JP4661892B2 - 通信ネットワークシステム、通信装置、経路設計装置及び障害回復方法 - Google Patents

Description

本発明は、障害が発生した際に迂回路に切り替える通信ネットワークシステム、通信ネットワークシステムを構成する通信装置、経路設計装置及び障害発生時の障害回復方法に関し、特に複数の障害が一定時間内に同時に発生した通信ネットワークシステムにおいて、複数の障害箇所を考慮して最低限のネットワークリソースを使って高速迂回が可能であり、かつ障害の復旧時に元の状態に復帰可能な通信ネットワークシステム、通信装置、経路設計装置及び障害回復方法に関する。

通信ネットワークでの従来の障害回復方式の一例が、非特許文献１、および特許文献１に記載されている。この通信ネットワークでの従来の障害回復方式は、非特許文献１に記載されているように、１＋１プロテクション（１＋１ Unidirectional/Bidirectional Protection）、１：１プロテクション（1：1 Protection）、事前予約型リストレーション（Shared Mesh Restoration）、パス再ルーティング（LSP Re-routing）がある。

これらの障害回復方式のうち，パス再ルーティング以外は、現用経路に対して、事前に予備経路を決定する方式であるため、現用経路と予備経路が同時に障害となる多重障害の場合には障害の迂回に失敗する。このため、多重障害が発生した場合は、特許文献１に記載されているようにパス再ルーティングが適用されていた。

特許文献１では、プロテクションに失敗した場合に、GMPLS制御部を元にパス再ルーティングすることが記載されている。このような従来技術では、通信装置は、ルーティングプロトコル部、ルーティングプロトコル部から通知される各リンクの空き帯域や障害の有無を保持するトポロジDB、およびパスを制御するシグナリングプロトコル部から構成されている。

なお、特許文献1では、トポロジDBはフォワーディングDB、シグナリングプロトコルはGMPLS制御部として記載されている。このような構成を有する通信装置を使ったときの従来のパス再ルーティングは、次のように動作する。
障害通知を受信した後、現用パスの削除を実行する。次に、ルーティングプロトコルが収集したトポロジDBを参照して障害箇所を含まない迂回路を計算し、シグナリングプロトコルにより迂回路に沿って新規パスを設定することにより通信障害を回復する。
J. Lang, Y. Rekhter, D. Papadimitriou，" RSVP-TE Extensions in Support of End-to-End Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Recovery,"IETF RFC4872. 5章-11章． 特開２００２−１２５７１１号公報

しかしながら，このようなパス再ルーティングでは，以下のような問題があった。
第１の問題点は、障害が発生しルーティングプロトコルにより障害箇所が通知されるまでに時間がかかるため、迂回路を計算するために一定時間待機する必要があり、障害の回復に時間がかかるということである。

さらに、ルーティングプロトコルが収束したかどうかを検知することは不可能であるため、始点通信装置のトポロジDBを参照して計算した迂回路に障害が発生しているかどうかはわからない。このため、多重障害が発生した場合は、現用パス上にはない障害箇所を含む経路を計算する可能性があるため、計算された経路の信頼性にかけるという問題があった。

さらに、第２の問題点は、迂回動作が分散的に行われるために、複数の現用パスが同時に障害になった場合、中間通信ノードでネットワークリソースの競合が発生する可能性があることである。例えば、図１４に示すネットワークにおいて、通信装置B-C間のリンク、および通信装置B-F間のリンクが同時に障害になった場合を示す。

ここで、現用パス１１００の迂回路は通信装置Ａで、現用パス１２００の迂回路は通信装置Ｄで計算される。この迂回路計算において、通信装置ＡおよびＤでは、互いの迂回路を考慮しないので、通信装置Ｄ−Ｅ間のリンク、又は通信装置Ｅ−Ｂ間のリンクが1本分の迂回パスのみしか設定できない帯域しか残っていない帯域不足リンクの場合でも、互いに競合する経路を最短経路計算として計算する。このため、片方の迂回パスの設定に失敗する。

さらに、第３の問題点は、障害が復旧した後に現用パスが使用していた元の経路に切り戻すことができないということである。これは、障害となった現用パスが使用している障害区間以外のネットワークリソースを再利用するために迂回パス設定のために現用パスを削除する必要があるためである。
一般的に、現用パスは、ネットワークが正常に動作している範囲では、最適な経路に設定されていることが多く、全ての障害が復旧した後に、元の現用パスの経路に切戻せないということは、最適な運用状態に復元することができないということを意味する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ルーティングプロトコルの収束時間に無関係であり、かつ多重障害の場合においても、迂回パスの設定においてリソース競合なく複数のパスを迅速に迂回できる通信ネットワークシステム、通信装置、経路設計装置及び障害回復方法を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、障害復旧後に迂回経路を元の現用経路に復元できる通信ネットワークシステム、通信装置、経路設計装置及び障害回復方法を提供することを第２の目的とする。

