JP4477073B2 - リソース検索システムおよびリソース検索用情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ラベルスイッチングネットワークを用いたリソース検索システムおよびこのリソース検索システムに使用されるフロントエンドサーバやバックエンドサーバなどのリソース検索用情報処理装置に関する。

一般に、計算機システムにより使用されるリソース、例えばメモリ、ストレージブロック、文書などのリソースの検索は、高速な専用バス、ＳＡＮ、或いは、ＬＡＮにより接続されたサーバ（データベースサーバ、メタデータサーバ、ファイルシステムサーバ等）と、実際のリソースを格納している装置、例えば、ストレージ装置、メモリ装置などで構成されたシステムにて実行される。そのほか、リソース検索に用いるネットワーク技術としては、Ｐ２Ｐ技術（非特許文献１〜３を参照）やＤＨＴネットワーク技術、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）技術（非特許文献４〜７を参照）等が考えられる。
「Ｐ２Ｐ技術の基礎知識（1）」, UNIX（登録商標） MAGAZINE 2005/09, 株式会社アスキー, ２００５年９月 「Ｐ２Ｐ技術の基礎知識（2）」, UNIX（登録商標） MAGAZINE 2005/10, 株式会社アスキー, ２００５年１０月 「Ｐ２Ｐ技術の基礎知識（3）」, UNIX（登録商標） MAGAZINE 2005/11, 株式会社アスキー, ２００５年１１月 「Multi Protocol Label Switching Architecture」, RFC3031, ２００１年１月 「MPLS Label Stack Encoding」, RFC3032, ２００１年１月 「LDP Specification」, RFC5036, ２００１年１月 「RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels」, RFC3209, ２００１年１２月

冒頭で述べた高速な専用バス等を用いる技術は、高速化・高信頼性を実現するが、高コストを招き、また、広域分散・拡張性を実現する上で難点がある。

一方、Ｐ２Ｐ技術やＤＨＴネットワーク技術などでは、広域分散が可能で、拡張性も合わせ持つが、アルゴリズムの特性上、リソース自体は存在するにも関わらず検索が失敗する可能性があり（失敗を許容する場合があり）、信頼性に不安を残す。また、これらの技術は、一般的に検索性能（応答時間）は高くないことが指摘されている。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、高速化・高信頼性と広域分散・拡張性の双方を実現するリソース検索システムおよびリソース検索用情報処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係るリソース検索システムは、固定ビット長のリソース識別子で識別されるリソースをラベルスイッチングネットワークを経由して検索するリソース検索システムであって、一定範囲の連続したリソース識別子で識別されるリソースを保持するリソース保持装置と、クライアントとクライアントアクセスネットワークを介して接続するとともに、前記ラベルスイッチングネットワークとフロントエンドネットワークを介して接続するフロントエンドサーバであって、クライアントからリソース識別子を含むリソース検索要求を受信し、当該リソース識別子或いはその一部を用いて、当該リソース検索要求が属するべきＦＥＣ（Forwarding Equivalence Class）の特定が可能なヘッダ情報を有するリソース検索要求に変換し、それを前記ラベルスイッチングネットワークに送信する処理を行うとともに、前記ラベルスイッチングネットワーク或いはバックエンドサーバからリソース検索結果を受信し、それを、対応するリソース検索要求を送信してきたクライアントへ送信する処理を行うフロントエンドサーバと、前記リソース保持装置とリソースアクセスネットワークを介して接続するとともに、前記ラベルスイッチングネットワークとバックエンドネットワークを介して接続するバックエンドサーバであって、前記リソース保持装置が保持するリソースの範囲を示すリソース識別子或いはその一部を用いて、前記ラベルスイッチングネットワークでのＬＳＰ（Label Switched Path）の設定に用いる情報を生成し、それを前記ラベルスイッチングネットワークに送信する処理を行うとともに、前記ラベルスイッチングネットワークからリソース検索要求を受信し、当該リソース検索要求に含まれるリソース識別子を検索キーとして、前記リソース保持装置にアクセスしてリソースを検索、取得し、当該検索、取得したリソースを、リソース検索結果として、前記ラベルスイッチングネットワーク経由で、或いは、別の手段により直接、前記フロントエンドサーバへ送信する処理を行うバックエンドサーバと、前記ラベルスイッチングネットワークを構成するＬＳＲ（Label Switching Router）群であって、前記バックエンドサーバから送信された情報から各ＬＳＲがＬＳＲ間の経路情報を生成し、当該経路情報をＦＥＣとしてＬＳＰを設定する処理を行うとともに、前記フロントエンドサーバから送信されたリソース検索要求に対し、当該リソース検索要求のヘッダ情報により特定されるＦＥＣに対応するＬＳＰを経由するラベルスイッチング処理を行って前記バックエンドサーバに送信する処理を行うＬＳＲ群とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、高速化・高信頼性と広域分散・拡張性の双方を実現することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

本発明の実施の形態では、ラベルスイッチングネットワークに関する標準化された技術の特徴を利用し、上記相反する要求である、高速化・高信頼性と広域分散・拡張性、更には、高可用性をも実現するリソース検索システムを実現する。その実現のためには、例えば次のような技術を採用する。なお、それらの詳細については後で述べる。

・広域分散処理を前提にした高速スイッチングネットワーク技術
・明示的なＬＳＰ生成、及び、それらへのリソース割り当て技術
・ＬＳＰの冗長構成技術
・高速リルート技術
まず、各実施形態に共通する事項について説明する。

［ラベルスイッチングネットワークの概要］
最初に、本発明の各実施形態に適用するラベルスイッチングネットワーク（ＭＰＬＳ：マルチプロトコルラベルスイッチング）で使用される用語について説明する。なお、これらは一般的なものにより、詳細には言及しない。

・ＦＥＣ（Forwarding Equivalence Class）
同一の転送処理が行なわれるべきパケット群が属すクラス。例えば、ＩＰパケットの場合、同じプレフィックス（ネットワークアドレス）を持つパケット群は、同じＦＥＣに属す可能性がある。

・ＬＳＰ（Label Switched Path）
Ingressノード、Egressノード、及び、それらの間の中間ノード群で構成されるスイッチングパスで、同じＦＥＣに属すパケット群が辿るパスである。

・ＮＨＬＦＥ（Next Hop Label Forwarding Entry）
ＬＳＲ（後述）がラベルに基づきスイッチング処理を行なう時に、ラベル操作（下記スワップ、プッシュ、ポップ参照）、出力インタフェース（次ホップ）の決定等を行なうためのエントリである。

・ＦＴＮ（FEC to NHLFE Map）
ＦＥＣとＮＨＬＦＥのマッピングを保持し、Ingressノードが、受信したパケットの属性により決定したＦＥＣからＮＨＬＦＥを特定するために使用する。

・ＩＬＭ（Incoming Label Map）
入力ラベルとＮＨＬＦＥのマッピングを保持し、ラベルスイッチングルータが、受信したパケットのラベル（入力ラベル）からＮＨＬＦＥを特定するために使用する。

・ＬＳＲ（Label Switching Router）
パケットに付与されたラベルの値に基づき、パケットのスイッチングを行なうルータ群で、その役割により、以下の３種類が存在する。

- イングレスノード（以下、Ingressノードと称す。）
ＬＳＰの入口に位置し、パケットの属性（例えば宛先アドレス）とＦＴＮからＮＨＬＦＥを特定し、その内容に基づき、パケットへのラベルのプッシュ処理、次ホップへのパケットの送信処理を行なう。

- イーグレスノード（以下、Egressノードと称す。）
ＬＳＰの出口に位置し、入力ラベルとＩＬＭからＮＨＬＦＥを特定し、その内容に基づき、パケットからのラベルのポップ処理を行なった後、パケットの属性に基づいた処理を行なう（例えば、パケットがＩＰパケットであれば、ＩＰヘッダの宛先アドレスに基づいた転送処理等を行なう）。

- それ以外
ＬＳＰ上のIngressノード、Egressノード以外のＬＳＲであり、入力ラベルとＩＬＭからＮＨＬＦＥを特定し、その内容に基づき、ラベルのスワップ等の処理を行なった後、次ホップへのパケットの送信処理を行なう。

・ラベルスタック
ラベルは複数付与可能で、それらはスタック（ラストイン-ファーストアウト）を構成する。これをラベルスタックと呼ぶ。ラベルスタックのうち、最初に付与されたものをボトムラベル（ボトムレベルのラベル）と呼び、最後に付与されたものをトップラベル（トップレベルのラベル）と呼ぶ。

なお、上記ＬＳＰとは、同一レベルのラベルを処理するＬＳＲ群で構成されるパスのことであり、各レベル毎にＬＳＰが存在し、それぞれのレベルのＬＳＰでは、Ingressノード、Egressノードは異なるＬＳＲとなる。つまり、ある（レベルの）ＬＳＰではIngressノードであるＬＳＲは、他のレベル、例えば一つ下のレベルのＬＳＰでは中間ノードであるかもしれない。

・ラベル操作
- プッシュ（push）
パケットにラベルを付与する
- スワップ（swap）
トップレベルのラベルを置き換える。

具体的には、入力ラベルをキーとしてＮＨＬＦＥを特定し、その内容に従い、トップレベルのラベルを新しいラベル（出力ラベル）に置き換える。

- ポップ（pop）
トップレベルのラベルを取り除く。

- ＰＨＰ（Penultimate Hop Popping）
Egressノードの一つ前のＬＳＲにて、ポップ処理を行なう。

・上流ノード
あるＬＳＰにて、Ingressノードを上流、Egressノードを下流とし、そのＬＳＰ上のある２つのＬＳＲを考えた場合に、より上流側（Ingress ノードに近い）ＬＳＲが上流ノードである。

・下流ノード
上記と同様に、あるＬＳＰ上のある２つのＬＳＲを考えた場合に、より下流側（Egressノードに近い）ＬＳＲが下流ノードである。

・ＬＤＰ（Label Distribution Protocol）
ＬＳＲ間で、スイッチングに使用するラベルその他情報を配布し、ＬＳＰを設定するためのプロトコル（シグナリングプロトコル）である。

なお、ＬＤＰとは、ＲＦＣ５０３６で規定される特定のシグナリングプロトコルを意味する場合と、その他シグナリングプロトコル（例えばＲＳＶＰ−ＴＥ等）を含め、シグナリングプロトコル全般のことを指し示す場合とがある。

本明細書では、特に明記しないかぎり、ＬＤＰと記載した場合は、シグナリングプロトコル全般のことを意味することとする。

図１は、ラベルスイッチングネットワークの一般的な構成の一例を示す図である。なお、これは一般的なものであるため、詳細には言及せず、簡単な説明だけに留める。

同図に示されるラベルスイッチングネットワーク１００は、各種のＬＳＲ群として、Ingressノード、Egressノード、それ以外のノードを複数台含んでいる。

例えば、ＬＳＲ「Ａ」は、パケットを受信すると、そのパケットのトップラベルが「１０」であれば、ＩＬＭ（入力ラベルとＮＨＬＦＥとのマッピング）に基づいて「ＮＨＬＦＥ０」を特定し、その内容に基づき、トップラベル「１０」を新しいラベル「１１」に置き換えるスワップ処理を行い、ＬＳＲ「Ａ」（自分自身）へパケットを出力する。また、ＬＳＲ「Ａ」は、パケットの属性（宛先ＩＰアドレスなど）からＦＥＣ「Ｂ／３２」を判定し、これよりＦＴＮ（ＦＥＣとＮＨＬＦＥとのマッピング）に基づいて「ＮＨＬＦＥ１」を特定し、その内容に基づき、パケットへのラベル「１０１」のプッシュ処理を行い、次ホップであるＬＳＲ「Ｃ」へパケットを送信する。

また、ＬＳＲ「Ｂ」は、例えばＬＳＲ「Ｃ」からパケットを受信すると、そのパケットのトップラベルが「１０２」であれば、ＩＬＭ（入力ラベルとＮＨＬＦＥとのマッピング）に基づいて「ＮＨＬＦＥ０」を特定し、その内容に基づき、トップラベル「１０２」のポップ処理を行い、次ホップであるＬＳＲ「Ｂ」（自分自身）へパケットを送信する。さらに、ＬＳＲ「Ｂ」は、パケットのトップラベルが「１１」であれば、ＩＬＭ（入力ラベルとＮＨＬＦＥとのマッピング）に基づいて「ＮＨＬＦＥ１」を特定し、その内容に基づき、トップラベル「１１」をＰＨＰ処理し、次ホップであるＬＳＲ「Ｆ」へパケットを送信する。

［第１の実施形態］
図２に、本発明の第１の実施形態に係るリソース検索システムの構成の一例を示す。

リソース検索システムは、クライアントアクセスネットワーク１１、フロントエンドネットワーク１２、バックエンドネットワーク１３、リソースアクセスネットワーク１４、ラベルスイッチングネットワーク１００などの各種のネットワークを有するほか、これらのネットワークを構成するクライアント１５、フロントエンドサーバ１６、Ingressノード１７、Egressノード１８、中間ノード１９、バックエンドサーバ２０、リソース保持装置２１などの各種の情報処理装置もしくは機能要素を有する。

この例では、フロントエンドサーバ１６−バックエンドサーバ２０間にあるラベルスイッチングネットワーク１００が、Ingressノード１７、Egressノード１８、及び、４段の中間ノード１９で構成されるが、これは、リソース識別子の分割方法（詳細は後述）に依存するものであり、ここに示す構成に限定されるものではない。

