JP2016154291A - ノード - Google Patents

Abstract

【課題】ノードで検出されたパケットのエラーの発生を、当該ノードを経由する複数のパスの夫々を終端するノードに通知可能とする。【解決手段】複数のパスが経由するノードであって、複数のパスのパケットの受信ポートと、複数のパスの情報を記憶する記憶装置と、受信ポートで受信されたパケットのエラーが検出された場合に、複数のパスの情報を用いてエラーの発生を示す情報を複数のパスの夫々を終端する１以上の終端ノードへ送信する処理を行う制御装置とを含む。【選択図】図９

Description

本発明は、ノードに関する。

近年、超高速・大容量の伝送ネットワークを構築するため、Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer（ＲＯＡＤＭ）システムの導入が進んでいる。ＲＯＡＤＭシステム
は、光ケーブルで形成されたリング状又はメッシュ状に接続された複数のパケット伝送装置（以下「ノード」と呼ぶ）を含む。

各ノードには、Internet Protocol（ＩＰ）網に接続されたＩＰ装置が接続される。Ｒ
ＯＡＤＭシステムに接続されたＩＰ装置間では、ＲＯＡＤＭシステムを中継網として用いるパケット通信が行われる。

各ノードは、ＩＰ装置から入力されるパケットを所定波長の光信号に変換して光ネットワークに送出する（アッドする）。或いは、各ノードは、光ネットワークから取り出した（ドロップした）所定波長の光信号をパケットに変換してＩＰ装置に送ることができる。

ＲＯＡＤＭシステムに接続されたＩＰ装置間でエンド−エンド（End-to-End）間通信が行われる場合には、パケットの送信側のＩＰ装置に接続されたノード（送信側ノード）と、受信側のＩＰ装置に接続されたノード（受信側ノード）との間に予めパス（論理回線）が設定される。光ネットワーク上でのパケットのスイッチングは、パケット単位で実施されるのではなく、パスに設定されたラベル値を用い、パス単位で実施される。パスの識別はラベル値により行われる。

また、エンド−エンド間（ＩＰ装置間）で設定されるパスは、冗長構成を採ることができる。例えば、光ネットワークがリング状である場合には、送信側ノードから受信側ノード（パスの終端ノード）へ至る右回りのルートと左回りのルートとの双方にパスが設定される。受信側ノードでは、右回りのパスと左回りのパスとの一方を運用系として扱い他方を予備系として扱う。運用系の障害が検出された場合に、受信側ノードは、予備系を運用系に切り替える。

運用系の障害検出方法としては、右回り、左回りの両ルートに障害検出用の制御データを送信し、受信側ノードで制御データが受信できないことを障害発生として検出する方法がある。

特開２０１２−７０１０６号公報 特開２００２−１９９０４２号公報

ＲＯＡＤＭシステムの各ノードは、中継するパケットのエラーチェックを行う。典型的には、ノードは、パケットのデータ部に対するチェックサムを計算し、パケットに付与された計算済のチェックサム値と比較する。チェックサムが一致しない場合に、ノードはパケットがエラーと判定する。当該エラーは、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）エラーと呼ばれる。通常、ＦＣＳエラーが検出されたパケットは、当該ノードで廃棄される。

このため、運用系のルートで予備系のルートより多いＦＣＳエラーが発生していても、制御データが正常に受信側ノードで受信される状況では、運用系の切り替えが実施されない。結果として、品質の悪いルートの使用が継続されることが起こり得る。これに鑑み、パケットを中継するノードにてＦＣＳエラーを検出しない、或いはＦＣＳエラーを検出してもパケットを廃棄しない方法が考えられる。この場合、受信側ノードでは、ＦＣＳエラーの発生を考慮して、パスの運用系の切り替えを実施することができる。

しかしながら、運用系のルート（物理回線）上に複数のパスが設定される場合がある。この場合において、複数のパスの一つに関してＦＣＳエラーが検出される場合には、残りのパスについてもＦＣＳエラーが発生する可能性が少なくない。

上記方法では、ＦＣＳエラーが検出されたパスの終端ノードで当該パスに係るＦＣＳエラーが認識できるようになるだけであり、残りのパスの終端ノードにＦＣＳエラーの発生を知らせることができなかった。

本発明の一態様は、ノードで検出されたパケットのエラーの発生を、当該ノードを経由する複数のパスの夫々を終端するノードに通知可能とすることを目的とする。

本発明の一態様は、複数のパスが経由するノードであって、複数のパスのパケットの受信ポートと、複数のパスの情報を記憶する記憶装置と、受信ポートで受信されたパケットのエラーが検出された場合に、複数のパスの情報を用いてエラーの発生を示す情報を複数のパスの夫々を終端する１以上の終端ノードへ送信する処理を行う制御装置とを含む。

本発明の一態様によれば、ノードで検出されたパケットのエラーの発生を、当該ノードを経由する複数のパスの夫々を終端するノードに通知可能となる。

図１は、ＲＯＡＤＭシステムの一例を示す。 図２は、パス及びラベルスイッチングの説明図である。 図３は、パスの冗長化と制御データを用いた疎通監視の説明図である。 図４は、制御データを用いた疎通監視の問題点を示す図である。 図５は、カットスルー方式の説明図である。 図６は、カットスルー方式の問題が生じるネットワーク構成例を示す。 図７は、図６のリングネットワークの一部を抽出した図である。 図８は、ＡＩＳ方式の問題点の説明図である。 図９は、実施形態に係るＦＣＳエラー検出機能を備えたノード（パケット伝送装置）の構成例を示す。 図１０は、パスの経路（ルート）選択機能を備えたノード（パケット伝送装置）の構成例を示す。 図１１は、パスＤＢのデータ構造例を示す。 図１２は、パケットフィルタリングの動作表の一例を示す。 図１３は、予約パケット廃棄カウンタの構成例を示す。 図１４は、ＭＰＬＳ−ＴＰのフレームフォーマット例を示す。 図１５は、ラベル予約値を示す表である。 図１６は、予約ラベルパケットの例を示す。 図１７は、実施形態１の作用説明図である。 図１８は、実施形態２に係るネットワークシステムの構成例を示す。 図１９は、図１８に示したノード（１）〜（１０）として使用されるノード（パケット伝送装置）の構成例を示す。 図２０は、図１８に示すネットワークシステムの構成において、ＦＣＳエラーの発生に伴うユーザ接続端点での経路切替の動作例を示す。 図２１は、パスの中継ノード（図２０のノード（１０））におけるパスＤＢの記憶内容の一例を示す。 図２２は、ノードのＦＣＳエラー検出処理の例を示すフローチャートである。 図２３は、パスの終端ノード（図２０のノード（６））におけるパスＤＢの記憶内容を示す。 図２４は、ノード（６）におけるＩＦカード１０１ａ（スロットＩＤ＝１０），ＩＦカード１０１ｂ（スロットＩＤ＝１１）の予約廃棄カウンタの状態を示す。 図２５は、実施形態３に係るネットワーク構成例を示す。 図２６は、実施形態３に係る経路選択処理の例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

〔関連技術〕
以下、実施形態に係るネットワークシステムの関連技術について説明する。図１は、ＲＯＡＤＭシステムの一例を示す。図１に示す例では、複数のノード１（パケット伝送装置）が光ケーブル（光ファイバ）でリング状に接続されている。各ノード１には、外部のＩＰ装置（コアルータなど）２を接続することができる。

図１に示す例では、ノード１ＡにＩＰ装置２Ａが接続され、ノード１ＢにＩＰ装置２Ｂが接続されている。また、各ノード１は、オペレーションシステム（ＯＰＳ）３と通信回線を介して接続される。ＯＰＳ３は、各ノード１に信号をやりとりするためのパスを設定し、パスを一元的に管理するサーバである。

各ノード１は、光ケーブル（リング）から任意の波長の信号を取り出したり（ドロップ（Drop）と呼ばれる）、任意の波長へ信号を挿入したり（アッド（Add）と呼ばれる）す
ることができる。このため、信号の取り出し及び挿入のための電気−光変換が不要であるので、高速なスイッチングが可能である。

また、ＲＯＡＤＭシステムでは、パケット単位でスイッチングを行うのではなく、信号をやりとりするためのパスが設定される。例えば、Multi-Protocol Label Switching-Transport Profile（ＭＰＬＳ−ＴＰ）スイッチと呼ばれるモードでは、パスを流れるパケットにラベルが付与され、ラベルによるスイッチングを行うことで高速化が実現される。

