(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームを宛先に転送する一つ以上の転送経路を保持する転送テーブルと、
フレームのフロー毎にレートを取得するレート情報取得部と、
前記フロー毎のフレーム最終到着時刻、前記フロー毎のレート、及び前記フロー毎に選択した転送経路を記憶するフローテーブルと、
フレームを受信したとき、前記フレームの宛先に基づいて前記転送テーブルを参照して宛先通信装置を決定するとともに、前記一つ以上の転送経路から一つを前記フレームの転送経路として指定する際に一定時間以上フレームが到着していないフローを新着フロー、他のフローを継続フローとし、
前記フレームが前記新着フローに属する場合には、各転送経路の前記継続フローの合計レート及び平均レートを算出し、前記平均レートが最大である転送経路の内で前記合計レートが最小である転送経路を指定し、
前記フレームが前記継続フローに属する場合には、前記継続フローに前回選択した転送経路を指定する、経路判断部と、
を備える通信装置。
【請求項２】
前記転送経路判断部は、
前記合計レートが０である転送経路が存在する場合には、前記転送経路を前記新着フローの前記フレームの転送経路として指定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記転送経路判断部は、
前記フローテーブルからフローｉのフレーム最終到着時刻ｔｉ、レートｒｉ、及び選択転送経路ｐｉを取得し、
現在時刻ｔ、パラメタＴとして、ｔｉ＞ｔ−Ｔを満たすフローｉを継続フローとし、ｔｉ≦ｔ−Ｔを満たすフローｉを新着フローとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記転送経路判断部は、
各転送経路に設定された制限レートを確認し、前記新着フローのフレームの転送経路として指定した場合に前記制限レートを超過する転送経路を指定の対象から外すことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項５】
前記転送経路判断部は、
前記合計レートの算出時に転送経路に設定されている重みを考慮す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。
【請求項６】
前記転送経路判断部は、
転送経路の指定時に前記平均レートが所定値より小さい場合、前記重みの設定を無視することを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記転送経路判断部は、
転送経路間で前記平均レートまたは前記合計レートを比較して前記平均レートまたは前記合計レートの差あるいは比が一定以内である場合、前記平均レートまたは前記合計レートが同値とみなすことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の通信装置。
【請求項８】
前記転送経路判断部は、
各転送経路の前記平均レートまたは前記合計レートの算出時に前記継続フローの一部を除外することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フローのレートに応じて転送経路選択を行い、スループットおよび帯域利用率を向上させ、輻輳の発生を防止する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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（ＥＲ）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（Ｃｌａｓｓ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）などの値を用いて優先度を識別し、ＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  ＬＡＮ）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、集線を効率的に行うためには、通信装置を多段接続した上で、コアネットワークに接続する構成が必要となる。キャリアネットワークにおいては、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、従来ＥＲＰ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  Ｒｉｎｇ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）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。通信装置を多段接続する場合にも、複数のエッジルータ（ＥＲ）を接続したリングトポロジを構成することは重要である。