一般的に、リソース識別子をＮ個のフィールドに分割した場合、ラベルスイッチングネットワーク１００は、Ingressノード１７、Egressノード１８、及び、Ｎ段の中間ノード１９で構成されることになる。

また、図３〜図６に、同システムに含まれるフロントエンドサーバ１６、Ingressノード１７、Egressノード１８、バックエンドサーバ２０の構成の一例をそれぞれ示す。

以下、図２〜図６を参照して、リソース検索システムを構成する要素１１〜２１について説明する。

・「クライアントアクセスネットワーク１１」
クライアントアクセスネットワーク１１は、クライアント１５−フロントエンドサーバ１６間の通信手段を提供する。なお、通信手段の例としては、以下のようなものが想定されるが、具体的手段は本実施形態の特徴的な部分ではないため、詳細は割愛し、以後、ＩＰネットワークの使用を前提とする。

- データリンク層プロトコル
イーサネット（登録商標）、ＰＰＰ等。

- ネットワーク層／トランスポート層プロトコル
ＴＣＰ／ＩＰ等。

- ストレージ用バス
ＦＣ、ＳＣＳＩ、ＳＡＳ、ＡＴＡ、ＳＡＴＡ等。

- その他、デバイス用接続バス
ＰＣＩ、PCI-Express、InfiniBand等。

- その他
・「フロントエンドネットワーク１２」
フロントエンドネットワーク１２は、フロントエンドサーバ１６−Ingressノード１７間の通信手段を提供する。通信手段の例としては、上記クライアントアクセスネットワーク１１で使用される通信手段と同様な例に加え、ＯＳが提供するプロセス間通信、共有メモリ、共有ファイル等が考えられる。これらは、フロントエンドサーバ１６とIngressノード１７が同一マシン上で動作している場合に使用が想定されるものである。これらについても、具体的手段は本実施形態の特徴的な部分ではないため、詳細は割愛し、以後、ＩＰネットワークの使用を前提とする。

・「バックエンドネットワーク１３」
バックエンドネットワーク１３は、Egressノード１８−バックエンドサーバ２０間の通信手段を提供する。通信手段の例としては、上記クライアントアクセスネットワーク１１、或いは、上記フロントエンドネットワーク１２で使用される通信手段の例と同様である。特に後者は、Egressノード１８とバックエンドサーバ２０が同一マシン上で動作している場合に使用が想定されるものである。これらについても、具体的手段は本実施形態の特徴的な部分ではないため、詳細は割愛し、以後、ＩＰネットワークの使用を前提とする。

・「リソースアクセスネットワーク１４」
リソースアクセスネットワーク１４は、バックエンドサーバ２０がリソース保持装置２１にアクセスする手段を提供する。具体的な通信手段としては、アクセスするリソースの種類に依存するが、代表的なものとして以下のものが挙げられる。

- ストレージ用バス
ＦＣ、ＳＣＳＩ、ＳＡＳ、ＡＴＡ、ＳＡＴＡ等。

リソースがブロックデバイス（ストレージデバイス）の場合に使用。

- ＦＳＢ等のメモリアクセスに使用されるバス
リソースがメモリの場合に使用。

- その他、デバイス用接続バス
ＰＣＩ、PCI-Express、InfiniBand等。

- その他
・「クライアント１５」
クライアント１５は、クライアントアクセスネットワーク１１により、リソース検索要求をフロントエンドサーバ１６に送信し、また、フロントエンドサーバ１６からリソース検索結果を受信する。フロントエンドサーバ１６との通信手段（クライアントアクセスネットワーク１１）の例としては、上記の通り各種のものが挙げられるが、本実施形態では、広く使用されているＴＣＰ／ＩＰベースのネットワークの使用を前提とする。

・「フロントエンドサーバ１６」
フロントエンドサーバ１６は、本実施形態の特徴的な部分である。このフロントエンドサーバ１６は、図３に示されるように、クライアントアクセスネットワーク送受信処理部１６１、フロントエンドネットワーク送受信処理部１６２、リソース検索要求処理部１６３、リソース検索結果処理部１６４、リソースキャッシュ部１６５などの機能を有する。これら機能１６１〜１６５の概要を以下に示す。

- クライアントアクセスネットワーク送受信処理部１６１
クライアントアクセスネットワーク送受信処理部１６１は、クライアントアクセスネットワーク１１を介して、クライアント１５との通信（リソース検索要求の受信、リソース検索結果の送信）を行なう。このクライアントアクセスネットワーク送受信処理部１６１は、クライアントアクセスネットワーク１１で使用される通信プロトコルに依存する処理を他機能要素から隠蔽する。

- フロントエンドネットワーク送受信処理部１６２
フロントエンドネットワーク送受信処理部１６２は、リソース検索要求処理部１６３により変換されたリソース検索要求をIngressノード１７に送信する。Ingressノード１７が複数存在する場合には、ラウンドロビン、その他のアルゴリズムを使用し、クライアント１５からのリソース検索要求を各Ingressノード１７に振り分ける（負荷分散する）処理も行なう。

- リソース検索要求処理部１６３
リソース検索要求処理部１６３は、クライアント１５からのリソース検索要求をラベルスイッチングネットワーク１００が解釈可能な形式に変換する。また、このリソース検索要求処理部１６３は、リソース検索要求とリソース検索結果のマッチングに必要な情報をリソースキャッシュ部１６５に保存する。なお、Ingressノード１７は、フロントエンドサーバ１６と同一マシン上で動作することも可能であり、この場合、ここでの変換処理に影響が出てくる。これに関しては、後で説明する。

- リソース検索結果処理部１６４
リソース検索結果処理部１６４は、フロントエンドネットワーク１２を介してラベルスイッチングネットワーク１００から受信したリソース検索結果を、クライアントアクセスネットワーク１１によりクライアント１５に送信する。また、このリソース検索結果処理部１６４は、受信したリソース検索結果をリソースキャッシュ部１６５に保存する。

- リソースキャッシュ部１６５
リソースキャッシュ部１６５は、リソース検索要求に含まれるクライアント１５のＩＰアドレス、リソース識別子を保持し、リソース検索結果とのマッチングに使用する。また、このリソースキャッシュ部１６５は、バックエンドサーバ２０からのリソース検索結果、つまり、リソースを保持し、キャッシュとして使用する。

・「Ingressノード１７」
Ingressノード１７は、下流ノード、つまり、中間ノード１９とＬＤＰメッセージをやりとりし、ＦＴＮ、ＮＨＬＦＥの設定を行なう。また、このIngressノード１７は、上流ノードからのパケットを、ＦＴＮ、ＮＨＬＦＥの内容に従い、ラベル処理（プッシュ等）後、次ホップへ送信する。なお、一般的なラベルスイッチングネットワークでは、Ingressノード１７はＬＳＰの入口のＬＳＲを指すが、ここでは、ラベルスイッチングネットワークの入口のノードを指すこととする。

上記Ingressノード１７は、図４に示されるように、フロントエンドネットワーク送受信処理部１７１、ラベルスイッチングネットワーク送受信処理部１７２、ラベルスイッチング処理部１７３、ルーティングプロトコル処理部１７４などの機能を有する。これら機能１７１〜１７４の概要を以下に示す。

- フロントエンドネットワーク送受信処理部１７１
フロントエンドネットワーク送受信処理部１７１は、フロントエンドサーバ１６との通信処理を行なう。フロントエンドネットワーク１２のプロトコル依存の処理を他のモジュールから隠蔽することが主たる役割となる。

- ラベルスイッチングネットワーク送受信処理部１７２
ラベルスイッチングネットワーク送受信処理部１７２は、中間ノード１９との通信処理を行なう。ラベルスイッチングネットワーク１００のプロトコル依存の処理を他のモジュールから隠蔽することが主たる役割となる。

- ラベルスイッチング処理部１７３
ラベルスイッチング処理部１７３は、ラベルスイッチング処理を行なう。詳細は後述する。

- ルーティングプロトコル処理部１７４
ルーティングプロトコル処理部１７４は、中間ノード１９との経路情報のやりとり等を行なう。

・「Egressノード１８」
Egressノード１８は、上流ノード、つまり、中間ノード１９とＬＤＰメッセージをやりとりし、ＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの設定を行なう。また、上流ノードからのパケットを、ＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの内容に従い、ラベル処理（ポップ等）後、次ホップへ送信する。なお、一般的なラベルスイッチングネットワークでは、Egressノード１８はＬＳＰの出口のＬＳＲを指すが、ここでは、ラベルスイッチングネットワークの出口のノードを指すこととする。

上記Egressノード１８は、図５に示されるように、ラベルスイッチングネットワーク送受信処理部１８１、バックエンドネットワーク送受信処理部１８２、ラベルスイッチング処理部１８３、ルーティングプロトコル処理部１８４などの機能を有する。これら機能１８１〜１８４の概要を以下に示す。

- ラベルスイッチングネットワーク送受信処理部１８１
ラベルスイッチングネットワーク送受信処理部１８１は、中間ノード１９との通信処理を行なう。ラベルスイッチングネットワーク１００のプロトコル依存の処理を他のモジュールから隠蔽することが主たる役割となる。

- バックエンドネットワーク送受信処理部１８２
バックエンドネットワーク送受信処理部１８２は、バックエンドサーバ２０との通信処理を行なう。バックエンドネットワーク１３のプロトコル依存の処理を他のモジュールから隠蔽することが主たる役割となる。

- ラベルスイッチング処理部１８３
ラベルスイッチング処理部１８３は、ラベルスイッチング処理を行なう。詳細は後述する。

- ルーティングプロトコル処理部１８４
ルーティングプロトコル処理部１８４は、中間ノード１９、バックエンドサーバ２０との経路情報のやりとり等を行なう。

・「中間ノード１９」
中間ノード１９は、下流ノード、つまり、より下流の中間ノード或いはEgressノード１８、及び、上流ノード、つまり、より上流の中間ノード或いはIngressノード１７とＬＤＰメッセージをやりとりし、ＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの設定を行なう。また、中間ノード１９は、上流ノードからのパケットを、ＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの内容に従い、ラベル処理（スワップ等）後、次ホップへ送信する。

上記中間ノード１９は、図示しないラベルスイッチングネットワーク送受信処理部１９１、ラベルスイッチング処理部１９３、ルーティングプロトコル処理部１９４など（Ingressノード１７やEgressノード１８の中にあるものと同等の機能）を有するが、これらは本実施形態の特徴的な部分ではないため、詳細は割愛する。そのほか、図示しない構成情報管理部を有するが、これについては後で述べる。

なお、一般的なラベルスイッチングネットワークでは、ＬＳＰの入口、出口をそれぞれIngressノード１７、Egressノード１８と定義するため、場合によっては、ここでの中間ノード１９がIngressノード１７、Egressノード１８となる（ＬＳＰの入口、或いは、出口になる）場合が考えられるが、ここでは、前述したIngressノード１７及びEgressノード１８の間のＬＳＲを中間ノード１９とする。

・「バックエンドサーバ２０」
バックエンドサーバ２０は、フロントエンドサーバ１６とともに、本実施形態の特徴的な部分である。このバックエンドサーバ２０は、図６に示されるように、バックエンドネットワーク送受信処理部２０１、リソースアクセスネットワーク送受信処理部２０２、リソース検索要求処理部２０３、リソース検索結果処理部２０４、リソースキャッシュ部２０５などの機能を有する。これら機能２０１〜２０５の概要を以下に示す。そのほか、図示しない構成情報管理部を有するが、これについては後で述べる。

- バックエンドネットワーク送受信処理部２０１
バックエンドネットワーク送受信処理部２０１は、Egressノード１８との通信処理を行なう。バックエンドネットワーク１３のプロトコル依存の処理を他のモジュールから隠蔽することが主たる役割となる。

- リソースアクセスネットワーク送受信処理部２０２
リソースアクセスネットワーク送受信処理部２０２は、リソースアクセスネットワーク１４を介して、リソース保持装置２１との通信を行なう。リソースアクセスネットワーク１４で使用される通信プロトコルに依存する処理を他のモジュールから隠蔽することが主たる役割となる。

- リソース検索要求処理部２０３
リソース検索要求処理部２０３は、リソース検索要求とリソース検索結果のマッチングに必要な情報をリソースキャッシュ部２０５に渡す。

- リソース検索結果処理部２０４
リソース検索結果処理部２０４は、検索、獲得したリソースからリソース検索結果を生成し、以下の処理を行なう。

1. リソース識別子をキーとしてリソースキャッシュ部２０５から対応するリソース検索要求の送信元ＩＰアドレスを検索、獲得する。

2. 上記送信元ＩＰアドレスをリソース検索結果の宛先ＩＰアドレスに設定する。

3. リソース検索結果をバックエンドネットワーク送受信処理部２０１に渡す。

- リソースキャッシュ部２０５
リソースキャッシュ部２０５は、リソース検索要求の送信元ＩＰアドレス、リソース検索要求に含まれるリソース識別子を保持し、リソース検索結果とのマッチングに使用する。また、検索、獲得したリソースの内容を保持し、キャッシュとして使用される。

- ルーティングプロトコル処理部（図示せず）
ルーティングプロトコル処理部は、Egressノード１８との経路情報のやりとり等を行なう。

・「リソース保持装置２１」
リソース保持装置２１は、検索対象となるリソースを保持する。このリソース保持装置２１は、バックエンドサーバ２０からリソースアクセスネットワーク１４によりアクセスされる。

次に、リソース識別子の分割方法、及び、分割後のそれぞれのフィールドの使用方法について説明する。

図７に、リソース識別子の分割の一例を示す。リソース識別子は４８ビット長で、上位３２ビットをラベルスイッチング識別子、下位１６ビットをバックエンドサーバ内識別子とする。

