次に迂回させて内部ネットワーク２から送信されたデータパケットの中継動作について説明する。
内部ネットワーク２から入力されたデータパケットは、宛先判定手段１４に導かれ、データパケットの宛先が調べられる。データ転送装置１ｊが収容する外部ネットワーク３ｊ宛のデータパケット以外の入力があった時には、宛先判定手段１４は、データパケットを再び内部ネットワーク２へ返送するため、そのデータパケットをパス振り分け手段１１の迂回判定部５１に出力する。
【００４９】
迂回判定部５１は、宛先判定手段１４からのデータパケットを、所定の方法、例えばデータパケットのデータ量により、宛先のデータ転送装置１に直接送信するか、迂回させて送信するかを判定して、宛先に直接送信すると判定した場合には、迂回先判定部５２はデータパケットを宛先のデータ転送装置１に直接送信するパス対応に振り分ける。また、迂回判定部５１が迂回させて送信すると判定した場合には、迂回先判定部５２はデータパケットを、例えば空いているパス対応に振り分ける。このように、宛先判定手段１４からパス振り分け手段１１に入力されたデータパケットは、レート制御付き多重手段１３により再び内部ネットワーク２に送信され、内部ネットワーク２を何回か経由して、最終の宛先のデータ転送装置１まで到達する。
【００５０】
図７はデータ転送装置１による迂回のパス例を示す図である。本来であれば、ｍ個のデータ転送装置１ａ〜１ｍ間において、任意の２個のデータ転送装置間に双方向のパスが設定されることがあるが、図７では説明の簡略化のために、データ転送装置１ａからデータ転送装置１ｍに向かうパス４ａｍ、データ転送装置１ｍからデータ転送装置１ｃに向かうパス４ｍｃ、データ転送装置１ａからデータ転送装置１ｃに向かうパス４ａｃのみを示している。
【００５１】
図７において、外部ネットワーク３ａから瞬間的に１つのパス宛に多くのデータパケットが集団で到着した時には、データ転送装置１ａにおいて、特定パス宛へのデータパケットが溜まってしまう。例えば、外部ネットワーク３ｃ宛に瞬間的に多くのデータパケットが到着した場合、パス４ａｃに多くのデータパケットが集中する。このため、データ転送装置１ａは、例えば、到着したデータパケットを空いているパス４ａｍに送出する。
【００５２】
一方、内部ネットワーク２を通って、パス４ａｍ上のデータパケットは、データ転送装置１ｍに到着すると、ここで中継動作が行われる。すなわち、内部ネットワーク２から入力されたデータパケットは、データ転送装置１ｍの宛先判定手段１４により、データパケットの宛先が調べられ、データ転送装置１ｍが収容する外部ネットワーク３ｍ宛のデータパケット以外の入力と判断されて、データ転送装置１ｍのパス振り分け手段１１に入力される。
【００５３】
データ転送装置１ｍのパス振り分け手段１１における迂回判定部５１は、データ転送装置１ｍのデータパケットを迂回させるか否かを判定し、迂回先判定部５２は迂回判定部５１の判定結果に基づき、そのデータパケットをパス対応に振り分ける。この時、データパケットを迂回させない時は、データパケットはパス４ｍｃを使用して再び内部ネットワーク２へ送信される。また、迂回させる必要がある場合には、データパケットはパス４ｍｃ以外の他のパスを使用して内部ネットワーク２へ送信される。
【００５４】
以上のように、この第３の実施の形態によれば、データ転送装置１が、外部ネットワーク３から到着したデータパケットを内部ネットワーク２に送信する時に、必ずしも宛先に直接向かうパスを選択せずに迂回させ、迂回先のデータ転送装置は、内部ネットワーク２から到着したデータパケットの宛先を確かめ、接続された外部ネットワーク３が宛先でない場合には、再び内部ネットワーク２にデータパケットを送信するため、データパケットの送信経路が複数個存在し、分散した経路が確保できる。このため、内部ネットワーク２の使用効率を上げることができるという効果が得られる。
【００５５】
また、データ転送装置１において、バーストデータ等の大容量データパケットが溜まりすぎてパス対応待ち行列１２が溢れて、データパケットが欠落するのを減らすことができるという効果が得られる。
【００５６】
［第４の実施の形態］
この第４の実施の形態におけるデータ転送装置１の構成は、図６に示したものと同一である。この第４の実施の形態は、パス振り分け手段１１における迂回判定部５１が、パケットデータの内容を参照し、その内容により迂回をするか否かを判定するものである。
【００５７】
図８は、データパケットの種別に応じて迂回判定を行う手順を示すフローチャートである。図８は通信プロトコルの種別により迂回判定を行うものである。
一般にコンピュータ通信においては、信頼性の求められる通信には、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と呼ばれる通信プロトコルが広く使用されている。しかし、ＴＣＰにおいては、パケットの順序逆転があると、受信側において再送制御が誤って動作し、スループットの大幅な低下がみられることが知られている。一方、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は信頼性の求められない通信に用いられることが多いが、順序逆転が致命的になるとは限らない。そのため迂回に適するのはＵＤＰプロトコルである。
【００５８】
図８のステップＳＴｌｌにおいて、データパケットを入力すると、ステップＳＴ１２において、迂回判定部５１はデータパケットの通信プロトコルの種別を参照し、もしＵＤＰであった場合は、ステップＳＴ１３において、積極的に迂回処理を行い、ステップＳＴ１４において、宛先となるパス４以外にデータパケットを出力させる。もしステップＳＴ１２でＵＤＰでなかった場合は、迂回をさせずに、ステップＳＴ１５において、宛先となるパス４にデータパケットを出力させる。
【００５９】
以上のように、この第４の実施の形態によれば、データ転送装置１において、外部ネットワーク３から到着したデータパケットを内部ネットワーク２に送信する時、データパケットの通信プロトコルやＡＴＭ通信方式におけるチャネルの識別子を参照し、特定のデータパケットのみに対して、必ずしも宛先となるパスを選択せずに迂回させ、また迂回先の各データ転送装置１において、宛先判定部１４により内部ネットワーク２から到着したデータパケットの宛先を確かめ、接続された外部ネットワーク３が宛先でない場合には、再び、内部ネットワーク２にデータパケットを送信するため、迂回に適したデータパケットのみ対して、データパケットの送信経路が複数個存在し、分散した経路が確保できるようになり、内部ネットワーク２の使用効率を上げることができるという効果が得られる。
【００６０】
また、データ転送装置１において、バーストデータ等の大容量のデータパケットが溜まりすぎて、パス対応待ち行列１２が溢れてデータパケットが欠落するのを減らすことができるという効果が得られる。
さらに、迂回に適さないデータパケットは迂回されないため、スループットの大幅な低下を生じさせないという効果が得られる。
【００６１】
なお、この第４の実施形態においては、通信プロトコルやチャネルの識別子によって迂回させるか否かを判定しているが、迂回判定部が、送信したデータパケットを迂回させたか否かを記憶し、その後に送信するデータパケットについて、迂回させるか否かを所定の順序で繰り返して決定するように構成してもよい。
【００６２】
このように構成することにより、データパケットの送信経路が複数個存在し、分散した経路が確保できるので、内部ネットワークの使用効率が上がるだけでなく、データ転送装置において、データパケットが溜まりすぎてバッファメモリが溢れて、データパケットが欠落するのを減らすことができると共に、全てのデータパケットを迂回させる時に問題となる内部ネットワークでの混雑が緩和されるという効果を得ることができる。
【００６３】
また、迂回判定部が、送信するデータパケットについて、ランダム関数が示す値により、迂回させるか否かを判定することにより、データパケットの送信経路が複数個存存し、分散した経路が確保できるので、内部ネットワークの使用効率が上がるだけでなく、データ転送装置において、データパケットが溜まりすぎてバッファメモリが溢れて、データパケットが欠落するのを減らすことができると共に、全てのデータパケットを迂回させる時に問題となる内部ネットワークでの混雑が緩和されるという効果を得ることができる。
【００６４】
［第５の実施の形態］
