JP2015156589A

JP2015156589A - Communication device and communication program

Info

Publication number: JP2015156589A
Application number: JP2014031193A
Authority: JP
Inventors: 悠中山; Yu Nakayama
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-08-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify route prediction from the outside by performing frame transfer according to a preset flow allocation probability, for a plurality of transfer paths when an arbitrary topology is made up by using SPBM, and matching the transfer path in the forward and backward paths.

SOLUTION: A communication device 1 includes a transfer table storage unit 21 for storing a transfer table preset with a flow allocation probability for n (n is an integer of 1 or more) for transferring a frame transmitted externally, for each of previously connected node out of a plurality of nodes, and a route determination unit 11 generating a transfer path calculation value for selecting a transfer table by a unidirectional function based on the header information of a frame and the flow allocation probability, with reference to the transfer table, and selecting the transfer path of a frame depending on the transfer path calculation value thus generated.

Description

本発明は、通信装置におけるトラヒック制御技術に係り、特に、複数の転送経路について、あらかじめ設定されたフロー割当確率に従ってフレーム転送を行い、往復での転送経路を一致させ、外部からの経路予測を簡易化する通信装置及び通信プログラムの技術に関するものである The present invention relates to a traffic control technique in a communication device, and in particular, for a plurality of transfer paths, frame transfer is performed according to a preset flow allocation probability, and the round-trip transfer paths are made coincident to simplify route prediction from the outside. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

一般に、アクセスネットワークにおいて、データの転送制御を行う通信装置は、ユーザから転送されたトラヒックの集線を行い、ユーザトラヒックを多重化した上で、エッジルータを通じコアネットワーク（通信事業者間を接続する大容量の基幹通信ネットワーク）に転送する。各通信装置は、フレームに記載されたＣＯＳなどの値を用いて優先度を識別し、ＶＬＡＮ−ＩＤなどのユーザ識別子を用いて送信元ユーザを識別する。特に、信頼性向上の観点から装置や経路の冗長化が重要であり、関連技術では、ＥＲＰ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）ＲｉｎｇＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）等を適用したレイヤ２リングトポロジが広く採用されている。 In general, a communication device that controls data transfer in an access network collects traffic transferred from a user, multiplexes the user traffic, and then connects a core network (a large network that connects telecommunications carriers through an edge router). Forward to capacity backbone network). Each communication apparatus identifies the priority using a value such as COS described in the frame, and identifies the transmission source user using a user identifier such as VLAN-ID. In particular, redundancy of devices and paths is important from the viewpoint of improving reliability. In related technology, a layer 2 ring topology to which ERP (Ethernet (registered trademark) Ring Protection) is applied is widely adopted.

一方で近年、データセンタにおけるサーバ仮想化技術の進展に伴い、データセンタ内ネットワークの効率化、管理容易化のためにＳＰＢ（ＳｈｏｒｔｅｓｔＰａｔｈＢｒｉｄｇｉｎｇ）、ＴＲＩＬＬ（ＴｒａｎｓｐａｒｅｎｔＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｆＬｏｔｓｏｆＬｉｎｋｓ）といったレイヤ２ルーティング（Ｌ２Ｒ）技術の標準化が進んでいる。Ｌ２Ｒでは、ＩＳ−ＩＳ（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＳｙｓｔｅｍｔｏＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＳｙｓｔｅｍ）を利用しノード間で経路情報を交換して転送経路を決定することで、最短経路転送、マルチパス転送を実現する。また、関連技術では、ループ回避のために必須であったブロッキングポートを不要とし、リソースの有効利用および経路管理の容易化を図っている。 On the other hand, in recent years, with the advancement of server virtualization technology in data centers, layer 2 routing such as SPB (Shortest Path Bridging) and TRILL (Transparent Interconnection of Lots of Links) for efficient and easy management of data center networks. Standardization of (L2R) technology is progressing. In L2R, shortest path transfer and multipath transfer are realized by exchanging path information between nodes using IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) to determine a transfer path. In the related art, the blocking port that is essential for avoiding the loop is not required, and effective use of resources and easy route management are achieved.

今後、アクセスネットワークにおける集線区間へのＬ２Ｒ網の利用が考えられる。Ｌ２Ｒ網では、任意のネットワーク構成においてブロッキングポートが無くなり、最短経路転送が実現される。最短経路が複数存在する場合には、自律的にマルチパスを設定し、負荷分散が実行される。そのため、リソースの有効利用および経路管理の容易化が期待される。さらにリングトポロジにとどまらず、需要に応じて柔軟にネットワークを構成することが可能となる。 In the future, it is conceivable to use the L2R network for the concentration section in the access network. In the L2R network, there is no blocking port in an arbitrary network configuration, and shortest path transfer is realized. When there are a plurality of shortest paths, multipaths are set autonomously and load distribution is executed. Therefore, effective use of resources and easy route management are expected. Furthermore, the network can be flexibly configured according to demand, not limited to the ring topology.

特にＳＰＢにおける一方式であるＳＰＢＭでは、複数の最短経路が存在する場合、Ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄのマルチパスであるＥＣＴ（ＥｑｕａｌＣｏｓｔＴｒｅｅ）を形成する。エッジノードにおいて、Ｉ−ＳＩＤ等に基づいて複数の転送経路のうちから一つの転送経路が選択され、選択された転送経路に対応したＢ−ＶＩＤが付与され、フレームが転送される。 In particular, SPBM, which is one method in SPB, forms an end-to-end multipath ECT (Equal Cost Tree) when there are a plurality of shortest paths. In the edge node, one transfer route is selected from a plurality of transfer routes based on I-SID and the like, and a B-VID corresponding to the selected transfer route is assigned, and the frame is transferred.

