JP3778912B2 - ルーチング方法、ノード、パケット通信システム、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、パケット交換方式を用いたネットワークにおいて、ネットワーク資源の利用効率を向上したルーチング方法、ノード、パケット通信システム、プログラム、及び記録媒体に関する。

従来、宛先が同一のノードで、かつ同一のデータを含む複数のパケットが、ルーチングを行うノードに連続的に到着した場合であっても、各パケットは独立に処理されている。すなわち、ルーチングを行うノードは、到達した全てのパケットのヘッダ情報を参照して宛先のノードを特定し、当該宛先に向けてそれぞれルーチングを行う。

しかしながら、上記従来技術では、あるリンク上において、同一のノードへ向けて同一のデータが多数送信されることになり、リンクレイヤヘッダによりリンク帯域が圧迫されるという問題がある。また、パケットのデータ圧縮を行わないことも、リンク帯域の圧迫を引き起こしている。

そこで、本発明は、通信データ量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用するルーチング方法、ノード、パケット通信システム、プログラム、及び記録媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下に示す手段を講じた。

すなわち、本発明に係るルーチング方法は、パケットに付された宛先アドレスに基づいてパケットのルーチングをするルーチング方法であって、パケットの宛先アドレスを抽出するステップと、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出するステップと、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成するステップと、集約パケットの宛先アドレスが、共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与するステップと、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、集約パケットのビット数とを比較するステップと、比較の結果、複数のパケットの総ビット数よりも集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、宛先アドレスに基づいて集約パケットをルーチングするステップとを含む。

本発明によれば、複数のパケットに関して、終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のパケットの情報を集約して一つの集約パケットを再構成する。したがって、送信パケットの総数が減少すると共に、ルーチングテーブルの参照回数が減少する。これにより、処理負担が軽減され処理速度が向上する。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。さらに、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用することが可能となる。

本発明に係るルーチング方法において好ましくは、ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出するステップと、集約パケットから元の複数のパケットを復元するステップと、復元された各パケットの宛先アドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定するステップと、判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約パケットの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングする。一方、共通する経路がない場合は、復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングするステップとを更に含む。

本発明によれば、集約パケットの状態で次ノードへ中継すべきか、それとも元となる複数のパケットを集約パケットから復元してそれぞれのパケットを中継すべきかを判定する。この判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約パケットの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングする。したがって、ネットワーク上のパケット総数を減少させることが可能となる。

本発明に係るルーチング方法は、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、パケットのルーチングをするルーチング方法であって、パケットの宛先アドレスを抽出するステップと、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出するステップと、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成するステップと、集約パケットの宛先アドレスが、集約パケットから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与するステップと、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、集約パケットのビット数とを比較するステップと、比較の結果、複数のパケットの総ビット数よりも集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、付与された宛先アドレスに基づいて集約パケットをルーチングするステップとを含む。

本発明によれば、集約パケットの宛先アドレスが、集約パケットから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与し、集約パケットを復元するノードを指定する。これにより、指定されたノードのみが集約パケットを復元するので、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われる。その結果、不要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。さらに、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用することが可能となる。

本発明に係るルーチング方法において好ましくは、ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出するステップと、抽出された宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致するか否かを判断するステップと、判断の結果、抽出された宛先アドレスが自ノードのアドレスと一致する場合は、集約パケットから元の複数のパケットを復元するステップと、復元された各パケット、又は自ノードのアドレスと一致しなかった宛先アドレスを有する集約パケットを、宛先アドレスに基づいてルーチングするステップとを更に含む。

本発明によれば、集約パケットの宛先アドレスが自ノードのアドレスと一致する場合にのみ、集約パケットから元の複数のパケットを復元する。すなわち、復元ノードとして指定されたノードのみが集約パケットを復元する。これにより、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われるので、不要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

本発明に係るルーチング方法において好ましくは、集約パケットのヘッダ情報に集約パケットであることを示す集約フラグを設定するステップを含む。

これにより、パケットが集約パケットであるか否かを簡易迅速に判断することが可能となる。

好適には、本発明に係るルーチング方法は、集約パケットを圧縮するステップを更に含む。集約パケットの圧縮は、例えば、集約パケットに含まれるビットパターンを所定のコードに変換する、あるいは、上記複数のパケットに共通して含まれるビット列を複数のパケットの内の少なくとも１つのパケットから抜き出す等の手法により実現可能である。これにより、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を更に低減させ、ネットワーク資源をより効率的に利用することが可能となる。

本発明に係るルーチング方法において好ましくは、自ルータの送信キュー上にバッファされているパケットのみを集約の対象とする構成を採る。

これにより、複数のパケットから集約パケットを作成する機能を有するノードにおいて、集約パケットの作成に伴う処理遅延時間の増大を抑えることが可能となる。

本発明に係るノードは、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、パケットのルーチングをするノードであって、パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出する経路共通パケット抽出手段と、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成する集約パケット作成手段と、集約パケットの宛先アドレスが、共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与する宛先アドレス付与手段と、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、集約パケットのビット数とを比較するビット数比較手段と、比較の結果、複数のパケットの総ビット数よりも集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、宛先アドレスに基づいて集約パケットをルーチングする集約パケットルーチング手段とを備える構成を採る。

この構成により、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のパケットの情報を集約して一つの集約パケットを再構成するため、ネットワーク上で通信されるパケットの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することにより、ルーチングテーブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減させ、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。さらに、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用することが可能となる。

本発明に係るノードにおいて好ましくは、ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、集約パケットから元の複数のパケットを復元する復元手段と、復元された各パケットの宛先アドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定する判定手段と、判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約パケットの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングする一方、共通する経路がない場合は、復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングするパケットルーチング手段とを更に備える構成を採る。

この構成により、集約パケットの状態で次リンクへ中継すべきか、それとも元となる複数のパケットを集約パケットから復元してそれぞれのパケットを中継すべきかを判定する。この判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約パケットの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングするので、ネットワーク上で通信されるパケット総数を減少させることが可能となる。

本発明に係るノードは、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、パケットのルーチングをするノードであって、パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出する経路共通パケット抽出手段と、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成する集約パケット作成手段と、集約パケットの宛先アドレスが、集約パケットから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与する宛先アドレス付与手段と、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、集約パケットのビット数とを比較するビット数比較手段と、比較の結果、複数のパケットの総ビット数よりも集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、付与された宛先アドレスに基づいて集約パケットをルーチングする集約パケットルーチング手段とを備える構成を採る。

このように、集約パケットの宛先アドレスが、集約パケットから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与するので、集約パケットを復元するノードを指定することができる。これにより、指定されたノードのみが集約パケットを復元するので、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われる。その結果、不必要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。さらに、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用することが可能となる。

本発明に係るノードにおいて好ましくは、ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、抽出された宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致するか否かを判断するアドレス判断手段と、判断の結果、抽出された宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致する場合は、集約パケットから元の複数のパケットを復元する復元手段と、復元された各パケット、又は自ノードのアドレスと一致しなかった宛先アドレスを有する集約パケットを、宛先アドレスに基づいてルーチングするパケットルーチング手段とを更に備える構成を採る。

このように、集約パケットの宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致する場合にのみ、集約パケットから元の複数のパケットを復元する。すなわち、復元ノードとして指定されたノードのみが集約パケットを復元する。これにより、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われるので、不必要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