図９は、第５の実施の形態におけるデータ転送装置１の構成を示すブロック図である。図９において、１５は、自局のパス対応待ち行列１２の中に蓄積されたデータパケットのデータ量、例えばデータパケットの個数、又はデータパケットのデータ長の総和の情報を、逐次、他局（他のデータ転送装置）に送出する自局待ち行列情報送出手段である。１６は、他局のパス対応待ち行列１２の中に蓄積されたデータパケットのデータ量、例えばデータパケットの個数、又はデータパケットのデータ量の総和の情報を、逐次、他局から受信して抽出する他局待ち行列情報抽出手段であり、その他の構成は、第３の実施形態の図６に示すものと同一である。
【００６５】
次に動作について説明する。
自局待ち行列情報送出手段１５は、自局のパス対応待ち行列１２ａ，１２ｂ，１２，１２ｄの中に蓄積されたデータパケットの個数又はデータパケットのデータ長の総和を監視し、この監視結果の情報をレート制御付き多重手段１３に入力し、自局待ち行列情報のパケットとして定期的に又は所定の手順に従い他局のデータ転送装置１に向かって送信する。また、他局待ち行列情報抽出手段１６は、他局のパス対応待ち行列１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの中に蓄積されたデータパケットの個数、又はデータパケットのデータ長の総和から成る他局待ち行列情報のパケットを定期的に他局から受信し抽出して、迂回先判定部５２に通知する。
【００６６】
図１０は迂回先判定部５２が迂回先を判定する際に使用する管理表１００を示す図であり、縦方向に発局となるデータ転送装置１の番号が設定され、横方向に宛先となるデータ転送装置１の番号が設定され、各桝目には、発局となる各データ転送装置１毎に、宛先となるデータ転送装置へ送信予定のデータパケットの個数、又はデータパケットのデータ長の総和が登録（格納）されている。
【００６７】
迂回先判定部５２は、自局のパス対応待ち行列１２の蓄積状況と、他局待ち行列情報抽出手段１６から通知された他局のパス対応待ち行列１２の蓄積状況により、この管理表１００を作成する。この管理表１００により、迂回先判定部５２は、どの経路を選択すれば、最短の経路で迂回ができるかを判定する。
【００６８】
外部ネットワーク３からデータパケットが到着し、迂回判定部５１が迂回させると判断した時に、迂回先判定部５２は、この管理表１００により、他のデータ転送装置１における各々のパス対応待ち行列１２の中に蓄積されたデータパケットの個数、又はデータパケットのデータ長の総和を参照し、最短で迂回できる経路を判定して、到着したデータパケットに対する出力パス４、すなわちパス対応待ち行列１２を選択する。
【００６９】
この場合、どの経路を選択すれば良いかについては、種々の方法が考えられるが、一般的には、自局内の蓄積量と中継すべきデータ転送装置１内の蓄積量とを加算した値が最も少ないものが、最短の経路を与えると考えられる。
【００７０】
以上のように、この第５の実施形態によれば、データパケットが到着したデータ転送装置だけでなく、中継を行うデータ転送装置におけるパス対応待ち行列１２のデータ蓄積量までを知り得るので、迂回判定されたデータパケットが、最も蓄積量の少ないパス対応待ち行列１２に振り分けられる。そのため、内部ネットワーク２に接続された全てのデータ転送装置において、データパケット蓄積量の偏りを少なくするために、バーストデータ等の大容量のデータパケット溢れを少なくさせることができるという効果が得られる。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、外部ネットワークからのデータパケットを受信し、その受信したデータパケットを転送先のデータ転送装置とを結ぶパス対応に振り分けた後、振り分けられたデータパケットをパス対応の待ち行列に蓄積し、蓄積されたデータパケットを当該待ち行列に対応するパスに予め設定された最大帯域の範囲内で多重化し、前記内部ネットワークに送信するようにしたため、内部ネットワーク内にあるバッファメモリ量が少なくても、データパケットの欠落を減らすことができ、かつ内部ネットワークの通信チャネルであるパスの帯域を有効に活用することができるという効果がある。
【００７２】
また、複数の転送元データ転送装置から１つの転送先データ転送装置への各パスの帯域の合計が、転送先データ転送装置への伝送路の帯域以下になるように転送元データ転送装置におけるパスの最大帯域を設定することにより、内部ネットワーク内にあるバッファメモリ量が少なくても、データパケットの欠落を防ぐことができるという効果がある。
【００７３】
また、内部ネットワークまたは外部ネットワークから受けたデータパケットが迂回対象のデータパケットであるか否かを判定し、迂回対象のデータパケットであれば、この迂回対象のデータパケットを迂回先のパス対応に振り分けて送信することにより、データの送信経路として複数個の分散した経路を確保できるようになり、内部ネットワークの使用効率が上がると共に、データ転送装置において、データパケットが溜まりすぎてバッファメモリが溢れて、データパケットが欠落するのを減らすことができるという効果がある。
【００７４】
また、迂回判定部が、送信するデータパケットについて、通信プロトコルの種別に基づき、迂回させるか否かを判定することにより、迂回に適したデータパケットのみに対して、データパケットの送信経路が複数個存在し、分散した経路が確保できるので、内部ネットワークの使用効率が上がるだけでなく、データ転送装置において、データパケットが溜まりすぎてバッファメモリが溢れて、データパケットが欠落するのを減らすことができると共に、迂回に適した通信プロトコルのデータパケットのみを迂回させることにより、スループットの大幅な低下を生じさせないという効果がある。
【００７５】
また、各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態を監視し、その監視結果を他のデータ転送装置との間で送受し合い、自装置内のデータパケットの蓄積状態と、他のデータ転送装置内におけるデータパケットの蓄積状態とに基づき、迂回先のパス対応の振り分けを行うことにより、データパケットが到着したデータ転送装置だけでなく、中継を行うデータ転送装置におけるパス待ち行列のデータパケット蓄積量までを知り得るので、内部ネットワークに接続された全てのデータ転送装置において、データパケットの蓄積量の偏りを少なくし、データパケットの溢れを少なくさせることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態から第５の実施形態におけるシステム構成を示す図である。
【図２】この発明の第１の実施形態から第５の実施形態における伝送路とパスの関係を示す図である。
【図３】この発明の第１の実施形態から第５の実施形態におけるデータパケットの構成を示す図である。
【図４】この発明の第１の実施形態におけるデータ転送装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の第２の実施形態におけるパスの設定例を示す図である。
【図６】この発明の第３の実施形態におけるデータ転送装置の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の第３の実施形態における迂回のパス例を示す図である。
【図８】この発明の第４の実施形態においてデータパケットの種別に応じて迂回判定を行う手順を示すフローチャートである。
【図９】この発明の第５の実施形態におけるデータ転送装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の第５の実施形態において迂回先判定部が迂回先を判定する際に使用する管理表を示す図である。
【図１１】従来のネットワーク構成を示す図である。
【符号の説明】
１…データ転送装置、２…内部ネットワーク、３…外部ネットワーク、４…パス、５…伝送路、１１…パス振り分け手段、１２…パス対応待ち行列、１３…レート制御付き多重手段、１４…宛先判定手段、１５…自局待ち行列情報送出手段、１６…他局待ち行列情報抽出手段、５１…迂回判定部、５２…迂回先判定部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data transfer device connected between an external network and an internal network, a network using the data transfer device, and a data communication method.
