JP3825438B2 - ラベルスイッチングネットワークおよびラベルエッジルータ - Google Patents

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Description

本発明は、コネクション型ネットワーク技術に関し、特に大規模なＩＰネットワークを構築する際に用いられるラベルスイッチングネットワーク技術に関するものである。
インターネットなどの大規模パケット通信網では、ルータ間でのパケット転送を高速化するため、コネクション型ネットワーク技術の１つであるラベルスイッチングネットワーク技術を用いている。
例えば、ラベルスイッチングネットワーク技術の１つであるＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）技術は、ＭＰＬＳ対応ルータでパケットにラベルというデータリンク層のコネクション情報を付加して送信し、そのラベルだけを参照して対応する出力ポートへ転送する技術である。ＩＰネットワークで用いられる一般的なルータでは、受信したパケットのヘッダ情報に格納されている宛先ＩＰアドレスを調べて適当な出力ポートを決定するが、データリンク層に予め設定されたコネクションに対応するラベルを使用することによりこのような処理を省くことができ、パケット転送の高速化が実現される。
ところで、上記ラベルスイッチングネットワークでは、ユーザ網を収容するすべてのラベルエッジルータ間にパケット転送経路を設定する必要が生じるため、維持管理すべき経路数が多数になり、さらにこれらの経路を、刻々と変化するパケット転送ネットワークの経路変化に追従させる必要が生じるために、ルーチングプロトコル処理などの経路の維持管理負荷が非常に大きくなるという問題があった。
従来、これに対して、ラベルスイッチングネットワーク内に折り返し用ラベルエッジルータを設置し、受信したラベル付きユーザパケットからラベルを除去し、得られたユーザパケットの宛先アドレスを参照して転送テーブルを検索することで、着側ラベルエッジルータの識別情報を生成し、再度、着側ラベルエッジルータの識別情報を含むラベルを付加し、これをラベルスイッチングネットワークへ向けて転送するものとし、ラベル付きユーザパケットの転送の際に、発側ラベルエッジルータに対して、ユーザパケットの宛先アドレスと発側ラベルエッジルータから着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するためのラベルの組の情報を通知させ、発側ラベルエッジルータと着側ラベルエッジルータ間に動的にカットスルー経路を設定させる方法が検討されている。
これにより、加入者ユーザを収容しているラベルエッジルータが維持管理すべき経路数を削減し、ルーチングプロトコル処理などの経路の維持管理負荷を削減することが可能となる。
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
Junichi MURAYAMA et, al."Traffic-Driven Optical IP Networking Architecture"，IEICE TRANS. COMMUN., VOL.E86-B, NO.8 AUGUST 2003 辻元孝博，八木毅，村山純一，松田和浩，石井啓之，"ＴＳＮにおける光カットスルー方式の評価"，社団法人電子情報通信学会，2003年電子情報通信学会総合大会，B-7-82（2003年3月）
しかしながら、このような従来技術では、ラベルに任意の値を設定していたため、折り返し用ラベルエッジルータや着側ラベルエッジルータにおいて発側ラベルエッジルータを特定することができないことから、ラベル付きユーザパケットを効率よく転送できないという問題点があった。
例えば、ラベルスイッチングネットワーク内に設置した折り返し用ラベルエッジルータで、そのトラヒック需要に伴って前述したカットスルー経路の設定が必要と判断した場合でも、発側ラベルエッジルータを特定することができず、そのラベル付きユーザパケットの発側ラベルエッジルータへカットスルー経路の設定に必要な情報を通知できないという問題点があった。
また、着側ラベルエッジルータで、受信したラベル付きユーザパケットについての転送要否の判断すなわちフィルタリング処理を、当該ラベル付きユーザパケットの発側ラベルエッジルータ単位で行いたい場合でも、発側ラベルスイッチルータを特定することができないことから、着側ラベルエッジルータでは、ユーザパケットの宛先アドレス単位でフィルタリング処理する必要が生じ、フィルタリング処理の際の経路の管理負荷が非常に大きくなるという問題があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、受信したラベル付きユーザパケットの発側ラベルエッジルータを容易に特定でき、ラベル付きユーザパケットを効率よく転送できるラベルスイッチングネットワークおよびラベルエッジルータを提供することを目的としている。
このような目的を達成するために、本発明にかかるラベルスイッチングネットワークは、収容するユーザ網の端末から送信された所望の端末宛のユーザパケットにその転送経路を特定するためのラベルを付加して転送するとともに、受信したラベル付きユーザパケットからラベルを削除してユーザ網の端末へ転送する複数のラベルエッジルータと、これらラベルエッジルータを網状に接続し、受信したラベル付きユーザパケットを当該ラベルに対応する転送経路で転送するラベルスイッチルータとからなるラベルスイッチングネットワークであって、ラベルエッジルータに、ユーザパケットにラベルを付加して転送する際、当該ユーザパケットの転送経路の着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと発側エッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルとを、当該ユーザパケットに付加して転送する第１のパケット転送手段と、受信したラベル付きユーザパケットから第１および第２のラベルを削除して、得られたユーザパケットをユーザ網の端末へ転送する第２のパケット転送手段とを備えるものである。
この際、ラベルエッジルータに、受信したラベル付きユーザパケットから第１および第２のラベルを削除し、そのユーザパケットの宛先アドレスに基づき特定した着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む新たな第１のラベルと、当該ラベルエッジルータ自身を示す識別情報を含む新たな第２のラベルとを、当該ユーザパケットに付け替えて転送する折り返し転送手段と、宛先アドレスと着側ラベルエッジルータを示す識別情報とを含むカットスルーデータに、削除した第２のラベルに含まれる発側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと、当該ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルとを付加して転送するカットスルーデータ通知手段とをさらに設けてもよい。
また、ラベルエッジルータに、受信したラベル付きユーザパケットの第２のラベルに含まれる発側ラベルエッジルータの識別情報に基づき、当該ラベル付きユーザパケットの転送可否を判断するフィルタリング手段をさらに設けてもよい。
また、本発明にかかるラベルエッジルータは、収容するユーザ網の端末から送信された所望の端末宛のユーザパケットにその転送経路を特定するためのラベルを付加して転送するとともに、受信したラベル付きユーザパケットからラベルを削除してユーザ網の端末へ転送する複数のラベルエッジルータと、これらラベルエッジルータを網状に接続し、受信したラベル付きユーザパケットを当該ラベルに対応する転送経路で転送するラベルスイッチルータとからなるラベルスイッチングネットワークで用いられるラベルエッジルータであって、ユーザパケットにラベルを付加して転送する際、当該ユーザパケットの転送経路の着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと発側エッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルとを、当該ユーザパケットに付加して転送する第１のパケット転送手段と、受信したラベル付きユーザパケットから第１および第２のラベルを削除して、得られたユーザパケットをユーザ網の端末へ転送する第２のパケット転送手段とを備えるものである。
この際、受信したラベル付きユーザパケットから第１および第２のラベルを削除し、そのユーザパケットの宛先アドレスに基づき特定した着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む新たな第１のラベルと、当該ラベルエッジルータ自身を示す識別情報を含む新たな第２のラベルとを、当該ユーザパケットに付け替えて転送する折り返し転送手段と、宛先アドレスと着側ラベルエッジルータを示す識別情報とを含むカットスルーデータに、削除した第２のラベルに含まれる発側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと、当該ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルとを付加して転送するカットスルーデータ通知手段とをさらに設けてもよい。
また、受信したラベル付きユーザパケットの第２のラベルに含まれる発側ラベルエッジルータの識別情報に基づき、当該ラベル付きユーザパケットの転送可否を判断するフィルタリング手段をさらに設けてもよい。
また、転送手段に、ユーザパケットの宛先アドレスとそのユーザパケットの転送先ラベルエッジルータへ転送するためのラベルとの組の情報を管理するとともに、これら組の情報を、到達性を確保するための経路を保有する固定経路情報エントリ部と、宛先アドレスを有するユーザを収容している着側ラベルエッジルータへのカットスルー経路を保有するキャッシュ経路情報エントリ部とに分けて管理するコア転送テーブルを設け、前記ユーザパケットにラベルを付加して転送する際、前記ユーザパケットの宛先アドレスに基づき前記コア転送テーブルを参照して前記第１のラベルを特定し、カットスルー経路の設定を要求するカットスルーデータを受信した際、そのカットスルーデータに含まれるユーザパケットの宛先アドレスと着側ラベルエッジルータを示す識別情報とに基づき、その宛先アドレスのユーザパケットをカットスルー経路で転送するためのラベルとからなる組の情報を、前記コア転送テーブルのキャッシュ経路情報エントリ部へ追加するようにしてもよい。
本発明によれば、ラベル付きユーザパケットに付加されている第２のラベルから発側ラベルエッジルータを特定できる。これにより、例えば、ラベルスイッチングネットワーク内に設置した折り返し用ラベルエッジルータで、そのトラヒック需要に伴って前述したカットスルー経路の設定が必要と判断した場合は、第２のラベルで特定された発側ラベルエッジルータへカットスルー経路の情報を通知できる。したがって、端末を収容しているラベルエッジルータでのルーチング負荷を削減でき、ラベル付きユーザパケットを効率よく転送できる。
また例えば、着側ラベルエッジルータで、受信したラベル付きユーザパケットについての転送要否の判断すなわちフィルタリング処理を、第２のラベルで特定された発側ラベルエッジルータ単位で行うことができる。したがって、そのカットスルー経路を用いることにより、着側ラベルエッジルータでは、ユーザパケットの宛先アドレス単位でフィルタリング処理する必要がなくなり、フィルタリング処理の際の経路の管理負荷を削減でき、ラベル付きユーザパケットを効率よく転送できる。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワークの構成について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワークが適用される大規模パケット通信網の構成を示すブロック図である。
以下では、ラベルスイッチングネットワークとして、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）網を用いた場合を例として説明する。
この大規模パケット通信網は、ＭＰＬＳ網１およびユーザ網２〜９から構成されている。ＭＰＬＳ網１はラベルエッジルータ１０〜１３から構成され、各端末１４〜２１は、それぞれユーザ網２〜９とリンク２０１〜２０８とを経由してラベルエッジルータ１０〜１３に収容されている。
各ラベルエッジルータ１０〜１３間は、これらラベルエッジルータ間に設けられているＬＳＰ(Label Switched Path)２２〜２４により接続されている。
本実施の形態では、各ラベルエッジルータにおいて、収容していない端末宛ユーザパケットのラベル付きユーザパケットを着側ラベルエッジルータ側へ折り返し転送するラベルスイッチングネットワークを例として、発側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む発側ラベルと、着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む着側ラベルとをユーザパケットに付加して、各ラベルエッジルータで転送処理することにより、折り返し用ラベルエッジルータや着側ラベルエッジルータで、受信したラベル付きユーザパケットの第２のラベルに基づき、発側ラベルエッジルータを特定できるようにしたものである。
［ラベルスイッチングネットワークの物理モデル］
次に、図２を参照して、本発明にかかるラベルスイッチングネットワークの物理モデルについて説明する。図２は本発明にかかるラベルスイッチングネットワークとして、ＭＰＬＳ網の構成例を示すブロック図である。
このＭＰＬＳ網１は、ラベルエッジルータ１０〜１３、およびラベルスイッチルータ２５１〜２５４から構成されている。
ラベルスイッチルータ２５１〜２５４は、受信したフレームのヘッダの第１のラベルから、受信フレームの出力リンクを特定し、その出力リンクへ当該フレームを転送する通信装置である。
ラベルエッジルータ１０は、リンク２０９によりラベルスイッチルータ２５１と接続され、リンク２１０によりラベルスイッチルータ２５２と接続され、リンク２０１によりユーザ網２と接続され、リンク２０２によりユーザ網３と接続されている。
ラベルエッジルータ１１は、リンク２１１によりラベルスイッチルータ２５１と接続され、リンク２１２によりラベルスイッチルータ２５２と接続され、リンク２０３により、ユーザ網４と接続され、リンク２０４により、ユーザ網５と接続されている。
ラベルエッジルータ１２は、リンク２１３によりラベルスイッチルータ２５３と接続され、リンク２１４によりラベルスイッチルータ２５４と接続され、リンク２０５により、ユーザ網６と接続され、リンク２０６により、ユーザ網７と接続されている。
ラベルエッジルータ１３は、リンク２１５によりラベルスイッチルータ２５３と接続され、リンク２１６によりラベルスイッチルータ２５４と接続され、リンク２０７により、ユーザ網８と接続され、リンク２０８により、ユーザ網９と接続されている。
ラベルスイッチルータ２５１は、リンク２１７によりラベルスイッチルータ２５２と接続され、リンク２１８によりラベルスイッチルータ２５３と接続されている。
ラベルスイッチルータ２５４は、リンク２１９によりラベルスイッチルータ２５２と接続され、リンク２２０によりラベルスイッチルータ２５３と接続されている。
前述した図１において、ＬＳＰ２２は、リンク２０９、ラベルスイッチルータ２５１、リンク２１７、ラベルスイッチルータ２５２、リンク２１９、ラベルスイッチルータ２５４、およびリンク２１６で実現され、ＬＳＰ２４は、リンク２１５、ラベルスイッチルータ２５３、およびリンク２１３で実現される。
