JP2980500B2 - 分散制御型迂回ルート探索方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信網障害時に障害パ
スの全て又は一部区間に代わる迂回ルートを探索する分
散制御型迂回ルート探索方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】文献１：『「分散制御による障害復旧ア
ルゴリズムの検討」、信学技報ＣＳ８９−５６ 小峰、
中条、宮崎、小倉、副島；富士通研究所』 文献２：『「切替ＶＰ事前設定型ＡＴＭ網セルフヒーリ
ング方式の検討」、信学技報ＣＳ９１−９０ 川村、佐
藤；ＮＴＴ伝送システム研究所』 通信網の高速化・大容量化に伴い、伝送路断や伝送装置
故障等の障害に対して速やかに障害に対処することが重
要となっている。障害箇所の直接の物理的な修理には時
間がかかるため、上記文献１及び２に記載のように、通
信網の伝送路の空き容量を用いて迂回ルートを確保し、
障害パスを迂回ルートに切り替えることにより復旧させ
る方法が考えられている。この迂回ルート探索の１つの
方法として分散制御型迂回ルート探索方式が考えられて
いる。

【０００３】分散制御型迂回ルート探索方式を説明する
前に、通信網（ここでは伝送網を扱う）について定義す
る。

【０００４】（ａ）伝送網の物理的構成 伝送網内にはノード（又はクロスコネクト）と呼ばれる
伝送装置が複数個分散配置されており、任意の２個のノ
ード間はリンクと呼ばれる伝送路によって接続されてい
る。伝送網の物理的構成は以上のようになっている。

【０００５】（ｂ）伝送網の論理構成 伝送網内には、ある地域（ノード）からもう一方の地域
（ノード）へ呼（チャネル）を伝送するために、呼（チ
ャネル）を束ねた論理的存在であるパスが設定されてい
る。このパスはいくつかのノードを経由して目的地に伝
送される。パスを構成する各ノードでは接続リンクから
パスが入力され、ノード内のパス経路情報に従って出力
すべきリンクへパスが出力される。以上のように、各ノ
ードにおいてパス単位に接続が行われることにより、２
つの地域（ノード）間に論理的なパスが設定され、パス
を通して地域間で接続要求の発生した呼（チャネル）を
接続することができる。伝送網の論理構成は以上のよう
になっている。

【０００６】（ｃ）分散制御型迂回ルート探索方式の概
要 分散制御型迂回ルート探索方式とは、このような伝送網
において伝送路断、ノード故障等の障害が発生したとき
に、伝送網全体を管理する集中管理局を介さずに、網内
の各ノードの自律分散的な動作によって障害パスの迂回
ルートを求める方式である。迂回ルートの区間として
は、障害リンク間、パス終端点間の両方が考えられる。

【０００７】以下に、パス終端点間で迂回ルートを設定
する場合の従来の分散制御型迂回ルート探索方式による
動作の一例を説明する。

【０００８】例えば伝送路障害が発生した場合に、障害
パスの両端（終端点）のノードの内どちらか一方がＳＥ
ＮＤＥＲノード、他方がＣＨＯＯＳＥＲノードとなる。
ここで、ＳＥＮＤＥＲノードは、迂回ルートを決定させ
るためのメッセージ（以下、迂回ルート探索メッセージ
と呼ぶ）の送信元となるノードであり、ＣＨＯＯＳＥＲ
ノードは、迂回ルートを認識確定させるノードである。

【０００９】ＳＥＮＤＥＲノードは、所定条件を満たす
全ての接続リンクに対して迂回ルート探索メッセージを
送出する。迂回ルート探索メッセージを受信した各ノー
ドは、同様に、所定条件を満たす全ての接続リンクに対
して迂回ルート探索メッセージの送出を行なう。このよ
うな迂回ルート探索メッセージの伝搬がノード間で繰り
返されることにより、ＳＥＮＤＥＲノードが出力した迂
回ルート探索メッセージが最終的にＣＨＯＯＳＥＲノー
ドに到着する。分散制御型迂回ルート探索方式では、各
ノードのメッセージ送出条件として、出力リンクの空き
容量が障害パス容量以上であるという条件を設けること
により、ＣＨＯＯＳＥＲノードにおいて、到着した１以
上の迂回ルート探索メッセージの経路から伝送路内の空
き容量を利用した迂回ルート（パス）の存在を認識で
き、最適な迂回ルートを確定することができる。

【００１０】（ｄ）従来の分散制御型迂回ルート探索方
式の動作説明用モデル 図２は、従来の分散制御型迂回ルート探索方式を説明す
るための伝送網モデルを示す図である。図２において、
白丸印はノードを示しており、白丸印内の数字はノード
番号を示しており、ノード間を結ぶ太い実線はリンク
（伝送路）を示しており、各リンクに沿って付けられた
矢印はメッセージの伝送を示している。

【００１１】図２に示した伝送網モデルは、１６個のノ
ード１〜ノード１６を格子状にリンクによって接続した
もので、ノード５とノード７との間にパスＡが接続され
ており、その伝送ルートがノード５→ノード６→ノード
７であるものとする。また、図２では、理解を容易にす
るために、各リンクはいずれも、ノード５とノード７と
の間のパスＡの容量以上の空き容量を持っているものと
する。つまり、どのリンクも空き容量条件に関しては、
パスＡの迂回ルートの経由リンクとして利用可能である
ことになる。

