WO2003003673A1

WO2003003673A1 - Routing method, node, packet communication system, program, and recording medium

Info

Publication number: WO2003003673A1
Application number: PCT/JP2002/006616
Authority: WO
Inventors: Koji Omae; Takehiro Ikeda; Ichiro Okajima; Narumi Umeda
Original assignee: Ntt Docomo, Inc.
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2003-01-09
Also published as: US20030179751A1; KR20040014965A; CN1463523A; JPWO2003003673A1; EP1326387A4; CN100418326C; KR100496217B1; US7301948B2; EP1326387A1; JP3778912B2

Description

明糸田書

ルーチング方法、ノード、パケット通信システム、プログラム、及び記録媒体技術分野

本発明は、バケツト交換方式を用いたネッ卜ワークにおいて、ネットワーク資源の利用効率を向上したルーチング方法、ノード、パケット通信システム、プログラム、及び記録媒体に関する。

背景技術

従来、宛先が同一のノードで、かつ同一のデータを含む複数のパケットが、ル一チングを行うノードに連続的に到着した場合であっても、各バケツトは独立に処理されている。すなわち、ルーチングを行うードは、到達した全てのバケツトのヘッダ情報を参照して宛先のノードを特定し、当該宛先に向けてそれぞれル一チングを行う。

発明の開示

しかしながら、上記従来技術では、あるリンク上において、同一のノードへ向けて同一のデータが多数送信されることになり、リンクレイヤヘッダによりリンク帯域が圧迫されるという問題がある。また、パケットのデータ圧縮を行わないことも、リンク帯域の圧迫を引き起こしている。

そこで、本発明は、通信データ量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用するルーチング方法、ノード、パケット通信システム、プログラム、及び記録媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下に示す手段を講じた。

すなわち、本発明に係るルーチング方法は、パケットに付された宛先アドレスに基づいてバケツトのルーチングをするルーチング方法であって、バケツ卜の宛先アドレスを抽出するステップと、複数のパケットについて、抽出された宛先ァドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを抽出するステップと、経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを集約して、各バケツトの情報を含む集約バケツトを作成するステツプと、集約パケットの宛先アドレスが、共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約バケツ卜に宛先ァドレスを付与するステップと、宛先ァドレスに基づいて集約パケットをルーチングするステップとを含む。

本発明によれば、複数のパケットに関して、終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のバケツトの情報を集約して一つの集約パダットを再構成する。したがって、送信パケットの総数が減少すると共に、ルーチングテーブルの参照回数が減少する。これにより、処理負担が軽減され処理速度が向上する。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。

本発明に係るルーチング方法において好ましくは、バケツトに付された宛先ァドレスに基づいてバケツトのルーチングを行うルーチング方法であって、バケツトの宛先アドレスを抽出するステップと、複数のバケツトが集約された集約パケットから元の複数のバケツトを復元するステップと、復元された各バケツトの宛先ァドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定するステップと、判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約バケツトの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングする。一方、共通する経路がない場合は、復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングするステップとを含む。

本発明によれば、集約パケットの状態で次ノードへ中継すべきか、それとも元となる複数のバケツトを集約バケツトから復元してそれぞれのバケツトを中継すべきかを判定する。この判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約バケツトの宛先ァドレスが共通経路上の隣接ノードのァドレスとなるように集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングする。したがって、ネットワーク上のバケツト総数を減少させることが可能となる。本発明に係るルーチング方法において好ましくは、バケツトに付された宛先ァドレスに基づいて、パケットのルーチングをするルーチング方法であって、パケットの宛先アドレスを抽出するステップと、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出するステップと、経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを集約して、各バケツトの情報を含む集約バケツトを作成するステップと、集約バケツトの宛先ァドレスが、集約バケツトから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのァドレスとなるように集約バケツトに宛先ァドレスを付与するステップと、決定された宛先ァドレスに基づいて集約パケットをルーチングするステップとを含む。

本発明によれば、集約バケツトの宛先ァドレスが、集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する機能を有する所定のノードのァドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与し、集約パケットを復元するノードを指定する。これにより、指定されたノードのみが集約パケットを復元するので、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われる。その結果、不要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

本発明に係るルーチング方法において好ましくは、バケツトに付された宛先ァドレスに基づいてバケツトのルーチングをするノレ一チング方法であって、バケツトの宛先アドレスを抽出するステップと、抽出された宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致するか否かを判断するステップと、判断の結果、抽出された宛先ァドレスが自ノードのァドレスと一致する場合は、複数のバケツトが集約された集約バケツトから元の複数のバケツトを復元するステップと、復元された各パケット、又は自ノードのァドレスと一致しなかった宛先ァドレスを有する集約パケットを、宛先アドレスに基づいてルーチングするステップとを含む。

本発明によれば、集約パケットの宛先アドレスが自ノードのアドレスと一致する場合にのみ、集約パケットから元の複数のパケットを復元する。すなわち、復元ノードとして指定されたノードのみが集約バケツトを復元する。これにより、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われるので、不要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

本発明に係るルーチング方法において好ましくは、集約バケツトのヘッダ情報に集約バケツトであることを示す集約フラグを設定するステップを含む。

これにより、バケツトが集約バケツ卜であるか否かを簡易迅速に判断することが可能となる。

本発明に係るルーチング方法において好ましくは、経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトの総ビット数と集約バケツトのビット数とを比較するステップと、比較の結果、複数のバケツトの総ビット数よりも集約バケツトのビット数の方が小さい場合に限り、集約パケットを、その宛先アドレスに基づいてルーチングするステップとを含む。

本発明によれば、複数のバケツトを集約して単一の集約バケツトに置き換える。これにより、バケツトの総数とネットワーク上で通信される総情報量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用することが可能となる。

好適には、本発明に係るルーチング方法は、集約パケットを圧縮するステップを更に含む。集約バケツ卜の圧縮は、例えば、集約バケツトに含まれるビットパターンを所定のコードに変換する、あるいは、上記複数のパケットに共通して含まれるビット列を複数のバケツトの内の少なくとも 1つのバケツトから抜き出す等の手法により実現可能である。これにより、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を更に低減させ、ネットワーク資源をより効率的に利用することが可能となる。

本発明に係るルーチング方法において好ましくは、自ルータの送信キュー上にバッファされているバケツトのみを集約の対象とする構成を採る。

これにより、複数のパケットから集約パケットを作成する機能を有するノードにおいて、集約バケツトの作成に伴う処理遅延時間の増大を抑えることが可能となる。

本発明に係るノードは、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、バケツトのルーチングをするノードであって、バケツトの宛先ァドレスを抽出する宛先ァドレス抽出手段と、複数のバケツトについて、抽出された宛先ァドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを抽出する経路共通バケツト抽出手段と、経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを集約して、各バケツトの情報を含む集約バケツトを作成する集約パケット作成手段と、集約パケットの宛先アドレスが、共通経路上の隣接ノードのァドレスとなるように集約バケツトに宛先ァドレスを付与する宛先ァドレス付与手段と、宛先アドレスに基づいて集約パケットをルーチングする集約バケツトルーチング手段とを備える構成を採る。

この構成により、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のバケツトの情報を集約して一つの集約バケツトを再構成するため、ネットワーク上で通信されるバケツトの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することにより、ルーチングテ一ブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減させ、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。本発明に係るノードにおいて好ましくは、バケツトに付された宛先アドレスに基づいて、パケットのルーチングをするノードであって、パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、複数のパケットが集約された集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する復元手段と、復元された各バケツトの宛先ァドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定する判定手段と、判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約バケツトの宛先ァドレスが共通経路上の隣接ノードのァドレスとなるように集約パケットの宛先アドレスを書き換えてルーチングする一方、共通する経路がない場合は、復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングするバケツトルーチング手段とを備える構成を採る。

この構成により、集約パケットの状態で次リンクへ中継すべき力、それとも元となる複数のバケツトを集約バケツトから復元してそれぞれのバケツトを中継すべきかを判定する。この判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約パケットの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約バケツ卜の宛先ァドレスを書き換えてルーチングするので、ネットヮーク上で通信されるパケット総数を減少させることが可能となる。

