JP3782362B2 - パケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光クロスコネクト装置で実現される大容量の光パスネットワークと、ＩＰルータ等をはじめとするＬayer２／３スイッチで実現されるパケット・セル転送ネットワークとの協調動作を実現するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット等のデータ通信トラフィックの増大により、現状でＴｂｉｔ／ｓ、近い将来には１０〜１００Ｔｂｉｔ／ｓ以上のスループットを有するノード装置の導入が進められようとしている。
【０００３】
インターネットで主流の通信プロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルである。このＩＰプロトコルは、基本的に通信データを分割しパケット化する機能と、分割されたパケットに送信元アドレスと送信先アドレスとを付与する機能のみを有し、品質の保証されないいわゆるベストエフォートサービスを提供するものである。
ところが、インターネットの普及に伴い、ユーザ側から、画像や音声等のリアルタイムデータを高品質に転送する能力をインターネットが有することが求められはじめている。
【０００４】
一方、インターネットサービス事業者も、半年で２倍といわれる急激な通信トラフィックの増大に対応しながら、高品質なインターネットサービスを提供する必要が高まってきている。
しかるに、従来では、図１０に示すように、現在のＩＰネットワーク（パケット・セル転送ネットワーク）は、ＩＰルータネットワークがＳＤＨパスもしくは光パスネットワーク上にオーバレイされている形態で提供されており、それぞれのレイヤの資源管理は個別の制御系で行われている。
【０００５】
ここで、図１０中、１００はＩＰパケット単位でルーティング処理を行うパケット・セルスイッチ（ＰＳＣ：Packet Switch Capable)、１０１は波長パス単位でルーティング処理を行う光スイッチ（ＬＳＣ： Lambda Switch Capable) 、１０２は光スイッチ１０１同士を接続するファイバである。
【０００６】
この図に示すネットワークでは、パケット・セルスイッチ１００と光パスとで構成されるパケット・セル転送ネットワークと、光スイッチ１０１と光パスを収納するファイバリンクとで構成される光パスネットワークという多階層ネットワークで構成されて、インターネットで主流の通信プロトコルであるＴＣＰ／ＩＰプロトコルを処理するパケット・セルスイッチ１００と、光パスをルーティング処理する光スイッチ１０１とが連携して動作することで、大規模な転送能力を有するネットワークを実現している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のＩＰネットワークは、ＩＰルータネットワークがＳＤＨパスもしくは光パスネットワーク上にオーバレイされている形態で提供されており、それぞれのレイヤの資源管理は個別の制御系で行われている。
そのため、トラフィックの収容設計も各レイヤ毎に行われ、結果として要求するネットワーク資源も冗長になり、且つサービス提供の迅速性も確保されにくいという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決する手段を与えるもので、これまで別々に管理されていたＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークの資源情報を統合管理する具体的な手段を提供するものである。
それと同時に、ある一定のポリシに基いた光パスの新設と、ＩＰレイヤと光レイヤの資源を勘案しながら柔軟に条件を変化させた光パスの新設との両者を実現する手段を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置は、パケット又はセルを転送するパケット・セルスイッチ部と光パスを交換する光スイッチ部とを統合管理するために、（１）パケット・セルスイッチと光パスとで構成されるパケット・セル転送ネットワークの状態情報を管理する第１の管理手段と、（２）光スイッチと光パスを収容するファイバリンクとで構成される光パスネットワークの状態情報を管理する第２の管理手段と、（３）第１の管理手段の管理する状態情報と、第２の管理手段の管理する状態情報とを入力として、パケット・セル及び光パスを転送するルートを決定する決定手段と、（４）決定手段の決定処理のために必要となる情報を算出する乗算手段と、（５）規定のプロトコルに従って、他ノードからパケット・セル転送ネットワーク状態情報を収集して第１の管理手段に登録するとともに、他ノードから光パスネットワーク状態情報を収集して第２の管理手段に登録する第１の登録手段と、（６）自ノードからパケット・セル転送ネットワーク状態情報を収集して第１の管理手段に登録するとともに、自ノードから光パスネットワーク状態情報を収集して第２の管理手段に登録する第２の登録手段と、（７）規定のプロトコルに従って、自ノードから収集したパケット・セル転送ネットワーク状態情報を他ノードに広告するとともに、自ノードから収集した光パスネットワーク状態情報を他ノードに広告する広告手段と、（８）ネットワークのトラフィック状態を収集する収集手段とを備えるように構成する。
【００１０】
このように構成される本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置では、自ノード及び他ノードのパケット・セル転送ネットワーク状態情報が第１の管理手段に登録され、自ノード及び他ノードの光パスネットワーク状態情報が第２の管理手段に登録されることで、第１の管理手段が、光パスの空き情報／コスト情報や、パケット・セルスイッチ部の状態情報／コスト情報などといったパケット・セル転送ネットワークの状態情報を管理するとともに、第２の管理手段が、ファイバリンクの空き情報／コスト情報や、光スイッチ部の状態情報／コスト情報などといった光パスネットワークの状態情報を管理することになる。
【００１１】
これを受けて、乗算手段は、（イ）第１の管理手段で管理される光パスのコスト情報を入力として、そのコスト情報に重み係数β１を乗算し、第２の管理手段で管理されるファイバリンクのコスト情報を入力として、そのコスト情報に重み係数β２を乗算するという処理を行ったり、（ロ）第１の管理手段で管理される光パスのコスト情報とパケット・セルスイッチ部のコスト情報とを入力として、それらのコスト情報にそれぞれ重み係数β１、重み係数γ１を乗算し、第２の管理手段で管理されるファイバリンクのコスト情報と光スイッチ部のコスト情報とを入力して、それらのコスト情報にそれぞれ重み係数β２、重み係数γ２を乗算するという処理を行う。
【００１２】
そして、この乗算手段の乗算結果を受けて、決定手段は、その乗算結果を入力として最小コストの転送ルートを探索することで、パケット・セル及び光パスを転送するルートを決定する。
【００１３】
このようにして、本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置によれば、従来技術では別々に管理されていたパケット・セル転送ネットワークと光パスネットワークとを統合的にルーティングすることができるようになり、ネットワークの状態変化に応じて、ＩＰパケットの転送のみならず、光パスの新設・削除、ルーティングも統合的に実現できるようになる。
この構成を採るときにあって、乗算手段は、（イ）収集手段の収集するトラフィック状態情報に応じて、重み係数β１，β２のいずれか一方又は双方を変更したり、（ロ）収集手段の収集するトラフィック状態情報に応じて、重み係数β１，β２，γ１，γ２の一部又は全てを変更したり、（ハ）第１の管理手段で管理されるパケット・セルスイッチ部の状態情報と、第２の管理手段で管理される光スイッチ部の状態情報のいずれか一方又は双方の状態情報に応じて、重み係数γ１，γ２のいずれか一方又は双方を変更するように処理することがある。
【００１４】
（イ）この乗算手段の持つ重み係数の変更機能により、例えば、光パスネットワークの空き波長帯域が十分に存在する場合には、
（β１×光パスコスト）＞（β２×ファイバリンクコスト）
となるようにと重み係数β１，β２を変更することで、光パスの新設を容易にし、これとは逆に、光パスネットワークの空き波長帯域が十分でない場合には、
（β１×光パスコスト）＜（β２×ファイバリンクコスト）
