(57)【要約】      （修正有）【課題】迂回ルートへの切替処理を迅速に行い、しかも迂回ルートでの新たな輻輳も防止する。【解決手段】１以上の複数のパケット中継装置を介して送信装置と受信装置を接続する通信ルートとして、デフォルトルートと、該デフォルトルート以外の少なくとも１以上の回避ルートと、を記憶するルートテーブル５と、パケット中継装置の出力キューに輻輳が生じる可能性がある上限切替えキュー長をパケット中継装置毎に記憶するキュー長テーブルと、所定の送信装置と受信装置の組合せに使用されるデフォルトルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の出力キュー長がキュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートをデフォルトルートから回避ルートに切替えるルート制御部を備える。【選択図】  図２
2004304523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットを送信する少なくとも１以上の送信装置と、
該送信装置によって送信されたパケットを受信する少なくとも１以上の受信装置と、
１以上のパケット中継装置を介して前記送信装置と前記受信装置を接続する複数の通信ルートと、
前記通信ルートとして、前記送信装置と前記受信装置との組合せ毎に、通常使用されるデフォルトルートと、該デフォルトルート以外の少なくとも１以上の回避ルートと、を記憶するルートテーブルと、
前記パケット中継装置の出力キューに輻輳が生じる可能性がある上限切替えキュー長を前記パケット中継装置毎に記憶するキュー長テーブルと、
所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される前記デフォルトルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の前記出力キューのキュー長が前記キュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記デフォルトルートから前記回避ルートに切替えるルート制御部と、
を備えていることを特徴とするパケット通信システム。
【請求項２】
前記キュー長テーブルは、前記上限切替えキュー長よりも所定の長さだけ短い下限切替えキュー長を前記パケット中継装置毎に記憶し、前記ルート制御部は、出力キューのキュー長が上限切替えキュー長に達したパケット中継装置のキュー長が下限切替えキュー長以下になった場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記回避ルートから前記デフォルトルートに切替えるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載のパケット通信システム。
【請求項３】
前記ルートテーブルは、前記回避ルートを２以上記憶し、前記ルート制御部は、所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される前記デフォルトルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の前記出力キューのキュー長が前記キュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記デフォルトルートから一の回避ルートに切替え、該一の回避ルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の前記出力キューのキュー長が前記キュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記一の回避ルートから他の回避ルートに切替えるよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のパケット通信システム。
【請求項４】
前記ルート制御部は、前記パケット中継装置の出力キューのキュー長を監視して該キュー長に基づいて輻輳の可能性を判定する輻輳可能性判定部と、該輻輳可能性判定部の判定に基づいて、前記通信ルートの切替えを行うルート切替え部と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のパケット通信システム。
【請求項５】
前記デフォルトルート及び前記回避ルートは、前記パケット中継装置の輻輳の可能性を示す数値に基づき設定され前記ルートテーブルに記憶されるよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のパケット通信システム。
【請求項６】
前記パケット中継装置は、前記受信装置のＩＰアドレス及び転送すべき次の前記パケット中継装置又は次の前記受信装置を対応付けて記憶するルーティングテーブルを備え、
