JP4398922B2 - Optical network and edge switch - Google Patents
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Description
本発明は、光ネットワークおよびこの光ネットワークによりレイヤ2ネットワークを接続するエッジスイッチに関する。
The present invention relates to an optical network and an edge switch that connects a
企業向けのWAN(Wide Area Network)サービスとして、広域イーサネット(登録商標)サービスの利用が急激に伸びており、そのバックボーンとなるレイヤ2ネットワークの大規模化、大容量化が課題となっている。
As a WAN (Wide Area Network) service for enterprises, the use of a wide area Ethernet (registered trademark) service is rapidly increasing, and a large-scale and large-
一般に、レイヤ2ネットワークでは、障害時の経路切り替えに、STP(Spannig Tree Protocol)を利用する。このSTPは、トポロジ上、ループとなってしまうリンクの一部分をブロック状態(パケットを流さない状態)にして、ループフリーのツリーを生成する。また、このSTPは、スイッチや回線に障害を検知した場合には、ツリーの再構成をすることができる。
In general, in a
一方、ネットワークの大容量化を経済的に実現する技術として、OXC(Optical cros
s-Connect、光クロスコネクト)等の光スイッチで構成される光ネットワーク上で、光パスの制御を柔軟に行えるGMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching、非特許文献1参照)が注目されている。このGMPLSでは、IP(Internet Protocol)のルーティングプロトコルやシグナリングプロトコルを利用して、光ネットワーク内のトポロジ情報やリソース情報の広告、光パスの確立および解放のシグナリングを行う。
On the other hand, OXC (Optical cros) is a technology for economically increasing the capacity of networks.
GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching, see Non-Patent Document 1) that can flexibly control optical paths on an optical network composed of optical switches such as s-Connect (optical cross-connect) is drawing attention. In this GMPLS, IP (Internet Protocol) routing protocol and signaling protocol are used to advertise topology information and resource information in the optical network and to establish and release an optical path.
ここで、レイヤ2ネットワークの大容量化を実現するために、このGMPLSを用いた光ネットワークをコア部分に適用する方法も考えられる(図6参照)。
図6は、比較例のネットワーク構成を示す図である。図6において、光ネットワーク1とレイヤ2ネットワーク2とはエッジスイッチ3により接続され、エッジスイッチ3は、光スイッチ4経由で他のエッジスイッチとの間に光パス5を確立している状態を示す。
このようなネットワーク構成において、エッジスイッチ3が光ネットワーク1内にSTPを透過的に通すことで、光ネットワーク1に接続される各レイヤ2ネットワーク2(2A,2B)は、光ネットワーク1の存在を意識することなく、STPによってツリー(通信経路)を生成することができる。
例えば、光ネットワーク1においてSTPを透過的に用いることで、レイヤ2ネットワーク2AのノードAから、レイヤ2ネットワーク2BのノードBまでの間のツリー(経路)を生成することができる。
Here, in order to realize a large capacity of the
FIG. 6 is a diagram illustrating a network configuration of a comparative example. In FIG. 6, the
In such a network configuration, each of the
For example, by using STP transparently in the
しかし、STPは、各スイッチの情報をネットワーク上に次々と伝播させてツリーを生成する仕組みであるため、ネットワークの規模が大きくなるとツリーの生成に時間がかかるという問題がある。また、ツリーを再構成している間は一切の転送が止まってしまうため、ネットワークの信頼性が低くなる可能性があるという問題がある。
例えば、図6に示した例でいうと、レイヤ2ネットワーク2A内のレイヤ2スイッチ(L2)に障害が発生したとき、ノードAからノードBまでの間のツリーを再構成する必要がある。つまり、ネットワークの規模が大きくなると、通信が復旧するまでに時間がかかり、ネットワークの信頼性が低くなる可能性があるという問題がある。
However, STP is a mechanism for generating a tree by propagating the information of each switch one after another on the network, so that there is a problem that it takes time to generate the tree as the network scale increases. In addition, there is a problem that the reliability of the network may be lowered because all transfer stops while the tree is being reconfigured.
