(57)【要約】【課題】インターネットに存在する多数の冗長経路を利用可能とする技術を提供することである。【解決手段】中継装置３１〜３３は、インターネットに接続し受信したパケットを指定された相手に転送する中継装置である。経路選択装置２１は、中継装置３１〜３３及びインターネットバックボーンを構成するルーター４１から経路情報を収集し、経路情報を照合することでインターネット全体の経路構成を把握し、経路構成情報を基に任意の２地点間の通信経路を１つ算出しクライアント１１に通知する。クライアント１１は経路選択装置２１から通知された通信経路を用いてサーバ１２と通信を行う。インターネットバックボーンでの経路制御によって決定される経路以外の経路が利用可能である。【選択図】図１
2007329549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターネットを介してサーバとクライアントが通信を行うためのネットワークシステムであって、
インターネットに接続し受信したパケットを指定された相手に転送する複数の中継装置と、
前記中継装置及びインターネットバックボーンを構成するルーターから経路情報を収集し、前記経路情報を照合することでインターネット全体の経路構成を把握し、前記経路構成情報を基に任意の２地点間の通信経路を１つ算出し前記クライアントに通知する経路選択装置と、
を備え、
インターネットバックボーンでの経路制御によって決定される経路以外の経路が利用可能であることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１記載のネットワークシステムにおいて、
前記経路選択装置が前記中継装置から通信品質に関する情報を収集し、前記経路選択装置が任意の２地点間の経路を選択する際に、前記通信品質に関する情報を基に、安定して利用可能である経路、又は遅延時間が短くなる経路、又は利用可能帯域が広い経路、又はジッターが少ない経路を前記クライアントに通知することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項３】
インターネットを介してサーバとクライアントが通信を行うためのネットワークシステムであって、
インターネットに接続し受信したパケットを指定された相手に転送する複数の中継装置と、
前記中継装置及びインターネットバックボーンを構成するルーターから経路情報を収集し、前記経路情報を照合することでインターネット全体の経路構成を把握し、前記経路構成情報を基に任意の２地点間の複数の通信経路を算出し前記クライアントに通知する経路選択装置と、
を備え、
前記クライアントは、前記経路選択装置から通知された複数経路の中からさらに最適な経路を絞り込み、絞り込まれた複数経路を用いてデータ転送を行い、
前記サーバは、複数経路から受信したデータを復元することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項４】
請求項３記載のネットワークシステムにおいて、
前記経路選択装置が前記中継装置から通信品質に関する情報を収集し、前記経路選択装置が任意の２地点間の経路を選択する際に、前記通信品質に関する情報を基に、安定して利用可能である経路群、又は遅延時間が短くなる経路群、又は利用可能帯域が広い経路群、又はジッターが少ない経路群を前記クライアントに通知することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項５】
請求項３記載のネットワークシステムにおいて、
前記経路選択装置が任意の２地点間の経路を選択する際に、保有している経路情報を基に、同一箇所を通らない独立した経路群を選択して前記クライアントに通知し、
前記クライアントが通信データを冗長符号化させ前記複数経路に冗長データを分散させて送信することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項６】
請求項１または２に記載のネットワークシステムにおける経路選択装置。
【請求項７】
請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載のネットワークシステムにおける経路選択装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターネットのようなベストエフォート型のネットワークを介して通信を行う際に、本来はインターネットバッグボーンでの経路制御によって単一の経路が決定され利用されるところ、中継装置を設置し中継装置経由での通信を行うことにより、インターネットに存在する多数の冗長経路を利用可能とする技術に関する。また、通信を行う２地点間に存在する複数の経路から、通信を行うアプリケーションに適した経路を選択することを可能とし、通信品質を改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、最適な経路選択及び通信データの分散化を行う方式の提案としては、特許文献１に記載の「複数経路を選択する経路制御装置、経路選択方法及びそのプログラムと記録媒体」がある。これは、特定の２地点間の通信において複数経路が存在する場合に、各地点の経路制御装置において複数の経路の状態を管理し、通信データを最適な複数の経路に分散させることにより、ネットワークの輻輳や遅延やパケット損失を回避し通信品質を高める技術である。
【０００３】