'本発明に係るノードにおいて好ましくは、バケツトに付された宛先アドレスに基づいて、パケットの^/一チングをするノードであって、パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを抽出する経路共通バケツト抽出手段と、経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを集約して、各バケツトの情報を含む集約パケットを作成する集約バケツト作成手段と、集約バケツトの宛先アドレスが、集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する機能を有する所定のノードのァドレスとなるように集約バケツトに宛先ァドレスを付与する宛先ァドレス付与手段と、決定された宛先ァドレスに基づいて集約バケツトをルーチングする集約バケツトルーチング手段とを備える構成を採る。

このように、集約バケツトの宛先ァドレス力集約バケツトから元の複数のパケットを復元する機能を有する所定のノードのァドレスとなるように集約バケツトに宛先アドレスを付与するので、集約バケツトを復元するノードを指定することができる。これにより、指定されたノードのみが集約バケツトを復元するので、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われる。その結果、不必要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

本発明に係るノードにおいて好ましくは、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、パケットのルーチングをするノードであって、パケットの宛先アドレスを抽出する宛先アドレス抽出手段と、抽出された宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致するか否かを判断するアドレス判断手段と、判断の結果、抽出された宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致する場合は、複数のパケットが集約された集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する復元手段と、復元された各パケット、又は自ノードのアドレスと一致しなかった宛先アドレスを有する集約バケツトを、宛先ァドレスに基づいてルーチングするバケツトルーチング手段とを備える構成を採る。

このように、集約パケットの宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致する場合にのみ、集約パケットから元の複数のパケットを復元する。すなわち、復元ノードとして指定されたノードのみが集約パケットを復元する。これにより、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われるので、不必要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

本発明に係るノードにおいて好ましくは、集約バケツトのヘッダ情報に集約パケットであることを示す集約フラグを設定する集約フラグ設定手段を備える構成を採る。

これにより、バケツトが集約バケツトであるか否かを簡易迅速に判断することが可能となる。

本発明に係るノードにおいて好ましくは、経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトの総ビット数と、集約バケツ卜のビット数とを比較するビット数比較手段を備え、集約バケツトルーチング手段は、比較の結果、複数のバケツトの総ビット数よりも集約バケツトのビット数の方が小さい場合に限り、集約パケットを、その宛先アドレスに基づいてルーチングする構成を採る。

本発明によれば、複数のバケツ卜を集約して単一の集約バケツ卜に置き換える。これにより、バケツ卜の総数とネットワーク上で通信される総情報量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用することが可能となる。

好適には、本発明に係るノードは、集約パケットを圧縮する集約パケット圧縮手段を更に備える。集約パケットの圧縮は、例えば、集約パケットに含まれるビットパターンを所定のコードに変換する、あるいは、上記複数のパケットに共通して含まれるビット列を複数のバケツトの内の少なくとも 1つのバケツトから抜き出す等の手法により可能である。これにより、パケットの総数とネットワーク上で通信される総情報量を更に低減させ、ネットワーク資源をより効率的に利用することが可能となる。

本発明に係るノードにおいて好ましくは、送信キュー上にバッファされているバケツトのみを集約の対象とする構成を採る。

これにより、複数のバケツトから集約バケツトを作成する機能を有するノードにおいて、集約パケットの作成に伴う処理遅延時間の増大を抑えることが可能となる。

本発明に係るパケット通信システムは、パケットを送信するホストと、バケツトを中継する上記ノードと、バケツトを受信するホストとを備えた構成を採る。本発明によれば、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のバケツトの情報を集約して一つの集約バケツトを再構成するため、ネットワーク上で通信されるバケツトの総数を減少させることができる。また、これに伴い、ルーチングテーブルの参照回数が減少され処理負担が軽減される。これにより、処理速度が向上し、その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。

本発明に係るプログラムは、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、ノ、" ケットのルーチングをするプログラムであって、バケツトの宛先ァドレスを抽出する処理と、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを抽出する処理と、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各パケットの情報を含む集約パケットを作成する処理と、集約パケットの宛先ァドレスが、共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約バケツ卜に宛先ァドレスを付与する処理と、宛先アドレスに基づいて集約バケツトをルーチングする処理とを通信装置に実行させる構成を採る。

本発明によれば、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のバケツトの情報を集約して一つの集約バケツトを再構成するため、ネットワーク上で通信されるバケツトの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することにより、ルーチングテ一ブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減させ、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。本発明に係るプログラムは、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、ノ、。ケットのルーチングをするプログラムであって、パケットの宛先アドレスを抽出する処理と、複数のバケツトが集約された集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する処理と、復元された各バケツトの宛先アドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定する処理と、判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約バケツトの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのァドレスとなるように集約バケツトの宛先ァドレスを書き換えてルーチングする一方、共通する経路がない場合は、復元された各バケツトを、それぞれの宛先ァドレスに基づいてルーチングする処理とを通信装置に実行させる構成を採る。

本発明によれば、集約パケットの状態で次リンクへ中継すべきか、それとも元となる複数のバケツトを集約バケツトから復元してそれぞれのバケツトを中継すべきかを判定する。この判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約バケツトの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレスとなるように集約バケツトの宛先アドレスを書き換えてルーチングするので、ネットヮーク上で通信されるパケット総数を減少させることが可能となる。

本発明に係るプログラムは、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、パケットのルーチングをするプログラムであって、バケツトの宛先アドレスを抽出する処理と、複数のパケットについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを抽出する処理と、経路の少なくとも一部が共通している複数のパケットを集約して、各バケツトの情報を含む集約バケツトを作成する処理と、集約バケツトの宛先ァドレスが、集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する機能を有する所定のノ一ドのァドレスとなるように集約バケツトに宛先ァドレスを付与する処理と、決定された宛先ァドレスに基づいて集約バケツトをルーチングする処理とを通信装置に実行させる構成を採る。

本発明によれば、集約バケツトの宛先ァドレスが、集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する機能を有する所定のノードのァドレスとなるように集約パケットに宛先ァドレスを付与するので、集約バケツトを復元するノードを指定することができる。これにより、指定されたノードのみが集約パケットを復元するので、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われる。その結果、不必要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

本発明に係るプログラムは、パケットに付された宛先アドレスに基づいて、パケットのルーチングをするプログラムであって、バケツトの宛先ァドレスを抽出する処理と、抽出された宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致するか否かを判断する処理と、判断の結果、抽出された宛先アドレスが、自ノードのァドレスと一致する場合は、複数のバケツトが集約された集約バケツトから元の複数のパケットを復元する処理と、復元された各パケット、又は自ノードのアドレスと一致しなかった宛先ァドレスを有する集約バケツ卜を、宛先ァドレスに基づいてルーチングする処理とを通信装置に実行させる構成を採る。

本発明によれば、集約パケットの宛先アドレスが、自ノードのアドレスと一致する場合にのみ、集約バケツ卜から元の複数のバケツトを復元する。すなわち、復元ノードとして指定されたノードのみが集約バケツトを復元する。これにより、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われるので、不必要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

本発明に係る記録媒体は、上述したプログラムが記録されたコンピュータ読取り可能な構成を採る。

本発明によれば、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のパケットの情報を集約して一つの集約バケツトを再構成するため、ネットワーク上で通信されるバケツトの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することにより、ルーチングテ一ブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減させ、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係るバケツ卜通信システムの概略を示す図である。

図 2は、集約機能及び復元機能を有するルータの概略構成を示すプロック図である。

図 3は、集約機能を果たすフローチャートである。

図 4は、復元機能を果たすフローチャートである。

図 5は、 I Pバケツトの構成を示す図である。

図 6は、圧縮用テーブルのデータ格納例を示す図である。

図 7は、パケット I , I I とビットパターンとの照合処理を概念的に示す図である。

図 8は、第 1のバケツト圧縮方法によって圧縮されたバケツトの構成を示す概念図である。

図 9 Aは、バケツト I とパケット I I との共通個所を探索する処理を示す図である。図 9 Bは、検出されたビット列の一例を示す図である。

図 1 0は、第 2のパケット圧縮方法によって圧縮されたパケットの構成を示す概念図である。図 1 1 Aは、ルータ経由前のバケツト Iの構成の一例を示す図である。図 1 1 Bは、ルータ経由後のバケツト Iの構成の一例を示す図である。

