JP2002368787A - 明示的経路指定中継装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＰｖ６パケットの明示的ルーティングをサ
ポートする明示的経路指定中継装置に関し、輻輳したリ
ンクを迂回する経路へ速やかに切替え、トラフィックを
分散中継する。 【解決手段】 自中継装置の収容する回線インタフェー
ス１−４のトラフィック状況を監視し、該統計情報を周
囲の他の中継装置に通知する。他の中継装置から通知さ
れたトラフィック統計情報及び自中継装置のメモリ１−
１に保有する経路情報を基に、プロセッサ１−３におい
て迂回中継するか否かを判断し、迂回中継の経路を指定
するための明示的経路を設定する。このとき、ドメイン
の入口エッジでにおいて、検索マシン１−２により検索
した明示的経路指定情報を経路制御ヘッダに付加挿入
し、挿入した経路の挿入位置ポインタ及び中継指定段数
を拡張ヘッダ内のフィールドに記述する。そしてドメイ
ンの出口エッジでその付加した明示的経路指定情報を削
除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は明示的経路指定中継
装置に関し、特に、ＩＰｖ６（Internet Protocol vers
ion 6 ）パケットのルーティングと中継を行うシステム
等において、中継すべきユーザのＩＰパケットを、自律
分散制御による経路制御機構により決定される経路と異
なる経路（明示的経路）を経由して中継するように、Ｉ
Ｐｖ６の経路制御ヘッダを設定し、ユーザＩＰパケット
をネットワーク内において分散して中継し、ネットワー
ク内の滞留トラフィックの偏在を解消するトラフィック
エンジニアリングシステムの適用範囲と機能拡張を図る
ものである。

【０００２】近年、インターネットの利用におけるデー
タトラヒックの増大は激化の一途をたどり、インターネ
ットを構成するネットワーク中継装置の性能向上が求め
られている。中でも中継容量の拡大化と、特定のＩＰパ
ケットについて優先中継するサービス品質（ＱｏＳ）保
証型通信の実現化が要求されている。

【０００３】これらの要求に合致する技術をサポートす
る“トラヒックエンジニアリング技術”によるベストエ
フォート型のパケット中継を含めたネットワーク全体に
おけるユーザデータのスループットの向上化と、ネット
ワーク全体に亙る中継装置リソースの最適利用技術の実
現化が期待されている。

【０００４】

【従来の技術】図１１は従来の明示的ルーティングを行
う中継装置の機能構成を示す。該中継装置は、マルチプ
ロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）システムにお
いて提供されているＣＲ−ＬＤＰ（Constraint base -
Label distribution Protocol）又はＲＳＶＰ（Resourc
e Reservation Protocol ）等の明示的ルーティングプ
ロトコルを用いて負荷分散中継を行う。

【０００５】図１１において、１１−１は回線インタフ
ェース部、１１−２は最短経路算出制御部、１１−３は
経路情報データベース（ＤＢ）、１１−４はラベル分配
制御部（明示的経路変更回数表示オブジェクトをメッセ
ージに付与する処理部）、１１−５は明示的経路決定手
段、１１−６は統計情報受信処理部（ネットワーク中継
装置の輻輳を判断する機能を含む。）をそれぞれ示す。

【０００６】また、ＩＰｖ６のプロトコルは、元来、自
動化された経路決定メカニズム（例えば、ＯＳＰＦ（Op
en Shortest Path First）など）により算出された経路
以外の経路に、ユーザデータであるＩＰｖ６パケットを
迂回中継させるための経路制御ヘッダ機能（このヘッダ
フィールドはRouting headerと呼ばれる。）を付加する
ことができる。

【０００７】この経路制御ヘッダは、本来、送信元が送
信する通信データに対して、デフォルトの経路以外の経
路を通過させるべく、拡張ヘッダとして付加されるもの
である。但し、ユーザデータを転送するための経路を中
継装置が自律的に任意に変更すること、つまり、中継装
置の判断により経路制御ヘッダ（Routing header）を追
加処理することは従来行われていない。

【０００８】図１２はマルチプロトコルラベルスイッチ
ング（ＭＰＬＳ）ネットワークにおける負荷分散中継の
動作例を示す。図１２において、１２−1 は、回線イン
ターフェース部を有する入口（Ingress)エッジ装置のラ
ベルスイッチングルータ（ＬＳＲ）、１２−２は同じく
出口（Egress) エッジ装置のラベルスイッチングルータ
（ＬＳＲ）、１２−３は最短経路算出制御部により決定
されたデフォルトルート、１２−４，１２−５は経路情
報データベース（ＤＢ）から計算して設定したエンジニ
アリングルート（負荷分散のための迂回経路）である。

【０００９】従来からの明示的ルーティングは、マルチ
プロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）を主に用
い、ユーザからのデータパケット（ＩＰｖ４又はＩＰｖ
６のいずれでも）に対し、データリンクレイヤのコネク
ション識別子又はそれに相当するラベルを付与し、各ラ
ベルスイッチングルータ（ＬＳＲ）間のリンク上に、入
口（Ingress ）エッジ装置から出口（Egress）エッジ装
置までの連続した伝送路を設定することにより、ラベル
に基づく中継処理を行うものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のマルチプロトコ
ルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）の経路再構成におけ
るラベルスイッチングパス（ＬＳＰ）トンネルによる明
示的経路設定制御は、各ラベルスイッチングルータ（Ｌ
ＳＲ）間で、ＣＲ−ＬＤＰやＲＳＶＰといったパス設定
プロトコルを相互に交換して、中継装置各々が自律的に
明示的経路設定制御を実行することとなる。

