(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターフェースを介して網状に接続された複数の経路制御装置からなるパケット交換型ネットワークで用いられ、複数のインターフェースのうち入力パケットの転送アドレスに対応するインターフェースへ当該入力パケットを転送する経路制御装置であって、
パケットの品質クラス毎に設けられ、当該品質クラスに応じたアルゴリズムに基づき、その品質クラスに属する入力パケットの転送アドレスと当該パケットを転送すべきインターフェースとを対応付ける複数の経路テーブルを予め記憶する記憶部と、
入力パケットが属する品質クラスを識別するクラス識別部と、
前記記憶部に記憶されている各経路テーブルのうち、前記クラス識別部により識別された入力パケットの品質クラスに対応する経路テーブルを用いて、当該入力パケットをその転送アドレスに対応するインターフェースへ転送するパケット転送部と、
前記パケット交換型ネットワークから経路計算用情報を収集する情報収集部と、
この情報収集部で収集された経路計算用情報から、個々の品質クラスに応じたアルゴリズムに基づき経路計算を行うことにより、当該品質クラスに属する入力パケットを転送すべきインターフェースを決定して、各品質クラスごとに前記経路テーブルを生成する経路計算部と
を備えることを特徴とする経路制御装置。
【請求項２】
インターフェースを介して網状に接続された複数の経路制御装置からなるパケット交換型ネットワークで用いられ、複数のインターフェースのうち入力パケットの転送アドレスに対応するインターフェースへ当該入力パケットを転送する経路制御方法であって、
パケットの品質クラス毎に設けられ、当該品質クラスに応じたアルゴリズムに基づき、その品質クラスに属する入力パケットの転送アドレスと当該パケットを転送すべきインターフェースとを対応付ける複数の経路テーブルを予め記憶し、
入力パケットを転送する際には、
当該入力パケットが属する品質クラスを識別し、
前記記憶部に記憶されている各経路テーブルのうち、識別された前記入力パケットの品質クラスの経路テーブルを用いて、当該入力パケットをその転送アドレスに対応するインターフェースへ転送し、
経路テーブルを生成する際には、
前記パケット交換型ネットワークから経路計算用情報を収集し、
収集された前記経路計算用情報から、個々の品質クラスに応じたアルゴリズムに基づき経路計算を行うことにより、当該品質クラスに属する入力パケットを転送すべきインターフェースを決定して、各品質クラスごとに前記経路テーブルを生成する
ことを特徴とする経路制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、経路制御装置および方法に関し、特にパケット交換型のネットワークサービスにおいて、経路を制御することにより複数クラスのサービスに対し品質保証を行う経路制御装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット利用の普及に伴い、ＩＰネットワークの重要性が高まっている。こういった中、ＩＰネットワークを流れるデータとして、ＷＷＷの閲覧やメールといった短時間での応答や品質の保証を必要としないデータから、決済情報などの緊急性を要するデータ、さらには音声や動画などのように即応性を要するデータなど、要求される転送品質が異なるデータをそれぞれ適切に転送処理する必要がある。
このようなＩＰネットワークなどのパケット交換型ネットワークでは、経路制御において、経由する各経路制御装置（ルータ）上で経路制御装置が保持する経路表に基づき転送先の経路制御装置を決定する。これによってネットワーク上を流れるフローを束ねて扱い、個々のフローを意識することなく大規模化に対応した処理を行うことができる。
【０００３】
このことにより、電話のように個別のフローを取り扱わずに束ねて扱うことによって大規模化が容易になった反面、個別に品質を制御し保証することが難しくなった。
複数のサービスや利用者を異なる品質クラスに割り当て、そのクラス毎に品質を制御するための技術として、異なるクラス毎に別の経路を用いる方法がある。その１つとして、特定サービスの収容経路として、通過ルータを手動操作によって指定する方法があるが、大規模なＩＰネットワークにおいて複数クラスでサービスを提供する場合にはスケーラビィリティに問題があった。
【０００４】
これに対して、残余帯域などを制約条件として経路を計算するＯＳＰＦ（Open Shortest Path First／ＲＦＣ１２４７）などのプロトコルを拡張して用い、自動的に経路を計算する方法がある。図４に従来の経路制御装置（ルータ）のブロック図を示す。
