JPH1174934A - Routing method, network node and communication system - Google Patents

Routing method, network node and communication system

Info

Publication number
JPH1174934A
JPH1174934A JP23389797A JP23389797A JPH1174934A JP H1174934 A JPH1174934 A JP H1174934A JP 23389797 A JP23389797 A JP 23389797A JP 23389797 A JP23389797 A JP 23389797A JP H1174934 A JPH1174934 A JP H1174934A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
packet
link
value
input
address
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23389797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyouichi Nakamaki
恭一 中牧
Naohisa Komatsu
尚久 小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP23389797A priority Critical patent/JPH1174934A/en
Publication of JPH1174934A publication Critical patent/JPH1174934A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a routing method capable of simplifying a network configuration, efficient in performance without limiting objective network topology and capable of easily coping with failure and congestion by constituting a network so that it has no database to be accessed in common by respective nodes. SOLUTION: The node 20 consists of a basic layer processing part 21 and a knowledge layer processing part 22 and outputs an input packet from an external environment 23 to the environment 23 in accordance with its destination. Each network node 20 manages probability information that is submitted to decision to select each output link in each address which can be a destination address and an evaluation value that is submitted to decision for a method that updates the probability information. Each node 20 fetches an evaluation value that corresponds to a sending source address of an input packet, compares it with a cumulative cost value in the packet, updates probability information that is related to the sending source address in accordance with a comparison result and also updates the evaluation value in accordance with the cumulative cost value in the input packet.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ルーティング方
法、ネットワークノード及び通信システムに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a routing method, a network node, and a communication system.

【0002】[0002]

【従来の技術】送信元端末からのパケットをネットワー
クを介して宛先端末に送信する通信システムにおいて
は、ネットワーク内を無駄なくパケットが通過させるよ
うにするルーティング方法が重要となっている。このよ
うなルーチング方法を分類すると、以下のように分類す
ることができる(文献1参照)。
2. Description of the Related Art In a communication system for transmitting a packet from a source terminal to a destination terminal via a network, a routing method for allowing the packet to pass through the network without waste is important. When such routing methods are classified, they can be classified as follows (see Document 1).

【0003】文献1『Cesur Baransel他
著、「Routing in Multihop Pa
cket Switching Networks:G
b/s Challenge」、IEEE Netwo
rk May/June1995、pp.38−41』 (a)テーブルに基づく方法 パケット到着時に、ノードは、自己が有する又はネット
ワーク管理部が集中して管理しているルーティングテー
ブルを調べて、出力回線を選択するルーティング方法が
ある。このルーティング方法には、(a1)ショーテス
ト・パス・ルーティング方法や、(a2)最適ルーティ
ング方法等がある。
[0003] Reference 1 "Cesur Baransel et al.," Routing in Multihop Pa
ticket Switching Networks: G
b / s Challenge ", IEEE Network
rk May / June 1995; 38-41 "(a) Table-based method When a packet arrives, there is a routing method in which a node examines a routing table owned by itself or managed centrally by a network management unit, and selects an output line. This routing method includes (a1) a shortest path routing method and (a2) an optimal routing method.

【0004】ショーテスト・パス・ルーティング方法と
は、個々のノードで、到着パケットに示された宛先アド
レスと、伝達距離、ホップ数(中継スイッチ数)、リン
ク容量、更にはリンクの輻輳状況の特性を考慮した距離
的な評価値により、どの出力回線が最適化を決定して出
力回線を選択する方法である。
[0004] The show test path routing method refers to the characteristics of the destination address, the transmission distance, the number of hops (the number of relay switches), the link capacity, and the link congestion status at each node. This is a method of selecting an output line by deciding which output line is to be optimized by a distance evaluation value in consideration of the above.

【0005】一方、最適ルーティング方法とは、個々の
ノードで、リンク使用率や伝達遅延等に基づく通信コス
トを評価値とし、コストを最小にする出力回線を選択す
る方法である。
[0005] On the other hand, the optimal routing method is a method in which, at each node, the communication cost based on the link usage rate or the transmission delay is used as an evaluation value, and an output line that minimizes the cost is selected.

【0006】(b)セルフルーティングによる方法 セルフルーティングによる方法は、ネットワークのデー
タベースにアクセスすることなく、各ノードがパケット
をルーティングする方法である。
(B) Self-routing method The self-routing method is a method in which each node routes a packet without accessing a network database.

【0007】例えば、(b1)規則性のあるトポロジー
をもったネットワークの場合には、各ノードは、ネット
ワーク内の他のノードの位置を記述したデータなしに、
ネットワーク構成を知ることができ、自律的にルーティ
ングを行うことができる。また、(b2)フラッディン
グ・ネットワーク」の場合には、各ノードにおける到着
パケットは到着した回線以外の全ての回線に出力され、
これにより宛先端末に確実にパケットが伝送される。
[0007] For example, (b1) In the case of a network having a regular topology, each node can store data without describing the position of another node in the network.
It is possible to know the network configuration and perform autonomous routing. In the case of “(b2) flooding network”, the arriving packet at each node is output to all lines other than the arriving line,
This ensures that the packet is transmitted to the destination terminal.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ルーティン
グ方法を実現する場合には、以下のような各種の要求が
ある。
By the way, in realizing the routing method, there are the following various requirements.

【0009】(1)各ノード間で共通のアクセスするデ
ータベースを持たない方が、ネットワーク構成を簡単に
できて好ましい。
(1) It is preferable not to have a database that is commonly accessed between the nodes because the network configuration can be simplified.

【0010】(2)対象とするネットワーク・トポロジ
ーが限定されず、自由度があった方が任意のネットワー
クを構成できて好ましい。
(2) The target network topology is not limited, and it is preferable to have a degree of freedom because an arbitrary network can be formed.

【0011】(3)各ノード間で、ルーティングのため
の情報交換が少ない方が効率的であって好ましい。例え
ば、ネットワークにおけるノードの追加情報等わざわざ
追加ノードや管理装置から各ノードに送るよりは、追加
された以外のノードが自律的に追加されたことを知得で
きることの方が好ましい。
(3) It is more efficient and preferable that information exchange for routing be small between the nodes. For example, it is preferable to be able to autonomously know that a node other than the added node has been autonomously added, rather than sending it to each node from an additional node or a management device, such as additional information of a node in the network.

【0012】(4)ネットワーク内で発生した故障や輻
輳に対して容易に対応できるルーティング方法であるこ
とが望ましい。
(4) It is desirable that the routing method be capable of easily coping with a failure or congestion occurring in the network.

【0013】しかしながら、従来のルーティング方法に
おいては、これら要求の多くを共に満足することが困難
であった。そのため、ルーティング方法に求められる技
術的要求の多くに応えることができるルーティング方法
が求められており、また、そのルーティング方法を実現
するネットワークノード及び通信システムが望まれてい
る。
However, it is difficult for the conventional routing method to satisfy many of these requirements. Therefore, there is a need for a routing method that can meet many of the technical requirements for the routing method, and a network node and a communication system that realize the routing method are desired.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第1の本発明は、各ネットワークノードが、入力パ
ケットに挿入されている宛先アドレスに応じて自ノード
からの出力リンクを決定するルーティング方法におい
て、各ネットワークノードは、(1)宛先アドレスとな
り得るアドレス毎に、各出力リンクを選択するための判
断に供する確率情報と、これら確率情報を更新させる方
法の判断に供する評価値とを管理しており、(2)他ネ
ットワークノードから単一の宛先アドレスを有するパケ
ットが入力された場合に、(2−1)その入力パケット
の送信元アドレスに対応した上記評価値を取り出し、そ
のパケットに挿入されている累積コスト値との比較を行
い、入力パケットの今回の経路が適しているという比較
結果を得たときに、送信元アドレスに係る確率情報の要
素のうち、入力パケットが入力されたリンクに係る要素
の値を高め、他の要素の値を低め、入力パケットの今回
の経路が適していないという比較結果を得たときに、送
信元アドレスに係る確率情報の要素のうち、入力パケッ
トが入力されたリンクに係る要素の値を低め、他の要素
の値を高め、また、送信元アドレスに対応した上記評価
値を入力パケットに挿入されている累積コスト値に応じ
て更新すると共に、(2−2)入力パケットの宛先アド
レスに対応した確率情報における値が最大の要素に係る
リンクを入力パケットを出力するリンクとして決定し、
その決定されたリンクに対応したコスト分だけ入力パケ
ットの累積コスト値を更新し、更新後のパケットを決定
されたリンクに送出することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a routing method in which each network node determines an output link from its own node according to a destination address inserted in an input packet. In the method, each network node (1) manages, for each address that can be a destination address, probability information used for determining each output link and an evaluation value used for determining a method of updating the probability information. (2) When a packet having a single destination address is input from another network node, (2-1) the evaluation value corresponding to the source address of the input packet is extracted, and When comparing with the inserted cumulative cost value and obtaining a comparison result that the current route of the input packet is suitable, Among the elements of the probability information related to the source address, the value of the element related to the link to which the input packet was input was increased, the values of the other elements were reduced, and a comparison result indicating that the current route of the input packet was not suitable was obtained. When, among the elements of the probability information related to the source address, the value of the element related to the link to which the input packet was input is reduced, the values of the other elements are increased, and the evaluation value corresponding to the source address is Is updated according to the accumulated cost value inserted in the input packet, and (2-2) the link related to the element having the largest value in the probability information corresponding to the destination address of the input packet is set as the link for outputting the input packet. Decide,
The accumulated cost value of the input packet is updated by the cost corresponding to the determined link, and the updated packet is transmitted to the determined link.

