JP3789850B2 - マルチレイヤ光ネットワークおよび当該ネットワークにおけるトラヒックエンジニアリング方法 - Google Patents

マルチレイヤ光ネットワークおよび当該ネットワークにおけるトラヒックエンジニアリング方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光パス統合通信網であるマルチレイヤ光ネットワークに利用する。特に、サブネット間の交流トラヒック量に応じて動的に光パスの設定開放を行う方法と手順に関するトラヒックエンジニアリングの技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
大容量のネットワークを構築する手段としてマルチレイヤ光ネットワークの研究開発が進められている。図20にマルチレイヤ光ネットワークを示す。マルチレイヤ光ネットワークは光コアネットワークと電気パケットスイッチサブネットワークとから構成される。
【0003】
図20のマルチレイヤ光ネットワークはマルチレイヤのネットワークであり、光コアネットワーク上には光パスが設定され、光パスにより接続される電気パススイッチサブネットワーク群が電気パケットスイッチネットワークの全体を構成する。
【0004】
光コアネットワークは光クロスコネクト(PXC)と複数のPXC間をつなぐ光ファイバケーブルとから構成される。電気パケットスイッチサブネットワークと光コアネットワークとの境界のPXCは、光ファイバリンクで両ネットワークを相互に接続している。光ファイバケーブルによる光パスは光コアネットワーク上に設定され、異なる電気パケットスイッチサブネットワーク同士を相互に接続する。電気パケットスイッチサブネットワーク間の情報は光パス上をトランスペアレントに転送される。
【0005】
どの電気パケットスイッチサブネットワークを接続するかで電気パケットスイッチネットワークのトポロジを仮想的に変えることができる。図21は一つの光パスネットワークトポロジ(図21(a))が与えられたときに二通りの電気パケットスイッチネットワークトポロジ(図21(b)および図21(c))が実現できる様子を示す。また、図21においては光パスと電気パスの階層化の説明をしている。
【0006】
図21においてO−LSPは光パスのことであり、E−LSPは電気パスのことである。E−LSPはO−LSPにより相互に接続された電気パケットスイッチサブネットワークから構成される電気パケットスイッチネットワーク上をルーティングされる。図21(b)のO−LSPトポロジパターン#1ではE−LSPはマルチホップで接続されている。すなわち、2本のO−LSPを経由して二つの電気パケットスイッチサブネットワークを接続している。それに対し図21(c)のO−LSPトポロジパターン#2ではE−LSPはシングルホップで接続されている。すなわち、1本のO−LSPを経由して、二つの電気パケットサブネットワークを接続している。
【0007】
電気パケットスイッチネットワーク全体はグラフ理論の用語でいうと「連結」でないといけない。すなわち、各電気パケットスイッチサブネットワークはO−LSPにて相互に接続される必要があるが、しかしながら、全ての電気パケットスイッチサブネットワークがO−LSPで相互に直接接続される必要はなく、マルチホップで接続されていてもよい。図22に連結な電気パケットスイッチネットワーク(図22(b))と、連結でない電気パケットスイッチネットワーク(図22(c))を示す。図22(b)の連結な電気パケットスイッチネットワークにおいては4つの全ての電気パケットスイッチサブネットワーク(Subnet1−4)がO−LSPを介して行き来することができるが、図22(c)の連結でない電気パケットスイッチネットワークでは3つの電気パケットスイッチサブネットワーク(Subnet1,2,4)がO−LSPで接続されているのみであり、一つの電気パケットスイッチサブネットワーク(Subnet3)は他の3つの電気パケットスイッチサブネットワークとはO−LSPを介して行き来することができない。E−LSP内の電気パケット交換はラベルによるMPLS(Multi Protocol Label Switching)により行われる。
【0008】
本発明の課題の一部である動的な光パストポロジ最適化問題の解決手段としては従来BXCQの手法が知られている。BXCQ関連の文献として、大木英司、山中直明「マルチメディアサービス特性がATM−VC網構成に与える影響」信学技法SE94−241 IN94−183(1995−03)がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
図23は図20に示される電気パケットスイッチサブネットワークのうちの4つが接続される例である。電気パケットスイッチサブネットワーク1は2と3と直接光パスで接続されており、2は1と4と、3は1と4と、4は2と3と、それぞれ直接光パスで接続されている。電気パケットスイッチサブネットワーク1から4へパケットを転送するには1から2を経由して4へ、あるいは、1から3を経由して4へマルチホップで転送する経路をとることができる。図24は図23と同様に図20の4つの電気パケットスイッチサブネットワークが接続される例であるが、電気パケットスイッチサブネットワーク1と4との間と、2と3との間に対角線経路の光パスが設定されている。
【0010】
図23および図24における各電気パケットスイッチサブネットワークの境界上にある電気ボーダルータは2つの電気パケット送受信ポートを光コアネットワークに向けて持っている。各ボーダルータに配備されている2つの電気パケット送受信ポートを、どの電気ボーダルータ同士のものを光パスで直接接続すればよいかは、各電気パケットスイッチサブネットワーク間の交流トラヒックによって決まる。対角線上の経路のトラヒックが少ない場合には図23が有利であり、逆に多い場合は図24が有利である。交流トラヒック量を考慮せずに光パスを設定すると、例えば、交流トラヒックが多い電気パケットスイッチサブネットワーク間同士が直接光パスで接続されなくなったりして、マルチホップでパケット転送を行う必要が生じ、光パスが輻輳したりすることが問題となってくる。
【0011】
電気パケットスイッチサブネットワーク間の相互の交流トラヒック量はE−LSP上を流れるパケット数およびパケットのバイト数を計数することで求めることができる。全ての電気パケットスイッチサブネットワーク相互間の交流トラヒックは行列で表現することができ、これを交流トラヒック行列と呼ぶ。図25に交流トラヒック行列を示す。図25の例ではN個の電気パケットスイッチサブネットワークからなるネットワークの交流トラヒック行列を示し、行列の(i,j)成分は電気パケットスイッチサブネットワークiからjへの交流トラヒック量を示す。
【0012】
交流トラヒックは時間的に変化するものであり、いったん光パスを設定した後でも、状況に応じて光パスを動的に設定しなおすことが必要である。このようなトラヒックの変動に応じて光パスの設定を手作業で行うことは保守化稼働が増大し望ましくない。
【0013】
本発明は、このような背景に行われたものであって、時間的に変化する交流トラヒックに応じて動的に最適なO−LSPまたはE−LSPの設定開放を行いリアレンジすることができるマルチレイヤ光ネットワークおよびプログラムおよび記録媒体および当該ネットワークにおけるトラヒックエンジニアリング方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ネットワーク内のO−LSPのいずれかにおける輻輳検出を契機にして全E−LSPのリアレンジを行うことを特徴とする。これにより、時間的に変化する交流トラヒックに応じて動的に最適なO−LSPまたはE−LSPの設定開放を行いリアレンジすることができる。
【0015】
この際に、全E−LSPのリアレンジに伴いO−LSPのリアレンジも併せて行うこともできる。例えば、使用帯域が最も太いまたはホップ数が最も多いまたは経路コストが最も高いE−LSPが構成されたO−LSPを1ホップで新規に構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該O−LSPを新規に構成する。
【0016】
すなわち、使用帯域が最も太いまたはホップ数が最も多いまたは経路コストが最も高いE−LSPを1ホップのO−LSPにリアレンジすることにより、トラヒックの流通をスムースにすることができるので、交流トラヒックに応じて最適なO−LSPまたはE−LSPを構成することがてきる。
【0017】
あるいは、仮想的に複数回のO−LSPのリアレンジを行い、この複数回のリアレンジ結果の中から経路コストの最も小さいO−LSPのリアレンジを実際に実行することもできる。
【0018】
これにより、実際のリアレンジに先立って、リアレンジをシミュレートし、最適なリアレンジを実現することができる。
【0019】
この場合に、仮想的にO−LSPのリアレンジを行う回数または時間を制限することが望ましい。これにより、シミュレート時間に制限を設けて、処理時間の短時間化を図ることができる。
【0020】