[0002]
[Prior art]
High-speed communication of multimedia information such as audio and images, and computer data information, especially when transferring large-capacity files such as computer files, has a high speed and a wide bandwidth, and has no data loss. It is required to perform transfer while reducing the influence. In the current communication network, the telephone network and the cable TV network are the most widespread, but the necessity of such data communication increases, and it is considered that a high-speed packet switching network will spread in the future.
[0003]
However, Jonathan S. Turner, “New Directions in Communications (or Who Way to the Information Age?),” (IEEE Communications Magazine, Vol. 24, No. 8, 86, No. 19, p. Document A] raises a problem that when many users transmit a large amount of data at one time, congestion occurs in a network.
[0004]
FIG. 11 is a diagram showing a conventional network configuration described in Document A. In FIG. 11, reference numeral 201 denotes a network interface, 202 denotes a network, 203 denotes an external network constituted by a telephone network or the like, and 204 denotes a subscriber home interface. The network 202 depicted in the center of the figure is connected via a network interface 201 to an external network 203 such as a telephone network or another data network.
[0005]
Document A discloses a method of limiting the number of users using the network and assigning a bandwidth to each user in order to avoid congestion in the network. Also, in order to keep the rate at which each user transmits data, a technique called 1eaket packet is disclosed. This is realized by the transmitting unit of the user terminal adding a counter every time a user transmits a packet, and discarding data when the counter exceeds a predetermined value.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the network according to the conventional document A is configured as described above, each user must adhere to the bandwidth allocation, and the same problem of data congestion that occurs when the network is connected to another network is solved. In other words, it is necessary to perform bandwidth allocation control in all paths from a terminal to a terminal, and when there is no function of storing data, if a large amount of data is concentrated in a short time, data is likely to be lost. There was a problem.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a data transfer device that can utilize a network bandwidth as effectively as possible and can transfer data packets with a minimum loss of data packets. It is an object to provide a network and a data communication method using the data transfer device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a data transfer device according to the present invention is connected between a plurality of external networks and an internal network that switches data packets from the plurality of external networks, and is provided for the plurality of external networks. Data transfer device,
A path distribution unit that distributes a data packet from the external network according to a path which is a communication channel connecting a transfer destination data transfer device, and a data packet that is distributed according to the path by the path distribution unit and stores the data packet according to the path. A path-corresponding queue and one of the path-corresponding queues, and the data packets stored in the selected path-corresponding queue are transferred to the path corresponding to the queue with the maximum bandwidth set in advance. Multiplexing means with rate control for multiplexing within a range and transmitting to the internal network; And destination determining means for determining whether or not the data packet is a bypass target data packet addressed to an external network which is not accommodated by the own device based on the destination of the data packet received from the internal network. A detour determining unit that receives a data packet from the server or the data packet to be detoured determined by the destination determining unit, and determines whether to bypass the data packet without directly transmitting the data packet to the destination; A detour-destination determining unit that distributes the data packet determined to be detoured to correspond to the detour-destination path It is characterized by the following.
[0009]
Also, the path in the source data transfer apparatus is set such that the total bandwidth of each path from the plurality of source data transfer apparatuses to one destination data transfer apparatus is equal to or less than the bandwidth of the transmission path to the destination data transfer apparatus. Means for setting the maximum bandwidth of
[0011]
Further, the detour determination unit is configured to determine whether to detour a data packet to be transmitted based on a type of a communication protocol.
[0012]
Also, the own station queue information transmitting means for monitoring the accumulation state of the data packets in each path corresponding queue and notifying the other data transfer devices, and the data packet of each path corresponding queue from the other data transfer devices. And other station queue information extraction means for receiving the accumulation state,
The detour-destination determining unit monitors the accumulation status of data packets in each path-corresponding queue monitored by the own-station queue-information transmitting unit and the path of the other data transfer device extracted by the other-station queue-information extracting unit. The method according to the present invention is characterized in that a path corresponding to a detour destination is assigned based on the accumulation state of data packets in the corresponding queue.
[0013]
Further, the data communication method according to the present invention includes: Based on the destination of the data packet received from the internal network, it is determined whether the data packet determined to be addressed to the external network not accommodated by the own device or the data packet received from the external network is a data packet to be bypassed. If it is a data packet to be detoured, the data packet to be detoured is assigned to the path corresponding to the detour destination, and if it is not a data packet to be detoured, After sorting according to the path connecting the data transfer device of the transfer destination, the sorted data packets are accumulated in a queue corresponding to the path, and the accumulated data packets are set to a maximum set in advance on a path corresponding to the queue. It is characterized in that it is multiplexed within a band and transmitted to the internal network.
[0014]
Also, the path in the source data transfer apparatus is set such that the total bandwidth of each path from the plurality of source data transfer apparatuses to one destination data transfer apparatus is equal to or less than the bandwidth of the transmission path to the destination data transfer apparatus. The maximum bandwidth is set.
[0016]
Further, it is characterized in that it is determined whether or not the data packet is a bypass target data packet based on the type of the communication protocol.
[0017]
Further, the storage status of the data packets in the queue corresponding to each path is monitored, and the monitoring result is exchanged with another data transfer device, and the storage status of the data packets in the own device and the other data transfer devices are monitored. It is characterized in that, based on the accumulation state of the data packets in the inside, the assignment corresponding to the detour destination path is performed.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. In the following embodiments including the first embodiment, a plurality of data transfer devices are arranged in order to efficiently accommodate large-capacity data packets such as burst data, and a data packet from an external network is provided. Is stored so as not to cause discard, and the connection form is basically bidirectional. In the following, a unidirectional data packet flow will be described for easy understanding.
[0019]
In FIG. 1, 1a, 1b, 1c,..., 1m are data transfer devices, which are connected between the internal network 2 and the external networks 3a, 3b, 3c,.
[0020]
4ab (4ba), 4ac (4ca), 4am (4ma), 4bc (4cb), 4bm (4mb), and 4cm (4mc) correspond to two points among the data transfer devices 1a, 1b, 1c,. This is a communication path that is set for communication and is capable of bidirectional communication. Here, 4ab means a path from the data transfer device 1a to the data transfer device 1b, 4ba means a path from the data transfer device 1b to the data transfer device 1a, and the path 4 between the other data transfer devices 1 is the same. It is. Here, the path 4 is a generic term for 4ac (4ca), 4am (4ma), 4bc (4cb), 4bm (4mb), and 4cm (4mc).
