JPH10190732A - Ｉｐパケット損失制御方法およびルータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パケットが集中しているホスト宛のパケットを
網内のなるべく早い段階で適宜廃棄し、網全体の資源の
有効利用を図る。 【解決手段】宛先アドレスに基づいて通信路にパケット
を送出するルータ装置において、任意の送出端子でＩＰ
パケット損失が多数発生したとき、パケット損失特性劣
化アラームおよび劣化ＩＰアドレスを示す情報を他のル
ータ装置に送出し、受け取った他のルータ装置は、パケ
ット廃棄アルゴリズムに従って受信したＩＰアドレスの
ＩＰパケットの送出を制限する。なお、パケットの損失
を検出したルータ装置が、パケット廃棄アルゴリズムを
決定して他のルータ装置に送出することもできるし、パ
ケットの損失を検出したルータから通知を受けた制御ア
ルゴリズム決定サーバがパケット廃棄アルゴリズムを決
定することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インターネットプ
ロトコル（以下、ＩＰと記す）を用いる複数のルータか
ら構成されたＩＰ通信網において、任意のＩＰアドレス
を持つホストと通信する際に、ＩＰ通信網における通信
トラヒックの急激な増加や故障等に起因するトラヒック
輻輳時に、適性なトラヒックを運ぶＩＰ通信網を運用す
るように設定することができるＩＰパケット損失制御方
法およびルータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＡＮ用の伝送路を共用する装置とし
て、エンドシステム、端末アダプタ、ブリッジ、ルー
タ、ゲートウェイ等が存在する。これらのうち、ブリッ
ジ、ルータおよびゲートウェイはいずれも複数のネット
ワークを接続する装置であって、ブリッジはＯＳＩ第２
層が同一の２つがネットワークを第２層で接続するも
の、ルータは第１〜第３層の異なる複数のネットワーク
を第３層で接続するもの、ゲートウェイは第１〜第７層
が異なる複数のネットワークを接続するものである。周
知のように、インターネットプロトコルを用いる複数の
ルータで構成された従来のＩＰ通信網では、通信トラヒ
ックの急激な増加に対して、通信を実施しているエンド
ーエンドの端末間によるウィンドウ制御による端末主導
によるパケット送信量を削減する方式以外に、網主導で
自律的に制御する機能がなく、例えばルータ装置の出力
端子の送出トラヒック容量を越える入力トラヒックがあ
る場合には、パケットが出力端子で損失していた。この
損失するパケットは、ＩＰ通信網内を通過してきて、Ｉ
Ｐアドレスａｎ（ここで、ｎは任意の値）を収容した端
子まで到達してから損失するので、ＩＰ通信網内を通過
させるために必要なリソースが全く無駄になっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
通信方法では、通信網内の各所からの送信パケットが集
中しているホスト等が存在する場合、前記ホスト宛のＩ
Ｐパケットは、網内のいくつかの伝送路やルータを経由
してきて、パケットが集中しているホストの直近のルー
タまで到着し、そのルータの送信端子で損失していた。
このように、従来の通信方法は、最終的に通信の目的を
達しないことが頻繁に起る方法であった。そこで、本発
明の目的は、このような従来の課題を解決し、パケット
が集中しているホスト宛のパケットは、網内で経由する
通信経路の、なるべく早い段階で適宜廃棄し、それによ
り網全体の資源の有効利用を図れるようなＩＰパケット
損失制御方法およびルータを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＩＰパケット損失制御方法では、インター
ネットプロトコルを用いる複数ルータで構成されたＩＰ
通信網において、ＩＰパケットを受信端子から受信して
受信ＩＰパケットヘッダの宛先アドレスに基づき送信端
子を介して通信路に送出するルータ装置Ｗでは、任意の
送出端子で上位ビットが同一のＩＰアドレス群（例え
ば、ＩＰアドレスをａｎとする）のＩＰパケット損失が
多数発生したとき、そのａｎアドレスのパケット損失特
性が指定した特性Ｒより劣化した状態を検出し、『パケ
ット損失特性劣化アラームＬおよび劣化ＩＰアドレスａ
ｎ』を示す情報をＩＰ通信網の他のルータ装置に送信す
る。これらの情報を受信したルータ装置は、装置毎に受
信したａｎアドレスのＩＰパケットの送出数を制限し、
最終的にＩＰ通信網から出力する際に損失するパケット
を網内で予め廃棄することにより、ＩＰ通信網内のリソ
ースを有効に使用する。このように、本発明では、送信
端子におけるパケット損失特性を監視し、劣化を検出し
た際には、パケット損失劣化水準情報と劣化宛先情報に
基づいてパケットの送信をしないようにして、ネットワ
ーク資源の無駄な使用を回避している。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
より詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は、本発明の第１の実施例を示す
各ルータ装置間での情報の授受の説明図である。図１に
おいて、１０〜１７はインターネットプロトコル（Ｉ
Ｐ）を用いる複数のルータで構成されたＩＰ通信網中の
ルータ装置であり、２１〜２４はルータ装置１０が他の
ルータ装置と接続している回線であり、４１〜４４はル
ータ装置１６が他のルータ装置と接続している回線であ
る。また、矢印は、ネットワーク内の他のルータ装置に
対して、『パケット損失特性劣化アラームおよび劣化Ｉ
Ｐ番号』を示す情報の転送を示している。いま、ルータ
装置１０のルータ装置１１への送出端子において、パケ
ット損失が発生したものとする（ルータ装置１０の出力
側の破裂マークでこれを示す）。ルータ装置１１では、
ルータ装置１１への送信端子で上位ビットが同一のＩＰ
アドレス群のＩＰパケット損失が多数発生したことを検
知すると、ａｎアドレスのパケット損失特性が指定した
特性Ｒよりも劣化した状態を検出した時点で、パケット
損失特性劣化アラームとそれに付随して劣化ＩＰアドレ
スａｎを回線２２、２３、２４を介して他のルータ装置
１４，１６，１５に送出する。これらのアラームおよび
劣化ＩＰアドレスを受信したルータ装置１４，１５，１
６は、ルータ装置１０への出力端子において、ａｎアド
レスのＩＰパケットの送出数を制限し、そのパケットを
網内で予め廃棄する。ルータ装置１６に注目すると、回
線４１，４２，４３に送出する端子で監視し、ＩＰアド
レスを宛先とするＩＰパケットの送出数を制限し、これ
らを廃棄する。

