专利名称：通信方法、节点及控制程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信方法、节点及控制程序，特别涉及具有多个路径的多 路复用通信的通信方法、节点及控制程序。
背景技术：
作为对多个通信路径进行多路复用构成1条理论上的广域链的技术， 有如下已知的例子。其中，只对地上的通信路径进行多路复用的方法有
非专利文献1中记载的Multilink PPP和非专利文献2记载的ATM反向多 路复用方法。另外，非专利文献2中作为对无线链进行多路复用的方法记 载了反多路复用技术。这些方法都通过把负荷分散到路径之间的方式，提 供比单一路径的带域更广的广域传送链。
作为分散负荷的方法，非专利文献4记载了对地上的通行路径进行多 路复用的方法，该方法常采用加权轮询方式，即根据各路径的速度进行加 权，周期地选择发送路径。但是，这个方法中需要预先设定各路径的假想 速度，如果应用于对路径的多路复用中，并且该路径包含了速度或延迟频 繁变化的无限链，则即使将无限链的平均速度等设定为假想速度，也因为 假想速度和实际速度不同，产生传送效率降低的问题。
作为解决这个问题的技术，非专利文献3记载了假设对无限链进行多 路复用的负荷分散方法。这个技术是如下方法像在反多路复用方式中， 基于各链的发送缓冲器的富余选择发送路径。但是，这种方法有如下问
题该方法中发送节点直接连接到了瓶颈链，因此只有在可以从发送缓冲
器的富余估计出瓶颈链的负荷时才有效，由于在含有多个链的路径中任意 节点都不能直接连接在瓶颈链，因此不适用于双向通信。
作为解决这个问题的负荷分散方法，非专利文献5记载了 Mobile InverseMux技术，该技术中两个节点相互交换对各路径的速度及延迟的估计结果，根据其估计结果，通过比较各链中预测的延迟，来选择发送路 径。
非专利文献1: RFC1990
非专利文献2: Langdon, Robin D., "Imuxing ATM, Bit by Bit. "Larscom white paper, 1997
非专利文献3:磯村学、今井尚樹、吉原貴仁、堀内浩規、"千
/k/P—夕(Dt i6(Z)異種通信乂 f 7(D逆多重方式(Z)性能評価"、 FIT2004 (第3回情報科学技術7才一，厶)、論文M-070、 pp.239-240(2004)
非专禾U文献4 : Cisco Systems, "Load Balancing with Cisco Exprss Forwarding," Cisco Application Note, Jan. 1998
非专利文献5: T. Nakata. et al., "Efficient bundling of heterogeneous radio resources for broadband Internet access from moving vehicles," in proceedings of Global Mobile Congress 2004,Oct. 11-13 2004， Shanghai, China.
发明内容
上述的已有技术都是通过将负荷分散在路径间的方法，提供了单一路 径难以实现的大容量的传送链。
对于只由速度稳定的地上链组成的路径来说，可以用现有技术加权轮 询方式分散负荷，均衡各路径的负荷，当各路径的延迟不同时，多路复用 链整体的延迟等于延迟最长的路径的延迟。因此，多路复用链的延迟大于 多路复用对象的路径中延迟小的路径。结果，多路复用一方面通过扩大带 域提高了性能， 一方面因延迟的增加而降低了性能。
另外，在包含无线链的路径间用现有技术Mobile InverseMux分散负 荷时，只给预测的延迟最小的路径发送分组时，不会出现由于多路复用的 延迟，但如果这样做，只有在对延迟小的路径加上了两路径的延迟差以上 的负荷时，才会对延迟大的路径加负荷，也只有在这种时候，才能显现出 扩大带域的效果。即，当路径间的延迟差大的时候，很难分散负荷。为了 避免这个问题，设定了各路径允许延迟的最大值，对原来延迟小的路径设定的此允许延迟也小，此时延迟大的路径也能较容易分散到负荷，但此时 与加权轮询方法一样，也因多路复用而增加延迟。
由此可知，已有的所有技术在对延迟不同的路径进行多路复用时，出 现路径间负荷的最佳分配和防止多路复用产生的延迟增加难以两全的问 题。
因此，鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种技术，使得可以同 时实现对路径间的负荷进行最佳分配和防止多路复用产生的延迟增加的目 的。
解决上述课题的第1项发明，是至少可以利用包含第一路径和第二路 径的多个路径的两节点间的通信方法，其特征在于，当预测或检测出第二
路径的拥挤时，从到达第一节点的2个以上的分组中，把到达时刻晚的第 二分组从第一路径发送，然后把到达时刻早的第一分组从第二路径发送。 解决上述课题的第2项发明，对于上述的第1项发明，其特征在于， 在预测或检测出上述第二路径的拥挤已解除后，将上述的第一分组从上述 第二路径发送。
