JP2011035583A - フロー集約型パケット通信ネットワークおよびフロー集約型パケット通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロー集約型パケット通信ネットワークが複数の自律システムにより構成される場合でも、パケットを出口エッジルータごとに集約することができるようにする。
【解決手段】
他のネットワークＡＳ２０００〜ＡＳ６０００との間ではパケットによる通信を行い、内部では他のネットワークからのパケットをその宛先ごと集約し転送用データユニットに変換して転送するフロー集約型パケット通信ネットワーク１００１であり、複数の自律システムＡＳ１１００〜ＡＳ１３００を自律システム群として有し、この自律システム群内でパケットを集約するエッジルータＲ１１０１は、入力されたパケットの宛先アドレスに基いて経路表を検索し、検索された経路情報に含まれる自律システム間ルーティングプロトコルの経路情報に基づいて、パケットを宛先ごとに集約する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フロー集約型パケット通信ネットワークおよびフロー集約型パケット通信装置に関する。

近年におけるインターネット上のトラヒックの増大に対し、スイッチング処理を光領域で行う多波長光バーストスイッチング技術が注目を集めている。多波長光バーストスイッチング技術は、１つのパケットを複数の波長に分割してラベルと共に並列伝送する多波長光バースト信号に変換し、波長依存性の小さな光スイッチ素子を用いて一括でスイッチングするものである。

図１３は、多波長光バーストスイッチングを行うノード（以下、「多波長光バーストスイッチングノード」という）の構成例を示すブロック図である。このノードは、入力ポート１−１〜１−ｎ、光スプリッタ２−１〜２−ｎ、光フィルタ３−１〜３−ｎ、光電気変換部（Ｏ／Ｅ）４−１〜４−ｎ、光スイッチ制御回路５、光遅延器６−１〜６−ｎ、ｎ×ｎ光スイッチ７および出力ポート８−１〜８−ｎを有する。

この構成において、入力ポート１−１から入力された多波長光バースト信号は、光スプリッタ２−１で一部のパワーが分岐される。分岐された多波長光バースト信号から、光フィルタ３−１でラベルの波長だけを選択し、光電気変換部４−１で電気信号に変換する。光スイッチ制御回路５は、ラベルを解析し、その情報に基いてｎ×ｎ光スイッチ７を制御し、多波長光バースト信号を出力ポート８−１〜８−ｎの適切なポートに出力させる。入力ポート１−２〜１−ｎから入力された多波長光バースト信号についても同様に、それぞれ光スプリッタ２−２〜２−ｎ、光フィルタ３−２〜３−ｎおよび光電気変換部（Ｏ／Ｅ）４−２〜４−ｎで処理され、光スイッチ制御回路５によりラベルが解析され、ｎ×ｎ光スイッチ７から出力ポート８−２〜８−ｎの適切なポートに出力される。

ここで、入力ポート１−２〜１−ｎから各々入力された多波長光バースト信号が出力ポート８−１〜８−ｎのうちの同じポートに出力されると、多波長光バースト信号の衝突が発生する。そこで、光遅延器６−１〜６−ｎを用いて、それぞれの多波長光バースト信号に適切な遅延を与える。これにより、多波長光バースト信号の衝突を回避することができる。

図１４は、光遅延器６−１〜６−ｎとして用いられる光遅延器の構成例を示すブロック図である。この光遅延器は、ｋ種類のファイバ遅延線（Ｆｉｂｅｒ Ｄｅｌａｙ Ｌｉｎｅ：ＦＤＬ）９−１〜９−ｋと、１×ｋ光スイッチ１０およびｋ×１光スイッチ１１とにより構成される。

ファイバ遅延線９−１〜９−ｋは、多波長光バースト信号に対して、ｋ種類の遅延を与えることができる。Ｄを遅延量の単位とすると、ファイバ遅延線９−１の遅延量はほぼ０、ファイバ遅延線９−２の遅延量はＤ、ファイバ遅延線９−３の遅延量は２Ｄ、ファイバ遅延線９−ｋの遅延量は（ｋ−１）Ｄとなる。１×ｋ光スイッチ１０およびｋ×１光スイッチ１１は、光スイッチ制御回路５からの制御信号によって、ファイバ遅延線９−１〜９−ｋの適切なものを選択する。なお、光損失は大きくなるが、１×ｋ光スイッチ１０の代わり光スプリッタを用いた構成、あるいは、ｋ×１光スイッチ１１の代わりに光合流器を用いた構成も可能である。

図１５は、光遅延器６−１〜６−ｎによる衝突回避の例を説明する図である。入力ポート１−１〜１−ｎのすべてに多波長光バースト信号ＯＢＳ１〜ＯＢＳｎが同時に到着し、すべて、出力ポート８−１〜８−ｎのうちの同一のポートに出力されるような場合を考える。ｋ＝ｎ、遅延量の単位Ｄを多波長光バースト信号の長さの最大値として、光遅延器６−１〜６−ｎでそれぞれ０、Ｄ、２Ｄ、…、（ｎ−１）Ｄの遅延を与えれば、図１５に示すように、衝突を完全に回避できる。

図１６は、衝突回避による帯域使用効率の低下の例を説明する図である。図１５に示す例では、多波長光バースト信号の長さが、すべて最大値であるとしている。しかしながら、実際の状況では、様々な長さの多波長光バースト信号が混在すると考えられる。このため、比較的短い多波長光バーストが多いと、図１６に示すように、帯域使用効率が低下してしまう。