さらに、O−LSPのリアレンジを仮想的にカット&トライにより行い、当該仮想的に行われたカット&トライの順番にしたがって実際にO−LSPをリアレンジすることが望ましい。これによりシミュレーションどおりのリアレンジを行うことができる。
【0021】
使用率が閾値以下のO−LSPについては、当該O−LSPに構成されたE−LSPが他のO−LSPに既に振り替え済みであり、当該O−LSPを開放した場合でも全ルータの接続が確保されており、当該O−LSPを開放した場合でも他のO−LSPに輻輳が発生しないことが確認された場合には当該O−LSPの開放を実行することが望ましい。これにより、不必要なO−LSPを開放し、ネットワークリソースを有効に利用することができる。
【0022】
新規のE−LSPの構成要求については既設のO−LSPに構成不可の場合に限り新規のO−LSPを作成することが望ましい。これにより、できる限り新設のO−LSPを増やすことなく、ネットワークリソースを有効に利用することができる。
【0023】
また、新規のE−LSPの構成要求については所定のポリシにしたがってE−LSPおよびO−LSPを新設またはリアレンジすることもできる。
【0024】
この場合に、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否か判定し収容可能であれば収容し、当該所定ホップ数以内の既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容するポリシを含む。
【0025】
当該ポリシによれば、まず1ホップでE−LSPを実現することを試みるが、実現困難な場合には、所定のホップ数でE−LSPを実現することを試みる。これにより、トラヒックの流通をスムースにし、ネットワークリソースを有効利用することができる。
【0026】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、当該新設O−LSPが構成不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否か判定し収容可能であれば収容するポリシを含む。
【0027】
当該ポリシによれば、できる限り1ホップでE−LSPを実現することを試みることにより、トラヒックの流通をスムースにし、ネットワークリソースを有効利用することができる。
【0028】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの当該E−LSPを収容する新設のO−LSPが構成可能か否か判定し構成可能であれば当該O−LSPを新設して収容し、構成不可であれば既設の1ホップのO−LSPに当該E−LSPを収容可能か否かを判定して収容可能であれば当該E−LSPを当該既設O−LSPに収容し、当該既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシを含む。
【0029】
当該ポリシによれば、まず新設のO−LSPの構成を試み、それが不可であれば既設のO−LSPの利用を試みるので、最初に既設のO−LSPを探索する場合と比較してリアレンジ処理を高速に行うことができる。
【0030】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して所定ホップ数以内の新設O−LSPを1本構成することにより当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、この際、複数の当該新設O−LSPの候補が存在する場合には当該候補の中から当該E−LSP収容後の経路コストが最も小さいものを選択し、1本の新設O−LSPに当該E−LSPが収容不可であれば所定ホップ数以内のM本の新設O−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該M本の新設O−LSPに分散して当該E−LSPを収容するポリシを含む。
【0031】
当該ポリシによれば、まず1ホップでE−LSPを実現することを試みるが、実現困難な場合には、当該E−LSPを複数のO−LSPに分散して所定のホップ数でE−LSPを実現することを試みる。これにより、トラヒックの流通をスムースにし、ネットワークリソースを有効利用することができる。
【0032】
また、ネットワーク内に既設帯域予約型E−LSPがある場合には、これを除いてリアレンジを行うことにより、予約された帯域を確保することができる。
【0033】
すなわち、本発明の第一の観点は、パケット単位のスイッチおよび転送を行う複数のサブネットワークと、このサブネットワーク間を接続する光伝送路と、この光伝送路を終端するノードとを備え、前記光伝送路および前記ノードにより構成される光波長リンクの両端に光波長単位のスイッチが可能なLSCおよびパケット単位のスイッチが可能なPSCがそれぞれ設けられ、両端にLSCを備えたO−LSPと、このO−LSPを含み両端にPSCを備えたE−LSPとの2階層構造を持つマルチレイヤ光ネットワークである。
【0034】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記O−LSPのいずれかにおける輻輳検出を契機にして全E−LSPのリアレンジを行う手段を備えたところにある。
【0035】
前記リアレンジを行う手段は、前記全E−LSPのリアレンジに伴いO−LSPのリアレンジも併せて行う手段を備えることが望ましい。
【0036】
前記併せて行う手段は、例えば、使用帯域が最も太いまたはホップ数が最も多いまたは経路コストが最も高いE−LSPが構成されたO−LSPを1ホップで新規に構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該O−LSPを新規に構成する手段を備える。
【0037】
あるいは、前記併せて行う手段は、仮想的に複数回のO−LSPのリアレンジを行うリアレンジシミュレート手段と、このリアレンジシミュレート手段による複数回のリアレンジ結果の中から経路コストの最も小さいO−LSPのリアレンジを実際に実行する手段とを備えることもできる。
【0038】
前記リアレンジシミュレート手段は、仮想的にO−LSPのリアレンジを行う回数または時間を制限する手段を備えることが望ましい。
【0039】
前記リアレンジシミュレート手段は、O−LSPのリアレンジを仮想的にカット&トライにより行う手段を備え、前記実際に実行する手段は、当該仮想的に行われたカット&トライの順番にしたがって実際にO−LSPをリアレンジする手段を備えることが望ましい。
【0040】
使用率が閾値以下のO−LSPについては、当該O−LSPに構成されたE−LSPが他のO−LSPに既に振り替え済みであり、当該O−LSPを開放した場合でも全ルータの接続が確保されており、当該O−LSPを開放した場合でも他のO−LSPに輻輳が発生しないことが確認された場合には当該O−LSPの開放を実行する手段を備えることが望ましい。
【0041】
新規のE−LSPの構成要求については既設のO−LSPに構成不可の場合に限り新規のO−LSPを作成する手段を備えることが望ましい。
【0042】
また、新規のE−LSPの構成要求については所定のポリシにしたがってE−LSPおよびO−LSPを新設またはリアレンジする手段を備えることもできる。
【0043】
前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否か判定し収容可能であれば収容し、当該所定ホップ数以内の既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容するポリシを含む。
【0044】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、当該新設O−LSPが構成不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシを含む。
【0045】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの当該E−LSPを収容する新設のO−LSPが構成可能か否か判定し構成可能であれば当該O−LSPを新設して収容し、構成不可であれば既設の1ホップのO−LSPに当該E−LSPを収容可能か否かを判定して収容可能であれば当該E−LSPを当該既設O−LSPに収容し、当該既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシを含む。
【0046】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して所定ホップ数以内の新設O−LSPを1本構成することにより当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、この際、複数の当該新設O−LSPの候補が存在する場合には当該候補の中から当該E−LSP収容後の経路コストが最も小さいものを選択し、1本の新設O−LSPに当該E−LSPが収容不可であれば所定ホップ数以内のM本の新設O−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該M本の新設O−LSPに分散して当該E−LSPを収容するポリシを含む。
