JP2000083045A - 経路制御方式 - Google Patents
経路制御方式Info
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- JP2000083045A JP2000083045A JP32315598A JP32315598A JP2000083045A JP 2000083045 A JP2000083045 A JP 2000083045A JP 32315598 A JP32315598 A JP 32315598A JP 32315598 A JP32315598 A JP 32315598A JP 2000083045 A JP2000083045 A JP 2000083045A
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Abstract
強のニーズに柔軟に対応した、拡張性の高いルータ構成
技術を提供する。 【解決手段】クラスタ型ルータ11を構成する各ルータ
12の経路計算機構20内に新たにネットワーク情報共
有手段14を設ける。ネットワーク情報共有手段14
は、ルーティングプロトコル15によって収集されたネ
ットワーク情報16の更新通知を受け取り、クラスタ型
ルータ11を構成する他の全ルータ12にこの更新情報
をネットワーク情報通知パケット19として送信する。
受信先ルータ12内のネットワーク情報共有手段14
は、受信した更新情報の内容をルーティングプロトコル
15に通知する。ルーティングプロトコル15は、通知
された内容に基づき自己の持つネットワーク情報16を
更新する。これにより、クラスタ型ルータ11の外部に
存在する全てのルータから得たネットワーク情報16が
各ルータ12で共有され、外部からはクラスタ型ルータ
11が単一のルータとして認識される。
Description
装置に関し、特に通信端末間のパケットの配送先を判断
するために用いられる経路テーブルの生成を行うルーテ
ィングプロトコルを有するルータ装置に関する。
タは、多数の回線を収容する必要がある。従来は、ネッ
トワークの大規模化によって回線増強のニーズが生じた
ときに、新たなルータを増設し、増設したルータに対し
て新たな構成定義を作成する必要があった。
を関連付ける明確な手段がないため、これら複数のルー
タ間のネットワーク情報交換は、他のルータとやり取り
をするために通常用いられるルーティングプロトコルと
呼ばれる手段を用いなければならなかった。
来技術には以下の問題がある。
新たなルータを増設した場合、結果的に複数のルータで
ネットワークの中継機能を実行する形態となる。この複
数のルータは互いにルータネットワークを形成するが、
このルータ間を接続するネットワークにも1つのサブネ
ットの割り当てが必要である。すなわち、ネットワーク
アドレスを余分に消費することになり、ユーザが使用で
きるアドレス空間の切迫を招く。
ータの各ネットワークインターフェイスのアドレス設定
やルーテイングプロトコル実行時の各種パラメータの設
定などの、ルータの構成に関する定義付け(構成定義)
は各ルータ毎に行う必要がある。これは、構成定義変更
時のみならず、通常運用時にもネットワーク管理コスト
の増大を招く。
の、素性のわからないルータとのネットワーク情報の交
換を実現するために、バージョン確認や経路交換の主従
関係決定等の処理を行っており、実際のネットワーク情
報交換処理に比して実行処理負荷が大きい。このため、
回線増強によって生じた複数のルータ同士のみ、すなわ
ち閉じた環境でネットワーク情報の交換を行うのには適
していないと共に、ルータ本来の処理である通信端末間
のパケットの中継処理の性能低下を招く恐れがある。
トワーク規模の増大に対応した拡張性の高いルータ構成
技術を提供することである。
め、本発明では、複数のルータで動作するルーティング
プロトコルが収集したネットワーク情報を共有するため
に、各ルータ内にネットワーク情報共有手段を設ける。
また、複数のルータがネットワーク情報を共有すること
により、外部にはこれら複数のルータを1つの仮想的な
ルータと見せることが可能となる。以下では、この仮想
的なルータをクラスタ型ルータと称する。
ら存在するパケット送受信手段、経路テーブル計算手
段、経路テーブル配布手段とを組み合せて動作させるこ
とにより、拡張性の高い、経路制御方式を提供する。
各ルータを中継処理を行う部分と、前述したルーティン
グテーブルを生成するプロトコルを行う部分とを分離し
て(異なるプロセッサを用いて)構成することが提案さ
れている。このように構成することにより、パケットの
中継処理が、ルーティングテーブルを生成するプロトコ
ルを行う処理の負荷に左右されることなく実行できるよ
うになる。上記で挙げた全ての手段は経路計算機構内部
で実行されるものである。
ーティングプロトコルが、クラスタ型ルータ外部の他の
ルータとのネットワーク情報交換により、自分が保持し
ているネットワーク情報に変化が生じたときは、自分が
属しているルータ内のネットワーク情報共有手段にその
旨通知する。
ケット送受信手段は、クラスタ型ルータの外部の他のル
ータとルーティングプロトコルパケットの送受信を行
い、ネットワーク接続情報を得、これをリンク状態デー
タベースと呼ばれるデータベースに登録する。パケット
送受信手段は更に、リンク状態データベースが更新され
ると、自分が属しているルータ内のネットワーク情報共
有手段にその旨通知する。
情報から、ルーティングプロトコルの種別を示す識別子
を含んだネットワーク情報通知パケットを生成し、クラ
スタ型ルータ内の他の全ルータに送信する。
たネットワーク情報共有手段は、更新情報を抽出し、ル
ーティングプロトコル識別子にしたがって、該当するル
ーティングプロトコルに更新情報を通知する。これによ
り、クラスタ型ルータに接続する全てのルータから得た
ネットワーク接続情報は、全ルータのリンク状態データ
ベースに反映される。
ベースの内容は同じものとなる。各ルータの経路テーブ
ル計算手段により、リンク状態データベースから経路テ
ーブルを生成する。
テーブルを自己のルータの中継処理機構に配布する。
