特開 2023-145059 パケット転送装置、パケット転送方法、及びパケット転送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023145059

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】パケット転送装置、パケット転送方法、及びパケット転送システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 45/243 20220101AFI20231003BHJP

   H04L 47/24 20220101ALI20231003BHJP

   H04L 47/34 20220101ALI20231003BHJP

   H04L 47/35 20220101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

H04L45/243

H04L47/24

H04L47/34

H04L47/35

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022052330

(22)【出願日】2022-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(74)【代理人】

【識別番号】110001678

【氏名又は名称】藤央弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】仲澤 翔

【テーマコード（参考）】

5K030

【Ｆターム（参考）】

5K030GA11

5K030LB06

5K030LC01

5K030MA04

5K030MB06

5K030MB13

(57)【要約】

【課題】通信の信頼性を確保しつつ通信リソースの消費を抑制する
【解決手段】パケットを転送するパケット転送装置であって、対向するパケット転送装置との間に独立した複数の通信経路が設けられており、前記パケット転送装置は、パケットの順序及び同一情報を有するパケットを判定可能な識別子を付加する付加部と、前記識別子が付加されたパケットを複製する複製部と、前記複製されたパケットを前記複数の通信経路にそれぞれ送信するパケット送信部と、前記識別子を参照して同一情報を有するパケットを判定する重複判定部とを備え、前記複製部は、前記対向するパケット転送装置との間の通信環境に基づいて、前記対向するパケット転送装置との間で送信されるパケットの数を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パケットを転送するパケット転送装置であって、
対向するパケット転送装置との間に独立した複数の通信経路が設けられており、
前記パケット転送装置は、
パケットの順序及び同一情報を有するパケットを判定可能な識別子を付加する付加部と、
前記識別子が付加されたパケットを複製する複製部と、
前記複製されたパケットを前記複数の通信経路にそれぞれ送信するパケット送信部と、
前記識別子を参照して同一情報を有するパケットを判定する重複判定部とを備え、
前記複製部は、前記対向するパケット転送装置との間の通信環境に基づいて、前記対向するパケット転送装置との間で送信されるパケットの数を制御することを特徴とするパケット転送装置。

【請求項2】

請求項１に記載のパケット転送装置であって、
受信したパケットの統計情報を算出する算出部を備え、
前記重複判定部は、前記対向するパケット転送装置から受信したパケットの通信経路と前記識別子をパケット受信履歴に記録し、
前記算出部は、前記パケット受信履歴を参照して、前記通信経路ごとの通信環境の統計情報を算出することを特徴とするパケット転送装置。

【請求項3】

請求項２に記載のパケット転送装置であって、
前記通信環境は、前記通信経路のパケットロス率であることを特徴とするパケット転送装置。

【請求項4】

請求項３に記載のパケット転送装置であって、
前記統計情報を参照して設定変更情報を生成する設定変更判定部と、
前記生成された設定変更情報を、前記対向するパケット転送装置へ送信する情報送信部とを備え、
前記設定変更判定部は、
前記通信経路のパケットロス率を所定の閾値と比較した結果、当該パケットロス率が小さいと判定された場合、当該通信経路において送信されるパケットの数を減少する設定変更情報を生成し、
前記通信経路のパケットロス率を所定の閾値と比較した結果、当該パケットロス率が大きいと判定された場合、当該通信経路において送信されるパケットの数を増加する設定変更情報を生成することを特徴とするパケット転送装置。

【請求項5】

請求項２に記載のパケット転送装置であって、
前記通信環境は、前記通信経路の遅延時間であることを特徴とするパケット転送装置。

【請求項6】

請求項５に記載のパケット転送装置であって、
前記統計情報を参照して設定変更情報を生成する設定変更判定部と、
前記生成された設定変更情報を、前記対向するパケット転送装置へ送信する情報送信部とを備え、
前記設定変更判定部は、
全て通信経路の遅延時間のうち、特定の通信経路の遅延時間が最小となる状態が所定時間継続した場合、当該通信経路以外において送信されるパケットの数を減少する設定変更情報を生成し、
全て通信経路の遅延時間のうち、前記所定時間において遅延時間が最小となる通信経路が複数ある場合、全ての通信経路において送信されるパケットの数を所定の最大値に設定する設定変更情報を生成することを特徴とするパケット転送装置。

