JP2013131977A - ネットワーク中継装置及び経路制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ルーティングプロトコルにより経路選択する際に、障害率の低い経路を優先的に現用経路として選択する。
【解決手段】インタフェースに設定されたコスト値と、状態検出部１２０によって検出したインタフェースの状態から、宛先ネットワーク（終点ルータ）までの、コストが最短となる有効なパスを計算して、新しいパスが見つかった場合パスデータベース１３２に登録して、パスの稼働開始時刻を記録する。パスの障害を検出した場合はパスの稼働停止時刻を記録しておき、パスの障害が回復した場合、パスが稼動してからの経過時間と障害が発生していた時間から障害率を計算して障害率の低い経路を優先的に現用経路として選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワーク中継装置及び経路制御方法に関する。

複数のネットワーク中継装置（例えばルータ）が複雑に接続されているネットワークでは、ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）やＩＳ−ＩＳ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ−Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれているルーティングプロトコルが使用されている。ＯＳＰＦでは、ルータ同士の間で経路情報を交換することによって、ルーティングテーブルが素早く収束される。経路情報には、ルータを管理する情報として、ルータ間のリンクにおける状態、ネットワークアドレス、コスト等の情報が含まれる。
ＯＳＰＦの経路計算処理では、学習した経路情報のコストに基づいて、最適な経路を選択できる。

しかし、コストが小さいリンクの動作が常に安定しているとは限らないので、コストによる経路選択では、高信頼性や高可用性を実現できない。
このため、特許文献２では、予め設定されたリンクのコストと可用率の逆数とを積算した積算コストを算出し、複数の経路の中で積算コストが最小となる経路を選択した経路テーブルを作成する。可用率の計算のため、リンクステートメッセージが定期的に受信されているか否かによって可用状態／非可用状態を計測する。

また、特許文献３では、信頼性を確保するために、始点ルータから終点ルータまでのパスを選択する場合、現用経路のパスと予備経路のパスが同一リンクを共用しないようにする。ただし、予備経路を算出する手順では、信頼性条件を満たすパスが発見できなかった際に、信頼性条件を緩和して、同一リンクを共有するパスを選択することができる。
上記の特許文献３は、光クロスコネクトなどのレイヤ１技術とＩＰ技術を融合させたルーティング技術のＧＭＰＬＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）で使用される技術である。

一方で、特許文献１のＶＲＦ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）技術を使用すれば、ＧＭＰＬＳを使用しなくても、事前に予備経路を登録しておくことができる。
なお、ＶＲＦ技術とは、レイヤ３転送を行うネットワーク中継装置に組み込まれている技術であり、複数のルーティングテーブルを保持し、それら複数のルーティングテーブルが同時に機能することを可能とする技術である。同一の装置内に存在するルーティングテーブルが異なれば、互いに干渉されず、独立した動作が可能となる。すなわち、複数のルーティングテーブルに対して、同一のレイヤ３アドレス（以降、「ＩＰアドレス」とも呼ぶ。）を設定することも可能となる。

特開２０１１−１４２４７９号公報 特開２０１０−５６８１８号公報 特開２００６−２０３７２２号公報

従来のＧＭＰＬＳを使用した大規模なバックボーンネットワークでは、全ルータがリンクの帯域や信頼性情報を広告し、それを基に予備経路を計算する。
しかし、この方法はリンクの使用効率を高くする場合には有効であるが、全ルータが信頼性情報を管理している必要があり、ＩＰ技術だけでなくレイヤ１技術を使用するのでパスの管理や、予備経路の計算が複雑になる。
このため、パスの管理にはＩＰ／ＩＰｖ６のルーティングプロトコルで標準的に使用されているコスト値などのルーティング技術を使用し、予備経路の計算には従来のＶＲＦ技術を使用することで、複雑な処理が不要となる。

また、特許文献２では、複数のリンクを経由する経路に、経由する各リンクの可用率を積算した積算可用率を計算する。そして、複数のパスが存在する場合は、積算可用率が大きい経路を選ぶ。ここで算出されるのは個々のパスの積算可用率であり、全パスを加味した装置の可用率ではないので、別の装置から予備経路を学習している場合に、どちらの装置の障害率が低いか比較することはできない。
そこで、本発明は、上記のリンクに関する信頼性情報の交換を行わずに、ＶＲＦ技術を使用して予備経路を学習している環境で、より信頼性の高い経路を選択することで、ネットワークの高可用性を実現することを主な目的とする。

