JPH1127321A - ルーチング方法、ルータ装置及びルーチングプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターネットなどのコネクションレスのパ
ケット伝送ネットワークのためのルーチングにおいて、
従来例に比較して構成が簡単であって、入力されるパケ
ットのトラフィックの変動に対して遅延時間を短縮する
ように動的に適応化してルーチングを行うことができる
ルーチング方法、ルータ装置及びルーチングプログラム
を記録した記録媒体を提供する。 【解決手段】 コネクションレスのパケット伝送ネット
ワークのためのマルチパスルーチング方法を用いて、ル
ータ装置に入力されたパケットのルーチングを行うルー
チング方法、ルータ装置及びルーチングプログラムを記
録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体が開示さ
れる。ここで、隣接するノードの待ちキュー長に基づい
て自局のルーチングテーブルを周期的に更新することに
より、適応型最短ホップパスルーチングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インターネットな
どのコネクションレスのパケット伝送ネットワークのた
めのルーチング方法、ルータ装置及びルーチングプログ
ラムを記録した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコネクションレスのパケット伝送
ネットワークのためのルーチング方法が、例えば、従来
技術文献１「アンドリュー・エス・タンネンバウム著，
齋藤忠夫ほか監訳，“原書２版タンネンバウムコンピュ
ータネットワーク”，丸善発行，ｐｐ．３３１−３４
５，１９９２年」において以下のように開示されてい
る。

【０００３】ルーチングアルゴリズムは非適応型と適応
型の２つの主要な種類に分けられる。非適応型アルゴリ
ズムはルーチングの決定を行う際に、現在のトラフィッ
クやトポロジーの測定値や推定値に基づかない。その代
わりに、任意のｉからｊへ行くのに用いる経路の選択
を、あらかじめオフラインで計算しておき、ネットワー
クを立ち上げるときにＩＭＰ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍ
ｅｓｓａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒの略であり、ＡＲＰ
ＡＮＥＴのパケット交換機のことである。）へダウンロ
ードする。この手続きは静的ルーチングと呼ばれること
もある。一方、適応型アルゴリズムは、反対に、トポロ
ジーの変化と現在のトラフィックを反映するようにルー
チングの決定を変えようとする。適応型アルゴリズムに
は、大域アルゴリズムと、孤立型アルゴリズムと、分散
型アルゴリズムとがある。

【０００４】すなわち、コネクションレスネットワーク
における従来の適応型ルーチングは、ネットワーク内で
定期的に交換する、ホップ数、平均待ち合わせ時間、障
害情報などの各種評価情報に基づいて、個々のノードが
最短パスを計算し、唯一の経路を決定するシングルパス
ルーチング（以下、第１の従来例という。）である。こ
れに対して、従来のマルチパスルーチングは、複数の出
線に相対的な選択の重みを決定し、パケットを転送する
毎に乱数を発生させて、その重みを確率として出線を選
択するルーチング（以下、第２の従来例という。）であ
り、その選択の重みは変更しないために、非適応型ルー
チングである。このマルチパスルーチングは、データの
種類によりパスを選択してユーザの利便性の向上や、代
替経路が交わらない複数の経路を選択して信頼性を向上
させている。

【０００５】また、広帯域ＩＳＤＮ網やＡＴＭ網等の広
域中継網におけるメッセージ転送方式に関し、中継網内
で障害やふくそうが生じても、中継網内でのトラフィッ
ク状態に適応してメッセージ転送のルートを制御する方
法（以下、第３の従来例という。）が、特開平４−２７
４６３９号公報に開示されている。当該公報では、複数
のノードからなる中継網の各ノードに、ノードに接続さ
れるユーザ装置のプロトコル形式と中継網内のプロトコ
ル形式との変換を行うユーザ装置収容手段を備えるとと
もに、またすべてのノード又は一部の特定のノードに、
ユーザ装置収容手段及び他のノード内のルーチング制御
手段とバーチャルチャネルにより固定接続されるルーチ
ング制御手段を備え、ルーチング制御手段がノードから
の各出力路のトラフィック状態に適応してメッセージに
対する出力ポートを選択するように構成している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の第１の従来例の
適応型ルーチングでは、入力されるパケットの動的な変
動に対して、各種の評価情報が古いと選択ルートの発振
やループ現象が生じてパケットの損失や遅延時間（当該
技術分野では、パケットを送信元ノードから宛先ノード
までに伝送するのにかかる伝送時間を遅延時間といい、
以下、当該伝送時間を遅延時間という。）の増大を招
く。また、各種の評価情報を新しくするためには、その
発生周期を短くするために、データ以外の評価情報がネ
ットワークに溢れて非効率な伝送となるという問題点が
あった。