For example, in the example shown in FIG. 6, when a failure occurs in the
本発明は、前記した問題を解決し、STPを用いて大規模なレイヤ2ネットワークを構築した場合でも、信頼性の高いネットワークを構築できる光ネットワークおよびエッジスイッチを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide an optical network and an edge switch capable of constructing a highly reliable network even when a large-
前記した課題を解決するため、本発明は、レイヤ2ネットワークを接続する光ネットワークのエッジスイッチを、STP(Spanning Tree Protocol)により、自身のエッジスイッチがActive状態か否かを判断するSTPプロトコル制御部と、GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)プロトコルにより、(1)前記光ネットワークの他のエッジスイッチへ、自身のエッジスイッチの識別情報と、自身のエッジスイッチがActive状態であるか否かを示すActive識別子とを含むエッジスイッチ情報を送信し、(2)前記他のエッジスイッチから前記他のエッジスイッチのエッジスイッチ情報を受信し、(3)前記自身のエッジスイッチのエッジスイッチ情報および前記受信した他のエッジスイッチのエッジスイッチ情報をエッジスイッチデータベースに記録するGMPLSプロトコル制御部と、前記エッジスイッチの識別情報ごとに前記エッジスイッチのActive識別子を示したエッジスイッチデータベースと、前記エッジスイッチデータベースを参照して、Active状態であるエッジスイッチを含む前記光ネットワークにおける通信経路のツリーを計算し、前記計算された通信経路のツリーに基づき光パスの確立を指示するツリー制御部とを備える構成とした。
In order to solve the above-described problem, the present invention provides an STP protocol control unit that determines whether an edge switch of an optical network connecting a
このような構成によれば、エッジスイッチは、自身が接続しているレイヤ2ネットワークにおいて動作しているSTPと、光ネットワーク内のツリー(通信経路のツリー)とを連動させ、独自の通信経路を生成することができる。
つまり、まず、光ネットワークの各エッジスイッチはSTPにより、自身がActive状態であるか否かを判断する。そして、自身がActive状態か否かであるかに関する情報を含むエッジスイッチ情報を、光ネットワークを構成する各スイッチ同士で交換し、エッジスイッチデータベースに記録しておく。次に、各エッジスイッチはエッジスイッチデータベースを参照して、光ネットワーク内においてActive状態のエッジスイッチを接続するツリーを生成し、光パスを確立するようにする。したがって、レイヤ2ネットワーク同士を接続しつつ、ネットワーク全体として、STPのドメイン(スイッチの情報が伝播する範囲)を各レイヤ2ネットワークに限定することができる。
According to such a configuration, the edge switch links the STP operating in the
That is, first, each edge switch of the optical network determines whether it is in an active state by STP. Then, the edge switch information including information regarding whether or not it is in the active state is exchanged between the switches constituting the optical network and recorded in the edge switch database. Next, each edge switch refers to the edge switch database, generates a tree connecting the active edge switches in the optical network, and establishes an optical path. Therefore, the STP domain (the range in which switch information propagates) can be limited to each
また、本発明のエッジスイッチは、光ネットワーク内のツリーを計算するために必要な情報(エッジスイッチ情報)を、標準的なGMPLSのルーティングプロトコルである、OSPF(Open Shortest Path First)やIS−IS(Intermediate System to Intermediate System)を用いて送受信する構成とした。このような構成によれば、光ネットワーク内のツリーの計算のために、エッジスイッチに別途特別なプロトコルを実装する必要がなくなる。
なお、前記した構成以外の構成については、後記する実施の形態で詳細に説明する。
Also, the edge switch of the present invention uses the standard GMPLS routing protocol such as OSPF (Open Shortest Path First) or IS-IS to obtain information (edge switch information) necessary for calculating a tree in the optical network. (Intermediate System to Intermediate System) is used for transmission and reception. According to such a configuration, it is not necessary to separately install a special protocol in the edge switch for calculating a tree in the optical network.
Note that configurations other than the above-described configuration will be described in detail in an embodiment described later.
本発明によれば、エッジスイッチは、光ネットワーク部分に独自のツリーを生成するので、STPのドメイン(スイッチの情報が伝播する範囲)をレイヤ2ネットワークに限定することができる。つまり、スイッチの故障等の障害時の影響を各レイヤ2ネットワークに局在化させることができる。したがって、レイヤ2ネットワーク同士を接続して全国規模の大規模なネットワークを構築した場合でも、通信の信頼性を高めることができる。
According to the present invention, since the edge switch generates a unique tree in the optical network portion, the STP domain (the range in which switch information propagates) can be limited to the
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態とする)を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態のネットワーク構成を示す図である。図1を用いて、本発明の一実施形態のネットワーク構成を説明する。
本実施の形態のネットワークは、複数のレイヤ2ネットワーク2(2A〜2C)が光ネットワーク1により接続される構成となっている。この光ネットワーク1には、エッジスイッチ3(3A〜3F)と、OXC(光クロスコネクト)等の光スイッチ4とを含んで構成される。このレイヤ2ネットワーク2は、例えばイーサネット(登録商標)網である。