る。
構成と、クラスタ型ルータを構成する各 ルータの機能
ブロックを示したものである。クラスタ型ルータ11
は、複数のルータ12をルータ間スイッチ13により接
続された構成をとる。各ルータ12は、パケット中継時
に使用する経路テーブルの生成と配布を行う経路計算機
構20と、パケットの中継処理を行う中継処理機構18
とによって構成されている。
は、ルーティングプロトコル手段15が動作している。
ルーティングプロトコル手段15は、クラスタ型ルータ
11の外部のネットワーク21に存在する他のルータ2
5と制御パケットの送受信を行ってネットワーク情報1
6を得る。得たネットワーク情報16から、ルーティン
グプロトコル手段15は経路計算処理を実行し、通信端
末間の経路情報を生成するとともに、これを経路テーブ
ル17に登録する。
17は、ルータ12内の中継処理機構18に配布され、
実際のパケットの中継可否判断に使用される。
の動作によってネットワーク情報16が更新されると、
ルーティングプロトコル手段15はネットワーク情報共
有手段14に更新情報の送信を要求する。以下では、こ
のネットワーク情報共有手段14をNISP(Network Infor
mation Sharing Protocol)手段14と記述する。NISP手
段14は、要求された更新情報を基にネットワーク情報
通知パケット19を生成し、クラスタ型ルータ11内に
存在する、自分以外の他の全ルータ12に、ルータ間ス
イッチ13を経由して送信する。この送信は、宛先が個
々のルータ12である複数のパケットを用いてもよい
し、また、宛先がルータ12全体を表わす単一のパケッ
トを用いてもよい。経路計算機構20内で複数のルーテ
ィングプロトコル手段15が動作していることを考慮
し、上記ネットワーク情報通知パケット19には、運ん
でいる更新情報がどの種類のルーティングプロトコルか
ら生成されたかを示す識別子(ルーティングプロトコル
識別子)が付加されている。
ータ12内のNISP手段14が受信する。NISP手段14
は、受信したパケット中のルーティングプロトコル識別
子を見て該当する種類のルーティングプロトコル手段1
5に更新情報を通知する。
手段14から通知された更新情報を基にネットワーク情
報16を更新する。
トワークシステム構成を示す図である。ルータ12とル
ータ間スイッチ13により構成されたクラスタ型ルータ
11は、通信端末26及びネットワーク中継装置である
ルータ25と接続される。通信端末26及びルータ25
からは、クラスタ型ルータ11は単一のネットワーク中
継装置として動作しているように見え、複数のルータ1
2に分かれた内部構成は見えない。ルータ25はクラス
タ型ルータ11とルーティングプロトコルパケットの送
受信を行い、ネットワーク情報を得る。得たネットワー
ク情報からそのルータ自身の経路テーブルを生成し、通
信端末26間のパケット中継に用いる。
け取るネットワーク情報は、クラスタ型ルータ11を経
由した経路情報を生成するのに十分な情報を含んでお
り、クラスタ型ルータ11を介した通信端末26間の通
信は、単一のルータを介したときと何ら変わりなく行わ
れる。
ロトコル手段15のモジュール構成を示したものであ
る。各ルーティングプロトコル手段15は、ルーティン
グプロトコルパケットのやり取りによりネットワーク情
報16を更新する。ネットワーク情報16を更新するモ
ジュールは、ルーティングプロトコル手段15の中で複
数存在することが考えられるが、これらの各モジュール
から直接NISP手段14内の受付モジュール31を起動す
る。
各ルーティングプロトコル手段15からの要求を受け付
け、要求情報を基にネットワーク情報通知パケット19
を作成する。その後、送信モジュール34が起動され、
ネットワーク情報通知パケット19が送信される。
すると、まず受信モジュール33が起動される。受信モ
ジュール33は、要求モジュール32を起動し、受信し
たネットワーク情報通知パケット19を渡す。要求モジ
ュール32は、ネットワーク情報通知パケット19中に
含まれているルーティングプロトコル識別子を基に、対
応するルーティングプロトコル手段15内の受付モジュ
ール35を起動する。
モジュール35は、通知された更新情報を基にネットワ
ーク情報16を更新する。
示したものである。経路計算機構20と中継処理機構1
8とがルータ内部スイッチ46によって接続され、他ル
ータ12へはルータ間スイッチアクセスコントローラ4
7を介して通信を行う。
サ41とメモリ42が存在する。経路計算プロセッサ4
1は、ルータ12に接続されるルータ25とのルーティ
ングプロトコルパケットの送受信や、経路テーブルの計
算と配布を実行する。NISP手段14、ルーティングプロ
トコル手段15は経路計算プロセッサ41によって実現
される。メモリ42は、ネットワーク情報16、経路テ
ーブル17を格納する。
サ43とメモリ44、パケットバッファ45が存在す
る。中継処理プロセッサ43は、通信端末26間のパケ
ットの中継可否判断及び配送先決定を行う。メモリ44
には、パケット中継処理に必要で、経路計算機構20か
ら配布された経路テーブルが格納される。パケットバッ
ファ45には、ルータ12が受信したパケットが一時的
に格納される。中継要と判断されたパケットは、配送先
の中継処理機構18内のパケットバッファ45に転送さ
れ、送信される。中継不要と判断されたパケットは、パ
ケットバッファ45から消去される。
るパケット(これには、上記のネットワーク情報通知パ
ケット19の他にNISP手段14を管理するためのパケッ
トも含む。これらを総称して以下ではNISPパケットと称
する。)の構造を示すものである。
すものである。NISPパケットは、共通ヘッダ部とデータ
部とに分かれる。共通ヘッダ部は、NISPのバージョン情
報を示すversionフィールド、ルーティングプロトコル
の種別を示す識別子であるprotocolフィールド、NISPパ
ケットの送信元を識別するspeaker IDフィールド、及び
NISPパケット全体の長さを示すlengthフィールドからな
る。データ部は、各ルーティングプロトコル毎に定めら
