JP3584885B2

JP3584885B2 - Packet transmission device and transmission method

Info

Publication number: JP3584885B2
Application number: JP2001019419A
Authority: JP
Inventors: 清久市野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP2002223234A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の回線を介して相互に接続された送信装置と受信装置間でパケットデータの送受信を行うパケット伝送装置および伝送方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、対向する通信装置間を複数の回線で接続し、パケットデータ転送を高速化する技術が知られている。この手法は、一般的にマルチリンクと呼ばれる。このマルチリンク接続において最大のスループットを得るには、回線負荷が均等になるように、入力パケットを各回線に振り分ける必要がある。
【０００３】
パケットの負荷分散を行う方法として、例えば、特開平１１−１５４９８９号公報に記載されている負荷分散方式では、１つの回線に送出されたデータ量の累計が、ある閾値（これを、以後、キーと呼ぶ）を超えたときに、送出する回線を切り替えている。
【０００４】
また、他の従来技術として、特開２０００−２１６８１５号公報に示されている負荷分散手法がある。この手法には、パケットを回線速度に比例する長さの短パケットに分割して、各回線に分配する方式と、パケットを固定長の短パケットに分割し、各回線に割り振る短パケットの数を回線速度に比例させる方式、の２つがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術には、以下の問題点が存在する。すなわち、特開平１１−１５４９８９号公報に記載の技術についての第１の問題点は、回線負荷の均一化が困難である、ということである。その理由は、累計送信データ量がキーの値を上回ったときにのみ、回線が切り替わるためである。言い換えれば、この技術では、累計送信データ量がキーの値をどれだけ超過しているかを考慮せずに回線を切り替えるため、この超過分が大きいと、各回線の負荷が不均等になる。
【０００６】
この第１の問題点を顕著に表す例を、図１１に示す。同図において、通信装置９００へ７つのパケット９５０が入力され、それぞれが、信号制御部９０２によって、接続部９０３−１〜９０３−２のいずれかに振り分けられる。ここで、これら７つのパケット９５０の長さを、その到着順に４，６，７，１９，９，３，８とし、さらに、キー９０４の値を“８”とする。
【０００７】
このとき、回線（＃０）９０１−１、回線（＃１）９０１−２に割り振られるパケットの長さの合計は、図１１に示すように、それぞれ１９，３７となり、回線９０１−２の負荷は、回線９０１−１の約２倍になる。
【０００８】
特開平１１−１５４９８９号公報に記載の技術の第２の問題点は、何らかの手段によりキーの値を求める必要がある、ということである。例えば、トラヒックの状態から最適なキーの値を算出するには、それを行うためのアルゴリズムと回路が必要になる。また、キーの値を、あらかじめ人手により設定しておくにしても、その値が適切であるかを十分に検証しなければならない。
【０００９】
また、上述した特開２０００−２１６８１５号公報に示されている負荷分散手法は、受信側が、短パケットから元のパケットを復元する必要があり、高速動作は困難である。よって、この技術を大容量の回線へ適用することは難しいという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の回線で接続されたパケット伝送装置において、それぞれの回線の負荷が等しくなるようにパケットを振り分けることのできるパケット伝送装置および伝送方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、伝送速度の異なる回線が混在している場合でも、均一な負荷分散を実現できるパケット伝送装置および伝送方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、複数の回線を介して相互に接続された送信装置と受信装置からなるパケット伝送装置において、入力されたパケットデータをフレーム化する手段と、上記回線を介して、上記フレーム化されたパケットデータを送信する送信手段と、上記回線ごとに、上記送信されたパケットデータのデータ量の累計を保持する保持手段とを備え、上記送信手段は、上記複数の回線の内、上記データ量の累計が最小の回線を介して上記パケットデータの送信を行うパケット伝送装置を提供する。
【００１３】
好ましくは、上記保持手段は、上記送信の度に、その送信されたパケットデータのフレーム長の分についてカウントアップを行う。また、上記送信手段は、上記回線に対応した上記保持手段によるカウント値の差分をもとに、あらかじめ設定した関係に基づいて、上記フレーム化されたパケットデータの転送対象とする回線を選択する。
【００１４】
また、好ましくは、伝送速度の異なる回線が混在している場合、上記送信手段は、上記回線各々の伝送速度に反比例する、あらかじめ設定した倍率と上記フレーム長との積に基づいて更新された上記データ量の累計が最小の回線を介して、上記パケットデータの送信を行う。
【００１５】
第２の発明は、複数の回線を介して相互に接続された送信装置と受信装置からなるパケット伝送装置における伝送方法であって、入力されたパケットデータをフレーム化するステップと、上記回線を介して、上記フレーム化されたパケットデータを送信する送信ステップと、上記回線ごとに、上記送信されたパケットデータのデータ量の累計を保持する保持ステップとを備え、上記送信ステップは、上記複数の回線の内、上記データ量の累計が最小の回線を介して上記パケットデータの送信を行う伝送方法を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るパケット伝送装置の全体構成を示すブロック図である。同図に示すパケット伝送装置は、パケット送信装置１とパケット受信装置２を備え、これらの装置が、Ｎ本の並行する回線（＃０〜＃（Ｎ−１））３−１〜３−Ｎで相互に接続される構成を有する。
【００１７】
なお、図１に示すパケット伝送装置の構成は、本発明に係る負荷分散手法を実現するための一構成例である。また、パケット送信装置１とパケット受信装置２とを接続する、Ｎ本の並行する回線３−１〜３−Ｎの伝送速度は、ここでは、全て等しいと仮定する。
【００１８】
図２は、パケット送信装置１内の負荷分散処理部４の構成を示すブロック図である。この負荷分散処理部４の累積送信データ量カウンタ（＃０〜＃（Ｎ−１））２５−１〜２５−Ｎには、回線３−１〜３−Ｎがそれまでに送出したデータ量の累計が保持される。ここでは、この累積送信データ量カウンタの値が最小である回線が、パケットの振り分け先となる。
【００１９】
図１に示すように、パケット送信装置１は、負荷分散処理部４と送信部（＃０〜＃（Ｎ−１））６−１〜６−Ｎからなり、パケット受信装置２は、パケット整列処理部７と受信部（＃０〜＃（Ｎ−１））８−１〜８−Ｎを有する。これらの送信部６−１〜６−Ｎと受信部８−１〜８−Ｎは、回線３−１〜３−Ｎを介して互いに接続されている。
【００２０】
負荷分散処理部４は、信号入力端子５から入力されたパケットに対して、パケットの順序を示す通し番号（以後、シーケンス番号と呼ぶ）を付加して、フレームを生成し、そのフレームを送信部６−１〜６−Ｎのいずれかに送出する。また、パケット整列処理部７は、受信部８−１〜８−Ｎが受信したフレームを、シーケンス番号の順に並び替えるとともに、フレームからシーケンス番号を除去して、それらを信号出力端子９にパケットとして出力する。
【００２１】
次に、図２を参照して、負荷分散処理部４の詳細な構成について説明する。同図に示す負荷分散処理部４のリンクアップフラグ（＃０〜＃（Ｎ−１））２４−１〜２４−Ｎは、対応する回線３−１〜３−Ｎの状態を示すフラグであり、回線が正常であれば“１”、異常時に“０”となる。累積送信データ量カウンタ（＃０〜＃（Ｎ−１））２５−１〜２５−Ｎは、対応する回線３−１〜３−Ｎに送出されたフレームの長さの累計を保持する。
【００２２】
フレーム生成部２０は、信号入力端子５から入力されたパケットに、シーケンス番号カウンタ２１が出力するシーケンス番号を付加して、フレームを生成し、それをスイッチ２２に供給する。また、フレーム生成部２０は、生成したフレームの長さをフレーム長２６として出力する。
【００２３】
回線選択部２３は、フレーム生成部２０にフレームが入力されたことを契機として、リンクアップフラグ２４−１〜２４−Ｎ、および累積送信データ量カウンタ２５−１〜２５−Ｎの値を参照して、フレームの転送先を決定する。また、スイッチ２２は、回線選択部２３の決定に従って、フレームを送信部６−１〜６−Ｎのいずれかに転送する。これらの送信部６−１〜６−Ｎにフレームが送出されると、対応する累積送信データ量カウンタ（２５）は、フレーム長２６の分だけ、カウントアップする。
【００２４】
次に、パケット受信装置２内のパケット整列処理部７について説明する。図３は、パケット整列処理部７の詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すバッファ選択部６０は、受信部８−１〜８−Ｎが受信したフレームを、パケットとシーケンス番号に分離する。ここでパケットは、受信バッファ（＃０〜＃Ｍ−１）６２−１〜６２−Ｍのいずれかに転送され、シーケンス番号は、受信シーケンス番号レジスタ（＃０〜＃Ｍ−１）６４−１〜６４−Ｍのいずれかに代入される。なお、受信バッファ６２−１〜６２−Ｍそれぞれは、フレーム生成部２０が生成するフレームを、常に収容できる大きさを持つ。
【００２５】
パケット送出制御部６１は、受信フラグ（＃０〜＃Ｍ−１）６３−１〜６３−Ｍ、受信シーケンス番号レジスタ（＃０〜＃Ｍ−１）６４−１〜６４−Ｍ、リンクアップフラグ（＃０〜＃（Ｎ−１））６５−１〜６５−Ｎ、回線シーケンス番号レジスタ（＃０〜＃（Ｎ−１））６６−１〜６６−Ｎ、シーケンス番号カウンタ６７を参照して、受信バッファ６２−１〜６２−Ｍに格納されているパケットを、信号出力端子９へ送出する。
【００２６】
リンクアップフラグ６５−１〜６５−Ｎは、対応する回線３−１〜３−Ｎの状態を示すフラグであり、回線が正常であれば“１”、異常であれば“０”をとる。また、受信フラグ６３−１〜６３−Ｍは、対応する受信バッファ６２−１〜６２−Ｍにパケットが格納されているときに“１”を、それ以外のときに“０”をとる。
【００２７】
