JP3878140B2 - Communication node, routing information advertising method, routing information advertising program, and recording medium - Google Patents

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JP3878140B2 JP2003028391A JP2003028391A JP3878140B2 JP 3878140 B2 JP3878140 B2 JP 3878140B2 JP 2003028391 A JP2003028391 A JP 2003028391A JP 2003028391 A JP2003028391 A JP 2003028391A JP 3878140 B2 JP3878140 B2 JP 3878140B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、IPやMPLSなどのバケットスイッチを利用したネットワーク、およびGMPLS等のTDMスイッチ・光スイッチで構成されるネットワークにおける経路制御を行なう通信ノード、ルーティング情報広告方法、ルーティング情報広告プログラムおよび記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インターネットやLANの急速な普及から、IPトラヒックを含めたデータトラヒックが指数関数的に増加している。トラヒックの増加に対応するため、バックボーンネットワークは高速化と大規模化する方向にある。
【0003】
IPネットワークにおいて、網内のルーティングを解決するために、網内の各ルータでは、OSPFやIS−IS等のリンク状態型ルーティングプロトコルが動作している(例えば、非特許文献1参照)。これらのルーティングプロトコルを用いて、各ルータは、自ネットワークのトポロジー(接続構成)を把握し、IPパケットの転送に必要なIPパケット転送表の作成を行なう。これらのルーティングプロトコルでは、ルーティング情報を網内に配布する際に、「Reliable Flooding」と呼ばれる広告方式で行なっている。基本的に、この方式では、各ルータが持つインターフェイスの全てに同じルーティング情報を含むバケット送信するため、ルーティング情報の配送の効率性に問題があった。特に、各ルータがメッシュ接続しているネットワークにおいては、網内のプロトコルのメッセージ量がルータ数の2乗に比例するため、大規模網では安定的な運用に問題があった。
【0004】
さらに、最近では、VoIP(Voice over IP)やストリーミング配信などに対応するための高度なサービスを提供するメカニズムがネットワークに求められている。このような要求に対応するため、これまでにMPLS(Multiprotocol Label Switching)が提案されている(例えば、非特許文献2参照)。
【0005】
MPLSは、転送するパケットに固定長のラベルを付与し、ラベルをもとに通信網内の各ノードで転送する方路を決定する。このMPLSをIPバックボーンネットワークに導入することにより、品質保証や負荷分散などの高度なトラフィック・エンジニアリング(Trafric Engineering)が可能となる。このトラフィック・エンジニアリングを行なうために必要なリンク状態を網内に配信する手段としても、ルーティングプロトコルは用いられている。
【0006】
また、最近では、GMPLSのように、IPネットワーク以外のTDMスイッチや光クロスコネクト、光スイッチ等のパケットを扱わない通信ノードで構成されるネットワークにおいても、ネットワークのトポロジーとリンク状態の情報収集のために、OSPFやIS−ISなどのルーティングプロトコルが用いられている(例えば、非特許文献3参照)。
【0007】
【非特許文献1】
J.Moy,0SPF: Anatomy of an lnternet routing protocol, Addison−Wesley,1998.
【非特許文献2】
宮村崇、栗本崇、青木道宏、『A Scalable Multipath Algorithm in Hierarchical MPLS Networks』,Proc.of WTC/ISS2002.
【非特許文献3】
J.Moy,『Flooding over a subset topology』,IETF,Internet Draft,February 2001.
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ネットワークの大規模化とルーティングプロトコルで配送すべき情報の種類の多様化により、ネットワーク内のルーティングプロトコルのメッセージ量が増大し、プロトコルを処理する各ルータのプロセッサにかかる負荷が問題となっている。プロセッサに高負荷がかかると、プロトコルの各メッセージの処理時間が増大するため、網内のルーティングの収束時間が増大する。最終的には、ルーティングのループの発生などネットワーク内にさまざまな不安定を引き起こすことになり、問題であった。
【0009】
このような問題を解決する手段として、「リフレッシュ停止」と「リンクパンドリング」という技術がこれまでに提案されている。
【0010】
まず、「リフレッシュ停止」について説明する。通常のルーティングプロトコルでは、ネットワーク内のルータの接続構成に変更がない場合でも、定期的にトポロジー情報を保持するデータベースを更新している。この更新をリフレッシュと呼ぶ。この方式では、トポロジーに変化がなかった場合には、リフレッシュを停止し、無駄なルーティング情報の配布を抑制する。この方式は、トポロジーに変化がほとんどない安定したネットワークには有効である。しかし、トラフィック・エンジニアリングに必要なリンク状態の広告を行なう場合のように、ネットワークのトポロジーは変化しない場合でも、定期的にルーティングプロトコルによる広告が必要なケースでは有効でない。
【0011】
次に、「リンクバンドリング」について説明する。図6に示すように、2つのルータ1,2間に複数のリンクが存在する場合、通常のルーティングプロトコルでは、リンク毎に隣接関係を確立し、それぞれ個別にルーティング情報を広告している。この方式では、複数のリンクを1つのリンクに束ね(=バンドリング)て、仮想的な1つのリンクとして、ネットワーク内に広告することで、無駄なルーティング情報の広告を抑制している。この方式は、図6に示すように、特定ルータ1,2間に複数のリンクが存在する場合のみ有効で、1つのルータが異なる複数のルータと接続している場合には適用できない。
