JP4911011B2 - スイッチ、パケット転送方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ラベルに基づきパケット転送を行う通信ネットワークにおけるスイッチ及びパケット転送方法に関する。
本発明は、主にMPLS(Multiprotocol Label Switching)のようにコネクションを設定したパケットベースのネットワークに適用するコネクションの確認手法に属するものである。従来の、SDH/SONET又は光ベースのネットワークに替わりパケットベースのネットワークが要求されている。そのパケット伝送技術としてMPLSは、IPのみならず、既存のサービス(FR、ATM、TDM、Ethernet(登録商標)等)を提供するプラットフォームとして注目されている。
MPLSは従来のIPアドレスを用いたルーティング処理とは異なり、パケットに付された「ラベル」と呼ばれる識別情報を基にフォワーディングを行うパケット転送技術である。
MPLS網の一例においては、対応の中継装置(スイッチ)であるLSR(Label Switching Router)で構成されるLSP(Label Switched Path)と呼ばれる通信路が形成され、このLSP上でパケットが転送される。LSPの入口、すなわち非MPLS網との境界に位置するLSRであるLER(Label Edge Router)では転送されてきたパケットにラベルが付される(Push)。LSP上の各LSRにおいては、ラベルが付け替えられて(Swap)フォワーディングされる、出口に相当するLERではパケットに付されているラベルが取り外される(Pop)。
このように、MPLS網ではパケットに付されたラベルを参照してフォワーディングができるので、従来のルーティングのように各ルータにおいてIPアドレスの参照やルーティングテーブルの検索などの煩雑な処理を省略することにより遅延時間を短縮し、パケット転送を高速化することが可能である。
また、MPLSネットワークのスケーラビリティの実現のため、階層化技術を用いることによりLSPの集約が可能となる。複数のラベルを階層化する、すなわち、ラベルが付されたパケットの外側にさらに他のラベルを付してカプセル化すると、LSRは外側のラベルのみを参照し内側に挿入されているラベル情報を見ずにフォワーディングを行うので、内側のラベル情報に対応するLSPをトンネリングすることができる。したがって、MPLSのコネクションが増大したネットワーク環境下においても、この階層化技術を用いて、複数の既存のLSPを集約した上位階層の論理的パス(新規のLSP)を構築することにより、効率的なコネクション管理を行うことができる。
MPLSネットワークにおけるコネクションの故障検出や疎通性確認等の保守管理に上記の階層化技術を用いてLSPの集約を行えば、当該集約した特定区間での管理の強化並びに管理工数の効率化を実現でき、コネクション管理の信頼性の向上を図ることができる。
一方、パケット通信が行われるネットワークでの保守管理において、コネクション上のノード(スイッチ)間でループバックテストを実行することにより当該コネクションの疎通性を確認できることが知られている。
例えば、非特許文献1にはMPLSネットワークにおけるOAM(Operation and Maintenance)機能についての記述があり、MPLS OAMにもループバックを適用することが検討課題である旨の開示がなされている。
また、Ethernet(登録商標)をベースとしたネットワーク上での保守管理において、例えば非特許文献2には、OAMを適用する保守管理区間の端に位置するノードから、同区間上の他のノードのMACアドレスを宛先として設定したループバック情報を含むフレームを送信し、所定の時間内に当該ループバック情報を含むフレームが送信元ノードに返送されて来たか否かで疎通性確認が行える旨の開示がなされている。
ITU−T Rec. Y.1711(02/2004) ITU−T Rec. Y.1731(05/2006)
図1は上記Ethernet(登録商標)におけるOAM技術をMPLSネットワーク上でのループバック処理に拡張した場合に考えられる実施例を示す図である。
図において、参照符号1〜5はラベルに基づきパケット転送処理を行うスイッチ#1〜#5であり、スイッチ#1からスイッチ#5への方向及びスイッチ#5からスイッチ#1への方向の双方向にLSPが設定される。スイッチ#1からスイッチ#3宛に送出される保守管理用パケットはループバック情報を含み、保守管理用パケットであること(ループバック情報が含まれていること)を識別するための識別ラベルおよびLSPに対応するラベル(以下、LSPラベルと表記する)が付されている。
スイッチ#1から保守管理用パケットが 送出されると、スイッチ#2ではLSPラベルを付け替えフォワーディングする。スイッチ#3ではLSPラベルとその内側の識別ラベルの二段を認識し、スイッチ#1へのループバックを実行する。
一方、図2には、疎通性確認を行いたいコネクションの一部において、ラベルの階層化によりパケット転送が行われる場合の一例を示す。
図において、参照符号1〜5は図1と同様のスイッチである。また、スイッチ#2〜#4の区間には新規の上位階層のLSPが形成されている。すなわち、スイッチ#2においてスイッチ#1から送出されたパケットを受信すると、新規のLSP(スイッチ#2からスイッチ#4)に対応する新たなLSPラベルが既存のLSPラベルの外側にスタックされフォワーディングされる。
ここで、前述と同様にスイッチ#1からスイッチ#3宛の保守管理用パケットを送出した場合、スイッチ#3において上位二段のラベル(スイッチ#1からスイッチ#5のLSPに対応するラベルとスイッチ#2からスイッチ#4のLSPに対応するラベル)のみを参照したのでは識別ラベルを認識することができない。ゆえに、スイッチ#3においてはループバックを実行せずにスイッチ#4にフォワーディングしてしまう。
したがって、例えば上述のように複数のLSPを集約化した上位階層の新たなLSPが形成される場合、下位階層のLSPの疎通性確認が効果的に行えないという問題が生じる。
そこで、本発明は、ラベルに基づきパケット転送処理を行うスイッチにおいてループバックを効果的に実行するための手段及び方法を提供することを目的とする。
