JP2008211567A - トラフィック経路変更方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】音声や動画などのリアルタイムトラフィックの伝送に際し、パケットを疎通させる経路を複数の経路間で切り替え場合において、受信側でのパケット平均遅延の急激な変動を抑え、かつ、経路切替に伴うトラフィック量の増大を抑制する。パケットの遅延ゆらぎを吸収するために受信側にダイナミックジッタバッファが設けられる場合、平均遅延の急激な変動によって、急激なバッファ量の増減を引き起こし、バッファに挿入されるノイズパケット量を増大、あるいは廃棄するパケット数の増大を通じて、雑音を増加させる。
【解決手段】リアルタイムトラフィックの経路を変更する際に、旧経路を通過するトラフィック量を徐々に減らすと同時に、新経路を通過するトラフィック量を徐々に増加させる。
【選択図】図１

Description

パケットを疎通させる経路を複数の経路間で切り替えるための方法及びシステムに関し、特に、音声や動画データなどのリアルタイム性を要するパケットを疎通させる経路を切り替えるトラフィック経路変更方法及びシステムに関する。

第１の装置と第２の装置との間に複数の経路が設定されている場合に、第１の装置から第２の装置へ転送されるパケットの経路を一方の経路すなわち旧経路から他方の経路すなわち新経路に切り替えたい場合がある。そのような切り替えは、例えば、旧経路におけるビットエラーの上昇を検出した場合や、予定されている工事を実施する場合などに行われる。パケットの伝送に用いる経路を切り替えるための従来のトラフィック経路変更システムでは、経路切替に際し、まず、新経路を使用可能状態とし、新経路が使用可能な状態になったのちに、旧経路の使用を止めて、すべてのトラフィックが新経路を通るように変更していた。あるいは、従来のトラフィック経路変更システムでは、新経路が使用可能な状態になった後に、一定期間にわたってトラフィックを複製し、旧経路と新経路に同一のトラフィックを通し、受信側では複数届くトラフィックの一方を利用し他方を廃棄するようにしていた。

なおパケットの中には、音声データや動画データのパケットのように、パケットの送信順に応じてパケットが受信側に到着し、かつ、送信側から受信側までのパケット伝送の遅延時間に揺らぎが少ないことが必要なものがある。このようなパケットのことをリアルタイム性を要するパケットと呼び、また、このようなパケットによるトラフィックのことをリアルタイムトラフィックと呼ぶことにする。

本発明の背景となる技術を開示する文献として、特開２００３−６９６１９号公報（特許文献１）には、上流端ノードから発せられる経路変更要求に応じて部分的な経路変更を行う技術が開示されている。特開２００４−３２８０４９号公報（特許文献２）には、二重化された経路が設定されているときに、両経路の健全性を確認できるようにするために、両方の経路で交互にパケットを送信することが開示されている。特開２００６−１８０３５９号公報（特許文献３）には、着側でのパケット到着順序を保障しつつ転送経路の変更を行う際のパケット転送テーブルの検索処理を簡素化かつ高速化するための技術が開示されている。特開平１０−２５７０７１号公報（特許文献４）には、ＡＴＭ（非同期転送モード）ネットワークにおいて、主ルート上のノードの１つが輻輳に陥りそうになった場合に、主ルート向けＡＴＭセルの送信速度を徐々に減速する一方、副ルートでの送信速度を増加させることが開示されている。
特開２００３−６９６１９号公報 特開２００４−３２８０４９号公報 特開２００６−１８０３５９号公報 特開平１０−２５７０７１号公報

