JP2005005921A

JP2005005921A - Router and packet routing method used therefor

Info

Publication number: JP2005005921A
Application number: JP2003165843A
Authority: JP
Inventors: Toru Suzuki; 徹鈴木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To transmit packets to a different output interface in flow units when the amount of data of inputted packets exceeds the usable band of an output interface. <P>SOLUTION: A band monitoring unit 4 measures the band of the output interface 7 used by the data of packets transmitted to the output interface 7, and when it is detected that an active band becomes larger than a threshold set up by a threshold setting unit 6, the band monitoring unit 4 instructs that a forwarding control unit 2 identifies flows of packets and transmits the identified flows to an output interface 8. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ルータおよびそのルータに用いるパケットルーティング方法に関し、特にＩＰ（ｉｎｔｅｒｎｅｔｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットのルーティングを行うルータおよびそのルータに用いるパケットルーティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の技術の一例として、バッファを新たに設け、このバッファにルーティング制御手段にてルーティングできなかったパケットを一時的に退避させることにより、データのオーバフロー分を吸収し、データ（パケット）の廃棄や網全体への輻輳波の発生を防止するパケット交換方式が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の一例として、フロー単位にパケットを迂回させる技術が開示されている。これは、複数の経路にロードバランシング比率に基づいてパケットを振り分ける、というものである（特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、他の一例として、輻輳状態でない場合はパケットのデータフローを識別せず、送信要求順にパケットを送信するが、輻輳状態時にパケットをデータフロー単位に管理する技術が開示されている。これは、データフロー対応に送信待ち状態のパケットを、送信可能時にデータフローの通信品質に応じて送信する、というものである。具体的には、輻輳時にリアルタイム性のデータフローを優先して送信する、というものである（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３７５６１号公報（段落００６０、図１）
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−３０５５４１号公報（段落００１０、００４５、図５）
【０００７】
【特許文献３】
特開平１０−３２２３９２号公報（段落００１２、００５０、図６）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１記載の技術には以下の問題点がある。第１の問題点は、パケットのフロー単位での迂回ができないということである。その理由は、この技術は迂回を行う際のパケットのフロー識別を行う機能を有していないためである。第２の問題点は、迂回されるパケットの遅延が大きくなってしまうことである。その理由は、迂回すべきパケットが一旦バッファに蓄積されるため、装置内での転送遅延が発生してしまうためである。
【０００９】
一方、特許文献２記載の技術はフロー単位でパケットを迂回させる技術である。しかし、この技術には複数の経路にパケットを振り分ける比率が示されているだけであり、本発明の、通常は特定の経路を使用するが、送信帯域が一定の閾値以上となる場合に他の経路に迂回させるものとは、目的、構成、作用、効果のいずれもが全く相違する。
【００１０】
また、特許文献３記載の技術は輻輳状態時にパケットをデータフロー単位に管理する技術である。しかし、この技術は輻輳時にリアルタイム性のデータフローを優先して送信するだけであり、輻輳時にそのデータフローを他の経路に迂回させるものではない。従って、この技術も本発明とは目的、構成、作用、効果のいずれもが全く相違する。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、パケット入力側インタフェースと出力側インタフェース間の使用可能帯域に差があり、入力されたパケットのデータ量が出力側インタフェースの使用可能な帯域を超えてしまうような場合でも、パケットをフロー単位で別の出力インタフェースに送信することが可能なルータおよびそのルータに用いるパケットルーティング方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によるルータは、パケットのルーティングを行うルータであって、送出パケットのデータ量による使用帯域が第１閾値以上となった場合に、入力パケットをフロー単位で識別し、識別されたフローのパケットを通常とは別のインタフェースへ送出するフォワーディング制御手段を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明によるパケットルーティング方法は、ルータに用いるパケットルーティング方法であって、送出パケットのデータ量による使用帯域が第１閾値以上となった場合に、入力パケットをフロー単位で識別し、識別されたフローのパケットを通常とは別のインタフェースへ送出するフォワーディング制御ステップを含むことを特徴とする。
【００１４】
すなわち、本発明は上記構成を備えることにより、入力されたパケットのデータ量が出力側インタフェースの使用可能な帯域を超えてしまうような場合でも、パケットをフロー単位で別の出力インタフェースに送信することが可能となる。