前記ルート制御部は、前記通信ルートの切替えに際し、前記パケット中継装置に向けて前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のパケット通信システム。
【請求項７】
前記ルート制御部は、関連する全ての前記パケット中継装置に向けて同時に前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力する請求項６に記載のパケット通信システム。
【請求項８】
前記ルート制御部は、関連する前記パケット中継装置に向けて前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力する際、前記受信装置に近い方の前記パケット中継装置に前記更新指示信号を最初に出力し、順次遠い方にも前記更新指示信号を出力する請求項６に記載のパケット通信システム。
【請求項９】
パケットを送信する少なくとも１以上の送信装置と、該送信装置によって送信されたパケットを受信する少なくとも１以上の受信装置と、１以上のパケット中継装置を介して前記送信装置と前記受信装置を接続する複数の通信ルートとを備えたパケット通信システムの前記通信ルートを切替え制御する通信ルート切替え制御サーバであって、
前記通信ルートとして、前記送信装置と前記受信装置との組合せ毎に、通常使用されるデフォルトルートと、該デフォルトルート以外の少なくとも１以上の回避ルートと、を記憶するルートテーブルと、
前記パケット中継装置の出力キューに輻輳が生じる可能性がある上限切替えキュー長を前記パケット中継装置毎に記憶するキュー長テーブルと、
所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される前記デフォルトルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の前記出力キューのキュー長が前記キュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記デフォルトルートから前記回避ルートに切替えるルート制御部と、
を備えていることを特徴とする通信ルート切替え制御サーバ。
【請求項１０】
前記キュー長テーブルは、前記上限切替えキュー長よりも所定の長さだけ短い下限切替えキュー長を前記パケット中継装置毎に記憶し、前記ルート制御部は、出力キューのキュー長が上限切替えキュー長に達したパケット中継装置のキュー長が下限切替えキュー長以下になった場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記回避ルートから前記デフォルトルートに切替えるよう構成されていることを特徴とする請求項９記載の通信ルート切替え制御サーバ。
【請求項１１】
前記ルートテーブルは、回避ルートを２以上記憶し、前記ルート制御部は、所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される前記デフォルトルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の前記出力キューのキュー長が前記キュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記デフォルトルートから一の回避ルートに切替え、該一の回避ルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の前記出力キューのキュー長が前記キュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記一の回避ルートから他の回避ルートに切替えるよう構成されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の通信ルート切替え制御サーバ。
【請求項１２】
前記ルート制御部は、前記パケット中継装置の出力キューのキュー長を監視して該キュー長に基づいて輻輳の可能性を判定する輻輳可能性判定部と、該輻輳可能性判定部の判定に基づいて、前記通信ルートの切替えを行うルート切替え部と、を備えていることを特徴とする請求項９乃至１１いずれか記載の通信ルート切替え制御サーバ。
【請求項１３】
前記デフォルトルート及び前記回避ルートは、前記パケット中継装置の輻輳の可能性を示す数値に基づき設定され前記ルートテーブルに記憶されるよう構成されていることを特徴とする請求項９乃至１２いずれかに記載の通信ルート切替え制御サーバ。
【請求項１４】
前記ルート制御部は、前記通信ルートの切替えに際し、前記パケット中継装置が備えているルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項９乃至１３いずれか記載の通信ルート切替え制御サーバ。
【請求項１５】
前記ルート制御部は、関連する全ての前記パケット中継装置に向けて同時に前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力する請求項１４に記載の通信ルート切替え制御サーバ。
