JP5410998B2 - スイッチ及びルータのためのソフトウェア制御プレーン - Google Patents

Description

<<関連出願との相互参照>>
本出願は、２００７年３月１日申請の米国仮特許出願第６０／９０４，２５９号及び２００８年２月２８日申請の米国仮特許出願第６１／０３２，２１４号の利益を主張するものである。上記出願の教示全体が引用により本明細書に組み入れられる。

過去数年に渡るインターネットの急激な増加は、サービスプロバイダネットワークに多大な負担をかけてきた。ユーザ数の増加のみならず、接続速度、バックボーントラフィック、及び最新のアプリケーションも多種多様に増加してきた。当初、通常のデータアプリケーションはベストエフォート方式の能力を必要としたが、バーチャルプライベートネットワーク（ＶＰＮ）、音声、マルチメディアトラフィック、及びリアルタイム電子商取引アプリケーションなどの最新のアプリケーションは、より高い帯域幅及びより良いサービス保証の方向へ進んでいる。このようなクオリティオブサービス（ＱｏＳ）を提供する現在使用されている主な技術として、マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）及びプロバイダバックボーントランスポート（ＰＢＴ）が挙げられる。

ネットワーク運営者は、ここ２０年の間に起きた役務収益及び技術の急激な変化に見舞われている。１９８０年代後期、ほぼ全ての役務収益は、従来の時分割多重方式（ＴＤＭ）及び同期光ネットワーキング（ＳＯＮＥＴ）／同期デジタルヒエラルキー（ＳＤＨ）又は「回線交換」ネットワークインフラに基づく有線音声サービス及び専用回線サービスにより生じていた。１９９０年代後期までに、インターネットの成長と、フレームリレー、非同期転送モード（ＡＴＭ）及びインターネットプロトコル（ＩＰ）サービスを含むパケットベースのサービスへのビジネスの移行とが、全く新しい収益モデル及びサービスモデルを作り出すであろうことは明らかであった。

今日、通信事業者は、「ビットパイプ」ビジネス、実用性として純粋に接続性に基づくビジネスモデルにおける競争の増加に直面しているが、これは低収益及び低マージンの両方をもたらす。ビットパイプモデルは、コンテンツ及びサービスを重視するのではなく、動作の優秀さが原動力となる。減少する収益の真っ直中で利益を維持するために、ビットパイプ方式を採用する通信事業者は、ＩＰ技術、インフラ整備、プロセスオートメーション、業務アウトソーシング及び過当競争により促進される経営コストの削減を強いられている。さらに、通信事業者は、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）、ＩＰテレビ（ＩＰＴＶ）及びブロードバンドインターネット、及び卸売販売を含む、外注及び内部委託双方によるマネージドビジネスサービス、コネクション型サービスなどの成長しつつある数々の付加価値サービスから新たなトップレベルの成長を起こすことに期待を寄せていると同時に、より小さな企業顧客に目を向けて自社の今後の資金繰りに勢いを与えている。

これを行う場合、通信事業者は、ほんの数年前に消費されていたものよりも桁の大きな帯域幅に対する顧客要求という別の支配的風潮を高め、通信事業者に対する中小企業アウトソーシング情報技術（ＩＴ）のための自動化ターンキーサービスの提供の必要性を煽っている。この結果、通信事業者は、高度なアプリケーションを介した最も単純なビットパイプから複数の明確に差別化されたサービスを含むポートフォリオを作成すると同時に、サービスライフサイクル全体を通じて自動化を促進することにより、製品に対する顧客要求を満足させる方法を発見する必要がある。しかしながら、これらのサービスは、異なる制約を有する別々の物理的インフラ上に重なり合っている。例えば、メトロアグリゲーションでは、増加する帯域幅の安定供給とともにコストの管理が大変重要である。サービスプロバイダは、独立したストーブパイプの代わりに構成要素の再利用を通じて新しいサービスを構成することを望んでおり、これには、これらのアプリケーションが共通の物理的インフラを利用することが必要となる。

パケットサービスに対する需要が増大し、音声サービス及び回線サービスに対する需要を上回ったため、従来の通信事業者は、自ら別個の回線交換ネットワーク及びパケット交換ネットワークを運営することに気付いた。さらに、通信事業者は、ビットパイプから付加価値のあるサービスプロバイダへと遷移することにより、自身の転送ネットワークを通じたサービス配信のための従来モデルについて再考せざるを得なくなってきている。基本的な転送ネットワークにサービスをしっかりと結び付けている現在のモデルは、真のサービス革新のために通信事業者が必要とする柔軟性を提供できない。通信事業者は、サービスと転送とを別々に処理する柔軟性のあるフレームワークを必要としている。さらに、経済は常に最も重要な関心事である。従って、サービスプロバイダは、イーサネット（登録商標）企業の経済及び柔軟性を通信事業者のネットワークへ向ける必要性について認識している。通信事業者は、卸売り市場及び小売り市場の両方において、新しいアプリケーションを作成し、既存のサービスに新しい顧客を追加することにより、新しい収益の流れを作り出したいと思っている。さらに、通信事業者は、サービスの自動化及び法規制順守の合理化によってコストを削減したいと思っている。

通信事業者が直面する主な問題は、ネットワークが１つのトポロジーを有しているのではなく、３つのトポロジー、すなわちエンドポイントを互いにアドレス指定できるようにするサービスの「論理的トポロジー」と、トラフィックがこれらのエンドポイント間で従う実際の経路を示すネットワークの「トラフィックトポロジー」と、利用可能性の管理及び障害からの回復にとって重要なネットワークの「物理的トポロジー」とを有しているということである。３つのネットワークトポロジーを個別に制御できないということは学問的な問題ではない。

ＶＰＮは、会社内で、或いはいくつかの会社又は組織によって使用されることの多いプライベート通信ネットワークであり、パブリックネットワークを通じて秘密裏に通信を行う。標準プロトコルに加え、（インターネットなどの）パブリックネットワークインフラを介して、或いはＶＰＮ顧客とＶＰＮサービスプロバイダとの間で定められるサービス品質保証制度（ＳＬＡ）によりサービスプロバイダのプライベートネットワークを介してＶＰＮトラフィックを搬送することができる。

ＶＰＮは、様々な企業が企業ネットワークへのユーザアクセスを可能にし、遠隔ネットワークがインターネットを通じて互いに通信するための、コスト効率がよく安全な方法であり得る。ＶＰＮ接続は専用回線よりもコスト効率がよく、通常ＶＰＮは、送信を保護するための物理的な及び管理上のセキュリティを提供する保護されたすなわち「内部の」ネットワークと、それよりも信頼性の低い（通常インターネットを介した）「外部の」ネットワークすなわちセグメントとの２つの部分を含む。一般に、遠隔ユーザのワークステーションすなわちクライアントと、ホストネットワークすなわちサーバとの間にファイヤウォールが存在する。ユーザのクライアントがファイヤウォールを使用して通信を確立すると、クライアントは、境界線内の認証サービスに認証データを受け渡すことができる。既知の信頼できる人物が時として信頼できる装置を使用する場合にのみ、一般のユーザが利用できないリソースにアクセスるための適当なセキュリティ上の特権をこの人物に与えることができる。

適切に設計されたＶＰＮは、組織に多大な利益をもたらすことができる。このようなＶＰＮは、地理的接続性を拡げ、データ回線が暗号化されていないところのセキュリティを改善し、遠隔ユーザの通過時間及び転送コストを削減し、従来のワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）に対して運用コストを削減し、いくつかのシナリオにおけるネットワークトポロジーを単純化し、グローバルネットワークの機会、在宅勤務者サポート、ブロードバンドネットワークの互換性、及び従来の通信事業者がリース／所有するＷＡＮ回線よりも投資上速い収益を提供し、良好なスケールメリットを示し、公開鍵インフラと共に使用する場合には適切に基準化することができる。

接続を行うために、ＶＰＮはトンネルを使用することができる。トンネリングとは、パブリックネットワーク内のルーティングノードが、送信をプライベートネットワークの一部であると気付かないような方法でパブリックネットワークを介してデータ送信を行うことである。一般にトンネリングは、送信したデータフレームを調べる人が誰もトンネリングするデータを利用できないように、パブリックネットワークプロトコルデータ内でプライベートネットワークデータ及びプロトコル情報をカプセル化することにより行われる。トンネリングは、（インターネットなどの）パブリックネットワークを使用して、まるでパブリックネットワークが「プライベートネットワーク」への、従って名前へのアクセス権を有しているかのようにユーザの代わりにデータを搬送することができる。

通信事業者は、ＭＰＬＳを使用して自身のネットワーク内のトラフィックの流れを指示する。ＭＰＬＳは、実質的なオーバーヘッドを伴うことなくトラフィックの分離及び差別化を行うので、ＶＰＮのトンネリングにおける使用に適している。ＭＰＬＳは、個々のパケット内にあるラベルによって識別されたパケットの、あるシーケンスのための特定の経路をセットアップすることにより、パケット交換ネットワークを介して回線交換ネットワークのいくつかの特性をエミュレートするデータ伝送メカニズムである。ＭＰＬＳはプロトコル非依存性であるとともに、これを使用してＩＰパケット、並びにネイティブＡＴＭ、ＳＯＮＥＴ、及びイーサネットフレームを含む多くの異なる種類のトラフィックを伝送することができる。

ＭＰＬＳは、１又はそれ以上の「ラベル」を含むＭＰＬＳヘッダをパケットの先頭に加えることによって機能する。このことはラベルスタックと呼ばれる。受信データパケットは、ラベルエッジルータ（ＬＥＲ）によりラベルを割り当てられ、その後ラベルスイッチパス（ＬＳＰ）に従って転送される。

このルーティング中、ＭＰＬＳラベルスタックよりも下にあるパケットのコンテンツが調べられることはない。ＬＳＰに従い、個々のラベルスイッチルータ（ＬＳＲ）が、スタックの一番上のラベルの指示のみに基づいてパケットを転送する。個々のホップにおいて、ＬＳＲは既存のラベルをはがし、パケットの転送方法を次のホップに通知する新しいラベルを加える。データ経路に従って全てのホップにおいてＬＳＰが確立され、これによりＩＰクラウド全体に渡って安全な経路が提供される。暗号化又はエンドユーザアプリケーションを必要とすることなく、ＭＰＬＳネットワーク全体を通じて個々の顧客に対して特定のＩＰトンネルを作成することができる。最終的に、宛先におけるＬＥＲがラベルを取り除き、宛先アドレスにパケットを配信する。

出口ＬＥＲでは、ペイロードのみが残るように最後のラベルが取り除かれている。これは、ＩＰパケット、或いは数多くの他の種類のペイロードパケットのいずれであってもよい。従って、出口ルータは、ラベルルックアップテーブルの援助無しでパケットを転送しなければならないので、パケットのペイロードのためのルーティング情報を有していなければならない。

トラフィックの高速転送に加えて、ＭＰＬＳは、ＱｏＳのためのネットワークの管理を容易にする。インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）は、優先順位及びサービスプランに基づいて異なる種類のデータストリームのより優れた管理を行うことができる。例えば、プレミアムサービスプランに加入している顧客、或いは大量のストリーミングメディア又は高帯域コンテンツを受信する顧客は、最小限の待ち時間及びパケット損失しか経験しなくてよい。

しかしながら、ＭＰＬＳの動作はＩＰと密接に結び付いており、この結果、ＩＰに関連付けられた適応的動作の問題、輻輳及びセキュリティ問題の多くを引き継ぐ可能性がある。消費者のトラフィック変動が、ビジネスサービスのためのネットワーク負荷及びパフォーマンスにまで影響を与えることがある。従って、ネットワーク負荷が高くトラフィックが集中する輻輳を誘発するサービス障害のリスクが絶えず存在する。このため、顧客の全体的な経験の質において臨界値の計画が損なわれていた。さらに、パケットネットワークは適応的動作を行って復元力を増加させるが、ＩＰは、顧客のクリティカルデータがとる経路をオペレータが容易に決定できないので、回線の予測性に乏しい。

ＰＢＴは、キャリアクラス転送ネットワークとしてイーサネットの使用を可能にするイーサネット技術に対する拡張セットである。イーサネットは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のためのフレームベースのコンピュータネットワーキング技術の多様なファミリーであり、メディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）レイヤにおけるネットワークアクセスにより、物理レイヤのための数多くの配線及び信号規格を定める。ＭＡＣレイヤは、個々のネットワークアダプタに割り当てられた一意のシリアルナンバーであるＭＡＣアドレスと呼ばれる４８ビットのアドレス指定メカニズムを提供し、データパケットをネットワーク内の宛先に配信できるようにする。

イーサネットアーキテクチャにおける主要な標準規格が、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１ａｈとして標準化されたプロバイダバックボーンブリッジ（ＰＢＢ）である。この標準規格は、しばしば「Ｍ−ｉｎ−Ｍ」又は「ＭＡＣ-ｉｎ−ＭＡＣ」カプセル化と呼ばれる、ＭＡＣアドレスに基づくカプセル化を組み入れる。ＰＢＴは、ＩＥＥＥ規格８０２．１Ｑによるバーチャルローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）タギング、ＩＥＥＥ８０２．１ａｄによるＱ−ｉｎ−Ｑ、及びＩＥＥＥ８０２．１ａｈによるＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣの概念を使用して、ネットワーク上でサポートできる「サービスＶＬＡＮ」の数を拡張するが、フラッディング／ブロードキャスティング及びスパニングツリープロトコルの概念を無効にする。ＰＢＴは、現在のイーサネットＬＡＮに伴う複雑さを取り去ることにより、現在の同期ＳＤＨ及びＳＯＮＥＴ転送と同様にコネクション型を目的としてイーサネットを使用する。ＰＢＴは、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴの世界で見られるように、ＩＥＥＥ８０２．１ａｇに基づく付加的拡張を使用することにより、運用、管理、及び保守（ＯＡ＆Ｍ）を単純化し、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークにおける単方向経路交換リング（ＵＰＳＲ）保護に類似した経路保護レベルを提供するように拡張を行う。

パケットは、外的なＶＬＡＮ識別子（ＶＩＤ）及び宛先ＭＡＣアドレスに基づいて転送される。１つの作業及び１つの保護ＶＩＤを使用することにより経路（パス）保護が行われる。作業経路（ワークパス）に障害が起きた場合、８０２．１ａｇの継続性チェック（ＣＣ）メッセージの消失によって示されるように、ソースノードがＶＩＤ値をスワップして、５０ミリ秒以内に事前設定した保護経路にトラフィックをリダイレクトする。

現在のところ、ＭＰＬＳとＰＢＴネットワークとの間の接点を提供する技術が存在しないように、ＭＰＬＳ及びＰＢＴを利用する混合ネットワークを介するトンネルを構成するための手段が存在しない。

プロバイダネットワークコントローラ（ＰＮＣ）は、今日発展しつつあるネットワークインフラにわたってサービスを構築する際の問題に対処する。ＰＮＣは、包括的な最新式マルチレイヤ、マルチベンダ動的制御プレーンを提供し、キャリアイーサネット、プロバイダバックボーン転送（ＰＢＴ）、マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）、転送ＭＰＬＳ（Ｔ−ＭＰＬＳ）、光及び統合ネットワーキングプラットフォームを含む複数の転送技術のためのサービス起動ツール及びレイヤ０−２管理ツールを実装する。ＰＮＣは、技術にとらわれず、単一又は複数のスイッチ技術を含むネットワークのために設計される。ＰＮＣは、サービス指向アーキテクチャ（ＳＯＡ）インターフェイスを提供することにより、次世代ネットワーク（ＮＧＮ）アーキテクチャの物理ネットワークとソフトウェアインフラとの間のギャップをブリッジして、卸売り及び小売りサービスの両方をサポートするように明確に設計された転送オブジェクトをきれいに抽象化する。