パスは、ＯＰＳ３で一元管理される。ＯＰＳ３は、各ノード１へパスの指示を送る。各ノード１は、ノード１自身が備えるハードウェアへパスを設定する。これによって、エンド−エンド（End-to-End）でパスが生成される。

図２は、パス及びラベルスイッチングの説明図である。図２では、ノード１ａ，１ｂ，１ｃ及び１ｄが光ファイバで接続されている。ノード１ａ，１ｂ，１ｃ及び１ｄのそれぞれには、対応するＩＰ装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが接続されている。図２には、ＩＰ装置２ａとＩＰ装置２ｃとの間、及びＩＰ装置２ｂとＩＰ装置２ｄとの間にそれぞれパスを設定する様子が示されている。

ＭＰＬＳ−ＴＰでは、パスは、Pseudo Wire (ＰＷ)と呼ばれるチャネルとLabel switched Path (ＬＳＰ)と呼ばれるパスとで形成される。ＰＷは、ユーザ（ＩＰ装置）を識別するためのラベル値を有する。ＬＳＰは、パスを識別するためのラベル値を有する。

図２に示す例では、ＩＰ装置２ａ−ＩＰ装置２ｃ間について、ラベル値“３０”のＰＷとラベル値“１００”のＬＳＰを含むパス（パス１とする）が設定されている。ＩＰ装置２ｂ−ＩＰ装置２ｄ間については、ラベル値“３０”のＰＷとラベル値“２００”のＬＳＰを含むパス（パス２とする）が設定されている。

パス１を中継するノード１ｂ、パス２を中継するノード１ｃのそれぞれは、ＰＷとＬＳＰとのうちＬＳＰのラベル値（“１００”又は“２００”）のみを参照してスイッチングを行う。これにより、信号の高速な伝送が実現される。

パスの終端ノードでは、さらにＰＷのラベル値（“３０”）が参照される。ＰＷのラベル値の参照によってユーザ（ＩＰ装置）が識別される。例えば、パス１（ＬＳＰ“１００”）の終端ノードであるノード１ｃは、ＰＷのラベル値“３０”を参照することにより、パケットの宛先がＩＰ装置２ｃと判定し、ＩＰ装置２ｃへＩＰ装置２ａからのパケットを転送する。また、パス２（ＬＳＰ“２００”）の終端ノードであるノード１ｄは、ＰＷのラベル値“３０”を参照することにより、パケットの宛先がＩＰ装置２ｄと判定し、ＩＰ装置２ｃへＩＰ装置２ｂからのパケットを転送する。このようにして、エンド−エンド（ＩＰ装置２ａ−ＩＰ装置２ｃ，ＩＰ装置２ｂ−ＩＰ装置２ｄ）のデータ転送が実現される。

また、或るパスの終端ノードに対し、或るパスのルートと異なるルートで信号が到達するようなパスを設定することで、パスの冗長構成を採ることが可能である。例えば、図３に示すように、パケットがノード１Ａ（始端ノード）から右回り（図３中上側）のルートを通ってノード１Ｂ（終端ノード）に到達するパス（第１パスとする）が設定される。一方、パケットがノード１Ａ（始端ノード）から左回り（図３中下側）のルートを通ってノード１Ｂ（終端ノード）に到達するパス（第２パスとする）が設定される。

ノード１Ａは、第１パスと第２パスとの双方に対して同じパケットを送信することで、ノード１Ｂが、第１パス及び第２パスを通って到着する同一のパケットを受信できる。これにより、ノード１Ａ−ノード１Ｂ間のパスが冗長化される。ノード１Ｂは、第１パスと第２パスとの一方を運用経路（active route）として扱い他方を予備経路（alternative route）として扱う。そして、ノード１Ｂは、運用経路から得られたパケットをＩＰ装置
へ送る。

ノード１Ａは、ノード１Ｂへ向けて、第１パスと第２パスとのそれぞれに関して、疎通確認のための制御データを送信する。ノード１Ｂは、第１パス及び第２パスのそれぞれから制御データが受信されるか否かを以て、第１パス及び第２パスの疎通を監視する。例えば、ノード１Ｃの入力側で障害が発生し、制御データが廃棄されると、ノード１Ｂは、第１パスから制御データを受信できなくなる。この場合、ノード１Ｂは、第１パスの疎通がＮＧであると判定し、運用経路を第２パスに切り替える。これによって、障害に強いシステムが実現される。

ネットワーク上のパスを流れるデータは、ノードにおいて、１つ１つのパケットに変換される。各パケットは、ノードが備えるポート回路内の物理層のハードウェアによってエラーチェックされる。具体的には、ポート回路内のハードウェアが、ノードに入力されたパケットのデータ部からチェックサムを計算する。ハードウェアは、算出したチェックサ
ムとパケットに予め付与されている計算済みのチェックサムとを比較し、両者が異なる場合に、データ部に誤りが混入しているため、当該パケットを廃棄する。以降、このような異常をFrame Check Sequence（ＦＣＳ）エラーと呼ぶ。

ＦＣＳエラーが生じる主な要因として、物理ケーブルの劣化や温度などの特性変化、信号受信端面の汚れや反射などの特性変化、回路に混入した雑音などによる一時的な光信号の劣化が挙げられる。これらの物理的な要因によるエラーの発生は、一般的に起こり得るものと理解されており、通信品質上の水準が決まっている。

一般に、イーサネット（登録商標）上のＢＥＲ（Bit Error Rate：符号誤り率）の要求値は、10×10^-9（１０億bit中に１bitの誤りが入る）と言われている。もっとも、ネットワークの大容量化（100G Ethernet（登録商標）の導入）に伴い、実際の技術水準も10×10^-11（１０００億bit分の１）や10×10^-12(１兆bit分の１)というレベルに到達しようと
している。

パスの運用経路と冗長経路とを用意し、信号の伝送品質がより良い方を選択するシステムの構築において、現状では、ＦＣＳエラーの発生頻度が少ない経路を運用経路として選択することができていない。

これは、ＦＣＳエラーがそもそも非常に低頻度なエラーであるため、実際にＦＣＳエラーが発生していても、疎通監視のための制御データがＦＣＳエラーによって廃棄されないと、経路選択を行う受信側のノードでは、疎通に問題なしと判定する。このため、ＦＣＳエラーを認識できない（図４参照）。また、通常の規定通りにＦＣＳエラーが検出された装置でＦＣＳエラーを有するパケットが廃棄されると、受信側のノードでは、ＦＣＳエラーの発生を検知することができない。

上記問題に対して、ＦＣＳエラーを検出しないカットスルー方式のハードウェアを備えたノードを用いることが考えられる。図５に示すように、カットスルー方式では、ＦＣＳエラーのチェックが行われず、パケットがそのまま転送される。なお、ＦＣＳエラーのチェックは行うが、ＦＣＳエラーが検出された場合でも、パケットをそのまま転送する方法もカットスルーとして考える。

カットスルー方式などが採用される場合では、ＦＣＳエラーを含むパケットが、経路選択を行うノード１Ｂ（パスの終端ノード）へ到達する。ノード１Ｂは、ＦＣＳエラーのチェックを実行し、ＦＣＳエラーを検出すると、当該ＦＣＳエラーの検出を契機として、運用経路の切り替えを行うことができる。

しかしながら、図６に示すようなネットワーク構成では、次のような問題が生じる。図６の例では、複数のノードが光ケーブルでリング状に接続されたリングネットワークが形成されている。複数のノードは、ＩＰ装置がそれぞれ接続された複数のノードを含んでいる。複数のＩＰ装置のうちの一つ（ＩＰ装置Ｘ）が接続されたノードと他のＩＰ装置がそれぞれ接続されたノード（１），ノード（２），ノード（３）との間には、冗長構成を有するパスが設定されている。図６中で、冗長構成を有するパスは、実線、破線、細かい破線のそれぞれの矢印で示されている。冗長化された各パスに関して、右回りの運用経路を流れる信号が運用信号であり、左回りの冗長経路を流れる信号が冗長信号である。

図７は、図６に示したリングネットワークの一部を抜き出して図示したものである。図６には、光ケーブルで接続されたノードＡ，ノードＢ，ノード（１），ノード（２），ノード（３）が図示されている。ノード（１），ノード（２），ノード（３）のそれぞれには、ＩＰ装置が接続されている（図６参照）。

ノード（１），ノード（２），ノード（３）の夫々は、図７中の左側から到来する運用信号と、右側から到来する冗長信号とを受信し、品質の良い信号を対応するＩＰ装置へ送る。図７には、ノードＡとノードＢとの間の伝送路で信号の欠損が生じパケットに異常が混入した場合において、ノードＢが受信するパケットを図示している。

