JP2009512287A - イーサネットのｇｍｐｌｓ制御 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＭＰＬＳ環境で、イーサネット・スイッチ・パスの構成を可能にするシステムおよび方法が望まれる。
【解決手段】ＰＢＴパスは、ＧＭＰＬＳを使用して制御される。エンド・ノード間のパスは、ＶＩＤ／ＭＡＣタプル内のＶＩＤおよび宛先ＭＡＣアドレスの組み合わせにより識別される。ＰＢＴパスの確立のため、ネットワークを介した起点ノードから終端ノードへのパス計算が実行される。起点ノードは、ターミネータへのパスの識別のため、ＶＩＤ／ＭＡＣと共にＧＭＰＬＳラベル・オブジェクトを送信する。中間ノードまたはブリッジは、終端ノードへオブジェクトを転送し、終端ノードは、ＧＭＰＬＳラベル・オブジェクト内にＶＩＤ／ＭＡＣタプルを提供する。中間ノードが終端ノードからの応答をオリジネータに転送すると、関連付けられたＶＩＤ／ＭＡＣタプルを使用し、適切な転送ラベルが各ノードの転送テーブル内にインストールされる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＧＭＰＬＳシグナリングに関し、具体的には、イーサネット・スイッチ・パスを構成するためにイーサネット対応スイッチを構成することに関する。

イーサネット・スイッチの機能はますます向上している。したがって、イーサネットの役割はＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ ＴＤＭおよびＡＴＭなどの他の技術領域であるネットワークにおいて、急速に拡大している。イーサネットがいかに進化していくか、および、これらの分野でどのような機能が提供できるかという問題は、依然として発展段階にある。

現在、イーサネットはシステムとして規定されている。転送テーブルを読み込むため、およびブリッジ・ネットワーク内に弾力的ａｎｙ−ｔｏ−ａｎｙ型挙動を生成するために、スパニング・ツリー、データ・プレーン・フラッディング、およびＭＡＣラーニングを組み合わせる方法は、よく知られている。結果として生じる挙動が、単に基礎となるハードウェアが実行できることと組み合わされた特定の機能の組み合わせであること、ならびに、単に何らかのイーサネット機能を使用不可にすることによって、代替制御プレーンを使用することおよび異なる転送挙動を得ることができることは、あまり知られていない。

イーサネットを、ますます決定的な挙動（deterministic behavior）に向かわせることができることが望ましい。注目される挙動の１つが、参照により本明細書に組み込まれた、２００４年４月４日付け出願の、本出願人に譲渡された米国特許出願第ＵＳ２００５０２２００９６号に開示されたような、プロバイダ・バックボーン・トランスポート（Ｐｒｏｖｉｄｅｒ Ｂａｃｋｂｏｎｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ／ＰＢＴ）の挙動である。イーサネット・スイッチは、ＰＢＴを使用して、静的に構成されたＶＩＤ／ＭＡＣタプルに基づくＰＢＴ ＭＡＣ転送を実行することができる。これは、転送ハードウェアが、正しい解決のために転送用の全６０ビットの一意性のみを必要とする、全６０ビット・ルックアップ（ＶＩＤ（１２）＋ＭＡＣ ＤＡ（４８））を実行することを意味する。

汎用マルチプロトコル・ラベル・スイッチング（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ／ＧＭＰＬＳ）は、パケット、時間、波長、およびファイバのいずれかの領域においてスイッチするデバイスに、制御プレーン（シグナリングおよびルーティング）を提供するように、ＭＰＬＳを拡張する。ＧＭＰＬＳシグナリングは、ラベルを使用してパスをセットアップするのに好適であるが、最低限のＩＰ制御プレーンおよびＩＰ接続を必要とするため、多数のパスまたは動的パス管理が必要な特定のシナリオに好適である。共通制御プレーンは、接続のエンドツーエンド・プロビジョニングの自動化、ネットワーク・リソースの管理、および新しい高度なアプリケーションで期待されるＱｏＳレベルの提供により、ネットワーク動作および管理を簡略化することが見込まれる。

イーサネットがプロバイダ・ネットワークへと拡大していくにつれて、イーサネットの柔軟性を備えたＧＭＰＬＳの決定的な挙動の利点を強化することが求められている。

したがって、ＧＭＰＬＳ環境において、イーサネット・スイッチ・パスの構成を可能にするシステムおよび方法が非常に望ましい。

汎用マルチプロトコル・ラベル・スイッチング（ＧＭＰＬＳ）シグナリング・プロトコルを使用して、イーサネット・プロバイダ・バックボーン・トランスポート（ＰＢＴ）パスを制御するための、方法、システム、およびノードが提供される。ＰＢＴは、エッジ・ノード間のネットワークを介する定義済みパスを提供する。このパスは、一意のＶＩＤ／ＭＡＣタプルにおけるＶＩＤおよび宛先ＭＡＣアドレスの組み合わせによって識別される。ＶＩＤ／ＭＡＣタプルは、エッジ・ノード間のパケットがネットワークを介した定義済みパスによってトラバースするように、中間ノードの転送テーブル内にインストールされる。ＧＭＰＬＳを使用することで、各ノードの個々の構成ではなくシグナリングを介して、ＰＢＴパスを確立することができる。