同様の技術として、非特許文献１がある。これは、特定の２地点間の通信において送信元端末において、通信データを複数の同一サイズのパケットに分割し、それらのパケットから生成される誤り訂正のための冗長化データとを、それぞれ別々の経路を用いて送信し、受信側端末において早く到着したいくつかのパケットからデータを復元するという通信方式であり、ネットワークの輻輳や遅延やパケット損失を回避し通信品質を高める技術である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５７４８７号公報
【非特許文献１】N.F.Maxemchuk, “Dispersity Routing”, IEEE ICC175, San Francisco, California, June 1975.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インターネットのようなベストエフォート型のネットワークを介した通信では、通信品質が保証されないことから、ネットワークの状況や通信回線によっては、アプリケーションが要求する品質水準を確保できない場合がある。電話やストリーム映像配信など、ネットワークの通信品質、すなわち帯域や遅延時間、遅延時間のゆらぎ等に対する要求条件が厳しいアプリケーションは近年増加傾向にあり、必要な通信品質を確保することが重要課題として挙げられる。
【０００６】
本発明の目的は、インターネット上に存在する多数の冗長経路を利用可能とする技術を提供することである。また、通信を行うアプリケーションに適した経路を選択することを可能とし、通信品質を改善する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、インターネットには多数の冗長経路が存在することを利用し、中継装置を設置することで、インターネットバックボーンに一切変更を加える事なく、任意の２地点間の通信において、複数の経路を利用可能とし、その中から適切な経路を選択することを可能にする。
【０００８】
本来インターネットバックボーンにおける経路制御は、バックボーンを構成するルーターにおいて、通信データの種類に依らず画一的に行われる。
【０００９】
本発明では、中継装置を経由して通信を行うことで、バックボーンでの経路制御のみでは利用できない経路を利用可能とする通信プラットフォームを構築する。この通信プラットフォームでは、バックボーンにおいて行われている経路制御の状況や、各経路の通信品質などの情報を収集し、それらの情報を用いて任意の２地点間の通信においてアプリケーションの通信に関する要求条件を満たす最適な経路を利用可能とする。また、複数経路を同時に利用した通信を可能とすることで、さらなる通信品質の向上を可能とする。
【００１０】
本明細書において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１１】
第１の発明は、インターネットを介してサーバとクライアントが通信を行うためのネットワークシステムであって、インターネットに接続し受信したパケットを指定された相手に転送する複数の中継装置と、前記中継装置及びインターネットバックボーンを構成するルーターから経路情報を収集し、前記経路情報を照合することでインターネット全体の経路構成を把握し、前記経路構成情報を基に任意の２地点間の通信経路を１つ算出し前記クライアントに通知する経路選択装置と、を備え、インターネットバックボーンでの経路制御によって決定される経路以外の経路が利用可能であることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明のネットワークシステムにおいて、前記経路選択装置が前記中継装置から通信品質に関する情報を収集し、前記経路選択装置が任意の２地点間の経路を選択する際に、前記通信品質に関する情報を基に、安定して利用可能である経路、又は遅延時間が短くなる経路、又は利用可能帯域が広い経路、又はジッターが少ない経路を前記クライアントに通知することを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、インターネットを介してサーバとクライアントが通信を行うためのネットワークシステムであって、インターネットに接続し受信したパケットを指定された相手に転送する複数の中継装置と、前記中継装置及びインターネットバックボーンを構成するルーターから経路情報を収集し、前記経路情報を照合することでインターネット全体の経路構成を把握し、前記経路構成情報を基に任意の２地点間の複数の通信経路を算出し前記クライアントに通知する経路選択装置と、を備え、前記クライアントは、前記経路選択装置から通知された複数経路の中からさらに最適な経路を絞り込み、絞り込まれた複数経路を用いてデータ転送を行い、前記サーバは、複数経路から受信したデータを復元することを特徴とする。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明のネットワークシステムにおいて、前記経路選択装置が前記中継装置から通信品質に関する情報を収集し、前記経路選択装置が任意の２地点間の経路を選択する際に、前記通信品質に関する情報を基に、安定して利用可能である経路群、又は遅延時間が短くなる経路群、又は利用可能帯域が広い経路群、又はジッターが少ない経路群を前記クライアントに通知することを特徴とする。
【００１５】