ＰＮＣの重要な機能の１つに、経路計算及び関連するネットワークの計画及び最適化機能がある。単純なベストエフォート型の最短経路ルーティングに加え、ＰＮＣは、（帯域幅、遅延、ジッター、待ち時間、合法的妨害、及びネットワークポリシー規則により指示されるその他の制約などの）様々な制約及び装置の制限を含む複雑な経路計算を実行することができる。制約された最適化問題は、ネットワーク全体の状態についての知識を必要とし、従って理想的には別々の動的制御プレーンに向いている。ＰＮＣは、アルゴリズム的な、発見的な、及び規則ベースのアプローチの組合せを使用して、ネットワーク装置のサービス制約及び制限に従って個々のフローをルーティングする。ＰＮＣは、本質的にマルチレイヤ、マルチサービス、マルチベンダ、マルチキャリア環境で動作するように設計される。

ＰＮＣにおける経路計算は、経路計算モジュール（ＰＣＭ）によって行われる。ＰＣＭは、例えば、（単一スレッドの）基本構成の形の１００ノードのネットワークにおいて１秒当たり３０００フローをルーティングできる、高度に最適化されたマルチスレッドモジュールである。経路計算機能は、最高レベルの拡張性及び信頼性を提供するとともに複雑なネットワークポリシーの実現を可能にする一方で、ネットワークの動作を効率化及び自動化するように設計される。ＰＣＭの主なタスクは、ネットワークトポロジーにトラフィックエンジニアリング規則及びネットワークポリシーを適用して、個々のサービスをネットワーク全体に渡って最適にルーティングすることである。ＰＣＭは、ネットワーク内でルーティングされた全てのフローを追跡し続ける。ＰＣＭはまた、この要素を介してルーティングされたフローの個々のノード及びリンクに関するデータ、並びにこの要素の関連する容量、利用率、及び性能指標を記憶したデータベースも保持する。

ネットワーク転送とサービスレイヤとの間の接着剤であるネットワークコントローラを活用し、様々な帯域幅を有するサービス提供の範囲、クオリティオブサービス（ＱｏＳ）要件をサポートし、ひいては企業イーサネット経済を実現することにより、キャリアイーサネットの柔軟性及び経済性を十分に引き出すことができる。転送制御及びサービスをネットワーク装置から切り離すことにより、サービス作成を単純化し、集中制御プレーンを活用して転送及びサービスの迅速な創造、管理を可能にするクラス最高の装置を通信事業者が選択するための選択肢を提供する。

完全に自動化できる例示的なネットワークコントローラ及び対応する方法が、通信ネットワークにおけるサービスをソフトウェア制御プレーンシステムにより制御する。通信ネットワークは、マルチレイヤ、マルチサービス、マルチベンダ、又はマルチキャリア通信ネットワークであってもよい。コントローラは、通信ネットワークにおけるスイッチ及びルータ及び通信接続、並びに通信ネットワークを管理するトラフィックエンジニアリング規則及びネットワークポリシーを含むことができるハードウェアエンドポイントに関する情報をデータベースに記憶する。この情報は、容量、利用率及び性能指標を含むことができる。

例示的なネットワークコントローラの経路計算モジュールが通信経路を計算し、この通信経路は、規定のサービスを実行するために、記憶した情報に基づくトンネルを含むことができる。経路計算モジュールは、計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントをさらにプログラムして通信ネットワーク内の通信経路を設定し、プログラムしたハードウェアエンドポイント及び通信接続をモニタする。経路計算モジュールは、記憶した情報を更新し、通信経路を再計算し、再計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントを再プログラムして、サービスの実施を確実にするように、記憶した情報及びサービスの変更に基づいて通信経路を適応させる。

さらに、経路計算モジュールは、フレームの待ち時間、遅延変動及び損失率、及びネットワーク上で実施されるサービスを定めるデータベースに記憶された帯域幅プロファイルを含むサービス性能を含むことができる属性に基づいて通信経路を計算することができる。経路計算モジュールは、ハードウェアエンドポイントの通常の動作を無効にして、計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントをプログラムすることができ、また計算した通信経路に従ってプログラムしたハードウェアエンドポイント及び通信接続を、ネットワーク障害、過負荷又は経路最適化に関してモニタすることができる。

さらに、経路計算モジュールは、通信経路を計算するとともに再計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントを再プログラムして、サービスの実施を確実にするように、規定のサービスの属性の変更に基づいて通信経路を適応させることができる。経路計算モジュールは、クオリティオブサービス及びクラス毎の帯域幅の制約に基づいて通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続を最適化することができる。

さらに、経路計算モジュールは、通信経路に関連する経済的又は社会的価値に基づいて通信経路を再計算することができる。経路計算モジュールは、通信経路を再計算するとともに再計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントを再プログラムして、計算した通信経路における通信接続の少なくとも１つに障害が起きた場合、通信ネットワーク内の通信経路を修復することができる。通信接続が基本的な通信プロトコルを有することにより、経路計算モジュールが、通信経路の基本的な通信プロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する通信ネットワークにおける通信接続を使用して、計算した通信経路の基本的な通信プロトコルをエミュレートできるようにすることができる。経路計算モジュールは、通信経路を再計算するとともに再計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントを再プログラムして、記憶した情報に基づいて通信ネットワークにおける個々のサービスのための通信経路を最適化することができる。

経路計算モジュールは、再計算した通信経路の通信接続のそれぞれの修復時間定数に基づいて、関連する通信経路の修復時間定数を動的に調整することができる。ネットワークコントローラは、計算した経路から再計算した経路へサービスをさらに移動させて、サービスを中断することなく、任意に通信ネットワークにおけるハードウェアポイント及び通信接続を保持できるようにすることができる。

さらなる例示的な実施形態として、第１の概念のネットワークなどのネットワークにおける通信トンネルを修復する方法がある。現在のところ、他のネットワーク最適化方法も存在するが、これらはサービスの迅速な修復を行うことができない。ＭＰＬＳは最適化を行わず、（利用可能な最低コストの帯域幅などの）特定のネットワークを設定する理由を注記することはなく、むしろ設定された接続の順序のみを知っている。さらに、これらの最適化のための方法は、どのように修復が行われるかについては知らない。

別の例示的な実施形態として、ネットワークにおいて通信トンネルをエミュレートする方法がある。この方法によれば、第１の基本的な通信プロトコル及び複数のハードウェアエンドポイントを有する通信トンネルが割り当てられる。次に、通信トンネルのハードウェアエンドポイントを直接プログラムすることにより、トンネルが、第１のプロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する他の通信トンネルに接続される。

異なる図を通じて同様の参照文字が同じ部分を示す添付の図面に示すように、本発明の例示的な実施形態を示す以下のより具体的な説明から上述の内容が明らかになる。本発明の実施形態を示す際に、図面は必ずしも縮尺通りではなく、むしろ強調して示している。

従来の音声及びデータネットワークのアーキテクチャ示す抽象化ブロック図である。 次世代ネットワーク（ＮＧＮ）のアーキテクチャを示す抽象化ブロック図である。 ＮＧＮアーキテクチャを示す抽象化ブロック図である。 従来の音声及びデータネットワークのアーキテクチャの詳細を示す抽象化ブロック図である。 ＮＧＮアーキテクチャの詳細を示す抽象化ブロック図である。 ＮＧＮアーキテクチャと、その実現において通信事業者が直面する問題を示す抽象化ブロック図である。 従来技術の例示的なイーサネットローカルエリアネットワーク（Ｅ−ＬＡＮ）のサービス展開をＥ−ＬＡＮのインスタンス及びネットワークトポロジーの形で示すネットワーク図である。 米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）、国際電気通信連合（ＩＴＵ）、インターネット技術標準化委員会（ＩＥＴＦ）及びメトロイーサネットフォーラム（ＭＥＦ）が作り出した規格の下で作成されたネットワーク構造を示す抽象化ブロック図である。 本発明による例示的な実施形態のプロバイダネットワークコントローラ（ＰＮＣ）を含む図１ＣのＮＧＮアーキテクチャを示す抽象化ブロック図である。 ＰＮＣが提供する抽象化レイヤを示す抽象化ブロック図である。 本発明による例示的な実施形態のＰＮＣを利用する例示的なＥ−ＬＡＮのサービス展開を示すネットワーク図である。 本発明による例示的な実施形態のＰＮＣにおける例示的な経路計算モジュール（ＰＣＭ）による経路計算を示すフロー図である。 ネットワークポリシーとの整合性を維持するためにフローがネットワークを介してルーティングされるときの経路のレイヤの状態を示す状態図である。 本発明による例示的な実施形態のＰＮＣにおけるネットワーク障害及び回復に関して生じるネットワークポリシーのクラスを示すフロー図である。 ネットワークメンテナンス動作及びイベント、及び関連するネットワークリンクの状態を支援する、本発明による例示的な実施形態のＰＮＣを含むネットワークを示すネットワーク図である。 例示的なバーチャルプライベートネットワーク（ＶＰＮ）を示すネットワーク図である。 ２つのインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）間の接点を示すネットワーク図である。 本発明による図１１のＩＳＰを介した例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンの制御を示すネットワーク図である。 本発明によるネットワークにおける例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンを示すネットワーク図である。 本発明による例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンによるトンネル作成の例示的なエミュレーションを示すネットワーク図である。 本発明による例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンによる異なるトポロジーのトンネルの接続の例示的なエミュレーションを示すネットワーク図である。 本発明による例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンによる第１の接続における障害に起因する接続の再ルーティングを示すネットワーク図である。 本発明による例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンによるサービスの移行を示すネットワーク図である。

以下、本発明の例示的な実施形態の説明を行う。

図１Ａは、通信事業者が使用する従来の音声１１０及びデータ１２０のネットワークのアーキテクチャ１００ａを示す抽象化ブロック図である。時間とともに、異なるネットワークの相対的重要性が変化してきた。従って、データネットワーク１２０を介したデータトラフィックの大きな成長、音声ネットワーク１１０を介した音声トラフィックの均一な成長、及びインターネットプロトコル（ＩＰ）技術の成熟により、通信事業者は自身のシステムを評価するとともに、自身のネットワークがサポートする必要が生じるであろうサービス及びこれらのネットワークが将来直面するであろう競争の種類を予測してきた。相対的結論として、経営者が市場に効果的に対応し、新しい環境で競争できるように、従来のネットワークのアーキテクチャ１００ａは変化する必要があるということである。このため、国際電気通信連合（ＩＴＵ）は次世代ネットワーク（ＮＧＮ）アーキテクチャを開発して、単一のパケットベースのインフラを通じて広範囲にわたる電気通信サービスを配信できるようにしてきた。

図１Ｂは、ＮＧＮのアーキテクチャ１００ｂを示す抽象化ブロック図である。ＮＧＮアーキテクチャ１００ｂは、「構築ブロック」レイヤ、すなわちサービスの大部分を定めるサービス／アプリケーションレイヤ１３０、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）などのソフトウェアシステムを表す制御レイヤ１４０、及びデータの物理的転送の役割を担う転送レイヤ１５０を中心に構築される。３つのレイヤ１３０、１４０、１５０は全て、動作サポートシステム（ＯＳＳ）／ビジネスサポートシステム（ＢＳＳ）に代表されるようないくつかの共通の構成要素１８０を使用する。ＮＧＮアーキテクチャ１００ｂは、複数のブロードバンド、クオリティオブサービス（ＱｏＳ）対応の転送技術を使用するとともに、サービスに関する機能を基本的な転送技術の選択から独立させる。

図１Ｃは、ＮＧＮアーキテクチャを示す抽象化ブロック図である。レイヤ１３０、１４０、１５０、１６０、１７０は、通信事業者が自身のネットワークアーキテクチャ１００ｃについてどのように考えるかを表す。転送１５０は、全体的な物理的インフラ１５５であり、一方でアクセス１６０及び加入者宅内機器（ＣＰＥ）１７０は、顧客に至るための物理ネットワーク１６５、１７５の展開を表す。その上には制御ドメイン１４０があり、ここにＩＭＳ１４５のようなシステムが常駐する。さらに上には、音声電話１３２及びインターネットアクセス１３４などの実際のエンドアプリケーション１３０がある。

図１Ｄは、従来の音声ネットワーク１１０及びデータネットワーク１２０のアーキテクチャ１００ａを詳細に示す抽象化ブロック図である。公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）アーキテクチャにおける最初の回線交換型音声ネットワーク１１０から、新しいサービスが開発される度にストーブパイプアーキテクチャ１００ａが拡張することにより、音声１１０、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）１２２、非同期転送モード（ＡＴＭ）１２４及びバーチャルプライベートネットワーキング（ＶＰＮ）１２６などの各サービスが、サービスを搬送するための独自の専用ネットワーク又はオーバーレイネットワークを有するようになってきた。結果として、増加するアクセス装置の範囲に数多くのサービスを配信する必要が生じてくる。

図１Ｅは、ＮＧＮアーキテクチャ１００ｂを示す抽象化ブロック図である。ＮＧＮアーキテクチャ１００ｂは、個々のレイヤにおける個別サービスの可能性を秘めた新しいサービスと、新しいネットワークアーキテクチャに移行する機能とを構築する。具体的には、ＮＧＮアーキテクチャ１００ｂは、図１Ｄのストーブパイプアーキテクチャ１００ａの制約及びコストから電話事業者を解放する。（サービス／アプリケーションドメイン１３０などの）サービス提案１３７を増やして、収益並びに（アクセスドメイン１６０などの）複数のアクセスネットワーク及び（ＣＰＥドメイン１７０などの）装置１６７をサポートする圧力を高めるという通信事業者のニーズに応じて、通信事業者は、（転送ドメイン１５０などの）ネットワーク１５７の「真ん中」でプラットフォームの数を集約しようとしている。従って、上部（すなわち提供されるサービス）１３７及び下部（すなわち利用可能なアクセス装置）１６７からの圧力により、効果的に収束が行われる。

図１Ｆは、ＮＧＮアーキテクチャ、及びその実現において通信事業者が直面する問題を示す抽象化ブロック図である。今日、転送ドメイン１５０において、サービス要素が帯域幅、障害回復手順、及び遅延特性などの属性を指定できるようにする一般的なサービス品質保証制度（ＳＬＡ）を意識したアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）が不足している。ＮＧＮ上で正しく実施されるために、サービスは、ネットワークの転送レイヤ１５０及び制御レイヤ１４０に様々な種類のトラフィックを処理する方法を指示できる明確なＡＰＩを個々のレイヤの境界において必要とする。これにより、急速なアプリケーション（サービス）の導入時に配信を行い、サービス需要及び配信上の問題の変化する性質に適応するという通信事業者の能力が大いに向上する。例えば、ゲームなどのアプリケーションの場合、ジッター及びパケット損失などの特性を定める機能が必須である。新しいサービスは、従来の一般化したブロンズ、ゴールド及びプラチナのサービスレベルではなく、サービス毎に基づく絶対的パラメータを必要とする。サービスの多様化により、サービスの調停を行える場所がネットワーク上のどこかに存在する必要がある。グローバルリソースの調停が存在しないと、ネットワークの過度の介入を招く。さらに、リソースの調停ポリシーが存在しないと、高価値サービスへのリスクが生じる。リソースの調停は、中央で行って分散ネットワークに持ち込む必要がある。