[0021]
, 5m are transmission paths between the internal network 2 and the data transfer devices 1a, 1b, 1c, ..., 1m.
[0022]
As shown in FIG. 1, an internal network 2 at the center of the figure is connected to external networks 3a, 3b, 3c,..., 3m via data transfer devices 1a, 1b, 1c,. Communication is performed.
[0023]
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the transmission path 5 and the communication path 4. As shown in FIG. 2, the communication path 4 is different from the physical transmission path 5 and represents a logical connection. Here, the transmission path 5 is a general term for the transmission paths 5a, 5b, 5c,..., 5m.
[0024]
It is assumed that a plurality of communication paths 4 are set in the transmission path 5, and a bandwidth that can be used in each communication path 4 is determined in advance according to a bit rate to be transmitted.
[0025]
Also, as shown in FIG. 1, the internal network 2 is connected to a plurality (m) of data transfer devices 1 (1a to 1m), and can switch and transmit data between them. Therefore, the internal network 2 may be composed of only one ATM (Asynchronous Transfer Mode) switch, or may be a form in which a plurality of ATM switches are connected in multiple stages. Further, the data link layer may use not the ATM but the SONET / SDH (Synchronous Digital Hierarchy), or another high-speed transmission network such as an optical wavelength multiplexing technique.
[0026]
On the other hand, the peripheral external network 3 (3a to 3m) may have various forms like the internal network 2, but may have a form in which only one terminal is connected or a plurality of terminals are multiplexed. May be connected. Further, although an example has been described in which only one communication path 4 is set between the data transfer devices 1, a plurality of communication paths 4 may be set.
[0027]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the data packet 30. The data packet 30 has a finite length including a header section 31 and a payload section 32 indicating user information. In the header section 31, a destination and a connection identifier are set. The destination of the data packet 30 can be easily determined. Also, the header section 31 may have a quality class indication to be used for priority control performed in the network.
[0028]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the data transfer device 1 (1a, 1b, 1c,..., 1m) according to the first embodiment. In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a path allocating means for allocating a data packet to a path corresponding to a communication channel according to a destination, a quality class, and the like of the data packet from the external network 3, and 12 denotes a path corresponding to the data packet allocated to the path. , A path corresponding queue configured by a FIFO (First In First Out) or the like, which selects one of the path corresponding queues 12, and stores the data packets stored in the selected path corresponding queue 12. This is a multiplexing unit with a rate control that multiplexes the data so as to keep the maximum bandwidth of the selected path and transmits the multiplexed data to the internal network 2.
[0029]
4, reference numeral 120 denotes an internal outgoing line from the data transfer device 1 to the internal network 2, 121 denotes an internal incoming line from the internal network 2 to the data transfer device 1, and 130 denotes an external incoming line from the data transfer device 1 to the external network 3. The outgoing line 131 is an external incoming line from the external network 3 to the data transfer device 1. Here, the external network 3 in FIG. 4 corresponds to each of the external networks 3a to 3m in FIG. 1, and the data transfer device 1 corresponds to each of the data transfer devices 1a to 1m in FIG.
[0030]
As described above, the data transfer device 1 is connected between the internal network 2 and the external network 3, and has a data path from the external network 3 to the internal network 2 (external input line 131, internal output line 120, and the like), and vice versa. The data path (internal input line 121, external output line 130) from the internal network 2 to the external network 3 is provided.
[0031]
Next, the operation will be described.
The data packet input from the external network 3 to the data transfer apparatus 1 via the external input line 131 is distributed by the path distribution unit 11 to paths which are different communication channels according to the destination of the data packet, the quality class, and the like. It is stored in the path corresponding queue 12. On the other hand, the maximum bandwidth is defined for each preset path, and the multiplexing unit with rate control 13 selects one of the path corresponding queues 12 and stores it in the selected path corresponding queue 12. The selected data packet is multiplexed so as to keep the maximum bandwidth of the selected path, and transmitted to the internal network 2 via the internal output line 120. Therefore, even if a large amount of data packets are accumulated in each path corresponding queue 12, reading is performed with a predetermined maximum bandwidth as an upper limit.
[0032]
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of setting a path. Originally, it is conceivable that a bidirectional path is set between any two data transfer devices among the m data transfer devices 1a to 1m, but FIG. 2 shows only communication paths 4ba, 4ca, and 4ma toward the data transfer device 1a.
[0033]
Assuming that the maximum rate in the transmission lines 5a to 5m is 600 Mb / s, assuming that there are no restrictions on the communication paths 4ba, 4ca, and 4ma toward the data transfer apparatus 1a, each communication path has a maximum rate of 600 Mb / s. / S, the data transfer device 1a is momentarily loaded with a data load of 1800 Mb / s in the internal network 2, which greatly exceeds the capacity of the transmission path 5a. If this state continues for a long time, data packets will be lost when the amount of buffer memory in the internal network 2 is small.
[0034]
Therefore, in the present embodiment, the data transfer devices 1b, 1c, and 1m impose restrictions on the capacities of the paths 4ba, 4ca, and 4ma toward the data transfer device 1a. That is, even if the maximum rates of the paths 4ba, 4ca, and 4ma are 600 Mb / s, for example, 500 Mb / s is set as the upper limit rate, and control is performed so that transmission is performed by multiplexing within the set upper limit rate. . By doing so, the total capacity of the path toward the data transfer device 1a becomes smaller than 1800 Mb / s, and even if the amount of buffer memory in the internal network 2 is the same, the loss of data packets can be reduced.
[0035]
In this case, the way to set the maximum rate is
(1) Set a uniform rate for each pass,
(2) Set different rates for each path,
(3) The upper limit rate of each path is changed, for example, for each time zone, according to the operation status of the network.
Such a form is conceivable, but any of them may be adopted.
[0036]
As described above, according to the first embodiment, the external network 3 is connected to the internal network 2 via the data transfer device 1, and a path is set between the data transfer devices in the internal network 2. Since the data transfer devices 1b, 1c, and 1m limit the bandwidth of each path, even if the amount of buffer memory in the internal network 2 is small, it is possible to reduce the loss of large-capacity data packets such as burst data. The effect is obtained.
[0037]
[Second embodiment]
In the first embodiment, the path of the data packet transmitted by each data transfer device 1 is restricted so as to reduce the loss of the data packet as much as possible. However, in the second embodiment, The configuration is such that the total bandwidth of the paths received from each data transfer device 1 does not exceed the maximum rate of the transmission path 5.
[0038]
In FIG. 5 according to the first embodiment, m external networks 3a to 3m are connected to the internal network 2 via m data transfer devices 1a to 1m. Considering a path connecting the data transfer apparatuses 1a to 1m, a path from the data transfer apparatus 1i (1 ≦ i ≦ m) to the data transfer apparatus 1j (1 ≦ j ≦ m, j ≠ i) is defined as 4ij. And the band is Wij.
