(57)【要約】【課題】リング型ネットワークの伝送装置及びその帯域保証方法に関し、ＶＰＮグループ単位での最大帯域を保証し、また、ＶＰＮグループ間において優先度の高いグループに対して優先的に最大帯域を保証する。【解決手段】伝送路より受信したパケット（セル）数及び自グループ宛のパケット数を受信セルカウンタ１−３にて監視する。また、自ノードに収容された端末装置からの送信パケットをパケット流入量監視部１−１５にて監視する。ＶＰＮグループ毎に使用可能な最大帯域は予め設定しておく。伝送路より受信した自グループ宛のパケット数が該最大帯域を超えないように、自ノードに収容された端末装置に対してフロー制御を行う。そして、自グループの帯域に空きが生じたときフロー制御を解除する。また、優先度の高いＶＰＮグループのノードは、伝送路が最大帯域に近づいたとき、優先度の低いグループのノードにフロー制御の実施を指示する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング型ネットワーク上の任意のノード間でグループを形成し、各ノードに収容された端末装置に対して、同一グループ内のみの通信サービスを提供する仮想私設網（ＶＰＮ）の機能を有する伝送装置において、
リング型ネットワークの伝送路から受信される受信パケットが自グループ宛の受信パケットであるか他グループのノードへの中継パケットであるかを監視する手段と、
伝送路から受信される自グループ宛の受信パケットの受信量が自グループの最大帯域に達しているか否かを判定する手段と、
前記自グループ宛の受信パケットの受信量が前記最大帯域に達しているとき、自ノード収容の端末装置から送信する送信パケットに対して、該最大帯域を越えないようにフロー制御を行う手段と、
を備えたことを特徴とするリング型ネットワークの伝送装置。
【請求項２】
伝送路から受信される受信パケットの受信量が伝送路の最大帯域に達しているか否かを判定する手段と、
前記受信パケットの受信量が伝送路の最大帯域に達しているとき、自グループの優先度の設定を判定し、自グループの優先度の設定が高いとき、他のグループのノードに対してフロー制御の実施を指示する監視パケットを送信する手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のリング型ネットワークの伝送装置。
【請求項３】
前記監視パケットを送信する手段において、監視パケットに代えて、他のグループ宛の中継パケットにフロー制御ビットを付加したパケットを送信することを特徴とする請求項２に記載のリング型ネットワークの伝送装置。
【請求項４】
リング型ネットワーク上の任意のノード間でグループを形成し、各ノードに収容された端末装置に対して、同一グループ内のみの通信サービスを提供する仮想私設網（ＶＰＮ）の機能を有するリング型ネットワークの帯域保証方法において、
各ノードでリング型ネットワークの伝送路から受信される受信パケットが自グループ宛の受信パケットであるか他グループのノードへの中継パケットであるかを監視するステップと、
伝送路から受信される自グループ宛の受信パケットの受信量が自グループの最大帯域に達しているか否かを判定するステップと、
前記自グループ宛の受信パケットの受信量が前記最大帯域に達しているとき、自ノード収容の端末装置から送信する送信パケットに対して、該最大帯域を越えないようにフロー制御を行うステップと、
を含むことを特徴とするリング型ネットワークの帯域保証方法。
【請求項５】
各ノードで伝送路から受信される受信パケットの受信量が伝送路の最大帯域に達しているか否かを判定するステップと、
前記受信パケットの受信量が伝送路の最大帯域に達しているとき、自グループの優先度の設定を判定し、自グループの優先度の設定が高いとき、他のグループのノードに対してフロー制御の実施を指示する監視パケットを送信するステップと
を含むことを特徴とする請求項４に記載のリング型ネットワークの帯域保証方法。
【請求項６】
前記監視パケットを送信するステップにおいて、監視パケットに代えて、他のグループ宛の中継パケットにフロー制御ビットを付加したパケットを送信することを特徴とする請求項５に記載のリング型ネットワークの帯域保証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング型ネットワークの伝送装置及びその帯域保証方法に関する。昨今のＩＰ関連技術の浸透により、伝送装置においても従来の音声回線や１．５Ｍｂｉｔ／ｓ又は６Ｍｂｉｔ／ｓなどの同期回線による伝送から、イーサネット（登録商標）等の非同期回線による伝送システムが主流になってきている。本発明は、このような非同期回線のパケットをスムーズに転送するために設定された帯域のスループットを保証する手法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８にリング（ル−プ）型ネットワークによる仮想私設網（ＶＰＮ：Virtual Private Network：）システムの構成例を示す。同図に示すように、ノードＡ〜ノードＤの伝送装置はリング（ル−プ）状に伝送路により接続されてリング（ル−プ）型ネットワークを構成する。なお、以下において仮想私設網をＶＰＮと略記する。
