JPH0683260B2

JPH0683260B2 - 迂回方式

Info

Publication number: JPH0683260B2
Application number: JP20695087A
Authority: JP
Inventors: 敏雄石井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1987-08-20
Filing date: 1987-08-20
Publication date: 1994-10-19
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPS6449456A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕任意の発着ノードの発着プロセス間でパケットを交換す
るパケット交換システムの迂回方式に関し、伝送路の低品質状態に起因する無効保留リソースの有無
を早急に検出してパケット交換システム内のリソースの
有効利用を図ることを目的とし、任意の発着ノードのプログラム間を接続し，ノード情報
をもとにパケット毎に出ルートの選択を行うと共に、各
ノードにリソース使用量監視部，伝送路障害監視部及び
ルーチング機構を設けたパケット交換システムの迂回方
式において、所定のTa₁時間内にｎ回以上の無応答が発生した時、又
はパケットが回線対応の送信キューに接続されてから所
定のTb₂時間を経過しても無効に保留されている時に迂
回要求を送出し、該迂回要求を送出してから所定のTa₂
時間経過後、又は所定のTb₃時間経過後に迂回取消要求
を該ルーチング機構に送出する伝送路品質監視手段を設
け、迂回要求が該ルーチング機構に送出された時は該ルーチ
ングテーブルを該最適経路から迂回経路に切替え、該迂
回取消要求が送出された時は該ルーチングテーブルを該
最適経路に戻す様に構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、任意の発着ノードの発着プロセス間でパケッ
トを交換するパケット交換システムの迂回方式に関する
ものである。

パケット交換システムは端末からのメッセージを交換機
に蓄積した後，例えば1000ビット程度の短いデータブロ
ックに分割し，宛先，通番などのヘッダを付加したパケ
ットに編集し，出ルートを選択して次の交換機，又は端
末に転送するものであるが、この時，パケット交換シス
テムのリソースの有効利用を図ることが必要である。

〔従来の技術〕

第６図は従来例を実施する為のパケット交換システム構
成図を示す。

図において、伝送路a,b,cを介して相互に接続可能なノ
ードA,B,C及び伝送路x,y,zを介してノードA,B,Cと相互
に通信可能な端末X,Y,Zが示されている。

各ノードにはビットを伝送するための物理的なコネクシ
ョンを活性化，維持，非活性化し、機械的，電気的，機
能的及び手続き上の手段を提供する物理層制御機構20、
データリンクを確立，維持，解放し，データを転送する
為の機能的及び手続き上の手段を提供するデータリンク
層制御機構21、パケット通信を行う当事者であるプロセ
スPa〜Pc間のコネクションを確立，維持，解放し、個々
のパケットに対する精査，状態チェック，送受信処理を
行うパケット処理機構22、回線の状態を管理し，パケッ
ト送信時の最適経路を選択するルーチング機構23、伝送
路の障害監視及び伝送路毎の送出すべきパケットの待ち
行列の長さがある値以上にならない様にする等のリソー
ス（資源）使用量監視を行い，ルーチング時の迂回条件
発生を監視する迂回条件検出機構24などから構成されて
いる。

又、プロセス間のリンケージは，呼を設定する過程で行
われるバーチャルコール（VC）と予め固定的に設定され
るパーマネントバーチャルサーキット（PVC）がある。
ここで、各ノードの構成図は同じためにノードＢのみ書
いてある。

更に、端末はパケット端末の場合もあれば，非パケット
端末の場合もあるが、後者の場合にはノード側にパケッ
ト分解組立機構（Packet Assembly ＆Disassembly:PA
D）が必要となる。

第７図は第６図のルーチング処理過程説明図を示す。以
下、第６図を参照しながら第７図によりルーチング処理
過程を説明する。

ノードＢ内の物理層制御機構20,データリンク層制御機
構21と端末Ｙとの間でそれぞれ物理的コネクション，デ
ータリンクが確立されている状態で、先ず端末Ｙから端
末Ｚ宛のパケット１が伝送路ｙ経由でノードＢに送信さ
れると、データリンク層制御機構21はフレーム同期用フ
ラグF,アドレスフィールド（Ａ），制御フイールド
（Ｃ），情報フールド（Ｉ），フレームの伝送誤り検出
用フレームチェックシーケンス（FSC）及び前記の同期
用フラグ（Ｆ）で構成されるハイレベルデータリンク制
御手順（HDLC）上のＩ（information）フレームを受信
する。

