JP3869440B2 - パケット転送装置 - Google Patents
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Description
本発明は、パケット転送技術に関し、特にトラヒックエンジニアリングにより転送経路を動的に変更する際、その着側のパケット転送装置でのパケット到着順序を保証する転送経路変更技術に関する。
近年、インターネットの普及が進み、大規模なサービスプロバイダネットワークの普及が求められている。ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）などのルーチングプロトコルを用いる一般的なＩＰ転送網では、最短経路のみを用いてトラヒックを転送するため、特定のリンクや中継ルータに負荷が集中する傾向がある。その結果、輻輳による転送遅延やパケットロスの増加が生じやすく、通信品質の劣化や、網全体における転送性能の不均一化、網リソースの利用効率の低下といった課題が存在する。
従来、これを解決するための方式として、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）ネットワークにおいて、同一宛先に複数のＬＳＰ（Label Switched Path）を設定し、網内の負荷状況に応じて動的にトラヒックを分散させるトラヒックエンジニアリングが検討されている（例えば、非特許文献１〜３など参照）。
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
宮元正和，家永憲人、「動的負荷負荷分散型ＩＰ網の構成法と経路制御アルゴリズムの性能に関する研究」、社団法人電子情報通信学会、ＩＮ研究会、信学技報、IN2002-57、2002年9月 http://www.atmarkit.co.jp/fnetwork/rensai/iprt06/iprt01.html、「OSPFネットワークの確立と運用上の注意点」、株式会社アットマーク・アイティ、亀野英孝、ネット・シェフ、2002/4/27 http://www.atmarkit.co.jp/fnetwork/tokusyuu/11mpls/mpls01.html、「特集：MPLS技術とその最新動向を知る」、株式会社アットマーク・アイティ、近藤卓司、ノーテルネットワークス、2002/4/18
宮元正和，家永憲人、「動的負荷負荷分散型ＩＰ網の構成法と経路制御アルゴリズムの性能に関する研究」、社団法人電子情報通信学会、ＩＮ研究会、信学技報、IN2002-57、2002年9月 http://www.atmarkit.co.jp/fnetwork/rensai/iprt06/iprt01.html、「OSPFネットワークの確立と運用上の注意点」、株式会社アットマーク・アイティ、亀野英孝、ネット・シェフ、2002/4/27 http://www.atmarkit.co.jp/fnetwork/tokusyuu/11mpls/mpls01.html、「特集：MPLS技術とその最新動向を知る」、株式会社アットマーク・アイティ、近藤卓司、ノーテルネットワークス、2002/4/18
しかしながら、このような従来技術では、狭帯域な経路上のトラヒックが広帯域な経路上に無瞬断でマッピングされるため、その経路変更の際、変更経路の着側のパケット転送装置で、パケットの到着順序の逆転が発生する可能性が高い。したがって、ＶｏＩＰ（Voice over IP）などの音声や映像に関する通信では、パケットの到着順序が通信品質に与える影響が非常に大きく、通信品質が一旦劣化すると、映像系の通信では通信品質が回復せず、音声系の通信では通信断が発生するという問題があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、トラヒックエンジニアリングにより動的な経路変更を行う場合でも、その着側のパケット転送装置でのパケット到着順序を保証することができるパケット転送装置を提供することを目的としている。
このような目的を達成するために、本発明にかかるパケット転送装置は、通信ネットワークに設けられて、入力されたパケットをその宛先アドレスに基づき所定の転送先へ転送するパケット転送装置であって、パケットの宛先アドレスごとにそのパケットの転送経路情報を管理するパケット転送テーブルを記憶する記憶部と、入力されたパケットの宛先アドレスに対応する転送経路情報をパケット転送テーブルから取得しその転送経路情報に応じて当該パケットを転送する転送処理部と、パケット転送テーブルのうち任意の宛先アドレスに関する登録の削除または転送経路情報変更の要求が発生した際、所定処理期間にわたり当該宛先アドレスのパケットが転送されていないことを確認した後に要求を受け付けて実施する転送制御部とを備えている。