となるようにと重み係数β１，β２を変更することで、光パスの新設を困難にするというように、ネットワークのトラフィック状態に応じて光パスを新設するといった処理を行うことができるようになる。
【００１５】
（ロ）また、この乗算手段の持つ重み係数の変更機能により、例えば、トラフィックが少ない状態では、重み係数β２を小さくする（ファイバリンクコストを下げる）とともに、重み係数γ２を小さくする（光スイッチ部のコストを下げる）ことで、光パスの新設を容易にし、これとは逆に、トラフィックが多い状態では、重み係数β２を大きくするとともに、重み係数γ２を大きくすることで、光パスの新設を困難にするというように、ネットワークのトラフィック状態に応じて光パスを新設するといった処理を行うことができるようになる。
【００１６】
（ハ）また、この乗算手段の持つ重み係数の変更機能により、光スイッチ部の能力が潤沢な場合には、重み係数γ１，γ２の値を変更することで、光パスの新設が容易となるようにし、これとは逆に、光スイッチ部の能力、特に波長変換能力の大半が消費されている場合には、重み係数γ１，γ２の値を変更することで、パスの新設を困難にするというように、パケット・セルスイッチ部や光スイッチ部の状態情報に応じて光パスを新設するといった処理を行うことができるようになる。
【００１７】
このようにして、本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置によれば、ある一定のポリシに基いた光パスの新設と、パケット・セル転送ネットワークレイヤと光パスネットワークレイヤの資源を勘案しながら柔軟に条件を変化させた光パスの新設との両者を実現できるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に従って本発明を詳細に説明する。
【００１９】
（１）第１の実施形態例
図１に、本発明を具備するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１の第１の実施形態例を図示する。
【００２０】
この図に示すように、本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１は、フラッディング部１０と、リンク状態ＤＢ１１と、拡張リンク状態ＤＢ１２と、Switching Capability監視部１３と、経路計算部１４と、Next Hop DB １５とを備える。
【００２１】
このフラッディング部１０は、自ノード及び他ノードから収集されたリンク状態情報を隣接ノードに通知する機能部である。
リンク状態ＤＢ１１及び拡張リンク状態ＤＢ１２は、他ノードから収集されたリンク情報を保持するデータベースであり、リンク状態ＤＢ１１には光パスリンク状態情報が格納され、拡張リンク状態ＤＢ１２にはファイバリンク状態情報が格納されている。
【００２２】
ここで、リンク状態ＤＢ１１に格納される光パスリンク状態情報とは、具体的には、２つのパケット・セルスイッチ（ＰＳＣ）を接続し、かつファイバリンクに収容される光パスリンクの空き情報やコスト情報などである。この光パスリンクのコストとしては、光パスの伝送速度の逆数や、光パスを収容するファイバリンクコストの総和とある定数との乗算値といった値が割り当てられる。
【００２３】
一方、拡張リンク状態ＤＢ１２に格納されるファイバリンク状態情報とは、具体的には、２つの光スイッチを接続するファイバリンクの空き情報やコスト情報などである。このファイバリンクのコストとしては、ファイバ間の距離や、ファイバリンクの容量の逆数（収容可能な光パス数の逆数）や、実際の建設に要した費用といった値が割り当てられる。
【００２４】
Switching Capability監視部１３は、自ノードのスイッチ状態を監視する機能部である。つまり、自ノードのＳＷに、論理電気パスをＰＳＣに、光パスをＬＳＣに設定する機能を有するのみならず、これらＳＷの残余リソースを把握し、これを他ノードに対して広告する。例えば、自ノードのＳＷに、ＬＳＣを用いて光パスを他ノードに転送する機能のみならず、光パスを自ノードのＰＳＣで終端してパケット単位で他ノードに転送する機能を有する場合には、そのＩＦ数の全体数と未使用数とを他ノードに対して広告する。
【００２５】
経路計算部１４は、リンク状態ＤＢ１１から設定する光ラベルスイッチパス（ＯＬＳＰ：図１０に例示するような光パス）及びＰＳＣでスイッチされるラベルスイッチパス（ＬＳＰ：図１０に例示するような論理パス）もしくはパケットの転送経路計算を行う。
【００２６】
Next Hop DB １５は、経路計算結果の結果が格納されているＤＢであり、各ノードに到達するにはどのＩＦにパケットもしくは光パスを転送（光パスを設定してパケットを転送する）すればよいのかといった情報を格納している。
【００２７】
この実施形態例に従う本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１は、パケット・セルスイッチ（ＰＳＣ）と光パスリンクとで実現されるパケット・セル転送ネットワークの状態情報（上述の光パスリンク状態情報）と、光スイッチ（ＬＳＣ）とファイバリンクとで実現される光パスネットワークの状態情報（上述のファイバリンク状態情報）とを収集する機能として、ＯＳＰＦプロトコル［文献：IETF RFC1131/1247/1573］を用いている。
【００２８】
このプロトコルは、図２に示すように、各パケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１に対して、自ノードのパケット・セルスイッチ（ＰＳＣ）に接続された光パスリンク状態情報（パケット・セル転送ネットワーク状態情報）と、自ノードの光スイッチ（ＬＳＣ）に接続されたファイバリンク状態情報（光パスネットワーク状態情報）とを、他ノードのパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１に広告させる。
それと同時に、他ノードから広告された光パスリンク状態情報及びファイバリンク状態情報を収集する。
【００２９】
前述の光パスリンク状態情報は、図２に示すように、ＯＳＰＦプロトコルのRouter LSAパケットに格納されてノード間で交換され、各ノードで受信された当該データはリンク状態ＤＢ１１（パケット NW-DB) に格納される。
このリンク状態ＤＢ１１に格納されている情報については、パケットスイッチ・光スイッチ統合ノードに接続された従来のＩＰルータに格納されているリンク状態ＤＢと同期することができる。
【００３０】
一方、前述のファイバリンク状態情報は、図２に示すように、ＯＳＰＦプロトコルのOpaque LSAパケット［文献：IETF 2370 ］で交換され、各ノードで受信された当該データは拡張リンク状態ＤＢ１２（光 NW-DB) に格納される。
【００３１】
本実施形態例によると、拡張リンク状態ＤＢ１２に格納された各ファイバリンク状態情報に、各ファイバリンク経路上で利用可能な帯域がどの波長であるのかを示唆するデータが保持されている。
【００３２】
これから、図３に示すように、光パスの経路計算を行う際に、空き波長帯域の存在しないファイバリンクをルート計算の際に事前に排除することができるようになる。
【００３３】
それに加えて、光パス新設の経路計算時に、各ファイバリンクの使用帯域も指定することが可能になることから、光パス新設時に、各ファイバリンク毎に必要となる利用可能帯域の確認作業を省略することが可能になる。
【００３４】
さらに、始点ノードから終点ノードまでの波長を事前に指定することが可能になることから、途中ノードでλ１からλ３に波長変換するといった経路選択を避けることが可能になる。これにより、各ＬＳＣで必要とされる波長変換器の物量を低減することができるようになる。
【００３５】
（２）第２の実施形態例
図４に、本発明を具備するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１の第２の実施形態例を図示する。
【００３６】
本実施形態例では、第１の実施形態例の構成に加えて、リンク状態ＤＢ１１及び拡張リンク状態ＤＢ１２の両者にアクセスする経路計算部１４に機能拡張が行われている。
【００３７】
