JP5077782B2 - ノード装置、パケット転送方法及びパケット転送プログラム - Google Patents
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Description
本発明の目的は、受信インタフェースを限定せずに、ループ検出を行う方法を提供することにある。すなわち、ユニキャストの場合には、受信したパケットに余計な情報を付与することがなく、また、マルチキャストの場合には、複数の上流ノードから同一のマルチキャストパケットを送信されるような場合でも、ループを検出するノード装置、検出方法及び検出プログラムを提供することにある。
(構成の説明)
図1は、本発明の第1の実施の形態によるノード装置の機能構成を示すブロック図である。
図1のループ防止部11および管理部21の動作を、図3を用いて説明を行う。図3は、本実施の形態によるループ防止部11および管理部21の動作を示すフローチャートである。
(構成の説明)
次に、本発明の第2の実施の形態の構成について図7を参照して詳細に説明する。
図7のループ防止部11の動作を、図8を用いて説明を行う。図8は、本実施の形態によるループ防止部11の動作を示すフローチャートである。
本実施の形態によれば、送信済みパケットの識別情報をフロー毎に分けてフロー単位通過パケット記録データベース121〜12nに保存しておき、パケット重複判定部112が、フロー識別部114により通知されたパケットがどのフローに属しているかという情報に基づき、対応するフロー単位通過パケット記録データベース121〜12n中の送信済みパケットの識別情報を用いて、受信パケットが送信済みかどうかの判定を行うため、受信パケットが送信済みか否かを判定する判定処理の負荷を軽減できる。
(構成の説明)
次に、本発明の第3の実施の形態について図10を参照して詳細に説明する。
図10の管理部21の動作を、図11を用いて説明を行う。図11は、本実施の形態による管理部21の動作を示すフローチャートである。
本実施の形態によれば、時間差統計処理部215が、時間差計算部214から通知される時間差tsを用いて統計処理を行い、タイムアウト値Tを決定し、データベースメンテナンス部211が、当該タイムアウト値Tを用い、データベース中のパケットのライフタイムを管理することにより、所要時間内に到着するパケットが所定の確率でループにより再到着したものであると判定できる。
(構成の説明)
次に、本発明の第4の実施の形態について図12を参照して詳細に説明する。
図12のノード装置1の動作を、図13を用いて説明を行う。図13は、本実施の形態によるノード装置1の動作を示すフローチャートである。
ループの検出と、ループ経路により再到着するパケットの再送信の抑制とを別々に行うことにより、ループ未発生時の処理負荷の抑制を実現している。
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。
図16は、本実施の形態によるノード装置1の動作を示すフローチャートである。
本実施の形態によれば、パケット重複判定部112が、受信した全てのパケットを対象とし、パケットの一部分であるペイロード中の特定のフィールドの値若しくはペイロード等のハッシュ値を求め、通過パケット記録データベースのハッシュ値を参照して一致するか否かを判定するため、処理負担が軽減される。
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。
本実施の形態は、第4の実施の形態と同様の構成を有するが、パケット検出部においてサンプリング処理を行わず、受信したパケットすべてを比較対象としている点、およびパケット検出部における比較処理において、ペイロード中の特定のフィールドの値若しくはペイロードのハッシュ値を比較対象として用いている点で第4の実施の形態と異なるため、相違する点を中心に以下説明する。
図19は、本実施の形態によるノード装置1の動作を示すフローチャートである。
第4の実施の形態と同様に、ループの検出と、ループ経路により再到着するパケットの再送信の抑制とを別々に行うことにより、ループ未発生時の処理負荷の抑制を実現している。
次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。
図21は、本実施の形態によるノード装置1の動作を示すフローチャートである。
本実施の形態によれば、パケット重複判定部112が、受信した全てのパケットを対象とし、パケットの一部分であるペイロード中の特定のフィールドの値若しくはペイロード等のハッシュ値を求め、通過パケット記録データベース111内のハッシュ値を参照して一致するか否かを判定するため、処理負担が軽減される。