より具体的には、パケット転送テーブルで、転送経路情報とともに当該パケットの転送有無を宛先アドレスごとに管理し、転送処理部で、パケットの転送に応じて当該宛先アドレスのパケットの転送ありをパケット転送テーブルに設定し、転送制御部で、所定処理期間ごとに要求で指定された宛先アドレスのパケット転送有無をパケット転送テーブルで確認し、パケット転送なしの場合は要求を受け付けて実施し、パケット転送ありの場合は当該宛先アドレスのパケットの転送なしをパケット転送テーブルに設定し所定処理期間経過後に転送有無を再確認するようにしてもよい。
この際、転送制御部で、所定処理期間として、少なくとも要求で指定された宛先アドレスのパケットがその対向装置まで到達するのに要する伝搬遅延時間以上の時間長を用いるようにしてもよく、さらに伝搬遅延時間として、対向装置との間での実測により取得した片道伝搬遅延時間を用いるようにしてもよい。
本発明によれば、パケット転送テーブルのうち任意の宛先アドレスに関する登録の削除または転送経路情報変更の要求が発生した際、所定処理期間にわたり当該宛先アドレスのパケットが転送されていないことが確認された後に、その要求が受け付けられて実施されるため、連続的にパケット転送が行われているユーザ間通信については上記要求が発生しても旧経路で転送され、所定処理期間にわたりパケット転送が確認されずパケットの到着順序が発生しないと判断されるユーザ間通信については上記要求が受け付けられて、旧経路が削除されあるいは新経路にマッピングされる。
したがって、トラヒックエンジニアリングにより動的な経路変更を行う場合でも、その着側のパケット転送装置において、パケット到着順序を保証することができる。
これにより，通信品質の劣化を防止しつつトラヒックエンジニアリングを実行することが可能となり、通信品質の劣化を防止しつつネットワークのトラヒック収容効率を向上させることができるとともに、通信品質の劣化を防止しつつスケーラビリティを向上させることが可能となる。
これにより，通信品質の劣化を防止しつつトラヒックエンジニアリングを実行することが可能となり、通信品質の劣化を防止しつつネットワークのトラヒック収容効率を向上させることができるとともに、通信品質の劣化を防止しつつスケーラビリティを向上させることが可能となる。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［通信ネットワークのネットワークモデル］
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置が適用される通信ネットワークについて説明する。図１は、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置が適用される通信ネットワークのネットワークモデルの一例を示すブロック図である。
［通信ネットワークのネットワークモデル］
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置が適用される通信ネットワークについて説明する。図１は、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置が適用される通信ネットワークのネットワークモデルの一例を示すブロック図である。
この通信ネットワークは、パケット転送装置１〜４、フレーム転送装置５，６、波長交換機７，８から構成されており、各端末１０〜１７は、各ユーザ網１８〜２１を経由してパケット転送装置１〜４にそれぞれ収容されている。
また、パケット転送装置１〜４間は、フレーム転送装置５，６および波長交換機７，８によって接続されている。以下では、パケット転送装置１〜４、フレーム転送装置５，６および波長交換機から構成されるバックボーンネットワークをコアネットワーク２２とし、端末１０〜１７で構成されるネットワークをインターネット２３とした場合を例として説明する。
また、パケット転送装置１〜４間は、フレーム転送装置５，６および波長交換機７，８によって接続されている。以下では、パケット転送装置１〜４、フレーム転送装置５，６および波長交換機から構成されるバックボーンネットワークをコアネットワーク２２とし、端末１０〜１７で構成されるネットワークをインターネット２３とした場合を例として説明する。
［通信ネットワークの物理モデル］
次に、図２を参照して、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置を設置した通信ネットワークの物理モデルについて説明する。図２は、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置を設置した通信ネットワークの物理モデルの一例を示すブロック図である。