【０００３】
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（Ｓｈｏｒｔｅｓｔ  Ｐａｔｈ  Ｂｒｉｄｇｉｎｇ）、ＴＲＩＬＬ（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｏｔｓ  ｏｆ  Ｌｉｎｋｓ）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（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）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。またループ回避のために従来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。
【０００４】
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。特にＳＰＢでは、エッジノードにおいて、Ｉ−ＳＩＤ（拡張サービスインスタンス識別子）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（バックボーンＶＬＡＮ識別子）が付与され、フレームが転送される。
【０００５】
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ＳＰＢ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。そのため各フローのレートに偏りがある場合には、一部の転送経路に高レートのフローが集中することがある。このため、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ことがある。
【０００６】
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、非特許文献１に記載のＲａｉｎｂｏｗ  Ｆａｉｒ  Ｑｕｅｕｅｉｎｇ（ＲＦＱ）がある。この技術は、エッジ装置にてフローごとのレートを推定し、レートが大きいフローのフレームほど多色にマーキングを行い、コア装置に転送し、コア装置にてバッファ閾値超過時に輻輳を検出し、レートが大きい場合に着色される色のフレームを廃棄する。輻輳継続時、廃棄閾値を更新することで廃棄する色を増やし、レートの大きいフローから順にフレームが廃棄され、スループットの公平化を図る。
【０００７】
第２の関連技術として、非特許文献２に記載の多色マーキングおよび廃棄閾値通知手法がある。この技術は、フレームをレートに応じて多色にマーキングした上で、キュー長が伸び輻輳が強まるほど廃棄色数を増やし、高レートのトラヒックを優先的に廃棄する。さらに下流側装置へのリンクに対して持つ廃棄閾値および廃棄確率の組の中から、一つを周期的に選択し、上流側装置に対し通知する。結果として、後に下流側装置で廃棄されるフレームを予め上流側装置で廃棄し、装置接続段数増加に伴うキューイング遅延積算を防ぎ、公平性を向上させる。  
【０００８】
非特許文献１や２の技術を用いることで、高レートフローのフレームを廃棄し、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を防ぎ、公平性を改善することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｒａｉｎｂｏｗ  ｆａｉｒ  ｑｕｅｕｅｉｎｇ：  ｆａｉｒ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  ｓｈａｒｉｎｇ  ｗｉｔｈｏｕｔ  ｐｅｒ−ｆｌｏｗ  ｓｔａｔｅ，  ＩＥＥＥ  ＩＮＦＯＣＯＭ  ２０００，  ｖｏｌ．２，  ｐｐ．９２２−９３１
【非特許文献２】レイヤ２リングＮＷにおけるＮ＿ｒａｔｅ＿Ｎ＋１＿ｃｏｌｏｒ＿ｍａｒｋｉｎｇによる帯域公平化、中山悠・太田憲行、電子情報通信学会技術研究報告、  ＣＳ２０１２−６２、ｐｐ．７３−７８、２０１２年９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、非特許文献１や２の技術では、一部の転送経路に高レートのフローが集中すること自体を防ぐことができず、帯域利用率を向上させることができないという課題があった。例えば、非特許文献１や２の技術を用いた場合、複数の転送経路間で、流れるフローの合計レートが大きく異なるとき、輻輳が発生した転送経路において、レートに応じてフレームを廃棄することは可能であるが、合計レートが小さく空いている転送経路に対してフローを載せ替えることはできない。そのため、全体としての帯域利用率が低いにも関わらずフレームの廃棄が発生してしまい、ネットワーク全体として帯域の有効活用が図れず、各フローのスループット低下や遅延の増大等が発生してしまうことがあった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題を解決すべく、一部の転送経路に高レートのフローが集中すること自体を防ぎ、帯域利用率を向上させることができる通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、アクセスネットワークにおける集線区間に対しＬ２Ｒ網を利用して任意のトポロジを構成し、フローのレートに応じて転送経路選択を行うこととした。