本発明に係るノードにおいて好ましくは、集約パケットのヘッダ情報に集約パケットであることを示す集約フラグを設定する集約フラグ設定手段を備える構成を採る。

これにより、パケットが集約パケットであるか否かを簡易迅速に判断することが可能となる。

好適には、本発明に係るノードは、集約パケットを圧縮する集約パケット圧縮手段を更に備える。集約パケットの圧縮は、例えば、集約パケットに含まれるビットパターンを所定のコードに変換する、あるいは、上記複数のパケットに共通して含まれるビット列を複数のパケットの内の少なくとも１つのパケットから抜き出す等の手法により可能である。これにより、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を更に低減させ、ネットワーク資源をより効率的に利用することが可能となる。

本発明に係るノードにおいて好ましくは、送信キュー上にバッファされているパケットのみを集約の対象とする構成を採る。

これにより、複数のパケットから集約パケットを作成する機能を有するノードにおいて、集約パケットの作成に伴う処理遅延時間の増大を抑えることが可能となる。

本発明に係るパケット通信システムは、パケットを送信するホストと、パケットを中継する上記ノードと、パケットを受信するホストとを備えた構成を採る。

本発明によれば、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のパケットの情報を集約して一つの集約パケットを再構成するため、ネットワーク上で通信されるパケットの総数を減少させることができる。また、これに伴い、ルーチングテーブルの参照回数が減少され処理負担が軽減される。これにより、処理速度が向上し、その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。

本発明に係るプログラムは、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、パケットのルーチングをするプログラムであって、パケットの宛先アドレスを抽出する処理と、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出する処理と、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成する処理と、集約パケットの宛先アドレスが、共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与する処理と、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、集約パケットのビット数とを比較する処理と、比較の結果、複数のパケットの総ビット数よりも集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、宛先アドレスに基づいて集約パケットをルーチングする処理とを通信装置に実行させる構成を採る。

本発明によれば、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のパケットの情報を集約して一つの集約パケットを再構成するため、ネットワーク上で通信されるパケットの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することにより、ルーチングテーブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減させ、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。さらに、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用することが可能となる。

本発明に係るプログラムは、ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出する処理と、集約パケットから元の複数のパケットを復元する処理と、復元された各パケットの宛先アドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定する処理と、判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約パケットの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングする一方、共通する経路がない場合は、復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングする処理とを更に通信装置に実行させる構成を採ることが好ましい。

本発明によれば、集約パケットの状態で次リンクへ中継すべきか、それとも元となる複数のパケットを集約パケットから復元してそれぞれのパケットを中継すべきかを判定する。この判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約パケットの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングするので、ネットワーク上で通信されるパケット総数を減少させることが可能となる。

本発明に係るプログラムは、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、パケットのルーチングをするプログラムであって、パケットの宛先アドレスを抽出する処理と、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出する処理と、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成する処理と、集約パケットの宛先アドレスが、集約パケットから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与する処理と、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、集約パケットのビット数とを比較する処理と、比較の結果、複数のパケットの総ビット数よりも集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、付与された宛先アドレスに基づいて集約パケットをルーチングする処理とを通信装置に実行させる構成を採る。

本発明によれば、集約パケットの宛先アドレスが、集約パケットから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与するので、集約パケットを復元するノードを指定することができる。これにより、指定されたノードのみが集約パケットを復元するので、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われる。その結果、不必要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。さらに、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用することが可能となる。

本発明に係るプログラムは、ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出する処理と、抽出された宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致するか否かを判断する処理と、判断の結果、抽出された宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致する場合は、集約パケットから元の複数のパケットを復元する処理と、復元された各パケット、又は自ノードのアドレスと一致しなかった宛先アドレスを有する集約パケットを、宛先アドレスに基づいてルーチングする処理とを更に通信装置に実行させる構成を採ることが好ましい。

本発明によれば、集約パケットの宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致する場合にのみ、集約パケットから元の複数のパケットを復元する。すなわち、復元ノードとして指定されたノードのみが集約パケットを復元する。これにより、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われるので、不必要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

本発明に係る記録媒体は、上述したプログラムが記録されたコンピュータ読取り可能な構成を採る。

本発明によれば、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のパケットの情報を集約して一つの集約パケットを再構成するため、ネットワーク上で通信されるパケットの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することにより、ルーチングテーブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減させ、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。

本発明によれば、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のパケットの情報を集約して一つの集約パケットに作り変える。このため、ネットワーク上で通信されるパケットの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することにより、ルーチングテーブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減させ、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るパケット通信システムの概略を示す図である。第１の実施の形態におけるノードは、複数のＩＰパケットをまとめて一つのＩＰヘッダによりカプセリングすることで、集約パケットを作成する。ここで、前提としてネットワーク上では、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）などの経路制御プロトコルが働いているものとする。図１中、ネットワーク中のすべてのルータは、集約パケットを元の複数のパケットに復元する復元機能を備えている。例えば、図１中、ルータＣ，Ｄ，Ｇ，Ｈである。また、ルータＣとＨは、復元機能のみならず、ＩＰカプセル化、すなわち複数のパケットを集約して一つの集約パケットを作成するパケット集約機能を備えている。復元機能のみを有するルータＧ、Ｄは、受信されたパケットそれぞれについて図４に示す復元フローを実行する。また、復元機能及びパケット集約機能を有するルータＣ、Ｈにおいては、受信されたパケットそれぞれについて図４に示す復元フローを実行すると共に、送信側キュー上で図３に示す集約フローを実行する。

図２は、第１の実施の形態に係る集約機能及び復元機能を有するルータの概略構成を示すブロック図である。このルータは、復元機能部１と集約機能部２とを備えている。復元機能部１は、通信インタフェース３において、リンクに対してパケットを送受信する。宛先アドレス抽出／書き換え手段４は、受信したパケットの宛先アドレスを抽出する。さらに、受信したパケットの宛先アドレスを書き換える機能を有する。復元手段５は、複数のパケットが集約された集約パケットから元の複数のパケットを復元する。判定手段６は、復元された各パケットの宛先アドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定する。宛先アドレス抽出／書き換え手段４は、判定手段６による判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約パケットの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレス（第１の実施の形態ではルータ）となるように集約パケットの宛先アドレスを書き換える。パケットルーチング手段７は、書き換えられた宛先アドレスに基づいて集約パケットをルーチングする。一方、パケットルーチング手段７は、上記判定の結果、復元された各パケットに共通する経路がない場合には、復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングする。

集約機能部２は、経路共通パケット抽出手段８において、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出する。集約パケット作成手段９は、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成する。

集約パケット圧縮手段１８は、後述の第１及び第２のパケット圧縮方法を用いて集約パケットを圧縮する。また、集約パケット圧縮手段１８は、圧縮用テーブル１８ａを有する。圧縮用テーブル１８ａは、図６に示す様に、コード領域１８１ａとビットパターン領域１８２ａとを有する。コード領域１８１ａには、３ビットのデータ（例えば、“000”、“001”、“010”、・・・）がコードとして格納されている。ビットパターン領域１８２ａには、任意のビット数を有するデータ（例えば、“1011110011010100011110010111”、“0000100011111111”、・・・）がビットパターンとして更新可能に格納されている。コードは、ビットパターンの特定に伴って決定される様に、ビットパターンと一意的に対応付けられて格納されている。

宛先アドレス付与手段１０は、集約パケットの宛先アドレスが、共通経路上の隣接ルータとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与する。集約パケットルーチング手段１１は、宛先アドレスに基づいて集約パケットをルーチングする。また、集約フラグ設定手段１２は、集約パケットのヘッダ情報に集約パケットであることを示す集約フラグを設定する。ビット数比較手段１３は、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、集約パケットのビット数とを比較する。ここで、集約パケットルーチング手段１１は、ビット数の比較の結果、複数のパケットの総ビット数よりも集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、集約パケットを、その宛先アドレスに基づいてルーチングする。また、第１の実施の形態では、送信キュー上にバッファされているパケットのみを集約の対象とする。

