(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリンクを介して互いに接続された２つのルータを少なくとも有し、前記２つのルータ間にて前記複数のリンクのうち１つのリンクを介してパケットが転送されるパケット中継方式であって、
前記ルータは、
前記リンクを介して転送されてきたパケットを受信、保持する、前記複数のリンク毎に設けられたバッファのキューを監視することにより前記リンクの使用状況を前記パケットの送信元のルータに通知する通知手段と、
前記通知手段によって通知されるリンクの使用状況に基づいて前記パケットを転送するリンクを選択する選択手段と、
前記パケットの送信先となる宛先アドレスと該宛先アドレスによって指定される送信先に前記パケットを転送する際に使用するリンクとが対応づけられて設定され、当該ルータの入力インターフェース毎に設けられた第１のテーブルと、
前記通知手段から通知されたリンクの使用状況に基づいて当該リンクを用いてパケットを転送することができるかどうかが前記複数のリンク毎に設定された第２のテーブルとを有し、
前記選択手段は、前記第２のテーブルを参照して、前記第１のテーブルにて前記パケットの送信先となる宛先アドレスと対応づけられたリンクが前記パケットを転送することができないものである場合、前記第２のテーブルに設定された、前記パケットを転送することができるリンクを選択し、
前記選択されたリンクが、前記第１のテーブルにて当該パケットの送信先となる宛先アドレスと対応づけられるパケット中継方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット中継方式に関し、特に、マルチリンク接続におけるパケット中継方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マルチリンク接続におけるパケット中継方式に用いられるルータのパケットフォワーディング技術としては、ＭＬＰＰＰ方式やラウンドロビン方式等がある。また、ルータのＣＰＵリソースの消費を少なくする技術として、パケットをストリーム毎にフォワーディングする方式がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の技術においては、以下に示すような問題点がある。
【０００４】
（１）パケットを中継する際にパケットの送出順序が入れ替わる可能性があるため、音声データの様にリアルタイム性のあるパケットを転送する場合、パケットを受信するエンドノードにおいて転送されてきたパケットの順序を整列しなおさなけらばならない。
【０００５】
（２）ＭＬＰＰＰ方式においては、パケットの組立とヘッダ付けにおいて多大な処理が必要であるため、ＣＰＵリソースを大きく消費してしまう。
【０００６】
（３）パケットをストリーム毎にフォワーディングするものにおいては、ストリームの先頭のパケットに基づいて該ストリームをフォワーディングするルート（リンク）が決定されるため、一度、フォワーディングするルートが決定されると、他のリンクが空いていても他のリンクはそのストリームに関して使用することができない。そのため、選択されたリンクが輻輳状態となった場合に、空いているリンクがあるにも関わらずその空きリンクを使用することができない。
【０００７】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、ストリーム毎にパケットの転送順序を維持しながらもリンクを有効利用でき、さらに、プロセッサに掛かる負荷を少なくすることができるマルチリンク接続におけるパケット中継方式を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、
複数のリンクを介して互いに接続された２つのルータを少なくとも有し、前記２つのルータ間にて前記複数のリンクのうち１つのリンクを介してパケットが転送されるパケット中継方式であって、
前記ルータは、
前記リンクを介して転送されてきたパケットを受信、保持する、前記複数のリンク毎に設けられたバッファのキューを監視することにより前記リンクの使用状況を前記パケットの送信元のルータに通知する通知手段と、
前記通知手段によって通知されるリンクの使用状況に基づいて前記パケットを転送するリンクを選択する選択手段と、
前記パケットの送信先となる宛先アドレスと該宛先アドレスによって指定される送信先に前記パケットを転送する際に使用するリンクとが対応づけられて設定され、当該ルータの入力インターフェース毎に設けられた第１のテーブルと、
前記通知手段から通知されたリンクの使用状況に基づいて当該リンクを用いてパケットを転送することができるかどうかが前記複数のリンク毎に設定された第２のテーブルとを有し、
前記選択手段は、前記第２のテーブルを参照して、前記第１のテーブルにて前記パケットの送信先となる宛先アドレスと対応づけられたリンクが前記パケットを転送することができないものである場合、前記第２のテーブルに設定された、前記パケットを転送することができるリンクを選択し、
