JP2005340937A - Ｍｐｌｓネットワーク及びその構築方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 TE-LSP数を削減し、オペレータによる管理を大幅に容易にさせるとともに、既存のMPLSネットワークとも相互接続可能であり、さらにパケットロスが発生し難いMPLSネットワーク及びその構築方法を提供する。
【解決手段】 帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定した上位階層のMPLSネットワークNWUと、該上位階層のMPLSネットワークNWUとは独立して帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定した少なくとも一つの下位階層のMPLSネットワークNWLとで構成され、該下位階層のMPLSネットワークNWL内の各ルータRL11,RL12, RL21, RL22と、該上位階層のMPLSネットワークNWU内で指定したゲートウェイルータRU1,RU2と、の間で転送帯域保証のためのTE-LSP1, 3が設定されており、これらのTE-LSP1, 3と該上位階層のMPLSネットワークNWU内に設定したTE-LSP2とが相互接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、MPLS(Multi Protocol Label Switching)ネットワーク及びその構築方法に関し、特に、大規模なネットワーク構成且つエンド・トウ・エンドの帯域保証サービスに対応するためのMPLSネットワーク及びその構築方法に関するものである。
従来から知られている一般的なMPLSネットワークは、所望のQoS(Quality of Service)を提供するためには、そのサービスに応じてネットワーク内を中継する各ルータにおいて、帯域(リソース)を保証するものである。そして、中継する各ルータにおいて帯域を保証するため、すなわちエンド・トウ・エンド(端末間)で帯域を確保するために、例えばRSVP(resource reservation protocol)というシグナリングプロトコルを用いてエッジルータ(以下、ゲートウェイルータと称することがある。)間でTE-LSP(Traffic Engineering-Label Switched Path)が設定される。なお、TE-LSPは、LSP、トンネル、RSVPパス、MPLS-TEトンネル、又は帯域保証パスを統一した用語として以下用いる。
一方、IPネットワーク等のパケット通信ネットワークにおいて、コネクション指向サービスは、ネットワークに渡って構築されるエンジニアリング・トンネルにおいてセットアップされたユーザ・トンネルにおいて実行され、個々のパケットを中間ネットワーク・ノードにおいてルーティングする必要無しにエンド・トゥ・エンドの接続を提供するインタネット・プロトコル・コネクション指向サービスの管理方法がある（例えば、特許文献1参照。）。
また、パケットのレイヤ4ヘッダに含まれる少なくとも宛先ポート番号に基づいて、当該パケットがどのアプリケーションサーバ宛のパケットであるかを判定するための、レイヤ4ラベルを検索する第1の検索工程と、上記パケットのレイヤ3ヘッダに含まれる宛先アドレスに基づいて、MPLSパスの終点を指定する終点指定ラベルを検索する第2の検索工程と、MPLSパスの始点において、上記終点指定ラベル、上記レイヤ4ラベル、レイヤ3パケットの順に当該パケットをカプセル化して転送する転送工程とを具備したネットワーク間中継方法及びネットワーク間中継装置がある（例えば、特許文献2参照。）。
特表2002-530939号 特開2001-7848号
課題1
各サービスに対して帯域を保証するためには、図40に示すように、アクセスネットワークNWAを配下におくバックボーンネットワークNWBB内の各ゲートウェイルータRU1〜RUn間で予めフルメッシュ状にTE-LSPを設定し、帯域を確保しておく必要があるが、その際、バックボーンネットワークNWBBが規模の小さいネットワークの場合には、TE-LSP数が少ないため、TE-LSPの設定・解除や測定というオペレータによる管理には特に問題はなかった。
しかしながら、バックボーンネットワークNWBBの規模が大きくなると、ゲートウェイルータ数nが増加し、ゲートウェイルータ間でTE-LSPを設定すると、TE-LSP数が爆発的に増加しオペレータによる管理が実際上不可能になってしまう。
例えば、ゲートウェイルータ数がn=100の場合、各ルータ間で帯域保証サービスを行うため、帯域保証TE-LSPを設定する場合、TE-LSP数は、上り・下り両方合わせて、
(1)TE-LSP必要数=ゲートウェイルータ数n×(ゲートウェイルータ数-１)
=9900
となり、約一万近くになってしまい、オペレータによる管理の限界を超えるという問題があった。
また、たとえ従来のラベルスタック技術を用いて階層化したとしても、帯域保証するためにはゲートウェイルータ間で帯域保証TE-LSPを設定する以外に方法は無かった。
課題2
上記の課題1を解消したMPLSネットワークを実現したときに、既存のネットワークとの相互接続をどのようにすればよいかという課題が新たに生ずる。
課題3
エンド・トウ・エンドで帯域を確保したとしても、常時トラフィックが流れているとは限らないため、ネットワーク運用者は最大帯域を用意せずに利用状況に合わせた帯域のみを用意している場合がある。この時には、エンド・トウ・エンドで設定されたTE-LSPの帯域以上のトラフィックが流入した場合にパケットロスが発生する可能性がある。
従って本発明は、TE-LSP数を削減し、オペレータによる管理を大幅に容易にさせるとともに、既存のMPLSネットワークとも相互接続可能であり、さらにパケットロスが発生し難いMPLSネットワーク及びその構築方法を提供することを目的とする。
課題1の解決手段
上記の目的を達成するため、本発明に係るMPLSネットワークは、帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定した上位階層のMPLSネットワークと、該上位階層のMPLSネットワークとは独立して帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定した少なくとも一つの下位階層のMPLSネットワークとで構成され、該下位階層のMPLSネットワーク内の各ルータと、該上位階層のMPLSネットワーク内で指定したゲートウェイルータと、の間で転送帯域保証のためのTE-LSPが設定されており、これらのTE-LSPと該上位階層のMPLSネットワーク内に設定したTE-LSPとが相互接続されることを特徴としている。
すなわち、図40に示した従来のバックボーンネットワークNWBBを、図1に示すように少なくとも上位階層ネットワークNWU及び下位階層ネットワークNWnに階層化し、上位階層ネットワークNWUはルータRU1…RU5で構成し、帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定しておく。下位階層ネットワークNWLは、ネットワークNWL1…NWL2で構成され、これらの各下位階層ネットワークNWL1, NWL2においてもそれぞれ帯域保証のためのTE-LSPが、上位階層のMPLSネットワークNWUとは独立してメッシュ状に設定される。すなわち、下位階層ネットワークNWL1においては、ルータRL11…RL12間で相互にTE-LSPをメッシュ状に設定されており、同様に下位階層ネットワークNWL2においてもルータRL21…RL22間で相互にTE-LSPをメッシュ状に設定されている。
そして、下位階層のMPLSネットワークNWL1においては各ルータRL11…RL12は上位階層ネットワークNWU内で予め指定したゲートウェイルータRU1との間で転送帯域保証のためのトンネル(パス)であるTE-LSP１が設定されており、同様に下位階層のMPLSネットワークNWL2においても同様にルータRL21…RL22が、上位階層のMPLSネットワークNWUにおけるゲートウェイルータRU2との間でTE-LSP3が設定されている。
このように、帯域保証のためのTE-LSPを各階層のネットワークエリアに対して独立に設定した後、階層間のTE-LSPを相互接続することによって、TE-LSP数を削減することが可能となる。従って、エンド・トウ・エンドで効率的に帯域を確保でき、且つ保守者による運用・管理工数を大幅に削減することが可能となる。
従って、上記の本発明にかかるMPLSネットワークを構築する方法としては、MPLSネットワークを複数個に階層化する第1のステップと、各階層のMPLSネットワークにおいてそれぞれ独立して帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定する第2のステップと、下位階層のMPLSネットワーク内の各ルータと該第1のステップで決めた上位階層のMPLSネットワーク内のゲートウェイルータとの間で転送帯域保証のためのTE-LSPを設定すると共にこれらのTE-LSPと上位階層のMPLSネットワーク内に設定したTE-LSPとを相互接続する第3のステップと、を備えたことを特徴としている。
すなわち、第1のステップでは、上述したようにMPLSネットワークを複数個に階層化し、第2のステップでは、上位階層及び下位階層のそれぞれのネットワークNWU,NWL(図1参照。)において、各ルータ間で転送帯域を保証するため、RSVP-TEシグナリングプロトコル等を用いてTE-LSPをメッシュ状に確立する。そして、第3のステップにおいては、下位階層のMPLSネットワークNWL内における各ルータと、上位階層ネットワークNWU内に予め指定したゲートウェイルータRU1,RU2との間で、転送帯域を保証するためのTE-LSP1及びTE-LSP3を確立する。そしてさらに、このようにして設定したTE-LSP1,TE-LSP3を、上位階層ネットワークNWU内でゲートウェイルータRU1-RU2間に設定したTE-LSP2と相互接続することによって全ネットワークのエンド・トウ・エンドにおける帯域保証を確立することが可能となる。
ここで、上記の各ルータは、受信したIPパケットが、その宛先IPアドレスから、上位階層のネットワークを経由して転送されるものであることが分かったときには、宛先のネットワークとそのゲートウェイルータの各識別子(ID)を該IPパケット中にMPLSラベル情報として埋め込んで該IPパケットを転送するように設定することができる。
このようにして、どのTE-LSPへ接続するのかを効率的に且つ高速に判断することが可能となり、この処理に必要なメモリ領域の使用量を削減することができる。
なお、ルータが追加されると、RSVP-TEプロトコル等により上位階層のネットワークへのTE-LSP、同一階層の各ルータへのTE-LSPの2種類のTE-LSPを確立し、下位階層のネットワークにおけるルータが電源オンになると、ルータの初期設定等を行った後、上位階層のゲートウェイルータへのTE-LSPを確立することが可能になる。
また、同一階層のMPLSネットワーク間で帯域保証のためのTE-LSPを設定することができ、この場合、各ルータは、受信したIPパケットが、その宛先IPアドレスから、同一階層のネットワークを経由して転送されるものであることが分かったときには、MPLSラベルを付加することなく該同一階層のMPLSネットワーク間で設定されたTE-LSPを通過するようにように設定することができる。
従って、下位階層のネットワークから必ずしも上位階層のネットワークへ接続する必要が無いように、TE-LSPを異なる階層ではなく同一階層のネットワークエリア内で相互接続し、MPLSラベルを重ねることなく、MPLSラベル情報をそのまま透過させることが可能となる。
また、下位階層ネットワークを直接上位階層ネットワークに接続することなく、下位階層ネットワーク間を直接接続することが可能となるので、パケットを階層間で直接転送することが可能となり、柔軟なネットワーク構成を構築することが可能となる。