図１７は、図１６に示すような帯域使用効率の低下を防ぐための構成例を示すブロック図であり、エッジルータに設けられる多波長光バースト変換部の構成例を示す。この多波長光バースト変換部は、エッジルータにおいて、複数のＩＰパケットを集約して、最大長に近い多波長光バースト信号に変換することで、帯域使用効率の低下を防ぐことができる。

この多波長光バースト変換部は、ＩＰパケット入力ポート１０１、バッファ選択部１０２、経路表１０３、フロー集約用バッファ１０４−１〜１０４−ｍ、データ分割部１０５、電気光変換器（Ｅ／Ｏ）１０６−１〜１０６−ｐ、光合波部１０７および波長光パースト送信ポート１０８を有する。また、この多波長光バースト変換部は、波長光バースト受信ポート１０９、光電気変換器（Ｏ／Ｅ）１１１−１〜１１１−ｐ、データ復元部１１２、バッファ１１３、パケット分離部１１４およびＩＰパケット出力ポート１１５を有する。

光バーストバッファ選択部１０２は、ＩＰパケット入力ポート１０１から到達したＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスを読み、経路表１０３に従って、フロー集約用バッファ１０４−１〜１０４−ｍの中の適切なバッファに書き込む。データ分割部１０５は、フロー集約用バッファ１０４−１〜１０４−ｍに蓄積されたデータを読み出して分割し、また、バッファに対応したラベルを生成する。ここで、データ分割部１０５は、以下のようなタイミングで、フロー集約用バッファ１０４−１〜１０４−ｍからデータを読み出す。
（１）ＩＰパケットの長さが閾値Ｔｈ（たとえば、ＩＰパケット最大値の９０％）を超えていたら、ただちにバッファからデータ読み出す。
（２）フロー集約用バッファに書き込まれたデータの長さがＴｈを超えたら、バッファからデータ読み出す。
（３）フロー集約用バッファに書き込まれたデータの長さがＴｈを超えないまま一定時間を経過してタイムアウトになったら、バッファからデータを読み出す。

電気光変換器１０６−１〜１０６−ｌは、ラベルおよび分割されたデータをそれぞれ異なった波長の光信号に変換する。光合波器１０７は、各波長の光信号を多重化して、多波長光バースト送信ポート１０８から送信する。

一方、多波長光バースト受信ポート１０９で受信された多波長光バーストは、光分波器１１０で波長ごとに分離され、光電気変換器１１１−１〜１１１−ｐで電気信号に変換される。データ復元部１１２は、各電気信号を元の順番に並べて、バッファ１１３に書き込む。パケット分離部１１４は、バッファ１１３からデータを読み出し、元のＩＰパケットに分離して、ＩＰパケット出力ポート１１５から出力する。

ここで問題となるのが、バッファ選択部１０２が何の情報に基いてフローを識別してＩＰパケットを集約するかである。これを図１８に示すネットワークを例に説明する。

図１８は、多波長光バーストスイッチング技術が利用されるネットワークの構成例を示す。このネットワークは、６つの自律システム（ＡＳ：Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ）ＡＳ１０００、ＡＳ２０００、ＡＳ３０００、ＡＳ４０００、ＡＳ５０００およびＡＳ６０００により構成される。

自律システムＡＳ１０００は、多波長光バーストネットワークである。この自律波長システムＡＳ１０００には、図１７に示す多波長光バースト変換部を有するエッジルータＲ１００１、Ｒ１００２およびＲ１００３と、図１３に示す多波長光バーストスイッチングノードＳ１００１、Ｓ１００２、Ｓ１００３、Ｓ１００４およびＳ１００５とを有する。

自律システムＡＳ２０００〜ＡＳ６０００は、通常のＩＰ（インターネット・プロトコル）ネットワークである。自律システムＡＳ２０００は、ボーダルータＲ２００１を有し、ＩＰアドレスとして１１１．１１１．１１１．０／２４を使用する。自律システムＡＳ３０００は、ボーダルータＲ３００１、Ｒ３００２を有し、ＩＰアドレスとして１１１．１１１．１１２．０／２４、１１１．１１１．１１４．０／２５を使用する。自律システムＡＳ４０００は、ボーダルータＲ４００１を有し、ＩＰアドレスとして１１１．１１１．１１３．０／２４、１１１．１１１．１１４．１２８／２５を使用する。自律システムＡＳ５０００は、ボーダルータＲ５００１を有し、ＩＰアドレスとして１１１．１１１．１１５．０／２４を使用する。自律システムＡＳ６０００は、ボーダルータＲ６００１を有し、ＩＰアドレスとして１１１．１１１．１１５．０／２４を使用する。

ここで、宛先ＩＰアドレスとサブネットマスクによりフローを識別すれば、同一の宛先プレフィックスのＩＰパケットを集約することができる。図１８の例では、エッジルータＲ１００１のバッファ選択部１０２は、ＩＰパケット入力ポート１０１から到達したＩＰパケットの宛先アドレスに従って、表１のように、フロー集約用バッファ１０４−１〜１０４−ｍへの書き込みを行う。