前記選択されたリンクが、前記第１のテーブルにて当該パケットの送信先となる宛先アドレスと対応づけられる。
【０００９】
また、前記ルータは、前記リンクを介して転送されてきたパケットを受信、保持する、前記複数のリンク毎に設けられたバッファのキューを監視することにより前記リンクの使用状況を前記パケットの送信元のルータに通知する通知手段を有し、
前記選択手段は、前記通知手段によって通知されるリンクの使用状況に基づいて前記パケットを転送するリンクを選択することを特徴とする。
【００１０】
また、前記ルータは、前記パケットの送信先となる宛先アドレスと該宛先アドレスによって指定される送信先に前記パケットを転送する際に使用するリンクとが対応づけられて設定され、当該ルータの入力インターフェース毎に設けられた第１のテーブルを有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記ルータは、前記通知手段から通知されたリンクの使用状況に基づいて当該リンクを用いてパケットを転送することができるかどうかが前記複数のリンク毎に設定された第２のテーブルを有することを特徴とする。
【００１２】
また、前記選択手段は、前記第２のテーブルを参照して、前記第１のテーブルにて前記パケットの送信先となる宛先アドレスと対応づけられたリンクが前記パケットを転送することができないものである場合、前記第２のテーブルに設定された、前記パケットを転送することができるリンクを選択することを特徴とする。
【００１３】
また、複数のリンクを介して互いに接続された２つのルータを少なくとも有し、前記２つのルータ間にて前記複数のリンクのうち１つのリンクを介してパケットが転送されるパケット中継方式であって、
前記ルータは、前記リンクの使用率及び帯域幅に基づいて前記パケットを転送するリンクを選択する選択手段を有することを特徴とする。
【００１４】
（作用）
上記のように構成された本発明においては、ルータ間のリンクの使用状況に基づいてパケットを転送するためのリンクが選択、設定されるので、パケットヘッダを変更することなく、ストリーム毎にパケットの転送が行われ、かつ、空きリンクが有効に活用される。
【００１５】
また、パケットの送信先となる宛先アドレスと該宛先アドレスによって指定される送信先にパケットを転送する際に使用するリンクとが対応づけられて設定された第１のテーブルが当該ルータの入力インターフェース毎に設けられているので、パケットの転送順序を維持した状態でストリーム毎にパケットを転送することができるとともに、ＣＰＵにかかる負荷が軽減される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明のパケット中継方式の実施の一形態を示す図である。なお、本形態においては、２つのルータが４つのリンクを介して接続されているが、これらの数はこれに限定されるものではない。
【００１８】
本形態は図１に示すように、通話を行うための電話機１０ａ，１０ｂと、電話機１０ａ，１０ｂがそれぞれ接続される電話網２０ａ，２０ｂと、電話網２０ａ，２０ｂとそれぞれ接続されたＶｏＩＰゲートウェイ３０ａ，３０ｂと、通信を行うためのＨ３２３端末４０ａ，４０ｂと、Ｈ３２３端末４０ａ，４０ｂとそれぞれ接続されたルータ５０ａ，５０ｂと、ＶｏＩＰゲートウェイ３０ａ，３０ｂ及びルータ５０ａ，５０ｂとそれぞれ接続されるとともにリンク７０−１〜７０−４を介して互いに接続され、電話機１０ａ，１０ｂあるいはＨ３２３端末４０ａ，４０ｂ間にて送受信されるパケットをリンク７０−１〜７０−４のうちいずれかを用いて中継するルータ６０ａ，６０ｂとから構成されている。
【００１９】
また、ルータ６０ａ，６０ｂはそれぞれ、リンク７０−１〜７０−４とそれぞれ接続され、リンク７０−１〜７０−４を介して転送されてきたパケットを受信、保持するバッファ６１ａ−１〜６１ａ−４，６１ｂ−１〜６１ｂ−４と、パケットの転送先を示す宛先ＩＰアドレスに対応して該パケットを出力するリンクが設定されている第１のテーブルであるフォワーディングテーブル６２ａ，６２ｂと、バッファ６１ａ−１〜６１ａ−４，６１ｂ−１〜６１ｂ−４のキューを監視することによりリンク７０−１〜７０−４の使用状況を互いのルータ６０ｂ，６０ａに通知するリンク状態通知部６３ａ，６３ｂと、リンク状態通知部６３ａ，６３ｂから通知されたリンク７０−１〜７０−４の使用状況に基づいてリンク７０−１〜７０−４にパケットを出力できるかどうかが設定されている第２のテーブルであるリンク状態テーブル６４ａ，６４ｂと、フォワーディングテーブル６２ａ，６２ｂ及びリンク状態テーブル６４ａ，６４ｂを参照してパケットを出力するリンクを選択するリンク選択部６５ａ，６５ｂとから構成されている。
【００２０】
また、電話網２０ａ，２０ｂとしては、公衆電話網と私設電話網とのいずれも想定でき、また、ＩＰ網としても、公衆ＩＰ網と私設ＩＰ網とのいずれも想定できる。
【００２１】
