JP5586608B2 - 通信ネットワークにおける光バイパスリンクの利用 - Google Patents

Description

本出願は、その内容が参照することによりここに援用される、２００８年９月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／１９１，７１２号に優先権を主張する。

本発明は、通信ネットワークに関し、より詳細には通信ネットワークにおいて光バイパスリンクを利用する方法及び装置に関する。

データ通信ネットワークは、互いにデータを送受信するため接続されるスイッチとルータとを有する。これらの装置は、ここでは“ネットワーク要素”と呼ばれる。ネットワーク要素は、一般にデータの利用者でなく、データがネットワークを通過できるように、データを送受信するのに利用される。ネットワーク要素が通信リンクを介し互いにフレームやパケットなどのプロトコルデータユニットをわたすことを可能にすることによって、データはネットワークを介し通信される。プロトコルデータユニットは、ネットワークを介しそれのソースとデスティネーションとの間を移動するとき、複数のネットワークによって処理され、複数の通信リンクを移動する。

長距離ネットワークは、典型的には光リンクを使用してネットワーク要素間でデータを伝送する。ネットワーク要素が光リンクにより光信号を受信すると、ネットワーク要素は、光信号を処理用の電気信号を変換するか、又はＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）を用いて１つの光ファイバからの光信号を他の光ファイバに直接スイッチする。光カードは、一般に光信号を電気信号に変換するカードより安価であり、可能なときにはデータを光学処理することが好ましい。ノードの動作方法が遠隔的に変更可能となるように、ＯＡＤＭは固定的に設定されるか、又は再設定可能とされてもよい（ＲＯＡＤＭ）。

光リソースに対する要求は、当初の通信ネットワーク設計により最適には満たされないかもしれない。従って、ネットワークの特定のリンク又はエリアでは、混雑が生じる可能性がある。同様に、時間の経過に従って、トラフィックパターンが変化するため、混雑が増大する可能性がある。混雑を軽減するため、ノード間に波長及び帯域幅を追加するためのエクスプレスリンクを設置することが一般的である。このエクスプレスリンクは、ネットワーク上の１つのホップであってもよいし、又はネットワーク上の複数のホップにわたるよう設定されてもよい。エクスプレスリンクが中間ノードを介するものであるとき、この中間ノードは、ＯＡＤＭを用いてトラフィックを光学的に転送し、当該トラフィックを一時的なトラフィックとして扱う。エクスプレスリンクは、典型的には手動により設定及び設置され、その後にネットワーク上のノードにエクスプレスリンクに対して波長を追加させるよう光学的に通知される。

図１は、一例となる通信ネットワーク１０を示す。本例では、ノードＥとＦとの間のトラフィックが上部のパス（Ｅ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｆ）に従い、ノードＡとＦとの間のトラフィックが下部のパス（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ）に従う。エクスプレスリンク１２が図２に示されるように追加された場合、新たなエクスプレスリンクは、すべてのノードがこの新たなリンクを反映させるようトポロジーを更新できるように、ネットワークルーティングシステムにより通知される。トポロジーが変化すると、これはノードにネットワーク上のパスを再計算させることになる。例えば、図２に示されるように、エクスプレスリンクがノードＡ〜Ｄ間に追加されると、これは、ノードＥとＦとの間のトラフィックをパス（Ｅ，Ａ，Ｄ，Ｆ）に従うようスイッチさせる。従って、エクスプレスリンクが混雑を軽減するためネットワークに追加されると、実際にはそれは、追加的なトラフィックをすでに混雑しているネットワークのエリアに向けて再ルーティングされることになるかもしれない。これの１つの理由は、ＩＰトラフィックとＭＰＬＳトラフィックとがエクスプレスリンクをルーティングテーブルの単一のホップとしてみなすためであり、これによりエクスプレスリンクを介したパスをより短いものにし、好ましくはネットワーク上の他のパスにするかもしれない。これは、トラフィックの一部を新たに追加されたエクスプレスリンクをトラバースするよう迂回させることになる可能性がある。従って、混雑を軽減するのに役立つよりも、エクスプレスリンクの追加はネットワークの混雑エリアにさらなるトラフィックを引き起こす可能性がある。

