JP2014176027A

JP2014176027A - 波長パスを設定する光ネットワークの制御システム、制御方法、パス決定装置及びトポロジ・サーバ

Info

Publication number: JP2014176027A
Application number: JP2013049562A
Authority: JP
Inventors: Lei Liu; 雷劉; Takehiro Tsuritani; 剛宏釣谷
Original assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Current assignee: KDDI Research Inc
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-09-22

Abstract

【課題】波長パスの設定完了までの時間を短くできる制御システムを提供する。
【解決手段】制御システムは、フローの宛先等の情報に基づき、光ネットワークの装置間を接続する複数の光リンクと、複数の光リンクのそれぞれの波長と、それぞれの波長が使用中であるか否かを示すトポロジ情報を保持するトポロジ・サーバと、パス設定要求で要求されたパスの経路及び波長の決定をパス決定装置に要求し、パス決定装置から、決定したパスの経路及び波長についての情報を受け取ると、当該経路上の装置に当該波長のパスを設定するコマンドを送信し、パスを設定すると、設定したパスの経路及び波長を示す情報をトポロジ・サーバに通知してトポロジ情報を更新させる設定装置と、を備えており、パス決定装置は、設定装置からパスの経路及び波長の決定の要求を受け取ると、トポロジ・サーバからトポロジ情報を取得して、トポロジ情報に基づきパス設定要求で要求されたパスの経路及び波長を決定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、波長パスを設定する光ネットワークの制御技術に関する。

非特許文献１は、波長パスを設定するネットワークであるＷＳＯＮ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＳｗｉｔｃｈｅｄＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）に対するオープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）技術の適用を開示している。ここで、オープンフロー技術とは、パケットのルーティング又はスイッチを行うノード装置と、パケットの経路を決定する制御装置を分離したネットワーク技術をいう。なお、オープンフロー・ネットワークにおいて、フローとは例えば、ＶＬＡＮ（ＶｉｒｔｕａｌＬＡＮ）ＩＤ、イーサネット（登録商標）等のレイヤ２の送信元アドレス、レイヤ２の送信先アドレス、ＩＰ等のレイヤ３の送信元アドレス、レイヤ３の送信先アドレス、ＴＣＰ等のレイヤ４の送信元ポート番号、レイヤ４の送信先ポート番号のいずれか、又は、それらの任意の組み合わせにより特定される。

オープンフロー・ネットワークのノード装置は、フローと、当該フローに属するパケットの出力先となる物理ポートとの関係を示すフロー・テーブルを保持しており、パケットを受信すると、フロー・テーブルに基づき決定した物理ポートに当該パケットを出力する。ここで、ノード装置が、フロー・テーブルに示されたいずれのフローにも属さないパケットを受信すると、当該ノード装置は、受信したパケットを制御装置に送信する。制御装置は、オープンフロー・ネットワークの各ノード装置と、その接続関係に関する情報を保持しており、受信したパケットに基づき当該パケットが属するフローの経路を決定し、決定した経路を当該パケットが転送される様に、関係するノード装置のフロー・テーブルを更新させる。つまり、受信したパケットが属するフローと、当該フローに属するパケットの出力先となる物理ポートとの関係を、関係する各ノード装置に通知する。

非特許文献１においては、オープンフロー技術をＷＳＯＮに適用するため、光ＡＤＭ（Ａｄｄ−ＤｒｏｐＭＵＸ）や、波長クロスコネクト装置における接続の単位である波長パスとフローを対応付け、新たなフローが発生した場合、この新たなフローのための波長パスの経路を決定し、決定した経路の波長パスを設定するようにしている。

