JP4469866B2 - パケット伝送装置および半導体装置 - Google Patents

Description

この発明は、パケット伝送装置に関し、特に、ＭＰＬＳ（Multi-protocol Label Switching）ネットワークにおける擬似回線（Pseudo Wire:ＰＷ）の高速切り替えを可能にするパケット伝送装置に関するものである。

近年、ＭＰＬＳ回線上でポイント・ツー・ポイントのイーサネット（登録商標）回線を仮想的に提供するＰＷＥ３（Pseudo Wire Emulation Edge to Edge）などのサービスが行われている。また、ＭＰＬＳネットワークの高速性や信頼性が求められており、ネットワークの物理リンクに障害が発生した場合に高速（５０ｍｓｅｃ以下）にトラフィックを迂回させるファストリルート（ＦＲＲ：Fast ReRoute）など、ＭＰＬＳ回線上で５０ｍｓｅｃ以下の高速な障害回復が可能な技術が適用されている。以下、この発明の理解を容易にするため、図１１を参照して従来のＭＰＬＳネットワークで実施されているＦＲＲによる障害回復方法を説明し、図１２〜図１５を参照して従来のパケット伝送装置について説明する。

図１１は、従来のＭＰＬＳネットワークの構成例と障害回復方法とを説明するシステム図である。図１１において、従来のＭＰＬＳネットワークでのＰＷＥ３は、パケット伝送装置（ＰＥ：Provider Edge、以降、「ＰＥ」と記す）間に張られる複数のリンクが、それぞれ数本のパス（ＬＳＰ：Label Switch Path）で構成されている。ＦＲＲによる障害回復では、保護対象となるＷｏｒｋパス上おいて障害の発生する可能性のある箇所（リンク、ノード）を迂回するようなＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスが設けられる。

図１１に示す例で言えば、ＰＥ５０〜ＰＥ５１〜ＰＥ５２のパスが保護対象となるＷｏｒｋパスであり、ＰＥ５０とＰＥ５１との間で障害が発生するのに備えてＰＥ５０〜ＰＥ５３〜ＰＥ５２のパスからなるＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスが設けられている。Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでのリンク数およびパス（ＬＳＰ）数は、Ｗｏｒｋパスと同じである。

ＰＥ５０とＰＥ５１との間で障害が発生すると、分岐点に配置されるＰＥ５０が切り替えを実行する。再度合流する位置に配置されるＰＥ５２では、Ｗｏｒｋパス用のラベルとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパス用のラベルとを受け取るようになっているので、ＰＥ５０がラベルをＷｏｒｋパス用からＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパス用に切り替えるだけで、障害回復が達成される。

この場合、従来では、分岐点に位置するＰＥは、図１２〜図１５に示す構成と動作によって、或るリンクに障害が発生すると、そのリンクを構成するＬＳＰの全てを切り替えるように構成されていた。

図１２は、図１１に示す従来のパケット伝送装置（ＰＥ）の構成例を示すブロック図である。図１２に示すように、従来のＰＥは、基本的な構成として、パケット転送処理部６０と制御部７０とを備えている。

パケット転送処理部６０は、入力パケットインタフェース（入力パケットＩＦ）６１
と、フロー識別部６２と、転送先制御部６３と、出力パケットインタフェース（出力パケットＩＦ）６４と、転送先情報テーブル６５ａが格納されているテーブルメモリ６５とを備えている。

このパケット転送処理部６０では、入力パケットＩＦ６１が入り方路から取り込んだパケットのフロー番号をフロー識別部６２にて判別し、転送先制御部６３がそのフロー番号従って転送先情報テーブル６５ａから転送先情報を取得して出力パケットＩＦ６４の出方路を決定する。

制御部７０が備えるリンク／ノード状態監視部７１は、常時、パケット転送処理部６０の出力パケットＩＦ６４が示すリンク／ノードの状態を監視し、取得したリンク／ノードの状態をパケット転送処理部６０が備える転送先情報テーブル６５ａに反映する。

次に、具体的に説明する。図１３は、図１２に示す転送先情報テーブルの構成例を示す図である。図１３に示すように、転送先情報テーブル６５ａは、フローの番号＃１〜フロー番号＃Ｍをアドレスとして、それぞれに、転送先パスが格納されている。番号＃１〜フロー番号＃Ｍは、フロー識別部６２が判別した当該パケットのフロー番号である。

制御部７０が備えるリンク／ノード状態監視部７１は、図１４に示す手順で、パケット転送処理部６０が備える転送先情報テーブル６５ａを書き替える。図１４は、図１２に示す制御部が備えるリンク／ノード状態監視部の動作を説明するフローチャートである。なお、図１４では、リンク状態の監視方法を説明するが、ノード状態の監視も同様の手順で同様の処理が行われる。また、図１４では、処理手順を示すステップは、単に「ＳＴ」と略記してある。この点は、以降に示す各フローチャートにおいて同じである。

