JP3969108B2 - ルーティング方法及び装置と光パスネットワーク - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ルータのような光パス切替え装置で実現される大容量光パスネットワークのルーティングプロトコルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット等のデータ通信トラフィックの増大により、現状で１Ｔbit/sのオーダー、近い将来には、１０〜１００Ｔbit/s以上のスループットを有するノード装置の導入が進められようとしている。インターネットで主流の通信プロトコルは、TCP/IPプロトコルである。IPプロトコルは、基本的に通信データを分割しパケット化する機能と、分割されたパケットに送信元と送信先アドレスを付与する機能のみを有し、品質の保証されない、いわゆるベストエフォートサービスを提供するものである。
【０００３】
ところが、インターネットの普及に伴い、インターネットは、ユーザ側から画像や音声などのリアルタイムデータを高品質に転送する能力を備えることが求められ始めている。一方、インターネットサービス事業者も、半年で２倍といわれる急激な通信トラフィックの増大に対応しながら、高品質なインターネットサービスを提供する必要が高まってきている。
【０００４】
しかし、図１の従来技術の説明図に示すように、現在のIPネットワークは、IPルータネットワークがSDHパス若しくは光パスネットワーク上にオーバーレイされた形態で提供され、それぞれのレイヤの資源管理は個別の制御系で行なわれている。そのため、トラフィックの収容設計も各レイヤ毎に行なわれ、結果として要求するネットワーク資源も冗長になり、かつ、サービス提供の迅速性も確保され難くなる。
【０００５】
上記の課題を解決する手段として、フォトニックルータが提案されている（たとえば、文献 K. Shimano, A. Imaoka, Y. Takigawa, and K. I. Sato, in Technical Digest of NFOEC'2001, vol.1, p.5, July 2001を参照。）。このフォトニックルータにおいて、光通信ネットワークの管理は、各ノードで分散的に行なわれており、光パスの新設・削除についても各ノード間のシグナリング処理に基づいて行なわれる。さらに、このフォトニックルータは、これまで別々に管理されていたIPレイヤネットワークと光レイヤネットワークの資源情報を総合管理する装置であり、IPパケットトラフィックの増大に即応して光パスを新設する具体的な手段を提供している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、OSPFやIS-ISプロトコルなどの従来のリンクステート型ルーティングプロトコルを光ネットワークに適用した場合、この適用されたルーティングプロトコルは、ファイバリンクトポロジを収集することが可能である。つまり、光スイッチを介して新設可能な光パスのルート計算は可能である。しかし、この従来のリンクステート型ルーティングプロトコルは、このままでは、パケットスイッチと光スイッチを統合管理するルーティングプロトコルとして利用することができない。そのためには、従来のリンクステート型ルーティングプロトコルに、機能拡張が必要である。すなわち、既設の光パス及びパケットスイッチを用いたネットワーキングが可能となるように、既設の光パス情報を把握するルーティング方法が必要である。
【０００７】
本発明は、パケットスイッチと光スイッチを統合管理するルーティングプロトコルを実現するためのルーティング方法の提供を目的とする。
【０００８】
また、本発明は、上記ルーティング方法を実施するルーティング装置の提供を目的とする。
【０００９】
さらに、本発明は、上記ルーティング装置を含む光パスネットワークの提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、フォトニックルータの情報と、フォトニックルータに収容されたファイバリンクの情報と、フォトニックルータで設定された光パスの情報とを収集し、ファイバリンクネットワークトポロジー情報と、設定された光パスリンクネットワーク情報の両方の情報を把握し、光パスに収容されるIPパケットと、ファイバに収容される光パスの両方をルーティングするルーティング方法を提供する。
【００１１】
本発明の第１の局面により提供されるルーティング方法によれば、ノードから広告される属性情報は、光パスが設定・削除される際に追加、削除若しくは変更され、かつ、この属性情報は、光パスのコスト、始点ノードのノードＩＤ、始点インターフェースのＩＤ、始点インターフェースのスイッチ能力及び終点ノードのノードＩＤを含む。
【００１２】
本発明の第２の局面により提供されるルーティング方法によれば、ノードから広告される属性情報は、光パスが設定・削除される際に追加、削除若しくは変更され、かつ、この属性情報は、光パスの中継ノードのノードＩＤを含む。
【００１３】
本発明の第３の局面により提供されるルーティング方法によれば、ノードから広告される属性情報は光パスの設定維持を確認した上で広告されると共に、光パスを伝搬することでこの光パスの設定状態を管理する制御パケットが送出される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施例による光パスネットワークの構成図である。同図に示された光パスネットワークは、光ルータ１、２及び３と、光ルータ１と光ルータ２を接続するファイバリンク４と、光ルータ２と光ルータ３を接続するファイバリンク５と、を含む。説明を簡単にするため、３台の光ルータと２本のファイバリンクとだけが示されているが、本発明の実施例はこのような構成に限定されるものではない。
【００１６】
光ルータ１は、パケットスイッチ（ＰＳＣ）１１と、光スイッチ（ＬＳＣ）２１と、パケットスイッチ１１及び光スイッチ２１を統合する制御部３１と、を含む。光ルータ２及び光ルータ３も光ルータ１と同様に構成される。
【００１７】
本実施例の光パスネットワークは、ファイバリンク４及び５を監視する光監視チャネル（ＯＳＣ）６及び７が設定されている。光監視チャネルは、ファイバリンク区間毎に終端され、ファイバリンク切断、損失変動の検出手段として用いられる。同時に、光監視チャネル６及び７は、光ルータ１、２及び３の制御部３１、３２及び３３の間で制御信号を伝達する手段として用いられる。
【００１８】
