(57)【要約】　　　（修正有）【課題】大容量データの配信時における既存ネットワークでの帯域不足による輻輳を回避する手段を提供する。また、大容量データをネットワーク上で確実に送信する為の手段を提供する。【解決手段】ルーティング処理部１０は、ストレージアドレスを含む経路情報に基づいて受信パケットの送出先を送信部３又はデータ処理部３０から選択し、スイッチ部１に対して切替を命令する手段と、ストレージ部２０は、受信パケットを記憶する手段とを有し、スイッチ部１は、制御信号に基づき経路の切替を行う手段を有し、データ処理部３０は、データ属性に基づいて、パケットを格納若しくは送信する手段を有し、送信部３は、データ処理部３０からの制御信号に従いパケットのヘッダ処理を行う手段と、データパケットを隣接中継装置へ転送する手段とを備え、ネットワークストレージアドレスを用いて表されるストレージルーティングテーブルによりルーティングを行う。【選択図】図１
2004140539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力ポートを持つ受信部と、複数の出力ポートを持つ送信部と、データ処理部と、前記受信部と送信部と前記データ処理部を接続するスイッチ部と、記憶機能を有する複数のストレージ部と、前記受信部、前記送信部、前記スイッチ部、前記ストレージ部を制御するルーティン処理部とを有するアプリケーション層でルーティング機能を持つ情報中継装置であって、
ネットワーク上で前記複数ストレージ部を識別するためのストレージアドレスと、前記ストレージアドレスと、データ属性と、を含むデータパケットを用いる情報中継手段を有し、
前記受信部は、データパケットを受信する手段と、前記データパケットからストレージアドレスと前記データ属性を取り出す手段と、前記データ属性をルーティング処理部に転送する手段と、前記データパケットを前記スイッチ部に送り込む手段とを有し、
前記ルーティング処理部は、ストレージアドレスを含む経路情報に基づいて受信データパケットの送出先を、前記送信部または前記データ処理部から選択し、前記スイッチ部に対して切替を命令する手段とを有し、前記ストレージ部は、前記受信データを記憶する手段とを有し、
前記スイッチ部は、前記制御信号に基づき経路の切替を行う手段を有し、
前記データ処理部は、データ属性に基づいて、データを格納もしくは送信する手段を有し、
前記送信部は、前記制御部からの制御信号に従いパケットのヘッダ処理を行う手段と、データパケットを隣接中継装置へ転送する手段と、を備えることを特徴とする情報中継装置。
【請求項２】
前記情報中継装置は、ネットワーク上でストレージ部を識別する為の識別情報（ネットワークストレージアドレス：ＮＳＡ）を用いて表される経路表（ストレージルーティングテーブル：ＳＲＴ）を制御部に保持する手段と、ＳＲＴを用いて当該宛先ＮＳＡに対応する送出先ＮＳＡを決定する手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の情報中継装置。
【請求項３】
前記ＮＳＡは、中継装置のネットワーク上における位置情報と、物理的あるいは論理的に区別される記憶装置の個体識別情報と、保存領域内においてディレクトリまたはブロックアドレス指定によるデータ保存位置を識別する情報と、のうち一つまたは複数の組み合わせによって表されることを特徴とする請求項２記載の情報中継装置。
【請求項４】
前記情報中継装置は、ストレージ部にメモリあるいはＨＤＤの一つ又は複数の媒体から構成される記憶領域を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の情報中継装置。
【請求項５】
前期情報中継装置は、スイッチ部において受信データをストレージ部に保存する為、入力データパケットをデータ処理部に送る手段と、前期ストレージ部は前期データ処理部からデータを受け取り、少なくとも次段の中継装置への転送が完了するまで受信データを装置内に保存しておく手段を有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情報中継装置。
【請求項６】
前記情報中継装置は、前記データ保存処理において、受信したデータをパケットの状態で記憶する手段と、複数のパケットからなるデータを装置内で再構成して記憶しておく手段とのいずれかまたは両方を有することを特徴とする請求項５記載の情報中継装置。
【請求項７】
前記情報中継装置は、受信部にてデータ送出要求を検出した場合に自装置内に記憶されているデータを取り出して再送する手段を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の情報中継装置。
【請求項８】
前記情報中継装置は、ＳＲＴに登録する宛先ＮＳＡと次の中継用ＮＳＡとの対応を決定する際に、受信したデータフローのデータサイズと次の中継用ストレージ部における利用可能な記憶領域の容量とに基づいて経路を判断し、ＳＲＴを構成する手段を有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情報中継装置。
【請求項９】
前記情報中継装置は、情報ルーティングの為のネットワークを構成する装置の間で相互に利用可能な記憶容量を通知する為の手段を有することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の情報中継装置。
【請求項１０】
前記情報中継装置は、受信部において、入力ポートに供給されたデータがストレージアドレスに基づいてルーティングされるべきものか否かを判定する手段を有することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の情報中継装置。
【請求項１１】
前記情報中継装置は、転送経路の決定に際して下位層の転送プロトコルの働きによって得られる経路情報を利用する手段を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の情報中継装置。
【請求項１２】
前期情報中継装置は、データの送信に際し、必要ならば、データをアプリケーション層において複数のパケットに分割して転送する手段を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の情報中継装置。
【請求項１３】
前期データパケットは、アプリケーション層のデータ属性を含むヘッダ部と、データの内容を含むデータ部とから構成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の情報中継装置。
【請求項１４】
前期データパケットは、ヘッダ部にデータの宛先ＮＳＡとデータの送信元ＮＳＡとを含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の情報中継装置。
【請求項１５】
前期データパケットは、ヘッダ部に含まれるデータ属性として、同一のデータから生成されたパケットであることを示すデータ識別子と、データが分割されて送信される場合には再組み立て情報としてデータパケットの順序を示すパケット識別子とを含むことを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の情報中継装置。
【請求項１６】
前期データパケットは、データ属性により優先的に経路を決定する為、ヘッダ部にデータパケットの優先度情報を含むことを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の情報中継装置。
【請求項１７】
複数の入力ポートを持つ受信部と、複数の出力ポートを持つ送信部と、データ処理部と、前記受信部と送信部と前記データ処理部を接続するスイッチ部と、記憶機能を有する複数のストレージ部と、前記受信部、前記送信部、前記スイッチ部、前記ストレージ部を制御するルーティング処理部と、から構成されるアプリケーション層のデータ属性をもとにルーティングを行う情報ルーティング方式であって、
