JP4967876B2 - ネットワーク、ネットワーク装置及びそれらに用いる伝送経路冗長化方法 - Google Patents

Description

本発明はネットワーク、ネットワーク装置及びそれらに用いる伝送経路冗長化方法に関し、特に伝送経路冗長を行うためのネットワーク装置に関する。

本発明に関連するネットワークにおいては、複数のノードで構成されており、パケットの伝送を行う際にノード間でネットワーク構成や回線状態の情報を交換し、それらの情報を基に最適な伝送経路を算出している。

しかしながら、ネットワーク内で障害等が発生した場合には、障害箇所を迂回する新たな伝送経路の再計算を行うまでの間、パケットロスが発生してしまうという問題点がある。

このため、本発明に関連するネットワークでは、音声、画像データ等のリアルタイム性が要求されるデータパケットを伝送する場合、ロスしたパケットの再送信ができないため、冗長化した伝送経路に予め同一のデータパケットを配信し、経路障害によるロスを防ぐという手段が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特許公表２００２−５２４９２０号公報

しかしながら、本発明に関連するネットワークでは、多種のネットワーク装置（例えば、経路を構成するための要素を備えた装置及びその要素を備えない装置）が混在する等、ネットワーク構成が複雑な場合、どのように冗長経路を構成するかという経路選択手法に課題がある。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、多種のネットワーク装置が混在したネットワーク内でデータパケットの伝送経路を冗長化することができ、経路障害発生によるデータパケットロスを予防することができるネットワーク、ネットワーク装置及びそれらに用いる伝送経路冗長化方法を提供することにある。

本発明によるネットワークは、始点ノードから中継ノードを介して終点ノードに信号を転送する際に冗長経路を用いて当該信号の転送を行うネットワークであって、
前記始点ノード側に、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第１の手段と、前記第１の手段で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第２の手段とを有し、
前記終点ノード側に、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第３の手段と、前記第３の手段で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第４の手段とを備え、
前記始点ノード側及び前記終点ノード側各々にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出し、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択し、
前記始点ノード側に、前記終点ノードに向かう冗長経路の算出を行う場合に当該終点ノードに対して前記第４の手段で算出された途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報について問い合わせを行う手段と、この問い合わせで得た組み合わせ情報と前記第２の手段で得た途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報とを比較して前記第２の手段及び前記第４の手段にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出する手段と、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択する選択手段とを具備している。

本発明によるネットワーク装置は、上記の始点ノード側及び終点ノード側の機能のうちの少なくとも一方を有することを特徴とする。

本発明による伝送経路冗長化方法は、始点ノードから中継ノードを介して終点ノードに信号を転送する際に冗長経路を用いて当該信号の転送を行うネットワークに用いる伝送経路冗長化方法であって、
前記始点ノード側において、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第１の手順と、前記第１の手順で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第２の手順とを実行し、
前記終点ノード側において、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第３の手順と、前記第３の手順で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第４の手順とを実行し、
前記始点ノード側及び前記終点ノード側各々にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出し、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択し、
前記始点ノード側において、前記終点ノードに向かう冗長経路の算出を行う場合に当該終点ノードに対して前記第４の手順で算出された途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報について問い合わせを行う処理と、この問い合わせで得た組み合わせ情報と前記第２の手順で得た途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報とを比較して前記第２の手順及び前記第４の手順にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出する処理と、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択する選択処理とを実行している。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、多種のネットワーク装置が混在したネットワーク内でデータパケットの伝送経路を冗長化することができ、経路障害発生によるデータパケットロスを予防することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態によるネットワークの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の第１の実施の形態によるネットワークは、送信ノード１と、始点ノード２と、データ転送装置３−１〜３−４と、中継ノード候補４−１〜４−３と、終点ノード５と、受信ノード６とから構成されている。

本発明の第１の実施の形態によるネットワークは、冗長経路の中継地点となる中継ノード候補４−１〜４−３の中から最適な中継ノードを選択し、始点ノード２から中継ノード候補４−１〜４−３にデータパケットをカプセル化して伝送することで、多種のネットワーク装置（例えば、経路を構成するための要素を備えた装置及びその要素を備えない装置）が混在したネットワーク内で、最適な冗長経路の選択を行っている。