受信シーケンス番号レジスタ６４−１〜６４−Ｍは、対応する受信バッファ６２−１〜６２−Ｍに格納されているパケットのシーケンス番号を保持する。回線シーケンス番号レジスタ６６−１〜６６−Ｎは、対応する受信部８−１〜８−Ｎが受信したフレームのシーケンス番号を記憶する。また、シーケンス番号カウンタ６７は、信号出力端子９に送出すべきパケットのシーケンス番号を示す。
【００２８】
アイドルタイマー６８は、送出すべきパケットが受信バッファ内に存在しない間、カウントダウンされる。そして、このタイマーの値が“０”になると、シーケンス番号カウンタ６７を強制的にカウントアップする。
【００２９】
次に、本実施の形態に係るパケット伝送装置の動作について詳細に説明する。最初に、図４に示すフローチャートを参照して、パケット送信装置１の負荷分散処理部４の動作を説明する。
【００３０】
なお、図４中の変数の定義は、以下の通りである。
ＡＡＴＤ［ｘ］（０≦ｘ＜Ｎ）…累積送信データ量カウンタ２５−１〜２５−Ｎの値
ｌｉｎｋｕｐ［ｘ］（０≦ｘ＜Ｎ）…リンクアップフラグ２４−１〜２４−Ｎの値
ＳＮ…シーケンス番号カウンタ２１の値
【００３１】
図４のステップＳ１００では、パケット送信装置１の初期化時における、累積送信データ量カウンタ２５−１〜２５−Ｎ、およびシーケンス番号カウンタ２１のゼロクリア処理を行う。そして、続くステップＳ１０１において、信号入力端子５からパケットが入力されたどうかを調べる。ここで、パケットが入力されていれば、フレーム生成部２０は、シーケンス番号カウンタ２１の値をパケットに付加し、フレームを生成する（ステップＳ１０２）。このとき、エラー検出のためのＣＲＣ（巡回冗長検査）をパケットに付加してもよい。
【００３２】
回線選択部２３は、回線３−１〜３−Ｎの中から、累積送信データ量カウンタ（２５）の値が最小（つまり、ＡＡＴＤ［ｉ］（ただし、０ ≦ｉ＜Ｎ）の最小値）であり、かつ、リンクアップフラグ（２４）がセットされている（つまり、ｌｉｎｋｕｐ［ｘ］＝１）回線を検索する（ステップＳ１０３）。これを満たす回線が見つからなければ（ステップＳ１０４でＮｏ）、ステップＳ１０１に戻る。
【００３３】
一方、上記の条件を満たす回線が見つかれば、スイッチ２２は、その回線に対応する送信部（６）にフレームを転送する（ステップＳ１０５）。例えば、ステップＳ１０３で、回線３−３が検索されたとき（すなわち、図４のｘが“２”のとき）には、送信部６−３にフレームが転送される。
【００３４】
ステップＳ１０６では、上記の検索された回線に対応する累積送信データ量カウンタ（２５）にフレーム長を加算し、かつ、シーケンス番号カウンタ２１をカウントアップする。そして、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００３５】
次に、パケット受信装置２のパケット整列処理部７の動作を説明する。図５、図６は、パケット整列処理部７の動作を示すフローチャートであり、同図中での変数の定義は、以下の通りである。
【００３６】
ＳＮｃｕｒｒｅｎｔ …シーケンス番号カウンタ６７の値
ＳＮｌａｔｅｓｔ［ｘ］（０≦ｘ＜Ｎ）…回線シーケンス番号レジスタ６６−１〜６６−Ｎの値
ＳＮｂｕｆｆｅｒ［ｘ］（０≦ｘ＜Ｍ）…受信シーケンス番号レジスタ６４−１〜６４−Ｍの値
ｒｅｃｖ［ｘ］（０≦ｘ＜Ｍ）…受信フラグ６３−１〜６３−Ｍの値
ｌｉｎｋｕｐ［ｘ］（０≦ｘ＜Ｎ）…リンクアップフラグ６５−１〜６５−Ｎの値
【００３７】
また、図５、図６中における記号の意味は、
ｍｏｄ …除算の剰余
ｍｉｎ［ｘ］…ｘの最小値
である。
【００３８】
図５のステップＳ１４０では、パケット受信装置２の初期化時において、シーケンス番号カウンタ６７および回線シーケンス番号レジスタ６６−１〜６６−Ｎをゼロクリアし、受信フラグ６３−１〜６３−Ｍのリセットとアイドルタイマー６８の初期化を行う。その後、受信部８−１〜８−Ｎのいずれかが、フレームを受信したかどうかを調べる（ステップＳ１４１）。
【００３９】
フレームが受信された場合（ステップＳ１４１でＹｅｓ）、バッファ選択部６０によって、受信したフレームを適切な受信バッファ（６２）へ格納する処理が行われる。そのため、まず、図６のステップＳ１６０において、受信したフレームにエラーがあるかどうかを調べる。これは、例えば、フレームに付加されたＣＲＣで判定できる。
【００４０】
受信フレームにエラーがあれば、そのフレームを廃棄し（ステップＳ１６５）、処理をステップＳ１４１に戻す。しかし、エラーがなければ、そのフレームに付加されているシーケンス番号とシーケンス番号カウンタ６７の値を比較する（ステップＳ１６１）。
【００４１】
ここで、シーケンス番号よりも、シーケンス番号カウンタ６７の値の方が大きければ、そのフレームを廃棄し（ステップＳ１６５）、ステップＳ１４１に戻る。しかし、そうでなければ、処理を継続する。すなわち、フレームを受信した回線に対応する回線シーケンス番号レジスタ（６６）に、受信フレームに付加されているシーケンス番号を入力する（ステップＳ１６２）。
【００４２】
さらに、ステップＳ１６３において、フレームからパケットを抽出して、それを受信バッファ（６２）に転送する。ここで、パケットの転送先となる受信バッファ（６２）の番号は、フレームに付加されているシーケンス番号をＭで割ったときの剰余とする。例えば、剰余が１のときには、受信バッファ６２−２がパケットの転送先となる。以後、この剰余に“１”を加えた数値をＲＦとする。
【００４３】
フレームに付加されているシーケンス番号を受信シーケンス番号レジスタ６４−ＲＦに入れ、受信フラグ６３−ＲＦをセットする（ステップＳ１６４）。その後、処理は、ステップＳ１４１に戻る。
【００４４】
ステップＳ１４１においてフレームが受信されなかった場合について述べる。この場合、パケット送出処理部６１によって、送出すべきパケットを受信バッファ６２−１〜６２−Ｍの中から探索して、それを信号出力端子９に送出する処理と、フレームが伝送中に失われたか否かを判定する処理の２つが行われる。これら２つの処理のどちらを実行するかは、受信フラグ６３−１〜６３−Ｍの値で決定される。以下、これらの処理について説明する。
【００４５】
まず、ステップＳ１４２で、受信フラグ（６３）の値を調べる。ここで、参照される受信フラグ（６３）の番号は、シーケンス番号カウンタ６７の値をＭで割ったときの剰余である。例えば、この剰余が“０”であれば、受信フラグ６３−１の値が参照される。以後、この剰余に“１”を加えた数値をＲＣとする。
【００４６】
ステップＳ１４２において、受信フラグ６３−ＲＣがセットされている（＝１）と判断された場合、受信シーケンス番号レジスタ６４−ＲＣの値と、シーケンス番号カウンタ６７の値が一致しているかどうかを判定する（ステップＳ１４３）。これらの値が一致していなければ、シーケンス番号カウンタ６７のカウントアップと、アイドルタイマー６８の初期化を行い（ステップＳ１４７）、その後、処理は、ステップＳ１４１へ戻る。
【００４７】
しかし、受信シーケンス番号レジスタ６４−ＲＣの値と、シーケンス番号カウンタ６７の値が一致していれば、ステップＳ１４４において、信号出力端子９にパケットを送出できるかどうかを判定する。そして、パケットの送出が可能であれば、受信バッファ６２−ＲＣに格納されているパケットを信号出力端子９へ送出する（ステップＳ１４５）。
【００４８】
その後、ステップＳ１４６において、受信フラグ６３−ＲＣをリセットし、さらに、シーケンス番号カウンタ６７のカウントアップと、アイドルタイマー６８の初期化を行い（ステップＳ１４７）、処理をステップＳ１４１に戻す。
【００４９】
他方、受信フラグ６３−ＲＣがリセットされている（＝０）場合、伝送途中でフレームが失われたか否かを判断するために、回線シーケンス番号レジスタ６６−１〜６６−Ｎの最小値と、シーケンス番号カウンタ６７の値を比較する（ステップＳ１４８）。この際、リンクアップフラグ（６５）がセットされている回線についてのみ、最小値を計算する。
【００５０】
ここで、シーケンス番号カウンタ６７の値の方が、回線シーケンス番号レジスタ（６６）の最小値よりも小さいと判定されたときには、フレームが失われたと判断し、失われたフレームの送出を諦める。そこで、ステップＳ１４７において、シーケンス番号カウンタ６７のカウントアップと、アイドルタイマー６８の初期化を行い、処理をステップＳ１４１に戻す。
【００５１】
しかし、ステップＳ１４８での条件が満たされなければ（つまり、シーケンス番号カウンタ６７の値が、回線シーケンス番号レジスタ（６６）の最小値以上であれば）、当該処理を継続し、次のステップＳ１４９において、アイドルタイマー６８の値が“０”であるかどうかを調べる。
【００５２】
アイドルタイマー６８の値が“０”のときは、そのアイドルタイマーの初期値で指定された時間が経過しても、送出すべきパケットを受信していない状態であるため、そのパケットの送出を諦める。そこで、ステップＳ１４７において、シーケンス番号カウンタ６７のカウントアップと、アイドルタイマー６８の初期化を行う。その後、処理をステップＳ１４１へ戻す。
【００５３】
しかし、アイドルタイマー６８の値が“０”でなければ、受信フラグ６３−１〜６３−Ｍの全てがリセットされているかどうかを調べる（ステップＳ１５０）。そして、受信フラグ６３−１〜６３−Ｍが、１つでもセットされていれば、ステップＳ１５１において、アイドルタイマー６８をカウントダウンし、処理をステップＳ１４１へ戻す。
【００５４】
受信フラグ６３−１〜６３−Ｍの全てがリセットされていれば（ステップＳ１５０でＹｅｓ）、受信バッファ６２−１〜６２−Ｍは、全て空であり、送出すべきパケットは存在しない。よって、この場合、アイドルタイマー６８をカウントダウンする必要がないため、ステップＳ１５１をスキップして、処理をステップＳ１４１に戻す。
【００５５】
ここで、累積送信データ量カウンタ、またはシーケンス番号カウンタのオーバーフローによって発生する不具合を解決する手法について述べる。負荷分散処理部４の累積送信データ量カウンタ２５−１〜２５−Ｎ、およびシーケンス番号カウンタ２１は、パケットの送信が行われるたびに増加するが、減少することはない。よって、これらのカウンタは、遅かれ早かれオーバーフローする。
【００５６】
このようなオーバーフローの発生を考慮せずに、累積送信データ量またはシーケンス番号の大小比較を行うと、負荷分散処理が正しく動作しなくなる可能性がある。この現象について、以下に例を挙げて説明する。
【００５７】
簡単のため、ここでは、パケット伝送装置を構成する回線（３）の本数Ｎを、Ｎ＝２とし、累積送信データ量カウンタ２５−１，２５−２のビット幅をそれぞれ３とする。すなわち、これら２つのカウンタは、０以上７以下の整数値をとる。さらに、これらのカウンタの値を、
累積送信データ量カウンタ２５−１の値＝６
累積送信データ量カウンタ２５−２の値＝７
のように仮定し、負荷分散処理部４の動作を、図４のステップＳ１０３より開始する。
【００５８】
図４のステップＳ１０３において、累積送信データ量カウンタ２５−１と２５−２の値を比較すると、累積送信データ量カウンタ２５−１の値の方が小さいため、送信部６−１にフレームが送出される（ステップＳ１０５）。ここで、フレーム長２６が“３”であるとした場合、累積送信データ量カウンタ２５−１は、“３”だけカウントアップする（ステップＳ１０６）。