また、ＬＳＰ２６は、リンク２０９、ラベルスイッチルータ２５１、リンク２１８、ラベルスイッチルータ２５３、およびリンク２１３で実現される。
［ラベルエッジルータの構成］
次に、図３を参照して、本実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワークに設置されるラベルエッジルータ１０〜１３について説明する。図３は、ラベルエッジルータ１０〜１３の構成を示すブロック図である。
このラベルエッジルータ１０〜１３は、ラベル処理部２８、コア転送処理部２９、アクセス転送処理部３０、ラベル情報管理部３９、ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部４２、フレーム送信宛先変更処理部４４、およびパケット送信処理部４５から構成されている。
このうち、コア転送処理部２９が第１のパケット転送手段に相当する機能を有し、コア転送処理部２９およびアクセス転送処理部３０が第２のパケット転送手段に相当する機能を有している。また、コア転送処理部２９が折り返し転送手段に相当する機能を有し、コア転送処理部２９およびラベル情報管理部３９がカットスルーデータ通知手段に相当する機能を有している。また、コア転送処理部２９がフィルタリング手段に相当する機能を有している。
ラベル処理部２８は、受信したパケットおよびフレームが、ＭＰＬＳ網から受信したラベル付きユーザパケットかユーザ網から受信したユーザパケットかを識別し、ラベル付きユーザパケットは、ラベルエッジルータ１１への転送用の第１のラベルを除去するとともに、ユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報が記述された第２のラベルを除去し、上記２つのラベルを除去した結果がユーザパケットであった際は、除去した第２のラベルおよび受信したリンク情報とともにコア転送処理部２９に転送し、ラベルを除去した結果が後述するカットスルーデータであった際は、カットスルーデータをフレーム送信宛先変更処理部４４へ転送する機能と、ユーザパケットはそのままコア転送処理部２９に転送する機能とを有している。
コア転送処理部２９は、アクセスパケット処理部３１、コア転送テーブル処理部３２、およびラベル付加部３３を有している。
アクセスパケット処理部３１はフィルタリングテーブル３４を有している。
フィルタリングテーブル３４は、ユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報およびユーザパケットの宛先アドレスから、そのユーザパケットを転送するか廃棄するかを示す転送可否情報を導く機能を有している。
アクセスパケット処理部３１は、ラベル処理部２８からユーザパケットとそのユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報が記述された第２のラベルとを受信し、ユーザパケットの宛先アドレスを抽出する機能と、その宛先アドレスおよび第２のラベルに記述されていた発側ラベルエッジルータの識別情報を検索キーとしてフィルタリングテーブル３４を検索し、廃棄すべきと判断されたユーザパケットを廃棄する機能とを有している。
コア転送テーブル処理部３２はコア転送テーブル３５を有している。
コア転送テーブル３５は、ユーザパケットが有する各宛先アドレスに対応する、転送先のラベルエッジルータへ転送するためのラベルおよび出力リンクを導く機能を有している。
本構成例では、ユーザパケットの宛先アドレスを自身が収容している際には、その宛先アドレスに該当するエントリをテーブルに記述しないとしている。他方式としては、ユーザパケットの宛先アドレスを自身が収容している際には、その宛先アドレスに該当するエントリの付加ラベルおよび出力リンクを記述しない方法や、その宛先アドレスに該当するエントリにフラグを記すなどが考えられる。
また、コア転送テーブル３５は、到達性を確保するための経路を保有する固定経路情報エントリ部と、宛先アドレスを有するユーザを収容している着側ラベルエッジルータへのカットスルー経路を保有するキャッシュ経路情報エントリ部から構成されている。
コア転送テーブル処理部３２は、コア転送テーブル３５を検索することにより、アクセスパケット処理部３１が抽出したユーザパケットの宛先アドレスから、そのユーザパケットに付加するラベルおよび出力リンクを導く機能と、コア転送テーブル３５を検索する際に、キャッシュ経路情報エントリ部を検索した後に固定経路情報エントリ部を検索する機能と、コア転送テーブル３５を検索した際に、検索キーとしている宛先アドレスを自身が収容していると識別した場合、そのユーザパケットを、後述するコアパケット処理部３６へ転送する機能とを有している。
本実施例では、コア転送テーブル３５を検索した際に、検索キーとしている宛先アドレスに該当するエントリが検出できなかった場合、その宛先アドレスを自身が収容していると識別する。
ラベル付加部３３は、ユーザパケットに対し、自身の識別情報を示すラベルを第二ヘッダとして付加した後、さらにコア転送テーブル処理部３２で算出されたユーザパケットに付加すべきラベルを第一ヘッダとして付加する機能と、自身が生成したラベル付きユーザパケットを、コア転送テーブル処理部３２で算出されたそのユーザパケットに対応する出力リンク情報とともに、後述するパケット送信処理部４５に転送する機能とを有している。
コア転送処理部２９は、ユーザパケットをラベル処理部２８から受信した際、そのユーザパケットに付加されていた第２のラベルも受信していた場合は、ラベル処理部２８から受信した受信リンク情報と、ユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報が記述された第２のラベルと、そのラベルが付加されていたユーザパケットの宛先アドレスと、そのユーザアドレスに付加した第一ヘッダのラベルとを、後述するラベル情報管理部３９へ通知する機能を有している。
アクセス転送処理部３０は、コアパケット処理部３６およびアクセス転送テーブル処理部３７を有している。
コアパケット処理部３６は、ユーザパケットからそのユーザパケットの宛先アドレスを抽出する機能を有している。
アクセス転送テーブル処理部３７は、アクセス転送テーブル３８を有している。
アクセス転送テーブル３８は、ユーザパケットが有する各宛先アドレスに対応する、ユーザ網への出力リンクを導く機能を有している。
アクセス転送テーブル処理部３７は、アクセス転送テーブル３８を検索することにより、コアパケット処理部３６が抽出したユーザパケットの宛先アドレスから、そのユーザパケットに対する出力リンクを導く機能と、ユーザパケットを、アクセス転送テーブル３８から算出されたそのユーザパケットに対応する出力リンク情報とともに、後述するパケット送信処理部４５に転送する機能とを有している。
ラベル情報管理部３９は、ラベル管理テーブル４０およびカットスルーデータ抽出部４１を有している。
ラベル管理テーブル４０は、ラベルエッジルータの識別情報から、そのラベルエッジルータへ転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。
本構成例では、テーブルの逆引きを許容することにより、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導く機能と、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。なお、テーブルの逆引きを許容しない場合は、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導くテーブルと、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導くテーブルの、２種類のラベル管理テーブルを保有する必要がある。
カットスルーデータ抽出部４１は、コア転送処理部２９から、ラベル処理部２８で除去した第２のラベルと、受信リンク情報と、それらに対応したユーザパケットの宛先アドレスと、そのユーザパケットの新たに付加したラベルとを受理し、付加したラベルおよびラベル管理テーブル４０により、ユーザパケットが転送された着側ラベルエッジルータの識別情報を特定する機能と、ラベル処理部２８で除去した第２のラベルに記述されている発側ラベルエッジルータの識別情報およびラベル管理テーブル４０から、発側ラベルエッジルータに対してデータを転送する際に付加すべきラベルを特定する機能とを有している。
ラベル情報管理部３９は、カットスルーデータ抽出部４１により、ユーザパケットの着側ラベルエッジルータの識別情報を特定し、カットスルーデータ抽出部４１により、ユーザパケットの発側ラベルエッジルータへパケットを転送する際に付加すべきラベルを特定し、ユーザパケットの宛先アドレスおよび着側ラベルエッジルータの識別情報を記述したカットスルーデータを生成し、ラベルエッジルータ自身の識別情報を示すラベルを第２のラベルとして付加し、カットスルーデータに発側ラベルエッジルータへパケットを転送する際に付加すべきラベルを第１のラベルとして付加することでカットスルーデータフレームを生成し、受信リンク情報とともにラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部４２に通知する機能と、フレーム送信宛先変更処理部４４から、他のラベルエッジルータから受信したカットスルーデータに記述されていた着側ラベルエッジルータの識別情報に対応するラベル解決を依頼された際に、その識別情報およびラベル管理テーブル４０から着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベルを導き、フレーム送信宛先変更処理部４４へ返信する機能とを有している。
ラベル付きパケット送信宛先変更通知部４２は、通過パケット数カウント部４３を有している。
通過パケット数カウント部４３は、ラベル情報管理部３９からカットスルーデータフレームを受信した際に、同一の情報を保有するカットスルーデータフレームが何回通知されたかをカウントする機能を有している。
本構成例では、ラベル情報管理部３９が、カットスルーデータ抽出部４１によって特定したユーザパケットの宛先アドレスと、着側ラベルエッジルータの識別情報と、発側ラベルエッジルータへカットスルーデータを転送するために付加すべきラベルに対する受信カウンタとを導くテーブルによって実装される。
この際、カットスルーデータフレームを受信するごとに、該当エントリの受信カウンタを１増加させることにより、カットスルーデータが何回通知されたかをカウントすることが可能となる。また、各エントリにはタイマを設置し、カウント値は所定期間、例えば６０秒ごとにリセットする。
ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部４２は、通過パケット数カウント部４３において、所定の判定基準値以上カウントされているカットスルーデータフレームに関して、ラベル情報管理部３９からカットスルーデータフレームとともに通知されるリンク情報を出力リンク情報とし、カットスルーデータフレームと出力リンク情報をパケット送信処理部４５に通知することにより、パケット送信処理部４５からラベル転送ネットワークに出力する機能を有している。なお、本構成例では、上記判定基準値として、例えば１０００回を用いる。
フレーム送信宛先変更処理部４４は、ラベル処理部２８からカットスルーデータを受信した際に、その通知により示された着側ラベルエッジルータの識別情報に対応するラベル解決をラベル情報管理部３９へ依頼し、ラベル情報管理部３９から着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベルの返信を受け、カットスルーデータに記述されていたユーザパケットの宛先アドレスに対して付加すべきラベルを記述したエントリを、コア転送処理部２９のコア転送テーブル処理部３２のコア転送テーブル３５のキャッシュ経路情報部に追加する機能を有している。
パケット送信処理部４５は、ラベル付加部３３から受信したラベル付きユーザパケットを、その際にラベル付加部３３から受信したリンク先へ出力する機能と、アクセス転送テーブル処理部３７から受信したユーザパケットを、その際にアクセス転送テーブル処理部３７から受信したリンク先へ出力する機能と、ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部４２から受信したカットスルーデータフレームを、その際に受信した出力リンク情報の示すリンクに出力する機能を有している。
これにより、ラベルエッジルータ１０〜１３は、ラベルスイッチングネットワークにおいて、ユーザパケットにラベルを付加する際に、発側ラベルエッジルータの識別情報を含むラベルと、発側ラベルエッジルータの識別情報を含むラベルとの双方を付加することが可能となる。
また、着側ラベルエッジルータでは、発側ラベルエッジルータの識別情報を含む第２のラベルに基づき、受信したラベル付きユーザパケットをユーザネットワークへ転送するかしないかを判断することが可能となる。
また、ラベルエッジルータ１０〜１３は、転送したユーザパケットの宛先アドレスと、転送テーブルの検索で得られた着側ラベルエッジルータの識別情報で構成されるカットスルー経路設定用のカットスルーデータを生成し、これに発側ラベルエッジルータの識別情報を含むラベルを付加して、ラベルスイッチングネットワークに向けて送信することにより、発側ラベルエッジルータへカットスルーデータを通知できる。
次に、図４を参照して、ラベルエッジルータ１０〜１３で用いるフィルタリングテーブル３４について説明する。図４はラベルエッジルータ１０で用いられるフィルタリングテーブル３４の構成例である。
このフィルタリングテーブル３４は、ユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報とユーザパケットの宛先アドレスとから、そのユーザパケットを転送するか廃棄するかを示す転送可否情報を導く機能を有している。
次に、図５を参照して、ラベルエッジルータ１０〜１３で用いるコア転送テーブル３５について説明する。図５はラベルエッジルータ１０で用いられるコア転送テーブル３５の構成例である。
このコア転送テーブル３５は、ユーザパケットが有する各宛先アドレスに対応する、転送先のラベルエッジルータへ転送するための付加ラベルおよび出力リンクを導く機能を有している。
本構成例では、ユーザパケットの宛先アドレスを自身が収容している際には、その宛先アドレスに該当するエントリをテーブルに記述しないとしている。他方式としては、ユーザパケットの宛先アドレスを自身が収容している際には、その宛先アドレスに該当するエントリの付加ラベルおよび出力リンクを記述しない方法や、その宛先アドレスに該当するエントリにフラグを記すなどが考えられる。
また、コア転送テーブル３５は、到達性を確保するための経路を保有する固定経路情報エントリ部と、宛先アドレスを有するユーザを収容している着側ラベルエッジルータへのカットスルー経路を保有するキャッシュ経路情報エントリ部から構成されている。
次に、図６を参照して、ラベルエッジルータ１０〜１３で用いるアクセス転送テーブル３８について説明する。図６はラベルエッジルータ１０で用いられるアクセス転送テーブル３８の構成例である。
このアクセス転送テーブル３８は、ユーザパケットが有する各宛先アドレスに対応する、ユーザ網への出力リンクを導く機能を有している。
次に、図７を参照して、ラベルエッジルータ１０〜１３で用いるラベル管理テーブル４０について説明する。図７はラベルエッジルータ１０で用いられるラベル管理テーブル４０の構成例である。