【０００７】また、上述の第２の従来例のマルチパスル
ーチングでは、入力されるパケットの種類に応じて出線
パスを振り分けるだけて、ルーチングテーブルは固定さ
れ、入力されるパケットの動的な変動に対して適応しな
いので、局所的なトラフィックの集中によるパケットの
廃棄や遅延時間の増大を招くという問題点があった。

【０００８】さらに、第３の従来例では、広帯域ＩＳＤ
Ｎ網やＡＴＭ網等のコネクションオリエンテッドの通信
網を対象として、永久又は半永久にルーチング経路が固
定されている公衆網を利用したときの通信を対象として
いる。すなわち、第３の従来例は、適応型シングルパス
ルーチングの場合であり、当該ルータ装置を設けるとき
に、それを接続する外部の情報が得られることを仮定す
ると、セルフォーマットの変更など導入時に高度な処理
が必要であって、多大の稼働がかかるという問題点があ
った。

【０００９】本発明の目的は以上の問題点を解決し、イ
ンターネットなどのコネクションレスのパケット伝送ネ
ットワークのためのルーチングにおいて、従来例に比較
して構成が簡単であって、入力されるパケットのトラフ
ィックの変動に対して遅延時間を短縮するように動的に
適応化してルーチングを行うことができるルーチング方
法、ルータ装置及びルーチングプログラムを記録した記
録媒体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載のルーチング方法は、コネクションレスのパケット伝
送ネットワークのためのマルチパスルーチング方法を用
いて、ルータ装置に入力されたパケットのルーチングを
行うルーチング方法において、隣接するノードの待ちキ
ュー長に基づいて自局のルーチングテーブルを周期的に
更新することにより、適応型最短ホップパスルーチング
を行うことを特徴とする。

【００１１】また、請求項２記載のルーチング方法は、
請求項１記載のルーチング方法において、隣接するノー
ドと通信を周期的に行って待ちキュー長を受信して第１
の記憶装置に記憶するステップと、上記第１の記憶装置
に記憶された待ちキュー長に基づいて、マルチパスルー
チングのための確率を計算し、これに基づいて、宛先ノ
ード宛のルーチングテーブルを生成して第２の記憶装置
に記憶するステップと、上記ルータ装置のキューメモリ
で待ち合わせしている先頭のパケットに対して乱数を発
生して、発生された乱数に基づいて、上記第２の記憶装
置に記憶されたルーチングテーブルを参照して当該パケ
ットを送信すべき隣接ノードを決定して送信するステッ
プとを含むことを特徴とする。

【００１２】さらに、請求項３記載のルーチング方法
は、請求項２記載のルーチング方法において、自局ノー
ドｉから隣接ノードｋを介して宛先ノードｊ宛（１≦ｉ
≦Ｎ，１≦ｊ≦Ｎ）のパケットのマルチパスルーチング
のための確率Ｐ_ij（ｋ）は次式で表され、

【数４】 ここで、ｋ∈ｎ_i（ｊ）であり、ｎ_i（ｊ）は自局ノード
ｉに対して隣接しかつ宛先ノードｊへの最短ホップパス
に属するノード集合であって、隣接ノードｋは上記ノー
ド集合に属する隣接ノードであり、ノードｍは上記ノー
ド集合に含まれるノードであり、Σの計算は上記ノード
集合に対して和をとる計算であり、ｗ_kは隣接ノードｋ
の待ちキュー長であり、β（＞０）は待ちキュー長依存
度を表すパラメータであることを特徴とする。

【００１３】本発明に係る請求項４記載のルータ装置
は、コネクションレスのパケット伝送ネットワークのた
めのマルチパスルーチング方法を用いて、ルータ装置に
入力されたパケットのルーチングを行うルータ装置にお
いて、隣接するノードの待ちキュー長に基づいて自局の
ルーチングテーブルを周期的に更新することにより、適
応型最短ホップパスルーチングを行うことを特徴とす
る。

【００１４】また、請求項５記載のルータ装置は、請求
項４記載のルータ装置において、隣接するノードと通信
を周期的に行って待ちキュー長を受信して記憶する第１
の記憶装置と、上記第１の記憶装置に記憶された待ちキ
ュー長に基づいて、マルチパスルーチングのための確率
を計算する計算手段と、上記計算手段によって計算され
た確率に基づいて、宛先ノード宛のルーチングテーブル
を生成して記憶する第２の記憶装置と、入力されたパケ
ットを待ち合わせて記憶するキューメモリと、上記キュ
ーメモリで待ち合わせしている先頭のパケットに対して
乱数を発生して、発生された乱数に基づいて、上記第２
の記憶装置に記憶されたルーチングテーブルを参照して
当該パケットを送信すべき隣接ノードを決定して送信す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】さらに、請求項６記載のルータ装置は、請
求項５記載のルータ装置において、自局ノードｉから隣
接ノードｋを介して宛先ノードｊ宛（１≦ｉ≦Ｎ，１≦
ｊ≦Ｎ）のパケットのマルチパスルーチングのための確
率Ｐ_ij（ｋ）は次式で表され、