尚、パケット１はこのＩフレームの情報フィールドに含
まれる。

又、パケット処理機構22はこのパケットの精査，即ちフ
ォーマットチェックを行うと同時に，このパケットに対
応するプロセスPbの状態をチェックしてパケットの受信
が可能か否かを判定し、可能であればルーチング機構23
は宛先ノードＣ向けの最適経路である伝送路ｂをルーチ
ングテーブルより選択する。

この場合、伝送路ｂに対して迂回条件が発生していない
とするとパケット１は伝送路ｂ経由でノードＣに送信さ
れ，更に伝送路ｚ経由で端末Ｚに伝送される（第７図‐
参照）。

その後、伝送路ｂに物理層の異常が発生し、迂回条件検
出機構内の伝送路障害監視部241（回線障害に関する全
ての情報が集まる）がこれを検出するとルーチング機構
23に対して迂回条件発生（回線障害発生）を通知するの
で、ノードＢのルーチング機構はルーチングテーブルの
伝送路ｂ対応の回線障害発生表示をオンとし、迂回路で
ある伝送路ａが選択される様にする。

そこで、端末Ｙからパケット２が到着するとルーチング
機構により迂回路である伝送路ａが選択され，パケット
２は伝送路ａ経由でノードＡに送信される。

パケット２を受信したノードＡではルーチング機構13が
パケット２に付加された局間ヘッダを見て宛先がノード
Ｃであることを確認し，伝送路ｃ経由でこのパケットを
ノードＣに向けて中継するので、ノードＣから伝送路ｚ
を介して端末Ｚにパケット２が送られる（第７図‐参
照）。

次に、ノードＢの伝送路障害監視部241が伝送路ｂの障
害回復を検出するとルーチング機構23にこれを通知する
ので、ルーチング機構23はルーチングテーブルを元に戻
し、パケット３はパケット１と同じ経路で転送される
（第７図‐参照）。

その後、伝送路ｂに関してパケットのキュー長オーバや
スループットオーバなどのリソース使用量オーバをノー
ドＢの迂回条件検出機構内のリソース使用量監視部242
が検出すると、ルーチング機構23に対して迂回条件発生
（リソース使用量オーバ）を通知する。

そこで、ルーチング機構はルーチングテーブルの伝送路
ｂ対応のリソース使用量オーバ発生表示をオンとし，
の場合と同様に迂回路である伝送路ａが選択される様に
するのでノードＢに到着したパケット４はパケット２と
同じ迂回路で転送される。

しかし、リソース使用量が平常値に戻った時はルーチン
グテーブルを元に戻すので，その後に到着したパケット
５はパケット1,3と同様に通常ルートを転送される（第
７図‐，参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、伝送路ｂで瞬断やノイズなどが発生し，これに
起因するFSCエラーなどの発生により、送信したＩフレ
ームに対してノードＣよりこれを正しく受信したことを
示すRR（receive ready）フレームが所定時間T₁を経過
しても受信できない。

即ち、応答待ちタイムアウトの発生など，データリンク
層に関するプロトコル上の異常が多発し、伝送路の品質
が低下している状態の中でノードＢにパケット6,7が到
着すると、これらのパケットは、伝送路ｂ経由での正常
な転送が行えず，迂回路も選択されない為にノードＢに
長時間滞留することがある。

これは伝送路ｂの異常状態が長時間断ではなく瞬断やノ
イズなどに起因している為に伝送路障害監視部241から
は異常としては検出されず、又，キュー長オーバやスル
ープットなどのリソース使用量オーバでもないためリソ
ース使用量監視部242からも異常とは検出されない。た
だ、データリンク層制御機構が応答待ちタイムアウトを
検出し，これを回復すべくプロトコル上の再送処理を繰
り返している状態である。

