JP2012205143A

JP2012205143A - ルータおよびメトリック管理方法

Info

Publication number: JP2012205143A
Application number: JP2011068886A
Authority: JP
Inventors: Yusaku Hashimoto; 勇作橋本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】動的経路プロトコルにおいて経路の通信品質を考慮した経路制御を可能にするルータおよびメトリック管理方法を提供する。
【解決手段】動的経路プロトコルに従って作成された経路情報（１０２）に基づいて経路制御を行うルータが、隣接ルータとの間で送受信される監視パケットを用いてリンクの通信品質を監視する監視部（１０３）と、通信品質に応じて隣接ルータとの間のメトリック数を変更するメトリック管理部（１０５）と、変更されたメトリック数を参照して経路情報を作成する動的経路情報処理部（１０６）と、を有する
【選択図】図１

Description

本発明はルーティングテーブルに基づいて経路制御（ルーティング）を行うルータに係り、特に経路情報（ルーティングテーブル）を作成する動的経路プロトコルのメトリックを管理する方法およびそれを用いたルータに関する。

ＲＩＰ(Routing Information Protocol)プロトコルの経路計算では、宛先ネットワークへの経路上のホップ数をメトリック数として使用してルーティングテーブルを作成する。経路制御では最もメトリック数が小さい経路を最適経路として採用する。通常、隣接ルータではホップ数１がメトリック数となるので、たとえば宛先ネットワークまで５段のルータを経由する経路はホップ数（メトリック数）＝５となる。したがって、あるリンクに障害が発生して宛先ネットワークまでのメトリック数が変化すると、ルーティングテーブルも自動的に更新され、このようなメトリック数の変化を利用してネットワークリンクの状態変化を検知する技術も提案されている（特許文献１参照）。

特開平１１−０６８７４９号公報

しかしながら、ＲＩＰ経路計算で使用されるメトリック数は宛先までのルータ数であり、ルータ間の帯域などは考慮されない。したがって、ルータ間の通信で伝送遅延などの品質劣化が発生しているにも拘わらず、その遅延が所定のデッドタイム（60×3s）内であれば当該リンクが正常として扱われてしまう。すなわち、ネットワーク状態に多少の障害（30ｓ×3回の180ｓ間以内）が発生しても問題ないとみなされる。この状態のまま運用しているとネットワーク品質が不安定なまま運用されることになり、通信、監視などに支障をきたす可能性が高くなる。

さらに、不安定なネットワークでもＴＣＰ／ＩＰレイヤの再送機能によって通信、監視などのサービスを続行することが可能である。しかしながら、このような状態で通信を持続することは、遅延が発生するだけでなく、システム内の端末、サーバ、装置などに高い負荷がかかり、その結果、最終的には、たとえばシステムの監視が一時中断するなど通信がとぎれてしまう事態になりかねない。復旧のためには、ネットワークの負荷を下げサーバを再起動するなどのオペレートが必要になる。

そこで、本発明の目的は、動的経路プロトコルにおいて経路の通信品質を考慮した経路制御を可能にするルータおよびメトリック管理方法を提供することにある。

本発明によるルータは、動的経路プロトコルに従って作成された経路情報に基づいて経路制御を行うルータであって、隣接ルータとの間で送受信される監視パケットを用いて前記隣接ルータとの間のリンクの信品質を監視する監視手段と、前記通信品質に応じて前記隣接ルータとの間のメトリック数を変更するメトリック管理手段と、前記変更されたメトリック数を参照して前記経路情報を作成する動的経路情報処理手段と、を有することを特徴とする。

本発明によるメトリック管理方法は、動的経路プロトコルに従って作成された経路情報に基づいて経路制御を行うルータにおけるメトリック管理方法であって、監視手段が隣接ルータとの間で送受信される監視パケットを用いて前記隣接ルータとの間のリンクの通信品質を監視し、メトリック管理手段が前記通信品質に応じて前記隣接ルータとの間のメトリック数を変更し、動的経路情報処理手段が前記変更されたメトリック数を参照して前記経路情報を作成する、ことを特徴とする。

本発明によれば、動的経路プロトコルにおいて経路の通信品質を考慮した経路制御が可能となる。

図１は本発明の一実施形態によるＲＩＰメトリック管理機能を備えたルータの機能的構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すＲＩＰメトリック管理動作を示すフローチャートである。図３は本実施形態によるＲＩＰメトリック管理方法の一例を示すシーケンス図である。図４（Ａ）は本実施形態によるＲＩＰメトリック管理が起動する前のルータの動作を説明するためのネットワーク図、図４（Ｂ）は本実施形態によるＲＩＰメトリック管理が起動してメトリック数が更新された状態のネットワーク図である。図５は本実施形態によるＲＩＰメトリック管理が起動して経路が変更された後のネットワーク図である。

