JP4612987B2 - マルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法 - Google Patents

マルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，マルチプロトコルラベルスイッチングベースのマルチキャストルーチングプロトコルに関し，さらに詳細には，マルチプロトコルラベルスイッチング(ＭＰＬＳ：Multi-Protocol Label Switching)網におけるマルチキャスト(multicast)トラフィック伝送のために設定されたツリーパス上におけるポイント対マルチポイント(point-to-multipoint)トラフィックルーチング(routing)方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＰＬＳは，インターネットプロトコル(ＩＰ)ネットワークから伝送されるトラフィックに対するサービス品質(Quality of Service：ＱｏＳ)を保障し，網資源を有効に活用するためのトラフィックエンジニアリング(Traffic Engineering)方法として最近脚光を浴びている技術である。
【０００３】
ＭＰＬＳトラフィックエンジニアリングは，使用者のＩＰパケットに対する様々なＱｏＳ要求をより適切に収容するために，各種の方法でラベルスイッチ経路(ＬＳＰ：Label Switched Path)を決定する。かかるＬＳＰは，単一イングレス(ingress)から単一イーグレス(egress)を連結するポイント対ポイント(point-to-point)経路である。
【０００４】
一方，ＩＰ基盤の急速な成長に伴って，ＶｏＩＰ，ＶＯＤ，ＡＯＤ，インターネット映画および画像会議などの様々なマルチメディアサービスに対する要求が増加しつつある。かかるマルチメディアサービスでは，ポイント対マルチポイント形態のサービスが要求される場合が多いが，ポイント対ポイントを連結するＬＳＰを使用してポイント対マルチポイント形態のマルチメディアサービスを提供するというのは，ネットワーク資源に対する活用および/またはサービス品質の管理側面から好ましくない。その理由は，ＬＳＰを利用してマルチキャスティングサービスを提供することは，ユニキャスト(unicast)によるマルチキャスティングであるからである。
【０００５】
現在，インターネットエンジニアリングタスクフォース(ＩＥＴＦ：Internet Engineering Task Force)には，既存のマルチキャスト用ＩＰプロトコルであるＰＩＭ−ＳＭ，ＰＩＭ−ＤＭを利用したＭＰＬＳラベル分配に対するインターネット草案(internet draft)が存在しており，ＭＰＬＳマルチキャストのための標準化作業が進行中である。
【０００６】
しかし，既存のマルチキャスティングプロトコルで使用されているツリーパスの決定は，受信者ベース(receiver-based)の方法なのでサービス提供者または使用者の意志を適宜反映し難く，そのため，ネットワーク資源を有効に使用することができない。このような資源の非効率的使用は，結果としてサービス品質の劣化につながる。
【０００７】
かかる問題点を解決するために，本願出願人は，マルチプロトコルラベルスイッチング網におけるマルチキャスティングのための根源地ベースのトラフィック経路決定方法を，大韓民国特許出願第２００１−６５７９８号(２００１年１０月２４日付)，２００１−６５７９９号(２００１年１０月２４日付) ，および２００１−６５８００号(２００１年１０月２４日付) に開示したことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は，従来のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，マルチプロトコルラベルスイッチング網におけるマルチキャスティングのための根源地ベースのポイント対マルチポイントトラフィック経路決定時，その決定されたトラフィック経路上における順方向および逆方向トラフィックをルーチングすることの可能な，新規かつ改良されたマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，マルチプロトコルラベルスイッチング(ＭＰＬＳ)方式が適用されたデータ通信網のあるノードにおいて，決定されたツリーパスのトポロジーに対する情報を含むオブジェクトを持つメッセージを受信すると，かかるトポロジーに対する情報に基づいて分岐ノードか否かを判断し，かかる判断結果に基づいて受信されたメッセージを複写してトポロジーによる二つ以上の次のノードに伝送することを特徴とする，マルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイントトラフィックルーチング方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１１】
