WO2005008977A1 - パケット転送方法及び装置 - Google Patents

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Tohru Hasegawa
Nobuo Shirai
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Definitions

  • the present invention relates to a packet transfer method and apparatus, and more particularly, to a packet transfer method and apparatus in a relay line between routers.
  • Services provided by network operators using ATM include the following two types of services. .
  • CBR Constant Bit Rate
  • GFR Guard Frame Rate
  • Partial speed guarantee type service that has both a best effort part and a guarantee part (guaranteed speed part).
  • the guaranteed speed service of (1) above a fixed speed is always guaranteed.
  • the guaranteed speed service is used for communication of applications that always require a certain speed band, or communication of applications that are vulnerable to delay fluctuation and data loss. Packets exceeding this maximum rate are discarded.
  • the minimum (contracted) guaranteed speed is always guaranteed on Mega Data Netz (MDN) lines. Cells exceeding the maximum rate are discarded as in the rate guaranteed type service of (1) above. Since the speed band equal to or higher than the minimum guaranteed speed and lower than the maximum speed is used in common by multiple users, the maximum speed can be used as the upper limit depending on the traffic situation, so TCP / IP communication that performs flow control and retransmission processing Suitable for such as.
  • a virtual path (VP) band indicated by a bold line is set as a trunk line 5 between routers (stations) 3-4. I have.
  • Examples of the virtual path band of the trunk line 5 include a virtual channel (VC) band for A user (terminal), a virtual channel band for B user, and a virtual channel band for C user.
  • VC virtual channel
  • the virtual channel bandwidth for the C user is guaranteed to be below the maximum speed Rmax and the minimum guaranteed speed Rg (10%, 50%, etc. of the maximum speed) as shown in the figure. Will be done. This is the same for the other A users and B users. Therefore, the virtual path band of the trunk line 5 is set to be smaller than the total value of the virtual channel guarantee bands for each user.
  • the router When such a partially guaranteed rate service is applied to a trunk line between routers, the router cannot know the guaranteed bandwidth (guaranteed speed) of the line in real time. For this reason, the transmitting router always transmits data to be forwarded (transferred) as a trunk line at the maximum speed Rmax, as in the virtual channel band of the C user shown in Fig. 8. Otherwise, if the maximum speed cannot be achieved even though the maximum speed can actually be achieved, the line service cannot be used to the fullest extent.
  • the virtual path bandwidth of the trunk line 5 is set to be smaller than the total value of the virtual channel guaranteed bandwidth for each user as described above, the contention with other A users or B users causes When the virtual channel bandwidth of the C user's line falls below the maximum speed, Router 3 continues to transmit data at the maximum speed as before. The portion of the line that exceeds the actual VP bandwidth is partially buffered somewhere in the network, but beyond that, it is discarded in the network.
  • the TCP protocol detects the discard of the data.
  • retransmission control of data is performed between end and end, and a slow start control of a transmission rate is performed between end and end, so that a communication rate is extremely reduced.
  • the transmission rate is gradually increased between the end and the end by the flow control of the TCP application, but if packet discarding occurs in the line part, slow start, transmission rate increase, and packet discarding will be repeated. .
  • the traffic category (CBR, VBR-rt, VBR-nrt , UBR, or GFR)
  • each router selects one of the above multiple traffic categories based on the IP header, and sets the quality of service for that traffic category.
  • QoS provision method that guarantees the following (for example, see Patent Document 1).
  • an IP tunnel is configured between routers connected to the Internet, and a network resource reservation type protocol is activated on this IP tunnel to enable IP tunneling.
  • a bandwidth securing type VPN construction method in which the bandwidth of the VPN is secured in units of cost or subnet by reserving the transmission bandwidth of the network (for example, see Patent Document 2).
  • the present invention aims to reduce the amount of buckets discarded in a network in a method and an apparatus for transferring buckets with a partially guaranteed rate service.
  • the bucket transfer method corresponds to the first step of setting a partially guaranteed rate service on a line used between predetermined routers, and the setting of the partially guaranteed rate service.
  • a third step of passing That is, in the first step, for example, the above-mentioned partial speed guarantee type service is selectively set on the used trunk line 5 between predetermined routers 3-4 as shown in FIG.
  • the router 3 in response to the setting of the partially guaranteed rate service in this manner, the router 3 establishes a TCP tunnel (connection) 6 with the router 4 which is the opposite device of the line 5 in use. Establish.
