(57)【要約】【課題】過負荷時において溢れたパケットが廃棄されず、しかも隣接するノードとの間において無駄なリンク帯域の消費が発生しないパケット中継装置を提供する。【解決手段】本発明では、パケット交換処理されず他のパケット中継装置に直接転送されるパケットに対して装置内カットスルー転送されたパケットであることを示す識別子を与える。また、前記識別子を判別する手段を設け、既に装置内カットスルー転送されたパケットが入力した場合、再度装置内カットスルー転送することなくパケット交換処理を実行する。このように構成することにより、過負荷時において、溢れたパケットが廃棄される不具合を解消できると共に隣接するノードとの間において無駄なリンク帯域の消費が発生するのが防止される。【選択図】        図１
2004320125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したパケットの宛て先アドレス値にしたがって当該パケットが転送される出力回線を決定するパケット交換手段と、入力側に複数の入力回線が接続され出力側に複数の出力回線が接続され、これら入力回線と出力回線との間の接続を切り換える回線切り換え手段と、前記回線切り換え手段を制御すると共に当該中継装置の負荷状態を検出する制御手段とを具え、
前記パケット交換手段の出力回線を回線切り換え手段の入力に接続すると共に当該パケット交換手段の入力回線を前記回線切り換え手段の出力に接続し、
前記制御手段は、前記回線切り換え手段を、当該パケット中継装置が通常の負荷状態の場合、入力回線を介して受信したパケットが前記パケット交換手段の入力に接続されている出力回線に転送され前記パケット交換手段から出力されたパケットがパケット交換手段により決定された出力回線に転送されるように制御し、当該パケット中継装置が過負荷状態になった際、前記入力回線を介して受信したパケットが別のパケット中継装置に接続されている出力回線に転送されるように制御するパケット中継装置において、
前記回線切り換え手段と入力回線との間又は回線切り換え手段と出力回線との間に、過負荷時にパケット交換されず他の中継装置に直接転送されたパケットに対して装置内カットスルー転送されたパケットであることを表す識別子を付与する手段を設けると共に、前記回線切り換え手段と入力回線との間に、入力回線を介して受信したパケットが前記識別子を有するか否かを判別する識別子判別手段を設けたことを特徴とするパケット中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパケット中継装置において、前記装置内カットスルー転送されたパケットであることを表す識別子として、ＡＴＭセルヘッダのペイロードタイプフィールド内の輻輳表示ビットを用いることを特徴とするパケット中継装置。
【請求項３】
請求項２に記載のパケット中継装置において、前記輻輳表示ビットの論理値１を装置内カットスルー転送されたことを示すビットとし、論理値０を装置内カットスルー転送されていないことを示すビットとした場合に、前記パケット交換手段は、ルーティンク処理が施されたＡＴＭセル群について前記輻輳表示ビットを論理値０に設定してから出力することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のパケット中継装置において、前記回線切り換え手段と入力回線との間に、入力回線を介して受信したパケットに転送されるべき出力回線を規定するルーティングタグを付与するルーティングタグ付与手段を設け、前記制御手段は、当該中継装置が通常の負荷状態の場合入力回線を介して受信したパケットが前記パケット交換手段の入力に接続されている出力回線に転送されるようにルーティングタグ付与手段を制御し、当該中継装置が過負荷状態の場合入力回線を介して受信したパケットが別のパケット中継装置に接続されている出力回線に転送されるようにルーティングタグ付与手段を制御することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項５】
請求項４に記載のパケット中継装置において、前記識別子判別手段を、前記入力回線とルーティングタグ付与手段との間に接続したことを特徴とするパケット中継装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のパケット中継装置において、前記識別子付与手段を、前記ルーティングタグ付与手段の内部又はルーティングタグ付与手段と回線切り換え手段との間に設けたことを特徴とするパケット中継装置。
【請求項７】
