JP4252003B2

JP4252003B2 - Transmission equipment

Info

Publication number: JP4252003B2
Application number: JP2004061912A
Authority: JP
Inventors: 英俊河村; 昭博御幡; 健次橋永; 貫一諸井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JP2005252766A

Description

本発明は、ネットワークを介してパケットを転送する技術に関する。
例えば、本発明は、ＩＰネットワーク網におけるＩＰパケットルーター装置のＩＰパケットフォワーディング処理に関する。 The present invention relates to a technique for transferring a packet via a network.
For example, the present invention relates to an IP packet forwarding process of an IP packet router apparatus in an IP network.

近年、ＩＰパケットのトラヒックの急増に伴い、ＩＰネットワークの拡大やネットワークリソースの効率的な活用、伝送品質の向上が要求されている。 In recent years, with rapid increase of IP packet traffic, expansion of IP network, efficient use of network resources, and improvement of transmission quality are required.

従来の技術では、ＩＰネットワークにおけるトラヒックの経路は、ネットワーク設計により定まっていた。従ってＩＰネットワーク網のトラヒックが変化し、ネットワークパス間でのバランスが崩れてくると、ネットワーク管理者によるネットワークパス見直しや、再構築の必要が生じていた。 In the prior art, the traffic route in the IP network is determined by the network design. Therefore, when the traffic of the IP network changes and the balance between the network paths is lost, the network administrator needs to review and reconstruct the network path.

図３に、従来のトラヒックフローの例を示す。
この図に示すＩＰスイッチ（ルーター）は、ＩＰネットワークのユーザ拠点との境界に設けたエッジルータである。 FIG. 3 shows an example of a conventional traffic flow.
The IP switch (router) shown in this figure is an edge router provided at the boundary with the user base of the IP network.

ここで、ルーターαに接続された端末Ａ，Ｂ，ＣからＩＰネットワークを介してルーターβに接続されている端末Ｘに対して、大量のデータ送信を実施したとする。この場合、ルーターαでは、宛先アドレス(ＤＡ：Destination Address)を用いて方路検索を行い、
接続ポートを決定する。従って同じ相手先ＩＰアドレスへの全てのパケットが同じ経路を介してルーターβに伝送される事となる。即ち、ルーターαとルーターβ間には、複数のパスが存在するにも関らず、１本のパスに対してトラヒックが集中し、パケットの転送遅延の発生、もしくはパケットロスが発生する原因となっていた。 Here, it is assumed that a large amount of data is transmitted from the terminals A, B, and C connected to the router α to the terminal X connected to the router β via the IP network. In this case, the router α performs a route search using the destination address (DA: Destination Address)
Determine the connection port. Therefore, all packets to the same destination IP address are transmitted to the router β via the same route. That is, although there are a plurality of paths between the router α and the router β, the traffic is concentrated on one path, causing packet transfer delay or packet loss. It was.

そして、このトラヒックの集中による問題を解決するため、同一の相手先アドレスへのパケットを複数ルートに分散して伝送する所謂負荷分散処理（Load balancing 処理）も
用いられる様になってきた。 In order to solve the problem due to the concentration of traffic, so-called load balancing processing (Load balancing processing) in which packets destined for the same destination address are distributed and transmitted over a plurality of routes has been used.

この負荷分散処理を行ったトラヒックフローを図１２に示す。図１１と同様にルーターαには端末Ａ，Ｂ，Ｃから端末Ｘに対しての大量のデータ転送が要求されている。この場合、ルーターαでは負荷分散処理が実施される為に、其々の端末Ａ，Ｂ，Ｃからのパケットは、異なる経路を用いてルーターβに伝送される。つまり、複数のパスに負荷を分散して転送する事により、ネットワーク効率を高めることができる。 FIG. 12 shows a traffic flow in which this load distribution processing is performed. As in FIG. 11, the router α is required to transfer a large amount of data from the terminals A, B, and C to the terminal X. In this case, since load distribution processing is performed in the router α, packets from the terminals A, B, and C are transmitted to the router β using different paths. In other words, network efficiency can be increased by distributing and transferring the load to a plurality of paths.

この負荷分散処理を実現する為には、例えば図１３に示す様な構成のルーター９０が用いられている。同図に示す様に従来のルーター９０は、複数のルーティングテーブルを記憶した記憶部９５や、ルーティングテーブルインターフェイス９４、ハッシュ演算部９３等からなる方路決定部を備えている。 In order to realize this load distribution processing, for example, a router 90 configured as shown in FIG. 13 is used. As shown in the figure, the conventional router 90 includes a storage unit 95 that stores a plurality of routing tables, a route determination unit including a routing table interface 94, a hash calculation unit 93, and the like.

ルーター９０は、パケットを受信すると、ＩＰヘッダ抽出部９１にて宛先アドレス（ＤＡ）と送信元アドレス(ＳＡ：Source Address)を抽出し、ハッシュ演算部９３へと渡す。 When receiving the packet, the router 90 extracts a destination address (DA) and a source address (SA: Source Address) by the IP header extraction unit 91 and passes them to the hash calculation unit 93.

ハッシュ演算部９３では、ＤＡ及びＳＡを元にハッシュ演算（例えばＣＲＣ演算）を行い、演算結果として求めたハッシュ値をルーティングテーブルインターフェイス９４に送信する。該ルーティングテーブルインターフェイス９４は、記憶部９５のルーティングテ
ーブルを検索して前記ハッシュ値と対応する出力方路情報を求める。 The hash calculator 93 performs a hash calculation (for example, CRC calculation) based on DA and SA, and transmits the hash value obtained as the calculation result to the routing table interface 94. The routing table interface 94 searches the routing table in the storage unit 95 to obtain output route information corresponding to the hash value.

ルーティングテーブルインターフェイス９４により得られた出力方路情報に基づいて送信制御部９６は、パケットバッファ９２からのパケットを対応する送信ポート９７から送信する。 Based on the output route information obtained by the routing table interface 94, the transmission control unit 96 transmits the packet from the packet buffer 92 from the corresponding transmission port 97.

本願発明に関連する先行技術として、例えば、下記の特許文献１及び２に開示される技術がある。
特開２００３−２１８９１４号公報特開平９−２７０８０１号公報 As prior arts related to the present invention, for example, there are techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 below.
JP 2003-218914 A JP-A-9-270801

上述した技術では、入力されるパケットのＤＡ及びＳＡにのみ基づいて出力方路を求めている為、選択された回線が輻輳状態にある場合も想定できる。
このため、ＤＡ及びＳＡのみに基づいた負荷分散処理では、選択したルートが輻輳状態であってもこの回線にパケットを送出する事になり、輻輳を助長する場合があった。 In the technique described above, since the output route is obtained based only on the DA and SA of the input packet, it can be assumed that the selected line is in a congested state.
For this reason, in the load distribution process based only on DA and SA, even if the selected route is in a congested state, a packet is transmitted to this line, which may promote congestion.

そこで本発明では、回線の輻輳情報を負荷分散処理条件に加えることにより、トラヒックを適切に分散できるルート選択処理を可能とする技術の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique that enables route selection processing capable of appropriately distributing traffic by adding line congestion information to load distribution processing conditions.

本発明の伝送装置は、ネットワークを介してパケットを伝送する際に複数の方路への負荷分散を行う伝送装置であって、
受信したパケットから宛先アドレス及び送信元アドレスを抽出するアドレス抽出部と、
各方路から受信される制御情報に基づいて輻輳状況を検出し、この輻輳状況を示す輻輳情報を求める輻輳検出部と、
前記宛先アドレス、送信元アドレス及び輻輳情報に基づいて方路を決定する方路決定部と、
前記方路決定部で決定した方路にパケットを出力する送信制御部とを備える。
前記方路決定部は、送信元アドレスと宛先アドレスのハッシュ値を求め、該ハッシュ値と輻輳情報とに対応した方路をルーティングテーブルから索出しても良い。 The transmission device of the present invention is a transmission device that performs load distribution to a plurality of routes when transmitting a packet via a network,
An address extraction unit that extracts a destination address and a source address from the received packet;
A congestion detection unit that detects congestion status based on control information received from each route, and obtains congestion information indicating the congestion status;
A route determination unit that determines a route based on the destination address, the source address, and congestion information;
A transmission control unit that outputs a packet to the route determined by the route determination unit.
The route determination unit may obtain a hash value of the source address and the destination address, and search for a route corresponding to the hash value and the congestion information from the routing table.

前記ルーティングテーブルは、負荷分散を行う複数の方路に対応した複数のルーティング情報をそれぞれ複数の領域に格納しており、
前記方路決定部は、該ルーティングテーブルの各領域にハッシュ値を割り当て、前記宛先アドレス及び送信元アドレスのハッシュ値と対応する領域を選択し、この選択した領域のルーティング情報から前記宛先アドレスに対応する方路を索出しても良い。 The routing table stores a plurality of routing information corresponding to a plurality of routes for load distribution in a plurality of areas, respectively.
The route determination unit assigns a hash value to each area of the routing table, selects an area corresponding to the hash value of the destination address and the source address, and corresponds to the destination address from the routing information of the selected area You may find the way you want.