【００１１】ここで、特定の中継装置での経路変更を、
その中継装置及び明示的経路指定オブジェクト（ＥＲ
Ｏ）が含まれるプロトコルメッセージが通過する中継装
置内のテーブル管理により行う方式が採用されている場
合、輻輳情報を受信した中継装置は自律的な判断を行っ
た後、別の迂回経路を設定するためにこのパス設定プロ
トコルのメッセージを送受信する必要がある。

【００１２】そして上記パス設定プロトコルのメッセー
ジの送受信において、送信したプロトコルに対する完了
応答の返送を待ったりするため、新規な迂回パスの設定
完了までに一定時間以上の遅れが必ず発生する。そのた
め、プロトコルメッセージの送受による明示的経路設定
制御では、タイムリーに新規迂回経路を設定してデータ
中継経路の変更をすることが困難である。

【００１３】本発明は、中継装置内の経路テーブル形式
等を一切変更することなく、また、中継装置間でパス設
定制御のプロトコルメッセージの送受によるパス設定処
理を行うことなく、従ってオーバヘッドや処理の遅延
（タイムラグ）のない速やかな経路切替えを実現し、特
定の輻輳したリンクを迂回するパスを再構成し、ネット
ワーク全体に亙ってトラフィックを分散して中継するこ
とができる明示的経路指定中継装置を提供することを目
的とする。

【００１４】また、経路制御ヘッダによる明示的な中継
制御において、経路制御ヘッダに記述されたアドレスの
中継装置が障害等により運用を停止していた場合、宛先
アドレス到達不可のエラーメッセージが送信元に返送さ
れ、或いは何のエラーメッセージも返送されずにＩＰｖ
６パケットが廃棄され、エンドホスト装置の再送制御に
より再度ユーザデータがネットワーク内に送信されるこ
とになる。

【００１５】これでは、ネットワーク内の中継処理の不
具合に対する対処をエンドホスト装置に実行させること
なり、中継処理の不具合は、本来ネットワーク内の中継
装置で対処する必要がある。本発明は、能動的に経路制
御ヘッダの記述変更する処理を行い、運用停止中の中継
装置が存在する場合、エラーメッセージ等を返送するこ
となくそのまま中継処理を継続することができる明示的
経路指定中継装置を提供することを目的とする。

【００１６】また、経路制御ヘッダフィールドに経路途
中の中継装置が自律的に経路制御情報を挿入してＩＰｖ
６パケットの中継経路を変更しようとする処理を行う
と、ユーザＩＰｖ６パケットの全長を増加させてしまう
ことになる。特に、当初送信元のエンドホスト装置が、
パス中のメッセージ転送容量（ＭＴＵ：Maximum Transf
er Unit ）を探索するプロトコル（ＰＭＴＵ）により探
索したメッセージ転送容量（ＭＴＵ）に従ったパケット
長のＩＰｖ６パケットをユーザデータとして送信してい
る場合に、経路途中の中継装置において、出力回線イン
タフェースのメッセージ転送容量（ＭＴＵ）が入力回線
インタフェースのメッセージ転送容量（ＭＴＵ）よりも
小さいときには、経路制御ヘッダの挿入処理を伴う中継
処理を防止する必要がある。

【００１７】本発明は、出力回線インタフェースのメッ
セージ転送容量（ＭＴＵ）が入力回線インタフェースの
メッセージ転送容量（ＭＴＵ）よりも小さいときには、
パケットの全長を増加させてしまう経路制御ヘッダの挿
入処理を伴う中継処理を行わない明示的経路指定中継装
置を提供する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＩＰｖ６パケ
ットのヘッダ情報により通過経路を指定する経路制御機
能を用いて、本来の経路とは異なる経路を中継装置が自
律的に指定し、一方、この経路変更処理を解除する中継
装置では、挿入されたトラフィック分散用の通過経路の
中継装置アドレスのみの削除処理を行って、トラヒック
エンジニアリングドメイン内でのタイムリーなトラフィ
ック分散処理を実行する。

【００１９】即ち、本発明の明示的経路指定中継装置
は、（１）複数の中継装置を経由してデータを中継する
ネットワークを構成する中継装置であって、迂回中継の
経路を指定するための明示的経路設定制御手段を具備す
る中継装置において、自中継装置の収容する回線インタ
フェースのトラフィック状況を監視し、統計情報として
収集する手段と、周囲の他の中継装置に該統計情報を通
知する手段と、他の中継装置から通知された該統計情報
及び自中継装置に保有しているネットワーク経路情報を
基に、迂回中継するか否かを判断する手段と、迂回中継
の経路を指定するための明示的経路設定制御手段とを備
え、前記明示的経路設定制御手段は、当該中継装置がネ
ットワークドメインの入口エッジに位置する場合、明示
的経路指定用の経路制御ヘッダに、該ドメイン内でのみ
使用する明示的経路指定情報としての中継装置アドレス
リストを付加挿入し、付加した経路の挿入位置ポインタ
及び中継指定段数を、インターネットプロトコルの拡張
ヘッダ内のフィールドに記述する手段と、当該中継装置
がネットワークドメインの出口エッジに位置する場合、
入口エッジ中継装置において付加挿入された明示的経路
指定情報としての中継装置アドレスリスト情報を削除す
る手段と、を具備するものである。