ラベルスイッチング識別子は、リソースを格納するバックエンドサーバ２０を識別するために使用されるが、本実施形態では、これを更にそれぞれ８ビットの４つのフィールドに分割し、これらのフィールドが、後に詳述する通り、ラベルスイッチングネットワーク１００でのラベルスイッチング処理におけるＦＥＣ特定処理に使用される。

一方、バックエンドサーバ内識別子は、あるバックエンドサーバ２０の中でのリソースの識別に使用される。

上記のリソース識別子のビット長（４８ビット）、ラベルスイッチング識別子、バックエンドサーバ内識別子のビット長（それぞれ３２ビット、１６ビット）、更には、ラベルスイッチング識別子の分割数（４つ）、分割したフィールドのそれぞれのビット長（８ビット）は一例であり、これらの数値に限定されるものではなく、サポートするリソース数、バックエンドサーバ２０のストレージ容量、ラベルスイッチングネットワーク１００の構成規模などにより決定されるべきものである。

なお、一般的に、ラベルスイッチング識別子をＮ個のフィールドに分割した場合、ラベルスイッチングネットワーク１００の中間ノード１９がＮ段の構成となり、Ingressノード１７でのリソース検索要求へのラベル付与時、ラベルスタックがＮ段となる（詳細は後述）。

以降、図７に示すようにリソース識別子を定義、分割した場合の、
・「運用開始時のシステム構築」
・「システム増設」
・「リソース検索」
のそれぞれについて順に詳細を説明し、最後に、リソース検索が失敗した場合の処理概要を説明する。

なお、以下の実施形態では、８ビット毎に４つのフィールドに分割した３２ビットのラベルスイッチング識別子を、ＩＰアドレス（ＩＰプレフィックス）にマッピングし、それをＦＥＣと見なすことにより、経路情報の設定、ＬＳＰの設定、リソースの検索を行うが、これは、現状広く使用されているＩＰネットワークに関する既存技術を流用するためであり、本来はＩＰネットワーク技術、ＩＰアドレスの使用に限定される性質のものではなく、ラベルスイッチング識別子を有効なＦＥＣとして定義可能な別の方法を採用することが可能である。

以下の説明では、４８ビットのリソース識別子を便宜上、
hh.hh.hh.hh:hhhh
（hは１６進数）
或いは、
n.n.n.n.hhhh
（nは０〜２５５の１０進数、hは１６進数）
と表記する。“.”で４つのフィールドに区切られている３２ビット（“:”より左側部分）はラベルスイッチング識別子であり、“:”より右側部分の１６ビットはバックエンドサーバ内識別子である。

また、中間ノードを、IngressノードからEgressノード方向の順に、それぞれレベル０、レベル１、レベル２、レベル３の中間ノードとし、各レベルの中間ノードを以下のように表記する。

中間ノードｌ_i ^j
ここで、ｌは０〜３、ｉ，ｊは０〜２５５であり、ｊで識別されるレベルｌ−１のノードに収容されるｉ番目のレベルｌのノードを表す。

例えば、
中間ノード２_i ^j
は、ｊで識別されるレベルｌの中間ノードに収容されているｉ番目のレベル２の中間ノードを表す。

なお、ｉはｊで識別されるレベルｌ−１の中間ノードに収容されているレベルｌの中間ノードを識別するためのものであり、中間ノードｌ_i ⁰と中間ノードｌ_i ¹とは別のノードを表す。

また、レベル０の中間ノードは、単に中間ノード０_iのように記す。

同様に、Egressノード、バックエンドサーバを以下のように表記する。

Egressノード_i ^j、バックエンドサーバ_i ^j
ここで、ｉ，ｊは０〜２５５であり、ｊで識別されるレベル３の中間ノードに収容されるｉ番目のEgressノード、及び、そのEgressノードに収容されるバックエンドサーバをそれぞれ表す。

上記と同様に、ｉはｊで識別されるレベル３の中間ノードに収容されているEgressノード、バックエンドサーバを識別するためのものであり、例えば、Egressノード_i ⁰とEgressノード_i ¹とは別のEgressノードを表す。

・「運用開始時のシステム構築」
システム運用開始時に想定されるリソース識別子の使用量に応じて、フロントエンドサーバ、ＬＳＲ（Ingressノード、中間ノード、Egressノード）、バックエンドサーバを配置する。

ここでは、具体的に、リソース識別子がK.L.M.N:0000〜K.L.M.N:ffff（０〜２¹⁶−１）の範囲のリソースをサポートするシステムを前提とする。

Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎは、０〜２５５の間の定数値である。

この範囲をサポートするためには、図８に示すように、Ingressノード、各レベルの中間ノード、Egressノード、バックエンドサーバがそれぞれ１台ずつ必要となる（本実施形態での最小構成）。

なお、図８ではフロントエンドサーバが複数台存在するが、これは負荷分散、対障害性等を考慮した場合であり、機能的には１台でも問題は無い。

また、本実施形態では、サポートするリソース識別子の範囲を最小構成としたが、システム運用開始時からより広い範囲をサポートするように、同一レベルの中間ノードを複数、及び、それに応じた数のEgressノード、バックエンドサーバ等を設置することも可能である。

1. 経路情報の配信と設定
(a) レベル１の中間ノードの経路情報の配信と設定
i. 中間ノード１_K ⁰の構成情報管理部は、自身がリソース識別子のK.00.00.00:0000〜K.ff.ff.ff:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰプレフィックスK.0.0.0/8への経路を自身の経路表（後述）に設定する。また、中間ノード１_K ⁰のルーティングプロトコル処理部は、K.0.0.0/8への経路を中間ノード０₀に配信する。

ii. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_K ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

iii. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

(b) レベル２の中間ノードの経路情報の配信と設定
i. 中間ノード２_L ^Kの構成情報管理部は、自身がリソース識別子のK.L.00.00:0000〜K.L.ff.ff:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰプレフィックスK.L.0.0/16への経路を自身の経路表（後述）に設定する。また、中間ノード２_L ^Kのルーティングプロトコル処理部は、K.L.0.0/16への経路を中間ノード１_K ⁰に配信する。

ii. 中間ノード１_K ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_L ^Kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

iii. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_K ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

iv. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

(c) レベル３の中間ノードの経路情報の配信と設定
i. 中間ノード３_M ^Lの構成情報管理部は、自身がリソース識別子のK.L.M.00:0000〜K.L.M.ff:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰプレフィックスK.L.M.0/24への経路を自身の経路表（後述）に設定する。また、中間ノード３_M ^Lのルーティングプロトコル処理部は、K.L.M.0/24への経路を中間ノード２_L ^Kに配信する。

ii. 中間ノード２_L ^Kのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード３_M ^Lから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード１_K ⁰に配信する。

iii. 中間ノード１_K ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_L ^Kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

iv. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_K ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

v. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

(d) バックエンドサーバ（Egressノード）の経路情報の配信と設定
i. バックエンドサーバ_N ^Mの構成情報管理部は、自身がリソース識別子のK.L.M.N:0000〜K.L.M.N:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰプレフィックスK.L.M.N/32への経路を自身の経路表（後述）に設定する。また、バックエンドサーバ_N ^Mのルーティングプロトコル処理部は、K.L.M.N/32への経路をEgressノード_N ^Mに配信する。

ii. Egressノード_N ^Mのルーティングプロトコル処理部は、バックエンドサーバ_N ^Mから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を中間ノード３_M ^Lに配信する。

iii. 中間ノード３_M ^Lのルーティングプロトコル処理部は、Egressノードから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード２_L ^Kに配信する。

iv. 中間ノード２_L ^Kのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード３_M ^Lから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード１_K ⁰に配信する。

v. 中間ノード１_K ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_L ^Kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

vi. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_K ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

vii. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

最終的に、Egressノード_N ^M、中間ノード３_M ^L、中間ノード２_L ^K、中間ノード１_K ⁰、中間ノード０₀、Ingressノードは、それぞれ、図９（ａ）〜（ｆ）に示すような経路表を持つこととなる。これらが、以下のＬＳＰ設定時のＦＥＣとなる。

2. ＬＳＰの設定
ＬＳＰの設定は一般的な処理で、本実施形態の特徴的な部分ではないが、本実施形態の理解のため、ここで一通り説明することとする。

(a) Egressノード_N ^MのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.M.N/32, NULL}を中間ノード３_M ^Lに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１０（ａ）のように設定する。

(b) 中間ノード３_M ^LのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.M.0/24, NULL}を中間ノード２_L ^Kに、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.M.N/32, L3_0}をIngressノードに、それぞれ通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１０（ｂ）のように設定する。

(c) 中間ノード２_L ^KのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.0.0/16, NULL}を中間ノード１_K ⁰に、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.M.0/24, L2_1}をIngressノードに、それぞれ通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１０（ｃ）のように設定する。

(d) 中間ノード１_K ⁰のＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.0.0.0/8, NULL}を中間ノード０₀に、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.0.0/16, L1_2}をIngressノードに、それぞれ通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１０（ｄ）のように設定する。

(e) 中間ノード０₀のＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.0.0.0/8, L0_3}をIngressノードに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１０（ｅ）のように設定する。

(f) IngressノードのＬＤＰは、中間ノード０₀、中間ノード１_K ⁰、中間ノード２_L ^K、中間ノード３_M ^Lから受け取った情報を元に、自身のＦＴＮ、ＮＨＬＦＥを図１０（ｆ）のように設定する。

なお、ここでは、いわゆる“Downstream Unsolicited”モードによるＬＳＰの設定を説明したが、他のモードによるものでも問題は無い。これらＭＰＬＳの一般的な内容により、ここでは詳細は割愛する。

・「システム増設」
- Egressノード、バックエンドサーバの増設
上記システム運用開始時では、サポートするリソース識別子の範囲はK.L.M.N:0000〜K.L.M.N:ffffであったが、これをK.L.M.n:0000〜K.L.M.n:ffff（n＝0〜255、N以外）に拡大する必要が生じた場合について、機器増設に伴う処理の詳細を説明する。

1. 経路情報の配信と設定
(a) バックエンドサーバ（Egressノード）の経路情報の配信と設定
i. バックエンドサーバ_n ^Mの構成情報管理部は、自身がリソース識別子のK.L.M.n:0000〜K.L.M.n:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰプレフィックスK.L.M.n/32への経路を自身の経路表に設定する。また、バックエンドサーバのルーティングプロトコル処理部は、K.L.M.n/32への経路をEgressノード_n ^Mに配信する。

ii. Egressノード_n ^Mのルーティングプロトコル処理部は、バックエンドサーバ_n ^Mから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を中間ノード３_M ^Lに配信する。

iii. 中間ノード３_M ^Lのルーティングプロトコル処理部は、Egressノード_n ^Mから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード２_L ^Kに配信する。

iv. 中間ノード２_L ^Kのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード３_M ^Lから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード１_K ⁰に配信する。

v. 中間ノード１_K ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_L ^Kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

vi. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_K ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

vii. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

2. ＬＳＰの設定
(a) Egressノード_n ^MのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.M.n/32, NULL}を中間ノード３_M ^Lに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１１（ａ）のように設定する。

(b) 中間ノード３_M ^LのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.M.n/32, L3_n0}をIngressノードに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１１（ｂ）のように設定する。

(c) IngressノードのＬＤＰは、中間ノード３_M ^Lから受け取った情報を元に、自身のＦＴＮ、ＮＨＬＦＥを図１１（ｃ）のように設定する。

- レベル３の中間ノード、Egressノード、バックエンドサーバの増設
上記Egressノード_n ^M、バックエンドサーバ_n ^Mの増設によるシステム増設完了時点では、サポートするリソース識別子の範囲は最大K.L.M.00:0000〜K.L.M.ff:ffffであったが、これをK.L.00.00:0000〜K.L.m.ff:ffff（m＝0〜255、M以外）に拡大する必要が生じた場合について、機器増設に伴う処理の詳細を説明する。

1. 経路情報の配信と設定
(a) レベル３の中間ノードの経路情報の配信と設定
i. 中間ノード３_m ^Lの構成情報管理部は、自身がリソース識別子のK.L.m.00:0000〜K.L.m.ff:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰのK.L.m.0/24への経路を自身の経路表に設定する。また、中間ノード３_m ^Lのルーティングプロトコル処理部は、K.L.m.0/24への経路を中間ノード２_L ^Kに配信する。

ii. 中間ノード２_L ^Kのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード３_m ^Lから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード１_K ⁰に配信する。

iii. 中間ノード１_K ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_L ^Kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

iv. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_K ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

v. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

(b) バックエンドサーバ（Egressノード）の経路情報の配信と設定
上記中間ノード３_m ^L（m＝0〜255、M以外）に接続しているEgressノード、及び、そのEgressノードに接続しているバックエンドサーバについて説明する。

i. バックエンドサーバ_n ^m（n＝0〜255）の構成情報管理部は、自身がリソース識別子のK.L.m.n:0000〜K.L.m.n:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰのK.L.m.n/32への経路を自身の経路表に設定する。また、バックエンドサーバ_n ^mのルーティングプロトコル処理部は、K.L.m.n/32への経路をEgressノード_n ^mに配信する。

ii. Egressノード_n ^mのルーティングプロトコル処理部は、バックエンドサーバ_n ^mから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を中間ノード３_m ^Lに配信する。

iii. 中間ノード３_m ^Lのルーティングプロトコル処理部は、Egressノード_n ^mから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード２_L ^Kに配信する。

iv. 中間ノード２_L ^Kのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード３_m ^Lから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード１_K ⁰に配信する。

v. 中間ノード１_K ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_L ^Kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

vi. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_K ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

vii. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

2. ＬＳＰの設定
(a) Egressノード_n ^mのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.m.n/32, NULL}を中間ノード３_m ^Lに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１２（ａ）のように設定する。

