JP4629254B2 - 通信障害箇所を迂回する方法及び通信障害箇所を迂回する迂回ルーター - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワーク上で通信障害が発生した場合に、その障害箇所を迂回して確実に通信を行う方法及びそのための迂回ルーターに関する。
【0002】
【従来の技術】
インターネットは、多数のネットワークが相互に接続されて構成されており、その接続部にはルーターが設けられる。ルーターは、あるネットワークに属するコンピュータから別のネットワークに属するコンピュータへ通信が行われる場合に、IPパケットが宛先IPアドレスに向けて正しく転送されるように、次に転送されるべきルーターを選択する役割を有している。すなわち、ルーターは、宛先IPアドレスと、次に転送すべきルーターとの対応関係が記録された経路制御表を備えており、この経路制御表を参照することにより、IPパケットのIPヘッダに含まれる宛先IPアドレスから、そのパケットを転送すべき次のルーターを決定する。こうして、あるネットワークのコンピュータから送信されたIPパケットは、各ルーターによって経路制御を受けながら宛先のコンピュータに到達することとなる。
【0003】
上記した経路制御によって各IPパケットが宛先アドレスに到達するには、各ルーターが備える経路制御表が正しく設定されていることが必要である。この経路制御表の作成や管理を行うためのプロトコル(ルーティングプロトコル)の代表的なものとしてRIP、OPSF,BGPなどがある。これらのプロトコルでは、夫々のルーターが取得した経路情報を他のルータと交換する。これにより、経路情報がインターネット全体へ広がっていき、各ルーターにおいて正しい経路制御表が管理されることとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ルーター間を結ぶ経路の一部に障害が発生し、ルーター間での通信が行えなくなると、上記したルーティングプロトコルによって、その旨の情報が障害部に隣接するルーターから他のルーターへ伝播されていく。しかしながら、この情報伝播には一定の時間がかかるため、障害発生の直後はルーターの経路制御表にその障害発生が反映されていないことが起こり得る。この場合、当該ルーターでは障害が発生した経路へ向けて、誤って経路制御を行ってしまい、IPパケットをその宛先まで到達させることができないおそれがある。
【0005】
また、インターネット上の全てのルーターが正しく機能しているという保証はなく、正しく機能していないルーターのために、ルーティングプロトコルによる経路情報の伝播が正しく行われなくなることもある。このような場合にも、経路制御表に従った経路制御では、パケットをその宛先アドレスまで到達させることができなくなる。
【0006】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ネットワーク上の通信障害によって経路制御表に基づく経路制御が適正に行われなくなった場合にも、その障害箇所を迂回して確実に通信を行えるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1に記載された発明は、パケットをその宛先コンピュータまでルーターによって経路制御を行いながら到達させることにより通信を行う通信ネットワークにおいて通信障害箇所を迂回する方法であって、
第1のルーターが、
当該第1のルーターが有する経路制御表にて宛先コンピュータのアドレスに対応する転送先として指定されたルーターを経由して、前記宛先コンピュータに直結した第2のルーターへの通信が可能であるか否かを判定するステップと、
前記第2のルーターへの通信が不可能であると判定された場合に、予め規定されている迂回ルーターの候補に対して、当該候補から前記第2のルーターへの通信の可否を問合せ、当該候補から前記第2のルーターへの通信が可能であることの応答があった場合に当該候補を迂回ルーターとして決定するステップと、
当該第1のルーターが受信した、前記アドレスを宛先アドレスとして有するパケットを、前記決定された迂回ルーターに送信するステップとを実行し、
前記迂回ルーターが、
前記第2のルーターへの通信の可否が前記第1のルーターから問合せられた場合に、当該迂回ルーターが前記第2のルーター宛に送信したメッセージに対する応答の有無に基づいて、当該迂回ルーターから前記第2のルーターへの通信が可能であるか否かを判定するステップと、
前記第2のルーターへの通信が可能であると判定された場合に、前記第1のルーターに対して前記第2のルーターへの通信が可能であることの応答を行うステップと、
前記第1のルーターから受信した前記パケットを、当該迂回ルーターが有する経路制御表にて前記アドレスに対応する転送先として指定されたルーターに送信するステップと、を実行することを特徴とする。
【0009】
また、請求項2に記載された発明は、請求項1に記載の通信障害箇所を迂回する方法において、
前記第1のルーターが、