しかし、複数の転送経路から各フローの転送経路を単純に選択した場合、適切に負荷分散が行われないことがある。すなわちＳＰＢＭでは通常、各フローに関しＩ−ＳＩＤ等に基づいて転送経路が選択される。そのためユーザ分布やフロー分布に偏りがある場合には、一部の転送経路にフローが集中することがある。帯域の有効活用が図れず、特定フローのスループット低下や遅延増大等の転送品質低下が発生する課題がある。 However, when a transfer path for each flow is simply selected from a plurality of transfer paths, load distribution may not be performed appropriately. That is, in SPBM, a transfer path is normally selected based on I-SID or the like for each flow. Therefore, if the user distribution or the flow distribution is biased, the flow may concentrate on some transfer paths. There is a problem that bandwidth cannot be effectively used, and transfer quality decreases such as throughput reduction and delay increase of a specific flow.

特定フローのスループット低下を防ぎ公平性を実現するための第１の関連技術として、レートベースの経路選択手法がある（例えば、非特許文献１参照。）。この技術は、エッジノードにてフローごとの入力レートを推定し、これを用いて各経路を選択しているフローの平均レートを算出し、新規フローが到着した際には平均レートが大きい経路を選択する。その結果として輻輳した経路を避けてロードバランスを行い、スループットの公平化を図る。 There is a rate-based route selection method as a first related technique for preventing a decrease in the throughput of a specific flow and realizing fairness (see, for example, Non-Patent Document 1). This technology estimates the input rate for each flow at the edge node, calculates the average rate of the flow that has selected each route using this, and when a new flow arrives, selects a route with a high average rate. select. As a result, load balancing is performed while avoiding a congested route, and throughput is faired.

第２の関連技術として、エッジノードにおける経路選択確率を最適化し、ロードバランス性を高める手法がある（例えば、非特許文献２参照。）。本手法では、各ノードにおける経路選択確率を変数として各リンクの期待トラヒック量を表し、この最大値を最小化するように、各経路の選択確率を定める。結果として経路間のロードバランス性を向上し、フロー間のスループット公平性向上が可能である。 As a second related technique, there is a method of optimizing the route selection probability in the edge node and improving the load balance (see, for example, Non-Patent Document 2). In this method, the expected traffic volume of each link is expressed using the path selection probability at each node as a variable, and the selection probability of each path is determined so as to minimize the maximum value. As a result, the load balance between paths can be improved, and the throughput fairness between flows can be improved.

これらの技術を用いることで、経路間のロードバランス性を向上させ、輻輳を抑制し、フロー間のスループット公平性を向上させることができる。しかし、これらの技術では、各フローについて、どの経路を用いてフレームが転送されているのかを外部から予測することが困難であり、また往復での経路が一致しない場合が発生する、という課題があった。 By using these techniques, it is possible to improve load balance between paths, suppress congestion, and improve throughput fairness between flows. However, with these technologies, it is difficult to predict from the outside which route is used to transfer the frame for each flow, and there is a problem that the round trip route may not match. there were.

例えば、第１の関連技術を用いた場合、フローが新着する度に、その時点における各経路の平均レートを用いて経路選択が行われるため、外部からの経路予測が困難であり、往復での経路一致は保障されない。また第２の関連技術を用いた場合、各フレームについて、設定された経路選択確率に基づいて経路選択がなされるため、外部からの経路予測が困難で、往復での経路一致も保障されない。 For example, when the first related technology is used, every time a flow arrives, route selection is performed using the average rate of each route at that time. Path matching is not guaranteed. Further, when the second related technique is used, route selection is performed for each frame based on the set route selection probability, so that it is difficult to predict the route from the outside, and the round-trip route matching is not guaranteed.

Ｐａｔｈｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｓｈｏｒｔｅｓｔｐａｔｈｂｒｉｄｇｉｎｇｉｎａｃｃｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｓ，ＩＥＩＣＥＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＥｘｐｒｅｓｓ，ｖｏｌ．２，ｎｏ．１０，ｐｐ．３９６−４０１，２０１３．Path selection algorithm for shortest path bridging in access networks, IEICE Communications Express, vol. 2, no. 10, pp. 396-401, 2013. ＳＰＢＭにおけるＥＣＴ形成時の経路選択確率の最適化，電子情報通信学会技術研究報告，ＣＳ２０１３−６３，ｐｐ．１９−２４，２０１３年１２月Optimization of path selection probability at ECT formation in SPBM, IEICE technical report, CS2013-63, pp. 19-24, December 2013

本発明が解決しようとする問題点は、関連技術では、ＳＰＢＭを利用し任意のトポロジを構成した際、ロードバランス性を高めるように複数の転送経路から各フローの転送経路を選択した場合、各フローについて、フレーム転送経路を外部から予測することが困難であり、また往復での経路が一致しない場合が発生する、という点である。 The problem to be solved by the present invention is that in the related technology, when an arbitrary topology is configured using SPBM, each flow transfer path is selected from a plurality of transfer paths so as to improve load balance. With respect to the flow, it is difficult to predict the frame transfer path from the outside, and there are cases where the round-trip path does not match.