また、必ずしも下位階層ネットワークが上位階層ネットワークを経由しなくても済む場合、例えば地理的に離れた場所や上位階層ネットワークの高速大容量ネットワークを通過するほどのトラフィックが発生しない場合においてネットワークの追加サポートを容易にすることが可能となる。
さらに各ルータは、初期設定時、該ラベル情報の交換を、予めシグナリングプロトコルで各ネットワーク内の他の全ルータとの間で行うように設定することができる。
すなわち、自装置以外のラベル情報(ネットワークID+ルータID)の取得を保守者による手動設定や設定ファイルの読み込みではなく、マルチプロトコルBGP等のシグナリングプロトコルを用いて自装置のラベル情報を自動的に広告することにより、ネットワーク内の各ルータのラベル情報を自律的に交換(配布及び取得)することが可能となる。従って、ラベル情報が自動的に取得できることとなり、保守者が一つ一つラベル情報を入力する必要がなくなり保守者の管理工数を大幅に削減することが可能となる。
また、上記のゲートウェイルータにルートリフレクタ（機能モジュール）を具備し、各ルータは、初期設定時、該ルートリフレクタを経由して該ラベル情報の交換を行うように設定することができる。
すなわち、上位階層ネットワーク内では、ルートリフレクタ間でラベル情報を交換し、他のルートリフレクタから受信したラベル情報をさらに下位階層ネットワーク内に広告することが可能となる。
このように、ゲートウェイルータに設けたルートリフレクタを介してラベル情報を交換することにより、ラベル情報の交換処理を更に効率的なものにし、保守者による事前設定作業を軽減することが可能となる。そして、各下位階層内の各ルータに関しては、他のネットワークエリアの全ルータに対してBGPピア設定することなく、ルートリフレクタを宛先として設定するだけでラベル情報を交換できるため、保守者による設定の手間を削減することが可能となる。
また、少なくとも一つのMPLSラベルサーバを別途設置し、該ラベルサーバが、各ネットワーク内の全ルータに対して該ラベル情報を一元管理し且つ配布するように設定されているものとすることができる。
このように、上記のラベル情報を自動交換する代わりに、ラベル情報を一括・集中管理するラベルサーバを配置し、このラベルサーバにより各ルータからラベル情報を受信し、また他のルータからのラベル情報を、折り返すことにより、ルータからのラベル情報の配布処理を省略することが可能となり、ルータのCPU処理にかかる負担を軽減することが可能となる。
また、上記のMPLSラベルサーバを各MPLSネットワーク毎に設置し、各ラベルサーバが、配下のネットワーク内の全ルータに対して該ラベル情報を一元管理し且つ配布するとともに各ラベルサーバ同士間で該ラベル情報の交換を行うように設定されていてもよい。
このように、ラベルサーバを各MPLSネットワーク毎に設置してもよく、これにより、BGP処理等のラベル交換処理を省略してネットワーク規模に応じて各エリアにラベルサーバを配置しラベルサーバ間で連携し、ラベル情報の配布を効率的に行うことが可能となる。この場合、ラベルサーバ間のデータ交換は、ラベル情報を一つ取得するたびにデータを送受信する方法をとってもよいし、取得した情報を蓄積しておき、一定時間毎にまとめて送受信する方法をとってもよい。
課題2の解決手段
上述したスケーラブルなMPLSネットワークを既存MPLSネットワークと相互接続したとき、該既存MPLSネットワークとの境界に設置された該スケーラブルMPLSネットワーク内のゲートウェイルータは、該既存MPLSネットワークの各ルータとのラベル情報交換を行うとともに該既存MPLSネットワーク内のルータに対する帯域要求を自ネットワーク内から受けたとき、該交換したラベル情報に基づいて該ルータに対するTE-LSPを設定することができる。
すなわち、既存のMPLSネットワークと、上記のように本発明に基づきQoSを保証した相互接続を実現するためのスケーラブルなMPLSネットワークの境界に配置したゲートウェイルータ(エッジルータ)によって既存ネットワークに対しては従来の方式でQoSを保証して接続し(この場合のラベル情報は上記の本発明で用いるラベル情報とは異なり既存MPLSネットワークで用いる既存のもの)、本発明を使用したネットワークに対しては本発明方式を使用することにより、既存のMPLSネットワークと本発明によるスケーラブルMPLSネットワークとのQoSを保証した相互接続が可能になる。
また、上記のスケーラブルMPLSネットワークが、複数の既存MPLSネットワークに挟まれるように相互接続されており、該既存MPLSネットワークの一方から他方のルータへの帯域要求を受けたとき、該ラベル情報に基づいて該スケーラブルMPLSネットワーク内の該ゲートウェイルータが対応するTE-LSPを設定することができる。
すなわち、この場合は、既存MPLSネットワーク-本発明によるスケーラブルMPLSネットワーク-既存のMPLSネットワークというネットワーク間接続においても、同様にネットワークのエンド・トウ・エンドで帯域保証することが可能となる。
また、複数の該スケーラブルMPLSネットワークが、既存MPLSネットワークを挟むように相互接続されており、該スケーラブルMPLSネットワークの一方から他方のルータのへの帯域要求を受けたとき、該ラベル情報に基づいて各スケーラブルMPLSネットワーク内のゲートウェイルータ間で対応するTE-LSPを設定することも可能である。
この場合にも、本発明によるスケーラブルMPLSネットワーク-既存のMPLSネットワーク-本発明によるスケーラブルMPLSネットワークとの相互接続性を実現し、ネットワークのエンド・トウ・エンドで帯域を保証することを可能にしている。
なお、上記の既存MPLSネットワークとスケーラブルMPLSネットワークとの接続において、MPLSラベルサーバを各スケーラブルMPLSネットワーク毎に設置し、各ラベルサーバが、配下のネットワーク内の全ルータに対して該ラベル情報を一元管理し且つ配布するとともに各ラベルサーバ同士間で該ラベル情報の交換を行うように設定されていてもよい。
すなわち、上記のように本発明のスケーラブルMPLSネットワークと既存のMPLSネットワークとを相互接続した場合において、MPLSサーバを各スケーラブルMPLSネットワーク毎に設置して該ラベルサーバから全ネットワーク内の全ルータに対してラベル情報を交換することも可能である。
課題3の解決手段
上記の階層化されたMPLSネットワーク(図1参照。)において、外部サーバを設け、同一MPLSネットワーク内のイングレスゲートウェイルータとエグレスゲートウェイルータ間で複数の帯域(リソース)保証されたTE-LSPを設定し、該外部サーバが、発端末から帯域要求を受けたとき、帯域が確保できるTE-LSPを選択して該MPLSネットワーク内の各ルータに該TE-LSPの識別情報を広報するように設定されているものとすることができる。
すなわち、上述したMPLSネットワークにおいて、同一の宛先に対して少なくとも二つ以上の帯域保証されたTE-LSPを用意し、外部サーバが、帯域の確保ができることを確認したTE-LSPをネットワーク内の各ルータへ適用経路として広報することにより、帯域以上のトラフィックがTE-LSPへ不意に流入することでパケットロスが発生することを避けることができる。この場合、外部サーバがTE-LSP内の帯域の有無確認後に適応するTE-LSPを一意に決定し、外部サーバがネットワーク内の各ルータへ適用TE-LSPを広報することにより、帯域不足によるパケットロスの発生を防いでいる。
あるいは、外部サーバを設け、同一のMPLSネットワーク内のイングレスゲートウェイルータとエグレスゲートウェイルータ間で複数の帯域保証されたTE-LSPを設定し、該外部サーバが、発端末から帯域要求を受けたとき、帯域が確保できるTE-LSPを選択して該イングレスゲートウェイルータに該TE-LSPの識別情報を通知し、これを受けて該イングレスゲートウェイルータが該識別情報を他のルータに広報するように設定されていることとしてもよい。
すなわち、この場合には、外部サーバがTE-LSP内の帯域の有無確認後に適用するルートを一意に決定し、これをイングレスゲートウェイルータに通知し、該イングレスゲートウェイルータがネットワーク内の各ルータへ適用経路を広報することにより帯域不足によるパケットロスの発生を防いでいる。
あるいは、同一のMPLSネットワーク内のイングレスゲートウェイルータとエグレスゲートウェイルータ間で複数の帯域保証されたTE-LSPを設定し、該イングレスゲートウェイルータが、発端末から帯域要求を受けたとき、帯域が確保できるTE-LSPを選択して他のルータに該TE-LSPの識別情報を広報するように設定されていることとしてもよい。
すなわち、この場合にはイングレスルータが、TE-LSP内の帯域の有無確認後に適用する経路を一意に決定し、ネットワーク内の各ルータへ適用経路を広報することにより帯域不足によるパケットロスの発生を防いでいる。
また、上記のMPLSネットワークが複数縦続接続されており、そのそれぞれに対して外部サーバを設け、隣接する外部サーバ間で、自分が管理するMPLSネットワークの帯域を順次転送するように設定してもよい。
さらに、上記のMPLSネットワークが複数縦続接続されており、隣接するMPLSネットワークのエグレスゲートウェイルータとイングレスゲートウェイルータ間で、自分が管理するMPLSネットワークの帯域を順次転送するように設定してもよい。
すなわち、エンド・トウ・エンドで提供されるTE-LSPが複数のMPLS網を経由して構成され、各MPLSネットワーク内の帯域が各MPLSネットワーク内のイングレスルータで管理される場合、イングレスルータが帯域の有無確認後に適用する経路を一意に決定し、イングレスルータがネットワーク内のルータへ適用経路を広報することにより、帯域不足によるパケットロスの発生を防いでいる。
また、上記のように設定したTE-LSPが複数のMPLSネットワークをまたいでいる場合に、どのTE-LSPへ接続するのかを示す宛先の経路識別子を該ラベル情報に埋め込むように設定することができる。
この場合には、経路識別子によって接続先TE-LSPを一意に決定することで、パケット転送処理を簡略化し高速化し、更にメモリ領域の使用量を削減することが可能となる。
前述したように、規模が大きいネットワークにおいて少なくても2階層以上に階層構造化し、各階層において帯域保証パス(TE-LSP)を分割することにより、従来技術よりもTE-LSP数を大幅に削減可能となり、オペレータによる管理を大幅に容易になるという効果が得られる。
また、本発明によるスケーラブルMPLSネットワークを使用しない既存MPLSネットワークとのQoSを保証した相互接続も可能となる。
さらには、エンド・トウ・エンドで帯域を確保したとしても、常時トラフィックが流れているとは限らないためネットワーク運用者は最大帯域を用意せずに、利用状況に合わせた帯域のみを用意している場合があり、エンド・トウ・エンドで設定されたTE-LSPの帯域以上のトラフィックが流入した場合にパケットロスが発生する可能性があるが、本発明を適用することにより、帯域不足の状態での通信することによるパケットロス発生を回避し、帯域リソース確保されたネットワークでの通信が提供されるようになる。
実施例[1](課題1)
図2は、図1に示した本発明に係るMPLSネットワークの構築方法の手順(ステップT1〜T6)を示したものであり、各手順毎に以下に説明する。
ステップT1:
まず、ネットワークを運用するオペレータは、ネットワーク階層構造の設計を行う。すなわち、図1に示したように本発明を少なくとも上位階層ネットワークNWuと下位階層ネットワークNWLに階層化する場合、全ルータの内、上位階層ネットワークNWuにはどのルータを割り当てるか、また下位階層ネットワークNWLはいくつのネットワークエリアに分割するかを決定する。そして分割した結果得られた下位階層ネットワークNWn1にはどのルータを割り当てるか、また、下位階層ネットワークNWL2にはどのルータを割り当てるかを決定する。この結果、紙面上の手作業としてネットワーク設計図を作成する。