さらに、サービスレイヤ１３０における競合他社１３６による「価値利用」から物理的資産を保護するために、特に転送レイヤ１５０及びアクセスレイヤ１６０では、実行可能な標準的ＡＰＩが必要である。

通信事業者はまた、自分たちが大きく投資してきた転送ネットワーク１５０を活用して収益の機会を増やしたいと思う。これを実現するために、通信事業者は、競合他社１３６とは区別されるハイブリッドサービス提案を行うための配信を行うサービス１３０に転送ネットワーク１５０を接続したいと思う。通信事業者にとってのさらなる問題は、ＩＰベースの転送レイヤ１５０に集中化した「サービス中心の」情報が存在しないために、サービス１３０が転送レイヤ１５０においてリソースを求めて互いに競い合うということである。従って、異なるサービス１３２、１３４、１３６が転送ネットワーク１５０を介して移動するときに、これらを効果的に管理できるようにするためにサービス情報が必要になる。

さらに、レガシーサービスからＮＧＮフレームワークサービスへの移行において、ＯＳＳ１８０内で「タッチ」を維持する際の問題が存在する。例えば、通信事業者は、ビジネス顧客により高く評価されるハイエンド、「ハイタッチ」サービスをサポートするフレームリレー及びＡＴＭネットワークを運営することができる。通信事業者は、高価なフレームリレー及びＡＴＭネットワークからより低コストのＩＰネットワークへの移行を望む一方で、レガシー「ハイタッチ」の提供を配信する機能を失うだけの余裕はない。従って、サービスプロバイダは、トラフィックとの「タッチ」を失い、特定のパケットがどこに存在し、或いは実際にどのように動作しているかを常に知っているわけではなくなる。このため、エンド顧客は、レガシーＡＴＭからＩＰに移行するのに気が進まない。

また、高価値サービスは、システムが最も重要なサービスを最初に修復できるように、障害回復などの手順に関するサービスの要件をネットワークに通信できることを必要とする。最終的に、通信事業者は、ビジネスニーズをネットワークの動作とリンクさせることを望む。しかしながら、同時にネットワークは、ＩＰからマルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）を通じたＩＰへ、さらにプロバイダバックボーン転送（ＰＢＴ）及びイーサネットなどのより低コストの技術へと進化し続けている。さらなる複雑な要因に、ネットワークにおける複数のベンダからの、又は異なる寿命の、及び異なる機能を有する装置の数がある。サービスがネットワークを最適に使用できるように、ネットワークを構成する技術及び機能を調整する必要がある。

このパケットサービスへの遷移は、回線ベースの動作に使用される特別な問題を経営者及び顧客に提示してきた。回線は「ステートフル」であり、特定の経路に従ってセットアップされる。これらの経路を知ることにより、通信事業者がノード及びリンク障害に対して防御を行い、即座に反応して修復することが容易になる。トランク帯域幅が末端間をつないで割り当てられているので、回線交換は、純粋にアドミッション制御を介して輻輳を管理する。しかしながら、パケットサービスは、ネットワークのサイズが増大するにつれてさらに複雑になるトラフィック及び輻輳の管理を必要とする。

通信事業者は、技術にとらわれないサービス及びアプリケーションを求める。例えば、ボイス−オーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）の通信事業者は、ＩＰ呼が完了することを単純に望み、それがＭＰＬＳ、イーサネット又はネイティブＩＰリンクのいずれを介して搬送されるかは気にしない。通信事業者はまた、例えばＩＭＳを介して複数のサービスを制御して、同じアーキテクチャを介して将来のサービスを管理できることを望む。また、ＩＰ／ＭＰＬＳ、イーサネットＰＢＴ及び全ての光ネットワークなどの技術を利用する転送レイヤの統合が行われている。周波数帯の他端では、ＷｉＦｉ、ラジオアクセスネットワーク（ＲＡＮ）、及びＣＰＥ装置などの技術により、ネットワークアクセス方法が多様化している。通信事業者は、オーセンティケーション、オーソリゼーション、及びアカウンティング（ＡＡＡ）などの集中プロビジョニングプロセス、及びＳＬＡに基づく加入者及びポリシー管理を実行している。これらのプロセスは、変化するニーズを満たすべく再利用又は再構成できる構築ブロックに基づくものである。

さらに、サービス指向インフラを貨幣化することに関して、正当なアクセスなどの規制基準の遵守が通信事業者に関わってくる。競合他社からのユーザデータの分離及びネットワーク情報の保護に関するセキュリティ問題もまた通信事業者に関わってくる。

キャリアイーサネットは、通信事業者が自身のサービスを自身の最大の強みに位置付ける機会を提供する。小売客にとって、イーサネットは便利で使い易くコスト効率のよいパケット転送技術である。その顧客にサービス提供する通信事業者にとって、キャリアイーサネットは、ＩＰサービスからＶｏＩＰにまで及ぶ付加価値サービスのレイヤを構築できる単純で有用な基礎を提供するための機会となる。キャリアイーサネットは転送にとらわれないので、通信事業者は、最高と思われるどのような方法においてもそのレイヤ０／１インフラを発展させ、又は増築するための完全な自由を有する。キャリアイーサネットは、卸売りサービスにおいても同様の価値を有する。サービスの段階としては、ダークファイバを開始して、その後にラムダが続くと思われ、次に例えば、同期光ネットワーキング（ＳＯＮＥＴ）などのフレーム化したレイヤ１サービスが続く。的確なＳＬＡのためのこれらの特性及びキャリアイーサネットのサポートは、レイヤ０／１技術のいずれの組合せを使用できるかに関わらず、単一のイーサネット仮想回線が通信事業者の主要都市及び長距離インフラにスパンできる無線バックホール及び類似のアプリケーションのための優れた基礎になる。

イーサネットインターフェイスは、何年にも渡ってルータ及び他のパケット装置に使用されてきたが、ポイントツーポイントイーサネットの使命と「トラフィックトポロジー」の使命との間には大きな差がある。イーサネットは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）用の規格として開発され、キャリア動作に関する拡張性及び適合性の面で重要な問題を示した。単一のネットワークに存在できるバーチャルＬＡＮ（ＶＬＡＮ）の数に基づいてイーサネットを制限することにより、通信事業者が、非標準的な手段に訴えずに通信事業者が望むだけの多くの顧客をサポートすることが難しくなる。また、企業技術として、イーサネットは、ＳＯＮＥＴなどのキャリア技術に見られる運用、管理、及び保守（ＯＡ＆Ｍ）機能を含まず、ＳＯＮＥＴの迅速なフェイルオーバ機能も提供しない。最後に、企業での動作にとって多くの場合プラグアンドプレイ動作が望ましい一方で、特に通信事業者が満たすべきＳＬＡを有する場合、プラグアンドプレイ動作は、通信事業者にとってとりわけ重要な容易で自動化されたトラフィックエンジニアリングとなる。

米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）、ＩＴＵ、インターネット技術標準化委員会（ＩＥＴＦ）及びメトロイーサネットフォーラム（ＭＥＦ）を含む、キャリアイーサネット問題に対処する数多くの規格グループが存在する。その活動は、単純なサービスインターフェイスからキャリアイーサネットエコシステムのためのアーキテクチャへと発展した、イーサネットにおけるサービスプロバイダの関心として拡大してきている。ＭＥＦは、キャリアイーサネットアーキテクチャのための５つの臨界属性を開発し、各エリアにおける完全なソリューションを開発すべく機能してきた。その主な要件は、（１）技術に関係のないサービス行為の抽象化の使用を通じた標準化サービス、（２）プロバイダにキャリアイーサネットへの投資から脱却するリスクがないことを保証するための、都市、国家及び地球規模にさえ及ぶ展開への拡張性、（３）イーサネットレイヤがより大きなネットワーク利用可能性に貢献することを確実にするための信頼性、（４）多くが管理されたＱｏＳ及び厳しいサービス品質保証制度を求める現在利用可能なすべてのサービス提案をキャリアイーサネットがサポートできることを確実にするためのＱｏＳ、及び（５）キャリアイーサネットをサービス及び動作プロセスにリンクできることを確実にするためのサービス管理、従って効果的かつ効率的な運用、管理、及び提供（ＯＡＭ＆Ｐ）をサポートすることである。

キャリアイーサネットは、今もなおその約束の１つ、すなわちスパニングツリー及びトラフィックエンジニアリングの問題からの救済を現実にする必要がある。イーサネットの基本スパニングツリープロトコル（ＳＴＰ）は、既にラピッドスパニングツリープロトコル（ＲＳＴＰ）及びマルチスパニングツリープロトコル（ＭＳＴＰ）に強化されているが、これらは、今もなおキャリアイーサネットネットワークのサイズ及び複雑さに関するデータプレーン及び制御プレーンの制約を生じる。規格グループ、プロバイダ、及び装置ベンダ間で論争が持ち上がるのがこの領域である。一方の側は、キャリアイーサネットの拡張としてＰＢＴを推進し、他方は、転送ＭＰＬＳ（Ｔ−ＭＰＬＳ）と呼ばれるＭＰＬＳの変種を推進してきた。

ＰＢＴは、他のキャリアイーサネット技術から発展したものであり、多くのキャリアイーサネット製品に容易に導入される。ＰＢＴは、適応的及び比較的予測ができないＩＰ動作を避ける「ＩＰ下の」サービスフレームワークであり、これを活用して既存のソリューションと比べて低いコストで高価値サービスを配信することができる。ＰＢＴはＩＥＥＥ８０２．１に基づいて構築され、提供されるポイントツーポイントトンネルの使用をサポートして、イーサネットライン（Ｅ−ＬＩＮＥ）、イーサネットＬＡＮ（Ｅ−ＬＡＮ）、又はイーサネットツリー（Ｅ−ＴＲＥＥ）サービスの断片をリンクするレイヤ２ＶＰＮの要素をリンクする。ＰＢＴでは、スパニングツリー更新の発生が抑えられる。この結果、ブリッジングテーブルを構築するための制御プレーンの動作が存在しない。代わりに、外部管理システムを使用してブリッジングテーブルが構築される。ＰＢＴがイーサネット技術への拡張であるように、Ｔ−ＭＰＬＳはルータ技術への拡張である。しかしながら、通常、ルータはイーサネットスイッチよりも高価である。従って、ネットワークが未だにルーティングをサポートしていない場合、ＰＢＴの方が実装コストが低い。

ＰＢＴをサービス要素の基礎とするためには、オープン制御プレーンの一部であることが必要となる。通信事業者は、ＰＢＴ専用のさらに別の制御プレーンを望まない。プロバイダは、ＩＰなどの他のネットワーク技術と互換性のあるオープン制御プレーン構想を望む。しかしながら、この移行に逆らうことは、装置ベンダのシステム内の制御プレーンを低コストの競合他社に対する障壁にしておくための装置ベンダの要望である。ＰＢＴは、低コスト、ハイタッチの代替案として出現してきたが、通信事業者は既にＭＰＬＳを採用し、これをサポートするための装置に投資を行っている。

ＰＢＴは、ポリシーのないデータプレーンとして動作する。従って、通信事業者のビジネスポリシー（すなわち、プロバイダ間、及びプロバイダとその顧客との間の関係）により、ネットワークポリシーを定めるべきである。ビジネスポリシーは、ネットワーク内を下方に流れるべきである。自然な順序としては、各々が自分のポリシーをネットワーク内に押し込みながらビジネスパーティ間で契約を達成することである。現在のところ、この情報のフローを実現する抽象化は存在しない。さらに悪いことには、今日のプロトコルは、ネットワークレイヤにおいてビジネスポリシーの交換を必要とする。

ＰＢＴ及びＴ−ＭＰＬＳは、共通して様々なアプローチを有し、その技術的機能は実質的に同じである。キャリアイーサネットフレームワークに対して提案される拡張は両方ともにプロバイダバックボーンブリッジング（ＰＢＢ）の代替案を作成する。両方ともに特定の「エッジ」を有し、特別な内部動作を伴うネットワーク内ネットワークを形成する。また両方ともに、通常のトポロジー更新メッセージ以外の何かに基づいて、より管理しやすい制御プレーンアーキテクチャを作成する。ＰＢＴ及びＴ−ＭＰＬＳの支持者もまた、汎用ＭＰＬＳ（ＧＭＰＬＳ）制御プレーンアーキテクチャを使用すべきであること、及び特に重要なこととして、プロバイダパケットネットワークのレイヤ２として接続指向転送技術レイヤを存在させる必要があることに同意する。

両方のアーキテクチャの制御プレーンとしてのＧＭＰＬＳの役割は、光ルーティングの制御プレーンとしてのそのルーツに由来する。光学装置はトポロジー情報を交換しないので、ＧＭＰＬＳは、トポロジーを学ぶために標準的な発見プロトコルを使用して別々の制御プレーンレイヤを通じてこの情報を集めることができると仮定する。次に、この結果がより低いレイヤの方へ下方にフィードされて、トポロジーを更新する結果となる条件の著しい制御を可能にする接続動作を操作する。ＩＰ／ＭＰＬＳに対して既に使用したものなどの、より高いレイヤの制御プレーン交換からトポロジー認識を得ることもできる。ＧＭＰＬＳに対する重要要件は、下にあるトポロジーを正確に表すことができるような、制御プレーン及びデータプレーンにおけるノードとトランクとの間の相関性である。ＰＢＴ／Ｔ−ＭＰＬＳの論争は、独立したより高いレベルの制御プレーンによるトポロジー及び構成管理の問題が、一般に経営者にとって重要である現れと言うことができる。

キャリアイーサネットは、ＩＴＵリコメンデーションＧ．８０３１ ＳＧ１５において標準化されたＩＥＥＥ８０２．１ａｇＯＡ＆Ｍ接続性障害管理機能及びイーサネット保護スイッチングを含むあらゆるイーサネットＯＡＭ＆Ｐ拡張を継承する。前者は、フレーム損失、遅延及びジッター情報、並びにサービス利用可能性及び利用情報を提供する。内部的に追跡するのが難しいＭＰＬＳラベルスイッチパス（ＬＳＰ）とは異なり、トラブルシューティングのためにキャリアイーサネット経路を追跡することができ、また、このキャリアイーサネット経路は適応型経路指定の変更によって影響を受けない。このため、必要に応じてフェイルオーバ経路を事前に計算できるようになる。ＰＢＴと共にこれらの機能は、キャリアイーサネットサービスのためのことのほか厳しいＳＬＡを書くことができ、これにより、ＩＰ及びＭＰＬＳに基づく企業サービスに関する主なプロバイダの問題の１つが解決される。同様に、キャリアイーサネットの迅速な自動化された障害検出により、ネットワーク問題が発生するとすぐに通知される。

ＩＥＥＥ８０２．１Ｑａｙに規定されているＰＢＴトラフィックエンジニアリング（ＰＢＢ−ＴＥ）は、先進的なキャリアイーサネットを支援する技術である。ＰＢＢ−ＴＥは、決定論的性能特性を有する時分割多元接続（ＴＤＭ）回線のようなサービスをサービスプロバイダが提供できるようにする接続指向イーサネットトンネルの作成を可能にする。このＰＢＢ−ＴＥは、まさにイーサネットのコストの点において、現在（ＭＰＬＳなどの）トンネリング技術によって導入されている機能を満足させ、或いは越えるように設計され、単純化した制御及び管理を含む。ＰＢＢ−ＴＥは、ブロードキャスティング、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレスラーニング及びスパニングツリー機能などのいくつかのイーサネットの特徴を、新規の複雑／高価なネットワーク技術を導入することなく効果的に「無効」にすることにより、既存のスイッチから接続指向転送モードを引き出す。しかしながら、（１）ＰＢＢ−ＴＥ装置における制御プレーンの欠如、及び（２）ＰＢＢ−ＴＥの下で全ての種類のビジネスサービスをサポートする必要性、が生じた際にはいくつかの障害を取り除く必要がある。

