JP4374307B2 - ラベルスイッチパスの経路制御方法 - Google Patents

Description

本発明はMPLSやGMPLSネットワークおけるラベルスイッチパスの経路制御に関する。

MPLS(Multi Protocol Label Switching)やGMPLS(Generalized MPLS)の標準化は、IETF（Internet Engineering Task Force）で議論されている。パスを張るシグナリングプロトコルとしては、RSVP-TE(Resource reSerVation Protocol-Traffic Engineering)とCRLDP(Constraint-based Label Distribution Protocol)があり、これらにはパスを明示的に指定する仕組みが導入されている。

RSVP-TEでは、ERO(Explicit Route Object)と呼ばれるオブジェクトを使う。このEROには、通る必要のあるノードの情報が順にセットされ、その順序によって明示的ルートが決定される。例えば、パス生成を開始する起点ノードが、ラベル割り当て要求メッセージ内にEROをセットし次ノードに送信する。ラベル割り当て要求メッセージを受信したノードは、このEROに従い、さらに次のノードを決定していくことで、起点ノードが明示した経路でパスが生成される。

EROには、経由するルータを指定する固定指定（strict指定ともいう）と、指定した区間は経由するルータを指定しないあいまい指定（loose指定ともいう）の二つがあり、混在も可能である。このEROを使うことでパスの経路制御が可能である（例えば、非特許文献1参照）。

EROを用いた技術としては、ネットワーク入り口ノードが、一本目に生成したパスの情報を用いて、一本目の経路と重複しないように二本目のパスを計算するものがある。そして、二本目のパス生成時、ネットワーク入り口ノードが、計算した経路情報を用いて、一本目のパスと重複しないように２本目のパスを生成する。そして、生成した２本のパスを使ったプロテクション型の復旧方法を提案している（例えば、特許文献1）。

また、パスの障害復旧に関して、PPRO(Primary Path Route Object)というオブジェクトが提案されている（例えば、非特許文献2）。このオブジェクトにプライマリーパスの経路情報をセットし、セカンダリーパスに通知することを述べている。

特開2002-247084号公報 D. Awduche、外５名、"RSVP-TE:Extensions to RSVP for LSP Tunnels"、（第23−31頁）、[online]、2001年11月、RFC3209、[2004年3月19日検索]、インターネット、＜http://www.ietf.org/rfc/rfc3209.txt?number=3209＞ J.P.Lang、外２名、"RSVP-TE Extensions in support of End-to-End GMPLS-based Recovery（draft-lang-ccamp-gmpls-recovery-e2e-signalings-03.txt）"、（第24頁）、[online]、2004年2月、インターネットドラフト、[2004年3月19日検索]、インターネット、＜http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-lang-ccamp-gmpls-recovery-e2e-signaling-03.txt＞

ネットワーク内のルータなどの通信ノードは、所定の範囲内（ルーティングエリアという）でルーティング情報を交換して同期化しようとするため、離れたノードと通信する場合にルートが長くなると、このルートは複数のルーティングエリアを通ることになる。OSPFやIS-IS等のリンクステート型プロトコルを用いると、あるルートが複数のルーティングエリアを通過する場合、各ノードは自分が属するルーティングエリア内のネットワーク状態しか把握できない。この為、例えば、複数のルーティングエリアに跨るパスを生成する場合、パス起点ノードは、エリア外のパスを明示的に指定することができない。

このため、特許文献1に記載の技術では、複数のパスを生成する際に、他のルーティングエリアにおいて、同一経路を通ってしまうことがあり、信頼性や通信品質を確保できないという課題がある。

また、GMPLSでは、同一のルーティングエリア内においても同様の課題がある。GMPLSでは、様々なトランスポート（ファイバ、WDMの波長、SDH等のTDM、MPLS等）上のパスを単一フレームワークで制御する。この為、OSPFやIS-ISでは、これらトランスポートについて、トポロジだけでなく、リンクの空き帯域等、ネットワーク状態を把握し、様々なパスの経路計算ができなければならない。しかしながら、GMPLSにおいては、現状、同一のルーティングエリア内において、上記様々なトランスポートについてネットワーク状態を管理することができないためである。

また、特許文献２は、具体的な実現方法については記載していない。

本発明は、信頼性や通信品質を確保できる複数のパスを生成する技術を提供する。

また、経路計算による負荷をかけずに簡易な方法で、様々なトラフィックエンジニアリングを実現するパス生成を可能とする技術を提供する。

具体的には、本発明は、複数のパスを生成する際に、同一のルーティングエリア内や他のルーティングエリア、いずれにおいても、同一経路を通らないように、経由させないノードを指定する制限リンク情報を用いる事を特徴とする。

すなわち、本発明は、MPLSやGMPLSネットワークを対象としたラベルスイッチパスの生成処理において、パス起点ノードは、ラベル割り当て要求メッセージに制限リンク情報を添付して送信し、ラベル割り当て要求メッセージを受信したノードは、制限リンク情報が示す経路（制限リンクという）を通過しない他の経路を選択し、パス生成をおこなうことを特徴とする。

また、本発明は、制限リンク情報として、以前に生成したパスの経路情報を用いることを特徴とする。

単一ルーティングエリア内、または複数のルーティングエリアに跨がる場合、いずれのパス生成においても、プロテクションパスやトラフィックエンジニアリングを実現するパスを容易に生成することができ、信頼性や通信品質を容易に確保できる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。