【0012】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、ルーティングの収束時間を短縮することができ、かつ最終的にはネットワークの安定性を向上させることができ、また、同一ノード間で多数のリンクが存在する場合も含めて、一般のネットワークトポロジーに適用させることができる通信ノード、ルーティング情報広告方法、ルーティング情報広告プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、請求項1記載の発明では、ネットワーク上に配置され、ルーティングプロトコルが動作している通信ノードにおいて、ルーティングプロトコルで学習したネットワークのトポロジーとは別に、ルーティングプロトコルのメッセージを配送するために用いるトポロジーを計算するトポロジー演算手段と、前記トポロジー演算手段により計算されたトポロジーに基づいて、ルーティング情報を含むパケットを送信するリンクを選択する選択手段とを具備し、前記トポロジー演算手段は、ルーティングプロトコルのメッセージ配送用のトポロジーにおいて各ノードが接続しているノード数に基づいて、そのノードに接続しているリンクを前記トポロジーに追加することによって前記トポロジーを再計算し、前記トポロジーを再計算する際、自ネットワークのトポロジーでは2つ以上のノードと隣接しているノードであって、計算されたメッセージ配送に用いるトポロジーでは隣接しているノード数が2つ未満である場合に限り、メッセージ配送に用いるトポロジーに該ノードと隣接するノードを追加することを特徴とする。
【0016】
また、上述した問題点を解決するために、請求項記載の発明では、複数の通信ノードで構成されているネットワーク上で動作しているルーティングプロトコルのルーティング情報広告方法において、ルーティングプロトコルで学習したネットワークのトポロジーとは別に、ルーティングプロトコルのメッセージを配送するために用いるトポロジーを計算し、前記計算されたトポロジーに基づいて、ルーティング情報を含むパケットを送信するリンクを選択し、ルーティングプロトコルを配送するために用いるトポロジーを計算する際に、ルーティングプロトコルのメッセージ配送用のトポロジーにおいて各ノードが接続しているノード数に基づいて、そのノードに接続しているリンクを前記トポロジーに追加することによって前記トポロジーを再計算し、ルーティングプロトコルのメッセージ配送に用いるトポロジーを再計算する際に、自ネットワークのトポロジーでは2つ以上のノードと隣接しているノードであって、計算されたメッセージ配送に用いるトポロジーでは隣接しているノード数が2つ未満であった場合に限り、メッセージ配送に用いるトポロジーに該ノードと隣接するノードを追加することを特徴とする。
【0019】
また、上述した問題点を解決するために、請求項記載の発明では、複数の通信ノードで構成されているネットワーク上で動作しているルーティングプロトコルで学習したネットワークのトポロジーとは別に、ルーティングプロトコルのメッセージを配送するために用いるトポロジーを計算する第1のステップと、前記計算されたトポロジーに基づいて、ルーティング情報を含むパケットを送信するリンクを選択する第2のステップとをコンピュータに実行させ、前記第1のステップにおいて、ルーティングプロトコルを配送するために用いるトポロジーを計算する際に、ルーティングプロトコルのメッセージ配送用のトポロジーにおいて各ノードが接続しているノード数に基づいて、そのノードに接続しているリンクを前記トポロジーに追加することによって前記トポロジーを再計算するステップと、ルーティングプロトコルのメッセージ配送に用いるトポロジーを再計算する際に、自ネットワークのトポロジーでは2つ以上のノードと隣接しているノードであって、計算されたメッセージ配送に用いるトポロジーでは隣接しているノード数が2つ未満であった場合に限り、メッセージ配送に用いるトポロジーに該ノードと隣接するノードを追加するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【0020】
また、上述した問題点を解決するために、請求項記載の発明では、複数の通信ノードで構成されているネットワーク上で動作しているルーティングプロトコルで学習したネットワークのトポロジーとは別に、ルーティングプロトコルのメッセージを配送するために用いるトポロジーを計算する第1のステップと、前記計算されたトポロジーに基づいて、ルーティング情報を含むパケットを送信するリンクを選択する第2のステップとをコンピュータに実行させ、前記第1のステップにおいて、ルーティングプロトコルを配送するために用いるトポロジーを計算する際に、ルーティングプロトコルのメッセージ配送用のトポロジーにおいて各ノードが接続しているノード数に基づいて、そのノードに接続しているリンクを前記トポロジーに追加することによって前記トポロジーを再計算するステップと、ルーティングプロトコルのメッセージ配送に用いるトポロジーを再計算する際に、自ネットワークのトポロジーでは2つ以上のノードと隣接しているノードであって、計算されたメッセージ配送に用いるトポロジーでは隣接しているノード数が2つ未満であった場合に限り、メッセージ配送に用いるトポロジーに該ノードと隣接するノードを追加するステップとをコンピュータに実行させるルーティング情報広告プログラムを記録したことを特徴とする。
【0021】
この発明では、トポロジー演算手段により、ルーティングプロトコルで学習したネットワークのトポロジーとは別に、ルーティングプロトコルのメッセージを配送するために用いるトポロジーを計算し、選択手段により、前記計算されたトポロジーに基づいて、ルーティング情報を含むパケットを送信するリンクを選択する。したがって、冗長なルーティング情報の広告を抑制することでき、各通信ノードにおけるプロセッサのルーティングプロトコルを処理する負荷を削減すること可能となる。各ノードのプロセッサの処理負荷を削減することは、ルーティングの収束時間を短縮し、最終的にはネットワークの安定性を向上させることが可能となる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【0023】
まず、本実施形態によるルーティング情報広告方式について説明する。図1は、IPネットワークの一例を示す概念図である。図1に示すネットワークは、4つのノード10,11,12,13で構成され、ノード10〜13の各々は、互いに実線で示すリンクで接続されている。ノード10〜13の各々では、OSPFやIS−ISなどのリンク状態型ルーティングプロトコルが動作しでおり、自ネットワークのトポロジーを学習可能である。
【0024】