【0015】また、第2の本発明は、入力パケットに挿
入されている宛先アドレスに応じて自ノードからの出力
リンクを決定するネットワークノードにおいて、(1)
宛先アドレスとなり得るアドレス毎の各出力リンクを選
択するための判断に供する確率情報と、宛先アドレスと
なり得るアドレス毎のこれら確率情報を更新させる方法
の判断に供する評価値と、各出力リンクに対応した上乗
せコスト分情報とを少なくとも格納している情報格納手
段と、(2)他ネットワークノードからパケットが入力
された場合に、その入力パケットの送信元アドレスに対
応した上記評価値を取り出し、そのパケットに挿入され
ている累積コスト値との比較を行い、入力パケットの今
回の経路が適しているという比較結果を得たときに、送
信元アドレスに係る確率情報の要素のうち、入力パケッ
トが入力されたリンクに係る要素の値を高め、他の要素
の値を低め、入力パケットの今回の経路が適していない
という比較結果を得たときに、送信元アドレスに係る確
率情報の要素のうち、入力パケットが入力されたリンク
に係る要素の値を低め、他の要素の値を高め、また、送
信元アドレスに対応した上記評価値を入力パケットに挿
入されている累積コスト値に応じて更新する確率情報更
新手段と、(3)入力パケットの宛先アドレスに対応し
た確率情報における値が最大の要素に係るリンクを入力
パケットを出力するリンクとして決定し、その決定され
たリンクに対応したコスト分だけ入力パケットの累積コ
スト値を更新し、更新後のパケットを決定されたリンク
に送出するパケット出力手段とを有することを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a network node for determining an output link from the own node in accordance with a destination address inserted in an input packet.
Probability information for use in determining each output link for each address that can be a destination address, evaluation value for use in determining how to update these probability information for each address that can be a destination address, and an output value corresponding to each output link (2) when a packet is input from another network node, retrieves the evaluation value corresponding to the source address of the input packet, and stores the evaluation value in the packet. When the comparison with the inserted accumulated cost value is performed and a comparison result indicating that the current route of the input packet is suitable is obtained, the input packet is input among the elements of the probability information related to the source address. Increase the value of the element related to the link, lower the value of the other element, and compare the result that the current route of the input packet is not suitable. When, among the elements of the probability information related to the source address, the value of the element related to the link to which the input packet was input is reduced, the values of the other elements are increased, and the evaluation value corresponding to the source address is Information updating means for updating the value according to the accumulated cost value inserted in the input packet, and (3) outputting the input packet to the link related to the element having the largest value in the probability information corresponding to the destination address of the input packet. Packet output means for determining the link, updating the accumulated cost value of the input packet by the cost corresponding to the determined link, and transmitting the updated packet to the determined link.

【0016】さらに、第3の本発明は、第2の本発明の
複数のネットワークノードを有し、これらネットワーク
ノードが任意のネットワーク・トポロジーに従って接続
されていることを特徴とする。
Furthermore, a third invention is characterized in that it has a plurality of network nodes according to the second invention, and these network nodes are connected according to an arbitrary network topology.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるルーティング
方法、ネットワークノード及び通信システムの一実施形
態を図面を参照しながら詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a routing method, a network node and a communication system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0018】この実施形態の通信システム(ネットワー
ク)も、図示は省略するが、交換機や端末等の複数のネ
ットワークノード(以下、単にノードと呼ぶ)と、ノー
ド間を適宜結ぶリンクとからなり、送信元端末からのパ
ケットを適宜ルーティングして宛先端末に転送するもの
である。この実施形態の場合、通信システム(ネットワ
ーク)のトポロジーは任意であって良い。
Although not shown, the communication system (network) of this embodiment also includes a plurality of network nodes (hereinafter simply referred to as nodes) such as exchanges and terminals, and links that appropriately connect the nodes. The packet from the source terminal is appropriately routed and transferred to the destination terminal. In the case of this embodiment, the topology of the communication system (network) may be arbitrary.

【0019】各ノードは、ハードウェア的には、従来と
ほぼ同様な構成を有する。すなわち、各ノードは、図2
に示すように、他のノード又は送信端末からのパケット
を受信処理する入力部10、入力部10が受信したパケ
ットを交換処理するスイッチ部(バッファメモリを内蔵
する)11、スイッチ部11が交換処理したパケットを
他のノードに向けて送出する出力部12、入力部10が
受信したパケットのヘッダ(パケットが情報パケットで
はなく制御パケットであれば制御パケットの全体)が与
えられ、それに対してルーティングやその他の制御動作
を実行する制御部13、及び、制御部13が各種の制御
動作で利用する各種情報を格納しているデータベース部
14を有する。
Each node has substantially the same configuration as the conventional hardware. That is, each node
As shown in FIG. 1, an input unit 10 for receiving and processing a packet from another node or a transmission terminal, a switch unit (built-in buffer memory) 11 for exchanging a packet received by the input unit 10, and a switching unit 11 The output unit 12 that sends the received packet to another node and the header of the packet received by the input unit 10 (the entire control packet if the packet is not an information packet but a control packet) are provided. The control unit 13 includes a control unit 13 that performs other control operations, and a database unit 14 that stores various information used by the control unit 13 in various control operations.

【0020】しかし、この実施形態の各ノードは、ルー
ティング処理面からの機能的には、図1に示す詳細構成
(機能モデル)を有する。
However, each node of this embodiment has a detailed configuration (functional model) shown in FIG. 1 from the viewpoint of routing processing.

【0021】図1において、ノード20は、大きくは、
基本レイヤ処理部21と、知識レイヤ処理部22とから
なり、外部環境23からの入力パケットをその宛先に応
じて外部環境23に出力する。ここで、外部環境23と
は、自ノード20以外の他のノードを総称して呼んでい
る。
In FIG. 1, the node 20 is roughly
It comprises a basic layer processing unit 21 and a knowledge layer processing unit 22, and outputs an input packet from the external environment 23 to the external environment 23 according to its destination. Here, the external environment 23 generically refers to nodes other than the own node 20.

【0022】基本レイヤ処理部21は、確率的学習オー
トマトン(StochasticLearning A
utomata;以下、SLAと略称する;文献2参
照)による自律的学習機構によって出力リンク選択確率
を学習すると共に、学習動作を通じて適宜更新されてい
る出力リンク選択確率に基づいて、今回の入力パケット
に対する出力リンクを決定するものである。すなわち、
ユニキャスト通信におけるルーティング処理を行うもの
である。
The base layer processing unit 21 includes a stochastic learning automaton (Stochastic Learning A).
The output link selection probability is learned by an autonomous learning mechanism based on automata (hereinafter abbreviated as SLA; see document 2), and based on the output link selection probability that is appropriately updated through the learning operation, the output for the current input packet is output. Determine the link. That is,
It performs routing processing in unicast communication.