ＰＢＴパスを確立するために、オリジネータ・ノードからターミネータ・ノードへ、パス計算を実行しなければならない。この計算は、オリジネータ・ノードでネットワーク・トポロジに基づいて実行するか、または必要であれば中央で実行することができる。起点ノードは、ターミネータへのパスをＰＢＴ識別するために、提供されたＶＩＤ／ＭＡＣと共に、ＧＭＰＬＳラベル・オブジェクトを送信する。次に終端ノードは、ＧＭＰＬＳラベル・オブジェクトを使用し、パスに関して応答してＶＩＤ／ＭＡＣタプルを提供する。ノードは、割り振られたＰＢＴ ＶＩＤの領域からＶＩＤを選択することができる。割り振られた領域内のＶＩＤはイーサネットのサブ・ネットワーク・ベースで一意ではないが、ＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡタプルは一意である。中間ノードが終端ノードからの応答をオリジネータに転送すると、エッジ・ノード間のパスを識別するために、関連付けられたＶＩＤ／ＭＡＣタプルを利用して、適切な転送ラベルが各中間ノードの転送テーブルにインストールされる。エッジ・ノード間のいずれの将来トラフィックも、ＶＩＤ／ＭＡＣタプルによって識別され、定義済みパスによって転送される。

起点ノードからターミネータ・ノードへのＧＭＰＬＳラベル・オブジェクトは、ＵＰＳＴＲＥＡＭ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトを使用して、ＶＩＤ／ＭＡＣを送信することができるが、ターミネータは、ＲＥＳＶメッセージ内のＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトを使用して、ＶＩＤ／ＭＡＣに応答することができる。中間ノードはＲＥＳＶメッセージを見ると、将来トラフィックが適切なパスによって遷移するように、ＶＩＤ／ＭＡＣに基づいてオブジェクトからの転送エントリをインストールする。ＶＩＤ／ＭＡＣの一意の組み合わせは、ネットワークを介したトラフィックの一貫した転送を保証し、ＧＭＰＬＳを使用することで、共通制御プレーンを使用するパスのエンドツーエンド構成を実行可能にする。

したがって、本主題の態様は、イーサネットのプロバイダ・バックボーン・トランスポート（ＰＢＴ）パスを制御するために汎用マルチプロトコル・ラベル・スイッチング（ＧＭＰＬＳ）を使用する方法を提供し、この方法は、複数の中間ノードを介した起点エッジ・ノードから終端エッジ・ノードへのパスを決定するステップと、起点ノードから終端ノードへと、パスを識別するために第１の提供されたＧＭＰＬＳラベルを送信するステップであって、このＧＭＰＬＳラベルは第１のＶＩＤ／ＭＡＣタプル内にバックボーン仮想ＬＡＮ識別子およびメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）を含む、送信するステップと、起点ノードから終端ノードへの各中間ブリッジ・ノードで、第１のＶＩＤ／ＭＡＣタプルを転送テーブル内にインストールするステップと、を含む。

本主題の他の態様は、プロバイダ・バックボーン・トランスポート（ＰＢＴ）パスを確立するために汎用マルチプロトコル・ラベル・スイッチング（ＧＭＰＬＳ）を使用する、イーサネット・ネットワークを提供し、このネットワークは、起点エッジ・ノードと、終端エッジ・ノードと、起点エッジ・ノードと終端エッジ・ノードとの間にメッシュを形成する複数の中間ブリッジ・ノードとを備え、ＶＩＤ／ＭＡＣタプルを形成するそれぞれの宛先ノードのバックボーン仮想ＬＡＮ識別子およびメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）によって、起点エッジ・ノードと終端エッジ・ノードとの間にパスが定義され、各中間ノードは、定義済みパスによって起点エッジ・ノードと終端エッジ・ノードとの間でデータをルーティングするために転送テーブルを読み込むためのＶＩＤ／ＭＡＣタプルを含むＧＭＰＬＳラベルから、ラベル情報を受け取る。

本主題の他の態様は、メッシュ・ネットワーク内にイーサネット・ブリッジング・ノードを提供し、このノードは、ブリッジング・ノードで、エッジ・ノードから提供された汎用マルチプロトコル・ラベル・スイッチング（ＧＭＰＬＳ）ラベルを受け取るステップであって、ＧＭＰＬＳラベルが、エッジ・ノード間でメッシュ・ネットワークを介してプロバイダ・バックボーン・トランスポート（ＰＢＴ）パスを識別し、ＧＭＰＬＳラベルが、ＶＩＤ／ＭＡＣタプル内のエッジ・ノードに関連付けられたバックボーン仮想ＬＡＮ識別子（ＶＩＤ）およびメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを含む、受け取るステップと、ＶＩＤ／ＭＡＣタプルを、ＧＭＰＬＳラベルからブリッジング・ノードの転送テーブル内にインストールするステップであって、ＶＩＤ／ＭＡＣタプルはＰＢＴパスに関連付けられたノードの出口ポートを識別するためのものであり、ブリッジング・ノードの入口ポートで受け取られたパケットは、パケット内のＶＩＤ／ＭＡＣタプルに基づいてブリッジング・ノードの出口ポートに転送される、インストールするステップと、ＰＢＴパスの反対のエッジ・ノードに向かい、ＰＢＴパスに沿って次のノードへＧＭＰＬＳラベルを転送するステップと、を実施する。

当業者であれば、本発明の特定の実施形態について添付の図面と共に以下の説明を検討することで、本発明の他の諸態様および特徴が明らかとなろう。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面と組み合わされた以下の詳細な説明から明らかとなろう。