通常、データリンク層制御機構21で検出された異常はオ
ペレータへのアラームメッセージと云う形で通知される
が、回線障害の場合と異なり，プロトコルレベルでの再
送で救済される場合もある為、オペレータが回線を閉塞
し，ループバック試験を行うべきか否か、ルーチング機
構23へフィードバックをかけるべきか否かを判断するこ
とは難しい。

即ち、迂回条件検出機構24に伝送路の品質監視機構がな
い為、伝送路の品質低下が発生するとパケットの転送遅
延が増大し、パケット交換システム内のリソースが無効
保留され、この無効保留を解消する為には高度なオペレ
ータの判断に頼らざるを得ないと云う問題点がある。

〔問題点を解決する為の手段〕

上記の問題点は第１図に示すパケット交換システムの迂
回方式により解決される。

任意の発着ノードのプロセス間を接続し，ノード情報を
もとにパケット毎に出ルートの選択を行うと共に、各ノ
ードにリソース使用量監視部，伝送路障害監視部及びル
ーチング機構を設けたパケット交換システムの迂回方式
において、 36は所定のTa₁時間内にｎ回以上の無応答が発生した
時、又はパケットが回線対応の送信キューに接続されて
から所定のTb₂時間を経過しても無効に保留されている
時は、伝送路の品質が一時的に低下しているとして、無
応答発生による迂回要求、又は無効保留による迂回要求
を送出し、該無応答発生による迂回要求を送出してから
所定のTa₂時間後に、又は該無効保留による迂回要求を
送出してから所定のTb₃時間後に、迂回取消要求を該ル
ーチング機構に送出する伝送路品質監視手段で該迂回要求が該ルーチング機構に送出された時は該ルー
チングテーブルを該最適経路から迂回経路に変更し、該
迂回取消要求が送出された時は該ルーチングテーブルを
該最適経路に戻す様にした。

〔作用〕

本発明は迂回条件検出機構内にリソース滞留時間監視，
無応答発生回数監視とタイマ監視とからなる伝送路品質
監視機構36を設けた。第２図は第１図中の伝送路品質監
視手段原理説明図で、第２図（ａ）は無応答発生回数監
視，第２図（ｂ）はリソース滞留時間監視の原理説明図
である。以下、第２図により本発明の原理を説明する。

（１）無応答発生回数監視（第２図（ａ）参照）。

無応答発生回数監視はタイマ監視により前記の応答待ち
タイムアウト，即ちT₁タイムアウト発生が検出された時
にデータリンク層制御機構経由で起動され，無応答計数
カウンタ（図示せず）を更新すると共に、その内容をチ
ェックして第２図（ａ）の左端に示す様に所定のTa₁時
間内にｎ回以上の無応答が発生した場合，該伝送路の品
質が一時的に低下しているとみなし、ルーチング機構33
及びデータリンク層制御機構31に対して迂回要求（伝送
路品質悪化検出通知）を行った後、上記の無応答計数カ
ウンタ初期設定を行う。

そして、上記の迂回要求を行った後は第２図（ａ）の中
央部に示す様に所定のTa₂（Ta₂＞Ta₁）時間経過後に無
条件で該伝送路の迂回取消要求を行い再び該伝送路を使
用可能状態とする。

尚、第２図（ａ）の右端の場合は所定のTa₁時間内の無
応答発生回数がｎより少ない為に迂回要求は送出されな
い。

（２）リソース滞留時間監視（第２図（ｂ）参照）。

次にリソース滞留時間監視は上記のタイマ監視機構が第
２図（ｂ）に示す様に一定時間（Tb1）毎に起動されて
いるが、パケットが回線対応の送信キューに接続されて
いるパケットの滞留時間をチェックし、所定のTb₂時間
を経過しても正常に送信又は開放されない場合に起動さ
れ、伝送路の品質が一時的に低下しているとみなし，ル
ーチング機構33,およびデータリンク層制御機構31に対
して迂回要求（伝送路品質悪化通知）を行う。

ここで、送信待ちキューとは回線使用中でパケット送出
不可の為に送信されるのを待つリンクレベルの送信待ち
キュー，又はパケット回線に送出された後のリンクレベ
ルでの送達確認を待つリンクレベルの確認待ちキューな
どを云う。