【請求項7】

請求項１に記載のパケット転送装置であって、
前記複製部は、受信した前記設定変更情報に従って、当該通信経路で送信するパケットの数を変更することを特徴とするパケット転送装置。

【請求項8】

パケット転送装置がパケットを転送するパケット転送方法であって、
対向するパケット転送装置との間に独立した複数の通信経路が設けられており、
前記パケット転送方法は、
送信側のパケット転送装置が、パケットの順序及び同一情報を有するパケットを判定可能な識別子を付加し、前記識別子が付加されたパケットを複製し、前記複製されたパケットの各々を前記複数の通信経路に送信し、
受信側のパケット転送装置が、前記識別子を参照して同一情報を有するパケットを判定し、
前記送信側のパケット転送装置は、前記対向するパケット転送装置との間の通信環境に基づいて、前記対向するパケット転送装置との間で送信されるパケットの数を制御することを特徴とするパケット転送方法。

【請求項9】

パケットを転送するパケット転送システムであって、
パケットを送信する第１のパケット転送装置と、
前記第１のパケット転送装置からパケットを受信する第２のパケット転送装置とを備え、
前記第１のパケット転送装置と前記第２のパケット転送装置との間に独立した複数の通信経路が設けられており、
前記第１のパケット転送装置は、
パケットの順序及び同一情報を有するパケットを判定可能な識別子を付加する付加部と、
前記識別子が付加されたパケットを複製する複製部と、
前記複製されたパケットの各々を前記複数の通信経路に送信するパケット送信部とを有し、
前記複製部は、前記対向するパケット転送装置との間の通信環境に基づいて、前記対向するパケット転送装置との間で送信されるパケットの数を制御し、
前記第２のパケット転送装置は、前記識別子を参照して同一情報を有するパケットを判定する重複判定部を有することを特徴とするパケット転送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パケット転送装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

複数の独立した通信経路のそれぞれに同一情報を有する複製された１以上のパケットを送信するパケット転送装置がある。このようなパケット転送装置では、パケットの順序を区別する情報や同一情報を有するパケットかを判定するための識別子を付加して、同一情報を有するパケットを各通信経路に送信する。

【0003】

本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１（特開２００６－１７４４０６号公報）には、通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であって、送受信パケット転送装置間に２つ以上の独立した経路が設定され、送信側のパケット転送装置が、当該パケットの転送先の決定において参照されない部分にパケットの順序を区別する情報を挿入し、かつ、当該パケットをコピーして２つ以上のパケットを生成し、当該パケットをそれぞれ前記独立した経路に送出し、受信側のパケット転送装置が、前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信し、各パケットの前記順序を区別する情報を参照することにより、同一情報を有するパケットとその順序を識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って順に下流に転送するパケット転送方法が記載されている。

【0004】

前述した背景技術では、いずれかの通信経路に障害が発生しても、通信を継続できる。しかし、通信経路のパケットロス率が高い場合、通信の継続には多数の独立した通信経路を用意する必要があるためコストが増大する。そこで、独立した通信経路を増やさずにパケットロス率を低減する方法として、同一通信経路に同一情報を有する複数のパケットを送信する方法がある。同一経路に同一情報を有する複数のパケットを送信することによって、いずれかのパケットが損失しても通信を継続できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６－１７４４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一つの通信経路に同一情報を有する複数のパケットを送信する方法と、複数の通信経路に同一情報を有する複数のパケットを送信する方法の二つを用いることよって、通信経路で障害が発生した場合やパケットロス率が高い場合でも通信を継続できる。また、同一情報を有するパケットを送信する数に比例して通信の信頼性は向上するが、送信するパケットの数の分だけ通信リソースを使用する。特定の通信経路のみで十分な信頼性を確保できる場合や、送信するパケットの数を減らしても十分にパケットロス率が低い場合、余分なパケットを送信して通信リソースを多く使用する。

