JPH10200581A - Ｉｐパケット遅延転送制御通信方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケットの損失を防止ぐと共に、網全体の資
源の有効利用を図ったＩＰパケット遅延転送制御通信方
法および装置を提供すること 【解決手段】 各ルータ装置１０〜１２は、ＩＰパケッ
トの到着が一定水準を上回る宛先アドレスを持つＩＰパ
ケットを、パケット遅延記憶装置６１に一時記憶して、
上述のＩＰパケットによるトラヒック輻輳が発生しない
ように送信スケジュールを調整してから送信する如く制
御することにより、パケットが集中しているホスト宛の
パケットの損失を防ぐと共に、網全体の資源の有効利用
を可能とする。

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」という)を用いる複数ルータ装置
で構成された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に起因するＩＰ通信網でのトラ
ヒック輻輳時に、適正なトラヒックを運ぶようにＩＰ通
信網を運用できるように設定して、通信を行うＩＰパケ
ット遅延転送制御通信方法および装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、従来のＩＰを用いる複数ル
ータ装置で構成されたＩＰ通信網においては、通信トラ
ヒックの急激な増加に対しては何等制御する機能はな
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は、パケットが出
力端子で損失する。この損失するパケットは、ＩＰ通信
網内を通過してきてＩＰアドレス:ａ.＊を収容した端子
まできて損失するため、ＩＰ通信網内を通過させるため
に必要なリソースが無駄になる。すなわち、従来の通信
方法では、網内各所からの送信パケットが集中している
ホストなどがある場合、該ホスト宛のＩＰパケットは、
網内のいくつかの伝送路やルータ装置を経由してきて、
パケットが集中しているホストの真近のルータ装置まで
到着し、そのルータ装置の送信端子で損失し、最終的に
通信の目的を達しないという状況がしばしば発生した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば、ラジオ番組の
中でアナウンサーからのアンケート問いに対して、ＩＰ
通信網を介して多数のユーザから意見を収集するアンケ
ート調査のようなサービスを実施する場合に、ＩＰを用
いた複数ルータ装置で構成されたＩＰ通信網において、
ラジオ番組の開始から終了時刻までの間に、アンケート
問い後の数秒から数分の期間に大量の、収集する宛先の
アドレスＩＰパケットが発生して、ＩＰ通信網内で輻輳
するため、パケット損失が生じる。本発明は上記事情に
鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、従来の
技術における上述の如き問題を解消し、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送信を見合わせて蓄積し、一定
時間経過後に改めて送信し直すことで、パケットが集中
しているホスト宛のパケットの損失を防止ぐと共に、網
全体の資源の有効利用を図ったＩＰパケット遅延転送制
御通信方法および装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、Ｉ
Ｐを用いる複数ルータ装置で構成されたＩＰ通信網にお
けるＩＰパケットの遅延転送制御方法であって、網内
に、ＩＰパケットの到着を監視するパケット遅延・転送
制御装置を有し、該パケット遅延・転送制御装置は、Ｉ
Ｐパケットの到着が、予め設定した到着水準を上回るこ
とを検出または予測した場合に、該当する宛先アドレス
のルータ装置に対し、ＩＰパケットの転送を繰り延べる
如く構成したＩＰパケットの遅延転送制御方法および装
置により達成される。

【０００５】すなわち、本発明においては、網内に、Ｉ
Ｐパケットの到着を監視するパケット遅延・転送制御装
置を設け、該パケット遅延・転送制御装置は、１つ以上
のルータ装置へのＩＰパケットの到着が、予め設定した
到着水準を上回ることを検出または予測した場合には、
前記ＩＰ通信網に接続された１つ以上のルータ装置に対
して、ＩＰパケットの到着が予め設定した到着水準を上
回る状態の始まりと終りの時刻を表わす輻輳時刻情報
と、ＩＰパケットの到着が予め設定した到着水準を上回
る、宛先のアドレスを表わす輻輳アドレス情報と、予想
されるトラヒック量と、宛先アドレス毎の受信限界速度
とを送信し、これらの情報を受信した上述の１つ以上の
ルータ装置は、当該ルータ装置の内蔵されたアルゴリズ
ムあるいは、前記パケット遅延・転送制御装置から受信
したアルゴリズムに従い、上記輻輳時刻情報，輻輳アド
レス情報，トラヒック量および受信限界速度から、上述
の輻輳アドレスを宛先とするＩＰパケットの転送を繰り
延べる時間である転送遅延時間を計算し、上述の輻輳ア
ドレスを宛先とするＩＰパケットの転送は、上記転送遅
延時間経過後に行うようにする。