【００５９】
上述のように、カウンタは３ビット幅であり、９（＝６＋３）を表現できないため、オーバーフローする。よって、この時点での累積送信データ量カウンタ２５−１〜２５−２の値は、
累積送信データ量カウンタ２５−１の値＝１
累積送信データ量カウンタ２５−２の値＝７
となる。
【００６０】
この状態で新たなパケットが到着し、ステップＳ１０３の処理が実行されると、その場合には、累積送信データ量カウンタ２５−１が選択される。その結果、前回と同様に、送信部６−１にフレームが送出されてしまう（ステップＳ１０５）。これは、明らかに送信部６−１、および回線３−１に負荷が偏っており、均一な負荷分散が達成されていないことになる。
【００６１】
この問題に対処するため、ステップＳ１０３で実行される累積送信データ量カウンタ２５−１〜２５−２の大小比較の方法を考慮する。すなわち、ここでは、図７に示す関係に従って大小を決定する。図７中の変数Ｘ，Ｙそれぞれを、累積送信データ量カウンタ２５−１，２５−２の値として、上記のステップＳ１０３における処理例を再度、検証する。
【００６２】
ステップＳ１０３の１回目の実行では、Ｘ＝６，Ｙ＝７，Ｘ−Ｙ＝−１であるから、図７からは、Ｘ＜Ｙが得られる。よって、この場合、累積送信データ量カウンタ２５−１が選択される。これは前回の結果と等しい。
【００６３】
ステップＳ１０３の２回目の実行では、Ｘ＝１，Ｙ＝７，Ｘ−Ｙ＝−６であるから、図７を参照すると、Ｘ≧Ｙが得られる。この場合、累積送信データ量カウンタ２５−２が選択され、ステップＳ１０５において、送信部６−２にフレームが転送される。
【００６４】
なお、上記の実施の形態１に示す例では、累積送信データ量カウンタ２５−１〜２５−Ｎのビット幅を３と仮定したが、ビット幅は、２以上であれば任意の値でよい。また、ビット幅をＢと表したときの、累積送信データ量カウンタ２５−１〜２５−Ｎの値Ｘ，Ｙの大小関係は、以下に示すようになる。
【００６５】
−２^Ｂ＜Ｘ−Ｙ＜−２^Ｂ−１ならば、Ｘ≧Ｙと判定する。
−２^Ｂ−１≦Ｘ−Ｙ＜０ならば、Ｘ＜Ｙと判定する。
０≦Ｘ−Ｙ＜２^Ｂ−１ならば、Ｘ≧Ｙと判定する。
２^Ｂ−１≦Ｘ−Ｙ＜２^Ｂならば、Ｘ＜Ｙと判定する。
【００６６】
また、ここでは、累積送信データ量カウンタ２５−１〜２５−Ｎの大小比較方法について説明したが、同様の方法で、シーケンス番号カウンタ２１のオーバーフローに対処できる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、パケット伝送装置の送信側において、回線毎に送出データ量の累計を保持するカウンタを設け、その送出データ量が最小の回線をパケットの送出先とする負荷分散手法を用いることで、それぞれの回線の負荷が等しくなるようにパケットが振り分けられ、パケット伝送装置間のスループットが最大になる。
【００６８】
また、かかる負荷分散手法は、パケット単位で処理を行うものであり、従来技術のようにパケットを分割して、複数の短パケットを生成するものではないため、高速動作が可能であり、大容量の回線にも適用できる。
【００６９】
さらに、累積送信データ量カウンタのカウンタ値の差分に応じて、カウンタ値の大小比較をすることで、これらの累積送信データ量カウンタにオーバーフローが生じても、均一な負荷分散を実現できる。
【００７０】
また、送信装置側でパケットにシーケンス番号を付加し、受信装置側で、そのシーケンス番号の順にパケットを整列させるため、負荷分散処理の前後でパケットの順序が入れ替わることはない、という効果がある。
【００７１】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係るパケット伝送装置は、図１に示す、上記第１の実施の形態に係るパケット伝送装置と同じ構成をとるため、ここでは、その図示および説明を省略する。
【００７２】
第１の実施の形態では、パケット伝送装置を構成する回線３−１〜３−Ｎの伝送速度は、全て等しいと仮定したが、本実施の形態に係るパケット伝送装置は、伝送速度が異なる回線の混在を許容する。従って、かかる混在を許容するために、本実施の形態に係るパケット送信装置１の負荷分散処理部４は、図８に示す構成を有する。なお、図８において、図２に示す、上記第１の実施の形態に係る負荷分散処理部４と同一構成要素には、同一符号を付してある。
【００７３】
そこで、図８に示すブロック図を参照して、本実施の形態に係る負荷分散処理部４の詳細な構成について説明する。同図に示すリンクアップフラグ（＃０〜＃（Ｎ−１））４４−１〜４４−Ｎは、対応する回線３−１〜３−Ｎの状態を示すフラグであり、回線が正常であれば“１”を、異常時には“０”をとる。フレーム生成部４０は、信号入力端子５から入力されたパケットに、シーケンス番号カウンタ４１が出力するシーケンス番号を付加してフレームを生成し、それらをスイッチ４２に供給する。また、フレーム生成部４０は、生成したフレームの長さを、フレーム長４８として出力する。
【００７４】
プライマリ累積送信データ量カウンタ（＃０〜＃（Ｎ−１））４７−１〜４７−Ｎは、対応する回線３−１〜３−Ｎに送出されたフレームの長さの累計を保持する。カウント増分算出部（＃０〜＃（Ｎ−１））４６−１〜４６−Ｎは、対応する回線３−１〜３−Ｎの伝送速度とフレーム長４８に応じて、プライマリ累積送信データ量カウンタ４７−１〜４７−Ｎの増分値を求める。
【００７５】
この増分値とプライマリ累積送信データ量カウンタ４７−１〜４７−Ｎの値を加算した結果が、セカンダリ累積送信データ量カウンタ（＃０〜＃（Ｎ−１））４５−１〜４５−Ｎに代入される。回線選択部４３は、フレーム生成部４０にフレームが入力されたことを契機として、リンクアップフラグ４４−１〜４４−Ｎ、およびセカンダリ累積送信データ量カウンタ４５−１〜４５−Ｎの値を参照して、フレームの転送先を決定する。
【００７６】
スイッチ４２は、回線選択部４３での決定に従って、フレームを送信部６−１〜６−Ｎのいずれかに転送する。送信部６−１〜６−Ｎにフレームが送出されると、対応するセカンダリ累積送信データ量カウンタ（４５）の値をプライマリ累積送信データ量カウンタ（４７）に代入する。
【００７７】
図９は、第２の実施の形態に係るパケット伝送装置の負荷分散処理部４の動作を詳細に示すフローチャートである。なお、図９中における変数の定義は、以下の通りである。
【００７８】
ＡＡＴＤ_１［ｘ］（０ ≦ｘ＜Ｎ）…プライマリ累積送信データ量カウンタ４７−１〜４７−Ｎの値
ＡＡＴＤ_２［ｘ］（０ ≦ｘ＜Ｎ）…セカンダリ累積送信データ量カウンタ４５−１〜４５−Ｎの値
ｌｉｎｋｕｐ［ｘ］（０≦ｘ＜Ｎ）…リンクアップフラグ４４−１〜４４−Ｎの値
ＳＮ…シーケンス番号カウンタ４１の値
ＲａｔｅＦａｃｔｏｒ［ｘ］（０ ≦Ｘ＜Ｎ）…回線３−１〜３−Ｎの伝送速度に反比例する倍率
【００７９】
図９のステップＳ１２０において、パケット送信装置の初期化時、プライマリ累積送信データ量カウンタ４７−１〜４７−Ｎ、およびシーケンス番号カウンタ４１をゼロクリアし、続くステップＳ１２１で、信号入力端子５からパケットが入力されたかどうかを調べる。ここで、パケットが入力されていれば、フレーム生成部４０は、シーケンス番号カウンタ４１の値をパケットに付加し、フレームを生成する（ステップＳ１２２）。なお、このとき、エラー検出のためのＣＲＣをパケットに付加してもよい。
【００８０】
カウント増分算出部４６−１〜４６−Ｎは、回線３−１〜３−Ｎの伝送速度に反比例する倍率（ＲａｔｅＦａｃｔｏｒ）とフレーム長４８の積を計算し、その積と、プライマリ累積送信データ量カウンタ４７−１〜４７−Ｎの和を、セカンダリ累積送信データ量カウンタ４５−１〜４５−Ｎに代入する（ステップＳ１２３）。ここで、回線３−１〜３−Ｎの伝送速度に反比例する倍率とは、例えば、図１０に示すような関係を意味している。
【００８１】
ステップＳ１２４において、回線選択部４３は、回線３−１〜３−Ｎの中から、セカンダリ累積送信データ量カウンタ（４５）の値が最小であり、かつ、リンクアップフラグ（４４）がセットされている回線を検索する。そのような回線が見つからなければ（ステップＳ１２５でＮｏ）、処理をステップＳ１２１に戻す。
【００８２】
しかし、上記の条件を満たす回線が見つかれば、スイッチ４２は、その回線に対応する送信部（６）へフレームを転送する（ステップＳ１２６）。例えば、ステップＳ１２４で、回線３−３が検索されたとき（すなわち、図９のｘが“２”のとき）には、送信部６−３にフレームが転送される。
【００８３】
ステップＳ１２７では、検索された回線に対応するセカンダリ累積送信データ量カウンタ（４５）の値をプライマリ累積送信データ量カウンタ（４７）に代入して、シーケンス番号カウンタ４１をカウントアップする。その後、処理をステップＳ１２１に戻す。
【００８４】
なお、セカンダリ累積送信データ量カウンタ４５−１〜４５−Ｎ、およびシーケンス番号カウンタ４１のオーバーフローに対処する方法は、上記第１の実施の形態に係る負荷分散処理部における方法と同じである。
【００８５】
このように、本実施の形態によれば、各回線の伝送速度に反比例する所定の倍率とフレーム長との積を用いて送出データ量の累計を更新し、その更新された送信データ量の累計が最小である回線に対してパケットデータを送信するため、パケット伝送装置の各回線の伝送速度が互いに異なっていても、均一な負荷分散を実現できる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明によれば、複数の回線で接続されたパケット伝送装置の送信装置側に入力されたパケットデータをフレーム化する手段と、これらの回線を介して、上記フレーム化されたパケットデータを送信する手段と、上記回線ごとに、上記送信されたパケットデータのデータ量の累計を保持する手段を備え、上記複数の回線の内、データ量の累計が最小の回線を介してパケットデータの送信を行うことで、各回線の負荷が等しくなるようにパケットが振り分けられ、結果として、均一な負荷分散が達成される。
【００８７】
また、伝送速度の異なる回線が混在している場合、伝送速度に反比例する所定の倍率を各回線に設定し、その倍率とフレーム長との積に基づいて更新された送信データ量の累計が最小である回線に対してパケットデータを送信することで、パケット伝送装置の各回線の伝送速度が互いに異なっていても、均一な負荷分散を実現できる。
【００８８】
第２の発明によれば、入力されたパケットデータをフレーム化するステップと、上記の回線を介して、フレーム化されたパケットデータを送信するステップと、上記回線ごとに、上記送信されたパケットデータのデータ量の累計を保持するステップとを備え、上記の送信ステップが、複数の回線の内、上記データ量の累計が最小の回線を介してパケットデータの送信を行うことで、各回線に対して均一な負荷分散を実現できる。
