JP2001007859A - ルータ - Google Patents

ルータ

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JP2001007859A
JP2001007859A JP2000151713A JP2000151713A JP2001007859A JP 2001007859 A JP2001007859 A JP 2001007859A JP 2000151713 A JP2000151713 A JP 2000151713A JP 2000151713 A JP2000151713 A JP 2000151713A JP 2001007859 A JP2001007859 A JP 2001007859A
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William M Buchanan
エム． バッハナン ウィリアム
Yang Cao
カオ ヤン
Stephen G Lefoley
ジー． レフォリー ステファン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 新規なルータを提供する。 【解決手段】 本発明によるルータは、明示的な経路指
示プロトコルを使用して、ソースと受信側ルータとの間
に明示的に経路指示された複数の経路を設定する。受信
側ルータは、このような明示的に経路指示された経路の
１つを１次経路として選択し、その経路に沿って通信す
る。１次経路として選択した経路で障害が生じると、新
しい１次経路として２次経路が即座に選択される。新ル
ートは既に設定されているので、時間の影響を受けやす
いこの接合部で経路を計算する必要がない。新しいルー
タの１つは、例えば信号喪失（ＬＯＳ）またはポインタ
喪失（ＬＯＰ）などの物理的レベル維持情報を使用し
て、このような経路の障害を検出することができる。更
に、新しいルータは、障害情報を伝搬させるため、暫定
的フロー情報を使用することができる

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は通信網、特にＴＣＰ
／ＩＰインターネット・プロトコル・スイートを使用す
る通信網のスイッチおよびルータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡ
Ｎ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、およ
びインターネットなどの通信網は、ますます多くのサー
ビスを支援している。例えば、音声、ファクシミリおよ
びビデオ・サービスが、従来のパケット・ベースのサー
ビスに追加されてきた。このような多サービス・ネット
ワークに関する多くのＴＣＰ／ＩＰ用途は、転送にＩＰ
層を使用している。このようなネットワークの信頼性お
よび速度は、従来のパケット・ベースの通信量には十分
であったが、音声、ファクシミリおよびビデオ情報の送
達には通常、より高いレベルの信頼性が必要であり、障
害発生時には、従来のＴＣＰ／ＩＰ通信ネットワークで
概ね可能であるより迅速にエラーから回復する必要があ
る。このような従来のＩＰネットワークは、予備リンク
の効率および位相的融通性を最適化し、最善の努力を払
ったパケット送達を使用する。転送にＩＰ層を使用する
ＴＣＰ／ＩＰ用途には、信頼性を改善する必要がある。
しかし、パケット・レベルの粒状性、無接続系転送、お
よびホップ間経路指示は全て相重なって、数十秒または
数分のオーダー程度にまで、ＩＰ回復時間を拡張してし
まう。この長さの中断は、新用途のいずれでも非常に費
用がかかることが証明できる。つまり、電話での会話中
にわずか１／２秒でも中断すると、非常に不愉快なこと
もあり、フットボール・ゲーム中にビデオ信号が数秒失
われると、重大なタッチダウン（またはタッチダウンと
コールされてもタッチダウンしていない）が曖昧にな
り、ファクシミリ信号が数秒失われると、ファクシミリ
を再送する必要が生じることもある。このような性能の
限界のため、種々のこのような用途の送達にＴＣＰ／Ｉ
Ｐネットワークを許容できないことがある。
【０００３】ＳＯＮＥＴなどの接続指向の保護方法と比
較すると、ＩＰの回復は遅く、予測不可能である。通
常、ＩＰ準拠の通信ネットワークは、ＩＰルータまたは
スイッチ（「ルータ」という用語は、以下、ルータとス
イッチの両方を述べるのに使用する）間に複数の経路を
含む。ルータは、種々の経路から選択して、ネットワー
クの入口点から出口点まで信号を送達できる回路を形成
する。選択した経路の１つが障害が生じると、影響を受
ける回路全部を再構成できるよう、障害を検出して、障
害情報を伝搬し、最終的に適切な応答、回路の再経路指
示を計算し、実行しなければならない。この３ステップ
のプロセスは、完了に数分要する。ＴＣＰ再転送などの
上位層のプロトコルおよび用途は、従来のパケット・ベ
ースの用途に関する信頼性の問題に十分対応するが、Ｉ
Ｐの回復は、多サービスのバックボーンとしてＩＰネッ
トワークを使用するような音声、ビデオ、ファックスま
たは仮想自営ネットワークには遅すぎ、予想不可能であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、迅速に回復し、それによって音声、ビデオ、フ
ァックスまたは仮想自営ネットワーク信号の転送を確
実、容易に回復するため、このようなネットワークを使
用することができるＴＣＰ／ＩＰ通信ネットワークを提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるルータは、
明示的な経路指示プロトコルを使用して、ソースと受信
側ルータとの間に明示的に経路指示された複数の経路を