本発明は、ルーティングプロトコルによりパスを計算して経路を学習する際に、経路の障害率を計算して障害率の低い経路を優先的に現用経路として選択することを特徴とする。また、障害率の対象はリンクではなくパスとすることで、終点ルータまでに複数のパスが存在している場合に、それぞれのパスの稼動状況を考慮した上で、終点ルータまでの障害率を計算できる。
ネットワーク上の別の装置から経路情報を学習したとき、ＩＰ／ＩＰｖ６のルーティングプロトコルの通常の経路選択基準（コスト値比較）により経路計算を実施して、宛先ネットワークに到達するための最短パスを計算する。

本発明では、経路計算を実施した際に、経路の広告元の装置を終点とするパスを管理するためのパスデータベースを作成する。このデータベースでは、ルーティングテーブルに登録されている経路エントリのパスの稼動開始時刻、稼動停止時刻、稼動再開時刻、累積障害時間、経過時間を管理する。パスデータベース登録時に稼動開始時刻を記録し、パスの障害を検出した場合稼動停止時刻を記録する。パスの障害が回復した場合は稼働再開時刻を記録する。終点の装置に対して複数のパスが存在する場合、全てのパスをパスデータベースで管理する。

パスの障害が回復した場合、稼働再開時刻と稼動停止時刻の差を累積障害時間に加算して、以下の計算式で経路の障害率を計算する。複数のパスを持つ経路の障害率は、該当経路のそれぞれのパスで障害が発生していた時間を合計した値を、それぞれのパスが稼動してからの経過時間の合計値で割った値となる。ここで、「経路」は始点と終点で特定され、経路のパスは、始点と終点を結ぶ装置、リンクで特定される。
障害率の計算式：全てのパスの累積障害時間の合計／全てのパスの経過時間

本発明のネットワーク中継装置は、ネットワークインタフェースから受信したパケットを、ルーティングテーブルに登録された経路エントリに従って転送する。上記の経路計算の結果に基づいて経路エントリを登録する際、その経路が使用しているパスの累積障害時間に基づき障害率を計算して経路エントリに記録しておく。
これにより、現用経路が障害になったときの予備経路を事前にルーティングテーブルに保持しているとき、パケット転送に使用する現用経路の選択基準として、通常のコスト比較だけでなく、経路エントリに記録された障害率に基づいて現用経路を決定することができる。

本発明の第１の解決手段によると、
ネットワークトポロジーを管理するための経路情報を受信する経路情報受信部と、
第１の仮想ネットワークの経路情報に従い前記第１の仮想ネットワークにおけるパスを求めてルーティングテーブルを更新する第１の経路及び障害率計算部と、
第２の仮想ネットワークの経路情報に従い前記第２の仮想ネットワークにおけるパスを求めてルーティングテーブルを更新する第２の経路及び障害率計算部と、
ルーティングテーブルを用いてパケットの転送先を決定して、該パケットを転送する転送処理部と
を備え、
前記第１の経路及び障害率計算部と、第２の経路及び障害率計算部は、
パスの稼働開始からの経過時間と、障害による稼動停止時間又は停止回数を基に障害率を計算し、
経路情報に基づくパスのコスト値と求められた障害率とに基づき現用パスを決定するネットワーク中継装置が提供される。

本発明の第２の解決手段によると、
ネットワークトポロジーを管理するための経路情報を受信するステップと、
第１の仮想ネットワークの経路情報に従い前記第１の仮想ネットワークにおけるパスを求めてルーティングテーブルを更新するステップと、
第２の仮想ネットワークの経路情報に従い前記第２の仮想ネットワークにおけるパスを求めてルーティングテーブルを更新するステップと、
パスの稼働開始からの経過時間と、障害による稼動停止時間又は停止回数を基に障害率を計算するステップと、
経路情報に基づくパスのコスト値と求められた障害率とに基づき現用パスを決定するステップと
を含む経路制御方法が提供される。

本発明によると、上記のリンクに関する信頼性情報の交換を行わずに、ＶＲＦ技術を使用して予備経路を学習している環境で、より信頼性の高い経路を選択することで、ネットワークの高可用性を実現することができる。

本実施の形態におけるネットワーク中継装置の説明図である。 経路情報の処理方法の説明図である。 ネットワーク構成とＯＳＰＦのコスト値の説明図である。 障害率に基づく経路選択のフローチャートである。 ネットワーク構成を示す説明図である。 パスデータベースである。 経路情報の説明図である。 パスデータベースによる障害率の計算を示す説明図である。 図３の構成におけるルーティングテーブルである。 図３の構成で、リンクＬ１が障害になったときのルーティングテーブルである。 図３の構成で、リンクＬ１の障害が回復した後のルーティングテーブルである。 障害の発生頻度に基づく経路計算抑止のフローチャートである。