【0007】

本発明の目的は、同一情報を有する複数のパケットを送信して通信の信頼性を確保するパケット転送方法において、信頼性を確保しつつ通信リソースの消費を抑制する技術の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、パケットを転送するパケット転送装置であって、対向するパケット転送装置との間に独立した複数の通信経路が設けられており、前記パケット転送装置は、パケットの順序及び同一情報を有するパケットを判定可能な識別子を付加する付加部と、前記識別子が付加されたパケットを複製する複製部と、前記複製されたパケットを前記複数の通信経路にそれぞれ送信するパケット送信部と、前記識別子を参照して同一情報を有するパケットを判定する重複判定部とを備え、前記複製部は、前記対向するパケット転送装置との間の通信環境に基づいて、前記対向するパケット転送装置との間で送信されるパケットの数を制御することを特徴とする。

【0009】

また、本発明の一例のパケット転送装置は、受信したパケットの統計情報を算出する算出部を備え、前記重複判定部は、前記対向するパケット転送装置から受信したパケットの通信経路と前記識別子をパケット受信履歴に記録し、前記算出部は、前記パケット受信履歴を参照して、前記通信経路ごとの通信環境の統計情報を算出することを特徴とする。

【0010】

また、本発明の一例のパケット転送装置では、前記通信環境は、前記通信経路のパケットロス率であることを特徴とする。

【0011】

また、本発明の一例のパケット転送装置は、前記統計情報を参照して設定変更情報を生成する設定変更判定部と、前記生成された設定変更情報を、前記対向するパケット転送装置へ送信する情報送信部とを備え、前記設定変更判定部は、前記通信経路のパケットロス率を所定の閾値と比較した結果、当該パケットロス率が小さいと判定された場合、当該通信経路において送信されるパケットの数を減少する設定変更情報を生成し、前記通信経路のパケットロス率を所定の閾値と比較した結果、当該パケットロス率が大きいと判定された場合、当該通信経路において送信されるパケットの数を増加する設定変更情報を生成することを特徴とする。

【0012】

また、本発明の一例のパケット転送装置では、前記通信環境は、前記通信経路の遅延時間であることを特徴とする。

【0013】

また、本発明の一例のパケット転送装置は、前記統計情報を参照し、設定変更情報を生成する設定変更判定部と、前記生成された設定変更情報を、前記対向するパケット転送装置へ送信する情報送信部とを備え、前記設定変更判定部は、全て通信経路の遅延時間のうち、特定の通信経路の遅延時間が最小となる状態が所定時間継続した場合、当該通信経路以外において送信されるパケットの数を減少する設定変更情報を生成し、全て通信経路の遅延時間のうち、前記所定時間において遅延時間が最小となる通信経路が複数ある場合、全ての通信経路において送信されるパケットの数を所定の最大値に設定する設定変更情報を生成することを特徴とする。

【0014】

また、本発明の一例のパケット転送装置では、前前記複製部は、受信した前記設定変更情報に従って、当該通信経路で送信するパケットの数を変更することを特徴とする。

【0015】

また、本発明の一例のパケット転送方法では、送信側のパケット転送装置が、パケットの順序及び同一情報を有するパケットを判定可能な識別子を付加し、前記識別子が付加されたパケットを複製し、前記複製されたパケットの各々を前記複数の通信経路に送信し、受信側のパケット転送装置が、前記識別子を参照して同一情報を有するパケットを判定し、前記送信側のパケット転送装置は、前記対向するパケット転送装置との間の通信環境に基づいて、前記対向するパケット転送装置との間で送信されるパケットの数を制御することを特徴とする。

【0016】

また、本発明の一例のパケット転送システムは、パケットを送信する第１のパケット転送装置と、前記第１のパケット転送装置からパケットを受信する第２のパケット転送装置とを備え、前記第１のパケット転送装置と前記第２のパケット転送装置との間に独立した複数の通信経路が設けられており、前記第１のパケット転送装置は、パケットの順序及び同一情報を有するパケットを判定可能な識別子を付加する付加部と、前記識別子が付加されたパケットを複製する複製部と、前記複製されたパケットの各々を前記複数の通信経路に送信するパケット送信部とを有し、前記複製部は、前記対向するパケット転送装置との間の通信環境に基づいて、前記対向するパケット転送装置との間で送信されるパケットの数を制御し、前記第２のパケット転送装置は、前記識別子を参照して同一情報を有するパケットを判定する重複判定部を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明の一態様によれば、通信の信頼性を確保しつつ通信リソースの消費を抑制できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施例１のパケット転送システムの構成図である。