【００１５】
本発明はＩＰパケットのルーティングを行うルータにて、パケットルーティングを行うときにパケット入力側インタフェースが例えば１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、パケット出力側インタフェースが例えば１０ＢＡＳＥ−Ｔと入出力インタフェース間の使用可能帯域に差があり、入力されたパケットのデータ量が出力側インタフェースの使用可能な帯域を超え、送信帯域不足によりパケットが廃棄されてしまうような場合に、入力されたパケットをフロー単位で識別し、識別されたフローのパケットを別のインタフェースへ送出する機能を設けることにより、フロー単位での迂回を可能とすることを特徴とする。
【００１６】
図１において、閾値設定部６は帯域監視部４に対し、出力インタフェース部７の送信可能帯域の内、出力インタフェース部８への送出パケットのデータ量による使用帯域がある閾値を超えた場合にフォワーディング部３にフローの識別とその識別されたフローを出力インタフェース部８へパケット送出することの指示を行うための閾値を設定する。また、閾値設定部６は帯域監視部５で監視される出力インタフェース部８への送出パケットのデータ量による使用帯域と、帯域監視部４にて監視される出力インタフェース部７への送出パケットのデータ量による使用帯域の合計値が出力インタフェース部７の送信可能帯域のある閾値以下になったら、フォワーディング制御部２にフローの識別とその識別されたフローを出力インタフェース部８へパケット送出することの指示を停止するための閾値を設定する。
【００１７】
帯域監視部５は出力インタフェース部８へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域を常時測定し、その使用帯域を帯域監視部４へ常時通知を行う。
【００１８】
帯域監視部４は出力インタフェース部７へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域を測定し、閾値設定部６より設定された閾値以上の使用帯域を検出した場合にフォワーディング制御部２にフローの識別とその識別されたフローを出力インタフェース部８へパケット送信することの指示を行う。
【００１９】
また、帯域監視部４は帯域監視部５より通知される出力インタフェース部８へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域と出力インタフェース部７へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域の合計値が閾値設定部６により設定された閾値以下となった場合にフォワーディング制御部２にフローの識別とその識別されたフローを出力インタフェース部８へパケット送信を行うための指示を停止する。
【００２０】
識別フロー設定部３は帯域監視部４によりフロー識別指示があった場合に、フォワーディング制御部２に対し、フローの識別を行うためのＩＰヘッダにおける識別情報（ディスティネーションＩＰアドレス、ソースＩＰアドレス、プロトコル番号、ＴｏＳ値（サービスを指定する値）等）を設定する。
【００２１】
フォワーディング制御部２は通常全ての送信パケットを出力インタフェース部７へパケット送信しているが、帯域監視部４よりフロー識別とその識別されたフローを出力インタフェース８へ送信する迂回指示があった場合に、フロー識別部２により設定された識別情報に基づきフローの識別を行い、その識別されたフローのパケットを出力インタフェース部８に向けて送信する。
【００２２】
更にフォワーディング制御部２は帯域監視部４よりフロー識別とその識別されたフロー単位での迂回の指示がなくなった場合にフローの識別を停止し、すべての送信パケットを出力インタフェース部７へ送出する。
【００２３】
従ってフォワーディング制御部２は出力インタフェース部７向けの送出パケットによるデータ量が帯域設定部４に設定される閾値を超えている間、識別フロー設定部２により設定されたＩＰヘッダ内の識別情報に基づき、識別されたフローのパケットを出力インタフェース部８へ向けて送出されるため、入力インタフェース部１より出力インタフェース部７の送信可能帯域以上のデータが入力されてもルータ内でのパケット廃棄を抑制することが可能となる。
【００２４】
また、フロー単位での迂回が可能となるため、パケットが送信先に到達したときにパケットの到着順序が入れ替わったりするという問題も発生しないといった効果が得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照しながら説明する。まず、第１実施例について説明する。図１は本発明に係るルータの第１実施例の構成図である。同図を参照すると、ルータ９は入力インタフェース部１と、フォワーディング制御部２と、識別フロー設定部３と、帯域監視部４および５と、閾値設定部６と、出力インタフェース部７および８とを含んで構成される。
【００２６】
入力インタフェース部１は、ルータ９に向けて送信されてきたパケットの受信を行い、フォワーディング制御部２へそのパケットを送出する。
【００２７】
フォワーディング制御部２は通常、入力インタフェース部１より受信したパケットを出力インタフェース部７へ送出しているが、帯域監視部４よりフローの識別とその識別されたフローを出力インタフェース部８へ送信するよう指示を受けると、識別フロー設定部３により設定された識別情報に基づき、入力インタフェース部１より受信したパケットのＩＰヘッダ情報によりパケットのフローを識別し、識別情報にマッチしたパケットのフローを出力インタフェース部８に向けて送信し、識別情報にマッチしないパケットは出力インタフェース部７に向けて送信を行う。
【００２８】
また、フォワーディング制御部２は、帯域監視部４よりフローの識別の停止とその識別されたフローの出力インタフェース部８への出力を停止する指示を受けた場合には、フローの識別を停止し、入力インタフェース部１より受信したパケットを全て出力インタフェース部７に向けて送信する。
【００２９】
識別フロー設定部３は、フォワーディング制御部２に対し、帯域監視部４よりフローの識別指示を受けたときに、入力インタフェース部１より受信したパケットのフロー識別を行うためのＩＰヘッダにおける識別情報（ディスティネーションＩＰアドレス、ソースＩＰアドレス、プロトコル番号、ＴｏＳ値等）をフォワーディング制御部２に対して設定を行う。
【００３０】
帯域監視部４は、フォワーディング制御部２より受信した出力インタフェース部７向けのパケットのデータ量による使用帯域を測定し、閾値設定部６より設定された閾値以上のデータ量を検出した場合に、フォワーディング部２に対し入力インタフェース部１より受信するパケットのフロー識別を実施すること及び識別されたフローのパケットを出力インタフェース部８に向けて送信することを指示する。
【００３１】