【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伝送装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に係るパケット送信装置内の負荷分散処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態に係るパケット整列処理部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態に係る負荷分散処理部の動作を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態に係るパケット整列処理部の動作を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施の形態に係るパケット整列処理部の動作を示すフローチャートである。
【図７】累積送信データ量カウンタとシーケンス番号カウンタの大小関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るパケット伝送装置の負荷分散処理部の構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態に係るパケット伝送装置の負荷分散処理部の動作を詳細に示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態に係る回線の伝送速度と、それに反比例する倍率との関係の一例を示す図である。
【図１１】従来技術の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１パケット送信装置
２パケット受信装置、
３−１〜３−Ｎ回線（＃０〜＃（Ｎ−１））
４負荷分散処理部
６−１〜６−Ｎ送信部（＃０〜＃（Ｎ−１））
７パケット整列処理部
８−１〜８−Ｎ受信部（＃０〜＃（Ｎ−１））
２０フレーム生成部
２１シーケンス番号カウンタ
２２スイッチ
２３回線選択部
２４−１〜２４−Ｎリンクアップフラグ（＃０〜＃（Ｎ−１））
２５−１〜２５−Ｎ累積送信データ量カウンタ（＃０〜＃（Ｎ−１））
６０バッファ選択部
６１パケット送出制御部
６２−１〜６２−Ｍ受信バッファ（＃０〜＃Ｍ−１）
６３−１〜６３−Ｍ受信フラグ（＃０〜＃Ｍ−１）
６４−１〜６４−Ｍ受信シーケンス番号レジスタ（＃０〜＃Ｍ−１）
６５−１〜６５−Ｎリンクアップフラグ（＃０〜＃（Ｎ−１））
６６−１〜６６−Ｎ回線シーケンス番号レジスタ（＃０〜＃（Ｎ−１））
６７シーケンス番号カウンタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a packet transmission device and a transmission method for transmitting and receiving packet data between a transmission device and a reception device connected to each other via a plurality of lines.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technology for connecting opposing communication devices with a plurality of lines to speed up packet data transfer. This technique is generally called multilink. In order to obtain the maximum throughput in this multilink connection, it is necessary to distribute the input packets to each line so that the line load becomes equal.
[0003]
As a method of distributing the load of a packet, for example, in a load distribution method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-154989, the total amount of data transmitted to one line is determined by a certain threshold value (hereinafter referred to as a key). Is switched, the transmission line is switched.
[0004]
As another conventional technique, there is a load distribution technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-216815. This method involves dividing a packet into short packets of a length proportional to the line speed and distributing them to each line, and dividing the packet into fixed-length short packets and assigning the number of short packets to be allocated to each line. There are two methods, that is, proportional to the line speed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above conventional technique has the following problems. That is, the first problem with the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-154989 is that it is difficult to equalize the line load. The reason is that the line is switched only when the total transmission data amount exceeds the value of the key. In other words, in this technique, the line is switched without considering how much the total transmission data amount exceeds the value of the key. If the excess is large, the load on each line becomes uneven.
[0006]
FIG. 11 shows an example that clearly shows the first problem. In the figure, seven packets 950 are input to a communication device 900, and each is distributed by a signal control unit 902 to one of connection units 903-1 to 903-2. Here, the lengths of these seven packets 950 are set to 4, 6, 7, 19, 9, 3, 8 in the order of arrival, and the value of the key 904 is set to “8”.
[0007]
At this time, the total length of the packets allocated to the line (# 0) 901-1 and the line (# 1) 901-2 becomes 19 and 37, respectively, as shown in FIG. Is about twice that of the line 901-1.
[0008]
A second problem of the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-154989 is that it is necessary to obtain a key value by some means. For example, to calculate the optimal key value from the traffic condition, an algorithm and a circuit for performing the calculation are required. Even if the value of the key is manually set in advance, it is necessary to sufficiently verify that the value is appropriate.
[0009]