前記課題を解決するために、本発明の目的は、これら関連技術の課題を解決し、ＳＰＢＭを利用し任意のトポロジを構成した場合において、複数の転送経路について、あらかじめ設定されたフロー割当確率に従ってフレーム転送を行い、往復での転送経路を一致させ、外部からの経路予測を簡易化することを目的とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the object of the present invention is to solve the problems of these related techniques and, when an arbitrary topology is configured using SPBM, according to a preset flow allocation probability for a plurality of transfer paths. The purpose is to simplify frame prediction from the outside by performing frame transfer, matching transfer paths in round trips.

上記目的を達成するため、本発明に係る通信装置は、フレームの宛先に応じて、ｎ個の転送経路を保持する転送テーブルと、経路判断部と、を備え、前記経路判断部は、前記各転送経路に対するフロー割当確率ｒ_１〜ｒ_ｎを保持し、前記フロー割当確率に基づく関数を生成し、フレームのヘッダ情報に基づき、前記関数により当該フレームの転送経路を選択する、ことを行う。 In order to achieve the above object, a communication apparatus according to the present invention includes a transfer table that holds n transfer paths according to a destination of a frame, and a path determination unit. holding the flow assignment probability r ₁ ~r _n for transfer path, it generates a function based on the flow assignment probability, based on the header information of the frame, to select the transfer path of the frame by the function, do the.

具体的には、本発明に係る通信装置は、
複数のノードのうち予め接続されたノードごとに、外部から送信されたフレームを転送するためのｎ（ｎは１以上の整数）個の転送経路に対するフロー割当確率が予め設定された転送テーブルを格納する転送テーブル格納部と、
前記転送テーブルを参照し、前記転送経路を選択するための転送経路算出値を前記フレームのヘッダ情報及び前記フロー割当確率に基づいて一方向性関数で生成し、生成した前記転送経路算出値に応じて前記フレームの転送経路を選択する経路判断部と、を備える。 Specifically, the communication device according to the present invention is:
Stores a forwarding table in which flow allocation probabilities are set in advance for n (n is an integer of 1 or more) forwarding paths for forwarding a frame transmitted from the outside for each node connected in advance among a plurality of nodes. A forwarding table storage unit,
A transfer path calculation value for selecting the transfer path with reference to the transfer table is generated by a one-way function based on the header information of the frame and the flow allocation probability, and according to the generated transfer path calculation value And a route determination unit that selects a transfer route of the frame.

本発明に係る通信装置では、
前記経路判断部は、
前記ｎ個の転送経路に対する前記フロー割当確率ｒ_１〜ｒ_ｎを整数比Ｒ_１〜Ｒ_ｎに変換し、前記フレームのヘッダ情報ｘを用いて、式（１）で表されるハッシュ関数値ｈを生成し、

生成した前記ハッシュ関数値が、式（２）を満たす転送経路を選択し、選択した前記転送経路で前記フレームを転送してもよい。

In the communication apparatus according to the present invention,
The route determination unit
The flow allocation probabilities r _{1 to} rn for the _n transfer paths are converted into integer ratios R _{1 to} R _n , and the hash function value h represented by Expression (1) is used using the header information x of the frame. Produces

The generated hash function value may select a transfer path that satisfies Equation (2), and the frame may be transferred through the selected transfer path.

本発明に係る通信装置では、
前記経路判断部は、
前記転送経路上のノードごとに付与された識別子の値を比較し、比較した前記識別子の値を昇順に従って前記ｎ個の転送経路に対し経路番号を設定し、前記経路番号が設定された前記ｎ個の転送経路に対し前記フロー割当確率を割当ててもよい。 In the communication apparatus according to the present invention,
The route determination unit
The identifier value assigned to each node on the transfer route is compared, the compared identifier values are set in ascending order, the route number is set for the n transfer routes, and the route number is set to the n The flow allocation probability may be allocated to each transfer path.

本発明に係る通信装置では、
前記経路判断部は、
前記転送経路上のノードごとに付与された識別子の値を比較し、比較した前記識別子の値を降順に従って前記ｎ個の転送経路に対し経路番号を設定し、前記経路番号が設定された前記ｎ個の転送経路に対し前記フロー割当確率を割当ててもよい。 In the communication apparatus according to the present invention,
The route determination unit
The identifier value assigned to each node on the transfer route is compared, the compared identifier values are set in descending order, route numbers are set for the n transfer routes, and the route number is set to the n The flow allocation probability may be allocated to each transfer path.

本発明に係る通信装置では、
前記経路判断部は、
Ｃ−ＶＬＡＮＩＤ（ＣｕｓｔｏｍｅｒＶｉｒｔｕａｌＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を用いて生成したハッシュ関数値を使用し、往復の転送経路を一致させてもよい。 In the communication apparatus according to the present invention,
The route determination unit
A hash function value generated using a C-VLANID (Customer Virtual Local Area Network Identifier) may be used to match the round-trip transfer paths.

本発明に係る通信装置では、
前記経路判断部は、
宛先ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレス及び送信元ＭＡＣアドレスを論理演算し、前記論理演算結果を用いて生成したハッシュ関数値を使用し、往復の転送経路を一致させてもよい。 In the communication apparatus according to the present invention,
The route determination unit
The destination MAC (Media Access Control) address and the source MAC address may be logically calculated, and the hash function value generated using the logical calculation result may be used to match the round-trip transfer paths.

