JP3882626B2 - 二重リングネットワークにおける折り返しプロテクションのためのシグナリング方式 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＰＬＳのためのシグナリング方式に関し、特に、二重リングネットワークにおける折り返しプロテクションのためのシグナリング方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）という通信方式がある。これは、ＭＰＬＳネットワーク内でパケットに対してラベルを割り当ててラベル値に基づき高速転送を行うという概念の通信方式である。
【０００３】
ＭＰＬＳ機能を持つノード装置（ルータやスイッチ）からなるＭＰＬＳネットワークにおいて、他網との境界に位置するエッジノード装置では、他網（ＩＰネットワークなど）とのパケットの送受信に先立ってオペレータなどの指示により、パケット転送経路上の各ＭＰＬＳノード装置との間でシグナリングを行って上記パケットに対するラベル値の割り当て（つまり転送テーブルの作成）を行わせる。各ＭＰＬＳノード装置におけるラベル値割り当てが完了すると、エッジノード装置は、パケットにラベル情報を付加して転送を開始する。各ＭＰＬＳノード装置では、受信パケットについてラベル値を参照し転送テーブルに基づきラベル値を書き換えて次ホップノード装置への転送を行う。ＭＰＬＳネットワーク内の転送経路の終端のエッジノード装置では、パケットについてラベル情報を破棄して外部網へ転送する。設定ラベル値は、各ＭＰＬＳノード装置内で一意に定まればよい。
【０００４】
ラベルに基づくパケット転送を行うＭＰＬＳノード装置を二重リング網上に配置する。この二重リング網及びこの網に接続される他のＭＰＬＳノード装置からなる網（これを以下、ＭＰＬＳ網と呼ぶ）を考える。このＭＰＬＳ網において、指定された始端エッジノード装置（外部網からのパケット受信ノード）から終端エッジノード装置（外部網へのパケット送出ノード）までの間に、シグナリングによって、二重リング網上においてリンク（データリンク）が重ならない２本の経路（現用経路とその予備経路）を確保することにより、二重リング網上でノード装置またはノード装置間のリンクに障害が発生した場合にも予備経路に切り替えて転送を行うことができる。
【０００５】
ＭＰＬＳ網において上記のような２本の経路を確保するための方法として、手動で各ノード装置に経路情報設定を行って２本の経路を確保することが考えられる。しかし、この方法では、経路変更の発生の度に大きな手間がかかるし、また網構成ノード数が増加しても大幅に手間が増えてしまう。また、従来のＭＰＬＳでのシグナリングの場合、１回のシグナリング単位で１つの経路しか設定できない。また、２回シグナリングを実行すれば現用経路に加えて予備経路を設定することが可能であるが、現用経路についての折り返し経路を設定することはできない。
【０００６】
ここで折り返し経路とは、二重リング網において、現用経路でのパケット転送中に経路上で障害が発生した場合に、ノード装置で流れを折り返して始端ノード（二重リング網上で転送を開始したノード）方向に返すような経路のことを指す。従来のＭＰＬＳの場合だと、障害発生の場合、ノード装置は、始端ノード（二重リング網上での転送開始ノード）に障害通知を行って経路の再確立を行わせるなどの対応処理をしていたので、高速転送を維持することはできなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、網構成として二重リング網を含むＭＰＬＳ網において、１回のシグナリングで現用経路、折り返し経路、及び、予備経路の確立を行うことができ、障害発生時にはノードで折り返し経路及び予備経路に切り替えて転送を維持することのできるシグナリング方式を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ＭＰＬＳパケットの転送を行うノード装置が配置された二重リング網上における折り返しプロテクションの確立のためのシグナリング方式であって、二重リング網上の所定の始端ノード装置から終端ノード装置までの間に、所定のルーティング処理により互いにリンクの重複しない現用経路と予備経路が選択された状態で、始端ノード装置から発行する１回のシグナリングにおいて、現用経路上で、終端ノード装置との間で、経路設定メッセージの受け渡しにより現用経路及び折り返し経路のラベル設定が行われ、始端ノード装置にシグナリングが戻ると、次に予備経路上で、終端ノード装置との間で、経路設定メッセージの受け渡しにより予備経路のラベル設定が行われることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、リンクあるいはノードでの障害発生時、障害発生場所の最近にあるノード装置は、障害を検出すると、転送経路を現用経路から折り返し経路あるいは予備経路に切り替えて転送を維持することを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、現用経路及び折り返し経路のラベル設定処理において、始端ノード装置から終端ノード装置までのメッセージ受け渡しにおいて折り返し経路のラベル設定が行われ、終端ノード装置から始端ノード装置までのメッセージ受け渡しにおいて現用経路の折り返しのラベル設定が行われることを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、ノード装置は、シグナリングに基づき、転送テーブルに、通常時用のラベル設定情報と、障害時用のラベル設定情報とを記述し、障害検出時は、障害時用のラベル情報を参照することを特徴としている。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、ノード装置は、シグナリングに基づき、折り返し経路のラベル設定として、転送テーブルに、自ノードでの折り返しの設定と、下流ノードからの折り返しの中継の設定とを記述することを特徴としている。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、二重リング網上で始端ノード装置は、当該シグナリング処理に先立つルーティング処理として、終端ノード装置までのホップ数を評価し、ホップ数の小さいリング上経路を現用経路として選択することを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網の構成例及びＭＰＬＳノード装置の備える機能を示す図である。広域通信網内において、本実施例のシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網１０が設けられる。本ＭＰＬＳ網１０は、エッジノードにおいて外部網（４０、５０）と接続される。本ＭＰＬＳ１０網は、その内部に二重リング型のトポロジを持つ二重リング網２０を含む。各ＭＰＬＳノード装置３０（１〜４）は、本発明のシグナリング方式に対応した処理を含むＭＰＬＳの処理を行う機能を備える。
【００１５】
図１で、二重リング網２０は、複数のＭＰＬＳノード装置３０（１〜４）をケーブル（伝送媒体）（１１〜１８）により接続して構成される。二重リング網２０は、外リング２１と内リング２２を持つ。外リング（Outer ring）２１は、ケーブル１１〜１４により接続される。内リング（Inner ring）２２はケーブル１５〜１８により接続される。隣接するノード装置３０間は、２本のケーブルによって接続される。
【００１６】
外部網４０、５０は、ＩＰ網でもよいし、ＭＰＬＳ網でもよいし、他のパケット通信網でもよい。二重リング網２０にさらに他のＭＰＬＳ網６０が接続される構成を図２に示す。図１で、ＭＰＬＳ網１０のエッジノードは、二重リング網２０上のノード１、３である。また、図２のように二重リング網２０に他のＭＰＬＳ網（あるいはＭＰＬＳノード装置）６０が接続される構成の場合、ＭＰＬＳ網１０のエッジノードは、二重リング網２０上のノードではなく他のノード（７、８）である。
【００１７】