本発明の通信ネットワークシステムは、トラヒックの方路を切替えるスイッチ部を具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクと、異なる現用パスに対応する複数の迂回パスの計算において、障害発生時に互いに競合しないように迂回パスの経路を計算する経路設計装置とを有する通信ネットワークシステムであって、始点通信装置と終点通信装置間でトラヒックを転送している運用パスに対応する前記運用パスと異なる経路の複数の迂回パスの情報を予め始点通信装置に保持し、前記経路設計装置は、前記異なる現用パスに対応する複数の迂回パス間で伝送リンクに帯域不足による競合が発生する場合、当該伝送リンクを優先的に利用できる優先利用権を何れかの迂回パスに付与し、前記優先利用権を取得しなかった迂回パスの情報を保持する始点通信装置に、当該優先利用権を取得しなかった迂回パスに関連付けて、前記優先利用権を取得した迂回パスに対応する現用パスの各伝送リンクを示す情報を調停リンクとして応答し、前記運用パスに影響を与える障害が発生したときに障害発生の通知を受けた前記始点通信装置が、複数の迂回パスの中から切り替え可能かつ調停リンクに障害が発生していない迂回パスのうち最も優先度の高い迂回パスを選択した後、前記選択した迂回パスの経路に沿って通信装置の帯域の確保およびクロスコネクトを行うことにより障害を回復することを特徴とする。

また、本発明の通信ネットワークシステムにおける前記複数の迂回パスは、帯域の確保およびクロスコネクト設定を実行しない通信装置によって構成されるパスであり、前記迂回パスに影響を与える障害が発生した際に、該障害を検出した通信装置または、該障害の通知を受けた通信装置が前記始点通信装置に障害位置を通知することを特徴とする。

また、本発明の通信ネットワークシステムにおいて、前記始点通信装置は、前記迂回パスに対して要求帯域“０”のシグナリングメッセージを発行することを特徴とする。

また、本発明の通信ネットワークシステムは、前記始点通信装置は、運用パスを保存する運用パスデータベースと、迂回パスの情報を保存する迂回パスデータベースとを有し、前記迂回パスへの切替において、運用パスとして利用されていた現用パスの情報を障害中の迂回パスとして前記迂回パスデータベースに移動させて保持し、かつ運用パスとして利用する迂回パスの情報を前記運用パスデータベースに移動させて保持し、該迂回パスの情報を参照して、シグナリングを行うことにより運用パスとして設定するとともに、障害復旧後に前記迂回パスデータベースに保持していた前記現用パスの情報を運用パスデータベースに移動させて保持し、該現用パスの情報を参照して前記現用パスに切り戻すことを特徴とする。

また、本発明の通信装置は、主信号を所定の伝送フォーマットに変換して送受信する複数の伝送インターフェースと、該伝送インターフェースから送信された主信号の合波または受信信号の分波を行う合分波部および主信号の方路を切替えるスイッチ部とを具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクと、異なる現用パスに対応する複数の迂回パスの計算において、障害発生時に互いに競合しないように迂回パスの経路を計算する経路設計装置とを有する通信ネットワークシステムの通信装置であって、始点通信装置と終点通信装置間でトラヒックを転送している運用パスに対応する前記運用パスと異なる経路の複数の迂回パスの経路を管理するパス管理手段と、トラヒックを転送している運用パスに障害が発生したときに前記パス管理手段が管理する複数の迂回パスの候補の中から切替可能かつ調停リンクに障害が発生していない迂回パスのうち最も優先度の高い迂回パスを選択する迂回パス選択手段と、前記パス管理手段が管理する運用パスを迂回パスに設定し、前記迂回パス選択手段により選択された迂回パスの経路に沿って通信装置の帯域の確保およびクロスコネクトを行うシグナリング手段とを有し、前記調停リンクは、前記異なる現用パスに対応する複数の迂回パス間で伝送リンクに帯域不足による競合が発生する場合に、当該伝送リンクを優先的に利用できる優先利用権を前記経路設計装置によって付与された迂回パスに対応する、現用パスの各伝送リンクのことであることを特徴とする。

また、本発明の通信ネットワークシステムの経路設計装置は、トラヒックの方路を切替えるスイッチ部を具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクとを有する通信ネットワークシステムの経路設計装置であって、前記経路設計装置は、前記通信ネットワークのトポロジ情報を参照して、始点通信装置から終点通信装置までの経路を計算する経路計算部と、異なる現用パスに対応する複数の迂回パス間で伝送リンクに帯域不足による競合が発生する場合、当該伝送リンクを優先的に利用できる優先利用権を何れかの迂回パスに付与する優先利用権付与部と、前記優先利用権を取得しなかった迂回パスの情報を保持する始点通信装置に、当該優先利用権を取得しなかった迂回パスに関連付けて、前記優先利用権を取得した迂回パスに対応する現用パスの各伝送リンクを示す情報を調停リンクとして応答する迂回路調停部とを有することを特徴とする。