設定する。受信側ルータは、このような明示的に経路指
示された経路の１つを１次経路として選択し、その経路
に沿って通信する。１次経路として選択した経路で障害
が生じると、新しい１次経路として２次経路が即座に選
択される。新ルートは既に設定されているので、時間の
影響を受けやすいこの接合部で経路を計算する必要がな
い。新しいルータの１つは、例えば信号喪失（ＬＯＳ）
またはポインタ喪失（ＬＯＰ）などの物理的レベル維持
情報を使用して、このような経路の障害を検出すること
ができる。本発明の別の態様では、新しいルータは、障
害情報を伝搬させるため、暫定的フロー情報を使用する
ことができる
【０００６】本発明によるルータは、複数のルータに沿
って１つまたは複数の回路経路を設定するために使用す
ることができる。本発明のルータは、回路に沿って信号
を転送できるためにホップ間の経路を設定するのではな
く、明示的に経路指示されたラインで切り換えたルータ
（ＥＲＬＳＰ）として働き、ソース（入口）ルータから
受信側（宛先）ルータまで複数の経路を設定する。経路
は、例えば本発明によれば、経路が分離されたことを保
証できるネットワーク管理システムを通して、ソール・
ルータに供給される。ソース・ルータと受信側ルータと
の間にある全ての新ルータは、複数の経路を設定するよ
うに働く。経路が障害を生じると、受信側ルータが予め
設定された経路から作動可能な１つを選択する。また、
新たに選択した経路の障害に対応するため、受信側およ
びソース・ノードは、ソース・ルータに戻る別の経路を
設定して、所望の冗長性を維持することができ、２次
（および３次など）経路も、その障害時に置換できるよ
う、障害を監視することができる。
【０００７】つまり、本発明による比較的単純なネット
ワークを実現すると、必然的に、ネットワークの各ルー
タに１次経路および２次、つまりバックアップ経路を設
定することができる。この概念は、１次経路それぞれに
１つまたは複数の２次経路がある状態で、複数の１次経
路を含むように拡張することができる。オペレーション
・コントロール・センターは、各ルータに各経路の数お
よびタイプ（つまり１次か２次か）を供給することがで
きる。複数の２次経路が複数の障害に対応するが、その
代わり、供給および保護機構の操作がさらに複雑にな
る。１次および２次経路の数に関係なく、本発明によれ
ば、障害は１次経路の物理層インジケータを通して検出
することができる。物理層の障害指示に応答して、障害
が伝搬され、出口ルータが以前に設定された代替経路を
即座に使用するために選択する。
【０００８】本発明のルータは、エラー検出のために物
理レベル維持情報を使用することができる。信号喪失
（ＬＯＳ）、ポインタ喪失（ＬＯＰ）などのＳＯＮＥＴ
障害インジケータなど、維持情報を提供するネットワー
クでは、本発明によるルータは、このようなインジケー
タを使用して、経路指示する経路の障害時にそれを決定
することができる。障害を指示する物理的レベル維持情
報は、通常、従来の障害指示よりはるかに迅速にルータ
が利用できるので、新ルータの１つの使用する通信シス
テムは、従来のルータより迅速に経路障害の警告を受け
ることができる。
【０００９】また、本発明のルータは、障害情報を伝搬
するために暫定フロー情報を使用することができる。ホ
ップ間の経路指示遅延に遭遇する従来の方法ではなく、
この方法で障害情報を伝搬させることにより、通信シス
テムは、従来のルータで可能な速度より迅速に障害情報
を伝搬することができる。
【００１０】本発明によるルータによって提供されるＩ
Ｐフロー・リング保護切換機構は、従来のＩＰ回復機構
で必要な時間より有意に短い時間で回復させることがで
きる。また、本発明によるルータは、物理層で作動する
ので、リンク層プロトコルから独立している。その結
果、ルータ、およびそれを使用するネットワーク・シス
テムは、非同期転送モード（ＡＴＭ）、フレーム・リレ
ー（ＦＲ）およびポイント・ツー・ポイント・プロトコ
ル（ＰＰＰ）を自動的に支援する。
【００１１】本発明の原理によるルータ、およびこのよ
うなルータを使用するＩＰフロー・リングは、明示的に
経路指示するアルゴリズムを使用し、明示的に経路指示
された複数の回路経路を設定する。受信側ルータは、こ
れらの経路の１つを１次経路として選択し、１次経路に
障害が生じない限り、この１次経路に沿って通信する。
１次経路に障害が生じると、受信側ルータが切り替わ
り、２次経路で通信する。物理またはリンク・レベル維
持情報を使用することができるこれらのシステムでは、
明示的に経路指示された経路に沿った全てのルータがこ
の情報を監視し、経路に障害が発生すると、それを迅速
に検出することができる。例えば、ＳＯＮＥＴベースの
システムでは、ルータはＳＯＮＥＴ障害インジケータを
使用して、経路の障害を検出することができる。このよ
うな障害が検出されると、障害を最初に検出したルータ
が、この情報をソースおよび受信側ルータに伝搬させ
る。障害情報は、例えば暫定フロー情報を通して伝搬す
る。ソースおよび受信側ルータが経路障害の警告を受け
ると、受信側ルータは２次経路に切り換えて通信する。
次に、ソース・ルータは明示的に経路指示され、新しい
２次経路として作用する別の通信経路を設定する。
【００１２】２次経路に沿ったルータも経路を監視し、
２次経路の障害時にソースおよび受信側ルータが別の２
次経路を設定できるよう、上述したように障害情報を伝
搬させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】従来のＴＣＰ／ＩＰネットワーク
は、通常、ＩＰルータ間に可能な多くの経路のうち１つ
を設定することができるが、ルータは１次経路として１
本の経路のみを選択する。経路に障害が発生すると、ル