図 1 2 Aは、バケツト I Iの構成の一例を示す図である。図 1 2 Bは、集約された集約バケツト Vの構成の一例を示す図である。

図 1 3は、本発明の第 2の実施の形態に係るパケット通信システムの概略を示す図である。

図 1 4は、集約機能及び復元機能を有するルータの概略構成を示すプロック図である。

図 1 5は、集約機能を果たすフローチャートである。

図 1 6は、復元機能を果たすフローチャートである。

図 1 7は、 I Pバケツトの構成を示す図である。

図 1 8は、本発明の第 3の実施の形態に係るバケツト通信システムの概略を示す図である。

図 1 9は、 Ethernet (登録商標）レベルの集約機能を示すフローチャートである。

図 2 0は、 Ethernetフレームの構成を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

(第 1実施の形態）

図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係るバケツト通信システムの概略を示す図である。第 1の実施の形態におけるノードは、複数の I Pバケツ卜をまとめて一つの I Pヘッダによりカプセリングすることで、集約パケットを作成する。ここで、前提としてネットワーク上では、 O S P F (Open Shortest Path First) などの経路制御プロトコルが働いているものとする。図 1中、ネットワーク中のすべてのルータは、集約バケツトを元の複数のバケツトに復元する復元機能を備えている。例えば、図 1中、ルータ C， D , G , Hである。また、ルータ Cと H は、復元機能のみならず、 I Pカプセル化、すなわち複数のパケットを集約して一つの集約バケツトを作成するバケツト集約機能を備えている。復元機能のみを有するルータ G、 Dは、受信されたパケットそれぞれについて図 4に示す復元フローを実行する。また、復元機能及びパケット集約機能を有するルータ C、 Hにおいては、受信されたバケツトそれぞれについて図 4に示す復元フローを実行すると共に、送信側キュー上で図 3に示す集約フローを実行する。

図 2は、第 1の実施の形態に係る集約機能及び復元機能を有するルータの概略構成を示すブロック図である。このルータは、復元機能部 1と集約機能部 2とを備えている。復元機能部 1は、通信インタフェース 3において、リンクに対してパケットを送受信する。宛先アドレス抽出 Z書き換え手段 4は、受信したバケツトの宛先アドレスを抽出する。さらに、受信したパケットの宛先アドレスを書き換える機能を有する。復元手段 5は、複数のパケットが集約された集約パケットから元の複数のパケットを復元する。判定手段 6は、復元された各パケットの宛先ァドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定する。宛先アドレス抽出/書き換え手段 4は、判定手段 6による判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約パケットの宛先アドレスが共通経路上の隣接ノードのアドレス（第 1の実施の形態ではルータ）となるように集約バケツトの宛先アドレスを書き換える。パケットルーチング手段 7は、書き換えられた宛先アドレスに基づいて集約バケツトをルーチングする。一方、パケットルーチング手段 7は、上記判定の結果、復元された各パケットに共通する経路がない場合には、復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングする。

集約機能部 2は、経路共通バケツ卜抽出手段 8において、複数のバケツトについて、抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを抽出する。集約バケツト作成手段 9は、経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを集約して、各バケツトの情報を含む集約バケツトを作成する。集約バケツト圧縮手段 1 8は、後述の第 1及び第 2のバケツト圧縮方法を用いて集約バケツトを圧縮する。また、集約バケツト圧縮手段 1 8は、圧縮用テープノレ 1 8 aを有する。圧縮用テーブル 1 8 aは、図 6に示す様に、コード領域 1 8 1 aとビットパターン領域 1 8 2 aとを有する。コード領域 1 8 1 aには、 3ビットのデータ（例えば、 "000"、 "001"、 "010"、 · · ·）がコードとして格納されている。ビットパターン領域 1 8 2 aには、任意のビット数を有するデータ（例えば、 " 1011110011010100011110010111"、 "0000100011111111"、 · · · )がビットパターンとして更新可能に格納されている。コードは、ビットパターンの特定に伴つて決定される様に、ビットパターンと一意的に対応付けられて格納されている。宛先ァドレス付与手段 1 0は、集約バケツトの宛先ァドレスが、共通経路上の隣接ルータとなるように集約バケツトに宛先ァドレスを付与する。集約バケツトルーチング手段 1 1は、宛先アドレスに基づいて集約バケツトをルーチングする。また、集約フラグ設定手段 1 2は、集約バケツトのヘッダ情報に集約バケツ卜であることを示す集約フラグを設定する。ビット数比較手段 1 3は、経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトの総ビット数と、集約バケツトのビット数とを比較する。ここで、集約パケットルーチング手段 1 1は、ビット数の比較の結果、複数のバケツトの総ビット数よりも集約バケツトのビット数の方が小さい場合に限り、集約パケットを、その宛先アドレスに基づいてルーチングする。また、第 1の実施の形態では、送信キュー上にバッファされているパケットのみを集約の対象とする。

入出力インタフェース 1 4は、 CD- ROMなどの記録媒体に記録されているプログラムを読み取ったり、データを画像表示する機能を果たす。本実施の形態に係るルーチング方法のプログラムは、この入出力インタフェース 1 4を用いて記録媒体から読み取ることが可能である。記憶手段 1 5は、入出力インタフェース 1 4 から読み取られたプログラムを記憶する。以上の構成要素は、制御バス 1 6 a及び 1 6 bに接続され、制御手段 1 7による制御を受ける。制御手段 1 7は、記憶手段 1 5に記憶されているプログラムを実行する。

なお、図 1に示すルータ C及びルータ Hは、集約機能及び復元機能を備えているため、図 2に示す復元機能部 1と集約機能部 2を備える。また、ルータ G及びルータ Dは復元機能のみを備えているため、復元機能部 1のみを備える。但し、ルータ G及びルータ Dに集約機能をもたせることも勿論可能である。

次に、図 3に示す集約フローについて説明する。まず、送信キューに I Pパケッ卜が複数存在するか否かを判断する（ステップ S 1 )。送信キューに I Pバケツトが複数存在しない場合は、ステップ S 1における判断を繰り返し、送信キューに I Pバケツトが複数存在する場合は、キュー中の任意の 2つの I Pバケツトのヘッダ情報を参照する（ステップ S 2 )。ここで、この任意の 2つの I Pバケツトを、 I Pバケツト①及び②とする。

次に、少なくとも経路の一部に共通部分があるか否かを判断する（ステップ S 3 )。共通部分がない場合は、ステップ S 1に移行し、共通部分がある場合は、 I Pバケツト①及び②を圧縮してカプセル化した集約バケツトを作成する（ステツプ S 4 )。ここで、作成された集約パケットを I Pパケット③とする。

以下、パケット I， I Iがルータ Cにより集約され、ルータ Dを経由してホスト E， F宛に送信される場合を想定して、本発明に係る集約パケットの第 1及び第 2のバケツト圧縮方法について説明する。

まず、図 6 , 図 7，図 8を参照して、第 1のパケット圧縮方法について説明する。ルータ Cは、例えば図 7に示す様に、ホスト A， Bからそれぞれ受信されたパケット I， I I と、圧縮用テーブル 1 8 a (図 6参照）から取得されたビットパターン 1， 2 , 3 · · ·とを照合し、パケット I , I Iに所定のビットパターンが含まれるか否かを判定する。

なお、パケットは 8 bit ( 1 byte) 単位のビット列により構成されているので、処理効率の観点から、ビットパターンは l byteずつずらして照合されることが望ましい。そして、照合の結果バケツト I , I Iに含まれると判定されたビットパターンを、対応するコードに変換する。

図 8は、第 1のバケツト圧縮方法によって圧縮されたバケツ卜の構成を概念的に示す図である。図 8に示す様に、圧縮された集約パケット Vのデータ部分は、圧縮情報 V 1と圧縮データ V 2とから構成される。更に、圧縮情報 V Iは、フィ一ルド F 1〜F 9により構成される。

フィールド F 1は、集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長 aを有し、集約パケット Vのデータ部分内に存在する圧縮個所の数（例えば 4) を格納する。フィールド F 2は、集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長 bを有するが、次フィールドのビット数が可変長であることに鑑みて、フィーノレド F 3のビット数を宣言する為の次フィールドビット数 c 1を格納する。フィ一ルド F 3は可変長 c 1 (例えば lbyte、 500byte) を有し、圧縮データ V2の先頭から第 1圧縮個所である code 1までのバイト数 d 1を格納する。

同様に、フィーノレド F 4, F 6, F 8は、フィールド F 2と同様に、次フィーノレド F 5, F 7 , F 9のビット数を宣言する為の次フィールドビット数 c 2， c 3， c 4をそれぞれ格納する。フィールド F 5, F 7, F 9は、フィールド F 3 と同様に可変長 c 2， c 3, c 4を有し、圧縮個所（例えば code 1) の終端から次の圧縮個所（例えば code 2) までのバイト数 d 2, d 3, d 4をそれぞれ格納する。