本発明に係る通信装置では、
前記経路判断部は、
Ｉ−ＳＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ−ＳｅｒｖｉｃｅＩｎｓｔａｎｃｅＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を用いて生成したハッシュ関数値を使用し、往復の転送経路を一致させてもよい。 In the communication apparatus according to the present invention,
The route determination unit
A round-trip transfer path may be matched using a hash function value generated using I-SID (Identifying-Service Instance Identifier).

具体的には、本発明に係る通信プログラムは
複数のノードのうち予め接続されたノードごとに、外部から送信されたフレームを転送するためのｎ（ｎは１以上の整数）個の転送経路に対するフロー割当確率が予め設定された転送テーブルを参照し、前記転送経路を選択するための転送経路算出値を前記フレームのヘッダ情報及び前記フロー割当確率に基づいて一方向性関数で生成し、生成した前記転送経路算出値に応じて前記フレームの転送経路を選択する経路判断手順と、をコンピュータに順に実行させる。 Specifically, the communication program according to the present invention provides for n (n is an integer of 1 or more) transfer paths for transferring a frame transmitted from the outside for each node connected in advance among a plurality of nodes. A transfer route calculation value for selecting the transfer route is generated with a one-way function based on the header information of the frame and the flow assignment probability by referring to a transfer table in which a flow assignment probability is set in advance. And a route determination procedure for selecting a transfer route of the frame in accordance with the transfer route calculation value.

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。 The above inventions can be combined as much as possible.

本発明によれば、ＳＰＢＭネットワークを構成する通信装置は、複数の転送経路について、あらかじめ設定されたフロー割当確率に従ってフレーム転送を行い、往復での転送経路を一致させ、外部からの経路予測を簡易化する。 According to the present invention, a communication device constituting an SPBM network performs frame transfer according to a preset flow allocation probability for a plurality of transfer paths, matches round-trip transfer paths, and simplifies path prediction from the outside. Turn into.

本実施形態に係るネットワークの構成を示す一例である。It is an example which shows the structure of the network which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る通信装置の構成を示す一例である。It is an example which shows the structure of the communication apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る転送テーブルを示す一例である。It is an example which shows the transfer table which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るＳＰＭＤドメインにおけるネットワークの構成を示す一例である。It is an example which shows the structure of the network in the SPMD domain which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るＳＰＭＤドメインにおけるネットワークの転送経路を示す一例である。It is an example which shows the transfer path | route of the network in the SPMD domain which concerns on this embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below. These embodiments are merely examples, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

以下、図を用いて本発明を実施するための形態例を説明する。なお、本発明は、以下の記述により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適宜変更可能である。まず、図１、２、３、４、５を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. First, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

（第１の実施の形態）
本実施形態に係る通信装置は、転送テーブル格納部及び経路判断部を備える。転送テーブル格納部は転送テーブルを格納し、経路判断部は転送経路判断部として機能する。また、通信装置の動作における通信プログラムは、経路判断手順を有し実行させる。 (First embodiment)
The communication apparatus according to the present embodiment includes a transfer table storage unit and a route determination unit. The transfer table storage unit stores a transfer table, and the route determination unit functions as a transfer route determination unit. Further, the communication program in the operation of the communication apparatus has a route determination procedure and is executed.

図１において、ＢＥＢ（ＢａｃｋｂｏｎｅＥｄｇｅＢｒｉｄｇｅ）は本発明に係る通信装置１であり、ＳＰＢＭネットワーク４においてエッジノードとして動作する。ＢＣＢ（ＢａｃｋｂｏｎｅＣｏｒｅＢｒｉｄｇｅ）はＳＰＢＭネットワーク４におけるコアノード６として動作する。ＳＰＢＭ網内のトポロジは何でも良い。ＢＥＢ１にはそれぞれ、複数のユーザ端末５が接続される。 In FIG. 1, BEB (Backbone Edge Bridge) is a communication apparatus 1 according to the present invention, and operates as an edge node in the SPBM network 4. BCB (Backbone Core Bridge) operates as a core node 6 in the SPBM network 4. Any topology may be used in the SPBM network. A plurality of user terminals 5 are connected to each BEB 1.

図２において、１は本発明に係る通信装置であり、フレーム受信部２がＳＰＢＭネットワーク４外から受信したフレームについて、転送経路判断部１１は、転送テーブルを参照して転送経路を定め、ヘッダ付与部１２が対応するＰＢＢ（ＰｒｏｖｉｄｅｒＢａｃｋｂｏｎｅＢｒｉｄｇｉｎｇ）ヘッダ、すなわちアウターＭＡＣヘッダを付与する。このとき、等コストの転送経路ＥＣＴ（ＥｑｕａｌＣｏｓｔＴｒｅｅ）が存在する場合には、転送経路判断部１１が転送経路選択を行う。ヘッダが付与されたフレームは、宛先に対応するフレーム送信部３を通じて、他ノードへと転送される。 In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a communication device according to the present invention. For a frame received by the frame receiving unit 2 from outside the SPBM network 4, the transfer path determining unit 11 determines a transfer path with reference to the transfer table, and adds a header. The unit 12 adds a corresponding PBB (Provider Backbone Bridging) header, that is, an outer MAC header. At this time, when there is an equal cost transfer path ECT (Equal Cost Tree), the transfer path determination unit 11 selects a transfer path. The frame with the header is transferred to another node through the frame transmission unit 3 corresponding to the destination.