【０００３】
各ノードの伝送装置はそれぞれＬＡＮ（Local Area Network）収容盤を備え、各ノードの伝送装置のＬＡＮ収容盤には、それぞれパーソナルコンピュータ等の情報通信用の端末装置が接続され、各端末装置にはそれぞれ各端末装置に固有のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスＭＡＣ１〜ＭＡＣ９が与えられている。
【０００４】
ここで、ノードＡの伝送装置のＬＡＮ収容盤に接続された各端末装置（ＭＡＣ８，ＭＡＣ９）と、ノードＣの伝送装置のＬＡＮ収容盤に接続された各端末装置（ＭＡＣ１，ＭＡＣ２，ＭＡＣ３）とで、第１のグループのＶＰＮを形成し、ノードＢの伝送装置のＬＡＮ収容盤に接続された各端末装置（ＭＡＣ４，ＭＡＣ５）と、ノードＤの伝送装置のＬＡＮ収容盤に接続された各端末装置（ＭＡＣ６，ＭＡＣ７）とで、第２のグループのＶＰＮを形成しているものとする。
【０００５】
各グループ内の各端末装置は、各ノードの伝送装置によって提供されるＶＰＮサービス機能により、リング（ル−プ）型ネットワークの伝送路をあたかも自グループの専用回線であるかのように利用することができ、自グループ内の端末装置とのみ、相互に情報の伝達を安全に行うことができる。
【０００６】
リング（ル−プ）型ネットワークでは、複数のノードに渡って１本の伝送路の帯域が各ＶＰＮグループに共有され、各ＶＰＮグループは該共有帯域の範囲内でユーザデータ及び制御パケットの転送を行う。なお、ノードＡとノードＣとの間でのパケット送受信時には、ノードＢ及びノードＤは該パケットを中継パケットとして処理する。ノードＢとノードＤとの間でのパケット送受信時には、ノードＡ及びノードＣは該パケットを中継パケットとして処理する。
【０００７】
本発明に関連する先行技術文献として、リング（ル−プ）型ネットワークによる企業内ネットワーク等を構成する伝送ユニットについて、下記の特許文献１に記載されている。同文献に記載の伝送ユニットは、抽出されたセルのセルヘッダの送信先ユニットアドレスに基づいて、セルが自伝送ユニット宛てであるか否かを判断し、セルの中継／受信／破棄を決定するセル解析手段と、分割手段によりセル化されたセル及び中継セルを同期フレームの所定帯域に挿入して、該同期フレームを送出するフレーム挿入手段と、自伝送ユニット宛てであるセルを非同期フレームに組み立て、該非同期フレームを送出する組立手段と、を具備したものである。
【特許文献１】特開２００２−４４１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、リング（ル−プ）型ネットワークでは、１本の伝送路の帯域が複数のＶＰＮグループによって共有され、各ＶＰＮグループは該共有帯域の範囲内でユーザデータ及び制御パケットの転送を行う。しかし、幾つものＶＰＮグループが共有帯域を使用するため、或る１つのＶＰＮグループが該共有帯域をフルに使用してしまうと、他のＶＰＮグループが全くデータを伝達することができなくなってしまう。
【０００９】
従来、各ノードの伝送装置に実装されたＬＡＮ収容盤では、リング（ル−プ）型ネットワークの帯域を共有し、レイヤ２スイッチ（Ｌ２−ＳＷ）の機能を有しているが、各ＶＰＮグループ内の端末装置からの通信要求に対して、帯域の保証を行うことはできない。また、或るＶＰＮグループが共有帯域の全てを占有してしまうと、他のＶＰＮグループでは共有帯域を使用して通信することができなくなってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、ＶＰＮグループ単位での最大帯域を保証し、また、ＶＰＮグループ間において優先度の高いグループに対して優先的に最大帯域を保証し、データをリアルタイムにスムーズに伝送可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のリング型ネットワークの伝送装置は、（１）リング型ネットワーク上の任意のノード間でグループを形成し、各ノードに収容された端末装置に対して、同一グループ内のみの通信サービスを提供する仮想私設網（ＶＰＮ）の機能を有する伝送装置において、リング型ネットワークの伝送路から受信される受信パケットが自グループ宛の受信パケットであるか他グループのノードへの中継パケットであるかを監視する手段と、伝送路から受信される自グループ宛の受信パケットの受信量が自グループの最大帯域に達しているか否かを判定する手段と、前記自グループ宛の受信パケットの受信量が前記最大帯域に達しているとき、自ノード収容の端末装置から送信する送信パケットに対して、該最大帯域を越えないようにフロー制御を行う手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、（２）伝送路から受信される受信パケットの受信量が伝送路の最大帯域に達しているか否かを判定する手段