上述した従来のトラフィック経路変更システムは、リアルタイムトラフィックに適用した場合に、経路変更によって雑音を発生してしまうという問題点がある。一般に旧経路と新経路とでは、経路を構成する伝送路の距離、中継装置の種類、中継装置の数が異なるため、旧経路から新経路に切り替えると平均遅延が急激に変動する。上述したようにリアルタイムトラフィックの場合には、パケットの伝送の遅延時間での揺らぎが小さいことが必要であるから、経路切替に伴う平均遅延の急激な変動を吸収するために、受信装置においては、しばしばダイナミックジッタバッファが設けられる。このようなダイナミックジッタバッファでは、リアルタイムトラフィックの平均遅延時間が大きくなった場合には、人工的に作ったパケット、多くの場合ノイズパケットを挿入することでバッファ量を増加させ、また、平均遅延時間が小さくなった際には、正規のパケットを廃棄することでバッファ量を小さくする。このため、経路切替に伴う遅延時間の急激な増減に対応して急激なバッファ量の増減が引き起こされ、バッファに挿入されるノイズパケット量が増えたり、あるいは破棄されるパケット数が増えることによって、雑音が増加することとなる。

また、上述した従来のトラフィック経路変更システムでは、経路切替の際に一定期間トラフィックを複製し、旧経路と新経路に同一のトラフィックを疎通させるようにした場合には、両方の経路に同一トラフィックが流れる分だけトラフィック量を増加させる、という問題点もある。

本発明の目的は、トラフィック量の増加を伴うことなく、平均遅延時間の急激な変動を防止することができるトラフィック経路変更方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、トラフィック量の増加を伴うことなく、平均遅延時間の急激な変動を防止することができるトラフィック経路変更システムを提供することにある。

本発明のトラフィック経路変更方法は、受信側に対してトラフィックを疎通させる経路を旧経路から新経路へと切り替えるトラフィック経路変更方法であって、旧経路を通過するトラフィック量を減らしながら同時に新経路を通過するトラフィック量を増加させることによって経路を変更する。

本発明のトラフィック経路変更方法においては、受信側に転送すべきトラフィックからリアルタイムトラフィックを抽出し、抽出されたリアルトラフィックについて、旧経路を通過するトラフィック量を減らしながら同時に新経路を通過するトラフィック量を増加させるようにしてもよい。この場合、抽出されたリアルタイムトラフィックをフローに分離し、分離したフローごとに新経路及び旧経路を通過するトラフィック量を指定するようにしてもよい。また本発明のトラフィック経路変更方法においては、保守者による指示、もしくは通信品質の劣化、もしくはその通信品質の劣化を検出して新経路を設定し、経路切替を行うようにしてもよい。

本発明のトラフィック経路変更システムは、受信側に対してトラフィックを疎通させる経路を旧経路から新経路へと切り替えるトラフィック経路変更システムであって、新経路及び旧経路を介して受信側に対してパケットを転送可能な中継装置と、経路切替が発生した際に、旧経路を通過するトラフィック量を減らしながら同時に新経路を通過するトラフィック量を増加させるように中継装置に指示する転送先割合指示部と、を備える。

本発明のトラフィック経路変更システムにおいて、中継装置には、上流装置からパケットを受信するパケット受信部と、転送先割合指示部から指定された割合で、旧経路へ転送するパケットと新経路へ転送するパケットとを振り分ける転送先振り分け部と、転送先振り分け部の指示に従い、転送先振り分け部で振り分けられたパケットを旧経路または新経路へ転送するパケット送信部と、を設けることが好ましい。この場合、パケット受信部で受信したパケット中からリアルタイムトラフィックを抽出するリアルタイムトラフィック抽出部をさらに中継装置に設け、転送先振り分け部によって、リアルタイムトラフィックにおいて旧経路へ転送するパケットと新経路へ転送するパケットとが振り分けられるようにしてもよい。

本発明では、トラフィックの経路を変更する際に、特にリアルタイムトラフィックの経路を変更する際に、旧経路を通過するトラフィック量を減らしながら同時に新経路を通過するトラフィック量を増加させる。このとき、トラフィックの複製は行わないこととして、合計でのトラフィック量が増加しないようにする。具体的には、旧経路を通過するトラフィック量を徐々に減らすと同時に、新経路を通過するトラフィック量を徐々に増加させる。これにより、トラフィック量の増加を伴うことなく、受信側での平均遅延時間の急激な変動を抑制することができる。本発明では、例えば、旧経路を通過するトラフィックの割合を複数段階で減少させつつ、各段階ごとに新旧両経路を通過するトラフィック量の和が一定であるように、新経路を通過するトラフィックの割合を複数段階で増加させることができる。

