JPH02306744A - 通信ノード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、データ通信システムに利用され、特に、通信
網における最短通信経路を高速に発見できる手段を備え
た通信ノードに関する。

〔従来の技術〕

従来、通信網において通信経路を算出する方法として、
ディジタル伝送路網切替え装置や、パケットを用いる通
信網で用いられるフラッディングによるセルフヒーリン
グ等の方法があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ディジタル伝送路網切替え装置は、一つのプロセッサに
より最短経路法等のアルゴリズムを実行し通信網内の経
路を発見するものである。しかし、このような一つのプ
ロセッサによる方法では、通信網の規模が大きくなると
アルゴリズムの実行時間は急激に大きくなり、高速な経
路の発見ができない欠点があった。

また、フラッディングによるセルフヒーリングでは、パ
ケットを受信した通信ノードは、このパケットを送出し
た通信ノードを除く全ての隣接通信ノードに、受信した
パケットと同様のパケットを送出する。これを繰り返す
ことにより、パケットは通信網内に広がって行く。こう
して、最初に宛先通信ノードに到達したパケットが通過
してきた経路を適当な経路として採用する。この方法で
は、通信網の規模が大きくなると経路を発見するために
発生するパケット数が非常に多くなるため、パケット授
受のための処理が大きくなる欠点があった。

本発明の目的は、少ない情報伝達回数で、通信網におけ
る通信経路として適当と考えられる最短経路を高速に発
見することができる通信ノードを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、受信リンクおよび送信リンクに接続されパケ
ットを送受信する手段を備えた通信ノードにおいて、宛
先通信ノード番号、送信リンク番号および宛先通信ノー
ドまでの距離を含むルーティング表が格納されたルーテ
ィング表部と、通信ノード番号と、プロセス番号と、送
出する送信リンクと対をなす受信リンクのリンク番号と
前記受信リンクの距離を含む制御パケットを作成する制
御パケット作成手段と、前記制御パケットに作成時刻ま
たは他通信ノードから受信した到着時刻をラベルとして
付与する時刻付与手段と、他通信ノードから受信した制
御パケット中から通信ノード番号およびプロセス番号の
同一組合せのものについてすでに一度受信していればこ
れを廃棄し受信していないものだけを選択出力する制御
パケット選択手段と、この選択送出された制御パケット
を用いて前記ルーティング表を書き換えるルーティング
表制御手段と、前記選択出力された制御パケットについ
て、各送信リンクごとに、リンク番号は送信リンクと対
をなす受信リンクの番号に、距離は受信した前記制御パ
ケットに含まれていた距離に前記受信リンクの距離を加
算した距離に書き換え、前記受信時刻に送信リンクと対
をなす受信リンクの距離に比例した時間を加算した時刻
から送信リンクを通じて隣接通信ノードに制御パケット
を伝送するために要する時間を減算した時刻を算出し、
この時刻に前記書換えた制御パケットを各送信リンクに
送信する制御バケット書換え送出手段とを備えたことを
特徴とする。

〔作用〕

制御パケットとして、プロセス番号と、送出する送信リ
ンクと対をなす受信リンクのリンク番号と、前記受信リ
ンクの距離とを含み、前記プロセス番号とリンク番号の
組合せが同一な制御パケットは各通ノードでは一回だけ
入力し二回以上は廃棄される。そして、入力した制御パ
ケットは、所要の書換えが行われ、受信時刻に前記受信
リンクの距離に比例した時間を加算した時刻から送信リ
ンクを通じて隣接通信ノードに制御パケットを伝送する
のに要する時間を減算した時刻を算出し、この算出した
時刻に各送信リンクに送信される。

従って、一つの通信ノードを終点とし他通信ノードを始
点とする複数の最短経路をそれぞれの距離に比例した時
間に、しかも必要な制御パケットの伝達は各送受信リン
ク当たり一回で済み、また異なる通信ノードを終点とす
る最短経路も同時に発見でき、最短経路を高速に発見す
ることが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の第一実施例を示すブロック構成図、第
２図はその制御パケットの一例を示す説明図、および第
３図はその時刻を付与された制御パケットの一例を示す
説明図である。