添付の図面全体を通じて、同じ特徴は同じ参照番号によって識別されることに留意されたい。

本発明の諸実施形態について、図１〜６を参照しながら単なる例として以下で説明する。

よく知られたＧＭＰＬＳ用語に加えて、ＩＥＥＥ ８０２．１からの用語および以下の用語が使用される。

ＭＡＣ：バックボーンＭＡＣ
ＶＩＤ：バックボーンＶＬＡＮ ＩＤ
Ｂ−ＶＬＡＮ：バックボーンＶＬＡＮ
Ｃ−ＭＡＣ：顧客ＭＡＣ
Ｃ−ＶＩＤ：顧客ＶＬＡＮ ＩＤ
ＤＡ：宛先アドレス
ＥＳＰ：イーサネット・スイッチ・パス
ＰＢＴ：独立ＶＬＡＮラーニング
ＰＢＢ：プロバイダ・バックボーン・ブリッジ
ＰＢＴ：プロバイダ・バックボーン・トランスポート
ＳＡ：ソース・アドレス
Ｓ−ＶＩＤ：サービスＶＬＡＮ ＩＤ

イーサネットは、最適化および大量生産された非常にシンプルかつ信頼性の高いデータ・プレーンからなる。８０２．１を大規模ネットワークに拡大可能にするために、ブリッジ間の階層が図１に示されるように定義されている。ネットワークの縁部にある顧客ブリッジ１０２は、プロバイダ・ネットワークに入るトラフィックを８０２．１Ｑによって定義されるようにルーティングするために、Ｃ−ＭＡＣおよびＣ−ＶＩＤを定義する。その後、プロバイダ・ブリッジ１０４は、８０２．１ａｄに従ってルーティングするために、プロバイダ・ネットワーク内のトラフィックにＳ−ＶＩＤを追加することができる。Ｓ−ＶＩＤは入口ブリッジで追加され、出口ブリッジで除去される。同様に、プロバイダ・バックボーン・ブリッジ１０６は、バックボーン・ネットワークを介してルーティングするために、８０２．１ａｈに従ってＰＢＢネットワークに固有のＭＡＣおよびＶＩＤを追加する。その後、ＭＡＣおよびＶＩＤは、ＶＩＤ／ＭＡＣタプル（tuple）としてＰＢＴパス構成用に使用することができる。８０２．１階層およびＰＢＴの追加により、ネットワーク間でデータを効果的にルーティングすることができる。

ＰＢＴは、グローバル独自性に関する全体要件が維持される限り、各６０ビット・エントリに関する完全なルーティングの自由を得るための、構成要素使用の規則（semantics）を再定義する。ＰＢＴの設計の決定は、ＭＡＣアドレスのグローバル一意性および規則をインターフェース名として保持することであったが、管理およびＶＬＡＮ値の使用に関連付けられた規則を再定義する。ＶＬＡＮスペースは、区分され、宛先ＭＡＣアドレスと組み合わされた場合にごく重要な割り振られたＶＩＤの領域（すなわち、「ｎ」ＶＩＤ）である。ＶＬＡＮタグの役割のこの再キャスティングにより、関連付けられた宛先ＭＡＣアドレスで終端する、最大「ｎ」個のポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）接続またはマルチポイントツーポイント（ＭＰ２Ｐ）多重化接続（したがって、単純なマージと区別するために「共用転送」と呼ばれる）のうちの１つに関して、ＶＩＤを個々のインスタンス識別子とみなすことができる。割り振られた領域内のＶＩＤはイーサネット・サブネットワーク・ベースで一意ではないが、ＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡタプルは一意であり、プロシージャは割り振られたＶＩＤ領域の管理をＤＡ ＭＡＣによって識別されたノード／インターフェースに委任するよう指定可能である。ＰＢＴは管理システムによって非常にシンプルに操作可能であり、これを実行するために必要な機能の多くはすでに存在するが、ＧＭＰＬＳ環境においてＰＢＴ転送を構成するためのシグナリング・システムの形で分散手段を指定することも有利であるとみなされる。

パス作成の単純な方法の１つが、構成によるものである。単純な構成によって、または管理ステーションから発信されるコマンドセットによって、ノードごとにパスを作成することができる。ノードごとの構成に対する改良の１つが、単一エンドのプロビジョニングおよびシグナリングに注目することである。シグナリング・プロトコルＧＭＰＬＳは、すでに多くの必要な機能を含み、プロトコルおよびセマンティック修正を伴うＰＢＴパス・セットアップのシグナリングに適用可能である。

ＰＢＴに関する多くの状況で、完全なＧＭＰＬＳ制御プレーンの追加は、スイッチまたはアプリケーションにとって過剰となる可能性がある。したがって問題は、シグナリング、ルーティング、リンク・ディスカバリ、およびパス管理に分解することができる。しかしながらＧＭＰＬＳのすべての機能を使用することは、いかなる他の組み合わせよりも動作オーバヘッドが少なく、ＧＭＰＬＳのいくつかの構成要素のみを使用することで、純粋な静的システムよりも多くのプロビジョニング済みパラメータにつながる可能性がある。