【０００６】

【発明の実施の形態】これにより、本発明に係るＩＰパ
ケット遅延転送制御方法および装置においては、ＩＰパ
ケットの到着が一定水準を上回る宛先アドレスを持つＩ
Ｐパケットの網内の各ルータ装置からの送信は、上述の
ＩＰパケットによるトラヒック輻輳が発生しないように
送信スケジュールを調整してから行われることになり、
パケットが集中しているホスト宛のパケットの損失を防
ぐと共に、網全体の資源の有効利用が可能になる。ま
た、請求項４および５に係るルータ装置は、本発明に係
るＩＰパケット遅延転送制御方法および装置を具体化す
る際に極めて有効な装置である。

【０００７】ここで、上述の各情報の意味等につき詳細
に説明しておく。 (イ)輻輳時刻情報 ある宛先アドレス群がトラヒック輻輳中であるか、また
は、トラヒック輻輳が予測される場合に、トラヒック輻
輳の始まりと終りの時刻から成る「輻輳時刻情報」とし
て、網内の他のルータ装置に送信する。「輻輳時刻情報」
については、本発明では、第一の想定としては、ラジオ
放送のプログラム等から、網の外部からの情報として別
に入手できるものとしている。例えば、ラジオ番組の中
でアナウンサーからのアンケート問いに対してＩＰ通信
網を介して多数のユーザから意見を収集するアンケート
調査のようなサービスを実施する場合に、段該ラジオ番
組の開始時刻と終了時刻として得られる。

【０００８】なお、網の状態を監視することによってト
ラヒック輻輳の始まりの時刻を検出することは可能であ
る。従って、トラヒック輻輳の始まりの時刻を検出し、
その後、テレビ・ラジオプログラムなど、網の外部の状
況を調査することによって、輻輳の終りの時刻を別に入
手するという方法を採ってもよい。 (ロ)輻輳アドレス情報 トラヒック輻輳中であるか、または、トラヒック輻輳が
予測される宛先を表わす情報である、「ＩＰアドレス群」
の設定の仕方としては、上位ビットが同一なＩＰアドレ
ス群(例えば、ＩＰアドレスをａ.＊とする。＊は任意の
値)と設定するなどの方法がある。

【０００９】(ハ)予想されるトラヒック量および受信限
界速度 これら２つの情報は、各ルータ装置が、パケット送信遅
延時間を算出するに際し、重要な情報である。まず、予
想されるトラヒック量は、例えば、ラジオ局が行うアン
ケート収集の場合では、リスナーの数から算出された予
想パケット数などを見積もることによって入手できる。
一方、受信限界速度は、網だけでなくルータ装置やサー
バなどの通信装置の処理能力をも含んだ尺度である。受
信限界速度情報とは、予想されるトラヒック量と併せ
て、パケット送信遅延時間を決定するために有効な情報
として広くとらえている。従って、本発明を実施するに
当たっては、受信限界速度情報として用いる、具体的な
尺度としては、例えば、着目するＩＰアドレスの端末を
収容した加入者線伝送速度や回線数の情報、または、予
め設定しておいた一定の送出速度などが挙げられる。

【００１０】(ニ)転送遅延時間計算アルゴリズム 転送遅延時間計算アルゴリズムは、遅延化情報(例え
ば、ａ.＊のＩＰアドレスの端末を収容した加入者線伝
送速度)を入力情報として、ａ.＊のＩＰアドレスのパケ
ットトラヒックが平準化されて、パケットを損失するこ
となく送出できるような 遅延時間Ｔを算出して、ａ.＊
のＩＰアドレスのパケットをＴ時間遅延して送出するア
ルゴリズムである。遅延時間計算アルゴリズムは、ＩＰ
パケット遅延・転送制御装置Ｃに内蔵して、遅延化情報
Ｒとともに前記アルゴリズム各ルータに配送してもよい
し、あるいは、各ルータ装置に遅延時間計算アルゴリズ
ムを内蔵して、ＩＰパケット遅延・転送制御装置Ｃから
受信した遅延化情報Ｒを入力情報として、各ルータ装置
毎に遅延時間Ｔを算出するように構成してもよい。