図２は図１の始点ノード２の構成例を示すブロック図である。図２において、始点ノード２は、他装置との間で信号の送受信を行う送受信部２１と、中継ノード候補４−１〜４−３への信号をカプセリングするカプセリング部２２と、中継ノード候補４−１〜４−３との間の伝送経路を算出する伝送経路算出部２３と、伝送経路算出部２３で算出された伝送経路における途中経路の重複を確認する途中経路重複確認部２４と、伝送経路算出部２３及び途中経路重複確認部２４の処理結果に基づいて冗長経路を選択する冗長経路選択部２５と、トレースルート結果リスト２６１及び重複経路情報リスト２６２等を記憶する記憶部２６とを含んで構成されている。

図３は本発明の第１の実施の形態による中継ノードの構成例を示すブロック図である。図３において、中継ノード４は、他装置との間で信号の送受信を行う送受信部４１と、始点ノード２からの信号をデカプセリングするデカプセリング部４２とを含んで構成されている。尚、図２の中継ノード候補４−１〜４−３は、この中継ノード４と同様の構成となっている。

図４は図２の終点ノード５の構成例を示すブロック図である。図４において、終点ノード５は、他装置との間で信号の送受信を行う送受信部５１と、中継ノード候補４−１〜４−３との間の伝送経路を算出する伝送経路算出部５２と、伝送経路算出部５２で算出された伝送経路における途中経路の重複を確認する途中経路重複確認部５３と、中継ノード候補４−１〜４−３から受信したパケットが重複しないように集約するパケット集約部５４とを含んで構成されている。

図５は本発明の第１の実施の形態による冗長経路を構成する中継ノードの選出処理を示すシーケンスチャートであり、図６は本発明の第１の実施の形態によるトレースルート機能を使用した場合の経路重複確認方法を示す図であり、図７は図６におけるトレースルート結果リストを示す図である。

図８は本発明の第１の実施の形態における重複経路情報リストを示す図であり、図９は本発明の第１の実施の形態における伝送経路が重複する例を示す図であり、図１０は本発明の第１の実施の形態におけるパケットの構成例を示す図である。

これら図１〜図１０を参照して本発明の第１の実施の形態によるネットワークにおける冗長化伝送経路の選出について説明する。以下、図１において、送信ノード１から受信ノード６向けにデータパケットを送信する場合に、始点ノード２と終点ノード５との間の伝送経路の冗長化を行う場合について考える。

本実施の形態では、冗長化された伝送経路の算出を行う際に、伝送経路の中継地点の候補となる中継ノード候補４−１〜４−３を予め定めておき、これら中継ノード候補４−１〜４−３の中から、下記の手順にしたがって冗長経路を構成する中継ノードを選出する。

始点ノード２は、伝送経路算出部２３にて各中継ノード候補４−１〜４−３へのそれぞれ到達可能な伝送経路を算出する（図５のｓ１）。また、始点ノード２は、途中経路重複確認部２４にて２つの中継ノード候補４−１，４−３への伝送経路の各組み合わせについて、途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する（図５のｓ２）。

一方、終点ノード５は、伝送経路算出部５２にて各中継ノード候補４−１〜４−３へのそれぞれ到達可能な伝送経路を算出する（図５のｓ１１）。また、終点ノード５は、途中経路重複確認部５３にて２つの中継ノード候補４−１，４−３への伝送経路の各組み合わせについて、途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する（図５のｓ１２）。

始点ノード２が終点ノード５に向かう冗長経路の算出を行う場合、始点ノード２は、終点ノード５に対して、ｓ１２の手順で算出された途中経路が重複しない中継ノード候補４−１，４−３の組み合わせ情報について問い合わせを行う（図５のｓ３，ｓ４）。

始点ノード２は、この問い合わせに対して終点ノード５から送られてきた途中経路が重複しない中継ノード候補４−１，４−３の組み合わせ情報と、ｓ２の手順で得られた途中経路が重複しない中継ノード候補４−１，４−３の組み合わせ情報とを伝送経路算出部５２にて比較する。伝送経路算出部５２は上記のｓ２の手順で得られた組み合わせ情報と上記のｓ１２の手順で得られた組み合わせ情報とについてどちらも重複しない中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出する（図５のｓ５）。