れる情報を記述するdataフィールドからなる。
各々独立して電源オフ/オン(あるいは管理目的による
再初期化)が可能であることが考えられる。これを考慮
した場合、以下の二つの機能が必要である。
ち上がったとき、他のルータ12が現在保持しているネ
ットワーク情報16を取得する機能である。これをBoot
機能と呼ぶ。
能停止するとき、他のルータ12に、自分が以前NISPパ
ケットによって通知していたネットワーク情報16の削
除を要求する機能である。これをFlash機能と呼ぶ。
11内の全ルータ12間でのネットワーク情報16の同
一性を維持することが出来る。
プロトコル15を再初期化した場合にも、上記と同様
な、他のルータ12からの特定ルーティングプロトコル
のネットワーク情報16の取得、他のルータ12の特定
ルーティングプロトコルのネットワーク情報16の削
除、の機能が必要となる。
P管理パケットを定義する。NISP管理パケットの構造を
図6に示す。NISP管理パケットの場合、共通ヘッダ部の
protocolフィールドには「NISP」を示す値が入る。共通
ヘッダ部の後は、NISP管理ヘッダ部と管理データ部に分
かれる。NISP管理ヘッダ部は、管理コマンドの種別を示
すcmdフィールドからなる。cmdフィールドには、「Boo
t」あるいは「Flash」を示す値が入る。管理データ部
は、各管理コマンド毎に定められる情報を記述するmana
gement-dataフィールドからなる。
あるNISP Bootパケットの構造を示したものである。NIS
P管理ヘッダ部のcmdフィールドには「Boot」を示す値が
入る。management-data部は、Bootを要求するルーティ
ングプロトコル15の種別を示すreq-protocolフィール
ドと、Bootの要求元を識別するboot IDフィールドから
なる。
であるNISP Flashパケットの構造を示したものである。
NISP管理ヘッダ部のcmdフィールドには「Flash」を示す
値が入る。management-data部は、Flashを要求するルー
ティングプロトコル15の種別を示すreq-protocolフィ
ールドと、Flashの要求元を識別するflash IDフィール
ドからなる。
の例として、ルーティングプロトコル15の一種である
RIP(Routing Information Protocol)のネットワーク情
報を運ぶためのパケット(NISP for RIPパケットと称す)
の構造を図9に示す。NISP for RIPパケットの場合、共
通ヘッダ部のprotocolフィールドには「RIP」を示す値
が入る。共通ヘッダ部の後は、NISP-RIPヘッダ部とNISP
-RIPデータ部に分かれる。NISP-RIPヘッダ部は、NISP f
or RIPのバージョンを示すversionフィールドと、この
パケットに含まれるNISP-RIPデータの数を示すNo. of d
ataフィールドからなる。NISP-RIPデータ部は、「ADD」
「DEL」等のコマンドの種別を示すcmdフィールドとRIP
が収集したネットワーク情報とが一つのデータ単位とな
り、これが連続して構成されている。RIPが収集したネ
ットワーク情報には、ネットワークのアドレスと、その
ネットワークに到達するために最初に通過するべきルー
タのアドレス等がある。
のBoot機能の動作シーケンスを示す。ルータ12がパワ
ーオンしたとき(91)、初期化処理の過程においてNI
SP Bootパケット92が生成され、他の全ルータ12に
送信される。このNISP Bootパケット92中に含まれるr
eq-protocolフィールドには全てのルーティングプロト
コルを示す値が入る。
ルータ12内のNISP手段14は、req-protocolが全ての
ルーティングプロトコルを示しているため、このルータ
12内に存在する全てのルーティングプロトコル15に
Boot受信通知93を行う。
プロトコル15の一つであるルーティングプロトコルA
がこのBoot受信通知93を受け取ると、自分が保持して
いるネットワーク情報16をサーチし、NISPパケットに
よって得た以外のネットワーク情報を取り出し、これを
更新情報としてNISP手段14に送信要求94を行う。
は、要求元がルーティングプロトコルAなので、ルーテ
ィングプロトコルA用のネットワーク情報通知パケット
95(共通ヘッダ部のprotocolフィールドがルーティン
グプロトコルAを示す)を生成してBoot要求元のルータ
12に送信する。
ク情報通知パケット95を受信したルータ12内のNISP
手段14は、パケットの共通ヘッダ部のprotocolフィー
ルドがルーティングプロトコルAを示しているので、ル
ーティングプロトコルAに更新情報通知96を行う。
グプロトコルAは、この情報を自分のネットワーク情報
16に追加する。
Flash機能の動作シーケンスを示す。ルータ12が機能
停止したとき(101)、シャットダウン処理の過程に
おいてNISP Flashパケット102が生成され、他の全ル
ータ12に送信される。このNISP Flashパケット102
中に含まれるreq-protocolフィールドには全てのルーテ
ィングプロトコルを示す値が入る。
たルータ12内のNISP手段14は、req-protocolが全て
のルーティングプロトコルを示しているため、このルー
タ12内に存在する全てのルーティングプロトコル15
にFlash受信通知103を行う。
プロトコル15の一つであるルーティングプロトコルA
がこのFlash受信通知103を受け取ると、自分が保持
しているネットワーク情報16から、受信したパケット
のflash IDで識別されるルータ12内のNISP手段14か
ら得た情報のみを削除する。
ロトコル15としてRIPが動作しているときの、RIPによ
り収集されたネットワーク情報16の共有動作シーケン
スを示す。RIPの実行により自分のネットワーク情報1
6が追加されると(111)、この更新情報の送信要求
112をNISP手段14に対して行う。
は、要求元がRIPなので、RIP用のネットワーク情報通知
パケット113(共通ヘッダ部のprotocolフィールドが