この経路制御装置５０では、情報収集部５１でＩＰネットワークから経路計算用情報５２Ａを収集し、これに基づき経路計算部５３でパケットの転送アドレスに対応して当該パケットを転送すべきインターフェースを決定し、図５に示すような経路テーブル５２Ｂを生成して記憶部５２へ格納する。そして、実際にパケット転送部５４でパケットを転送する際、当該パケットの転送アドレスに基づきその経路テーブル５２Ｂで決められたインターフェース６１〜６３のいずれかへパケットを転送するものとなっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の経路制御装置によれば、大規模なパケット交換型ネットワークにおいて複数クラスでサービスを提供する場合、動的に経路計算する方法ではスケーラビィリティに問題がないものの、経路テーブルやその経路テーブルを生成するアルゴリズムが単一であるため、多くの品質クラスを有するパケットを扱う場合、パケットの転送品質に限界が生じ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、大規模なパケット交換型ネットワークであってもスケーラブルで複数品質クラスを低コストでサービス提供できる経路制御装置および方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【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、本発明にかかる経路制御装置は、インターフェースを介して網状に接続された複数の経路制御装置からなるパケット交換型ネットワークで用いられ、複数のインターフェースのうち入力パケットの転送アドレスに対応するインターフェースへ当該入力パケットを転送する経路制御装置であって、パケットの品質クラス毎に設けられ、当該品質クラスに応じたアルゴリズムに基づき、その品質クラスに属する入力パケットの転送アドレスと当該パケットを転送すべきインターフェースとを対応付ける複数の経路テーブルを予め記憶する記憶部と、入力パケットが属する品質クラスを識別するクラス識別部と、記憶部に記憶されている各経路テーブルのうち、クラス識別部により識別された入力パケットの品質クラスに対応する経路テーブルを用いて、当該入力パケットをその転送アドレスに対応するインターフェースへ転送するパケット転送部と、経路テーブルを生成するための構成として、パケット交換型ネットワークから経路計算用情報を収集する情報収集部と、この情報収集部で収集された経路計算用情報から、個々の品質クラスに応じたアルゴリズムに基づき経路計算を行うことにより、当該品質クラスに属する入力パケットを転送すべきインターフェースを決定して、各品質クラスごとに経路テーブルを生成する経路計算部とを備えるものである。
【００１０】
また、本発明にかかる経路制御方法は、インターフェースを介して網状に接続された複数の経路制御装置からなるパケット交換型ネットワークで用いられ、複数のインターフェースのうち入力パケットの転送アドレスに対応するインターフェースへ当該入力パケットを転送する経路制御方法であって、パケットの品質クラス毎に設けられ、当該品質クラスに応じたアルゴリズムに基づき、その品質クラスに属する入力パケットの転送アドレスと当該パケットを転送すべきインターフェースとを対応付ける複数の経路テーブルを予め記憶し、入力パケットを転送する際には、当該入力パケットが属する品質クラスを識別し、記憶部に記憶されている各経路テーブルのうち、識別された入力パケットの品質クラスの経路テーブルを用いて、当該入力パケットをその転送アドレスに対応するインターフェースへ転送し、入力パケットを転送する際には、パケット交換型ネットワークから経路計算用情報を収集し、収集された経路計算用情報から、個々の品質クラスに応じたアルゴリズムに基づき、各品質クラスごとに経路テーブルを生成するようにしたものである。
【００１２】
【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経路制御装置の構成を示すブロック図である。
経路制御装置（ルータ）１０は、ＩＰネットワークを構成する他の経路制御装置とインターフェース１１〜１３を介して網状に接続されている。この経路制御装置１０には、情報収集部１、記憶部２、経路計算部３、パケット転送部４およびクラス識別部５が設けられている。以下では、パケット交換型ネットワークとしてＩＰネットワークを用いた場合を例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１３】
情報収集部１は、経路制御装置間の距離、遅延時間、空き帯域幅などの経路計算用情報２ＡをＩＰネットワークから取得する。収集された経路計算用情報２Ａは記憶部２へ格納される。
経路計算部３は、記憶部２に格納されている経路計算用情報２Ａを用いて入力パケットを転送するインターフェースを決定し、経路テーブル２Ｂを生成する。生成された経路テーブル２Ｂは記憶部２へ格納される。
このとき、経路計算部３では、各品質クラス毎に異なるアルゴリズムを用いて経路計算を行い、各品質クラス毎に経路テーブル２Ｂを生成する。
【００１４】
クラス識別部５は、入力パケットが属する品質クラスを識別する。
パケット転送部４は、記憶部２に格納されている経路テーブル２Ｂを用いて入力パケットを適切なインターフェースへ転送する。この際、クラス識別部５で識別された入力パケットの品質クラスに対応する経路テーブル２Ｂを参照し、そのパケットの転送アドレスに対応するインターフェースを決定する。
図２に経路テーブルの構成例を示す。例えば、品質クラスＡ，Ｂが存在する場合、これらクラス毎に経路テーブル２１，２２が個別に生成され、使用される。したがって、例えばクラスＡに属し転送アドレスがＹのパケットは、インターフェース１２へ転送され、転送アドレスが同一のＹであっても属するクラスがＢの場合は、インターフェース１１へ転送されることになる。