なお、本形態におけるマルチリンク接続やＶｏＩＰゲートウェイにおいては、当業者にとってよく知られた事項であり、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成の説明は省略する。
【００２２】
上記何れの場合においても、エンドポイントはマルチリンク接続されたルータにより構成されるＩＰ網を介して接続されており、エンドポイントは、この構成上でエンドーエンドで音声等のリアルタイム性パケットを送受する。
【００２３】
以下に、上記のように構成されたパケット中継方式におけるパケット中継方法について説明する。
【００２４】
図２は、図１に示したパケット中継方式におけるパケット中継方法を説明するためのフローチャートである。
【００２５】
ルータ６０ａに、リンク７０−１〜７０−４を介してルータ６０ｂ側に転送すべきパケットが入力されると（ステップＳ１）、まず、リンク選択部６５ａにおいて、フォワーディングテーブル６２ａを参照してパケットの宛先ＩＰアドレスが、既にフォワーディングテーブル６２ａに設定されているアドレスであるかどうかが判断される（ステップＳ２）。
【００２６】
図３は、図１に示したフォワーディングテーブル６２ａの一例を示す図である。
【００２７】
図３に示すように本形態におけるフォワーディングテーブル６２ａには、宛先ＩＰアドレス毎に、パケットを出力すべきリンク７０−１〜７０−４が一意に設定されている。なお、このフォワーディングテーブル６２ａは、ルータ６０ａの入力インターフェース毎に設けられている。例えば、図１に示したものおいては、電話機１０ａ、電話網２０ａ及びゲートウェイ３０ａからなる入力インタフェースと、Ｈ３２３端末４０ａ及びルータ５０ａからなる入力インターフェースとのそれぞれに対応してフォワーディングテーブル６２ａが設けられている。
【００２８】
ルータ６０ａに入力されたパケットの宛先ＩＰアドレスがフォワーディングテーブル６２ａに既に設定されている場合は、リンク選択部６５ａにおいて、フォワーディングテーブル６２ａを参照して、ルータ６０ａに入力されたパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するリンクが選択される（ステップＳ３）。例えば、ルータ６０ａに入力されたパケットの宛先ＩＰアドレスが“ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ”の場合、図３に示したフォワーディングテーブル６２ａにおいては、宛先ＩＰアドレス“ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ”にリンク７０−１が対応して設定されているため、リンク７０−１がパケットを出力するリンクとして選択される。
【００２９】
次に、リンク選択部６５ａにおいて、リンク状態テーブル６４ａを参照して、ステップＳ３にて選択されたリンクにパケットを出力できるかどうかが判断される（ステップＳ４）。
【００３０】
図４は、図１に示したリンク状態テーブル６４ａの一例を示す図である。
【００３１】
図４に示すように本形態におけるリンク状態テーブル６４ａには、リンク７０−１〜７０−４のそれぞれを用いてパケットを転送することができるかどうかが設定されている。これは、パケットの受信側となるルータ６０ｂ内のバッファ６１ｂ−１〜６１ｂ−４のキューに基づいて設定されており、バッファ６１ｂ−１〜６１ｂ−４のキューは、ルータ６０ｂ内のリンク状態通知部６３ｂにて検出され、これに基づいてリンク７０−１〜７０−４を用いてパケットを転送することができるかどうかがリンク状態テーブル６４ａに設定されている。
【００３２】
ここで、リンク状態通知部６３ｂにおいては、バッファ６１ｂ−１〜６１ｂ−４のキューに所定のしきい値を設定し、バッファ６１ｂ−１〜６１ｂ−４のキューがこのしきい値以下である場合、そのバッファに接続されたリンクを用いたパケットの転送を可とし、バッファ６１ｂ−１〜６１ｂ−４のキューがしきい値を超えている場合、そのバッファに接続されたリンクを用いてパケットの転送を不可としている。
【００３３】
リンク選択部６５において、ステップＳ３にて選択されたリンクを用いてパケットを転送することができると判断された場合は、ステップＳ３にて選択されたリンクにパケットが出力される（ステップＳ５）。例えば、ルータ６０ａに入力されたパケットの宛先ＩＰアドレスが“ＢＢ．ＢＢ．ＢＢ．ＢＢ”の場合、図３に示したフォワーディングテーブル６２ａにおいては、宛先ＩＰアドレス“ＢＢ．ＢＢ．ＢＢ．ＢＢ”にリンク７０−２が対応して設定されているため、リンク７０−２がパケットを転送するためのリンクとして選択され、その後、リンク状態テーブル６４ａを参照すると、ステップＳ３にて選択されたリンク７０−２が、パケットを転送することができるものであるため、宛先ＩＰアドレスが“ＢＢ．ＢＢ．ＢＢ．ＢＢ”であるパケットがリンク７０−２に出力される。
【００３４】