本発明においては、ラベルにより通信路が特定されるコネクションについて該ラベルに基づきパケット転送処理を行うスイッチにおいて、第1のコネクションについてのパケット転送に用いられる第1の階層のラベルが付された、ループバック情報を含むパケットを受信する受信部と、該ループバック情報を含むパケットと、第1の階層のラベルと、さらに該第1の階層のラベルに階層化された第2のコネクションについてのパケット転送に用いられる第2の階層のラベルとを有する第1のループバックパケットを送出するとともに、前記ループバック情報を含むパケットと、該第2の階層のラベルとを有する第2のループバックパケットを送出するパケット処理部と、を備えたことを特徴とするスイッチを用いる。
好ましくは、前記パケット処理部は、前記ループバック情報を含むパケットと前記第2の階層のラベルとを有し、前記第1の階層のラベルを有さない前記第2のループバックパケットを送出する。
好ましくは、前記受信部は、前記受信したパケットが前記ループバック情報を含むパケットであることを識別する識別ラベルから、該パケットに含まれる情報を判定する。
好ましくは、前記受信部で受信した前記ループバック情報を含むパケットに含まれる送信元IDと、該送信元にパケットを転送するのに用いる第1の階層のラベルとを対応付けて記憶する記憶部を備える。
好ましくは、前記ループバック情報に従って返送されてきた前記第2のループバックパケットを受信した場合、前記記憶部を参照し、該第2のループバックパケットに含まれる宛先IDと前記記憶部に記憶されている前記送信元IDとが一致するときは、前記ループバック情報を含むパケットと該送信元IDに対応する前記第1の階層のラベルとを有するパケットを送出する。
好ましくは、前記パケット処理部は、所定時間内に前記ループバック情報に従って返送されてきた前記第2のループバックパケットを受信した後、該ループバック情報の宛先IDと同一の宛先IDを有する新たな前記第1の階層のラベルが付されたループバック情報を含むパケットを受信した場合は、前記第1のループバックパケットを送出せずに前記第2のループバックパケットを送出する。
好ましくは、前記パケット処理部は、所定時間内に前記ループバック情報に従って前記第2のループバックパケットが返送されないとき、該ループバック情報の宛先IDと同一の宛先IDを有する新たな前記第1の階層のラベルが付されたループバック情報を含むパケットを受信した場合、前記第2のループバックパケットを送出せずに前記第1のループバックパケットを送出する。
好ましくは、前記パケット処理部は、前記第2のループバックパケットに付される前記第2の階層のラベルのTTLの値を前記第2のコネクション上のスイッチの数に応じて設定する。
ラベルにより通信経路が特定されるコネクションについて該ラベルに基づきパケット転送処理を行い、かつ、該コネクションに管理区間を階層的に設定可能なスイッチにおいて、ループバック情報を含むパケットを受信する受信部と、第1の管理区間でパケット転送がなされるよう第1のレベルに設定された、該受信した該ループバック情報を含む第1のレベルのループバックパケットと、前記第1の管理区間に包含され、かつ、該第1の管理区間について階層化された第2の管理区間でパケット転送されるよう第2のレベルに設定された、該受信した該ループバック情報を含む第2のレベルのループバックパケットとを送出するパケット処理部と、を備えたことを特徴とするスイッチを用いる。
本発明においては、ラベルにより通信経路が特定されるコネクションについて該ラベルに基づきパケット転送処理を行うパケット転送方法において、第1のコネクションについてのパケット転送に用いられる第1の階層のラベルが付された、ループバック情報を含むパケットを受信し、該ループバック情報を含むパケットと、第1の階層のラベルと、さらに該第1の階層のラベルに階層化された第2のコネクションについてのパケット転送に用いられる第2の階層のラベルとを有する第1のループバックパケットと、前記ループバック情報を含むパケットと、第2の階層のラベルとを有し、第1の階層のラベルを有さない第2のループバックパケットとを送出する、ことを特徴とするパケット転送方法を用いる。
本発明によれば、ラベルに基づきパケット転送処理を行うスイッチにおいてループバックを効果的に実行することが可能となる。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
(1)実施例1
(a)動作概要
図3は本実施例の動作概要を示す図である。
図において、参照符号1〜5は本実施例においてパケット転送が行われるスイッチである。これらのスイッチは、パケットのヘッダに付されるラベル情報によりパケット転送を行うことを特徴とするものであり、以下スイッチ#1〜#5と表記する。
スイッチ#1〜#5では双方向のデータ転送を実現するため、スイッチ#1からスイッチ#5への方向及びスイッチ#5からスイッチ#1への方向に対応する双方向のコネクション(LSP)が形成されている。
このスイッチ#1からスイッチ#5への方向又はスイッチ#5からスイッチ#1への方向に対応するコネクションを、図において10で示されるLSP1(第1の階層)とする。LSP1においてはLSP1に対応するラベルを用いてパケット転送が行われる。
スイッチ#1は他のネットワークを介して受信した各種のデータパケットにLSP1のラベルを付し送出する。このLSP1のラベル情報に基づきパケットは次のノードであるスイッチ#2に転送される。
本実施例においてコネクション上で転送される保守管理用パケットは、例えば、コネクションを特定するラベル、保守管理用パケットであることを識別するための識別ラベル、ループバック情報を含むPDU(Protocol Data Unit)であり、ループバック情報の内容は、例えば、ループバックコード、宛先ID、送信元ID等である。
なお、ループバックとは一般に良く知られている、ネットワーク上の任意の指定区間の疎通性確認を行う機能である。すなわち、疎通性を確認したい区間の端のスイッチからループバック情報を含むパケットを送出し、折り返し点として指定されているスイッチから返送されたパケットを送信元において受信することで、指定区間の疎通性を確認するものである。
また、ループバックコードはスイッチにおいてループバックを実行することを判定する為のコードであり、宛先ID又は送信元IDは例えばMACアドレス及びIPアドレス等であり、少なくとも一つを含める。
本実施例では、例えば、スイッチ#3を折り返し点とするループバック情報を含むパケットをスイッチ#1を起点として送出するものとする。したがって、ループバック情報の宛先ID及び送信元IDはそれぞれスイッチ#3及びスイッチ#1についての情報である。
また、このパケットには、転送先スイッチにおいて当該パケットがループバック情報を有するパケットであることを識別するための識別ラベルが付されている。したがって、スイッチ#1では識別ラベルの外側にLSP1のラベルが付される。
