JP4694971B2

JP4694971B2 - 複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システム

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Publication number: JP4694971B2
Application number: JP2006008869A
Authority: JP
Inventors: 洋松浦; 直孝森田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2026-01-17
Also published as: JP2007194719A

Description

本発明は、複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システムに関し、特に、ＧＭＰＬＳ（Generalized MPLS）ネットワーク、あるいはＧＭＰＬＳと既存のＩＰ，ＭＰＬＳ混在ネットワーク等の、マルチレイヤネットワークで複数レイヤに跨るルーティングを行うルーティング管理システムに関する。

ＯＳＰＦ（非特許文献１参照）ルーティング手法を、エリア毎に設けられたＰＣＥ（path computer element）上で、上記技術分野のトラヒックエンジニアリング（ＴＥ）技術として適用する試みがなされている。
従来のＯＳＰＦはＩＰ，ＭＰＬＳ等のパケットレイヤのルーティングに使われていたが、上記のようなマルチレイヤネットワークでパケットレイヤのルーティングを行う場合は光波長パス等の下位レイヤのＦＡ（forwarding adjacency）ＬＳＰ（label switching path）をＴＥリンクとしてパケットレイヤのルーティングの際に利用する手法がある（非特許文献３参照）。

このＦＡ-ＬＳＰについて図３の例を用いて説明する。図３において、１０１〜１１１はパケットルータであり、パケットヘッダに応じたルーティングを行う。１２１，１２２はＯＸＣ（optical crossconnecter）であり、光波長に応じたルーティングを行う。

１３１〜１３９はパケットリンクであり、パケットルータがそのリンクコストを使い起点から終点までの最短経路を求める際に利用される。１４１〜１４５は光ファイバーであり、ＳＲＬＧ（Shared Risk Link Group）（非特許文献４参照）として管理される。

１５１〜１５４は光波長パスであり、図に示すように複数の光ファイバーを経由している。１６１〜１６３はパケットＳＮ（subnetwork）であり、光ネットワークによりお互いに繋がっている。
ここで、ＳＲＬＧは故障の波及範囲が同時に及ぶことが多いリンクの集合であり、光ファイバーあるいは、複数の光ファイバーを格納する導管の場合が一般的である。図３の例では光ファイバーがＳＲＬＧの単位となっている。

また、ＰＣＥは各パケットＳＮ内のパケットルータ中のＢＲ（border router）の代表ＢＲに対応付けて別途設置されるかそのＢＲ自身がＰＣＥ機能をもつ。例えばパケットＳＮ１６１ではＲ２とＲ４、パケットＳＮ１６２ではＲ６、パケットＳＮ１６３ではＲ９，Ｒ１０がＰＣＥの候補となる。

図３においてＦＡ-ＬＳＰは、事前に光ネットワークで設定された１５１〜１５４の光波長パスを１６１〜１６３のパケットＳＮの各ルータにＴＥリンクとして伝えるために利用される。
ＴＥリンクコストは、１３１〜１３９のパケットリンクコストと同様に起点ルータから終点ルータまでの最短経路を導出するときに使われる。例えばＲ１から、Ｒ９までの最短経路を導出する際には１３１と１５１を合わせたリンクコストと１３２，１３３，１５２を合わせたリンクコストを比較しコストが小さい経路が最短経路とされる。

しかしながら、光ネットワークのＳＲＬＧ情報をパケットレイヤでは認識できないところが、バックアップパスをパケットプライマリパスに対して作成するときには問題となる。ＦＡ機能で通知されるＴＥリンクにはＴＥリンクが通過するＳＲＬＧの情報は含まれていないのである。

例えば、Ｒ１〜Ｒ９までのプライマリパスの構成リンクが１３１−１５１の場合、バックアップパスとして１３２−１３３−１５２を１０１の起点ルータは選択してしまうが、１５２のＴＥリンクは１５１のＴＥリンクと同一ＳＲＬＧである光ファイバー１４２を共有してしまう。

プライマリパケットパスとＳＲＬＧディスジョイントなバックアップパケットパスを作成するために以下の２つの手法が既存方式として取られている。
一つはＴＥリンクコストにＳＲＬＧ情報を反映させる方法である（非特許文献５参照）。この方式は、ＴＥリンクコスト広告時に構成ＳＲＬＧ数が多いＴＥリンクはコストを大きくする。あるいはＴＥリンクの構成ＳＲＬＧが多くのリンクを含む場合はＴＥリンクコストを大きくする手法である。