次に、図２を参照して、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置を設置した通信ネットワークの物理モデルについて説明する。図２は、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置を設置した通信ネットワークの物理モデルの一例を示すブロック図である。
図２において、パケット転送装置１〜４間は、並列的に設けられた複数の転送経路を用いて接続されている。例えば、パケット転送装置１とパケット転送装置３は、波長パス１０１−波長交換機７−フレーム転送装置５−波長パス１０４−波長交換機８からなる転送経路と、波長パス１０２−波長交換機７−フレーム転送装置６−波長パス１０５−波長交換機８からなる転送経路と、波長パス１０３−波長交換機７−波長交換機８からなる転送経路により、接続されている。
それぞれの経路には、各経路を識別するための経路識別子が付与されている。本実施の形態では、１本の波長パスが１本の物理リンクを専有するものとして説明する。なお、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）などの技術を採用すると、複数本の波長パスを１本の物理リンクに収容することが可能となる。
図３に、本発明のパケット転送装置を設置した図２のネットワークにおける、パケット転送装置１とパケット転送装置３間の転送経路の一例を示す。図３の例では、波長パス１０１−波長交換機７−フレーム転送装置５−波長パス１０４−波長交換機８からなるＬＳＰ（Label Switch Path）２４と、波長パス１０２−波長交換機７−フレーム転送装置６−波長パス１０５−波長交換機８からなるＬＳＰ２５と、波長パス１０３−波長交換機７−波長交換機８からなるＬＳＰ２６とが存在する。コアネットワーク２２内では、ＬＳＰを示すシムヘッダ情報を用いて転送が行われる。
［パケット転送装置］
次に、図４を参照して、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置について説明する。図４は、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置の構成を示すブロック図である。
このパケット転送装置１（２〜４）は、入力Ｉ／Ｆ部２７、転送処理部２８、転送制御部２９、出力Ｉ／Ｆ部３０で構成される。これら各部は、ＣＰＵでプログラムを実行することによりハードウェアとプログラムとを協働させて機能部を実現させる演算処理部（図示せず）や、上記プログラムや後述するパケット転送テーブル３２などの各種情報を記憶するハードディスクやメモリなどの記憶装置（図示せず）、さらにはネットワークを介して各種パケットを送受信する通信インターフェース部（図示せず）から構成されている。
次に、図４を参照して、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置について説明する。図４は、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置の構成を示すブロック図である。
このパケット転送装置１（２〜４）は、入力Ｉ／Ｆ部２７、転送処理部２８、転送制御部２９、出力Ｉ／Ｆ部３０で構成される。これら各部は、ＣＰＵでプログラムを実行することによりハードウェアとプログラムとを協働させて機能部を実現させる演算処理部（図示せず）や、上記プログラムや後述するパケット転送テーブル３２などの各種情報を記憶するハードディスクやメモリなどの記憶装置（図示せず）、さらにはネットワークを介して各種パケットを送受信する通信インターフェース部（図示せず）から構成されている。
入力Ｉ／Ｆ部２７は、受信したフレームのヘッダ領域がＭＰＬＳのシムヘッダであった際、そのフレームをコアフレームと判断し、そのシムヘッダを除去することでデカプセル化してユーザパケットを抽出し、そのユーザパケットを転送処理部２８へ転送する機能と、受信したフレームのヘッダ領域がユーザアドレスであった際は、そのフレームをユーザパケットと判断し、転送処理部２８へ転送する機能とを有している。
転送処理部２８は、パケット転送テーブル３２およびタイマを保有している。このパケット転送テーブル３２は、図５に示すように、受信したユーザパケットの宛先ユーザアドレスから、出力先のＬＳＰを示すＬＳＰ番号およびフラグを導く機能を有している。
