JP2000341320A - 方路選択システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輻輳状態にある経路や工事・障害等で通信不
能な経路を避け最短の経路を選択する。 【解決手段】 パケット通信網内の全てのノード２０１
〜２０６間の伝送路状態（実行伝送レート、輻輳状態、
中継ノード数等）を逐次計測する手段と、得られた伝送
路状態から端末１０１と端末１０２を結ぶパケット通信
網内に複数ある中継経路の中から最短経路を予め把握し
ておく手段とを全てのノードが持ち、パケットデータの
中継時にこれを参照して最短経路で網内を中継する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、方路選択システム
に関し、特に、輻輳状態にある経路や工事障害等で通信
不能な経路を避けて最短経路を選択し、パケットデータ
のスループットを向上させる方路選択システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】パケット通信網内には複数のパケット交
換機が設置され、それぞれが様々な伝送媒体で結ばれ
る。それぞれのパケット交換機は受信したパケットデー
タを蓄積し次のパケット交換機へと中継する機能を持
つ。つまり、端末から端末へパケット通信網を介してパ
ケットデータを送信する場合には網内に複数の方路が存
在する。ここで、それぞれのパケット交換機のことをノ
ードと呼ぶ。各ノードにおいては、対向するノードとを
結ぶ伝送路の状態を認識し、輻輳状態もしくは工事・障
害等ではない伝送路（方路）を選択する機能を持つ。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、端末と端末とを結ぶパケット通信網において、最適
な迂回路がわからないため、パケットデータの伝送遅延
が生じる。その第１の理由は、パケット通信網内の各ノ
ードにおいて隣接するノードとを結ぶ伝送路状態は確認
できるが、隣接するノードの先の伝送路状態まで事前に
確認することが出来ないからである。第２の理由は、パ
ケット通信網内に複数ある経路の内輻輳していない経路
が複数ある場合に、中継するノードの数が最も少ない最
短経路を事前に確認できないからである。各ノードで
は、必要に応じてパケットデータを蓄積するため伝送遅
延が生じる。従って、中継するノードの数が多いほど伝
送遅延が増える。

【０００４】そこで、本発明は、端末と端末とを結ぶパ
ケット通信網の方路選択システムにおいて、輻輳状態に
ある経路や工事・障害等で通信不能な経路を避け短時間
のうちに最短の経路を選択することを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明は、複数のパケット交換機のノードを含むパ
ケット通信網の方路選択システムであって、前記ノード
の各々は、自ノードに隣接するノードとの間の伝送レー
トを格納する記憶手段と、前記伝送レートに基づいて経
路情報を生成する手段とを備え、前記経路情報を前記ノ
ードの各々が共有し、端末からのパケットデータを最初
に受信するノードは、前記パケットデータ内の宛先情報
に基づいて中継経路を検索し、前記検索結果を前記パケ
ットデータに付加して次のノードに中継し、前記次のノ
ードは、前記検索結果に基づいて経路情報を検索し、そ
の結果を前記パケットデータに付加して、更に次のノー
ドに中継する。

【０００６】すなわち、本発明においては、伝送レート
情報の収集をノードが行うのではなく、放送形式でもっ
て全ての端末とノードに対して伝送レート情報を提供
し、端末側では入手した伝送レート情報と送信すべきパ
ケットデータの宛先情報から最短経路の選択情報を生成
するとともに、最短経路を検索し、検索した経路情報を
送信すべきパケットデータに予め付加して前記ノードに
送信する。従って、本発明においては、パケット通信網
内の各ノード、又は各端末において、網内全ての伝送路
状況の最新状態を共有し、端末自身が方路選択を行うこ
とによって負荷を分散している。網内全ての伝送路状況
の最新状態は、例えば、衛星回線を介して共有するよう
にする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、パケット通信網内
の方路選択の一例を示す中継経路図である。図１に示す
ように、中継経路の一端はパケットデータを発信する端
末１０１であり、他端は目的の端末１０２であり、中継
経路には、受信したパケットデータを目的の端末１０２
へ中継するパケット通信網内の各ノード２０１〜２０５
が含まれている。

【０００８】図２は、ノードすなわちパケット交換機の
ブロック図である。図２に示すように、このノードは、
各方路４０１に対してパケットデータを送受する送受信
手段４１１と、各送受信手段にて送受するパケットデー
タの伝送レートを計測する伝送レート計測手段４２１
と、各伝送レート計測手段で計測した伝送レート情報を
それぞれ方路別に逐次記憶する記憶手段４３２と、周囲
の全てのノードから前記伝送レート情報を定期的に収集
するためのタイマを作動するためのタイマ手段４３１
と、収集した伝送レート情報を基に、受信したパケット
データを最短経路にて中継を行う信号処理手段４２２か
ら構成されている。

