(57)【要約】【課題】無瞬断切替えを実現するためのバッファ容量を削減する。【解決手段】無瞬断切替え機能を有するパケット伝送装置において、各フローとその設定帯域情報を持つ設定帯域管理テーブル２０５と、選択系で及び非選択系の遅延差吸収パケットバッファ２１１と、設定帯域管理テーブル２０５を参照し、フローごとの設定帯域に応じて遅延差吸収パケットバッファ２１１のバッファ領域を割り当てるバッファ制御部２０６とを有する。【選択図】  図２
2015099963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の経路から受信した同一データの遅延差を吸収するための複数の遅延差吸収パケットバッファと、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファのいずれかを選択してデータを出力するための系選択部と、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファを制御するバッファ制御部と、
を備え、
各々の前記遅延差吸収パケットバッファは、最大伝送帯域をＢＷｍａｘ、許容伝送遅延差をＰとするとき、バッファ容量をそれぞれＢＷｍａｘ×Ｐとした第１及び第２のバッファと、前記第１又は第２のバッファを選択するセレクタと、を有し、
前記バッファ制御部は、フローごとに設定された帯域に応じて前記遅延差吸収パケットバッファの前記第１及び第２のバッファの領域を割り当てる
伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の伝送装置であって、
伝送装置の最大収容フロー数をＮとするとき、フローごとの設定帯域に応じて、フローｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）のバッファ容量をＢＷｎ×Ｐとし、
前記最大伝送帯域ＢＷｍａｘは、
{ＢＷ０×Ｐ＋ＢＷ１×Ｐ＋・・・＋ＢＷ（Ｎ−１）}×Ｐ
であることを特徴とする伝送装置。
【請求項３】
請求項１に記載の伝送装置であって、
送信側では、
パケットを複製するパケット複製部と、
前記パケット複製部で複製したパケットを送信する際に、帯域制御を行う帯域制御部と
を備えたことを特徴とする伝送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の伝送装置であって、
前記帯域制御部は、全フロー又は予め定められた複数フローの設定帯域の総和を伝送可能な最大伝送帯域ＢＷｍａｘ以下となるよう設定することを特徴とする伝送装置。
【請求項５】
請求項１に記載の伝送装置であって、
フロー毎の帯域情報を管理する設定帯域管理テーブルと、
前記設定帯域管理テーブルを参照し、前記バッファ制御部により、フロー毎に設定された帯域に応じて、前記第１及び第２のバッファの帯域を割り当て、及び、前記セレクタを制御する全体制御部と
を備えたことを特徴とする伝送装置。
【請求項６】
請求項５に記載の伝送装置であって、
前記全体制御部は、
フローの設定変更の通知があった場合、前記設定帯域管理テーブル内の各フローの設定帯域が設定済みかを判定する処理と、
設定済みの場合、通知されたフローの設定帯域情報を前記設定帯域管理テーブルに書き込み、前記フロー制御部により、フローの設定変更に従い、前記第１又は第２のバッファのうち非選択中のバッファに記憶領域を再割り当てする処理と、
前記セレクタにより、前記再割り当てする処理がなされた非選択中の前記第１又は第２のバッファの出力を選択する処理と、
を実行することを特徴とする伝送装置。
【請求項７】
請求項６に記載の伝送装置であって、
前記全体制御部は、
前記設定済みでない場合、通知されたフローの設定帯域情報を前記設定帯域管理テーブルに書き込み、前記フロー制御部により、フローの設定帯域変更に合わせて、前記第１のバッファに記憶領域を割り当てする処理と、
前記セレクタにより、前記第１のバッファの出力を選択する処理と、
を実行することを特徴とする伝送装置。
【請求項８】
請求項６に記載の伝送装置であって、
前記設定変更は、帯域の設定変更又はパスの設定変更であることを特徴とする伝送装置。
【請求項９】
請求項１に記載の伝送装置であって、
前記バッファ制御部は、フローが設定された初期状態では、前記第１のバッファに、フローｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）の開始アドレスと、開始アドレスにＢＷｎ×Ｐ（ＢＷｎはフローｎの設定帯域、Ｐは許容伝送遅延差）を加えた終了アドレスを設定してバッファ領域を割り当てることを特徴とする伝送装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の伝送装置であって、