【0047】
また、前記リアレンジを行う手段は、既設帯域予約型E−LSPを除いてリアレンジを行う手段を備えることが望ましい。
【0048】
本発明の第二の観点は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、本発明のマルチレイヤ光ネットワークに適用される機能を実現させるプログラムであって、本発明の特徴とするところは、前記O−LSPのいずれかにおける輻輳検出を契機にして全E−LSPのリアレンジを行う機能を実現させるところにある。
【0049】
前記リアレンジを行う機能として、前記全E−LSPのリアレンジに伴いO−LSPのリアレンジも併せて行う機能を実現させることが望ましい。
【0050】
前記併せて行う機能として、使用帯域が最も太いまたはホップ数が最も多いまたは経路コストが最も高いE−LSPが構成されたO−LSPを1ホップで新規に構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該O−LSPを新規に構成する機能を実現させることができる。
【0051】
あるいは、前記併せて行う機能として、仮想的に複数回のO−LSPのリアレンジを行うリアレンジシミュレート機能と、このリアレンジシミュレート機能による複数回のリアレンジ結果の中から経路コストの最も小さいO−LSPのリアレンジを実際に実行する機能とを実現させることもできる。
【0052】
また、前記リアレンジシミュレート機能として、仮想的にO−LSPのリアレンジを行う回数または時間を制限する機能を実現させることもできる。
【0053】
前記リアレンジシミュレート機能として、O−LSPのリアレンジを仮想的にカット&トライにより行う機能を実現させ、前記実際に実行する機能として、当該仮想的に行われたカット&トライの順番にしたがって実際にO−LSPをリアレンジする機能を実現させることが望ましい。
【0054】
使用率が閾値以下のO−LSPについては、当該O−LSPに構成されたE−LSPが他のO−LSPに既に振り替え済みであり、当該O−LSPを開放した場合でも全ルータの接続が確保されており、当該O−LSPを開放した場合でも他のO−LSPに輻輳が発生しないことが確認された場合には当該O−LSPの開放を実行する手段を備えることもできる。
【0055】
新規のE−LSPの構成要求については既設のO−LSPに構成不可の場合に限り新規のO−LSPを作成する機能を実現させることが望ましい。
【0056】
新規のE−LSPの構成要求については所定のポリシにしたがってE−LSPおよびO−LSPを新設またはリアレンジする機能を実現させることもできる。
【0057】
前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否か判定し収容可能であれば収容し、当該所定ホップ数以内の既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容するポリシを含む。
【0058】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、当該新設O−LSPが構成不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシを含む。
【0059】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの当該E−LSPを収容する新設のO−LSPが構成可能か否か判定し構成可能であれば当該O−LSPを新設して収容し、構成不可であれば既設の1ホップのO−LSPに当該E−LSPを収容可能か否かを判定して収容可能であれば当該E−LSPを当該既設O−LSPに収容し、当該既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシを含む。
【0060】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して所定ホップ数以内の新設O−LSPを1本構成することにより当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、この際、複数の当該新設O−LSPの候補が存在する場合には当該候補の中から当該E−LSP収容後の経路コストが最も小さいものを選択し、1本の新設O−LSPに当該E−LSPが収容不可であれば所定ホップ数以内のM本の新設O−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該M本の新設O−LSPに分散して当該E−LSPを収容するポリシを含むこともできる。
【0061】
前記リアレンジを行う機能として、既設帯域予約型E−LSPを除いてリアレンジを行う機能を実現させることが望ましい。
【0062】
本発明の第三の観点は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読取可能な記録媒体である。本発明のプログラムは本発明の記録媒体に記録されることにより、前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。
【0063】
これにより、コンピュータ装置等の情報処理装置を用いて、時間的に変化する交流トラヒックに応じて動的に最適なO−LSPまたはE−LSPの設定開放を行いリアレンジすることができるマルチレイヤ光ネットワークを実現することができる。
【0064】
本発明の第四の観点は、本発明のマルチレイヤ光ネットワークに適用されるトラヒックエンジニアリング方法であって、本発明の特徴とするところは、前記O−LSPのいずれかにおける輻輳検出を契機にして全E−LSPのリアレンジを行うところにある。
【0065】
前記全E−LSPのリアレンジに伴いO−LSPのリアレンジも併せて行うことができる。例えば、使用帯域が最も太いまたはホップ数が最も多いまたは経路コストが最も高いE−LSPが構成されたO−LSPを1ホップで新規に構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該O−LSPを新規に構成する。
【0066】
あるいは、仮想的に複数回のO−LSPのリアレンジを行い、この複数回のリアレンジ結果の中から経路コストの最も小さいO−LSPのリアレンジを実際に実行することもできる。この場合には、仮想的にO−LSPのリアレンジを行う回数または時間を制限することが望ましい。また、O−LSPのリアレンジを仮想的にカット&トライにより行い、当該仮想的に行われたカット&トライの順番にしたがって実際にO−LSPをリアレンジすることが望ましい。
【0067】
使用率が閾値以下のO−LSPについては、当該O−LSPに構成されたE−LSPが他のO−LSPに既に振り替え済みであり、当該O−LSPを開放した場合でも全ルータの接続が確保されており、当該O−LSPを開放した場合でも他のO−LSPに輻輳が発生しないことが確認された場合には当該O−LSPの開放を実行することが望ましい。
【0068】
新規のE−LSPの構成要求については既設のO−LSPに構成不可の場合に限り新規のO−LSPを作成することが望ましい。
【0069】
あるいは、新規のE−LSPの構成要求については所定のポリシにしたがってE−LSPおよびO−LSPを新設またはリアレンジすることもできる。
【0070】
この場合には、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否か判定し収容可能であれば収容し、当該所定ホップ数以内の既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容するポリシを含む。
【0071】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、当該新設O−LSPが構成不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシを含む。
【0072】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの当該E−LSPを収容する新設のO−LSPが構成可能か否か判定し構成可能であれば当該O−LSPを新設して収容し、構成不可であれば既設の1ホップのO−LSPに当該E−LSPを収容可能か否かを判定して収容可能であれば当該E−LSPを当該既設O−LSPに収容し、当該既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシを含む。
【0073】
あるいは、前記ポリシは、例えば、新規のE−LSPの構成要求に対して所定ホップ数以内の新設O−LSPを1本構成することにより当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、この際、複数の当該新設O−LSPの候補が存在する場合には当該候補の中から当該E−LSP収容後の経路コストが最も小さいものを選択し、1本の新設O−LSPに当該E−LSPが収容不可であれば所定ホップ数以内のM本の新設O−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該M本の新設O−LSPに分散して当該E−LSPを収容するポリシを含む。
