JP2005354579A - パケット中継装置並びに送信元及び宛先アドレスによる経路選択方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パケット中継装置並びに送信元及び宛先アドレスによる経路選択方法に関し、処理システム毎に明示的に同一の双方向経路を形成する。
【解決手段】通信を行う処理システムの起点側を収容するパケット中継装置で、送信元及び宛先のアドレスとネクストホップアドレス等を含む経路情報を優先経路テーブル１−４に設定し、該優先経路テーブルの設定情報を含む双方向経路生成メッセージを経路管理部１−１及びプロトコル制御部１−２により他のパケット中継装置に送出する。中継経路のパケット中継装置では、受信した双方向経路生成メッセージの内容に従って経路情報を優先経路テーブル１−４に設定するとともに、受信した双方向経路生成メッセージに次のネクストホップアドレスを追加した双方向経路生成メッセージを他のパケット中継装置に送出し、かつ、該優先経路テーブルに、前記送信元及び宛先のアドレスを逆にした経路情報を設定記憶する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パケット中継装置並びに送信元及び宛先アドレスによる経路選択方法に関し、特に、一般企業や官公庁等の組織体における各拠点間の情報のやり取りを可能にするネットワークにおけるルータ等のパケット中継装置並びに送信元及び宛先アドレスによる経路選択方法に関する。

複数の拠点間で情報のやり取りを行う一般企業や官公庁等の組織体において、安価なルータ等のパケット中継装置（以下、単に「ルータ」という。）を使用し、通信事業者の回線サービス（イーサネット（登録商標）専用線サービスや広域イーサネット（登録商標）サービス等）等を利用して、拠点間を接続するネットワークを構築し、様々な処理システムで運用されるネットワーク形態が増えている。

このようなネットワークにおいては、ＲＩＰ（Routing Information Protocol）やＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）等の一般的なルーティングプロトコルによって経路決定が行われている。このような一般的なルーティングプロトコルによる経路決定では、限られたネットワーク資産（帯域等）を有効に使用して、処理システム側の要求する帯域を効率的に割り当てることができない。

大規模ネットワーク等で使用される大容量ルータでは、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）やＲＳＶＰ−ＴＥ（Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering）等の高度の技術によって明示的経路を設定することにより、帯域管理や障害時の経路切替えを素早く行うことが可能ではあるが、明示的経路を設定する場合、保守者による煩雑な操作手順が必要であり、また、ネットワーク拡張時には保守者による経路追加等の再設定作業が必要となり、ネットワークが大きく成るに従って膨大な運用コストが掛かるようになる。また、大容量ルータは高価であり、一般企業向けのようなネットワークに採用するのはコスト的に困難である。

本発明に関連する先行技術文献として、以下のような文献が挙げられる。特許文献１の技術は、送信元アドレスと宛先アドレスとの組合せに応じて複数のルーティングテーブルの何れかを選択するテーブル選択手段を備え、トラヒック負荷を分散し、転送効率を上げようとするものである。

また、特許文献２の技術は、現用経路の決定に際し、選択権を握るシステム側に障害が発生したとき、経路決定の主導権を持たないシステム側より障害回復後の起動を迅速に行い、主導権を握るシステムからの再開始の起動がなくても電子計算機網を迅速に再立上げする接続方式に関するものである。

また、特許文献３の技術は、隣接交換局間の仮想パスコネクションの選択権の設定に矛盾があるか否かを事前に確認することにより、矛盾がある場合にはその仮想パスコネクションの選択権の設定を自動的に訂正して、仮想パスコネクションの使用効率の低下を防ぎ、ひいてはネットワークリソースを効率的にかつ有効に利用するようにしたものである。
特開２００３−３３８８３５号公報 特開昭５６−７６８３３号公報 特開平１０−１１７１９７号公報

上述の従来技術による経路決定では、障害発生時の経路変動によるトラフィックの偏りや、トラヒック負荷分散（分散方式はラウンドロビン方式や送信元アドレス／宛先アドレスによる統計多重方式等）により、システム毎に明示的に経路を指定することが難しく、十分な統計多重効果が得られない場合が殆どであり、正確な帯域管理は困難であった。

また、処理システム毎に経路を分ける場合は、スタティックルーティング等の設定を全ルータに実施する必要があり、その作業が煩雑であるとともに拡張性の低いものとなる。また、双方向通信が異なる経路で行われ、一方の経路で障害が発生した場合、障害が検出されない対向側のルータでの経路切替えは、各種プロトコルタイマ満了による処理に依存するしかなく、障害発生時の経路切替えが迅速に行われないという問題点があった。また、各種プロトコルタイマの満了時間を短くすると、ネットワーク内の経路ループの発生に対処することができなくなり、現実的には各種プロトコルタイマは初期値のままで運用するしかないのが実情であった。

