JPH0831876B2 - パケツト交換網におけるル−チング制御方式 - Google Patents

パケツト交換網におけるル−チング制御方式

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JPH0831876B2
JPH0831876B2 JP20652985A JP20652985A JPH0831876B2 JP H0831876 B2 JPH0831876 B2 JP H0831876B2 JP 20652985 A JP20652985 A JP 20652985A JP 20652985 A JP20652985 A JP 20652985A JP H0831876 B2 JPH0831876 B2 JP H0831876B2
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/42Centralised routing

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、パケット交換網におけるルーチング制御方
式に係り、特に負荷変動が障害に対処可能な適応型ルー
チング方式に関する。
〔発明の背景〕
近年、VANを始めとするデータ通信ネットワークの多
くにパケット交換網が適用されている。パケット交換網
においては、各交換局がネットワークの状況について何
らの情報も持たなければ、着信局への最適なルートを選
択することができないため、パケットを各ルートにラン
ダムに送信せざるを得ず、当然、情報の伝送遅延などの
問題を伴なう。従って、パケット交換網の実用化のため
には、網の状況に応じて最適ルートを選択する適応型ル
ーチング技術が重要となる。
適応型ルーチング方式に関しては、これまでに、例え
ば、G.L.Flutz,L.Kleinrockによる「アダプティプ ル
ーチング テクニクス フォアストア アンド フォワ
ード コンピュータ コミュニケーション ネットワー
クス(Adaptive Routing Techniques for Store−and−
Fovward Computer−Communication Networks),ICC,197
1」等において種々の報告がなされているが、従来の適
応型ルーチング方式では、センタの推定遅延の更新が障
害時、または網形態変更時のみで、上記以外の際は推定
遅延が各交換局の負荷に依存せず固定であったため、経
路を決定する交換局での負荷は考慮されるが、先々の中
継交換局の負荷を考慮した経路の選択は行なわれなかっ
た。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記問題を解決し、先々の中継交換
局の負荷を考慮し、宛先局までの遅延時間を最小にする
経路を選択しながら中継する適応型ルーチング方式を提
供することにある。
〔発明の概要〕
各交換局の出回線に生じる待ち行列長をセンタに報告
することにより、センタはその時点の負荷状況に応じた
全回線の遅延時間を推定することが可能である。センタ
は、静的に持つ網形態情報と、各交換局の報告によって
得られた各回線の遅延時間とから網内の全ての二局間の
遅延時間を知ることが可能となり、各交換局に、その隣
接局から宛先までの推定遅延を通知することによって、
上記目的を達成した。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
(実施例1) 第1図は、パケット交換網のシステム構成図である。
パケット交換網1〜4は中継回線によって相互に接続さ
れ、図に示すように多重化装置7に、あるいはCCITT勧
告X.25インタフェースを介してパケット形態端末5,6
に、また、CCITT勧告X.75インタフェースを介して他パ
ケット交換網8等にそれぞれ接続可能である。第2図
は、パケット交換機1〜4の一般的なハード構成例を示
したものであり、プロセッサ17,メモリ16、および回線
インタフェースアダプタ19(19−1〜19−4)がバス18
により接続されている。パケット交換機は、通常、複数
の加入者回線と、複数の中継回線を収容しており、これ
らの各回線から受信するパケットは、回線インタフェー
スアダプタ19を経由してメモリ16上に一度蓄積されたの
ち、プロセッサ17が各パケットごとにその宛先に応じて
送出回線を選択し、該当する回線インタフェースアダプ
タ19−1〜19−4を経由して送出する。この送出回線選
択は、メモリ16上に何らかのルーティングテーブル(通
常宛先き交換機と送出回線の対応テーブル)を有してお
り、プロセッサ17が、このルーティングテーブルを参照
することで行なわれる。
第3図は、第1図における交換機と中継回線をモデル
化した図である。ここで、例えばノードAがルーチング
管理センタの機能を持つとする。記号a……jは各ノー
ドの出回線を識別する方路番号である。
第4図は、センタの機能を持つノードAが網形態情報
として保持する接続状態テーブル20を示す。接続状態テ
ーブル20は、各ノードが他のいかなるノードといかなる
方路を介して接続されるかを示すものであり、網形態が
変化した時に書き換えられる。第5図(A)〜(D)