転送テーブル格納部２１に格納された転送テーブルの構成を図３に示す。図３を用いて、ＰＢＢヘッダの付与方法を詳述する。まず、転送テーブルは、宛先クライアントＭＡＣアドレス（Ｃ−ＤＡ）、宛先ＢＥＢ（Ｂ−ＤＡ）、カスタマーＶＩＤ（Ｃ−ＶＩＤ）、サービス識別子（Ｉ−ＳＩＤ）の対応表を持つ。さらに、Ｉ−ＳＩＤとＢ−ＶＩＤ、出力ポート、フロー割当確率の対応表を持つ。転送経路判断部１１は、転送テーブルを参照し、フレームのＣ−ＤＡ、Ｃ−ＶＩＤに基づいてＢ−ＤＡ、Ｉ−ＳＩＤを定める。 The configuration of the transfer table stored in the transfer table storage unit 21 is shown in FIG. The method for adding the PBB header will be described in detail with reference to FIG. First, the forwarding table has a correspondence table of destination client MAC address (C-DA), destination BEB (B-DA), customer VID (C-VID), and service identifier (I-SID). Furthermore, it has a correspondence table of I-SID and B-VID, output port, and flow allocation probability. The transfer path determination unit 11 refers to the transfer table and determines B-DA and I-SID based on the C-DA and C-VID of the frame.

次に当該Ｉ−ＳＩＤに対応するＢ−ＶＩＤが複数存在する場合には、ＥＣＴが存在することを示しているため、フロー割当確率に基づいて与えるＢ−ＶＩＤを定める。この様にしてＰＢＢヘッダにおけるＢ−ＤＡ、Ｉ−ＳＩＤ、Ｂ−ＶＩＤを定めた上で、対応する出力ポート情報を参照し、転送先を決定する。また、当該エッジノードを起点とする転送経路のみならず、ネットワーク上の全ての転送経路についての、経路番号、フロー割当確率、Ｂ−ＶＩＤの対応テーブルを持つ。経路番号の設定方法については後述する。 Next, when there are a plurality of B-VIDs corresponding to the I-SID, it indicates that ECT exists, and therefore, a B-VID to be given is determined based on the flow allocation probability. In this way, after defining B-DA, I-SID, and B-VID in the PBB header, the transfer destination is determined by referring to the corresponding output port information. In addition to the transfer route starting from the edge node, there is a correspondence table of route numbers, flow allocation probabilities, and B-VIDs for all transfer routes on the network. A route number setting method will be described later.

図４において、ノード＃０〜＃５はＳＰＢＭドメインを形成している。ノード＃０，ノード＃５に対して、複数のユーザ端末５が接続されている。ＳＰＢＭ４では、転送経路としてＥｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄかつ、往復で対称な最短経路を生成する。さらに最短経路が複数存在する場合には、転送経路の組（ＥＣＴ）を形成する。ＢＥＢ１に対し、ＳＰＢＭドメイン外からフレームが到着した時には、割当経路に対応するＢ−ＶＩＤを付与して転送を行う。ノード＃０、＃５間のユニキャストフレーム転送経路は図５の通りである。本実施形態では４つの転送経路が存在する。すなわちノード＃０−＃１−＃４−＃５、＃０−＃１−＃３−＃５、＃０−＃２−＃４−＃５及び＃０−＃２−＃３−＃５を経由する経路がＥＣＴである。 In FIG. 4, nodes # 0 to # 5 form an SPBM domain. A plurality of user terminals 5 are connected to the nodes # 0 and # 5. The SPBM 4 generates an end-to-end and a round trip symmetrical shortest path as a transfer path. Further, when there are a plurality of shortest paths, a transfer path set (ECT) is formed. When a frame arrives from outside the SPBM domain, BEB1 is transferred with a B-VID corresponding to the assigned route. The unicast frame transfer path between nodes # 0 and # 5 is as shown in FIG. In this embodiment, there are four transfer paths. That is, nodes # 0- # 1- # 4- # 5, # 0- # 1- # 3- # 5, # 0- # 2- # 4- # 5 and # 0- # 2- # 3- # 5 The route that passes is ECT.

ノード＃０、ノード＃５において経路計算部２２は、ノード＃０−ノード＃５間の４個の転送経路について、次のようにして経路番号を決定し、転送テーブル格納部２１で格納された転送テーブルに設定する。経路上のノードに付与された識別子の値を比較し、より小さい値が存在する経路から順番に、経路番号１〜４を設定する。つまり、本実施形態において、各経路における経路上のノードは、ノード＃１−＃４、＃１−＃３、＃２−＃４及び＃２−＃３である。 In the node # 0 and the node # 5, the route calculation unit 22 determines the route number for the four transfer routes between the node # 0 and the node # 5 as follows, and stores them in the transfer table storage unit 21. Set in forwarding table. The identifier values assigned to the nodes on the route are compared, and route numbers 1 to 4 are set in order from the route having a smaller value. That is, in this embodiment, the nodes on the route in each route are the nodes # 1- # 4, # 1- # 3, # 2- # 4, and # 2- # 3.

