JP2010141635A - 自律分散制御によるパス設定方法およびシステム、それに用いる通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パス設定の始点ノードで適切な待ち時間を設定できるパス設定方法およびシステム並びにそれに用いる通信装置を提供する。
【解決手段】自律分散制御によるパス設定機能を有する通信装置は、パス設定待ち時間WaitTimeを計時するタイマ部１０６と、自装置がパスの始点ノードである場合、パス設定要求メッセージを当該パスの終点ノードへ向けて送信してタイマ部をスタートさせ、パス設定待ち時間WaitTime内にパス上のノードからパス設定に要する処理時間計算値を受信すると、処理時間計算値に基づいてパス設定待ち時間WaitTimeを延長する制御手段（１０２，１０７）と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は自律分散制御によりパス設定を行う技術に係り、特に自律分散制御パス設定機能を有する通信装置、パス設定方法およびシステムに関する。

MPLS(Multi-Protocol Label Switching)やGMPLS(Generalized MPLS)、あるいはGMPLSのASON(Automatically Switched Optical Network)への適用など、自律分散型のパス設定・運用技術が種々提案されている。自律分散制御によるパス設定技術の一例は、たとえば特許文献１に開示されている（１１〜１２ページ参照）。

特許文献１に開示されたパス設定システムでは、ネットワーク管理装置（NMS)が始点となるノードに対してパス設定指示を出すと、終点ノードまでの各中間ノードが資源の予約を行いながら下流へ向けてPath（パス設定メッセージ）を順次送信する。Pathメッセージを受信した終点ノードは、自ノードのパス設定処理を行うとResv（応答メッセージ）を上流へ向けて送信する。Resvメッセージを受信した各中間ノードは、同様にパス設定処理を行い上流へ向けてResvメッセージを順次送信する。こうして始点ノードがResvメッセージを受信すると、自ノードのパス設定処理を行うことで始点ノードから終点ノードまでのパス設定が完了する。

特開２００６−１３５９４５号公報

上述したような自律分散制御によるパス設定システムでは、通常、始点ノードがパス設定を開始する時に所定待機時間を設定したタイマ（Wait Timer）を起動し、下流からの応答メッセージの受信を待機する。もしタイムアウトするまでに応答メッセージを受信しない場合には、始点ノードはパス削除を開始することで、各ノードのリソースが不要に長い時間占有される事態を回避するのが望ましい。なぜならば、一部のノードが障害等でパス設定に失敗していても、他のノードではパス設定用の帯域を予約あるいは既に占有している場合があるからである。

しかしながら、始点ノードは、パス設定を開始した時点で、終点までのパス設定にどれだけの時間を要するかを知ることができない。このタイマ（Wait Timer）の設定値が適正ではない場合には好ましくない事態が生じうる。たとえば、タイマの待機時間が各ノードのパス設定にかかる処理時間の合計値より短ければ、例え全ノードに故障等の異常が無くとも、始点ノードはパス設定が失敗したものと見なし、自律的にパス削除を開始する。逆に、タイマの待機時間が経路の各ノードのパス設定に要する処理時間の合計より不要に長く設定されていれば、パス設定中にあるノードが故障等になったとき、始点ノードはパス削除を開始することが遅れ、各ノードのリソースを不要に長い時間占有してしまう。

ところが、パス設定に要する時間は、中間ノードの個数、ネットワークの状況および各ノードの負荷状態などに依存しており実際には固定値ではない。

そこで、本発明の目的は、パス設定の始点ノードで適切な待ち時間を設定できるパス設定方法およびシステム並びにそれに用いる通信装置を提供することにある。

本発明による通信装置は、自律分散制御によるパス設定機能を有する通信装置であって、パス設定待ち時間を計時する計時手段と、自装置がパスの始点ノードである場合、パス設定要求メッセージを当該パスの終点ノードへ向けて送信して前記計時手段をスタートさせ、前記パス設定待ち時間内に前記パス上のノードからパス設定に要する処理時間計算値を受信すると、前記処理時間計算値に基づいて前記パス設定待ち時間を延長する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によるパス設定システムは、複数のノードが自律分散制御によりパスを設定するシステムであって、前記パスの始点ノードは、パス設定待ち時間を計時する計時手段と、パス設定要求メッセージを下流ノードへ向けて送信して前記計時手段をスタートさせ、前記パス設定待ち時間内に前記パス上のノードからパス設定に要する処理時間計算値を受信すると、前記処理時間計算値に基づいて前記パス設定待ち時間を延長する始点ノード制御手段と、を有し、前記パスの少なくとも１つの中間ノードおよび終点ノードの各々は、自装置でのパス設定に要する処理時間を自装置の処理状況に応じて計算する処理時間計算手段と、自装置におけるパス設定を実行する際に前記処理時間計算手段により計算された処理時間を前記処理時間計算値として始点ノードへ送信する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によるパス設定方法は、複数のノードが自律分散制御によりパスを設定する方法であって、前記パスの始点ノードは、パス設定要求メッセージを下流へ送信してからパス設定待ち時間内にパス上のノードからパス設定に要する処理時間計算値を受信すると、前記処理時間計算値に基づいて前記パス設定待ち時間を延長し、前記パスの少なくとも１つの中間ノードおよび終点ノードの各々は、自装置でのパス設定に要する処理時間を自装置の処理状況に応じて計算し、自装置におけるパス設定を実行する際に前記計算された処理時間を前記処理時間計算値として始点ノードへ送信する、ことを特徴とする。

本発明により、始点ノードでパス設定のための待ち時間を適切に設定できる。

まず、本発明の実施形態について説明する前に、ここで使用されるラベルスイッチ技術に関する用語について簡単に説明しておく。

１．用語の説明
WaitTimer : パス設定メッセージ（LSP Setup）を送信してから応答メッセージ（LSP Accept または LSP Upstream error）を受信するまでの待ち時間であり、始点ノードの計時手段（タイマ）に設定される。WaitTimerが満了になるとタイマがタイムアウトし、始点ノードはLSP Downstream errorを下流に向けて送信することでパス削除を開始する。すなわち、WaitTimerは、ノード故障やネットワーク障害等によりパス設定に失敗したとき、始点ノードがLSPを削除する目的のために設定される。ここで用いられるWaitTimerは、Resv Wait TimerやAdmin Status Timerなどを含むものとする。