FIG. 1 is a diagram showing a network configuration according to an embodiment of the present invention. A network configuration according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The network of the present embodiment has a configuration in which a plurality of
エッジスイッチ3は、光ネットワーク1と、レイヤ2ネットワーク2とを接続する役割を果たし、レイヤ2ネットワーク2におけるスイッチング機能と、光パスの制御機能とを備える。このエッジスイッチ3は、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理部と、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の記憶部と、光ネットワーク1(およびGMPLS制御プレーン6)との間のデータ入出力を司るインターフェースと、レイヤ2ネットワーク2との間のデータ入出力を司るインターフェースと、スイッチング部とを備える。この演算処理部が、記憶部に格納されたプログラムを実行することで、後記する各プロトコルを動作させる。
The
光スイッチ4は、光パスや波長レベルでのスイッチング機能を有し、エッジスイッチ3間の光レイヤでの接続性、すなわち光パスを提供する。
The
なお、本実施の形態では、レイヤ2ネットワーク2と、光ネットワーク1とは冗長性を確保するために2台のエッジスイッチ3により接続されているものとする。
つまり、図1のように、レイヤ2ネットワーク2Aと光ネットワーク1とを接続するエッジスイッチ3は、エッジスイッチ3A(#1)およびエッジスイッチ3B(#2)の2台としている。
In the present embodiment, it is assumed that the
That is, as shown in FIG. 1, the
この2台のエッジスイッチ3(3A,3B)は、それぞれレイヤ2ネットワーク2内でSTPを動作させて、通信経路(ツリー)を生成するが、レイヤ2ネットワーク2内のレイヤ2スイッチ(図1の符号L2)よりも優先度が高くなるよう設定し、かつ、2台のうちいずれか一方がSTPのルートブリッジとなるように設定しておくものとする。
つまり、通常の状態では優先度の高い方のエッジスイッチ3が光ネットワーク1との間のデータ転送を行い、障害等が発生した場合には、優先度の低い方のエッジスイッチ3が光ネットワーク1との間のデータ転送を行うようにする。
The two edge switches 3 (3A, 3B) operate the STP in the
That is, in a normal state, the
また、光ネットワーク1は、GMPLSにより光パスの確立および解放の制御を行う。このため、GMPLSプロトコルを動作させるためのGMPLS制御プレーン6を用意する。
このGMPLS制御プレーン6は、GMPLSプロトコルにより光ネットワーク1の制御情報を送受信するためのネットワークである。GMPLS制御プレーン6は、光ネットワーク1とは、物理的に別個のネットワークを用いるようにしてもよいし、物理的に同じネットワークを用い、論理上別ネットワークとしてGMPLSプロトコルを流すようにしてもよい。
The
The GMPLS
このGMPLS制御プレーン6におけるエッジスイッチ3および光スイッチ4には、GMPLSのルーティングプロトコルやシグナリングプロトコルを動作させて光パスの制御を行うための制御プレーンインスタンスが実装されている。
The
なお、この制御プレーンインスタンスは、エッジスイッチ3の記憶部に格納され、CPUが、この制御プレーンインスタンスのデータを記憶部から読み出し、実行することで、後記する図2のGMPLSプロトコル制御部102を実現するものとする。
The control plane instance is stored in the storage unit of the
また、エッジスイッチ3は、GMPLSにおいて経路制御を行うためのOSPF(Open Shortest Path First)等を用いて、他のエッジスイッチに自身のノードに関する各種情報を広告(送信)する。このとき広告する情報の詳細については、後記する。
Further, the
<エッジスイッチの構成>
図2は、図1のエッジスイッチを機能展開して示したブロック図である。図2を用いて、図1のエッジスイッチ3の機能を説明する。
なお、ここでは主としてエッジスイッチ3の制御系の機能を説明し、エッジスイッチ3の転送系の機能(レイヤ2ネットワーク2から受け取ったデータを光ネットワーク1へ転送したり、光ネットワーク1から受け取ったデータをレイヤ2ネットワーク2へ転送したりする機能)は説明を省略する。
<Configuration of edge switch>
FIG. 2 is a block diagram showing the function of the edge switch of FIG. The function of the
Here, the control system function of the
エッジスイッチ3は、自身が属するレイヤ2ネットワーク2に対しSTPを動作させるSTPプロトコル制御部101と、光ネットワーク1側でGMPLSを動作させるGMPLSプロトコル制御部102と、光ネットワーク1における通信経路(ツリー)の計算およびこのツリーに属する光パスを確立するトリガを出すツリー制御部103と、光ネットワーク1に属するすべてのエッジスイッチ3の状態を記録するエッジスイッチDB(データベース)104と、光ネットワーク1側の通信経路(ツリー)の状態を記録しておくツリーDB(データベース)105とを備える。
The
このSTPプロトコル制御部101と、GMPLSプロトコル制御部102と、ツリー制御部103とは、エッジスイッチ3のCPUが、記憶部に格納された制御プレーンインスタンスおよび所定のプログラムを実行することにより実現される。また、エッジスイッチDB104およびツリーDB105は、エッジスイッチ3の記憶部の所定領域に格納される。
The STP
なお、以下の説明では、STPプロトコル制御部101がレイヤ2ネットワーク2との間でデータの送受信をするときには、レイヤ2ネットワーク2との入出力インターフェースを利用し、GMPLSプロトコル制御部102がGMPLS制御プレーン6との間でデータの送受信をするときにはGMPLS制御プレーン6との入出力インターフェースを利用するものとする。
In the following description, when the STP
STPプロトコル制御部101は、レイヤ2ネットワーク2に存在するレイヤ2スイッチ(図1の符号L2)との間で標準に準拠したSTPを動作させ、レイヤ2ネットワーク2内にツリーを生成する。
ここでは、STPプロトコル制御部101がSTPにより自身のエッジスイッチ3がツリーのルートである「ルートブリッジ」であると判断したとき、後記するエッジスイッチDB104における自身のActive識別子を「Yes」に設定する。このエッジスイッチDB104の詳細については後記する。
The STP
Here, when the STP
GMPLSプロトコル制御部102は、光ネットワーク1を構成する光スイッチ4や他のエッジスイッチとの間でGMPLSプロトコルを動作させて、光パスの確立および解放を行う。
また、前記したOSPFにおいてやり取りされる情報の一部(以下、OSPF拡張情報とする)として、以下の情報を他のエッジスイッチへ広告する。
(1)自身のエッジスイッチ3の識別情報(RouterID)
(2)自身が属するレイヤ2ネットワーク2の識別情報(SiteID)
(3)光ネットワーク1における自身のエッジスイッチ3の優先度
(4)自身のエッジスイッチ3がレイヤ2ネットワーク2においてActive状態であるか(例えば、ルートブリッジであるか)否かを示すActive識別子
The GMPLS
Further, the following information is advertised to other edge switches as part of the information exchanged in the OSPF (hereinafter referred to as OSPF extended information).
