JP2005012317A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークにおいて、制御プレーンのアドレス体系とデータプレーンのノードＩＤ体系とを分離可能にする。
【解決手段】開示される通信システムは、通信装置相互間でデータを通信するデータプレーンと、通信装置対応の通信制御装置が相互に制御情報を通信する制御プレーンとに分かれたネットワークの各通信制御装置が、隣接通信制御装置との間で、自装置が持つ制御プレーンアドレス情報と、自装置が制御する通信装置のノードＩＤの情報とを交換するルーティングプロトコル１と、隣接通信制御装置との間で、自装置が制御する通信装置と他通信装置との間で制御情報をやりとりするシグナリングプロトコル２と、対応する通信装置と通信制御装置ごとに、ノードＩＤと制御プレーンアドレスとの対応を格納するアドレス対応管理表３と、制御プレーンの経路情報を格納する制御プレーン経路表４とを備えている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制御プレーンの制御アドレス体系と、データプレーンのノードＩＤ体系とを分離した通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＧＭＰＬＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）によって、ネットワーク上の信号のルーティングを制御される光ネットワークでは、図４に示すように、データを通信するデータプレーンと、制御情報を通信する制御プレーンとに分かれている。
図４においては、制御プレーンにおける、例えば通信制御装置２１は、データプレーンにおける通信装置１１を制御している。同様に、制御プレーンにおける各通信制御装置２２〜２７は、データプレーンにおける、互いに破線で結ばれている、対応する通信装置１２〜１７を制御している。なお、通信装置１１，１２，１６には、それぞれ、他のネットワーク１０１，１０２，１０３が接続されている。
【０００３】
このように、データプレーンと制御プレーンとに分けたのは、データプレーンの光信号を一旦、電気信号に変換して、制御プレーンにおいてルーティングを行ってから、再度、光信号に変換してデータプレーンに送り直す手間を省くためである。
なお、ＧＭＰＬＳについては、非特許文献１に詳細に記載されている。
【０００４】
制御プレーンでは、通常、インターネットで広く用いれている、標準通信規約に基づくＩＰｖ４プロトコル等で通信を行われるため、各通信制御装置は、制御プレーン上のインタフェースの数だけアドレスを持っている。
例えば図４では、通信制御装置２３は、通信制御装置２１，２４，２７に対応して、３つのインタフェースを持つため、異なる３つのＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ）アドレスを持ち、相互に制御パケットを通信する。
【０００５】
制御プレーンでは、パスを設定するためのプロトコルであるＧＭＰＬＳ拡張ＲＳＶＰ−ＴＥ（以下、ＲＳＶＰ−ＴＥと略す）や、ＧＭＰＬＳの経路制御に使用するための経路選択プロトコルであるＧＭＰＬＳ拡張ＯＳＰＦ−ＴＥ（以下、ＯＳＰＦ−ＴＥと略す）等の制御プロトコルが、ＩＰを使用して制御パケットをやりとりする。
なお、ＲＳＶＰ−ＴＥおよびＯＳＰＦ−ＴＥの仕様は、それぞれ非特許文献２，非特許文献３に詳細に記載されている。
【０００６】
一方、データプレーンでは、通信装置は通常、３２ビットのノードＩＤで管理されている。ノードＩＤは、各通信装置に対して、それぞれ一つ割り当てられている。
ＲＳＶＰ−ＴＥで、データが通信するパス（以下、ＬＳＰ（Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｐａｔｈ ）という）を設定する場合、あて先までに経由するノードを指定するための、ＲＳＶＰ−ＴＥのオブジェクトの一つであるＥｘｐｌｉｃｉｔ ＲｏｕｔｅＯｂｊｅｃｔ（以下、ＥＲＯと略す）で、パスが通る経路を指定する。
パスは、データプレーン上に設定されるため、ＥＲＯもデータプレーン上のノードＩＤで指定される経路が格納されている。
【０００７】
【非特許文献１】
「Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ （ＧＭＰＬＳ） Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ 」 ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｃｃａｍｐ−ｇｍｐｌｓ−ａｒｃｈｔｅｔｕｒｅ−０４．ｔｘｔ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００３