【００１５】
図３に本発明にかかる経路制御方法のシミュレーション結果を示す。
シミュレーションに当たって、パケット転送技術としては、クラス別優先制御技術の１つであるＤｉｆｆＳｅｒｖ（Differentiated Services）と、ＩＥＴＦが標準化を進めているＭＰＬＳ（MultiProtocol Label Switching）とを用いた。
ＭＰＬＳは、ＩＰパケットを転送する際、ＩＰヘッダの代わりに「ラベル」と呼ばれる短い固定長（３２ビット）の識別標識を利用するものであり、ＭＰＬＳ対応ネットワークの入口エッジルータでラベルが付加されてそのネットワーク内で順次転送される。そして、出口エッジルータでラベルが取り除かれて外部のネットワークへ転送される。
【００１６】
また、ＤｉｆｆＳｅｒｖでは、品質クラスとして、ＶｏＩＰ（Voice over IP）などの遅延に厳しいＥＦクラスと、データ転送などのベストエフォートのＢＥクラスを想定した。この品質クラスをＭＰＬＳのラベルに対応付ける方式、すなわち品質クラスの収容方式として、異なる２つの収容方式１（Ｅ−ＬＳＰ：EXP-Inferred-PSC Label Switching Path）と収容方式２（Ｌ−ＬＳＰ：Label-Only-Inferred-PSC Label Switching Path）とを用いた。
経路制御装置では、優先キューによりＥＦクラスのパケットを優先転送するものとし、ＩＰネットワークは３×５の格子状で、各経路制御装置間を結ぶリンク（インターフェース）の帯域を１００とした。各リンクでの遅延（メトリック）は、１〜１０の整数値から等確率で選択し、またすべての経路制御装置間に１〜５の整数値から等確率でトラフィックを生成した。なお、ＥＦとＢＥの割合を１：４とした。
【００１７】
ＭＰＬＳのルーチングアルゴリズムとして、メトリック遅延最小のパスのうち空き帯域が最大のパスを選択するＷ−Ｓ（widest-shortest）と、空き帯域最大のパスのうちメトリック遅延が最小のパスを選択するＳ−Ｗ（shortest-widest）を用いた。また本発明のルーチングアルゴリズムとしては、ＥＦクラスのパケットに対して遅延が小さくなるようＷ−Ｓを用い、ＢＦクラスのパケットに対してリンク使用率が平滑化されるようＳ−Ｗを用いた。
評価の際、ＥＦクラスは遅延に厳しい場合を想定していることから、ＥＦのＬＳＰ遅延の最大値で品質を比較し、ネットワーク全体では輻輳をなくすことを想定しているので、リンク使用率の最大値で品質を比較した。
【００１８】
シミュレーションの結果、図３に示すように、収容方式の違いに関わらず、ＥＦクラスの最大パス遅延については、予想通りＳ−Ｗを採用したものの方が良好で、最大リンク使用率については、Ｗ−Ｓを採用したものの方が良好であった。
本発明のルーチングアルゴリズムによれば、ＥＦクラスの最大パス遅延をＳ−Ｗと同程度に抑えるとともに、最大リンク使用率についてもＷ−Ｓと同程度に抑えており、総合的にはそれぞれのアルゴリズムを活かした結果が得られている。
このように、各クラス毎に個別の経路計算アルゴリズムを用いて生成された経路テーブルを用いて、パケットを転送するようにしたので、大規模なＩＰネットワークであってもスケーラブルで複数品質クラスを提供できるとともに、結果としてネットワークが効率よく利用されるため低コストでサービス提供できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、入力パケットが属する品質クラスに応じたアルゴリズムを用いて、各入力パケットを当該入力パケットの転送アドレスに対応するインターフェースへ転送し、入力パケットを転送する際には、パケット交換型ネットワークから経路計算用情報を収集し、収集された経路計算用情報から、個々の品質クラスに応じたアルゴリズムに基づき経路計算を行うことにより、当該品質クラスに属する入力パケットを転送すべきインターフェースを決定して、各品質クラスごとに経路テーブルを生成するするようにしたので、従来の単一アルゴリズムに基づきパケットを転送するものと比較して、大規模なＩＰネットワークであってもスケーラブルで複数品質クラスを提供できるとともに、結果としてネットワークが効率よく利用されるため低コストでサービス提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態にかかる経路制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明にかかる経路テーブルの構成例である。
【図３】  本発明のシミュレーション結果である。
【図４】  従来の経路制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】  本発明にかかる経路テーブルの構成例である。
【符号の説明】
１…情報収集部、２…記憶部、２Ａ…経路計算用情報、２Ｂ…経路テーブル、３…経路計算部、４…パケット転送部、５…クラス識別部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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