前記バッファ制御部は、あるフローｘの設定帯域が０になる又は増加する又は減少すると、前記第１又は第２のバッファのうち選択中のバッファのフローｘの領域分を詰め又は増加させ又は減少させ、残りの複数のフローの領域をフラグメンテーションが起こらないよう再割り当てすることを特徴とする伝送装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の伝送装置であって、
受信側では、前記系選択部は、
送信側の伝送装置により付与されたシーケンス番号を比較することでパケット落ちが発生していないか確認する処理と、
パケット落ちが検出されない場合又は選択系と非選択系の両系でパケット落ちした場合は、系切替えを行わずにパケットを送信する処理と、
パケット落ちが検出された場合は、非選択系に切り替えて、パケットを送信する処理と
を実行することを特徴とする伝送装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の伝送装置であって、
前記遅延差吸収パケットバッファは、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファで前記第２のバッファを共通化し、前記セレクタを省略し、
前記系選択部は、複数の前記遅延差吸収パケットバッファのいずれかを選択してデータを出力する
ことを特徴とする伝送装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の伝送装置であって、
前記バッファ制御部は、フロー設定変更時に、前記第１のバッファのデータに対して、前記第２バッファを用いてアドレスの再割り当てを実施した後、前記第２のバッファのデータを前記第１のバッファにコピーすることを特徴とする伝送装置。
【請求項１４】
伝送システムであって、
複数の伝送装置を備え、送信側の伝送装置において２つ以上の経路に複数の同一データを送信し、受信側の伝送装置においてどの経路から受信したデータをユーザ又はネットワークに伝送するかを選択可能であり、
前記送信側の伝送装置は、
パケットを複製するパケット複製部と、
前記パケット複製部で複製されたパケットを送信する際に、全フロー又は予め定められた複数フローの設定帯域の総和を伝送可能な最大伝送帯域ＢＷｍａｘ以下となるように帯域制御を行う帯域制御部と
を備え、
前記受信側の伝送装置は、
複数の経路から受信した同一データの遅延差を吸収するための複数の遅延差吸収パケットバッファと、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファのいずれかを選択してデータを出力するための系選択部と、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファを制御するバッファ制御部と、
を備え、
各々の前記遅延差吸収パケットバッファは、最大伝送帯域をＢＷｍａｘ、許容伝送遅延差をＰとするとき、バッファ容量をそれぞれＢＷｍａｘ×Ｐとした第１及び第２のバッファと、前記第１又は第２のバッファを選択するセレクタと、を有し、
前記バッファ制御部は、フローごとに設定された帯域に応じて前記遅延差吸収パケットバッファの前記第１及び第２のバッファの領域を割り当てる
ことを特徴とする伝送システム。
【請求項１５】
伝送システムにおける伝送方法であって、
前記伝送システムは、
複数の伝送装置を備え、送信側の伝送装置において２つ以上の経路に複数の同一データを送信し、受信側の伝送装置においてどの経路から受信したデータをユーザ又はネットワークに伝送するかを選択可能であり、
前記送信側の伝送装置では、
パケットを複製し、
前記複製したパケットを送信する際に、全フロー又は予め定められた複数フローの設定帯域の総和を伝送可能な最大伝送帯域ＢＷｍａｘ以下となるように帯域制御を行い、
前記受信側の伝送装置では、
複数の遅延差吸収パケットバッファにより、複数の経路から受信した同一データの遅延差を吸収し、
各々の前記遅延差吸収パケットバッファに含まれる第１及び第２のバッファのバッファ容量を、最大伝送帯域をＢＷｍａｘ、許容伝送遅延差をＰとするとき、それぞれＢＷｍａｘ×Ｐとし、前記第１又は第２のバッファを選択して出力し、
フローごとに設定された帯域に応じて前記遅延差吸収パケットバッファの前記第１及び第２のバッファの領域を割り当て、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファのいずれかを選択してデータを出力する、
伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送装置及びシステム及び方法に係り、特に、無瞬断切替え機能を有し、フローごとの設定帯域に応じたバッファ領域を持つパケット伝送装置及びシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１３−１１５５８４号公報（特許文献２）に記載された「背景技術」を引用して説明する。