【0023】文献2『久保正男他、「蟻の餌争奪ゲーム
によるマルチエージェントシステムの協調動作評価」、
情報処理学会論文誌、Vol.85、No.8、199
4年8月』 一方、知識レイヤ処理部22は、基本レイヤ処理部21
の基本ルーティング機能を利用しつつ、ユニキャスト通
信以外の高度な通信におけるルーティング機能等を実現
するものである。例えば、マルチキャスト通信や閉域通
信におけるルーティング機能を実行したり、その時点で
の外部環境23等の状況に応じて、基本レイヤ処理部2
1が選択した出力リンク以外のリンクにパケットを送出
するように制御したりする。また、知識レイヤ処理部2
2は、受信した制御情報(例えば、隣接ノードの故障、
新規ノードの追加、既存ノードの削除)に基づいて、自
ノード20が管理するルーティングに関する情報を適宜
更新制御したりするものである。
Reference 2 "Masao Kubo et al.," Evaluation of cooperative operation of multi-agent system by ant bait game ",
IPSJ Transactions, Vol. 85, no. 8,199
4 / August ”On the other hand, the knowledge layer processing unit 22
The present invention realizes a routing function and the like in advanced communication other than unicast communication while utilizing the basic routing function. For example, the base layer processing unit 2 executes a routing function in multicast communication or closed-area communication, or according to the situation of the external environment 23 or the like at that time.
1 controls transmission of the packet to a link other than the output link selected. Also, the knowledge layer processing unit 2
2 indicates the received control information (for example, failure of an adjacent node,
Based on the addition of a new node and the deletion of an existing node), information on routing managed by the own node 20 is appropriately updated and controlled.

【0024】基本レイヤ処理部21は、詳細には、以下
のような機能要素でなる。すなわち、ヘッダ抽出部3
0、逆方向リンク評価部31及び出力リンク決定部32
からなる。
The basic layer processing section 21 is composed of the following functional elements in detail. That is, the header extraction unit 3
0, reverse link evaluation unit 31 and output link determination unit 32
Consists of

【0025】ヘッダ抽出部30は、図3に例示するよう
なフォーマットに従う入力パケットxにおけるヘッダ部
の情報を抽出し、ヘッダ部内の各情報をその情報に応じ
た各部に与えるものである。また、パケットのデータ部
の内容も、パケット種類によって定まる各部に与えるも
のである。
The header extracting unit 30 extracts information of a header part in an input packet x according to a format as illustrated in FIG. 3, and gives each information in the header part to each unit corresponding to the information. The contents of the data part of the packet are also given to each part determined by the packet type.

【0026】図3において、この実施形態のパケット
は、例えば、情報パケットか制御パケットかを示すパケ
ット種別、送信元端末を規定する送信元アドレス、宛先
端末を規定する宛先アドレス、送信元ノードから直前ノ
ードまでの累積コスト値(自ノード20に到達するまで
の累積コスト値)等を含むヘッダ部と、転送データ本体
が挿入されているデータ部とからなっている。ここで、
コストとは、例えば、パケットの伝達遅延時間、ノード
間距離等に従う伝送コスト及び交換コストの総和を言
う。
In FIG. 3, the packet of this embodiment includes, for example, a packet type indicating whether the packet is an information packet or a control packet, a source address defining a source terminal, a destination address defining a destination terminal, and a It is composed of a header section including a cumulative cost value up to the node (cumulative cost value until reaching the own node 20) and the like, and a data section in which the transfer data body is inserted. here,
The cost refers to, for example, a sum of a transmission cost and a switching cost according to a packet transmission delay time, a distance between nodes, and the like.

【0027】ここで、ヘッダ抽出部30は、送信元アド
レスや宛先アドレスに対応した、内部テーブルのアドレ
スとなる値の集合φ={φ0,φ1,…,φN−1}を
格納しており、送信元アドレスiや宛先アドレスdが与
えられたときに、アドレス値φiやφdを出力するよう
になされている。但し、Nはネットワーク内でのノード
数を表している。なお、アドレス値φiやφdとして、
送信元アドレスiや宛先アドレスdをそのまま用いるよ
うにしても良い。
Here, the header extracting unit 30 stores a set φ = {φ0, φ1,..., ΦN−1} of values serving as addresses of an internal table corresponding to a source address and a destination address. When a source address i and a destination address d are given, address values φi and φd are output. Here, N represents the number of nodes in the network. In addition, as the address values φi and φd,
The source address i and the destination address d may be used as they are.

【0028】逆方向リンク評価部31は、評価アルゴリ
ズム処理部(A)31aと、アドレス別評価値テーブル
(C)31bとからなる。
The reverse link evaluation section 31 comprises an evaluation algorithm processing section (A) 31a and an address-based evaluation value table (C) 31b.

【0029】アドレス別評価値テーブル(C)31bに
は、各アドレス値φ0,φ1,…,φN−1に対応付け
て、今回の送信元端末から前回にきたパケットにおける
累積コスト値{C0,C1,…,CN−1}を判断基準
評価値として格納しているものである(後述する図6参
照)。
The address-based evaluation value table (C) 31b stores, in association with each address value φ0, φ1,..., ΦN−1, the accumulated cost value {C0, C1 in the previous packet from the current transmission source terminal. ,..., CN-1} are stored as judgment reference evaluation values (see FIG. 6 described later).

【0030】評価アルゴリズム処理部(A)31aは、
入力パケットxに挿入されている累積コスト値cと、そ
のパケットxの送信元アドレスi(ψi)に対応してア
ドレス別評価値テーブル31bに格納されている判断基
準評価値Ciとの比較により、後述する送信元アドレス
i(ψi)に対応した出力リンク選択確率ベクトルPi
の更新方法を規定する強化信号βを形成するものであ
る。なお、強化信号βは、この実施形態の場合、0又は
1をとるものである。
The evaluation algorithm processing unit (A) 31a
By comparing the accumulated cost value c inserted in the input packet x with the criterion evaluation value Ci stored in the address-based evaluation value table 31b corresponding to the source address i (ψi) of the packet x, An output link selection probability vector Pi corresponding to a source address i (ψi) described later.
To form an enhancement signal β that defines the updating method of Note that the enhancement signal β takes 0 or 1 in this embodiment.

【0031】出力リンク決定部32は、確率ベクトル集
合管理部32a及びリンク出力処理部32bからなる。
The output link determination unit 32 includes a probability vector set management unit 32a and a link output processing unit 32b.

【0032】確率ベクトル集合管理部32aは、各ノー
ド(各アドレスψi)に対応したノード数に等しい数の
出力リンク選択確率ベクトルP0,P1,…,PN−1
の集合Pを格納している(後述する図6参照)。各出力
リンク選択確率ベクトルPn(nは0〜N−1)はそれ
ぞれ、当該ノード20に接続されているリンク数l+1
だけの要素Pn0,Pn1、…,Pnlからなってい
る。
The probability vector set management unit 32a has a number of output link selection probability vectors P0, P1,..., PN-1 equal to the number of nodes corresponding to each node (each address $ i).
(See FIG. 6 described later). Each output link selection probability vector Pn (n is 0 to N-1) is the number of links l + 1 connected to the node 20.
, Pn1,..., Pnl.

【0033】確率ベクトル集合管理部32aは、強化信
号βが与えられたときには、今回の入力パケットxにお
ける送信元アドレスψiに係る出力リンク選択確率ベク
トルPiを以下のように更新する。
When the enhancement signal β is given, the probability vector set manager 32a updates the output link selection probability vector Pi associated with the source address #i in the current input packet x as follows.

【0034】確率ベクトル集合管理部32aは、強化信
号βが1であるときは、出力リンク選択確率ベクトルP
iにおける、今回の入力パケットxが入力されたリンク
L(Lは0〜l)に係る要素PiLの値を高め、他の要
素Pij(jは0〜L−1、L+1〜lのいずれか)の
値を低めるように更新する。一方、確率ベクトル集合管
理部32aは、強化信号βが0であるときは、出力リン
ク選択確率ベクトルPiにおける、今回の入力パケット
xが入力されたリンクLに係る要素PiLの値を低め、
他の要素Pijを高めるように更新する。
When the enhancement signal β is 1, the probability vector set management unit 32a outputs the output link selection probability vector P
In i, the value of the element PiL related to the link L (L is 0 to 1) to which the current input packet x is input is increased, and the other elements Pij (j is any of 0 to L-1, L + 1 to 1) Update to lower the value of. On the other hand, when the enhancement signal β is 0, the probability vector set management unit 32a lowers the value of the element PiL related to the link L to which the current input packet x has been input in the output link selection probability vector Pi,
Update to increase other elements Pij.