さらに、非特許文献１は、負荷分散のため、制御装置を、設定装置とパス決定装置の２つの装置で構成される制御システムとすることを提案している。非特許文献１の制御構成を図４に示す。図４において、設定装置６は、ＩＰネットワーク１１及び１２並びにＷＳＯＮ８の各装置に対してフローに応じた設定を行う装置である。具体的には、ＩＰネットワーク１１及び１２の各装置に対しては、フローに応じてパケットのルーティング設定を行い、ＷＳＯＮ８の各装置に対しては、フローに応じて波長パスの設定を行う。また、パス決定装置７は、ＩＰネットワーク１１及び１２並びにＷＳＯＮ８のトポロジ情報を有し、新たなフローが発生した場合、そのフローの経路を計算して設定装置６にその経路を通知する。なお、トポロジ情報とは、ＷＳＯＮ８においては、ＷＳＯＮ８の装置を示す情報と、それら装置間を結ぶ光リンクで使用できる波長についての情報である。なお、ＷＳＯＮ８が設定する波長パスの品質を保つため、パス決定装置７は、最小品質を示す値を有し、波長パスが、最小品質以上の品質となる様に経路を決定する。

例えば、ＷＳＯＮ８内の装置がＩＰネットワーク１１からＩＰネットワーク１２に向かうパケットを受信し、このパケットが属するフローのためにＷＳＯＮ８にＩＰネットワーク１１とＩＰネットワーク１２を接続する新たな波長パスを設定するものとする。この場合、ＷＳＯＮ８内のＩＰネットワーク１１からパケットを受信した装置は、設定装置６に受信したパケットの宛先を通知して波長パスの設定を要求する。設定装置６は、受信した波長パスの設定要求をパス決定装置７に通知し、パス決定装置７は、トポロジ情報と最小品質値に基づき波長パスが使用する波長と経路を決定する。パス決定装置７は、決定した波長パスを設定装置６に通知し、設定装置６は、通知された波長パスを設定する様にＷＳＯＮ８内の各装置を制御する。

Ｌ．Ｌｉｕ，ｅｔａｌ．，"ＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎＯｐｅｎＦｌｏｗａｎｄＰＣＥｆｏｒｄｙｎａｍｉｃｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｐａｔｈｃｏｎｔｒｏｌｉｎｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎＷＳＯＮ，" ＯＦＣ／ＮＦＯＥＣ，ｐａｐｅｒＯＭ３Ｇ.２.

しかしながら、非特許文献１の構成において、パス決定装置７は、ＷＳＯＮ８の各装置間を結ぶ光リンク内で利用可能な波長の情報を有しているが、利用可能な波長が、現在、既に他の波長パスに使用されているか否かの情報を保持してはいない。したがって、パス決定装置７が決定した波長パスの一部又は総ての区間において、光リンク内の波長が他の波長パスに使用されており、その結果、波長パスの設定ができない状況が起こり得る。このため、非特許文献１においては、設定装置６が、パス決定装置７から通知された波長パスの設定を、当該波長パス上の各装置に通知した後、これら装置のいずれかから設定不可の通知を受け取ると、設定装置６は、当該波長パスの設定に失敗したことを認識し、この場合、パス決定装置７に他の波長及び／又は経路の波長パスを要求することを、波長パスの設定が成功するまで繰り返すこととしている。これは、波長パスの設定までの時間が長くなることを意味し、好ましくはない。

本発明は、従来技術より波長パスの設定完了までの時間を短くできる制御システム、制御方法、当該制御システムの波長パス決定装置及びトポロジ・サーバを提供するものである。

本発明の一態様によると、光ネットワークの装置からのパス設定要求に応答して前記光ネットワークに設定する波長パスの経路及び波長を決定する制御システムであって、パス決定装置と、前記光ネットワークの装置間を接続する複数の光リンクと、前記複数の光リンクのそれぞれの波長と、前記複数の光リンクそれぞれの波長が使用中であるか否かを示すトポロジ情報を保持するトポロジ・サーバと、前記パス設定要求で要求されたパスの経路及び波長の決定を前記パス決定装置に要求し、前記パス決定装置から、決定したパスの経路及び波長についての情報を受け取ると、当該経路上の装置に当該波長のパスを設定するコマンドを送信して前記決定したパスを設定し、前記決定したパスを設定すると、前記決定したパスの経路及び波長を示す情報を前記トポロジ・サーバに通知して前記トポロジ情報を更新させる設定装置と、を備えており、前記パス決定装置は、前記設定装置からパスの経路及び波長の決定の要求を受け取ると、前記トポロジ・サーバから前記トポロジ情報を取得して、前記トポロジ情報に基づき前記パス設定要求で要求されたパスの経路及び波長を決定することを特徴とする。