【００１２】（ｅ）従来の分散制御型迂回ルート探索方
式による動作 以下、パスＡに障害が発生したときの迂回ルート探索動
作を説明する。

【００１３】ノード６とノード７との間のリンクが断線
したとき、網の障害検出機構によってリンク障害（パス
Ａの障害）が検出され、障害リンクを使用していたパス
Ａの両終端点ノード５及びノード７に、そのパスＡに障
害が発生したことが通知される。そして、終端点ノード
５及びノード７は、障害検出機構から障害発生通知を受
けると、パスＡの迂回ルートの探索動作を開始する。

【００１４】これ以降の動作が、分散制御型迂回ルート
探索方式の動作である。まず、ノード５がＳＥＮＤＥＲ
ノード、ノード７がＣＨＯＯＳＥＲノードとなり、ＳＥ
ＮＤＥＲノードとなったノード５は、障害パスＡの容量
分の空き容量をもつ全ての接続リンクに対して迂回ルー
ト探索メッセージを送出し、一方、ＣＨＯＯＳＥＲノー
ドとなったノード７は、ＳＥＮＤＥＲノード５から送出
された迂回ルート探索メッセージの到着を待つ。

【００１５】図３は、従来の迂回ルート探索メッセージ
の構成例を示すものである。迂回ルート探索メッセージ
は、以下のような６種類の内容から構成されている。

【００１６】(1) 障害パスを特定する障害パス識別子 (2) ）ＳＥＮＤＥＲノード及びＣＨＯＯＳＥＲノードを
特定するＳＥＮＤＥＲノード／ＣＨＯＯＳＥＲノード番
号 (3) 障害パスの容量 (4) 当該メッセージが経由したノードの履歴を明らかに
するためのメッセージ経由ノード番号 (5) メッセージが経由したリンク数（ノードを経由する
毎に更新される値）であるホップ数 (6) メッセージの経由可能なリンク数の上限値（迂回ル
ートを構成するリング数の上限値）であるホップリミッ
ト値 ここで、メッセージ内容(1) 〜(3) 及び(6) は、障害パ
スによって一意に決まる一定のものであってノードを経
由していっても内容が変わらないものである。図２の例
の場合、パスＡの識別子がメッセージ内容(1) に記述さ
れ、ノード５及びノード７の識別番号がそれぞれＳＥＮ
ＤＥＲノード番号及びＣＨＯＯＳＥＲノード番号として
メッセージ内容(2) に記述され、障害パスＡの容量がメ
ッセージ内容(3) に記述され、所定のホップリミット値
（例えば６）がメッセージ内容(6) に記述される。

【００１７】しかし、メッセージ内容(4) 及び(5) は、
ノードを経由する度に追加／更新されるものである。例
えば、ＳＥＮＤＥＲノード５が送出するメッセージの中
のメッセージ内容(4) には、経由ノード番号としてＳＥ
ＮＤＥＲノード番号の５が記述され、またメッセージ内
容(5) にはホップ数の初期値として０が記述される。な
お、メッセージ内容(5) に記述されているホップ数は、
メッセージ内容(6) に記述されているホップリミット値
と比較されるものである。

【００１８】次に、ＳＥＮＤＥＲノード５が送出した迂
回ルート探索メッセージによって迂回ルートが得られる
までの動作を説明する。

【００１９】ＳＥＮＤＥＲノード５からメッセージを受
信したノード１、ノード６、ノード９では、まず、メッ
セージ内容(5) のホップ数を１だけ増加して１とする。
そして、これらのノード１、ノード６、ノード９では、
次に示すメッセージ送出条件を満たしたりリンクに限
り、メッセージ送出可とみなし、メッセージ内容(4) の
経由ノードの項に自ノード番号を追加記述し、該当する
接続リンクに対してメッセージを送出する。

【００２０】〜メッセージ送出条件〜 (i) メッセージ内容(5) に記述されているホップ数
（自ノードで１加算後の値）がホップリミット値未満で
あること (ii) これからメッセージを送出する先のノードは以前
に経由したノードでないこと（該接続先ノードがメッセ
ージ内容(4) に記述されていないこと） (iii) 自ノードがメッセージを送出すようとするリンク
の空き容量が、障害パスＡの容量以上であること (iv) 自ノードがＣＨＯＯＳＥＲノードでないこと（Ｃ
ＨＯＯＳＥＲノードの場合はメッセージ送出を行なわな
い） 各ノードのメッセージ処理において、迂回ルート探索メ
ッセージを送出すべきリンク（すなわち、自ノードに接
続されているリンクのうちメッセージ送出条件の合致し
たもの）が複数個ある場合には、迂回ルート探索メッセ
ージをコピーして送出する。網内の各ノードは、迂回ル
ート探索メッセージを受信すると同様なメッセージ処理
を行ない、その結果、迂回ルート探索メッセージが四方
八方に伝搬されていく。

【００２１】迂回ルート探索メッセージは、基本的にメ
ッセージ内に記述されているホップ数がホップリミット
値に達するまで網内を伝搬する。このようにして、最終
的にＣＨＯＯＳＥＲノード７に１以上の迂回ルート探索
メッセージが到着する。ＣＨＯＯＳＥＲノード７では、
到着した迂回ルート探索メッセージのメッセージ内容
(4) の経由ノード情報から、迂回ルート候補を知ること
ができる。