は、それぞれ各ノードA〜Dの方路状態の例、第6図は
各ノードからセンタへの方路状態の報告内容を示す図で
ある。各ノードは、自局の各方路に生じた待ち行列長か
ら、隣接局に至るまでの遅延時間を推定し、推定遅延と
して周期的にパケットによりセンタに報告する。ここで
推定遅延は待ち行列長そのものであっても良い。網内に
障害が発生した場合は、障害によってパケットの送出が
不可能となった方路の推定遅延を無限大にする。
第7図は、ルーチング管理センタの推定遅延テーブル
21を示す図である。センタ機能を有するノードAは、第
4図に示した接続状態テーブル20と、第6図に示した各
ノードからの報告に基いて、周期的、または各ノードか
らの報告受信ごとに、推定遅延テーブル21を作成する。
推定遅延テーブル21の内容は、以下に述べるように各ノ
ードがある送出方路を選択した場合の隣接局から宛先局
までの推定遅延の最小値を示す。第7図の方路は、第3
図の各ノードの回線方路に対応しており、また、各回線
のキュー長の状態は、第5図の数値に対応する。第5図
中「∞」で示されている回線h,iは、回線がダウンした
か、あるいはキュー長が無限大(具体的にはある閾値を
越えた場合)となっていることを示している。第7図は
隣接局から宛先局までの推定遅延時間であり、例えば発
局Bの方路eの推定遅延時間は、隣接ノードCからの各
ノードまでの各回線の和の最小値を示している。つま
り、ノードCからノードAへのルートを例にとると、C
→B→Aのルートでは「2」+「3」で「5」、C→A
のルートでは「6」、C→D→Aのルートでは「∞」で
あり、このうちの最小値「5」が第7図のノードBから
方路e経由のノードAまでの推定遅延を示す値となる。
また、ノードCの場合の方路hから著局Aに至る場合
は、ノードDからノードAへの遅延時間であることか
ら、「∞」とはならず「5」となる。
センタ機能をもつノードAは、推定遅延テーブル21上
で発局として示された各ノードに対し、推定遅延テーブ
ル21上の対応した部分をパケットにより送出する。例え
ば、ノードCに対しては、第7図の破線で囲まれた部分
31を送出する。
ノードCは中継回線gから上記推定遅延テーブル21上
の部分テーブル31を受信すると、これらのデータを回線
インタフェース・アダプタ19−3を経由して取り込み、
プロセッサ17によりメモリ16上の所定エリアに書き込
む。
プロセッサ17は、自局の回線アダプタに生じている送
出待ちキューQf,Qg、およびQhから、第8図に示す自局
の持ち行列テーブル32を作成し、テーブル31の値に加算
する。この加算処理によってテーブル33が得られ、着局
別に遅延が最小となる方路を選ぶことにより、送出方路
テーブル34を作成することができる。プロセッサ17は、
中継するパケットを各々の回線から受信すると、これら
を一度メモリ16上に蓄積し、その宛先局(着局)に応じ
て、送出方路テーブル34を参照し、該当する回線インタ
フェースアダプタに送出する。
回線インタフェースアダプタ19−1〜19−4は、周期
的に自アダプタの回線の状態(障害の有無、キュー長)
をプロセッサ17に通知し、プロセッサ17は全アダプタの
状態をまとめて、センターに報告する。
ノードA,ノードB,ノードDも上記ノードCと同様の処
理を行う。これによって、網内に発生した全てのパケッ
トは、網内の各ノードで、当該ノードから宛先局までの
最小遅延を与える方路を選択しながら、宛先局までルー
チングされる。
上記実施例では、各交換機からセンターへの情報通知
を周期的に行なう場合で説明したが、必らずしも周期的
である必要はなく、回線状態に関しては、障害の発生あ
るいは回復した場合、またキュー長の状態に関しては、
各回線ごとに適当な閾値を決め、その値を越えた場合、
あるいはその越えた状態から閾値以下に減少した場合等
のように、何らかの変化が発生した場合にのみ報告する
ようにしてもよい。この場合の実施例について以下に説
明する。尚、第2の実施例においても、実施例1と同様
に第3図の網構成を前提とする。
(実施例2) センターは、第9図に示すノード間隣接距離テーブル
41を持っており、各交換機が相互にどの交換機と接続し
ているかを表わしている。センターは、この隣接テーブ
ル41から、各交換機の隣接交換機から宛先き交換機まで
のホップ数(経路数)を求め、推定遅延テーブルとして
各交換機ごとに配布する。第10図にノードBの推定遅延
テーブル42の例を示す。この配布時に、各交換機は自局
用の推定遅延テーブルを持たないことも考えられるが、
その場合は例えばブロードキャストにより行なえばよ
い。
一般の各交換機は、上述した隣接交換機から宛先交換
機までの推定遅延と、自局の送出回線とのキュー長の和
とから、最小となる送出回線を選択する。この場合、キ
ュー長の値としては、回線速度に応じて適当に決められ
た閾値キュー長で、現在のキュー長を除した値を用い
る。
各交換機は、回線の障害、あるいは、自局の送出回線
のキュー長が、上記閾値キュー長を越えた場合、あるい
は回線の障害の回復、または閾値を越えたキュー長が閾
値以下に減少した場合に、センターに対して、その旨を
報告する。
センタは、回線障害の場合は、第9図のノード間接続