始点ノード２は、上記のｓ５の手順で得られた伝送経路のペアについて、途中経路が重複していないかどうかを途中経路重複確認部２４にて再確認し、冗長経路選択部２５にて重複がないものを冗長経路として選択する（図５のｓ６）。

以上の手順で得られた冗長経路にデータパケットを送出する場合、始点ノード２は該当データパケットをカプセリング部２２にてカプセル化し、各中継ノード候補４−１，４−３宛てに送付する。各中継ノード候補４−１，４−３では、受信したデータパケットをデカプセリング部４２にてデカプセル化し、終点ノード５宛てに送付する。

ここで、ｓ２の手順とｓ１２の手順とについて、経路が重複しているかどうかを検出する検出方法としては、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークにおいて、ＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）［ＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）７９２／ＲＦＣ１８１２］のタイプフィールド１１番の機能を使用したトレースルート相当の機能で得られた経路情報を使用するという方法がある。

図６を参照してトレースルート機能を使用した場合の経路重複確認方法について説明する。図６は始点ノード２、中継ノード候補４−１〜４−３、データ転送装置３−１〜３−４からなるＩＰネットワーク網を表している。

図６において、始点ノード（Ｎ１）２から中継ノード候補（Ｎ６）４−１１への伝送経路を経路１０１、始点ノード（Ｎ１）２から中継ノード候補（Ｎ７）４−１２への伝送経路を経路１０２とする。

このネットワーク構成で経路の重複を検出する場合、始点ノード（Ｎ１）２から、各中継ノード候補（Ｎ６，Ｎ７）４−１１，４−１２へトレースルート機能を使用して収集した経路情報を使用する。

図７（ａ），（ｂ）は始点ノード（Ｎ１）２が各中継ノード候補（Ｎ６，Ｎ７）４−１１，４−１２についてトレースルートを実行した場合の結果を示している。

図７において、中継ノード候補（Ｎ６）４−１１へのトレースルートを実行した結果として、経路１０１のＩＰアドレス情報（ａ１，ａ２，ａ３）が収集されて、トレースルート結果リスト（１）に記録される。また同様に、中継ノード候補（Ｎ７）４−１２へのトレースルートを実行した結果として、経路１０２のＩＰアドレス情報（ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４）が収集されて、トレースルート結果リスト（２）に記録される。

さらに、始点ノード２は収集したＩＰアドレス情報と、ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）等のルーティングプロトコルによって収集したネットワークのトポロジーデータベース情報とを比較することで、該当ＩＰアドレスが属するサブネットの情報と、ノードの情報とを得ることができる（図７参照）。

このようにして収集したトレースルート結果リスト（１），（２）のＩＰアドレス、サブネット情報、ノード情報のなかで、どれか一つでも重複したものがある場合、経路１０１と経路１０２との中で重複した経路があると判断する。図７に示す例では、データ転送装置（Ｎ５）３−１４が重複していることから、経路が重複していると判断される。

以上の手順で、始点ノード２は各中継ノード候補の組み合わせについて、伝送経路が重複しているかどうかのチェックを行い、図８（ａ）の重複経路情報リスト（１）に示す形でまとめる。

図８の例では、始点ノード２からＴ１〜Ｔ６の６つの中継ノード候補への経路の各組み合わせについて、経路の重複が発生しているかどうかを確認し、リストにまとめている。

また、図１において、終点ノード５は、終点ノード５から各中継ノード候補４−１〜４−３への伝送経路について、上記と同様の確認を実施し、その結果を図８（ｂ）の重複経路情報リスト（２）の形でまとめる。

ｓ５の手順にて、始点ノード２が終点ノード５に向かう冗長経路の算出を行う場合、始点ノード２は、該当の終点ノード５に対して、ｓ１２の手順で算出された途中経路が重複しない中継ノード候補の組み合わせ情報について問い合わせを行う。

始点ノード２は、このようにして得られた重複経路情報リスト（１）と重複経路情報リスト（２）とをチェックし、どちらのリストでも経路重複が発生していない中継ノード候補の組み合わせを選択する。図８に示す例では、（Ｔ１，Ｔ４）、（Ｔ１，Ｔ６）、（Ｔ２，Ｔ５）が該当の中継ノードの組み合わせとなる。