図３は、本発明の第１の実施例による光ルータ１の制御部３１の機能ブロック構成の一例を示す図である。制御部３２及び３３も同様に構成される。制御部３１は、パケット及び光パスをルーティング処理するルーティングプロトコルと、パケットスイッチ間で設定されるラベルスイッチパス（ＬＳＰ）と呼ばれる論理パス及び光ラベルスイッチパス（ＯＳＬＰ）を設定・削除するシグナリングプロトコルと、を処理する機能を有する。より詳細には、制御部３１は、スイッチ能力監視部（Switching Capability）３１１と、リンク状態ＤＢ３１２と、経路計算部３１３と、フラッディング部３１４と、パス設定部３１５と、を有する。ここで、フラッディング部３１４とは、自ノード及び他ノードから収集されたリンク状態情報を隣接ノードに通知する機能部である。リンク状態ＤＢ３１２とは、他ノードから収集されたリンク情報を保持するデータベースである。スイッチ能力監視部３１１とは、自ノードのスイッチ状態を監視する機能部である。例えば、自ノードのSWに、光パスをLSCに設定する機能のみならず、光パスをPSCに収容する容量が存在する場合は、LSC/PSCのSW能力が存在する旨を、他ノードに対して広告する。経路計算部３１３は、リンク状態ＤＢ３１２から設定する光ラベルスイッチパス（OLSP)及びPSCでスイッチされるラベルスイッチパス（LSP)若しくはパケットの転送経路計算を行う。パス設定部３１５は、経路計算結果に基きOLSP及びLSPの設定を行う。
【００１９】
ルーティングプロトコルには、OSPF(IETF Internet Draft RFC1131/1247/1583)若しくはIS-IS(RFC1195)のようなリンクステート型ルーティングプロトコルが用いられる。たとえば、OSPFプロトコルを用いた場合、各光ルータ１、２及び３は、図４に示された本発明の第１の実施例によるファイバリンク状態を広告するためのフォーマットに従って、自ノードに接続されたファイバリンク状態を他ノードへ広告する。ファイバリンク状態の情報には、対向ノードＩＤ、自ノードＩＤ、自ノードＩＦ（インターフェース）アドレス、コスト情報、及び、ＩＦ（インターフェース）属性情報が含まれる。尚、図４には、ＩＦ属性情報を収容するプロトコルフォーマットは示されていない。ＩＦ属性情報は、ＩＦが現在用いられているスイッチ能力状態、設定可能光パス残余チャネル数、本来所有しているスイッチ能力を含み、これらの情報を広告する。また、本発明の第１の実施例では、コスト情報は、TOS Metricに格納される。
【００２０】
このようにして、各光ルータが他ノードに対して、ファイバリンク状態を広告すると、最終的にデータベースが構築できる。図５は、本発明の第１の実施例において、広告によって最終的に構築されたリンク状態データベースの説明図である。同図の（ｂ）及び（ｃ）には、状態(State)テーブル及び能力(Capability)テーブルが記載されている。各テーブルの第１列は、始点ＩＦアドレス情報であり、第２列(Neighbor)は、終点ノードＩＤであり、第３列(Cost)は、対象としているリンクのコスト情報であり、第４列(Original IF-Attribute)は、始点終点ノードの属性情報である。
【００２１】
ここで、図５に示されたデータベースは、光パスが全く確立されていない状態のデータベースである。同図の（ｃ）の能力データベースは、各ノードが有するスイッチ能力を示している。本例の場合、各ノードともパケットスイッチ（ＰＳＣ）と光スイッチ（ＬＳＣ）の両方の能力を備えている。一方、同図の（ｂ）の状態データベースは、全てのノードが光スイッチ（ＬＳＣ）になっている。その理由は、何れのノードも光パスを設定していないため、パケットスイッチを処理する機能を動作させていないからである。パケットスイッチ（ＰＳＣ）は、パケット単位で処理を行なっている場合に用いられる属性であり、光スイッチ（ＬＳＣ）は、光パスをＰＳＣに収容せずに光パスのまま転送(フォワーディング）する光スイッチのみを行なっている場合に用いられる属性である。この状態で、各ＩＦは、一つのファイバリンクを介して対向しているノードＩＤ情報を保有している。たとえば、図５の（ａ）で、第１のインターフェースＩＦ−１は、ファイバリンクを介して対抗しているノード２のノードＩＤ情報を保有する。状態テーブルは、同時に、ファイバリンクのコスト情報を格納している。また、オリジナルＩＦ属性フィールドにおける（Ｌ＝１，Ｐ＝０）のような項目は、このＩＦに設定できる光パスの残余チャネル数を示し、Ｌ＝１は、光カットスルーパスを１本設定可能であることを表わし、Ｐ＝０は、ＰＳＣ収容光パスを１本も設定できないことを表わす。図５では、ノード１とノード２の間のコストはｘとして広告され、ノード２とノード３の間のコストはｙとして広告されている。
【００２２】
図６には、このような本発明の第１の実施例の広告によって構築されたデータベース情報から作成された最短パスツリーが示されている。同図によれば、このようなツリー構成に従って、光パスの設定が可能であることがわかる。
【００２３】
本発明の第１の実施例では、光パス設定時の動作に特徴がある。図６に示された最短パスツリーに従って、光ラベルスイッチパス(OLSP)がノード１とノード３の間に設定されると、各ノード１、２及び３が保有するリンク状態データベースは、図７に示されたデータベースのようになる。図７は、本発明の第１の実施例による光パス設定時の状態データベースの説明図である。光パスを設定した結果として、ＩＦ−１は、ＰＳＣに変化している。これは、ＬＳＣを新規に設定するＩＦのリソースが消費された結果である。また、ＩＦ−２の属性は、ＬＳＣ／ＰＳＣとなっている。仮に、ＩＦ−２で収容されている光パスが２本共に、ノード３にカットスルーされた場合には、ＩＦ−２の属性は、ＬＳＣとなる。これは、ＰＳＣに収容される光パスが存在しないことを意味している。また、Ｌ＝０は、設定可能光パス数が全く無いことを意味する。
【００２４】
その結果として、各ノードは、図８に示されるような最短パスツリーを作成することが可能である。図８は、本発明の第１の実施例による光パス設定時の最短パスツリーの説明図である。設定されたパスは、ＰＳＣネットワークのリンクとして登録され、各光ルータのユーザ・ノード・インターフェース（ＵＮＩ）から入力されるパケットを転送するための経路が確立したことを意味する。ここで、新設された光パスのコストは、各光パスを収容しているファイバコストの総和にβを乗算した値として示されているが、βはβ＜１であることを前提としている。このコスト情報は、図４を参照して説明したTOS Metricに新たに格納されて転送されるが、通常のMetricに収容されるコスト情報は、従来のOSPFプロトコルと同様に、１０８／（光パスの伝送速度Mbps）である。つまり、本発明の第１の実施例による機能をサポートしていないルータを各光ルータのＵＮＩ側に収容する場合であっても、シームレスにルーティング処理が行なえるように設計されている。