また、本発明の通信ネットワークシステムの障害回復方法は、トラヒックの方路を切替えるスイッチ部を具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクと、異なる現用パスに対応する複数の迂回パスの計算において、障害発生時に互いに競合しないように迂回パスの経路を計算する経路設計装置とを有する通信ネットワークシステムの障害回復方法であって、始点通信装置と終点通信装置間でトラヒックを転送している運用パスに対応する前記運用パスと異なる経路の複数の迂回パスを設定し、前記異なる現用パスに対応する複数の迂回パス間で伝送リンクに帯域不足による競合が発生する場合、当該伝送リンクを優先的に利用できる優先利用権を何れかの迂回パスに付与し、前記優先利用権を取得しなかった迂回パスの情報を保持する始点通信装置に、当該優先利用権を取得しなかった迂回パスに関連付けて、前記優先利用権を取得した迂回パスに対応する現用パスの各伝送リンクを示す情報を調停リンクとして応答し、前記運用パスに影響を与える障害が発生したときに複数の迂回パスの中から切り替え可能かつ調停リンクに障害が発生していない迂回パスのうち最も優先度の高い迂回パスを選択した後、迂回パスの経路に沿って通信装置の帯域の確保およびクロスコネクトを行うことにより障害を回復することを特徴とする。

また、本発明の通信ネットワークシステムの障害回復方法は、前記迂回パスへの切替において、運用パスとして利用されていた現用パスの情報を障害中の迂回パスとして保持し、障害復旧後に前記現用パスに切り戻すことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、迂回する経路候補上に帯域を確保しないパスを設定し、影響のある障害のみを考慮して切替を実行する通信装置に通知できるようにしたので、単一の障害のみならず、複数の障害が発生した場合にでも、ルーティングプロトコルを使わずに迅速に障害箇所を把握して、迂回パスを設定できる。

また、本発明によれば、迂回調停機能により複数の迂回パスを設計可能にしたので、複数の障害が発生した場合に、複数の迂回パスの間でネットワークリソースの競合を発生させることなくすべての迂回路を設定できる。
さらに、本発明によれば、現用パスと迂回パスを別の情報として管理し、障害発生中の現用パスを迂回パスDBに保持しておくことにより、障害復旧後に切り戻しができるようにしたので、障害が復旧した後、元の経路に切り戻しすることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図 １、図２、および図３に、本発明の第１の実施形態に係る通信ネットワークシステムの構成、通信装置の構成、および迂回路調停装置（経路設計装置）の構成をそれぞれ示す。
図 1に示すネットワーク50は、通信装置１００−ｉ(ここで、ｉは通信装置の識別子を示す)、および通信装置間を接続する伝送リンク９０−ｉｊ(ここで、ｉおよびｊは伝送リンクの両端点の通信装置識別を示す)から構成され、迂回路調停装置１４０はネットワーク上で迂回経路を調停するために配備されている。

図 ２に示す通信装置１００は、大きく分けて通信装置制御ハードウェア部１１０と通信装置制御ソフトウェア部１２０から構成される。通信装置制御ソフトウェア部１２０は、プロセッサ、および揮発/不揮発メモリを有する制御基盤上で動作するが、ここで、制御基盤の構成は特に図示しない。

通信装置制御ハードウェア部１１０は、主信号の方路を切り替えるスイッチ部１１１、スイッチ部１１１により切り替えられた主信号を所定の伝送フォーマットに変換して送受信する伝送インターフェース部（以下、伝送Ｉ／Ｆ部と記す。）１１２、クライアント装置と接続され所定の伝送フォーマットを有するクライアントインターフェース部（以下、クライアントＩ／Ｆ部と記す。）１１３、および、伝送Ｉ／Ｆ部１１２から送信された主信号の合波または受信信号の分波を行う合分波部１１４からなる。

ここで、伝送Ｉ／Ｆ部１１２およびクライアントＩ／Ｆ部１１３の伝送フォーマットとしては、例えば、異なる光波長、ＯＴＮ（Optical Transport Network）、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy）、Ethernet（登録商標）や、ATM（Asynchronous Transfer Mode）、ＦＲ（Frame Relay）などがある。
さらに、伝送リンクの一部のチャネルを使って隣接する通信装置間で制御信号をやり取りするためのインバンド制御線１２９を備える。

通信装置制御ソフトウェア部１２０は、通信装置間でパスの設定やパス障害の通知を行うシグナリングプロトコルを具備するシグナリング手段１２６とシグナリングプロトコルが制御情報を交換するための制御インターフェース部（以下、制御Ｉ／Ｆ部と記す。）１２７を備える。ここで、シグナリングプロトコル部の例としてＲＳＶＰ−ＴＥやＣＲ−ＬＤＰなどがある。

また、制御Ｉ／Ｆ部１２７は、主信号が伝送される伝送リンク９０とは別の線であるアウトバンド制御線１２８、または主信号と同じ伝送リンクに多重されるインバンド制御線１２９のいずれか、もしくは双方の制御線により制御情報を送受信することが可能である。