【図2】実施例１のパケット転送装置の構成を示す図である。

【図3】実施例１の独自ヘッダが付加されたパケットの構成を示す図である。

【図4】実施例１の独自ヘッダを付加する処理のフローチャートである。

【図5】実施例１のパケット受信時に実行される処理のフローチャートである。

【図6】実施例１のパケットロス率に起因する冗長パケット数変更指示送信処理のフローチャートである。

【図7】実施例１の遅延時間に起因する冗長パケット数変更指示送信処理のフローチャートである。

【図8】本発明の実施例２のパケット転送システムの構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１のパケット転送システムの構成図である。

【0020】

本実施例のパケット転送システムは、対向するユーザネットワーク９０１、９０２と、ユーザネットワーク９０１側のパケット転送装置１００と、ユーザネットワーク９０２側のパケット転送装置２００と、パケット転送装置１００とパケット転送装置２００とを接続するＩＰネットワーク８００とを有する。ＩＰネットワーク８００は、異なる通信方式で独立した複数の通信経路８０１、８０２、８０３を有する。通信経路８０１～８０３は、無線ネットワークで構成しても有線ネットワークで構成してもよく、異なる方式の無線ネットワークで構成してもよい。

【0021】

ユーザネットワーク９０１、９０２は、複数の端末が接続されており、ユーザネットワーク９０１の端末と、ユーザネットワーク９０２の端末との間でＩＰネットワーク８００を経由して通信する。

【0022】

パケット転送装置１００は、ユーザネットワーク９０１とＩＰネットワーク８００との間で、各通信経路８０１～８０３において送信される冗長パケットの数を制御しながら、パケットの宛先情報を参照してパケットを転送する。同様に、パケット転送装置２００は、ユーザネットワーク９０２とＩＰネットワーク８００との間で、各通信経路８０１～８０３において送信される冗長パケットの数を制御しながらパケットを転送する。

【0023】

パケット転送装置１００、２００とユーザネットワーク９０１、９０２との通信、及びパケット転送装置１００、２００とＩＰネットワーク８００との通信は、ＩＰプロトコルに準拠した通信方式であれば、有線でも無線でもよい。また、パケット転送装置１００、２００は、固定的に設置される装置でも、可搬型の装置でもよい。

【0024】

図２は、パケット転送装置１００の構成を示す図である。なお、パケット転送装置１００の構成とパケット転送装置２００の構成は同じである。

【0025】

パケット転送装置１００は、複数のパケット転送部１１０、１２０、統計情報算出部１３１、設定変更判定部１３２、送信部１３３、及び受信部１３４を有する。受信部１３４は、パケット転送装置１００の外部（例えば、対向するパケット転送装置２００）からパケット複製設定変更情報を受信する。

【0026】

パケット転送部１１０は、ユーザネットワーク９０１からＩＰネットワーク８００にパケットを転送し、受信部１１１、独自ヘッダ付加部１１２、パケット複製部１１３、及び複数の送信部１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを有する。受信部１１１は、ユーザネットワーク９０１から入力されるパケットを受信する。独自ヘッダ付加部１１２は、ユーザネットワーク９０１から入力されたパケットに独自ヘッダを付加する。独自ヘッダの例は図３を参照して説明する。パケット複製部１１３は、独自ヘッダが付加されたパケットを複製して、冗長パケットを生成する。複数の送信部１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、ＩＰネットワーク８００の各通信経路８０１～８０３に対応して設けられ、生成された冗長パケットを通信経路８０１～８０３に送信する。

【0027】

パケット転送部１２０は、ＩＰネットワーク８００からユーザネットワーク９０１にパケットを転送し、送信部１２１、独自ヘッダ削除部１２２、重複パケット判定部１２３、複数の受信部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、及びパケット受信履歴保存部１２５を有する。複数の受信部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃは、ＩＰネットワーク８００の各通信経路８０１～８０３に対応して設けられ、ＩＰネットワーク８００から入力されるパケットを受信する。重複パケット判定部１２３は、ＩＰネットワーク８００から入力された同一情報を有するパケットを判定する。独自ヘッダ削除部１２２は、ＩＰネットワーク８００から入力されたパケットから独自ヘッダを削除する。送信部１２１は、ユーザネットワーク９０１へパケットを送信する。パケット受信履歴保存部１２５は、重複パケット判定部１２３による判定結果であるパケットの受信履歴を保存する。