本発明によれば、ＲＩＰのような動的経路プロトコルにより経路情報（ルーティングテーブル）を構築する際に使用するメトリック数を、隣接ルータ間でＩＣＭＰ(Internet Control Message Protocol)のような監視パケットを定期的に送信した結果に基づいて変更する。たとえばある隣接ルータとの間のリンクが通信可能ではあるが通信状況が粗悪な場合、当該経路のメトリック数を増大させる。これによって、動的経路プロトコルフォーマットを変更することなく、自動的に別の良好な経路への変更が可能となる。

１．構成
図１において、本発明の一実施形態によるＲＩＰメトリック管理機能を備えたルータ１０は、スイッチ部１０１、ルーティングテーブル１０２、ＩＣＭＰ処理部１０３、制御部１０４、メトリック管理部１０５およびＲＩＰ処理部１０６を有するが、ここでは本発明に関連する機能部のみが図示されている。スイッチ部１０１は、隣接ルータからのパケットをルーティングテーブル１０２に従って別のルータへ転送する。制御部１０４は、本実施形態によるＲＩＰメトリック管理機能を含むルータ全体の動作御を行う。

制御部１０４はメトリック管理部１０５からの要求に従ってＩＣＭＰ処理部１０３に対してＩＣＭＰ要求パケットの送信および応答パケットの受信を指示する。この指示によりＩＣＭＰ処理部１０３は隣接ルータに対してＩＣＭＰ要求パケットを所定周期で送信し、所定時間経過前に応答パケットを受信する。制御部１０４は送信したＩＣＭＰ要求パケット数とＩＣＭＰ応答パケット数とを一定時間カウントしてメトリック管理部１０５へ渡す。

メトリック管理部１０５は要求パケット数と応答パケット数からパケットロス率を算出し、パケットロス率に基づいてメトリック数を変更してＲＩＰ処理部１０６へ出力する。ＲＩＰ処理部１０６は、メトリック数の変更を反映したルーティングテーブル１０２を作成する。

なお、リンクの通信品質は、パケットロス率だけではなく、受信までの遅延量の増大やビット誤り率の上昇などをモニタすることで検出することもできる。

２．動作
図２および図３を参照しながら、ルータ１０におけるＲＩＰメトリック管理方法について詳細に説明する。

図２および図３において、まず、ＲＩＰ処理部１０６がＲＩＰプロトコルを隣接ルータ間で確立すると（ステップ２０１）、制御部１０４はメトリック管理部１０５からの要求に従ってＩＣＭＰ処理部１０３を制御し各隣接ルータへＩＣＭＰ要求パケットを所定周期（たとえば１〜１０sec周期）で送信させ、所定時間経過前に到達した応答パケットをカウントする（ステップ２０２）。

制御部１０４がＩＣＭＰ要求パケット送信数とＩＣＭＰ応答パケット受信数とを一定時間（たとえば１時間）カウントすると、それらのカウント値を用いてメトリック管理部１０５はパケットロス率を算出し（ステップ２０３）、パケットロス率が所定のしきい値Ｌthより大きいか否かを判定する（ステップ２０４）。

パケットロス率が所定のしきい値Ｌthより大きい場合（ステップ２０４；ＹＥＳ）、当該隣接ルータ間で負荷が高くなり通信に影響が出始めたと判断し、メトリック管理部１０５はパケットロス率に基づいてメトリック数を変更するための追加メトリック値（＋Δｍあるいは−Δｍ）を生成し、メトリック数（ホップ数）を追加メトリック値を用いて次式により変更する：メトリック数＝ホップ数（通常はホップ数＝１）＋追加メトリック値（ステップ２０６）。こうして変更されたメトリック数をＲＩＰ処理部１０６へ出力する。

ＲＩＰ処理部１０６は、通常の動的経路設定によりルーティングテーブル１０２を作成する際に、更新されたメトリック数で経路計算を行い（ステップ２０７）、変更された通信経路情報を隣接ルータへ通知する（ステップ２０８）。

なお、パケットロス率が所定のしきい値Ｌth以下であれば（ステップ２０４；ＮＯ）、メトリック数を変更しないように追加メトリック値を０にして（ステップ２０９）、通常通りの経路計算を行う（ステップ２０７）。また、メトリック数の変更を通知するとパケット数カウンタがクリアされ、上記ステップ２０２〜２０８が繰り返えされる。

３．具体例
図４（Ａ）に示すように、ＩＰアドレスが“10.1.1.0/24”であるホスト３０１とＩＰアドレスが“20.1.1.0/24”であるホスト３０２とは、ルータＡ−Ｂ−Ｄの経路３０３を通して通信が行われているものとする。この場合、ルータＡの経路情報にはテーブル４０１の情報が登録されており、ルータＤの経路情報にはテーブル４０２の情報が登録されている。この例では、ルータ間のメトリック数（ホップ数）はいずれも１であるから、経路３０３のメトリック数は２である。