(1) Identification information (RouterID) of
(2) Identification information (SiteID) of the
(3) Priority of
なお、以下の説明では、前記(1)〜(4)をまとめて、エッジスイッチ情報とする。また、このエッジスイッチ情報は、ルーティングプロトコルであるIS-IS(Intermediate System to Intermediate System)拡張情報として広告するようにしてもよい。 In the following description, the above (1) to (4) are collectively referred to as edge switch information. Further, this edge switch information may be advertised as IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) extension information that is a routing protocol.
さらに、GMPLSプロトコル制御部102は、他のエッジスイッチから広告されたエッジスイッチ情報を受信すると、このエッジスイッチ情報を前記したエッジスイッチDB104に記録する。
Further, when receiving the edge switch information advertised from another edge switch, the GMPLS
ツリー制御部103は、エッジスイッチDB104を参照して、光ネットワーク1内のツリーを計算する。また、自身のエッジスイッチ3側から光パスの確立をすることが必要であると判断した場合には、GMPLSプロトコル制御部102に光パスの確立を指示する。このときのツリーの計算方法および光パスの確立を指示するトリガについては後記する。
The
図3は、図2のエッジスイッチDBを例示した図である。図1および図2を参照しつつ、図3を用いて、エッジスイッチDB104を説明する。なお、図2のエッジスイッチDB104は、図1のネットワーク構成に基づき作成されたデータベースである。
FIG. 3 is a diagram illustrating the edge switch DB of FIG. The
エッジスイッチDB104は、エッジスイッチ3の識別情報(RouterID)ごとに、このエッジスイッチ3のエッジスイッチ情報を示したものである。
このエッジスイッチDB104において、符号201に示す「RouterID」は、GMPLS制御プレーン6において、エッジスイッチ3を識別するための情報である。このRouterIDは、光パスの制御に用いられるほか、ツリーの生成に必要な情報の広告にも用いられる。
The
In this
符号202に示す「SiteID」は、エッジスイッチ3が属するレイヤ2ネットワーク2の識別情報である。例えば、RouterID「#1」、「#2」のエッジスイッチ3(3A,3B)は、「SiteID=A(レイヤ2ネットワーク2(2A))」に属することを示す。
ここで、同じレイヤ2ネットワーク2に属するエッジスイッチ3(3A,3B)は、STPによりツリーが構成された状態であり、常に接続性が確保されている。つまり、この状態で光ネットワーク1にエッジスイッチ3同士を接続するツリーを生成してしまうと、ループが発生することになる。したがって、同じレイヤ2ネットワーク2に属する複数のエッジスイッチ3(3A,3B)のうち、各エッジスイッチ3は、いずれか1台をツリーに含めるように制御する必要がある。SiteIDは、このときの制御に用いられる。
“SiteID” indicated by
Here, the edge switches 3 (3A, 3B) belonging to the
符号203に示す「優先度」は、エッジスイッチ3の光ネットワーク1内のエッジスイッチ3の優先度を示す。例えば「#1」のエッジスイッチ3Aの優先度は「5」であり、「#3」のエッジスイッチ3Cの優先度は「10」であることを示す。この優先度は、光ネットワーク1内でエッジスイッチ3のツリーを計算し、ツリーのルートを選定するためのものである。例えば、最も優先度の値が大きいエッジスイッチ3(例えば、「#3」のエッジスイッチ3C)がルートして選定される。
“Priority” indicated by
符号204に示す「Active(Active識別子)」は、そのエッジスイッチ3がActive状態(レイヤ2ネットワーク2と光ネットワーク1との間でデータ転送を行える状態)であるか否かを示す。例えば「#1」のエッジスイッチ3AはActive状態(Yes)であることを示し、「#2」のエッジスイッチ3BはActive状態ではない(No)であることを示す。
“Active (Active identifier)” denoted by
ここで、同じSiteIDを持つエッジスイッチ3は、STPプロトコル制御部101により、その中で1台だけActive状態(Active識別子=Yes)となるように制御される。そして、ツリー制御部103は、このActive識別子を参照して、どのエッジスイッチ3を光ネットワーク1のツリーに含めるかを決定する。つまり、Active状態のエッジスイッチ3は光ネットワーク1のツリーに含めるが、Active状態ではないエッジスイッチ3は光ネットワーク1のツリーに含めないようにする。
Here, the
なお、本実施の形態では、STPプロトコル制御部101が同じSiteIDを持つエッジスイッチ3の中で1台だけActive状態(Active識別子=Yes)のエッジスイッチ3を選択する方法として、レイヤ2ネットワーク2のルートブリッジとなっているエッジスイッチ3を選択する方法を用いる。
In this embodiment, the STP
これは、少なくともエッジスイッチ3がルートブリッジであれば、レイヤ2ネットワーク2と光ネットワーク1との間でデータ転送可能な状態にあるからであり、また、レイヤ2ネットワーク2に複数のエッジスイッチ3が接続される場合において、ルートブリッジは必ずいずれか1つになるので、複数のエッジスイッチ3をActive状態と判断し、ループを発生させてしまうことはないからである。
This is because at least if the
なお、同じSiteIDを持つエッジスイッチ3がActive状態のエッジスイッチ3を選択する方法は、前記した方法に限定されない。例えば、STPの優先度とは別の情報(Active状態のエッジスイッチ3を選択するための優先度等の情報)を、レイヤ2ネットワーク2内に伝播させるようにしてもよい。
