JP2005277893A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ＮＳＡＰアドレスを消費することなく容量を増設してルーティング処理を行う。
【解決手段】 主伝送装置１０は、ユーザトラフィックが流れるユーザネットワーク３１と、ルーティングデータ及び制御データを含む管理制御情報が流れる管理ネットワーク３２とに接続し、管理ネットワーク３２上ではＮＳＡＰアドレスにより一意に識別される。容量増設時には、ユーザネットワーク３１及び管理ネットワーク３２とも独立した内部ネットワーク３３を介して、増設された装置２０と接続して、１つのＮＳＡＰアドレスを持つ仮想ノード４０を生成して通信を行う。副伝送装置２０は、容量増設時には、内部ネットワーク３３を介して主伝送装置１０と接続して仮想ノード４０を生成し、管理ネットワーク３２上で主伝送装置１０と同一ＮＳＡＰアドレスを共有して通信を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は通信システムに関し、特にネットワーク上でルーティング処理をして通信を行う通信システムに関する。

近年、インターネットに代表されるような通信ネットワークは大容量化、広域化が著しく、バックボーンとなるネットワークを構成して通信事業者によって管理される通信機器（ＮＥ：ネットワークエンティティ）も、多数化、複雑化している。

ＮＥは、国際標準のISO9542とISO10589で規定されたＯＳＩ（Open Systems Interconnection：７階層のネットワークプロトコルの構造モデル）に準拠した管理ネットワーク（ＯＳＩネットワーク）内で使用される場合は、ＮＳＡＰ（Network Service Access Point）アドレスを用いて一意に識別されることが決められている（ＡＴＭ網ではノードを識別するためにＡＴＭアドレスが用いられるが、これと同様に、ＯＳＩネットワーク上ではノードを識別するためにＮＳＡＰアドレスが用いられる）。

またこの場合、ＮＥは、ユーザトラフィックが流れるネットワークとは独立したＯＳＩネットワーク上で管理、制御される。なお、ＮＳＡＰアドレスについては、ISO(International Organization for Standardization)／IEC(Inter-Exchange Carrier)8348:1996Annex.Aで規定される。

ＯＳＩネットワークを構成しているときのＮＥは、ネットワークノード（または単にノード）と呼ばれ、特にＯＳＩネットワーク上でルーティング機能を持たないユーザコンピュータ等のノードはＥＳ（End System）、ルーティング機能を持つ中継ノードはＩＳ（Intermediate System）と呼ばれる。

ＯＳＩネットワークではネットワーク全体（ドメイン）を複数のエリアに分割して管理する方式をとっており、エリア内のルーティングをＬｅｖｅｌ１（Ｌ１ルーティング）、エリア間のルーティングをＬｅｖｅｌ２（Ｌ２ルーティング）として分けて動作する仕組みになっている。

図１３はドメインとエリアを示す図である。図中、ＩＳ１はＬ１ルーティング機能を持つノードであり、ＩＳ１ＩＳ２はＬ１とＬ２の両方のルーティング機能を持つノードである。また、太実線はエリア内のＬ１接続（Ｌ１ルーティングを行う接続ライン）、点線はエリア間のＬ２接続（Ｌ２ルーティングを行う接続ライン）を示している。

ドメイン１００はエリア１１０、１２０に分かれている。エリア１１０では、ＥＳノード１１１〜１１４とＩＳ１ノード１１５、１１７がバス状にＬ１接続し、ＩＳ１ノード１１５、１１６がＬ１接続し、ＩＳ１ノード１１７、ＩＳ１ＩＳ２ノード１１８、ＥＳノード１１４がＬ１接続している。

エリア１２０では、ＩＳ１ＩＳ２ノード１２１とＩＳ１ノード１２２、ＩＳ１ＩＳ２ノード１２４がＬ１接続し、ＩＳ１ノード１２２とＥＳノード１２３がＬ１接続している。そして、エリア１１０のＩＳ１ＩＳ２ノード１１８と、エリア１２０のＩＳ１ＩＳ２ノード１２１、ＩＳ１ＩＳ２ノード１２４がＬ２接続している。つまり、ＩＳ１ＩＳ２ノード同士はＬ１接続と同時にＬ２接続も行っている。

ここでＯＳＩプロトコルの規定から、Ｌ１ルーティング機能を有するノードは、そのエリア内に存在する全ネットワークノードの情報を必要とする。したがって、あるエリアにネットワークノードを追加すると、そのエリア内の全ノードのメモリ資源、処理性能資源に影響を与えることになる。

また、エリアにノードを追加する場合は、そのエリア内でもっとも貧弱な資源を持つノードが動作できる程度のノード数（例えば、３００ノードが上限となっているネットワークがある）しかエリア内に接続できない。なぜなら、ノードを追加したことで、あるＮＥの資源が不足すると、そのＮＥを含むネットワーク動作が保証できなくなってしまうからである。

このことは、ネットワーク上のノードがＮＳＡＰアドレスによって一意に識別され、その単位で管理されることから、あるエリアに含まれるＮＳＡＰアドレス数には上限があると言い換えることができる。

Ｌ２ルーティングでも同様で、Ｌ２ルーティングを行うノードは、Ｌ２ルーティングを行っている全ネットワークノードのルーティング情報を持っている必要があることから、Ｌ２プロトコルを有するノード数（またはＮＳＡＰアドレス数）には上限がある。

ＯＳＩネットワークに接続されるノード数は増える一方であるため、上記のことから、ＮＳＡＰアドレスはネットワーク上の重要なリソースになりつつあると考えることができる。

ＮＳＡＰアドレスに関連した従来技術としては、相互接続されたネットワーク全体に存在するデータ伝送装置に対して、データ伝送装置に割り当てられたＮＳＡＰアドレスの重複を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開平１１−１１２５４８号公報（段落番号〔００２３〕〜〔００３２〕，第１図）