【0074】
また、既設帯域予約型E−LSPを除いてリアレンジを行うことが望ましい。
【0075】
【発明の実施の形態】
本発明実施例のマルチレイヤ光ネットワークを図1を参照して説明する。図1は本実施例のマルチレイヤ光ネットワークの全体構成図である。
【0076】
本実施例は、図1に示すように、パケット単位のスイッチおよび転送を行う複数の電気パケットスイッチサブネットワーク(以下、単にサブネットワークと記す)2〜7と、このサブネットワーク2〜7間を接続するO−LSPと、このO−LSPを終端するノードであるパケットルータ101〜107およびボーダルータ201、301、401、501、601、701とを備え、O−LSPおよびパケットルータ101〜107およびボーダルータ201、301、401、501、601、701により構成される光波長リンクの両端に光波長単位のスイッチが可能なLSCおよびパケット単位のスイッチが可能なPSCがそれぞれ設けられ、両端にLSCを備えたO−LSPと、このO−LSPを含み両端にPSCを備えたE−LSPとの2階層構造を持つマルチレイヤ光ネットワーク1である。
【0077】
ここで、本実施例の特徴とするところは、パケットルータ101〜107は、図5に示すように、前記O−LSPのいずれかにおける輻輳検出を契機にして全E−LSPのリアレンジを行うところにある。
【0078】
また、パケットルータ101〜107は、前記全E−LSPのリアレンジに伴いO−LSPのリアレンジも併せて行う。このときに、パケットルータ101〜107は、図3および図4に示すように、使用帯域が最も太いまたはホップ数が最も多いまたは経路コストが最も高いE−LSPが構成されたO−LSPを1ホップで新規に構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該O−LSPを新規に構成する。
【0079】
あるいは、パケットルータ101〜107は、図6に示すように、仮想的に複数回のO−LSPのリアレンジを行い、この複数回のリアレンジ結果の中から経路コストの最も小さいO−LSPのリアレンジを実際に実行する。また、図6に示すように、仮想的にO−LSPのリアレンジを行う回数または時間を制限することもできる。さらに、図6に示すように、パケットルータ101〜107は、O−LSPのリアレンジを仮想的にカット&トライにより行い、当該仮想的に行われたカット&トライの順番にしたがって実際にO−LSPをリアレンジする。
【0080】
また、図7に示すように、使用率が閾値以下のO−LSPについては、当該O−LSPに構成されたE−LSPが他のO−LSPに既に振り替え済みであり、当該O−LSPを開放した場合でも全ルータの接続が確保されており、当該O−LSPを開放した場合でも他のO−LSPに輻輳が発生しないことが確認された場合には当該O−LSPの開放を実行する。
【0081】
また、図19に示すように、新規のE−LSPの構成要求については既設のO−LSPに構成不可の場合に限り新規のO−LSPを作成する。
【0082】
あるいは、図8に示すように、新規のE−LSPの構成要求についてはポリシセレクタによって指定する所定のポリシにしたがってE−LSPおよびO−LSPを新設またはリアレンジする。
【0083】
図9に示すように、前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否か判定し収容可能であれば収容し、当該所定ホップ数以内の既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容するポリシ#1を含む。
【0084】
あるいは、図10に示すように、前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、当該新設O−LSPが構成不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシ#2を含む。
【0085】
あるいは、図11に示すように、前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの当該E−LSPを収容する新設のO−LSPが構成可能か否か判定し構成可能であれば当該O−LSPを新設して収容し、構成不可であれば既設の1ホップのO−LSPに当該E−LSPを収容可能か否かを判定して収容可能であれば当該E−LSPを当該既設O−LSPに収容し、当該既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシ#3を含む。
【0086】
あるいは、前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して所定ホップ数以内の新設O−LSPを1本構成することにより当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、この際、複数の当該新設O−LSPの候補が存在する場合には当該候補の中から当該E−LSP収容後の経路コストが最も小さいものを選択し、1本の新設O−LSPに当該E−LSPが収容不可であれば所定ホップ数以内のM本の新設O−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該M本の新設O−LSPに分散して当該E−LSPを収容するポリシ#4を含む。
【0087】
また、パケットルータ101〜107は、既設帯域予約型E−LSPを除いてリアレンジを行う。
【0088】
本実施例のマルチレイヤ光ネットワークは情報処理装置であるコンピュータ装置を用いて実現することができる。すなわち、コンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置に、本実施例のマルチレイヤ光ネットワークに適用されるパケットルータ101〜107に相応する機能を実現させるプログラムであって、前記O−LSPのいずれかにおける輻輳検出を契機にして全E−LSPのリアレンジを行う機能を実現させるプログラムをコンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置を本実施例のパケットルータ101〜107に相応する装置とすることができる。
【0089】
本実施例のプログラムは、前記リアレンジを行う機能として、前記全E−LSPのリアレンジに伴いO−LSPのリアレンジも併せて行う機能を実現させる。
【0090】
また、前記併せて行う機能として、使用帯域が最も太いまたはホップ数が最も多いまたは経路コストが最も高いE−LSPが構成されたO−LSPを1ホップで新規に構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該O−LSPを新規に構成する機能を実現させる。
【0091】
あるいは、前記併せて行う機能として、仮想的に複数回のO−LSPのリアレンジを行うリアレンジシミュレート機能と、このリアレンジシミュレート機能による複数回のリアレンジ結果の中から経路コストの最も小さいO−LSPのリアレンジを実際に実行する機能とを実現させる。
【0092】
あるいは、前記リアレンジシミュレート機能として、仮想的にO−LSPのリアレンジを行う回数または時間を制限する機能を実現させる。
【0093】
あるいは、前記リアレンジシミュレート機能として、O−LSPのリアレンジを仮想的にカット&トライにより行う機能を実現させ、前記実際に実行する機能として、当該仮想的に行われたカット&トライの順番にしたがって実際にO−LSPをリアレンジする機能を実現させる。
【0094】
あるいは、使用率が閾値以下のO−LSPについては、当該O−LSPに構成されたE−LSPが他のO−LSPに既に振り替え済みであり、当該O−LSPを開放した場合でも全ルータの接続が確保されており、当該O−LSPを開放した場合でも他のO−LSPに輻輳が発生しないことが確認された場合には当該O−LSPの開放を実行する機能を実現させる。
【0095】
あるいは、新規のE−LSPの構成要求については既設のO−LSPに構成不可の場合に限り新規のO−LSPを作成する機能を実現させる。
【0096】
あるいは、新規のE−LSPの構成要求については所定のポリシにしたがってE−LSPおよびO−LSPを新設またはリアレンジする機能を実現させる。
【0097】
前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否か判定し収容可能であれば収容し、当該所定ホップ数以内の既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容するポリシ#1を含む。
【0098】
あるいは、前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、当該新設O−LSPが構成不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否か判定し収容可能であれば収容するポリシ#2を含む。