  • the packet is encapsulated and passed through the TCP tunnel 6.
  • a TCP tunnel is established on the TCP layer separately from the path for normal data transmission between routers.
  • a communication path is secured as a TCP tunnel in which the established TCP tunnel is always set between terminals (end to end).
  • the relay data stream between the routers passes through the TCP tunnel between the routers. If data is discarded on the trunk line, the data is retransmitted between the routers 3 and 4 and the TCP application
  • the above third step can include a step of selecting whether or not to pass through the TCP tunnel according to the priority of the packet.
  • packets are given priority and priority is given in accordance with this priority. Only packets can be controlled to pass through the TCP tunnel 6 and the other buckets can pass through the general path 7.
  • the priority of the data may be determined based on the value of the TOS (Type Of Service) field set in the IP header of the packet. According to this priority, as described above, important data, general data, and the like are classified, and whether or not to transfer to the TCP tunnel 6 may be determined by the router.
  • TOS Type Of Service
  • the second step may include a step of registering the packet separately into the buffer for the TCP tunnel and the other buffer.
  • a first means for setting a partial speed guarantee type service on a line used between predetermined routers and a setting corresponding to the partial rate guarantee type service are provided.
  • the above third means may include means for selecting whether or not to pass through the TCP tunnel according to the priority of the bucket.
  • the priority in this case can be indicated by a TOS (Type Of Service) field in the header of the IP bucket.
  • TOS Type Of Service
  • the second means may include means for registering the bucket separately for the TCP tunnel buffer and other buffers.
  • GFR Guard Frame Rate
  • FIG. 1 is a block diagram showing the principle of a bucket transfer method and apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a modification of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for realizing the bucket transfer method according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the TCP tunnel setting unit in the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing an example of the TCP tunnel setting shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the bucket sorting unit and the bucket sending control unit shown in FIG.
  • FIG. 7 shows the packet transfer method and apparatus according to the present invention
  • FIG. 4 is a block diagram showing encapsulation when a packet passes.
  • Figure 8 is an illustration of a partially guaranteed rate (GFR) service.
  • FIG. 3 shows a bucket transfer device for realizing the bucket transfer method according to the present invention. Things.
  • This bucket transfer device is provided in the router 3 on the transmitting side shown in FIGS. 1 and 2, and includes an initial setting unit 1 and a communication processing unit 2.
  • the initial setting unit 1 includes an initial setting control unit 11 and a connection control unit 12, the initial setting control unit 11 includes a TCP tunnel setting unit 110, and the connection control unit 12 includes a connection setting unit 120. Contains.
  • the communication processing unit 2 includes an input interface 21, a storage device 22, a protocol processing device 23, a buffer 24, and an output interface 25.
  • the storage device 22 includes a TCP tunnel destination address (DA) 221, used line information 222, and routing information 223.
  • DA TCP tunnel destination address
  • the protocol processing unit 23 includes a bucket sorting unit 231 and a bucket sending control unit 232.
  • the buffer 24 includes an input buffer 241, a general path buffer 242, and a TCP tunnel buffer 243.
  • FIG. 3 Next, the operation of the embodiment of the packet transfer device according to the present invention shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIGS.
  • a user (not an end user) in the router 3 inputs and registers used line information 222 in the storage device 22 in the communication processing unit 2 (step Sl).
  • the used line information 222 includes information as to whether a part of the line between predetermined routers (for example, between the illustrated routers 3 and 4) requires a partially guaranteed rate service (GFR) as a line to be used or other rate guaranteed service (CBR). ) Etc. are set.
  • step S2 the initialization of the packet transfer device shown in FIG. 3 is performed (step S2).
  • the reset operation is performed on the initial setting control unit 11 and the connection control unit 12 in the initial setting unit 1 by the user giving a reset signal (step S2). .
  • the TCP tunnel setting unit 110 in the initial setting control unit 11 reads out the used line information 222 in the storage device 22 and checks it (step S3).
  • the used line information 222 registered in step S1 indicates that the trunk line 5 between the routers 3 and 4 is a line such as the above-mentioned speed guaranteed service (CBR), or This indicates whether the line is a GFR-type service or not. If it is determined based on this result that the line used is a GFR type, the connection setting unit 120 in the connection control unit 12 is instructed. (Step S4) If it is found that the line to be used is of the CBR type, the process skips Step S4 and ends.