従来、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical Network／Synchronous Digital Hierarchy）ネットワーク（以下、ＳＯＮＥＴネットワーク）のユーザ回線容量を増やす（回線数を増やす）場合には、単にＮＥを増設するか、または既存ＮＥを撤去して大容量なものに置き換えるという方法がとられていた。

図１４は従来のＳＯＮＥＴネットワークの容量増設の例を示す図である。ネットワーク状態Ａ１の容量増設の際に、ＮＥを増設してネットワーク状態Ａ２となった様子を示している。

ネットワーク状態Ａ１は、ＩＳ１ノード５１〜５３を含み、ＩＳ１ノード５１は、ＩＳ１ノード５２、５３とＯＳＩネットワーク３２で接続し、ＩＳ１ノード５２、５３は、ＳＯＮＥＴネットワーク３１と接続する。

ネットワーク状態Ａ２は、ＯＳＩネットワーク３２上で、ＩＳ１ノード５２にＩＳ１ノード５４が増設接続し、ＩＳ１ノード５３にＩＳ１ノード５５が増設接続し、またＩＳ１ノード５４、５５がＳＯＮＥＴネットワーク３１で接続する。

このようにしてＮＥを増設する場合、ＯＳＩネットワーク全体で管理制御を正常に動作させるために、上記の従来技術（特開平１１−１１２５４８号公報）などを利用して、必ず既存ノードと重複しないＮＳＡＰアドレスを、増設したノード（ＩＳ１ノード５４、５５）に割り当てる必要があった。

しかし、従来のＮＥ増設による容量増設方法では、ＮＳＡＰアドレスを重複しないように割り当てたとしても、ＮＳＡＰアドレスの消費を抑えることはできないといった問題があった。

図１５は従来のＳＯＮＥＴネットワークの容量増設の例を示す図である。ネットワーク状態Ａ１の容量増設の際に、既存ＮＥを大容量ＮＥに置き換えてネットワーク状態Ａ３となった様子を示している。

ネットワーク状態Ａ３は、ＩＳ１ノード５１、６２、６３を含み、ＩＳ１ノード５１は、大容量の新しいＮＥであるＩＳ１ノード６２、６３とＯＳＩネットワーク３２で接続し、ＩＳ１ノード６２、６３は、ＳＯＮＥＴネットワーク３１と接続する。

このようにして既存ＮＥを大容量ＮＥに置き換える場合は、既存ＮＥのＮＳＡＰアドレスを、取り替え後のＮＥに使用できるため、ＮＳＡＰアドレスが容量増設前より消費するといったことはなくなる。しかし、大容量装置の購入コストは、同容量分の少容量装置を合計したものよりも高い上に、さらに既存ＮＥ設備が無駄になってしまうといったことからコストが大幅にかかり、運用性が低いといった問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ＮＳＡＰアドレスを消費することなく容量を増設してルーティング処理を行う通信システムを提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、ネットワーク上でルーティング処理をして通信を行う通信システム１において、ユーザトラフィックが流れるユーザネットワーク３１と、ルーティングデータ及び制御データを含む管理制御情報が流れる管理ネットワーク３２とに接続し、管理ネットワーク３２上では特定アドレスにより一意に識別され、容量増設時には、ユーザネットワーク３１及び管理ネットワーク３２とも独立した内部ネットワーク３３を介して、増設された装置２０と接続して、１つの特定アドレスを持つ仮想ノード４０を生成して通信を行う主伝送装置１０と、容量増設時には、内部ネットワーク３３を介して主伝送装置１０と接続して仮想ノード４０を生成し、管理ネットワーク３２上で主伝送装置１０と同一特定アドレスを共有して通信を行う副伝送装置２０と、を有することを特徴とする通信システム１が提供される。

ここで、主伝送装置１０は、ユーザトラフィックが流れるユーザネットワーク３１と、ルーティングデータ及び制御データを含む管理制御情報が流れる管理ネットワーク３２とに接続し、管理ネットワーク３２上では特定アドレスにより一意に識別され、容量増設時には、ユーザネットワーク３１及び管理ネットワーク３２とも独立した内部ネットワーク３３を介して、増設された装置２０と接続して、１つの特定アドレスを持つ仮想ノード４０を生成して通信を行う。副伝送装置２０は、容量増設時には、内部ネットワーク３３を介して主伝送装置１０と接続して仮想ノード４０を生成し、管理ネットワーク３２上で主伝送装置１０と同一特定アドレスを共有して通信を行う。

本発明の通信システムは、管理ネットワーク上で特定アドレスにより一意に識別される主伝送装置では、容量増設時に、ユーザネットワーク及び管理ネットワークとも独立した内部ネットワークを介して、増設された装置と接続して仮想ノードを生成する。そして、副伝送装置は、容量増設時に、内部ネットワークを介して主伝送装置と接続して仮想ノードを生成し、管理ネットワーク上で主伝送装置と同一特定アドレスを共有して通信を行う構成とした。これにより、容量増設時においても、特定アドレスのリソースを消費することなく効率よくルーティング処理を行うことが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の通信システムの原理図である。通信システム１は、主伝送装置１０と副伝送装置２０を含み、ネットワーク上でルーティング処理をして通信を行うシステムである。

主伝送装置１０は、ユーザトラフィックが流れるユーザネットワーク３１（図中、破線）と、ルーティングデータ及び制御データを含む管理制御情報が流れる管理ネットワーク３２（図中、太実線）とに接続する。

主伝送装置１０は、管理ネットワーク３２上では特定アドレスにより一意に識別され、容量増設（回線数増設）時には、ユーザネットワーク３１及び管理ネットワーク３２とも独立した内部ネットワーク３３（図中、点線）を介して、増設された装置（副伝送装置）２０と接続して仮想ノード４０を生成して通信を行う。

副伝送装置２０は、容量増設時には、内部ネットワーク３３を介して主伝送装置１０と接続して仮想ノード４０を生成し、管理ネットワーク３２上で主伝送装置１０と同一特定アドレスを共有して通信を行う。