さらに、通信装置制御ソフトウェア部１２０は、設定されている運用パスや迂回パスを管理するパス管理部１２１、スイッチ部１１１と伝送Ｉ／Ｆ部１１２およびクライアントＩ／Ｆ部１１３の制御やこれらの障害を検出するＸＣ制御監視部１２３、ＸＣ制御監視部１２３で検出された障害が運用パスや迂回パスに影響を及ぼす場合に障害の通知先を管理する障害通知先管理部１２２、パス障害の解析を行う障害リンク解析部１２３から構成される。

また、運用パス／迂回パスが通過するすべての通信装置において、障害時の通知先（始点通信装置）は通知先データベース（以下、通知先ＤＢと記す。）１３３に保存され、パスの切替を実行する通信装置では、運用パスおよび迂回パスは運用パスデータベース（以下、運用パスＤＢと記す。）１３１と迂回パスデータベース（以下、迂回パスＤＢと記す。）１３２にそれぞれ保存される。

次に、迂回路調停装置１４０の構成について、図 ３を参照して説明する。迂回路調停装置１４０は、運用パスと迂回パスの経路設計の要求を受け付ける要求受信部１４３と、要求された区間の経路を計算する経路計算部１４１、および異なる現用パス間での計算された迂回パスの経路を調停する迂回路調停部１４２から構成される。

さらに、経路計算部１４１で経路を計算するときに必要なトポロジ情報１４７や、すでにネットワークに設定済みの全ての現用パス情報１４５と全ての迂回パス情報１４６を保持している。これらの情報は、迂回路調停装置１４０で管理されるか、もしくはＮＭＳ（Network Management System）などの外部のサーバで保持されている情報を取得するものとする。

次に、図２の通信装置構成を参照しながら、図４、図５のフローチャートを参照して本発明の実施形態に係る通信ネットワークシステムの全体の動作について説明する。
本発明の実施形態で設定されるパスには、実際にネットワークリソースを確保する運用パスと、ネットワークリソースを確保せず、障害の通知の目的で設定された迂回パスがある。障害が発生していない状態では、現用パスが運用パスとして利用され、運用パスが障害になった際にパス再ルーティングに使用される可能性のあるパスの候補は、切替端点の通信装置で迂回パスとして扱われる。

また、本実施形態の説明で使われる現用パスとは、障害が発生していない状態で最初に運用パスとして設定されるパスを表す。
図４は運用パスおよび迂回パスのパス設定の手順を示すフローチャートである。
トラヒックのデマンド情報や通信サービスの開通要求などにより、始点通信装置と終点通信装置間にパスを設定する要求に応じて、パスの始点通信装置と終点通信装置の間に実際にトラヒックを流す運用パスおよび、運用パスが障害になった場合の迂回パスの経路を迂回路調停装置１４０にて計算する（Ｓ３０１）。

ここで、迂回路調停装置１４０は、迂回経路の最適化のために利用されるものであり、比較的小さな通信ネットワークにおいて管理者が経路を考え設定できるような場合は、必要不可欠な機能ではない。
次に、パスの設定要求を受けた始点通信装置では、パスの運用/迂回の属性を判定して(Ｓ３０２)、運用パスである場合は、運用パスの経路情報を運用パスＤＢ１３１に保存した後、計算された経路に沿ってシグナリング手段１２６がシグナリングメッセージを往復させる。

シグナリングメッセージの往復の過程において、各通信装置のシグナリング手段１２６はシグナリングメッセージを受信すると、パス管理部１２１では要求されたパス帯域情報とリンクの空き情報を参照しながら、ラベルと呼ばれるネットワークリソースを割り当てる（Ｓ３０３）。
さらに、割り当てたラベル情報を元に、ＸＣ制御監視部１２３を介して、スイッチ部１１１のクロスコネクト設定を行う（Ｓ３０４）。

また、クロスコネクト設定を行うと同時に、障害通知先管理部１２２は、障害を検出した場合にパス障害として通知する始点通信装置の情報（始点通信装置の識別子）を通知先ＤＢ１３３に保存する（Ｓ３０６）。
ステップＳ３０２において，迂回パスであった場合、始点通信装置では、迂回パスＤＢ１３２に経路情報を保存した後、計算された経路に沿ってシグナリング手段126が、要求帯域“０”のシグナリングメッセージを往復させる（Ｓ３０５）。

経路上の中間に位置する通信装置のシグナリング手段１２６がシグナリングメッセージを受信すると、障害を検出した場合にパス障害として通知する始点通信装置の情報（始点通信装置の識別子）を通知先ＤＢ１３３に保存する（Ｓ３０６）。
ここで，要求帯域“０”のシグナリングメッセージを発行する理由は、迂回パスであることを表し、受信した各通信装置においてリソースの確保、および、クロスコネクト設定を実行しないことを明示するためである。