図１は本実施例を適用するMPLS(Multi Protocol Label Switching)ネットワークの構成である。これは、ラベルスイッチパス（以下パスと呼ぶ）を提供するネットワークであり、ネットワークサービスプロバイダが管理するルーティングエリアとユーザサイトに分かれる。ユーザは例えば、VPN（Virtual Private Network）を構築したい企業等またはそのネットワークの管理担当者であり、ユーザからの要求に基づいてパス生成、削除がおこなわれる。

ルーティングエリアはMPLS機能を持ったルータ（LSR：Label Switch Router）1a〜1nで構成され、ユーザサイトにあるMPLS網のエッジ部分を構成するLSR1a〜1dをとくにLER（Label Edge Router）と呼ぶ。LSR間、及び、LSR1e〜1nとLER1a〜1d間はIPリンク2a〜2pで接続されており、経路情報は、OSPFやIS-IS等のルーティングプロトコルによって管理される。なお、本明細書において、ノードをつなぐ経路をリンクと呼ぶ。すなわち一つ以上のリンクが連なって経路となる。

また、ルーティングプロトコルで管理するエリアは二つあり、エリアに跨るパスはエリア境界のLSR1g,1kを経由して生成される。

図２はLSR1e〜1n及びLER1a〜1dのハードウェア構成例である。LSR1e〜1n及びLER1a〜1dは、装置全体の管理とパケット転送の管理をおこなうパス管理部21と、通信インタフェース毎に存在し、ラベルパケットの転送をおこなう転送処理部22,23から構成され、バス25などの通信線によって相互に接続される。

パス管理部21は、CPU26aとメモリ26bを備え、転送処理部はCPU27a、メモリ27b、通信インタフェース27cを備える。それぞれの処理は、各CPUが二次記憶装置24に格納されているプログラムをそれぞれのメモリ上にロードして実行することにより実現される。

各プログラムは、あらかじめ、上記各装置内のメモリに格納されていても良いし、必要なときに、各装置が利用可能な、着脱可能な記憶媒体または通信媒体（通信回線または通信回線上のデジタル信号や搬送波）を介して、導入されてもよい。

図３を用いて、プログラム実行により実現されるLSR及びLERのパス管理部21の詳細な構成を示す。パス管理部21は、IPパケット（ルーティング、シグナリングメッセージ）の送受信処理をおこなうIPパケット処理部（以下、IPという）38、シグナリングプロトコル処理部（以下、シグナリングプロトコルという）32、コマンド入力部31、経路管理部33、ラベル管理部34、LSP管理部35と、ルーティングプロトコル処理部（以下、ルーティングプロトコルという）37、トポロジDB36から構成される。

本実施例では、シグナリングプロトコル32が処理するプロトコルとして、RSVP-TE(Resource reSerVation Protocol-Traffic Engineering)を用いるが、他のプロトコル、例えばCR-LDP(Constraint Routing-Label Distribution Protocol)を用いることも可能である。

以下、パス管理部21によるパスの生成処理について説明する。最初にパスの起点となるLER1a〜1dの処理について、図３を用いて説明する。ユーザは、専用インタフェースまたはネットワーク経由で接続された管理端末を用いてLER1a〜1dに対して、パスの入力リンク、宛先アドレス、経路決定に反映される制限リンク情報(オプション)を指定してパス生成を要求する。

先ずは、制限リンクを指定しないパス生成について示す。パス生成要求は、LER1a〜1dのコマンド入力部31で受付けられ、シグナリングプロトコル32に通知される（図３（1））。

シグナリングプロトコル32は、パスを識別する為のパスIDを生成し、宛先アドレスを経路管理部33に通知し、隣接するLSRを示す、パスの次リンク情報を取得する（図３（2））。

尚、制限リンクが指定されていれば、制限リンク情報も合わせて経路管理部33に通知する。

次に、シグナリングプロトコル32は、経路管理部33が選択した次リンク上（すなわち、次LSR宛）に、IP38を介してラベル割り当て要求メッセージ（以下、PATHメッセージと呼ぶ）を送信し（図３（3））、応答となるラベル割り当て通知メッセージ（以下、RESVメッセージと呼ぶ）の受信を待つ。

図４にPATHメッセージ50のフォーマットを示す。ラベル割り当て要求（PATH）を表すフィールド51、パスIDをセットするフィールド52、宛先アドレスをセットするフィールド53、制限リンクオブジェクトをセットするフィールド54から構成される。尚、制限リンクオブジェクト54は制限リンクを指定するデータで、後で詳しく説明する。

図５に、ルーティングプロトコル37がトポロジDB36内に作成するフォワーディングテーブル60の構成を示す。宛先アドレス、宛先アドレスに対して到達可能な次リンク情報、宛先までのホップ数、宛先までの経路情報をセットするエリア61〜64で構成される。

ルーティングプロトコル37は、同一ルーティングエリア内にある他のLSRが広告するリンク情報から、宛先までのホップ数、経路情報をフォワーディングテーブル60のエリア63,64にセットする。一つの宛先アドレスに対して到達可能な複数の経路が存在する場合、複数エントリを作成する。また、宛先アドレスがルーティングエリア外の場合、宛先アドレスまでのホップ数は算出できない為、ルーティングエリア境界にあるLSR1kまたはLSR1gまでのホップ数をセットする。

経路管理部33は、シグナリングプロトコル32から制限リンク情報が通知されない場合、フォワーディングテーブル60を参照し、ホップ数が最小となる経路を構成する次リンクを選択する。

シグナリングプロトコル32は、RESVメッセージを受信すると（図３（4））、当該メッセージが備えるパスID、パス属性（起点）、パス生成要求時に指定された入力リンクと宛先アドレス、次リンク（出力側リンク）と、RESVメッセージにセットされたラベル情報(出力ラベル)をLSP管理部35に通知する（図３（5））。