と、前記受信パケットの受信量が伝送路の最大帯域に達しているとき、自グループの優先度の設定を判定し、自グループの優先度の設定が高いとき、他のグループのノードに対してフロー制御の実施を指示する監視パケットを送信する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、（３）前記監視パケットを送信する手段において、監視パケットに代えて、他のグループ宛の中継パケットにフロー制御ビットを付加したパケットを送信することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のリング型ネットワークの帯域保証方法は、（４）リング型ネットワーク上の任意のノード間でグループを形成し、各ノードに収容された端末装置に対して、同一グループ内のみの通信サービスを提供する仮想私設網（ＶＰＮ）の機能を有するリング型ネットワークの帯域保証方法において、各ノードでリング型ネットワークの伝送路から受信される受信パケットが自グループ宛の受信パケットであるか他グループのノードへの中継パケットであるかを監視するステップと、伝送路から受信される自グループ宛の受信パケットの受信量が自グループの最大帯域に達しているか否かを判定するステップと、前記自グループ宛の受信パケットの受信量が前記最大帯域に達しているとき、自ノード収容の端末装置から送信する送信パケットに対して、該最大帯域を越えないようにフロー制御を行うステップと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、（５）各ノードで伝送路から受信される受信パケットの受信量が伝送路の最大帯域に達しているか否かを判定するステップと、前記受信パケットの受信量が伝送路の最大帯域に達しているとき、自グループの優先度の設定を判定し、自グループの優先度の設定が高いとき、他のグループのノードに対してフロー制御の実施を指示する監視パケットを送信するステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、（６）前記監視パケットを送信するステップにおいて、監視パケットに代えて、他のグループ宛の中継パケットにフロー制御ビットを付加したパケットを送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、最大使用帯域をＶＰＮグループごとに設定し、伝送路側のトラフィック及び自ノード収容の端末装置側からのパケット流入量を監視し、自ノードの最大使用帯域を超えないように自ノード収容の端末装置に対してフロー制御を行うことにより、各ＶＰＮグループの最大帯域を保証することができ、各ＶＰＮグループはデータをリアルタイムにスムーズに公平に伝送することができる。
【００１８】
また、多数のＶＰＮグループで共有帯域が同時に使用された場合に、優先度の低いグループに対してフロー制御を実施させることにより、優先度の高いＶＰＮグループの最大帯域を優先的に保証することができる。これにより、各ＶＰＮグループは優先度に従ってデータをリアルタイムにスムーズに伝送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明による伝送装置のＬＡＮ収容盤内の機能ブロックを示す。同図において、デセル化部１−１は、複数に分割された７３オクテット単位のセル（パケット）を連続したフレームに変換し、また、受信セル／中継セルの識別を行う。中継処理部１−２は、デセル化部１−１より送信された中継セル（パケット）をバッファリングする。また、受信セルカウンタ１−３より他のＶＰＮグループへのフロー制御要求が通知された場合、他のＶＰＮグループへのセルにフロー制御要求ビットを付加する。
【００２０】
受信セルカウンタ１−３は、伝送路から受信されるセル（パケット）の数をカウントし、伝送路の帯域使用量を監視する。パケットセル化部１−４は、送信パケットを７３オクテット単位に分割し、ヘッダ情報を付加してセル（パケット）を送信する。タイマー１−５は、フロー制御要求ビット付きパケットを受信したときに一定時間の経過をクロックカウントにより監視する。
【００２１】
送信パケット選択部１−６は、制御パケットと端末装置からのデータパケットとの優先選択処理を行い、選択したパケットをパケットセル化部１−４に送信する。下りＣＰＵ制御パケットインタフェース１−７は、ノード間の制御パケットを中央処理ユニット（ＣＰＵ）１−８に送信する。上りＣＰＵ制御パケットインタフェース１−９は、ノード間の制御パケットを中央処理ユニット（ＣＰＵ）１−８から受信し、送信パケット選択部１−６に送信する。
【００２２】
２方路選択部１−１０は、二重化伝送路により受信される０系／１系の受信データから何れか一方の選択を行う。下リパケットバッファ制御部１−１１は、伝送路より受信した端末装置側へのデータをバッファリングする。上リパケットバッファ制御部１−１２は、端末装置より受信した伝送路側へのデータをバッファリングする。
【００２３】