ータは情報を交換して代替経路を設定する。このような
従来のネットワークの障害検出は、経路指示プロトコル
からの「到達性」情報に基づく。このような経路指示プ
ロトコルを実行するには、秒単位または分単位のオーダ
ーの多大な時間が必要である。障害は過度の量の時間も
必要とする。というのは、障害の伝搬はホップ間の経路
指示によって生じるからである。サービスを回復するた
めに、経路指示アルゴリズムは、計算し、影響を受けた
経路の周囲で新しいルートを接続するため、追加の時間
を必要とする。
【００１４】これに対して、本発明によるルータは、明
示的な経路指示プロトコルを使用し、ソース（入口）ル
ータと受信側（宛先）ルータとの間に明示的に経路指示
された複数の経路を設定する。受信側ルータは、このよ
うな明示的に経路指示された通路の１つを１次経路とし
て選択し、その経路に沿って通信する。１次経路に選択
された経路に障害が発生すると、２次経路が新しい１次
経路として瞬時に選択される。新ルートは既に設定され
ており、データは２次経路に沿って受信側ルータまで既
に流れているので、経路を計算する必要がなく、その結
果、従来のＴＣＰ／ＩＰネットワークが回復ルートを計
算し、新しい接続を設定するのに費やした時間がほぼな
くなる。また、新ルートの１つは、物理レベル維持情報
を使用して、このような経路の障害を検出することがで
きる。このような物理レベル維持情報は、ＳＯＮＥＴシ
ステムなどの基盤となるシステムによって提供すること
ができ、例えば信号喪失（ＬＯＳ）またはポインタ喪失
（ＬＯＰ）のような障害インジケータを含むことができ
る。この方法で、つまり物理またはリンク・レベル障害
インジケータを使用して、新ルートを使用するネットワ
ーク・システムは、経路の障害を検出するのに必要な時
間量を大幅に減少させることができる。また、新ルータ
は、障害情報を伝搬させるために暫定フロー情報を使用
し、それによって従来のＴＣＰ／ＩＰネットワークで遭
遇したホップ間経路指示の遅延を回避することができ
る。上記の技術の１つまたはその組合せを使用して獲得
できる時間節約の結果、経路の障害を検出し、経路障害
情報を伝搬させ、障害に応答するための時間を、分単位
からミリ秒単位程度減少させることができる。
【００１５】図１は、本発明によるルータを使用する、
多プロトコル・ラベル切換経路指示通信システムを示
す。通信システムは、ラベル切換ルータ（ＬＳＲ）ＬＳ
ＲＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＳを含む。ルータはそ
れぞれ抽象的なルータでよい。つまり、実際はネットワ
ーク内の複数のルータのうち任意の１つでよい。本発明
によれば、ノードＳからノードＥへの通信は、ノードＳ
とＥとの間にある複数の明示的ラベル切換経路指示経路
（ＥＬＳＲＰ）を使用して設定される。明示的ラベル切
換経路指示経路は公知である。これは、例えば「Constr
aint-Based LSP Setup Using LDP」と題したMultiproto
col Label Switched Working Group Internet Draft文
書に記載されている。この文書および他のインターネッ
トの草稿文書は、http://www.ietf.org/ietf/1id-abstr
acts.txtに列挙されている。
【００１６】要するに、明示的に経路指示された経路
は、入ルータが特定の出ルータへの明示的ルートを求め
て下流側に要求を送信し、出ルータに到達したら、出ル
ータが要求の肯定応答を戻すことによって設定すること
ができる。明示的経路が設定されたら、他の通信に妨害
されないことを保証するため、優先レベルを使用しても
よい。入ルータが明示的に経路指示された経路を要求し
た転送が終了したら、明示的に経路指示された経路に沿
ってルータを解放する命令を使用することができる。本
発明によれば、入ルータは、自身と標的の出ルータとの
間に複数の明示的に経路指示された経路を設定する。少
なくとも部分的に別個な経路とは、各ＥＲＬＳＰが、少
なくとも１つの「ホップ」について、他のＥＲＬＳＰが
使用したのとは異なる少なくとも１つのルータを使用す
るという意味である。図１の例では、ＬＳＲＳつまり入
ルータが、自身とＬＳＲＥとの間に明示的に経路指示さ
れた経路を要求する。図３から図６に関して更に詳細に
説明するように、入ルータはＩＰ転送表の内容を転送等
価クラス・ラベル間マッピングと組み合わせて、本発明
によるラベル情報ベースを生成する。ラベル情報ベース
は、例えばラベル情報ベース表に編成することができ
る。転送等価のクラスから次のホップへのマッピングの
表は、オープン最短経路優先（ＯＳＰＦ）またはブロー
ダー・ゲートウェイ・プロトコル（ＢＧＰ）などのネッ
トワーク層経路指示プロトコルによって生成することが
できる。
【００１７】インターネット・プロトコル経路指示は公
知であり、例えばDouglas E ComerのInternetworking W
ith TCP/IP第１巻(1995, Prentiss Hall, pp.109-121)
に記載されている。要するに、間接送達、つまり１つの
物理的ネットワークで相互に直接接続されていない２つ
のマシン間におけるデータグラムの送達は、インターネ
ット中の各ホストまたはルータに常駐するインターネッ
ト・プロトコル（ＩＰ）経路指示表を使用する。ＩＰ経
路指示表は、可能な宛先に関する情報、およびその宛先
へと到達方法を格納する。関係する経路指示情報は、通
常、宛先ホスト・マシンまたは対応する完全なＩＰアド
レスではなく、宛先のネットワーク・プレフィックス
と、宛先ネットワークへの経路に沿って「次」のルータ
のＩＰアドレスを含む。本発明によれば、複数の明示的
に経路指示されたラベル切換経路、つまり図１の例の経