第５の発明は、第３の発明のネットワークシステムにおいて、前記経路選択装置が任意の２地点間の経路を選択する際に、保有している経路情報を基に、同一箇所を通らない独立した経路群を選択して前記クライアントに通知し、前記クライアントが通信データを冗長符号化させ前記複数経路に冗長データを分散させて送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、インターネットに存在する多数の冗長経路を利用可能となる。またインターネットのようなベストエフォート型のネットワークを介した通信において、任意の２地点間における通信品質を向上させることができる。またその実現に当たって、インターネットバックボーンへの一切の変更を加えること無く実現でき、容易に展開可能な方式である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施例の構成図である。第１の実施例においては、２地点間の通信に複数の経路が利用可能であり、その中から経路選択装置が単一の経路を選択し、それを用いた通信を行う。
【００１９】
構成する装置としては、図１に示すように経路選択装置２１、ルーター４１、中継装置３１、３２、３３、クライアント１１、サーバ１２が配置される。ルーター４１はインターネットバックボーン（図示していない）に存在するルーターである。ここでインターネットバックボーンとはインターネットの組織間の経路制御を行うルーターとその間の回線のことである。中継装置３１、３２、３３は、インターネットに接続し受信したパケットを指定された相手に転送する中継装置であり、好適にはインターネットバックボーンに近い部分に設置される。中継装置３１、３２、３３は必ずしもインターネットバックボーンの近くに設置しなければならないというわけではなく、インターネット上に存在すればよいが、インターネットバックボーンに近いほど効果が期待できる。経路選択装置２１内には、経路情報管理手段と経路探索手段（図示していない）を有する。経路情報管理手段、経路探索手段については後述する。
【００２０】
経路選択装置２１は、インターネットバックボーンに存在するルーター４１及び中継装置３１、３２、３３から経路情報を受信する。一般にルーター間では経路情報は常に交換されており、それと同じ手順で経路選択装置２１はルーター４１から経路情報を受信する。中継装置３１、３２、３３も同様な手順でルーターから経路情報を受信し、それを同様な手順で経路選択装置２１に送信する。また、中継装置３１、３２、３３は、経路の通信品質に関する情報である品質情報（遅延時間・帯域・安定性等のパラメータ）を取得することができ、経路選択装置２１は中継装置３１、３２、３３から経路の品質情報を受信する。その送受信の手順は経路情報のやりとりで使われている手法を拡張したものである。
【００２１】
図４に経路選択装置２１の内部構成を示す。２２はインターネット経路ベクトルデータベースであり、前述の経路情報管理手段である。ここで経路ベクトルというのは、経路情報が方向を持った情報であるからである。２３は経路検索エンジンであり、前述の経路探索手段である。図４に示すように、経路選択装置２１はルーター及び中継装置から収集した経路情報と、中継装置から収集した品質情報をインターネット経路ベクトルデータベース２２に格納する。また、経路選択装置２１の経路検索エンジン２３は、インターネット経路ベクトルデータベース２２に格納された経路情報を照合することでインターネット全体の経路構成を把握し、その経路構成情報を基に任意の２地点間の通信経路を１つ算出しクライアントに通知する。経路情報とは、インターネットのある１地点からみた情報であり、この１カ所の経路情報を見ているだけでは、インターネットに存在する全ての経路を把握することはできない。そこで、経路検索エンジン２３は、インターネット経路ベクトルデータベース２２に格納されたインターネットの複数地点の経路情報を照らし合わせてより完全なインターネット上に存在する経路構成を把握し、そのようにして把握した経路構成の情報である経路構成情報を基に任意の２地点間の通信経路を１つ算出しクライアントに通知する。
【００２２】
クライアント１１はサーバ１２と通信を開始する際に、中継ノードを経路選択装置２１に問い合わせる。経路選択装置２１は、経路探索エンジン２３を用いてインターネット経路ベクトルデータベース２２を探索し、中継装置を用いて通信を行うことで構成される、クライアント１１とサーバ１２の間に存在する経路を列挙する。経路探索エンジン２３は、その結果からアプリケーションが要求する品質水準に応じて最良のものを選択し、クライアント１１にその経路を利用するための中継装置を通知する。
【００２３】
ここで、最良かどうかの判断基準として、ルーティングテーブルにおけるホップ数（ＡＳパス長）を用いたり、インターネット経路ベクトルデータベース２２に品質情報として格納されている遅延時間・帯域・安定性等のパラメータを利用することができる。すなわち、経路選択装置２１は、任意の２地点間の経路を選択する際に、インターネット経路ベクトルデータベース２２に格納されている通信品質に関する情報を基に、安定して利用可能である経路、又は遅延時間が短くなる経路、又は利用可能帯域が広い経路、又はジッターが少ない経路を前記クライアントに通知することができる。クライアント１１は、通知された中継装置に対して通信を開始し、中継装置はクライアント１１から受信したパケットをサーバ１２に対して転送する。
【実施例２】
【００２４】
図２は、本発明の第２の実施例の構成図である。第２の実施例においては、２地点間の通信に複数の経路が利用可能であり、その中から経路選択装置が複数の経路を選択し、クライアントに複数経路を通知し、クライアントがその中から複数の経路を選択して、複数の経路を用いた通信をサーバとの間で行う。なお、以下に説明する点以外については、第１の実施例と同じである。
【００２５】