Note that the method by which the
図4は、図2のツリーDBを例示した図である。図1〜図3を参照しつつ、図4を用いてツリーDB105を説明する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the tree DB of FIG. The
このツリーDB105は、光ネットワーク1内で構成されるツリーの光パスの情報を記録するデータベースである。
符号301に示す「光パス区間」は、光パスの両端のエッジスイッチ3のRouterIDが記載される。
また、符号302に示す「イニシエータ」は、光パスのイニシエータのエッジスイッチ3のRouterIDが記載される。すなわち、光パスを確立するためのシグナリングを最初に送信するエッジスイッチ3のRouterIDが記載される。
なお、本実施の形態において、エッジスイッチDB104において優先度の値の小さい方のエッジスイッチ3がイニシエータとなるものとして説明するが、優先度が高い方のエッジスイッチ3がイニシエータとなるようにしてもよい。
また、符号303に示す「光パスID」は、光パスの識別情報である。これは、GMPLSプロトコル制御部102によるGMPLSシグナリングで用いられるものである。
The
In the “optical path section” denoted by
The “initiator” indicated by
In the present embodiment, the
An “optical path ID” denoted by
なお、エッジスイッチ3は、ツリーDB105とは別個に、記憶部に光ネットワーク1内で確立されている光パスのデータベースを格納しているものとする。このデータベースには、光パスIDごとに、この光パスにおいて経由する光スイッチ4の識別情報やリソース情報等、光パスに関する詳細な情報が記録され、GMPLSプロトコル制御部102がGMPLSプロトコルを動作させるときに参照される。
また、エッジスイッチ3は、自身が光パスの両端のいずれにもなっていない場合、ツリーDB105の光パスIDの欄には何も記載されない。
The
Further, when the
<エッジスイッチの動作>
図5は、図2のエッジスイッチの動作を説明するフローチャートである。図1〜図4を参照しつつ、図5を用いてエッジスイッチ3の動作を説明する。ここでのネットワーク構成は、図1に示したものであるものとする。以下、図1のエッジスイッチ3Aの動作を中心に説明する。
<Operation of edge switch>
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the edge switch of FIG. The operation of the
まず、エッジスイッチ3Aの属するレイヤ2ネットワーク2AでSTPにより、ツリーを生成し、ルートブリッジを選定する(S501)。ここでは、エッジスイッチ3Aがルートブリッジに選定されたとする。
First, a tree is generated by STP in the
なお、レイヤ2ネットワーク2Aにおいて、どのエッジスイッチ3をルートブリッジにするかは、レイヤ2ネットワーク2Aの管理者等が、エッジスイッチ3のブリッジプライオリティの値を設定して、ブリッジIDの値を各レイヤ2スイッチの中で最も低い値にすることにより可能である。
In the
エッジスイッチ3AのGMPLSプロトコル制御部102は、エッジスイッチDB104に格納されるエッジスイッチ3Aのエッジスイッチ情報を読み出す。そして、GMPLS制御プレーン6において、他のすべてのエッジスイッチ3にエッジスイッチ3Aのエッジスイッチ情報(RouterID、SiteID、優先度、Active識別子)をOSPF拡張情報により広告(送信)する(S502)。
The GMPLS
例えば、エッジスイッチ3AのGMPLSプロトコル制御部102は、「RouterID=#1、SiteID=A、優先度=5、Active識別子=Yes」というエッジスイッチ情報を、エッジスイッチ3C,3Eに広告する。また、ここでは説明を省略するが、エッジスイッチ3B,3D,3F(図1参照)にも同様の広告を行う。
なお、このエッジスイッチDB104におけるエッジスイッチ3Aのエッジスイッチ情報は、エッジスイッチ3Aの管理者等が事前に入出力インターフェース経由で入力しておくものとする。
For example, the GMPLS
Note that the edge switch information of the
続いて、エッジスイッチ3AのGMPLSプロトコル制御部102は、他のエッジスイッチ3からのエッジスイッチ情報を受信する(S503)。
Subsequently, the GMPLS
例えば、エッジスイッチ3Cから「RouterID=#3、SiteID=B、優先度=10、Active識別子=Yes」というエッジスイッチ情報と、エッジスイッチ3Eから「RouterID=#5、SiteID=C、優先度=5、Active識別子=Yes」というエッジスイッチ情報を受信する。また、ここでは説明を省略するが、同様にエッジスイッチ3B,3D,3F(Active識別子=Noのエッジスイッチ3)からも、エッジスイッチ情報を受信する。このとき、受信するエッジスイッチ情報も、OSPF拡張情報により広告されたものである。
For example, edge switch information “RouterID = # 3, SiteID = B, priority = 10, Active identifier = Yes” from the
次に、エッジスイッチ3AのGMPLSプロトコル制御部102は、受信したエッジスイッチ情報を、エッジスイッチDB104に記録する(S504)。
Next, the GMPLS
続いて、エッジスイッチ3Aのツリー制御部103は、エッジスイッチDB104を参照して、ツリーを計算し、その結果をツリーDB105に記録する(S505)。
Subsequently, the
例えば、ツリー制御部103は、図3のエッジスイッチDB104を参照して、以下のようにしてツリーの計算を行う。
For example, the
まず、ツリー制御部103は、エッジスイッチDB104からActive識別子が「Yes(Active状態)」になっているエッジスイッチ3を検索する。ここでは、エッジスイッチ3A(#1)、エッジスイッチ3C(#3)およびエッジスイッチ3E(#5)が検索される。
First, the