宛先プレフィックスよりも大きな単位で集約すれば、より効率を高めることができる。たとえば非特許文献１には、自律システム内のルーティングプロトコルであるＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）を用いて自律システム内のトポロジ情報を取得し、これに基いて、同一の出口エッジルータに向うフローを集約する手法が提案されている。非特許文献１に記載の技術は、ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈ）におけるＬＳＰ（Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｐａｔｈ）を出口エッジルータごとに集約する手法に関するものであるが、同様の手法を用いることで、多波長光バーストネットワークでも、ＩＰパケットを出口エッジルータごとに集約することが可能となる。

今泉英明、永見健一、杉浦一徳、村井純、「ラベルスイッチルータにおけるＯＳＰＦリンクステートデータベースを用いたフローアグリゲーションの実現」、電子情報通信学会技術研究報告、ＣＱ（コミュニケーションクオリティ）、Ｖｏｌ．９９、Ｎｏ．６２２、ｐｐ．２５−３０（２０００年２月）

多波長光バーストネットワークが複数の自律システムにより構成される場合でも、同一の宛先プレフィックスのＩＰアドレスの集約は可能である。しかし、非特許文献１に示された手法は用いることができない。なぜなら、非特許文献１に示されるＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）は、自律システム内ルーティングプロトコルなので、他の自律システムのトポロジ情報を取得することはできないからである。

また、ここでは多波長光バーストネットワークを例に説明したが、一般に、パケットを宛先ごとに集約し、それを転送用データユニットに変換して転送するフロー集約型パケット通信ネットワークにおいても、同様の課題がある。

本発明は、このような課題を解決し、フロー集約型パケット通信ネットワークが複数の自律システムにより構成される場合でも、パケットを出口エッジルータごとに集約することができるフロー集約型パケット通信ネットワークおよびフロー集約型パケット通信装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点によると、他のネットワークとの間ではパケットによる通信を行い、内部では他のネットワークからのパケットをその宛先ごと集約し転送用データユニットに変換して転送するフロー集約型パケット通信ネットワークであり、複数の自律システムを自律システム群として有し、この自律システム群内でパケットを集約するエッジルータは、入力されたパケットの宛先アドレスに基いて経路表を検索し、検索された経路情報に含まれる自律システム間ルーティングプロトコルの経路情報に基づいて、パケットを宛先ごとに集約することを特徴とするフロー集約型パケット通信ネットワークが提供される。

本発明の第２の観点によると、ネッワークを構成する複数の自律システム間でパケットを転送するための経路情報が記録された経路表と、入力されたパケットがその宛先ごとに書き込まれる複数のフロー集約用バッファと、入力されたパケットを複数のフロー集約用バッファのいずれに書き込むかを経路表を参照して選択するバッファ選択部と、複数のフロー集約用バッファにそれぞれ書き込まれた１個以上のパケットを転送用データユニットに変換するデータユニット変換部とを有し、バッファ選択部は、入力されたパケットの宛先アドレスに基いて経路表を検索し、検索された経路情報に含まれる自律システム間ルーティングプロトコルの経路情報に基づいて、複数のフロー集約用バッファのいずれかを選択することを特徴とするフロー集約型パケット通信装置が提供される。

本発明の第３の観点によると、他のネットワークとの間ではパケットによる通信を行い、内部では他のネットワークからのパケットをその宛先ごとに転送用データユニットに変換して転送するフロー集約型パケット通信ネットワークであり、複数の自律システムを自律システム群として有し、この自律システム群のエッジルータとしてそれぞれ、第１の観点によるフロー集約型パケット通信装置を有することを特徴とするフロー集約型パケット通信ネットワークが提供される。

本発明によると、フロー集約型パケット通信ネットワークが複数の自律システムにより構成される場合でも、パケットを出口エッジルータごとに集約することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るフロー集約型パケット通信ネットワークとしての多波長光バーストネットワークを一部に有するネットワークの構成例を示す図である。 図１に示す多波長光バーストネットワーク内のエッジルータとして用いられるフロー集約型パケット通信装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示す多波長光バーストネットワーク内のエッジルータによる処理の流れを示すフローチャートであり、他の自律システムから経路情報の広告を受けたときの処理を示す。 図２に示すフロー集約型パケット通信装置内のバッファ選択部によるフロー集約処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るフロー集約型パケット通信ネットワークとしての多波長光バーストネットワークを一部に有するネットワークの構成例を示す図である。 図５に示す多波長光バーストネットワーク内のエッジルータとして用いられるフロー集約型パケット通信装置の構成例を示すブロック図である。 図５に示す多波長光バーストネットワーク内のエッジルータによる処理の流れを示すフローチャートであり、他の自律システムから経路情報の広告を受けたときの処理を示す。 図６に示すフロー集約型パケット通信装置内のバッファ選択部によるフロー集約処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係るフロー集約型パケット通信ネットワークとしての多波長光バーストネットワークを一部に有するネットワークの構成例を示す図である。 図９に示す多波長光バーストネットワーク内のエッジルータとして用いられるフロー集約型パケット通信装置の構成例を示すブロック図である。 図９に示す多波長光バーストネットワーク内のエッジルータによる処理の流れを示すフローチャートであり、他の自律システムから経路情報の広告を受けたときの処理を示す。 図１０に示すフロー集約型パケット通信装置内のバッファ選択部によるフロー集約処理の流れを示すフローチャートである。 多波長光バーストスイッチングノードの構成例を示すブロック図である。 図１３に示す多波長バーストスイッチングノード内の光遅延器の構成例を示すブロック図である。 光遅延器による衝突回避の例を説明する図である。 衝突回避により帯域使用効率が低下する例を説明する図である。 多波長光バースト変換部の構成例を示すブロック図である。 単一の自律システムにより構成される多波長光バーストネットワークを一部に有するネットワークの構成例を示す図である。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るフロー集約型パケット通信ネットワークを一部に有するネットワークの構成例を示す図である。ここでは、フロー集約型パケット通信ネットワークとして、多波長光バーストネットワークを例に説明する。