図１４において、ＳＴ４１では、出力パケットＩＦ６４を監視するタイミングの到来を待機している。出力パケットＩＦ６４を監視するタイミングになると（ＳＴ４１：Ｙｅｓ）、出力パケットＩＦ６４の状態を監視して活性状態であるか、非活性状態であるかを取得する（ＳＴ４２）。そして、転送先情報テーブル６５ａをアクセスし、取得したリンクの状態（活性、非活性）に応じて当該リンクに関連する転送先パスを全て書き替える（ＳＴ４３）。ＳＴ４３では、例えば、１つのリンク中に２つのパス（ＬＳＰ）を張っている場合には、その２つの転送先パスを書き替える。その後、ＳＴ４１に戻り、次の監視タイミングの到来を待機する。

図１５は、図１２に示すパケット転送処理部の動作を説明する図である。図１５において、例えば入力パケットＩＦ６１が入り方路からフロー＃１０のパケットを取り込むと、フロー識別部６２は、入力パケットＩＦ６１から受け取るパケットのフローを識別して番号「１０」を判定し、判定したフロー番号「１０」を受信パケットと共に転送制御部６３に出力する。

上記のように制御部７０が備えるリンク／ノード状態監視部７１が書き替え処理した転送先情報テーブル６５ａでは、フロー＃１０（アドレス）には、転送先パス「４０００」が格納されている。そこで、転送先制御部６３は、フロー識別部６２から受け取ったフロー番号「１０」に基づき転送先情報テーブル６５ａから転送先情報＃４０００を取得し、その取得した転送先情報＃４０００を基に出力パケットＩＦ６４の出方路を決定し、パケットを送出させる。

以上のように、従来の障害回復方法では、ＰＥを、或るリンクまたはノードに障害が発生した場合は、その中に存する全てのパス（ＬＳＰ）に関して切替処理を行うように構成しているが、従来のＭＰＬＳネットワークでは、１つのリンク中には数本のパス（ＬＳＰ）しか張っていないので、１つのリンクまたは１つのノードに障害が発生しても、数本の転送先情報を変更すればよく、障害回復時間を５０ｍｓｅｃ以下にするという制約は厳守可能であった。

特開平１０−１１７１７５号公報

しかし、この発明が構築しようとするＭＰＬＳネットワーク（図１６）では、上記した従来の障害回復方法を適用すると、障害回復時間の５０ｍｓｅｃ以下という制約は厳守できなくなるという問題がある。

図１６は、この発明が構築するＭＰＬＳネットワークの構成と従来の障害回復方法を適用した場合の動作とを説明するシステム図である。図１６に示すように、この発明が構築するＭＰＬＳネットワークの構成は、図１１と同様に、ＰＥ８０〜ＰＥ８１〜ＰＥ８２のＷｏｒｋパスに対して、ＰＥ８０〜ＰＥ８３〜ＰＥ８２のＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスが用意されるが、ＰＥ−ＰＥ間に張られる複数のリンクを構成するパス（ＬＳＰ）数が従来とは大きく異なり、この発明のＭＰＬＳネットワークでのＰＷＥ３は、各リンクが数千本のパス（ＬＳＰ）で構成される。

そうすると、ＰＥ８０〜ＰＥ８３を従来のＰＥ５０〜ＰＥ５３と同様の構成にして障害回復を実施すると、１つのリンクに障害が発生した場合、数千本の転送先情報を変更しなければならず、障害回復時間を５０ｍｓｅｃ以下にするという制約は厳守困難になる。

また、図１７は、この発明が構築するＭＰＬＳネットワークに要求されるローカルリペアを説明する図である。図１８は、この発明が構築するＭＰＬＳネットワークに要求されるグローバルリペアを説明する図である。

この発明が構築するＭＰＬＳネットワークでは、ＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスとの分岐点に位置するＰＥは、図１７に示すように、隣接したＰＥとの間でのパス状態のみをチェックしてパスの切り替えを行うローカルリペアだけでなく、図１８に示すように、更に、その先のＰＥ間のパス状態もチェックしてパスの切り替えを行うグローバルリペアに対応できることが要求されている。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、膨大なパスが設定されるネットワークでも高速な障害回復が可能なパケット伝送装置を提供することを目的とする。

