JP2005260321A

JP2005260321A - ラベルパスネットワークの迂回制御方式

Info

Publication number: JP2005260321A
Application number: JP2004065379A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimizu; 洋清水
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2005-09-22
Also published as: US7502314B2; CN100461751C; US20050201273A1; CN1668032A

Abstract

【課題】迂回経路を含む経路をポリシーベースで設定できるラベルパスネットワークの迂回制御方式を提供すること。
【解決手段】ノードの間に２つのラベルパスを設定し、障害が発生すると、障害隣接ノード（ノード６）で、パスのラベル値を切り替えて迂回する（ラベル値１０００からラベル値１００１）。迂回経路として、ノード６からノード１へ戻った後ノード３に至るパスをたどり。あるいは、途中のノード５にて、再度ラベル値を切り替え（ラベル値１００１からラベル値１０００）、正常系パスに戻る制御も可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、パスを用いたパスネットワークにおける迂回制御に関する。

ネットワーク障害に対する対策、即ち、迂回制御は数多く実現されている。Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）では、スイッチ間のやり取りで自律分散的に迂回経路を含む経路が決定されている。ラベルパスを用いたトラヒックエンジニアリング技術としては、ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−ＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈ）技術が知られており、高速に経路切り替えを行う技術としては、ＳＤＨネットワークで用いられているパスプロテクション技術が知られている。ＩＥＥＥ８０２．１７では、リングネットワーク上でのレジリエント・パケット・リング（ＲｅｓｉｌｉｅｎｔＰａｃｋｅｔＲｉｎｇ）技術が標準化され、障害箇所にさかのぼって復旧するラッピング（ループバック）制御と送信元までさかのぼって障害復旧するステアリング制御が実現されている。

スパンニングツリー技術では、経路が自律分散的で決定されるので、障害時にどのように経路が迂回されるのかの管理ができず、障害時の経路をポリシーベースで設定できず、更には、迂回経路を決定するまでに時間がかかるという課題がある。ＭＰＬＳでは、ラベル値の制御により、迂回経路が制御されているが、ラベル処理がソフトウェアベースなので、ループバック制御やパスプロテクション制御に比べ、パスの切り替え時間が長いという課題がある。レジリエント・パケット・リング技術は、リングネットワークにしか適用できず、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）上では機能しないという課題がある。

パスのラベルとしてＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）上のＶＬＡＮタグを用いると、パスをマージしたりブランチしたりすることができるが、ブランチする場合、迂回系パスに切り替えると、ＭＡＣアドレスの学習が完了するまでブロードキャーストモードで通信が行われるという課題がある。

本発明の課題は、迂回経路を含む経路をポリシーベースで設定できるラベルパスネットワークの迂回制御方式を提供することにある。
本発明の他の課題は、ラッピング制御及びステアリング制御をリングネットワーク以外の一般的なネットワークでも実現することができるラベルパスネットワークの迂回制御方式を提供することにある。
本発明の他の課題は、パスプロテクション制御、ラッピング制御及びステアリング制御を高速に実現することラベルパスネットワークの迂回制御方式を提供することにある。
本発明の他の課題は、多様な制御を統一的なアルゴリズムにより、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）上で実現することラベルパスネットワークの迂回制御方式を提供することにある。
本発明の他の課題は、正常系・迂回系との間でパス切り替え時にＭＡＣアドレステーブルの学習機能が不要なラベルパスネットワークの迂回制御方式を提供することにある。

本発明の観点では、ラベルパスネットワークの迂回制御方式は、パケットのラベル値を用いて定義されるパス上の少なくとも１つのノードを介して前記パケットが転送されるネットワークにおいて、前記複数のノードの各々は、複数の入力ポートと複数の出力ポートを有するスイッチ部と、前記スイッチ部の制御を行う制御部とを具備している。前記スイッチ部は、前記複数の入力ポートのうちの１つから受信されるパケットの前記ラベル値に基づいてパスを一意に定義して、前記複数の出力ポートのうち、前記ラベル値に対応する１つを特定する。前記ノードは、前記受信パケットの前記ラベル値が第１パスを示す第１ラベル値を有し、かつ前記第１パスに対応する第１特定出力ポート側に障害が検出されたとき、前記受信パケットの前記ラベル値を前記第１ラベル値から、前記第１パスと対をなす第２パスを示す第２ラベル値に切り替え、前記第２ラベル値に対応する第２特定出力ポートに前記受信パケットを転送する。

ここで、前記ノードは、前記第１パスに対応する前記第１特定出力ポート側に障害が検出されたことを示すように前記第１ラベル値を有する障害テーブルを備えていてもよい。前記ノードは、前記障害テーブルを参照して前記受信パケットの前記ラベル値を前記第１ラベル値から前記第２ラベル値に切り替える。