【0035】以上のような更新を実行できるものであれ
ば、その更新方法はいずれの方法であっても良いが、い
くつかを例示すると以下の通りである。
As long as the above-described updating can be performed, any updating method may be used. Some examples are as follows.

【0036】強化信号βが1であるときは、(1)式に
示す強化学習関数Fijを用いた(3)式に従って、出
力リンク選択確率PiL、Pijを更新し、強化信号β
が0であるときは、(2)式に示す強化学習関数Gij
を用いた(4)式に従って、出力リンク選択確率Pi
L、Pijを更新する。なお、(3)式及び(4)式に
おける総和Σは、j(jは0〜L−1、L+1〜l)に
ついてである。また、(2)式及び(3)式におけるr
eward及びpenaltyはそれぞれ、0〜1の範
囲内の定数である。さらに、tは時刻パラメータであ
る。
When the reinforcement signal β is 1, the output link selection probabilities PiL and Pij are updated according to the equation (3) using the reinforcement learning function Fij shown in the equation (1), and the reinforcement signal β is updated.
Is 0, the reinforcement learning function Gij shown in equation (2)
The output link selection probability Pi according to equation (4) using
Update L and Pij. The sum 総 in the expressions (3) and (4) is for j (j is 0 to L−1, L + 1 to 1). Also, r in the equations (2) and (3)
eward and penalty are constants in the range of 0 to 1, respectively. Further, t is a time parameter.

【0037】 Fij=reward*Pij(t) …(1) Gij=penalty*Pij(t) …(2) β=1のとき PiL(t+1)=PiL(t)+ΣFij Pij(t+1)=Pij(t)−Fij …(3) β=0のとき PiL(t+1)=PiL(t)−ΣGij Pij(t+1)=Pij(t)+Gij …(4) 他の方法例としては、0〜1の範囲内の定数であるre
ward及びpenaltyを用いる代わりに、(5)
式及び(6)式で表される動的に変化するreward
及びpenaltyを用いて、(1)式〜(4)式によ
って更新する方法を挙げることができる。但し、a及び
bは0〜1の範囲内の定数である。また、cは入力パケ
ットxに挿入されている累積コスト値であり、Ciは前
回その送信元から到着したパケットに挿入されていた累
積コスト値である。
Fij = reward * Pij (t) (1) Gij = penalty * Pij (t) (2) When β = 1 PiL (t + 1) = PiL (t) + ΣFij Pij (t + 1) = Pij (t ) −Fij (3) When β = 0 PiL (t + 1) = PiL (t) −ΣGij Pij (t + 1) = Pij (t) + Gij (4) As another method example, the range is 0 to 1. Re is a constant of
Instead of using ward and penalty, (5)
Dynamically changing reward expressed by the equation (6)
And a method of updating by using the formulas (1) to (4) by using the formula and the penalty. Here, a and b are constants in the range of 0 to 1. Further, c is the accumulated cost value inserted in the input packet x, and Ci is the accumulated cost value inserted in the packet that previously arrived from the source.

【0038】 reward=a*|c−Ci|/|c+Ci| …(5) penalty=b*|c−Ci|/|c+Ci| …(6) リンク出力処理部32bは、高度の通信以外の通常の通
信(ユニキャスト通信)においては、入力パケットxの
宛先アドレスd(ψd)に係る出力リンク選択確率ベク
トルPdの要素のうち、最大確率値の要素を見つけだ
し、その最大確率要素に係るリンクをパケットの出力リ
ンクkとして決定するものである。
Reward = a * | c-Ci | / | c + Ci | (5) penalty = b * | c-Ci | / | c + Ci | (6) The link output processing unit 32b performs the normal operation except for the advanced communication. In the communication (unicast communication), among the elements of the output link selection probability vector Pd relating to the destination address d (ベ ク ト ル d) of the input packet x, the element having the maximum probability value is found, and the link relating to the maximum probability element is transmitted to the packet. Is determined as the output link k.

【0039】リンク出力処理部32bは、各リンクにパ
ケットを出力する際に、入力パケットxにおける累積コ
スト値に上乗せする各リンク別のコストα0〜αlの集
合αを内部格納しており、決定した出力リンクkの妥当
性を知識レイヤ処理部22によって確認された際には、
リンク出力処理部32bは、入力パケットxにおける累
積コスト値cを出力リンクkについての上乗せコストα
k分だけ増大させ、かかる処理後のパケットをリンクk
に出力する。
When outputting a packet to each link, the link output processing unit 32b internally stores a set α of costs α0 to αl for each link which is added to the accumulated cost value of the input packet x. When the validity of the output link k is confirmed by the knowledge layer processing unit 22,
The link output processing unit 32b adds the accumulated cost value c in the input packet x to the additional cost α for the output link k.
k, and link the processed packet to link k
Output to

【0040】なお、リンク出力処理部32bは、知識レ
イヤ処理部22から複数のリンクに対する出力処理が起
動されたときには(例えば、マルチキャスト通信や閉域
通信による)、各出力リンク毎に上述のような累積コス
ト値の更新処理を行う。
When the output processing for a plurality of links is started from the knowledge layer processing unit 22 (for example, by multicast communication or closed area communication), the link output processing unit 32b performs the above-described accumulation for each output link. Update the cost value.

【0041】また、リンク出力処理部32bは、自己が
決定した出力リンクkではなく、他のリンクへの出力を
知識レイヤ処理部22によって指示されたときには、そ
の出力リンクへの出力処理を実行する。
The link output processing unit 32b executes output processing to the output link when the knowledge layer processing unit 22 instructs output to another link instead of the output link k determined by itself. .

【0042】以下、基本レイヤ処理部21でのユニキャ
スト通信時のルーティング処理を、図4及び図5のフロ
ーチャート並びに図6の処理概念図をも用いて説明す
る。なお、基本レイヤ処理部21でのユニキャスト通信
時のルーティング処理は、大きくは、出力リンク選択確
率ベクトルの更新処理と、パケットの出力処理とに分け
ることができ、図4及び図5のフローチャートの例は、
出力リンク選択確率ベクトルの更新処理、パケットの出
力処理の順序で処理を行うものを示しているが、この処
理順序はこれに限定されるものではない。
Hereinafter, the routing process at the time of unicast communication in the base layer processing unit 21 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 4 and 5 and the processing conceptual diagram of FIG. The routing process at the time of unicast communication in the base layer processing unit 21 can be roughly divided into an output link selection probability vector update process and a packet output process. An example is
Although the processing is performed in the order of the update processing of the output link selection probability vector and the output processing of the packet, the processing order is not limited to this.

【0043】パケットxが入力されると、入力パケット
xに付加されている送信元アドレスi、宛先アドレス
d、累積コスト値c、及び、当該パケットxが入力され
たリンク番号Lを認識する(ステップ100)。その
後、送信元アドレスiをキーとしてアドレス集合φを検
索し、検索によって得られたアドレスφiに対応する出
力リンク選択確率ベクトルPiを確率ベクトル集合Pか
ら特定する(ステップ101)。
When the packet x is input, the source address i, the destination address d, the accumulated cost value c added to the input packet x, and the link number L to which the packet x is input are recognized (step S1). 100). Thereafter, an address set φ is searched using the source address i as a key, and an output link selection probability vector Pi corresponding to the address φi obtained by the search is specified from the probability vector set P (step 101).

【0044】そして、対応するアドレスφi及び出力リ
ンク選択確率ベクトルPiが存在するか否かを判断する
(ステップ102)。
Then, it is determined whether or not the corresponding address φi and the output link selection probability vector Pi exist (step 102).

