JP2004201196A

JP2004201196A - Method and system of delay time suppression transmission, and router for delay time suppression transmission

Info

Publication number: JP2004201196A
Application number: JP2002369867A
Authority: JP
Inventors: Fuyuki Fujikawa; 冬樹藤川
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP4133299B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate a delay time between transmitting and receiving edge routers while saving a line utilization band. <P>SOLUTION: A transmitter side edge router 102a gives time information representing the present time and a label based on a label table to a packet received from a transmitter side communication apparatus 101a, and transmits the packet to a core router 103 corresponding to the label. The core router 103 transmits the received packet to another core router 103 or edge router 102 according to the label given to the packet. A receiver side edge router 102b takes out the time information from the packet received from the core router 103, returns the time information to the edge router 102a, and transmits the packet from which the label and time information are removed to a receiver side communication apparatus 101b based on a destination address. The edge router 102a estimates a delay time on the basis of the received time information and the time when the time information is received. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遅延時間を抑制するための伝送方法およびシステムおよびルータに関する。さらに詳述すると、本発明は、ラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークにおいて、遅延時間を推定する方法およびシステムおよびルータ並びにネットワーク負荷を分散させることによって伝送遅延を抑制する方法およびシステムおよびルータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークでは、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）技術がバックボーンネットワーク技術として注目を浴びている。ＭＰＬＳではラベルを用いた明示的な経路の指定が可能である。このＭＰＬＳ技術を用いて、輻輳による伝送遅延を回避するために、同じ宛先アドレスを有するパケット群の一部に別ルート用のラベルを付与して、同一の宛先アドレスを有するパケット群を複数のルートに分散させる方法が従来提案されている（非特許文献１および図８参考）。
【０００３】
図８に示すように、送信端末４０１から受信端末４０８までの主たる伝送ルートを、送信端末４０１→送信側エッジルータ４０２→第１コアルータ４０３→第２コアルータ４０４→第４コアルータ４０６→受信側エッジルータ４０７→受信端末４０８となる経路（以下、第１ルートと呼ぶ。）とし、この第１ルートに、ラベル「Ａ１」「Ｂ１」「Ｃ１」「Ｄ１」を割り当てる。また、輻輳を回避するための分散伝送用ルートを、送信端末４０１→送信側エッジルータ４０２→第１コアルータ４０３→第３コアルータ４０５→第４コアルータ４０６→受信側エッジルータ４０７→受信端末４０８となる経路（以下、第２ルートと呼ぶ。）とし、この第２ルートに、ラベル「Ａ２」「Ｂ２」「Ｃ２」「Ｄ２」を割り当てる。
【０００４】
この場合、送信端末４０１から受信端末４０８に向けてパケットＰＫ１０１が送信されると、該パケットＰＫ１０１は先ず送信側エッジルータ４０２で受信される。送信側エッジルータ４０２では、当該受信したパケットＰＫ１０１に、ラベルテーブルＴＢ１０１Ａに基づいて、ラベル「Ａ１」を付与し、当該ラベル付与後のパケット（図８中でＰＫ１０２で示す）を第１コアルータ４０３に伝送する。第１コアルータ４０３では、受信したパケットＰＫ１０２について、ラベルテーブルＴＢ１０２に基づいて「Ａ１」→「Ｂ１」のラベルの置換を行い、当該ラベル置換後のパケットを第２コアルータ４０４に伝送する。第２コアルータ４０４では、受信したパケットについて、ラベルテーブルＴＢ１０３に基づいて「Ｂ１」→「Ｃ１」のラベルの置換を行い、当該ラベル置換後のパケット（図８中でＰＫ１０３で示す）を第４コアルータ４０６に伝送する。第４コアルータ４０６では、受信したパケットＰＫ１０３について、ラベルテーブルＴＢ１０５に基づいて「Ｃ１」→「Ｄ１」のラベルの置換を行い、当該ラベル置換後のパケットを受信側エッジルータ４０７に伝送する。受信側エッジルータ４０７では、ラベルテーブルＴＢ１０６に基づいてラベル「Ｄ１」を削除し、当該ラベル削除後のパケット（図８中でＰＫ１０４で示す）を受信端末４０８に伝送する。
【０００５】
第１ルートに輻輳が発生し、送信側エッジルータ４０２に当該輻輳の発生が通知されると、送信側エッジルータ４０２では、送信端末４０１から送られる受信端末４０８宛のパケット群の一部に、ラベルテーブルＴＢ１０１Ｂに基づいて、ラベル「Ａ２」を付与し、当該ラベル付与後のパケット（図８中でＤＰＫ１０１で示す）を第１コアルータ４０３に伝送する。第１コアルータ４０３では、受信したパケットＤＰＫ１０１について、ラベルテーブルＴＢ１０２に基づいて「Ａ２」→「Ｂ２」のラベルの置換を行い、当該ラベル置換後のパケットを第３コアルータ４０５に伝送する。第３コアルータ４０５では、受信したパケットについて、ラベルテーブルＴＢ１０４に基づいて「Ｂ２」→「Ｃ２」のラベルの置換を行い、当該ラベル置換後のパケット（図８中でＤＰＫ１０２で示す）を第４コアルータ４０６に伝送する。第４コアルータ４０６では、ラベルテーブルＴＢ１０５に基づいて「Ｃ２」→「Ｄ２」のラベルの置換を行い、当該ラベル置換後のパケットを受信側エッジルータ４０７に伝送する。受信側エッジルータ４０７では、ラベルテーブルＴＢ１０６に基づいてラベル「Ｄ２」を削除し、当該ラベル削除後のパケット（図８中でＤＰＫ１０３で示す）を受信端末４０８に伝送する。以上の処理により、送信端末４０１から受信端末４０８に向かうパケットの群の一部が第２ルートに分散され、第１ルートでの輻輳が回避される。
【０００６】
第１ルートにおける輻輳の検出は、コアルータ４０３，４０４，４０６や受信側エッジルータ４０７の受信バッファにおける受信パケット数を測定することにより行なわれている（非特許文献２参照）。
【０００７】
また、遅延時間を測定するために、監視パケットを送信し、応答パケットにより遅延時間を測定する方法が提案されている（非特許文献３参照）。
【０００８】
【非特許文献１】
江崎他：「ＭＰＬＳ教科書」、ＩＤＧジャパン、２００２／７（第２７７頁の図９−２など）
【非特許文献２】
山口他：「ＭＰＬＳを用いたトラヒック分散方式に関する一考察」、２００１年電子情報通信学会総合大会、Ｂ−６−２２
【非特許文献３】
宗宮他：「ＩＰトラヒックエンジニアリングにおけるロードバランシング方式の検討」、電子情報通信学会技術報告ＳＳＥ２０００−５３、２０００／６
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コアルータや受信側エッジルータの受信バッファにおける受信パケット数の測定により輻輳を検出する方法では、送信側エッジルータと受信側エッジルータとの間でアプリケーションの遅延時間がどれくらい増加しているかを把握することはできない。このため、ネットワークの輻輳状況に応じてアプリケーション毎の許容遅延を保証することは難しい。また、遅延時間測定用の監視パケットを送信する方法では、監視パケットを伝送するために回線の帯域を消費することになる。そして、監視パケットの送信回数が多ければ多いほど、応答パケットも多くなり、回線帯域をさらに消費することになる。
【００１０】
そこで本発明は、送受信エッジルータ間での遅延時間を推定し、且つ回線使用帯域を節約できる遅延時間抑制伝送方法およびシステムおよび遅延時間抑制伝送用ルータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の遅延時間抑制伝送方法は、エッジルータとコアルータとを有して構成され、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークにおいて、送信側エッジルータは、宛先アドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルを有し、ラベルスイッチングネットワークの外の送信側通信装置から受信したパケットに、現在の時刻を表す時刻情報およびラベルテーブルに基づいたラベルを付与し、当該パケットをラベルに応じたコアルータに伝送し、コアルータは、受信したパケットを当該パケットに付与されたラベルに応じた他のコアルータまたはエッジルータに伝送し、受信側エッジルータは、コアルータから受信したパケットから時刻情報を取り出し、当該時刻情報を送信側エッジルータに送り返すと共に、ラベルおよび時刻情報を外したパケットを宛先アドレスに基づいたラベルスイッチングネットワーク外の受信側通信装置に伝送し、さらに送信側エッジルータは、受信した時刻情報と当該時刻情報の受信時刻とに基づいて遅延時間を推定するようにしている。
【００１２】
また、請求項１１記載の遅延時間抑制伝送システムは、エッジルータとコアルータとを有して構成され、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークにおいて、送信側エッジルータは、宛先アドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルを有し、ラベルスイッチングネットワークの外の送信側通信装置から受信したパケットに、現在の時刻を表す時刻情報およびラベルテーブルに基づいたラベルを付与し、当該パケットをラベルに応じたコアルータに伝送し、コアルータは、受信したパケットを当該パケットに付与されたラベルに応じた他のコアルータまたはエッジルータに伝送し、受信側エッジルータは、コアルータから受信したパケットから時刻情報を取り出し、当該時刻情報を送信側エッジルータに送り返すと共に、ラベルおよび時刻情報を外したパケットを宛先アドレスに基づいたラベルスイッチングネットワーク外の受信側通信装置に伝送し、さらに送信側エッジルータは、受信した時刻情報と当該時刻情報の受信時刻とに基づいて遅延時間を推定するようにしている。
【００１３】
また、請求項１３記載の遅延時間抑制伝送用ルータは、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークに用いるエッジルータにおいて、宛先アドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルを有し、ラベルスイッチングネットワークの外の送信側通信装置から受信したパケットに、現在の時刻を表す時刻情報およびラベルテーブルに基づいたラベルを付与し、当該パケットをラベルに応じたコアルータに伝送し、さらに受信した時刻情報と当該時刻情報の受信時刻とに基づいて遅延時間を推定するようにしている。
【００１４】
また、請求項１５記載の遅延時間抑制伝送用ルータは、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークに用いるエッジルータにおいて、コアルータから受信したパケットに含まれる時刻情報を取り出し、当該時刻情報を送信側のエッジルータに送り返すと共に、ラベルおよび時刻情報を外したパケットを宛先アドレスに基づいたラベルスイッチングネットワーク外の受信側通信装置に伝送するようにしている。
【００１５】
ここで、時刻情報が表す「現在の時刻」には、「現在の時刻」と完全に一致する時刻の他に「現在の時刻」と同一視できるほぼ等しい時刻も含むものとする。また、「時刻情報の受信時刻」には、当該受信時刻と完全に一致する時刻の他に当該受信時刻と同一視できるほぼ等しい時刻も含むものとする。
【００１６】
したがって、送信側エッジルータでは、時刻情報をパケットに付加する。そして、ラベルによる経路指定によって、時刻情報が付加されたパケットが受信側エッジルータまで伝送される。受信側エッジルータでは、パケットに付加された時刻情報を送信側エッジルータに送り返すと共に、時刻情報およびラベルを外したパケットを宛先アドレスに基づいたラベルスイッチングネットワーク外の受信側通信装置に伝送する。送信側エッジルータでは、送り返されてきた時刻情報と該時刻情報の受信時刻とに基づいて遅延時間を推定する。これにより、送信側エッジルータと受信側エッジルータとの間で、どの程度の遅延時間が生じているか把握できる。
【００１７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の遅延時間抑制伝送方法において、送信側エッジルータは、推定された推定遅延時間が予め設定された許容遅延時間を超える場合に、送信側通信装置から受信する同一の宛先アドレスを有するパケット群の一部に別ルート用のラベルを付与して、同一の宛先アドレスを有するパケット群を複数のルートに分散させるようにしている。
【００１８】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の遅延時間抑制伝送システムにおいて、送信側エッジルータは、推定された推定遅延時間が予め設定された許容遅延時間を超える場合に、送信側通信装置から受信する同一の宛先アドレスを有するパケット群の一部に別ルート用のラベルを付与して、同一の宛先アドレスを有するパケット群を複数のルートに分散させるようにしている。
【００１９】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の遅延時間抑制伝送用ルータにおいて、推定された推定遅延時間が予め設定された許容遅延時間を超える場合に、送信側通信装置から受信する同一の宛先アドレスを有するパケット群の一部に別ルート用のラベルを付与して、同一の宛先アドレスを有するパケット群を複数のルートに分散させるようにしている。
【００２０】
したがって、ネットワーク負荷を分散させることによって輻輳を回避でき伝送遅延を抑制できる。また、送信側の端末で送信量を絞る必要はないので、受信側の端末で受信する単位時間あたりのパケット量が減少してしまうことを避けられる。
【００２１】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の遅延時間抑制伝送方法において、送信側エッジルータは、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに基づいて分散伝送を行なうか否かが指定された制御テーブルを有し、送信側通信装置から受信するパケット群のうち、制御テーブルで分散伝送が指定されたパケット群の一部に別ルート用のラベルを付与するようにしている。この場合、例えば宛先アドレスまたはプログラム識別子またはこれらの組み合わせといった細かな単位で、分散伝送を行なうか否かを制御することができる。これにより、データの重要性、使用するアプリケーションの性質、ネットワークの混雑の程度など、種々の要因を加味した細やかなトラヒック制御が実現できる。
【００２２】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の遅延時間抑制伝送方法において、制御テーブルには、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに対応した許容遅延時間が指定されているものとしている。この場合、例えば宛先アドレスまたはプログラム識別子またはこれらの組み合わせといった細かな単位ごとに、それぞれ異なる許容遅延時間を設定することができる。
【００２３】
また、請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の遅延時間抑制伝送方法において、送信側エッジルータは、周期的に時刻情報を受信パケットに付与するようにしている。この場合、すべてのユーザパケットに時刻情報を付与する場合と比較して、回線使用帯域を節約することができる。
【００２４】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の遅延時間抑制伝送方法において、周期をコマンドにより又は推定遅延時間に基づいて変化させるようにしている。この場合、ネットワークトラヒックの状況に応じた適切な周期に調整できる。
【００２５】
また、請求項７記載の発明は、請求項３から６のいずれかに記載の遅延時間抑制伝送方法において、送信側エッジルータは、制御テーブルで分散伝送が指定されたパケットに時刻情報を付与するようにしている。この場合、分散伝送の指定のないパケットについては、時刻情報に関わる処理の影響を受けない通常通りの伝送が保証される。
【００２６】
また、請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の遅延時間抑制伝送方法において、送信側エッジルータは、時刻情報を付与するパケットに分散伝送指示情報を付与し、受信側エッジルータは、受信したパケットについて分散伝送指示情報の有無を確認することで時刻情報の有無を判断するようにしている。したがって、受信側エッジルータは、受信したパケットについて分散伝送指示情報の有無を確認することで時刻情報の有無を容易に判断することができる。
【００２７】
また、請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の遅延時間抑制伝送方法において、送信側エッジルータは、ＲＴＰヘッダに時刻情報と分散伝送指示情報の一方または双方を記述するようにしている。したがって、ユーザパケットのフォーマットに依存した煩雑な処理を行う必要はなく、時刻情報や分散伝送指示情報の処理を簡素化できる。さらに、コアルータはＲＴＰヘッダを無視するため、既存のコアルータに設定変更を加える必要は無い。
【００２８】
また、請求項１０記載の発明は、請求項１から９のいずれかに記載の遅延時間抑制伝送方法において、送信側エッジルータは、推定遅延時間の変化に基づいて、別ルートに分散させるパケット量を調整するようにしている。この場合、トラヒックの状況に適切且つ柔軟に対応した伝送遅延抑制制御が行なえる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図１から図７に本発明の遅延時間抑制伝送方法およびシステムおよび遅延時間抑制伝送用ルータの実施の一形態を示す。この遅延時間抑制伝送方法及びシステムは、エッジルータ１０２と、コアルータ１０３と、これらのルータ１０２，１０３を接続する伝送路とを有して構成され、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワーク１において、パケットを分散させて輻輳を回避し伝送遅延を抑制するものである。
【００３１】
このために、送信側エッジルータ１０２ａは、宛先アドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルＴＢ１を有し、ラベルスイッチングネットワーク１の外の送信側通信装置１０１ａから受信したパケットに、現在の時刻（但し、現在の時刻にほぼ等しい時刻であっても良い。）を表す時刻情報（タイムスタンプとも呼ぶ）およびラベルテーブルに基づいたラベルを付与し、当該パケットをラベルに応じたコアルータ１０３に伝送する。コアルータ１０３は、受信したパケットを当該パケットに付与されたラベルに応じた他のコアルータ１０３またはエッジルータ１０２に伝送する。受信側エッジルータ１０２ｂは、コアルータ１０３から受信したパケットから時刻情報を取り出し、当該時刻情報を送信側エッジルータ１０２ａに送り返すと共に、ラベルおよび時刻情報を外したパケットを宛先アドレスに基づいたラベルスイッチングネットワーク１外の受信側通信装置１０１ｂに伝送する。さらに送信側エッジルータ１０２ａは、受信した時刻情報と当該時刻情報の受信時刻（但し、受信時刻にほぼ等しい時刻であっても良い。）とに基づいて遅延時間を推定し、当該推定された推定遅延時間が予め設定された許容遅延時間を超える場合に、送信側通信装置１０１ａから受信する同一の宛先アドレスを有するパケット群の一部に別ルート用のラベルを付与して、同一の宛先アドレスを有するパケット群を複数のルートに分散させるようにしている。
【００３２】
例えば本実施形態では、ラベルスイッチングネットワーク１として代表的なＭＰＬＳに本発明を適用した例について説明する。但し、他のラベルスイッチングネットワークへの本発明の適用を除外するものではない。以下、本実施形態ではラベルスイッチングネットワークをＭＰＬＳ網１と呼ぶ。ＭＰＬＳ網１を構成するエッジルータ１０２の数、コアルータ１０３の数、どのルータ１０２，１０３間を伝送路で接続するか等は、特に限定されない。また、伝送路を構成する媒体は特に限定されず、既知または新規のケーブル（電気信号を伝送する同軸ケーブルなどの通信線、或いは光信号を伝送する光ファイバなど）を利用しても良く、或いは無線通信であっても良い。また、分散伝送を行なうためのルートを幾つに設定するかも特に限定されない。例えば本実施形態では、説明の簡単のために、図１及び以下に説明するようにＭＰＬＳ網１を構成し、２ルートでの分散伝送を行なうようにしている。
【００３３】
即ち本実施形態では、２台のエッジルータ１０２と、４台のコアルータ１０３とにより、ＭＰＬＳ網１を構成する。そして、送信側エッジルータ１０２ａと第１コアルータ１０３ａとを伝送路ＴＲ５により接続する。第１コアルータ１０３ａと第２コアルータ１０３ｂ、第１コアルータ１０３ａと第３コアルータ１０３ｃとを、それぞれ伝送路ＴＲ１，ＴＲ３により接続する。第２コアルータ１０３ｂと第４コアルータ１０３ｄ、第３コアルータ１０３ｃと第４コアルータ１０３ｄとを、それぞれ伝送路ＴＲ２，ＴＲ４により接続する。第４コアルータ１０３ｄと受信側エッジルータ１０２ｂとを伝送路ＴＲ６により接続する。
【００３４】
送信側エッジルータ１０２ａには、ＭＰＬＳ網１の外の通信装置としての送信端末（例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理端末）１０１ａが伝送路ＴＲ７を介して接続している。また、受信側エッジルータ１０２ｂには、ＭＰＬＳ網１の外の通信装置としての受信端末（例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理端末）１０１ｂが伝送路ＴＲ８を介して接続している。尚、エッジルータ１０２に接続するＭＰＬＳ網１の外の通信装置１０１は、パーソナルコンピュータ等の情報処理端末に限定されるものではなく、インターネットまたはイントラネットまたはエクストラネットなどを構成するルータ等の中継装置やサーバなどであっても良い。尚、本実施形態では説明の便宜上、エッジルータ１０２ａを送信側とし、エッジルータ１０２ｂを受信側として説明するが、エッジルータ１０２ａが受信側となり、エッジルータ１０２ｂが送信側となり得ること、一つのエッジルータ１０２が送信側とも受信側ともなり得ることは勿論である。ここで、本実施形態では、第１コアルータ１０３ａ→第２コアルータ１０３ｂ→第４コアルータ１０３ｄを辿るルートを第１ルートと呼び、第１コアルータ１０３ａ→第３コアルータ１０３ｃ→第４コアルータ１０３ｄを辿るルートを第２ルートと呼び、第１ルートを送受信端末１０１ａ，１０１ｂ間の主ルートとし、第２ルートを分散伝送用ルートとする。
【００３５】
エッジルータ１０２（Label Edge Router，ＬＥＲとも呼ばれる。）は、ＭＰＬＳ網１のいわば入口または出口を構成する。即ち、ＭＰＬＳ網１に入って来るパケットには宛先ＩＰアドレスに対応したラベルを付与し、ＭＰＬＳ網１から出て行くパケットからは、付与されたラベルを取り外す。
【００３６】
そして、例えば本実施形態の送信側エッジルータ１０２ａは、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに基づいて分散伝送を行なうか否かが指定された制御テーブル２０３を有し、送信側通信装置（本実施形態では送信端末）１０１ａから受信するパケット群のうち、制御テーブル２０３で分散伝送が指定されたパケット群の一部に別ルート（本実施形態では第２ルート）用のラベルを付与するようにしている。アドレス情報とは、例えば宛先ＩＰアドレスである。但し、場合によっては送信元ＩＰアドレスをアドレス情報としても良く、または宛先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスの組み合わせをアドレス情報としても良い。プログラム識別子とは、当該パケットが如何なるプログラムで使用されるかを示す情報であり、例えばユーザのアプリケーションを識別するポート番号である。この場合、例えばＩＰアドレスまたはポート番号またはＩＰアドレスとポート番号の組み合わせといった細かな単位で、遅延抑制の制御が行なえる。但し、分散伝送の要否を制御テーブル２０３で判断する本例に限定されるものではなく、例えば本来第１ルートを通るパケット群の中から無作為（ランダム）にパケットを選択して第２ルートに分散させるようにしても良い。
【００３７】
制御テーブル２０３は、ネットワーク管理者等によって予め作成されるものとする。例えば制御テーブル２０３は、宛先ＩＰアドレスとポート番号との一方または双方に基づいて分散伝送を行なうか否かが指定されているものとする。この場合、制御テーブル２０３の構成例としては、（１）分散伝送を指定するＩＰアドレスを列挙する（この場合、ポート番号は限定しない）、（２）分散伝送を指定するポート番号を列挙する（この場合、ＩＰアドレスは限定しない）、（３）分散伝送を指定するＩＰアドレスとポート番号の組を列挙する（この場合、ＩＰアドレスとポート番号の組み合わせを考慮する）、（４）分散伝送を指定しないＩＰアドレスを列挙する、（５）分散伝送を指定しないポート番号を列挙する、（６）分散伝送を指定しないＩＰアドレスとポート番号の組を列挙する、（７）ＩＰアドレスまたはポート番号またはＩＰアドレスとポート番号の組み合わせと、分散伝送指定の有無を示す情報（例えばフラグ）の組を列挙する、等の形態が考えられる。また、ＩＰアドレスとポート番号の組を列挙する形態として、ＩＰアドレスまたはポート番号を特に限定しない場合には、ワイルドカード記号（＊）を用いるようにしても良い。要は制御テーブル２０３は、パケットの宛先ＩＰアドレスまたはポート番号の一方または双方に基づいて、分散伝送指定の有無を計算機が判断できるように構成されていれば良い。
【００３８】
また、例えば本実施形態の制御テーブル２０３には、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに対応した許容遅延時間を指定するようにしている。この場合、例えばＩＰアドレスまたはポート番号またはＩＰアドレスとポート番号の組み合わせといった細かな単位ごとに、それぞれ異なる許容遅延時間を設定することができる。但し、許容遅延時間を制御テーブル２０３で指定する本例に限定されるものではなく、全パケットまたは分散伝送が指定されたパケットに共通の許容遅延時間を送信側エッジルータ１０２ａに設定するようにしても良い。さらに、外部コマンドにより当該許容遅延時間を変更できるようにしても良い。例えば本実施形態の制御テーブル２０３には、ＩＰアドレスと分散伝送指定の有無を示す情報と許容遅延時間の組とが記述されているものとする。
【００３９】
また、例えば本実施形態の送信側エッジルータ１０２ａは、周期的に時刻情報をパケットに付与するようにしている。すべてのユーザパケットに時刻情報を付与する場合、特にユーザパケットが高密度で伝送される場合に回線使用帯域が大幅に増加してしまうが、周期的に時刻情報を受信パケットに付与することで、回線使用帯域を節約することができる。さらに、例えば本実施形態の送信側エッジルータ１０２ａは、制御テーブル２０３で分散伝送が指定されたパケットに時刻情報を付与するようにしている。この場合、分散伝送の指定のないパケットについては、時刻情報に関わる処理の影響を受けない通常通りの伝送が保証される。従って、本実施形態においては、上記周期に該当し尚且つ分散伝送が指定されたパケットに、時刻情報が付与される。但し、周期のみを基準にして、分散伝送指定の有無を問わずに、時刻情報を付与するようにしても良い。
【００４０】