RIPを示す)を生成してクラスタ型ルータ11内の他の
全ルータ12に送信する。このときのNISP for RIPデー
タ部のcmdフィールドは「ADD」を示す。
13を受信したルータ12内のNISP手段14は、パケッ
トの共通ヘッダ部のprotocolフィールドがRIPを示して
いるので、RIPのみに更新情報通知114を行う。
パケット中のcmdが「ADD」を示しているので、通知され
た情報を自分のネットワーク情報16に追加する。
ク情報16が削除されると(115)、この更新情報の
送信要求116をNISP手段14に対して行う。
は、要求元がRIPなので、RIP用のネットワーク情報通知
パケット117を生成してクラスタ型ルータ11内の他
の全ルータ12に送信する。このときのNISP for RIPデ
ータ部のcmdフィールドは「DEL」を示す。
17を受信したルータ12内のNISP手段14は、パケッ
トの共通ヘッダ部のprotocolフィールドがRIPを示して
いるので、RIPのみに更新情報通知118を行う。
パケット中のcmdが「DEL」を示しているので、通知され
た情報を自分のネットワーク情報16から削除する。
ロトコル15としてRIPが動作しているとき、RIPのみが
再初期化されたときの動作シーケンスを示す。RIPのみ
の再初期化要求121が発生したとき、RIP再初期化処
理の過程において、NISP Flashパケットの送信要求12
2をRIPからNISP手段14に対して行う。
け取ったNISP手段14は、要求元がRIPなので、req-pro
tocolフィールドがRIPを示す値であるNISP Flashパケッ
ト123を生成してクラスタ型ルータ11内の他の全ル
ータ12に送信する。
タ12内のNISP手段14は、req-protocolフィールドが
RIPを示しているので、RIPのみにFlash受信通知124
を行う。
と、自分が保持しているネットワーク情報16から、受
信したパケットのflash IDで識別されるルータ12内の
NISP手段14から得た情報のみを削除する。
PはNISP Bootパケットの送信要求126をNISP手段14
に対して行う。
け取ったNISP手段14は、要求元がRIPなので、req-pro
tocolフィールドがRIPを示す値であるNISP Bootパケッ
ト127を生成してクラスタ型ルータ11内の他の全ル
ータ12に送信する。
たルータ12内のNISP手段14は、req-protocolがRIP
を示しているため、RIPのみにBoot受信通知128を行
う。
と、自分が保持しているネットワーク情報16をサーチ
し、NISPパケットによって得た以外のネットワーク情報
を取り出し、これを更新情報としてNISP手段14に送信
要求129を行う。
は、要求元がRIPなので、RIP用のネットワーク情報通知
パケット130を生成してBoot要求元のルータ12に送
信する。このときのNISP for RIPデータ部のcmdフィー
ルドは「ADD」を示す。
30を受信したルータ12内のNISP手段14は、パケッ
トの共通ヘッダ部のprotocolフィールドがRIPを示して
いるので、RIPのみに更新情報通知131を行う。
この情報を自分のネットワーク情報16に追加する。
動作フローを示したものである。クラスタ型ルータ11
の外部にあるルータからネットワーク情報の受信をチェ
ックし(ステップ201)、ネットワーク情報を受信す
ると、得た情報が、保持しているネットワーク情報の内
容と一致しているかどうかを調べる(ステップ20
2)。一致していた場合はネットワーク情報の更新は必
要ないが、一致していない、すなわち、既存情報の更
新、削除、あるいは新規情報の追加の場合は、ネットワ
ーク情報の更新を行う(ステップ203)。その後、NI
SP手段14に更新情報の送信を要求し(ステップ20
4)、新たなネットワーク情報の受信チェックを行うた
めステップ201に戻る。
要求を受け取ったときの動作フローである。送信要求さ
れた情報に基づきネットワーク情報通知パケットを作成
し(ステップ211)、クラスタ型ルータ11内の自分
以外の全ルータ12にパケットを送信して(ステップ2
12)終了する。
2からネットワーク情報通知パケットを受信したときの
動作フローである。まず、共通ヘッダ内のprotocolフィ
ールドを抽出する(ステップ221)。抽出したprotocol
フィールドがNISPを示すものかをチェックし(ステップ
222)、NISPを示すものでなければ、protocolフィー
ルドが示すルーティングプロトコルに更新情報を通知
(ステップ231)して終了する。
ものであれば、NISP管理パケットであるので、更にNISP
管理ヘッダのcmdフィールドがFlashを示すものであるか
のチェックを行う(ステップ223)。
示すものであるなら(ステップ223:YES)、req-protoc
olが全ルーティングプロトコルを示すかのチェックを行
い(ステップ224)、YESなら全プロトコルにFlashを通
知(ステップ226)、NOなら該当プロトコルにFlashを
通知(ステップ225)して終了する。
示すものでないなら(ステップ223:NO)、更にcmdフィ
ールドがBootを示すものであるかのチェックを行う(ス
テップ227)。
示すものであるなら(ステップ227:YES)、req-protoc
olが全ルーティングプロトコルを示すかのチェックを行
い(ステップ228)、YESなら全プロトコルにBootを通
知(ステップ230)、NOなら該当プロトコルにBootを通
知(ステップ229)して終了する。
示すものでないなら(ステップ227:NO)、そのまま終
了する。
の、NISP手段14から通知を受け取ったときの動作フロ
ーである。まず、通知が更新情報通知かの判定を行う
(ステップ241)。
あるなら(ステップ241:YES)、通知された更新情報に
基づき自分のネットワーク情報16を更新する(ステッ
プ242)。
ないなら(ステップ241:NO)、通知がFlash通知かの判
定を行う(ステップ243)。
るなら(ステップ243:YES)、NISPFlashパケット中のf
lash IDで識別されるルータ12のNISP手段14から得