【数５】 ここで、ｋ∈ｎ_i（ｊ）であり、ｎ_i（ｊ）は自局ノード
ｉに対して隣接しかつ宛先ノードｊへの最短ホップパス
に属するノード集合であって、隣接ノードｋは上記ノー
ド集合に属する隣接ノードであり、ノードｍは上記ノー
ド集合に含まれるノードであり、Σの計算は上記ノード
集合に対して和をとる計算であり、ｗ_kは隣接ノードｋ
の待ちキュー長であり、β（＞０）は待ちキュー長依存
度を表すパラメータであることを特徴とする。

【００１６】本発明に係る請求項７記載のルーチングプ
ログラムを記録した記録媒体は、コネクションレスのパ
ケット伝送ネットワークのためのマルチパスルーチング
方法を用いて、ルータ装置に入力されたパケットのルー
チングをコンピュータに実行させるルーチングプログラ
ムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体に
おいて、隣接するノードの待ちキュー長に基づいて自局
のルーチングテーブルを周期的に更新することにより、
適応型最短ホップパスルーチングを行うことを特徴とす
る。

【００１７】また、請求項８記載のルーチングプログラ
ムを記録した記録媒体は、請求項７記載のルーチングプ
ログラムを記録した記録媒体において、隣接するノード
と通信を周期的に行って待ちキュー長を受信して第１の
記憶装置に記憶するステップと、上記第１の記憶装置に
記憶された待ちキュー長に基づいて、マルチパスルーチ
ングのための確率を計算し、これに基づいて、宛先ノー
ド宛のルーチングテーブルを生成して第２の記憶装置に
記憶するステップと、上記ルータ装置のキューメモリで
待ち合わせしている先頭のパケットに対して乱数を発生
して、発生された乱数に基づいて、上記第２の記憶装置
に記憶されたルーチングテーブルを参照して当該パケッ
トを送信すべき隣接ノードを決定して送信するステップ
とをコンピュータに実行させることを特徴とする。

【００１８】さらに、請求項９記載のルーチングプログ
ラムを記録した記録媒体は、請求項８記載のルーチング
プログラムを記録した記録媒体において、自局ノードｉ
から隣接ノードｋを介して宛先ノードｊ宛（１≦ｉ≦
Ｎ，１≦ｊ≦Ｎ）のパケットのマルチパスルーチングの
ための確率Ｐ_ij（ｋ）は次式で表され、

【数６】 ここで、ｋ∈ｎ_i（ｊ）であり、ｎ_i（ｊ）は自局ノード
ｉに対して隣接しかつ宛先ノードｊへの最短ホップパス
に属するノード集合であって、隣接ノードｋは上記ノー
ド集合に属する隣接ノードであり、ノードｍは上記ノー
ド集合に含まれるノードであり、Σの計算は上記ノード
集合に対して和をとる計算であり、ｗ_kは隣接ノードｋ
の待ちキュー長であり、β（＞０）は待ちキュー長依存
度を表すパラメータであることを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。

【００２０】図１は、本発明に係る一実施形態であるル
ータ装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の
ルータ装置は、インターネットなどのコネクションレス
のパケット伝送ネットワークのためのマルチパスルーチ
ング方法を用いて、ルータ装置に入力されたパケットの
ルーチングを行うルータ装置において、隣接するノード
の待ちキュー長に基づいて自局のルーチングテーブルを
周期的に更新することにより、適応型最短ホップパスル
ーチングを行うことを特徴とする。

【００２１】ここで、当該ネットワークの各ノードにそ
れぞれ当該ルータ装置が設けられ、ノードｉのルータ装
置は、ルーチングテーブル生成処理を割込処理により実
行することにより、所定のｐ秒毎に（好ましくは、ｐは
０．５秒以上１０秒以下である。）周期的にルーチング
テーブルメモリ１３内のルーチングテーブルを更新して
ルーチングを行い、ここで、隣接する各ノードＡ_k（ｋ
＝１，２，…，Ｍ）と通信を行って待ちキュー長ｗ_kを
受信して待ちキュー長メモリ１４に記憶した後、キュー
長メモリ１４内の待ちキュー長ｗ_kに基づいて、マルチ
パスルーチングのための次式の確率又は割合Ｐ_ij（ｋ）
を計算し、これに基づいて、ノードｊ宛のルーチングテ
ーブルを生成してルーチングテーブルメモリ１３に記憶
し、そして、キューメモリ２１で待ち合わせしている先
頭のパケット（以下、処理対象のパケットという。）に
対して、乱数Ｒ（０≦Ｒ≦１）を発生して、発生された
乱数Ｒに基づいて、上記ルーチングテーブルを参照して
当該パケットを送信すべき隣接ノードを決定して送信す
る。