本実施形態例に従う場合、経路計算部１４は、リンク状態ＤＢ１１で管理されている光パスリンクのコストに対して重み係数β１を乗算する乗算機能部１４０と、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されているファイバリンクのコストに対して重み係数β２を乗算する乗算機能部１４１とが加わっており、最小コストの経路計算を行う最小コスト経路計算部１４２が、これらの出力結果よりパケット・セル及びこれらを収容する光パスのルーティング経路計算を行う。
【００３８】
この最小コスト経路計算部１４２は、Dijkstraアルゴリズム（文献：データ構造とアルゴリズム A.V.エイホ他 培風館（ISBN4-563-00791-9) 179頁）により、パケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１間及び、これらに接続されたＩＰルータ（パケット・セルスイッチ）間で最小コストとなるルーティング経路を検索する機能を有している。
【００３９】
本実施形態例に従うと、リンク状態ＤＢ１１で管理されている光パスリンクのコスト情報に対して重み係数β１を乗算し、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されているファイバリンクのコスト情報に対して重み係数β２を乗算するという処理機能を有することにより、従来技術では別々に管理されていたパケット・セル転送ネットワークと光パスネットワークとを統合的にルーティングすることが可能になる。
【００４０】
図５及び図６に、本実施形態例により実現される経路計算処理の様子を図示する。
【００４１】
最小コスト経路計算部１４２は、この図５に示すように、リンク状態ＤＢ１１で管理されている光パスリンクのコスト情報に対して重み係数β１を乗算し、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されているファイバリンクのコスト情報に対して重み係数β２を乗算して、その乗算結果を用いて、最小コストとなるルーティング経路を検索するように処理している。
【００４２】
ここで、この例では、重み係数β１は“１０3 ×Ｄ”の値、重み係数β２は“１”〜“１０”の値を用いている。
これは、β１が乗算される光パスリンクのコストが当該光パスリンクの帯域幅Ｂｗ(bit/s) に関して１０8 ／Ｂｗ（帯域幅Ｂｗの逆数に１０8 を乗算したもの）という形態で定義され、β２が乗算されるファイバリンクのコストが当該光ファイバリンクの距離Ｄ（ｋｍ）という形態で定義されており、両者のコスト情報の次元を一致させる必要があるためである。
【００４３】
図６は、このような形態でコスト情報が設定された場合に得られる、各リンク状態・コスト情報の例を示している。
【００４４】
例えば、Ｓtateテーブルに示してあるように、ＩＦ-1からはＮode ２及びＮode ３に対しては、属性情報ＰＳＣ、すなわちＰＳＣ間で設定された光パスが既に登録されており、これらのコストはｘ＊β１（＊：乗算）、（ｘ＋ｙ）＊β１と解釈される。ここで、ｘとｙは各ファイバリンク区間の距離が入力されている。その一方で、光パスが設定されていない帯域を有するファイバリンクに関しては、例えばＩＦ-3とＩＦ-4との区間でコストｙ＊β２のリンク情報が存在する。
【００４５】
ここで、図中に示す「Ｐ＝２」はパケット・セルスイッチ（ＰＬＣ）の空き数が２であることを示しており、「Ｌ＝２」は光スイッチ（ＬＳＣ）の空き数が２であることを示している。
【００４６】
一方、Ｃapability テーブルに示してあるように、各ノードは、自身で保有しているＬＳＣ−ＩＦ及びＰＳＣ−ＩＦのリソース数も広告している。
【００４７】
これらのデータをもとに、既設の光パスリンクを経由する方のがコスト的に有利であるのか、あるいは、ファイバリンクに光パスを新設する方のがコスト的に有利であるのかどうかを判定する。
これらの計算結果により、Next Hop DB １５を作製し、最終目的地に到達するにはどの出力ＩＦにパケットもしくは光パスを転送すればよいのかを示すNext Hop情報を登録する。
【００４８】
実際のパケット及び光パスの転送は、当該トラフィックの終点ノードＩＤが収容されているこのNext Hop DB １５を検索することにより行われ、パケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１に入力された当該トラフィックは、これらトラフィックの終点ノードＩＤが登録されているＩＦに転送される。
【００４９】
これら一連の動作例を図７に示す。
【００５０】
今、図７のＮode ＃１からＮode ＃５のＰＳＣ間にラベルスイッチパス（ＬＳＰ）と呼ばれる論理パスを設定するように、Ｎode ＃１から命令が発出されたものとする。このＬＳＰは、仮想的なもので、ＩＰパケットのうちある特定のフローに対して割り当てられるものである。
【００５１】
前述のルート検索の結果、このＬＳＰは、Ｎode ＃１−Ｎode ＃２間は既設の光パスリンクに収容し、Ｎode ＃２−Ｎode ＃４間はファイバリンクの空き波長帯域を用いて光パスリンクを新設してこれに収容し、さらに、Ｎode ＃４−Ｎode ＃５間は既設の光パスリンクに収容する。
【００５２】
図７の下段に示すシーケンスは、このような動作を行う際の制御信号シーケンス図である。
【００５３】
すなわち、このような動作を行う場合、Ｎode ＃１からＮode ＃２には、既設光パスリンクの残余帯域を用いてＬＳＰ帯域を仮予約する。これを受けて、Ｎode ＃２からＮode ＃４では、ファイバリンクの残余帯域を用いて光パスを仮予約する。Ｎode ＃４まで光パスリンクの仮予約を実現できると、Ｎode ＃４からＮode ＃２に向けて光パスを確保する。
【００５４】
そして、この光パスの帯域を用いて、Ｎode ＃２からＮode ＃４までＬＳＰ帯域を仮予約する。さらに、既設の光パスリンクを用いて、Ｎode ＃４からＮode ＃５までＬＳＰ帯域を仮予約する。そして、Ｎode ＃５までＬＳＰ帯域の仮予約を確認できたら、Ｎode ＃５からＮode ＃１まで一連の処理で設定したＬＳＰの仮予約帯域を確保する。
【００５５】
このような処理により、パケット・セル転送ネットワークと光パスネットワークといった異なる階層のネットワーク間で、統合的、かつ迅速な通信トラフィック転送を実現することができる。
【００５６】
このような構成により、トラフィックやネットワークの状態変化に伴って、ＩＰパケットの転送のみならず、光パスの新設・削除、ルーティングも統合的に実現することが可能になる。
【００５７】
（３）第２の実施形態例の変形
次に、本発明を具備するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１の第２の実施形態例の変形例について説明する。
【００５８】
この変形例では、第２の実施形態例と同様に、光パスリンクのコストとファイバリンクのコストとの両者を考慮に入れた最小コスト経路を参照する際に、光パスリンクのコストに対して重み係数β１を乗算し、ファイバリンクのコストに対して重み係数β２を乗算する。
【００５９】
ここで、重み係数β１、β２の値は、この例では、重み係数β１については“１”、重み係数β２については“（１〜10）×Ｂo,w ／１０8 ”の値が用いられている。
これは、β１が乗算される光パスリンクのコストが当該光パスリンクの帯域幅Ｂｗ(bit/s) に関して１０8 ／Ｂｗ（帯域幅Ｂｗの逆数に１０8 を乗算したもの）という形態で定義され、β２が乗算されるファイバリンクのコストが当該光ファイバリンクを占有する帯域幅Ｂo,w という形態で定義されており、両者のコスト情報の次元を一致させる必要があるためである。
【００６０】
また、これらの重み係数β１，β２の値については、ネットワーク全体のトラフィック状態に応じて変化させてもよい。
例えば、ＬＳＣレイヤの空き波長帯域が十分に存在する場合には、光パスの新設が容易になるようにするために、
（β１×光パスリンクコスト）＞（β２×ファイバリンクコスト）
となるようにと重み係数β１，β２を設定し、これとは逆に、空き波長帯域が十分でない場合には、光パスの新設が困難になるようにするために、
（β１×光パスリンクコスト）＜（β２×ファイバリンクコスト）
となるようにと重み係数β１，β２を設定するというような処理を行ってもよい。
【００６１】
つまり、ネットワークの状態に応じた光パスの新設が可能になる。ここで、重み係数β１，β２については、収納する論理パスの優先クラス等に応じて変化させてもよい。