なお、以降ではユーザネットワーク３１をＳＯＮＥＴネットワーク３１、管理ネットワーク３２をＯＳＩネットワーク３２とする。また、特定アドレスとしてＮＳＡＰアドレスを対象にして説明する。

さらに、ＯＳＩネットワーク３２を流れるルーティングデータとは、ルーティングに必要な情報を含むパケットデータのことであり、例えば、HELLOパケットやＬＳＰ（Link State Packet）等が該当する。さらに、制御データとは、ＮＥの監視制御を行うデータのことであり、例えば、ＴＬ１(Transaction Language 1)等のネットワーク管理コマンドが該当する。

次に図１を用いて本発明によるＳＯＮＥＴネットワーク３１の容量増設例について説明する。容量増設前の状態では、本発明の主伝送装置１０の機能を持ったＩＳ１ノード１０ａ、１０ｂがＯＳＩネットワーク３２と接続し、互いにＳＯＮＥＴネットワーク３１で接続している。

本発明の容量増設を行う場合には、ＩＳ１ノード１０ａに対して、ＳＯＮＥＴネットワーク３１及びＯＳＩネットワーク３２とも独立した、ＮＥ間で情報（ユーザデータ及び管理制御情報）を交換できる通信チャネルである内部ネットワーク３３ａで、本発明の副伝送装置２０の機能を持ったＩＳ１ノード２０ａと接続して、仮想的なノードとしてＮＥ４０ａを生成する。

同様に、本発明の主伝送装置１０の機能を持ったＩＳ１ノード１０ｂは、内部ネットワーク３３ｂで、本発明の副伝送装置２０の機能を持ったＩＳ１ノード２０ｂと接続して、仮想的なノードとしてＮＥ４０ｂを生成する。このようにして、容量増設前のＩＳ１ノード１０ａは、仮想ＮＥ４０ａに置き換わり、ＩＳ１ノード１０ｂは、仮想ＮＥ４０ｂに置き換わることになる。

ここで、ＩＳ１ノード１０ａは、ＯＳＩネットワーク３２上ではＮＳＡＰアドレス（＃１とする）により一意に識別され、ＩＳ１ノード１０ａに増設したＩＳ１ノード２０ａは、内部ネットワーク３３ａを介して、ＩＳ１ノード１０ａと同一ＮＳＡＰアドレス＃１を共有して通信を行う。

このため、容量増設後の仮想ＮＥ４０ａのＮＳＡＰアドレスは、容量増設前のＩＳ１ノード１０ａのＮＳＡＰアドレスと変わらずに、ＯＳＩネットワーク３２から見ると１つのＮＳＡＰアドレス＃１であり、容量増設後もあらたなＮＳＡＰアドレスを割り当てる必要がない。

同様にして、ＩＳ１ノード１０ｂのＮＳＡＰアドレスを＃２とすると、増設後の仮想ＮＥ４０ｂのＮＳＡＰアドレスも＃２であり、容量増設前のＩＳ１ノード１０ｂのＮＳＡＰアドレス＃２をそのまま使用できる。

このように、本発明によれば、容量増設時において、内部ネットワーク３３によってＮＥを接続し、ＯＳＩプロトコル情報（管理制御情報）やユーザデータを交換することにより、複数ＮＥを同一のＮＳＡＰアドレスにて管理、制御することが可能になる。また、本発明の主伝送装置１０、副伝送装置２０は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等の光伝送装置に具備されることで、監視制御用として用いられるＯＳＩネットワーク３２の機能を改善させ、同一エリア内に収容できるＮＥ数を増加させることが可能になる。

なお、上記では、１台の主伝送装置１０に１台の副伝送装置２０を１本の内部ネットワーク３３で接続して増設したが、１台の主伝送装置１０に対して複数台の副伝送装置２０を複数本の内部ネットワーク３３で接続して増設することも可能である。

次に主伝送装置１０と副伝送装置２０の構成について説明する。以降では、主伝送装置をMain NE、副伝送装置をTrib NEと呼ぶ。図２はMain NE１０の概略構成を示す図である。図は本発明に関係する構成要素のみを示している。

Main NE１０は、内部ネットワーク終端部１１、ＳＯＮＥＴ終端部１２、ＯＳＩ終端部１３、データベース管理部１４、ルーティング処理部（主伝送側ルーティング処理部）１５、データ処理部１６から構成される。

内部ネットワーク終端部１１は、容量増設時に、ＳＯＮＥＴネットワーク３１及びＯＳＩネットワーク３２とも独立した内部ネットワーク３３を介して、増設されたTrib NE２０との接続インタフェースを行う。

ＳＯＮＥＴ終端部１２は、ＳＯＮＥＴネットワーク３１の接続インタフェースを行い、ＯＳＩ終端部１３は、ＯＳＩネットワーク３２の接続インタフェースを行う。
データベース管理部１４は、Adjacencyデータベース１４ａ、ＬＳＰデータベース１４ｂ、転送データベース（以下、Forwardingデータベース）１４ｃの３つのデータベースを管理する。以下、それぞれのデータベースについて概略を説明する。なお、それぞれのデータベースのフォーマット構成は図５〜図７に示す（図５〜図７に示すフォーマットのデータが複数蓄積され、それぞれのデータベースは構成される）。

Adjacencyデータベース１４ａは、自ＮＥと同じ物理ネットワーク（ここではＯＳＩネットワーク３２）上にあるすべての隣接ＮＥに関連する情報が格納されており、HELLOパケット（自装置の機能が生きていることを示すために隣接装置へ投げるパケット）から受け取る情報にもとづいて確立される。

ＮＥは、ネットワーク上でHELLOパケットを周期的に送信する。HELLOパケットは、同じネットワーク上にある隣接のＮＥに届くので、そのＮＥは自分が受信した応答が隣接ＮＥからの応答であることがわかる。Adjacencyデータベース１４ａには、例えば、自ＮＥに接続するすべてのＮＥの識別番号（ＮＥコード）や回線番号などが格納される。