本発明におけるマルチキャストのための経路とは，ポイント対マルチポイント(point-to-multipoint)を連結するツリー(tree)のことであって，以降では“ツリーパス”と略称する。つまり，ＭＰＬＳネットワークにおけるツリーパスとは，単一イングレスルータから複数のイーグレスルータまでの連結経路を意味するものであって，ラベルスイッチツリー(label switched tree：ＬＳＴ)という新規用語として定義して使用するものとする。
【００１２】
図１は，ＭＰＬＳ方式が適用されたデータ通信網の一例を示す図である。本発明の実施形態の該当網１００は，複数のルータから構成される。かかる複数のルータのうち，任意のデータトラフィックに対して網１００の入口として機能するルータをイングレス(Ingress)ラベルエッジルータ(Label Edge Router：ＬＥＲ)１１０と称し，出口として機能するルータをイーグレス(Egress)ラベルエッジルータ(Label Edge Router)１２０と称する。また，かかるイングレスＬＥＲ１１０とイーグレスＬＥＲ１２０との間に中間経路のノードの役割をする一つ以上のルータをラベルスイッチングルータ(Label Switching Router：ＬＳＲ)１３０と称し，かかるイングレスＬＥＲ１１０からラベルスイッチングルータＬＳＲ１３０を経て，イーグレスＬＥＲ１２０まで決定されたトラフィック経路をラベルスイッチパス(Label Switch Path：ＬＳＰ)ＬＳＰ１，ＬＳＰ２と称する。かかるラベルスイッチパスＬＳＰは，イングレスＬＥＲ１１０から入ってくるトラフィックに対して決定され，同図において，例えば，ラベルスイッチパスＬＳＰ１は，１１０→１３２→１３３→１２０に決定された経路を示し，ラベルスイッチパスＬＳＰ２は，１１０→１３１→１２０に決定された経路を示す。
【００１３】
図２は，本発明の実施形態で適用されるＭＰＬＳベースのマルチキャストツリーパス，つまりラベルスイッチツリーＬＳＴに対する例示図である。本図に示すように，一つのイングレス(Ingress)からイーグレス１(Egress1)，イーグレス２(Egress2)およびイーグレス３(Egress3)にマルチキャストが要求されるマルチキャストトラフィックが，根源地としての前述のイングレスに到着した場合，かかるイングレスで到着したマルチキャストトラフィックの伝送のために決定された二つのツリーパスＬＳＴ１，ＬＳＴ２，または一つのツリーパスＬＳＴ１と一つの代替ツリーパスＢＴ(Backup Tree)がある。
【００１４】
すなわち，太い実線で表した‘イングレスIngress→ＬＳＲ１２→ＬＳＲ１５→イーグレスEgress１，２，３'の経路は，第１ツリーパス(ＬＳＴ１)であり，点線で表したイングレスIngressからイーグレスEgress１，２，３への経路は，第２ツリーパス(ＬＳＴ２)または代替ツリーパス(ＢＴ)である。いずれの各ツリーパスとも根源地ベースのツリーパスであって，マルチキャストトラフィックに対する要求があるとき，前述のイングレスによって決定される。
【００１５】
このように第１ツリーパスＬＳＴ１と第２ツリーパスＬＳＴ２(または，ＢＴ)は，イングレスIngressからイーグレスEgress１，２および３までのマルチキャストトラフィックを伝送するためのツリーパスである。本発明の本実施形態では，かかるツリーパスを決定してトラフィックを伝送するとき，そのツリーパス上におけるトラフィックをルーチングするためのＭＰＬＳベースマルチキャストルーチングプロトコル(ＭＭＲＰ：MPLS-based Multicast Routing Protocol)を定義する。
【００１６】
すなわち，仮にマルチキャスティングのためのツリーパスが一つであれば第１ツリーパスＬＳＴ１のためのプロトコルであり，二つのツリーパスを利用する場合では，第１ツリーパスＬＳＴ１と第２ツリーパスＬＳＴ２のためのものであり，一つのツリーパスと代替ツリーパスを持つ場合では，第１ツリーパスＬＳＴ１とバックアップツリー上におけるトラフィックルーチングのためのものである。
【００１７】