また、前記スイッチ部は、前記受信パケットのＶＬＡＮタグ及びＭＡＣアドレスに基づきスイッチ制御を行う。前記ラベル値は、前記受信パケットの前記ＶＬＡＮタグ内に設定されていてもよい。前記第１パスと第２パスの一方は正常系パスであり、他方は迂回系パスであるとき、前記受信パケットは、前記受信パケットが前記正常系パス上で転送されてきたか、前記迂回系パス上で転送されてきたかを示すパスフラグを有する。前記パスフラグは、前記ＶＬＡＮタグ内に設定されていてもよく、特に前記ラベル値の一部であってもよい。また、前記ＶＬＡＮタグは、前記パスの優先度を与える優先度情報を含み、前記パスフラグは前記優先度上方の最下位ビットに設定されていてもよい。このとき、前記ノードは、前記迂回系パスの優先度は前記正常系パスよりも低く設定する。

前記ノードは、前記迂回系パス上に前記受信パケットを転送するとき、前記ラベル値の切替えに加えて、前記パスフラグの値を反転してもよい。また、前記スイッチ部は、前記入力ポート毎に、前記受信パケットがスイッチされるべきパスを示すラベル情報テーブルを有し、前記受信パケットが前記正常系パス上で転送されてきたパケットであり、かつ前記第１ラベル値が前記ラベル情報テーブルに登録されているか、あるいは、前記受信パケットが前記迂回系パス上で転送されてきたパケットであり、かつ前記迂回系パスに対応する前記正常系パスを示す前記第２ラベル値が前記ラベル情報テーブルに登録されている場合、前記迂回制御を行うノードは、前記受信パケットの前記第１ラベル値を前記第２ラベル値に切り替えるとともに前記フラグを反転してもよい。あるいは、前記スイッチ部は、前記複数の入力ポートの各々に、切替えられるべきパスを示すラベル情報テーブルを有し、前記第１特定出力ポート側に障害が検出されたとき、前記受信パケットの前記ラベル値を前記ラベル情報テーブルに基づいて前記第１ラベル値から前記第２ラベル値に切り替えてもよい。更に、前記ノードは、前記ラベル値と前記出力ポートと前記ＭＡＣアドレスの対応関係を示すＭＡＣアドレステーブルを有し、前記ラベル値の切り替えに応答して、前記ＭＡＣアドレステーブル内の前記ラベル値を切り替えてもよい。

前記対をなす前記ラベル値に対して、ＭＡＣアドレスが共有されてもよいし、前記スイッチ部は、前記制御部の指示により、前記入力ポート毎に、全ての前記受信パケットの前記ラベル値を前記第１ラベル値から前記第２ラベル値に切り替えてもよい。また、あて先ノードが同じである対の前記パスに対して、同じ前記ラベル値が割り当てられてもよい。前記第１ラベル値と第２ラベル値は、１ビットを除き同じであってもよい。

前記第１と第２パスの一方は正常系パスであり、他方は迂回系パスであってもよい。前記ノードは、前記迂回系パスに対応する前記正常系パスの前記出力ポート側に異常がない場合、前記迂回系パス上の前記受信パケットの前記第１ラベル値を元の前記正常系パスのラベル値である前記第２ラベル値に切り替えることが好ましい。また、前記ネットワークが第１と第２の伝送路の対を備えるとき、前記第１の伝送路に障害が検出されると、前記第２の伝送路に接続された前記ノードは、前記受信パケットの前記第１ラベル値全体を反転してもよい。

前記ノードは、ユニキャースト通信において、正常系パスに自己が送出あるいは中継したパケットが、迂回系パスをたどって戻ってきて前記受信パケットとして受信されたとき、前記受信パケットを他の迂回系パスへ切り替えてもよい。また、前記ラベル値として、ユニキャースト通信においては、あて先ノードを特定する値が割り当てられてもよい。前記ネットワークがリング型のネットワークであり、前記受信パケットは、前記受信パケットが前記正常系パス上で転送されてきたか、前記迂回系パス上で転送されてきたかを示すパスフラグを有するとき、対の伝送路が逆方向に向いている場合、マルチキャースト通信において、前記パスフラグが前記迂回系パスを示すパケットに対しては、受信制御を行うことなく中継制御を行うことが好ましい。前記ラベル値として、マルチキャースト通信に対しては、発信元ノードを特定する値が割り当てられることが好ましい。また、発信元ノードが同じ対構成のマルチキャーストパスに対しては、同じラベル値を割り当てられてもよい。前記ラベル値は、ユニキャースト通信かマルチキャースト通信であるかの識別情報を含んでもよい。

本発明によれば、パスネットワークにおいて、とりわけ、ＶＬＡＮタグを用いて、迂回制御が可能となり、また迂回制御が局所化されることができる。前進方向の迂回ができない場合、ルートバックによる迂回制御が可能であり、ルートバック制御の後、折り返された経路はショートカットされることができる。リングネットワークにおいてもループバック制御が可能である。この場合も、ループバックされた後、折り返された経路はショートカットされることができる。
また、プロテクション型の迂回制御が可能となる。正常系のパスに対し、トラヒック的な影響を与えないで迂回制御が可能となり、パスが迂回系に切り替わっても、新たに学習をしなくてよいＭＡＣアドレステーブル制御が提供される。これらすべての迂回制御を、同じアルゴリズムで実現できる。