  • CBR speed guaranteed service
  • FIG. 5 shows a procedure in which the connection setting unit 120 sets the TCP tunnel 6 in step S4.
  • connection setting unit 120 establishes a connection as described below, as in the normal transmission / reception processing.
  • the receiving router returns an “establishment request (SYN)” and an “establishment request acknowledgment (ACK)” at the same time.
  • the normal connection is released after data transmission / reception, but the TCP tunnel of the present invention stays resident without being released.
  • the IP address and the port number are paired to identify the other party in pairs, multiple TCP tunnels can be established for the other party. Judge whether to release by using an arbitrary port number.
  • the TCP tunnel setting unit 110 stores the destination of the TCP tunnel 6 in the TCP tunnel destination address 221 in the storage device 22. The address is stored. Then, the communication processing unit 2 processes the bucket input to the input interface 21 as shown in FIG.
  • step S12 when a packet is input (step Sll), it is determined whether or not the destination of the packet is the destination of the TCP tunnel 6 (step S12). This is because the packet distribution unit 231 in the protocol processing device 23 refers to the TCP destination address (DA) 221 in the storage device 22 to input the destination address indicated in the IP header of the bucket. Is found to be the destination of TCP tunnel 6 set to TCP tunnel destination address 221, for example, the address of router 4. If not, proceed to step S13; otherwise, proceed to step S16.
  • DA TCP destination address
  • step S13 the priority of the data is further checked. This is done by checking whether the T0S field in the IP header of the input bucket is set to a higher priority value.
  • step S16 the process proceeds to step S16, and the bucket sorting unit 231 controls the input buffer 241 and transfers the packet input at the input interface 21 from the input buffer 241 to the general path buffer 242 for storage.
  • general data such as VoIP (data that may be discarded)
  • the packet distribution unit 231 sends the input packet from the input buffer 241 to the TCP tunnel buffer 243 so that the input packet is stored in the input buffer 241. The control is performed for this (step S14).
  • the packet transmission control unit 232 performs TCP encapsulation on the bucket stored in the TCP tunnel buffer 243 (step S15).
  • FIG. 7 shows the TCP encapsulation procedure. That is, the original IP bucket 8 is stored in the TCP tunnel buffer 243 and then converted into an encapsulated bucket 9 for passing through the TCP tunnel 6 by adding an IP header and a TCP header. It will pass through TCP tunnel 6.
  • the source IP address of the encapsulated packet 9 is router 3
  • the destination IP address is router 4
  • the source TCP port number is router 3
  • the destination TCP port number is router 4.
  • the bucket sending control unit 232 forwards the buckets stored in the TCP tunnel buffer 243 from the output interface 25 to the TCP tunnel 6, and stores the buckets stored in the general path buffer 242 in the storage. With reference to the routing information 233 in the device 22, forwarding is performed from the output interface 25 to the general path 7 (see FIG. 2) (step S17).
  • a partial rate (bandwidth) guaranteed service is applied to a communication line connecting predetermined routers
  • a TCP tunnel (TCP connection) is set up between routers, and packets destined for the router connected to the line are allowed to pass through the TCP tunnel, and other packets are sent through normal routing control. Since forwarding is configured without passing through the TCP tunnel, inter-router communication that occurs when non-guaranteed, low-speed, but 100% quality-guaranteed service is applied as a trunk line between routers By absorbing fluctuations in quality (bandwidth) using a new mechanism on the router side that uses these services, it is possible to construct a high-quality network even when these inexpensive communication services are applied. Become.

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Abstract

　所定のルータ間を接続する通信回線に一部速度保証型サービスを適用する場合に、該ルータ間にTCPトンネル（TCPコネクション）を設定しておき、該通信回線に接続されたルータを宛先とするパケットについては、該TCPトンネルを通過させ、それ以外のVoIP等のUDPを使用するアプリケーションのパケットについては、該TCPトンネルを通さずに通常のルーチング制御によりフォワーディングを行う。

Description

明 細 書 バケツト転送方法及び装置 技術分野
本発明はパケット転送方法及び装置に関し、 特にルータ間中継回線におけるパ ケットの転送方法及び装置に関するものである。 背景技術
ネットワーク事業者が ATM (Asynchronous Transfer Mode)技術を利用したサー ビスの中には、 次の 2種類のサービスが含まれている。 .