このラベル管理テーブル４０は、ラベルエッジルータの識別情報から、そのラベルエッジルータへ転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。
本構成例では、テーブルの逆引きを許容することにより、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導く機能と、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。
テーブルの逆引きを許容しない場合は、図７のような、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導くテーブルと、図８に示す、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導くテーブルの、２種類のラベル管理テーブルを保有する必要がある。
次に、図９を参照して、ラベルエッジルータ１０〜１３で用いる通過パケット数カウント部４３について説明する。図９はラベルエッジルータ１０で用いられる通過パケット数カウント部４３の構成例である。
この通過パケット数カウント部４３は、ユーザパケットの宛先アドレスと、着側ラベルエッジルータの識別情報と、発側ラベルエッジルータへカットスルーデータを転送するために付加すべきラベルとの組に対する、受信カウンタおよびタイマを導くテーブルによって実装される。
［ラベルスイッチングネットワークのカットスルー経路設定動作］
次に、図１０〜図２０を参照して、本実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワーク（ＭＰＬＳ網）の動作について説明する。図１０、図１１は、本実施の形態にかかるＭＰＬＳ網１のパケット転送動作を示すシーケンス図である。図１２は、発側ラベルエッジルータ１０のＭＰＬＳ網宛転送処理を示す説明図である。図１３は、ラベルエッジルータ１３のＭＰＬＳ網内折り返し転送処理を示す説明図である。図１４は、着側ラベルエッジルータ１３のユーザ網宛転送処理を示す説明図である。図１５は、発側ラベルエッジルータ１０のカットスルー経路設定処理を示す説明図である。
また、図１６は、着側ラベルエッジルータ１３におけるコア転送テーブル３５の構成例である。図１７は、着側ラベルエッジルータ１３におけるラベル管理テーブル４０の構成例である。図１８は、ラベルエッジルータ１２におけるアクセス転送テーブル３８の構成例である。図１９は、発側ラベルエッジルータ１０における更新後のコア転送テーブル３５の構成例である。
また、図２０は、図１２〜図１５で示す各種処理によりやり取りされるパケットおよびフレームの構成例である。
ＭＰＬＳ網１では、端末間でやり取りされるユーザパケットを転送する際、そのユーザパケットを一旦ラベル付きユーザパケットに変換して転送する。その際、着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと、発側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルを付加し、そのラベル付きパケットの先頭に位置する第１のラベルを参照して転送処理が行われる。
また、本発明における出力リンクの特定には、ＡＲＰ(Address Resolution Protocol)による特定を想定している。
以下では、図１のユーザ網２を介してラベルエッジルータ１０に接続されている端末１６から、ユーザ網７を介してラベルエッジルータ１３に接続されている端末１９へ、ＬＳＰ２２、ラベルエッジルータ１３、およびＬＳＰ２４を経由して、所望のユーザパケットを転送し、そのトラヒック需要に応じて、ラベルエッジルータ１０とラベルエッジルータ１２とを結ぶＬＳＰ２６をカットスルー経路として新たに設定する場合を例として説明する。
［ラベルエッジルータのＭＰＬＳ網宛転送動作］
まず、図１０および図１２を参照して、発側となるラベルエッジルータ１０でのＭＰＬＳ網宛転送処理について説明する。なお、ラベルエッジルータ１０は、前述した図５のコア転送テーブル３５を有しているものとする。
ラベルエッジルータ１０は、ラベル処理部２８により、ユーザパケット３０１を受信する（ステップ５００）。このユーザパケット３０１には、当該ユーザパケットの宛先ＩＰアドレスとして端末１９のＩＰアドレス「ユーザ＃６」が設定されており、送信元ＩＰアドレスとして端末１６のＩＰアドレス「ユーザ＃２」が設定されている。
ラベル処理部２８は、受信したユーザパケット３０１をアクセスパケット処理部３１へ転送する。
アクセスパケット処理部３１は、ラベル処理部２８からユーザパケット３０１を受信し、受信したユーザパケット３０１から宛先アドレス＃６を抽出し、抽出した宛先アドレス＃６を検索キーとしてフィルタリングテーブル３４を検索し、得られた転送可否情報に基づき転送すべきと判断し、宛先アドレス＃６をコア転送テーブル処理部３２へ通知し、ユーザパケット３０１をラベル付加部３３へ転送する。
コア転送テーブル処理部３２は、アクセスパケット処理部３１から宛先アドレス＃６の通知を受けて、宛先アドレス＃６を検索キーとしてコア転送テーブル３５のキャッシュ経路情報を検索し、ヒットしないため、コア転送テーブル３５の固定経路情報を検索して、着側ラベルエッジルータを示す付加ラベル＃３および出力リンク２０９を特定し、付加ラベル＃３および出力リンク２０９をラベル付加部３３へ通知する（ステップ５０１）。
ラベル付加部３３は、アクセスパケット処理部３１からユーザパケット３０１を受信し、コア転送テーブル処理部３２から付加ラベル＃３および出力リンク２０９の通知を受けて、ユーザパケット３０１に、発側となるラベルエッジルータ１０の識別情報であるコア＃１が記述されたラベルを第２のラベルとして付加し、ラベル＃３を第１のラベルとして付加することにより、ラベル付きユーザパケット３０２を生成し、ラベル付きユーザパケット３０２およびリンク２０９の情報をパケット送信処理部４５へ転送する（ステップ５０２）。
パケット送信処理部４５は、ラベル付加部３３からラベル付きユーザパケット３０２およびリンク２０９の情報を受信し、ラベル付きユーザパケット３０２をリンク２０９へ出力する（ステップ５０３）。
以上の動作により、発側ラベルエッジルータ１０は、ユーザ網３から受信したユーザパケット３０１を、ラベル付きユーザパケット３０２にカプセル化して、ＭＰＬＳ網１へ転送する。
［ラベルエッジルータのＭＰＬＳ網内折り返し転送動作］
次に、図１０および図１３を参照して、ラベルエッジルータ１３のＭＰＬＳ網内折り返し転送動作について説明する。
なお、ラベルエッジルータ１３は、前述した図１６のコア転送テーブル３５を保有するとともに、図１７のラベル管理テーブル４０を保有しているものとする。
ラベルエッジルータ１３は、ラベル処理部２８により、ラベル付きユーザパケット３０２を受信する。
ラベル処理部２８は、ラベル付きユーザパケット３０２の第１のラベル＃３を除去するとともに、コア＃１が記述された第２のラベルを除去し、ユーザパケット３０１、コア＃１が記述された第２のラベルおよび受信リンク２１５の情報を、アクセスパケット処理部３１へ転送する（ステップ５１０）。
アクセスパケット処理部３１は、ラベル処理部２８からユーザパケット３０１、コア＃１が記述された第２のラベル、および受信リンク２１５を受信し、ユーザパケット３０１から宛先アドレス＃６を抽出し、その第２のラベルに記述された識別情報コア＃１に基づき発側ラベルエッジルータ１０を特定し（ステップ５１１）、そのコア＃１および宛先アドレス＃６を検索キーとしてフィルタリングテーブル３４を検索し、得られた転送可否情報に基づき転送すべきと判断し、宛先アドレス＃６をコア転送テーブル処理部３２へ通知し、ユーザパケット３０１をラベル付加部３３へ転送する（ステップ５１２）。
コア転送テーブル処理部３２は、アクセスパケット処理部３１から宛先アドレス＃６の通知を受けて、宛先アドレス＃６を検索キーとしてコア転送テーブル３５のキャッシュ経路情報を検索し、ヒットしないため、コア転送テーブル３５の固定経路情報を検索し、付加ラベル＃６および出力リンク２１５を特定し、付加ラベル＃６および出力リンク２１５をラベル付加部３３へ通知する。
ラベル付加部３３は、アクセスパケット処理部３１からユーザパケット３０１を受信し、コア転送テーブル処理部３２から付加ラベル＃６および出力リンク２１５の通知を受けて、ユーザパケット３０１に、ラベルエッジルータ１３の識別情報であるコア＃４が記述されたラベルを第２のラベルとして付加するとともに、ラベル＃６を第１のラベルとして付加することにより、ラベル付きユーザパケット３０３を生成し、ラベル付きユーザパケット３０３およびリンク２１５の情報をパケット送信処理部４５へ転送する（ステップ５１３）。
パケット送信処理部４５は、ラベル付加部３３からラベル付きユーザパケット３０３およびリンク２１５の情報を受信し、ラベル付きユーザパケット３０３をリンク２１５へ出力する（ステップ５１４）。
また、コア転送処理部２９は、ラベル処理部２８から受信した受信リンク情報２１５と、ラベル付きユーザパケット３０２の発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１が記述された第２のラベルと、そのラベルが付加されていたユーザパケットの宛先アドレス＃６と、そのユーザアドレスに付加した第一ヘッダのラベル＃６とを、ラベル情報管理部３９へ通知する。
ラベル情報管理部３９は、カットスルーデータ抽出部４１により、コア転送処理部２９から、コア＃１が記述されたラベル処理部２８で除去した第２のラベルと、受信リンク２１５と、それらに対応したユーザパケットの宛先アドレス＃６と、そのユーザパケットに新たに付加したラベル＃６とを受理し、付加したラベル＃６を検索キーとしてラベル管理テーブル４０を検索し、ユーザパケットが転送された着側ラベルエッジルータの識別情報コア＃３を特定する（ステップ５１５）。
そして、ラベル情報管理部３９は、ラベル処理部２８で除去した第２のラベルに記述されている発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１を検索キーとして、ラベル管理テーブル４０を検索し、発側ラベルエッジルータに対してカットスルーデータを転送する際に付加すべきラベル＃７を特定する（ステップ５１６）。
また、ラベル情報管理部３９は、ユーザパケットの宛先アドレス＃６と着側ラベルエッジルータの識別情報コア＃３とを記述したカットスルーデータ３０４を生成し、ラベルエッジルータ１３自身の識別情報コア＃４を記述したラベルを第２のラベルとして付加し、発側ラベルエッジルータ１０へパケットを転送する際に付加すべきラベル＃７を第１のラベルとして付加することでカットスルーデータフレーム３０５を生成し、受信リンク２１５とともに、ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部４２に転送する。
ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部４２は、ラベル情報管理部３９からカットスルーデータフレーム３０５を受信した際に、通過パケット数カウント部４３により、同一の情報を保有するカットスルーデータフレーム３０５がラベル情報管理部３９から何回通知されたかをカウントし、カットスルーデータフレーム３０５を示すエントリのカウントが基準判定値を超えた際に、ラベル情報管理部３９からカットスルーデータフレーム３０５とともに通知されるリンク情報１１５を出力リンク情報とし、カットスルーデータフレーム３０５と出力リンク情報２１５をパケット送信処理部４５に通知する。
パケット送信処理部４５は、ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部４２からカットスルーデータフレーム３０５および出力リンク２１５の情報を受信し、カットスルーデータフレーム３０５をリンク２１５へ出力する（ステップ５１７）。
以上の動作により、ラベルエッジルータ１３は、自身が収容しない端末宛ユーザパケットのラベル付きユーザパケット３０２を受信した場合、ラベル付け替えにより生成したラベル付きユーザパケット３０３を次ホップである着側ラベルエッジルータ１２へ転送するとともに、発側ラベルエッジルータ１０に対して、着側ラベルエッジルータ１２の識別情報をカットスルーデータフレーム３０５で通知することが可能となる。
［ラベルエッジルータのユーザ網宛転送動作］
次に、図１１および図１４を参照して、着側となるラベルエッジルータ１３のユーザ網宛転送動作について説明する。
なお、ラベルエッジルータ１２は、図１８のアクセス転送テーブル３８を保有しているものとする。
ラベルエッジルータ１２は、ラベル処理部２８により、ラベル付きユーザパケット３０３を受信する（ステップ５２０／５１４）。
ラベル処理部２８は、ラベル付きユーザパケットの第１のラベル＃６を除去するとともに、コア＃４が記述された第２のラベルを除去し、ユーザパケット３０１、コア＃４が記述された第２のラベルおよび受信リンク２１３の情報を、アクセスパケット処理部３１へ転送する（ステップ５２１）。
アクセスパケット処理部３１は、ラベル処理部２８からユーザパケット３０１と、コア＃４が記述された第２のラベルと、受信リンク２１３とを受信し、ユーザパケット３０１から宛先アドレス＃６を抽出し、第２のラベルに基づき発側ラベルエッジルータ１０を特定する（ステップ５２２）。
そして、第２のラベルに記述されていたコア＃４および宛先アドレス＃６を検索キーとしてフィルタリングテーブル３４を検索し、その転送可否情報に基づき転送すべきと判断し、宛先アドレス＃６をコア転送テーブル処理部３２へ通知する（ステップ５２３）。
コア転送テーブル処理部３２は、アクセスパケット処理部３１から宛先アドレス＃６の通知を受けて、宛先アドレス＃６を検索キーとしてコア転送テーブル３５のキャッシュ経路情報を検索し、ヒットしないため、コア転送テーブル３５の固定経路情報を検索し、ヒットしないため、ユーザパケット３０１をコアパケット処理部３６へ転送する。
コアパケット処理部３６は、コア転送テーブル処理部３２からユーザパケット３０１を受信し、ユーザパケット３０１から宛先アドレス＃６を抽出してアクセス転送テーブル処理部３７へ転送する。
アクセス転送テーブル処理部３７は、コアパケット処理部３６から宛先アドレス＃６の通知を受けて、宛先アドレス＃６を検索キーとしてアクセス転送テーブル３８を検索することにより出力リンク２０６を特定し、コアパケット処理部３６からユーザパケット３０１を受信し、ユーザパケット３０１および出力リンク２０６の情報をパケット送信処理部４５へ転送する（ステップ５２４）。
パケット送信処理部４５は、アクセス転送テーブル処理部３７からユーザパケット３０１および出力リンク２０６の情報を受信し、ユーザパケット３０１をリンク２０６へ出力する（ステップ５２５）。
以上の動作により、着側ラベルエッジルータ１２は、ＭＰＬＳ網１から受信したラベル付きユーザパケット３０３を、ユーザパケット３０１にデカプセル化して、その宛先となる端末１９が接続されているユーザ網７へ転送する。
［ラベルエッジルータのカットスルー経路設定動作］
次に、図１１および図１５を参照して、発側ラベルエッジルータ１０のカットスルー経路設定動作について説明する。
なお、発側ラベルエッジルータ１０は、前述した図５のコア転送テーブル３５を保有しているものとする。
ラベルエッジルータ１０は、ラベル処理部２８により、カットスルーデータフレーム３０５を受信する（ステップ５３０／５１７）。
ラベル処理部２８は、カットスルーデータフレーム３０５から、第１のラベル＃６を除去するとともに、発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃４が記述された第２のラベルを除去し、上記２つのラベルを除去した結果がカットスルーデータ３０４であるため、カットスルーデータ３０４をフレーム送信宛先変更処理部４４へ転送する（ステップ５３１）。
