KR20110129413A

KR20110129413A - 루팅 장치, 통신 시스템, 및 루팅 방법

Info

Publication number: KR20110129413A
Application number: KR1020117022019A
Authority: KR
Inventors: 츠네오 나카타
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-12-01
Also published as: JP2010233074A; WO2010109895A1; CN102362468B; KR101259298B1; US20120057464A1; EP2413545A1; JP5402150B2; EP2413545A4; CN102362468A; EP2413545B1; US9288133B2

Abstract

본 발명의 루팅 장치는, 플로우마다의 기정 경로에 포함되는 리소스를 지정하는 명시적 루팅이 가능한 통신망에 포함되고, 상기 루팅 장치가 전송하는 플로우의 명시적인 기정 경로의 적어도 일부를, 다른 플로우의 기정 경로에 포함되는 리소스를 경유하도록 우회시킬 때에, 우회 구간에서 상기 플로우에 제공할 수 있는 일시적인 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로를 검출하는 우회 경로 검출부와, 상기 우회 경로 검출부에 의해 검출된 우회 경로의 전송 품질과 상기 기정 경로의 전송 품질과의 차이에 기초하여, 상기 플로우의 데이터를 상기 우회 경로 및 상기 기정 경로 중 적어도 일방에 루팅하는 루팅부를 구비한다.

Description

루팅 장치, 통신 시스템, 및 루팅 방법{ROUTING DEVICE, COMMUNICATIONS SYSTEM, AND ROUTING METHOD}

본 발명은, 루팅 장치, 통신 시스템, 및 루팅 방법에 관한 것이다.

일정 이상의 전송 품질 (Quality of Service, 이하, QoS 로 약기) 을 보증한 통신을 제공할 수 있는 통신망에 있어서, 실제로 있는 플로우의 전송에 있어서의 QoS 를 보증하기 위해서는, QoS 가 보증되는 통신 리소스를, 그 플로우 전송이 점유할 수 있도록 예약할 필요가 있다. 이 예약은, 예를 들어, 전화망에 있어서는, Signaling System No.7 (SS7), IP 망에 있어서는, RSVP 등의 시그널링 기구를 통해 행해진다. 이들 종래의 리소스 예약 시그널링 기구는, 어떠한 리소스에 대해서도, 그 리소스를 사용하는 모든 플로우가, 동시에, 그 리소스의 예약량의 모두를 이용해도, 그 리소스가, QoS 보증을 담보할 수 없게 될 만큼 부족하지 않게 예약을 제어한다.

단, 일반적으로는, QoS 리소스를 예약한 플로우가, 항상, 예약한 분 만큼의 대역을 이용하고 있다고는 할 수 없다. 예를 들어, 그 플로우의 송신 프로세스가 송신을 정지시키고 있거나, 예약한 리소스 모두가 필요한 만큼의 부하를 통신망에 부여하지 않은 경우, 예약이 완료된 리소스의 모두는 이용되지 않게 된다. 이 때, 여분이 되는 리소스는, 그 리소스가 종래의 시그널링 기구에 의해 독점적으로 예약되어 있는 경우, 다른 플로우의 전송에 활용할 수 없기 때문에, 리소스 이용 효율이 최적화되지 않는다.

이 문제에 대한 대책으로서, 어떠한 플로우가 예약한 QoS 리소스를 모두 이용하고 있지 않은 경우에는, 다른 플로우가 그 리소스를 이용할 수 있도록 구성된 기술이 알려져 있다 (예를 들어, 비특허문헌 1 참조). 비특허문헌 1 에는, 2 개의 플로우가 함께 사용하는 링크의 부하 분산 스케줄링에 있어서, 어떠한 플로우에도 최저 대역을 보증하면서, 어느 하나의 플로우가 대역을 최저 대역 이하만 사용하고 있는 경우에는, 이것을 타방의 플로우가 사용할 수 있도록 동적으로 부하 분산 비율을 변경하는 기술이 개시되어 있다.

비특허문헌 1 의 기술에서는, 복수의 플로우가 서로 예약한 대역을 실질적으로 서로 융통함으로써, 빈대역의 유효 활용을 실현하고 있다. 그러나, 이 기술에서 대역을 서로 융통할 수 있는 것은, 그 복수의 플로우가 함께 동일한 리소스의 대역을 예약하고 있는 경우에 한한다. 이 경우, 대역을 서로 융통할 수 있는 플로우의 조합은, 각 플로우의 루팅에 의해 결정되게 된다.

[비특허문헌 1] 시마무라 마사요시, 이이다 카츠요시, 코가 히로유키, 카도바야시 유키, 야마구치 스구루, 「최저 대역 보증을 실현하는 VPN 서비스에 있어서의 비선형 계획법을 이용한 프로비져닝 알고리즘」, 전자 정보 통신 학회 기술 연구 보고, IN2007-83, pp.35-40, October 2007

트래픽 엔지니어링을 고려한 MPLS (multiprotocol label switching：멀티 프로토콜 라벨 스위칭), GMPLS (generalized multiprotocol label switching) 등에서 사용되는 명시적 루팅에서는, 각 플로우의 루팅이 최단 경로가 되지 않는 경우가 있다. 이와 같은 경우의 일례를 도 11 에 나타낸다. 도 11 에 있어서, 2 개의 통신 노드 (101) 사이를 접속하는 통신 링크 (102) 는, 대역 r 을 갖는다. 또, 통신 노드 (101-11) 로부터 통신 노드 (101-9) 까지의 플로우 (201-1) 와, 통신 노드 (101-6) 로부터 통신 노드 (101-10) 까지의 플로우 (201-2) 가, 각각 엔드-엔드 대역을 r 만큼 예약하고 있다.

플로우 (201-2) 에 있어서의 최단 경로는, 통신 노드 (101-7), 통신 노드 (101-8), 및 통신 노드 (101-9) 를 경유하는 경로이다. 그러나, 통신 노드 (101-7) 와 통신 노드 (101-8) 사이의 링크, 및 통신 노드 (101-8) 와 통신 노드 (101-9) 사이의 링크에 있어서는, 그 대역이 별개의 플로우 (201-1) 에 의해 모두 점유되어 있기 때문에, 이 경로를 사용할 수 없다. 그 때문에, 통신 노드 (101-7), 통신 노드 (101-2), 통신 노드 (101-3), 통신 노드 (101-4), 및 통신 노드 (101-9) 를 경유하는, 보다 긴 경로가 플로우 (201-2) 에 할당되어 있다. 이와 같은 경우, 플로우 (201-1) 와 플로우 (201-2) 가 통신 링크를 공유하지 않기 때문에, 비특허문헌 1 과 같은 기술에 의한 대역의 상호 융통은 불가능하다.

이 때, 통신 노드 (101-7) 로부터 통신 노드 (101-9) 까지의, 리소스 예약을 실시하지 않고 전송하는 플로우에 대해서는, 최단 경로인 통신 노드 (101-7), 통신 노드 (101-8), 및 통신 노드 (101-9) 를 경유하는 루팅이 설정되어 있다고 하면, 리소스 예약을 실시하지 않은 플로우가, 동일한 기점·종점 통신 노드간의 엔드-엔드 리소스 예약을 실시한 플로우 (201-2) 보다 짧다.