【０００６】図２は、図１におけるパケット損失が生じ
ているルータ装置の構成および処理フローチャートであ
る。図１におけるルータ装置１０は、ＣＰＵ３０、パケ
ット損失検知装置３１、パケット輻輳制御装置３２、ル
ータ装置１１への回線２１の送出端子３３、ルータ装置
１４への回線２２の送出端子３４、ルータ装置１６への
回線２３の送出端子３５、ルータ装置１５への回線２４
の送出端子３６から構成されている。ルータ装置１０で
は、ルータ装置１１への送出端子３３においてパケット
損失が生じた場合、パケット損失の情報はパケット損失
検知装置３１に通知される（ステップ１）。パケット損
失検知装置３１は、パケット損失特性Ｒに応じたパケッ
ト損失特性劣化アラームＬおよび劣化ＩＰアドレスから
なる情報パケットを作成し（ステップ２）、これを特別
な輻輳制御用専用線またはＩＰ通信路を介してネットワ
ーク内のルータ装置に通知する（ステップ３）。図１の
場合には、ＩＰ通信路である回線２２を介してルータ装
置１４へ、また回線２３を介してルータ装置１６へ、ま
た回線２４を介してルータ装置１５へ、それぞれ通知さ
れるる。

【０００７】図３は、制御情報を受け取ったルータ装置
における構成、およびフローチャートである。ここで
は、図１におけるルータ装置１６の場合を示している
が、他のルータ装置１１，１４，１５の場合にも全く同
じ構成および同じ処理フローを実行する。ルータ装置１
６も、図２に示したルータ装置１０と同じように、ＣＰ
Ｕ５０、パケット損失検知装置５１、パケット輻輳制御
装置５２、回線４１の送出端子５３、回線４２の送出端
子５４、回線４３の送出端子５５、および回線４４の送
出端子５６から構成される。ルータ装置１６は、ルータ
装置１０から送られた『パケット損失特性劣化アラーム
および劣化ＩＰアドレス』からなる情報を受け取ると
（ステップ１）、パケット輻輳制御装置５２において、
パケット廃棄アルゴリズムＧを実行する（ステップ
２）。アルゴリズムＧは、劣化ＩＰ番号向けに送出され
るパケットのうち、一部を予め設定された時間廃棄し、
残りを送出する制御を実行する（ステップ３）。ここ
で、輻輳該当ルータへ転送されるパケットの一部とは、
例えば、送出されたパケットのある比率のみ、ある特定
のエリアのみ、あるアプリケーション通信サービスの
み、あるいはルーティングメトリックがある一定以下の
場合のみ等のいずれか１つ、あるいはこれら複数を組み
合わせて制御アルゴリズムが実施される。

