JP2009147735A - ネットワーク、ノード装置、ネットワーク冗長化方法及びネットワーク冗長化プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークの障害発生に対処可能なネットワークを提供する。
【解決手段】ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワーク（AS1〜AS6）が複数存在する既存ネットワーク（A）に、予備ルート専用の自律系ネットワーク（ASP）である追加ネットワーク（B）を付加して冗長化し、既存ネットワーク（A）のトラフィックを、追加ネットワーク（B）を使用して伝送することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワーク、ノード装置、ネットワーク冗長化方法及びネットワーク冗長化プログラムに関し、特に、自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークの障害発生に対処可能なネットワーク、ノード装置、ネットワーク冗長化方法及びネットワーク冗長化プログラムに関するものである。

インターネットが社会インフラとして整備されつつある現在、その信頼性の向上、中でもネットワーク障害時の迅速な復旧は、極めて重要な課題である。このため、伝送路の故障(光ファイバの切断等)や、ノードの故障(ルータやスイッチの故障等)に対し、様々な対処方法が提案されている。

一般的な対処方法としては、装置及び伝送路の冗長化が挙げられる。この方法は、簡便で迅速かつ確実な方法である。冗長化の具体例としては、世界標準となっているSDH(Synchronous Digital Hierarchy)/SONET（Synchronous Optical NETwork）のAPS(Automatic Protection Switching)やEthernet（登録商標）のLink Aggregation等が挙げられる。装置の冗長化としては、主信号部や制御部の二重化等が挙げられる。

しかし、冗長化は、装置及びネットワークの規模とコストを増大させるため、全てを冗長化することは現実的ではない。しかも、もともとインターネットは、多数のネットワークの集合体であり、メッシュ状のトポロジーを基本構成としているため、本来的にネットワークとしての冗長性を有している。

このため、障害発生時の対処方法としては、パケットの経路変更を行って、障害箇所を迂回させる方法の方が、コストメリットが大きい。しかし、その方法を行うためには、ノードで故障情報に基づいた経路の再計算を行い、新しい経路を設定することが必要となる。なお、経路の再計算や設定には早くても数秒、長い場合には数分〜数十分を要することになるため、VoIP（Voice Over Internet Protocol）やテレビ会議など即時復旧が要求されるアプリケーションに対してこの方法は適切ではない。

また、ある地域全体の通信システムが地震などの自然災害、大規模火災、戦争、テロなどによって壊滅的な打撃を受けた場合、その地域を経由する通信が途絶えることになり、ネットワーク(インターネット)全体を麻痺させることにもなる。

また、インターネットは、いくつもの自律系システム(Autonomous System)を相互に接続して構成している。また、各自律系システムは、基本的に１つの組織で管理・運営し、そのネットワーク内部では、同一のルーティングプロトコルを使用することになる。

自律系システム内部のルーティングプロトコル(IGP：Interior Gateway Protocol)としては、RIP（Routing Information Protocol）、OSPF(Open Shortest Path First)（RFC2328）、IS-IS(Intermediate System to Intermediate System)などが代表的であり、世界的に広く利用されている。

なお、自律系システム（AS）間のルーティングプロトコル(EGP：Exterior Gateway Protocol)は、現在、BGP4(Border Gateway Protocol 4)が標準的に利用されている。BGP4を搭載したルータ間では、集約したルーティング情報を互いに交換し、ネットワークの接続情報、及び、予め設定されたポリシー(パケット通過の可否や優先順位)に従ってパケットの転送を行うことになる。

なお、BGP4は、集約したルーティング情報に基づいて動作する点、経路の振動を抑制する点等の理由で、経路の異常検出、新経路の設定・収束に非常に時間がかかる場合がある。また、特定の自律系ネットワーク（AS）間の経路上に存在する自律系ネットワーク（AS）に障害が発生すると、残りの自律系ネットワーク（AS）間のパスが全て消滅し、ネットワークの復旧が不可能になる場合がある。

図７に本発明と関連するネットワーク構成例を示す。図７に示すネットワークは、６つの自律系ネットワーク（AS1〜AS6）を含んで構成している。そして、各自律系ネットワーク（AS1〜AS6）の間は、BGP4でルーティングが行われることになる。