ネットワーク上で前記複数ストレージ部を識別するためのストレージアドレスと、前記ストレージアドレスと、データ属性と、を含むデータパケットを用いる情報ルーティング方式を特徴とし、
前記受信部は、データパケットを受信するステップと、前記データパケットからストレージアドレスと前記データ属性を取り出すステップと、前記データ属性をルーティング処理部に転送するステップと、前記データパケットを前記スイッチ部に送り込むステップとを有し、
前記ルーティング処理部は、ストレージアドレスを含む経路情報に基づいて受信データパケットの送出先を、前記送信部または前記データ処理部から選択し、前記スイッチ部に対して切替を命令するステップと、
前記ストレージ部は、前記受信データを記憶するステップとを有し、
前記スイッチ部は、前記制御信号に基づき経路の切替を行うステップを有し、
前記データ処理部は、データ属性に基づいて、データを格納もしくは送信するステップを有し、
前記送信部は、前記制御部からの制御信号に従いパケットのヘッダ処理を行うステップと、データパケットを隣接中継装置へ転送するステップと、
を備えることを特徴とする情報ルーティング方式。
【請求項１８】
前記制御ステップは、ネットワーク上でストレージ部を識別する為の識別情報（ＮＳＡ）を用いて表される経路表（ＳＲＴ）を制御部に保持する手段と、ＳＲＴを用いて当該宛先ＮＳＡに対応する送出先ＮＳＡを決定する手段と、を有することを特徴とする請求項１７記載の情報ルーティング方式。
【請求項１９】
前記ＮＳＡは、中継装置のネットワーク上における位置情報と、物理的あるいは論理的に区別される記憶装置の個体識別情報と、保存領域内においてディレクトリまたはブロックアドレス指定によるデータ保存位置を識別する情報と、のうち一つまたは複数の組み合わせによって表されることを特徴とする請求項１８記載の情報ルーティング方式。
【請求項２０】
前期制御ステップは、受信部において入力パケットのヘッダ処理を行うと共に受信データを制御部内メモリまたは記憶装置内に保存する為、入力データのコピーを制御部に送る手段と、制御部はヘッダ情報をもとにデータパケットを識別し、少なくとも次段のＮＳＡへの転送が完了するまで受信したデータパケットの情報を装置内に保存しておく手段を有することを特徴とする請求項１７から１９のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項２１】
前記制御ステップは、前記データ保存処理において、受信したデータをパケットの状態で記憶する手段と、複数のパケットからなるデータを装置内で再構成して記憶しておく手段とのいずれかまたは両方を有することを特徴とする請求項１７から２０のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項２２】
前記制御ステップは、受信部にてデータ送出要求を検出した場合に自装置内に記憶されているデータを取り出して再送する手段を有することを特徴とする請求項１７から２１のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項２３】
前記情報中継装置は、ＳＲＴに登録する宛先ＮＳＡと次の中継用ＮＳＡとの対応を決定する際に、受信したデータフローのデータサイズと次の中継用ストレージ部における利用可能な記憶領域の容量とに基づいて経路を判断し、ＳＲＴを構成する手段を有することを特徴とする請求項１７から２２のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項２４】
前記制御ステップは、情報ルーティングの為のネットワークを構成する装置の間で相互に利用可能な記憶容量を通知する為の手段を有することを特徴とする請求項１７から２３のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項２５】
前記制御ステップは、受信部において、入力ポートに供給されたデータがストレージアドレスに基づいてルーティングされるべきものか否かを判定する手段を有することを特徴とする請求項１７から２４のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項２６】
前記情報中継装置は、情報ルーティングの為のネットワークを構成する装置の間で相互に利用可能な記憶容量を通知する為のステップを有することを特徴とする請求項１７から２５のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項２７】
前記情報中継装置は、受信部において、入力ポートに供給されたデータがストレージアドレスに基づいてルーティングされるべきものか否かを判定するステップを有することを特徴とする請求項１７から２６のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項２８】
前記情報中継装置は、転送経路の決定に際して下位層の転送プロトコルの働きによって得られる経路情報を利用するステップを有することを特徴とする請求項１７から２７のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項２９】
前期情報中継装置は、データの送信に際し、必要ならば、データをアプリケーション層において複数のパケットに分割して転送するステップを含むことを特徴とする請求項１７から２８のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項３０】
前期データパケットは、アプリケーション層のデータ属性を含むヘッダ部と、データの内容を含むデータ部とから構成されることを特徴とする請求項１７から２９のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項３１】
前期データパケットは、ヘッダ部にデータの宛先ＮＳＡとデータの送信元ＮＳＡとを含むことを特徴とする請求項１７から３０のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項３２】
前期データパケットは、ヘッダ部に含まれるデータ属性として、同一のデータから生成されたパケットであることを示すデータ識別子と、データが分割されて送信される場合には再組み立て情報としてデータパケットの順序を示すパケット識別子とを含むことを特徴とする請求項１７から３１のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【請求項３３】
前期データパケットは、データ属性により優先的に経路を決定する為、ヘッダ部にデータパケットの優先度情報を含むことを特徴とする請求項１７から３２のいずれかに記載の情報ルーティング方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワーク経路制御方式及びネットワーク中継装置に係る。特に映像、音声等のマルチメディアデータおよび企業内技術データといった大容量データを効率的に転送する為、データパケットの持つアプリケーション層のデータ識別情報を用いてデータパケットのルーティングを行うデータ転送方式およびその中継装置、またストレージ装置を構成要素とするネットワークにおいてストレージアドレスを用いるデータ転送方式とデータ蓄積型の転送方式、およびその中継装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のネットワークシステムでは、ＩＳＯ参照モデルのネットワーク層プロトコルによるルーティング技術が利用される。主なプロトコルとして、経路上に存在するルータの台数に基づき最適経路を決定するＲｏｕｔｉｎｇ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＲＩＰ）、リンク状態から優先経路を決定するＯｐｅｎ　Ｓｈｏｒｔｅｓｔ　Ｐａｔｈ　Ｆｉｒｓｔ（ＯＳＰＦ）、経路の属性に基づき自律システム間の優先通信経路を決定するＢｏｒｄｅｒ　Ｇａｔｅｗａｙ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＢＧＰ）が挙げられる。これらのプロトコルでは個々のルータが自装置内に保持されている経路情報を相互に通知し合うことによりネットワークトポロジが伝播され、各プロトコルに定められた計算方式により、ネットワーク層で定義されるアドレス情報および回線の種類等の情報に基づきデータの送信先と送出先インタフェースの対応表（ルーティングテーブル）が生成される。
