JP4388464B2 - パケット中継装置およびパケット通信ネットワーク - Google Patents
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Description
本発明の他の目的は、IP網上で転送データの安全性を確保できるデータ中継装置およびパケット通信ネットワークを提供することにある。
上記パケット転送制御部が、1つの宛先アドレスに対応して経路情報の異なる複数のテーブルエントリをもつマルチパスルーティングテーブルを備え、上記マルチパスルーティングテーブルが示す経路情報に従って、同一の宛先アドレスをもつ複数の受信パケットを少なくとも2つの出力回線インタフェースに選択的に振り分けることを特徴とする。
また、本発明のパケット通信ネットワークは、複数のノード装置からなり、エッジノード装置間に複数の通信経路を有し、パケットを送受信する少なくとも1対のエッジノード装置が、パケット入力回線に接続された複数の入力回線インタフェースと、パケット出力回線に接続された複数の出力回線インタフェースと、上記各入力回線インタフェースからの出力パケットを上記出力回線インタフェースのうちの1つに選択的にルーティングするためのパケット転送制御部とからなり、
上記パケット転送制御部が、1つの宛先アドレスに対応して経路情報の異なる複数のテーブルエントリをもつマルチパスルーティングテーブルを備え、上記マルチパスルーティングテーブルが示す経路情報に従って、同一の宛先アドレスをもつ複数の受信パケットを少なくとも2つの出力回線インタフェースに選択的に振り分けることによって、受信パケットを異なる経路で対向エッジノード装置に転送することを特徴とする。
図1は、本発明によるパケット中継装置の全体構成の1例を示す。
パケット中継装置10は、複数の入力回線LI−1〜LI−nに接続された受信パケット処理部20と、複数の出力回線LO−1〜LO−nに接続された送信パケット処理部30と、パケット転送制御部40とからなり、受信パケット処理部20から出力されたパケットは、内部転送路Lを介して送信パケット処理部30とパケット転送制御部40に入力される。
ここに示したネットワークは、それぞれ複数の端末を収容したエッジノード10−Aおよび10−Bと、これらのエッジノード間に通信経路を形成する複数のコアノード11−1A〜11−3Lを含み、これらのノードによってコア網が構成されている。
1つの受信パケットデータから分割されるセグメントの数nが、選択可能な経路数Nよりも少数で、例えば、第1の受信パケットでは、第1、第2の経路を使用し、次の受信パケットでは、第3、第1の経路を使用する場合、マルチパスセグメント識別子75Bが有効となる。
受信パケット処理部20は、入力回線LI−i(i=1〜n)に接続された回線終端部(入力回線インタフェース)21−i(i=1〜n)と、回線終端部21−iから出力された受信パケットを一時的に蓄積するバッファメモリ22(i=1〜n)と、これらのバッファメモリに接続された受信パケット制御部23と、受信パケット制御部23に接続されたパケットヘッダバッファ24、パケットデータバッファ25、送信待ちキューメモリ28およびパケット組立部26と、パケット組立部26と内部転送路Lとの間に接続されたパケット転送部27とからなる。
マルチパスルーティングテーブル53は、宛先IPアドレス531と対応して、マルチパスインデクス532と、Next Hop533と、出力ポート番号534とを示す複数のテーブルエントリ530−1、530−2、…からなる。マルチパスルーティングテーブル53には、例えば、エントリ530−1と530−2、エントリ530−3と530−4が示すように、同一の宛先IPアドレスに対して、マルチパスインデクス532、Next Hop533、出力ポート番号534が異なる複数のエントリ(本実施例では1対ずつ)が登録されている。
パケット出力制御テーブル54の各エントリは、フロー定義情報541毎に、受信パケットのシーケンス番号542と、マルチパスインデクス543と、送信待ちパケット制御情報544を示している。フロー定義情報541は、本発明の場合、経路切り替えすべき一連のパケットフローを識別するための情報であり、例えば、IPヘッダ71が示す送信元IPアドレス712、宛先IPアドレス713、TCP(UDP)ヘッダ72が示す送信元ポート番号721、宛先ポート番号722の組合せを示している。
受信パケット処理部20の受信パケット制御部23は、バッファメモリ22−1〜22−nと、パケット転送制御部40の送信バッファ46を順次にアクセスし、受信パケット(またはパケット転送制御部40からの送信パケット)を読み込む。受信パケット制御部23は、上記パケットからヘッダ部を抽出し、これをパケットヘッダバッファ24に書き込む。
送信パケット処理部30は、内部転送路Lに接続されたパケット受信部31と、パケット受信部31に接続された受信パケットバッファ32と、受信パケットバッファ32に接続されたパケット送信制御部33と、出力回線LO−i(i=1〜n)に接続された複数の回線終端部(出力回線インタフェース)34−i(i=1〜n)とからなる。パケット送信制御部33は、受信パケットバッファ32からパケットを読み出し、内部ヘッダが示す出力ポート番号74Aに対応する回線終端部に、内部ヘッダを除去したパケットを出力する。この時、パケット送信制御部33から回線終端部に、内部ヘッダが示すNext Hop74Bを通知し、回線終端部が、上記Next Hopに基づいて、レイヤ2のヘッダ情報を生成する。
