JPH09233125A - パケット交換網 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ルート選択基準を設定してパケットルーティン
グを行う場合に、伝送路のトラヒックが変化した場合や
故障が発生した場合でも最適なルート選択が可能なパケ
ット交換網の実現を目的とする。 【解決手段】送信局（１１）および受信局（１２、１
３）および中継局（２１〜２４）に通信経路の選択基準
によって最適通信経路を選択するための出力側の通信路
（３１〜３７）を示す転送テーブルを作成する転送テー
ブルを設け、この転送テーブルが示す出力側の通信路
（３１〜３７）にパケットを転送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】通信局間ルートが複数の伝送
路とそれを中継するための中継局で構成されているネッ
トワークにおいて、パケットに要求されたルート選択基
準から転送ルートを決定するパケット交換網に関する。

【０００２】

【従来の技術】パケット交換におけるルート選択基準に
関しては、ＩＴＵ−ＴのＸ．１３５で（１）スループッ
ト、（２）遅延、（３）信頼性などのルート選択基準
（メトリック）が定義されている。

【０００３】このうち（１）スループットは、対象とす
る区間で、単位時間当たりにその区間を横切って転送可
能となったユーザデータビットで示される。従って、ス
ループットは伝送速度に依存することになるが、実際に
は固定速度（９６００ｂｐｓ）を前提とした一定値が規
定されているだけで、異なる伝送速度リンクを複数段に
接続した場合のルート選択基準（メトリック）に就いて
は検討されていない。

【０００４】例えば、コンピュータ間の通信プロトコル
として普及しているＩＰプロトコルでは、スループット
をルート選択基準の１つとして考えている。しかし、ル
ータに収容する回線速度をもとにパケットを振り分けて
いるのみであり、エンド・エンドの通信局間で複数の速
度を有する伝送路を想定しているわけではない。近年、
通信インフラとして敷設された高速の幹線ＬＡＮで中継
する場合もあるが、通常、ルートは確定しており通信速
度を基準としてルートを決定していない。

【０００５】ところが、ＩＴＵ−Ｔで標準化が進められ
ているブロードバンドＩＳＤＮの場合、仮想パス、仮想
回線を終端する通信局間は、予めピークおよび平均の通
信速度を設定して通信を開始する。従って、予め設定さ
れた仮想回線を中継してパケットがルーティングする場
合には、通信速度が異なる伝送路を複数段経由すること
もある。しかし、その場合、スループットを判定するた
めの伝送速度に付いて詳細に検討された例は見られな
い。

【０００６】また、（２）遅延はトラヒックの変動に応
じて変化するため、エンド・エンドの通信局間で複数の
遅延を比較することは難しい。例えば、衛星回線と地上
専用回線の２つの経路がある場合、衛星回線の遅延が大
きいことが明らかなため、遅延に影響されやすいパケッ
トに対してはＬＡＮを経由する例があるが、トラヒック
に応じて変化する遅延条件を反映するものではない。

【０００７】（３）信頼性をルート選択基準とした例と
しては、受信局側がリンクのビツト誤り率を検出し、一
定の閾値を越えた場合には送信局側に伝えて経路を変更
するものがある。しかし、パケットの中継を行う通信局
が、宛先通信局間での複数の伝送路の信頼性を考慮した
ルート選択基準を用いた例はない。また、衛星回線と地
上回線の２つがある場合、衛星回線の方が誤り率が多い
という一般的事実にしたがって、信頼性を要求された場
合固定的に地上専用回線を選ぶことはあるが、伝送路の
故障時に動的なルート変更ができるわけではない。

【０００８】以上の点に鑑み通信局間で伝送速度等を設
定した伝送路を設定し、その伝送路を介してパケットル
ーティングを行う場合に、ルート選択基準を設定したと
きに伝送路のトラヒックや故障発生にも応じて最適なル
ート選択が可能なパケット交換網の実現を目的とする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
パケット交換網では、ＡＴＭ網のように通信局間で伝送
速度などを指定して伝送路のリンクを設定し、それらの
伝送路を介してパケットルーティングを行う場合に、必
ずしも常に最適なルート選択が行えるとは言えなかっ
た。本発明ではこの点を解決して、伝送路のトラヒック
や故障発生に応じてスループット、遅延または信頼性な
どのルート選択基準が最適なルート選択が可能なパケッ
ト交換網を実現することを目的にする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、送信局と受信局と複数の中継局が通信路
によって相互に接続され、少なくとも１つ以上の前記中
継局と前記通信路とを介して前記送信局と前記受信局と
の間に通信経路が形成され、パケットによって通信が行
われるパケット交換網において、前記送信局および前記
受信局および前記中継局に通信経路の選択基準ごとに最
適通信経路を選択するための出力側通信路を示す転送テ
ーブルを作成する転送テーブル作成手段と、前記パケッ
トに示された通信経路の選択基準と、前記受信局アドレ
スに従って前記転送テーブルから検索した出力側通信路
に前記パケットを転送するパケット転送手段を設けたこ
とを特徴とする。