【0045】存在していないときには、アドレス集合ψ
に今回の送信元アドレスiに係る新たな要素ψiを追加
すると共に、確率ベクトル集合Pにも、今回の送信元ア
ドレスiに係る新たな要素Piを追加して後述するステ
ップ110に移行する(ステップ103)。ここで、追
加される出力リンク選択確率ベクトルPiとしては、当
該パケットxが入力されたリンクLの確率を最も大きな
値としている初期用のものを適用する。
If it does not exist, the address set {
, A new element ψi related to the current source address i is added, and a new element Pi related to the current source address i is also added to the probability vector set P, and the process proceeds to step 110 described below (step 110). 103). Here, as the output link selection probability vector Pi to be added, an initial link selection probability vector having the largest value of the probability of the link L to which the packet x has been input is applied.

【0046】これに対して、アドレスφi及び出力リン
ク選択確率ベクトルPiが存在する場合には、アドレス
φiをキーとしてアドレス別評価値テーブルCから前回
の累積コスト値Ciを取り出し(ステップ104)、こ
の前回の累積コスト値Ciと、入力パケットxに挿入さ
れている累積コスト値cとを比較する(ステップ10
5)。そして、c=<Ciならば値が1の強化信号βを
出力し(ステップ106)、一方、c>Ciならば値が
0の強化信号βを出力する(ステップ107)。
On the other hand, when the address φi and the output link selection probability vector Pi exist, the previous accumulated cost value Ci is taken out from the evaluation value table C by address using the address φi as a key (step 104). The previous accumulated cost value Ci is compared with the accumulated cost value c inserted in the input packet x (step 10).
5). Then, if c = <Ci, an enhanced signal β having a value of 1 is output (step 106), while if c> Ci, an enhanced signal β having a value of 0 is output (step 107).

【0047】ここで、判断基準を緩やかにするために、
前回の累積コスト値Ciにオフセット値yを加えた値C
i+xと、入力パケットxに挿入されている累積コスト
値cとを比較して強化信号βを形成するようにしても良
い。
Here, in order to loosen the criterion,
Value C obtained by adding offset value y to previous accumulated cost value Ci
i + x may be compared with the accumulated cost value c inserted in the input packet x to form the enhancement signal β.

【0048】以上のような比較処理が終了すると、アド
レス別評価値テーブルCにおけるアドレスφiに対応し
た値Ciを、入力パケットxに挿入されている累積コス
ト値cに更新する(ステップ108)。
When the comparison process as described above is completed, the value Ci corresponding to the address φi in the address-based evaluation value table C is updated to the accumulated cost value c inserted in the input packet x (step 108).

【0049】その後、強化信号βの値の従って、上述し
た方法により、今回の送信元アドレスiに係る出力リン
ク選択確率ベクトルPiの値を更新する(ステップ10
9)。上述したように、当該パケットxが入力されたリ
ンク番号Lのリンクの出力リンク選択確率PiLの更新
が中心として行われる。すなわち、送信元(i)とリン
クLとの結びつきを確率ベクトルPiのリンクLの対応
部を更新することにより変更する。このような出力リン
ク選択確率ベクトルPiの更新は、今回の送信元アドレ
スiを宛先アドレスdとする将来の到着パケットの出力
リンクの決定に反映される。
Thereafter, according to the value of the enhancement signal β, the value of the output link selection probability vector Pi related to the current transmission source address i is updated by the above-described method (step 10).
9). As described above, the update is mainly performed on the output link selection probability PiL of the link of the link number L to which the packet x has been input. That is, the link between the transmission source (i) and the link L is changed by updating the corresponding part of the probability vector Pi for the link L. Such updating of the output link selection probability vector Pi is reflected in the determination of the output link of a future arriving packet having the current source address i as the destination address d.

【0050】図7は、出力リンク選択確率ベクトルの更
新処理の具体例を示す説明図である。この例の場合、送
信元アドレスiが25、宛先アドレスdが10、累積コ
スト値cが30のパケットが、リンク番号Lが1のリン
クから入力された場合である。送信元アドレス25に対
応した評価値(前回の累積コスト値)Ci(C25)が
40であると、今回の入力パケットにおける累積コスト
値c=30の方が小さいので、強化信号βの値は1とな
る。その結果、送信元アドレス25に対応した出力リン
ク選択確率ベクトルPi(P25)の内のリンク番号1
の要素の確率が増大され(0.25から0.55)、他
のリンク番号の要素の確率が減少される(0.25から
0.15)。その後、送信元アドレス25に対応した評
価値Ci(C25)が、今回の入力パケットにおける累
積コスト値30に更新される。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a specific example of the update processing of the output link selection probability vector. In the case of this example, a packet having a source address i of 25, a destination address d of 10, and a cumulative cost value c of 30 is input from a link having a link number L of 1. If the evaluation value (previous accumulated cost value) Ci (C25) corresponding to the source address 25 is 40, the accumulated cost value c = 30 in the current input packet is smaller, so the value of the enhancement signal β is 1 Becomes As a result, the link number 1 in the output link selection probability vector Pi (P25) corresponding to the source address 25
Is increased (from 0.25 to 0.55), and the probability of elements of other link numbers is decreased (from 0.25 to 0.15). Thereafter, the evaluation value Ci (C25) corresponding to the source address 25 is updated to the accumulated cost value 30 in the current input packet.

【0051】以上のような出力リンク選択確率ベクトル
Piの更新処理が終了すると、パケット出力処理に移行
する。パケット出力処理ではまず、宛先アドレスdをキ
ーとしてアドレス集合φを検索し、検索によって得られ
たアドレスφdに対応する出力リンク選択確率ベクトル
Pdを確率ベクトル集合Pから特定する(ステップ11
0)。なお、閉域通信の対象パケットであれば、検索す
るアドレス集合ψとして閉域通信用のアドレス集合を検
索するようにすれば良い。
When the output link selection probability vector Pi is updated as described above, the process proceeds to a packet output process. In the packet output process, first, an address set φ is searched using the destination address d as a key, and an output link selection probability vector Pd corresponding to the address φd obtained by the search is specified from the probability vector set P (step 11).
0). Note that if the packet is a target packet for closed communication, an address set for closed communication may be searched as the address set す る to be searched.

【0052】そして、対応するアドレスφd及び出力リ
ンク選択確率ベクトルPdが存在するか否かを判断する
(ステップ111)。
Then, it is determined whether or not the corresponding address φd and the output link selection probability vector Pd exist (step 111).

【0053】存在していないときには、入力パケットを
廃棄する(ステップ112)。なお、閉域通信である場
合を除き、存在していないときに、入力リンク以外の全
てのリンクを出力リンクに決定するようにしても良い。
この場合には、例えば、各ノードにおいて、パケットに
挿入されているタイムスタンプと現在時刻との比較等に
よって、長期に亘って宛先ノードに到達しない迷走パケ
ットを検出してこの段階でパケット廃棄するようにす
る。
If not, the input packet is discarded (step 112). It should be noted that all links other than the input link may be determined as the output links when they do not exist, except in the case of closed communication.
In this case, for example, each node detects a stray packet that does not reach the destination node for a long time by comparing the time stamp inserted in the packet with the current time, and discards the packet at this stage. To

【0054】これに対して、アドレスφd及び出力リン
ク選択確率ベクトルPdが存在する場合には、出力リン
ク選択確率ベクトルPd中の最も確率値が高い要素にか
かるリンクを出力リンクとして決定して知識レイヤ処理
部22に通知する(ステップ113)。
On the other hand, when the address φd and the output link selection probability vector Pd exist, the link relating to the element having the highest probability value in the output link selection probability vector Pd is determined as the output link, and the knowledge layer is determined. The processing unit 22 is notified (step 113).

【0055】このとき、知識レイヤ処理部22は、内蔵
するリンクの障害情報等に基づいて、その決定されたリ
ンクを出力リンクとすることの妥当性を確認する(ステ
ップ114)。妥当でない場合には、次の確率値のリン
クに変更する。
At this time, the knowledge layer processing unit 22 confirms the validity of setting the determined link as the output link based on the failure information of the built-in link (step 114). If not, change to the link with the next probability value.

【0056】その後、知識レイヤ処理部22によって妥
当性の判断処理がなされた出力リンクkについてのリン
ク別コスト値αkを、入力パケットxの累積コスト値c
に加算してパケットの累積コスト値cをその加算値c+
αkに更新し(ステップ115)、更新後のパケットx
をリンクkに送出する(ステップ116)。
Thereafter, the link-specific cost value αk for the output link k, for which the validity determination processing has been performed by the knowledge layer processing unit 22, is calculated as the cumulative cost value c of the input packet x.
And the accumulated cost value c of the packet is added to the added value c +
αk (step 115), and the updated packet x
Is transmitted to the link k (step 116).