図７に示す例では、ノードＢで受信されるパケット（直列に並んだ複数の矩形で図示）のうち、ノード（１）宛てのパケットに異常が混入し（太線の矩形を参照）、ノード（２）及びノード（３）のそれぞれに宛てられたパケットに異常は混入していないと仮定する。

このようなケースにおいて、ノードＢがＦＣＳエラーをカットスルーすると、ノード（１）にてＦＣＳエラーが検出される。この場合、ノード（１）は、運用信号についてのＦＣＳエラーが検出されたことを契機として、冗長信号を運用信号として扱う状態に切り替わる。これに対し、ノード（２）及びノード（３）のそれぞれでは、ＦＣＳエラーは検出されないので、ノード（２）及びノード（３）が運用信号（左側）を選択する状態が維持される。

ところが、ノード（２）及びノード（３）宛ての運用信号は、ＦＣＳエラーが検出されたノード（１）の運用信号と同一の物理回線を流れる。このため、ノード（２）及びノード（３）宛ての運用信号に異常が混入する可能性は少なくない。従って、ノード（２）及びノード（３）では、正常な信号選択（信号の品質判断）ができてないこととなる。

本来的には、ノードＢにてＦＣＳエラーを検出すると、ノードＢで受信されるパケットに係るパスの終端ノードであるノード（１），ノード（２），ノード（３）に対してエラーが通知されることが好ましい。このようにすれば、ノード（１）だけでなくノード（２）及びノード（３）のそれぞれにおいても信号の切り替え判断がなされるようになる。しかし、現状ではこのような仕組みはない。

別の方式として、ＦＣＳエラーを検出したノードが、経路選択を行うノードへ信号エラー(例えばAIS：Alarm Indication Signalなど)を通知する方式（ＡＩＳ方式と呼ぶ）がある。ＡＩＳ方式では、ノード毎にＦＣＳエラーが周期的に監視される。一定数のＦＣＳエラーを検出したノードは、経路選択を行うノードへ信号エラーを示すＡＩＳ信号を送信する。ＡＩＳ信号を受信したノードは、経路の切り替えを行う。

ＡＩＳ方式については、どの程度のＦＣＳエラーを信号エラーとして扱うかという点で問題がある。例えば、図８に示すように、図３と同様のネットワークシステムの構成において、一定周期内に１０以上のパケットがＦＣＳエラーにより廃棄されたときにＡＩＳ信号を送ると仮定する。すなわち、１周期内のＦＣＳエラーに伴うパケット廃棄数が１０を超えるときにエラーを通知すると仮定する。

この場合、１周期内におけるパケット廃棄数が９以下であれば、ＡＩＳ信号は送信されない。このため、このようなパケット廃棄数は、ノード１Ｂでの経路切り替え判定に使用されない。また。運用経路と冗長経路との双方に信号エラーが発生する（運用経路及び冗長経路の双方からＡＩＳ信号が送信される）場合には、経路切り替えができなくなる。

例えば、図８に示すように、運用経路（図中上側のルート）における廃棄数と冗長経路（図中下側のルート）における廃棄数とを比較すると、上側のルートの廃棄数が１０である。これに対し、下側のルートの廃棄数は１１であるので上側のルートの品質が下側のルートの品質より良い。ところが、上側のルートからのエラー（ＡＩＳ信号）の通知タイミ
ングが下側のルートからのエラーの通知タイミングより早い場合には、以下の問題が起こる。

すなわち、ノード１Ｂでは、上側のルートからのエラー受信に伴い、運用経路を下側のルートに切り替える。その後、下側のルートからのエラー受信に伴い、運用経路を上側のルートに切り替えようとする。ところが、上側のルートについては既にエラーが通知されているので、切り替えを行うことができない。この結果、品質の悪い下側のルートの選択状態が維持されてしまう。

以下に説明する実施形態では、上記のような問題を解決し得るネットワークシステム及びパケット伝送装置について説明する。

〔実施形態１〕
以下、実施形態について説明する。実施形態は、一例として、ＭＰＬＳ−ＴＰを用いるＲＯＡＤＭシステムに適用可能なパケット伝送装置（ノード）について説明する。但し、本発明の適用範囲は、ＭＰＬＳ−ＴＰを用いるＲＯＡＤＭシステムに制限されない。
＜ノードの構成＞
以下、実施形態１に係るノードの構成について説明する。図９は、実施形態に係るＦＣＳエラー検出機能を備えたノード（パケット伝送装置）の構成例を示す。図１０は、パスの経路（ルート）選択機能を備えたノード（パケット伝送装置）の構成例を示す。但し、図９に示す構成と図１０に示す構成とは１つのノードに備えられる。ＦＣＳエラー検出機能は、パスの中間（始点と終端点との間）に位置するノードで使用される。一方、経路選択機能は、パスの終端点に位置するノード（終端ノード）で使用される。但し、専ら中継ノードとして動作するノードが図９に示す構成を有し、専ら終端ノードとして動作するノードが図１０に示す構成を有することはあり得る。

ノードとして動作するパケット伝送装置は、シャーシと呼ばれる筐体と、所定の機能を有するカードとを備える。シャーシは、カードを装着するための複数のスロットと、スロットに装着（挿入）されたカード間を電気的に接続する結線装置（ワイヤリングバックボード：ＢＷＢ（図示せず））とを備える。

図９および図１０に示すように、シャーシ１００ａに装着されるカードは、パケット信号を転送するインタフェースカード（ＩＦカード）１０１と、インタフェースを制御する制御カード１０２とを含む。さらに、カードは、或るＩＦカード１０２から入力されたパケットを目的のＩＦカード１０１に転送するスイッチングカード（ＳＷカード）１０３を含む。

図９には、光ケーブル（ネットワーク）とのインタフェース機能を司る入力ＩＦとして動作するＩＦカード１０１（１０１ａ）と、出力ＩＦとして動作するＩＦカード１０１（１０１ｂ）とが図示されている。各ＩＦカード１０１は、光送受信モジュール１０４と接続されたポート回路１０５と、ドライバ１０６とを含む。

光送受信モジュール１０４は、隣接ノードと接続される光ケーブルと接続され、光ケーブルを伝送されてきた光信号（複数のパスのパケットが多重された光信号）を電気信号に変換し、ポート回路１０５に入力する。また、光送受信モジュール１０４は、ポート回路１０５から入力されるパケット（電気信号）を光信号に変換して光ケーブルに送出する。光送受信モジュール１０４は、ネットワーク接続端点として機能する。光ケーブルは、「物理回線」の一例である。

ポート回路１０５は、光送受信モジュール１０４から受信されるパケットの受信ポート
と、ＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７と、パケット処理回路１０８とを含む。受信ポートは、ノード１００が中継する各パス（複数のパス）を夫々流れるパケットを受信する。ＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７は、受信ポートで光送受信モジュール１０４から受信された電気信号（パケット）に対する物理層およびＭＡＣ（Media Access Control）層に対する処理を行う。これにより、各パスのパケットが得られる。ＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７にて、パケットに対するＦＣＳエラーのチェックが実行される。パケット処理回路１０８は、ＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７から入力されるパケットに対して所定の処理を実行する。

ＳＷカード１０３は、ドライバ１０９を含む。ＳＷカード１０３は、入力側のＩＦカード１０１ａから入力されるパケットを、パケットに含まれたラベル値に応じた出力側のＩＦカード１０１へ出力する。例えば、パケットは、ＩＦカード１０１Ｂへ入力される。

出力ＩＦのＩＦカード１０１Ｂも、ポート回路１０５及びドライバ１０６を含む。ポート回路１０５は、ＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７及びパケット処理回路１０８を含む。パケット処理回路１０８は、ＳＷカード１０３やドライバ１０９から入力されるパケットに対する所定の処理を行う。ＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７は、パケットに対するＰＨＹ及びＭＡＣ層に対する処理を行い、パケットを光送受信モジュール１０４に入力する。光送受信モジュール１０４は、パケット（電気信号）を光信号に変換し光ケーブル（ネットワーク）へ送出する。

制御カード１０２は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）１１０と、ハードディスク
ドライブ（ＨＤＤ）１１１と、Random Access Memory（ＲＡＭ）１１２とを含む。ＨＤＤ１１１及びＲＡＭ１１２は、「記憶装置」、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」の一例である。

ＨＤＤ１１１は、補助記憶装置ないし不揮発性記憶媒体の一例であり、Solid State Drive（ＳＳＤ），Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory（ＥＥＰＲＯＭ），及びフラッシュメモリの少なくとも一つであっても良い。ＨＤＤ及びＲＡＭ以外に、これらの補助記憶装置の少なくとも一つやRead Only Memory（ＲＯＭ）のような他の記憶媒体が備えられていても良い。