リンク・ディスカバリは、ＧＭＰＬＳの基礎の１つである。これは、「ステーションおよびメディア・アクセス制御接続性ディスカバリ」と題するＩＥＥＥ ８０２．１ａｂ標準においてイーサネットに関して規定されている機能でもある。すべてのリンク・ディスカバリはオプションであるが、大規模システムにおいてリンク・ディスカバリを実行することの利点は重要である。８０２．１ａｂは、リンク管理プロトコル（ＬＭＰ）ベースのディスカバリに情報を供給するための拡張を使用して実行することができる。ＬＭＰベースのディスカバリは、ＧＭＰＬＳトポロジ・ディスカバリの目的での完全な機能的なＬＭＰが可能となる。ＬＭＰは、（ＧＭＰＬＳと同様に）ＩＰ制御プレーンが必要である。８０２．１ａｂはすべてのＬＭＰメッセージを搬送することはできない。したがって、ＬＭＰ実施は８０２．１ａｂに適合可能であるが、図２に示されるように、ＬＭＰディスカバリ用の拡張を追加する。各ノード２１０および２２０は、他のプロトコルとして使用することが可能であれば、ＩＰ層２０８での接続性を提供するＬＭＰモジュール２０２を有することができる。ＬＭＰは、８０２．１ａｂ ２０４の接続性ディスカバリを、イーサネット層２０６を介して動作するサブプロセスとしても実施する。

ＧＭＰＬＳ制御プレーンを有するためには、トラフィック・エンジニアリング（ＴＥ）拡張を備えた内部ゲートウェイ・プロトコル（ＩＧＰ）からなるＩＰ制御プレーンを確立する必要がある。このルーティングおよびトラフィック・エンジニアリング・パラメータの基礎は、ＩＰパケットを転送するための最小限の機能のみで制御チャネルを確立するために使用される。

ＩＰ制御プレーンは、別の独立ネットワークとして提供するか、またはイーサネット・スイッチと統合することができる。これが別のネットワークである場合、イーサネット・スイッチがブリッジ・ネットワークまたはＨＵＢを介した接続である、レイヤ２接続のＶＬＡＮとして提供することができる。ＩＰ ＶＰＮがＩＰ接続を提供する、ＩＰ接続を提供するネットワークによって提供することもできる。

ＩＰ制御プレーンがスイッチと統合される場合、隣接するノード用のネットワークのデータ搬送チャネルを使用するブリッジＶＬＡＮによって、提供することができる。これにより、ＰＢＴサービスの運命とＩＰ制御プレーン・リンクとが結び付けられるが、同じイーサネット・ハードウェアがすでに共用されている。

ＧＭＰＬＳシグナリングはＰＢＴスイッチ・パスのセットアップに良好に適合される。ＧＭＰＬＳシグナリングは、番号付けされているかまたはされていないＩＰアドレスの形のリンク識別子を使用する。ＬＭＰが使用される場合、これらのアドレスの作成を自動化することができる。ＬＭＰが使用されない場合、ＧＭＰＬＳリンク識別子を追加するための追加のプロビジョニング要件が存在する。大規模実施の場合、ＬＭＰが有用となる。前述のように、シグナリングの主な利点は、エンドポイントからのパスの制御である。ＧＭＰＬＳを使用して、双方向または単方向のパスを作成することが可能であり、多くの理由（ＯＡＭ整合性など）から、双方向パスが好ましい動作モードである。

シグナリング用にＧＭＰＬＳ ＲＳＶＰ−ＴＥ（リソース予約プロトコル：トラフィック拡張）を使用するために、６０ビットのＶＩＤ／ＭＡＣタプルを含む新しいラベル・シグナリング・オブジェクトが定義される。ノードの開始および終了時点で、ある機能が、それぞれＭＡＣの開始および終了に関連付けられたＶＩＤを管理する。

双方向パスを開始するために、ＰＡＴＨメッセージのイニシエータは、以下のようなＧＭＰＬＳシグナリング・プロシージャを使用する。

ＬＳＰエンコーディング・タイプをイーサネットに設定する。

ＬＳＰスイッチング・タイプをＬ２ＳＣに設定する。

ＧＰＩＤを不明に設定する。

ＵＰＳＴＲＥＡＭ＿ＬＡＢＥＬをオリジネータへのパス用のＶＩＤ／ＭＡＣタプルに設定し、ここでＶＩＤは、ＰＢＴ転送用に予約された領域からオリジネータによって管理される。

中間ノードでは、ＵＰＳＴＲＥＡＭ＿ＬＡＢＥＬのオブジェクトおよび値は修正されずに渡される。

終端では、終端へのパスに使用されることになるラベルを提供するために、終端ＭＡＣ向けのＰＢＴ動作に委任されたＰＢＴ領域内で、ＶＩＤが割り振られ、ＲＥＳＶメッセージのＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤ＿ＬＡＢＥＬオブジェクト内で、ＶＩＤ／ＭＡＣタプルが渡される。

中間ノードはＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトを使用し、これを、オリジネータに向かう未変更のアップストリームで渡す。

ＵＰＳＴＲＥＡＭ＿ＬＡＢＥＬおよびＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトから抽出されたＶＩＤ／ＭＡＣタプルは、各ホップで転送テーブルにインストールされる。

ＵＰＳＴＲＥＡＭ＿ＬＡＢＥＬおよびＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤ＿ＬＡＢＥＬオブジェクト内のラベルを強制的に未変更で渡すための構文がシグナリング内にないため、新しいラベル・タイプの規則は、ラベルが未変更で渡されるものであることに留意されたい。これには、波長変換を実行することができない中間ノードで波長ラベルが処理される方法との類似点がある。