LSP : Label Switched Pathの略で、GMPLS,MPLS,ASON等の自律分散制御システムで設定されるパスである。LSPの経路上のノードは、上流から始点ノード、中間ノード、終点ノードと呼ばれる。RSVP-TE (Resource ReSerVation Protocol-Traffic Engineering)では、始点ノードはIngress、中間ノードはTransit、終点ノードはEgressともいう。物理的には同じノードであっても、設定されるパスによって、始点ノード、中間ノードあるいは終点ノードになりうる。

LSP Setup : LSP設定要求をおこなうメッセージ。Ingressからメッセージが送信され、下流ノードは、メッセージの帯域予約を行いさらにメッセージを転送する。RSVP-TE Protocol MessageではPathメッセージ。

LSP Accept : LSPの予約を受諾することを通知するメッセージ。LSP Setupを受信したEgressが上流に向けて送信する。RSVP-TE Protocol MessageではResvメッセージ。

LSP Upstream error： パス削除を要求するメッセージ。下流から上流に送信される。このメッセージを受信したノードはLSPを削除し、上流にLSP Upstream errorを転送する。RSVP-TE Protocol MessageではPathErrメッセージ。

LSP Downstream error： パス削除を要求するメッセージ。上流から下流に送信される。このメッセージを受信したノードはLSPを削除し、下流にLSP Downstream errorを転送する。RSVP-TE Protocol MessageではPathTearメッセージ。

LSP error : 上述したLSP Upstream errorあるいはLSP Downstrean error。以下、本発明の実施形態では、LSP Upstream errorとLSP Downstrean errorとをまとめてLSP errorとする。

パス設定処理 : 実際のパス設定(回線の設定、光クロスコネクト処理等）。

パス識別情報 : 自律分散制御によって既に設定済の、または設定しようとしているパスを識別するための情報。一般にGMPLSでは、パスの始点ノード識別子と、終点ノード識別子と、ノードごとに持つパス識別子と、によってネットワーク上に存在する、または設定しようとしているパスを一意に特定することができる。

パス設定シグナリング : 自律分散制御によるパス設定のために、LSP SetupとLSP Acceptメッセージをノード間でのやり取りをおこなうこと。

LSP Setupシグナリング : 始点ノードから終点ノードへLSP Setupを転送する。

LSP Acceptシグナリング : 終点ノードから始点ノードへLSP Acceptを転送すること。LSP Acceptシグナリングには、光回線の導通のために通信インターフェイスのハード設定や制御ソフトウェアへの帯域予約などのパス設定処理を実現する回線設定の実施も含まれる。

LSP errorシグナリング : 始点ノードから終点ノードへLSP errorを転送すること。本発明の実施形態では、回線に設定された削除の完了は待たずに、LSP errorを送信するものとしている。

２．一実施形態
図１は本発明の一実施形態によるパス設定制御を説明するためのシステムを示すネットワーク構成図である。本実施形態によるシステムは、図面を煩雑にしないために、始点ノード１０、３つの中継ノード２０、３０、４０および終点ノード５０からなるネットワークと、始点ノード１０へパス設定要求を送信する管理装置６０と、を有するものとする。

始点ノード１０、中間ノード２０、３０、４０および終点ノード５０には、GMPLS、MPLS、ASON等の自律分散制御に基づいてパス設定処理を実行する手段が設けられ、管理装置６０からのパス設定要求に従ってパス設定処理を実行し、ユーザ端末ＡおよびＢ間にパスを提供する。

さらに、中間ノード２０、３０、４０および終点ノード５０の各々には、当該ノードにおけるパス設定が完了するまでの処理時間を計算する手段が設けられ、上流からパス設定要求を受信したときにパス設定に要する処理時間を計算し、その計算値を始点ノード１０へ送信する。始点ノード１０では、下流側から通知された各ノードのパス設定に要する時間が含まれるようにタイマの待ち時間WaitTimerを延長する。

このように、パス系路上の中間ノードおよび終点ノードの各々は、パス設定のために自ノードが要する処理時間を計算し、その処理時間計算値を始点ノードに通知する。始点ノードは、下流側の各ノードから受信した処理時間計算値によりタイマの待ち時間WaitTimerを更新する。これにより、始点ノード１０のタイマの待ち時間WaitTimerは、下流ノードのパス設定処理時間を考慮した適正値に設定され、ユーザにパスを確実に提供することが可能となる。以下、詳細に説明する。

３．ノード構成
上述したように、パス上のノードは、上流から始点ノード、中間ノード、終点ノードと呼ばれるだけであり、物理的には同じノードであっても、設定されるパスによって、始点ノード、中間ノードおよび終点ノードのいずれにもなりうる。以下、このようなノードの構成について詳細に説明する。

図２は本発明の一実施形態による通信装置（ノード）の機能的構成を示すブロック図である。本実施形態によるノードには自律分散制御プロトコル処理部１００が設けられ、通信ポート１０１によりＬＡＮ等のネットワークに接続されている。自律分散制御プロトコル処理部１００は、制御部１０２の制御の下で、通信ポート１０１を通して他のノードとの間でシグナリングを実行し、自律分散制御プロトコルに従ったパス設定制御を実行する。

自律分散制御プロトコル処理部１００は、パス設定要求（LSP Setup）処理部１０３、パス受諾（LSP Accept）処理部１０４、パス削除要求（LSP Error）処理部１０５、および、パス設定ための待ち時間WaitTimeが更新可能に設定されたタイマ部１０６を機能的に有する。タイマ部１０６には、待ち時間WaitTimeの初期値が設定されるものとする。この初期値は、少なくとも最初のタイマ更新時までの時間、すなわち始点ノードがタイマ起動した後、下流側から受信したパス設定処理時間計算値によりタイマが最初に更新されるまでの時間であることが必要である。