(1) CBR (Constant Bit Rate)型：一定の帯域を保証する速度保証型サービス。
(2) GFR (Guaranteed Frame Rate)型：べストェフォート部分とギャランティ部分 (保証速度部分） を併せ持つ一部速度保証型サービス。
上記（1)の速度保証型サービスでは、 一定の速度が常に保証される。 すなわち、 速度保証型サービスは、 常に一定の速度帯域を必要とするアプリケーシヨンの通 信や、 或いは遅延揺らぎ、 データ損失に弱いアプリケーションの通信に使用され る。 そして、 この最高速度を越えるパケットは廃棄される。
上記（2)の一部速度保証型サービスでは、 メガデータネッッ （MDN: Mega Data Netz) 回線などにおいて、 最低 （契約） 保証速度が常に保証されるものである。 上記（1)の速度保証型サービスと同様に最高速度を越えるセルは廃棄される。最低 保証速度以上で最高速度以下の速度帯域は複数のユーザで共通に使用されるため、 トラフィック状況により最高速度を上限として使用することができるので、 フロ 一制御や再送処理を行う TCP/IP通信などに適している。
このような一部速度保証型サービスにおいては、. 図 8に例示するように、 ルー タ （局舎） 3-4間に中継回線 5 として、 太線で示す仮想パス（VP)帯域が設定され ている。
この中継回線 5の仮想パス帯域としては、 例えば、 Aユーザ （端末） 用の仮想 チャネル（VC)帯域と Bユーザ用仮想チャネル帯域と Cユーザ用仮想チャネル帯域 とが割り当てられているとすると、 図示のように、 C ユーザ用の仮想チャネル帯 域が最高速度 Rmax以下で最低保証速度 Rg (最高速度の 10%、 50%等の速度） 以 上が保証されることとなる。 これは、 他の Aユーザ及び Bユーザについても同様 であり、 従ってこの中継回線 5の仮想パス帯域は、 各ユーザ用の仮想チャネル保 証帯域の合計値よりも小さく設定されている。
このような一部速度保証型サービスをルータ間中継回線に適用した場合、 ルー タはリアルタイムに回線の保証帯域 （保証速度） を知ることは出来ない。 このた め、 送信側のルータは中継回線としてフォワーディング (転送) するデータを、 図 8に示した Cユーザの仮想チャネル帯域のように、常に最高の速度 Rmaxで送信 を実行することになる。 そうでないと、 実際に最高速度が出せるにも関わらず最 高速度が出せないのでは、回線サービスを最大限に有効活用できないからである。 ところが、 上記のように中継回線 5の仮想パス帯域は、 各ユーザ用の仮想チヤ ネル保証帯域の合計値よりも小さく設定されているので、 他の Aユーザ又は Bュ 一ザとの競合により、 C ユーザの回線の仮想チャネル帯域が最高速度以下になつ た場合は、 ルータ 3は今までと同様に最高速度でデータ送信を続ける。 そのとき の回線の実 VP帯域を越える部分は、ネットワークのどこかで部分的にバッファリ ングされるが、 それを超えると、 ネットワーク内で廃棄されることになる。
この場合、 実際にどこまでネットワーク内でデータがバッファリングされて廃 棄されずに持ちこたえられるかはネットワーク事業者側からは公表されていない のが現状である。
従って、 ルータ 3- 4間の中継回線 5でデータ廃棄が発生すると、 例えばエンド (エンドユーザ） 〜エンド間の通信アプリケーションが TCPプロトコルを使用す る場合には、 TCP プロトコルがデータの廃棄を検出して、 エンド〜エンド間でデ ータの再送制御を行うと共に、 ェンド〜ェンド間で送信レートのスロースタート 制御を実施して通信レートを極端に低下させてしまう。
この後、 ェンド〜ェンド間で TCPアプリケーションのフロー制御により徐々に 送信レートを上げて行くが、 また回線部分でパケット廃棄が発生すると、 スロー スタート、 送信レート上昇、 及ぴパケット廃棄を繰り返すことになる。
この結果、 ネットワーク内に再送パケットが増えると共に、 パケット廃棄によ るエンド〜ェンド間通信のスロースタート制御が通信効率の低下を招くという問 題がある。
一方、 ベス トエフオート型とリアルタイム型とのトラフィックカテゴリーを区 分けしてサービス品質を保証する為、ユーザ側が IPバケツトを送信する際に、 IP ヘッダ内にトラフィックカテゴリ（CBR， VBR-rt, VBR-nrt, UBR, GFR のいずれか一 つ）を設定し、 各ルータは、 IPパケットを受信すると、 その IPヘッダに基づいて 上記の複数のトラフィックカテゴリのいずれかを選択し、 該当するトラフィック カテゴリのサービス品質を保証するようにした QoS提供方式がある （例えば、 特 許文献 1参照。）。