本実施形態の広告方式を説明する前に、通常のリンク状態型ルーティングプロトコルで採用されている「Reliable Flooding」と呼ばれる広告方式について説明する。図1に示す矢印は、ルーティング情報を含むパケットが送信される方向を表している。ここで、ノード13と接続しているサブネット20との間のリンクに障害が発生したと仮定する。ノード13は、サブネット20が到達不能になったという情報を網内の他のルータに伝達する必要がある。通常、この情報は、ルーティングプロトコルの隣接関係を確立している全ルータに広告される。
【0025】
図1に示す矢印のように、ノード13は、ノード10,11,12の更新されたルーティング情報を広告する。この時点で、網内の全ルータは、ノード13からの更新されたルーティング情報を受信している。しかし、従来の広告方式では、さらにノード10,11,12は、各々、このルーティング情報の送信元であるノード13以外の全ルータに同じ情報を再度広告する。このように、従来の広告方式では、冗長なルーティング情報を多数広告するため、処理すべきプロトコルのメッセージ量が増大し、特に大規模なネットワークでは、各ルータにおける、そのメッセージの処理負荷が問題であった。
【0026】
本実施形態では、ルーティング情報を含むパケットの送信に利用するリンクを限定することによって上記問題を解決する。
【0027】
図2は、本発明の実施形態による広告方式の動作を説明するためのフローチャートある。まず、通常のルーティングプロトコルを用いて、自ネットワークのトポロジー情報を学習する(S1)。次に、該トポロジー情報に基づいて、ルーティング情報配送用のツリー(木)を作成する(S2)。最終的には、このルーティング情報配送用ツリーに含まれているリンク上にのみ、ルーティング情報を含むパケットが送信される。このツリーの計算アルゴリズムの詳細については後述する。
【0028】
このツリーの計算が終わると、網内の各ルータ10〜13は、現在ルーティング情報を広告するために使用しているリンクの中で、このツリーに含まれていないものがあるか否かを調べる。そして、そのようなリンクが存在すれば、以後、このリンク上でのルーティング情報の送信を停止する(S3)。このとき、このリンク上に確立されている隣接関係を停止してもよいし、隣接関係を維持したままFloodingのみを停止するようにしてもよい。
【0029】
図3は、ルーティング情報配送用ツリーの一例を示す概念図である。図において、ノード10−ノード13間とノード11−ノード12間のリンクでのルーティング情報の送信が停止されている。先ほどの例と同様に、ノード13とサブネット20との間のリンクに障害が発生した場合を考える。ノード13は、ノード11とノード12にルーティング情報を広告する。次に、ノード11とノード12は、ノード13以外にはノード10に対してしかルーティング情報を広告できないため、ルーティング情報をノード10に送信する。以上で、ルーティング情報の網内への配布が完了する。図3に示す場合と比較すると、網内で発生するプロトコルのメッセージ数が削減されていることが分る。
【0030】
次に、図3に示すルーティング情報配送用のツリーを計算するアルゴリズムについて説明する。図4は、このアルゴリズムを説明するためのフローチャートである。まず、自ネットワークのトポロジーから最小木(Minimum spanning tree)を作成する(S10)。最小木を計算するアルゴリズムとしては、プリム・アルゴリズム(Prim algorithm)などが知られている。
【0031】
図5は、図4に示すネットワークに対する最小木を示す概念図である。ここで、最小木の代わりに最短木(Shotest path tree)を用いてもよい。なお、最短木の計算には、Dijkstra Algorithmなどが利用できる。
【0032】
この最小木をルーティング情報配送用ツリー(以下、単に配送木と呼ぶ)として用いてもよいが、その場合、次のような問題が発生する。図5において、仮にノード10とノード11との間のリンクに障害が発生すると、ルーティングのドメインが2つに分割されてしまい、例えばノード10は、ノード13までのルーティングを解決できなくなる。この問題を解決する手段について説明するが、そのために、まず、ノードの次数について定義する。
【0033】
ノードの次数:そのノードに接続しているリンクの数
【0034】
例えば、リンクを2本持つノードの次数は「2」となる。
【0035】
まず、配送木の初期状態を最小木に設定する。そして、配送木におけるノードの次数を計算する。
【0036】
次に、条件A:「元のネットワークでのノードの次数が2以上」でかつ、「配送木でのノードの次数が2未満」を満たすノードが存在するかを判定し(S11)、条件Aを満たす場合、該当するノードのリンクを配送木に追加する(S12)。
【0037】
複数の追加すべきリンクの候補がある場合、以下の2つの選択方法がある。
・複数の候補となるリンクの中からランダムに1つを選択。
・複数の候補となるリンクの中で、最も小さい次数を持つ対向ノードと接続しているリンクを1つ選択。
【0038】
次に、再度、配送木の次数を計算し(S13)、再び、ステップS11で、条件1を満たすか否かをチェックする。もし、条件Aを満たすのであれば、ステップS12で、リンクを追加する。
【0039】
一方、条件Aを満たさない場合には、そのときの配送木をルーティング情報配送用ツリーとして利用する(S14)。以上がアルゴリズムの詳細である。
【0040】
なお、上述した実施形態は、ルーティングプロトコルにおけるルーティング情報の広告方式に関するものであり、対象とするノードがパケット交換を行なうIPルータやMPLSルータであっても、パケット交換を行なわないTDMスイッチや光スイッチ・光クロスコネクトであっても適用可能である。
【0041】
また、上述したルータの機能は、図示しない記憶部に記憶されたプログラムを実行することで実現するようになっている。記憶部は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリやRAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成されるものとする。また、上記記憶部とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。
【0042】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、上述した処理の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した処理をルータに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