この時、下位階層MPLSネットワークNWL1に対しては、上位階層MPLSネットワークNWUにおいてルータRU1をゲートウェイルータとし、下位階層MPLSネットワークNWL2に対しては上位階層MPLSネットワークNWUにおけるルータRU2をゲートウェイルータとして決定しておく。また、アクセスネットワークNWAa, NWAbに対しては下位階層MPLSネットワークNWL1のルータRL11をやはりゲートウェイルータとして割り当て、ネットワークNWAc,NWAdに対してはルータRL12をゲートウェイルータとして割り当てる。更に同様に、ネットワークNWAe,NWAfに対しては下位階層ネットワークNWL2におけるルータRL21をゲートウェイルータとして割り当て、アクセスネットワークNWAg,NWAhに対してはルータRL22をゲートウェイルータとして割り当てることを決定する。
ステップT2:
次に、上記のとおり割り当てた各ルータのパラメータ設定を行う。これもオペレータによる設定作業である。このパラメータ設定作業は、右側に点線で示す如くルーティング初期設定(ステップT2_1)とMPLS初期設定(ステップT2_2)とで構成される。
ここで、各ルータの構成例[1]について図3を参照して説明する。このルータ1は、保守用端末2に接続されたコントロールプレーン3と、このコントロールプレーン3に相互接続されているデータプレーン4とで構成されている。コントロールプレーン3は更に、ルーティングテーブル5とラベル情報テーブル6とフォワーディング(転送)情報テーブル(FIB)7とを備え、フォワーディング情報テーブル7はFIB作成処理部8を経由してルーティングテーブル5及びラベル情報テーブル6と接続されている。
コントロールプレーン3は更にIPルーティングプロトコル処理部9とMPLSシグナリングプロトコル処理部10とを備えている。IPルーティングプロトコル処理部9は、保守用端末2に接続されると共に、他のルータにおける同様のIPルーティングプロトコル処理部9と接続されてIPルーティングプロトコル処理(例えば、OSPF又はIS-IS)を実行して、その結果得られた相手側ルータ(ピアルータ)とIPアドレスを交換し、ルーティングテーブル5に格納するものである。また、MPLSシグナリングプロトコル処理部10は、BGPプロトコル及びMPLSシグナリングプロトコル(例えば、RSVP-TE又はCR-LDP)を用いて、相手側のルータにおける同様のMPLSシグナリングプロトコル処理部との間でそれぞれラベル交換処理及び帯域予約処理を行い、その結果得られたラベル情報をラベル情報テーブル6に格納するものである。なお、IPルーティングプロトコル処理部9及びMPLSシグナリングプロトコル処理部10は共に保守用端末2との間でラベル情報(ネットワークID及びルータID(ノードID))を送受信するように接続されている。
このラベル情報は、図4に示す如く、MPLSヘッダ(シムヘッダ)内のラベル値(20ビット)をネットワークID(例えば12ビット)とルータID(例えば8ビット)として再定義し、階層間のTE-LSPを相互接続する際、ネットワークID及びルータIDの両方若しくはいずれか一方によって接続先TE-LSPを一意に決定するために用いられる。
また、データプレーン4はIP/MPLSパケット処理部11を含み、このパケット処理部11はIPパケット又はMPLSパケットを相手側のルータとの間で送受信するためのものであり、このため、コントロールプレーン3における処理部9及び10との間で制御パケットCP1,CP2をやり取りすると共に、ルーティングキャッシュ情報RCIをフォワーディング情報テーブル7との間でやり取りするように接続されている。なお、フォワーディング情報テーブル7は、後述するように、ラベル情報と出力ポート・出力TE-LSPとを対応付けるテーブルである。
図2に戻って、ルーティング初期設定(ステップT2_1)においては、例えば図1に示した下位階層MPLSネットワークNWL1におけるルータRL11を例にとって説明すると、まずIPルーティングプロトコル処理部9はポート設定(ポート名、IPアドレス)を行い、さらに上述の如くルーティングプロトコルとしてOSPF又はIS-ISの設定を行う。また、このルータRL11から見たゲートウェイルータの設定を行う。
この場合、ルータRL11に対するゲートウェイルータは、上位階層MPLSネットワークNWUにおけるルータRU1であるので、このルータRU1のIPアドレスを設定する。ただし、ルータRU1が無い場合、すなわち自分が上位階層に位置し、上位階層MPLSネットワークが無い場合には設定されない。すなわち、どの階層のルータかはゲートウェイルータを設定するか、しないかによって決定されることになる。また、ネットワークエリア内のルータとして、図1の例に示すようにルータRL12のIPアドレスを設定してルーティングテーブル5に格納する。
また、MPLS初期設定(ステップT2_2)においてもルータRL11を例にとると、MPLSアクティベート設定を“オン”にし、自分のラベル値(ネットワークID+ルータID)を設定する。更に、ラベル情報交換手段として、手動にするか、BGPを用いるか、或いはラベルサーバを用いるかを設定するが、この実施例においては特に問わない。また、帯域予約プロトコルとして、RSVP又はCR-LDPを設定し、帯域予約値として例えば“100Mbps”を設定する。
ステップT3:
次に、ルーティングプロトコル処理及びMPLSシグナリングプロトコル処理をそれぞれ実行する。
まずルーティングプロトコル処理においては、IPルーティングプロトコル処理部9が相手側のルータとの間で例えば、ルーティングプロトコルOSPFを用いてIPアドレスを配布し且つ相手側のルータからIPアドレスを取得するというIPアドレス交換を実行し、この結果取得したIPアドレスをルーティングテーブル5に格納する。
また、MPLSシグナリングプロトコル動作としては、例えばBGPを用いて相手側のルータにおけるMPLSシグナリングプロトコル処理部との間でラベル情報(ネットワークID+ルータID)を交換し、取得したラベル情報をラベル情報テーブル6に格納する。
ステップT4:
次に、帯域予約を実行する。これは、MPLSシグナリング処理部10は相手側のルータにおけるMPLSシグナリング処理部との間でMPLSシグナリングプロトコルRSVP-TE又はCR-LDPを用いて、自分のネットワークNWL1において他のネットワークとは独立してTE-LSPをメッシュ状に設定する。従って、このメッシュ状に設定する処理は上位階層MPLSネットワークNWUや下位階層MPLSネットワークNWL2とは独立して行われることになる。更に、ルータRL11は、上位階層MPLSネットワークNWUにおいて予めゲートウェイルータとして設定されたルータRU1との間でTE-LSP1を設定する。従って、図1の例では、ルータRL12もルータRU1に対して同様のTE-LSP1を設定することになる。さらには、下位階層MPLSネットワークNWL2におけるルータRU21,RU22も共にゲートウェイルータRU2との間で別のTE-LSP3を設定することになる。
このような帯域予約手順例(1)が図5に示されている。
すなわち、下位階層MPLSネットワークNWL1において、図1の例ではエッジルータRL11とRL12(これは図5では省略されている)との間で例えばRSVP-TEシグナリングプロトコルによって、帯域要求(RSVP-PATH)を行い(ステップ2)、これに応答したルータRL12が帯域予約(RSVP-RSV)を行う(ステップS3)ことによって必要とする帯域が予約される。この結果、下位階層ネットワークNWL1においては各ルータ間でフルメッシュ状にTE-LSP設定が行われることになる。
これは、上位階層MPLSネットワークNWUにおいても、ステップS11及びS12で示されるように帯域要求(RSVP-TEPATH)及び帯域予約(RSVP-RSV)がそれぞれ実行され、ネットワーク内でのメッシュ設定を実行することになる。さらには、下位階層MPLSネットワークNWL2においても同様に帯域要求(ステップS21)を行い、これによって帯域予約(ステップS22)を行うことにより、ネットワーク内でのメッシュ設定を実行する。
なお、図5に示すように、これらの帯域要求及び帯域予約の前には図2において説明したようにネットワーク階層設計(ステップT1)とルータのパラメータ設定(ステップT2)ルーティングプロトコル処理及びMPLSシグナリング処理(ステップT3)が実行されることになる(ステップS1)。
ステップT5:
次に、フォワーディング情報テーブル(FIB)7を作成する。このフォワーディング情報テーブル7の作成手順が図6(1)に示されている。まずFIB作成処理部8は、ルーティングテーブル5から、「宛先IPアドレス」、「ゲートウェイ(次ホップルータ)アドレス」、「出力ポート」を抽出し(ステップT11)、フォワーディング情報テーブル7に書き込む(ステップT12)。そして、既に作成されているラベル情報テーブル6から、「入力/出力ラベル情報」と「宛先IPアドレス」を抽出し(ステップT13)、テーブル7を検索し、宛先IPアドレスが合致するものを選んでそのラベル情報をテーブル7へ書き込む(ステップT14)。
この結果、図6(2)にテーブル構成例[1]が示されているようにルータRL11の例では、アクセスネットワークNWAa,NWAbに接続されているため、入力ラベル値は存在せず、宛先IPアドレス(プレフィクス)として「10.10.11.0/24」の宛先のアクセスネットワークNWAeが入力データIDとして設定されることとなる。これに対応する出力データODとしては、出力ラベル値=25000、出力ポート=GbE1/1、次ホップルータアドレス=10.101.10.10(ルータRU1)、ラベル操作=PUSHが設定される。なお、ラベル操作の“PUSH”はラベル追加を示し、“POP”はラベル削除を示し、“NONE”はTTL減算を除いて処理が無く、透過処理であることを示している。
ステップT6:
そして、パケットの送受信処理を実行する。このパケット送受信処理のフローチャートが図7に示されており、図8に示す動作例(1)に基づき説明する。
すなわち、ルータRL11の例では、アクセスネットワークNWAa(例えばADSLネットワーク)から来たパケットP1をIP/MPLSパケット処理部11がパケット受信すると(ステップT21)、例えばPPPoEヘッダが抽出されてこのヘッダの正当性をチェックし(ステップT22)、不正ヘッダであることが分かったときにはこのパケットを廃棄する。次に、受信パケットからヘッダ情報(宛先情報)として、入力ラベル値、入力ポート、及び宛先IPアドレスを抽出する(ステップT23)。
図6(2)のフォワーディング情報テーブル[1]に示したように入力ラベル値としてのネットワークID及びルータIDは含まれておらず、宛先IPアドレスのみが「10.10.11.0/24」(アクセスネットワークNWAe)であることが示されているので、宛先IPアドレスをキーとして検索する(ステップT24)と、図示ように、出力ラベル値=25000、出力ポート=GbE1/1、ラベル操作=PUSHが入手できるので(ステップT25)、これに基づき、パケットのヘッダ情報を更新する(ステップT26)。これは、TTL減算と出力ラベル値を書き込むことによって行われ、図8の動作例(1)ではルータRL11からフォワーディング情報テーブル7に示された次ホップルータアドレス「10.101.10.10」によって示されるルータRU1につながっている出力ポート=GbE1/1に対してレイヤ2ヘッダ(シムヘッダ)Xを付与し(ステップT27)、出力ポート=GbE1/1へパケットP2を転送する(ステップT28)。