路Ｓ−Ａ−Ｂ−ＥおよびＳ−Ｃ−Ｄ−Ｅは、入ルータ、
つまりルータＳから出ルータ、つまりルータＥまで設定
される。両方の経路が設定されたら、出ルータが経路の
一方をそのデータグラムの１次ソースに選択した状態
で、データグラムが両方の経路に沿って転送される。例
えばＳ−Ａ−Ｂ−Ｅ経路に沿ったファイバの切断などに
より、１次経路に障害が発生すると、ルータＥは２次ル
ート、この例ではＳ−Ｃ−Ｄ−Ｅルートに切り換える。
本発明によれば、ラベル配布プロトコル（ＬＤＰ）を使
用し、明示的経路指示の制約条件に基づいてラベル切換
経路（ＬＳＰ）の設定を支援することができる。明示的
経路指示の制約条件は、入ＬＳＲによって開始され、制
約条件に基づいて経路指示されたＬＳＰ（ＣＲＬＳＰ）
のラベル配布プロトコルを使用してリソースを確保する
方法を含め、終端間セットアップ機構を提供する。
【００１８】明示的経路指示は、制約条件が明示的ルー
トであるという、より一般的な制約条件に基づく経路指
示の部分集合である。明示的ルートは、制約条件に基づ
くルートに沿ったノードのリストまたはノードのグルー
プとして、ラベル要求メッセージで表される。ＣＲＬＳ
Ｐが設定されると、グループ内のノードの全部または部
分集合をＬＳＰが通過することができる。経路に沿って
実行される特定の操作も、制約条件に基づくルートで符
号化することができる。制約条件に基づくルートは、制
約条件に基づくルートのタイプ長および値（ＴＬＶ）で
制約された一連のＥＲホップとして符号化される。各Ｅ
Ｒホップは、制約条件に基づくルート内のノードのグル
ープを特定することができる。その結果、制約条件に基
づくルートは、特定されたノードのグループの全てを含
む経路である。説明の明快さを期して、各ノード・グル
ープを以降は抽象ノードと呼ぶ。ＣＲＬＳＰのセットア
ップを求める入ＬＳＲでの要求は、例えば管理システム
またはアプリケーションから開始することができる。入
ＬＳＲは、管理システムまたはアプリケーションによっ
て提供された情報、および場合によっては経路指示デー
タベースからの情報を使用して、明示的ルートを計算
し、ラベル要求メッセージを生成する。
【００１９】明示的ルートＴＬＶを含むラベル要求メッ
セージは、この経路の次のホップを決定する。次に、こ
のホップの選択は、可能な選択肢のセットからの選択を
伴う。経路に沿った各ノードは、ループのない経路を決
定するため最大の努力をする。
【００２０】経路の次のホップを決定するため、ノード
は以下のステップを実行する。 １）ラベル要求メッセージを受信したノードは、第１Ｅ
Ｒホップを評価する。Ｌビットが第１ＥＲホップに設定
されていず、ノードが第１ＥＲホップに記載された抽象
ノードの一部でない場合は、誤ってメッセージを受信し
ているので、「不良初期ＥＲホップ」エラーを戻す。Ｌ
ビットが設定され、局所ノードが第１ＥＲホップに記載
された抽象ノードの一部でない場合、ノードは、第１Ｅ
Ｒホップに記載された抽象ノードへの経路に沿った次の
ホップを選択する。第１ＥＲホップがない場合も、メッ
セージはエラーであり、システムは「不良明示的経路指
示ＴＬＶ」エラーを戻す。 ２）第２ＥＲホップがない場合、これは明示的ルートの
最後であることを示し、その結果、明示的ルートＴＬＶ
がラベル要求メッセージから除去される。このノード
は、ＬＳＰの最後のこともあれば、最後でないこともあ
る。プロセスは、ステップ３による明示的ルートＴＬＶ
まで、必要に応じてＥＲホップを追加することによって
継続する。 ３）次のホップを選択した後、ノードは以下の方法で明
示的ルートを変更することができる。明示的ルートＴＬ
Ｖが除去されている場合、ノードは新しい明示的ルート
ＴＬＶを追加することができる。そうではなく、第１Ｅ
ＲホップがルーズなＥＲホップである場合は、第１ＥＲ
ホップの前に、一連の任意のＥＲホップを挿入すること
ができる。 ４）ノードが第２ＥＲホップに記載された抽象ノードの
一部でもある場合は、ノードがＥＲホップを削除し、上
記のステップ３を処理する。これによって第２ＥＲホッ
プが次の繰返しの第１ＥＲホップになる。 ５）ノードは、第２ＥＲホップに記載された抽象ノード
に位相的に隣接するか決定する。隣接している場合、ノ
ードは抽象ノードの構成要素である特定の次のホップを
選択する。次に、ノードは第１ＥＲホップを削除し、ス
テップ２で記載されたように処理を継続する。 ６）次に、ノードは、第２ＥＲホップの抽象ノードへの
経路に沿った、第１ＥＲホップの抽象ノード内の次のホ
ップを選択する。このような経路が存在しない場合は、
２つのケースがある。 ７）第２ＥＲホップが厳密なＥＲホップである場合は、
エラーがあり、ノードは「不良厳密ノード」エラーを戻
すとよい。 ８）それ以外では、第２ＥＲホップがルーズなＥＲホッ
プである場合、ノードは、次の抽象ノードへの経路に沿
った次の任意のホップを選択する。ＭＰＬＳドメイン内
に経路が存在しない場合は、エラーがあり、ノードは
「不良ルーズ・ノード」エラーを戻すとよい。 ９）最後に、ノードは第１ＥＲホップを、次のホップを
含む抽象ノードを指す任意のＥＲホップと置換する。こ
れは、次のホップが明示的ルートを受け取った時に、こ
れを受け付けるよう、必要なことである。 １０）ラベル要求メッセージを次のホップへ進める。
【００２１】図１に戻る。図１の２つの例示的な明示的
経路指示ラベル切換経路のいずれかを、以下の例で述べ
るように設定することができる。本明細書で使用するサ
ンプルのネットワークは、以下のように、２つのエッジ
ＬＳＲおよび２つのコアＬＳＲを有する４ノード・ネッ
トワークである。 ＬＳＲＳ−−ＬＳＲＣ−−ＬＳＲＤ−ＬＳＲＥ ＥＲＬＳＰを設定するため、入ルータＬＳＲＳは、ＥＲ
−ＴＬＶを含むラベル要求メッセージを生成し、これを