LSP管理部35は、通知された情報を図６のLERパス管理テーブル70にセットし、転送処理部22,23の制御をおこなう（図３（6））。即ち、指定入力リンク（入力側リンク）からの宛先アドレスのIPパケットに対し、出力ラベルのセットと出力リンク（出力側リンク）への転送処理がおこなわれるようする。

LERパス管理テーブル70はパスの起点あるいは終点の情報を管理するもので、パスID、パス属性、入力経路、入力ラベル、宛先アドレス、出力経路、出力ラベルをセットするエリア71〜77で構成される。パス属性（エリア72）は、パスが起点か終点かを識別するコードである。パスの起点の場合は、入力ラベル（エリア74）は存在せずセット不要であり、パスの終点の場合は、宛先アドレスと出力ラベル（エリア75と77）は存在せずセット不要となる。

最後にシグナリングプロトコル32は、コマンド入力部31を経由して、パスIDと、生成したパスの経路情報をユーザの管理端末宛に送出し処理を終了する（図３（7））。以上が、パス起点LER1a〜1bの処理である。

次にパスの中間となるLSR1e〜1nの処理について、図７を用いて説明する。シグナリングプロトコル32はPATHメッセージを受信すると（図７（1））、パス起点LER1a〜1bと同様に宛先アドレスからパスの次リンク情報を取得し、PATHメッセージ送信後、RESVメッセージ待ち状態となる。（図７（2）（3））。

RESVメッセージを受信すると（図７（4））、ラベル管理部34にPATHメッセージ受信リンク（入力側リンク）を通知し空きラベルの確保をおこなう（図７（5））。

ラベル管理部34は、図８に示すラベル管理テーブル90を用いてラベルの使用状態を管理している。ラベル管理テーブル90は、入力リンク毎にラベルの最小値、最大値、ラベルの使用状態をセットするエリア91〜94で構成され、ラベル毎に使用中か空き状態かを管理する。ラベル管理部34は、このラベル管理テーブル90を用いて空きラベルの確保をおこないシグナリングプロトコル32に通知する。

シグナリングプロトコル32はラベル確保後、パスID、PATHメッセージ受信リンク（入力側リンク）、確保ラベル（入力ラベル）、次リンク（出力側リンク）、受信RESVメッセージにセットされたラベル情報（出力ラベル）をLSP管理部35に通知する（図７（6））。

LSP管理部35は、通知された情報をLSRパス管理テーブル70にセット後、転送処理部22,23の制御をおこなう（図７（7））。即ちセットしたラベルに基づくパケットフォワーディングがおこなわれるようにする。

図９にLSRパス管理テーブル70の構成を示す。これはパスの中継点の情報を管理するもので、各エントリは、パスID、入力経路、入力ラベル、出力経路、出力ラベルをセットするエリア101〜105で構成される。

図１０にRESVメッセージのフォーマットを示す。ラベル割り当て通知（RESV）を表すフィールド111、パスIDをセットするフィールド112、割り当てたラベル（確保ラベル）をセットするフィールド113、レコードルートオブジェクト（RRO：Record Route Object）をセットするフィールド114からなる。RROとは、パスの経路を記録する為にRSVP-TEで定義されたオブジェクトである。このRROにパスの出力側リンクを追加していくことで、パスの終点LREから順に出力側リンクが記録され、これによりパス起点LER1a〜1bは、パスの全経路情報を取得する。

シグナリングプロトコル32は、RESVメッセージを作成し、PATHメッセージ受信リンク上にRESVメッセージを送信する（図７（8））。以上がパスの中間となるLSR1e〜1nの処理である。

最後に、パスの終点となるLER1c〜1dの処理について、図１１を用いて説明する。

中間LSR1e〜1nと同様に、PATHメッセージ受信後（図１１（1））、宛先アドレスから次リンク情報を取得する（図１１（2））。但しLER1c〜1dは終点のため、次リンクは存在せずPATHメッセージの送信は行わない。

次に中間LSRのラベル確保と同様の処理によりPATHメッセージ受信リンクのラベル確保をおこなう（図１１（3））。

シグナリングプロトコル32は、ラベル確保後、パスID、パス属性（終点）、PATHメッセージ受信リンク（入力側リンク）、確保ラベル（入力ラベル）、出力リンク（宛先アドレス）をLSP管理部35に通知する（図１１（4））。

LSP管理部35はLERパス管理テーブル70へのセット処理をおこなった後、転送処理部22,23の制御をおこなう（図１１（5））。即ち、指定入力リンクからのラベルパケットに対し出力リンクへの送信処理をおこなう。尚、パスの終点である為、ラベルは取り除かれる。

シグナリングプロトコル32は、RESVメッセージを作成し、PATHメッセージ受信リンク上にRESVメッセージを送信する（図１１（6））。

以上、パスの制限がない場合のパス生成の動作について説明した。これらの処理によって、指定した宛先に対するパスが最短経路で生成され、ユーザはパスIDと、パスの経路情報を把握できる。

次は制限リンクを指定したパス生成について示す。図１２に示すようにユーザが負荷分散や障害時対策として、サイトA,B間に複数のパスを生成する場合を説明する。

一本目のパスは、上述した制限リンクを指定しない方法で生成する。ユーザは、管理端末を用いて、パスの起点となるサイトAのLERにて、入力経路（a1）とサイトBのb1ネットワークのアドレスを指定しパス生成要求をおこなう。パスはパスの起点LER、中間LSRでそれぞれ計算される。ここでは、最短であるLSR1、LSR2、LSR4、LSR6、LSR9の経路順で生成されたこととする。