(b) 中間ノード３_m ^LのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.m.0/24, NULL}を中間ノード２_L ^Kに、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.m.n/32, L3_n1}をIngressノードに、それぞれ通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１２（ｂ）のように設定する。

(c) 中間ノード２_L ^KのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.L.m.0/24, L2_m0}をIngressノードに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１２（ｃ）のように設定する。

(d) IngressノードのＬＤＰは、中間ノード２_L ^K、中間ノード３_m ^Lから受け取った情報を元に、自身のＦＴＮ、ＮＨＬＦＥを図１２（ｄ）のように設定する。

- レベル２／３の中間ノード、Egressノード、バックエンドサーバの増設
更に、K.00.00.00:0000〜K.l.ff.ff:ffff（l＝0〜255、L以外）に拡大する必要が生じた場合について、機器増設に伴う処理の詳細を説明する。

1. 経路情報の配信と設定
(a) レベル２の中間ノードの経路情報の配信と設定
i. 中間ノード２_l ^Kの構成情報管理部は、自身がリソース識別子のK.l.00.00:0000〜K.l.ff.ff:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰのK.l.0.0/16への経路を自身の経路表に設定する。また、中間ノード２_l ^Kのルーティングプロトコル処理部は、K.l.0.0/16への経路を中間ノード１_K ⁰に配信する。

ii. 中間ノード１_K ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_l ^Kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

iii. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_K ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

iv. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

(b) レベル３の中間ノードの経路情報の配信と設定
上記中間ノード２_l ^Kに接続しているレベル３の中間ノードについて説明する。

i. 中間ノード３_m ^l（m＝0〜255）の構成情報管理部は、自身がリソース識別子のK.l.m.00:0000〜K.l.m.ff:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰのK.l.m.0/24への経路を自身の経路表に設定する。また、中間ノード３_m ^lのルーティングプロトコル処理部は、K.l.m.0/24への経路を中間ノード２_l ^Kに配信する。

ii. 中間ノード２_l ^Kのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード３_m ^lから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード１_K ⁰に配信する。

iii. 中間ノード１_K ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_l ^Kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

iv. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_K ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

v. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

(c) バックエンドサーバ（Egressノード）の経路情報の配信と設定
上記中間ノード３_m ^lに接続しているEgressノード、及び、そのEgressノードに接続しているバックエンドサーバについて説明する。

i. バックエンドサーバ_n ^m（n＝0〜255）の構成情報管理部は、自身がリソース識別子のK.l.m.n:0000〜K.l.m.n:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰのK.l.m.n/32への経路を自身の経路表に設定する。また、バックエンドサーバ_n ^mのルーティングプロトコル処理部は、K.l.m.n/32への経路をEgressノード_n ^mに配信する。

ii. Egressノード_n ^mのルーティングプロトコル処理部は、バックエンドサーバ_n ^mから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を中間ノード３_m ^lに配信する。

iii. 中間ノード３_m ^lのルーティングプロトコル処理部は、Egressノード_n ^mから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード２_l ^Kに配信する。

iv. 中間ノード２_l ^Kのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード３_m ^lから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード１_K ⁰に配信する。

v. 中間ノード１_K ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_l ^Kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

vi. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_K ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

vii. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

2. ＬＳＰの設定
(a) Egressノード_n ^mのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.l.m.n/32, NULL}を中間ノード３_m ^lに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１３（ａ）のように設定する。

(b) 中間ノード３_m ^lのＬＤＰは{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.l.m.0/24, NULL}を中間ノード２_l ^Kに、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.l.m.n/32, L3_n2}をIngressノードに、それぞれ通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１３（ｂ）のように設定する。

(c) 中間ノード２_l ^KのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.l.0.0/16, NULL}を中間ノード１_K ⁰に、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.l.m.0/24, L2_m1}をIngressノードに、それぞれ通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１３（ｃ）のように設定する。

(d) 中間ノード１_K ⁰のＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{K.l.0.0/16, L1_l0}をIngressノードに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１３（ｄ）のように設定する。

(e) IngressノードのＬＤＰは、中間ノード１_K ⁰、中間ノード２_l ^K、中間ノード３_m ^lから受け取った情報を元に、自身のＦＴＮ、ＮＨＬＦＥを図１３（ｅ）のように設定する。

- レベル１／２／３の中間ノード、Egressノード、バックエンドサーバの増設
更に、00.00.00.00:0000〜k.ff.ff.ff:ffff（k＝0〜255、K以外）に拡大する必要が生じた場合について、機器増設に伴う処理の詳細を説明する。

1. 経路情報の配信と設定
(a) レベル１の中間ノードの経路情報の配信と設定
i. 中間ノード１_k ⁰の構成情報管理部は、自身がリソース識別子のk.00.00.00:0000〜k.ff.ff.ff:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰのk.0.0.0/8への経路を自身の経路表に設定する。また、中間ノード１_k ⁰のルーティングプロトコル処理部は、k.0.0.0/8への経路を中間ノード０₀に配信する。

ii. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_k ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

iii. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

(b) レベル２の中間ノードの経路情報の配信と設定
上記中間ノード１_k ⁰に接続しているレベル２の中間ノードについて説明する。

i. 中間ノード２_l ^k（l＝0〜255）の構成情報管理部は、自身がリソース識別子のk.l.00.00:0000〜k.l.ff.ff:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰのk.l.0.0/16への経路を自身の経路表に設定する。また、中間ノード２_l ^kのルーティングプロトコル処理部は、k.l.0.0/16への経路を中間ノード１_k ⁰に配信する。

ii. 中間ノード１_k ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_l ^kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

iii. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_k ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

iv. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

(c) レベル３の中間ノードの経路情報の配信と設定
上記中間ノード２_l ^kに接続しているレベル３の中間ノードについて説明する。

i. 中間ノード３_m ^l（m＝0〜255）の構成情報管理部は、自身がリソース識別子のk.l.m.00:0000〜k.l.m.ff:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰのk.l.m.0/24への経路を自身の経路表に設定する。また、中間ノード３_m ^lのルーティングプロトコル処理部は、k.l.m.0/24への経路を中間ノード２_l ^kに配信する。

ii. 中間ノード２_l ^kのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード３_m ^lから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード１_k ⁰に配信する。

iii. 中間ノード１_k ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_l ^kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

iv. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_k ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

v. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

(d) バックエンドサーバ（Egressノード）の経路情報の配信と設定
上記中間ノード３_m ^lに接続しているEgress、及び、そのEgressノードに接続しているバックエンドサーバについて説明する。

i. バックエンドサーバ_n ^m（n＝0〜255）の構成情報管理部は、自身がリソース識別子のk.l.m.n:0000〜k.l.m.n:ffffの範囲のリソースをサポートする必要があるので、ラベルスイッチング識別子部分をＩＰアドレスにマッピングした結果、ＩＰのk.l.m.n/32への経路を自身の経路表に設定する。また、バックエンドサーバ_n ^mのルーティングプロトコル処理部は、k.l.m.n/32への経路をEgressノード_n ^mに配信する。

ii. Egressノード_n ^mのルーティングプロトコル処理部は、バックエンドサーバ_n ^mから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を中間ノード３_m ^lに配信する。

iii. 中間ノード３_m ^lのルーティングプロトコル処理部は、Egressノード_n ^mから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード２_l ^kに配信する。

iv. 中間ノード２_l ^kのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード３_m ^lから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード１_k ⁰に配信する。

v. 中間ノード１_k ⁰のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード２_l ^kから受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約し中間ノード０₀に配信する。

vi. 中間ノード０₀のルーティングプロトコル処理部は、中間ノード１_k ⁰から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映するとともに、その情報を集約しIngressノードに配信する。

vii. Ingressノードのルーティングプロトコル処理部は、中間ノード０₀から受け取った上記経路情報を自身の経路表に反映する。

2. ＬＳＰの設定
(a) Egressノード_n ^mのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{k.l.m.n/32, NULL}を中間ノード３_m ^lに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１４（ａ）のように設定する。

(b) 中間ノード３_m ^lのＬＤＰは{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{k.l.m.0/24, NULL}を中間ノード２_l ^kに、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{k.l.m.n/32, L3_n3}をIngressノードに、それぞれ通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１４（ｂ）のように設定する。

(c) 中間ノード２_l ^kのＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{k.l.0.0/16, NULL}を中間ノード１_k ⁰に、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{k.l.m.0/24, L2_m2}をIngressノードに、それぞれ通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１４（ｃ）のように設定する。

(d) 中間ノード１_k ⁰のＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{k.0.0.0/8, NULL}を中間ノード０₀に、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{k.l.0.0/16, L1_l1}をIngressノードに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１４（ｄ）のように設定する。

(e) 中間ノード０₀のＬＤＰは、{ＦＥＣ, 入力ラベル}＝{k.0.0.0/8, L0_k0}をIngressノードに通知するとともに、自身のＩＬＭ／ＮＨＬＦＥを図１４（ｅ）のように設定する。

(f) IngressノードのＬＤＰは、中間ノード０₀、中間ノード１_k ⁰、中間ノード２_l ^k、中間ノード３_m ^lから受け取った情報を元に、自身のＦＴＮ、ＮＨＬＦＥを図１４（ｆ）のように設定する。

- Ingressノード、レベル０の中間ノードの増設
リソース識別子の全範囲をサポートするためには、上記の通り、Ingressノード、及び、レベル０の中間ノードは１台のまま、レベル１、レベル２、レベル３の中間ノード、Egressノード、バックエンドサーバを増設すれば良い。

ただし、このような構成では、Ingressノード、レベル０の中間ノードが性能上のボトルネックとなり得る。そこで、これらを増設することで、性能上のボトルネックを回避することが可能である。

この場合、レベル１の中間ノードが、増設されたレベル０の中間ノード（中間ノード０_j、ｊ＝１以上の整数）に対して、経路情報の配信、ＬＳＰの設定を行なう。

その結果、例えば図１５のような構成となり、レベル１の中間ノード１_k ^jが、複数のレベル０の中間ノード０_jからのラベルの“マージポイント”となる。

また、図１６に示すように、Ingressノードとレベル０の中間ノード間も複数ＬＳＰ構成にすることも同様に可能である。

なお、このようなマージポイントを作成することは、Ingressノード−レベル０の中間ノード−レベル１の中間ノード間以外でも可能であり、あるリソースへの冗長経路を確立することとなり、対障害性を高めることが可能である。

・「リソース検索」
上記設定されたＬＳＰを使用したリソース検索処理について説明する。

システム全体のリソース検索処理の中でも、特に本実施形態の特徴的な部分であるフロントエンドサーバ１６及びバックエンドサーバ２０におけるリソース検索処理シーケンスの一例を図１７及び図１８に示す。図１７（ａ），（ｂ）は、それぞれ、フロントエンドサーバ１６内のリソース検索要求処理部１６３によるリソース検索要求処理と、リソース検索結果処理部１６４によるリソース検索結果処理とを示している。一方、図１８（ａ），（ｂ）は、それぞれ、バックエンドサーバ２０内のリソース検索要求処理部２０３によるリソース検索要求処理と、リソース検索結果処理部２０４によるリソース検索結果処理とを示している。

以下、ＬＳＲ（Ingressノード、中間ノード、Egressノード）におけるデータの送受信は、特に言及しない限り、該当するノードのフロントエンドネットワーク送受信処理部、ラベルスイッチングネットワーク送受信処理部、バックエンドネットワーク送受信処理部にて行ない、ラベルスイッチング処理はラベルスイッチング処理部が行なう。更に、ＬＳＲにおける“ラベル処理”（プッシュ等）、“出力”処理は、ＩＰパケット、ラベル付けされたパケットに対するものである。

リソース検索処理は、以下の手順1〜10からなる。

1. クライアント１５は、クライアントアクセスネットワーク１１にて接続されているフロントエンドサーバ１６にリソース検索要求を送信する。図１９に示すように、宛先ＩＰアドレスはフロントエンドサーバ１６のＩＰアドレスであり、リソース検索要求をＩＰパケットにて送信する。リソース検索要求に格納するリソース識別子は、“k.l.m.n:OFFSET”（k,l,m,n＝0〜255, OFFSET＝0x0000〜0xffff）である。

2. フロントエンドサーバ１６は、クライアントアクセスネットワーク１１にて接続されているクライアント１５からリソース検索要求を受信すると（図１７（ａ）中のステップＳ１１）、以下の処理を行なう。

(a) クライアントアクセスネットワーク送受信処理部１６１は、クライアントアクセスネットワーク１１を介してクライアント１５からリソース検索要求を受信すると、それをリソース検索要求処理部１６３へ渡す。

(b) リソース検索要求処理部１６３は、クライアントアクセスネットワーク送受信処理部１６１からリソース検索要求を受け取ると、リソース検索要求のリソース識別子を検索キーとして、リソースキャッシュ部１６５に該当リソースがあるかどうか問い合わせ（ステップＳ１２）、その結果に応じて以下の処理を行なう。

- リソース検索要求のリソース識別子で識別されるリソースがリソースキャッシュ部１６５にある場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）
i. リソースキャッシュ部１６５が保持しているリソースをリソース検索結果に格納し、クライアントアクセスネットワーク送受信処理部１６１に渡す（ステップＳ１３）。