이 때문에, 예를 들어, 플로우 (201-1) 의 부하가 작고, 통신 노드 (101-7) 와 통신 노드 (101-8) 사이의 링크, 및 통신 노드 (101-8) 와 통신 노드 (101-9) 사이의 링크에 폭주 (輻輳) 가 발생하지 않는 경우에는, 통신 노드 (101-7) 로부터 통신 노드 (101-9) 까지의 통신에 대해서는, 리소스 예약을 실시한 플로우가, 실시하지 않은 플로우보다 경로가 길기 때문에, 지연이 커진다. 요컨대, QoS 보증을 위해서 실시한 리소스 예약인 것임에도 불구하고, 상황에 따라서는, 오히려 QoS 가 열화되어 버린다는 문제가 있다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 명시적 루팅에 의해 기정 경로가 정해진 플로우에 대해, 상황에 따라, 기정 경로보다 높은 전송 성능을 제공할 수 있고, 또, 효과적으로 리소스를 재이용할 수 있는 루팅 장치, 통신 시스템, 및 루팅 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 서술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 루팅 장치는, 플로우마다의 기정 경로에 포함되는 리소스를 지정하는 명시적 루팅이 가능한 통신망에 포함되고, 상기 루팅 장치가 전송하는 플로우의 명시적인 기정 경로의 적어도 일부를, 다른 플로우의 기정 경로에 포함되는 리소스를 경유하도록 우회시킬 때에, 우회 구간에서 상기 플로우에 제공할 수 있는 일시적인 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로를 검출하는 우회 경로 검출부와, 상기 우회 경로 검출부에 의해 검출된 우회 경로의 전송 품질과 상기 기정 경로의 전송 품질과의 차이에 기초하여, 상기 플로우의 데이터를 상기 우회 경로 및 상기 기정 경로 중 적어도 일방에 루팅하는 루팅부를 구비한다.

또, 상기 서술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 통신 시스템은, 플로우마다의 기정 경로에 포함되는 리소스를 지정하는 명시적 루팅이 가능한 통신망에 포함되는 루팅 장치를 포함한다. 상기 루팅 장치는, 상기 루팅 장치가 전송하는 플로우의 명시적인 기정 경로의 적어도 일부를, 다른 플로우의 기정 경로에 포함되는 리소스를 경유하도록 우회시킬 때에, 우회 구간에서 상기 플로우에 제공할 수 있는 일시적인 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로를 검출하는 우회 경로 검출부와, 상기 우회 경로 검출부에 의해 검출된 우회 경로의 전송 품질과 상기 기정 경로의 전송 품질과의 차이에 기초하여, 상기 플로우의 데이터를 상기 우회 경로 및 상기 기정 경로 중 적어도 일방에 루팅하는 루팅부를 구비한다.

또, 상기 서술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 루팅 방법은, 플로우마다의 기정 경로에 포함되는 리소스를 지정하는 명시적 루팅이 가능한 통신망에 포함되고, 루팅 장치가 전송하는 플로우의 명시적인 기정 경로의 적어도 일부를, 다른 플로우의 기정 경로에 포함되는 리소스를 경유하도록 우회시킬 때에, 우회 구간에서 상기 플로우에 제공할 수 있는 일시적인 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로를 검출하는 단계와, 상기 검출된 우회 경로의 전송 품질과 상기 기정 경로의 전송 품질과의 차이에 기초하여, 상기 플로우의 데이터를 상기 우회 경로 및 상기 기정 경로 중 적어도 일방에 루팅하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 명시적 루팅에 의해 기정 경로가 정해진 플로우에 대해, 상황에 따라, 기정 경로보다 높은 전송 성능을 제공할 수 있고, 또, 효과적으로 리소스를 재이용할 수 있다는 이점이 얻어진다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 루팅 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한, 동작을 실현하는 교점 LSR 의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 LSR 의 포워딩 테이블의 데이터 구성예를 나타내는 개념도이다.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 LSR 의 QoS-LSP 관리 테이블의 데이터 구성예를 나타내는 개념도이다.
도 5 는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 LSR 의 포워딩 테이블의 데이터 구성예를 나타내는 개념도이다.
도 6 은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 LSR 의 QoS-LSP 관리 테이블의 데이터 구성예를 나타내는 개념도이다.
도 7 은 판정이 필요한 이유를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8 은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한, 동작을 통합한, QoS-LSP 선택부의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 9 는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한, 멀티 홉 TDMA 무선 네트워크에 적용한 경우의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10 은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 모바일 라우터를 적용한 통신 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11 은 관련 기술에 의한, MPLS, GMPLS 등으로 사용되는 명시적 루팅을 설명하기 위한 개념도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

A. 본 발명의 실시형태의 원리

본 발명의 실시형태의 원리의 개요에 대해 설명한다.

본 발명의 실시형태에서는, 플로우의 기정의 전송 경로에 명시적으로 포함되는 리소스의 적어도 일부를, 다른 플로우의 기정 경로에 포함되는 리소스를 이용하여 우회시킬 때, 우회 구간에서 일시적으로 제공 가능한 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로를 동적으로 검출하고, 그 우회 구간에 있어서의 일시적인 전송 품질의, 검출된 우회 경로와 기정의 경로와의 차에 따라, 그 플로우의 데이터를 일시적으로 상기 우회 경로 또는 상기 기정 경로에 루팅한다.

여기서 검출된 우회 경로의, 특정 플로우에 대해 일시적으로 제공 가능한 전송 품질의 추정 결과는, 그 유효 기간 내에서의 경로 선택 판단에만 이용된다. 경로 선택 판단 기준은, 예를 들어, 이하와 같다. 그 플로우의 데이터 전송에 우회 경로를 이용함으로써, 전송 품질의 향상과 전송 비용의 저감의 어떠한 것, 또는 쌍방이 발생하는 것으로 기대되는 경우에만, 그 플로우의 데이터를 우회 경로에 루팅한다.

어떠한 플로우 A 에 일시적으로 제공 가능한 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로는, 예를 들어, 다른 플로우의 명시적 루팅 정보로부터 검출하는 것이 가능하다. 플로우 B 가 엔드-엔드로 QoS 보증되어 있고, 플로우 A 의 명시적 경로와 2 개 이상의 루팅 장치를 공유하고 있으면, 그 공유된 루팅 장치에 끼워진 구간을, 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로로서 검출할 수 있다. 플로우 B 가 예약한, 플로우 A 의 우회 경로에 포함되는 QoS 리소스의 하나를 플로우 C 로 한 경우, 이하에서는, 플로우 B 를 플로우 C 의 게스트 플로우, 플로우 A 를 플로우 C 의 주플로우라고 부른다. 동일한 리소스에 대해, 주플로우도 게스트 플로우도 복수 존재할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 있어서, 루팅 장치는, 하드웨어로서 독립적인 존재에 한정되지 않고, 예를 들어, 단일 칩 상의 프로세서간의 네트워크 등에도 적용 가능하다.

예를 들어, 어떠한 QoS 리소스가, FIFO 성과 x 이하의 전송 지연을, 주플로우에 대한 보증 대상으로 하고 있는 경우, 이 리소스의 주플로우가 없는 경우, 또는 주플로우가 있지만 데이터 전송 부하가 가해져 있지 않은 순간에 있어서는, 게스트 플로우의 데이터도 x 이하의 전송 지연으로 전송이 가능하다. 데이터 전송 부하가 가해져 있지 않은 상태를 일으키는 이유로서는, 실제로 플로우의 송신 프로세스가 데이터를 송신하고 있지 않거나, 송신 프로세스는 데이터를 송신하고 있는데 어느 것의 중계 프로세스가 본 발명의 실시형태에 의해 그 리소스를 우회하는 우회 경로를 이용하여 중계하고 있는 것 등을 생각할 수 있다.

또, 기정 경로 상의 2 개 이상의 루팅 장치 사이에서, 기정 경로 외의 경로에, 참고 문헌 A (T. Nakata et al., "Efficient bundling of heterogeneous radio resources for broadband Internet access from moving vehicles" in proceedings of Global Mobile Congress 2004, Oct. 11-13 2004, Shanghi, China) 에서 서술되어 있는 바와 같은 고정밀한 성능 추정 기구를 적용 중인 경우, 이 경로는, 일시적인 전송 품질을 추정할 수 있는 우회 경로로서 검출 가능하다.