【0099】
あるいは、前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの当該E−LSPを収容する新設のO−LSPが構成可能か否か判定し構成可能であれば当該O−LSPを新設して収容し、構成不可であれば既設の1ホップのO−LSPに当該E−LSPを収容可能か否かを判定して収容可能であれば当該E−LSPを当該既設O−LSPに収容し、当該既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシ#3を含む。
【0100】
あるいは、前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して所定ホップ数以内の新設O−LSPを1本構成することにより当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、この際、複数の当該新設O−LSPの候補が存在する場合には当該候補の中から当該E−LSP収容後の経路コストが最も小さいものを選択し、1本の新設O−LSPに当該E−LSPが収容不可であれば所定ホップ数以内のM本の新設O−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該M本の新設O−LSPに分散して当該E−LSPを収容するポリシ#4を含む。
【0101】
また、前記リアレンジを行う機能として、既設帯域予約型E−LSPを除いてリアレンジを行う機能を実現させる。
【0102】
本実施例のプログラムは本実施例の記録媒体に記録されることにより、コンピュータ装置は、この記録媒体を用いて本実施例のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本実施例のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接コンピュータ装置に本実施例のプログラムをインストールすることもできる。
【0103】
これにより、コンピュータ装置を用いて、時間的に変化する交流トラヒックに応じて動的に最適なO−LSPまたはE−LSPの設定開放を行いリアレンジすることができるマルチレイヤ光ネットワークを実現することができる。
【0104】
以下では、本実施例をさらに詳細に説明する。
【0105】
図1は本実施例のマルチレイヤ光ネットワークの全体構成図であり、全てのリンクステートを表現して描いてある。1は光コアネットワークで光ファイバ通信を行い、101〜107はパケットルータ(PR:Packet Router)で光波長単位のスイッチが可能なLSCとパケット単位のスイッチが可能なPSCの機能を持つ。
【0106】
2〜7は電気パケットスイッチサブネットワーク(Subnet)でありローカルエリアでのパケット通信網であり、201〜203、301〜303、401〜403、501〜503、601〜603、701〜703は各々サブネットワーク2〜7を構成するルータであってパケット通信路E−LSPを構成し、光コアネットワーク1との接続を行うボーダルータ201、301、401、501、601、701は光通信路O−LSPをも構成可能である。
【0107】
サブネットワーク2〜7間の交流トラヒック量に応じて、動的に光パスの設定開放を行いリアレンジする第一のやり方は、このマルチレイヤ光ネットワーク内でのトラヒックエンジニアリング(TE)により、前記交流トラヒックが最適となる光波長リンクをリアレンジして構成することであり、リアレンジ時のポリシは、シンプルであること、早く構成できること、効果があること、柔軟な対応ができること、トポロジ変更時の瞬断が最小であること、であり、リアレンジは全て自立分散制御によるものとする。自立分散制御であるのでネットワークの各構成がほぼ同様の機能と情報をもって動作するが、ネットワークポリシとして如何なるポリシを採用するかは1カ所の例えば特定パケットルータから指示が出される。
【0108】
パケットルータ101〜107は常に自ルータ経由の電気的パケットのトラヒックを計数し、相互に通知しあっているので、各パケットルータは光コアネットワーク1の交流トラヒック行列をそれぞれ保有している。前記交流トラヒック行列において、マルチホップのE−LSPがO−LSPの帯域のγ%以上を占めている場合は、O−LSPネットワークのリアレンジを行う。そうでなければ、E−LSPレベルのTEを行う。E−LSPレベルでの経路リアレンジはOSPF(Open Shortest Path First)で行う。
【0109】
O−LSPの使用率が閾値αを超えたら、新しいO−LSPを設定する。まず、マルチホップのE−LSPの中で最も太いE−LSPを選択する。そのE−LSPがシングルホップで接続されるようにO−LSPを新設する(S−D(Start-Distination)ペアの間に直接O−LSPを設定する)。そのようなO−LSPが設定できない場合は次に太いE−LSPを選ぶ。図を用いて詳しく説明する。図2において[サブネット#3]4をSとし、[サブネット#1]2と[サブネット#2]3とを経由して[サブネット#4]5をDとするマルチホップE−LSPが複数ある中で黒太線が最もトラヒック量が多い状況であるが、そこで[サブネット#3]4のボーダルータ401は例えばBGP−4プロトコルを用いて得た交流トラヒック行列をもとにして新たに1ホップのO−LSPを[サブネット#3]4をSとし[サブネット#4]5をDとして設定し、同様に1ホップのE−LSPを前記O−LSP上に設定し(図2(b))、トラヒックの分散を図る。
【0110】
次に図3のフローチャート(1)により図2のアルゴリズムを説明する。
【0111】
ステップ1:例えばBGP−4プロトコルにより交流トラヒック行列更新
ステップ2:O−LSPの使用率が閾値α以上か?
α以上であればステップ3へ、なければステップ9へ
ステップ3:当該O−LSPを通るマルチホップのE−LSPのうち、最もトラヒック量が多いものを選択する
ステップ4:ステップ3で選択したE−LSPがこのO−LSPの帯域のγ%を占めるか?
γ%以上であればステップ5へ、γ%未達成であればステップ7へ
ステップ5:ステップ3で選んだE−LSPがシングルホップとなるようにO−LSPを設定して新しいE−LSPも設定される。
【0112】
ステップ6:新O−LSPと新E−LSPを公告
ステップ7:新O−LSP内の全E−LSPをTEでリアレンジし最適化する
ステップ8:新E−LSPを公告
ステップ9:全てのO−LSPをチェックしたか?
チェック完了であればステップ10へ、未完了であればステップ1へ
ステップ10:リンクリアレンジ作業完了
ステップ5で新しいO−LSP([サブネット#3]4をS、[サブネット#4]5をDとするシングルホップ)が設定されるとステップ6でこのパスは全てのパケットルータに公告される。
【0113】
図3のフローチャート(1)のステップ3では最もトラヒックの多いE−LSPを対象にリアレンジしたが、図4のフローチャート(2)では最も使用帯域の太い、あるいはホップ数の多い、あるいはまたコストの高いE−LSP用のO−LSPを1ホップで新規に構成しリアレンジを行う。使用帯域の太いE−LSP、ホップ数の多いE−LSP、コストの高いE−LSPから順にリアレンジの候補となる。
【0114】
図4のフローチャート(2)のアルゴリズムは、
ステップ1:例えばBGP−4プロトコルにより交流トラヒック行列更新
ステップ2:O−LSPの使用率が閾値α以上か?
α以上であればステップ3へ、なければステップ6へ
ステップ3:当該O−LSPを通るマルチホップのE−LSPのうち、使用帯域の太い、あるいはホップ数の多い、あるいはコストの高いものを選択する。使用帯域の太いE−LSP、ホップ数の多いE−LSP、コストの高いE−LSPから順にリアレンジの候補となる。
【0115】
ステップ4:ステップ3で選択したE−LSPがシングルホップとなるようにO−LSPを設定して新しいE−LSPも設定される。
【0116】
ステップ5:新O−LSPと新E−LSPを公告
ステップ6:全てのO−LSPをチェックしたか?
チェック完了であればステップ7へ、未完了であればステップ1へ
ステップ7:リンクリアレンジ作業完了
図5のフローチャート(3)では全E−LSPをトラヒックエンジニアリング(TF)手法によりネットワーク全体でリアレンジ(最適化)を行っている。
【0117】
図5のフローチャート(3)のアルゴリズムは、
ステップ1:例えばBGP−4プロトコルにより交流トラヒック行列更新
ステップ2:O−LSPの使用率が閾値α以上か?
α以上であればステップ3へ、なければステップ6へ
ステップ3:当該O−LSPを通る全てのE−LSPを対象にTE手法によりリアレンジして最適化する
ステップ4:新E−LSP公告
ステップ6:リンクリアレンジ作業完了
図6のフローチャート(4)ではネットワーク全体でコストが最も小さくなるように、仮想的にカット&トライでO−LSPのリアレンジ(最適化)を行う。
【0118】
図6のフローチャート(4)のアルゴリズムは、
ステップ1:例えばBGP−4プロトコルにより交流トラヒック行列更新
ステップ2:O−LSPの使用率が閾値α以上か?