本発明は、処理システム毎に明示的に同一の双方向経路を形成することを可能にし、これにより、通信事業者の回線サービス等を利用する処理システム間の限られたネットワーク資産の回線帯域の有効且つ効率的な管理を可能にし、また、双方向通信の経路障害発生時に、迅速に経路切り替えを行うことができるパケット中継装置並びに送信元及び宛先アドレスによる経路選択方法を提供することを目的とする。

本発明のパケット中継装置は、（１）ＲＩＰ又はＯＳＰＦのルーティングプロトコルを使用するＩＰネットワークのパケット中継装置において、送信元及び宛先のアドレスと、次の中継経路に位置するパケット中継装置のアドレスと、中継経路の優先度を示す優先度情報と、前記ネットワークにより通信を行う処理システムの起点側を収容するパケット中継装置（以下「アクティブパケット中継装置」という）であるか否かを示すパケット中継装置識別情報と、を設定する優先経路テーブルの記憶手段と、前記優先経路テーブルの設定内容の情報を含む双方向経路生成メッセージを送出する手段とを備え、前記パケット中継装置がアクティブパケット中継装置である場合、前記優先経路テーブルのパケット中継装置識別情報として、アクティブパケット中継装置であることを示す情報を設定し、かつ、該優先経路テーブルの設定内容を含む双方向経路生成メッセージを送出する手段と、前記パケット中継装置が中継経路のパケット中継装置である場合、受信した双方向経路生成メッセージの内容に従って前記送信元及び宛先のアドレスについての経路情報を自装置の優先経路テーブルに設定するとともに、該受信した双方向経路生成メッセージに、次の中継経路に位置するパケット中継装置のアドレスを追加した双方向経路生成メッセージを送出し、かつ、該優先経路テーブルに、前記送信元及び宛先のアドレスを逆にした経路情報として、自装置の一つ前の中経経路のパケット中継装置のアドレスを同一の優先度情報とともに設定する手段と、前記優先経路テーブルの設定内容に従って、前記送信元及び宛先アドレス間の双方向経路を選択する手段と、を備えたものである。

また、（２）前記双方向経路生成メッセージの宛先アドレスと自装置のアドレスとの一致により、自装置が、前記ネットワークにより通信を行う処理システムの終点側を収容するパケット中継装置（以下「パッシブパケット中継装置」という）であることを認識する手段と、前記パケット中継装置がパッシブパケット中継装置である場合に、前記アクティブパケット中継装置側から決定した中継経路とは異なる優先度の中継経路として、前記優先経路テーブルに異なる優先度情報を設定し、該設定内容を含む双方向経路生成メッセージを前記ネットワークの他のパケット中継装置に送出する手段を備えたものである。

また、（３）前記各パケット中継装置の優先経路テーブルには、優先度の異なる各中継経路に対してそれぞれ正常状態か障害状態かを設定する状態格納部が設けられ、かつ、前記パケット中継装置は、前記優先経路テーブルに設定された中継経路の障害を検出したとき、前記双方向経路生成メッセージにより、障害状態の中継経路情報を他のパケット中継装置に通知する手段と、該双方向経路生成メッセージによる障害状態の中継経路情報を通知されたときは、該通知された障害状態の中継経路に対して優先経路テーブルの内容を障害状態に設定する手段とを備え、各パケット中継装置は、優先経路テーブルに設定された正常状態の中継経路を選択して通信を継続する手段を備えたものである。

また、（４）前記パケット中継装置は、送信元及び宛先のアドレスの組合せが同一のものについて、優先度の異なる中継経路として同一の中継経路が重複して設定されたことを、優先経路テーブルの設定情報の比較照合により判断する手段と、優先度の異なる中継経路として同一の中継経路が重複して設定されたと判断された場合に、その旨の情報をネットワーク管理装置に通知する手段と、を備えたものである。