【0028】

統計情報算出部１３１は、ＩＰネットワーク８００から受信したパケットを解析して、各通信経路８０１～８０３の統計情報を計算する。例えば、統計情報は、各通信経路８０１～８０３毎のパケットロス率や遅延時間である。設定変更判定部１３２は、計算された統計情報を用いて、ＩＰネットワーク８００に送信されるパケットの数（冗長パケット数）を含むパケット複製設定変更情報を生成する。設定変更判定部１３２が実行する処理の詳細は、図６、図７を参照して説明する。送信部１３３は、生成されたパケット複製設定変更情報をパケット転送装置１００の外部（例えば、対向するパケット転送装置２００）に送信する。

【0029】

前述した構成例では、設定変更判定部１３２を送信側に設けたが、受信側に設けてもよい。すなわち、送信側の統計情報算出部１３１が計算した統計情報を受信側に送信し、受信側の設定変更判定部１３２がパケット複製設定変更情報を生成する。

【0030】

本実施例のＩＰネットワーク８００では、ＵＤＰプロトコルを用いてパケットが転送されるが、他のプロトコルを用いてもよい。例えば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いると、送信側のパケット転送装置がパケットロス率を計測できるので、送信側のパケット転送装置でＩＰネットワーク８００に送信するパケットの数（冗長パケット数）を決定してもよい。

【0031】

図３は、独自ヘッダが付加されてＩＰネットワーク８００に送信されるパケットの構成を示す図である。

【0032】

パケットの先頭には、ＵＤＰヘッダが付加されており、ＵＤＰヘッダに後続してＵＤＰデータ領域（ペイロード）が設けられる。ＵＤＰヘッダとＵＤＰデータ領域の間に、独自ヘッダが設けられる。独自ヘッダは、ＵＤＰデータ領域の先頭の一部を使用するとよい。

【0033】

ＵＤＰヘッダは、送信元ポート番号、宛先ポート番号、パケット長、チェックサムを含む。

【0034】

独自ヘッダは、パケット識別子１及びパケット識別子２を含む。パケット識別子１は、秒単位の時刻情報とミリ秒単位の時刻情報を含み、例えば３２ビットで構成される。時刻情報は、Ｕｎｉｘ Ｔｉｍｅで表すとよいが他の形式でもよい（Ｕｎｉｘは登録商標、以下同じ）。パケット識別子２は、固定値とシーケンシャルに定められるパケット番号を含み、例えば３２ビットで構成される。パケット番号は、１秒に１回初期化されるとよい。このように独自ヘッダを定めると、時刻とパケット番号で一意の識別子を構成でき、ＩＰネットワーク８００を転送されるパケットを一意に特定できる。

【0035】

図４は、独自ヘッダを付加する処理のフローチャートである。

【0036】

受信部１１１がパケットを受信すると（４００）、独自ヘッダ付加部１１２は、現在時刻を取得し（４０１）、現在時刻と前回のパケット受信時刻を比較する（４０２）。なお、前述したように、時刻はＵｎｉｘ Ｔｉｍｅで表される。

【0037】

そして、現在時刻と前回のパケット受信時刻が異なる場合は１秒以上経過したと判定し（４０３でｆａｌｓｅ）、独自ヘッダ付加部１１２は、パケット番号を１に初期化し（４０４）、前回のパケット受信時刻を現在時刻に更新する（４０５）。一方、現在時刻と前回のパケット受信時刻が同一である場合（４０３でｔｒｕｅ）、ステップ４０４、４０５を実行せず、ステップ４０６に進む。

【0038】

そして、独自ヘッダ付加部１１２は、現在時刻とパケット番号から独自ヘッダを作成し（４０６）、パケット番号を１だけ増加する（４０７）。

【0039】

図５は、パケット受信時に実行される処理のフローチャートである。

【0040】

受信部１２４ａ～１２４ｃのいずれかがＩＰネットワーク８００からパケットを受信すると（５００）、重複パケット判定部１２３は、受信パケットの独自ヘッダとパケット受信履歴保存部１２５に保存されたパケット受信記録とを照合し、受信パケットが受信済の冗長パケットかを判定する（５０１）。