既知のＧＭＰＬＳパス計算技法を使用して、ネットワークを介したＰＢＴパスを決定することができる。ＧＭＰＬＳにおけるパス計算により、ＧＭＰＬＳシグナリングによって直接使用可能な明示的ルート・オブジェクト（ＥＲＯ）が生成される。明示的ルート・オブジェクト（ＥＲＯ）は、物理トポロジに応じて、計算にとって単純またはより精密になる可能性がある。パス計算は、中央集中データベース上で実行されるか、または必要であればローカルで実行される場合がある。高速リルート技法またはローカル計算のいずれかに基づいたパス保護のいくつかの形が、ネットワークの機能停止に対して望ましい場合もあるが、このためのターゲット・サービスは、長寿命の相対的に静的なパスである。

ＰＢＴルーティングは、修正なしで実施可能である（ノードおよびインターフェース識別が指定どおりに使用可能である）か、またはパス計算要素などの集中化概念を使用することができる。しかしながら、それらの他の大規模スイッチへのルーティングをプロキシすることが可能なルーティングなしのスイッチを設計することが可能である。ルーティングの観点から見ると、ルーティング・データベースにはわずかな相違点があるが、小規模スイッチはルーティング動作を実行しなくてもよいことになる。プロキシ済みルーティングに関する情報が構成されるか、または、自動化プロシージャによってデータが充填される場合がある。

前述のように、ＬＭＰはオプションである。８０２．１ａｂを介するＬＭＰの主な利点は、大規模スイッチ上でのリンクのバンドリングに関するルーティング情報を最適化するための、ＬＭＰの機能である。ＬＭＰは、多数の並列リソースを自動的に表すために必要な情報を圧縮するための機能を有する。

ＧＭＰＬＳベース・システムの場合、ＧＭＰＬＳノード・アドレス／論理ポートは、図３に示されるようにイーサネット層のラベル・バインディングが送信請求される際に介する制御プレーンに関する、論理シグナリング識別子である。プロバイダ・ブリッジであるＰＢＴ遷移スイッチ３０２と、プロバイダ・バックボーン・ブリッジであるＰＢＴエッジ・スイッチ３０４との間に、ポイントツーポイント・パスを作成するために、ＶＩＤ／ＭＡＣイーサネット・ラベルによって定義される入口ノードと出口ノードとを関連付けしなければならない。プロバイダ・ネットワーク・ノード上のＧＭＰＬＳスイッチ・アドレスの特定ポート３１０は、ＭＡＣ、３２ビットＩＰｖ４ノード・アドレス、１２８ビットＩＰｖ６アドレスおよび３２ビット・ポート識別子、ならびに、ポート・インデックスおよびＭＡＣに基づく１つ（または複数の）ニーモニック文字列識別子によって識別される。しかしながら、シグナリングを介して配布され、スイッチ転送テーブル内でインスタンス生成される、実際のＰＢＴラベルは、出口ＰＢＢ上のポートの出口インターフェース名（ＭＡＣ）を含む。サービスが定義およびセットアップされる方法に応じて、これらラベルのうちの１つまたは複数を実際のセットアップに使用することができる。終端ノードにとっては、一意であることが保証可能な任意の６０ビット・ラベル値を提供することが可能であるが、特定ポートに命名するためのＭＡＣアドレスの使用規則は保持され、イーサネット・ポート名はＰＢＴおよびブリッジング動作モードの両方に共通であることにも留意されたい。この含意の１つは、ノード上のポート・インデックスおよびポートのＭＡＣアドレスはシグナリングの目的で効果的に相互交換可能であるが、不適切な情報は、結果として、ＧＭＰＬＳノード・アドレスと、そのノードに対してローカルなＭＡＣ命名済みインターフェースのセットとの間に、不適切な関連付けを発生させる可能性がある、ということである。

ＧＭＰＬＳは、ＩＰアドレス表記であるがＩＰアドレスではない、３２ビット数の形の識別子を使用する。ＴＥ情報の伝播のためのＩＰルーティング制御プレーンをサポートすることができる。プロバイダＭＡＣアドレスは、リンク層ディスカバリ・プロトコル（ＬＬＤＰ）によって、およびサポートされている場合はＬＭＰによって、交換される。実際のラベル割り当ては、シグナリング・イニシエータおよびターミネータによって実行される。この多重命名規則により、ポート識別子の設定された所与の１つを解決する問題が残される。特定ノードでは、マッピングが比較的容易である。これに対する好ましい解決策は、シグナリング解決にＧＭＰＬＳ ＩＰノード・アドレスを使用することである。

こうして実行される場合、どのノードがＭＡＣアドレスをサポートするかを解明し、その後、対応するＧＭＰＬＳ ＩＰノード・アドレスを探索し、ＧＭＰＬＳノード・アドレスに関するすべてのシグナリングおよびルーティングを実行するための、パスのセットアップの問題は削減される。これを達成するためには、プロビジョニング、ＭＡＣアドレス（たとえば８０２．１ａｂ）を担持する自動ディスカバリ・プロトコル、ならびに、ＭＡＣアドレスおよび識別子／アドレス登録を備えた名前サーバを使用するＴＥルーティングの増補という、いくつかのオプションがある。

ＰＢＴ用のデータ・プレーンは、ＶＩＤ、ＭＡＣ ＤＡ、およびＭＡＣ ＳＡの、３つの主要フィールドを有する。接続インスタンスは、プロバイダ・ネットワーク終了の目的で、ＭＡＣ ＤＡ、ＶＩＤ、およびＭＡＣ ＳＡによって一意に識別される。ＶＩＤおよびＭＡＣ ＤＡタプルは、遷移スイッチで転送マルチプレックスを識別し、マルチプレックスの単純なデジェネレーション形式はＰ２Ｐである（１つのＭＡＣ ＳＡ／ＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡ接続のみがＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡタプルを使用する）。この結果、一意のラベルがエンドツーエンドで発生し、トンネルのマージまたはマルチプレックスは発生しない。データ・ストリームはマージするが、転送エントリは一意であり、接続をデマルチプレックス・ダウンストリームにすることが可能である。