【００１１】(ホ)ＩＰ(インターネットプロトコル) ＩＰは、ＯＳＩの７層モデルでは第３層のプロトコルで
ある。本発明は、第３層の処理を行う通信装置であると
ころのルータに、一定時間パケットを保持した後で送信
する機能を持たせるものである。従って、結果として第
４層以上のプロトコル処理に影響を与えることも有り得
る。例えば、第４層のプロトコルがＴＣＰである場合
は、発側はパケットの受信応答を待ち、もし、予め定め
られた時間内に受信応答が返ってこない場合は、再送パ
ケットを送信することになっているので、ルータ装置に
おいてパケットを長時間保持すると、再送パケットの増
大により、ネットワークが混乱をきたすことも有り得
る。

【００１２】しかしながら、この問題については、第４
層(トランスポート層)のプロトコルにＵＤＰを用いるこ
とで回避できる。例えば、アンケート回答のようにデー
タ長が短いことが予測できる場合には、順序制御，応答
確認，タイマによる再送等は不要であり、トランスポー
ト層のプロトコルにＵＤＰを用いることができる。ＵＤ
Ｐでは、パケットの応答確認や再送は行われないため、
大幅な伝送遅延による再送パケットの増大という問題は
回避される。また、トランスポート層のプロトコルにＴ
ＣＰを用いて通信を行う場合には、最大遅延時間が発信
元で設定されるタイマの指定時間内になるように遅延時
間計算アルゴリズムで計算することで、発信元がパケッ
トを再送することを回避できる。

【００１３】以下、本発明の実施例を図面に基づいてよ
り詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係るＩ
Ｐパケット遅延転送制御通信方法が適用される通信シス
テムにおける、各通信装置間での情報のやり取りを示す
図である。図１中、１０〜１２はＩＰを用いる複数ルー
タ装置で構成されるＩＰ通信網中のルータ装置を、４０
はパケット遅延転送制御装置を、５０は該パケット遅延
転送制御装置４０が指定する宛先ＩＰアドレス群を持つ
通信制御装置群を、それぞれ示している。

【００１４】また、２０はルータ装置１０がパケット遅
延転送制御装置４０と接続している回線を、２１〜２２
はルータ装置１０が他のルータ装置と接続している回線
を、２３はルータ装置１０が通信制御装置群５０と接続
している回線を示している。なお、図１中の実線矢印
は、パケット遅延転送制御装置４０からネットワーク内
のルータ装置１０に対し、遅延転送制御用の専用線また
はＩＰ網を通じてパケット遅延転送時刻，遅延化および
宛先ＩＰアドレス群に関する情報が転送されていること
を示しているものである。また、図１中の破線矢印は、
パケットが遅延記憶された後にルータ装置１０から通信
制御装置群５０へ転送されていることを示しているもの
である。

【００１５】図２は、本実施例に係るＩＰパケット遅延
転送制御通信方法が適用される通信システムにおけるル
ータ装置の詳細な構成を示す図である。図２中、３０〜
３３はそれぞれ前述の回線２０，２１，２２，２３への
送出端子、６０はルータ装置のＣＰＵ、６１はパケット
の遅延記憶装置を示している。以下、上述の如く構成さ
れている本実施例に係るルータ装置の動作を、図３に示
した処理フローチャートに基づいて詳細に説明する。

【００１６】本発明に係るルータ装置１０は、パケット
遅延転送制御装置４０が発信したパケット遅延転送時
刻，遅延化および宛先ＩＰアドレス群に関する情報を受
信する(ステップ５１)と、パケット遅延転送時刻情報の
示す期間に、宛先アドレスがパケット遅延転送制御装置
４０で指定された宛先アドレス群:ａ.＊に合致するパケ
ットを受信した場合に、ルータ装置１０内においてパケ
ット遅延アルゴリズムＧを実行する(ステップ５２)。こ
のパケット遅延アルゴリズムＧは、パケット遅延転送制
御装置４０から受信した遅延化情報を入力として遅延時
間Ｔを算出し、パケットを、パケット遅延記憶装置６１
においてＴ時間遅延記憶した後、送信する(ステップ５
３)というものである。