ＬＳＲＣに送信する。ＥＲ−ＴＬＶは、Ｓ／Ｃ、Ｃ／Ｄ
およびＤ／Ｅホップに対応する３つのＥＲホップＴＬＶ
で構成されたベクトルである。
【００２２】ＬＳＲＣはＥＲ−ＴＬＶを以下のように処
理する。 １）第１ホップ＜Ｓ／Ｃ＞は、抽象ノードＬＳＲＣの一
部である。したがって、第１ステップはテストを通過す
る。ステップ２に進む。 ２）第２ＥＲホップ＜Ｃ／Ｄ＞がある。ステップ３に進
む。 ３）ＬＳＲＣは、第２ＥＲホップ＜Ｃ／Ｄ＞に記載され
た抽象ノードの一部ではない。ステップ４に進む。 ４）ＬＳＲＣは、第２ＥＲホップ＜Ｃ／Ｄ＞に記載され
た抽象ノードに位相的に隣接していることを決定する。
ＬＳＲＣは、抽象ノードＬＳＲＤへの次のホップを選択
し、ＥＲ−ＴＬＶから第１ＥＲホップＳ／Ｃを削除す
る。ＥＲ−ＴＬＶは＜Ｓ／Ｃ，Ｃ／Ｄ＞へと更新され
る。 ５）ＬＳＲＣで、以下の処理を実行する。
【００２３】ＥＲ−ＴＬＶは除去されていないので、Ｌ
ＳＲＣは第１ＥＲホップ＜Ｓ／Ｃ＞に記載された抽象ノ
ードの構成要素ではなく、第１ＥＲホップ＜Ｓ／Ｃ＞は
厳密ホップなので、新しいホップは挿入されない。新し
いホップの選択はステップ４で既に実行され、ＥＲ−Ｔ
ＬＶの処理はＬＳＲＣで完了する。この場合、ＥＲ−Ｔ
ＬＶ＜Ｓ／Ｃ，Ｃ／Ｄ＞を含むラベル要求メッセージ
は、ＬＳＲＣからＬＳＲＤへ渡される。プロセスは、入
ＥＲ−ＴＬＶが＜Ｓ／Ｃ，Ｃ／Ｄ＞、出ＥＲ−ＴＬＶが
＜Ｄ／Ｅ＞という状態で、ＬＳＲＤで同様に継続され
る。
【００２４】ＬＳＲＥでは、プロセスは以下のように進
行する。 １）第１ホップ＜Ｄ／Ｅ＞は抽象ノードＬＳＲＥの一部
である。したがって、第１ステップはテストを通過し、
プロセスはステップ２に進む。 ２）第２ＥＲホップがなく、これはＣＲＬＳＰの終了を
示す。ＥＲ−ＴＬＶがラベル要求メッセージから除去さ
れ、その結果、ＬＳＲＥは新しいＥＲ−ＴＬＶを追加せ
ずに、新しいＥＲホップが挿入されず、ＣＲＬＳＰの終
了を示す。ＬＳＲＥは出ルータであり、入ＥＲ−ＴＬＶ
に第２ＥＲホップがないことで示されるように、上流の
マッピングが要求されているので、ラベル・マッピング
・メッセージがＬＳＲＥによって生成され、ＬＳＲＤに
送信される。ＬＳＲＤは下流の次のホップＬＳＲＥか
ら、上流の要求がまだ待ち状態にあるＣＲＬＳＰに対す
るマッピングを受信しているので、ＬＳＲＤはラベル・
マッピング・メッセージを生成し、ＬＳＲＣに送信す
る。プロセスは、ＬＳＲＣで、ＬＳＲＤと同様の方法で
継続され、ＬＳＲＤはラベル・マッピング・メッセージ
を生成して、ＬＳＲＳに送信し、それによって終端間Ｃ
ＲＬＳＰセットアップを完了する。
【００２５】本発明によれば、この方法で、入ルータと
出ルータとの間、つまりそれぞれ図１に示されたルータ
ＬＳＲＳとＬＳＲＥとの間に、複数の明示的経路指示ラ
ベル切換経路が設定される。任意の経路の通信量特性
は、ピーク・レート、コミット・レート、およびサービ
スの粒状性に関するパラメータを含む。ピーク・レート
およびコミット・レートは、経路の帯域幅制約を規定す
る。サービスの粒状性は、ＣＲＬＤＰ ＭＰＬＳドメイ
ンが経路の通信量に導入することができる遅延の変動に
関する制約条件を特定するのに使用することができる。
セットアップおよび保持特性を使用して、経路をランク
付けし、それによって新しい経路が既存の経路を先取り
できるか決定することができる。明示的に経路指示され
たＬＳＰを設定する試みは、多くの理由で失敗すること
があり、このような失敗はそれぞれ、通知メッセージで
信号を送る勧告状態として分類される。ＣＲＬＳＰは、
ラベル解放およびラベル除外メッセージを使用して、ク
リアすることができる。
【００２６】前記のように、本発明によれば、入ルータ
はＩＰ転送表の内容を転送等価クラス・ラベル間マッピ
ングと組み合わせて、本発明によるラベル情報ベースを
生成する。ラベル情報ベースは、例えばラベル情報ベー
ス表に編成することができる。転送等価のクラスから次
のホップへのマッピング表は、オープン最短経路優先
（ＯＳＰＦ）またはブローダー・ゲートウェイ・プロト
コル（ＢＧＰ）などのネットワーク層経路指示プロトコ
ルで生成することができる。図２、図３および図４は、
それぞれＩＰ転送表、ＦＥＣとラベル間のマッピングを
含む表、および前の２つの表から収集した情報の組合せ
であるラベル情報ベースの内容を示すブロック図であ
る。
【００２７】図２の表はＯＳＰＦの生成物であり、ＩＰ
宛先プレフィックス３０２、ＩＰ宛先マスク３０４、サ
ービス・タイプ３０６、次のホップの識別子３０８、Ｉ
ＦＩＮＤＥＸ３１０、ルータのタイプ３１２、距離３１
４、および状況ブロック３１６を含む。ＩＰ宛先プレフ
ィックスは、当業者に公知なように、例えば１２８．３
／１６などの宛先プレフィックスであり、宛先アドレス
１２８．３の最初の１６ビットの値を示すと認識され
る。ＩＰ宛先マスク３０４は、所定のＩＰ宛先アドレス
の最初の１６ビットを選択するの使用することができる
２５５．２５５．０．０など、パケットの宛先アドレス
・フィールドから有効ビットを獲得するのに使用され
る。サービス・タイプ（ＴＯＳ）フィールド３０６は、
サービス情報の性質を提供する。次のホップ・フィール
ド３０８は、パケットの最終宛先への行程に沿った次の
ルータのＩＰアドレスを示す。ＩＦＩＮＤＥＸフィール
ド３１０は、次のホップ・ルータに到達するため、現在
のルータからどの出リンクを使用するとよいか示す。ル
ータ・タイプ・フィールド３１２は、ルータが内部ルー
タか、エリア境界線ルータか、バックボーン・ルータ
か、あるいはＡＳ境界ルータかを示す。ＯＳＰＦは最短
経路優先アルゴリズムに基づいているので、距離ブロッ
ク・フィールド３１４は、関連する出リンクの重量を提
供するのに使用する。状況フィールド３１６は、関連す