【0043】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ルーティングプロトコルが動作しているネットワークにおいて、効率的なルーティング情報の広告方式を提供することが可能になるため、冗長なルーティング情報の広告を抑制することでき、各通信ノードにおけるプロセッサのルーティングプロトコルを処理する負荷を削減すること可能となる。各ノードのプロセッサの処理負荷を削減することは、ルーティングの収束時間を短縮し、最終的にはネットワークの安定性を向上することができるという利点が得られる。また、本発明によれば、同一ノード間で多数のリンクが存在する場合も含めて、一般のネットワークトポロジーに適用可能であり、トラフィック・エンジニアリングに用いられる帯域情報等のリンク状態情報の配送も効率化可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 IPネットワークの一例を示す概念図である。
【図2】 本発明の実施形態による広告方式の動作を説明するためのフローチャートある。
【図3】 ルーティング情報配送用ツリーの一例を示す概念図である。
【図4】 このアルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【図5】 図4に示すネットワークに対する最小木を示す概念図である。
【図6】 2つのルータ間に複数のリンクが存在する場合のIPネットワークの一例を示す概念図である。
【符号の説明】
10,11,12,13 ノード(トポロジー演算手段、選択手段)
20 サブネット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication node for performing path control in a network using bucket switches such as IP and MPLS, and a network composed of TDM switches and optical switches such as GMPLS, a routing information advertising method, a routing information advertising program, and a recording medium About.
[0002]
[Prior art]
In recent years, due to the rapid spread of the Internet and LAN, data traffic including IP traffic has increased exponentially. To cope with the increase in traffic, the backbone network is in the direction of higher speed and larger scale.
[0003]
In an IP network, in order to solve routing in the network, a link state routing protocol such as OSPF or IS-IS is operating in each router in the network (for example, see Non-Patent Document 1). Using these routing protocols, each router grasps its own network topology (connection configuration) and creates an IP packet forwarding table necessary for forwarding IP packets. In these routing protocols, when distributing routing information in the network, an advertisement method called “Reliable Flooding” is used. Basically, in this system, since the bucket transmission including the same routing information is performed on all the interfaces of each router, there is a problem in the efficiency of routing information distribution. In particular, in a network in which each router is mesh-connected, the amount of protocol messages in the network is proportional to the square of the number of routers.
[0004]
Further, recently, a network is demanded for a mechanism for providing an advanced service for dealing with VoIP (Voice over IP), streaming delivery, and the like. In order to respond to such a request, MPLS (Multiprotocol Label Switching) has been proposed so far (see, for example, Non-Patent Document 2).
[0005]
MPLS assigns a fixed-length label to a packet to be transferred, and determines a route to be transferred at each node in the communication network based on the label. By introducing this MPLS into the IP backbone network, advanced traffic engineering such as quality assurance and load distribution becomes possible. The routing protocol is also used as a means for distributing the link state necessary for performing the traffic engineering in the network.