【００１１】ここで、前記通信経路の選択基準を伝送速
度とした場合に、前記送信局と前記受信局との間に複数
の前記通信経路が形成された時、伝送速度最大の前記通
信経路を前記最適通信経路とし、また前記通信経路を構
成する各前記通信路のうち、最も伝送速度の遅い通信路
の伝送速度を前記通信経路の伝送速度とすることを特徴
とする。

【００１２】また、前記通信経路の選択基準を遅延時間
とした場合に、前記送信局と前記受信局との間に複数の
前記通信経路が形成された時、遅延時間最小の前記通信
経路を前記最適通信経路とし、前記通信経路上に存在す
る各前記中継局の各送信パケットの待ち行列の長さの和
を前記通信経路の遅延時間を表す値とすることを特徴と
する。

【００１３】また、前記通信経路の選択基準を誤り率と
した場合に、前記送信局と前記受信局との間に複数の前
記通信経路が形成された時、誤り率最小の前記通信経路
を前記最適通信経路とし、前記通信経路を構成する各前
記通信路の誤り率の和を前記通信経路の誤り率とするこ
とを特徴とする。

【００１４】本発明によれば、通信局毎に通信経路の選
択基準に対して最適通信経路を選択するための出力側通
信路を示す転送テーブルを作成し、パケットに示された
通信経路の選択基準と受信局アドレスから、転送テーブ
ルが示す出力側通信路にパケットを転送するようにし
た。従って、ルート選択基準を設定してパケットルーテ
ィングを行う場合に、伝送路のトラヒックや故障発生に
応じた最適なルート選択が可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるパケット交
換網を添付図面を参照にして詳細に説明する。図１に本
発明の実施の形態に係わる端末間ルートの例を示した。

【００１６】図中、１１、１２および１３は端末、２
１、２２、２３および２４はパケットを中継するルー
タ、３１、３２、３３、３４、３５、３６および３７は
伝送路を示している。いまスループットをルート選択基
準とした場合について考えることにする。

【００１７】図中端末１１から端末１２への伝送路は２
ルート存在するが、その間の伝送速度は一定ではない。
仮に、図１で伝送路を示している線の太さがそれぞれの
伝送路の伝送速度に比例すると仮定したする。この場
合、パケットを分岐するルータ２１は図２に示すような
パステーブル１００を持つ。

【００１８】図２のパステーブル１００の宛て先１０１
には宛て先端末の番号が、出力側伝送路１０２には宛て
先端末に対するルートしてルータ２１が選択できる伝送
路の番号が、伝送速度１０３には出力側伝送路１０２を
選んだときに可能な最大伝送速度が示されている。

【００１９】すなわち、図２では、ルート１に対し伝送
路３１−３２−３３−３４の中で最小の伝送速度である
伝送路３３の伝送速度がルート１の疑似伝送速度として
登録され、ルート２に対しては伝送路３１ー３５−３６
−３４の中で最小の伝送速度である伝送路３６の伝送速
度がルート２の疑似伝送速度として登録されている。従
って、端末１１から端末１２へ通信を行う場合、スルー
プットをルート選択基準とすると、ルータ２１はスルー
プット最大のルートとしてルート２を選択すれば良い。

【００２０】図３は、スループットに関するルータ２１
の転送テーブル２００を示す。転送テーブル２００は図
２のパステーブル１００から宛て先２０１に対する疑似
伝送速度が最大のルートを選択して、そのルートの伝送
路２０２を登録すれば良い。例えば宛て先端末１２に対
しては、最大のスループットが期待できるルート２に対
する伝送路３５が登録されている。ルータ２１は受信パ
ケットの宛て先が１２で、最大のスループットを希望し
ている場合には、この転送テーブル２００を参照して次
の伝送路として伝送路３５にパケットを転送すれば良
い。