ＨＤＤ１１１は、パスデータベース（パスＤＢ）を記憶する。ＨＤＤ１１１は、ＣＰＵ１１０によって実行されるプログラムを記憶している。ＲＡＭ１１２は、ＣＰＵ１１０の作業領域及びデータの記憶領域として使用される。ＣＰＵ１１０は、ＨＤＤ１１１に記憶されたプログラムをＲＡＭ１１２に展開して実行する。これによって、ＣＰＵ１１０は、パケット処理１１３，パス設定処理１１４，及び監視制御１１５などを実行する。ＣＰＵ１１０は、「プロセッサ」、「コントローラ」、「制御装置」、「制御部」の一例である。

制御カード１０２のＣＰＵ１１０は、ＯＰＳ（図１参照）からのパス設定指示を受けて、パス情報をＨＤＤ１１１に記憶されたパスＤＢに格納する。さらに、ＣＰＵ１１０は、パス情報に基づくパス設定処理１１４を行い、ＩＦカード１０１及びＳＷカード１０３にパスを設定する。ＩＦカード１０１及びＳＷカード１０３の制御（パス設定）は、ＣＰＵ１１０がドライバ１０６及びドライバ１０９にパス設定用の制御信号を与えることによって行われる。これによって、ノード１００は、データ転送（パケット伝送）可能な状態となる。

図１０に示すように、ノード１００は、図９に示した構成要素に加えて、以下の構成要素を有している。すなわち、ノード１００は、少なくとも３つのＩＦカード１０１を備える。図１０に示すノード１００は、ＩＦカード１０１として、ＩＦカード１０１ａとＩＦ
カード１０１ｂとＩＦカード１０１ｃとを備えている。

ＩＦカード１０１ａは、冗長化されたパスの一方を終端する入力ＩＦとして動作する。ＩＦカード１０１ｂは、冗長化されたパスの他方を終端する入力ＩＦとして動作する。ＩＦカード１０１ｃは、ユーザ（ＩＰ装置）とのインタフェースとして動作する。ＩＦカード１０１ａは、「第１受信部」の一例であり、ＩＦカード１０１ｂは、「第２受信部」の一例である。

ＩＦカード１０１ａ及びＩＦカード１０１ｂのそれぞれにおけるポート回路１０５のパケット処理回路１０８は、ポート制御回路１１６とフィルタリング部（フィルタ）１１７と、装置内の転送回路１１８とを含む。また、ＩＦカード１０１ａ及びＩＦカード１０１ｂのそれぞれは、予約パケット廃棄カウンタ１１９を含む。ＩＦカード１０１ｃのポート回路１０５は、ユーザ接続点１２０を介してＩＰ装置と接続される。予約パケット廃棄カウンタ１１９は、「記憶部」の一例である。

＜動作例＞
次に、図９を用いてノード１００によるＦＣＳエラー検出動作の例を説明する。図９に示すＩＦカード１０１ＡのＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７は、光送受信モジュール１０４から入力されるパケットのＦＣＳエラーチェックを行う。ＦＣＳエラーが生じた場合には、ＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７はパケットを廃棄する。

ＩＦカード１０１Ａのドライバ１０６は、ＩＦカード１０１Ａに含まれたパケットの廃棄カウンタ（図示せず）を監視し、カウンタ値（パケットの廃棄数（エラー発生回数））が増加する毎に、制御カード１０２のＣＰＵ１１０に割り込みを通知する。

割り込みを受信したＣＰＵ１１０は、ＦＣＳエラーが検出されたポート上のパスをパスＤＢから検索する。図１１は、パスＤＢのデータ構造例を示す。図１３に示すように、パスＤＢは、パス毎のエントリを記憶する。すなわち、パスＤＢは、パスＩＤと関連する「レイヤ（ＰＷ／ＬＳＰ）」，「入出力ラベル値」，及び「接続ＩＤ（ドメイン）」を含む複数のエントリ（レコード）を記憶する。パスＩＤは、パスの識別子である。

「レイヤ」は、エントリの情報がＭＰＬＳ−ＴＰにおけるＰＷレイヤの情報かＬＳＰレイヤの情報かを示す。入出力ラベル値は、パス（ＬＳＰ又はＰＷ）に設定されたラベル値を示す。接続ＩＤは、パスが同一のドメインに属するか否かを示す。同一のドメインに属するパスは、信号が同じ物理回線を通じて信号されることを示す。

図１１に示す例では、パスＩＤは、スロットＩＤと、ポートＩＤと、ポート内識別子（ポート内ＩＤ）とを含む。スロットＩＤは、ＩＦカード１０１が挿入されたスロットの識別情報であり、ポートＩＤは、パケットの受信ポートのＩＤを示す。ポート内識別子は、ポート内で信号などを区別するために使用される。

図９に戻って、ＣＰＵ１１０は、割り込みによって通知されたパスＩＤを有するエントリをパスＤＢから検索する。このときＣＰＵ１１０は、同一の「接続ＩＤ」を有するエントリをも検索する。これによって、ＦＣＳエラーが検出された受信ポートに設定されたパスの全てがパスＤＢから検索される。

ＣＰＵ１１０は、パケット処理１１３を行い、パスＤＢから検索されたパス毎に、予約ラベルパケットを生成し、予約ラベルパケットの送信をパスに対応する出力ＩＦのＩＦカード１０１ｂのドライバ１０６に依頼する。ドライバ１０６は、パケット処理回路１０８を制御し、予約ラベルパケットをポート回路１０５（ＩＦカード１０１ｂ）から送受信モ
ジュール１０４へ入力させる。これによって、予約ラベルパケットが、パスＤＢから検索された各パスの終端ノードへ向けて送信される。予約ラベルパケットは、或るパスについてのＦＣＳエラーの発生を終端ノードに通知するエラー通知である。予約ラベルパケットは、所定のＰＷラベル値を有する。

次に、図１０を用いてノード１００による経路選択動作の例を説明する。ＩＦカード１０１ａのパケット処理回路１０８中のフィルタ１１７は、ＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７から入力されるパケットを、パケットフィルタリングの動作表（ポート回路１０５で記憶されている）に従ってチェックする。

図１２は、パケットフィルタリングの動作表の一例を示す。図１２に示すように、動作表は、ＬＳＰパス以外、及びＬＳＰパスを通じて送信されるパケット（フレーム）に対する処理内容が定義された表である。

例えば、ＬＳＰパス以外のパケットについては、ポート終端（パケットの廃棄）がなされる。また、ＬＳＰパスのパケットについては、ラベル転送が行われる（但し、パスを中継するノードのみの動作である）。実施形態では、パケットがＬＳＰラベルとＰＷラベルとで重ねてカプセル化されており、ＰＷラベル値が“７”（予約ラベル値）であるときに、予約パケットを廃棄することが定義されている。なお、図１２中のＳビット（ボトム
オブ スタック）ビットは、パケットが複数のラベルフィールドで重ねてカプセル化され
ているか否かを示す。

フィルタ１１７は、動作表に従い、パケット中のＰＷラベル値が所定の予約ラベル値（例えば“７”）であれば、当該パケット（予約ラベルパケット）を廃棄する。フィルタ１１７は、廃棄数を予約パケット廃棄カウンタ１１９に計上する。

図１３は、予約パケット廃棄カウンタ（カウンタ）１１９の構成例を示す。カウンタ１１９は、例えば、パスＩＤ毎に用意される。カウンタ１１９は、各接続ＩＤ（ドメイン：パス）に対する予約ラベルパケットの廃棄数（累積数）を記憶する。但し、廃棄数は、所定時間経過毎にリセットされる。フィルタ１１７は、廃棄した予約ラベルパケットが属するドメインに対応する廃棄数をインクリメントする。

ＩＦカード１０１ｂのポート回路１０５でも、同様の動作が行われ、予約ラベルパケットが廃棄される毎に、カウンタ１１９の対応するドメインの廃棄数がインクリメントされる。

制御カード１０２のＣＰＵ１１０は、監視制御１１５を実行し、ドライバ１０６に指示を与えてカウンタ１１９のカウンタ値を、ＩＦカード１０２ａ，ＩＦカード１０１ｂから取得する。ＣＰＵ１１０は、ドメイン毎に廃棄数を比較し、廃棄数の少ないルートからの信号が選択されるように、ドライバ１０６を介して転送回路１１８を制御する。