転送処理部２８は、入力Ｉ／Ｆ部２７から受信したユーザパケットの宛先ユーザアドレスをキーとしてパケット転送テーブル３２を検索し、そのユーザパケットの出力先ＬＳＰ番号を導く機能と、ユーザパケットを転送するごとに、パケット転送テーブル３２においてヒットしたエントリのフラグをセットする機能を有している。
転送処理部２８は、入力Ｉ／Ｆ部２７から受信したユーザパケットの宛先ユーザアドレスをキーとしてパケット転送テーブル３２を検索し、そのユーザパケットの出力先ＬＳＰ番号を導く機能と、ユーザパケットを転送するごとに、パケット転送テーブル３２においてヒットしたエントリのフラグをセットする機能を有している。
転送制御部２９は、変更経路管理テーブル３３および所定処理期間を順次計時するタイマを保有している。この変更経路管理テーブル３３は、図６に示すように、外部から受信した、ある宛先ユーザアドレスに関する出力先ＬＳＰの経路変更通知に記述されていた、宛先ユーザアドレスと、変更後のＬＳＰ番号あるいは削除の旨とを保有する機能を有している。
転送制御部２９は、外部から受信した宛先ユーザアドレスと、変更後のＬＳＰ番号あるいは削除の旨とを変更経路管理テーブル３３に追加する機能を有している。
転送制御部２９は、外部から受信した宛先ユーザアドレスと、変更後のＬＳＰ番号あるいは削除の旨とを変更経路管理テーブル３３に追加する機能を有している。
また、転送制御部２９は、タイマで計時された所定処理期間ごとに、変更経路管理テーブル３３に保存された宛先ユーザアドレスを検索キーとして転送処理部２８のパケット転送テーブル３２を検索し、ヒットしたエントリのフラグがリセット状態であれば、そのエントリに記述されたＬＳＰ番号を変更経路管理テーブル３３に保存されているＬＳＰ番号への書き換えあるいは削除を行い、変更経路管理テーブル３３からその宛先ユーザアドレスおよびＬＳＰ番号に関する情報を削除する機能と、タイマで計時された所定処理期間ごとに、変更経路管理テーブル３３に保存された宛先ユーザアドレスを検索キーとして転送処理部２８のパケット転送テーブル３２を検索し、ヒットしたエントリのフラグがセットされていれば、該当エントリのフラグをリセットする機能とを有している。
出力Ｉ／Ｆ部３０は、出力リンク特定テーブル３４を保有している。この出力リンク特定テーブル３４は、図７に示すように、ヘッダ情報から、出力リンクを特定する機能を有している。
出力Ｉ／Ｆ部３０は、転送処理部２８から受信したフレームの宛先アドレスをキーに出力リンク特定テーブル３４を検索し、フレームを出力リンクへ送信する機能と、受信したフレームのシムヘッダに記述されたＬＳＰ番号をキーに出力リンク特定テーブル３４を検索し、フレームを出力リンクへ送信する機能を有している。
出力Ｉ／Ｆ部３０は、転送処理部２８から受信したフレームの宛先アドレスをキーに出力リンク特定テーブル３４を検索し、フレームを出力リンクへ送信する機能と、受信したフレームのシムヘッダに記述されたＬＳＰ番号をキーに出力リンク特定テーブル３４を検索し、フレームを出力リンクへ送信する機能を有している。
このように、本実施の形態にかかるパケット転送装置では、パケット転送有無をパケット転送テーブルで管理し、パケット転送テーブルのうち任意の宛先アドレスに関する登録の削除または転送経路情報変更の要求が発生した際、所定処理期間にわたり当該宛先アドレスのパケットが転送されていないことを確認した後に、その要求を受け付けて実施する。
これにより、連続的にパケット転送が行われているユーザ間通信については上記要求が発生しても旧経路で転送され、所定処理期間にわたりパケット転送が確認されずパケットの到着順序が発生しないと判断されるユーザ間通信については上記要求が受け付けられて、旧経路が削除されあるいは新経路にマッピングされる。
これにより、連続的にパケット転送が行われているユーザ間通信については上記要求が発生しても旧経路で転送され、所定処理期間にわたりパケット転送が確認されずパケットの到着順序が発生しないと判断されるユーザ間通信については上記要求が受け付けられて、旧経路が削除されあるいは新経路にマッピングされる。
［パケット転送装置の転送動作］
次に、図８を参照して、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置の転送動作について説明する。図８は、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置の転送動作例を示す説明図である。