ＬＳＰデータベース１４ｂは、パケットを宛先に届けるための端点から端点へのルートを形成できるルーティング情報やネットワークのマップ情報が格納されており、ＬＳＰ（Adjacencyデータベース１４ａで格納された情報を含め、ＮＥのリンク情報等が記述されたパケットであり、エリア内のすべてのＮＥ間で送信されて共有される）から受け取る情報にもとづいて確立される。ＬＳＰデータベース１４ｂには、該当ＮＥを含む、ネットワーク上にあるすべてのＮＥにおける隣接ＮＥとのリンク情報等が含まれている（なお、後述の図６に示すＬＳＰデータベース１４ｂの内部フォーマットは本発明で使用する要素のみ簡潔に示している）。

Forwardingデータベース１４ｃは、ＬＳＰデータベース１４ｂで格納されている情報にもとづいて、宛先ルート情報を収集して生成されるデータベースである（例えば、Dijkstraのような最短経路探索アルゴリズムを使用して計算し、その計算結果から生成される）。Forwardingデータベース１４ｃを利用することで、ネットワーク上の宛先までの最も速いルートを知ることができる。

一方、図２のルーティング処理部１５は、受信した制御データやＳＯＮＥＴデータのルーティング処理を行う。なお、以降では本発明に関連する制御データのルーティング処理のみを説明する。また、Ｌ１ルーティング、Ｌ２ルーティングは、操作データが置き換わるだけでいずれも同様の手順なので、エリア内でのルーティング処理であるＬ１ルーティングのみ説明する。

ルーティング処理部１５は、自身（Main NE１０）に接続するＯＳＩネットワーク３２を通じて制御データを受信、または内部ネットワーク３３を介してTrib NE２０から制御データを受信する。このとき、ルーティング処理を行うと判断したら、Forwardingデータベース１４ｃから宛先を検索し、同一宛先に対応する項目中にMain NEコードが記されているか否かを判断し、記されている場合は、自装置の該当回線番号から制御データを送信する。また、Trib NEコードが記されている場合は、内部ネットワーク３３を介してTrib NE２０へ制御データを送信する（ルーティング処理の詳細については後述の図８〜図１０にて示す）。データ処理部１６は、制御データのルーティング判断時に自装置宛と判断された場合は、自装置宛のコマンドであるので、このコマンドの該当処理を行う。

図３はTrib NE２０の概略構成を示す図である。図は本発明に関係する構成要素のみを示している。Trib NE２０は、内部ネットワーク終端部２１、ＳＯＮＥＴ終端部２２、ＯＳＩ終端部２３、通信部２４、データ処理部２５から構成される。

内部ネットワーク終端部２１は、容量増設時には、ＳＯＮＥＴネットワーク３１及びＯＳＩネットワーク３２とも独立した内部ネットワーク３３を介して、既設のMain NE１０との接続インタフェースを行う。

ＳＯＮＥＴ終端部２２は、ＳＯＮＥＴネットワーク３１の接続インタフェースを行い、ＯＳＩ終端部２３は、ＯＳＩネットワーク３２の接続インタフェースを行う。通信部２４は、ＯＳＩネットワーク３２上でMain NE１０と同一ＮＳＡＰアドレスを共有して通信を行う。通信部２４では基本的には受信したすべての制御データは、内部ネットワーク３３を介して、一旦Main NE１０へ転送して、Main NE１０にてルーティング処理を集中管理させる（Main NE１０から戻された制御データはTrib NE２０でルーティングを行う）。データ処理部２５は、自装置宛の制御データ（コマンド）を処理するブロックである。

次にTrib NE２０がＯＳＩネットワーク３２から管理制御情報を受信してMain NE１０へ転送する際のデータフォーマットについて説明する。図４は転送情報のフォーマットを示す図である。Trib NE２０は、ＯＳＩネットワーク３２を通じて受信した、HELLOパケットやＬＳＰ等のルーティングデータ及び管理コマンドである制御データを含む管理制御情報は、すべてMain NE１０へ転送する（Main NE１０側へ一旦転送するのではなく、Trib NE２０で処理できるものはTrib NE２０側で即時にルーティング処理を行う実施の形態については図１１、図１２で後述する）。

この場合、Trib NE２０は、ＯＳＩネットワーク３２を通じて管理制御情報を受信すると、管理制御情報に制御コード、ＮＥコード、回線番号、データサイズを付加して転送情報３を生成してMain NE１０へ転送する。

制御コードは、ＯＳＩネットワーク３２から受信したデータであることを示すコードであり、１固定とする。ＮＥコードは、Main NE１０、Trib NE２０のどのＮＥで受信されたかを示すコードであり、Main NE１０は１、Trib NE２０は２とする（ここではTrib NE２０で受信されるものであるから２となる）。

回線番号は、管理制御情報を受信したTrib NE２０内のＯＳＩネットワーク３２の回線番号を示す。データサイズは、受信した管理制御情報のデータサイズを示す。これらの情報が、管理制御情報に付加され転送情報３となって、Trib NE２０から内部ネットワーク３３を介してMain NE１０へ転送される。

次にデータベースの構成について説明する。Main NE１０は、ＯＳＩネットワーク３２を通じて直接受信した管理制御情報、またはTrib NE２０から内部ネットワーク３３を介して送信された管理制御情報（転送情報３）を受信すると図５〜図７に示すデータベースを作成する。

図５はAdjacencyデータベース１４ａの構成を示す図である。Adjacencyデータベース１４ａは、HELLOパケットの情報を格納して、隣接したＮＥ情報をとりまとめたデータベースであり、リザーブド、ＮＥコード、回線番号、データサイズがHELLO PDU（Protocol Data Unit）データ（HELLOパケットのペイロードデータ）に付加されて保存される。