更に、 VPN の帯域をコスト或いはサブネット単位で確保するため、 インターネ ットに接続されるルータ間に IP トンネルを構成し、 この IP トンネル上にネッ ト ワーク資源予約型プロ トコルを起動させて IP トンネルの伝送帯域幅を予約する ことにより、 コスト或いはサブネット単位で VPNの帯域確保を行うようにした帯 域確保型 VPN構築方法がある (例えば、 特許文献 2参照。）。
<特許文献 1〉
特開 2001— 189754号公報 （図 1、 要約）
<特許文献 2 >
特開平 10— 70566号公報 （図 1、 要約） 発明の開示
従って本発明は、 一部速度保証型サービスによってバケツトを転送する方法及 び装置において、 ネットワーク内で廃棄されるバケツト量を減少させることを目 的とする。
上記の目的を達成するため本発明に係るバケツト転送方法は、 所定ルータ間の 使用回線に一部速度保証型サービスを設定する第 1のステップと、 該一部速度保 証型サービスの設定に対応して該使用回線の対向装置との間に TCP トンネルを設 定する第 2のステップと、 入力したパケットの宛先が該対向装置を示していると き、該パケットをカプセル化して該 TCP トンネルを通過させる第 3のステップと、 を備えたことを特徴としている。 すなわち、 第 1のステップでは、 例えば図 1に示すような所定のルータ 3-4間 の使用中継回線 5上に上記の一部速度保証型サービスを選択設定する。 そして第 2 のステップでは、 このように一部速度保証型サービスを設定したことに対応し てルータ 3において、 使用回線 5の対向装置であるルータ 4との間に TCP トンネ ル （コネクション） 6を確立する。
そして第 3のステップでは、 ルータ 3に入力して来たパケットの宛先が、 該対 向装置であるルータ 4を示しているときには、 該パケットをカプセル化して TCP トンネル 6を通過させるものである。
このように、 安価であるが品質が 100%保証されない一部速度保証型サービス を使用中継回線に適用した場合、 ルータ間において通常のデータ送信を行うパス とは別に TCPレイヤ上に TCP トンネルを確立し、 この確立した TCP トンネルが端 末間 （エンド〜エンド間） に常時設定される TCP トンネルとして通信路が確保さ れることになる。
このようにして、 ルータ間の中継データストリームは、 ルータ間の TCP トンネ ルを通過する形になり、 中継回線上でデータ廃棄が発生した場合は、 ルータ 3-4 間で再送及ぴ TCPアプリケーションの輻輳制御が実施されることにより、 エンド
〜エンド間にはパケッ ト廃棄が見えなくなる。 従って、 エンド〜エンド間では、 中継回線上のデータ廃棄によるスローダウンが回避されることになる。
上記の第 3ステップは、 パケットの優先度に応じて TCP トンネルを通過させる か否かを選択するステップを含むことができる。
すなわち、 図 2に示すように、 VoIPデータ等の、 再送するより廃棄した方が望 ましい通信データや帯域を有効活用する為に、 パケットに優先度を含ませ、 この 優先度に従って、 優先したパケットのみ TCP トンネル 6を通過させ、 それ以外の バケツトは一般パス 7を通過させるように制御することが出来る。
これは例えば、 パケットの IPヘッダ中に設定される TOS (Type Of Service) フィールド値によりデータの優先度を判断すれば良い。 この優先度に従って、 上 記の如く、 重要データ、 一般データ等の分類を行い、 ルータにより TCP トンネル 6に転送するか否かの判断を行えば良い。
これにより、 帯域の有効活用と重要データへの高品質通信が実現される。 また、 上記の第 2のステップは、 該 TCP トンネル用のバッファとこれ以外のバ ッファに分けて該パケットを登録するステップを含むことができる。
また本発明では、 上記のパケット転送方法を実現する装置として、 所定ルータ 間の使用回線に一部速度保証型サービスを設定する第 1の手段と、 該一部速度保 証型サービスの設定に対応して該使用回線の対向装置との間に TCP トンネルを設 定する第 2 の手段と、 入力したパケットの宛先が該対向装置を示しているとき、 該バケツトをカプセル化して該 TCP トンネルを通過させる第 3の手段と、 を備え たものを提供することができる。