ここで、図９に示す例のように、始点ノード２と中継ノード候補（Ｔ１）４−１との間の伝送経路と、終点ノード５と中継ノード候補（Ｔ２）４−２との間の伝送経路とがデータ転送装置（Ｂ１）３−５にて重複するようなケースを排除するために、経路の再チェック手順が必要である。そのため、始点ノード２はこうして得られた伝送経路のペアについて、途中経路が重複していないか、ｓ２の手順、ｓ１２の手順にしたがって情報を収集することで、再確認を行い、重複がないものを冗長経路として選択する。

このようして得られた冗長経路に送信ノード１がデータパケットを送出する場合、始点ノード２は該当データパケットをカプセル化し、各中継ノード候補（Ｔ１，Ｔ２）４−１，４−２宛てに送付する。

例えば、図１に示す例で、送信ノード１から受信ノード６宛てにデータパケットを送出する場合、送信ノード１から送出されるデータパケットの宛て先アドレスは「Ｄ」、送信元アドレスは「Ａ」となる。

このデータパケットを受信した始点ノード２は、図１０に示すように、該当パケットに外部ヘッダを付加してカプセル化を行う。この時、外部ヘッダの送信元アドレスとして始点ノード２のアドレス「Ａ１」を付加し、宛て先アドレスとして中継ノード候補４−１のアドレス「Ｔ１」もしくは中継ノード候補４−３のアドレス「Ｔ３」を付加して、それぞれ中継ノード候補（Ｔ１）４−１と中継ノード候補（Ｔ３）４−３とに宛ててデータパケットをコピーして送付する。

カプセル化されたデータパケットを受信した中継ノード候補（Ｔ１，Ｔ３）４−１，４−３はそれぞれ、受信したデータパケットをデカプセル化して、外部ヘッダを取り外し、内部ヘッダの送信先アドレスである受信ノード６のアドレス「Ｄ」宛てにデータパケットを送付する。

中継ノード候補（Ｔ１，Ｔ３）４−１，４−３から送付されるアドレス「Ｄ」宛てのパケットは、終点ノード５のパケット集約部５４にて重複しないようどちらか一方に集約されて、受信ノード６に転送される。

本実施の形態では、以上の方法を使用して、データパケットのコピーを各冗長経路に送付することで、経路の障害発生によるデータパケットロスを予防することができる。

また、本実施の形態では、多種のネットワーク装置が混在したネットワーク内で、データパケットの伝送経路を冗長化することができるので、経路の障害発生によるデータパケットロスを予防することができる。

さらに、本実施の形態では、始点ノード２と中継ノード候補４−１〜４−３との間でデータパケットをカプセル化して伝送することで、既存のネットワーク装置によって構成されるネットワークをトンネリングすることが可能となる。

この特徴によって、本実施の形態によるネットワーク装置を既存のネットワーク装置で構成されるネットワークに増設することで、既存のネットワーク装置の置き換えを行わずに、伝送経路を冗長化させることができる。

図１１は本発明の第２の実施の形態によるマルチキャストのデータ伝送経路の冗長化を示す図であり、図１２は本発明の第２の実施の形態におけるパケットの構成例を示す図であり、図１３は本発明の第２の実施の形態におけるパケットのデカプセリング時のパケットの構成例を示す図であり、図１４は本発明の第２の実施の形態における終点ノードの集約時パケットの構成例を示す図である。

図１１において、本発明の第２の実施の形態では、例えば、受信ノード６がソースアドレス（Ａ）、グループアドレス（Ｇ）のマルチキャストデータパケットの要求をする際に、終点ノード５は始点ノード２との間のデータ伝送経路を冗長化することができる。

この場合、終点ノード５は、上述したユニキャストの場合と同様の手順で（この場合、終点ノード５は図２に示す始点ノード２と同様の構成をとる）、「ソースアドレス（Ａ）を持つ送信ノード１を収容している」始点ノード２への冗長経路の算出を行う。こうして冗長経路を構成する中継ノードを算出した後、終点ノード５は中継ノード候補（Ｔ１，Ｔ３）４−１，４−３へデータ配信要求（中継ノード）２０１，２０２を送信する。