次に、本発明の第8の実施の形態について説明する。
図23は、本実施の形態におけるノード装置の構成を示すブロック図である。
図25は、本実施の形態によるノード装置1の動作を示すフローチャートである。
(構成の説明)
次に、本発明の第9の実施の形態について図26を参照して詳細に説明する。
条件A:一単位時間前のトラフィック量に比べ、現在のトラフィック量の増分が閾値Aより大きい。
条件B:現在のトラフィック量が閾値Bの値を超えている。
条件A:現在のトラフィック量の値がm+3σよりも大きい。
図27は、本実施の形態によるノード装置1の動作を示すフローチャートである。
本発明の第10の実施の形態は、通常は第1の実施の形態における処理を行い、ループを検出した場合に第2の実施の形態における処理を行うものである。すなわち、本実施の形態は、第2の実施の形態のように、常時、フロー毎にパケットの重複判定処理を行うことは処理負担が大きいため、通常は第1の実施の形態のようにフローとは無関係にパケットの重複判定処理を行い、当該重複判定処理においてループを暫定的に検出した場合に、第2の実施の形態のようにフロー単位でパケットの重複判定処理を行うものである。
Claims (40)
- ネットワークと接続するネットワークインターフェイスと、
ネットワークからパケットを受信するパケット受信部と、
ネットワークに対してパケットを送信するパケット送信部とを持つノード装置であって、
送信済みのパケットに関するパケットを識別するための識別情報を記録するための通過パケット記録データベースと、
通過パケット記録データベースを参照し、未送信の前記受信パケットをパケット送信部へと送るパケット重複判定部と、
あらかじめ定められたパケットを識別する識別情報に基づき、受信したパケットの識別情報が前記識別情報に一致するときに、サンプリングパケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定するサンプリングパケット重複判定部と、
前記サンプリングパケット重複判定部により送信済みかどうかの判定が行われ、送信済みではないと判定された受信パケットを記録するサンプリングパケット記録データベースと、
パケット受信部から送られてきたパケットを前記サンプリングパケット重複判定部に送り、前記サンプリングパケット重複判定部において、受信したパケットが送信済みであると判定されたとき、以降受信パケットをパケット重複判定部へと送るセレクタとを有することを特徴とするノード装置。 - 前記パケット重複判定部は、
所定の時間、受信したパケットが未送信であると判定した場合、又は、判定したパケット数が所定の回数に達した場合、前記セレクタに対し、前記セレクタが以降受信したパケットをサンプリングパケット重複判定部へと送るよう指示を出すことを特徴とする請求項1に記載のノード装置。 - 前記通過パケット記録データベースは、
送信済みのパケットに関するパケットを識別するための識別情報として、当該パケットの一部又は全部のハッシュ値を記録し、
前記パケット重複判定部は、
前記識別情報として受信したパケットの一部又は全部のハッシュ値を用い、前記通過パケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定し、
送信済みの場合に、以降受信パケットをサンプリングパケット重複判定部へと送るセレクタと、
あらかじめ定められたパケットを識別する識別情報に基づき、受信したパケットの識別情報が前記識別情報に一致するときに、サンプリングパケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定するサンプリングパケット重複判定部と、
前記サンプリングパケット重複判定部により送信済みかどうかの判定が行われ、送信済みではないと判定された受信パケットの一部又は全部のハッシュ値を記録するサンプリングパケット記録データベースとを有することを特徴とする請求項1に記載のノード装置。 - 前記サンプリングパケット重複判定部は、
所定の時間、受信したパケットが未送信あると判定した場合、又は、判定したパケット数が所定の回数に達した場合、前記セレクタに対し、前記セレクタが以降受信したパケットを前記パケット重複判定部へと送るよう指示を出すことを特徴とする請求項3に記載のノード装置。 - ネットワークと接続するネットワークインターフェイスと、
ネットワークからパケットを受信するパケット受信部と、
ネットワークに対してパケットを送信するパケット送信部とを持つノード装置であって、