【0041】

その結果、パケットが受信済であれば（５０２でｔｒｕｅ）、同じ情報を有するパケットが既にいずれかの経路で到着しているので、重複パケット判定部１２３は、受信パケットが経由した通信経路で、当該受信パケットと同じパケットを受信済かを判定する（５０３）。同じパケットを受信していなければ（５０４でｆａｌｓｅ）、重複パケット判定部１２３は、受信パケットの独自ヘッダの時刻と現在時刻から遅延時間を計算し（５０５）、受信パケットの通信経路と遅延時間をパケット受信履歴保存部１２５に記録する（５０６）。一方、同じパケットを受信していれば（５０４でｔｒｕｅ）、重複パケット判定部１２３は、パケットを廃棄する（５０７）。

【0042】

一方、パケットが受信済でなければ（５０２でｆａｌｓｅ）、同じ情報を有するパケットが到着していないので、重複パケット判定部１２３は、冗長パケットを独自ヘッダ削除部１２２に転送し（５０８）、受信パケットの独自ヘッダの時刻と現在時刻から遅延時間を計算し（５０９）、パケット番号と受信パケットの通信経路と遅延時間をパケット受信履歴保存部１２５に記録する（５１０）。

【0043】

図６は、パケットロス率に起因する冗長パケット数変更指示送信処理のフローチャートである。

【0044】

設定変更判定部１３２は、統計情報算出部１３１が計算した、各通信経路におけるパケットロス率の統計情報を確認する（６０１）。そして、設定変更判定部１３２は、パケットロス率が所定の閾値以下であれば（６０２でｔｒｕｅ）、当該通信経路が安定していると判定する。パケット複製設定が初期値であるかを判定し（６０３）、パケット複製設定が初期値であれば（６０３でｔｒｕｅ）、設定変更判定部１３２は、当該通信経路で送信する冗長パケット数を減少するパケット複製設定変更情報を生成し、送信部１３３は、生成したパケット複製設定変更情報を送信する（６０４）。本実施例では、パケット複製設定の初期値は最大値３であり、パケットロス率が小さく安定している通信経路においては冗長パケット数を減少して通信効率を向上する。パケット複製設定が初期値でなければ（６０３でｆａｌｓｅ）、既に冗長パケット数が初期値より小さいので、設定変更判定部１３２は、パケット複製設定変更情報を生成せずに、ステップ６０１に戻る。

【0045】

一方、パケットロス率が所定の閾値より大きければ（６０２でｆａｌｓｅ）、当該通信経路が不安定なので、パケット複製設定が初期値であるかを判定する（６０５）。パケット複製設定が初期値でなければ（６０５でｆａｌｓｅ）、設定変更判定部１３２は、当該通信経路で送信する冗長パケットの数を初期値に修正するパケット複製設定変更情報を生成し、送信部１３３は、生成したパケット複製設定変更情報を送信する（６０６）。本実施例では、パケット複製設定の初期値は最大値３であり、不安定な通信経路において冗長パケット数が初期値より小さければ、冗長パケット数を初期値に設定して、通信の安定性を向上する。一方、パケット複製設定が初期値であれば（６０５でｔｒｕｅ）、既に冗長パケット数が最大値なので、パケット複製設定変更情報を生成せずに、ステップ６０１に戻る。

【0046】

図７は、遅延時間に起因する冗長パケット数変更指示送信処理のフローチャートである。

【0047】

設定変更判定部１３２は、統計情報算出部１３１が計算した、各通信経路における遅延時間の統計情報を確認し、特定の通信経路における遅延時間が最小となる状態が所定時間だけ継続しているかを判定する（７０２）。そして、特定の通信経路における遅延時間が最小となる状態が所定時間だけ継続していれば（７０２でｔｒｕｅ）、当該特定の通信経路で常に遅延が小さいので、設定変更判定部１３２は、パケット複製設定が初期値であるかを判定する（７０３）。パケット複製設定が初期値であれば（７０３でｔｒｕｅ）、設定変更判定部１３２は、当該通信経路以外で送信する冗長パケット数を減少するパケット複製設定変更情報を生成し、送信部１３３は、生成したパケット複製設定変更情報を送信する（７０４）。本実施例では、パケット複製設定の初期値は最大値３であり、遅延時間が小さく安定している通信経路においては、後続パケットは破棄されるだけなので、冗長パケット数を減少して通信効率を向上する。パケット複製設定が初期値でなければ（７０３でｆａｌｓｅ）、既に冗長パケット数が初期値より小さいので、設定変更判定部１３２は、パケット複製設定変更情報を生成せずに、ステップ７０１に戻る。