リザーブドは０固定、ＮＥコードは、どのＮＥで受信されたデータであるかを表すコードであり、Main NE１０で受信したのであれば１、Trib NE２０で受信され、転送されてきたのであれば２と設定する。回線番号は、管理制御情報を受信したMain NE１０またはTrib NE２０内のＯＳＩネットワーク３２の回線番号を示す。データサイズは受信した管理制御情報のデータサイズを示す。

これらの情報が、HELLO PDUデータに付加されてAdjacencyデータベース１４ａによって格納管理される。なお、図に示す格納単位は、Main NE１０及びTrib NE２０が接続するＯＳＩネットワーク３２の回線数分格納管理される。

図６はＬＳＰデータベース１４ｂの構成を示す図である。ＬＳＰデータベース１４ｂは、ＬＳＰデータを格納するデータベースであり、リザーブド、ＮＥコード、回線番号、データサイズがＬＳＰデータに付加されて保存される。

リザーブド、ＮＥコード、回線番号、データサイズの内容は図５と同様である。これらの情報が、ＬＳＰデータに付加されてＬＳＰデータベース１４ｂによって格納管理される。

ただし、Ｌ１ルーティングのＬＳＰとＬ２ルーティングのＬＳＰとがあるので、図に示す格納単位はＬ１ルーティング用のＬＳＰデータに対応するＬＳＰデータベースと、Ｌ２ルーティング用のＬＳＰデータに対応するＬＳＰデータベースとが存在することになる。Ｌ１ルーティングのＬＳＰデータベースは、図に示す格納単位が、１つのエリア内で許容する最大Ｌ１ノード数分格納管理され、Ｌ２ルーティングのＬＳＰデータベースは、図に示す格納単位が、１つのエリア内で許容する最大Ｌ２ノード数分格納管理される。

図７はForwardingデータベース１４ｃの構成を示す図である。Forwardingデータベース１４ｃは、制御データをルーティングするための情報（宛先ルート情報）を格納するためのデータベースであり、ＬＳＰデータベース１４ｂにもとづいて装置内部で計算され生成される。

宛先ルート情報は、System ID、リーザーブド、ＮＥコード、回線番号を含む。System IDはＮＳＡＰアドレス中に含まれる識別子で、Forwardingデータベース１４ｃの検索に用いられる。リザーブドは０固定、ＮＥコードは、どのＮＥから送信するかを表すコードであり、Main NE１０から送信するのであれば１、Trib NE２０から送信するのであれば２と設定する。回線番号は、接続しているＯＳＩネットワーク３２のどの回線から送信するかを示す回線番号が記されている。なお、Forwardingデータベース１４ｃもＬ１ルーティング用のものとＬ２ルーティング用のものとが存在する。

ここで、ＮＳＡＰアドレスのフォーマット構成を説明すると、ＮＳＡＰアドレスは、エリアアドレス、System ID、NSAP-Selectorの３つの部分に分けられる。エリアアドレス（可変長）は、エリアを示すアドレスであり、System ID（６バイト）は、エリア内のＥＳ／ＩＳを定義する識別子である。また、NSAP-Selector（１バイト）は、特定のネットワークサービスを定義するフィールドである。なお、本発明で使用するのはエリアアドレスとSystem IDである。

次に本発明の通信システム１によるルーティング（Ｌ１ルーティング）処理の詳細について説明する。Ｌ１ルーティングは、Ｌ１用のForwardingデータベース１４ｃを参照して行われる。Trib NE２０は、ＯＳＩネットワーク３２から受信したデータをTrib NE２０内の通信部２４によって、内部ネットワーク３３を介して一旦Main NE１０へ転送し、Main NE１０内のルーティング処理部１５が受信する。

Main NE１０とTrib NE２０は、それぞれの内部ネットワーク終端部１１、２１によって、内部ネットワーク３３上にＩＰネットワークを形成しており、Main NE１０やTrib NE２０固有のＩＰアドレスにて識別されている。またルーティング処理部１５及び通信部２４は、別々のＵＤＰ（User Datagram Protocol）ポート番号が割り当てられて、そのポートを指定して互いに通信を行うようにしている。

ルーティング処理部１５及び通信部２４は、そのＩＰネットワークを経由して、ＵＤＰ／ＩＰ通信にてデータ転送を実施する。Trib NE２０は、受信したHELLOパケットやＬＳＰのようなルーティングデータも、制御データと同様にMain NE１０へ送信する（このデータ転送の際に用いられるデータフォーマットは図４で示した）。

また、Main NE１０でＯＳＩネットワーク３２から受信されたデータ（すなわち、ＯＳＩ終端部１３で受信したデータ）も同様にルーティング処理部１５へ転送される。ルーティング処理部１５は、HELLOパケットやＬＳＰのようなルーティングデータをデータベース管理部１４へ渡し、データベース管理部１４では、これらルーティング情報から、Adjacencyデータベース１４ａ、ＬＳＰデータベース１４ｂを生成管理し、さらにこれらのデータベースからForwardingデータベース１４ｃを生成して管理する。なお、受信したルーティングデータから変更内容を検出した際は、Adjacencyデータベース１４ａ、ＬＳＰデータベース１４ｂ、Forwardingデータベース１４ｃに対して該当のデータベースの再構築を行う。

図８、図９はMain NE１０のルーティング処理部１５の動作を示すフローチャートである。ステップＳ８以降がルーティング処理部１５におけるＬ１ルーティング処理を示している。

〔Ｓ１〕ＯＳＩネットワーク３２を通じて直接、管理制御情報のデータを受信する。またはTrib NE２０から内部ネットワーク３３を通じて送信された管理制御情報のデータを受信する。

〔Ｓ２〕受信データがHELLOパケットやＬＳＰのようなルーティングデータか否かを判断する。ルーティングデータであればステップＳ３へ、制御データであればステップＳ４へいく。

〔Ｓ３〕データベース管理部１４へルーティングデータを送信し、データベース管理部１４でデータベースの構築処理が行われる。
〔Ｓ４〕受信制御データの宛先ＮＳＡＰアドレスに含まれるエリアアドレスが、自Main NE１０が位置するエリアアドレスと一致するか否かを判断する。一致すればステップＳ６へ、一致しなければステップＳ５へいく。