【００２１】図２のパステーブルの作成は、伝送路の速
度に変化がない場合また故障のない場合には、固定的に
設定したテーブルを用いれば良い。しかし、伝送速度が
変化し、動的にテーブルを作成し変更する場合には次の
ような手順で行えば良い。

【００２２】図４（ａ）は出力側に端末１２を接続する
ルータ２４の初期パステーブル１００−１、図４（ｂ）
は出力側に端末１３とルータ２４を接続するルータ２３
の初期パステーブル１００−２、図４（ｃ）は出力側に
ルータ２２およびルータ２３を接続するルータ２１の初
期パステーブル１００−３の内容を示す。ルータ２２の
テーブルはルータ２３のそれの一部と同様になるのでこ
こでは省略する。

【００２３】これらの初期テーブルは通信局間の回線設
定時に図５の順序にしたがって生成される。

【００２４】先ずルータ２４の初期テーブル情報がルー
タ２２および２３に転送されると、ルータ２２と２３で
端末１２と端末１３へのパステーブルが作成される。さ
らに、ルータ２２と２３のパステーブル情報がルータ２
１に転送され、図２に示したパステーブル１００が生成
される。そうして、伝送路３３の速度と伝送路３６の速
度を比較したとき、伝送路３６の方が速いため、図３に
示したような転送テーブル２００が生成される。

【００２５】このようなテーブルの更新は通信局間のリ
ンク速度に変化があった場合だけ行えば良い。

【００２６】次に、遅延をルート選択基準とした場合の
ルーテイング制御の動作例を図６に添って説明する。

【００２７】ルータ２１における伝送路３５の送信バッ
ファのキュー長（待ち行列の長さ：遅れ時間に比例）を
６、伝送路３６へのキュー長を５、伝送路３４へのキュ
ー長を１０、伝送路３３へのキュー長を１５、伝送路３
２へのキュー長を３とする。また、端末を収容するルー
タは定期的に収容端末へのキュー長を入側ルータに送信
するものとする。例えばルータ２４がルータ２２と２３
に伝送路３４へのキュー長を１０を送信するものとす
る。ルータ２２と２３は端末１２までの遅延として、そ
れぞれ伝送路３６と３３のキュー長に１０を加える。さ
らにルータ２２と２３はキュー長の和をルータ２１に転
送し、ルータ２１はこれによりルート１の予想遅延を２
８とし、ルート２の予想遅延を２１とする。従って、ル
ータ２１は遅延をルート選択基準としたパケットを受信
した場合、ルート２の伝送路３５にパケットを転送す
る。

【００２８】また、信頼性をルート選択基準とした場合
は、受信側通信局で誤り率を検出し、遅延条件の場合と
同様に周期的に入力ルータに誤り率情報を転送すること
で転送テーブルを作成できる。この場合もルートを構成
する各伝送路の誤り率の和をルートの誤り率とする。

【００２９】このようにして、以上の３つのルート選択
基準に対して図３に示したような転送テーブルを各ルー
タ、各端末でそれぞれ作っておけば、それぞれのルート
選択条件に従ったルーテイングが可能になる。

【００３０】図７にこのようなパケット交換網で用いら
れるユーザデータを転送するパケットフォーマット５０
０の例を示す。パケットは宛先アドレス５０１、送信元
アドレス５０２、メトリック５０３、ユーザ情報５０
４、誤り検出信号５０５からなっている。各ルータはこ
のようなユーザパケットを受信し、誤りがないと判断す
ると、宛先アドレスとメトリック（例えばスループッ
ト、遅延、信頼性のルート選択基準）５０３を読み、指
定されたメトリック５０３に対応する転送テーブルを検
索して転送ルートを決定する。