送信済みのパケットに関するパケットを識別するための識別情報を記録するための通過パケット記録データベースと、
通過パケット記録データベースを参照し、未送信の前記受信パケットをパケット送信部へと送るパケット重複判定部と、
前記通過パケット記録データベース上に記録されている送信済みのパケットに関するパケットを識別するための識別情報を、そのパケットの受信時刻又は送信時刻からあらかじめ定められたタイムアウト時間経過後に、削除するデータベースメンテナンス部を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のノード装置。 - 前記パケット重複判定部において、受信したパケットがすでに送信済みであったと判断されたときに、受信パケットの受信時刻又は送信時刻と、
通過パケット記録データベース中の該当するパケットの受信時刻又は送信時刻との時間差を用いて前記タイムアウト時間を決めるタイムアウト値決定部を有することを特徴とする請求項5に記載のノード装置。 - 前記パケット重複判定部は、
前記通過パケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定し、送信済みでない場合、受信パケットをパケット送信部へと送ることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のノード装置。 - 前記パケット重複判定部は、
受信したパケットの受信時刻を、当該パケットの送信前又は送信後に記録することを特徴とする請求項5から請求項7の何れかに記載のノード装置。 - 前記パケット重複判定部は、
受信したパケットの送信時刻を、当該パケットの送信の際に記録することを特徴とする請求項5から請求項7の何れかに記載のノード装置。 - 前記通過パケット記録データベースにおいて、
送信済みパケットの識別情報をフロー毎に区別して記録を行い、
前記パケット重複判定部において、
受信したパケットがどのフローに属するかを識別し、前記通過パケット記録データベース中の同一のフローに属する識別情報に基づき当該受信したパケットが送信済みかの判定を行うことを特徴とする請求項5から請求項9のいずれか1項に記載のノード装置。 - 前記パケットを識別するための識別情報として、パケットのペイロードを用いることを特徴とする請求項5から請求項10のいずれか1項に記載のノード装置。
- 前記パケットを識別するための識別情報として、パケットのペイロードのハッシュ値を用いることを特徴とする請求項5から請求項10のいずれか1項に記載のノード装置。
- 前記パケットを識別するための識別情報として、RTPヘッダ中のシーケンス番号を用いることを特徴とする請求項5から請求項10のいずれか1項に記載のノード装置。
- 前記パケットを識別するための識別情報として、IPヘッダ中の識別子およびフラグメントオフセットの組を用いることを特徴とする請求項5から請求項10のいずれか1項に記載のノード装置。
- 前記通過パケット記録データベースは、
送信済みのパケットに関するパケットを識別するための識別情報として、当該パケットのペイロードのハッシュ値やペイロードの一部分を記録し、
前記パケット重複判定部は、
前記識別情報として受信したパケットのペイロードのハッシュ値やペイロードの一部分を用い、前記通過パケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定し、送信済みの場合に、前記識別情報として前記受信したパケットのペイロード全体を用い、受信したパケットが送信済みかどうかを判定することを特徴とする請求項5から請求項10のいずれか1項に記載のノード装置。 - 前記タイムアウト値決定部において、前記時間差の統計情報を用いてタイムアウト時間を決めることを特徴とする請求項6に記載のノード装置。
- 前記タイムアウト値決定部は、
タイムアウト時間に上限値を設け、現在のタイムアウト時間と前記時間差の比較を行い、前記時間差の方が小さい場合に前記時間差を用いて新たなタイムアウト時間を決定することを特徴とする請求項5から請求項16のいずれか1項に記載のノード装置。 - 前記タイムアウト値決定部は、
タイムアウト時間に下限値を設け、現在のタイムアウト時間と前記時間差の比較を行い、前記時間差の方が大きい場合に前記時間差を用いて新たなタイムアウト時間を決定することを特徴とする請求項5から請請求項16のいずれか1項に記載のノード装置。 - 前記通過パケット記録データベース上に記録されている送信済みのパケットに関する識別情報の数が予め定められている最大値を超えたときに、通過パケット記録データベース上から、最大数を超過した数の識別情報を受信時刻又は送信時刻が古い順に削除するデータベースメンテナンス部を有することを特徴とする請求項5に記載のノード装置。