【００１３】
具体的には、本発明に係る通信装置は、
フレームを宛先に転送する一つ以上の転送経路を保持する転送テーブルと、
フレームのフロー毎にレートを取得するレート情報取得部と、
前記フロー毎のフレーム最終到着時刻、前記フロー毎のレート、及び前記フロー毎に選択した転送経路を記憶するフローテーブルと、
フレームを受信したとき、前記フレームの宛先に基づいて前記転送テーブルを参照して宛先通信装置を決定するとともに、前記一つ以上の転送経路から一つを前記フレームの転送経路として指定する際に一定時間以上フレームが到着していないフローを新着フロー、他のフローを継続フローとし、
前記フレームが前記新着フローに属する場合には、各転送経路の前記継続フローの合計レート及び平均レートを算出し、前記平均レートが最大である転送経路の内で前記合計レートが最小である転送経路を指定し、
前記フレームが前記継続フローに属する場合には、前記継続フローに前回選択した転送経路を指定する、経路判断部と、
を備える。
【００１４】
本通信装置は、Ｌ２Ｒネットワークを構成しており、自律的に設定されたマルチパスの内からフローのレートに応じて転送経路を選択する。このため、本通信装置は、合計レートが小さく空いている転送経路に対してフローを載せ替えることができる。従って、本発明は、一部の転送経路に高レートのフローが集中すること自体を防ぎ、帯域利用率を向上させることができる通信装置を提供することができる。
【００１５】
本発明に係る通信装置の前記転送経路判断部は、前記合計レートが０である転送経路が存在する場合には、前記転送経路を前記新着フローの前記フレームの転送経路として指定することを特徴とする。本通信装置は、フローの分散を図ることができる。
【００１６】
本発明に係る通信装置の前記転送経路判断部は、前記フローテーブルからフローｉのフレーム最終到着時刻ｔｉ、レートｒｉ、及び選択転送経路ｐｉを取得し、現在時刻ｔ、パラメタＴとして、ｔｉ＞ｔ−Ｔを満たすフローｉを継続フローとし、ｔｉ≦ｔ−Ｔを満たすフローｉを新着フローとすることができる。パラメタＴを調整することで転送経路変更対象のトラヒック量を調整できる。
【００１７】
本発明に係る通信装置の前記転送経路判断部は、各転送経路に設定された制限レートを確認し、前記新着フローのフレームの転送経路として指定した場合に前記制限レートを超過する転送経路を指定の対象から外すことを特徴とする。本通信装置は、経路ごとの制限レートを超えないようにして経路選択を行うことが可能となり、よりきめ細かな帯域制御を実行することができる。
【００１８】
本発明に係る通信装置の前記転送経路判断部は、前記合計レートの算出時に転送経路に設定されている重みを考慮することを特徴とする。本通信装置は、輻輳しやすい転送経路のトラヒック量を抑制し、他の転送経路へトラヒックを分散することができる。
【００１９】
本発明に係る通信装置の前記転送経路判断部は、転送経路の指定時に前記平均レートが所定値より小さい場合、前記重みの設定を無視することを特徴とする。本通信装置は、すでにトラヒック量が多い転送経路へ新着フローを指定することを一時的に中止することができる。
【００２０】
本発明に係る通信装置の前記転送経路判断部は、転送経路間で前記平均レートまたは前記合計レートを比較して前記平均レートまたは前記合計レートの差あるいは比が一定以内である場合、前記平均レートまたは前記合計レートが同値とみなすことを特徴とする。本通信装置は、複数のレートの間に微小な差しかない場合に、これらを同等と見なすことで、指定できる転送経路を増やすことができる。
【００２１】
本発明に係る通信装置の前記転送経路判断部は、各転送経路の前記平均レートまたは前記合計レートの算出時に前記継続フローの一部を除外することを特徴とする。本通信装置は、たとえば悪意を持って送信された非常に高レートなＵＤＰフロー等、一部のフローによって平均レートの値が影響を受けることを防ぐことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、一部の転送経路に高レートのフローが集中すること自体を防ぎ、帯域利用率を向上させることができる通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る通信装置を含むネットワークの構成イメージを示す図である。