Further, the load distribution method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-216815 requires the receiving side to restore the original packet from a short packet, and high-speed operation is difficult. Therefore, there is a problem that it is difficult to apply this technology to a large capacity line.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to distribute a packet in a packet transmission device connected by a plurality of lines so that the load of each line becomes equal. It is an object of the present invention to provide a packet transmission device and a transmission method capable of performing the above.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a packet transmission device and a transmission method capable of achieving uniform load distribution even when lines having different transmission speeds are mixed.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first invention is a packet transmission device including a transmission device and a reception device interconnected via a plurality of lines, and a means for framing input packet data, Via the line, transmitting means for transmitting the framed packet data, and for each line, holding means for holding the cumulative amount of data of the transmitted packet data, the transmitting means, Provided is a packet transmission apparatus that transmits the packet data via a line having the smallest total of the data amount among the plurality of lines.
[0013]
Preferably, the holding unit counts up the frame length of the transmitted packet data every time the transmission is performed. The transmitting means selects a line to which the framed packet data is to be transferred, based on a preset relationship based on a difference between the count values of the holding means corresponding to the line.
[0014]
Preferably, when lines having different transmission speeds are mixed, the transmission means is updated based on a product of a preset magnification and the frame length, which is inversely proportional to the transmission speed of each of the lines. The packet data is transmitted via a line having the smallest total data amount.
[0015]
A second invention is a transmission method in a packet transmission device including a transmission device and a reception device interconnected via a plurality of lines, wherein the step of forming a frame of input packet data includes the steps of: A transmitting step of transmitting the framed packet data; and a holding step of holding, for each of the lines, a cumulative amount of data of the transmitted packet data, wherein the transmitting step includes: The present invention provides a transmission method for transmitting the packet data via a line having the smallest total of the data amount.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the packet transmission device according to the first embodiment of the present invention. The packet transmission device shown in FIG. 1 includes a packet transmission device 1 and a packet reception device 2, and these devices are composed of N parallel lines (# 0 to # (N-1)) 3-1 to 3-N And are connected to each other.
[0017]
Note that the configuration of the packet transmission device shown in FIG. 1 is an example of a configuration for realizing the load distribution method according to the present invention. Here, it is assumed that the transmission speeds of N parallel lines 3-1 to 3-N that connect the packet transmitting device 1 and the packet receiving device 2 are all equal.
[0018]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the load distribution processing unit 4 in the packet transmission device 1. The cumulative transmission data amount counters (# 0 to # (N-1)) 25-1 to 25-N of the load distribution processing unit 4 store the data amount transmitted by the lines 3-1 to 3-N so far. The running total is kept. Here, the line with the smallest value of the accumulated transmission data amount counter is the packet distribution destination.
[0019]
As shown in FIG. 1, the packet transmission device 1 includes a load distribution processing unit 4 and transmission units (# 0 to # (N-1)) 6-1 to 6-N. It has a processing unit 7 and receiving units (# 0 to # (N-1)) 8-1 to 8-N. The transmitting units 6-1 to 6-N and the receiving units 8-1 to 8-N are connected to each other via lines 3-1 to 3-N.
[0020]
The load distribution processing unit 4 generates a frame by adding a serial number (hereinafter, referred to as a sequence number) indicating the order of the packet to the packet input from the signal input terminal 5, and transmits the frame to the transmission unit 6. -1 to 6-N. Further, the packet alignment processing unit 7 rearranges the frames received by the receiving units 8-1 to 8-N in the order of the sequence numbers, removes the sequence numbers from the frames, and outputs them to the signal output terminal 9 as packets. Output.
[0021]
Next, a detailed configuration of the load distribution processing unit 4 will be described with reference to FIG. Link-up flags (# 0 to # (N-1)) 24-1 to 24-N of the load distribution processing unit 4 shown in FIG. 6 are flags indicating the states of the corresponding lines 3-1 to 3-N. If the line is normal, it becomes "1", and if it is abnormal, it becomes "0". The accumulated transmission data amount counters (# 0 to # (N-1)) 25-1 to 25-N hold the total lengths of the frames transmitted to the corresponding lines 3-1 to 3-N.