또, QoS 리소스만으로 이루어지는 경로나, 고정밀한 성능 추정 기구를 적용 중인 경로가 아니어도, 예를 들어, 기정 경로의 2 개의 루팅 장치 사이가 기정 경로 외의 단일 링크로 결합되어 있고, 그 송신측의 루팅 장치에 있어서 전송 레이트나, 큐 길이로부터 성능을 추정할 수 있는 경우에는, 이 링크를, 일시적인 전송 품질을 추정할 수 있는 우회 경로로서 검출 가능하다.

QoS 플로우에 대해, 우회 경로의 전송 성능의 추정 정밀도 등으로부터, 우회 경로를 사용하는 편이 성능의 기대치는 높지만, QoS 보증이 불완전해지는 것으로 판단되는 경우에는, 우회 경로와, 기정 경로의 그 우회 경로로 우회되는 부분의 쌍방에 동일한 데이터를 전송함으로써, 성능의 기대치를 향상시키면서 QoS 보증이 유지된다.

이와 같이 하여, 본 발명의 실시형태에서는, 명시적 루팅에 의해 기정 경로가 정해진 플로우에 대해, 상황에 따라 기정 경로보다 높은 전송 성능을 제공하는 것이 가능해진다. 게다가 QoS 플로우가 우회 경로를 선택한 경우에, 기정 경로의 우회 대상 부분은 다른 게스트 플로우에 제공하면, QoS 리소스의 효과적인 재이용이 가능해진다.

A. 제 1 실시형태

본 발명의 제 1 실시형태에 대해 설명한다.

이하의 설명에 있어서, 명시적 루팅이 가능할 필요가 있지만, 그 실현 수단에 대해서는 전혀 한정되지 않는다. 본 제 1 실시형태에서는, 명시적 루팅을 공지 기술인 MPLS 및 RSVP-TE (resource reservation protocol with traffic extensions) 에 의해 실현하는 경우에 대해 설명한다.

도 1 은, 본 제 1 실시형태에 의한 루팅 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1 에 있어서, 통신 노드 (101-1, 101-2, …, 101-12) 는, 모두 라벨 스위치 라우터 (이하, LSR (Label Switch Router) 라고 한다) 이다. RSVP-TE 를 사용한 대역 예약 시그널링에 의해, LSR (101-11) 로부터 LSR (101-12) 까지의, QoS 보증된 LSP (Label Switch Path：QoS-LSP 라고 한다) (201-1) 와, LSR (101-6) 로부터 LSR (101-10) 까지의 QoS-LSP (201-2) 와, LSR (101-2) 로부터 (101-11) 까지의 QoS-LSP (201-3) 가 설정되어 있다.

LSR 간의 링크 (102) 는, 모두 쌍 방향에 「1」의 대역을 갖고, QoS-LSP (201-1, 201-2, 201-3) 모두 「1」의 대역을 예약하고 있다. QoS-LSP 를 포함하는 복수의 LSP 에 공유되는 LSR 을 교점 LSR 이라고 한다. 각 QoS-LSP 는, 기점 또는 교점 LSR 로, 패킷의 입력을 받아들인다.

각 QoS-LSR (101-1 ∼ 101-12) 은, RSVP-TE 에서의 시그널링시에, 각 QoS-LSP (201-1 ∼ 201-3) 의 경유 LSR 의 리스트와 터널 ID 를 기록한다. 그 때, 각 QoS-LSR (101-1 ∼ 101-12) 은, 자 (自) 노드를 경유하는 다른 LSP 와 공통의 교점 LSR 이 자노드 보다 하류측에 있으면, 이들을 서로 전송 처리가 대행 가능한 LSP 로서 등록한다.

예를 들어, QoS-LSP (201-1, 201-2, 201-3) 에 공유되는 교점 LSR (101-7) 은, LSR (101-9) 도 QoS-LSP (201-1 및 201-2) 의 쌍방에 속하기 때문에, LSR (101-9) 을, QoS-LSP (201-1 및 201-2) 를 서로 전송 처리가 대행 가능한 LSR 로서 등록한다. 이 순서는, 전송 품질을 비교 가능한 우회 경로를 동적으로 검출하는 기구의 일례이다. 요컨대, QoS-LSP (201-1) 가 먼저 확립되었다고 하면, QoS-LSP (201-2) 가 확립되었을 때에 비로소, QoS-LSP (201-1) 는, LSR (101-7) 과 LSR (101-9) 사이에 우회 경로를 갖는다.

교점 LSR (101-7) 은, QoS-LSP (201-2) 의 주플로우의 패킷을 수신시에, QoS-LSP (201-1 및 201-2) 의 쌍방에 속하는 하류측의 교점 LSR (101-9) 까지의 경로에 있어서, 기정 경로의 QoS-LSP (201-2) 가 아니고, 우회 경로 QoS-LSP (201-1) 를 이용하여 전송하는 편이 QoS 의 기대치가 높고, 또, 그와 같이 해도 양 QoS-LSP (201-1, 201-2) 의 QoS 보증에 지장이 없는 것으로 판단되는 경우, 그 패킷을 게스트 플로우의 패킷 (게스트 패킷이라고 부른다) 으로서 QoS-LSP (201-1) 에 입력한다.

한편, 교점 LSR (101-9) 에 있어서는, QoS-LSP (201-1) 의 게스트 패킷은, 우회 구간이 종료되기 때문에, QoS-LSP (201-2) 에 재입력된다. 요컨대, 교점 LSR (101-9) 은, QoS-LSP (201-1) 로부터 수신한 패킷 중, 게스트 패킷을 식별하여 전송하는 QoS-LSP 를 결정할 필요가 있다. 이와 같은 식별을 가능하게 하기 위해서, 본 제 1 실시형태에서는, LSR (101-7) 이 QoS-LSP (201-2) 로부터의 패킷을 QoS-LSP (201-1) 에 입력할 때, 그 패킷이 QoS-LSP (201-2) 로부터 입력되어 교점 LSR (101-9) 에서 QoS-LSP (201-2) 로 복귀해야 할 게스트 패킷인 것을 나타내는 정보를 헤더에 삽입한다.

이것은, 예를 들어, QoS-LSP (201-2) 의 터널 ID 와 출력 예정 LSR 을 포함하는 심 (SIM) 헤더 (게스트 심헤더라고 부른다) 를 신규로 작성하고, QoS-LSP (201-2) 의 심헤더를 게스트 심헤더로 변경하고, 그 위에 QoS-LSP (201-1) 의 통상적인 심헤더를 스택킹한 것을, 송신 패킷의 심헤더로 함으로써 실현된다.

이 때, QoS-LSP (201-1) 의 통상적인 심헤더의 S 비트를 「0 (스택킹이 이루어지고 있는 것을 나타낸다)」으로 한다.

게스트 심헤더는, 예를 들어, 이하와 같이 구성된다. 하나의 방법으로서 EXP 필드, TTL 필드를 특정한 값으로 하여 통상적인 심헤더로 식별할 수 있도록 하고, 라벨 필드에 터널 ID 와 우회 구간이 종료되는 LSR 의 식별 정보를 포함함으로써 게스트 심헤더를 구성한다. 또는, 라벨 필드에 게스트 심헤더인 것을 나타내는 특정 라벨을 삽입하여, 터널 ID 와 출력 예정 LSR 의 식별 정보를 수용하기 위한 필드를 별도 준비함으로써도 게스트 심헤더 구성이 가능하다.

교점 LSR 은, 자노드에서 종료되는 우회 경로를 제공하는 QoS-LSP 로부터의 패킷에 대해서는, 스택킹된 회귀 심헤더를 확인함으로써, 기정 경로로 복귀해야 하는 게스트 패킷을 식별한다. 또, 교점 LSR 이외의 LSR 은, 선두 심헤더만 검사하고, 선두 심헤더는, 게스트 심헤더가 되는 경우는 없기 때문에, 게스트 심헤더는, 교점 LSR 이외의 LSR 로 해석 가능할 필요는 없다.