ネットワークを形成するデータ中継装置（ルータ）は他のルータから学習した経路情報と自装置の持つ接続情報をもとに宛先アドレスと出力ポートの対応表をルーティングテーブルとして作成し、メモリ内に保持しておく。ルータ間ではルーティングプロトコルにより定期的に経路情報が交換され、接続の障害やネットワークトポロジの変化に対応して随時ルーティングテーブルが更新される。
ルーティングテーブル上には一つの宛先アドレスに対応する出力ポートとして、最も適当と判断されたものが一つ登録され、データパケットはこの経路表をもとに各ルータで送信先を決定されて、目的のネットワークアドレスをもつ中継装置または端末装置へと送られる。既存のＩＰネットワークでは、あるルータからある宛先に向かう経路はネットワークアドレスに基づいてただ一通りに決定されるという特徴があり、トラフィックがある区間に集中する場合においては負荷の高い区間と通常殆ど利用されない区間とに分かれ、ネットワーク帯域を有効に利用できない。
ＩＰネットワークに対して機能を補うことで高速、セキュアな転送を行う技術が開発されている。現在最も注目されているものは　Ｍｕｌｔｉ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　（ＭＰＬＳ）であり、ＩＥＴＦ等でも標準化が進んでいる。ＭＰＬＳではルータ間の転送においてラベルを用いたフロー識別を行い、トラフィック制御を実現する技術である。コネクションレスネットワークにおいてコネクション型の接続を確立するための手段であり、セキュリティ上の効果も高い。ＭＰＬＳはネットワーク層のルーティングテーブルを参照して経路設定を行うが、トラフィックエンジニアリング技術により、帯域利用状況に応じたパスの確保を独自に行うことが可能である。ＲＳＶＰ−ＴＥやＣＲ−ＬＤＰ等のプロトコルがＩＥＴＦで標準化されており、ユーザ側のＭＰＬＳ網エッジルータからデータ送信側のエッジルータに対し経路確立要求が送られる際に予約経路上のネットワーク利用状況に基づいて、より効率的な転送が可能な経路を設定する技術の検討は進められている。但し、経路を設定する時点でのネットワーク状態に応じた経路およびラベルの設定が行われる為、データ通信中の動的な経路変更には対応していない。
ネットワークの利用状況を集中管理することにより効率的な経路を設定するポリシールーティングと呼ばれる方式では、ネットワーク帯域の輻輳、障害といった情報に対して個々のルータがあらかじめ設定された動作判断（ポリシー）に基づいて経路を動的に変更することが可能である。但し、経路選択は有限個の経路に限られる。
また、大容量データ配信の為のネットワーク要素技術は以下のとおりである。データの大容量化と企業情報システムの拡大に伴い、コンテンツ配信網（ＣＤＮ）と呼ばれるシステムの需要が拡大している。リクエストに対するレスポンスの向上により、データの可用性を高めることを目的とする。具体的には、データの分散配置によりサーバ別のアクセス数を制限しパフォーマンスを向上させること、データ転送時の遅延を低減することが主な課題とされている。
データをエンドユーザへ効率的に配信する手段としてキャッシュをアクセス網側に配置しておく方法が主に用いられる。特にＷｅｂサービス等のコンテンツ提供サービスにおいて、多数のユーザによって頻繁に利用されるデータは、オリジンサーバよりもユーザに近い位置に置かれたキャッシュサーバに記憶しておき、オリジンサーバに代わってキャッシュサーバからユーザへとデータを配信する。これによりネットワークのコア部分におけるトラフィック量を低減し、ネットワークリソースの有効活用を図るとともに、ユーザへの応答時間を短縮し、サービスの可用性を向上させることができる。
サービスの多様化に伴い、ユーザ情報やサービスによるトラフィックの識別が必要不可欠となり、現在ではアプリケーション層の情報を利用してトラフィックを振り分ける高位レイヤ対応のスイッチ（レイヤ７スイッチ）が広く利用されている。これらはサーバの負荷を低減する為に用いられる。それぞれ対応するサービスが異なるサーバを複数台用意しておき、ユーザからのリクエストの内容あるいはサーバの負荷状況に応じてトラフィックを振り分けることで、個々のサーバのパフォーマンスを向上させることができる。
また、同一のコンテンツを地域的に離れた場所に備えておき、データの配信先となるユーザのネットワークアドレスやサーバの負荷、応答時間に基づいて最適なサーバを選択し、当該サイトへリクエストを振り向ける手段も用いられる。なお、サーバの負荷分散技術はサイト内での局所的なトラフィック制御技術であり、ルーティングのようにネットワークアドレスにもとづく経路制御とは異なる。現段階ではトラフィックを低減するための技術に注目が集まっており、データ転送時のネットワーク制御に関係する技術は存在しない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年のアクセス回線のブロードバンド化とストレージ装置の記憶容量の飛躍的な増大、さらには移動通信端末の普及により、ネットワークを通じての動画や音声等マルチメディアデータのトラフィックが増え、業務データの異動も頻発している。ネットワーク帯域の拡大に伴い、大容量データがネットワーク経由で利用されるようになると、網内各所で頻繁にバースト的なトラフィックが発生することが予想される。またストリーミングデータ等、一定時間ネットワーク帯域を流れつづける形のトラフィックも増大する傾向にある。
従来のネットワーク層におけるルーティングでは、ネットワーク上の経路がルーティングテーブルの中で一意に決定されることから、トラフィックは特定の経路に集中し、回線負荷が偏る傾向がある。特に複数のトラフィックが同時にネットワーク上のある区間に集中した場合に、宛先検索処理およびスイッチング処理の性能上の制約により、輻輳あるいはそれに伴う回線障害が発生する可能性がある。ルータは大容量データを低遅延、低損失率で配信する必要があるが、上記の理由により、従来のネットワークシステムでは、大容量データ配信に伴うトラフィックの増大に対して十分に対応することが困難である。
大容量コンテンツ配信に対応した技術であるＣＤＮでは、サーバの分散およびキャッシュの分散配置によってリクエストに対するレスポンスを向上させるが、データ配信時には上記ネットワーク層ルーティングプロトコルを利用している為、経路制御に関して同様の課題が残っている。すなわち、同時に複数のトラフィックが発生した場合にトラフィックが集中し、転送効率が低下する。これに対し、トラフィックエンジニアリングによる経路制御をＣＤＮと組み合わせるＩＰ−ＶＰＮサービスの需要が拡大しており、帯域制御への関心が高まっている。しかし、トラフィックエンジニアリングでは経路設定後の帯域利用率の変化に対応する機能が準備されていないことから、トラフィックが重なった場合に処理が特定の回線に集中する問題は解決されずに残っている。ダウンロード中心の利用形態から、ストリーミングデータおよびリアルタイムコミュニケーションが主流となる将来のネットワークにおいて、解決しなければならない重要課題の一つである。大容量データを配信するために帯域を効率的に利用できる機能がネットワーク装置には必要である。