【０００８】（第２の実施例）前述の実施例では、パケ
ット廃棄アルゴリズムＧとして、実行するルータ装置の
パケット輻輳制御装置が予め内蔵してある固定のアルゴ
リズムを用いているように記載したが、本発明はそれに
限定されない。すなわち、パケット廃棄アルゴリズム
は、送信端子においてパケット損失の劣化を検出したル
ータが決定して、他のルータに配送してもよい（第１の
方法）。第１の方法では、劣化を検出したルータは使用
すべきパケット廃棄アルゴリズムを決定して、アルゴリ
ズム自体を他のルータに配送してもよいのは勿論である
が、そのアルゴリズムの識別名のみを他のルータに配送
するだけでもよく、その場合、各ルータは複数のアルゴ
リズムを用意していることが必要である。また、パケッ
ト損失の劣化を検出したルータは、パケット損失特性の
劣化水準情報と劣化宛先情報を他のルータに通知するに
止め、前記パケット損失特性の劣化水準情報と劣化宛先
情報を受信したルータが、複数の中から独自にパケット
廃棄アルゴリズムを決めてもよい（第２の方法）。さら
に、パケット損失や劣化を検出したルータは、パケット
損失特性の劣化水準情報と劣化宛先情報を他のルータや
制御アルゴリズムの決定を実施するサーバに通知するに
止め、前記パケット損失特性の劣化水準情報と劣化宛先
情報を受信した前記サーバが、複数の中から独自にパケ
ット廃棄アルゴリズムを決定してもよい（第３の方
法）。上記第１の方法では、ルータ毎に異なるアルゴリ
ズム、例えば特定の場所に設置されたルータ装置のみが
パケットをそのまま送出し、他は廃棄する等の制御が可
能となる。これにより、網の中で重点的に通信しなけれ
ばならない地域とそうでない地域との扱いに差をつける
ことができるという効果がある。また、別のアルゴリズ
ムとしては、ルータ毎に異なる送信禁止時間帯を設定
し、通知することもできる。この場合には、輻輳を時間
的に平準化することができる効果がある。一方、第２、
第３の方法では、第１の方法を補うことができる。すな
わち、上記第１の方法では、パケット損失特性の劣化を
検出したルータの処理が複雑になるが、第２、第３の方
法では、処理が簡単である（請求項１〜３参照）。

【０００９】（第３の実施例）パケット廃棄アルゴリズ
ムの他の方法としては、他のルータからパケット損失特
性の劣化水準情報と劣化宛先情報を受信する度に、それ
以後、予め設定した一定時間（例えば、３０秒、５分
等）はルータ毎に内蔵のランダム関数Ｚの出力値に基づ
き、パケット廃棄もしくは送出することもできる。この
時の廃棄されるパケットと送出されるパケットの比率
は、ランダム関数Ｚの選び方で各種変えることができ
る。例えば、廃棄率を９０％等に設定したり、送出する
アプリケーション通信サービスを限定したり、送出でき
るエリアを限定したりすることができる。また、ランダ
ム関数Ｚは、パケット損失特性の劣化水準に合わせて、
廃棄する比率を変えることにより、よりきめ細かな制御
が可能となる。また、廃棄する場合にも、全てのＩＰア
ドレスａｎを廃棄するのではなく、例えば９０％パケッ
トを廃棄し、１０％を送出する例もある。また、ある特
定のアプリケーション通信サービスのみ送出する例、あ
る特定アドレスのみ送出する例もある。