装置間で連続的に又は間欠的にデータを送受信するデータ通信において、通信回線やノード装置に障害が発生した場合であってもデータ通信を継続できるようにするために、異なる２つのパスを介して装置間のデータ通信を行う方式がある。
【０００３】
例えば、１：１切替え（プロテクション）方式では、送信側の装置が通常は選択系のパスのみを介してデータを送信し、障害が発生した場合にはデータを送信するパスを非選択系パスへ切り替える。この方式では、選択系のパスに障害が発生した場合、受信側の装置は、障害が発生してから送信側の装置がその障害を検出してパスを切り替えるまでに送信されたデータを受信することができない。そのため、受信側の装置が、送信側の装置から送信されたデータの一部を受信することができなくなること（瞬断）が生じる。
これに対して、１＋１切替え（プロテクション）方式では、送信側の装置が常時、選択系のパスと非選択系のパスとに同じ本体部を含むデータを送信する。受信側の装置は通常は、選択系のパスと非選択系のパスとを介して送信された本体部が同じデータを受信する。受信側の装置は、本体部が同じデータを重ねて受信した場合、選択系のパスを介して受信したデータを選択し、非選択系のパスを介して受信したデータを廃棄する。選択系のパスに障害が発生した場合、受信側の装置は、選択するデータを受信したパスを選択系のパスから非選択系のパスへ切り替える。この方式によれば、選択系のパスに障害が発生した場合であっても、受信側の装置は、送信側の装置から送信されたデータを非選択系のパスを介して欠落なく受信することができる。
【０００４】
例えば、特開２００５−１０２１５７号公報（特許文献１）は、送信側の装置で、パケットのコピーを作成し、それぞれのフレームにシーケンス番号及び経路を区別するための識別子を付与して別経路で転送すると共に、受信側の装置では、２つのうちのいずれか一方を選択して転送することで、１＋１切替え方式を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０２１５７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１５５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
データ伝送において瞬断を生じさせない１＋１無瞬断切替えでは、送信経路の違いによる伝送遅延差を吸収するバッファが選択系と非選択系の両方で必要となる。また、ネットワーク内に複数ノード（パケット伝送装置）が存在する場合、各ノードの全送信パケットに対して、無瞬断切替えを実現できるだけのバッファ容量が受信側の装置に必要となる。このバッファ容量は、最大伝送帯域、許容伝送遅延差、ノードに収容できるフロー数に応じて増加する。フローとは、例えば論理パス（ユーザ回線）のことである。
近年、ユーザ数／転送データ量の増加に伴い、収容パス数、伝送帯域（例えば、４０Ｇｂｐｓから１００Ｇｂｐｓへ）は増加の一途を辿っている。そのため、この状況に対応できる無瞬断切替えを実現するためには膨大なバッファ容量が必要となる。
しかし、公知技術（特許文献１）においては無瞬断切替えを実現するために送受信パケットが同一情報を有するパケットかどうかの判断とその順序の同定のみを考慮したバッファ構成となっているだけで、必要バッファ容量について記載されておらず、容量を意識した構成となっていない。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、無瞬断切替え機能を有するパケット伝送装置において、バッファ容量を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の解決手段によると、
複数の経路から受信した同一データの遅延差を吸収するための複数の遅延差吸収パケットバッファと、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファのいずれかを選択してデータを出力するための系選択部と、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファを制御するバッファ制御部と、
を備え、
各々の前記遅延差吸収パケットバッファは、最大伝送帯域をＢＷｍａｘ、許容伝送遅延差をＰとするとき、バッファ容量をそれぞれＢＷｍａｘ×Ｐとした第１及び第２のバッファと、前記第１又は第２のバッファを選択するセレクタと、を有し、
前記バッファ制御部は、フローごとに設定された帯域に応じて前記遅延差吸収パケットバッファの前記第１及び第２のバッファの領域を割り当てる
伝送装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２の解決手段によると、
伝送システムであって、