다음으로, 도 2 는, 본 제 1 실시형태에 의한, 상기 서술한 동작을 실현하는 교점 LSR 의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2 에 있어서, 패킷 분류부 (11) 는, 수신한 패킷 (301) (패킷 b) 을 라벨에 관해서 분류한다. 패킷 분류부 (11) 는, 패킷 (301) 이 라벨 부가 패킷, 또는 새롭게 라벨을 부가해야 할 패킷이면, 라벨 처리부 (21) 에 공급하고, 그 이외이면, 패킷 처리부 (23) 에 공급한다.

라벨 처리부 (21) 는, 입력 패킷 (301) 의 라벨과 후술하는 포워딩 테이블 (31) 을 참조하여, 수신 패킷을 전송하고 있는 LSP (QoS-LSP 도 포함) 가 QoS-LSP 에 의한 전송 대행 대상인지 여부를 판정한다. 라벨 처리부 (21) 는, LSP 가 QoS-LSP 에 의한 전송 대행 대상이면, 패킷 (301) 의 정보를 QoS-LSP 선택부 (22) 에 공급하고, 전송 대행 대상이 아니면, 패킷 처리부 (23) 에 공급한다.

QoS-LSP 선택부 (22) 는, 수신된 패킷 (301) 의 심헤더와 포워딩 테이블 (31) 로부터, 수신 패킷에 대응하는 QoS-LSP 의 터널 ID 를 추출한다. QoS-LSP 선택부 (22) 는, 추출한 터널 ID 와 후술하는 QoS-LSP 관리 테이블 (32) 을 참조하여, 수신 패킷을 입력 가능한 최소 메트릭의 QoS-LSP 를 선택한다. QoS-LSP 선택부 (22) 는, 선택한 입력처 QoS-LSP 의 메트릭이 수신원의 QoS-LSP 보다 작으면, 수신 패킷을 게스트 패킷으로 하여 입력처 QoS-LSP 에 입력하고, 그렇지 않으면, 전송에 사용하는 LSP 를 변경하지 않고, 그대로 패킷 처리부 (23) 에 공급한다.

포워딩 테이블 (31) 은, 입력 라벨과, 입력 라벨에 대응하는 LSP 가 QoS-LSP 인지 여부의 플래그, 및 각 LSP 의 터널 ID 를 관리한다. QoS-LSP 관리 테이블 (32) 은, 그 LSR 을 경유하는 QoS-LSP 의 각각에 대해, 다른 LSP 로부터 수신한 패킷을 게스트 패킷으로서 입력한 경우의 장점을 관리한다.

패킷 처리부 (23) 는, QoS-LSP 선택부 (22) 에 의해 선택된 QoS-LSP 에 따라 수신 패킷을 처리하여, 패킷 송신 처리부 (12) 에 공급한다.

대역 예약 처리부 (41) 는, 리소스 상태 관리 테이블 (42) 을 참조하여 대역을 예약한다. 리소스 상태 관리 테이블 (42) 은, 리소스 상태를 유지한다. 패킷 송신 처리부 (12) 는, 수신 패킷을 게스트 패킷, 또는 통상적인 MPLS 패킷으로서 송신한다.

도 3 은, 본 제 1 실시형태에 의한 LSR (101-7) 의 포워딩 테이블 (31) 의 데이터 구성예를 나타내는 개념도이다. 포워딩 테이블 (31) 은, 입력 라벨과, 입력 라벨에 대응하는 LSP 가 QoS-LSP 인지 여부의 플래그, 및 각 LSP 의 터널 ID 를 관리한다.

도 4 는, 본 제 1 실시형태에 의한 LSR (101-7) 의 QoS-LSP 관리 테이블 (32) 의 데이터 구성예를 나타내는 개념도이다. QoS-LSP 관리 테이블 (32) 은, 그 LSR 을 경유하는 QoS-LSP 의 각각에 대해, 다른 LSP 로부터 수신한 패킷을 게스트 패킷으로서 입력한 경우의 장점을 관리한다. 보다 구체적으로는, QoS-LSP 관리 테이블 (32) 은, 수신 터널과 입력처 터널의 조합의 각각에 대해, 입력을 실시한 경우와 실시하지 않는 경우의 QoS 메트릭의 차를 관리한다.

다음으로, 교점 LSR (101-7 및 101-9) 의 처리의 동작으로서, 교점 LSR (101-7) 의 패킷 수신시의 처리에 대해 설명한다. 수신한 패킷 (301) 은, 교점 LSR (101-7) 의 패킷 분류부 (11) 에서 라벨에 관해서 분류되고, 라벨 부가 패킷 또는 새롭게 라벨을 부가해야 할 패킷이면, 라벨 처리부 (21) 에 입력된다. 라벨 처리부 (21) 에서는, 입력 패킷 (301) 의 라벨의 포워딩 테이블 (31) 을 참조하여, 수신 패킷을 전송하고 있는 LSP (QoS-LSP 도 포함하는) 가 QoS-LSP 에 의한 전송 대행 대상인지 여부가 판정된다. 라벨 처리부 (21) 는, 그 LSP 가 QoS-LSP 에 의한 전송 대행 대상이면, 패킷 (301) 의 정보를 QoS-LSP 선택부 (22) 에, 전송 대행 대상이 아니면, 패킷 처리부 (23) 에 입력한다.

이하에서는, 게스트 심헤더를 포함하지 않는 패킷 (301) 이 LSP (201-2) 로부터 수신된 경우를 설명한다. 수신된 패킷 (301) 의 정보는, QoS-LSP 선택부 (22) 에 입력된다. QoS-LSP 선택부 (22) 는, 수신된 패킷 (301) 의 심헤더와 포워딩 테이블 (31) 로부터, 수신 패킷에 대응하는 QoS-LSP 의 터널 ID 를 추출한다.

다음으로, QoS-LSP 선택부 (22) 는, 추출한 터널 ID 에서 QoS-LSP 관리 테이블 (32) 을 참조하여, 수신 패킷을 입력 가능한 최소 메트릭의 QoS-LSP 를 선택한다. QoS-LSP 선택부 (22) 는, 선택한 입력처 QoS-LSP 의 메트릭이 수신원의 QoS-LSP 보다 작으면, 수신 패킷을 게스트 패킷으로서 입력처 QoS-LSP 에 입력하고, 그렇지 않으면, 전송에 사용하는 LSP 를 변경하지 않고, 선두의 심헤더에 따라 송신한다. 단, 메트릭은, 작을수록 바람직한 것으로 한다.

QoS-LSP 관리 테이블 (32) 에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 입력 장점을, 수신 터널 ID 와 입력처 터널 ID 사이의 행렬 요소로서 표현하고 있다. 단, QoS-LSP (201-1) 의 터널 ID 를 「1」, QoS-LSP (201-2) 의 터널 ID 를 「2」로 하고 있다. 또, 서로 전송 처리가 대행 가능하지 않은 경우에는, QoS 메트릭차를 NULL 로 하고 있다. 메트릭차는, 게스트 패킷을 입력하면, 자노드에 있어서의 주플로우의 QoS 보증이 불완전해지거나, 또는 자노드 이외에서의 QoS-LSP 의 QoS 보증의 불완전성을 초래하는 것으로 판단되는 경우도 NULL 이 된다.

QoS 메트릭은, 예를 들어, 하류측의 교점 노드까지의 홉 수나, 각 홉의 지연 상한치의 합, 에러 가능성의 상한치의 합, 전지의 잔량의 최소치 등으로 부여된다. LSR 은, RSVP-TE 의 시그널링에 의해 관리 대상의 QoS-LSP 가 더해질 때마다, QoS-LSP 관리 테이블 (32) 에 대응하는 행 및 열을 추가하고, 또한 어느 것의 QoS-LSP 의 메트릭이 변경될 때마다, QoS-LSP 관리 테이블 (32) 상의 메트릭차를 갱신한다.