前記方路決定部が、前記輻輳情報に基づいて前記各領域のハッシュ値の割り当てを変更することにより、輻輳状態に応じて選択される領域を変えても良い。 The route determination unit may change the region selected according to the congestion state by changing the hash value assignment of each region based on the congestion information.

前記方路決定部は、各方路から受信した輻輳情報に応じ、輻輳が生じている方路の前記割り当てを減らすことで、輻輳している方路へのルーティング量を減らし、負荷バランスをとっても良い。 The route determining unit reduces the amount of routing to the congested route by reducing the allocation of the congested route according to the congestion information received from each route, and balances the load. good.

また、前記パケットを複数の受信ポートから受信し、これと対応する複数の送信ポートから送信する場合、
前記送信制御部が、前記各送信ポートにおいてどの領域のルーティング情報に基づく方路への送信パケットがどれだけ送信されたかを示す情報である送信統計情報を前記輻輳検
出部に通知し、
前記輻輳検出部が、各受信ポートから得られる制御情報を常時又は定期的に監視し、この制御情報に基づいて負荷の高い受信ポートを求め、前記送信統計情報に基づいてこの負荷の高い受信ポートと対応する送信ポートにおいて送信量の多いパケットの方路を求め、この方路を示す情報を輻輳情報として方路決定部に通知しても良い。 In addition, when receiving the packet from a plurality of receiving ports, and transmitting from a plurality of transmission ports corresponding thereto,
The transmission control unit notifies the congestion detection unit of transmission statistical information that is information indicating how many transmission packets are transmitted to a route based on routing information of which region in each transmission port;
The congestion detection unit constantly or periodically monitors the control information obtained from each reception port, obtains a high load reception port based on the control information, and receives the high load reception port based on the transmission statistical information. The route of a packet with a large amount of transmission may be obtained at the transmission port corresponding to, and information indicating this route may be notified to the route determination unit as congestion information.

前記パケットを複数の受信ポートから受信し、これと対応する複数の送信ポートから送信する場合、
前記送信制御部が、前記各送信ポートにおいてどの領域のルーティング情報に基づく方路への送信パケットがどれだけ送信されたかを示す情報である送信統計情報を前記輻輳検出部に通知し、
前記輻輳検出部が、各受信ポートから得られる制御情報を常時又は定期的に監視し、この制御情報に基づいて負荷の高い受信ポートを求め、前記送信統計情報に基づいてこの負荷の高い受信ポートと対応する送信ポートにおいて送信量の多いパケットの方路を索出したルーティングテーブルの領域を求め、この領域を示す情報を輻輳情報として方路決定部に通知し、
前記方路決定部が、この輻輳情報に示された領域の前記割り当てを減らすことで、輻輳している方路へのルーティング量を減らし、負荷バランスをとっても良い。 When receiving the packet from a plurality of receiving ports and transmitting from a plurality of transmitting ports corresponding to the packets,
The transmission control unit notifies the congestion detection unit of transmission statistical information that is information indicating how many transmission packets are transmitted to a route based on routing information of which region in each transmission port;
The congestion detection unit constantly or periodically monitors the control information obtained from each reception port, obtains a high load reception port based on the control information, and receives the high load reception port based on the transmission statistical information. The route of the routing table in which the route of the packet with a large amount of transmission is searched in the corresponding transmission port is obtained, and information indicating this region is notified to the route determination unit as congestion information,
The route determination unit may reduce the amount of routing to the congested route by reducing the allocation of the area indicated in the congestion information, and balance the load.

また、本発明の伝送方法は、
ネットワークを介してパケットを伝送する際に複数の方路への負荷分散を行う伝送装置にて運用される際、
受信したパケットから宛先アドレス及び送信元アドレスを抽出するステップと、
各方路から受信される制御情報に基づいて輻輳状況を検出し、この輻輳状況を示す輻輳情報を求めるステップと、
前記宛先アドレス、送信元アドレス及び輻輳情報に基づいて方路を決定するステップと、
前記決定した方路にパケットを出力するステップを
含む。 Further, the transmission method of the present invention includes:
When operating on a transmission device that distributes load to multiple routes when transmitting packets over the network,
Extracting a destination address and a source address from the received packet;
Detecting congestion status based on control information received from each route, and obtaining congestion information indicating the congestion status;
Determining a route based on the destination address, source address and congestion information;
Outputting a packet to the determined route.

前記方路を決定するステップにおいて、送信元アドレスと宛先アドレスのハッシュ値を求め、該ハッシュ値と輻輳情報とに対応した方路をルーティングテーブルから索出しても良い。 In the step of determining the route, a hash value of the source address and the destination address may be obtained, and a route corresponding to the hash value and the congestion information may be retrieved from the routing table.

また、前記伝送方法において、前記ルーティングテーブルが、負荷分散を行う複数の方路に対応した複数のルーティング情報をそれぞれ複数の領域に格納しており、前記各ルーティングテーブルの各領域にハッシュ値を割り当てておき、
前記方路を決定するステップにおいて、前記宛先アドレス及び送信元アドレスのハッシュ値と対応する領域を選択し、この選択した領域のルーティング情報から宛先アドレスに対応する方路を索出しても良い。 Further, in the transmission method, the routing table stores a plurality of routing information corresponding to a plurality of routes for load distribution in a plurality of areas, and assigns a hash value to each area of the routing table. And
In the step of determining the route, an area corresponding to the hash value of the destination address and the source address may be selected, and the path corresponding to the destination address may be searched from the routing information of the selected area.

前記方路を決定するステップにおいて、前記輻輳情報に基づき前記各領域のハッシュ値の割り当てを変更することにより、輻輳状態に応じて選択される領域を変えても良い。 In the step of determining the route, the region selected according to the congestion state may be changed by changing the hash value assignment of each region based on the congestion information.

また、前記パケットを複数の受信ポートから受信し、これと対応する複数の送信ポートから送信する場合、
前記各送信ポートにおいてどの領域のルーティング情報に基づく方路への送信パケットがどれだけ送信されたかを示す情報である送信統計情報を前記輻輳検出部に通知するステップを更に備え、
前記輻輳情報を求めるステップにおいて、各受信ポートから得られる制御情報を常時又
は定期的に監視し、この制御情報に基づいて負荷の高い受信ポートを求め、前記送信統計情報に基づいてこの負荷の高い受信ポートと対応する送信ポートにおいて送信量の多いパケットの方路を求め、この方路を示す情報を輻輳情報として方路決定部に通知しても良い。 In addition, when receiving the packet from a plurality of receiving ports, and transmitting from a plurality of transmission ports corresponding thereto,
Further comprising the step of notifying the congestion detection unit of transmission statistical information, which is information indicating how many transmission packets to the route based on routing information of which area in each transmission port,
In the step of obtaining the congestion information, the control information obtained from each receiving port is constantly or periodically monitored, a receiving port having a high load is obtained based on the control information, and the high load is obtained based on the transmission statistical information. A route of a packet having a large amount of transmission may be obtained at a transmission port corresponding to the reception port, and information indicating this route may be notified to the route determination unit as congestion information.

前記パケットを複数の受信ポートから受信し、これと対応する複数の送信ポートから送信する場合、
前記各送信ポートにおいてどの領域のルーティング情報に基づく方路への送信パケットがどれだけ送信されたかを示す情報である送信統計情報を前記輻輳検出部に通知するステップを更に備え、
前記輻輳情報を求めるステップにおいて、各受信ポートから得られる制御情報を常時又は定期的に監視し、この制御情報に基づいて負荷の高い受信ポートを求め、前記送信統計情報に基づいてこの負荷の高い受信ポートと対応する送信ポートにおいて送信量の多いパケットの方路を索出したルーティングテーブルの領域を求め、この領域を示す情報を輻輳情報として方路決定部に通知し、
前記方路を決定するステップにおいて、この輻輳情報に示された領域の前記割り当てを減らすことで、輻輳している方路へのルーティング量を減らし、負荷バランスをとっても良い。 When receiving the packet from a plurality of receiving ports and transmitting from a plurality of transmitting ports corresponding to the packets,
Further comprising the step of notifying the congestion detection unit of transmission statistical information, which is information indicating how many transmission packets to the route based on routing information of which area in each transmission port,
In the step of obtaining the congestion information, the control information obtained from each receiving port is constantly or periodically monitored, a receiving port having a high load is obtained based on the control information, and the high load is obtained based on the transmission statistical information. Obtain the routing table area that searched for the route of the packet with a large amount of transmission at the transmission port corresponding to the reception port, and notify the route determination unit as information indicating this area as congestion information,
In the step of determining the route, by reducing the allocation of the area indicated in the congestion information, the amount of routing to the congested route may be reduced to balance the load.

また、本発明のネットワークシステムは、ネットワークを介してパケットを伝送する際に複数の方路への負荷分散を行う伝送装置をノードとして含み、
該伝送装置が、
受信したパケットから宛先アドレス及び送信元アドレスを抽出するアドレス抽出部と、
各方路から受信される制御情報に基づいて輻輳状況を検出し、この輻輳状況を示す輻輳情報を求める輻輳検出部と、
前記宛先アドレス、送信元アドレス及び輻輳情報に基づいて方路を決定する方路決定部と、
前記方路決定部で決定した方路の次のノードにパケットを出力する送信制御部とを備える。 In addition, the network system of the present invention includes a transmission device that performs load distribution to a plurality of routes as a node when transmitting a packet via the network,
The transmission device is
An address extraction unit that extracts a destination address and a source address from the received packet;
A congestion detection unit that detects congestion status based on control information received from each route, and obtains congestion information indicating the congestion status;
A route determination unit that determines a route based on the destination address, the source address, and congestion information;
A transmission control unit that outputs a packet to a node next to the route determined by the route determination unit.