【００１７】上述の、ステップ５２における、パケット
遅延アルゴリズムＧでは、各ルータ装置が独自に保持し
遅延時間を算出してもよく、また、パケット遅延転送制
御装置４０が幾つかのアルゴリズムを保持しており、ル
ータ毎に異なるアルゴリズムを配信する方法でもよい。
前者は、パケット遅延転送制御装置４０の構成が簡単に
なるが、網全体における制御は行えない。例えば、遅延
時間Ｔを全ルータが同じに設定すると、Ｔ時間後に輻輳
が再び繰り返されるからである。

【００１８】一方、後者は遅延時間Ｔを各ルータ毎に異
ならせることができ、上述の如き欠点はなくなるが、パ
ケット遅延転送制御装置４０の構成が複雑になる。そこ
で、実際には、例えば、予想トラヒック量と受信限界速
度を用いて、遅延上限値Ｔ１を (予想トラヒック量)/(受信限界速度) とし、整刻情報の示す期間に、着目しているＩＰアドレ
ス宛に到着したパケットについて、［０，Ｔ１］の一様
乱数でＴを決定し、Ｔ時間遅延して送出するような形態
が好ましい。

【００１９】上記実施例によれば、パケット遅延転送時
刻，遅延化および宛先ＩＰアドレス群に関する情報を受
信したルータ装置が、受信した宛先アドレス群:ａ.＊を
送信先に持つパケットを遅延記憶して送信することで、
このアドレスＩＰのトラヒックが短時間に多数発生した
場合にも、それを平準化してＩＰ通信網におけるパケッ
ト損失を生じさせず、ＩＰ通信網内のリソースを有効に
利用することが可能になる。なお、上記実施例は本発明
の一例を示したものであり、本発明はこれに限定される
べきものではないことは言うまでもないことである。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、パケットが集中しているホスト宛のパケットの損
失を防止ぐと共に、網全体の資源の有効利用を図ったＩ
Ｐパケット遅延転送制御通信方法および装置を実現でき
るという顕著な効果を奏するものである。また、請求項
４および５に係るルータ装置は、本発明に係るＩＰパケ
ット遅延転送制御方法および装置を具体化する際に極め
て有効な装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＩＰパケット遅延転送
制御通信方法が適用される通信システムにおける、各通
信装置間での情報のやり取りを示す図である。