【0048】

一方、特定の通信経路における遅延時間が最小となる状態が所定時間だけ継続していなければ（７０２でｆａｌｓｅ）、当該所定時間において最小遅延時間の通信経路が複数あるので、パケット複製設定が初期値であるかを判定する（７０５）。パケット複製設定が初期値でなければ（７０５でｆａｌｓｅ）、設定変更判定部１３２は、全ての通信経路で送信する冗長パケット数を初期値に修正するパケット複製設定変更情報を生成し、送信部１３３は、生成したパケット複製設定変更情報を送信する（７０６）。つまり、冗長パケット数を初期値３に設定して、通信遅延時間を減少する。一方、パケット複製設定が初期値であれば（７０５でｔｒｕｅ）、既に冗長パケット数が最大値なので、パケット複製設定変更情報を生成せずに、ステップ７０１に戻る。

【0049】

また、パケット転送装置１００、２００がパケット受信履歴を外部装置に送信し、外部装置に統計情報算出部１３１及び設定変更判定部１３２を設けることで、外部装置がパケット複製設定変更情報を生成してもよい。

【0050】

さらに、パケット転送装置１００、２００が、統計情報算出部１３１が計算した統計情報を外部装置に送信し、外部装置に設定変更判定部１３２を設けることで、外部装置がパケット複製設定変更情報を生成してもよい。

【0051】

＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２を説明する。実施例２では、前述した実施例１とパケット転送システムの構成が異なるが、パケット転送装置１００、２００の構成や動作は同じである。なお、実施例２において、実施例１との相違点を主に説明し、実施例１と同じ構成及び処理には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

【0052】

図８は、本発明の実施例２のパケット転送システムの構成図である。

【0053】

本実施例のパケット転送システムは、対向するユーザネットワーク９０１、９０２と、ユーザネットワーク９０１側のネットワーク機器３０１と、ユーザネットワーク９０１側のパケット転送装置１００と、ユーザネットワーク９０２側のネットワーク機器３０２と、ユーザネットワーク９０２側のパケット転送装置２００と、パケット転送装置１００とパケット転送装置２００とを接続するＩＰネットワーク８００とを有する。ＩＰネットワーク８００は、異なる通信方式の通信経路８０１、８０２、８０３を有する。通信経路８０１～８０３は、無線ネットワークでも有線ネットワークで構成してもよく、異なる方式の無線ネットワークで構成してもよい。

【0054】

ユーザネットワーク９０１、９０２は、複数の端末が接続されており、ユーザネットワーク９０１の端末と、ユーザネットワーク９０２の端末との間でＩＰネットワーク８００を経由して通信される。

【0055】

ネットワーク機器３０１は、ユーザネットワーク９０１とＩＰネットワーク８００との間で転送されるパケットをパケット転送装置１００に転送し、パケット転送装置１００から送信されたパケットをユーザネットワーク９０１又はＩＰネットワーク８００に転送する。同様に、ネットワーク機器３０２は、ユーザネットワーク９０２とＩＰネットワーク８００との間で転送されるパケットをパケット転送装置２００に転送し、パケット転送装置２００から送信されたパケットをユーザネットワーク９０２又はＩＰネットワーク８００に転送する。

【0056】

パケット転送装置１００は、ユーザネットワーク９０１とＩＰネットワーク８００との間で、各通信経路８０１～８０３における冗長パケット数を制御しながら、ネットワーク機器３０１を経由してパケットを転送する。同様に、パケット転送装置２００は、ユーザネットワーク９０２とＩＰネットワーク８００との間で、各通信経路８０１～８０３において送信される冗長パケットの数を制御しながら、ネットワーク機器３０２を経由してパケットを転送する。

【0057】

図８に示すように、ネットワーク機器３０１、３０２とパケット転送装置１００、２００とを分けて構成することによって、パケット転送装置１００、２００が有する通信ＩＦの数をユーザネットワーク９０１、９０２間の通信経路の数が異なってもよい。すなわち、ユーザネットワーク９０１、９０２と各通信経路８０１～８０３の間に、パケットの宛先ＩＰアドレス、宛先ポート番号、ＶＬＡＮ ＩＤなどによってパケットの通信経路を決定するネットワーク機器を配置して、パケット転送装置１００、２００の通信ＩＦを少なく（例えば一つに）できる。