ここで、時刻情報をパケットに付与する周期は、可変であることが好ましい。周期が短すぎると時刻情報が付与されたパケットが増加し回線使用帯域が増加してしまうし、周期が長すぎるとネットワークトラヒックの変化に適切に対応した分散伝送が行なえない。当該周期を変化させる方法としては、例えば次の２つの形態が挙げられる。第１の形態としては、送信側エッジルータ１０２ａに対するコマンドの入力により当該周期を変化させる。この場合、ネットワーク管理者等がトラヒックの状況等に応じて適宜適切な周期に調整できる。第２の形態としては、送信側エッジルータ１０２ａで算出する推定遅延時間に基づいて送信側エッジルータ１０２ａ自身が当該周期を変化させる。この場合、トラヒックの状況等に応じて自動的且つ動的に周期を調整できる。例えば推定遅延時間の変化率と時刻情報付与の周期との相関関係を関数で定義しておき、当該関数を送信側エッジルータ１０２ａに設定しておく。当該関数としては、例えば推定遅延時間の減少率が予め定めた閾値以下となる場合または推定遅延時間が増加する場合に周期を長くし、推定遅延時間の減少率が上記閾値を超える場合に、当該超える程度に従って周期を短くするものが好ましい。この場合、分散伝送を行なっても伝送遅延が改善されないような場合には、時刻情報付与の周期を長くすることによってネットワークを流れる時刻情報の量を低減できる。但し、時刻情報付与の周期に上限値または下限値を定めてこれらの限界値を超えないものとしても良い。
【００４１】
また、例えば本実施形態の送信側エッジルータ１０２ａは、時刻情報を付与するパケットに分散伝送指示情報（例えば一定の番号の羅列）を付与するようにしている。この場合、受信側エッジルータ１０２ｂは、受信したパケットについて分散伝送指示情報の有無を確認することで時刻情報の有無を容易に判断することができる。
【００４２】
ここで、ＩＰパケットのユーザデータ部分に時刻情報や分散伝送指示情報を格納する場合、当該時刻情報や分散伝送指示情報のフォーマットはユーザパケットのフォーマットに依存することとなり、受信側エッジルータ１０２ｂでは各ユーザパケットのフォーマットを認識して時刻情報や分散伝送指示情報の処理を行う必要が生じ、非常に煩雑となる。そこで、本実施形態では、ＲＴＰ（Real Time Protocol，Real-time Transport Protocol）ヘッダに、時刻情報と分散伝送指示情報を記述するようにしている。ＲＴＰは、リアルタイムなトラヒックを伝送するために用いられるインターネットの標準化されたヘッダフォーマットであり、ＩＰで音声を伝送するＶｏＩＰ（Voice over IP）等にも利用されている。ＶｏＩＰの場合に使用されるＲＴＰのパケットフォーマットを図７に示す。ＲＴＰヘッダには、時刻情報（タイムスタンプ）用のフィールドが用意されている。例えば本実施形態では、時刻情報は、ＲＴＰヘッダのタイムスタンプ用フィールドに記述する。分散伝送指示情報は、例えばＲＴＰヘッダのペイロードタイプと呼ばれるフィールドに記述する。例えば本実施形態では、ペイロードタイプに分散伝送指示情報として「１８」を記述する。１８は、ペイロードタイプで未定義の数字である。このため、受信側エッジルータ１０２ｂで、他の情報と混同することなく、当該数字が分散伝送指示情報を示すことを認識できる。ここで、本発明は、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）のように受信側に確認応答を求める必要がない一方向の通信への適用が特に好ましい。例えば本実施形態では、送信端末１０１ａから受信端末１０１ｂに向けて送信されるパケットはＵＤＰのパケットであるものとする。
【００４３】
送信側エッジルータ１０２ａの機能ブロック図の一例を図２に示す。本実施形態の送信側エッジルータ１０２ａは、端末入力部２０１、ヘッダ解析部２０２、ラベル制御部２０４、ＣＲ出力部２０５、時刻制御部２０６、分散制御部２０７、周期割り込み部２０８、ヘッダ制御部２０９、ＣＲ入力部２１０、ラベルテーブルＴＢ１、制御テーブル２０３とから主に構成されている。
【００４４】
例えば本実施形態の送信側エッジルータ１０２ａが有するラベルテーブルＴＢ１は、主ルート用テーブルＴＢ１Ａと、分散ルート用テーブルＴＢ１Ｂとの、２つのテーブルにより構成されている。主ルート用テーブルＴＢ１Ａおよび分散ルート用テーブルＴＢ１Ｂには、ＩＰアドレスと当該ＩＰアドレスに使用するラベルとの組が列挙されている。主ルート用テーブルＴＢ１Ａは、宛先ＩＰアドレスに対応したラベルをパケットに付与するために通常参照される。分散ルート用テーブルＴＢ１Ｂは、分散伝送用ルート（本実施形態では第２ルート）に対応したラベルをパケットに付与するために参照され、分散伝送を行なわない場合は参照されない。分散ルート用テーブルＴＢ１Ｂには、主ルート用テーブルＴＢ１Ａと重複したＩＰアドレスが記述され、且つ当該ＩＰアドレスには主ルート用テーブルＴＢ１Ａにおけるラベルとは異なるラベルが対応付けられている。但し、ラベルテーブルＴＢ１の構成は本例に限定されるものではなく、例えば１つのテーブルで構成しても良い。この場合、分散伝送を指定しないＩＰアドレスと当該ＩＰアドレスに用いるラベルとは１対１の関係となるが、分散伝送を指定するＩＰアドレスについては、同一のＩＰアドレスを重複して記述し（例えば本実施形態では２つ）、且つそれぞれ異なるラベルと組にする。
【００４５】
図２に示す送信側エッジルータ１０２ａの各機能ブロックにより、分散伝送を行なう前に実行される処理の一例を、図４のフローチャートを用いて説明する。端末入力部２０１では、送信端末１０１ａから送信されたパケットを受信する（ステップ１）。ヘッダ解析部２０２では、端末入力部２０１で受信されたパケットの宛先ＩＰアドレスとポート番号との一方又は双方と制御テーブル２０３を参照し（ステップ２）、当該受信パケットについて分散伝送が指定されているか否か判定する（ステップ３）。本実施形態のヘッダ解析部２０２では、端末入力部２０１で受信されたパケットの宛先ＩＰアドレスを制御テーブル２０３から検索し（ステップ２）、当該受信パケットについて分散伝送が指定されているか否か判定する（ステップ３）。時刻制御部２０６では、分散伝送が指定されたパケットであり（ステップ３；Ｙｅｓ）、尚且つ周期割り込み部２０８より周期割り込みが発生している場合に（ステップ４；Ｙｅｓ）、当該受信パケットにＲＴＰヘッダを付加する（ステップ５）。そして、当該ＲＴＰヘッダのペイロードタイプに分散伝送指示情報（１８）を記述し（ステップ６）、タイムスタンプ用フィールドに当該パケット受信時の時刻情報を記述する（ステップ７）。ラベル制御部２０４では、主ルート用テーブルＴＢ１Ａを参照し、宛先ＩＰアドレスに応じたラベルを当該パケットに付与する（ステップ８）。そして、ＣＲ出力部２０５は、当該パケットを第１コアルータ１０３ａに向けて出力する（ステップ９）。
【００４６】
本実施形態のコアルータ１０３は、ＭＰＬＳ機能を有するルータ（Label Switching Router，ＬＳＲとも呼ばれる。）であり、パケットに付されたラベルに基づいてパケット転送を行なう機能を有する。また、コアルータ１０３ａ〜１０３ｄでは、予め定められたラベルテーブルＴＢ２，ＴＢ３，ＴＢ４，ＴＢ５に従ってラベルの置換（ラベルスワッピング）を行なう。コアルータ１０３には、例えば既存のＬＳＲを用いてよい。
【００４７】
受信側エッジルータ１０２ｂの機能ブロック図の一例を図３に示す。受信側エッジルータ１０２ｂは、ＣＲ入力部３０１、ヘッダ制御部３０２、端末出力部３０３、ラベル制御部３０４、ＣＲ出力部３０５とから主に構成されている。これらの機能ブロックにより実行される処理の一例を、図５のフローチャートを用いて説明する。ＣＲ入力部３０１では、第４コアルータ１０３ｄから送信されたパケットを受信する（ステップ１０）。ヘッダ制御部３０２では、ＣＲ入力部３０１で受信されたパケットに時刻情報が付加されているか否か判断する。例えば本実施形態のヘッダ制御部３０２では、ＣＲ入力部３０１が受信したパケットについて、ＲＴＰヘッダの有無を確認する（ステップ１１）。ＲＴＰヘッダが有れば（ステップ１１；Ｙｅｓ）、ＲＴＰヘッダ内のペイロードタイプに分散伝送指示情報（１８）が記述されているかを確認する（ステップ１２）。分散伝送指示情報が記述されていれば（ステップ１２；Ｙｅｓ）、当該受信パケットに時刻情報が付与されていると判断し、例えば本実施形態のヘッダ制御部３０２は、当該受信パケットの複製を１つ作製し（ステップ１３）、一方のパケットについては、後の処理をラベル制御部３０４に依頼し、他方のパケットについては、ＲＴＰヘッダを取り外し（ステップ１４）、且つラベルを取り外して（ステップ１５）、後の処理を端末出力部３０３に依頼する。ＲＴＰヘッダが付加されていない場合（ステップ１１；Ｎｏ）およびＲＴＰヘッダが付加されていても分散伝送指示情報が記述されていない場合（ステップ１２；Ｎｏ）は、当該受信パケットに時刻情報が付与されていないと判断し、ヘッダ制御部３０２は当該受信パケットについてラベルを取り外して（ステップ１５）、後の処理を端末出力部３０３に依頼する。ＲＴＰヘッダが付加されていても分散伝送指示情報が記述されていない場合には当該ＲＴＰヘッダは削除されないので、分散伝送の指定のないパケットについては、時刻情報に関わる処理の影響を受けない予定通りの伝送が保証される。端末出力部３０３は、以上のように処理されたパケットを受信端末１０１ｂに向けて伝送する（ステップ１６）。
【００４８】
一方、ラベル制御部３０４では、時刻情報を送信側エッジルータ１０２ａに送り返す処理を行なう。時刻情報を送信側エッジルータ１０２ａに送り返すルートは、必ずしも限定されるものではないが、送信側エッジルータ１０２ａにおける推定遅延時間算出処理の簡素化のために、行きのルートと帰りのルートは同一であることが好ましい。例えば本実施形態の受信側エッジルータ１０２ｂが有するラベルテーブルＴＢ６では、送信端末１０１ａのＩＰアドレスと第１ルートに対応するラベルとが関連付けられているものとする。そして、ラベル制御部３０４では、パケットから送信元ＩＰアドレスを取り出し、当該パケットのラベルを当該送信元ＩＰアドレスに対応するラベル（即ち、送信側エッジルータ１０２ａへの返信用ラベル）に置換すると共に（ステップ１７）、当該パケットからユーザデータ部分を削除する（ステップ１８）。ＣＲ出力部３０５は、以上のように処理されたパケットを第４コアルータ１０３ｄに向けて伝送する（ステップ１９）。
【００４９】
次に、図２に示す送信側エッジルータ１０２ａの各機能ブロックにより、分散伝送を行なう場合の処理の一例を、図４および図６のフローチャートを用いて説明する。ＣＲ入力部２１０は、受信側エッジルータ１０２ｂから送り返されたパケットを受信する（図６のステップ２０）。ヘッダ制御部２０９は、ＣＲ入力部２１０が受信したパケットにＲＴＰヘッダが付加されているかを確認する（ステップ２１）。ＲＴＰヘッダが有れば（ステップ２１；Ｙｅｓ）、ＲＴＰヘッダ内のペイロードタイプに分散伝送指示情報（１８）が記述されているかを確認する（ステップ２２）。分散伝送指示情報が記述されていれば（ステップ２２；Ｙｅｓ）、当該パケットは受信側エッジルータ１０２ｂから送り返されてきた時刻情報を含むパケットであると判断し、時刻制御部２０６では、当該パケットから時刻情報を取り出し、例えば当該パケットの受信時刻との差分を求め且つ当該差分の２分の１の値を求めて、当該算出された値を主ルート（本実施形態では第１ルート）における推定遅延時間とする（ステップ２３）。また、時刻制御部２０６は、算出した推定遅延時間をヘッダ解析部２０２に通知する。ヘッダ解析部２０２では、ＣＲ入力部２１０で受信した当該パケットの宛先ＩＰアドレス（即ち受信端末１０１ｂのＩＰアドレス）を制御テーブル２０３から検索し、当該パケットについて指定されている許容遅延時間を特定し（ステップ２４）、時刻制御部２０６から通知された推定遅延時間と比較する（ステップ２５）。推定遅延時間が予め設定された許容遅延時間を超える場合には（ステップ２５；Ｙｅｓ）、ヘッダ解析部２０２は、該当する宛先ＩＰアドレスを有するパケットについての分散伝送の指示を、分散制御部２０７に通知する。
【００５０】
分散伝送の指示を受けた分散制御部２０７は、ラベル制御部２０４に対して、分散伝送割込みの発生処理を行なう（ステップ２６）。分散伝送割込みは、分散伝送対象パケットに対するラベル付与処理に対して行なわれる。分散伝送対象パケットとは、制御テーブル２０３により分散伝送が指示されており（図４のステップ３；Ｙｅｓ）、尚且つ当該制御テーブル２０３において指定されている許容遅延時間が満たされていないと判断された（図６のステップ２５；Ｙｅｓ）パケットを指す。さらに、例えば本実施形態では、周期割り込み部２０８より周期割り込みが発生していない場合に（図４のステップ４；Ｎｏ）、分散伝送割込みを受け付けるようにしている（図４のステップ２７）。これにより、主ルート（本実施形態では第１ルート）の遅延時間を測定するための時刻情報が、分散伝送用ルート（本実施形態では第２ルート）に流れてしまうことを防止できる。
【００５１】
分散伝送割込みの発生が有った場合（図４のステップ２７；Ｙｅｓ）、ラベル制御部２０４では、分散ルート用テーブルＴＢ１Ｂを参照して、パケットにラベルを付与する（ステップ２８）。分散伝送割込みの発生を例えば断続的または間欠的に行なうことで、分散伝送対象パケットの群の一部について、分散ルート用テーブルＴＢ１Ｂを参照するように指定することができる。これにより、分散伝送対象パケット群を第１ルートと第２ルートに分散させることができる。また、分散伝送割込みの頻度を調節することによって、第２ルートに分散させるパケットの量を調節することができる。
【００５２】
ここで、例えば本実施形態の送信側エッジルータ１０２ａでは、算出される推定遅延時間の変化に基づいて、別ルート（本実施形態では第２ルート）に分散させるパケット量を調整する（例えば増加または減少または一定または零とする）ようにしている。この場合、トラヒックの状況に適切且つ柔軟に対応した伝送遅延抑制制御が行なえる。推定遅延時間の算出（輻輳の発生監視）は、周期的に行われるので、第２ルートに分散させるパケットの量をどの程度に調節するかといった判断も、当該周期単位で行なうことができる。例えば本実施形態では、第２ルートに分散させるパケット量を徐々に（例えば一定あるいは予め定めた関数に従う割合で）増加させるようにする。このために、分散伝送割込みの頻度を一定あるいは予め定めた関数に従う割合で増加させるようにする。一方、推定遅延時間が許容遅延時間以下となった場合には、第２ルートに分散させるパケット量を零とする。即ち、第２ルートへの分散伝送を止めて、元の第１ルートのみの伝送を行なう。尚、推定遅延時間と分散させるパケット量との相関関係を関数で定義して、当該関数にしたがって、分散させるパケット量を増減させるようにしても良い。例えば、推定遅延時間と許容遅延時間との差に基づいて分散させるパケット量を決定するようにしても良い。また、推定遅延時間が許容遅延時間以下となった場合に、第２ルートへの分散伝送を直ちに止めるのではなく、第２ルートに分散させるパケット量を徐々に（例えば一定あるいは予め定めた関数に従う割合で）減少させるようにしても良い。
【００５３】
ここで、遅延時間の推定において、送信側エッジルータ１０２ａから受信側エッジルータ１０２ｂへ向かう伝送路が輻輳しているのか、それとも逆に、受信側エッジルータ１０２ｂから送信側エッジルータ１０２ａへ向かう伝送路が輻輳しているのかを判断することは容易ではない。そこで、例えば本実施形態では、第２ルートヘの分散をある程度（例えば予め設定した時間または予め設定したパケット量以上）行っても、第１ルートにおける推定遅延時間が減少しない場合には、受信側エッジルータ１０２ｂから送信側エッジルータ１０２ａへの伝送路が混雑していると判断し、それ以上第２ルートヘの分散パケット量を増加しないようにする。
【００５４】
以上のように構成される送信側および受信側のエッジルータ１０２ａ，１０２ｂ並びにこれらのエッジルータ１０２ａ，１０２ｂを含んで構成される遅延時間抑制伝送システムの動作の一例について説明する。尚、説明の簡単のため、受信端末１０１ｂのＩＰアドレスを「ＩＰ１」とする。制御テーブル２０３では、宛先ＩＰアドレスが「ＩＰ１」の場合に、分散伝送指定「有」とされ、宛先ＩＰアドレスが例えば「ＩＰ２」の場合に、分散伝送指定「無」とされているものとする。また、送信側エッジルータ１０２ａのラベルテーブルのうち主ルート用テーブルＴＢ１Ａでは、ＩＰアドレス「ＩＰ１」についてラベル「Ａ１」が指定されており、分散ルート用テーブルＴＢ１Ｂでは、ＩＰアドレス「ＩＰ１」についてラベル「Ａ２」が指定されているものとする。また、第１コアルータ１０３ａのラベルテーブルＴＢ２では、「Ａ１」→「Ｂ１」、「Ａ２」→「Ｂ２」のラベルの置換が指定されているものとする。また、第２コアルータ１０３ｂのラベルテーブルＴＢ３では、「Ｂ１」→「Ｃ１」のラベルの置換が指定されているものとする。また、第３コアルータ１０３ｃのラベルテーブルＴＢ４では、「Ｂ２」→「Ｃ２」のラベルの置換が指定されているものとする。また、第４コアルータ１０３ｄのラベルテーブルＴＢ５では、「Ｃ１」→「Ｄ１」、「Ｃ２」→「Ｄ２」のラベルの置換が指定されているものとする。また、受信側エッジルータ１０２ｂのラベルテーブルＴＢ６では、ラベル「Ｄ１」「Ｄ２」の削除が指定されているものとする。したがって、第１ルートにはラベル「Ａ１」「Ｂ１」「Ｃ１」「Ｄ１」が割り当てられ、第２ルートにはラベル「Ａ２」「Ｂ２」「Ｃ２」「Ｄ２」が割り当てられている。
【００５５】
送信端末１０１ａから受信端末１０１ｂへ向けてパケット（図１中でＰＫ１で示す）が送信されると、先ず送信側エッジルータ１０２ａが当該パケットＰＫ１を受信する（図４のステップ１）。送信側エッジルータ１０２ａでは、当該受信パケットＰＫ１の宛先ＩＰアドレス「ＩＰ１」を、制御テーブル２０３から検索する（ステップ２）。その結果、送信側エッジルータ１０２ａでは、当該受信パケットＰＫ１が分散伝送が指定されたパケットであると判定する（ステップ３；Ｙｅｓ）。そして、時刻情報付与の周期に該当する場合は（ステップ４；Ｙｅｓ）、当該受信パケットＰＫ１にＲＴＰヘッダを付加し（ステップ５）、当該ＲＴＰヘッダに時刻情報と分散伝送指示情報を記述する（ステップ６，７）。また、主ルート用テーブルＴＢ１Ａを参照して、宛先ＩＰアドレスに対応したラベル「Ａ１」を付与し（ステップ８）、当該ラベル付与後のパケット（図１中でＰＫ２で示す）を第１コアルータ１０３ａに伝送する（ステップ９）。
【００５６】
第１コアルータ１０３ａでは、ラベル「Ａ１」が付与されたパケットＰＫ２について、ラベルテーブルＴＢ２に基づいてラベルを「Ｂ１」に付け換えて、当該ラベル置換後のパケットを第２コアルータ１０３ｂに伝送する。第２コアルータ１０３ｂでは、ラベル「Ｂ１」が付与されたパケットについて、ラベルテーブルＴＢ３に基づいてラベルを「Ｃ１」に付け換えて、当該ラベル置換後のパケット（図１中でＰＫ３で示す）を第４コアルータ１０３ｄに伝送する。第４コアルータ１０３ｄでは、ラベル「Ｃ１」が付与されたパケットＰＫ３について、ラベルテーブルＴＢ５に基づいてラベルを「Ｄ１」に付け換えて、当該ラベル置換後のパケットを受信側エッジルータ１０２ｂに伝送する。
【００５７】
受信側エッジルータ１０２ｂでは、第４コアルータ１０３ｄからパケットを受信すると（図５のステップ１０）、当該受信パケットにＲＴＰヘッダが付加されていることを確認し（ステップ１１；Ｙｅｓ）、当該ＲＴＰヘッダのペイロードタイプに分散伝送指示情報（１８）が記述されていることを確認し（ステップ１２；Ｙｅｓ）、受信パケットに時刻情報が付与されていることを認識する。そして、当該受信パケットの複製を１つ作製し（ステップ１３）、一方のパケットについてはＲＴＰヘッダとラベルを取り外して（ステップ１４，１５）、当該パケット（図１中でＰＫ４で示す）を受信端末１０１ｂに向けて伝送する（ステップ１６）。他方のパケットについては、ラベル「Ｄ１」を第１ルート経由で送信側エッジルータ１０２ａに向かうラベルと置換すると共に（ステップ１７）、当該パケットからユーザデータ部分を削除して（ステップ１８）、当該パケットを第４コアルータ１０３ｄに向けて伝送する（ステップ１９）。
【００５８】
さらに、送信側エッジルータ１０２ａでは、受信側エッジルータ１０２ｂから送り返された時刻情報を含むパケットを第１コアルータ１０３ａから受信すると（図６のステップ２０）、当該受信パケットにＲＴＰヘッダが付加されていることを確認し（ステップ２１；Ｙｅｓ）、当該ＲＴＰヘッダのペイロードタイプに分散伝送指示情報（１８）が記述されていることを確認し（ステップ２２；Ｙｅｓ）、当該受信パケットに時刻情報が含まれていることを認識する。そして、推定遅延時間を算出し（ステップ２３）、且つ当該推定遅延時間測定用のパケットに対応した許容遅延時間を特定し（ステップ２４）、当該推定遅延時間と当該許容遅延時間とを比較する（ステップ２５）。この結果、推定遅延時間が許容遅延時間を超えている場合は（ステップ２５；Ｙｅｓ）、第１ルートにおいて輻輳が発生していると判断し、送信端末１０１ａから受信端末１０１ｂに向かうパケットの群の一部について、ラベル「Ａ１」ではなくラベル「Ａ２」を付与する（図６のステップ２６，図４のステップ２７；Ｙｅｓ，ステップ２８）。そして、当該ラベル「Ａ２」付与後のパケット（図１中でＤＰＫ１で示す）を第１コアルータ１０３ａに伝送する（ステップ９）。
【００５９】
第１コアルータ１０３ａでは、ラベル「Ａ２」が付与されたパケットＤＰＫ１について、ラベルテーブルＴＢ２に基づいてラベルを「Ｂ２」に付け換えて、当該ラベル置換後のパケットを第３コアルータ１０３ｃに伝送する。第３コアルータ１０３ｃでは、ラベル「Ｂ２」が付与されたパケットについて、ラベルテーブルＴＢ３に基づいてラベルを「Ｃ２」に付け換えて、当該ラベル置換後のパケット（図１中でＤＰＫ２で示す）を第４コアルータ１０３ｄに伝送する。第４コアルータ１０３ｄでは、ラベル「Ｃ２」が付与されたパケットＤＰＫ２について、ラベルテーブルＴＢ５に基づいてラベルを「Ｄ２」に付け換えて、当該ラベル置換後のパケットを受信側エッジルータ１０２ｂに伝送する。受信側エッジルータ１０２ｂでは、第４コアルータ１０３ｄからパケットを受信すると（図５のステップ１０）、当該受信パケットにはＲＴＰヘッダが付加されていないので（ステップ１１；Ｎｏ）、受信パケットに時刻情報が付与されていないことを認識する）。そして、当該受信パケットからラベルを取り外して（ステップ１５）、当該パケット（図１中でＤＰＫ３で示す）を受信端末１０１ｂに向けて伝送する（ステップ１６）。
【００６０】
以上により、送信端末１０１ａから受信端末１０１ｂに向かうパケットの群を第１ルートと第２ルートとに分散させることができる。これにより、第１ルートでの輻輳を回避して、伝送遅延を抑制できる。第２ルートに分散させるパケット量は一定あるいは予め定めた関数に従う割合で増加させる。周期的に算出される推定遅延時間が許容遅延時間以下となった場合には、第２ルートへの分散伝送を止めて、元の第１ルートのみの伝送を行なう。また、第２ルートヘの分散をある程度（例えば予め設定した時間または予め設定したパケット量以上）行っても、第１ルートにおける推定遅延時間が減少しない場合には、受信側エッジルータ１０２ｂから送信側エッジルータ１０２ａへの伝送路が混雑していると判断し、それ以上第２ルートヘの分散パケット量を増加しないようにする。
【００６１】
送信端末１０１ａ及び受信端末１０１ｂには、遅延時間の推定機能や伝送遅延を抑制するため分散伝送機能は何ら必要ない。本発明によれば、ＩＰアドレスを有する既存の又は新規のあらゆる情報処理装置間において、複数ルートによる分散伝送を容易に実現できる。例えば送信端末１０１ａまたは受信端末１０１ｂの利用者が、分散伝送を行うか否かをネットワーク管理者等に通知し、ネットワーク管理者等が送信側エッジルータ１０２ａの制御テーブル２０３およびラベルテーブルＴＢ１等を設定することによって、極めて容易に許容遅延時間が保証された伝送路を確保することができる。
【００６２】
さらに、遅延時間推定機能および分散伝送機能をエッジルータ１０２に備えているので、既存のコアルータ１０３をそのまま使用することができる。さらに、ＲＴＰヘッダに時刻情報や分散伝送指示情報を記述しているので、ユーザパケットのフォーマットに依存した煩雑な処理を行う必要はなく、時刻情報や分散伝送指示情報の処理を簡素化できる。さらに、コアルータ１０３はＲＴＰヘッダを無視するため、既存のコアルータ１０３に設定変更を加える必要は無い。さらに、制御テーブル２０３を備えることにより、ＩＰアドレスやポート番号のような細かな単位で、分散伝送を行なうか否かを制御することができる。これにより、データの重要性、使用するアプリケーションの性質、ネットワークの混雑の程度など、種々の要因を加味した細やかなトラヒック制御が実現できる。
【００６３】
さらに、時刻情報をユーザパケットに付加することにより、監視パケット単体で送信する場合と比較して、使用する回線帯域を節約することができる。例えば本実施形態の構成では、ＵＤＰヘッダが８バイトおよびＲＴＰヘッダが１２バイトで合計２０バイト必要となる。一方、監視パケット単体で伝送する場合、パケットは最低でも６４バイトは必要となり、本発明により、遅延時間推定のための情報量を約３分の１にまで節約することができる。
【００６４】
また、分散伝送によって輻輳を回避するため、送信端末１０１ａで送信量を絞る必要はないので、受信端末１０１ｂで受信する単位時間あたりのパケット量が減少することもない。
【００６５】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では、説明の簡単のため第１ルートのみの遅延時間を推定するようにしたが、複数のルートのそれぞれに時刻情報を流すことにより、各ルートにおけるそれぞれの遅延時間を同時に推定することも可能である。この場合、ルートごとに異なる分散伝送指示情報を用いることにより、時刻情報がどのルートに関するものかを識別するようにしても良い。また、制御テーブルは、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに基づいて分散伝送を行なうか否かを指定するものであっても良い。伝送品質情報は、伝送遅延、揺らぎ（遅延のばらつき）、最低保証速度、ピーク速度などの伝送品質を制御するための情報であり、例えばＩＰヘッダ中にあるＴｏＳ（Type of Service）と呼ばれる優先制御を指定するフィールドの値が該当する。例えば、ＴｏＳ値＝０ならば分散伝送指定「有」とし、ＴｏＳ値＝１ならば分散伝送指定「無」とするようにしても良い。また、アドレス情報は宛先アドレスのみには必ずしも限られず、送信元アドレスをアドレス情報としても良く、または宛先アドレスと送信元ＩＰアドレスの組み合わせをアドレス情報としても良い。この場合、送信元アドレスをも考慮して、分散伝送の要否を指定できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の遅延時間抑制伝送方法および請求項１１記載の遅延時間抑制伝送システムおよび請求項１３，１５記載の遅延時間抑制伝送用ルータによれば、送信側エッジルータと受信側エッジルータとの間で、どの程度の遅延時間が生じているか推定できる。送信端末及び受信端末には、遅延時間の推定機能は必要ない。さらに、時刻情報をユーザパケットに付加することにより、監視パケット単体で送信する場合と比較して、使用する回線帯域を節約することができる。さらに、遅延時間推定機能をエッジルータに備えているので、既存のコアルータをそのまま使用することができる。
【００６７】
さらに、請求項２記載の遅延時間抑制伝送方法および請求項１２記載の遅延時間抑制伝送システムおよび請求項１４記載の遅延時間抑制伝送用ルータによれば、同一の宛先アドレスを有するパケット群を複数のルートに分散させるので、ネットワーク負荷を分散させることによって輻輳を回避し、伝送遅延を抑制できる。送信側の端末で送信量を絞る必要はないので、受信側の端末で受信する単位時間あたりのパケット量が減少してしまうことを避けられる。
【００６８】
さらに、請求項３記載の遅延時間抑制伝送方法によれば、例えば宛先アドレスまたはプログラム識別子またはこれらの組み合わせといった細かな単位で、分散伝送を行なうか否かを制御することができる。これにより、データの重要性、使用するアプリケーションの性質、ネットワークの混雑の程度など、種々の要因を加味した細やかなトラヒック制御が実現できる。
【００６９】
さらに、請求項４記載の遅延時間抑制伝送方法によれば、例えば宛先アドレスまたはプログラム識別子またはこれらの組み合わせといった細かな単位ごとに、それぞれ異なる許容遅延時間を設定することができる。
【００７０】
さらに、請求項５記載の遅延時間抑制伝送方法によれば、周期的に時刻情報をパケットに付与することで、すべてのユーザパケットに時刻情報を付与する場合と比較して、回線使用帯域を節約することができる。
【００７１】
さらに、請求項６記載の遅延時間抑制伝送方法によれば、時刻情報付与の周期を可変としているので、ネットワークトラヒックの状況に応じた適切な周期に調整できる。
【００７２】
さらに、請求項７記載の遅延時間抑制伝送方法によれば、制御テーブルで分散伝送が指定されたパケットに時刻情報を付与するようにしているので、分散伝送の指定のないパケットについては、時刻情報に関わる処理の影響を受けない通常通りの伝送が保証される。
【００７３】
さらに、請求項８記載の遅延時間抑制伝送方法によれば、送信側エッジルータは、時刻情報を付与するパケットに分散伝送指示情報を付与しているので、受信側エッジルータは、受信したパケットについて分散伝送指示情報の有無を確認することで時刻情報の有無を容易に判断することができる。
【００７４】
さらに、請求項９記載の遅延時間抑制伝送方法によれば、ＲＴＰヘッダに時刻情報と分散伝送指示情報の一方または双方を記述するようにしているので、ユーザパケットのフォーマットに依存した煩雑な処理を行う必要はなく、時刻情報や分散伝送指示情報の処理を簡素化できる。さらに、コアルータはＲＴＰヘッダを無視するため、既存のコアルータに設定変更を加える必要は無い。
【００７５】