図２は、従来技術の例示的なＥ−ＬＡＮサービス展開をＥ−ＬＡＮインスタンス２００ａ及びネットワークトポロジー２００ｂの形で示すネットワーク図である。Ｅ−ＬＡＮサービスは、単一ブリッジした企業ＬＡＮ２１０という認識を作り上げる通信事業者の基幹回線を介して、異なる顧客サイトにあるＬＡＮ２０１〜２０６を接続するマルチポイントツーマルチポイントサービスである。例えば、顧客ネットワーク２０１〜２０６は、顧客エッジ（ＣＥ）スイッチＣＥ１〜ＣＥ６において接続回線（ＡＣ）ＡＣ１〜ＡＣ６によりＰＢＢネットワーク２１０のプロバイダエッジ（ＰＥ）スイッチＰＥ１〜ＰＥ３に接続される。個々の顧客ネットワーク２０１〜２０６にとって、プロバイダネットワーク２１０は、ＣＥ装置を取り付けた単一のＬＡＮにように見える。

顧客ネットワーク２０１〜２０６のグループは、プロバイダネットワーク２１０において別個のそれぞれのＥ−ＬＡＮインスタンス２３０、２４０に属することができる。例えば、顧客ネットワーク２０１、２０２及び２０５はＥ−ＬＡＮインスタンス２３０に属し、顧客ネットワーク２０３、２０４及び２０６はＥ−ＬＡＮインスタンス２４０に属する。いくつかのＥ−ＬＡＮ２３０、２４０にわたって分離を維持するために、個々のインスタンスが、イーサネットバーチャルスイッチインスタンス（ＥＶＳＩ）２３５、２４５に関連付けられる。宛先ＭＡＣアドレスの検索に基づいてフレームを転送する役割を担う入り口ＰＥにより、ＥＶＳＩのインスタンス情報が、関連するＰＥスイッチにおいて保持及び処理される。

全ての遠隔サイトに対してエニーツーエニー接続を実現するために、ＥＬＡＮインスタンス２３０、２４０の全てのＥＶＳＩ２３５、２４５が、ＰＢＢ−ＴＥトランク（ＰＴ）ＰＴ１〜ＰＴ３のフルメッシュを介して接続される。ＥＶＳＩは、（ＰＴ１〜ＰＴ３及びＡＣ１〜ＡＣ６などの）バーチャル及び物理ポートに接続された知的学習を行うイーサネットブリッジに類似する。例えば、ＰＥ１におけるＥＶＳＩ２３５はＡＣ１を介してＣＥ１に、ＰＴ１及びＰＴ２を介してＰＥ２及びＰＥ３におけるＥＶＳＩ２３５にそれぞれ接続される。個々のＰＥにおけるＥＶＳＩ２３５、２４５は、宛先ＭＡＣアドレス及び関連するポート又はＰＴをマッピングするＭＡＣアドレス転送テーブルを構築し、保持する。ポートに、或いはＰＴを介して到来するフレームのソースＭＡＣアドレスを調査することにより、及び転送テーブルにおける対応するエントリを作成することにより、学習プロセスが行われる。

所定のＰＥスイッチにおける転送メカニズム及びフレーム処理は、ポートで受信したフレーム（ＡＣ）及びバーチャル回線で受信したフレーム（ＰＴ）という２つのシナリオを含む。入口ＰＥにあるＡＣのうちの１つにおいて遠隔サイト宛てのサービスフレームを受信した場合、これを処理して物理（ＡＣ）又はバーチャル（ＰＴ）転送回線のいずれかの出力回線を決定し、遠隔サイトに到達させる。これは、入力ポートのＥ−ＬＡＮサービスインスタンス２３０、２４０に関連付けられたＭＡＣ転送テーブルにおいて宛先ＭＡＣアドレスを検索することにより行われる。見つかった場合、フレームは適切にカプセル化され、ＰＢＢネットワーク２１０を通じてリモートＰＥ又は他のＡＣへ転送される。一致が存在しない場合、フレームは、物理（ＡＣ）及びバーチャル（ＰＴ）の両方の接続回線全てにフラッディングされる。また、存在しないか、或いはタイマが既存のテーブルエントリに更新された場合、受信したフレームのソースＭＡＣアドレス及び入力回線が追加される。

例えば、ノードＡがノードＢへトラフィックを送信した場合、フレームはＣＥ１からＡＣ１を介してＰＥ１に到達する。ＰＥ１は、ノードＢのＭＡＣアドレスを求めてＥ−ＬＡＮサービスインスタンス２３０のＭＡＣアドレステーブルを検索する。ノードＢのＭＡＣアドレスが見つからない場合、フレームは、ＰＴ１を介してＰＥ１からＰＥ２に、ＰＴ２を介してＰＥ１からＰＥ３にフラッディングされる。遠隔サイト宛てのサービスフレームをＰＴにおいて受信した場合、フレーム処理は、物理ポートにおいて受信したものと同様であるが、フラッディングは物理ＡＣに対してのみに限定される。この限定されたフラッディングは、バーチャルリンクでフラッディングを行った場合に発生する転送ループを防ぐためのものである（すなわちスプリットホライズン）。

ＰＥ２からＰＥ１へのＰＴ１においてノードＡのＭＡＣアドレスでフレームを受信した場合、ＰＥ１は、ノードＡのＭＡＣを求めてＥ−ＬＡＮサービスインスタンス２３０のＭＡＣアドレステーブルを検索する。一致が存在しない場合、フレームは、全ての物理ポート（ＡＣ）を介してフラッディングされ、ＰＴのいずれにおいてもフラッディングは行われない。この場合、このフレームは、ＣＥ１に接続されたＡＣ１及びＡＣ４にフラッディングされる。ブロードキャストトラフィックの処理は、接続回線から受信したフレームを全ての接続回線及びＰＴにおいて送信するフラッディングと同様である。リモートＰＥは、受信したブロードキャストフレームを、そのＥ−ＬＡＮインスタンスに関連する全てのＡＣにおいてさらにフラッディングする。ユニキャストフレーム処理と同様に、ＰＴを介して受信したフレームは、転送ループを避けるために他のＰＴを介して送信されることはない（すなわちスプリットホライズン）。

図３は、ＩＥＥＥ、ＩＴＵ、ＩＥＴＦ、及びＭＥＦが作り出した規格の下で作成されたネットワーク構造を示す抽象化ブロック図である。光及びイーサネット装置のプロバイダネットワーク（図示せず）が、メトロ３１０、ワイドエリアコア３２０及びバックホール３３０において物理的インフラを作成する。これを通じて、転送抽象化３４０は、基本的な技術における違いを隠し、ポイントツーポイント、マルチポイント及び１対多サービスの構築を容易にする。これらのサービスの中には、（マネージドサービス３５０のように）直接エンドユーザに販売されるものもあれば、（第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）、４ＧＰＰ、ＩＭＳ３６０などのように）音声３６２、ストリーミング３６４、ＩＰテレビ（ＩＰＴＶ）３７０、ブロードバンドインターネット３８０、及び卸売りサービス３９０などのその他のアプリケーションをサポートする「サービスインフラ」のための土台を形成するものもある。

制御プレーンの基本的なタスクは、現在のネットワークの状態に基づくサービスに関連付けられたネットワークポリシーを実行することである。初期のＩＰネットワークでは、制御プレーンが回線カードに統合されていた。ＩＰネットワークにおける単純な分散制御プレーンがＩＰネットワークの急速な成長を可能にした。しかしながら、ネットワークのトラフィック及びサイズが増加するにつれて、制御プレーンを転送プレーンから分離する最初の段階において、制御プレーンは別の処理カードに移動されたが、依然としてルータに統合されたままであった。

ネットワークのサイズが大きくなり続けるにつれて、制御プレーンの複雑さが劇的に増加し、分散自律型制御プレーンの根底にある基本的仮説がもはや持ちこたえられなくなった。幅広いトラフィックの種類に渡って保証されたＳＬＡを含む予測可能なサービスをコスト効率のよい方法で提供するために、ネットワークを階層ドメインに区分して、インターネットゲートウェイプロトコル（ＩＧＰ）に関連付けられた制御プレーン処理の限界を克服した。外部ゲートウェイプロトコル（ＥＧＰ）による拡張性の限界を克服するために、ルートリフレクタを導入した。ルートリフレクタは、本来ユーザポートを備えていないルータであったが、これらは、ルータ及びスイッチから離れて制御プレーンを動かす際の第２のステップを占める。しかしながら、複数のネットワークポリシーを含む複数のサービスという理由から、ネットワーク（又は複数のネットワーク）全体のより包括的かつ全体論的視野が必要である。

図４Ａは、本発明による例示的な実施形態のプロバイダネットワークコントローラ（ＰＮＣ）４０２を含む図１ＣのＮＧＮアーキテクチャ１００ｃを示す抽象化ブロック図である。ＰＮＣ４０２は、今日発展途上のネットワークインフラ１００ｃに渡ってサービスを構築する際の諸問題に対処し、包括的な最先端のマルチレイヤ、マルチベンダ動的制御プレーンを提供し、キャリアイーサネット、ＰＢＴ、ＭＰＬＳ、Ｔ−ＭＰＬＳ、光及び統合ネットワーキングプラットフォームを含む複数の転送技術のためのサービス活動及びレイヤ０−２管理ツールを実行する。ＰＮＣ４０２は技術にとらわれず、単一の又は複数のスイッチ技術を含むことにより、転送ドメインの技術及び構造の複雑さを隠すとともにテレマネージメントフォーラム（ＴＭＦ）及びＩＰスフィアなどの抽象化を介してリソース側をサポートする役割を果たすネットワークのために設計される。ＰＮＣ４０２は、ＩＰ、イーサネット及び光を含む基本的な技術のための共通制御フレームワークを提供し、異なるネットワーク技術間の移行を可能にする。ソフトウェアベースのシステムのように、制御プレーンは完全に自動化される。

ＰＮＣ４０２は、サービス指向アーキテクチャ（ＳＯＡ）インターフェイスを提供して、卸売りサービス及び小売りサービスの両方をサポートするように明確に設計された転送オブジェクトをきれいに抽象化することにより、ＮＧＮアーキテクチャにおける転送ドメイン１５０の物理ネットワークと、制御ドメイン１４０のソフトウェアインフラとの間のギャップをブリッジする。ＭＰＬＳ及びＰＢＴの両方に横たわる抽象化レイヤを提供することにより、必要に応じてＭＰＬＳ又はＰＢＴのいずれかにサービスをマッピングすることができる。さらに、ＰＮＣ４０２は、フラグデイシナリオ（すなわち、主要部分がかなり大きなソフトウェア又はデータの完全な再スタート又は変換）を伴わずにＭＰＬＳからＰＢＴへのシームレスな移行を可能にする。ＰＮＣ４０２は、ビジネスレイヤ１４０とネットワークレイヤ１５０との間のＡＰＩとして位置し、ビジネスポリシーをネットワークポリシーに翻訳することにより、この情報が流れるようにする。

ＰＮＣ４０２が処理できる上位レイヤアプリケーションサービスの例にＩＭＳがある。最高レベルにおいて、ＩＭＳは、いずれかの利用可能なフルメッシュパケット転送対応ネットワーク技術を通じて２つのゲートウェイ間のポイントツーポイントユーザセッションを単純に確立する（すなわち、ＩＭＳは、ＭＰＬＳ、ネイティブＩＰ及びＰＢＴなどの基本的な転送技術に関しては気にしない）。主な要素はＳＬＡであり、従ってアプリケーションはリソース重視型である。ＰＮＣ４０２は、ＩＭＳリソース受付制御機能セッション重視型要素にＡＰＩを提供し、最適な転送要素を選択し、ネットワークを設定し、望まれる動作を遵守するために実際の特徴をモニタすることができる。

ＰＮＣ４０２における経路計算は、経路計算モジュール（ＰＣＭ）４０５により行われる。ＰＣＭ４０５は、例えば、（単一スレッドの）基本構成の形の１００ノードネットワークにおいて１秒当たり３０００フローをルーティングできる高度に最適化されたマルチスレッドモジュール４０５である。ＰＣＭ４０５の主なタスクは、ネットワークトポロジーにトラフィックエンジニアリング規則及びネットワークポリシーを適用して、個々のサービスをネットワーク全体に渡って最適にルーティングすることである。ＰＣＭ４０５は、ネットワーク内でルーティングされた全てのフローを追跡し続ける。ＰＣＭ４０５はまた、この要素を介してルーティングされたフローの個々のノード及びリンクに関するデータ、並びにこの要素の関連する容量、利用率、及び性能指標を記憶したデータベース４０７も保持する。

図４Ｂは、ＰＮＣ４０２が提供する抽象化レイヤを示す抽象化ブロック図である。ネットワーク技術４４０に基づいてサービス４３０が定められる。次に、ＰＮＣ４０２はレガシーサービス定義をエミュレートするとともにネットワーク技術４４０に関係のない新しいサービスを定めることにより、プロバイダ間サービスとサービス管理及び機能アプリケーションとの統合を容易にする。ＰＮＣ４０２は、仮想リソース抽象化４６０の上に重ねられたサービス直面ＡＰＩ４５０を提供する。リソース抽象化４６０は、ネットワークにおけるリソースの抽象化動作を記述して、利用可能なリソースにサービス要件をマッピングできるようにする。動作マネージャ４７０は、仮想リソースをネットワーク技術に最適な方法でマッピングする。例えば、ＩＰを介して低リソース集約アプリケーションを搬送してもよく、さらに要求の厳しいアプリケーションがＭＰＬＳを使用してもよい。アクセスネットワークにおいてイーサネット又はＰＢＴを使用してもよく、或いは高帯域幅サービスの場合、利用可能であれば全て光のリンクを選択してもよい。

再度図４Ａを参照すると、ＰＮＣ４０２は、現在の分散制御プレーンの実施構成に伴う根本的な技術的問題を克服する。従来の静的サービスの提供とは異なり、ＰＮＣ４０２は、ＳＬＡの遵守並びにネットワーク障害を継続的にモニタし、以前からパケットベースの技術で可能となっていたものよりも高いレベルのネットワーク信頼性及び効率を提供するネットワークリソースのコミットメントを最適化する。ＰＮＣ４０２は、標準的なＳＯＡベースのインターフェイスを介したＯＳＳサービス４３０／制御レイヤからの複数のリソース要求の間に立って調停を行う。ＰＮＣ４０２は、ネットワークの利用可能な及び使用中の容量を動的にモデル化し、顧客及び通信事業者のＱｏＳ及びポリシー要件のモデル化に基づいて最も効率的な経路を選択する。ＰＮＣによって数多くの利点が提供され、これらには、（１）ハードウェアの限界の排除、（２）革新に関するベンダの限界の排除、（３）制御プレーンのロバスト性の強化、及び（４）エンド顧客カスタマイゼーション及びプログラム可能性サービスが含まれる。