二本目のパスは障害時のリスク分散の為、一本目のパスと全く別の経路を通ることが望ましいので、ユーザは、管理端末を用いて、パスの起点となるサイトAのLERにて、入力経路（a2）とサイトBのb2ネットワークのアドレスと、一本目のパス生成時に通知された経路情報を用いて制限リンクを指定する。

図１３に新規に定義する制限リンクオブジェクトのフォーマットを示す。制限リンクオブジェクトを識別するIDをセットするエリア141、オブジェクトデータ長をセットするエリア142、制限リンクリストをセットするエリア143で構成される。制限リンクリスト（エリア143）は、制限レベル、リンクタイプ、データ長、リンク識別子をセットするエリア144〜147を含む、一つ以上の制限リンク情報からなる。

制限レベル（エリア144）として、指定経路の通過を確実に禁止する絶対禁止レベルと、指定経路の通過を可能な限り禁止する極力禁止レベルの二つを用意する。リンクタイプ（エリア145）はリンクの種類を表す。本実施例ではリンクは全て、IPアドレスがリンク識別子（エリア147）となるIPリンクである。ユーザは、管理端末を用いて、制限リンク情報としてリンク毎に制限レベルを指定し、パス生成要求をおこなう。

制限リンクが指定されたパス生成要求も、シグナリングプロトコル32の処理の流れは同一であり、経路管理部33の処理が変わるだけである。

図１４に、各LSRの経路管理部33の詳細処理フローを示す。先ず、シグナリングプロトコル32から宛先アドレスと制限リンク情報を取得する（ステップ151）。制限リンク情報はオプションであり指定されない場合もある。

制限リンク指定がない場合、トポロジDB36のフォワーディングテーブル60を参照し、宛先アドレスから最小ホップ数となる経路を選択し、その出力経路をシグナリングプロトコル32に送出する（ステップ152,153,157）。制限リンク指定がある場合、フォワーディングテーブルを参照し宛先アドレスに到達可能な経路をサーチする。そして、宛先までの経路情報と、制限リンク情報を比較してパスの次リンクを選択する。

図13に示す制限リンクリストが全て極力禁止レベルを示している場合は、極力禁止経路の通過回数が最も少ない経路を選択し、その出力リンクをシグナリングプロトコル32に送出する（ステップ154,155,157）。尚、極力禁止リンクを全く通過しない経路が複数ある場合には、ホップ数の少ない経路を優先して選択する。制限リンクリスト中に、絶対禁止の制限レベルが一つでもある場合は、絶対禁止経路を通過しない経路の中で、極力禁止経路の通過回数が最も少ない経路を選択する。以上が、経路管理部33の処理である。

なお、上述の極力禁止レベルでのリンク選択ポリシーは、一例であり、他のポリシーに従っても良い。また、このポリシーは、経路管理部33の処理として予め定めておくものであるが、必要に応じて変更可能にしておいても良い。

上述した二本目のパス生成に関して、図12を用いて説明する。

一本目のパス経路全てに対して、図13に示す制限リンクリストが全て極力禁止を示している場合は、LSR1はLSR3への経路、LSR3はLSR5への経路を選択する。LSR5からはLSR6を通る経路が最短となるが、LSR6とLSR9間のリンクは極力禁止されているため、LSR7への経路を選択する。同様にLSR7はLSR8への経路を、LSR8はLSR9への経路を選択する。その結果、2本目のパスはLSR1、LSR3、LSR5、LSR7、LSR8、LSR9の経路順で生成される。

また、別のパス生成要求としては、あるリンクの状態が正常／異常を頻繁に繰り返しており、このリンクを絶対禁止レベルで、指定するケースも考えられる。例えば、図１５に示すように、ユーザであるネットワーク管理者が、LSR1とLSR3間リンク障害の予兆を検知しているとする。ユーザは管理端末を用いて、二本目のパス生成要求時、一本目のパスの全てのノード間のリンクを極力禁止レベルで、LSR1とLSR3間のリンクを絶対禁止で制限したとする。

この場合、LSR1の経路管理部33は、絶対禁止であるLSR3への経路は選択せず、LSR2への経路を選択する。LSR2はLSR5への経路、LSR5はLSR7への経路、LSR7はLSR8への経路を、LSR8はLSR9への経路を選択する。その結果、2本目のパスはLSR1、LSR2、LSR5、LSR7、LSR8、LSR9の経路順で生成される。

このように、本実施例によれば、各LSRが制限リンクに基づいて、パスを決定していくことで、ルーティングエリアを跨るパス生成制御が可能となり、トラフィックエンジニアリングを実現するパス生成が可能となる。

ユーザに対しプロテクション型のパス提供をおこなう場合の動作について説明する。プロテクション型とは、図16のようにセカンダリーパスをバックアップ用として事前に生成しておき、プライマリーパスに障害が発生した時、セカンダリーパスに切り替えるというものである。セカンダリーパス用にネットワークリソースを消費するが、高速な障害復旧が可能となる。

ユーザは、実施例１と同様に管理端末を用いてパス生成要求を行う。パス起点LERのパス管理部では、実施例１と同様の手順でパス（プライマリーパスとなる）を生成した後、プライマリーパスの経路情報を制限リンクとして、セカンダリーパスの生成処理を行う。

即ち、パス起点LERのシグナリングプロトコルでは、生成したプライマリーパスの経路情報をRROより取得し、取得したリンクを全て極力禁止レベルとし制限リンク情報を作成する。