【００２５】
このような本発明の第１の実施例によるルーティングプロトコルの動作によって、ＰＳＣ間を結ぶ光パスリンクトポロジと、ＬＳＣ間を結ぶファイバリンクトポロジの両方を把握することが可能になる、パケットのルーティングと光パスのルーティングの両方が可能になる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施例によるルーティングプロトコルについて説明する。本発明の第２の実施例は、ネットワーク構成、ノード構成及びプロトコル動作の点で本発明の第１の実施例と同一であるが、各光ルータが設定された光ラベルスイッチパス（OLSP）の経路情報を他の光ルータへ広告する点で第１の実施例と相異する。図９は、本発明の第２の実施例によるファイバリンク状態及び経路情報を広告するためのフォーマットの説明図である。OLSPの経路情報は、OSPFプロトコルを用いる場合、図９に示されるように、オパーク(Opaque)LSAを用いることによって他ノードへ通知される。リンクＩＤ(Link-ID)には当該OLSPを収容する対向ノードＩＤが格納され、リンクデータ(Link Data)には、当該OLSPを終端する自ノードＩＦアドレス情報、OLSP中継ノード数及びOLSP中継ノードＩＤが格納されている。ここで、OLSPの経路情報は、OLSP接続時のシグナリング処理により取得する。OLSP接続時のシグナリング処理には、RSVP-TE若しくはLDP(IFTF RFC 2205, 3031, 3032, 3036, 3037)などのプロトコルが使用できるが、これらのプロトコルは、実際に、OLSP設定する経路を通じて始点ノードから終点オード、終点ノードから始点ノードへとシグナリングされるプロトコルである。終点ノードから始点ノードへシグナリングされる際に、途中経路のＩＦアドレス情報も始点ノードへ取得される。
【００２７】
上述の情報が、隣接関係にある光ルータ間で交換され、ネットワークの単位管理領域内の全光ルータに周知される。図１０には、その結果として、本発明の第２の実施例により設定されたOLSP経路情報の説明図が示されている。同図に示されるように、ＩＦ−１〜ＩＦ−４の区間で設定されたOLSPの中継ＩＦも把握できるようになる。これにより、本発明の第２の実施例によれば、OLSP経路の把握によりはじめて可能になる以下の機能、たとえば、
（１）設定OLSPの再配置
OLSPネットワークのトポロジの最適化による、ファイバリンクリソースの有効活用の実現。
（２）設定OLSPと異経路に収容された予備OLSPの設定
高信頼パケット転送サービスの実現。
などが実現される。
【００２８】
最後に、本発明の第３の実施例について説明する。図１１は、本発明の第３の実施例による光パスネットワークの構成図である。本発明の第３の実施例のネットワーク構成、ノード構成及びプロトコル動作は、第１の実施例と同じであるが、第３の実施例は、光パスが設定された状態におけるルーティングプロトコルの動作が第１の実施例とは異なる。上述の第１の実施例及び第２の実施例においては、設定している光パスの状態管理は、特に行なわれていない。光ルータの隣接関係の維持、光ルータの属性情報の広告は、OSC回線を用いた制御チャネルによって行なわれている。これに対し、本発明の第３の実施例では、設定した光パスに監視プロトコルを定期的に転送させ、光パスの両終端ノードで監視プロトコルを交換する点に特徴がある。図１１に示されるように、ノード１とノード３のパケットスイッチ（ＰＳＣ）１１と１３の間でも、Helloを転送させ、光パスの状態を管理する。これにより、光パスが切断された場合に、光パスの切断を直ちに検出し、光パスの切断状態を反映する形で、各ノードの属性情報を他ノードに対して広告することが可能である。図１２には、本発明の第３の実施例により構築されたリンク状態データベースの例が示されている。同図に示されるように、ノード１とノード２の間の光パスが切断された場合、状態データベースが変化する。
【００２９】
上記の本発明の実施例によるルーティング方法は、ソフトウェア（プログラム）で構築することが可能であり、コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを実行することにより本発明の実施例によるルーティング方法を実現することができる。構築されたプログラムは、ディスク装置等に記録しておき必要に応じてコンピュータにインストールされ、フレキシブルディスクディスク、メモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記録媒体に格納して必要に応じてコンピュータにインストールされ、或いは、通信回線等を介してコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵによって実行される。
【００３０】
以上、本発明の代表的な実施例を説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明の通り、本発明のルーティング方法は、光ルータが、ファイバリンクと、設定された光パスリンクの両方を統合管理する。これにより、パケットスイッチネットワークレイヤを構成する光パスリンクトポロジ、光スイッチネットワークレイヤを構成するファイバリンクトポロジ、及び、これらの利用状況を把握した上で、パケットを始点から目的地まで転送することができる。特に、本発明は、パケット転送に併せてダイナミックに適切な光パスを新設する点で、従来技術と異なる。さらに、光パスリンクトポロジとファイバリンクトポロジの両方の情報を保有することにより、設定した光パスリンクトポロジをある時点で最適化することができる。その結果として、ネットワークリソースの有効利用が可能となり、スループットの高いパケット転送をネットワーク全体で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施例による光パスネットワークの構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例による光ルータの制御部の機能ブロック構成図である。
【図４】本発明の第１の実施例によるファイバリンク状態を広告するフォーマットの説明図である。
【図５】本発明の第１の実施例により構築されたリンク状態データベースの説明図である。
【図６】本発明の第１の実施例によるデータベース情報から作成された最短パスツリーの説明図である。
【図７】本発明の第１の実施例による光パス設定時の状態データベースの説明図である。