【００２２】図４は、図２に示した伝送網モデルにおい
て、ホップリミット値を６として従来の分散制御型迂回
ルート探索方式を実行した場合に得られる全迂回ルート
候補を示す図表である。

【００２３】ＣＨＯＯＳＥＲノード７では、この全迂回
ルート候補の中から最適な迂回ルートを選択する。選択
方法として様々な方法が考えられるが、一例として最も
ホップ数の少ないルートを選ぶことができる。この図４
に示す迂回ルート候補のうち、最小ホップ数は４であ
り、迂回ルート候補１）、４）、６）、９）が該当す
る。これら４つの迂回ルート候補の中の一つが最終的な
迂回ルートとして選択されることになる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
分散制御型迂回ルート探索方式では、基本的に、ホップ
数がホップリミット値に到達するまで伝送網内を迂回ル
ート探索メッセージが伝搬していくため、最終的に求め
られた迂回ルートに関与した迂回ルート探索メッセージ
以外のメッセージ（無効メッセージ）が多く発生し、ま
た最終的に求められた迂回ルートを構成するノード以外
にメッセージ処理に関与したノード（無効処理ノード）
が多く発生している。無効メッセージの中でのもＣＨＯ
ＯＳＥＲノード７に到達されて廃棄されるならば、一旦
迂回ルートの候補となるので伝搬した意義は大きいが、
ＣＨＯＯＳＥＲノード７にも到達しない無効メッセージ
が多く存在することは問題が大きい。例えば、ノード５
→ノード１→ノード２→ノード６→ノード１０→ノード
１４→ノード１５の経路を経て廃棄された無効メッセー
ジや、ノード５→ノード９→ノード１０→ノード１４→
ノード１５→ノード１６→ノード１２の経路を経て廃棄
された無効メッセージは後者に該当する。

【００２５】従って、従来の分散制御型迂回ルート探索
方式では、各ノードにおける無効なメッセージの処理量
が多く、また無効処理を強いられるノードの数も多い。

【００２６】ところで、各ノードには網を適切に保守・
運用するための中央処理機能（プロセッサ）が搭載され
ており、このプロセッサで網の品質監視、パスの新設・
解除・ルート変更等の処理が常時行なわれている。しか
し、障害発生時における迂回ルート探索処理が始まり、
迂回ルート探索メッセージを受信すると、プロセッサを
迂回ルート探索処理に使用するため、プロセッサ本来の
処理である保守・運用処理の能力が低下する。よって前
述のような各ノードにおける無効処理量が多いこと、ま
た無効処理ノード数が多いことは、網の保守・運用能力
の低下につながる。

【００２７】また、多重障害が発生した場合、各障害の
メッセージ波及範囲の重複する部分では、ノードにおけ
るメッセージ処理量が一段と増加するため、メッセージ
伝搬速度が低下し、復旧時間を低下させる場合が考えら
れる。

【００２８】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、通信網障害時における迂回ルートの探索を、
無効メッセージの発生をできるだけ少なくし、かつ、無
効処理ノードの数をできるだけ少なくして実行できる、
分散制御型迂回ルート探索方式を提供しようとしたもの
である。

【００２９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明においては、通信網の障害時に、障害パス上
のいずれかの正常ノードがＳＥＮＤＥＲノードとなっ
て、接続している所定条件を満たす全てのリンクに対し
て迂回ルート探索メッセージを送出し、迂回ルート探索
メッセージを受信した各ノードは、同様に、所定条件を
満たす全ての接続リンクに対して迂回ルート探索メッセ
ージの送出し、このような迂回ルート探索メッセージの
伝搬をノード間で繰返し実行させて、迂回ルート探索メ
ッセージを、障害パス上のいずれかの正常ノードである
ＣＨＯＯＳＥＲノードに到着させ、ＣＨＯＯＳＥＲノー
ドが、到着した１以上の迂回ルート探索メッセージの経
路から伝送路内の空き容量を利用した迂回ルートの存在
を認識し、最適な迂回ルートを確定するものであって、
迂回ルート探索メッセージのホップ数のリミット値が規
定されている分散制御型迂回ルート探索方式を以下のよ
うにした。

【００３０】すなわち、（１）各ノードに、自ノードが
送出した迂回ルート探索メッセージが他ノードに到達し
得る最小ホップ数を、全ての他ノードについて記述した
最小ホップ数テーブルを設けた。

【００３１】また、（２）各ノードが、受信した迂回ル
ート探索メッセージによって認識できるＣＨＯＯＳＥＲ
ノードへ至るまでに許容されている残りホップ数と、上
記最小ホップ数テーブルに記述されているＣＨＯＯＳＥ
Ｒノードまでの最小ホップ数とに基づいて、自ノードが
迂回ルート探索メッセージを送出したときに、許容され
ている残りホップ数以内で迂回ルート探索メッセージが
ＣＨＯＯＳＥＲノードに到着可能かという判定を行な
い、この判定の肯定結果を迂回ルート探索メッセージの
一つの送出条件とした。

【００３２】

【作用】本発明の分散制御型迂回ルート探索方式におい
ては、許容されている残りホップ数では、ＣＨＯＯＳＥ
Ｒノードに到達できないことが判明した迂回ルート探索
メッセージを、そのことが判明できたノードで廃棄させ
ることとし、無効メッセージ及び無効処理ノードの数を
従来より削減させるようにしたものである。