複数の伝送装置を備え、送信側の伝送装置において２つ以上の経路に複数の同一データを送信し、受信側の伝送装置においてどの経路から受信したデータをユーザ又はネットワークに伝送するかを選択可能であり、
前記送信側の伝送装置は、
パケットを複製するパケット複製部と、
前記パケット複製部で複製されたパケットを送信する際に、全フロー又は予め定められた複数フローの設定帯域の総和を伝送可能な最大伝送帯域ＢＷｍａｘ以下となるように帯域制御を行う帯域制御部と
を備え、
前記受信側の伝送装置は、
複数の経路から受信した同一データの遅延差を吸収するための複数の遅延差吸収パケットバッファと、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファのいずれかを選択してデータを出力するための系選択部と、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファを制御するバッファ制御部と、
を備え、
各々の前記遅延差吸収パケットバッファは、最大伝送帯域をＢＷｍａｘ、許容伝送遅延差をＰとするとき、バッファ容量をそれぞれＢＷｍａｘ×Ｐとした第１及び第２のバッファと、前記第１又は第２のバッファを選択するセレクタと、を有し、
前記バッファ制御部は、フローごとに設定された帯域に応じて前記遅延差吸収パケットバッファの前記第１及び第２のバッファの領域を割り当てる
ことを特徴とする伝送システムが提供される。
【００１０】
本発明の第３の解決手段によると、
伝送システムにおける伝送方法であって、
前記伝送システムは、
複数の伝送装置を備え、送信側の伝送装置において２つ以上の経路に複数の同一データを送信し、受信側の伝送装置においてどの経路から受信したデータをユーザ又はネットワークに伝送するかを選択可能であり、
前記送信側の伝送装置では、
パケットを複製し、
前記複製したパケットを送信する際に、全フロー又は予め定められた複数フローの設定帯域の総和を伝送可能な最大伝送帯域ＢＷｍａｘ以下となるように帯域制御を行い、
前記受信側の伝送装置では、
複数の遅延差吸収パケットバッファにより、複数の経路から受信した同一データの遅延差を吸収し、
各々の前記遅延差吸収パケットバッファに含まれる第１及び第２のバッファのバッファ容量を、最大伝送帯域をＢＷｍａｘ、許容伝送遅延差をＰとするとき、それぞれＢＷｍａｘ×Ｐとし、前記第１又は第２のバッファを選択して出力し、
フローごとに設定された帯域に応じて前記遅延差吸収パケットバッファの前記第１及び第２のバッファの領域を割り当て、
複数の前記遅延差吸収パケットバッファのいずれかを選択してデータを出力する、
伝送方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、無瞬断切替え機能を有するパケット伝送装置において、バッファ容量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ネットワーク構成図。
【図２】伝送装置の構成図。
【図３】フローとポリサで設定された各フローの設定帯域の関係を保持する管理テーブルについての説明図。
【図４】無瞬断切替え機能実現のための遅延差吸収方法についての説明図。
【図５】送信ノードにおける無瞬断切替え処理フローチャート。
【図６】受信ノードにおける無瞬断切替え処理フローチャート。
【図７】関連技術の遅延差吸収パケットバッファの構成と必要容量についての説明図。
【図８】本実施例の遅延差吸収パケットバッファの構成と必要容量についての説明図。
【図９】関連技術と本実施例の遅延差吸収パケットバッファの必要容量の比較についての説明図。
【図１０】バッファ制御部等の詳細ブロック図。
【図１１】フローの設定変更時のバッファ処理のフローチャート。
【図１２Ａ】フロー設定帯域変更時のバッファへの処理例（１／２）についての説明図。
【図１２Ｂ】遅延差吸収パケットバッファ(初期状態) についての説明図。
【図１３Ａ】フロー設定帯域変更時のバッファへの処理例（２／２）についての説明図。
【図１３Ｂ】遅延差吸収パケットバッファ(フロー0設定帯域幅0に変更) についての説明図。
【図１４】一時格納用パケットバッファを一つ持つバッファ制御部等の詳細ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
１．第１の実施例
図１は、本実施例で説明するネットワーク構成図である。複数の経路を持つパケット伝送装置１０１〜１０４を備え、信頼性確保のため、伝送装置間は冗長化構成である２つの経路を持つリング構成となっている。隣り合う伝送装置間でデータの送受信を行い、各伝送装置を中継することで目的地までデータを送受信する。
【００１４】