【図８】本発明の第１の実施例による光パス設定時の最短パスツリーの説明図である。
【図９】本発明の第２の実施例によるファイバリンク状態及び経路情報を広告するフォーマットの説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施例により設定されたＯＬＳＰ経路情報の説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施例による光パスネットワークの構成図である。
【図１２】本発明の第３の実施例により構築されたリンク状態データベースの説明図である。
【符号の説明】
１，２，３ 光ルータ
４，５ ファイバリンク
６，７ 光監視チャネル
１１，１２，１３ 光パケットスイッチ（ＰＳＣ）
２１，２２，２３ 光スイッチ（ＬＳＣ）
３１，３２，３３ 制御部
４１，４２，４３，４４ インターフェース（ＩＦ）
３１１ スイッチ能力監視部
３１２ リンク状態ＤＢ
３１３ 経路計算部
３１４ フラッディング部
３１５ パス設定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ルータのような光パス切替え装置で実現される大容量光パスネットワークのルーティングプロトコルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット等のデータ通信トラフィックの増大により、現状で１Ｔbit/sのオーダー、近い将来には、１０〜１００Ｔbit/s以上のスループットを有するノード装置の導入が進められようとしている。インターネットで主流の通信プロトコルは、TCP/IPプロトコルである。IPプロトコルは、基本的に通信データを分割しパケット化する機能と、分割されたパケットに送信元と送信先アドレスを付与する機能のみを有し、品質の保証されない、いわゆるベストエフォートサービスを提供するものである。
【０００３】
ところが、インターネットの普及に伴い、インターネットは、ユーザ側から画像や音声などのリアルタイムデータを高品質に転送する能力を備えることが求められ始めている。一方、インターネットサービス事業者も、半年で２倍といわれる急激な通信トラフィックの増大に対応しながら、高品質なインターネットサービスを提供する必要が高まってきている。
【０００４】
しかし、図１の従来技術の説明図に示すように、現在のIPネットワークは、IPルータネットワークがSDHパス若しくは光パスネットワーク上にオーバーレイされた形態で提供され、それぞれのレイヤの資源管理は個別の制御系で行なわれている。そのため、トラフィックの収容設計も各レイヤ毎に行なわれ、結果として要求するネットワーク資源も冗長になり、かつ、サービス提供の迅速性も確保され難くなる。
【０００５】
上記の課題を解決する手段として、フォトニックルータが提案されている（たとえば、文献 K. Shimano, A. Imaoka, Y. Takigawa, and K. I. Sato, in Technical Digest of NFOEC'2001, vol.1, p.5, July 2001を参照。）。このフォトニックルータにおいて、光通信ネットワークの管理は、各ノードで分散的に行なわれており、光パスの新設・削除についても各ノード間のシグナリング処理に基づいて行なわれる。さらに、このフォトニックルータは、これまで別々に管理されていたIPレイヤネットワークと光レイヤネットワークの資源情報を総合管理する装置であり、IPパケットトラフィックの増大に即応して光パスを新設する具体的な手段を提供している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、OSPFやIS-ISプロトコルなどの従来のリンクステート型ルーティングプロトコルを光ネットワークに適用した場合、この適用されたルーティングプロトコルは、ファイバリンクトポロジを収集することが可能である。つまり、光スイッチを介して新設可能な光パスのルート計算は可能である。しかし、この従来のリンクステート型ルーティングプロトコルは、このままでは、パケットスイッチと光スイッチを統合管理するルーティングプロトコルとして利用することができない。そのためには、従来のリンクステート型ルーティングプロトコルに、機能拡張が必要である。すなわち、既設の光パス及びパケットスイッチを用いたネットワーキングが可能となるように、既設の光パス情報を把握するルーティング方法が必要である。
【０００７】
本発明は、パケットスイッチと光スイッチを統合管理するルーティングプロトコルを実現するためのルーティング方法の提供を目的とする。
【０００８】
また、本発明は、上記ルーティング方法を実施するルーティング装置の提供を目的とする。
【０００９】
さらに、本発明は、上記ルーティング装置を含む光パスネットワークの提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、フォトニックルータの情報と、フォトニックルータに収容されたファイバリンクの情報と、フォトニックルータで設定された光パスの情報とを収集し、ファイバリンクネットワークトポロジー情報と、設定された光パスリンクネットワーク情報の両方の情報を把握し、光パスに収容されるIPパケットと、ファイバに収容される光パスの両方をルーティングするルーティング方法を提供する。
【００１１】
本発明の第１の局面により提供されるルーティング方法によれば、ノードから広告される属性情報は、光パスが設定・削除される際に追加、削除若しくは変更され、かつ、この属性情報は、光パスのコスト、始点ノードのノードＩＤ、始点インターフェースのＩＤ、始点インターフェースのスイッチ能力及び終点ノードのノードＩＤを含む。
【００１２】
本発明の第２の局面により提供されるルーティング方法によれば、ノードから広告される属性情報は、光パスが設定・削除される際に追加、削除若しくは変更され、かつ、この属性情報は、光パスの中継ノードのノードＩＤを含む。
【００１３】
本発明の第３の局面により提供されるルーティング方法によれば、ノードから広告される属性情報は光パスの設定維持を確認した上で広告されると共に、光パスを伝搬することでこの光パスの設定状態を管理する制御パケットが送出される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施例による光パスネットワークの構成図である。同図に示された光パスネットワークは、光ルータ１、２及び３と、光ルータ１と光ルータ２を接続するファイバリンク４と、光ルータ２と光ルータ３を接続するファイバリンク５と、を含む。説明を簡単にするため、３台の光ルータと２本のファイバリンクとだけが示されているが、本発明の実施例はこのような構成に限定されるものではない。