なお、フィールド F 5, F 7, F 9は、フィーノレド F 3と同様に、圧縮データ V 2の先頭から各圧縮個所（例えば code 2， 3， 4 ) までのバイト数を格納するものとしてもよレ、。

これら何れの態様においても、フィールド F 5， F 7, F 9は、例えば 1 2bit の固定長とすることができ、固定長とした場合には、ビット数を宣言する為のフィーノレド F 2, F 4, F 6, F 8は必ずしも必要ではなくなる。

圧縮データ V2は、バイト数 d 1, d 2, d 3, d 4の非圧縮部分と、所与の

3 bitデータである圧縮部分 code 1, code 2， code 3 , code 4とが交互に配列され構成されている。 F 1〜F 9に格納されている各データは、集約パケット Vのデータ部分を解凍してバケツト I， I Iを復元する際に、ビットパターンへの変換対象となるビット列を圧縮データ V 2の中から特定する為に使用される。

続いて、図 9A, 図 9 B，図 10を参照して、第 2の圧縮方法について説明する。ルータ Cは、ホスト A， Bからそれぞれ受信されたパケット Iとパケット I I との間に共通するデータ部分（以下、「共通個所」と記す。）をパケット I Iから検出する。すなわち、図 9 Aに示す様に、パケット Iの先端部分とパケット I Iの終端部分とがー致する位置から、バケツト Iの終端部分とバケツト I Iの先端部分とがー致する位置まで、バケツト I Iを 1バイトずつ移動させて共通個所を探索する。探索効率の観点から、移動させるバケツトは、相対的にビット数が短いバケツトであることが望ましい。

探索は、バケツト I とパケット I I との間でビット毎に排他的論理和を算出することにより行う。探索の結果、図 9 Bに示す様に、バケツト Iとバケツト I I との間で同一のビットが "0" として、異なるビットが "1" として表現される。本実施形態では、バケツト I Iの先端部分から f バイ卜の位置に、 gバイトのビット数を有する共通個所が探索される。

具体的には、バケツト I とバケツト I Iの共通ビット列を探索する処理は以下のように行われる。ここで、集約される両パケットの内、長い方をパケット I とし、短い方をバケツト I I とし、かつバケツト Iのバケツト長を L 1バイト、ノヽ。ケット Iの先頭から kビット目の値を B 1 (k_ 1) (すなわち、先頭ビットは B 1 (0)、最後尾ビットは B 1 (L 1 * 8— 1)) とする。また、パケット I Iのパケット長を L 2バイト、パケット I Iの先頭から hビット目の値を B 2 (h - 1) とする。更に、パケット I Iの先頭が探索対象とならない場合にパケット I とバケツト I Iの重複部分のバイト数を e ' とし、先頭が探索対象となる場合にパケット Iの先頭から数えてパケット I Iの先頭までのバイト数を eとする。

0以上、 L 2未満の整数 e ' について、ビット列 B 1 (0) 〜： B 1 (8 * e ' — 1) とビット列 B 2 (8 *L 2— 8 * e ' ) 〜B 2 (8 *L 2— 1) との排他的論理和をとる。排他的論理和をとつた結果得られたビット列において、先頭から f バイト置いて、 gバイト分連続して 0が並んでいる場合、パケット I中のビット列 B 1 (8 * f ) 〜B 1 (8 * f + 8 * g— 1) と、パケット I I中のビット列 B 2 (8 * L 2-8 * e ' + 8 * f ) 〜B 2 (8 * L 2— 8 * e， + 8 * f

+ 8 * g- 1) とは共通部分である。

0以上、 L 1—L 2未満の整数 eについて、ビット列 B 1 (8 * e) 〜B 1 (8 * e + 8 * L 2- l) とビット列 B 2 (0) 〜B 2 (8 * L 2 - 1 ) との排他的論理和をとる。排他的論理和をとつた結果得られたビット列において、先頭から f バイト置いて、 gバイト分連続して 0が並んでいる場合、パケット I中のビット列 B 1 (8 * e + 8 * f ) 〜： Β (8 * e + 8 * f + 8 * g— 1) と、ノヽ⁰ケット I I中のビット列 B 2 (8 * f ) 〜B 2 (8 * f + 8 * g- l) とは共通部分である。

L 1— L 2以上、 L 1未満の整数 eについて、ビット列 B 1 (8 * e ) 〜； B 1 (8 * L 1 - 1) とビット列 B 2 (0) 〜： B 2 (8 * L 1— 8 * e— 1) との排他的論理和をとる。排他的論理和をとつた結果得られたビット列において、先頭から f バイト置いて、 gバイト分連続して 0が並んでいる場合、パケット I中のビット列 B 1 (8 * e + 8 * f ) 〜： B l (8 * e + 8 * f + 8 * g— 1) と、ノヽ。ケット I I中のビット列 B 2 (8 * f ) 〜B 2 (8 * f + 8 * g- l) とは共通部分である。

図 10は、第 2のバケツト圧縮方法によって圧縮されたバケツトの構成を概念的に示す図である。図 10に示す様に、圧縮された集約パケット Vのデータ部分は、圧縮情報 V 3と圧縮データ V4とから構成される。更に、圧縮情報 V3は、フィ一ルド F l 1〜F 23により構成される。

フィールド F 1 1は、集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長 h を有し、集約パケット Vのデータ部分内に存在する圧縮個所の数（例えば 4) を格納する。フィールド F l 2は集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長 iを有し、パケット Iにおける先頭から第 1の共通個所までのバイト数 j 1 を格納する。同様に、フィールド F 1 3は固定長 iを有し、バケツト I Iにおける先頭から第 1の共通個所までのバイト数 k 1を格納する。フィールド F 1 4は集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長 mを有し、第 1の共通個所のビット数を表すバイト数 n 1を格納する。

すなわち、バイト数 gの共通個所は、圧縮処理の結果、バイト数（ i X 2 +m) の圧縮情報に変更される。このため、 g〉 i X 2 +mの関係が成り立つバイト数 gを少なくとも有するビッ卜列が圧縮対象の共通個所として選定されることが、第 2のパケット圧縮方法による圧縮効果を奏する為の条件となる。すなわち、この共通個所のバイト数から i X 2+mバイト分差し引いたバイト数が大きい程、圧縮処理の効果は高くなる。

同様に、フィールド F 1 5, F 1 8, F 2 1は、集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長 iを有し、パケット Iにおける先頭から第 2、第 3、第 4の共通個所までのバイト数 j 2， j 3， j 4をそれぞれ格納する。同様に、フィーノレド F 1 6, F 1 9, F 2 2は固定長 iを有し、パケット I Iにおける先頭から第 2、第 3、第 4の共通個所までのバイト数 k 2， k 3, k 4をそれぞれ格納する。フィールド F 1 7， F 20, F 2 3は集約及び復元機能をもつ全てのルータに共通の固定長 mを有し、第 2、第 3、第 4の共通個所のビット数を表すバイト数 n 2， n 3 , η 4を格納する。

圧縮データ V 4は、図 1 0に示す様に、非圧縮部分 V 4 1と圧縮部分 V4 2とにより構成される。非圧縮部分 V4 1は、圧縮前と同一の一方のパケット（パケット I ) に相当し、圧縮部分 V 42は、第 1〜第 4の共通個所が抜き出された他方のパケット（パケット I I ) に相当する。つまり、圧縮部分 V42は、バケツト I とパケット I Iとの差分に該当するデータとなる。 F 1 1〜F 2 3に格納されている各データは、集約バケツト Vのデータ部分を解凍してバケツト I , I I を復元する際に、各共通個所を挿入する位置を圧縮データ V 4の中から特定する為に使用される。なお、第 1及び第 2の圧縮方法を、同一のパケットに対して重畳的に適用することも可能である。また、集約されるパケットは 3つ以上であつても勿論よい。

上記第 1及び第 2の何れの圧縮方法を採った場合であっても、圧縮の結果、集約バケツト Vのデータ部分のビット数は、凡そ圧縮前の圧縮部分のビット数の合計値から圧縮情報を差し引いたビット数分短縮される。しかし、集約されるパケットの圧縮により短縮されたビット数が小さい場合には、集約及び圧縮した結果、反対にビット数が増加する可能性がある。そこで、バケツト I， I Iの総ビット数と集約バケツト Vの総ビット数との大小を比較すべく以下に示す処理が実行される。