構成ＳＲＬＧ数が多いＴＥリンクは他のＴＥリンクと構成ＳＲＬＧを共有する可能性が大きい。また多くのリンクを含むＳＲＬＧ（例えば多くの波長を含む光ファイバー）は、２つの異なるパケットパスに共有される可能性が高いため、それらのＴＥリンクに高いコストをつけることによりＳＲＬＧディスジョイントなパス設定が可能になる。

２つめの手法は、ＦＡ-ＬＳＰで広告する下位レイヤネットワークをセグメント分割し、あるプライマリパケットパスに対してバックアップパスが同じＳＲＬＧ区間を持った場合は、バックアップパス経路でＳＲＬＧが重複したセグメントの部分のみに迂回経路を用いる手法（非特許文献６参照）である。

J.Moy Proteon, INC. March 1994 "OSPF Version 2" NetWorking Group Request for Comments: 1583 Obsoletes: 1247 Category: Standards Track,

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特開２００５−２１７７５４号公報

従来手法に共通する問題は下位レイヤからのＦＡ-ＬＳＰの上位レイヤへのフラッディングにより、コントロールプレーンの負荷が増大することであり、その負荷をいかに抑えるかが課題になる。
一つ目の従来手法（非特許文献５参照）のように、ＳＲＬＧの情報もリンクコストに入れてルーティングする場合は、ＳＲＬＧの情報のためフラッディングの量が多くなると共に、多くのリンクを含むＳＲＬＧあるいは、構成ＳＲＬＧ数を多く含むＴＥリンクが使われなくなり、それ以外のリンクが多く使われることになるため偏ったリンクの使われかたとなる。

また、ＳＲＬＧディスジョイントにする必要のないパケットパス間もＳＲＬＧディスジョイントになってしまうという問題があり、いずれも効率的なパケットパス収容に支障を来す。ＳＲＬＧディスジョイント要求があるバックアップパスだけ、プライマリパスとディスジョイントにすると共に、収容効率のよいルーティングが課題である。

２つ目の従来手法（非特許文献６参照）のように、ＳＲＬＧが重複したセグメントにおいて迂回する方法は、重複しているかどうかの判断と迂回のためにバックアップパス決定までに時間がかかり、接続遅延が大きくなるとともに、セグメント毎に迂回経路があるとは限らず、その場合はバックアップパスが作れない場合がある。

特に、パケットドメインの起点ドメイン側に３つ以上のＢＲ（border router）が存在する場合は、起点ドメインのＰＣＥがバックアップパス通過用ＢＲを選択した場合、そのＢＲは固定されるので、他のＢＲを通るパケットパスにＳＲＬＧディスジョイントなパスがあったとしても考慮されない。

また、セグメント毎の迂回をする場合はホップ数が非常に大きい迂回経路しかそのセグメントには存在しない場合が考えられ、効率のよいバックアップパス選択ができない問題がある。接続遅延を小さくし、すべてのＢＲをバックアップパス用に考慮し、また、迂回経路もホップ数等の面で効率的に選択できることが課題となる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、下位レイヤからのＦＡ-ＬＳＰの上位レイヤへのフラッディングによるコントロールプレーンの負荷の増大を抑制することができる複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システムを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明の第１の発明は、ＩＰネットワークを含む高レイヤのサブネットワーク間を光を含む低レイヤのサブネットワークが介在する複数レイヤネットワークと、前記高レイヤのサブネットワーク単位に設けられたサブネットワーク内ルーティング管理システムと、前記低レイヤのサブネットワーク単位に設けられ、前記高レイヤサブネットワーク間のルーティングを行なう階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムとを具備し、これらのルーティング管理システムが連携し階層的にルーティングを行う階層分散型ルーティング管理システムにおいて、前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、前記高レイヤのサブネットワーク間のルーティングを行う前に自己が管理する前記低レイヤのサブネットワーク内の複数のパス経路を保持する手段と、前記保持された複数のパス経路の物理的なパス経路構成情報をパスリストにパスＩＤと共に保持する手段とを具備し、高レイヤパスの設定要求時には、前記サブネットワーク内ルーティング管理システム及び前記サブネットワーク間ルーティング管理システムが連携し、前記高レイヤパスが利用する低レイヤパスは前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムが前記保持された複数のパス経路から前記保持された複数のパス経路の物理的なパス経路構成情報を参照して決定し、高レイヤサブネットワーク内のパス経路は前記サブネットワーク内ルーティング管理システムが決定し、階層的にルーティングを行なう複数レイヤネットワーク上での階層分散型ルーティング管理システム、である。