スイッチ#2では、スイッチ#1から転送されてきたパケットを受信し、パケットの種類(パケットに含まれる情報の種類)を判定する。スイッチ#2では、受信パケットに付された識別ラベルを参照し、当該パケットがループバック情報を含むパケットであることを判定する。
また、スイッチ#2は次スイッチへのパケット転送処理において、LSP1に対して上位階層のコネクションであり、図の20で示される、LSP2(第2の階層)上でのパケット転送に用いる新たなラベルを付してパケットを送出する。なお、このLSP2のラベルを付すか否かの判定は、予めNMS(ネットワーク管理システム)等により与えられスイッチ#2内の記憶部において定義されている情報を基になされる。
スイッチ#2で、受信したループバック情報を含むパケットにLSP2のラベルを付すと判定された場合、パケット転送処理において当該ループバック情報を含む二種類のパケット(以下、ループバックパケットと表記する)を送出する。第1のループバックパケットは、ループバック情報を含むパケットに付されているLSP1のラベルの外側にLSP2のラベルを階層的に付したものであり、第2のループバックパケットは、ループバック情報を含むパケットに付されているLSP1のラベルを取り除きLSP2のラベルを付したものである。
また、上記パケット転送処理とともに、パケットに含まれる送信元IDと、逆方向のLSP1のラベル(スイッチ#2からスイッチ#1へのラベル)とを対応付けて記憶する。なお、逆方向のLSP1のラベルは、例えば、NMSから与えられラベルテーブルに記憶されているものを送信元IDの情報に基づいて検索することにより得られる。
第1のループバックパケットはスイッチ#3で受信されると、スイッチ#3においてパケットにスタックされているLSP2のラベルとLSP1のラベルが認識され、外側に付されたLSP2のラベルが付け替えられスイッチ#4に転送される。
スイッチ#4はLSP2の端に設定されているスイッチであり、LSP2のラベルが付された第1のループバックパケットを受信すると、LSP2のラベルを取り外すとともにLSP1のラベルを付け替え、LSP1上のスイッチ#5に当該第1のループバックパケットを転送する。
第2のループバックパケットはスイッチ#2から送出され、パケットに付されているLSP2のラベルを基にスイッチ#3に転送される。
スイッチ#3において第2のループバックパケットを受信すると、パケットに付されているLSP2のラベル及び識別ラベルを認識することにより、パケットの内容を判定し、ループバック情報に従ってループバックを実行する。スイッチ#3でのループバック処理においては、第2のループバックパケットのループバックコードを返送コードに変更することに加え、送信元ID(スイッチ#1)と宛先ID(スイッチ#3)とが入れ替えられたループバック返送情報を作成の上、スイッチ#2に送出される。
スイッチ#2ではループバック返送情報に従って返送されてきた第2のループバックパケットを受信すると、当該パケットに付されているLSP2のラベルを取り外す処理を行う。ループバック返送情報に含まれる宛先ID(スイッチ#1)と記憶部に記憶されている送信元ID(スイッチ#1)との一致を確認した上で、スイッチ#1へパケット転送するためのLSP1のラベル(スイッチ#2からスイッチ#1へのラベル)をループバック返送情報を含むパケットに付してスイッチ#1に送出する。
(b)スイッチの構成
図4は本実施例におけるスイッチ(スイッチ#2)の構成図である。
図において、参照符号201,210は受信部、202、211はラベル処理部、203、212は終端処理部、204、213はコード判定部、205、214はID判定部、206は記憶部、207はラベルテーブル、208は管理部、209,215はパケット処理部を示す。
スイッチ#2がラベル情報に基づき転送されてきたパケットを受信すると、受信部201において各種の受信処理がなされる。
ラベル処理部202では、パケットに付されているLSPラベルや識別ラベル等を参照し、当該パケットの種類(含まれている情報)を判定しパケットを分類する。本実施例では識別ラベルを認識することにより受信したパケットが保守管理用パケットであることを判定する。また、記憶部206を参照することにより次スイッチへの転送処理においてLSP2のラベルを付す処理を行うことを判断する。
ラベル処理部202において保守管理用パケットとして分類されたパケットは、終端処理部203で終端処理されず、コード判定部204に送出される。コード判定部204では、パケットに含まれるコードの種類が判定される。本実施例ではループバックコードによりパケットがループバック情報を含むものであることが判定される。
ID判定部205は、ループバック情報を含むパケットの送信元ID(スイッチ#3)の情報を記憶部206に送る。
記憶部206はラベルテーブル207及び管理部208を備える。
ラベルテーブル207にはNMS等から与えられたラベル情報が記憶されている。このラベルテーブルからパケット転送を行うLSPに対応する適切なラベルが探索される。
管理部208は、ID処理部205から送られてきた送信元ID(スイッチ#1)とラベルテーブル207から検索した逆方向のLSP1のラベル(スイッチ#2からスイッチ#1へのラベル)とを対応付けて記憶する。
パケット処理部209は記憶部206を参照し適切なラベルを得てパケットに付し送出する。本実施例では、受信したループバック情報を含むパケットにLSP1のラベル及びLSP2のラベルを付した第1のループバックパケットと、LSP1のラベルを付さずにLSP2のラベルを付した第2のループバックパケットの二種類のループバックパケットが作成され送出される。
なお、パケット処理部209において二種類のループバックパケットを作成する際は、受信したループバック情報を含むパケットを複製してもよいし、当該ループバック情報を含むパケットを一旦記憶部206等に記憶し、その情報を基に新たにループバック情報を含むパケットを作成して用いてもよい。
ループバック情報に従って返送されてきたループバック返送情報(例えば、ループバック返送コード、宛先ID、送信元ID等)を含むループバックパケットは受信部210において受信される。
ラベル処理部209において、上記ラベル処理部202におけるのと同様にして他の種類のパケットと分類され、終端処理部212に送られる。
終端処理部212ではラベル処理部211から送出されたパケットからLSP2のラベルを取り外す処理を行う。
コード判定部213では、コード判定部204と同様の処理により終端処理部212から送られてきたパケットの判定がなされる。なお、コード判定部213では、ループバック情報に従って返送されてきたパケットであることを示すループバック返送コードを判定する。