【００６２】
（４）第３の実施形態例
図８に、本発明を具備するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１の第３の実施形態例を図示する。
【００６３】
本実施形態例では、第２の実施形態例の場合と同様に、光パスリンクのコストとファイバリンクのコストとの両者を考慮に入れた最小コスト経路を参照する際に、リンク状態ＤＢ１１で管理されている光パスリンクのコストに対して重み係数β１を乗算し、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されているファイバリンクのコストに対して重み係数β２を乗算することに加えて、リンク状態ＤＢ１１で管理されているパケット・セルスイッチのコストに対して重み係数γ１を乗算し、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されている光スイッチのコストに対して重み係数γ２を乗算するという構成を採っている。
【００６４】
すなわち、本実施形態例に従う場合には、光パスリンクのコストに対して重み係数β１を乗算するとともに、パケット・セルスイッチのコストに対して重み係数γ１を乗算する乗算機能部１４３と、ファイバリンクのコストに対して重み係数β２を乗算するとともに、光スイッチのコストに対して重み係数γ２を乗算する乗算機能部１４４とを備えて、最小コスト経路計算部１４２が、これらの出力結果よりパケット・セル及びこれらを収容する光パスのルーティング経路計算を行うことになる。
【００６５】
ここで、重み係数γ１，γ２の値については、１〜１０の値が用いられることが多い。この重み係数γ１，γ２は、パケット・セルスイッチと光スイッチとのコスト比率を与えるために用いられる。
【００６６】
この重み係数γ１，γ２の値を変更することで、ノード状態（パケット・セルスイッチの状態や光スイッチの状態）を勘案しながら光パス新設の容易性を変化させることが可能になる。
【００６７】
例えば、ＬＳＣの能力が潤沢な場合には、重み係数γ１，γ２の値を変更することで、光パスの新設が容易となるように変更することができる。これとは逆に、ＬＳＣの能力、特に波長変換能力の大半が消費されている場合には、重み係数γ１，γ２の値を変更することで、光パスの新設が困難となるように変更することができる。
つまり、各ＰＳＣ／ＬＳＣの負荷状態に応じた光パスの新設が可能になる。ここで、重み係数γ１，γ２については、収容する論理パスの優先クラス等に応じて変化させてもよい。
【００６８】
（５）第４の実施形態例
図９に、本発明を具備するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１の第４の実施形態例を図示する。
【００６９】
本実施形態例では、トラフィック情報収集部１６を有して、その出力を経路計算部１４の乗算機能部１４３，１４４に入力するという構成を採っている。
【００７０】
このトラフィック情報収集部１６は、各ノードのトラフィック状態を収集する機能を有し、自ノードもしくはネットワーク全体のトラフィック混雑状況を把握することで、既設の光パスリンクコストとファイバリンクコスト間のコスト重み付けや、パケット・セルスイッチコストと光スイッチコスト間のコスト重み付けを変化させる処理を行う。
【００７１】
ここで、パケット・セルスイッチコストについては、リンク状態ＤＢ１１で管理され、光スイッチコストについては、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されている。
例えば、パケットトラフィックが極めて少ない状態には、光パス新設が行われやすくするようにするために、ファイバリンクコストや光スイッチコストを下げることで、
β１＝１，β２＝０.1×Ｂo,w ／１０8 ，γ１＝１，γ２＝０
といった値を設定し、その一方で、パケットトラフィックが多い状態には、光パス新設が行われにくくするようにするために、ファイバリンクコストや光スイッチコストを高くすることで、
β１＝１，β２＝１０×Ｂo,w ／１０8 ，γ１＝１，γ２＝２
といった値を設定する。
【００７２】
このように、本実施形態例に従うと、ネットワーク状態に応じて光パスの利用法を変化させることが可能になる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、トラフィック需要の変動に応じて光パスの設定・削除を迅速に行うことが可能となり、ネットワーク全体で設定する光パスとそれに収容する論理パスの最適化を動的に図りやすくなる。その結果、ネットワーク全体でのサービス収容効率を高めることができる。
【００７４】
そして、本発明によれば、ＩＰレイヤと光レイヤの連携性が高まる結果、耐障害性に優れた大容量通信サービスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態例である。
【図２】本発明で行う光パスリンク状態情報およびファイバリンク状態情報の広告処理の一例である。
【図３】本発明で行う経路選択処理の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態例である。
【図５】本発明で行う経路計算処理の説明図である。
【図６】本発明で行う経路計算処理の説明図である。
【図７】本発明により行われるラベルスイッチパスの設定処理の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態例である。
【図９】本発明の第４の実施形態例である。
【図１０】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１ パケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置
１０ フラッディング部
１１ リンク状態ＤＢ
１２ 拡張リンク状態ＤＢ
１３ Switching Capability監視部
１４ 経路計算部
１５ Next Hop DB
【発明の属する技術分野】
本発明は、光クロスコネクト装置で実現される大容量の光パスネットワークと、ＩＰルータ等をはじめとするＬayer２／３スイッチで実現されるパケット・セル転送ネットワークとの協調動作を実現するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット等のデータ通信トラフィックの増大により、現状でＴｂｉｔ／ｓ、近い将来には１０〜１００Ｔｂｉｔ／ｓ以上のスループットを有するノード装置の導入が進められようとしている。
【０００３】
インターネットで主流の通信プロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルである。このＩＰプロトコルは、基本的に通信データを分割しパケット化する機能と、分割されたパケットに送信元アドレスと送信先アドレスとを付与する機能のみを有し、品質の保証されないいわゆるベストエフォートサービスを提供するものである。
ところが、インターネットの普及に伴い、ユーザ側から、画像や音声等のリアルタイムデータを高品質に転送する能力をインターネットが有することが求められはじめている。
【０００４】
一方、インターネットサービス事業者も、半年で２倍といわれる急激な通信トラフィックの増大に対応しながら、高品質なインターネットサービスを提供する必要が高まってきている。
しかるに、従来では、図１０に示すように、現在のＩＰネットワーク（パケット・セル転送ネットワーク）は、ＩＰルータネットワークがＳＤＨパスもしくは光パスネットワーク上にオーバレイされている形態で提供されており、それぞれのレイヤの資源管理は個別の制御系で行われている。
【０００５】
ここで、図１０中、１００はＩＰパケット単位でルーティング処理を行うパケット・セルスイッチ（ＰＳＣ：Packet Switch Capable)、１０１は波長パス単位でルーティング処理を行う光スイッチ（ＬＳＣ： Lambda Switch Capable) 、１０２は光スイッチ１０１同士を接続するファイバである。
【０００６】