このような発明によれば、階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムが保持する低レイヤパスリストの経路情報により、ネットワーク管理システムにＳＲＬＧ情報が把握されるのでＳＲＬＧ情報を含むＦＡ-ＬＳＰをフラッディングする必要がなく、フラッディングによるコントロールプレーンの負荷が無くなる。

第２の発明は、第１の発明において、前記パスリストは、前記パスＩＤ毎にコストが定義され、前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、階層下位の高レイヤのサブネットワーク間の高レイヤのプライマリパスルーティング要求時に、前記パスリストを参照して、起点と終点のサブネットワークが高レイヤのパスルーティング条件を満たし、かつコストが小さい低レイヤパスを要求された高レイヤのプライマリパスとして優先的に選択する手段をさらに具備することを特徴とする複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システム、である。

このような発明によれば、低レイヤパスリストの各パスにはコストが定義され、コスト順にソートされているので、パケットパス等の高レイヤパスをトンネリングするために使う低レイヤパス選択に要する時間を最小化可能である。
第３の発明は、第２の発明において、前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、ある高レイヤのプライマリパスに１対１で対応するプロテクションバックアップパスをプライマリパス設定時に要求された場合、前記プライマリパスを選択した後、前記パスリストに保持されたパス経路情報を参照して、起点と終点のサブネットワークは前記選択されたプライマリパスと同じであり、経路内のすべての区間がプライマリパスと重ならない最もコストが小さい低レイヤパスをバックアップパスとして優先的に選択する手段をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システム、である。

このような発明によれば、コストが安くかつＳＲＬＧディスジョイントなプロテクションパスが選択できるので、プロテクションパスは対象ドメイン間のすべてのパス候補から選択される上に、効率的（ホップ数が少なく、残帯域も考慮された）プロテクションパスが得られ、高レイヤパス収容率も高まる。

第４の発明は、第２の発明において、前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、ある高レイヤのプライマリパスに多対１で対応するレストレーションパスを当該プライマリパスと重なる区間の経路を通らない条件で作成／維持するために、レストレーショングループの集合を保持し、各レストレーショングループ内にはグループ内の一つのレストレーションパスＩＤと起終点のサブネットワークを同じくする一つまたは複数のプライマリパスＩＤが存在し、同一レストレーショングループ内のすべてのパスは互いに経路が重ならないように選択されていることを特徴とする請求項２記載の複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システム、である。

このような発明によれば、階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムが保持するレストレーショングループの集合の存在により、一つのレストレーションパスで対応できるプライマリパスグループを定義することができる。
第５の発明は、第４の発明において、前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、ある高レイヤのプライマリパスがレストレーション保証を条件として作成依頼された場合、前記選択されたプライマリパスと始終点サブネットワークを同じくし、かつ当該プライマリパスとすべてのメンバパスの経路が重ならないレストレーショングループをレストレーショングループの集合から選択し、この選択されたレストレーショングループに当該プライマリパスＩＤをメンバとして追加する手段をさらに具備することを特徴とする複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システム、である。

このような発明によれば、新しいプライマリパスに対応するレストレーショングループを対応する階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムが保持するかどうかを判断し、レストレーショングループが存在した場合はそのグループにメンバ追加することが可能になる。

第６の発明は、第４の発明において、前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、ある高レイヤのプライマリパスがレストレーション保証を条件として作成依頼された場合、前記保持されたレストレーショングループの集合に、前記選択されたプライマリパスと始終点サブネットワークを同じくし、かつ当該プライマリパスとすべてのメンバパスの経路が重ならないレストレーショングループが存在しない場合に、新規にレストレーショングループを作成し、この作成されたレストレーショングループに前記選択されたプライマリパスのＩＤと、前記選択されたプライマリパスと始終点サブネットワークを同じくし、経路が重ならないレストレーションパスのＩＤとを前記パスリストから抽出して格納し、前記プライマリパスのＩＤ及びレストレーションパスのＩＤが格納された当該レストレーショングループを当該サブネットワーク間ルーティング管理システムのレストレーショングループの集合メンバとして追加する手段をさらに具備することを特徴とする複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システム、である。

このような発明によれば、新しいプライマリパスに対応するレストレーショングループを対応する階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムが保持するかどうかを判断し、レストレーショングループが存在しなかった場合はその新しいグループを作成し、そのグループにレストレーションパスとプライマリパスのメンバを追加することが可能になる。