ID処理部214では、ループバック返送情報を含むパケットの宛先IDを参照し宛先IDの情報を記憶部205に送る。
記憶部206ではID処理部214から送出された宛先IDと記憶部206に記憶されている送信元IDとを比較し、送信元IDと対応付けて記憶されているLSPラベルをパケット処理部215に送る。本実施例においてはスイッチ#1に対応して記憶されているLSP1のラベル(スイッチ#2からスイッチ#1へのラベル)をパケット処理部215に送る。
パケット処理部215では、ループバック返送情報を含むパケットに記憶部206から得たLSP1のラベルを付してスイッチ#1への返送パケットを送出する。
なお、パケット処理部215において作成される返送パケットに含まれるループバック返送情報は、終端処理部212において終端処理されたループバック返送情報を複製したものでもよいし、当該終端処理されたループバック返送情報を一旦記憶部206等に記憶し、その情報を基に新たにループバック返送情報を作成して用いてもよい。
(c)処理フロー
図5は、本実施例におけるスイッチ(スイッチ#2)がループバック情報を含むパケットを受信した際の処理フローを示す。
S1では、ラベルに基づき転送されるパケットを受信する。
S2では、受信したパケットが保守管理用パケットであるか否かが判定される。保守管理用パケットである場合はS4に、それ以外のパケットである場合はS3に進む。
S3では、パケットの種類に基づいた受信処理がなされる。
S4では、S2において保守管理用パケットであると判定されたパケットがループバック情報を含むものであるか否かが判定される。パケットがループバック情報を含む場合はS6に、ループバック情報を含まない場合はS5に進む。
S5では、パケットに含まれる情報に基づいた処理がなされる。
S6では、S4において受信した保守管理用パケットにループバック情報が含まれると判定された場合に、当該パケットの次スイッチへのパケット転送において、ラベルを付す処理(Push)をすべきか否かが判定される。ラベルPushする場合はS8及びS10へ、ラベルPushしない場合はS7へ進む。
S7では、パケットに対しラベルPush以外の他の転送処理がなされる。
S8では、S6において次スイッチへのパケット転送処理がラベルPushであると判定された場合に、受信したループバック情報を含むパケットの送信元ID(スイッチ#1)に基づき、当該パケットに付されていたラベルと逆方向のLSP1のラベル(スイッチ#2からスイッチ#1へのラベル)を探索する。
S9では、受信したパケットのループバック情報を含むパケットの送信元IDとS8において探索した逆方向のLSP1のラベルとを対応付けて記憶する。
S10では、LSP2のラベルを付した二種類のループバックパケットを作成し送出する。
また、図6は、本実施例におけるスイッチ(スイッチ#2)がループバック返送情報を含むパケットを受信した際の処理フローを示す。
S11では、ラベルに基づき転送されるパケットを受信する。
S12では、受信したパケットが保守管理用パケットであるか否かが判定される。保守管理用パケットである場合はS14に、それ以外のパケットである場合はS13に進む。
S13では、パケットの種類に基づいた受信処理がなされる。
S14では、S12において保守管理用パケットであると判定されたパケットがループバック返送情報を含むものであるか否かが判定される。パケットがループバック返送情報を含む場合はS16に、ループバック返送情報を含まない場合はS15に進む。
S15では、パケットに含まれる情報に基づいた処理がなされる。
S16では、S14において受信した保守管理用パケットにループバック返送情報が含まれると判定された場合に、当該パケットの宛先IDが自スイッチ(スイッチ#2)のIDであるか否かを判定する。自スイッチのIDである場合はS17に、自スイッチ以外のスイッチのIDである場合はS18に進む。
S17では、パケットの廃棄処理等がなされる。
S18では、S16においてパケットの宛先IDが自スイッチ以外のスイッチのIDである場合、宛先ID(スイッチ#1)と一致する送信元IDが記憶部に存在するか否かが判定される。一致する送信元ID(スイッチ#1)が存在する場合はS20に、存在しない場合はS19に進む。
S19では、パケットの廃棄処理等がなされる。
S20では、S18においてパケットの宛先ID(スイッチ#1)と一致する送信元ID(スイッチ#1)が記憶部に存在すると判定された場合、記憶部に送信元IDと対応付けて記憶されているLSP1のラベル(スイッチ#2から#1へのラベル)を取得する。
S21では、ループバック返送情報を含むパケットにS20において取得したラベルを付して送信元(スイッチ#1)への返送パケットを作成する。
(2)実施例2
図7は本実施例におけるパケット転送の動作概要を示す図である。
図において、参照符号1〜8は本実施例においてパケット転送が行われるスイッチである。これらのスイッチは、データパケットのヘッダに付されるラベル情報によりパケット転送を行うことを特徴とするものであり、以下スイッチ#1〜#8と表記する。
スイッチ#1〜#8では双方向のデータ転送を実現するため、スイッチ#1からスイッチ#8への方向及びスイッチ#8からスイッチ#1への方向に対応する双方向のコネクション(LSP)が形成されている。このスイッチ#1からスイッチ#8への方向又はスイッチ#8からスイッチ#1への方向に対応するLSPをLSP1(図において参照符号10)とする。LSP1においてはLSP1に対応するラベルを用いてパケット転送が行われる。
スイッチ#1〜#5は上記の実施例1と同様のコネクションの構成である。すなわち、スイッチ#2がループバックパケット等を転送する場合、スイッチ#2〜#4にはLSP1に対して上位階層のコネクションであるLSP2(図において参照符号20)が形成され、この区間においてはLSP2のラベル情報に基づいてパケット転送が行われる。本実施例ではこれと同様に、スイッチ#6〜#8にもLSP1に対して上位階層のコネクションであるLSP3(図において参照符号30)が形成される。なお、LSP2及びLSP3はLSP1と同様、当該区間において双方向のコネクションが設定されている。
本実施例においては、スイッチ#1から送出されるループバック情報を含むパケットの宛先(折り返し点)がLSP2上のスイッチ#3ではなく、さらに先に位置するLSP3上のスイッチ#7である。
スイッチ#1でLSP1のラベルが付されたループバックパケットをスイッチ#2が受信すると、スイッチ#2では実施例1と同様のパケット転送処理が実行され、ループバック情報を含む二種類のループバックパケットが送出される。なお、第1及び第2のループバックパケットは実施例1と同様の処理により作成する。