さらに、請求項１０記載の遅延時間抑制伝送方法によれば、推定遅延時間の変化に基づいて別ルートに分散させるパケット量を調整しているので、トラヒックの状況に適切且つ柔軟に対応した伝送遅延抑制制御が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の遅延時間抑制伝送方法およびシステムの実施の一形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の遅延時間抑制伝送用ルータ（送信側）の実施の一形態を示す概略機能ブロック図である。
【図３】本発明の遅延時間抑制伝送用ルータ（受信側）の実施の一形態を示す概略機能ブロック図である。
【図４】本発明の遅延時間抑制伝送用ルータ（送信側）の処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図５】本発明の遅延時間抑制伝送用ルータ（受信側）の処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図６】本発明の遅延時間抑制伝送用ルータ（送信側）の処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図７】ＲＴＰのパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図８】従来の遅延時間抑制伝送方法およびシステムを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ＭＰＬＳ網（ラベルスイッチングネットワーク）
１０１ａ送信端末（送信側通信装置）
１０１ｂ受信端末（受信側通信装置）
１０２ａ送信側エッジルータ
１０２ｂ受信側エッジルータ
１０３コアルータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission method, a system, and a router for suppressing a delay time. More specifically, the present invention provides a method and system for estimating delay time and a router and a method and system for suppressing transmission delay by distributing network load in a label switching network that transmits packets using labels. About the router.
[0002]
[Prior art]
In IP (Internet Protocol) networks, MPLS (Multi Protocol Label Switching) technology has attracted attention as a backbone network technology. In MPLS, it is possible to explicitly specify a route using a label. Using this MPLS technology, in order to avoid transmission delay due to congestion, a label for another route is given to a part of a packet group having the same destination address, and a packet group having the same destination address is transferred to a plurality of routes. Conventionally, a method of dispersing the data in the data is proposed (see Non-Patent Document 1 and FIG. 8).
[0003]
As shown in FIG. 8, the main transmission route from the transmitting terminal 401 to the receiving terminal 408 is represented by the following equation: the transmitting terminal 401 → the transmitting edge router 402 → the first core router 403 → the second core router 404 → the fourth core router 406 → the receiving edge router A route from 407 to the receiving terminal 408 (hereinafter, referred to as a first route) is assigned a label “A1,” “B1,” “C1,” or “D1”. Further, the distributed transmission route for avoiding congestion is as follows: the transmitting terminal 401 → the transmitting edge router 402 → the first core router 403 → the third core router 405 → the fourth core router 406 → the receiving edge router 407 → the receiving terminal 408. A route (hereinafter, referred to as a second route) is assigned a label "A2", "B2", "C2", or "D2".
[0004]
In this case, when the packet PK101 is transmitted from the transmitting terminal 401 to the receiving terminal 408, the packet PK101 is first received by the transmitting edge router 402. The transmitting edge router 402 assigns the label “A1” to the received packet PK101 based on the label table TB101A, and sends the packet after the labeling (indicated by PK102 in FIG. 8) to the first core router 403. Transmit. The first core router 403 replaces the label of “A1” → “B1” with respect to the received packet PK102 based on the label table TB102, and transmits the packet after the label replacement to the second core router 404. The second core router 404 replaces the label of “B1” → “C1” with respect to the received packet based on the label table TB103, and transfers the packet after the label replacement (indicated by PK103 in FIG. 8) to the fourth core router. 406. The fourth core router 406 replaces the label of “C1” → “D1” in the received packet PK103 based on the label table TB105, and transmits the packet after the label replacement to the receiving edge router 407. The receiving edge router 407 deletes the label “D1” based on the label table TB106, and transmits the packet after the label deletion (indicated by PK104 in FIG. 8) to the receiving terminal 408.
[0005]
When congestion occurs in the first route and the occurrence of the congestion is notified to the transmission side edge router 402, the transmission side edge router 402 includes a part of a packet group addressed to the reception terminal 408 sent from the transmission terminal 401, The label “A2” is assigned based on the label table TB101B, and the packet after the label assignment (indicated by DPK101 in FIG. 8) is transmitted to the first core router 403. The first core router 403 replaces the label “A2” → “B2” in the received packet DPK101 based on the label table TB102, and transmits the packet after the label replacement to the third core router 405. The third core router 405 replaces the label of “B2” → “C2” with respect to the received packet based on the label table TB104, and transfers the packet after the label replacement (indicated by DPK102 in FIG. 8) to the fourth core router. 406. The fourth core router 406 replaces the label “C2” → “D2” based on the label table TB105, and transmits the packet after the label replacement to the receiving edge router 407. The receiving edge router 407 deletes the label “D2” based on the label table TB106, and transmits the packet after the label deletion (indicated by DPK103 in FIG. 8) to the receiving terminal 408. By the above processing, a part of the group of packets going from the transmitting terminal 401 to the receiving terminal 408 is distributed to the second route, and congestion on the first route is avoided.
[0006]
The detection of congestion in the first route is performed by measuring the number of received packets in the reception buffer of the core routers 403, 404, 406 and the receiving edge router 407 (see Non-Patent Document 2).
[0007]
Further, in order to measure the delay time, a method of transmitting a monitoring packet and measuring the delay time by using a response packet has been proposed (see Non-Patent Document 3).
[0008]
[Non-patent document 1]
Ezaki et al .: "MPLS Textbook", IDG Japan, 2002/7 (Figure 9-2 on page 277)
[Non-patent document 2]
Yamaguchi et al .: "A Study on Traffic Distribution Method Using MPLS", IEICE General Conference 2001, B-6-22.
[Non-Patent Document 3]
Munemiya et al .: "Study of Load Balancing Method in IP Traffic Engineering", IEICE Technical Report SSE2000-53, 2000/6
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of detecting congestion by measuring the number of received packets in the reception buffer of the core router and the receiving edge router grasps how much the delay time of the application has increased between the transmitting edge router and the receiving edge router. I can't. For this reason, it is difficult to guarantee an allowable delay for each application according to the network congestion situation. In the method of transmitting the monitoring packet for measuring the delay time, the bandwidth of the line is consumed for transmitting the monitoring packet. Then, as the number of times of transmission of the monitoring packet increases, the number of response packets also increases, and the line bandwidth is further consumed.
[0010]
Therefore, an object of the present invention is to provide a delay time suppression transmission method and system and a delay time suppression transmission router that can estimate the delay time between the transmitting and receiving edge routers and save the line use bandwidth.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a delay time suppressing transmission method according to claim 1 comprises an edge router and a core router, and performs label switching in which a packet is transmitted using a label assigned according to a destination address. In the network, the transmitting edge router has a label table in which a destination address and a label to be used are associated with each other, and a packet received from a transmitting communication device outside the label switching network includes time information indicating the current time. And assigns a label based on the label table, transmits the packet to the core router according to the label, the core router transmits the received packet to another core router or edge router according to the label attached to the packet, The receiving edge router determines the time from the packet received from the core router. Take out the information, send the time information back to the transmitting edge router, transmit the packet with the label and time information removed to the receiving communication device outside the label switching network based on the destination address, and further, the transmitting edge router, The delay time is estimated based on the received time information and the reception time of the time information.
[0012]
A delay switching transmission system according to claim 11, further comprising: an edge router and a core router, wherein a label switching network for transmitting a packet using a label assigned in accordance with a destination address. The edge router has a label table in which a destination address and a label to be used are associated with each other, and based on time information and a label table indicating a current time, a packet received from a transmitting communication device outside the label switching network. Label, and transmits the packet to the core router according to the label.The core router transmits the received packet to another core router or edge router according to the label attached to the packet, and the receiving edge router Extracts time information from packets received from core router Sends the time information back to the transmitting edge router, and transmits the packet with the label and time information removed to a receiving communication device outside the label switching network based on the destination address. The delay time is estimated based on the information and the reception time of the time information.
[0013]
A delay time suppressing transmission router according to a thirteenth aspect is an edge router used in a label switching network for transmitting a packet using a label assigned according to a destination address, wherein the destination address corresponds to the label to be used. Having a label table attached, a packet received from a transmitting communication device outside the label switching network is provided with a label based on the time information and the label table representing the current time, and the packet is subjected to the label. The delay time is estimated based on the time information transmitted to the core router and further received and the reception time of the time information.
[0014]
A delay time suppressing transmission router according to claim 15, wherein the edge router used in a label switching network for transmitting a packet using a label assigned to a destination address includes a time included in a packet received from a core router. The information is extracted, the time information is sent back to the transmitting edge router, and the packet with the label and time information removed is transmitted to the receiving communication device outside the label switching network based on the destination address.
[0015]
Here, the “current time” represented by the time information includes not only a time that completely matches the “current time” but also a time that is almost equal to the “current time”. In addition, the "time of reception of time information" includes not only a time completely matching the time of reception but also a time substantially equal to the time of reception.
[0016]
Therefore, the transmitting edge router adds the time information to the packet. Then, the packet to which the time information is added is transmitted to the receiving edge router by the route designation using the label. The receiving edge router sends the time information added to the packet back to the transmitting edge router, and transmits the packet with the time information and label removed to a receiving communication device outside the label switching network based on the destination address. The transmitting edge router estimates the delay time based on the returned time information and the reception time of the time information. This makes it possible to grasp how much delay time has occurred between the transmitting edge router and the receiving edge router.
[0017]
According to a second aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission method according to the first aspect, the transmitting side edge router is configured to transmit the transmitting side router when the estimated delay time exceeds a preset allowable delay time. A label for another route is given to a part of a group of packets having the same destination address received from the device, so that the group of packets having the same destination address is distributed to a plurality of routes.
[0018]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission system according to the eleventh aspect, when the estimated delay time exceeds a preset allowable delay time, the transmitting edge router determines whether or not the transmission edge communication is to be performed. A label for another route is given to a part of a group of packets having the same destination address received from the device, so that the group of packets having the same destination address is distributed to a plurality of routes.