以上の点から、本発明では大容量データの配信に際してパケットロスおよびそれに伴う配信遅延を低減すること、ネットワーク内部での輻輳を低減することでネットワーク全体の配信効率を向上させること、および現状のネットワークに対して容易にルータの追加、削除ができ、容易にネットワークの性能向上を図ることが可能な情報ルーティング装置および方法を提案することを目的とする。
また、本発明は従来のネットワーク技術と連携することにより、コンテンツの属性に応じたＱｏＳ制御、ネットワークの利用状況に応じた柔軟な経路制御手段を提供し、データ配信効率を向上させることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による情報中継装置は、複数の入力ポートを持つ受信部と、複数の出力ポートを持つ送信部と、データ処理部と、前記受信部と送信部と前記データ処理部を接続するスイッチ部と、記憶機能を有する複数のストレージ部と、前記受信部、前記送信部、前記スイッチ部、前記ストレージ部を制御するルーティン処理部と、から構成されるアプリケーション層でルーティング機能を持つ情報中継装置であって、
ネットワーク上で前記複数ストレージ部を識別するためのストレージアドレスと、前記ストレージアドレスと、データ属性と、を含むデータパケットを用いる情報中継手段を特徴とし、
前記受信部は、データパケットを受信する手段と、前記データパケットからストレージアドレスと前記データ属性を取り出す手段と、前記データ属性をルーティング処理部に転送する手段と、前記データパケットを前記スイッチ部に送り込む手段とを有し、
前記ルーティング処理部は、ストレージアドレスを含む経路情報に基づいて受信データパケットの送出先を、前記送信部または前記データ処理部から選択し、前記スイッチ部に対して切替を命令する手段と、
前記ストレージ部は、前記受信データを記憶する手段とを有し、
前記スイッチ部は、前記制御信号に基づき経路の切替を行う手段を有し、
前記データ処理部は、データ属性に基づいて、データを格納もしくは送信する手段を有し、
前記送信部は、前記制御部からの制御信号に従いパケットのヘッダ処理を行う手段と、データパケットを隣接中継装置へ転送する手段と、
を備えることを特徴とする。
そして、前記情報中継装置は、ネットワーク上でストレージ部を識別する為の識別情報（ネットワークストレージアドレス：ＮＳＡ）を用いて表される経路表（ストレージルーティングテーブル：ＳＲＴ）を制御部に保持する手段と、ＳＲＴを用いて当該宛先ＮＳＡに対応する送出先ＮＳＡを決定する手段と、を有することを特徴とする。
また、前記ＮＳＡは、中継装置のネットワーク上における位置情報と、物理的あるいは論理的に区別される記憶装置の個体識別情報と、保存領域内においてディレクトリまたはブロックアドレス指定によるデータ保存位置を識別する情報と、のうち一つまたは複数の組み合わせによって表されることを特徴とする。
また、前記情報中継装置は、ストレージ部にメモリあるいはＨＤＤの一つ又は複数の媒体から構成される記憶領域を有することを特徴とする。
また、前期情報中継装置は、スイッチ部において受信データをストレージ部に保存する為、入力データパケットをデータ処理部に送る手段と、前期ストレージ部は前期データ処理部からデータを受け取り、少なくとも次段の中継装置への転送が完了するまで受信データを装置内に保存しておく手段を有することを特徴とする。
本発明による情報ルーティング方式は、複数の入力ポートを持つ受信部と、複数の出力ポートを持つ送信部と、データ処理部と、前記受信部と送信部と前記データ処理部を接続するスイッチ部と、記憶機能を有する複数のストレージ部と、前記受信部、前記送信部、前記スイッチ部、前記ストレージ部を制御するルーティング処理部と、から構成されるアプリケーション層のデータ属性をもとにルーティングを行う情報ルーティング方式であって、
ネットワーク上で前記複数ストレージ部を識別するためのストレージアドレスと、前記ストレージアドレスと、データ属性と、を含むデータパケットを用いる情報ルーティング方式を特徴とし、
前記受信部は、データパケットを受信するステップと、前記データパケットからストレージアドレスと前記データ属性を取り出すステップと、前記データ属性をルーティング処理部に転送するステップと、前記データパケットを前記スイッチ部に送り込むステップとを有し、
前記ルーティング処理部は、ストレージアドレスを含む経路情報に基づいて受信データパケットの送出先を、前記送信部または前記データ処理部から選択し、前記スイッチ部に対して切替を命令するステップと、
前記ストレージ部は、前記受信データを記憶するステップとを有し、
前記スイッチ部は、前記制御信号に基づき経路の切替を行うステップを有し、
前記データ処理部は、データ属性に基づいて、データを格納もしくは送信するステップを有し、
前記送信部は、前記制御部からの制御信号に従いパケットのヘッダ処理を行うステップと、データパケットを隣接中継装置へ転送するステップと、
を備えることを特徴とする。
そして、前記制御ステップは、ネットワーク上でストレージ部を識別する為の識別情報（ＮＳＡ）を用いて表される経路表（ＳＲＴ）を制御部に保持する手段と、ＳＲＴを用いて当該宛先ＮＳＡに対応する送出先ＮＳＡを決定する手段と、を有することを特徴とする。
また、前記ＮＳＡは、中継装置のネットワーク上における位置情報と、物理的あるいは論理的に区別される記憶装置の個体識別情報と、保存領域内においてディレクトリまたはブロックアドレス指定によるデータ保存位置を識別する情報と、のうち一つまたは複数の組み合わせによって表されることを特徴とする。
また、前期制御ステップは、受信部において入力パケットのヘッダ処理を行うと共に受信データを制御部内メモリまたは記憶装置内に保存する為、入力データをデータ処理部に送る手段と、データ処理部およびストレージ部はヘッダ情報をもとにデータパケットを識別し、少なくとも次段のＮＳＡへの転送が完了するまで受信したデータパケットの情報を装置内に保存しておく手段を有することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明を適用する装置の基本構成を表すブロック図である。
本発明における情報中継装置は、大容量データトラフィックが頻発するネットワークコアに利用されることを前提とする。装置間を接続し経路制御を行う為、複数の回線４−１〜４−ｎに接続された複数の入力ポート（論理ポート）２−１〜２−ｎを含むデータ受信部２と複数の回線５−１〜５−ｎに接続された複数の出力ポート３−１〜３−ｎを持つデータ送信部３とを有し、入出力の経路を装置内部で切り替える為、入出力ポートを関連付けるソフトウエアスイッチ部１を有する。入力および出力用の論理ポート２−１〜２−ｎ、３−１〜３−ｎを通じてトランスポート層以下のプログラムと通信し、データの送信を行う。
スイッチ部はルーティング処理部での経路検索結果に基づいてデータパケットの送信に必要な入力ポートと出力ポートの組み合わせを決定し、装置内転送経路を生成する機能を有する。スイッチ部はまた、データを中継する際に一時的にその内容を記憶しておくことを目的として、制御部へ受信データの複製を送信する機能を備える。
ルーティング処理部１０にはデータパケットに含まれるアプリケーション層のデータ識別情報にもとづきデータパケットの送信先を決定する経路検索処理を行う機能と、検索結果にもとづいてスイッチ部および送信部に対して制御信号を送信する機能を有する。ルーティング処理部１０にはルーティングの為の経路表ＳＲＴ１１を保持する。
データ処理部３０は送受信時のデータの組み立ておよび分割、受信データの一時記憶機能を有する。ストレージ部へのデータの読み書きはデータ処理部を通じて行う。データの組み立ておよび分割処理に必要な情報はデータパケットのヘッダ部に含まれ、受信部および送信部にてヘッダ情報の取り出しあるいは書き込みが行われる。