第７の発明は、第１の発明において、前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、高レイヤのプライマリパスのバックアップパスが用意されていない、あるいはプライマリとバックアップパスの同時故障等の理由で、故障区間を指定してその区間を避けてのバックアップパスを動的に作成することを要求された場合に、前記パスリストの中で前記指定された区間を利用しない低レイヤパスを抽出し、この抽出された低レイヤパスを利用して高レイヤバックアップパスを通す手段をさらに具備することを特徴とする複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システム、である。

このような発明によれば、サブネットワーク間ルーティング管理システムは、故障したＳＲＬＧを避けて動的にレストレーションパスを設定することが可能になる。
第８の発明は、第２の発明において、前記パスＩＤ毎に定義されたコストは、当該パスのホップ数と、当該パスの利用可能帯域を利用して求められることを特徴とする複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システム、である。

このような発明によれば、低レイヤパスのホップ数と、残帯域を低レイヤパスのコストパラメータとすることにより、高レイヤパスをトンネリングする低レイヤパスの選択時にそのホップ数と残帯域を考慮した選択が可能となる。
第９の発明は、第２の発明において、前記パスＩＤ毎に定義されたコストは、当該パスの利用可能帯域Ｂ、当該パスのホップ数Ｎ、定数α（０≦α≦１００）、β（０＜β）として下記式に基づいて定められることを特徴とする複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システム、である。

パスコスト＝αβ／Ｂ＋（１００−α）Ｎ
このような発明によれば、低レイヤパスの残帯域とホップ数以外の定数α、βを加えてパスコストを定義することにより、適用低レイヤネットワークの特性に応じたコスト設定がα、βの設定値により可能になる。

本発明によれば、下位レイヤからのＦＡ-ＬＳＰの上位レイヤへのフラッディングによるコントロールプレーンの負荷の増大を抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティング管理システムについて説明する。
図１は、図３のネットワークを本発明の実施の形態に係る階層分散型ルーティング管理システムで管理した場合の管理例とInterdomain ＰＣＳ保持のパスリスト例を示す図である。なお、図３と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略し、ここでは異なる部分について説明する。なお、これらのルーティング管理システムをＰＣＳ（path computation server）と呼ぶこととする。

図１において、１６４はInterdomain ＳＮであり、１６１から１６３までのパケットＳＮと１２１と１２２のＯＸＣ間でのネットワークを意味する。１７１から１７３のＰＣＳはそれぞれ１６１から１６３のパケットＳＮの管理を行い、それぞれ対応するＳＮ内のルートリストを持ち更新する。

１７４のInterdomain ＰＣＳは１６４のインタードメインＳＮを管理し、ドメイン間、及びＯＸＣ間のルートリストを１８１のCandidate route listで管理する。１８２は、低レイヤパス（本実施の形態ではλパス）のパスリストである。この例では１５１から１５４までのpath１〜path４を管理する。

すなわち、Interdomain ＰＣＳ１７４は、自己が管理する低レイヤのサブネットワーク内のパス（光ネットワークの場合は、波長パス）経路を決定し、決定されたパス経路の経路情報（波長パスの場合は、パスが通過する光ファイバーと光クロスコネクタ（ＯＸＣ）の順列）をパスリスト１８２にパスＩＤとともに保持する。

１８２のパスリストの各パスＩＤはそれぞれコストを保持し、プライマリパスだけを求める際には起点と終点のドメインが条件を満たしコストの最も小さいパスが選択される。
各パスコストＣ_pathは、パスの残帯域Ｂとホップ数Ｎをパラメータとして定数α（０≦α≦１００）、β（０＜β）を利用し、
Ｃ_path＝αβ／Ｂ＋（100−α）Ｎ（αは０≦α≦100を満たす整数、０＜β）
と示される。

例えば１５１のpath１はＲ２：１０２、光ファイバー＃１：１４１、ＯＸＣ_１：１２１、光ファイバー＃２：１４２、Ｒ９：１０９を構成要素に保持するのでホップ数Ｎは５となる。初期残帯域Ｂは１００であるとすると、１／Ｂ＝０．０１，Ｎ＝５となり差がかなりある。パスリスト内の他のパスのホップ数も３であり初期残帯域が１００であると仮定すると、βの値は１００から１０００に初期設定するのが望ましい。そうすることによって平均的な、β／ＢとＮの値の桁を合わせる。これにより、後にαの値を対象Interdomain SN 164の特性によって調整することが可能になる。