このデータ配信要求（中継ノード）２０１，２０２はＩＰマルチキャストの「ＪＯＩＮメッセージ」に相当し、送信元ソースアドレスとして中継ノード候補４−１のソースアドレス（Ｔ１）もしくは中継ノード候補４−３のソースアドレス（Ｔ３）と、マルチキャストデータのグループアドレス（Ｇ）の情報とが記載されている。

図１１に示す例の場合、終点ノード５は（Ｔ１，Ｇ）、（Ｔ３，Ｇ）の情報を含むデータ配信要求（中継ノード）２０１，２０２を中継ノード候補（Ｔ１，Ｔ３）４−１，４−３向けに発信している。

中継ノード候補（Ｔ１，Ｔ３）４−１，４−３は、データ配信要求（中継ノード）２０１，２０２を受信した後、始点ノード２宛てにデータ配信要求（始点ノード）２０３，２０４を送信する。

このデータ配信要求（始点ノード）２０３，２０４には、送信元ソースアドレスとして送信ノード１のソースアドレス（Ａ）と、マルチキャストデータのグループアドレス（Ｇ）の情報とが記載されている。

図１１に示す例の場合、中継ノード候補（Ｔ１，Ｔ３）４−１，４−３は（Ｓ，Ｇ）の情報を含むデータ配信要求（始点ノード）２０３，２０４を始点ノード２宛てに発信する。

このデータ配信要求（始点ノード）２０３，２０４を受信した始点ノード２は送信ノード１から受信したマルチキャストパケットデータをカプセル化して中継ノード候補（Ｔ１，Ｔ３）４−１，４−３宛てに、上述したユニキャストと同様の手順で、それぞれ配信する（図１２参照）。

各中継ノード候補（Ｔ１，Ｔ３）４−１，４−３は、カプセル化されたマルチキャストパケットデータをデカプセル化する際に、ソースアドレスを中継ノード候補４−１のアドレス（Ｔ１）もしくは中継ノード候補４−３のアドレス（Ｔ３）に書き換えて、通常のマルチキャストパケットと同じ手順で送信する（図１３参照）。

双方の中継ノード候補（Ｔ１，Ｔ３）４−１，４−３から送信されたマルチキャストパケットを受信した終点ノード５は、受信したそれぞれのデータパケットをどちらか一方に集約した後、ソースアドレスを（Ａ）に変更して受信ノード６宛てに送信する（図１４参照）。

このように、本実施の形態では、上記の機能を使用することで、ユニキャストのみならず、マルチキャストの伝送経路を、上記と同様にして冗長化することができる。

尚、上記の実施の形態では、重複経路の検出にトレースルート機能を使用しているが、トレースルート機能を使用せずに、ＯＳＰＦ等のルーティングプロトコルで収集したトポロジーデータベースを使用して、重複経路の検出を行うことも可能である。

また、本発明の手法を使用して中継ノードを算出する際に、妥当な中継ノードを見つけることができなかった場合の対処策について下記に説明する。例えば、始点ノードと中継ノード候補との間で送信経路が重複しない中継ノードが見つからなかった場合の対処策として、始点ノードと中継ノード候補との間に新たな中継ノード候補を設けて、中継ノードとなる装置を算出するという方法がある。

この場合、
新始点ノード←始点ノード
新終点ノード←中継ノード候補
新中継ノード候補←自分以外の中継ノード候補
という対応付けを行って、新始点ノードと新終点ノードとの間に新たな中継ノードとなる装置を算出する。

この手順は、終点ノードと中継ノード候補との間についても実施可能である。その場合、
新終点ノード←終点ノード
新始点ノード←中継ノード候補
新中継ノード候補←自分以外の中継ノード候補
という対応付けが行われる。

本発明では、以上の手順を階層的に繰り返すことで、冗長経路を構成する中継ノードを算出することができる。

このように、本発明のネットワーク装置は、パケット伝送経路の冗長化を行う際に、冗長経路の中継地点となる装置を算出し、中継地点までパケットをカプセル化して伝送することで、伝送経路の冗長を行うことを特徴とする。