データ処理部３０に接続される記憶装置２０は、大容量データを転送する際にデータを保管し、あるいは転送処理の際に主記憶領域が不足した場合にデータを蓄積しておく為の一つまたは複数のストレージ２１で構成される。ストレージ２１は大容量のメモリであってもよく、ハードディスクで構成しても、その組み合わせでもよい。以降の説明ではこれらの構成を含めてストレージと称することとする。
次に、本発明の装置内部における信号の処理について説明する。入力ポート２−１〜２−ｎに供給されたデータパケットは受信部２、スイッチ部１、送信部３の順に通過し、出力ポート３−１〜３−ｎを通じて次の中継装置へと転送される。受信部２は受信したデータパケットに含まれるヘッダ情報を抽出し、それらを制御情報としてルーティング処理部１０に送る。ルーティング処理部１０ではストレージルーティングテーブルＳＲＴ１１によって受信部２から受け取った宛先装置アドレス等の制御情報をもとに送信部３内の出力先ポートを決定し、スイッチ部１および送信部３へ制御信号を送る。制御信号によってスイッチ部１は入力ポートと出力ポートの対応を決定し、データパケットは送信部３へと送られる。受信部２において抽出される制御情報にはパケットの宛先装置アドレス、送信元装置アドレスおよびその他のデータ属性を示す識別子が含まれる。送信部３ではルーティング処理部１０より受け取った制御情報にもとづいて必要ならばヘッダ情報を付加し、次の中継装置へ送出する。
図１に示された構成は主にソフトウエアにより構成され、ＩＳＯ参照モデルにおけるトランスポート層よりも上位の層における処理のみで記述される。経路決定は上位層で行われ、転送に際しては受信部および送信部を通じて下位層のプロトコルと通信を行うことにより実行される。
また、図１の構成は受信部および送信部に物理インタフェースを用い、スイッチ部に、例えばＮ×Ｎのクロスバースイッチを用いた情報中継装置の設計も可能である。この場合は転送に関わる受信部、スイッチ部、送信部はネットワーク層アドレスを用いる従来のルータアーキテクチャと共通の構成となる。受信部および送信部にはパケット処理を専用に行う為に例えば高速ハードウエア処理等を行う回路が組み込まれ、ＳＲＴを用いたアプリケーション層での経路決定とデータリンク層以下の物理アドレスとがＮＳＡと直接連携する方式での制御が行われる。
図２は本発明に従った、情報ルーティング処理のフローチャートである。
データパケットは通信回線４−１〜４−ｎから入力ポート２−１〜２−ｎを通じて受信部２へと供給される。ステップ１０１において受信部２がパケットを受信すると、ステップ１０２でパケット上のアプリケーション層データが収められる領域の先頭部分に書き込まれた宛先情報等の制御情報（以下、データヘッダと称する）が読み出される。ヘッダに含まれる宛先情報と自装置の持つアドレスとを比較し、ステップ１０３の判断によりデータの宛先が自装置のアドレスと一致した場合には、ステップ１０４においてデータヘッダを含むヘッダ部分の情報に基づき、必要ならば複数のパケットで送られてくるデータを結合して、受信したデータの種類に応じ自装置内に保存あるいは実行する等のデータを運用する為の処理を行う。ステップ１０３にて受信パケットが自装置宛てではなく、自装置を経由して宛先に向かうデータパケットであると判断した場合、ステップ１０５によってルーティング処理部１０に保持されているＳＲＴ１１により宛先アドレスに対応する次の中継装置のＮＳＡを決定し、パケットの入力ポートとＳＲＴ１１で得られる出力ポートの組み合わせをスイッチ部１へ送信し、この制御信号によってパケット送信に適するスイッチ部の入出力ポートの接続が確立され、データが送信部へと送られる。次いでステップ１０７では送信部３において、ルーティング処理部１０で決定されたパケットの送信経路に従ってデータヘッダが付加され、次の中継装置へ送信される。送信後、ステップ１０７によってデータ転送の成否を判定し、次の中継装置と自装置との間で何らかの異常によりデータの一部または全部の送信に失敗したと判断された場合にはステップ１０８により装置内部に蓄積されているデータから再送処理を行う。正常にデータ転送が終了したと判断された場合にルーティングのプロセスは終了する。
図３は本発明の情報ルーティング方式に関係するプロトコルの相互関係を示した概念図である。ストレージアドレスのレイヤで情報中継装置を結んだネットワークを形成する。隣接装置間での自律転送式のネットワークという形態であるが、実施例においては転送の状態を把握し、さらに確実な転送を行う為、送信元と宛先との間にセッションを確立しておくことが考えられる。自装置のストレージ部２０から次の中継装置内の記憶装置への転送にはトランスポート層プロトコル（ＴＣＰ等）の高信頼転送プロトコルを利用することで、中継装置間の転送を保証することができる。あるいは本発明の実施例に示されるようにそれぞれの情報中継装置においてデータをストレージ部に格納する際にデータの完全性を確認する手段を備えておいてもよい。隣接中継装置間で何らかのデータ完全性の保証を提供する機能を有するものとする。従ってある区間でのデータ送信が終わる毎に装置間のネットワーク帯域は開放される。
図４に本発明の情報ルーティング方式で利用するデータヘッダの基本要素を図示する。データパケットはデータヘッダ部３０１、データ部３０２から構成される。データヘッダ３０３には少なくともストレージネットワーク内での最終的な宛先となる情報中継装置のネットワークストレージアドレス（ＮＳＡ）３０３および送信元となるＮＳＡ３０４が含まれる。ヘッダ情報３０１は宛先アドレス検索、送信時のデータ分割、受信時のデータ再生等の処理に利用される。
図５に本発明に従った情報ルーティング方式におけるデータの分割処理を示す。ステップ１２１でストレージ部２０から読み出したデータはステップ１２２において送信に適当な一定の大きさで分割され、ステップ１２３および１２４にて分割されたそれぞれのデータ片に必要なヘッダを付加して送り出される。データは情報中継装置を経由するたびに各装置のデータ処理部３０においてデータの再生あるいは分割、転送が行われるが、各中継装置においてデータ受信から送信に至る一連の処理が終了し次第、記憶領域は解放される。
図６は本発明の情報ルーティング方式で利用するストレージルーティングテーブル（ＳＲＴ）の基本構成を示す図である。ＳＲＴはルーティング処理部１０のメモリ内に蓄積され、受信部２からルーティング処理部１０へ送られるデータパケットの宛先ＮＳＡ情報３０１に対してテーブル上で対応するアドレス４０３を検索し、適した送出先アドレス４０４を決定する際に用いられる。ＳＲＴから得られた送出先アドレスは該当するパケットの入力ポート番号と対応づけられ、スイッチ部１の制御に用いられる。
ＳＲＴは、少なくとも本発明によるルーティング方式で転送される経路上の最終目的アドレス４０１、そこに向かう為に通過するべき次の中継装置のストレージアドレス４０２を含む。さらに、参照情報として経路上に存在する中継装置内の記憶領域の空き容量、経路更新からの経過時間等の補助情報が含まれていてもよい。
本発明によるルーティング方式では、中継されるべきノードの記憶領域の空き容量に基づき、各ノードの記憶領域を最も有効に利用できる経路を選択する。本方式ではＩＰ層のルーティングテーブルとは独立に経路を決定することが可能となる。テーブルはネットワークトポロジや中継装置の記憶領域の利用状況に対応できるよう、定期的に更新されることとするが、随時必要な時に更新を行うことも出来る。