LSP2を介して第2のループバックパケットをスイッチ#3が受信すると、パケットに付されたLSP2のラベル及び識別ラベルを認識しパケットの内容を判定するが、パケットの宛先はスイッチ#7であるので、LSP2のラベルを付け替えてスイッチ#4にこのパケットを転送する。
スイッチ#4で第2のループバックパケットを受信すると、当該パケットに付されているLSP2のラベルを取り外す終端処理を行い、当該パケットを廃棄する。
一方、第1のループバックパケットは実施例1と同様にしてスイッチ#5に転送される。スイッチ#5ではLSP1のラベルの付け替えを行い、パケットをスイッチ#6に転送する。
スイッチ#6はスイッチ#2と同等の機能を有するスイッチであり、実施例1に記したステップと同様にしてLSP3上のスイッチ#7においてループバックが実行されることにより、送信元であるスイッチ#1にループバック返送情報を含むパケットが返送される。
本実施例はループバックパケットの折り返し点が図7に示されたスイッチ#7であったが、LSP1を形成するスイッチの数が増加し、コネクション上のさらに先のスイッチにおいてループバックを実施したい場合にも適用可能である。
(3)実施例3
(a)動作概要
図8は本実施例におけるパケット転送の動作概要を示す図である。
図において、参照符号1〜5は実施例1と同様のスイッチ、スイッチ#1〜#5であり、ループバック情報を含むパケットの送受信において実施例1と同様のコネクションLSP1及びLSP2(それぞれ参照符号10及び20)が形成される。
本実施例においては、スイッチ#2にはタイマ制御部が備えられ、スイッチ#2〜#4のLSP2でのパケット転送に要する時間に対応した任意の時間が設定される。
スイッチ#2が任意の宛先を折り返し点とするループバック情報を含むパケットを受信し、当該ループバック情報を含むパケットの宛先IDの受信が初めてである場合は、スイッチ#2でのパケット転送処理では実施例1と同様にして、ループバック情報を含む二種類のループバックパケット、すなわち第1のループバックパケット及び第2のループバックパケットが送出される。
スイッチ#2が受信したループバック情報を含むパケットの宛先がLSP2上のスイッチである場合、スイッチ#2から送出した第2のループバックパケットが当該宛先スイッチにおいて折り返されスイッチ#2に返送される。
スイッチ#2は返送されてきた第2のループバックパケットを設定時間内に受信すると、当該パケットの宛先については第2のループバックパケットの送出により目的のループバックが実行されるものと判定し、当該宛先に対しては第2の制御パケットを送出することを記憶する。
また、スイッチ#2が受信したループバック情報を含むパケットの宛先がLSP2上のスイッチではない場合、スイッチ#2から送出された第2のループバックパケットはスイッチ#4において終端処理され廃棄される。
したがって、スイッチ#2において設定時間内に第2のループバックパケットの返送を検出しないとき、当該パケットの宛先については第2のループバックパケットの送出によっては目的のループバックが実行されない(第2のループバックパケットはスイッチ#4において終端処理され廃棄された)ものと判定し、当該宛先に対しては第1のループバックパケットを送出することを記憶する。
スイッチ#2が過去に受信したループバック情報を含むパケットの宛先と同一の宛先のループバック情報を含むパケットを受信したときは、記憶された情報に基づき、第1のループバックパケット又は第2のループバックパケットのうちの一方のみを送出する。
したがって、本実施例によれば、スイッチ#2は受信したループバック情報を含むパケットの宛先IDと記憶されている情報との対比により、送出すべきループバックパケット(第1又は第2のループバックパケットのうちの一方、あるいはその両方)を判定し無駄なパケット転送処理をしなくて済むため、スイッチ#2での処理時間の短縮を図ることが可能となる。
(b)スイッチの構成
図9は本実施例におけるスイッチ(スイッチ#2)の構成図である。
図において、参照符号216は第1パケット処理部、217はバッファ、218は第2パケット処理部、219はタイマ制御部を示す。なお、実施例1と重複する装置は同一の符号を付し説明を省略する。
第1パケット処理部216は、受信したループバック情報を含むパケットにLSP1のラベル及びLSP2のラベルを付した第1のループバックパケットを作成する。
バッファ217は第1のパケット処理部214で作成した第1のループバックパケットを格納し、タイマ制御部219の制御に基づいて格納されている第1のループバックパケットを送出する。
第2パケット処理部218は、LSP1のラベルを付さずにLSP2のラベルを付した第2のループバックパケットを作成し送出する。
なお、第1及び第2のループバックパケットは実施例1と同様の処理により作成する。
タイマ制御部219は、スイッチ#2〜#4のLSP2上でのパケット転送に要する時間に対応した任意の時間が設定される。
また、タイマ制御部219は受信したループバック情報を含むパケットの宛先ID等を記憶するメモリを備える。
タイマ制御部219は、設定時間内に第2のループバックパケットの返送を、ID処理部214で参照した宛先IDとメモリに記憶されている情報との比較により確認すると、当該宛先IDを受信した場合は第2のループバックパケットを送出することをメモリに記憶する。
また、設定時間内に第2のループバックパケットの返送を確認しないとき、当該パケットの宛先IDを受信した場合は第1のループバックパケットを送出することをメモリに記憶する。
以後スイッチ#2において受信したループバック情報を含むパケットの宛先IDと記憶した情報との比較結果に基づき、パケット処理部209を制御する。
なお、上記の実施例においてはタイマ制御部219に備えられたメモリに宛先IDおよび制御情報(第1又は第2のいずれのループバックパケットを送出するかについての情報)を記憶することとしたが、記憶部206又は別途設けたメモリに記憶し、タイマ制御部219が参照するようにしてもよい。
(4)実施例4
(a)動作概要
図10は、本実施例におけるパケット転送の動作概要を示す図である。
図において、参照符号1〜5は実施例1と同様のスイッチ、スイッチ#1〜#5であり、ループバック情報を含むパケットの送受信において実施例1と同様のコネクション、LSP1及びLSP2(それぞれ参照符号10及び20)が形成される。
本実施例においては、スイッチ#1から送出されるループバック情報を含むパケットの宛先は、LSP2の端に設定されているスイッチ#4である。したがって、ループバック情報に含まれる宛先IDはスイッチ#4に対応する情報である。