本発明では，帯域“０”にすることによりリソースの確保およびクロスコネクト設定を実行しないことを明示したが、これに限定されることなく、例えば、シグナリングメッセージの特定の箇所にフラグを立てるなどにより代用可能である。
Ｓ３０６までのフローでパスの設定は終了した後、パスの監視を開始する（Ｓ３０７）。パスの監視において、障害を検出した場合（Ｓ３０８）、障害となったパスの始点通信装置を通知先ＤＢから検索し、シグナリング手段126を介して，障害となったパスの情報と障害箇所の情報を送信する。

次に、このように設定された運用パス、迂回パス上に障害を受信した場合の迂回動作について、図 ５を参照して説明する。パスの始点通信装置が、運用パスまたは迂回パスが設定された通信装置からパス障害を受信すると(Ｓ４０１)、まず運用パスの障害であるかどうかを検査する（Ｓ４０２）。障害通知が迂回パスであった場合は、障害が発生した箇所を解析して迂回パスの状態をＵｐからＤｏｗｎに更新して（Ｓ４０３）、終了する。

一方、障害通知が運用パスであった場合は、迂回パスの中で状態がＵｐの迂回パスのうち優先度の最も小さなパスを選択し（Ｓ４０４）、運用パスの経路に沿って帯域０でシグナリングしてリソースを開放した後、迂回パスの経路に沿ってシグナリングを実行することにより、帯域の確保およびクロスコネクトを行い、運用パスを設定する（Ｓ４０５）。

ステップＳ４０４において、複数地点が同時に障害になった場合は、迂回パスの状態更新が完了していない可能性があるため、状態を確実に更新するために迂回パスの選択を開始するまでに数１０ｍsec程度の待ち時間を設けることも可能である。
また、ステップS４０５において、障害になった現用パスの情報を運用パスDBから迂回パスDBに移動し、設定された迂回パスを迂回パスDBから運用パスDBに移動する処理を行う。

さらに、障害となった迂回パスが設定されているネットワークリソースを使って迂回パスが設定される場合、迂回パスのシグナリング時に、現用パスが確保していたネットワークリソース（ラベル）を迂回パスで置き換える。このとき、図６に示すように、現用パスの情報は、迂回パスＤＢに移動し、迂回パスＤＢの中で選択された迂回パスの情報が運用パスＤＢに移動する。このように、現用パスの情報を、迂回パスＤＢに保存しておくことにより、障害が復旧したときに、元の現用パスの経路に切戻すことが可能となる。

次に、複数の現用パス間で迂回経路を調停する迂回路調停装置（経路設計装置）１４０の動作について、図３と図７を用いて説明する。説明において、新たに経路設計を要求されたパスの現用パスを新規現用パス、迂回パスを新規迂回パスとよび、既に設定されている現用パスおよび迂回パスを既設定現用パス、既設定迂回パスと呼ぶ。

迂回路調停装置１４０では、始点通信装置、終点通信装置、帯域情報などが含まれるパス計算要求（Ｓ５００）に基づき経路計算部１４１で新規現用パスの経路、および新規迂回パスの経路を計算する（Ｓ５０１）。
次に、既設定迂回パスと新規迂回パスが、障害により運用パスとして選択された場合を仮定して、これらの迂回パスで利用されるリンクに帯域不足による競合が発生するかどうかを検査する（Ｓ５０２）。

新規迂回パス上で競合リンクがあった場合は、競合リンクを優先的に利用できる迂回パスを新規迂回パス、既設定迂回パスのなかから決定する。新規迂回パスが優先利用権を取得した場合、競合リンク利用している既設定迂回パスに対して、新規現用パスの経路を調停リンクとして応答する。
既設定迂回パスが優先利用権を取得した場合は、優先利用権を取得した既設定迂回パスの現用である既設定現用パスが設定されているリンクを新規設定の迂回パスの調停リンクとして応答する。

このように、迂回路調停装置において、迂回パスが迂回されたときに競合するリンクを検査し、調停することにより、多重障害が発生した場合においても、迂回パス間で競合することなく、全ての現用パスの障害を回復する経路を取得することが可能である。

上述した迂回動作の具体的な例を、図８から図１１を参照して、単一障害の場合、多重障害の場合、他のパスとの競合防止を必要とする多重障害の場合の各々について説明する。
まず、図８、図９を参照して、単一障害が発生した場合の切替例について説明する。図８は、単一障害が発生したときの選択される運用パス１０の迂回経路である迂回パス２０を示し、図９は、障害発生時の運用パスＤＢ１３１と迂回パスＤＢ１３２のパス情報（Ｔ４００）を示している。Ｔ４００に示されるパス情報は、障害が発生する前に経路が計算され、現用パスおよび、迂回パスとして、前述のシグナリング手順により設定されている。

ここで、リンクのコストの値は、１０であるとする。また重複度は、現在使用されている運用パスとの経路の重複度を示し、重複しているリンクのコストを減算した値が、パスのコストとして設定されている。
運用パス１０が設定されている通信リンクＢＣに障害が発生すると、通信装置Ｂまたは通信装置ＣのＸＣ制御監視部１２３が障害を検出して、運用パス１０の始点である通信装置Ａに障害通知を送信する。