ていた全ての情報を自分のネットワーク情報16から削
除する(ステップ244)。
いなら(ステップ243:NO)、通知がBoot通知かの判定
を行う(ステップ245)。
なら(ステップ245:YES)、NISP手段14を通して得た
以外の全てのネットワーク情報を、NISP Bootパケット
中のboot IDで識別されるルータ12のNISP手段14に
対して送信する要求をNISP手段14に行う(ステップ2
46)。
なら(ステップ245:NO)、そのまま終了する。
ータの機能ブロックを示したものである。ルータ12
は、パケット中継時に使用する経路テーブルの生成と配
布を行う複数の経路計算機構20と、パケットの中継処
理を行う中継処理機構18とによって構成されている。
複数の経路計算機構20のうち、唯一つのみが活動状態
となり、残りが待機状態となる。本図では、ルータ12
はクラスタ型ルータ11の一要素であるが、これに限定
されるものではなく、単独で存在するルータであっても
同様の構成をとることができる。
ルーティングプロトコル手段15が動作している。ルー
ティングプロトコル手段15は、ルータ12の外部のネ
ットワーク21に存在する他のルータ25と制御パケッ
トの送受信を行ってネットワーク情報16を得る。得た
ネットワーク情報16から、ルーティングプロトコル手
段15は経路計算処理を実行し、通信端末間の経路情報
を生成するとともに、これを経路テーブル17に登録す
る。
17は、ルータ12内の中継処理機構18に配布され、
実際のパケットの中継可否判断に使用される。
グプロトコル手段15は、他のルータ25と制御パケッ
トの送受信を行うことはなく、また、経路テーブル17
を中継処理機構18に配布することもない。
ングプロトコル手段15の動作によってネットワーク情
報16が更新されると、ルーティングプロトコル手段1
5はNISP手段14に更新情報の送信を要求する。NISP手
段14は、要求された更新情報を基にネットワーク情報
通知パケット19を生成し、待機状態の全ての経路計算
機構20に送信する。経路計算機構20内で複数のルー
ティングプロトコル手段15が動作していることを考慮
し、上記ネットワーク情報通知パケット19には、運ん
でいる更新情報がどの種類のルーティングプロトコルか
ら生成されたかを示す識別子(ルーティングプロトコル
識別子)が付加されている。
14は、受信したパケット中のルーティングプロトコル
識別子を見て該当する種類のルーティングプロトコル手
段15に更新情報を通知する。
ングプロトコル手段15は、NISP手段14から通知され
た更新情報を基にネットワーク情報16を更新する。こ
の時点で、更新されたネットワーク情報16から経路情
報を生成しても良いし、しなくても良い。経路情報を生
成しない場合、該経路計算機構20が活動状態となった
ときに新たに経路情報の生成を行い、経路テーブル17
を作成する。
ットワーク情報16は常に最新のものとなる。したがっ
て、活動状態の経路計算機構の障害により、待機状態の
経路計算機構が新たに活動状態となったときに、他のル
ータ25からネットワーク情報16を新たに取得する必
要がなくなり、障害による影響(例えば通信端末間のパ
ケットの紛失)を最小限に抑えることができる。
の一要素である場合、ネットワーク情報16の共有方法
として図1と図18とを組み合わせた方法をとっても良
い。
19の送信先として、同一ルータ12内の他の全ての経
路計算機構20、かつクラスタ型ルータ11内の他のル
ータ12に存在する全ての経路計算機構20としても良
い。
(Open Shortest Path First)である場合の詳細な実施例
を示す。
の構成と、経路計算機構の機能ブロックを示したもので
ある。クラスタ型ルータ11は、複数のルータ12をノ
ード間スイッチ13により接続された構成をとる。各ル
ータ12は、パケット中継時に使用する経路テーブルの
生成と配布を行う経路計算機構20と、パケットの中継
処理を行う中継処理機構18とがノード内部バス316
によって接続されている。
は、パケット送受信手段317が、クラスタ型ルータに
接続しているルータとルーティングプロトコルパケット
の送受信を行い、ネットワーク接続情報を得る。得たネ
ットワーク接続情報はリンク状態データベース321と
して経路計算機構20内に保持される。
ンク状態データベース321が更新されたことが通知さ
れると、経路テーブル計算手段319及びNISP手段14
が起動される。経路テーブル計算手段319は、リンク
状態データベース321から経路を計算し、結果を経路
テーブル17に書き込む。NISP手段14は、リンク状態
データベース321の更新情報を自分以外の他の全ルー
タ12に通知する。
14が受信し、受信内容を自己のリンク状態データベー
ス321に反映させる。こうして、全ルータ12内のパ
ケット送受信手段317が個別に収集したネットワーク
接続情報は、全ルータ12内のリンク状態データベース
321に平等に反映される。
ース18が更新されると、経路テーブル計算手段319
が起動され、リンク状態データベース321から経路を
計算して、結果を経路テーブル17に書き込む。
テーブル17が更新されると、経路テーブル配布手段2
0が起動され、当該ルータ12に属している全ての中継
処理機構18に経路テーブル17の更新情報を通知す
る。
路テーブル17の具体例を図20、21、22を用いて
説明する。図20はクラスタ型ルータ11と3台のルー
タ25a、25b、25cによるネットワークシステムの
例である。クラスタ型ルータ11からの3本のインタフ
ェースはそれぞれnetE、netA、netDに接続されている。
また、ルータ25aはnetEとnetCを接続し、ルータ25b
はnetAとnetCを接続し、ルータ25cはnetDとnetBを接
続している。
25b、25cからネットワークへのインタフェースに
は、それぞれ図に示すアドレスが付与されているものと
する。
(識別子)が与えられているものとする。このIDはルー
タIDと呼ばれ、ルーティングプロトコルにおけるリンク
状態データベース321及び経路テーブル17の計算に