[0006]
Recently, even in a network composed of communication nodes that do not handle packets such as TDM switches, optical cross-connects, and optical switches other than IP networks, such as GMPLS, for collecting network topology and link state information. In addition, routing protocols such as OSPF and IS-IS are used (see, for example, Non-Patent Document 3).
[0007]
[Non-Patent Document 1]
J. et al. Moy, 0SPF: Anatomy of an internet routing protocol, Addison-Wesley, 1998.
[Non-Patent Document 2]
Takashi Miyamura, Takashi Kurimoto, Michihiro Aoki, “A Scalable Multipath Algorithm in Hierarchical MPLS Networks”, Proc. of WTC / ISS2002.
[Non-Patent Document 3]
J. et al. Moy, “Flooding over a subset topology”, IETF, Internet Draft, February 2001.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the increase in the size of the network and the diversification of the types of information to be delivered by the routing protocol increases the amount of messages of the routing protocol in the network, and the load on the processor of each router that processes the protocol is a problem. It has become. When a high load is applied to the processor, the processing time of each message of the protocol increases, so that the convergence time of routing in the network increases. Eventually, it caused various instabilities in the network such as the occurrence of routing loops, which was a problem.
[0009]
As means for solving such a problem, techniques of “refresh stop” and “link panda ring” have been proposed so far.
[0010]
First, “refresh stop” will be described. In a normal routing protocol, even when there is no change in the connection configuration of routers in the network, a database that holds topology information is periodically updated. This update is called refresh. In this method, when there is no change in the topology, refresh is stopped and distribution of useless routing information is suppressed. This method is effective for a stable network with little change in topology. However, even if the topology of the network does not change, as in the case of performing link state advertisement necessary for traffic engineering, it is not effective in the case where advertisement by a routing protocol is required periodically.
[0011]
Next, “link bundling” will be described. As shown in FIG. 6, when a plurality of links exist between the two routers 1 and 2, the normal routing protocol establishes an adjacency for each link and advertises routing information individually. In this method, a plurality of links are bundled into one link (= bundling) and advertised in the network as one virtual link, thereby suppressing advertisement of useless routing information. As shown in FIG. 6, this method is effective only when a plurality of links exist between the specific routers 1 and 2, and cannot be applied when one router is connected to a plurality of different routers.
[0012]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, can reduce the convergence time of routing, and can ultimately improve the stability of the network. In addition, a large number of links between the same nodes. An object of the present invention is to provide a communication node, a routing information advertising method, a routing information advertising program, and a recording medium that can be applied to a general network topology.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, in the invention according to claim 1, in the communication node arranged on the network and operating the routing protocol, the routing protocol is separated from the topology of the network learned by the routing protocol. Topology calculating means for calculating a topology used for delivering a message, and selecting means for selecting a link for transmitting a packet including routing information based on the topology calculated by the topology calculating means , The computing means recalculates the topology based on the number of nodes connected to each node in the routing protocol message delivery topology, by adding a link connected to the node to the topology, G If the topology of the local network is adjacent to two or more nodes when the topology is recalculated, and the topology used for message distribution is less than two As far as this node is concerned, a node adjacent to the node is added to the topology used for message delivery .
[0016]
Further, in order to solve the above-described problems, in the invention according to claim 2 , in the routing information advertising method of the routing protocol operating on the network composed of a plurality of communication nodes, learning is performed with the routing protocol. Separately from the topology of the network, to calculate the topology used to deliver the routing protocol message, to select a link for transmitting a packet including routing information based on the calculated topology, and to deliver the routing protocol When calculating the topology to be used in the routing protocol, based on the number of nodes to which each node is connected in the routing protocol message delivery topology, a link connected to the node is added to the topology. When recalculating the topology used for message delivery of the routing protocol, it is a node that is adjacent to two or more nodes in the topology of its own network, and is adjacent in the topology used for the calculated message delivery. Only when the number of nodes is less than two, a node adjacent to the node is added to the topology used for message delivery .
[0019]
In order to solve the above-described problem, in the invention according to claim 3 , the routing protocol is separated from the topology of the network learned by the routing protocol operating on the network composed of a plurality of communication nodes. Causing the computer to execute a first step of calculating a topology used to deliver the message of the second message and a second step of selecting a link for transmitting a packet including routing information based on the calculated topology ; In the first step, when calculating the topology to be used for delivering the routing protocol, based on the number of nodes to which each node is connected in the routing protocol message delivery topology, Added links to the topology And recalculating the topology, and recalculating the topology used for routing protocol message delivery, the topology of the own network is a node adjacent to two or more nodes, and is calculated in the topology used in the message delivery only if the number of neighboring nodes is less than two, and wherein Rukoto to execute the steps in the computer to add a node adjacent to the node to the topology used in the message delivery To do.