高度なスイッチング及びルーティング製品は、従来技術の価格／性能の状態を達成するためにカスタマイズしたハードウェア開発を必要とする。これには長い開発サイクルを要する。製品のための制御プレーン用の処理エンジンの選択は、プラットフォームハードウェア及びソフトウェアに統合する必要があるという理由で、開発サイクルの早期に行われる。この結果、この製品が導入された場合、通常、制御プレーンプロセッサは汎用コンピュータプラットフォームに比較してすでに旧式となり、このことはムーアの法則を厳密にたどり、汎用コンピュータプラットフォームの価格／性能を絶えず向上させる。統合制御プレーンプロセッサにより多くのメモリを追加するような簡単なタスクが、しばしばハードウェアのアップグレードを必要とし、多くの場合、システム全体の完全な大がかりなアップグレードを必要とする。これにより、顧客が新しいハードウェアを購入することにより新しい機能にお金を支払うという、業界におけるモデルが作成されてきた。

ＰＮＣ４０２は、汎用コンピュータプラットフォームで実行されるソフトウェアに基づく別個の制御プレーンとして、これらの限界を排除する。制御プレーンのリソースは、転送プレーンにおけるハードウェア設計点により制限されることなく、コンピュータ機能におけるムーアの法則による向上をたどることができる。転送プレーンのハードウェアを更新することではなく、追加の処理及びメモリリソースを追加することにより、スケーリングが行われる。機能は、新しいハードウェアとしてではなく機能として購入される。また、統合制御プレーンプロセッサによりもたらされるリソース限界に陥ることなく、きめ細かいポリシー制御を実行することができる。

業界における革新は、ネットワーク内の全てのベンダが、通常ハードウェアのアップグレード又は交換を必要とする相互運用可能なソリューションを実行するまで顧客が新しい機能を導入できないという「最小公分母」効果によって抑え込まれてきた。唯一の代替案は、顧客が、望む機能を得るために単一のベンダから全ての装置を購入することを強いられると同時に、そのベンダが実行していない他の望む機能をあきらめるという「勝者独り占め」のアプローチであった。ＰＮＣ４０２における別個の制御プレーンにより、多くの機能を制御プレーンのソフトウェア自体において実行することができ、転送プレーンのハードウェアに関係なくサービスを受けることができる。さらに、ＰＮＣ４０２は、他の方法では不可能なシームレスサービスを可能にするベンダ間の実施構成における違いを調停する。これは、ソフトウェアベースの実施構成であるという理由で、長期の転送プレーンのハードウェア開発サイクルに関係しないことにより、新しいサービス及び機能を通じて、機能の速度、及び新しい収益を伸ばすための能力が大きく増大する。

ＰＮＣ４０２は、転送プレーンベースの異常及び攻撃から制御プレーンを保護する。ＰＮＣ４０２は、プロバイダ間サービスにおいてますます重要になってくる内部ネットワークインフラを容易に隠す能力を提供する。ＰＮＣ４０２はまた、主なネットワーク障害の原因である、転送プレーンの輻輳が問題を解決するために制御プレーンの動作に影響を及ぼすことも防ぐ。制御プレーンの冗長性／復元力という選択肢を転送プレーンの構成とは別に構成できるので、ＰＮＣ４０２はまた、制御プレーンがより多くの冗長性及び復元力という選択を行えるようにし、これにより、実質的に低コストで高レベルの利用可能性が実現する。例えば、制御プレーンを、転送プレーンの構成に関係なく１：１、１：Ｎ、Ｍ：Ｎ、他の組み合わせなどで構成することができる。

ＰＮＣ４０２に別々の制御プレーンを有するという一般的な利点とは別に、ＰＮＣ４０２と同様に分散型経路計算と集中型経路計算との間には、（１）予測可能性、（２）障害処理、及び（３）最適性及び制約という３つの重要な技術的相違が存在する。

まず、分散アルゴリズムを有する大規模ネットワークでは、特に（複数の機能障害などの）ネットワークストレスの時間中、フローがネットワークを通じてとる経路を正確に予測することがますます難しくなってきている。集中型経路計算環境では、復元回線が予め用意されており、これを前もってシミュレート及びモデル化することができる。これは、厳密なＳＬＡを含む基幹サービスにとっては特に重要になってきている。集中型プロビジョニングは、（１）個々の顧客のトラフィックがとる経路についての正確な知識、及び（２）ネットワークリソースの的確かつ効率的な割り当てという２つの主な利点を通信事業者に与える。この技術を基に、通信事業者は、（１）的確なＳＬＡを提供及び配信すること、（２）より高い利用可能性を達成しつつも運用コストを下げること、及び（３）小規模企業を含むように自身のターゲット市場を有利に拡大することなどのいくつかの重要な目標を達成することができる。これらの目標は、パケットスイッチング界においてキャリアイーサネットに固有の２つの機能である（１）（５０ミリ秒（ｍｓ）のフェイルオーバーを含む）キャリアクラスＯＡＭ＆Ｐ、及び（２）外部制御プレーンによって実現される微調整された自動化トラフィックエンジニアリングによって達成することができる。

さらに、オープンショーテストパスファースト（ＯＳＰＦ）などの分散アルゴリズムでは、ネットワークにおける障害が「ローカルに」処理される（すなわち、ノードが既存の経路計算アルゴリズムを使用して特定の障害の周りの新しい経路を計算する）。ＰＮＣ４０２のように集中型の実施構成では、制御プレーンが、第１の経路と、第１の経路におけるいずれの要素に障害が起きた場合にも使用される冗長バックアップ経路とを計算する。バックアップ経路は、どの要素が障害を起こすかを前もって知ることができないので、完全に冗長化したものでなければならない。十分に冗長性がある経路は、あらゆる特定の障害に対して最適な経路でなくてもよい。同時に、ローカルに計算され分散された障害経路は、（既に輻輳しているリンクに大量のトラフィックを動かす場合などは）全体としてネットワークにとって最適なものでなくてもよい。集中型の実施構成における回復は瞬時であるが、一方、分散型の実施構成では、回復時間が様々なプロトコルの収束時間及び安定性によって変わる。

ＯＳＰＦなどの分散アルゴリズムは、その効率及び動作のための動的プログラミングアルゴリズムによって使用される最適性特性に依拠する。最適性特性は、元々の問題を下位の問題へと分解する能力、及び元々の問題に対する最適なソリューションに至る下位の問題に対する最適なソリューションによって生じる。しかしながら、問題に（帯域幅、遅延、ジッターなどの）制約が加わることにより、状況は変化し、効果的な分散アルゴリズムに至る最適性原理はもはや無効になる。一般的に、制約のある最短経路の問題は非決定性多項式時間（ＮＰ）完全の問題であるが、現実には、実際のネットワークアプリケーションに存在するアルゴリズムから多項式に近い動作を得ることができる。このため、新たなアプリケーションで予想されるような制約のある経路計算の場合、既存の分散アルゴリズムは、かなりの複雑性及びグローバルネットワークの知識を追加しなければ機能せず、この結果、より集中化したアプローチが好まれるようになる。

ネットワーク全体の最適化を行うこと（すなわち、ネットワーク内の全てのフローを同時にルーティングすること）は、制約のあるルーティングが複雑なためコストがかかる可能性が高く、通信事業者は、自身のネットワークをこのように不安定にしたくないのでほとんど価値がない可能性が高い。ＰＣＭ４０５は、「ミスルーティング」されたフローを定期的に識別することにより局所的最適化を行う。ミスルーティングされたフローとは、その制約のない最小コストの経路と「コスト」面で大きく異なる現在の経路を有するフローのことである。ＰＣＭ４０５は、ミスルーティングされた経路をもたらすと思われる最小の増分コストでプリエンプトできる（すなわちリルートできる）他のフローを範囲内で見つけようとする。「ミスルーティングされた」経路機能を使用して、ネットワークに追加された装置の新しい部分にいずれの経路を動かすべきかを決定することもできる。「ミスルーティングされた」経路のみを動かすことにより、ネットワークに入ってくるチャーンの量が最小になる。全てのフローの最適経路を計算し、新しい装置を使用するフローを識別し、そのセット内のミスルーティングされたフローをリルートして新しい装置を使用する。これにより、ネットワークの他の部分における容量を解放して、他のミスルーティングされたフローをリルートできるようになる可能性が高い。新たなミスルーティングされたフローがリルートされなくなるまで、プロセスはこのように継続する。

関連する利用率及び性能統計を含む個々のネットワーク要素の状態を示すＰＮＣデータベース４０７により、ＰＮＣ４０２は、時間と共にネットワーク計画のための利用を前向きに計画できるようになる。また、ＰＮＣ４０２は、いずれの要素及び経路が制約に近付き、またネットワーク計画プロセスの追加の構成要素としてミスルーティングされた経路の原因となっているかを知っている。また、「ミスルーティングされた」経路のパーセンテージ及び数を時間とともに追跡することにより、ネットワーク計画の問題に追加の見識が与えられる。ＰＮＣ４０２はまた、ネットワーク計画者がネットワーク容量の追加、変更、又は減算の効果を見ることができるようにする「ｗｈａｔ ｉｆ」モードもサポートする。これらはまた、ネットワーク障害の影響、並びに「事前計画した」メンテナンスイベントをモデル化することもできる。

ＰＮＣ４０２は、通信事業者が新しいキャリアイーサネット技術を利用して、Ｅ−ＬｉｎｅからＥ−ＬＡＮサービスにまで及ぶ通信事業者のビジネスアプリケーションの全てをサポートできるようにすることにより、現実世界のキャリアネットワークにＰＢＢ−ＴＥを導入できるようにする。ＰＢＢ−ＴＥにより、サービスプロバイダは、個々のサービスインスタンスにトンネル経路を指定することによって自身のネットワークをトラフィック設計することができる。さらに、ＰＮＣ４０２がＰＢＢ−ＴＥを使用することにより、プロバイダが、従来技術のように統合されたデータ／制御プレーンのソリューション内に存在する相互運用の負担を伴わずに、ネットワーク４００に新しいキャリアイーサネット装置を導入できるようになる。通信事業者は、転送ネットワークのためのＳＬＡ遵守を保証するためにサービス固有のＱｏＳ及び帯域幅予約を行うことができる。イーサネット技術の使用により、バックアップ保護トンネルを構成できるようになるとともに、キャリアイーサネットＱＡ＆Ｍ規格を活用して、既存のＳＯＮＥＴ／ＳＤＨネットワークにより設定されたベンチマークに一致する＜５０ｍｓのフェイルオーバー時間が提供される。

ＰＢＢ−ＴＥ Ｅ−ＬＡＮサービスはいくつかの利点を提供する。まず、トラフィックハンドオフが、イーサネットスイッチを介するアクセスドメイン及びプロバイダのドメインの両方からのトラフィックの入口及び出口とともにレイヤ２に存在する。従って、ネットワークを再構築せずに、既存のイーサネットの展開がサービスに厳しいＳＬＡを示す。次に、ＰＢＢ−ＴＥ Ｅ−ＬＡＮサービスは、ＶＰＮサービスの構成に使用する従来のルータに比べて大幅に低いコストで共用インフラを介して接続指向の回線案を提供する。さらに、ＰＮＣ４０２が、追加のプロトコルの複雑さの必要性及びユーザ設定によるエラーを排除する。さらに、発見プロトコル及びシグナリングプロトコルが存在しないことにより、プロトコル制御により強制されていた恐れのあるスケーリング限界が排除される。最後に、集中型方式が、単一の構成ポイントに適用できるよりロバストなセキュリティを可能にする。ＰＮＣ４０２は、Ｅ−ＬＡＮメンバーシップ情報を検索するためにいずれの外部サーバにも統合できるように十分に柔軟である。

主なトラフィックパターンに関連付けられた「ルート」を作成できるとともに、物理インフラがどのように使用されているかに関して管理することができる独立したレベル２インフラを有する点に真の価値が存在する。制御プレーンをデータプレーンから分離することにより、サービスの提供が基本的なネットワーク技術から切り離され、通信事業者は、異機種ネットワークを展開するとともに自分たちのネットワークとサービス提案とを別々に発展させることができるようになる。しかしながら、ただ単に経路を計算するだけでは不十分である。サービス及びリソースの効果的かつ効率的なプロビジョニングが必要となる。

サービス管理フレームワークの目的は、サービスプロバイダが提供するサービス経験と、これらの経験を支えるリソースとの間のリンクを構築することにある。（データサービスが１ヶ月当たり何万ドルかで企業に販売されていた）データネットワーキングの早期には、手動によるプロビジョニングを通じてサービス−リソース間のリンクが作成されていた。今日のネットワークにおけるサービス停止の主な原因は経営者のミスである。通信事業者は、今もなお手動によるプロビジョニングに頼らざるを得ないこともあるが、一般的な実務として、今日のルーティング及びスイッチング要素の複雑さを考慮しても、ブロードバンド及びデータサービスの加入者１人当たり平均売上（ＡＲＰＵ）が落ち込んでいるために、手動による処理は支持が減っている。

その代わりに、経営者は、プロセスオートメーションの形を使用してサービス−ネットワーク間のリンクを作成し維持する。これを効率的にするために、サービスの接続及び性能の目標を自動的にリソースコミットメントに変えなければならない。このことは、一連の動作としての抽象化形態のサービスを、プロビジョニングした形の一連のリソースコミットメントに変えることを意味する。要素／装置管理システム、ネットワーク管理システム及びポリシー管理システムは、全てこのプロセスのプロビジョニング部分にとって有用ではあるが、抽象化からプロビジョニングへの変換にとってはそれほど有用ではない。しかしながら、ＰＮＣなどの別々の制御プレーンにより、ネットワークを危険に曝すことなくこのようなサービスを安全かつ確実に実施することができる。通信事業者にとっては、顧客プログラマビリティ及びカスタマイゼーションを可能にすることにより、新しい収益源及びサービス差別化がもたらされると同時に、これらの運用コストが削減される。

ソリューションの構成に使用される構築ブロックのいくつかは、ＭＰＬＳネットワークに現在導入されているバーチャルプライベートＬＡＮサービス（ＶＰＬＳ）に類似している。主な違いは、（１）ＬＳＰトンネル及び疑似ワイヤそれぞれの代わりとしてのＰＢＢ−ＴＥトランク及びサービスインスタンス（Ｉ−ＳＩＤ）の使用、（２）発見及びシグナリングメカニズム（ボーダーゲートウェイプロトコル（ＢＧＰ）、ラベルディストリビューションプロトコル（ＬＤＰ）など）の代わりとしてのＰＮＣにおける外部コントローラの使用、及び（３）ＰＥルータに存在するバーチャルスイッチインスタンスの代わりとしてのＰＥスイッチにおけるＥＶＳＩの概念である。従って、ＰＢＢ−ＴＥを介したＥ−ＬＡＮサービスの３つの構築ブロックは、（１）ＰＮＣにおける外部ネットワークコントローラ、（２）コアにおけるフルメッシュＰＢＢ−ＴＥトランク、及び（３）Ｅ−ＬＡＮインスタンス毎のＥＶＳＩである。