次に、エッジスイッチDB104における、エッジスイッチ3(3A,3C,3E)の優先度を見ると、エッジスイッチ3C(#3)の優先度が最も高いことが分かる。したがって、このエッジスイッチ3C(#3)を光ネットワーク1内のツリーのルートにすることを決定する。つまり、ツリー制御部103は、エッジスイッチDB104においてActive状態かつ優先度の高いエッジスイッチ3をルートとして選択する。
Next, when the priority of the edge switch 3 (3A, 3C, 3E) in the
そして、ツリー制御部103は、このエッジスイッチ3Cをルートとし、他のActive状態のエッジスイッチ3A,3Eを含むツリーを計算し、このツリーを構成する光パスの情報をツリーDB105に記録する。
Then, the
なお、光パスのイニシエータとなるエッジスイッチ3は、例えば、光パスの両端となるエッジスイッチ3のうち、優先度が低い方のエッジスイッチ3を選択する。例えば、エッジスイッチ3A(#1)とエッジスイッチ3C(#3)との間に光パス5を確立する場合、エッジスイッチDB104において、エッジスイッチ3A(#1)の方が、優先度が低い。したがって、このエッジスイッチ3A(#1)をイニシエータとして選択する。
また、ツリー制御部103がツリーを計算するアルゴリズムとしては、例えば、OSPFの経路計算に用いられるダイクストラアルゴリズムを適用することができるが、これに限るものではない。
Note that the
As an algorithm for the
ツリー制御部103は、ツリーの計算を終了すると、ツリーDB105を参照して、自身のエッジスイッチ3A(#1)がイニシエータとなるべき光パスがあるか否かを判断する(S506)。ここで、自身のエッジスイッチ3A(#1)がイニシエータになるべき光パスがあると判断したとき(S506のYes)、ツリー制御部103は、GMPLSプロトコル制御部102に、光パスの他端であるエッジスイッチ3(例えば、エッジスイッチ3C(#3))へGMPLSシグナリングを送信させる(S507)。そして、エッジスイッチ3A(#1)は、相手方のエッジスイッチ3(例えば、エッジスイッチ3C(#3))との間で光パス5(図1参照)を確立する(S508)。
なお、S506において、自身のエッジスイッチ3A(#1)側がイニシエータとなるべき光パスはない、と判断したときは(S506のNo)、そのまま処理を終了する。
When the
If it is determined in S506 that there is no optical path that should be the initiator on the
なお、ここでは説明を省略したが、光ネットワーク1を構成するすべてのエッジスイッチ3(3B〜3F)においても同様の処理を行い、光ネットワーク1内のツリーを生成する。
Although not described here, the same processing is performed in all the edge switches 3 (3B to 3F) constituting the
<ツリーの再構成手順>
次に、エッジスイッチ3の故障に伴う光ネットワーク1内のツリーを再構成する手順について説明する。例えば、エッジスイッチ3A(#1)に故障が発生したときには、レイヤ2ネットワーク2AにおいてSTPによりツリーの再構成が行われる。ここで、エッジスイッチ3B(#2)は、エッジスイッチ3A(#1)に次いで優先度を高く設定しているので、エッジスイッチ3B(#2)がルートブリッジになる。つまり、エッジスイッチ3B(#2)はSTPプロトコル制御部101により、再構成されたツリーを認識し、自身がルートブリッジになったことを知る。
<Tree reconstruction procedure>
Next, a procedure for reconfiguring a tree in the
これを受けて、エッジスイッチ3B(#2)のSTPプロトコル制御部101は、エッジスイッチDB104(図3参照)における自身のエッジスイッチ情報のActive識別子を「Yes」に書き換える。また、図5のS502と同様に、光ネットワーク1内にOSPF拡張を用いて、自身のエッジスイッチ情報を広告し、自身がActive状態になったことを知らせる。この後、エッジスイッチ3Bは、前記したS503以降の手順にしたがい、ツリーを再構成する。
In response to this, the STP
また、エッジスイッチ3C〜3Fも、エッジスイッチ3B(#2)がActive状態になったというエッジスイッチ情報を受信すると、ツリーを再構成し、必要な箇所に光パスを生成する。例えば、エッジスイッチ3A(#1)とエッジスイッチ3C(#3)との間で確立されていた光パスを、エッジスイッチ3B(#2)とエッジスイッチ3C(#3)とを繋ぐ光パスに変更する。このようにして、各エッジスイッチ3は、エッジスイッチ3に故障が発生したときでも光ネットワーク1内のツリーを再構成することができる。
Also, when the edge switches 3C to 3F receive edge switch information indicating that the
このような構成によれば、エッジスイッチ3は、光ネットワーク1に独自のツリーを生成するので、STPのドメインをレイヤ2ネットワークに限定することができる。つまり、レイヤ2スイッチの故障等の影響を各レイヤ2ネットワーク2に局在化させることができる。したがって、複数のレイヤ2ネットワーク2を接続して全国規模の大規模なネットワークを構築した場合でも、通信の信頼性を高めることができる。
According to such a configuration, since the
また、エッジスイッチ情報の広告には、OSPF拡張情報やIS−IS拡張情報を利用するので、各エッジスイッチ3がエッジスイッチ情報を広告するために特別なプロトコルを実装する必要がなくなる。
Further, since OSPF extended information and IS-IS extended information are used for advertising edge switch information, it is not necessary for each
本実施の形態に係るエッジスイッチ3は、前記したような処理をCPUに実行させるプログラムによって実現することができ、そのプログラムをコンピュータによる読み取り可能な記憶媒体(CD−ROM等)に記憶して提供することが可能である。また、そのプログラムを、インターネット等のネットワークを通して提供することも可能である。
The
また、前記した実施の形態では、光ネットワーク1を構成する各エッジスイッチ3が、それぞれのエッジスイッチ3のActive状態を示すエッジスイッチDB104を保持し、ツリーを生成するものとしたが、これに限定されない。