入出力インタフェース１４は、CD-ROMなどの記録媒体に記録されているプログラムを読み取ったり、データを画像表示する機能を果たす。本実施の形態に係るルーチング方法のプログラムは、この入出力インタフェース１４を用いて記録媒体から読み取ることが可能である。記憶手段１５は、入出力インタフェース１４から読み取られたプログラムを記憶する。以上の構成要素は、制御バス１６ａ及び１６ｂに接続され、制御手段１７による制御を受ける。制御手段１７は、記憶手段１５に記憶されているプログラムを実行する。

なお、図１に示すルータＣ及びルータＨは、集約機能及び復元機能を備えているため、図２に示す復元機能部１と集約機能部２を備える。また、ルータＧ及びルータＤは復元機能のみを備えているため、復元機能部１のみを備える。但し、ルータＧ及びルータＤに集約機能をもたせることも勿論可能である。

次に、図３に示す集約フローについて説明する。まず、送信キューにＩＰパケットが複数存在するか否かを判断する（ステップＳ１）。送信キューにＩＰパケットが複数存在しない場合は、ステップＳ１における判断を繰り返し、送信キューにＩＰパケットが複数存在する場合は、キュー中の任意の２つのＩＰパケットのヘッダ情報を参照する（ステップＳ２）。ここで、この任意の２つのＩＰパケットを、ＩＰパケット（１）及び（２）とする。

次に、少なくとも経路の一部に共通部分があるか否かを判断する（ステップＳ３）。共通部分がない場合は、ステップＳ１に移行し、共通部分がある場合は、ＩＰパケット（１）及び（２）を圧縮してカプセル化した集約パケットを作成する（ステップＳ４）。ここで、作成された集約パケットをＩＰパケット（３）とする。

以下、パケットＩ，ＩＩがルータＣにより集約され、ルータＤを経由してホストＥ，Ｆ宛に送信される場合を想定して、本発明に係る集約パケットの第１及び第２のパケット圧縮方法について説明する。

まず、図６，図７，図８を参照して、第１のパケット圧縮方法について説明する。ルータＣは、例えば図７に示す様に、ホストＡ，Ｂからそれぞれ受信されたパケットＩ，ＩＩと、圧縮用テーブル１８ａ（図６参照）から取得されたビットパターン１，２，３・・・とを照合し、パケットＩ，ＩＩに所定のビットパターンが含まれるか否かを判定する。

なお、パケットは８bit（１byte）単位のビット列により構成されているので、処理効率の観点から、ビットパターンは１byteずつずらして照合されることが望ましい。そして、照合の結果パケットＩ，ＩＩに含まれると判定されたビットパターンを、対応するコードに変換する。

図８は、第１のパケット圧縮方法によって圧縮されたパケットの構成を概念的に示す図である。図８に示す様に、圧縮された集約パケットＶのデータ部分は、圧縮情報Ｖ１と圧縮データＶ２とから構成される。更に、圧縮情報Ｖ１は、フィールドＦ１〜Ｆ９により構成される。

フィールドＦ１は、集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長ａを有し、集約パケットＶのデータ部分内に存在する圧縮個所の数（例えば４）を格納する。フィールドＦ２は、集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長ｂを有するが、次フィールドのビット数が可変長であることに鑑みて、フィールドＦ３のビット数を宣言する為の次フィールドビット数ｃ１を格納する。フィールドＦ３は可変長ｃ１（例えば１byte、500byte）を有し、圧縮データＶ２の先頭から第１圧縮個所であるcode１までのバイト数ｄ１を格納する。

同様に、フィールドＦ４，Ｆ６，Ｆ８は、フィールドＦ２と同様に、次フィールドＦ５，Ｆ７，Ｆ９のビット数を宣言する為の次フィールドビット数ｃ２，ｃ３，ｃ４をそれぞれ格納する。フィールドＦ５，Ｆ７，Ｆ９は、フィールドＦ３と同様に可変長ｃ２，ｃ３，ｃ４を有し、圧縮個所（例えばcode１）の終端から次の圧縮個所（例えばcode２）までのバイト数ｄ２，ｄ３，ｄ４をそれぞれ格納する。

なお、フィールドＦ５，Ｆ７，Ｆ９は、フィールドＦ３と同様に、圧縮データＶ２の先頭から各圧縮個所（例えばcode２，３，４）までのバイト数を格納するものとしてもよい。

これら何れの態様においても、フィールドＦ５，Ｆ７，Ｆ９は、例えば１２bitの固定長とすることができ、固定長とした場合には、ビット数を宣言する為のフィールドＦ２，Ｆ４，Ｆ６，Ｆ８は必ずしも必要ではなくなる。

圧縮データＶ２は、バイト数ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４の非圧縮部分と、所与の３bitデータである圧縮部分code１，code２，code３，code４とが交互に配列され構成されている。Ｆ１〜Ｆ９に格納されている各データは、集約パケットＶのデータ部分を解凍してパケットＩ，ＩＩを復元する際に、ビットパターンへの変換対象となるビット列を圧縮データＶ２の中から特定する為に使用される。

続いて、図９Ａ，図９Ｂ，図１０を参照して、第２の圧縮方法について説明する。ルータＣは、ホストＡ，Ｂからそれぞれ受信されたパケットＩとパケットＩＩとの間に共通するデータ部分（以下、「共通個所」と記す。）をパケットＩＩから検出する。すなわち、図９Ａに示す様に、パケットＩの先端部分とパケットＩＩの終端部分とが一致する位置から、パケットＩの終端部分とパケットＩＩの先端部分とが一致する位置まで、パケットＩＩを１バイトずつ移動させて共通個所を探索する。探索効率の観点から、移動させるパケットは、相対的にビット数が短いパケットであることが望ましい。

探索は、パケットＩとパケットＩＩとの間でビット毎に排他的論理和を算出することにより行う。探索の結果、図９Ｂに示す様に、パケットＩとパケットＩＩとの間で同一のビットが“０”として、異なるビットが“１”として表現される。本実施形態では、パケットＩＩの先端部分からｆバイトの位置に、ｇバイトのビット数を有する共通個所が探索される。

具体的には、パケットＩとパケットＩＩの共通ビット列を探索する処理は以下のように行われる。ここで、集約される両パケットの内、長い方をパケットＩとし、短い方をパケットＩＩとし、かつパケットＩのパケット長をＬ１バイト、パケットＩの先頭からｋビット目の値をＢ１（ｋ−１）（すなわち、先頭ビットはＢ１（０）、最後尾ビットはＢ１（Ｌ１＊８−１））とする。また、パケットＩＩのパケット長をＬ２バイト、パケットＩＩの先頭からｈビット目の値をＢ２（ｈ−１）とする。更に、パケットＩＩの先頭が探索対象とならない場合にパケットＩとパケットＩＩの重複部分のバイト数をｅ’とし、先頭が探索対象となる場合にパケットＩの先頭から数えてパケットＩＩの先頭までのバイト数をｅとする。

０以上、Ｌ２未満の整数ｅ’について、ビット列Ｂ１（０）〜Ｂ１（８＊ｅ’−１）とビット列Ｂ２（８＊Ｌ２−８＊ｅ’）〜Ｂ２（８＊Ｌ２−１）との排他的論理和をとる。排他的論理和をとった結果得られたビット列において、先頭からｆバイト置いて、ｇバイト分連続して０が並んでいる場合、パケットＩ中のビット列Ｂ１（８＊ｆ）〜Ｂ１（８＊ｆ＋８＊ｇ−１）と、パケットＩＩ中のビット列Ｂ２（８＊Ｌ２−８＊ｅ’＋８＊ｆ）〜Ｂ２（８＊Ｌ２−８＊ｅ’＋８＊ｆ＋８＊ｇ−１）とは共通部分である。