図３のネットワーク構成で、ネットワーク中継装置１の内部は、仮想ネット１と仮想ネット２に分かれている。仮想ネット１では、第１の仮想ネットワークに所属する装置１ａと装置１ｂと装置１ｃと接続している。仮想ネット２では、第２の仮想ネットワークに所属する装置１ｂと装置１ｃと接続している。それぞれが独立したネットワーク空間として構成されている。

また、図３のネットワークでは、既存のＯＳＰＦのリンクコスト値を使用している。ネットワーク中継装置は、終点ルータに到達するためのパスが複数存在する場合、経由するリンクのコストの合計値を計算して、コストの合計値（パスのコスト）が最短となるパスを選出する。ネットワーク中継装置１を始点ルータとしたとき、第１の仮想ネットワークでは、装置１ａを終点ルータとした場合、複数のパスが存在している。一つ目のパスＰ１は、装置１ａに直接到達するパスである。このパスＰ１のコストはリンクＬ１のコストの１となる。二つ目のパスＰ２は、装置１ｂを経由して装置１ａに到達するパスである。リンクＬ２のコスト値が１０で、リンクＬ３のコスト値が１０であるため、このパスＰ２（装置１−装置１ｂ−装置１ａ）のコストはこれらのリンクのコスト値を合計して２０となる。この結果、ネットワーク中継装置１では、コスト値の小さいパスＰ１が最短パスとして選出される。この結果、経路１４．０．０．０／２４はこの最短パスＰ１に経由する経路として、装置のルーティングテーブルに登録される。
第２の仮想ネットワークでは、装置１ａを終点ルータとするパスは存在しない。装置１ｃを終点ルータとしたとき、装置１ｂを経由するパスだけが存在する。

このネットワーク中継装置の内部構造について、図１を用いて説明する。
複数の仮想ネットワークに所属している装置では、第１の仮想ネットワーク１０１で学習した経路管理するためのＶＲＦ１ルーティングテーブル１１１と、第２の仮想ネットワーク１０２で学習した経路を管理するためのＶＲＦ２ルーティングテーブル１１２を保持している。
第１の仮想ネットワーク部１０１には、第１の仮想ネットワークから学習した経路情報やパスを保持するためのデータベース１３０を備え、第２の仮想ネットワーク部１０２には、第２の仮想ネットワークから学習した経路情報やパスを保持するためのデータベース１３１を備える。

ネットワークを構成する各装置では、ルーティングプロトコルが動作しており、ネットワークトポロジーに関する経路情報の交換を行っている。
経路情報受信部１２５で上記経路情報を受信すると、第１の仮想ネットワークに所属する装置の経路情報は経路情報記憶部（経路情報記憶処理部）１２２によりデータベース１３０に登録し、第２の仮想ネットワークに所属する装置の経路情報は経路情報記憶部１２３によりデータベース１３１に登録する。図示は省略するが、ネットワーク中継装置は経路情報を保持するためのメモリと、パケットを受信するためのネットワークインタフェースを備えている。このネットワークインタフェースは、第１の仮想ネットワークに所属するネットワークインタフェースと、第２の仮想ネットワークに所属するネットワークインタフェースの２種類に分類される。

状態検出部１２０では、インタフェース（リンク）の状態変更を検出する。例えば、リンクの障害及び回復を検出する。
ネットワークトポロジーが変更された場合、第１の仮想ネットワークの経路・障害率計算部１２１と第２の仮想ネットワークの経路・障害率計算部１２４が経路計算を実施して、ＶＲＦ１ルーティングテーブル１１１と、ＶＲＦ２ルーティングテーブル１１２に経路エントリを登録する。
パケット転送処理部１２６は、例えば、第１の仮想ネットワークに所属するネットワークインタフェースから受信したパケットを、パスの障害率に基づいて決定されたＶＲＦ１ルーティングテーブル１１１を用いて別の装置へ転送し、第２の仮想ネットワークに所属するネットワークインタフェースから受信したパケットを、パスの障害率に基づいて決定されたＶＲＦ２ルーティングテーブル１１２を用いて、別の装置へ転送する。