【0057】次に、知識レイヤ処理部22が実行するマ
ルチキャスト通信時における各宛先についての出力リン
クの決定処理(ルーティング処理)を、図8のフローチ
ャートを用いて説明する。
Next, a process (routing process) of determining an output link for each destination at the time of multicast communication performed by the knowledge layer processing unit 22 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0058】なお、図8に示す処理は、自ノード20が
マルチキャストの送信元となって全ての他のノードに送
信するる場合や、他ノードから与えられたパケットにマ
ルチキャスト通信に供する複数の宛先アドレスが挿入さ
れている場合や、パケットには具体的な宛先アドレスは
挿入されていないがマルチキャスト通信を指示する情報
が挿入されており、内蔵する格納情報によってマルチキ
ャスト通信に供する複数の宛先アドレスを認識した場合
等に実行される。また、マルチキャストに供するパケッ
トが他ノードから到来したものである場合には、図8に
示す処理を実行する前に、上述したような出力リンク選
択確率ベクトルPiの更新処理が実行されている。
The process shown in FIG. 8 is performed when the own node 20 is a multicast transmission source and transmits to all other nodes, or when a packet given from another node is transmitted to a plurality of destinations for multicast communication. When an address is inserted, or when a packet does not have a specific destination address inserted, information for instructing multicast communication is inserted, and multiple destination addresses to be used for multicast communication are recognized based on stored information contained in the packet. It is executed when it is done. Further, when the packet to be provided to the multicast has come from another node, the above-described update processing of the output link selection probability vector Pi is executed before executing the processing illustrated in FIG.

【0059】知識レイヤ処理部22はまず、マルチキャ
ストに供する全ての宛先アドレスd1〜dm(mは宛先
数)に対応した出力リンク選択確率ベクトルPd1〜P
dmをそれぞれ取り出す(ステップ200)。
First, the knowledge layer processing unit 22 outputs output link selection probability vectors Pd1 to Pd1 corresponding to all destination addresses d1 to dm (m is the number of destinations) to be provided for multicasting.
dm is extracted (step 200).

【0060】その後、各宛先アドレスについての出力リ
ンク選択確率ベクトルPd1、…、Pdmのそれぞれの
出力リンクに対応している全ての要素Pd11〜Pd1
l、…、Pdm1〜Pdml(代表させて符号piで表
す)を、その出力リンクを採用するか否かの判断閾値T
H(THは0以上の固定値)と比較し、その比較結果に
応じて送出フラグfd11〜fd1l、…、fdm1〜
fdml(代表させて符号fiで表す)の値を設定する
(ステップ201)。すなわち、pi>THならばfi
=1とし、pi=<THならばfi=0とする。
Thereafter, all the elements Pd11 to Pd1 corresponding to the respective output links of the output link selection probability vectors Pd1,..., Pdm for each destination address
,..., Pdm1 to Pdm1 (represented by the symbol pi) are determined as thresholds T for determining whether to adopt the output link.
H (TH is a fixed value of 0 or more), and according to the comparison result, the transmission flags fd11 to fd11,.
The value of fdml (represented by the symbol fi) is set (step 201). That is, if pi> TH, fi
= 1 and fi = 0 if pi = TH.

【0061】次に、各出力リンク0、…、lごとに、そ
の時点でパケットの送出が実行されていない全ての宛先
アドレスの送出フラグを合計し、合計値が最大である出
力リンクLmaxを1つ決定する(ステップ202)。
Next, for each of the output links 0,..., L, the transmission flags of all the destination addresses for which no packet transmission has been executed at that time are totaled, and the output link Lmax having the maximum total value is set to 1 (Step 202).

【0062】そして、決定された出力リンクLmaxへ
の送出フラグが1となっている全ての宛先アドレスを、
出力パケットの宛先アドレスフィールドに挿入し、出力
リンクLmaxに送信する(ステップ203)。
Then, all the destination addresses whose transmission flags to the determined output link Lmax are 1 are
The packet is inserted into the destination address field of the output packet and transmitted to the output link Lmax (step 203).

【0063】その後、パケットの送信が終了していない
マルチキャスト通信に供する宛先アドレスが残っている
か否かを判断する(ステップ204)。残っていなけれ
ば、一連の処理を終了する。これに対して、残っている
場合には、上述したステップ202に戻って、出力に供
する出力リンクLmax(上述したものと異なる)の探
索を行う。
Thereafter, it is determined whether or not there is a destination address for multicast communication for which packet transmission has not been completed (step 204). If not, a series of processing ends. On the other hand, when the output link Lmax remains, the process returns to the above-described step 202 to search for an output link Lmax (different from the above-described one) to be used for output.

【0064】上記実施形態によれば、以下の効果を奏す
ることができる。 (1)各ノードにおいて自律的にルーティング処理して
いるので、各ノード間で共通のアクセスするデータベー
スを設ける必要がなく、ネットワーク構成を簡単にでき
る。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained. (1) Since routing processing is autonomously performed at each node, there is no need to provide a common database for access between the nodes, and the network configuration can be simplified.

【0065】(2)各ノードにおいてネットワーク・ト
ポロジーを考慮することなくルーティング処理を行うの
で、処理対象とするネットワーク・トポロジーが限定さ
れず、自由度がある。すなわち、任意のネットワーク・
トポロジーに対してこの実施形態を適用できる。
(2) Since routing processing is performed in each node without considering the network topology, the network topology to be processed is not limited, and there is a degree of freedom. That is, any network
This embodiment can be applied to topologies.

【0066】(3)各ノード間で、ルーティングのため
に回線の使用状況等の情報を授受する必要がない。すな
わち、ルーティングのための情報交換が少なく、情報転
送が効率的である。また、送信元が追加ノードであれ
ば、新規な送信元アドレスを認識してルーティングに必
要な情報を自動的に設定するので、追加ノード等がわざ
わざ追加されたことを通知することが不要である。
(3) There is no need to exchange information such as the status of line use between nodes for routing. That is, information exchange for routing is small, and information transfer is efficient. If the transmission source is an additional node, information necessary for routing is automatically set by recognizing a new transmission source address, so that it is unnecessary to notify that an additional node or the like has been added. .

【0067】(4)制御パケットの授受等により、ネッ
トワーク内で発生した故障や輻輳のために使用禁止の出
力リンクを知識レイヤ処理部に登録しておくことによ
り、ネットワーク内で発生した故障や輻輳に対して容易
に対応できる。また、このような制御パケットを授受し
ない場合であっても、故障や輻輳により故障や輻輳に係
るリンクが使用されなくなると、出力リンク選択確率ベ
クトルにおけるそのリンク要素の値が0に近付き、その
リンクが益々使用されないようになる。
(4) By registering in the knowledge layer processing unit an output link which is disabled due to a failure or congestion occurring in the network due to transmission / reception of a control packet or the like, a failure or congestion occurring in the network is registered. Can be easily dealt with. Even when such a control packet is not exchanged, if the link related to the failure or congestion is not used due to the failure or congestion, the value of the link element in the output link selection probability vector approaches 0, and Will not be used more and more.

【0068】(5)マルチキャスト通信や、閉域通信
や、出力リンク等の変更に対して容易に対応することが
できる。
(5) It is possible to easily cope with changes in multicast communication, closed area communication, changes in output links, and the like.

【0069】上記実施形態の説明においても、上記実施
形態を変形した種々の実施形態に言及したが、さらに、
以下のような変形実施形態を挙げることができる。
In the description of the above embodiment, various embodiments obtained by modifying the above embodiment have been described.
The following modified embodiments can be given.

【0070】上記実施形態においては、評価値Ciを、
今回の入力パケットxに挿入されている累積コスト値c
に更新するものを示したが、今までの評価値Ciと今回
の入力パケットxに挿入されている累積コスト値cとの
重み付け加算等によって評価値Ciを更新するようにし
ても良い。
In the above embodiment, the evaluation value Ci is
Cumulative cost value c inserted in current input packet x
However, the evaluation value Ci may be updated by weighted addition of the evaluation value Ci so far and the accumulated cost value c inserted in the current input packet x.