【００２２】

【数７】 ここで、ｋ∈ｎ_i（ｊ），１≦ｉ≦Ｎ，１≦ｊ≦Ｎ

【００２３】本実施形態においては、最短ホップパス選
択に関して動的に動作し、ここで、当該ネットワークの
各ノードは、１からＮまでの番号が付られているとす
る。ノードｉは、ノードｊ宛パケットの次のホップ先の
ノードｋを、数７で計算された確率Ｐ_ij（ｋ）を用いて
求める。ここで、ｎ_i（ｊ）は、ノードｉに対して隣接
しかつノードｊへの最短ホップパスに属するノード集合
であって、ノードｍは上記ノード集合に含まれるノード
であり、Σの計算は上記ノード集合に対して和をとる計
算である。また、ｗ_kはノードｋの待ちキュー長であ
り、β（＞０）は待ちキュー長依存度を表すパラメータ
である。ここで、パラメータβを０に設定したときは、
ノードｋの待ちキュー長ｗ_kにかかわらず、均等に送信
すべきノードの確率が割りあてられ、パラメータβが０
を超えるときにパラメータβが増大するにつれて待ちキ
ュー長の依存性が増大する。本実施形態において、好ま
しくは、パラメータβは１前後に設定される。

【００２４】図１において、コントローラ１０は、ノー
ドｉの当該ルータ装置の動作を制御するためのマイクロ
コンピュータなどのＣＰＵ又はＤＳＰで構成され、コン
トローラ１０には、図２のルーチング処理のプログラム
及び図３のルーチングテーブル生成処理のプログラムな
どを予め記憶するプログラムＲＯＭ（読出専用メモリ）
１１と、コントローラ１０のワーキングエリアとして用
いられるワーキングＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
１２と、ルーチングテーブルを記憶するルーチングテー
ブルメモリ１３と、隣接する各ノードｋの現在の待ちキ
ュー長ｗ_kを記憶する待ちキュー長メモリ１４と、宛先
ノードｊ別に、最短ホップパスに属する隣接ノードを予
め記憶した最短ホップパスメモリ１５とが接続される。
自局ノードｉから宛先ノードｊに対して最短ホップパス
で送信することができるパスが予め決められており、当
該最短ホップパスを通過する次の隣接ノードｋが最短ホ
ップパスメモリ１５に記憶される。また、ルーチングテ
ーブルメモリ１３に記憶されるルーチングテーブルは、
例えば、以下の表１に示す形式にてなる。

【００２５】

【表１】 ノードｉのルーチングテーブル ─────────────────────────────────── 宛先 第１の候補 第２の候補 第３候補 ノード 隣接ノード 確率 隣接ノード 確率 隣接ノード 確率 ─────────────────────────────────── １ １ ０．６３ ５ ０．２１ ６ ０．１６ ２ １ ０．４６ ３ ０．３１ ４ ０．２３ ３ １ ０．３４ ４ ０．３３ ５ ０．３３ … … …… … …… … …… ｉ … …… … …… … …… … … …… … …… … …… ｊ ５ ０．６５ ４ ０．２２ ６ ０．１３ … Ｎ ８ ０．４２ ７ ０．４２ ６ ０．１６ ───────────────────────────────────

【００２６】表１のノードｉのルーチングテーブルの例
では、ノードｊ宛のパケットに対して、乱数Ｒが０≦Ｒ
≦０．６５のときは隣接ノード５に送信され、乱数Ｒが
０．６５＜Ｒ≦０．８７のとき隣接ノード４に送信さ
れ、乱数Ｒが０．８７＜Ｒ≦１．００のときは隣接ノー
ド６に送信されることになる。そして、本実施形態で
は、当該ルーチングテーブルが、図３のルーチングテー
ブル生成処理により、概ねリアルタイムな隣接のノード
ｋの待ちキュー長ｗ_kに基づいて周期的に更新される。
表１の例では、３つの候補の隣接ノードが記載されてい
るが、本発明はこれに限らず、２つの以上複数の候補の
隣接ノードについて、確率を記載するようにしてもよ
い。