すなわち、 I Pバケツト①、 ②、 ③ （それぞれ上記バケツト I， I I， Vに相当）のビット数をカウントし、カウン卜結果をそれぞれ L 1、 L 2、 L 3として、 (L 1 + L 2) と L 3との大小を比較する（ステップ S 5、 S 6)。比較の結果、 L 3≤ (L 1 + L 2) とならない場合は、 I Pパケット③を廃棄して（ステップ

S 7)、ステップ S Iに移行する。一方、 L 3≤ (L 1 + L 2) となった場合は、 I Pバケツト①及び②を廃棄して、 I Pバケツト③を代わりに共通経路上の隣接ルータへノレ一チングする（ステップ s 8)。

次に、図 4に示す復元フローについて説明する。 I Pバケツトを受信すると（ステツプ T 1)、受信した I Pパケットに集約フラグが付いているか否かを判断する (ステップ T 2 )。集約フラグが付いていなレ、場合は、通常のルーチングを行う（ステツプ T 3)。一方、集約フラグが付いていた場合は、デカプセル（分解）し元の I Ρパケットを一旦復元する（ステップ Τ4)。

第 1のバケツト圧縮方法により圧縮されたパケットの復元に際しては、事前処理として解凍処理が必要になるが、解凍する際には、ルータ Dは、圧縮データ内の圧縮部分（図 8の codel〜4) を圧縮用テーブル 18 aを参照して、元のビットパターンに変換する。また、第 2のパケット圧縮方法により圧縮されたバケツトの復元に先立って実行される解凍処理に際しては、ルータ Dは、圧縮時に抜き出された共通個所のデータを圧縮データに挿入する。

そして、元の各パケットの宛先を参照する。参照の結果、経路に共通部分があるか否かを判断し（ステップ T 5 )、共通部分がない場合は、復元された各バケツトを通常ルーチングすると共に、集約パケットを廃棄する（ステップ T 6 )。一方、経路に共通部分がある場合は、集約パケットのヘッダのみを作り変え、宛先を共通経路上の隣接ノード（ルータ）にする（ステップ Τ 7 )。ここで、データ部は、コピーする。ステップ Τ 7で作成された集約バケツトを通常ルーチングすると共に、復元された各パケットを廃棄する（ステップ Τ 8 )。

集約フラグがあることにより、パケットが集約バケツトであるか否かを簡易迅速に判断することが可能となる。

次に、第 1の実施の形態の具体的なルーチングについて、図 1及び図 5を参照して説明する。図 5に示すように、 I Ρパケットフォーマットは、先頭に送信元 I Pアドレスが、次に宛先 I Pアドレスが付加される。次に、必要に応じて集約フラグが設定され、最後にデータ部が設けられている。図 1において、ホスト A はホスト Eに向けて I Pパケット Iを送信する。 I Pパケット Iは、図 5に示すように、送信元がホスト A、宛先がホスト Eとなっている。また、ホスト Bはホスト Fに向けて I Pバケツト I Iを送信する。 I Pバケツト I Iは、送信元がホスト B、宛先がホスト Fとなっている。

バケツト I、及びバケツト I Iを受け取ったルータ Cは、その集約機能により、図 3に示す集約フローを実行し、集約バケツト I I Iを作成する。 I Pバケツト I I Iは、図 5に示すように、送信元がルータ C、宛先がルータ Gとなっており、集約フラグが設定されている。データ部では、動画像におけるフレーム間相関符号化を取り入れた差分圧縮技術を用い、バケツト I、及びバケツト Iと I I との差分が格納されている。バケツト I I Iのビット数は、バケツト I、 I Iのビット数よりも小さいのでパケット I I Iがルーチングされる。

中継点のルータ Gは、集約パケット I I Iを受け取ると、図 4に示す復元フロ一を実行する。復元された元のパケットは、この先も共通経路を有すると判定されて、復元されたパケットは破棄される。集約パケットは共通経路上の隣接ルータ Hヘルーチングされる。この集約パケットは、図 5に示す構造を有する。すなわち、送信元がルータ G、宛先がルータ Hであり、集約フラグが設定されている。また、データ部には、バケツト I、及びバケツト Iと I I との差分が格納されている。

中継点のルータ Hは、ルータ Gと同様に動き、集約パケット Vをルータ Dへ送信する。集約パケット Vは、図 5に示すように、送信元がルータ H、宛先がルータ D、集約フラグが設定されており、データ部には、バケツト I、及びバケツト I と I I との差分が格納されている。

ルータ Dは、集約パケット Vを受け取ると、図 4に示す復元フローを実行する。図 4に示すように、例えば、集約パケット Vには集約フラグが設定されているので、復元を行い、バケツト V I (バケツト I と同一のデータ構成）とバケツト V I I (バケツト I Iと同一のデータ構成）を復元する。バケツト V I とバケツト V I Iはもはやこの先、共通経路が存在しないので、集約パケットが破棄されて復元されたパケットがルーチングされる。なお、復元されたパケットが、集約フローの実行により、送信キュー上で再び別のバケツトに集約されることもあり得る。そして、 I Pパケット V I、 V I Iは、それぞれホスト E、ホスト F宛に送信される。

以上のように、第 1の実施の形態におけるパケット通信システムによれば、複数のバケツトについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のバケツトの情報を集約して一つの集約バケツトに作り変えることができるため、ネットワーク上で通信されるパケットの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することにより、ルーチングテーブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減され、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。さらに、集約バケツ卜の状態で次リンクへ中継すべきか、それとも元となる複数のバケツトを集約バケツトから復元してそれぞれのバケツトを中継すべきかを判定する。この判定の結果、経路の少なくとも一部が共通している場合は、集約バケツ卜の宛先アドレスが共通経路上の隣接ルータとなるように集約バケツトの宛先ァドレスを書き換えてルーチングするので、ネットワーク上で通信されるバケツト総数を減少させることが可能となる。

以上、図 1〜図 1 0を参照して、集約パケット Vの送信先がルータである場合について説明したが、集約パケット Vの送信先が移動端末である場合にも本発明を適用可能である。以下、図 1、図 1 1 A、図 1 1 B、図 1 2 A、及び図 1 2 B を参照し、 Mobile I P v 6 (Internet Protocol Version 6) を使用してバケツト I , I Iから集約バケツト Vを生成する過程について説明する。本説明においては、パケット I , I Iの集約パケット Vが、ホスト A , Bからルータ Cを経由してモパイルホスト M (図示せず）宛に送信される場合を想定する。

前提として、バケツト Iは、図 1 1 Aに示す様に、基本 I P V 6ヘッダ P 1 1、経路制御ヘッダ P 1 2、及びデータ領域 P 1 3を含んで構成される。基本 I P V 6ヘッダ P 1 1には、移動端末が移動先で一時的に使用する I Pアドレス（Care of address) が経由ァドレス 1として格納されている。経路制御ヘッダ P 1 2には、バケツト Iが到達するモパイルホスト] VI固有のァドレス（Home address) 終点アドレス 2として格納されている。ここで、終点とは、必ずしもパケットの最終的な到達点である必要はなく、任意のノード又はホスト間における共通経路の終端点を含む。なお、データ領域 P 1 3には、実データであるデータ 1が格納されている。

バケツト I Iは、図 1 2 Aに示す様に、基本 I P V 6ヘッダ P 2 1、及びデータ領域 P 2 2を含んで構成される。基本 I P V 6ヘッダ P 2 1には、パケット I Iが到達するモパイルホスト Mの固有ァドレスが終点ァドレス 2として格納されている。なお、データ領域 P 2 2には、実データであるデータ 2が格納されている。

バケツト Iとバケツト I I とが共にルータ Cに到達すると、ルータ Cは、パケット I， I Iを集約すると共に、モパイルホスト Mの現在位置を示す終点ァドレス 1を付加して集約バケツト Vを生成する。集約バケツト Vは、図 1 2 Bに示す様に、ルーチング先として終点ァドレス 1を基本 I P V 6ヘッダ P 5 1に格納する。また、データ領域 P 5 2には、バケツト I及びバケツト I Iが同報される。集約パケット Vが、終点アドレス 1の示すノード（モパイルホスト M) に到達すると、モパイルホスト Mは、集約バケツト Vからバケツト I , I Iを生成（復元）する。このとき、終点アドレス 1 と終点アドレス 2とは、共にモパイルホスト Mのアドレスである。したがって、モパイルホスト Mは、終点アドレス 1を先頭に有する集約バケツト Vは元より、終点アドレス 2を先頭に有するバケツト I， I Iをも受信できる。これにより、バケツト I Iを他のノード（Home Agent) で一旦カプセル化してモパイルホスト Mに転送する場合と比較して、冗長経路を回避したより効率的なバケツト送信が可能となる。