【0071】また、上記実施形態においては、出力リン
ク選択確率ベクトルの各要素の値が0〜1の範囲内の任
意の値をとるものを示したが、メモリ容量の削減のため
に、以下のようなテンプレートベクトルを利用するよう
にしても良い。
In the above embodiment, the value of each element of the output link selection probability vector takes an arbitrary value within the range of 0 to 1. However, in order to reduce the memory capacity, the following is used. Such a template vector may be used.

【0072】すなわち、出力リンク選択確率ベクトルの
各要素が取り得る値を限定し、パターン化した組み合わ
せを複数規定し、テンプレートベクトルとし、各々に番
号を付与し、強化信号に応じて、入力リンクの確率値を
1段だけ高めた又は低めたテンプレートベクトルに更新
し、記憶はテンプレートベクトル番号で行うようにして
メモリ容量を削減させるようにしても良い。なお、テン
プレートベクトル自体を格納するようにしても、各要素
値の取り得る値が限定されているので(ビット数が少な
いので)、メモリ容量を削減できる。
That is, the possible values of each element of the output link selection probability vector are limited, a plurality of patterned combinations are defined, template vectors are assigned, numbers are assigned to each of them, and the input link The probability value may be updated to a template vector that is increased or decreased by one step, and storage may be performed using the template vector number to reduce the memory capacity. Note that even when the template vector itself is stored, the possible values of each element value are limited (because the number of bits is small), so that the memory capacity can be reduced.

【0073】テンプレートベクトルを用いた場合には、
出力リンク選択確率ベクトルの更新は、学習強化関数を
利用した更新ではないので、出力リンク選択時における
選択精度が落ちる場合がある。
When the template vector is used,
Since the update of the output link selection probability vector is not an update using the learning reinforcement function, the selection accuracy when selecting the output link may be reduced.

【0074】これを補正するために、補正対象ノードを
決め、そのノードからのリンクごとの入力パケット数を
監視し、実際の出力リンク選択確率ベクトルを計算し、
現在使用されているテンプレートベクトルと比較し、両
者のマンハッタン距離、あるいはユークリッド距離があ
る値よりも大きい場合は現在使用しているテンプレート
ベクトルを変更するようにすれば良い。変更方法として
は、マンハッタン距離あるいはユークリット距離がより
近いテンプレートベクトルを選択するか、テンプレート
ベクトルを採用せずに実際の観測値を用いる方法に変換
する。
In order to correct this, a node to be corrected is determined, the number of input packets for each link from the node is monitored, and an actual output link selection probability vector is calculated.
Compared with the currently used template vector, if the Manhattan distance or the Euclidean distance between the two is larger than a certain value, the currently used template vector may be changed. As a changing method, a template vector having a shorter Manhattan distance or a Euclidean distance is selected, or the method is converted to a method using actual observation values without using a template vector.

【0075】さらに、上記実施形態においては、出力パ
ケットにおける宛先アドレスが入力パケットと同じもの
を示したが、特殊アドレスから一般アドレスへの変換の
ようにアドレス変換を行った出力パケットを送出するよ
うにしても良い。このような変換処理は、知識レイヤ処
理部が実行する。
Further, in the above embodiment, the destination address in the output packet is the same as the input packet. However, the output packet after the address conversion such as the conversion from the special address to the general address is transmitted. May be. Such a conversion process is performed by the knowledge layer processing unit.

【0076】さらにまた、マルチキャスト通信時におけ
る出力リンクの決定方法は、上記実施形態のものに限定
されない。例えば、各宛先アドレス毎にユニキャスト通
信時と同様にして出力リンクを決定し、出力リンクへの
出力時に、同一の出力リンクに決定された1又は複数の
宛先アドレスをパケットに挿入するようにしても良い。
Further, the method of determining the output link at the time of the multicast communication is not limited to the above embodiment. For example, an output link is determined for each destination address in the same manner as in the unicast communication, and at the time of output to the output link, one or more destination addresses determined for the same output link are inserted into the packet. Is also good.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上のように、本発明のルーティング方
法、ネットワークノード及び通信システムによれば、各
ノード間で共通のアクセスするデータベースを持たない
のでネットワーク構成を簡単にでき、対象とするネット
ワーク・トポロジーが限定されず、各ノード間で、ルー
ティングのための情報交換が少なく効率的であり、ネッ
トワーク内で発生した故障や輻輳に対して容易に対応で
きるルーティング方法、ネットワークノード及び通信シ
ステムを実現できる。
As described above, according to the routing method, the network node, and the communication system of the present invention, since there is no database that is commonly accessed between the nodes, the network configuration can be simplified, and The topology is not limited, and a routing method, a network node, and a communication system that can efficiently cope with a failure or congestion occurring in the network can be realized with less information exchange for routing between each node and more efficiently. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態の機能的構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of an embodiment.

【図2】実施形態のハードウェア的構成を示すブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the embodiment.

【図3】実施形態のパケットフォーマット例を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a packet format according to the embodiment;

【図4】実施形態のユニチャスト通信時のルーティング
処理を示すフローチャート(1)である。
FIG. 4 is a flowchart (1) showing a routing process at the time of unityast communication of the embodiment.

【図5】実施形態のユニチャスト通信時のルーティング
処理を示すフローチャート(2)である。
FIG. 5 is a flowchart (2) showing a routing process at the time of unityast communication of the embodiment.

【図6】実施形態のユニチャスト通信時のルーティング
処理の説明補助図である。
FIG. 6 is an explanatory auxiliary diagram of a routing process at the time of unityast communication of the embodiment.

【図7】実施形態の出力リンク選択確率ベクトルの更新
例を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of updating an output link selection probability vector according to the embodiment;