本気−実施例は、受信リンク１０と、それぞれ受信リン
ク１０と対応する逆方向の送信リンク２０と、通信ノー
ド３０とを備え、 通信ノード３０は、受信リンク１０と接続するインタフ
ェース回路３１と、受信リンク１０から人力したパケッ
トの制御パケット識別子を識別して制御パケットだけを
時刻付与装置３６に出力し、非制御パケットはスイッチ
３３に出力する制御パケット分離装置３２と、制御パケ
ット分離装置３２から入力した非制御パケットをルーテ
ィング表３９ａに従って送信リンク２０に対応する多重
化回路３４に出力するスイッチ３３と、スイッチ３３か
ら入力した非制御パケットと制御パケット書換え送出装
置４０とから入力した制御パケットを多重化し送信リン
ク２０に出力する多重化回路３４と、送信リンク２０と
接続するインタフェース回路３５と、入力した制御パケ
ットに到着時刻をラベルとして付与し１本の出力に多重
化して制御パケット選択装置３７に出力する時刻付与装
置３６と、人力した制御パケットのうち、必要なものだ
けを選択しルーティング表制御装置３８と制御パケット
書換え送出装置４０とに出力する制御パケット選択装置
３７と、入力した制御パケットを用いてルーティング表
を書き換えるルーティング表制御装置３８と、ルーティ
ング表３９ａが格納されたルーティング表部３９と、入
力した制御パケットを書き換え、制御パケットの送出時
刻を算出しこの時刻に制御パケットを多重化回路３４に
出力する制御パケット書換え送出装置４０と、動作の開
始にあたり新たな制御パケットを作成し時刻付与装置３
６に出力する制御パケット作成装置３６とを含んでいる
。

本発明の特徴は、第１図において、時刻付与手段として
の時刻付与装置３６と、制御パケット選択手段としての
制御パケット選択装置３７と、ルーティング表制御手段
としてのルーティング表制御装置３８と、ルーティング
表３９ａが格納されたルーティング表部３９と、制御パ
ケット書換え送出手段としての制御パケット書換え送出
装置４０とを設けたことにある。

次に、本気−実施例の動作について説明する。

まず始めに、ルーティング表３９ａを作成する動作につ
いて説明する。本動作は、受信リンク１０から制御パケ
ットが入力するか、または制御パケット作成装置４１が
制御パケットを作成することによって開始される。

第２図は制御パケットのフォーマットの一例を示したも
のである。制御パケットには、制御パケット識別子と、
制御情報として通信ノード番号と、ネットワークの最短
経路を発見するまでの一連のプロセスに対して付加され
るプロセス番号と、リンク番号と、距離とが含まれる。

特に、制御パケット作成装置４１が作成する制御パケッ
トには、通信ノード番号として自分の通信ノード番号お
よび距離として０が書き込まれ、プロセス番号として本
通信ノードが前回作成した制御パケットに書き込んだプ
ロセス番号の次の番号が書き込まれる。

受信リンク１０から制御パケットが入力した場合、制御
パケット分離装置３２は制御パケットだけを時刻付与装
置３６に出力し、非制御パケットはスイッチ３３に出力
する。また、制御パケット作成装置４１が制御パケット
を作成した場合、この制御パケットはそのまま時刻付与
装置３６に出力される。

時刻付与装置３６は、第３図に示すように、人力した制
御パケットにその時点の時刻をラベルとして付与し、制
御パケット選択装置３７に出力する。

制御パケット選択装置３７は、入力した制御パケットの
うち、すでに、最短経路を発見したものを除去するため
これに含まれる通信メート番号とプロセス番号の組合せ
が、すでに受信した制御パケットに含まれていた組合せ
と異なるものだけを選択的に通過させ、ルーティング表
制御装置３８と、制御バケット書換え送出装置４０とに
出力する。後者の出力は各送信リンク２０に対応して存
在する全ての制御バケット書換え送出装置４０に分岐さ
れる。