図３は、本発明の原理説明図である。同図に示す伝送装置１０は、アドレス抽出部１６や、輻輳検出部２５、方路決定部１７、送信制御部１８を備えている。 FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the present invention. The transmission apparatus 10 shown in the figure includes an address extraction unit 16, a congestion detection unit 25, a route determination unit 17, and a transmission control unit 18.

加入者側からパケットが入力されると伝送装置１０は、アドレス抽出部１６にて該パケットのヘッダ情報から方路検索で使用する宛先アドレス及び送信元アドレスの情報を抽出する。パケットデータとの関連付けを行う為にフローＩＤを付加し、方路決定部１７へ通知する。伝送装置１０は、方路検索結果が求まるまでの間、パケットデータを方路決定部１７に渡したアドレス情報と同一のフローＩＤと共に、パケットバッファ６に格納させる。 When a packet is input from the subscriber side, the transmission apparatus 10 extracts information on a destination address and a source address used in a route search from the header information of the packet by the address extraction unit 16. A flow ID is added to associate with the packet data and notified to the route determination unit 17. The transmission device 10 stores the packet data in the packet buffer 6 together with the same flow ID as the address information passed to the route determination unit 17 until the route search result is obtained.

方路決定部１７には、負荷分散に応じたルーティング情報を格納した複数の領域を有するルーティングテーブルを記憶部５に記憶している。 The route determination unit 17 stores a routing table having a plurality of areas storing routing information according to load distribution in the storage unit 5.

輻輳検出部２５は、送信制御部が送信ポート２２から各方路へ出力したパケットの送信統計情報と、ポーズ監視部８が各受信ポート１４にて受信される制御情報（バックプレッシャ情報）とに基づいて各方路の輻輳状況を求め、この輻輳状況に応じた輻輳情報を方路決定部１７に通知する。 The congestion detection unit 25 uses the transmission statistical information of the packet output from the transmission port 22 to each path by the transmission control unit and the control information (back pressure information) received by the pause monitoring unit 8 at each reception port 14. Based on this, the congestion status of each route is obtained, and congestion information corresponding to this congestion status is notified to the route determination unit 17.

方路決定部１７は、テーブル選択部１５が、ＤＡ及びＳＡのハッシュ演算値と、輻輳情報とに基づいて方路検索に用いるルーティングテーブルの領域を決定し、この領域のルー
ティング情報についてＤＡによる方路検索を行い、当該パケットを出力する方路を決定し、この方路へ出力するための出力方路情報と前記フローＩＤを送信制御部１８に通知する。 The route determination unit 17 determines the area of the routing table used by the table selection unit 15 for route search based on the hash calculation values of the DA and SA and the congestion information, and the routing information in this area is determined by the DA. A route search is performed, a route for outputting the packet is determined, and output route information for outputting to the route and the flow ID are notified to the transmission control unit 18.

送信制御部１８のスケジューラ２４は、パケットバッファ６を介して共有メモリ２３に格納されたパケットデータのうち前記フローＩＤと対応するパケットデータを前記出力方路情報に基づいて対応する送信ポート２２から送信する。
このように本発明の構成であれば、以下の２つのポイントにより、課題解決の作用が期待できる。 The scheduler 24 of the transmission control unit 18 transmits the packet data corresponding to the flow ID among the packet data stored in the shared memory 23 via the packet buffer 6 from the corresponding transmission port 22 based on the output route information. To do.
Thus, if it is the structure of this invention, the effect | action of a problem solution can be anticipated from the following two points.

（１）図３の方路決定部に示す如く、ＩＰヘッダー情報のＤＡ情報だけで方路検索動作を行うのではなく、ＤＡ，ＳＡに対するハッシュ演算値を用い、複数の前記領域の中から使用する領域を選択し、この選択した領域のルーティング情報によって出力方路検索を行っている。従って、ＩＰネットワーク上の一つのサーバーに対して、複数の端末より一斉にアクセスした場合においても、全てのパケットデータが同一のパスを使用する事を避け、複数のパスに振り分けて通信すること（負荷分散）が可能となる。 (1) As shown in the route determination unit in FIG. 3, the route search operation is not performed only with the DA information of the IP header information, but the hash calculation values for DA and SA are used and used from a plurality of the areas. An area to be output is selected, and an output route search is performed based on the routing information of the selected area. Therefore, even when a single server on the IP network is accessed from a plurality of terminals at the same time, it is possible to avoid using all the packet data using the same path, and to communicate by distributing to a plurality of paths ( Load balancing).

（２）方路決定部による方路検索処理は、受信ポートでのバックプレッシャ計測値と送信ポートでの送信統計情報に基づく輻輳情報によって選択される領域に基づくものであり、実際のネットワーク負荷に基づく負荷分散処理を行う事が可能となる。 (2) The route search process by the route determination unit is based on the area selected by the congestion information based on the back pressure measurement value at the reception port and the transmission statistical information at the transmission port, and the actual network load It is possible to perform load balancing processing based on the above.

本発明は、回線の輻輳情報を負荷分散処理条件に加えることにより、トラヒックを適切に分散できるルート選択処理を可能とする技術を提供できる。 The present invention can provide a technique that enables route selection processing capable of appropriately distributing traffic by adding line congestion information to the load distribution processing conditions.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。以下の実施の形態の構成は例示であり、本発明は実施の形態の構成に限定されない。
図１は、本発明に係る伝送装置（ＩＰネットワークにおけるＩＰスイッチ、例えばルーター）を用いたネットワークシステムの概略構成図、図２はこのパケット伝送システムの機能ブロック図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. The configuration of the following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a network system using a transmission apparatus (IP switch in an IP network, for example, a router) according to the present invention, and FIG. 2 is a functional block diagram of the packet transmission system.

この図に示す伝送装置１０，２０は、ＩＰネットワークのユーザ拠点との境界に設けたエッジルータである。 The transmission apparatuses 10 and 20 shown in this figure are edge routers provided at the boundary with the user base of the IP network.

ここで、ルーター１０に接続された端末２ａ，２ｂ，２ｃからＩＰネットワークを介してルーター２０に接続されている端末２ｘに対して、大量のパケットを送信した場合について説明する。この場合、ルーター１０は、従来から用いられるＩＰヘッダー中の宛先アドレス(ＤＡ：Destination Address)によりルーティングテーブルを検索して、送信ポー
トを決定するフォワーディング機能に加え、パケットのＩＰヘッダーに含まれる宛先アドレス(ＤＡ)及び送信元アドレス(ＳＡ：Source Address)に対する演算値、ならびに回線輻輳状態に基づく輻輳情報を用いて、ルーティングテーブルに含まれる複数の領域から前記検索に用いる領域を選択する機能を有する。これによりルーター１０は、各回線の負荷バランスを図りながら出力方路決定を行う。 Here, a case where a large number of packets are transmitted from the terminals 2a, 2b, 2c connected to the router 10 to the terminal 2x connected to the router 20 via the IP network will be described. In this case, the router 10 searches the routing table by using a destination address (DA: Destination Address) in an IP header that has been conventionally used, and in addition to a forwarding function for determining a transmission port, the destination address included in the IP header of the packet (DA) and a function for selecting a region to be used for the search from a plurality of regions included in the routing table, using a calculation value for a source address (SA) and congestion information based on a line congestion state. As a result, the router 10 determines the output route while balancing the load on each line.

図４は、本発明に係る伝送装置１０の要部説明図であり、パケットを最大８方路へ選択的に転送することにより負荷分散を行うＩＰフォワーディング処理部分の機能ブロックを示している。なお、伝送装置２０については、伝送装置１０と同一の構成であるので説明を省略する。 FIG. 4 is an explanatory diagram of a main part of the transmission apparatus 10 according to the present invention, and shows functional blocks of an IP forwarding processing part that performs load distribution by selectively transferring packets to a maximum of 8 routes. Since the transmission device 20 has the same configuration as the transmission device 10, the description thereof is omitted.

同図に示すように、この伝送装置１０は、ＩＰフォワーディング処理のため、テーブル検索部（方路決定部に相当）１７、パケットバッファ６、ヘッダ抽出部（アドレス抽出部に相当）１６、送信制御部１８、受信制御部１９、輻輳検出部２５を備えている。 As shown in the figure, the transmission apparatus 10 is configured to perform a table search unit (corresponding to a route determination unit) 17, a packet buffer 6, a header extraction unit (corresponding to an address extraction unit) 16, transmission control for IP forwarding processing. Unit 18, reception control unit 19, and congestion detection unit 25.

この受信制御部１９は、受信バッファ１３や、ポーズ監視部８を有している。
受信バッファ１３−１〜１３−ｎは、複数の受信ポート１４−１〜１４−ｎで各方路から受信したパケットをそれぞれ格納している。 The reception control unit 19 includes a reception buffer 13 and a pause monitoring unit 8.
The reception buffers 13-1 to 13-n store packets received from the respective paths at the plurality of reception ports 14-1 to 14-n.