【００１６】
光ルータ１は、パケットスイッチ（ＰＳＣ）１１と、光スイッチ（ＬＳＣ）２１と、パケットスイッチ１１及び光スイッチ２１を統合する制御部３１と、を含む。光ルータ２及び光ルータ３も光ルータ１と同様に構成される。
【００１７】
本実施例の光パスネットワークは、ファイバリンク４及び５を監視する光監視チャネル（ＯＳＣ）６及び７が設定されている。光監視チャネルは、ファイバリンク区間毎に終端され、ファイバリンク切断、損失変動の検出手段として用いられる。同時に、光監視チャネル６及び７は、光ルータ１、２及び３の制御部３１、３２及び３３の間で制御信号を伝達する手段として用いられる。
【００１８】
図３は、本発明の第１の実施例による光ルータ１の制御部３１の機能ブロック構成の一例を示す図である。制御部３２及び３３も同様に構成される。制御部３１は、パケット及び光パスをルーティング処理するルーティングプロトコルと、パケットスイッチ間で設定されるラベルスイッチパス（ＬＳＰ）と呼ばれる論理パス及び光ラベルスイッチパス（ＯＳＬＰ）を設定・削除するシグナリングプロトコルと、を処理する機能を有する。より詳細には、制御部３１は、スイッチ能力監視部（Switching Capability）３１１と、リンク状態ＤＢ３１２と、経路計算部３１３と、フラッディング部３１４と、パス設定部３１５と、を有する。ここで、フラッディング部３１４とは、自ノード及び他ノードから収集されたリンク状態情報を隣接ノードに通知する機能部である。リンク状態ＤＢ３１２とは、他ノードから収集されたリンク情報を保持するデータベースである。スイッチ能力監視部３１１とは、自ノードのスイッチ状態を監視する機能部である。例えば、自ノードのSWに、光パスをLSCに設定する機能のみならず、光パスをPSCに収容する容量が存在する場合は、LSC/PSCのSW能力が存在する旨を、他ノードに対して広告する。経路計算部３１３は、リンク状態ＤＢ３１２から設定する光ラベルスイッチパス（OLSP)及びPSCでスイッチされるラベルスイッチパス（LSP)若しくはパケットの転送経路計算を行う。パス設定部３１５は、経路計算結果に基きOLSP及びLSPの設定を行う。
【００１９】
ルーティングプロトコルには、OSPF(IETF Internet Draft RFC1131/1247/1583)若しくはIS-IS(RFC1195)のようなリンクステート型ルーティングプロトコルが用いられる。たとえば、OSPFプロトコルを用いた場合、各光ルータ１、２及び３は、図４に示された本発明の第１の実施例によるファイバリンク状態を広告するためのフォーマットに従って、自ノードに接続されたファイバリンク状態を他ノードへ広告する。ファイバリンク状態の情報には、対向ノードＩＤ、自ノードＩＤ、自ノードＩＦ（インターフェース）アドレス、コスト情報、及び、ＩＦ（インターフェース）属性情報が含まれる。尚、図４には、ＩＦ属性情報を収容するプロトコルフォーマットは示されていない。ＩＦ属性情報は、ＩＦが現在用いられているスイッチ能力状態、設定可能光パス残余チャネル数、本来所有しているスイッチ能力を含み、これらの情報を広告する。また、本発明の第１の実施例では、コスト情報は、TOS Metricに格納される。
【００２０】
このようにして、各光ルータが他ノードに対して、ファイバリンク状態を広告すると、最終的にデータベースが構築できる。図５は、本発明の第１の実施例において、広告によって最終的に構築されたリンク状態データベースの説明図である。同図の（ｂ）及び（ｃ）には、状態(State)テーブル及び能力(Capability)テーブルが記載されている。各テーブルの第１列は、始点ＩＦアドレス情報であり、第２列(Neighbor)は、終点ノードＩＤであり、第３列(Cost)は、対象としているリンクのコスト情報であり、第４列(Original IF-Attribute)は、始点終点ノードの属性情報である。
【００２１】
ここで、図５に示されたデータベースは、光パスが全く確立されていない状態のデータベースである。同図の（ｃ）の能力データベースは、各ノードが有するスイッチ能力を示している。本例の場合、各ノードともパケットスイッチ（ＰＳＣ）と光スイッチ（ＬＳＣ）の両方の能力を備えている。一方、同図の（ｂ）の状態データベースは、全てのノードが光スイッチ（ＬＳＣ）になっている。その理由は、何れのノードも光パスを設定していないため、パケットスイッチを処理する機能を動作させていないからである。パケットスイッチ（ＰＳＣ）は、パケット単位で処理を行なっている場合に用いられる属性であり、光スイッチ（ＬＳＣ）は、光パスをＰＳＣに収容せずに光パスのまま転送(フォワーディング）する光スイッチのみを行なっている場合に用いられる属性である。この状態で、各ＩＦは、一つのファイバリンクを介して対向しているノードＩＤ情報を保有している。たとえば、図５の（ａ）で、第１のインターフェースＩＦ−１は、ファイバリンクを介して対抗しているノード２のノードＩＤ情報を保有する。状態テーブルは、同時に、ファイバリンクのコスト情報を格納している。また、オリジナルＩＦ属性フィールドにおける（Ｌ＝１，Ｐ＝０）のような項目は、このＩＦに設定できる光パスの残余チャネル数を示し、Ｌ＝１は、光カットスルーパスを１本設定可能であることを表わし、Ｐ＝０は、ＰＳＣ収容光パスを１本も設定できないことを表わす。図５では、ノード１とノード２の間のコストはｘとして広告され、ノード２とノード３の間のコストはｙとして広告されている。
【００２２】
図６には、このような本発明の第１の実施例の広告によって構築されたデータベース情報から作成された最短パスツリーが示されている。同図によれば、このようなツリー構成に従って、光パスの設定が可能であることがわかる。
【００２３】
本発明の第１の実施例では、光パス設定時の動作に特徴がある。図６に示された最短パスツリーに従って、光ラベルスイッチパス(OLSP)がノード１とノード３の間に設定されると、各ノード１、２及び３が保有するリンク状態データベースは、図７に示されたデータベースのようになる。図７は、本発明の第１の実施例による光パス設定時の状態データベースの説明図である。光パスを設定した結果として、ＩＦ−１は、ＰＳＣに変化している。これは、ＬＳＣを新規に設定するＩＦのリソースが消費された結果である。また、ＩＦ−２の属性は、ＬＳＣ／ＰＳＣとなっている。仮に、ＩＦ−２で収容されている光パスが２本共に、ノード３にカットスルーされた場合には、ＩＦ−２の属性は、ＬＳＣとなる。これは、ＰＳＣに収容される光パスが存在しないことを意味している。また、Ｌ＝０は、設定可能光パス数が全く無いことを意味する。