図５は、本発明による例示的な実施形態のＰＮＣ５０２を利用する例示的なＥ−ＬＡＮサービス展開５００を示すネットワーク図である。ＰＮＣ５０２は、ＰＢＢ−ＴＥトランクのためのＱｏＳ及びポリシーベースのパスプロビジョニングと共に発見及びシグナリングを容易にする。発見は、特定のＥ−ＬＡＮインスタンス５３０、５４０の他のＰＥメンバーを発見するＰＥに関連する。シグナリング態様は、ＰＥ間のプロビジョニングフルメッシュＰＢＢ−ＴＥトランクに対処する。接続回線ＡＣを特定のＥ−ＬＡＮインスタンス５３０、５４０に関連付けることにより、特定のＥ−ＬＡＮサービスインスタンス５３０、５４０へのメンバーシップがＰＮＣ５０２において表示される。ＰＮＣ５０２は、Ｅ−ＬＡＮインスタンス５３０、５４０のＰＥスイッチへのマッピングのリポジトリ５５０を、その利用度の高いデータストアに関連付けられたポート（ＡＣ）と共に保持する。また、ＰＮＣ５０２は、ＰＢＢネットワーク５１０における全てのＰＥノードにＥ−ＬＡＮサービスインスタンス５３０，５４０とＡＣとの間のマッピングを提供する。表わされたマッピングに基づいて、ＰＮＣ５０２は、サービスに必要なＱｏＳ及びユーザポリシーの制約を満足させる経路を計算して、ＰＥ間のＰＢＢ−ＴＥトランクを提供する。

図６は、本発明による例示的な実施形態のＰＮＣにおける例示的なＰＣＭによる経路計算を示すフロー図６００である。ＰＣＭは、ダイクストラ最短経路アルゴリズムの変形を使用してアルゴリズム計算を行う。この計算は、考慮中のノードを宛先に向かって最も効率良く動くサブセットに制限するので、最もよく知られた経路を一度に拡張することによってのみ、理論的な意味だけでなく実用的な意味でも効率的なものとなる。経路計算は、サービスインスタンスを指定する（６０５）とともにソース及び宛先ロケーションを指定する（６１０）ことにより開始する。各々の種類のサービスに対して、ＰＣＭが、サービス、及びデータベース６１７に記憶されるような、ネットワーク内の装置の個々の部分の機能及び状態に必要な制約及びパラメータを決定する（６１５）。次に、ＰＣＭは、サービスインスタンスに関連付けられた制約を満足させる、ネットワーク内の「最小コスト」の経路を発見するステップに進む（６２０）。その後プロセスは終了する（６２５）。

ＰＣＭによって最小化されるコスト関数は、状況によって変化する多くの変数の関数であってもよい。単純な例では、コスト関数は単にホップカウントであってもよく、或いは遅延の影響を受け易いアプリケーションでは、コスト関数はリンクの待ち時間又は物理的な長さであってもよい。より複雑な例では、ＰＣＭは、その計算における様々なヒューリスティクスをサポートすることができる。例えば、リンクの利用についての様々な機能が、遅延、ジッター、パケット損失、フローバランスなどの性能指標のためのヒューリスティクスとして機能することができ、これらの機能をコスト又は制約関数に組み込むことができる。ヒューリスティクスを適用して、いくつかのネットワーク動作をシミュレートすることができる（例えば、リンク速度の関数として低いコスト関数を使用することにより、速度の速いリンクへの優先権を与える）。同様に、（待ち時間、パケット損失、ホップカウント、ジッター、フローバランス、リンク利用率などの）様々な要因の加重和であるコスト関数を使用することにより、その他のネットワーク動作を実現することができる。

ＰＣＭはまた、タイブレーク方式のため、及び最適経路への最適な代替案よりも低く評価するため、及び冗長経路の選択を決定するためのヒューリスティクスもサポートする。例えば、ＰＣＭはまた、バンダリアルゴリズムを使用する所定のエンドポイントを除き、十分に冗長性のある経路（すなわち、第１の経路と共通するノード又はリンクがない経路）も計算する。十分に冗長性のある経路が存在しない場合、ＰＣＭは、第１の経路を含む共通要素を強調して代替案を提案する。ＰＣＭは、コスト結果が等しい複数の経路が存在する場合、タイブレーク規則を使用して経路を選択する。タイブレーク規則はユーザが構成できる。リンク利用率は、遅延、ジッター、及び負荷バランスの主な決定要因であるため、デフォルトのタイブレーク規則は、経路を横切るリンク利用率を最小にすることができる。任意で、（フローバランスなどの）他のメトリクスにおいて性能がより良好であったと思われる最適経路に満たない計算を行うようにＰＣＭを構成することができる。

また、ユーザは、あるリンクに対するコスト関数を無効にし、特定の値を挿入して、ある動作を達成したいと望むことができる。ユーザは、経路計算に使用されるオーバーブッキング係数を指定することができる。オーバーブッキング係数とは、ネットワークリンクを介してルーティングされたトラフィックの量のリンクの公称容量に対する比率のことである。「保証された帯域幅」の計算の場合、オーバーブッキング係数は１．０である。（２又は３などの）１．０よりも大きなオーバーブッキング係数を使用することは、トラフィックフローの統計的な及び時間によって変化する性質を考慮に入れることになり、より良い全体的なネットワーク利用率を提供する。オーバーブッキング係数は、リンク毎に、或いは（コア対アクセスなどの）リンクの種類毎に指定されたネットワークの規模であってもよい。

ＮＧＮは、今日のネットワークの古い技術の実施構成とは対照的に、サービスを運用するビジネスシステムを、サービスを提供するネットワーク要素に結び付ける総合的な取り組みを必要とする。ＰＮＣは、異なる技術、異なるベンダ及び異なるネットワークをまたいで、ネットワーク要素のクリーンな抽象化をＮＧＮソフトウェアフレームワークに提供する。一般に、フローはネットワーク内で連続してルーティングされる（すなわち、サービスを順序付けた順番でルーティングされる）。制約のないネットワークでは、ネットワーク全体で個々のフローを利用することができ、また個々のフローが最適な経路を選択するので、これが最適なルーティングでもある。制約のあるルーティングネットワークでは、フローを追加する順番が大きく変わる可能性があり、全体的に見て最適なルーティングプランよりも劣る。

ＰＮＣの固有の機能の１つとして、経路計算プロセスに複雑なネットワークポリシーを適用できるということが挙げられる。様々な種類のネットワークポリシーがサポートされる。ルーティングされるサービスインスタンスに関する制約を定める規則は、どの種類のネットワーク装置が認められ、及び／又は要求され、或いは場合によっては禁止されるかをＰＣＭに通知することができる。例として合法的傍受があり、この場合、経路がネットワーク内のどこかの合法的傍受ポイントを横切ることが必要とされる場合がある。

別の例として、政治的に慎重を期するトラフィックがあり、この場合、経路がある地形すなわちあるネットワーク装置を横切らないことが必要とされる。このシナリオは、ネットワークのトポグラフィーからこれらのノード及びリンクを取り除き、経路計算アルゴリズムを実行することにより対処される。ネットワーク装置のデータベースは、これらの規則を考慮した上でＰＣＭがネットワーク要素を適合できるようにする。規則は、ルーティングプロセス、例えば経路のルートに従う適合するカプセル化方法に動的に対応する。また、多くの実際のネットワークにおいて望ましくない所望のネットワーク動作を強いるために規則を使用することもできる（例えば、回線がアクセスノードから、コアに戻る別のアクセスノードの組に向かうコアノードへ、及びそこから所望の宛先アクセスノードへルーティングできないようにする）。

合法的傍受の例についてさらに詳述する。最適なアルゴリズムとは、ソースからネットワークにおける全ての合法的傍受ポイントまでの最短経路を計算し、個々の合法的傍受ポイントから宛先までの最短経路を計算し、そして２つのサブ経路のコストの和が最低となる合法的傍受ポイントを通る経路を選択することである。最適ではあるものの、このアルゴリズムは、たとえルートの多くがソリューションに関与しない可能性が高いとしても、ネットワーク内の全ての傍受ポイントとの間のルートを発見するので必ずしも効率的ではない。合法的傍受などの要件に対処する能力は、ＰＣＭのマルチレイヤ経路計算機能などの、より効率的なアプローチを使用する複数の種類のこのような要件に順不同で拡張することができる。

図７は、ネットワークポリシーとの整合性を維持するためにフローがネットワーク７１０を介してルーティングされるときの経路のレイヤの状態７００を示す状態図である。マルチレイヤ経路計算では、ネットワークトポロジーは（波長分割多重方式（ＷＤＭ）、光伝送ネットワーク（ＯＴＮ）、ＳＤＨ及びイーサネットなどの）いくつかのレイヤ７２０から構成され、ネットワーク７１０におけるノード（ＮＥ）及びリンク７０５はいくつかのレイヤ７２０内に現われることができる。統合されたレイヤ０−２の経路計算を行う場合、並びに物理レイヤにおける異なる適合又は多重化方式、論理レイヤにおける異なるカプセル化などのネットワーク内の制約に対処する場合、及び基本的な転送機能の物理的多様性に関するものなどのネットワークポリシー規則を執行する場合にこの状況が起きる。通信事業者が、（ベンダＡ、Ｂ及びＣなどの）異なるベンダから（ネットワーク装置（ＮＥ）などの）物理的装置を購入する場合にこのような制約が生じる可能性がある。これらのベンダは、ベンダ固有の１本のソフトウェアを供給してネットワークの管理を支援することができる。これらのサブシステムは、エンドツーエンドサービスを提供するためにより大きなユニットに統合される必要がある。さらに、経路が個々のレイヤを横切るとき、ＰＮＣは、フェイルオーバー時間定数を適切に自動調整して個々のレイヤの修復プロトコルを考慮に入れる必要がある。

マルチレイヤネットワークにおける基本経路計算に加え、ＰＣＭは、専用アルゴリズムを使用してマルチレイヤネットワーク７１０におけるエッジ及びノードディスジョイント冗長経路を計算する。マルチレイヤ経路計算はまた、基本的な転送ネットワークにおける共有機能の制約の直接的表現も可能にする。この機能は、ネットワークの全て又は一部に対して有効にすることができ、サービスプロバイダが、基本的な転送プランの全てを気にする必要なくネットワークの最も重要な部分にこのレベルの保護を提供できるようにする。

この種の複数の制約の例は、テール回線のルーティング時に生じることがある。多くの場合、要求される経路は、特定のノードに対するものではなく、むしろ（ブロードバンドリモートアクセスサーバ（ＢＲＡＳ）、セッションボーダコントローラ（ＳＢＣ）、マルチサービスアクセスノード、サービスプロバイダインタフェイスポイントなどの）特定の機能を有するあらゆるノードに対するものである。場合によっては、このようなノードからの経路の残りが既に確立されている場合、経路はその地点で終わることができる。テール回線のルーティングでは、ＰＣＭは、上述したようなマルチレイヤ経路計算アルゴリズムを使用して経路を決定する。より複雑な例では、通過しなければならない複数の種類のノードが存在する可能性があり、より複雑にはなるが同様のマルチレイヤルーティングアプローチが必要となる。（ＢＲＡＳへのルーティングなどの）テール回線のルーティングの問題では、ＰＣＭは、ネットワークポリシーが命令する場合、ＢＲＡＳまでの冗長経路、或いはＢＲＡＳまでの別の冗長経路を作成することができる。前者の場合、ＰＮＣの動的制御プレーンが、ＢＲＡＳの障害又はＢＲＡＳの背後にあるトランクを検出し、そのＢＲＡＳで終端している経路の全てをリルートする。

図８は、本発明による例示的な実施形態のＰＮＣにおけるネットワーク障害及び回復に対して生じるネットワークポリシーのクラスを示すフロー図８００である。障害が検出される（８０１）と、ネットワーク装置はバックアップ冗長経路に切り替わる（８０５）。基本的な転送ネットワークにより、障害によっては自動的に回復されるものもあるので、一般にＰＮＣは、何らかの動作を行う前にある時間の間待つ８０７。さらなる動作は、ネットワークポリシーによって決まる（８１０）。その時間の終了後、ＰＮＣはそのまま経路を離れることができる（８１５）。或いは、ＰＮＣは、第１の経路の役割とバックアップ経路の役割とを切り換えることができる（８２０）。或いは、ＰＮＣは、障害を反映した新しいネットワークトポロジーに基づいて、新しいバックアップ経路を計算する（８２５）か、或いは新しい第１の経路及びバックアップ経路を計算する（８３０）ことができる。次に、ＰＮＣは障害が修復されたかどうかを判定する（８３５）。修復されていなければ、ＰＮＣはネットワークをモニタし続ける（８３７）。障害が修復される（８３８）と、選択肢の組８４０は、そのまま経路を離れる（８４５）、経路の役割を切り換える（８５０）、新しいバックアップ経路を計算する（８５５）、或いは新しい第１の経路及びバックアップ経路を計算する（８６０）などのように、上記の選択肢と同様である。制約のある経路計算を処理する場合、障害時間と修復時間との間にルーティングされた新しいサービスが、オリジナルの経路の組が使用したリソースを消費することがあるので、ここでのポリシーの選択が特に重要になる。その後、プロセスは終了する（８６５）。

図９は、ネットワークメンテナンス動作及びイベント、及び関連するネットワークリンクの状態を支援する、本発明による例示的な実施形態のＰＮＣ９０２を含むネットワーク９００を示すネットワーク図である。「ブリッジアンドロール」は、ＰＮＣ９０２が容易に実行できる動作の良い例であり、この動作は、顧客が新しいハードウェア又はサービスを既存のネットワークにシームレスに導入し、或いはルーチン保守を自動的に実行できるようにする。このネットワークポリシーの例では、サービス、転送（トランク、ＬＳＰ）、ノード及びリンク間のマッピングを保持するＰＮＣ９０２が、保守イベント中の特定の一部のネットワーク装置から全てのトラフィックを安全に移動させることにより、サービスを中断せずに顧客がアクティブなサービスからノードの除去を要求できるようにする。

ネットワーク９００では、ノード１、ノード２及びノード３を介する双方向性の第１のトランク９３０が、ソース９１０と宛先９２０との間でデータを搬送する。ノード１、ノード４及びノード３を介する、ソース９１０と宛先９２０との間のバックアップトランク９４０も存在する。第１のトランク及びバックアップトランクの両方において（例えば１０ｍｓの速度で）キープアライブメッセージが送信される。ソース９１０が、（３０ミリ秒などの）特定のフェイルオーバーウィンドウ内で（ノード２などの）ノードから応答を受信できなかった場合、ソース９１０はバックアップトランク９４０にフェイルオーバーする。次に（ノード２などの）ノードがＰＮＣ９０２によってサービスから取り除かれ、その後ＰＮＣ９０２が、影響を受ける全てのサービスに通知を行う。影響を受けた個々のサービスに対しては、ＰＮＣ９０２が新しいトランクを再計算し、利用可能なネットワークを介してサービスをマッピングする。例えば、次にソースは、新しいバックアップ、すなわち３番目のトランク９５０を作成しなければならない。この場合、３番目のトランク９５０は、ノード１、ノード５及びノード３を通って進む。顧客が、再度スイッチをアクティブにする宣言を行う準備ができた場合、ノードを無効にすることができる。ＰＮＣ９０２は、ネットワーク内の新しいスイッチを検出し、全ての既存のトンネルを再計算する。上記の説明と同様に、次にネットワークポリシーは、ネットワーク装置の一部がサービスに復帰したときにどのようにフローを処理するかを決定する。

ネットワーク内の通信トンネルをエミュレートすることにより、ＰＮＣ９０２をサービス移行に使用することができる。実際には、異なる技術を使用して接続性をエミュレートするＰＮＣ９０２により、レイヤ２以外のネットワークリンクで３番目のトランク９５０を構成することができる。例えば、レイヤ０／１リングネットワーク９６０を介して３番目のトランク９５０を構成することができる。しかしながら、３番目のトランク９５０を構成する際に、ＰＮＣ９０２は、このレイヤの変化をサービスに対してレイヤ２リンクに見えるようにシームレスにする。さらに、３番目のトランク９５０は、保護メカニズムの衝突を避けるために、使用する基本的なネットワークの修復時間よりも長い修復時間を有する。