【００２０】また、（２）前記ネットワークドメイン内
の運用停止中の中継装置を認識する手段を備え、前記明
示的経路指定情報として記述された中継装置アドレスリ
スト中に、該運用停止中の中継装置のアドレスが存在す
る場合、前記経路制御ヘッダの中継装置アドレスの中か
ら運用中の中継装置のアドレスを選択して、ＩＰヘッダ
の宛先アドレスに入れ替える手段を備えたものである。

【００２１】また、（３）入力したパケットデータの中
継経路上のメッセージ転送容量が、入力インタフェース
上のメッセージ転送容量より大であるか否かを事前に検
出する手段を具備し、出力インタフェースのメッセージ
転送容量が入力インタフェースのメッセージ転送容量よ
り小さい場合、前記経路制御ヘッダへの中継装置アドレ
スリストの付加挿入を行わないように制御する手段を備
えたものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１に本発明による明示的経路指
定中継装置の機能ブロックを示す。本発明による明示的
経路指定中継装置は、明示的経路指定用の経路制御ヘッ
ダフィールドに指定経路上の中継装置のアドレスリスト
を付加する手段を備え、該経路制御ヘッダの挿入／削除
の処理を行ってＩＰｖ６パケットを転送する機能を備え
たものである。

【００２３】経路制御ヘッダの挿入／削除の判断及び処
理は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１−３により実行
する。中継装置のアドレスリストの挿入／削除は、ドメ
イン内の各中継装置にのみ適用されるローカル規定に従
って実行される。明示的な中継経路を指定する中継装置
アドレスリストは、ルーティングテーブル（ＳＳＲＡ
Ｍ）１−１に格納されている。

【００２４】４ポートの回線から入力されるユーザのＩ
Ｐｖ６パケットは、物理層インタフェース部１−４を経
てＭＡＣ（Media Access Control）処理部１−５により
終端された後、データバッファ１−６に格納される。マ
イクロプロセッサ（ＭＰＵ）１−３は、データバッファ
１−６に格納されたユーザのＩＰｖ６パケットについ
て、プログラムメモリ１−８に格納された処理プログラ
ムに従ってヘッダ検査処理を実行し、必要なヘッダ情報
を読み取り、経路制御ヘッダの挿入／削除の処理を判定
する。

【００２５】そして、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１
−３は、ヘッダ情報から宛先アドレスを抽出し、出側方
路を決定するために該宛先アドレスを検索マシン１−２
に転送する。そして、その検索結果として、経路制御ヘ
ッダへの追加アドレスリストが格納されたメモリアドレ
スポインタを含む応答が返送された場合、マイクロプロ
セッサ（ＭＰＵ）１−３は、該アドレスリストの内容を
ユーザのＩＰｖ６パケットに挿入する処理を行う。

【００２６】なお、プログラムメモリ１−８は、データ
及びコマンド用のメモリ、リクエスト及びステータス用
のメモリ、及び統計情報収集用のメモリ等として使用さ
れる。また、ポリシエンジン１−７は、インテリジェン
トな統合パケットクラシフィケーション機能を提供し、
スライサ１−９は、ＩＰパケットとＡＴＭセルとの変換
処理機能を有する。

【００２７】図２は上述の経路制御ヘッダ情報をユーザ
のＩＰｖ６パケットに挿入する処理フローを示す。ま
た、図３は挿入された経路制御ヘッダ情報を出側の中継
装置において削除する処理フローを示す。また、図４に
ＩＰｖ６ヘッダフォーマットを、図５に経路制御ヘッダ
情報の挿入位置を示すポインタを示す。

【００２８】経路制御ヘッダ情報をＩＰｖ６パケットに
挿入する処理を図２を参照して説明すると、ＩＰｖ６ド
メインの入口エッジ中継装置のルータは、トラフィック
統計情報を受信する一方、回線から入力されたユーザの
ＩＰｖ６パケットの宛先アドレス（ＤＡ）によりルーテ
ィングテーブルを検索する（２−１）。

【００２９】そして上記の検索結果に、ＬＲＴＥ（Loos
e Route Traffic Engineering:指定経路の中継装置アド
レスを間引いて設定するトラフィックエンジニアリン
グ）実行有りを示すデータが設定されているか否かを判
定する（２−２）。なお、このデータとして、出力イン
タフェース番号、通過すべき中継装置アドレス等が設定
されている。

【００３０】上記データが設定されていた場合、受信し
たパケットに経路制御ヘッダが有るか否かを判定し（２
−３）、経路制御ヘッダが無い場合に、新規に挿入する
経路制御ヘッダをメモリにロードする（２−４）。そし
て、通過すべき中継装置のアドレスを検索結果からロー
ドし、経路制御ヘッダに挿入する（２−５）。

【００３１】次に、挿入した中継装置アドレスの挿入位
置を示すポインタを編集し（２−６）、経路制御ヘッダ
と挿入位置ポインタとを受信パケットに挿入し（２−
７）、ＩＰｖ６ヘッダの次ヘッダフィールド値を経路制
御ヘッダの次ヘッダフィールドにコピーし、その後、Ｉ
Ｐｖ６ヘッダの次ヘッダフィールドに経路制御ヘッダを
示す値を書き込む（２−８）。そして、ルーティングテ
ーブルの検索結果に基づいて、受信ＩＰｖ６パケットを
転送（フォワーディング）する（２−９）。