【００２４】
その結果として、各ノードは、図８に示されるような最短パスツリーを作成することが可能である。図８は、本発明の第１の実施例による光パス設定時の最短パスツリーの説明図である。設定されたパスは、ＰＳＣネットワークのリンクとして登録され、各光ルータのユーザ・ノード・インターフェース（ＵＮＩ）から入力されるパケットを転送するための経路が確立したことを意味する。ここで、新設された光パスのコストは、各光パスを収容しているファイバコストの総和にβを乗算した値として示されているが、βはβ＜１であることを前提としている。このコスト情報は、図４を参照して説明したTOS Metricに新たに格納されて転送されるが、通常のMetricに収容されるコスト情報は、従来のOSPFプロトコルと同様に、１０８／（光パスの伝送速度Mbps）である。つまり、本発明の第１の実施例による機能をサポートしていないルータを各光ルータのＵＮＩ側に収容する場合であっても、シームレスにルーティング処理が行なえるように設計されている。
【００２５】
このような本発明の第１の実施例によるルーティングプロトコルの動作によって、ＰＳＣ間を結ぶ光パスリンクトポロジと、ＬＳＣ間を結ぶファイバリンクトポロジの両方を把握することが可能になる、パケットのルーティングと光パスのルーティングの両方が可能になる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施例によるルーティングプロトコルについて説明する。本発明の第２の実施例は、ネットワーク構成、ノード構成及びプロトコル動作の点で本発明の第１の実施例と同一であるが、各光ルータが設定された光ラベルスイッチパス（OLSP）の経路情報を他の光ルータへ広告する点で第１の実施例と相異する。図９は、本発明の第２の実施例によるファイバリンク状態及び経路情報を広告するためのフォーマットの説明図である。OLSPの経路情報は、OSPFプロトコルを用いる場合、図９に示されるように、オパーク(Opaque)LSAを用いることによって他ノードへ通知される。リンクＩＤ(Link-ID)には当該OLSPを収容する対向ノードＩＤが格納され、リンクデータ(Link Data)には、当該OLSPを終端する自ノードＩＦアドレス情報、OLSP中継ノード数及びOLSP中継ノードＩＤが格納されている。ここで、OLSPの経路情報は、OLSP接続時のシグナリング処理により取得する。OLSP接続時のシグナリング処理には、RSVP-TE若しくはLDP(IFTF RFC 2205, 3031, 3032, 3036, 3037)などのプロトコルが使用できるが、これらのプロトコルは、実際に、OLSP設定する経路を通じて始点ノードから終点オード、終点ノードから始点ノードへとシグナリングされるプロトコルである。終点ノードから始点ノードへシグナリングされる際に、途中経路のＩＦアドレス情報も始点ノードへ取得される。
【００２７】
上述の情報が、隣接関係にある光ルータ間で交換され、ネットワークの単位管理領域内の全光ルータに周知される。図１０には、その結果として、本発明の第２の実施例により設定されたOLSP経路情報の説明図が示されている。同図に示されるように、ＩＦ−１〜ＩＦ−４の区間で設定されたOLSPの中継ＩＦも把握できるようになる。これにより、本発明の第２の実施例によれば、OLSP経路の把握によりはじめて可能になる以下の機能、たとえば、
（１）設定OLSPの再配置
OLSPネットワークのトポロジの最適化による、ファイバリンクリソースの有効活用の実現。
（２）設定OLSPと異経路に収容された予備OLSPの設定
高信頼パケット転送サービスの実現。
などが実現される。
【００２８】
最後に、本発明の第３の実施例について説明する。図１１は、本発明の第３の実施例による光パスネットワークの構成図である。本発明の第３の実施例のネットワーク構成、ノード構成及びプロトコル動作は、第１の実施例と同じであるが、第３の実施例は、光パスが設定された状態におけるルーティングプロトコルの動作が第１の実施例とは異なる。上述の第１の実施例及び第２の実施例においては、設定している光パスの状態管理は、特に行なわれていない。光ルータの隣接関係の維持、光ルータの属性情報の広告は、OSC回線を用いた制御チャネルによって行なわれている。これに対し、本発明の第３の実施例では、設定した光パスに監視プロトコルを定期的に転送させ、光パスの両終端ノードで監視プロトコルを交換する点に特徴がある。図１１に示されるように、ノード１とノード３のパケットスイッチ（ＰＳＣ）１１と１３の間でも、Helloを転送させ、光パスの状態を管理する。これにより、光パスが切断された場合に、光パスの切断を直ちに検出し、光パスの切断状態を反映する形で、各ノードの属性情報を他ノードに対して広告することが可能である。図１２には、本発明の第３の実施例により構築されたリンク状態データベースの例が示されている。同図に示されるように、ノード１とノード２の間の光パスが切断された場合、状態データベースが変化する。
【００２９】
上記の本発明の実施例によるルーティング方法は、ソフトウェア（プログラム）で構築することが可能であり、コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを実行することにより本発明の実施例によるルーティング方法を実現することができる。構築されたプログラムは、ディスク装置等に記録しておき必要に応じてコンピュータにインストールされ、フレキシブルディスクディスク、メモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記録媒体に格納して必要に応じてコンピュータにインストールされ、或いは、通信回線等を介してコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵによって実行される。
【００３０】
以上、本発明の代表的な実施例を説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明の通り、本発明のルーティング方法は、光ルータが、ファイバリンクと、設定された光パスリンクの両方を統合管理する。これにより、パケットスイッチネットワークレイヤを構成する光パスリンクトポロジ、光スイッチネットワークレイヤを構成するファイバリンクトポロジ、及び、これらの利用状況を把握した上で、パケットを始点から目的地まで転送することができる。特に、本発明は、パケット転送に併せてダイナミックに適切な光パスを新設する点で、従来技術と異なる。さらに、光パスリンクトポロジとファイバリンクトポロジの両方の情報を保有することにより、設定した光パスリンクトポロジをある時点で最適化することができる。その結果として、ネットワークリソースの有効利用が可能となり、スループットの高いパケット転送をネットワーク全体で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施例による光パスネットワークの構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例による光ルータの制御部の機能ブロック構成図である。