このネットワークは、一部に、多波長光バーストネットワーク１０００を有する。この多波長光バーストネットワーク１０００は、複数の自律システムＡＳ１１００、ＡＳ１２００、ＡＳ１３００からなるＡＳ群として構成される。図１に示すネットワークはまた、一般的なＩＰネットワークである自律システムＡＳ２０００、ＡＳ３０００、ＡＳ４０００、ＡＳ５０００およびＡＳ６０００を有する。

ここで、自律システムＡＳ２０００からのパケットを、多波長光バーストネットワーク１０００を経由して、自律システムＡＳ３０００、ＡＳ４０００、ＡＳ５０００あるいはＡＳ６０００に転送する場合を例に説明する。自律シテスムＡＳ４０００への転送は、自律システムＡＳ３０００を経由するものとする。図１には、自律システムＡＳ１１００〜ＡＳ６０００の構成として、このようなパケット転送に関与する部分のみを示す。

自律システムＡＳ１１００は、エッジルータＲ１１０１、Ｒ１１０２およびＲ１１０３を有する。また、自律システムＡＳ１２００は、エッジルータＲ１２０１およびＲ１２０２を有する。自律システムＡＳ１３００は、エッジルータＲ１３０１およびＲ１３０２を有する。エッジルータＲ１１０１〜Ｒ１３０２は、各自律システムのボーダルータでもある。自律システムＡＳ１１００、ＡＳ１２００およびＡＳ１３００はそれぞれ、エッジルータに加え、図１３に示す多波長光バーストスイッチングノードを有する。図１には、自律システムＡＳ１１００の構成例として、多波長光バーストスイッチングノードＳ１１０１〜Ｓ１１０５を有するものとして示す。

自律システムＡＳ２０００は、ボーダルータＲ２００１を有する。自律システムＡＳ３０００は、ボーダルータＲ３００１、Ｒ３００２を有する。自律システムＡＳ４０００は、ボーダルータＲ４００１を有する。自律システムＡＳ５０００は、ボーダルータＲ５００１を有する。自律システムＡＳ６０００は、ボーダルータＲ６００１を有する。

図２は、エッジルータＲ１１０１〜Ｒ１３０２としてそれぞれ用いられるフロー集約型パケット通信装置の構成例を示すブロック図であり、フロー集約制御に関連する部分の構成例を示す。

このフロー集約型パケット通信装置は、基本的には、図１７に示す多波長光バースト変換部と同等の構成を有する。すなわち、このフロー集約型パケット通信装置は、ＩＰパケット入力ポート１０１、バッファ選択部１０２１、経路表１０３１、フロー集約用バッファ１０４−１〜１０４ｍ、データ分割部１０５、電気光変換器１０６−１〜１０６−ｐ、光合波部１０７および波長光パースト送信ポート１０８を有し、多波長光バースト受信ポート１０９、光分波部１１０、光電気変換器１１１−１〜１１１−ｐ、データ復元部１１２、バッファ１１３、パケット分離部１１４およびＩＰパケット出力ポートを有する。

経路表１０３１には、ネッワークを構成する複数の自律システム間でパケットを転送するための経路情報が記録される。フロー集約用バッファ１０４−１〜１０４ｍには、入力されたパケットがその宛先ごとに書き込まれる。バッファ選択部１０２１は、入力されたパケットを複数のフロー集約用バッファ１０４−１〜１０４ｍのいずれに書き込むかを、経路表１０３１を参照して選択する。データ分割部１０５、電気光変換器１０６−１〜１０６−ｐ、光合波部１０７および波長光パースト送信ポート１０８は、複数のフロー集約用バッファ１０４−１〜１０４ｍにそれぞれ書き込まれた１個以上のパケットを転送用データユニットとしての多波長光バーストに変換するデータユニット変換部を構成する。

図３は、多波長光バーストネットワーク１０００内のエッジルータＲ１１０１〜Ｒ１３０３のそれぞれの処理の流れを示すフローチャートであり、他の自律システムから経路情報の広告を受けたときの処理を示す。

自律システムＡＳ１１００〜ＡＳ６０００の相互間のルーティングプロトコルとしては、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）ＲＦＣ４２７１で定義されるＢＧＰ（Ｂｏａｒｄｅｒ Ｇａｔｅｗａｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられる。すなわち、エッジルータＲ１１０１〜Ｒ１３０２およびボーダルータＲ２００１〜Ｒ６００１は、相互にＢＧＰ経路情報を広告して交換する。