０以上、Ｌ１−Ｌ２未満の整数ｅについて、ビット列Ｂ１（８＊ｅ）〜Ｂ１（８＊ｅ＋８＊Ｌ２−１）とビット列Ｂ２（０）〜Ｂ２（８＊Ｌ２−１）との排他的論理和をとる。排他的論理和をとった結果得られたビット列において、先頭からｆバイト置いて、ｇバイト分連続して０が並んでいる場合、パケットＩ中のビット列Ｂ１（８＊ｅ＋８＊ｆ）〜Ｂ１（８＊ｅ＋８＊ｆ＋８＊ｇ−１）と、パケットＩＩ中のビット列Ｂ２（８＊ｆ）〜Ｂ２（８＊ｆ＋８＊ｇ−１）とは共通部分である。

Ｌ１−Ｌ２以上、Ｌ１未満の整数ｅについて、ビット列Ｂ１（８＊ｅ）〜Ｂ１（８＊Ｌ１−１）とビット列Ｂ２（０）〜Ｂ２（８＊Ｌ１−８＊ｅ−１）との排他的論理和をとる。排他的論理和をとった結果得られたビット列において、先頭からｆバイト置いて、ｇバイト分連続して０が並んでいる場合、パケットＩ中のビット列Ｂ１（８＊ｅ＋８＊ｆ）〜Ｂ１（８＊ｅ＋８＊ｆ＋８＊ｇ−１）と、パケットＩＩ中のビット列Ｂ２（８＊ｆ）〜Ｂ２（８＊ｆ＋８＊ｇ−１）とは共通部分である。

図１０は、第２のパケット圧縮方法によって圧縮されたパケットの構成を概念的に示す図である。図１０に示す様に、圧縮された集約パケットＶのデータ部分は、圧縮情報Ｖ３と圧縮データＶ４とから構成される。更に、圧縮情報Ｖ３は、フィールドＦ１１〜Ｆ２３により構成される。

フィールドＦ１１は、集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長ｈを有し、集約パケットＶのデータ部分内に存在する圧縮個所の数（例えば４）を格納する。フィールドＦ１２は集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長ｉを有し、パケットＩにおける先頭から第１の共通個所までのバイト数ｊ１を格納する。同様に、フィールドＦ１３は固定長ｉを有し、パケットＩＩにおける先頭から第１の共通個所までのバイト数ｋ１を格納する。フィールドＦ１４は集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長ｍを有し、第１の共通個所のビット数を表すバイト数ｎ１を格納する。

すなわち、バイト数ｇの共通個所は、圧縮処理の結果、バイト数（ｉ×２＋ｍ）の圧縮情報に変更される。このため、ｇ＞ｉ×２＋ｍの関係が成り立つバイト数ｇを少なくとも有するビット列が圧縮対象の共通個所として選定されることが、第２のパケット圧縮方法による圧縮効果を奏する為の条件となる。すなわち、この共通個所のバイト数からｉ×２＋ｍバイト分差し引いたバイト数が大きい程、圧縮処理の効果は高くなる。

同様に、フィールドＦ１５，Ｆ１８，Ｆ２１は、集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長ｉを有し、パケットＩにおける先頭から第２、第３、第４の共通個所までのバイト数ｊ２，ｊ３，ｊ４をそれぞれ格納する。同様に、フィールドＦ１６，Ｆ１９，Ｆ２２は固定長ｉを有し、パケットＩＩにおける先頭から第２、第３、第４の共通個所までのバイト数ｋ２，ｋ３，ｋ４をそれぞれ格納する。フィールドＦ１７，Ｆ２０，Ｆ２３は集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長ｍを有し、第２、第３、第４の共通個所のビット数を表すバイト数ｎ２，ｎ３，ｎ４を格納する。

圧縮データＶ４は、図１０に示す様に、非圧縮部分Ｖ４１と圧縮部分Ｖ４２とにより構成される。非圧縮部分Ｖ４１は、圧縮前と同一の一方のパケット（パケットＩ）に相当し、圧縮部分Ｖ４２は、第１〜第４の共通個所が抜き出された他方のパケット（パケットＩＩ）に相当する。つまり、圧縮部分Ｖ４２は、パケットＩとパケットＩＩとの差分に該当するデータとなる。Ｆ１１〜Ｆ２３に格納されている各データは、集約パケットＶのデータ部分を解凍してパケットＩ，ＩＩを復元する際に、各共通個所を挿入する位置を圧縮データＶ４の中から特定する為に使用される。なお、第１及び第２の圧縮方法を、同一のパケットに対して重畳的に適用することも可能である。また、集約されるパケットは３つ以上であっても勿論よい。

上記第１及び第２の何れの圧縮方法を採った場合であっても、圧縮の結果、集約パケットＶのデータ部分のビット数は、凡そ圧縮前の圧縮部分のビット数の合計値から圧縮情報を差し引いたビット数分短縮される。しかし、集約されるパケットの圧縮により短縮されたビット数が小さい場合には、集約及び圧縮した結果、反対にビット数が増加する可能性がある。そこで、パケットＩ，ＩＩの総ビット数と集約パケットＶの総ビット数との大小を比較すべく以下に示す処理が実行される。

すなわち、ＩＰパケット（１）、（２）、（３）（それぞれ上記パケットＩ，ＩＩ，Ｖに相当）のビット数をカウントし、カウント結果をそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３として、（Ｌ１＋Ｌ２）とＬ３との大小を比較する（ステップＳ５、Ｓ６）。比較の結果、Ｌ３≦（Ｌ１＋Ｌ２）とならない場合は、ＩＰパケット（３）を廃棄して（ステップＳ７）、ステップＳ１に移行する。一方、Ｌ３≦（Ｌ１＋Ｌ２）となった場合は、ＩＰパケット（１）及び（２）を廃棄して、ＩＰパケット（３）を代わりに共通経路上の隣接ルータへルーチングする（ステップＳ８）。

次に、図４に示す復元フローについて説明する。ＩＰパケットを受信すると（ステップＴ１）、受信したＩＰパケットに集約フラグが付いているか否かを判断する（ステップＴ２）。集約フラグが付いていない場合は、通常のルーチングを行う（ステップＴ３）。一方、集約フラグが付いていた場合は、デカプセル（分解）し元のＩＰパケットを一旦復元する（ステップＴ４）。

第１のパケット圧縮方法により圧縮されたパケットの復元に際しては、事前処理として解凍処理が必要になるが、解凍する際には、ルータＤは、圧縮データ内の圧縮部分（図８のcode１〜４）を圧縮用テーブル１８ａを参照して、元のビットパターンに変換する。また、第２のパケット圧縮方法により圧縮されたパケットの復元に先立って実行される解凍処理に際しては、ルータＤは、圧縮時に抜き出された共通個所のデータを圧縮データに挿入する。

そして、元の各パケットの宛先を参照する。参照の結果、経路に共通部分があるか否かを判断し（ステップＴ５）、共通部分がない場合は、復元された各パケットを通常ルーチングすると共に、集約パケットを廃棄する（ステップＴ６）。一方、経路に共通部分がある場合は、集約パケットのヘッダのみを作り変え、宛先を共通経路上の隣接ノード（ルータ）にする（ステップＴ７）。ここで、データ部は、コピーする。ステップＴ７で作成された集約パケットを通常ルーチングすると共に、復元された各パケットを廃棄する（ステップＴ８）。