ルーティング表制御装置４０は、人力した制御パケット
に含まれる制御情報のうち、通信ノード番号、距離およ
びリンク番号を解読し、ルーティング表部３９に格納さ
れたルーティング表３９１の書き換えを行う。表はルー
ティング表３９１に含まれる情報を示したもので、宛先
通信／−ド番号、送出リンク番号および宛先通信ノード
までの距離が含まれる。

（以下本頁余白） 表　ルーティング表 ルーティング表制御装置３８は、ルーティング表３９ａ
において、この通信ノード番号と同じ宛先通信ノード番
号に対応する宛先通信ノードまでの距離および送出リン
ク番号を、それぞれ制御パケットから解読した距離およ
びリンク番号に書き換える。ルーティング表３９ａ中に
制御パケットから解読した通信ノード番号と同じ宛先通
信ノード番号が存在しない場合には、ルーティング表３
９ａに、解読した通信ノード番号を宛先通信ノード番号
として書き込み、これに対応する宛先通信ノードまでの
距離および送出リンク番号をそれぞれ制御パケットから
解読した距離およびリンク番号として書き込む。

制御パケット書換え出力装置４０は、本通信ノード３０
が制御パケットを出力してから本通信ノード３０に接続
する送信リンク２０を通じて隣接する通信ノード３０の
時刻付与装置３６にこの制御パケットが到着するまでの
伝達時間と、前記送信リンク２０と対をなす逆方向の受
信リンク１０の距離とをあらかじめ保持しておく。

本通信ノード３０は人力した制御パケットにラベルとし
て付与されている時刻を解読するとともに、このラベル
を除去する。解読した時刻に、前記受信リンクｌＯの距
離から定まる時間に定数αを乗じて得られた時間を加算
し、さらに前記伝達時間を減算した時刻を算出する。定
数αは、本通信ノード３０がこの制御パケットに時刻を
付与してから隣接通信ノード３０がこの制御パケットに
時刻を付与するまでの時間が、この間の処理と伝達に必
要な時間以上となるように定めてお（。

また、本通信ノード３０は入力した制御パケットに含ま
れる距離およびリンク番号を、保持している受信リンク
の距離および本通信ノード３０に接続する送信リンク２
００番号にそれぞれ書き換えて、出力する制御パケット
を作成する。作成した制御パケットを前記算出した時刻
に多重化回路３４へ出力する。

多重化回路３４は、制御パケット書換え送出装置４０か
ら入力する制御パケットを、スイッチ３３から人力する
非制御パケットと合流させ送信リンク２０に送出する。

スイッチ３３は、以上の動作により作成されるルーティ
ング３９ａを用いて、前記非制御パケットの転送を行う
。

第４図は本第−実施例の通信ノード３０で構成された通
信網の一例を示すブロック構成図である。

第４図を用いて最短経路を発見する動作を説明する。

第４図に示す通信網は、四つの通信ノード３０と、４対
の送・受信リンクで構成される。第４図中の通信ノード
３０に付与された数字は通信メート番号であり、以下、
通信ノード■、■、■および■という。各リンクに付与
されている例えば〔１，１〕で表された数字の組はリン
ク番号と各リンクの距離である。通信ノード■を終点と
する最短経路は次のように求まる。

まず最初に、通信ノード■は制御パケット作成装置４１
により制御パケットを作成し自ら受信する。

この時刻をＯｌこの制御パケットに含まれる通信ノード
番号を１、プロセス番号を１とするＣ以下、（１，１）
という。）。制御パケットを作成してから通信ノード■
の各送信リンクに制御パケットを送出するまでの時間は
、各送信リンクと対をなす逆方向の受信リンクの距離か
ら定まる時間にαを乗じた値を加算し、送信リンクを通
じて隣接通信ノードに制御パケットが伝達されるのに要
する時間を減算した時刻である。従って、時刻αには、
受信リンクの距離が１である通信ノード■に（１，１）
を含む制御パケットが到着する。しかし、通信ノード■
には未到着である。