このようなパケットP2を受けたルータRU1は、図6(2)に示したフォワーディング情報テーブル7と同様のテーブルを備えており、これに基づいて、受信したパケットP2のMPLSヘッダXからネットワークIDを抽出し、上位階層ネットワーク内のTE-LSP2へパケットP2にTE-LSPラベルYを付加したパケットP3として転送する。ルータRU1から次ホップルータRU3を経由したルータRU2への転送処理は通常のラベルスイッチングと同様であり、次ホップルータRU3でラベルYが外されてルータRU2へパケットP4として送られる。ルータRU2では受信したパケットP4のMPLSヘッダからルータIDを抽出し、既に設定されているTE-LSP3を経て下位階層ネットワークNWL2のルータRL21へパケットP5として転送される。パケットP5はルータRL21を経由して宛先のアクセスネットワークNWAeへパケットP6として送られることとなる。
このようなパケット転送手順により、エンド・トウ・エンドで帯域を保証することが可能となり、かつ上位レイヤと下位レイヤで別々に帯域設計を行うことができるという利点がある。
実施例[2](課題1)
上記の実施例[1]では、アクセスネットワークNWAaからNWAeへパケットを送る場合に、下位階層MPLSネットワークNWL1から上位階層MPLSネットワークNWUを経由して下位階層ネットワークNWL2へ転送したが、下位階層のネットワークNWLから必ずしも上位階層のMPLSネットワークNWUに接続する必要がない場合がある。これは、図9に示すように、図8の下位階層ネットワークNWL1とNWL2との間に存在するような下位階層MPLSネットワークNWL15と下位階層ネットワークNWL3を経由してパケット転送を行う場合、両ネットワークが地理的に近く、上位階層MPLSネットワークNWUを経由して送るよりも下位階層MPLSネットワークNWL1からネットワークNWL3に直接転送した方がよい場合である。これは、上位階層の高速大容量ネットワークを通過するほどのトラフィックが発生しない場合にも同様である。
この場合の帯域予約手順例が図10に示されている。この手順例では、まず各階層のMPLSネットワークにおけるルータにおいて、上記と同様にネットワーク階層設定(ステップT1)とルータのパラメータ設定(ステップT2)とルーティングプロトコル処理(ステップT3)とMPLSシグナリング処理を行う(ステップS1)。
但し、この手順例(2)においては、ステップT2のルータのパラメータ設定において、実施例[1]とは異なったパラメータ設定を行う。すなわち、下位階層ネットワークNWL15におけるルータRL151の場合、ルーティング初期設定(ステップT2_11)として、ポート名及びIPアドレスのポート設定を行い、OSPF又はIS-ISのルーティングプロトコル設定を行い、更にゲートウェイルータの設定を行う。この場合のゲートウェイルータとしては、同じ下位階層MPLSネットワークNWL15におけるルータRL152が該当するのでこのルータRL152のIPアドレスがゲートウェイルータとして設定される。すなわち、ゲートウェイルータとして同じドメイン内のルータRL152が設定されたことにより、下位階層のネットワークであることが分かる。そしてさらに、ネットワークエリア内ルータとしてルータRL151,RL152等のIPアドレスが設定される。
そして、MPLS初期設定(ステップT2_2)が設定されるが、このMPLS初期設定は図2で示したMPLS初期設定と全く同様である。
この後、図5の場合と同様に下位階層MPLSネットワークNWLにおける各ネットワークにおいて各ルータ間でメッシュ状にTE-LSPが設定される(ステップS4,S5)。そして、下位階層ネットワークNWL1におけるゲートウェイルータRL152と、下位階層MPLSネットワークNWL2におけるゲートウェイルータRL31との間には下位階層間でのリンク(TE-LSP)LKを設定するため、帯域要求(ステップS13)が行われ、これに対してルータRL31から帯域予約(ステップS14)が行われることになる。但し、この場合、リンクは一本のためポイント・トゥ・ポイントで帯域予約が行なわれる。そして、下位階層MPLSネットワークNWL2においても同様に帯域要求(ステップS23)及び帯域予約(ステップS24)が行なわれ、各ルータ間でのTE-LSPがメッシュ状に設定される。
そして、これらの下位階層内の各TE-LSPを相互接続することによってアクセスネットワークNWAaからアクセスネットワークNWAgまでのエンド・トウ・エンドにおける帯域を保証するパスが得られる。
図11は、一例として下位階層ネットワークNWL15のゲートウェイルータであるルータRL152におけるフォワーディング情報テーブル7の構成例を示したものである。この例では、図9の動作例において次のように利用される。すなわち、パケットP1がアクセスネットワークNWAaから下位階層MPLSネットワークNWL15におけるルータRL151に与えられると、このルータRL151からMPLSラベルXが付加されたパケットP2がルータRL152に与えられる。このルータRL152におけるフォワーディング情報テーブル7は、図11に示すとおり、入力ラベル値におけるネットワークID=2で、宛先IPアドレス=10.10.10.0/24であればルータIDが任意の値であってもアクセスネットワークNWAgに相当していることを示しているので、フォワーディング情報テーブル7を検索することにより、次ホップルータはIPアドレス=10.10.20.10であるルータRL21であることが分かるので、出力ポートGbE1/1からパケットP3をリンクLKを介して対向する下位階層ネットワークNWL2におけるゲートウェイルータRL21に送ることになる。そして、ルータRL21は宛先がアドレスネットワークNWAgであることを知っているので、このアクセスネットワークNWAaに接続されているゲートウェイルータRL22にパケットP4を送り、ゲートウェイルータRL22はPPPoEをヘッダに付加したパケットP5を宛先であるアクセスネットワークNWAgに送ることになる。
ラベル情報交換処理
上述した図2におけるMPLSシグナリングプロトコル処理(ステップT3)では、MPLS初期設定(ステップT2_2)におけるラベル情報交換の手段の設定として手動設定やBGP設定やラベルサーバ設定があるが、一例としてBGP処理によるラベル情報交換について説明する。この場合のラベル交換例(1)の具体的な手順が図12に示されている。
まず、BGP初期設定においては、すべてのルータにおけるネットワークIDとルータIDが設定される(ステップT31)。これは、オペレータによる手作業によって行われる。すなわち、図13に示すラベル情報交換例(1)に示すように、上位階層MPLSネットワークNWU及び下位階層MPLSネットワークNWLにおける各ルータのネットワークIDとルータIDを手作業により初期設定しておく。
この後、図13に示す例では、下位階層MPLSネットワークNWLにおけるルータRL11が例えば電源投入されたとき、他の全ての階層のネットワークにおける全てのルータに対してBGPコネクションBGP-Cを確立し(ステップT32)、BGPにより初期設定されたルータRL11のラベル情報を全ルータに配布する(ステップT33)。これを受けた各ルータにおけるMPLSシグナリングプロトコル処理部10は、自己のラベル情報を返送して来るので、ルータRL11は他の全ルータのラベル情報を受信することになる(ステップT34)。このような手順を全ルータに対して繰り返す。なお、図13においてはルータRL11から他のルータに対して一点鎖線で矢印が示されているが、図を簡略化するため、各ルータからルータRL11への返信方向の矢印は省略されている。
図13に示すラベル情報交換例(1)の帯域予約手順が図14に示されている。この図14と図5に示した帯域予約手順例とは、基本的に同じであるが、MPLSシグナリング処理(ステップT3)の部分(※印)が強調されている点が異なっている。
すなわち、図13で示したように、ルータRL11から、上位階層のMPLSネットワークNWUにおけるルータRU1に対してまずBGPによるシグナリングを行ってラベル情報を交換し(ステップS31)、次に同じ上位階層MPLSネットワークNWUにおけるルータRU3に対してBGPによるラベル情報交換を行い(ステップS32)、さらにルータRU2に対してBGPによるラベル情報交換を行い(ステップS33)、下位階層のMPLSネットワークNWL2におけるルータRL21に対してもBGPによるラベル情報交換処理を行う(ステップS34)。
この後は、図5と同様の帯域予約手順(ステップS2, S3,S11, S12, S21, S22)が実行されることになる。
上述したように図13及び図14によるラベル交換例(1)は一つのルータから他の全てのルータに対してBGP処理によって行っているが、図15に示すラベル情報交換例(2)の場合には、同じくBGP処理を用いるが、上位階層MPLSネットワークNWUにおけるゲートウェイルータRU1,RU2においてそれぞれ設けたルートリフレクタRR1, RR2によってBGP処理を行っている。すなわち、ルータRL11からのラベル情報はルートリフレクタRR1を備えたルータRU1を経由し、このゲートウェイルータRU1の配下にある下位階層MPLSネットワークNWL1におけるルータRU12〜RU15に対してBGPコネクションBGP-Cを設定して配布される。これと共に、このBGPコネクションBGP-CはルータRU3及びRU2に対しても設定されているので、ルータRU1におけるルートリフレクタRR1を経由して上位階層MPLSネットワークNWUにおけるルータRU3,RU2に対してもラベル情報が配布される。そして、さらにルータRU2に設けられたルートリフレクタRR2を経由して、さらにその配下の下位階層MPLSネットワークNWL2におけるルータRU21〜RU25に対してもラベル情報が配布されることになる。
その結果、ルータRL11はゲートウェイルータRU1とだけやり取りすることによって、全てのルータについてのラベル情報を入手することが可能となる。
図16は、このようにルートリフレクタを用いたラベル情報交換例(2)を行うときの帯域予約手順を示したもので、このラベル情報交換手順と図14に示したラベル情報交換手順との違いは、※印で示されている部分である。ただし、図16では、図を簡略化するためルータRL11からRL21へラベル情報を配布する際の処理のみを示している。
今、ルータRL11がBGP処理(BGP-update)を行うと(ステップS41)、ルータRU1はそのBGP応答(BGP-ACK)を返答する(ステップS42)と共にルートリフレクタRR1を経由して、下位階層ネットワークNWL1内の各ルータ並びにルータRU2に対してラベル配布を行う(ステップS61)。これによってルータRU2からラベル情報を入手し(ステップS62)、さらにルータRU2に設けられているルートリフレクタRR2を経由して下位階層ネットワークNWL2におけるルータRL21及び各ルータに対してラベル配布が行われ(ステップS71)、ルータRL21のラベル情報もルータRU2に送られることとなり(ステップS72)、さらにルータRU1を経由してルータRL11に送られる。
そして、このようにラベル情報を交換した後、上記と同様にRSVP-TEプロトコル等による帯域予約処理を行う(ステップS2,S3, S11, S12, S21, S22)。
これにより、保守者はルートリフレクタを登録するだけで、ラベル情報を交換するため設定の手間を省くことが可能となる。
図17は、ラベル情報交換例(3)を示したもので、特にこの例ではラベルサーバを用いていることが特徴である。すなわち、上位階層MPLSネットワークNWUにはラベルサーバLSU設け、下位階層MPLSネットワークNWL内ではネットワークNWL1に対してラベルサーバNSL1を設け、またネットワークNWL2に対してラベルサーバNSL2をそれぞれ設けている。