【請求項１６】
前記ルート制御部は、関連する前記パケット中継装置に向けて前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力する際、前記受信装置に近い方の前記パケット中継装置に前記更新指示信号を最初に出力し、順次遠い方にも前記更新指示信号を出力する請求項１４に記載の通信ルート切替え制御サーバ。
【請求項１７】
パケットを送信する少なくとも１以上の送信装置と該送信装置によって送信されたパケットを受信する少なくとも１以上の受信装置を接続して複数の通信ルートを形成し得るように構成されたパケット中継装置であって、
前記受信装置のＩＰアドレス及び転送する次のパケット中継装置又は次の前記受信装置を対応付けて記憶するルーティングテーブルと、
受信される前記パケットを保持する出力キューと、
前記通信ルートとして、前記送信装置と前記受信装置との組合せ毎に、通常使用されるデフォルトルートと、該デフォルトルート以外の少なくとも１以上の回避ルートと、を記憶するルートテーブルと、
前記出力キューに輻輳が生じる可能性がある上限切替えキュー長を記憶するキュー長テーブルと、
前記出力キューのキュー長が前記上限切替えキュー長に達した場合に、前記ルートテーブルを参照して、自己の前記ルーティングテーブル又は他のパケット中継装置が有するルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力することにより、所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記デフォルトルートから前記回避ルートに切替えるルート制御部と
を備えていることを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１８】
前記キュー長テーブルは、前記上限切替えキュー長よりも所定の長さだけ短い下限切替えキュー長を記憶し、
前記ルート制御部は、前記回避ルートへの切替えがなされた後、キュー長が下限切替えキュー長以下になった場合に、前記ルートテーブルを参照して、自己の前記ルーティングテーブル又は他のパケット中継装置が有するルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力することにより、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記回避ルートから前記デフォルトルートに切替えるよう構成されていることを特徴とする請求項１７記載のパケット中継装置。
【請求項１９】
前記ルート制御部は、関連する全ての前記パケット中継装置に向けて同時に前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力する請求項１７又は１８記載のパケット中継装置。
【請求項２０】
前記ルート制御部は、前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力する際、前記受信装置に近い方の前記パケット中継装置に前記更新指示信号を最初に出力し、順次遠い方にも前記更新指示信号を出力する請求項１７又は１８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、複数の中継ノードを有する複数の通信ルートによって、送信装置と受信装置を接続するパケット通信システム、並びにこのようなパケット通信システムに用いられる通信ルート切替えサーバ及びパケット中継装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のようなパケット通信システムにおいて、パケットを送信装置から受信装置へ送信させる場合、両者間にある複数の中継ノードは、当該パケットのヘッダに記載された受信装置のＩＰアドレスを参照してルーティングを実行し、次段のノードにパケットを引き渡すように構成されている。この中継ノードは、受信装置のＩＰアドレスと次段のノードのＩＰアドレスとを対応させて記憶させたルーティングテーブルを内蔵しており、受信装置のＩＰアドレスに対応する次段のノードのＩＰアドレスをルーティングテーブルより読み出して、そのパケットを読み出したＩＰアドレスを有する他の中継ノード又は受信装置へ向けて出力する。
【０００３】
このようなパケット通信システムにおいて、１つのノード内の１つの出力ポートへの入力パケット量が増大すると、出力キューのキュー長が増大し、ついには出力ポートの伝送容量を越え、パケット廃棄が発生することがある。
【０００４】
パケット廃棄率を低下させて伝送品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を保つための技術として、Ｄｉｆｆｓｅｒｖアルゴリズム等が指定する優先度に従ってパケットの出力タイミングを制御する優先制御方式が知られている。例えば、パケットを優先度別に分別し、輻輳が発生した場合には、  優先度が低いパケットから廃棄し、優先度の高いパケットの伝送品質を保つようにしたり、或いは、優先度の高いパケットに最低伝送帯域を保証するなどの処理を行ったりする。