〔Ｓ５〕Ｌ２ルーティング処理を行う。
〔Ｓ６〕受信制御データの宛先ＮＳＡＰアドレスに含まれるSystem IDが、自Main NE１０のSystem IDと一致するか否かを判断する。一致すればステップＳ７へ、一致しなければステップＳ８へいく。

〔Ｓ７〕受信制御データは自Main NE１０宛のネットワーク管理コマンドであるので、データ処理部１６へ送信し、データ処理部１６でコマンドの該当処理が行われる。
〔Ｓ８〕受信制御データは、Ｌ１ルーティング対象の制御データである。したがって、Forwardingデータベース１４ｃから、受信制御データの宛先ＮＳＡＰアドレスのSystem IDと同じSystem IDを持つ項目を検索する。受信制御データのＮＳＡＰアドレス内に記載されていたSystem IDと同じSystem IDがForwardingデータベース１４ｃ内にあればステップＳ１０へ、なければステップＳ９へいく。

〔Ｓ９〕ルーティング宛先不明データとして廃棄する。
〔Ｓ１０〕同じSystem IDを持つ項目の中のＮＥコードを見て、それがMain NEコードを表すものか否かを判断する。Main NEコードを表すものであればステップＳ１２へ、Trib NEコードを表すものであればステップＳ１１へいく。

〔Ｓ１１〕内部ネットワーク３３を通じてTrib NE２０の通信部２４へ制御データを送信する。
〔Ｓ１２〕同じ項目の中の回線番号を見て、この回線番号を持つＯＳＩネットワーク３２から制御データを送信する。

図１０はMain NE１０からTrib NE２０へ転送する制御データのフォーマットを示す図である。上記のステップＳ１１における、Trib NE２０へ転送される制御データのフォーマットを示している。

Main NE１０のルーティング処理部１５は、受信制御データが自Main NEに接続しているＯＳＩネットワーク３２から出力すべきデータでないと認識すると、回線番号とデータサイズを付して転送データ３ａを生成してTrib NE２０へ転送する。

ここで、ステップＳ８以降の処理について、具体的な値を用いて説明する。Forwardingデータベース１４ｃの格納情報として、System ID＝１の項目に、ＮＥコード＝１（Main NEなら１、Trib NEなら２）、回線番号＃０１が記されていたとする。そして、受信した制御データの宛先ＮＳＡＰアドレスにSystem ID＝１が記されていたとする。

この場合、ステップＳ８より、Forwardingデータベース１４ｃ内のSystem ID＝１の情報を検索すると、System ID＝１の情報はデータベース内に存在する。これは、制御データを同一エリア内にルーティングすべきＮＥが存在することを意味している。

ステップＳ１０から、ＮＥコードを見ると、Main NEコードの１が記載されているので、Main NE１０でルーティング処理すべき制御データと知り、回線番号が＃０１であるから、この制御データはMain NE１０に接続する回線番号＃０１のＯＳＩネットワーク３２から出力されることになる。

一方、System ID＝１の項目のＮＥコードにTrib NEコードの２が記されている場合を考える。Forwardingデータベース１４ｃの格納情報として、System ID＝１の項目に、ＮＥコード＝２、回線番号＃０１が記されていたとする。この場合、受信制御データには、データサイズの他に、System ID＝１の項目の中の回線番号＃０１を付してTrib NE２０へ内部ネットワーク３３を介して転送する。このような処理により、Main NE１０とTrib NE２０が同じＮＳＡＰアドレスを持ちながら、ＯＳＩネットワーク３２上で１つのＮＥとして動作させることが可能になる。

次にTrib NE２０から送信する制御データがあれば、Main NE１０側へ転送せずに、Trib NE２０側で即時にルーティング処理を行う実施の形態について説明する。図１１はMain NEの構成を示す図である。Main NE１０−１は、図２で上述した構成に対して、宛先ルート情報転送部１７をさらに有する。その他の構成は同じである。

宛先ルート情報転送部１７は、現在のForwardingデータベース１４ｃに格納されている宛先ルート情報を、内部ネットワーク終端部１１を介し、内部ネットワーク３３を通じてTrib NE２０へ転送する。

図１２はTrib NEの構成を示す図である。Trib NE２０−１の通信部２４−１は、宛先ルート情報格納部２４ａとルーティング処理部（副伝送側ルーティング処理部）２４ｂを含む。その他の構成は図３と同じである。

宛先ルート情報格納部２４ａは、Main NE１０−１から送信された宛先ルート情報をコピーし格納する。ルーティング処理部２４ｂは、Trib NE２０−１自身につながるＯＳＩネットワーク３２を通じて制御データを受信してルーティング処理を行うと判断した場合、コピーした宛先ルート情報から宛先を検索し、同一宛先（同一System ID）の項目中にTrib NEコードが記されている場合は、自装置の該当回線番号から制御データを送信し、Main NEコードが記されている場合は、内部ネットワーク３３を介してMain NE１０へ制御データを送信する。

この実施の形態では、Main NE１０でForwardingデータベース１４ｃが作られるまでは同様である。Forwardingデータベース１４ｃが作られた後、そのデータベース内のテーブル情報全体がTrib NE２０−１の宛先ルート情報格納部２４ａに転送され、保存して利用できるようにする。

Trib NE２０−１のＯＳＩネットワーク３２から管理制御情報が受信された場合、そのデータがルーティングデータであればMain NE１０−１のルーティング処理部１５に転送する。その際のデータ構成は図４の通りであり、その後のルーティング処理部１５のルーティングデータの処理も図８のフローと同様である。

一方、管理制御情報が制御データならば、図９で示したフローをTrib NE２０−１のルーティング処理部２４ｂにて実施し、Trib NE２０−１の回線から送信すべきデータであれば指定の回線から送信を行い、そうでなければMain NE１０−１にデータを転送する。