本実施例では、伝送装置Ａ（１０１）を送信ノード、伝送装置Ｂ（１０２）を受信ノードとして説明する。送信ノードＡ（１０１）から伝送装置１０４、１０３を通って受信ノードＢ（１０２）に達する物理的に長い経路を長手、送信ノードＡ（１０１）から受信ノードＢ（１０２）に直接繋がる物理的に短い経路を短手と呼ぶこととする。また、フローとは、例えば、送信ノードから受信ノードまでの論理パス（ユーザ回線）のことであり、伝送装置間で複数のフローが存在するが、本実施例ではフロー０について説明する。長手を通るフロー０をフロー０Ｌ（１０５）、短手を通るフロー０をフロー０Ｓ（１０６）と表す。伝送装置１０１〜１０４の最大収容フロー数はＮとする。
また各伝送装置１０１〜１０４は、ユーザネットワークと接続され、ネットワーク管理装置１０７により管理される。
【００１５】
図２に、伝送装置１０１〜１０４において、無瞬断切替え機能を実現するブロック図を示す。無瞬断切替え機能とは故障時にデータの送受信の瞬断を発生させることなく、パケットロスやパケット増しや順序逆転等がなく伝送を続ける機能のことである。このような機能を実現するためには、短手からのパケットを受信後、長手からのパケットを待つ必要があり、バッファが必要となる。
【００１６】
送信ノード１０１の送信部は、以下の構成を備える。
・送信パケットに対しシーケンス番号を付与するシーケンス番号付与部２０３
・シーケンス番号付与部２０３によりシーケンス番号を付与したパケットを複製するパケット複製部２０１
・パケット複製部２０１で複製されたパケットを送信する際に、帯域制御を行うポリサ（帯域制御部）２０２
【００１７】
ポリサ２０２により帯域制御を行う理由は、例えば、受信ノード１０２の受信部にある遅延差吸収パケットバッファ２１１があふれないようにする、または、ユーザに設定帯域を守らせるといったことが考えられる。帯域制御にはポリサではなく、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）で使用されるシェーパ、クラシファイ、アドミッション制御、キューイング等の機能を有する適宜の帯域制御部を使用してもよい。
【００１８】
受信ノード１０２の受信部は、以下の構成を備える。
・各ノードのポリサで設定するフローごとの帯域情報を管理するネットワーク管理装置１０７から帯域情報を取得する全体制御部２０４
・全体制御部２０４からフローごとの帯域情報を受け取り、管理する設定帯域管理テーブル２０５
・伝送距離の違いによる遅延差を吸収するための遅延差吸収パケットバッファ２１１
・設定帯域管理テーブル２０５を参照し、遅延差吸収パケットバッファ２１１の領域を割り当てるバッファ制御部２０６
・パケットの到着順序を管理するシーケンス番号管理部２０７
・パケット到着時刻の遅延差を測定する遅延差測定部２１０
・シーケンス番号管理部２０７のシーケンス番号と遅延差測定部２１０の遅延差情報をもとに、出力時刻を決定する出力時刻生成部２０９
・遅延差吸収パケットバッファ２１１からパケットを読み出すタイミングを出力時刻生成部２０９から取得し、パケットにタイムスタンプを付与するタイムスタンプ付与部２０８
・選択系、非選択系のパケットに付与されたシーケンス番号を比較し、選択系、非選択系のどちらのパケットを送信するかを選択する系選択部２１２
【００１９】
ここで、選択系はデータの送受信に使われている経路、非選択系はデータの送受信に使われていない経路を表し、短手または長手のどちらかの経路が該当する。
【００２０】
図３は、各フローとポリサの設定帯域の関係を保持する設定帯域管理テーブル２０５の内容例を示している。フローごとの設定帯域は、例えば、システムの管理者がネットワーク管理装置１０７を用いてポリサにて設定することができる。フロー０の設定帯域をＢＷ０、フロー１の設定帯域をＢＷ１、フローＮ−１の設定帯域をＢＷＮ−１とした時、全フローの設定帯域の総和（ＢＷ０＋ＢＷ１＋…＋ＢＷＮ−１）は最大伝送帯域ＢＷｍａｘ以下となるよう設定される。ＢＷｍａｘは、例えば、送信元から送信先のルートの伝送帯域の最大値である。
【００２１】
図４に、無瞬断切替え機能を実現するための伝送距離差による遅延差の吸収方法の例を示す。送信ノード１０１の出力端を送信端、受信ノード１０２の入力端を受信端、受信ノード１０２の系選択部２１２の入力端を終端部出力と表す。
【００２２】
送信ノード１０１から送信するパケットＡ（４０１）、パケットＢ（４０２）、パケットＣ（４０３）、パケットＤ（４０４）にシーケンス番号付与部２０３がシーケンス番号を付与する。シーケンス番号を付与したパケット４０９は、例えば、ヘッダ、シーケンス番号、ユーザパケット、フッタという構成となっている。ただし、この構成は例であり、シーケンス番号がユーザパケットに付与されていればよく、付与する位置はこれに限定されるものではない。シーケンス番号を付与したパケットＡ（４０１）、パケットＢ（４０２）、パケットＣ（４０３）、パケットＤ（４０４）をパケット複製部２０１が複製する。送信ノード１０１は、ポリサ２０２を経て、それぞれシーケンス番号を付与したパケットを選択系、非選択系の２経路に送信する。この場合、選択系、非選択系の２経路は送信経路が異なるため伝送距離差が生じ、受信端へのパケット到着時刻に差が生じる。そこで、受信ノード１０２では、送信ノード１０１の短手方向から送信されたパケットＡ（４０１）、パケットＢ（４０２）、パケットＣ（４０３）  、パケットＤ（４０４）を受信後、長手方向から送信されたパケットパケットＡ（４０５）  、パケットＢ（４０６）、パケットＣ（４０７）、パケットＤ（４０８）を受信するまで、伝送距離差により発生する遅延時間だけ短手方向からのパケットを待たせる。