【００１０】（第４の実施例）ルータの送出端子で、損
失特性を監視する宛先グループの選定の仕方としては、
上位ビットが同一のＩＰアドレス群（例えば、ＩＰアド
レスをａｎとする。なお、ｎは任意の値）と設定するこ
とができる。あるいは、ＩＰ通信網の任意の部分網に接
続された任意の送出端子の全体でのＩＰパケット損失特
性状態を検出して、パケット損失特性劣化水準情報およ
び劣化宛先情報（この場合には、上記の部分網を特定す
る情報）を他のルータ装置に送出し、受け取ったルータ
装置が劣化部分網に対して送出すべきＩＰパケットを送
出せずに廃棄する制御を行うこともできる。また、パケ
ット損失特性の検出の基準については、あるＩＰ番号の
一定時間（例えば、３０秒、５分等）のパケット損失が
予め定めた一定個数（例えば、１００個）を上回ったと
きとして、設定することができる。あるいは、一定時
間、例えば１０秒間におけるパケット損失率が０．５以
上のように、パケット損失の比率で設定することもでき
る（請求項４〜５参照）。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＩＰパケット損失が多数発生したとき、『パケット損失
特性劣化アラームＬおよび劣化ＩＰアドレス』を示す情
報を受信したルータ装置が装置毎に受信した劣化ＩＰア
ドレスを送信先に持つパケットの送出数を制限し、最終
的にＩＰ通信網から出力する際に損失するパケットを網
内で予め廃棄するので、網全体の資源の有効利用を図る
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す各ルータ装置間での情
報授受の説明図である。