【非特許文献２】
「Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ （ＧＭＰＬＳ） Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （ＲＳＶＰ−ＴＥ） Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ 」 ＲＦＣ３４７３ Ｊａｎｕａｒｙ ２００３
【非特許文献３】
「ＯＳＰＦ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ ｉｎ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ＭＰＬＳ」 ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｃｃａｍｐ−ｏｓｐｆ−ｇｍｐｌｓ−ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ−０９．ｔｘｔ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００２
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＧＭＰＬＳで制御されるネットワークにおいては、現状では、データプレーンのノードＩＤを、制御プレーンのインタフェースアドレスのうちの一つと同じにして、データプレーンのノードＩＤと、制御プレーンのアドレス間の対応付けを省くことによって、データプレーンでのルーティング時、ノードＩＤに対応する制御プレーンアドレスを特定するための問い合わせに関する処理を不要にして、管理性とパフォーマンスを向上させている。
しかしながら、従来のノードＩＤに、制御プレーンのアドレスの一つを使用するとすると、ノードＩＤと制御プレーンアドレスとに、それぞれ別のアドレス体系を使用することはできない。
【０００９】
これは、ＩＰｖ４プロトコルでは、ノードＩＤは３２ビットで規定されているためであって、例えば制御プレーンに、次世代のインターネットで用いられようとしている標準通信規約に基づくＩＰｖ６プロトコルを使用すると、ＩＰｖ６ネットワークではノードのアドレスは１２８ビットになるため、現在の仕様では、これをノードＩＤにすることができない。
また、ノードＩＤとして選んだ制御プレーンのアドレスが、到達不能になった場合、それ以外のアドレスは到達可能であっても、制御パケットの通信ができなくなる。
【００１０】
このような、制御プレーンのアドレスが到達不能になる場合の例としては、例えば、インタフェースそのものが故障したり、あるいはメディアとして使用している無線回線や光ファイバが断線したような場合、あるいはトラフックが集中して輻輳状態になった場合、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が不具合になった場合等であって、インタフェースが使用不可能になる状態のときが考えられる。
【００１１】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、制御プレーンのアドレス体系とデータプレーンのノードＩＤ体系とを分離することを可能にして、運用の自由度を増すとともに、制御プレーンアドレスの故障に対しても代替アドレスを選択できるようにすることによって、制御用通信の信頼度を向上することが可能な通信システムを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は通信システムに係り、複数の通信装置が相互にデータを通信するデータプレーンに対応して、それぞれの通信装置に対応する通信制御装置が相互に制御情報を通信する制御プレーンとに分かれているネットワークにおいて、上記各通信制御装置が、隣接する通信制御装置との間で、自通信制御装置が持つ制御プレーンでのアドレス情報が格納されている制御プレーンアドレス情報と、自通信制御装置が制御する通信装置のノードＩＤが格納されているノード情報とを交換するルーティングプロトコルと、隣接する通信制御装置との間で、自通信制御装置が制御する通信装置と他通信装置との間におけるパスの設定や削除のための制御情報をやりとりするシグナリングプロトコルと、対応する通信装置と通信制御装置ごとに、上記ノードＩＤと制御プレーンアドレスとの対応情報を格納するアドレス対応管理表と、上記制御プレーンの経路情報を格納する制御プレーン経路表とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の通信システムに係り、上記ルーティングプロトコルが、交換して取得した他通信制御装置のアドレスとノードＩＤとを上記アドレス対応管理表に登録するとともに、他通信制御装置の特定アドレスによる制御パケットの通信が不可能であったとき、これを他通信制御装置に広告して、上記アドレス対応管理表と制御プレーン経路表との情報を更新することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の通信システムに係り、上記ルーティングプロトコルが、他通信制御装置からいずれかの通信制御装置の特定アドレスによる制御パケットの通信が不可能であったことの通知を受けたとき、自通信制御装置の上記アドレス対応管理表と制御プレーン経路表との情報を更新することを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の通信システムに係り、上記アドレス対応管理表と制御プレーン経路表とを更新する際に、必要な場合、新たな経路を設定するための代替アドレスを選択可能であることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一記載の通信システムに係り、上記シグナリングプロトコルが、データが通る経路の順にデータを送るパスを設定する際に、上記アドレス対応管理表から次にデータを送るべき通信装置を制御する通信制御装置のアドレスに対して最短で到達可能なアドレスに向けてシグナリングパケットを送信することを特徴としている。
【００１７】
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一記載の通信システムに係り、上記ネットワークが、ＧＭＰＬＳで制御されるネットワークであることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一記載の通信システムに係り、上記制御プレーンにおけるアドレス体系としてＩＰｖ６アドレス体系を使用し、上記データプレーンにおけるノードＩＤ体系としてＩＰｖ４アドレス体系を使用することを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
図１は、本発明の一実施例である通信制御装置の構成を示すブロック図、図２は、本実施例における制御プレーンとデータプレーンの構成例を示す図、図３は、本実施例におけるアドレス対応管理表を示す図である。
【００２０】
この例の通信制御装置は、図１に示すように、ルーティングプロトコル１と、シグナリングプロトコル２と、アドレス対応管理表３と、制御プレーン経路表４とから概略構成されている。
【００２１】
ルーティングプロトコル１は、制御プレーンのアドレス情報とデータプレーンのノード情報を交換する機能を有している。シグナリングプロトコル２は、ＬＳＰの設定や削除のための制御情報のやりとりを行う。アドレス対応管理表３は、ノードＩＤと制御プレーンアドレスとの対応関係の情報を格納する。制御プレーン経路表４は、制御プレーンの経路情報を格納する。
【００２２】
以下、この例の通信制御装置の動作を説明する。
ルーティングプロトコル１は、隣接する他通信制御装置と、制御プレーンアドレス情報とノード情報とからなるルーティング情報を交換する。
制御プレーンアドレス情報には、自通信制御装置が持つ制御プレーンでのアドレス情報が格納されている。ノード情報には、通信制御装置が制御する通信装置のノードＩＤが格納されている。
【００２３】
ルーティングプロトコル１は、交換して取得した他通信制御装置が制御する通信装置の制御プレーンアドレスとノードＩＤとを、アドレス対応管理表３に登録する。
【００２４】
図２は、この例における制御プレーンとデータプレーンの関係を示したものであってデータプレーンにおける、通信装置１１１，１１２，１１３，１１４が、それぞれノードＩＤ Ｎ１，ノードＩＤ Ｎ２，ノードＩＤ Ｎ３，ノードＩＤＮ４を持ち、これに対応して、制御プレーンにおける通信制御装置１２１，１２２，１２３，１２４が、それぞれ制御プレーンアドレスＣ１１，Ｃ１２、制御プレーンアドレスＣ２１，Ｃ２２、制御プレーンアドレスＣ３１，Ｃ３２、制御プレーンアドレスＣ４１，Ｃ４２を持つことが示されている。
【００２５】
また、通信装置１１１と通信装置１１２との間にはＬｉｎｋＩＤ Ｌ１を持つリンク３１があり、通信装置１１１と通信装置１１３との間にはＬｉｎｋＩＤ Ｌ２を持つリンク３２があり、通信装置１１２と通信装置１１３との間にはＬｉｎｋＩＤ Ｌ３を持つリンク３３があり、通信装置１１２と通信装置１１４との間にはＬｉｎｋＩＤ Ｌ４を持つリンク３４があり、通信装置１１４と通信装置１１３との間にはＬｉｎｋＩＤ Ｌ５を持つリンク３５がある。
【００２６】
図３に示すアドレス対応管理表においては、図２に示すデータプレーンと制御プレーンとの関係に応じて、データプレーンにおける各通信装置のノードＩＤと、制御プレーンにおける対応する各通信制御装置の制御プレーンアドレスとの対応関係が示されている。