次に、宛先と制限リンク情報を経路管理部に渡し次リンクを取得後、セカンダリーパス用のPATHメッセージを作成し、次リンク上に送信する。

パスの中間LSRと終点LERにおけるプライマリーパス及び、セカンダリーパスの生成処理については、実施例１と同一である。パス起点LERは、プライマリーパスの障害時、セカンダリーパスへの切り替えが発生するために処理が変更になる。

シグナリングプロトコル32は、LSP管理部35に対しプライマリーパスの生成か、セカンダリーパスの生成かを区別して通知する。尚、パスIDは、プライマリーパスとセカンダリーパスで同一IDを用いることで対応付けを行う。

パス起点LERは、実施例１のLER管理パス管理テーブル70の構成に加え、図１７に示すようにパス属性の情報にプライマリーかセカンダリーかを明示し、切り替えパスを把握できるようにしたLER管理パス管理テーブル180を用いる。

パス起点LERのLSP管理部35では、シグナリングプロトコル32からプライマリーパス生成の通知が行われた場合、LERパス管理テーブル180への登録処理を行い、転送処理部22,23を制御しラベルスイッチングによるパケット転送が行われるようにする。また、セカンダリーパス生成の通知が行われた場合は、LERパス管理テーブル180への登録処理のみを行う。

セカンダリーパスの生成後、シグナリングプロトコル32は、生成したプロテクション型パスのIDと、プライマリーパスとセカンダリーパスの経路情報を、ユーザの管理端末に通知する。

セカンダリーパスへの切り替えは、シグナリングプロトコル32からプライマリーパスの障害通知を受けたタイミングで行う。
尚、障害通知は、RSVP-TEで定義されているRESVエラーメッセージや通知（notification）メッセージ等を使うことで実現できる為、詳細については省略する。

障害発生時、パス起点LERのシグナリングプロトコル32は、RESVエラーメッセージや通知メッセージによって、プライマリーパスの障害を検知する。そして、LSP管理部35に障害が発生したパスのIDを通知する。

LSP管理部35が、LERパス管理テーブル180を参照しセカンダリーパスの情報取得する。そして、転送処理部22,23を制御することで、セカンダリーパスへのパス切り替えがおこなわれる。このように、制限リンクを指定しパス生成を行うことで、複数のルーティングエリアに跨る場合においても容易にプロテクション型のパス生成を行うことができる。

RSVP-TEで定義されている明示経路指定（ERO）と、制限リンク指定を組合せて使用する場合の動作について、実施例１と同様に、ユーザサイト間に複数パスを生成する場合を例にとり、図12に示すネットワーク構成を用いて説明する。

実施例１と同様に、ユーザは、一本目のパス生成を指示し、生成された一本目のパスを制限リンクとして二本目のパス生成要求を行う。実施例１では、その後、制限リンク情報に基づいて各LSRが経路決定を行っていたが、実施例３では、ルーティングエリア０内では、起点LERが計算した経路を、通る必要のある経路（明示経路という）として使用する。そして、ルーティングエリア１内では、境界LSRが計算した経路を、明示経路として使用する。

経路管理部33は、明示経路情報と制限リンク情報を参照し経路を決定する。図18に経路管理部33の処理フローを示す。経路管理部33は、制限リンク情報だけでなく、オプションパラメータとして、シグナリングプロトコル32から明示経路情報も渡される（ステップ190）。

明示経路が指定されていれば、明示経路に従い明示経路をシグナリングプロトコル32に送出する（ステップ191,192,193）。明示経路、および、制限リンクが指定されていない場合は、第一の実施例と同様に、最小ホップ数の経路を選択し、その出力経路を送出する（ステップ194,195,193）。

制限リンクが指定された場合の経路選択処理（ステップ198）も第一の実施例と同一であるが、送出する情報に、計算した経路情報も追加する点が異なる（ステップ199）。

シグナリングプロトコル32は、経路管理部33から受信した経路情報を明示経路オブジェクトとして、PATHメッセージにセットし、送出する。こうすることによって、次にPATHメッセージを受信したLSRが、明示経路を用いた経路決定を行うことが可能になる。

図12において、2本目のパス生成時、パスの起点LERでは、経路管理部33が、ユーザが指定した制限リンクに基づいて経路を計算する。パス起点LERが属するルーティングエリア内は、経路を特定できるため、その経路情報を明示経路オブジェクトとし、PATHメッセージ内にセットする。

ここでは、LSR1、LSR3、LSR5の順で経路が選択されたこととする。LSR1とLSR3は経路決定の際、明示経路が選択され、境界LSRであるLSR5は、制限リンクを基に経路計算を行う。

LSR5の経路管理部33は、制限リンク情報に基づきLSR7、LSR8、LSR9、LERの順で経路を選択したとする。LSR5では制限リンクに基づき選択した経路を明示経路オブジェクトとして、PATHメッセージ内にセットする。これにより、LSR7、LSR8、LSR9は明示経路を選択し、2本目のパスはLSR1、LSR2、LSR5、LSR7、LSR8、LSR9の経路順で生成される。このように、明示経路で指定されたパス上のLSRにおいては、経路計算をおこなう必要がない。この為、経路計算による負荷を低減することができ、パス生成時間の短縮も可能になる。

実施例１〜３は、制限リンクとして物理的なIPリンクを指定した。しかし、MPLSやGMPLSなどのルーティングプロトコルでは、パスも一つの仮想的なリンクとして扱うことができる為、パスを制限リンクとして指定することも可能となる。