【図２】送出端子でパケット損失が生じているルータ装
置の構成および処理フローチャートである。

【図３】制御情報を受け取ったルータ装置における構成
および処理フローチャートである。

【符号の説明】

１０〜１６…ＩＰ通信網中のルータ装置、３０…ルータ
装置のＣＰＵ、２１〜２４…ルータ装置１０が他のルー
タ装置と接続している回線、３１…パケット損失検知装
置、３２…パケット輻輳制御装置、３３〜３６…回線２
１〜２４に接続された送出端子、５０…ルータのＣＰ
Ｕ、５１…パケット損失検知装置、５２…パケット輻輳
制御装置、５３〜５６…回線２１〜２４に接続された送
出端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川田 ▲隆▼夫 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インターネットプロトコル（以下、ＩＰ）
   を用いる複数のルータで構成されたＩＰ通信網における
   ＩＰパケット損失制御方法であって、 前記各ルータは、受信端子から受信したＩＰパケットヘ
   ッダの宛先アドレスに基づき送信端子からＩＰパケット
   を送出する際に、前記送信端子におけるパケットの損失
   特性を、予め定めた単位の宛先グループ毎に監視し、 ある宛先グループ宛のパケットの損失特性が、予め指定
   した１つないし複数の基準特性より劣化した場合、前記
   １つないし複数の損失特性に対応するパケット損失特性
   の劣化水準を示すパケット損失特性劣化情報、および該
   パケット損失特性が劣化した宛先グループのアドレスを
   示す劣化宛先情報を、ＩＰ通信網の他のルータに送出
   し、 前記パケット損失特性劣化情報および劣化宛先情報を受
   け取ったルータは、該パケット損失特性劣化情報および
   劣化宛先情報より定まるパケット廃棄アルゴリズムに従
   って、他から受信したＩＰパケットのうち劣化した前記
   宛先グループ宛のＩＰパケットを送信端子から送出する
   ことなく廃棄することを特徴とするＩＰパケット損失制
   御方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載のＩＰパケット損失制御方
   法において、 前記パケット損失特性劣化情報および劣化宛先情報に基
   づくパケット廃棄アルゴリズムの決定は、該パケット廃
   棄アルゴリズムを実行するＩＰ通信網内の各ルータが行
   うことを特徴とするＩＰパケット損失制御方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載のＩＰパケット損失制御方
   法において、 前記パケット損失特性劣化情報および劣化宛先情報に基
   づくパケット廃棄アルゴリズムの決定は、前記送信端子
   におけるパケットの損失特性の劣化を検出したルータが
   行って、該決定したパケット廃棄アルゴリズムの識別名
   あるいはアルゴリズム自体をＩＰ通信網内の他のルータ
   に配送することを特徴とするＩＰパケット損失制御方
   法。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載のＩＰ
   パケット損失制御方法において、 前記パケット損失特性劣化情報および劣化情報に基づく
   パケット廃棄アルゴリズムの決定は、前記送信端子にお
   けるパケットの損失特性の劣化を検出したルータから情
   報を受け取った制御アルゴリズム決定サーバが行って、
   該決定したパケット廃棄アルゴリズムの識別名あるいは
   アルゴリズム自体をＩＰ通信網内の他のルータに配送す
   ることを特徴とするＩＰパケット損失制御方法。
5. 【請求項５】請求項１ないし３のいずれかに記載のＩＰ
   パケット損失制御方法において、 前記ルータの送出端子におけるパケットの損失特性劣化
   の検出基準は、予め定めた単位の宛先グループ毎に、該
   グループを宛先とするパケットの一定時間内に発生する
   損失の個数を基準とすることを特徴とするＩＰパケット
   損失制御方法。
6. 【請求項６】請求項１ないし３のいずれかに記載のＩＰ
   パケット損失制御方法において、 前記ルータの送出端子におけるパケットの損失特性劣化
   の検出基準は、予め定めた単位の宛先グループ毎に、該
   グループを宛先とするパケットの一定時間内に発生する
   損失パケットの割合を基準とすることを特徴とするＩＰ
   パケット損失制御方法。
7. 【請求項７】受信端子からＩＰパケットを受信し、該Ｉ
   Ｐパケットのヘッダの宛先アドレスに基づき、該ＩＰパ
   ケットを送信端子から通信路に送出するＩＰ通信網のル
   ータにおいて、 受信端子から受信したＩＰパケットのヘッダの宛先アド
   レスに基づき、該ＩＰパケットを送信端子から通信路に
   送出する際に、前記送信端子におけるパケットの損失特
   性を予め定めた単位の宛先グループ毎に監視し、ある宛
   先グループ宛のパケットの損失特性が予め指定した１つ
   ないし複数の基準特性より劣化した場合、前記１つない
   し複数の損失特性に対応してパケット損失特性の劣化水
   準情報を取得する損失特性監視部と、 前記損失特性が劣化したある宛先グループのアドレスを
   示す劣化宛先情報を取得する劣化宛先情報取得部と、 前記損失特性監視部より得られたパケット損失特性の劣
   化水準情報および前記劣化宛先情報取得部より得られた
   劣化宛先情報を、ＩＰ通信網内の他のルータに送信する
   劣化情報送信部と、 他のルータより送信されてきたパケット損失特性の劣化
   水準情報および劣化宛先情報を受信する劣化情報受信部
   と、 受信した前記パケット損失特性の劣化水準情報および劣
   化宛先情報に基づき、パケット廃棄アルゴリズムを決定
   し、該パケット廃棄アルゴリズムに従って受信端子から
   受信したＩＰパケットのうち、パケット損失特性が劣化
   した宛先グループ宛のＩＰパケットを送出することなく
   廃棄する輻輳制御部とを有することを特徴とするルー
   タ。
8. 【請求項８】受信端子からＩＰパケットを受信し、該Ｉ
   Ｐパケットのヘッダの宛先アドレスに基づき、該ＩＰパ
   ケットを送信端子から通信路に送出するＩＰ通信網のル
   ータにおいて、 受信端子から受信したＩＰパケットのヘッダの宛先アド
   レスに基づき、該ＩＰパケットを送信端子から通信路に
   送出する際に、前記送信端子におけるパケットの損失特
   性を予め定めた単位の宛先グループ毎に監視し、ある宛
   先グループ宛のパケットの損失特性が予め指定した１つ
   ないし複数の基準特性より劣化した場合、前記１つない
   し複数の損失特性に対応してパケット損失特性の劣化水
   準情報を取得する損失特性監視部と、 前記損失特性が劣化したある宛先グループのアドレスを
   示す劣化宛先情報を取得する劣化宛先情報取得部と、 前記パケット損失特性の劣化水準情報および劣化宛先情
   報に基づきパケット廃棄アルゴリズムを決定するパケッ
   ト廃棄アルゴリズム取得部と、 前記損失特性監視部より得られたパケット損失特性の劣
   化水準情報、前記劣化宛先情報取得部より得られた劣化
   宛先情報、および前記パケット廃棄アルゴリズム取得部
   より得られたパケット廃棄アルゴリズムを、ＩＰ通信網
   内の他のルータに送信する劣化情報送信部と、 他のルータより送信されてきたパケット損失特性の劣化
   水準情報、劣化宛先情報およびパケット廃棄アルゴリズ
   ムを受信する輻輳制御情報受信部と、 受信した前記パケット損失特性の劣化水準情報、劣化宛
   先情報およびパケット廃棄アルゴリズムに従って、受信
   端子から受信したＩＰパケットのうち、パケット損失特
   性が劣化した宛先グループ宛のＩＰパケットを送出する
   ことなく廃棄する輻輳制御部とを有することを特徴とす
   るルータ。