また、帯域監視部４は、帯域監視部５より受信した出力インタフェース部８への送信パケットによる使用帯域と自ら測定している出力インタフェース部７向けの送信パケットによる使用帯域の合計値が閾値設定部６より設定された閾値より下回った場合に、フォワーディング制御部２に対し、入力インタフェース部１より受信するパケットのフロー識別の停止及びフロー識別されたパケットの出力インタフェース部８向けの送信停止を指示する。
【００３２】
帯域監視部５は、フォワーディング制御部２より受信した出力インタフェース部８向けのパケットのデータ量による使用帯域を常に測定し、その結果を帯域監視部４に対し通知を行う。
【００３３】
閾値設定部６は、帯域監視部４に対し、帯域監視部４が測定を行っている出力インタフェース部７向けのパケットのデータ量による使用帯域が、出力インタフェース部７のデータ送信可能帯域に対してある値以上になったときに、フォワーディン制御２に対してフロー識別を実施し、識別されたフローのパケットを出力インタフェース部８に向けて送信を行うことを指示するための第１閾値と、帯域監視部４が測定を行っている出力インタフェース部７向けのパケットのデータ量による使用帯域と、帯域監視部５より通知されるフォワーディング制御部２より受信した出力インタフェース部８向けのパケットのデータ量による使用帯域の合計値が、出力インタフェース部７のデータ送信可能帯域に対してどの値以下になったときに、フォワーディング制御部２に対して、フローの識別を停止し、フロー識別されたパケットの出力インタフェース部８への送信を停止するかの指示を行うための第２閾値を設定する。
【００３４】
出力インタフェース部７は、帯域監視部４より受信したパケットをルータ９の外部へ送信を行う。
【００３５】
出力インタフェース部８は、帯域監視部４より受信したパケットをルータ９の外部へ送信を行う。
【００３６】
次に、図２〜４を参照しながら本発明に係るルータの動作について説明する。図２〜４は本発明に係るルータの動作を示すフローチャートである。
【００３７】
始めに閾値設定部６より帯域監視部４に対して出力インタフェース部７の送信可能帯域の内、送信パケットのデータ量により、使用帯域がある閾値を超えた場合にフォワーディング制御部２にフローの識別とその識別されたフローを出力インタフェース部８へパケット送信を行うための指示を行う第１閾値を設定する。また同時に閾値設定部６は帯域監視部５で測定される送信パケットのデータ量による使用帯域と、帯域監視部４にて測定される送信パケットのデータ量による使用帯域の合計値が出力インタフェース部７の送信可能帯域のある閾値以下になったら、フォワーディング制御部２にフローの識別とその識別されたフローを出力インタフェース部８へパケット送信を行うための指示を停止するための第２閾値を設定する（ステップＳ１）。
【００３８】
帯域監視部４にて出力インタフェース部７へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域の測定を開始する。同時に帯域監視部５にて出力インタフェース部８へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域の測定を開始する（ステップＳ２）。
【００３９】
識別フロー設定部３より、出力インタフェース部７への送信パケットのデータ量による使用帯域が帯域監視部４に設定された閾値以上のデータ量となった場合に出力インタフェース部８へ迂回させるフローを識別するためのＩＰヘッダにおける識別情報（ディスティネーションＩＰアドレス、ソースＩＰアドレス、プロトコル番号、ＴｏＳ値等）をフォワーディング制御部２に対し設定を行う（ステップＳ３）。
【００４０】
入力インタフェース部１でのパケット受信を開始する（ステップＳ４）。
【００４１】
フォワーディング制御部２により受信パケットを全て出力インタフェース部７向けに送信する（ステップ５）。
【００４２】
出力インタフェース部７に送信されるパケットのデータ量が帯域監視部４に設定される第１閾値以上であるかを帯域監視部４にて測定する（ステップ６−１）。このとき測定しているパケットのデータ量が帯域監視部４に設定される閾値未満であれば（ステップ６−２にてＮの場合）、ステップ６−１へ戻る。また閾値以上であれば（ステップ６−２にてＹの場合）、閾値監視部４よりフォワーディング制御部２に対し、識別フロー設定部３により設定されたフロー識別情報によりフローの識別を実施すること及び識別されたフローのパケットは出力インタフェース部８へ送信し、それ以外のパケットは出力インタフェース部７へ送信することを指示する（ステップＳ７）。
【００４３】
フォワーディング制御部２にて識別フロー設定部３より設定された識別情報に基づき、入力インタフェース部１から入力されたパケットのフローの識別を開始する（ステップＳ８−１）。
【００４４】
識別フロー設定部３より設定された識別情報と、入力インタフェース部１から入力されたパケットのフローとがマッチした場合（ステップＳ８−２にてＹの場合）、そのパケットを出力インタフェース部８へ送信し（ステップＳ９）、マッチしない場合（ステップＳ８−２にてＮの場合）、そのパケットを出力インタフェース部７へ送信する（ステップＳ８）。
【００４５】
帯域監視部５から通知される出力インタフェース部８に送信されるパケットのデータ量と、帯域監視部４で測定した出力インタフェース部７に送信されるパケットのデータ量を合計し、閾値設定部６で設定された閾値と比較を行い（ステップＳ１１−１）、合計値が設定された第２閾値以上であれば（ステップＳ１１−２にてＹの場合）ステップＳ８−１へ戻り、閾値未満であれば（ステップＳ１１−２にてＮの場合）、帯域監視部４よりフォワーディング制御部２に対し、フロー識別および出力インタフェース部８へのパケット送信の実施を停止させる（ステップＳ１２）。
【００４６】
その後、ステップＳ６−１へ戻り、出力インタフェース部７に送信されるパケットのデータ量が帯域監視部４に設定される閾値以上であるかを帯域監視部４にて再度測定を行う。以下、前述した動作の繰り返しとなる。
【００４７】
次に、本発明の第２実施例について説明する。図５は本発明に係るルータの第２実施例の構成図である。同図を参照すると、第１実施例（図１参照）との相違点は、第１実施例における閾値設定部６をシェーピングレート設定部１０に置換したものである。また、シェーピングレート設定部１０の出力を帯域監視部４のみならず出力インタフェース部７にも入力させた点が第１実施例と相違している。
【００４８】
なお、シェーピングレート設定部１０以外の構成は第１実施例と同様であるため、それらの説明は省略する。
【００４９】
シェーピングとはネットワークにおいて、送信側がセルの送信間隔を調節してセル遅延変動を一定値以下に抑えることをいい、シェーピングレートとはその送信間隔の率をいう。
【００５０】
シェーピングレート設定部１０は出力インタフェース部７の送信帯域におけるシェーピングレートを設定すると共に、帯域監視部４に対し、出力インタフェース部７に設定されるシェーピングレートの通知を行う。