まずノード番号が最小であるノード＃１を通る経路＃１−＃４、＃１−＃３を比較し、より小さいノード番号であるノード３を通る経路＃０−＃１−＃３−＃５を経路番号１とし、経路＃０−＃１−＃４−＃５を経路番号２とする。次に残った＃２−＃４、＃２−＃３を比較し、より小さいノード番号であるノード３を通る経路＃０−＃２−＃３−＃５を経路番号３とし、経路＃０−＃２−＃４−＃５を経路番号４とする。なお識別子としては、ＳＰＢにおけるノードＩＤを用いても良いし、Ｂ−ＭＡＣアドレス等を用いても良い。 First, routes # 1- # 4 and # 1- # 3 passing through the node # 1 having the smallest node number are compared, and routes # 0- # 1- # 3- # 5 passing through the node 3 having a smaller node number. Is route number 1 and route # 0- # 1- # 4- # 5 is route number 2. Next, the remaining # 2- # 4 and # 2- # 3 are compared, and the route # 0- # 2- # 3- # 5 passing through the node 3 having a smaller node number is set as the route number 3, and the route # 0 -# 2- # 4- # 5 is route number 4. As an identifier, a node ID in SPB may be used, or a B-MAC address or the like may be used.

以上の方法により、ノード＃０、＃５で同じ経路に同一の経路番号が設定される。上記を一般化すると、前記ｎ個の転送経路について、経路上のノードに付与された識別子の値を比較し、より小さい値が存在する経路から順番に、経路番号１〜ｎを設定する、と書ける。なお、ノード番号比較時の大小関係を逆にし、より大きい値が存在する経路から順番に経路番号１〜ｎを設定しても良いが、各ノードで同じ方法によって経路番号を設定する必要がある。 By the above method, the same route number is set to the same route in the nodes # 0 and # 5. To generalize the above, for the n transfer routes, the identifier values given to the nodes on the route are compared, and the route numbers 1 to n are set in order from the route with the smaller value. I can write. It should be noted that the size relationship at the time of comparing node numbers may be reversed, and route numbers 1 to n may be set in order from the route having a larger value. However, it is necessary to set the route number by the same method at each node. .

経路判断部として機能する転送経路判断部１１は、以下のようにして各フローの転送経路を選択する。まず、ｎ個の転送経路に対するフロー割当確率ｒ_１〜ｒ_ｎをあらかじめ設定しておく。次にｒ_１〜ｒ_ｎを整数比に変換し、その値をＲ_１〜Ｒ_ｎとする。Ｒ_１〜Ｒ_ｎを用いて、式（３）で表されるハッシュ関数を生成する。ここで、本実施形態では、転送経路ｍを選択するための算出値は、一方向性関数としてハッシュ関数で算出した。

The transfer route determination unit 11 functioning as a route determination unit selects a transfer route for each flow as follows. First, flow allocation probabilities r _{1 to} rn for _n transfer paths are set in advance. Then converts the _r 1 ~r _n integer ratio, and its value as _R 1 to R _n. A hash function represented by Expression (3) is generated using R _{1 to} R _n . Here, in this embodiment, the calculated value for selecting the transfer path m is calculated by a hash function as a one-way function.

ここでｍｏｄ（ｘ，Ｎ）は、Ｎをｘで割った余りを意味する。ＳＰＢＭネットワーク４外から転送されてくるフレームについて、フレームヘッダの一部をハッシュ関数のｘに代入し、ハッシュ値を求める。求めたハッシュ値について、式（４）を満たす転送経路ｍを求め、当該フレームを転送経路ｍに転送する。

Here, mod (x, N) means a remainder obtained by dividing N by x. For a frame transferred from outside the SPBM network 4, a part of the frame header is substituted into x of the hash function to obtain a hash value. With respect to the obtained hash value, a transfer path m satisfying Expression (4) is obtained, and the frame is transferred to the transfer path m.

ｘとして用いる値の例としてはカスタマーＶＬＡＮ−ＩＤがある。本実施形態では、カスタマーＶＬＡＮ−ＩＤは往復経路で同じ値が用いられるため、往復経路での経路の一致が保障される。同時に、カスタマーＶＬＡＮ−ＩＤ情報とフロー割当確率ｒ_１〜ｒ_ｎを用いれば、外部から各フローの転送経路を予測することが可能である。 An example of a value used as x is customer VLAN-ID. In the present embodiment, the same value is used for the customer VLAN-ID in the round trip route, so that the route match in the round trip route is guaranteed. At the same time, the use of the customer VLAN-ID information and flow assignment probability _r 1 ~r _n, it is possible to predict the transfer route of the flow from the outside.

例えば図５において、ノード＃０、＃５における経路番号１（＃０−＃１−＃３−＃５）、経路番号２（＃０−＃１−＃４−＃５）、経路番号３（＃０−＃２−＃３−＃５）、経路番号４（＃０−＃２−＃４−＃５）のフロー割当確率がそれぞれ０．１、０．２、０．３、０．４だとする。つまりｒ_１＝０．１、ｒ_２＝０．２、ｒ_３＝０．３、ｒ_４＝０．４である。ｒ_１〜ｒ_４を整数比に変換すると、ｒ_１：ｒ_２：ｒ_３：ｒ_４＝１：２：３：４となるため、Ｒ_１＝１、Ｒ_２＝２、Ｒ_３＝３、Ｒ_４＝４とする。 For example, in FIG. 5, route number 1 (# 0- # 1- # 3- # 5), route number 2 (# 0- # 1- # 4- # 5), route number 3 ( # 0- # 2- # 3- # 5) and path number 4 (# 0- # 2- # 4- # 5) have flow allocation probabilities of 0.1, 0.2, 0.3, and 0.4, respectively. Suppose. That is, r ₁ = 0.1, r ₂ = 0.2, r ₃ = 0.3, and r ₄ = 0.4. When r _{1 to} r ₄ are converted into an integer ratio, r ₁ : r ₂ : r ₃ : r ₄ = 1: 2: 3: 4, so R ₁ = 1, R ₂ = 2 and R ₃ = 3, Let R ₄ = 4.