도 4 에 나타내는 예에서는, 홉 수를 메트릭으로서 설정하고 있다. QoS-LSP (201-2) 의 패킷을 QoS-LSP (201-1) 로 송신하면, 엔드-엔드에서의 홉 수가 「2」줄어들기 때문에, 수신 터널 ID = 2 에 대해, 입력처 터널 ID = 1 의 메트릭 차분이 「-2」이다. 이와 같이, 메트릭 차분이 「0」미만이기 때문에, QoS-LSP (201-2) 로부터 수신한 패킷 (301) 은 (도 1 을 참조), QoS-LSP (201-1) 에 입력된다.

이 때, QoS-LSP 선택부 (22) 는, 다음의 동작을 실시한다. 먼저, 수신한 패킷 (301) 의 심헤더 (QoS-LSP (201-2) 의 심헤더) 를 QoS-LSP (201-2) 에 대응하는 게스트 심헤더로 변경하고, 그 위에 QoS-LSP (201-1) 에서의 송신에 대응하는 심헤더 (도 3 으로부터, 송신 라벨을 「51」이라고 한다) 를 스택킹하고, 패킷 송신 처리부 (12) 에 입력한다.

도 5 는, 본 제 1 실시형태에 의한 교점 LSR (101-9) 의 포워딩 테이블 (31) 의 데이터 구성예를 나타내는 개념도이다. 도 6 은, 본 제 1 실시형태에 의한 교점 LSR (101-9) 의 QoS-LSP 관리 테이블 (32) 의 데이터 구성예를 나타내는 개념도이다.

교점 LSR (101-9) 에 있어서, QoS-LSP (201-1) 로부터 수신한, 게스트 심헤더를 포함하는 패킷 (301) 은, QoS-LSP 선택부 (22) 에서, 먼저, 게스트 심헤더가 검사된다. 그 결과, QoS-LSP 선택부 (22) 에 있어서, 그 패킷의 기정 경로인 LSP 가 QoS-LSP (201-2) 로 판정된다. 게다가 우회 구간이 종료되는 LSR 의 식별 정보를 이용하고 있는 경우, QoS-LSP 선택부 (22) 는, 자노드에서 우회 구간이 종료되는지 여부를 검사한다. 자노드에서 패킷 (301) 의 우회 구간이 종료되는 경우, 패킷 (301) 은, QoS-LSP (201-2) 에 입력된다.

이상의 동작에 의해, QoS-LSP 간에서의 대역의 융통이 가능해지는데, 그러기 위해서는, LSR (101-7) 이 게스트 패킷을 입력하면, 주플로우의 QoS 보증이 불완전해지는지 여부를 판단할 수 있는 것이 전제가 된다. 이 판단 방법에 대해 이하에 설명한다.

먼저, 우회 경로의 시점이 되는 LSR 에 있어서, 자노드 상태 정보만으로부터, QoS-LSP (X) 로부터 수신할 수 있는 최대 사이즈의 패킷을 우회처의 QoS-LSP (Y) 에 입력해도, 자노드가 QoS-LSP (Y) 의 주플로우에 대해 제공해야 할 QoS 보증에 지장이 생길 가능성이 없는지 판단할 수 있을 필요가 있다. 예를 들어, 자노드가 QoS-LSP (Y) 의 주플로우에 제공해야 할 QoS 보증이, 전송 지연의 상한치인 경우, 출력 버퍼의 큐 길이나, 단위 시간당의 전송량 등으로부터, 수신할 수 있는 최대 사이즈의 QoS-LSP (X) 의 패킷을, QoS-LSP (Y) 로부터 송신해도, 자노드에 있어서의 지연이 보장치를 웃돌지 않는 것으로 판정할 수 있을 필요가 있다.

이와 같은 판정은, 엔드-엔드의 QoS 가, 각 노드가 할당된 국소적인 QoS 를 보증함으로써 유지된다는 전제에서 유효하다. 이 전제가 성립되지 않는 QoS-LSP 에 대해, 상기 판정은, 항상 반대가 된다. 본 제 1 실시형태에서는, 경로 상의 모든 LSR 이 국소적 QoS 요구를 보증하고 있는 한, 엔드-엔드의 QoS 는 유지되는 바와 같은 국소적인 QoS 요구를, 각 LSR 이 RSVP-TE 에 의한 시그널링시에 수신하고 있는 것으로 가정하고 있다. 이상의 국소적 판단을, 로컬 조건이라고 하고, 이하와 같이 일반화할 수 있다.

(로컬 조건)

자노드가, QoS-LSP 설정시에 요구된 QoS 보장 조건을, 게스트 패킷을 그 QoS-LSP 에 입력해도 유지할 수 있을 것.

또한, 상기 로컬 조건의 확인 이외에, QoS-LSP (X) 의 주플로우의 패킷의, 게스트 패킷으로서의 QoS-LSP (Y) 에 대한 입력이, 자노드 이외에서의 국소적인 QoS 보증의 불완전성을 초래하는지 여부의 판정이 필요하다. 이것은, 구체적으로는, QoS-LSP (Y) 상에서 자노드, 또는 보다 상류의 노드로부터, QoS-LSP (X) 의 QoS-LSP (Y) 에 의한 우회 경로의 종점 노드, 또는 보다 상류의 노드까지의 사이에 있는, QoS-LSP (Y) 의 주플로우에 대한, 어떠한 우회 경로의 종점 노드도, 국소적인 QoS 의 보증이, 자노드가 QoS-LSP (Y) 에 게스트 패킷을 입력해도 유지할 수 있는지 여부를 판단함으로써 달성된다.

도 7 은, 상기 서술한 판정이 필요한 이유를 설명하기 위한 설명도이다. 도 7 에 나타내는 예는, 도 1 에 나타내는 예에 추가로 LSR (101-4) 을 기점, LSR (101-10) 을 종점으로 한 QoS-LSP (201-4) 가 포함된다. 이 예에서는, 교점 LSR (101-7, 101-9) 에 추가로 LSR (101-4, 101-10) 도 교점 LSR 로 한다. 지금, QoS-LSP (201-1) 의 부하가 거의 없다고 하면, QoS-LSP (201-2) 의 패킷 c (패킷 (301-1)) 는, 교점 LSR (101-7) 에 있어서 거의 QoS-LSP (201-1) 로 전송되므로, LSR (101-2, 101-3, 101-4) 에는, QoS-LSP (201-2) 의 패킷은, 거의 흐르지 않는다.

이 때, 교점 LSR (101-4) 에 있어서, QoS-LSP (201-2) 의 부하가 거의 없는 것으로 판단되어, QoS-LSP (201-4) 의 패킷 d (패킷 (301-2)) 가 게스트 패킷으로서 QoS-LSP (201-2) 에 입력되는 경우가 있다. 이 경우에 있어서, LSR (101-9) 과 LSR (101-10) 사이에 패킷 c 와 패킷 d 가 합류하여, 합계의 레이트가 QoS-LSP (201-2) 의 예약 대역을 웃돌면 폭주 가능성이 생긴다.

따라서, LSR (101-4) 이, 패킷 d 를 게스트 패킷으로서, QoS-LSP (201-2) 에 입력하면, 자노드 이외에서의 국소적인 QoS 보증의 불완전성을 초래하는지 여부를 확인하려면, 자노드보다 하류에서 QoS-LSP (201-2) 의 주플로우의 패킷이 합류할 가능성이 있는지 판단할 수 있을 필요가 있다. 이와 같은, 보다 하류에서의 폭주의 가능성을 회피하기 위한 판단 기준은, 이하와 같이 글로벌 조건으로서 일반화할 수 있다.

(글로벌 조건)

자노드가 시점이 되는 우회 경로를 제공할 수 있는 QoS-LSP 상에서 자노드, 또는 보다 상류의 노드로부터, 그 우회 경로의 종점 노드, 또는 보다 상류의 노드까지의, 그 QoS-LSP 의 주플로우의 어떠한 우회 경로의 종점 노드도, 게스트 패킷을 그 QoS-LSP 에 입력해도 로컬 조건을 유지할 수 있을 것.