フレーム送信宛先変更処理部４４は、ラベル処理部２８からカットスルーデータ３０４を受信した際に、カットスルーデータ３０４に記述された着側ラベルエッジルータの識別情報コア＃３に対応するラベル解決をラベル情報管理部３９へ依頼する。
ラベル情報管理部３９は、識別情報コア＃３を検索キーとしてラベル管理テーブル４０を検索し、着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベル＃２を特定し、フレーム送信宛先変更処理部４４へ通知する（ステップ５３２）。
ラベル情報管理部３９から着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベル＃２の返信を受け、カットスルーデータ３０４に記述されていたユーザパケットの宛先アドレス＃６に対して付加すべきラベル＃２を記述したエントリを、コア転送処理部２９のコア転送テーブル処理部３２のコア転送テーブル３５のキャッシュ経路情報部に追加する（ステップ５３３）。
この動作により、コア転送テーブル３５は、前述した図５から図１９のエントリ内容となり、発側ラベルエッジルータ１０と着側ラベルエッジルータ１２との間を、他のラベルエッジルータを経由せずに結ぶカットスルー経路として、図１のＬＳＰ２６が設定されたことになる。
したがって、このカットスルー経路設定処理以降において、ラベルエッジルータ１０が端末１６からユーザパケット３０１を受信した場合（ステップ５４０）、コア転送テーブル処理部３２は、アクセスパケット処理部３１から宛先アドレス＃６の通知を受けて、宛先アドレス＃６を検索キーとしてコア転送テーブル３５のキャッシュ経路情報を検索することにより、カットスルー転送用の付加ラベル＃２および出力リンク２０９を特定し、付加ラベル＃２および出力リンク２０９をラベル付加部３３へ通知する（ステップ５４１）。
ラベル付加部３３は、アクセスパケット処理部３１からユーザパケット３０１を受信し、コア転送テーブル処理部３２から付加ラベル＃２および出力リンク２０９の通知を受けて、ユーザパケット３０１に、発側となるラベルエッジルータ１０の識別情報であるコア＃１が記述されたラベルを第２のラベルとして付加し、ラベル＃２を第１のラベルとして付加することにより、ラベル付きユーザパケットを生成し、ラベル付きユーザパケット３０２およびリンク２０９の情報をパケット送信処理部４５へ転送する（ステップ５４２）。
パケット送信処理部４５は、ラベル付加部３３からラベル付きユーザパケットおよびリンク２０９の情報を受信し、そのラベル付きユーザパケットをリンク２０９へ出力する（ステップ５４３）。
以上の動作により、発側ラベルエッジルータ１０は、ラベルエッジルータ１２から通知されたカットスルーデータに基づいてコア転送テーブル３５にエントリを追加して、着側ラベルエッジルータ１２まで他のラベルエッジルータを経由せずに接続するカットスルー経路を設定する。そして、発側ラベルエッジルータ１０は、ユーザ網３から受信したユーザパケットを、カットスルー経路用のラベル付きユーザパケットにカプセル化して、ＭＰＬＳ網１へ転送する。
このように、本実施の形態では、ラベルエッジルータにおいて、ユーザパケットにラベルを付加して転送する際、当該ユーザパケットの転送経路の着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと発側エッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルとを、当該ユーザパケットに付加して転送し、受信したラベル付きユーザパケットから第１および第２のラベルを削除して、得られたユーザパケットをユーザ網の端末へ転送するようにしたので、ラベル付きユーザパケットに付加されている第２のラベルから発側ラベルエッジルータを特定できる。
したがって、例えば折り返し転送用ラベルエッジルータ１３では、受信したラベル付きユーザパケットの第２のラベルで発側ラベルエッジルータ１０を特定し、その発側ラベルエッジルータ１０から着側ラベルエッジルータ１２まで他のラベルエッジルータを経由せずにユーザパケットを転送するためのカットスルー経路を示すカットスルー経路用ラベルを特定し、そのカットスルー経路用ラベルと当該ユーザパケットの宛先アドレスとを含むカットスルーデータを発側ラベルエッジルータ１０へ通知することができ（ステップ５１０〜５１７）、発側ラベルエッジルータ１０では、受信したカットスルーデータに含まれるカットスルー経路用ラベルと宛先アドレスに基づき、当該ラベルエッジルータ１０から着側ラベルエッジルータ１２へのカットスルー経路を設定することにより（ステップ５３１〜５３３）、任意のラベルエッジルータ間に必要に応じて、カットスルー経路を設定することができる。
これにより、ラベルスイッチングネットワーク内に設置した折り返し用ラベルエッジルータで、そのトラヒック需要に伴って前述したカットスルー経路の設定が必要と判断した場合は、第２のラベルで特定された発側ラベルエッジルータへカットスルー経路の情報を通知できる。したがって、端末を収容しているラベルエッジルータでのルーチング負荷を削減でき、ラベル付きユーザパケットを効率よく転送できる。
また例えば、ラベルエッジルータで、受信したラベル付きユーザパケットについての転送要否の判断すなわちフィルタリング処理を、第２のラベルで特定された発側ラベルエッジルータ単位で行うことができる。したがって、ラベルエッジルータでは、ラベル付きユーザパケットを転送する際、ユーザパケットの宛先アドレス単位でフィルタリング処理する必要がなくなり、フィルタリング処理の際の経路の管理負荷を削減でき、ラベル付きユーザパケットを効率よく転送できる。
［第２の実施の形態］
次に、図２１を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワークについて説明する。図２１は本発明の第２の実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワークが適用される大規模パケット通信網の構成を示すブロック図である。
以下では、ラベルスイッチングネットワークとして、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）網を用いた場合を例として説明する。
この大規模パケット通信網は、ＭＰＬＳ網４６およびユーザ網４７〜５４から構成されている。ＭＰＬＳ網４６は中継用ラベルエッジルータ５５とラベルエッジルータ５６〜５９から構成され、各端末６０〜６７は、それぞれユーザ網４７〜５４とリンク２２１〜２２８とを経由してラベルエッジルータ５６〜５９に収容されている。
中継用ラベルエッジルータ５５と各ラベルエッジルータ５６〜５９とは、それぞれＬＳＰ(Label Switched Path)６８〜７１により接続されている。
前述した第１の実施の形態（図１参照）では、各ラベルエッジルータにおいて、収容していない端末宛ユーザパケットのラベル付きユーザパケットを着側ラベルエッジルータ側へ折り返し転送するラベルスイッチングネットワークを例として説明した。
本実施の形態では、中継用ラベルエッジルータを用いて、ラベル付きユーザパケットを着側ラベルエッジルータ側へ中継転送するラベルスイッチングネットワークを例として、発側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む発側ラベルと、着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む着側ラベルとをユーザパケットに付加して、各ラベルエッジルータで転送処理することにより、折り返し用ラベルエッジルータや着側ラベルエッジルータで、受信したラベル付きユーザパケットの第２のラベルに基づき、発側ラベルエッジルータを特定できるようにしたものである。
［ラベルスイッチングネットワークの物理モデル］
次に、図２２を参照して、本発明にかかるラベルスイッチングネットワークの物理モデルについて説明する。図２２は本発明にかかるラベルスイッチングネットワークとして、ＭＰＬＳ網の構成例を示すブロック図である。
このＭＰＬＳ網４６は、中継用ラベルエッジルータ５５、ラベルエッジルータ５６〜５９、およびラベルスイッチルータ２６１〜２６４から構成されている。
ラベルスイッチルータ２６１〜２６４は、受信したフレームのヘッダの第１のラベルから、受信フレームの出力リンクを特定し、その出力リンクへ当該フレームを転送する通信装置である。
ラベルエッジルータ５６は、リンク２２９によりラベルスイッチルータ２６１と接続され、リンク２３０によりラベルスイッチルータ２６２と接続され、リンク２２１により、ユーザ網４７と接続され、リンク２２２により、ユーザ網４８と接続されている。
ラベルエッジルータ５７は、リンク２３１によりラベルスイッチルータ２６１と接続され、リンク２３２によりラベルスイッチルータ２６２と接続され、リンク２２３により、ユーザ網４９と接続され、リンク２２４により、ユーザ網５０と接続されている。
ラベルエッジルータ５８は、リンク２３３によりラベルスイッチルータ２６３と接続され、リンク２３４によりラベルスイッチルータ２６４と接続され、リンク２２５により、ユーザ網５１と接続され、リンク２２６により、ユーザ網５２と接続されている。
ラベルエッジルータ５９は、リンク２３５によりラベルスイッチルータ２６３と接続され、リンク２３６によりラベルスイッチルータ２６４と接続され、リンク２２７により、ユーザ網５３と接続され、リンク２２８により、ユーザ網５４と接続されている。
中継用ラベルエッジルータ５５は、リンク２３７によりラベルスイッチルータ２６１と接続され、リンク２３８によりラベルスイッチルータ２６３と接続されている。
ラベルスイッチルータ２６１は、リンク２３９によりラベルスイッチルータ２６２と接続され、リンク２４０によりラベルスイッチルータ２６３と接続されている。
ラベルスイッチルータ２６４は、リンク２４１によりラベルスイッチルータ２６２と接続され、リンク２４２によりラベルスイッチルータ２６３と接続されている。
前述した図２１において、ＬＳＰ６８は、リンク２２９、ラベルスイッチルータ２６１、およびリンク２３７で実現され、ＬＳＰ７０は、リンク２３３、ラベルスイッチルータ２６３、およびリンク２３８で実現される。
また、ＬＳＰ７３は、リンク２２９、ラベルスイッチルータ２６１、リンク２４０、ラベルスイッチルータ２６３、およびリンク２３３で実現される。
［中継用ラベルエッジルータの構成］
次に、図２３〜図２７を参照して、本実施の形態にかかるラベルネットワークに設置される中継用ラベルエッジルータ５５について説明する。図２３は、中継用ラベルエッジルータ５５の構成を示すブロック図である。
この中継用ラベルエッジルータ５５は、受信パケット処理部７８、パケット処理部７９、転送テーブル処理部８０、ラベル情報管理部８２、ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部８６、および送信パケット処理部８８から構成されている。
このうち、受信パケット処理部７８、パケット処理部７９、転送テーブル処理部８０、および送信パケット処理部８８が折り返し転送手段に相当する機能を有し、受信パケット処理部７８、パケット処理部７９、転送テーブル処理部８０、ラベル情報管理部８２がカットスルーデータ通知手段に相当する機能を有している。
受信パケット処理部７８は、受信したラベル付きユーザパケットから、中継用ラベルエッジルータへの転送用の第１のラベルを除去するとともに、ユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報が記述された第２のラベルを除去し、ユーザパケットを抽出する機能と、そのユーザパケットを受信した際のリンクを、除去した第２のラベルとともに、後述するラベル情報管理部８２の送信元情報抽出部８４へ通知する機能とを有している。
パケット処理部７９は、受信パケット処理部７８が抽出したユーザパケットからその宛先アドレスを抽出する機能を有している。
転送テーブル処理部８０は、転送テーブル８１を有している。
転送テーブル８１は、ユーザパケットが有する各宛先アドレスに対応する、転送先のラベルエッジルータ、すなわち着側ラベルエッジルータへ転送するためのラベルおよび出力リンクを導く機能を有している。
転送テーブル処理部８０は、パケット処理部７９が抽出したユーザパケットの宛先アドレスに対応する、そのユーザパケットに付加すべきラベルおよび出力リンクを導く機能と、ユーザパケットの宛先アドレスおよびそのユーザパケットに付加すべきラベルを、後述するラベル情報管理部８２のアドレス解決情報抽出部８５へ通知する機能を有している。
ラベル情報管理部８２は、ラベル管理テーブル８３、送信元情報抽出部８４、およびアドレス解決情報抽出部８５を有している。
ラベル管理テーブル８３は、ラベルエッジルータの識別情報から、そのラベルエッジルータへ転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。
本構成例では、テーブルの逆引きを許容することにより、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導く機能と、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。テーブルの逆引きを許容しない場合は、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導くテーブルと、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導くテーブルの、２種類のラベル管理テーブルを保有する必要がある。
送信元情報抽出部８４は、受信パケット処理部７８で除去された第２のラベルおよびリンク情報を受理し、その第２のラベルおよびラベル管理テーブル８３により、そのラベルが付加されていたユーザパケットの発側ラベルエッジルータへデータを転送する際に付加すべきラベルを特定する機能を有している。
アドレス解決情報抽出部８５は、転送テーブル処理部８０により検出された、着側ラベルエッジルータへ転送するためのラベルおよびラベル管理テーブル８３により、着側ラベルエッジルータを示す識別情報を特定する機能を有している。
ラベル情報管理部８２は、受信パケット処理部７８から、受信パケット処理部７８で除去した第２のラベル、受信リンク情報を受信し、転送テーブル処理部８０から、それらに対応したユーザパケットの宛先アドレスおよびそのユーザパケットの新たに付加したラベルを受信し、アドレス解決情報抽出部８５により、ユーザパケットが転送された着側ラベルエッジルータの識別情報を特定する機能と、送信元情報抽出部８４により、発側ラベルエッジルータに対してデータを転送する際に付加すべきラベルを特定する機能とを有している。
さらに、ラベル情報管理部８２は、ユーザパケットの宛先アドレスおよび着側ラベルエッジルータの識別情報を記述したカットスルーデータを生成し、中継用ラベルエッジルータ５５自身の識別情報を示すラベルを第２のラベルとして付加し、カットスルーデータに発側ラベルエッジルータへパケットを転送する際に付加すべきラベルを第１のラベルとして付加することでカットスルーデータフレームを生成し、受信リンク情報とともに、ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部８６に通知する機能とを有している。
ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部８６は、通過パケット数カウント部８７を有している。
通過パケット数カウント部８７は、ラベル情報管理部８２からカットスルーデータフレームを受信した際に、同一の情報を保有するカットスルーデータフレームが何回通知されたかをカウントする機能を有している。
本構成例では、ラベル情報管理部８２が送信元情報抽出部８４によって特定したユーザパケットの宛先アドレスと、着側ラベルエッジルータの識別情報と、発側ラベルエッジルータへカットスルーデータを転送するために付加すべきラベルとに対する、受信カウンタを導くテーブルによって実装される。
この際、カットスルーデータフレームを受信するごとに、該当エントリの受信カウンタを１増加させることにより、カットスルーデータが何回通知されたかをカウントすることが可能となる。また、各エントリにはタイマを設置し、カウント値は所定期間、例えば６０秒ごとにリセットする。
ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部８６は、通過パケット数カウント部８７において、所定の判定基準値以上カウントされているカットスルーデータフレームに関して、ラベル情報管理部８２からカットスルーデータフレームとともに通知されるリンク情報を出力リンク情報とし、そのカットスルーデータフレームと出力リンク情報を送信パケット処理部８８に通知することにより、送信パケット処理部８８からラベル転送ネットワークに出力する機能を有している。なお、本構成例では、上記判定基準値として、例えば１０００回を用いる。
送信パケット処理部８８は、パケット処理部７９が抽出したユーザパケットに、中継用ラベルエッジルータ５５自身の識別情報を記述した第２のラベルを付加し、転送テーブル処理部８０で導いた着側ラベルエッジルータへ転送するためのラベルを第１のラベルとして付加して生成したラベル付きユーザパケットを、転送テーブル処理部８０で導いたリンクへ出力する機能と、ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部８６から受信したカットスルーデータフレームを、その際に受信した出力リンク情報の示すリンクに出力する機能とを有している。
これにより、中継用ラベルエッジルータ５５は、ラベルエッジルータ間でやり取りされるラベル付きユーザパケットを受信した際に、その発側ラベルエッジルータの識別情報を含む第２のラベルに基づき、発側ラベルエッジルータを特定できる。
そして、転送したユーザパケットの宛先アドレスと、転送テーブルの検索で得られた着側ラベルエッジルータの識別情報で構成されるカットスルー経路設定用のカットスルーデータを生成し、これに発側ラベルエッジルータの識別情報を含むラベルを付加して、ラベルスイッチングネットワークに向けて送信することにより、発側ラベルエッジルータへカットスルーデータを通知できる。
次に、図２４を参照して、中継用ラベルエッジルータ５５で用いる転送テーブル８１について説明する。図２４は、中継用ラベルエッジルータ５５で用いられる転送テーブル８１の構成例である。
この転送テーブル８１は、宛先アドレスに対する着側のラベルエッジルータを示すラベルと出力リンクとを導く機能を有している。
次に、図２５および図２６を参照して、中継用ラベルエッジルータ５５で用いられるラベル管理テーブル８３について説明する。図２５は、中継用ラベルエッジルータ５５で用いられるラベル管理テーブル８３の構成例である。図２６は、中継用ラベルエッジルータ５５で用いられるラベル管理テーブル８３（逆引き用）の構成例である。
このラベル管理テーブル８３は、ラベルエッジルータを示す識別情報から、そのラベルエッジルータへ転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。
本構成例では、テーブルの逆引きを許容することにより、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導く機能と、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。
なお、テーブルの逆引きを許容しない場合は、図２５のような、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導くテーブルと、図２６に示す、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導くテーブルの、２種類のラベル管理テーブルを保有する必要がある。
次に、図２７を参照して、中継用ラベルエッジルータ５５で用いる通過パケット数カウンタ部８７について説明する。図２７は、中継用ラベルエッジルータ５５で用いられる通過パケット数カウンタ部８７の構成例である。
この通過パケット数カウント部８７は、ラベル情報管理部８２からカットスルーデータを受信した際に、同一の情報を保有するカットスルーデータが何回通知されたかをカウントする機能を有しており、図２７のようなテーブルによって実装することも可能である。
［ラベルエッジルータの構成］
次に、図２８を参照して、本実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワークに設置されるラベルエッジルータ５６〜５９について説明する。図２８は、ラベルエッジルータ５６〜５９の構成を示すブロック図である。
このラベルエッジルータ５６〜５９は、パケット分離部８９、コア転送処理部９０、アクセス転送処理部９１、経路削除情報通知生成部１００、フレーム送信宛先変更処理部１０１、ラベル情報管理部１０３、およびパケット送信処理部１０５から構成されている。
このうち、コア転送処理部９０が第１のパケット転送手段に相当する機能を有し、アクセス転送処理部９１が第２のパケット転送手段に相当する機能を有している。また、アクセス転送処理部９１がフィルタリング手段に相当する機能を有している。
パケット分類部８９は、受信したパケットおよびフレームが、ＭＰＬＳ網４６から受信したラベル付きユーザパケットか、ユーザ網から受信したユーザパケットかを識別し、ラベル付きユーザパケットは、ラベルエッジルータへの転送用の第１のラベルを除去するとともに、ユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報が記述された第２のラベルを除去し、上記２つのラベルを除去した結果がユーザパケットであった場合は、除去した第２のラベルおよび受信したリンク情報とともにコアパケット処理部９６に転送し、ラベルを除去した結果が後述するカットスルーデータであった場合は、カットスルーデータをフレーム送信宛先変更処理部１０１へ転送し、ラベルを除去した結果が後述するパージデータであった場合は、パージデータをフレーム送信宛先変更処理部１０１へ転送する機能と、ユーザパケットはそのままアクセスパケット処理部９２に転送する機能とを有している。
コア転送処理部９０は、アクセスパケット処理部９２、コア転送テーブル処理部９３、およびラベル付加部９５を有している。
アクセスパケット処理部９２は、パケット分類部８９からユーザパケットを受信し、ユーザパケットの宛先アドレスを抽出する機能を有している。
コア転送テーブル処理部９３はコア転送テーブル９４を有している。
コア転送テーブル９４は、ユーザパケットが有する各宛先アドレスに対応する、転送先のラベルエッジルータへ転送するためのラベルおよび出力リンクを導く機能を有している。
本構成例では、ユーザパケットの宛先アドレスを自身が収容している際には、その宛先アドレスに該当するエントリをテーブルに記述しないとしている。他方式としては、ユーザパケットの宛先アドレスを自身が収容している際には、その宛先アドレスに該当するエントリの付加ラベルおよび出力リンクを記述しない方法や、その宛先アドレスに該当するエントリにフラグを記すなどが考えられる。
また、コア転送テーブル９４は、中継用ラベルエッジルータ宛の経路を保有する固定経路情報エントリ部と、宛先アドレスを有するユーザを収容している着側ラベルエッジルータに中継用ラベルエッジルータを経由しないで転送させるカットスルー経路を保有するキャッシュ経路情報エントリ部とから構成されている。
コア転送テーブル処理部９３は、コア転送テーブル９４を検索することにより、アクセスパケット処理部９２が抽出したユーザパケットの宛先アドレスから、そのユーザパケットに付加するラベルおよび出力リンクを導く機能と、コア転送テーブル９４を検索する際に、キャッシュ経路情報エントリ部を検索した後に固定経路情報エントリ部を検索する機能と、コア転送テーブル９４を検索した際に、検索キーとしている宛先アドレスを自身が収容していると識別した場合、そのユーザパケットを後述するコアパケット処理部９６へ転送する機能を有している。
本実施例では、コア転送テーブル９４を検索した際に、検索キーとしている宛先アドレスに該当するエントリが検出できなかった場合、その宛先アドレスを自身が収容していると識別する。
ラベル付加部９５は、ユーザパケットに対し、自身の識別情報を示すラベルを第二ヘッダとして付加した後、さらにコア転送テーブル処理部９３で算出された、ユーザパケットに付加すべきラベルを第一ヘッダとして付加する機能と、自身が生成したラベル付きユーザパケットを、コア転送テーブル処理部９３で算出されたそのユーザパケットに対応する出力リンク情報とともに、後述するパケット送信処理部１０５に転送する機能とを有している。
アクセス転送処理部９１は、コアパケット処理部９６およびアクセス転送テーブル処理部９７を有している。
コアパケット処理部９６は、フィルタリングテーブル９８を有している。
フィルタリングテーブル９８は、ユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報およびユーザパケットの宛先アドレスから、そのユーザパケットを転送するか廃棄するかを示す転送可否情報を導く機能を有している。
コアパケット処理部９６は、パケット分類部８９からユーザパケットとそのユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報が記述された第２のラベルとを受信し、ユーザパケットの宛先アドレスを抽出する機能と、その宛先アドレスおよび第２のラベルに記述されていた発側ラベルエッジルータの識別情報を検索キーとしてフィルタリングテーブル９８を検索し、廃棄すべきと判断されたユーザパケットを廃棄する機能とを有している。
アクセス転送テーブル処理部９７はアクセス転送テーブル９９を有している。
アクセス転送テーブル９９は、ユーザパケットが有する各宛先アドレスに対応する、ユーザ網への出力リンクを導く機能を有している。
アクセス転送テーブル処理部９７は、アクセス転送テーブル９９を検索することにより、コアパケット処理部９６が抽出したユーザパケットの宛先アドレスから、そのユーザパケットに対する出力リンクを導く機能と、ユーザパケットを、アクセス転送テーブル９９から算出されたそのユーザパケットに対応する出力リンク情報とともに、後述するパケット送信処理部１０５に転送する機能と、アクセス転送テーブル９９を検索した際に、該当エントリが検出されなかった場合、該当ユーザパケットを廃棄し、そのユーザパケットの宛先アドレス、そのユーザパケットに付加されていてパケット分類部８９で除去された第２のラベル、およびそのユーザパケットを受信したリンク情報を、後述する経路削除情報通知生成部１００へ転送する機能とを有している。
経路削除情報通知生成部１００は、アクセス転送テーブル処理部９７から、ユーザパケットの宛先アドレス、そのユーザパケットに付加されていてパケット分類部８９で除去された第２のラベル、およびそのユーザパケットを受信したリンク情報を受信して、ユーザパケットの宛先アドレス、およびラベルエッジルータ５６自身を示す識別情報を記述したパージデータを作成し、アクセス転送テーブル処理部９７から受信した第２のラベルに記述されていた発側ラベルエッジルータの識別情報に対応するラベル解決を後述するラベル情報管理部１０３へ依頼し、ラベル情報管理部１０３から発側ラベルエッジルータへデータを転送するために付加すべきラベルの返信を受け、パージデータにラベルエッジルータ５６自身の識別情報を示すラベルを第２のラベルとして付加し、ラベル情報管理部１０３から返信されたラベルを第１のラベルとして付加することでパージデータフレームを作成し、受信リンク情報を出力リンク情報として、パージデータフレームとともにパケット送信処理部１０５へ転送する機能を有している。
フレーム送信宛先変更処理部１０１は、パケット分類部８９からカットスルーデータを受信した際に、その通知により示された着側ラベルエッジルータの識別情報に対応する
ラベル解決を、後述するラベル情報管理部１０３へ依頼し、ラベル情報管理部１０３から着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベルの返信を受け、カットスルーデータに記述されていたユーザパケットの宛先アドレスに対して付加すべきラベルを記述したエントリを、コア転送処理部９０のコア転送テーブル処理部９３のコア転送テーブル９４のキャッシュ経路情報部に追加する機能を有している。
さらに、フレーム送信宛先変更処理部１０１は、パケット分類部８９からパージデータを受信した際に、その通知に記述されたラベルエッジルータの識別情報に対応するラベル解決を、後述するラベル情報管理部１０３へ依頼し、そのラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベルをラベル情報管理部１０３から返信され、コア転送処理部９０のコア転送テーブル処理部９３のコア転送テーブル９４のキャッシュ経路情報部を検索し、パージデータに記述されていたユーザパケットの宛先アドレスに対してそのラベルを記述したエントリを検出し、キャッシュ経路情報部から削除する機能を有している。
ラベル情報管理部１０３は、ラベル管理テーブル１０４を有している。
ラベル管理テーブル１０４は、ラベルエッジルータの識別情報から、そのラベルエッジルータへ転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。
本構成例では、テーブルの逆引きを許容することにより、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導く機能と、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。
テーブルの逆引きを許容しない場合は、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導くテーブルと、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導くテーブルの、２種類のラベル管理テーブルを保有する必要がある。
ラベル情報管理部１０３は、経路削除情報通知生成部１００から、あるユーザパケットに付加されていた第２のラベルに記述されていた発側ラベルエッジルータの識別情報に対応するラベル解決を依頼された際に、その識別情報およびラベル管理テーブル１０４から、発側ラベルエッジルータへデータを転送する際に付加すべきラベルを導き、経路削除情報通知生成部１００へ返信する機能と、フレーム送信宛先変更処理部１０１から、他のラベルエッジルータから受信したカットスルーデータに記述されていた着側ラベルエッジルータの識別情報に対応するラベル解決を依頼された際に、その識別情報およびラベル管理テーブル１０４から、着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベルを導き、フレーム送信宛先変更処理部１０１へ返信する機能と、フレーム送信宛先変更処理部１０１から、他のラベルエッジルータから受信したパージデータに記述されていたラベルエッジルータの識別情報に対応するラベル解決を依頼された際に、その識別情報およびラベル管理テーブル１０４から、そのラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベルを導き、フレーム送信宛先変更処理部１０１へ返信する機能とを有している。