したがって、ＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡは、ＭＡＣ ＳＡとＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡタプルとの連結によってそれぞれが別個に識別されるいくつかのＰ２Ｐ接続からなるマルチプレックスのための、共用転送識別子とみなすことができる。

図４は、ＧＭＰＬＳによるイーサネットＰＢＴパスの構成を示す方法流れ図である。２つのエッジ・ノード間のパスは、ステップ４０２で計算される。前述のように、パスの計算は中央集中的に、または各ノードで実行することができる。パスが決定されると、ステップ４０４で、ＵＰＳＴＲＥＡＭ＿ＬＡＢＥＬのオブジェクトおよび値などのＧＭＰＬＳラベルにおけるＰＡＴＨ要求は、オリジネータ・ノードからターミネータ・ノードの間で、パスを識別するためにＶＩＤ／ＭＡＣを識別する中間ノードまたは遷移ノードを介して修正されずに渡される。ターミネータまたは宛先で、ＭＡＣ ＤＡに関するＰＢＴ動作に委任されたＰＢＴ領域内でＶＩＤが割り振られ、ＶＩＤ／ＭＡＣタプルは、ステップ４０６で、ＲＥＳＶメッセージ内のＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤ＿ＬＡＢＥＬで逆方向に渡される。ステップ４０８で、中間ノードは応答のＲＥＳＶメッセージを見ると、各ホップで適切なＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡタプルを転送テーブルにインストールする。

図５に示されるように、ネットワーク５０２は複数の相互接続ノードを含む。エッジ・ノード５０４から別のエッジ・ノード５０６への間の接続は、中間ブリッジ・ノードを構成することによって確立することができる。ノード間のパスが計算されると、この例では５０４である起点またはソース・ノードが、ＧＭＰＬＳ内のノード５０４ ＳＡを使用してＶＩＤ／ＭＡＣタプルを提供し、含まれるＵＰＳＴＲＥＡＭラベル・オブジェクトは、中間ノード５０８へのＰＡＴＨセットアップ・トランザクションである。シグナリングは、終端または宛先ノード５０６へのパスに沿って伝播を続行する。終端ノード５０６は、ＶＩＤ／ＭＡＣタプル・ラベルを選択し、これを起点ノード５０４に向かうパスに沿って逆に、ＲＥＳＶトランザクションに含まれるラベル・オブジェクト内で提供する。中間ノード５０８、５１０、５１２、および５１４は、発信されるＰＡＴＨ要求およびＲＥＳＶ応答の両方を観察し、両方向のパスに対応するラベルをそれらの転送テーブルにインストールする。代替ＧＭＰＬＳメッセージを使用して、指定された以外のエッジ・ノード間でＶＩＤ／ＭＡＣラベルを渡すことができることを理解されたい。加えて、起点ノードおよび終端ノードによって提供されるＶＩＤ／ＭＡＣタプルは、メッセージングの形式および方向に応じて、ＭＡＣ ＳＡまたはＭＡＣ ＤＡを指定することができる。

中間ノードの転送テーブルが適切なＶＩＤ／ＭＡＣ情報と共に読み込まれると、ＰＢＴパス５３０は、エッジ・ノード５０５および５０６間に両方向で確立される。各方向に使用されるＶＩＤは整合性のために同じＶＩＤとすることができるが、ＰＢＴは他のＶＩＤの使用を除外しない。プロシージャは、シグナリングが中間ノードを横切って中継されていく間、ＰＢＴ「ラベル」が各方向で未修正であるという条件で、ＧＭＰＬＳ用に指定されたとおりであることに留意されたい。

図６に示されたように、ＰＢＴによって定義されたような異なるＶＩＤを使用して、エッジ・ノード５０４および５０６の間に複数のパスを確立することができる。ノード５１６、５１８、５２０、および５２２を使用する２次パス５３１は、異なる一意のＶＩＤ／ＭＡＣを転送することによって作成することができる。別のパスを作成し、順方向および逆方向で独立して使用することも可能であり、その結果、パスの非対称が生じる。

ＰＢＴ動作モードの利点の１つは、スケーラビリティ拡張宛先ベースの転送が可能なことである。ＶＬＡＮタグ付きイーサネット・パケットは、優先順位マーキングを含む。これは、適用されるキューイング原理がフローごとに選択可能であること、および任意の所与のノードでのパケットの実際の操向から分離されることを意味する。これにより、ＶＩＤ／ＭＡＣタプルに直接関連付けられた特定のＱｏＳ制約がないため、共用転送エントリを使用するパスのセットアップ・タスクが大幅に簡略化される。前述のように、ＧＭＰＬＳシグナリング・パスは、ＭＰＬＳトラフィック処理されたＥ−ＬＳＰと同様の特性を有することができる。これは、ある宛先への複数のイーサネット・スイッチ・パスを機能的に等価であるとみなすことが可能であることを意味する。これは、共用転送イーサネット・スイッチ・パスのセットアップを考慮する場合に有用な特性である。終端ノードは、データ・プレーン上で新しいパス要求を多重化する際に使用可能な複数の好適な候補パスを頻繁に有することになる（共通ＶＩＤ／ＤＡ、一意ＳＡ）。

