JP3566192B2 - パケット転送方法およびipルータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット転送方法およひIPルータに関し、特にネットワークリソースを効率的に使用するためのパケット転送方法およびIPルータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
IP通信網でIPパケット通信を行う場合、IPルータでは、受信したIPパケットをその宛先に対応するIPルータへ転送するパケット転送処理が行われている。図6にIPルータの構成例を示す。
通常時、IPパケットはパケット受信部5で受信され、転送先判定部6で通常転送表作成部3から得た通常転送表に基づきそのIPパケットの転送先を決定し、通常キュー10に積まれる。この転送先判定には、外部情報交換部1から得た他のルータからの情報を元にルーチング部2で計算し、通常転送表作成部3で作成した転送表を用いる。
【0003】
IPパケットは、その後、キュー刈り取り部11および流量測定部12を経由してパケット送信部13に到達し、ここから外部のIPルータヘ転送される。一方、IPルータで輻輳が発生した時、例えばIPパケットの受信が物理回線上の転送速度を上回った場合、通常キュー10へ積み込んだIPパケットの廃棄が行われる。このとき、そのIPパケットが使用したネットワークリソースに関係なく一律にパケット廃棄が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のパケット転送方法では、IPルータで輻輳が発生した場合、IPパケットが該当ルータに到着するまでに使用したネットワークリソースに関係なく一律にパケットの廃棄を行うため、多くのルータや回線等のネットワークリソースを使用したパケットが廃棄された場合は、これら多くのネットワークリソースを無駄に消費したことになるという問題点があった。また、パケット廃棄に伴う再送処理によりネットワークリソースが再使用されるケースが多く、このネットワークリソースの再使用により、ネットワーク全体の輻輳が助長されるという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ネットワークリソースの無駄な使用を低減でき、ネットワーク輻輳の助長を抑制できるパケット転送方法およびIPルータを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかるパケット転送方法は、IPルータで輻輳が発生していない通常時には、IPルータで受信したIPパケットをその宛先に応じて転送し、IPルータで輻輳が発生した場合は、IPルータで受信した各IPパケットの転送元アドレスに基づき、それぞれのIPパケットがそのIPルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出して、各IPパケットの使用量に基づきそのIPパケットを優先的に転送する優先転送の要否を判断し、優先転送要と判断されたIPパケットのみを優先転送するようにしたものである。
【0006】
使用量としては、そのIPパケットの転送元から当該IPルータまでの距離を用いるようにしてもよい。また、IPルータで発生した輻輳の程度に応じた基準使用量と各IPパケットの使用量とを比較することにより、各IPパケットの優先転送要否を判断するようにしてもよい。
また本発明にかかるIPルータは、上記のパケット転送方法を用いて、受信したIPパケットの転送処理を行うようにしたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施の形態にかかるパケット転送方法が適用されるIPルータを示すブロック図であり、前述の図6と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。このIPルータでは、従来の構成に対して、転送元距離検索表作成部4,到達距離測定部7、距離別キュー振り分け部8、高優先キュー9、輻輳制御部14および流量監視部15が追加されている。
【0008】
IPルータで輻輳が発生していない通常時、IPパケットはパケット受信部5で受信され、転送先判定部6で通常転送表作成部3から得た通常転送表に基づきそのIPパケットの転送先を決定し、通常キュー10に積まれる。この転送先判定には、外部情報交換部1から得た他のルータとの情報を元にルーチング部2で計算し、通常転送表作成部3で作成した転送表を用いる。
IPパケットは、その後、キュー刈り取り部11および流量測定部12を経由してパケット送信部13に到達し、ここから外部のIPルータヘ転送される。
【0009】
次に、図1を参照して、IPルータで輻輳が発生した場合の動作について説明する。
流量監視部15では、流量計測部12で計測されたIPパケットの実際の流量を監視している。この実際の流量が、転送可能流量の上限に近づいた時、流量計測部12では輻輳が発生したと判断し輻輳制御部14へ通知する。これに応じて輻輳制御部14では、転送先判定部6に対して全受信パケットの出力先を通常キュー10側から到達距離測定部7側へ切り替えるように指示する。また輻輳制御部14では、距離別キュー振り分け部8に対し、優先転送の要否判断の基準として所定のしきい値(基準使用量)を設定する。このしきい値としては、発生した輻輳の程度に応じた値が用いられる。
【0010】
パケット受信部5で受信されたIPパケットは、転送先判定部6による出力先の切り替えにより到達距離測定部7へ転送される。到達距離測定部7では、各パケットが当該IPルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出する。ここではこのネットワークリソースの使用量を示す値として、転送元距離検索表作成部4で作成された転送元距離検索表を参照し、各パケットの転送元(送信元)アドレスを用いて、転送元と当該IPルータとの距離すなわちIPパケットが当該IPルータに到達するまでに転送された距離を取得する。
【0011】