また、本発明の送信元及び宛先アドレスによる経路選択方法は、（５）ＲＩＰ又はＯＳＰＦのルーティングプロトコルを使用するＩＰネットワークの経路選択方法において、前記ネットワークにより通信を行う処理システムの起点側を収容するパケット中継装置（以下「アクティブパケット中継装置」という）で、送信元及び宛先のアドレスと、次の中継経路に位置するパケット中継装置のアドレスと、中継経路の優先度を示す優先度情報と、アクティブパケット中継装置であることを示すパケット中継装置識別情報を優先経路テーブルに設定し、該優先経路テーブルの設定内容の情報を含む双方向経路生成メッセージを、前記ネットワーク内の他のパケット中継装置に送出するステップと、中継経路のパケット中継装置で、受信した双方向経路生成メッセージの内容に従って、前記送信元及び宛先のアドレスと、次の中継経路に位置するパケット中継装置のアドレスと、中継経路の優先度を示す優先度情報と、非アクティブパケット中継装置であることを示すパケット中継装置識別情報を優先経路テーブルに設定するとともに、該受信した双方向経路生成メッセージに、次の中継経路に位置するパケット中継装置のアドレスを追加した双方向経路生成メッセージを前記ネットワーク内の他のパケット中継装置に送出し、かつ、該優先経路テーブルに、前記送信元及び宛先のアドレスを逆にした経路情報として、自装置の一つ前の中経経路のパケット中継装置のアドレスを同一の優先度情報とともに設定するステップと、前記ネットワーク内の各パケット中継装置は、前記優先経路テーブルに設定された経路情報に従って前記送信元及び宛先アドレス間の双方向経路を選択するステップと、を含むものである。

本発明は、通信を行う各処理システムを接続するネットワークにおいて、起点側のパケット中継装置をアクティブ、終点側のパケット中継装置をパッシブと規定し、各処理システムの送信元アドレス及び宛先アドレスに基づいて双方向で同一の経路を決定するための優先経路テーブルを各パケット中継装置に備え、各パケット中継装置間で双方向経路メッセージを送受信することによって、各処理システムに動的かつ明示的に双方向同一経路を設定することが可能となる。

それにより、通信事業者の回線サービス等を利用して一般企業や官公庁等の組織体により使用されるネットワークにおいて、各処理システムに回線帯域を明示的に分散させて割当てることができるため、限られたネットワーク資産である回線帯域を効率良く使用する回線管理を行うことができる。

また、送信元及び宛先アドレスの一つの組合せに対して、優先度の異なる複数の中継経路を予め設定しておき、通信中の中継経路の障害を検出したパケット中継装置は、他のパケット中継装置に対して障害情報を含む双方向経路生成メッセージをマルチキャストにて送信し、他のパケット中継装置は予め設定された優先度の異なる他の中継経路に当該処理システムの通信に対してのみ経路を切替えるため、ＯＳＰＦ／ＲＩＰ等のルーティングプロトコルの経路伝播時間に依存することなく、迅速な経路切替えが可能となり、各処理システムに対するサービス中断時間を大幅に短縮することが可能となる。

図１は本発明によるパケット中継装置の機能ブロックを示す。同図において、経路管理部１−１は、ＯＳＰＦ／ＲＩＰ等の各種ルーティングプロトコル情報を管理するプロトコル制御部１−２から経路情報の変更を受け、経路テーブル１−５の該当情報を登録、削除又は変更し、経路情報の更新結果をプロトコル制御部１−２に返送する部位である。なお、ここで、パケット中継装置は、ルータやスイッチ等のパケット中継機能を有する装置であるが、以下の説明において、説明を簡明化するために、パケット中継装置を単に「ルータ」と記している。

本発明の経路管理部１−１では、送信元（アクティブ）ルータの場合、送信元アドレス及び宛先アドレスに基づいて双方向で同一の経路を決定するための優先経路テーブル１−４の登録、削除又は変更処理を行うとともに、宛先（パッシブ）ルータに対して同様の処理を実施するよう通知するための双方向経路生成メッセージの生成に必要な情報の収集を行い、かつ該優先経路テーブル１−４の設定内容に応じたルーティングを行う。

また、中継経路のルータにおいて本発明の経路管理部１−１は、双方向経路生成メッセージ内のネクストホップアドレスが自ルータのアドレスである場合は、自ルータ内の優先経路テーブル１−４に次の中継経路のルータのアドレスをネクストホップの欄に設定し、更に次（ネクストホップ）のルータに経路設定処理を引渡すため、双方向経路生成メッセージを中継する機能を有する。

また、送信元であるアクティブルータ、宛先のパッシブルータ及び中継経路の各ルータにおいて、転送パケットの送信元アドレス又は宛先アドレスが、優先経路テーブル１−４に設定されたアドレス情報に該当しない場合には、経路管理部１−１は該転送パケットに対して既存の経路テーブル１−５に基づいて従来どおりのルーティングを行う。