【００３１】図８は図７に示すようなパケット５００を
受信してルータが行うルーテイングのフローチャートで
ある。

【００３２】ルータはパケットを受信すると（ステップ
６０１）、誤りを検出し（ステップ６０２）、誤りがあ
ればそのパケットは廃棄して次のパケットを受信し、誤
りがなければパケット５００からメトリック５０３を検
出して、転送テーブルを検索する（ステップ６０３）。
そうして転送テーブルを宛先アドレス５０１でひいてル
ートを選択する（ステップ６０４）。そうして選ばれた
ルートに当る出側伝送路にパケットを転送し（ステップ
６０５）、次のパケットを受信する（ステップ６０
１）。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、送信局
と受信局と複数の中継局が通信路によって相互に接続さ
れ、少なくとも１つ以上の中継局と通信路とを介して送
信局と受信局との間に通信経路が形成され、パケットに
よって通信が行われるパケット交換網において、送信局
および受信局および中継局に通信経路の選択基準ごとに
最適通信経路を選択するための出力側通信路を示す転送
テーブルを作成する転送テーブル作成手段と、パケット
に示された通信経路の選択基準と受信局アドレスに従っ
て転送テーブルから検索した出力側通信路にパケットを
転送するパケット転送手段を設けた。

【００３４】これにより、ルート選択基準を設定してパ
ケットルーティングを行う場合に、伝送路のトラヒック
が変化した場合や故障が発生した場合でも最適なルート
選択が可能になる。

【００３５】ここで、通信経路の選択基準を伝送速度と
した場合には、送信局と受信局との間の伝送速度最大の
通信経路が最適通信経路として選ばれ、また通信経路を
構成する各通信路のうちで最も伝送速度の遅い通信路の
伝送速度が通信経路の伝送速度となる。

【００３６】また、通信経路の選択基準を遅延時間とし
た場合には、送信局と受信局との間の遅延時間最小の通
信経路が最適通信経路として選ばれ、通信経路上に存在
する各中継局の各送信パケットの待ち行列の長さの和を
通信経路の遅延時間を表す値にする。

【００３７】また、通信経路の選択基準を誤り率とした
場合には、送信局と受信局との間の誤り率最小の通信経
路が最適通信経路として選ばれ、通信経路を構成する各
通信路の誤り率の和を通信経路の誤り率とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる端末間ルートの一
例。

【図２】ルータが有するパステーブルの一例。

【図３】ルータが有する転送テーブルの一例。

【図４】ルータが有するパステーブルの初期値の一例。

【図５】パステーブルの生成手順を示す図。

【図６】本発明の実施の形態に係わる端末間ルートの他
の例。

【図７】本発明で用いられるパケットフォーマットの一
例。

【図８】本発明のルーテイング制御を説明する動作フロ
ーチャート。

【符号の説明】

１１〜１３ 端末（送信局、受信局） ２１〜２４ ルータ（中継局） ３１〜３７ 伝送路 １００ パステーブル ２００ 転送テーブル ５００ パケット

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信局と、受信局と、複数の中継局と、
   それらを結ぶ複数の通信路を有し、前記複数の中継局と
   前記複数の通信路によって前記送信局と受信局との間に
   複数の通信経路が形成され、該通信経路を介してパケッ
   トによって通信が行われるパケット交換網において、 前記送信局、前記受信局および前記中継局は通信経路の
   選択基準ごとに最適通信経路を選択する出力側通信路を
   示す転送テーブルを作成する転送テーブル作成手段と、 前記パケットに示された前記通信経路の選択基準と前記
   受信局のアドレスに従って、前記転送テーブルから前記
   最適通信経路を選択する出力側通信路を検索し該出力側
   通信路に前記パケットを転送するパケット転送手段とを
   具備することを特徴とするパケット交換網。
2. 【請求項２】 通信経路の選択基準が伝送速度であり、
   複数の前記通信経路から伝送速度最大の前記通信経路を
   最適通信経路とすることを特徴とする請求項１記載のパ
   ケット交換網。
3. 【請求項３】 通信経路を構成する各通信路のうち、最
   も伝送速度の遅い通信路の伝送速度を前記通信経路の伝
   送速度とすることを特徴とする請求項２記載のパケット
   交換網。
4. 【請求項４】 通信経路の選択基準が遅延時間であり、
   遅延時間最小の前記通信経路を最適通信経路とすること
   を特徴とする請求項１記載のパケット交換網。
5. 【請求項５】 通信経路上に存在する各中継局の各送信
   パケットの待ち行列の長さの和を前記通信経路の遅延時
   間を表す値とすることを特徴とする請求項４記載のパケ
   ット交換網。
6. 【請求項６】 通信経路の選択基準が誤り率であり、誤
   り率最小の前記通信経路を最適通信経路とすることを特
   徴とする請求項１記載のパケット交換網。
7. 【請求項７】 通信経路を構成する各通信路の誤り率の
   和を前記通信経路の誤り率とすることを特徴とする請求
   項６記載のパケット交換網。