LSP Setup処理部１０３は、管理装置６０からパス設定要求に応じてリソースの予約を行い、LSP設定要求(LSP Setup)メッセージを下流へ転送する。

LSP Accept処理部１０４は、自ノードが終点ノードであればパス設定処理が完了したときにLSP Acceptメッセージを上流へ送信する。中間ノードであれば、下流からLSP Acceptメッセージしたときに、自ノードのパス設定処理を実行し、パス設定処理が完了したときにLSP Acceptメッセージを上流へ転送する。始点ノードであれば、下流からLSP Acceptメッセージしたときに、自ノードのパス設定処理を実行し、パス設定完了通知を管理装置６０へ送信する。

LSP Error処理部１０５は、自ノードが始点ノードであればタイマ部１０６がタイムアウトしたときに、自ノードのLSPを削除し、LSP Errorメッセージを下流へ送信する。中間ノードであれば、LSP Errorメッセージを受信すると、自ノードのLSPを削除し、下流にLSP Errorメッセージを転送する。終点ノードであれば、LSP Errorメッセージを受信すると、自ノードのLSPを削除する。

タイマ部１０６は、LSP Setup処理部１０３により起動され、処理時間加算部１０７によりパスごとに待ち時間WaitTimeが更新される。タイムアウトすると、LSP Error処理部１０５へ当該パスの設定失敗を通知する。なお、待ち時間WaitTimerはパス単位で用意され、LSP Setup処理部１０３、LSP Accept処理部１０４、LSP Error処理部１０５はパス単位で動作する。

ノードは、さらに処理時間加算部１０７、処理時間計算部１０８、処理時間情報部１０９、パス設定実行部１１０および伝送装置１１１を有する。

処理時間加算部１０７は、自ノードが始点ノードとなるパスにおいて機能し、通信ポート１０１を介して他のノードから処理時間計算値を受信したとき、その処理時間計算値とパス識別情報とをタイマ部１０６へ渡し、対応するパスの待ち時間WaitTimerに加算する。

処理時間計算部１０８は、自ノードが中間ノードあるいは終点ノードとなるパスにおいて機能し、LSP Accept処理部１０４の要求によりパス設定実行部１１０がそのパス識別情報のパス設定処理を開始したときに、そのパス設定処理が完了するまでにかかる時間を処理時間情報部１０９の情報を参照しながら計算する。計算された処理時間およびパス識別情報は、通信ポート１０１を介して始点ノード１０へ通知される。

処理時間加算部１０７および処理時間計算部１０８は、パス識別情報を用いてパスを判別している。すなわち、自律分散制御プロトコルでは、パスを識別できる情報(パス識別情報)が割り当てられている。一般にGMPLSでは、パスの始点ノード識別子、終点ノード識別子およびノードごとに持つパス識別子によって、ネットワーク上に存在するパスあるいは今から設定しようとしているパスを一意に特定することができる。したがって、このパス識別情報を用いることで、処理時間加算部１０７および処理時間計算部１０８はパス単位で動作できる。処理時間情報部１０９を利用した処理時間の計算については後述する。

パス設定実行部１１０は、光クロスコネクトや光ファイバー等の実際の通信回線ハードである伝送装置１１１を制御する機能を有し、LSP Accept処理部１０４からの要求を受けてパス設定処理を実行する。

なお、制御部１０２、自律分散制御プロトコル処理部、処理時間加算部１０７および処理時間計算部１０８は、コンピュータのＣＰＵ等のプログラム制御プロセッサ上でプログラムを実行することにより実現することもできる。

４．パス設定処理時間の計算
一般に、計算機（コンピュータ）ではオペレーティングシステムが現在のタスクを一覧で所持しており、要求に応じて、処理に関する情報を返すことが可能である。たとえば、これから設定しようとしているパスがどのインターフェイスを利用して、どれくらいの帯域を設定しようとしているのか等の情報を取得することができる。したがって、処理の種類とその処理に要する時間とを対応付けて記憶しておけば、処理時間計算部１０８は、現在抱えている処理を収集し、これらの処理種別から処理時間を得ることができる。これらの処理時間を用いて、現在の状態からパス設定処理が終了するまでに要する時間を推定することが可能となる。なお、「現在抱えている処理」としては、要求されたパス設定処理、自律分散制御による他のパスのための処理、自律分散制御を使用しない他のパスのための処理、他のパスに関する障害情報収集のための処理、その他計算機の処理等がある。

図３は本実施形態によるノードに設けられた処理時間情報部の格納情報の一例を示す模式図である。処理時間情報部１０９には、処理種別、その処理に要求される帯域、インターフェイスの種別、自律分散制御パスか非自律分散制御パスかの区別、計算機の処理内容および処理時間が処理種別のキーとして検索可能に格納されている。

図３において、例えば処理種別Ｐは、パス帯域が１０Ｇｂｐｓでインターフェイスは「ＩＦ（ｐ）」という種類を使用していて自律分散制御のパスを示している。これらの情報から当該処理種別Ｐの処理時間Ｔｐを予め予測して格納しておく。

処理時間計算部１０８は、自ノードが現在抱えている処理を収集し、その処理ごとに対応する処理種別を割り当て、処理種別をキーとして処理時間情報部１０９を検索する。その検索により得られた各処理種別の処理時間を用いて、今設定しようとしているパスの回線処理に要する時間を計算することができる。なお、処理種別は、光クロスコネクトでは処理する波長数等によって、時分割多重装置では処理するタイムスロット数によって割り当てられる。また、自ノードが持つ回線のインターフェイス処理能力もパス種別を割り当てに用いられる。