前記出力回線のうち別のパケット中継装置に直接接続されている出力回線と前記回線切り換え手段との間に、ルーティングタグ付与手段により付与されたルーティングタグを除去するルーティングタグ除去手段を設けたことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載のパケット中継装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる物理回線網の間にあって複数の入力回線と複数の出力回線とを収容し、入力回線から受信されるパケットをその宛先アドレスの値に従って適正な出力回線に中継転送するパケット中継装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパケット中継装置は、入力回線から受信されるパケットの宛先アドレスの値に従って適正な出力回線を決定するパケット交換手段を具えている。しかしながら、入力回線にパケットが殺到してパケット交換手段が過負荷状態になった場合、溢れたパケットは廃棄されるだけであり、このようなパケットを救済することはできなかった。この課題を解決するために、発明者らは既に特許第３２７３４８６号記載のパケット中継装置およびその切替え方法を提案している（以下、当該特許公報に記載されているパケット中継装置を「ベース中継装置」と称す）。このベース中継装置は、当該中継装置の負荷状態を検出する検出手段を有し、当該中継装置が過負荷状態になった場合、回線切り換え手段により、入力回線を介して受信したパケットを別の中継装置に接続されている出力回線に転送されるように制御している（特許文献１参照）。ここで、過負荷状態時に、入力回線を介して受信したパケットをパケット交換手段に入力せずに直接出力回線に迂回させる転送方法を、装置内カットスルー転送と称す。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２７３４８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したベース中継装置は、過負荷状態時に溢れたパケットを他の中継装置に強制的に転送してそこでパケット交換を行わせているため、従来廃棄されていたパケットを救済することができる優れた効果を奏している。しかしながら、パケット中継装置が入力回線と出力回線の組から構成される物理回線を複数収容している場合、装置内カットスルー転送して当該パケット中継装置に収容されたある物理回線（物理回線１）の先に接続された隣接する他のパケット中継装置に送出したパケットの宛先アドレスが、当該パケット中継装置に収容された別の物理回線（物理回線２）の先に接続されたノード宛であった場合、前記の他のパケット中継装置は当該パケットの宛先アドレスを参照してルーティング処理を行った結果、再度、当該パケットを当該パケット中継装置に返送してくる可能性がある。その時点でパケット交換手段の過負荷状態が解消されていない場合は、当該パケットについてルーティング処理が実行されないまま装置内カットスルー転送が繰り返されるおそれがある。そのような状態が発生すると、ネットワーク上に無駄なトラヒックが発生し、隣接ノードの処理負荷の増大や当該パケット中継装置と隣接ノード間のリンク帯域を無駄に消費させてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、ベース中継装置の問題点を解決し、パケット中継ネットワークの伝送効率を向上させることができるパケット中継装置を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、過負荷状態になった場合でも、溢れたパケットを廃棄することなくパケット交換することができると共にパケット中継ネットワークの伝送効率を向上させることができるパケット中継装置を実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のベース中継装置の問題点を解決するため、装置内カットスルー転送して出力されるパケットに、既に装置内カットスルー転送を実施済みであることを示す識別子を付与する手段を設け、さらに当該パケット中継装置が受信する全ての入力パケットについて当該識別子を識別する機能を有する装置内カットスルー転送識別子識別手段を回線切替え手段より前段の入力回線上に設ける。
当該パケット中継装置は当該識別子が付与されたパケットを受信した場合、パケット交換手段の過負荷状態が解消されていなくても、当該パケットに対して再度の装置内カットスルー転送は実施せず、パケット交換手段に送り、ルーティング処理を施す。
【０００７】