この図に示すネットワークでは、パケット・セルスイッチ１００と光パスとで構成されるパケット・セル転送ネットワークと、光スイッチ１０１と光パスを収納するファイバリンクとで構成される光パスネットワークという多階層ネットワークで構成されて、インターネットで主流の通信プロトコルであるＴＣＰ／ＩＰプロトコルを処理するパケット・セルスイッチ１００と、光パスをルーティング処理する光スイッチ１０１とが連携して動作することで、大規模な転送能力を有するネットワークを実現している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のＩＰネットワークは、ＩＰルータネットワークがＳＤＨパスもしくは光パスネットワーク上にオーバレイされている形態で提供されており、それぞれのレイヤの資源管理は個別の制御系で行われている。
そのため、トラフィックの収容設計も各レイヤ毎に行われ、結果として要求するネットワーク資源も冗長になり、且つサービス提供の迅速性も確保されにくいという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決する手段を与えるもので、これまで別々に管理されていたＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークの資源情報を統合管理する具体的な手段を提供するものである。
それと同時に、ある一定のポリシに基いた光パスの新設と、ＩＰレイヤと光レイヤの資源を勘案しながら柔軟に条件を変化させた光パスの新設との両者を実現する手段を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置は、パケット又はセルを転送するパケット・セルスイッチ部と光パスを交換する光スイッチ部とを統合管理するために、（１）パケット・セルスイッチと光パスとで構成されるパケット・セル転送ネットワークの状態情報を管理する第１の管理手段と、（２）光スイッチと光パスを収容するファイバリンクとで構成される光パスネットワークの状態情報を管理する第２の管理手段と、（３）第１の管理手段の管理する状態情報と、第２の管理手段の管理する状態情報とを入力として、パケット・セル及び光パスを転送するルートを決定する決定手段と、（４）決定手段の決定処理のために必要となる情報を算出する乗算手段と、（５）規定のプロトコルに従って、他ノードからパケット・セル転送ネットワーク状態情報を収集して第１の管理手段に登録するとともに、他ノードから光パスネットワーク状態情報を収集して第２の管理手段に登録する第１の登録手段と、（６）自ノードからパケット・セル転送ネットワーク状態情報を収集して第１の管理手段に登録するとともに、自ノードから光パスネットワーク状態情報を収集して第２の管理手段に登録する第２の登録手段と、（７）規定のプロトコルに従って、自ノードから収集したパケット・セル転送ネットワーク状態情報を他ノードに広告するとともに、自ノードから収集した光パスネットワーク状態情報を他ノードに広告する広告手段と、（８）ネットワークのトラフィック状態を収集する収集手段とを備えるように構成する。
【００１０】
このように構成される本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置では、自ノード及び他ノードのパケット・セル転送ネットワーク状態情報が第１の管理手段に登録され、自ノード及び他ノードの光パスネットワーク状態情報が第２の管理手段に登録されることで、第１の管理手段が、光パスの空き情報／コスト情報や、パケット・セルスイッチ部の状態情報／コスト情報などといったパケット・セル転送ネットワークの状態情報を管理するとともに、第２の管理手段が、ファイバリンクの空き情報／コスト情報や、光スイッチ部の状態情報／コスト情報などといった光パスネットワークの状態情報を管理することになる。
【００１１】
これを受けて、乗算手段は、（イ）第１の管理手段で管理される光パスのコスト情報を入力として、そのコスト情報に重み係数β１を乗算し、第２の管理手段で管理されるファイバリンクのコスト情報を入力として、そのコスト情報に重み係数β２を乗算するという処理を行ったり、（ロ）第１の管理手段で管理される光パスのコスト情報とパケット・セルスイッチ部のコスト情報とを入力として、それらのコスト情報にそれぞれ重み係数β１、重み係数γ１を乗算し、第２の管理手段で管理されるファイバリンクのコスト情報と光スイッチ部のコスト情報とを入力して、それらのコスト情報にそれぞれ重み係数β２、重み係数γ２を乗算するという処理を行う。
【００１２】
そして、この乗算手段の乗算結果を受けて、決定手段は、その乗算結果を入力として最小コストの転送ルートを探索することで、パケット・セル及び光パスを転送するルートを決定する。
【００１３】
このようにして、本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置によれば、従来技術では別々に管理されていたパケット・セル転送ネットワークと光パスネットワークとを統合的にルーティングすることができるようになり、ネットワークの状態変化に応じて、ＩＰパケットの転送のみならず、光パスの新設・削除、ルーティングも統合的に実現できるようになる。
この構成を採るときにあって、乗算手段は、（イ）収集手段の収集するトラフィック状態情報に応じて、重み係数β１，β２のいずれか一方又は双方を変更したり、（ロ）収集手段の収集するトラフィック状態情報に応じて、重み係数β１，β２，γ１，γ２の一部又は全てを変更したり、（ハ）第１の管理手段で管理されるパケット・セルスイッチ部の状態情報と、第２の管理手段で管理される光スイッチ部の状態情報のいずれか一方又は双方の状態情報に応じて、重み係数γ１，γ２のいずれか一方又は双方を変更するように処理することがある。
【００１４】
（イ）この乗算手段の持つ重み係数の変更機能により、例えば、光パスネットワークの空き波長帯域が十分に存在する場合には、
（β１×光パスコスト）＞（β２×ファイバリンクコスト）
となるようにと重み係数β１，β２を変更することで、光パスの新設を容易にし、これとは逆に、光パスネットワークの空き波長帯域が十分でない場合には、
（β１×光パスコスト）＜（β２×ファイバリンクコスト）
となるようにと重み係数β１，β２を変更することで、光パスの新設を困難にするというように、ネットワークのトラフィック状態に応じて光パスを新設するといった処理を行うことができるようになる。
【００１５】
（ロ）また、この乗算手段の持つ重み係数の変更機能により、例えば、トラフィックが少ない状態では、重み係数β２を小さくする（ファイバリンクコストを下げる）とともに、重み係数γ２を小さくする（光スイッチ部のコストを下げる）ことで、光パスの新設を容易にし、これとは逆に、トラフィックが多い状態では、重み係数β２を大きくするとともに、重み係数γ２を大きくすることで、光パスの新設を困難にするというように、ネットワークのトラフィック状態に応じて光パスを新設するといった処理を行うことができるようになる。
【００１６】
（ハ）また、この乗算手段の持つ重み係数の変更機能により、光スイッチ部の能力が潤沢な場合には、重み係数γ１，γ２の値を変更することで、光パスの新設が容易となるようにし、これとは逆に、光スイッチ部の能力、特に波長変換能力の大半が消費されている場合には、重み係数γ１，γ２の値を変更することで、パスの新設を困難にするというように、パケット・セルスイッチ部や光スイッチ部の状態情報に応じて光パスを新設するといった処理を行うことができるようになる。
【００１７】
このようにして、本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置によれば、ある一定のポリシに基いた光パスの新設と、パケット・セル転送ネットワークレイヤと光パスネットワークレイヤの資源を勘案しながら柔軟に条件を変化させた光パスの新設との両者を実現できるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に従って本発明を詳細に説明する。
【００１９】
（１）第１の実施形態例
図１に、本発明を具備するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１の第１の実施形態例を図示する。
【００２０】
この図に示すように、本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１は、フラッディング部１０と、リンク状態ＤＢ１１と、拡張リンク状態ＤＢ１２と、Switching Capability監視部１３と、経路計算部１４と、Next Hop DB １５とを備える。
【００２１】