るリンクがアップかダウンか、つまりリンクが作動中か
否かを示す。
【００２８】図３の表は、転送等価クラス（ＦＥＣ）指
標４０２、フィールド等価クラス識別子４０４、インタ
ーネット・プロトコル・アドレス・プレフィックス４０
６、出ルータ識別子４０８、およびフロー・ブロック４
１０を含む。ＦＥＣ指標４０２フィールドは、対応する
ＦＥＣのＭＩＢ指標を含む。ＦＥＣ ＩＤフィールド４
０４は、ＦＥＣを一意に識別し、ＩＰアドレス・プレフ
ィックス・フィールド４０６は、図２のＩＰアドレス・
プレフィックス・フィールドと同じである。出リンクＩ
Ｄフィールド４０８は、図２のＩＦＩＮＤＥＸフィール
ド３１０と同一であり、フロー・フィールド４１０は、
ソース／宛先アドレスおよびソース／宛先ポート情報な
ど、フローの属性を含む。
【００２９】図４の表は、ラベル情報ベースを示す。ラ
ベル情報ベースは、本発明の原理によると、図２のＩＰ
転送表および図３のＦＥＣ表に含まれた情報から生成さ
れる。ラベル情報ベースはＥＲＬＳＰ ＩＤ５０２を含
み、これは関連するフローの一意的ＩＤを提供する。入
力ラベル５０４、転送等価クラス識別子５０６、出力ラ
ベル５０８、次のホップ５１０、出力インタフェース５
１２および保護状況５１４も含まれる。入力ラベル・フ
ィールド５０４は、ラベル切換経路の入ラベルを含む。
ＦＥＣ ＩＤフィールド５０６は、図３のＦＥＣ ＩＤ
フィールド４０４と同じ情報を含む。出力ラベル・フィ
ールド５０８は、ラベル切換経路の出ラベルを含む。次
のホップ・フィールド５１０および出力インタフェース
・フィールド５１２は、前記のもの、つまり図２のＩＰ
転送表の次のホップおよびＩＦＩＮＤＥＸフィールドと
同じ情報を含む。保護状況は、それぞれ「非保護」、
「保護」、「アクティブ」および「バックアップ」状況
に対応する０、１、２または３の値をとることができ、
「非保護」は、フローが単に保護フローのために装備さ
れていないことを意味する。出力インタフェース５１２
は、フローが進行する物理ポートを示す。
【００３０】図５の表は、本発明によるラベル情報ベー
ス表であり、これを使用して、図１に示すＬＳＲＳとＬ
ＳＲＥの間のフロー１９２．６／１６に設けた２つのＥ
ＲＬＳＰを設定し、提供することができる。ＦＥＤ Ｉ
Ｄは、便宜上、表から削除される。保護状況列は、入イ
ンタフェースで、つまりＬＳＲＳでハードウェアにより
処理され、保護状況が３のフローは受信側ルータでフィ
ルタにかけられる、つまりふるい落とされる。通常の操
作時中、データグラムはＳ−Ａ−Ｂ−ＥとＳ−Ｃ−Ｄ−
Ｅ ＥＲＬＳＰの両方を通して流れ、出ルータＬＳＲ
Ｅはアクティブ保護切換を使用して通過するフローの１
つを選択する。１次ＥＲＬＳＰに沿ったリンクの１つで
障害が発生すると、ＬＳＲは物理層障害検出機構を通し
て中断リンクを検出する。例えばＳＯＮＥＴの実施で
は、信号喪失（ＬＯＳ）、フレーム喪失（ＬＯＦ）、ポ
インタ喪失（ＬＯＰ）または他のこのような物理層障害
インジケータとして、ＳＯＮＥＴ障害インジケータなど
を使用し、ＥＲＬＳＰの中断リンクを検出する。このよ
うな物理層障害インジケータを使用することにより、本
発明の原理によるＭＰＬＳシステムは、ほぼ順次に障害
を検出することができる。物理層障害インジケータは公
知であり、例えばBellcore GR253 R5-198、R6-152、O6-
120、およびO6-127に記載されている。例えば、図１の
ＬＳＲＡとＬＳＲＢとの間のリンクに障害が発生する
と、ＬＳＲＡとＬＳＲＢ両方の受信器が中断リンクを検
出する。この検出に応答して、ＬＳＲＡは「下流喪失」
状況メッセージを生成し、ＬＳＲＢは「上流喪失状況」
メッセージを生成する。このような状況メッセージの受
信に応答して、ＬＳＲＡとＬＳＲＢの両方は「設定状
態」を維持し、関連したラベル・リソースを解放して、
Ｎａｋメッセージを上流および下流に別個に伝搬させ
る。「設定」状態は、ｉｅｔｆドラフトＭＬＰＳ文書に
記載されており、そのリストはhttp://www.ietf.org/ie
tf/lid-abstracts.txtでアクセスできる。
【００３１】最終的に、入ルータＬＳＲＳおよび出ルー
タＬＳＲＥは、Ｓ−Ａ−Ｂ−Ｅ ＥＲＬＳＰのＮａｋメ
ッセージを受信する。入および出ルータは、上記で列挙
したietf MPLS文書に記載された状態マシンに従って応
答するが、ただし出ノードは、障害ＥＲＬＳＰが保護さ
れているか判別する。保護されている場合は、ＬＳＲは
障害ＥＲＬＳＰの保護状況を３から０に変更する。保護
状況を修正し、ＥＲＬＳＰの保護状態を「バックアッ
プ」から「非保護」に変更することにより、出ＬＳＲ
は、ＳＯＮＥＴ保護切換などのハードウェア保護切換を
完了する。というのは、ハードウェア保護切換は、所定
のリンクの保護状況を使用して切り換えるからである。
ソース・ノードとも呼ばれる入ルータでは、ＬＳＲＳ
が、上記で列挙したietf MPLS文書に記載された状況マ
シンに従って進行し、さらに、障害リンクが保護ＥＲＬ
ＳＰに関与するか否か判別する。ＥＲＬＳが保護されて
いた場合は、ＬＳＲＳがＥＲＬＳＰの状況を１から０に
変更する。つまり、この段階で、バックアップまたは２
次フロートも呼ばれる被保護フローをアクティブ・フロ
ーとして使用するが、別の分離フローはまだ、この新し
く設定された１次フローを保護するために設定されてい
ない。その結果、（受信側ルータの選択により）新しく
設定された１次フローは保護されず、その状況指示は保
護（１）から非保護（０）に更新される。また、アラー
ムがネットワーク管理システムに報告される。
【００３２】上記の処理の結果、ラベル情報表は図６の
表に記載されたように更新される。前記のように、本発