また、この発明は、上記の発明において、ローカルリペアだけでなく、グローバルリペアに対応したパス切り替えも行えるパケット伝送装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、請求項１の発明に係るパケット伝送装置は、ＭＰＬＳネットワークにおいて擬似回線のＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスとの間の切り替えを行うパケット伝送装置であって、転送するパケットが有するフロー番号毎に前記ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおけるリンクの番号と当該リンク各々に含まれる複数の異なる転送先情報とが関連付けて設定されているパス選択テーブルと、前記リンクの番号と当該リンクの状態とが関連付けて設定されているリンク状態テーブルとを格納するテーブルメモリと、入り方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのリンク番号を取得して前記リンク状態テーブルを参照し、リンク状態が活性であるＷｏｒｋパスまたはＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し、選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルに設定された前記複数の異なる転送先情報から取得して出力するパス選択処理手段と、前記パス選択処理手段が取得した転送先情報によって決定した出方路へ受信したパケットを送出する転送制御手段と、各出方路のリンクの状態を監視し、当該リンクが活性であるか非活性であるかに応じて前記リンク状態テーブルを更新する監視手段とを備え、前記パス選択テーブルには、前記フロー番号毎に、前記ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおける当該パスが有効であるか無効であるかを示す有効性ビットが追加して設けられ、前記パス選択処理手段は、入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスの有効性ビットを取得し、ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの有効性ビットが共に有効を示す場合は、入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのリンク番号を取得して前記リンク状態テーブルを参照し、リンク状態が活性であるＷｏｒｋパスまたはＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し、選択したパス選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルに設定された前記複数の異なる転送先情報から取得し、ＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのいずれか一方の有効性ビットが有効を示す場合は、有効なほうのパスを選択し、選択したパスの転送先情報を前記パス選択テーブルから取得すること特徴とする。

この請求項１の発明によれば、監視手段は、リンク状態テーブルでのリンク番号に格納されるリンク状態のみの更新を行う。そして、パス選択処理手段は、監視手段が更新したリンク状態テーブルを利用してパス選択を行うので、リンク障害発生時には、当該障害リンク中の全てのパスを一度に切り替えることができる。

また、請求項１の発明によれば、ローカルリペアに対応したパス選択が行えるのに加えて、グローバルリペアに対応したパス選択も行える。

また、請求項２の発明に係るパケット伝送装置は、ＭＰＬＳネットワークのＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスとの間の切り替えを行うパケット伝送装置であって、転送するパケットが有するフロー番号毎に前記ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおけるノードの番号と当該ノード各々に含まれる複数の異なる転送先情報とが関連付けて設定されているパス選択テーブルと、前記ノードの番号と当該ノードの活性または非活性の状態とが関連付けて設定されているノード状態テーブルとを格納するテーブルメモリと、入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのノード番号を取得して前記ノード状態テーブルを参照し、ノード状態が活性であるＷｏｒｋパスまたはＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し、選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルに設定された前記複数の異なる転送先情報から取得するパス選択処理手段と、前記パス選択処理手段が取得した転送先情報によって決定した出方路へ受信したパケットを送出する転送制御手段と、各出方路のノードの状態を監視し、当該ノードが活性であるか非活性であるかに応じて前記ノード状態テーブルを更新する監視手段とを備え、前記パス選択テーブルには、前記フロー番号毎に、前記ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおける当該パスが有効であるか無効であるかを示す有効性ビットが追加して設けられ、前記パス選択処理手段は、入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスの有効性ビットを取得し、ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの有効性ビットが共に有効を示す場合は、入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのノード番号を取得して前記ノード状態テーブルを参照し、ノード状態が活性であるＷｏｒｋパスまたはＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し、選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルから取得し、ＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのいずれか一方の有効性ビットが有効を示す場合は、有効なほうパスを選択し、選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルに設定された前記複数の異なる転送先情報から取得すること特徴とする。

この請求項２の発明によれば、監視手段は、ノード状態テーブルでのノード番号に格納されるノード状態のみの更新を行う。そして、パス選択処理手段は、監視手段が更新したノード状態テーブルを利用してパス選択を行うので、ノード障害発生時には、当該障害ノード中の全てのパスを一度に切り替えることができる。

また、請求項２の発明によれば、ローカルリペアに対応したパス選択が行えるのに加えて、グローバルリペアに対応したパス選択も行える。

また、請求項３の発明に係るパケット伝送装置は、請求項１または２のいずれか一つの発明に係るパケット伝送装置において、前記テーブルメモリに格納される各種のテーブルの内容を表示画面に出力するテーブル表示手段を備えていることを特徴とする。

この請求項３の発明によれば、運用時に、オペレータや管理者に各種テーブルの内容を報知できるので、保守性を確保することができる。

また、請求項４の発明に係る半導体装置は、請求項１または２に記載のパケット伝送装置として利用できる半導体装置であって、請求項１または２に記載の各種のテーブルを格納するテーブルメモリと、請求項１または２に記載のパケット伝送装置の各要素が行う処理を実現するプログラマブルな半導体デバイスとを備えていることを特徴とする。

この請求項４の発明によれば、上記した請求項１または２に記載のパケット伝送装置として利用することができる。

請求項１の発明によれば、膨大なパスが設定されるネットワークにおけるリンク障害でも高速な障害回復が可能になるという効果を奏する。

また、請求項１の発明によれば、リンクの活性、非活性を監視して切り替えを実施するパケット伝送装置において、ローカルリペアだけでなく、グローバルリペアに対応したパス切り替えも行えるという効果を奏する。

請求項２の発明によれば、膨大なパスが設定されるネットワークにおけるノード障害でも高速な障害回復が可能になるという効果を奏する。

また、請求項２の発明によれば、ノードの活性、非活性を監視して切り替えを実施するパケット伝送装置において、ローカルリペアだけでなく、グローバルリペアに対応したパス切り替えも行えるという効果を奏する。