したがって、実施例1と同様の処理動作によりループバック情報を含む二種類のループバックパケットの転送を行った場合、第1のループバックパケットと第2のループバックパケットは共にスイッチ#4においてループバック処理がなされスイッチ#1に返送されることとなる。
本実施例において、スイッチ#2でのパケット転送処理は実施例1と同様とする。
ただし、第1のループバックパケットに付すLSP2のラベルに含まれるTTL(Time−To−Live;LSPラベルに含まれる、パケットの有効ホップ数を規定する領域)と第2のループバックパケットに付すLSP2のラベルに含まれるTTLとを異なる値に設定する。
第2のループバックパケットに付すLSP2のラベルに含まれるTTLには、予めスイッチ#2→#4のホップ数を算出し、ホップ数−1をその値として設定する。これにより、第2のループバックパケットはスイッチ#4の一つ手前のスイッチにおいて廃棄されることとなり、スイッチ#4においてループバック処理され返送されるループバックパケットは第1のループバックパケットのみとなる。
本実施例により、連続してループバック情報を含むループバックパケットを送出する場合もループバックを実行するパケットの数を制限することができるため、パケット転送処理等における誤動作を抑制することが可能である。
(b)スイッチの構成
図11は本実施例におけるスイッチ(スイッチ#2)の構成図である。
図において、参照符号220はTTL制御部を示す。なお、実施例1と重複する装置は同一の符号を付し説明を省略する。
TTL制御部220では、記憶部206を参照することにより、スイッチ上のスイッチ#2からスイッチ#4へのホップ数を算出し、ホップ数−1をTTLの値として記憶する。
パケット処理部209において第2のループバックパケットを作成するに際し、ループバック情報を含むパケットに付されるLSP2のラベルのTTLフィールドに、記憶しているTTLの値を設定する。
(5)実施例5
(a)動作概要
図12はラベル情報に基づきパケット転送が行われるコネクションに特定の管理区間、いわゆるTCM(Tandem Connection Monitoring)を設定した場合について示した図である。
図において、参照符号1〜5はデータパケットのヘッダに付されるラベル情報によりパケット転送を行うことを特徴とするスイッチであり、以下スイッチ#1〜#5と表記する。
スイッチ#1〜#5ではスイッチ#1からスイッチ#5への方向及びスイッチ#5からスイッチ#1への方向に対応する双方向のコネクションが形成されており、これらをLSP1(図において参照符号10)とする。LSP1においてはLSP1に対応するラベルを用いてパケット転送が行われる。
図において、スイッチ#1〜#5の区間に包含される区間、例えば、スイッチ#2〜#4の区間で疎通性確認を行う場合、スイッチ#2及びスイッチ#4に前述のTCMの始点及び終点となるTCMポイント(参照符号41、42)を設定する。これにより、スイッチ#1〜#5の区間の管理に加え、スイッチ#2〜#4の区間での管理を行うことが可能となる。
なお、スイッチ#2〜#4の区間は上記の管理区間設定によりスイッチ#1〜#5の区間に対して階層化されるため、スイッチ#2〜#4の区間に含まれるスイッチ#3は、スイッチ#1〜#5の区間における直接の管理からは除外される。
以下、スイッチ#1〜#5の区間を第1の管理区間、スイッチ#2〜#4の区間を第2の管理区間とする。
上記の場合、スイッチ#3は、第1の管理区間向けの保守管理用パケット(例えば、コネクションを特定するラベル、保守管理用パケットであることを識別するための識別ラベル、ループバック情報を含むPDUを含む)と、第2の管理区間向けの保守管理用パケットとを区別する必要がある。
そこで、保守管理用パケットに含まれる識別ラベル又はPDUにおいて管理を行う管理区間のレベルを設定することにより、保守管理用パケットを受信したスイッチにおいて当該スイッチが管理される管理区間に対応するレベルに設定されている保守管理用パケットのみ処理することが可能となる。
例えば、スイッチ#1は第1の管理区間向けの保守管理用パケットを送出する際に、当該保守管理用パケットの管理区間のレベルをLevel=0に設定する。
スイッチ#2においてLevel=0の第1の管理区間向けの保守管理用パケットを受信すると、スイッチ#2は当該保守管理用パケットのレベルを上げLevel=1とし、このLevel=1の保守管理用パケットをスイッチ#3に転送する。
スイッチ#3はLevel=0に対応する第2の管理区間において管理されるスイッチであるため、Level=1の第1の管理区間向けの保守管理用パケットを受信しても当該保守管理用パケットを処理することなくスイッチ#4に転送する。
スイッチ#4においてLevel=1の第1の管理区間向けの保守管理用パケットを受信すると、当該保守管理用パケットのレベルを下げLevel=0とし、このLevel=0の第1の管理区間向けの保守管理用パケットをスイッチ#5に転送する。
一方、第2のレベルの管理区間向けの保守管理用パケットについては、スイッチ#2は当該保守管理用パケットのレベルをLevel=0に設定し、このLevel=0の保守管理用パケットを送出する。
スイッチ#3はLevel=0の第2の管理区間向けの保守管理用パケットを受信すると、当該保守管理用パケットの処理を行う。
図13は本実施例の動作概要を示す図である。
図において、参照符号1〜5に示されるスイッチは図12と同様のスイッチ#1〜#5であり、ラベルに基づくパケット転送を行うLSP1(参照符号10)を形成する。
また、図12と同様、スイッチ#2及びスイッチ#4はTCMポイントであり、LSP1で転送される保守管理用パケットに含まれる識別ラベル又はPDUにおいて、保守管理用パケットが管理する管理区間に応じたレベルが設定される。
なお、本実施例では、保守管理用パケットは、スイッチ#1を起点としスイッチ#3を折り返し点とするループバック情報(例えば、ループバックコード、宛先ID、送信元ID等)を含むパケットである。したがって、ループバック情報の宛先ID及び送信元IDはそれぞれスイッチ#3及びスイッチ#1についての情報である。
また、スイッチ#3は図12の場合と同様、スイッチ#1〜#5の区間(第1の管理区間)に対して階層化される#2〜#4の区間(第2の管理区間)に含まれ、第1の管理区間における直接の管理からは除外される。
スイッチ#1は、ループバック情報を含むパケットのレベルをLevel=0に設定し、このLevel=0のループバック情報を含むパケットを送出する。