図２にＯＳＰＦの経路情報処理の説明図を示す。図１で示したデータベース１３０は、図２では経路情報データベース１３３とパスデータベース１３２に相当する。経路情報受信部１２５を通じて経路情報を学習した場合、経路情報記憶部１２２は、新規に学習した経路情報であれば経路情報データベース１３３に登録し、既に経路情報データベース１３３に登録されていれば更新して、経路・障害率計算部１２１で、経路計算を実施する。また、状態検出部１２０がリンクの障害の発生または回復を検出した場合も、経路・障害率計算部１２１で、経路計算を実施する。
リンクに設定されたコスト値と、状態検出部１２０によって検出したリンクの状態から、宛先ネットワーク（終点ルータ）までの、コストが最短となる有効なパスを計算して、新しいパスが見つかった場合パスデータベース１３２に登録する。

図９、図１０、図１１に、図３のネットワーク構成におけるネットワーク中継装置１のルーティングテーブルを示す。ルーティングテーブルにはＶＲＦ番号と、宛先ネットワーク、コスト、障害率、ＮｅｘｔＨｏｐ、出力インタフェース、及び、状態の情報を含む。
ＶＲＦ番号１の経路がＶＲＦ１ルーティングテーブル１１１を示し、ＶＲＦ番号２の経路がＶＲＦ２ルーティングテーブル１１２を示す。このルーティングテーブルには、ネットワークインタフェースが接続しているリンクＬ１の経路は宛先１０．１．０／２４として登録され、リンクＬ２の経路は宛先１０．２．２．０／２４として登録されている。また、ルーティングプロトコルを使用して他装置から学習した経路が登録されている。図９では、宛先１４．０．０．０／２４の経路が、２つ登録されている。ＮｅｘｔＨｏｐが１０．１．１．２の経路は、第１の仮想ネットワークで学習した現用経路である。ＮｅｘｔＨｏｐが１１．１．１．２の経路は、第２の仮想ネットワークで学習した予備経路で、ＮｅｘｔＨｏｐは装置Ｎ３のリンクＬ６のＩＰアドレス１１．１．１．２が設定されている。

この現用経路は、第１の仮想ネットワークの装置１ａを終点として、図３のパスＰ１を使用した経路で、予備経路は、第２の仮想ネットワークの装置１ｃを終点として、装置１ｂを経由するパスとなっている。
図９では、第１の仮想ネットワークの経路のコスト値は１で、第２の仮想ネットワークのコスト値１１より小さいので、第１の仮想ネットワークが学習した経路に従ってパケット転送される（この例では障害率は同じ）。

図４は本実施の形態におけるネットワーク中継装置１のフローチャートである。
上記の経路計算によってパスが変更になった場合や新しい経路を学習した場合、経路エントリの更新や生成を行い、障害率を計算する（４０１）。障害率の計算については後に詳述する。この計算された障害率を、ルーティングテーブルの経路エントリに記録する。同一宛先の経路エントリが別に存在するか確認する（４０２）。存在する場合、該当エントリのコストと障害率を比較する（４０３）。例えば、コストと障害率に基づく判定指標を該当エントリ毎に求めて、求められた判定指標を比較してもよい。判定指標は、コストと障害率を加算してもよいし、適宜の重みを乗じてもよいし、他の要素を含めて求めても良い。新しい経路の方がコストと障害率に基づく判定指標が小さい場合、現用経路を新しい経路に切り替える（４０４）。一方、新しい経路の方がコストと障害率に基づく判定指標が大きい場合、その経路は予備経路とする（４０５）。

図３のネットワーク中継装置１のリンクＬ１に障害が発生しているときのルーティングテーブルが図１０で、図３のネットワーク中継装置１のリンクＬ１の障害が回復した後のルーティングテーブルが図１１である。
図１０では、第１の仮想ネットワークの宛先１４．０．０．０／２４の経路のＮｅｘｔＨｏｐは障害の発生したリンクＬ１からリンクＬ２向きに変更されるが、このリンクＬ２向きのコスト値より、第２の仮想ネットワークの予備経路のコスト値の方が小さいので、現用経路はリンクＬ１向きからリンクＬ６向きに更新される（この例では障害率は同じ）。

図１１では、障害が回復したリンクＬ１向きに経路が戻っている。このとき、上記フローチャートの手順により、第１の仮想ネットワークの宛先１４．０．０．０／２４の経路は障害率が０．５で、第２の仮想ネットワークの宛先１４．０．０．０／２４の経路の障害率０よりも大きいので、第１の仮想ネットワーク経路を予備経路とする。なお、上述のように、コストと障害率に基づく指標により現用経路／予備経路を決定してもよい。
図５のネットワーク構成では、装置Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４が接続している。図３のネットワーク中継装置1と同様に、Ｎ１の内部は仮想ネット１と仮想ネット２に分かれており、仮想ネット１では装置Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４と接続して、各装置の経路情報を学習している。