例えば、ＳＲＬＧディスジョイントなプライマリ・バックアップパケットパスペアをInterdomain ＳＮ内になるべく多く収容したい場合はαの設定値が重要である。例えば任意のパケットドメイン間に多くの異なるλパスがある場合はλパスを均等に使うことがInterdomain ＳＮ内に多くのパケットパスペアを収容することに繋がる。故にαの値を大きく設定し残帯域重視のコスト設定をすることが有効である。

逆に任意のパケットドメイン間に比較的λパス数が少ない場合は、αの値を小さくしホップ数Ｎの値重視のコスト設定をすることが有効である。理由はαの値を小さくすることによってホップ数の小さいλパスコストは他のλパスコストに較べて小さくなりやすいからである。

プライマリパスでホップ数の少ないパスが選ばれると、そのパスとディスジョイントなバックアップパスが有る可能性が高いがプライマリパスでホップ数が大きいものが選ばれるとディスジョイントなバックアップパスが有る可能性が低い。
図２は、階層型ＰＣＳがお互いに協力してどのようにしてエンドエンドでＳＲＬＧディスジョイントなプライマリ／バックアップパスを作成するかを説明するためのフローチャートである。

同図において、２０１は、ＰＣＳクライアントか、あるいは階層的に上位のＰＣＳである。ＰＣＳクライアントは、起点ルータとのインタフェースになりルータからのルーティング要求を受け取ると共に、ＰＣＳオペレータがさまざまなパラメータ（例えば、ルーティング制約条件、ルートリスト更新頻度等）を設定するインタフェースとなる。

２０２は階層的に下位のＰＣＳである。２１１，２１２は各ＰＣＳに対するルーティング要求であるSetup Routeであり、始終点ルータ、要求帯域、ルーティング制約、ネットワークレイヤ（例：パケットレイヤ：５、Ｌａｙｅｒ：２、交換レイヤ：４、ＴＤＭレイヤ：３、λレイヤ：２、光ファイバレイヤ：１（非特許文献７参照））、ＳＲＬＧバックアップの条件（プロテクション、１：Ｎレストレーション、動的レストレーション）が指定され要求される。

２２１−２２６はSetup Route要求の指定ネットワークレイヤが要求を受けた当該ＰＣＳのＳＮのレイヤと同じ場合の処理／判断ロジックである。２２７は、Setup Route要求の指定ネットワークレイヤが要求を受けた当該ＰＣＳのレイヤが指定レイヤと同じ場合、あるいは指定レイヤより低いレイヤのときに通る判断ロジックである。

２３１−２３３は指定されたネットワークレイヤが当該ＰＣＳのＳＮレイヤよりも高い場合（例えば光波長レイヤλのＳＮに対してパケットパスルーティング要求が来た場合）に共通の処理／判断ロジックである。
２３４ｐ−２３６ｐはＳＲＬＧディスジョイントなプロテクションバックアップパスが低レイヤネットワーク上で求められた場合の処理／判断ロジックである。２３４ｒ−２３６ｒはＳＲＬＧディスジョイントな１：Ｎレストレーションパスが低レイヤネットワーク上で求められた場合の処理／判断ロジックである。

まず、２２１の判断で指定レイヤが当該ＰＣＳのＳＮレイヤと同じと判断した場合（例えば、Interdomain PCS 174に対するλパスルーティング要求、あるいはSN_1 PCS 171
に対するパケットパスルーティング要求を受けた場合）は２２２の処理で当該ＰＣＳのＳＮで始点と終点のルータあるいはＳＮを保持し（Interdomain PCS 171のような場合はＳＮ）、かつ帯域を満たすルートをそのＰＣＳが保持するルートリスト（Interdomain PCSでは１８１，SN_1 PCS等の下位ＰＣＳは、そのＰＣＳ内のルートリスト）から選択する。その選んだルートの中でSetup Route Listの制約条件（exclude条件、mandatory）を満たさないものを２２３の処理で排除する。

２２４の処理でもしルートがない場合は、当該ＰＣＳへのSetup Routeの要求元であるＰＣＳのクライアントあるいは、上位ＰＣＳに対してNo-resource例外を返信する。２２５の処理では２２３で選ばれたルートの中で最も制約条件（preferred）の構成要素を多く含むルートを選択する。

２２６の処理でまだルートが一意に定まっていない場合はコストの最も小さいルートを選択する。２２７の処理で当該ＰＣＳの下位にまだＰＣＳが存在する場合はその下位のＰＣＳに対してSetup Route要求を、下位ＰＣＳ内での始終点ルータを指定して転送する。