パケット送信処理部１０５は、ラベル付加部９５から受信したラベル付きユーザパケットを、同時にラベル付加部９５から受信したリンク先へ出力する機能と、アクセス転送テーブル処理部９７から受信したユーザパケットを、同時にアクセス転送テーブル処理部９７から受信したリンク先へ出力する機能と、経路削除情報通知生成部１００から受信したパージデータフレームを、同時に経路削除情報通知生成部１００から受信したリンク先へ出力する機能とを有している。
これにより、ラベルエッジルータ５６〜５９は、中継用ラベルエッジルータ５５からユーザパケットの宛先アドレスと着側ラベルエッジルータの識別情報を通知された際に、着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するためのラベルを特定し、該当転送情報をコア転送テーブルのキャッシュ部分に追加することにより、自身と着側ラベルエッジルータ間にカットスルー経路を生成することが可能となる。
また、受信したユーザパケットの宛先ユーザを収容していない際には、発側ラベルエッジルータに対して、経路情報の削除を要求するパージデータパケットを送信し、発側ラベルエッジルータが用いた転送テーブルのキャッシュエントリを削除させることにより、経路変動などで不適切になったカットスルー経路を削除することが可能となる。
次に、図２９を参照して、ラベルエッジルータ５６〜５９で用いるフィルタリングテーブル９８について説明する。図２９は、ラベルエッジルータ５６で用いられるフィルタリングテーブル９８の構成例である。
このフィルタリングテーブル９８は、ユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報およびユーザパケットの宛先アドレスから、そのユーザパケットを転送するか廃棄するかを示す転送可否情報を導く機能を有している。
次に、図３０を参照して、ラベルエッジルータ５６〜５９で用いるコア転送テーブル９４について説明する。図３０は、ラベルエッジルータ５６で用いられるコア転送テーブル９４の構成例である。
このコア転送テーブル９４は、ユーザパケットが有する各宛先アドレスに対応する、転送先のラベルエッジルータへ転送するためのラベルおよび出力リンクを導く機能を有している。
また、コア転送テーブル９４は、中継用ラベルエッジルータ宛の経路を保有する固定経路情報エントリ部と、宛先アドレスを有するユーザを収容している着側ラベルエッジルータに中継用ラベルエッジルータを経由しないで転送させるカットスルー経路を保有するキャッシュ経路情報エントリ部から構成されている。
本構成例では、ユーザパケットの宛先アドレスを自身が収容している際には、その宛先アドレスに該当するエントリをテーブルに記述しないとしている。他方式としては、ユーザパケットの宛先アドレスを自身が収容している際には、その宛先アドレスに該当するエントリの付加ラベルおよび出力リンクを記述しない方法や、その宛先アドレスに該当するエントリにフラグを記すなどが考えられる。
次に、図３１を参照して、ラベルエッジルータ５６〜５９で用いるアクセス転送テーブル９９について説明する。図３１は、ラベルエッジルータ５６で用いられるアクセス転送テーブル９９の構成例である。
このアクセス転送テーブル９９は、ユーザパケットが有する各宛先アドレスに対応する、ユーザ網への出力リンクを導く機能を有している。
次に、図３２および図３３を参照して、ラベルエッジルータ５６〜５９で用いるラベル管理テーブル８３について説明する。図３２は、ラベルエッジルータ５６で用いられるラベル管理テーブル８３の構成例である。図３３は、ラベルエッジルータ５６で用いられる逆引き用のラベル管理テーブル８３の構成例である。
このラベル管理テーブル８３は、ラベルエッジルータの識別情報から、そのラベルエッジルータへ転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。
本構成例では、テーブルの逆引きを許容することにより、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導く機能と、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導く機能を有している。
テーブルの逆引きを許容しない場合は、図３２のような、ラベルに対するラベルエッジルータの識別情報を導くテーブルと、図３３に示す、ラベルエッジルータの識別情報に対するそのラベルエッジルータに転送する際に付加すべきラベルを導くテーブルの、２種類のラベル管理テーブルを保有する必要がある。
［ラベルスイッチングネットワークのカットスルー経路設定動作］
次に、図３４〜図４２を参照して、本実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワーク（ＭＰＬＳ網）の基本動作について説明する。図３４、図３５は、本実施の形態にかかるＭＰＬＳ網４６のパケット転送動作を示すシーケンス図である。図３６は、発側ラベルエッジルータ５６のＭＰＬＳ網宛転送処理を示す説明図である。図３７は、中継用ラベルエッジルータ５５のＭＰＬＳ網内中継転送処理を示す説明図である。図３８は、着側ラベルエッジルータ５８のユーザ網宛転送処理を示す説明図である。図３９は、発側ラベルエッジルータ５６のカットスルー経路設定処理を示す説明図である。
また、図４０は、着側ラベルエッジルータ５８におけるアクセス転送テーブル９９の構成例である。図４１は、発側ラベルエッジルータ５６における更新後のコア転送テーブル９４の構成例である。
また、図４２は、図３６〜図３９で示す各種処理によりやり取りされるパケットおよびフレームの構成例である。
ＭＰＬＳ網４６では、端末間でやり取りされるユーザパケットを転送する際、そのユーザパケットを一旦ラベル付きユーザパケットに変換して転送する。その際、着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと、発側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルを付加し、そのラベル付きパケットの先頭に位置する第１のラベルを参照して転送処理が行われる。
また、本発明における出力リンクの特定には、ＡＲＰ(Address Resolution Protocol)による特定を想定している。
以下では、図２１のユーザ網４８を介してラベルエッジルータ５６に接続されている端末６１から、ユーザ網５２を介してラベルエッジルータ５８に接続されている端末６５へ、ＬＳＰ６８、中継用ラベルエッジルータ５５、およびＬＳＰ７０を経由して、所望のユーザパケットを転送し、そのトラヒック需要に応じて、ラベルエッジルータ５６とラベルエッジルータ５８とを結ぶＬＳＰ７３をカットスルー経路として新たに設定する場合を例として説明する。
［ラベルエッジルータのＭＰＬＳ網宛転送処理］
まず、図３４および図３６を参照して、発側ラベルエッジルータ５６でのＭＰＬＳ網宛転送処理について説明する。なお、ラベルエッジルータ５６は、前述した図３０のコア転送テーブル９４を有しているものとする。
ラベルエッジルータ５６は、パケット分類部８９により、ユーザパケット３０６を受信する（ステップ６００）。このユーザパケット３０１には、当該ユーザパケットの宛先ＩＰアドレスとして端末６５のＩＰアドレス「ユーザ＃１６」が設定されており、送信元ＩＰアドレスとして端末６１のＩＰアドレス「ユーザ＃１２」が設定されている。
パケット分類部８９は、受信したユーザパケット３０６をアクセスパケット処理部９２へ転送する。
アクセスパケット処理部９２は、パケット分類部８９からユーザパケット３０６を受信し、受信したユーザパケット３０６から宛先アドレス＃１６を抽出し、抽出した宛先アドレス＃１６をコア転送テーブル処理部９３へ通知し、ユーザパケット３０６をラベル付加部９５へ転送する。
コア転送テーブル処理部９３は、アクセスパケット処理部９２から宛先アドレス＃１６の通知を受けて、宛先アドレス＃１６を検索キーとしてコア転送テーブル９４のキャッシュ経路情報を検索し、ヒットしないため、コア転送テーブル９４の固定経路情報を検索し、付加ラベル＃１５および出力リンク２２９を特定し、付加ラベル＃１５および出力リンク２２９をラベル付加部９５へ通知する（ステップ６０１）。
ラベル付加部９５は、アクセスパケット処理部９２からユーザパケット３０６を受信し、コア転送テーブル処理部９３から付加ラベル＃１５および出力リンク２２９の通知を受けて、ユーザパケット３０６に、ラベルエッジルータ５６自身の識別情報であるコア＃１１が記述されたラベルを第２のラベルとして付加するともとに、ラベル＃１５を第１のラベルとして付加することにより、ラベル付きユーザパケット３０７（第４２図参照）を生成し、ラベル付きユーザパケット３０７およびリンク２２９の情報をパケット送信処理部１０５へ転送する（ステップ６０２）。
パケット送信処理部１０５は、ラベル付加部９５からラベル付きユーザパケット３０７およびリンク２２９の情報を受信し、ラベル付きユーザパケット３０７をリンク２２９へ出力する（ステップ６０３）。
以上の動作により、発側ラベルエッジルータ５６は、ユーザ網４８から受信したユーザパケット３０６を、ラベル付きユーザパケット３０７にカプセル化して、ＭＰＬＳ網４６へ転送する。
［中継用ラベルエッジルータのＭＰＬＳ網内中継転送処理］
次に、図３４および図３７を参照して、中継用ラベルエッジルータ５５でのＭＰＬＳ網内中継転送処理について説明する。
なお、中継用ラベルエッジルータ５５は、前述した図２４の転送テーブル８１を保有し、図２５のラベル管理テーブル８３を保有しているものとする。
中継用ラベルエッジルータ５５は、受信パケット処理部７８により、ラベル付きユーザパケット３０７を受信する。
受信パケット処理部７８は、ラベル付きユーザパケット３０７の第１のラベル＃１５を除去するとともに、コア＃１１が記述された第２のラベルを除去し、ユーザパケット３０６をパケット処理部７９へ転送し、コア＃１１が記述された第２のラベルおよび受信リンク２３７の情報を、送信元情報抽出部８４へ転送する（ステップ６１０）。
パケット処理部７９は、受信パケット処理部７８からユーザパケット３０６を受信し、ユーザパケット３０６から宛先アドレス＃１６を抽出し、宛先アドレス＃１６を転送テーブル処理部８０へ通知する。
転送テーブル処理部８０は、パケット処理部７９から宛先アドレス＃１６の通知を受けて、宛先アドレス＃１６を検索キーとして転送テーブル８１を検索し、付加ラベル＃１３および出力リンク２３８を特定し、付加ラベル＃１３および出力リンク２３８を送信パケット処理部８８へ通知し、宛先アドレス＃１６および付加ラベル＃１３をアドレス解決情報抽出部８５へ通知する（ステップ６１１）。
送信パケット処理部８８は、受信パケット処理部７８が抽出したユーザパケット３０６に、中継用ラベルエッジルータ自身の識別情報コア＃１０が記述された第２のラベルを付加するとともに、転送テーブル処理部８０で導いた、着側ラベルエッジルータへ転送するためのラベル＃１３を第１のラベルとして付加し（ステップ６１２）、ラベル付きユーザパケット３０８を生成し、転送テーブル処理部で導いたリンク２３８へ出力する（ステップ６１３）。
ラベル情報管理部８２は、送信元情報抽出部８４により、受信パケット処理部７８からコア＃１１が記述された第２のラベルおよび受信リンク２３７の情報を受信し、その第２のラベルに記述された識別情報コア＃１１に基づき発側ラベルエッジルータ５６を特定し（ステップ６１４）、そのコア＃１１を検索キーとしてラベル管理テーブル８３を検索し、ラベル付きユーザパケット３０７の発側ラベルエッジルータ５６へカットスルーデータを転送する際に付加すべきラベル＃１１を特定する（ステップ６１５）。
また、ラベル情報管理部８２は、アドレス解決情報抽出部８５により、転送テーブル処理部８０から宛先アドレス＃１６および付加ラベル＃１３を受信し、付加ラベル＃１３を検索キーとしてラベル管理テーブル８３を検索し、ラベル＃１３が示す着側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１３を特定する（ステップ６１６）。
そして、ラベル情報管理部８２は、ユーザパケットの宛先アドレス＃１６および着側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１３を記述したカットスルーデータ３０９を生成し、カットスルーデータ３０９に対し、中継用ラベルエッジルータ自身の識別情報コア＃１０を記述した第２のラベルを付加し、発側ラベルエッジルータへ転送する際に付加すべきラベル＃１１を第１のラベルとして付加することで、カットスルーデータフレーム３１０を生成し、カットスルーデータフレーム３１０および受信リンク２３７の情報を、フレーム送信宛先変更通知部８６へ転送する（ステップ６１７）。
フレーム送信宛先変更通知部８６は、ラベル情報管理部８２からカットスルーデータフレーム３１０を受信した際に、通過パケット数カウント部８７により、同一の情報を保有するカットスルーデータフレーム３１０が何回通知されたかをカウントし、カットスルーデータフレーム３１０を示すエントリのカウントが判定基準値を超えた際に、ラベル情報管理部８２からカットスルーデータフレーム３１０とともに通知されるリンク情報２３７を出力リンク情報とし、カットスルーデータフレーム３１０と出力リンク２３７を送信パケット処理部８８に通知する。
送信パケット処理部８８は、フレーム送信宛先変更通知部８６からカットスルーデータフレーム３１０および出力リンク２３７の情報を受信し、カットスルーデータフレーム３１０をリンク２３７へ出力する（ステップ６１８）。
以上の動作により、中継用ラベルエッジルータ５５は、ラベル付きユーザパケット３０７を受信した場合、ラベル付け替えにより生成したラベル付きユーザパケット３０８を、次ホップである着側ラベルエッジルータ５８へ転送するとともに、発側ラベルエッジルータ５６に対して、着側ラベルエッジルータ８の識別情報をカットスルーデータフレーム３１０で通知することが可能となる。
［ラベルエッジルータのユーザ網宛転送動作］
次に、図３５および図３８を参照して、着側となるラベルエッジルータ５８のユーザ網宛転送動作について説明する。
なお、ラベルエッジルータ５８は、前述した図４０のアクセス転送テーブル９９を保有しているものとする。
パケット分類部８９は、受信したラベル付きユーザパケット３０８を受信する（ステップ６２０／６１３）。
パケット分類部８９は、受信したラベル付きユーザパケット３０８に対し、ラベルエッジルータ５８への転送用の第１のラベル＃１３を除去するとともに、発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１０が記述された第２のラベルを除去し、上記２つのラベルを除去した結果がユーザパケット３０６であるため、コア＃１０が記述された第２のラベル、受信したリンク２３３の情報、およびユーザパケット３０６をコアパケット処理部９６に転送する（ステップ６２１）。
コアパケット処理部９６は、パケット分類部８９からユーザパケット３０６およびそのユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１０が記述された第２のラベルを受信し、第２のラベルに基づき発側ラベルエッジルータ５６を特定する（ステップ６２２）。