ＰＮＣ９０２はまた、マルチレイヤ待ち時間制約解消を行う必要もある。例えば、ＩＰＴＶサービスでチャンネルを変える場合、遠隔からのコマンドと変更されるチャンネルとの間にほんの短い時間しか存在しなくなるように短待ち時間が必要とされる。この例では、ソース９１０及び宛先９２０は、レイヤ２イーサネットサービスがソース９１０と宛先９２０とを接続していると確信している。しかしながら、現実には、３番目のトランク９５０には光リングネットワークが使用される。従って、予想した（レイヤ２）よりも優れたサービス（レイヤ０／１）を提供することにより、マルチネットワークレイヤの使用によってサービス制約が解消される。

ＰＮＣ９０２はまた、障害の際の接続の修復も可能にする。本発明による例示的な実施形態のＰＮＣ９０２は、障害を検出し、障害を生じる接続に関する記憶済みの情報に基づいて新しい接続を割り当てる。この情報は、（経済性又は社会的重要性などの）サービスに関連付けられた重要度に関連することができる。例えば、緊急サービスは、全ての他のサービスのようなトラフィックで表されてはいるが、非常に重要であり、従ってサービスが要求された場合、修復緊急値を割り当てられる。しかしながら、この種のデータは緊急警報ＳＭＳメッセージなどの重要な情報を搬送することができるので、技術（すなわち、音声、ビデオ、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ））に基づく推測的仮定のみに基づいて修復緊急値を割り当てることはできない。（例えば、宛先／ソースアドレスなどに基づく）状況をベースにした優先順位付けが存在しなければならない。次に、ソフトウェア制御プレーンは、新たに形成されたトンネルの接点においてネットワーク装置を直接構成することにより、トンネルの接続をエミュレートする。

ＰＮＣが提供するネットワーク抽象化は、ネットワーク制御ポイントが音声電話ネットワークにおいてサービスの範囲を拡張したのとほぼ同じ方法で、潜在的で貴重な新しいサービスの範囲を拡張する装置及びアドレス指定の仮想化を可能にする。ネットワークアドレスは、もはやいずれの物理的又は地理的重要性も有する必要はなく、仮想アドレスから物理アドレスへのマッピングは、時間、ロケーション、負荷などの関数であってもよい。動作の観点から言えば、このネットワーク抽象化は、（「ブリッジアンドロール」動作のような）複雑な装置固有の手順を選び、動作全体を単一のコマンドで安全かつ予測可能に実行できるようにする。

ＰＮＣは、様々な保護オプション（リンク及びノードディスジョイント、共有リスクリンク群（ＳＲＬＧ）など）を有する転送を構成して、主な障害イベントから保護することができる。ＰＮＣのモニタリングは、知的な障害の報告及び復旧を可能にし、障害の場合、ネットワーク上のサービスは動的に移動される。さらに、ＰＮＣは、第１の経路及びバックアップ経路の双方に影響を与える相関性のある障害の場合、サービス「修復」を可能にする。この機能は、オペレータが介入する必要性をなくし、サービスの平均修復時間（ＭＴＴＲ）を減少させる。通常の第１の経路及びバックアップ経路は、障害が修復されたときに回復する。さらに、転送及びサービス作成のプロセスが自動化されるので、新しいサービスのプロビジョニングが大きく単純化され、ネットワーク装置がオン／オフ回線を占めることができるようになる。これにより、手動による構成が制限され、従ってサービス中断の主な原因の１つである構成エラーが低減する。

しかしながら、ビジネス顧客に対しては、Ｅ−ＬＡＮサービスは、単なるサイト間の接続性を上回るものを提供する必要がある。ユーザトラフィック（フレーム、パケット、その他）に対して定められるサービス属性などのＱｏＳ属性は、ＳＬＡ仕様の基礎を形成する。技術仕様書ＭＥＦ１０．１イーサネットサービス属性フェーズ２に記載されているＭＥＦサービスフレームワークのように、（フレームの待ち時間、遅延変動（ジッター）及び損失率などの）サービス性能及び帯域幅プロファイルを使用して、イーサネットサービスの目的を表すことができる。

表１ａは、サービス性能に影響を与える様々な要素を記載したものである。フレーム待ち時間（フレーム遅延）とは、ネットワークを横切ってサービスフレームが通過するのに要する時間のことを意味する。これは、入口ユーザネットワークインターフェイス（ＵＮＩ）における最初のビットの到着から出口ＵＮＩにおける最後のビットの出力までに測定される。同様にいくつかのＳＬＡは往復遅延を測定する。フレームの遅延変動（ジッター）とは、入口ＵＮＩにおける２つの後続するフレーム間の時間の空白における差を、出口ＵＮＩにおける類似のフレームの到着間に測定した遅れと比較して示したものである。この遅延は、バッファリングされていないビデオの送信における重要な要素であり、ミリ秒の範囲で起きる変動がサービス品質に影響を与えることがある。フレーム損失率は、プロバイダネットワーク内部の失われたサービスフレームの数を測定したものである。フレーム損失は、転送出口で測定した失われたフレームの数を、転送入口で測定した送信されたフレームの数によって除算した比率の形で測定される。

表１ｂは、エンドツーエンドＱｏＳ配信のための構築ブロックについて説明するものである。従来別々のネットワークを使用して配信されていたイーサネットベースの転送アグリゲーティングサービスは、プロバイダがネットワークを過度に構築することを強要しないように、サービス毎のＱｏＳの必要性の検討を必要とする。この効率的なエンドツーエンドＱｏＳ保証の主要な構築ブロックは、（１）接続指向転送、（２）制約に基づく経路計算、（３）効果的なアドミッション制御による容量計画、及び（４）プロバイダネットワークにおけるホップ毎のトラフィック処理である。

キャリアイーサネットスイッチ及びサービスアグリゲートエッジ装置によって行われる接続指向転送とは、ＰＢＢ−ＴＥが通信事業者のネットワークを介してサービストラフィックを送信できるようにするプロバイダネットワークを通じた予め設定された転送のことを意味する。予測可能性はまた、サービスＳＬＡを満足させるＱｏＳ保証の最適なコストポイントにおける配信にも役立つ。ＰＮＣが行う制約に基づく経路計算とは、ネットワークノードとリンクとの適切な組合せに至るプロセスのことを意味し、この組み合わせが、帯域幅、品質及び通信事業者のポリシー制約を満足させる回線様の転送を共に形成する。ＰＮＣが行う接続アドミッション制御とは、同意したサービス契約を遵守して、利用可能な帯域幅リソースをクラスに分類されたサービストラフィックにわたって効率的に割り当てるプロセスのことを意味する。キャリアイーサネットスイッチ及びサービスアグリゲート装置が行うホップ毎のトラフィック処理とは、統計的に多重化されたネットワークを通過するサービストラフィックが、同意したサービス契約によりサービストラフィックが適切に差別化されるようにネットワークの様々な部分において「コンディショニング」を必要とすることを意味する。

表２は、様々な帯域幅プロファイル（すなわち、ユーザトラフィック（フレーム、パケット、その他）が（アドミッションポイントにおいて）ＵＮＩを通過できる速度）を示すものである。帯域幅プロファイルは、サービス提案及び価格設定の基礎を形成する。帯域幅プロファイルは、コミット情報速度（ＣＩＲ）及び超過情報速度（ＥＩＲ）の点で表される。ＣＩＲとは、加入者がサービスフレームを転送できる平均速度のことである。このような転送はコミットバーストサイズ（ＣＢＳ）の影響を受け、これはサービスフレームを送信できるとともに依然としてＣＩＲコンフォーマントであり得る最大サイズのことである。ＥＩＲは、ＣＩＲよりも速いか又はこれと同じ平均速度であり、サービスフレームがプロバイダのネットワークに入ることを認められる最大速度のことである。同様に、ＥＩＲは超過バースト速度（ＥＢＲ）の影響を受け、これはＥＩＲコンフォーマントとして構成する最大サイズのことである。

ユーザトラフィックは、ＣＩＲ及びＥＩＲに従うために入口で分類及びマーク付け（色付け）される。ＣＩＲコンフォーマントであるトラフィックは緑に色付けされ、入ることが許される。ＣＩＲ非コンフォーマントではあるがＥＩＲコンフォーマントであるトラフィックは、黄色に色付けされ入ることは許されるが、ベストエフォート配信のマークを付けられ、従って、ネットワークにおける輻輳ポイントで脱落し得る。ＣＩＲでもＥＩＲコンフォーマントでもないトラフィックは赤に色付けされ、エッジで脱落する。

表３ａは、顧客が１ヶ月あたり４８，０００ドルのコストで６つのサイトへのレイヤ２ポイントツーマルチポイントイーサネット接続を得られるようにする、主要プロバイダから得られる例示的なＳＬＡを示すものである。ＳＬＡ毎に、１Ｍｂｐｓから８Ｍｂｐｓまでの帯域幅を１Ｍｂｐｓの増分で購入することができ、８Ｍｂｐｓより上の帯域幅を５Ｍｂｐｓ単位で購入することができる。このサービスはまた、ユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストパケットもサポートし、マルチキャスト及びブロードキャストパケットは総帯域幅の１５％までのみが認められる。

ＰＮＣは、ＳＬＡを表３ｂに示すサービス及び転送構成に分解する。サービス構成はサービスの種類を認識するとともに、ＰＥスイッチを通してフルメッシュの転送を作成するために、ＰＢＢ−ＴＥトランクの作成をトリガする。ＰＮＣは、フレーム遅延＝１００ミリ秒、ジッター＝５ミリ秒、及びフレーム損失は０．０５％未満などのＱｏＳ制約のあるＰＥを通してＰＢＢ−ＴＥトランクを構築する。イーサネットのソフトスイッチモデルで構築されたネットワークコントローラは、スイッチのシェーピング及びポリシング機能を効率的に使用して、到着分布に影響を与えるトラフィックフローを「スムーズ」にし、従ってネットワークにおける待ち行列競合及び輻輳のホットスポットを避ける。

表４ａ及び表４ｂは、表３ａのＳＬＡに従って異なるトラフィックのクラスにわたって帯域幅競合を管理すべくＰＮＣがサポートする２つの種類の帯域幅制約モデル、すなわち（１）ロシア人形型（ＲＤＭ）及びその予約変形、及び（２）最大割り当て型（ＭＡＭ）を示すものである。しかしながら、所定のドメインに関しては、接続アドミッション制御のために１つの帯域幅制約モデル（すなわち、ＲＤＭ又はＭＡＭ）が使用される。

表４ａは、例示的なトラフィックのクラス及び個々のクラスに割り当てる帯域幅目標を示すものである。４つのクラスタイプ、すなわち（１）リアルタイム（ＲＴ）、（２）優先データ（ＰＤ）、ビジネスデータ（ＢＤ）、及び（４）基本データ（ＢＳＤ）が存在する。ＲＴは、１秒当たり３００メガバイト（Ｍｂｐｓ）よりも小さいか又は等しいクラス帯域幅目標を有する。ＰＤは、２００Ｍｂｐｓよりも小さいか又は等しいクラス帯域幅目標を有する。ＢＤは、３００Ｍｂｐｓよりも小さいか又は等しいクラス帯域幅目標を有する。ＢＳＤは、２００Ｍｂｐｓよりも小さいか又は等しいクラス帯域幅目標を有する。

表４ｂは、例示的なＳＬＡに対する例示的なＲＤＭ及びＭＡＭの割り当てを示すものである。リンク上のアグリゲートされた予約可能帯域幅がいくつかの帯域幅制約（ＢＣ）に「スライス」され、個々のクラスが、以下の仕組みに基づいて「割り当てられる」帯域幅である。ＭＡＭでは、個々のクラスタイプが最大帯域幅に関連付けられ、各クラスに単独で割り当てられる。１クラスタイプ毎に帯域幅「スライス」が一定であるため、クラスタイプトラフィックの間で未使用の帯域幅を分け合うことはできない。従っていくつかの展開シナリオでは、ＭＡＭモデルは高いリンク利用率を達成することができない。ＲＤＭはクラス間の階層を想定し、ネスト方式で制約が適用される。最高のクラスタイプは、最大帯域幅を割り当てられる。次の最大帯域幅は、２つの最高クラスタイプ双方に定められ、その次の帯域幅は、３つの最高クラスタイプに共に定められる等々である。一般的に、このモデルは、結果として非常に高いリンク利用率を生じ、選択したトラフィックのクラスタイプに関して絶対優先を可能にする。これにより、ＳＬＡ保証を満足させるためのより優れた制御が可能になる。

ＰＮＣは、複数のＱｏＳ及びクラス毎の帯域幅制約に基づく最適化経路を計算する。これが、接続アドミッション制御方式（すなわち、ＲＤＭ及びＭＡＭ）と統合され、サービス差別化を可能にし、ひいてはクラス毎に基づいてネットワークの利用を制限する。ＰＮＣは、ＮＥ固有の構成をＰＥにプッシュ配信して、エッジにおいてトラフィックの分類及びコンディショニング（メーター、シェイプ、ドロップ、マーク）を行う。さらに、トランク経路に従う全てのＮＥを設定して、ドメインにわたって一貫性のある、及びＳＬＡを遵守したサービストラフィックのためにホップ毎の処理を実現させる。

ＰＮＣは、トポロジーグラフの形でプロバイダネットワークの抽象化表現を維持する。ＰＮＣは、帯域幅、遅延、及びジッターオーバーヘッドなどの特性の正確な表示でノード及びリンクをモデル化し、これらが経路計算エンジンにデータポイントを提供して、トランクエンドポイント間に必要な制約に基づく経路を実現する。単純化した例では、関連する保護属性を持たない経路に関しては、ユーザ指定の制約を満たさないノード及びリンクを取り除いてトポロジーサブグラフを形成し、このトポロジーサブグラフ上で制約付最短経路計算（ＣＳＰＦ）アルゴリズムを実行して転送エンドポイント間の経路を計算する。複数の魅力的な経路を選択する場合、アグリゲートされたリンクの重み付けメトリックがタイブレーカーとして働く。

表５は、ＰＮＣサポートの保護及び修復体系を示している。保護属性が、転送キャリングサービストラフィックに回復力を加え、サービストラフィックのクリティカリティが、選択されたオプションを起動する。ネットワーク停止に起因する作動（第１の）経路におけるトラフィック損失を保護するためにスタンバイ（バックアップ）が設定される。ネットワークにおける「相関性のある」障害から保護するために、作動経路及びスタンバイ経路のためのリンク及びノードディスジョイントなどの付加的な属性を要求することができる。リンクディスジョイント特性は、第１の転送が、第１の転送に使用したリンクのいずれも通過しないバックアップ転送で保護されることを確実にし、従ってリンク障害から保護する。ノードディスジョイント特性は、第１の転送が、第１の経路上のノードのいずれも通過しないバックアップ転送で保護されることを確実にし、従ってノード及びリンク障害から保護する。

第１の概念は、ネットワークにおいて構成可能な通信トンネルを動的にエミュレートする方法である。本方法によれば、複数の通信トンネルが割り当てられる。個々のトンネルは複数のハードウェアエンドポイントを有するとともに（ＭＰＬＳ又はＰＢＴなどの）異なる種類の通信プロトコルであってもよい。全体のエンドツーエンドトンネルは複数のトンネルで構成される。全体のトンネルを形成するために、各個々のトンネルのハードウェアエンドポイントを直接プログラムすることにより、複数のトンネルが接続される。ハードウェアエンドポイントはスイッチ及びルータを含むことができ、エンドポイントをプログラムするステップは、ハードウェアエンドポイントの通常のルーティング動作を無効にするステップを含むことができる。また、ネットワークに常駐するビジネスプレーンモジュールの指示でハードウェアエンドポイントをプログラムすることができる。