ポーズ監視部８は、各方路から受信される制御情報（バックプレッシャ情報）を常時又は定期的に監視し、輻輳検出部２５に通知する。例えば、輻輳が発生して滞留パケットが増えた場合、対向装置（各方路においてリンクを挟んで装置１０と対向する次のノード）は、ポーズパケットを伝送装置１０に送信して送信の一次停止を要求する。ポーズ監視部８は、この送信停止要求を受信する時間（フロー制御時間）・頻度をポート毎に監視して統計をとり、この制御情報に基づく情報（制御統計情報）を定期的に輻輳検出部２５へと通知する。 The pause monitoring unit 8 constantly or periodically monitors the control information (back pressure information) received from each route and notifies the congestion detection unit 25 of it. For example, when congestion occurs and the number of staying packets increases, the opposite device (the next node facing the device 10 across the link in each route) transmits a pause packet to the transmission device 10 to temporarily stop transmission. Request. The pause monitoring unit 8 monitors the time (flow control time) and frequency at which this transmission stop request is received for each port, collects statistics, and periodically collects information (control statistical information) based on the control information. 25 is notified.

ヘッダ抽出部１６は、前記受信バッファ１３を介して受信したパケットのヘッダ情報から宛先アドレス及び送信元アドレスを抽出する。
輻輳検出部２５は、後述の如くポーズ監視部８からの制御統計情報と、送信制御部１８からの送信統計情報とに基づいて輻輳情報を求め、この輻輳情報をテーブル検索部１７に通知する。この輻輳情報は、後述の如く、領域判定部１５における閾値変更情報として用いられる。 The header extraction unit 16 extracts a destination address and a transmission source address from the header information of the packet received via the reception buffer 13.
The congestion detection unit 25 obtains congestion information based on control statistical information from the pause monitoring unit 8 and transmission statistical information from the transmission control unit 18 as will be described later, and notifies the table search unit 17 of this congestion information. This congestion information is used as threshold change information in the area determination unit 15 as will be described later.

テーブル検索部１７は、前記宛先アドレス、送信元アドレス及び輻輳情報に基づいて方路を決定する。このとき、テーブル検索部１７のハッシュ演算部２１が、送信元アドレスと宛先アドレスのハッシュ値を求め、領域判定部１５がこのハッシュ値と輻輳情報とに対応した方路をルーティングテーブルから索出する。このルーティングテーブルは、記憶部５に記憶されており、負荷分散を行う方路に応じた複数のルーティング情報をそれぞれ複数（本例では８個）の領域に格納している。この複数の領域は、一つのルーティングテーブルが有する複数の領域として記憶されているものでも良いし、独立して複数のテーブルとして記憶されているものでも良い。また、この複数の領域は、物理的に特定の位置に存在するものに限らず、アドレスやラベル、格納の順序等によって一連の情報であること（どの領域の情報であるか）が特定できるように格納されたものでも良い。 The table search unit 17 determines a route based on the destination address, the source address, and the congestion information. At this time, the hash calculation unit 21 of the table search unit 17 obtains the hash values of the transmission source address and the destination address, and the area determination unit 15 searches the routing table for a route corresponding to the hash value and the congestion information. . This routing table is stored in the storage unit 5, and stores a plurality of pieces of routing information corresponding to the route for load distribution in a plurality of areas (eight in this example). The plurality of areas may be stored as a plurality of areas included in one routing table, or may be stored as a plurality of tables independently. In addition, the plurality of areas are not limited to physically located at a specific position, but can be specified as a series of information (which area is the information) by address, label, storage order, and the like. It may be stored in.

領域判定部１５は、この各領域に予めハッシュ値の範囲を割り当て、前記ハッシュ演算部２１が求めたハッシュ値と対応する領域を選択し、この選択した領域のルーティング情報を参照して前記宛先アドレスと対応する方路を索出する。このとき、領域判定部１５は、輻輳情報に基づいて前記各領域のハッシュ値の割り当てを変更することにより、輻輳状態に応じて選択される領域を変えるようにしている。これにより、輻輳状態に応じた負荷分散が行われるようにしている。例えば、輻輳が生じた方路に係る領域の割り当てを減らし、輻輳が生じていない方路に係る領域の割り当てを増やすことにより、輻輳している方路へのルーティング量を減らし、負荷バランスをとる。 The area determination unit 15 assigns a range of hash values to each area in advance, selects an area corresponding to the hash value obtained by the hash calculation unit 21, and refers to the routing information of the selected area to determine the destination address And search for the corresponding route. At this time, the region determination unit 15 changes the region selected according to the congestion state by changing the hash value assignment of each region based on the congestion information. Thereby, load distribution according to the congestion state is performed. For example, reduce the amount of routing to congested routes by reducing the allocation of regions related to congested routes and increasing the allocation of regions related to non-congested routes. .

パケットバッファ６は、前記テーブル検索部１７でテーブル検索を行い、情報を得る間パケットを待たせる為のバッファである。 The packet buffer 6 is a buffer for waiting for a packet while performing table search by the table search unit 17 and obtaining information.

図５は、本実施形態の伝送装置によるパケット伝送の手順（伝送方法）の説明図である。
伝送装置１０は、対向装置から送られたパケットを受信ポート１４−１〜１４−ｎで受信し（ステップ１、以下Ｓ１のように略記する）、これが転送対象のパケットであれば（
Ｓ２）、このパケットデータを受信バッファ１３−１〜１３−ｎに格納し（Ｓ３）、このパケットデータからＩＰヘッダ抽出部にてＩＰヘッダー情報（ＤＡ，ＳＡ）を抽出する（Ｓ４）。このとき伝送装置１０は、抽出元のパケットデータとの関連付けを行う為に該ＩＰヘッダ情報にフローＩＤを付加し、このＩＰヘッダ情報をテーブル検索部１７へ通知する（Ｓ５）。また伝送装置１０は、方路検索結果が求まるまでの間、抽出元のパケットデータをテーブル検索部１７に渡したアドレス情報と同一のフローＩＤと共にパケットバッファ６に格納させる（Ｓ６）。 FIG. 5 is an explanatory diagram of a packet transmission procedure (transmission method) by the transmission apparatus of the present embodiment.
The transmission device 10 receives the packets sent from the opposite device at the reception ports 14-1 to 14-n (step 1, hereinafter abbreviated as S1), and if this is a packet to be transferred (
S2), the packet data is stored in the reception buffers 13-1 to 13-n (S3), and IP header information (DA, SA) is extracted from the packet data by the IP header extraction unit (S4). At this time, the transmission apparatus 10 adds a flow ID to the IP header information in order to associate with the packet data of the extraction source, and notifies the table search unit 17 of the IP header information (S5). The transmission apparatus 10 stores the packet data of the extraction source in the packet buffer 6 together with the same flow ID as the address information passed to the table search unit 17 until the route search result is obtained (S6).

一方、ポーズ監視部８は、ステップ２で受信したパケットがポーズパケットか否かを監視し、ポーズパケットであれば制御統計情報を求めてテーブル検索部１７に通知する（Ｓ７）。輻輳検出部２５は、この制御統計情報と送信制御部からの送信統計情報とに基づいて輻輳情報を求め、テーブル検索部１７に通知する（Ｓ８）。 On the other hand, the pause monitoring unit 8 monitors whether or not the packet received in step 2 is a pause packet, and if it is a pause packet, obtains control statistical information and notifies the table search unit 17 (S7). The congestion detection unit 25 obtains congestion information based on the control statistical information and the transmission statistical information from the transmission control unit, and notifies the table search unit 17 (S8).

また、テーブル検索部１７のハッシュ演算部は、前記ＤＡとＳＡのハッシュ値を求め、領域判定部１５に通知する（Ｓ９）。領域判定部１５は、このＤＡ及びＳＡのハッシュ演算値と、輻輳情報とに基づいてルーティングテーブルの領域を選択する（Ｓ１０）。そして、インターフェイス４を介してこの選択した領域のルーティング情報を参照し、ＤＡによる方路検索を行い、当該パケットを出力する方路を決定し、この方路へ出力するための情報（出力方路情報）と前記ヘッダ情報に付加されていたフローＩＤを送信制御部１８に通知する（Ｓ１１）。一方、これと同時にパケットバッファ６からパケットデータが送信制御部１８に入力される（Ｓ１２）。 Further, the hash calculation unit of the table search unit 17 obtains the hash values of the DA and SA, and notifies the region determination unit 15 (S9). The area determination unit 15 selects an area of the routing table based on the DA and SA hash calculation values and the congestion information (S10). Then, the routing information of the selected area is referred to via the interface 4, the route search by DA is performed, the route for outputting the packet is determined, and the information for outputting to this route (output route information) ) And the flow ID added to the header information are notified to the transmission control unit 18 (S11). At the same time, packet data is input from the packet buffer 6 to the transmission controller 18 (S12).

送信制御部１８は、インターフェイス９を介してフローＩＤが一致する出力方路情報とパケットデータとを対応付けて共有メモリ２３に保存する（Ｓ１３）。 The transmission control unit 18 associates the output route information having the same flow ID with the packet data via the interface 9 and stores them in the shared memory 23 (S13).