【０００９】輻輳状態は、例えば、回線使用率、すなわ
ち得られた伝送レート情報をその方路の最大回線容量で
割った値で判定される。

【００１０】タイマ手段４３１にて作動された全ノード
伝送レート監視タイマのタイムアウトで、全ノードに対
して伝送レート情報要求信号を送信して伝送レート情報
を収集する。

【００１１】続いて収集した伝送レート情報を自ノード
と全ての他ノードとを結ぶ２点間の経路毎に分類し、こ
れら２点間を結ぶ複数の経路の中から中継するノードの
数が少なく、かつノード間の伝送レートが最も早いもの
から順に並べ替えた最短経路選択情報を作成し、記憶手
段４３２に格納する。

【００１２】次に端末からパケットデータを受信した信
号処理手段４２２において、前記受信パケットデータ内
の宛先情報から前記記憶手段４３２に格納されている最
短経路選択情報を検索して最短経路を割り出し、受信し
たパケットデータに検索した経路情報を付与して次ノー
ドへ中継する。

【００１３】次ノードでは、受信したパケットデータ内
の経路情報を参照してさらに次のノードへ中継を行い、
目的の端末へパケットデータを中継してゆく。

【００１４】伝送レート計測手段４２１において各方路
４０１（対ノード２０２、２０３、２０４）から送信お
よび受信されるパケットデータの発生数とサイズ（ｂｉ
ｔ）を逐次記憶手段４３１の伝送レート情報６０１の伝
送レートに加算して行き、タイマ手段４３１にて作動す
る伝送レート計測タイマのタイムアウトにて一定時間内
に各方路別に加算された伝送レートを所定の時間で割る
ことにより単位時間あたりの伝送レート（Ｋｂｐｓ）を
算出し伝送レート情報６０１へ記憶する。

【００１５】さらに算出した伝送レートをその方路の最
大回線容量（ｂｐｓ）で割って１００％を乗じた結果を
その方路の回線使用率（％）として前記伝送レート情報
６０１へ記憶する。この使用率が所用値（仮に６０％と
とする）を越えた場合を輻輳状態とする。またその方路
が工事・障害中の場合は、前記回線使用率を１００％と
する。このように得られた伝送レート、最大回線容量、
回線使用率を前記伝送レート情報６０１に格納する。

【００１６】続いてタイマ手段４３１にて作動される全
ノード伝送レート監視タイマのタイムアウトで、全ノー
ドに対して伝送レート情報要求信号を送信し、各ノード
から受信された伝送レート情報報告信号内の伝送レート
情報を取り出してノード毎に前記伝送レート情報６０１
へに格納する。全てのノードから伝送レート情報報告信
号の受信を終了した時点で格納した伝送レート情報６０
１から最短経路選択情報６０３を生成する。

【００１７】図３は、パケットデータの一例を示す概念
図である。図３に示すように、ヘッダ部に経路情報５０
１を含み、経路情報５０１は発ノード番号と複数の着ノ
ード番号とを含んでいる。

【００１８】図４は、パケット通信網内の個々のノード
において、対向するノードとを結ぶ方路別の伝送レート
（ｂｐｓ）を記憶する伝送レート情報６０１の一例を示
す表である。端末１０１から最初にパケットデータを受
信し方路選択を行う自ノード２０１における情報を示
す。

【００１９】又、図５は、ノード２０１〜２０５による
中継経路の候補６０２を示す表である。

【００２０】又、図６は、発ノードと最終到着ノードと
を結ぶ複数の経路の中から、パケットデータを最短経路
で中継するための最短経路選択情報６０３の一例を示す
表である。

【００２１】以下、具体例に即して、経路の選択に着い
て説明する。

【００２２】中継経路の候補６０２によれば、ノード２
０１とノード２０５を結ぶ経路は９通りある。例えばノ
ード２０１→２０２→２０５の経路１を調べると、ノー
ド２０２→２０５の区間の回線使用率が１００％（工事
中）であることがわかる。また、ノード２０１→２０２
→２０３→２０４→２０５の経路３を調べると、ノード
２０３→２０４の区間の回線使用率が７０％で所用値
（６０％）を越えた輻輳状態になっており、中継ノード
数も最も多い４ノードであることがわかる。一方、ノー
ド２０１→２０４→２０５の経路７を調べると、ノード
２０１→２０４とノード２０４→２０５の区間の回線使
用率はそれぞれ４１％と２０％で低く（非輻輳状態）、
かつ中継ノード数も２ノードと少ないことがわかる。こ
こで、ノード２０１→２０４の最大回線容量が５６Ｋｂ
ｐｓ、ノード２０４→２０５の最大回線容量が６４Ｋｂ
ｐｓといずれか低い方の最大回線容量（この場合は５６
Ｋｂｐｓ）がこの中継経路７の実行伝送レートと定め
る。