エッジルータＲ１１０１〜Ｒ１３０２はそれぞれ、他の自律システムから広告された経路情報を受信（ステップＳ１１）すると、経路表１０３１に、宛先アドレスと、ＢＧＰで受け取った経路情報の自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨを登録する（ステップＳ１２）。エッジルータＲ１１０１〜Ｒ１３０２はさらに、経路情報の自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨに自分の属する自律システムのＡＳ番号を追加し、次の自律システムに広告する。

表２に、自律システムＡＳ１１００内のエッジルータＲ１１０１〜Ｒ１１０３にそれぞれ登録される経路表、すなわちエッジルータＲ１１０１〜Ｒ１１０として用いられるフロー集約型パケット通信装置の経路表１０３１に登録される経路情報の例を示す。ここで、自律システムＡＳ２０００は、ＩＰアドレスとして、１１１．１１１．１１１．０／２４を使用するものとする。自律システムＡＳ３０００は、ＩＰアドレスとして、１１１．１１１．１１２．０／２４、１１１．１１１．１１４．０／２５を使用するものとする。自律システムＡＳ４０００は、ＩＰアドレスとして、１１１．１１１．１１３．０／２４、１１１．１１１．１１４．１２８／２５を使用するものとする。自律システムＡＳ５０００は、ＩＰアドレスとして、１１１．１１１．１１５．０／２４を使用するものとする。自律システムＡＳ６０００は、ＩＰアドレスとして、１１１．１１１．１１５．０／２４を使用するものとする。

図４は、エッジルータＡＳ１１０１として用いられるフロー集約型パケット通信装置内のバッファ選択部１０２１によるフロー集約処理の流れを示すフローチャートである。

バッファ選択部１０２１は、ＩＰパケット入力ポート１０１にＩＰパケットが入力されると（ステップＳ２１でＹｅｓ）、そのＩＰパケットの宛先アドレスをキーとして、経路表１０３１を検索する（ステップＳ２２）。そして、自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨの最後のＡＳ番号、すなわちそのパスの最遠端のＡＳ番号に従って、フロー集約用バッファ１０４−１〜１０４−ｍのいずれかを選択する（ステップＳ２３）。表３に、宛先アドレスと、自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨの最後のＡＳ番号と、フロー集積用バッファとの対応例を示す。

以上説明した実施の形態では、標準のＢＧＰにより得られる経路情報の自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨを用いて、宛先自律システムごとにＩＰパケットを集約することができる。これにより、宛先プレフィックスごとに集約するよりも、パケット転送効率を改善できる。

［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るフロー集約型パケット通信ネットワークを一部に有するネットワークの構成例を示す図である。

このネットワークは、一部に、多波長光バーストネットワーク１００１を有する。この多波長光バーストネットワーク１００１は、複数の自律システムＡＳ１１１０、ＡＳ１２１０、ＡＳ１３１０からなるＡＳ群として構成される。図５に示すネットワークはまた、図１に示す構成と同様に、一般的なＩＰネットワークである自律システムＡＳ２０００、ＡＳ３０００、ＡＳ４０００、ＡＳ５０００およびＡＳ６０００を有する。以下では、第１の実施の形態で説明したと同様に、システムＡＳ２０００からのパケットを、多波長光バーストネットワーク１００１を経由して、自律システムＡＳ３０００、ＡＳ４０００、ＡＳ５０００あるいはＡＳ６０００に転送する場合を例に説明する。

自律システムＡＳ１１１０は、エッジルータＲ１１１１、Ｒ１１１２およびＲ１１１３を有する。また、自律システムＡＳ１２１０は、エッジルータＲ１２１１およびＲ１２１２を有する。自律システムＡＳ１３１０は、エッジルータＲ１３１１およびＲ１３１２を有する。エッジルータＲ１１１１〜Ｒ１３１２は、各自律システムのボーダルータでもある。図５では省略するが、自律システムＡＳ１１１０、ＡＳ１２１０およびＡＳ１３１０はそれぞれ、エッジルータに加え、図１３に示す多波長光バーストスイッチングノードを有する。

この実施の形態は、多波長光バーストネットワーク１００１内でプライベートＡＳ番号を用いて出口エッジルータを特定することが、図１から図４に示す第１の実施の形態と異なる。すなわち、この実施の形態では、出口エッジルータに対応するプライベートＡＳ番号を広告することにより、出口エッジルータを特定できる。通常のＡＳ番号は外部機関により定められるが、ＡＳ番号６４５１２〜６５５３４は、自律システム運用者が独自に設定できる。これをプライベートＡＳ番号と呼ぶ。

図５に示すネットワークにおいて、エッジルータＲ１１１１〜Ｒ１３１２およびボーダルータＲ２００１〜Ｒ６００１は、相互にＢＧＰ経路情報を広告して交換する。このとき、エッジルータＲ１１１１は、ＡＳ２０００から広告された経路情報のＡＳ＿ＰＡＴＨに、プライベートＡＳ番号６４５１２を追加する。エッジルータＲ１２１２は、ＡＳ３０００から広告された経路情報の自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨに、プライベートＡＳ番号６４５１３を追加する。エッジルータＲ１３１２は、自律システムＡＳ５０００、ＡＳ６０００から広告された経路情報の自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨに、プライベートＡＳ番号６４５１４を追加する。

なお、これらのプライベートＡＳ番号が追加された自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨが広告されるのは、多波長光バーストネットワーク１００１のＡＳ群、すなわち自律システムＡＳ１１１０、ＡＳ１２１０、ＡＳ１３１０に限られる。これらの自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨをＡＳ群以外の自律システムＡＳ２０００、ＡＳ３０００、ＡＳ５０００、ＡＳ６０００に広告する時には、プライベートＡＳ番号は削除する。