当該第1のルーターが受信した、前記アドレスを宛先アドレスとして有するパケットについて、当該パケット全体を含むペイロード部と、前記迂回ルーターのアドレスを宛先に指定すると共に迂回パケットであることを表すヘッダー部と、からなる迂回パケットを生成するステップと、
当該生成した迂回パケットを前記決定された迂回ルーターに送信するステップと、を更に実行し、
前記迂回ルーターが、
前記第1のルーターから受信したパケットのヘッダー部を参照して、受信したパケットが迂回パケットであるか否かを判定するステップと、
受信したパケットが迂回パケットであると判定された場合に、当該迂回パケットからヘッダー部を取り除くことにより抽出した、前記アドレスを宛先アドレスとして有するパケットを、当該迂回ルーターが有する経路制御表にて前記アドレスに対応する転送先として指定されたルーターに送信するステップと、を更に実行することを特徴とする。
【0010】
また、請求項3に記載された発明は、パケットをその宛先コンピュータまでルーターによって経路制御を行いながら到達させることにより通信を行う通信ネットワークにおいて通信障害箇所を迂回するための迂回ルーターであって、
第1のルーターが有する経路制御表にて宛先コンピュータのアドレスに対応する転送先として指定されたルーターを経由して、前記宛先コンピュータに直結した第2のルーターへの通信が不可能であると第1のルーターにより判定された場合において、当該第2のルーターへの通信の可否が第1のルーターから問合せられたとき、当該迂回ルーターが前記第2のルーター宛に送信したメッセージに対する応答の有無に基づいて、当該迂回ルーターから前記第2のルーターへの通信が可能であるか否かを判定する手段と、
前記第2のルーターへの通信が可能であると判定された場合に、前記第1のルーターに対して前記第2のルーターへの通信が可能であることの応答を行う手段と、
前記第1のルーターから受信した前記宛先コンピュータのアドレスを宛先アドレスとして有するパケットを当該迂回ルーターが有する経路制御表にて前記アドレスに対応する転送先として指定されたルーターに送信する手段と、を備えることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係わる通信障害箇所の迂回方法が適用されるインターネット10の構成図である。インターネット10は多数のネットワークが相互に接続されて構成されており、ネットワーク間の各接続部にはルーターが設けられている。図1では、本発明の通信障害箇所の迂回方法に係わるルータA,B1,B2,・・,Bn,C,D等が示されている。本実施形態では、ルーターAに直結されたネットワーク12上の各コンピュータ14から、ルーターDに直結されたネットワーク16に属する各コンピュータ18への通信を確実に行うべく、ルーターB1,・・・,Bnにより通信障害箇所を迂回するものとして説明する。以下、コンピュータ14を送信元コンピュータ14とも称し、また、コンピュータ18を宛先コンピュータ18とも称す。さらに、ルーターB1,・・・,Bnを迂回ルーターB1,・・・,Bnとも称する。なお、各ネットワーク12,16およびルーターCには、図1に示すようなIPアドレスが割り当てられているものとする。
【0014】
各ルーターはその内部に経路制御表を備えている。経路制御表には、宛先IPアドレスと、IPパケットを次に転送すべきルーターとの対応関係が記録されている。
【0015】
図2は、一例としてルーターAの経路制御表を示す。図2に示す如く、この経路制御表では、ネットワーク16のネットワークアドレスである192.100.120.0/24に対して、ルーターCのIPアドレスである192.150.160.1が指定されている。このため、ルーターAへ到達した、宛先がネットワーク16上の宛先コンピュータ18であるパケットは、ルーターAからルーターCへ向けて転送されることとなる。
【0016】
ところで、上記従来技術の項で述べたように、ネットワーク上には、何らかの原因で障害が生じ、通信不能となる場合がある。例えば、ルーターAからルーターCを経由してルーターDへ至る経路に発生した障害によりこの経路での通信が不能になったとする。このような通信不能に関する情報は、原則的には、RIPやOSPF等の公知のルーティングプロトコルにより、ルーターAにも伝播してその経路制御表に反映されることとなる。しかしながら、通信不能に関する情報が伝播するには一定の時間が必要となり、また、この情報が100%確実にルーターAに伝達されるという保証もない。このため、障害発生後も、ルーターAの経路制御表が修正されず、宛先コンピュータ18宛のパケットがルータCに向けて転送されてしまうことが起こり得る。この場合、ルーターCへ向けて転送された宛先コンピュータ18宛のパケットは、宛先コンピュータ18へ到達できないことになる。
【0017】
本実施形態では、このような障害発生時にも、障害発生箇所を迂回して、IPパケットをその宛先へ確実に到達させることを可能とするものである。以下、本実施形態における通信障害箇所の迂回方法について説明する。なお、本実施形態では、ルーターAから宛先コンピュータ18への通信(すなわちルーターDへの通信)を確実に行うため、通信障害発生時の迂回用に用いるべき迂回ルーターB1,B2,・・・,BnがルーターAにおいて予め規定されているものとし、さらに、各迂回ルーターには、B1,B2,・・・,Bnの順で高い優先度が与えられているものとする。