本発明によれば、過負荷時に装置内カットスルー転送が行われたパケットが再度当該パケット中継装置に入力した場合に必ずパケット交換されるため、ネットワーク上に無駄なトラヒックが発生したり隣接ノード間のリンク帯域を無駄に消費する不具合を発生させることなく、溢れたパケットが廃棄される不都合を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、図面を用いて本発明の実施例を説明する。図１は本発明のパケット中継装置の一例の構成を示すブロック図である。パケット中継装置が接続されている物理回線がＡＴＭ網であり、その上に構成されている論理網がインターネットである場合は、パケット中継装置に入力するパケット及びそれから出力するパケットはＩＰパケットに相当し、複数のＡＴＭセルに分割収容されている。この場合、パケット交換手段はＩＰアドレスによるルーティング機能を実行し、回線切替え手段はＡＴＭセルを交換するＡＴＭスイッチに相当する。このＡＴＭスイッチは、ルーチィングタグ（以下、「ＲＴ」と称する）に設定された値に応じた出力回線にセルを転送する動作を実行する。
【０００９】
他のノード１のパケット発生源で発生した最終アドレスを含むパケットは、ＡＴＭセル群に変換され、入力回線２ａ〜２ｃを介してＡＴＭスイッチ３に入力する。尚、図面を明瞭にするため３本の入力回線だけを図示したが、勿論３本以上の多数の入力回線を接続することができる。
【００１０】
当該中継装置に入力した全てのＡＴＭセル群は、スイッチ５を介して出力回線Ａに転送され、当該出力回線Ａに接続されたパケット交換手段６に送られ、当該パケット交換手段６によりルーチングされる。そのため、ＲＴ付与部４では、全てのＶＣＩ値に対して出力回線Ａに転送するＲＴ＝ＡをＡＴＭセル群に付与する。これらのセル群は、スイッチ５を介して出力回線Ａに接続されたＲＴ除去部７に送られてＲＴが除去され、ＶＣＩの値が異なる情報形式でパケット交換手段６に送られる。
【００１１】
パケット交換手段６に入力したＡＴＭセル群は、パケットに組み立てられ、ヘッダー中の最終アドレスが識別され、次の宛て先に対応するＶＣＩが決定される。さらに、次の宛て先に対応するＶＣＩが付与されてＶＣＩの値が異なるＡＴＭセル群に変換され、出力回線８を介して再度ＡＴＭスイッチ３に入力する。入力したＡＴＭセル群はＲＴ付与部９においてＶＣＩが識別され、対応する宛て先の出力回線のＲＴが付与され、スイッチ５によりその出力回線に交換される。
【００１２】
一方、制御部１０は、パケット交換手段６の負荷状態を監視するパケット処理負荷監視手段（図示せず）を有し、パケット交換手段の負荷状態を監視する。従って、パケット交換手段６に流入するパケット量が増加してセルバッファやパケットバッファが溢れる等の過負荷状態を検出した場合、ＡＴＭスイッチ３を回線切替え指示手段（図示せず）によって制御し、入力回線２から送られてきた全ＡＴＭセル群について、パケット交換手段６に接続された出力回線Ａに送っていたものを、例えば他のパケット中継装置１１に接続された出力回線Ｂに送るように出力回線を切り替える。この制御は、制御部１０がＲＴ付与部４ａ〜４ｃのＶＣ毎に設定されたデータを書き替えることによって行われ、制御部１０が、収容する一部又は全部のＲＴ付与部４に対して全てのＶＣＩに対して出力回線Ａに転送するＲＴ＝Ａを付与していたものを、例えば出力回線Ｂに転送するＲＴ＝Ｂに変更するようにデータを書き替えることを指示することにより行われる。尚、これらのセル群は、スイッチ５を介して出力回線ＢのＲＴ除去部７ｂに送られてＲＴが除去され、出力回線１２ｂを介して他のパケット中継装置１１に出力される。
【００１３】
これにより、通常時にはパケット交換手段６を経由していた入力パケットの一部又は全部を、パケット交換手段の過負荷時にはパケット交換手段を経由せずに他のパケット中継装置に接続された特定の出力回線に迂回させることができる。これにより、パケット交換手段の過負荷時に溢れたパケットを他のパケット中継装置に転送し、そこでパケット交換を行うことにより、従来廃棄されていたパケットを救済することができる。
【００１４】
本例では、入力回線２ａ〜２ｃとＡＴＭスイッチ３との間に入力回線毎にパケット境界識別部１３ａ〜１３ｃ設け、入力したＡＴＭセルヘッダのペイロードタイプ（以下、「ＰＴ」と称する）を監視することによりパケット境界の生起タイミングを識別して制御部１０に通知し、制御部は回線切替えの実行タイミングを前記タイミングに対応させる。
【００１５】