本発明の一態様によると、光ネットワークの装置からのパス設定要求に応答して前記光ネットワークに設定する波長パスの経路及び波長を決定する制御システムのパス決定装置であって、前記光ネットワークの装置に対してパスの設定のためのコマンドを送信する設定装置から、設定するパスの経路及び波長の決定の要求を受け取ると、前記トポロジ・サーバからトポロジ情報を取得する取得手段と、前記トポロジ情報に基づき前記設定するパスの経路及び波長を決定する決定手段と、前記決定したパスの経路及び波長を前記設定装置に通知する通知手段と、を備えており、前記トポロジ情報は、前記光ネットワークの装置間を接続する複数の光リンクと、前記複数の光リンクのそれぞれの波長と、前記複数の光リンクそれぞれの波長が使用中であるか否かを示す情報を含む、ことを特徴とする。

本発明の一態様によると、光ネットワークの装置からのパス設定要求に応答して前記光ネットワークに設定する波長パスの経路及び波長を決定する制御システムのトポロジ・サーバであって、前記光ネットワークの装置間を接続する複数の光リンクと、前記複数の光リンクのそれぞれの波長と、前記複数の光リンクそれぞれの波長が使用中であるか否かを示すトポロジ情報を保持するトポロジ情報保持手段と、設定するパスの経路及び波長を決定するパス決定装置からの要求に応じて前記トポロジ情報を前記パス決定装置に送信する送信手段と、前記光ネットワークの装置に対してパスの設定のためのコマンドを送信する設定装置から設定したパスの経路及び波長を示す情報を受け取ると、前記トポロジ情報を更新する更新手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明の一態様によると、光ネットワークの制御方法であって、前記光ネットワークの装置からパス設定要求を受信したパス設定装置が、前記パス設定要求で要求されたパスの経路及び波長の決定をパス決定装置に要求するステップと、前記設定装置からパスの経路及び波長の決定の要求を受け取った前記パス決定装置が、前記光ネットワークの装置間を接続する複数の光リンクと、前記複数の光リンクのそれぞれの波長と、前記複数の光リンクそれぞれの波長が使用中であるか否かを示すトポロジ情報を保持するトポロジ・サーバから前記トポロジ情報を取得するステップと、前記パス決定装置が、前記トポロジ情報に基づき前記パス設定要求で要求されたパスの経路及び波長を決定し、決定したパスの経路及び波長を前記パス決定装置に通知するステップと、前記パス決定装置から決定したパスの経路及び波長についての情報を受け取った前記設定装置が、前記受け取ったパスの経路上の装置に、前記受け取った波長のパスを設定するコマンドを送信するステップと、前記設定装置が、パスを設定後、設定したパスの経路及び波長を示す情報を前記トポロジ・サーバに通知して前記トポロジ情報を更新させるステップと、を含むことを特徴とする。

トポロジ・サーバにより設定装置が波長パスの設定に失敗することを防ぎ、よって、波長パスの設定完了までの時間を短くすることができる。

一実施形態による制御システムと制御対象のネットワークの概略的な構成図。一実施形態による制御システムにおける制御シーケンス。一実施形態によるトポロジ・サーバとパス決定装置の概略的な構成図。背景技術による制御システムと制御対象のネットワークの概略的な構成図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

図１は、本実施形態における制御システム１００と、制御システム１００が制御対象とするＩＰネットワーク１１及び１２並びにトランスルーセント光ネットワーク２を示している。ＩＰネットワーク１１及び１２は、ＩＰパケットをルーティングするパケット交換網であり、制御システム１００は、ＩＰパケットが属するフローに応じてＩＰネットワーク１１及び１２の各装置のフロー・テーブルの設定を行う。なお、ＩＰネットワーク１１及び１２の制御については本発明の理解には必要ないため、以下、トランスルーセント光ネットワーク２に対する制御を中心に説明する。