例えば、GMPLS制御プレーン6上に、各エッジスイッチ3および光スイッチ4を管理する管理サーバを設置し、この管理サーバで各エッジスイッチのエッジスイッチ情報を取得して、ツリーの生成するようにしてもよい。その他についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形可能である。
In the above-described embodiment, each
For example, a management server that manages each
1 光ネットワーク
2(2A,2B) レイヤ2ネットワーク
3(3A〜3F) エッジスイッチ
4 光スイッチ
5 光パス
6 GMPLS制御プレーン
101 STPプロトコル制御部
102 GMPLSプロトコル制御部
104 エッジスイッチDB
105 ツリーDB
DESCRIPTION OF
105 Tree DB
Claims (10)
前記エッジスイッチは、
STP(Spanning Tree Protocol)により、前記レイヤ2ネットワークにおける通信経路のツリーを生成して、自身のエッジスイッチがActive状態か否かを判断するSTPプロトコル制御部と、
GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)プロトコルにより
(1)前記光ネットワークにおける他のエッジスイッチへ、自身のエッジスイッチの識別情報と、自身のエッジスイッチがActive状態であるか否かを示すActive識別子とを含むエッジスイッチ情報を送信し、
(2)前記他のエッジスイッチから前記他のエッジスイッチのエッジスイッチ情報を受信し、
(3)前記自身のエッジスイッチのエッジスイッチ情報および前記受信した他のエッジスイッチのエッジスイッチ情報をエッジスイッチデータベースに記録する
GMPLSプロトコル制御部と、
前記エッジスイッチの識別情報ごとに前記エッジスイッチのActive識別子を示したエッジスイッチデータベースと、
前記エッジスイッチデータベースを参照して、Active状態であるエッジスイッチを含む前記光ネットワークにおける通信経路のツリーを計算し、前記計算されたツリーに基づき、光パスの確立を前記GMPLSプロトコル制御部へ指示するツリー制御部と、
を備えることを特徴とする光ネットワーク。 An optical network comprising a plurality of edge switches for connecting a layer 2 network to an optical network,
The edge switch is
An STP protocol controller that generates a tree of communication paths in the layer 2 network by STP (Spanning Tree Protocol) and determines whether or not its own edge switch is in an active state;
According to the GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching) protocol, (1) to the other edge switch in the optical network, the identification information of the own edge switch, and the Active identifier indicating whether the own edge switch is in the Active state, Send edge switch information including
(2) receiving edge switch information of the other edge switch from the other edge switch;
(3) a GMPLS protocol control unit that records edge switch information of the edge switch of the own device and edge switch information of the received other edge switch in an edge switch database;
An edge switch database indicating an active identifier of the edge switch for each piece of identification information of the edge switch;
Referring to the edge switch database, calculate a tree of communication paths in the optical network including the edge switch in the active state, and instruct the GMPLS protocol control unit to establish an optical path based on the calculated tree. A tree control;
An optical network comprising:
前記ツリー制御部は、前記エッジスイッチデータベースを参照して、Active状態、かつ、最も優先度の高いエッジスイッチをルートとして、前記光ネットワークにおける通信経路のツリーを計算することを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク。 The edge switch information includes a priority of the edge switch in the optical network,
2. The tree control unit according to claim 1, wherein the tree control unit calculates a communication path tree in the optical network with an edge switch having an active state and a highest priority as a root by referring to the edge switch database. Optical network as described in.