【図２】本発明に係る通信装置を含むネットワークの構成イメージを示す図である。
【図３】本発明の係る通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の係る通信装置が行う転送経路指定アルゴリズムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。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。
【００２５】
図１、２、３、及び４を用いて実施形態１の通信装置を説明する。各図面のＳＷが本実施形態の通信装置である。
【００２６】
＜実施形態１＞
図１は、ネットワーク内における本実施形態の通信装置の位置を説明する図である。ＳＷ間は、ＳＰＢを用いて接続され、Ｌ２Ｒ網２００を形成している。Ｌ２Ｒ網２００内のトポロジは何でも良い。各ＳＷにはそれぞれ、アクセスネットワークを通じてユーザ端末Ｕが接続される。さらに、いずれかのＳＷに対しエッジルータＥＲが接続され、さらにコアネットワーク１００に接続されている。
【００２７】
図２は、Ｌ２Ｒ網２００の具体例の一つを示している。ＳＷ０からＳＷ５の６つの通信装置と、ＥＲが接続されている。各ＳＷは、ここには図示されていない他の通信装置と接続されていても良い。いずれのリンクもブロックされておらず、トラヒックが疎通可能な状態となっている。各リンクのコストは等しいとする。説明の単純化のため、ＳＷ０に対して複数のユーザ端末Ｕが接続され、各ユーザ端末ＵからＥＲに対してフローが送信されているとする。図２中の点線は、ＳＷ０からＳＷ５への最短経路を示し、ＳＷ１−ＳＷ３を経由する経路を経路１、ＳＷ１−ＳＷ４を経由する経路を経路２、ＳＷ２−ＳＷ３を経由する経路を経路３、ＳＷ２−ＳＷ４を経由する経路を経路４、とする。
【００２８】
図３は、本実施形態の通信装置ＳＷを説明する図である。通信装置ＳＷは、フレームを宛先に転送する一つ以上の転送経路を保持する転送テーブル１１と、フレームのフロー毎にレートを取得するレート情報取得部１３と、前記フロー毎のフレーム最終到着時刻、前記フロー毎のレート、及び前記フロー毎に選択した転送経路を記憶するフローテーブル１２と、転送経路判断部１４と、を備える。
【００２９】
通信装置ＳＷは、フレームを受信するとフレームのフローを識別する。具体的には、通信装置ＳＷは、フレームの送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＭＡＣアドレス、ＶＩＤ、およびその組み合わせのいずれかを用いてフローを識別する。
【００３０】
レート情報取得部１３は、フローごとにフレーム到着時刻を更新し、レートを取得する。レート情報取得部１３がレートを取得する手法は複数存在する。当該手法の１例として下記の計算式で算出することができる。
（レート）  ＝  （フローサイズ）／（フロー継続時間）
当該手法の他の例として、非特許文献１に開示されるように、レート情報取得部１３は、レートをフレーム到着間隔から推定しても良い。また、レート情報取得部１３は、フレームマーキング回路情報、特にマーキング閾値や着色されている色数等から推定しても良い。また、レート情報取得部１３は、レート情報取得対象となるフローは、全てのフローでも良いし、一部の優先度の付与されたフローだけを選択しても良い。
【００３１】
フローテーブル１２は、レート情報取得部１３からフローｉごとのフレーム最終到着時刻ｔｉ及びレートｒｉを取得して保持する。さらに、フローテーブル１２は、ｔｉが現在時刻ｔより一定時間Ｔ以上前、すなわち一定時間フローｉのフレームが到着していなければ、転送経路番号ｐｉを初期化する。
【００３２】
転送経路判断部１４は、転送テーブル１１を参照し、フレームの送信元ＭＡＣアドレスと宛先ＭＡＣアドレスとに基づいて、宛先ＳＷ、Ｉ−ＳＩＤ及びＢ−ＶＩＤを定めてＰＢＢ（Ｐｒｏｖｉｄｅｒ  Ｂａｃｋｂｏｎｅ  Ｂｒｉｄｇｉｎｇ）ヘッダ、すなわちアウターＭＡＣヘッダを付与する。このとき、転送経路判断部１４は、等コストの転送経路（Ｅｑｕａｌ  Ｃｏｓｔ  Ｔｒｅｅ）が存在する場合には、転送経路選択を行い、与えるＢ−ＶＩＤを定める。
【００３３】
転送経路判断部１４は、フレームを受信したとき、前記フレームの宛先に基づいて前記転送テーブルを参照して宛先通信装置を決定するとともに、前記一つ以上の転送経路から一つを前記フレームの転送経路として指定する際に一定時間以上フレームが到着していないフローを新着フロー、他のフローを継続フローとし、
前記フレームが前記新着フローに属する場合には、各転送経路の前記継続フローの合計レート及び平均レートを算出し、前記平均レートが最大である転送経路の内で前記合計レートが最小である転送経路を指定し、