[0020]
In order to solve the above-described problem, in the invention according to claim 4 , the routing protocol is separated from the topology of the network learned by the routing protocol operating on the network composed of a plurality of communication nodes. Causing the computer to execute a first step of calculating a topology used to deliver the message of the second message and a second step of selecting a link for transmitting a packet including routing information based on the calculated topology ; In the first step, when calculating the topology to be used for delivering the routing protocol, based on the number of nodes to which each node is connected in the routing protocol message delivery topology, Added links to the topology And recalculating the topology, and recalculating the topology used for routing protocol message delivery, the topology of the own network is a node adjacent to two or more nodes, and is calculated in the topology used in the message delivery only if the number of neighboring nodes is less than two, the routing information advertising program that the topology to be used for message delivery Ru to execute the steps in the computer to add a node adjacent to the node Is recorded.
[0021]
According to the present invention, the topology calculation means calculates the topology used for delivering the routing protocol message separately from the network topology learned by the routing protocol, and the selection means calculates the routing based on the calculated topology. Select the link to send the packet containing information. Therefore, advertisement of redundant routing information can be suppressed, and the load for processing the routing protocol of the processor in each communication node can be reduced. Reducing the processing load on the processor of each node can shorten the convergence time of routing and ultimately improve the stability of the network.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
First, the routing information advertisement system according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an example of an IP network. The network shown in FIG. 1 includes four nodes 10, 11, 12, and 13, and each of the nodes 10 to 13 is connected to each other by a link indicated by a solid line. In each of the nodes 10 to 13, a link state type routing protocol such as OSPF or IS-IS operates, and the topology of the own network can be learned.
[0024]
Before describing the advertisement method of this embodiment, an advertisement method called “Reliable Flooding” employed in a normal link state type routing protocol will be described. An arrow shown in FIG. 1 represents a direction in which a packet including routing information is transmitted. Here, it is assumed that a failure has occurred in the link between the node 13 and the subnet 20 connected thereto. The node 13 needs to transmit information that the subnet 20 has become unreachable to other routers in the network. Typically, this information is advertised to all routers that have established routing protocol adjacencies.
[0025]
As shown by the arrows in FIG. 1, the node 13 advertises the updated routing information of the nodes 10, 11, and 12. At this point, all routers in the network have received updated routing information from the node 13. However, in the conventional advertising method, each of the nodes 10, 11, and 12 advertises the same information again to all routers other than the node 13 that is the transmission source of the routing information. In this way, in the conventional advertising method, a large amount of redundant routing information is advertised, so the message volume of the protocol to be processed increases. Especially in a large-scale network, the processing load of the message in each router is a problem. there were.
[0026]
In the present embodiment, the above problem is solved by limiting the links used for transmission of packets including routing information.
[0027]
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the advertisement method according to the embodiment of the present invention. First, the topology information of the own network is learned using a normal routing protocol (S1). Next, a tree for routing information delivery is created based on the topology information (S2). Eventually, the packet including the routing information is transmitted only on the link included in the routing information delivery tree. Details of the tree calculation algorithm will be described later.
[0028]
When the calculation of this tree is completed, each of the routers 10 to 13 in the network checks whether there is a link that is currently used for advertising routing information that is not included in this tree. . If such a link exists, transmission of routing information on this link is stopped thereafter (S3). At this time, the adjacent relationship established on this link may be stopped, or only Flooding may be stopped while maintaining the adjacent relationship.
[0029]
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a routing information delivery tree. In the figure, the transmission of routing information on the link between the node 10 and the node 13 and the link between the node 11 and the node 12 is stopped. As in the previous example, let us consider a case where a failure has occurred in the link between the node 13 and the subnet 20. The node 13 advertises routing information to the nodes 11 and 12. Next, since the node 11 and the node 12 can advertise the routing information only to the node 10 other than the node 13, the routing information is transmitted to the node 10. This completes the distribution of routing information within the network. Compared to the case shown in FIG. 3, it can be seen that the number of protocol messages generated in the network is reduced.
[0030]
Next, an algorithm for calculating the routing information delivery tree shown in FIG. 3 will be described. FIG. 4 is a flowchart for explaining this algorithm. First, a minimum spanning tree is created from the topology of the own network (S10). As an algorithm for calculating the minimum tree, a prim algorithm or the like is known.
[0031]
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a minimum tree for the network shown in FIG. Here, instead of the minimum tree, a shortest tree (Shortest path tree) may be used. For the calculation of the shortest tree, Dijkstra Algorithm can be used.
[0032]
This minimum tree may be used as a routing information distribution tree (hereinafter simply referred to as a distribution tree), but in this case, the following problem occurs. In FIG. 5, if a failure occurs in the link between the node 10 and the node 11, the routing domain is divided into two. For example, the node 10 cannot solve the routing to the node 13. A means for solving this problem will be described. For this purpose, first, the order of nodes is defined.
[0033]
Node degree: Number of links connected to the node [0034]
For example, the order of a node having two links is “2”.