例えば、ＩＦカード１０１ａで受信される信号（パケット）が運用系として選択されており、ＩＦカード１０１ｂで受信される信号（パケット）が冗長系（予備系）として設定されていると仮定する。この場合に、運用系の廃棄数が予備系よりも少ない場合には、ＩＦカード１０１ａの選択状態が維持される。即ち、ＩＦカード１０１ａの転送回路１１８がパケットをＳＷカード１０３に送信し、ＩＦカード１０１ｂの転送回路１１８がパケットを廃棄する状態が維持される。

これに対し、運用系の廃棄数よりも予備系の廃棄数が少ない場合には、ＣＰＵ１１０は、切り替えをドライバ１０６に指示する。これによって、ＩＦカード１０１ａの転送回路
１１８がパケットを廃棄し、ＩＦカード１０１ｂの転送回路１１８がパケットをＳＷカード１０３へ送信する状態となる。このようにして、ＦＣＳエラー数の少ない方に、経路が切り替えられる。

＜予約ラベル値＞
なお、予約ラベル値としては、以下のような構成を採用することができる。即ち、RFC 3032 MPLS Label Stack Encodingで規定されているラベル値については、２０ビット分(0〜1048575)までの値が使用可能である。

図１４は、ＭＰＬＳ−ＴＰのフレームフォーマット例を示す。フレームは、データ（データ部）がＰＷラベルフォーマットでカプセル化され、さらにＬＳＰラベルでカプセル化される。ＬＳＰラベルの前方にＭＡＣヘッダとして、宛先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスとイーサネット（登録商標）タイプとが付与される。また、データ部の後方に、トレイラとしてのＦＣＳ（チェックサム）が付与される。宛先ＭＡＣアドレスには、終端ノードのＭＡＣアドレスが設定される。

ＰＷラベルフィールドは、ラベルフィールド，Ｓビットフィールド、ＴＴＬ（Time To Live）などを含む。ラベルフィールドにＰＷラベル値が設定される。ＬＳＰラベルフィールドは、ＰＷラベルフィールドと同様のデータ構造を有している。ＰＷラベル値に所定のラベル値を設定することで、ＭＰＬＳ−ＴＰフレームを、上記した予約ラベルパケットとして使用することができる。

図１５は、ラベル予約値を示す表である。ラベル予約値としては、“０”〜“１５”が既に規定されている。但し、ラベル予約値“０”〜“１５”のうち、“０”〜“３”及び“１３”の用途が決まっているが、“４”〜“１２”，“１４”及び“１５”については用途が決まっていない。このため、“４”〜“１２”，“１４”及び“１５”のうちの一つを、ＦＣＳエラーを通知するためのラベル値として使用することができる。

上記した例では、ＰＷラベル値“７”が使用されることで、予約ラベルパケットが定義されている。図１６は、予約ラベルパケットの例を示す。但し、規定外のラベル値（“１６”以上）についても、ＦＣＳエラーを示す予約ラベル値として使用し、通常使用しない値とすることができる。

なお、ラベル管理の観点では、ラベル値として“１６”または“1048575（２０）”を
使用するのが好ましい。ＭＰＬＳ−ＴＰ網において、他の既存装置（他ベンダ）が同じ網内に共存する場合に、通常使われていないことが多いからである。

＜実施形態１の効果＞
関連技術を用いて説明したように、パケット伝送装置（ノード）において、ネットワーク網の途中で検出されたＦＣＳエラーを関連パスの終端ノードに通知することができなかった。このため、各終端ノードでＦＣＳエラー数を考慮したパスの経路切り替えを実施することができなかった。

実施形態１によれば、ＦＣＳエラーが検出されたパケットの受信ポートでパケットが受信される各パスに関して予約ラベルパケット（エラー通知）が生成され、各パスの終端ノードに通知される。

図１７は、実施形態１の作用説明図である。図１７は、図７に示した関連技術と同様のネットワーク構成を示す。ノードＡとノード（３）間にパス１（ＬＳＰ“３００”）が設定され、ノードＡとノード（２）との間にパス２（ＬＳＰ“２００”）が設定され、ノー
ドＡとノード（１）との間にパス３（ＬＳＰ“１００”）が設定されている。

各パス１〜３は、ノードＡとノードＢとの間において、ノードＡ−ノードＢ間を接続する光ケーブル（物理回線）Ｃ上に設定されている。各パス１〜３を流れるパケットは、同一の物理回線を介してノードＢに到達し、ノードＢの所定のポートで各パス１〜３のパケットが受信される。

ノードＡとノードＢとの間の光ケーブルＣで異常が混入する場合に、予約ラベルパケットが関連する複数のパス１〜３の終端ノードであるノード（１）〜（３）に送信される。換言すれば、ノードＢの受信ポートでパケットが受信されるＬＳＰ“１００”，ＬＳＰ“２００”及びＬＳＰ“３００”の各パスの終端ノード（１）〜（３）のそれぞれにＦＣＳエラーを通知することができる。このように、実施形態１によれば、パケットのＦＣＳエラーが生じたパス以外のパスの終端ノードにも、ＦＣＳエラーの発生を通知することができる。

また、各終端ノードでは、経路選択動作によって、ＦＣＳエラーの少ない経路を運用経路として選択することができる。即ち、ＦＣＳエラーの発生状況を考慮した経路選択を実施することができる。これによって、精度の高い経路切替が可能となる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２について説明する。実施形態１の構成は、実施形態２と共通点を有するので、実施形態１との共通点については説明を省略する。実施形態２は、実施形態１の詳細を示す。

図１８は、実施形態２に係るネットワークシステムの構成例を示す。図１８に示すネットワークシステムでは、ノード（１）〜（１０）が光ケーブルによってリング状に接続されている。ノード（１）〜（１０）の夫々は、図９及び図１０で説明したノード１００の構成を有している。

また、ノード（１）にはＩＰ装置２ａが接続され、ノード（６）にはＩＰ装置２ｂが接続され、ノード（５）にはＩＰ装置２ｃが接続され、ノード（９）にはＩＰ装置２ｄが接続されている。

ＩＰ装置２ａとＩＰ装置２ｂとの間でサービス（パケット通信）開始のために、冗長構成を有するパスをＯＰＳ３が設定する。これによって、例えば、上側のルート（ノード（１），ノード（２），ノード（３），ノード（４），ノード（５），ノード（６））を通過するパス（ＬＳＰラベル値“２０”）が設定される。また、下側のルート（ノード（１），ノード（１０），ノード（９），ノード（８），ノード（７），ノード（６））を通過するパス（ＬＳＰラベル値“２１”）が設定される。

ノード（１）は、パス（ＬＳＰ“２０”，ＬＳＰ“２１”）の始点ノードの一例であり、ノード（６）は、パス（ＬＳＰ“２０”，ＬＳＰ“２１”）の終点ノード（終端ノード）の一例である。ノード（１）は、冗長構成を採る二つのパスに対し、同一のパケットを送信する。ノード（６）は、二つのパスから受信される同一のパケットの一方を選択してＩＰ装置２ｂに送る。

同様に、ＩＰ装置２ｃとＩＰ装置２ｄとの間で、冗長構成を有するパスが設定される。具体的には、右側のルート（ノード（５），ノード（６），ノード（７），ノード（８），ノード（９））を通過するパス（ＬＳＰラベル値“３０”）が設定される。左側のルート（ノード（５），ノード（４），ノード（３），ノード（２），ノード（１），ノード
（１０），ノード（９））を通過するパス（ＬＳＰラベル値“３１”）が設定される。ノード（５）は、パス（ＬＳＰ“３０”，ＬＳＰ“３１”）の始点ノードの一例であり、ノード（９）は、パス（ＬＳＰ“３０”，ＬＳＰ“３１”）の終点ノード（終端ノード）の一例である。

図１９は、図１８に示したノード（１）〜（１０）として使用されるノード（パケット伝送装置）１００の構成例を示す。実施形態１（図９）との相違としては以下がある。すなわち、制御カード１０２がプログラムを記憶したＲＯＭ１１１ａを有している。パケット処理回路１０８が、ポート制御回路１１６，フィルタ１１７，装置内の転送回路１１８を備えている。

シャーシ１００ａに搭載される各カード１０１〜１０３は、点線の矢印のように制御データをお互いやりとりすることができる。制御カード１０２では、ＲＯＭ１１１ａからＲＡＭ１１２に展開されたプログラムが、ＣＰＵ１１０によって実行される。ＣＰＵ１１０は、ＯＰＳ３から図１８に示したようなパス設定指示を受け取る。但し、ＯＰＳ３の動作は、ＣＰＵ１１０がプログラムを実行することによって行われても良い。換言すれば、ＯＰＳ３はノード１００に搭載されていても良い。