［本発明のシグナリング方式の概要］本発明のシグナリング方式では、１回のシグナリングにより、所定の始端ノードから終端ノードまでの間に、二重リング網２０上でリンクの重ならない２本のデータパスである現用経路及びその予備経路と、さらに現用経路についての障害発生時用の折り返し経路との３つの経路の設定を行う。現用経路で転送中にノードまたはノード間のリンクで障害が発生した場合、ノード装置３０は、その障害を検出すると、転送経路を現用経路から折り返し経路及び予備経路に切り替えてパケット転送を維持する。また、特に、障害が発生した場所から最も近い位置にあるノード装置３０が折り返し経路に切り替えてパケット転送を行う。これらの処理により、二重リング網２０におけるプロテクション経路の確保が容易になされる。
【００１８】
以下、ＭＰＬＳ網１０として、図１のように二重リング網２０のみで構成される場合を中心に説明する。この網構成では、エッジノードは二重リング網２０上にある。また特に、ノード１が始端ノード、ノード３が終端ノードの場合を例に説明する。二重リング網２０に他のＭＰＬＳノードが接続される場合は、その分データパスが延長されると考えればよい。
【００１９】
［用語の定義］ＭＰＬＳ機能を備える各ノード装置（ルータやスイッチ）を単に「ノード」と呼ぶ。ＭＰＬＳ機能を持つ二重リング網について単に「二重リング網」と呼ぶ。本ＭＰＬＳ網で外部網と接続されるノードを「エッジノード」と呼ぶ。エッジノードのうち、外部網からパケットを受信し、本ＭＰＬＳ網内へ転送するノードを「始端ノード」と呼ぶ。また、本ＭＰＬＳ網内からパケットを受信し、外部網へパケットを送出するノードを「終端ノード」と呼ぶ。所定のルーティング処理により確保される始端ノードから終端ノードへのパケットの転送経路を「データパス」と呼ぶ。二重リング網上で始端ノードと終端ノードの間にあるノード群を「中継ノード」と呼ぶ。本発明のＭＰＬＳ処理を実現するためのノード間での制御情報の受け渡しを「シグナリング」と呼ぶ。１回のシグナリング単位は始端ノードから終端ノードまでの複数のノード間での制御情報の受け渡しから構成され、隣接ノード間で送受信される制御情報の単位を「メッセージ」と呼ぶ。ノード間でラベル情報を付加されて転送されるパケットを「ＭＰＬＳパケット」と呼ぶ。
【００２０】
［ノードの機能］ＭＰＬＳ網１０上の各ノード３０は、機能として、ルーティング処理機能３１、シグナリング処理機能３２、転送テーブル管理機能３３、及び、障害時処理機能３４を備える。ルーティング処理機能３１は、本発明のシグナリング処理に先立って行われる所定のルーティング処理（静的／動的、所定のルーティングプロトコル）を行う機能である。特に、二重リング網２０上で外リング２１・内リング２２のどちらを現用経路として選択するかなどの決定はこの機能が行う。シグナリング処理機能３２は、本発明のシグナリング方式により現用経路・折り返し経路・予備経路の確立（ラベル設定処理）を行う機能である。転送テーブル管理機能３３は、シグナリング処理機能３２に含まれ、ＭＰＬＳパケットの転送のための設定情報（ラベル値他）テーブルを管理する機能である。障害時処理機能３４は、経路上で障害発生を検出した場合に、転送テーブルを参照して折り返し経路あるいは予備経路に転送の切り替えを行う機能である。
【００２１】
［エッジノード］ノード３０のうち特にエッジノードは、外部網パケット情報とＭＰＬＳ網ラベル情報との所定の対応処理を行う機能を備える。例えば、外部網がＩＰ網の場合、宛先ＩＰネットワークアドレスと最初のラベル値との変換情報などを持つ必要がある。エッジノードではないノード３０は、特に外部網パケット情報を持つ必要はない。
【００２２】
エッジノードは、外部網からの受信パケット例えばＩＰパケットについて、それに対するデータパス設定処理及びデータパス上のノードでのラベル設定処理を行う。データパス設定処理は、ルーティング処理機能３１により行われ、所定のルーティング処理に基づくシグナリングにより、随時、データパスが設定される。例えば図１では、始端ノード１から終端ノード３までのデータパスが設定される。図２の例では、始端ノード７から二重リング網を通って終端ノード８までのデータパスが設定される。
【００２３】
また、ラベル設定処理は、シグナリング処理機能３２により行われ、本実施例のシグナリング方式により、１回のシグナリングで現用経路・折り返し経路・予備経路の各経路のためのラベル値割り当て処理を完了し、各経路を利用可能な状態として確立する。
【００２４】
［折り返し経路］図３を参照して、折り返し経路について説明する。始端ノード１から終端ノード３へのデータパスを作成する場合を考える。この網は二重リング網であるため、ノード１→２→３という時計回りの経路と、ノード１→４→３という反時計回りの経路とが存在する。二重リング網では、網の冗長性を確保するために上記両方の経路が利用される。以下、説明のため、ラベル設定のためのシグナリングに先立ち、所定のルーティング処理により、時計回りの経路を現用経路、反時計回りの経路を予備経路として選択している場合を考えるものとする。
【００２５】
転送経路として、ノード１→２→３の現用経路と、ノード１→４→３の予備経路との２つしか設定していないとする。例えば現用経路上のノード２、３の間で障害が発生した場合、従来の方式では、ノード２は障害情報をノード１に通知して、ノード１が予備経路に切り替える処理を行う必要がある。しかし、網構成ノード数が多い場合、障害復旧に時間がかかってしまう。このとき、障害発生時にノード１において予備経路への切り替え処理を行わせるのではなく、本発明の方式では、図３に示すように、現用経路上をノード２まで転送されたＭＰＬＳパケットを折り返し経路によりノード２で折り返してノード２→１→４→３の順に経由してノード３に到達させる。これにより、障害発生時でも高速な転送処理を維持することができる。このような経路利用を行うために、シグナリングによりラベル設定処理を行って各経路を確立する。
【００２６】
［転送処理概要］ＭＰＬＳ網１０におけるパケット転送手続きの手順の概要を以下に述べる。まず、オペレータなどの指示によりデータパス及びラベル値の設定処理を開始する。次に、始端ノード１はデータパス設定処理（所定のルーティング処理）が必要なら行う。特に本実施例の場合、二重リング網２０について時計回り／反時計回りの２種類の経路を選択できる。これにより現用経路を決定する。
【００２７】
次に、始端ノード１は、選択された現用経路について、本シグナリング方式により、ラベル設定処理を行う。１回のシグナリングの発行により、現用経路・折り返し経路・予備経路の３つの経路のラベル値設定が完了し、各経路を利用可能な状態として設定・確立する。始端ノード１は、各経路上のノードでのラベル値設定（転送テーブルの作成）が完了すると、パケットにラベル情報（最初のラベル値を含む）を付加してＭＰＬＳパケットとして転送を開始する。各中継ノード３０は、ＭＰＬＳパケットを受信すると転送テーブルに基づきラベル値を書き換えて次ノードへ転送する。終端ノード３はＭＰＬＳパケットを受信すると、ラベル情報を破棄して外部網５０へ転送する。
【００２８】
［各経路］図４に本シグナリング処理により確立される経路を示す。二重リング網２０上において、現用経路２３とは、始端ノードにおいてラベル設定のためのシグナリングに先立ち、所定のルーティング処理により選択決定される、転送経路の第１候補であり、通常この経路により転送が行われる。折り返し経路２４は、現用経路２３において障害が発生した場合用の切り替え経路であり、障害発生場所の最近のノード３０において現用経路２３が折り返されて二重リング網上始端ノード方向に戻るような経路である。予備経路２５とは、二重リング網２０における、現用経路２３とはリンクの重ならない転送経路の第２候補であり、障害発生時は、始端ノードにおいて現用経路２３からこちらの経路に切り替えがなされる。障害発生時、折り返し経路２４により始端ノードまで戻されたＭＰＬＳパケットはそのまま転送テーブルに基づき予備経路２５に接続されて終端ノードまで転送される。
【００２９】
［シグナリング］始端ノードを起点としたラベル設定処理のためのシグナリングにおいて、１回のシグナリング単位は複数のメッセージの送受信から構成される。ノード間ではメッセージが送受信される。メッセージには、現用経路のラベル設定のための現用経路設定メッセージ、折り返し経路のラベル設定のための折り返し経路設定メッセージ、予備経路のラベル設定のための予備経路設定メッセージなどがある。
【００３０】