【０００５】
しかし、このような方式の場合、個々の中継ノード内の、１つの出力ポートにおける伝送容量を考慮しているに過ぎず、システム全体の有効利用を考慮したものではないので、伝送品質の向上のためには必ずしも十分とはいえなかった。すなわち、この方式では、ルーティングテーブルの更新がなされない限り、いかにルーティングテーブルで指定された１つのルートが混み合っているとしても、そのルートが使用され続け、そのルートにおける低優先度のパケットが廃棄されてしまう。このため、あるルートは伝送容量を越えていてパケット廃棄が発生しているにもかかわらず、他のルートでは伝送容量をはるかに下回るパケットの伝送しか行われていないということが生じ、システム全体の有効利用が十分に図られていない。あるルートで輻輳が生じている場合において、他のルートへの切替えを行うルート制御が実行されれば、パケット廃棄等を行うことなく伝送品質を向上されることができる。
【０００６】
このようなルート制御を行うものとして、特許文献１に記載されたパケットスイッチが知られている。このパケットスイッチでは、出力バッファのキュー長の最大値に関する演算値が閾値を超えた場合、その出力バッファに向かうパケットにヘッダ変換を施し、この演算値が最小である出力バッファを迂回ルートとするルーティングを行っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−８８３５８号公報（第３頁、図９等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この特許文献１に記載されたパケットスイッチでは、演算値が最小である出力バッファを判定する手順、ヘッダ変換を実行する手順にある程度時間を要するため、処理が遅延し、伝送速度の低下が生じる場合がある。また、演算値が最小である出力バッファを迂回ルートとするが、その迂回ルート全体のトラフィックを考慮した処理ではないため、その迂回ルートで新たな輻輳を引き起こす可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、迂回ルートへの切替処理を迅速に行うことができ、しかも迂回ルートでの新たな輻輳も防止することができるパケット通信システム、並びにこのようなパケット通信システムに用いられる通信ルート切替え制御サーバ及びパケット中継装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題達成のため、本発明に係るパケット通信システムは、パケットを送信する少なくとも１以上の送信装置と、該送信装置によって送信されたパケットを受信する少なくとも１以上の受信装置と、１以上のパケット中継装置を介して前記送信装置と前記受信装置を接続する複数の通信ルートと、前記通信ルートとして、前記送信装置と前記受信装置との組合せ毎に、通常使用されるデフォルトルートと、該デフォルトルート以外の少なくとも１以上の回避ルートと、を記憶するルートテーブルと、前記パケット中継装置の出力キューに輻輳が生じる可能性がある上限切替えキュー長を前記パケット中継装置毎に記憶するキュー長テーブルと、所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される前記デフォルトルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の前記出力キューのキュー長が前記キュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記デフォルトルートから前記回避ルートに切替えるルート制御部と、を備えていることを特徴とするパケット通信システムである。
【００１１】
この発明に係るパケット通信システムは、使用しているパケット中継装置の出力キューのキュー長が上限切替えキュー長に達した場合、すなわち輻輳が生じる可能性がある場合に、使用している通信ルートを前記デフォルトルートから前記回避ルートに切替えるので、輻輳の生じる可能性がない又は少ない通信ルートを予め回避ルートとしてルートテーブルに記憶することにより、輻輳の生じる可能性がない又は少ないルートへの切替えを遅延なく迅速に行うことができ、また、切替えられた新たな通信ルートでの新たな輻輳の発生を防止することができる。
【００１２】