請求項３の発明によれば、保守性を確保することができるという効果を奏する。

請求項４の発明によれば、この発明に係るパケット伝送装置として利用することができる半導体装置が得られるという効果を奏する。

以下に図面を参照して、この発明に係るパケット伝送装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、この発明に係るパケット伝送装置の実施例１によるパケット伝送装置（ＰＥ）の構成を示すブロック図である。この発明に係るパケット伝送装置は、１つのリンクに数千本のパスが張られる図１６に示したようなＭＰＬＳネットワークにおけるルータやスイッチなどとして用いられるものである。

図１に示すように、実施例１によるＰＥは、基本的な構成として、パケット転送処理部１０と制御部２０とを備えている。

パケット転送処理部１０は、入力パケットインタフェース（入力パケットＩＦ）１１
と、フロー識別部１２と、パス選択処理部１３と、転送先制御部１４と、出力パケットインタフェース（出力パケットＩＦ）１５と、テーブルメモリ１６とを備え、テーブルメモリ１６には、パス選択テーブル１６ａとリンク状態テーブル１６ｂとノード状態テーブル１６ｃとが格納されている。

このパケット転送処理部１０では、入力パケットＩＦ１１が入り方路から取り込んだパケットのフロー番号をフロー識別部１２にて判別し、パス選択処理部１３がそのフロー番号に従ってテーブルメモリ１６内の各種テーブル（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）から対応する情報（転送先情報、リンク状態、ノード状態）を取得し、転送先制御部６３がパス選択処理部１３から受け取った情報（転送先情報、リンク状態、ノード状態）に基づき出力パケットＩＦ１５の出方路を決定する。

制御部２０が備えるリンク／ノード状態監視部２１は、常時、パケット転送処理部１０の出力パケットＩＦ１５が示すリンク／ノードの状態を監視し、取得したリンク／ノードの状態をパケット転送処理部１０が備える状態テーブル（１６ｂ，１６ｃ）に反映する。

次に、具体的に説明する。まず、図１に示す各種テーブルの構成例を説明する。図２−１は、パス選択テーブル１６ａの構成例であり、図２−２は、リンク状態テーブル１６ｂの構成例であり、図２−３は、ノード状態テーブル１６ｃの構成例である。

図２−１に示すように、パス選択テーブル１６ａには、フローの番号＃１〜フロー番号＃Ｍをアドレスとして、それぞれに、ＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスとが組になって格納されている。ＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスとには、共に、「リンクの番号＃」と「ノードの番号＃」と「転送先情報（パス）」とで格納されている。リンクの番号＃は、図２−２に示す構成のリンク状態テーブル１６ｂのアドレス（＃１〜＃Ｎ）である。また、ノードの番号＃は、図２−３に示す構成のノード状態テーブル１６ｃのアドレス（＃１〜＃Ｏ）である。

図２−２に示すように、リンク状態テーブル１６ｂには、リンクの番号＃１〜番号＃Ｎをアドレスとして、それぞれに、例えば、活性を示す論理値０と非活性を示す論理値１のいずれか一方が格納されている。また、図２−３に示すように、ノード状態テーブル１６ｃには、ノードの番号＃１〜番号＃Ｏをアドレスとして、それぞれに、例えば、活性を示す論理値０と非活性を示す論理値１のいずれか一方が格納されている。

制御部２０が備えるリンク／ノード状態監視部２１は、図３に示す手順で、パケット転送処理部１０が備えるリンク状態テーブル１６ｂおよびリンク状態テーブル１６ｃを更新する。図３は、図１に示すリンク／ノード状態監視部の動作を説明するフローチャートである。なお、図３では、リンク状態の監視方法を説明するが、ノード状態の監視も同様の手順で同様の処理が行われる。

図３において、ＳＴ１では、出力パケットＩＦ１５が示すリンク／ノードの状態を監視するタイミングの到来を待機している。出力パケットＩＦ１５が示すリンク／ノードの状態を監視するタイミングになると（ＳＴ１：Ｙｅｓ）、出力パケットＩＦ１４が示すリンク／ノードの状態を監視して取得し（ＳＴ２）、取得したリンクの状態が活性であるか、非活性であるかを判断する（ＳＴ３）。そして、取得したリンクの状態が活性であれば（ＳＴ３：Ｙｅｓ）、取得したリンクの番号をアドレスとし、リンク状態（活性＝０）をデータとしてリンク状態テーブル１６ｂを更新する（ＳＴ４）。その後、ＳＴ１に戻り、次の監視タイミングの到来を待機する。

また、取得したリンクの状態が非活性であれば（ＳＴ３：Ｎｏ）、取得したリンクの番号をアドレスとし、リンク状態（非活性＝１）をデータとしてリンク状態テーブル１６ｂを更新する（ＳＴ５）。その後、ＳＴ１に戻り、次の監視タイミングの到来を待機する。