障害通知を受け取った通信装置Ａは、障害通知に含まれる障害箇所の分析を行い、運用パスＤＢと迂回パスＤＢのパス情報の状態を更新する。更新された迂回パスＤＢのパス情報において、状態がＵｐのうち優先度が最も小さな優先度１の迂回パス（経路ＡＣ→ＣＥ→ＥＢ）を選択し、経路に沿ってシグナリングにより迂回パス２０を設定する。
このようにすることにより、迅速に迂回パスを設定し単一障害の迂回をすることが可能である。

次に、図１０、図１１を参照して多重障害が発生した場合の切替例について説明する。図１０は二重障害が発生したときの選択される運用パス１０の迂回経路である迂回パス３０を示す。図 １１は、障害発生時の運用パスＤＢ１３１と迂回パスＤＢ１３２のパス情報（Ｔ４２０）を示す。Ｔ４２０に示されるパス情報は、障害が発生する前に経路が計算され、現用パスおよび、迂回パスとして、前述のシグナリング手順により設定されている。
ここで、リンクのコストの値は１０であるとする。また重複度は、現在使用されている運用パスとの経路の重複度を示し、重複しているリンクのコストを減算した値が、パスのコストとして設定されている。

運用パス１０が設定されている通信リンクＢＣに障害が発生すると、通信装置Bまたは通信装置ＣのＸＣ制御監視部１２３が障害を検出して、運用パス１０の始点である通信装置Ａに障害通知を送信する。同時に、迂回パスが設定されている通信リンクＢＥ、通信リンクＢＦ、通信リンクＥＧ、通信リンクＡＤに障害が発生すると、各リンクに隣接する通信装置のＸＣ制御監視部１２３が障害を検出して、運用パス１０の始点である通信装置Ａに障害通知を送信する。

障害通知を受け取った通信装置Ａは、障害通知に含まれる障害箇所の分析を行い、運用パスＤＢと迂回パスＤＢのパス情報の状態を更新する。更新された迂回パスＤＢのパス情報において、状態がＵｐのうち優先度が最も小さな優先度４の迂回パス（経路ＡＣ→ＣＥ→ＥＤ→ＤＦ→ＦＧ→ＧＢ）を選択し、経路に沿ってシグナリングにより迂回パス３０を設定する。このように３つ以上の障害が同時に発生した場合おいても、迅速に迂回パスを設定し障害の迂回をすることが可能である。

次に、図１２、図１３を参照して複数のパスが設定されているネットワークにおいて、多重障害が発生した場合の切替例について説明する。図１２は二重障害が発生したときの選択される運用パス１０の迂回経路である迂回パス４０、および運用パス５０の迂回経路である迂回パス６０を示している。また、図１３は、通信装置Ａおよび通信装置Ｄでの障害発生時の運用パスＤＢ１３１と迂回パスＤＢ１３２のパス情報（Ｔ４３０とＴ４４０）を示している。

Ｔ４３０、Ｔ４４０に示されるパス情報は、障害が発生する前に経路が計算され、互いが干渉しないように調停リンク情報が付加されている。これらのパスは、運用パスおよび、迂回パスとして、前述のシグナリング手順により設定されている。ここで、リンクのコストの値は１０であるとする。また調停リンクは、他の運用パスの迂回路と干渉しないように設定される情報であり、重複度は、現在使用されている運用パスとの経路の重複度を示し、重複しているリンクのコストを減算した値が、パスのコストとして設定されている。

運用パス１０が設定されている通信リンクＢＣ、および運用パス５０が設定されている通信リンクＦＢに障害が発生すると、それぞれのリンクに隣接する通信装置のＸＣ制御監視部１２３が障害を検出して、運用パス１０の始点である通信装置Ａ、および運用パス５０の始点である通信装置Ｄに障害通知を送信する。
これと同時に、障害となった通信リンクに迂回パスが設定されてため、通信装置Ａおよび通信装置Ｄともに、運用パスの経路上以外の障害通知を受け取ることができる。

障害通知を受け取った通信装置Ａは、障害通知に含まれる障害箇所の分析を行い、運用パスＤＢと迂回パスＤＢのパス情報の状態を更新する。このとき、経路情報だけでなく、調停リンクの情報も更新する。更新された迂回パスＤＢのパス情報において、状態がUpでありかつ調停リンクに障害が発生していない経路のうち、優先度が最も小さな優先度1の迂回パス（経路ＡＣ→ＣＥ→ＥＢ）を選択し、経路に沿ってシグナリングにより迂回パス４０を設定する。

同様に、障害通知を受け取った通信装置Ｄは、障害通知に含まれる障害箇所の分析を行い、運用パスＤＢと迂回パスＤＢのパス情報の状態を更新する。このとき、経路情報だけでなく、調停リンクの情報も更新する。更新された迂回パスDBのパス情報において、状態がＵｐでありかつ調停リンクに障害が発生していない経路のうち、優先度が最も小さな優先度1の迂回パス（経路ＥＦ→ＦＧ→ＧＢ）を選択し、経路に沿ってシグナリングにより迂回パス６０を設定する。