図３および図４は，本発明によるＭＭＲＰの概念的な動作過程を例示したネットワーク図である。同図において，イングレス(Ingress)ノード１からイーグレス(Egress)ノード４，５にＭＰＡＴＨメッセージが順方向に伝達される過程および逆方向にＭＲＥＳＶメッセージが伝送される過程を示す。本実施形態では，ＭＰＡＴＨとＭＲＥＳＶメッセージは，ＲＳＶＰ−ＴＥ(Resource ReServation Protocol Traffic Engineering)をベースとした既存のパス(PATH)メッセージとリザーブ(RESV)メッセージに，本発明の実施形態による図５のＭＲＯ(Multicast Route Object)と図７のＭＭＲＯ(Multicast Reverse Route Object)をそれぞれ追加したメッセージを意味する。以下の説明では，ＭＭＲＰ内のメッセージをＭＰＡＴＨとＭＲＥＳＶと命名して既存のメッセージ(ＰＡＴＨ，ＲＥＳＶ)と区分するものとする。
【００１８】
ＭＰＡＴＨメッセージが定められたツリーパスに沿ってダウンストリーム(downstream)方向，つまり順方向に伝送されるとき，分岐ノード(または，複写(copy)ノードやブランチ(branch)ノードともいう)２，３でメッセージ複写が発生し，アップストリーム(upstream)，つまり逆方向の場合は，結合ノード(merge node)２，３でＭＲＥＳＶメッセージが併合(merge)されるが，図３と図４を比較してみるとき，分岐ノード２，３と結合ノード２，３は，同一のノードである。
【００１９】
本発明の実施形態のＭＭＲＰによって，前述のＭＰＡＴＨメッセージが持つオブジェクトは，既存ＲＳＶＰ−ＴＥのパスメッセージのオブジェクトに加えて，図５のように新規に定義されたマルチキャストルートオブジェクト(Multicast Route Object：ＭＲＯ)をさらに有する。
【００２０】
図５に示すように，本実施形態においてＭＲＯは，情報の長さ/形態(Lenth(type))，情報分類番号(Class-Num)，セットアップ優先順位(Setup priority)，保持優先順位(Hold priority)などの情報を有する。また，本実施形態におけるＭＲＯは，設定されるツリーパスの区分のための情報であって，例えば該当するツリーパスが単一ツリーパス，複数ツリーパスおよび代替ツリーパスのうちのいずれかを区分するツリー区分情報(Tree ID)と，ツリーパス決定アルゴリズムから得られたデータであって，該当ツリーパスのために必要な帯域幅を指示する帯域幅指定情報(Required Reservation Bandwidth)と，該当ツリーパス上の経路に対する帯域予約方法を明示する帯域予約情報(RSV style)と，および該当ツリーパスのトポロジー(topology)を表すものであって，ツリーパス決定アルゴリズムからなるトポロジー情報(On TreeNode IDs)とを有する。ツリーパスが図３(図４)のように定められたとき，図５のオブジェクトの‘トポロジー情報’フィールドには，図６のようなマトリクス情報が設けられている。
【００２１】
図３の２番ノードに，図６のようなトポロジー情報を持つメッセージが到着した場合には，かかるノード２は，前述のトポロジー情報(On TreeNode IDs)を探索(マトリクス資料構造の列を確認)して自分が分岐ノードであることを認識し，かかるトポロジー情報に基づいて３番ノードと６番ノードに分岐して送るメッセージ複写を実行する。このとき，３番ノードには，図６の部分１(part1)だけを，ノード６には，部分２(part2)だけを複写して送ってもよい。同方法でノード３は，ノード４とノード５にＭＰＡＴＨメッセージを複写して送る。
【００２２】
分岐ノード２，３がメッセージを複写して送るとき，自分以前のトポロジー情報(On TreeNode IDs)は，送らずに，自分を含む以降のトポロジー情報に対してのみＭＲＯの該当フィールドに付け加えて送ることができる。このようにするとノードの負担は，増加するが，伝送されるメッセージの量は，減らすことができる。
【００２３】
次に，前述の分岐ノード２，３は，ＭＰＡＴＨメッセージを複写して伝送した後に，図７のようなオブジェクトを含むＭＲＥＳＶを受けるまでの時間を測定する。かかる動作は，一定時間が経過した後にも自分がメッセージを複写して伝送した下位ノードから応答メッセージがないと，これに対するエラーを根源地ノードであるイングレスノード１側に知らせるためである。
【００２４】