以下に添付図面を参照して、本発明のラベルパスネットワークシステムについて詳細に説明する。

本発明の第１実施形態によるラベルパスネットワークシステムを図１から図４を用いて説明する。図１を参照して、ノード２、３はネットワーク４を介して対構成となる２つのラベルパス（ラベル値１０００と１００１：いずれも２進数表示）で接続されている。ノード１は、ネットワーク４内に存在し、迂回機能をもったノードである。ｘ印で示す障害がラベル値１０００のパス上に生じた場合、ノード１は、パスをラベル値１００１のパスに切り替える迂回制御を行う。

図２は、パケットのフレーム構成を示す。図２を参照して、フレームは、あて先と発信者のＭＡＣアドレスを示すアドレス対、ＶＬＡＮタグフィールド及びペイロードを含む。ＶＬＡＮタグフィールドは、優先度（ｐｒｉｏｒｉｔｙ）とラベル値を含む。一般的に、ラベル値にはフラグＦが付加されている。ラベル値は、ノードＩＤとユニキャストかマルチキャストかを示すフラグＭを含む。パスは、ＶＬＡＮタグフィールド内のラベル値で特定される。

図３は、各ノードの構成を示す。図３を参照して、各ノードは、スイッチ部１０と制御部１９とを備えている。スイッチ部１０は、ＶＬＡＮタグの値に基づいてスイッチングする装置でも、市販のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）スイッチのようにＶＬＡＮタグ上でＭＡＣアドレスに基づきスイッチングを行う装置でもよい。制御部１９は、図４に示される制御テーブルを備えている。制御部１９は、制御テーブルに基づいてスイッチ部１０を制御する。スイッチ部１０は、入力ポート１１−１４と、出力ポート１５−１８とを備えている。入力ポートと出力ポートには、ラベル処理部が設けられている。図３では、代表としてラベル処理部１２１が示されている。

図４を参照して、例えば、ラベル値０１１０のパケットは、入力ポートのいかんに関わらずポート１６に出力される。ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−ＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈ）、ＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）方式では、パスのラベル値は、ポート毎に一意になるように設定されており、同じラベル値でも、入力ポートが異なれば、異なるパスとして処理される。この点が、本発明とＭＰＬＳやＡＴＭなどのパスネットワークと異なる点である。

出力ポート１５での障害発生が検出されると、制御部１９は図４の制御テーブルに基づき、ラベル値１０００を得て、障害ラベル値とする。制御部１９は、各入力ポートに対応するラベル処理部あるいは障害ラベル値に関係する入力ポートに対応するラベル処理部の障害テーブル（図示せず）に障害ラベル値１０００を登録する。入力ポート１２のラベル処理部１２１は、パケットが入力されると、ラベル値をチェックする。入力パケットのラベル値が障害ラベル値１０００と一致する場合、ラベル処理部１２１は、入力パケットのラベル値をラベル値１００１に切り換え、あるいは書き換える。ラベル値が１０００から１００１へ切り替えられたパケットは、図４の制御テーブルに従って、出力ポート１５から１８へ迂回される。

上記の説明では、ラベル値１０００のパスが正常系パスであり、ラベル値１００１のパスはその迂回用（バックアップ用）パスであると説明したが、ラベル値１００１のパスを正常系とし、ラベル値１０００のパスを迂回系のパスとするパスの対が同時に存在してもよい。この場合、図１の構成において、出力ポート１５に関係する箇所で障害が発生すると、正常系パスであるラベル値１００１のパスは、ラベル値１０００のパスに迂回される。

本発明では、対となる２つのパスが、互いに、正常系・迂回系として機能することができる。従って、正常時においては、ノード２とノード３の間で２つのパス（ラベル値１０００,１００１）に負荷が分散されるようにパケットが転送され、一方に障害が発生した場合、他方のパスに負荷がスイッチされるというような制御が可能となる。

なお、ラベル値１０００のパス上での障害が復旧した場合、制御部１９は、このラベル値は障害ラベル値から抹消する。これにより、ラベル処理部１２１は、ラベル値の切り替え制御を停止し、迂回制御は終了する。

次に、本発明の第２実施形態を、図５を用いて説明する。本実施形態では、図１のラベルパスネットワークシステムのネットワーク４内にノード５が存在する。このとき、ノード５は、パケットをラベル値１００１の迂回用パスからラベル値１０００の元の正常系パスに戻す。これにより、迂回系パスの範囲を局所化することができる。図１の第１実施形態によるシステム構成では、正常系のラベル値１００１のパスと迂回系のラベル値１００１とが混在してしまうので、パスの途中で、迂回系のパスのみ正常系のパスに戻すといった制御が困難であるが、本実施形態はこれを可能とする。