ここで、注意すべき点は、この発明が対象とするＭＰＬＳネットワークでは、１つのリンク中に数千本のパスが張られているが、従来のＭＰＬＳネットワークに示したように、一般に、１リンク中の複数のパス（ＬＳＰ）が張られているので、複数のフロー番号において、「転送先情報（パス）」は異なるが「リンクの番号＃」が同じであるというケースが存在する。したがって、このリンク／ノード状態監視部２１が、上記の例で言えばリンク状態テーブルにおける１つのリンク番号＃のリンク状態を１回更新するだけで、リンク中の全てのパスの書き替えが終了しているという点である。

さて、パス選択処理部１３は、図４に示す手順で、上記のように制御部２０が備えるリンク／ノード状態監視部２１が更新処理したリンク状態テーブル１６ｂおよびノード状態テーブル１６ｃを利用してパス選択を行う。図４は、図１に示すパス選択処理部の動作を説明するフローチャートである。なお、図４では、理解を容易にするため、リンク状態とノード状態のうちリンク状態に焦点を当てて説明している。

図４において、ＳＴ１０では、フロー認識部１２から受け取ったフロー番号によってパス選択テーブル１６ａから読み出したＷｏｒｋパスにおける「リンクの番号＃」で参照したリンク状態テーブル１６ｂによって、当該Ｗｏｒｋパスのリンクが活性か否かを判定する。

ＳＴ１０の判定結果、活性である場合は（ＳＴ１０：Ｙｅｓ）、当該Ｗｏｒｋパスを選択し（ＳＴ１１）本パス選択処理を終了する。つまり、選択テーブル１６ａから当該Ｗｏｒｋパスでのフロー番号での「リンク番号」と「転送先情報（パス）」とを読み出して転送制御部１４に与える。

ＳＴ１０の判定結果、一方、非活性である場合は（ＳＴ１０：Ｎｏ）、ＳＴ１０と同じ手順で、フロー認識部１２から受け取ったフロー番号によってパス選択テーブル１６ａから読み出したＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおける「リンクの番号＃」で参照したリンク状態テーブル１６ｂによって、当該Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのリンクが活性か否かを判定する（ＳＴ１２）。

そして、ＳＴ１２の判定結果、活性である場合は（ＳＴ１２：Ｙｅｓ）、当該Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し（ＳＴ１３）、本パス選択処理を終了する。つまり、選択テーブル１６ａから当該Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでのフロー番号での「リンク番号」と「転送先情報（パス）」とを読み出して転送制御部１４に与える。一方、非活性である場合は（ＳＴ１２：Ｎｏ）、強制的にＷｏｒｋパスを選択し（ＳＴ１１）、本パス選択処理を終了する。

図５は、図１に示すパケット転送処理部の動作を説明する図である。なお、図５では、理解を容易にするため、２つの状態テーブル（１６ｂ，１６ｃ）のうち、リンク状態テーブル１６ｂにのみ焦点を当てて説明している。

図５において、例えば入力パケットＩＦ１１が入り方路からフロー＃１０のパケットを取り込むと、フロー識別部１２は、入力パケットＩＦ１１から受け取るパケットのフローを識別して番号「１０」を判定し、判定したフロー番号「１０」を受信パケットと共にパス選択処理部１３に出力する。

パス選択テーブル１６ａでは、Ｗｏｒｋパスでのフロー＃１０，＃１０００，＃２０００では、転送先情報（パス）は、４０００，４００１，４００２と異なるが、リンク番号は同じ＃５００である。また、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでのフロー＃１０，＃１０００，＃２０００では、転送先情報（パス）は、３０００，３００１，３００２と異なるが、リンク番号は同じ＃１００である。

パス選択処理部１３は、フロー番号「１０」を基にパス選択テーブル１６ａから、Ｗｏｒｋパスのリンク番号５００とＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのリンク番号１００とを取得する。そして、パス選択処理部１３は、取得したリンク番号５００とリンク番号１００をアドレスとして、リンク状態テーブル１６ｂからリンク状態を取得する。リンク番号５００でのリンク状態は、１（非活性）であり、リンク番号１００でのリンク状態は、０（活性）であるので、パス選択処理部１３は、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの情報（リンク番号＃１００、転送先情報＃３０００）を転送先制御部１４に通知する。

転送先制御部１４は、パス選択処理部１３から受け取ったＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの転送先情報＃３０００を基に出力パケットＩＦ１５の出方路を決定し、パケットを送出させる。

ここで、図５に示した例は、当初は、リンク状態テーブル１６ｂのアドレス（＃５００）のリンク状態が０（活性）だったので、パス選択処理部１３がリンク番号＃５００（転送先情報＃４０００）を選択し転送先制御部１４が転送先情報＃４０００によって出方路を決定している。この状況において、リンク番号＃５００（転送先情報＃４０００）で障害が発生したので、リンク／ノード状態監視部２１が、リンク状態テーブル１６ｂのアドレス（＃５００）のリンク状態のみを、０（活性）から１（非活性）に変更した状態において行われたパス選択を示している。