図６は、エッジルータＲ１１１１〜Ｒ１３１２としてそれぞれ用いられるフロー集約型パケット通信装置の構成例を示すブロック図であり、フロー集約制御に関連する部分の構成例を示す。

このフロー集約型パケット通信装置は、基本的には、図２と同等の構成を有する。ただし、バッファ選択部１０２１の代わりに、プライベートＡＳ番号を利用してフロー集約処理を行うバッファ選択部１０２２を有し、経路表１０３１の代わりに、プライベートＡＳ番号を含む経路情報が記録される経路表１０３２を有することが、図２に示す構成と異なる。

図７は、多波長光バーストネットワーク１００１内のエッジルータＲ１１１１〜Ｒ１３１２のそれぞれの処理の流れを示すフローチャートであり、他の自律システムから経路情報の広告を受けたときの処理を示す。

エッジルータＲ１１１１〜Ｒ１３１２はそれぞれ、他の自律システムから広告された経路情報を受信する（ステップＳ３１）と、その経路情報の広告元が自ＡＳ群内か否かを判断する（ステップＳ３２）。広告元が自ＡＳ群以外の場合（ステップＳ３２でＮｏ）には、経路情報の自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨに、自ＡＳ群内での自分のプライベートＡＳ番号を追加する（ステップＳ３３）。ステップＳ３２でＹｅｓの場合はそのまま、ステップＳ３２でＮｏの場合にはステップＳ３３の後に、経路表１０３２に、宛先アドレスと、プライベートＡＳ番号を含む自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨとを登録する（ステップＳ３５）。さらに、その経路情報を次の自律システムに広告する（ステップＳ３７）が、その前に、広告先が自ＡＳ群でない場合（ステップＳ３５でＮｏ）には、経路情報からプライベートＡＳ番号を削除しておく（ステップＳ３６）。

表４に、自律システムＡＳ１１１０内のエッジルータＲ１１１１〜Ｒ１１１３のそれぞれの経路表１０３２に登録される経路情報の例を示す。自律システムＡＳ２０００〜ＡＳ６０００はそれぞれ、第１の実施の形態と同じＩＰアドレスを使用するものとする。

図８は、エッジルータＡＳ１１１１として用いられるフロー集約型パケット通信装置内のバッファ選択部１０２２によるフロー集約処理の流れを示すフローチャートである。

バッファ選択部１０２２は、ＩＰパケット入力ポート１０１にＩＰパケットが入力されると（ステップＳ４１でＹｅｓ）、そのＩＰパケットの宛先アドレスをキーとして、経路表１０３２を検索する（ステップＳ４２）。そして、プライベートＡＳ番号に従って、フロー集約用バッファ１０４−１〜１０４−ｍのいずれかを選択する（ステップＳ４３）。表５に、宛先アドレスと、プライベートＡＳ番号と、フロー集積用バッファとの対応表を示す。

この実施の形態では、プライベートＡＳ番号を利用することで、ＯＳＰＦで得られるようなトポロジ情報が無くても、出口エッジルータごとにＩＰパケットを集約することができる。このため、宛先プレフィックスごとや宛先ＡＳ番号ごとにＩＰパケットを集約するよりも、パケット転送効率を改善できる。
［第３の実施の形態］
図９は、本発明の第３の実施の形態に係るフロー集約型パケット通信ネットワークを一部に有するネットワークの構成例を示す図である。

このネットワークは、一部に、多波長光バーストネットワーク１００２を有する。この多波長光バーストネットワーク１００２は、複数の自律システムＡＳ１１２０、ＡＳ１２２０、ＡＳ１３２０からなるＡＳ群として構成される。図９に示すネットワークはまた、図１および図５にそれぞれ示す構成と同様に、一般的なＩＰネットワークである自律システムＡＳ２０００〜ＡＳ６０００を有する。以下では、第１および第２の実施の形態で説明したと同様に、システムＡＳ２０００からのパケットを、多波長光バーストネットワーク１００２を経由して、自律システムＡＳ３０００、ＡＳ４０００、ＡＳ５０００あるいはＡＳ６０００に転送する場合を例に説明する。

自律システムＡＳ１１１０は、エッジルータＲ１１１１、Ｒ１１１２およびＲ１１１３を有する。また、自律システムＡＳ１２１０は、エッジルータＲ１２１１およびＲ１２１２を有する。自律システムＡＳ１３１０は、エッジルータＲ１３１１およびＲ１３１２を有する。エッジルータＲ１１１１〜Ｒ１３１２は、各自律システムのボーダルータでもある。図５では省略するが、自律システムＡＳ１１１０、ＡＳ１２１０およびＡＳ１３１０はそれぞれ、エッジルータに加え、図１３に示す多波長光バーストスイッチングノードを有する。

この実施の形態は、コミュニティ属性を用いて出口エッジルータを特定することが、図１から図４を参照して説明した第１の実施の形態および図５から図８を参照して説明した第２の実施の形態と異なる。すなわち、本実施の形態では、出口エッジルータの属するＡＳ番号をコミュニティ属性として広告することにより、出口エッジルータを特定できる。