本発明に係るパケット通信システムにおいて、前記キュー長テーブルは、前記上限切替えキュー長よりも所定の長さだけ短い下限切替えキュー長を前記パケット中継装置毎に記憶し、前記ルート制御部は、出力キューのキュー長が上限切替えキュー長に達したパケット中継装置のキュー長が下限切替えキュー長以下になった場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記回避ルートから前記デフォルトルートに切替えるよう構成されていることが好ましく、前記ルートテーブルは、前記回避ルートを２以上記憶し、前記ルート制御部は、所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される前記デフォルトルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の前記出力キューのキュー長が前記キュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記デフォルトルートから一の回避ルートに切替え、該一の回避ルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の前記出力キューのキュー長が前記キュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記一の回避ルートから他の回避ルートに切替えるよう構成されていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るパケット通信システムにおいて、前記ルート制御部は、前記パケット中継装置の出力キューのキュー長を監視して該キュー長に基づいて輻輳の可能性を判定する輻輳可能性判定部と、該輻輳可能性判定部の判定に基づいて、前記通信ルートの切替えを行うルート切替え部と、を備えていることが好ましく、前記デフォルトルート及び前記回避ルートは、前記パケット中継装置の輻輳の可能性を示す数値に基づき設定され前記ルートテーブルに記憶されるよう構成されていることが好ましい。さらに、本発明に係るパケット通信システムにおいて、前記パケット中継装置は、受信装置のＩＰアドレス及び転送すべき次のパケット中継装置又は次の前記受信装置を対応付けて記憶するルーティングテーブルを備え、前記ルート制御部は、前記通信ルートの切替えに際し、前記パケット中継装置に向けて前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力するように構成されていることが好ましい。このとき、前記ルート制御部は、関連する全ての前記パケット中継装置に向けて同時に前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力することができる。或いは、前記ルート制御部は、関連する前記パケット中継装置に向けて前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力する際、前記受信装置に近い方の前記パケット中継装置に前記更新指示信号を最初に出力し、順次遠い方にも前記更新指示信号を出力することもできる。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明は、パケットを送信する少なくとも１以上の送信装置と、該送信装置によって送信されたパケットを受信する少なくとも１以上の受信装置と、１以上のパケット中継装置を介して前記送信装置と前記受信装置を接続する複数の通信ルートと、を備えたパケット通信システムの前記通信ルートを切替え制御する通信ルート切替え制御サーバであって、前記通信ルートとして、前記送信装置と前記受信装置との組合せ毎に、通常使用されるデフォルトルートと、該デフォルトルート以外の少なくとも１以上の回避ルートと、を記憶するルートテーブルと、前記パケット中継装置の出力キューに輻輳が生じる可能性がある上限切替えキュー長を前記パケット中継装置毎に記憶するキュー長テーブルと、所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される前記デフォルトルートのパケット中継装置のうち少なくとも１以上のパケット中継装置の前記出力キューのキュー長が前記キュー長テーブルに記憶されている上限切替えキュー長に達した場合に、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記デフォルトルートから前記回避ルートに切替えるルート制御部と、を備えていることを特徴とする通信ルート切替え制御サーバであり、通信ルート切替え制御サーバとしては、Ｑｏｓポリシーサーバがある。
【００１５】
さらに上記目的を達成するため、本発明は、パケットを送信する少なくとも１以上の送信装置と該送信装置によって送信されたパケットを受信する少なくとも１以上の受信装置を接続して複数の通信ルートを形成し得るように構成されたパケット中継装置であって、受信装置のＩＰアドレス及び転送すべき次の前記パケット中継装置又は次の前記受信装置を対応付けて記憶するルーティングテーブルと、受信される前記パケットを保持する出力キューと、前記通信ルートとして、前記送信装置と前記受信装置との組合せ毎に、通常使用されるデフォルトルートと、該デフォルトルート以外の少なくとも１以上の回避ルートと、を記憶するルートテーブルと、前記出力キューに輻輳が生じる可能性がある上限切替えキュー長を記憶するキュー長テーブルと、前記出力キューのキュー長が前記上限切替えキュー長に達した場合に、前記ルートテーブルを参照して、自己の又は他のパケット中継装置が有する前記ルーティングテーブルの更新を指示する更新指示信号を出力することにより、前記所定の送信装置と受信装置の組合せに使用される通信ルートを前記デフォルトルートから前記回避ルートに切替えるルート制御部とを備えていることを特徴とする。