[0019]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission router according to the thirteenth aspect, when the estimated delay time exceeds a preset allowable delay time, the same delay time is received from the transmission side communication device. A label for another route is assigned to a part of the packet group having the destination address of, and the packet group having the same destination address is distributed to a plurality of routes.
[0020]
Therefore, by distributing the network load, congestion can be avoided and transmission delay can be suppressed. Also, since it is not necessary to reduce the amount of transmission at the transmitting terminal, it is possible to avoid a reduction in the amount of packets per unit time received at the receiving terminal.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission method according to the second aspect, the transmitting edge router includes any one of the address information, the program identifier, and the transmission quality information included in the packet or any one of them. It has a control table that specifies whether to perform distributed transmission based on a combination of some or all, and among the packets that are received from the transmitting-side communication device, of the packets that are specified for distributed transmission in the control table A label for another route is given to a part. In this case, it is possible to control whether or not to perform distributed transmission in fine units such as a destination address, a program identifier, or a combination thereof. As a result, fine traffic control can be realized in consideration of various factors such as the importance of data, the nature of an application to be used, and the degree of network congestion.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission method of the third aspect, the control table includes at least one of address information, a program identifier, and transmission quality information included in the packet. It is assumed that an allowable delay time corresponding to a part or all combinations is designated. In this case, different allowable delay times can be set for each fine unit such as a destination address, a program identifier, or a combination thereof.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission method according to any one of the first to fourth aspects, the transmitting edge router periodically adds time information to the received packet. In this case, it is possible to save the line use band as compared with the case where time information is added to all user packets.
[0024]
According to a sixth aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission method according to the fifth aspect, the period is changed by a command or based on an estimated delay time. In this case, it can be adjusted to an appropriate cycle according to the network traffic situation.
[0025]
According to a seventh aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission method according to any one of the third to sixth aspects, the transmitting edge router attaches time information to a packet designated for distributed transmission in the control table. Like that. In this case, for a packet for which distributed transmission is not specified, normal transmission that is not affected by processing related to time information is guaranteed.
[0026]
According to an eighth aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission method according to any one of the first to seventh aspects, the transmitting edge router assigns distributed transmission instruction information to a packet to which time information is added, and The side edge router determines the presence / absence of time information by confirming the presence / absence of distributed transmission instruction information for the received packet. Therefore, the receiving edge router can easily determine the presence / absence of time information by confirming the presence / absence of distributed transmission instruction information for the received packet.
[0027]
According to a ninth aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission method according to any one of the first to eighth aspects, the transmitting edge router describes one or both of the time information and the distributed transmission instruction information in the RTP header. I am trying to do it. Therefore, there is no need to perform complicated processing depending on the format of the user packet, and processing of time information and distributed transmission instruction information can be simplified. Further, since the core router ignores the RTP header, there is no need to make a setting change to the existing core router.
[0028]
According to a tenth aspect of the present invention, in the delay time suppressing transmission method according to any one of the first to ninth aspects, the transmitting edge router distributes the packet amount distributed to another route based on a change in the estimated delay time. To adjust. In this case, transmission delay suppression control appropriate and flexible in response to traffic conditions can be performed.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.
[0030]
1 to 7 show an embodiment of a delay time suppressed transmission method and system and a delay time suppressed transmission router according to the present invention. This delay time suppressing transmission method and system includes an edge router 102, a core router 103, and a transmission line connecting these routers 102 and 103, and uses a label assigned according to a destination address. In the label switching network 1 for transmitting packets, packets are dispersed to avoid congestion and suppress transmission delay.
[0031]
To this end, the transmitting edge router 102a has a label table TB1 in which the destination address and the label to be used are associated with each other, and the packet received from the transmitting side communication device 101a outside the label switching network 1 includes the current Time information (also referred to as a time stamp) representing the time (however, the time may be substantially equal to the current time) and a label based on a label table are given, and the packet is transmitted to the core router 103 according to the label. I do. The core router 103 transmits the received packet to another core router 103 or the edge router 102 according to the label given to the packet. The receiving edge router 102b extracts the time information from the packet received from the core router 103, sends the time information back to the transmitting edge router 102a, and converts the packet from which the label and the time information have been removed based on the label switching network 1 based on the destination address. The data is transmitted to the external receiving-side communication device 101b. Further, the transmitting edge router 102a estimates the delay time based on the received time information and the reception time of the time information (however, the time may be substantially equal to the reception time). When the delay time exceeds a preset allowable delay time, a label for another route is given to a part of a packet group having the same destination address received from the transmitting communication device 101a, and the same destination address is assigned. The packet group is distributed to a plurality of routes.
[0032]
For example, in the present embodiment, an example in which the present invention is applied to a typical MPLS as the label switching network 1 will be described. However, application of the present invention to other label switching networks is not excluded. Hereinafter, in the present embodiment, the label switching network is referred to as the MPLS network 1. There is no particular limitation on the number of edge routers 102, the number of core routers 103, and which of the routers 102 and 103 are connected by a transmission line, which constitute the MPLS network 1. The medium constituting the transmission path is not particularly limited, and a known or new cable (a communication line such as a coaxial cable for transmitting an electric signal, or an optical fiber for transmitting an optical signal) may be used. Wireless communication may be used. Further, there is no particular limitation on the number of routes for performing distributed transmission. For example, in the present embodiment, for simplicity of description, the MPLS network 1 is configured as shown in FIG. 1 and described below, and performs distributed transmission by two routes.
[0033]
That is, in this embodiment, the MPLS network 1 is configured by two edge routers 102 and four core routers 103. Then, the transmitting edge router 102a and the first core router 103a are connected by the transmission line TR5. The first core router 103a and the second core router 103b, and the first core router 103a and the third core router 103c are connected by transmission lines TR1 and TR3, respectively. The second core router 103b and the fourth core router 103d are connected to each other, and the third core router 103c and the fourth core router 103d are connected to each other by the transmission lines TR2 and TR4. The fourth core router 103d and the receiving edge router 102b are connected by the transmission line TR6.
[0034]
A transmitting terminal (for example, an information processing terminal such as a personal computer) 101a as a communication device outside the MPLS network 1 is connected to the transmitting side edge router 102a via a transmission line TR7. A receiving terminal (for example, an information processing terminal such as a personal computer) 101b as a communication device outside the MPLS network 1 is connected to the receiving side edge router 102b via a transmission line TR8. The communication device 101 outside the MPLS network 1 connected to the edge router 102 is not limited to an information processing terminal such as a personal computer, but may be a relay device such as a router configuring the Internet, an intranet or an extranet, or the like. It may be a server or the like. In this embodiment, for convenience of explanation, the edge router 102a is described as a transmitting side, and the edge router 102b is described as a receiving side. However, the edge router 102a can be a receiving side, and the edge router 102b can be a transmitting side. Of course, the router 102 can be both a transmitting side and a receiving side. Here, in the present embodiment, a route that follows the first core router 103a → the second core router 103b → the fourth core router 103d is called a first route, and a route that follows the first core router 103a → the third core router 103c → the fourth core router 103d. The second route is referred to as a second route, the first route being a main route between the transmitting and receiving terminals 101a and 101b, and the second route being a distributed transmission route.
[0035]
The edge router 102 (also called a Label Edge Router, LER) forms a so-called entrance or exit of the MPLS network 1. That is, a label corresponding to the destination IP address is given to a packet coming into the MPLS network 1, and a given label is removed from a packet going out of the MPLS network 1.
[0036]
For example, the transmitting edge router 102a of the present embodiment performs distributed transmission based on any one of address information, a program identifier, and transmission quality information included in a packet or a combination of some or all of them. The control table 203 includes a control table 203 for specifying whether or not distributed transmission is specified in the control table 203 among a group of packets received from the transmission-side communication device (transmission terminal in this embodiment) 101a. A label for another route (second route in this embodiment) is provided. The address information is, for example, a destination IP address. However, in some cases, the source IP address may be used as the address information, or a combination of the destination IP address and the source IP address may be used as the address information. The program identifier is information indicating which program uses the packet, and is, for example, a port number for identifying a user application. In this case, for example, delay suppression control can be performed in fine units such as an IP address or a port number or a combination of an IP address and a port number. However, the present invention is not limited to this example in which the necessity of distributed transmission is determined by the control table 203. For example, a packet is randomly selected (randomly) from a group of packets that originally pass through the first route. May be dispersed.
[0037]