集約フラグがあることにより、パケットが集約パケットであるか否かを簡易迅速に判断することが可能となる。

次に、第１の実施の形態の具体的なルーチングについて、図１及び図５を参照して説明する。図５に示すように、ＩＰパケットフォーマットは、先頭に送信元ＩＰアドレスが、次に宛先ＩＰアドレスが付加される。次に、必要に応じて集約フラグが設定され、最後にデータ部が設けられている。図１において、ホストＡはホストＥに向けてＩＰパケットＩを送信する。ＩＰパケットＩは、図５に示すように、送信元がホストＡ、宛先がホストＥとなっている。また、ホストＢはホストＦに向けてＩＰパケットＩＩを送信する。ＩＰパケットＩＩは、送信元がホストＢ、宛先がホストＦとなっている。

パケットＩ、及びパケットＩＩを受け取ったルータＣは、その集約機能により、図３に示す集約フローを実行し、集約パケットＩＩＩを作成する。ＩＰパケットＩＩＩは、図５に示すように、送信元がルータＣ、宛先がルータＧとなっており、集約フラグが設定されている。データ部では、動画像におけるフレーム間相関符号化を取り入れた差分圧縮技術を用い、パケットＩ、及びパケットＩとＩＩとの差分が格納されている。パケットＩＩＩのビット数は、パケットＩ、ＩＩのビット数よりも小さいのでパケットＩＩＩがルーチングされる。

中継点のルータＧは、集約パケットＩＩＩを受け取ると、図４に示す復元フローを実行する。復元された元のパケットは、この先も共通経路を有すると判定されて、復元されたパケットは破棄される。集約パケットは共通経路上の隣接ルータＨへルーチングされる。この集約パケットは、図５に示す構造を有する。すなわち、送信元がルータＧ、宛先がルータＨであり、集約フラグが設定されている。また、データ部には、パケットＩ、及びパケットＩとＩＩとの差分が格納されている。

中継点のルータＨは、ルータＧと同様に動き、集約パケットＶをルータＤへ送信する。集約パケットＶは、図５に示すように、送信元がルータＨ、宛先がルータＤ、集約フラグが設定されており、データ部には、パケットＩ、及びパケットＩとＩＩとの差分が格納されている。

ルータＤは、集約パケットＶを受け取ると、図４に示す復元フローを実行する。図４に示すように、例えば、集約パケットＶには集約フラグが設定されているので、復元を行い、パケットＶＩ（パケットＩと同一のデータ構成）とパケットＶＩＩ（パケットＩＩと同一のデータ構成）を復元する。パケットＶＩとパケットＶＩＩはもはやこの先、共通経路が存在しないので、集約パケットが破棄されて復元されたパケットがルーチングされる。なお、復元されたパケットが、集約フローの実行により、送信キュー上で再び別のパケットに集約されることもあり得る。そして、ＩＰパケットＶＩ、ＶＩＩは、それぞれホストＥ、ホストＦ宛に送信される。

以上のように、第１の実施の形態におけるパケット通信システムによれば、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のパケットの情報を集約して一つの集約パケットに作り変えることができるため、ネットワーク上で通信されるパケットの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することにより、ルーチングテーブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減され、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。さらに、集約パケットの状態で次リンクへ中継すべきか、それとも元となる複数のパケットを集約パケットから復元してそれぞれのパケットを中継すべきかを判定する。この判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約パケットの宛先アドレスが共通経路上の隣接ルータとなるように集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングするので、ネットワーク上で通信されるパケット総数を減少させることが可能となる。

以上、図１〜図１０を参照して、集約パケットＶの送信先がルータである場合について説明したが、集約パケットＶの送信先が移動端末である場合にも本発明を適用可能である。以下、図１、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、及び図１２Ｂを参照し、Mobile ＩＰｖ６（Internet Protocol Version 6）を使用してパケットＩ，ＩＩから集約パケットＶを生成する過程について説明する。本説明においては、パケットＩ，ＩＩの集約パケットＶが、ホストＡ，ＢからルータＣを経由してモバイルホストＭ（図示せず）宛に送信される場合を想定する。

前提として、パケットＩは、図１１Ａに示す様に、基本ＩＰｖ６ヘッダＰ１１、経路制御ヘッダＰ１２、及びデータ領域Ｐ１３を含んで構成される。基本ＩＰｖ６ヘッダＰ１１には、移動端末が移動先で一時的に使用するＩＰアドレス（Care of address）が経由アドレス１として格納されている。経路制御ヘッダＰ１２には、パケットＩが到達するモバイルホストＭ固有のアドレス（Home address）が終点アドレス２として格納されている。ここで、終点とは、必ずしもパケットの最終的な到達点である必要はなく、任意のノード又はホスト間における共通経路の終端点を含む。なお、データ領域Ｐ１３には、実データであるデータ１が格納されている。

パケットＩＩは、図１２Ａに示す様に、基本ＩＰｖ６ヘッダＰ２１、及びデータ領域Ｐ２２を含んで構成される。基本ＩＰｖ６ヘッダＰ２１には、パケットＩＩが到達するモバイルホストＭの固有アドレスが終点アドレス２として格納されている。なお、データ領域Ｐ２２には、実データであるデータ２が格納されている。

パケットＩとパケットＩＩとが共にルータＣに到達すると、ルータＣは、パケットＩ，ＩＩを集約すると共に、モバイルホストＭの現在位置を示す終点アドレス１を付加して集約パケットＶを生成する。集約パケットＶは、図１２Ｂに示す様に、ルーチング先として終点アドレス１を基本ＩＰｖ６ヘッダＰ５１に格納する。また、データ領域Ｐ５２には、パケットＩ及びパケットＩＩが同報される。

集約パケットＶが、終点アドレス１の示すノード（モバイルホストＭ）に到達すると、モバイルホストＭは、集約パケットＶからパケットＩ，ＩＩを生成（復元）する。このとき、終点アドレス１と終点アドレス２とは、共にモバイルホストＭのアドレスである。したがって、モバイルホストＭは、終点アドレス１を先頭に有する集約パケットＶは元より、終点アドレス２を先頭に有するパケットＩ，ＩＩをも受信できる。これにより、パケットＩＩを他のノード（Home Agent）で一旦カプセル化してモバイルホストＭに転送する場合と比較して、冗長経路を回避したより効率的なパケット送信が可能となる。

（第２の実施の形態）
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係るパケット通信システムの概略を示す図である。第２の実施の形態では、複数のＩＰパケットをまとめて一つのＩＰヘッダによりカプセリングすることで集約パケットを作る。なお、前提として、ネットワーク上では、ＯＳＰＦなどの経路制御プロトコルが働いており、集約機能を有するルータはネットワークトポロジと、どのノードが復元機能を有するかを知っているものとする。なお、集約機能を有するルータに対して、ネットワークトポロジ、及び復元機能を有するノードの設定を手動で行うことも可能である。ネットワーク中のルータＧは、復元機能も集約機能も備えていない。ルータＨは、デカプセルによる復元機能のみを備えている。ルータＣ及びルータＤは、カプセル化による集約機能とデカプセルによる復元機能との両方を備えている。ここで、集約機能とは、図１５のフローチャートに示す処理を実行する機能であり、復元機能とは、図１６のフローチャートに示す処理を実行する機能である。この両機能を有するルータＣ及びルータＤは、受信されたパケットそれぞれについて復元フローを実行しつつ、送信キュー上で集約フローを並行して実行している。