図８は、第１の自律系ネットワーク（AS1）が、災害や事故等の原因で動作停止した状態を示している。この時、第２の自律系ネットワーク（AS2）と、第６の自律系ネットワーク（AS6）と、が第１の自律系ネットワーク（AS1）を介して通信を行っていた場合、第２の自律系ネットワーク（AS2）と、第６の自律系ネットワーク（AS6）と、は、通信経路を切り替え、第３、第４、第５の自律系ネットワーク（AS3→AS4→AS5）を介して通信を行わなければならない。しかし、この通信経路のルート変更には、BGP4の性質上、非常に時間がかかることになる。更に、もし、BGP4のポリシー設定において第１の自律系ネットワーク（AS1）経由以外のルート変更が許可されていない場合には、第２の自律ネットワーク（AS2）と、第６の自律系ネットワーク（AS6）と、の間の通信が不可能になり、その結果、通信断となってしまうことになる。

図９は、第１、第３の自律系ネットワーク（AS1、AS3）が動作停止した状態を示している。この場合、第２の自律系ネットワーク（AS2）が孤立し、第２の自律系ネットワーク（AS2）は、第４、第５、第６の自律系ネットワーク（AS4、AS5、AS6）との通信が不可能になる。

図１０は、第１、第３、第５の自律系ネットワーク（AS1、AS3、AS5）が動作停止した状態を示している。この場合、第２、第４、第６の自律系ネットワーク（AS2、AS4、AS6）が孤立し、第２、第４、第６の自律ネットワーク（AS2、AS4、AS6）間の通信が不可能になる。このように、故障する自律系ネットワーク（AS）の増加に伴い、故障していない残りの自律系ネットワーク（AS）間の通信が不可能になる可能性が高くなる。

このため、自律系ネットワーク（AS1〜AS6）が複数存在するネットワークの障害発生に対処可能な制御方法の開発が必要視されることになる。

なお、本発明より先に出願された技術文献として、多次元ネットワークにおいて、各ノードでのメッセージ・パケットのバッファリングを必要とせずに、メッセージの受け渡し待ち時間を低減する技術について開示された文献がある（例えば、特許文献１参照）。

また、バックボーンネットワーク上でのコネクションの数を削減し、経路情報のトラフィックを減少させ、データ中継の信頼性を高めると共に、システム構成を簡易に構築する技術について開示された文献がある（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−１５３１６３号公報 特開２００４−２４７８７１号公報

しかし、上記特許文献１、２には、自律系ネットワークが複数存在するネットワークに対し、予備ルート専用の自律系追加ネットワークを付加して冗長化する点については何ら記載もその必要性についても示唆されていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、上述した課題である、自律系ネットワークが複数存在するネットワークの障害発生に対処可能なネットワーク、ノード装置、ネットワーク冗長化方法及びネットワーク冗長化プログラムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有することとする。

＜ネットワーク＞
本発明にかかるネットワークは、
ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークに、予備ルート専用の自律系ネットワークである追加ネットワークを付加して冗長化し、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送することを特徴とする。

＜ノード装置＞
また、本発明にかかるノード装置は、
ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワークを構成するノード装置であって、
前記ノード装置は、他の自律系ネットワークと接続するエッジノード装置であり、
前記自律系ネットワークは、
前記自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークに、予備ルート専用の自律系ネットワークである追加ネットワークを付加して冗長化して構成し、
前記エッジノード装置は、
前記追加ネットワークに切り替え、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送することを特徴とする。

＜ネットワーク冗長化方法＞
また、本発明にかかるネットワーク冗長化方法は、
ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークで行うネットワーク冗長化方法であって、
前記既存ネットワークに、予備ルート専用の自律系ネットワークである追加ネットワークを付加して冗長化し、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送することを特徴とする。

また、本発明にかかるネットワーク冗長化方法は、
ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークで行うネットワーク冗長化方法であって、
前記既存ネットワークは、
前記既存ネットワークに、予備ルート専用の自律系ネットワークである追加ネットワークを付加して冗長化して構成し、
前記既存ネットワークの自律系ネットワークを構成するエッジノード装置は、
前記追加ネットワークに切り替え、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送する工程を行うことを特徴とする。

＜ネットワーク冗長化プログラム＞
また、本発明にかかるネットワーク冗長化プログラムは、
ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークで行うネットワーク冗長化プログラムであって、
前記既存ネットワークは、
前記既存ネットワークに、予備ルート専用の自律系ネットワークである追加ネットワークを付加して冗長化して構成し、
前記追加ネットワークに切り替え、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送する処理を、前記既存ネットワークの自律系ネットワークを構成するエッジノード装置に実行させることを特徴とする。