ＣＰＵ１１０は、パス設定指示に含まれるパス情報をＨＤＤ１１１のパスＤＢに格納する。ＣＰＵ１１０は、パス設定処理１１４を行い、ＩＦカード１０１ａ，１０１ｂのドライバ１０６及びＳＷカード１０３のドライバ１０９を制御してパス設定を行う。

また、ＣＰＵ１１０によって実行されるパケット処理１１３は、個別のパケット制御を行う機能であり、パケット処理１１３によって、予約ラベルパケットの生成、ドライバ１１０６に対する挿入指示がなされる。ＣＰＵ１１０によって実行される監視制御１１５では、各カード１０１〜１０３の警報監視や性能監視、切り替え制御が行われる。

ＩＦカード１０１ａ，ＩＦカード１０１ｂのそれぞれは、ポート回路１０５を備えている。ＩＦカード１０１ａのポート回路１０５は、光送受信モジュール１０４から電気信号（主信号）を受信する受信ポートを含み、受信ポートで受信された電気信号（主信号）を処理する。ＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７は、電気信号（主信号）からパケットを取り出し、取り出したパケットをパケット処理回路１０８に渡す。

パケット処理回路１０８は、ポート制御回路１１６にて、Quality of Service（ＱｏＳ）制御などの帯域制御を実行する。その後、パケット処理回路１０８は、フィルタ（パケットフィルタリング）１１７において、個々のパケットの内容を判定し、条件に従ってそれぞれのパケットを処理する。

実施形態２では、予約ラベルパケットの動作が新規に判定条件に追加される（図１２参照）。フィルタ１１７において、予約ラベルパケットと認識されるパケットは廃棄され、廃棄数が予約パケット廃棄カウンタ１１９に計上される。

これに対し、パケットの内容の判定結果において、パケットがユーザデータなどを転送するパケットである場合には、転送回路１１８によって、ＳＷカード１０３にて目的のＩＦカードに転送されるように、当該パケットに所定の情報を付与される。そして、パケットは、ＳＷカード１０３へ送られる。

ＳＷカード１０３は、パケット付与情報を元にデータパケットを転送先のインタフェースに送る。ＳＷカード１０３から転送されたパケットを受信した出力側のＩＦカード１０１ｂのポート回路１０５では、パケットは、転送回路１１８による処理、フィルタ１１７
による処理、ポート制御回路１１６による処理を経る。その後、パケットは、ＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７から光送受信モジュール１０４に送信される。これによって、パケットが変換された光信号が隣接装置へ転送される。

なお、図１９に示した実施形態２に係るノード１００は、図１０に示した構成要素（図１８に図示されていないもの）を含む。

＜動作例＞
図２０は、図１８に示すネットワークシステムの構成において、ＦＣＳエラーの発生に伴うユーザ接続端点での経路切替の動作例を示す。図２０において、ノード（１）からノード（１０）への方向においてノード（１）−ノード（１０）間でＦＣＳエラーが１回（１パケット分）発生したと仮定する。また、ノード（３）からノード（４）の方向においてノード（３）−ノード（４）間でＦＣＳエラーが３回（３パケット分）発生したと仮定する。さらに、ノード（８）からノード（７）の方向においてノード（８）−ノード（７）間でＦＣＳエラーが１回（１パケット分）発生したと仮定する。

この場合におけるノード１００の動作を図９を用いて説明する。ノード１００が図２０に示したノード（１０）であると仮定する。ノードＩＦカード１０１ａ及びＩＦカード１０１ｂを備えている。ＩＦカード１０１ａには、スロットＩＤ＝１、ポートＩＤ＝１が設定され、ＩＦカード１０１ｂは、スロットＩＤ＝５、ポートＩＤ＝１が設定されている。

ノード（１）から送信されたパケットは、ＩＦカード１０１ａ（スロットＩＤ＝１、ポートＩＤ＝１）のＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７において、ＦＣＳチェックを行う。その結果、ＦＣＳエラーが１回検出され、パケットが廃棄される。このとき、ドライバ１０６は、制御カード１０２のＣＰＵ１１０にスロットＩＤ＝１及びポートＩＤ＝１でＦＣＳエラーが１回発生したことを割込みで通知する。

通知を受信したＣＰＵ１１０は、パケット処理１１３を実行し、ＦＣＳエラーに関連するパスをパスＤＢ（図１１参照）から検索する。このとき、ＣＰＵ１１０は、ＦＣＳエラーが通知されたパスＩＤ（スロットＩＤ＝１，ポートＩＤ＝１）のパスが検索される。さらに、関連するパスとして、検索されたパスの接続ＩＤ（“１”及び“２”）と一致する接続ＩＤを有するパスが検索される。ここでは、パスＩＤがスロットＩＤ＝５、ポートＩＤ＝１であるラベル値“２１”のＬＳＰ（ＬＳＰ“２１”）のパスとラベル値“３１”のＬＳＰ（ＬＳＰ“３１”）のパスとが検索される（図２１参照）。

ＣＰＵ１１０は、検索された各パスについて、予約ラベルパケット（予約ラベル値＝７）を生成する（図１６参照）。ＣＰＵ１１０は、ＩＦカード１０１ｂのドライバ１０６へパケット送信を指示する。ドライバ１０６は、パケット処理回路１０８に予約ラベルパケットの送信を指示する。パケット処理回路１０８は、予約ラベルパケット及び光送受信モジュール１０４を経て隣接ノード（９）へ送信される。

図２２は、ノード１００のＦＣＳエラー検出処理の例を示すフローチャートである。図２１において、ＦＣＳエラーが発生すると、ドライバ１０６が、ＣＰＵ１１０へＦＣＳエラーの発生箇所（スロットＩＤ及びポートＩＤ）と、エラーの発生数とを通知する（０１）。スロットＩＤは、カードを一意に識別できる限り、カードＩＤ（カードの識別情報）であっても良い。

次の０２では、ＣＰＵ１１０は、パスＤＢを参照してＦＣＳエラーの影響を受けるパスがあるか否かを判定する。影響を受けるパスがなければ、処理が終了する。これに対し、影響を受けるパスがあれば、処理が０３に進む。

０３では、ＣＰＵ１１０は、ＦＣＳエラーに関連する（影響を受ける）全てのパスに関して予約ラベルパケットを送信したか否かを判定する。全てのパスについて予約ラベルパケットが送信された場合には、処理が終了する。

これに対し、全てのパスについて予約ラベルパケットが送信されていない場合には、出力側のＩＦカードに予約ラベルパケットを送信する（０４）。予約ラベルパケットの送信は、パス毎に実施される。すなわち、ＬＳＰ“２１”且つＰＷ“７”の予約ラベルパケットと、ＬＳＰ“３１”且つＰＷ“７”の予約ラベルパケットとが生成され、ＩＦ１０１ｂへ送信される。予約ラベルパケットの送信は、発生回数分、繰り返して実施される。但し、ノード（１０）で検出されたＦＣＳエラーの発生回数は１であるので、予約ラベルパケットの送信が１回だけ行われる。

なお、図２２の処理では、ドライバ１０６の割り込み通知が周期的に実施される例を示している。但し、割り込み通知はリアルタイムで実施されても良い。すなわち、周期的に、１周期の間に生じたＦＣＳエラーの発生回数に応じた数の予約ラベルパケットが送信されるようにしても良く、ＦＣＳエラーが発生する度に予約ラベルパケットが送信されるようにしても良い。

図２０に示すノード（４），ノード（７）においても、ノード（１０）と同様のＦＣＳエラー検出処理が実施され、ＦＣＳエラー回数に応じた予約ラベルパケットがパス毎に生成され、送信される。予約ラベルパケットを受信したノードでは、予約ラベルパケットの宛先に従ったスイッチングが実行され、目的の装置へパケット転送される。スイッチングは、予約ラベルパケットに含まれるＬＳＰラベルに従ってＳＷカード１０３により行われる。

次に、目的のノード（例えば、図２０に示すノード（６））で予約ラベルパケットが受信された後の動作について図１０を用いて説明する。ノード（６）は、ＩＦカード１０１ａ，ＩＦカード１０１ｂ，ＩＦカード１０１ｃを備える。ＩＦカード１０１ａは、図２０に示すノード（５）と接続されており、スロットＩＤ＝１０，ポートＩＤ＝１である。ＩＦカード１０１ｂは、図２０に示すノード（７）と接続されており、スロットＩＤ＝１１，ポートＩＤ＝１である。ＩＦカード１０１ｃは、図２０に示した外部のＩＰ装置２ｂと接続されており、スロットＩＤ＝５，ポートＩＤ＝１である。