図１４は、第２の実施の形態に係る集約機能及び復元機能を有するルータの概略構成を示すブロック図である。第１の実施の形態と異なるのは、復元機能部１における判定手段６の代わりに、抽出された宛先アドレスが、自ルータのアドレスと一致するか否かを判断するアドレス判断手段７０が設けられていることである。また、宛先アドレス付与手段１０は、集約パケットの宛先アドレスが、集約パケットから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与する。これにより、復元ノードを指定することが可能となる。その他の構成要素は、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

なお、図１３に示すルータＣ及びルータＤは、集約機能及び復元機能を備えているため、図１４に示す復元機能部１と集約機能部２を備える。また、ルータＨは復元機能のみを備えているため、復元機能部１のみを備える。

次に、図１５に示す集約フローについて説明する。まず、ルータＣは、送信キューにＩＰパケットが複数存在するか否かを判断する（ステップＲ１）。送信キューにＩＰパケットが複数存在しない場合は、ステップＲ１の判断を繰り返す。一方、送信キューにＩＰパケットが複数存在する場合は、キュー中の任意の２つのＩＰパケットのヘッダを参照する（ステップＲ２）。この任意の２つのＩＰパケットをそれぞれＩＰパケット（１）及び（２）とする。

次に、経路に共通部分があるか否かを判断する（ステップＲ３）。経路に共通部分がない場合は、ステップＲ１に移行し、経路に共通部分がある場合は、共通経路上に存在する復元ノードのうち、最も遠いノードを検索する（ステップＲ４）。以下、この共通経路上に存在する復元ノードの内、最も遠いルータをＦＣ（Farthest Common）ルータと記す。ルータＣは、ＦＣルータであるルータＤを宛先としてＩＰパケットを送信することにより、ルータＧ，Ｈにおけるフラグ参照処理や復元処理を省略して処理効率を向上する。

ステップＲ４における検索後、ＦＣルータがあるか否かを判断し（ステップＲ５）、ＦＣルータがない場合は、ステップＲ１に移行する。ＦＣルータがある場合は、ＩＰパケット（１）及び（２）を圧縮してカプセル化した集約パケットを作成する（ステップＲ６）。この集約パケットをＩＰパケット（３）とし、宛先はＦＣルータとする。集約パケットの圧縮には、図６〜図１０を参照して説明した第１若しくは第２のパケット圧縮方法、又はその双方が適用される。

次に、ＩＰパケット（１）、（２）、及び（３）のビット数をそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３として（Ｌ１＋Ｌ２）とＬ３との大小を比較する（ステップＲ７）。比較の結果、Ｌ３≦（Ｌ１＋Ｌ２）とならない場合は、ＩＰパケット（３）を廃棄して（ステップＲ９）、ステップＲ１に移行する。一方、Ｌ３≦（Ｌ１＋Ｌ２）となった場合は、ＩＰパケット（１）及び（２）を廃棄して、ＩＰパケット（３）を代わりにＦＣルータへルーチングする（ステップＲ８）。

次に、図１６に示す復元フローについて説明する。ＩＰパケットを受信すると（ステップＳＴ１）、受信したＩＰパケットに集約フラグが付いているか否かを判断する（ステップＳＴ２）。集約フラグが付いていない場合は、通常のルーチングを行う（ステップＳＴ６）。一方、集約フラグが付いていた場合は、そのＩＰパケットの宛先は自ルータであるか否かを判断する（ステップＳＴ３）。そのＩＰパケットの宛先は自ルータでない場合は、通常のルーチングを行い（ステップＳＴ６）、そのＩＰパケットの宛先は自ルータである場合は、デカプセル（分解）し元のＩＰパケットを復元する（ステップＳＴ４）。次に、復元したＩＰパケットが集約フラグ付きであるか否かを判断し（ステップＳＴ５）、集約フラグが付いていない場合は、通常のルーチングを行う（ステップＳＴ６）。一方、集約フラグが付いていた場合は、ステップＳＴ３へ移行する。

次に、第２の実施の形態の具体的なルーチングについて、図１３及び図１７を参照して説明する。図１７に示すように、ＩＰパケットフォーマットは、先頭に送信元ＩＰアドレスが、次に宛先ＩＰアドレスが付加される。次に、必要に応じて集約フラグが設定され、最後にデータ部が設けられている。図１３において、ホストＡはホストＥに向けてＩＰパケットＩを送信する。ＩＰパケットＩは、図１７に示すように、送信元がホストＡ、宛先がホストＥとなっている。また、ホストＢはホストＦに向けてＩＰパケットＩＩを送信する。ＩＰパケットＩＩは、送信元がホストＢ、宛先がホストＦとなっている。

パケットＩ、及びパケットＩＩを受け取ったルータＣは、その集約機能により、図１５に示す集約フローを実行し、集約パケットＩＩＩを作成する。図１７に示すように、データ部では、動画像におけるフレーム間相関符号化を取り入れた差分圧縮技術を用い、パケットＩ、及びパケットＩとＩＩとの差分が格納されている。ヘッダ部には集約フラグを設定し、集約パケットの宛先ノードとしてＦＣルータとなるルータＤを指定する。パケットＩＩＩのビット数は、パケットＩ、ＩＩのビット数よりも小さいので、パケットＩＩＩがルーチングされる。

これにより、指定されたノードのみが集約パケットを復元する。すなわち、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われるので、不必要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

中継点のルータＧは、復元機能を持たず、このパケットＩＩＩを通常ルーチングする。復元機能を持たないこのルータＧが、ルータＣによりカプセル化されたパケットの終点になることはない。

中継点のルータＨは、集約パケットＩＩＩを受け取ると、復元フローを実行する。図１６に従えば、パケットＩＩＩには集約フラグが設定されているが、宛先アドレスがルータＧでないため、結局、通常ルーチングが行われる。

ルータＤは、集約パケットＩＩＩを受け取ると、図１６に示す復元フローを実行する。図１６に示すように、パケットＩＩＩには集約フラグが設定されており、宛先アドレスがルータＤ（自ルータ）であるため、復元を行い、パケットＶＩ（パケットＩと同一のデータ構成）とパケットＶＩＩ（パケットＩＩと同一のデータ構成）を復元する。ここで、パケットＶＩや集約パケットＶは、別のパケットに再度集約されることもあり得る。そして、ＩＰパケットＶＩ、Ｖは、それぞれホストＥ、ホストＦ宛に送信される。

以上のように、第２の実施の形態におけるパケット通信システムによれば、複数のパケットを集約して単一の集約パケットに置き換え、さらに集約パケットに圧縮をかけるので、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用することが可能となる。

（第３の実施の形態）
図１８は、本発明の第３の実施の形態に係るパケット通信システムの概略を示す図である。上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、２つのＩＰパケットからカプセリングを用いて集約ＩＰパケットが作成されるものとしたが、カプセリング技術を用いずに２つのＩＰパケットから集約Ethernet（登録商標）フレームを作ることが可能である。第３の実施の形態では、２つのＩＰパケットから集約Ethernetフレームを作成する。前提として、ネットワーク上では従来のインターネットと同様に、経路制御プロトコルが使用されている。

ここでは、ルータＡ及びＢは、Ethernetレベルの集約機能を有し、ネットワーク上のすべてのルータは復元機能を有する。ここで、Ethernetレベルの集約機能とは、図１９のフローチャートに示す処理を実行する機能である。また、Ethernetレベルの復元機能とは、集約されたEthernetフレームの集約フラグを認識し、フレームから２つのＩＰパケットを取り出す機能である。これらの両機能を有するノードは、受信されたEthernetフレームそれぞれについて復元機能を実行し、送信キュー上で集約フローを並行して実施している。