前記フレームが前記継続フローに属する場合には、前記継続フローに前回選択した転送経路を指定する。
【００３４】
図４は、転送経路判断部１４が行う転送経路選択アルゴリズムを説明する図である。転送経路判断部１４は、現在時刻ｔ、パラメタＴ（一定時間Ｔ）として、ｔｉ＞ｔ−Ｔを満たすフロー、すなわち一定時間内にフレームが到着したフローを継続フローとし、そうでないフローを新着フローと判断する（ステップＳ０２）。フローｉが新着フローと判断された場合（ステップＳ０２において“Ｎ”）には、転送経路判断部１４は新たに転送経路選択を行う。まず、転送経路判断部１４は、選択可能な複数の転送経路ｐｉに対して識別子ｊを与える。
【００３５】
転送経路判断部１４は、フローテーブル１２を用いて、ｐｉ＝ｊであるフロー、すなわち転送経路としてｊが選択されているフローに関して、そのレートの合計と平均値を算出し、それぞれＲｊ、Ａｊとする（ステップＳ０５、Ｓ０６）。
【００３６】
転送経路判断部１４は、合計レートＲｉが０である転送経路が存在する場合には、当該転送経路を新着フローのフレームの転送経路として指定する。具体的には、転送経路判断部１４は、Ｒｊ＝０であるｊが存在するか否かを判断する（ステップＳ０７）。Ｒｊ＝０であるｊが存在する場合（ステップＳ０７において“Ｙ”）、転送経路判断部１４はフローｉの転送経路として当該ｊを選択し、ｐｉ＝ｊとする（ステップＳ０８）。
【００３７】
一方、Ｒｊ＝０であるｊが存在しない場合（ステップＳ０７において“Ｎ”）、転送経路判断部１４は、Ａｊが最大値をとるｊの集合Ｓを生成する（ステップＳ０９）。そして、転送経路判断部１４は、Ｓの内で、Ｒｊを最小とするｊを選択し、ｐｉ＝ｊとする（ステップＳ１０）。つまり、転送経路判断部１４は、等コストの転送経路の内で、平均レートが最も大きい転送経路を選択し、平均レートが同等の経路が複数存在する場合には、合計レートが小さいものを選ぶ。平均レートが小さい経路は輻輳が発生している可能性があるため、新規フローを当該経路に振り分けることが効率的ではないためである。ただし、合計レートが０である経路が存在するときには、転送経路判断部１４がこれを優先的に選択することでフローの分散を図る。
【００３８】
また、フローｉが継続フローと判断された場合（ステップＳ０２において“Ｙ”）、転送経路判断部１４は、フローｉが新着フローであった際に選択されたｊを選択し、前回選択された転送経路ｐｉ’を選択し続ける（ステップＳ０３）。つまり、転送経路判断部１４は、ｐｉ＝ｐｉ’とする。転送経路判断部１４は、フローｉが新着フロー又は継続フローのいずれの場合も、最後にフレームの最終到着時刻を更新する（ステップＳ０４）。
【００３９】
本発明における通信装置の動作を、図２のネットワーク構成を具体例として説明する。ＳＷ０において、転送テーブル１１には、ＳＷ５への転送経路として経路１、２、３、４が記載されている。各転送経路の平均レートは、Ａ１＝２０Ｍｂｐｓ、Ａ２＝１０Ｍｂｐｓ、Ａ３＝２０Ｍｂｐｓ、Ａ４＝５Ｍｂｐｓであり、合計レートは、Ｒ１＝１００Ｍｂｐｓ、Ｒ２＝２００Ｍｂｐｓ、Ｒ３＝３００Ｍｂｐｓ、Ｒ４＝１００Ｍｂｐｓであるとする。ここでＳＷ０に新たなフローが到着したとすると、新規フローと判断され（ステップＳ０２において“Ｎ”）、Ａｊが最大の経路の内でＲｊが最小である経路１が選択される（ステップＳ０５、Ｓ０６、Ｓ０７、Ｓ０９、Ｓ１０）。このフローの以降のフレームに対しては、経路１が選択され続ける（ステップＳ０２において“Ｙ”、ステップＳ０３）。
【００４０】
この方法によって、新たなフローが到着した場合、転送経路判断部１４は、平均レートが最も大きい転送経路を選択し、平均レートが同等の経路が複数存在する場合には、合計レートが小さいものを選ぶ（ステップＳ０９、Ｓ１０）。結果として、本実施形態の通信装置ＳＷは、各フローのスループットおよび、ネットワーク全体としての帯域利用率を向上させ、輻輳の発生を防止することができる。また、本実施形態の通信装置ＳＷは、継続フローに対して同一の転送経路を選択し続け（ステップＳ０２において“Ｙ”、ステップＳ０３）、フロー継続中の転送経路の切り替えに伴うフレームの順序逆転等の問題が発生しないようにする。
【００４１】
＜実施形態２＞
実施形態２の通信装置は、実施形態１の通信装置と同様であるが、以下の点が異なる。転送経路判断部１４は、各転送経路に設定された制限レートを確認し、新着フローのフレームの転送経路として指定した場合に制限レートを超過する転送経路を指定の対象から外すことを特徴とする。
【００４２】