【図４】本発明の第１の実施例によるファイバリンク状態を広告するフォーマットの説明図である。
【図５】本発明の第１の実施例により構築されたリンク状態データベースの説明図である。
【図６】本発明の第１の実施例によるデータベース情報から作成された最短パスツリーの説明図である。
【図７】本発明の第１の実施例による光パス設定時の状態データベースの説明図である。
【図８】本発明の第１の実施例による光パス設定時の最短パスツリーの説明図である。
【図９】本発明の第２の実施例によるファイバリンク状態及び経路情報を広告するフォーマットの説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施例により設定されたＯＬＳＰ経路情報の説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施例による光パスネットワークの構成図である。
【図１２】本発明の第３の実施例により構築されたリンク状態データベースの説明図である。
【符号の説明】
１，２，３ 光ルータ
４，５ ファイバリンク
６，７ 光監視チャネル
１１，１２，１３ 光パケットスイッチ（ＰＳＣ）
２１，２２，２３ 光スイッチ（ＬＳＣ）
３１，３２，３３ 制御部
４１，４２，４３，４４ インターフェース（ＩＦ）
３１１ スイッチ能力監視部
３１２ リンク状態ＤＢ
３１３ 経路計算部
３１４ フラッディング部
３１５ パス設定部
Claims (12)
- ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークにおけるルーティング方法であって、
シグナリングにより光パスが設定・削除される際に、各ノードが、前記光パスのコスト、始点ノードのＩＤ、始点インタフェースのＩＤ、始点インタフェースのスイッチ能力、及び、終点ノードのＩＤを含む属性情報を追加、削除若しくは変更し、該属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知し、
各ノードが、通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、
前記リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、
前記最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する
ことを特徴とするルーティング方法。 - ＩＰレイヤとネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークにおけるルーティング方法であって、
シグナリングにより光パスが設定・削除される際に、各ノードが、前記光パスの中継ノードのＩＤを含む属性情報を追加、削除若しくは変更し、該属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知し、
各ノードが、通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、
前記リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、
前記最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する
ことを特徴とするルーティング方法。 - ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークにおけるルーティング方法であって、
各ノードが、設定された光パスに監視プロトコルを転送させ、該光パスの設定維持が確認された場合には、ノードから通知される属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知し、
各ノードが、通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、
前記リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、
前記最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する
ことを特徴とするルーティング方法。 - ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークであって、
シグナリングにより光パスが設定・削除される際に、各ノードが、前記光パスのコスト、始点ノードのＩＤ、始点インタフェースのＩＤ、始点インタフェースのスイッチ能力、及び、終点ノードのＩＤを含む属性情報を追加、削除もしくは変更し、該属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知し、
各ノードが、通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、
前記リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、
前記最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する
ことを特徴とする光パスネットワーク。 - ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークであって、
シグナリングにより光パスが設定・削除される際に、各ノードが、前記光パスの中継ノードのＩＤを含む属性情報を追加、削除若しくは変更し、該属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知し、
各ノードが、通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、
前記リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、
前記最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する