通信ノード■に到着した（１．１）を含む制御パケット
は、いままで受信していない通信ノード番号およびプロ
セス番号の組合せであるので通信ノード■はこれを受信
する。通信ノード■が受信してから各送信リンクに（１
，１）を含む制御パケットを送出するまでの時間も通信
ノード■の場合と同様に算出されるので、時刻２αには
通信ノード■から送出された（１．１）を含む制御パケ
ットが通信ノード■に到着する。以後、一連の動作にお
いて制御パケットに含まれる通信ノード番号とプロセス
番号の組合せ（１，１）は保存される。

通信ノード■に到着した（１．１）を含む制御パケット
は、これが最初であるので通信ノード■はこれを受信す
る。通信ノード■も通信ノード■と同様に送出時刻を算
出し各送信リンクに制御パケットを送出する。

時刻３αには通信ノード■が送出した制御パケットが受
信リンクの距離が３である通信ノード■に、通信ノード
■が送出した制御パケットが受信リンクの距離が２であ
る通信ノード■に、また、通信ノード■が送出した制御
パケットが通信ノード■に到着する。通信ノード■、■
および■はいずれも、すでに（１，１）を含む制御パケ
ットを受信しているので、到着した制御パケットは受信
されず廃棄される。

時刻４αには、通信ノード■から送出された制御パケッ
トが通信ノード■と通信ノード■とに到着する。通信ノ
ード■は既に（１，１）を含む制御パケットを受信して
いるのでこの制御パケットは廃棄されるが、通信ノード
■はこれを受信する。

時刻６αには通信ノード■から送出された制御パケット
が通信ノード■に到着するが、これは廃棄される。

以上の例で示したように、各通信ノード■、■、■およ
び■に最初に到着する（１、ｌ）を含む制御パケットは
、それぞれの通信ノード■、■、■または■を始点とし
て通信ノード■を終点とする最短経路を逆方向にたどっ
て到着したものである。

また、通信ノード■が最初に（１，１）を含む制御バケ
少トを自ら受信した時刻を０とすれば、各通信ノード■
、■、■および■が最初に（１，１）を含む制御パケッ
トを受信する時刻は、前記最短経路の距離から求まる時
間にαを乗じた値となる。

受信される全ての制御パケットには、通信ノード番号お
よびプロセス番号以外に、最後に通過した受信リンクと
対をなす送信リンクの番号がリンク番号として含まれ、
また、通過してきたリンクと対をなすリンクの距離の和
が距離として含まれている。

従って、各通信ノード■、■、■および■において、こ
れを書き写して作成したルーティング表３９１は、宛先
通信ノード■と、通信ノード■への最短経路の距離、通
信ノード■への最短経路上の送信リンク番号とを対応付
けたものとなる。

また、通信ノード番号とプロセス番号の組合せが同じで
ある制御パケットを、各通信ノード■、■、■および■
は２度以上受信することはない。

従って、このような制御パケットは各リンクを一度だけ
通過する。

通信ノード■以外の通信ノード■、■および■を終点と
する最短経路は、終点である通信ノード■、■または■
が最初に制御パケットを作成して送出することによって
求められる。また、プロセス番号の異なる制御パケット
を作成して送出することによって、同一の通信ノード■
、■、■または■を終点とする最短経路を再度求めるこ
とが可能である。

第５図は本発明の第二実施例を示すブロック構成図であ
る。

本第二実施例の通信ノード３０ａは、第１図の第一実施
例の通信／−ド３０とは、制御パケット分離装置３２、
スイッチ３３および多重化回路３４が存在せず、第２図
および第３図の制御パケットには制御パケット識別子が
含まれない点が異なる。

第６図はその中で最短経路を発見しようとする双方向の
リンクと通信ノードとで構成された通信網の一例であっ
て、各リンクには距離が定義されている。第７図は第６
図の通信網に含まれる双方向のリンクにそれぞれ対応す
る送受信リンクと、通信ノードに対応する第二実施例の
通信ノード３０ａとで構成された、第６図の通信網と同
一トポロジーの通信網である。