【００３３】なお、許容されている残りホップ数でＣＨ
ＯＯＳＥＲノードに到達できるか否かを判断できるよう
に、各ノードには、自ノードが送出した迂回ルート探索
メッセージが他ノードに到達し得る最小ホップ数を、全
ての他ノードについて記述した最小ホップ数テーブルを
設けている。

【００３４】

【実施例】以下、本発明による分散制御型迂回ルート探
索方式の一実施例を図面を参照しながら詳述する。

【００３５】（Ａ）各ノードの機能構成 図１は、この実施例の分散制御型迂回ルート探索方式を
実現する上で必要となる、通信網内の各ノードにおける
機能的構成を示したものである。すなわち、このような
機能を各ノードに搭載させることによって、この実施例
の分散制御型迂回ルート探索方式が実現される。

【００３６】図１に示すように、通信網内の各ノードＮ
は、通信網障害時の迂回ルート探索のために、最小ホッ
プ数テーブル１００と、メッセージ送出判定手段１１０
と、メッセージ送出手段１２０とを備えている。

【００３７】最小ホップ数テーブル１００は、基本的に
は網構築時に作成されるものであり、網を構成するノー
ドが追加されたり削除されたりした場合には、それに応
じて更新されるものである。最小ホップ数テーブル１０
０は、自ノードＮから送出された迂回ルート探索メッセ
ージが網内のあるノードに到着するのに必要な最小ホッ
プ数を、網内の全ての他ノードについて記述しているも
のである。

【００３８】通信網内に障害（物理的な障害、及び、パ
スの不通等の物理的故障ではない論理的故障の双方を含
む）が生じ、それにより発生した迂回ルート探索用メッ
セージをノードＮが受信したとき、そのメッセージ送出
判定手段１１０がメッセージのＣＨＯＯＳＥＲノード番
号を最小ホップ数テーブル１００へ入力し、最小ホップ
数テーブル１００は、自ノードＮからＣＨＯＯＳＥＲノ
ードまでのメッセージを伝搬するのに最低限必要な最小
ホップ数を出力する。この最小ホップ数テーブル１００
は、実際上ノードＮ内にメモリとして形成される。

【００３９】メッセージ送出判定手段１１０は、通信網
内に障害が生じ、それにより発生した迂回ルート探索用
メッセージを自ノードＮが受信したときに、自ノードＮ
に接続されている各リンクに対して、迂回ルート探索用
メッセージを送出するか否かを判断するものである。メ
ッセージ送出判定の項目（条件）はいくつか存在する。
しかし、必ず必要な送出判定条件として、迂回ルート探
索メッセージに記述されている情報から認識した残りホ
ップ数以内のホップ数でＣＨＯＯＳＥＲノードへ当該迂
回ルート探索メッセージが到着可能か否かを、最小ホッ
プ数テーブル１００を参照して判定するという条件が設
けられている。

【００４０】メッセージ送出手段１２０は、メッセージ
送出判定手段１１０においてメッセージ送出可能と判定
された接続リンクに対し、所定のメッセージ送出処理を
実施するものである。

【００４１】メッセージ送出判定手段１１０、メッセー
ジ送出手段１２０は、この実施例では、各ノードに搭載
されているプロセッサによって所定の動作を実現するプ
ログラム又は専用ハードウェア（必ずしもプロセッサと
は限らない）として、各ノードに装備される。

【００４２】（Ｂ）各ノードでのメッセージ処理の概要 図５は、障害の発生によって送出された迂回ルート探索
メッセージを受信したときに、各ノードＮで実行される
メッセージ処理を示したものである。

【００４３】迂回ルート探索メッセージを受信すると
（ステップ２００）、メッセージ送出判定手段１１０に
おいて、迂回ルート探索メッセージに記述されている情
報から認識した残りホップ数以内のホップ数で、自ノー
ドＮからＣＨＯＯＳＥＲノードへ当該迂回ルート探索メ
ッセージが到着可能か否かが、最小ホップ数テーブル１
００を参照して判定される（ステップ２０１）。より具
体的には、ＣＨＯＯＳＥＲノード番号を入力して最小ホ
ップ数テーブル１００から取出した最小ホップ数と、自
ノードＮに到着した迂回ルート探索メッセージに記述さ
れている情報から認識した残りホップ数との大小比較を
行なって判定する。

【００４４】このとき、ＣＨＯＯＳＥＲノードへ到着可
能と判定された場合、次のメッセージ送出の判定ステッ
プへ移り、ＣＨＯＯＳＥＲノードへの到着が不可となっ
た場合、メッセージ送出を行なわずに処理を終了する。

【００４５】ＣＨＯＯＳＥＲノードへ到着可能と判定さ
れたとき、次の判定ステップでは、各接続リンクに対し
て迂回ルートを形成できるだけの十分な空き容量がある
か否か等の従来方式と同様なメッセージ送出の判定処理
を行ない（ステップ２０２）、最終的に送出可能であれ
ば、所定のメッセージ送出処理を実行し（ステップ２０
３）、迂回ルート探索メッセージを該当する接続リンク
に送出して一連の処理を終了する。また、送出不可であ
れば、受信した迂回ルート探索メッセージを送出せずに
廃棄して処理を終了する。