このようなネットワークにおいて、ルータＡとルータＢとの間の通信経路で負荷が高くなり通信に影響が出始めたとする。この通信品質の劣化は、上述したＩＣＭＰパケットのロス率や遅延量増加あるいは誤り率増大などを指標として検出できる。

図４（Ｂ）に示すように、ルータＡ−Ｂ間の通信経路での通信品質劣化が検出されると、上述したようにメトリック管理部１０５は当該通信経路のメトリック数を増加させる（ここでは＋Δｍ＝１）。したがって、経路３０３のメトリック数は２から３に増加し、他方の経路（ルータＡ−Ｃ−Ｄ）のメトリック数は２のままである。

このようにメトリック数が変更されることにより、図５に示すように、ルータＡおよびルータＤの経路情報４１１および４１２が更新され、ルータＡ−Ｃ−Ｄの経路３０４が最適経路として選択させる。こうして、通信経路がより品質の良好なルートに変更される。

なお、ルータＡ−Ｂ間の通信品質が回復すれば、メトリック管理部１０５は当該通信経路のメトリック数をそのまま使用するように追加メトリック値を０（すなわちΔｍ＝０）にする。

４．効果
以上説明しように、本実施形態によれば、メトリック数を通信品質に応じて動的に変更することができるので、メトリック数が最も小さい経路を最適経路として採用する通常の経路制御により、通信経路をより品質の良い（到達性の高い）経路へ変更することができる。したがって、通常のＲＩＰプロトコルに従って、データの欠落により再送などが発生したリンクあるいは不安定なリンクを回避することができ、ネットワークでの監視運用も軽減される。またパケット転送の高品質化によりサービスが充実する。

本発明はＲＩＰプロトコルに従ったルータに適用可能である。

１０ルータ
１０１スイッチ部
１０２ルーティングテーブル
１０３ＩＣＭＰ処理部
１０４制御部
１０５メトリック管理部
１０６ＲＩＰ処理部

Claims

動的経路プロトコルに従って作成された経路情報に基づいて経路制御を行うルータであって、
隣接ルータとの間で送受信される監視パケットを用いて前記隣接ルータとの間のリンクの通信品質を監視する監視手段と、
前記通信品質に応じて前記隣接ルータとの間のメトリック数を変更するメトリック管理手段と、
前記変更されたメトリック数を参照して前記経路情報を作成する動的経路情報処理手段と、
を有することを特徴とするルータ。
前記メトリック管理手段は、前記通信品質が所定しきい値を超えたときに前記メトリック数を増加させ、前記通信品質が所定しきい値以下であれば前記メトリック数を変更しないことを特徴とする請求項１に記載のルータ。
前記通信品質は、前記監視パケットを所定周期で一定時間送信し、それに対する応答パケットを所定時間内に受信した場合に、当該応答パケットの個数に基づいて測定されることを特徴とする請求項１または２に記載のルータ。
動的経路プロトコルに従って作成された経路情報に基づいて経路制御を行うルータにおけるメトリック管理方法であって、
監視手段が隣接ルータとの間で送受信される監視パケットを用いて前記隣接ルータとの間のリンクの通信品質を監視し、
メトリック管理手段が前記通信品質に応じて前記隣接ルータとの間のメトリック数を変更し、
動的経路情報処理手段が前記変更されたメトリック数を参照して前記経路情報を作成する、
ことを特徴とするルータにおけるメトリック管理方法。
前記メトリック管理手段は、前記通信品質が所定しきい値を超えたときに前記メトリック数を増加させ、前記通信品質が所定しきい値以下であれば前記メトリック数を変更しないことを特徴とする請求項４に記載のルータにおけるメトリック管理方法。
前記通信品質は、前記監視パケットを所定周期で一定時間送信し、それに対する応答パケットを所定時間内に受信した場合に、当該応答パケットの個数に基づいて測定されることを特徴とする請求項４または５に記載のルータにおけるメトリック管理方法。
動的経路プロトコルに従って作成された経路情報に基づいて経路制御を行うルータにおけるプログラム制御プロセッサをメトリック管理装置として機能させるプログラムであって、
監視手段が隣接ルータとの間で送受信される監視パケットを用いて前記隣接ルータとの間のリンクの通信品質を監視し、
メトリック管理手段が前記通信品質に応じて前記隣接ルータとの間のメトリック数を変更し、
動的経路情報処理手段が前記変更されたメトリック数を参照して前記経路情報を作成する、
ように前記プログラム制御プロセッサを機能させることを特徴とするプログラム。
前記メトリック管理手段は、前記通信品質が所定しきい値を超えたときに前記メトリック数を増加させ、前記通信品質が所定しきい値以下であれば前記メトリック数を変更しないことを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
前記通信品質は、前記監視パケットを所定周期で一定時間送信し、それに対する応答パケットを所定時間内に受信した場合に、当該応答パケットの個数に基づいて測定されることを特徴とする請求項６または７に記載のルータにおけるプログラム。