そして、ラベルサーバLSUは配下のネットワークNWUに存在するルータRU1〜RU3等の全ルータからラベル情報を取得する。また、ラベルサーバLSL1はその配下のネットワークNWL1に含まれるルータRL11〜RL15等の全てのルータからラベル情報を取得する。ラベルサーバLSL2も同様にその配下のネットワークNWL2におけるルータRL21〜RL25等の全てのルータのラベル情報を取得する。
そして、ラベルサーバ間で取得したラベル情報の交換を行い、常にラベル情報が最新になるようにデータの同期をとる。すなわち、ラベルサーバLSUとラベルサーバLSL1は常に互いにラベル情報交換を行い(ステップT40)、また、ラベルサーバLSUとラベルサーバLSL2もラベル情報交換を行う(ステップT41)。
この結果、各ルータはネットワーク内のラベル情報を全て得ることが可能となる。
なお、ラベルサーバは、各ネットワーク毎に必ずしも設ける必要はなく、例えばラベルサーバLSUが全ルータを一元管理してもよい。
図18、図17のラベル情報交換例(3)において、新規にルータが追加されたときのラベル情報の交換と帯域予約手順を示したものである。まず追加したルータRL11が起動されると、上述したステップS1に示す各種の設定を行った後、ルータRL11が有するラベル情報をラベルサーバLSL1に対して配布する(ステップS81)。これは例えばCOPSなどによって行われる。ただし、このCOPSに限定することなく、SNMP等様々なプロトコルにも適用可能である。
ラベルサーバLSL1は、ルータRL11が新規に追加されたことを認識し、それまでに既に取得している全ルータのラベル情報をルータRL11へ配布する(ステップS82)。また、このラベルサーバLSL11は同時に、他のネットワークにもラベル情報を通知するため、ラベルサーバLSUへ新規のルータRL11のラベル情報を送信する(ステップS83)。これを受けてラベルサーバLSUでは、配下のルータRU1〜RU3等へそのラベル情報を配布する(ステップS91〜93)。これと同時にさらに別のネットワークのラベルサーバLSL2に対してもラベル情報を配布する(ステップS94)。ラベルサーバLSL2は、さらにその配下のルータRL21等の全てのルータへラベル情報を通知する。
この結果、新規に追加されたルータRL11のラベル情報を全てのルータに対して配布することが可能となると共にルータRL11も他の全ルータのラベル情報を入手することができる。このようにラベル情報を交換した後、上記と同様にRSVP-TE等のプロトコルによる帯域予約処理を実行する(ステップS2,S3, S11, S12, S21, S22)。
実施例[2](課題2)
上述した本発明に係るMPLSネットワークは、複数階層に階層化し、ネットワークに設定されるTE-LSP数も削減可能なネットワークになっているという点でスケーラブル(拡張可能)なMPLSネットワークを構成している。
このようなスケーラブルMPLSネットワークを既存のMPLSネットワークと相互接続した時のパターン例が図19(1)〜(3)に示されており、いずれのパターンにおいても帯域保証を実現する必要がある。
同図(1)の場合には既存MPLSネットワークと本発明のスケーラブルMPLSネットワークを接続したものである。同図(2)の場合には、本発明のスケーラブルMPLSネットワークを既存のMPLSネットワークによって挟んだ形の接続パターンを示している。さらに同図(3)は、既存のMPLS網を本発明によるスケーラブルMPLSネットワークによって挟んだ形の相互接続パターンを示している。
図20は、図19に示したようなスケーラブルMPLSネットワークと既存MPLSネットワークの相互接続パターンに使用されるルータの構成例[2]を示したものである。このルータ構成例では、図3に示したルータ構成例[1]と比較して、ラベル情報テーブル6が、既存MPLSネットワークに対するラベル情報テーブル61とスケーラブルMPLSネットワークに対するラベル情報テーブル62とで構成されている点が特徴である。また、IPルーティングプロトコル処理部9及びMPLSシグナリングプロトコル処理部10は本発明によるスケーラブルなMPLSネットワークに接続されるだけでなく、既存のMPLSネットワークに対してもそれぞれルーティングプロトコル及び帯域予約処理を実行するように相互接続されている。
以下、図19(1)〜(3)に示したスケーラブルMPLSネットワークと既存MPLSネットワークとの相互接続パターンにおいて帯域保証したTE-LSPの確立手順について説明する。
(1)既存MPLS網-スケーラブルMPLS網間の帯域予約手順
まず、これらの各ネットワークに設置されている各ルータは、上記と同様にステップS1の各種の初期設定を実行する。この後、本発明によるスケーラブルMPLSネットワークNWSCに設置され予め境界ルータとして指定されたゲートウェイルータRSC2から、既存のMPLSネットワークNWEXに設置されているルータREX1〜REX3等に対して従来から知られているMPLSラベルを用いたLDP処理によりラベル情報(図4に示すシムヘッダのラベル値であり、ネットワークID+ルータIDではない。)の交換を行う(ステップS40)。
これにより、ゲートウェイルータRSC2は既存MPLSネットワークNWEXにおけるルータREX1〜REX3のそれぞれの従来からのラベル情報を知るので、ルータRSC1からラベル情報の要求(BGP-update)を受けた時(ステップS41)、その応答(BGP-ACK)(ステップS42)と共に自分のラベル情報を返す。ただし、取得したルータREX1〜REX3のラベル情報は返さない。
これを受けて、ルータRSC1は、ルータRSC2が既存MPLSネットワークNWEXとの境界に設置されたゲートウェイルータであること、及びTE-LSPを設定したいルータREX2は既存MPLSネットワークNWEX内にあることをルーティングプロトコル処理(ステップT3)により既に知っているので、RSVP-TE等の既存のシグナリングプロトコルによりTE-LSPをルータRSC2との間で確立する(ステップS101、S102)と、ルータRSC2は更にRSVP-TE等の既存のシグナリングプロトコルにより対応する既存MPLSネットワークNWEXにおけるゲートウェイルータREX2に対しTE-LSPを確立する(ステップS111,S112)。
このようにして、スケーラブルMPLSネットワークから見ると既存MPLSネットワークを意識することなく、エンド・トウ・エンドで帯域保証したTE-LSPを確立することが可能となる。
(2)既存MPLS網-スケーラブルMPLS網-既存MPLS網間の帯域予約手順
この場合には、本発明によるスケーラブルMPLSネットワークNWSCの境界に設置されたゲートウェイルータRSC1から上記の図21と同様に既存のMPLSネットワークNWEX1のルータREX11,REX12に対し既存のラベル情報交換プロトコルであるLDPによってラベル交換を行う(ステップS43)。また、同様に、反対側の境界に位置するゲートウェイルータRSC2もそれが接続されている既存のMPLSネットワークNWEX2におけるルータREX21,REX22に対してLDP処理によりラベル交換を行う(ステップS44)。そして、このスケーラブルMPLS網NWSC内においては、上述したBGP処理によりルータRSC1はスケーラブルMPLSネットワーク内の全てのルータに対してラベル情報交換を行う(ステップS41,S42)。
この後、既存のMPLSネットワークNWEXにおけるルータREX11から、既存MPLSネットワークNWEX2におけるルータREX22に対するTE-LSPの設定要求がスケーラブルMPLSネットワークNWSCにおけるゲートウェイルータRSC1に対してあった時(ステップS121)、ルータRSC1は帯域予約を行う(ステップS122)と共に、他方のゲートウェイルータRSC2に対するTE-LSPを設定し(ステップS131,S132)、更にルータRSC2は既存MPLS網NWEX2におけるルータREX22に対してTE-LSPの設定を行う(ステップS143,S144)。
このようなネットワーク間においては、既存のMPLS網から見るとスケーラブルMPLSを意識することなくエンド・トウ・エンドでTE-LSPの確立が可能となる。
(3)スケーラブルMPLS網-既存MPLS網-スケーラブルMPLS網間の帯域予約手順
この場合においても、既存MPLS網NWEXとの境界に設置されているルータRSC12から、既存MPLSネットワークNWEXにおけるルータREX1〜REX3等に対して既存のラベル交換プロトコルであるLDPプロトコルによりラベル交換を行う(ステップS45)。これは、スケーラブルMPLS網NWSC2におけるゲートウェイルータRSC21についても同様であり、このルータRSC21から既存MPLSネットワークNWEXにおけるルータREX1〜REX3等に対しても同様にLDP処理によりラベル交換を行う(ステップS46)。このようにしてルータRSC12,RSC21は既存のMPLS網内の各ルータのラベル情報を知ることができる。
そして、ルータRSC12は、ルータRSC11からルータRSC22に対するBGPラベル情報交換要求を受けた時、ルータRSC11とラベル交換を行い(ステップS41,S42)、さらに既存MPLSネットワークNWEXを経由してスケーラブルMPLSネットワークNWSC2におけるルータRSC21とラベル情報交換を行い(ステップS151,S152)、さらにルータRSC21はルータRSC22とラベル情報交換を行う(ステップS161,162)。そして、ルータRSC12は、ルータRSC11から帯域予約要求を受けたとき、ラベル情報交換と同じ経路でTE-LSPを設定する(ステップS171,S172, S181, S182, S191, S192)。
従って、ルータRSC11はスケーラブルMPLSネットワークで使用されるネットワークIDとルータIDから成るラベル情報をスケーラブルMPLSネットワーク内に設置されたゲートウェイルータとの間で交換すればよいので、スケーラブルMPLSネットワークから見ると既存のMPLSネットワークを意識することなくエンド・トウ・エンドでTE-LSPの確立が可能となる。
図24は、図23に示した異種ネットワーク間接続において、スケーラブルMPLSネットワークNWSC1,NWSC2に対してそれぞれラベルサーバLSSC1, LSSC2を設けたもので、これは図18に示したラベルサーバを用いたラベル情報交換手順例(3)と同様の手順を経由することになる。
すなわち、ラベルサーバLSSC1はその配下のスケーラブルMPLSネットワークNWSC1内にあるルータRSC11等の全ルータからラベル情報を取得する(ステップS201,S202)。また、同様に、ラベルサーバLSSC2においても、同様に配下のスケーラブルMPLSネットワークNWSC2におけるルータRSC21等からラベル情報を取得する(図示せず。)。次に、ラベルサーバLSSC1とLSSC2との間で取得したラベル情報の交換を行い(ステップS203)、常にラベル情報が最新になるようにデータの同期をとる。従って、ラベルサーバLSSC2は、新しく取得したラベル情報を配下のルータRSC21等へ折り返し配布する(ステップS204)。
この結果、スケーラブルMPLSネットワークNWSC１におけるルータRSC11はスケーラブルMPLSネットワークNWSC2におけるルータRSC21とTE-LSPを確立することが可能となる(ステップS211,S212)。
この結果、既存MPLSネットワークとの相互接続においても各ルータはネットワーク内の帯域予約を行うことが可能となる。
実施例[3](課題3)
上記の各種のネットワークにおいて、図25に示すように端末TEAから端末TEBにTE-LSPを確保する場合、端末TEBに接続されたゲートウェイルータR104は、端末TEAに接続されたルータR101から見て同一の宛先である。この同一の宛先ゲートウェイルータに対して少なくとも二つ以上の帯域保証されたTE-LSP(TE-LSP番号10,11)を用意し、帯域の確保ができることが確認されたTE-LSPを利用することにより、パケットロスが発生することを避けることを可能にする以下の種々の対応が考えられる。