【0018】
ルーターAは、所定のタイミングで(例えば定期的に)、宛先コンピュータ18に直結されたルータDを宛先として、ICMPエコーメッセージを送信する。このICMPメッセージは、ルーターAの経路制御表を参照して、ルーターCに向けて転送される。そして、ルーターAからルーターCを経て宛先コンピュータ18へ至る経路の通信が正常に行われている場合には、このエコーメッセージに対してルータDからルータAへ応答メッセージ(ICMP Echo Reply Message)が返される。しかし、ルーターA,C,D間の何れかに通信障害が生ずると、ICMPメッセージに対してこの応答メッセージが返信されてこなくなる。ルーターAは、これによってルーターAからルーターCを経由して宛先コンピュータ18へ至る通信経路での通信障害の発生を検知する。
【0019】
また、ルーターAは、やはり所定のタイミングで、迂回ルーターB1,B2,・・・に対して、当該迂回ルーターからルーターDへの通信が可能か否かを、優先度が高い順に、ルーターDへの通信が可能な迂回ルーターが見出されるまで問い合わせる。そして、このような問合せによりルーターDへの通信が可能なルーターとして見出されたルーターを、実際に用いるべき迂回ルーターBとして決定する。なお、上記の問合せを受けたルーターB1,B2・・・は、ルーターAの場合と同様に、ICMPエコーメッセージをルーターD宛に送信することによりルーターDへの通信の可否を判定する。
【0020】
以下、ルーターAが実行する処理の内容を図3に示すフローチャートを参照して説明する。図3に示す処理は、ルーターAが受取った各パケットについて実行される。なお、上記した通信障害検出処理において、宛先目的コンピュータ18へ至る経路の通信障害が検出されると、フラグFが1に設定されるものとする。
【0021】
先ず、ステップ100において、フラグFが1であるか否かが判別される。その結果、F=1が不成立であれば、上記の通信障害は発生していないことになる。この場合、次にステップ102にいて、経路制御表に従った通常の経路制御が行われる。一方、ステップ100においてF=1が成立する場合は、宛先コンピュータ18への通信障害が発生していると判断されて、次にステップ104の処理が実行される。
【0022】
ステップ104では、パケットのIPヘッダーを参照して、宛先IPアドレスが宛先コンピュータ18のIPアドレスに一致するか否か(すなわち、本例では、宛先IPアドレスのネットワーク部がネットワーク16のネットワークアドレス192.100.120.0/24に一致するか否か)が判別される。その結果、アドレスが不一致であれば、上記ステップ102において、通常の経路制御が行われる。一方、アドレスが一致する場合には、次にステップ106の処理が実行される。
【0023】
ステップ106では、図4に示すように、IPパケット全体をペイロード部とし、このペイロード部にTCPヘッダおよびIPヘッダが付加された迂回用パケットが生成される。付加されたIPヘッダでは、送信元アドレスとしてルーターAのIPアドレスが、宛先アドレスとして迂回ルーターBのIPアドレスが夫々指定される。また、付加されたTCPヘッダには、このパケットが迂回用パケットであることを示す情報が設定される。そして、ステップ108では、生成された迂回用パケットが迂回ルーターBに向けて送出される。
【0024】
迂回ルーターBは、受け取ったパケットのTCPヘッダを参照して、そのパケットが迂回用パケットであるか否かを判定する。そして、迂回用パケットであれば、IPヘッダおよびTCPヘッダを取り除いたペイロード部(すなわち元のIPパケット)を、迂回ルーターBの経路制御表を参照した通常の経路制御に従って送出する。
【0025】
以上説明したように、本実施形態では、送信元コンピュータ14から宛先コンピュータ18宛てのIPパケットについて、ルーターAからルーターCを経てルーターDへ至る経路(すなわち、ルーターAの経路制御表に従った本来の経路制御による経路)に通信障害が発生した場合にも、迂回ルーターB1,B2,・・・Bnの何れかを経由して確実に宛先コンピュータ18へ到達させることができる。したがって、本実施形態によれば、送信元コンピュータ14から宛先コンピュータ18への通信を、通信障害の影響を受けることなく確実に行うことができる。
【0026】
また、本実施形態では、複数の迂回ルーターB1,B2,・・・,Bnを設け、ルーターDへの通信が可能なルーターを実際の迂回ルーターBとして用いるので、宛先コンピュータ18への通信をより確実なものとすることができる。
【0027】