５．始点ノードのパス設定制御
図４は図２に示すノードが始点ノードであるときのパス設定制御動作を示すフローチャートである。まず、管理装置６０から１つのパスを設定するためのパス設定要求を受信すると、制御部１０２はLSP Setup処理部１０３を制御して当該パス設定要求を通信ポート１０１を通して終点ノードへ向けて（下流へ）送信し（ステップＳ２０１）、これによって待ち時間WaitTimeのタイマ部１０６がスタートする（ステップＳ２０２）。

タイマ部１０６がタイムアウトしていなければ（ステップＳ２０３：ＮＯ）、制御部１０２は下流のノードから当該パス設定に関するLSP Acceptメッセージを受信したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。LSP Acceptメッセージを受信していなければ（ステップＳ２０４：ＮＯ）、制御部１０２は下流のノードから当該パス設定に関する処理時間計算値を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。あるノードから処理時間計算値Ｔを受信すれば（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、制御部１０２は当該パス識別情報と処理時間計算値Ｔとを処理時間加算部１０７へ渡し、処理時間加算部１０７はタイマ部１０６へパス識別情報と処理時間計算値Ｔとを渡し、待ち時間の更新を指示する。これによって、タイマ１０６は、その時点での待ち時間WaitTimeに処理時間計算値Ｔを加算して待ち時間WaitTimeを更新する（ステップＳ２０６）。これによって、下流ノードでのパス設定処理に要する時間を考慮した待ち時間WaitTimeを設定することができる。

待ち時間WaitTimeを更新された場合あるいはどのノードからも処理時間計算値を受信しなかった場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）には、制御はステップＳ２０３へ戻り、タイマ部１０６がタイムアウトするか、あるいはLSP Acceptメッセージを受信するまで、ステップＳ２０３〜Ｓ２０６が繰り返される。

タイマ部１０６がタイムアウトする前に、下流ノードからLSP Acceptメッセージを受信すると（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、LSP Accept処理部１０４はタイマ部１０６を完了させ（ステップＳ２０７）、パス設定実行部１１０に当該パス識別情報を渡して伝送装置１１１に対する当該パス設定処理を実行させる（ステップＳ２０８）。当該パス設定処理が完了すると、LSP Accept処理部１０４は管理装置６０へパス設定完了通知を送信する（ステップＳ２０９）。こうして、始点から終点ノードまでのパス設定が完了する。

なお、タイマ部１０６がタイムアウトすると（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、LSP Error処理部１０５は、自ノードのパスを削除すると共に、LSP Errorメッセージを下流へ送信するエラー処理を実行し、ネットワークのリソース予約あるいは占有を解除する（ステップＳ２１０）。

６．中間ノードのパス設定制御
図５は図２に示すノードが中間ノードであるときのパス設定制御動作を示すフローチャートである。上流ノードからあるパスを設定するためのパス設定要求を受信すると（ステップＳ３００）、LSP Setup処理部１０３は当該パス設定要求の終点ノードが自ノードか否かを判定する（ステップＳ３０１）。

自ノードが当該パス設定に対して中間ノードである場合には（ステップＳ３０１：ＮＯ）、LSP Setup処理部１０３は当該パス設定要求を通信ポート１０１を通して終点ノードへ向けて（下流へ）転送する（ステップＳ３０２）。そして、下流からのLSP Acceptメッセージあるいは上流からのパス削除要求メッセージを待機する状態になる（ステップＳ３０３、Ｓ３０４）。

下流ノードからLSP Acceptメッセージを受信すると（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、LSP Accept処理部１０４はパス設定実行部１１０に当該パス識別情報を渡して伝送装置１１１に対する当該パス設定処理を開始させる（ステップＳ３０５）。これと並行して、制御部１０２は、処理時間計算部１０８を起動して当該パス設定処理に要する時間を計算させ（ステップＳ３０６）、得られた処理時間計算値を当該パス識別情報と共に始点ノードへ送信する（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０６の処理時間計算については後述する。制御部１０２は、パス設定処理が完了したか否か（ステップＳ３０８）あるいはその間にパス削除要求を受信したか否か（ステップＳ３０９）を判定し、当該パス設定処理が完了すると（ステップＳ３０８：ＹＥＳ）、LSP Accept処理部１０４は上流ノードへLSP Acceptメッセージを送信する（ステップＳ３１０）。こうして設定されたパスは、パス削除要求などがない限り維持される（ステップＳ３１１、Ｓ３１２）。

ステップＳ３０４、Ｓ３０９あるいはＳ３１１において、パス削除要求が上流ノードから受信されると、LSP Error処理部１０５はパス設定実行部１１０に当該パス識別情報を渡して伝送装置１１１に設定されているパスを削除すると共に、パス削除要求を下流ノードへ転送する（ステップＳ３１３）。

また、自ノードが当該パス設定に対して終点ノードであれば（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、次に述べる終点ノードのパス設定制御が実行される。

７．終点ノードのパス設定制御
図６は図２に示すノードが終点ノードであるときのパス設定制御動作を示すフローチャートである。ここでは、上流ノードからあるパスを設定するためのパス設定要求を受信し（ステップＳ４００）、LSP Setup処理部１０３が当該パス設定要求の終点ノードが自ノードであると判定したものとする（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）。

LSP Accept処理部１０４はパス設定実行部１１０に当該パス識別情報を渡して伝送装置１１１に対する当該パス設定処理を開始させる（ステップＳ４０２）。これと並行して、制御部１０２は、処理時間計算部１０８を起動して当該パス設定処理に要する時間を計算させ（ステップＳ４０３）、得られた処理時間計算値を当該パス識別情報と共に始点ノードへ送信する（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０３の処理時間計算については後述する。制御部１０２は、パス設定処理が完了したか否か（ステップＳ４０５）あるいはその間にパス削除要求を受信したか否か（ステップＳ４０６）を判定し、当該パス設定処理が完了すると（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、LSP Accept処理部１０４は上流ノードへLSP Acceptメッセージを送信する（ステップＳ４０７）。こうして設定されたパスは、パス削除要求などがない限り維持される（ステップＳ４０８、Ｓ４０９）。