【００２７】図１において、コントローラ１０は、複数
Ｍ個の隣接ノードＡ₁乃至Ａ_Mに接続された入力インター
フェース２０−１乃至２０−Ｍと、キューメモリ２１
と、データスイッチ２２と、出力バッファメモリ２３−
１乃至２３−Ｍと、Ｍ個の隣接ノードＡ₁乃至Ａ_Mに接続
された出力インターフェース２４−１乃至２４−Ｍと、
Ｍ個の隣接ノードＡ₁乃至Ａ_Mに接続された通信インター
フェース２５−１乃至２５−Ｍとの動作を制御する。各
入力インターフェース２０−１乃至２０−Ｍはそれぞ
れ、パケットを受信するための受信機を備え、各隣接ノ
ードＡ₁乃至Ａ_Mから入力されるパケットを受信してキュ
ーメモリ２１に出力する。キューメモリ２１は、ＦＩＦ
Ｏメモリで構成され、各入力インターフェース２０−１
乃至２０−Ｍから入力されるパケットを順次、その入力
順序で待ち合わせて記憶して、コントローラ１０の制御
のもとで、先頭のパケットをデータスイッチ２２を介し
て出力バッファメモリ２３−１乃至２３−Ｍのうちの１
つに出力して記憶させる。データスイッチ２２は、パケ
ット交換機を構成し、コントローラ１０の制御のもと
で、キューメモリ２１から入力されるパケットをコント
ローラ１０から指示された隣接ノードに対応する出力バ
ッファメモリに出力して記憶する。各出力バッファメモ
リ２３−１乃至２３−Ｍはそれぞれ、入力されたパケッ
トを一時的に記憶した後、対応する送信機を備えた各出
力インターフェース２４−１乃至２４−Ｍを介して隣接
ノードＡ₁乃至Ａ_Mに送信する。さらに、各通信インター
フェース２５−１乃至２５−Ｍはそれぞれ、隣接ノード
Ａ₁乃至Ａ_Mに接続され、コントローラ１０の指示に従っ
て、各隣接ノードｋの通信インターフェースと通信を行
うことにより、各隣接ノードｋにおける待ちキュー長ｗ
_kを受信してコントローラ１０を介して待ちキュー長メ
モリ１４に記憶する。

【００２８】図２は、図１のコントローラ１０によって
実行されるルーチング処理を示すフローチャートであ
る。図２において、まず、ステップＳ１において、キュ
ーメモリ２１で待ち合わせしている先頭のパケットを処
理対象とする。次いで、ステップＳ２で、処理対象のパ
ケットの宛先ノードｊをキューメモリ２１から読み出
し、ステップＳ３で公知の方法で乱数Ｒ（０≦Ｒ≦１）
を発生する。そして、ステップＳ４で、発生された乱数
Ｒに基づいて、ルーチングテーブルを用いて処理対象の
パケットを送信すべき、隣接ノードを決定し、ステップ
Ｓ５でデータスイッチ２２を制御して、処理対象のパケ
ットを上記決定された隣接ノードに向けて送信する。最
後に、ステップＳ６で、キューメモリ２１で待ち合わせ
している次のパケットを処理対象として、ステップＳ２
に戻り、上記の処理を繰り返す。

【００２９】図３は、図１のコントローラ１０によって
割込処理で実行されるルーチングテーブル生成処理を示
すフローチャートである。まず、ステップＳ１１で、前
の処理から所定のｐ秒後か否かが判断され、ｐ秒後であ
れば、ステップＳ１２でパラメータｋを１に設定し、ス
テップＳ１３で隣接するノードＡ_kと通信して、待ちキ
ュー長ｗ_kを受信して待ちキュー長メモリ１４に記憶し
た後、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、パ
ラメータｋがＭ以上であるか否かが判断され、ＮＯのと
きは、ステップＳ１５でパラメータｋを１だけインクリ
メントしてステップＳ１３に戻る。ステップＳ１４でＹ
ＥＳであるときは、すべての隣接ノードｋから待ちキュ
ー長ｗ_kのデータを受信したので、ステップＳ１６でパ
ラメータｋを１に設定し、ステップＳ１７でノードｋ
は、最短ホップパスメモリ１５に記憶されたノードｊへ
の最短ホップパスに属する隣接ノードであるか否かが判
断され、ＮＯであるときはステップＳ２０に進む一方、
ＹＥＳであるときは、ステップＳ１８で、待ちキュー長
メモリ１４内の待ちキュー長ｗ_kに基づいて、数７を用
いて、確率Ｐ_ij（ｋ）を計算し、これに基づいてノード
ｊ宛のルーチングテーブルを生成してルーチングテーブ
ルメモリ１３に記憶する。次いで、ステップＳ１９で、
パラメータｋがＭ以上であるか否かが判断され、ＮＯで
あるときは、ステップＳ２０でパラメータｋを１だけイ
ンクリメントしてステップＳ１７に戻って上記の処理を
繰り返す。一方、ステップＳ１９でＹＥＳのときは、ス
テップＳ１１に戻って、ステップＳ１１の処理を行う。

【００３０】以上の実施形態においては、図２のルーチ
ング処理と図３のルーチングテーブル生成処理のルーチ
ングプログラムをプログラムＲＯＭ１１に記録している
が、本発明はこれに限らず、当該ルーチングプログラム
を、ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、光磁気ディスクなどの
各種の記録媒体に記録してもよい。