なお、上記したルーターA,B1,・・・Bnにおける処理は、これらのルーターとして、例えばVPN(Virtual Private Network)のためのプロトコルであるIPsec対応のルーターを用いることにより実現される。この場合、ルーターAで付加されるTCPヘッダが、IPsecで定義されるAH(認証)ヘッダに相当することとなる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第1のルーターから第2のルーターへの通常の経路制御に従った通信に障害が生じた場合に、第2のルーター宛のパケットを迂回ルーターを経由して伝送することができる。このため、上記障害発生時にも、第2のルーター宛のパケットを確実に当該第2のルーターまで到達させることができる。すなわち、本発明によれば、第1のルーターから第2のルーターへの通信を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるシステムの全体構成図である。
【図2】各ルーターが備える経路制御表の一例を示す図である。
【図3】ルーターAにおいて実行される処理の内容を示すフローチャートである。
【図4】ルーターAにおいて生成される迂回パケットの構成を示す図である。
【符号の説明】
10 インターネット
12,16 ネットワーク
14 送信元コンピュータ
18 宛先コンピュータ
A,C,D ルーター
B1,・・・Bn 迂回ルーター
Claims (3)
- パケットをその宛先コンピュータまでルーターによって経路制御を行いながら到達させることにより通信を行う通信ネットワークにおいて通信障害箇所を迂回する方法であって、
第1のルーターが、
当該第1のルーターが有する経路制御表にて宛先コンピュータのアドレスに対応する転送先として指定されたルーターを経由して、前記宛先コンピュータに直結した第2のルーターへの通信が可能であるか否かを判定するステップと、
前記第2のルーターへの通信が不可能であると判定された場合に、予め規定されている迂回ルーターの候補に対して、当該候補から前記第2のルーターへの通信の可否を問合せ、当該候補から前記第2のルーターへの通信が可能であることの応答があった場合に当該候補を迂回ルーターとして決定するステップと、
当該第1のルーターが受信した、前記アドレスを宛先アドレスとして有するパケットを、前記決定された迂回ルーターに送信するステップとを実行し、
前記迂回ルーターが、
前記第2のルーターへの通信の可否が前記第1のルーターから問合せられた場合に、当該迂回ルーターが前記第2のルーター宛に送信したメッセージに対する応答の有無に基づいて、当該迂回ルーターから前記第2のルーターへの通信が可能であるか否かを判定するステップと、
前記第2のルーターへの通信が可能であると判定された場合に、前記第1のルーターに対して前記第2のルーターへの通信が可能であることの応答を行うステップと、
前記第1のルーターから受信した前記パケットを、当該迂回ルーターが有する経路制御表にて前記アドレスに対応する転送先として指定されたルーターに送信するステップと、を実行することを特徴とする方法。 - 請求項1記載の通信障害箇所を迂回する方法において、
前記第1のルーターが、
当該第1のルーターが受信した、前記アドレスを宛先アドレスとして有するパケットについて、当該パケット全体を含むペイロード部と、前記迂回ルーターのアドレスを宛先に指定すると共に迂回パケットであることを表すヘッダー部と、からなる迂回パケットを生成するステップと、
当該生成した迂回パケットを前記決定された迂回ルーターに送信するステップと、を更に実行し、
前記迂回ルーターが、
前記第1のルーターから受信したパケットのヘッダー部を参照して、受信したパケットが迂回パケットであるか否かを判定するステップと、
受信したパケットが迂回パケットであると判定された場合に、当該迂回パケットからヘッダー部を取り除くことにより抽出した、前記アドレスを宛先アドレスとして有するパケットを、当該迂回ルーターが有する経路制御表にて前記アドレスに対応する転送先として指定されたルーターに送信するステップと、を更に実行することを特徴とする方法。 - パケットをその宛先コンピュータまでルーターによって経路制御を行いながら到達させることにより通信を行う通信ネットワークにおいて通信障害箇所を迂回するための迂回ルーターであって、
第1のルーターが有する経路制御表にて宛先コンピュータのアドレスに対応する転送先として指定されたルーターを経由して、前記宛先コンピュータに直結した第2のルーターへの通信が不可能であると第1のルーターにより判定された場合において、当該第2のルーターへの通信の可否が第1のルーターから問合せられたとき、当該迂回ルーターが前記第2のルーター宛に送信したメッセージに対する応答の有無に基づいて、当該迂回ルーターから前記第2のルーターへの通信が可能であるか否かを判定する手段と、
前記第2のルーターへの通信が可能であると判定された場合に、前記第1のルーターに対して前記第2のルーターへの通信が可能であることの応答を行う手段と、
前記第1のルーターから受信した前記宛先コンピュータのアドレスを宛先アドレスとして有するパケットを当該迂回ルーターが有する経路制御表にて前記アドレスに対応する転送先として指定されたルーターに送信する手段と、を備えることを特徴とする迂回ルーター。
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