α以上であればステップ3へ、なければステップ10へ
ステップ3:該O−LSP内の全E−LSPをカット&トライで仮想的にリアレンジ(最適化)する
ステップ4:目的関数であるネットワークコストが最小?
最小であればステップ5へ、最小でなければステップ6およびステップ7へ
ステップ5:網全体でコストが最小となるO−LSPとE−LSPを記憶する
ステップ6:N回以上トライしたか?
YESならステップ8へ、NOならステップ3へ
ステップ7:ステップ2の開始からt0時間経過したか?
YESならステップ8へ、NOならステップ3へ
ステップ8:ステップ5の記憶したコスト最小のO−LSPとE−LSPを設定する
ステップ9:ステップ8で設定した新E−LSPとO−LSPを公告する
ステップ10:全てのO−LSPをチェックしたか?
チェック完了であればステップ11へ、未完了であればステップ1へ
ステップ11:リンクリアレンジ作業完了
このようにして、カット&トライの回数または時間を制限してリアレンジする方式も可能である。
【0119】
仮想的にカット&トライした順番にしたがって、O−LSPとE−LSPのリアレンジを行うことで効率的リアレンジが可能である。すなわち、O−LSPトポロジのリコンフィグレーションの従来技術BXCQ(Branch eXchange Qos constrait)は、任意の初期トポロジからO−LSPのadd−eliminationを繰り返して、局所解を求め、できるだけ多くの初期トポロジを作り、複数の局所解から最も良いトポロジ(ここでは最適トポロジ)を選択していた。しかし、従来の方法に従うと、最適トポロジを求めても、網リソースの制約があり、サービスを中断せずに、現状のトポロジから最適トポロジに移行できる保証がない。そこで、本発明では、初期トポロジは、現在のトポロジに限定して、実際の網リソースの下で、O−LSPの張り替えられる制限を加えて、BXCQ法を適用する。
O−LSPのadd−eliminationを計算機上で繰り返して、現在のトポロジからスタートした局所解を求めるのがBXQC法である。
【0120】
O−LSPのadd−eliminationの順番として、例えば次のオプションがある。
【0121】
ランダム(この場合は、seedの与え方によって、複数の局所解が生成される)
O−LSPの使用率依存
リンクの空き波長状況
O−LSPのRoutingは、従来の方法あるいは他の方法を適用する。
【0122】
求められた局所解は、現状トポロジからの移行を必ず保証する。単純に考えれば、実際に計算機上で、たどり着いたプロセスをたどればよい。
【0123】
ネットワーク内の任意のO−LSPの使用率が閾値β以下になった場合には、このO−LSPを使用していたE−LSPが事前に他のO−LSPへ振り返られていること、および、前記O−LSPを開放した場合でも全ルータの接続が確保されること、および、他のO−LSPが輻輳にならないことを確認した後開放を実行する。
【0124】
図7はO−LSP開放のフローチャートであり、そのアルゴリズムは、
ステップ1:例えばBGP−4プロトコルにより交流トラヒック行列更新
ステップ2:O−LSPの使用率が閾値β以下か?
閾値β以下であればステップ3へ、閾値β以下でなければステップ8へ
ステップ3:該O−LSPを除いた仮想トポロジで全てのE−LSPを仮想的にリルーティングさせる
ステップ4:少なくとも一つ以上のO−LSPで輻輳が起きているか?
輻輳が起きていればステップ5へ、輻輳が起きていなければステップ6へ
ステップ5:該O−LSPは開放しない
ステップ6:該O−LSPを開放しても全ルータの接続が確保されているか?
YESならステップ7へ、NOならステップ3へ
ステップ7:該O−LSPを開放する
ステップ8:全てのO−LSPをチェックしたか?
チェック完了であればステップ9へ、未完了であればステップ2へ
ステップ9:該O−LSPの開放の作業完了
E−LSPの新規の構成要求があった場合には、既設のO−LSPを極力利用してE−LSPを構成し、または新規のO−LSPを作成してE−LSPを構成する。図19に示すフローチャートはその実施例である。図19のフローチャートのアルゴリズムは、
ステップ1:構成要素のあったS−D間に仮想的に1ホップで新E−LSPを張る
ステップ2:交流トラヒック行列を更新
ステップ3:既設O−LSPの内に使用率が閾値α以上の既設O−LSPがあるか?
あればステップ4へ、なければステップ8へ
ステップ4:既設O−LSP内で全E−LSPを対象にしたトラヒックエンジニアリングでリアレンジし最適化可能か?可能であればステップ5で公告し、不可能であればステップ6へ
ステップ5:新E−LSPを公告
ステップ6:1ホップの新規O−LSPを張り、E−LSPのトラヒックの一部を移す
ステップ7:新O−LSPと新E−LSPを公告
ステップ8:全てのO−LSPをチェックしたか?
チェック完了でステップ9完了へ、未完了であればステップ2へ戻りステップ2から8を繰り返す
ステップ9:終了
トラヒック需要増加に対してE−LSPを新設しまたはリアリレンジするが、リアレンジする際に既設帯域予約型E−LSPを除いてリアレンジし、張り替えを行い、張り替えるE−LSPおよび張り替え先O−LSPの選択アルゴリズムは下記のとおりである。この場合のフローチャートを図12から図16に示す。
【0125】
図12の張り替えフローチャート(ステップ100)のアルゴリズムは、
ステップ101:張り替えるE−LSPが属するO−LSPの中でi番目に太いE−LSPが既設のダイレクトホップのO−LSPに張り替え可能かどうかをチェックするために、i番目に太いE−LSPの経路計算の際の第j番目(初期値j=1)の経路候補に張り替え可能かステップ102でチェック。OKならばステップ104へ、NGでかつi<Iのときはi=i+1をしてステップ101を繰り返し、NGでかつi=Iのときはカウンタi=1にリセットしてステップ200へ
ステップ102:選択されたE−LSPの経路計算の際の第j番目(初期値j=1)の経路候補に張り替え可能かチェック。OKであればステップ104で張り替えてステップ105へ、NGでかつj<Jのときはj=j+1をしてステップ101を繰り返し、NGでかつj=Jのときはi<Iであればi=i+1をしてステップ101へ、i=Iであればカウンタi=j=1にリセットしてステップ200へ
ステップ103:i<I?
YESならi=i+1をしてステップ101へ、NOならばカウンタi=j=1にリセットしてステップ200へ
ステップ104:張り替えを行う
ステップ105:O−LSPは基準をクリヤしたか?
YESなら張り替え作業終了、NOならi=i+1をしてステップ101へ
次に図13の張り替えフローチャート(ステップ200)のアルゴリズムは、
ステップ201:i番目に太いE−LSPが既設のhホップ(初期値h=2)のO−LSPに張り替え可能かどうかチェック。OKならばステップ204で張り替えてステップ205へ、NOならステップ202へ
ステップ202:i<I?
YESならi=i+1をしてステップ101を繰り返し、NOでかつi=Iならステップ203へ
ステップ203:h<H?
h<Hであればh=h+1をしてステップ201へ、h=Hであればカウンタh=i=1にリセットしてステップ300へ
ステップ204:張り替えを行う
ステップ205:O−LSPは基準をクリヤしたか?