更に、本発明の経路管理部１−１は、経路情報のチェックを行い、後述する第一優先経路、第二優先経路、第三優先経路に全く同じものが存在する場合、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）の“Ｔｒａｐ”というエージェントからマネージャへ自発的通知メッセージによりその旨をＳＮＭＰ管理部１−７へ通知し、また、エラーログ情報をロギング管理部１−８に通知する機能を有する。

また、中継経路のルータにおいて本発明の経路管理部１−１は、アクティブルータ側からパッシブルータ側への経路とパッシブルータ側からアクティブルータ側への経路の双方向経路を同一の中継経路とするための経路設定情報を優先経路テーブル１−４に登録する機能と、該双方向経路における一方の経路が障害になったことを検出した場合、他方の経路も障害として処理する機能を有する。

プロトコル制御部１−２は、ＯＳＰＦ／ＲＩＰ等の各プロトコル独自の処理を行ない、各プロトコル種別（ＯＳＰＦ／ＲＩＰ）の識別と該プロトコルに応じた経路情報を経路管理部１−１に通知する部位である。本発明のプロトコル制御部１−２は、アクティブルータ及び中継経路のルータから受信した双方向経路生成メッセージを解析した後、該双方向経路生成メッセージに従った経路情報（優先度、正常／障害状態及びルータ識別情報を含む）を経路管理部１−１に通知する機能を有する。

また、プロトコル制御部１−２は、経路変更があった旨を経路管理部１−１から通知されると、パッシブルータ及び中継経路のルータに対する双方向経路生成メッセージを生成した後、該双方向経路生成メッセージを送信するため、パケット送受信部１−３に送出する機能を有する。

パケット送受信部１−３は、ユニキャストパケット、マルチキャストパケット等の各種パケットの組立てとその送受信を行なう部位である。また、回線管理部１−６は、イーサネット（登録商標）／ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）／ＰＯＳ（Packet Over SONET）等の物理回線及びその物理回線上の論理回線毎の回線状態管理を行い、回線障害の検出により当該回線の状態を障害中に変更し、最適経路情報変更の旨を経路管理部１−１に通知する部位である。

ＳＮＭＰ管理部１−７は、自ルータの各種状態及び経路情報を監視し、各種の監視装置に対して、ＭＩＢ（Management Information Base）やＴｒａｐのメッセージによりそれらを通知する部位である。ロギング管理部１−８は、自ルータの各種状態及び経路情報を監視し、それらを自ルータの内部メモリへ蓄積し、また、各種ロギング情報をコンソールへ出力する機能を有する部位である。

コマンド受付部１−９は、スタティックルーティングのために必要な経路情報をコマンドインタフェースにて経路テーブル１−５に登録、削除又は変更する部位である。本発明のコマンド受付部１−９は、同一中継経路の双方向経路を形成するために、送信元アドレス／宛先アドレスの組合せと、自ルータが処理システムの中継経路の起点である場合に、起点であることを示すルータ識別情報（ＡＣＴ）をコマンドインタフェースにて優先経路テーブル１−４に登録、削除又は変更する機能を有する。

優先経路テーブル１−４は、経路管理部１−１から入力した各処理システムの宛先及び送信元に対応する宛先アドレス及び送信元アドレス、ネクストホップ（次の中継経路のルータ）、優先度、正常／障害状態、ルータ識別情報(ＡＣＴ又は非ＡＣＴ）の情報が設定される部位である。経路テーブル１−５は、経路管理部１−１から入力した各処理システムの宛先に対応する宛先アドレス、ネクストホップアドレス、メトリック情報が設定される部位である。

以下、本発明の送信元及び宛先アドレスによる経路選択の動作手順について説明する。図２はネットワークの構成例とその中継経路の初期状態の一例を示す。図２に示すように、処理システムＡのネットワークアドレスＡ１の機器を収容する第一のルータ＃１、該処理システムＡのネットワークアドレスＡ２の機器を収容する第三のルータ＃３、第一のルータ＃１と第三のルータ＃３との間の第一の中継経路に存する第二のルータ＃２並びに第二の中継経路に存する第四及び第五のルータ＃４，ルータ＃５がネットワーク上に存在するものとする。以下、第一〜第五のルータを単にルータ＃１〜ルータ＃５と記す。また、ネットワークアドレスを単にアドレスと記す。

図２の例では、初期状態では、アドレスＡ１からアドレスＡ２に向かう中継経路はルータ＃２を経由し、アドレスＡ２からアドレスＡ１に向かう中継経路はルータ＃４及びルータ＃５を経由するよう、即ち、双方向経路が別々の経路となるよう経路テーブル１−５に経路情報が設定されているものとする。この設定は、各ルータ＃１〜＃５において経路管理部１−１によりそれぞれ図３に示す経路テーブル１−５を形成することにより設定される。