説明を簡単にするために、図２に示されるように、正常系と迂回系とを識別するフラグＦ（Ｆ＝１が迂回系）がＶＬＡＮタグフィールド内に定義される。ノード１は、ラベル値１０００のパス上で障害を検出すると、フラグＦ＝１とし、ラベル値１０００をラベル値１００１に切り換える。ラベル値１００１の迂回パスは、フラグＦの値によりラベル値１００１を正常系とするパスとは識別される。ノード５は、Ｆ＝１、ラベル値１００１のパスのパケットを受信すると、対となるラベル値１０００の正常系パスの経路診断を行う。正常であることを認識すると、このパケット（ラベル値１００１、Ｆ＝１）に対し、ラベル値１０００、Ｆ＝０とし、正常系のパスに戻す。具体的に言えば、ノード５において、迂回用のラベル値１００１のパスを入力する入力ポートのラベル処理部において、このパスの正常系パス（ラベル値１０００）の出力ポートに障害があるという通知がない場合、Ｆ＝１のパケットに対しては、ラベル値１００１の最下位ビットを反転させラベル値１０００とし、フラグＦ＝０に戻してスイッチ部１０に入力する。

ラベル値１０００の正常系パスと、ラベル値１００１の迂回用パスのみが存在し、ラベル値１００１の正常系パスと、ラベル値１０００の迂回用パスは存在しないとすると、ラベル値の最下位ビットをフラグＦとみなしてもよい。本発明は、正常系と迂回系のパスの識別方法を特定するものではない。

本実施形態におけるノード５のスイッチ部１０のパケット処理部における処理フローを、図６を参照して説明する。ポート毎に障害ラベル値を記した表が設けられている。例えばノード５のパケット処理部１２１内の表には、障害ラベル値１０００が記録されている。ステップＳ２で、パケットが受信されると、フラグＦがＦ＝０であるか否かが調べられる。フラグＦ＝０であるとき、ステップＳ４において、受信パケットのラベル値が障害ラベル値と一致するか否かがチェックされる。一致しないときは、処理は終了し、パケットは、そのラベル値で特定されるパス上に転送される。ステップＳ４において、受信パケットのラベル値が障害ラベル値と一致すると判定されるときは、ステップＳ８が実行される。ステップＳ２でフラグＦ＝１であるとき、ステップＳ６で、迂回パス上のパケットのラベル値に対応する正常パスのラベル値が障害ラベル値と一致するか否かが調べられる。一致するときは、処理は終了する。一致しないときは、ステップＳ８が実行される。ステップＳ８では、ラベル値が対関係にあるラベル値に切り換えられ、フラグＦは反転される。

以上の処理を通して、フラグＦ＝０のパケットに対して、ラベル値は１０００から１００１に切り替えられ、かつフラグＦはＦ＝１に設定される。また、フラグＦ＝１のパケットに対しは、ラベル値１００１と対関係のラベル値１０００のパスがチェックされる。ラベル値１０００が障害ラベル値として登録されていない場合には、フラグＦ＝０に反転されると共に、ラベル値１００１も１０００に戻される。この制御により、ノード５において、迂回経路から正常経路への切り戻しが実現し、迂回範囲を局所的に限定することができる。ノード５において、ラベル値１０００のパスの経路に障害がある場合は、迂回系パスのまま次のノードに転送される。

次に、本発明の第３の実施形態を、図７Ａを参照して説明する。図７Ａを参照して、ノード６、７は迂回機能を持つノードであるが、それぞれノード５へは一つの経路しか持たない。この経路での障害に対しては、ルートバック制御が実施される。ノード１とノード６との間には、正常系のパス１０００に対し、反対方向となる迂回系のパス１００１が設定される。本実施形態では、図３のシステム構成において、ノード６の出力ポート１８がノード１に接続された構成となり、迂回経路がノード１への折り返し経路となっている。こうして、第１実施形態と同じ制御方法により、ノード１への迂回が実現する。ノード１においては、ルートバックされてきたラベル値１００１のパス上のパケットとノード２からのラベル値１００１の正常系のパス上のパケットはマージされ、ノード７に転送され、更にノード５に転送される。

次に、本発明の第４の実施形態を、図７Ｂを用いて説明する。図７Ｂを参照して、本実施形態では、ノード１においてルートバックされてきたパスを検出すると、ノード１にてパス切り替えが行なわれるという点で、図７Ａの第３の実施形態とは異なる。ノード１では、正常系では受信されないラベル値のパケット（この場合、ラベル値１００１）を受信することにより、ラベル値１０００のパスの障害を認識する。この認識にもとづき、ラベル値１０００のパスに障害が発生したと認定し、ノード１において第１実施形態と同じ方法により、ノード２からのラベル値１０００のパス上のパケットのラベル値を１００１に切り替える。これにより、図７Ｂで太い矢印で示すように、ノード１での迂回制御が実施される。これ以降、第３の実施形態と同じようにノード３に転送される。この制御により、ノード１とノード６との間の無駄なトラヒックの発生を抑えることが可能となる。

この時のラベル処理部の処理フローを図８に示す。パケットが入力されると、ステップＳ１２でフラグが調べられる。フラグＦ＝０のとき、ステップＳ１４が実行され、そのパケットのラベル値が障害ラベル値と一致するか否かがチェックされる。一致しないときは、処理は終了する。一致するときは、ステップＳ２０が実行される。ステップＳ１２で、フラグＦ＝１のとき、ステップＳ１６で、迂回ぱ巣に対応する正常パス上のパケットのラベル値を障害ラベル値に登録する。続いて、ステップＳ１８では、迂回パス上のパケットのラベル値に対応する正常パスのラベル値が障害ラベル値と一致するか否かが調べられる。一致するときは、処理は終了する。一致しないときは、ステップＳ２０が実行される。ステップＳ２０では、パケットのラベル値を対関係にあるラベル値に切替え、またフラグＦを反転する処理が行われる。