送信制御部１８のスケジューラ１１は、共有メモリ２３に格納されたパケットデータを対応する出力方路情報に示される送信ポート２２から送信する（Ｓ１４）。このときスケジューラ１１による制御は、特に限定されるものではなく、既知のスケジューラ制御（例えば、RR: Round Robin, WRR: Weighted Round Robin）を用いてパケットを送信バッファ１２−１〜１２−ｎに振り分け、送信ポート２２−１〜２２−ｎからそれぞれ送信する。 The scheduler 11 of the transmission control unit 18 transmits the packet data stored in the shared memory 23 from the transmission port 22 indicated by the corresponding output route information (S14). At this time, the control by the scheduler 11 is not particularly limited, and packets are distributed to the transmission buffers 12-1 to 12-n using known scheduler control (for example, RR: Round Robin, WRR: Weighted Round Robin). The transmission ports 22-1 to 22-n transmit respectively.

また、送信制御部１８は、各送信ポートにおいてどの領域のルーティング情報に基づく方路への送信パケットがどれだけ送信されたかを示す情報である送信統計情報を求め、これを領域判定部１５へ通知する（Ｓ１５）。 Further, the transmission control unit 18 obtains transmission statistical information which is information indicating how many transmission packets to the route based on which region routing information is transmitted in each transmission port, and notifies this to the region determination unit 15. (S15).

以上説明した流れにおける主要な機能の詳細について以下で説明する。
（Ｉ）テーブル検索部の機能。
図６は、テーブル検索部１７の説明図である。
記憶部５に記憶されたルーティングテーブルの各領域ａ１〜ａ８には、それぞれ負荷分散のために異ならせたルーティング情報を蓄えられており、テーブル検索部１７は、この領域ａ１〜ａ８の何れかから選択的にＤＡに対する方路を検索する事により、出力すべき方路、即ち出力方路情報を得る事が出来る。 Details of main functions in the flow described above will be described below.
(I) The function of the table search unit.
FIG. 6 is an explanatory diagram of the table search unit 17.
In each of the areas a1 to a8 of the routing table stored in the storage unit 5, routing information that has been differentiated for load distribution is stored, and the table search unit 17 can search from any of the areas a1 to a8. By selectively searching for a route to DA, a route to be output, that is, output route information can be obtained.

このテーブルを検索する為のキー情報（ＲＡＭのアドレス情報）は、領域判定部１５と、ＩＰアドレステーブル３により生成される。
ＩＰアドレステーブル３は、ＩＰヘッダー中の宛先アドレス（ＤＡ）と、このＤＡに係る出力方路情報を記憶しているルーティングテーブル上のポインタ値とを対応付けて記憶している。なお、本実施実施のＩＰアドレステーブル３は、ＣＡＭ（Content Addressable Memory）を用いて構成している。 Key information (RAM address information) for searching this table is generated by the area determination unit 15 and the IP address table 3.
The IP address table 3 stores a destination address (DA) in the IP header and a pointer value on the routing table storing output route information related to the DA in association with each other. The IP address table 3 according to the present embodiment is configured using CAM (Content Addressable Memory).

本実施形態のテーブル検索部１７では、ＤＡとルーティング情報のフレキシブルな関連付けを行う事ができるようにしている。 In the table search unit 17 of this embodiment, DA and routing information can be flexibly associated.

一般的には、ＤＡに対応したポインタ値を用いてルーティングテーブルを検索する事により出力方路情報、付加ラベル情報を得るが、その場合、ＤＡに対して１：１のルーティング情報となり、負荷分散処理ができない。 In general, output route information and additional label information are obtained by searching a routing table using a pointer value corresponding to DA. In this case, 1: 1 routing information is obtained for DA, and load distribution is performed. Cannot process.

そこで、本構成では、領域判定部１５での判定結果も用いて方路検索を行う。領域判定部１５は、ハッシュ演算部２１から宛先アドレス（ＤＡ）及び送信元アドレス（ＳＡ）のハッシュ値を受け、これに基づいて領域判定を行い、０ｈから７ｈまでの８通りの判定結果を出力する。 Therefore, in this configuration, the route search is performed using the determination result in the region determination unit 15. The area determination unit 15 receives the hash value of the destination address (DA) and the transmission source address (SA) from the hash calculation unit 21, performs area determination based on the hash values, and outputs eight determination results from 0h to 7h. To do.

この領域判定部１５における領域判定の仕組みを図７に示す。
図７（Ａ）に示すように、ハッシュ演算部２１では、入力される宛先アドレス（ＤＡ）３２ｂｉｔと送信元アドレス（ＳＡ）３２ｂｉｔの計６４ｂｉｔについて、ハッシュ演算（ＣＲＣ−１６演算）を行い、１６ｂｉｔの演算結果（０〜６５５３５／１０進）を得る。なお、本実施形態では、ハッシュ演算としてＣＲＣ−１６を行い１６ｂｉｔの演算結果を得たが、ハッシュ演算にＣＲＣ−８等を用い、異なる精度の結果を得るようにしても良い。この精度は、負荷分散する方路数等に応じて任意に設定できる。また、演算方法としてＣＲＣ演算を用いず、ＳＡ３２ｂｉｔのＭＳＢからＬＳＢの文字の並びを逆にしたものと、ＤＡ３２ｂｉｔとでＥＯＲをとって３２ｂｉｔの値にし、更に上位１６ｂｉｔと下位１６ｂｉｔとのＥＯＲをとって１６ｂｉｔの値を得る等、他の演算方法を採る事も可能である。 FIG. 7 shows a mechanism of region determination in the region determination unit 15.
As shown in FIG. 7A, the hash calculator 21 performs a hash calculation (CRC-16 calculation) on a total of 64 bits of the input destination address (DA) 32 bits and the source address (SA) 32 bits, (0-65535 / decimal) is obtained. In the present embodiment, CRC-16 is performed as a hash calculation to obtain a 16-bit calculation result. However, CRC-8 or the like may be used for the hash calculation to obtain a result with different accuracy. This accuracy can be arbitrarily set according to the number of routes for load distribution and the like. Also, CRC calculation is not used as the calculation method, and the SA32-bit MSB to LSB character sequence is reversed and DA32-bit EOR is taken to give a 32-bit value, and higher-order 16-bit and lower-order 16-bit EOR is taken. It is also possible to adopt other calculation methods such as obtaining a 16-bit value.

これらの演算により得られた値は、領域判定部１５にて０ｈ〜７ｈのどの領域に属する値かを判定する。
この領域判定部１５では、０〜６５５３５までの値（即ち１６ｂｉｔ）を８つの範囲Ｘに分割する７つの閾値Ａ〜Ｇを設定（記憶）している。領域判定部１５は、この７つの閾値Ａ〜Ｇを、後述する送信制御部、受信制御部から通知される情報に基づいて変化させることで、この範囲Ｘを変更する。 The value obtained by these calculations is determined by the region determination unit 15 to which region of 0h to 7h.
In this area determination unit 15, seven threshold values A to G for dividing a value from 0 to 65535 (that is, 16 bits) into eight ranges X are set (stored). The area determination unit 15 changes the range X by changing the seven thresholds A to G based on information notified from a transmission control unit and a reception control unit described later.

領域判定部１５による判定は、図７（Ｂ）の表に示す通り、ハッシュ演算部２１からのハッシュ演算値が、どの範囲Ｘに属するかを求め、求めた範囲の判定値を出力する。即ち、ハッシュ演算値が、０以上閾値Ａ未満であれば判定値０ｈを出力し、閾値Ａ以上閾値Ｂ未満であれば１ｈを出力し、・・・閾値Ｇ以上６５５３５以下であれば７ｈを出力する。領域判定部１５は、この判定値に基づいて方路検索に用いるテーブルを選択する。例えば、判定値０ｈ〜７ｈとルーティングテーブルの領域ａ１〜ａ８とがそれぞれ対応付けられている場合、即ち領域ａ１〜ａ８にそれぞれ前記ハッシュ値の範囲Ｘが割り当てられている場合、ハッシュ演算値と対応する領域が選択される。 The determination by the area determination unit 15 determines which range X the hash calculation value from the hash calculation unit 21 belongs to as shown in the table of FIG. 7B, and outputs the determination value of the calculated range. That is, if the hash calculation value is 0 or more and less than the threshold A, the judgment value 0h is output, if the hash A is not less than the threshold A and less than the threshold B, 1h is output, and if the hash calculation value is not less than the threshold G and not more than 65535, 7h is output. To do. The area determination unit 15 selects a table used for route search based on the determination value. For example, when the determination values 0h to 7h and the areas a1 to a8 of the routing table are associated with each other, that is, when the range X of the hash value is assigned to each of the areas a1 to a8, it corresponds to the hash calculation value. The area to be selected is selected.

本実施形態において、記憶部５のルーティングテーブルは、図１０に示すようにＤＡに対する出力方路情報が複数の領域にそれぞれ記憶されている。例えば、あるＤＡに対する出力方路情報が＃１−１〜＃１−８の８個記憶されており、このうち＃１−１が領域ａ１の出力方路情報、＃１−２が領域ａ２の出力方路情報、・・・＃１−８が領域ａ８の出力方路情報となっている。 In the present embodiment, the routing table of the storage unit 5 stores output route information for DA in a plurality of areas as shown in FIG. For example, eight pieces of output route information # 1-1 to # 1-8 for a certain DA are stored, among which # 1-1 is the output route information of the region a1, and # 1-2 is the region a2. Output route information,... # 1-8 is output route information of the area a8.