ステップＳ４０６あるいはＳ４０８において、パス削除要求が上流ノードから受信されると、LSP Error処理部１０５はパス設定実行部１１０に当該パス識別情報を渡して伝送装置１１１に設定されているパスを削除する（ステップＳ４１０）。

８．処理時間計算
次に、図５のステップＳ３０６および図６のステップＳ４０３において処理時間計算部１０８が実行する処理時間計算処理について説明する。

図７は処理時間計算手順を概略的に示すフローチャートである。図７において、ある自律分散制御パスＤの回線を設定するために、LSP Accept処理部１０４がパス設定実行部１１０に対して回線設定の処理を要求し、これと同時に、処理時間計算部１０８に対して当該回線設定処理に要する時間の計算を要求したものとする（ステップＳ５０１）。

まず、処理時間計算部１０８は自ノードが現在抱えている処理を収集する（ステップＳ５０２）。ここで、現在抱えている処理の一例として、図３に示す自律分散制御パスＡの回線処理Ｐ、非自律分散制御パスＢの回線処理Ｑ、および、回線Ｃにおける警報収集処理Ｒを持っており、この状態で自律分散制御パスＤの回線処理Ｓを実行するものとする。すなわち、回線処理Ｐおよび回線処理Ｑは、回線処理Ｓより前に処理の予約が入っており、かつ、パス設定実行部１１０での処理が完了していないものとする。回線Ｃの警報収集処理Ｒは、回線処理Ｓより前に処理の予約がはいっており、かつ、ノード内に装備されている計算機での処理が完了していないものとする。

続いて、処理時間計算部１０８は、各処理に対応した処理種別を、例えば帯域幅やインターフェイスの種別などに基づいて割り当て（ステップＳ５０３）、処理種別をキーとして処理時間情報部１０９を検索することで、対応する処理時間を取得する（ステップＳ５０４）。これらの処理時間を用いて、当該回線処理Ｓに要する処理時間を次のように求める（ステップＳ５０５）。まず、図３に示す処理時間情報部１０９によれば、処理Ｐ、Ｑ、ＲおよびＳにそれぞれ要する時間を次のように求まる。

・自律分散制御パスＡの設定処理時間＝Ｔｐ
・非自律分散制御パスＢの設定処理時間＝Ｔｑ
・回線Ｃの警報収集時間＝Ｔｒ
・自律分散制御パスＤの設定処理時間＝Ｔｓ
処理時間計算部１０８は、計算対象である自律分散制御パスＤの設定が完了するまでの時間Ｔを次式：
処理時間Ｔ＝Ｔｐ＋Ｔｑ＋Ｔｒ＋Ｔｓ
で計算することができる。なお、この例では、単純に各処理の処理時間を合計して回線処理Ｓが完了するまでの処理時間Ｔとしているが、これに限定されるものではない。たとえば、処理種別ｃ１，ｃ２，・・・と処理時間ｔ１，ｔ２・・・とを変数とした関数として表してもよい。

このように、LSP Accept処理部の要求による回線設定処理の開始に最も近い時点で、その回線設定処理に要する時間の計算が実行される。これにより、他の処理が割り込むことで回線処理が完了するまでの時間に変化が生じる事態を回避することができ、実態に即した回線設定処理時間を計算することができる。

通信機器一般にいえることだが、回線設定に要する時間に比べて、各メッセージをやり取りしたり処理時間を計算したりする時間の方が十分に短い。したがって、始点ノードのタイマの待ち時間WaitTimerに下流ノードの処理時間計算値が加算され、その更新された待ち時間WaitTimerが満了となる前に、次の下流ノードの処理時間計算値が待ち時間WaitTimerに加算される、というタイマ更新が繰り返えされることにより、始点ノードのタイマの待ち時間WaitTimerはノード単位で延長する。したがって、回線設定に多くの時間を要する場合に、柔軟に待ち時間WaitTimerを伸長することができ、仮に下流でパス設定が失敗した場合には、それ以降のノードから処理時間計算値が加算されなくなるので、パス設定の失敗をより早く知ることができる。

７．一実施例
７．１）構成
図８は本発明の一実施例によるパス設定システムを示すブロック図である。ここでは、設定しようとするパスの始点となる始点ノード４０００と、終点となる終点ノード６０００と、それらの間にある１以上の中間ノード５０００とが図示されており、それぞれ主要な機能を示すブロックのみが図示されている。始点ノード４０００、中間ノード５０００および終点ノード６０００は、基本的には図２に示す機能的構成を有するが、ここでは図２におけるブロックの参照番号に各ノードの参照番号の最上位桁の数字を付加して表すものとする。たとえば、始点ノード４０００であれば、「４＊＊＊」の「＊＊＊」の部分に図２での対応するブロックの参照番号を入れる。すなわち、図２における通信ポート１０１に対応する始点ノード４０００の通信ポートは参照番号「４１０１」、中間始点ノード５０００の通信ポートは参照番号「５１０１」というように表す。他のブロックの参照番号も同様である。

始点ノード４０００、中間ノード５０００および終点ノード６０００のそれぞれの通信ポート４１０１、５１０１および６１０１はＬＡＮ等のネットワークに接続され、パス設定シグナリングやLSP errorシグナリングなどのシグナリングが実行される。また、パス設定実行部４１１０、５１１０および６１１０は、ここでは光クロスコネクトや光ファイバー等の実際の通信回線ハードを制御し、それぞれLSP Accept処理部４１０４、５１０４および６１０４からの要求を受けて回線処理を実行する。

始点ノード４０００における処理時間加算部４１０７は、中間ノード５０００および終点ノード６０００からそれぞれ回線処理に要する処理時間計算値を通信ポート４１０１を介して受信したとき、その処理時間計算値をWaitTimer４１０６に加算する処理を行う。