必要なものである。
25b、25cの間でルーティングプロトコルパケットの
送受信を行い、各ルータのネットワーク接続情報を得
る。これと自己のネットワーク接続情報とを統合し、リ
ンク状態データベース321を作成する。
リンク状態データベース321の内容を示す。このデー
タベースにはルータIDと、該当ルータが接続するネット
ワークとインタフェースのアドレス、そのインタフェー
スに与えられるコストが示されている。コストは各ルー
タのインタフェース毎に構成定義等によって与えられ、
この値は接続するネットワークの帯域幅やユーザポリシ
ーを考慮して決定される。例えば、あるネットワークへ
の経路が複数存在したときに、通過するインタフェース
のコストの総和が小さい方が選択される。
で、図20に示したネットワーク構成の把握が可能とな
っている。例えば、ルータID=192.168.1.1のエントリを
見ると、IDが192.168.1.1のルータはnetA、B、Cに接続
しており、そのアドレスはそれぞれ192.168.1.1、192.1
68.10.3、192.168.12.10であることがわかる。これは、
図20に示したルータ25bの接続関係を忠実に表して
いる。
1から、定められた手順にしたがって、パケットの中継
処理に使用する経路テーブル17を生成する。この手順
は、SPF (Shortest Path First)アルゴリズムと呼ば
れ、自ルータから宛先ネットワークまでの最短経路をコ
ストを考慮して決定するものである。
ズムによって生成する経路テーブル17を図22に示
す。経路テーブル17には、ネットワークと、そのネッ
トワークに到達するために経由すべきルータのアドレス
(次ホップルータアドレス)、及びそのネットワークま
での総コストが示されている。
tEに直接(他のルータを介さずに)接続している。この
ため、 netA、netD、netEの次ホップルータアドレスは
存在しない。
及びルータ25bを介す経路と、netD及びルータ25cを
介す経路が存在する(図20参照)。前者の経路のコス
トは、クラスタ型ルータ11のnetAへのインタフェース
のコスト(値1)とルータ25bのnetBへのインタフェ
ースのコスト(値3)の和で、4となる。一方、後者の
経路のコストは、クラスタ型ルータ11のnetDへのイン
タフェースのコスト(値1)とルータ25cのnetBへの
インタフェースのコスト(値1)の和で、2となる。後
者の方がコストが小さいため、後者の経路が選択され
る。したがって、netBの次ホップルータアドレスはルー
タ25cのnetDへのインタフェースのアドレスである19
2.168.11.12となり、コストは2となる。
及びルータ25aを介す経路と、netA及びルータ25bを
介す経路が存在する(図20参照)。前者の経路のコス
トは、クラスタ型ルータ11のnetEへのインタフェース
のコスト(値1)とルータ25aのnetCへのインタフェ
ースのコスト(値5)の和で、6となる。一方、後者の
経路のコストは、クラスタ型ルータ11のnetAへのイン
タフェースのコスト(値1)とルータ25bのnetCへの
インタフェースのコスト(値3)の和で、4となる。後
者の方がコストが小さいため、後者の経路が選択され
る。したがって、netCの次ホップルータアドレスはルー
タ25bのnetAへのインタフェースのアドレスである19
2.168.1.1となり、コストは4となる。
テーブル17を用いてパケットの中継判断を行う。
動作フローである。リンク状態データベース321を読
み込み(ステップ431)、SPFアルゴリズムに基づい
た経路計算を行う(ステップ432)。計算結果を経路
テーブル17に反映させ(ステップ433)、経路テー
ブル配布手段20に、経路テーブル17が更新されたこ
とと、その更新内容を通知して(ステップ434)終了
する。
経路テーブル更新通知を受け取ったときの動作フローで
ある。通知された更新情報を取得し(ステップ44
1)、自分が所属するルータ12内に存在する全ての中
継処理機構18に対して、経路テーブル17が更新され
たことと、その更新内容を通知して(ステップ442)
終了する。
タ11において、処理ボトルネックを排除し、拡張性の
高い経路情報収集・配布が可能となる。
各ルータで動作するルーティングプロトコルが収集した
ネットワーク情報をクラスタ型ルータ内の他のルータに
通知する。これにより、クラスタ型ルータ内の全ルータ
が同一のネットワーク情報を共有できる。
ラスタ型ルータを複数のルータからなる構成でなく、単
一のルータとして外部に見せることが可能となる。
線増強ニーズに応えるために、新たなルータを増設し、
結果的に生じたルータネットワークのためにネットワー
クアドレスを余分に消費しなければならなかったが、本
発明により、ユーザはクラスタ型ルータ内のルータ間を
接続する部分をルータの内部ネットワークとみなすこと
ができ、新たなネットワークアドレスの割り当てをしな
くて済む。すなわち、不必要なネットワークアドレスの
消費を防ぎ、ユーザが使用できるアドレス空間を増すこ
とが可能となる。
タとして構成できるため、従来のように構成定義を各ル
ータ毎に行う必要がなく、ネットワーク管理コストを大
幅に削減することが可能となる。
ネットワーク情報の交換にルーティングプロトコルを使
用せず、より簡易な方式を採り入れることにより、ルー
タ本来の処理である通信端末間のパケット中継処理の性
能低下を防ぐという効果がある。
を構成する各ルータの機能ブロックを示したものであ
る。
構成図である。
ール構成図である。
す図である。
す図である。
ーケンスを示す図である。
によるFlash & Boot機能の動作シーケンスを示す図であ
る。
図である。
である。
である。
示す図である。
図である。
機能ブロックを示す図である。
テムの例を示す図である。
る。
である。
である。
タ間スイッチ、 14…ネットワーク情報共有手段(NI
SP手段)、15…ルーティングプロトコル、 1
6…ネットワーク情報、17…経路テーブル、 1
8…中継処理機構、19…ネットワーク情報通知パケッ
ト、 20…経路計算機構、21…ネットワーク、 2