이 조건의 확인 방법은 몇가지를 생각할 수 있다. 예를 들어, 각 QoS-LSP 가, 그 주플로우가 취할 수 있는 모든 우회 경로의 종점 LSR 의 리스트를 경로 상의 각 교점 LSR 에 통지하도록 해 두고, 어떠한 교점 노드 W 에서 LSP (A) 로부터 수신한 패킷 S 를, QoS-LSP (B) 에 게스트 패킷으로서 입력할 때에, 시점 노드가, 또는 보다 상류인 QoS-LSP (B) 의 주플로우의 우회 경로의 종점 LSR 중, LSP (W) 보다 하류에서 LSP (W) 에 가장 가까운 LSR 이, LSP (W) 로부터 시작되는 패킷 S 의 우회 경로의 종점 LSR 보다 상류인 경우에 한해, 그 종점 LSR 에 있어서 패킷 S 와 QoS-LSP (B) 의 주플로우의 패킷이 합류하여, 폭주의 가능성이 있다.

이상을 고려하여, 시점 노드가 LSP (W), 또는 보다 상류인 QoS-LSP (B) 의 주플로우의 우회 경로의 종점 LSR 중, LSP (W) 보다 하류에서 LSP (W) 에 가장 가까운 LSP 가, 패킷 S 의 우회 경로의 종점 LSR, 또는 보다 하류이면, 패킷 S 의 QoS-LSP (B) 에 대한 게스트 패킷으로서의 입력은, LSP (W) 보다 하류의 어떠한 LSR 에 있어서도, QoS-LSP (B) 의 QoS 에 영향을 미치지 않기 때문에, 글로벌 조건이 만족되는 것으로 판단할 수 있다. 이 판정 방법을 사용하는 데에는, 각 QoS-LSP 는, 경유하는 교점 LSR 에 대해, 그 주플로우가 취할 수 있는 우회 경로의 종점 LSR 의 정보를 통지할 필요가 있다.

패킷 S 의 우회 경로의 종점 LSR 과 LSP (W) 사이에 교점 LSR 이 없는 경우에는, QoS-LSP (B) 의 주플로우의 우회 경로에 따르지 않고, 글로벌 조건이 성립한다.

글로벌 조건은, 우회 경로에 대한 패킷의 전송시에, 기정 경로에, 그 패킷이 우회 경로의 종점 노드까지의 사이에, 기정 경로를 사용하지 않는 것을 나타내는 시그널링 정보를 동시에 송신하는 것도 확인할 수 있다. 이것을 취한 QoS-LSR 은, 우회 패킷 분의 부하 만큼은, 그 우회 패킷의 우회 경로의 종점 노드까지의 사이이면, 게스트 패킷을 입력할 수 있을 여유가 있는 것을 알 수 있다.

경로 선택에 사용하는 메트릭차는, 이상에 설명한 로컬 조건 및 글로벌 조건이 충족되지 않는 경우에는, NULL 이 된다. 로컬 조건, 글로벌 조건 모두, 우회처 LSP 의 주플로우의 전송 상태에 의존하기 때문에, 그것이 어떠한 시점에서 충족되어 있어도, 다른 시각에 대해서는 충족되는지 여부를 추정할 수 없다. 그러므로, 메트릭차의 판독 출력이, 본 제 1 실시형태에 있어서의, 기정 경로와 우회 경로의 일시적인 전송 품질의 차이의 추정에 해당한다.

도 8 은, 본 제 1 실시형태에 의한, 상기 서술한 교점 LSR (101-7, 101-9) 의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다. 입력 패킷이 수신되면 (단계 S10), QoS-LSP 선택부 (22) 에 의해, 먼저, 입력 패킷에 게스트 심헤더가 포함되는지 여부가 검사된다 (단계 S11). 게스트 심헤더가 포함되지 않는 경우에는, 다른 QoS-LSP 에 의해 글로벌 조건을 만족하는 우회가 가능한지 여부, 즉, QoS-LSP 관리 테이블 (32) 상의 수신 LSP 의 열에 메트릭차가 NULL 이 아닌 요소가 있는지가 검사된다 (단계 S14).

우회가 가능했던 경우에는, 가장 메트릭상 장점이 큰 QoS-LSP 를 우회 QoS-LSP 로서 선택하여 (단계 S15), QoS-LSP 관리 테이블 상에서, 우회용 QoS-LSP 의 수신 LSP 와의 메트릭차가 부 (負) 인지 여부가 검사된다 (단계 S16). 그 장점이 정 (正) (메트릭차가 부) 이면, 수신 패킷의 선두 심헤더를 게스트 심헤더로 변경 후, 우회용 QoS-LSP 의 심헤더를 스택킹한다 (단계 S18). 다음으로, 패킷 처리부 (23), 패킷 송신 처리부 (12) 에 의해, 그 수신 패킷을 게스트 패킷으로서 송신한다 (단계 S19). 그 후, 송신 패킷 사이즈, 패킷 송신 처리부 (12) 의 상태 등에 따라 (로컬 조건을 검사하고, 그 결과에 따라), QoS-LSP 관리 테이블 (32) (의 메트릭차) 을 갱신하여 (단계 S20), 라벨 처리 대상 패킷의 수신 대기로 이행한다 (단계 S21).

그 이외의 케이스, 즉, 단계 S14 에서, 우회가 가능하지 않은 것으로 판정된 경우나, 단계 S16 에서, 우회용 QoS-LSP 의 수신 LSP 와의 메트릭차가 부가 아닌 경우에 대해 설명한다. 이와 같은 경우에는, 게스트 심헤더를 포함하지 않는 패킷은 모두 통상적인 MPLS 패킷으로서, 통상적인 MPLS 패킷으로서 라벨을 고쳐 쓴다 (단계 S17). 다음으로, 패킷 처리부 (23), 패킷 송신 처리부 (12) 에 의해, 그 수신 패킷을 통상적인 MPLS 패킷으로서 송신한다 (단계 S19). 그 후, 송신 패킷 사이즈, 패킷 송신 처리부 (12) 의 상태 등에 따라 (로컬 조건을 검사하여, 그 결과에 따라), QoS-LSP 관리 테이블 (32) (의 메트릭차) 을 갱신하여 (단계 S20), 라벨 처리 대상 패킷의 수신 대기로 이행한다 (단계 S21).

한편, 입력 패킷에 게스트 심헤더가 포함되는 경우에는, 자노드가 우회 경로의 종점 LSR 인지가 검사된다 (단계 S12). 자노드가 우회 경로의 종점 LSR 인 경우에는, 자노드가 기정 경로의 LSP 의 종점 LSR 이면, 수신 패킷의 게스트 심헤더를 삭제 후, 선두 심헤더를 복귀처 LSP 의 심헤더로 변경, 또는 복귀처 LSP 의 종점 LSP 이면 종단 처리를 실시한다 (MPLS 의 Egress 노드로서의 처리를 실시한다) (단계 S13).

한편, 자노드가 우회 경로의 종점 LSR 이 아닌 경우에는, 입력 패킷을 통상적인 MPLS 패킷으로서 처리하기 위하여, 통상적인 MPLS 패킷으로서 라벨을 고쳐 쓴다 (단계 S17). 다음으로, 패킷 처리부 (23), 패킷 송신 처리부 (12) 에 의해, 그 수신 패킷을 통상적인 MPLS 패킷으로서 송신한다 (단계 S19). 그 후, 송신 패킷 사이즈, 패킷 송신 처리부 (12) 의 상태 등에 따라 (로컬 조건을 검사하고, 그 결과에 따라), QoS-LSP 관리 테이블 (32) (의 메트릭차) 을 갱신하여 (단계 S20), 라벨 처리 대상 패킷의 수신 대기로 이행한다 (단계 S21).

B. 제 2 실시형태

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다.

본 발명의 제 2 실시형태는, 무선 TDMA 네트워크를 대상으로 한다.