【００３２】次に、経路制御ヘッダ情報の削除処理を図
３を参照して説明すると、ＩＰｖ６／ＭＰＬＳドメイン
の出口エッジ中継装置のルータは、経路制御ヘッダによ
るトラフィックエンジニアリング（ＴＥ）実行中のドメ
インからのＩＰｖ６パケットを受信すると（３−１）、
経路制御ヘッダへの中継装置アドレス挿入位置ポインタ
が０か否かを判定し（３−２）、０以外である場合、中
継装置アドレス挿入位置ポインタから、アドレスリスト
削除か経路制御ヘッダの削除かを判定する（３−３）。

【００３３】アドレスリスト削除である場合、経路制御
ヘッダへの挿入位置ポインタ情報により、経路制御ヘッ
ダに挿入されたアドレスリストを削除する（３−４）。
経路制御ヘッダの削除である場合、経路制御ヘッダへの
挿入位置ポインタ情報により、経路制御ヘッダに挿入さ
れた経路制御ヘッダそのものを削除し（３−５）、経路
制御ヘッダの前段のヘッダに有る次ヘッダフィールド
に、削除した経路制御ヘッダに付与されていた次ヘッダ
フィールド値を書き込む（３−６）。そして、経路制御
ヘッダ情報を削除した分、ペイロード長を減算してＩＰ
ｖ６ヘッダに書き込み（３−７）、次経路へのデータ転
送（フォワーディング）を開始する（３−８）。

【００３４】ＩＰｖ６のヘッダフォーマットは図４に示
すように、バージョン、トラフィッククラス（優先
度）、フローラベル、ペイロード長、次ヘッダ、ホップ
制限、送信元アドレス及び宛先アドレスを含む基本ヘッ
ダと、ホップバイホップオプションヘッダ、宛先オプシ
ョンヘッダ、ルーティングヘッダ、フラグメントヘッ
ダ、認証ヘッダ、及び上位レイヤヘッダ等を含む拡張ヘ
ッダとから成る。

【００３５】上記拡張ヘッダのルーティングヘッダに通
過経路の中継局アドレスが書き込まれる。該ルーティン
グヘッダのフォーマットを図５に示す。同図はタイプ０
のルーティングヘッダのフォーマットを示し、ルーティ
ングヘッダには、次ヘッダ、拡張ヘッダ長、ルーティン
グタイプ、残セグメント、予備（Reserved）フィール
ド、通過経路の各中継装置アドレスの領域が備えられて
いる。

【００３６】次ヘッダのフィールドは８ビットのセレク
タであり、ルーティングヘッダの直後に続くヘッダのタ
イプを示し、ＩＰｖ４パケットにおけるプロトコルフィ
ールドと同様の値が使用される。拡張ヘッダ長のフィー
ルドは、８ビットの符号無し整数によりルーティングヘ
ッダの８オクテット単位の長さを表す（但し、先頭の８
オクテット分は含まない）。なお、タイプ０のルーティ
ングヘッダの拡張ヘッダ長の値は、ルーティングヘッダ
内の中継装置アドレス数の２倍の値に等しくなる。

【００３７】ルーティングタイプのフィールドには８ビ
ットでルーティングタイプ値（この場合“０”）が書込
まれる。残セグメントのフィールドには、８ビットの符
号無し整数で、経路上の残りのセグメント数、即ち、最
終宛先に到達するまでに経由するように明示されている
中間ノード（中継装置）の数が書込まれる。

【００３８】予備（Reserved）フィールドは３２ビット
の情報フィールドで、送信時に“０”に初期化され、受
信側では無視される。通過経路の各中継装置アドレス
［１]…［ｎ］は、１からｎまで番号付けされた各中継
装置の１２８ビット長のアドレスである。

【００３９】本発明の第１の実施形態は、経路制御ヘッ
ダへの中継装置アドレスの挿入位置を示すポインタとし
て、予備（Reserved）フィールドに、一例として以下の
ような制御フィールドのフォーマットを挿入する。 （１）該予備（Reserved）フィールドに、マルチプロト
コルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）方式におけるシム
（shim）ヘッダ形式のフィールドを定義し挿入する。 （２）シム（shim）ヘッダの段数は１段とする。 （３）予備（Reserved）フィールドのデータが“０”で
なければ、シム（shim）ヘッダが有意データとして挿入
されていると判断する。 （４）この場合、シム（shim）ヘッダのラベルフィール
ド（２０ビット）を２オクテットと４ビットのサブフィ
ールドに分割し、経路制御ヘッダによるトラフィックエ
ンジニアリング時の挿入経路リストの範囲指定を記述す
る。

【００４０】図６にシム（shim）ヘッダフォーマットを
示す。該シム（shim）ヘッダフォーマットは、ＲＦＣ３
０３２Ｊａｎ．２００１により規定されたものである。
シム（shim）ヘッダフォーマットは、２０ビットのラベ
ル（Label ）フィールド、３ビットの実験使用（Exp ）
フィールド、１ビットのボトムスタック（S ）フィール
ド、８ビットの生存時間（TTL ）フィールドの３２ビッ
トから構成される。

【００４１】ラベル（Label ）フィールド内の第１の８
ビットサブフィールド（sub-label-1 ）には、トラフィ
ックエンジニアリング用の経路制御ヘッダ内容を挿入す
る位置を示すポインタを記述する。また、第２の８ビッ
トサブフィールド（sub-label-2 ）には、トラフィック
エンジニアリング用の経路制御ヘッダ内容を挿入する数
を示すポインタを記述する。ラベル（Label ）フィール
ド内の４ビットサブフィールド（sub-label-3 ）は予備
（Reserved）である。