【００４６】なお、この実施例における迂回ルート探索
メッセージの内容（構成）は、従来と同一であっても良
い。

【００４７】（Ｃ）残りホップ数を考慮した判定項目を
設けた理由 受信した迂回ルート探索メッセージに基づいて認識され
た残りホップ数以内のホップ数で、自ノードＮからＣＨ
ＯＯＳＥＲノードへ当該迂回ルート探索メッセージが到
着可能かを、迂回ルート探索メッセージを送出するか否
かの判定項目として設けるようにしたのは、以下の理由
による。

【００４８】判定項目の一つとして、当該判定項目が設
けられていない場合を考える。すなわち、判定項目（条
件）が従来の分散制御型迂回ルート探索方式によるもの
であるとする。

【００４９】この場合において、例えば、あるノードに
迂回ルート探索メッセージが到着し、ホップ数がＨにな
ったとする。このメッセージのホップリミット値がＨＬ
であり、また、このノードからＣＨＯＯＳＥＲノードま
で最小αホップで到着可能とする。

【００５０】ここで、迂回ルート探索メッセージの残り
ホップ数（ＨＬ−Ｈ）が自ノードからＣＨＯＯＳＥＲノ
ードまでの最小ホップ数（α）より小さいならば、たと
え他のメッセージ送出条件を全て満たしていても、この
迂回ルート探索メッセージはＣＨＯＯＳＥＲノードに到
着する前にホップリミット値ＨＬに達し、このメッセー
ジはＣＨＯＯＳＥＲノードに達する前に廃棄されてしま
う。

【００５１】すなわち、従来の分散制御型迂回ルート探
索方式では、トポロジー的に明らかに無駄とわかるメッ
セージ（無効メッセージ）をも当該ノードが送出し、通
信網全体を見た場合に無効メッセージが非常に多くなっ
ていた。

【００５２】これに対して、上述のように、受信した迂
回ルート探索メッセージで直接的に又は間接的に規定さ
れている残りホップ数以内のホップ数で、自ノードＮか
らＣＨＯＯＳＥＲノードへ当該迂回ルート探索メッセー
ジが到着可能かを判断するようにすると、当該ノードに
おいて、到着不可能な迂回ルート探索メッセージを廃棄
でき、無効メッセージが広範囲に伝搬されていくことを
防止できる。このような理由により、この実施例におい
ては、受信した迂回ルート探索メッセージで規定されて
いる残りホップ数以内のホップ数で、自ノードＮからＣ
ＨＯＯＳＥＲノードへ当該迂回ルート探索メッセージが
到着可能か否かを、当該メッセージの送出の一つの判断
項目として設けている。

【００５３】（Ｄ）実施例の分散制御型迂回ルート探索
方式による動作 次に、通信網の具体例を使って、この実施例の分散制御
型迂回ルート探索方式による迂回ルートの探索動作を詳
述する。

【００５４】この実施例での説明においても、その通信
網構成（モデル）は、従来の分散制御型迂回ルート探索
方式による動作で用いた図２の構成を有するものとし、
各リング共に容量面の条件はクリアしているとする。

【００５５】例えば、ノード６とノード７との間のリン
クが断線してパスＡに障害が生じると、網の障害検出機
構によってリンク障害（すなわちパスＡの障害）が検出
され、障害リンクを使用していたパスＡの終端点ノード
５及びノード７にそのパスに障害が発生したことが通知
される。そして終端点のノード５及びノード７は、障害
検出機構から障害発生通知を受けると、パスＡの迂回ル
ート探索を開始する。

【００５６】これ以降の動作が、分散制御型迂回ルート
探索方式の動作である。まず、ノード５がＳＥＮＤＥＲ
ノード、ノード７がＣＨＯＯＳＥＲノードとなり、ＳＥ
ＮＤＥＲノードとなったノード５は、障害パスＡの容量
分の空き容量をもつ全ての接続リンクに対して迂回ルー
ト探索メッセージを送出し、一方、ＣＨＯＯＳＥＲノー
ドとなったノード７は、ＳＥＮＤＥＲノード５から送出
された迂回ルート探索メッセージの到着を待つ。

【００５７】この実施例においても、迂回ルート探索メ
ッセージの内容（構成）は、上述した図３に示すものと
する。すなわち、(1) 障害パス識別子、(2) ＳＥＮＤＥ
Ｒノード／ＣＨＯＯＳＥＲノード番号、(3) 障害パス容
量、(4) メッセージ経由ノード番号、(5) ホップ数、
(6) ホップリミット値によって構成されている。

【００５８】以下では、ホップリミット値が６であると
して説明する。すなわち、迂回ルートは、６リンク以下
で構成されなければならない。

【００５９】ＳＥＮＤＥＲノード５が送出した迂回ルー
ト探索メッセージは、ノード１、ノード６及びノード９
に到達する。ノード１、ノード６及びノード９ではそれ
ぞれ、メッセージ送出判定手段１１０が、まずメッセー
ジ内容(5) のホップ数を１だけ増加して１とする。そし
て、これら各ノード１、ノード６、ノード９のメッセー
ジ送出判定手段１１０は、次に示すメッセージ送出条件
を満たしたリンクに限ってメッセージ送出可とみなし、
メッセージ内容(4) の経由ノードの項に自ノード番号を
追加記述した後、メッセージ送出手段１２０を起動して
該当する接続リンクに対して迂回ルート探索メッセージ
を送出させる。