도 9 는, 본 제 2 실시형태에 의한, 멀티 홉 TDMA 무선 네트워크에 적용한 경우의 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 9 에는, 무선 노드 (111-1 ∼ 111-5) 가 직선 형상으로 정렬된 멀티 홉 TDMA 무선 네트워크가 나타나 있다. 이 예에 있어서 명시적 루팅은, 기점 및 각 중계 노드로 송신 타임 슬롯이 미리 할당됨으로써 행해지고 있다.

도 9 에서는, QoS 패스 (path) (211-1) 와 QoS 패스 (211-2) 가 설정되어 있다. 무선 노드 (111-1 ∼ 111-5) 의 각각에 있어서의 QoS 타임 슬롯 TS 의 할당은, 각각 프레임 (312-1 ∼ 312-5) (프레임 F) 에 나타난다. QoS 패스 (211-1) 에 대해서는, 노드 (111-1) 에 있어서 슬롯 「2」, 노드 (111-2) 에 있어서 슬롯 「5」, 노드 (111-3) 에 있어서 슬롯 「8」, 노드 (111-4) 에 있어서 슬롯 「11」이 할당되어 있다. 노드 (111-5) 는, 종점 노드이기 때문에, 슬롯 「11」에 노드 (111-4) 로부터 송신된 데이터를 수신할 뿐이다.

마찬가지로, QoS 패스 (211-2) 에 대해서는, 노드 (111-2) 에 있어서 슬롯 「1」, 노드 (111-3) 에 있어서 슬롯 「10」이 할당되어 있다. QoS 패스 (211-1) 와 QoS 패스 (211-2) 에 타임 슬롯을 할당할 때에, 각 노드는, 양 QoS 패스를 서로 전송 처리가 대행 가능한 패스로서 등록한다. 게스트 패킷을 송신할 때에 참 (眞) 으로 하는 플래그 필드 (게스트 플래그) 가 타임 슬롯 내에 정의되어 있다.

여기서, 노드 (111-2) 가 있는 프레임에 있어서 슬롯 「2」에 데이터를 수신하지 않은 것으로 한다. 이 때, QoS 패스 (211-1) 의 데이터가 다음으로 노드 (111-1) 로부터 송신되는 것은, 다음의 프레임의 슬롯 「2」이후라고 가정할 수 있다. 이 때 QoS 패스 (211-2) 에 송신 대기 데이터 (311) 가 있던 경우, 이 데이터 (e 라고 한다) 를, 노드 (111-2) 는, 슬롯 「5」를 이용하여 송신함으로써, 다음의 프레임의 슬롯 「1」까지 기다린 경우보다 빠르게 패킷이 종점 노드 (111-4) 에 수신되는 것으로 추정할 수 있다. 따라서, 노드 (111-2) 는, 데이터 e 를 슬롯 「5」를 이용하여 송신하고, 그 때, 게스트 플래그를 참으로 한다.

다음으로, 슬롯 「5」에 있어서, 노드 (111-2) 로부터 데이터 e 를 수신한 노드 (111-3) 는, 이것을 QoS 패스 (211-1) 의 데이터와 같이, 슬롯 「8」을 이용하여 송신한다. 마지막으로, 슬롯 「8」에 있어서 노드 (111-3) 로부터 데이터 e 를 수신한 노드 (111-4) 는, 게스트 플래그가 참인 것과, 자노드가 QoS 패스 (211-2) 의 종점 노드인 것으로부터, 수신 데이터를 QoS 패스 (211-2) 의 데이터로서 수신 어플리케이션, 또는 상위 통신 레이어로 전달한다.

만약, 상기와 동일한 프레임에 있어서, 노드 (111-2) 가 슬롯 「1」에서 QoS 패스 (211-2) 의 데이터를 송신하고 있던 경우, 노드 (111-3) 는, 슬롯 「1」및 「5」에서 QoS 패스 (211-2) 의 데이터를 수신한다. 이 때, 슬롯 「1」에서 수신한 데이터를 슬롯 「8」에서, 슬롯 「5」에서 수신한 데이터를 슬롯 「10」에서 송신하면, 이들의 패킷의 노드 (111-4) 에서의 수신 순서는 역전되지 않는다. 이 때에도 슬롯 (8) 에서의 송신시에만 게스트 플래그를 참으로 한다.

상기 서술한 제 2 실시형태에 의하면, 각 QoS 데이터는, 특정한 QoS 패스에 대응시킬 수 있는데, 본래 대응하는 QoS 패스보다 지연이 작은 다른 QoS 패스를 이용하여 전송함으로써, 지연 기대치를 단축할 수 있다. 또, 서로 전송 처리가 대행 가능한 QoS 패스간에 부하를 분산시킴으로써, 통신 대역 기대치를 확대할 수 있다.

C. 제 3 실시형태

다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태에 대해 설명한다.

본 제 3 실시형태에서는, 본 발명의 우회 경로와 기정 경로의 선택을 실시하는, 우회 경로의 시점 노드는, 복수의 무선 인터페이스를 구비한 모바일 라우터이고, 참고 문헌 B (나카타, 노구치, 뉴, 우케카와, 「이동체 인터넷 BBRide (등록 상표) 에 있어서의 무선 기술 다양화에 대응한 회선 다중화」, 전자 정보 통신 학회 소사이어티 대회 2008, 논문 B-6-33) 에 나타나는 개량 MIM (Mobile Inverse Mux) 기술에 의해, 무선 회선의 다중화를 실행하는 프로세스를 탑재하고 있다.

또, 모바일 라우터의 무선 인터페이스 중 1 개에 대응하는 회선은, QoS 보증 서비스를 제공하고, 무선 다중화 프로토콜은, QoS 보증 서비스를 이용하고 있지 않은 무선 회선을 다중화하고 있다. 무선 다중화 시스템은, 내부적으로 실시하고 있는, 상기 서술한 참고 문헌 A, B 에 나타나는 프로브 정보를, 전송 성능의 추정을 위해서 루팅 프로세스에 제공 가능하다.

도 10 은, 본 제 3 실시형태에 의한 모바일 라우터를 적용한 통신 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 10 에 있어서, 송신 노드 (121-1) 는, 수신 노드 (121-4) 로 복수의 플로우를 송신하고 있고, 그 중의 일부가 QoS 플로우이다.

QoS 플로우는, 그 기정 경로로서, 모바일 라우터 (121-2) 로부터 QoS 무선 인터페이스 (403), QoS 무선 회선 (122) 을 통과하도록 명시적으로 루팅되어 있는 것으로 한다.

QoS 회선 (122) 의 대역의 일부는, QoS 플로우가 예약되어 있어, MIM (Mobile Inverse Mux) 프로세스 (402) 는, 이용할 수 없다. 루팅 프로세스 (401) 는, QoS 플로우 이외의 IP 패킷을 MIM 프로세스 (402) 에 루팅한다. 루팅 프로세스 (401) 는, QoS 플로우의 패킷을, 일반의 IP 패킷과 마찬가지로, MIM 경유에 의해 송신한 경우의 전송 품질을, MIM 프로세스 (402) 로부터 제공되는 프로브 정보 (참고 문헌 A, B 참조) 에 기초하여 추정한다.

게다가 루팅 프로세스 (401) 는, 이것을 QoS 회선 (122) 이 제공하는 서비스의 원리적인 성능 등과 비교함으로써, 기정 경로를 이용하여 전송한 경우와, 우회 경로로서 MIM 프로세스 (402) 를 넥스트 홉으로 하는 IP 루팅에 의해 전송한 경우의 전송 품질의 차이를 추정한다. 만약, 우회 경로의 전송 품질이 일정 이상의 확률로 기정 경로보다 높은 경우에는, 루팅 프로세스 (401) 는, 그 QoS 플로우의 패킷 로스에 대한 내성 등에 따라, 우회 경로만, 또는 우회 경로와 기정 경로의 쌍방으로부터 QoS 패킷의 플로우를 송신한다.