２２１の判断で指定ＳＮレイヤが当該ＰＣＳのＳＮレイヤと異なる場合は２３１で指定ＳＮレイヤが当該ＰＣＳのＳＮのレイヤより高いかどうかを判断する。もし当該ＰＣＳのＳＮレイヤが指定レイヤよりも高い場合はルーティングを行う必要がないということで、SN_layer例外を当該ＰＣＳにSetup Routeを要求したＰＣＳ Clientあるいは上位のＰＣＳに対して返信する。

もし指定レイヤより当該ＰＣＳのＳＮレイヤが低い場合は２３２の処理に移る。２３２の処理ブロックはSetup Routeで指定レイヤのプライマリパス設定、あるいはプライマリが故障した場合に動的にレストレーションパスを与える場合の２つの場合に使われる。

いずれの場合も処理は同じで、１８２に示されるような低レイヤパス（図１の例ではλ）リストから制約条件を満たし最もコストの安いパスを作成する指定レイヤパスをトンネリングする低レイヤパスとして選択する。
特に動的なレストレーションパス設定ではプライマリパスの故障箇所を避ける（exclude）ことが低レイヤパスを作成することの条件となる。２３３では２２２の条件を満たすパスが存在したかどうかを判断し、存在しなかった場合はNo-resource例外を返し、存在した場合は２３４ｐの処理に移る。

２３４ｐでは、Setup Route要求がＳＲＬＧディスジョイントのプロテクション要求かどうかを判断する。もし、ＮＯの場合は２３４ｒの判断に移るが、ＹＥＳの場合は２３５ｐの処理に移り、プロテクションパスを１８２のパス（図１の例ではλ）リストから選択する。その際に２３２で求めたプライマリパスとＳＲＬＧを共有しないでコストが一番安いものを選択する。その後、パスコストとパスリスト内の配列が更新される。

２３６ｐでは、２３５の条件を満たすプロテクションパスが存在したかどうかを判断し、もし存在しなかった場合はNo-resource例外を返し、存在した場合は２２７の処理となる。２２７の処理では、下位にＰＣＳが存在するかどうか判断して、もし存在する場合はSetup Routeを始終点ルータ指定で転送するが、この場合、プライマリとプロテクションの両方の始終点ルータを指定して転送する。下位ＰＣＳでは２２２から２２６の処理でプライマリとプロテクションの高レイヤパス設定を行うことによりエンドエンドのプライマリ、プロテクションパスを設定することが可能である。

２３４ｐがＮＯの場合（Setup RouteがＳＲＬＧディスジョイントのプロテクションパス要求ではない場合）は２３４ｒの処理に移り、Setup RouteがＳＲＬＧディスジョイントの１：Ｎレストレーションパスを要求しているかどうかを判断する。

もし、２３４ｒがＮＯの場合はStep７に移るが、ＹＥＳの場合は２３５ｒの処理に移り、２３２で作成したプライマリパスが所属可能なレストレーショングループがあるかどうかをレストレーショングループの集合のメンバの中で判断し、もしプライマリパスと同じ始終点ＳＮを持ち、そのすべてのメンバがプライマリパスとＳＲＬＧディスジョイントなレストレーショングループがあった場合は、そのグループにプライマリパスを加える。

すなわち、ある高レイヤのプライマリパスに多対１で対応するレストレーションパスを当該プライマリパスと重なる区間の経路を通らない条件で作成／維持するために、レストレーショングループの集合を保持し、各レストレーショングループ内にはグループ内の一つのレストレーションパスＩＤと起終点のサブネットワークを同じくする一つまたは複数のプライマリパスＩＤが存在し、同一レストレーショングループ内のすべてのパスは互いに経路が重ならないように選択されている。

また、ある高レイヤのプライマリパスがレストレーション保証を条件として作成依頼された場合、選択されたプライマリパスと始終点サブネットワークを同じくし、かつ当該プライマリパスとすべてのメンバパスの経路が重ならないレストレーショングループをレストレーショングループの集合から選択し、この選択されたレストレーショングループに当該プライマリパスＩＤをメンバとして追加する。

一方、もしそのようなグループがない場合は、１８１のようなパスリストでプライマリパスと同じ始終点ＳＮを持ち、且つＳＲＬＧディスジョイントなパスをレストレーションパスとして指定して、プライマリパスとその指定したレストレーションパスを含むレストレーショングループを作成する。