The control table 203 is created in advance by a network administrator or the like. For example, it is assumed that the control table 203 specifies whether to perform distributed transmission based on one or both of a destination IP address and a port number. In this case, examples of the configuration of the control table 203 include (1) listing IP addresses that specify distributed transmission (in this case, port numbers are not limited), and (2) listing port numbers that specify distributed transmission ( In this case, the IP address is not limited.) (3) List of pairs of IP addresses and port numbers designating distributed transmission (in this case, a combination of IP addresses and port numbers is considered). (4) Distributed transmission. List IP addresses not specified, (5) List port numbers that do not specify distributed transmission, (6) List pairs of IP addresses and port numbers that do not specify distributed transmission, (7) IP addresses or port numbers or A combination of an IP address and a port number and a set of information (for example, a flag) indicating the presence / absence of designation of distributed transmission may be enumerated. In addition, as a form of listing the pair of the IP address and the port number, a wildcard symbol (*) may be used when the IP address or the port number is not particularly limited. In short, the control table 203 only needs to be configured so that the computer can determine whether or not the distributed transmission is designated based on one or both of the destination IP address and the port number of the packet.
[0038]
Further, for example, in the control table 203 of the present embodiment, an allowable delay time corresponding to any one of the address information, the program identifier, and the transmission quality information included in the packet or a combination of some or all of them is specified. Like that. In this case, different allowable delay times can be set for each fine unit such as an IP address or a port number or a combination of an IP address and a port number. However, the present invention is not limited to the present example in which the allowable delay time is specified in the control table 203. The allowable delay time common to all packets or packets for which distributed transmission is specified is set in the transmission side edge router 102a. Is also good. Further, the allowable delay time may be changed by an external command. For example, it is assumed that the control table 203 of the present embodiment describes a set of an IP address, information indicating the presence or absence of designation of distributed transmission, and an allowable delay time.
[0039]
Further, for example, the transmitting edge router 102a of the present embodiment is configured to periodically add time information to a packet. When time information is added to all user packets, especially when the user packets are transmitted at high density, the bandwidth used by the line is greatly increased, but by periodically adding time information to received packets, The line use bandwidth can be saved. Further, for example, the transmitting-side edge router 102a of the present embodiment is configured to add time information to a packet designated for distributed transmission in the control table 203. In this case, for a packet for which distributed transmission is not specified, normal transmission that is not affected by processing related to time information is guaranteed. Therefore, in the present embodiment, time information is added to a packet that corresponds to the above-mentioned period and for which distributed transmission is specified. However, the time information may be added based on only the period regardless of whether or not the distributed transmission is specified.
[0040]
Here, it is preferable that the cycle of adding the time information to the packet is variable. If the cycle is too short, the number of packets to which time information is added increases and the bandwidth used by the line increases, and if the cycle is too long, distributed transmission that appropriately responds to changes in network traffic cannot be performed. As a method of changing the period, for example, the following two modes are given. In the first mode, the cycle is changed by inputting a command to the transmitting edge router 102a. In this case, a network administrator or the like can appropriately adjust the cycle according to the traffic situation and the like. As a second mode, the transmitting edge router 102a itself changes the cycle based on the estimated delay time calculated by the transmitting edge router 102a. In this case, the period can be automatically and dynamically adjusted according to the traffic situation and the like. For example, the correlation between the rate of change of the estimated delay time and the period of time information addition is defined by a function, and the function is set in the transmitting edge router 102a. As the function, for example, when the reduction rate of the estimated delay time is equal to or less than a predetermined threshold or when the estimated delay time increases, the cycle is lengthened, and when the reduction rate of the estimated delay time exceeds the threshold value, It is preferable that the period be shortened according to the degree of exceeding. In this case, if the transmission delay is not improved even if distributed transmission is performed, the amount of time information flowing through the network can be reduced by lengthening the period of time information addition. However, an upper limit value or a lower limit value may be set in the cycle of time information addition, and the upper limit value or the lower limit value may not be exceeded.
[0041]
In addition, for example, the transmission-side edge router 102a of the present embodiment assigns distributed transmission instruction information (for example, a series of fixed numbers) to a packet to which time information is assigned. In this case, the receiving edge router 102b can easily determine the presence / absence of time information by confirming the presence / absence of distributed transmission instruction information for the received packet.
[0042]
Here, when the time information or the distributed transmission instruction information is stored in the user data portion of the IP packet, the format of the time information or the distributed transmission instruction information depends on the format of the user packet. It becomes necessary to recognize the format of the user packet and to process the time information and the distributed transmission instruction information, which is very complicated. Therefore, in the present embodiment, time information and distributed transmission instruction information are described in a RTP (Real Time Protocol, Real-time Transport Protocol) header. RTP is a standardized header format of the Internet used for transmitting real-time traffic, and is also used for VoIP (Voice over IP) for transmitting voice over IP. FIG. 7 shows an RTP packet format used in the case of VoIP. A field for time information (time stamp) is provided in the RTP header. For example, in the present embodiment, the time information is described in a time stamp field of the RTP header. The distributed transmission instruction information is described in, for example, a field called a payload type of the RTP header. For example, in the present embodiment, “18” is described as the distributed transmission instruction information in the payload type. 18 is an undefined number in the payload type. Therefore, the receiving side edge router 102b can recognize that the number indicates the distributed transmission instruction information without being confused with other information. Here, it is particularly preferable to apply the present invention to one-way communication that does not need to ask the receiving side for an acknowledgment like UDP (User Datagram Protocol). For example, in the present embodiment, a packet transmitted from the transmitting terminal 101a to the receiving terminal 101b is a UDP packet.
[0043]
FIG. 2 shows an example of a functional block diagram of the transmitting edge router 102a. The transmitting-side edge router 102a of the present embodiment includes a terminal input unit 201, a header analysis unit 202, a label control unit 204, a CR output unit 205, a time control unit 206, a distribution control unit 207, a periodic interrupt unit 208, and a header control unit 209. , CR input section 210, label table TB1, and control table 203.
[0044]
For example, the label table TB1 included in the transmitting edge router 102a of the present embodiment includes two tables, a main route table TB1A and a distributed route table TB1B. In the main route table TB1A and the distributed route table TB1B, a set of an IP address and a label used for the IP address is listed. The main route table TB1A is usually referred to in order to add a label corresponding to the destination IP address to the packet. The distributed route table TB1B is referred to for attaching a label corresponding to the distributed transmission route (the second route in the present embodiment) to the packet, and is not referred to when the distributed transmission is not performed. In the distributed route table TB1B, an IP address overlapping with the main route table TB1A is described, and a label different from the label in the main route table TB1A is associated with the IP address. However, the configuration of the label table TB1 is not limited to this example, and may be configured by, for example, one table. In this case, there is a one-to-one relationship between an IP address that does not specify distributed transmission and a label that is used for the IP address. For the IP address that specifies distributed transmission, the same IP address is described in duplicate (for example, In the present embodiment, two labels are used, and each label is paired with a different label.
[0045]
An example of processing executed by each functional block of the transmitting edge router 102a shown in FIG. 2 before performing distributed transmission will be described with reference to the flowchart of FIG. The terminal input unit 201 receives the packet transmitted from the transmitting terminal 101a (Step 1). The header analysis unit 202 refers to one or both of the destination IP address and the port number of the packet received by the terminal input unit 201 and the control table 203 (step 2), and determines whether distributed transmission is designated for the received packet. It is determined whether or not it is (step 3). The header analysis unit 202 of this embodiment searches the control table 203 for the destination IP address of the packet received by the terminal input unit 201 (step 2), and determines whether or not distributed transmission is specified for the received packet. (Step 3). In the time control unit 206, if the packet is a packet for which distributed transmission is specified (Step 3; Yes) and a periodic interrupt is generated from the periodic interrupt unit 208 (Step 4; Yes), the RTP is applied to the received packet. A header is added (step 5). Then, the distributed transmission instruction information (18) is described in the payload type of the RTP header (step 6), and the time information at the time of receiving the packet is described in the time stamp field (step 7). The label control unit 204 refers to the main route table TB1A and assigns a label corresponding to the destination IP address to the packet (step 8). Then, the CR output unit 205 outputs the packet to the first core router 103a (Step 9).
[0046]
The core router 103 of the present embodiment is a router having an MPLS function (also called a Label Switching Router, LSR), and has a function of performing packet transfer based on a label attached to a packet. The core routers 103a to 103d perform label replacement (label swapping) according to a predetermined label table TB2, TB3, TB4, TB5. As the core router 103, for example, an existing LSR may be used.
[0047]
FIG. 3 shows an example of a functional block diagram of the receiving edge router 102b. The receiving side edge router 102b mainly includes a CR input unit 301, a header control unit 302, a terminal output unit 303, a label control unit 304, and a CR output unit 305. An example of processing executed by these functional blocks will be described with reference to the flowchart in FIG. The CR input unit 301 receives the packet transmitted from the fourth core router 103d (Step 10). The header control unit 302 determines whether or not time information is added to the packet received by the CR input unit 301. For example, the header control unit 302 of the present embodiment confirms whether or not the packet received by the CR input unit 301 has an RTP header (step 11). If there is an RTP header (step 11; Yes), it is checked whether the distributed transmission instruction information (18) is described in the payload type in the RTP header (step 12). If the distributed transmission instruction information is described (Step 12; Yes), it is determined that the time information is added to the received packet, and for example, the header control unit 302 of the present embodiment sets the copy of the received packet to 1 One packet (step 13), requesting the label control unit 304 for subsequent processing for one packet, removing the RTP header (step 14) and removing the label (step 15) for the other packet. , And requests the terminal output unit 303 for subsequent processing. When the RTP header is not added (Step 11; No) and when the distributed transmission instruction information is not described even though the RTP header is added (Step 12; No), time information is added to the received packet. It is determined that the received packet has not been received, the header control unit 302 removes the label from the received packet (step 15), and requests the terminal output unit 303 for the subsequent processing. If the distributed transmission instruction information is not described even though the RTP header is added, the RTP header is not deleted, so that the packet without the designated distributed transmission is not affected by the processing related to the time information as scheduled. Is guaranteed. The terminal output unit 303 transmits the packet processed as described above to the receiving terminal 101b (Step 16).