図３にルータ＃１、＃２、＃３、＃５のそれぞれの経路テーブル１−５と、ルータ＃１（アクティブルータ）の優先経路テーブル１−４の初期状態の設定内容を示す。ルータ＃１（アクティブルータ）の優先経路テーブル１−４には、コマンド設定によりコマンド受付部１−９から、宛先アドレス：Ａ２、送信元アドレス：Ａ１、ルータ識別：アクティブ（ＡＣＴ)を登録する。

ルータ＃１の優先経路テーブル１−４に、ルータ識別としてアクティブ（ＡＣＴ)を設定することにより、ルータ＃１に収容された機器を含む処理システムＡ内の通信経路はルータ＃１の経路情報を中心に決定されることとなる。また、ルータ＃１の経路管理部１−１は、アドレスＡ２宛ての通信が可能な場合（経路テーブル１−５にアドレスＡ２がエントリされている場合）、優先経路テーブル１−４に登録した当該宛先／送信元アドレスの組合せ（Ａ１／Ａ２）についての中継経路は、ルータ＃１が所有する経路テーブル１−５により定まる経路が第一優先経路であることを認識し、優先経路テーブル１−４の優先度の欄に第一優先経路である旨を登録する。

その後、経路管理部１−１から上記の情報を受取ったプロトコル制御部１−２において、双方向経路生成メッセージ（図５に示すパケットフォーマット）に、上記の内容の送信元／宛先アドレス、サブネットマスク、ネクストホップアドレス、優先度（第一）、ルータ識別（ＡＣＴ）の情報を設定し、該双方向経路生成メッセージをパケット送受信部１−３に送出することにより、ネットワーク内に双方向経路生成メッセージをフラッディング（マルチキャスト送信）する。なお、このルータ＃１からフラッディングされる双方向経路生成メッセージ内容の具体例を図７（ａ）に示している。

図４は上記の双方向経路生成メッセージのフラッディングによる優先経路テーブルの遷移を示している。上記の双方向経路生成メッセージ７（ａ）を受信したアドレスＡ２の機器を収容するルータ＃３は、経路管理部１−１において、該双方向経路生成メッセージ７（ａ）の宛先アドレスＡ２が自ルータのアドレスであることと、及びルータ識別情報がアクティブ（ＡＣＴ）であることから、自ルータが終点のルータ（パッシブルータ）であることを認識し、受信した双方向経路生成メッセージ７（ａ）に示される中継経路を第一優先経路として、図４に示すように優先経路テーブル１−４の第一優先経路に登録する。

また、ルータ＃３の経路管理部１−１は、逆方向のアドレスＡ１を宛先アドレスとする経路のネクストホップアドレスは経路テーブル１−５上でルータ＃４となっていることから、ルータ＃４を経由する中継経路を第二優先経路として優先経路テーブル１−４に登録し、ルータ＃３の経路管理部１−１はその経路情報をプロトコル制御部１−２に通知し、プロトコル制御部１−２は該経路情報を通知する双方向経路生成メッセージ８（ａ）を生成し、該双方向経路生成メッセージ８（ａ）をネットワーク内にフラッディングする。該双方向経路生成メッセージ８（ａ）の内容の具体例は図８の（ａ）に示している。

上記の双方向経路生成メッセージ８（ａ）をルータ＃１で受信すると、ルータ＃１は、前述のルータ＃３と同様に、受信した双方向経路生成メッセージ８（ａ）から、アドレスＡ１〜アドレスＡ２間の第二優先経路の情報を生成し、図４に示すように優先経路テーブル１−４に第二優先経路の経路情報として設定する。

双方向経路生成メッセージのパケットフォーマットは図５に示すように、送信元アドレス、送信元アドレスサブネットマスク、宛先アドレス、宛先アドレスサブネットマスク、ネクストホップアドレス、優先度（第一、第二、第三）、状態（正常、障害）、ルータ識別（アクティブルータか否か）、中継情報有無、中継情報インデックスの情報を含み、これらの情報は、複数の送信元／宛先の組合せの分が登録される。

また、双方向経路生成メッセージ内の中継情報インデックスは、該双方向経路生成メッセージ内で中継経路のルータ（中継ルータ）の情報が格納されているアドレスを示し、該双方向経路生成メッセージが中継ルータを通過する度に、各中継ルータで次の中継ルータのアドレス（ネクストホップアドレス）を順々に追加することにより、中継経路のルータのアドレス情報が全て数珠繋ぎに生成される。