本発明によれば、自律系ネットワークが複数存在するネットワークの障害発生に対処することが可能となる。

まず、図１を参照しながら、本実施形態のネットワークの概要について説明する。

本実施形態におけるネットワークは、ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワーク（AS1〜AS6）が複数存在する既存ネットワーク（A）に、予備ルート専用の自律系ネットワーク（ASP）である追加ネットワーク（B）を付加して冗長化し、既存ネットワーク（A）のトラフィックを、追加ネットワーク（B）を使用して伝送することを特徴とする。

これにより、本実施形態におけるネットワークは、既存ネットワーク（A）のトラフィックを、追加ネットワーク（B）を使用して伝送することになるため、自律系ネットワーク（AS1〜AS6）が複数存在する既存ネットワーク（A）の障害発生に対処することが可能となる。以下、添付図面を参照しながら、本実施形態のネットワークについて詳細に説明する。

＜ネットワーク構成＞
まず、図１を参照しながら、本実施形態のネットワーク構成について説明する。

本実施形態におけるネットワークは、既存ネットワーク（A）と、追加ネットワーク（B）と、を有して構成する。

既存ネットワーク（A）は、複数の自律系ネットワーク（AS1〜AS6）を含んで構成するネットワークである。追加ネットワーク（B）は、既存ネットワーク（A）を冗長化するための予備ルート専用のネットワークであり、少なくとも１つの自律系ネットワーク（ASP）で構成する。

このように、本実施形態におけるネットワークは、自律系ネットワーク（AS1〜AS6）が複数存在する既存ネットワーク（A）に対し、予備ルート専用の追加ネットワーク（B）を付加して冗長化して構成する。なお、本実施形態の自律系ネットワーク内のルーティングプロトコルは、RIP、OSPF、IS-ISなどが適用可能である。また、自律系ネットワーク間のルーティングプロトコルは、EGP、BGP4などが適用可能である。

なお、既存ネットワーク（A）を構成する各自律系ネットワーク（AS1〜AS6）の出入り口に相当するエッジノード装置『他の自律系ネットワークと接続しているノード装置』は、図１に示すように、追加ネットワーク（B）を構成する自律系ネットワーク（ASP）内のノード装置と接続することになる。具体的には、本実施形態のネットワークでは、追加ネットワーク（B）用にノード装置を新設する。そして、既存ネットワーク（A）を構成する各自律系ネットワーク（AS1〜AS6）内の各エッジノード装置に対し、インタフェースカードを追加し、既存ネットワーク（A）内のエッジノード装置と、追加ネットワーク（B）内のノード装置と、を接続することになる。

なお、追加ネットワーク（B）内の各ノード装置は、メッシュ状に接続し、既存ネットワーク（A）からは独立した１つの自律系ネットワーク（ASP）を構成する。また、追加ネットワーク（B）は、既存ネットワーク（A）の予備ルート専用に使用し、リンクの帯域やノード装置の転送能力は、既存ネットワーク（A）よりも極力低く抑えて、小規模かつ経済的に構築することが好ましい。

本実施形態におけるネットワークは、図１に示すシステム構成を構築した上で、既存ネットワーク(A)を構成する各自律系ネットワーク（AS1〜AS6）内の各エッジノード装置に対し、冗長切替を制御するためのソフトウェアを搭載して実現する。

＜ノード装置の構成＞
次に、図２を参照しながら、本実施形態のノード装置の構成について説明する。図２は、本実施形態のノード装置に搭載したソフトウェアの実装位置を示す図である。

本実施形態のノード装置は、制御部1と、主信号部2と、を有して構成する。制御部1は、制御部ソフトウェア11と、制御部ハードウェア12と、を有している。主信号部2は、共通部（スイッチ）21と、インタフェース部22，23と、を有している。

制御部1の制御部ソフトウェア11は、OS（Operating System）（通信プロトコルを含む）110と、アプリケーションソフトウェア111と、を有している。アプリケーションソフトウェア111は、切替制御ソフトウェア112と、ルーティングテーブル113と、ルーティングプロトコル114と、を有している。

主信号部2のインタフェース部22，23は、フォワーディングテーブル221,231と、故障検出部222,232と、を有している。

本実施形態の切替制御ソフトウェア112は、故障状態の参照、ルーティングテーブル113の参照、フォワーディングテーブル221,231の参照及び書換え、BGP4のメッセージ作成と送信を行うことになる。