端末送信インタフェース１−１３は、伝送路から受信したデータを端末装置側のフレームに変換して送信する。端末受信インタフェース１−１４は、端末装置から受信したデータを伝送路側のフレームに変換して送信する。パケット流入量監視部１−１５は、端末装置からのパケット流入量を監視する。外線インタフェース１−１６は、端末装置と物理的な接続インタフェースを合わせて信号を送受する。
【００２４】
本発明による伝送装置のＬＡＮ収容盤は、伝送路より受信したパケット（セル）数及び自グループ宛のパケット数を受信セルカウンタ１−３にて監視する。また、自ノードに収容された端末装置からの送信パケットをパケット流入量監視部１−１５にて監視する。ここで、それぞれのＶＰＮグループ毎に、使用可能な最大帯域を設定しておくものとする。
【００２５】
伝送路より受信した自グループ宛のパケット数が該最大帯域を超えないように、自ノードに収容された端末装置に対してフロー制御を行う。そして、自グループの帯域に空きが生じたときフロー制御を解除する。こうすることにより、各ＶＰＮグループにはそれぞれの最大帯域までのパケット転送が保証される。
【００２６】
図２に本発明の第１の実施形態の動作フローを示す。同図に示すように、伝送路からの受信パケットを監視し（ステップ２−１）、また、自ノード収容の端末装置からパケットを受信したか否かを判定し（ステップ２−２）、自ノード収容の端末装置からパケットを受信した場合、伝送路から自グループ宛のパケットの受信量が最大帯域に達しているか否かを判定し（ステップ２−３）、最大帯域に達していなければ、自ノード収容の端末装置からのパケットを送信する（ステップ２−４）。しかし、最大帯域に達していれば、自ノード収容の端末装置に対してフロー制御を行う（ステップ２−５）。
【００２７】
図７に上述のフロー制御によるトラフィック量の推移の例を示す。同図の（ａ）はＶＰＮグループにおけるパケット転送要求のトラフィック量を示しており、同図の斜線部で示すように、当該ＶＰＮグループ内でパケット転送要求が最大帯域設定値を超えて発生することがある。しかし、パケット転送量が最大帯域設定値を超えないようにフロー制御を行うことにより、同図の（ｂ）に示すように、共有帯域を使用するトラフィック量は当該ＶＰＮグループの最大帯域設定値以下に抑制される。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態は、優先制御を行う実施形態である。ＬＡＮ収容盤は、伝送路より受信したパケット（セル）数と自グループ宛のパケット数を受信セルカウンタ１−３にて監視する。また、端末装置からの送信パケットをパケット流入量監視部１−１５にて監視する。
【００２９】
受信セルカウンタ１−３にて監視したセル数が伝送路の最大帯域に近付いたとき、グループ優先度の設定に従い、当該グループの優先度が高く設定されている場合は、他のグループに対してフロー制御を行うように監視パケットを送信する。また、当該グループの優先度が低く設定されている場合は、自ノード収容の端末装置に対してフロー制御を行う。フロー制御を行ったＬＡＮ収容盤は、伝送路の帯域に空きが生じたことを検出した後にフロー制御を解除する。
【００３０】
優先度が高く設定されているＬＡＮ収容盤は、伝送路における自グループの最大帯域を越えないように自ノード収容の端末装置に対してフロー制御を行う。こうすることにより、優先度が高く設定されているＶＰＮグループに対して、その最大帯域までのパケット転送を優先的に保証することができる。
【００３１】
図３に上述の第２の実施形態の動作フローを示す。同図に示すフローにおいて、ステップ２−１からステップ２−５までのフローは、図２に示したフローと同様である。ステップ２−２により自ノード収容の端末装置からパケットを受信したと判定されたとき、伝送路からの受信パケットが伝送路の最大帯域に近付いているか否かを判定し（ステップ３−１）、伝送路の最大帯域に近付いていない場合は、ステップ２−３に移行し、以降、図２で説明したフローと同様に動作する。
【００３２】
前記ステップ３−１の判定により、伝送路の最大帯域に近付いていると判定されたとき、自グループの優先度が高いか否かを判定し（ステップ３−２）、自グループの優先度が高い場合、他のグループに対してフロー制御を行うよう監視パケットを送信する（ステップ３−３）。
【００３３】
上記ステップ３−３の動作の後、ステップ２−３に移行し、以降、図２で説明したフローと同様に動作する。また、前記ステップ３−２の判定により、自グループの優先度が低いと判定された場合、ステップ２−５に移行し、以降、図２で説明したフローと同様に動作する。
【００３４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本発明の第３の実施形態は、優先制御を行う他の実施形態である。ＬＡＮ収容盤は、伝送路より受信したパケット（セル）数と自グループ宛のパケット数を受信セルカウンタ１−３にて監視する。また、端末装置からの送信パケットをパケット流入量監視部１−１５にて監視する。
【００３５】