【００６０】〜メッセージ送出条件〜 (i) 残りホップ数（ＨＬ−Ｈ）がＣＨＯＯＳＥＲノー
ドへ到着するための必要最小ホップ数α以上であること
（但し、ＨＬは受信したメッセージのメッセージ内容
(6) に記述されているホップリミット値、Ｈは受信した
メッセージのメッセージ内容(5) に記述されているホッ
プ数に１を加算した値、αは最小ホップ数テーブル１０
０に記述されているＣＨＯＯＳＥＲノード７への最小到
着ホップ数） (ii) これからメッセージを送出する先のノードは以前
に経由したノードでないこと（該接続先ノードがメッセ
ージ内容(4) に記述されていないこと） (iii) 自ノードがメッセージを送出すようとするリンク
の空き容量が、障害パスＡの容量以上であること (iv) 自ノードがＣＨＯＯＳＥＲノードでないこと（Ｃ
ＨＯＯＳＥＲノードの場合はメッセージ送出を行なわな
い） ここで、メッセージ送出条件(ii)〜(iv)は従来方式と同
様な条件である。しかし、メッセージ送出条件(i) は、
従来方式のメッセージ送出条件(i) に代えて、この実施
例で採用されたメッセージ送出条件である。このメッセ
ージ送出条件(i) は、上述した理由によって設けられて
おり、例えば、上述した図５に示すように、他のメッセ
ージ送出条件(ii)〜(iv)より優先して判断される。

【００６１】このようなメッセージ処理において、迂回
ルート探索メッセージを送出すべきリンク（すなわち、
自ノードに接続されているリンクのうちメッセージ送出
条件の合致したもの）が複数個ある場合には、迂回ルー
ト探索メッセージをコピーして送出する。網内の各ノー
ドは、迂回ルート探索メッセージを受信すると同様なメ
ッセージ処理を行ない、その結果、迂回ルート探索メッ
セージが一部廃棄されながら四方八方に伝搬されてい
く。

【００６２】このような四方八方への伝搬によって、最
終的に、ＣＨＯＯＳＥＲノード７に１以上の迂回ルート
探索メッセージが到着する。

【００６３】ＣＨＯＯＳＥＲノード７では、到着した迂
回ルート探索メッセージのメッセージ内容(4) の経由ノ
ード情報から迂回ルート候補を知ることができ、メッセ
ージ内容(5) のホップ数が最小の迂回ルート候補の中か
ら１個を選択して迂回ルートを決定する。

【００６４】ホップリミット値が６として実行した場合
には、従来方式と同様に、上述した図４に示す迂回ルー
ト候補が得られる。

【００６５】従来方式と同様な迂回ルート候補が得られ
るのは、メッセージ送出条件において従来行なっていた
ホップリミット値自体によるチェックを、この実施例で
は最小ホップ数テーブル１００を利用した残りホップ数
によるチェックに置き換えているが、この操作によって
は無効メッセージを削減しているだけであり、迂回ルー
トとなる可能性のあるルートを経由する迂回ルート探索
メッセージは廃棄しないからである。つまり迂回ルート
探索における冗長な動作を抑えるだけで、迂回ルート探
索能力の低下は招いていない。

【００６６】従って、ＣＨＯＯＳＥＲノード７におい
て、迂回ルート候補が得られた以降の処理は従来方式と
全く同じである。

【００６７】（Ｅ）無効メッセージの削減例 次に、図２に示した伝送網に対して、この実施例の方式
を適用した場合に、従来方式に比較して、無効メッセー
ジが少なくなっていることを例を挙げて説明する。

【００６８】ここで、ノード５→ノード１→ノード２→
ノード６→ノード１０を経由して迂回ルート探索メッセ
ージがノード１４に到着したとする。この到着直後の迂
回ルート探索メッセージには、 ホップ数：４ ホップリミット値：６ 経由ノード：（５，１，２，６，１０） と記述されている。

【００６９】上記実施例方式に従うノード１４において
は、以下のようなメッセージ処理を実行する。

【００７０】(a) まず、ホップ数を１だけ増加されて５
とする。(b) 次に、記述されているホップリミット値
（＝６）から更新後のホップ数（＝５）を減算して、当
該ノード１４から引き続いて伝搬可能な残りホップ数
（＝１）を計算する。(c) 最小ホップ数テーブル１００
を参照して当該ノード１４から出力された迂回ルート探
索メッセージがＣＨＯＯＳＥＲノード７へ到達するのに
最低限必要な最小ホップ数（＝３）を求める。(d) 残り
ホップ数（＝１）と、ＣＨＯＯＳＥＲノード７へ到達す
るのに最低限必要な最小ホップ数（＝３）とを大小比較
し、迂回ルート探索メッセージが残りホップ数でＣＨＯ
ＯＳＥＲノード７へ到達可能か否かを判定する。(e) こ
の場合、到達不可能という判定結果が得られるので、迂
回ルート探索メッセージを送出することなく廃棄する。

【００７１】一方、従来方式であれば、ホップ数を１増
加させてもその値は５であり、ホップリミット値６より
小さいので、容量面の条件が満足されたならば、当該ノ
ード１４からノード１３及びノード１５に接続している
リンクに対して迂回ルート探索メッセージが送出され
る。これら各ノード１３、１５においては、ホップ数を
１増加させた値が６になり、ホップリミット値６と等し
くなり、かつ、自ノードがＣＨＯＯＳＥＲノード７でな
いので、受信した迂回ルート探索メッセージを無効とし
て廃棄する。