【００３１】

【実施例】本発明者は、本発明の動作を検証するため
に、図４のネットワークモデルを用いて、図５に示すよ
うに各ノードで入力パケットを発生させてシミュレーシ
ョンを行った。ここで、ネットワークモデルは、１つの
ノードが最大６個のノードを接続されるように、４８個
のノードが、図４のトポロジーで接続されており、ノー
ド間のリンクは双方向である。ノードは、１つのキュー
メモリ２１を持ち、入力パケットに対しＦＩＦＯメモリ
で処理する。パケット当たりの処理時間μは定数であ
る。また、入力トラヒックは、ネットワーク全体でポア
ソン分布に従って、トラヒックをメッセージ単位で発生
した。各メッセージに含まれるパケット数は、平均νの
幾何分布に従う。各メッセージの送信元ノードと宛先ノ
ード番号の分布は、一様分布である。メッセージ発生間
隔は指数分布であるが、メッセージ発生率λ（ｔ）は次
式で表される時間の関数である。

【００３２】

【数８】 λ（ｔ）＝α₁＋α₂ｓｉｎ（ωｔ），α₁＞α₂ ここで、ωは変動の周期であり、α₁及びα₂は当該関数
を変化させるためのパラメータである。

【００３３】図５及びそれ以降の図面において、シミュ
レーション時間は、μに対して相対的な時間である。図
５のシミュレーションにおいて、各パラメータをν＝
５，α ₁＝１，α₂＝０．５，ω＝２π／１０⁴に設定し
ている。図６は、図１のルータ装置のシミュレーション
におけるβ＝１０のときの宛先到着パケット数の時間的
変動を示すグラフであり、図７は、第１の従来例のルー
タ装置のシミュレーションにおける宛先到着パケット数
の時間的変動を示すグラフである。図５、図６及び図７
から明らかなように、本実施形態のルーチング方法は、
入力パケットのトラフィック変動に追随しているという
点で、第１の従来例に比較して応答特性が優れているこ
とがわかる。

【００３４】また、図８は、図１のルータ装置のシミュ
レーションにおけるβ＝１０のときのパケット遅延時間
の時間的変動を示すグラフであり、図９は、第１の従来
例のルータ装置のシミュレーションにおけるパケット遅
延時間の時間的変動を示すグラフである。図５、図８及
び図９から明らかなように、入力パケット数の変動と比
較すると、本実施形態のルーチング方法は、第１の従来
例に比較して、位相のずれ及び振幅が小さいことがわか
る。

【００３５】さらに、図１０は、図１のルータ装置と第
１の従来例のルータ装置のシミュレーションにおける、
送信元ノードから宛先ノードまでのパケット遅延時間の
比較を示すグラフである。このグラフでは、パケット毎
に、図１のルータ装置での遅延時間を縦軸に、第１の従
来例のルータ装置での遅延時間を横軸に○でプロットし
ている。図１０から明らかなように、本実施形態のルー
チング方法は、第１の従来例に比較して、遅延時間が大
幅に短縮されていることがわかる。

【００３６】以上説明したように、本発明に係る実施形
態によれば、インターネットなどのコネクションレスの
パケット伝送ネットワークのためのマルチパスルーチン
グ方法を用いてパケットのルーチングを行うルータ装置
において、隣接するノードの待ちキュー長に基づいて自
局のルーチングテーブルを周期的に更新することによ
り、適応型最短ホップパスルーチングを行うことによ
り、以下の特有の効果を有する。 （１）ネットワーク資源の有効利用により、エンド・ツ
ー・エンドの遅延時間を従来例に比較して大幅に短縮す
ることができる。 （２）ユーザ情報以外の各種の評価情報を低減して、具
体的には、隣接ノードの待ちキュー長のみに基づいてル
ーチングテーブルを更新するので、ネットワークを有効
利用することができる。 （３）入力トラフィックの時間的な変動に対して、遅延
時間を短縮するように動的に適応することができる。 （４）従来例に比較して構成が簡単である。 従って、ネットワークの利用環境の変化に対して、局所
的なトラフィックの集中によるデータの廃棄や遅延時間
の増大を防止することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、コ
ネクションレスのパケット伝送ネットワークのためのマ
ルチパスルーチング方法を用いて、ルータ装置に入力さ
れたパケットのルーチングを行うルーチング方法、ルー
タ装置及びルーチングプログラムを記録したコンピュー
タで読み取り可能な記録媒体において、隣接するノード
の待ちキュー長に基づいて自局のルーチングテーブルを
周期的に更新することにより、適応型最短ホップパスル
ーチングを行う。従って、本発明は以下の特有の効果を
有する。 （１）ネットワーク資源の有効利用により、エンド・ツ
ー・エンドの遅延時間を従来例に比較して大幅に短縮す
ることができる。 （２）ユーザ情報以外の各種の評価情報を低減して、具
体的には、隣接ノードの待ちキュー長のみに基づいてル
ーチングテーブルを更新するので、ネットワークを有効
利用することができる。 （３）入力トラフィックの時間的な変動に対して、遅延
時間を短縮するように動的に適応することができる。 （４）従来例に比較して構成が簡単である。 従って、ネットワークの利用環境の変化に対して、局所
的なトラフィックの集中によるデータの廃棄や遅延時間
の増大を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る一実施形態であるルータ装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】 図１のコントローラ１０によって実行される
ルーチング処理を示すフローチャートである。