パケット転送制御ルーチン100に従って、プロセッサ41は、パケットヘッダバッファ24から受信パケットのパケットヘッダを読み出し、受信パケットヘッダがマルチパス制御ヘッダ75を含むか否かを判定する(ステップ101)。受信パケットヘッダがマルチパス制御ヘッダ75を含む場合は、図11で詳述するコア網受信パケット処理120が実行される。受信パケットヘッダがマルチパス制御ヘッダ75を含まない場合、プロセッサ41は、上記パケットヘッダの宛先IPアドレス713が、マルチパスルーティングテーブル53に登録されているか否かをチェックする(102)。
パケット中継装置10がコア網から受信するパケットには、端末接続回線に転送すべきパケットと、コア網内の別のノードに中継すべきパケットとがある。
シングルパス転送用のパケットヘッダを生成し、これをヘッダメモリ45に出力(1271)した後、受信パケット制御部23に送信待ちパケットの転送指令を出力する(128)。ここで、送信待ちパケットの転送指令は、送信待ちパケット制御情報544としてとして記憶されていたキュー識別子とデータ長を指定している。プロセッサ41は、次に、上記テーブルエントリのシーケンス番号542を更新し、送信待ちパケット制御情報544をクリア(129)した後、ステップ131、132を実行して、このルーチンを終了する。
本実施例では、受信パケット処理部20が、受信パケットデータを2つのセグメントに分割し、第1のセグメントを含むパケットと第2セグメントを含むパケット(以下、セグメントパケットと言う)に異なるヘッダを付与することによって、これらのセグメントパケットが異なる経路で転送されるようにしたことを特徴とする。
プロセッサ41は、図10で説明したパケット転送制御ルーチン100に従って、受信パケットヘッダをチェックし(101)、パケットヘッダがマルチパス制御ヘッダを含んでいなければ、宛先IPアドレスがマルチパスルーティングテーブル53に登録済みか否かを判定する(102)。宛先IPアドレスがマルチパスルーティングテーブル53に未登録の場合、プロセッサ41は、第1実施例と同様、ステップ108、109、110を実行する。この場合、受信パケットは、セグメントパケットに変換することなく、内部転送路Lに送出される。
テーブルエントリが未登録の場合は、プロセッサ41は、パケット出力制御テーブル54に受信パケットヘッダと対応する受信制御用のテーブルエントリを登録し(124)、上記テーブルエントリに、送信待ちパケット制御情報544(受信パケットヘッダの内容とキュー識別子)を記憶し(134)、受信パケット制御部23に対して、上記キュー識別子を指定した形で受信パケットの保存指令を発行し(135)、このルーチンを終了する。
Claims (8)
- パケット入力回線に接続された複数の入力回線インタフェースと、パケット出力回線に接続された複数の出力回線インタフェースと、上記各入力回線インタフェースから出力された受信パケットを上記出力回線インタフェースのうちの1つに選択的にルーティングするためのパケット転送制御部とからなるパケット中継装置であって、
上記パケット転送制御部が、1つの宛先アドレスに対応して経路情報の異なる複数のテーブルエントリをもつマルチパスルーティングテーブルと、宛先アドレス毎に1つの経路情報エントリをもつシングルパスルーティングテーブルと、それぞれフロー定義情報と対応してパスインデクスの現在値を示す複数のテーブルエントリからなるパケット出力制御テーブルとを備え、
上記マルチパスルーティングテーブルの各テーブルエントリが、宛先アドレスとパスインデクス値との組合せに対応して経路情報を定義しており、
上記パケット転送制御部が、受信パケット毎に、上記パケット出力制御テーブルから受信パケットのヘッダ情報に適合するフロー定義情報をもつテーブルエントリを検索し、該テーブルエントリのパスインデクス値を更新し、更新されたパスインデクス値と上記受信パケットの宛先アドレスを検索キーとして、上記マルチパスルーティングテーブルから経路情報を検索し、上記マルチパスルーティングテーブルに登録された宛先アドレスをもつ受信パケットについては、マルチパス制御ヘッダを付加した後、上記マルチパスルーティングテーブルが示す経路情報に従って、同一の宛先アドレスをもつ前回の受信パケットとは異なる出力回線インタフェースに振り分け、上記マルチパスルーティングテーブルに未定義の宛先アドレスをもつ受信パケットについては、マルチパス制御ヘッダを付加することなく、上記シングルパスルーティングテーブルが示す経路情報によって特定される何れかの出力回線インタフェースにルーティングすることを特徴とするパケット中継装置。 - 前記複数の入力回線インタフェースを含む受信パケット処理部と、前記複数の出力回線インタフェースを含む送信パケット処理部とを有し、
上記受信パケット処理部が、上記各入力回線インタフェースから出力された受信パケットのヘッダ情報を前記パケット転送制御部に通知し、該パケット転送制御部からの指示に従って、上記受信パケットを出力回線識別子を含む内部ヘッダ付きのパケットに変換するパケット変換部を備え、