(第 2の実施の形態）

図 1 3は、本発明の第 2の実施の形態に係るバケツト通信システムの概略を示す図である。第 2の実施の形態では、複数の I Pパケットをまとめて一つの I P ヘッダによりカプセリングすることで集約パケットを作る。なお、前提として、ネットワーク上では、 O S P Fなどの経路制御プロトコルが働いており、集約機能を有するルータはネットワークトポロジと、どのノードが復元機能を有するかを知っているものとする。なお、集約機能を有するルータに対して、ネットヮークトポロジ、及び復元機能を有するノ一ドの設定を手動で行うことも可能である。ネットワーク中のルータ Gは、復元機能も集約機能も備えていなレ、。ルータ Hは、デカプセルによる復元機能のみを備えている。ルータ C及びルータ Dは、カプセル化による集約機能とデカプセルによる復元機能との両方を備えている。ここで、集約機能とは、図 1 5のフローチャートに示す処理を実行する機能であり、復元機能とは、図 1 6のフローチャートに示す処理を実行する機能である。この両機能を有するルータ C及びルータ Dは、受信されたバケツトそれぞれについて復元フローを実行しつつ、送信キュー上で集約フローを並行して実行している。

図 1 4は、第 2の実施の形態に係る集約機能及び復元機能を有するルータの概略構成を示すブロック図である。第 1の実施の形態と異なるのは、復元機能部 1 における判定手段 6の代わりに、抽出された宛先アドレスが、自ルータのァドレスと一致するか否かを判断するァドレス判断手段 7 0が設けられていることである。また、宛先アドレス付与手段 1 0は、集約パケットの宛先アドレスが、集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する機能を有する所定のノードのァドレスとなるように集約パケットに宛先アドレスを付与する。これにより、復元ノードを指定することが可能となる。その他の構成要素は、第 1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

なお、図 1 3に示すルータ C及びルータ Dは、集約機能及び復元機能を備えているため、図 1 4に示す復元機能部 1と集約機能部 2を備える。また、ルータ H は復元機能のみを備えているため、復元機能部 1のみを備える。

次に、図 1 5に示す集約フローについて説明する。まず、ルータ Cは、送信キユーに I Pパケットが複数存在するか否かを判断する（ステップ R 1 )。送信キュ一に I Pパケットが複数存在しない場合は、ステップ R 1の判断を繰り返す。一方、送信キューに I Pバケツトが複数存在する場合は、キュー中の任意の 2つの I Pバケツトのヘッダを参照する（ステップ R 2 )。この任意の 2つの I Pバケツトをそれぞれ I Pバケツト①及び②とする。

次に、経路に共通部分があるか否かを判断する（ステップ R 3 )。経路に共通部分がない場合は、ステップ R 1に移行し、経路に共通部分がある場合は、共通経路上に存在する復元ノードのうち、最も遠いノードを検索する（ステップ R 4 )。以下、この共通経路上に存在する復元ノードの内、最も遠いルータを F C (Farthest Common) ゾレータと記す。ノレータ Cは、 F Cルータであるルータ Dを宛先として I Pパケットを送信することにより、ルータ G， Hにおけるフラグ参照処理や復元処理を省略して処理効率を向上する。

ステップ R 4における検索後、 F Cルータがあるか否かを判断し（ステップ R

5)、 FCルータがない場合は、ステップ R 1に移行する。 FCルータがある場合は、 I Pバケツト①及び②を圧縮してカプセル化した集約バケツトを作成する（ステツプ R 6)。この集約バケツトを I Pバケツト③とし、宛先は F Cルータとする。集約バケツ卜の圧縮には、図 6〜図 10を参照して説明した第 1若しくは第 2のパケット圧縮方法、又はその双方が適用される。

次に、 I Pパケット①、 ②、及び③のビット数をそれぞれ L 1、 L 2、 L 3として（L 1 +L 2) と L 3との大小を比較する（ステップ R 7)。比較の結果、 L 3≤ (L 1 + L 2) とならない場合は、 I Pパケット③を廃棄して（ステップ R 9)、ステップ R 1に移行する。一方、 L 3≤ (L 1 + L 2) となった場合は、 I Pパケット①及び②を廃棄して、 I Pパケット③を代わりに F Cルータへルーチングする（ステップ R 8)。

次に、図 16に示す復元フローについて説明する。 I Pパケットを受信すると (ステップ ST 1)、受信した I Pバケツ卜に集約フラグが付いているか否かを判断する（ステップ ST 2)。集約フラグが付いていない場合は、通常のルーチングを行う（ステップ ST6)。一方、集約フラグが付いていた場合は、その I Pパケットの宛先は自ルータであるか否かを判断する（ステップ S T 3)。その I Pパケットの宛先は自ルータでなレ、場合は、通常のルーチングを行い（ステップ S T 6 )、その I Pパケットの宛先は自ルータである場合は、デカプセル（分解）し元の I Pバケツトを復元する（ステップ ST4)。次に、復元した I Pバケツトが集約フラグ付きであるか否かを判断し（ステップ ST 5)、集約フラグが付いていない場合は、通常のルーチングを行う（ステップ ST 6)。一方、集約フラグが付いていた場合は、ステップ S T 3へ移行する。

次に、第 2の実施の形態の具体的なルーチングについて、図 1 3及び図 1 7を参照して説明する。図 1 7に示すように、 I Pパケットフォーマットは、先頭に送信元 I Pアドレスが、次に宛先 I Pアドレスが付加される。次に、必要に応じて集約フラグが設定され、最後にデータ部が設けられている。図 1 3において、ホスト Aはホスト Eに向けて I Pバケツト Iを送信する。 I Pバケツト Iは、図 1 7に示すように、送信元がホスト A、宛先がホスト Eとなっている。また、ホスト Bはホスト Fに向けて I Pバケツ卜 I Iを送信する。 I Pバケツト I Iは、送信元がホスト B、宛先がホスト Fとなっている。

バケツト I、及びバケツト I Iを受け取ったルータ Cは、その集約機能により、図 1 5に示す集約フローを実行し、集約バケツト I I Iを作成する。図 1 7に示すように、データ部では、動画像におけるフレーム間相関符号化を取り入れた差分圧縮技術を用い、バケツト I、及びバケツト I と I I との差分が格納されている。ヘッダ部には集約フラグを設定し、集約パケットの宛先ノードとして F Cルータとなるルータ Dを指定する。パケット I I Iのビット数は、パケット I、 I

Iのビット数よりも小さいので、バケツト I I Iがルーチングされる。

これにより、指定されたノードのみが集約パケットを復元する。すなわち、指定されていないノードでは、通常のルーチングが行われるので、不必要な復元処理が回避され、中継処理を効率化させることができる。

中継点のルータ Gは、復元機能を持たず、このバケツト I I Iを通常ルーチングする。復元機能を持たないこのルータ Gが、ルータ Cによりカプセル化されたバケツ卜の終点になることはない。

中継点のルータ Hは、集約バケツト I I Iを受け取ると、復元フローを実行する。図 1 6に従えば、バケツト I I Iには集約フラグが設定されているが、宛先アドレスがルータ Gでないため、結局、通常ルーチングが行われる。

ルータ Dは、集約パケット I I Iを受け取ると、図 1 6に示す復元フローを実行する。図 1 6に示すように、パケット I I Iには集約フラグが設定されており、宛先アドレスがルータ D (自ノレータ）であるため、復元を行い、バケツト V I (パケット Iと同一のデータ構成）とバケツト V I I (バケツト I I と同一のデータ構成）を復元する。ここで、パケット V Iや集約パケット Vは、別のパケットに再度集約されることもあり得る。そして、 I Pパケット V I、 Vは、それぞれホスト E、ホスト F宛に送信される。

以上のように、第 2の実施の形態におけるパケット通信システムによれば、複数のパケットを集約して単一の集約バケツトに置き換え、さらに集約バケツトに圧縮をかけるので、バケツトの総数とネットワーク上で通信される総情報量を低減させ、ネットワーク資源を効率的に利用することが可能となる。

