JP2014175756A

JP2014175756A - 自律分散制御対応ネットワークにおける通信装置およびパス切替制御方法

Info

Publication number: JP2014175756A
Application number: JP2013045169A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Matsumoto; 健彦松本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2014-09-22

Abstract

【課題】始点ノードが迂回ＬＳＰの帯域予約に失敗する確率を低減可能な通信装置およびパス切替制御方法を提供する。
【解決手段】自律分散制御対応ネットワークにおける通信装置（Ｓ１、Ｓ２）がＬＳＰ（ＬＳＰａ、ＬＳＰｂ）の始点である場合、当該パス（ＬＳＰａ、ＬＳＰｂ）のリルートが必要となった時、上限が設定されたランダム待機時間を経過した後でリルートを実行する。これにより他のＬＳＰ始点通信装置の帯域予約との間でランダムに時間差が生じ、ＬＳＰの帯域予約に失敗する確率が減少する。
【選択図】図３

Description

本発明は自律分散制御対応ネットワークに係り、特に各ノードを構成する通信装置およびそのパス切替制御方法に関する。

GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)/ASON(Automatically Switched Optical Network）等の自律分散制御対応ネットワークにおけるＬＳＰ(Label Switched Path)の障害回復技術のひとつとして、ＬＳＰリストレーション（LSP Restoration、LSP re-routing)が定義されている（非特許文献１）。

ＬＳＰリストレーション技術によれば、あるパス（以下、単にＬＳＰと記す。）内のリンクで障害が検出された時、そのパスを障害リンクを通らない迂回パスへリルートすることでネットワークの信頼性を向上させることができる。また、この迂回パスの有効性を事前にチェックしておくことでネットワークの信頼性を更に向上させる技術も提案されている（特許文献１）。

特開２０１１−０６６８２６号公報

IETF Request for Comments: 4427, "Recovery (Protection and Restoration) Terminology for Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS)", E. Mannie, D. Papadimitriou.

しかしながら、障害が発生したリンクに２以上のＬＳＰが通っている場合、各ＬＳＰの端点の通信装置がＬＳＰのリルートを開始すると、ＬＳＰの帯域予約に失敗する可能性が高くなるという問題があった。具体例を、図１および図２を参照しながら説明する。

図１に示すように、ある帯域幅（１単位とする。）のＬＳＰａが始点ノードＳ１からノードＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ６を通して他端のノードＤ１に達するパスであり、同じ帯域幅のＬＳＰｂが始点ノードＳ２からノードＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ６を通して他端のノードＤ２に達するパスであるものとする。さらに、ノードＣ１−Ｃ２−Ｃ３−Ｃ６とノードＣ１−Ｃ４−Ｃ５−Ｃ６の各リンクは帯域幅が２単位であるものとし、２つのＬＳＰａおよびＬＳＰｂを収容することができ、ノードＣ１とノードＣ６との間のリンク（リンクＣ１−Ｃ６）は帯域幅が１単位でＬＳＰａあるいはＬＳＰｂのいずれか一方した収容できないものとする。このようなネットワークにおいて、リンクＣ２−Ｃ３に障害が発生し、ＬＳＰリストレーションが動作すると、次のような問題が発生する可能性がある。

図２において、障害が発生したリンクＣ２−Ｃ３を使用しているＬＳＰａとＬＳＰｂの始点通信装置であるノードＳ１およびＳ２は、障害発生を知ると、それぞれのＬＳＰを即時にリルートしようとする。その際、ノードＳ１がＬＳＰａをリンクＣ１−Ｃ６を通るパスへのリルートに成功した場合、リンクＣ１−Ｃ６は帯域幅が１単位分子かないために、ノードＳ２がＬＳＰｂをリンクＣ１−Ｃ６を通るパスへのリルートしようとすると、帯域予約に失敗する。その理由は、始点ノードＳ１とＳ２が、障害発生を知るとほぼ同時にリルートを開始するため、その時点ではそれぞれのノードがリンクＣ１−Ｃ６の帯域に空きがあると認識するためである。