すなわち、ある高レイヤのプライマリパスがレストレーション保証を条件として作成依頼された場合、保持されたレストレーショングループの集合に、選択されたプライマリパスと始終点サブネットワークを同じくし、かつ当該プライマリパスとすべてのメンバパスの経路が重ならないレストレーショングループが存在しない場合に、新規にレストレーショングループを作成し、この作成されたレストレーショングループに選択されたプライマリパスのＩＤと、選択されたプライマリパスと始終点サブネットワークを同じくし、経路が重ならないレストレーションパスのＩＤとをパスリストから抽出して格納し、プライマリパスのＩＤ及びレストレーションパスのＩＤが格納された当該レストレーショングループを当該サブネットワーク間ルーティング管理システムのレストレーショングループの集合メンバとして追加する。

２３６ｒの処理では２３５ｒの処理でプライマリパスが所属するレストレーショングループが存在するか、あるいは新たに作成可能だったかどうか判断する。もしそのようなグループが存在あるいは作成出来なかった場合はNo-resource例外を返す。その他の場合は２２７の処理に移る。下位のＰＣＳでプライマリパスについてはルートを作成するが、レストレーションについてはリソースを確保するかどうかは下位のＰＣＳの判断となる。

本発明の実施の形態によれば、階層分散的にＳＲＬＧディスジョイントバックアップを含んだすべてのルーティングが行われるので、各ＳＮのルーティングポリシーの反映ができる上に、並列処理とあらかじめ用意されているルートリストの利用によるルーティング速度の向上、及びＰＣＳの負荷分散が可能である。また、ＰＣＳは、必要最小限の情報だけを唯一当該ＰＣＳの上位ＰＣＳに開示するだけなので、他のＰＣＳに対するルーティング情報を隠蔽する事が可能である。

図２に示した実施の形態においては、ＰＣＳ毎にＳＮを１つずつ持つ手法を示したが、一つのＰＣＳ内にＳＮを階層的に複数持つことが可能であり、同一の企業で複数のドメインを管理するような場合に利用される。その場合も図２のフローチャートは利用されるが、２０１は“Client or upper SN”、２０２は“Lower SN”に変更、２２７のStep７は“下位ＳＮがあるか？”に変更となる。他の部分はそのまま適用可能である。つまり、ＰＣＳ内の個々のＳＮに対応するプロセスが主体になり図２のフローを行う。

なお、本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み合わせにより、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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。

図３のネットワークを本発明の実施の形態に係る階層分散型ルーティング管理システムで管理した場合の管理例とInterdomain ＰＣＳ保持のパスリスト例を示す図である。本発明の実施の形態に係る階層分散型ＰＣＳの動作を説明するためのルーティングフローチャートである。複数レイヤネットワーク上でのバックアップパスルーティングに関する従来手法を説明する上で前提としたネットワークを示す図である。

符号の説明

１０１〜１１１…パケットルータ、１２１〜１２２…光クロスコネクター、１３１〜１３９…パケットリンク、１４１〜１４６…ＳＲＬＧ単位の光ファイバー、１５１〜１５４…光波長（λ）パス、１６１〜１６３…パケットサブネットワーク、１６４…インタードメインサブネットワーク、１７１〜１７４…階層分散型ルーティング管理システム（ＰＣＳ）、１８１…ルートリスト、１８２…λパスリスト、２０１…クライアント或いは当該ＰＣＳの直接上位ＰＣＳ、２０２…当該ＰＣＳの直接下位ＰＣＳ、２１１〜２１２…Setup Route要求、２２１〜２２７，２３１〜２３３，２３４ｐ〜２３６ｐ，２３４ｒ〜２３６ｒ…ＰＣＳ内のルーティングフローの処理／判断ブロック。