【００４２】このように、パス設定制御プロトコルによ
ってパス設定処理を行わずに、ＩＰｖ６パケットの経路
制御ヘッダに経路変更の制御機構を組み込むことによ
り、別の経路へユーザのＩＰｖ６パケットを迂回させ
る。この場合、明示的経路指定情報を他の中継装置群に
通知するために、本発明の第１の実施形態は、拡張ヘッ
ダフィールドに含まれるＴＬＶ（Type/Length/Value ）
群のフィールドである経路制御ヘッダの予備（Reserve
d）フィールド中に、新たに追加した経路（中継装置ア
ドレスリスト）の挿入位置ポインタと中継指定段数とを
記述する。

【００４３】この場合、該経路変更の制御機構をサポー
トしていない中継装置において、経路制御ヘッダの予備
（Reserved）フィールドを“０”にクリアする処理を実
行するものがあったりすると、新たに追加した経路の削
除処理を出口エッジの中継装置で行うことができなくな
り、動作に不具合が発生する。

【００４４】即ち、中継装置アドレスリストが付加挿入
されている旨の表示を、経路制御ヘッダ中の予備（Rese
rved）フィールドにより行って経路変更の制御を行うこ
ととしたが、本来、予備（Reserved）フィールドは、将
来の使用のために確保されているフィールドであり、他
のＩＰｖ６パケット中継機構の実装において、この予備
（Reserved）フィールドをゼロクリアして中継したり、
その内容をチェックしてゼロ以外ならば、異常検出とし
てアラーム処理したり、といった様々の判断及び処理等
に使用されることが予想される。

【００４５】そこで、経路上の中継装置が常に検査すべ
きヘッダとして規定され、他の用途にも使用可能な汎用
ヘッダフィールドであるホップバイホップオプションフ
ィールドに新規にフィールド規定を追加し、中継装置ア
ドレスリストの挿入を表示することができる。ホップバ
イホップオプションフィールドとして規定されたもの
は、フィールド値の一部であって、それ以外は未規定で
ある。

【００４６】この規定済み部分の値として、オプション
タイプの上位から３ビット目は、このオプションデータ
がパケットの最終宛先までの途中で修正することができ
るかどうかを指定するビットであり、このビットを、オ
プションデータを途中で変更できない値（０）に設定す
ることにより、前述のゼロクリアによる不具合を解決す
ることができる。但し、ホップバイホップオプションヘ
ッダの挿入削除処理の負荷は増大する。

【００４７】しかしながら、予備（Reserved）フィール
ド使用による不具合を回避するために、経路制御ヘッダ
の予備（Reserved）フィールドの代わりに、本発明の第
２の実施形態として、ＩＰｖ６プロトコル標準規定のホ
ップバイホップオプションヘッダのパッドＮオプション
機能を拡張し、新たに追加した経路の挿入位置表示ポイ
ンタ及び中継段数指定を表示せしめることとする。

【００４８】ＩＰｖ６プロトコル標準仕様におけるパッ
ドＮオプション（alignment requirement : none）のフ
ィールド定義を以下に説明する。パッドＮオプション
は、ヘッダのオプションエリアに２オクテット以上のパ
ディングを挿入するのに使用される。図７の（ａ）にパ
ッドＮオプション（alignment requirement : none）フ
ィールドのフォーマットを示す。Ｎオクテットのパディ
ングの場合、オプションデータ長フィールドに（Ｎ−
２）の値を記述し、オプションデータフィールドには
（Ｎ−２）オクテットの“０”値が記述される。

【００４９】ＩＰｖ６プロトコル標準仕様の規定によ
り、ヘッダ内の一連のオプションはヘッダ内に現れた順
に厳密に処理しなければならず、例えば、ヘッダ内の特
定のオプションを探して、それに先行する全てのオプシ
ョンを処理する前に、そのオプションの処理してはなら
ないとされている。なお、パッド１オプションは、ヘッ
ダのオプションエリアに１オクテットのパディングを挿
入するのに使用され、１オクテットを超えるパディング
が必要な場合には、複数のパッド１オプションを使用す
るよりも、ここに示したパッドＮオプションが使用され
る。

【００５０】オプションタイプ識別子は、単にオプショ
ンの特定のタイプを識別する以上の役割を有し、その上
位２ビットは、処理中のＩＰｖ６ノードがそのオプショ
ンタイプを認識することができない場合にどのように扱
うかを指定するように符号化されている。オプションタ
イプ上位２ビットの符号の意味は図７の（ｂ）に示すよ
うに規定され、上記パッド１オプションとパッドＮオプ
ションは図７（ｂ）の表の符号“００”の規定に従う。
中継装置がホップバイホップオプションヘッダ付のＩＰ
ｖ６パケットを受信すると、そのオプションタイプを検
査し、上記パッド１オプションかパッドＮオプションで
あれば、それに対応した処理を行なってから次の拡張ヘ
ッダ処理を行なう。