＜ネットワークにおける動作概要＞
次に、図１〜図６を参照しながら、本実施形態におけるネットワークの動作について説明する。図３〜図６は、本実施形態におけるネットワークにおける動作概要を示す図である。

図３は、既存ネットワーク（A）に障害の無い通常状態を示している。この場合、既存ネットワーク（A）と、追加ネットワーク（B）と、はそれぞれ独立してルーティングプロトコルが動作している。なお、既存ネットワーク（A）と、追加ネットワーク（B）と、の両者間では、ルーティング情報のやり取りを行わないが、追加ネットワーク（B）を構成する各ノード装置は、配下に存在する既存ネットワーク（A）のBGP4のルーティング情報を収集する。

なお、図３に示す状態では、既存ネットワーク（A）内でトラフィックが閉じており、追加ネットワーク（B）を経由して通信を行うことはない。また、図３に示す状態では、第２の自律系ネットワーク（AS2）と、第６の自律系ネットワーク（AS6）と、が、第１の自律系ネットワーク（AS1）を経由して通信を行っていると仮定する。この図３に示す状態で、第１の自律系ネットワーク（AS1）が災害や事故により全停止した場合の動作を図４に示す。

図４に示すように第１の自律系ネットワーク（AS1）に障害が発生した場合には、その第１の自律系ネットワーク（AS1）と対向している第２の自律系ネットワーク（AS2）と第６の自律系ネットワーク（AS6）とのエッジノード装置（N2_1、N2_2、N6_1、N6_2）は、第１の自律系ネットワーク（AS1）とのリンク断を検出し、通信経路を追加ネットワーク（B）経由に切り替える。

例えば、第２の自律系ネットワーク（AS2）内のエッジノード装置（N2_1、N2_2）は、第１の自律系ネットワーク（AS1）との通信経路を、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1）との通信経路に切り替えてパケットを送受信することになる。また、第６の自律系ネットワーク（AS6）内のエッジノード装置（N6_1、N6_2）は、第１の自律系ネットワーク（AS1）との通信経路を、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_2）との通信経路に切り替えてパケットを送受信することになる。

追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1、NP_2）は、既存ネットワーク（A）のBGP4情報を収集しているため、第２の自律系ネットワーク（AS2）と第６の自律系ネットワーク（AS6）とが第１の自律系ネットワーク（AS1）を経由して通信を行っていたことを認識している。また、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1）は、第２の自律系ネットワーク（AS2）内のエッジノード装置（N2_1、N2_2）からパケットを受信することで、第１の自律系ネットワーク（AS1）に障害が発生したことを認識することになる。また、ノード装置（NP_2）は、第６の自律系ネットワーク（AS6）内のエッジノード装置（N6_1、N6_2）からパケットを受信することで、第１の自律系ネットワーク（AS1）に障害が発生したことを認識することになる。

このため、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1、NP_2）は、第１の自律系ネットワーク（AS1）をバイパスし、第２の自律系ネットワーク（AS2）と第６の自律系ネットワーク（AS6）とのトラフィックを中継することになる（AS2→NP_1→NP_2→AS6）。

これにより、第２の自律系ネットワーク（AS2）と、第６の自律系ネットワーク（AS6）と、が、第１の自律系ネットワーク（AS1）を経由して通信を行っている状態で、第１の自律系ネットワーク（AS1）に障害が発生した場合には、第２の自律系ネットワーク（AS2）のエッジノード装置（N2_1、N2_2）は、第１の自律系ネットワーク（AS1）との通信経路を、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1）との通信経路に切り替え、また、第６の自律系ネットワーク（AS6）内のエッジノード装置（N6_1、N6_2）は、第１の自律系ネットワーク（AS1）との通信経路を、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_2）との通信経路に切り替え、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1、NP_2）は、既存ネットワーク（A）から収集したBGP4情報を基に、既存ネットワーク（A）でのルート（AS2→AS1→AS6）を反映し、第２の自律系ネットワーク（AS2）と第６の自律系ネットワーク（AS6）とのトラフィックを中継することになる（AS2→NP_1→NP_2→AS6）。その結果、本実施形態のネットワークは、第１の自律系ネットワーク（AS1）において障害が発生した場合でも、第２の自律系ネットワーク（AS2）と第６の自律系ネットワーク（AS6）との間の通信を継続させることが可能となる。