【００５１】
出力インタフェース部７は、シェーピングレート設定部１０により設定されたシェーピングレートに従い、出力可能な送信帯域を制限する。
【００５２】
帯域監視部４は、フォワーディング制御部２より出力インタフェース部７へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域を測定し（図２のＳ６−１参照）、シェーピングレート設定部１０より通知された出力インタフェース部７に設定されたシェーピングレートと出力インタフェース部７へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域比較を行い、出力インタフェース部７へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域が、シェーピングレート設定部１０より通知された出力インタフェース部７に設定されたシェーピングレート以上となった場合に（図２のＳ６−２参照）、フォワーディング制御部２にフローの識別の実施及び識別されたフローのパケットを出力インタフェース８へ送信することを指示する（図３のＳ７参照）。
【００５３】
また、帯域監視部４は出力インタフェース部７へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域と、帯域監視部５より通知される出力インタフェース部８へ送信されるパケットのデータ量による使用帯域の合計値がシェーピングレート設定部１０より通知された出力インタフェース部７に設定されたシェーピングレート未満となった場合に（図４のステップＳ１１−１およびＳ１１−２参照）、フォワーディング制御部２に対し、入力インタフェース部１より受信するパケットのフロー識別の停止及びフロー識別されたパケットの出力インタフェース部８向けの送信停止を指示する（図４のステップＳ１２参照）。
【００５４】
その他の構成部は上記第１実施例の構成で説明した動作と同様の動作を行う。
【００５５】
以上により、第２実施例では、出力インタフェース部７にフレキシブルにシェーピングレートを設定可能で、そのシェーピングレート以上のパケットによるデータ量がフォワーディング制御部２より出力インタフェース７に送信された場合、出力インタフェース８に対し、フロー単位での迂回を実施することが可能となる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、送出パケットのデータ量による使用帯域が第１閾値以上となった場合に、入力パケットをフロー単位で識別し、識別されたフローのパケットを通常とは別のインタフェースへ送出するフォワーディング制御手段およびフォワーディング制御ステップを備えるため、入力されたパケットのデータ量が出力側インタフェースの使用可能な帯域を超えてしまうような場合でも、パケットをフロー単位で別の出力インタフェースに送信することが可能となる。
【００５７】
具体的に説明すると、第一の効果は、ＩＰパケットのルーティングを行うルータにて、パケットルーティングを行うときにパケット入力側インタフェースが例えば１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、パケット出力側インタフェースが例えば１０ＢＡＳＥ−Ｔと入出力インタフェース間の使用可能帯域に差があり、入力されたパケットのデータ量が出力側インタフェースの使用可能な帯域を超えてしまうような場合でも、パケットをフロー単位で別の出力インタフェースに送信することができるので、送信帯域不足によるルータ内でのパケット廃棄が抑制されることである。
【００５８】
第二の効果は、フロー単位で別インタフェースへの出力による迂回が可能となるため、パケット単位での迂回時に発生する、パケット到達先でのパケット到着順序が入れ替わるといった問題がなくなることである。
【００５９】
第三の効果は、フローの識別により、動的に迂回経路にパケットが送出されるため、パケットの迂回を行う際に、迂回するパケットに装置内でのパケット送出遅延が発生しないことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るルータの第１実施例の構成図である。
【図２】本発明に係るルータの動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係るルータの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係るルータの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係るルータの第２実施例の構成図である。
【符号の説明】
１入力インタフェース部
２フォワーディング制御部
３識別フロー設定部
４帯域監視部
５帯域監視部
６閾値設定部
７出力インタフェース部
８出力インタフェース部
９ルータ
１０シェーピングレート設定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a router and a packet routing method used for the router, and more particularly to a router that performs routing of an IP (internet protocol) packet and a packet routing method used for the router.
[0002]
[Prior art]
As an example of this type of technology, a buffer is newly provided, and packets that could not be routed by the routing control means are temporarily saved in this buffer to absorb data overflow and discard data (packets). And a packet switching method for preventing the generation of a congestion wave in the entire network (see Patent Document 1).
[0003]
As another example, a technique for bypassing packets in units of flows is disclosed. This is to distribute packets to a plurality of routes based on the load balancing ratio (see Patent Document 2).