実施形態２の通信装置には、転送経路ｊ毎に制限レートＬｊを設定可能である。転送経路判断部１４は、ＡｊとＲｊとに基づいて経路選択を行う際に、Ｌｊを超過しないように経路選択を行う。まず、転送経路判断部１４はＬｊを記憶する。Ｌｊは、特定の優先度のトラヒック量に関しての制限レートでも良いし、全てのトラヒックを含めても良い。フローｉが新着フローと判断された場合、フローテーブル１２を用いて、ｐｉ＝ｊであるフローに関して、そのレートの合計と平均値を算出し、それぞれＲｊ、Ａｊとする。まず、Ｒｊ＝０であるｊが存在する場合、転送経路判断部１４は、新着フローのレートｒｉがｊの制限レートＬｊを超過しなければ（ｒｉ≦Ｌｊ）、フローｉの転送経路として当該ｊを選択し、ｐｉ＝ｊとする。
【００４３】
一方、Ｒｊ＝０であるｊが存在しない場合、転送経路判断部１４は、ｒｉ＋Ｒｊ≦Ｌｊを満たすｊの内でＡｊが最大値をとるｊの集合Ｓを生成する。転送経路判断部１４は、Ｓの内でＲｊを最小とするｊを選択し、ｐｉ＝ｊとする。
【００４４】
この方法により、転送経路判断部１４は、経路ごとの制限レートＬｊを超えないようにして経路選択を行うことが可能となり、よりきめ細かな帯域制御を実行することができる。
【００４５】
＜実施形態３＞
実施形態３の通信装置は、実施形態１及び２の通信装置と同様であるが、以下の点が異なる。転送経路判断部１４は、合計レートの算出時に転送経路に設定されている重みを考慮することを特徴とする。
【００４６】
実施形態３の通信装置には、転送経路ｊ毎に経路選択時の重みを設定可能である。実施形態１や２の転送経路判断部１４は、平均レートが最も大きい転送経路を選択し、平均レートが同等の経路が複数存在する場合には、合計レートが小さい転送経路を選択していた。一方、本実施形態の転送経路判断部１４は、各転送経路の合計レートに設定された重みｗｊを利用する。フローｉが新着フローと判断された場合、転送経路判断部１４は、フローテーブル１２を用いて合計レートＲｊを算出し、合計レートＲｊを重みｗｊで割ったＲｊ／ｗｊの値を比較し、Ｒｊ／ｗｊが最も小さい経路を選択する。
【００４７】
この方法により次のような効果を得ることができる。ネットワークトポロジ等から輻輳し易い転送経路があらかじめ予測できる等の場合、予め転送経路に重みｗｊを設定しておくことで、転送経路判断部１４は、当該輻輳し易い転送経路に転送するトラヒック量を抑制し、他の転送経路に転送するトラヒック量を多くすることが可能となる。また、転送経路判断部１４は、ｗｊを同じ値に設定した経路間において、トラヒックを均等に分散することが可能である。
【００４８】
なお、転送経路判断部１４は、特定の転送経路の平均レートが所定値より小さくなっている場合、一時的に重み設定を無視することも可能である。転送経路判断部１４が輻輳を抑えることを重み設定より優先することで、当該特定の転送経路へトラヒック転送を避けることができる。
【００４９】
＜実施形態４＞
実施形態４の通信装置は、実施形態１〜３の通信装置と同様であるが、以下の点が異なる。転送経路判断部１４は、転送経路間で平均レートまたは合計レートを比較して平均レートまたは合計レートの差あるいは比が一定以内である場合、比較した平均レートまたは比較した合計レートをそれぞれ同値とみなすことを特徴とする。
【００５０】
実施形態１や２の転送経路判断部１４は、平均レートおよび合計レートを比較する際に、単純に値の大小関係で判断していた。一方、本実施形態の転送経路判断部１４は、平均レートおよび合計レートを比較する際に、複数の値の比率または差が一定値以内であるかどうかを判断する。すなわち、比較対象との値が近接している場合、両者を同等であると判断する。たとえば二つの値ｑ１、ｑ２を比較する際に、一定の比率ｒ以内である、つまりｑ１／ｑ２≦ｒまたはｑ２／ｑ１≦ｒである場合、あるいは一定の差ｓ以内である、つまり｜ｑ１−ｑ２｜≦ｓである場合には、二つの値ｑ１、ｑ２は同等であると見なす。
【００５１】
この方法によって、転送経路判断部１４は、たとえば平均レートを比較する際に、複数の値の間に微小な差しかないとき、これらの平均レートを同等と見なした上で、合計レートの比較判断に移ることが可能となる。
【００５２】
＜実施形態５＞
実施形態５の通信装置は、実施形態１〜４の通信装置と同様であるが、以下の点が異なる。転送経路判断部１４は、各転送経路の平均レートまたは合計レートの算出時に前記継続フローの一部を除外することを特徴とする。
【００５３】
実施形態１や２の転送経路判断部１４は、平均レートおよび合計レートを比較する際に、全フローの平均レートまたは合計レートを算出していた。一方、本実施形態の転送経路判断部１４は、全フローから一部のフローを除外して平均レートまたは合計レートを算出する。例えば、各フローをレート順にソートした際に、大きい方からｘ％に入るフローを除外する。この方法によって、たとえば悪意を持って送信された非常に高レートなＵＤＰフロー等、一部のフローによって平均レートの計算値が影響を受けることを防ぐことが可能となる。本実施形態の通信装置は、ＵＤＰフロー等、一部のフローの影響を受けることなく転送経路の指定を行うことができる。