【００７２】以上のように、従来方式では、ノード１４
に到達した迂回ルート探索メッセージはノード１３及び
ノード１５に伝搬された後これらノードで廃棄されるの
に対して、この実施例方式では、ノード１３及びノード
１５に伝搬されることなく、当該ノード１４で廃棄され
る。従って、従来方式においてノード１３及びノード１
５に伝搬された無効メッセージ分、この実施例の方が無
効メッセージを少なくしている。

【００７３】他のルートについても、同様なことが言
え、この実施例方式の方が従来方式より無効メッセージ
を少なくできている。

【００７４】（Ｆ）無効処理ノード数の削減 無効メッセージの数を削減できれば、無効メッセージの
処理に供した無効処理ノードも当然に削減できる。

【００７５】以下では、無効処理ノード数を削減できて
いるることを、メッセージの波及範囲という観点から説
明する。

【００７６】図６は、かかる説明に供する架空の通信網
の構成を示すものである。この通信網は、複数のノード
が広範囲に渡って格子状に配列されており、各ノードが
同一行及び同一列の隣合うノードに対してリンクによっ
て接続されているものである。また、理解を容易にする
ために、障害リンクの両端ノードが、それぞれＳＥＮＤ
ＥＲノードＳ、ＣＨＯＯＳＥＲノードＣであるとする。
さらに、ホップリミット値をＨＬ（図６から明らかなよ
うにＨＬは３以上）で表して説明する。

【００７７】従来方式において、ＳＥＮＤＥＲノードＳ
から送出された迂回ルート探索メッセージが与えられる
ことがあるノードは、障害リンクを介していないホップ
数が値ＨＬ以下のメッセージを受領できるノードであ
る。従って、従来方式において迂回ルート探索メッセー
ジが波及される領域ＡＲ０は、図６に示すように、ＳＥ
ＮＤＥＲノードＳを中心としたほぼ菱形形状の領域とな
る。この領域ＡＲ０内のノード数Ｍ（ＳＥＮＤＥＲノー
ドはカウントしない）は、奇数列（１，３，…）の総和
公式を利用して整理することにより、次の(1) 式で表す
ことができる。

【００７８】 Ｍ＝２ＨＬ² ＋２ＨＬ−２ …(1) 一方、実施例方式において、ＳＥＮＤＥＲノードＳから
送出された迂回ルート探索メッセージが与えられること
があるノードは、障害リンクを介さずにホップリミット
値ＨＬ以内のホップ数で迂回ルート探索メッセージがＣ
ＨＯＯＳＥＲノードＣに到達できる経路のノードと、障
害リンクを介さずにホップリミット値ＨＬで迂回ルート
探索メッセージがＣＨＯＯＳＥＲノードＣに到達できる
経路のノードよりＳＥＮＤＥＲノードＳから見て１ホッ
プだけ遠くなるノードとである。従って、実施例方式に
おいて迂回ルート探索メッセージが波及される領域ＡＲ
１は、図６に示すように、ＳＥＮＤＥＲノードＳ及びＣ
ＨＯＯＳＥＲノードＣ間の中心を中心としたほぼ楕円形
状（菱形形状と見ることもできる）の領域となる。この
領域ＡＲ１内のノード数Ｎ（ＳＥＮＤＥＲノードはカウ
ントしない）は、奇数列（３，５，…、又は、１，３，
…）の総和公式を利用して整理することにより、次の
(2) 式又は(3) 式で表すことができる。

【００７９】 Ｎ＝（ＨＬ² ＋６ＨＬ＋３）／２ （ＨＬが奇数のとき） …(2) Ｎ＝（ＨＬ² ＋４ＨＬ−２）／２−ｉ （ＨＬが偶数のとき） （ＨＬが４のときｉ＝１、 ＨＬが６以上の偶数のときｉ＝０） …(3) 以上の式から、従来方式と実施例方式のメッセージ波及
範囲内のノード数の差Ｍ−Ｎを求めると、 Ｍ−Ｎ＝｛ＨＬ（３ＨＬ−２）−７｝／２＞０ （Ｈが奇数のとき：ＨＬ≧３） …(4) Ｍ−Ｎ＝（３ＨＬ² −２）／２＋ｉ＞０ （ＨＬが４のときｉ＝１、 ＨＬが６以上の偶数のときｉ＝０） …(5) を得ることができる。

【００８０】すなわち、ホップリミット値は３以上であ
ることを考慮すると、実施例方式でのメッセージ波及領
域内ノード数Ｎの方が常に少なく、メッセージ波及範囲
を抑えていることが分かる。すなわち、無効処理ノード
数を削減することができている。しかも、ホップリミッ
ト値ＨＬが大きくなるほどその効果は大きい。

【００８１】図６は、ホップリミット値が５の例であ
り、従来方式のメッセージ波及範囲ＡＲ０は５８ノード
であるのに対し、実施例方式のメッセージ波及範囲ＡＲ
１では２９ノードと半分に削減できている。

【００８２】（Ｇ）実施例の効果 以上のように、上記実施例によれば、従来方式に比較し
て、無効メッセージ数や無効処理ノード数を大幅に削減
することができる。

【００８３】これにより、各ノードにおいて、その内部
プロセッサの本来機能である網の保守・運用機能の能力
が、障害発生時のメッセージ処理のために低下すること
を防止できる。