- リソース検索要求のリソース識別子で識別されるリソースがリソースキャッシュ部１６５にない場合（ステップＳ１２のＮＯ）
i. リソース検索要求の送信元ＩＰアドレス、及び、リソース識別子をリソースキャッシュ部１６５に登録する（ステップＳ１４）。

ii. リソース検索要求に格納されているリソース識別子のラベルスイッチング識別子、“k.l.m.n”をＩＰアドレスと見なし、リソース検索要求の宛先ＩＰアドレスに設定する（ステップＳ１５）。

iii. 自身のＩＰアドレスをリソース検索要求の送信元ＩＰアドレスに設定する（ステップＳ１６）。

iv. 上記設定したリソース検索要求をフロントエンドネットワーク送受信処理部１６２に渡す。

(c) フロントエンドネットワーク送受信処理部１６２は、リソース検索要求処理部１６３からリソース検索要求を受け取ると、それをフロントエンドネットワーク１２により、Ingressノード１７へ送信する（ステップＳ１７）。

(d) クライアントアクセスネットワーク送受信処理部１６１は、リソース検索要求処理部１６３からリソース検索結果を受け取ると、それをクライアントアクセスネットワーク１１により、クライアント１５へ送信する。

3. Ingressノード１７のラベルスイッチング処理部１７３は、フロントエンドサーバ１６からリソース検索要求を受信すると、以下の処理を行なう。

(a) リソース検索要求の宛先ＩＰアドレス“k.l.m.n”、及び、ＦＴＮから、当該ＩＰパケットがＦＥＣ“k.l.m.n/32”に属すと判定し、ＮＨＬＦＥの内容に基づき、ラベルL3_n3をプッシュし、自分自身へ出力する。

(b) 再度、ＦＴＮの設定により、該当ＩＰパケットがＦＥＣ”k.l.m.0/24”に属すと判定しＮＨＬＦＥの内容に基づき、ラベルL2_m2をプッシュし、自分自身へ出力する。

(c) 同様に、ＦＴＮの設定により、該当ＩＰパケットがＦＥＣ”k.l.0.0/16”に属すと判定しＮＨＬＦＥの内容に基づき、ラベルL1_l1をプッシュし、自分自身へ出力する。

(d) 同様に、ＦＴＮの設定により、該当ＩＰパケットがＦＥＣ”k.0.0.0/8”に属すと判定しＮＨＬＦＥの内容に基づき、ラベルL0_k0をプッシュし、中間ノード０₀が接続されているポートへ出力する。この時点でのラベル付けされたパケット（ラベルスタックの状態）は図２０のようになっている。

4. 中間ノード０₀は、Ingressノードから上記ラベル付けされたパケットを受信すると、ＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの内容に基づき、トップレベルのラベルL0_k0をポップし、中間ノード１_k ⁰が接続されているポートへ出力する。

5. 中間ノード０₀に収容される中間ノード１_k ⁰は、中間ノード０₀から上記ラベル付けされたパケットを受信すると、ＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの内容に基づき、トップレベルのラベルL1_l1をポップし、中間ノード２_l ^kが接続されているポートへ出力する。

6. 中間ノード１_k ⁰に収容される中間ノード２_l ^kは、中間ノード１_k ⁰から上記ラベル付けされたパケットを受信すると、ＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの内容に基づき、トップレベルのラベルL2_m2をポップし、中間ノード３_m ^lに収容される中間ノード３_m ^lが接続されているポートへ出力する。

7. 中間ノード２_l ^kに収容される中間ノード３_m ^lは、中間ノード２_l ^kから上記ラベル付けされたパケットを受信すると、ＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの内容に基づき、トップレベルのラベルL3_n3をポップし、Egressノード_n ^mが接続されているポートへ出力する。

8. 中間ノード３_m ^lに収容されるEgressノード_n ^mは、中間ノード３_m ^lから上記ラベルが除去されたパケットを受信すると、それを自身と接続しているバックエンドサーバ_n ^mへ送信する。

9. 上記バックエンドサーバ_n ^mは、上記Egressノード_n ^mから上記ＩＰパケット、すなわち、リソース検索要求を受信すると（図１８（ａ）中のステップＳ３１）、以下の処理を行なう。

(a) バックエンドネットワーク送受信処理部１８２は、リソース検索要求を受信すると、それをリソース検索要求処理部２０３へ渡す。

(b) リソース検索要求処理部２０３は、バックエンドネットワーク送受信処理部２０１からリソース検索要求を受け取ると、リソース検索要求のリソース識別子を検索キーとして、リソースキャッシュ部２０５に該当リソースがあるかどうか問い合わせ（ステップＳ３２）、その結果に応じて以下の処理を行なう。

- リソース検索要求のリソース識別子で識別されるリソースがリソースキャッシュ部２０５にある場合（ステップＳ３２のＹＥＳ）
i. リソースキャッシュ部２０５が保持しているリソースをリソース検索結果に格納し、バックエンドネットワーク送受信処理部２０１に渡す（ステップＳ３３）。

- リソース検索要求のリソース識別子で識別されるリソースがリソースキャッシュ部２０５にない場合（ステップＳ３２のＮＯ）
i. リソース検索要求の送信元ＩＰアドレス、及び、リソース識別子をリソースキャッシュ部２０５に登録する（ステップＳ３４）。

ii. リソース検索要求をリソースアクセスネットワーク送受信処理部２０２に渡す。

(c) リソースアクセスネットワーク送受信処理部２０２は、リソース検索要求処理部２０３からリソース検索要求を受け取ると、それに格納されているリソース識別子のバックエンドサーバ内識別子をキーとして、リソースを検索、獲得し（ステップＳ３５）、その結果をリソース検索結果に格納し、リソース検索結果処理部２０４に渡す（ステップＳ３６）。図２１にリソース検索結果の詳細を示す。

(d) リソース検索結果処理部２０４は、リソースアクセスネットワーク送受信処理部２０２からリソース検索結果を受け取ると（図１８（ｂ）中のステップＳ４１）、以下の処理を行なう。

i. リソース検索結果のリソース識別子とリソースをリソースキャッシュ部２０５に保存する。

ii. リソース検索結果のリソース識別子をキーとしてリソースキャッシュ部２０５から対応するリソース検索要求の送信元ＩＰアドレスを検索、獲得する（ステップＳ４２）。

iii. 上記送信元ＩＰアドレスをリソース検索結果の宛先ＩＰアドレスに設定する（ステップＳ４３）。

iv. リソース検索結果をバックエンドネットワーク送受信処理部２０１に渡す。

(e) バックエンドネットワーク送受信処理部２０１は、リソース検索結果処理部２０４或いはリソース検索要求処理部２０３からリソース検索結果を受け取ると、以下のいずれかの方法により、リソース検索結果をフロントエンドサーバ１６へ送信する（ステップＳ４４）。

- リソース検索結果送信用専用ネットワークが存在する場合
バックエンドサーバ_n ^mは、専用ネットワークで使用されるプロトコルに従い、フロントエンドサーバ１６にリソース検索結果を送信する。

- リソース検索結果送信用専用ネットワークが存在しない場合
* ラベルスイッチングネットワーク１００がＩＰパケットを転送可能な場合
バックエンドサーバ_n ^mは、ラベルスイッチングネットワーク１００をＩＰネットワークと見なし、ＩＰレベルで直接フロントエンドサーバ１６にリソース検索結果を送信する（宛先ＩＰアドレスとしてフロントエンドサーバ１６のＩＰアドレスを指定する）。

* ラベルスイッチングネットワーク１００がＩＰパケットを転送不可の場合
バックエンドサーバ_n ^mが接続するEgressノード_n ^mと、フロントエンドサーバ１６が接続するIngressノード１７間に別途ＬＳＰを生成し、バックエンドサーバ_n ^mはそのＬＳＰを使用してフロントエンドサーバ１６にリソース検索結果を送信する。

10. フロントエンドサーバ１６は、上記バックエンドサーバ_n ^mからリソース検索結果を受信すると（図１７（ｂ）中のステップＳ２１）、以下の処理を行なう。

(a) フロントエンドネットワーク送受信処理部は、リソース検索結果を受信すると、それをリソース検索結果処理部へ渡す。

(b) リソース検索結果処理部は、フロントエンドネットワーク送受信処理部からリソース検索結果を受け取ると、以下の処理を行なう。

i. リソース検索結果のリソース識別子とリソースをリソースキャッシュ部に保存する。

ii. リソース検索結果のリソース識別子をキーとしてリソースキャッシュ部から対応するリソース検索要求の送信元ＩＰアドレスを検索、獲得する（ステップＳ２２）。

iii. 上記送信元ＩＰアドレスをリソース検索結果の宛先ＩＰアドレスに設定する（ステップＳ２３）。

iv. 自身のＩＰアドレスをリソース検索結果の送信元ＩＰアドレスに設定する（ステップＳ２４）。

v. リソース検索結果をクライアントアクセスネットワーク送受信処理部に渡す。

(c) クライアントアクセスネットワーク送受信処理部は、リソース検索結果処理部からリソース検索結果を受け取ると、それをクライアントに送信する（ステップＳ２５）。

なお、上記では、初期設定（運用開始時のシステム構築時の設定）では、リソース識別子のある連続した部分空間（K.L.M.N:0000〜K.L.M.N:ffff）に対して行ない、システム増設時は、既設の空間を包含するより大きな連続した部分空間に対して行なっている。

しかし、初期設定時、システム増設時ともに、不連続の複数の部分空間に対して設定することも、既存の空間を包含しない形で（既存空間とは独立して）設定することも、もちろん可能である。

更に、上記実施形態ではＩＰｖ４を前提として処理の詳細を記述したが、ラベルスイッチング識別子をＩＰｖ６のネットワークアドレスの上位部分にマッピングして同様の処理を行なうことも可能である。

引続き、リソース検索が失敗した場合の処理について説明する。なお、リソース検索は以下の場合に失敗する。

・リソース検索要求のリソース識別子に該当するリソースが、そのリソース識別子を含むリソース識別子の範囲をサポートするリソース保持装置に存在しない場合
・リソース検索要求のリソース識別子を含むリソース識別子の範囲をサポートするであろうバックエンドサーバ２０、リソース保持装置２１、或いは、それへの経路を保持するＬＳＲが存在しない場合
以下、上記の理由によりリソース検索が失敗した場合の各ノードの処理について説明する。

・リソース保持装置２１
リソース保持装置２１は、バックエンドサーバからの検索アクセスで指定されたリソース識別子に対応するリソースを保持していない場合、バックエンドサーバに対してエラーを返す。

エラーを返す具体的手順は、リソース保持装置２１の種類、或いは、それが扱うリソースの種類、更には、リソースアクセスネットワーク１４のプロトコルに依存するため、ここでは詳細は割愛する。

・バックエンドサーバ２０
バックエンドサーバ２０のリソースアクセスネットワーク送受信処理部２０１は、リソース保持装置２１からエラーを受け取ると、検査失敗を示すマジックナンバーをリソースとして、また、検索キーとして使用したリソース識別子をリソース識別子としてそれぞれ設定したリソース検索結果を、リソース検索結果処理部２０４に渡す。以後の処理は、上述したバックエンドサーバのリソース検索処理の9(d)以降の処理と同様である。

また、バックエンドサーバ２０のリソースアクセスネットワーク送受信処理部２０１は、リソース保持装置２１へのリソース検索アクセス時、検索結果待ちタイマを起動し、そのタイマが所望のリソース検索結果を受信する前にタイムアウトした場合、あらかじめ定めた回数（リトライ回数）に到達するまでは、リソース検索アクセスを再実行する。再実行回数がリトライ回数に到達した場合はリトライアウトと判断し、検索失敗を示すマジックナンバーをリソースとして、また、検索キーとして使用したリソース識別子をリソース識別子としてそれぞれ設定したリソース検索結果を、リソース検索結果処理部２０４に渡す。以後の処理は、上述したバックエンドサーバのリソース検索処理の9(d)以降の処理と同様である。

なお、後に、検索失敗したリソースがリソース保持装置２１に格納されると、バックエンドサーバ２０は、リソースキャッシュ部２０５が保持する該当リソース（検索失敗を示すマジックナンバー）及びそのリソース識別子を消去すると同時に、全フロントエンドサーバに対して、当該リソース識別子とそれに対応するリソースをリソースキャッシュ部２０５から消去するための要求を送信する。リソースの格納を検出する方法は、リソース保持装置２１やリソースアクセスネットワーク１４に依存する処理のため、ここでは詳細は割愛する。

・ラベルスイッチングネットワーク１００のＬＳＲ群
ラベルスイッチングネットワーク１００のＬＳＲが、パケットを下流ノードへ転送することが出来なかった場合に到達不可能の通知をパケットの送信元に送信する能力を有している場合、それをパケットの送信元、すなわち、フロントエンドサーバ１６へ送信する。一方、その能力を有していない場合、パケットを廃棄し、エラー処理その他の処理は一切行なわない。

・フロントエンドサーバ１６
フロントエンドサーバ１６のフロントエンドネットワーク送受信処理部１６２は、ラベルスイッチングネットワーク１００から、パケットの到達不可能の通知（例えば“ICMP Destination Unreachable Message”）を受け取った場合、検索失敗を示すマジックナンバーをリソースとして、また、前記通知で示されたリソース識別子をリソース識別子としてそれぞれ設定したリソース検索結果を、リソース検索結果処理部１６４に渡す。以後の処理は、上述したフロントエンドサーバのリソース検索処理の10(b)以降の処理と同様である。