このように、Main NE１０−１で生成されたForwardingデータベース１４ｃの中身（宛先ルート情報）をTrib NE２０−１へコピーして、Trib NE２０−１でルーティング処理を実行できるようにした。これにより、Trib NE２０−１側で閉じたルーティング処理も行うことができ、Main NE１０−１の処理負荷の軽減、さらに内部ネットワーク３３におけるMain NE１０−１とTrib NE２０−１との情報のやりとりの効率化を図ることが可能になる。

以上説明したように、本発明によれば、複数ＮＥを協調させて仮想ＮＥを構成することにより、ＯＳＩネットワーク上の１つの完全なネットワークノードとして動作させることができる。これにより、追加のＮＳＡＰアドレスを消費せずにＳＯＮＥＴネットワーク容量を増加させることが可能になる。また既存ＮＥを大容量ＮＥと置き換えるのに比べて、安価なコストで回線容量の追加を行うことができる。

また、その結果として、エリアを分割せずに、同一エリアにて多数のネットワークノードを管理できるようになるので、ネットワークノード管理を簡単にすることができる。
なお、上記の説明では、特定アドレスをＮＳＡＰアドレスとしたが、ＮＳＡＰアドレスに限らず、容量増設時にリソースとしてのアドレス消費を抑える目的であれば、その他のアドレスに対しても同様に、本発明を適用することが可能である。

（付記１） ネットワーク上でルーティング処理をして通信を行う通信システムにおいて、
ユーザトラフィックが流れるユーザネットワークと、ルーティングデータ及び制御データを含む管理制御情報が流れる管理ネットワークとに接続し、管理ネットワーク上では特定アドレスにより一意に識別され、容量増設時には、ユーザネットワーク及び管理ネットワークとも独立した内部ネットワークを介して、増設された装置と接続して、１つの特定アドレスを持つ仮想ノードを生成して通信を行う主伝送装置と、
容量増設時には、内部ネットワークを介して前記主伝送装置と接続して前記仮想ノードを生成して、管理ネットワーク上で前記主伝送装置と同一特定アドレスを共有して通信を行う副伝送装置と、
を有することを特徴とする通信システム。

（付記２） 前記副伝送装置は、受信した管理制御情報を前記主伝送装置へすべて送信する通信部をさらに有することを特徴とする付記１記載の通信システム。
（付記３） 前記主伝送装置は、ルーティングデータから収集した宛先ルート情報を含む転送データベースを生成して管理するデータベース管理部と、自装置でまたは内部ネットワークを介して前記副伝送装置から制御データを受信し、ルーティング処理を行うと判断した場合、転送データベースから宛先を検索し、検索した宛先に対応する項目中に主伝送装置コードが記されている場合は、自装置の該当回線番号から制御データを送信し、副伝送装置コードが記されている場合は、内部ネットワークを介して前記副伝送装置へ制御データを送信する主伝送側ルーティング処理部と、から構成されることを特徴とする付記２記載の通信システム。

（付記４） 前記主伝送装置は、転送データベース内の宛先ルート情報を、内部ネットワークを介して前記副伝送装置へ転送する宛先ルート情報転送部をさらに有することを特徴とする付記１記載の通信システム。

（付記５） 前記副伝送装置は、宛先ルート情報を格納する宛先ルート情報格納部と、制御データを受信してルーティング処理を行うと判断した場合、宛先ルート情報から宛先を検索し、検索した宛先に対応する項目中に副伝送装置コードが記されている場合は、自装置の該当回線番号から制御データを送信し、主伝送装置コードが記されている場合は、内部ネットワークを介して前記主伝送装置へ制御データを送信する副伝送側ルーティング処理部と、から構成されることを特徴とする付記４記載の通信システム。

（付記６） ユーザトラフィックが流れるユーザネットワークと、ルーティングデータ及び制御データを含む管理制御情報が流れる管理ネットワークとに接続し、管理ネットワーク上では特定アドレスにより一意に識別されて、ルーティング処理を行う主伝送装置において、
容量増設時には、ユーザネットワーク及び管理ネットワークとも独立した内部ネットワークを介して、増設された副伝送装置との接続インタフェースを行う内部ネットワーク終端部と、
ルーティングデータから収集した宛先ルート情報を含む転送データベースを生成して管理するデータベース管理部と、
自装置でまたは内部ネットワークを介して前記副伝送装置から制御データを受信し、ルーティング処理を行うと判断した場合、転送データベースから宛先を検索し、検索した宛先に対応する項目中に主伝送装置コードが記されている場合は、自装置の該当回線番号から制御データを送信し、副伝送装置コードが記されている場合は、内部ネットワークを介して前記副伝送装置へ制御データを送信する主伝送側ルーティング処理部と、
を有することを特徴とする主伝送装置。

（付記７） 宛先ルート情報を、内部ネットワークを介して前記副伝送装置へ転送する宛先ルート情報転送部をさらに有することを特徴とする付記６記載の主伝送装置。
（付記８） ユーザトラフィックが流れるユーザネットワークと、ルーティングデータ及び制御データを含む管理制御情報が流れる管理ネットワークとに接続し、管理ネットワーク上では特定アドレスにより一意に識別される主伝送装置に対して、容量増設時に取り付けられる副伝送装置において、
容量増設時には、ユーザネットワーク及び管理ネットワークとも独立した内部ネットワークを介して、既設の主伝送装置との接続インタフェースを行う内部ネットワーク終端部と、
管理ネットワーク上で前記主伝送装置と同一特定アドレスを共有して通信を行う通信部と、
を有することを特徴とする副伝送装置。