なお、図４に示す状態で、第２の自律系ネットワーク（AS2）と、第４の自律系ネットワーク（AS4）と、が、第３の自律系ネットワーク（AS3）を経由して通信を行っていると仮定する。この状態で、第３の自律系ネットワーク（AS3）が災害や事故により全停止した場合の動作を図５に示す。図５は、第１の自律系ネットワーク（AS1）に加えて、第３の自律系ネットワーク（AS3）に障害が発生した状態を示している。

図５に示すように第３の自律系ネットワーク（AS3）に障害が発生した場合には、第２の自律系ネットワーク（AS2）内のエッジノード装置（N2_2）は、第３の自律系ネットワーク（AS3）とのリンク断を検出し、通信経路を追加ネットワーク（B）経由に切り替えることになる。また、第４の自律系ネットワーク（AS4）内のエッジノード装置（N4_1、N4_2）も同様に、第３の自律系ネットワーク（AS3）とのリンク断を検出し、通信経路を追加ネットワーク（B）経由に切り替えることになる。

追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1、NP_3）は、既存ネットワーク（A）のBGP4情報を収集しているため、第２の自律系ネットワーク（AS2）と第４の自律系ネットワーク（AS4）とが第３の自律系ネットワーク（AS3）を経由して通信を行っていたことを認識している。また、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1）は、第２の自律系ネットワーク（AS2）内のエッジノード装置（N2_2）からパケットを受信することで、第３の自律系ネットワーク（AS3）に障害が発生したことを認識することになる。また、ノード装置（NP_3）は、第４の自律系ネットワーク（AS4）内のエッジノード装置（N4_1、N4_2）からパケットを受信することで、第３の自律系ネットワーク（AS3）に障害が発生したことを認識することになる。

このため、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1、NP_3）は、第３の自律系ネットワーク（AS3）をバイパスし、第２の自律系ネットワーク（AS2）と第４の自律系ネットワーク（AS4）とのトラフィックを中継することになる（AS2→NP_1→NP_3→AS4）。これにより、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1、NP_2、NP_3）は、第１、第３の自律系ネットワーク（AS1、AS3）の障害発生により、既存ネットワーク（A）内で孤立している第２の自律系ネットワーク（AS2）の通信を救済することが可能となる。

次に、図３に示す状態で、第２の自律系ネットワーク（AS2）と、第６の自律系ネットワーク（AS6）と、が、第３、４、５の自律系ネットワーク（AS3→AS4→AS5）を経由して通信を行っていると仮定する（AS2→AS3→AS4→AS5→AS6）。この状態で、第１、第３、第５の自律系ネットワーク（AS1、AS3、AS5）が災害や事故により全停止した場合の動作を図６に示す。図６は、第１、第３、第５の自律系ネットワーク（AS1、AS3、AS5）に障害が発生した状態を示している。

図６に示すように第１の自律系ネットワーク（AS1）に障害が発生した場合には、第２の自律系ネットワーク（AS2）内のエッジノード装置（N2_1、N2_2）は、第１の自律系ネットワーク（AS1）とのリンク断を検出し、通信経路を追加ネットワーク（B）経由に切り替えることになる。また、第６の自律系ネットワーク（AS6）内のエッジノード装置（N6_1、N6_2）も同様に、第１の自律系ネットワーク（AS1）とのリンク断を検出し、通信経路を追加ネットワーク（B）経由に切り替えることになる。

追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1）は、第２の自律系ネットワーク（AS2）内のエッジノード装置（N2_1、N2_2）からパケットを受信することで、第１の自律系ネットワーク（AS1）に障害が発生したことを認識することになる。また、ノード装置（NP_2）は、第６の自律系ネットワーク（AS6）内のエッジノード装置（N6_1、N6_2）からパケットを受信することで、第１の自律系ネットワーク（AS1）に障害が発生したことを認識することになる。

また、図６に示すように第３の自律系ネットワーク（AS3）に障害が発生した場合には、第２の自律系ネットワーク（AS2）内のエッジノード装置（N2_2）は、第３の自律系ネットワーク（AS3）とのリンク断を検出し、通信経路を追加ネットワーク（B）経由に切り替えることになる。また、第４の自律系ネットワーク（AS4）内のエッジノード装置（N4_1、N4_2）も同様に、第３の自律系ネットワーク（AS3）とのリンク断を検出し、通信経路を追加ネットワーク（B）経由に切り替えることになる。