【図３】 図１のコントローラ１０によって実行される
ルーチングテーブル生成処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】 図１のルータ装置のシミュレーションにおい
て用いた８個×６段の構成からなるノードを備えたネッ
トワークにおいて、１つのノードが隣接する最大６個の
ノードに接続されるように、各ノードが相互に接続され
たネットワークを示す図である。

【図５】 図１のルータ装置のシミュレーションにおけ
る入力パケット数の時間的変動を示すグラフである。

【図６】 図１のルータ装置のシミュレーションにおけ
る宛先到着パケット数の時間的変動を示すグラフであ
る。

【図７】 第１の従来例のルータ装置のシミュレーショ
ンにおける宛先到着パケット数の時間的変動を示すグラ
フである。

【図８】 図１のルータ装置のシミュレーションにおけ
るパケット遅延時間の時間的変動を示すグラフである。

【図９】 第１の従来例のルータ装置のシミュレーショ
ンにおけるパケット遅延時間の時間的変動を示すグラフ
である。

【図１０】 図１のルータ装置と第１の従来例のルータ
装置のシミュレーションにおける、送信元ノードから宛
先ノードまでのパケット遅延時間の比較を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１０…コントローラ、 １１…プログラムＲＯＭ、 １２…ワーキングＲＡＭ、 １３…ルーチングテーブルメモリ、 １４…待ちキュー長メモリ、 １５…最短ホップパスメモリ、 ２０−１乃至２０−Ｍ…入力インターフェース、 ２１…キューメモリ、 ２２…データスイッチ、 ２３−１乃至２３−Ｍ…出力バッファメモリ、 ２４−１乃至２４−Ｍ…出力インターフェース、 ２５−１乃至２５−Ｍ…通信インターフェース、 １０１乃至１０８，２０１乃至２０８，３０１乃至３０
８，４０１乃至４０８，５０１乃至５０８，６０１乃至
６０８…ノード、 Ａ₁乃至Ａ_M…隣接ノード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 順一 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール環境適 応通信研究所内 (72)発明者 種田 和正 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール環境適 応通信研究所内 (72)発明者 下川 信祐 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール環境適 応通信研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コネクションレスのパケット伝送ネット
   ワークのためのマルチパスルーチング方法を用いて、ル
   ータ装置に入力されたパケットのルーチングを行うルー
   チング方法において、 隣接するノードの待ちキュー長に基づいて自局のルーチ
   ングテーブルを周期的に更新することにより、適応型最
   短ホップパスルーチングを行うことを特徴とするルーチ
   ング方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のルーチング方法におい
   て、 隣接するノードと通信を周期的に行って待ちキュー長を
   受信して第１の記憶装置に記憶するステップと、 上記第１の記憶装置に記憶された待ちキュー長に基づい
   て、マルチパスルーチングのための確率を計算し、これ
   に基づいて、宛先ノード宛のルーチングテーブルを生成
   して第２の記憶装置に記憶するステップと、 上記ルータ装置のキューメモリで待ち合わせしている先
   頭のパケットに対して乱数を発生して、発生された乱数
   に基づいて、上記第２の記憶装置に記憶されたルーチン
   グテーブルを参照して当該パケットを送信すべき隣接ノ
   ードを決定して送信するステップとを含むことを特徴と
   するルーチング方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のルーチング方法におい
   て、自局ノードｉから隣接ノードｋを介して宛先ノード
   ｊ宛（１≦ｉ≦Ｎ，１≦ｊ≦Ｎ）のパケットのマルチパ
   スルーチングのための確率Ｐ_ij（ｋ）は次式で表され、 【数１】 ここで、ｋ∈ｎ_i（ｊ）であり、ｎ_i（ｊ）は自局ノード
   ｉに対して隣接しかつ宛先ノードｊへの最短ホップパス
   に属するノード集合であって、隣接ノードｋは上記ノー
   ド集合に属する隣接ノードであり、ノードｍは上記ノー
   ド集合に含まれるノードであり、Σの計算は上記ノード
   集合に対して和をとる計算であり、ｗ_kは隣接ノードｋ