【００２３】
この遅延差吸収パケットバッファ２１１はシステム構成上、許容できる伝送距離差に応じた容量が必要となり、システムの管理者が許容伝送距離差を決定することができる。許容伝送距離差とは、例えば、システムに対して管理者等から要求される無瞬断切替えが可能な距離のことである。
【００２４】
次に、受信ノード１０２の系選択部２１２にて、先に到着したパケットＡ（４０１）と後に到着したパケットＡ（４０５）のシーケンス番号を比較し、シーケンス番号が一致するならば同一パケットであることが確認できるため、選択系でパケット落ちが発生していないと判断し、短手方向からのパケットＡ（４０１）を受信ノード１０２より先にあるユーザネットワークに送信する。同様の処理をパケットＢ（４０２、４０６）、パケットＣ（４０３、４０７）  、パケットＤ（４０４、４０８）に対して行う。送信ノード１０１から受信ノード１０２へのパケット送信が初めての場合は、短手、長手のどちらの経路が選択系か決まっていないので、先にパケットが到着した経路を選択系とすることができる。
系選択部２１２は、選択系でパケット落ちを検出した場合は、選択系から非選択系に切り替えることにより、瞬断を発生させることなく伝送を続けることが可能となる。
【００２５】
図５に、無瞬断切替えを実現する送信ノード１０１の処理フローチャートの例を示す。
送信ノード１０１は、ユーザから受信したパケットに対しシーケンス番号を付与する処理５０１を実施する。その後、送信ノード１０１は、シーケンス番号を付与した受信パケットを複製する処理５０２を実施し、複製したパケットを短手方向、長手方向（選択系、非選択系）の２経路に送信する処理５０３を実施する。
【００２６】
図６に、無瞬断切替えを実現する受信ノード１０２の処理フローチャートの例を示す。
受信ノード１０２は、選択系、非選択系から受信したパケットのシーケンス番号をシーケンス番号管理部２０７で管理し、遅延差測定部２１０で測定した遅延差から出力時刻生成部２０９にて理想出力時刻を決定する処理６０１を実施する。
受信ノード１０２は、タイムスタンプ付与部２０８で、受信パケットにタイムスタンプを付与し、選択系、非選択系それぞれの遅延差吸収パケットバッファ２１１に転送する処理６０２を実施する。
受信ノード１０２は、系選択部２１２で、タイムスタンプにより、遅延差吸収パケットバッファ２１１からパケットを読み出す時刻を判定し、パケットを読み出す処理６０３を実施する。
【００２７】
受信ノード１０２は、読み出したパケットに対して、系選択部２１２で送信ノード１０１により付与されたシーケンス番号を比較することでパケット落ちが発生していないか確認する処理６０４を実施する。パケット落ちが検出されない場合は、受信ノード１０２は、系選択部２１２による系切替えを行わずにパケットを送信する処理６０６を実施する。パケット落ちが検出された場合は、受信ノード１０２は、系選択部２１２により非選択系に切り替える処理６０５を実施し、パケットを送信する処理６０６を実施する。
ただし、受信ノード１０２は、処理６０４において、選択系、非選択系の両系でパケット落ちした場合、処理６０６に進むようにして、選択系は前値保持とし、系切替えを実施しなくてもよい。
【００２８】
図７に、関連技術の遅延差吸収パケットバッファ２１１の構成例を示す。最大伝送帯域をＢＷｍａｘ、許容伝送距離差を時間で表した許容伝送遅延差をＰとする。遅延差吸収パケットバッファ２１１構成としては、収容フロー数分の容量を持ち、フローごとにバッファを確保する構成７０１が最も簡単な構成のひとつである。フローごとのバッファ容量はＢＷｍａｘ×Ｐ、最大収容フロー数がＮの時、必要パケットバッファ容量はＢＷｍａｘ×Ｐ×Ｎとなる。しかし、これでは膨大なバッファ容量が必要となる。例えば、ＢＷｍａｘ＝１００［Ｇｂｐｓ］、Ｐ＝５［ｍｓ］（伝送距離差１０００［ｋｍ］）、Ｎ＝１００［本］の時、ＢＷｍａｘ×Ｐ×Ｎ＝１００［Ｇｂｐｓ］×５［ｍｓ］×１００＝５０［Ｇｂｉｔ］のバッファ容量が必要となる。
【００２９】