(第 3の実施の形態）

図 1 8は、本発明の第 3の実施の形態に係るバケツト通信システムの概略を示す図である。上記第 1の実施の形態及び第 2の実施の形態では、 2つの I Pパケットからカプセリングを用いて集約 I Pバケツトが作成されるものとしたが、力プセリング技術を用いずに 2つの I Pバケツトから集約 Ethernet (登録商標）フレームを作ることが可能である。第 3の実施の形態では、 2つの I Pパケットから集約 Ethernetフレームを作成する。前提として、ネットワーク上では従来のィンターネットと同様に、経路制御プロトコルが使用されている。

ここでは、ルータ A及び Bは、 Ethernet レベルの集約機能を有し、ネットヮーク上のすべてのルータは復元機能を有する。ここで、 Ethernet レベルの集約機能とは、図 1 9のフローチヤ一トに示す処理を実行する機能である。また、 Ethernet レベルの復元機能とは、集約された Ethernetフレームの集約フラグを認識し、フレームから 2つの I Pバケツトを取り出す機能である。これらの両機能を有するノードは、受信された Ethernetフレームそれぞれについて復元機能を実行し、送信キュー上で集約フローを並行して実施している。

次に、図 1 9に示す集約フローについて説明する。まず、送信キューに Ethernet フレームが複数存在するか否かを判断する（ステップ W l )。送信キューに Ethernetフレームが複数存在しない場合は、ステップ W 1の判断を繰り返す。一方、送信キューに Ethernetフレームが複数存在する場合は、キュー中の任意の 2 つの Ethernet フレーム①及び②の宛先 MA Cアドレスを比較する（ステップ W 2)。 MACアドレスが共通であるか否かを判断し（ステップ W3)、共通でなければステップ W 1へ移行する。一方、 MACアドレスが共通である場合は、 Ethernet フレーム①及び②のデータ部にあった上位層バケツトを 2つともデータ部に格納し、共通の次ホップ MACァドレスを宛先にした Ethernetフレーム③ を作成する（ステップ W 4)。次に、 Ethernet フレーム③は、 MTU (Maximum Transmission Unit) 以内であるか否かを判断し（ステップ W5)、 MTU以内でない場合は、 Ethernet フレーム③を破棄し（ステップ W6)、ステップ W1へ移行する。一方、ステップ W5において、 Ethernetフレーム③が MTU以内である場合は、 Ethernetフレーム①及び②を破棄し、 Ethernetフレーム③を代わりに次ホップへルーチングする（ステップ W 7)。

次に、第 3の実施の形態の具体的なルーチングについて、図 18及び図 20を参照して説明する。図 20に示すように、 Ethernet フレームのフォーマットは、先頭に宛先 MACアドレスが、次に送信元 MACアドレスが付加される。次に、必要に応じて集約フラグが設定され、最後にデータ部が設けられる。データ部には、送信元 I Pアドレス、宛先の I Pアドレスが順に格納される。

Ethernet リンク A上のホスト A 1から Ethernet リンク B上のホスト B 1宛に送出された I Pバケツト Iをデータ部に有する Ethernetフレーム Iが送信され、また、リンク A上のホスト A 2からリンク B上のホスト B 2宛に送出された I P パケット I Iデータ部に有する Ethernet フレーム I Iが送信される。 2つの Ethernetフレームを受信したノレータ Aは、一度は、 I Pバケツト Iを/レータ Bに送るための Ethernetフレーム I I I と、 I Pパケット Iをルータ Bに送るための

Ethernetフレーム I Vを作成する。これら 2つのフレームがキューに作成されると、ルータ Aの集約フローが実行される。すなわちレータ Aは、共通の宛先であるルータ Bを宛先とした Ethernet ヘッダを作成し、データ部には I Pバケツト I及び I Pバケツ卜 I Iを格納する。作成された Ethernet フレーム Vを図 2 0に示す。 Ethernet フレーム Vは、 Ethernet リンク Cを通してルータ Bへ中継される。この際、 Ethernetフレームフォーマツトでは、 Ethernetヘッダに集約バケツトであるときに設定されるフラグが存在し、 Ethernetフレーム Vは「集約バケツト」であるため、集約フラグが立てられている。

Ethernetフレーム Vを受信したルータ Bは、復元フラグを確認して、データ部から 2つの I Pバケツト I及び I Pバケツト I Iを取り出す。続いて、ルータ B は、ホスト B 1を宛先 MA Cァドレスとした Ethernetフレーム V I、及びホスト

B 2を宛先 MA Cァドレスとした Ethernetフレーム V I Iをキューに収納する。このキューでも集約フローは実行され得るが、 Ethernetフレームの宛先は共通でないため、実際には集約は行われない。

I Pバケツト I , I Iは、それぞれ Ethernetフレーム V I , V I Iに運ばれ、ホスト B 1 , B 2へ届く。

以上のように、第 3の実施の形態におけるバケツト通信システムによれば、

Ethernet フレームで集約を行うことにより、オーバーヘッドが軽減され、また、各リンクの M T Uを最大限利用することが可能となる。

最後に、本発明に係るルーチング技術を実現するためのプログラム、及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体（以下、単に「記録媒体」と記す。）について説明する。記録媒体とは、汎用コンピュータ等のハードウエア資源に備えられている読取り装置に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こし、それに対応する信号の形式で、読取り装置にプログラムの記述内容を伝達できるものである。かかる記録媒体としては、例えば、 I Cカード、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクの様にコンピュータ（携帯端末を含む）に着脱可能に装着されるものの他に、コンピュータに固定的に内蔵される H D (Hard Disk) や一体に固着されたファームゥエア等の不揮発性半導体メモリなどが該当する。

また、上記プログラムは、その一部若しくは全部を他の機器から通信回線等の伝送媒体を介して、本発明に係るルータあるいはノードにより受信され、記録される構成にしてもよい。反対に、上記プログラムは、本発明に係るルータあるいはノードから伝送媒体を介して他の機器に伝送され、インストールされる構成としてもよい。

産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明によれば、複数のパケットについて、各終点アドレスまでの経路の少なくとも一部が共通している場合は、複数のバケツトの情報を集約して一つの集約パケットに作り変える。このため、ネットワーク上で通信されるパケットの総数を減少させることができる。また、パケット総数が減少することによりレーチングテーブルの参照回数を減少させ、処理負担が軽減させ、処理速度の向上を図ることができる。その結果、ネットワーク資源の効率的な利用を図ることが可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . バケツトに付された宛先ァドレスに基づいて、前記バケツトのルーチングをするルーチング方法であって、

バケツトの宛先ァドレスを抽出するステップと、

複数のパケットについて、前記抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを抽出するステップと、

前記経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを集約して、各パケットの情報を含む集約バケツ卜を作成するステップと、

前記集約バケツトの宛先ァドレスが、前記共通経路上の隣接ノードのァドレスとなるように前記集約バケツトに宛先ァドレスを付与するステップと、

前記宛先ァドレスに基づいて前記集約バケツトをルーチング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。

2 . パケットに付された宛先アドレスに基づいて、前記パケットのルーチングをするルーチング方法であって、

バケツトの宛先ァドレスを抽出するステップと、

複数のバケツトが集約された集約バケツトから元の複数のバケツトを復元するステップと、

前記復元された各バケツトの宛先ァドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定するステップと、

前記判定の結果、前記経路の少なくとも一部が共通している場合は、前記集約バケツ卜の宛先ァドレスが前記共通経路上の隣接ノードのァドレスとなるように前記集約バケツトの宛先アドレスを書き換えてルーチングする一方、共通する経路がない場合は、前記復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてノレ一チングするステップと

を含むことを特徴とするルーチング方法。

3 . パケットに付された宛先アドレスに基づいて、前記パケットのルーチングをするルーチング方法であって、

バケツ卜の宛先ァドレスを抽出するステップと、

前記経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを集約して、各パケットの情報を含む集約バケツトを作成するステップと、

前記集約バケツトの宛先アドレスが、前記集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する機能を有する所定のノードのァドレスとなるように前記集約バケツトに宛先ァドレスを付与するステップと、