【００８４】また、多重障害が発生したとしても、各障
害のメッセージ波及範囲の重複する部分において無効メ
ッセージを削減でき、メッセージ伝搬速度の低下を抑
え、復旧時間を向上させることができる。

【００８５】（Ｈ）他の実施例 本発明は、上記実施例のものに限定されるものではな
く、種々の変形実施例を許容でき、数例を挙げると以下
の通りである。

【００８６】迂回ルート探索メッセージの内容として、
ホップ数及びホップリミット値に代えて、残りホップ数
を記述するようなものであっても良い。

【００８７】最小ホップ数テーブル１００が、自ノード
Ｎから送出された迂回ルート探索メッセージが網内の他
ノードに到着するのに必要な最小ホップ数を、隣接リン
ク毎に全ノードについて記述しているものである。例え
ば、図２のノード１０について、ノード１２への最小ホ
ップ数を、ノード１１へのリンク経由のものは２、ノー
ド６へのリンク経由のものは４、ノード９へのリンク経
由のものは６、ノード１４へのリンク経由のものは４と
記述するようにしても良い。このようにすると、リンク
単位に残りホップ数でＣＨＯＯＳＥＲノードへ到着可能
かを判断でき、より一段と無効メッセージや無効処理ノ
ード数を削減できる。

【００８８】メッセージ送出判定条件も上記実施例のも
のに限定されるものではなく、例えば、同一リンクにメ
ッセージを２回目以降送出しようとするときには、後の
メッセージのホップ数が以前のメッセージのホップ数よ
り少ないことを条件としても良い。本発明は、少なくと
も、残りホップ数による判定条件を有するものであれば
良い。

【００８９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、（１）
各ノードに、自ノードが送出した迂回ルート探索メッセ
ージが他ノードに到達し得る最小ホップ数を、全ての他
ノードについて記述した最小ホップ数テーブルを設ける
と共に、（２）各ノードが、受信した迂回ルート探索メ
ッセージによって認識できるＣＨＯＯＳＥＲノードへ至
るまでに許容されている残りホップ数と、上記最小ホッ
プ数テーブルに記述されているＣＨＯＯＳＥＲノードま
での最小ホップ数とに基づいて、自ノードが迂回ルート
探索メッセージを送出したときに、許容されている残り
ホップ数以内で迂回ルート探索メッセージがＣＨＯＯＳ
ＥＲノードに到着可能かという判定を行ない、この判定
による肯定結果を迂回ルート探索メッセージの一つの送
出条件としているので、従来方式に比較して、無効メッ
セージ数や無効処理ノード数を大幅に削減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例による各ノードの機能的構成を示すブロ
ック図である。

【図２】従来方式及び実施例方式の動作説明用の通信網
モデルを示す図である。

【図３】従来方式及び実施例方式での迂回ルート探索メ
ッセージの構成（内容）を示す図である。

【図４】図２の通信網モデルにおける迂回ルート候補を
示す図表である。

【図５】実施例の各ノードの迂回ルート探索メッセージ
を受信した時の処理を示すフローチャートである。

【図６】実施例による無効処理ノード数の削減効果の説
明図である。

【符号の説明】

Ｎ…ノード、１００…最小ホップ数テーブル、１１０…
メッセージ送出判定手段、１２０…メッセージ送出手
段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信網の障害時に、障害パス上のいずれ
   かの正常ノードがＳＥＮＤＥＲノードとなって、接続し
   ている所定条件を満たす全てのリンクに対して迂回ルー
   ト探索メッセージを送出し、迂回ルート探索メッセージ
   を受信した各ノードは、同様に、所定条件を満たす全て
   の接続リンクに対して迂回ルート探索メッセージの送出
   し、このような迂回ルート探索メッセージの伝搬をノー
   ド間で繰返し実行させて、迂回ルート探索メッセージ
   を、障害パス上のいずれかの正常ノードであるＣＨＯＯ
   ＳＥＲノードに到着させ、ＣＨＯＯＳＥＲノードが、到
   着した１以上の迂回ルート探索メッセージの経路から伝
   送路内の空き容量を利用した迂回ルートの存在を認識
   し、最適な迂回ルートを確定するものであって、迂回ル
   ート探索メッセージのホップ数のリミット値が規定され
   ている分散制御型迂回ルート探索方式において、 （１）各ノードに、自ノードが送出した迂回ルート探索
   メッセージが他ノードに到達し得る最小ホップ数を、全
   ての他ノードについて記述した最小ホップ数テーブルを
   設けると共に、 （２）各ノードが、受信した迂回ルート探索メッセージ
   によって認識できるＣＨＯＯＳＥＲノードへ至るまでに
   許容されている残りホップ数と、上記最小ホップ数テー
   ブルに記述されているＣＨＯＯＳＥＲノードまでの最小
   ホップ数とに基づいて、自ノードが迂回ルート探索メッ
   セージを送出したときに、許容されている残りホップ数
   以内で迂回ルート探索メッセージがＣＨＯＯＳＥＲノー
   ドに到着可能かという判定を行ない、この判定による肯
   定結果を迂回ルート探索メッセージの一つの送出条件と
   していることを特徴とする分散制御型迂回ルート探索方
   式。