パケット中継装置としては、ルータやその機能を有するパソコンなどがある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の好ましい実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、この発明の第１の実施の形態に係るパケット通信システムを示す概念図である。
送信装置１０と受信装置２０とは、複数の中継ノード（以下、単にノードという）Ａ〜Ｆが形成する複数の通信ルートにより接続されている。ノードＡ−Ｆは、例えば既知のルータであり、パケットのヘッダにある宛先ＩＰアドレスに基づき、自身が有するルーティングテーブルを参照して、転送する次のノードを判断する機能を有するものである。
ＱｏＳポリシーサーバ３０は、このノードＡ―Ｆの出力キューのキュー長を監視して輻輳状態が生じる可能性を判定するとともに、輻輳状態が生じる可能性が高いと判定される場合に、通信ルートを切替える制御を行う機能を有する。
【００１７】
図２は、ＱｏＳポリシーサーバ３０及び各ノードＡ−Ｆの構成の詳細を示すブロック図である。ノードＡ−Ｆは同一の構成なので、以下、ノードＡのみについて説明し、他のノードについての説明は省略する。ノードＡは、入力ポート４１と、入力キューＩＱと、宛先判定部４２と、転送制御部４３と、ルーティングテーブル４４と、出力キューＯＱと、出力制御部４５と、出力ポート４６とを備えている。
【００１８】
入力ポート４１は、上流のノードから出力されたパケットを入力させる部分であり、複数のルートを構成することができるよう、通常複数個設けられる。入力キューＩＱは、入力ポート４１から入力されたパケットを転送処理等のために一時保持するためのものである。宛先判定部４２は、パケットの宛先となるノードを、パケットのヘッダにある宛先ＩＰアドレスに基づき判定する機能を有するものである。転送制御部４３は、ルーティングテーブル４４を参照して、転送する次のノードを判断し、対応する出力キューＯＱにパケットＰｋを転送する機能を有するものである。ルーティングテーブル４４は、宛先ＩＰアドレスと、転送先の次のノードのＩＰアドレスとを対応付けて記憶したものである。なお、このルーティングテーブル４４は、後述するように、ＱｏＳポリシーサーバ３０からの更新指示信号に基づいて適宜更新される。出力制御部４５は、出力キューＯＱに保持されたパケットＰｋを、順次対応する出力ポート４６へ出力する制御を実行する。
【００１９】
ＱｏＳポリシーサーバ３０は、キュー長監視部３１と、輻輳可能性判定部３２と、キュー長テーブル３３と、ルート切替え部３４と、ルートテーブル３５とを備えており、輻輳可能性判定部３２とルート切替え部３４によってルート制御部を構成する。キュー長監視部３１は、ノードＡ−Ｆの出力キューＯＱのキュー長を監視するためのものであり、その出力は、輻輳可能性判定部３２に出力される。輻輳可能性判定部３２は、その監視対象のキュー長が上限切替えキュー長又は下限切替えキュー長に達したか否かを判定し、その判定結果をルート切替え部３４に出力するものである。上限切替えキュー長と下限切替えキュー長は、図３に示すように、キュー長テーブル３３に各ノードＡ−Ｆ毎に記憶されている。上限切替えキュー長は、輻輳が生じる限界での出力キューのキュー長（限界キュー長）に、１未満の第１余裕値を乗じた値とする。また、下限切替えキュー長は、限界キュー長に、この第１余裕値よりも小さい第２余裕値を乗じた値とする。輻輳可能性判定部３２は、このキュー長テーブル３３を参照して、監視対象のキュー長を、この上限切替えキュー長又は下限切替えキュー長と比較することにより、監視対象のキューを有するノードの輻輳の可能性を判定する。
【００２０】
なお、限界キュー長は、パケット通信システムの構築前に予め実験室等で測定することができるので、その測定値に基づいた上限切替えキュー長、下限切替えキュー長を設定しキュー長テーブル３３に記憶させる。パケット通信システム構築後に試験的に各ノードＡ−Ｆに、多量のパケットを流すことにより、上限切替えキュー長、下限切替えキュー長を測定し、キュー長テーブルに記憶させるようにしてもよい。
【００２１】
ルート切替え部３４は、輻輳可能性判定部３２の出力に基づき、ルートテーブル３５を参照して、輻輳の生じる可能性のある通信ルートから別の通信ルートへの切替え制御を行うのものである。具体的には、別の通信ルートを形成する各ノードに対し、当該別の通信ルートによるパケット通信が行われるよう、各ルータＡ−Ｆが有するルーティングテーブル４４の更新を指示する更新指示信号を、ルート切替え部３４から出力する。
【００２２】