この場合、同一の宛先への各TE-LSPは、同じラベル情報を持つが、TE-LSP番号は異なって付与されるものとする。
帯域管理例(1):図26及び図27
図26及び図27において、まず、発端末TEAから着端末TEBへルータR101,R103, R104を経由する実線のデフォルトルート(TE-LSP)と、ルータR101, R102, R104を経由する点線の別TE-LSPの二つのTE-LSPが確立されているものと仮定する(以下、同様である。)。発端末TEAがTE-LSPを利用してトラフィック送受信を行いたい場合、まず発端末TEAは帯域管理を行う外部サーバLSEXに対して帯域要求・応答(1)を行う(図27のステップS301,S302)。この帯域要求を受けた外部サーバLSEXは、宛先IPアドレスから、図38に示すようなフォワーディング情報テーブルの構成例[3]において、MPLS入力ラベル値とTE-LSP番号と宛先IDアドレスをキーとして該当する経由TE-LSPを特定する。この実施例では、同一の宛先(着端末)に対して二つのTE-LSPを持ち、それぞれのTE-LSPは少なくとも異なるラベル値及び異なる出力ポートが割り当てられている。
外部サーバLSEXは、宛先IPアドレスから、各TE-LSPの帯域の過不足を確認した後、どちらのTE-LSPを適用するかを決定する(ステップS303)。なお、最初はデフォルトTE-LSPが選択されているので、別TE-LSPとの間で切り替えるか否かが決定される。TE-LSPを決定した後、外部サーバLSEXは、管理配下の各ルータR101〜R104に対してTE-LSP番号の広報(2)を行う(ステップS304,S306, S308)。各ルータはTE-LSP番号を受信した後、応答を外部サーバLSEXに対して返す(ステップS305, S307,S309)。全ルータから応答を受信した後、外部サーバLSEXは発端末TEAに対して帯域が確保された旨の通知を行い(ステップS310,S311)、発端末TEAはトラフィックの送受信を開始する(ステップS312)。なお、外部サーバは、帯域管理を行うサーバと、発端末からの要求応答を行うプロキシサーバとに分けて運用してもよい。
帯域管理例(2):図28及び図29
この例においても、上記の帯域管理例(1)と同様に、二つのTE-LSPが確立されているものとし、発端末TEAは外部サーバLSEXに対して帯域要求・応答(1)を行う(図29のステップS321,S322)。そして、外部サーバLSEXは、上記と同様に各TE-LSPの帯域の過不足を確認の上、どちらのTE-LSPを適用するかを決定する(ステップS333)。この後、この例では外部サーバLSEXは、発端末TEAに接続されているMPLSネットワークのイングレスルータ(LER:Label Edge Router)R101に対してTE-LSP番号を通知する(ステップS334)。この通知を受けたイングレスルータR101は、MPLSネットワーク内のルータR102〜R104に対して例えばBGPプロトコル(BGP-update)によりTE-LSP番号の広報(3)を行う(ステップS335,S337)。
TE-LSP番号を受けた各ルータR102〜R104は、イングレスルータR101に対して応答を返す(ステップS336,S338)。全ルータR102〜R104から応答を受信した後、イングレスルータR101は、発端末TEAに対して帯域が確保された旨を通知し(ステップS340)、発端末TEAはこれに応答を返した後(ステップS341)、トラフィックの送受信を開始する(ステップS342)。以上により、帯域が確保されたTE-LSPを利用してトラフィックの送受信を行うことが可能となる。
帯域管理例(3):図30及び図31
この場合も上記の帯域管理例(1)及び(2)と同様に、デフォルトTE-LSPと別のTE-LSPが確立されているものとする。発端末TEAがTE-LSPを利用してトラフィックの送受信を行いたい場合、まず発端末は帯域管理を行うイングレスルータR101へ帯域要求・応答(1)を行う(図31のステップS351,S352)。帯域要求を受けたイングレスルータR101は、宛先(着端末)のIPアドレスから上記の外部サーバと同様に該当するTE-LSP経路を特定する（ステップS353）。イングレスルータR101は、MPLSネットワーク内の各ルータR102〜R104に対して例えば上記と同様のBG-updateによりTE-LSP番号の広報(2)を行う(ステップS354,S356)。
TE-LSP番号を受けた各ルータR102〜R104は、イングレスルータR101に対して応答を返す(ステップS355,S357)。全ルータR102〜R104から応答を受信した後、イングレスルータR101は発端末TEAに対して帯域が確保された旨の通知を行い(ステップS358)、発端末TEAはこれに応答してトラフィックの送受信を開始する(ステップS359,S360)。このようにして帯域が確保されたTE-LSPを利用してトラフィックの送受信を行うことが可能となる。
帯域管理例(4):図32及び図33
この帯域管理例は、図26及び図27に示した帯域管理例(1)を拡張したものであり、この例では三つのMPLSネットワークNW1〜NW3に対してそれぞれ外部サーバLSEX1〜LSEX3を設けている。また、MPLSネットワークNW1のゲートウェイルータR101に発端末TEAが接続されており、MPLSネットワークNW3のゲートウェイルータR124に着端末TEBが接続されているものである。また、ネットワークNW1のゲートウェイルータR104とネットワークNW2のゲートウェイルータR111が相互接続され、ネットワークNW2のゲートウェイルータR114とネットワークNW3のゲートウェイルータR121が相互接続されている。
そして発端末TEAから着端末TEBへ向かう経路として、MPLSネットワークNW1にルータR101→R103→R104を経由するデフォルトTE-LSPと、ルータR101→R102→R104を経由する別TE-LSPの二つが確立され、MPLSネットワークNW2においてはルータR111→R113→R114を経由するデフォルトTE-LSPと、ルータR111→R112→R114を経由する別TE-LSPの二つが確立され、さらにMPLSネットワーク3においてはルータR121→R123→R124のデフォルトTE-LSPと、ルータR121→R122→R124の別TE-LSPの二つのTE-LSPが確立されているものとする。なお、図33のシーケンスにおいては、図を簡略化するためMPLSネットワークNW3は省略されているが、考え方は全く同様である。
今、発端末TEAがTE-LSPを利用してトラフィック送受信を行いたい場合、まず発端末TEAは帯域管理を行う外部サーバLSEX1へ帯域要求・応答(1)を行う(ステップS361,S362)。この帯域要求を受けた外部サーバLSEX1は、宛先IPアドレスから、上記と同様に最適なTE-LSPを決定する(ステップS363)。外部サーバLSEX1は、配下のネットワークNW1の帯域が確保された場合、次のMPLSネットワークNW2の帯域を管理する外部サーバLSEX2へネットワーク内の帯域の問合せ(3)を行う(ステップS364,365)。外部サーバLSEX2は外部サーバLSEX1と同一の手順でMPLSネットワークNW2の帯域確認と経路決定を行い(ステップS366)、外部サーバLSEX1へ結果を回答する(ステップS367)。
外部サーバLSEX1は外部サーバLSEX2へ応答を返し(ステップS368)、外部サーバLSEX1,LSEX2は各自の管理対象となるルータへTE-LSP番号を広報(2), (4)する(ステップS369, S371, S373,S375, S377, S379)。各ルータはTE-LSP番号を受信した後、そのことを各外部サーバに対して返す(ステップS370, S372, S374,S376, S380)。全ルータから応答を受信した後、外部サーバLSEX1は発端末TEAに対して帯域が確保された旨を通知し(ステップS381)、発端末TEAはこれに応答してトラフィック送受信を開始する(ステップS382,S383)。
帯域管理例(5):図34及び図35
この帯域管理例は図28及び図29に示した帯域管理例(2)を拡張したものであり、帯域管理例(2)が一つのMPLSネットワークに対するものであるのに対し、この帯域管理例(5)では三つのMPLSネットワークNW1〜NW3に対するものとなっている(ただし図35は、図を簡略化するため、MPLSネットワークNW3は省略されている)。
また、この帯域管理例(5)と上記の帯域管理例(4)との違いは、外部サーバLSEX1,LSEX2がそれぞれイングレスルータR101, R111に対してTE-LSP番号を通知する点である。
すなわち、外部サーバLSEX1は自分の配下のMPLSネットワークNW1における帯域の過不足を確認の上、どの経路を適用するかを決定し(ステップS393)、ネットワーク内の帯域が確保された場合、次のMPLSネットワークNW2の帯域を管理する外部サーバLSEX2に対して帯域の問合せ(確認)・応答(4)を行う(ステップS394,S395)。外部サーバLSEX2は外部サーバLSEX1と同一の手順で自分のMPLSネットワークNW2の帯域確認とTE-LSP決定を行い（ステップS396）、外部サーバLSEX1へ結果を回答する(ステップS397)。外部サーバLSEX1は外部サーバLSEX2へ応答を返し(ステップS398)、外部サーバLSEX1,LSEX2は各自の管理対象となるイングレスルータへTE-LSP番号を通知(2), (5)する(ステップS399, S405)。通知されたイングレスルータR101,R111はTE-LSP番号を受信後、自分のMPLSネットワーク内の各ルータに対してBGP-update(3), (6)を実行する(ステップS400〜S410)。TE-LSP番号を受けた各ルータは、イングレスルータR101,R111に対して応答を返し、全ルータから応答を受信した後、イングレスルータR101, R111は発端末TEAに対して帯域が確保された旨を通知し(ステップS411)、発端末はこれに応答した後トラフィック送受信を開始する(ステップS412,S413)。
以上により帯域が確保された経路を利用してトラフィックの送受信が可能となる。
帯域管理例(6):図36及び図37
この帯域管理例は図30及び図31に示した帯域管理例3を複数のMPLSネットワーク網に拡張したものである。この場合にはまず発端末TEAはMPLSネットワークNW1の帯域管理を行うイングレスルータR101に帯域要求・応答(1)を行う(ステップS421,S422)。帯域要求を受けたイングレスルータR101では、宛先(着端末)から図38に示すフォワーディング情報テーブルに基づき、上記と同様に最適な経路を決定する(ステップS423)。イングレスルータR101は、このネットワークNW1内の帯域が確保された場合、次のMPLSネットワークNW2の帯域を管理するイングレスルータR111へ帯域の問合せを行う(ステップS424,425)。イングレスルータR111はイングレスルータR101と同一の手順でMPLSネットワークNW2の帯域確認とTE-LSP決定を行い(ステップS426)、イングレスルータR101へ結果を回答する(ステップS427)。イングレスルータR101はイングレスルータR111へ応答を返し(ステップS428)、イングレスルータR101,R111がそれぞれ属しているMPLSネットワークNW1, NW2の管理対象となるルータに対し、上記と同様にBGP-updateによりTE-LSP番号を広報(2),(3)する(ステップS429, S431, S433, S435)。TE-LSP番号を受けた各ルータはTE-LSP番号の広報して来たイングレスルータに対して応答を返す(ステップS430,S432, S434, S436)。全ルータから応答を受信した後、各イングレスルータR101, R111は発端末に対して帯域が確保された旨を返し(ステップS434)、これを受けて発端末TEAはトラフィックの送受信を開始する(ステップS438,S439)。