MIM 프로세스 (402) 를 넥스트 홉으로 하는 IP 루팅을 우회 경로로서 이용하는 의미가 있는 것은, 비 QoS 회선 (123-1 과 123-2) 의 적어도 어느 일방이, MIM 프로세스 (402) 로부터 이용 가능한 경우이다. 무선 매체 상태나, 통신 제한, 홈 에이전트의 서비스 정지 등에 의해, 비 QoS 무선 회선을 이용할 수 없게 된 경우나, 반대로 이용할 수 있게 된 경우에는, 상태의 변화를 루팅 프로세스 (401) 에 통지한다. 이로써, 루팅 프로세스 (401) 는, 우회 경로의 존부를 동적으로 검출할 수 있다.

각각의 무선 회선이 공중 무선 회선이었다고 하면, QoS 보증 서비스를 제공할 수 있는 실제의 회선의 예로서 위성 회선을 들 수 있다. 위성 회선은, 대역을 보증 가능하지만, 지연의 최소치가 크다는 문제가 있기 때문에, QoS 보증을 제공할 수 없는 휴대전화 회선 등이 전송 품질의 기대치는 우수한 것이다. 이와 같은 경우에는, 본 제 3 실시형태를, 대역의 보증이 불가결하지만 지연 단축의 실용적 효과가 큰, 음성 통신 등의 플로우에 적용하면, 폭주를 회피하면서, 지연 기대치를 개선할 수 있다는 효과가 있다.

상기 서술한 제 1 내지 제 3 실시형태에 의하면, 명시적 루팅에 의한 QoS 보증을 유지하면서, 배타적인 리소스 예약에서 기인되는 리소스의 활용 효율의 저하를 실운용상 억제하고, 또한, QoS 리소스를 포함하는 기정 경로의 최대 대역이나, 최소 지연에 의한 통신 성능의 제한을 회피할 수 있다.

이상, 실시형태를 참조하여 본원 발명을 설명했는데, 본원 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 본원 발명의 구성이나 상세하게는, 본원 발명의 스코프 내에서 당업자가 이해할 수 있는 여러가지 변경을 할 수 있다.

이 출원은, 2009년 3월 27일에 출원된 일본 출원 일본 특허출원 2009-079972 를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 전부를 여기에 도입한다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 루팅 장치, 통신 시스템, 및 루팅 방법에 적용할 수 있다. 이들 루팅 장치, 통신 시스템, 및 루팅 방법에 의하면, 명시적 루팅에 의해 기정 경로를 정해진 플로우에 대해, 상황에 따라, 기정 경로보다 높은 전송 성능을 제공할 수 있고, 또, 효과적으로 리소스를 재이용할 수 있다.

11 패킷 분류부
12 패킷 송신 처리부
21 라벨 처리부
22 QoS-LSP 선택부
23 패킷 처리부
31 포워딩 테이블
32 QoS-LSP 관리 테이블
41 대역 예약 처리부
42 리소스 상태 관리 테이블
101-1 ∼ 101-14, 111-1 ∼ 111-5 LSR
102, 112 통신 링크
121-1 송신 노드
121-2 모바일 라우터
121-3 홈 에이전트
121-4 수신 노드
201-1 ∼ 201-4, 211-1, 211-2 LSP
301, 301-1, 301-2 패킷
311 데이터
312-1 ∼ 312-5 프레임
401 루팅 프로세스
402 MIM 프로세스
403 QoS 무선 인터페이스
404-1, 404-2 비 QoS 무선 인터페이스

Claims

플로우마다의 기정 경로에 포함되는 리소스를 지정하는 명시적 루팅이 가능한 통신망에 포함되는 루팅 장치로서,
상기 루팅 장치가 전송하는 플로우의 명시적인 기정 경로의 적어도 일부를, 다른 플로우의 기정 경로에 포함되는 리소스를 경유하도록 우회시킬 때에, 우회 구간에서 상기 플로우에 제공할 수 있는 일시적인 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로를 검출하는 우회 경로 검출부와,
상기 우회 경로 검출부에 의해 검출된 우회 경로의 전송 품질과 상기 기정 경로의 전송 품질과의 차이에 기초하여, 상기 플로우의 데이터를 상기 우회 경로 및 상기 기정 경로 중 적어도 일방에 루팅하는 루팅부를 구비하는, 루팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 우회 경로 검출부는,
전송 품질이 보증되고, 상기 기정 경로와 2 개 이상의 루팅 장치를 공유하고 있으면, 상기 공유된 루팅 장치에 끼워진 구간을, 상기 일시적인 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로로서 검출하는, 루팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 우회 경로 검출부는,
상기 기정 경로 및 상기 우회 경로의 쌍방의 주플로우에 대해 보증되는 전송 품질 정보, 상기 루팅 장치에서의 전송 품질 보장 조건의 유지 여부를 판단하기 위한 로컬 조건, 및 상기 루팅 장치보다 하류에서의 폭주의 가능성을 회피하기 위한 판단 기준인 글로벌 조건에 기초하여, 상기 우회 경로로서 검출하는, 루팅 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 우회 경로 검출부는,
상기 글로벌 조건으로서, 상기 기정 경로의 2 개의 루팅 장치 사이가 상기 기정 경로 외의 단일 링크로 결합되어 있는 경우, 상기 링크를 상기 일시적인 전송 품질을 추정할 수 있는 우회 경로로서 검출하는, 루팅 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 우회 경로 검출부는,
상기 글로벌 조건으로서, 상기 우회 경로에 대한 패킷의 전송시에, 상기 기정 경로에 송신되는 상기 패킷이, 상기 우회 경로의 종점 노드까지의 사이에, 상기 기정 경로를 사용하지 않는 것을 나타내는 시그널링 정보를 수신 가능한 경우, 상기 일시적인 전송 품질을 추정할 수 있는 우회 경로로서 검출하는, 루팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 우회 경로 검출부는,
IP 루팅에 의해 상기 기정 경로에 명시적으로 포함하는 리소스의 적어도 일부를 확실하게 우회하여 상기 플로우의 수신 노드에 도달 가능한, 일시적 링크의 존부를 확인함으로써, 상기 일시적인 전송 품질을 추정할 수 있는 우회 경로로서 검출 가능한지 판정하는, 루팅 장치.
플로우마다의 기정 경로에 포함되는 리소스를 지정하는 명시적 루팅이 가능한 통신망에 포함되는 루팅 장치를 포함하는 통신 시스템으로서,
상기 루팅 장치는,
상기 루팅 장치가 전송하는 플로우의 명시적인 기정 경로의 적어도 일부를, 다른 플로우의 기정 경로에 포함되는 리소스를 경유하도록 우회시킬 때에, 우회 구간에서 상기 플로우에 제공할 수 있는 일시적인 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로를 검출하는 우회 경로 검출부와,
상기 우회 경로 검출부에 의해 검출된 우회 경로의 전송 품질과 상기 기정 경로의 전송 품질과의 차이에 기초하여, 상기 플로우의 데이터를 상기 우회 경로 및 상기 기정 경로 중 적어도 일방에 루팅하는 루팅부를 구비하는, 통신 시스템.
플로우마다의 기정 경로에 포함되는 리소스를 지정하는 명시적 루팅이 가능한 통신망에 포함되는 루팅 방법으로서,
루팅 장치가 전송하는 플로우의 명시적인 기정 경로의 적어도 일부를, 다른 플로우의 기정 경로에 포함되는 리소스를 경유하도록 우회시킬 때에, 우회 구간에서 상기 플로우에 제공할 수 있는 일시적인 전송 품질을 추정 가능한 우회 경로를 검출하는 단계와,
상기 검출된 우회 경로의 전송 품질과 상기 기정 경로의 전송 품질과의 차이에 기초하여, 상기 플로우의 데이터를 상기 우회 경로 및 상기 기정 경로 중 적어도 일방에 루팅하는 단계를 포함하는, 루팅 방법.