そしてテーブル検索部１７は、ＩＰアドレステーブル３から得たＤＡに対するポインタ値に前記判定値を加えてアドレス情報を生成し、記憶部５のルーティングテーブルを検索してこのアドレス情報に対応する出力方路情報を得る。テーブル検索部１７は、この結果得られた出力方路情報と判定値を該ＤＡのフロー情報と共に送信制御部１８に通知する。 Then, the table search unit 17 generates the address information by adding the determination value to the pointer value for the DA obtained from the IP address table 3, searches the routing table in the storage unit 5, and outputs the output route corresponding to this address information. get information. The table search unit 17 notifies the transmission control unit 18 of the output route information and the determination value obtained as a result together with the DA flow information.

（II）送信制御部の機能
図８に送信制御部１８の構成を示す。
送信制御部１８の共有メモリインターフェイス部９では、テーブル検索部１７から通知されるフローＩＤに対応するパケットデータをパケットバッファ６から読み出し、共有メモリに書き込む。一方、該インターフェイス部９は、出力方路情報とエリア判定情報（判定値）をスケジューラ部２４に通知する。通知を受けたスケジューラ部２４は、既知の技術であるスケジューリング手法により対応する送信バッファ１２−１〜１２−ｎにそれぞれ、共有メモリ２３のパケットデータをエリア判定情報と共に転送する。なお、大量のデータを扱う場合、この部分をクロスバースイッチ等の大規模スイッチにて構成する事も可能である。 (II) Function of Transmission Control Unit FIG. 8 shows the configuration of the transmission control unit 18.
In the shared memory interface unit 9 of the transmission control unit 18, packet data corresponding to the flow ID notified from the table search unit 17 is read from the packet buffer 6 and written to the shared memory. On the other hand, the interface unit 9 notifies the scheduler unit 24 of output route information and area determination information (determination value). Receiving the notification, the scheduler unit 24 transfers the packet data of the shared memory 23 together with the area determination information to the corresponding transmission buffers 12-1 to 12-n by a scheduling technique that is a known technique. When a large amount of data is handled, this portion can be configured with a large-scale switch such as a crossbar switch.

送信バッファ１２−１〜１２−ｎは、それぞれ送信ポート２２−１〜２２−ｎに対応している。パケットデータは、この送信バッファ１２−１〜１２−ｎを介して、各ポート２２−１〜２２−ｎに出力される。また、各送信バッファ１２−１〜１２−ｎでは、パケットデータと共に通知されるエリア判定情報を終端し、送出するパケットがどの領域のルーティングテーブルの検索によるものかの統計処理を行う。各送信ポートの統計処理結果は、輻輳検出部２５へと通知される。 The transmission buffers 12-1 to 12-n correspond to the transmission ports 22-1 to 22-n, respectively. The packet data is output to the ports 22-1 to 22-n via the transmission buffers 12-1 to 12-n. Each of the transmission buffers 12-1 to 12-n terminates the area determination information notified together with the packet data, and performs statistical processing as to which area of the routing table is searched for the packet to be transmitted. The statistical processing result of each transmission port is notified to the congestion detection unit 25.

（III）受信制御部の機能
受信制御部１９では、図４に示す通り、各受信ポートにて検出される対向装置からのフロー制御時間を監視・計測するポーズ監視部８を持つ。 (III) Function of Reception Control Unit The reception control unit 19 has a pause monitoring unit 8 that monitors and measures the flow control time from the opposite device detected at each reception port, as shown in FIG.

対向装置からは、回線が輻輳した滞留パケットが増えた場合、ポーズパケットを用いて送信の一次停止を要求してくる。ポーズ監視部８では、この送信停止要求を受信する時間・頻度をポート毎に統計をとり監視する。得られた情報は、定期的に輻輳検出部２５へと通知される。 When the number of staying packets with congested lines increases, the opposite device requests a primary stop of transmission using a pause packet. The pause monitoring unit 8 monitors and monitors the time and frequency of receiving this transmission stop request for each port. The obtained information is periodically notified to the congestion detection unit 25.

（IV）輻輳検出部における輻輳検出処理
図９に示す通り、送信制御部１８は、送信パケットと共に転送されてくるエリア判定情報を元に、周期的にどのテーブル領域にてルート検索されたパケットが多いか、即ち各送信ポートにおける前記領域別のパケット数の情報（送信統計情報）を輻輳検出部２５に通知する。 (IV) Congestion Detection Processing in the Congestion Detection Unit As shown in FIG. 9, the transmission control unit 18 periodically determines in which table area the route search is performed based on the area determination information transferred together with the transmission packet. The congestion detection unit 25 is notified of information on the number of packets in each transmission port (transmission statistical information).

また、受信制御部１９は、回線輻輳時に受信されるポーズパケットにより対向装置から制御されるポーズ時間を周期的に監視し、各受信ポートにおける単位時間当たりのポーズ制御発生頻度の情報（制御統計情報）を輻輳検出部２５に通知する。 Further, the reception control unit 19 periodically monitors the pause time controlled from the opposite device by the pause packet received at the time of line congestion, and information on the frequency of pause control occurrence per unit time at each reception port (control statistical information) ) To the congestion detection unit 25.

そして輻輳検出部２５では、これら送信統計情報と制御情報とから輻輳状況を認識する。つまり、輻輳検出部２５は、送信統計情報からポーズ制御発生頻度の高い受信ポートを検出すると、対応する送信ポート（同じ対向装置と接続しているポート）において送信パケット量の多い領域を求める。これによりこの領域に基づく方路に輻輳が発生していることが認識できるので、この領域を示す情報を輻輳情報としてテーブル検索部１７の領域判定部１５に通知する。 Then, the congestion detection unit 25 recognizes the congestion state from these transmission statistical information and control information. That is, when the congestion detection unit 25 detects a reception port with high pause control occurrence frequency from the transmission statistical information, the congestion detection unit 25 obtains a region with a large amount of transmission packets in the corresponding transmission port (port connected to the same opposite device). As a result, it can be recognized that congestion has occurred in the route based on this area, so information indicating this area is notified to the area determination unit 15 of the table search unit 17 as congestion information.

（Ｖ）領域判定部内での閾値処理
領域判定部１５は、輻輳検出部２５から輻輳情報を受信した場合、この輻輳状態に示される領域を狭めるように閾値を変更する。即ち、該領域のハッシュ値の割り当てを減らし、該領域が選択される確率を減少させる。この制御により、他の領域の割り当てが増える、即ち他の領域が選択される確率が増えることになり、輻輳した方路へのパケットが他の
方路へルーティングされる。この結果、負荷の高いポートからのパケットの送信を減らし、それ以外のポートへのパケット送信を増やすことができる。 (V) Threshold processing in the region determination unit When the region determination unit 15 receives the congestion information from the congestion detection unit 25, the region determination unit 15 changes the threshold value so as to narrow the region indicated by the congestion state. That is, the hash value assignment of the area is reduced, and the probability that the area is selected is reduced. By this control, the allocation of another area increases, that is, the probability that another area is selected increases, and a packet to a congested route is routed to another route. As a result, it is possible to reduce packet transmission from a heavily loaded port and increase packet transmission to other ports.

以上のように本実施形態によれば、ＩＰフォワーディング処理において、ＩＰヘッダー（ＳＡ，ＤＡ）と輻輳情報を用い、回線輻輳状態を加味した複数方路へのトラヒックバランシング処理（負荷分散処理）が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, in IP forwarding processing, traffic balancing processing (load distribution processing) can be performed in multiple routes using the IP header (SA, DA) and congestion information in consideration of the line congestion state. It becomes.

ここで言う、回線輻輳状態を加味したバランシング処理とは、各ポートに対応するネットワーク上のバックプレッシャ発生頻度監視を行い、輻輳情報をテーブル検索部にフィードバックする事によるものである。即ち、輻輳が検出されたポートへの送信を単に停止し他のポートからの送信を行うのでは無く、回線の輻輳状況に応じてテーブル検索部で輻輳回線が選択される確率を落とす事により、パケットを送信する方路を制御するものである。これにより刻々と変化する回線負荷を考慮した負荷分散処理を伴うフォワーディング処理を行う事が可能となり、ネットワークの効率的な使用（各ネットワークパス間でのトラヒックの均質化）を可能とする。これにより、ＩＰネットワークのパフォーマンス向上に寄与するところが大きい。 The balancing process in consideration of the line congestion state mentioned here is performed by monitoring the frequency of back pressure occurrence on the network corresponding to each port and feeding back the congestion information to the table search unit. That is, instead of simply stopping transmission to the port where congestion is detected and transmitting from other ports, by reducing the probability that a congestion line is selected by the table search unit according to the congestion status of the line, It controls the route for transmitting packets. As a result, it is possible to perform a forwarding process accompanied by a load distribution process in consideration of a line load that changes every moment, and an efficient use of the network (homogenization of traffic between each network path) becomes possible. This greatly contributes to improving the performance of the IP network.