トランスルーセント光ネットワーク２は、光ＡＤＭ（Ａｄｄ−ＤｒｏｐＭＵＸ）や、波長クロスコネクト装置に加えて、光信号を一旦電気信号に変換して各ビットの値を判定し、再度、光信号に変換して出力するトランスポンダを含むネットワークである。したがって、例えば、図５のＷＳＯＮ８においては、ＩＰネットワーク１１からＩＰネットワーク１２に至るパスは１つの波長パスとする必要があるが、トランスルーセント光ネットワーク２においては、例えば、ＩＰネットワーク１１からトランスルーセント光ネットワーク２内のトランスポンダで終端される１つの波長パスと、このトランスポンダからＩＰネットワーク１２に至る１つの波長パスの合計２つの波長パスを使用することができる。つまり、トランスルーセント光ネットワーク２は、ＷＳＯＮ８より使用する波長の選択の制限や、品質に関する制限が緩和される。

設定装置３は、トランスルーセント光ネットワーク２の各装置と通信し、トランスルーセント光ネットワーク２の装置からの要求に応じてフローのための波長パスの設定及び切断を行う装置である。パス決定装置５は、設定装置３からの要求に応じて設定する波長パスを決定する。具体的には、設定装置３が要求する区間を接続するために設定する波長パスの数、各波長パスの経路及び使用波長を決定する。なお、パス決定装置５は、設定する波長パスが満たすべき最小の品質を示す値を有し、最小品質値を満たす様に波長パスを決定する。なお、品質は、例えば、信号対雑音比で表される。

本実施形態において、パス決定装置５は、トポロジ情報を保持してはおらず、波長パスを決定する際に、トポロジ情報を保持しているトポロジ・サーバ４からトポロジ情報を取得する。トポロジ・サーバ４が保持するトポロジ情報は、トランスルーセント光ネットワーク２内の複数の装置を示す情報と、それら装置間を結ぶ複数の光リンクを示す情報と、各光リンクで使用できる波長についての情報と、各光リンクの各波長が使用中であるか否かを示す情報である。なお、各装置を示す情報は、光ＡＤＭ（Ａｄｄ−ＤｒｏｐＭＵＸ）や、波長クロスコネクト装置といった、光リンク間で波長の接続・切断を行える装置であるか否かと、トランスポンダの様に、波長パスを終端する装置であるか否かを示す情報を含んでいる。なお、設定装置３は、波長パスの設定が成功した際、及び、波長パスの切断が成功した際に、設定又は切断した波長パスの波長及び経路をトポロジ・サーバ４に通知し、トポロジ・サーバ４は設定装置３からの通知に応じて、トポロジ情報、より具体的には各光リンクの各波長が使用中であるか否かを示す情報を更新する。

図３（Ａ）は、トポロジ・サーバ４の概略的な構成図である。トポロジ情報保持部４１は、上述したトポロジ情報を保持しており、制御部４２は、パス決定装置５からトポロジ情報の要求を受けると、トポロジ情報保持部４１が保持するトポロジ情報をパス決定装置５に送信し、設定装置３から設定した波長パス又は切断した波長パスについての情報を受け取ると、トポロジ情報保持部４１のトポロジ情報を更新する。

図３（Ｂ）は、パス決定装置５の概略的な構成図である。制御部５２は、設定装置３から設定するフロー又はパスについての情報を受け取ると、トポロジ・サーバ４からトポロジ情報を取得し、設定するフロー又はパスについての情報と受け取ったトポロジ情報を決定部５１に通知する。また、制御部５２は、決定部５１から設定するフローのための波長パスについての情報を受け取ると、設定装置３に当該波長パスについての情報を通知する。決定部５１は、設定するフロー又はパスについての情報とトポロジ情報を受け取ると、トポロジ情報に基づきトランスルーセント光ネットワーク２に設定する波長パスの数、経路及び波長を決定して制御部５２に通知する。