中間ノード５０００における処理時間計算部５１０８は、上述したように、LSP Accept処理部５１０４からの要求により回線設定処理が実行されると同時に、その設定処理に要する時間を処理時間情報部５１０９に問い合わせて計算を行う。ここで、回線設定処理に要する時間とは、LSP Accept処理部５１０４から計算を求められた時点から回線設定が完了する時点までの時間をいう。終点ノード６０００における処理時間計算も同様である。こうして中間ノード５０００および終点ノード６０００のそれぞれで計算された処理時間計算値が始点ノードへ通知される。

７．２）動作
図９は本実施例による自律分散制御によるパス設定方法を説明するためのシーケンス図である。ここで説明するシステムは、設定しようとする回線の始点ノード４０００がＮＥ(Network Element)１０、終点ノード６０００がＮＥ５０、その間の中間ノード５０００が３つのＮＥ２０〜４０であるものとする。

まず、オペレーションユーザは管理装置６０を操作して、ＮＥ１０〜ＮＥ５０までの自律分散制御によるパス設定を始点ノードとなるＮＥ１０に要求する（ステップＳ６０１）。

ＮＥ１０は、管理装置６０からパス設定要求を受信すると、LSP SetupメッセージをＮＥ２０へ送信し（ステップＳ６０２）、同時に当該パスのパス識別情報に対応した待ち時間WaitTimerのタイマ４１０６をスタートさせる（ステップＳ６０３）。

ＮＥ２０は、ＮＥ１０からLSP Setupメッセージを受信すると、ＮＥ３０へLSP Setupメッセージを転送する（ステップＳ６０４）。同様に、ＮＥ３０はＮＥ４０へLSP Setupメッセージを転送し（ステップＳ６０５）ＮＥ４０はＮＥ５０へLSP Setupメッセージを転送する（ステップＳ６０６）。

終点ノードであるＮＥ５０は、ＮＥ４０からLSP Setupメッセージを受信すると、要求されたパスに対するLSP Acceptシグナリングを開始する。まず、当該パスのための回線設定を開始すると共に、その回線処理に要する時間を計算する（ステップＳ６０７）。上述したように、ＮＥ５０は現在抱えている処理を収集し、その処理ごとに対応する処理種別を割り当て、そして処理種別に対応した処理時間から今設定しようとしているパスの回線処理に要する時間の計算結果を得る。こうして、ＮＥ５０における回線設定のための処理時間計算値Ｔ_５０が得られると、ＮＥ５０は処理時間計算値Ｔ_５０を始点ノードＮＥ１０へ送信する（ステップＳ６０８）。回線設定が完了したならば、ＮＥ５０はLSP Acceptメッセージを上流ノードであるＮＥ４０へ送信する（ステップＳ６０９）。

ＮＥ４０は、ＮＥ５０からLSP Acceptメッセージを受信すると、要求されたパスに対するLSP Acceptシグナリングを開始する。まず、当該パスのための回線設定を開始すると共に、その回線処理に要する時間を計算する（ステップＳ６１０）。ＮＥ４０における回線設定のための処理時間計算値Ｔ_４０が得られると、ＮＥ４０は処理時間計算値Ｔ_４０を始点ノードＮＥ１０へ送信する（ステップＳ６１１）。回線設定が完了したならば、ＮＥ４０はLSP Acceptメッセージを上流ノードであるＮＥ３０へ送信する（ステップＳ６１２）。

ＮＥ３０は、ＮＥ４０からLSP Acceptメッセージを受信すると、要求されたパスに対するLSP Acceptシグナリングを開始する。まず、当該パスのための回線設定を開始すると共に、その回線処理に要する時間を計算する（ステップＳ６１３）。ＮＥ３０における回線設定のための処理時間計算値Ｔ_３０が得られると、ＮＥ３０は処理時間計算値Ｔ_３０を始点ノードＮＥ１０へ送信する（ステップＳ６１４）。回線設定が完了したならば、ＮＥ３０はLSP Acceptメッセージを上流ノードであるＮＥ２０へ送信する（ステップＳ６１５）。

ＮＥ２０は、ＮＥ３０からLSP Acceptメッセージを受信すると、要求されたパスに対するLSP Acceptシグナリングを開始する。まず、当該パスのための回線設定を開始すると共に、その回線処理に要する時間を計算する（ステップＳ６１６）。ＮＥ２０における回線設定のための処理時間計算値Ｔ_２０が得られると、ＮＥ２０は処理時間計算値Ｔ_２０を始点ノードＮＥ１０へ送信する（ステップＳ６１７）。回線設定が完了したならば、ＮＥ２０はLSP Acceptメッセージを上流ノードであるＮＥ１０へ送信する（ステップＳ６１８）。

始点ノードであるＮＥ１０は、ＮＥ５０から処理時間計算値Ｔ_５０を受信すると、タイマ４１０６の現在の待ち時間WaitTimerに処理時間計算値Ｔ_５０を加算し（＋Ｔ_５０）、新たな待ち時間WaitTimerとして計時動作を続行する。続いて、ＮＥ４０から処理時間計算値Ｔ_４０を受信すると、タイマ４１０６の現在の待ち時間WaitTimerに処理時間計算値Ｔ_４０を加算し（＋Ｔ_４０）、新たな待ち時間WaitTimerとして計時動作を続行する。以下同様に、ＮＥ３０から処理時間計算値Ｔ_４０を、ＮＥ２０から処理時間計算値Ｔ_２０を順次受信すると、タイマ４１０６の現在の待ち時間WaitTimerに処理時間計算値Ｔ_３０、続いて処理時間計算値Ｔ_２０をそれぞれ加算し（＋Ｔ_３０、＋Ｔ_２０）、新たな待ち時間WaitTimerとして計時動作を続行する。