【００２７】
次に、シグナリングプロトコル２においてＬＳＰを設定する場合の動作を説明する。
いま、ある通信装置と他通信装置との間で、データを通信するために、通信制御装置がシグナリングプロトコルによって、通信装置間に、データを通信するパス（ＬＳＰ）を設定するものとする。
最初、シグナリングプロトコルでは、データが通る経路の順番にシグナリングパケットを送って行く。
【００２８】
この場合における、データを送る通信経路は、人手によって定めてもよく、またはルーティングプロトコルがポリシーに応じて予め設定した通信経路であってもよい。また、この際におけるデータが通る経路は、途中通過する通信装置にデータを配信する場合であってもよく、または単に通信装置を通過するだけであってもよい。
【００２９】
例えば、通信装置１１１−リンク３２−通信装置１１３−リンク３３−通信装置１１２−リンク３４−通信装置１１４という経路でＬＳＰを張るとすると、各通信制御装置のシグナリングプロトコルでは、各通信装置のノードＩＤと、通信装置間のリンクのリンクＩＤとに応じて、〔Ｎ３／Ｌ２−Ｎ２／Ｌ３−Ｎ４／Ｌ４〕という経路情報にそって、ＬＳＰ設定のためのシグナリングを行う。
【００３０】
まず、最初の通信装置１１１に対応する通信制御装置１２１上のシグナリングプロトコルは、通信装置１１１からＬＳＰを設定すべきノードが通信装置１１３であり、そのノードＩＤがＮ３であることがわかると、アドレス対応管理表３から、通信装置１１３を制御する通信制御装置１２３の制御プレーンアドレスを調べる。
この場合、通信制御装置１２３の制御プレーンアドレスとしてＣ３１，Ｃ３２が得られたとすると、データプレーンの構造と制御プレーンの構造とは、必ずしも同一ではないので、通信制御装置１１１のシグナリングプロトコルでは、直ちに制御プレーンアドレスＣ３１，Ｃ３２にシグナリングパケットを送ることはできない。
【００３１】
そこで、通信制御装置１１１のシグナリングプロトコルは、制御プレーン経路表４（ＩＰネットワークであれば、ＩＰルーティングテーブルがそれに相当する）を参照して、制御プレーンアドレスＣ３１，Ｃ３２に最短で到達可能なアドレスを調べて、その制御プレーンアドレスに向けてシグナリングパケットを送信する。
この場合は、通信制御装置１２１と通信制御装置１２３を直接結ぶ経路が最短なので、通信制御装置１１１のシグナリングプロトコルは、通信制御装置１２３の制御プレーンアドレスＣ３１，Ｃ３２に向けてシグナリングパケットを送り、これによって、通信装置１１１と通信装置１１３間に、ＬＳＰが設定される。
【００３２】
次に、通信制御装置１２３のシグナリングプロトコルは、ＬＳＰを設定すべきノードが通信装置１１２であり、そのノードＩＤがＮ２であることがわかると、アドレス対応管理表を調べて、通信装置１１２を制御する通信制御装置１２２の制御プレーンアドレスとしてＣ２１，Ｃ２２を得るが、制御プレーンアドレスＣ２１，Ｃ２２に対して、直接シグナリングパケットを送ることはできないので、制御プレーン経路表を参照して、通信制御装置１２１または通信制御装置１２４を経由する経路で通信制御装置１２２にシグナリングパケットを送り、これによって、通信装置１１３と通信装置１１２間に、ＬＳＰが設定される。
【００３３】
制御プレーンのインタフェースが故障する等の原因で、ある制御プレーンアドレスでの制御パケットの通信が不可能になった場合には、ルーティングプロトコルは、そのことを他の通信制御装置に広告し、自装置のアドレス対応管理表の情報を更新する。
他通信制御装置から広告された制御プレーンアドレスの更新情報を受信したルーティングプロトコルは、自装置のアドレス対応管理表を更新し、必要な場合、変更された経路に対応する代替の制御プレーンアドレスを登録する。
【００３４】
例えば、通信制御装置１２１のアドレスＣ１２がついたインタフェースが故障した場合には、通信制御装置１２１のルーティングプロトコルは、アドレスＣ１２が使用不可能になったことを、他の通信制御装置に通知する。
これによって、他の通信制御装置は、制御プレーンの経路表とアドレス対応管理表を更新する。
【００３５】
このように、この例の通信システムによれば、制御プレーンの制御アドレス体系とデータプレーンのノードＩＤ体系とを分離することが可能になる。従って、例えば、制御プレーンはＩＰｖ６アドレス体系を使用し、ノードＩＤはＩＰｖ４アドレス体系を使用することができる。
これは、拡大を続けるインターネット通信において、次世代への移行に伴って、制御プレーンでは、これに合わせてＩＰｖ６アドレス体系を使用することによって、ＩＰバージョンが上がって、相互運用性が高いと評価されることになるが、ノードＩＤが一つであるデータプレーンでは、現状のＩＰｖ４アドレス体系でも、約４２億のノードを収容することができるので、十分であると考えられるからである。