[0022]
The frame generation unit 20 generates a frame by adding the sequence number output by the sequence number counter 21 to the packet input from the signal input terminal 5, and supplies the frame to the switch 22. The frame generation unit 20 outputs the length of the generated frame as the frame length 26.
[0023]
The line selection unit 23 refers to the values of the link-up flags 24-1 to 24-N and the accumulated transmission data amount counters 25-1 to 25-N when a frame is input to the frame generation unit 20. To determine the frame transfer destination. Further, the switch 22 transfers the frame to one of the transmission units 6-1 to 6-N according to the determination of the line selection unit 23. When a frame is transmitted to these transmission units 6-1 to 6-N, the corresponding cumulative transmission data amount counter (25) counts up by the frame length 26.
[0024]
Next, the packet alignment processing unit 7 in the packet receiving device 2 will be described. FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the packet alignment processing unit 7. The buffer selecting unit 60 shown in FIG. 7 separates the frames received by the receiving units 8-1 to 8-N into packets and sequence numbers. Here, the packet is transferred to one of the reception buffers (# 0 to # M-1) 62-1 to 62-M, and the sequence number is stored in the reception sequence number register (# 0 to # M-1) 64-1. To 64-M. Each of the reception buffers 62-1 to 62-M has a size that can always accommodate the frame generated by the frame generation unit 20.
[0025]
The packet transmission control unit 61 includes reception flags (# 0 to # M-1) 63-1 to 63-M, reception sequence number registers (# 0 to # M-1) 64-1 to 64-M, a link-up flag (# 0 to # (N-1)) 65-1 to 65-N, line sequence number registers (# 0 to # (N-1)) 66-1 to 66-N, and sequence number counter 67. , And sends out the packets stored in the receiving buffers 62-1 to 62-M to the signal output terminal 9.
[0026]
The link-up flags 65-1 to 65-N are flags indicating the states of the corresponding lines 3-1 to 3-N, and take "1" if the line is normal and "0" if the line is abnormal. The reception flags 63-1 to 63-M take "1" when a packet is stored in the corresponding reception buffer 62-1 to 62-M, and take "0" otherwise.
[0027]
The reception sequence number registers 64-1 to 64-M store the sequence numbers of the packets stored in the corresponding reception buffers 62-1 to 62-M. The line sequence number registers 66-1 to 66-N store the sequence numbers of the frames received by the corresponding receiving units 8-1 to 8-N. The sequence number counter 67 indicates the sequence number of the packet to be sent to the signal output terminal 9.
[0028]
The idle timer 68 is counted down while the packet to be transmitted does not exist in the reception buffer. When the value of the timer becomes "0", the sequence number counter 67 is forcibly counted up.
[0029]
Next, the operation of the packet transmission device according to the present embodiment will be described in detail. First, the operation of the load distribution processing unit 4 of the packet transmission device 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0030]
The definitions of the variables in FIG. 4 are as follows.
AATD [x] (0 ≦ x <N)... The values of the cumulative transmission data amount counters 25-1 to 25-N
linkup [x] (0 ≦ x <N)... Values of link-up flags 24-1 to 24-N
SN: the value of the sequence number counter 21
[0031]
In step S100 of FIG. 4, when the packet transmitting apparatus 1 is initialized, the accumulated transmission data amount counters 25-1 to 25-N and the sequence number counter 21 are cleared to zero. Then, in the subsequent step S101, it is checked whether or not a packet has been input from the signal input terminal 5. If a packet has been input, the frame generator 20 adds the value of the sequence number counter 21 to the packet to generate a frame (step S102). At this time, a CRC (Cyclic Redundancy Check) for error detection may be added to the packet.
[0032]
The line selecting unit 23 determines that the value of the cumulative transmission data amount counter (25) is the minimum among the lines 3-1 to 3-N (that is, the minimum value of AATD [i] (where 0 ≦ i <N)). And a line for which the link-up flag (24) is set (that is, linkup [x] = 1) is searched for (step S103). If a line satisfying this is not found (No in step S104), the process returns to step S101.
[0033]
On the other hand, if a line that satisfies the above condition is found, the switch 22 transfers the frame to the transmission unit (6) corresponding to the line (step S105). For example, when the line 3-3 is searched in step S103 (that is, when x in FIG. 4 is "2"), the frame is transferred to the transmission unit 6-3.
[0034]
In step S106, the frame length is added to the cumulative transmission data amount counter (25) corresponding to the searched line, and the sequence number counter 21 is counted up. Then, the process returns to step S101.
[0035]
Next, the operation of the packet alignment processing unit 7 of the packet receiving device 2 will be described. FIGS. 5 and 6 are flowcharts showing the operation of the packet alignment processing unit 7. The definitions of the variables in FIG. 5 are as follows.
[0036]
SNcurrent: value of the sequence number counter 67
SNlatest [x] (0 ≦ x <N): value of line sequence number registers 66-1 to 66-N
SNbuffer [x] (0 ≦ x <M)... The values of the reception sequence number registers 64-1 to 64-M
recv [x] (0 ≦ x <M)... values of reception flags 63-1 to 63-M
linkup [x] (0 ≦ x <N)... Values of link-up flags 65-1 to 65 -N
[0037]
The meanings of the symbols in FIGS. 5 and 6 are as follows.
mod ... Remainder of division
min [x] ... the minimum value of x
It is.
[0038]
In step S140 of FIG. 5, when the packet receiving device 2 is initialized, the sequence number counter 67 and the line sequence number registers 66-1 to 66-N are cleared to zero, the reception flags 63-1 to 63-M are reset, and the idle The timer 68 is initialized. Thereafter, it is checked whether any of the receiving units 8-1 to 8-N has received the frame (step S141).
[0039]
If a frame has been received (Yes in step S141), the buffer selecting unit 60 performs a process of storing the received frame in an appropriate reception buffer (62). Therefore, first, in step S160 in FIG. 6, it is checked whether or not the received frame has an error. This can be determined, for example, by a CRC added to the frame.
[0040]
If there is an error in the received frame, the frame is discarded (step S165), and the process returns to step S141. However, if there is no error, the sequence number added to the frame is compared with the value of the sequence number counter 67 (step S161).
[0041]
Here, if the value of the sequence number counter 67 is larger than the sequence number, the frame is discarded (step S165), and the process returns to step S141. However, if not, the processing is continued. That is, the sequence number added to the received frame is input to the line sequence number register (66) corresponding to the line that received the frame (step S162).
[0042]
Further, in step S163, a packet is extracted from the frame and transferred to the reception buffer (62). Here, the number of the reception buffer (62) to which the packet is to be transferred is the remainder when the sequence number added to the frame is divided by M. For example, when the remainder is 1, the reception buffer 62-2 is a packet transfer destination. Hereinafter, a value obtained by adding “1” to the remainder is defined as RF.
[0043]
The sequence number added to the frame is entered in the reception sequence number register 64-RF, and the reception flag 63-RF is set (step S164). Thereafter, the process returns to step S141.
[0044]
The case where no frame is received in step S141 will be described. In this case, the packet transmission processing unit 61 searches the reception buffers 62-1 to 62-M for a packet to be transmitted, and transmits the packet to the signal output terminal 9, and the packet is lost during transmission. The two processes of determining whether or not the operation has been performed are performed. Which of these two processes is executed is determined by the values of the reception flags 63-1 to 63-M. Hereinafter, these processes will be described.
[0045]
First, in step S142, the value of the reception flag (63) is checked. Here, the number of the reception flag (63) referred to is a remainder when the value of the sequence number counter 67 is divided by M. For example, if the remainder is “0”, the value of the reception flag 63-1 is referred to. Hereinafter, a value obtained by adding “1” to this remainder is referred to as RC.
[0046]
When it is determined in step S142 that the reception flag 63-RC is set (= 1), it is determined whether the value of the reception sequence number register 64-RC matches the value of the sequence number counter 67. (Step S143). If these values do not match, the sequence number counter 67 counts up and the idle timer 68 is initialized (step S147), and then the process returns to step S141.
[0047]
However, if the value of the reception sequence number register 64-RC matches the value of the sequence number counter 67, it is determined in step S144 whether a packet can be transmitted to the signal output terminal 9. Then, if transmission of the packet is possible, the packet stored in the reception buffer 62-RC is transmitted to the signal output terminal 9 (step S145).