また、フロントエンドサーバ１６のフロントエンドネットワーク送受信処理部１６２は、リソース検索要求送信時、リソース検索結果受信待ちタイマを起動し、そのタイマが所望のリソース検索結果を受信する前にタイムアウトした場合、あらかじめ定めた回数（リトライ回数）に到達するまでは、リソース検索要求をフロントエンドネットワーク１２によりIngressノード１７へ再送する。再送回数がリトライ回数に到達した場合はリトライアウトと判断し、検索失敗を示すマジックナンバーをリソースとして、また、リソース検索要求のリソース識別子をリソース識別子としてそれぞれ設定したリソース検索結果を、リソース検索結果処理部１６４に渡す。以後の処理は、上述したフロントエンドサーバのリソース検索処理の10(b)以降の処理と同様である。

なお、フロントエンドサーバ１６のフロントエンドネットワーク送受信処理部１６２は、バックエンドサーバ２０から特定のリソース識別子を持つリソースの消去要求を受信すると、該当リソースをリソースキャッシュ部１６５から消去する。

なお、フロントエンドサーバ１６及びバックエンドサーバ２０の検索失敗時の処理のタイムアウト処理、リトライ処理、リトライアウト判定処理は、本実施形態のリソース検索システムにおけるリソースが存在する場合（検索成功した場合）の検索応答時間（検索要求を発行してから検索結果を受け取るまでの時間）を、あらかじめ定めた有限の値以下に収まるように構築する（見積もる）ことが可能であることを前提としている。

［第２の実施形態］
第１の実施形態のリソース識別子の分割方法を一般化すると、リソース識別子のビット長Ｌ、その上位Ｍビットがラベルスイッチング識別子（結果的にバックエンドサーバ内識別子はＬ−Ｍビット）で、更にラベルスイッチング識別子をＮ個のフィールドに分割し、それぞれのフィールド長はＭ_n（ｎ＝０〜Ｎ−１）ビットである。

第１の実施形態では、Ｍ＝３２、Ｎ＝４、Ｍ_n＝８で、これらはリソース識別子の全空間で一定であることを前提としたが、これらをリソース識別子の各部分空間でそれぞれ異なる値にすることも可能である。

この場合、上記Ｍ、Ｎ、Ｍ_nに依存する処理、或いは、構成が、リソース識別子を構成する各部分空間毎に異なる。例えば、図２２の構成例に示されるように、以下の点が異なる。

・各リソース保持装置が保持するリソースの範囲（最大個数）
・中間ノードの段数
・各ノードが保持、配信する経路のＩＰｖ４プレフィックス長、及び、それに基づくＦＥＣとＬＳＰの粒度
［第３の実施形態］
第１の実施形態では、フロントエンドサーバ１６とIngressノード１７、或いは、Egressノード１９とバックエンドサーバ２０が別ノードであることを前提としたが、フロントエンドサーバ１６とIngressノード１７を、或いは、Egressノード１９とバックエンドサーバ２０を同一ノード（同一物理マシン）上で動作させることも可能である。

・同一ノード上の仮想マシンとしてそれぞれを動作させる場合
通常、同一ノード上の仮想マシン間はＩＰにより通信可能であることから、第１の実施形態と同じ処理で本実施形態の機能を実現可能である。

・同一ノード上のプロセスとしてそれぞれを動作させる場合
プロセス間通信を用いることが想定されるが、この場合、ＩＰをベースとする場合は、第１の実施形態と同じ処理で本実施形態の機能を実現可能である。一方、ＩＰをベースとしない場合、例えば、ＵＮＩＸ（登録商標）ドメインを使用する場合等は、第１の実施形態ではフロントエンドサーバ１６がリソース識別子のラベルスイッチング識別子を宛先ＩＰアドレスとしてＩＰパケットに設定してIngressノード１７に送信する部分を、例えば、フロントエンドサーバ１６はリソース識別子をIngressノード１７にプロセス間通信のペイロードとして（或いは別の手段で）そのまま渡し、それを受け取ったIngressノード１７がペイロードに格納されているリソース識別子のラベルスイッチング識別子をＩＰアドレスと解釈してＦＥＣの特定を行なう、といった方法で対処可能である。

・同一ノード上の単一プロセスとしてそれぞれを動作させる場合
この場合、上記プロセス間通信による部分を、例えば、関数呼び出し及びそのパラメータによる情報の受渡しや、大域変数等による情報の受渡しに置き換えれば、同等の機能を実現可能である。

・その他
上記と同様の方法で、以下の方法をとることも可能である。

- 同一ノード上の独立した論理パーティション内の機能ブロックとして動作
- 同一ノード上の同一プロセス内の単一スレッドとして動作
- 同一ノード上の同一プロセス内の独立したスレッドとしてそれぞれ動作
- 同一ノード上のＯＳ内の単一カーネルスレッドとして動作
- 同一ノード上のＯＳ内の独立したカーネルスレッドとしてそれぞれ動作
［第４の実施形態］
第１〜第３の実施形態では、図２３の概念図に示されるように、ＬＳＰの生成は、リソース保持装置２１が保持するリソースのリソース識別子（の一部）に基づき、ラベルスイッチングネットワーク１００にＦＥＣが定義され（ステップ(1), (2)）、更に、そのＦＥＣに基づき、ＬＳＰが生成される（ステップ(3)）ものであった。いわば、リソースの配置場所のみに基づいたＬＳＰの生成であると言える。更に、一旦、ＬＳＰが生成されると、それが固定的に使用されることとなる。

一方、本実施形態は、図２４の概念図に示されるように、フロントエンドサーバ１６、バックエンドサーバ２０がそれぞれ、以下に示すような属性を取得又は計測し（ステップ(1), (1’), (1”)）、それら情報に基づき、Ingressノード１７へ各種ＬＳＰに関わる処理を指示（ポリシーを注入）することで（ステップ(2)）、“リソースそのものの属性”、“リソースへのアクセスの属性”、“リソースを保持する装置に関わる属性”を、ＬＳＰの制御に動的に反映させることを可能とする（ステップ(3)）ものである。

なお、図２３および図２４の中には共通するステップ(4)〜(7)が存在するが、既に説明した事項と重複するため、その説明を省略する。

以下、フロントエンドサーバ１６とバックエンドサーバ２０に関して詳細に説明する。

フロントエンドサーバ１６は、以下の情報を計測又は取得し、保持する。

・リソースへのアクセス属性
- アクセス元（クライアント）
- その他リソースへのアクセスに関わる属性
・リソース検索の属性
- 応答時間（リソース検索要求送信からリソース検索結果受信までの時間）
- その他リソース検索に関わる属性
一方、バックエンドサーバ２０は、以下の情報を計測又はリソース保持装置２１から取得し、保持する。

・リソースの属性
- 種類（文書、静止画、動画、ブロック、メモリなど）
- 重要度、機密度
- サイズ
- サイズの変動（増加、減少等の傾向）
- その他リソースに関わる属性
・リソースへのアクセス属性
- アクセス元（フロントエンドサーバ）
- アクセス頻度（単位時間当たり、累積）
- 最終アクセス時刻
- 読み出し、書き込み
- シーケンシャルアクセス、ランダムアクセス
- その他リソースへのアクセスに関わる属性
・リソース保持装置の属性
- リソース格納領域のサイズ、残量
- ＣＰＵ使用率
- メモリ使用率
- ＩＯ（アクセス）頻度、ＩＯ量（単位時間当たり、累積）
- その他リソース保持装置に関わる属性
また、バックエンドサーバ２０は、上記計測又は取得した情報をフロントエンドサーバ１６へ定期的、或いは、不定期に送信し、フロントエンドサーバ１６は、バックエンドサーバ２０からのそれら情報を受信、保持する。

更に、フロントエンドサーバ１６は、管理者からの、ＬＳＰ生成、削除、属性変更等に関わる情報の入力を受け付ける。入力手段としては、フロントエンドサーバ１６上で動作するＣＬＩ、ＧＵＩ、リモートアクセスのＣＬＩ、ＧＵＩ、更には、ＨＴＴＰ（Ｗｅｂ）経由などが想定されるが、入力手段そのものは、本実施形態の本質的な部分では無いため、詳細は割愛する。

フロントエンドサーバ１６は、上記計測、取得した各種属性を元に、以下に示すようなＬＳＰに対する処理をラベルスイッチングネットワーク１００に対して行なわせるための指示を、Ingressノード１７へ送信する。

なお、フロントエンドサーバ１６によるIngressノード１７への指示送信の手段であるが、これは、Ingressノード１７の仕様によるところが大きく、手段そのものは本実施形態の本質的な部分では無いため、詳細は割愛する。

・明示的ＬＳＰ生成
第１〜第３の実施形態に示したようにリソース識別子から導出されたＦＥＣに基づきＬＳＰを生成するのではなく、ＬＳＰが辿るべきIngressノード１７、中間ノード１９、Egressノード１８を特定するための情報（例えばノードのＩＰアドレス、ノードが属すＩＰプレフィックス／ＡＳ番号）を指定し、ＬＳＰを生成する。なお、明示的ＬＳＰ生成は、新規に生成する時だけでなく、以下に示すように、ＬＳＰの経路変更、冗長ＬＳＰ生成、既存ＬＳＰの属性変更時にも適用されるものである。

・ＬＳＰの経路変更
例えば、アクセス頻度が高いリソース群に対する既存ＬＳＰ（第１〜第３の実施形態の方法で生成されたＬＳＰも含む）が、同一経路を辿っているような場合、これらの負荷を分散させるために、一部ＬＳＰを別経路に変更する、というような場合に適用される。

・冗長ＬＳＰ生成
例えば、リソースへのアクセス頻度、機密度などを考慮し、既存ＬＳＰ（第１〜第３の実施形態の方法で生成されたＬＳＰも含む）に加え、冗長ＬＳＰを生成する。これら複数ＬＳＰ間での負荷分散も考えられる。

・既存ＬＳＰの属性変更（優先度、帯域）
上記生成、または、経路変更時に、ＬＳＰの属性を指定する。或いは、第１〜第３の実施形態の方法で生成されたＬＳＰも含め、既存のＬＳＰの属性を変更する。例えば、以下のような指定、変更が想定される。

- アクセス元のクライアント１５やフロントエンドサーバ１６の情報を元に、ＬＳＰの優先度、帯域を増減させる。

- アクセス頻度の多いリソースに対するＬＳＰの帯域を増やす、優先度を上げる。

- アクセスされるリソースが、例えば、ストリーミングデータであれば、そのリソースに対するＬＳＰでは一定帯域を保証し、文書のようなものであれば、一定帯域は保証しない（ベストエフォート）。

［応用例］
各実施形態で説明したリソース検索システムは、以下に示すような、シーケンシャルに識別子を付与可能なリソースの検索、取得、管理に広く応用可能である。

・文書、静止画、動画、音声など
・メモリ
・ストレージ（ブロックデバイス）
・ＣＰＵ、デバイス
また、各実施形態で説明したラベルスイッチングネットワークは、例えば１台のパーソナルコンピュータの中のデバイス群がバスで接続される一定範囲（例えば基板上でＣＰＵに接続されるブリッジ装置とＮＩＣ（Network Interface Card）等のリソースへのアクセスが可能なデバイス群とがＰＣＩバス等により接続される範囲など）に実現することが可能である。

［まとめ］
上述した各実施形態で説明した各種のシステムに備えられる各種の機能や情報などの概念をまとめると以下の通りとなる。

（１） 第１の実施形態のリソース検索システムは、以下の特徴を有する。

・リソース識別子
リソースを検索するためのキー情報であり、あらかじめ定義された固定ビット長の、０から前述のビット長で定まる最大値まで連続単調増加する整数。

・リソース保持装置
バックエンドサーバに接続され、あらかじめ定義された範囲の連続したリソース識別子で識別されるリソースを保持する。

・フロントエンドサーバ
- リソース検索・取得を要求するクライアントと、ラベルスイッチングネットワークの間に位置する。

- クライアントとクライアントアクセスネットワークを介して接続する。

- ラベルスイッチングネットワークとフロントエンドネットワークを介して接続する。

- クライアントからリソース識別子を含むリソース検索要求を受信し、リソース識別子、或いはその一部を用いて、当該リソース検索要求を、ラベルスイッチングネットワークによるリソース検索要求が属すべきＦＥＣ（Forwarding Equivalence Class）の判定処理に適した形式に変換し、それをラベルスイッチングネットワークに注入する。

- ラベルスイッチングネットワーク、或いはバックエンドサーバからリソース検索結果を受信し、それを、対応するリソース検索要求を送信してきたクライアントへ送信する。

・バックエンドサーバ
- ラベルスイッチングネットワークとリソース保持装置との間に位置する。

- リソース保持装置とリソースアクセスネットワークを介して接続する。

- ラベルスイッチングネットワークとバックエンドネットワークを介して接続する。

- 自身が接続するリソース保持装置が保持するリソースの範囲を示すリソース識別子、或いはその一部を、それらリソースに対するリソース検索要求が自身に正しく転送されるためのＬＳＰ（Label Switched Path）をラベルスイッチングネットワークに生成するトリガとなる情報、つまり、ＦＥＣを定義するための情報源に適した形に変換し、それをラベルスイッチングネットワークに注入する。

- ラベルスイッチングネットワークからリソース検索要求を受信し、リソース検索要求に含まれるリソース識別子を検索キーとして、リソース保持装置にアクセスしてリソースを検索、取得する。