【００３６】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明が適用されるネットワークは、データプレーンと制御プレーンが分かれているものであればよく、例えば、ＧＭＭＰＬＳによってネットワーク上の信号をルーティングする光ネットワーク等が好適である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の通信システムによれば、制御プレーンの制御アドレス体系とデータプレーンのノードＩＤ体系とを分離することが可能になり、従って例えば、制御プレーンはＩＰｖ６アドレス体系を使用し、ノードＩＤはＩＰｖ４アドレス体系を使用することができるようになる。
これによって、通信システムの運用の自由度が向上し、制御プレーンアドレスの故障に対しても、代替アドレスを選択できるようになり、制御用通信の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である通信制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例における制御プレーンとデータプレーンの構成を示す図である。
【図３】同実施例におけるアドレス対応管理表を示す図である。
【図４】データプレーンと制御プレーンとが分かれているネットワークの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ ルーティングプロトコル
２ シグナリングプロトコル
３ アドレス対応管理表
４ 制御プレーン経路表

Claims (7)

1. 複数の通信装置が相互にデータを通信するデータプレーンに対応して、それぞれの通信装置に対応する通信制御装置が相互に制御情報を通信する制御プレーンとに分かれているネットワークにおいて、
   前記各通信制御装置が、隣接する通信制御装置との間で、自通信制御装置が持つ制御プレーンでのアドレス情報が格納されている制御プレーンアドレス情報と、自通信制御装置が制御する通信装置のノードＩＤが格納されているノード情報とを交換するルーティングプロトコルと、隣接する通信制御装置との間で、自通信制御装置が制御する通信装置と他通信装置との間におけるパスの設定や削除のための制御情報をやりとりするシグナリングプロトコルと、対応する通信装置と通信制御装置ごとに、前記ノードＩＤと制御プレーンアドレスとの対応情報を格納するアドレス対応管理表と、前記制御プレーンの経路情報を格納する制御プレーン経路表とを備えていることを特徴とする通信システム。
2. 前記ルーティングプロトコルが、交換して取得した他通信制御装置のアドレスとノードＩＤとを前記アドレス対応管理表に登録するとともに、他通信制御装置の特定アドレスによる制御パケットの通信が不可能であったとき、これを他通信制御装置に広告して、前記アドレス対応管理表と制御プレーン経路表との情報を更新することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記ルーティングプロトコルが、他通信制御装置からいずれかの通信制御装置の特定アドレスによる制御パケットの通信が不可能であったことの通知を受けたとき、自通信制御装置の前記アドレス対応管理表と制御プレーン経路表との情報を更新することを特徴とする請求項２記載の通信システム。
4. 前記アドレス対応管理表と制御プレーン経路表とを更新する際に、必要な場合、新たな経路を設定するための代替アドレスを選択可能であることを特徴とする請求項２または３記載の通信システム。
5. 前記シグナリングプロトコルが、データが通る経路の順にデータを送るパスを設定する際に、前記アドレス対応管理表から次にデータを送るべき通信装置を制御する通信制御装置のアドレスに対して最短で到達可能なアドレスに向けてシグナリングパケットを送信することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一記載の通信システム。
6. 前記ネットワークが、ＧＭＰＬＳで制御されるネットワークであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一記載の通信システム。
7. 前記制御プレーンにおけるアドレス体系としてＩＰｖ６アドレス体系を使用し、前記データプレーンにおけるノードＩＤ体系としてＩＰｖ４アドレス体系を使用することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一記載の通信システム。

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