以上のように、この実施例１によれば、リンク状態とノード状態とをそれぞれテーブルに保持し、常時、リンク状態とノード状態とを監視してそれぞれの状態テーブルを更新するようにしたので、障害が発生した場合は、各リンク中のまたは各ノード中のパスの本数に関わらず、障害が発生したリンクの状態またはノードの状態だけの切り替え処理を行うだけで済み、ＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスとの分岐点に配置されるこの実施例１によるパケット伝送装置（ＰＥ）は、そのように更新された状態テーブルを参照するので、その障害リンク中または障害ノード中の全てのパスを一度にＷｏｒｋパスからＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスへ切り替えることができる。そこで要する切替時間は極めて短いものである。

したがって、各リンクに数千本という膨大なパスが設定されるこの発明が対象とするＭＰＬＳネットワークでも、従来のパス切替方法よりもパス切替時間を大幅に短縮することができ、パス切替時間を５０ｍｓｅｃ以下にするという制約を遵守できるようになる。

なお、念のため付記すれば、以上の実施例１にて説明した障害回復は、図１７に示したローカルリペアである。図１８に示したグローバルリペアに対しては、次の実施例２に示す構成によって対応することができる。

図６は、この発明に係るパケット伝送装置の実施例２によるパケット伝送装置（ＰＥ）の構成を示すブロック図である。この実施例２では、実施例１にて説明したローカルリペアに加えて、グローバルリペアにも対応できる場合の構成例が示されている。なお、図６では、図１（実施例１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施例２に関わる部分を中心に説明する。

図６に示すように、この実施例２によるパケット伝送装置（ＰＥ）は、図１（実施例１）に示した構成において、パケット転送処理部１０に代えてパケット転送処理部３０が設けられている。パケット転送処理部３０では、図１（実施例１）に示したパス選択処理部１３がパス選択処理部３１に変更され、また、テーブルメモリ１６がテーブルメモリ３２に変更されている。テーブルメモリ３２では、パス選択テーブル１６ａがパス選択テーブル３２ａに変更されている。

図６に示す各種テーブルの構成例を示す。図７−２は、リンク状態テーブル１６ｂの構成例、図７−３は、ノード状態テーブル１６ｃの構成例であり、それぞれ、実施例１と同様であるので、説明を割愛する。

この実施例２によるパス選択テーブル３２ａでは、図７−１に示すように、ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスに、「リンクの番号＃」「ノードの番号＃」「転送先パス情報」の他に、当該パスの「有効」「無効」を示す有効性ビット（Valid bit）Ｖが追加されている。有効性ビットＶは、例えば、論理値０である場合は「有効」を示し、論理値１である場合は「無効」を示す。これは管理センター等から送られてくるもので、制御部２０が書き込むようになっている。

パス選択処理部３１は、この有効性ビットＶを利用して、実施例１にて説明したローカルリペア時のパス選択に加えて、グローバルリペア時のパス選択が行えるようになっている。以下、図８を参照して説明する。なお、図８では、図４と同様に、リンク状態とノード状態のうち、リンク状態に焦点を当てて説明している。

図８は、図６に示すパス選択処理部の動作を説明するフローチャートである。図８において、ＳＴ２０では、フロー認識部１２から受け取ったフロー番号によってパス選択テーブル３２ａから読み出したＷｏｒｋパスにおける有効性ビットＶが有効か無効かを判定する。

ＳＴ２０の判定結果、有効である場合（ＳＴ２０：Ｙｅｓ）と無効である場合（ＳＴ２０：Ｎｏ）とで共に、フロー認識部１２から受け取ったフロー番号によってパス選択テーブル３２ａから読み出したＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおける有効性ビットＶが有効か無効かを判定する（ＳＴ２１，ＳＴ２６）。

そして、Ｗｏｒｋパスでの有効性ビットＶが有効（ＳＴ２０：Ｙｅｓ）である場合に、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの有効性ビットＶが有効（ＳＴ２１：Ｙｅｓ）である場合は図４と同様の処理（ローカルリペア）が行われる。

すなわち、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの有効性ビットＶが有効（ＳＴ２１：Ｙｅｓ）である場合、フロー認識部１２から受け取ったフロー番号によってパス選択テーブル３２ａから読み出したＷｏｒｋパスにおける「リンクの番号＃」と「ノードの番号＃」とで参照したリンク状態テーブル１６ｂによって、当該Ｗｏｒｋパスのリングが活性か否かを判定する（ＳＴ２２）。

ＳＴ２２の判定結果、活性である場合は（ＳＴ２２：Ｙｅｓ）、当該Ｗｏｒｋパスを選択し（ＳＴ２３）、本パス選択処理を終了する。一方、非活性である場合は（ＳＴ２２：Ｎｏ）、ＳＴ２２と同じ手順で、フロー認識部１２から受け取ったフロー番号によってパス選択テーブル１６ａから読み出したＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおける「リンクの番号＃」で参照したリンク状態テーブル１６ｂによって、当該Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのリンクが活性か否かを判定する（ＳＴ２４）。