そして、迂回要求後は所定のTb₃時間経過後に無条件で
該伝送路の迂回取消要求を行い、再び該伝送路を使用可
能状態とする。

即ち、この様な伝送路品質監視手段を用いることによ
り、伝送路の低品質状態に起因するパケットの転送遅延
時間の増大，無効保留リソースの発生を防止することが
できる。又，ルーチング機構に対しては迂回要求を行う
際にはアラーム送信（伝送路品質低下）も同時に行われ
る為、オペレータが該伝送路の保守を行うべきか否かの
判断をすることが可能となる。

〔実施例〕

第３図は本発明を実施するためのパケット交換システム
構成図例、第４図は第３図のルーチング処理過程説明
図、第５図は第３図の動作説明図を示す。ここで、第５
図中の迂回条件検出機構としては本発明で付加された伝
送路品質監視機構36のみを説明し、処理の流れでは同じ
ローマ数字同士が接続されるとする。尚、全図を通じて
同一符号は同一対象物を、＊は無応答計数カウンタCa
（図示せず）の初期設定を示す。

又、第３図中の無応答発生回数監視部分361,リソース滞
留時間監視部分362,タイマ監視部分363は伝送路品質監
視機構36の構成部分である。

先ず、第５図を参照して第３図の各機能ブロックの機能
及び相互の関連について説明する。

第５図（ａ）のデータリンク層制御機構が物理層制御機
構経由でフレーム受信を通知されると＜イベント分析＞
の結果、イベントの種類がフレーム受信と判り，更に左
側の枝の＜フレーム分析＞で前記のHDLCフレームフォー
マット中の制御フィールド（Ｃ）の内容をチェックする
ことによりＩフレーム受信が判明する。

そこで、＜フォーマットチェック＞でＩフレームのフレ
ーム長，送信通番，受信通番などが正しいか否かのチェ
ックを行うが、OKであれば＜ステータスチェック＞によ
りＩフレームが受信可能な状態か否かのチェックを行
う。

上記のチェックが全てOKであればＩフレーム受信のイベ
ントを付与して第５図（ｂ）のパケット処理機構にＩフ
ィールドの内容，即ちパケットを渡し，これを起動する
「Ｉ」。

第５図（ｂ）のパケット処理機構では＜イベント分析＞
でイベント分析した結果,Iフレーム受信と判る。

そして、＜パケット分析＞で発呼要求パケットかデータ
パケットか等のパケットの種別を分析し、＜フォーマッ
トチェック＞でパケットの種別に対応したフォーマット
のチェックをし、＜ステータスチェック＞でパケットが
受信可能な状態か否かのチェックをし、全てOKであれば
パケットを第５図（ｅ）のルーチング機構33に渡してこ
の機構を起動する「II」。

第５図（ｅ）のルーチング機構ではノード情報をもとに
パケットを通常ルート（最適経路）で送る為の回線番号
をパケット処理機構への引き継ぎ情報として設定する。
そして、＜リソース使用量チェック＞，＜障害発生チェ
ック＞，＜品質悪化チェック＞などによる迂回条件をチ
ェックし迂回条件が発生していないなら通常ルートに決
定する。

しかし、迂回条件が発生している場合、迂回ルートの回
線番号をパケット処理機構への引き継ぎ情報として設定
し、該回線へのパケット送信を依頼する為にパケット送
信のイベントを付与して第５図（ｂ）のパケット処理機
構を起動する「III」。

第５図（ｂ）のパケット処理機構は＜イベント分析＞に
よりパケット送信が判ると中央の枝に入り，＜パケット
分析＞でパケット種別を分析し、＜ステータスチェック
＞で該パケットの送出が可能か否かをチェックし、局間
ヘッダの付与などのパケット編集を行った後にＩフレー
ム送信のイベントを付与してデータリンク層制御機構を
起動する「IV」。

そこで、第５図（ａ）のデータリンク層は「IV」の枝で
送信通番，受信通番等を付与するＩフレーム編集を行
い、＜ステータスチェック＞で当該回線にＩフレームが
送出可能か否かのチェックを行うが、送出可の場合はＩ
フレームを回線に送出した後に無応答監視タイマT₁をセ
ットする。これにより第５図（ｄ）のタイマ監視が相手
ノードからの応答未受信を監視する「Ｖ」。