図８に、バッファ容量が大きくなる課題を解決する本実施例のバッファ構成例を示す。図３で示すようなフローごとの設定帯域に応じて、バッファ領域を割り当てた構成８０１にすると、フロー０のバッファ容量はＢＷ０×Ｐ、フロー１のバッファ容量はＢＷ１×Ｐ、フロー２のバッファ容量はＢＷ２×Ｐ、フローＮ−１のバッファ容量はＢＷＮ−１×Ｐとなり、全体の必要バッファ容量はＢＷｍａｘ×Ｐ＝１００［Ｇｂｐｓ］×５［ｍｓ］＝５００［Ｍｂｉｔ］まで削減することができる。これは、ポリサ２０２によって各フローの設定帯域の合計が最大伝送帯域ＢＷｍａｘに収まるよう調整されているため可能となる。
また、フロー設定変更時（例えば、フローの設定帯域変更時）に遅延差吸収パケットバッファ２１１のデータ格納アドレスに空きや重なりが生じ、フラグメンテーションが起こることや重なり部分のデータ整理によって、バッファの使用効率が低下することを防ぐため、バッファ８０１と同容量のバッファ８０２を用意しておく。
【００３０】
図９は、フローごとにバッファを確保する構成７０１とフローごとの設定帯域に応じてバッファ領域を割り当てた構成８０１のバッファ容量を比較した図である。図示のように、必要バッファ容量が削減できていることがわかる。
【００３１】
図１０に、遅延差吸収パケットバッファ２１１を制御するバッファ制御部２０６及び遅延差吸収パケットバッファ２１１等の詳細ブロック図を示す。バッファ制御部２０６は、設定帯域管理テーブル２０５のアクセス制御を行う設定帯域管理テーブルアクセス部１００１と、パケットバッファ１（８０１）およびパケットバッファ２（８０２）のアクセス制御を行うバッファアクセス部１００２とを有する。選択系及び非選択系の遅延差吸収パケットバッファ２１１は、それぞれ、パケットバッファ１（８０１）と、パケットバッファ２（８０２）と、全体制御部２０４からの制御信号をもとにパケットバッファ１（８０１）またはパケットバッファ２（８０２）のどちらを使うか選択するバッファ選択部（１００３）とを有する。
【００３２】
図１１に、フローの設定変更時のバッファ処理のフローチャートの例を示す。
全体制御部２０４は、ネットワーク管理装置１０７からフローの設定変更通知を待つ処理１１０１を実施する。設定変更としては、例えば、帯域及び／又はパス等の設定変更がある。
フローの設定変更の通知があった場合、全体制御部２０４は、設定帯域管理テーブル２０５内の各フローの設定帯域が設定済みか（例えば、データの有無）を判定する処理１１０２を実施する。
設定済みでない場合（Ｎｏ）、初回のパケットバッファのアドレス割り当て処理となる。
【００３３】
まず、全体制御部２０４は、通知されたフローの設定帯域情報を設定帯域管理テーブル２０５に書き込む処理１１０３を実施する。次に、全体制御部２０４は、設定帯域管理テーブル２０５を参照する処理１１０４を実施する。その後、全体制御部２０４は、バッファ制御部２０６により、各フローの設定帯域に応じてパケットバッファ１（８０１）に開始アドレス、終了アドレスを割当てる処理１１０５を実施する。
【００３４】
処理１１０２において、設定済みの場合（Ｙｅｓ）、初回のアドレス割り当て処理ではなく、パケットバッファ１（８０１）またはパケットバッファ２（８０２）のどちらかが使用中である。
そのため、処理としては、まず、全体制御部２０４は、通知されたフローの設定帯域情報を設定帯域管理テーブル２０５に書き込む処理１１０６を実施する。次に、全体制御部２０４は、設定帯域管理テーブル２０５を参照する処理１１０７を実施する。その後、全体制御部２０４は、バッファ制御部２０６により、フローの設定変更に合わせて、待機中であるパケットバッファ１（８０１）またはパケットバッファ２（８０２）に開始アドレス、終了アドレスを再割り当てする処理１１０８を実施する。
【００３５】
図１２、図１３に、図１１における、特にフロー設定帯域変更時の処理で、フロー０の帯域幅を０に変更した時の処理の具体例を示す。
【００３６】
図１２Ａ及びＢに、パケットバッファ１（８０１）及びパケットバッファ２（８０２）と、フローごとのバッファ容量、開始アドレス、終了アドレスを記載した説明図及び表１２０１を示す。フローが設定された初期状態では、バッファ制御部２０６のバッファアクセス部１００２が、パケットバッファ１（８０１）に対して、フロー０の開始アドレスをｓｔａｒｔ＿Ａ０、終了アドレスをｅｎｄ＿Ａ０（＝ｓｔａｒｔ＿Ａ０＋ＢＷ０×Ｐ）とし、バッファ領域を割り当てる。ＢＷ０はフロー０の設定帯域、Ｐは許容伝送遅延差である。バッファアクセス部１００２は、同様の処理をフローＮ−１まで行い、開始アドレス、終了アドレスを決定し、フローごとのバッファ領域を割り当てる。表１２０１において初期値がない開始アドレス、終了アドレスは、パケットバッファ２（８０２）のアドレスである。
【００３７】