以下、トランスルーセント光ネットワーク２内の装置がＩＰネットワーク１１からＩＰネットワーク１２に向かうパケットを受信し、このパケットが属するフローのためにトランスルーセント光ネットワーク２にＩＰネットワーク１１とＩＰネットワーク１２を接続する新たな波長パスを設定する場合の処理について図２を用いて説明する。

Ｓ１において、設定装置３は、トランスルーセント光ネットワーク２のＩＰネットワーク１１からパケットを受信した装置から、フローを特定する情報を含むパス設定要求を受信する。フローを特定する情報には、少なくともパケットの宛先を示す情報が含まれている。設定装置３は、Ｓ２において、パス設定要求を受信したことに応答して、パス決定装置５に対してパス決定要求を送信する。このパス決定要求には、パス設定を要求したトランスルーセント光ネットワーク２の装置と、フローを特定する情報が含まれている。パス決定装置５の制御部５２は、パス決定要求を受信すると、Ｓ３でトポロジ・サーバ４に現在のトポロジ情報を要求し、Ｓ４でトポロジ・サーバ４から現在のトポロジ情報を取得する。例えば、トポロジ情報は、ＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅＭａｒｋｕｐＬａｎｇｕａｇｅ）により記述され、ＸＭＬファイルで送受信される。

パス決定装置５の決定部５１は、トポロジ情報を受け取ると、トランスルーセント光ネットワーク２内の装置がＩＰネットワーク１１から受信したパケットを転送するために、トランスルーセント光ネットワーク２に設定する波長パスの数と、各波長パスの経路及び使用波長を決定する。なお、ＩＰネットワーク１１側の終端点はパス設定要求を行った装置であり、ＩＰネットワーク１２側の終端点は、当該パケットの宛先から判定する。なお、トランスルーセント光ネットワーク２内でトランスポンダを経由させるか否かと、経由させる場合におけるその数は、最小品質値を満たす様にパス決定装置５が任意に選択する。パス決定装置５は、Ｓ６で決定した波長パスについての情報を設定装置３に通知し、設定装置３は、通知された波長パスの経路上の総ての装置に対して必要な設定を行うためのコマンドを送信する（Ｓ７）。設定装置３は、Ｓ８で、波長パスの設定が完了したとの通知を波長パス上の各装置から受け取ると、Ｓ９で、トポロジ・サーバ４に設定した波長パスについての情報を通知し、トポロジ・サーバ４の制御部４２は、Ｓ１０で、トポロジ情報保持部４１が保持するトポロジ情報を更新する。

なお、設定装置３は、トランスルーセント光ネットワーク２の装置から波長パスの切断要求を受信すると、当該波長パス上の各装置に波長パスを切断するためのコマンドを送信し、当該波長パス上の各装置から切断完了を受信すると、トポロジ・サーバ４に切断した波長パスについての情報を通知する。これにより、トポロジ・サーバ４の制御部４２は、トポロジ情報保持部４１が保持するトポロジ情報を更新する。