上記送信パケット処理部が、上記受信パケット処理部から出力されたパケットを受信し、受信したパケットをその内部ヘッダが示す出力回線識別子で特定される何れかの出力回線インタフェースに振り分けるための手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のパケット中継装置。 - 前記パケット変換部が、前記パケット転送制御部からの指示に従って、前記何れかの入力回線インタフェースから出力された受信パケットに前記マルチパス制御ヘッダを付加する機能を備えたことを特徴とする請求項2に記載のパケット中継装置。
- 前記パケット転送制御部が、前記マルチパスルーティングテーブルから受信パケットの宛先アドレスと対応するテーブルエントリを検索し、宛先アドレスに該当するテーブルエントリが上記マルチパスルーティングテーブルに未登録の場合に、前記シングルパスルーティングテーブルによる受信パケットのルーティングを実行し、上記宛先アドレスに該当するテーブルエントリが上記マルチパスルーティングテーブルに登録されていた場合に、前記パケット出力制御テーブルからのテーブルエントリの検索を行なうことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のパケット中継装置。
- 前記パケット出力制御テーブルが、予め申請された特定のフローについて、前記フロー定義情報とパスインデクスの現在値との関係を示すテーブルエントリを記憶しており、
前記パケット転送制御部が、上記パケット出力制御テーブルから受信パケットのヘッダ情報に適合するフロー定義情報をもつテーブルエントリを検索し、該当するテーブルエントリが未登録の場合は、上記受信パケットを前記シングルパスルーティングテーブルによってルーティングすることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のパケット中継装置。 - 複数のノード装置からなり、エッジノード装置間に複数の通信経路をもつパケット通信ネットワークにおいて、
パケットを送受信する少なくとも1対のエッジノード装置が、パケット入力回線に接続された複数の入力回線インタフェースと、パケット出力回線に接続された複数の出力回線インタフェースと、上記各入力回線インタフェースから出力された受信パケットを上記出力回線インタフェースのうちの1つに選択的にルーティングするためのパケット転送制御部とからなり、
上記パケット転送制御部が、1つの宛先アドレスに対応して経路情報の異なる複数のテーブルエントリをもつマルチパスルーティングテーブルと、宛先アドレス毎に1つの経路情報エントリをもつシングルパスルーティングテーブルと、それぞれフロー定義情報と対応してパスインデクスの現在値を示す複数のテーブルエントリからなるパケット出力制御テーブルとを備え、上記マルチパスルーティングテーブルの各テーブルエントリが、宛先アドレスとパスインデクス値との組合せに対応して経路情報を定義しており、
上記パケット転送制御部が、受信パケット毎に、上記パケット出力制御テーブルから受信パケットのヘッダ情報に適合するフロー定義情報をもつテーブルエントリを検索し、該テーブルエントリのパスインデクス値を更新し、更新されたパスインデクス値と上記受信パケットの宛先アドレスを検索キーとして、上記マルチパスルーティングテーブルから経路情報を検索し、上記マルチパスルーティングテーブルに登録された宛先アドレスをもつ受信パケットについては、マルチパス制御ヘッダを付加した後、上記マルチパスルーティングテーブルが示す経路情報によって特定される何れかの出力回線インタフェースに振り分けることによって、同一宛先アドレスをもつ受信パケットを前回とは異なる経路で対向エッジノード装置に転送し、上記マルチパスルーティングテーブルに未定義の宛先アドレスをもつ受信パケットについては、上記マルチパス制御ヘッダを付加することなく、上記シングルパスルーティングテーブルが示す経路情報によって特定される何れかの出力回線インタフェースから上記対向エッジノード装置に転送することを特徴とするパケット通信ネットワーク。 - 前記複数の入力回線インタフェースを含む受信パケット処理部と、前記複数の出力回線インタフェースを含む送信パケット処理部とを有し、
上記受信パケット処理部が、上記各入力回線インタフェースから出力された受信パケットのヘッダ情報を前記パケット転送制御部に通知し、該パケット転送制御部からの指示に従って、上記受信パケットを出力回線識別子を含む内部ヘッダ付きのパケットに変換するパケット変換部を備え、
上記送信パケット処理部が、上記受信パケット処理部から出力されたパケットを受信し、受信したパケットをその内部ヘッダが示す出力回線識別子で特定される何れかの出力回線インタフェースに振り分けるための手段を備えたことを特徴とする請求項6に記載のパケット通信ネットワーク。 - 前記受信パケット処理部が、送信待ち受信パケットを一時的に蓄積するための送信待ちキューメモリを有し、
前記パケット転送制御部が、対向エッジノード装置からの受信パケットについて、既に転送済みの受信パケットと新たな受信パケットのヘッダが示す送信順序情報に基づいて、各受信パケットの到着順序をチェックし、新たな受信パケットよりも先に対向エッジノード装置から送信されたパケットが未着の場合、前記受信パケット処理部に、該受信パケットの上記送信待ちキューメモリへの蓄積を指示し、先行パケットが受信された時点で、該先行パケットの転送後に上記送信待ち受信パケットの前記送信パケット処理部への転送を指示することを特徴とする請求項7に記載のパケット通信ネットワーク。
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