[0039]
Here, when attention is paid to a certain data transfer device 1j, the total of the bandwidth Wij of the path 4ij from the other plurality of data transfer devices 1i to the j-th data transfer device 1j is set to the j-th data transfer device 1j. It is set so as to be equal to or less than the band of the transmission path 5j going to. That is,
Wlj + W2j + W3j +... + Wij +... + Wmj ≦ (bandwidth of transmission line 5j)
And
[0040]
For example, when the number of the data transfer devices 1 is four, that is, m = 4, and each of the maximum rates of the transmission lines 5a to 5d is 600 Mb / s, the communication paths 4ba, 4ca, The total of 4 da is 600 Mb / s. As described in the first embodiment, assuming that there are no restrictions on these paths 4ba, 4ca, and 4da, each path can be 600 Mb / s at the maximum rate. In the internal network 2, a data load of 1800 Mb / s is applied to the data transfer device 1 a, which greatly exceeds the capacity of the transmission line 5 a, and if this continues for a long time, the data transfer device 1 a is in the internal network 2. When the buffer memory capacity is small, data packets are lost.
[0041]
Therefore, the bandwidth of the corresponding path in the transfer source data transfer apparatus is set such that the total capacity of the paths 4ba, 4ca, 4da toward the transfer destination data transfer apparatus 1a is equal to or less than the capacity of the transmission path 5a. For example, when the maximum rate of the transmission line 5a is 600 Mb / s, the bandwidth of each of the paths 4ba, 4ca, and 4da is set to 200 Mb / s or less.
In this way, if there is a certain amount of buffer memory in the internal network 2, data packets can be prevented from being lost.
[0042]
In this case, the way of setting the bandwidth of each path is the same as in the first embodiment,
(1) Set a uniform rate of 200 Mb / s for each path
(2) Set a different rate for each path. For example, the maximum rate of the transmission line 5 is set so as not to exceed 600 Mb / s, such as 100 Mb / s, 200 Mb / s, and 300 Mb / s.
(3) changing the rate of each path for each time zone, for example, according to the network operation status;
Such a form is conceivable, but any of them may be adopted.
[0043]
As described above, according to the second embodiment, the external network 3 is connected to the internal network 2 via the data transfer device 1, and the path 4 is set between the data transfer devices 1 in the internal network 2. Then, by setting the bandwidth of each path 4 to be equal to or less than the bandwidth of the transmission path 5 from the internal network 2 to the data transfer apparatus 1, the amount of buffer memory in the internal network 2 is reduced. At least, it is possible to prevent the loss of large-capacity data packets such as burst data.
[0044]
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a data transfer device according to the third embodiment. In FIG. 6, reference numeral 11 denotes a path allocating unit including a detour determining unit 51 and a detour destination determining unit 52. Here, the detour determination unit 51 determines whether or not the data packet from the external network 3 is to be detoured by a predetermined method, and the detour destination determination unit 52 determines that the detour determination unit 51 detours. In this case, the detour destination of the data packet is determined.
[0045]
In FIG. 6, reference numeral 14 denotes a data path from the internal network 2 to the external network 3 for checking the destination of the data packet from the internal network 2 and excluding the data packet addressed to the external network 3j accommodated by the data transfer apparatus 1j. Is a destination determining means having a function of returning the data packet to the internal network 2 when an input is received. Other configurations are the same as those in FIG. 4 of the first embodiment.
[0046]
Next, the operation will be described.
The data packet input from the external network 3 is distributed by the path distribution means 11 according to different paths according to the destination, quality class, and the like of the data packet. Here, the bypass determining unit 51 of the path allocating unit 11 transmits the input data packet to the destination data transfer apparatus 1 directly or by a bypass according to a predetermined method, for example, the data amount of the data packet. If it is determined that the data packet is to be transmitted directly to the destination, the bypass destination determination unit 52 sorts the data packet according to the path directly transmitted to the destination data transfer apparatus 1 and stores the data packet in the path corresponding queue 12. . The multiplexing means with rate control 13 selects one of the path corresponding queues 12 and multiplexes the data packets stored in the selected path corresponding queue 12 so as to keep the maximum bandwidth of the selected path. It transmits to the internal network 2 via the internal outgoing line 120.
[0047]
When the detour determining unit 51 determines that the data packet input from the external network 3 is to be detoured and transmitted, the detour destination determining unit 52 sorts the data packet into, for example, a vacant path. It accumulates in the path correspondence queue 12. In this case, the final destination of the data packet does not match the destination of the path.
[0048]
Next, the operation of relaying a data packet transmitted from the internal network 2 by detouring will be described.
The data packet input from the internal network 2 is guided to the destination determining means 14, where the destination of the data packet is checked. When there is an input other than the data packet addressed to the external network 3j accommodated by the data transfer device 1j, the destination determining means 14 returns the data packet to the internal network 2 again. Output to the determination unit 51.
[0049]
The detour determining unit 51 determines whether the data packet from the destination determining unit 14 is to be directly transmitted to the destination data transfer device 1 or to be transmitted by detouring according to a predetermined method, for example, the data packet data amount. If it is determined that the data packet is to be transmitted directly to the destination, the bypass destination determination unit 52 sorts the data packet according to the path to be directly transmitted to the data transfer device 1 of the destination. When the detour determining unit 51 determines that the data packet is to be detoured and transmitted, the detour destination determining unit 52 distributes the data packet to, for example, an available path. As described above, the data packet input from the destination determining unit 14 to the path allocating unit 11 is transmitted again to the internal network 2 by the multiplexing unit 13 with the rate control, passes through the internal network 2 several times, and returns to the final destination. To the data transfer device 1.
[0050]
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a detour path by the data transfer device 1. Normally, a bidirectional path may be set between any two data transfer devices among the m data transfer devices 1a to 1m, but in FIG. , The path 4am from the data transfer device 1a to the data transfer device 1m, the path 4mc from the data transfer device 1m to the data transfer device 1c, and the path 4ac from the data transfer device 1a to the data transfer device 1c.
[0051]
In FIG. 7, when a large number of data packets arrive instantaneously from the external network 3a to one path, the data transfer apparatus 1a accumulates data packets destined for a specific path. For example, when many data packets arrive at the external network 3c instantaneously, many data packets concentrate on the path 4ac. Therefore, the data transfer device 1a sends, for example, the arrived data packet to the vacant path 4am.
[0052]
On the other hand, when the data packet on the path 4am arrives at the data transfer device 1m through the internal network 2, a relay operation is performed here. That is, in the data packet input from the internal network 2, the destination of the data packet is checked by the destination determining means 14 of the data transfer device 1m, and the input other than the data packet addressed to the external network 3m accommodated in the data transfer device 1m is checked. It is determined and input to the path distribution unit 11 of the data transfer device 1m.
[0053]
The detour determining unit 51 in the path distributing unit 11 of the data transfer device 1m determines whether to detour the data packet of the data transfer device 1m. Distribute data packets corresponding to paths. At this time, when the data packet is not to be bypassed, the data packet is transmitted to the internal network 2 again using the path 4mc. When it is necessary to make a detour, the data packet is transmitted to the internal network 2 using a path other than the path 4mc.