このように2つ以上の障害が同時に発生した場合おいても、他のパスと競合することなく迅速に迂回パスを設定し障害の迂回をすることが可能である。
以上の具体例（実施例）に示したように、多様な障害に備え、帯域を確保しない複数の迂回パスを予め設定しておくことにより、多重障害の場合でも、迂回パスに関する障害箇所を高速に検出できるため、迅速な迂回パスの設定が可能である。
さらに、現在使われている運用パスとの重複度を考慮して、迂回パスのコストを決定することにより、最小限のネットワークリソースで、迂回パスの設定が可能となる。

本発明の実施形態では、現用パスの始点通信装置が迂回パスの設定を開始する構成および動作について説明したが、本発明は、これに限定されることなく、現用パスが設定された中間通信装置が迂回パスの設定を開始するセグメント迂回方式にも適用可能である。

本発明によれば、複数のノードからなる通信キャリアや企業内の通信ネットワークシステムにおいて、多重障害を救済する障害回復機能として適用できる。また、本発明の障害回復機能は、地理的に広域展開されているネットワークにとどまることなく、コンピュータ内のチップ間の通信といった用途にも適用可能である。

本発明の第１の実施の形態のネットワーク構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施の形態の通信装置の構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施の形態の迂回路調停装置の構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施の形態のパス設定の手順を示すフローチャート。 本発明の第１の実施の形態における障害の迂回手順を示すフローチャート。 本発明の第１の実施の形態における現用パスと迂回パスの情報入れ替えを示すブロック図。 本発明の第１の実施の形態における迂回経路調停の手順を示すフローチャート。 本発明の第１の実施の形態における単一障害の迂回例を示すブロック図。 本発明の第１の実施の形態における単一障害時の迂回パスの状態を示すテーブルの内容を示す図。 本発明の第１の実施の形態における多重障害の迂回例を示すブロック図。 本発明の第１の実施の形態における多重障害時の迂回パスの状態を示すテーブルの内容を示す図。 本発明の第１の実施の形態における複数パス調停での多重障害の迂回例を示すブロック図。 本発明の第１の実施の形態における複数パス調停での多重障害時の迂回パスの状態を示すテーブル。 従来のパス再ルーティングにおけるネットワークリソースの競合を示すブロック図。

符号の説明

５０ ネットワーク ９０ 伝送リンク
１００ 通信装置 １１０ 通信装置ハードウェア部
１１１ スイッチ部 １１２ 伝送I/F部
１１３ クライアントI/F部 １１４ 合分波部
１２０ 通信装置ソフトウェア部 １２１ パス管理部
１２２ 障害通知先管理部 １２３ XC制御監視部
１２４ 迂回パス選択手順 １２５ 障害リンク解析手段
１２６ シグナリング手段 １２７ 制御I/F部
１２８ アウトバンド制御線 １２９ インバンド制御線
１３１ 運用パスDB １３２ 迂回パスDB
１３３ 通知先DB １４０ 迂回路調停装置
１４１ 経路計算部 １４２ 迂回路調停部
１４３ 要求受信部 １４５ 現用パス情報
１４６ 全迂回パス情報 １４７ トポロジ情報
１０、５０ 運用パス ２０、３０、４０、６０ 迂回パス
T４００〜T４４０ テーブル情報

Claims (8)