図９に示すネットワークにおいて、エッジルータＲ１１２１〜Ｒ１３２２およびボーダルータＲ２００１〜Ｒ６００１は、相互にＢＧＰ経路情報を広告して交換する。このとき、エッジルータＲ１１２１は、ＡＳ２０００から広告された経路情報に、コミュニティ属性として、自分の属するＡＳ（ここではＥｇｒｅｓｓ＿ＡＳとする）の番号１１２０を付加して広告する。エッジルータＲ１２２２は、ＡＳ３０００から広告された経路情報に、コミュニティ属性として、Ｅｇｒｅｓｓ＿ＡＳ番号１２２０を付加して広告する。エッジルータＲ１３２２は、自律システムＡＳ５０００、ＡＳ６０００から広告された経路情報に、コミュニティ属性として、Ｅｇｒｅｓｓ＿ＡＳ番号１３２０を付加して広告する。

なお、Ｅｇｒｅｓｓ＿ＡＳを示すコミュニティ属性が有効なのは、多波長光バーストネットワーク１００２のＡＳ群、すなわち自律システムＡＳ１１２１、ＡＳ１２２０およびＡＳ１３２０に限られる。それ以外の自律システムＡＳ２０００、ＡＳ３０００、ＡＳ５０００およびＡＳ６０００では、Ｅｇｒｅｓｓ＿ＡＳを示すコミュニティ属性は無視される。

図１０は、エッジルータＲ１１２１〜Ｒ１３２２としてそれぞれ用いられるフロー集約型パケット通信装置の構成例を示すブロック図であり、フロー集約制御に関連する部分の構成例を示す。

このフロー集約型パケット通信装置は、基本的には、図２および図６にそれぞれ示すものと同等の構成を有する。ただし、バッファ選択部１０２１、１０２２の代わりに、コミュニティ属性としてのＥｇｒｅｓｓ＿ＡＳ番号を利用してフロー集約処理を行うバッファ選択部１０２３を有し、経路表１０３１、１０３２の代わりに、Ｅｇｒｅｓｓ＿ＡＳ番号を含む経路情報が記録される経路表１０３３を有することが、図２および図６にそれぞれ示す構成と異なる。

図１１は、多波長光バーストネットワーク１００２内のエッジルータＲ１１２１〜Ｒ１３２のそれぞれの処理の流れを示すフローチャートであり、他の自律システムから経路情報の広告を受けたときの処理を示す。

エッジルータＲ１１２１〜Ｒ１３２はそれぞれ、他の自律システムから広告された経路情報を受信する（ステップＳ５１）と、その経路情報の広告元が自ＡＳ群内か否かを判断する（ステップＳ５２）。広告元が自ＡＳ群以外の場合（ステップＳ５２でＮｏ）には、経路情報に、コミュニティ属性として自分の属するＡＳ番号であるＥｇｒｅｓｓ＿ＡＳ番号を付加する（ステップＳ５３）。ステップＳ５２でＹｅｓの場合はそのまま、ステップＳ５２でＮｏの場合にはステップＳ５３の後に、経路表１０３に、宛先アドレスと、自律システムパス属性ＡＳ＿ＰＡＴＨと、Ｅｇｒｅｓｓ＿ＡＳ番号とを登録する（ステップＳ５４）。さらに、その経路情報を次の自律システムに広告する（ステップＳ５５）。

表６に、自律システムＡＳ１１２０内のエッジルータＲ１１２１〜Ｒ１１２３のそれぞれの経路表１０３３に登録される経路情報の例を示す。

図１１は、エッジルータＡＳ１１２１として用いられるフロー集約型パケット通信装置内のバッファ選択部１０２３によるフロー集約処理の流れを示すフローチャートである。

バッファ選択部１０２３は、ＩＰパケット入力ポート１０１にＩＰパケットが入力されると（ステップＳ６１でＹｅｓ）、そのＩＰパケットの宛先アドレスをキーとして、経路表１０３３を検索する（ステップＳ６２）。そして、Ｅｇｒｅｓｓ＿ＡＳ番号に従って、フロー集約用バッファ１０４−１〜１０４−ｍのいずれかを選択する（ステップＳ６３）。表７に、宛先アドレスと、Ｅｇｒｅｓｓ＿ＡＳ番号と、フロー集積用バッファとの対応表を示す。

この実施の形態では、出口エッジルータの属するＡＳ番号を広告することで、ＯＳＰＦで得られるようなトポロジ情報が無くても、出口エッジルータごとにＩＰパケットを集約することができる。このため、宛先プレフィックスごとや宛先ＡＳ番号ごとにＩＰパケットを集約するよりも、パケット転送効率を改善できる。

以上説明した実施の形態では、宛先自律システムごと、あるいは、出口エッジルータごとにＩＰパケットを集約することができるので、パケット転送効率を改善できる。特に、転送用データユニットとして多波長光バーストを用いる場合、多波長光バーストネットワークが単一自律システムではなくＡＳ群から構成される場合でも、衝突回避による帯域使用効率の低下を少なくすることができる。

以上の説明では、特定の方向のパケット転送を例に説明したが、図２、図６および図１０にそれぞれ示すフロー集約型パケット通信装置の構成例からも明らかなように、各エッジルータは双方向にパケット転送が可能である。また、多波長光バーストネットワークだけでなく、パケットを宛先ごとに集約し転送用データユニットに変換して転送するどのような形態の通信ネットワークでも、本発明を同様に実施できる。転送されるパケットも、ＩＰパケットに限定されるものではない。