各種メッセージを受信したノードは、ＭＰＬＳパケットに対してのラベル値を割り当てる処理を行い、前段のノードに通知する。前段ノードは、後段ノードで割り当てされたラベル値を転送テーブルに記述する。このような手順が始端ノードと終端ノードとの間の各ノード間で繰り返されることにより、各種経路のラベル値設定処理が行われる。
【００３１】
図５は、シグナリングメッセージの流れを示す。シグナリングは、始端ノードを起点として発行される。メッセージの流れとして、始端ノードから現用経路上を終端ノードまで向かい、終端ノードから始端ノードまで現用経路上を戻り、次に、始端ノードから予備経路上を終端ノードまで向かい、終端ノードから予備経路上を始端ノードまで戻る。
【００３２】
隣接ノード間のメッセージ送受信処理において、そのノード間でのパケット転送におけるラベル値の設定処理が行われる。まず、始端ノードは、現用経路上の次ノードとの間におけるラベル値設定を行うために、次ノードからの折り返し経路のためのラベル値を割り当てし、割り当てされたラベル値の通知を含む折り返し経路設定メッセージを次ノードに対して送信する。同様のメッセージ送受信手順が終端ノードまでの各中継ノード間で行われてゆく。終端ノードまで達した時点で、現用経路上の始端ノードから終端ノードまでのノードにおける折り返し経路のためのラベル値設定が部分的に完了する。
【００３３】
終端ノードでは、今度は現用経路設定メッセージを現用経路上に送信する。同様のメッセージ送受信手順が始端ノードまでの各ノード間で行われてゆき、現用経路及び折り返し経路のラベル値設定処理が行われる。始端ノードまで戻った時点で、現用経路及び折り返し経路のラベル値設定が完了する。シグナリングが始端ノードに戻ると、今度は、始端ノードは、現用経路と逆方向の経路（予備経路）上に予備経路設定要求メッセージを送信する。終端ノードは、予備経路設定要求メッセージを受信すると、予備経路上の始端ノード方向に予備経路設定メッセージを送信する。終端ノードから始端ノードまでの各ノード間で予備経路のラベル値設定処理が行われてゆく。始端ノードまで戻った時点で、予備経路のラベル値設定処理が完了し、１回のシグナリング処理が完了する。
【００３４】
［転送テーブル］各ノード３０は、ＭＰＬＳパケットの転送処理（Label Switching ）のための設定情報として転送テーブルを持つ。転送テーブルは、シグナリングによって作成・更新される。図８にその転送テーブルの構成例を示す。上は、ノード２が持つテーブルの例、下はノード１が持つテーブルの例である。転送テーブルは、入力ラベル値（Ｌin）３３１、通常時出力ラベル値（Ｌout ）３３２、通常時次ホップ（NextHop ）３３３、障害時出力ラベル値（ＬoutF）３３４、障害時次ホップ（NextHopF）３３５などの属性を持つ。
【００３５】
入力ラベル値３３１は、受信パケットについての参照ラベル値の設定である。通常時出力ラベル値３３２は現用経路での転送時の出力ラベル値の設定である。通常時次ホップ３３３は、現用経路での転送時の転送先ノード（出力リンク、Ｉ／Ｆ）の設定情報である。例えば、現用経路での転送時、ノード２においてＭＰＬＳパケットを受信した場合、ノード２はパケットのラベル情報を参照し、ラベル値（＝入力ラベル値）がＤであった場合、転送テーブルに基づきラベル値をＣに書き換え（＝出力ラベル値）、ノード３（＝通常時次ホップ）へ送信する。
【００３６】
障害時出力ラベル値３３４は、折り返し経路や予備経路のための設定フィールドである。障害時次ホップ３３５は、障害発生時の転送先ノードの設定情報である。障害発生時、障害を検出したノード３０は、受信パケットについて、入力ラベル値Ｌinに基づき、障害時出力ラベル値ＬoutF及び障害時次ホップNextHopFを参照して折り返し転送を行う。例えば、現用経路での転送時、ノード２がノード２、３間のリンクにおける障害を検出したとする。その場合ノード２は、転送テーブルにおいて障害時用のフィールドを参照するように切り替える。ノード２は、入力ラベル値Ｄの受信パケットについて、障害時用のフィールドを参照し、出力ラベル値をＡに書き換えてノード１に転送する。
【００３７】
［シグナリングシーケンス］図９は、本発明の実施の形態におけるシグナリング方式でのシグナリングのシーケンスを示す図である。始端ノード、現用経路上の中継ノード、終端ノード、予備経路上の中継ノードのそれぞれのノードにおける処理と、ノード間で送受信するメッセージについて示している。
【００３８】
以下の手順でのシグナリングにより、現用経路・折り返し経路・予備経路の３つの経路に対するラベル設定処理を行って経路の確立を行う。図５及び図６も参照して説明する。まず、ノード１からノード２、３と順にシグナリングメッセージを受け渡すことにより、現用経路に対しての折り返し経路のためのラベル値が設定される。まず、ノード１は、ノード２からの折り返しＭＰＬＳパケットのためのラベル値（入力ラベル値Ｌin）を割り当てし（ステップＳ１）、ノード２に対してこのラベル値の通知を含む折り返し経路設定メッセージを送信する。ここで設定されるラベル値を例えばＡとする。ノード２は、折り返し経路設定メッセージをノード１から受けると、ノード２でも同様にノード３からの折り返しＭＰＬＳパケットのためのラベル値（Ｌin）を確保し（ステップＳ２）、ノード３に対して折り返し経路設定メッセージを送信する。この設定ラベル値をＢとする。
【００３９】
ノード２から折り返し経路設定メッセージを受信したノード３は、終端ノードであるため、今度は、ノード３→２→１の順に現用経路設定メッセージを送信する。ノード３は、ノード２から受信する現用経路におけるＭＰＬＳパケットのためのラベル値を割り当てる（ステップＳ３）。このラベル値をＣとする。また、ノード３は、ラベル値Ｃで受信する現用経路ＭＰＬＳパケットについてノード３で終端して外部網に転送するように転送テーブルに設定する。ノード３は、ノード２に対して、この設定ラベル値（Ｃ）の通知を含む現用経路設定メッセージを送信する。
【００４０】
ノード３から現用経路設定メッセージを受信したノード２は、ノード１から受信する現用経路におけるＭＰＬＳパケットのためのラベル値を割り当てる（ステップＳ４）。このラベル値をＤとする。ここで、ノード２は、今まで受信したメッセージの情報をもとに、転送テーブルに、ラベル値Ｄで受信するＭＰＬＳパケットについてラベル値Ｃに書き換えてノード３に送信する現用経路の設定情報（Ｌin、Ｌout 、NextHop ）と、ラベル値Ａに書き換えてノード１に送信する折り返し経路の設定情報（ＬoutF、NextHopF）とを設定する。また、ラベル値Ｂで受信したパケットに対してラベル値Ａに書き換えてノード１に転送するような、折り返し経路におけるの中継の設定情報（Ｌin、Ｌout 、NextHop ）も設定する。その後、ノード１に現用経路設定メッセージを送信する。
【００４１】
ノード２から現用経路設定メッセージを受信したノード１は、始端ノードであるため、この時点で現用経路及び折り返し経路のラベル設定が完了し、今度は、ノード４、３に対して予備経路設定要求メッセージを送信する。
【００４２】
予備経路設定要求メッセージを受信したノード３は、ノード４から受信する予備経路におけるＭＰＬＳパケットのためのラベル値を割り当てる（ステップＳ５）。この値をＥとする。ノード３は、転送テーブルに、ラベル値Ｅで受信する予備経路におけるＭＰＬＳパケットについて外部網へ転送するように設定し、ノード４に対してこの設定ラベル値（Ｅ）を含む予備経路設定メッセージを送信する。
【００４３】
ノード３から予備経路設定メッセージを受信したノード４は、ノード１から受信する予備経路におけるＭＰＬＳパケットのためのラベル値を割り当てる（ステップＳ６）。この値をＦとする。ノード４は、転送テーブルに、ラベル値Ｆで受信する予備経路におけるＭＰＬＳパケットについてラベル値Ｅに書き換えてノード３へ出力するように設定し、ノード１に対して予備経路設定メッセージを送信する。
【００４４】
ノード４から予備経路設定メッセージを受信したノード１は、転送テーブルに、外部網からの受信パケットに対してラベル値Ｄを付加してノード２に送信する現用経路の設定情報と、ラベル値Ｆを付加してノード４に送信する予備経路の設定情報とを設定する。また、ノード２からラベル値Ａで受信する折り返し経路におけるＭＰＬＳパケットに対してラベル値Ｆに書き換えてノード４へと送信するような折り返し経路から予備経路へと接続するための設定情報を設定する。