以上の処理を通して、ノード６においては、迂回系パスではないラベル値１０００のパケットが入力されると、障害ラベル値と一致するのでラベル値は対関係にあるラベル値１００１に変換されてノード１に転送される。ノード１では、迂回系パス対応のラベル値１００１パケットを入力すると、この迂回系パスに対する正常系パスのラベル値１０００を障害ラベル値に登録する。この登録により、ノード２から入力されるラベル値１０００のパケットは、ラベル値１００１に切り替えられてノード７に転送される。

次に、本発明の第５の実施形態を、図７Ｃを参照して説明する。図７Ｃを参照して、本実施形態は、ラベル値の切り替えを示すフラグＦを用いた場合の構成で、ノード６あるいはノード１において、ラベル値の切り替えを行うと同時にフラグＦ＝１とする。迂回されたパスは、フラグＦに基づいて、第２実施形態と同じ制御により、ノード５において、正常なパスに戻される。なお、障害箇所が復旧した場合、それを、復旧情報を関連ノードに通知することにより、迂回された経路は、正常状態に戻される。本実施形態においても、ノード１，５，６は図８の処理フローに従って、ラベル値及びフラグの処理を行う。

次に、本発明の第６の実施形態を、図９を用いて説明する。図９のノードは、出力ポート２１，２３、入力ポート２２，２４と、ユーザ収容の出力ポート２５及び入力ポート２６とを備えるスイッチ部２０と、制御部２９とを備えている。パスのラベル値の最下位ビットが０のパケットは、出力ポート２１へ、最下位ビットが１のパケットは出力ポート２３へ転送されるようＶＬＡＮタグは設定されている。加えて、ＭＡＣアドレスに基づき自ノード収容のユーザ宛のパケットは出力ポート２５へ転送される。図１０は、本実施形態に用いられるラベル処理部のＭＡＣアドレステーブルを示す。ラベル値１０００のパスにおいて、あて先ＭＡＣアドレス＃１、＃２、＃３のパケット、＃ａ、＃ｂ、＃ｃのパケットは、ポート２３、２５にそれぞれ転送される。同様に、あて先ＭＡＣアドレス＃ｐ、＃ｑ、＃ｒのパケット、＃ｓ、＃ｔ、＃ｕのパケットは、ポート２１、２５にそれぞれ転送される。このテーブルは、上記のラベルパスの設定及び公知のＭＡＣアドレスの学習機能により実現される。

この構成において、入力ポート２２側に障害が発生した場合、ラベル処理部２４１，２５１において、入力されるパケットのラベル値の最下位ビットを全て反転させ、ラベル値１０００のパケットのラベル値を１００１にする。これにより、入力ポート２４に入力されたパケットは、ポート２１、２５に、入力ポート２６に入力されたパケットはポート２５にブロードキャーストされる。このブロードキャースト状態は、図１０のＭＡＣアドレステーブルの学習・更新が完了するまで継続される。

この制御により、正常系では出力ポート２２に出力されるパケットはブロードキャースト状態を含め、図９の点線で示されるように出力ポート２１へ迂回される。本実施形態のように、迂回系パスの自由度が小さい場合は、入力ポート単位で、入力される全てのラベル値の最下位ビットを０か１に設定すればよく、第１実施形態で述べたように、障害ラベル値毎に迂回制御を管理する必要はない。従って、高速にパスの迂回を実現することができる。

図１０のＭＡＣアドレステーブルの学習期間を短くし、マルチキャースト送出期間を短くするためには、ラベル値の切り替えに伴い、ラベル値１０００を１００１に書き換える。これにより、あて先ＭＡＣアドレス＃１、＃２、＃３及び＃ａ、＃ｂ、＃ｃのパケットは、それぞれポート２１、２５に転送される。

次に、本発明の第７の実施形態を、図１１を参照して説明する。図１１を参照して、ノード３１，３２，３３，３５，３６が、信号が逆方向に流れるリング３７、３８により相互に接続されている。ループ上のパケットは、ユニキャースト通信は、あて先ノードにおいて、マルチキャースト通信のパケットは、リング一巡後発信ノードにおいてリングより除去される。X印で示す障害が発生すると、第６の実施形態に示された方法により、ノード３３、３６において太い矢印で示されるように迂回（ループバック）制御が実施される。

以下に、ノード３１からノード３３あての正常系パスがリング３７上に設定された場合を説明する。X印で示す障害に対し、このパスはノード３６においてリング３８に迂回され、発信ノード３１を通過した後、ノード３３に至る。