また、アクティブルータの設定は、処理システム単位に実施するため、別の処理システムのアクティブルータを別個に設定することで、処理システム単位で中継経路を明示的に分散することができ、ネットワークの帯域管理を処理システム単位で容易に行うことができる。図６は、処理システムＢのアクティブルータをルータ＃３とすることで、第一優先経路が処理システムＡとは異なるルータ＃４及びルータ＃５を経由する経路となり、こうすることにより中継経路を分散させる例を示している。

次に、中継経路のルータにおける双方向経路生成メッセージ送出動作について説明する。図７の（ａ）にルータ＃１（アクティブルータ）から送出される双方向経路生成メッセージを示す。同図に示すようにルータ＃１（アクティブルータ）から送出される双方向経路生成メッセージには、送信元アドレス、宛先アドレス、ネクストホップアドレス（ルータ＃２のアドレス）、優先度（第一優先）、状態（正常）、ルータ識別（アクティブ）が設定される。

上記双方向経路生成メッセージを受信した第一の中継経路のルータ＃２は、該メッセージ中にネクストホップアドレスとして自己のアドレスが指定されていることから、自ルータが第一優先経路に存在することを認識し、宛先アドレスＡ２へのネクストホップがルータ＃３であることを経路テーブルの参照により認識し、次の中継ルータのネクストホップアドレスとしてルータ＃３のアドレスの情報を追加した双方向経路生成メッセージを生成し、送信する。こうすることで、アドレスＡ１からアドレスＡ２への経路として、ルータ＃１→ルータ＃２→ルータ＃３の経路が第一経路として確定する。

また、第二経路については、パッシブルータであるルータ＃３から図８の（ａ）に示す双方向経路生成メッセージを送出し、そのネクストホップとして設定されている中継ルータ＃４は、図８の(ｂ)に示す双方向経路生成メッセージを生成送出し、該双方向経路生成メッセージのネクストホップとして設定されている中継ルータ＃５は図８の（ｃ）に示す双方向経路生成メッセージを生成送出する。

中継ルータ＃５から双方向経路生成メッセージを受取ったルータ＃１は、アドレスＡ２との間の経路として、ルータ＃３→ルータ＃４→ルータ＃５→ルータ＃１の経路を第二優先経路として確定する。上述の図７及び図８に示す双方向経路生成メッセージの送受により登録された中継経路のルータ＃２及びルータ＃５の優先経路テーブルの内容を図９に示す。

次に障害時の経路切替え動作について説明する。図１０は障害時の経路切替え動作の一例を示す。同図に示すように、ルータ＃１（アクティブルータ）側から設定した第一優先経路の回線に障害が発生した場合、ルータ＃１の回線管理部１−６は障害発生を検出し、経路管理部１−１に障害情報を通知する。経路管理部１−１は、優先経路テーブル１−４に設定されている第一経路の状態を「障害」に変更し、第一経路を使用不可にする。

また、経路管理部１−１は該障害情報をプロトコル制御部１−２に通知し、プロトコル制御部１−２は、図１１に示すように状態を「障害」に設定した双方向経路生成メッセージを生成し、該双方向経路生成メッセージをネットワーク内にフラッディングすることにより、他のルータに第一経路が使用不可であることを通知する。

該双方向経路生成メッセージを受信した中継ルータ及びパッシブルータは、第一経路の状態を「障害」と設定し、ルータ＃３（パッシブルータ）は、第二経路が正常であることを確認し、１０の（ａ）の点線で示す第二経路に切替えて通信を即座に開始する。また、ルータ＃１（アクティブルータ）は第一経路が使用不可となったことから、第三経路を決定するための双方向経路生成メッセージを生成して送出する。

図１２に第三経路を決定するための双方向経路生成メッセージの一例を示す。同図の（ａ）はルータ＃１から送出される双方向経路生成メッセージ、同図の（ｂ）は次の中継ルータ＃５で送出される双方向経路生成メッセージ、同図の（ｃ）は次の中継ルータ＃２で送出される双方向経路生成メッセージを示している。

図１０に示すネットワーク構成例では、ルータ＃１から宛先アドレスＡ２向けの第三の経路は第二経路と同じであるため、ネクストホップルータであるルータ＃５の経路テーブルに保持されている経路を第三経路として他ルータに通知される。即ち、図１０（ｂ）の点線で示すように、ルータ＃５→ルータ＃２→ルータ＃３の経路で順に双方向経路生成メッセージが通知される。この経路で図１２に示す双方向経路生成メッセージを順に受信することにより、各ルータは該経路を第三経路とする優先経路テーブルを生成する。