一方、ステップＳ２において、ルータ６０ａに入力されたパケットの宛先ＩＰアドレスがフォワーディングテーブル６２ａに設定されていない場合は、リンク選択部６５ａにおいて、リンク状態テーブル６４ａを参照して、パケットを出力するリンクを選択する（ステップＳ６）。ステップＳ６におけるリンクの選択においては、リンク状態テーブル６４ａを参照して、パケットを転送可とするリンクのうち任意のリンクが選択されることにより行われるが、その方法は、循環方法、若番選択方法あるいは乱数等を使用したランダム方法等が考えられ、それらは選択可能なものとする。
【００３５】
また、ステップＳ４において、ステップＳ３にて選択されたリンクにパケットを出力できないと判断された場合は、ステップＳ６における処理に移行し、パケットを出力するリンクを選択する。例えば、ルータ６０ａに入力されたパケットの宛先ＩＰアドレスが“ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ”の場合、図３に示したフォワーディングテーブル６２ａにおいては、宛先ＩＰアドレス“ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ”にリンク７０−１が対応して設定されているため、リンク７０−１がパケットを転送するためのリンクとして選択されるものの、図４に示したリンク状態テーブル６４ａを参照すると、リンク７０−１はパケットの転送が不可となっている。そのため、宛先ＩＰアドレスが“ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ”のパケットをリンク７０−１以外のリンク７０−２〜７０−４を用いて転送することになる。
【００３６】
図５は、図１に示したフォワーディングテーブル６２ａの一例を示す図である。
【００３７】
図５に示すように、リンク選択部６５ａにおいて、宛先ＩＰアドレスが“ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ．ＡＡ”のパケットを出力するリンクとして、パケットの転送が可能であるリンク７０−３が選択される。
【００３８】
その後、ステップＳ６にて選択されたリンクが、パケットの宛先ＩＰアドレスと対応づけられたフォワーディングテーブル６２ａに設定されるとともに（ステップＳ７）、ステップＳ５における処理に移行し、ステップＳ６にて選択されたリンクにパケットが出力される。なお、ステップＳ７におけるリンクの設定は、ルータ６０ａに入力されたパケットの宛先ＩＰアドレスがフォワーディングテーブル６２ａに設定されていないものである場合は、この宛先ＩＰアドレスが、ステップＳ６にて選択されたリンクと対応づけられてフォワーディングテーブル６２ａに新規に設定され、また、ルータ６０ａに入力されたパケットの宛先ＩＰアドレスがフォワーディングテーブル６２ａに既に設定されているものであって、ステップＳ４においてそれに対応するリンクがパケットの転送が不可のものであると判断された場合は、フォワーディングテーブル６２ａの宛先ＩＰアドレスが一度削除され、その後、該宛先ＩＰアドレスがステップＳ６にて選択されたリンクと対応づけられてフォワーディングテーブル６２ａに設定される。
【００３９】
以下に、複数のパケットからなるストリームを転送中にリンク７０−１〜７０−４の使用状況が変化した場合の処理について説明する。
【００４０】
図６は、図１に示したパケット中継方式においてストリームの転送中にリンク７０−１〜７０−４の使用状況が変化した場合の処理を説明するためのフローチャートである。
【００４１】
リンク状態通知部６３ｂにおいては、バッファ６１ｂ−１〜６１ｂ−４のキューが常時監視されており（ステップＳ１１）、バッファ６１ｂ−１〜６１ｂ−４のキューに応じてリンク７０−１〜７０−４を用いてパケットを転送可能であるかどうかがリンク状態テーブル６４ａに通知、設定される。
【００４２】
リンク選択部６５ａにおいては、リンク状態テーブル６４ａを参照して、リンクを用いてパケットを転送することができるかどうかが、転送可能な状態から転送不可能な状態に変化した場合（ステップＳ１２）、このパケットの宛先ＩＰアドレスをフォワーディングテーブル６２ａから削除するとともに（ステップＳ１３）、図２に示したステップＳ６における処理に移行して再度リンクを選択し、ステップＳ７において、選択したリンクを宛先ＩＰアドレスと対応づけてフォワーディングテーブル６２ａに設定する。
【００４３】
このように、ストリームの転送中にリンク７０−１〜７０−４の使用状況が変化した場合においても、パケットを出力するリンクを再度選択して選択したリンクにパケットを出力するとともに、選択したリンクを宛先ＩＰアドレスと対応づけてフォワーディングテーブル６２ａに設定する。
【００４４】
また、フォワーディングテーブル６２ａ，６２ｂに、登録されている宛先ＩＰアドレスでも、一定期間、該当宛先アドレスのパケットを受信しない場合、タイムアウトにより登録を削除する機能を付加することも考えられる。
【００４５】