本発明によれば、旧経路を通過するトラフィック量を徐々に減らすと同時に、新経路を通過するトラフィック量を徐々に増加させるため、両経路間に大きな伝送遅延時間差があったとしても、両経路から受信側に到達したパケットについての平均の遅延時間は急激には変動しないこととなる。また、トラフィックの複製を行わないで経路切替を行うので、トラフィックの総量を増加させることがなく、また、瞬時値で考えても、トラフィック量は増加しない。

次に、発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施の一形態のトラフィック経路変更システムの構成を示すブロック図である。

中継装置２と受信端末３との間に、リアルタイムトラフィックを疎通させるための複数の経路が設定されている。ここでは、一方の経路を旧経路とし、他方の経路を新経路とする。中継装置２には、経路切替時に旧経路と新経路とへ転送するトラフィック量の割合を中継装置２に対して指示する転送先割合指示部１が接続している。受信端末３は、パケットの到着時間の揺らぎを吸収するためダイナミックジッタバッファを備えるものとする。

中継装置２の内部には、パケット受信部２１と、リアルタイムトラフィック抽出部２２と、転送先振り分け部２３と、パケット送信部２４とが設けられている。パケット受信部２１は、図示しない上流装置からパケットを受信し、受信したパケットをリアルタイムトラフィック抽出部２２へ渡す機能を有する。リアルタイムトラフィック抽出部２２は、パケット受信部２１から受け取ったパケットの中から、音声や動画などのリアルタイムトラフィックを抽出し、リアルタイムトラフィックを転送先振り分け部２３へ渡し、リアルタイムトラフィック以外のトラフィックをパケット送信部２４に渡す機能を有する。転送先振り分け部２３は、転送先割合指示部１から指定された割合で、リアルタイムトラフィックにおいて、旧経路へ転送するパケットと新経路へ転送するパケットとを振り分け、これらの振り分けたパケットをパケット送信部２４に渡す機能を有する。パケット送信部２４は、転送先振り分け部２３の指示に従い、転送先振り分け部２３で振り分けられたパケットを旧経路または新経路へ転送する機能を有する。またパケット送信部２４は、リアルタイムトラフィック抽出部２２から送られてきた、リアルタイムトラフィック以外のトラフィックについても、旧経路または新経路へ転送する機能を有する。

このようなトラフィック経路変更システムでは、転送先割合指示部１は、中継装置２に対して、経路切替が発生した際に、旧経路へ転送するパケットの割合を徐々に減らし、新経路へ転送するパケットの割合を増加させるよう指示する。その結果、中継装置２は、転送先割合指示部１の指示に従い、不図示の上流装置から受信したパケット、特にリアルタイムトラフィックのパケットを、指定された割合で旧経路と新経路へ転送する。その結果、受信端末３は、新経路と旧経路の双方からトラフィックを受信することになる。

以下、本実施形態の動作についてさらに詳しく説明する。

管理者による指示もしくは図示しない別の手段によって、転送先割合指示部１は、経路切替が発生したことを知る。ここで別の手段としては、経路切替のための条件が成立したことを検出する手段が挙げられる。このような手段は、通信品質の劣化すなわちビットエラーの増加や、光通信の場合には光強度の低下、無線通信の場合には電波強度の低下などを検出し、あるいは通信品質の劣化の予兆を検出したときに、現在使用中の経路の通信品質が維持できない恐れがあると判断し、新経路を作成して、新経路への経路切替を転送先割合指示部１に指示する。

経路切替が発生すると、転送先割合指示部１は、徐々に旧経路へ転送するパケットの割合を減らし、新経路へ転送するパケットの割合を増加させるように、中継装置２内の転送先振り分け部２３に指示する。たとえば、経路切替後、最初の１０秒間は、旧経路へ９０％、新経路へ１０％を転送するよう指示する。経路切替後、１０秒後から２０秒後までは旧経路へ８０％、新経路へ２０％を転送するよう指示し、２０秒後から３０秒後までは旧経路へ７０％、新経路へ３０％転送するように指示する。以下同様にして旧経路への転送量が０％になるまで徐々に割合を変化させる。