追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1）は、第２の自律系ネットワーク（AS2）内のエッジノード装置（N2_2）からパケットを受信することで、第３の自律系ネットワーク（AS3）に障害が発生したことを認識することになる。また、ノード装置（NP_3）は、第４の自律系ネットワーク（AS4）内のエッジノード装置（N4_1、N4_2）からパケットを受信することで、第３の自律系ネットワーク（AS3）に障害が発生したことを認識することになる。

また、図６に示すように第５の自律系ネットワーク（AS3）に障害が発生した場合には、第４の自律系ネットワーク（AS4）内のエッジノード装置（N4_1）は、第５の自律系ネットワーク（AS5）とのリンク断を検出し、通信経路を追加ネットワーク（B）経由に切り替えることになる。また、第６の自律系ネットワーク（AS6）内のエッジノード装置（N6_2、N6_3）も同様に、第５の自律系ネットワーク（AS5）とのリンク断を検出し、通信経路を追加ネットワーク（B）経由に切り替えることになる。

追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_3）は、第４の自律系ネットワーク（AS4）内のエッジノード装置（N4_1）からパケットを受信することで、第５の自律系ネットワーク（AS5）に障害が発生したことを認識することになる。また、ノード装置（NP_2）は、第６の自律系ネットワーク（AS6）内のエッジノード装置（N6_2、N6_3）からパケットを受信することで、第５の自律系ネットワーク（AS5）に障害が発生したことを認識することになる。

なお、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1、NP_2、NP_3、NP_4）は、既存ネットワーク（A）のBGP4情報を収集しているため、第２の自律系ネットワーク（AS2）と、第６の自律系ネットワーク（AS6）と、が、第３、４、５の自律系ネットワーク（AS3→AS4→AS5）を経由して通信を行っていたことを認識している。このため、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1、NP_2、NP_3、NP_4）は、既存ネットワーク（A）から収集したBGP4情報を基に、既存ネットワーク（A）でのルート（AS2→AS3→AS4→AS5→AS6）を反映し、ノード装置（NP_1→NP_2）のルートを形成せずに、ノード装置（NP_1→NP_3→NP_4→NP_2）のルートを形成し、第２の自律系ネットワーク（AS2）と第６の自律系ネットワーク（AS6）とのトラフィックを中継することになる（AS2→NP_1→NP_3→NP_4→NP_2→AS6）。

これにより、本実施形態のネットワークは、第１、第３、第５の自律系ネットワーク（AS1、AS3、AS5）において障害が発生した場合でも、第２の自律系ネットワーク（AS2）と第６の自律系ネットワーク（AS6）との間の通信を継続させることが可能となる。

また、本実施形態における追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1、NP_2、NP_3、NP_4）は、既存ネットワーク（A）のBGP4情報を収集し、該収集したBGP4情報に設定されている既存ネットワーク（A）のポリシーを反映させるように追加ネットワーク（B）内のルーティング制御を行うことで、既存ネットワーク（A）でのルート（AS2→AS3→AS4→AS5→AS6）を反映させたルート（NP_1→NP_3→NP_4→NP_2）を形成し、該形成したルートを経由して通信を継続させることが可能となる。

なお、図６では、追加ネットワーク（B）内のノード装置（NP_1、NP_2、NP_3、NP_4）は、既存ネットワーク（A）のBGP4情報を基に、既存ネットワーク（A）のポリシーを反映させるように追加ネットワーク（B）内のルーティング制御を行うことにしたが（NP_1→NP_3→NP_4→NP_2）、BGP4情報を基に、既存ネットワーク（A）のポリシー設定においてルート変更が許可されている場合には、そのBGP4情報に基づいて選択的に追加ネットワーク（B）内のルーティング制御を行うことも可能である（NP_1→NP_2）。

また、本実施形態におけるエッジノード装置は、既存ネットワーク（A）を構成する自律系ネットワーク（AS1〜AS6）間のリンク状態を監視し、リンク断検出時（障害発生時）に、自身の自律系ネットワークと対向する自律系ネットワークとの間の通信経路を、追加ネットワーク（B）経由に切り替え、既存ネットワーク（A）のトラフィックを、追加ネットワーク（B）を経由して伝送するように制御する。

また、エッジノード装置は、リンク断が回復した後（障害復旧後）は、追加ネットワーク（B）経由に切り替えた通信経路を、既存ネットワーク（A）を構成する自律系ネットワーク（AS1〜AS6）経由に切戻し、リンク断検出前（障害発生前）の元の既存ネットワーク（A）のルートを経由してトラフィックを伝送するように制御する。