図４に示す結合ノード(merge node)２，３は，自分がメッセージを複写して送った一つまたはそれ以上の下位ノード(例えば，ノード２の場合は，ノード３，６，ノード３の場合は，ノード４，５)から本発明によって新規に定義された図７のようなマルチキャストリバースルートオブジェクト(ＭＲＲＯ：Multicast Reverse Route Object)を持つメッセージを受けてＭＲＲＯを検査した後，自分の使用可能な帯域幅を決定する。しかし，特別な場合を除いては，図５のＭＲＯにある要求帯域幅によって資源予約が行われる。その理由は，ツリーパスを計算するとき可能な帯域幅を考慮してツリーパスを決定したためである。
【００２５】
図７に示すように，本実施形態におけるＭＲＲＯは，情報の長さ/形態(Lenth(type))と，情報分類番号(Class-Num)と，設定されるツリーパスの区分のための情報であって，例えば該当するツリーパスが単一ツリーパス，複数ツリーパスおよび代替ツリーパスのうちいずれか区分するツリー区分情報(Tree ID)と，該当ノードより下位ノードによって予約された資源情報を表す予約帯域幅情報(Reserved Bandwidth)(これに基づいて結合ノードは，資源予約を決定する)と，図５のＭＲＯのトポロジー情報に対応する情報であって，かかるトポロジー情報をそのまま使用することができ，ブランチノードまでの経路を表すブランチ情報(To BranchNode IDs)と，およびその他の特別な事項を追加できるようにするためのフィールド(Others)とから構成される。
【００２６】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によるマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法は，マルチキャストのために決定されたトラフィック経路上における順方向および逆方向トラフィックのルーチングのためのメッセージ形態をＩＥＴＦで標準化が進んでいるＲＳＶＰ−ＴＥプロトコルを拡張して利用するため，マルチキャスティングで必ず表れる分岐ノード(copy node)および結合ノード(merge node)における動作および全体的なメッセージのルーチング過程を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＰＬＳ方式が適用されたデータ通信網の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態で適用されるＭＰＬＳベースのマルチキャストツリーパスに対する例示図である。
【図３】本発明の実施形態によるＭＭＲＰの概念的な動作過程を示す図である。
【図４】本発明の実施形態によるＭＭＲＰの概念的な動作過程を示す図である。
【図５】本発明の実施形態によって新規に定義されたマルチキャストルートオブジェクト(ＭＲＯ)の情報フォーマットである。
【図６】図３と図４のツリーパスに対するトポロジー情報を示す図である。
【図７】本発明の実施形態によって新規に定義されたマルチキャストリバースルートオブジェクト(ＭＲＲＯ)の情報フォーマットである。
【符号の説明】
１００：マルチプロトコルラベルスイッチング方式の適用されたデータ通信網
１１０：イングレスラベルエッジルータ
１２０：イーグレスラベルエッジルータ
１３０，１３１，１３２，１３３，ＬＳＲ：ラベルスイッチルータ
ＬＳＴ１，ＬＳＴ２：ラベルスイッチツリー(または，ツリーパス)
ＢＴ：代替ツリーパス

Claims (12)

  1. マルチプロトコルラベルスイッチング(ＭＰＬＳ)方式が適用されたデータ通信網のあるノードにおいて，
    決定されたツリーパスのトポロジーに対する情報を含むオブジェクトを有するメッセージを受信する第１段階と；
    前記トポロジーに対する情報に基づいて分岐ノードか否かを判断する第２段階と；および
    前記第２段階での判断結果に基づいて前記受信されたメッセージを複写して前記トポロジーによる二つ以上の次のノードに伝送する第３段階と；を含めて構成され、
    前記オブジェクトは，前記決定されたツリーパスのトポロジーの他に，該当ツリーパスの区分のためのツリー区分情報と，前記該当ツリーパスの帯域幅を指定する帯域幅指定情報と，前記該当ツリーパス上の経路に対する帯域予約方法を明示する帯域予約情報と，を含み，