図７は受信データから中継装置内の記憶領域にデータを保存する処理における処理の流れを示す。図２に従い、受信部２に供給されたデータパケットはコンテンツヘッダ処理１０２において、宛先、属性情報の確認が行われる。データを保存するかどうかの判断１４１は、情報ネットワークでの中継記憶装置の空き領域等の外部要因と、中継されているデータの持つ属性等の個々のヘッダ情報とによって行われる。ストアしないと判断した場合には、ルーティング処理のみを行う。データを保存する場合、ステップ１４２でコンテンツヘッダに含まれるコンテンツ識別子およびデータ分割・送信時のパケット通し番号等の再生用情報によってデータを再構築する。この時、データ転送を確認するステップ１４３によりデータの一部が受信されていないと判断される場合にはステップ１４５の再送要求を前段あるいは最も近い位置にある中継装置へ送信し、ステップ１４６で損失分のデータを取得する。再生されたデータがステップ１４４においてルーティング処理部１０あるいはストレージ部２０に保存されると一連の処理は終了する。
図８はデータ再生、保存処理に関係するデータパケットのヘッダ情報を図示したものである。情報ルーティング時のアドレス情報３０３および３０４に加え、データ識別子３０５、通し番号等のデータ分割時の識別子３０６を含む。この場合、通し番号３０６はデータ識別子３０５に付随する。図７のステップ１４２におけるデータ再生時の処理を図９に示す。データはステップ１６３でデータ識別子３０５によって区別され、同じ識別子をもつパケットはパケット識別情報３０６によって正しい並び順に整理され、ステップ１６４においてデータが再生される。
図１０に再生時のデータパケット確認処理を示す。データ再生時に組み立て情報として用いる分割番号３０６により、必要なパケットを確実に受け取っているか否かをステップ１８３で判断し、データパケット不着、または不完全なパケットで受信された場合には前段の中継装置へ再送要求１８５を行う。
図１１に中継装置が送出先からデータ再送要求を受け取った場合の処理の流れを示す。ステップ２０１で送信要求を受信すると、通常のルーティングと同様にコンテンツヘッダの処理２０２を行う。次いで２０３において要求されているデータと要求される分割番号等の情報に基づいて該当するデータをメモリあるいはストレージから読み出し、データパケット作成の為に分割した後、宛先ＮＳＡ情報を含むデータヘッダの処理２０４を経てステップ２０５で次の中継装置へ送信する。送信の成否を判定するステップ２０６で送信完了と判断されると送信処理は終了する。
図１２に送信要求を伝えるパケットのヘッダ構造を示す。このヘッダには要求するデータを識別する為の識別子３０５と必要とするデータの分割番号３０６、およびこのパケットが送信要求信号を伝えるものであることを示す信号識別子３０７を含む。
図１３に本発明の実施例としてＮＳＡの定義例を示す。ネットワークストレージアドレスＮＳＡは物理的に区別可能なＨＤＤ等のストレージ装置の識別情報としての利用に加え、パーティションで論理的に区別される領域としての定義、さらにはデータの格納場所を示すディレクトリ指定を用いた定義も含む。従ってインタフェース（ポート）とＮＳＡの対応はＮＳＡの定義により多様に変化し、柔軟なネットワークを構築することが可能である。
図１４は各中継装置が複数のＮＳＡを持つ場合のネットワーク構成例を説明する概念図である。情報ルーティング網は各中継装置の持つＮＳＡを用いて表される為、例えばある中継装置が複数のＮＳＡを持つ場合はデータ中継用領域が確保できるＮＳＡを必要に応じて選択することにより、複数のデータフローを同時に中継することができる。図１４ではサーバ５１３からエッジ装置５０５を介してユーザ５１１、５１２にデータ配信する状況を仮定している。中継装置５０１は２つのＮＳＡを持ち、データフロー５１４ａ用にＮＳＡが「ａ」で表される領域を使用し、装置５０５ではＮＳＡが「ｃ」の領域を使用している。フロー５１４ａの終了を待たずにデータフロー５１４ｂが発生した場合、中継装置５０１では領域「ｂ」を使用することで転送用領域を確保し、エッジ５０５では例えば領域「ｅ」を使用してユーザまでの経路を確立する。
本発明に従う情報中継装置では情報ルーティング機能と同時にデータを記憶装置に保存する。情報を保存しつつ転送することにより、従来のネットワーク層プロトコルによる転送方式と比べ、より確実なデータ配信が可能である。
図１５に受信データのデータ処理部への保存とルーティングに関する処理のフローチャートを示す。これは、受信データサイズが小さい場合もしくはストレージに格納する必要のないデータのフローを受信した場合の処理に相当する。受信部２によって宛先確認およびデータパケット識別情報の抽出等、データヘッダ３０１の処理が行われると、ヘッダ情報に基づいた一時保存処理６０３が行われ、再生されたデータはデータ処理部３０に保存される。以下、ステップ６０４〜６０７において図２に示されるフローチャートによってルーティング処理が行われ、保存されているデータ処理部３０内のデータは、送出の完了が確認された段階で消去される。再送処理６０６では、データ処理部に保存されているデータパケットもしくは組み立てられたデータを読み出し、必要ならば分割およびヘッダ付与が行われた後に送出される。
図１６は受信データをストレージ装置に保存する処理を示す。ステップ６２５に表されるデータ保存およびルーティングの処理は図１５に説明される通りである。データをデータ処理部部３０で構築し、ステップ６２９において自装置のストレージ部２０に保存領域が十分にあるかどうかを判断する。空き領域が少ないと判断される場合にはステップ６３０で一時データ処理部３０内のメモリ上に保持しておく。ストレージへの保存が必要なデータは図１５の場合にメモリ上で一時保管されるデータとは異なる種類のものと考えられる。ストレージ部２０の記憶領域が空き次第、ストレージ部２０への保存および当該装置からのデータ配信などの運用処理６３１が行われ、この処理は終了する。なお、データパケットが自装置宛ではない場合には図１５の場合と同様にルーティング処理後メモリ上のデータ領域は解放することができる。
図１７では、データ処理部３０内のメモリとストレージ部２０とを連携してデータ保存に利用する場合の処理を示す。ステップ６４２でメモリ空間にデータ再生に十分な領域がない場合はステップ６４３でストレージ領域を確認した後、メモリ上で保存されているデータをストレージ部２０内に移動し、データ処理部３０内の空き領域でデータを構築する。データはステップ６４７において再生され、メモリあるいはストレージ内で保存されるか、運用処理が行われる。メモリ内のデータを保存する為に十分なストレージ領域がない場合、受信パケットが自装置宛か否かをステップ６４５で判断し、自装置宛であれば廃棄し、再送処理を要求する。自装置宛でなければ、保存処理を伴わずにルーティング処理６４８を行うことによって、受信データを次の中継装置へ送信する。ルーティング処理６４８に続いて行われる処理は図２に従う。
本発明の情報ルーティング方式を適用することにより、アプリケーション層の情報に基づく柔軟な経路変更を行うことができる。
図１８は本発明の実施例の一つとして、データヘッダに含まれるコンテンツ識別子を用いた、優先レベルの異なるデータの転送を行う場合の経路制御のフローチャートである。入力ポートに供給されたデータパケットに対し、ステップ６６１にて受信パケットから抽出されたコンテンツ識別子を用いてステップ６６２で優先度レベルを決定し、ステップ６６３で優先度および必要帯域に基づく経路選択処理によって適切な経路へと送出する。判断６６４において当該データを転送する上で確保可能な帯域が十分でないと判断された場合にはステップ６６５により別経路を設定し転送する。
図１９に優先度別経路制御を実現する為のデータパケットのヘッダ構成例を示す。データヘッダ部３０１には宛先ＮＳＡ３０３、送信元ＮＳＡ３０４、データ識別子３０５に加えて該データの優先度識別情報３０８を含む。
経路情報テーブルとコンテンツ識別子との連携方法は、例えば情報ルーティングテーブル内にコンテンツ識別子を含むものを用意してもよく、優先度別に複数のＳＲＴを用意しておく方法でもよい。
図２０にデータパケット優先制御の為のＳＲＴの構成例を示す。