また、エッジノード装置は、切替−切戻の期間中(即ち、切替中)は、他のノード装置に対し、BGP4のルーティング情報を変更しないように制御する。このため、本実施形態におけるエッジノード装置は、追加ネットワーク（B）経由に切り替えた際の通信経路の情報をルーティングに反映させないようにマスクすることになる。

即ち、既存のBGP4情報にはリンク断となった通信経路があたかも存在するように制御することになる。実際の通信経路は、追加ネットワーク（B）経由に切り替えられているが、BGP4情報には反映しないように制御する。また、障害が発生した自律系ネットワーク（AS1〜AS6）から受け取っていたルーティング情報は、そのまま維持するように制御する。即ち、エッジノード装置は、障害が発生した自律系ネットワーク（AS1〜AS6）のノード装置の代行として、BGP4のkeep alive messageを発行することになる。

また、エッジノード装置は、通信経路の切替制御を、フォワーディングテーブル221,231の上書きによって行うことになる。また、エッジノード装置は、障害が発生した自律系ネットワーク（AS1〜AS6）に転送するトラフィックを廃棄するように制御する。なお、トラフィックの廃棄制御も、フォワーディングテーブル221,231の上書きによって行うことになる。

なお、追加ネットワーク（B）は、既存ネットワーク（A）の自律系ネットワーク（AS1〜AS6）間のトラフィックを転送するのに必要な最小限度の転送能力を有していればよい。従って、追加ネットワーク（B）は、既存ネットワーク（A）全体を二重化するような大規模なネットワークを構築する必要はなく、小規模かつ経済的な構成で構築することが可能である。

このように、本実施形態におけるネットワークでは、複数の自律系システム(AS1〜AS6)を有して構成する既存ネットワーク（A）に対し、予備ルート専用の追加ネットワーク(B)を付加し、ネットワークの冗長化を経済的に実現している。そして、故障発生時には、既存ネットワーク（A）から追加ネットワーク（B）に切り替え、通信を復旧することを可能にしている。

また、本実施形態におけるネットワークでは、追加ネットワーク（B）の規模と転送能力とを拡大することで、機器や伝送路への投資コストに比例させて通信の信頼性を向上させることが可能となる。さらに、本実施形態におけるネットワークでは、既存ルーティングプロトコルを使用するため、既存ネットワーク（A）からのマイグレーションを容易にすることが可能となる。

なお、上記実施形態のネットワークでは、追加ネットワーク（B）をメッシュ状に構成したが、追加ネットワーク（B）を、リング状やバス状に構築することも可能である。

また、本実施形態のネットワークでは、既存ネットワーク（A）内の故障のみならず、装置や伝送路の保守、交換等でトラフィックを迂回する必要がある場合には、手動で追加ネットワーク（B）への切り替えを行うように構築することも可能である。

さらに、本実施形態のネットワークでは、輻輳回避やQOS（Quality Of Service）実現のために、既存ネットワーク（A）を構成する自律系ネットワーク（AS1〜AS6）を切り離す場合に、追加ネットワーク（B）を利用することも可能である。

また、上記実施形態のネットワークでは、既存ネットワーク（A）と、追加ネットワーク（B）と、の間のインタフェース接続を、１：１としたが、既存ネットワーク（A）と、追加ネットワーク（B）と、の間に集線装置を設け、追加ネットワーク（B）側のインタフェースを削減することも可能である。また、本実施形態の切替制御ソフトウェア112は、ハードウェアのステートマシンで実現することも可能である。

なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において当業者が上記実施形態の修正や代用を行い、種々の変更を施した形態を構築することが可能である。

例えば、上述した本実施形態におけるネットワークを構成する各装置における制御動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。

なお、ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。

例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやROM（Read Only Memory）に予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、リムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することが可能である。なお、リムーバブル記録媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスク、CD-ROM（Compact Disc Read Only Memory）、MO（Magneto optical）ディスク、DVD（Digital Versatile Disc）、磁気ディスク、半導体メモリなどが挙げられる。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールすることになる。また、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送することになる。また、ネットワークを介して、コンピュータに有線で転送することになる。