スイッチ#2は、Level=0のループバック情報を含むパケットを受信すると、レベルをLevel=1に設定した第1の管理区間向けの第1のレベルのループバックパケットと、Level=0に設定した第2の管理区間向けの第2のレベルのループバッパケットとの二種類のループバック情報を含むパケットを送出する。
スイッチ#3において、第1の管理区間向けの第1のレベルのループバックパケットを受信した場合、このループバックパケットに含まれるループバック情報に基づく処理はせずに、スイッチ#4に当該ループバックパケットを転送する。
スイッチ#4において、第1の管理区間向けの第1のレベルのループバックパケットを受信すると、当該ループバックパケットのレベルをLevel=0に設定し、スイッチ#5へLevel=0のループバックパケットを転送する。
スイッチ#3において、第2の管理区間向けの第2のレベルのループバックパケットを受信した場合、当該ループバックパケットに含まれるループバック情報を参照する。ループバックの宛先がスイッチ#3であると判定すると、ループバック情報に基づきループバックを実行する。
スイッチ#3でのループバック処理においては、第2のレベルのループバックパケットのループバックコードを返送コードに変更することに加え、送信元IDと宛先IDとが入れ替えられたループバック返送情報を作成の上、スイッチ#2に送出する。
スイッチ#2はループバック返送情報に従って返送されてきた第2のレベルのループバックパケットを受信すると、ループバック返送情報に含まれる宛先ID(スイッチ#1)と記憶部に記憶されている送信元ID(スイッチ#1)との一致を確認する。確認した上で、スイッチ#1へパケット転送するためのLSP1のラベル(スイッチ#2からスイッチ#1へのラベル)をループバック返送情報を含むパケットに付し、Level=0の設定のまま当該ループバック返送情報を含むパケットをスイッチ#1に送出する。
なお、本実施例においてはループバックの宛先はスイッチ#3としたが、例えばスイッチ#3よりも先のスイッチが宛先である場合、第2の管理区間向けの第2のレベルのループバックパケットは、スイッチ#3からスイッチ#4へ転送され、スイッチ#4においてループバック情報に基づきループバック処理がなされる、または、当該パケットを終端処理し廃棄する。
なお、本実施例においては特定の管理区間で転送されるパケットのレベルをLevel=0又はLevel=1としたが、他の値に設定することも可能である。
(b)スイッチの構成
図14は本実施例におけるスイッチ(スイッチ#2)の構成図である。
図において、参照符号221、222はレベル処理部を示す。なお、実施例1と重複する装置は同一の符号を付し説明を省略する。
レベル処理部221、222では、パケットに付されている識別ラベルまたはPDUにおいて定義されているレベルを識別しレベルを設定する。
(付記1)
ラベルにより通信路が特定されるコネクションについて該ラベルに基づきパケット転送処理を行うスイッチにおいて、
第1のコネクションについてのパケット転送に用いられる第1の階層のラベルが付された、ループバック情報を含むパケットを受信する受信部と、
該ループバック情報を含むパケットと、第1の階層のラベルと、さらに該第1の階層のラベルに階層化された第2のコネクションについてのパケット転送に用いられる第2の階層のラベルとを有する第1のループバックパケットを送出するとともに、前記ループバック情報を含むパケットと、該第2の階層のラベルとを有する第2のループバックパケットを送出するパケット処理部と、
を備えたことを特徴とするスイッチ。
(付記2)
請求項1に記載のスイッチにおいて、
前記パケット処理部は、前記ループバック情報を含むパケットと前記第2の階層のラベルとを有し、前記第1の階層のラベルを有さない前記第2のループバックパケットを送出するスイッチ。
(付記3)
請求項1に記載のスイッチにおいて、
前記受信部は、前記受信したパケットが前記ループバック情報を含むパケットであることを識別する識別ラベルから、該パケットに含まれる情報を判定するスイッチ。
(付記4)
請求項1に記載のスイッチにおいて、
前記受信部で受信した前記ループバック情報を含むパケットに含まれる送信元IDと、該送信元にパケットを転送するのに用いる第1の階層のラベルとを対応付けて記憶する記憶部を備えたスイッチ。
(付記5)
請求項3に記載のスイッチにおいて、
前記ループバック情報に従って返送されてきた前記第2のループバックパケットを受信した場合、前記記憶部を参照し、該第2のループバックパケットに含まれる宛先IDと前記記憶部に記憶されている前記送信元IDとが一致するときは、前記ループバック情報を含むパケットと該送信元IDに対応する前記第1の階層のラベルとを有するパケットを送出するスイッチ。
(付記6)
請求項1に記載のスイッチにおいて、
前記パケット処理部は、所定時間内に前記ループバック情報に従って返送されてきた前記第2のループバックパケットを受信した後、該ループバック情報の宛先IDと同一の宛先IDを有する新たな前記第1の階層のラベルが付されたループバック情報を含むパケットを受信した場合は、前記第1のループバックパケットを送出せずに前記第2のループバックパケットを送出するスイッチ。
(付記7)
請求項1に記載のスイッチにおいて、
前記パケット処理部は、所定時間内に前記ループバック情報に従って前記第2のループバックパケットが返送されないとき、該ループバック情報の宛先IDと同一の宛先IDを有する新たな前記第1の階層のラベルが付されたループバック情報を含むパケットを受信した場合、前記第2のループバックパケットを送出せずに前記第1のループバックパケットを送出するスイッチ。
(付記8)
請求項1に記載のスイッチにおいて、
前記パケット処理部は、前記第2のループバックパケットに付される前記第2の階層のラベルのTTLの値を前記第2のコネクション上のスイッチの数に応じて設定するスイッチ。
(付記9)
ラベルにより通信経路が特定されるコネクションについて該ラベルに基づきパケット転送処理を行い、かつ、該コネクションに管理区間を階層的に設定可能なスイッチにおいて、
ループバック情報を含むパケットを受信する受信部と、
第1の管理区間でパケット転送がなされるよう第1のレベルに設定された、該受信した該ループバック情報を含む第1のレベルのループバックパケットと、前記第1の管理区間に包含され、かつ、該第1の管理区間について階層化された第2の管理区間でパケット転送されるよう第2のレベルに設定された、該受信した該ループバック情報を含む第2のレベルのループバックパケットとを送出するパケット処理部と、
を備えたことを特徴とするスイッチ。
(付記10)
請求項8において、