[0048]
On the other hand, the label control unit 304 performs a process of sending the time information back to the transmitting edge router 102a. The route for sending the time information back to the transmitting edge router 102a is not necessarily limited. However, in order to simplify the process of calculating the estimated delay time in the transmitting edge router 102a, the outgoing route and the returning route are the same. Preferably, there is. For example, in the label table TB6 of the receiving edge router 102b of the present embodiment, it is assumed that the IP address of the transmitting terminal 101a and the label corresponding to the first route are associated. Then, the label control unit 304 extracts the source IP address from the packet, replaces the label of the packet with the label corresponding to the source IP address (ie, the label for reply to the transmitting edge router 102a) and ( Step 17), delete the user data portion from the packet (Step 18). The CR output unit 305 transmits the packet processed as described above to the fourth core router 103d (Step 19).
[0049]
Next, an example of processing when distributed transmission is performed by each functional block of the transmission-side edge router 102a shown in FIG. 2 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. The CR input unit 210 receives the packet returned from the receiving edge router 102b (Step 20 in FIG. 6). The header control unit 209 checks whether an RTP header is added to the packet received by the CR input unit 210 (Step 21). If there is an RTP header (Step 21; Yes), it is checked whether the distributed transmission instruction information (18) is described in the payload type in the RTP header (Step 22). If the distributed transmission instruction information is described (Step 22; Yes), the packet is determined to be a packet including the time information sent back from the receiving edge router 102b, and the time control unit 206 The time information is extracted, for example, a difference from the reception time of the packet is obtained, and a value of half of the difference is obtained, and the calculated value is estimated delay in the main route (the first route in the present embodiment). Time (step 23). The time control unit 206 notifies the header analysis unit 202 of the calculated estimated delay time. The header analysis unit 202 searches the control table 203 for the destination IP address of the packet received by the CR input unit 210 (that is, the IP address of the receiving terminal 101b), and specifies the allowable delay time specified for the packet ( Step 24) Compare with the estimated delay time notified from the time control unit 206 (Step 25). If the estimated delay time exceeds the preset allowable delay time (Step 25; Yes), the header analysis unit 202 sends an instruction for distributed transmission of the packet having the corresponding destination IP address to the distribution control unit 207. Notice.
[0050]
Upon receiving the instruction for distributed transmission, the distributed control unit 207 performs a distributed transmission interrupt generation process on the label control unit 204 (step 26). The distributed transmission interrupt is performed for labeling processing for a packet to be distributed. It is determined that the distributed transmission target packet indicates that distributed transmission is instructed by the control table 203 (Step 3 in FIG. 4; Yes), and that the allowable delay time specified in the control table 203 is not satisfied. (Step 25 in FIG. 6; Yes). Further, for example, in the present embodiment, when a periodic interrupt has not occurred from the periodic interrupt unit 208 (Step 4 in FIG. 4; No), a distributed transmission interrupt is accepted (Step 27 in FIG. 4). Thereby, it is possible to prevent the time information for measuring the delay time of the main route (the first route in the present embodiment) from flowing to the distributed transmission route (the second route in the present embodiment).
[0051]
If a distributed transmission interrupt has occurred (Step 27 in FIG. 4; Yes), the label control unit 204 refers to the distributed route table TB1B and assigns a label to the packet (Step 28). By generating a distributed transmission interrupt, for example, intermittently or intermittently, it is possible to designate a part of the group of distributed transmission target packets to refer to the distributed route table TB1B. Thereby, the distributed transmission target packet group can be distributed to the first route and the second route. Also, by adjusting the frequency of the distributed transmission interrupt, the amount of packets distributed to the second route can be adjusted.
[0052]
Here, for example, in the transmitting edge router 102a of the present embodiment, the amount of packets distributed to another route (the second route in the present embodiment) is adjusted (for example, increased or decreased) based on a change in the calculated estimated delay time. (Decrease or constant or zero). In this case, transmission delay suppression control appropriate and flexible in response to traffic conditions can be performed. Since the calculation of the estimated delay time (monitoring the occurrence of congestion) is performed periodically, the determination as to how much the amount of packets to be distributed to the second route should be adjusted can be made in units of the period. For example, in the present embodiment, the amount of packets distributed to the second route is gradually increased (for example, at a constant rate or at a rate according to a predetermined function). For this purpose, the frequency of distributed transmission interrupts is increased at a constant or at a rate according to a predetermined function. On the other hand, if the estimated delay time is equal to or less than the allowable delay time, the amount of packets distributed to the second route is set to zero. That is, the distributed transmission to the second route is stopped, and only the original first route is transmitted. Note that the correlation between the estimated delay time and the amount of packets to be dispersed may be defined by a function, and the amount of packets to be dispersed may be increased or decreased according to the function. For example, the amount of packets to be distributed may be determined based on the difference between the estimated delay time and the allowable delay time. Further, when the estimated delay time becomes equal to or less than the allowable delay time, the distributed transmission to the second route is not stopped immediately but the amount of packets to be distributed to the second route is gradually (for example, according to a constant or predetermined function). (In proportion).
[0053]
Here, in estimating the delay time, whether the transmission path from the transmitting edge router 102a to the receiving edge router 102b is congested, or conversely, the transmission path from the receiving edge router 102b to the transmitting edge router 102a It is not easy to determine whether is congested. Therefore, for example, in the present embodiment, if the estimated delay time in the first route does not decrease even if the distribution to the second route is performed to some extent (for example, a predetermined time or a predetermined packet amount or more), the receiving edge It is determined that the transmission path from the router 102b to the transmission-side edge router 102a is congested, and the amount of distributed packets to the second route is not further increased.
[0054]
An example of the operation of the transmission-side and reception-side edge routers 102a and 102b configured as described above and the delay time suppression transmission system including the edge routers 102a and 102b will be described. Note that, for simplicity of explanation, the IP address of the receiving terminal 101b is “IP1”. In the control table 203, when the destination IP address is “IP1”, the distributed transmission designation is “present”, and when the destination IP address is, for example, “IP2”, the distributed transmission designation is “absent”. . In the label table of the transmitting edge router 102a, the label "A1" is designated for the IP address "IP1" in the table TB1A for the main route, and the label "A1" is designated for the IP address "IP1" in the table TB1B for the distributed route. A2 "is specified. In the label table TB2 of the first core router 103a, it is assumed that label replacement of “A1” → “B1” and “A2” → “B2” is specified. In the label table TB3 of the second core router 103b, it is assumed that the replacement of the label “B1” → “C1” is specified. In the label table TB4 of the third core router 103c, it is assumed that the replacement of the label “B2” → “C2” is specified. In the label table TB5 of the fourth core router 103d, it is assumed that label replacement of “C1” → “D1” and “C2” → “D2” is specified. It is also assumed that the label table TB6 of the receiving edge router 102b has designated the deletion of the labels "D1" and "D2". Therefore, the labels "A1,""B1,""C1," and "D1" are assigned to the first route, and the labels "A2,""B2,""C2," and "D2" are assigned to the second route.
[0055]
When a packet (indicated by PK1 in FIG. 1) is transmitted from the transmitting terminal 101a to the receiving terminal 101b, the transmitting edge router 102a first receives the packet PK1 (Step 1 in FIG. 4). The transmitting edge router 102a searches the control table 203 for the destination IP address "IP1" of the received packet PK1 (step 2). As a result, the transmitting edge router 102a determines that the received packet PK1 is a packet for which distributed transmission is specified (Step 3; Yes). If it corresponds to the time information addition cycle (Step 4; Yes), an RTP header is added to the received packet PK1 (Step 5), and time information and distributed transmission instruction information are described in the RTP header (Step 5). 6, 7). Also, referring to the main route table TB1A, a label “A1” corresponding to the destination IP address is assigned (step 8), and the packet after the label assignment (indicated by PK2 in FIG. 1) is assigned to the first core router 103a. (Step 9).
[0056]
The first core router 103a replaces the label of the packet PK2 with the label "A1" with "B1" based on the label table TB2, and transmits the packet after the label replacement to the second core router 103b. The second core router 103b changes the label of the packet to which the label “B1” is assigned to “C1” based on the label table TB3, and outputs the packet after the label replacement (indicated by PK3 in FIG. 1). The data is transmitted to the four-core router 103d. The fourth core router 103d changes the label of the packet PK3 with the label "C1" to "D1" based on the label table TB5, and transmits the packet after the label replacement to the receiving edge router 102b.
[0057]
Upon receiving the packet from the fourth core router 103d (Step 10 in FIG. 5), the receiving edge router 102b confirms that an RTP header is added to the received packet (Step 11; Yes), and It confirms that the distributed transmission instruction information (18) is described in the payload type (step 12; Yes), and recognizes that time information is added to the received packet. Then, one copy of the received packet is created (step 13), the RTP header and label are removed for one packet (steps 14 and 15), and the packet (indicated by PK4 in FIG. 1) is received by the receiving terminal. The data is transmitted to 101b (step 16). For the other packet, the label "D1" is replaced with a label directed to the transmitting edge router 102a via the first route (step 17), and the user data portion is deleted from the packet (step 18). Is transmitted to the fourth core router 103d (step 19).
[0058]