なお、ここでは、前述した図３のネットワークモデルを前提とする。また、端末１０にはユーザ＃１というアドレスが割り当てられており、端末１１にはユーザ＃２というアドレスが割り当てられており、端末１４にはユーザアドレス＃５が割り当てられており、端末１５にはユーザアドレス＃６が割り当てられているものとする。また、フレーム転送装置５経由の経路にはＬＳＰ２４が割り当てられており、フレーム転送装置６経由の経路にはＬＳＰ２５が割り当てられており、フレーム転送装置を経由しない経路にはＬＳＰ２６が割り当てられているものとする。
次に、図８を参照して、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置の転送動作について説明する。図８は、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置の転送動作例を示す説明図である。
なお、ここでは、前述した図３のネットワークモデルを前提とする。また、端末１０にはユーザ＃１というアドレスが割り当てられており、端末１１にはユーザ＃２というアドレスが割り当てられており、端末１４にはユーザアドレス＃５が割り当てられており、端末１５にはユーザアドレス＃６が割り当てられているものとする。また、フレーム転送装置５経由の経路にはＬＳＰ２４が割り当てられており、フレーム転送装置６経由の経路にはＬＳＰ２５が割り当てられており、フレーム転送装置を経由しない経路にはＬＳＰ２６が割り当てられているものとする。
まず、端末１０と端末１４の間で通信が開始され、端末１０から端末１４間へフレームとしてユーザパケット２０１が送信されたと仮定する。
これに応じて、パケット転送装置１は、リンク１１８からのユーザパケット２０１を入力Ｉ／Ｆ部２７で受信する。入力Ｉ／Ｆ部２７は、受信したフレームがユーザパケットであると判断し、転送処理部２８へ転送する。
これに応じて、パケット転送装置１は、リンク１１８からのユーザパケット２０１を入力Ｉ／Ｆ部２７で受信する。入力Ｉ／Ｆ部２７は、受信したフレームがユーザパケットであると判断し、転送処理部２８へ転送する。
転送処理部２８は、ユーザパケット２０１を入力Ｉ／Ｆ部２７から受信した際に、その宛先ユーザアドレスであるユーザ＃５を検索キーとしてパケット転送テーブル３２を参照し、出力先転送経路を識別するためのＬＳＰ２４が記述されたエントリ３５を検出し、エントリ３５のフラグをチェックし、リセットされているためこれをセットする。
これにより、エントリ３５に記述されていた情報から、ユーザパケット２０１に対して、シムヘッダ情報としてＬＳＰ２４が算出され、ユーザパケットに付与され、コアフレーム２０２が生成される。
これにより、エントリ３５に記述されていた情報から、ユーザパケット２０１に対して、シムヘッダ情報としてＬＳＰ２４が算出され、ユーザパケットに付与され、コアフレーム２０２が生成される。
転送処理部２８は、このようにして生成したコアフレーム２０２を出力Ｉ／Ｆ部３０へ送信する。
出力Ｉ／Ｆ部３０は、コアフレーム２０２のシムヘッダ情報であるＬＳＰ２４を検索キーとして出力リンク特定テーブル３４を参照して出力リンク１０１を特定し、コアフレーム２０２をリンク１０１へ出力する。
出力Ｉ／Ｆ部３０は、コアフレーム２０２のシムヘッダ情報であるＬＳＰ２４を検索キーとして出力リンク特定テーブル３４を参照して出力リンク１０１を特定し、コアフレーム２０２をリンク１０１へ出力する。
次に、端末１０と端末１１の間で通信が開始され、端末１１から端末１２へフレームとしてユーザパケット２０３が送信されたと仮定する。
これに応じて、パケット転送装置１は、リンク１１８からのユーザパケット２０３を入力Ｉ／Ｆ部２７で受信する。入力Ｉ／Ｆ部２７は、受信したフレームがユーザパケットであると判断し、転送処理部２８へ転送する。
これに応じて、パケット転送装置１は、リンク１１８からのユーザパケット２０３を入力Ｉ／Ｆ部２７で受信する。入力Ｉ／Ｆ部２７は、受信したフレームがユーザパケットであると判断し、転送処理部２８へ転送する。
転送処理部２８は、ユーザパケット２０３を入力Ｉ／Ｆ部２７から受信した際に、その宛先ユーザアドレスであるユーザ＃２を検索キーとしてパケット転送テーブル３２を参照するが、一致するエントリがなくミスヒットするため、パケット転送装置１自身が収容するユーザと判断し、ユーザパケット２０３をそのまま出力Ｉ／Ｆ部３０へ送信する。
出力Ｉ／Ｆ部３０は、ユーザパケット２０３の宛先アドレスであるユーザ＃２を検索キーとして出力リンク特定テーブル３４を参照して出力リンク１１９を特定し、ユーザパケット２０３をリンク１１９へ出力する。
出力Ｉ／Ｆ部３０は、ユーザパケット２０３の宛先アドレスであるユーザ＃２を検索キーとして出力リンク特定テーブル３４を参照して出力リンク１１９を特定し、ユーザパケット２０３をリンク１１９へ出力する。
また、端末１４と端末１０の間で通信が開始され、端末１４から端末１０へフレームとしてユーザパケット２０４が送信されたと仮定する。