前記通信網を構成する、第二実施例の通信ノード３０ａ
における制御バケット書換え出力装置４０が保持してお
く受信リンクの距離は、本通信網における受信リンクに
対応する、通信網中のリンクの距離である。

本通信網が第一実施例と同様の動作を行うことによって
、通信網中の最短経路を発見することができる。この通
信網中の最短経路は第二実施例の各通信ノード３０ａに
含まれるルーティング表３９ａに示される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による通信ノードで構成さ
れた通信網では、一つの通信ノードを終点とし他の通信
ノードを始点とする複数の最短経路を、それぞれの距離
に比例した時間で発見でき、また、異なる通信ノードを
終点とする最短経路の発見を同時に行うことができる。

従って、従来の集中制御による経路算出法と比べ高速で
ある効果がある。

また、通信網内の一つの通信ノードを終点とし、他の通
信ノードを始点とする複数の最短経路を求めるのに必要
な制御パケットの伝達は、各送受信リンク当たり一回だ
けであって少なく、制御パケットの授受に伴う処理量が
小さくなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示すブロック構成図。 第２図はその制御パケットの一例を示す説明図。 第３図はその時刻を付与された制御パケットの一例を示
す説明図。 第４図は第一実施例の通信ノードで構成した通信網の一
例を示すブロック構成図。 第５図は本発明の第二実施例を示すブロック構成図。 第６図は第二実施例を用いて最短経路を発見する通信網
の一例を示すブロック構成図。 第７図は第二実施例の通信ノードで構成した通信網の一
例を示すブロック構成図。 １０・・・受信リンク、２０・・・送信リンク、３０．
３０ａ・・・通信ノード、３１．３５・・・インタフェ
ース回路、３２・・・制御パケット分離装置、３３・・
・スイッチ、３４・・・多重化回路、３６・・・時刻付
与装置、３７・・・制御パケット選択装置、３８・・・
ルーティング表制御装置、３９・・・ルーティング表部
、３９ａ・・・ルーティング表、４０・・・制御パケッ
ト書換え送出装置、４１・・・制御パケット作成装置。 特許出願人　　日本電信電話株式会社 代理人　　弁理士　井　出　直　孝　。 ８％ｆｉ’Ｊ　４７４− づ干ｅ５−　　ヨ大ミ　ａ　　シラリ　　（あ、Ｊヮ７
、ヶ　、７　、）菖　３　回 ？へ一夷企１列　（通温ｊ円） ＷＪ　４　回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受信リンクおよび送信リンクに接続されパケットを
   送受信する手段を備えた通信ノードにおいて、 宛先通信ノード番号、送信リンク番号および宛先通信ノ
   ードまでの距離を含むルーティング表が格納されたルー
   ティング表部と、 通信ノード番号と、プロセス番号と、送出する送信リン
   クと対をなす受信リンクのリンク番号と前記受信リンク
   の距離を含む制御パケットを作成する制御パケット作成
   手段と、 前記制御パケットに作成時刻または他通信ノードから受
   信した到着時刻をラベルとして付与する時刻付与手段と
   、 他通信ノードから受信した制御パケット中から通信ノー
   ド番号およびプロセス番号の同一組合せのものについて
   すでに一度受信していればこれを廃棄し受信していない
   ものだけを選択出力する制御パケット選択手段と、 この選択送出された制御パケットを用いて前記ルーティ
   ング表を書き換えるルーティング表制御手段と、 前記選択出力された制御パケットについて、各送信リン
   クごとに、リンク番号は送信リンクと対をなす受信リン
   クの番号に、距離は受信した前記制御パケットに含まれ
   ていた距離に前記受信リンクの距離を加算した距離に書
   き換え、前記受信時刻に送信リンクと対をなす受信リン
   クの距離に比例した時間を加算した時刻から送信リンク
   を通じて隣接通信ノードに制御パケットを伝送するため
   に要する時間を減算した時刻を算出し、この時刻に前記
   書換えた制御パケットを各送信リンクに送信する制御パ
   ケット書換え送出手段と を備えたことを特徴とする通信ノード。