【００２３】このように、ノード２０１と２０５を結ぶ
個々の経路を調べて行き、実行伝送レートが最も早く、
かつ回線使用率が低く（非輻輳状態）、さらに中継ノー
ド数の少ない中継経路から順に並べ替えたものを最短経
路選択情報６０３として記憶手段４３２へ格納する。

【００２４】端末１０１からパケットデータを受信した
ノード２０１では、受信したパケットデータの宛先がノ
ード２０５であることから、ノード２０１〜２０５を結
ぶ複数経路の中で最短経路を最短経路選択情報６０３に
て検索すると、ノード２０１→２０４→２０５の経路３
０２が最短経路であることが分かる。そこで、これらの
中継ノード番号を経路情報５０１として受信したパケッ
トデータに付加する。すなわち図３の発ノード番号にノ
ード２０１、着ノード数を２ノード、第１着ノード番号
をノード２０４、第２着ノード番号をノード２０５とし
て設定し、次ノードであるノード２０４へ中継する。ノ
ード２０４では受信したパケットデータの経路情報５０
１を読み出すと、自ノード（ノード２０４）の次のノー
ド番号がノード２０５であることがわかり受信したパケ
ットデータをノード２０５へ中継する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、端末と端
末を結ぶパケット通信網内を中継するパケットデータの
伝送遅延を抑え、スループットを向上することができ
る。その理由は、パケット通信網内の全てのノード間の
伝送路状態（実行伝送レート、輻輳状態、中継ノード数
等）を逐次計測する手段と、得られた伝送路状態から端
末と端末を結ぶパケット通信網内に複数ある中継経路の
中から最短経路を予め把握しておく手段とを全てのノー
ドが有するからである。

【００２６】又、本発明は、端末と端末を結ぶパケット
通信網内を中継している途中で突発的な伝送路障害等が
発生した場合でも、伝送遅延を最小限に抑え琉ことがで
きる。その理由は、パケット通信網内に複数ある中継経
路の中から、最短経路、次最短経路、の順で次候補を予
め用意しておく手段とを全てのノードが有するからであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】パケット通信網内の方路選択の一例を示す中継
経路図である。

【図２】パケット交換機（ノード）の装置構成を表すブ
ロック図である。

【図３】パケットデータの一例を示す概念図である。

【図４】自ノードと対向するノードとを結ぶ方路別の伝
送レート（ｂｐｓ）を記憶する伝送レート情報の一例を
示す表である。

【図５】中継経路の候補を示す表である。

【図６】最短経路選択情報の一例を示す表である。

【符号の説明】

１０１，１０２ 端末 ２０１〜２０５ パケット交換機（ノード） ３０１，３０２ 中継経路 ４０１ ノード内の各方路 ４１１ ノード内送受信手段 ４２１ ノード内の伝送レート計測手段 ４２２ ノード内の信号処理手段 ４３１ ノード内のタイマ手段 ４３２ ノード内の記憶手段 ５０１ 経路情報 ６０１ 伝送レート情報 ６０２ 中継経路の候補 ６０３ 最短経路選択情報

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のパケット交換機のノードを含むパ
   ケット通信網の方路選択システムであって、 前記ノードの各々は、自ノードに隣接するノードとの間
   の伝送レートを格納する記憶手段と、前記伝送レートに
   基づいて経路情報を生成する手段とを備え、 前記経路情報を前記ノードの各々が共有し、 端末からのパケットデータを最初に受信するノードは、
   前記パケットデータ内の宛先情報に基づいて中継経路を
   検索し、前記検索結果を前記パケットデータに付加して
   次のノードに中継し、 前記次のノードは、前記検索結果に基づいて経路情報を
   検索し、その結果を前記パケットデータに付加して、更
   に次のノードに中継することを特徴とする方路選択シス
   テム。
2. 【請求項２】 故障ノードが生じた場合には、それに隣
   接するノードが、前記故障ノードを除外して経路情報を
   生成することを特徴とする前記請求項１記載のパケット
   通信網の方路選択システム。
3. 【請求項３】 前記ノードの各々は、自ノードが生成す
   る前記経路情報を、衛星通信網に送信し、 前記衛星通信網から前記経路情報を前記ノードに送信し
   て、前記経路情報を共有することを特徴とする請求項1
   記載の方路選択システム。
4. 【請求項４】 前記衛星通信網は、前記端末に、前記伝
   送レートを送信し、前記端末は、前記伝送レート及びパ
   ケットデータの宛先情報に基づいて経路情報を生成し、
   前記経路情報を前記パケットデータに付加して前記パケ
   ット通信網に送出することを特徴とする請求項1記載の
   方路選択システム。