Further, when the transmitting edge router 102a receives from the first core router 103a a packet including time information sent back from the receiving edge router 102b (step 20 in FIG. 6), an RTP header is added to the received packet. (Step 21; Yes), confirm that the distributed transmission instruction information (18) is described in the payload type of the RTP header (Step 22; Yes), and include the time information in the received packet. Recognize that Then, the estimated delay time is calculated (Step 23), the allowable delay time corresponding to the packet for measuring the estimated delay time is specified (Step 24), and the estimated delay time is compared with the allowable delay time (Step 24). Step 25). As a result, when the estimated delay time exceeds the allowable delay time (Step 25; Yes), it is determined that congestion has occurred in the first route, and the group of packets traveling from the transmitting terminal 101a to the receiving terminal 101b is determined. A label "A2" is assigned to a part instead of the label "A1" (step 26 in FIG. 6, step 27 in FIG. 4; Yes, step 28). Then, the packet after the label “A2” is added (indicated by DPK1 in FIG. 1) is transmitted to the first core router 103a (step 9).
[0059]
The first core router 103a replaces the label of the packet DPK1 with the label "A2" with "B2" based on the label table TB2, and transmits the packet after the label replacement to the third core router 103c. The third core router 103c changes the label of the packet to which the label “B2” is assigned to “C2” based on the label table TB3, and outputs the packet after the label replacement (indicated by DPK2 in FIG. 1). The data is transmitted to the four-core router 103d. The fourth core router 103d changes the label of the packet DPK2 with the label "C2" to "D2" based on the label table TB5, and transmits the packet after the label replacement to the receiving edge router 102b. When the receiving edge router 102b receives the packet from the fourth core router 103d (step 10 in FIG. 5), since the RTP header is not added to the received packet (step 11; No), the time information is included in the received packet. Recognize that it has not been granted). Then, the label is removed from the received packet (step 15), and the packet (indicated by DPK3 in FIG. 1) is transmitted to the receiving terminal 101b (step 16).
[0060]
As described above, the group of packets from the transmitting terminal 101a to the receiving terminal 101b can be distributed to the first route and the second route. Thereby, congestion on the first route can be avoided and transmission delay can be suppressed. The amount of packets distributed to the second route is increased at a constant rate or at a rate according to a predetermined function. When the estimated delay time calculated periodically becomes equal to or less than the allowable delay time, the distributed transmission to the second route is stopped and only the original first route is transmitted. Further, if the estimated delay time in the first route does not decrease even if the distribution to the second route is performed to some extent (for example, a predetermined time or a predetermined packet amount or more), the receiving edge router 102b transmits the signal to the transmitting edge. It is determined that the transmission path to the router 102a is congested, and the amount of distributed packets to the second route is not further increased.
[0061]
The transmitting terminal 101a and the receiving terminal 101b do not need any distributed transmission function in order to suppress the delay time and to estimate the transmission time. According to the present invention, distributed transmission by a plurality of routes can be easily realized between all existing or new information processing apparatuses having an IP address. For example, the user of the transmitting terminal 101a or the receiving terminal 101b notifies a network administrator or the like whether or not to perform distributed transmission, and the network administrator or the like sets the control table 203 and the label table TB1 of the transmitting edge router 102a. By doing so, it is possible to very easily secure a transmission path whose allowable delay time is guaranteed.
[0062]
Further, since the edge router 102 has the delay time estimation function and the distributed transmission function, the existing core router 103 can be used as it is. Further, since the time information and the distributed transmission instruction information are described in the RTP header, it is not necessary to perform complicated processing depending on the format of the user packet, and the processing of the time information and the distributed transmission instruction information can be simplified. Further, since the core router 103 ignores the RTP header, there is no need to change the settings of the existing core router 103. Further, by providing the control table 203, it is possible to control whether to perform distributed transmission in small units such as IP addresses and port numbers. As a result, fine traffic control can be realized in consideration of various factors such as the importance of data, the nature of an application to be used, and the degree of network congestion.
[0063]
Further, by adding the time information to the user packet, it is possible to save the line bandwidth to be used as compared with the case where the monitoring packet is transmitted alone. For example, in the configuration of the present embodiment, the UDP header is 8 bytes and the RTP header is 12 bytes, which requires a total of 20 bytes. On the other hand, when transmitting the monitoring packet alone, the packet requires at least 64 bytes, and the present invention can reduce the amount of information for delay time estimation to about one third.
[0064]
Also, in order to avoid congestion by distributed transmission, it is not necessary to reduce the amount of transmission at the transmitting terminal 101a, so that the amount of packets per unit time received by the receiving terminal 101b does not decrease.
[0065]
The above embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the delay time of only the first route is estimated for the sake of simplicity. However, by transmitting time information to each of a plurality of routes, the delay times of each route can be simultaneously determined. It is also possible to estimate. In this case, it may be possible to identify which route the time information relates to by using different distributed transmission instruction information for each route. The control table specifies whether to perform distributed transmission based on any one of address information, a program identifier, and transmission quality information included in a packet, or a combination of some or all of them. May be. The transmission quality information is information for controlling transmission quality such as transmission delay, fluctuation (variation in delay), minimum guaranteed speed, and peak speed. For example, priority control called ToS (Type of Service) in the IP header The value of the field that specifies For example, when the ToS value = 0, the distributed transmission designation may be “present”, and when the ToS value = 1, the distributed transmission designation may be “absent”. Further, the address information is not necessarily limited to only the destination address, and the source address may be used as the address information, or a combination of the destination address and the source IP address may be used as the address information. In this case, the necessity of distributed transmission can be specified in consideration of the source address.
[0066]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the delay time suppressed transmission method according to claim 1, the delay time suppressed transmission system described in claim 11, and the router for delay time suppressed transmission according to claims 13 and 15, It is possible to estimate how much delay time has occurred between the edge router and the receiving edge router. The transmitting terminal and the receiving terminal do not need the delay time estimation function. Further, by adding the time information to the user packet, it is possible to save the line bandwidth to be used as compared with the case where the monitoring packet is transmitted alone. Further, since the edge router has the delay time estimation function, the existing core router can be used as it is.
[0067]
Further, according to the delay time suppressing transmission method according to claim 2, the delay time suppressing transmission system according to claim 12, and the delay time suppressing transmission router according to claim 14, a packet group having the same destination address is transmitted to a plurality of packets. Since distribution is performed by routes, congestion can be avoided by distributing the network load, and transmission delay can be suppressed. Since there is no need to reduce the amount of transmission at the transmitting terminal, it is possible to avoid a decrease in the amount of packets per unit time received at the receiving terminal.
[0068]
Furthermore, according to the delay time suppressing transmission method of the present invention, it is possible to control whether or not to perform distributed transmission in fine units such as a destination address, a program identifier, or a combination thereof. As a result, fine traffic control can be realized in consideration of various factors such as the importance of data, the nature of an application to be used, and the degree of network congestion.
[0069]
Further, according to the delay time suppressing transmission method of the present invention, different allowable delay times can be set for each fine unit such as a destination address or a program identifier or a combination thereof.
[0070]
Furthermore, according to the delay time suppressing transmission method of the present invention, by periodically adding time information to a packet, a line use band can be saved as compared with a case where time information is added to all user packets. can do.
[0071]
Furthermore, according to the delay time suppression transmission method of the present invention, since the time information addition cycle is variable, it can be adjusted to an appropriate cycle according to network traffic conditions.
[0072]
Further, according to the delay time suppressing transmission method of the present invention, the time information is added to the packet for which the distributed transmission is specified in the control table. The normal transmission that is not affected by the processing related to is guaranteed.
[0073]
Further, according to the delay time suppressing transmission method according to the eighth aspect, the transmitting edge router attaches the distributed transmission instruction information to the packet to which the time information is added. By confirming the presence or absence of the distributed transmission instruction information, the presence or absence of the time information can be easily determined.
[0074]
Further, according to the delay time suppressing transmission method of claim 9, one or both of the time information and the distributed transmission instruction information are described in the RTP header, so that complicated processing depending on the format of the user packet can be performed. This need not be performed, and processing of time information and distributed transmission instruction information can be simplified. Further, since the core router ignores the RTP header, there is no need to make a setting change to the existing core router.
[0075]
Furthermore, according to the delay time suppressing transmission method according to the tenth aspect, the amount of packets to be distributed to another route is adjusted based on the change in the estimated delay time, so that the transmission delay appropriately and flexibly corresponds to the traffic situation. Suppression control can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a delay time suppression transmission method and system according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic functional block diagram showing an embodiment of a delay time suppression transmission router (transmission side) according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic functional block diagram showing an embodiment of a delay time suppression transmission router (receiving side) of the present invention.
FIG. 4 is a schematic flowchart illustrating an example of processing of a delay time suppression transmission router (transmission side) according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic flowchart illustrating an example of processing of a delay time suppression transmission router (receiving side) according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic flowchart showing an example of processing of a delay time suppression transmission router (transmission side) of the present invention.
FIG. 7 illustrates an example of an RTP packet format.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a conventional delay time suppression transmission method and system.
[Explanation of symbols]
1 MPLS network (label switching network)
101a Transmission terminal (transmission side communication device)
101b Receiving terminal (receiving side communication device)
102a Sending edge router
102b Receiving edge router
103 core router