上記の第 3の手段は、 該バケツトの優先度に応じて該 TCP トンネルを通過させ るか否かを選択する手段を含むことができる。
また、この場合の優先度も、 IPバケツトのヘッダにおける TOS (Type Of Service) フィールドによって示すことができる。
また、 上記の第 2の手段は、 該 TCP トンネル用のバッファとこれ以外のバッフ ァに分けて該バケツトを登録する手段を含むことができる。
一部速度保証型サービス と しては、 ATM ネッ トワークで実施される GFR (Guaranteed Frame Rate)を用いることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係るバケツト転送方法及ぴ装置の原理を示したプロック図で ある。
図 2は、 図 1の変形例を示したプロック図である。
図 3は、 本発明に係るバケツト転送方法を実現する装置の一実施例を示したブ 口ック図である。
図 4は、 図 3に示した実施例の内、 特に TCP トンネル設定部の動作を説明する ためのフローチャート図である。
図 5は、 図 4に示した TCP トンネル設定の一例を示したシーケンス図である。 図 6は、 図 3に示したバケツト振分部及ぴバケツト送出制御部の動作を示した フローチヤ一ト図である。
図 7は、 本発明に係るパケット転送方法及ぴ装置における TCP トンネルをパケ ットが通過するときのカプセル化を示したブロック図である。
図 8は、 一部速度保証型 （GFR) サービスの説明図である。
符号の説明
1 初期設定部
2 通信処理部
3， 4 ルータ
5 ルータ間中継回線
6 TCP トンネノレ
11 初期設定制御部
12 コネクション制御部
21 入力インタフェース
22 記憶装置
23 プロトコル処理装置
24 バッファ
25 出力インタフェース
110 TCP トンネル設定部
120 コネクション設定部
221 TCP トンネル宛先ァドレス (DA)
222 使用回線情報
223 ルーティング情報
231 パケット振分部
232 パケット送出制御部
241 入力バッファ
242 一般パス用バッファ
243 TCP トンネル用バッファ
図中、 同一符号は同一又は相当部分を示す。 発明を実施するための最良の形態
図 3は、 本発明に係るバケツト転送方法を実現するバケツト転送装置を示した ものである。 このバケツト転送装置は、 図 1及び図 2に示した送信側のルータ 3 に設けられるもので、 初期設定部 1と通信処理部 2とで構成されている。
この内、 初期設定部 1は、 初期設定制御部 11とコネクション制御部 12とを含 んでおり、初期設定制御部 11は TCP トンネル設定部 110を含み、 コネクション制 御部 12はコネクション設定部 120を含んでいる。
また通信処理部 2は、 入力インタフェース 21 と記憶装置 22とプロトコル処理 装置 23とバッファ 24と出カインタフェース 25とで構成されている。
この内、記憶装置 22は、 TCP トンネル宛先ァドレス（DA) 221と使用回線情報 222 とルーティング情報 223とを含んでいる。
またプロトコル処理部 23 は、 バケツト振分部 231 とバケツト送出制御部 232 とを含んでいる。
さらにバッファ 24は、入力バッファ 241と一般パス用バッファ 242と TCP トン ネル用バッファ 243とを含んでいる。
次に、 図 3に示した本発明に係るパケット転送装置の実施例の動作を、 図 1及 ぴ図 2並びに図 4から図 7を参照して説明する。
まず図 4において、 ルータ 3におけるユーザ (ェンドユーザではない) は、 通 信処理部 2における記憶装置 22において、使用回線情報 222を入力して登録する (ステップ Sl)。 この使用回線情報 222には、 所定ルータ間 （例えば図示のルー タ 3-4間） の使用回線として一部速度保証型サービス （GFR) を希望するのか、 そ れ以外の速度保証型サービス （CBR) 等を希望するのかが設定される。
この後、 図 3に示すパケット転送装置の初期設定が行われる （ステップ S2)。 これは、初期設定部 1に示すように、ユーザがリセット信号を与えることにより、 初期設定部 1内の初期設定制御部 11及びコネクション制御部 12に対するリセッ ト動作を行うものである （ステップ S2)。