5…ルータ、 26…通信端末、31…受付モジュー
ル、 32…要求モジュール、33…送信モジュー
ル、 34…受信モジュール、35…受付モジュー
ル、 41…経路計算プロセッサ、42…メモリ、
43…中継処理プロセッサ、44…メモリ、45…パケ
ットバッファ、 46…スイッチアクセスコントロー
ラ、91…ルータ電源オンのイベント、 92、127
…NISP Bootパケット、93、128…Boot通知、9
4、112、116、122、126、129…送信要
求、95…NISPパケット、96、114、118、13
1…更新情報通知、101…ルータ機能停止イベント、
102、123…NISP Flashパケット、103、12
4…Flash通知、111…ネットワーク情報追加イベン
ト、113、117、130…NISP for RIPパケット、
115…ネットワーク情報削除イベント、121…RIP
再初期化開始イベント、125…RIP再初期化終了イベ
ント、201〜204、241〜246…ルーティング
プロトコルの動作を示す各ステップ、211〜231…
NISP手段の動作を示す各ステップ、316…ノード内部
バス、317…パケット送受信手段、319…経路テー
ブル計算手段、320…経路テーブル配布手段、321
…リンク状態データベース、431〜434…経路テー
ブル計算手段の動作を示す各ステップ、441〜442
…経路テーブル配布手段の動作を示す各ステップ。
Claims (13)
- 【請求項1】通信端末が接続するネットワークの間を接
続するルータを用いた経路制御方式において、 上記通信端末間のパケットの配送先を判断するために用
いられる経路テーブルの生成を行う各種ルーティングプ
ロトコルを実行するルーティングプロトコルプログラム
が、上記経路テーブルの生成のために収集したネットワ
ーク情報を、複数のルーティングプロトコルプログラム
の間で共有するために、各ルーティングプロトコルの種
別を示す識別子を含むネットワーク情報通知パケットを
用いることを特徴とする経路制御方式。 - 【請求項2】請求項1に記載のルーティングプロトコル
プログラムを実行する経路計算機構を単一ルータ内に複
数有し、一つの経路計算機構が活動状態となり、残りの
経路計算機構が待機状態となる冗長化構成のルータにお
いて、 活動状態の経路計算機構の障害により、待機状態の経路
計算機構が代わって活動状態となるときに、当該ルータ
とネットワーク情報の授受を行っている他のルータが、
上記の交替によって何ら影響を受けず、ルーティングプ
ロトコルによる通常の処理以外の処理を発生させないた
めに、 上記活動状態の経路計算機構で動作しているルーティン
グプロトコルプログラムが収集したネットワーク情報
を、上記待機状態の経路計算機構で動作しているルーテ
ィングプロトコルプログラムで共有し、 共有手段として請求項1に記載のネットワーク情報通知
パケットを用いることを特徴とする経路制御方式。 - 【請求項3】請求項1に記載のルータにおいて、それぞ
れ異なる種類のルーティングプロトコルを実行する複数
のルーティングプロトコルプログラムが動作しており、 他のルーティングプロトコルが収集したネットワーク情
報を取り込み、当該ルーティングプロトコルによって外
部のルータに送信することを可能にするために、 各ルーティングプロトコルプログラム中のルーティング
プロトコルが収集したネットワーク情報を、上記複数の
ルーティングプロトコルプログラムの間で共有し、 共有手段として請求項1に記載のネットワーク情報通知
パケットを用いることを特徴とする経路制御方式。 - 【請求項4】請求項1に記載のルータを複数備え、各々
のルータでルーティングプロトコルプログラムが動作し
ており、 各ルーティングプロトコルプログラムのルーティングプ
ロトコルが収集したネットワーク情報を、上記複数のル
ータ内に存在するルーティングプロトコルプログラムの
間で共有し、 共有手段として、各ルーティングプロトコルの種別を示
す識別子を含むネットワーク情報通知パケットを用いる
ことを特徴とする経路制御方式。 - 【請求項5】通信端末が接続するネットワークの間の接
続を行うルータ装置において、 上記通信端末間のパケットの配送先を判断するために用
いられる経路テーブルの生成を行う各種ルーティングプ
ロトコルを実行するルーティングプロトコルプログラム
が、 上記経路テーブルの生成のために収集したネットワーク
情報を、複数のルーティングプロトコルプログラムの間
で共有して備えており、 各ルーティングプロトコルの種別を示す識別子を含むネ
ットワーク情報通知パケットを用いて、上記ネットワー
ク情報を共有することを特徴とするルータ装置。 - 【請求項6】請求項5に記載のルータ装置を複数有し、
各々のルータでルーティングプロトコルプログラムが動
作しており、 各ルーティングプロトコルプログラムのルーティングプ
ロトコルが収集したネットワーク情報を、上記複数のル
ータ装置内に存在するルーティングプロトコルプログラ
ムの間で共有し、共有手段として、各ルーティングプロ
トコルの種別を示す識別子を含むネットワーク情報通知
パケットを用いることを特徴とするクラスタ型ルータ装
置。 - 【請求項7】内部伝送路により相互接続された複数のル
ータノード装置を有するルータ装置であって、 各ルータノード装置は、複数のネットワークに接続する
手段と、パケットの中継経路を記述したルーティングテ
ーブルと、ルーティングテーブルに従って、自ルータノ
ード装置に接続したネットワーク間のパケットの中継、
及び、自ルータノード装置に接続したネットワークと他
のルータノード装置に接続したネットワークとの間の当
該他のルータノード装置を介したパケットの中継を処理
する中継処理手段と、他のルータノード装置を介さずに
自ルータノード装置に接続したネットワークに接続する
他のルータ装置から、各ルータ装置内のルーティングテ
ーブルを作成するためにルータ装置間で交換する情報で
あるルーティング情報を収集する手段と、収集したルー
ティング情報を他のルータノード装置に前記内部伝送路
を介して配布する手段と、収集したルーティング情報と
他のルータノード装置から配布されたルーティング情報