始点ルータＮ１の第１の仮想ネットワーク部では、例えば図６に示すパスデータベースを保持しており、パスの終点ルータとパスへの出力インタフェースとパスの稼動開始時刻、稼動停止時刻、稼動再開時刻と累積障害時間と経過時間を管理している。このパスデータベースには、経路情報の生成元のルータが登録されている。終点ルータ毎に、パスを登録した時刻を稼働開始時刻に記録し、障害が発生してパスが無効になった時刻を稼働停止時刻に記録し、パスの障害が復旧した時刻を稼動再開時刻に記録する。この稼動停止時刻と稼動再開時刻は、障害が発生する度に上書きされる。経過時間は、パスを最初に登録してからの経過時間で、障害が発生、復旧した時間も含んだ時間となっている。

Ｎ１は経路計算によって、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４を終点ルータとしたパスを最初に認識した際に、パスデータベースにそれぞれのパスを登録して、稼動開始時刻を記録する。Ｎ２とＮ４を終点ルータとするパスは、出力インタフェースがＬ１のパスＰ１と出力インタフェースがＬ２のパスＰ２の２つが登録されている。
その後Ｎ１が接続しているリンクＬ１のインタフェース障害を検出した場合、出力インタフェースがＬ１のエントリを更新する。例えば、Ｎ４を終点ルータとするパスＰ１の稼動停止時刻を記録し、経過時間は現在時刻と稼動開始時刻の差分の２４０時間を記録し、稼動再開時刻は０とする。Ｎ１のリンクＬ１は、Ｎ２を終点ルータとするパスでも使用されているので、同様の手順でパスの経過時間を記録する。

一方、始点ルータと終点ルータの間にある装置Ｎ２やＮ３については、図７に示す経路情報を使用してリンクの状態変更を検出する。この経路情報には、経路情報の生成元の装置が直接接続している別の装置を識別するためのリンク情報が含まれており、接続相手の装置と接続インタフェースに関する情報が設定されている。図５の例では、正常時は、Ｎ２はＮ１とＮ３とＮ４の３台と接続しているので、Ｎ２が生成元の経路情報７０１のリンク情報１にＮ１−Ｌ１を、リンク情報２にＮ２−Ｌ２を、リンク情報３にＮ４−Ｌ４を設定して広告している。Ｎ３はＮ１とＮ２の２台と接続しているので、Ｎ３が生成元の経路情報７０３のリンク情報１にＮ１−Ｌ２を、リンク情報２にＮ２−Ｌ３を設定して経路情報を広告する。Ｎ４はＮ２と接続しているので、Ｎ４が生成元の経路情報７０２のリンク情報１にＮ２−Ｌ４を設定して経路情報を広告する。これらの経路情報をＮ１が学習すると、Ｎ２、Ｎ４が生成元の経路情報から、Ｎ２を経由してＮ４へ到達するパスを認識し、さらに、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４が生成元の経路情報から、Ｎ３とＮ２を経由してＮ４へ到達するパスを認識する。これらのパスの認識は、公知のプロトコルなど適宜の技術を用いることができる。

ここで、Ｎ２のリンクＬ４で障害が発生した場合、Ｎ２はＮ４向きのリンク情報であるリンク情報３を削除した経路情報７０４を広告する。Ｎ１はこれらの経路情報を学習してパスの障害の発生や回復を検出すると、このリンクＬ４を使用しているパスＰ１とパスＰ２のパスデータベースを更新する。

次に、障害率の計算について説明する。
パスの障害が回復した場合、パスデータベースの累積障害時間は、稼動停止してから稼動再開するまでの時間を、既に記録している累積障害時間に加算した時間となる。この累積障害時間を基に経路の障害率を計算する。
図８に障害が回復したときの障害率を計算した後のパスデータベースを示す。図５の構成で、第１の仮想ネットワークでＮ１のリンクＬ１の障害が発生してから１０時間後に、障害が回復したので、回復時にパスＰ１の稼動再開時刻に現在時刻を記録して、稼動再開時刻と稼動停止時刻の差分の１０時間を、累積障害時間に加算する。このときＮ４を終点ルータとするパスＰ１、Ｐ２は、稼動開始時刻から現在までに２５０時間経過しているので、経過時間に２５０時間を記録する。