このように初期設定制御部 11にリセット信号が与えられると、初期設定制御部 11における TCP トンネル設定部 110は、 記憶装置 22における使用回線情報 222 を読み出してそのチェックを行う （ステップ S3)。
すなわち、 ステップ S1 において登録された使用回線情報 222 は、 ルータ 3 - 4 間の中継回線 5が、 上記の速度保証型サービス （CBR) 等の回線であるか、 又は一 部速度保証型サービス （GFR) の回線であるかを示しているので、 この結果に基づ き、 使用回線が GFR型であることが分かったときには、 コネクション制御部 12 におけるコネクション設定部 120に指示して TCP トンネル 6の設定を行う （ステ ップ S4) 力、使用回線が CBR型であることが分かったときには、 このステップ S4 をスキップして終了する。
図 5は、ステップ S4でコネクション設定部 120が TCP トンネル 6の設定を行う 手順を示している。
すなわち、 このトンネル設定においては、 通常の送受信処理と同様に以下のと おりコネクション設定部 120がコネクションの確立を行う。
(1)送信側ルータ 3から 「確立要求（SYN)」 を送出する。
(2)受信側ルータでは、 「確立要求（SYN)」 と 「確立要求の確認応答（ACK)」 を同 時に返送する。
(3)送信側ルータ 3から 「確立要求の確認応答（ACK)」 を転送する。
なお、 通常のコネクションは、 データ送受信後、 解除を行うが、 本発明の TCP トンネルは解除されることなく常駐する。このコネクションは IPァドレスとポー ト番号とがー対となってペアで相手の識別を行うため、 相手先に対しては複数の TCP トンネルの確立が可能である。 任意のポート番号を使用することにより解除 を行うか否かを判断する。
このようにして、 TCP トンネル設定部 110がコネクション設定部 120と共に TCP トンネル 6を設定した後又は前に、 TCP トンネル設定部 110は記憶装置 22中の TCP トンネル宛先ァドレス 221に当該 TCP トンネル 6の宛先ァドレスを格納しておく。 そして、通信処理部 2は入カインタフェース 21に入力して来たバケツトを図 6 に示すように処理する。
すなわち、 まずパケットが入力すると （ステップ Sll)、 このパケットの宛先が TCP トンネル 6の宛先であるか否かを判定する （ステップ S12)。 これは、 プロト コル処理装置 23におけるパケット振分部 231が、 記憶装置 22における TCP宛先 ァドレス（DA) 221を参照することにより入力して来たバケツトの IPヘッダに示さ れた宛先アドレスが上記のように TCP トンネル宛先アドレス 221 に設定された TCP トンネル 6 の宛先である例えばルータ 4のァドレスであることが分かったと きにはステップ S13に進むが、 そうでないときにはステップ S16へ進む。
すなわち、 入力パケットが TCP トンネル 6を通過すべきであることが分かった ときには、 さらにデータの優先度チェックを行う（ステップ S13)。 これは、 入力 バケツトの IPヘッダにおける T0Sフィールドが優先度の高い値に設定されている か否かによりチェックを行う。
例えば、 この T0Sフィールドに VoIP等の一般的なデータ （廃棄しても構わない データ） に対応する低い優先度が設定されていることが分かったときには、 ステ ップ S16へ進み、 バケツト振分部 231は入力バッファ 241に対して制御を行い、 入カインタフェース 21で入力したパケットを入力パッファ 241から一般パス用バ ッファ 242に転送して格納する。
一方、 T0S フィールドの優先度が高い値に設定されている場合には、 入力パケ ットを入カバッファ 241から TCP トンネル用バッファ 243へ格納するようにパケ ット振分部 231が入力バッファ 241に対して制御を行う （ステップ S14)。
このステップ S14の後、 TCP トンネル用バッファ 243に格納されたバケツトに 対しパケット送出制御部 232は TCPカプセリングを行う （ステップ S15)。
図 7 には、 この TCPカプセリングの手順が示されている。 すなわち、 元の IP バケツト 8は、 TCP トンネル用バッファ 243に格納された後、 IPヘッダ及ぴ TCP ヘッダが付加されることにより TCP トンネル 6を通過するためのカプセル化され たバケツト 9に変換されて TCP トンネル 6を通過することになる。