そこで、本発明の目的は、始点ノードが迂回ＬＳＰの帯域予約に失敗する確率を低減可能な通信装置およびパス切替制御方法を提供することにある。

本発明によるパス切替制御方法は、自律分散制御対応ネットワークにおける通信装置のパス切替制御方法であって、パスの始点となる通信装置が、当該パスのリルートが必要となった時、上限が設定されたランダム待機時間を経過した後で前記リルートを実行することを特徴とする。
本発明による通信装置は、自律分散制御対応ネットワークにおける通信装置であって、上限が設定されたランダム待機時間情報を記憶する記憶手段と、当該通信装置がパスの始点である場合、当該パスのリルートが必要となった時、前記ランダム待機時間を経過した後で前記リルートを実行するパス切替手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ランダム待機時間を経過した後でリルートが実行されることで、始点ノードによる迂回ＬＳＰの帯域予約が失敗する確率を低減することができる。

図１は一般的な自律分散制御対応ネットワークにおける通常状態での動作を説明するためのネットワーク図である。図２は図１に示すネットワークにおける障害発生状態でのＬＳＰリストレーション動作を説明するためのネットワーク図である。図３は本発明の一実施形態による通信装置を用いたネットワークにおける障害発生状態でのＬＳＰリストレーション動作を説明するためのネットワーク図である。図４は本発明の一実施例による通信装置の機能的構成を示すブロック図である。図５（Ａ）は本実施例におけるパス情報テーブルの一例を示す図、図５（Ｂ）は本実施例における切替最大待機時間テーブルの一例を示す図である。図６は本実施例による通信装置のパス切替制御を示すフローチャートである。

本発明の実施形態によれば、自律分散制御対応ネットワークにおいて、ＬＳＰの始点通信装置がＬＳＰのリルート(LSP Restoration/LSP re-routing)を実行する前にランダム時間待機する。これにより他のＬＳＰ始点通信装置の帯域予約との間でランダムに時間差が生じるのでＬＳＰの帯域予約に失敗する確率を減らすことができる。

なお、GMPLS/ASON等の自律分散制御対応ネットワークは、GMPLS/ASON等の自律分散制御に対応した通信装置及び通信リンクから構成されるネットワークである。自律分散制御対応ネットワーク内でＬＳＰを設定する場合、各ノードは自律分散制御で経路制御およびシグナリングを実行し、各ノードの帯域/ラベル予約およびスイッチ設定を行い、指定された始点および終点の通信装置間のＬＳＰを設定/切断する。本実施形態で想定するネットワークでは、パケットやＴＤＭ (時分割多重) 、ＷＤＭ (波長多重)などの通信技術によってエンド・トゥ・エンドのＬＳＰを提供する。以下の説明では、特に断りがない限り、GMPLS/ASON等の自律分散制御に対応した通信装置を「通信装置」あるいは「ノード」として表記し、ＬＳＰは自律分散制御プロトコルで設定され維持されるパスを指すものとする。

１．一実施形態
図３に示すネットワークを一例として、本発明の一実施形態によるパス切替制御手順を説明する。

図３において、通信装置Ｃ２は、リンクＣ２−Ｃ３での障害発生を検出すると、このリンクＣ２−Ｃ３を使用しているＬＳＰａとＬＳＰｂの始点通信装置Ｓ１およびＳ２に対して、この障害発生情報をＲＳＶＰ(Resource reSerVation Protocol)やＬＤＰ(Label Distribution Protocol)等のシグナリングプロトコルを用いて通知する。

障害発生情報を受信した通信装置Ｓ１は、ランダム時間待機した後にＬＳＰａのリルート処理を実行する。ここで、リルート処理とは、障害が発生したＬＳＰの迂回先の経路計算と帯域予約のシグナリングをいう。このリルート処理が行われると、通信装置Ｃ１は、ＬＳＰａの迂回経路としてリンクＣ１−Ｃ６の帯域予約がされてリンクＣ１−Ｃ６の残帯域が０であることをＯＳＰＦ(Open Shortest Path First)やＩＳ−ＩＳ(Intermediate System to Intermediate System)等のルーティングプロトコルを用いてネットワークの全ての通信装置に広告する。