[0004]
Further, as another example, a technique is disclosed in which packets are transmitted in the order of transmission request without identifying the data flow of the packet when it is not in a congested state. This means that a packet waiting for transmission corresponding to a data flow is transmitted according to the communication quality of the data flow when transmission is possible. Specifically, a real-time data flow is preferentially transmitted during congestion (see Patent Document 3).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-37561 (paragraph 0060, FIG. 1)
[0006]
[Patent Document 2]
JP 2002-305541 A (paragraphs 0010 and 0045, FIG. 5)
[0007]
[Patent Document 3]
JP-A-10-322392 (paragraphs 0012 and 0050, FIG. 6)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique described in Patent Document 1 has the following problems. The first problem is that the packet cannot be bypassed in flow units. The reason is that this technique does not have a function of performing packet flow identification when performing detouring. The second problem is that the delay of the bypassed packet becomes large. This is because a packet to be detoured is temporarily stored in the buffer, which causes a transfer delay in the apparatus.
[0009]
On the other hand, the technique described in Patent Document 2 is a technique for bypassing packets in units of flows. However, this technique only shows the ratio of distributing packets to a plurality of routes. Normally, a specific route of the present invention is used, but when the transmission bandwidth exceeds a certain threshold value, The object, configuration, action, and effect are completely different from those that are bypassed.
[0010]
The technique described in Patent Document 3 is a technique for managing packets in units of data flows in a congested state. However, this technology only gives priority to a real-time data flow during congestion, and does not divert the data flow to another route during congestion. Therefore, this technique is completely different from the present invention in all of the objects, configurations, functions, and effects.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide a case where there is a difference in the usable bandwidth between the packet input side interface and the output side interface, and the data amount of the input packet exceeds the usable bandwidth of the output side interface. Another object of the present invention is to provide a router capable of transmitting packets to another output interface in units of flows and a packet routing method used for the router.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The router according to the present invention is a router that performs packet routing, and identifies an input packet in units of flow when a use band based on a data amount of a transmission packet is equal to or more than a first threshold. Including forwarding control means for sending the message to an interface different from the normal one.
[0013]
The packet routing method according to the present invention is a packet routing method used for a router, and identifies an input packet by a flow unit when the used bandwidth according to the data amount of the transmitted packet exceeds the first threshold. Including a forwarding control step of sending a packet of a different flow to an interface different from a normal one.
[0014]
That is, the present invention has the above-described configuration, so that even when the data amount of the input packet exceeds the usable bandwidth of the output side interface, the packet is transmitted to another output interface in units of flows. Is possible.
[0015]
According to the present invention, in a router for routing IP packets, when packet routing is performed, there is a difference in usable bandwidth between an input / output interface and a packet input side interface, for example, 100BASE-TX, and a packet output side interface, for example, 10BASE-T. Yes, when the data amount of the input packet exceeds the usable bandwidth of the output side interface and the packet is discarded due to insufficient transmission bandwidth, the input packet is identified by flow unit By providing a function of sending a packet of a flow to another interface, it is possible to bypass the flow unit.
[0016]
In FIG. 1, the threshold setting unit 6 forwards the bandwidth monitoring unit 4 when the bandwidth used by the data amount of packets sent to the output interface unit 8 exceeds a certain threshold within the transmittable bandwidth of the output interface unit 7. A threshold for instructing the flow to identify the flow and sending the identified flow to the output interface unit 8 in the unit 3 is set. In addition, the threshold setting unit 6 uses the bandwidth based on the data amount of the packet sent to the output interface unit 8 monitored by the bandwidth monitoring unit 5 and the data of the packet sent to the output interface unit 7 monitored by the bandwidth monitoring unit 4. When the total value of the used bandwidth according to the amount falls below a certain threshold of the transmittable bandwidth of the output interface unit 7, the flow control unit 2 is instructed to identify the flow and send the identified flow to the output interface unit 8 as a packet. A threshold value for stopping is set.
[0017]
The bandwidth monitoring unit 5 always measures the used bandwidth according to the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 8 and constantly notifies the bandwidth monitoring unit 4 of the used bandwidth.
[0018]
The bandwidth monitoring unit 4 measures the used bandwidth according to the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 7 and identifies the flow to the forwarding control unit 2 when the used bandwidth equal to or greater than the threshold set by the threshold setting unit 6 is detected. And an instruction to transmit the identified flow to the output interface unit 8.
[0019]
Further, the bandwidth monitoring unit 4 has a total value of the used bandwidth based on the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 8 notified from the bandwidth monitoring unit 5 and the used bandwidth based on the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 7. When the threshold is less than or equal to the threshold set by the threshold setting unit 6, the forwarding control unit 2 stops identifying the flow and sending the packet to the output interface unit 8 for the identified flow.
[0020]
The identification flow setting unit 3 identifies the identification information (the destination IP address, the source IP address, the protocol) in the IP header for identifying the flow to the forwarding control unit 2 when the bandwidth monitoring unit 4 gives a flow identification instruction. Number, ToS value (value specifying service), etc.).
[0021]
The forwarding control unit 2 normally transmits all transmission packets to the output interface unit 7, but when the bandwidth monitoring unit 4 receives a flow identification and a detour instruction to transmit the identified flow to the output interface 8. The flow is identified based on the identification information set by the flow identification unit 2, and the packet of the identified flow is transmitted to the output interface unit 8.