に基づいて前記ルーティングテーブルを生成する手段と
を有することを特徴とするルータ装置。 - 【請求項8】内部伝送路によって相互接続された複数の
ルータノード装置を有するルータ装置であって、 各ルータノード装置は、各々ネットワークに接続した複
数の中継処理ユニットと、経路計算ユニットを備え、 前記中継処理ユニットは、パケットの中継経路を記述し
たルーティングテーブルと、ルーティングテーブルに従
って、自中継処理ユニットに接続したネットワークと、
自中継処理ユニットが属するルータノードの他の中継ユ
ニットもしくは他のルータノードの他の中継処理ユニッ
トに接続したネットワークとの間の当該他の中継処理ユ
ニットを介したパケットの中継を行う中継処理手段とを
有し、 前記経路計算ユニットは、自ルータノード装置の各中継
処理ユニットに接続した各ネットワークに接続する他の
ルータ装置から、各ルータ装置内のルーティングテーブ
ルを作成するためにルータ装置間で交換する情報である
ルーティング情報を収集する収集手段と、収集したルー
ティング情報を他のルータノード装置に前記内部伝送路
を介して通知する通知手段と、収集したルーティング情
報と他のルータノード装置から通知されたルーティング
情報を統合する統合手段と、統合したルーティング情報
に基づいて前記ルーティングテーブルを生成するルーテ
ィングテーブル手段と、生成したルーティングテーブル
を自ルータノード装置の各中継処理ユニットに配布する
配布手段とを有することを特徴とするルータ装置。 - 【請求項9】請求項8記載のルータ装置であって、 前記経路計算ユニットは、リンク状態データベース(LS
DB : Link State DataBase)を備え、 前記収集手段は、IAB ( Internet Architecture Boad )
発行のRFC (Request for Comments )に規定されたOSPF
(Open Shortest Path First)に従ったルーティングプロ
トコルパケットを、自ルータノード装置の各中継処理ユ
ニットに接続した各ネットワークに接続する他のルータ
装置と交換することにより、他のルータ装置のルーティ
ング情報として、当該他のルータ装置のネットワーク接
続情報を収集し、収集したネットワーク情報をリンク状
態データベースに登録し、 前記通知手段は、リンク状態データベースの内容を他の
ルータノード装置に通知し、 前記統合手段は、他のルータノード装置から通知され
た、リンク状態データベースの内容を前記リンク状態デ
ータベースに統合し、 前記ルーティングテーブル手段は、統合されたリンク状
態データベースに基づいて前記ルーティングテーブルを
生成することを特徴とするルータ装置。 - 【請求項10】内部伝送路によって相互接続された複数
のルータノード装置を有するルータ装置を構成するため
に用いられるルータノード装置であって、 各ルータノード装置は、複数のネットワークに接続する
手段と、パケットの中継経路を記述したルーティングテ
ーブルと、ルーティングテーブルに従って、自ルータノ
ード装置に接続したネットワーク間のパケットの中継、
及び、自ルータノード装置に接続したネットワークと自
ルータノード装置が属するルータ装置の他のルータノー
ド装置に接続したネットワークとの間の当該他のルータ
ノード装置を介したパケットの中継を処理する中継処理
手段と、他のルータノード装置を介さずに自ルータノー
ド装置に接続したネットワークに接続する他のルータ装
置から、各ルータ装置内のルーティングテーブルを作成
するためにルータ装置間で交換する情報であるルーティ
ング情報を収集する手段と、収集したルーティング情報
を前記他のルータノード装置に前記内部伝送路を介して
配布する手段と、収集したルーティング情報と前記他の
ルータノード装置から配布されたルーティング情報に基
づいて前記ルーティングテーブルを生成する手段とを有
することを特徴とするルータノード装置。 - 【請求項11】複数のネットワークに接続し、パケット
の中継経路を記述したルーティングテーブルに従ってパ
ケットの中継処理を行うルータノード装置を、複数、内
部伝送路により相互接続したルータ装置において、前記
ルーティングテーブルを生成するルーティングプロトコ
ルを処理する方法であって、 前記ルーティングプロトコルの処理のうちの、他のルー
タ装置から前記ルーティングテーブルを生成するために
必要なルーティング情報を収集する処理を、 前記各ルータノード装置に、当該ルータノード装置に他
のルータノード装置を介さずに接続するネットワークに
接続するルータ装置からルーティング情報を収集させる
ステップと、 各ルータノード装置が収集したルーティング情報を前記
内部伝送路を介して収して統合するステップとにより行
うことを特徴とするルーティングプロトコルの処理方
法。 - 【請求項12】複数のネットワークに接続し、ルーティ
ングテーブルと、パケットの中継経路を記述したルーテ
ィングテーブルに従って、パケットの中継処理を行う手
段とを備えたルータノード装置を、複数、内部伝送路に
より相互接続したルータ装置において、前記ルーティン
グテーブルを生成するルーティングプロトコルを処理す
る方法であって、 各ルータノード装置が、他のルータノード装置を介さず
に当該ルータノード装置に接続したネットワークに接続
する他のルータ装置から、各ルータ装置内のルーティン
グテーブルを作成するためにルータ装置間で交換する情
報であるルーティング情報を収集するステップと、 各ルータノード装置間で、収集したルーティング情報を
前記内部伝送路を介して配布し合うするステップと、 各ルータノード装置が、収集したルーティング情報と他
のルータノード装置から配布されたルーティング情報に
基づいて前記ルーティングテーブルを生成するステップ
とを有することを特徴とするルーティングプロトコルの
処理方法。 - 【請求項13】請求項7または8記載のルータ装置と、
当該ルータ装置に接続した複数のネットワークを含むこ
とを特徴とするネットワークシステム。
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