次に、図１９に示す集約フローについて説明する。まず、送信キューにEthernetフレームが複数存在するか否かを判断する（ステップＷ１）。送信キューにEthernetフレームが複数存在しない場合は、ステップＷ１の判断を繰り返す。一方、送信キューにEthernetフレームが複数存在する場合は、キュー中の任意の２つのEthernetフレーム（１）及び（２）の宛先ＭＡＣアドレスを比較する（ステップＷ２）。ＭＡＣアドレスが共通であるか否かを判断し（ステップＷ３）、共通でなければステップＷ１へ移行する。一方、ＭＡＣアドレスが共通である場合は、Ethernetフレーム（１）及び（２）のデータ部にあった上位層パケットを２つともデータ部に格納し、共通の次ホップＭＡＣアドレスを宛先にしたEthernetフレーム（３）を作成する（ステップＷ４）。次に、Ethernetフレーム（３）は、ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）以内であるか否かを判断し（ステップＷ５）、ＭＴＵ以内でない場合は、Ethernetフレーム（３）を破棄し（ステップＷ６）、ステップＷ１へ移行する。一方、ステップＷ５において、Ethernetフレーム（３）がＭＴＵ以内である場合は、Ethernetフレーム（１）及び（２）を破棄し、Ethernetフレーム（３）を代わりに次ホップへルーチングする（ステップＷ７）。

次に、第３の実施の形態の具体的なルーチングについて、図１８及び図２０を参照して説明する。図２０に示すように、Ethernetフレームのフォーマットは、先頭に宛先ＭＡＣアドレスが、次に送信元ＭＡＣアドレスが付加される。次に、必要に応じて集約フラグが設定され、最後にデータ部が設けられる。データ部には、送信元ＩＰアドレス、宛先のＩＰアドレスが順に格納される。

EthernetリンクＡ上のホストＡ１からEthernetリンクＢ上のホストＢ１宛に送出されたＩＰパケットＩをデータ部に有するEthernetフレームＩが送信され、また、リンクＡ上のホストＡ２からリンクＢ上のホストＢ２宛に送出されたＩＰパケットＩＩデータ部に有するEthernetフレームＩＩが送信される。２つのEthernetフレームを受信したルータＡは、一度は、ＩＰパケットＩをルータＢに送るためのEthernetフレームＩＩＩと、ＩＰパケットＩをルータＢに送るためのEthernetフレームＩＶを作成する。

これら２つのフレームがキューに作成されると、ルータＡの集約フローが実行される。すなわち、ルータＡは、共通の宛先であるルータＢを宛先としたEthernetヘッダを作成し、データ部にはＩＰパケットＩ及びＩＰパケットＩＩを格納する。作成されたEthernetフレームＶを図２０に示す。EthernetフレームＶは、EthernetリンクＣを通してルータＢへ中継される。この際、Ethernetフレームフォーマットでは、Ethernetヘッダに集約パケットであるときに設定されるフラグが存在し、EthernetフレームＶは「集約パケット」であるため、集約フラグが立てられている。

EthernetフレームＶを受信したルータＢは、復元フラグを確認して、データ部から２つのＩＰパケットＩ及びＩＰパケットＩＩを取り出す。続いて、ルータＢは、ホストＢ１を宛先ＭＡＣアドレスとしたEthernetフレームＶＩ、及びホストＢ２を宛先ＭＡＣアドレスとしたEthernetフレームＶＩＩをキューに収納する。このキューでも集約フローは実行され得るが、Ethernetフレームの宛先は共通でないため、実際には集約は行われない。

ＩＰパケットＩ，ＩＩは、それぞれEthernetフレームＶＩ，ＶＩＩに運ばれ、ホストＢ１，Ｂ２へ届く。

以上のように、第３の実施の形態におけるパケット通信システムによれば、Ethernetフレームで集約を行うことにより、オーバーヘッドが軽減され、また、各リンクのＭＴＵを最大限利用することが可能となる。

最後に、本発明に係るルーチング技術を実現するためのプログラム、及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体（以下、単に「記録媒体」と記す。）について説明する。記録媒体とは、汎用コンピュータ等のハードウェア資源に備えられている読取り装置に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こし、それに対応する信号の形式で、読取り装置にプログラムの記述内容を伝達できるものである。かかる記録媒体としては、例えば、ＩＣカード、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクの様にコンピュータ（携帯端末を含む）に着脱可能に装着されるものの他に、コンピュータに固定的に内蔵されるＨＤ（Hard Disk）や一体に固着されたファームウェア等の不揮発性半導体メモリなどが該当する。

また、上記プログラムは、その一部若しくは全部を他の機器から通信回線等の伝送媒体を介して、本発明に係るルータあるいはノードにより受信され、記録される構成にしてもよい。反対に、上記プログラムは、本発明に係るルータあるいはノードから伝送媒体を介して他の機器に伝送され、インストールされる構成としてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のパケットの情報を集約して一つの集約パケットに作り変える。このため、ネットワーク上で通信されるパケットの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することにより、ルーチングテーブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減させ、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るパケット通信システムの概略を示す図である。 集約機能及び復元機能を有するルータの概略構成を示すブロック図である。 集約機能を果たすフローチャートである。 復元機能を果たすフローチャートである。 ＩＰパケットの構成を示す図である。 圧縮用テーブルのデータ格納例を示す図である。 パケットＩ，ＩＩとビットパターンとの照合処理を概念的に示す図である。 第１のパケット圧縮方法によって圧縮されたパケットの構成を示す概念図である。 パケットＩとパケットＩＩとの共通個所を探索する処理を示す図である。 検出されたビット列の一例を示す図である。 第２のパケット圧縮方法によって圧縮されたパケットの構成を示す概念図である。 ルータ経由前のパケットＩの構成の一例を示す図である。 ルータ経由後のパケットＩの構成の一例を示す図である。 パケットＩＩの構成の一例を示す図である。 集約された集約パケットＶの構成の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るパケット通信システムの概略を示す図である。 集約機能及び復元機能を有するルータの概略構成を示すブロック図である。 集約機能を果たすフローチャートである。 復元機能を果たすフローチャートである。 ＩＰパケットの構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るパケット通信システムの概略を示す図である。 Ethernet（登録商標）レベルの集約機能を示すフローチャートである。 Ethernetフレームの構成を示す図である。

符号の説明

１…復元機能部、２…集約機能部、３…通信インタフェース、４…宛先アドレス抽出／書き換え手段、５…復元手段、６…判定手段、７…パケットルーチング手段、８…経路共通パケット抽出手段、９…集約パケット作成手段、１０…宛先アドレス付与手段、１１…集約パケットルーチング手段、１２…集約フラグ設定手段、１３…ビット数比較手段、１４…入出力インタフェース、１５…記憶手段、１６ａ…制御バス、１６ｂ…制御バス、１７…制御手段、７０…アドレス判断手段。

Claims (22)