ノード（５）から受信される予約ラベルパケットは、光送受信モジュール１０４（ネットワーク接続端点）からＰＨＹ／ＭＡＣ回路１０７を経てパケット処理回路１０８に入力される。パケット処理回路１０８では、ポート制御回路１１６の処理が行われた後、フィルタ１１７によるパケットフィルタリング処理が行われる。

予約ラベルパケットは、動作表（図１２参照）の上から４番目の条件に一致する。このため、フィルタ１１７は、予約ラベルパケットの廃棄処理を行い、ＩＦカード１０１ａの予約パケット廃棄カウンタ１１９をインクリメントする。

同様に、ノード（７）からＩＦカード１０１ｂ（スロットＩＤ＝１１、ポートＩＤ＝１）で受信される予約ラベルパケットについても、フィルタ１１７による処理が実行され、廃棄数が予約パケット廃棄カウンタ１１９に計上される。

制御カード１０２内のＣＰＵ１１０は、監視制御１１５を行い、パスＤＢ内の冗長構成を有するパスに関して、ＩＦカード１０１ａ，ＩＦカード１０１ｂの各ドライバ１０６に対し、予約パケット廃棄カウンタ１１９のカウンタ値の読み出しを指示する。これによっ
て、ＣＰＵ１１０は、各予約パケット廃棄カウンタ１１９のカウンタ値を得る。

図２３は、ノード（６）におけるパスＤＢの状態を示し、図２４は、ＩＦカード１０１ａ（スロットＩＤ＝１０），ＩＦカード１０１ｂ（スロットＩＤ＝１１）の予約パケット廃棄カウンタの状態を示す。

図２３に示すように、ＣＰＵ１１０は、共通の接続ＩＤ（ドメイン）“１”が格納されたパスを冗長パスの範囲として識別する。すなわち、ＬＳＰ“２０”とＬＳＰ“２１”とを冗長構成を採るパスのペアと識別し、ＰＷ“３３”をＬＳＰ“２０”とＬＳＰ“２１”とに共通なＰＷラベル値として認識する。また、ＣＰＵ１１０は、接続ＩＤ（ドメイン）“２”が格納されたパスを相互に関連するパスとして識別することができる。また、図２４に示すように、ＩＦ１０１ａ（スロットＩＤ＝１０）では、ドメイン“１”に関して廃棄数が“３”であるのに対し、ＩＦ１０１ｂ（スロットＩＤ＝１１）では、ドメイン“１”に関して廃棄数が“２”である様子を示す。

ＣＰＵ１１０は、監視制御１１５の一環として、各ドライバ１０６から得た廃棄数を比較し、廃棄数の少ないスロットＩＤ＝１１、ポートＩＤ＝１（廃棄数２）のＩＦ１０１ｂからの信号（ＬＳＰ“２１”のパケット）を選択することを決定する。換言すれば、下側のルートを運用経路として選択する。

このとき、ＣＰＵ１１０は、ＩＦカード１０１ａ及びＩＦ１０１ｂのドライバ１０６に対し、転送回路１１８の制御指示を与える。ＩＦカード１０１ａのドライバ１０６は、転送回路１１８で受信されるパケット（ＬＳＰ“２０”）を廃棄するように転送回路１１８の状態を変更する。

これに対し、ＩＦカード１０１ｂのドライバ１０６は、転送回路１１８で受信されるパケット（ＬＳＰ“２１”）がＳＷカード１０３へ送信されるように転送回路１１８の状態を変更する。これによって、ノード（６）は、ＬＳＰ“２１”のパケットを選択してＩＰ装置２ｂへ送るようになる。このようなパスの切り替えが実施される。同様に、図２０のノード（９）においても、廃棄数の少ないＬＳＰ“３０”のパスが選択される。すなわち、運用経路が右側のルートから左側のルートに切り替えられる。

なお、実施形態２では、予約ラベル値として“７”が使用される例について説明した。但し、予約ラベル値を管理上の観点から、例えば、規定外のラベル値である“１６”を予約ラベル値として使用することができる。この場合、ノード（１０）から送信される予約ラベルパケットの予約ラベル値（ＰＷラベル）の値が“１６”に設定される。また、動作表（図１２）における上から４番目のエントリ中のＰＷラベル値が“１６”に定義される。そして、ＰＷラベル値“１６”が、通常のパス設定に使用されない設定が施される。

実施形態２においても、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、図２０のノード（１０）は、ＬＳＰ“２０”のパケットのＦＣＳエラーを検出した場合に、ＬＳＰ“２０”に係るＬＳＰ“２１”及びＬＳＰ“３１”の終端ノードであるノード（６）及びノード（９）に予約ラベルパケットを送信する。予約ラベルパケットは、「エラーの発生を示す情報」の一例である。ノード（６）は、ＬＳＰ“２０”に対応するカウンタ値とＬＳＰ“２１”に対するカウンタ値とを比較して経路を選択できる。また、ノード（９）もＬＳＰ“３０”に対するカウンタ値とＬＳＰ“３１”に対応するカウンタ値とを比較して経路を選択することができる。

〔実施形態３〕
次に、実施形態３について説明する。実施形態３は、実施形態１、２の構成と共通する
構成を有するので、共通する構成については説明を省略する。実施形態１、２では、経路選択を行うノード（パスの終端ノード）では、ＦＣＳエラー数（予約ラベルパケットの廃棄数）が少ない方の経路（ルート）を運用経路として選択する。

実施形態３では、ＦＣＳエラーの発生予想数がパス毎に算出される。そして、冗長構成を有するパス同士のＦＣＳエラー発生に伴う予約ラベルパケットの廃棄数を比較した結果が、発生予想数内の差分しか生じない場合には、切り替えを回避する。これによって、短時間に不要な切り替えが頻発し、サービスが瞬断することを抑止する。

実施形態３では、予約ラベルパケットの廃棄数の比較周期と発生予想数とを以下の式で算出する。

実施形態３では、ＣＰＵ１１０によって実行される監視制御１１５において、一定周期毎にカウンタ１１９のカウンタ値を読み出し、廃棄数（エラー発生回数）を比較する。このとき、運用経路と冗長経路（予備経路）との廃棄数の差が発生予想数を超過した場合に、経路の切り替え実施を決定する。実施形態３では、比較周期毎に累積ＦＣＳエラー数（カウンタ１１９のカウント値）は初期化（リセット）される。

図２５は、実施形態３に係るネットワークシステムの構成例を示す。図２５に示すように、複数のノードが光ケーブル（光ファイバ）を介してリング状に接続されている。ＩＰ装置２Ａが接続されたノード１ＡとＩＰ装置２Ｂが接続されたノード１Ｂとの間には、上側ルートと下側ルートとの間にそれぞれ５０台のノード（中継ノード）が存在している。ノード１Ａとノード１Ｂとの間において、上側ルートと下側ルートのそれぞれにパスが設定されて、これらのパスが冗長パスを形成している。

また、ノード間を繋ぐインタフェース間では、約１００Ｇｂｐｓの通信が常時行なわれており、２４時間で約１パケットのＦＣＳエラーが起き得る見込みと仮定する。なお、すべてのインタフェース間で同頻度でＦＣＳエラーが発生すると仮定する。

図２５に示す例では、比較周期は２４時間、発生予想数は

となる。図２５の上側ルートのパスがノード１Ｂで運用系（運用経路）として選択されていると仮定する。

ＦＣＳエラーが偶然にも、上側ルートのパスに短期間で集中的に発生すると、ノード１Ｂで見える上のパスと下のパスの廃棄数は、一時的に上側ルート：５０、下側ルート：０となる。この場合、発生予想数が５０を超えていないため、ＣＰＵ１１０は、運用系の切り替えを実施しない。なぜなら、このネットワークに問題がなければ、時間経過とともに、下側ルートのパスにもＦＣＳエラーが発生することで、時間経過とともに廃棄数の差は縮まっていくと考えられるためである。最終的に、発生予想数以上のエラー差分が検出された場合、見込み以上のエラーが発生していることになるため、運用系の切り替えを実施する。

図２６は、実施形態３に係る経路選択処理の例を示すフローチャートである。最初の１０１では、ＣＰＵ１１０（監視制御１１５）は、経路（ルート）毎に予約パケット廃棄カウンタのカウンタ値を取得する。