この場合、カプセル化パケット 9の送信元 IPァドレスはルータ 3であり、 同宛 先 IPアドレスはルータ 4となり、さらに送信元 TCPポート番号はルータ 3であり、 さらに同宛先 TCPポート番号はルータ 4となる。
この後、 バケツト送出制御部 232は、 TCP トンネル用バッファ 243に格納され ているバケツトをそれぞれ出力インタフェース 25から TCPトンネル 6へフォヮ一 デイングし、 一般パス用バッファ 242に格納されているバケツトは、 記憶装置 22 におけるルーティング情報 233を参照して、出カインタフェース 25から一般パス 7 (図 2参照） へフォワーディングされる （ステップ S17)。
以上のように、 本発明に係るパケット転送方法及び装置によれば、 所定ルータ 間を接続する通信回線に一部速度 （帯域） 保証型サービスを適用する場合に、 該 ルータ間に TCP トンネル (TCP コネクション) を設定しておき、 該回線に接続さ れたルータを宛先とするパケットについては、 該 TCP トンネルを通過させ、 それ 以外のパケットについては、 通常のルーチング制御により該 TCP トンネルを通さ ずにフォヮ一ディングを行うように構成したので、 速度非保証型の安価であるが 品質が 100%保証されないサービスをルータ間の中継回線として適用した場合に 発生するルータ間通信品質 （帯域） の変動を、 これらのサービスを利用するルー タ側の新たな仕組みにより吸収することで、 これらの安価な通信サービスを適用 した場合でも、 高品質のネットワークを構築することが可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 所定ルータ間の使用回線に一部速度保証型サービスを設定する第 1 のステツ プと、
該一部速度保証型サービスの設定に対応して該使用回線の対向装置との間に TCP トンネルを設定する第 2のステップと、
入力したバケツトの宛先が該対向装置を示しているとき、 該バケツトをカプセ ル化して該 TCP トンネルを通過させる第 3のステップと、
を備えたことを特徴とするバケツト転送方法。
2 . 請求の範囲 1において、
該第 3のステップが、 該パケットの優先度に応じて該 TCP トンネルを通過させ るか否かを選択するステップを含むことを特徴とするバケツト転送方法。
3 . 請求の範囲 2において、
該優先度が、 IPバケツトのヘッダにおける TOS (Type Of Service)フィールドに よって示されることを特徴とするバケツト転送方法。
4 . 請求の範囲 1から 3のいずれか 1つにおいて、
該第 2のステップが、 該 TCP トンネル用のバッファとこれ以外のバッファに分 けて該バケツトを登録するステップを含むことを特徴とするバケツト転送方法。
5 . 請求の範囲 1において、
—部速度保証型サービスが、 ATM ネッ トワークで実施される GFR (Guaranteed Frame Rate)であることを特徴とするバケツト転送方法。
6 .所定ルータ間の使用回線に一部速度保証型サービスを設定する第 1の手段と、 該一部速度保証型サービスの設定に対応して該使用回線の対向装置との間に
TCP トンネルを設定する第 2の手段と、
入力したパケットの宛先が該対向装置を示しているとき、 該パケットをカプセ ル化して該 TCP トンネルを通過させる第 3の手段と、
を備えたことを特徴とするバケツト転送装置。
7 . 請求の範囲 6において、
該第 3の手段が、 該パケッ トの優先度に応じて該 TCP トンネルを通過させるか 否かを選択する手段を含むことを特徴とするパケット転送装置。
8 . 請求の範囲 7において、
該優先度が、 IPバケツトのヘッダにおける T0S (Type Of Service)フィールドに よって示されることを特徴とするバケツト転送装置。
9 . 請求の範囲 6から 8のいずれか 1つにおいて、
該第 2の手段が、 該 TCP トンネル用のバッファとこれ以外のバッファに分けて 該バケツトを登録する手段を含むことを特徴とするバケツト転送装置。
1 0 . 請求の範囲 6において、
一部速度保証型サービスが、 ATM ネットワークで実施される GFR (Guaranteed Frame Rate)であることを特徴とするバケツト転送装置。
1 .
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