すなわち、制御部１０がパケット交換手段６の過負荷状態を検出した際、制御部１０がＡＴＭスイッチ３のＲＴ付与部４によりＡＴＭセル群に付与するＲＴの値をＡからＢに変更することにより、その転送先を出力回線Ａから出力回線Ｂに切り換えるが、この切替えの実行タイミングをパケット境界部がＲＴ付与部を通過した直後とし、パケットの途中ではＲＴの値を変更せず、パケットの境界すなわちＡＴＭセルに分割された１つのパケットのうちの最終のＡＴＭセルが通過した後にＲＴの値を変更する。このパケットの境界は、ＡＴＭセルのヘッダー内のＰＴを監視することにより識別され、ＰＴがパケットの先頭又は中間を表す場合には切り替えず、最終を表す場合に切り替える。これにより、回線切り替え時に同一回線上の複数のＡＴＭセルに分割収容されている単一パケットが分割されて別々の中継装置のパケット交換手段に転送されて再生不能になることが防止される。
【００１６】
本発明では、この出力回線の切り替え後に、ＡＴＭスイッチを通ってパケット交換手段６に接続された出力回線Ａに送られず、入力回線からＡＴＭスイッチ３を通って直接他のパケット中継装置１１に接続された出力回線Ｂに送られるＡＴＭセル群に、例えば入力回線２ａ〜２ｃに接続されたＡＴＭスイッチ３のＲＴ付与部４ａ〜４ｃにおいて、既に装置内カットスルー転送されたことを表す識別子を付与する。本例では、当該識別子としてＡＴＭセルヘッダのペイロードタイプ（ＰＴ）フィールド内の輻輳表示ビットの１ビットを使用し、当該ビット値０を装置内カットスルー転送未実施セル、当該ビット値１を装置内カットスルー転送実施済みセルを表すものと定義する。すなわち、上記の装置内カットスルー転送されたＡＴＭセル群について、当該ビット値が０であれば１に書き換えて出力し、１であればそのまま出力する。
【００１７】
さらに、本発明では、新たに入力回線２ａ〜２ｃから当該パケット中継装置に入力される全ＡＴＭセル群について、当該ビット値を識別し、結果を制御部１０に通知する機能を有する装置内カットスルー転送識別子識別手段を、例えばパケット境界識別部１３ａ〜１３ｃ内に設ける。入力回線２ａ〜２ｃから当該パケット中継装置に入力され、この装置内カットスルー転送識別子識別部１３において当該ビット値１と識別されたＡＴＭセルは、パケット交換手段６が過負荷状態でない場合はもちろん、過負荷状態である場合も、必ずＡＴＭスイッチ３を通って出力回線Ａに接続されたパケット交換手段１に送り、そこでＩＰパケットに組み立てルーティング処理を施す。
【００１８】
一方、入力回線２ａ〜２ｃから当該パケット中継装置に入力され、この装置内カットスルー転送識別子識別部１３において当該ビット値０と識別されたＡＴＭセルは、パケット交換手段６が過負荷状態でない場合は、ＡＴＭスイッチ２を通って出力回線Ａに接続されたパケット交換手段１に送られ、そこでＩＰパケットに組み立てるルーティング処理を施すが、パケット交換手段６が過負荷状態である場合は、ベース中継機装置の通り装置内カットスルー転送を行い、他のパケット中継装置に送る。そして、そこでパケット交換を行わせることにより、当該パケット中継装置でのパケット廃棄を救済する。
【００１９】
また、本発明の機能を有する他のパケット中継装置等でも同等の効果を得られるようにするため、一旦、ＡＴＭスイッチ３を通って出力回線Ａに接続されたパケット交換手段６に送られ、そこでＩＰパケットに組み立てルーティング処理を施こしたＡＴＭセル群については、常時、パケット交換手段６のセル化部でＩＰパケットから分割され、複数のＡＴＭセルに再セル化される時点で、当該ビット値に０を設定して出力する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、一旦当該パケット中継装置で装置内カットスルー転送され隣接する他のパケット中継装置に送付されたパケットは、装置内カットスルー転送されたことを表す識別子が付与されているため、前記の他のパケット中継装置から返送されても、再度当該パケット中継装置で装置内カットスルー転送が繰り返し実施されることはない。したがって、装置内カットスルー転送が繰り返された場合に、ネットワーク上に無駄なトラヒックが発生し、隣接ノードの処理負荷増大や当該パケット中継装置と隣接ノード間のリンク帯域を無駄に消費させてしまうことが起こり得るベース中継装置の問題点が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパケット中継装置の一例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，１１  他のパケット中継装置
２ａ〜２ｃ  入力回線
３  ＡＴＭスイッチ
４ａ〜４ｃ  ルーティングタグ付与部
５  回線切り換え手段
６  パケット交換手段
７ｂ〜７ｃ  ルーティングタグ除去部
９  ルーティングタグ付与部
１０  制御部
１２ａ〜１２ｃ  出力回線
【図１】
2004320125.tif 000003