【００４５】
以上の手順により、現用経路・折り返し経路・予備経路の各経路のためのラベル設定のシグナリングが完了し、図４に示すような３つの経路が確立されて利用可能な状態となる。経路確立後、始端ノード１はＭＰＬＳパケットの転送を開始できる。転送経路として、通常時は現用経路を利用する。
【００４６】
なお、ノード３は終端ノードであり実際にはノード３からノード２への折り返しのケースは存在しないので、そのための情報設定は必要ない。つまり、各中継ノードは折り返し経路のための情報設定として、自ノードでの折り返しと、先のノードからの折り返しの流れの中継のための２つの設定を行うが、次ノードが終端ノードである中継ノードの場合は、自ノードでの折り返しの設定のみ行えばよい。図７に始端ノード１と終端ノード３の間に中継ノードが複数ある網構成での折り返し経路の設定を示す。
【００４７】
［障害発生時の処理］各ノード３０は、現用経路での転送時に転送先のリンクあるいはノードにおける障害発生を検出した場合、転送テーブルに記述されている障害時用の設定情報（障害時出力ラベル値ＬoutF及び障害時次ホップNextHopF）を用いて転送処理の切り替えを行うことにより、障害発生時でもＭＰＬＳパケットの高速転送を継続することができる。例えば、ノード１→２→３という現用経路での転送時、ノード２、３間のリンクで障害が発生したことをノード２が検出すると、ノード２は、転送テーブルを参照して折り返し経路に切り替え、１→２→１という経路で転送を行う。始端ノード１に戻ったＭＰＬＳパケットは、ノード１において転送テーブルに基づき自動的に予備経路へと接続され、１→４→３という予備経路で二重リング網２０の終端ノード３まで転送される。
【００４８】
現用経路上で障害が発生した場合、障害発生場所の最近にあるノードでは、障害を検出すると、転送テーブルを参照して自動的に折り返し経路への切り替えを行う。例えば、ノード２、３の間で障害が発生した場合、ノード２は受信パケットについて障害時用の設定情報フィールド（ＬoutF、NextHopF）を参照して転送処理することにより、折り返し経路に切り替える。各中継ノードは、折り返しの中継のための情報設定に従って、始端ノード方向へＭＰＬＳパケットを転送する。また、ノード１、２間あるいはノード２で障害が発生した場合、同様に、ノード１は、自動的に予備経路に切り替える。折り返し経路により始端ノード１までＭＰＬＳパケットが戻ると、そこで転送テーブルにより自動的に予備経路への接続が行われて終端ノード３まで転送される。
【００４９】
［その他］なお、二重リング網上で、複数のシグナリングが並行して行われることにより、同時に複数のデータパスの設定処理が行われることが可能である（例えば、ノード１、３間のデータパス設定とノード２、４間のデータパス設定など）。
【００５０】
また、シグナリングの手順において、シグナリングの流れは上述した通りであるが、各経路のラベル値設定の順番などは一例であって、折り返し経路ラベル値設定より現用経路ラベル値設定を先に行うなども可能である。
【００５１】
［他の実施例］他の実施例について説明する。本発明の第２の実施例のシグナリング方式では、ラベル設定処理のためのシグナリングに先立ち、ルーティング処理機能３１により、ルーティング処理として、二重リング網２０上で、内リング２２と外リング２１のどちらを現用経路として選択するかの処理を行う。
【００５２】
図１０は、第２の実施例のシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網の構成例である。また、図１１は、第２の実施例のシグナリング方式でのシグナリングのシーケンスを示す図である。二重リング網２０上の始端ノード１は、外部網からパケットを受信すると、まず、リングトポロジ情報をもとに、終端ノード３までの経由ホップ数を、外リング２１、内リング２２それぞれについて求める（予め求めておいてもよい）。そして、ホップ数の小さい方のリングを現用経路として選択する（ステップＳ２１）。次に、始端ノード１は、選択された方のリング上での現用経路に対して、ラベル設定処理のためのシグナリングを発行する。後の動作は前述の実施例と同様である。これにより、例えば図１０に示す二重リング網においては、同図の２つの経路のうち、ホップ数の少ない外リング２１の方の１→２→３の経路が現用経路として選択される。ホップ数の少ない方の経路が選択されるため、より転送が高速になり、リング中の帯域を有効に利用できる。
【００５３】
以上により本発明の実施の形態について説明した。なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、二重リング網を含むＭＰＬＳ網において、１回のシグナリングの発行により所定の始端ノードから終端ノードへの現用経路・折り返し経路・予備経路の設定を行うので、二重リング網におけるプロテクション経路の確立を容易に行うことができる。障害発生時には、障害発生場所の最近のノードが現用経路から折り返し経路あるいは予備経路へと切り替えを行うので、高速な転送を維持することが可能である。
【００５５】
また、第２の実施例のシグナリング方式では、二重リング網におけるルーティング処理としてホップ数を評価して現用経路を選択することにより、転送がより効率的になり、二重リング網中の帯域を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網の他の構成を示す図である。
【図３】中継ノードでの折り返しによる迂回経路について示す図である。
【図４】シグナリングにより確立される各経路を示す図である。
【図５】シグナリングの流れについて示す図である。
【図６】ラベル設定処理について示す図である。
【図７】折り返し経路の設定について示す図である。
【図８】転送テーブルの例について示す図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるシグナリング方式でのシグナリングの手順の例を示すシーケンスである。
【図１０】本発明の第２の実施例におけるシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施例におけるシグナリング方式でのシグナリングの手順の例を示すシーケンスである。
【符号の説明】
１０ ＭＰＬＳ網
２０ 二重リング網
２１ 外リング
２２ 内リング
４０、５０ 外部網（ＩＰ網など）
６０ 二重リング網２０に接続される他のＭＰＬＳ網
３０、１、２、３、４、５、６、７、８ ノード（ＭＰＬＳノード装置）
１１〜１８ ケーブル（伝送媒体、リンク）
３１ ルーティング処理機能
３２ シグナリング処理機能
３３ 転送テーブル管理機能
３４ 障害時処理機能
２３ 現用経路
２４ 折り返し経路
２５ 予備経路
３３１ 入力ラベル値
３３２ 通常時出力ラベル値
３３３ 通常時次ホップ
３３４ 障害時出力ラベル値
３３５ 障害時次ホップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＰＬＳのためのシグナリング方式に関し、特に、二重リングネットワークにおける折り返しプロテクションのためのシグナリング方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）という通信方式がある。これは、ＭＰＬＳネットワーク内でパケットに対してラベルを割り当ててラベル値に基づき高速転送を行うという概念の通信方式である。
【０００３】
ＭＰＬＳ機能を持つノード装置（ルータやスイッチ）からなるＭＰＬＳネットワークにおいて、他網との境界に位置するエッジノード装置では、他網（ＩＰネットワークなど）とのパケットの送受信に先立ってオペレータなどの指示により、パケット転送経路上の各ＭＰＬＳノード装置との間でシグナリングを行って上記パケットに対するラベル値の割り当て（つまり転送テーブルの作成）を行わせる。各ＭＰＬＳノード装置におけるラベル値割り当てが完了すると、エッジノード装置は、パケットにラベル情報を付加して転送を開始する。各ＭＰＬＳノード装置では、受信パケットについてラベル値を参照し転送テーブルに基づきラベル値を書き換えて次ホップノード装置への転送を行う。ＭＰＬＳネットワーク内の転送経路の終端のエッジノード装置では、パケットについてラベル情報を破棄して外部網へ転送する。設定ラベル値は、各ＭＰＬＳノード装置内で一意に定まればよい。