[0048]
Thereafter, in step S146, the reception flag 63-RC is reset, the count of the sequence number counter 67 is increased, and the idle timer 68 is initialized (step S147), and the process returns to step S141.
[0049]
On the other hand, if the reception flag 63-RC is reset (= 0), the minimum value of the line sequence number registers 66-1 to 66-N is used to determine whether a frame is lost during transmission. The value of the sequence number counter 67 is compared (step S148). At this time, the minimum value is calculated only for the line for which the link-up flag (65) is set.
[0050]
Here, when it is determined that the value of the sequence number counter 67 is smaller than the minimum value of the line sequence number register (66), it is determined that the frame has been lost, and the transmission of the lost frame is abandoned. Therefore, in step S147, the sequence number counter 67 is counted up and the idle timer 68 is initialized, and the process returns to step S141.
[0051]
However, if the condition in step S148 is not satisfied (that is, if the value of the sequence number counter 67 is equal to or greater than the minimum value of the line sequence number register (66)), the process is continued, and in the next step S149, It is checked whether the value of the idle timer 68 is "0".
[0052]
When the value of the idle timer 68 is "0", since the packet to be transmitted has not been received even after the time specified by the initial value of the idle timer has elapsed, the transmission of the packet is abandoned. . Therefore, in step S147, the count-up of the sequence number counter 67 and the initialization of the idle timer 68 are performed. Thereafter, the process returns to step S141.
[0053]
However, if the value of the idle timer 68 is not “0”, it is checked whether all of the reception flags 63-1 to 63-M have been reset (step S150). If at least one of the reception flags 63-1 to 63-M is set, in step S151, the idle timer 68 is counted down, and the process returns to step S141.
[0054]
If all of the reception flags 63-1 to 63-M have been reset (Yes in step S150), the reception buffers 62-1 to 62-M are all empty, and there are no packets to be transmitted. Therefore, in this case, since it is not necessary to count down the idle timer 68, step S151 is skipped, and the process returns to step S141.
[0055]
Here, a method for solving a problem caused by overflow of the accumulated transmission data amount counter or the sequence number counter will be described. The cumulative transmission data amount counters 25-1 to 25-N and the sequence number counter 21 of the load distribution processing unit 4 increase each time a packet is transmitted, but do not decrease. Thus, these counters overflow sooner or later.
[0056]
If the accumulated transmission data amount or the sequence number is compared without considering the occurrence of such an overflow, the load distribution processing may not operate properly. This phenomenon will be described below with examples.
[0057]
For the sake of simplicity, here, the number N of the lines (3) constituting the packet transmission device is set to N = 2, and the bit widths of the accumulated transmission data amount counters 25-1 and 25-2 are each set to 3. That is, these two counters take integer values of 0 or more and 7 or less. In addition, the values of these counters are
The value of the accumulated transmission data amount counter 25-1 = 6
The value of the accumulated transmission data amount counter 25-2 = 7
The operation of the load distribution processing unit 4 is started from step S103 in FIG.
[0058]
In step S103 of FIG. 4, comparing the values of the accumulated transmission data amount counters 25-1 and 25-2, the value of the accumulated transmission data amount counter 25-1 is smaller, so that the frame is transmitted to the transmitting unit 6-1. Is performed (step S105). Here, if the frame length 26 is “3”, the accumulated transmission data amount counter 25-1 counts up by “3” (step S106).
[0059]
As described above, since the counter is 3 bits wide and cannot express 9 (= 6 + 3), the counter overflows. Therefore, the values of the accumulated transmission data amount counters 25-1 to 25-2 at this time are:
The value of the accumulated transmission data amount counter 25-1 = 1
The value of the accumulated transmission data amount counter 25-2 = 7
It becomes.
[0060]
In this state, when a new packet arrives and the process of step S103 is executed, in that case, the accumulated transmission data amount counter 25-1 is selected. As a result, the frame is transmitted to the transmission unit 6-1 as in the previous case (step S105). This clearly indicates that the load is unevenly distributed to the transmission unit 6-1 and the line 3-1 and uniform load distribution is not achieved.
[0061]
To deal with this problem, a method of comparing the magnitudes of the accumulated transmission data amount counters 25-1 to 25-2 executed in step S103 is considered. That is, here, the magnitude is determined according to the relationship shown in FIG. With the variables X and Y in FIG. 7 as the values of the accumulated transmission data amount counters 25-1 and 25-2, the processing example in step S103 described above is verified again.
[0062]
In the first execution of step S103, since X = 6, Y = 7, and XY = -1, X <Y is obtained from FIG. Therefore, in this case, the accumulated transmission data amount counter 25-1 is selected. This is equivalent to the previous result.
[0063]
In the second execution of step S103, X = 1, Y = 7, and XY = −6, so that X ≧ Y is obtained with reference to FIG. In this case, the accumulated transmission data amount counter 25-2 is selected, and the frame is transferred to the transmission unit 6-2 in step S105.
[0064]
In the example shown in the first embodiment, the bit width of the accumulated transmission data amount counters 25-1 to 25-N is assumed to be 3, but the bit width may be any value as long as it is 2 or more. When the bit width is represented by B, the magnitude relationship between the values X and Y of the cumulative transmission data amount counters 25-1 to 25-N is as follows.
[0065]
-2 ^B <XY <-2 ^B-1 Then, it is determined that X ≧ Y.
-2 ^B-1 If ≤XY <0, it is determined that X <Y.
0 ≦ XY <2 ^B-1 Then, it is determined that X ≧ Y.
2 ^B-1 ≤XY <2 ^B Then, it is determined that X <Y.
[0066]
Although the method of comparing the size of the accumulated transmission data amount counters 25-1 to 25-N has been described here, the overflow of the sequence number counter 21 can be dealt with in a similar manner.
[0067]
As described above, according to the present embodiment, the transmission side of the packet transmission apparatus is provided with a counter for holding the total transmission data amount for each line, and the line having the minimum transmission data amount is transmitted to the destination of the packet. By using the load distribution method described above, the packets are distributed so that the load on each line becomes equal, and the throughput between the packet transmission devices is maximized.
[0068]
In addition, such a load distribution method performs processing on a packet basis, and does not divide a packet and generate a plurality of short packets as in the related art. It can also be applied to lines.
[0069]
Further, by comparing the counter values in accordance with the difference between the counter values of the cumulative transmission data amount counter, even if the cumulative transmission data amount counter overflows, uniform load distribution can be realized.
[0070]
Further, since the transmitting device adds a sequence number to the packet and the receiving device arranges the packets in the order of the sequence numbers, there is an effect that the order of the packets does not change before and after the load distribution processing.
[0071]
[Second embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. Note that the packet transmission device according to the present embodiment has the same configuration as the packet transmission device according to the first embodiment shown in FIG. 1, and therefore, illustration and description thereof are omitted here.
[0072]
In the first embodiment, it has been assumed that the transmission speeds of the lines 3-1 to 3-N forming the packet transmission device are all equal. Is allowed. Therefore, in order to allow such a mixture, the load distribution processing unit 4 of the packet transmission device 1 according to the present embodiment has a configuration shown in FIG. In FIG. 8, the same components as those of the load distribution processing unit 4 according to the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
[0073]
Therefore, a detailed configuration of the load distribution processing unit 4 according to the present embodiment will be described with reference to a block diagram shown in FIG. The link-up flags (# 0 to # (N-1)) 44-1 to 44-N shown in the drawing are flags indicating the states of the corresponding lines 3-1 to 3-N, and indicate whether the lines are normal. For example, it takes "1", and when it is abnormal, it takes "0". The frame generation unit 40 generates a frame by adding the sequence number output by the sequence number counter 41 to the packet input from the signal input terminal 5, and supplies the frame to the switch 42. The frame generation unit 40 outputs the length of the generated frame as a frame length 48.
[0074]
Primary cumulative transmission data amount counters (# 0 to # (N-1)) 47-1 to 47-N hold the total length of frames transmitted to the corresponding lines 3-1 to 3-N. The count increment calculation units (# 0 to # (N-1)) 46-1 to 46-N perform the primary accumulated transmission data amount according to the transmission speed and the frame length 48 of the corresponding line 3-1 to 3-N. The increment values of the counters 47-1 to 47-N are obtained.