ＶＰＮの例を図１０に示す。この例では、企業が、米国（ＵＳ）にある本社とフィジーにある出張所との間でＶｏＩＰ接続をセットアップする必要がある。このシナリオでは、米国のインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）とフィジーのＩＳＰとの間の最適な（すなわち最も安価な）ルートは、ロシアのＩＳＰのＭＰＬＳネットワークを介したものであると仮定する。しかしながら、ＵＳのＩＳＰ及びフィジーのＩＳＰはＰＢＴネットワークを使用する。

ＶｏＩＰ接続を確立するために、ＵＳのＩＳＰは、３つのトンネル、すなわち米国の本社からロシアのＩＳＰネットワークまでのトンネルＴ１、ロシアのＩＳＰネットワークを経由するトンネルＴ２、及びロシアのＩＳＰネットワークからフィジー出張所までのトンネルＴ３を入手する必要がある。次に、３つのトンネルを互いに「接着」してＶｏＩＰ接続のためのＶＰＮを形成する必要がある。しかしながら、ＭＰＬＳとＰＢＴとの間に相互運用性がないために、これらのトンネルを接続することができない。

この方法は、個々のトンネル間の接点に存在するネットワーク装置を直接プログラムすることにより、これらのトンネルの接続を可能にする。図１１は、ＵＳのＩＳＰとロシアのＩＳＰとの間の接点を示している。個々のネットワークには、スイッチ又はルータなどのネットワーク装置の一部が存在する。装置のそれぞれのトンネルの接続をエミュレートするためには、トンネルを介して移動するパケットを正しく処理するように個々の装置の一部をプログラムする必要がある。これを実現するためには、スイッチ／ルータの通常のルーティング動作を無効にする必要がある。

図１２は、ＩＳＰを介して方法を制御するハイレベルな概要を示している。この方法は、ＩＳＰネットワークの各々に常駐するソフトウェア制御プレーンを通じてネットワーク装置を直接プログラムする。ソフトウェア制御プレーンは、米国本社をフィジー出張所に接続するための要求を受信する。次に、ソフトウェア制御プレーンは、望ましい接続の観点からネットワークを調べ、接続を行うためにどのネットワーク装置を構成する必要があるかを決定する。この決定に基づいて、ソフトウェア制御プレーンは、ネットワークの該当部分に使用する（ＭＰＬＳ又はＰＢＴなどの）ネットワーク技術を選択し、互換性のあるプロトコルが利用できない場合には、トンネルを介して移動するパケットを正しく処理するためにネットワーク装置の個々の関連する一部を直接構成する。

図１３は、ソフトウェア制御プレーンのより詳細な図である。ＩＳＰは、ビジネスプレーンを介して互いにポリシーを通信し合うことができ、このビジネスプレーンが個々のＩＳＰのそれぞれのソフトウェア制御プレーンを制御し、さらにこのソフトウェア制御プレーンがこれらのネットワークポリシーに従って必要なネットワーク装置を直接構成する。

この方法を使用して、図１４に示すように単一のＩＳＰ内でトンネル構成をエミュレートすることができる。この状況では、ソフトウェア制御プレーンは、単一のＩＳＰに常駐するネットワーク装置を構成して異なる基本的な通信プロトコルを使用するトンネルを接続することができる。

さらに、ソフトウェア制御プレーンは、図１５に示すように異なるトポロジーであるトンネルの接続をエミュレートすることができる。ＭＰＬＳが、異なるトポロジーのトンネルの接続を許可しない。例えば、ＭＰＬＳは、従来、ポイントツーポイントトンネルＡ→ＢをマルチキャストツリーＢ→Ｃに接続することを許可しない。しかしながら、本方法では、様々なトンネルトポロジーの接点においてネットワーク装置を直接構成することにより、このようなトンネルの接続をエミュレートできるようになる。図１５を参照すると、Ａ→Ｂはポイントツーポイントトンネルであり、Ｂ→Ｃはマルチキャストツリーである。この方法の例示的な実施形態は、Ａ→Ｂトンネルから受信されるパケットをＢ→Ｃマルチキャストツリーを介して送信されるように処理するために、Ｂにおいてネットワーク装置を直接構成することにより、Ａ→ＢとＢ→Ｃとの接続をエミュレートする。ソフトウェア制御プレーンはまた、マルチポイントツーポイント及びマルチポイントツーマルチポイントなどの他のトンネル接続をエミュレートすることもできる。

第２の概念は、第１の概念のネットワークのような、ネットワークにおける通信トンネルを修復する方法である。現在のところ、他のネットワーク最適化方法が存在するが、これらはサービスの迅速な修復を行うことができない。ＭＰＬＳは最適化を行わず、（利用可能な最低コストの帯域幅などの）特定のネットワークを設定する理由を注記することはなく、むしろ設定された接続の順序のみを知っている。さらに、これらの最適化のための方法は、どのように修復が行われるかについては知らない。

この方法によれば、ネットワークにおける複数の既存の通信トンネルに関する情報が記憶される。既存のトンネルの１つに障害が起きた場合、元々のトンネルに関して記憶された情報に基づいて新しい通信トンネルが割り当てられる。次に、新しいトンネルのハードウェアエンドポイントを直接プログラムすることにより新しいトンネルを接続して、元々のトンネル構成の機能を回復させる。また、帯域幅コストが最適化されるように新しいトンネルを接続することができる。

図１６は、図１０のような通信ネットワークを示しているが、フランスのＩＳＰを通じてリルートされたＶｏＩＰ接続を含む。このシナリオでは、ロシアのＩＳＰを経由するトンネルに障害が起きる。この方法の例示的な実施形態では、このような障害の検出時に、ソフトウェア制御プレーンが、プロトコルのトラフィックエンジニアリング規則に従って、ネットワークの通信プロトコルの種類に関わらず異なるＩＳＰネットワークを介してトラフィックをリルートすることができる。

図１６を参照すると、ソフトウェア制御プレーンが、企業の米国本社とそのフィジー出張所との間のＶｏＩＰ接続などの既存の接続に関する情報を記憶する。ある時点で、そのトンネルに障害を起こしているロシアのＩＳＰに障害が起きる。この方法の例示的な実施形態は、ＶｏＩＰ接続に関する記憶された情報に基づいて、フランスのＩＳＰを通じて障害を検出し新しいトンネルを割り当てる。次に、ソフトウェア制御プレーンが、新しく形成されたトンネルの接点においてネットワーク装置を直接構成することにより、トンネルの接続をエミュレートする。

第３の概念は、ネットワークにおいて通信トンネルをエミュレートする方法である。この方法によれば、第１の基本的な通信プロトコル及び複数のハードウェアエンドポイントを有する通信トンネルが割り当てられる。次に、通信トンネルのハードウェアエンドポイントを直接プログラムすることにより、トンネルが第１のプロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する他の通信トンネルに接続される。

第３の概念の方法によれば、第１の概念のソフトウェア制御プレーンをサービス移行のために使用することができる。図１７を参照すると、異なる接続に関連付けられたネットワーク装置を直接プログラムすることにより、既存のＭＰＬＳ接続を容易かつ迅速にＰＢＴ接続に変換することができる。第１概念のトンネル抽象化は、ポイント（「何を」）と使用するネットワークプロトコル（「どのように」）との間の望ましい接続の分離を可能にし、すなわち、ソフトウェア制御プレーンに対する接続のための要求は、どの接続が望ましいかに関心があり、ソフトウェア制御プレーンは、これらの接続を行うために利用可能なネットワーク装置をどのように構成するかに関心がある。

第４の概念は、ネットワークにおいてネットワークハードウェアリソースを監査する方法である。この方法によれば、複数の通信トンネルの構成に関する情報が記憶される。通信トンネルの各々に関して、トンネルが使用する関連するリソースが識別される。次に方法は、識別されたリソースからリソースの構成状態に関する情報を検索する。次に方法は、記憶された情報と検索された情報との間のあらゆる不一致を特定する。不一致が存在する場合、次に方法は、新しいリソースを割り当て、或いは既存のリソースの割り当てを解除することにより不一致を解消する。

現在のところ、リソース割り当て担う中心ソースは存在しない。多くの個々のシステムアドミニストレータは、関連する接続にリソースを手動で追加し、また関連する接続からリソースを手動で取り除き、通常、リソースを追跡し続けるためにスプレッドシートしか使用しない。第１概念のトンネル抽象化は、これらのリソースの正確な計算を可能にする。

第４概念の方法は、エミュレートしたトンネルの接続を確立する際に使用される割り当てられたネットワーク装置のモデルを提供する。この方法は、リソースが誰に割り当てられたか、及びこれらのリソースがどのように使用されているかを追跡し続ける。ネットワーク障害の場合、この方法は、どのネットワーク装置を通信に割り当てるべきか、及びどのネットワーク装置を実際に割り当てるかを決定することができる。

どのネットワーク装置を割り当てるべきか決定するために、ソフトウェア制御プレーンは、装置のハイレベルのリスト及び既存の接続を行うためにそれをどのように使用しているかを記憶する。どのネットワーク装置を実際に割り当てるかを決定するために、ソフトウェア制御プレーンは、装置が割り当てられるべきと思っているかどうかに関してネットワーク装置にポーリングを行う。次に方法は、記憶されたリストを装置から取り出した情報と比較し、あらゆる不一致にフラグを立てる。この不一致は、割り当てを予定しているが割り当てられていないネットワーク装置の一部、或いは割り当てられてはいるがもはや使用されていない装置の一部を含むことができる。いずれかの不一致が存在する場合、ソフトウェア制御プレーンは、リソースが無い場合には追加のリソースを割り当てることができ、これ以上リソースが必要ない場合には余分なリソースの割り当てを解除することができる。

本発明についてその例示的な実施形態を参照しながら具体的に示し説明したが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に含まれる本発明の範囲から逸脱することなく、本発明において形態及び詳細における様々な変更を行うことができると理解するであろう。

１００ｃ ＮＧＮアーキテクチャ； １３０ サービス／アプリケーションドメイン；
１４０ 制御ドメイン； １５０ 転送ドメイン； １６０ アクセスドメイン；
１７０ ＣＰＥドメイン； ４０２ プロバイダネットワークコントローラ（ＰＮＣ）；
４０５ 経路計算モジュール（ＰＣＭ）； ４０７ データベース。

Claims (13)

1. 通信ネットワークにおいて、ソフトウェア制御プレーン制御システムによってサービスを制御する方法であって、該方法は、
   前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続に関する情報、前記通信ネットワークを制御するトラフィックエンジニアリング規則及びネットワークポリシーとを記憶するステップと、
   前記通信ネットワーク上で実施されるサービスを定義するステップと、
   前記定義したサービスを実施するために、前記記憶した情報に基づいて通信経路を計算するステップと、
   前記計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントをプログラムして、前記通信ネットワークにおける通信経路を設定するステップと、
   前記計算した通信経路に従うプログラムしたハードウェアエンドポイント及び通信接続をモニタし、前記記憶した情報を更新するステップと、
   通信経路を再計算し、該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記記憶した情報及びサービスの変更に基づいて前記通信経路を適応させ、前記サービスの実施を確実にするステップと、
   前記計算した経路から前記再計算した経路へとサービスを移行させるステップと、
   を含み、
   前記通信経路は通信トンネルを有し、
   前記ハードウェアエンドポイントをプログラムするステップは、
   前記ハードウェアエンドポイントの通常の動作を無効にするためハードウェアエンドポイントを直接プログラムする工程と、
   前記通信トンネルのうち、第１の通信トンネルの第１の通信プロトコルが第２の通信プロトコルと異なる場合、前記ハードウェアエンドポイントが、前記通信トンネルのうちの第２の通信トンネルの前記第２の通信プロトコルをエミュレートするように構成する工程と、
   を含み、
   前記通信ネットワークの前記第２の通信トンネルをエミュレートするように前記ハードウェアエンドポイントを構成する工程は、
   第１の基本的な通信プロトコル及び複数のハードウェアエンドポイントを有する通信トンネルを割り当てる工程と、
   前記第１の通信プロトコルとは異なり、かつ基本的な通信プロトコルを有する他の通信トンネルに前記通信トンネルを接続する工程と、
   を含み、
   前記通信ネットワークは、マルチレイヤ、マルチサービス、マルチベンダ、又はマルチキャリア通信ネットワークであることを特徴とする方法。
2. 前記ハードウェアエンドポイントは、スイッチ、ルータ、或いは前記スイッチとルータの両方を併合したものを含み、前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続に関する情報は、容量、利用率、及び性能指標を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記サービスは属性によって定義され、前記方法は、
   前記ネットワーク上で実施される前記サービスを定義する属性を記憶するステップと、
   前記定義したサービスを実施するために、前記属性に基づいて通信経路を計算するステップと、
   をさらに含み、
   前記サービスを定義する属性は、フレームの待ち時間、遅延変動、損失率、及び帯域幅プロファイルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 通信経路を再計算し、該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記定義したサービスの属性の変更に基づいて前記通信経路を適応させ、前記サービスの実施を確実にするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 通信経路を計算するステップは、サービスの質及びクラス毎の帯域幅制約に基づいて前記通信ネットワークにおけるハードウェアポイント及び通信接続を最適化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 通信経路を計算するステップは、第１経路と冗長バックアップ通信経路を計算する工程を含み、前記冗長バックアップ通信経路は完全に冗長化したものでなければならず、前記第１の経路でいずれかのハードウェアエンドポイントに障害が発生している間、切り替わって通信するためのものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記計算した通信経路に従うプログラムしたハードウェアエンドポイント及び通信接続をモニタするステップは、ネットワーク障害、過負荷又は経路最適化のためにモニタするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記通信経路を再計算し、該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムするステップは、前記計算した通信経路における前記通信接続の少なくとも１つに障害が起きた場合、前記通信ネットワークにおける通信経路を修復することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記通信経路を再計算し、該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムするステップは、前記記憶した情報に基づいて前記通信ネットワークにおける個々のサースの前記通信経路を最適化することを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記通信経路を再計算するステップは、該再計算した通信経路の通信接続のそれぞれの修復時間定数に基づいて、前記通信経路の関連する修復時間定数を動的に調整するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記通信経路を再計算するステップは、該通信経路に関連する経済的又は社会的価値に基づいて再計算を行うステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記ソフトウェア制御プレーン制御システムを転送プレーンのハードウェアから切り離すステップと、
    前記切り離されたソフトウェア制御プレーン制御システムとは別に、前記転送プレーンのハードウェアを更新するステップと、
    をさらに有し、
    前記計算した経路から前記再計算した経路へサービスを移行させるステップは、前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続のメンテナンスをサービスを中断せずに可能にすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 通信ネットワークにおいて、該通信ネットワーク上で実施されるように定義されたサービスを制御するように構成されたソフトウェア制御プレーンネットワークコントローラであって、
    前記通信ネットワークにおけるハードウェアポイント及び通信接続に関する情報と、前記通信ネットワークを制御するトラフィックエンジニアリング規則、及びネットワークポリシーとを記憶するように構成されたデータベースと、
    請求項１乃至３に記載された前記方法のいずれかを実施するように構成された経路計算モジュールと、
    を備えることを特徴とするソフトウェア制御プレーンネットワークコントローラ。

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