[0054]
As described above, according to the third embodiment, when the data transfer device 1 transmits a data packet arriving from the external network 3 to the internal network 2, the data transfer device 1 does not necessarily select a path directly to the destination. The detour destination data transfer device checks the destination of the data packet arriving from the internal network 2, and if the connected external network 3 is not the destination, transmits the data packet to the internal network 2 again. There are a plurality of packet transmission routes, and distributed routes can be secured. For this reason, the effect that the use efficiency of the internal network 2 can be improved is obtained.
[0055]
Further, in the data transfer device 1, an effect is obtained that it is possible to reduce the possibility that the path corresponding queue 12 overflows due to excessive accumulation of large-capacity data packets such as burst data and data packets are lost.
[0056]
[Fourth Embodiment]
The configuration of the data transfer device 1 according to the fourth embodiment is the same as that shown in FIG. In the fourth embodiment, the bypass determination unit 51 in the path distribution unit 11 refers to the contents of packet data and determines whether to perform a bypass based on the contents.
[0057]
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure for performing the detour determination according to the type of the data packet. FIG. 8 illustrates a case where a detour is determined based on the type of the communication protocol.
Generally, in computer communication, a communication protocol called TCP (Transport Control Protocol) is widely used for communication requiring reliability. However, in TCP, it is known that if the order of packets is reversed, retransmission control operates erroneously on the receiving side, causing a significant decrease in throughput. On the other hand, UDP (User Datagram Protocol) is often used for communication that does not require reliability, but order inversion is not always fatal. Therefore, the UDP protocol is suitable for the detour.
[0058]
In step ST11 in FIG. 8, when a data packet is input, in step ST12, the detour determining unit 51 refers to the type of the communication protocol of the data packet. Is performed, and in step ST14, a data packet is output to a path other than the destination path 4. If it is not UDP in step ST12, the data packet is output to the destination path 4 in step ST15 without bypassing.
[0059]
As described above, according to the fourth embodiment, when transmitting a data packet arriving from the external network 3 to the internal network 2 in the data transfer device 1, the communication protocol of the data packet and the channel in the ATM communication system are used. And detours only specific data packets without necessarily selecting a destination path, and arrives from the internal network 2 by the destination determination unit 14 in each detour destination data transfer device 1. The destination of the data packet is checked, and if the connected external network 3 is not the destination, the data packet is transmitted to the internal network 2 again. And distributed routes can be secured, and the internal network 2 Effect that use efficiency can be increased.
[0060]
Further, in the data transfer device 1, an effect is obtained that it is possible to reduce a situation where a large amount of data packets such as burst data are accumulated too much and the path corresponding queue 12 overflows to drop data packets.
Furthermore, since data packets that are not suitable for detour are not detoured, there is an effect that a significant decrease in throughput does not occur.
[0061]
In the fourth embodiment, whether or not to make a detour is determined based on a communication protocol or a channel identifier. However, the detour determining unit stores whether or not the transmitted data packet has been detoured, May be configured to repeatedly determine in a predetermined order whether or not to detour a data packet to be transmitted.
[0062]
With this configuration, since there are a plurality of transmission routes for data packets and a distributed route can be secured, not only the efficiency of use of the internal network is improved, but also the data transfer device has too It is possible to reduce the loss of data packets due to the overflow of the memory and to reduce the congestion in the internal network, which is a problem when all data packets are bypassed.
[0063]
In addition, since the detour determining unit determines whether or not to detour a data packet to be transmitted based on a value indicated by a random function, a plurality of data packet transmission paths exist and a distributed path can be secured. In addition to increasing the efficiency of use of the internal network, the data transfer device can reduce the possibility that data packets are accumulated too much and the buffer memory overflows, so that data packets are lost. It is possible to obtain an effect that congestion in the internal network, which is a problem, is reduced.
[0064]
[Fifth Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the data transfer device 1 according to the fifth embodiment. In FIG. 9, reference numeral 15 denotes information on the data amount of data packets accumulated in the path corresponding queue 12 of its own station, for example, the number of data packets or the sum of the data lengths of data packets, is sequentially transmitted to another station ( It is a local station queue information transmitting means for transmitting to the other data transfer device). Reference numeral 16 sequentially receives and extracts information on the data amount of data packets accumulated in the path correspondence queue 12 of another station, for example, the number of data packets, or the sum total of the data amount of data packets from another station. The other station queue information extraction means is the same as that shown in FIG. 6 of the third embodiment.
[0065]
Next, the operation will be described.
The local station queue information transmitting means 15 monitors the number of data packets stored in the path corresponding queues 12a, 12b, 12, and 12d of the local station or the sum of the data lengths of the data packets. The information is input to the multiplexing means 13 with rate control, and is transmitted to the data transfer device 1 of another station periodically or according to a predetermined procedure as a packet of the own station queue information. Further, the other station queue information extracting means 16 outputs the number of data packets stored in the path corresponding queues 12a, 12b, 12c, and 12d of the other stations, or the other station queue composed of the sum of the data lengths of the data packets. The packet of the matrix information is periodically received from another station and extracted, and is notified to the detour destination determining unit 52.
[0066]
FIG. 10 is a diagram showing a management table 100 used when the detour destination determining unit 52 determines a detour destination. The number of the data transfer device 1 that is the originating station is set in the vertical direction, and the destination is set in the horizontal direction. The number of the data transfer device 1 is set, and in each cell, the number of data packets to be transmitted to the destination data transfer device or the sum of the data lengths of the data packets is provided for each data transfer device 1 serving as an originating station. Is registered (stored).
[0067]
The detour destination determination unit 52 stores the management table 100 based on the accumulation status of the path corresponding queue 12 of the own station and the accumulation status of the path corresponding queue 12 of the other station notified from the other station queue information extracting unit 16. create. From the management table 100, the detour destination determining unit 52 determines which route is to be selected to make a detour with the shortest route.
[0068]
When a data packet arrives from the external network 3 and the detour determining unit 51 determines that the detour is to be performed, the detour destination determining unit 52 uses the management table 100 to store the data in the respective path corresponding queues 12 in the other data transfer apparatuses 1. By referring to the number of data packets stored therein or the total sum of the data lengths of the data packets, the route that can be bypassed in the shortest time is determined, and the output path 4 for the arrived data packet, that is, the path corresponding queue 12 is selected. .
[0069]
In this case, various methods can be considered as to which path should be selected. In general, a value obtained by adding the storage amount in the local station and the storage amount in the data transfer device 1 to be relayed is used. The least is considered to give the shortest path.
[0070]
As described above, according to the fifth embodiment, it is possible to know not only the data transfer device in which the data packet has arrived but also the data storage amount of the path corresponding queue 12 in the relaying data transfer device. The determined data packet is distributed to the path corresponding queue 12 having the least accumulation amount. Therefore, in all the data transfer devices connected to the internal network 2, an effect is obtained that the overflow of large-capacity data packets such as burst data can be reduced in order to reduce the deviation of the accumulated amount of data packets.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a data packet from an external network is received, and the received data packet is sorted according to a path connecting the transfer destination data transfer apparatus. It is stored in a corresponding queue, and the stored data packets are multiplexed within a maximum bandwidth set in advance on a path corresponding to the queue and transmitted to the internal network. Even if the buffer memory amount is small, there is an effect that the loss of data packets can be reduced and the bandwidth of the path that is a communication channel of the internal network can be effectively used.