- 前記通過パケット記録データベースにおいて、パケットの送信回数をパケットを識別するための識別情報との組で記録し、前記パケット重複判定部において、受信パケットが送信済みであると判定されたときに、前記通過パケット記録データベース中の送信回数を参照し、送信回数が予め定められた最大送信回数超えていないとき、前記通過パケット記録データベース中の送信回数の値を一つ増加させ、パケット送信部へと送ることを特徴とする請求項5から請求項19のいずれか1項に記載のノード装置。
- パケットの受信を行い、パケットのヘッダ情報に基づき、パケットの転送を行うパケット転送方法であって、
送信済みのパケットに関するパケットを識別するための識別情報を記録するステップと、
前記記録済みの識別情報を参照し、未送信の前記受信パケットを送信対象とするステップと、
あらかじめ定められたパケットを識別する識別情報に基づき、受信したパケットの識別情報が前記識別情報に一致するときに、サンプリングパケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを調べることによりループ発生の検出を行うステップと、
前記ステップにより送信済みかどうかの判定が行われ、送信済みではないと判定された受信パケットをサンプリングパケット記録データベースに記録するステップと、
パケットの受信時に、前記ステップでループ発生の検出がなされていないときには前記サンプリングパケット記録データベースを用いたループ判定を行い、また、前記ステップでループ発生が検出されているときには、前記全受信パケットが送信済みであるかの判定を行うステップを有することを特徴とするパケット転送方法。 - 前記全受信パケットが送信済みであるかの判定を行うステップにおいて、
所定の時間、受信したパケットが未送信であると判定した場合、又は、判定したパケット数が所定の回数に達した場合、サンプリングパケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを調べることによりループ発生の検出を行うステップに戻ることを特徴とする請求項21に記載のパケット転送方法。 - 送信済みのパケットに関するパケットを識別するための識別情報として、当該パケットの一部又は全部のハッシュ値を記録するステップを有し、
送信済みでない場合に受信パケットを送信対象とする前記ステップにおいて、
前記識別情報として受信したパケットの一部又は全部のハッシュ値を用い、前記記録済みの識別情報を参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定し、
送信済みの場合に、あらかじめ定められたパケットを識別する識別情報に基づき、受信したパケットの識別情報が前記識別情報に一致するときに、前記サンプリングパケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定するステップと、
前記サンプリングパケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定する前記ステップにより送信済みかどうかの判定が行われ、送信済みではないと判定された受信パケットの一部又は全部のハッシュ値をサンプリングパケット記録データベース記録するステップとを有することを特徴とする請求項21に記載のパケット転送方法。 - 前記サンプリングパケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定する前記ステップにおいて、
所定の時間、受信したパケットが未送信あると判定した場合、又は、判定したパケット数が所定の回数に達した場合、送信済みでない場合に受信パケットを送信対象とする前記ステップに戻ることを特徴とする請求項23に記載のパケット転送方法。 - パケットの受信を行い、パケットのヘッダ情報に基づき、パケットの転送を行うパケット転送方法であって、
送信済みのパケットに関するパケットを識別するための識別情報を記録するステップと、
前記記録済みの識別情報を参照し、未送信の前記受信パケットを送信対象とするステップと、
前記記録されている送信済みのパケットに関するパケットを識別するための識別情報を、そのパケットの受信時刻又は送信時刻からあらかじめ定められたタイムアウト時間経過後に、削除するステップを持つことを特徴とする請求項21から請求項24の何れか1項に記載のパケット転送方法。 - 前記受信パケットが送信済みであるかを判定するステップにおいて、