   の待ちキュー長であり、β（＞０）は待ちキュー長依存
   度を表すパラメータであることを特徴とするルーチング
   方法。
4. 【請求項４】 コネクションレスのパケット伝送ネット
   ワークのためのマルチパスルーチング方法を用いて、ル
   ータ装置に入力されたパケットのルーチングを行うルー
   タ装置において、 隣接するノードの待ちキュー長に基づいて自局のルーチ
   ングテーブルを周期的に更新することにより、適応型最
   短ホップパスルーチングを行うことを特徴とするルータ
   装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のルータ装置において、 隣接するノードと通信を周期的に行って待ちキュー長を
   受信して記憶する第１の記憶装置と、 上記第１の記憶装置に記憶された待ちキュー長に基づい
   て、マルチパスルーチングのための確率を計算する計算
   手段と、 上記計算手段によって計算された確率に基づいて、宛先
   ノード宛のルーチングテーブルを生成して記憶する第２
   の記憶装置と、 入力されたパケットを待ち合わせて記憶するキューメモ
   リと、 上記キューメモリで待ち合わせしている先頭のパケット
   に対して乱数を発生して、発生された乱数に基づいて、
   上記第２の記憶装置に記憶されたルーチングテーブルを
   参照して当該パケットを送信すべき隣接ノードを決定し
   て送信する制御手段とを備えたことを特徴とするルータ
   装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のルータ装置において、自
   局ノードｉから隣接ノードｋを介して宛先ノードｊ宛
   （１≦ｉ≦Ｎ，１≦ｊ≦Ｎ）のパケットのマルチパスル
   ーチングのための確率Ｐ_ij（ｋ）は次式で表され、 【数２】 ここで、ｋ∈ｎ_i（ｊ）であり、ｎ_i（ｊ）は自局ノード
   ｉに対して隣接しかつ宛先ノードｊへの最短ホップパス
   に属するノード集合であって、隣接ノードｋは上記ノー
   ド集合に属する隣接ノードであり、ノードｍは上記ノー
   ド集合に含まれるノードであり、Σの計算は上記ノード
   集合に対して和をとる計算であり、ｗ_kは隣接ノードｋ
   の待ちキュー長であり、β（＞０）は待ちキュー長依存
   度を表すパラメータであることを特徴とするルータ装
   置。
7. 【請求項７】 コネクションレスのパケット伝送ネット
   ワークのためのマルチパスルーチング方法を用いて、ル
   ータ装置に入力されたパケットのルーチングをコンピュ
   ータに実行させるルーチングプログラムを記録したコン
   ピュータで読み取り可能な記録媒体において、 隣接するノードの待ちキュー長に基づいて自局のルーチ
   ングテーブルを周期的に更新することにより、適応型最
   短ホップパスルーチングを行うことを特徴とするルーチ
   ングプログラムを記録した記録媒体。
8. 【請求項８】 請求項７記載のルーチングプログラムを
   記録した記録媒体において、 隣接するノードと通信を周期的に行って待ちキュー長を
   受信して第１の記憶装置に記憶するステップと、 上記第１の記憶装置に記憶された待ちキュー長に基づい
   て、マルチパスルーチングのための確率を計算し、これ
   に基づいて、宛先ノード宛のルーチングテーブルを生成
   して第２の記憶装置に記憶するステップと、 上記ルータ装置のキューメモリで待ち合わせしている先
   頭のパケットに対して乱数を発生して、発生された乱数
   に基づいて、上記第２の記憶装置に記憶されたルーチン
   グテーブルを参照して当該パケットを送信すべき隣接ノ
   ードを決定して送信するステップとをコンピュータに実
   行させることを特徴とするルーチングプログラムを記録
   した記録媒体。
9. 【請求項９】 請求項８記載のルーチングプログラムを
   記録した記録媒体において、自局ノードｉから隣接ノー
   ドｋを介して宛先ノードｊ宛（１≦ｉ≦Ｎ，１≦ｊ≦
   Ｎ）のパケットのマルチパスルーチングのための確率Ｐ
   _ij（ｋ）は次式で表され、 【数３】 ここで、ｋ∈ｎ_i（ｊ）であり、ｎ_i（ｊ）は自局ノード
   ｉに対して隣接しかつ宛先ノードｊへの最短ホップパス
   に属するノード集合であって、隣接ノードｋは上記ノー
   ド集合に属する隣接ノードであり、ノードｍは上記ノー
   ド集合に含まれるノードであり、Σの計算は上記ノード
   集合に対して和をとる計算であり、ｗ_kは隣接ノードｋ
   の待ちキュー長であり、β（＞０）は待ちキュー長依存
   度を表すパラメータであることを特徴とするルーチング
   プログラムを記録した記録媒体。