宛先ノードが宛先ノードをルートとする既存の共用転送マルチプレックスのセットからＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡを選択できる方法と同様の、共用転送とのＰ２Ｐ（ポイントツーポイント）対称性が動的に確立されると、起点ノードは、逆パスについても同様に実行することができる。初期のＥＲＯが計算されると、起点ノードは、独自のＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡタプルとマージするため、および宛先としてそれ自体の独自のＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡタプルを提供するために、新しい宛先に（いかなる基準による）最適な既存の共用転送マルチプレックスを選択することができる。これは、ＵＰＳＴＲＥＡＭ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトの使用を介して識別される。同様に、終端ノードは選択プロセスを実行し、これによってＥＲＯは、既存のマルチプレックスのセット、および、結合する起点ノードにとってどの終端ノードが最適なツリーとみなされるかの識別を提供するために選択されたＶＩＤ／ＭＡＣタプルと、比較される。中間ノードは、ＥＲＯおよびＶＩＤ／ＭＡＣタプルによって識別されるマルチプレックスの共用部分へのエンドポイント「所有者」の追加のみに注目し、各マルチプレックスへの接続としての新しい「リーフ」の追加は、新しいエンドポイントまで拡張される。

通常、起点ノードは、宛先ノードをルートとする共用転送パスのセットについての知識を持たない。ネットワーク構成のより完全な知識を備えたパス計算サーバまたは他のツールのプランニング・スタイルを使用する場合、双方向に使用するためのより最適な共用転送マルチプレックスの事前選択を課すことを希望する可能性がある。このシナリオでは、起点ノードはＳＵＧＧＥＳＴＥＤ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトおよびＵＰＳＴＲＥＡＭ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトを使用して、両方のエンドでの共用転送マルチプレックスの完全な選択を示す。この結果、ＳＵＧＧＥＳＴＥＤ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトがまだ存在していないパスを正当に参照できるように、新しいＶＩＤ／ＭＡＣ ＤＡパスの確立も実行できる。

共用転送に関するシグナリング・トランザクションを処理する中間ノードは、しばしば、シグナリング交換におけるＭＡＣ／ＶＩＤタプルに対応する転送エントリをすでに有することになる。これで、信号交換が既存のパスの接続を不正に修正することになる場合などのシグナリング例外をピアに通知することによって、プロシージャの堅固さに寄与することができる。

８０２．１ ＭＡＣ／ＶＬＡＮ階層を示す概略図である。 リンク・ディスカバリ階層を示す概略図である。 イーサネット／ＧＭＰＬＳアドレッシングおよびラベル・スペースを示す概略図である。 イーサネットのＧＭＰＬＳ制御に関する方法図である。 ＧＭＰＬＳネットワークにおけるＰＢＴオーバレイを示す概略図である。 複数のＰＢＴパスを示すＧＭＰＬＳネットワークにおけるＰＢＴオーバレイを示す概略図である。

Claims (20)