このユーザパケット２０４は、パケット転送装置３において、シムヘッダを付与され、コアフレーム２０５としてパケット転送装置１へ送信される。
パケット転送装置１は、リンク１０１から、コアフレーム２０５を、入力Ｉ／Ｆ部２７で受信する。入力Ｉ／Ｆ部２７は、受信したフレームがコアフレームであると判断し、コアフレーム２０５のシムヘッダを除去することでユーザパケット２０４を抽出し、転送処理部２８へ転送する。
このユーザパケット２０４は、パケット転送装置３において、シムヘッダを付与され、コアフレーム２０５としてパケット転送装置１へ送信される。
パケット転送装置１は、リンク１０１から、コアフレーム２０５を、入力Ｉ／Ｆ部２７で受信する。入力Ｉ／Ｆ部２７は、受信したフレームがコアフレームであると判断し、コアフレーム２０５のシムヘッダを除去することでユーザパケット２０４を抽出し、転送処理部２８へ転送する。
転送処理部２８は、ユーザパケット２０４を入力Ｉ／Ｆ部２７から受信した際に、その宛先ユーザアドレスであるユーザ＃１を検索キーとしてパケット転送テーブル３２を参照するが、一致するエントリがなくミスヒットするため、パケット転送装置１自身が収容するユーザと判断し、ユーザパケット２０４をそのまま出力Ｉ／Ｆ部３０へ送信する。
出力Ｉ／Ｆ部３０は、ユーザパケット２０４の宛先アドレスであるユーザ＃１を検索キーとして出力リンク特定テーブル３４を参照して出力リンク１１８を特定し、ユーザパケット２０４をリンク１１８へ出力する。
出力Ｉ／Ｆ部３０は、ユーザパケット２０４の宛先アドレスであるユーザ＃１を検索キーとして出力リンク特定テーブル３４を参照して出力リンク１１８を特定し、ユーザパケット２０４をリンク１１８へ出力する。
［パケット転送装置の経路変更動作］
次に、図９を参照して、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置の経路変更動作について説明する。図９は、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置の経路変更動作を示す説明図である。
前述した図８において、端末１０と端末１４の間の通信はＬＳＰ２４で示される転送経路を用いていた。ここでは、このような図８の状態において、上記の通信の転送経路を、ＬＳＰ２６で示される転送経路に変更するよう、例えばトラヒックエンジニアリングにより外部から通知された場合の経路変更動作について説明する。
次に、図９を参照して、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置の経路変更動作について説明する。図９は、本発明の一実施の形態にかかるパケット転送装置の経路変更動作を示す説明図である。
前述した図８において、端末１０と端末１４の間の通信はＬＳＰ２４で示される転送経路を用いていた。ここでは、このような図８の状態において、上記の通信の転送経路を、ＬＳＰ２６で示される転送経路に変更するよう、例えばトラヒックエンジニアリングにより外部から通知された場合の経路変更動作について説明する。
パケット転送装置１の転送制御部２９は、外部から受信した、宛先ユーザアドレスがユーザ＃５で検出される転送テーブルエントリのＬＳＰ番号をＬＳＰ２６へ変更する情報と、宛先ユーザアドレスがユーザ＃６で検出される転送テーブルエントリのＬＳＰ番号をＬＳＰ２６へ変更する情報を、宛先ユーザアドレスユーザ＃５を検索キーとしてＬＳＰ２６を導くエントリ４０と、宛先ユーザアドレスユーザ＃６を検索キーとしてＬＳＰ２６を導くエントリ４１とし、変更経路管理テーブル３３に保存する。
転送制御部２９は、パケット転送有無をチェックする所定処理期間を順次計時するタイマを保有しており、０〜１００ミリ秒を計測し、１００ミリ秒ごとにリセットされるものとする。これにより、所定処理期間ここでは１００ミリ秒ごとに、パケット転送有無のチェックを実施することが可能となる。
この所定処理期間（タイマ値、本実施例では１００ミリ秒）については、少なくとも当該パケット転送装置から転送先となるパケット転送装置などの対向装置まで、外部からの要求で指定された宛先アドレスのパケットが到達するのに要する伝搬遅延時間以上の時間長を用いれば、過去に転送したパケットがすべて対向装置へ到達完了しているタイミングで経路変更動作を行うことになり、より安全な経路変更動作を実現できる。
この所定処理期間（タイマ値、本実施例では１００ミリ秒）については、少なくとも当該パケット転送装置から転送先となるパケット転送装置などの対向装置まで、外部からの要求で指定された宛先アドレスのパケットが到達するのに要する伝搬遅延時間以上の時間長を用いれば、過去に転送したパケットがすべて対向装置へ到達完了しているタイミングで経路変更動作を行うことになり、より安全な経路変更動作を実現できる。