構成する装置としては、図２に示すように経路選択装置７１、ルーター９１、中継装置８１、８２、８３、８４、８５、クライアント６１、サーバ６２が配置される。経路選択装置７１内には、経路情報管理手段と経路探索手段（図示していない）を有する。これらは、第１の実施例と同様に図４のインターネット経路ベクトルデータベース２２と経路検索エンジン２３に対応するが、第２の実施例においては、経路検索エンジン２３は複数の通信経路を算出しクライアント６１に通知する。クライアント６１内には、経路選択装置７１から通知された複数経路の中からさらに最適な経路を絞り込む経路選択手段（図示していない）と、絞り込まれた複数経路を用いてデータ転送を行うデータ転送手段（図示していない）とを有する。サーバ６２内には、複数経路から受信したデータを復元するデータ復元手段（図示していない）を有する。
【００２６】
経路選択装置７１は、インターネットバックボーンに存在するルーター９１及び中継装置８１、８２、８３、８４、８５から経路情報を受信する。また、経路選択装置７１は中継装置８１、８２、８３、８４、８５から経路の品質情報を受信する。
【００２７】
第１の実施例と同様に、図４に示すように、経路選択装置７１はそれらの情報をインターネット経路ベクトルデータベース２２に格納し、ここでインターネットに存在する経路情報とその品質情報を格納する。
【００２８】
クライアント６１はサーバ６２と通信を開始する際に、中継ノードを経路選択装置７１に問い合わせる。経路選択装置７１は、経路探索エンジン２３を用いてインターネット経路ベクトルデータベース２２を探索し、中継装置を用いて通信を行うことで構成される、クライアント６１とサーバ６２の間に存在する経路を列挙する。その結果からアプリケーションが要求する品質水準に応じて最良のいくつかの経路を選択し、クライアント６１にその経路を利用するための中継装置のリストを通知する。
【００２９】
ここで、最良かどうかの判断基準として、ルーティングテーブルにおけるホップ数（ＡＳパス長）を用いたり、品質情報として格納されている遅延時間・帯域・安定性等のパラメータを利用する。クライアント６１は、通知された複数の中継装置からさらに最適ないくつかの経路を選択する。この選び方としては、これらの中継装置にパケットを送信してみてその応答時間や帯域や遅延時間の揺らぎといった品質情報で判断するという方法があり、これは通信を行うアプリケーションの要求条件に応じた方法が選択される。
【００３０】
クライアント６１は選択した複数の経路を用いて通信を開始する。複数の経路を用いた通信方法としては、単純にデータを複数経路に順番に分けて送信するという方法もあれば、各経路の通信バッファーの空き状況に応じて、通信バッファーが開いている経路に対してデータを送信していくという方法もあり、また複数の経路全てに同一のデータを送信するという方法もある。
【００３１】
さらに、図３に示す冗長化通信方式を用いて通信を行うことにより、各経路で生じる突発的な遅延を回避することができ、全体としての通信の遅延時間を減らすことができる。すなわち、経路選択装置７１が任意の２地点間の経路を選択する際に、保有している経路情報を基に、同一箇所を通らない独立した経路群を選択してクライアント６１に通知し、クライアント６１が通信データを冗長符号化させ複数経路に冗長データを分散させて送信することができる。
【００３２】
冗長化通信方式としては、図３に示すように、２地点間の通信に複数の経路が利用できる場合に、通信データを複数の経路に分けて送信し、さらにその別々の経路に分けて送信されるデータから冗長データを計算し、それをさらに別の経路を用いて送信する。この通信方式により、用いた経路のいずれかに品質劣化が発生し、長大な遅延が発生した場合であっても、冗長データを用いて遅延しているデータを復元することが可能となる。これにより、全体として通信の遅延時間を短縮することが可能となる。図３ではデータＡ及びＢから冗長データＰをｘｏｒを用いて算出し、これらを３つの別々の経路を用いて送信し、データＢが遅延した場合であってもＡとＰからＢを復元できることを示している。この方式は冗長度を変更することにより、任意の経路数を用いた通信に適用できる。
【００３３】
実施例１、２により、インターネットバックボーンでの経路制御によって決定される経路以外の経路が利用可能となる。また任意の２地点間における通信品質を向上させることができる。またその実現に当たって、インターネットバックボーンへの一切の変更を加えること無く実現でき、容易に展開可能である。
【００３４】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施例により単一経路を用いて最良の経路を用いて通信を行う場合の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例により複数経路を用いて複数の経路を同時に用いて通信を行う場合の構成図である。
【図３】複数の経路を用いて２地点間で冗長性を高めた通信を行う場合の通信方式である。
【図４】経路選択装置の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１…クライアント、１２…サーバ、２１，７１…経路選択装置、２２…インターネット経路ベクトルデータベース、２３…経路探索エンジン、３１〜３３…中継装置、４１…ルーター、６１…クライアント、６２…サーバ、８１〜８５…中継装置、９１…ルーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007329549.tif 000006