次に、本発明の第８の実施形態を、図１１を参照して説明する。本実施形態では、第２実施形態と同様に、迂回制御時にフラグＦを反転させる制御が行われる。ノード３１から送出されたパケット（フラグＦ＝０）は、ノード３６でループバックされ、フラグＦ＝１が設定される。各ノードは、通過するフラグＦ＝１のパケットを監視し、その迂回系パスのラベル値と対をなす正常系パスのラベル値の値を登録し、それと同じ値のラベル値を持つパケットを送出する場合、ラベル値の最下位ビットを反転させて送出する。ノード３１において、太い矢印で示されるように、パスのラベル値が切り替えられ、リング３７からリング３８にスイッチされ送出される。この場合、フラグＦの値を０にするか１にするかは、運用者のポリシーに従って決めればよい。どちらにしても、あて先ノードに到着することができ、ノード３６でループバックされてくるまでの無駄なトラヒックを削減することができる。

次に、本発明の第９の実施形態を、図１２を参照して説明する。第８の本実施形態では、マルチキャースト通信の場合、パケットは発信ノードにてリングより除去されるので、リングバック制御下では、２度同じパケットが通過し、重複受信する場合がある。これを、一度のみ受信するようにしたのが本実施形態である。

各ノードは、フラグＦ＝０のパケットのみを、自分があて先の場合に受信するという構成を有する。図１２の構成において、ループバックするノードは、フラグＦを反転する制御を行い、フラグＦ＝０のパケットに対してのみ受信動作を起動する。フラグＦ＝０の区間は、ノード３１からノード３６、ノード３３からノード３１までとなり、マルチキャースト通信に対しては、受信は１回となる。

本実施形態におけるマルチキャースト通信の制御と第８の実施形態において示されたユニキャースト通信との制御を統合すると以下の通りとなる。
１）障害端ノードでは、全てのパケットのラベル値が切り替えられると共にフラグＦの値が反転される。
２）リングからのパケットの除去制御及びパケット受信は、フラグＦ＝０のパケットに対してのみ行われる。
３）ユニキャースト通信に際し、自己の送出したパケットがループバックされてきたのを検出したとき、リングを切り替えて送出される（その場合のフラグＦ＝０を設定する）。
こうすることにより、第８の実施形態と第９の実施形態とが統合された実施形態を提供することができる。

次に、本発明の第１０の実施形態を、図１３を参照して説明する。図１３に示されるように、ノード４１，４２は、２つの経路４３，４４により接続されている。経路４３上に障害が発生すると、前述の方法と同じ方法により、ノード４１，４２において、経路４３上のパスが、フラグＦ＝１に設定され、経路４４上に迂回される。対向ノードにおいて、パスのラベル値が元に戻され、フラグＦ＝０とされ、経路４３にもどされ迂回制御を完了する。このように本発明によれば、プロテクション型の迂回制御が可能となる。本実施形態においても、ラベル値の切り替えや、フラグＦの制御は、ラベル値毎の制御ではなく、一括して行うことができる。

以上、パスの迂回制御について説明してきたが、次に、優先制御について述べる。図２のフレーム構成の優先順位（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）フィールドも、迂回制御時に、ラベル情報と共に書き換えられ、優先度を低くする。これにより、迂回トラヒックによる正常系パスへの影響を抑えることができる。例えば、正常系で優先度１００（２進表示）は、迂回系では優先度１０１とし、優先度が一つ下がるようにする。

フラグＦを用いた前述の実施形態では、ラベル値１００１のパスも正常系パスに用いられることを前提にして説明された。しかしながら、ラベル値１０００のパスの迂回用にしか用いられないとする構成の場合は、フラグＦを設ける必要は無く、ラベル情報の最下位ビットがフラグＦの機能を果たすものとみなせばよい。また、高優先度を正常系、低優先度を迂回系に割り当てる実施形態においては、優先度情報の最下位ビットにフラグＦの機能を持たせてもよい。

ＭＡＣアドレステーブルの制御に関する実施形態について説明する。ノード内のスイッチが、ラベル値だけでなくＭＡＣアドレスとの連携でスイッチする場合、ＭＡＣアドレスの学習機能により、ラベル値とＭＡＣアドレスの関係で出力されるポートが決定される。この場合、この公知の学習機能を拡張し、あるラベル値で学習されたＭＡＣアドレスは、対となるラベル値となるＭＡＣアドレスも同時に登録される。また、ラベル値１０００のパスで学習された結果は、ラベル値１００１のパスにも同時に反映される。図１０のＭＡＣアドレステーブルに対し、図１４は、本制御を施した場合のＭＡＣアドレステーブルの構成を示す。この場合、同じＭＡＣアドレスが異なるＶＬＡＮ内に重複し存在する構成となるだけで、ＭＡＣアドレステーブルの制御を除き、一般のＬＡＮスイッチを用いることができる。

本発明に関し、種々のいろいろな形態での実施形態を示し説明したが、パスの設定形態が異なるのみで、図８に示すアルゴリズムに従って全ての場合に対応できる。従って、本発明によりノード装置をいろいろな状況に適用することができる。