【0058】

以上に説明したように、本発明の実施例のパケット転送装置１００は、パケットの順序及び同一情報を有するパケットを判定が可能な識別子（独自ヘッダ）を付してパケットとして送信するパケット送信部（送信部１１４ａ～１１４ｃ）と、前記識別子を参照して同一情報を有するパケットを判定する重複判定部（重複パケット判定部１２３）と、対向するパケット転送装置２００との間の通信環境に基づいて、対向するパケット転送装置２００との間で送信されるパケットの数を制御する複製部（パケット複製部１１３）とを備えるので、通信経路が複数あるため、ある通信経路に障害が発生しても通信継続可能であり、複製されたパケットのいずれかにパケットロスが発生しても再送なしにパケットが到着できる。また、通信の信頼性を確保しつつ、不要な冗長パケットの送信を抑制して、通信リソースの消費を抑制できる。

【0059】

また、受信したパケットの統計情報を算出する算出部（統計情報算出部１３１）を備え、重複パケット判定部１２３は、対向するパケット転送装置２００から受信したパケットの通信経路と識別子をパケット受信履歴保存部１２５に記録し、統計情報算出部１３１は、パケット受信履歴保存部１２５を参照して、通信経路ごとの通信環境の統計情報を算出するので、各通信経路が安定している通信経路か不安定な通信経路かを判定できる。

【0060】

また、通信環境は通信経路のパケットロス率であり、統計情報を参照して設定変更情報を生成する設定変更判定部１３２と、生成された設定変更情報を対向するパケット転送装置２００へ送信する情報送信部１３３とを備え、設定変更判定部１３２は、通信経路のパケットロス率を所定の閾値と比較した結果、当該パケットロス率が小さいと判定された場合、当該通信経路において送信されるパケットの数を減少する設定変更情報を生成し、通信経路のパケットロス率を所定の閾値と比較した結果、当該パケットロス率が大きいと判定された場合、当該通信経路において送信されるパケットの数を増加する設定変更情報を生成するので、安定した通信経路上に流れる同一パケットの数を減らし、通信経路の負荷を低減できる。

【0061】

また、通信環境は通信経路の遅延時間であり、統計情報を参照して設定変更情報を生成する設定変更判定部１３２と、生成された設定変更情報を対向するパケット転送装置２００へ送信する情報送信部１３３とを備え、設定変更判定部１３２は、全て通信経路の遅延時間のうち、特定の通信経路の遅延時間が最小となる状態が所定時間継続した場合、当該通信経路以外において送信されるパケットの数を減少する設定変更情報を生成し、全て通信経路の遅延時間のうち、所定時間において遅延時間が最小となる通信経路が複数ある場合、全ての通信経路において送信されるパケットの数を所定の最大値に設定する設定変更情報を生成するので、パケット転送装置１００、２００間の遅延に影響しない同一パケットの数を減らし、通信経路の負荷を低減できる。

【0062】

また、パケット複製部１１３は、受信した設定変更情報に従って、当該通信経路で送信するパケットの数を変更するので、各通信経路の状況に応じてパケット数を制御でき、通信経路の安定性とパケット数（通信経路の負荷）を調整できる。

【0063】

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。

【0064】

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。

【0065】

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

【0066】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

【符号の説明】

【0067】

１００、２００：パケット転送装置
１１０：冗長パケット送信機能部
１１１：ユーザパケット受信部
１１２：独自ヘッダ付加部
１１３：パケット複製部
１１４：冗長パケット送信部
１２０：冗長パケット受信機能部
１２１：ユーザパケット送信部
１２２：独自ヘッダ削除部
１２３：重畳パケット判定部
１２４：冗長パケット受信部
１２５：パケット受信履歴保存部
１３１：統計情報算出部
１３２：設定変更判定部
１３３：パケット複製設定変更情報送信部
１３４：パケット複製設定変更情報受信部
３０１、３０２：ネットワーク機器
８００：ＩＰネットワーク
８１１、８１２、８１３：通信経路
９０１、９０２：ユーザネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】