転送先振り分け部２３は、転送先割合指示部１によって指示された割合になるように、リアルタイムトラフィック抽出部２２が抽出したリアルタイムトラフィックを構成するパケットのうち旧経路へ転送するパケット、新経路へ転送するパケットを選択し、転送先指定とともにパケットをパケット送信部２４へ渡す。パケット送信部２４は、個々のパケットを指定された転送先（新経路または旧経路）へ転送する。

このような本実施形態では、旧経路を通過するトラフィック量が徐々に減少すると同時に、新経路を通過するトラフィック量が徐々に増加するので、トラフィック量の合計を増加させることなく、受信端末３が観測する平均遅延時間の急激な変動を防止することができる。

以上説明した本実施形態のトラフィック転送変更システムでは、中継装置２とは異なる装置として転送先割合指示部１が設けられているが、転送先割合指示部１は、中継装置２の内部に配置されていてもよい。

また、リアルタイムトラフィック抽出部２２において抽出されたリアルタイムトラフィックをさらにフローに分離し、分離したフローごとに、新旧経路を通過するトラフィック量を指定するようにしてもよい。

本発明の実施の一形態のトラフィック経路変更システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 転送先割合指示部
２ 中継装置
３ 受信端末
２１ パケット受信部
２２ リアルタイムトラフィック抽出部
２３ 転送先振り分け部
２４ パケット送信部

Claims (7)

1. 受信側に対してトラフィックを疎通させる経路を旧経路から新経路へと切り替えるトラフィック経路変更方法であって、
   前記旧経路を通過するトラフィック量を減らしながら同時に前記新経路を通過するトラフィック量を増加させることによって経路を変更する、トラフィック経路変更方法。
2. 前記受信側に転送すべきトラフィックからリアルタイムトラフィックを抽出し、前記抽出されたリアルトラフィックについて、旧経路を通過するトラフィック量を減らしながら同時に新経路を通過するトラフィック量を増加させる、請求項１に記載のトラフィック経路変更方法。
3. 前記抽出されたリアルタイムトラフィックをフローに分離し、分離したフローごとに前記新経路及び前記旧経路を通過するトラフィック量を指定する、請求項２に記載のトラフィック経路変更方法。
4. 保守者による指示、もしくは通信品質の劣化、もしくはその通信品質の劣化を検出して前記新経路を設定し、経路切替を行う、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトラフィック経路変更方法。
5. 受信側に対してトラフィックを疎通させる経路を旧経路から新経路へと切り替えるトラフィック経路変更システムであって、
   前記新経路及び前記旧経路を介して前記受信側に対してパケットを転送可能な中継装置と、
   経路切替が発生した際に、前記旧経路を通過するトラフィック量を減らしながら同時に前記新経路を通過するトラフィック量を増加させるように前記中継装置に指示する転送先割合指示部と、
   を備えるトラフィック経路変更システム。
6. 前記中継装置は、
   上流装置からパケットを受信するパケット受信部と、
   前記転送先割合指示部から指定された割合で、前記旧経路へ転送するパケットと前記新経路へ転送するパケットとを振り分ける転送先振り分け部と、
   前記転送先振り分け部の指示に従い、前記転送先振り分け部で振り分けられたパケットを前記旧経路または前記新経路へ転送するパケット送信部と、
   を有する、請求項５に記載のトラフィック経路変更システム。
7. 前記パケット受信部で受信したパケット中からリアルタイムトラフィックを抽出するリアルタイムトラフィック抽出部をさらに有し、
   前記転送先振り分け部は、前記リアルタイムトラフィックにおいて、前記旧経路へ転送するパケットと前記新経路へ転送するパケットとを振り分ける、請求項６に記載のトラフィック経路変更システム。

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