【０００４】
ラベルに基づくパケット転送を行うＭＰＬＳノード装置を二重リング網上に配置する。この二重リング網及びこの網に接続される他のＭＰＬＳノード装置からなる網（これを以下、ＭＰＬＳ網と呼ぶ）を考える。このＭＰＬＳ網において、指定された始端エッジノード装置（外部網からのパケット受信ノード）から終端エッジノード装置（外部網へのパケット送出ノード）までの間に、シグナリングによって、二重リング網上においてリンク（データリンク）が重ならない２本の経路（現用経路とその予備経路）を確保することにより、二重リング網上でノード装置またはノード装置間のリンクに障害が発生した場合にも予備経路に切り替えて転送を行うことができる。
【０００５】
ＭＰＬＳ網において上記のような２本の経路を確保するための方法として、手動で各ノード装置に経路情報設定を行って２本の経路を確保することが考えられる。しかし、この方法では、経路変更の発生の度に大きな手間がかかるし、また網構成ノード数が増加しても大幅に手間が増えてしまう。また、従来のＭＰＬＳでのシグナリングの場合、１回のシグナリング単位で１つの経路しか設定できない。また、２回シグナリングを実行すれば現用経路に加えて予備経路を設定することが可能であるが、現用経路についての折り返し経路を設定することはできない。
【０００６】
ここで折り返し経路とは、二重リング網において、現用経路でのパケット転送中に経路上で障害が発生した場合に、ノード装置で流れを折り返して始端ノード（二重リング網上で転送を開始したノード）方向に返すような経路のことを指す。従来のＭＰＬＳの場合だと、障害発生の場合、ノード装置は、始端ノード（二重リング網上での転送開始ノード）に障害通知を行って経路の再確立を行わせるなどの対応処理をしていたので、高速転送を維持することはできなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、網構成として二重リング網を含むＭＰＬＳ網において、１回のシグナリングで現用経路、折り返し経路、及び、予備経路の確立を行うことができ、障害発生時にはノードで折り返し経路及び予備経路に切り替えて転送を維持することのできるシグナリング方式を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ＭＰＬＳパケットの転送を行うノード装置が配置された二重リング網上における折り返しプロテクションの確立のためのシグナリング方式であって、二重リング網上の所定の始端ノード装置から終端ノード装置までの間に、所定のルーティング処理により互いにリンクの重複しない現用経路と予備経路が選択された状態で、始端ノード装置から発行する１回のシグナリングにおいて、現用経路上で、終端ノード装置との間で、経路設定メッセージの受け渡しにより現用経路及び折り返し経路のラベル設定が行われ、始端ノード装置にシグナリングが戻ると、次に予備経路上で、終端ノード装置との間で、経路設定メッセージの受け渡しにより予備経路のラベル設定が行われることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、リンクあるいはノードでの障害発生時、障害発生場所の最近にあるノード装置は、障害を検出すると、転送経路を現用経路から折り返し経路あるいは予備経路に切り替えて転送を維持することを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、現用経路及び折り返し経路のラベル設定処理において、始端ノード装置から終端ノード装置までのメッセージ受け渡しにおいて折り返し経路のラベル設定が行われ、終端ノード装置から始端ノード装置までのメッセージ受け渡しにおいて現用経路の折り返しのラベル設定が行われることを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、ノード装置は、シグナリングに基づき、転送テーブルに、通常時用のラベル設定情報と、障害時用のラベル設定情報とを記述し、障害検出時は、障害時用のラベル情報を参照することを特徴としている。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、ノード装置は、シグナリングに基づき、折り返し経路のラベル設定として、転送テーブルに、自ノードでの折り返しの設定と、下流ノードからの折り返しの中継の設定とを記述することを特徴としている。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、二重リング網上で始端ノード装置は、当該シグナリング処理に先立つルーティング処理として、終端ノード装置までのホップ数を評価し、ホップ数の小さいリング上経路を現用経路として選択することを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網の構成例及びＭＰＬＳノード装置の備える機能を示す図である。広域通信網内において、本実施例のシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網１０が設けられる。本ＭＰＬＳ網１０は、エッジノードにおいて外部網（４０、５０）と接続される。本ＭＰＬＳ１０網は、その内部に二重リング型のトポロジを持つ二重リング網２０を含む。各ＭＰＬＳノード装置３０（１〜４）は、本発明のシグナリング方式に対応した処理を含むＭＰＬＳの処理を行う機能を備える。
【００１５】
図１で、二重リング網２０は、複数のＭＰＬＳノード装置３０（１〜４）をケーブル（伝送媒体）（１１〜１８）により接続して構成される。二重リング網２０は、外リング２１と内リング２２を持つ。外リング（Outer ring）２１は、ケーブル１１〜１４により接続される。内リング（Inner ring）２２はケーブル１５〜１８により接続される。隣接するノード装置３０間は、２本のケーブルによって接続される。
【００１６】
外部網４０、５０は、ＩＰ網でもよいし、ＭＰＬＳ網でもよいし、他のパケット通信網でもよい。二重リング網２０にさらに他のＭＰＬＳ網６０が接続される構成を図２に示す。図１で、ＭＰＬＳ網１０のエッジノードは、二重リング網２０上のノード１、３である。また、図２のように二重リング網２０に他のＭＰＬＳ網（あるいはＭＰＬＳノード装置）６０が接続される構成の場合、ＭＰＬＳ網１０のエッジノードは、二重リング網２０上のノードではなく他のノード（７、８）である。
【００１７】
［本発明のシグナリング方式の概要］本発明のシグナリング方式では、１回のシグナリングにより、所定の始端ノードから終端ノードまでの間に、二重リング網２０上でリンクの重ならない２本のデータパスである現用経路及びその予備経路と、さらに現用経路についての障害発生時用の折り返し経路との３つの経路の設定を行う。現用経路で転送中にノードまたはノード間のリンクで障害が発生した場合、ノード装置３０は、その障害を検出すると、転送経路を現用経路から折り返し経路及び予備経路に切り替えてパケット転送を維持する。また、特に、障害が発生した場所から最も近い位置にあるノード装置３０が折り返し経路に切り替えてパケット転送を行う。これらの処理により、二重リング網２０におけるプロテクション経路の確保が容易になされる。
【００１８】
以下、ＭＰＬＳ網１０として、図１のように二重リング網２０のみで構成される場合を中心に説明する。この網構成では、エッジノードは二重リング網２０上にある。また特に、ノード１が始端ノード、ノード３が終端ノードの場合を例に説明する。二重リング網２０に他のＭＰＬＳノードが接続される場合は、その分データパスが延長されると考えればよい。
【００１９】