そして、タイマ４１０６の待ち時間WaitTimerが満了する前に、直前の下流ノードであるＮＥ２０からLSP Acceptメッセージを受信すると（ステップＳ６１８）、ＮＥ１０は、当該パスのための回線設定を開始し（ステップＳ６１９）、タイマ４１０６を完了させる（ステップＳ６２０）。当該回線設定が完了すると、ＮＥ１０はパス設定完了を管理装置６０へ通知する（ステップＳ６２１）。

管理装置６０が始点ノードからパス設定完了を受信することで、オペレーションユーザはＮＥ１０からＮＥ５０までの自律分散制御によるパス設定が完了したことを認識する。

７．３）効果
本実施例によれば、始点ノードは、終点までの各ノードでパス設定にどれだけの時間を要するかを処理時間計算値として知り、それを用いてタイマを更新することができるので、常時、適正な待ち時間WaitTimerを設定することができる。したがって、待ち時間WaitTimerが各ノードのパス設定にかかる処理時間の合計値より短かくなってパス削除があまりに早く起動したり、逆に待ち時間WaitTimerが各ノードのパス設定にかかる処理時間の合計値より不要に長くなってパス削除を開始することが遅れ、各ノードのリソースを不要に長い時間占有してしまうといった事態を回避することができる。

また、上述したように、LSP Accept処理部の要求による回線設定処理の開始に最も近い時点で、その回線設定処理に要する時間の計算が実行される。これにより、他の処理が割り込むことで回線処理が完了するまでの時間に変化が生じる事態を回避することができ、実態に即した回線設定処理時間を計算することができる。

通信機器一般にいえることだが、回線設定に要する時間に比べて、各メッセージをやり取りしたり処理時間を計算したりする時間の方が十分に短い。したがって、始点ノードのタイマの待ち時間WaitTimerに下流ノードの処理時間計算値が加算され、その更新された待ち時間WaitTimerが満了となる前に、次の下流ノードの処理時間計算値が待ち時間WaitTimerに加算される、というタイマ更新が繰り返えされることにより、始点ノードのタイマの待ち時間WaitTimerはノード単位で延長する。したがって、回線設定に多くの時間を要する場合に、柔軟に待ち時間WaitTimerを伸長することができ、仮に下流でパス設定が失敗した場合には、それ以降のノードから処理時間計算値が加算されなくなるので、パス設定の失敗をより早く知ることができる。

本発明は、光通信装置で構成されているネットワークにおけるGMPLS、MPLS、ASON等の自律分散制御によるパス設定に提供可能である。

本発明の一実施形態によるパス設定制御を説明するためのシステムを示すネットワーク構成図である。 本発明の一実施形態による通信装置（ノード）の機能的構成を示すブロック図である。 本実施形態によるノードに設けられた処理時間情報部の格納情報の一例を示す模式図である。 図２に示すノードが始点ノードであるときのパス設定制御動作を示すフローチャートである。 図２に示すノードが中間ノードであるときのパス設定制御動作を示すフローチャートである。 図２に示すノードが終点ノードであるときのパス設定制御動作を示すフローチャートである。 処理時間計算手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施例によるパス設定システムを示すブロック図である。 本実施例による自律分散制御によるパス設定方法を説明するためのシーケンス図である。

符号の説明

１０ 始点ノード
２０，３０，４０ 中間ノード
５０ 終点ノード
６０ 管理装置
１０１ 通信ポート
１０２ 制御部
１０３ LSP Setup処理部
１０４ LSP Accept処理部
１０５ LSP Error処理部
１０６ タイマ部
１０７ 処理時間加算部
１０８ 処理時間計算部
１０９ 処理時間情報部
１１０ パス設定実行部
１１１ 伝送装置

Claims (25)