ここで、Ｒ_１〜Ｒ_４を用いて、ハッシュ関数ｈ（ｘ）＝ｍｏｄ（ｘ，１０）を生成する。ノード０、５において、ＳＰＢＭネットワーク４外から転送されてくるフレームについて、フレームヘッダの一部を用いてハッシュ値を求める。例えば、ｈ（１０１）＝１，ｈ（１２５）＝５等となる。ハッシュ値について、式（５）を満たす転送経路ｍを求め、当該フレームを転送経路ｍに転送する。

Here, a hash function h (x) = mod (x, 10) is generated using R _{1 to} R ₄ . At

nodes

0 and 5, a hash value is obtained for a frame transferred from outside the SPBM network 4 using a part of the frame header. For example, h (101) = 1, h (125) = 5, etc. For the hash value, a transfer path m satisfying Expression (5) is obtained, and the frame is transferred to the transfer path m.

すなわち、０≦ｈ（ｘ）＜１であれば転送経路１，１≦ｈ（ｘ）＜３であれば転送経路２，３≦ｈ（ｘ）＜６であれば転送経路３，６≦ｈ（ｘ）＜１０であれば転送経路４を選択する。以上の方法により、ｘに対して同じ値を用いれば、異なるノード、異なるトラヒック状況においても常に同一の経路が選択される。よって往復での経路一致、外部からの予測が可能となっている。 That is, if 0 ≦ h (x) <1, the transfer path 1; if 1 ≦ h (x) <3, the transfer path 2; if 3 ≦ h (x) <6, the transfer path 3, 6 ≦ h. If (x) <10, the transfer path 4 is selected. With the above method, if the same value is used for x, the same route is always selected even in different nodes and different traffic situations. Therefore, round trip route matching and prediction from the outside are possible.

（第２の実施の形態）
本発明における第２の実施の形態は、ほぼ第１の実施の形態と同様であるが、以下の点が異なる。すなわち、ハッシュ関数ｈ（ｘ）に入れるｘの値として、カスタマーＶＬＡＮ−ＩＤの代わりに、カスタマー宛先ＭＡＣアドレス（Ｃ−ＭＡＣＤＡ）とカスタマー送信元ＭＡＣアドレス（Ｃ−ＭＡＣＳＡ）の論理演算結果を利用する。例えば、Ｃ−ＭＡＣＤＡとＣ−ＭＡＣＳＡの論理和を算出し、この値をｘとして利用する。この方法により、フレームの送信元および宛先となるユーザ端末５の組み合わせによって選択する経路を決定することが可能となる。 (Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention is substantially the same as the first embodiment except for the following points. That is, as a value of x to be put into the hash function h (x), a logical operation result of the customer destination MAC address (C-MAC DA) and the customer transmission source MAC address (C-MAC SA) is used instead of the customer VLAN-ID. Use. For example, the logical sum of C-MAC DA and C-MAC SA is calculated, and this value is used as x. With this method, it is possible to determine a route to be selected depending on the combination of the user terminal 5 that is the transmission source and destination of the frame.

（第３の実施の形態）
本発明における第３の実施の形態は、ほぼ第１の実施の形態と同様であるが、以下の点が異なる。すなわち、ハッシュ関数ｈ（ｘ）に入れるｘの値として、カスタマーＶＬＡＮ−ＩＤの代わりに、ＰＢＢ（ＰｒｏｖｉｄｅｒＢａｃｋｂｏｎｅＢｒｉｄｇｉｎｇ）ヘッダ内のＩ−ＳＩＤの値を利用する。この方法により、Ｉ−ＳＩＤごとに選択する経路を決定することができる。各ＢＥＢ１に多くのＩ−ＳＩＤがプロビジョニングされており、多くのＩ−ＳＩＤのフローが同一の転送経路上を転送される場合に、効率的に経路選択や外部からの経路予測が可能となる。 (Third embodiment)
The third embodiment of the present invention is substantially the same as the first embodiment except for the following points. That is, the value of x in the hash function h (x) uses the value of I-SID in the PBB (Provider Backbone Bridging) header instead of the customer VLAN-ID. By this method, a route to be selected for each I-SID can be determined. When many I-SIDs are provisioned in each BEB 1 and many I-SID flows are transferred on the same transfer route, route selection and route prediction from the outside can be efficiently performed.

なお、本実施形態に係る発明の通信装置の動作は、コンピュータと通信プログラムによっても実現でき、通信プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。 Note that the operation of the communication apparatus according to the present embodiment can be realized by a computer and a communication program, and the communication program can be recorded on a recording medium or provided through a network.

本発明は情報通信産業に適用することができる。 The present invention can be applied to the information communication industry.