明によるルータは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨシステムで供給
されるような物理層障害検出を使用し、即座に障害を検
出する。例えば暫定フローを通るＮａｋ伝搬など、これ
らの障害のフロー・ベース伝搬は、障害を迅速に指示
し、二重経路が設定されているので、受信側ルータは、
障害が検出され、伝搬されるや否や、バックアップまた
は２次経路を選択することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、従来のＴＣＰ／Ｉ
Ｐネットワークは、通常、ＩＰルータ間に可能な多くの
経路のうち１つを設定することができるが、ルータは１
次経路として１本の経路のみを選択する。経路に障害が
発生すると、ルータは情報を交換して代替経路を設定す
る。このような従来のネットワークの障害検出は、経路
指示プロトコルからの「到達性」情報に基づく。このよ
うな経路指示プロトコルを実行するには、秒単位または
分単位のオーダーの多大な時間が必要である。障害は過
度の量の時間も必要とする。というのは、障害の伝搬は
ホップ間の経路指示によって生じるからである。サービ
スを回復するために、経路指示アルゴリズムは、計算
し、影響を受けた経路の周囲で新しいルートを接続する
ため、追加の時間を必要とする。
【００３４】これに対して、本発明によるルータは、明
示的な経路指示プロトコルを使用し、ソース（入口）ル
ータと受信側（宛先）ルータとの間に明示的に経路指示
された複数の経路を設定する。受信側ルータは、このよ
うな明示的に経路指示された通路の１つを１次経路とし
て選択し、その経路に沿って通信する。１次経路に選択
された経路に障害が発生すると、２次経路が新しい１次
経路として瞬時に選択される。新ルートは既に設定され
ており、データは２次経路に沿って受信側ルータまで既
に流れているので、経路を計算する必要がなく、その結
果、従来のＴＣＰ／ＩＰネットワークが回復ルートを計
算し、新しい接続を設定するのに費やした時間がほぼな
くなる。また、新ルートの１つは、物理レベル維持情報
を使用して、このような経路の障害を検出することがで
きる。このような物理レベル維持情報は、ＳＯＮＥＴシ
ステムなどの基盤となるシステムによって提供すること
ができ、例えば信号喪失（ＬＯＳ）またはポインタ喪失
（ＬＯＰ）のような障害インジケータを含むことができ
る。この方法で、つまり物理またはリンク・レベル障害
インジケータを使用して、新ルートを使用するネットワ
ーク・システムは、経路の障害を検出するのに必要な時
間量を大幅に減少させることができる。また、新ルータ
は、障害情報を伝搬させるために暫定フロー情報を使用
し、それによって従来のＴＣＰ／ＩＰネットワークで遭
遇したホップ間経路指示の遅延を回避することができ
る。上記の技術の１つまたはその組合せを使用して獲得
できる時間節約の結果、経路の障害を検出し、経路障害
情報を伝搬させ、障害に応答するための時間を、分単位
からミリ秒単位程度減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、明示的に経路指示されたラベル
切換通信システムの概要ブロック図である。
【図２】従来のＩＰ転送表の概要ブロック図である。
【図３】ＦＥＣとラベルの間のマッピングを描く従来の
表の概要ブロック図である。
【図４】本発明によるラベル情報ベース表の概要ブロッ
ク図である。
【図５】図１のラベル切換ルータに対応する種々の値を
有する、本発明によるラベル情報ベース表の概要ブロッ
ク図である。
【図６】経路の障害に応答して修正された、本発明によ
るラベル情報ベース表の概要ブロック図である。
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ウィリアム エム． バッハナン アメリカ合衆国、03841 ニューハンプシ ャー、ハンプステッド、フリーダム ロー ド ７ (72)発明者 ヤン カオ アメリカ合衆国、01835 マサチューセッ ツ、ブラッドフォード、フォレスト アク レス ドライブ 26ビー (72)発明者 ステファン ジー． レフォリー アメリカ合衆国、03865 ニューハンプシ ャー、プレストウ、メドウ ビュー アベ ニュー 10

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (a)入ルータで開始した１次経路から
    所定のフローのデータグラムを受信することができる第
    １ポートと、 (b)２次経路からフローのデータグラムを受信すること
    ができ、１次経路とは少なくとも部分的に異質である
    が、同じ入ルータから開始した第２ポートと、 (c)第１ポートでのデータグラムの受信に応答して、経
    路指示のために第１ポートからデータグラムを選択する
    コントローラとからなることを特徴とするルータ。
  2. 【請求項２】 前記コントローラが、所定のフローに対
    するルータの１次ポートとして、経路指示のためにデー
    タグラムを選択したポートを指定し、２次ポートとして
    第２ポートを指定することを特徴とする請求項１に記載
    のルータ。
  3. 【請求項３】 コントローラが、物理レベル維持情報を
    監視するよう構成されることを特徴とする請求項１に記
    載のルータ。
  4. 【請求項４】 前記コントローラが、１次ポートに関連
    する経路の障害を指示する物理レベル維持情報に応答し
    て、経路指示のため２次ポートからデータグラムを選択
    することを特徴とする請求項２に記載のルータ。
  5. 【請求項５】 前記コントローラが、さらに、物理レベ
    ル維持情報に応答して、暫定フローを使用し、アラーム
    を伝搬させることを特徴とする請求項４に記載のルー