- 上記検索、取得したリソースを、リソース検索結果として、ラベルスイッチングネットワーク経由で、或いは、別の手段により直接フロントエンドサーバへ送信する。

・ラベルスイッチングネットワークを構成するＬＳＲ（Label Switching Router）群
- フロントエンドサーバとフロントエンドネットワークを介して接続する。

- バックエンドサーバとバックエンドネットワークを介して接続する。

- バックエンドサーバから注入された上記ＬＳＰをラベルスイッチングネットワークに生成するトリガとなる情報、及び、その情報から導出された更なるＬＳＰ生成トリガの情報、つまり、ＦＥＣを定義するための情報をＬＳＲ群の間で配信、共有する。

- 上記ＦＥＣを定義する情報に基づき、ＬＳＲ群の間でＬＳＰを生成する。

- リソース検索要求と共にフロントエンドサーバから注入された、リソース検索要求が属すべきＦＥＣの判定処理に適した情報に基づき、リソース検索要求が属すべきＦＥＣを判定し、リソース検索要求に対してラベル処理を行ない、そのラベル値に基づきリソース検索要求に対してラベルスイッチング処理を行ない、リソース検索要求を、リソース検索要求に含まれるリソース識別子が指し示すリソースを保持するリソース保持装置を収容するバックエンドサーバに配送する。

（２） 上述の（１）に示したリソース検索システムの特徴をより具体化すると、以下の通りとなる。

すなわち、上述の項目（１）のリソース検索システムにおいて、リソース検索キー、リソース保持装置、フロントエンドサーバ、バックエンドサーバ、ラベルスイッチングネットワークのＬＳＲ群がそれぞれ、以下の特徴を有する。

・リソース識別子
- Ｌビット長で構成される。

- リソース保持装置、フロントエンドサーバ、バックエンドサーバ、ラベルスイッチングネットワークの各ノードは、上記Ｌビット長のリソース識別子を以下のように取り扱う。

* Ｌビット長のリソース識別子の上位Ｍビット（Ｍ≦Ｌ）をＩＰアドレスの上位Ｍビットと見なす。

* 上記上位ＭビットをＮ（≦Ｍ）個のフィールドに分割する。また、Ｍ_i（ｉ＝０〜Ｎ−１）を分割したそれぞれのフィールドの長さ、Ｐ_j（ｊ＝０〜Ｎ）を最上位フィールドからｊ番目までのフィールドのフィールド長の積算値とする。

Ｐ₀＝０
Ｐ_j＝Σ_i=0 ^j-1Ｍ_i、ｊ＝１〜Ｎ
Ｐ_N＝Ｍ₀＋Ｍ₁＋...＋Ｍ_N-1＝Ｍ
ここで、最上位フィールドからｊ番目までのフィールドで構成されるフィールドをＩＰプレフィックス、その長さＰ_jをＩＰプレフィックス長、或いは、ネットマスク長とする。

・リソース保持装置
- リソース識別子ｂ〜ｂ＋（２^L-M−１）の範囲で識別される最大２^L-M個のリソースを保持する。

ここで、
ｂ＝２^L-M×ｄ、ｄ＝０〜２^M−１
- 長さＰ_Nのネットマスクとｄとのビット毎の論理積であるＩＰプレフィックス値への経路を持つバックエンドサーバと接続する。

・フロントエンドサーバ
- クライアントからリソース識別子を含むリソース検索要求を受信すると、リソース検索要求に含まれるリソース識別子の上位ＭビットをＩＰプレフィックスとして、リソース検索要求の宛先アドレス（下位３２−Ｍビットは任意）に設定し、リソース検索要求をIngressノードに送信する。

・バックエンドサーバ
- Ｐ_Nのネットマスクとｄとのビット毎の論理積であるＩＰプレフィックス値への経路を持つ。

- リソース識別子ｂ〜ｂ＋（２^L-M−１）の範囲で識別される最大２^L-M個のリソースを保持するリソース保持装置と接続する。

- 同一の経路情報を共有するEgressノードと接続する。

- 上記自身が持つ経路情報をEgressノードに注入する。

・ラベルスイッチングネットワークを構成するＬＳＲ群
- ラベルスイッチングネットワークは、Ingressノード、Egressノード、及び、Ｎ段の中間ノードで構成される。

なお、Ｎ段の中間ノードを中間ノードｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）と表記する。ここで、IngressノードからEgressノードへの方向を下流方向とし、ｎは下流ノードになるにつれ０からＮ−１まで増加する。

- Egressノード
* 長さＰ_Nのネットマスクとｄとのビット毎の論理積であるＩＰプレフィックス値への経路を持つ。

* 同じ経路を持つバックエンドサーバと接続する。

* 長さＰ_N-1のネットマスクと上記ＩＰプレフィックス値とのビット毎の論理積である、より短いＩＰプレフィックスへの経路を持つ中間ノードＮ−１と接続する。

* 上記自身が持つ経路情報を中間ノードＮ−１に注入する。

* 上記自身が持つ経路情報をＦＥＣとして、ＬＳＰ設定処理を行なう。

* 中間ノードＮ−１から受信したパケットに対して、ラベルスイッチング処理を行なう（バックエンドサーバへ配送する）。

- 中間ノードｎ（ｎ＝１〜Ｎ−１）
* 長さＰ_nのネットマスクとｄとのビット毎の論理積であるＩＰプレフィックス値への経路を持つ。

* 上位Ｐ_nビットのＩＰプレフィックス値が、上記ＩＰプレフィックス値と同じ値を持つ長さＰ_n+1ビットのＩＰプレフィックスへの経路を持つ、最大２^Mn個（注意：左記の“２”の右側に記載されている上付き文字は、実際には“M_n”である。つまり、“M”に対して“n”は下付き文字となっている。）の中間ノードｎ＋１、或いは、Egressノードと接続する。

* 長さＰ_n-1のネットマスクと上記ＩＰプレフィックス値とのビット毎の論理積である、より短いＩＰプレフィックスへの経路を持つ中間ノードｎ−１と接続する。

* 上記自身が持つ経路情報を中間ノードｎ−１に注入する。

* 上記自身が持つ経路情報をＦＥＣとして、ＬＳＰ設定処理を行なう。

* 中間ノードｎ−１から受信したパケットに対して、ラベルスイッチング処理を行なう（より下流ノードへ配送する）。

- 中間ノード０
* 長さＰ₀のネットマスクとｄとのビット毎の論理積であるＩＰプレフィックス値への経路を持つ。つまり、全てのＩＰアドレスへの経路を持つ。

* 最大２^M0個（注意：左記の“２”の右側に記載されている上付き文字は、実際には“M₀”である。つまり、“M”に対して“0”は下付き文字となっている。）の中間ノード１と接続する。

* 同じ経路を持つIngressノードと接続する。

* 上記自身が持つ経路情報をIngressノードに注入する。

* 上記自身が持つ経路情報をＦＥＣとして、ＬＳＰ設定処理を行なう。

* 中間ノード１から受信したパケットに対して、ラベルスイッチング処理を行なう（より下流ノードへ配送する）。

- Ingressノード
* 同じ経路を持つ中間ノード０と接続する。

* フロントエンドサーバと接続する。

* 上記経路情報をＦＥＣとして、ＬＳＰ設定処理を行なう。

* フロントエンドサーバから受信したパケットに対して、ラベルスイッチング処理を行なう。具体的には、上記パケットの宛先ＩＰアドレスに対して、ＩＰアドレスの最上位からネットマスクのビット長をＭ₀からＭ_N-1まで順に増加させながらＩＰプレフィックスを決定し、それぞれのＩＰプレフィックスに対してＦＥＣ判定処理、ラベルスイッチング処理を行なう（中間ノード０へ出力する）。

（３） 第２の実施形態のリソース検索システム（分割フィールド数、フィールド長を一般化した例、つまり、これらが全空間で一定という前提を取り払った例）は、以下の特徴を有する。

すなわち、リソース識別子の複数フィールドへの分割方法に関して、以下の特徴を有する。

・Ｌビット長のリソース識別子の上位ＭビットをＮ個のフィールドに分割する場合において、Ｍ、Ｎ、及び、分割後のそれぞれのフィールドの長さＭ_n（ｎ＝０〜Ｎ−１）が、リソース識別子を構成する部分空間毎に異なる。よって、各部分空間毎に、以下に示すようなＭ、Ｎ、Ｍ_nに依存する処理、或いは、機器構成が異なる。

- 各リソース保持装置が保持するリソースの範囲（最大個数）
- 中間ノードの段数
- 各ノードが保持、配信する経路のＩＰプレフィックス長、及び、それに基づくＦＥＣとＬＳＰの粒度
（４） 上述の（１）〜（３）に示したリソース検索システムの冗長構成に関しては、以下の特徴を有する。

・複数のフロントエンドサーバ、Ingressノード、中間ノード０が存在する。

・フロントエンドサーバ
- 複数のIngressノードとの通信手段を有する。

- クライアントからのリソース検索要求を複数Ingressノードのいずれかに振り分ける手段を有する。

・Ingressノード
- 複数のフロントエンドサーバとの通信手段を有する。

- 複数の中間ノード０との通信手段、及び、経路情報の交換手段、ＬＳＰの設定手段を有する。

- フロントエンドサーバからのリソース検索要求を複数中間ノード０のいずれかに振り分ける手段を有する。

・中間ノード０
- 複数のIngressノード、複数の中間ノード１との通信手段、及び、経路情報の交換手段、ＬＳＰの設定手段を有する。

- 複数Ingressノードからの入力ラベルを下流方向の単一ラベルに集約する手段を有する。

- Ingressノードからのリソース検索要求を複数中間ノード１のいずれかに振り分ける手段を有する。

・中間ノード１
- 複数の中間ノード０との通信手段、及び、経路情報の交換手段、ＬＳＰの設定手段を有する。

- 複数中間ノード０からの入力ラベルを下流方向の単一ラベルに集約する手段を有する。

（５） 上述の（１）〜（４）に示したリソース検索システムにおけるキャッシュの仕組みに関しては、以下の特徴を有する。

すなわち、フロントエンドサーバ、或いは、バックエンドサーバ、或いは、フロントエンドサーバとバックエンドサーバの双方が以下の特徴を有する。

・リソース検索結果（リソース）のキャッシュを保持する。

・リソース検索要求を受信した場合、その要求にマッチするリソースがキャッシュに存在する場合には、以降、リソース検索要求のラベルスイッチングネットワークへの送信、或いは、リソース保持装置へのリソース検索、取得のためのアクセスを行なわずに、キャッシュに保持している内容をリソース検索結果として使用する。

（６） 上述の（１）〜（４）に示したリソース検索システムにおける機能モジュールの動作場所に関しては、以下の特徴を有する（第３の実施形態の構成を含む）。

すなわち、フロントエンドサーバとIngressノード、Egressノードとバックエンドサーバの動作場所に関して、以下の特徴を有する。

・フロントエンドサーバとIngressノードが異なる装置（計算機）上、或いは、同一の装置（計算機）上で動作する。

・Egressノードとバックエンドサーバが異なる装置上、或いは、同一装置上で動作する。

更に、２つの機能が同一装置上で動作する場合、動作形態として以下のいずれかの特徴を有する。

・当該装置で仮想マシン環境が提供されており、それぞれ独立した仮想マシンとして動作する。

・当該装置で論理パーティション環境が提供されており、それぞれ独立した論理パーティション内の機能ブロックとして動作する。

・当該装置が提供するＯＳ環境にて、それぞれ独立したプロセス（タスク）として動作する。

・当該装置が提供するＯＳ環境にて、単一プロセスとして動作する。

・当該装置が提供するＯＳ環境にて、それぞれ、単一プロセス内の独立したスレッドとして動作する。

・当該装置が提供するＯＳ環境にて、カーネル内の単一機能モジュールとして動作する。

・当該装置が提供するＯＳ環境にて、カーネル内の単一スレッドとして動作する。

・当該装置が提供するＯＳ環境にて、それぞれ独立したカーネルスレッドとして動作する。

（７） 上述の（１）〜（４）に示したリソース検索システムにおける各機能モジュールの接続方法に関しては、以下の特徴を有する。

すなわち、クライアントアクセスネットワーク、リソースアクセスネットワーク、フロントエンドネットワーク、バックエンドネットワークが、それぞれ以下の特徴を有する。

・イーサネット（登録商標）、ＦＲ、ＡＴＭ等による接続
上記をそのまま使用するか、或いは、更に、ＴＣＰ／ＩＰ等の上位プロトコルを使用する。

・ＦＣ、ＳＣＳＩ、ＳＡＳ、ＡＴＡ、ＳＡＴＡ等のストレージ接続用バスによる接続
・ＰＣＩ、PCI-Express、InfiniBand等のデバイス接続用バスによる接続
・ＦＳＢ等のメモリアクセスに使用されるバスによる接続
・プロセス間通信、共有メモリ、共有ファイル等のＯＳ内の通信による接続
例えばクライアント、フロントエンドサーバ、ＬＳＲ群の各々、バックエンドサーバ、リソース保持装置が、それぞれ異なる計算機に備えられ、計算機間が上記イーサネット（登録商標）のような通信規格に準拠するネットワークで接続されるように構成してもよい。

（８） 上述の（１）〜（４）に示したリソース検索システムに、上述の（５）〜（７）の特徴のいずれかを組み合わせる、或いは、全てをの組み合わせるようにしてもよい。

（９）上述の（１）〜（８）に示したリソース検索システムに適用される検索対象のリソースの例としては、以下のものが可能である。

・文書、静止画像、動画像ファイル、及び、それらの集合体、或いは、断片
・ストレージ領域（ブロック、ボリューム、パーティション、スライス、オブジェクト）
・メモリ、メモリページ
・ＣＰＵ、ＩＯデバイス
・その他、有限の最大値まで連続単調増加する整数で識別可能なリソース
（１０） 第４の実施形態のリソース検索システムは、以下の特徴を有する。