所定処理期間ごとにタイマをリセットする際、転送制御部２９は変更経路管理テーブル３３を検索する。この際、外部からの要求に応じたエントリ４０が登録されていることから、該当エントリ４０の宛先ユーザアドレスユーザ＃５という情報を検索キーとして転送処理部２８のパケット転送テーブル３２を検索し、エントリ３８を検出してフラグをチェックする。
ここで、エントリ３８のフラグはセットされており直前の所定処理期間にパケット転送があったことを示している。したがって、そのパケットが対向装置へ到着していない可能性があると判断でき、現時点での経路変更を行わずこのフラグをリセットする。これにより、変更経路管理テーブル３３の上記エントリ４０が保持されたままとなり、当該エントリ３８については、所定処理期間経過後に再び転送有無が確認されて処理されることになる。
ここで、エントリ３８のフラグはセットされており直前の所定処理期間にパケット転送があったことを示している。したがって、そのパケットが対向装置へ到着していない可能性があると判断でき、現時点での経路変更を行わずこのフラグをリセットする。これにより、変更経路管理テーブル３３の上記エントリ４０が保持されたままとなり、当該エントリ３８については、所定処理期間経過後に再び転送有無が確認されて処理されることになる。
同様に、変更経路管理テーブル３３に登録されているエントリ４１の宛先ユーザアドレスユーザ＃６という情報について、これを検索キーとして転送処理部２８のパケット転送テーブル３２を検索し、エントリ３９を検出してフラグをチェックする。
この際、エントリ３９のフラグはリセットされており直前の所定処理期間にパケット転送がなかったことを示している。したがって、当該宛先アドレスのパケットが対向装置へ到着完了していると判断でき、パケット転送テーブル３２のエントリ３９のＬＳＰ２４を、変更経路管理テーブル３３のエントリに記述されているＬＳＰ２６に書き換え、処理済みのエントリ４１を変更経路管理テーブル３３から消去する。
この際、エントリ３９のフラグはリセットされており直前の所定処理期間にパケット転送がなかったことを示している。したがって、当該宛先アドレスのパケットが対向装置へ到着完了していると判断でき、パケット転送テーブル３２のエントリ３９のＬＳＰ２４を、変更経路管理テーブル３３のエントリに記述されているＬＳＰ２６に書き換え、処理済みのエントリ４１を変更経路管理テーブル３３から消去する。
これにより、経路変更前のパケット転送テーブル３２は、その経路変更直後にはパケット転送テーブル３２Ａに示す内容となる。
タイマが再度リセットされる１００ミリ秒後、再度、変更経路管理テーブル３３を検索し、上記と同じ処理を繰り返す。変更経路管理テーブル３３を検索し、エントリがなくミスヒット時は、パケット転送テーブル３２の制御は実行されない。
タイマが再度リセットされる１００ミリ秒後、再度、変更経路管理テーブル３３を検索し、上記と同じ処理を繰り返す。変更経路管理テーブル３３を検索し、エントリがなくミスヒット時は、パケット転送テーブル３２の制御は実行されない。
このように、本実施の形態では、パケット転送装置で、パケット転送有無をパケット転送テーブルで管理し、パケット転送テーブルのうち任意の宛先アドレスに関する登録の削除または転送経路情報変更の要求が発生した際、所定処理期間にわたり当該宛先アドレスのパケットが転送されていないことを確認した後に、その要求を受け付けて実施するようにしたので、連続的にパケット転送が行われているユーザ間通信については上記要求が発生しても旧経路で転送され、所定処理期間にわたりパケット転送が確認されずパケットの到着順序が発生しないと判断されるユーザ間通信については上記要求が受け付けられて、旧経路が削除されあるいは新経路にマッピングされる。
したがって、トラヒックエンジニアリングにより動的な経路変更を行う場合でも、その着側パケット転送装置において、パケット到着順序の逆転発生を回避してその到着順序を保証することができる。
これにより，通信品質の劣化を防止しつつトラヒックエンジニアリングを実行することが可能となり、通信品質の劣化を防止しつつネットワークのトラヒック収容効率を向上させることができるとともに、通信品質の劣化を防止しつつスケーラビリティを向上させることが可能となる。
これにより，通信品質の劣化を防止しつつトラヒックエンジニアリングを実行することが可能となり、通信品質の劣化を防止しつつネットワークのトラヒック収容効率を向上させることができるとともに、通信品質の劣化を防止しつつスケーラビリティを向上させることが可能となる。