その後、距離別キュー振り分け部8では、輻輳制御部14により設定されたしきい値に応じて、各IPパケットを通常キュー10と高優先キュー9の2つのキューに振り分ける。このとき、距離別キュー振り分け部8は、ネットワークリソースの使用量がしきい値以上のIPパケットを高優先キュー9へ振り分け、しきい値未満のIPパケットを通常キュー10へ振り分ける。これをキュー刈り取り部11で、高優先キュー9から優先的に刈り取り、流量測定部12を介してパケット送信部13へ渡す。したがって、パケット受信量に転送処理が追いつかずパケットの廃棄が起こる場合は、通常キュー10内のパケットから廃棄が起こるものとなる。これにより、ネットワークリソースの使用量が大きいパケット、ここでは転送元との距離が長いパケットが優先的に転送されるため、ネットワークリソースの無駄な使用を低減でき、廃棄パケットの再送に起因するネットワーク輻輳の助長を抑制できる。
【0012】
また、各IPパケットのネットワークリソースの使用量として、パケット転送元(送信元)から当該IPルータまでの距離を用いるようにしたので、ネットワークリソースの使用量に極めて近い値を、複雑な処理を必要とすることなく容易に算出できる。
また、発生した輻輳の程度に応じたしきい値により、各IPパケットの優先転送要否を判断するようにしたので、輻輳の程度が異なる場合でも、その程度に見合った最大限のパケットを優先的に転送できる。
【0013】
次に、図2を参照して、通常転送表と転送元距離検索表の作成方法について説明する。図2は通常転送表と転送元距離検索表の作成処理を示すフローチャートである。
IPルータでの通常転送表作成は、従来からの一般的な通常転送表作成と同様である。まず、外部情報交換部1で得た情報から宛先ネットワークまでの経路情報を入手し(ステップ20)、経路ごとに転送し易さを示す値(コスト)を計算する(ステップ21)。そして、宛先ネットワークに対する複数の経路のうちからコストの最も小さい経路を選択する(ステップ22)。通常、この値をそのまま通常転送表で使用せず、宛先ネットワークに対する次に転送するべきIPルータすなわち転送先隣接ルータを決定し(ステップ24)、そのルータと対応をさせて通常転送表を作成する(ステップ25)。通常転送表の作成例を図3に示す。
【0014】
本発明では、通常転送表の作成で用いたコストとその宛先ネットワークを元にして、転送元距離検索表を作成している。すなわち、計算したコストとその宛先ネットワークとの対応を記憶し(ステップ23)、その宛先ネットワークを将来の転送元ネットワークと見なし、その宛先ネットワークに対するコストをその宛先ネットワークが転送元ネットワークとなった場合のコストとして転送元距離検索表を作成する(ステップ26)。図4に転送元距離検索表の作成例を示す。
このように、通常時のパケット転送処理で算出される宛先ネットワークまでのコストを利用して転送元距離検索表を作成するようにしたので、IPルータに新たな負荷を与えることなく、また他のIPルータと特別な情報をやり取りすることなく、転送元距離検索表を容易に作成できる。
【0015】
したがって、転送元検索表において、コストの高い経路ほど、ネットワークまでの題離が長い経路と判別できる。例として、図5のネットワーク構成を考える。IPルータA配下の端末Aから端末A’に向けて送信したIPパケットと、IPルータB配下の端末Bから端末A’に向けて送信したIPパケットとがIPルータAで前後して受信された場合に、IPルータAで輻輳が発生したとする。このとき、IPルータAにとって遠距離となる端末Bまでのコストが、直近の端末Aまでのコストより高いため、端末BからのIPパケットが優先的に転送される。したがって、廃棄となるのは端末AからのIPパケットであり、端末BからのIPパケットが使用したネットワークリソースは無駄とはならない。このような優先転送制御をしない場合は、端末Aからと端末BからのIPパケットは同じ確率で廃棄されるため、IPルータBを使用したIPパケットが無効となる確率が高くなり、ネットワークリソースが無駄となる。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、IPルータで輻輳が発生した場合は、IPルータで受信した各IPパケットの転送元アドレスに基づき、それぞれのIPパケットがそのIPルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出し、各IPパケットのうち、より多くの使用量を持つIPパケットを優先転送するようにしたので、ネットワークリソースの無駄な使用を低減でき、ネットワーク輻輳の助長を抑制でき、結果としてネットワーク全体で効率の良いパケット転送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるパケット転送方法が適用されるIPルータを示すブロック図である。
【図2】通常転送表と転送元距離検索表の作成処理を示すフローチャートである。
【図3】通常転送表の作成例である。
【図4】転送元距離検索表の作成例である。
【図5】ネットワーク構成例である。
【図6】従来のIPルータを示すブロック図である。
【符号の説明】
1…外部情報交換部、2…ルーチング部、3…通常転送表作成部、4…転送元距離検索表作成部、5…パケット受信部、6…転送先判定部、7…到達距離測定部、8…距離別キュー振り分け部、9…高優先キュー、10…通常キュー、11…キュー刈り取り部、12…流量測定部、13…パケット送信部、14…輻輳制御部、15…流量監視部。
Claims (4)
- IPルータで用いられるパケット転送方法において、
前記IPルータで輻輳が発生していない通常時には、前記IPルータで受信したIPパケットをその宛先に応じて転送し、
前記IPルータで輻輳が発生した場合は、IPルータで受信した各IPパケットの転送元アドレスに基づき、それぞれのIPパケットがそのIPルータに到達するまでに使用したネットワークリソースの使用量を算出して、各IPパケットの使用量に基づきそのIPパケットを優先的に転送する優先転送の要否を判断し、優先転送要と判断されたIPパケットのみを優先転送することを特徴とするパケット転送方法。 - 請求項1記載のパケット転送方法において、
前記使用量として、そのIPパケットの転送元から当該IPルータまでの距離を用いることを特徴とするパケット転送方法。 - 請求項1記載のパケット転送方法において、
前記IPルータで発生した輻輳の程度に応じた基準使用量と前記各IPパケットの使用量とを比較することにより、各IPパケットの優先転送要否を判断することを特徴とするパケット転送方法。 - 受信したIPパケットをその宛先に応じて転送するIPルータにおいて、
請求項1〜3記載のパケット転送方法を用いて、受信したIPパケットの転送処理を行うことを特徴とするIPルータ。
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