そして、ユーザパケット３０６の宛先アドレス＃１６を抽出し、その宛先アドレス＃１６および第２のラベルに記述されていた発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１０を検索キーとしてフィルタリングテーブル９８を検索し、得られた転送可否情報に基づき転送すべきと判断し、宛先アドレス＃１６をアクセス転送テーブル処理部９７へ通知する（ステップ６２３）。
アクセス転送テーブル処理部９７は、アクセス転送テーブル９９を検索することにより、コアパケット処理部９６が抽出したユーザパケット３０６の宛先アドレス＃１６から、ユーザパケット３０６に対する出力リンク２２６を導き、ユーザパケット３０６を、出力リンク２２６の情報とともに、パケット送信処理部１０５に転送する（ステップ６２４）。
パケット送信処理部１０５は、アクセス転送テーブル処理部９７から受信したユーザパケット３０６を、その際にアクセス転送テーブル処理部９７から受信したリンク２２６へ出力する（ステップ６２５）。
以上の動作により、着側ラベルエッジルータ５８は、ＭＰＬＳ網４６から受信したラベル付きユーザパケット３０８を、ユーザパケット３０６にデカプセル化して、その宛先となる端末６５が接続されているユーザ網５２へ転送する。
［ラベルエッジルータのカットスルー経路設定動作］
次に、図３５および図３９を参照して、発側ラベルエッジルータ５６でのカットスルー経路設定動作について説明する。
なお、発側ラベルエッジルータ５６は、前述した図３２のラベル管理テーブル８３を保有している。
ラベルエッジルータ５６は、パケット分類部８９により、カットスルーデータフレーム３１０を受信する（ステップ６３０／６１８）。
パケット分類部８９は、カットスルーデータフレーム３１０から、第１のラベル＃１１を除去するとともに、発側ラベルエッジルータ５６の識別情報コア＃１０が記述された第２のラベルを除去し、上記２つのラベルを除去した結果がカットスルーデータ３０９であるため、カットスルーデータ３０９をフレーム送信宛先変更処理部１０１へ転送する（ステップ６３１）。
フレーム送信宛先変更処理部１０１は、パケット分類部８９からカットスルーデータ３０９を受信した際に、カットスルーデータ３０９に記述された着側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１３に対応するラベル解決をラベル情報管理部１０３へ依頼する。
ラベル情報管理部１０３は、識別情報コア＃１３を検索キーとしてラベル管理テーブル１０４を検索し、着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベル＃１７を特定し、フレーム送信宛先変更処理部１０１へ通知する（ステップ６３２）。
フレーム送信宛先変更処理部１０１は、ラベル情報管理部１０３から着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベル＃１７の返信を受け、カットスルーデータ３０９に記述されていたユーザパケットの宛先アドレス＃１６に対して付加すべきラベル＃１７を記述したエントリを、コア転送処理部９０のコア転送テーブル処理部９３のコア転送テーブル９４のキャッシュ経路情報部に追加する（ステップ６３３）。
この動作により、コア転送テーブル９４は、前述した図３２から図３９のエントリ内容となり、発側ラベルエッジルータ５６と着側ラベルエッジルータ５８との間を、中継用ラベルエッジルータ５５を経由せずに結ぶカットスルー経路として、図２１のＬＳＰ７３が設定されたことになる。
したがって、カットスルー経路設定処理以降において、ラベルエッジルータ５６が端末６１からユーザパケット３０６を受信した場合（ステップ６４０）、コア転送テーブル処理部９３は、アクセスパケット処理部９２から宛先アドレス＃１６の通知を受けて、宛先アドレス＃１６を検索キーとしてコア転送テーブル９４のキャッシュ経路情報を検索することにより、カットスルー転送用の付加ラベル＃１７および出力リンク２２９を特定し、付加ラベル＃１７および出力リンク２２９をラベル付加部９５へ通知する（ステップ６４１）。
ラベル付加部９５は、アクセスパケット処理部９２からユーザパケット３０６を受信し、コア転送テーブル処理部９３から付加ラベル＃１７および出力リンク２２９の通知を受けて、ユーザパケット３０６に、発側となるラベルエッジルータ５６の識別情報であるコア＃１が記述されたラベルを第２のラベルとして付加し、ラベル＃１７を第１のラベルとして付加することにより、ラベル付きユーザパケットを生成し、ラベル付きユーザパケットおよびリンク２２９の情報をパケット送信処理部１０５へ転送する（ステップ６４２）。
パケット送信処理部１０５は、ラベル付加部９５からラベル付きユーザパケット３０７およびリンク２０９の両方を受信し、そのラベル付きユーザパケット３０７をリンク２２９へ出力する（ステップ６４３）。
以上の動作により、発側ラベルエッジルータ５６は、中継用ラベルエッジルータ５５から受信したカットスルーデータに基づいてコア転送テーブル９４にエントリを追加して、着側ラベルエッジルータ５８まで中継用ラベルエッジルータ５５を経由せずに接続するカットスルー経路を設定する。そして、発側ラベルエッジルータ５６は、ユーザ網４８から受信したユーザパケットを、カットスルー経路用のラベル付きユーザパケットにカプセル化して、ＭＰＬＳ網４６へ転送する。
このように、本実施の形態では、ラベルエッジルータにおいて、ユーザパケットにラベルを付加して転送する際、当該ユーザパケットの転送経路の着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと発側エッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルとを、当該ユーザパケットに付加して転送し、受信したラベル付きユーザパケットから第１および第２のラベルを削除して、得られたユーザパケットをユーザ網の端末へ転送するようにしたので、ラベル付きユーザパケットに付加されている第２のラベルから発側ラベルエッジルータを特定できる。
したがって、例えば中継用ラベルエッジルータ５５では、受信したラベル付きユーザパケットの第２のラベルで発側ラベルエッジルータ１０を特定し、その発側ラベルエッジルータ５６から着側ラベルエッジルータ５８まで中継用ラベルエッジルータ５５を経由せずにユーザパケットを転送するためのカットスルー経路を示すカットスルー経路用ラベルを特定し、そのカットスルー経路用ラベルと当該ユーザパケットの宛先アドレスとを含むカットスルーデータを発側ラベルエッジルータ５６へ通知することができ（ステップ６１０〜６１７）、発側ラベルエッジルータ５６では、受信したカットスルーデータに含まれるカットスルー経路用ラベルと宛先アドレスに基づき、当該ラベルエッジルータ５６から着側ラベルエッジルータ５８へのカットスルー経路を設定することにより（ステップ６３１〜６３３）、任意のラベルエッジルータ間に必要に応じて、カットスルー経路を設定することができる。
これにより、ラベルスイッチングネットワーク内に設置した折り返し用ラベルエッジルータで、そのトラヒック需要に伴って前述したカットスルー経路の設定が必要と判断した場合は、第２のラベルで特定された発側ラベルエッジルータへカットスルー経路の情報を通知できる。したがって、端末を収容しているラベルエッジルータでのルーチング負荷を削減でき、ラベル付きユーザパケットを効率よく転送できる。
また例えば、ラベルエッジルータで、受信したラベル付きユーザパケットについての転送要否の判断すなわちフィルタリング処理を、第２のラベルで特定された発側ラベルエッジルータ単位で行うことができる。したがって、ラベルエッジルータでは、ラベル付きユーザパケットを転送する際、ユーザパケットの宛先アドレス単位でフィルタリング処理する必要がなくなり、フィルタリング処理の際の経路の管理負荷を削減でき、ラベル付きユーザパケットを効率よく転送できる。
［ラベルスイッチングネットワークのカットスルー経路削除動作］
次に、図４３〜４８を参照して、本実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワーク（ＭＰＬＳ網）のカットスルー経路削除動作について説明する。図４３は、本実施の形態にかかるＭＰＬＳ網４６のカットスルー経路削除動作を示すシーケンス図である。図４４は、着側ラベルエッジルータ５８のカットスルー経路削除情報通知処理を示す説明図である。図４５は、発側ラベルエッジルータ５６のカットスルー経路削除処理を示す説明図である。
また、図４６は、着側ラベルエッジルータ５８におけるラベル管理テーブル１０４の構成例である。図４７は、着側ラベルエッジルータ５８における更新後のアクセス転送テーブル９９の構成例である。
また、図４８は、図４４および図４５で示す各種処理によりやり取りされるパケットおよびフレームの構成例である。
以下では、ユーザパケットの宛先である図２１の端末６５が、ラベルエッジルータ５８からラベルエッジルータ５９の配下へ移動したことに応じて、発側ラベルエッジルータ５６と着側ラベルエッジルータ５８とを結ぶカットスルー経路（ＬＳＰ７３）を削除する場合を例として説明する。
一般に、パケット通信網やラベルスイッチングネットワークでは、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）、ＲＩＰ（Routing Information Protocol）、あるいはＢＧＰ（Border Gateway Protocol）などのルーチングプロトコルの動作により、ネットワーク構成の変化に応じて、各ルータが持つ各種転送テーブルが更新される。
例えば、前述した図２１のネットワークに経路変動が発生し、端末６５がラベルエッジルータ５８の配下からラベルエッジルータ５９の配下へ移動した場合、上記ルーチングプロトコルの動作により、ラベルエッジルータ５８の保有するアクセス転送テーブル９９が、図４０から図４７のようなエントリ内容に変更され、ラベルエッジルータ５８の保有するコア転送テーブル９４に、宛先アドレス＃１６に対する付加ラベル＃１１を示す固定経路情報が追加される（図示せず）。
［ラベルエッジルータのカットスルー経路削除情報通知動作］
このような状況において、ラベルエッジルータ５８が端末６５宛のラベル付きユーザパケット３１１を受信した場合、ラベルエッジルータ５８で、次のようなカットスルー経路削除情報通知処理が行われる。
以下では、図４３および図４４を参照して、着側ラベルエッジルータ５８でのカットスルー経路削除情報通知処理について説明する。
ラベルエッジルータ５８は、パケット分類部８９により、ラベル付きユーザパケット３１１を受信する（ステップ７００）。このラベル付きユーザパケット３１１には、当該ユーザパケットの宛先ＩＰアドレスとして端末６５のＩＰアドレス「ユーザ＃１６」が設定されており、送信元ＩＰアドレスとして端末６１のＩＰアドレス「ユーザ＃１２」が設定されている。また、第１のラベルとして着側ラベルエッジルータ５８を示す識別情報を含む「コア＃１３」が付加され、第２のラベルとして発側ラベルエッジルータ５６を示す識別情報を含む「コア＃１１」が付加されている。
パケット分類部８９は、受信したラベル付きユーザパケット３１１から、ラベルエッジルータ５８への転送用の第１のコア＃１３を除去するとともに、発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１１が記述された第２のラベルを除去し、上記２つのラベルを除去した結果がユーザパケット３０６であるため、コア＃１１が記述された第２のラベル、受信したリンク２３３の情報、およびユーザパケット３０６をコアパケット処理部９６に転送する（ステップ７０１）。
コアパケット処理部９６は、パケット分類部８９からユーザパケット３０６と、受信リンク２３３と、そのユーザパケットの発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１１が記述された第２のラベルとを受信し、ユーザパケット３０６の宛先アドレス＃１６を抽出し、その宛先アドレス＃１６および第２のラベルに記述されていた発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１１を検索キーとしてフィルタリングテーブル９８を検索し、得られた転送可否情報に基づき転送すべきと判断し、宛先アドレス＃１６をアクセス転送テーブル処理部９７へ通知する。
アクセス転送テーブル処理部９７は、宛先アドレス＃１６を検索キーとしてアクセス転送テーブル９９を検索する（ステップ７０２）。ここで、変更された図４７に示すアクセス転送テーブル９９には該当エントリが存在しないため、該当エントリを検出することができない（ステップ７０３：ＹＥＳ）。
したがって、アクセス転送テーブル処理部９７は、ユーザパケット３０６を廃棄し、そのユーザパケットの宛先アドレス＃１６と、そのユーザパケットに付加されていてパケット分類部８９で除去されたコア＃１１が記述された第２のラベルと、そのユーザパケットを受信したリンク２３３の情報とを、経路削除情報通知生成部１００へ転送する。
経路削除情報通知生成部１００は、アクセス転送テーブル処理部９７からコア＃１１が記述された第２のラベル、宛先アドレス＃１６、受信リンク２３３の情報、およびユーザパケット３０６を受信し、ユーザパケットの宛先アドレス＃１６と、ラベルエッジルータ５８自身を示す識別情報コア＃１３を記述したパージデータ３１２とを作成し、アクセス転送テーブル処理部９７から受信した第２のラベルに記述されていた発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１１に対応するラベル解決をラベル情報管理部１０３へ依頼する。
そして、経路削除情報通知生成部１００は、ラベル情報管理部１０３から発側ラベルエッジルータへデータを転送するために付加すべきラベル＃１９の返信を受け、パージデータにラベルエッジルータ５８自身の識別情報を示すラベルを第２のラベルとして付加し、ラベル情報管理部１０３から返信されたラベル＃１９を第１のラベルとして付加することでパージデータフレーム３１３を作成し、受信リンク２３３を出力リンクとして、パージデータフレーム３１３とともにパケット送信処理部１０５へ転送する（ステップ７０４）。
パケット送信処理部１０５は、経路削除情報通知生成部１００からパージデータフレーム３１３および出力リンク２２３の情報を受信し、パージデータフレーム３１３をリンク２３３へ出力する（ステップ７０５）。
以上の動作により、着側ラベルエッジルータ５８は、受信したユーザパケットの宛先ユーザを収容していない際には、発側ラベルエッジルータ５６に対して、経路情報の削除を要求するパージデータパケットを送信し、発側ラベルエッジルータ５６が用いた転送テーブルのキャッシュエントリを削除させることにより、経路変動などで不適切になったカットスルー経路を削除することが可能となる。
［ラベルエッジルータのカットスルー経路削除動作］
次に、図４３および図４５を参照して、発側ラベルエッジルータ５６でのカットスルー経路削除処理について説明する。
ラベルエッジルータ５６は、パケット分類部８９により、パージデータフレーム３１３を受信する。
パケット分類部８９は、パージデータフレーム３１３から、第１のラベル＃１９を除去するとともに、発側ラベルエッジルータの識別情報コア＃１３が記述された第２のラベルを除去し、上記２つのラベルを除去した結果がパージデータ３１２であるため、パージデータ３１２をフレーム送信宛先変更処理部１０１へ転送する（ステップ７１０）。
フレーム送信宛先変更処理部１０１は、パケット分類部８９からパージデータ３１２を受信した際に、パージデータ３１２に記述された着側ラベルエッジルータ５８の識別情報コア＃１３に対応するラベル解決をラベル情報管理部１０３へ依頼する。