前記ツリー制御部は、前記エッジスイッチデータベースを参照して、自身のエッジスイッチがActive状態であり、かつ、前記光パスにより接続される他のエッジスイッチの優先度よりも、自身のエッジスイッチの優先度が低い場合、前記GMPLSプロトコル制御部に、前記他のエッジスイッチとの間の光パスの確立を指示すること特徴とする請求項1または請求項2に記載の光ネットワーク。 The edge switch information includes a priority of the edge switch in the optical network,
The tree control unit refers to the edge switch database, the edge switch is active, and the priority of the edge switch is higher than the priorities of other edge switches connected by the optical path. 3. The optical network according to claim 1, wherein when the degree is low, the GMPLS protocol control unit is instructed to establish an optical path with the other edge switch.
STP(Spanning Tree Protocol)により、前記レイヤ2ネットワークにおける通信経路のツリーを生成して、自身のエッジスイッチがActive状態か否かを判断するSTPプロトコル制御部と、
GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)プロトコルにより
(1)前記光ネットワークにおける他のエッジスイッチへ、自身のエッジスイッチの識別情報と、自身のエッジスイッチがActive状態であるか否かを示すActive識別子とを含むエッジスイッチ情報を送信し、
(2)前記他のエッジスイッチから前記他のエッジスイッチのエッジスイッチ情報を受信し、
(3)前記自身のエッジスイッチのエッジスイッチ情報および前記受信した他のエッジスイッチのエッジスイッチ情報をエッジスイッチデータベースに記録する
GMPLSプロトコル制御部と、
前記エッジスイッチの識別情報ごとに前記エッジスイッチのActive識別子を示したエッジスイッチデータベースと、
前記エッジスイッチデータベースを参照して、Active状態であるエッジスイッチを含む前記光ネットワークにおける通信経路のツリーを計算し、前記計算された通信経路のツリーに基づき、光パスの確立を前記GMPLSプロトコル制御部へ指示するツリー制御部と
を備えることを特徴とするエッジスイッチ。 An edge switch that connects a layer 2 network to an optical network,
An STP protocol controller that generates a tree of communication paths in the layer 2 network by STP (Spanning Tree Protocol) and determines whether or not its own edge switch is in an active state;
According to the GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching) protocol, (1) to the other edge switch in the optical network, the identification information of the own edge switch, and the Active identifier indicating whether the own edge switch is in the Active state, Send edge switch information including
(2) receiving edge switch information of the other edge switch from the other edge switch;
(3) a GMPLS protocol control unit that records edge switch information of the edge switch of the own device and edge switch information of the received other edge switch in an edge switch database;
An edge switch database indicating an active identifier of the edge switch for each piece of identification information of the edge switch;
Referring to the edge switch database, calculate a tree of communication paths in the optical network including the edge switch in the active state, and establish the optical path based on the calculated tree of communication paths by the GMPLS protocol control unit An edge switch comprising: a tree control unit that instructs
前記ツリー制御部は、前記エッジスイッチデータベースを参照して、Active状態、かつ、最も優先度の高いエッジスイッチをルートとして、前記光ネットワークにおける通信経路のツリーを計算することを特徴とする請求項6に記載のエッジスイッチ。 The edge switch information includes a priority of the edge switch in the optical network,
7. The tree control unit calculates a communication path tree in the optical network by referring to the edge switch database and using an edge switch having an active state and a highest priority as a root. Edge switch as described in.
前記ツリー制御部は、前記エッジスイッチデータベースを参照して、自身のエッジスイッチがActive状態であり、かつ、前記光パスにより接続される他のエッジスイッチの優先度よりも、自身のエッジスイッチの優先度が低い場合、前記GMPLSプロトコル制御部に、前記他のエッジスイッチとの間の光パスの確立を指示すること特徴とする請求項6または請求項7に記載のエッジスイッチ。 The edge switch information includes a priority of the edge switch in the optical network,
The tree control unit refers to the edge switch database, the edge switch is active, and the priority of the edge switch is higher than the priorities of other edge switches connected by the optical path. The edge switch according to claim 6 or 7, wherein when the degree is low, the GMPLS protocol control unit is instructed to establish an optical path with the other edge switch.
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