この結果から、終点がＮ４のエントリからパスの累積障害時間の合計１０時間を、パスＰ１とパスＰ２の経過時間の合計値５００時間で割ると障害率は０．０２となるので、ルーティングテーブルの宛先が２０．０．０．０／２４（Ｎ４を示す）である経路エントリを更新する時、障害率を０．０２とする。
なお、リンクＬ４はパスＰ１とパスＰ２で共有しているので、このリンクＬ４の障害回復を検出した場合には、パスＰ１とパスＰ２の累積障害時間をそれぞれ記録する。Ｎ４を終点ルータとする経路の障害率は、パスＰ１とパスＰ２の累積障害時間の合計値を、パスＰ１とパスＰ２の経過期間の合計値で割った値となる。

また、Ｎ１の第２の仮想ネットワークを始点ルータとしたとき、第２の仮想ネットワークに所属しているインタフェースはＬ５とＬ６の２つであり、Ｎ４を終点ルータするパスは、装置Ｎ３を経由するパスＰ３の１つだけとなり、経過時間と累積障害時間は一個だけ管理する。障害率の計算方法は、第１の仮想ネットワークと同様である。
上記実施例では、パスの障害回復時の経路切り戻しの契機で障害率を計算して、障害率に基づき経路選択しているが、経路切替え時に予備経路の障害率に基づき経路選択することができる。

以上説明した本実施の形態では、障害時間に基づく障害率の他に、障害の発生頻度（障害回数に基づく障害率）を管理しても良い。
障害率を計算する際に、特定の期間に障害が発生した回数を記録しておき、障害率や発生頻度に応じて、仮想ネットワークでのルーティングプロトコル処理の優先度を下げたり、処理の動作を抑止したりすることができる。

図１２に、ネットワーク中継装置１での経路計算抑止のフローチャートを示す。
障害のある仮想ネットワークについて経路計算をしても、障害があるため通信ができず無駄になる。この処理が、他の仮想ネットワークの処理に影響を与える場合がある。ここでは、障害の発生頻度が高い仮想ネットワークの経路計算を一定期間抑止する。
まず、図４の経路選択フローに従って、ルーティングテーブルに経路を登録する（４１６）。その後、障害の発生頻度を記録する（４１７）。ここで発生頻度とは、ある仮想ネットワーク内で障害を検出した回数や、経路計算を実施した回数に基づく値などのことである。

経路計算を繰り返し実施する必要が発生した場合、最初に障害の発生頻度が事前に決定していた閾値を超えているかチェックする（４１１）。障害の発生頻度は、上述の障害率でもよい。閾値を超えていない場合、経路計算を実施する（４１５）。閾値を越えている場合、既に経路計算の抑止期間中であるかチェックする（４１２）。
抑止期間中でない場合、経路計算処理の抑止期間を決定する（４１３）。ここでは、障害の発生頻度に応じて任意の期間を決定する。抑止期間中の仮想ネットワークでは経路計算の実施を抑止して、抑止されていない別の仮想ネットワークのルーティングプロトコル処理や、その他の処理を優先して実施することができる。

経路計算を抑止した場合、抑止期間が経過した後（４１４）、経路計算を実施する（４１５）。その後、図４の処理フローと同様の手順を実施する（４１６）。これは、全ての経路の処理が終わるまで繰り返し実施する（４１８）。
本実施の形態によると、パスの障害率を経路選択基準とすることで、障害率が低く安定した経路を選択できる。また、パスの障害率や、障害の発生頻度を把握できるので、障害の発生頻度が高いルータにペナルティを付与できる。

（構成例）
［構成例１］
ネットワーク中継装置は、例えば、ネットワークトポロジーを管理するための経路情報を受信するための経路情報受信部と、第１仮想ネットワークの経路情報を記憶する第１の経路情報記憶部と、第２仮想ネットワークの経路情報を記憶する第２の経路情報記憶部と、前記第１仮想ネットワークの状態および前記第２の仮想ネットワークに所属するインタフェースの状態変更を検出する状態検出部と、前記第１の仮想ネットワークの経路を計算してルーティングテーブルに経路登録する経路・障害率計算部と、前記第２仮想ネットワークの経路を計算してルーティングテーブルに経路を登録する経路・障害率計算部と、ルーティングテーブルを用いてパケットの転送先を決定して、第１仮想ネットワークから受信したパケットは第１仮想ネットワークのルーティングテーブルに従って転送し、第２仮想ネットワークから受信したパケットは第２仮想ネットワークの第２の仮想ネットワークのルーティングテーブルに従って転送する転送処理部とを備え、前記経路・障害率計算部は、前記経路情報に含まれているインタフェースに設定されたコスト値や、隣接ルータとの接続状態の情報に基づき経路のパスを計算して、パスの稼働開始からの経過時間と、障害によって稼動を停止した時刻と、稼動を再開した時刻を基に障害率を計算することを特徴のひとつとする。