ルートテーブル３５は、送信装置と受信装置との組合せ毎に複数の通信ルートの情報を記憶するものであり、例えば、送信装置１０と受信装置２０との間のルートとしては、図４に示すように、通常使用されるデフォルトルート（送信装置１０−ノードＢ−ノードＦ−ノードＣ−受信装置２０）の情報、デフォルトルートに輻輳の生じる可能性がある場合に使用される回避ルート１（送信装置１０−ノードＢ−ノードＡ−ノードＣ−受信装置２０）の情報、及び回避ルート１に輻輳の生じる可能性がある場合に使用される回避ルート２（送信装置１０−ノードＢ−ノードＥ−ノードＣ−受信装置２０）の情報が記憶されている。
デフォルトルート及び回避ルート１、２は、図５に示すように、各ノードＡ−Ｆにおいて輻輳の生じる頻度又は可能性を示す偏差値Ｄを取得しておき、この偏差値Ｄに基づき設定する。
【００２３】
次に、本実施の形態に係るパケット通信システムの動作を、図６に基づいて説明する。ここでは、デフォルトルートから回避ルート１に切替える場合、逆に、回避ルート１からデフォルトルートに切替える場合について説明する。いずれも、デフォルトルートを形成するノードＦで輻輳の生じる可能性が高くなり又は低くなった場合を想定する。
【００２４】
まず、デフォルトルートから回避ルート１に切替える場合について説明する。ＱｏＳポリシーサーバ３０は、キュー長監視部３１により、各ノードＡ−Ｆについてキュー長を監視する（Ｓ１）。そして、ノードＦの出力キューＯＱのキュー長が、キュー長テーブル３３に記憶された上限切替えキュー長よりも長くなり、ノードＦに輻輳の生じる可能性が高いと輻輳可能性判定部３２が判定すると（Ｓ２）、ルート切替え部３４から、回避ルート１を形成するノードＡ、Ｂ及びＣに対し、それぞれが有するルーティングテーブル４４の更新を指示する更新指示信号が出力される（Ｓ３）。
【００２５】
このルーティングテーブル４４の更新は、ルートを形成するノードについて同時に実行してもよいが、ルートを形成するノードのうち、受信装置２０に最も近いノード（最も下流のノード）から実行し、順に上流のノードのテーブルの更新を実行するのが好ましい。これにより、パケットロスを最小限に抑えることができる。この場合には、ノードＣが最も下流に位置するので、ノードＣのルーティングテーブル４４の更新を最初に行う（Ｓ４）。
【００２６】
ルーティングテーブル４４の更新が完了した場合、ノードＣは、上流のノードＡに向けて切替完了信号を出力する（Ｓ５）。ノードＡは、この切替完了信号を受けて、自己のルーティングテーブル４４の更新を開始する（Ｓ６）。更新が完了したら、同様に更新完了信号を上流のノードＢに向け出力する（Ｓ７）。ノードＢは、この切替完了信号を受けて、自己のルーティングテーブル４４の更新を開始する（Ｓ８）。更新が完了したら、ノードＢはＱｏＳポリシーサーバ３０に向けて切替え完了信号を出力する（Ｓ９）。これにより、デフォルトルートから回避ルート１への切替えが完了する。
【００２７】
なお、デフォルトルートから回避ルート１への切替えが完了した後において、ノードＦの出力キューが下限切替えキュー長を下回らず、しかも回避ルート１を構成するノードＢ、Ａ、Ｃにおいて輻輳が生じる可能性が高くなった場合には、図６に示すような手順に従って、更に回避ルート１から回避ルート２への切替えがなされる。
【００２８】
次に、回避ルート１からデフォルトルートに切替える場合について説明する。この場合も、上記の場合と同様に、キュー長監視部３１による各ノードＡ−Ｆのキュー長の監視（Ｓ１´）により、例えばノードＦの出力キューＯＱのキュー長が下限切替えキュー長以下となったことが判定されたら（Ｓ２´）、回避ルート１からデフォルトルートに切替えるための更新指示信号が出力され（Ｓ３´）、これに対応し、各ノードＢ、Ａ、Ｃが自身のルーティングテーブル４４を更新する動作が、下流のノードから順に行われる（Ｓ４´〜Ｓ９´）。
【００２９】
このように、デフォルトルートと回避ルートとの間で切替えが行われ、デフォルトルートで輻輳の生じる可能性が高くなったことが判定された場合には、回避ルートへの切替えが行われ、デフォルトルートでの輻輳の生じる可能性が低くなったことが判定された場合には、回避ルートからデフォルトルートへの変更が行われる。デフォルトルート並びに回避ルート１及び２は、各ノードで輻輳の生じる頻度又は可能性を示す偏差値を考慮して輻輳の可能性の低いルートとして予め決定され、ルートテーブル３５に記憶されている。ルートの切替え制御の際には、このルートテーブル３５の記憶内容に基づいた更新指示信号を各ノードＡ−Ｆに出力し、これにより各ノードのルーティングテーブルが更新されることにより、デフォルトルートと回避ルートとの間の切替えがなされる。
【００３０】
通信ルートを構成するノードＡ−Ｆの偏差値を考慮してデフォルトルート、回避ルートが選択されルートテーブル３５に記憶されており、次段のノードだけでなく、通信ルート全体のトラフィックを考慮した通信ルートの制御が行われるので、従来技術のように、迂回ルートとしての回避ルートで新たな輻輳が生じるという事態は生じない。また、ルートテーブル３５に基づいて新たな迂回ルートとしての回避ルートが迅速に選択され、また、パケットのヘッダの変換が必要がないため、処理遅延の問題も生じない。