以上の構成により、設定装置３が波長パスの設定に失敗することを防ぎ、よって、波長パスの設定完了までの時間を短くすることができる。

Claims

光ネットワークの装置からのパス設定要求に応答して前記光ネットワークに設定するパスの経路及び波長を決定する制御システムであって、
パス決定装置と、
前記光ネットワークの装置間を接続する複数の光リンクと、前記複数の光リンクそれぞれの波長と、前記複数の光リンクそれぞれの波長が使用中であるか否かを示すトポロジ情報を保持するトポロジ・サーバと、
前記パス設定要求で要求されたパスの経路及び波長の決定を前記パス決定装置に要求し、前記パス決定装置から、決定したパスの経路及び波長についての情報を受け取ると、当該経路上の装置に当該波長のパスを設定するコマンドを送信して前記決定したパスを設定し、前記決定したパスを設定すると、前記決定したパスの経路及び波長を示す情報を前記トポロジ・サーバに通知して前記トポロジ情報を更新させる設定装置と、
を備えており、
前記パス決定装置は、前記設定装置からパスの経路及び波長の決定の要求を受け取ると、前記トポロジ・サーバから前記トポロジ情報を取得して、前記トポロジ情報に基づき前記パス設定要求で要求されたパスの経路及び波長を決定する、
ことを特徴とする制御システム。
前記設定装置は、前記光ネットワークの装置からパスの切断要求を受け取ると、当該パスの経路上の装置に当該パスを切断するコマンドを送信し、当該パスを切断すると、当該パスの経路及び波長を示す情報を前記トポロジ・サーバに通知して前記トポロジ情報を更新させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
前記パス決定装置は、設定するパスが満たすべき品質を示す情報を保持しており、前記品質を満たす様にパスの経路及び波長を決定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
光ネットワークの装置からのパス設定要求に応答して前記光ネットワークに設定するパスの経路及び波長を決定する制御システムのパス決定装置であって、
前記光ネットワークの装置に対してパスの設定のためのコマンドを送信する設定装置から、設定するパスの経路及び波長の決定の要求を受け取ると、前記トポロジ・サーバからトポロジ情報を取得する取得手段と、
前記トポロジ情報に基づき前記設定するパスの経路及び波長を決定する決定手段と、
前記決定したパスの経路及び波長を前記設定装置に通知する通知手段と、
を備えており、
前記トポロジ情報は、前記光ネットワークの装置間を接続する複数の光リンクと、前記複数の光リンクそれぞれの波長と、前記複数の光リンクそれぞれの波長が使用中であるか否かを示す情報を含む、
ことを特徴とするパス決定装置。
前記決定手段は、設定するパスが満たすべき品質を示す情報を保持しており、前記品質を満たす様にパスの経路及び波長を決定する、
ことを特徴とする請求項４に記載のパス決定装置。
光ネットワークの装置からのパス設定要求に応答して前記光ネットワークに設定するパスの経路及び波長を決定する制御システムのトポロジ・サーバであって、
前記光ネットワークの装置間を接続する複数の光リンクと、前記複数の光リンクそれぞれの波長と、前記複数の光リンクそれぞれの波長が使用中であるか否かを示すトポロジ情報を保持するトポロジ情報保持手段と、
設定するパスの経路及び波長を決定するパス決定装置からの要求に応じて前記トポロジ情報を前記パス決定装置に送信する送信手段と、
前記光ネットワークの装置に対してパスの設定のためのコマンドを送信する設定装置から設定したパスの経路及び波長を示す情報を受け取ると、前記トポロジ情報を更新する更新手段と、
を備えていることを特徴とするトポロジ・サーバ。
前記更新手段は、前記設定装置から切断したパスの経路及び波長を示す情報を受け取ると、前記トポロジ情報を更新する、
ことを特徴とする請求項６に記載のトポロジ・サーバ。
光ネットワークの制御方法であって、
前記光ネットワークの装置からパス設定要求を受信したパス設定装置が、前記パス設定要求で要求されたパスの経路及び波長の決定をパス決定装置に要求するステップと、
前記設定装置からパスの経路及び波長の決定の要求を受け取った前記パス決定装置が、前記光ネットワークの装置間を接続する複数の光リンクと、前記複数の光リンクのそれぞれの波長と、前記複数の光リンクそれぞれの波長が使用中であるか否かを示すトポロジ情報を保持するトポロジ・サーバから前記トポロジ情報を取得するステップと、
前記パス決定装置が、前記トポロジ情報に基づき前記パス設定要求で要求されたパスの経路及び波長を決定し、決定したパスの経路及び波長を前記パス決定装置に通知するステップと、
前記パス決定装置から決定したパスの経路及び波長についての情報を受け取った前記設定装置が、前記受け取ったパスの経路上の装置に、前記受け取った波長のパスを設定するコマンドを送信するステップと、
前記設定装置が、パスを設定後、設定したパスの経路及び波長を示す情報を前記トポロジ・サーバに通知して前記トポロジ情報を更新させるステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。