[0072]
Also, the path in the source data transfer apparatus is set such that the total bandwidth of each path from the plurality of source data transfer apparatuses to one destination data transfer apparatus is equal to or less than the bandwidth of the transmission path to the destination data transfer apparatus. By setting the maximum bandwidth, it is possible to prevent data packets from being lost even if the amount of buffer memory in the internal network is small.
[0073]
Further, it is determined whether or not the data packet received from the internal network or the external network is a data packet to be bypassed, and if the data packet is a data packet to be bypassed, the data packet to be bypassed is allocated to a path corresponding to the bypass destination. By transmitting the data, a plurality of distributed paths can be secured as a data transmission path, the use efficiency of the internal network is increased, and the data transfer device has too many data packets and the buffer memory overflows, This has the effect of reducing the loss of data packets.
[0074]
Further, the detour determining unit determines whether or not to detour a data packet to be transmitted based on the type of the communication protocol, so that a plurality of data packet transmission routes are provided for only data packets suitable for detour. Since existing and distributed paths can be secured, not only the efficiency of use of the internal network is improved, but also the data transfer device can be prevented from over-accumulating data packets, overflowing the buffer memory and dropping data packets. In addition, by bypassing only data packets of a communication protocol suitable for bypass, there is an effect that a significant decrease in throughput does not occur.
[0075]
In addition, the storage status of the data packets in the queue corresponding to each path is monitored, and the monitoring result is exchanged with another data transfer device, and the storage status of the data packets in the own device and the other data transfer devices are monitored. Based on the accumulation status of data packets in the network, the amount of data packets stored in the path queue in the relay data transfer device as well as the data transfer device in which the data packet has arrived is determined by sorting the path corresponding to the detour destination. Therefore, in all the data transfer devices connected to the internal network, there is an effect that it is possible to reduce the deviation of the accumulated amount of the data packet and reduce the overflow of the data packet.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration according to a first embodiment to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a transmission path and a path according to the first to fifth embodiments of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a data packet according to the first to fifth embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a data transfer device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of setting a path according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a data transfer device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a detour path according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure for performing a detour determination according to a type of a data packet in a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a data transfer device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a management table used when a detour destination determining unit determines a detour destination in the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a conventional network configuration.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Data transfer apparatus, 2 ... Internal network, 3 ... External network, 4 ... Path, 5 ... Transmission line, 11 ... Path distribution means, 12 ... Path correspondence queue, 13 ... Rate control multiplexing means, 14 ... Destination determination Means, 15: own station queue information transmitting means, 16: other station queue information extracting means, 51: detour determining unit, 52: detour destination determining unit.

Claims (12)

複数の外部ネットワークとこの複数の外部ネットワークからのデータパケットをスイッチングさせる内部ネットワーク間に接続され、前記複数の外部ネットワーク対応に備えられたデータ転送装置において、
前記外部ネットワークからのデータパケットを、転送先のデータ転送装置とを結ぶ通信チャネルであるパス対応に振り分けるパス振り分け手段と、
このパス振り分け手段によりパス対応に振り分けられたデータパケットを、パス対応に蓄積するパス対応待ち行列と、
このパス対応待ち行列の１つを選択し、選択されたパス対応待ち行列に蓄積されているデータパケットを、当該待ち行列に対応するパスに予め設定された最大帯域の範囲内で多重化し、前記内部ネットワークに送信するレート制御付き多重手段と、
内部ネットワークから受けたデータパケットの宛先に基づき自装置が収容しない外部ネットワーク宛の迂回対象のデータパケットであるか否かを判定する宛先判定手段と、
を備え、
前記パス振り分け手段が、
外部ネットワークからのデータパケットまたは前記宛先判定手段によって判定された迂回対象のデータパケットを受け、当該データパケットを宛先に直接送信せずに迂回させるか否かを判定する迂回判定部と、
この迂回判定部が迂回すると判定したデータパケットを迂回先のパス対応に振り分ける迂回先判定部とを備えることを特徴とするデータ転送装置。A plurality of external networks and connected between the internal network for switching data packets from the plurality of external networks, in a data transfer device provided for the plurality of external networks,
Path allocating means for allocating a data packet from the external network to a path corresponding to a communication channel connecting the data transfer apparatus of a transfer destination;
A path-corresponding queue that accumulates the data packets allocated to the paths by the path allocation means in a path-specific manner;
Selecting one of the path corresponding queues, and multiplexing the data packets stored in the selected path corresponding queue within a maximum bandwidth set in advance on a path corresponding to the queue; Multiplexing means with rate control for transmitting to the internal network ;
Destination determining means for determining whether or not the data packet is a bypass target data packet addressed to an external network which is not accommodated by the own device based on the destination of the data packet received from the internal network;
With
The path distribution means,
A detour determining unit that receives a data packet from an external network or a detour target data packet determined by the destination determining unit, and determines whether to detour without directly transmitting the data packet to the destination,
A data transfer device comprising: a detour destination determining unit that distributes a data packet determined to be detoured by the detour determining unit to correspond to a detour destination path . 複数の転送元データ転送装置から１つの転送先データ転送装置への各パスの帯域の合計が、転送先データ転送装置への伝送路の帯域以下になるように転送元データ転送装置におけるパスの最大帯域を設定する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のデータ転送装置。The maximum number of paths in the source data transfer device is such that the total bandwidth of each path from the plurality of source data transfer devices to one destination data transfer device is equal to or less than the bandwidth of the transmission path to the destination data transfer device. 2. The data transfer device according to claim 1, further comprising means for setting a band. 前記迂回判定部は、送信するデータパケットについて、通信プロトコルの種別に基づき迂回させるか否かを判定することを特徴とする請求項１記載のデータ転送装置。The detour decision unit, for data packets to be transmitted, the data transfer apparatus according to claim 1, wherein the determining whether to bypass based on the type of communication protocol. 各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態を監視し、他のデータ転送装置に通知する自局待ち行列情報送出手段と、
他のデータ転送装置からの各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態を受信する他局待ち行列情報抽出手段とを備え、
前記迂回先判定部が、前記自局待ち行列情報送出手段が監視した各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態と、前記他局待ち行列情報抽出手段が抽出した他のデータ転送装置の各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態とに基づき、迂回先のパス対応の振り分けを行うことを特徴とする請求項１記載のデータ転送装置。Own station queue information sending means for monitoring the accumulation state of data packets in each path corresponding queue and notifying other data transfer apparatuses;