また、フォワーディングテーブル６２ａ，６２ｂに登録されている宛先ＩＰアドレスを用いてパケットを所望の送信先に転送できるかどうかによって、フォワーディングテーブル６２ａ，６２ｂに登録されている宛先ＩＰアドレスを削除することもできる。
【００４６】
図７は、図１に示したパケット中継方式におけるフォワーディングテーブル６２ａ，６２ｂの点検処理を説明するためのフローチャートである。
【００４７】
フォワーディングテーブル６２ａ，６２ｂに登録されている宛先ＩＰアドレスを用いてパケットを所望の送信先に転送できなくなった場合（ステップＳ２１）、フォワーディングテーブル６２ａ，６２ｂに登録されている宛先ＩＰアドレスをフォワーディングテーブル６２ａ，６２ｂから削除する（ステップＳ２２）。
【００４８】
上述したように本形態においては、ルータ間のリンクの使用状況に応じてパケットの転送に用いるリンクが設定されるので、パケットヘッダを変更することなく、ストリーム毎にフォワーディングを行うことができ、かつ、空きリンクを有効に活用することができる。
【００４９】
また、入力インターフェース毎に宛先ＩＰアドレス毎のフォワーディングテーブルが設けられているので、パケットの転送順序を維持した状態でストリーム毎にパケットを転送することができるとともに、ＣＰＵにかかる負荷が軽減される。
【００５０】
（他の実施の形態）
図８は、図１に示したリンク状態テーブル６４ａ，６４ｂの他の例を示す図である。
【００５１】
図８に示すように本形態においては、リンク７０−１〜７０−４のそれぞれに、パケットを出力することができるかどうかを示すリンク状態の他に、リンクの帯域幅と使用率がそれぞれ対応づけられてリンク状態テーブル６４ａ，６４ｂに設定されており、パケットを出力するリンクを選択する際、リンクの帯域幅と使用率とにより重み付けされた値に基づいて、パケットを出力するリンクを選択する。なお、リンクの使用率は、受信側のルータ６０ｂのリンク状態通知部６３ｂから送信側のルータ６０ａに通知される。
【００５２】
このように、パケットを出力するリンクを選択する際、リンクの帯域幅と使用率とにより重み付けされた値に基づいて、パケットを出力するリンクを選択しているため、リンク７０−１〜７０−４の負荷分散を図ることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、ルータ間のリンクの使用状況に基づいてパケットを転送するためのリンクが選択、設定される構成としたため、パケットヘッダを変更することなく、ストリーム毎にパケットの転送を行うことができ、かつ、空きリンクを有効に活用することができる。
【００５４】
また、パケットの送信先となる宛先アドレスと該宛先アドレスによって指定される送信先にパケットを転送する際に使用するリンクとが対応づけられて設定された第１のテーブルを当該ルータの入力インターフェース毎に設けたため、パケットの転送順序を維持した状態でストリーム毎にパケットを転送することができ、リアルタイム性のあるパケット転送を行うことができ、また、ＣＰＵにかかる負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパケット中継方式の実施の一形態を示す図である。
【図２】図１に示したパケット中継方式におけるパケット中継方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示したフォワーディングテーブルの一例を示す図である。
【図４】図１に示したリンク状態テーブルの一例を示す図である。
【図５】図１に示したフォワーディングテーブルの一例を示す図である。
【図６】図１に示したパケット中継方式においてストリームの転送中にリンクの使用状況が変化した場合の処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示したパケット中継方式におけるフォワーディングテーブルの点検処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図１に示したリンク状態テーブルの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ    電話機
２０ａ，２０ｂ    電話網
３０ａ，３０ｂ    ゲートウェイ
４０ａ，４０ｂ    Ｈ３２３端末
５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ    ルータ
６１ａ−１〜６１ａ−４，６１ｂ−１〜６１ｂ−４    バッファ
６２ａ，６２ｂ    フォワーディングテーブル
６３ａ，６３ｂ    リンク状態通知部
６４ａ，６４ｂ    リンク状態テーブル
６５ａ，６５ｂ    リンク選択部
７０−１〜７０−４    リンク
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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