この場合、本発明では冗長化された伝送経路の算出を行う際に、伝送経路の中継地点の候補となる中継ノード候補を予め定めておき、該当する中継ノード候補の中から、
手順（１）始点ノードが各中継ノード候補へのそれぞれ到達可能な伝送経路を算出
手順（２）始点ノードが２つの中継ノード候補への伝送経路の各組み合わせについて、途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出
手順（３）終点ノードが各中継ノード候補へのそれぞれ到達可能な伝送経路を算出
手順（４）終点ノードが２つの中継ノード候補への伝送経路の各組み合わせについて、途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出
手順（５）始点ノードが終点ノードに向かう冗長経路の算出を行う場合、該当する終点ノードに対して、手順（４）で算出された途中経路が重複しない中継ノード候補の組み合わせ情報について問い合わせを行い、この情報と手順（２）で得られた途中経路が重複しない中継ノード候補の組み合わせ情報を比較することで、手順（２）と手順（４）とについてどちらも重複しない中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出し、この伝送経路のペアについて、途中経路が重複していないか再確認を行い、重複がないものを冗長経路として選択
という手順にしたがって冗長経路を構成する中継ノードを選出する。

以上の手順で得られた冗長経路にデータパケットを送出する場合、始点ノードは該当データパケットをカプセル化して各中継ノード宛てに送付する。各中継ノードは受信したデータパケットをデカプセル化して、終点ノード宛てに送付する。本発明ではこのような方法を使用して、データパケットのコピーを各冗長経路に送付することで、経路障害発生によるデータパケットロスを予防することが可能となる。

本発明は、マルチキャスト機能を使用したネットワーク装置全般、ネットワークの経路障害発生時に障害迂回が要求されるネットワーク装置全般に適用することが可能である。

本発明の第１の実施の形態によるネットワークの構成を示すブロック図である。 図１の始点ノードの構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態による中継ノードの構成例を示すブロック図である。 図２の終点ノードの構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態による冗長経路を構成する中継ノードの選出処理を示すシーケンスチャートである。 本発明の第１の実施の形態によるトレースルート機能を使用した場合の経路重複確認方法を示す図である。 図６におけるトレースルート結果リストを示す図である。 本発明の第１の実施の形態における重複経路情報リストを示す図である。 本発明の第１の実施の形態における伝送経路が重複する例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるパケットの構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態によるマルチキャストのデータ伝送経路の冗長化を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるパケットの構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるパケットのデカプセリング時のパケットの構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における終点ノードの集約時パケットの構成例を示す図である。

符号の説明

１ 送信ノード
２ 始点ノード
３−１〜３−４ データ転送装置
４−１〜４−３ 中継ノード候補
５ 終点ノード
６ 受信ノード
２１，４１，５１ 送受信部
２２ カプセリング部
２３ 伝送経路算出部
２４ 途中経路重複確認部
２５ 冗長経路選択部
２６ 記憶部
４２ デカプセリング部
５２ 伝送経路算出部
５３ 途中経路重複確認部
５４ パケット集約部
２６１ トレースルート結果リスト
２６２ 重複経路情報リスト

Claims (11)