図１３に傷害時の優先経路テーブルの内容の一例を示す。同図は、ルータ＃１（アクティブルータ）の経路テーブル及び優先経路テーブル、ルータ＃３（パッシブルータ）の経路テーブル及び優先経路テーブル、ルータ＃５（中継ルータ）の経路テーブル及び優先経路テーブルの内容を示している。同図において、第一経路は障害であることから取消し線を施して使用不可能であることを示している。

第一経路が復旧した場合は、障害復旧を認識したルータ＃１から双方向経路生成メッセージとして第一経路が正常状態であることを示す情報を送信することにより、各ルータの優先経路テーブルの第一経路が「正常」と設定され、第一経路が有効となる。また、多重障害（第一経路障害後、第二経路も障害）となった場合は、該当経路を「障害」状態に設定した双方向経路生成メッセージを送出することにより、次の優先度の経路が即座に選択される。

次に、中継ルータが障害を検出した場合について説明する。この場合も前述と同様の手順により経路切替えが行われる。一例として図１４の（ａ）に示すように、ルータ＃２が障害を検出した場合は、該障害検出ルータ＃２から双方向経路生成メッセージの該当経路（第一経路）の状態を「障害」に設定したメッセージをネットワーク内にフラッディングする。

各ルータは上記の双方向経路生成メッセージを受信すると、即座に図１４の（ｂ）に示すように第二経路に切替えることで通信を継続する。また、該双方向経路生成メッセージを受信したルータ＃１(アクティブルータ）は、第一経路障害のため、第三経路を決定するための双方向経路生成メッセージを送出し、図１４（ｂ）に点線で示すように第三経路を設定する。

アクティブルータ側から決定した中継経路とパッシブルータ側から決定した中継経路とが同一となった場合は、各ルータの経路管理部１−１は優先経路テーブル１−４の設定内容から中継経路重複を検出し、その旨をＳＮＭＰ管理部１−７及びロギング管理部１−８へ通知することにより保守者に注意を促す。

図１５にネットワークにおける中継経路重複時の動作の一例を示す。同図は、システムアドレスＡ１とＡ２との間で、第一及び第二の優先経路が同一中継経路となった例を示している。中継経路の重複を検出した各ルータは、ＳＮＭＰのＴｒａｐメッセージにより中継経路重複の旨の情報をネットワーク管理装置に送信し、該Ｔｒａｐメッセージを受信した保守者は、ＲＩＰ／ＯＳＰＦなどのルーティングプロトコルの設定を変更することにより、中継経路の重複を解消する運用が可能となる。

本発明によるパケット中継装置（ルータ）の機能ブロックを示す図である。 ネットワークの構成例とその中継経路の初期状態の一例を示す図である。 各ルータの経路テーブル及びアクティブルータの優先経路テーブルの初期状態を示す図である。 双方向経路生成メッセージのフラッディングによる優先経路テーブルの遷移を示す図である。 双方向経路生成メッセージのパケットフォーマットを示す図である。 処理システム単位で中継経路を分散させる例を示す図である。 各ルータで送出される双方向経路生成メッセージ（第一経路用）を示す図である。 各ルータで送出される双方向経路生成メッセージ（第二経路用）を示す図である。 中継経路のルータの優先経路テーブルの内容を示す図である。 障害時の経路切替え動作の一例を示す図である。 障害時の双方向経路生成メッセージを示す図である。 第三経路を決定するための双方向経路生成メッセージの一例を示す図である。 傷害時の優先経路テーブルの内容の一例を示す図である。 中継ルータで障害検出した時の経路切替えの例を示す図である。 ネットワークにおける中継経路重複時の動作の一例を示す図である。

符号の説明

１−１ 経路管理部
１−２ プロトコル制御部
１−３ パケット送受信部
１−４ 優先経路テーブル
１−５ 経路テーブル
１−６ 回線管理部
１−７ ＳＮＭＰ管理部
１−８ ロギング管理部
１−９ コマンド受付部

Claims (5)