[0022]
Further, the forwarding control unit 2 stops the flow identification when there is no flow identification and detour instruction for the identified flow unit from the bandwidth monitoring unit 4, and sends all transmission packets to the output interface unit 7.
[0023]
Therefore, the forwarding control unit 2 is based on the identification information in the IP header set by the identification flow setting unit 2 while the data amount by the transmission packet for the output interface unit 7 exceeds the threshold set in the band setting unit 4. Since packets of the identified flow are sent to the output interface unit 8, even if data exceeding the transmittable bandwidth of the output interface unit 7 is input from the input interface unit 1, packet discarding in the router is suppressed. It becomes possible.
[0024]
Further, since detouring is possible in units of flows, there is an effect that the problem that the arrival order of the packets is switched when the packet reaches the transmission destination does not occur.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a router according to the present invention. Referring to the figure, the router 9 includes an input interface unit 1, a forwarding control unit 2, an identification flow setting unit 3, bandwidth monitoring units 4 and 5, a threshold setting unit 6, and output interface units 7 and 8. Consists of including.
[0026]
The input interface unit 1 receives a packet transmitted to the router 9 and sends the packet to the forwarding control unit 2.
[0027]
The forwarding control unit 2 normally sends the packet received from the input interface unit 1 to the output interface unit 7, but the bandwidth monitoring unit 4 transmits the flow identification and the identified flow to the output interface unit 8. When the instruction is received, based on the identification information set by the identification flow setting unit 3, the packet flow is identified by the IP header information of the packet received from the input interface unit 1, and the packet flow matching the identification information is output to the output interface. Packets that are transmitted to the unit 8 and do not match the identification information are transmitted to the output interface unit 7.
[0028]
When the forwarding control unit 2 receives an instruction from the bandwidth monitoring unit 4 to stop the flow identification and stop the output of the identified flow to the output interface unit 8, the forwarding control unit 2 stops the flow identification, All packets received from the input interface unit 1 are transmitted to the output interface unit 7.
[0029]
When the identification flow setting unit 3 receives a flow identification instruction from the bandwidth monitoring unit 4 to the forwarding control unit 2, the identification flow setting unit 3 identifies the identification information in the IP header for performing flow identification of the packet received from the input interface unit 1 ( Destination IP address, source IP address, protocol number, ToS value, etc.) are set in the forwarding control unit 2.
[0030]
The bandwidth monitoring unit 4 measures the bandwidth used according to the data amount of the packet for the output interface unit 7 received from the forwarding control unit 2, and when detecting the data amount equal to or larger than the threshold set by the threshold setting unit 6, the bandwidth monitoring unit 4 The unit 2 is instructed to perform flow identification of the packet received from the input interface unit 1 and to transmit the packet of the identified flow to the output interface unit 8.
[0031]
In addition, the bandwidth monitoring unit 4 has a threshold setting unit in which the total value of the bandwidth used by the transmission packet to the output interface unit 8 received from the bandwidth monitoring unit 5 and the bandwidth used by the transmission packet for the output interface unit 7 that is measured by itself. When the threshold value is lower than the threshold set by 6, the forwarding control unit 2 is instructed to stop the flow identification of the packet received from the input interface unit 1 and to stop the transmission of the flow-identified packet to the output interface unit 8. .
[0032]
The bandwidth monitoring unit 5 always measures the used bandwidth based on the data amount of the packet for the output interface unit 8 received from the forwarding control unit 2 and notifies the bandwidth monitoring unit 4 of the result.
[0033]
The threshold setting unit 6 uses the bandwidth monitoring unit 4 so that the bandwidth used by the data amount of the packet for the output interface unit 7 for which the bandwidth monitoring unit 4 is measuring the data transmission available bandwidth of the output interface unit 7. A first threshold value for instructing to perform flow identification for the forward control 2 and transmitting a packet of the identified flow to the output interface unit 8 when the value exceeds a certain value; The bandwidth used by the data amount of the packet for the output interface unit 7 for which the bandwidth monitoring unit 4 is measuring, and the data amount of the packet for the output interface unit 8 received from the forwarding control unit 2 notified from the bandwidth monitoring unit 5 When the total value of bandwidth used by the output interface unit 7 falls below which value the data transmission available bandwidth is, Respect Ingu control unit 2 stops the flow identification, setting a second threshold value for performing an indication to stop transmission to the output interface section 8 of the flow identification packets.
[0034]
The output interface unit 7 transmits the packet received from the bandwidth monitoring unit 4 to the outside of the router 9.
[0035]
The output interface unit 8 transmits the packet received from the bandwidth monitoring unit 4 to the outside of the router 9.
[0036]
Next, the operation of the router according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4 are flowcharts showing the operation of the router according to the present invention.
[0037]
First, the threshold setting unit 6 identifies the flow to the forwarding control unit 2 when the bandwidth used exceeds a certain threshold due to the amount of data transmitted in the transmission interface of the output interface unit 7 to the bandwidth monitoring unit 4. And a first threshold value for giving an instruction to transmit the identified flow to the output interface unit 8. At the same time, the threshold setting unit 6 outputs the total value of the used bandwidth based on the data amount of the transmission packet measured by the bandwidth monitoring unit 5 and the used bandwidth based on the data amount of the transmission packet measured by the bandwidth monitoring unit 4. Is set to a second threshold value for stopping the flow identification and an instruction to transmit the packet to the output interface unit 8 in the forwarding control unit 2. (Step S1).