なお、図38に示すフォワーディング情報テーブルにおいて、同一宛先、同一ラベル情報で出力ポート及びTE-LSP番号が異なるものである。また、出力ポートの違いはデフォルト/Alternative 1, Alternative 2, …を表わしている。さらにTE-LSP番号は帯域検討後適用する経路(デフォルト/Alternative)を指示、選択するための参照番号になっている。
図39に示すMPLSパケットフォーマットは一実施例として、ラベル部分をネットワークID(8ビット)、ルータID(8ビット)、TE-LSP番号(4ビット)として定義したものである。

（付記１）
帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定した上位階層のMPLSネットワークと、
該上位階層のMPLSネットワークとは独立して帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定した少なくとも一つの下位階層のMPLSネットワークとで構成され、
該下位階層のMPLSネットワーク内の各ルータと該上位階層のMPLSネットワーク内で指定したゲートウェイルータとの間で転送帯域保証のためのTE-LSPが設定されており、これらのTE-LSPと該上位階層のMPLSネットワーク内に設定したTE-LSPとが相互接続されることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記２）付記１において、
各ルータは、受信したIPパケットが、その宛先IPアドレスから、上位階層のネットワークを経由して転送されるものであることが分かったときには、宛先のネットワークとそのゲートウェイルータの各識別子を該IPパケット中にMPLSラベル情報として埋め込んで該IPパケットを転送するように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記３）付記１において、
同一階層のMPLSネットワーク間で帯域保証のためのTE-LSPが設定されており、各ルータは、受信したIPパケットが、その宛先IPアドレスから、同一階層のネットワークを経由して転送されるものであることが分かったときには、MPLSラベル操作を行わずに、該同一階層のMPLSネットワーク間で設定されたTE-LSPを通過するようにように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記４）付記２において、
各ルータが、初期設定時、該ラベル情報の交換を、予めシグナリングプロトコルで各ネットワーク内の他の全ルータとの間で行うように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記５）付記４において、
該ゲートウェイルータにルートリフレクタを配置し、各ルータは、初期設定時、該ルートリフレクタを経由して該ラベル情報の交換を行うように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記６）付記２において、
少なくとも一つのMPLSラベルサーバを別途設置し、該ラベルサーバが、各ネットワーク内の全ルータに対して該ラベル情報を一元管理し且つ配布するように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記７）付記６において、
該MPLSラベルサーバを各MPLSネットワーク毎に設置し、各ラベルサーバが、配下のネットワーク内の全ルータに対して該ラベル情報を一元管理し且つ配布するとともに各ラベルサーバ同士間で該ラベル情報の交換を行うように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記８）付記１に記載されたスケーラブルなMPLSネットワークを既存MPLSネットワークと相互接続したとき、該既存MPLSネットワークとの境界に設置された該スケーラブルMPLSネットワーク内のゲートウェイルータが、該既存MPLSネットワークの各ルータとのラベル情報交換を行うとともに該既存MPLSネットワーク内のルータに対する帯域要求を自ネットワーク内から受けたとき、該交換したラベル情報に基づいて該ルータに対するTE-LSPを設定することを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記９）付記８において、
該スケーラブルMPLSネットワークが、複数の既存MPLSネットワークに挟まれるように相互接続されており、該既存MPLSネットワークの一方から他方のルータへの帯域要求を受けたとき、該ラベル情報に基づいて該スケーラブルMPLSネットワーク内の該ゲートウェイルータが対応するTE-LSPを設定することを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記10）付記８において、
複数の該スケーラブルMPLSネットワークが、既存MPLSネットワークを挟むように相互接続されており、該スケーラブルMPLSネットワークの一方から他方のルータのへの帯域要求を受けたとき、該ラベル情報に基づいて各スケーラブルMPLSネットワーク内のゲートウェイルータ間で対応するTE-LSPを設定することを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記11）付記８から10のいずれか一つにおいて、
MPLSラベルサーバを各スケーラブルMPLSネットワーク毎に設置し、各ラベルサーバが、配下のネットワーク内の全ルータに対して該ラベル情報を一元管理し且つ配布するとともに各ラベルサーバ同士間で該ラベル情報の交換を行うように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記12）付記1において、
外部サーバを設け、同一MPLSネットワーク内のイングレスゲートウェイルータとエグレスゲートウェイルータ間で複数の帯域保証されたTE-LSPを設定し、該外部サーバが、発端末から帯域要求を受けたとき、帯域が確保できるTE-LSPを選択して該MPLSネットワーク内の各ルータに該TE-LSPの識別情報を広報するように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記13）付記１において、
外部サーバを設け、同一のMPLSネットワーク内のイングレスゲートウェイルータとエグレスゲートウェイルータ間で複数の帯域保証されたTE-LSPを設定し、該外部サーバが、発端末から帯域要求を受けたとき、帯域が確保できるTE-LSPを選択して該イングレスゲートウェイルータに該TE-LSPの識別情報を通知し、これを受けて該イングレスゲートウェイルータが該識別情報を他のルータに広報するように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記14）付記１において、
同一のMPLSネットワーク内のイングレスゲートウェイルータとエグレスゲートウェイルータ間で複数の帯域保証されたTE-LSPを設定し、該イングレスゲートウェイルータが、発端末から帯域要求を受けたとき、帯域が確保できるTE-LSPを選択して他のルータに該TE-LSPの識別情報を広報するように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記15）付記12又は13において、
該MPLSネットワークが複数縦続接続されており、そのそれぞれに対して外部サーバを設け、隣接する外部サーバ間で、自分が管理するMPLSネットワークの帯域を順次転送するように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記16）付記14において、
該MPLSネットワークが複数縦続接続されており、隣接するMPLSネットワークのエグレスゲートウェイルータとイングレスゲートウェイルータ間で、自分が管理するMPLSネットワークの帯域を順次転送するように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記17）付記12から16のいずれか一つにおいて、
該設定したTE-LSPが複数のMPLSネットワークをまたいでいる場合に、どのTE-LSPへ接続するのかを示す宛先の経路識別子を該ラベル情報に埋め込むように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
（付記18）
MPLSネットワークを複数個に階層化する第1のステップと、
各階層のMPLSネットワークにおいてそれぞれ独立して帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定する第2のステップと、
下位階層のMPLSネットワーク内の各ルータと、該第1のステップで決めた上位階層のMPLSネットワーク内のゲートウェイルータとの間で転送帯域保証のためのTE-LSPを設定すると共にこれらのTE-LSPと上位階層のMPLSネットワーク内に設定したTE-LSPとを相互接続する第3のステップと、
を備えたことを特徴とするMPLSネットワークの構築方法。
（付記19）付記18において、
受信したIPパケットが、その宛先IPアドレスから、上位階層のネットワークを経由して転送されるものであることが分かったときには、宛先のネットワークとそのゲートウェイルータの各識別子を該IPパケット中にMPLSラベル情報として埋め込んで該IPパケットを転送するように各ルータを設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記20）付記18において、
同一階層のMPLSネットワーク間で帯域保証のためのTE-LSPが設定されており、受信したIPパケットが、その宛先IPアドレスから、同一階層のネットワークを経由して転送されるものであることが分かったときには、MPLSラベル操作を行わずに、該同一階層のMPLSネットワーク間で設定されたTE-LSPを通過するように各ルータを設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記21）付記19において、
各ルータは、該ラベル情報の交換を、予めシグナリングプロトコルで各ネットワーク内の他の全ルータとの間で行うように初期設定されていることを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記22）付記21において、
該ゲートウェイルータにルートリフレクタを配置し、各ルータは、該ルートリフレクタを経由して該ラベル情報の交換を行うように初期設定されていることを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記23）付記19において、
少なくとも一つのMPLSラベルサーバを別途設置し、該ラベルサーバが、各ネットワーク内の全ルータに対して該ラベル情報を一元管理し且つ配布するように設定されることを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記24）付記23において、
該MPLSラベルサーバを各MPLSネットワーク毎に設置し、各ラベルサーバが、配下のネットワーク内の全ルータに対して該ラベル情報を一元管理し且つ配布するとともに各ラベルサーバ同士間で該ラベル情報の交換を行うように設定されることを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記25）付記18に記載されたスケーラブルなMPLSネットワークを既存MPLSネットワークと相互接続したとき、該既存MPLSネットワークとの境界に設置された該スケーラブルMPLSネットワーク内のゲートウェイルータが、該既存MPLSネットワークの各ルータとのラベル情報交換を行うとともに該既存MPLSネットワーク内のルータに対する帯域要求を自ネットワーク内から受けたとき、該交換したラベル情報に基づいて該ルータに対するTE-LSPを設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記26）付記25において、