【００５４】
［付記］
以下は、本実施形態の通信装置を説明したものである。
（課題）
従来、ネットワークにおけるフレーム転送において、トラヒックが多数合流して輻輳が拡大した際に、本来転送せずに早めに廃棄しておくべきだったフレームが転送されることで、経由するルートにおける輻輳の原因となっていた。そこで、レートが大きいフローのフレームにマーキングを行う等により、上流側の装置で廃棄することで、ネットワークの遅延を押さえる技術がある。しかしながら、それらの技術では輻輳が発生した経路におけるフレーム廃棄はできるものの、比較的空いている経路に対してフローを乗せかえることができないとう課題があった。
（解決手段）
本発明では、Ｌ２Ｒ網を利用し任意のトポロジを構成した場合において、フローに応じた転送経路の選択を行うことで、上記課題を解決する。
【００５５】
（１）：
フレームの宛先に応じて、一つ以上の転送経路を保持する転送テーブルと、
フローごとのフレーム最終到着時刻およびレートおよび選択転送経路を記憶するフローテーブルと、
経路判断部と、を備え、
フレームを受信したとき、
フレームの宛先に基づいて、前記転送テーブルを参照して宛先通信装置を決定し、
前記一つ以上の転送経路から一つを指定する際に、
前記経路判断部は、一定時間以上フレームが到着していないフローを新着フロー、そうでないフローを継続フローとし、
フレームが前記新着フローに属する場合には、
前記一つ以上の転送経路に関し、各転送経路が選択されている前記継続フローの合計レートおよび平均レートを算出し、
前記平均レートが最大の転送経路の内で、前記合計レートが最も小さい転送経路を選択し、
フレームが前記継続フローに属する場合には、
前回選択した転送経路を選択する、通信装置。
【００５６】
（２）：
前記経路判断部は、
前記合計レートが０である転送経路が存在する場合には、
当該転送経路を選択する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の通信装置。
【００５７】
（３）：
前記経路判断部は、
前記フローテーブルからフローｉのフレーム最終到着時刻ｔｉ、レートｒｉ、選択転送経路ｐｉを取得し、
現在時刻ｔ、パラメタＴとして、ｔｉ＞ｔ−Ｔを満たすフローを継続フローとし、そうでないフローを新着フローとし、
フローｉが新着フローと判断された場合には、
転送経路ｊごとにｐｉ＝ｊであるフローのｒｉの合計値Ｒｊおよび平均値Ａｊを算出し、
Ａｊが最大である転送経路の内、Ｒｊが最小である転送経路ｊを選択する、
ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の通信装置。
【００５８】
（４）：
前記経路判断部は、
転送経路ごとの制限レートＬｊを取得し、
ｒｉ＋Ｒｊ＞Ｌｊを満たす転送経路を選択しない、
ことを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の通信装置。
【００５９】
（５）：
前記経路判断部は、
転送経路ごとの重みｗｊを取得し、
Ｒｊ／ｗｊの値が最も小さい経路を選択する、
ことを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の通信装置。
【００６０】
（６）：
前記経路判断部は、
特定経路の平均レートなどの値に基づいて、
一時的に重み設定を無視して経路選択を行う、
ことを特徴とする上記（５）に記載の通信装置。
【００６１】
（７）：
前記経路判断部は、
前記平均レートまたは前期合計レートの大小関係判断時に、
レート間の差あるいは比が一定以内であれば同等とみなす、
ことを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の通信装置。
【００６２】
（８）：
前記経路判断部は、
前記平均レートまたは前期合計レート算出時に、
一部のフローを除外して計算を行う、
ことを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の通信装置。
【００６３】
（効果）
本実施形態のＬ２Ｒネットワークを構成する通信装置は、自律的に設定されたマルチパスの内からフローのレートに応じて転送経路を選択し、スループットおよび帯域利用率を向上させ、輻輳の発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１１：転送テーブル
１２：フローテーブル
１３：レート情報取得部
１４：転送経路判断部
１００：コアネットワーク
２００：Ｌ２Ｒネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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