【００５１】ここで本発明における追加経路（中継装置
アドレスリスト）の挿入位置ポインタと中継指定段数の
記述に関して、上記パッドＮオプションのオプションデ
ータ部分に一例としてマルチプロトコルラベルスイッチ
ング（ＭＰＬＳ）方式のシム（shim）ヘッダを挿入す
る。シム（shim）ヘッダの段数は、オプションデータ長
フィールドを参照することにより、４オクテットの何倍
かを計算すればシム（shim）段数を判別することができ
る。

【００５２】オプションタイプ値は、“０００００ＸＸ
Ｘ”を使用し、オプションデータが“０”でなければ、
有意データとしてシム（shim）ヘッダが挿入されている
と判断する。この場合、シム（shim）ヘッダのラベルフ
ィールド（２０ビット）を２オクテットと４ビットのサ
ブフィールドに分割し、経路制御ヘッダによるトラフィ
ックエンジニアリング時の挿入経路リストの範囲指定を
記述する。

【００５３】ホップバイホップオプションヘッダ付のＩ
Ｐｖ６パケットを受信した場合、これに付加する形で経
路制御ヘッダ情報の挿入位置ポインタを記述する。ホッ
プバイホップオプションヘッダの無いユーザＩＰｖ６パ
ケットを受信した場合、新規にホップバイホップオプシ
ョンヘッダを設定する。

【００５４】この場合、挿入する経路制御ヘッダの前の
次ヘッダフィールドには、ホップバイホップオプション
ヘッダである旨の表示に書き換える必要がある。このパ
ッドＮオプション内に、図６に示したような経路制御ヘ
ッダの挿入位置情報ポインタを記述する。この位置情報
ポインタのフォーマットは、一例として図６に示したシ
ム（shim）ヘッダフォーマットを流用することができ
る。

【００５５】次に、ＩＰｖ６中継システムのドメイン内
において、次ホップの中継装置（ルータ）が運用停止し
ている場合の処理フロー例を図８に示す。各中継装置
は、通常、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）に代
表される動的なルーティングプロトコルを動作させてい
るので、隣接した中継装置が運用中か否かを検出するこ
とができる。

【００５６】そこで、経路制御ヘッダによるトラフィッ
クエンジニアリング実施ドメインからのＩＰｖ６パケッ
トを受信すると（８−１）、ＩＰｖ６パケットのヘッダ
に記述されたアドレスの中継装置が正常に運転されてい
るかを判定し（８−２）、障害等により運転を停止して
いる場合、その中継装置への経路情報が経路制御ヘッダ
（ルーティングテーブル）に記述されていたとしても、
経路制御ヘッダに記述されている次の中継アドレスとＩ
Ｐｖ６基本ヘッダの宛先アドレスとを交換する処理を実
行し（８−３）、次経路へのＩＰｖ６パケット転送を実
行し（８−４）、ユーザのＩＰｖ６パケットの中継を継
続する。

【００５７】このように、エンドホスト装置が知り得な
い中継処理の途中段階において、中継装置が自律的に経
路制御ヘッダの値を設定して、能動的にネットワーク内
の輻輳緩和のためにユーザＩＰｖ６パケットに付与され
た元々の経路制御ヘッダに、又は全く新規に経路制御ヘ
ッダの挿入削除処理を行う。この場合、そのネットワー
クドメイン内の中継装置で、障害を起こして中継動作を
停止しているものの直前ホップの中継装置が、停止中の
中継装置を認識すると（Keep aliveパケットの送受で判
別可能）、その中継装置において経路制御ヘッダのアド
レスリスト入れ替え処理を実施し、次の宛先アドレス
（運用中の経路）に向けてユーザＩＰｖ６パケットを中
継する。

【００５８】ユーザが設定した経路制御ヘッダに関して
は、通常このような処理は行われない。宛先到達不可の
エラーメッセージが送信元装置に返送され、送信元装置
の処理により再送されることとなる。しかし、本発明に
おいて、経路途中の中継装置で経路制御ヘッダを作成し
て挿入するので、再送制御を送信元ホスト装置に委ねる
ことなく、経路制御ヘッダの内容を運用中の宛先アドレ
スに置換する処理を自律的に実行することで、送信元ホ
スト装置に処理負荷を掛けることなく、ユーザＩＰｖ６
パケットの中継を継続することができる。

【００５９】次に、入力インタフェース及び出力インタ
フェースのメッセージ転送容量を基に経路制御情報の挿
入制御を行う処理について図９を参照して説明する。本
発明による明示的経路指定中継装置は、中継経路のメッ
セージ転送容量（ＭＴＵ）サイズの違いを意識しなけれ
ばならない。

【００６０】このために、中継装置の保有するルーティ
ングテーブルに通常記載のある“Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ”
フィールドの内容を検査することにより、中継経路のメ
ッセージ転送容量（ＭＴＵ）サイズを基に、経路制御情
報の付加挿入処理の制御を行う。具体的には、“Ｉｎｔ
ｅｒｆａｃｅ”フィールドに、例えば、イーサネット
（登録商標）、ＦＤＤＩ（Fiber Distributed Data Int
erface）、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）等の
インタフェース種別（リンク種別）が記述されているの
で、これを参照してメッセージ転送容量（ＭＴＵ）サイ
ズの大小関係を判別することができる。

【００６１】ＩＰｖ６／マルチプロトコルラベルスイッ
チング（ＭＰＬＳ）システムにおけるドメイン入口エッ
ジのラベルスイッチングルータ（ＬＳＲ）は、入側イン
タフェースのメッセージ転送容量（ＭＴＵ）のサイズ
と、出側インタフェースのメッセージ転送容量（ＭＴ
Ｕ）のサイズを、ルーティングテーブルのインタフェー
ス種別（リンク種別）情報を参照して比較し大小関係を
判断する。