［用語の定義］ＭＰＬＳ機能を備える各ノード装置（ルータやスイッチ）を単に「ノード」と呼ぶ。ＭＰＬＳ機能を持つ二重リング網について単に「二重リング網」と呼ぶ。本ＭＰＬＳ網で外部網と接続されるノードを「エッジノード」と呼ぶ。エッジノードのうち、外部網からパケットを受信し、本ＭＰＬＳ網内へ転送するノードを「始端ノード」と呼ぶ。また、本ＭＰＬＳ網内からパケットを受信し、外部網へパケットを送出するノードを「終端ノード」と呼ぶ。所定のルーティング処理により確保される始端ノードから終端ノードへのパケットの転送経路を「データパス」と呼ぶ。二重リング網上で始端ノードと終端ノードの間にあるノード群を「中継ノード」と呼ぶ。本発明のＭＰＬＳ処理を実現するためのノード間での制御情報の受け渡しを「シグナリング」と呼ぶ。１回のシグナリング単位は始端ノードから終端ノードまでの複数のノード間での制御情報の受け渡しから構成され、隣接ノード間で送受信される制御情報の単位を「メッセージ」と呼ぶ。ノード間でラベル情報を付加されて転送されるパケットを「ＭＰＬＳパケット」と呼ぶ。
【００２０】
［ノードの機能］ＭＰＬＳ網１０上の各ノード３０は、機能として、ルーティング処理機能３１、シグナリング処理機能３２、転送テーブル管理機能３３、及び、障害時処理機能３４を備える。ルーティング処理機能３１は、本発明のシグナリング処理に先立って行われる所定のルーティング処理（静的／動的、所定のルーティングプロトコル）を行う機能である。特に、二重リング網２０上で外リング２１・内リング２２のどちらを現用経路として選択するかなどの決定はこの機能が行う。シグナリング処理機能３２は、本発明のシグナリング方式により現用経路・折り返し経路・予備経路の確立（ラベル設定処理）を行う機能である。転送テーブル管理機能３３は、シグナリング処理機能３２に含まれ、ＭＰＬＳパケットの転送のための設定情報（ラベル値他）テーブルを管理する機能である。障害時処理機能３４は、経路上で障害発生を検出した場合に、転送テーブルを参照して折り返し経路あるいは予備経路に転送の切り替えを行う機能である。
【００２１】
［エッジノード］ノード３０のうち特にエッジノードは、外部網パケット情報とＭＰＬＳ網ラベル情報との所定の対応処理を行う機能を備える。例えば、外部網がＩＰ網の場合、宛先ＩＰネットワークアドレスと最初のラベル値との変換情報などを持つ必要がある。エッジノードではないノード３０は、特に外部網パケット情報を持つ必要はない。
【００２２】
エッジノードは、外部網からの受信パケット例えばＩＰパケットについて、それに対するデータパス設定処理及びデータパス上のノードでのラベル設定処理を行う。データパス設定処理は、ルーティング処理機能３１により行われ、所定のルーティング処理に基づくシグナリングにより、随時、データパスが設定される。例えば図１では、始端ノード１から終端ノード３までのデータパスが設定される。図２の例では、始端ノード７から二重リング網を通って終端ノード８までのデータパスが設定される。
【００２３】
また、ラベル設定処理は、シグナリング処理機能３２により行われ、本実施例のシグナリング方式により、１回のシグナリングで現用経路・折り返し経路・予備経路の各経路のためのラベル値割り当て処理を完了し、各経路を利用可能な状態として確立する。
【００２４】
［折り返し経路］図３を参照して、折り返し経路について説明する。始端ノード１から終端ノード３へのデータパスを作成する場合を考える。この網は二重リング網であるため、ノード１→２→３という時計回りの経路と、ノード１→４→３という反時計回りの経路とが存在する。二重リング網では、網の冗長性を確保するために上記両方の経路が利用される。以下、説明のため、ラベル設定のためのシグナリングに先立ち、所定のルーティング処理により、時計回りの経路を現用経路、反時計回りの経路を予備経路として選択している場合を考えるものとする。
【００２５】
転送経路として、ノード１→２→３の現用経路と、ノード１→４→３の予備経路との２つしか設定していないとする。例えば現用経路上のノード２、３の間で障害が発生した場合、従来の方式では、ノード２は障害情報をノード１に通知して、ノード１が予備経路に切り替える処理を行う必要がある。しかし、網構成ノード数が多い場合、障害復旧に時間がかかってしまう。このとき、障害発生時にノード１において予備経路への切り替え処理を行わせるのではなく、本発明の方式では、図３に示すように、現用経路上をノード２まで転送されたＭＰＬＳパケットを折り返し経路によりノード２で折り返してノード２→１→４→３の順に経由してノード３に到達させる。これにより、障害発生時でも高速な転送処理を維持することができる。このような経路利用を行うために、シグナリングによりラベル設定処理を行って各経路を確立する。
【００２６】
［転送処理概要］ＭＰＬＳ網１０におけるパケット転送手続きの手順の概要を以下に述べる。まず、オペレータなどの指示によりデータパス及びラベル値の設定処理を開始する。次に、始端ノード１はデータパス設定処理（所定のルーティング処理）が必要なら行う。特に本実施例の場合、二重リング網２０について時計回り／反時計回りの２種類の経路を選択できる。これにより現用経路を決定する。
【００２７】
次に、始端ノード１は、選択された現用経路について、本シグナリング方式により、ラベル設定処理を行う。１回のシグナリングの発行により、現用経路・折り返し経路・予備経路の３つの経路のラベル値設定が完了し、各経路を利用可能な状態として設定・確立する。始端ノード１は、各経路上のノードでのラベル値設定（転送テーブルの作成）が完了すると、パケットにラベル情報（最初のラベル値を含む）を付加してＭＰＬＳパケットとして転送を開始する。各中継ノード３０は、ＭＰＬＳパケットを受信すると転送テーブルに基づきラベル値を書き換えて次ノードへ転送する。終端ノード３はＭＰＬＳパケットを受信すると、ラベル情報を破棄して外部網５０へ転送する。
【００２８】
［各経路］図４に本シグナリング処理により確立される経路を示す。二重リング網２０上において、現用経路２３とは、始端ノードにおいてラベル設定のためのシグナリングに先立ち、所定のルーティング処理により選択決定される、転送経路の第１候補であり、通常この経路により転送が行われる。折り返し経路２４は、現用経路２３において障害が発生した場合用の切り替え経路であり、障害発生場所の最近のノード３０において現用経路２３が折り返されて二重リング網上始端ノード方向に戻るような経路である。予備経路２５とは、二重リング網２０における、現用経路２３とはリンクの重ならない転送経路の第２候補であり、障害発生時は、始端ノードにおいて現用経路２３からこちらの経路に切り替えがなされる。障害発生時、折り返し経路２４により始端ノードまで戻されたＭＰＬＳパケットはそのまま転送テーブルに基づき予備経路２５に接続されて終端ノードまで転送される。
【００２９】
［シグナリング］始端ノードを起点としたラベル設定処理のためのシグナリングにおいて、１回のシグナリング単位は複数のメッセージの送受信から構成される。ノード間ではメッセージが送受信される。メッセージには、現用経路のラベル設定のための現用経路設定メッセージ、折り返し経路のラベル設定のための折り返し経路設定メッセージ、予備経路のラベル設定のための予備経路設定メッセージなどがある。
【００３０】
各種メッセージを受信したノードは、ＭＰＬＳパケットに対してのラベル値を割り当てる処理を行い、前段のノードに通知する。前段ノードは、後段ノードで割り当てされたラベル値を転送テーブルに記述する。このような手順が始端ノードと終端ノードとの間の各ノード間で繰り返されることにより、各種経路のラベル値設定処理が行われる。
【００３１】
図５は、シグナリングメッセージの流れを示す。シグナリングは、始端ノードを起点として発行される。メッセージの流れとして、始端ノードから現用経路上を終端ノードまで向かい、終端ノードから始端ノードまで現用経路上を戻り、次に、始端ノードから予備経路上を終端ノードまで向かい、終端ノードから予備経路上を始端ノードまで戻る。
【００３２】
隣接ノード間のメッセージ送受信処理において、そのノード間でのパケット転送におけるラベル値の設定処理が行われる。まず、始端ノードは、現用経路上の次ノードとの間におけるラベル値設定を行うために、次ノードからの折り返し経路のためのラベル値を割り当てし、割り当てされたラベル値の通知を含む折り返し経路設定メッセージを次ノードに対して送信する。同様のメッセージ送受信手順が終端ノードまでの各中継ノード間で行われてゆく。終端ノードまで達した時点で、現用経路上の始端ノードから終端ノードまでのノードにおける折り返し経路のためのラベル値設定が部分的に完了する。
【００３３】