１：通信装置（ＢＥＢ）
２：フレーム受信部
３：フレーム送信部
４：ＳＰＢＭＮｅｔｗｏｒｋ
５：ユーザ端末
６：コアノード（ＢＣＢ）
１１：転送経路判断部
１２：ヘッダ付与部
２１：転送テーブル格納部
２２：経路計算部
２３：割当確率計算部 1: Communication device (BEB)
2: Frame receiver 3: Frame transmitter 4: SPBM Network
5: User terminal 6: Core node (BCB)
11: transfer route determination unit 12: header assignment unit 21: transfer table storage unit 22: route calculation unit 23: allocation probability calculation unit

Claims

複数のノードのうち予め接続されたノードごとに、外部から送信されたフレームを転送するためのｎ（ｎは１以上の整数）個の転送経路に対するフロー割当確率が予め設定された転送テーブルを格納する転送テーブル格納部と、
前記転送テーブルを参照し、前記転送経路を選択するための転送経路算出値を前記フレームのヘッダ情報及び前記フロー割当確率に基づいて一方向性関数で生成し、生成した前記転送経路算出値に応じて前記フレームの転送経路を選択する経路判断部と、を
備えることを特徴とする通信装置。 Stores a forwarding table in which flow allocation probabilities are set in advance for n (n is an integer of 1 or more) forwarding paths for forwarding a frame transmitted from the outside for each node connected in advance among a plurality of nodes. A forwarding table storage unit,
A transfer path calculation value for selecting the transfer path with reference to the transfer table is generated by a one-way function based on the header information of the frame and the flow allocation probability, and according to the generated transfer path calculation value And a route determination unit that selects a transfer route of the frame.

前記経路判断部は、
前記ｎ個の転送経路に対する前記フロー割当確率ｒ_１〜ｒ_ｎを整数比Ｒ_１〜Ｒ_ｎに変換し、前記フレームのヘッダ情報ｘを用いて、式Ｃ１によりハッシュ関数値を生成し、生成した前記ハッシュ関数値が、式Ｃ２を満たす転送経路を選択し、選択した前記転送経路で前記フレームを転送する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

The route determination unit
The flow allocation probabilities r _{1 to} rn for the _n forwarding paths are converted into integer ratios R _{1 to} R _n , and a hash function value is generated by using the header information x of the frame to generate a hash function value The hash function value selects a transfer path that satisfies the expression C2, and transfers the frame through the selected transfer path.
The communication apparatus according to claim 1.

前記経路判断部は、
前記転送経路上のノードごとに付与された識別子の値を比較し、比較した前記識別子の値を昇順に従って前記ｎ個の転送経路に対し経路番号を設定し、前記経路番号が設定された前記ｎ個の転送経路に対し前記フロー割当確率を割当てる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。 The route determination unit
The identifier value assigned to each node on the transfer route is compared, the compared identifier values are set in ascending order, the route number is set for the n transfer routes, and the route number is set to the n Assigning the flow allocation probability to a plurality of transfer paths;
The communication apparatus according to claim 1 or 2, wherein

前記経路判断部は、
前記転送経路上のノードごとに付与された識別子の値を比較し、比較した前記識別子の値を降順に従って前記ｎ個の転送経路に対し経路番号を設定し、前記経路番号が設定された前記ｎ個の転送経路に対し前記フロー割当確率を割当てる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。 The route determination unit
The identifier value assigned to each node on the transfer route is compared, the compared identifier values are set in descending order, route numbers are set for the n transfer routes, and the route number is set to the n Assigning the flow allocation probability to a plurality of transfer paths;
The communication apparatus according to claim 1 or 2, wherein

前記経路判断部は、
Ｃ−ＶＬＡＮＩＤ（ＣｕｓｔｏｍｅｒＶｉｒｔｕａｌＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を用いて生成したハッシュ関数値を使用し、往復の転送経路を一致させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の通信装置。 The route determination unit
5. The communication apparatus according to claim 1, wherein a hash function value generated using a C-VLANID (Customer Virtual Local Area Network Identifier) is used to match a round-trip transfer path.

前記経路判断部は、
宛先ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレス及び送信元ＭＡＣアドレスを論理演算し、前記論理演算結果を用いて生成したハッシュ関数値を使用し、往復の転送経路を一致させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の通信装置。 The route determination unit
2. A logical operation is performed on a destination MAC (Media Access Control) address and a source MAC address, and a hash function value generated using the logical operation result is used to match a round-trip transfer path. 4. The communication device according to any one of 4.

前記経路判断部は、
Ｉ−ＳＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ−ＳｅｒｖｉｃｅＩｎｓｔａｎｃｅＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を用いて生成したハッシュ関数値を使用し、往復の転送経路を一致させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の通信装置。 The route determination unit
5. The communication apparatus according to claim 1, wherein a hash function value generated using an I-SID (Identifying-Service Instance Identifier) is used to match a round-trip transfer path. 6.

複数のノードのうち予め接続されたノードごとに、外部から送信されたフレームを転送するためのｎ（ｎは１以上の整数）個の転送経路に対するフロー割当確率が予め設定された転送テーブルを参照し、前記転送経路を選択するための転送経路算出値を前記フレームのヘッダ情報及び前記フロー割当確率に基づいて一方向性関数で生成し、生成した前記転送経路算出値に応じて前記フレームの転送経路を選択する経路判断手順を
コンピュータに実行させることを特徴とする通信プログラム。 Refers to a forwarding table in which flow allocation probabilities for n (n is an integer of 1 or more) forwarding routes for forwarding a frame transmitted from the outside are connected in advance for each node connected in advance among a plurality of nodes. Then, a transfer path calculation value for selecting the transfer path is generated by a one-way function based on the header information of the frame and the flow allocation probability, and the frame transfer is performed according to the generated transfer path calculation value. A communication program for causing a computer to execute a route determination procedure for selecting a route.