【００６２】図９に示すように、先ず、ユーザＩＰｖ６
パケットの受信側インタフェースのメッセージ転送容量
（ＭＴＵ）を記憶する（９−１）。次に、ルーティング
テーブルを検索し、ＩＰｖ６経路制御ヘッダでの負荷分
散処理を行う出側インタフェースの種別を判定する（９
−２）。そして、受信側インタフェースのメッセージ転
送容量（ＭＴＵ）より、出側インタフェースのメッセー
ジ転送容量（ＭＴＵ）のサイズが大きいかどうかを判定
する（９−３）。

【００６３】受信側インタフェースより出側インタフェ
ースのメッセージ転送容量（ＭＴＵ）のサイズが小さい
か等しい場合、当該インタフェースでは経路制御ヘッダ
での分散を禁止するフラグを設定する（９−４）。中継
装置はこの禁止フラグが設定されている場合、ルーティ
ングテーブルの検索結果に経路制御ヘッダへの追加アド
レスリストを設定する処理を中止する。その結果、当該
インタフェース上では経路制御ヘッダによる経路指定制
御は実行されない。

【００６４】ルーティングテーブルの保持情報の例を図
１０に示す。ここで、“Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ”と記述さ
れたフィールドはインタフェース種別（リンク種別）を
示し、図１０において“ｅｉ３１”の記述から、インタ
フェース種別（リンク種別）がイーサネット（登録商
標）であることが判別される。

【００６５】そこで、ユーザのＩＰｖ６パケットを受信
したインタフェース種別と、ルーティングテーブルを検
索して得られたインタフェース種別（Ｉｎｔｅｒｆａｃ
ｅフィールドの内容）とを比較して、出口インタフェー
スのメッセージ転送容量（ＭＴＵ）の方が大きくなけれ
ば、経路制御ヘッダへのアドレス追加処理を行わないよ
うにする。

【００６６】（付記１） 複数の中継装置を経由してデ
ータを中継するネットワークを構成する中継装置であっ
て、迂回中継の経路を指定するための明示的経路設定制
御手段を具備する中継装置において、自中継装置の収容
する回線インタフェースのトラフィック状況を監視し、
統計情報として収集する手段と、周囲の他の中継装置に
該統計情報を通知する手段と、他の中継装置から通知さ
れた該統計情報及び自中継装置に保有しているネットワ
ーク経路情報を基に、迂回中継するか否かを判断する手
段と、迂回中継の経路を指定するための明示的経路設定
制御手段とを備え、前記明示的経路設定制御手段は、当
該中継装置がネットワークドメインの入口エッジに位置
する場合、明示的経路指定用の経路制御ヘッダに、該ド
メイン内でのみ使用する明示的経路指定情報としての中
継装置アドレスリストを付加挿入し、付加した経路の挿
入位置ポインタ及び中継指定段数を、インターネットプ
ロトコルの拡張ヘッダ内のフィールドに記述する手段
と、当該中継装置がネットワークドメインの出口エッジ
に位置する場合、入口エッジ中継装置において付加挿入
された明示的経路指定情報としての中継装置アドレスリ
スト情報を削除する手段と、を具備することを特徴とす
る明示的経路指定中継装置。（１） （付記２） 前記ネットワークドメイン内の運用停止中
の中継装置を認識する手段を備え、前記明示的経路指定
情報として記述された中継装置アドレスリスト中に、該
運用停止中の中継装置が存在する場合、前記経路制御ヘ
ッダの中継装置アドレスを、運用中の中継装置への経路
に入れ替える手段を備えたことを特徴とする付記１に記
載の明示的経路指定中継装置。（２） （付記３） 入力したパケットデータの中継経路上のメ
ッセージ転送容量が、入力インタフェース上のメッセー
ジ転送容量より大であるか否かを事前に検出する手段を
具備し、出力インタフェースのメッセージ転送容量が入
力インタフェースのメッセージ転送容量より小さい場
合、前記経路制御ヘッダへの中継装置アドレスリストの
付加挿入を行わないように制御する手段を備えたことを
特徴とする付記１又は２に記載の明示的経路指定中継装
置。（３） （付記４） 前記明示的経路設定制御手段は、付加した
経路の挿入位置ポインタ及び中継指定段数を、インター
ネットプロトコルの拡張ヘッダ内の経路制御ヘッダ内の
予備フィールドに記述する手段を備えたことを特徴とす
る付記１に記載の明示的経路指定中継装置。 （付記５） 前記明示的経路設定制御手段は、付加した
経路の挿入位置ポインタ及び中継指定段数を、インター
ネットプロトコルの拡張ヘッダ内のホップバイホップオ
プションヘッダフィールドに記述する手段を備えたこと
を特徴とする付記１に記載の明示的経路指定中継装置。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トラフィックの集中を回避する負荷分散制御を行う際
に、変更する経路の中継装置アドレスリストを経路制御
ヘッダに対して挿入／削除することにより、中継装置内
のルーティングテーブルの形式等を一切変更することな
く、また、中継装置間でのパス設定制御用のＬＤＰ／Ｃ
Ｒ−ＬＤＰ又はＲＳＶＰ等のプロトコルを用いることに
よるオーバヘッドや処理の遅延を発生させることなく、
また他にシグナリング機能等を用いることなく、トラフ
ィック負荷をネットワーク内に分散中継するための経路
変更制御することが可能となる。