[0035]
First, the initial state of the delivery tree is set to the minimum tree. Then, the degree of the node in the distribution tree is calculated.
[0036]
Next, it is determined whether or not there is a node satisfying the condition A: “the node order in the original network is 2 or more” and “the node order in the distribution tree is less than 2” (S11). If the condition is satisfied, the link of the corresponding node is added to the delivery tree (S12).
[0037]
When there are a plurality of link candidates to be added, there are the following two selection methods.
・ Select one random link from multiple candidate links.
-Select one link that is connected to the opposite node having the smallest degree among a plurality of candidate links.
[0038]
Next, the order of the delivery tree is calculated again (S13), and it is checked again whether or not the condition 1 is satisfied in step S11. If the condition A is satisfied, a link is added in step S12.
[0039]
On the other hand, if the condition A is not satisfied, the distribution tree at that time is used as a routing information distribution tree (S14). The above is the details of the algorithm.
[0040]
The above-described embodiment relates to a routing information advertisement method in a routing protocol. Even if the target node is an IP router or an MPLS router that performs packet switching, a TDM switch or optical switch that does not perform packet switching.・ Applicable even to optical cross-connects.
[0041]
The router function described above is realized by executing a program stored in a storage unit (not shown). The storage unit is configured by a hard disk device, a magneto-optical disk device, a nonvolatile memory such as a flash memory, a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory), or a combination thereof. Further, the storage unit is a fixed time such as a volatile memory (RAM) in a computer system serving as a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Includes those holding programs.
[0042]
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information such as a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the above-described processing. Furthermore, what can implement | achieve the process mentioned above in combination with the program already recorded on the router, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
[0043]
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and includes a design and the like within a scope not departing from the gist of the present invention. .
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since it is possible to provide an efficient routing information advertisement method in a network in which a routing protocol operates, it is possible to suppress advertisement of redundant routing information. It is possible to reduce the load of processing the routing protocol of the processor in each communication node. Reducing the processing load on the processor of each node has the advantage of shortening the convergence time of routing and ultimately improving the stability of the network. Further, according to the present invention, it can be applied to a general network topology including a case where a large number of links exist between the same nodes, and distribution of link state information such as bandwidth information used for traffic engineering is also efficient. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an example of an IP network.
FIG. 2 is a flowchart for explaining an operation of an advertisement method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a routing information delivery tree.
FIG. 4 is a flowchart for explaining this algorithm.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a minimum tree for the network shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an example of an IP network when a plurality of links exist between two routers.
[Explanation of symbols]
10, 11, 12, 13 nodes (topology calculation means, selection means)
20 subnets

Claims (4)

ネットワーク上に配置され、ルーティングプロトコルが動作している通信ノードにおいて、
ルーティングプロトコルで学習したネットワークのトポロジーとは別に、ルーティングプロトコルのメッセージを配送するために用いるトポロジーを計算するトポロジー演算手段と、
前記トポロジー演算手段により計算されたトポロジーに基づいて、ルーティング情報を含むパケットを送信するリンクを選択する選択手段と
を具備し、
前記トポロジー演算手段は、
ルーティングプロトコルのメッセージ配送用のトポロジーにおいて各ノードが接続しているノード数に基づいて、そのノードに接続しているリンクを前記トポロジーに追加することによって前記トポロジーを再計算し、
前記トポロジーを再計算する際、自ネットワークのトポロジーでは2つ以上のノードと隣接しているノードであって、計算されたメッセージ配送に用いるトポロジーでは隣接しているノード数が2つ未満である場合に限り、メッセージ配送に用いるトポロジーに該ノードと隣接するノードを追加する
ことを特徴とする通信ノード。
In a communication node that is placed on the network and runs a routing protocol,
In addition to the topology of the network learned by the routing protocol, topology calculation means for calculating the topology used for delivering the routing protocol message,
Selection means for selecting a link for transmitting a packet including routing information based on the topology calculated by the topology calculation means ;
The topology calculation means includes
Based on the number of nodes to which each node is connected in the routing protocol message delivery topology, recalculate the topology by adding links connecting to that node to the topology;
When recalculating the topology, the topology of the network is adjacent to two or more nodes, and the topology used for the calculated message delivery has less than two adjacent nodes. Only if the node adjacent to the node is added to the topology used for message delivery
A communication node characterized by that .