    前記第３段階は，前記トポロジーに対する情報のうち前記次のノードが含まれたトポロジー情報だけを分割して前記次のノードに伝送することを特徴とする，マルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  2. 前記ツリー区分情報は，前記該当ツリーパスを単一ツリーパス，複数ツリーパスおよび代替ツリーパスのうち一つに区分するための情報であることを特徴とする，請求項１に記載のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  3. 前記第２段階は，前記トポロジー情報に自分を識別するための情報が複数個ある場合に分岐ノードと判断することを特徴とする，請求項１に記載のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  4. 前記第２段階で分岐ノードと判断されるノードは，逆方向トラフィックメッセージに対して結合ノードとして作用することを特徴とする，請求項１に記載のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  5. 前記メッセージは，前記オブジェクトの他にも，ＲＳＶＰ−ＴＥ(Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ)をベースとした既存のパス(Ｐａｔｈ)メッセージの持つ情報と同一の情報を持つことを特徴とする，請求項１に記載のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  6. 前記二つ以上の次のノードから，自分より下位ノードによって予約された資源情報を表す予約帯域幅情報，および前記トポロジー情報に対応する情報であってブランチノードまでの経路を表すブランチ情報を含むリバースオブジェクトを持つ逆方向メッセージを受信して併合する第４段階をさらに含めて構成されることを特徴とする，請求項１に記載のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  7. 前記第４段階は，前記受信されたリバースオブジェクトを検査して使用可能な帯域幅を決定する工程をさらに有することを特徴とする，請求項６に記載のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  8. 前記帯域幅決定は，前記予約帯域幅情報に基づいて実行されることを特徴とする，請求項７に記載のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  9. 前記逆方向メッセージは，前記リバースオブジェクトの他に，前記ＲＳＶＰ−ＴＥをベースとした既存のリザーブ(ＲＥＳＶ)メッセージの持つ情報と同一の情報を持つことを特徴とする，請求項６に記載のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  10. 前記メッセージ伝送後，これに対応する逆方向トラフィックメッセージの受信時までの時間を測定する第４段階をさらに含めて構成されることを特徴とする，請求項１に記載のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  11. 前記第４段階は，前記測定された時間が既設定された時間を超える場合，伝送エラーを，前記メッセージを伝送した以前ノードに知らせることを特徴とする，請求項１０に記載のマルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
  12. マルチプロトコルラベルスイッチング(ＭＰＬＳ)方式が適用されたデータ通信網のあるノードにおいて，
    決定されたツリーパスのトポロジーに対する情報を含むオブジェクトを有するメッセージを受信する第１段階と；
    前記トポロジーに対する情報に基づいて分岐ノードか否かを判断する第２段階と；および
    前記第２段階での判断結果に基づいて前記受信されたメッセージを複写して前記トポロジーによる二つ以上の次のノードに伝送する第３段階と；を含めて構成され，
    前記オブジェクトは，前記決定されたツリーパスのトポロジーの他に，該当ツリーパスの区分のためのツリー区分情報と，前記該当ツリーパスの帯域幅を指定する帯域幅指定情報と，前記該当ツリーパス上の経路に対する帯域予約方法を明示する帯域予約情報と，を含み，
    前記第３段階は，前記トポロジーに対する情報のうち以前ノードの含まれたトポロジー情報は，削除して前記次のノードに伝送することを特徴とする，マルチプロトコルラベルスイッチングベースのポイント対マルチポイント・トラフィックルーチング方法。
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