前記決定された宛先ァドレスに基づいて前記集約バケツトをルーチングするステツプと

を含むことを特徴とするルーチング方法。

4 . パケットに付された宛先アドレスに基づいて、前記パケットのルーチングをするルーチング方法であって、

バケツトの宛先ァドレスを抽出するステップと、

前記抽出された宛先ァドレスが、自分のァドレスと一致するか否かを判断するステップと、

前記判断の結果、前記抽出された宛先アドレスが、自分のアドレスと一致する場合は、複数のバケツトが集約された集約バケツトから元の複数のバケツトを復元するステップと、

前記復元された各バケツト、又は自分のァドレスと一致しなかった宛先ァドレスを有する前記集約バケツトを、宛先アドレスに基づいてルーチングするステツプと

を含むことを特徴とするルーチング方法。

5 . 前記集約バケツトのヘッダ情報に集約バケツトであることを示す集約フラグを設定するステツプを含むことを特徴とする請求項 1又は請求項 3記載のルーチング方法。

6 . 前記経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトの総ビット数と、前記集約パケットのビット数とを比較するステップと、

前記比較の結果、前記複数のバケツトの総ビット数よりも前記集約バケツトのビット数の方が小さい場合に限り、前記集約バケツトを、その宛先ァドレスに基づ！/、てルーチングするステップと

を含むことを特徴とする請求項 1又は請求項 3記載のルーチング方法。

7 . 送信キュー上にバッファされているパケットのみを集約の対象とすることを特徴とする請求項 1又は請求項 3記載のルーチング方法。

8 . バケツトに付された宛先ァドレスに基づいて、前記バケツトのルーチングをするノードであって、

バケツトの宛先ァドレスを抽出する宛先ァドレス抽出手段と、

複数のパケットについて、前記抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを抽出する経路共通バケツト抽出手段と、

前記経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを集約して、各パケットの情報を含む集約バケツトを作成する集約バケツト作成手段と、

前記集約バケツトの宛先ァドレスが、前記共通経路上の隣接ノードのァドレスとなるように前記集約バケツトに宛先ァドレスを付与する宛先ァドレス付与手段と、

前記宛先ァドレスに基づいて前記集約バケツトをル一チングする集約バケツトルーチング手段と

を備えることを特徴とするノード。

9 . バケツトに付された宛先ァドレスに基づいて、前記バケツトのルーチ -ドであって、

複数のバケツトが集約された集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する復元手段と、

前記復元された各バケツトの宛先アドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定する判定手段と、

前記判定の結果、前記経路の少なくとも一部が共通している場合は、前記集約バケツトの宛先ァドレスが前記共通経路上の隣接ノードのァドレスとなるように前記集約バケツトの宛先アドレスを書き換えてルーチングする一方、共通する経路がない場合は、前記復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づいてルーチングするパケットルーチング手段と

を備えることを特徴とするノード。

1 0 . バケツトに付された宛先ァドレスに基づいて、前記バケツトのルーチングをするノードであって、

前記経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを集約して、各パケッ卜の情報を含む集約バケツトを作成する集約バケツト作成手段と、

前記集約バケツトの宛先ァドレス力前記集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように前記集約パケットに宛先ァドレスを付与する宛先ァドレス付与手段と、

前記決定された宛先ァドレスに基づいて前記集約バケツトをルーチングする集約パケットルーチング手段と

を備えることを特徴とするノード。

1 1 . バケツトに付された宛先アドレスに基づいて、前記バケツトのルーチングをするノードであって、

前記抽出された宛先ァドレスが、自分のァドレスと一致するか否かを判断するアドレス判断手段と、

前記判断の結果、前記抽出された宛先アドレスが、自分のアドレスと一致する場合は、複数のバケツトが集約された集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する復元手段と、

前記復元された各バケツト、又は自分のアドレスと一致しなかった宛先アドレスを有する前記集約パケットを、宛先アドレスに基づいてルーチングするバケツトルーチング手段と

を備えることを特徴とするノード。

1 2 . 前記集約バケツトのヘッダ情報に集約バケツトであることを示す集約フラグを設定する集約フラグ設定手段を備えることを特徴とする請求項 8又は請求項 1 0記載のノード。

1 3 . 前記経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトの総ビット数と、前記集約パケットのビット数とを比較するビット数比較手段を備え、前記集約パケットルーチング手段は、前記比較の結果、前記複数のパケットの総ビット数よりも前記集約バケツトのビット数の方が小さい場合に限り、前記集約パケットを、その宛先アドレスに基づいてルーチングすることを特徴とする請求項 8又は請求項 1 0記載のノ一ド。

1 4 . 送信キュー上にバッファされているバケツ卜のみを集約の対象とすることを特徴とする請求項 8又は請求項 1 0記載のノード。

1 5 . バケツトを送信するホス卜と、前記バケツトを中継する請求項 8から請求項 1 4のいずれかに記載のノードと、前記バケツトを受信するホストとを備えたバケツト通信システム。

1 6 . バケツトに付された宛先ァドレスに基づいて、前記バケツトのルーチングをするプログラムであって、

バケツトの宛先ァドレスを抽出する処理と、

複数のパケットについて、前記抽出された宛先アドレスに基づき、それぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを抽出する処理と、

前記経路の少なくとも一部が共通している複数のバケツトを集約して、各パケットの情報を含む集約バケツトを作成する処理と、

前記集約バケツトの宛先ァドレスが、前記共通経路上の隣接ノードのァドレスとなるように前記集約バケツトに宛先アドレスを付与する処理と、

前記宛先ァドレスに基づいて前記集約バケツトをルーチングする処理とを通信装置に実行させるプログラム。

1 7 . バケツトに付された宛先ァドレスに基づいて、前記バケツトのルーチングをするプログラムであって、

パケットの宛先アドレスを抽出する処理と、

複数のバケツトが集約された集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する処理と、

前記復元された各バケツトの宛先ァドレスからそれぞれの終点までの経路の少なくとも一部が共通しているか否かを判定する処理と、

前記判定の結果、前記経路の少なくとも一部が共通している場合は、前記集約バケツトの宛先ァドレスが前記共通経路上の隣接ノードのァドレスとなるように前記集約バケツトの宛先ァドレスを書き換えてルーチングする一方、共通する経路がない場合は、前記復元された各パケットを、それぞれの宛先アドレスに基づレ、てルーチングする処理と

を通信装置に実行させるプログラム。

1 8 . バケツトに付された宛先ァドレスに基づいて、前記バケツトのルーチングをするプログラムであって、

バケツトの宛先ァドレスを抽出する処理と、

前記集約バケツトの宛先ァドレスが、前記集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する機能を有する所定のノードのアドレスとなるように前記集約パケットに宛先アドレスを付与する処理と、

前記決定された宛先ァドレスに基づいて前記集約バケツトをルーチングする処理と

を通信装置に実行させるプログラム。

1 9 . パケットに付された宛先アドレスに基づいて、前記パケットのルーチングをするプログラムであって、

バケツトの宛先ァドレスを抽出する処理と、

前記抽出された宛先ァドレスが、自分のァドレスと一致するか否かを判断する処理と、

前記判断の結果、前記抽出された宛先アドレスが、自分のアドレスと一致する場合は、複数のバケツ卜が集約された集約バケツトから元の複数のバケツトを復元する処理と、

前記復元された各バケツト、又は自分のァドレスと一致しなかった宛先ァドレスを有する前記集約バケツトを、宛先アドレスに基づいてルーチングする処理とを通信装置に実行させるプログラム。

2 0 . 請求項 1 6から請求項 1 9のいずれかに記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

2 1 . 前記集約バケツ卜に含まれるビットパターンを所定のコードに変換することにより前記集約パケッ卜を圧縮するステップを更に含むことを特徴とする請求項 5に記載のルーチング方法。

2 2 . 前記複数のバケツトに共通して含まれるビット列を、前記複数のパケットの内の少なくとも 1つのバケツトから抜き出すことにより前記集約バケツトを圧縮するステップを更に含むことを特徴とする請求項 5に記載のルーチング方法。

2 3 . 前記集約バケツトに含まれるビットパターンを所定のコードに変換することにより前記集約バケツトを圧縮する集約バケツト圧縮手段を更に備えることを特徴とする請求項 1 2に記載のノード。

2 4 . 前記複数のパケットに共通して含まれるビット列を、前記複数のパケットの内の少なくとも 1つのバケツトから抜き出すことにより前記集約バケツトを圧縮する集約バケツト圧縮手段を更に備えることを特徴とする請求項 1 2に記載のノード。