このフラッディング部１０は、自ノード及び他ノードから収集されたリンク状態情報を隣接ノードに通知する機能部である。
リンク状態ＤＢ１１及び拡張リンク状態ＤＢ１２は、他ノードから収集されたリンク情報を保持するデータベースであり、リンク状態ＤＢ１１には光パスリンク状態情報が格納され、拡張リンク状態ＤＢ１２にはファイバリンク状態情報が格納されている。
【００２２】
ここで、リンク状態ＤＢ１１に格納される光パスリンク状態情報とは、具体的には、２つのパケット・セルスイッチ（ＰＳＣ）を接続し、かつファイバリンクに収容される光パスリンクの空き情報やコスト情報などである。この光パスリンクのコストとしては、光パスの伝送速度の逆数や、光パスを収容するファイバリンクコストの総和とある定数との乗算値といった値が割り当てられる。
【００２３】
一方、拡張リンク状態ＤＢ１２に格納されるファイバリンク状態情報とは、具体的には、２つの光スイッチを接続するファイバリンクの空き情報やコスト情報などである。このファイバリンクのコストとしては、ファイバ間の距離や、ファイバリンクの容量の逆数（収容可能な光パス数の逆数）や、実際の建設に要した費用といった値が割り当てられる。
【００２４】
Switching Capability監視部１３は、自ノードのスイッチ状態を監視する機能部である。つまり、自ノードのＳＷに、論理電気パスをＰＳＣに、光パスをＬＳＣに設定する機能を有するのみならず、これらＳＷの残余リソースを把握し、これを他ノードに対して広告する。例えば、自ノードのＳＷに、ＬＳＣを用いて光パスを他ノードに転送する機能のみならず、光パスを自ノードのＰＳＣで終端してパケット単位で他ノードに転送する機能を有する場合には、そのＩＦ数の全体数と未使用数とを他ノードに対して広告する。
【００２５】
経路計算部１４は、リンク状態ＤＢ１１から設定する光ラベルスイッチパス（ＯＬＳＰ：図１０に例示するような光パス）及びＰＳＣでスイッチされるラベルスイッチパス（ＬＳＰ：図１０に例示するような論理パス）もしくはパケットの転送経路計算を行う。
【００２６】
Next Hop DB １５は、経路計算結果の結果が格納されているＤＢであり、各ノードに到達するにはどのＩＦにパケットもしくは光パスを転送（光パスを設定してパケットを転送する）すればよいのかといった情報を格納している。
【００２７】
この実施形態例に従う本発明のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１は、パケット・セルスイッチ（ＰＳＣ）と光パスリンクとで実現されるパケット・セル転送ネットワークの状態情報（上述の光パスリンク状態情報）と、光スイッチ（ＬＳＣ）とファイバリンクとで実現される光パスネットワークの状態情報（上述のファイバリンク状態情報）とを収集する機能として、ＯＳＰＦプロトコル［文献：IETF RFC1131/1247/1573］を用いている。
【００２８】
このプロトコルは、図２に示すように、各パケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１に対して、自ノードのパケット・セルスイッチ（ＰＳＣ）に接続された光パスリンク状態情報（パケット・セル転送ネットワーク状態情報）と、自ノードの光スイッチ（ＬＳＣ）に接続されたファイバリンク状態情報（光パスネットワーク状態情報）とを、他ノードのパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１に広告させる。
それと同時に、他ノードから広告された光パスリンク状態情報及びファイバリンク状態情報を収集する。
【００２９】
前述の光パスリンク状態情報は、図２に示すように、ＯＳＰＦプロトコルのRouter LSAパケットに格納されてノード間で交換され、各ノードで受信された当該データはリンク状態ＤＢ１１（パケット NW-DB) に格納される。
このリンク状態ＤＢ１１に格納されている情報については、パケットスイッチ・光スイッチ統合ノードに接続された従来のＩＰルータに格納されているリンク状態ＤＢと同期することができる。
【００３０】
一方、前述のファイバリンク状態情報は、図２に示すように、ＯＳＰＦプロトコルのOpaque LSAパケット［文献：IETF 2370 ］で交換され、各ノードで受信された当該データは拡張リンク状態ＤＢ１２（光 NW-DB) に格納される。
【００３１】
本実施形態例によると、拡張リンク状態ＤＢ１２に格納された各ファイバリンク状態情報に、各ファイバリンク経路上で利用可能な帯域がどの波長であるのかを示唆するデータが保持されている。
【００３２】
これから、図３に示すように、光パスの経路計算を行う際に、空き波長帯域の存在しないファイバリンクをルート計算の際に事前に排除することができるようになる。
【００３３】
それに加えて、光パス新設の経路計算時に、各ファイバリンクの使用帯域も指定することが可能になることから、光パス新設時に、各ファイバリンク毎に必要となる利用可能帯域の確認作業を省略することが可能になる。
【００３４】
さらに、始点ノードから終点ノードまでの波長を事前に指定することが可能になることから、途中ノードでλ１からλ３に波長変換するといった経路選択を避けることが可能になる。これにより、各ＬＳＣで必要とされる波長変換器の物量を低減することができるようになる。
【００３５】
（２）第２の実施形態例
図４に、本発明を具備するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１の第２の実施形態例を図示する。
【００３６】
本実施形態例では、第１の実施形態例の構成に加えて、リンク状態ＤＢ１１及び拡張リンク状態ＤＢ１２の両者にアクセスする経路計算部１４に機能拡張が行われている。
【００３７】
本実施形態例に従う場合、経路計算部１４は、リンク状態ＤＢ１１で管理されている光パスリンクのコストに対して重み係数β１を乗算する乗算機能部１４０と、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されているファイバリンクのコストに対して重み係数β２を乗算する乗算機能部１４１とが加わっており、最小コストの経路計算を行う最小コスト経路計算部１４２が、これらの出力結果よりパケット・セル及びこれらを収容する光パスのルーティング経路計算を行う。
【００３８】
この最小コスト経路計算部１４２は、Dijkstraアルゴリズム（文献：データ構造とアルゴリズム A.V.エイホ他 培風館（ISBN4-563-00791-9) 179頁）により、パケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１間及び、これらに接続されたＩＰルータ（パケット・セルスイッチ）間で最小コストとなるルーティング経路を検索する機能を有している。
【００３９】
本実施形態例に従うと、リンク状態ＤＢ１１で管理されている光パスリンクのコスト情報に対して重み係数β１を乗算し、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されているファイバリンクのコスト情報に対して重み係数β２を乗算するという処理機能を有することにより、従来技術では別々に管理されていたパケット・セル転送ネットワークと光パスネットワークとを統合的にルーティングすることが可能になる。
【００４０】
図５及び図６に、本実施形態例により実現される経路計算処理の様子を図示する。
【００４１】
最小コスト経路計算部１４２は、この図５に示すように、リンク状態ＤＢ１１で管理されている光パスリンクのコスト情報に対して重み係数β１を乗算し、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されているファイバリンクのコスト情報に対して重み係数β２を乗算して、その乗算結果を用いて、最小コストとなるルーティング経路を検索するように処理している。
【００４２】
ここで、この例では、重み係数β１は“１０3 ×Ｄ”の値、重み係数β２は“１”〜“１０”の値を用いている。
これは、β１が乗算される光パスリンクのコストが当該光パスリンクの帯域幅Ｂｗ(bit/s) に関して１０8 ／Ｂｗ（帯域幅Ｂｗの逆数に１０8 を乗算したもの）という形態で定義され、β２が乗算されるファイバリンクのコストが当該光ファイバリンクの距離Ｄ（ｋｍ）という形態で定義されており、両者のコスト情報の次元を一致させる必要があるためである。