複数の通信ノードで構成されているネットワーク上で動作しているルーティングプロトコルのルーティング情報広告方法において、
ルーティングプロトコルで学習したネットワークのトポロジーとは別に、ルーティングプロトコルのメッセージを配送するために用いるトポロジーを計算し、
前記計算されたトポロジーに基づいて、ルーティング情報を含むパケットを送信するリンクを選択することを特徴とし、
ルーティングプロトコルを配送するために用いるトポロジーを計算する際に、ルーティングプロトコルのメッセージ配送用のトポロジーにおいて各ノードが接続しているノード数に基づいて、そのノードに接続しているリンクを前記トポロジーに追加することによって前記トポロジーを再計算し、
ルーティングプロトコルのメッセージ配送に用いるトポロジーを再計算する際に、自ネットワークのトポロジーでは2つ以上のノードと隣接しているノードであって、計算されたメッセージ配送に用いるトポロジーでは隣接しているノード数が2つ未満であった場合に限り、メッセージ配送に用いるトポロジーに該ノードと隣接するノードを追加することを特徴とするルーティング情報広告方法。
In the routing information advertising method of a routing protocol operating on a network composed of a plurality of communication nodes,
Apart from the network topology learned by the routing protocol, calculate the topology used to deliver the routing protocol messages,
Selecting a link that transmits a packet including routing information based on the calculated topology ;
When calculating the topology used to deliver the routing protocol, based on the number of nodes to which each node is connected in the routing protocol message delivery topology, the link connected to that node is added to the topology. Recalculate the topology by
When recalculating the topology used for routing protocol message delivery, the number of nodes that are adjacent to two or more nodes in the topology of the local network and that are adjacent to the calculated message delivery topology A routing information advertisement method characterized by adding a node adjacent to the node to the topology used for message delivery only when the number is less than two .
複数の通信ノードで構成されているネットワーク上で動作しているルーティングプロトコルで学習したネットワークのトポロジーとは別に、ルーティングプロトコルのメッセージを配送するために用いるトポロジーを計算する第1のステップと、
前記計算されたトポロジーに基づいて、ルーティング情報を含むパケットを送信するリンクを選択する第2のステップと
をコンピュータに実行させ
前記第1のステップにおいて、
ルーティングプロトコルを配送するために用いるトポロジーを計算する際に、ルーティングプロトコルのメッセージ配送用のトポロジーにおいて各ノードが接続しているノード数に基づいて、そのノードに接続しているリンクを前記トポロジーに追加することによって前記トポロジーを再計算するステップと、
ルーティングプロトコルのメッセージ配送に用いるトポロジーを再計算する際に、自ネットワークのトポロジーでは2つ以上のノードと隣接しているノードであって、計算されたメッセージ配送に用いるトポロジーでは隣接しているノード数が2つ未満であった場合 に限り、メッセージ配送に用いるトポロジーに該ノードと隣接するノードを追加するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするルーティング情報広告プログラム。
A first step of calculating a topology to be used for delivering routing protocol messages separately from a network topology learned by a routing protocol operating on a network composed of a plurality of communication nodes;
Based on the calculated topology, causing the computer to perform a second step of selecting a link to transmit a packet containing routing information ;
In the first step,
When calculating the topology used to deliver the routing protocol, based on the number of nodes to which each node is connected in the routing protocol message delivery topology, the link connected to that node is added to the topology. Recalculating the topology by:
When recalculating the topology used for routing protocol message delivery, the number of nodes that are adjacent to two or more nodes in the topology of the local network and that are adjacent to the calculated message delivery topology there only if less than two, the routing information advertising program characterized Rukoto to execute the steps in the computer to add a node adjacent to the node to the topology used for message delivery.
複数の通信ノードで構成されているネットワーク上で動作しているルーティングプロトコルで学習したネットワークのトポロジーとは別に、ルーティングプロトコルのメッセージを配送するために用いるトポロジーを計算する第1のステップと、
前記計算されたトポロジーに基づいて、ルーティング情報を含むパケットを送信するリンクを選択する第2のステップと
をコンピュータに実行させ
前記第1のステップにおいて、
ルーティングプロトコルを配送するために用いるトポロジーを計算する際に、ルーティングプロトコルのメッセージ配送用のトポロジーにおいて各ノードが接続しているノード数に基づいて、そのノードに接続しているリンクを前記トポロジーに追加することによって前記トポロジーを再計算するステップと、
ルーティングプロトコルのメッセージ配送に用いるトポロジーを再計算する際に、自ネットワークのトポロジーでは2つ以上のノードと隣接しているノードであって、計算されたメッセージ配送に用いるトポロジーでは隣接しているノード数が2つ未満であった場合に限り、メッセージ配送に用いるトポロジーに該ノードと隣接するノードを追加するステップとをコンピュータに実行させるルーティング情報広告プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
A first step of calculating a topology to be used for delivering routing protocol messages separately from a network topology learned by a routing protocol operating on a network composed of a plurality of communication nodes;
Based on the calculated topology, causing the computer to perform a second step of selecting a link to transmit a packet containing routing information ;
In the first step,
When calculating the topology used to deliver the routing protocol, based on the number of nodes to which each node is connected in the routing protocol message delivery topology, the link connected to that node is added to the topology. Recalculating the topology by:
When recalculating the topology used for routing protocol message delivery, the number of nodes that are adjacent to two or more nodes in the topology of the local network and that are adjacent to the calculated message delivery topology there only if less than two, the recording medium characterized by recording a routing information advertising program that the topology to be used for message delivery Ru to execute the steps in the computer to add a node adjacent to the node.
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