YESなら張り替え作業終了、NOならi=i+1をしてステップ101へ
次に図14の張り替えフローチャート(ステップ300)のアルゴリズムは、
ステップ301:i番目に太いE−LSPが張り替え可能なダイレクトE−LSPを新設できるかどうかをチェック。YESならばステップ302で新設および張り替えしてステップ303へ、NOでかつi<Iのときはi=i+1をしてステップ301を繰り返し、NOでかつi=Iのときはカウンタi=1にリセットしてステップ400へ
ステップ302:張り替えを行う
ステップ303:O−LSPは基準をクリヤしたか?
YESなら張り替え作業終了、NOならばi=i+1をしてステップ301へ
ステップ304:i<I?
YESならばi=i+1をしてステップ301へ、NOでかつi=Iのときはカウンタi=Iにリセットしてステップ400へ
次に図15の張り替えフローチャート(ステップ400)のアルゴリズムは、
ステップ401:i番目に太いE−LSPが、ダイレクトでないO−LSPを新設することで、既設のO−LSPとあわせてマルチホップで張り替えが可能になるかどうかをチェック。YESならばステップ402で張り替えてステップ403へ、NOでかつi<Iのときはi=i+1をしてステップ401を繰り返し、NOかつi=Iのときはカウンタi=Iにリセットしてステップ500へ
ステップ402:張り替えを行う
ステップ403:O−LSPは基準をクリヤしたか?
YESなら張り替え作業終了、NOならばi=i+1をしてステップ401へ
ステップ404:i<I?
YESならi=i+1をしてステップ401へ、NOでかつi=Iのときはカウンタi=1にリセットしてステップ500へ
次に図16の張り替えフローチャート(ステップ500)のアルゴリズムは、
ステップ501:i番目に太いE−LSPを複数のE−LSPに分割して、異なるO−LSPに入れることが可能かどうかチェック。YESならばステップ502で張り替えてステップ503へ、NOでかつi<Iのときはi=i+1をしてステップ501を繰り返し、NOかつi=Iのときはカウンタi=Iにリセットしてステップ500へ
ステップ502:張り替えを行う
ステップ503:O−LSPの帯域が基準をクリヤしたか?
YESなら張り替え作業終了、NOならi=i+1をしてステップ501へ
ステップ504:i<I?
YESならi=i+1をしてステップ501へ、NOでかつi=Iのときはカウンタi=1にリセットしてステップ501へ
図12から図16の一連のフローチャートについての以上の説明において、図12から図16の順番でフロー制御するものについて説明したが、図12から図16の5つのフローチャートは任意に順番を替えることが可能であり、例えば、できるだけO−LSPを新設したい場合には図14のフローチャートが先頭に来ることになり、場合によっては他のチャートが先頭に来る場合もある。
【0126】
該マルチレイヤ光ネットワーク内でのトラヒックエンジニアリング(TE)により、前記交流トラヒックを最適化する光波長リンク構成とする際にとられるポリシは、ネットワークの状況において異なり、各パケットルータ101から107に設けられたポリシセレクタの機能により複数のポリシを選択して実行することができる。図8のポリシセレクタの機能図によればポリシ#1、ポリシ#2、ポリシ#3、ポリシ#4をポリシセレクタがコマンドラインインタフェースCLI(Command Line Interface)により選択する。
【0127】
図9のポリシ#1のフローチャートのアルゴリズムは、
ステップ1:新設E−LSP設定要求に対して、ダイレクト既存O−LSPに新規E−LSPを収容できるかをチェックする。OKならば、ステップ5へ、NOならば、ステップ2へ
ステップ2:ダイレクトでない既存のO−LSPを用いて、2ホップで、E−LSPを収容できるかをチェックする。OKならば、ステップ5へ、NOならば、3ホップでチェックする。YESならば、ステップ5へ、NOならば、Hホップまで行う。YESならばステップ5へ、NOならばステップ3へ、(Default:H=2)E−LSP経路探索には、最小ホップ、Least Loadedのポリシを用いる。
【0128】
ステップ3:新しいダイレクトO−LSPを設定できるかチェックする。YESならば、ステップ5へ、NOならばステップ4へ
新規O−LSPの新設には、波長ルーティングアルゴリズム(LL,LL+AWCC,ERW,SPF−WC)を用いる。
【0129】
ステップ4(option):新設のダイレクトでないO−LSPを1本追加することにより、経由O−LSP数が最小となるE−LSPの経路を最優先に、E−LSPを設定できるかチェックする。O−LSPの追加は着ノード側への追加と、発ノード側への追加と大きく2つのパターンがある(図17参照)。複数の選択肢がある場合は、O−LSPを追加した後、E−LSPのコストが最小になるように、O−LSPを追加する。YESならば、ステップ5へ、NOならば、新設のダイレクトでないO−LSPをM本追加することまで試みる。YESならば、ステップ5へ、NOならばステップ6へ(Defoult:M=1)
図18は2本追加の場合のステップ4のアルゴリズムの詳細例図である。
【0130】
ステップ5:新設E−LSP要求をアクセプト
ステップ6:新設E−LSP要求をリジェクト
図10のポリシ#2のフローチャートのアルゴリズムは、
ステップ1:新設E−LSP設定要求に対して、ダイレクト既存O−LSPに新規E−LSPを収容できるかをチェックする。YESならば、ステップ5へ、NOならばステップ2へ
ステップ2:新しいダイレクトO−LSPを設定できるかチェックする。OKならばステップ5へ、NOならばステップ3へ
新規O−LSPの新設には、波長ルーティングアルゴリズム(LL,LL+WCC,ERW,SPF−WC)を用いる。E−LSP経路探索には、最小ホップ、Least Loadedのポリシを用いる。
【0131】
ステップ3:ダイレクトでない既存のO−LSPを用いて、2ホップでE−LSPを収容できるかチェックする。YESならば、ステップ5へ、NOならば3ホップでチェックする。YESならば、ステップ5へ、NOならば、Hホップまで行う。YESならばステップ5へ、NOならばステップ4へ(Default:H=2)
ステップ4(option):新設のダイレクトでないO−LSPを1本追加することにより、E−LSPを設定できるかチェックする。複数の選択肢がある場合は、O−LSPを追加した後、E−LSPのコストが最小になるように、O−LSPを追加する。YESならば、ステップ5へ、NOならば新設のダイレクトでないO−LSPをM本追加することまで試みる。YESならばステップ5へ、NOならばステップ6へ(Default:M=1)
図17および図18参照
ステップ5:新設E−LSP要求をアクセプト
ステップ6:新設E−LSP要求をリジェクト
図11のポリシ#3のフローチャートのアルゴリズムは、
ステップ1:新設E−LSP設定要求に対して、新しいダイレクトO−LSPを設定できるかチェックし、YESならばステップ5へ、NOならずステップ2へ、新規O−LSPの新設には、波長ルーティングアルゴリズム(LL,LL+AWCC,ERW,SPF−WC)を用いる。E−LSP経路探索には、最小ホップ、Least Loadedのポリシを用いる。
【0132】
ステップ2:ダイレクト既存のO−LSPに新規E−LSPを収容できるかをチェックする。OKならばステップ5へ、NOならばステップ3へ
ステップ3:ダイレクトでない既存O−LSPを用いて、2ホップで、E−LSPを収容できるかをチェックする。YESならば、ステップ5へ、NOならば、3ホップでチェックする。YESならばステップ5へ、NOならばHホップまで行う。YESならばステップ5へ、NOならばステップ4へ(Default:H=2)