ＳＴ２４の判定結果、活性である場合は（ＳＴ２４：Ｙｅｓ）、当該Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し（ＳＴ２５）、本パス選択処理を終了する。一方、非活性である場合は（ＳＴ２４：Ｎｏ）、強制的にＷｏｒｋパスを選択し（ＳＴ２３）、本パス選択処理を終了する。

一方、Ｗｏｒｋパスでの有効性ビットＶが有効（ＳＴ２０：Ｙｅｓ）である場合に、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの有効性ビットＶが無効（ＳＴ２１：Ｎｏ）である場合は、強制的にＷｏｒｋパスを選択し（ＳＴ２３）、本パス選択処理を終了する。また、Ｗｏｒｋパスでの有効性ビットＶが無効（ＳＴ２０：Ｎｏ）である場合に、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの有効性ビットＶが有効（ＳＴ２６：Ｙｅｓ）である場合は、強制的にＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し（ＳＴ２５）、本パス選択処理を終了する。

このように、有効性ビットＶがＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのいずれか一方で有効である場合は、その有効であるパスが強制的に選択されるので、グローバルリペアが実施される。なお、Ｗｏｒｋパスでの有効性ビットＶが無効（ＳＴ２０：Ｎｏ）で、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの有効性ビットＶも無効（ＳＴ２６：Ｎｏ）である場合は、当該パケットを廃棄して（ＳＴ２７）、本パス選択処理を終了する。

以上のように、フロー番号毎に有効性ビットを追加し、有効性ビットＶが、ＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスとで共に有効である場合といずれか一方で有効である場合とでパス選択方法を切り替えるようにしたので、隣接ＰＥ間の障害回復が可能なローカルリペアだけでなく、隣接ＰＥ以外のネットワーク障害回復が可能なグローバルリペアにも対応できるようになる。

図９は、この発明に係るパケット伝送装置の実施例３によるパケット伝送装置（ＰＥ）の構成を示すブロック図である。なお、図９では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施例３に関わる部分を中心に説明する。

図９に示すように、この実施例３によるパケット伝送装置（ＰＥ）は、図１（実施例１）に示した構成において、制御部２０に代えて制御部４０が設けられている。制御部４０では、テーブル表示部４１が追加され、テーブル表示部４１にはパソコン４２が接続されている。

図１０は、図９に示すテーブル表示部がパソコン画面に表示するテーブル内容の表示例を示す図である。テーブル表示部４１は、パソコン４２からコマンドを受けてテーブルメモリ１６内の例えばパス選択テーブル１６ａの内容を読み出してパソコン４２の表示画面に、例えば図１０に示す形式で表示する。

以上のように、この実施例３によれば、運用時に、ＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスの内容をオペレータやシステム管理者に提示できるので、１つのリンク中に数千本のパス（ＬＳＰ）が張られるＭＰＬＳネットワークにおいても保守性を確保して向上させることができる。なお、この実施例３では、実施例１への適用例を示すが、実施例２にも同様に適用することができる。

以上のように、この発明に係るパケット伝送装置は、ＭＰＬＳネットワークでの障害発生時に、回線をＷｏｒｋパスからＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスへ高速に切り替えるのに有用であり、特に、１つのリンク中に数千本という膨大なパスが設定されるＭＰＬＳネットワークでも障害回復時間の制約を厳守するのに適している。

また、この発明に係るパケット伝送装置は、ＭＰＬＳネットワークにおいてローカルリペアだけでなく、グローバルリペアにも対応したパス切り替えを行うのに有用である。

この発明に係るパケット伝送装置の実施例１によるパケット伝送装置（ＰＥ）の構成を示すブロック図である。 図１に示すパス選択テーブルの構成例を示す図である。 図１に示すリンク状態テーブルの構成例を示す図である。 図１に示すノード状態テーブルの構成例を示す図である。 図１に示す制御部が備えるリンク／ノード状態監視部の動作を説明するフローチャートである。 図１に示すパス選択処理部の動作を説明するフローチャートである。 図１に示すパケット転送処理部の動作を説明する図である。 この発明に係るパケット伝送装置の実施例２によるパケット伝送装置（ＰＥ）の構成を示すブロック図である。 図６に示すパス選択テーブルの構成例を示す図である。 図６に示すリンク状態テーブルの構成例を示す図である。 図６に示すノード状態テーブルの構成例を示す図である。 図６に示すパス選択処理部の動作を説明するフローチャートである。 この発明に係るパケット伝送装置の実施例３によるパケット伝送装置（ＰＥ）の構成を示すブロック図である。 図９に示すテーブル表示部がパソコン画面に表示するテーブル内容の表示例を示す図である。 従来のＭＰＬＳネットワークの構成例と障害回復方法とを説明するシステム図である。 図１１に示す従来のパケット伝送装置（ＰＥ）の構成例を示すブロック図である。 図１２に示す転送先情報テーブルの構成例を示す図である。 図１２に示すリンク／ノード状態監視部の動作を説明するフローチャートである。 図１２に示すパケット転送処理部の動作を説明する図である。 この発明が構築するＭＰＬＳネットワークの構成と従来の障害回復方法を適用した場合の動作とを説明するシステム図である。 この発明が構築するＭＰＬＳネットワークに要求されるローカルリペアを説明する図である。 この発明が構築するＭＰＬＳネットワークに要求されるグローバルリペアを説明する図である。