受信したパケットがすでに送信済みであったと判断されたときに、受信パケットの受信時刻又は送信時刻と、該当するパケットの受信時刻又は送信時刻との時間差を用いて前記タイムアウト時間を決めるステップを有することを特徴とする請求項25に記載のパケット転送方法。 - 未送信の前記受信パケットを送信対象とする前記ステップにおいて、
前記通過パケット記録データベースを参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定し、送信済みでない場合、受信パケットを送信対象とすることを特徴とする請求項25又は請求項26に記載のパケット転送方法。 - 未送信の前記受信パケットを送信対象とする前記ステップにおいて、
受信したパケットの受信時刻を、当該パケットの送信前又は送信後に記録することを特徴とする請求項25から請求項27の何れかに記載のパケット転送方法。 - 未送信の前記受信パケットを送信対象とする前記ステップにおいて、
受信したパケットの送信時刻を、当該パケットの送信の際に記録することを特徴とする請求項25から請求項27の何れかに記載のパケット転送方法。 - 前記送信済みパケットの識別情報を記録するステップにおいて、
送信済みパケットの識別情報をフロー毎に区別して記録を行い、
前記受信パケットが送信済みであるかを判定するステップにおいて、
受信したパケットがどのフローに属するかを識別し、同一のフローに属する識別情報に基づき当該受信したパケットが送信済みかの判定を行うことを特徴とする請求項25から請求項29のいずれか1項に記載のパケット転送方法。 - 前記パケットを識別するための識別情報として、パケットのペイロードを用いることを特徴とする請求項25から請求項30のいずれか1項に記載のパケット転送方法。
- 前記パケットを識別するための識別情報として、パケットのペイロードのハッシュ値を用いることを特徴とする請求項25から請求項30のいずれか1項に記載のパケット転送方法。
- 前記パケットを識別するための識別情報として、RTPヘッダ中のシーケンス番号を用いることを特徴とする請求項25から請求項30のいずれか1項に記載のパケット転送方法。
- 前記パケットを識別するための識別情報として、IPヘッダ中の識別子およびフラグメントオフセットの組を用いることを請求項25から請求項30のいずれか1項に記載のパケット転送方法。
- 送信済みのパケットに関するパケットを識別するための識別情報として、当該パケットのペイロードのハッシュ値やペイロードの一部分を記録するステップを有し、
送信済みでない場合に受信パケットを送信対象とする前記ステップにおいて、
前記識別情報として受信したパケットのペイロードのハッシュ値やペイロードの一部分を用い、前記記録済みの識別情報を参照し、受信したパケットが送信済みかどうかを判定し、送信済みの場合に、前記識別情報として前記受信したパケットのペイロード全体を用い、受信したパケットが送信済みかどうかを判定することを特徴とする請求項25から請求項34のいずれか1項に記載のパケット転送方法。 - 前記タイムアウト時間を決定するステップにおいて、
前記時間差の統計情報を用いてタイムアウト時間を決めることを特徴とする請求項26に記載のパケット転送方法。 - タイムアウト時間に上限値を設け、現在のタイムアウト時間と前記時間差の比較を行い、前記時間差の方が小さい場合に前記時間差を用いて新たなタイムアウト時間を決定することを特徴とする請求項25から請求項36のいずれか1項に記載のパケット転送方法。
- タイムアウト時間に下限値を設け、現在のタイムアウト時間と前記時間差の比較を行い、前記時間差の方が大きい場合に前記時間差を用いて新たなタイムアウト時間を決定することを特徴とする請求項25から請求項36のいずれか1項に記載のパケット転送方法。
- 前記記録されている送信済みのパケットに関する識別情報の数が予め定められている最大値を超えたときに、最大数を超過した数の識別情報を受信時刻又は送信時刻が古い順に削除するステップを有することを特徴とする請求項36に記載のパケット転送方法。
- 前記送信済みパケットの識別情報を記録するステップにおいて、
パケットの送信回数をパケットを識別するための識別情報との組で記録し、
前記受信パケットが送信済みであるかを判定するステップにおいて、
受信パケットが送信済みであると判定されたときに、前記記録済みの識別情報との組で記録されている送信回数を参照し、送信回数が予め定められた最大送信回数超えていないとき、前記送信回数の値を一つ増加させ、パケットを送信対象とすることを特徴とする請求項25から請求項39のいずれか1項に記載のパケット転送方法。
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