ステップ4(option):新設のダイレクトでないO−LSPを1本追加することにより、E−LSPを設定できるかチェックする。複数の選択肢がある場合は、O−LSPを追加した後、E−LSPのコストが最小になるように、O−LSPを追加する。YESならば、ステップ5へ、NOならば、新設のダイレクトでないO−LSPをM本追加することまで試みる。YESならば、ステップ5へ、NOならばステップ6へ(Default:M=1)
図17および図18参照
ステップ5:新設E−LSP要求をアクセプト
ステップ6:新設E−LSP要求をリジェクト
このようにして、電気パケットスイッチサブネットワーク間の変動する交流トラヒック量に応じて、高速でダイナミックに自律分散的に光パスの設定あるいは開放を設定することが可能となる。光パスは最短経路に沿って設定されるので消費リソースを低く抑えることができる。
【0133】
ブロードバンド時代を迎えて増大する大容量データパケットの需要に対応できる広い地域をカバーする光通信サービス網が実現可能となる。
【0134】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、時間的に変化する交流トラヒックに応じて動的に最適なO−LSPまたはE−LSPの設定開放を行いリアレンジすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例のマルチレイヤ光ネットワークの全体構成図。
【図2】本実施例の適応的O−LSPを示す図。
【図3】本実施例の適応的O−LSP設定のフローチャート(1)。
【図4】本実施例の適応的O−LSP設定のフローチャート(2)。
【図5】本実施例の適応的O−LSP設定のフローチャート(3)。
【図6】本実施例の適応的O−LSP設定のフローチャート(4)。
【図7】本実施例のO−LSP開放のフローチャート。
【図8】本実施例のポリシセレクタの機能図。
【図9】本実施例のポリシ#1のフローチャート。
【図10】本実施例のポリシ#2のフローチャート。
【図11】本実施例のポリシ#3のフローチャート。
【図12】本実施例のE−LSP張り替えのフローチャート。
【図13】本実施例のE−LSP張り替えのフローチャート。
【図14】本実施例のE−LSP張り替えのフローチャート。
【図15】本実施例のE−LSP張り替えのフローチャート。
【図16】本実施例のE−LSP張り替えのフローチャート。
【図17】本実施例のポリシ2のフローチャートにおけるステップ4のアルゴリズムの詳細を説明する図(1本追加の例)。
【図18】本実施例のポリシ2のフローチャートにおけるステップ4のアルゴリズムの詳細を説明する図(2本追加の例)。
【図19】本実施例の新E−LSP要求対応のフローチャート。
【図20】マルチレイヤ光ネットワークのモデルを示す図。
【図21】O−LSPとE−LSPの階層とE−LSPのO−LSP上のルーティングを示す図。
【図22】連結な電気パケットスイッチネットワークと連結でない電気パケットスイッチネットワークを示す図。
【図23】電気パケットスイッチサブネットワークの接続パターン#1を示す図。
【図24】電気パケットスイッチサブネットワークの接続パターン#2を示す図。
【図25】交流トラヒック行列を示す図。
【符号の説明】
1 光コアネットワーク
101〜107 パケットルータ
2〜7 電気パケットスイッチサブネットワーク
201、301、401、501、601、701 ボーダルータ
202、203、302、303、402、403、502、503、602、603、702、703 ルータ

Claims (4)

  1. パケット単位のスイッチおよび転送を行う複数のサブネットワークと、このサブネットワーク間を接続する光伝送路と、この光伝送路を終端するノードとを備え、
    前記光伝送路および前記ノードにより構成される光波長リンクの両端に光波長単位のスイッチが可能な光波長スイッチングケーパビリティ(LSC)およびパケット単位のスイッチが可能なパケットスイッチングケーパビリティ(PSC)がそれぞれ設けられ、
    両端にLSCを備えた光波長リンク(O−LSPと記す)と、このO−LSPを含み両端にPSCを備えたパケットリンク(E−LSPと記す)との2階層構造を持つマルチレイヤ光ネットワークにおいて、
    新規のE−LSPの構成要求については所定のポリシにしたがってE−LSPおよびO−LSPを新設またはリアレンジする手段を備え、
    前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該所定ホップ数以内の既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容するポリシを含む
    ことを特徴とするマルチレイヤ光ネットワーク。
  2. パケット単位のスイッチおよび転送を行う複数のサブネットワークと、このサブネットワーク間を接続する光伝送路と、この光伝送路を終端するノードとを備え、
    前記光伝送路および前記ノードにより構成される光波長リンクの両端に光波長単位のスイッチが可能な光波長スイッチングケーパビリティ(LSC)およびパケット単位のスイッチが可能なパケットスイッチングケーパビリティ(PSC)がそれぞれ設けられ、
    両端にLSCを備えた光波長リンク(O−LSP)と、このO−LSPを含み両端にPSCを備えたパケットリンク(E−LSP)との2階層構造を持つマルチレイヤ光ネットワークにおいて、
    新規のE−LSPの構成要求については所定のポリシにしたがってE−LSPおよびO−LSPを新設またはリアレンジする手段を備え、
    前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容し、当該1ホップの既設O−LSPに収容不可であれば新設の1ホップのO−LSPを構成できるか否かを判定し構成可能であれば当該E−LSPを当該新設O−LSPに収容し、当該新設O−LSPが構成不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシを含む
    ことを特徴とするマルチレイヤ光ネットワーク。
  3. パケット単位のスイッチおよび転送を行う複数のサブネットワークと、このサブネットワーク間を接続する光伝送路と、この光伝送路を終端するノードとを備え、
    前記光伝送路および前記ノードにより構成される光波長リンクの両端に光波長単位のスイッチが可能な光波長スイッチングケーパビリティ(LSC)およびパケット単位のスイッチが可能なパケットスイッチングケーパビリティ(PSC)がそれぞれ設けられ、
    両端にLSCを備えた光波長リンク(O−LSP)と、このO−LSPを含み両端にPSCを備えたパケットリンク(E−LSP)との2階層構造を持つマルチレイヤ光ネットワークにおいて、
    新規のE−LSPの構成要求については所定のポリシにしたがってE−LSPおよびO−LSPを新設またはリアレンジする手段を備え、
    前記ポリシは、新規のE−LSPの構成要求に対して1ホップの当該E−LSPを収容する新設のO−LSPが構成可能か否かを判定し構成可能であれば当該O−LSPを新設して収容し、構成不可であれば既設の1ホップのO−LSPに当該E−LSPを収容可能か否かを判定して収容可能であれば当該E−LSPを当該既設O−LSPに収容し、当該 既設O−LSPに収容不可であれば所定ホップ数以内の既設O−LSPに当該E−LSPが収容可能であるか否かを判定し収容可能であれば収容するポリシを含む
    ことを特徴とするマルチレイヤ光ネットワーク。
  4. 情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、請求項1ないし3のいずれかに記載のマルチレイヤ光ネットワークに適用される機能を実現させるプログラムにおいて、
    前記O−LSPのいずれかにおける輻輳検出を契機にして全E−LSPのリアレンジを行う機能を実現させる
    ことを特徴とするプログラム
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