しかし、送信不可の場合は該Ｉフレームを送信キューに
リンクし，該パケットのTb₂監視対象表示をオンにす
る。これをもとに第５図（ｄ）のタイマ監視がリソース
滞留時間の監視を行う「XII」。

第５図（ｄ）のタイマ監視は「Ｖ」の枝によりT₁タイマ
を監視し，このタイマが＜タイムアウト＞したら第５図
（ａ）のデータリンク層制御機構にT₁タイムアウトを通
知しデータリンク層制御機構を起動する「VI」。

又、無応答発生回数の監視の為に「Ｖ′」の枝でTa₁タ
イマを監視し＜タイムアウト＞になると回線対応の無応
答計数カウンタ（図示せず）をクリアする。なお、
「Ｖ′」の枝はタイマ監視プログラムで、オペレーティ
ングシステム（OS）から一定周期Ta₁で起動される。

第５図（ａ）のデータリンク層制御機構は＜イベント分
析＞でT₁タイムアウトと判ると中央の枝に入り，伝送路
品質監視を起動し,T₁タイムアウト発生を通知する「VI
I」。又、リトライカウンタを更新し、＜リトライアウ
ト＞か否かをチェックし、リトライアウトならアラーム
を送出し，リトライアウトでなければリトライ処理を行
う。

第５図（ｃ）の伝送路品質監視は＜イベント分析＞でイ
ベントがT₁タイムアウト発生と分析すると、「Ｖ」の枝
で回線対応の無応答計数カウンタCa（図示せず）のカウ
ンタ値を更新する。この時、無応答計数カウンタのカウ
ンタ値がオーバーフローすればルーチング機構およびデ
ータリンク制御機構を起動し、伝送路品質悪化検出を通
知し「IX」、その後,Ta₂タイマをセットする「VIII」。
しかし、オーバフローでなければ何もしない。

第５図（ｄ）のタイマ監視は「XII」の枝でTb₁周期で滞
留リソースの監視を行う為にTb₂監視対象パケットの有
無をチェックする。もし対象パケットがあれば，該パケ
ットが送信キューに接続されてからの累計時間を更新
し、該時間がTb₂をオーバした時は伝送路品質監視を起
動してTb₂タイムアウトを通知する「XIII」。Tb₂監視対
象パケットがない場合及び対象パケット有りでTb₂タイ
ムアウトでない場合は何もしない。

第５図（ｃ）の伝送路品質監視は＜イベント分析＞でTb
₂タイムアウト発生が判ると，ルーチング機構及びデー
タリンク層制御機構を起動し、伝送路品質悪化を通知す
る「IX,XIV」。その後、Tb₃タイマをセットする「VII
I」。

第５図（ｅ）のルーチング機構は＜イベント分析＞によ
り伝送路品質悪化検出と判ると、該回線の品質悪化表示
をオンにして該回線使用不可を表示する。また、Ta₂タ
イマセット，又はTb₃タイマセットにより第５図（ｄ）
のタイマ監視の「VIII」の枝でTa₂タイマ，又はTb₃タイ
マの監視が行われ、＜タイムアウト＞になると、Ta₂タ
イムアウト又はTb₃タイムアウトで伝送路品質監視が起
動される「Ｘ」。

第５図（ｃ）の伝送路品質監視は＜イベント分析＞でTa
₂タイムアウト発生，又はTb₃タイムアウト発生が判ると
右側の枝でルーチング機構を起動して伝送路品質悪化回
復の通知を行う「XI」。

第５図（ｅ）のルーチング機構は＜イベント分析＞で伝
送路品質悪化回復を検出すると、該回線の品質悪化表示
をオフにする。

次に、第４図を参照して第３図のルーチング処理過程を
説明する。

第４図において端末Ｙから端末Ｚ宛のパケットがノード
Ｂにおいて，伝送路ｂの障害発生またはリソース使用量
オーバの有無により伝送路ｂ又は伝送路ａに転送される
メカニズムは第７図の場合と同様である。