[0038]
The bandwidth monitoring unit 4 starts measuring the bandwidth used according to the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 7. At the same time, the bandwidth monitoring unit 5 starts measuring the bandwidth used based on the data amount of packets transmitted to the output interface unit 8 (step S2).
[0039]
The identification flow setting unit 3 identifies the flow to be bypassed to the output interface unit 8 when the used bandwidth due to the data amount of the transmission packet to the output interface unit 7 is equal to or larger than the threshold set in the bandwidth monitoring unit 4 The identification information (destination IP address, source IP address, protocol number, ToS value, etc.) in the IP header is set for the forwarding control unit 2 (step S3).
[0040]
Packet reception at the input interface unit 1 is started (step S4).
[0041]
The forwarding control unit 2 transmits all received packets to the output interface unit 7 (step 5).
[0042]
The bandwidth monitoring unit 4 measures whether the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 7 is equal to or larger than the first threshold set in the bandwidth monitoring unit 4 (step 6-1). If the data amount of the packet being measured at this time is less than the threshold set in the bandwidth monitoring unit 4 (N in step 6-2), the process returns to step 6-1. If the threshold value is greater than or equal to the threshold value (Y in Step 6-2), the threshold value monitoring unit 4 identifies the flow based on the flow identification information set by the identification flow setting unit 3 to the forwarding control unit 2. The packet of the identified flow is transmitted to the output interface unit 8, and other packets are instructed to be transmitted to the output interface unit 7 (step S7).
[0043]
Based on the identification information set by the identification flow setting unit 3 in the forwarding control unit 2, identification of the flow of the packet input from the input interface unit 1 is started (step S8-1).
[0044]
If the identification information set by the identification flow setting unit 3 matches the flow of the packet input from the input interface unit 1 (Y in step S8-2), the packet is transmitted to the output interface unit 8. If not matched (N in Step S8-2), the packet is transmitted to the output interface unit 7 (Step S8).
[0045]
The data amount of the packet transmitted to the output interface unit 8 notified from the bandwidth monitoring unit 5 and the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 7 measured by the bandwidth monitoring unit 4 are summed, and the threshold setting unit 6 Comparison is made with the set threshold value (step S11-1), and if the total value is equal to or greater than the set second threshold value (in the case of Y in step S11-2), the process returns to step S8-1, and if it is less than the threshold value If (N in Step S11-2), the bandwidth monitoring unit 4 causes the forwarding control unit 2 to stop the flow identification and packet transmission to the output interface unit 8 (Step S12).
[0046]
Thereafter, the process returns to step S6-1, and the bandwidth monitoring unit 4 measures again whether the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 7 is equal to or larger than the threshold set in the bandwidth monitoring unit 4. Thereafter, the above-described operation is repeated.
[0047]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram of a second embodiment of the router according to the present invention. Referring to the figure, the difference from the first embodiment (see FIG. 1) is that the threshold setting unit 6 in the first embodiment is replaced with a shaping rate setting unit 10. Moreover, the point which input the output of the shaping rate setting part 10 not only to the zone | band monitoring part 4 but to the output interface part 7 is different from 1st Example.
[0048]
Since the configuration other than the shaping rate setting unit 10 is the same as that of the first embodiment, description thereof will be omitted.
[0049]
In the network, in the network, the transmitting side adjusts the cell transmission interval to suppress the cell delay variation to a certain value or less, and the shaping rate refers to the rate of the transmission interval.
[0050]
The shaping rate setting unit 10 sets the shaping rate in the transmission band of the output interface unit 7 and notifies the band monitoring unit 4 of the shaping rate set in the output interface unit 7.
[0051]
The output interface unit 7 limits the transmission band that can be output according to the shaping rate set by the shaping rate setting unit 10.
[0052]
The bandwidth monitoring unit 4 measures the used bandwidth according to the data amount of the packet transmitted from the forwarding control unit 2 to the output interface unit 7 (see S6-1 in FIG. 2), and the output interface notified from the shaping rate setting unit 10 The shaping rate set in the unit 7 is compared with the used bandwidth based on the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 7, and the used bandwidth based on the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 7 is compared with the shaping rate setting unit 10. When the shaping rate set in the notified output interface unit 7 is exceeded (see S6-2 in FIG. 2), the flow control unit 2 performs flow identification and sends the packet of the identified flow to the output interface. 8 is instructed to transmit (see S7 in FIG. 3).
[0053]
Further, the bandwidth monitoring unit 4 is a total value of the used bandwidth based on the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 7 and the used bandwidth based on the data amount of the packet transmitted to the output interface unit 8 notified from the bandwidth monitoring unit 5. Is less than the shaping rate set in the output interface unit 7 notified from the shaping rate setting unit 10 (see steps S11-1 and S11-2 in FIG. 4), the input interface to the forwarding control unit 2 Stops the flow identification of the packet received from the unit 1 and stops the transmission of the packet whose flow is identified to the output interface unit 8 (see step S12 in FIG. 4).
[0054]
Other components perform the same operations as those described in the configuration of the first embodiment.