終端ノードでは、今度は現用経路設定メッセージを現用経路上に送信する。同様のメッセージ送受信手順が始端ノードまでの各ノード間で行われてゆき、現用経路及び折り返し経路のラベル値設定処理が行われる。始端ノードまで戻った時点で、現用経路及び折り返し経路のラベル値設定が完了する。シグナリングが始端ノードに戻ると、今度は、始端ノードは、現用経路と逆方向の経路（予備経路）上に予備経路設定要求メッセージを送信する。終端ノードは、予備経路設定要求メッセージを受信すると、予備経路上の始端ノード方向に予備経路設定メッセージを送信する。終端ノードから始端ノードまでの各ノード間で予備経路のラベル値設定処理が行われてゆく。始端ノードまで戻った時点で、予備経路のラベル値設定処理が完了し、１回のシグナリング処理が完了する。
【００３４】
［転送テーブル］各ノード３０は、ＭＰＬＳパケットの転送処理（Label Switching ）のための設定情報として転送テーブルを持つ。転送テーブルは、シグナリングによって作成・更新される。図８にその転送テーブルの構成例を示す。上は、ノード２が持つテーブルの例、下はノード１が持つテーブルの例である。転送テーブルは、入力ラベル値（Ｌin）３３１、通常時出力ラベル値（Ｌout ）３３２、通常時次ホップ（NextHop ）３３３、障害時出力ラベル値（ＬoutF）３３４、障害時次ホップ（NextHopF）３３５などの属性を持つ。
【００３５】
入力ラベル値３３１は、受信パケットについての参照ラベル値の設定である。通常時出力ラベル値３３２は現用経路での転送時の出力ラベル値の設定である。通常時次ホップ３３３は、現用経路での転送時の転送先ノード（出力リンク、Ｉ／Ｆ）の設定情報である。例えば、現用経路での転送時、ノード２においてＭＰＬＳパケットを受信した場合、ノード２はパケットのラベル情報を参照し、ラベル値（＝入力ラベル値）がＤであった場合、転送テーブルに基づきラベル値をＣに書き換え（＝出力ラベル値）、ノード３（＝通常時次ホップ）へ送信する。
【００３６】
障害時出力ラベル値３３４は、折り返し経路や予備経路のための設定フィールドである。障害時次ホップ３３５は、障害発生時の転送先ノードの設定情報である。障害発生時、障害を検出したノード３０は、受信パケットについて、入力ラベル値Ｌinに基づき、障害時出力ラベル値ＬoutF及び障害時次ホップNextHopFを参照して折り返し転送を行う。例えば、現用経路での転送時、ノード２がノード２、３間のリンクにおける障害を検出したとする。その場合ノード２は、転送テーブルにおいて障害時用のフィールドを参照するように切り替える。ノード２は、入力ラベル値Ｄの受信パケットについて、障害時用のフィールドを参照し、出力ラベル値をＡに書き換えてノード１に転送する。
【００３７】
［シグナリングシーケンス］図９は、本発明の実施の形態におけるシグナリング方式でのシグナリングのシーケンスを示す図である。始端ノード、現用経路上の中継ノード、終端ノード、予備経路上の中継ノードのそれぞれのノードにおける処理と、ノード間で送受信するメッセージについて示している。
【００３８】
以下の手順でのシグナリングにより、現用経路・折り返し経路・予備経路の３つの経路に対するラベル設定処理を行って経路の確立を行う。図５及び図６も参照して説明する。まず、ノード１からノード２、３と順にシグナリングメッセージを受け渡すことにより、現用経路に対しての折り返し経路のためのラベル値が設定される。まず、ノード１は、ノード２からの折り返しＭＰＬＳパケットのためのラベル値（入力ラベル値Ｌin）を割り当てし（ステップＳ１）、ノード２に対してこのラベル値の通知を含む折り返し経路設定メッセージを送信する。ここで設定されるラベル値を例えばＡとする。ノード２は、折り返し経路設定メッセージをノード１から受けると、ノード２でも同様にノード３からの折り返しＭＰＬＳパケットのためのラベル値（Ｌin）を確保し（ステップＳ２）、ノード３に対して折り返し経路設定メッセージを送信する。この設定ラベル値をＢとする。
【００３９】
ノード２から折り返し経路設定メッセージを受信したノード３は、終端ノードであるため、今度は、ノード３→２→１の順に現用経路設定メッセージを送信する。ノード３は、ノード２から受信する現用経路におけるＭＰＬＳパケットのためのラベル値を割り当てる（ステップＳ３）。このラベル値をＣとする。また、ノード３は、ラベル値Ｃで受信する現用経路ＭＰＬＳパケットについてノード３で終端して外部網に転送するように転送テーブルに設定する。ノード３は、ノード２に対して、この設定ラベル値（Ｃ）の通知を含む現用経路設定メッセージを送信する。
【００４０】
ノード３から現用経路設定メッセージを受信したノード２は、ノード１から受信する現用経路におけるＭＰＬＳパケットのためのラベル値を割り当てる（ステップＳ４）。このラベル値をＤとする。ここで、ノード２は、今まで受信したメッセージの情報をもとに、転送テーブルに、ラベル値Ｄで受信するＭＰＬＳパケットについてラベル値Ｃに書き換えてノード３に送信する現用経路の設定情報（Ｌin、Ｌout 、NextHop ）と、ラベル値Ａに書き換えてノード１に送信する折り返し経路の設定情報（ＬoutF、NextHopF）とを設定する。また、ラベル値Ｂで受信したパケットに対してラベル値Ａに書き換えてノード１に転送するような、折り返し経路におけるの中継の設定情報（Ｌin、Ｌout 、NextHop ）も設定する。その後、ノード１に現用経路設定メッセージを送信する。
【００４１】
ノード２から現用経路設定メッセージを受信したノード１は、始端ノードであるため、この時点で現用経路及び折り返し経路のラベル設定が完了し、今度は、ノード４、３に対して予備経路設定要求メッセージを送信する。
【００４２】
予備経路設定要求メッセージを受信したノード３は、ノード４から受信する予備経路におけるＭＰＬＳパケットのためのラベル値を割り当てる（ステップＳ５）。この値をＥとする。ノード３は、転送テーブルに、ラベル値Ｅで受信する予備経路におけるＭＰＬＳパケットについて外部網へ転送するように設定し、ノード４に対してこの設定ラベル値（Ｅ）を含む予備経路設定メッセージを送信する。
【００４３】
ノード３から予備経路設定メッセージを受信したノード４は、ノード１から受信する予備経路におけるＭＰＬＳパケットのためのラベル値を割り当てる（ステップＳ６）。この値をＦとする。ノード４は、転送テーブルに、ラベル値Ｆで受信する予備経路におけるＭＰＬＳパケットについてラベル値Ｅに書き換えてノード３へ出力するように設定し、ノード１に対して予備経路設定メッセージを送信する。
【００４４】
ノード４から予備経路設定メッセージを受信したノード１は、転送テーブルに、外部網からの受信パケットに対してラベル値Ｄを付加してノード２に送信する現用経路の設定情報と、ラベル値Ｆを付加してノード４に送信する予備経路の設定情報とを設定する。また、ノード２からラベル値Ａで受信する折り返し経路におけるＭＰＬＳパケットに対してラベル値Ｆに書き換えてノード４へと送信するような折り返し経路から予備経路へと接続するための設定情報を設定する。
【００４５】
以上の手順により、現用経路・折り返し経路・予備経路の各経路のためのラベル設定のシグナリングが完了し、図４に示すような３つの経路が確立されて利用可能な状態となる。経路確立後、始端ノード１はＭＰＬＳパケットの転送を開始できる。転送経路として、通常時は現用経路を利用する。
【００４６】
なお、ノード３は終端ノードであり実際にはノード３からノード２への折り返しのケースは存在しないので、そのための情報設定は必要ない。つまり、各中継ノードは折り返し経路のための情報設定として、自ノードでの折り返しと、先のノードからの折り返しの流れの中継のための２つの設定を行うが、次ノードが終端ノードである中継ノードの場合は、自ノードでの折り返しの設定のみ行えばよい。図７に始端ノード１と終端ノード３の間に中継ノードが複数ある網構成での折り返し経路の設定を示す。
【００４７】