本発明における情報ルーティング方式ではデータを各中継装置に保存しつつ転送するため、回線障害時に送信元までデータの再送を要求する必要がない。
図２１を用いてこのＨｏｐ−ｂｙ−ｈｏｐでのデータ再送機構について説明する。ここでは、本発明における情報中継装置Ａ７０１、Ｂ７０２、Ｃ７０３がこの順に接続されていると仮定する。通常の情報ルーティングにおいては送信７０４，７０５によってデータは各中継装置のストレージ部に保存されつつ次の中継装置へと転送される。以下、再送の生じる例として二つの場合を取り上げる。データがある区間で完全に失われる場合（Ｃａｓｅ　１）、中継装置Ｃ７０３はデータフローの存在を知り得ない。中継装置Ｂ７０２はデータ送信の成否を確認する為に一定時間待ち、確認応答がなければ再度データを送信する。この時必要があればデータの中継経路の再設定を行う。データの一部が失われた場合（Ｃａｓｅ　２）はデータ受信中の中継ノードＣ７０３においてデータの再生、およびそれに伴うデータの完全性確認処理が行われる。中継装置Ｃ７０３は損失パケットのもつデータヘッダ情報を確認し、前段階の中継装置Ｂ７０２に再送要求７１２を送り、Ｂ７０２にデータが保持されていれば直ちにＣ７０３に向かって再送７１３を行う。装置Ｂ７０２にデータが保持されていない場合にはさらに前段の装置Ａ７０１に再送要求７１４が送られ、必要なデータを再送７１５、７１６によって中継装置Ａから中継装置Ｃへ送信する。
図２２によりＨｏｐ−ｂｙ−ｈｏｐ方式を用いた場合の効果を説明する。サーバ８１０から配信されるデータフロー８１３はエッジ装置８０１、コア中継装置８０２、エッジ装置８０５を介してユーザ端末８０７に到達する。同時にサーバ８１０からエッジ中継装置８０１、コア中継装置８０３、８０４、エッジ装置８１２を経由して端末８０９へのデータ送信８１２が行われているとする。エッジ装置８０６とコア装置８０４の間で回線障害によってデータの一部が失われた場合、エッジ装置８０６は再送要求をコア装置８０４に送り、装置８０４は自装置に保存されているデータから必要なパケットを送信する。従来のネットワークのように再送要求がサーバ８１０まで到達することがないため、サーバ８１０、エッジ装置８０１、コア装置８０２への処理の負荷が少なくなり、フロー８１３の転送効率に影響を及ぼさない処理が可能である。
図２４のフローチャートを用いて、次に、本発明の実施例として、ネットワーク層の情報を経路決定に利用する場合の処理を説明する。
図２３は本方式を適用する為のアーキテクチャの基本構成を示すものである。
受信したデータパケットの宛先に向かう経路は通常複数存在する為、可能な経路が複数検出された場合には何らかの手段を用いて送出先を決定する。例えばＮＳＡに対して機械的に優先順位を付与する等の方法が考えられるが、ネットワーク層プロトコルの持つ障害、輻輳状況、および回線コスト等の情報を情報ルーティングでの経路選択に際して使用することでより効率的なルーティングが可能となる。
ステップ９０１で中継装置の入力ポートに受信されたパケットは、ステップ９０２において受信部でコンテンツヘッダ情報を抽出され、ステップ９０３で自装置宛でないと判断されると、ステップ９０５で宛先情報に基づいて送信先が決定される。ここで送信可能な次の中継装置が複数存在した場合９０５にステップ９０７にて各中継装置への回線状況、あるいは装置内の処理にかかる負荷をＩＣＭＰ、ＳＮＭＰといった下位層のプロトコルを利用して取得し、ＳＲＴと合わせて最も有効な経路を決定する。ネットワーク層の情報に関してはＳＲＴに含んでおいてもよいし、ＳＲＴとは別に、ネットワークの状況を保持しておく為のテーブルを用意してもよい。
図２５を用いてネットワーク層プロトコルと連携する際の情報中継装置の動作を説明する。サーバ９２６からユーザへデータを転送するにあたり、エッジ中継装置９２１は次の中継装置９２２および９２３の持つストレージの空き容量を参照してＳＲＴを作成する。中継装置９２１は複数の宛先候補を持つが、どちらかに空き容量が足りない場合には空いている方向へ転送し、どちらの装置もデータ転送に利用できる状況ではネットワーク層のプロトコルを利用することで、よりコストの少ない経路９３０ａを選択する。さらにＩＣＭＰ等のネットワーク層における経路情報を参照し、例えば他のトラフィックによって経路９３０ａの帯域が十分とれないと判断した場合にはＳＲＴを経路９３０ｂへ切り替える。
本発明における情報中継装置は、既存ネットワークにおけるルータを全て置きかえる必要はなく、例えば一定のルータ数毎に設置してもよい。
図２６はＭＰＬＳのトラフィックエンジニアリング（ＴＥ）機能を利用し、経路を決定する処理を説明するフローチャートである。本実施例においてはステップ９４１〜９４５において、図２に従う処理によってデータパケットからヘッダ処理を行い、ＳＲＴを参照して転送先ＮＳＡを決定する。宛先が複数存在する場合もしくは次の中継装置に至る経路が複数あり得る場合、ステップ９４６で中継装置間の可能な経路について転送経路（Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈｅｄ　Ｐａｔｈ）の設定を行い、転送用経路を決定すると共に経路間の転送品質を保証する。
図２７は本発明の情報ルーティング方式を現状の（ＩＰ）ネットワークに導入した際の情報中継装置内の処理を説明するフローチャートである。本発明による情報中継装置を、ネットワーク層でトラフィックが集中する個所に導入することにより、ネットワーク層プロトコルと共存することができ、ネットワークの拡張に際してコスト面のメリットがある。ステップ１００１でパケットを受信した後、受信部２においてヘッダ情報を抽出する際、そのデータパケットが本発明に従う情報ルーティング方式を適用可能か否かを判断するステップ１００２を実行する。情報ルーティングを行うか否かの判断１００２は、上位層ヘッダの有無、ネットワーク帯域利用状況、データ属性等により決定される。情報ルーティングを行わない場合、ステップ１００３により既存のトランスポート層以下のプロトコルを用いて経路制御によって情報ルーティング網内を通過する。送信、再送処理のステップ１００４はＴＣＰ、ＵＤＰ等の従来の転送制御プロトコルによる。ステップ１００２においてデータパケットが情報ルーティングを必要とすると判断された場合、ステップ１００５〜１００９において図２に示す情報ルーティングの一連の処理が行われる。
図２８は既存網に情報ルーティング方式を導入する場合の概念図を示したものである。エッジノード（ＥＮ）１１０１、１１０５は情報ルーティング網のエッジ装置であり、コアノード（ＣＮ）は情報ルーティング網のコア部分に置かれた中継装置である。サーバ１１０９より送信されたデータはエッジルータ１１０６を経由して網内に入り、図２６に説明されるルーティング処理は情報ルーティング網内の各中継装置にて行われる。エッジ装置１１０１では上位ヘッダ、帯域情報、データ属性等を確認した上で情報ルーティング方式が必要と判断された場合には上位ヘッダの処理を行い、図２に従うルーティングを行う。上位ヘッダはサーバ１１０９によって付加される場合も、エッジ装置１１０１によって付加される場合もある。情報ルーティング網から既存網への転送に際しては対面エッジ装置１１０５によって必要な上位ヘッダ処理が施される。すなわちサーバと端末装置の間もしくは情報ルーティング装置１１０５と端末装置の間で情報ルーティングが行われる場合には上位ヘッダを保持しておき、情報ルーティング網内のみ上位ヘッダを使用する場合にはエッジ装置１１０５にて上位ヘッダは取り除かれる。