［構成例２］
構成例１に記載のネットワーク中継装置は、
構成例１に記載の経路・障害率計算部で計算したパスを管理するデータベースを備え、パスの終点ルータを発見した場合、パスの終点ルータ毎に、前記データベースに保管して稼動開始時刻を記録する工程と、障害が発生してパスが無効になった場合、稼動停止時刻を記録する工程と、パスの障害が復旧した場合、稼動再開時刻を記録し、稼動再開時刻と稼動停止時刻の差分を累積障害時間に記録し、前記稼動開始時刻からの経過時間を記録して障害率を計算する工程を備えることを特徴のひとつとする。

［構成例３］
構成例１に記載の第１仮想ネットワークで学習した経路の障害率と、同一宛先で前記第２仮想ネットワークで学習した経路の障害率を比較して、障害率の小さい経路を優先してパケット転送に使用することを特徴のひとつとする。

［構成例４］
構成例１に記載の経路・障害率計算部で障害率を計算する際、複数のパスが存在する経路では、全てのパスの累積障害時間と経過時間を元に、その経路の障害率を計算する。

［構成例５］
構成例１に記載の経路情報受信部で、経路情報を学習してパスの変更を検出した場合と、構成例１に記載の状態検出部で、ネットワークインタフェースの障害を検出した場合、障害の発生頻度を記録して、障害の発生頻度に応じて経路・障害率計算部の経路計算処理を一定期間抑止する。

［構成例６］
経路制御方式は、例えば、ネットワークトポロジーを管理するための経路情報を受信するための経路情報受信処理と、第１仮想ネットワークの経路情報を記憶する第１の経路情報記憶手段と、第２仮想ネットワークの経路情報を記憶する第２の経路情報記憶手段と、前記第１仮想ネットワークの状態および前記第２の仮想ネットワークに所属するインタフェースの状態変更を検出する状態検出処理と、前記第１の仮想ネットワークの経路を計算してルーティングテーブルに経路登録する経路・障害率計算処理と、前記第２仮想ネットワークの経路を計算してルーティングテーブルに経路を登録する経路・障害率計算処理と、ルーティングテーブルを用いてパケットの転送先を決定して、第１仮想ネットワークから受信したパケットは第１仮想ネットワークのルーティングテーブルに従って転送し、第２仮想ネットワークから受信したパケットは第２仮想ネットワークの第２の仮想ネットワークのルーティングテーブルに従って転送する転送処理とを備え、前記経路・障害率計算処理は、前記経路情報に含まれているインタフェースに設定されたコスト値や、隣接ルータとの接続状態の情報に基づき経路のパスを計算して、パスの稼働開始からの経過時間と、障害によって稼動を停止した時刻と、稼動を再開した時刻を基に障害率を計算することを特徴のひとつとする。

［構成例７］
構成例６に記載の経路・障害率計算処理で計算したパスを管理するデータベースを備え、パスの終点ルータを発見した場合、パスの終点ルータ毎に、前記データベースに保管して稼動開始時刻を記録する工程と、障害が発生してパスが無効になった場合、稼動停止時刻を記録する工程と、パスの障害が復旧した場合、稼動再開時刻を記録し、稼動再開時刻と稼動停止時刻の差分を累積障害時間に記録し、前記稼動開始時刻からの経過時間を記録して障害率を計算する工程を備えることを特徴のひとつとする。

［構成例８］
構成例６に記載の第１仮想ネットワークで学習した経路の障害率と、同一宛先で前記第２仮想ネットワークで学習した経路の障害率を比較して、障害率の小さい経路を優先してパケット転送に使用することを特徴のひとつとする。

［構成例９］
構成例６に記載の経路・障害率計算処理で障害率を計算する際、複数のパスが存在する経路では、全てのパスの累積障害時間と経過時間を元に、その経路の障害率を計算する。

［構成例１０］
構成例６に記載の経路情報受信処理で、経路情報を学習してパスの変更を検出した場合と、構成例１に記載の状態検出処理で、ネットワークインタフェースの障害を検出した場合、障害の発生頻度を記録して、障害の発生頻度に応じて経路・障害率計算処理を一定期間抑止する。