[0055]
As described above, in the second embodiment, a shaping rate can be flexibly set in the output interface unit 7, and when the amount of data by a packet exceeding the shaping rate is transmitted from the forwarding control unit 2 to the output interface 7, the output interface 8 On the other hand, it is possible to perform detouring in units of flows.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the bandwidth used according to the data amount of the transmitted packet exceeds the first threshold, the input packet is identified in units of flow, and the packet of the identified flow is separated from the normal one. Since the forwarding control means and the forwarding control step for sending to the interface are provided, even if the data amount of the input packet exceeds the usable bandwidth of the output side interface, the packet is sent to another output interface for each flow. Can be sent to.
[0057]
More specifically, the first effect is that the router that performs IP packet routing inputs and outputs 100 BASE-TX for the packet input side interface and 10 BASE-T for the packet output side interface when performing packet routing. Even when there is a difference in usable bandwidth between interfaces and the amount of input packet data exceeds the usable bandwidth of the output interface, packets may be sent to another output interface in units of flows. Therefore, packet discarding in the router due to insufficient transmission bandwidth is suppressed.
[0058]
The second effect is that detouring by output to another interface can be performed in units of flows, and thus the problem of switching the packet arrival order at the packet destination that occurs when detouring in units of packets is eliminated.
[0059]
The third effect is that a packet is dynamically sent to a bypass route by flow identification, and therefore, when a packet is bypassed, no packet transmission delay occurs in the bypass packet.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of a router according to the present invention;
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the router according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the router according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the router according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a second embodiment of a router according to the present invention;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input interface part 2 Forwarding control part 3 Identification flow setting part 4 Bandwidth monitoring part 5 Bandwidth monitoring part 6 Threshold setting part 7 Output interface part 8 Output interface part 9 Router 10 Shaping rate setting part

Claims

パケットのルーティングを行うルータであって、
送出パケットのデータ量による使用帯域が第１閾値以上となった場合に、入力パケットをフロー単位で識別し、識別されたフローのパケットを通常とは別のインタフェースへ送出するフォワーディング制御手段を含むことを特徴とするルータ。A router for routing packets,
Including a forwarding control means for identifying an input packet in units of flow and sending the packet of the identified flow to an interface different from a normal one when the bandwidth used according to the amount of data of the transmission packet exceeds the first threshold. A router characterized by.

さらに、前記フォワーディング制御手段は、通常のインタフェース向けのパケットのデータ量による使用帯域と、前記別のインタフェース向けのパケットのデータ量による使用帯域との合計値が第２閾値未満となった場合に、フローの識別と、フローの別のインタフェースへの送出とを停止することを特徴とする請求項１記載のルータ。Further, the forwarding control means, when the total value of the used bandwidth based on the data amount of the packet for the normal interface and the used bandwidth based on the data amount of the packet for the other interface is less than the second threshold, The router according to claim 1, wherein the flow identification and the sending of the flow to another interface are stopped.

前記第１閾値を所定のシェーピングレートに置換したことを特徴とする請求項１記載のルータ。The router according to claim 1, wherein the first threshold value is replaced with a predetermined shaping rate.

前記第２閾値を所定のシェーピングレートに置換したことを特徴とする請求項２記載のルータ。The router according to claim 2, wherein the second threshold value is replaced with a predetermined shaping rate.

前記フローの識別はＩＰヘッダにおける識別情報に基づいて行われることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のルータ。The router according to any one of claims 1 to 4, wherein the flow is identified based on identification information in an IP header.

ルータに用いるパケットルーティング方法であって、
送出パケットのデータ量による使用帯域が第１閾値以上となった場合に、入力パケットをフロー単位で識別し、識別されたフローのパケットを通常とは別のインタフェースへ送出するフォワーディング制御ステップを含むことを特徴とするパケットルーティング方法。A packet routing method used for a router,
Including a forwarding control step of identifying an input packet in units of a flow and transmitting a packet of the identified flow to an interface different from a normal one when the bandwidth used according to the amount of data of the transmission packet exceeds the first threshold. A packet routing method characterized by the above.

さらに、前記フォワーディング制御ステップは、通常のインタフェース向けのパケットのデータ量による使用帯域と、前記別のインタフェース向けのパケットのデータ量による使用帯域との合計値が第２閾値未満となった場合に、フローの識別と、フローの別のインタフェースへの送出とを停止することを特徴とする請求項６記載のパケットルーティング方法。Further, the forwarding control step includes a case where a total value of a use bandwidth based on a data amount of a packet for a normal interface and a use bandwidth based on a data amount of a packet for the other interface is less than a second threshold value. 7. The packet routing method according to claim 6, wherein the flow identification and the sending of the flow to another interface are stopped.

前記第１閾値を所定のシェーピングレートに置換したことを特徴とする請求項６記載のパケットルーティング方法。The packet routing method according to claim 6, wherein the first threshold value is replaced with a predetermined shaping rate.

前記第２閾値を所定のシェーピングレートに置換したことを特徴とする請求項７記載のパケットルーティング方法。8. The packet routing method according to claim 7, wherein the second threshold value is replaced with a predetermined shaping rate.

前記フローの識別はＩＰヘッダにおける識別情報に基づいて行われることを特徴とする請求項６から９いずれかに記載のパケットルーティング方法。The packet routing method according to claim 6, wherein the flow is identified based on identification information in an IP header.