以上で説明した本発明の実施例によれば、ネットワーク上のデータ転送において、動画像データ、音声データ、業務データ等の大容量データの転送を行う際に、ストレージの記憶領域を利用したデータ転送を行うことで、ネットワーク内のトラフィック状況に応じた適当な経路選択が可能であり、従来のルーティングにおいて経路が限定されることによる帯域不足とそれに伴う輻輳を回避することができる。また、ＮＳＡを導入し、ストレージの空き領域に基づくルーティングを行うことによりネットワーク層ルーティングに依存しない方式での経路設定が可能となり、従来と異なる帯域の確保ができる。このため、既存プロトコルとの共存が可能であり、それぞれの特徴を生かすことでより柔軟なネットワーク設計が可能である。また、アプリケーション層のデータ属性を利用するルーティングを行うことで、従来ルータのネットワークインタフェースに比較して細かいネットワーク構築ができる。さらに論理的に区別される複数のＮＳＡを装置内に持つことができることから、ネットワーク層よりもアドレス付けの自由度が増し、データ転送において優先制御への応用が可能になる、アドレス管理が効率化される、といった効果が期待できる。
また、本発明では各情報中継装置にデータ蓄積機能を備え、ルーティングとデータ蓄積を同時に行なうことにより、大容量のトラフィックが発生する場合にも確実にデータを配信することができる。また中継装置間でデータフローの確認を行うため、大量のデータを転送中にネットワーク障害が発生し一部または全部のデータパケットに不着が生じた場合も最も近くの装置から必要なデータを再送することができ、従来のネットワークに大容量コンテンツが流れる際に頻発することが予想される多量の再送要求に伴うネットワーク資源の浪費を大幅に軽減することができる。
また、本発明は既存のネットワークに対して容易に装置を導入することが可能である。網全体で装置を入れ換える必要はなく、トラフィックの集中する場所に本発明を導入することにより帯域の有効活用ができ、コスト面での効果も期待できる。
【０００６】
【発明の効果】
従来のネットワーク技術では難しかった帯域の有効活用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する情報中継装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に従った、情報ルーティング方式に関係する、データ転送処理のフローチャートである。
【図３】本発明に従った情報ルーティング方式に関係する通信プロトコルの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に従った情報ルーティング方式に関係する、転送時に分割された個々のデータ片に付加されるヘッダの基本構成の図示である。
【図５】本発明に従った、情報ルーティングにおけるデータ分割およびデータパケット生成処理のフローチャートである。
【図６】本発明に従った情報ルーティング方式での経路制御に関係する情報ルーティングテーブルの基本的な構成要素の図示である。
【図７】本発明の情報ルーティング方式に関係する、受信データの再生、保存に関わる全体の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明に従った、受信データの保存処理に利用するデータヘッダの基本構成の図示である。
【図９】本発明に従った、データパケットからデータを再生する処理のフローチャートである。
【図１０】本発明の情報ルーティング方式においてデータの完全性をチェックする処理と再送要求を送信する処理のフローチャートである。
【図１１】本発明に従った情報中継装置内に保存されたデータを送信する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】本発明に従った情報ルーティングにおいて、データ再送要求時に送信元情報中継装置に送信される再送信要求パケットのデータヘッダ構成の図示である。
【図１３】本発明におけるストレージアドレスの定義例である。
【図１４】本発明におけるストレージアドレスを利用したネットワーク構成の概念図である。
【図１５】本発明の情報ルーティング方式に関係する、ルーティングとデータ処理部における処理を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の情報ルーティング方式に関係する、ルーティングとストレージ部へのデータ保存を行う場合の処理のフローチャートである。
【図１７】本発明の情報ルーティング方式において、受信データを保存する際のデータ処理部とストレージ部との動作の連携を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の特徴に従って、コンテンツ別に優先度をつけて経路制御を行う際の処理を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の特徴に従って、経路の優先制御を行う際に用いられるデータヘッダの基本的な構成要素を示す図である。
【図２０】本発明の特徴に従って、経路の優先制御を行う場合に中継装置によって参照されるストレージルーティングテーブルの構成例を図示したのものである。
【図２１】本発明の情報ルーティング方式における、隣接中継装置間でのデータパケットの再送処理の流れを表す図である。
【図２２】本発明の情報ルーティング方式における、隣接中継装置間でのデータ再送処理の効果を説明するネットワーク図である。
【図２３】本発明の一実施形態に従った、ネットワーク層ルーティングプロトコルと連携する転送経路制御を行う為の基本アーキテクチャを示すブロック図である。
【図２４】本発明の一実施形態に従った、ネットワーク層経路情報を利用する情報ルーティング処理のフローチャートである。
【図２５】本発明を用いたネットワーク層との連携による経路制御を行う場合の効果を説明する図である。
【図２６】本発明の情報ルーティング方式とトラフィックエンジニアリングを組み合わせた処理の流れを示すフローチャートである。
【図２７】本発明の情報中継装置を既存網に追加する場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２８】本発明の情報中継装置を既存網に追加する場合のネットワーク構成を示す図である。
【符号の説明】
１スイッチ部
２受信部
３送信部
１０ルーティング処理部
１１ストレージルーティングテーブル
２０ストレージ部
３０データ処理部。
【図１】
2004140539.tif 000003
【図２】
2004140539.tif 000004
【図３】
2004140539.tif 000005
【図４】
2004140539.tif 000006
【図５】
2004140539.tif 000007
【図６】
2004140539.tif 000008
【図７】
2004140539.tif 000009
【図８】
2004140539.tif 000010
【図９】
2004140539.tif 000011
【図１０】
2004140539.tif 000012
【図１１】
2004140539.tif 000013
【図１２】
2004140539.tif 000014
【図１３】
2004140539.tif 000015
【図１４】
2004140539.tif 000016
【図１５】
2004140539.tif 000017
【図１６】
2004140539.tif 000018
【図１７】
2004140539.tif 000019
【図１８】
2004140539.tif 000020
【図１９】
2004140539.tif 000021
【図２０】
2004140539.tif 000022
【図２１】
2004140539.tif 000023
【図２２】
2004140539.tif 000024
【図２３】
2004140539.tif 000025
【図２４】
2004140539.tif 000026
【図２５】
2004140539.tif 000027
【図２６】
2004140539.tif 000028
【図２７】
2004140539.tif 000029
【図２８】
2004140539.tif 000030