本発明は、例えば、ＯＳＰＦなどのルーティングプロトコルを用いるネットワークシステムに利用可能である。

１ ネットワーク中継装置
Ｌ１ リンク
Ｌ２ リンク
Ｌ３ リンク
Ｐ１ パス
Ｐ２ パス
Ｐ３ パス
１０１ 仮想ネットワーク部
１０２ 仮想ネットワーク部
１０５ ネットワーク中継装置の経路情報処理
１１１ ルーティングテーブル
１１２ ルーティングテーブル
１２０ 状態検出部
１２１、１２４ 経路・障害率計算部
１２２、１２３ 経路情報記憶部
１２５ 経路情報受信部
１２６ パケット転送処理部

Claims (8)

1. ネットワークトポロジーを管理するための経路情報を受信する経路情報受信部と、
   第１の仮想ネットワークの経路情報に従い前記第１の仮想ネットワークにおけるパスを求めてルーティングテーブルを更新する第１の経路及び障害率計算部と、
   第２の仮想ネットワークの経路情報に従い前記第２の仮想ネットワークにおけるパスを求めてルーティングテーブルを更新する第２の経路及び障害率計算部と、
   ルーティングテーブルを用いてパケットの転送先を決定して、該パケットを転送する転送処理部と
   を備え、
   前記第１の経路及び障害率計算部と、第２の経路及び障害率計算部は、
   パスの稼働開始からの経過時間と、障害による稼動停止時間又は停止回数を基に障害率を計算し、
   経路情報に基づくパスのコスト値と求められた障害率とに基づき現用パスを決定するネットワーク中継装置。
2. 前記第１の経路及び障害率計算部と、第２の経路及び障害率計算部は、
   同一の終点装置の複数のパスについて、仮想ネットワーク毎に障害率を求め、第１の仮想ネットワークのパスと第２の仮想ネットワークのパスのいずれかを現用パスとする請求項１に記載のネットワーク中継装置。
3. インタフェースの障害及び回復を含む状態変更を検出する状態検出部
   をさらに備える請求項１に記載のネットワーク中継装置。
4. 前記第１の経路及び障害率計算部と、第２の経路及び障害率計算部は、経路情報を学習してパスの変更を検出することで、パスの障害を検出する請求項１に記載のネットワーク中継装置。
5. 経路情報に基づき前記第１又は第２の経路及び障害率計算部で求められるパスを管理するパスデータベース
   をさらに備え、
   該パスデータベースは、パスの終点装置の識別子と、出力インタフェースの識別子と、パスの稼動開始時刻と、パスの障害による稼動停止時刻と、パスの復旧による稼動再開時刻と、パスの稼動開始から現在までの経過時間と、累積障害時間とが対応して記憶され、
   前記第１又は第２の経路及び障害率計算部は、
   経路情報に基づきパスの終点装置を発見した場合、パスの終点装置に対応する稼動開始時刻を記録する工程と、障害が発生してパスが無効になった場合、稼動停止時刻を記録する工程と、パスの障害が復旧した場合、稼動再開時刻を記録する工程と、稼動再開時刻と稼動停止時刻の差分を累積障害時間に記録し、前記稼動開始時刻からの経過時間を記録し、経過時間と累積障害時間に基づき障害率を計算する工程とを実行する請求項１に記載のネットワーク中継装置。
6. 前記第１又は第２の経路及び障害率計算部で障害率を計算する際、同一の仮想ネットワークに終点装置への複数のパスが存在する経路では、該同一の仮想ネットワーク内の該複数のパスの累積障害時間と経過時間を基に、その経路の障害率を計算する請求項１に記載のネットワーク中継装置。
7. 経路情報を学習してパスの変更を検出した場合と、前記状態検出部でネットワークインタフェースの障害を検出した場合に、障害の発生を記録し、障害の発生頻度に応じて、障害のあるパス又はネットワークインタフェースに関する仮想ネットワークについて前記第１及び第２の経路及び障害率計算部での経路計算処理を一定期間抑止する請求項１に記載のネットワーク中継装置。
8. ネットワークトポロジーを管理するための経路情報を受信するステップと、
   第１の仮想ネットワークの経路情報に従い前記第１の仮想ネットワークにおけるパスを求めてルーティングテーブルを更新するステップと、
   第２の仮想ネットワークの経路情報に従い前記第２の仮想ネットワークにおけるパスを求めてルーティングテーブルを更新するステップと、
   パスの稼働開始からの経過時間と、障害による稼動停止時間又は停止回数を基に障害率を計算するステップと、
   経路情報に基づくパスのコスト値と求められた障害率とに基づき現用パスを決定するステップと
   を含む経路制御方法。

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