（付記９） 前記通信部は、受信した管理制御情報を前記主伝送装置へすべて送信することを特徴とする付記８記載の副伝送装置。
（付記１０） 前記通信部は、前記主伝送装置から転送された、宛先ルート情報を格納する宛先ルート情報格納部と、制御データを受信し、ルーティング処理を行うと判断した場合、宛先ルート情報から宛先を検索し、検索した宛先に対応する項目中に副伝送装置コードが記されている場合は、自装置の該当回線番号から制御データを送信し、主伝送装置コードが記されている場合は、内部ネットワークを介して前記主伝送装置へ制御データを送信する副伝送側ルーティング処理部と、を含むことを特徴とする付記８記載の副伝送装置。

（付記１１） ネットワーク上に設けられた伝送装置の回線容量を、特定アドレスを消費することなく増設してルーティング処理を行うルーティング方法において、
ユーザトラフィックが流れるユーザネットワークと、ルーティングデータ及び制御データを含む管理制御情報が流れる管理ネットワークとに接続し、管理ネットワーク上では特定アドレスにより一意に識別される主伝送装置と、増設される副伝送装置とに対して、
容量増設時には、ユーザネットワーク及び管理ネットワークとも独立した内部ネットワークを介して、前記主伝送装置と、管理ネットワーク上で前記主伝送装置と同一特定アドレスを共有して通信を行う前記副伝送装置とが接続して、１つの特定アドレスを持つ仮想ノードを生成し、
前記主伝送装置または前記副伝送装置で、制御データのルーティング処理を実行するルーティング方法。

（付記１２） 前記副伝送装置は、受信した管理制御情報を前記主伝送装置へすべて送信し、前記主伝送装置は、ルーティングデータから収集した宛先ルート情報を含む転送データベースを生成して管理し、自装置でまたは内部ネットワークを介して前記副伝送装置から制御データを受信し、ルーティング処理を行うと判断した場合、転送データベースから宛先を検索し、検索した宛先に対応する項目中に主伝送装置コードが記されている場合は、自装置の該当回線番号から制御データを送信し、副伝送装置コードが記されている場合は、内部ネットワークを介して前記副伝送装置へ制御データを送信することを特徴とする付記１１記載のルーティング方法。

（付記１３） 前記主伝送装置は、転送データベース内の宛先ルート情報を、内部ネットワークを介して前記副伝送装置へ転送し、前記副伝送装置は、宛先ルート情報を格納し、制御データを受信してルーティング処理を行うと判断した場合、宛先ルート情報から宛先を検索し、検索した宛先に対応する項目中に副伝送装置コードが記されている場合は、自装置の該当回線番号から制御データを送信し、主伝送装置コードが記されている場合は、内部ネットワークを介して前記主伝送装置へ制御データを送信することを特徴とする付記１１記載のルーティング方法。

本発明の通信システムの原理図である。 Main NEの概略構成を示す図である。 Trib NEの概略構成を示す図である。 転送情報のフォーマットを示す図である。 Adjacencyデータベースの構成を示す図である。 ＬＳＰデータベースの構成を示す図である。 Forwardingデータベースの構成を示す図である。 Main NEのルーティング処理部の動作を示すフローチャートである。 Main NEのルーティング処理部の動作を示すフローチャートである。 Main NEからTrib NEへ転送する制御データのフォーマットを示す図である。 Main NEの構成を示す図である。 Trib NEの構成を示す図である。 ドメインとエリアを示す図である。 従来のＳＯＮＥＴネットワークの容量増設の例を示す図である。 従来のＳＯＮＥＴネットワークの容量増設の例を示す図である。

符号の説明

１ 通信システム
１０、１０ａ、１０ｂ 主伝送装置
２０、２０ａ、２０ｂ 副伝送装置
３１ ユーザネットワーク（ＳＯＮＥＴネットワーク）
３２ 管理ネットワーク（ＯＳＩネットワーク）
３３、３３ａ、３３ｂ 内部ネットワーク
４０、４０ａ、４０ｂ 仮想ノード

Claims (5)

1. ネットワーク上でルーティング処理をして通信を行う通信システムにおいて、
   ユーザトラフィックが流れるユーザネットワークと、ルーティングデータ及び制御データを含む管理制御情報が流れる管理ネットワークとに接続し、管理ネットワーク上では特定アドレスにより一意に識別され、容量増設時には、ユーザネットワーク及び管理ネットワークとも独立した内部ネットワークを介して、増設された装置と接続して、１つの特定アドレスを持つ仮想ノードを生成して通信を行う主伝送装置と、
   容量増設時には、内部ネットワークを介して前記主伝送装置と接続して前記仮想ノードを生成して、管理ネットワーク上で前記主伝送装置と同一特定アドレスを共有して通信を行う副伝送装置と、
   を有することを特徴とする通信システム。
2. 前記副伝送装置は、受信した管理制御情報を前記主伝送装置へすべて送信する通信部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記主伝送装置は、ルーティングデータから収集した宛先ルート情報を含む転送データベースを生成して管理するデータベース管理部と、自装置でまたは内部ネットワークを介して前記副伝送装置から制御データを受信し、ルーティング処理を行うと判断した場合、転送データベースから宛先を検索し、検索した宛先に対応する項目中に主伝送装置コードが記されている場合は、自装置の該当回線番号から制御データを送信し、副伝送装置コードが記されている場合は、内部ネットワークを介して前記副伝送装置へ制御データを送信する主伝送側ルーティング処理部と、から構成されることを特徴とする請求項２記載の通信システム。
4. 前記主伝送装置は、転送データベース内の宛先ルート情報を、内部ネットワークを介して前記副伝送装置へ転送する宛先ルート情報転送部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
5. 前記副伝送装置は、宛先ルート情報を格納する宛先ルート情報格納部と、制御データを受信してルーティング処理を行うと判断した場合、宛先ルート情報から宛先を検索し、検索した宛先に対応する項目中に副伝送装置コードが記されている場合は、自装置の該当回線番号から制御データを送信し、主伝送装置コードが記されている場合は、内部ネットワークを介して前記主伝送装置へ制御データを送信する副伝送側ルーティング処理部と、から構成されることを特徴とする請求項４記載の通信システム。
   

Images