1. イーサネットのプロバイダ・バックボーン・トランスポート（ＰＢＴ）パスを制御するために汎用マルチプロトコル・ラベル・スイッチング（ＧＭＰＬＳ）を使用する方法であって、
   複数の中間ノードを介した起点エッジ・ノードから終端エッジ・ノードへのパスを決定するステップと、
   前記起点ノードから前記終端ノードへと、前記パスを識別するために第１の提供されたＧＭＰＬＳラベルを送信するステップであって、前記ＧＭＰＬＳラベルは第１のＶＩＤ／ＭＡＣタプル内にバックボーン仮想ＬＡＮ識別子およびメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）を含む、送信するステップと、
   前記起点ノードから前記終端ノードへの各中間ブリッジ・ノードで、前記第１のＶＩＤ／ＭＡＣタプルを転送テーブル内にインストールするステップと、
   を含む、方法。
2. 前記終端ノードから前記起点ノードへと、前記パスを識別するために第２の提供されたＧＭＰＬＳラベルを送信するステップであって、前記第２のＧＭＰＬＳラベルは前記第１のＧＭＰＬＳラベルに応答して第２のＶＩＤ／ＭＡＣタプルを含む、送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記終端ノードから前記起点ノードへの各中間ブリッジ・ノードで、前記第２のＶＩＤ／ＭＡＣタプルを転送テーブル内にインストールするステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記送信するステップは、
   前記終端ノードから前記起点ノードへと、前記パスを識別するために第２の提供されたＧＭＰＬＳラベルを送信するステップであって、前記第２のＧＭＰＬＳラベルは前記第１のＧＭＰＬＳラベルに応答して第２のＶＩＤ／ＭＡＣタプルを含む、送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記インストールするステップは、
   前記終端エッジ・ノードから前記起点エッジ・ノードへの各中間ブリッジ・ノードで、前記第２のＶＩＤ／ＭＡＣタプルを転送テーブル内にインストールするステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記ＧＭＰＬＳラベル内の前記ＶＩＤ／ＭＡＣタプルは、１２ビットのＶＩＤおよび４８ビットのＭＡＣ宛先アドレスまたはグループ・マルチキャスト・アドレスを備える、請求項１に記載の方法。
7. 前記提供されたＶＩＤ／ＭＡＣタプル内のＭＡＣアドレスは送信側ノードに関連付けられる、請求項１に記載の方法。
8. ＲＥＳＶメッセージ内で前記第１のＧＭＰＬＳラベルはＵＰＳＴＲＥＡＭ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトであり、前記第２のＧＭＰＬＳラベルはＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトである、請求項４に記載の方法。
9. 前記起点ノードまたは終端ノードのうちの１つは選択プロセスを実行し、これによって明示的ルート・オブジェクト（ＥＲＯ）は、既存のマルチプレックスのセット、および、結合する前記起点ノードにとってどの前記終端ノードが最適なツリーとみなされるかの識別を提供するために選択された前記ＶＩＤ／ＭＡＣタプルと、比較される、請求項１に記載の方法。
10. 前記中間ノードは、前記ＥＲＯおよびＶＩＤ／ＭＡＣタプルによって識別されるマルチプレックスの共用部分へのエンドポイント所有者の追加のみに注目する、請求項９に記載の方法。
11. プロバイダ・バックボーン・トランスポート（ＰＢＴ）パスを確立するために汎用マルチプロトコル・ラベル・スイッチング（ＧＭＰＬＳ）を使用する、イーサネット・ネットワークであって、
    起点エッジ・ノードと、
    終端エッジ・ノードと、
    前記起点エッジ・ノードと前記終端エッジ・ノードとの間にメッシュを形成する複数の中間ブリッジ・ノードと、を備え、
    ＶＩＤ／ＭＡＣタプルを形成する前記それぞれの宛先ノードのバックボーン仮想ＬＡＮ識別子およびメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）によって、前記起点エッジ・ノードと前記終端エッジ・ノードとの間にパスが定義され、各前記中間ノードは、前記定義済みパスによって前記起点エッジ・ノードと前記終端エッジ・ノードとの間でデータをルーティングするために転送テーブルを読み込むための前記ＶＩＤ／ＭＡＣタプルを含む前記ＧＭＰＬＳラベルから、ラベル情報を受け取る、
    ネットワーク。
12. ＧＭＰＬＳネットワーク・トポロジ内の複数の中間ブリッジング・ノードを介して、前記起点エッジ・ノードと前記終端エッジ・ノードとの間の前記パスを決定するためのパス計算サーバをさらに備える、請求項１２に記載のネットワーク。
13. 前記ＧＭＰＬＳトポロジは、８０２．１ａｂ拡張を使用してリンク管理プロトコル（ＬＭＰ）によって決定される、請求項１２に記載のネットワーク。
14. 前記起点エッジ・ノードから前記終端エッジ・ノードへの前記パスは、順方向および逆方向で対称である、請求項１１に記載のネットワーク。
15. 前記起点エッジ・ノードから前記終端エッジ・ノードへの前記パスは、順方向および逆方向で非対称である、請求項１１に記載のネットワーク。
16. 前記ＶＩＤ／ＭＡＣアドレスは前記ノードのＧＭＰＬＳポート・インデックスに関連付けられる、請求項１１に記載のネットワーク。
17. ブリッジング・ノードで、エッジ・ノードから提供された汎用マルチプロトコル・ラベル・スイッチング（ＧＭＰＬＳ）ラベルを受け取るステップであって、
    前記ＧＭＰＬＳラベルは、エッジ・ノード間でメッシュ・ネットワークを介してプロバイダ・バックボーン・トランスポート（ＰＢＴ）パスを識別し、前記ＧＭＰＬＳラベルは、ＶＩＤ／ＭＡＣタプル内の前記エッジ・ノードに関連付けられたバックボーン仮想ＬＡＮ識別子（ＶＩＤ）およびメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを含む、受け取るステップと、
    前記ＶＩＤ／ＭＡＣタプルを、前記ＧＭＰＬＳラベルから前記ブリッジング・ノードの転送テーブル内にインストールするステップであって、前記ＶＩＤ／ＭＡＣタプルは前記ＰＢＴパスに関連付けられた前記ノードの出口ポートを識別するためのものであり、前記ブリッジング・ノードの入口ポートで受け取られたパケットは、前記パケット内のＶＩＤ／ＭＡＣタプルに基づいて前記ブリッジング・ノードの前記出口ポートに転送される、インストールするステップと、
    前記ＰＢＴパスの反対のエッジ・ノードに向かい、前記ＰＢＴパスに沿って次のノードへＧＭＰＬＳラベルを転送するステップと、
    を実施するよう構成された、メッシュ・ネットワーク内のイーサネット・ブリッジング・ノード。
18. ＧＭＰＬＳラベルは前記ＰＢＴパスに関連付けられた各エッジ・ノードから受け取られ、各ＧＭＰＬＳラベルは、前記関連付けられたエッジ・ノードにパケットを転送するための一意のＶＩＤ／ＭＡＣタプルを識別する、請求項１７に記載のイーサネット・ブリッジング・ノード。
19. 前記インストールするステップは、ＧＭＰＬＳラベル内の前記パスに関連付けられた各エッジ・ノードからＶＩＤ／ＭＡＣタプルが受け取られた場合に実行され、前記ＶＩＤ／ＭＡＣタプルは、前記ノードの入口ポートで受け取られたパケットが、前記パケット内の前記ＶＩＤ／ＭＡＣタプルに基づき、前記関連付けられた出口ポートによって前記ＰＢＴパスに沿って転送されるように、前記ブリッジング・ノードの転送テーブル内にインストールされる、請求項１８に記載のイーサネット・ブリッジング・ノード。
20. 前記ＧＭＰＬＳラベルは、ＵＰＳＴＲＥＡＭ＿ＬＡＢＥＬオブジェクトまたはＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤ＿ＬＡＢＥＬオブジェクト内の前記ブリッジング・ノードで受け取られる、請求項１７に記載のイーサネット・ブリッジング・ノード。

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