【００６８】本発明によるトラフィックエンジニアリン
グ実行中のドメイン内で、経路制御ヘッダに一時的に中
継装置アドレスが追加されたとしても、ドメインの出口
エッジで追加中継装置アドレスを削除することにより、
他の中継装置では一切問題を生ずることなく、トラフィ
ック負荷を分散中継することができる。

【００６９】また、ＩＰｖ６パケットを中継する装置側
では、通常どおりのヘッダチェックを行い、該経路制御
ヘッダに記述された経路に従ってＩＰｖ６ユーザパケッ
トを中継させることが可能である。この結果、ネットワ
ーク内に輻輳が発生していたリンクへの入力負荷を速や
かに減少させることができ、この経路を利用していたイ
ンターネット利用中のエンドユーザの通信スループット
を見かけ上増大することができ、タイムラグの無い速や
かな経路切替えを、インターネットドラフトやＲＦＣに
記載されたＩＰｖ６プロトコル処理に付加する形で、標
準的プロトコル仕様との矛盾を発生することなく、実現
することができる。

【００７０】また、運用停止中の中継装置が経路制御ヘ
ッダの指定経路上に存在する場合、該運用停止中の中継
装置への経路を、運用中の中継装置への経路に入れ替え
ることにより、宛先ホスト装置へ到達不可のエラーメッ
セージが返送されたり、又は何のエラーメッセージも返
送されずにＩＰｖ６パケットが廃棄されることによる中
継処理の中断動作を生じることなく、通信を継続させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による明示的経路指定中継装置の機能ブ
ロック図である。

【図２】経路制御ヘッダ情報を挿入する処理のフローを
示す図である。

【図３】挿入された経路制御ヘッダ情報を削除する処理
のフローを示す図である。

【図４】ＩＰｖ６のヘッダフォーマットを示す図であ
る。

【図５】ルーティングヘッダのフォーマットを示す図で
ある。

【図６】シム（shim）ヘッダフォーマットを示す図であ
る。

【図７】パッドＮオプションフィールドのフォーマット
及びオプションタイプの符号内容を示す図である。

【図８】次ホップの中継装置が運用停止している場合の
処理のフローを示す図である。

【図９】入力インタフェース及び出力インタフェースの
メッセージ転送容量を基に経路制御情報の挿入制御を行
う処理のフロー図である。

【図１０】ルーティングテーブルの保持情報の例を示す
図である。

【図１１】従来の明示的ルーティングを行う中継装置の
機能構成を示す図である。

【図１２】マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰ
ＬＳ）ネットワークにおける負荷分散中継の動作例を示
す図である。

【符号の説明】

１−１ ルーティングテーブル（ＳＳＲＡＭ） １−２ 検索マシン １−３ マイクロプロセッサ（ＭＰＵ） １−４ 物理層インタフェース部 １−５ ＭＡＣ（Media Access Control）処理部 １−６ データバッファ １−７ ポリシエンジン １−８ プログラムメモリ １−９ スライサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の中継装置を経由してデータを中継
   するネットワークを構成する中継装置であって、迂回中
   継の経路を指定するための明示的経路設定制御手段を具
   備する中継装置において、 自中継装置の収容する回線インタフェースのトラフィッ
   ク状況を監視し、統計情報として収集する手段と、周囲
   の他の中継装置に該統計情報を通知する手段と、他の中
   継装置から通知された該統計情報及び自中継装置に保有
   しているネットワーク経路情報を基に、迂回中継するか
   否かを判断する手段と、迂回中継の経路を指定するため
   の明示的経路設定制御手段とを備え、 前記明示的経路設定制御手段は、当該中継装置がネット
   ワークドメインの入口エッジに位置する場合、明示的経
   路指定用の経路制御ヘッダに、該ドメイン内でのみ使用
   する明示的経路指定情報としての中継装置アドレスリス
   トを付加挿入し、付加した経路の挿入位置ポインタ及び
   中継指定段数を、インターネットプロトコルの拡張ヘッ
   ダ内のフィールドに記述する手段と、 当該中継装置がネットワークドメインの出口エッジに位
   置する場合、入口エッジ中継装置において付加挿入され
   た明示的経路指定情報としての中継装置アドレスリスト
   情報を削除する手段と、を具備することを特徴とする明
   示的経路指定中継装置。
2. 【請求項２】 前記ネットワークドメイン内の運用停止
   中の中継装置を認識する手段を備え、前記明示的経路指
   定情報として記述された中継装置アドレスリスト中に、
   該運用停止中の中継装置のアドレスが存在する場合、前
   記経路制御ヘッダの中継装置アドレスの中から運用中の
   中継装置のアドレスを選択して、ＩＰヘッダの宛先アド
   レスに入れ替える手段を備えたことを特徴とする請求項
   １に記載の明示的経路指定中継装置。
3. 【請求項３】 入力したパケットデータの中継経路上の
   メッセージ転送容量が、入力インタフェース上のメッセ
   ージ転送容量より大であるか否かを事前に検出する手段
   を具備し、出力インタフェースのメッセージ転送容量が
   入力インタフェースのメッセージ転送容量より小さい場
   合、前記経路制御ヘッダへの中継装置アドレスリストの
   付加挿入を行わないように制御する手段を備えたことを
   特徴とする請求項１又は２に記載の明示的経路指定中継
   装置。