なお、本発明では、あるラベル値のパスを正常系、それと対構成のラベル値のパスを迂回系として説明しているが、第１実施形態で説明したように、対構成のラベル値を正常系にし並行パスを用いた付加分散転送を実現してもよい。その場合、正常系か迂回系かはフラグＦで判別される。図２は、ラベル値の割り当て方の一例を示している。あて先ノードが同じユニキャースト通信の対構成のパス及び発信元ノードが同じマルチキャースト通信の対構成をなすパスに対しては同じラベル値を割り当て、フラグＭによりマルチキャーストかユニキャーストかの識別を行う。

図１５（ａ）にユニキャースト通信に対するノード５５宛てのパスの形態を示す。ネットワーク４上のノード５１，５２，５３，５４，５６，５７からの対構成のパス（点線と実線で示す）に対し、発信元ノードには依存せず、それぞれ同じラベル値（例えば、０１０１００と０１０１１０）を割り当て、ネットワーク４内でのパスのマージを経てノード５５に集約される。最下位ビットのフラグＭ＝０でユニキャースト通信であることを示す。マルチキャースト通信に対しては、図１５（ｂ）に示すように、発信元ノードが同じ対構成のパスに対しては、同じそれぞれラベル値を割り当てる（例えば０１０１０１と０１０１１１）。最下位ビットのフラグＭ＝１によりマルチキャースト通信であることを示す。ネットワーク４上にＸ印で示す障害が発生すると、太線で示すパスの迂回が実施される。

また、本発明は、ノード間にＮ本（Ｎ≧３）のパスを設けたネットワークにおいても適用できる。１番目のパス（ラベル値０００１）の迂回を２番目のパス（ラベル値００１０）に、２番目のパスの迂回を３番目のパス（ラベル値００１１）に、Ｎ番目のパスの迂回を１番目のパスというふうに、Ｎ本のパスの中で対構成となるパスを定義すればよい。実施形態では、最下位ビットの反転でラベル値の切り替えとしたが、この場合は、ラベル値全体を切り替えることになる。

図１は、本発明の第１実施形態によるラベルパスネットワークシステムを示す図である。図２は、パケットのフレーム構成を示す図である。図３は、ノードの構成を示す図である。図４は、制御テーブルを示す図である。図５は、本発明の第２実施形態によるラベルパスネットワークシステムを示す図である。図６は、本発明の第２実施形態によるラベルパスネットワークシステムにおけるラベル処理を示すフローチャートである。図７Ａは、本発明の第３実施形態によるラベルパスネットワークシステムを示す図である。図７Ｂは、本発明の第４実施形態によるラベルパスネットワークシステムを示す図である。図７Ｃは、本発明の第５実施形態によるラベルパスネットワークシステムを示す図である。図８は、本発明の第４実施形態によるラベルパスネットワークシステムにおけるラベル処理を示すフローチャートである。図９は、本発明の第６実施形態によるラベルパスネットワークシステムを示す図である。図１０は、第６実施形態で用いられるラベル処理部のＭＡＣアドレステーブルを示す図である。図１１は、本発明の第７実施形態によるラベルパスネットワークシステムを示す図である。図１２は、本発明の第７実施形態によるラベルパスネットワークシステムを示す図である。図１３は、本発明の第１０実施形態によるラベルパスネットワークシステムを示す図である。図１４は、本発明の第１０実施形態による制御を施した場合のＭＡＣアドレステーブルの構成を示す図である。図１５Ａは、ユニキャースト通信における送信形態を示す図である。図１５Ｂは、マルチキャースト通信における送信形態を示す図である。

符号の説明

１，２，３，５，６，７,３１,３２,３３,３５,３６,４１,４２,５１,５２，５３，５４，５５，５６，５７：ノード。
４：ネットワーク
１０，２０：スイッチ部
１９，２９：制御部
１１,１２,１３,１４,１５,１６,１７,１８,２１，２２，２３，２４，２５，２６：ポート
１２１，２４１，２５１：ラベル処理部
３７，３８：リング状伝送路
４３，４４：伝送路