従って、回線の輻輳状態監視結果情報を負荷分散処理条件に加える事により、複数のネットワークパスのトラヒック負荷を分散し、転送効率を上げつつネットワークの負荷変動に追従した柔軟なルート選択処理を行う事が可能となる。 Therefore, by adding the line congestion status monitoring result information to the load distribution processing conditions, it is possible to distribute the traffic load of multiple network paths and perform flexible route selection processing that follows fluctuations in the network load while increasing transfer efficiency. Is possible.

〈その他の実施形態〉
本発明は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 <Other embodiments>
The present invention is not limited to the illustrated examples described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、以下に付記した構成であっても上述の実施形態と同様の効果が得られる。また、これらの構成要素は可能な限り組み合わせることができる。 For example, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained even with the configurations described below. These components can be combined as much as possible.

（付記１）
ネットワークを介してパケットを伝送する際に複数の方路への負荷分散を行う伝送装置であって、
受信したパケットから宛先アドレス及び送信元アドレスを抽出するアドレス抽出部と、
各方路から受信される制御情報に基づいて輻輳状況を検出し、この輻輳状況を示す輻輳情報を求める輻輳検出部と、
前記宛先アドレス、送信元アドレス及び輻輳情報に基づいて方路を決定する方路決定部と、
前記方路決定部で決定した方路にパケットを出力する送信制御部とを備える伝送装置。（１） (Appendix 1)
A transmission device that distributes a load to a plurality of routes when transmitting a packet via a network,
An address extraction unit that extracts a destination address and a source address from the received packet;
A congestion detection unit that detects congestion status based on control information received from each route, and obtains congestion information indicating the congestion status;
A route determination unit that determines a route based on the destination address, the source address, and congestion information;
A transmission apparatus comprising: a transmission control unit that outputs a packet to the route determined by the route determination unit. (1)

（付記２）
前記方路決定部が、送信元アドレスと宛先アドレスのハッシュ値を求め、該ハッシュ値と輻輳情報とに対応した方路をルーティングテーブルから索出する付記１に記載の伝送装置。（２） (Appendix 2)
The transmission apparatus according to appendix 1, wherein the route determination unit obtains a hash value of a transmission source address and a destination address, and searches a route corresponding to the hash value and congestion information from a routing table. (2)

（付記３）
前記ルーティングテーブルが、負荷分散を行う複数の方路に対応した複数のルーティング情報をそれぞれ複数の領域に格納しており、
前記方路決定部が、該ルーティングテーブルの各領域にハッシュ値を割り当て、前記宛先アドレス及び送信元アドレスのハッシュ値と対応する領域を選択し、この選択した領域のルーティング情報から前記宛先アドレスに対応する方路を索出する付記２に記載の伝送
装置。（３） (Appendix 3)
The routing table stores a plurality of routing information corresponding to a plurality of routes for load distribution in a plurality of areas, respectively.
The route determination unit assigns a hash value to each area of the routing table, selects an area corresponding to the hash value of the destination address and the source address, and corresponds to the destination address from the routing information of the selected area The transmission apparatus according to appendix 2, for searching out a route to be performed. (3)

（付記４）
前記方路決定部が、前記輻輳情報に基づいて前記各領域のハッシュ値の割り当てを変更することにより、輻輳状態に応じて選択される領域を変える付記３に記載の伝送装置。 (Appendix 4)
The transmission apparatus according to appendix 3, wherein the route determination unit changes a region selected according to a congestion state by changing the hash value assignment of each region based on the congestion information.

（付記５）
前記方路決定部が、各方路から受信した輻輳情報に応じ、輻輳が生じている方路の前記割り当てを減らすことで、輻輳している方路へのルーティング量を減らし、負荷バランスをとる付記４に記載の伝送装置。 (Appendix 5)
The route determination unit reduces the amount of routing to the congested route by reducing the allocation of the congested route according to the congestion information received from each route, and balances the load. The transmission apparatus according to appendix 4.

（付記６）
前記パケットを複数の受信ポートから受信し、これと対応する複数の送信ポートから送信する場合に、
前記送信制御部が、前記各送信ポートにおいてどの領域のルーティング情報に基づく方路への送信パケットがどれだけ送信されたかを示す情報である送信統計情報を前記輻輳検出部に通知し、
前記輻輳検出部が、各受信ポートから得られる制御情報を常時又は定期的に監視し、この制御情報に基づいて負荷の高い受信ポートを求め、前記送信統計情報に基づいてこの負荷の高い受信ポートと対応する送信ポートにおいて送信量の多いパケットの方路を求め、この方路を示す情報を輻輳情報として方路決定部に通知する付記５に記載の伝送装置。 (Appendix 6)
When the packet is received from a plurality of receiving ports and transmitted from a plurality of transmitting ports corresponding thereto,
The transmission control unit notifies the congestion detection unit of transmission statistical information that is information indicating how many transmission packets are transmitted to a route based on routing information of which region in each transmission port;
The congestion detection unit constantly or periodically monitors the control information obtained from each reception port, obtains a high load reception port based on the control information, and receives the high load reception port based on the transmission statistical information. 6. The transmission apparatus according to appendix 5, wherein a route of a packet having a large amount of transmission is obtained at a transmission port corresponding to and a route determination unit is notified of information indicating the route as congestion information.

（付記７）
前記パケットを複数の受信ポートから受信し、これと対応する複数の送信ポートから送信する場合に、
前記送信制御部が、前記各送信ポートにおいてどの領域のルーティング情報に基づく方路への送信パケットがどれだけ送信されたかを示す情報である送信統計情報を前記輻輳検出部に通知し、
前記輻輳検出部が、各受信ポートから得られる制御情報を常時又は定期的に監視し、この制御情報に基づいて負荷の高い受信ポートを求め、前記送信統計情報に基づいてこの負荷の高い受信ポートと対応する送信ポートにおいて送信量の多いパケットの方路を索出したルーティングテーブルの領域を求め、この領域を示す情報を輻輳情報として方路決定部に通知し、
前記方路決定部が、この輻輳情報に示された領域の前記割り当てを減らすことで、輻輳している方路へのルーティング量を減らし、負荷バランスをとる付記４に記載の伝送装置。 (Appendix 7)
When the packet is received from a plurality of receiving ports and transmitted from a plurality of transmitting ports corresponding thereto,
The transmission control unit notifies the congestion detection unit of transmission statistical information that is information indicating how many transmission packets are transmitted to a route based on routing information of which region in each transmission port;
The congestion detection unit constantly or periodically monitors the control information obtained from each reception port, obtains a high load reception port based on the control information, and receives the high load reception port based on the transmission statistical information. The route of the routing table in which the route of the packet with a large amount of transmission is searched in the corresponding transmission port is obtained, and information indicating this region is notified to the route determination unit as congestion information,
The transmission apparatus according to supplementary note 4, wherein the route determination unit reduces the allocation of the area indicated by the congestion information, thereby reducing the amount of routing to the congested route and balancing the load.

（付記８）
ネットワークを介してパケットを伝送する際に複数の方路への負荷分散を行う伝送装置にて運用される方法であって、
受信したパケットから宛先アドレス及び送信元アドレスを抽出するステップと、
各方路から受信される制御情報に基づいて輻輳状況を検出し、この輻輳状況を示す輻輳情報を求めるステップと、
前記宛先アドレス、送信元アドレス及び輻輳情報に基づいて方路を決定するステップと、
前記決定した方路にパケットを出力するステップを
含む伝送方法。（４） (Appendix 8)
A method that is used in a transmission device that distributes load to a plurality of routes when transmitting a packet via a network,
Extracting a destination address and a source address from the received packet;
Detecting congestion status based on control information received from each route, and obtaining congestion information indicating the congestion status;
Determining a route based on the destination address, source address and congestion information;
A transmission method including a step of outputting a packet to the determined route. (4)

（付記９）
前記方路を決定するステップにおいて、送信元アドレスと宛先アドレスのハッシュ値を
求め、該ハッシュ値と輻輳情報とに対応した方路をルーティングテーブルから索出する付記８に記載の伝送方法。 (Appendix 9)
The transmission method according to appendix 8, wherein in the step of determining the route, a hash value of the source address and the destination address is obtained, and a route corresponding to the hash value and the congestion information is retrieved from the routing table.

（付記１０）
前記ルーティングテーブルが、負荷分散を行う複数の方路に対応した複数のルーティング情報をそれぞれ複数の領域に格納しており、前記各ルーティングテーブルの各領域にハッシュ値を割り当てておき、
前記方路を決定するステップにおいて、前記宛先アドレス及び送信元アドレスのハッシュ値と対応する領域を選択し、この選択した領域のルーティング情報から宛先アドレスに対応する方路を索出する付記９に記載の伝送方法。 (Appendix 10)
The routing table stores a plurality of routing information corresponding to a plurality of routes for load distribution in a plurality of areas, and assigns a hash value to each area of each routing table,
The supplementary note 9 wherein in the step of determining the route, an area corresponding to the hash value of the destination address and the source address is selected, and the route corresponding to the destination address is searched from the routing information of the selected area. Transmission method.

（付記１１）
前記方路を決定するステップにおいて、前記輻輳情報に基づき前記各領域のハッシュ値の割り当てを変更することにより、輻輳状態に応じて選択される領域を変える付記１０に記載の伝送方法。 (Appendix 11)
The transmission method according to appendix 10, wherein in the step of determining the route, the region selected in accordance with the congestion state is changed by changing the hash value assignment of each region based on the congestion information.