解决上述课题的第3项发明，对于上述的第1或第2项发明，其特征 在于，上述拥挤的预测或拥挤解除的预测是基于各路径的发送经历决定 的。
解决上述课题的第4项发明，对于上述的第1或第2项发明，其特征 在于，上述拥挤的预测或拥挤解除的预测是基于各路径的估计速度决定 的。
解决上述可的第5项发明，是至少可以利用包含第一路径和第二路径 的多个路径的两节点间的通信方法，其特征在于，在把到达第一节点的多 个分组发送到第二节点时，从各路径的延迟及速度的估计值，决定上述多 个分组的发送路径，使上述多个分组到达上述第二节点的预测时刻的顺序 与上述多个分组到达上述第一节点的顺序相同，在上述多个分组中，只把 通过预测认为不会引起各路径的拥挤而到达第二节点的分组，发送到决定 的发送路径。
解决上述课题的第6项发明，对于上述的第5项发明，其特征在于，上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的发送经历进行的。
解决上述课题的第7项发明，对于上述的第5项发明，其特征在于， 上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的估计速度进行的。
解决上述可的第8项发明，是至少可以利用包含第一路径和第二路径 的多个路径的节点，其特征在于，基于各路径的延迟及速度的估计值，求 接收的多个分组到达另一节点的预测时刻，基于上述的到达预测时刻，决 定上述多个分组的发送路径，使上述多个分组到达上述另一个节点的顺序 与上述多个分组的到达顺序相同。
解决上述课题的第9项发明，对于上述的第8项发明，其特征在于， 在上述多个分组中，只把通过预测认为不会引起各路径的拥挤而到达第二 节点的分组，发送到决定的发送路径。
解决上述课题的第IO项发明，对于上述的第8或第9项发明，其特征 在于，上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的发送经历进行 的。
解决上述课题的第ll项发明，对于上述的第8或第9项发明，其特征 在于，上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的估计速度进行 的。
解决上述可的第12项发明，是至少可以利用包含第一路径和第二路 径的节点的控制程序，其特征在于，基于各路径的延迟及速度的估计值， 求接收的多个分组到达另一节点的预测时刻，基于上述的到达预测时刻， 使节点决定上述多个分组的发送路径，使上述多个分组到达上述另一个节 点的顺序与上述多个分组的到达顺序相同。
解决上述课题的第13项发明，对于上述的第12项发明，其特征在 于，使节点进行如下处理在上述多个分组中，只把通过预测认为不会引 起各路径的拥挤而到达第二节点的分组，发送到决定的发送路径。
解决上述课题的第14项发明，对于上述的第12或第13项发明，其特 征在于，上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的发送经历进 行的。
解决上述课题的第15项发明，对于上述的第12或第13项发明，其特征在于，上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的估计速度进 行的。
为了解决上述的课题，本发明从各路径的延迟及速度估计值，决定发 送的各分组的预定发送路径，使到达接收节点的预测时刻顺序与到达发送 节点的顺序相同，并在其中只发送预测可以在各路径允许的最大延迟内到 达的分组。
例如，当发送先到达发送节点的分组l及后到达的分组2时，多路复 用对象路径中低速的第一路径的预测延迟大于高速的第二路径的预测延
迟，当第二路径的预测延迟超过最大延迟时，在第一路径发送分组2，当
第二路径的拥挤状态(预测延迟超过最大延迟的状态)解除后，在第二路 径发送分组1。通过这种处理，发送节点的分组发送顺序与到达发送节点
的顺序不同，但是到达接收节点的顺序是分组1在前分组2在后，与到达 发送节点的顺序相同，并与分组1、 2都只利用高速路径2的情况相比， 可以用相等或更小的延迟到达，可以将负荷分散到路径1和2。
根据本发明，可以对路径间的负荷进行最佳分配的同时，防止多路复 用引起的延迟的增加。
图l是示出实施方式的一个结构图； 图2是示出实施方式的一个结构图3是示出时序安排部202的操作流程图(SDL过程图)；
图4是示出路径选择部203的操作流程图(SDL过程图)；
图5是用以说明实施方式的图6是用以说明实施方式的图。
符号说明
101、 102通信节点
201输入队列
202时序安排部
203路径选择部204分组发送部 205存储部 206分组接收部 207分组解析部
具体实施例方式
下面说明本发明的具体实施方式
。