1. トラヒックの方路を切替えるスイッチ部を具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクと、異なる現用パスに対応する複数の迂回パスの計算において、障害発生時に互いに競合しないように迂回パスの経路を計算する経路設計装置とを有する通信ネットワークシステムであって、
   始点通信装置と終点通信装置間でトラヒックを転送している運用パスに対応する前記運用パスと異なる経路の複数の迂回パスの情報を予め始点通信装置に保持し、
   前記経路設計装置は、前記異なる現用パスに対応する複数の迂回パス間で伝送リンクに帯域不足による競合が発生する場合、当該伝送リンクを優先的に利用できる優先利用権を何れかの迂回パスに付与し、前記優先利用権を取得しなかった迂回パスの情報を保持する始点通信装置に、当該優先利用権を取得しなかった迂回パスに関連付けて、前記優先利用権を取得した迂回パスに対応する現用パスの各伝送リンクを示す情報を調停リンクとして応答し、
   前記運用パスに影響を与える障害が発生したときに障害発生の通知を受けた前記始点通信装置が、複数の迂回パスの中から切り替え可能かつ調停リンクに障害が発生していない迂回パスのうち最も優先度の高い迂回パスを選択した後、前記選択した迂回パスの経路に沿って通信装置の帯域の確保およびクロスコネクトを行うことにより障害を回復することを特徴とする通信ネットワークシステム。
2. 前記複数の迂回パスは、帯域の確保およびクロスコネクト設定を実行しない通信装置によって構成されるパスであり、
   前記迂回パスに影響を与える障害が発生した際に、該障害を検出した通信装置または、該障害の通知を受けた通信装置が前記始点通信装置に障害位置を通知する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信ネットワークシステム。
3. 前記始点通信装置は、前記迂回パスに対して要求帯域“０”のシグナリングメッセージを発行することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
4. 前記始点通信装置は、運用パスを保存する運用パスデータベースと、迂回パスの情報を保存する迂回パスデータベースとを有し、
   前記迂回パスへの切替において、運用パスとして利用されていた現用パスの情報を障害中の迂回パスとして前記迂回パスデータベースに移動させて保持し、かつ運用パスとして利用する迂回パスの情報を前記運用パスデータベースに移動させて保持し、該迂回パスの情報を参照して、シグナリングを行うことにより運用パスとして設定するとともに、
   障害復旧後に前記迂回パスデータベースに保持していた前記現用パスの情報を運用パスデータベースに移動させて保持し、該現用パスの情報を参照して前記現用パスに切り戻すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
5. 主信号を所定の伝送フォーマットに変換して送受信する複数の伝送インターフェースと、該伝送インターフェースから送信された主信号の合波または受信信号の分波を行う合分波部および主信号の方路を切替えるスイッチ部とを具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクと、異なる現用パスに対応する複数の迂回パスの計算において、障害発生時に互いに競合しないように迂回パスの経路を計算する経路設計装置とを有する通信ネットワークシステムの通信装置であって、
   始点通信装置と終点通信装置間でトラヒックを転送している運用パスに対応する前記運用パスと異なる経路の複数の迂回パスの経路を管理するパス管理手段と、
   トラヒックを転送している運用パスに障害が発生したときに前記パス管理手段が管理する複数の迂回パスの候補の中から切替可能かつ調停リンクに障害が発生していない迂回パスのうち最も優先度の高い迂回パスを選択する迂回パス選択手段と、
   前記パス管理手段が管理する運用パスを迂回パスに設定し、前記迂回パス選択手段により選択された迂回パスの経路に沿って通信装置の帯域の確保およびクロスコネクトを行うシグナリング手段と
   を有し、
   前記調停リンクは、前記異なる現用パスに対応する複数の迂回パス間で伝送リンクに帯域不足による競合が発生する場合に、当該伝送リンクを優先的に利用できる優先利用権を前記経路設計装置によって付与された迂回パスに対応する、現用パスの各伝送リンクのことである
   ことを特徴とする通信装置。
6. トラヒックの方路を切替えるスイッチ部を具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクとを有する通信ネットワークシステムの経路設計装置であって、
   前記経路設計装置は、前記通信ネットワークのトポロジ情報を参照して、始点通信装置から終点通信装置までの経路を計算する経路計算部と、
   異なる現用パスに対応する複数の迂回パス間で伝送リンクに帯域不足による競合が発生する場合、当該伝送リンクを優先的に利用できる優先利用権を何れかの迂回パスに付与する優先利用権付与部と、
   前記優先利用権を取得しなかった迂回パスの情報を保持する始点通信装置に、当該優先利用権を取得しなかった迂回パスに関連付けて、前記優先利用権を取得した迂回パスに対応する現用パスの各伝送リンクを示す情報を調停リンクとして応答する迂回路調停部と、
   を有することを特徴とする経路設計装置。
7. トラヒックの方路を切替えるスイッチ部を具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクと、異なる現用パスに対応する複数の迂回パスの計算において、障害発生時に互いに競合しないように迂回パスの経路を計算する経路設計装置とを有する通信ネットワークシステムの障害回復方法であって、
   始点通信装置と終点通信装置間でトラヒックを転送している運用パスに対応する前記運用パスと異なる経路の複数の迂回パスを設定し、
   前記異なる現用パスに対応する複数の迂回パス間で伝送リンクに帯域不足による競合が発生する場合、当該伝送リンクを優先的に利用できる優先利用権を何れかの迂回パスに付与し、前記優先利用権を取得しなかった迂回パスの情報を保持する始点通信装置に、当該優先利用権を取得しなかった迂回パスに関連付けて、前記優先利用権を取得した迂回パスに対応する現用パスの各伝送リンクを示す情報を調停リンクとして応答し、
   前記運用パスに影響を与える障害が発生したときに複数の迂回パスの中から切り替え可能かつ調停リンクに障害が発生していない迂回パスのうち最も優先度の高い迂回パスを選択した後、迂回パスの経路に沿って通信装置の帯域の確保およびクロスコネクトを行うことにより障害を回復することを特徴とする通信ネットワークシステムの障害回復方法。
8. 前記迂回パスへの切替において、運用パスとして利用されていた現用パスの情報を障害中の迂回パスとして保持し、
   障害復旧後に前記現用パスに切り戻すことを特徴とする請求項７に記載の通信ネットワークシステムの障害回復方法。

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