1. 始点ノードから中継ノードを介して終点ノードに信号を転送する際に冗長経路を用いて当該信号の転送を行うネットワークであって、
   前記始点ノード側に、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第１の手段と、前記第１の手段で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第２の手段とを有し、
   前記終点ノード側に、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第３の手段と、前記第３の手段で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第４の手段とを有し、
   前記始点ノード側及び前記終点ノード側各々にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出し、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択し、
   前記始点ノード側に、前記終点ノードに向かう冗長経路の算出を行う場合に当該終点ノードに対して前記第４の手段で算出された途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報について問い合わせを行う手段と、この問い合わせで得た組み合わせ情報と前記第２の手段で得た途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報とを比較して前記第２の手段及び前記第４の手段にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出する手段と、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択する選択手段とを含むことを特徴とするネットワーク。
2. 始点ノードから中継ノードを介して終点ノードに信号を転送する際に冗長経路を用いて当該信号の転送を行うネットワークであって、
   前記始点ノード側に、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第１の手段と、前記第１の手段で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第２の手段とを有し、
   前記終点ノード側に、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第３の手段と、前記第３の手段で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第４の手段とを有し、
   前記始点ノード側及び前記終点ノード側各々にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出し、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択し、
   前記終点ノード側に、前記始点ノードに向かう冗長経路の算出を行う場合に当該始点ノードに対して前記第２の手段で算出された途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報について問い合わせを行う手段と、この問い合わせで得た組み合わせ情報と前記第４の手段で得た途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報とを比較して前記第２の手段及び前記第４の手段にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出する手段と、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択する選択手段とを含むことを特徴とするネットワーク。
3. 前記始点ノードは、カプセル化したデータパケットをコピーして前記選択手段で選択された冗長経路の中継地点となる中継ノード各々に配信し、
   前記中継地点となる中継ノード各々は、前記始点ノードから受信したデータパケットをデカプセリングして前記終点ノードに転送し、
   前記終点ノードは、前記中継ノードから転送されたデータパケットを集約して後段の装置に転送することを特徴とする請求項１または請求項２記載のネットワーク。
4. トレースルート機能を使用して前記重複する経路の検出を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載のネットワーク。
5. 少なくともＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）のルーティングプロトコルで収集したトポロジーデータベースを使用して前記重複する経路の検出を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載のネットワーク。
6. 請求項１から請求項５のうちのいずれかに記載の始点ノード側及び終点ノード側の機能のうちの少なくとも一方を有することを特徴とするネットワーク装置。
7. 始点ノードから中継ノードを介して終点ノードに信号を転送する際に冗長経路を用いて当該信号の転送を行うネットワークに用いる伝送経路冗長化方法であって、
   前記始点ノード側において、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第１の手順と、前記第１の手順で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第２の手順とを実行し、
   前記終点ノード側において、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第３の手順と、前記第３の手順で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第４の手順とを実行し、
   前記始点ノード側及び前記終点ノード側各々にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出し、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択し、
   前記始点ノード側において、前記終点ノードに向かう冗長経路の算出を行う場合に当該終点ノードに対して前記第４の手順で算出された途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報について問い合わせを行う処理と、この問い合わせで得た組み合わせ情報と前記第２の手順で得た途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報とを比較して前記第２の手順及び前記第４の手順にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出する処理と、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択する選択処理とを実行することを特徴とする伝送経路冗長化方法。
8. 始点ノードから中継ノードを介して終点ノードに信号を転送する際に冗長経路を用いて当該信号の転送を行うネットワークに用いる伝送経路冗長化方法であって、
   前記始点ノード側において、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第１の手順と、前記第１の手順で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第２の手順とを実行し、
   前記終点ノード側において、予め設定された中継ノード候補のすべてへの到達可能な伝送経路を算出する第３の手順と、前記第３の手順で算出された伝送経路のうちの２つの伝送経路の各組み合わせについて途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせを算出する第４の手順とを実行し、
   前記始点ノード側及び前記終点ノード側各々にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出し、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないかの再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択し、
   前記終点ノード側において、前記始点ノードに向かう冗長経路の算出を行う場合に当該始点ノードに対して前記第２の手順で算出された途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報について問い合わせを行う処理と、この問い合わせで得た組み合わせ情報と前記第４の手順で得た途中経路が重複しない伝送経路の組み合わせ情報とを比較して前記第２の手順及び前記第４の手順にて、前記始点ノード側と前記終点ノード側の両方にまたがり、前記始点ノードから前記終点ノードに至る伝送経路のペアにおいて、前記中継ノード及び前記伝送経路のどちらも重複せずかつ前記中継ノードを経由する伝送経路のペアを算出する処理と、この算出された伝送経路のペアについて途中経路が重複していないか再確認を行って重複がないものを冗長経路として選択する選択処理とを実行することを特徴とする伝送経路冗長化方法。
9. 前記始点ノードは、カプセル化したデータパケットをコピーして前記選択手段で選択された冗長経路の中継地点となる中継ノード各々に配信し、
   前記中継地点となる中継ノード各々は、前記始点ノードから受信したデータパケットをデカプセリングして前記終点ノードに転送し、
   前記終点ノードは、前記中継ノードから転送されたデータパケットを集約して後段の装置に転送することを特徴とする請求項７または請求項８記載の伝送経路冗長化方法。
10. トレースルート機能を使用して前記重複する経路の検出を行うことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか記載の伝送経路冗長化方法。
11. 少なくともＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）のルーティングプロトコルで収集したトポロジーデータベースを使用して前記重複する経路の検出を行うことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか記載の伝送経路冗長化方法。

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