    タ。
  6. 【請求項６】 前記コントローラが、さらに、１次経路
    の障害を指示する物理レベル維持情報に応答して、１次
    経路として２次経路を指定し、アラームの伝搬を使用し
    て１つまたは複数の新しい２次経路を設定することを特
    徴とする請求項５に記載のルータ。
  7. 【請求項７】 前記物理レベル維持情報がＳＯＮＥＴ物
    理レベル維持情報であることを特徴とする請求項６に記
    載のルータ。
  8. 【請求項８】 前記コントローラが、ＳＯＮＥＴの信号
    喪失物理レベル維持情報に応答して、経路指示のために
    ２次ポートからデータグラムを選択することを特徴とす
    る請求項７に記載のルータ。
  9. 【請求項９】 前記物理レベル維持情報がＳＤＨ物理レ
    ベル維持情報であることを特徴とする請求項６に記載の
    ルータ。
  10. 【請求項１０】 (a)入ルータと、 (b)出ルータと、 (c)入ルータと出ルータとの間に１つのフローのために
    設定された複数の明示的経路指示ラベル切換経路とから
    なることを特徴とするインターネット・プロトコル通信
    システム。
  11. 【請求項１１】 前記出ルータが、 (d)入ルータで開始した１次経路から所定のフローのデ
    ータグラムを受信することができる第１ポートと、 (e)２次経路からフローのデータグラムを受信すること
    ができる第２ポートと、 (f)第１ポートでのデータグラムの受信に応答して、経
    路指示のために第１ポートからこれらのデータグラムを
    選択するコントローラとからなることを特徴とする請求
    項１０に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記コントローラが、所定のフローに
    対するルータの１次ポートとして経路指示のためにデー
    タグラムを選択するポートを指定し、２次ポートとして
    第２ポートを指定することを特徴とする請求項１１に記
    載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記コントローラが、物理レベル維持
    情報を監視するよう構成されることを特徴とする請求項
    １２に記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 前記コントローラが、１次ポートに関
    連する経路の障害を指示する物理レベル維持情報に応答
    して、経路指示のために２次ポートからデータグラムを
    選択することを特徴とする請求項１２に記載のシステ
    ム。
  15. 【請求項１５】 前記コントローラが、さらに、物理レ
    ベル維持情報に応答して、暫定フローを使用してアラー
    ムを伝搬させることを特徴とする請求項１４に記載のシ
    ステム。
  16. 【請求項１６】 前記コントローラが、さらに、１次経
    路の障害を指示する物理レベル維持情報に応答して、１
    次経路として２次経路を指定し、アラームの伝搬を使用
    して１つまたは複数の２次経路を設定することを特徴と
    する請求項１５に記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 前記物理レベル維持情報がＳＯＮＥＴ
    物理レベル維持情報であることを特徴とする請求項１６
    に記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 前記コントローラが、ＳＯＮＥＴ信号
    喪失物理レベル維持情報に応答し、経路指示のために２
    次ポートからデータグラムを選択することを特徴とする
    請求項１７に記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 前記物理レベル維持情報がＳＤＨ物理
    レベル維持情報であることを特徴とする請求項１６に記
    載のシステム。
  20. 【請求項２０】 インターネット・プロトコル・ネット
    ワークを通してデータグラムを通信する方法であって、 (a)入ルータと出ルータとの間に、所定のフローの明示
    的に経路指示されたラベル切換経路を設定するステップ
    と、 (b)入ルータと出ルータとの間に、所定のフローの１つ
    または複数の追加の明示的に経路指示されたラベル切換
    経路を設定するステップと、 (c)明示的に経路指示されたラベル切換経路の１つか
    ら、出ルータで経路指示するためデータグラムを選択す
    るステップとからなることを特徴とするデータグラム通
    信方法。
  21. 【請求項２１】 経路指示のためにデータグラムを選択
    する経路に関連する物理レベル維持情報を監視するステ
    ップを更に有することを特徴とする請求項２０に記載の
    方法。
  22. 【請求項２２】 データグラムを最初に選択した経路に
    関する物理レベル維持情報が、その経路の障害を指示し
    た場合に、別の明示的に経路指示されたラベル切換経路
    から、出ルータで経路指示のためにデータグラムを選択
    するステップを更に有することを特徴とする請求項２１
    に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記のような障害に応答して、アラー
    ムを伝搬させるために、暫定フローを使用するステップ
    を更に有することを特徴とする請求項２２に記載の方
    法。
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