図１３Ａ及びＢは、フロー０の設定帯域を０に変更した時のバッファ処理説明図及び表１２０１である。フロー０の設定帯域が０になると、パケットバッファ１（８０１）のアドレスｓｔａｒｔ＿Ａ０からｅｎｄ＿Ａ０までの領域に空きが生じる。そこで、バッファアクセス部１００２が、パケットバッファ２（８０２）に対して、フロー０の領域分を詰め、フロー１からフローＮ−１までの領域の再割り当てを行う。バッファアクセス部１００２は、フロー１の開始アドレスｓｔａｒｔ＿Ｂ１をパケットバッファ２（８０２）の０番地に、フロー１の終了アドレスをｅｎｄ＿Ｂ１（＝ｓｔａｒｔ＿Ｂ１＋ＢＷ１×Ｐ）と割り当てる。また、バッファアクセス部１００２は、フロー１の領域に続けてフロー２からフローＮ−１までの領域を割り当てる。こうすることで、バッファ領域にフラグメンテーションが起こらない構成が可能となる。
【００３８】
図１２、図１３では、フローの設定帯域を０にした時の例を紹介したが、設定帯域を増加または減少させた場合も同様にパケットバッファ２（８０２）に再割り当てを行うことができる。
【００３９】
以上のように実施例によると、パケットバッファに対し、フローの設定変更時にパケットバッファ領域に空きが生じ、フラグメンテーションが起こることによってパケットバッファの使用効率が低下することを防ぐために、パケットバッファとは別のバッファを有し、別のバッファの領域にフラグメンテーションが起こらないよう格納し直すことができる。
よって、本実施例では、フローごとの設定帯域に応じてバッファ領域を割り当てることにより、バッファ容量を最適化することができる。
【００４０】
２．第２の実施例
第１の実施例では、選択系、非選択系のそれぞれにパケットバッファを二つ設けているが、パケットバッファ一つでデータを管理するために、一時的にデータを格納しておくための別バッファ一時格納用パケットバッファ１４０１を一つ設けることにしてもよい。図１４に、この場合のバッファ制御部２０６及び遅延差吸収パケットバッファ２１１等の構成図を示す。
フロー設定変更時にバッファアクセス部１００２が、遅延差吸収パケットバッファ２１１（パケットバッファ１（８０１））のデータに対して、一時格納用バッファ１４０１（パケットバッファ２（８０２））を用いてアドレスの再割り当てを実施した後、一時格納用バッファ１４０１のデータを遅延差吸収パケットバッファ２１１に戻す処理を実施することとなる。
【００４１】
具体的な処理については、例えば、第１の実施例のパケットバッファ１（８０１）及びパケットバッファ２（８０２）に、それぞれ、遅延差吸収パケットバッファ２１１及び一時格納用バッファ１４０１を対応づけて、同様の処理を実行すればよい。これにより、アドレスの再割り当てを実施し、その後一時格納用バッファ１４０１の内容を遅延差吸収パケットバッファ２１１にコピーすればよい。
【００４２】
以上のように、本実施例によると、フローの設定変更時にフラグメンテーションを防ぐために使用するバッファとして選択系、非選択系の両方に設けるのではなく、フローの設定変更時にデータ整理のために一時的にデータを格納しておくバッファを一つだけ有すればよい。
よって、本実施例では、さらにバッファ容量を削減することができる。
【００４３】
３．付記
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４４】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００４５】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０１  送信ノード（伝送装置Ａ）
１０２  受信ノード（伝送装置Ｂ）
１０３  伝送装置
１０４  伝送装置
１０５  フロー０Ｌ
１０６  フロー０Ｓ
１０７  ネットワーク管理装置
２０１  パケット複製部
２０２  ポリサ
２０３  シーケンス番号付与部
２０４  全体制御部
２０５  設定帯域管理テーブル
２０６  バッファ制御部
２０７  シーケンス番号管理部
２０８  タイムスタンプ付与部
２０９  出力時刻生成部
２１０  遅延差測定部
２１１  遅延差吸収パケットバッファ
２１２  系選択部
３０１  設定帯域管理テーブルの内容例
４０１  パケットＡ（選択系）
４０２  パケットＢ（選択系）
４０３  パケットＣ（選択系）
４０４  パケットＤ（選択系）
４０５  パケットＡ（非選択系）
４０６  パケットＢ（非選択系）
４０７  パケットＣ（非選択系）
４０８  パケットＤ（非選択系）
４０９  シーケンス番号を付与したパケット構成
７０１  簡単な例の遅延差吸収パケットバッファ
８０１  パケットバッファ１
８０２  パケットバッファ２
１００１  設定帯域管理テーブルアクセス部
１００２  バッファアクセス部
１００３  バッファ選択部
１２０１  遅延差吸収パケットバッファ構成表
１４０１  一時格納用パケットバッファ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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