同様に、障害発生情報を受信した通信装置Ｓ２もランダム時間待機した後にＬＳＰｂのリルート処理を実行する。通信装置Ｓ２のランダム待機時間が通信装置Ｓ１のランダム待機時間と同じになる確率は極めて小さい。通信装置Ｓ２のランダム待機時間が通信装置Ｓ１のランダム待機時間より長い場合には、通信装置Ｓ２は、通信装置Ｃ１の広告によりリンクＣ１−Ｃ６の残帯域が０であることを把握している。したがって、通信装置Ｓ２は、ＬＳＰｂの迂回経路の一部としてリンクＣ１−Ｃ６のリンクを選択せず、別の経路Ｓ２−Ｃ１−Ｃ４−Ｃ５−Ｃ６−Ｄ２を選択するのでＬＳＰｂのリルート処理は失敗しない。通信装置Ｓ２のランダム待機時間が通信装置Ｓ１のランダム待機時間より短い場合には、通信装置Ｓ１の方が残帯域のある経路を選択するので、同様にリルート処理の失敗はない。

２．一実施例
２．１）通信装置の構成
図４において、本実施例による自律分散制御対応通信装置１０は、処理部として、パス切替処理部１０１、ルーティング処理部１０２、パス管理処理部１０３および装置制御処理部１０４を有し、さらに記憶部として、パス切替情報記憶部１０５、パス情報記憶部１０６およびその他の情報記憶部１０７を有する。

パス切替処理部１０１は、ＬＳＰの切り替えを実施する処理部である。ＬＳＰの切り替え方式としてはLSP Restoration (LSP re-routing)が動作するものとする。当該通信装置１０がＬＳＰの始点であれば、パス切替処理部１０１は、当該ＬＳＰの障害通知を受けると、ランダム時間待機した後にルーティング処理部１０２に対して迂回先の経路の計算を要求し、その後、パス管理処理部１０３に帯域予約のシグナリングを要求する。また、パス切替処理部１０１は、ランダム時間の最大値を設定する手段を有する。パス切替処理部１０１がリルートを実施する前のランダムの待機時間の最大値を設定することができるので、リルート処理の大きな遅れを回避できる。

ルーティング処理部１０２は、リンク情報 (リンクの接続情報、使用可能帯域)の交換や経路の計算を実施し、一般的にはＯＳＰＦやＩＳ−ＩＳ等のプロトコルを実行する。
パス管理処理部１０３は、ＬＳＰの設定/維持/切断を実施する。一般的にはＲＳＶＰやＬＤＰ等のシグナリングプロトコルを実行する。
装置制御処理部１０４は、パス切替処理部１０１、ルーティング処理部１０２およびパス管理処理部１０３の制御を含む通信装置全体の動作を制御する。

パス切替情報記憶部１０５は、リルートを実施する前のランダム待機時間の最大値を記憶する。パス情報記憶部１０６は、自己の通信装置を利用する自律分散制御ＬＳＰの始点通信装置と終点通信装置のアドレス情報およびその他自律分散制御ＬＳＰ情報を記憶する。なお、その他各種情報記憶部１０７は、パス情報記憶部１０６に記録された情報以外の情報を記憶する。

図５（Ａ）はパス情報記憶部１０６に記憶するパス情報テーブルの一例である。図３に示すネットワークを例示すれば、図５（Ａ）に示すテーブルの内容は、パスＬＳＰａについて送信元ノードが始点の通信装置Ｓ１、送信先ノードが終点の通信装置Ｄ１である。

２．２）パス切替制御動作
図６において、まず、パス管理処理部１０３が障害発生を検出した通信装置からＬＳＰの障害情報の通知を受信すると（動作Ｓ２０１）、パス切替処理部１０１はランダム時間待機する（動作Ｓ２０２）。なお、待機するランダム時間の最大値は任意の時間を設定できる。

ランダム時間が経過すると、パス切替処理部１０１は、障害が発生したＬＳＰの迂回経路の検索をルーティング処理部１０２に依頼し（動作Ｓ２０３）、迂回経路の有無を確認する（動作Ｓ２０４）。迂回経路があれば（動作Ｓ２０４；ＹＥＳ）、パス管理処理部１０３は検索された経路にＬＳＰの帯域予約処理 (シグナリング処理)を実施する（動作Ｓ２０５）。帯域予約処理に成功すれば（動作Ｓ２０６；ＹＥＳ）、処理を終了し、帯域予約処理に失敗すれば（動作Ｓ２０６；ＮＯ）、動作Ｓ２０２へ戻る。