前記レベルは前記ループバック情報を含むパケットに付されたラベルに含まれるデータ領域において設定されるスイッチ。
(付記11)
請求項8において、
前記レベルは前記ループバック情報を含むパケットに含まれるデータ領域において設定されるスイッチ。
(付記12)
ラベルにより通信経路が特定されるコネクションについて該ラベルに基づきパケット転送処理を行うパケット転送方法において、
第1のコネクションについてのパケット転送に用いられる第1の階層のラベルが付された、ループバック情報を含むパケットを受信し、該ループバック情報を含むパケットと、第1の階層のラベルと、さらに該第1の階層のラベルに階層化された第2のコネクションについてのパケット転送に用いられる第2の階層のラベルとを有する第1のループバックパケットと、前記ループバック情報を含むパケットと、第2の階層のラベルとを有し、第1の階層のラベルを有さない第2のループバックパケットとを送出する、ことを特徴とするパケット転送方法。
LSP上でのループバック 階層的なLSP上でのループバック 実施例1の動作概要図 実施例1におけるスイッチの構成図 実施例1におけるループバック情報を含むパケットの処理フロー 実施例1におけるループバック返送情報を含むパケットの処理フロー 実施例2の動作概要図 実施例3の動作概要図 実施例3におけるスイッチの構成図 実施例4の動作概要図 実施例4におけるスイッチの構成図 実施例5におけるパケット転送 実施例5の動作概要図 実施例5におけるスイッチの構成図
符号の説明
1〜8 スイッチ#1〜8
10 LSP1
20 LSP2
30 LSP3
41、42 TCMポイント
201、210 受信部
202、211 ラベル処理部
203、212 終端処理部
204、213 コード判定部
205、214 ID処理部
206 記憶部
207 ラベルテーブル
208 管理部
209、215 パケット処理部
216 第1パケット処理部
217 バッファ
218 第2パケット処理部
219 タイマ制御部
220 TTL制御部
221、222 レベル処理部

Claims (9)

  1. ラベルにより通信路が特定されるコネクションについて該ラベルに基づきパケット転送処理を行うスイッチにおいて、
    第1のコネクションについてのパケット転送に用いられる第1の階層のラベルが付された、ループバック情報を含むパケットを受信する受信部と、
    該ループバック情報を含むパケットと、第1の階層のラベルと、さらに該第1の階層のラベルに階層化された第2のコネクションについてのパケット転送に用いられる第2の階層のラベルとを有する第1のループバックパケットを送出するとともに、前記ループバック情報を含むパケットと、該第2の階層のラベルとを有し、前記第1の階層のラベルを有さない第2のループバックパケットを送出するパケット処理部と、
    を備えたことを特徴とするスイッチ。
  2. 請求項1に記載のスイッチにおいて、
    前記受信部は、前記受信したパケットが前記ループバック情報を含むパケットであることを識別する識別ラベルから、該パケットに含まれる情報を判定するスイッチ。
  3. 請求項1に記載のスイッチにおいて、
    前記受信部で受信した前記ループバック情報を含むパケットに含まれる送信元IDと、該送信元にパケットを転送するのに用いる第1の階層のラベルとを対応付けて記憶する記憶部を備えたスイッチ。
  4. 請求項3に記載のスイッチにおいて、
    前記ループバック情報に従って返送されてきた前記第2のループバックパケットを受信した場合、前記記憶部を参照し、該第2のループバックパケットに含まれる宛先IDと前記記憶部に記憶されている前記送信元IDとが一致するときは、前記ループバック情報を含むパケットと該送信元IDに対応する前記第1の階層のラベルとを有するパケットを送出するスイッチ。
  5. 請求項1に記載のスイッチにおいて、
    前記パケット処理部は、所定時間内に前記ループバック情報に従って返送されてきた前記第2のループバックパケットを受信した後、該ループバック情報の宛先IDと同一の宛先IDを有する新たな前記第1の階層のラベルが付されたループバック情報を含むパケットを受信した場合は、前記第1のループバックパケットを送出せずに前記第2のループバックパケットを送出するスイッチ。
  6. 請求項1に記載のスイッチにおいて、
    前記パケット処理部は、所定時間内に前記ループバック情報に従って前記第2のループバックパケットが返送されないとき、該ループバック情報の宛先IDと同一の宛先IDを有する新たな前記第1の階層のラベルが付されたループバック情報を含むパケットを受信した場合、前記第2のループバックパケットを送出せずに前記第1のループバックパケットを送出するスイッチ。
  7. 請求項1に記載のスイッチにおいて、
    前記パケット処理部は、前記第2のループバックパケットに付される前記第2の階層のラベルのTTLの値を前記第2のコネクション上のスイッチの数に応じて設定するスイッチ。
  8. ラベルにより通信経路が特定されるコネクションについて該ラベルに基づきパケット転送処理を行い、かつ、該コネクションに管理区間を階層的に設定可能なスイッチにおいて、
    ループバック情報を含むパケットを受信する受信部と、
    第1の管理区間でパケット転送がなされるよう第1のレベルに設定された、該受信した該ループバック情報を含む第1のレベルのループバックパケットと、前記第1の管理区間に包含され、かつ、該第1の管理区間について階層化された第2の管理区間でパケット転送されるよう第2のレベルに設定された、該受信した該ループバック情報を含む第2のレベルのループバックパケットとを送出するパケット処理部と、
    を備えたことを特徴とするスイッチ。
  9. ラベルにより通信経路が特定されるコネクションについて該ラベルに基づきパケット転送処理を行うパケット転送方法において、
    第1のコネクションについてのパケット転送に用いられる第1の階層のラベルが付された、ループバック情報を含むパケットを受信し、
    該ループバック情報を含むパケットと、第1の階層のラベルと、さらに該第1の階層のラベルに階層化された第2のコネクションについてのパケット転送に用いられる第2の階層のラベルとを有する第1のループバックパケットと、前記ループバック情報を含むパケットと、第2の階層のラベルとを有し、第1の階層のラベルを有さない第2のループバックパケットとを送出する、
    ことを特徴とするパケット転送方法。



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