図19のようにトンネリングによるパスが生成された場合、トンネリング経路については、パスIDで識別され、レコードルートオブジェクトにもパスIDがセットされる。一本目のパス経路としては、LER1、LSR2、LSR4、LER6の順となり、LER1とLSR2間と、LSR4とLER6間のIPリンクは実施例１〜３と同様IPアドレスで識別し、LSR2とLSR4間のリンクは、パスIDで識別する。

本実施例においては、図13の制限リンクオブジェクトにおいて、制限リンクリスト143のリンクタイプ（フィールド145）にパスを定義し、リンク識別子（フィールド147）にはパスIDをセットすることで、制限リンクとしてパスIDを指定できるようになる。

経路管理部33は、パスもIPリンクと同様に扱い、経路選択を行う。図１９において、ユーザが二本目のパス生成時、一本目のパス経路を全て極力禁止レベルで指定したとする。LER1とLSR2間と、LSR4とLER6間はリンクが一つである為、一本目のパスと同一リンクが選択されるが、LSR2とLSR4間は別のリンク（パス）が選択される。このようにパスがトンネリングにより生成される場合においても、パスの経路制御が可能となる。

上記実施例では、各LSR間には一つのリンクが存在するものとして説明した。しかし、図20に示すように、LSR間に複数のリンクが存在し、あるリンクが制限リンクとなっても、同一LSRの他のリンクを経由可能となる場合がある。また、他のLSRとの間に、同一ホップ数の経路を構成できる、選択可能な他のリンクが存在する場合がある。

たとえば、図20では、それぞれのリンクが使用しているケーブル215,216、ファイバ22a〜22d、LSR内のインタフェースパッケージ21a〜21d、接続先LSR等が異なっている。

このような場合に、LSR間で発生する障害がケーブルで発生したか、またはファイバで発生したかにより、生じるリスクを考慮してリンクを選択することも可能である。さらに、同一ユーザサイト間に複数のパス生成を行う場合、一本目のパスと二本目のパスでは、同一の障害により影響を受けるリンクグループ（共有リスクリンクグループという）が異なる他のリンクを選択することが望ましい。

上記を達成するため、本実施例において、LSRおよびLERのトポロジDB36には、リンク毎に共有リスクリンクグループを管理するリンク管理テーブルを保持しておく。

図21にリンク管理テーブルの構成示す。リンクID、接続先LSR、インタフェースパッケージ番号、ケーブル番号、ファイバ番号をセットするエリア221〜225で構成される。

経路管理部33は、選択可能な次リンクが複数ある場合、リンク管理テーブルを参照し、インタフェースパッケージ番号、ケーブル番号、ファイバ番号に基づき共有リスクが最も少ない経路を選択する。

図20の例では、一本目のパスがリンク(1)を使って生成されており、二本目のパス生成時、制限リンクにリンク(１)が指定されているとする。この場合、経路としては、リンク(２)，(３)，(４)が存在するが、経路管理部33は、次リンクとしては、接続先LSR、インタフェースパッケージ21a〜21f、ケーブル215,216,217、ファイバ4a〜4dが異なるリンク番号(4)を選択する。

上記処理によって、よりリスク分散させたパス生成が可能となる。

GMPLSネットワークにおける実施形態を示す。

図22にGMPLSネットワークの構成を示す。GMPLSネットワークは、シグナリング、ルーティングメッセージといったGMPLSの制御信号が流れるコントロールプレーン237と、実際の主信号が流れるデータプレーン238の2階層で構成される。

波長単位での経路制御が可能な光クロスコネクト装置（OXCと呼ぶ）23a〜23cは、コントロールプレーン237を制御するGMPLSコントローラ24a〜24cと、データプレーン238を制御する光スイッチ25a〜25cとからなる。また、少なくともGMPLSコントローラ24aには、管理端末29が専用インタフェースまたはIPネットワークで接続されている。

光スイッチ25a〜25cは、WDM（Wavelength Division Multiplexing）回線26a〜26dによって接続され、OXC23a，23cの光スイッチ25a、25cとルータ21a,21b間はそれぞれ、POS（Packet Over SONET）や、ギガビットイーサといったインタフェースを持つルータ回線22a,22bによって接続される。隣接するOXC23a〜23cのGMPLSコントローラ24a〜24cはIPリンク30a,30bで相互接続される。

GMPLSコントローラ24a〜24cは、管理端末29からパス生成要求を受け付けると、IPリンク30a、30bを介して、GMPLSシグナリングプロトコルであるRSVP-TEを用いて、パスの使用波長、経路を決定する。そして、その情報をもとに光スイッチ25a〜25cの設定を行うことで、波長をラベルとしたパスを生成する。

光スイッチ25a〜25cでの通信の概要を図２３に示す。光スイッチ25a〜25cには複数のWDM回線とルータ回線が接続される。WDM回線とルータ回線に、インタフェースIDを割り当て、WDM回線にはさらに使用可能な波長をラベル番号として割り当て管理する。

パスの中間に位置する光スイッチ25bは、GMPLSコントローラ24a〜24cからの指示に基づき、指定された入力インタフェース（入力側リンク）の入力波長（入力ラベル）を、指定された出力インタフェース（出力側リンク）の出力波長（出力ラベル）で転送するよう制御を行う。パス起点OXCとなる光スイッチ25aでは、入力側の波長は存在しない為、入力波長の指定は不要であり、パス終点OXC光スイッチ25cでは出力側の波長は存在しない為、出力波長の指定は不要である。

GMPLSコントローラ24a〜24cのソフト構成、および動作については、実施例１のパス管理部と基本的に同一である。但し、各ノードのルーティングプロトコル37はGMPLS用の拡張がなされており、コントロールプレーン237を使って、WDM回線のトポロジ情報とコントロールプレーンのIPリンクのトポロジ情報を自動的に収集し、その結果をトポロジDB36に格納しているものとする。