ラベル情報管理部１０３は、識別情報コア＃１３を検索キーとしてラベル管理テーブル１０４を検索し、着側ラベルエッジルータへカットスルー転送するために付加すべきラベル＃１７を特定し、フレーム送信宛先変更処理部１０１へ通知する（ステップ７１１）。
ラベル情報管理部１０３から、着側ラベルエッジルータ５８へカットスルー転送するために付加すべきラベル＃１７の返信を受け、パージデータ３１２に記述されていたユーザパケットの宛先アドレス＃１６に対して付加すべきラベル＃１７を記述したエントリを、コア転送処理部９０のコア転送テーブル処理部９３のコア転送テーブル９４のキャッシュ経路情報部から検出し、そのエントリを削除する（ステップ７１２）。
この動作により、コア転送テーブル９４は、図４１から図３０に示すエントリ内容に変更され、図２１のＬＳＰ７３が削除されたことになる。
以上の動作により、発側ラベルエッジルータ５６は、着側ラベルエッジルータ５８から受信したパージデータに基づいてコア転送テーブル９４のエントリを削除し、それ以降、該当ユーザパケットの転送に中継用ラベルエッジルータ５５経由の経路を適用する。
このように、着側ラベルエッジルータ５８で、受信したラベル付きユーザパケットに付加されているカットスルー経路用ラベルとユーザパケットの宛先アドレスとを含むパージデータを、当該ユーザパケットの発側ラベルエッジルータ５６へ通知し（ステップ７００〜７０５）、発側ラベルエッジルータ５６では、受信したパージデータのカットスルー経路用ラベルと宛先アドレスに基づき、当該ラベルエッジルータ５６から着側ラベルエッジルータ５８へのカットスルー経路の設定を削除するようにしたので（ステップ７１０〜７１２）、必要に応じて任意のカットスルー経路の設定を削除することができ、ラベルエッジルータに必要な転送経路管理のための記憶容量を効率よく利用できる。
なお、以上では、ラベルスイッチングネットワークとして、４つのラベルエッジルータを持つＭＰＬＳ網を例に説明したが、これに限定されるものではなく、また転送経路を特定するためのラベルを用いてパケットを転送するネットワークであれば、いずれの種類のネットワークにも、また任意の数のラベルエッジルータからなるネットワークにも、前述と同様にして本発明を適用でき、同様の作用効果を得ることができる。
また、以上で説明した各テーブルについても、前述の図の構成例に限定されるものではなく、同様の機能を有するテーブルであれば、前述と同様にして本発明を適用でき、同様の作用効果を得ることができる。
本発明の第１の実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワークが適用される大規模パケット通信網の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワークとして、ＭＰＬＳ網の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるラベルエッジルータの構成を示すブロック図である。 ラベルエッジルータで用いられるフィルタリングテーブルの構成例である。 ラベルエッジルータで用いられるコア管理テーブルの構成例である。 ラベルエッジルータで用いられるアクセス転送テーブルの構成例である。 ラベルエッジルータで用いられるラベル転送テーブルの構成例である。 ラベルエッジルータで用いられるラベル転送テーブル（逆引き用）の構成例である。 ラベルエッジルータの通過パケット数カウント部の構成例である。 本実施の形態にかかるＭＰＬＳ網のパケット転送動作を示すシーケンス図である。 本実施の形態にかかるＭＰＬＳ網のパケット転送動作を示すシーケンス図である。 発側ラベルエッジルータのＭＰＬＳ網宛転送処理を示す説明図である。 ラベルエッジルータのＭＰＬＳ網内折り返し転送処理を示す説明図である。 着側ラベルエッジルータのユーザ網宛転送処理を示す説明図である。 発側ラベルエッジルータのカットスルー経路設定処理を示す説明図である。 着側ラベルエッジルータで用いられるコア管理テーブルの構成例である。 着側ラベルエッジルータで用いられるラベル転送テーブルの構成例である。 折り返しラベルエッジルータで用いられるアクセス転送テーブルの構成例である。 発側ラベルエッジルータで用いられるコア管理テーブル（更新後）の構成例である。 図１２〜図１５で示す各種処理によりやり取りされるパケットおよびフレームの構成例である。 本発明の第２の実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワークが適用される大規模パケット通信網の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるラベルスイッチングネットワークとして、ＭＰＬＳ網の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるラベルエッジルータの構成を示すブロック図である。 中継用ラベルエッジルータで用いられる転送テーブルの構成例である。 中継用ラベルエッジルータで用いられるラベル管理テーブルの構成例である。 中継用ラベルエッジルータで用いられるラベル管理テーブル（逆引き用）の構成例である。 中継用ラベルエッジルータの通過パケット数カウント部の構成例である。 ラベルエッジルータの構成を示すブロック図である。 ラベルエッジルータで用いられるフィルタリングテーブルの構成例である。 ラベルエッジルータで用いられるコア転送テーブルの構成例である。 ラベルエッジルータで用いられるアクセス転送テーブルの構成例である。 ラベルエッジルータで用いられるラベル管理テーブルの構成例である。 ラベルエッジルータで用いられるラベル管理テーブル（逆引き用）の構成例である。 本発明の第２の実施の形態にかかるＭＰＬＳ網のパケット転送動作を示すシーケンス図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるＭＰＬＳ網のパケット転送動作を示すシーケンス図である。 発側ラベルエッジルータのＭＰＬＳ網宛転送処理を示す説明図である。 中継用ラベルエッジルータのパケット転送処理を示す説明図である。 着側ラベルエッジルータのユーザ網宛転送処理を示す説明図である。 発側ラベルエッジルータのカットスルー経路設定処理を示す説明図である。 着側ラベルエッジルータで用いられるアクセス転送テーブルの構成例である。 発側ラベルエッジルータで用いられるコア転送テーブル（更新後）の構成例である。 図３６〜図３９で示す各種処理によりやり取りされるパケットおよびフレームの構成例である。 ＭＰＬＳ網のカットスルー経路削除動作を示すシーケンス図である。 着側ラベルエッジルータのパージデータ通知処理を示す説明図である。 発側ラベルエッジルータのカットスルー経路削除処理を示す説明図である。 着側ラベルエッジルータで用いられるラベル管理テーブルの構成例である。 着側ラベルエッジルータで用いられるアクセス転送テーブル（更新後）の構成例である。 図４４，図４５で示す各種処理によりやり取りされるパケットおよびフレームの構成例である。
符号の説明
１…ＭＰＬＳ網、２〜９…ユーザ網、１０〜１３…ラベルエッジルータ、１４〜２１…端末、２２〜２７…ＬＳＰ、２８…ラベル処理部、２９…コア転送処理部、３０…アクセス転送処理部、３１…アクセスパケット処理部、３２…コア転送テーブル処理部、３３…ラベル付加部、３４…フィルタリングテーブル、３５…コア転送テーブル、３６…コアパケット処理部、３７…アクセス転送テーブル処理部、３８…アクセス転送テーブル、３９…ラベル情報管理部、４０…ラベル管理テーブル、４１…カットスルーデータ抽出部、４２…ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部、４３…通過パケット数カウント部、４４…フレーム送信宛先変更処理部、４５…パケット送信処理部、４６…ＭＰＬＳ網、４７〜５４…ユーザ網、５５…中継用ラベルエッジルータ、５６〜５９…ラベルエッジルータ、６０〜６７…端末、６８〜７７…ＬＳＰ、７８…受信パケット処理部、７９…パケット処理部、８０…転送テーブル処理部、８１…転送テーブル、８２…ラベル情報管理部、８３…ラベル管理テーブル、８４…送信元情報抽出部、８５…アドレス解決情報抽出部、８６…ラベル付きユーザパケット送信宛先変更通知部、８７…通過パケット数カウント部、８８…送信パケット処理部、８９…パケット分類部、９０…コア転送処理部、９１…アクセス転送処理部、９２…アクセスパケット処理部、９３…コア転送テーブル処理部、９４…コア転送テーブル、９５…ラベル付加部、９６…コアパケット処理部、９７…アクセス転送テーブル処理部、９８…フィルタリングテーブル、９９…アクセス転送テーブル、１００…経路削除情報通知生成部、１０１…フレーム送信宛先変更処理部、１０３…ラベル情報管理部、１０４…ラベル管理テーブル、１０５…パケット送信処理部、２０１〜２４２…リンク、２５１〜２５４，２６１〜２６４…ラベルスイッチルータ、３０１，３０６…ユーザパケット、３０２，３０３，３０７，３０８，３１１…ラベル付きユーザパケット、３０４，３０９…カットスルーデータ、３０５，３１０…カットスルーデータフレーム、３１２…パージデータ、３１３…パージデータフレーム。

Claims (7)

  1. 収容するユーザ網の端末から送信された所望の端末宛のユーザパケットにその転送経路を特定するためのラベルを付加して転送するとともに、受信したラベル付きユーザパケットからラベルを削除して前記ユーザ網の端末へ転送する複数のラベルエッジルータと、これらラベルエッジルータを網状に接続し、受信したラベル付きユーザパケットを当該ラベルに対応する転送経路で転送するラベルスイッチルータとからなるラベルスイッチングネットワークであって、
    前記ラベルエッジルータは、
    前記ユーザパケットにラベルを付加して転送する際、当該ユーザパケットの転送経路の着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと発側エッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルとを、当該ユーザパケットに付加して転送する第１のパケット転送手段と、
    受信したラベル付きユーザパケットから第１および第２のラベルを削除して、得られたユーザパケットを前記ユーザ網の端末へ転送する第２のパケット転送手段とを備えることを特徴とするラベルスイッチングネットワーク。
  2. 請求項１に記載のラベルスイッチングネットワークにおいて、
    前記ラベルエッジルータは、
    受信したラベル付きユーザパケットから第１および第２のラベルを削除し、そのユーザパケットの宛先アドレスに基づき特定した着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む新たな第１のラベルと、当該ラベルエッジルータ自身を示す識別情報を含む新たな第２のラベルとを、当該ユーザパケットに付け替えて転送する折り返し転送手段と、
    前記宛先アドレスと前記着側ラベルエッジルータを示す識別情報とを含むカットスルーデータに、前記削除した第２のラベルに含まれる発側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと、当該ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルとを付加して転送するカットスルーデータ通知手段とをさらに備えることを特徴とするラベルスイッチングネットワーク。
  3. 請求項１に記載のラベルスイッチングネットワークにおいて、
    前記ラベルエッジルータは、
    受信したラベル付きユーザパケットの第２のラベルに含まれる発側ラベルエッジルータの識別情報に基づき、当該ラベル付きユーザパケットの転送可否を判断するフィルタリング手段をさらに備えることを特徴とするラベルスイッチングネットワーク。
  4. 収容するユーザ網の端末から送信された所望の端末宛のユーザパケットにその転送経路を特定するためのラベルを付加して転送するとともに、受信したラベル付きユーザパケットからラベルを削除して前記ユーザ網の端末へ転送する複数のラベルエッジルータと、これらラベルエッジルータを網状に接続し、受信したラベル付きユーザパケットを当該ラベルに対応する転送経路で転送するラベルスイッチルータとからなるラベルスイッチングネットワークで用いられるラベルエッジルータであって、
    前記ユーザパケットにラベルを付加して転送する際、当該ユーザパケットの転送経路の着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと発側エッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルとを、当該ユーザパケットに付加して転送する第１のパケット転送手段と、
    受信したラベル付きユーザパケットから第１および第２のラベルを削除して、得られたユーザパケットを前記ユーザ網の端末へ転送する第２のパケット転送手段とを備えることを特徴とするラベルエッジルータ。
  5. 請求項４に記載のラベルエッジルータにおいて、
    受信したラベル付きユーザパケットから第１および第２のラベルを削除し、そのユーザパケットの宛先アドレスに基づき特定した着側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む新たな第１のラベルと、当該ラベルエッジルータ自身を示す識別情報を含む新たな第２のラベルとを、当該ユーザパケットに付け替えて転送する折り返し転送手段と、
    前記宛先アドレスと前記着側ラベルエッジルータを示す識別情報とを含むカットスルーデータに、前記削除した第２のラベルに含まれる発側ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第１のラベルと、当該ラベルエッジルータを示す識別情報を含む第２のラベルとを付加して転送するカットスルーデータ通知手段とをさらに備えることを特徴とするラベルエッジルータ。
  6. 請求項４に記載のラベルエッジルータにおいて、
    受信したラベル付きユーザパケットの第２のラベルに含まれる発側ラベルエッジルータの識別情報に基づき、当該ラベル付きユーザパケットの転送可否を判断するフィルタリング手段をさらに備えることを特徴とするラベルエッジルータ。
  7. 請求項４に記載のラベルエッジルータにおいて、
    前記転送手段は、
    ユーザパケットの宛先アドレスとそのユーザパケットの転送先ラベルエッジルータへ転送するためのラベルとの組の情報を管理するとともに、これら組の情報を、到達性を確保するための経路を保有する固定経路情報エントリ部と、宛先アドレスを有するユーザを収容している着側ラベルエッジルータへのカットスルー経路を保有するキャッシュ経路情報エントリ部とに分けて管理するコア転送テーブルを有し、
    前記ユーザパケットにラベルを付加して転送する際、前記ユーザパケットの宛先アドレスに基づき前記コア転送テーブルを参照して前記第１のラベルを特定し、
    カットスルー経路の設定を要求するカットスルーデータを受信した際、そのカットスルーデータに含まれるユーザパケットの宛先アドレスと着側ラベルエッジルータを示す識別情報とに基づき、その宛先アドレスのユーザパケットをカットスルー経路で転送するためのラベルとからなる組の情報を、前記コア転送テーブルのキャッシュ経路情報エントリ部へ追加することを特徴とするラベルエッジルータ。
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