また、パケット転送テーブルで、転送経路情報とともに当該パケットの転送有無を宛先アドレスごとに管理し、転送処理部で、パケットの転送に応じて当該宛先アドレスのパケットの転送ありをパケット転送テーブルに設定し、転送制御部で、所定処理期間ごとに要求で指定された宛先アドレスのパケット転送有無をパケット転送テーブルで確認し、パケット転送なしの場合は要求を受け付けて実施し、パケット転送ありの場合は当該宛先アドレスのパケットの転送なしをパケット転送テーブルに設定し所定処理期間経過後に転送有無を再確認するようにしたので、比較的簡素な処理で複数の宛先アドレスについてそれぞれのパケット転送有無を確実かつ正確に管理できる。
この際、当該パケット転送装置と対向するパケット転送装置との間でＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）のＰｉｎｇ（Packet InterNet Groper）パケットを定期的に送受信するなどして、対向パケット転送装置間のＲＴＴ（Round Trip Time：往復伝搬遅延時間）を実測し、例えばそのＲＴＴの１／２すなわち片道伝搬遅延時間を所定処理期間として用いるようにしてもよい。これにより、ＲＴＴの変動に応じて所定処理期間を動的に変更することができ、通信ネットワークの負荷状況に応じて適切に設定できる。
以上では、各宛先アドレスのパケットに関する転送有無を共通の所定処理期間ごとにチェックする場合を例として説明した。したがって、所定処理期間としては、それぞれの対向装置のうち片道伝搬遅延時間が最も長いものを用いればよい。なお、通信ネットワークの負荷状況が対向装置間で大きく異なる場合には、一部あるいはすべての対向装置ごとにその片道伝搬遅延時間に応じた所定処理期間を個別に用いてもよい。これにより、外部からの経路変更要求に対してより迅速に対応することができる。
１〜４…パケット転送装置、５〜６…フレーム転送装置、７〜８…波長交換機、１０〜１７…端末、１８〜２１…ユーザ網、２２…コアネットワーク、２３…インターネット、２４，２５，２６…ＬＳＰ番号、２７…入力Ｉ／Ｆ部、２８…転送処理部、２９…転送制御部、３０…出力Ｉ／Ｆ部、３２…パケット転送テーブル、３２Ａ…パケット転送テーブル（経路変更後）、３３…変更経路管理テーブル、３４…出力リンク特定テーブル、３５，３８，３９…パケット転送テーブルエントリ、４０，４１…変更経路管理テーブルエントリ、１０１〜１０９…波長パス、１１８〜１２１…リンク、２０１，２０３，２０４…ユーザパケット、２０２，２０５…コアフレーム。
Claims (4)
- 通信ネットワークに設けられて、入力されたパケットをその宛先アドレスに基づき所定の転送先へ転送するパケット転送装置であって、
パケットの宛先アドレスごとにそのパケットの転送経路情報を管理するパケット転送テーブルを記憶する記憶部と、
入力されたパケットの宛先アドレスに対応する転送経路情報を前記パケット転送テーブルから取得しその転送経路情報に応じて当該パケットを転送する転送処理部と、
前記パケット転送テーブルのうち任意の宛先アドレスに関する登録の削除または転送経路情報変更の要求が発生した際、所定処理期間にわたり当該宛先アドレスのパケットが転送されていないことを確認した後に前記要求を受け付けて実施する転送制御部と
を備えることを特徴とするパケット転送装置。 - 請求項１に記載のパケット転送装置において、
前記パケット転送テーブルは、前記転送経路情報とともに当該パケットの転送有無を前記宛先アドレスごとに管理し、
前記転送処理部は、前記パケットの転送に応じて当該宛先アドレスのパケットの転送ありを前記パケット転送テーブルに設定し、
前記転送制御部は、所定処理期間ごとに前記要求で指定された宛先アドレスのパケット転送有無を前記パケット転送テーブルで確認し、パケット転送なしの場合は前記要求を受け付けて実施し、パケット転送ありの場合は当該宛先アドレスのパケットの転送なしを前記パケット転送テーブルに設定し所定処理期間経過後に転送有無を再確認する
ことを特徴とするパケット転送装置。 - 請求項１に記載のパケット転送装置において、
前記転送制御部は、前記所定処理期間として、少なくとも前記要求で指定された宛先アドレスのパケットがその対向装置まで到達するのに要する伝搬遅延時間以上の時間長を用いることを特徴とするパケット転送装置。 - 請求項３に記載のパケット転送装置において、
前記転送制御部は、前記伝搬遅延時間として、前記対向装置との間での実測により取得した片道伝搬遅延時間を用いることを特徴とするパケット転送装置。
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