実施例１と同様に、ユーザは管理端末29を用いてパス起点OXCのGMPLSコントローラ24aに対して、パスの入力リンク、宛先アドレス、制限リンク情報を指定してパス生成要求を行う。

GMPLSコントローラ24a〜24cは、トポロジDB36を参照し、宛先アドレスと制限リンク情報から次リンク（WDM回線）を選択し、次OXCのGMPLSコントローラ24a〜24cに対してPATHメッセージを送信する。そして受信RESVメッセージにセットされたラベル情報を取得し、ユーザから指定された入力リンクからの信号をラベルが表す波長に変換し、次リンクに転送するよう光スイッチ25a〜25cの設定を行う。

パスはデータプレーン238上に張られ、PATHメッセージは、異なるコントロールプレーン237上の、従来のIPリンク30a,30bを流れる。この為、図２４に示すようにPATHメッセージには、ラベル確保リンク（選択した次リンク）を識別するため、次OXCのノードIDとインタフェースID（フィールド246,247）をセットするフィールド245を追加する。

PATHメッセージを受信したパス中間OXCのGMPLSコントローラ24bは、宛先アドレス、制限リンク情報から次リンクを選択し、次OXCのGMPLSコントローラ24a〜24cに対してPATHメッセージを送信する。そしてRESVメッセージを受信すると、PATHメッセージで指定されたリンクに対するラベル確保を行った後、光スイッチ25a〜25cの設定を行う。

即ち、PATHメッセージ指定リンクの確保ラベルの波長信号を、次リンクに対してRESVメッセージで指定されたラベルを示す波長に変換して転送するように光スイッチの設定を行う。光スイッチの設定を行った後、RESVメッセージに確保ラベルをセットし、PATHメッセージを送信したGMPLSコントローラに対して送信する。

宛先アドレスのリンクを持つパス終点OXCのGMPLSコントローラ24cは、受信PATHメッセージで指定されたリンクに対するラベルを確保し、PATHメッセージ指定リンクからの確保ラベルの波長信号を、宛先アドレスのリンクに転送するように光スイッチ25cの設定を行う。そして、RESVメッセージに確保ラベルをセットし、PATHメッセージを送信したGMPLSコントローラ24bに対して送信する。

図２３に示すようにルータ1 21a、ルータ２ 21b間に２本の波長スイッチパスを生成する場合、WDM回線26a〜26dを実施例1のIPリンクと同様に扱い、経路制御を行うことが可能である。すなわち、制限リンクオブジェクト（図１３）においては、制限リンクリスト143のリンクタイプ（フィールド145）にWDM回線を定義し、リンク識別子（フィールド147）にはOXCのノードIDとインタフェースIDをセットすることにより、制限リンクとしてWDM回線を指定できる。

たとえば、一本目のパス生成において、パスの経路として、ノードID＝２、インタフェースID＝１で表されるWDM回線26aと、ノードID＝３、インタフェースID＝３で表されるWDM回線26bが選択されたとする。

二本目のパス生成において、制限リンクとして上記一本目パスのWDM回線の情報を指定する。これにより、パスの経路は、一本目パスの経路と異なるノードID＝２、インタフェースID=２で表されるWDM回線26cと、ノードID＝３、インタフェースID＝４で表されるWDM回線26dが選択される。

以上の通り、一本目のパス26a〜26bと二本目のパス26c〜26dが、異なる経路（WDM回線）が選択され、パスが生成されることとなり、障害時のリスクを分散させたパスの生成が可能となる。

実施例１の極力禁止レベルでの他のリンク選択ポリシーについて説明する。

実施例１では、経路管理部が宛先アドレスに対して到達可能な全経路について、制限リンク情報と比較し経路を選択しているが、本実施例では、経路管理部が宛先アドレスに対して到達可能な次リンクについて、制限リンク情報と比較し、経路を選択する。

ルーティングプロトコル37では、宛先アドレスに対して到達可能な出力リンクと、出力リンクを次リンクとした場合の最短ホップ数を管理する。

図２５に経路管理部33の処理フローを示す。図１４のリンク選択ポリシー（ステップ154〜156）がステップ254〜256に置き換わっている。具体的には、宛先アドレスに到達可能な次リンクに対して、制限リンクに該当するか否かをチェックし、該当しないリンクがある場合は、制限リンクではない次リンクの中から、最短ホップとなる次リンクを選択する（ステップ254、256）。到達可能な次リンクがすべて制限リンクに該当する場合、制限レベルをチェックし極力禁止レベルの次リンクの中で最短ホップとなる経路を選択する（ステップ254、255）。

このように、リンク選択ポリシーを簡略化することで、ルーティングプロトコル37における、経路選択にかかる負荷を低減することができる。また、宛先アドレスに対して到達可能な全経路について管理する必要はなく、実施例１に比べ、ルーティングプロトコル37の負荷を低減することもできる。