Claims

エッジルータとコアルータとを有して構成され、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークにおいて、送信側エッジルータは、宛先アドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルを有し、上記ラベルスイッチングネットワークの外の送信側通信装置から受信したパケットに、現在の時刻を表す時刻情報および上記ラベルテーブルに基づいたラベルを付与し、当該パケットを上記ラベルに応じた上記コアルータに伝送し、上記コアルータは、受信したパケットを当該パケットに付与されたラベルに応じた他のコアルータまたは上記エッジルータに伝送し、受信側エッジルータは、上記コアルータから受信したパケットから上記時刻情報を取り出し、当該時刻情報を上記送信側エッジルータに送り返すと共に、上記ラベルおよび上記時刻情報を外したパケットを宛先アドレスに基づいた上記ラベルスイッチングネットワーク外の受信側通信装置に伝送し、さらに上記送信側エッジルータは、受信した上記時刻情報と当該時刻情報の受信時刻とに基づいて遅延時間を推定することを特徴とする遅延時間抑制伝送方法。In a label switching network configured with an edge router and a core router, and transmitting a packet using a label assigned according to a destination address, a transmitting edge router associates a destination address with a label to be used. Having a label table, a packet received from a transmitting side communication device outside the label switching network, a time information representing the current time and a label based on the label table is added, the packet is attached to the label Transmitted to the corresponding core router, the core router transmits the received packet to another core router or the edge router according to the label given to the packet, the receiving edge router, from the packet received from the core router Take out the above time information, and The packet is sent back to the transmitting edge router, and the packet with the label and the time information removed is transmitted to the receiving communication device outside the label switching network based on the destination address, and the transmitting edge router receives the packet. A delay time suppressing transmission method comprising estimating a delay time based on time information and a reception time of the time information.

上記送信側エッジルータは、推定された推定遅延時間が予め設定された許容遅延時間を超える場合に、上記送信側通信装置から受信する同一の宛先アドレスを有するパケット群の一部に別ルート用のラベルを付与して、同一の宛先アドレスを有するパケット群を複数のルートに分散させることを特徴とする請求項１記載の遅延時間抑制伝送方法。When the estimated delay time exceeds the allowable delay time set in advance, the transmitting edge router includes a part of a group of packets having the same destination address received from the transmitting communication device for another route. 2. The delay time suppressing transmission method according to claim 1, wherein a label is assigned to distribute a group of packets having the same destination address to a plurality of routes.

上記送信側エッジルータは、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに基づいて分散伝送を行なうか否かが指定された制御テーブルを有し、上記送信側通信装置から受信するパケット群のうち、上記制御テーブルで分散伝送が指定されたパケット群の一部に上記別ルート用のラベルを付与することを特徴とする請求項２記載の遅延時間抑制伝送方法。The transmission-side edge router is configured to perform control based on any one of address information, a program identifier, and transmission quality information included in a packet or a combination of a part or all of them, in accordance with whether or not to perform distributed transmission. A label for the another route is provided to a part of a packet group specified for distributed transmission in the control table among a group of packets received from the transmitting side communication apparatus. 2. The transmission method for suppressing delay time according to item 2.

上記制御テーブルには、パケットに含まれるアドレス情報とプログラム識別子と伝送品質情報とのいずれか一つ又はこれらの一部または全部の組み合わせに対応した上記許容遅延時間が指定されていることを特徴とする請求項３記載の遅延時間抑制伝送方法。The control table is characterized in that the permissible delay time corresponding to one or a combination of some or all of the address information, the program identifier, and the transmission quality information included in the packet is specified. The transmission method for suppressing delay time according to claim 3.

上記送信側エッジルータは、周期的に上記時刻情報を受信パケットに付与することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の遅延時間抑制伝送方法。5. The delay time suppressing transmission method according to claim 1, wherein the transmitting edge router periodically adds the time information to a received packet.

上記周期をコマンドにより又は上記推定遅延時間に基づいて変化させることを特徴とする請求項５記載の遅延時間抑制伝送方法。6. The delay time suppressing transmission method according to claim 5, wherein the period is changed by a command or based on the estimated delay time.

上記送信側エッジルータは、上記制御テーブルで分散伝送が指定されたパケットに上記時刻情報を付与することを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の遅延時間抑制伝送方法。7. The delay time suppressing transmission method according to claim 3, wherein the transmitting edge router attaches the time information to a packet for which distributed transmission is specified in the control table.

上記送信側エッジルータは、上記時刻情報を付与するパケットに分散伝送指示情報を付与し、上記受信側エッジルータは、受信したパケットについて上記分散伝送指示情報の有無を確認することで上記時刻情報の有無を判断することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の遅延時間抑制伝送方法。The transmitting edge router assigns the distributed transmission instruction information to the packet to which the time information is added, and the receiving edge router checks the presence / absence of the distributed transmission instruction information for the received packet. 8. The delay time suppression transmission method according to claim 1, wherein the presence or absence is determined.

上記送信側エッジルータは、ＲＴＰヘッダに上記時刻情報と上記分散伝送指示情報の一方または双方を記述することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の遅延時間抑制伝送方法。9. The delay time suppressing transmission method according to claim 1, wherein the transmitting edge router describes one or both of the time information and the distributed transmission instruction information in an RTP header.

上記送信側エッジルータは、上記推定遅延時間の変化に基づいて、上記別ルートに分散させるパケット量を調整することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の遅延時間抑制伝送方法。10. The delay time suppression transmission method according to claim 1, wherein the transmitting edge router adjusts a packet amount to be distributed to the different route based on a change in the estimated delay time.

エッジルータとコアルータとを有して構成され、宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークにおいて、送信側エッジルータは、宛先アドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルを有し、上記ラベルスイッチングネットワークの外の送信側通信装置から受信したパケットに、現在の時刻を表す時刻情報および上記ラベルテーブルに基づいたラベルを付与し、当該パケットを上記ラベルに応じた上記コアルータに伝送し、上記コアルータは、受信したパケットを当該パケットに付与されたラベルに応じた他のコアルータまたは上記エッジルータに伝送し、受信側エッジルータは、上記コアルータから受信したパケットから上記時刻情報を取り出し、当該時刻情報を上記送信側エッジルータに送り返すと共に、上記ラベルおよび上記時刻情報を外したパケットを宛先アドレスに基づいた上記ラベルスイッチングネットワーク外の受信側通信装置に伝送し、さらに上記送信側エッジルータは、受信した上記時刻情報と当該時刻情報の受信時刻とに基づいて遅延時間を推定することを特徴とする遅延時間抑制伝送システム。In a label switching network configured with an edge router and a core router, and transmitting a packet using a label assigned according to a destination address, a transmitting edge router associates a destination address with a label to be used. Having a label table, a packet received from a transmitting side communication device outside the label switching network, a time information representing the current time and a label based on the label table is added, the packet is attached to the label Transmitted to the corresponding core router, the core router transmits the received packet to another core router or the edge router according to the label given to the packet, the receiving edge router, from the packet received from the core router Take out the above time information, and The packet is sent back to the transmitting edge router, and the packet with the label and the time information removed is transmitted to the receiving communication device outside the label switching network based on the destination address, and the transmitting edge router receives the packet. A delay time suppression transmission system that estimates a delay time based on time information and a reception time of the time information.

上記送信側エッジルータは、推定された推定遅延時間が予め設定された許容遅延時間を超える場合に、上記送信側通信装置から受信する同一の宛先アドレスを有するパケット群の一部に別ルート用のラベルを付与して、同一の宛先アドレスを有するパケット群を複数のルートに分散させることを特徴とする請求項１１記載の遅延時間抑制伝送システム。When the estimated delay time exceeds the allowable delay time set in advance, the transmitting edge router includes a part of a group of packets having the same destination address received from the transmitting communication device for another route. 12. The delay time suppressing transmission system according to claim 11, wherein a label is assigned to distribute a group of packets having the same destination address to a plurality of routes.

宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークに用いるエッジルータにおいて、宛先アドレスと使用するラベルとが対応付けられたラベルテーブルを有し、上記ラベルスイッチングネットワークの外の送信側通信装置から受信したパケットに、現在の時刻を表す時刻情報および上記ラベルテーブルに基づいたラベルを付与し、当該パケットを上記ラベルに応じたコアルータに伝送し、さらに受信した上記時刻情報と当該時刻情報の受信時刻とに基づいて遅延時間を推定することを特徴とする遅延時間抑制伝送用ルータ。An edge router for use in a label switching network for transmitting a packet using a label assigned to a destination address has a label table in which a destination address and a label to be used are associated with each other. A packet received from the transmitting communication device is given a time information representing the current time and a label based on the label table, and the packet is transmitted to a core router according to the label. A delay time suppressing transmission router for estimating a delay time based on a reception time of the time information.

上記推定された推定遅延時間が予め設定された許容遅延時間を超える場合に、上記送信側通信装置から受信する同一の宛先アドレスを有するパケット群の一部に別ルート用のラベルを付与して、同一の宛先アドレスを有するパケット群を複数のルートに分散させることを特徴とする請求項１３記載の遅延時間抑制伝送用ルータ。When the estimated delay time exceeds the allowable delay time set in advance, a label for another route is given to a part of a packet group having the same destination address received from the transmitting communication device, 14. The delay time suppressing transmission router according to claim 13, wherein packets having the same destination address are distributed to a plurality of routes.

宛先アドレスに対応して付与したラベルを用いてパケットの伝送を行なうラベルスイッチングネットワークに用いるエッジルータにおいて、コアルータから受信したパケットに含まれる時刻情報を取り出し、当該時刻情報を送信側のエッジルータに送り返すと共に、ラベルおよび上記時刻情報を外したパケットを宛先アドレスに基づいた上記ラベルスイッチングネットワーク外の受信側通信装置に伝送することを特徴とする遅延時間抑制伝送用ルータ。An edge router used for a label switching network that transmits a packet using a label assigned according to a destination address, extracts time information included in a packet received from a core router, and sends the time information back to the transmitting edge router. A delay time suppressing transmission router for transmitting a packet from which the label and the time information have been removed to a receiving communication device outside the label switching network based on a destination address.