【００４３】
図６は、このような形態でコスト情報が設定された場合に得られる、各リンク状態・コスト情報の例を示している。
【００４４】
例えば、Ｓtateテーブルに示してあるように、ＩＦ-1からはＮode ２及びＮode ３に対しては、属性情報ＰＳＣ、すなわちＰＳＣ間で設定された光パスが既に登録されており、これらのコストはｘ＊β１（＊：乗算）、（ｘ＋ｙ）＊β１と解釈される。ここで、ｘとｙは各ファイバリンク区間の距離が入力されている。その一方で、光パスが設定されていない帯域を有するファイバリンクに関しては、例えばＩＦ-3とＩＦ-4との区間でコストｙ＊β２のリンク情報が存在する。
【００４５】
ここで、図中に示す「Ｐ＝２」はパケット・セルスイッチ（ＰＬＣ）の空き数が２であることを示しており、「Ｌ＝２」は光スイッチ（ＬＳＣ）の空き数が２であることを示している。
【００４６】
一方、Ｃapability テーブルに示してあるように、各ノードは、自身で保有しているＬＳＣ−ＩＦ及びＰＳＣ−ＩＦのリソース数も広告している。
【００４７】
これらのデータをもとに、既設の光パスリンクを経由する方のがコスト的に有利であるのか、あるいは、ファイバリンクに光パスを新設する方のがコスト的に有利であるのかどうかを判定する。
これらの計算結果により、Next Hop DB １５を作製し、最終目的地に到達するにはどの出力ＩＦにパケットもしくは光パスを転送すればよいのかを示すNext Hop情報を登録する。
【００４８】
実際のパケット及び光パスの転送は、当該トラフィックの終点ノードＩＤが収容されているこのNext Hop DB １５を検索することにより行われ、パケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１に入力された当該トラフィックは、これらトラフィックの終点ノードＩＤが登録されているＩＦに転送される。
【００４９】
これら一連の動作例を図７に示す。
【００５０】
今、図７のＮode ＃１からＮode ＃５のＰＳＣ間にラベルスイッチパス（ＬＳＰ）と呼ばれる論理パスを設定するように、Ｎode ＃１から命令が発出されたものとする。このＬＳＰは、仮想的なもので、ＩＰパケットのうちある特定のフローに対して割り当てられるものである。
【００５１】
前述のルート検索の結果、このＬＳＰは、Ｎode ＃１−Ｎode ＃２間は既設の光パスリンクに収容し、Ｎode ＃２−Ｎode ＃４間はファイバリンクの空き波長帯域を用いて光パスリンクを新設してこれに収容し、さらに、Ｎode ＃４−Ｎode ＃５間は既設の光パスリンクに収容する。
【００５２】
図７の下段に示すシーケンスは、このような動作を行う際の制御信号シーケンス図である。
【００５３】
すなわち、このような動作を行う場合、Ｎode ＃１からＮode ＃２には、既設光パスリンクの残余帯域を用いてＬＳＰ帯域を仮予約する。これを受けて、Ｎode ＃２からＮode ＃４では、ファイバリンクの残余帯域を用いて光パスを仮予約する。Ｎode ＃４まで光パスリンクの仮予約を実現できると、Ｎode ＃４からＮode ＃２に向けて光パスを確保する。
【００５４】
そして、この光パスの帯域を用いて、Ｎode ＃２からＮode ＃４までＬＳＰ帯域を仮予約する。さらに、既設の光パスリンクを用いて、Ｎode ＃４からＮode ＃５までＬＳＰ帯域を仮予約する。そして、Ｎode ＃５までＬＳＰ帯域の仮予約を確認できたら、Ｎode ＃５からＮode ＃１まで一連の処理で設定したＬＳＰの仮予約帯域を確保する。
【００５５】
このような処理により、パケット・セル転送ネットワークと光パスネットワークといった異なる階層のネットワーク間で、統合的、かつ迅速な通信トラフィック転送を実現することができる。
【００５６】
このような構成により、トラフィックやネットワークの状態変化に伴って、ＩＰパケットの転送のみならず、光パスの新設・削除、ルーティングも統合的に実現することが可能になる。
【００５７】
（３）第２の実施形態例の変形
次に、本発明を具備するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１の第２の実施形態例の変形例について説明する。
【００５８】
この変形例では、第２の実施形態例と同様に、光パスリンクのコストとファイバリンクのコストとの両者を考慮に入れた最小コスト経路を参照する際に、光パスリンクのコストに対して重み係数β１を乗算し、ファイバリンクのコストに対して重み係数β２を乗算する。
【００５９】
ここで、重み係数β１、β２の値は、この例では、重み係数β１については“１”、重み係数β２については“（１〜10）×Ｂo,w ／１０8 ”の値が用いられている。
これは、β１が乗算される光パスリンクのコストが当該光パスリンクの帯域幅Ｂｗ(bit/s) に関して１０8 ／Ｂｗ（帯域幅Ｂｗの逆数に１０8 を乗算したもの）という形態で定義され、β２が乗算されるファイバリンクのコストが当該光ファイバリンクを占有する帯域幅Ｂo,w という形態で定義されており、両者のコスト情報の次元を一致させる必要があるためである。
【００６０】
また、これらの重み係数β１，β２の値については、ネットワーク全体のトラフィック状態に応じて変化させてもよい。
例えば、ＬＳＣレイヤの空き波長帯域が十分に存在する場合には、光パスの新設が容易になるようにするために、
（β１×光パスリンクコスト）＞（β２×ファイバリンクコスト）
となるようにと重み係数β１，β２を設定し、これとは逆に、空き波長帯域が十分でない場合には、光パスの新設が困難になるようにするために、
（β１×光パスリンクコスト）＜（β２×ファイバリンクコスト）
となるようにと重み係数β１，β２を設定するというような処理を行ってもよい。
【００６１】
つまり、ネットワークの状態に応じた光パスの新設が可能になる。ここで、重み係数β１，β２については、収納する論理パスの優先クラス等に応じて変化させてもよい。
【００６２】
（４）第３の実施形態例
図８に、本発明を具備するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１の第３の実施形態例を図示する。
【００６３】
本実施形態例では、第２の実施形態例の場合と同様に、光パスリンクのコストとファイバリンクのコストとの両者を考慮に入れた最小コスト経路を参照する際に、リンク状態ＤＢ１１で管理されている光パスリンクのコストに対して重み係数β１を乗算し、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されているファイバリンクのコストに対して重み係数β２を乗算することに加えて、リンク状態ＤＢ１１で管理されているパケット・セルスイッチのコストに対して重み係数γ１を乗算し、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されている光スイッチのコストに対して重み係数γ２を乗算するという構成を採っている。
【００６４】
すなわち、本実施形態例に従う場合には、光パスリンクのコストに対して重み係数β１を乗算するとともに、パケット・セルスイッチのコストに対して重み係数γ１を乗算する乗算機能部１４３と、ファイバリンクのコストに対して重み係数β２を乗算するとともに、光スイッチのコストに対して重み係数γ２を乗算する乗算機能部１４４とを備えて、最小コスト経路計算部１４２が、これらの出力結果よりパケット・セル及びこれらを収容する光パスのルーティング経路計算を行うことになる。
【００６５】
ここで、重み係数γ１，γ２の値については、１〜１０の値が用いられることが多い。この重み係数γ１，γ２は、パケット・セルスイッチと光スイッチとのコスト比率を与えるために用いられる。
【００６６】
この重み係数γ１，γ２の値を変更することで、ノード状態（パケット・セルスイッチの状態や光スイッチの状態）を勘案しながら光パス新設の容易性を変化させることが可能になる。
【００６７】
例えば、ＬＳＣの能力が潤沢な場合には、重み係数γ１，γ２の値を変更することで、光パスの新設が容易となるように変更することができる。これとは逆に、ＬＳＣの能力、特に波長変換能力の大半が消費されている場合には、重み係数γ１，γ２の値を変更することで、光パスの新設が困難となるように変更することができる。
つまり、各ＰＳＣ／ＬＳＣの負荷状態に応じた光パスの新設が可能になる。ここで、重み係数γ１，γ２については、収容する論理パスの優先クラス等に応じて変化させてもよい。