Other station queue information extracting means for receiving the accumulation state of the data packet in each path corresponding queue from another data transfer device,
The detour-destination determining unit monitors the accumulation status of data packets in each path-corresponding queue monitored by the own-station queue-information transmitting unit and the path of the other data transfer device extracted by the other-station queue-information extracting unit. based on the storage state of the data packet in the corresponding queue, the data transfer apparatus according to claim 1, characterized in that the path corresponding distribution of the detour destination. 複数の外部ネットワークとこの複数の外部ネットワークからのデータパケットをスイッチングさせる内部ネットワーク間に接続され、前記複数の外部ネットワーク対応に備えられたデータ転送装置におけるデータ通信方法であって、
内部ネットワークから受けたデータパケットの宛先に基づき自装置が収容しない外部ネットワーク宛であると判定されたデータパケットまたは外部ネットワークから受けたデータパケットが、迂回対象のデータパケットであるか否かを判定し、迂回対象のデータパケットであれば、この迂回対象のデータパケットを迂回先のパス対応に振り分け、迂回対象のデータパケットでなければ転送先のデータ転送装置とを結ぶパス対応に振り分けた後、振り分けられたデータパケットをパス対応の待ち行列に蓄積し、蓄積されたデータパケットを当該待ち行列に対応するパスに予め設定された最大帯域の範囲内で多重化し、前記内部ネットワークに送信することを特徴とするデータ通信方法。A data communication method in a data transfer device connected between a plurality of external networks and an internal network that switches data packets from the plurality of external networks, and provided for the plurality of external networks,
Based on the destination of the data packet received from the internal network, it is determined whether the data packet determined to be addressed to the external network not accommodated by the own device or the data packet received from the external network is a data packet to be bypassed. If it is a data packet to be detoured, the data packet to be detoured is allocated to the path corresponding to the detour destination. Storing the stored data packets in a queue corresponding to a path, multiplexing the stored data packets on a path corresponding to the queue within a preset maximum bandwidth, and transmitting the multiplexed data packets to the internal network. Data communication method. 複数の転送元データ転送装置から１つの転送先データ転送装置への各パスの帯域の合計が、転送先データ転送装置への伝送路の帯域以下になるように転送元データ転送装置におけるパスの最大帯域を設定することを特徴とする請求項５記載のデータ通信方法。The maximum number of paths in the source data transfer device is such that the total bandwidth of each path from the plurality of source data transfer devices to one destination data transfer device is equal to or less than the bandwidth of the transmission path to the destination data transfer device. 6. The data communication method according to claim 5 , wherein a band is set. 通信プロトコルの種別に基づき迂回対象のデータパケットであるか否かを判定することを特徴とする請求項５記載のデータ通信方法。6. The data communication method according to claim 5 , wherein it is determined whether or not the data packet is a bypass target data packet based on a type of a communication protocol. 各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態を監視し、その監視結果を他のデータ転送装置との間で送受し合い、自装置内のデータパケットの蓄積状態と、他のデータ転送装置内におけるデータパケットの蓄積状態とに基づき、迂回先のパス対応の振り分けを行うことを特徴とする請求項５記載のデータ通信方法。It monitors the accumulation status of data packets in each path corresponding queue, sends and receives the monitoring result to and from other data transfer devices, and stores the accumulation status of data packets in its own device and the status in other data transfer devices. 6. The data communication method according to claim 5 , wherein the distribution corresponding to the detour destination path is performed based on the accumulation state of the data packets. 複数の外部ネットワーク対応に備えられたデータ転送装置を備え、外部ネットワークからのデータパケットをスイッチングさせるネットワークにおいて、
前記データ転送装置が、
前記外部ネットワークからのデータパケットを、転送先のデータ転送装置とを結ぶ通信チャネルであるパス対応に振り分けるパス振り分け手段と、
このパス振り分け手段によりパス対応に振り分けられたデータパケットを、パス対応に蓄積するパス対応待ち行列と、
このパス対応待ち行列の１つを選択し、選択されたパス対応待ち行列に蓄積されているデータパケットを、当該待ち行列に対応するパスに予め設定された最大帯域の範囲内で多重化し、前記内部ネットワークに送信するレート制御付き多重手段と、
前記ネットワーク内から受けたデータパケットの宛先に基づき自装置が収容しない外部ネットワーク宛の迂回対象のデータパケットであるか否かを判定する宛先判定手段と、
を備え、
前記パス振り分け手段が、
外部ネットワークからのデータパケットまたは前記宛先判定手段によって判定された迂回対象のデータパケットを受け、当該データパケットを宛先に直接送信せずに迂回させるか否かを判定する迂回判定部と、
この迂回判定部が迂回すると判定したデータパケットを迂回先のパス対応に振り分ける迂回先判定部とを備えることを特徴とするネットワーク。In a network comprising a data transfer device provided for a plurality of external networks, and switching data packets from the external network,
The data transfer device,
Path allocating means for allocating a data packet from the external network to a path corresponding to a communication channel connecting the data transfer apparatus of a transfer destination;
A path-corresponding queue that accumulates the data packets allocated to the paths by the path allocation means in a path-specific manner;
Selecting one of the path corresponding queues, and multiplexing the data packets stored in the selected path corresponding queue within a maximum bandwidth set in advance on a path corresponding to the queue; Multiplexing means with rate control for transmitting to the internal network ;
Destination determining means for determining whether or not the data packet is a bypass target data packet addressed to an external network not accommodated by the own device based on the destination of the data packet received from within the network;
With
The path distribution means,
A detour determining unit that receives a data packet from an external network or a detour target data packet determined by the destination determining unit, and determines whether to detour without directly transmitting the data packet to the destination,
A detour destination determining unit that distributes the data packet determined to be detoured by the detour determining unit to a path corresponding to the detour destination . 前記データ転送装置が、複数の転送元データ転送装置から１つの転送先データ転送装置への各パスの帯域の合計が転送先データ転送装置への伝送路の帯域以下になるように転送元データ転送装置におけるパスの最大帯域を設定する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項９記載のネットワーク。The data transfer apparatus transfers source data such that the total bandwidth of each path from a plurality of source data transfer apparatuses to one destination data transfer apparatus is equal to or less than the bandwidth of a transmission path to the destination data transfer apparatus. The network according to claim 9 , further comprising means for setting a maximum bandwidth of a path in the device. 前記迂回判定部は、送信するデータパケットについて、通信プロトコルの種別に基づき迂回させるか否かを判定することを特徴とする請求項９記載のネットワーク。10. The network according to claim 9 , wherein the detour determining unit determines whether to detour a data packet to be transmitted based on a type of a communication protocol. 前記データ転送装置が、
各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態を監視し、他のデータ転送装置に通知する自局待ち行列情報送出手段と、
他のデータ転送装置からの各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態を受信する他局待ち行列情報抽出手段とを備え、
前記迂回先判定部が、前記自局待ち行列情報送出手段が監視した各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態と、前記他局待ち行列情報抽出手段が抽出した他のデータ転送装置の各パス対応待ち行列におけるデータパケットの蓄積状態とに基づき、迂回先のパス対応の振り分けを行うことを特徴とする請求項９記載のネットワーク。The data transfer device,
Own station queue information sending means for monitoring the accumulation state of data packets in each path corresponding queue and notifying other data transfer apparatuses;
Other station queue information extracting means for receiving the accumulation state of the data packet in each path corresponding queue from another data transfer device,
The detour-destination determining unit monitors the accumulation status of data packets in each path-corresponding queue monitored by the own-station queue-information transmitting unit and the path of the other data transfer device extracted by the other-station queue-information extracting unit. 10. The network according to claim 9, wherein a path corresponding to a detour destination is sorted based on the accumulation state of the data packets in the corresponding queue.
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