迂回経路が存在しなければ（動作Ｓ２０４；ＮＯ）、パス切替処理部１０１はリルートのリトライ回数が最大リトライ数Ｃmaxを超えているか否かを確認する（動作Ｓ２０７）。リルートのリトライ回数＞最大リトライ数Ｃmaxであれば（動作S207；ＹＥＳ）、処理を終了し、リトライ回数が最大リトライ数Ｃmax以下であれば（動作Ｓ２０７；ＮＯ）、動作Ｓ２０２へ戻る。
なお、ＬＳＰの始点以外の通信装置は既存の通信装置 (通常の自律分散制御対応の通信装置)と同じ制御が実行される。

２．３）効果
上述したように、本発明の実施例によれば、複数のＬＳＰをリルートする際に各始点通信装置でリルートを開始する時間がランダムに異なるため、複数のＬＳＰをリルートする際にＬＳＰの帯域予約に失敗する確率を低減させることができる。

ＬＳＰの帯域予約に失敗する確率を低くなることで、シグナリングメッセージ数が少なくなり、制御プレーン（Control Plane)の帯域使用が低減する。
さらに

３．他の実施例
本発明は、上述した実施例だけでなく、以下の実施例であっても適用可能である。パス切替処理部１０１は、リルートを実施する前のランダムの待機時間の最大値をＬＳＰ毎に設定してもよい。

また、パス切替情報記憶部１０５は、リルートを実施する前のランダムの待機時間の最大値をLSP毎に記憶することもできる。図５（Ｂ）はパス切替情報記憶部１０５に記憶する切替最大待機時間テーブルの一例である。リルートを実施する前のランダム待機時間の最大値をＬＳＰ毎に設定することで、ＬＳＰ毎に優先度を付けてリルート処理を実行できるという利点がある。

本発明は、GMPLS/ASON等の自律分散制御対応ネットワークにおける通信装置あるいはノードに適用可能である。

１０自律分散制御対応通信装置
１０１パス切替処理部
１０２ルーティング処理部
１０３パス管理処理部
１０４装置制御処理部
１０５パス切替情報記憶部
１０６パス情報記憶部
１０７その他各種情報記憶部

Claims

自律分散制御対応ネットワークにおける通信装置のパス切替制御方法であって、
パスの始点となる通信装置が、当該パスのリルートが必要となった時、上限が設定されたランダム待機時間を経過した後で前記リルートを実行することを特徴とするパス切替制御方法。
前記自律分散制御対応ネットワークが始点と終点間のＬＳＰ(Label Switched Path)を提供し、前記パスが前記通信装置を始点とするＬＳＰであることを特徴とする請求項１に記載のパス切替制御方法。
前記通信装置は、前記パスの障害発生通知の受信を契機として、前記ランダム待機時間の経過後に前記リルートを実行することを特徴とする請求項１または２に記載のパス切替制御方法。
前記ランダム待機時間の最大値がパスごとに設定されていることを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載のパス切替制御方法。
自律分散制御対応ネットワークにおける通信装置であって、
上限が設定されたランダム待機時間情報を記憶する記憶手段と、
当該通信装置がパスの始点である場合、当該パスのリルートが必要となった時、前記ランダム待機時間を経過した後で前記リルートを実行するパス切替手段と、
を有することを特徴とする通信装置。
前記パスは、前記自律分散制御対応ネットワークが提供するＬＳＰ(Label Switched Path)であることを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
前記パス切替手段は、前記パスの障害発生通知の受信を契機として、前記ランダム待機時間の経過後に前記リルートを実行することを特徴とする請求項５または６に記載の通信装置。
前記記録手段の記憶された前記ランダム待機時間はパスごとに最大値が設定されていることを特徴とする請求項５−７のいずれか１項に記載の通信装置。
請求項５−８のいずれか１項に記載の通信装置が複数個リンク接続された自律分散制御対応ネットワーク。
自律分散制御対応ネットワークにおける通信装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
上限が設定されたランダム待機時間情報を記憶手段に記憶する機能と、
当該通信装置がパスの始点である場合、当該パスのリルートが必要となった時、前記ランダム待機時間を経過した後で前記リルートを実行するパス切替機能と、
を前記コンピュータに実現することを特徴とするプログラム。