1. 自律分散制御によるパス設定機能を有する通信装置において、
   パス設定待ち時間を計時する計時手段と、
   自装置がパスの始点ノードである場合、パス設定要求メッセージを当該パスの終点ノードへ向けて送信して前記計時手段をスタートさせ、前記パス設定待ち時間内に前記パス上のノードからパス設定に要する処理時間計算値を受信すると、前記処理時間計算値に基づいて前記パス設定待ち時間を延長する制御手段と、
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 前記制御手段は、前記パス設定待ち時間内に前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを受信すると、自装置におけるパス設定を実行することで前記パス設定を完了することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記制御手段は、前記パス設定待ち時間内に前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを受信しなかった場合には、前記終点へ向けてパス削除メッセージを送信することを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 自装置でのパス設定に要する処理時間を自装置の処理状況に応じて計算する処理時間計算手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記パスの中間ノードとして前記パス設定要求メッセージを上流ノードから受信すると、前記パス設定要求メッセージを下流へ転送し、下流ノードから前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを受信すると、自装置におけるパス設定を実行すると共に、前記処理時間計算手段により計算された処理時間を前記処理時間計算値として始点ノードへ送信する、ことを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記制御手段は、前記パスの終点ノードとして前記パス設定要求メッセージを上流ノードから受信すると、自装置におけるパス設定を実行すると共に、前記処理時間計算手段により計算された処理時間を前記処理時間計算値として始点ノードへ送信する、ことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 前記制御手段は、自装置におけるパス設定が完了すると、前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを上流のノードへ送信することを特徴とする請求項４または５に記載の通信装置。
7. 前記処理時間計算手段は、自装置で実行されうる処理種別とその処理時間とを検索可能に格納する処理時間情報格納手段を用いてパス設定を実行する際に自装置で実行されている処理を収集し、収集された処理の処理時間と当該パス設定処理の処理時間とから前記パス設定に要する処理時間を計算することを特徴とする請求項４−６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 複数のノードが自律分散制御によりパスを設定するシステムにおいて、
   前記パスの始点ノードは、パス設定待ち時間を計時する計時手段と、パス設定要求メッセージを下流ノードへ向けて送信して前記計時手段をスタートさせ、前記パス設定待ち時間内に前記パス上のノードからパス設定に要する処理時間計算値を受信すると、前記処理時間計算値に基づいて前記パス設定待ち時間を延長する始点ノード制御手段と、を有し、
   前記パスの少なくとも１つの中間ノードおよび終点ノードの各々は、自装置でのパス設定に要する処理時間を自装置の処理状況に応じて計算する処理時間計算手段と、自装置におけるパス設定を実行する際に前記処理時間計算手段により計算された処理時間を前記処理時間計算値として始点ノードへ送信する制御手段と、を有する、
   ことを特徴とするパス設定システム。
9. 前記始点ノード制御手段は、前記パス設定待ち時間内に前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを受信すると、自装置におけるパス設定を実行することで前記パス設定を完了することを特徴とする請求項８に記載のパス設定システム。
10. 前記始点ノード制御手段は、前記パス設定待ち時間内に前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを受信しなかった場合には、前記終点へ向けてパス削除メッセージを送信することを特徴とする請求項８または９に記載のパス設定システム。
11. 前記制御手段は、自装置におけるパス設定が完了すると、前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを上流のノードへ送信することを特徴とする請求項８−１０のいずれか１項に記載のパス設定システム。
12. 前記処理時間計算手段は、自装置で実行されうる処理種別とその処理時間とを検索可能に格納する処理時間情報格納手段を用いてパス設定を実行する際に自装置で実行されている処理を収集し、収集された処理の処理時間と当該パス設定処理の処理時間とから前記パス設定に要する処理時間を計算することを特徴とする請求項８−１１のいずれか１項に記載のパス設定システム。
13. 複数のノードが自律分散制御によりパスを設定する方法において、
    前記パスの始点ノードは、パス設定要求メッセージを下流へ送信してからパス設定待ち時間内にパス上のノードからパス設定に要する処理時間計算値を受信すると、前記処理時間計算値に基づいて前記パス設定待ち時間を延長し、
    前記パスの少なくとも１つの中間ノードおよび終点ノードの各々は、自装置でのパス設定に要する処理時間を自装置の処理状況に応じて計算し、自装置におけるパス設定を実行する際に前記計算された処理時間を前記処理時間計算値として始点ノードへ送信する、
    ことを特徴とするパス設定方法。
14. 前記始点ノードは、前記パス設定待ち時間内に前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを受信すると、自装置におけるパス設定を実行することで前記パス設定を完了することを特徴とする請求項１３に記載のパス設定方法。
15. 前記始点ノードは、前記パス設定待ち時間内に前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを受信しなかった場合には、前記終点へ向けてパス削除メッセージを送信することを特徴とする請求項１３または１４に記載のパス設定方法。
16. 前記パスの少なくとも１つの中間ノードおよび終点ノードの各々は、自装置におけるパス設定が完了すると、前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを上流のノードへ送信することを特徴とする請求項１３−１５のいずれか１項に記載のパス設定方法。
17. 前記パスの少なくとも１つの中間ノードおよび終点ノードの各々は、自装置で実行されうる処理種別とその処理時間とを検索可能に格納する処理時間情報格納手段を用いてパス設定を実行する際に自装置で実行されている処理を収集し、収集された処理の処理時間と当該パス設定処理の処理時間とから前記パス設定に要する処理時間を計算することを特徴とする請求項１３−１６のいずれか１項に記載のパス設定方法。
18. 自律分散制御によるパス設定機能を有する通信装置の制御方法において、
    自装置がパスの始点ノードである場合、パス設定要求メッセージを当該パスの終点ノードへ向けて送信した時に、パス設定待ち時間を計時する計時手段をスタートさせ、
    パス設定待ち時間内に前記パス上のノードからパス設定に要する処理時間計算値を受信すると、前記処理時間計算値に基づいて前記計時手段のパス設定待ち時間を延長する、
    ことを特徴とする制御方法。
19. 前記パス設定待ち時間内に前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを受信すると、自装置におけるパス設定を実行することで前記パス設定を完了することを特徴とする請求項１８に記載の制御方法。
20. 前記パス設定待ち時間内に前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを受信しなかった場合には、前記終点へ向けてパス削除メッセージを送信することを特徴とする請求項１８または１９に記載の制御方法。
21. 前記パスの中間ノードとして前記パス設定要求メッセージを上流ノードから受信すると、前記パス設定要求メッセージを下流へ転送し、
    下流ノードから前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを受信すると、自装置におけるパス設定を実行すると共に、自装置の処理状況に応じて計算された処理時間を前記処理時間計算値として始点ノードへ送信する、
    ことを特徴とする請求項１８−２０のいずれか１項に記載の制御方法。
22. 前記パスの終点ノードとして前記パス設定要求メッセージを上流ノードから受信すると、自装置におけるパス設定を実行すると共に、前記計算された処理時間を前記処理時間計算値として始点ノードへ送信する、ことを特徴とする請求項２１に記載の制御方法。
23. 自装置におけるパス設定が完了すると、前記パス設定要求メッセージに対する応答メッセージを上流のノードへ送信することを特徴とする請求項２１または２２に記載の制御方法。
24. 自装置で実行されうる処理種別とその処理時間とを検索可能に格納する処理時間情報格納手段を用いてパス設定を実行する際に自装置で実行されている処理を収集し、収集された処理の処理時間と当該パス設定処理の処理時間とから前記パス設定に要する処理時間を計算する、ことを特徴とする請求項２１−２３のいずれか１項に記載の制御方法。
25. コンピュータを、自律分散制御によるパス設定機能を有する通信装置として機能させるプログラムにおいて、
    自装置がパスの始点ノードである場合、パス設定要求メッセージを当該パスの終点ノードへ向けて送信した時に、パス設定待ち時間を計時する計時手段をスタートさせ、
    パス設定待ち時間内に前記パス上のノードからパス設定に要する処理時間計算値を受信すると、前記処理時間計算値に基づいて前記計時手段のパス設定待ち時間を延長する、
    ように前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。

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