符号の説明

１０，３０ パケット転送処理部
１１ 入力パケットインタフェース（入力パケットＩＦ）
１２ フロー識別部
１３，３１ パス選択処理部
１４ 転送先制御部
１５ 出力パケットインタフェース（出力パケットＩＦ）
１６，３２ テーブルメモリ
１６ａ，３２ａ パス選択テーブル
１６ｂ リンク状態テーブル
１６ｃ ノード状態テーブル
２０，４０ 制御部
２１ リンク／ノード状態監視部
４１ テーブル表示部
４２ パソコン

Claims (4)

1. ＭＰＬＳネットワークのＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスとの間の切り替えを行うパケット伝送装置であって、
   転送するパケットが有するフロー番号毎に前記ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおけるリンクの番号と当該リンク各々に含まれる複数の異なる転送先情報とが関連付けて設定されているパス選択テーブルと、前記リンクの番号と当該リンクの活性または非活性の状態とが関連付けて設定されているリンク状態テーブルとを格納するテーブルメモリと、
   入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのリンク番号を取得して前記リンク状態テーブルを参照し、リンク状態が活性であるＷｏｒｋパスまたはＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し、選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルに設定された前記複数の異なる転送先情報から取得するパス選択処理手段と、
   前記パス選択処理手段が取得した転送先情報によって決定した出方路へ受信したパケットを送出する転送制御手段と、
   各出方路のリンクの状態を監視し、当該リンクが活性であるか非活性であるかに応じて前記リンク状態テーブルを更新する監視手段と、
   を備え、
   前記パス選択テーブルには、前記フロー番号毎に、前記ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおける当該パスが有効であるか無効であるかを示す有効性ビットが追加して設けられ、
   前記パス選択処理手段は、入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスの有効性ビットを取得し、ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの有効性ビットが共に有効を示す場合は、入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのリンク番号を取得して前記リンク状態テーブルを参照し、リンク状態が活性であるＷｏｒｋパスまたはＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し、選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルに設定された前記複数の異なる転送先情報から取得し、ＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのいずれか一方の有効性ビットが有効を示す場合は、有効なほうのパスを選択し、選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルに設定された前記複数の異なる転送先情報から取得する
   ことを特徴とするパケット伝送装置。
2. ＭＰＬＳネットワークのＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスとの間の切り替えを行うパケット伝送装置であって、
   転送するパケットが有するフロー番号毎に前記ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおけるノードの番号と当該ノード各々に含まれる複数の異なる転送先情報とが関連付けて設定されているパス選択テーブルと、前記ノードの番号と当該ノードの活性または非活性の状態とが関連付けて設定されているノード状態テーブルとを格納するテーブルメモリと、
   入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのノード番号を取得して前記ノード状態テーブルを参照し、ノード状態が活性であるＷｏｒｋパスまたはＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し、選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルに設定された前記複数の異なる転送先情報から取得するパス選択処理手段と、
   前記パス選択処理手段が取得した転送先情報によって決定した出方路へ受信したパケットを送出する転送制御手段と、
   各出方路のノードの状態を監視し、当該ノードが活性であるか非活性であるかに応じて前記ノード状態テーブルを更新する監視手段と、
   を備え、
   前記パス選択テーブルには、前記フロー番号毎に、前記ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスにおける当該パスが有効であるか無効であるかを示す有効性ビットが追加して設けられ、
   前記パス選択処理手段は、入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスの有効性ビットを取得し、ＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスでの有効性ビットが共に有効を示す場合は、入方路から取り込んだパケットのフロー番号に従って前記パス選択テーブルからＷｏｒｋパスおよびＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのノード番号を取得して前記ノード状態テーブルを参照し、ノード状態が活性であるＷｏｒｋパスまたはＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスを選択し、選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルから取得し、ＷｏｒｋパスとＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎパスのいずれか一方の有効性ビットが有効を示す場合は、有効なほうパスを選択し、選択したパスにおける前記フロー番号に対応する転送先情報を前記パス選択テーブルに設定された前記複数の異なる転送先情報から取得する
   ことを特徴とするパケット伝送装置。
3. 前記テーブルメモリに格納される各種のテーブルの内容を表示画面に出力するテーブル表示手段を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のパケット伝送装置。
4. 請求項１または２に記載のパケット伝送装置として利用できる半導体装置であって、
   請求項１または２に記載の各種のテーブルを格納するテーブルメモリと、
   請求項１または２に記載のパケット伝送装置の各要素が行う処理を実現するプログラマブルな半導体デバイスと、
   を備えていることを特徴とする半導体装置。

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