【図8】実施形態のマルチキャスト通信時における出力
リンクの決定処理を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating output link determination processing during multicast communication according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…ノード、21…基本レイヤ処理部、22…知識レ
イヤ処理部、30…ヘッダ抽出部、31…逆方向リンク
評価部、31a…評価アルゴリズム処理部、31b…ア
ドレス別評価値テーブル、32…出力リンク決定部、3
2a…確率ベクトル集合管理部、32b…リンク出力処
理部。
Reference numeral 20: node, 21: basic layer processing unit, 22: knowledge layer processing unit, 30: header extraction unit, 31: reverse link evaluation unit, 31a: evaluation algorithm processing unit, 31b: address-based evaluation value table, 32: output Link determination unit, 3
2a: probability vector set management unit; 32b: link output processing unit.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各ネットワークノードが、入力パケット
に挿入されている宛先アドレスに応じて自ノードからの
出力リンクを決定するルーティング方法において、 各ネットワークノードは、 宛先アドレスとなり得るアドレス毎に、各出力リンクを
選択するための判断に供する確率情報と、これら確率情
報を更新させる方法の判断に供する評価値とを管理して
おり、 他ネットワークノードから単一の宛先アドレスを有する
パケットが入力された場合に、 その入力パケットの送信元アドレスに対応した上記評価
値を取り出し、そのパケットに挿入されている累積コス
ト値との比較を行い、入力パケットの今回の経路が適し
ているという比較結果を得たときに、送信元アドレスに
係る確率情報の要素のうち、入力パケットが入力された
リンクに係る要素の値を高め、他の要素の値を低め、入
力パケットの今回の経路が適していないという比較結果
を得たときに、送信元アドレスに係る確率情報の要素の
うち、入力パケットが入力されたリンクに係る要素の値
を低め、他の要素の値を高め、また、送信元アドレスに
対応した上記評価値を入力パケットに挿入されている累
積コスト値に応じて更新すると共に、 入力パケットの宛先アドレスに対応した確率情報におけ
る値が最大の要素に係るリンクを入力パケットを出力す
るリンクとして決定し、その決定されたリンクに対応し
たコスト分だけ入力パケットの累積コスト値を更新し、
更新後のパケットを決定されたリンクに送出することを
特徴とするルーティング方法。
1. A routing method in which each network node determines an output link from its own node in accordance with a destination address inserted in an input packet, wherein each network node outputs an output link for each address that can be a destination address. It manages the probability information used to determine the link selection and the evaluation value used to determine how to update the probability information, and when a packet having a single destination address is input from another network node Then, the above evaluation value corresponding to the source address of the input packet is taken out, compared with the accumulated cost value inserted in the packet, and a comparison result that the current route of the input packet is suitable is obtained. Of the probability information elements related to the source address, When the value of the element is increased, the values of the other elements are decreased, and a comparison result indicating that the current route of the input packet is not suitable is obtained, the input packet is input among the elements of the probability information related to the source address. Lowering the value of the element relating to the link, increasing the value of the other elements, updating the evaluation value corresponding to the source address according to the accumulated cost value inserted in the input packet, and The link in the probability information corresponding to the destination address having the largest value is determined as the link that outputs the input packet, and the accumulated cost value of the input packet is updated by the cost corresponding to the determined link,
A routing method, comprising transmitting an updated packet to a determined link.
【請求項2】 同一のパケットを複数の宛先に送出する
場合において、各宛先アドレスについての確率情報の要
素の値が閾値以上であるリンク順に、パケットを出力す
るリンクを決定し、決定したリンクに対して、そのリン
クに係る確率情報の要素の値が閾値以上である全ての宛
先アドレスを挿入したパケットを出力することを特徴と
する請求項1に記載のルーティング方法。
2. When transmitting the same packet to a plurality of destinations, the link to output the packet is determined in the order of the link in which the value of the element of the probability information for each destination address is equal to or greater than a threshold value, and the determined link is determined. 2. The routing method according to claim 1, further comprising outputting a packet in which all destination addresses in which the value of the element of the probability information relating to the link is equal to or greater than a threshold value are inserted.
【請求項3】 入力パケットに挿入されている宛先アド
レスに応じて自ノードからの出力リンクを決定するネッ
トワークノードにおいて、 宛先アドレスとなり得るアドレス毎の各出力リンクを選
択するための判断に供する確率情報と、宛先アドレスと
なり得るアドレス毎のこれら確率情報を更新させる方法
の判断に供する評価値と、各出力リンクに対応した上乗
せコスト分情報とを少なくとも格納している情報格納手
段と、 他ネットワークノードからパケットが入力された場合
に、その入力パケットの送信元アドレスに対応した上記
評価値を取り出し、そのパケットに挿入されている累積
コスト値との比較を行い、入力パケットの今回の経路が
適しているという比較結果を得たときに、送信元アドレ
スに係る確率情報の要素のうち、入力パケットが入力さ
れたリンクに係る要素の値を高め、他の要素の値を低
め、入力パケットの今回の経路が適していないという比
較結果を得たときに、送信元アドレスに係る確率情報の
要素のうち、入力パケットが入力されたリンクに係る要
素の値を低め、他の要素の値を高め、また、送信元アド
レスに対応した上記評価値を入力パケットに挿入されて
いる累積コスト値に応じて更新する確率情報更新手段
と、 入力パケットの宛先アドレスに対応した確率情報におけ
る値が最大の要素に係るリンクを入力パケットを出力す
るリンクとして決定し、その決定されたリンクに対応し
たコスト分だけ入力パケットの累積コスト値を更新し、
更新後のパケットを決定されたリンクに送出するパケッ
ト出力手段とを有することを特徴とするネットワークノ
ード。
3. Probability information to be used in a network node that determines an output link from its own node according to a destination address inserted in an input packet in order to select each output link for each address that can be a destination address Information storage means for storing at least an evaluation value for determining a method of updating the probability information for each address that can be a destination address, and additional cost information corresponding to each output link; and When a packet is input, the evaluation value corresponding to the source address of the input packet is extracted and compared with the accumulated cost value inserted in the packet, and the current route of the input packet is suitable. Is obtained, among the elements of the probability information related to the source address, When the value of the element relating to the link to which the input packet is input is increased, the values of the other elements are decreased, and the comparison result indicating that the current route of the input packet is not suitable is obtained, the element of the probability information relating to the source address is obtained. Among the above, the value of the element related to the link to which the input packet was input is reduced, the value of the other element is increased, and the evaluation value corresponding to the source address is determined according to the accumulated cost value inserted in the input packet. Means for updating the probability information corresponding to the destination address of the input packet, the link relating to the element having the largest value in the probability information corresponding to the destination address of the input packet is determined as the link for outputting the input packet, and only the cost corresponding to the determined link is determined. Update the cumulative cost value of the input packet,
A packet output unit for transmitting the updated packet to the determined link.
【請求項4】 同一のパケットを複数の宛先に送出する
場合において、各宛先アドレスについての確率情報の要
素の値が閾値以上であるリンク順に、パケットを出力す
るリンクを決定し、決定したリンクに対して、そのリン
クに係る確率情報の要素の値が閾値以上である全ての宛
先アドレスを挿入したパケットを出力するマルチキャス
ト処理手段をさらに有することを特徴とする請求項3に
記載のネットワークノード。
4. When transmitting the same packet to a plurality of destinations, the link to output the packet is determined in the order of the link in which the value of the element of the probability information for each destination address is equal to or greater than the threshold, and 4. The network node according to claim 3, further comprising: a multicast processing unit that outputs a packet in which all destination addresses in which the value of the element of the probability information related to the link is equal to or larger than a threshold value are inserted. 5.
【請求項5】 請求項3又は4に記載の複数のネットワ
ークノードを有し、これらネットワークノードが任意の
ネットワーク・トポロジーに従って接続されていること
を特徴とする通信システム。
5. A communication system comprising a plurality of network nodes according to claim 3, wherein the network nodes are connected according to an arbitrary network topology.
JP23389797A 1997-08-29 1997-08-29 Routing method, network node and communication system Pending JPH1174934A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23389797A JPH1174934A (en) 1997-08-29 1997-08-29 Routing method, network node and communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23389797A JPH1174934A (en) 1997-08-29 1997-08-29 Routing method, network node and communication system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1174934A true JPH1174934A (en) 1999-03-16

Family

ID=16962295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23389797A Pending JPH1174934A (en) 1997-08-29 1997-08-29 Routing method, network node and communication system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1174934A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008167141A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Nec Corp Data transmission method and device, and communication system using the same
JP2008193751A (en) * 2004-04-27 2008-08-21 At & T Corp Systems and methods for optimizing access service provisioning and capacity planning in ip networks

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008193751A (en) * 2004-04-27 2008-08-21 At & T Corp Systems and methods for optimizing access service provisioning and capacity planning in ip networks
JP4606481B2 (en) * 2004-04-27 2011-01-05 エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション A method for determining the optimal alternative node for a customer environment and a method for determining whether rehoming a customer is cost effective
JP2008167141A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Nec Corp Data transmission method and device, and communication system using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11134012B2 (en) Communication system, communication device, controller, and method and program for controlling forwarding path of packet flow
US8672566B2 (en) Node apparatus and communication method
Gelenbe Steps toward self-aware networks
JP4388667B2 (en) Path setting apparatus and method in label switching network
US5500860A (en) Router using multiple hop redirect messages to enable bridge like data forwarding
JP5850471B2 (en) COMMUNICATION SYSTEM, CONTROL DEVICE, NODE CONTROL METHOD, AND PROGRAM
EP1104963A1 (en) Method and apparatus for exchanging routing information in a packet-based data network
US20070127367A1 (en) Communication system and communication method
US20050025118A1 (en) Method, apparatus and system for improved inter-domain routing convergence
CN103119900A (en) Communication system, control apparatus, node control method and program
CN102792645A (en) Information system, control apparatus, method of controlling virtual network, and program
US20110007743A1 (en) Filter-based forwarding in a network
US6804201B1 (en) Cognitive packet network
US20050254473A1 (en) Routing within a mobile communication network
KR100541846B1 (en) Internet Protocol address lookup system based on 3 layer table architecture and method thereof
JPWO2018047943A1 (en) Communication system, edge node, communication method and program
EP1185041B1 (en) OSPF autonomous system with a backbone divided into two sub-areas
US20030235157A1 (en) Method and structure for an autoconfiguration topology calculation
JPH1174934A (en) Routing method, network node and communication system
Cisco Configuring Integrated IS-IS
EP1657859A1 (en) Protocol speed increasing device
JP3546328B2 (en) Router for communication network
Faghani et al. A new Ethernet switching method based on extended forwarding topology
Faghani et al. Traffic engineering in ethernet networks by using shortcut switching strategy
KR100563655B1 (en) Virtual private network service method in MPLS and a computer readable record medium on which a program therefor is