端末Ｙから端末Ｚ宛のパケット４が伝送路ｙ経由でノー
ドＢに到着すると、ノードＢのルーチング機構33はこの
パケットを通常ルートである伝送路ｂに送信しようとす
ると試みる。

しかし、無応答発生回数監視部分361又はリソース滞留
時間監視部分362で伝送路ｂの一時的な品質不良（無応
答が所定のTa₁時間内にｎ回以上発生，又はパケットが
送信キュー上で所定のTb₂時間以上無効保留）が検出さ
れると伝送路品質監視手段36よりルーチング機構33及び
データリンク層制御機構31に対して伝送路品質悪化検出
が通知される。

ルーチング機構33は伝送路品質悪化検出を通知されると
ルーチングテーブルを変更する。これにより迂回路とな
る伝送路ａが選択され、パケット４及び，その後のパケ
ット５も伝送路ａへ迂回される。又、データリンク層制
御機構31は伝送路品質悪化検出を通知されると，送出不
可のパケット（パケット４）を回収し、パケット処理機
構32を起動する。

パケット処理機構は伝送路品質悪化検出を通知されると
迂回路でのパケット送信を行う為にルーチング機構を起
動する。

伝送路品質監視手段36は伝送路ｂの低品質状態検出後，
所定のTa₂,又はTb₃時間を経過すると、ルーチング機構3
3に対して無条件に迂回取消要求（伝送路品質悪化回復
通知）を行う。これにより、ルーチング機構33はルーチ
ングテーブルを元に戻し，次に受信したパケット６を通
常ルートである伝送路ｂに送出することになる。

即ち、本発明によれば伝送路の低品質状態を早期に認識
することが出来るので，迂回路及びパケットバッファな
どを含むパケット交換システムのリソースの有効活用が
図れる。又、オペレータは伝送路品質監視手段36,伝送
路障害監視部34,リソース使用量監視部35を含む迂回条
件検出機構から送出されるアラーム情報で伝送路の保守
が可能となる為、伝送路の保守が容易になる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した様に本発明によれば、パケット交換
システムの内のリソースの有効利用が図れると共に、伝
送路の保守が容易になると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための原理ブロック図、第２図は第１図中の伝送路品質監視手段原理説明図、第３図は本発明を実施するためのパケット交換システム
構成図例、第４図は第３図のルーチング処理過程説明図、第５図は第３図の動作説明図、第６図は従来例を実施するためのパケット交換システム
構成図、第７図は第６図のルーチング処理過程説明図を示す。図において、 33はルーチング機構、 34は伝送路障害監視部、 35はリソース使用量監視部、 36は伝送路品質監視手段、 361は無応答発生回数監視部分、 362はリソース滞留時間監視部分、 363はタイマ監視部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】任意の発着ノードのプロセス間を接続し，
ノード情報をもとにパケット毎に出ルートの選択を行う
と共に、各ノードにリソース使用量監視部（35），伝送
路障害監視部（34）及びルーチング機構（33）を設け、
該リソース使用量監視部又は伝送路障害監視部からの迂
回条件発生情報が該ルーチング機構に送出されれた時、
該ルーチング機構はルーチングテーブルを最適経路から
迂回経路に変更し，迂回条件消滅情報が送出された時に
ルーチンテーブルを該最適経路に戻すパケット交換シス
テムの迂回方式において、所定のTa₁時間内にｎ回以上の無応答が発生した時、又
はパケットが回線対応の送信キューに接続されてから所
定のTb₂時間を経過しても無効に保留されている時は、
伝送路の品質が一時的に低下しているとして、無応答発
生による迂回要求、又は無効保留による迂回要求を送出
し、該無応答発生による迂回要求を送出してから所定のTa₂
時間後に、又は該無効保留による迂回要求を送出してか
ら所定のTb₃時間後に、迂回取消要求を該ルーチング機
構に送出する伝送路品質監視手段（36）を設け、該迂回要求が該ルーチング機構に送出された時は該ルー
チングテーブルを該最適経路から迂回経路に変更し、該
迂回取消要求が送出された時は該ルーチングテーブルを
該最適経路に戻す様にしたことを特徴とする迂回方式。