[0075]
The result of adding the increment value and the values of the primary cumulative transmission data amount counters 47-1 to 47-N are stored in the secondary cumulative transmission data amount counters (# 0 to # (N-1)) 45-1 to 45-N. Is assigned. The line selection unit 43 refers to the link-up flags 44-1 to 44-N and the values of the secondary cumulative transmission data amount counters 45-1 to 45-N when a frame is input to the frame generation unit 40. Then, the transfer destination of the frame is determined.
[0076]
The switch 42 transfers the frame to one of the transmission units 6-1 to 6-N according to the determination made by the line selection unit 43. When a frame is transmitted to the transmission units 6-1 to 6-N, the value of the corresponding secondary cumulative transmission data amount counter (45) is substituted into the primary cumulative transmission data amount counter (47).
[0077]
FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the load distribution processing unit 4 of the packet transmission device according to the second embodiment in detail. The definitions of the variables in FIG. 9 are as follows.
[0078]
AATD ₁ [X] (0 ≦ x <N): values of the primary cumulative transmission data amount counters 47-1 to 47-N
AATD ₂ [X] (0 ≦ x <N): values of the secondary cumulative transmission data amount counters 45-1 to 45-N
linkup [x] (0 ≦ x <N): values of link-up flags 44-1 to 44-N
SN: the value of the sequence number counter 41
Rate Factor [x] (0 ≦ X <N)... Magnification inversely proportional to the transmission speed of the lines 3-1 to 3-N
[0079]
In step S120 of FIG. 9, at the time of initialization of the packet transmitting apparatus, the primary accumulated transmission data amount counters 47-1 to 47-N and the sequence number counter 41 are cleared to zero. Check if it has been entered. Here, if a packet has been input, the frame generation unit 40 adds the value of the sequence number counter 41 to the packet and generates a frame (step S122). At this time, a CRC for error detection may be added to the packet.
[0080]
The count increment calculators 46-1 to 46-N calculate the product of the rate (Rate Factor) inversely proportional to the transmission speed of the line 3-1 to 3-N and the frame length 48, and calculate the product and the primary accumulated transmission data. The sum of the amount counters 47-1 to 47-N is substituted into the secondary accumulated transmission data amount counters 45-1 to 45-N (step S123). Here, the magnification inversely proportional to the transmission speed of the lines 3-1 to 3-N means, for example, a relationship as shown in FIG.
[0081]
In step S124, the line selecting unit 43 determines that the value of the secondary cumulative transmission data amount counter (45) is the minimum and the link-up flag (44) is set from the lines 3-1 to 3-N. Search for a line that is If no such line is found (No in step S125), the process returns to step S121.
[0082]
However, if a line satisfying the above condition is found, the switch 42 transfers the frame to the transmission unit (6) corresponding to the line (step S126). For example, when the line 3-3 is searched in step S124 (that is, when x in FIG. 9 is “2”), the frame is transferred to the transmission unit 6-3.
[0083]
In step S127, the value of the secondary cumulative transmission data amount counter (45) corresponding to the searched line is substituted for the primary cumulative transmission data amount counter (47), and the sequence number counter 41 is counted up. Thereafter, the process returns to step S121.
[0084]
The method for dealing with the overflow of the secondary accumulated transmission data amount counters 45-1 to 45-N and the sequence number counter 41 is the same as the method in the load distribution processing unit according to the first embodiment.
[0085]
As described above, according to the present embodiment, the cumulative total of the transmission data amount is updated by using the product of the predetermined magnification and the frame length that is inversely proportional to the transmission speed of each line, and the cumulative total of the updated transmission data amount is updated. Since the packet data is transmitted to the line having the minimum transmission speed, uniform load distribution can be realized even if the transmission speeds of the lines of the packet transmission device are different from each other.
[0086]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect, means for framing packet data input to the transmission device side of a packet transmission device connected by a plurality of lines, and Means for transmitting packetized packet data, and means for holding, for each of the lines, a total of the data amount of the transmitted packet data. By transmitting packet data via the network, packets are distributed so that the load on each line becomes equal, and as a result, uniform load distribution is achieved.
[0087]
Also, when lines with different transmission speeds are mixed, a predetermined magnification that is inversely proportional to the transmission speed is set for each line, and the cumulative total of the transmission data updated based on the product of the magnification and the frame length is minimized. By transmitting the packet data to the line, even if the transmission speeds of the lines of the packet transmission device are different from each other, uniform load distribution can be realized.
[0088]
According to the second aspect, a step of framing the input packet data, a step of transmitting the framed packet data via the line, and a step of transmitting the transmitted packet data for each line Holding the total of the amount of data of the plurality of lines, the transmitting step, of the plurality of lines, by transmitting the packet data via the line with the minimum total of the amount of the data, for each line And uniform load distribution can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a packet transmission device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a load distribution processing unit in the packet transmission device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a packet alignment processing unit according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of a load distribution processing unit according to the first exemplary embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of a packet alignment processing unit according to the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a packet alignment processing unit according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a magnitude relationship between an accumulated transmission data amount counter and a sequence number counter.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a load distribution processing unit of a packet transmission device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of a load distribution processing unit of the packet transmission device according to the second embodiment in detail.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a relationship between a transmission rate of a line and a magnification inversely proportional thereto according to the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining a problem of the related art.
[Explanation of symbols]
1 Packet transmission device
2 packet receiving device,
3-1 to 3-N line (# 0 to # (N-1))
4 Load distribution processing unit
6-1 to 6-N transmission unit (# 0 to # (N-1))
7 Packet alignment processing unit
8-1 to 8-N Receiver (# 0 to # (N-1))
20 Frame generation unit
21 Sequence number counter
22 switch
23 Line selector
24-1 to 24-N link up flags (# 0 to # (N-1))
25-1 to 25-N Cumulative transmission data amount counter (# 0 to # (N-1))
60 buffer selector
61 Packet transmission control unit
62-1 to 62-M receive buffer (# 0 to # M-1)
63-1 to 63-M reception flags (# 0 to # M-1)
64-1 to 64-M receive sequence number registers (# 0 to # M-1)
65-1 to 65-N Link Up Flag (# 0 to # (N-1))
66-1 to 66-N line sequence number register (# 0 to # (N-1))
67 Sequence number counter

Claims

In a packet transmission device including a transmission device and a reception device interconnected via a plurality of lines,
Means for framing the input packet data,
Transmitting means for transmitting the framed packet data via the line,
Holding means for holding a cumulative total of the data amount of the transmitted packet data for each line,
The holding means performs a count up for each frame length of the transmitted packet data every time the transmission is performed,
The transmission means selects a line to which the framed packet data is to be transferred, based on a preset relationship based on a difference between count values by the holding means corresponding to the line. Packet transmission device.

When the values to be compared with the count value are X and Y, and the bit width of the count is B, the relationship is as follows:
If −2 ^B <XY <−2 ^B-1, then X ≧ Y, −2 ^B−1 ≦ XY <0, if X <Y, 0 ≦ XY <2 ^B−1 , X ≧ Y ^{and,, 2 B-1 ≦ X} -Y <2 if ^B, X <packet transmission device according to claim 1, characterized by being represented by Y.

3. The packet transmission device according to claim 2 , wherein each of the plurality of lines has the same transmission speed.

3. The packet transmission device according to claim 2 , wherein the plurality of lines include lines having different transmission speeds.

The transmitting means transmits the packet data via a line having a minimum total of the data amount updated based on a product of a preset magnification and the frame length, which is inversely proportional to a transmission speed of each of the lines. The packet transmission device according to claim 4, wherein

In the transmission device, the assigned sequence numbers to the input packet data in the receiving apparatus, according to the sequence number, the transmission of packets according to claim 3 or 5, characterized in that aligning the received packet data apparatus.

A transmission method in a packet transmission device including a transmission device and a reception device interconnected via a plurality of lines,
Framing the input packet data;
A transmitting step of transmitting the framed packet data via the line;
Holding, for each line, a holding step of holding a cumulative data amount of the transmitted packet data,
The holding step, every time the transmission, to count up the frame length of the transmitted packet data,
In the transmitting step, a line to which the framed packet data is to be transferred is selected based on a preset relationship according to a difference between count values in the holding step corresponding to the line. Characteristic transmission method.

In the transmission step, when lines having different transmission speeds are mixed in the plurality of lines, the data amount is determined based on a product of a preset magnification and the frame length, which is inversely proportional to the transmission speed of each of these lines. 8. The transmission method according to claim 7 , wherein the packet data is transmitted via a line having the smallest total number.