1. パケットに付された宛先アドレスに基づいて、前記パケットのルーチングをするルーチング方法であって、
   パケットの宛先アドレスを抽出するステップと、
   複数のパケットについて、前記抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出するステップと、
   前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成するステップと、
   前記集約パケットの宛先アドレスが、前記共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように前記集約パケットに宛先アドレスを付与するステップと、
   前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、前記集約パケットのビット数とを比較するステップと、
   前記比較の結果、前記複数のパケットの総ビット数よりも前記集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、前記宛先アドレスに基づいて前記集約パケットをルーチングするステップとを含むことを特徴とするルーチング方法。
2. 前記ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出するステップと、
   前記集約パケットから元の複数のパケットを復元するステップと、
   前記復元された各パケットの宛先アドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定するステップと、
   前記判定の結果、前記経路の少なくとも一部が共通している場合は、前記集約パケットの宛先アドレスが前記共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように前記集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングする一方、共通する経路がない場合は、前記復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングするステップと
   を更に含むことを特徴とする請求項１記載のルーチング方法。
3. パケットに付された宛先アドレスに基づいて、前記パケットのルーチングをするルーチング方法であって、
   パケットの宛先アドレスを抽出するステップと、
   複数のパケットについて、前記抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出するステップと、
   前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成するステップと、
   前記集約パケットの宛先アドレスが、前記集約パケットから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように前記集約パケットに宛先アドレスを付与するステップと、
   前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、前記集約パケットのビット数とを比較するステップと、
   前記比較の結果、前記複数のパケットの総ビット数よりも前記集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、前記付与された宛先アドレスに基づいて前記集約パケットをルーチングするステップと
   を含むことを特徴とするルーチング方法。
4. 前記ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出するステップと、
   前記抽出された宛先アドレスが、自分のアドレスと一致するか否かを判断するステップと、
   前記判断の結果、前記抽出された宛先アドレスが、自分のアドレスと一致する場合は、前記集約パケットから元の複数のパケットを復元するステップと、
   前記復元された各パケット、又は自分のアドレスと一致しなかった宛先アドレスを有する前記集約パケットを、宛先アドレスに基づいてルーチングするステップと
   を更に含むことを特徴とする請求項３記載のルーチング方法。
5. 前記集約パケットのヘッダ情報に集約パケットであることを示す集約フラグを設定するステップを含むことを特徴とする請求項１又は請求項３記載のルーチング方法。
6. 送信キュー上にバッファされているパケットのみを集約の対象とすることを特徴とする請求項１又は請求項３記載のルーチング方法。
7. パケットに付された宛先アドレスに基づいて、前記パケットのルーチングをするノードであって、
   パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、
   複数のパケットについて、前記抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出する経路共通パケット抽出手段と、
   前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成する集約パケット作成手段と、
   前記集約パケットの宛先アドレスが、前記共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように前記集約パケットに宛先アドレスを付与する宛先アドレス付与手段と、
   前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、前記集約パケットのビット数とを比較するビット数比較手段と、
   前記比較の結果、前記複数のパケットの総ビット数よりも前記集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、前記宛先アドレスに基づいて前記集約パケットをルーチングする集約パケットルーチング手段と
   を備えることを特徴とするノード。
8. 前記ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、
   前記集約パケットから元の複数のパケットを復元する復元手段と、
   前記復元された各パケットの宛先アドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定の結果、前記経路の少なくとも一部が共通している場合は、前記集約パケットの宛先アドレスが前記共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように前記集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングする一方、共通する経路がない場合は、前記復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングするパケットルーチング手段と
   を更に備えることを特徴とする請求項７記載のノード。
9. パケットに付された宛先アドレスに基づいて、前記パケットのルーチングをするノードであって、
   パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、
   複数のパケットについて、前記抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出する経路共通パケット抽出手段と、
   前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成する集約パケット作成手段と、
   前記集約パケットの宛先アドレスが、前記集約パケットから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように前記集約パケットに宛先アドレスを付与する宛先アドレス付与手段と、
   前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、前記集約パケットのビット数とを比較するビット数比較手段と、
   前記比較の結果、前記複数のパケットの総ビット数よりも前記集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、前記付与された宛先アドレスに基づいて前記集約パケットをルーチングする集約パケットルーチング手段と
   を備えることを特徴とするノード。
10. 前記ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、
    前記抽出された宛先アドレスが、自分のアドレスと一致するか否かを判断するアドレス判断手段と、
    前記判断の結果、前記抽出された宛先アドレスが、自分のアドレスと一致する場合は、前記集約パケットから元の複数のパケットを復元する復元手段と、
    前記復元された各パケット、又は自分のアドレスと一致しなかった宛先アドレスを有する前記集約パケットを、宛先アドレスに基づいてルーチングするパケットルーチング手段と
    を更に備えることを特徴とする請求項９記載のノード。
11. 前記集約パケットのヘッダ情報に集約パケットであることを示す集約フラグを設定する集約フラグ設定手段を備えることを特徴とする請求項７又は請求項９記載のノード。
12. 送信キュー上にバッファされているパケットのみを集約の対象とすることを特徴とする請求項７又は請求項９記載のノード。
13. パケットを送信するホストと、前記パケットを中継する請求項７から請求項１２のいずれかに記載のノードと、前記パケットを受信するホストとを備えたパケット通信システム。
14. パケットに付された宛先アドレスに基づいて、前記パケットのルーチングをするプログラムであって、
    パケットの宛先アドレスを抽出する処理と、
    複数のパケットについて、前記抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出する処理と、
    前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成する処理と、
    前記集約パケットの宛先アドレスが、前記共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように前記集約パケットに宛先アドレスを付与する処理と、
    前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、前記集約パケットのビット数とを比較する処理と、
    前記比較の結果、前記複数のパケットの総ビット数よりも前記集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、前記宛先アドレスに基づいて前記集約パケットをルーチングする処理と
    を通信装置に実行させるプログラム。
15. 前記ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出する処理と、
    前記集約パケットから元の複数のパケットを復元する処理と、
    前記復元された各パケットの宛先アドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定する処理と、
    前記判定の結果、前記経路の少なくとも一部が共通している場合は、前記集約パケットの宛先アドレスが前記共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように前記集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングする一方、共通する経路がない場合は、前記復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングする処理と
    を更に通信装置に実行させる請求項１４記載のプログラム。
16. パケットに付された宛先アドレスに基づいて、前記パケットのルーチングをするプログラムであって、
    パケットの宛先アドレスを抽出する処理と、
    複数のパケットについて、前記抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出する処理と、
    前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成する処理と、
    前記集約パケットの宛先アドレスが、前記集約パケットから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように前記集約パケットに宛先アドレスを付与する処理と、
    前記経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットの総ビット数と、前記集約パケットのビット数とを比較する処理と、
    前記比較の結果、前記複数のパケットの総ビット数よりも前記集約パケットのビット数の方が小さい場合に限り、前記付与された宛先アドレスに基づいて前記集約パケットをルーチングする処理と
    を通信装置に実行させるプログラム。
17. 前記ルーチングされた集約パケットの宛先アドレスを抽出する処理と、
    前記抽出された宛先アドレスが、自分のアドレスと一致するか否かを判断する処理と、
    前記判断の結果、前記抽出された宛先アドレスが、自分のアドレスと一致する場合は、前記集約パケットから元の複数のパケットを復元する処理と、
    前記復元された各パケット、又は自分のアドレスと一致しなかった宛先アドレスを有する前記集約パケットを、宛先アドレスに基づいてルーチングする処理と
    を更に通信装置に実行させる請求項１６記載のプログラム。
18. 請求項１４から請求項１７のいずれかに記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
19. 前記集約パケットに含まれるビットパターンを所定のコードに変換することにより前記集約パケットを圧縮するステップを更に含むことを特徴とする請求項５に記載のルーチング方法。
20. 前記複数のパケットに共通して含まれるビット列を、前記複数のパケットの内の少なくとも１つのパケットから抜き出すことにより前記集約パケットを圧縮するステップを更に含むことを特徴とする請求項５に記載のルーチング方法。
21. 前記集約パケットに含まれるビットパターンを所定のコードに変換することにより前記集約パケットを圧縮する集約パケット圧縮手段を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のノード。
22. 前記複数のパケットに共通して含まれるビット列を、前記複数のパケットの内の少なくとも１つのパケットから抜き出すことにより前記集約パケットを圧縮する集約パケット圧縮手段を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のノード。

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