１−１〜１−ｎ 入力ポート
２−１〜２−ｎ 光スプリッタ
３−１〜３−ｎ 光フィルタ
４−１〜４−ｎ 光電気変換部（Ｏ／Ｅ）
５ 光スイッチ制御回路
６−１〜６−ｎ 光遅延器
７ ｎ×ｎ光スイッチ
８−１〜８−ｎ 出力ポート
９−１〜９−ｎ ファイバ遅延線（ＦＤＬ）
１０ １×ｋ光スイッチ
１１ ｋ×１光スイッチ
１０１ ＩＰパケット入力ポート
１０２、１０２１〜１０２３ バッファ選択部
１０３、１０３１〜１０３３ 経路表
１０４−１〜１０４−ｍ フロー集約用バッファ
１０５ データ分割部
１０６−ｐ〜１０６−ｐ 電気光変換部（Ｅ／Ｏ）
１０７ 光合波部
１０８ 多波長光バースト送信ポート
１０９ 多波長光バースト受信ポート
１１０ 光分波器
１１１−１〜１１１−ｌ 光電気変換部（Ｏ／Ｅ）
１１２ データ復元部
１１３ バッファ
１１４ パケット分離部
１１５ ＩＰパケット出力ポート
１０００〜１００２ 多波長光バーストネットワーク
ＡＳ１０００〜ＡＳ６０００ 自律システム
Ｒ１００１〜Ｒ１３２２ エッジルータ
Ｒ２００１〜Ｒ６００１ ボーダルータ
Ｓ１００１〜Ｓ１００５ 多波長光バーストスイッチングノード

Claims (6)

1. 他のネットワークとの間ではパケットによる通信を行い、内部では他のネットワークからのパケットをその宛先ごと集約し転送用データユニットに変換して転送するフロー集約型パケット通信ネットワークであり、
   複数の自律システムを自律システム群として有し、
   この自律システム群内でパケットを集約するエッジルータは、入力されたパケットの宛先アドレスに基いて経路表を検索し、検索された経路情報に含まれる自律システム間ルーティングプロトコルの経路情報に基づいて、パケットを宛先ごとに集約する
   ことを特徴とするフロー集約型パケット通信ネットワーク。
2. ネッワークを構成する複数の自律システム間でパケットを転送するための経路情報が記録された経路表と、
   入力されたパケットがその宛先ごとに書き込まれる複数のフロー集約用バッファと、
   上記入力されたパケットを上記複数のフロー集約用バッファのいずれに書き込むかを上記経路表を参照して選択するバッファ選択部と、
   上記複数のフロー集約用バッファにそれぞれ書き込まれた１個以上のパケットを転送用データユニットに変換するデータユニット変換部と
   を有し、
   上記バッファ選択部は、上記入力されたパケットの宛先アドレスに基いて上記経路表を検索し、検索された経路情報に含まれる自律システム間ルーティングプロトコルの経路情報に基づいて、上記複数のフロー集約用バッファのいずれかを選択する
   ことを特徴とするフロー集約型パケット通信装置。
3. 請求項２記載のフロー集約型パケット通信装置において、
   前記バッファ選択部は、前記自律システム間ルーティングプロトコルで受け取った経路情報の自律システムパス属性に含まれる最遠端の自律システム番号に従って、上記複数のフロー集約用バッファのいずれかを選択する
   ことを特徴とするフロー集約型パケット通信装置。
4. 請求項２記載のフロー集約型パケット通信装置において、
   複数の自律システムが含まれる自律システム群内でエッジルータとして用いられ、
   上記自律システム群以外の自律システムから広告された経路情報には、その経路情報を受け取ったエッジルータが属する自律システムの上記自律システム群内でのプライベート自律システム番号が追加され、
   前記バッファ選択部は、上記入力されたパケットの宛先アドレスに基いて上記経路表を検索し、検索された経路情報に含まれるプライベート自律システム番号に従って、上記複数のフロー集約用バッファのいずれかを選択する
   ことを特徴とするフロー集約型パケット通信装置。
5. 請求項２記載のフロー集約型パケット通信装置において、
   複数の自律システムが含まれる自律システム群内でエッジルータとして用いられ、
   上記自律システム群以外の自律システムから広告された経路情報には、コミュニティ属性として、その経路情報を受け取ったエッジルータの属する自律システムの番号が付加され、
   前記バッファ選択部は、上記入力されたパケットの宛先アドレスに基いて上記経路表を検索し、検索された経路情報に付加されたコミュニティ属性が示す自律システムの番号に従って、上記複数のフロー集約用バッファのいずれかを選択する
   ことを特徴とするフロー集約型パケット通信装置。
6. 他のネットワークとの間ではパケットによる通信を行い、内部では他のネットワークからのパケットをその宛先ごと集約し転送用データユニットに変換して転送するフロー集約型パケット通信ネットワークであり、
   複数の自律システムを自律システム群として有し、
   この自律システム群内でパケットを集約するエッジルータとしてそれぞれ、請求項２から５のいずれか１項記載のフロー集約型パケット通信装置を有する
   ことを特徴とするフロー集約型パケット通信ネットワーク。

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