（付記１２）
前記パケットを複数の受信ポートから受信し、これと対応する複数の送信ポートから送信する場合に、
前記各送信ポートにおいてどの領域のルーティング情報に基づく方路への送信パケットがどれだけ送信されたかを示す情報である送信統計情報を前記輻輳検出部に通知するステップを更に備え、
前記輻輳情報を求めるステップにおいて、各受信ポートから得られる制御情報を常時又は定期的に監視し、この制御情報に基づいて負荷の高い受信ポートを求め、前記送信統計情報に基づいてこの負荷の高い受信ポートと対応する送信ポートにおいて送信量の多いパケットの方路を求め、この方路を示す情報を輻輳情報として方路決定部に通知する付記１１に記載の伝送方法。 (Appendix 12)
When the packet is received from a plurality of receiving ports and transmitted from a plurality of transmitting ports corresponding thereto,
Further comprising the step of notifying the congestion detection unit of transmission statistical information, which is information indicating how many transmission packets to the route based on routing information of which area in each transmission port,
In the step of obtaining the congestion information, the control information obtained from each receiving port is constantly or periodically monitored, a receiving port having a high load is obtained based on the control information, and the high load is obtained based on the transmission statistical information. The transmission method according to appendix 11, wherein a route of a packet having a large amount of transmission is obtained at a transmission port corresponding to the reception port, and information indicating the route is notified to the route determination unit as congestion information.

（付記１３）
前記パケットを複数の受信ポートから受信し、これと対応する複数の送信ポートから送信する場合に、
前記各送信ポートにおいてどの領域のルーティング情報に基づく方路への送信パケットがどれだけ送信されたかを示す情報である送信統計情報を前記輻輳検出部に通知するステップを更に備え、
前記輻輳情報を求めるステップにおいて、各受信ポートから得られる制御情報を常時又は定期的に監視し、この制御情報に基づいて負荷の高い受信ポートを求め、前記送信統計情報に基づいてこの負荷の高い受信ポートと対応する送信ポートにおいて送信量の多いパケットの方路を索出したルーティングテーブルの領域を求め、この領域を示す情報を輻輳情報として方路決定部に通知し、
前記方路を決定するステップにおいて、この輻輳情報に示された領域の前記割り当てを減らすことで、輻輳している方路へのルーティング量を減らし、負荷バランスをとる付記１０に記載の伝送方法。 (Appendix 13)
When the packet is received from a plurality of receiving ports and transmitted from a plurality of transmitting ports corresponding thereto,
Further comprising the step of notifying the congestion detection unit of transmission statistical information, which is information indicating how many transmission packets to the route based on routing information of which area in each transmission port,
In the step of obtaining the congestion information, the control information obtained from each receiving port is constantly or periodically monitored, a receiving port having a high load is obtained based on the control information, and the high load is obtained based on the transmission statistical information. Obtain the routing table area that searched for the route of the packet with a large amount of transmission at the transmission port corresponding to the reception port, and notify the route determination unit as information indicating this area as congestion information,
The transmission method according to supplementary note 10, wherein, in the step of determining the route, the amount of routing to the congested route is reduced by reducing the allocation of the area indicated in the congestion information to balance the load.

（付記１４）
ネットワークを介してパケットを伝送する際に複数の方路への負荷分散を行う伝送装置をノードとして含むネットワークシステムであって、
前記伝送装置が、
受信したパケットから宛先アドレス及び送信元アドレスを抽出するアドレス抽出部と、
各方路から受信される制御情報に基づいて輻輳状況を検出し、この輻輳状況を示す輻輳情報を求める輻輳検出部と、
前記宛先アドレス、送信元アドレス及び輻輳情報に基づいて方路を決定する方路決定部と、
前記方路決定部で決定した方路の次のノードにパケットを出力する送信制御部とを備えるネットワークシステム。（５） (Appendix 14)
A network system including, as a node, a transmission device that distributes a load to a plurality of routes when transmitting a packet via a network,
The transmission device is
An address extraction unit that extracts a destination address and a source address from the received packet;
A congestion detection unit that detects congestion status based on control information received from each route, and obtains congestion information indicating the congestion status;
A route determination unit that determines a route based on the destination address, the source address, and congestion information;
A network system comprising: a transmission control unit that outputs a packet to a node next to the route determined by the route determination unit. (5)

本発明に係るネットワークシステムの概略構成図Schematic configuration diagram of a network system according to the present invention ネットワークシステムの機能ブロック図Functional block diagram of network system 本発明の原理説明図Principle explanatory diagram of the present invention 伝送装置の機能を示すブロック図Block diagram showing functions of transmission equipment 伝送方法の説明図Illustration of transmission method テーブル検索部の説明図Illustration of table search unit 領域判定部における領域判定の説明図Explanatory drawing of area determination in the area determination unit 送信制御部の説明図Explanatory drawing of the transmission control unit 輻輳検出の説明図Explanatory diagram of congestion detection ルーティングテーブルの説明図Explanation of routing table 従来のＩＰネットワークの説明図Illustration of a conventional IP network 従来の負荷分散処理の説明図Illustration of conventional load balancing processing 従来のルータの構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional router

Explanation of symbols

２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｘ端末
３アドレステーブル
４インターフェイス
５記憶部
６パケットバッファ
８ポーズ監視部
９共有メモリインターフェイス部
１０，２０伝送装置（ルーター）
１１スケジューラ
１２（１２−１〜１２−ｎ）送信バッファ
１３（１３−１〜１３−ｎ）受信バッファ
１４（１４−１〜１４−ｎ）受信ポート
１５領域判定部
１６ヘッダ抽出部（アドレス抽出部）
１７テーブル検索部（方路決定部）
１８送信制御部
１９受信制御部
２１ハッシュ演算部
２２（２２−１〜２２−ｎ）送信ポート
２２ａ送信ポート
２２送信ポート
２３共有メモリ
２４スケジューラ部
２５輻輳検出部

2a, 2b, 2c, 2x terminal 3 address table 4 interface 5 storage unit 6 packet buffer 8 pause monitor unit 9 shared memory interface unit 10 and 20 transmission device (router)
11 Scheduler 12 (12-1 to 12-n) Transmission buffer 13 (13-1 to 13-n) Reception buffer 14 (14-1 to 14-n) Reception port 15 Area determination unit 16 Header extraction unit (address extraction unit) )
17 Table search part (route decision part)
18 Transmission control unit 19 Reception control unit 21 Hash calculation unit 22 (22-1 to 22-n) Transmission port 22a Transmission port 22 Transmission port 23 Shared memory 24 Scheduler unit 25 Congestion detection unit

Claims

A transmission device that distributes a load to a plurality of routes when transmitting a packet via a network,
An address extraction unit that extracts a destination address and a source address from the received packet;
A congestion detection unit that detects congestion status based on control information received from each route, and obtains congestion information indicating the congestion status;
A routing table storing a plurality of routing information corresponding to a plurality of routes for load balancing in a plurality of areas,
A hash value is assigned to each area of the routing table, an area corresponding to the hash value of the destination address and the source address is selected, and a route corresponding to the destination address is retrieved from the routing information of the selected area. A route determination unit that determines the route that has been searched;
A transmission control unit that outputs a packet to the route determined by the route determination unit ;
The route determination unit changes the allocation of the hash value of each area based on the congestion information,
When the packet is received from a plurality of reception ports and transmitted from a plurality of transmission ports corresponding to the packet, the transmission control unit transmits a transmission packet to a route based on routing information of which region in each transmission port. Notifying the congestion detection unit of transmission statistical information that is information indicating how much has been transmitted,
The congestion detection unit constantly or periodically monitors the control information obtained from each reception port, obtains a high load reception port based on the control information, and receives the high load reception port based on the transmission statistical information. A transmission device characterized in that a route of a packet having a large transmission amount is obtained at a transmission port corresponding to, and information indicating the route is notified to the route determination unit as congestion information .

The transmission apparatus according to claim 1, wherein the route determination unit reduces the allocation of the area indicated in the congestion information .

A method that is used in a transmission device that distributes load to a plurality of routes when transmitting a packet via a network,
Extracting a destination address and a source address from the received packet;
Detecting congestion status based on control information received from each route, and obtaining congestion information indicating the congestion status;
When the packet is received from a plurality of receiving ports and transmitted from a plurality of transmitting ports corresponding thereto,
Notifying transmission statistics information that is information indicating how many transmission packets to the route based on routing information of which area in each transmission port; and
In the step of obtaining the congestion information, control information obtained from each receiving port is monitored, a receiving port having a high load is obtained based on the control information, and a receiving port having a high load is associated with the transmission statistical information. Obtaining a route of a packet with a large amount of transmission at the transmission port, and notifying information indicating this route as congestion information;
A step of changing a hash value assigned to each area of each routing table storing a plurality of routing information corresponding to a plurality of routes for performing load distribution in a plurality of areas based on the congestion information;
A route corresponding to the source address, the hash value of the destination address and the congestion information is retrieved from the routing table, and the retrieved route is determined;
Outputting a packet to the determined route;
A transmission method characterized by comprising :

4. The transmission method according to claim 3 , wherein in the step of determining the route, the allocation of the area indicated in the congestion information is reduced .