【図２】本実施例に係るＩＰパケット遅延転送制御通信
方法が適用される通信システムにおけるルータ装置の詳
細な構成を示す図である。

【図３】実施例に係るルータ装置の動作を示す処理フロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１０〜１２ ＩＰ通信網中のルータ装置 ２０ ルータ装置１０とパケット遅延転送制御装置４０
とを接続する回線 ２１〜２２ ルータ装置１０と他のルータ装置とを接続
する回線 ２３ ルータ装置１０と通信制御装置群５０とを接続す
る回線 ３０〜３３ 回線２０〜２３に接続された送出端子 ４０ パケット遅延転送制御装置 ５０ 通信制御装置群 ６０ ルータ装置のＣＰＵ ６１ 同、パケット遅延記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インターネットプロトコル(ＩＰ)を用い
   る複数ルータ装置で構成されたＩＰ通信網におけるＩＰ
   パケットの遅延転送制御方法であって、 前記ＩＰ通信網は、該ＩＰ通信網に接続された１つ以上
   のルータ装置へのＩＰパケットの到着を監視するパケッ
   ト遅延転送制御装置を有し、該パケット遅延転送制御装
   置は１つ以上のルータ装置へのＩＰパケットの到着が予
   め設定した水準を上回ることを検出または予測した場合
   は、前記ＩＰ通信網に接続された１つ以上のルータに対
   して、ＩＰパケットの到着が予め設定した水準を上回る
   状態の始まりと終りの時刻を表わす輻輳時刻情報と、Ｉ
   Ｐパケットの到着が予め設定した水準を上回る宛先のア
   ドレスを表わす輻輳アドレス情報と、予想されるトラヒ
   ック量と、宛先アドレス毎の受信限界速度とを送信し、
   前記輻輳時刻情報，輻輳アドレス情報，トラヒック量お
   よび受信限界速度を受信した、前記ルータは、当該ルー
   タに内蔵されたアルゴリズムに従って、前記輻輳時刻情
   報，輻輳アドレス情報，トラヒック量および受信限界速
   度から、前記輻輳アドレスを宛先とするＩＰパケットの
   転送を繰り延べる時間である転送遅延時間を算出し、前
   記輻輳アドレスを宛先とするＩＰパケットの転送は、前
   記転送遅延時間経過後に行うことを特徴とするＩＰパケ
   ット遅延転送制御通信方法。
2. 【請求項２】 ＩＰを用いる複数ルータ装置で構成され
   たＩＰ通信網におけるＩＰパケットの転送制御のための
   情報を網内のルータに配送する機能を備えたパケット遅
   延転送制御装置であって、 前記ＩＰ通信網における、１つ以上のルータ装置へのＩ
   Ｐパケットの到着を監視するパケット遅延転送制御装置
   を設け、該パケット遅延転送制御装置は１つ以上のルー
   タ装置へのＩＰパケットの到着が予め設定した水準を上
   回ることを検出した場合は、輻輳アラームを発するパケ
   ット損失監視手段と、該パケット損失監視手段から得ら
   れる輻輳アラームを受信するか、または、別の手段によ
   って、１つ以上のルータへのＩＰパケットの到着が予め
   設定した水準を上回ると予測した場合には、ＩＰパケッ
   トの到着が予め設定した水準を上回る状態の始まりと終
   りの時刻を表わす輻輳時刻情報と、ＩＰパケットの到着
   が予め設定した水準を上回る宛先のアドレスを表わす輻
   輳アドレス情報と、予想されるトラヒック量と、宛先ア
   ドレス毎の受信限界速度とを入手する、輻輳情報入手手
   段と、前記輻輳時刻情報，輻輳アドレス情報，トラヒッ
   ク量および受信限界速度を、前記ＩＰ通信網内の他のル
   ータに対して送信する輻輳情報送信手段を有することを
   特徴とするＩＰパケット遅延転送制御装置。
3. 【請求項３】 前記各手段に加え、前記輻輳時刻情報，
   輻輳アドレス情報，トラヒック量および受信限界速度を
   基に、前記輻輳アドレスを宛先とするＩＰパケットの転
   送を繰り延べる時間である転送遅延時間を算出するアル
   ゴリズムを、網内の各ルータに送信する手段を有するこ
   とを特徴とする請求項２記載のＩＰパケット遅延転送制
   御装置。
4. 【請求項４】 ＩＰを用いる複数ルータ装置で構成され
   たＩＰ通信網におけるルータ装置であって、 請求項２記載の輻輳時刻情報，輻輳アドレス情報，トラ
   ヒック量および受信限界速度を受信する輻輳情報受信手
   段と、該輻輳情報受信手段が受信した前記輻輳時刻情
   報，輻輳アドレス情報，トラヒック量および受信限界速
   度を基に、前記輻輳アドレスを宛先とするＩＰパケット
   の転送を繰り延べる時間である転送遅延時間を算出する
   転送遅延時間計算手段と、該転送遅延時間計算手段によ
   って計算された転送遅延時間を基に、前記輻輳アドレス
   を宛先とするＩＰパケットの転送を、前記転送遅延時間
   だけ遅延させて転送するＩＰパケット遅延転送制御手段
   を有することを特徴とするルータ装置。
5. 【請求項５】 ＩＰを用いる複数ルータ装置で構成され
   たＩＰ通信網におけるルータ装置であって、 請求項３記載のＩＰパケット遅延転送制御手段から送信
   される、前記輻輳時刻情報，輻輳アドレス情報，トラヒ
   ック量，受信限界速度およびアルゴリズムを受信する輻
   輳情報受信手段と、該輻輳情報受信手段が受信した、前
   記輻輳時刻情報，輻輳アドレス情報，トラヒック量，受
   信限界速度およびアルゴリズムを基に、前記輻輳アドレ
   スを宛先とするＩＰパケットの転送を繰り延べる時間で
   ある転送遅延時間を算出する転送遅延時間計算手段と、
   該転送遅延時間計算手段によって計算された転送遅延時
   間を基に、前記輻輳アドレスを宛先とするＩＰパケット
   の転送を、前記転送遅延時間だけ遅延させて転送するＩ
   Ｐパケット転送制御手段を有することを特徴とするルー
   タ装置。