Claims

パケットのラベル値を用いて定義されるパス上の少なくとも１つのノードを介して前記パケットが転送されるネットワークにおいて、
前記複数のノードの各々は、複数の入力ポートと複数の出力ポートを有するスイッチ部と、前記スイッチ部の制御を行う制御部とを具備し、前記スイッチ部は、前記複数の入力ポートのうちの１つから受信されるパケットの前記ラベル値に基づいてパスを一意に定義して、前記複数の出力ポートのうち、前記ラベル値に対応する１つを特定し、
前記ノードは、前記受信パケットの前記ラベル値が第１パスを示す第１ラベル値を有し、かつ前記第１パスに対応する第１特定出力ポート側に障害が検出されたとき、前記受信パケットの前記ラベル値を前記第１ラベル値から、前記第１パスと対をなす第２パスを示す第２ラベル値に切り替え、前記第２ラベル値に対応する第２特定出力ポートに前記受信パケットを転送する
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１に記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ノードは、前記第１パスに対応する前記第１特定出力ポート対応の障害が検出されたことを示すように前記第１ラベル値を有する障害テーブルを備え、
前記ノードは、前記障害テーブルを参照して前記受信パケットの前記ラベル値を前記第１ラベル値から前記第２ラベル値に切り替える
ラベルパスネトワークの迂回制御方式。
請求項１又は２に記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記スイッチ部は、前記受信パケットのＶＬＡＮタグ及びＭＡＣアドレスに基づきスイッチ制御を行う
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項３に記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ラベル値は、前記受信パケットの前記ＶＬＡＮタグ内に設定されている
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項４に記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記第１パスと第２パスの一方は正常系パスであり、他方は迂回系パスであり、
前記受信パケットは、前記受信パケットが前記正常系パス上で転送されてきたか、前記迂回系パス上で転送されてきたかを示すパスフラグを有する
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項５に記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記パスフラグは、前記ＶＬＡＮタグ内に設定されている
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項５又は６に記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記パスフラグは、前記ラベル値の一部である
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項５又は６に記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ＶＬＡＮタグは、前記パスの優先度を与える優先度情報を含み、
前記パスフラグは前記優先度情報の最下位ビットに設定される
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項８に記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ノードは、前記迂回系パスの優先度は前記正常系パスよりも低く設定する
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項５乃至９のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ノードは、前記迂回系パス上に前記受信パケットを転送するとき、前記パスフラグの値を反転する
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至１０のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記スイッチ部は、前記入力ポートに対応して、前記受信パケットがスイッチされるべきパスを示すラベル情報テーブルを有し、
前記受信パケットが前記正常系パス上で転送されてきたパケットであり、かつ前記第１ラベル値が前記ラベル情報テーブルに登録されているか、あるいは、前記受信パケットが前記迂回系パス上で転送されてきたパケットであり、かつ前記迂回系パスに対応する前記正常系パスを示す前記第２ラベル値が前記ラベル情報テーブルに登録されている場合、前記迂回制御を行うノードは、前記受信パケットの前記第１ラベル値を前記第２ラベル値に切り替えるとともに前記フラグを反転する
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至１０のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記スイッチ部は、前記複数の入力ポートに対応して、切替えられるべきパスを示すラベル情報テーブルを有し、
前記スイッチ部は、前記第１特定出力ポート側に障害が検出されたとき、前記受信パケットの前記ラベル値を前記ラベル情報テーブルに基づいて前記第１ラベル値から前記第２ラベル値に切り替える
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項３乃至１０のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ノードは、前記ラベル値と前記出力ポートと前記ＭＡＣアドレスの対応関係を示すＭＡＣアドレステーブルを有し、
前記ラベル値の切り替えに応答して、前記ＭＡＣアドレステーブル内の前記ラベル値を切り替える
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１３に記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記対をなす前記ラベル値に対して、ＭＡＣアドレスが共有される
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至１４のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記スイッチ部は、前記制御部の指示により、前記入力ポート毎に、全ての前記受信パケットの前記ラベル値を前記第１ラベル値から前記第２ラベル値に切り替える
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至１５のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
あて先ノードが同じである対の前記パスに対して、同じ前記ラベル値が割り当てられている
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至１６のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記第１ラベル値と第２ラベル値は、１ビットを除き同じである
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至１７のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記第１と第２パスの一方は正常系パスであり、他方は迂回系パスである
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１８に記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ノードは、前記迂回系パスに対応する前記正常系パスの前記出力ポート側に異常がない場合、前記迂回系パス上の前記受信パケットの前記第１ラベル値を元の前記正常系パスのラベル値である前記第２ラベル値に切り替える
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至１９のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ネットワークが第１と第２の伝送路の対を備えるとき、前記第１の伝送路に障害が検出されると、前記第２の伝送路に接続された前記ノードは、前記受信パケットの前記第１ラベル値全体を反転する
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至２０のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ノードは、ユニキャースト通信において、正常系パスに自己が送出あるいは中継したパケットが、迂回系パスをたどって戻ってきて前記受信パケットとして受信されたとき、それ以降、前記受信パケットの正常系パスにおけるラベル値と同じラベル値の受信パケットに対し、そのノードにて迂回系パスへ切り替える
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至２０のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ラベル値として、ユニキャースト通信においては、あて先ノードを特定する値が割り当てられる
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至２０のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ネットワークがリング型のネットワークであり、
前記受信パケットは、前記受信パケットが前記正常系パス上で転送されてきたか、前記迂回系パス上で転送されてきたかを示すパスフラグを有し、
対の伝送路が逆方向に向いているとき、マルチキャースト通信において、前記パスフラグが前記迂回系パスを示すパケットに対しては、受信制御を行うことなく中継制御を行う
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至２０のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ラベル値として、マルチキャースト通信に対しては、発信元ノードを特定する値が割り当てられる
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項１乃至２０のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
発信元ノードが同じ対構成のマルチキャーストパスに対しては、同じラベル値を割り当てる
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。
請求項２１乃至２５のいずれかに記載のラベルパスネットワークの迂回制御方式において、
前記ラベル値は、ユニキャースト通信かマルチキャースト通信であるかの識別情報を含む
ラベルパスネットワークの迂回制御方式。