［障害発生時の処理］各ノード３０は、現用経路での転送時に転送先のリンクあるいはノードにおける障害発生を検出した場合、転送テーブルに記述されている障害時用の設定情報（障害時出力ラベル値ＬoutF及び障害時次ホップNextHopF）を用いて転送処理の切り替えを行うことにより、障害発生時でもＭＰＬＳパケットの高速転送を継続することができる。例えば、ノード１→２→３という現用経路での転送時、ノード２、３間のリンクで障害が発生したことをノード２が検出すると、ノード２は、転送テーブルを参照して折り返し経路に切り替え、１→２→１という経路で転送を行う。始端ノード１に戻ったＭＰＬＳパケットは、ノード１において転送テーブルに基づき自動的に予備経路へと接続され、１→４→３という予備経路で二重リング網２０の終端ノード３まで転送される。
【００４８】
現用経路上で障害が発生した場合、障害発生場所の最近にあるノードでは、障害を検出すると、転送テーブルを参照して自動的に折り返し経路への切り替えを行う。例えば、ノード２、３の間で障害が発生した場合、ノード２は受信パケットについて障害時用の設定情報フィールド（ＬoutF、NextHopF）を参照して転送処理することにより、折り返し経路に切り替える。各中継ノードは、折り返しの中継のための情報設定に従って、始端ノード方向へＭＰＬＳパケットを転送する。また、ノード１、２間あるいはノード２で障害が発生した場合、同様に、ノード１は、自動的に予備経路に切り替える。折り返し経路により始端ノード１までＭＰＬＳパケットが戻ると、そこで転送テーブルにより自動的に予備経路への接続が行われて終端ノード３まで転送される。
【００４９】
［その他］なお、二重リング網上で、複数のシグナリングが並行して行われることにより、同時に複数のデータパスの設定処理が行われることが可能である（例えば、ノード１、３間のデータパス設定とノード２、４間のデータパス設定など）。
【００５０】
また、シグナリングの手順において、シグナリングの流れは上述した通りであるが、各経路のラベル値設定の順番などは一例であって、折り返し経路ラベル値設定より現用経路ラベル値設定を先に行うなども可能である。
【００５１】
［他の実施例］他の実施例について説明する。本発明の第２の実施例のシグナリング方式では、ラベル設定処理のためのシグナリングに先立ち、ルーティング処理機能３１により、ルーティング処理として、二重リング網２０上で、内リング２２と外リング２１のどちらを現用経路として選択するかの処理を行う。
【００５２】
図１０は、第２の実施例のシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網の構成例である。また、図１１は、第２の実施例のシグナリング方式でのシグナリングのシーケンスを示す図である。二重リング網２０上の始端ノード１は、外部網からパケットを受信すると、まず、リングトポロジ情報をもとに、終端ノード３までの経由ホップ数を、外リング２１、内リング２２それぞれについて求める（予め求めておいてもよい）。そして、ホップ数の小さい方のリングを現用経路として選択する（ステップＳ２１）。次に、始端ノード１は、選択された方のリング上での現用経路に対して、ラベル設定処理のためのシグナリングを発行する。後の動作は前述の実施例と同様である。これにより、例えば図１０に示す二重リング網においては、同図の２つの経路のうち、ホップ数の少ない外リング２１の方の１→２→３の経路が現用経路として選択される。ホップ数の少ない方の経路が選択されるため、より転送が高速になり、リング中の帯域を有効に利用できる。
【００５３】
以上により本発明の実施の形態について説明した。なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、二重リング網を含むＭＰＬＳ網において、１回のシグナリングの発行により所定の始端ノードから終端ノードへの現用経路・折り返し経路・予備経路の設定を行うので、二重リング網におけるプロテクション経路の確立を容易に行うことができる。障害発生時には、障害発生場所の最近のノードが現用経路から折り返し経路あるいは予備経路へと切り替えを行うので、高速な転送を維持することが可能である。
【００５５】
また、第２の実施例のシグナリング方式では、二重リング網におけるルーティング処理としてホップ数を評価して現用経路を選択することにより、転送がより効率的になり、二重リング網中の帯域を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網の他の構成を示す図である。
【図３】中継ノードでの折り返しによる迂回経路について示す図である。
【図４】シグナリングにより確立される各経路を示す図である。
【図５】シグナリングの流れについて示す図である。
【図６】ラベル設定処理について示す図である。
【図７】折り返し経路の設定について示す図である。
【図８】転送テーブルの例について示す図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるシグナリング方式でのシグナリングの手順の例を示すシーケンスである。
【図１０】本発明の第２の実施例におけるシグナリング方式を用いるＭＰＬＳ網の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施例におけるシグナリング方式でのシグナリングの手順の例を示すシーケンスである。
【符号の説明】
１０ ＭＰＬＳ網
２０ 二重リング網
２１ 外リング
２２ 内リング
４０、５０ 外部網（ＩＰ網など）
６０ 二重リング網２０に接続される他のＭＰＬＳ網
３０、１、２、３、４、５、６、７、８ ノード（ＭＰＬＳノード装置）
１１〜１８ ケーブル（伝送媒体、リンク）
３１ ルーティング処理機能
３２ シグナリング処理機能
３３ 転送テーブル管理機能
３４ 障害時処理機能
２３ 現用経路
２４ 折り返し経路
２５ 予備経路
３３１ 入力ラベル値
３３２ 通常時出力ラベル値
３３３ 通常時次ホップ
３３４ 障害時出力ラベル値
３３５ 障害時次ホップ
Claims (6)
- ＭＰＬＳパケットの転送を行うノード装置が配置された二重リング網上における折り返しプロテクションの確立のためのシグナリング方式であって、
二重リング網上の所定の始端ノード装置から終端ノード装置までの間に、所定のルーティング処理により互いにリンクの重複しない現用経路と予備経路が選択された状態で、前記始端ノード装置から発行する１回のシグナリングにおいて、
前記現用経路上で、前記終端ノード装置との間で、経路設定メッセージの受け渡しにより現用経路及び折り返し経路のラベル設定が行われ、
前記始端ノード装置にシグナリングが戻ると、次に前記予備経路上で、前記終端ノード装置との間で、経路設定メッセージの受け渡しにより予備経路のラベル設定が行われることを特徴とするシグナリング方式。 - リンクあるいはノードでの障害発生時、障害発生場所の最近にあるノード装置は、障害を検出すると、転送経路を前記現用経路から前記折り返し経路あるいは前記予備経路に切り替えて転送を維持することを特徴とする請求項１記載のシグナリング方式。
- 前記現用経路及び折り返し経路のラベル設定処理において、
前記始端ノード装置から終端ノード装置までのメッセージ受け渡しにおいて前記折り返し経路のラベル設定が行われ、
前記終端ノード装置から始端ノード装置までのメッセージ受け渡しにおいて前記現用経路のラベル設定が行われることを特徴とする請求項１または２に記載のシグナリング方式。 - 前記ノード装置は、前記シグナリングに基づき、転送テーブルに、通常時用のラベル設定情報と、障害時用のラベル設定情報とを記述し、障害検出時は、前記障害時用のラベル情報を参照することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシグナリング方式。
- 前記ノード装置は、前記シグナリングに基づき、前記折り返し経路のラベル設定として、転送テーブルに、自ノードでの折り返しの設定と、下流ノードからの折り返しの中継の設定とを記述することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシグナリング方式。
- 前記二重リング網上で前記始端ノード装置は、当該シグナリング処理に先立つルーティング処理として、前記終端ノード装置までのホップ数を評価し、該ホップ数の小さいリング上経路を現用経路として選択することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシグナリング方式。
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