すなわち、フロントエンドサーバ、バックエンドサーバが以下の特徴を有する。

・フロントエンドサーバ
- 以下の情報を計測又は取得し、保持する手段を有する。

* リソースへのアクセス属性
・アクセス元（クライアント）
・その他リソースへのアクセスに関わる属性
* リソース検索の属性
・応答時間（リソース検索要求送信からリソース検索結果受信までの時間）
・その他リソース検索に関わる属性
- バックエンドサーバから、リソース属性、リソースへのアクセス属性、リソース保持装置の属性を受信し、保持する手段を有する。なお、この手段は省略が可能である。管理者から指示をもらえれば、自身でも上述の各種属性を計測することができるからである。

- 管理者からの、ＬＳＰ生成、削除、属性変更等に関わる情報の入力を受け付ける手段を有する。

- 上記計測又は取得した各種属性を元に、以下に示すようなＬＳＰに対する処理をラベルスイッチングネットワークに対して行なわせるための指示を、Ingressノードへ送信する手段を有する。

* 明示的ＬＳＰ生成
* ＬＳＰの経路変更
* 冗長ＬＳＰ生成
* 既存ＬＳＰの属性変更（優先度、帯域）
・バックエンドサーバ
以下の情報を計測又はリソース保持装置から取得し、保持する手段を有する。

* リソースの属性
・種類（文書、静止画、動画、ブロック、メモリなど）
・サイズ
・サイズの変動（増加、減少等の傾向）
・その他リソースに関わる属性
* リソースへのアクセス属性
・アクセス元（フロントエンドサーバ）
・アクセス頻度（単位時間当たり、累積）
・最終アクセス時刻
・読み出し、書き込み
・シーケンシャルアクセス、ランダムアクセス
・その他リソースへのアクセスに関わる属性
* リソース保持装置の属性
・リソース格納領域のサイズ、残量
・ＣＰＵ使用率
・メモリ使用率
・ＩＯ（アクセス）頻度、ＩＯ量（単位時間当たり、累積）
・その他リソース保持装置に関わる属性
- 上記計測又は取得し、保持した情報をフロントエンドサーバへ定期的、或いは、不定期に送信する手段を有する。

以上詳述したように、本発明の実施の形態によれば、ラベルスイッチングネットワークに関する標準化された技術の特徴を利用することにより、高速化・高信頼性と広域分散・拡張性、更には、高可用性をも実現するリソース検索システムを実現することができる。

なお、上記実施形態に記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することもできる。

また、この記憶媒体としては、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であっても良い。

また、記憶媒体からコンピュータにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワークソフト等のＭＷ（ミドルウェア）等が上記実施形態を実現するための各処理の一部を実行しても良い。

さらに、本発明における記憶媒体は、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。

また、記憶媒体は１つに限らず、複数の媒体から上記実施形態における処理が実行される場合も本発明における記憶媒体に含まれ、媒体構成は何れの構成であっても良い。

なお、本発明におけるコンピュータは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上記実施形態における各処理を実行するものであって、パソコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であっても良い。

また、本発明におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

なお、本願発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合せてもよい。

ラベルスイッチングネットワークの一般的な構成の一例を示す図。 本発明の第１の実施形態に係るリソース検索システムの構成の一例を示す図。 図２中に示されるフロントエンドサーバ１６の構成の一例を示す図。 図２中に示されるIngressノード１７の構成の一例を示す図。 図２中に示されるEgressノード１８の構成の一例を示す図。 図２中に示されるバックエンドサーバ２０の構成の一例を示す図。 リソース検索システムで使用されるリソース識別子の分割の一例を示す図。 運用開始時のシステム構築を説明するための図。 運用開始時のシステム構築において設定される経路表の一例を示す図。 運用開始時のシステム構築において設定されるＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの一例を示す図。 システム増設において設定されるＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの一例を示す図。 レベル３の中間ノード、Egressノード、バックエンドサーバの増設において設定されるＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの一例を示す図。 レベル２／３の中間ノード、Egressノード、バックエンドサーバの増設において設定されるＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの一例を示す図。 レベル１／２／３の中間ノード、Egressノード、バックエンドサーバの増設において設定されるＩＬＭ／ＮＨＬＦＥの一例を示す図。 Ingressノード、レベル０の中間ノードの増設時の構成の一例を示す図。 図１５とは異なる構成の一例を示す図。 フロントエンドサーバ１６におけるリソース検索処理シーケンスの一例を示す図。 バックエンドサーバ２０におけるリソース検索処理シーケンスの一例を示す図。 リソース検索要求のパケットの一例を示す図。 ラベル付けされたパケットの一例を示す図。 リソース検索結果のパケットの一例を示す図。 リソース識別子の分割数やフィールド長が部分空間毎に異なる場合の構成の一例を示す図。 第１〜第３の実施形態でのＬＳＰ生成等を説明するための図。 第４の実施形態でのＬＳＰ生成等を説明するための図。

符号の説明

１１…クライアントアクセスネットワーク、１２…フロントエンドネットワーク、１３…バックエンドネットワーク、１４…リソースアクセスネットワーク、１５…クライアント、１６…フロントエンドサーバ、１７…Ingressノード、１８…Egressノード、１９…中間ノード、２０…バックエンドサーバ、２１…リソース保持装置、１００…ラベルスイッチングネットワーク。

Claims (16)

1. 固定ビット長のリソース識別子で識別されるリソースをラベルスイッチングネットワークを経由して検索するリソース検索システムであって、
   一定範囲の連続したリソース識別子で識別されるリソースを保持するリソース保持装置と、
   クライアントとクライアントアクセスネットワークを介して接続するとともに、前記ラベルスイッチングネットワークとフロントエンドネットワークを介して接続するフロントエンドサーバであって、クライアントからリソース識別子を含むリソース検索要求を受信し、当該リソース識別子或いはその一部を用いて、当該リソース検索要求が属するべきＦＥＣ（Forwarding Equivalence Class）の特定が可能なヘッダ情報を有するリソース検索要求に変換し、それを前記ラベルスイッチングネットワークに送信する処理を行うとともに、前記ラベルスイッチングネットワーク或いはバックエンドサーバからリソース検索結果を受信し、それを、対応するリソース検索要求を送信してきたクライアントへ送信する処理を行うフロントエンドサーバと、
   前記リソース保持装置とリソースアクセスネットワークを介して接続するとともに、前記ラベルスイッチングネットワークとバックエンドネットワークを介して接続するバックエンドサーバであって、前記リソース保持装置が保持するリソースの範囲を示すリソース識別子或いはその一部を用いて、前記ラベルスイッチングネットワークでのＬＳＰ（Label Switched Path）の設定に用いる情報を生成し、それを前記ラベルスイッチングネットワークに送信する処理を行うとともに、前記ラベルスイッチングネットワークからリソース検索要求を受信し、当該リソース検索要求に含まれるリソース識別子を検索キーとして、前記リソース保持装置にアクセスしてリソースを検索、取得し、当該検索、取得したリソースを、リソース検索結果として、前記ラベルスイッチングネットワーク経由で、或いは、別の手段により直接、前記フロントエンドサーバへ送信する処理を行うバックエンドサーバと、
   前記ラベルスイッチングネットワークを構成するＬＳＲ（Label Switching Router）群であって、前記バックエンドサーバから送信された情報から各ＬＳＲがＬＳＲ間の経路情報を生成し、当該経路情報をＦＥＣとしてＬＳＰを設定する処理を行うとともに、前記フロントエンドサーバから送信されたリソース検索要求に対し、当該リソース検索要求のヘッダ情報により特定されるＦＥＣに対応するＬＳＰを経由するラベルスイッチング処理を行って前記バックエンドサーバに送信する処理を行うＬＳＲ群と
   を具備することを特徴とするリソース検索システム。
2. 前記リソース識別子の一部は、複数のＦＥＣの特定が可能な情報をそれぞれ含む複数のフィールドから構成されることを特徴とする請求項１に記載のリソース検索システム。
3. 前記バックエンドサーバは、前記リソース保持装置が保持するリソースのリソース識別子或いはその一部に基づき、前記ラベルスイッチングネットワークにＦＥＣを定義するための情報を配信することを特徴とする請求項１又は２に記載のリソース検索システム。
4. 前記フロントエンドサーバは、前記リソース識別子の一部を構成する前記複数のフィールドの情報をＩＰプレフィックスとした宛先ＩＰアドレスを有するリソース検索要求を前記ラベルスイッチングネットワークに送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリソース検索システム。
5. 前記バックエンドサーバは、前記リソース識別子の一部を構成する前記複数のフィールドの情報をＩＰプレフィックスとした宛先ＩＰアドレスを有するリソース検索要求を前記ラベルスイッチングネットワークから受信することを特徴とする請求項４に記載のリソース検索システム。
6. 前記ＬＳＲ群の中のあるノードは、前記フロントエンドサーバから送信されたリソース検索要求の宛先ＩＰアドレスに基づき、当該リソース検索要求のラベルスイッチングに使用するラベルスタックを生成することを特徴とする請求項４に記載のリソース検索システム。
7. 前記リソース識別子の一部は、そのビット数、フィールドの個数、及び、それぞれのフィールドの長さが可変であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のリソース検索システム。
8. 前記ラベルスイッチングネットワークは、あるリソース検索要求が経由する既存のＬＳＰに加え、当該リソース検索要求が経由する別のＬＳＰを生成することが可能であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のリソース検索システム。
9. 前記フロントエンドサーバ及び前記バックエンドサーバの少なくとも一方は、
   あるリソースを保持するキャッシュを備え、
   受信したリソース検索要求が求めているリソースが前記キャッシュに存在する場合には、当該キャッシュに保持されているリソースをリソース検索結果として使用することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のリソース検索システム。
10. 前記ＬＳＲ群の中のあるノードと前記フロントエンドサーバとが、もしくは、前記ＬＳＲ群の中のあるノードと前記バックエンドサーバとが、同一装置上で動作することが可能であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のリソース検索システム。
11. 前記クライアント、前記フロントエンドサーバ、前記ＬＳＲ群の各々、前記バックエンドサーバ、前記リソース保持装置が、それぞれ異なる計算機に備えられ、計算機間が所定の通信規格に準拠するネットワークで接続されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のリソース検索システム。
12. 前記ラベルスイッチングネットワークは、１台のコンピュータの中のデバイス群がバスで接続される一定範囲に実現されたものであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のリソース検索システム。
13. 前記フロントエンドサーバは、
    リソースへのアクセス属性及びリソース検索の属性を含む各種属性を計測又は取得する手段と、
    前記計測又は取得した各種属性を元に、ＬＳＰに対する処理を前記ラベルスイッチングネットワークに対して行なわせるための指示を、前記ＬＳＲ群の中のあるノードへ送信する手段と
    を具備することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のリソース検索システム。
14. 前記バックエンドサーバは、
    リソースの属性、リソースへのアクセス属性、及びリソース保持装置の属性を含む各種属性を計測又は前記リソース保持装置から取得する手段と、
    前記計測又は取得した各種属性を前記フロントエンドサーバへ送信する手段と
    を具備することを特徴とする請求項１３に記載のリソース検索システム。
15. 固定ビット長のリソース識別子で識別されるリソースをラベルスイッチングネットワークを経由して検索するリソース検索システムに適用されるフロントエンドサーバであって、
    クライアントとクライアントアクセスネットワークを介して接続するとともに、前記ラベルスイッチングネットワークとフロントエンドネットワークを介して接続する手段と、
    クライアントからリソース識別子を含むリソース検索要求を受信し、当該リソース識別子或いはその一部を用いて、当該リソース検索要求が属するべきＦＥＣ（Forwarding Equivalence Class）の特定が可能なヘッダ情報を有するリソース検索要求に変換し、それを前記ラベルスイッチングネットワークに送信する処理を行うとともに、前記ラベルスイッチングネットワーク或いはバックエンドサーバからリソース検索結果を受信し、それを、対応するリソース検索要求を送信してきたクライアントへ送信する処理を行う手段と
    を具備することを特徴とするフロントエンドサーバ。
16. 固定ビット長のリソース識別子で識別されるリソースをラベルスイッチングネットワークを経由して検索するリソース検索システムに適用されるバックエンドサーバであって、
    一定範囲の連続したリソース識別子で識別されるリソースを保持するリソース保持装置とリソースアクセスネットワークを介して接続するとともに、前記ラベルスイッチングネットワークとバックエンドネットワークを介して接続する手段と、
    前記リソース保持装置が保持するリソースの範囲を示すリソース識別子或いはその一部を用いて、前記ラベルスイッチングネットワークでのＬＳＰ（Label Switched Path）の設定に用いる情報を生成し、それを前記ラベルスイッチングネットワークに送信する処理を行うとともに、前記ラベルスイッチングネットワークからリソース検索要求を受信し、当該リソース検索要求に含まれるリソース識別子を検索キーとして、前記リソース保持装置にアクセスしてリソースを検索、取得し、当該検索、取得したリソースを、リソース検索結果として、前記ラベルスイッチングネットワーク経由で、或いは、別の手段により直接、フロントエンドサーバへ送信する処理を行う手段と
    を具備することを特徴とするバックエンドサーバ。

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