実施例１におけるシステム構成である。 実施例１におけるLSRおよびLERのハードウェア構成である。 実施例１におけるパス起点LERの処理フローである。 実施例１におけるPATHメッセージのフォーマットである。 実施例１におけるフォワーディングテーブルである。 実施例１におけるLERパス管理テーブルである。 実施例１におけるパス中間LSRの処理フローである。 実施例１におけるラベル管理テーブルである。 実施例１におけるLSRパス管理テーブルである。 実施例１におけるRESVメッセージのフォーマットである。 実施例１におけるパス終点LERの処理フローである。 実施例１におけるパス設定例である。 実施例１における制限経路オブジェクトのフォーマットである。 実施例１における経路管理部の処理フローである。 実施例１における絶対禁止レベルによるパス生成例である。 実施例１におけるプロテクションパスの生成例である。 実施例２におけるLERパス管理テーブルである。 実施例３における経路管理部の処理フローである。 実施例４におけるトンネリングパスの生成例である。 実施例５における共有リスクの説明図である。 実施例５におけるリンク管理テーブルである。 実施例６におけるGMPLSネットワークの構成である。 実施例６における光スイッチでの通信概要図である。 実施例６におけるPATHメッセージのフォーマットである。 実施例７における経路管理部の処理フローである。

符号の説明

1e〜1n：ラベルスイッチルータ、1a〜1d：ラベルエッジルータ、31：コマンド入力部、32：シグナリングプロトコル、33：経路管理部、34：ラベル管理部、35：LSP管理部、36：トポロジDB、37：ルーティングプロトコル。

Claims (8)

1. 複数のノードからなるネットワークにおいて生成する、ラベルスイッチパスの経路制御方法において、
   パス起点となるパス起点ノードは、ラベル割り当て要求メッセージに制限リンク情報を添付して、前記ネットワークに送出し、
   前記ラベル割り当て要求メッセージを受信した中継ノードは、前記制限リンク情報が示す制限リンクとは異なるリンクを選択し、
   前記ラベル割り当て要求メッセージを前記選択したリンクに送出し、
   前記ネットワークは、前記パス起点ノードが存在するルーティングエリア０とその他のルーティングエリア1とからなり、
   前記パス起点ノードは、前記ルーティングエリア０内の経路を計算し、
   前記計算した経路を明示経路情報として、ラベル割り当て要求メッセージに添付して送信し、
   前記ラベル割り当て要求メッセージを受信した、前記ルーティングエリア０と前記ルーティングエリア１とを接続する境界ノードは、前記制限リンク情報が示す制限リンクとは異なるリンクからなる経路を計算し、
   前記計算した経路情報を新たな明示経路情報として添付した、更新した前記ラベル割り当て要求メッセージを送出し、
   前記パス起点ノード及び境界ノードは、生成済みのラベルスイッチパスの経路情報を、前記制限リンク情報として用いすることを特徴とするラベルスイッチパスの経路制御方法。
2. 請求項１に記載のラベルスイッチパスの経路制御方法において、
   前記制限リンク情報として、リンク識別情報および／またはラベルスイッチパス識別情報を用いることを特徴とするラベルスイッチパスの経路制御方法。
3. 請求項１に記載のラベルスイッチパスの経路制御方法において、
   前記制限リンクに対して、通過を禁止する絶対禁止レベルまたは、予め定めた所定の規則に従って通過を制限する極力禁止レベルのいずれかを設定し、
   前記パス中継ノードは、いずれかの前記禁止レベルに応じて前記リンクを選択することを特徴とするラベルスイッチパスの経路制御方法。
4. 請求項１に記載のラベルスイッチパスの経路制御方法を用いたプロテクション型パスの生成方法であって、
   前記パス起点ノードは、
   指定したパス終点ノードとの間に生成したプライマリーパスの経路情報を、レコードルートオブジェクトを用いて取得し、
   前記パス終点ノードとの間に、前記プライマリーパスとは異なる経路を通るセカンダリーパスの生成時、制限リンク情報として、前記プライマリーパスの経路情報を用いて、前記セカンダリーパスの生成をおこなうことを特徴とするプロテクション型パスの生成方法。
5. 請求項１に記載のパス生成制御方法において、
   前記制限リンク情報として、形成されたIPリンクが接続された前記中継ノードを特定するIPアドレス、または、前記中継ノード間にトンネリングにより形成されたパスを特定するパスIDを用いることを特徴とするパス生成制御方法。
6. 請求項１に記載のパス生成制御方法において、
   前記中継ノードは、前記ノード間に形成する複数のリンクが持つ共有リスクを示す、共有リスクリンクグループ情報を保持し、
   前記中継ノードは、前記制限リンクを通過しないリンクが複数存在する場合に、前記共有リスクリンクグループ情報を参照し、
   前記制限リンクとの前記共有リスクが少ないリンクを選択することを特徴とするパス生成制御方法。
7. 請求項１に記載のパス生成制御方法において、
   前記ノードは、波長単位で経路制御できる光クロスコネクト装置であり、
   前記ネットワークは、前記光クロスコネクト装置をWDM回線によって接続するGMPLSネットワークであり、
   前記リンクを特定する情報として、前記光クロスコネクト装置を特定するノードIDと前記WDM回線を特定するインタフェースIDを用いることを特徴とするパス生成制御方法。
8. 請求項３に記載のパス生成制御方法において、
   前記制限リンク情報は、前記制限リンクの禁止レベルを示す制限リンクリストを備え、
   前記パス中継ノードは、前記リンクの選択において、
   前記制限リンクリストが全て極力禁止レベルを示している場合は、極力禁止レベルを示すリンクの通過回数が最も少ない経路を構成するリンクを選択し、
   極力禁止リンクを通過しない経路が複数ある場合には、ホップ数の少ない経路を構成するリンクを選択し、
   前記制限リンクリスト中に、一つ以上の絶対禁止レベルを示すリンクがある場合は、絶対禁止レベルを示すリンクを通過しない経路の中で、極力禁止レベルを示すリンクの通過回数が最も少ない経路を構成するリンクを選択することを特徴とするパス生成制御方法。

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