ことを特徴とする光パスネットワーク。 - ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークであって、
各ノードが、設定された光パスに監視プロトコルを転送させ、該光パスの設定維持が確認された場合には、ノードから通知される属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知し、
各ノードが、通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、
前記リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、
前記最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する
ことを特徴とする光パスネットワーク。 - ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークにおける各ノードを構成するルーティング装置であって、
シグナリングにより光パスが設定・削除される際に、前記光パスのコスト、始点ノードのＩＤ、始点インタフェースのＩＤ，始点インタフェースのスイッチ能力、及び、終点ノードのＩＤを含む属性情報を追加、削除若しくは変更し、該属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知する手段と、
他ノードから通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、該リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、該最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する手段と、を有する
ことを特徴とするルーティング装置。 - ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークにおける各ノードを構成するルーティング装置であって、
シグナリングにより光パスが設定・削除される際に、前記光パスの中継ノードのＩＤを含む属性情報を追加、削除もしくは変更し、該属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知する手段と、
他ノードから通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、該リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、該最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する手段と、
を有することを特徴とするルーティング装置。 - ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークにおける各ノードを構成するルーティング装置であって、
設定された光パスに監視プロトコルを転送させ、該光パスの設定維持が確認された場合には、ノードから通知される属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知する手段と、
他ノードから通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、該リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、該最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する手段と、を有する
ことを特徴とするルーティング装置。 - ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークにおける各ノードを構成するルーティング装置に、
シグナリングにより光パスが設定・削除される際に、前記光パスのコスト、始点ノードのＩＤ、始点インタフェースＩＤ、始点インタフェースのスイッチ能力、及び、終点ノードのＩＤを含む属性情報を追加、削除若しくは変更し、該属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知する機能と、
他ノードから通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、該リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、該最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する機能と、を実現させる
ことを特徴とするルーティングプログラム。 - ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークにおける各ノードを構成するルーティング装置に、
シグナリングにより光パスが設定・削除される際に、前記光パスの中継ノードのＩＤを含む属性情報を追加、削除若しくは変更し、該属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知する機能と、
他ノードから通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、該リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、該最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する機能と、を実現させる
ことを特徴とするルーティングプログラム。 - ＩＰレイヤネットワークと光レイヤネットワークを統合管理する光パスネットワークにおける各ノードを構成するルーティング装置に、
設定された光パスに監視プロトコルを転送させ、該光パスの設定維持が確認された場合には、ノードから通知される属性情報をネットワークの単位管理領域内の全他ノードへ通知する機能と、
他ノードから通知された前記属性情報をリンク状態データベースに保持し、該リンク状態データベースに基づいて、パスまたはパケットの転送経路を計算し、最短パスツリーを作成し、該最短パスツリーから光パスの設定を行い、光パスを設定した結果を前記リンク状態データベースに格納する機能と、を実現させる
ことを特徴とするルーティングプログラム。
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