【００３１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を、図７に基づいて説明する。第１の実施の形態では、ＱｏＳポリシーサーバ３０が各ノードＡ−Ｆの出力キュー長を監視し、輻輳の可能性がある場合には、自身が有するルートテーブル３５を参照してルート制御を行う方式（集中管理方式）を採用している。これに対し、図７（ａ）に示すように、本実施の形態では、ＱｏＳポリシーサーバ３０は設けず、同図（ｂ）に示すように、各ノードＡ−ＦにＱｏＳポリシーサーバ３０の機能を持たせる方式（分散管理方式）を採用している。本実施の形態のノードＡ−Ｆは、図７（ｂ）に示すように、第１の実施の形態のノードＡ−Ｆの構成要素に加え（図１参照）、キュー長監視部５１、輻輳可能性判定部５２、ルート切替え御部５４、ルートテーブル５５を備えている。キュー長監視部５１は、第１の実施の形態のキュー長監視部３１と同様の機能を有する。しかし、その監視対象は、自身が属するノード内の出力キューＯＱのキュー長のみである点において、キュー長監視部３１が他のノードＡ−Ｆの出力キュー長も監視対象としているのと異なる。
【００３２】
キュー長テーブル５３及びルートテーブル５５も、第１の実施の形態のキュー長テーブル３３及びルートテーブル３５と同様の機能を有する。しかし、キュー長テーブル５３及びルートテーブル５が属するノードに関する上限及び下限切替えキュー長、通信ルートのみを記憶しておけば足りる点で、第１の実施の形態のキュー長テーブル３３及びルートテーブル３５と異なっている。
【００３３】
この実施の形態では、各ノードＡ−Ｆ毎にキュー長テーブル５３やルートテーブル５５等を設け、同一のルート情報を各ノードのルートテーブル５５に重複して記憶させなければならない。しかし、集中管理型におけるＱｏＳポリシーサーバの負荷を各ノードに分散させ、ＱｏＳポリシーサーバを省略することができる。
【００３４】
以上、発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、全てのノードＡ−Ｆにおいてキュー長を監視していたが、輻輳の生じる可能性の高いノードのみを監視対象とすることもできる。例えば、第１の実施の形態において、ＱｏＳポリシーサーバ３０に、ノードＦのキュー長のみを監視させるようにすることができ、また、第２の実施の形態において、ノードＦのみを図７（ｂ）に示すような構成とし、残りのノードＡ−Ｅは図１に示すような、キュー長監視部５１等を有さない構成とすることができる。また、上記実施の形態では、出力キューＯＱのキュー長を監視対象としていたが、入力キューＩＱのキュー長を監視対象とすることもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るパケット通信システム並びにそれに用いられる通信ルート切替え制御サーバ及びパケット中継装置によれば、輻輳の生じる可能性がない又は少ない他の新しい通信ルートへの切替処理を迅速に行うことができ、しかも新しい通信ルートでの新たな輻輳も防止することができるという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るパケット通信システムの全体構成を示す概念図である。
【図２】図１に示すＱｏＳポリシーサーバ３０及び各ノードＡ−Ｆの構成の詳細を示すブロック図である。
【図３】図２に示すキュー長テーブル３３の記憶内容を示す。
【図４】図２に示すルートテーブル３５の記憶内容を示す。
【図５】デフォルトルート、回避ルート１、回避ルート２を決定する際に考慮される偏差値を示している。
【図６】第１の実施の形態の作用を示すダイアグラムである。
【図７】本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０      送信装置
２０      受信装置
Ａ−Ｆ  中継ノード
３０      ＱｏＳポリシーサーバ
３１      キュー長監視部
３２      輻輳可能性判定部
３３      キュー長テーブル
３４      ルート制御部
３５      ルートテーブル
４１      入力ポート
ＩＱ      入力キュー
４２      宛先判定部
４３      転送制御部
４４      ルーティングテーブル
ＯＱ      出力キュー
４５      出力制御部
４６      出力ポート
５１      キュー長監視部
５２      輻輳可能性判定部
５４      ルート切替え部
５５      ルートテーブル
【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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