本发明的实施方式可在利用多个通信路径进行通信的2个节点间实 施。如图1所示的例子，通信节点101具有各1个分组发送部204和分组 接收部206，另一个通信节点102具有各2个分组发送部204和分组接收 部206。
从节点101到节点102的路径有两条， 一条是以节点101的分组发送 部204为起点，经由网络400，以节点102的分组接收部206-1为终点， 另一条是以节点101的分组发送部204为起点，经由网络400，以节点 102的分组接收部206-2为终点。另外，从节点102到节点101的路径也有 两条， 一条是以节点102的分组发送部204-1为起点，经由网络400，以 节点101的分组接收部206为终点，另一条是以节点102的分组发送部 204-2为起点，经由网络400，以节点101的分组接收部206为终点。由此 可知，即使一个节点101的分组发送部只有一个，但如果对应节点102有 多个分组接收部，则可以构成多个路径，以下说明的实施例也同样适用于 图2所示的两边的节点都拥有多个信息发送和接收部的情况。
两边节点的分组解析部207，从分组的到达时间和到达间隔分析各路 径的状态，将该路径状态发送给对方节点。 一方面，若接收了通知，则将 基于通知内容的最新路径信息存储到存储部205。时序安排部202基于存 储部205中存储的路径信息，决定分组的发送顺序、分组发送时刻及各分 组的发送路径，并通知路径选择部。路径选择部203基于从时序安排部 202接到的通知，从输入队列201中取出输入分组，在时序安排部指定的 时刻从指定的路径发送。
接着，说明节点101的输入队列201中有多个分组时时序安排部202的操作。节点101的时序安排部202按照如图3所示的操作流程图(SDL 过程图)操作。即根据路径选择部的时序安排请求启动以下的操作。
首先，从路径选择部203接到了 j个分组的时序安排请求时(步骤 100)，令i=l (步骤101)，对提出时序安排请求的分组，按照到达输入 队列201的顺序，求假设从各路径发送时的预测时刻(步骤102)。这里 的预测接收延迟是预测分组的末端到达对方节点102的时刻。把预测接收 时间最短的路径决定为该分组的发送路径(步骤103)。图5是示出预测 最初的分组300-1的到达时刻的例子的图。在路径1的分组排头的预测到 达时刻更早，但是路径2的速度比路径l快，因此分组末端的预测到达时 刻、即预测接收时刻早的路径2将成为发送路径。对第2个以后到达输入 队列201的分组，假设最近到达的分组全部从按照以上的顺序决定的发送 路径发送，来预测接收时刻。
图6是示出预测第二分组300-2接收时刻的例子的图。这里因为发送 了 300-1，路径2的延迟增加，因此路径1的预测接收时刻早，随之路径l 将成为分组300-2的发送路径。
接着，确认各路径的拥挤状态，并进行预测，判断可发送时刻(步骤 104)。所谓的拥挤状态是指由于路径的预测延迟大于允许值，而无法 即时发送分组的状态。延迟允许值可以提前设定，或者根据线路状态由时 序安排部202决定。图6中路径2应当发送的300-1的预测接收时刻在现 在时刻加上路径2的允许延迟之后，因此路径2是拥挤状态。为了使分组 300-1的预测延迟、即分组300-1的预测接收时刻和发送时刻的差在路径2 的延迟允许值以下，需要使发送时刻在tl之后。将此tl作为分组300-1的 可发送时刻。另一方面，作为分组300-2的发送路径的路径1不是拥挤状 态，因此可以即时发送。
时序安排部202边增加i (步骤107)边进行以上的处理，直到i=j， 当i叫时(步骤105)，将输入队列201中各分组的发送路径及可发送时刻 通知给路径选择部203 (步骤106)。
接下来，说明路径选择部203的操作。
路径选择部203从时序安排部202接到通知之后，在通知的可发送时刻，将各分组从通知的发送路径所对应的分组发送部204发送。此时路径 选择部203遵循的操作流程(SDL过程图)如图4所示。
给时序安排部202发送完时序请求的路径选择部203成为活动 (active)状态，此时若从时序安排部202收到k个分组的发送路径及可发 送时刻的通知(步骤200)，将a=l作为初始值(步骤201)，从输入队 列201取出可发送时间第a个早的分组(步骤202)。然后，等到可发送 时间第a个早的分组的可发送时间(步骤203),把可发送时间第a个早 的分组从时序安排部指定的路径所对应的分组发送部204发送(步骤 204)。
增加a (步骤205)，直到a等于k时进行以上的处理。
当a等于k (步骤206)，输入队列201没有分组时(步骤207)，成
为空闲(idle)状态，等待下一个分组的到达(步骤208)。
当输入队列201中有分组(步骤207)，或者输入队列201接到了新
的分组接收通知的时候(步骤209)，给时序安排部202发送时序安排请
求(步骤210)。
进行时序安排请求的分组数是一个低于输入队列201中分组数的任意 数。例如，可以设为输入队列201中的分组总数，也可以设定任意的上 限。