受信セルカウンタ１−３にて監視したセル数が伝送路の最大帯域に近付いたとき、グループ優先度の設定に従い、自ノードの優先度が高く設定されている場合は、他のグループ宛ての中継パケットにフロー制御ビットを付加して転送する。また、優先度が低く設定されている場合は、自ノード収容の端末装置に対してフロー制御を行う。フロー制御を行ったＬＡＮ収容盤は、伝送路の帯域に空きが生じたことを検出したときにフロー制御を解除する。
【００３６】
上述のフロー制御ビットを受信したノードのＬＡＮ収容盤は、予め定められた一定時間、自ノード収容の端末装置からの送信パケットに対してフロー制御を行う。優先度が高く設定されているＬＡＮ収容盤は、伝送路における自グループの最大帯域を越えないように端末装置に対してフロー制御を行う。こうすることにより、優先度の高いＶＰＮグループに対してその最大帯域までのパケット転送を優先的に保証することができる。
【００３７】
図４に上述の本発明の第３の実施形態の動作フローを示す。同図に示すフローにおいて、ステップ２−１からステップ２−５までのフロー並びにステップ３−１及びステップ３−２の動作は、図３に示した動作と同様である。この実施形態で異なるのは、図３のステップ３−３で行った「他のグループに対してフロー制御を行うよう監視パケットを送信する」処理に代えて、他のグループ宛ての中継パケットにフロー制御ビットを付加して中継パケット転送する処理(ステップ４−１）としたことである。
【００３８】
図５に本発明によるフロー制御ビットを付加した中継パケットのフレーム構成例を示す。同図に示すように、パケットのセルヘッダの例えばパケット生存時間を表す領域（ＬＩＦＥ）等の１ビットをフロー制御ビット（ＦＢ）として割り当て、該フロー制御ビット（ＦＢ）が例えば“１”のとき“フロー制御要求有り”、“０”のとき“フロー制御要求無し”として設定することにより、他のノードに対してフロー制御を行うことができる。なお、フロー制御ビット（ＦＢ）は、通常のパケット転送に影響の無いセルヘッダ内の任意の領域に割り当てることができる。
【００３９】
図６は、フロー制御要求パケットを受信したノードのＬＡＮ収容盤の動作フローを示す。同図に示すように、伝送路よりフロー制御要求ビット付のパケットを受信すると（ステップ６−１）、タイマー１−５を起動し（ステップ６−２）、引き続きフロー制御要求ビット付のパケットを受信した場合にタイマー１−５を再起動するために、再度、フロー制御要求ビット付のパケットを受信したか否かを判定し（ステップ６−３）、次に、自ノード収容の端末装置から送信パケットを受信したか否かを判定し（ステップ６−４）、該端末装置から送信パケットを受信した場合に、端末装置側に対してフロー制御を行う（ステップ６−５）。
【００４０】
自ノード収容の端末装置から送信パケットを受信していない場合は、タイマー１−５のカウントがタイムアップ値まで終了したか否かを判定し、終了していない場合は、前記ステップ６−３に戻って同様の処理を繰り返す。タイマー１−５のカウントがタイムアップ値まで終了した場合は、フロー制御を終了して通常の処理を行う。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による伝送装置のＬＡＮ収容盤内の機能ブロックを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の動作フローを示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の動作フローを示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の動作フローを示す図である。
【図５】本発明のフロー制御ビットを付加した中継パケットのフレーム構成例を示す図である。
【図６】本発明のフロー制御要求パケットを受信したＬＡＮ収容盤の動作フローを示す図である。
【図７】本発明のフロー制御によるトラフィック量の推移の例を示す図である。
【図８】リング（ル−プ）型ネットワークによるＶＰＮシステムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１−１  デセル化部
１−２  中継処理部
１−３  受信セルカウンタ
１−４  パケットセル化部
１−５  タイマー
１−６  送信パケット選択部
１−７  下りＣＰＵ制御パケットインタフェース
１−８  中央処理ユニット（ＣＰＵ）
１−９  上りＣＰＵ制御パケットインタフェース
１−１０  ２方路選択部
１−１１  下リパケットバッファ制御部
１−１２  上リパケットバッファ制御部
１−１３  端末送信インタフェース
１−１４  端末受信インタフェース
１−１５  パケット流入量監視部
１−１６  外線インタフェース
【図１】
2006345045.tif 000003
【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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