距離テーブル41の該当する部分を非接続の状態に変更し
(「1」→「0」)、この接続状態において、再度、各
交換機ごとに隣接交換機から宛先交換機までのホップ数
に基づく推定遅延テーブルを作成し、各交換機に配布す
る。また、キュー長が閾値を越えた場合の報告について
は、ノード間接続距離テーブル41上の該当する回線部の
内部を「1」から「2」に変更し、回線障害時と同様に
推定遅延テーブルを再作成し、各交換機に配布する。
各交換機は、これらのテーブルをメモリ16上に備え、
プロセッサ17が他の交換機から受信したパケットを転送
する場合に参照して前述の実施例1と同様に、推定遅延
と自回線のキュー長の和が最小となる回線に送出する。
なお、上記実施例では、推定遅延を各方路に生じた待
ち行列長をもとにした場合、および中継段数をもとに算
出した場合について記述したが、該推定遅延は、回線使
用率、待ち行列パケット内の実データのビット数、処理
装置使用率等の負荷状況を示す全ての他の情報のいずれ
を用いても算出することが可能である。
また、パケット交換機の構成例として、1プロセッサ
の例を示したが、本発明は、交換機のハード構成が複数
プロセッサにより構成されている場合であってもよく、
ハード構成に依存する点はない。さらに、各交換機の送
出方路に対するキュー長の状態は、回線インタフェース
アダプターからのプロセッサへの報告によらず、プロセ
ッサ自身が直接把握するようにしてもよい。
以上、2つの実施例を述べてきたが、本発明によれ
ば、各交換機の推定遅延テーブルが、パケット交換網の
回線の状態やキュー長の状態により適宜変更されるた
め、パケットが3以上のパケット交換機を巡回するルー
ピング現象や、隣接する2つの交換機を往復するピンポ
ン現象が生じた場合でも、状態に応じた新しい推定遅延
テーブルが配布された後はこれらの現象を解消すること
ができる。また、パケット交換網の状態に応じて、常に
推定遅延が最小となる方路が選択できるため、網の状態
に応じてルーチングのためのテーブルを変更しない方式
に比し、パケットの網内平均伝送遅延時間を減少し得る
効果がある。
〔発明の効果〕
上記に説明した如く、本発明によれば、各交換局が報
告した負荷状況をもとにしてルーチング管理センタが作
成した推定遅延テーブルと、自局の待ち行列とから算出
した、宛先局までの総遅延をもとに送出方路を決定する
ため、回線や交換局の障害のみでなく、先々の交換局に
おける負荷状況に応じた経路選択が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はパケット交換網のシステム構成図、第2図は1
つの交換機の構成を示すブロック図、第3図はパケット
交換網のモデルを説明するための図、第4図は本発明で
ホスト交換機が用いる接続状態テーブル20を示す、第5
図は網内の方路状態を説明するための図、第6図(A)
〜(D)はそれぞれノードA〜Dの報告内容を示す図、
第7図は推定遅延テーブル21を示す図、第8図はノード
Cにおける経路選択を説明するための図、第9図は本発
明の他の実施例で使用するノード間隣接距離テーブル41
を示す図、第10図は推定遅延テーブルの他の実施例を示
す図である。 21……ルーチング管理センタの推定遅延テーブル、31…
…一般局の推定遅延テーブル、32……待ち行列テーブ
ル、33……総遅延テーブル、34……送出方路テーブル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 徹 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 梶尾 次郎 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 竹内 靖 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所神奈川工場内 (56)参考文献 特開 昭60−122467(JP,A) 特開 昭49−95502(JP,A) 特開 昭54−137906(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の交換局からなるパケット交換網にお
    いて、 ルーチング管理センサとなる交換局が、予め保有する網
    形態情報と他の交換局から通知された出力路別の状態報
    告とに基づいて、各交換局毎に隣接局から各宛先局迄の
    出方路別の推定遅延を計算し、算出された推定遅延の値
    を当該交換局に通知し、 上記推定遅延値を受信した各交換局が、自局の各出方路
    毎の遅延の値と上記センタから通知された出力路別の推
    定遅延値とに基づいて、各宛先局対応のパケット送出方
    路を選択するようにしたことを特徴とするルーチング制
    御方式。
JP20652985A 1985-09-20 1985-09-20 パケツト交換網におけるル−チング制御方式 Expired - Fee Related JPH0831876B2 (ja)

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