根据以上的操作发送2个分组的图6的例中，先到达输入队列201的 分组300-1反而在分组300-2之后发送，对方节点预测的接收顺序与到达 输入队列201的顺序相同。即，从节点101的分组发送部204输出的时候 与到达节点101的顺序相反，但是网络400中分组的顺序再次发生逆转， 预测到达节点102的顺序与到达节点101的顺序相同。此时，任意分组的 延迟都小于或等于只使用路径1、或者只使用路径2的情况，并且负荷分 散在了两条路径。
上面虽然说明了将本发明的操作应用于有2条可用路径的结构的例 子，但是图3、图4中所示的原理也可以适用于有3条以上的可用路径的 情况。此时装置的结构，例如图2所示，此时图2的节点101及节点102 之间传送分组的延迟都小于或等于只用2个节点之间任意一条时，并且可以通过对各路径进行负荷分散，来扩大带域。
另外，虽然上述的实施方式中各部件由硬件构成，但是也可以用可实 现各部件操作的控制程序下操作的信息处理装置构成。
权利要求
1. 一种通信方法，是至少可以利用包含第一路径和第二路径的多个路径的两节点间的通信方法，其特征在于，当预测或检测出第二路径的拥挤时，从到达第一节点的2个以上的分组中，将到达时刻晚的第二分组用第一路径发送，然后将到达时刻早的第一分组用第二路径发送。
2. 如权利要求1所述的通信方法，其特征在于，在预测或检测出第二路径的拥挤解除后，将上述第一分组从上述第二 路径发送。
3. 如权利要求1所述的通信方法，其特征在于， 上述拥挤的预测或拥挤解除的预测是基于各路径的发送经历决定的。
4. 如权利要求1所述的通信方法，其特征在于， 上述拥挤的预测或拥挤解除的预测是基于各路径的估计速度决定的。
5. —种通信方法，是至少可以利用包含第一路径和第二路径的多个路 径的两节点间的通信方法，其特征在于，当把到达第一节点的多个分组发送给第二节点时，根据各路径的延迟 及速度的估计值，决定上述多个分组的发送路径，使上述多个分组到达上 述第二节点的预测时刻顺序与上述多个分组到达第一节点的时刻的顺序相 同，并仅将所述多个分组中被预测为不会引起各路径拥挤而到达第二节点 的分组发送到所决定的发送路径。
6. 如权利要求5所述的通信方法，其特征在于，上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的发送经历进行的。
7. 如权利要求5所述的通信方法，其特征在于，上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的估计速度进行的。
8. —种节点，是至少可以利用包含第一路径和第二路径的多个路径的 节点，其特征在于，具有如下装置基于各路径的延迟及速度的估计值，求接收到的多个 分组到达另一个节点的预测到达时刻，基于上述的预测到达时刻，决定上 述多个分组的发送路径，使上述多个分组到达上述另一个节点的顺序与上 述多个分组的到达顺序相同。
9. 如权利要求8所述的节点，其特征在于，具有如下装置仅将上述多个分组中被预测为不会引起各路径的拥挤 而到达上述另一个节点的分组发送到所决定的发送路径。
10. 如权利要求8所述的节点，其特征在于，上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的发送经历进行的。
11. 如权利要求8所述的节点，其特征在于，上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的估计速度进行的。
12. —种控制程序，是至少可以利用包含第一路径和第二路径的多个路径的节点的控制程序，其特征在于，使节点进行如下处理基于各路径的延迟及速度的估计值，求接收到 的多个分组到达另一个节点的预测到达时刻，基于上述的预测到达时刻， 决定上述多个分组的发送路径，使上述多个分组到达上述另一个节点的顺 序与上述多个分组的到达顺序相同。
13. 如权利要求12所述的控制程序，其特征在于，使节点进行如下处理仅将上述多个分组中被预测为不会引起各路径 的拥挤而到达上述另一个节点的分组发送到所决定的发送路径。
14. 如权利要求12所述的控制程序，其特征在于，上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的发送经历进行的。
15. 如权利要求12所述的控制程序，其特征在于， 上述到达预测时刻或上述拥挤的判断是基于各路径的估计速度进行的。
全文摘要
从各路径的延迟及速度的估计值，决定要发送的各分组的预定发送路径，使到达接收节点的预测时刻的顺序与到达发送节点时刻的顺序相同，其中只发送通过预测认为在各路径允许的最大延迟时间内可到达的分组。由此，可以同时达到对路径间的负荷进行最佳分配和防止由多路复用产生的延迟增加的效果。
文档编号H04L12/56GK101416456SQ20078001205
公开日2009年4月22日 申请日期2007年3月27日 优先权日2006年3月29日
发明者中田恒夫 申请人:日本电气株式会社