次の１０２では、ＣＰＵ１１０は、各経路に障害がないか否かを判定する。障害がない場合（１０２のＹｅｓ）には、処理が１０６に進む。これに対し、障害（廃棄数）がある場合（１０２のＮｏ）には、処理が１０３に進む。

次の１０３では、ＣＰＵ１１０は、運用系の廃棄数が冗長系（予備系）の廃棄数より多いか否かを判定する。運用系の廃棄数が冗長系（予備系）の廃棄数より多い場合（１０３のＹｅｓ）には、処理が１０４に進み、そうでない場合（１０３のＮｏ）には、処理が１０６へ進む。

次の１０４では、ＣＰＵ１１０は、廃棄数の差が運用系の発生予想数以上か否かを判定する。このとき、廃棄数の差が発生予想数以上であれば（１０４のＹｅｓ）、処理が１０５に進み、そうでなければ（１０４のＮｏ）、処理が１０６に進む。

次の１０５では、ＣＰＵ１１０は、運用経路を冗長経路に切り替えて、処理を１０５に進める。１０６では、ＣＰＵ１１０は、予め決められた比較周期が経過したか否かを判定する。このとき、比較周期が経過していなければ（１０６のＮｏ）、処理が終了する。比較周期が経過していれば（１０６のＹｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、予約パケット廃棄カウンタ１１９を初期化する（１０７）。すなわち、ＣＰＵ１１０は、各ドライバ１０６にリセット指示を与え、予約パケット廃棄カウンタ１１９を初期化させる。

実施形態３によれば、短時間に運用系と予備系との切り替えが頻発することを回避し、サービスが瞬断することを抑止することができる。以上説明した実施形態の構成は、適宜組み合わせることができる。

１，１００・・・ノード（パケット伝送装置）
１０１・・・インタフェースカード
１０２・・・制御カード
１０３・・・スイッチングカード
１０５・・・ポート回路
１０７・・・ＰＨＹ／ＭＡＣ回路
１０８・・・パケット処理回路
１１０・・・ＣＰＵ
１１１・・・ＨＤＤ
１１２・・・ＲＡＭ
１１７・・・フィルタ
１１８・・・転送回路
１１９・・・予約パケット廃棄カウンタ

Claims (11)

1. 複数のパスが経由するノードであって、
   前記複数のパスのパケットの受信ポートと、
   前記複数のパスの情報を記憶する記憶装置と、
   前記受信ポートで受信されたパケットのエラーが検出された場合に、前記複数のパスの情報を用いてエラーの発生を示す情報を前記複数のパスの夫々を終端する１以上の終端ノードへ送信する処理を行う制御装置と、
   を含むノード。
2. 前記制御装置は、パケットにパスの識別情報として第１のラベル値と第２のラベル値とを設定可能である場合に、前記エラーの発生を示す情報として、前記複数のパスの夫々について前記複数のパスのいずれかを示す第１のラベル値と未使用の第２のラベル値とが設定されたエラー通知用のパケットを生成する
   請求項１に記載のノード。
3. 前記制御装置は、前記エラーの発生回数に対応する数の前記エラー通知用のパケットの生成及び送信を行う
   請求項２に記載のノード。
4. 前記第１のラベル値がＭＰＬＳ−ＴＰにおけるＬＳＰのラベル値であり、前記第２のラベル値がＭＰＬＳ−ＴＰにおけるＰＷのラベル値である
   請求項２に記載のノード。
5. 始点ノードとの間で設定された冗長構成を採る第１パスと第２パスとを終端するノードであって、
   前記第１パスが経由する第１中継ノードから前記第１パスのパケットのエラーの発生を示す情報を受信する第１受信部と、
   前記第２パスが経由する第２中継ノードから前記第２パスのパケットのエラーの発生を示す情報を受信する第２受信部と、
   前記第１パスが経由する中継ノードからのパケットのエラーの発生を示す情報の受信数と、前記第２パスが経由する中継ノードからのパケットのエラーの発生を示す情報の受信数とを用いて、前記第１パスと前記第２パスとの一方を選択する制御部と、
   を含み、
   前記第１受信部は、前記第１中継ノードを前記第１パスを含む複数のパスが経由する場合に前記第１中継ノードから前記複数のパスの夫々の終端ノードへ送信された前記エラーの発生を示す情報を受信し、
   前記第２受信部は、前記第２中継ノードを前記第２のパスを含む２以上のパスが経由する場合に前記第２中継ノードから前記２以上のパスの夫々の終端ノードへ送信された前記エラーの発生を示す情報を受信する
   ノード。
6. 前記制御部は、現在選択されている前記第１パスと前記第２パスとの一方についてのエラーの発生予想数を算出し、前記第１パス上のパケットのエラーの発生回数と前記第２パス上のパケットのエラーの発生回数との差が前記発生予想数より小さいときに現在選択されている前記第１パスと前記第２パスとの一方からの切り替えを回避する
   請求項５に記載のノード。
7. 前記第１受信部は、前記第１パスのパケットのエラーの発生を示す情報として、前記第１パスを示す第１のラベル値と、エラーの発生したパケットの廃棄を示す第２のラベル値
   とを含むエラー通知用のパケットを受信し、
   前記第２受信部は、前記第２パスのパケットのエラーの発生を示す情報として、前記第２パスを示す第１のラベル値と、エラーの発生を示す第２のラベル値とを含むエラー通知用のパケットを前記第２の中継ノードから受信する、
   請求項５又は６に記載のノード。
8. 前記第１受信部は、前記エラー通知用のパケットを廃棄し、
   前記第２受信部は、前記エラー通知用のパケットを廃棄し、
   前記制御部は、前記第１中継ノードからのエラー通知用のパケットの廃棄数と、前記第２中継ノードからのエラー通知用のパケットの廃棄数とを用いて、前記第１パスと前記第２パスとの一方を選択する、
   請求項７に記載のノード。
9. 複数のパスの中継ノードと、前記複数のパスの終端ノードとを含み、
   前記各中継ノードは、
   パケットの受信ポートと、
   前記受信ポートで受信されるパケットを夫々伝送する複数のパスの情報を記憶する記憶装置と、
   前記受信ポートで受信されたパケットのエラーが検出された場合に、エラーの発生を示す情報を前記複数のパスの夫々を終端する１以上の終端ノードへ送信する処理を行う制御装置と、
   を含み、
   前記各終端ノードは、
   始点ノードとの間で設定された冗長構成を採る第１及び第２パスであって前記複数のパスに含まれた第１及び第２パスを終端する場合に、前記第１パスが経由する中継ノードから前記パケットのエラーの発生を示す情報を受信する第１受信部と、
   前記第２パスが経由する中継ノードから前記パケットのエラーの発生を示す情報を受信する第２受信部と、
   前記第１パスが経由する中継ノードからの前記パケットのエラーの発生を示す情報の受信数と、前記第２パスが経由する中継ノードからの前記パケットのエラーの発生を示す情報の受信数とを用いて、前記第１パスと前記第２パスとの一方を選択する制御部と、
   を含む、
   ネットワークシステム。
10. パケットのエラー発生の通知方法であって、
    パケットの受信ポートを有するノードが、
    前記受信ポートで受信されるパケットを夫々伝送する複数のパスの情報を記憶し、
    前記受信ポートで受信されたパケットのエラーが検出された場合に、エラーの発生を示す情報を前記複数のパスの夫々を終端する１以上の終端ノードへ送信する
    ことを含むパケットエラー発生の通知方法。
11. 始点ノードとの間で設定された冗長構成を採る第１パスと第２パスとを終端するノードの経路選択方法であって、
    前記ノードが、
    前記第１パスが経由する第１中継ノードから前記第１パスのパケットのエラーの発生を示す情報を受信し、
    前記第２パスが経由する第２中継ノードから前記第２パスのパケットのエラーの発生を示す情報を受信し、
    前記第１パスが経由する中継ノードからのパケットのエラーの発生を示す情報の受信数と、前記第２パスが経由する中継ノードからのパケットのエラーの発生を示す情報の受信
    数とを用いて、前記第１パスと前記第２パスとの一方を選択する、
    ことを含み、
    前記第１中継ノードからの受信において、前記第１中継ノードを前記第１パスを含む複数のパスが経由する場合に前記第１中継ノードから前記複数のパスの夫々の終端ノードへ送信された前記エラーの発生を示す情報を受信し、
    前記第２中継ノードからの受信において、前記第２中継ノードを前記第２のパスを含む２以上のパスが経由する場合に前記第２中継ノードから前記２以上のパスの夫々の終端ノードへ送信された前記エラーの発生を示す情報を受信する
    ノードの経路選択方法。

Images