Claims

ＩＰネットワークを含む高レイヤのサブネットワーク間を光を含む低レイヤのサブネットワークが介在する複数レイヤネットワークと、
前記高レイヤのサブネットワーク単位に設けられたサブネットワーク内ルーティング管理システムと、
前記低レイヤのサブネットワーク単位に設けられ、前記高レイヤサブネットワーク間のルーティングを行なう階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムとを具備し、
これらのルーティング管理システムが連携し階層的にルーティングを行う階層分散型ルーティング管理システムにおいて、
前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、
前記高レイヤのサブネットワーク間のルーティングを行う前に自己が管理する前記低レイヤのサブネットワーク内の複数のパス経路を保持する手段と、
前記保持された複数のパス経路の物理的なパス経路構成情報をパスリストにパスＩＤと共に保持する手段とを具備し、
高レイヤパスの設定要求時には、前記サブネットワーク内ルーティング管理システム及び前記サブネットワーク間ルーティング管理システムが連携し、前記高レイヤパスが利用する低レイヤパスは前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムが前記保持された複数のパス経路から前記保持された複数のパス経路の物理的なパス経路構成情報を参照して決定し、高レイヤサブネットワーク内のパス経路は前記サブネットワーク内ルーティング管理システムが決定し、階層的にルーティングを行なう複数レイヤネットワーク上での階層分散型ルーティング管理システム。
前記パスリストは、前記パスＩＤ毎にコストが定義され、
前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、
階層下位の高レイヤのサブネットワーク間の高レイヤのプライマリパスルーティング要求時に、前記パスリストを参照して、起点と終点のサブネットワークが高レイヤのパスルーティング条件を満たし、かつコストが小さい低レイヤパスを要求された高レイヤのプライマリパスとして優先的に選択する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の複数レイヤネットワーク上での階層分散型ルーティング管理システム。
前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、
ある高レイヤのプライマリパスに１対１で対応するプロテクションバックアップパスをプライマリパス設定時に要求された場合、前記プライマリパスを選択した後、前記パスリストに保持されたパス経路構成情報を参照して、起点と終点のサブネットワークは前記選択されたプライマリパスと同じであり、経路内のすべての区間がプライマリパスと重ならない最もコストが小さい低レイヤパスをバックアップパスとして優先的に選択する手段をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の複数レイヤネットワーク上での階層分散型ルーティング管理システム。
前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、
ある高レイヤのプライマリパスに多対１で対応するレストレーションパスを当該プライマリパスと重なる区間の経路を通らない条件で作成／維持するために、レストレーショングループの集合を保持し、各レストレーショングループ内にはグループ内の一つのレストレーションパスＩＤと起終点のサブネットワークを同じくする一つまたは複数のプライマリパスＩＤが存在し、同一レストレーショングループ内のすべてのパスは互いに経路が重ならないように選択されていることを特徴とする請求項２記載の複数レイヤネットワーク上での階層分散型ルーティング管理システム。
前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、
ある高レイヤのプライマリパスがレストレーション保証を条件として作成依頼された場合、前記選択されたプライマリパスと始終点サブネットワークを同じくし、かつ当該プライマリパスとすべてのメンバパスの経路が重ならないレストレーショングループをレストレーショングループの集合から選択し、この選択されたレストレーショングループに当該プライマリパスＩＤをメンバとして追加する手段をさらに具備することを特徴とする請求項４記載の複数レイヤネットワーク上での階層分散型ルーティング管理システム。
前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、
ある高レイヤのプライマリパスがレストレーション保証を条件として作成依頼された場合、前記保持されたレストレーショングループの集合に、前記選択されたプライマリパスと始終点サブネットワークを同じくし、かつ当該プライマリパスとすべてのメンバパスの経路が重ならないレストレーショングループが存在しない場合に、新規にレストレーショングループを作成し、この作成されたレストレーショングループに前記選択されたプライマリパスのＩＤと、前記選択されたプライマリパスと始終点サブネットワークを同じくし、経路が重ならないレストレーションパスのＩＤとを前記パスリストから抽出して格納し、前記プライマリパスのＩＤ及びレストレーションパスのＩＤが格納された当該レストレーショングループを当該サブネットワーク間ルーティング管理システムのレストレーショングループの集合メンバとして追加する手段をさらに具備することを特徴とする請求項４記載の複数レイヤネットワーク上での階層分散型ルーティング管理システム。
前記階層上位のサブネットワーク間ルーティング管理システムは、
高レイヤのプライマリパスのバックアップパスが用意されていない、あるいはプライマリとバックアップパスの同時故障を含む理由で、故障区間を指定してその区間を避けてのバックアップパスを動的に作成することを要求された場合に、前記パスリストの中で前記指定された区間を利用しない低レイヤパスを抽出し、この抽出された低レイヤパスを利用して高レイヤバックアップパスを通す手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の複数レイヤネットワーク上での階層分散型ルーティング管理システム。
前記パスＩＤ毎に定義されたコストは、当該パスのホップ数と、当該パスの利用可能帯域を利用して求められることを特徴とする請求項２記載の複数レイヤネットワーク上での階層分散型ルーティング管理システム。
前記パスＩＤ毎に定義されたコストは、当該パスの利用可能帯域Ｂ、当該パスのホップ数Ｎ、定数α（０≦α≦１００）、β（０＜β）として下記式に基づいて定められることを特徴とする請求項２記載の複数レイヤネットワーク上での階層分散型ルーティング管理システム。
パスコスト＝αβ／Ｂ＋（１００−α）Ｎ