また、本実施形態におけるネットワークは、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。

本実施形態のネットワークの構成例を示すブロック図である。 本実施形態のエッジノード装置におけるソフトウェアの実装位置を示すブロック図である。 第１の実施形態のネットワークにおける動作概要を示す第１の図である。 第１の実施形態の動作概要を示す第２の図である。 第１の実施形態の動作概要を示す第３の図である。 第１の実施形態の動作概要を示す第４の図である。 既存ネットワークの構成例を示す図である。 既存ネットワークにおけるルーティング例を示す図である。 既存ネットワークにおけるルーティング例を示す図である。 既存ネットワークにおけるルーティング例を示す図である。

符号の説明

１ 制御部
２ 主信号部
１１ 制御部ソフトウェア
１２ 制御部ハードウェア
２１ 共通部（スイッチ）
２２，２３ インタフェース部
１１０ OS（通信プロトコルを含む）
１１１ アプリケーションソフトウェア
１１２ 切替制御ソフトウェア
１１３ ルーティングテーブル
１１４ ルーティングプロトコル
２２１，２３１ フォワーディングテーブル
２２２，２３２ 故障検出部
Ａ 既存ネットワーク（自律系ネットワークAS1〜AS6）
Ｂ 追加ネットワーク（既存ネットワークＡに付加する追加ネットワーク）

Claims (13)

1. ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークに、予備ルート専用の自律系ネットワークである追加ネットワークを付加して冗長化し、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送することを特徴とするネットワーク。
2. 前記既存ネットワーク内で障害が発生した場合に、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送することを特徴とする請求項１記載のネットワーク。
3. 前記既存ネットワーク内のルーティングを反映させて、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送することを特徴とする請求項１または２記載のネットワーク。
4. 前記既存ネットワークを構成する自律系ネットワーク内のエッジノード装置と、前記追加ネットワーク内のノード装置と、を接続することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のネットワーク。
5. 前記エッジノード装置にインタフェースカードを追加し、前記エッジノード装置と、前記ノード装置と、を接続することを特徴とする請求項４記載のネットワーク。
6. 前記エッジノード装置は、
   前記追加ネットワークへの切り替えを制御する切替制御部を有すること特徴とする請求項４または５記載のネットワーク。
7. 前記切替制御部は、
   前記既存ネットワーク内の障害発生時に、前記追加ネットワークに切り替え、前記トラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送するように制御すること特徴とする請求項６記載のネットワーク。
8. 前記切替制御部は、
   前記既存ネットワーク内の障害復旧後に、前記既存ネットワークに切り替え、前記トラフィックを、前記既存ネットワーク内の障害発生前のルートを使用して伝送するように制御すること特徴とする請求項７記載のネットワーク。
9. ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワークを構成するノード装置であって、
   前記ノード装置は、他の自律系ネットワークと接続するエッジノード装置であり、
   前記自律系ネットワークは、
   前記自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークに、予備ルート専用の自律系ネットワークである追加ネットワークを付加して冗長化して構成し、
   前記エッジノード装置は、
   前記追加ネットワークに切り替え、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送することを特徴とするノード装置。
10. 前記エッジノード装置は、
    前記エッジノード装置と接続する他の自律系ネットワークで障害が発生した場合に、前記追加ネットワークに切り替え、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送することを特徴とする請求項９記載のノード装置。
11. ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークで行うネットワーク冗長化方法であって、
    前記既存ネットワークに、予備ルート専用の自律系ネットワークである追加ネットワークを付加して冗長化し、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送することを特徴とするネットワーク冗長化方法。
12. ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークで行うネットワーク冗長化方法であって、
    前記既存ネットワークは、
    前記既存ネットワークに、予備ルート専用の自律系ネットワークである追加ネットワークを付加して冗長化して構成し、
    前記既存ネットワークの自律系ネットワークを構成するエッジノード装置は、
    前記追加ネットワークに切り替え、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送する工程を行うことを特徴とするネットワーク冗長化方法。
13. ネットワーク内部で同一のルーティングプロトコルを使用する自律系ネットワークが複数存在する既存ネットワークで行うネットワーク冗長化プログラムであって、
    前記既存ネットワークは、
    前記既存ネットワークに、予備ルート専用の自律系ネットワークである追加ネットワークを付加して冗長化して構成し、
    前記追加ネットワークに切り替え、前記既存ネットワークのトラフィックを、前記追加ネットワークを使用して伝送する処理を、前記既存ネットワークの自律系ネットワークを構成するエッジノード装置に実行させることを特徴とするネットワーク冗長化プログラム。

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