【００６８】
（５）第４の実施形態例
図９に、本発明を具備するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置１の第４の実施形態例を図示する。
【００６９】
本実施形態例では、トラフィック情報収集部１６を有して、その出力を経路計算部１４の乗算機能部１４３，１４４に入力するという構成を採っている。
【００７０】
このトラフィック情報収集部１６は、各ノードのトラフィック状態を収集する機能を有し、自ノードもしくはネットワーク全体のトラフィック混雑状況を把握することで、既設の光パスリンクコストとファイバリンクコスト間のコスト重み付けや、パケット・セルスイッチコストと光スイッチコスト間のコスト重み付けを変化させる処理を行う。
【００７１】
ここで、パケット・セルスイッチコストについては、リンク状態ＤＢ１１で管理され、光スイッチコストについては、拡張リンク状態ＤＢ１２で管理されている。
例えば、パケットトラフィックが極めて少ない状態には、光パス新設が行われやすくするようにするために、ファイバリンクコストや光スイッチコストを下げることで、
β１＝１，β２＝０.1×Ｂo,w ／１０8 ，γ１＝１，γ２＝０
といった値を設定し、その一方で、パケットトラフィックが多い状態には、光パス新設が行われにくくするようにするために、ファイバリンクコストや光スイッチコストを高くすることで、
β１＝１，β２＝１０×Ｂo,w ／１０8 ，γ１＝１，γ２＝２
といった値を設定する。
【００７２】
このように、本実施形態例に従うと、ネットワーク状態に応じて光パスの利用法を変化させることが可能になる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、トラフィック需要の変動に応じて光パスの設定・削除を迅速に行うことが可能となり、ネットワーク全体で設定する光パスとそれに収容する論理パスの最適化を動的に図りやすくなる。その結果、ネットワーク全体でのサービス収容効率を高めることができる。
【００７４】
そして、本発明によれば、ＩＰレイヤと光レイヤの連携性が高まる結果、耐障害性に優れた大容量通信サービスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態例である。
【図２】本発明で行う光パスリンク状態情報およびファイバリンク状態情報の広告処理の一例である。
【図３】本発明で行う経路選択処理の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態例である。
【図５】本発明で行う経路計算処理の説明図である。
【図６】本発明で行う経路計算処理の説明図である。
【図７】本発明により行われるラベルスイッチパスの設定処理の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態例である。
【図９】本発明の第４の実施形態例である。
【図１０】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１ パケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置
１０ フラッディング部
１１ リンク状態ＤＢ
１２ 拡張リンク状態ＤＢ
１３ Switching Capability監視部
１４ 経路計算部
１５ Next Hop DB
Claims (6)
- パケット又はセルを転送するパケット・セルスイッチ部と光パスを交換する光スイッチ部とを統合管理するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置であって、
パケット・セルスイッチと光パスとで構成されるパケット・セル転送ネットワークの状態情報を管理する第１の管理手段と、
光スイッチと光パスを収容するファイバリンクとで構成される光パスネットワークの状態情報を管理する第２の管理手段と、
前記第１の管理手段の管理する状態情報と、前記第２の管理手段の管理する状態情報とを入力として、パケット・セル及び光パスを転送するルートを決定する決定手段と、
前記第１の管理手段で管理される光パスのコスト情報を入力として、該コスト情報に重み係数β１を乗算し、前記第２の管理手段で管理されるファイバリンクのコスト情報を入力として、該コスト情報に重み係数β２を乗算する乗算手段とを備え、
前記決定手段は、前記乗算手段の乗算結果を入力として最小コストの転送ルートを探索することで、パケット・セル及び光パスを転送するルートを決定することを、
特徴とするパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置。 - 請求項１記載のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置において、
ネットワークのトラフィック状態情報を収集する収集手段を備え、
前記乗算手段は、前記トラフィック状態情報に応じて、前記重み係数β１，β２のいずれか一方又は双方を変更することを、
特徴とするパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置。 - パケット又はセルを転送するパケット・セルスイッチ部と光パスを交換する光スイッチ部とを統合管理するパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置であって、
パケット・セルスイッチと光パスとで構成されるパケット・セル転送ネットワークの状態情報を管理する第１の管理手段と、
光スイッチと光パスを収容するファイバリンクとで構成される光パスネットワークの状態情報を管理する第２の管理手段と、
前記第１の管理手段の管理する状態情報と、前記第２の管理手段の管理する状態情報とを入力として、パケット・セル及び光パスを転送するルートを決定する決定手段と、
前記第１の管理手段で管理される光パスのコスト情報とパケット・セルスイッチ部のコスト情報とを入力として、該コスト情報にそれぞれ重み係数β１、重み係数γ１を乗算し、前記第２の管理手段で管理されるファイバリンクのコスト情報と光スイッチ部のコスト情報とを入力して、該コスト情報にそれぞれ重み係数β２、重み係数γ２を乗算する乗算手段とを備え、
前記決定手段は、前記乗算手段の乗算結果を入力として最小コストの転送ルートを探索することで、パケット・セル及び光パスを転送するルートを決定することを、
特徴とするパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置。 - 請求項３記載のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置において、
前記乗算手段は、前記第１の管理手段で管理されるパケット・セルスイッチ部の状態情報と、前記第２の管理手段で管理される光スイッチ部の状態情報のいずれか一方又は双方の状態情報に応じて、前記重み係数γ１，γ２のいずれか一方又は双方を変更することを、
特徴とするパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置。 - 請求項３記載のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置において、
ネットワークのトラフィック状態情報を収集する収集手段を備え、
前記乗算手段は、前記トラフィック状態情報に応じて、前記重み係数β１，β２，γ１，γ２の一部又は全てを変更することを、
特徴とするパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置。 - 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置において、
規定のプロトコルに従って、他ノードから前記ネットワーク状態情報を収集して該当する前記管理手段に登録する手段と、
自ノードから前記ネットワーク状態情報を収集して該当する前記管理手段に登録する手段と、
規定のプロトコルに従って、自ノードから収集した前記ネットワーク状態情報を他ノードに広告する手段とを備えることを、
特徴とするパケットスイッチ・光スイッチ統合制御装置。
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