1. ルーティングプロトコルを使用するＩＰ（Internet Protocol）ネットワークのパケット中継装置において、
   送信元及び宛先のアドレスと、次の中継経路に位置するパケット中継装置のアドレスと、中継経路の優先度を示す優先度情報と、前記ネットワークにより通信を行う処理システムの起点側を収容するパケット中継装置（以下「アクティブパケット中継装置」という）であるか否かを示すパケット中継装置識別情報と、を設定する優先経路テーブルの記憶手段と、
   前記優先経路テーブルの設定内容の情報を含む双方向経路生成メッセージを送出する手段とを備え、
   前記パケット中継装置がアクティブパケット中継装置である場合、前記優先経路テーブルのパケット中継装置識別情報として、アクティブパケット中継装置であることを示す情報を設定し、かつ、該優先経路テーブルの設定内容を含む双方向経路生成メッセージを送出する手段と、
   前記パケット中継装置が中継経路のパケット中継装置である場合、受信した双方向経路生成メッセージの内容に従って前記送信元及び宛先のアドレスについての経路情報を自装置の優先経路テーブルに設定するとともに、該受信した双方向経路生成メッセージに、次の中継経路に位置するパケット中継装置のアドレスを追加した双方向経路生成メッセージを送出し、かつ、該優先経路テーブルに、前記送信元及び宛先のアドレスを逆にした経路情報として、自装置の一つ前の中経経路のパケット中継装置のアドレスを同一の優先度情報とともに設定する手段と、
   前記優先経路テーブルの設定内容に従って、前記送信元及び宛先アドレス間の双方向経路を選択する手段と、
   を備えたことを特徴とするパケット中継装置。
2. 前記パケット中継装置は、前記双方向経路生成メッセージの宛先アドレスと自装置のアドレスとの一致により、自装置が、前記ネットワークにより通信を行う処理システムの終点側を収容するパケット中継装置（以下「パッシブパケット中継装置」という）であることを認識する手段と、
   前記パケット中継装置がパッシブパケット中継装置である場合に、前記アクティブパケット中継装置側から決定した中継経路とは異なる優先度の中継経路として、前記優先経路テーブルに異なる優先度情報を設定し、該設定内容を含む双方向経路生成メッセージを前記ネットワークの他のパケット中継装置に送出する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のパケット中継装置。
3. 前記各パケット中継装置の優先経路テーブルには、優先度の異なる各中継経路に対してそれぞれ正常状態か障害状態かを設定する状態格納部が設けられ、かつ、
   前記パケット中継装置は、前記優先経路テーブルに設定された中継経路の障害を検出したとき、前記双方向経路生成メッセージにより、障害状態の中継経路情報を他のパケット中継装置に通知する手段と、該双方向経路生成メッセージによる障害状態の中継経路情報を通知されたパケット中継装置は、該通知された障害状態の中継経路に対して優先経路テーブルの内容を障害状態に設定する手段とを備え、
   各パケット中継装置は、優先経路テーブルに設定された正常状態の中継経路を選択して通信を継続する手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載のパケット中継装置。
4. 前記パケット中継装置は、送信元及び宛先のアドレスの組合せが同一のものについて、優先度の異なる中継経路として同一の中継経路が重複して設定されたことを、優先経路テーブルの設定情報の比較照合により判断する手段と、
   優先度の異なる中継経路として同一の中継経路が重複して設定されたと判断された場合に、その旨の情報をネットワーク管理装置に通知する手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載のパケット中継装置。
5. ルーティングプロトコルを使用するＩＰ（Internet Protocol）ネットワークの経路選択方法において、
   前記ネットワークにより通信を行う処理システムの起点側を収容するパケット中継装置（以下「アクティブパケット中継装置」という）で、送信元及び宛先のアドレスと、次の中継経路に位置するパケット中継装置のアドレスと、中継経路の優先度を示す優先度情報と、アクティブパケット中継装置であることを示すパケット中継装置識別情報を優先経路テーブルに設定し、該優先経路テーブルの設定内容の情報を含む双方向経路生成メッセージを、前記ネットワーク内の他のパケット中継装置に送出するステップと、
   中継経路のパケット中継装置で、受信した双方向経路生成メッセージの内容に従って、前記送信元及び宛先のアドレスと、次の中継経路に位置するパケット中継装置のアドレスと、中継経路の優先度を示す優先度情報と、非アクティブパケット中継装置であることを示すパケット中継装置識別情報を優先経路テーブルに設定するとともに、該受信した双方向経路生成メッセージに、次の中継経路に位置するパケット中継装置のアドレスを追加した双方向経路生成メッセージを前記ネットワーク内の他のパケット中継装置に送出し、かつ、該優先経路テーブルに、前記送信元及び宛先のアドレスを逆にした経路情報として、自装置の一つ前の中経経路のパケット中継装置のアドレスを同一の優先度情報とともに設定するステップと、
   前記ネットワーク内の各パケット中継装置は、前記優先経路テーブルに設定された経路情報に従って前記送信元及び宛先アドレス間の双方向経路を選択するステップと、
   を含むことを特徴とする送信元及び宛先アドレスによる経路選択方法。

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