該スケーラブルMPLSネットワークが、複数の既存MPLSネットワークに挟まれるように相互接続されており、該既存MPLSネットワークの一方から他方のルータへの帯域要求を受けたとき、該ラベル情報に基づいて該スケーラブルMPLSネットワーク内の該ゲートウェイルータが対応するTE-LSPを設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記27）付記25において、
複数の該スケーラブルMPLSネットワークが、既存MPLSネットワークを挟むように相互接続されており、該スケーラブルMPLSネットワークの一方から他方のルータのへの帯域要求を受けたとき、該ラベル情報に基づいて各スケーラブルMPLSネットワーク内のゲートウェイルータ間で対応するTE-LSPを設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記28）付記25から27のいずれか一つにおいて、
MPLSラベルサーバを各スケーラブルMPLSネットワーク毎に設置し、各ラベルサーバが、配下のネットワーク内の全ルータに対して該ラベル情報を一元管理し且つ配布するとともに各ラベルサーバ同士間で該ラベル情報の交換を行うように設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記29）付記18において、
外部サーバを設け、同一MPLSネットワーク内のイングレスゲートウェイルータとエグレスゲートウェイルータ間で複数の帯域保証されたTE-LSPを設定し、該外部サーバが、発端末から帯域要求を受けたとき、帯域が確保できるTE-LSPを選択して該MPLSネットワーク内の各ルータに該TE-LSPの識別情報を広報するように設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記30）付記18において、
外部サーバを設け、同一のMPLSネットワーク内のイングレスゲートウェイルータとエグレスゲートウェイルータ間で複数の帯域保証されたTE-LSPを設定し、該外部サーバが、発端末から帯域要求を受けたとき、帯域が確保できるTE-LSPを選択して該イングレスゲートウェイルータに該TE-LSPの識別情報を通知し、これを受けて該イングレスゲートウェイルータが該識別情報を他のルータに広報するように設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記31）付記18において、
同一のMPLSネットワーク内のイングレスゲートウェイルータとエグレスゲートウェイルータ間で複数の帯域保証されたTE-LSPを設定し、該イングレスゲートウェイルータが、発端末から帯域要求を受けたとき、帯域が確保できるTE-LSPを選択して他のルータに該TE-LSPの識別情報を広報するように設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記32）付記29又は30において、
該MPLSネットワークが複数縦続接続されており、そのそれぞれに対して外部サーバを設け、隣接する外部サーバ間で、自分が管理するMPLSネットワークの帯域を順次転送するように設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記33）付記31において、
該MPLSネットワークが複数縦続接続されており、隣接するMPLSネットワークのエグレスゲートウェイルータとイングレスゲートウェイルータ間で、自分が管理するMPLSネットワークの帯域を順次転送するように設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
（付記34）付記29から33のいずれか一つにおいて、
該設定したTE-LSPが複数のMPLSネットワークをまたいでいる場合に、どのTE-LSPへ接続するのかを示す宛先の経路識別子を該ラベル情報に埋め込むように設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。
本発明に係るMPLSネットワークとその構築方法を説明するための全体構成例を示した図である。 本発明によるMPLSネットワークの構築方法の手順を示したフローチャート図である。 本発明に用いるルータ構成例[1]を示したブロック図である。 本発明に用いるMPLSラベルのフォーマット例(1)を示した図である。 本発明の実施例[1]による帯域予約手順例を示したシーケンス図である。 本発明の実施例[1]におけるフォワーディング情報テーブルの作成手順とその内容を示した図である。 本発明によるルータにおけるパケット送受信処理例を示したフローチャート図である。 本発明の実施例[1]における動作例を示した図である。 本発明の実施例[2]における動作例を示した図である。 本発明の実施例[2]による帯域予約手順例を示したシーケンス図である。 本発明の実施例[2]におけるフォワーディング情報テーブルの構成例を示した図である。 本発明によるBGPラベル情報交換処理例を示したフローチャート図である。 本発明によるラベル情報交換例(1)を示した図である。 本発明によるラベル情報交換例(1)における帯域予約手順を示したシーケンス図である。 本発明によるラベル情報交換例(2)を示した図である。 本発明によるラベル情報交換例(2)における帯域予約手順を示したシーケンス図である。 本発明によるラベル情報交換例(3)を示した図である。 本発明によるルータ追加時のラベル情報交換例(3)における帯域予約手順を示したシーケンス図である。 スケーラブルMPLS網と既存MPLS網との相互接続パターン例を示した図である。 スケーラブルMPLS網と既存MPLS網とを相互接続するルータの構成例[2]を示したブロック図である。 既存MPLS網-スケーラブルMPLS網間の帯域予約手順を示したシーケンス図である。 既存MPLS網-スケーラブルMPLS網-既存MPLS網間の帯域予約手順を示したシーケンス図である。 スケーラブルMPLS網-既存MPLS網-スケーラブルMPLS網間の帯域予約手順を示したシーケンス図である。 異種MPLSネットワーク接続時に外部サーバを使用した場合の帯域予約手順を示したシーケンス図である。 同一の宛先に対して複数のTE-LSPを設定する場合の全体概要を示したブロック図である。 本発明において外部サーバによる帯域管理例(1)を示したブロック図である。 図26の帯域管理例(1)のシーケンス図である。 本発明において外部サーバ帯域管理例(2)を示したブロック図である。 図28の帯域管理例(2)のシーケンス図である。 本発明において外部サーバ帯域管理例(3)を示したブロック図である。 図30の帯域管理例(3)のシーケンス図である。 本発明において外部サーバ帯域管理例(4)を示したブロック図である。 図32の帯域管理例(4)のシーケンス図である。 本発明において外部サーバ帯域管理例(5)を示したブロック図である。 図34の帯域管理例(5)のシーケンス図である。 本発明において外部サーバ帯域管理例(6)を示したブロック図である。 図36の帯域管理例(6)のシーケンス図である。 本発明で用いるフォワーディング情報テーブル(FIB)の構成例[3]を示した図である。 本発明に用いるMPLSラベルのフォーマット例(2)を示した図である。 従来のネットワーク構成例を示した図である。
符号の説明
NWU 上位階層MPLSネットワーク
RU1〜RU5 ルータ
NWL, NWL1,NWL2, NWL15 下位階層MPLSネットワーク
RL11〜RL15,RL21〜RL25, RL151, RL152 ルータ
NWA, NWAa〜NWAh アクセスネットワーク
1 ルータ
2 保守用端末
3 コントロールプレーン
4 データプレーン
5 ルーティングテーブル
6, 61, 62 ラベル情報テーブル
7 フォワーディング(転送)情報テーブル(FIB)
8 FIB作成処理部
9 IPルーティングプロトコル処理部
10 MPLSシグナリングプロトコル処理部
11 IP/MPLSパケット処理部
P1〜P6パケット
TE-LSP1〜TE-LSP3 トラフィックエンジニアリング・ラベルスイッチングパス
RR1, RR2 ルートリフレクタ
LSU, LSL1, LSL2 ラベルサーバ
LSEX, LSEX1〜LSEX3 外部サーバ
R101〜R104, R111〜R114, R121〜R124 ルータ
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (5)

  1. 帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定した上位階層のMPLSネットワークと、
    該上位階層のMPLSネットワークとは独立して帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定した少なくとも一つの下位階層のMPLSネットワークとで構成され、
    該下位階層のMPLSネットワーク内の各ルータと該上位階層のMPLSネットワーク内で指定したゲートウェイルータとの間で転送帯域保証のためのTE-LSPが設定されており、これらのTE-LSPと該上位階層のMPLSネットワーク内に設定したTE-LSPとが相互接続されることを特徴としたMPLSネットワーク。
  2. 請求項１において、
    各ルータは、受信したIPパケットが、その宛先IPアドレスから、上位階層のネットワークを経由して転送されるものであることが分かったときには、宛先のネットワークとそのゲートウェイルータの各識別子を該IPパケット中にMPLSラベル情報として埋め込んで該IPパケットを転送するように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
  3. 請求項１において、
    同一階層のMPLSネットワーク間で帯域保証のためのTE-LSPが設定されており、各ルータは、受信したIPパケットが、その宛先IPアドレスから、同一階層のネットワークを経由して転送されるものであることが分かったときには、MPLSラベル操作を行わずに、該同一階層のMPLSネットワーク間で設定されたTE-LSPを通過するようにように設定されていることを特徴としたMPLSネットワーク。
  4. MPLSネットワークを複数個に階層化する第1のステップと、
    各階層のMPLSネットワークにおいてそれぞれ独立して帯域保証のためのTE-LSPをメッシュ状に設定する第2のステップと、
    下位階層のMPLSネットワーク内の各ルータと、該第1のステップで決めた上位階層のMPLSネットワーク内のゲートウェイルータとの間で転送帯域保証のためのTE-LSPを設定すると共にこれらのTE-LSPと上位階層のMPLSネットワーク内に設定したTE-LSPとを相互接続する第3のステップと、
    を備えたことを特徴とするMPLSネットワークの構築方法。
  5. 請求項４において、
    受信したIPパケットが、その宛先IPアドレスから、上位階層のネットワークを経由して転送されるものであることが分かったときには、宛先のネットワークとそのゲートウェイルータの各識別子を該IPパケット中にMPLSラベル情報として埋め込んで該IPパケットを転送するように各ルータを設定することを特徴としたMPLSネットワークの構築方法。



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