図３は、米国などの大規模な地理的エリアに実装される一例となる長距離ネットワークを示す。図３において、ネットワークはソルトレイクシティとセントルイスとの間で大量のトラフィックを有すると仮定される。この混雑を軽減するため、図４に示されるように、エクスプレスリンクが、ソルトレイクシティとセントルイスとの間で直接的にトラフィックを搬送するため設置される。このリンクが追加されると、ネットワークのその他のノードは、新たなリンクを認識し、トラフィックパターンを変更する。例えば、新たなリンクを含めることによって、シカゴとセントルイスとの間のリンクなどの他のリンクのトラフィックを劇的に増大させると同時に、他のリンクの利用が実質的に減少することになりうる。実際、リンクの追加は、ネットワークの多数のリンク、新たなエクスプレスリンクから地理的に離れたリンクでさえ影響を与える可能性があることがわかっている。

従って、エクスプレスリンクの追加は混雑を軽減する可能性があるが、それはまた、ネットワーク上のトラフィックパターンのすべてを変更させ、新たな混雑ポイントが生じる可能性がある。混雑ポイントは、新たなリンクの近傍又はネットワーク上で当該リンクから遠く離れたところにあるかもしれない。

従って、ネットワークの最適化は繰り返しの処理になり、新たなリンクが追加されると、新たなホットスポットを示すためトラフィックパターンが調整され、その後に他のリンクの追加によってホットスポットが軽減される必要がある。この処理は、複数回繰り返される可能性がある。さらに、結果としてのネットワーク設計は、各リンクが順次追加されるため、最適なネットワーク設計とはならない可能性がある。例えば、第１のエクスプレスリンクがある混雑地域を軽減するため追加され、その後に第２のエクスプレスリンクが第１のエクスプレスリンクの追加により生じた新たな混雑エリアを軽減するため追加されると、第２のエクスプレスリンクは第１のリンクを余計なものにしてしまう可能性がある。言い換えると、第１のエクスプレスリンクはもはや必要でない可能性がある。第２のエクスプレスリンクの追加がトラフィックを第１のエクスプレスリンクのエリアから離れて再ルーティングし、第１のエクスプレスリンクの効果を減少させるためである。様々なトラフィックフローとリンクローディングのこの相互依存性は、ネットワーク容量の追加を効率的及び効果的に実装するのに困難なものにする。従って、ネットワークの混雑を軽減するためエクスプレスリンクをより効果的に利用するための方法を提供することが効果的であろう。

光バイパス（ＯＢＰ）リンクは、ネットワーク上のノード間で波長を追加することによって設置されてもよい。ＯＢＰは、ネットワーク上の何れかのノードペア間で延伸されてもよい。ＯＢＰ上の中間ノードは、一時的なノードであり、トラフィックを単に光転送する。ＯＢＰはノードペア間で延伸され、エクスプレスリンクト異なって、ネットワーク上のリソースの以前の割当てに影響を与えないように設置される。これは、ネットワーク上の他のトラフィックパターンを変更することなくネットワークの一部における混雑を軽減するため、ネットワーク上のノードペア間に容量を追加することを可能にする。これは、ＯＢＰを含めることがネットワーク上で決定的であり、線形な影響を有することを可能にする。ＯＢＰリンクは、固定的に設けられるか、又は要求に応じて設置されてもよい。任意的には、ＯＢＰリンクは、ネットワーク上のＰＢＢ−ＴＥトンネルに相当するよう設置されてもよい。

本発明の各種態様が、添付した請求項において特定される。本発明は、同様の参照が同様の要素を示す以下の図面により提示される。以下の図面は、単なる例示のために本発明の各種実施例を開示するものであり、本発明の範囲を限定するものでない。簡単化のため、すべての図面においてすべての構成要素がラベル付けされるとは限らない。
図１は、エクスプレスリンクのないネットワーク上のルートを示す一例となる通信ネットワークの機能ブロック図である。 図２は、エクスプレスリンクの追加によりネットワーク上のルートがどのように変更されるか示す図１の一例となる通信ネットワークの機能ブロック図である。 図３は、エクスプレスリンクを含める前のリンク上のトラフィックローディングを示す一例となる長距離通信ネットワークの機能ブロック図である。 図４は、エクスプレスリンクを含めることによって生じるトラフィックパターンの一例となる仮説的な変更を示す図１の一例となる長距離通信ネットワークの機能ブロック図である。 図５は、本発明の実施例による光バイパス（ＯＢＰ）リンクを含めた後の図１の一例となる長距離通信ネットワークの機能ブロック図である。 図６は、本発明の実施例によるＯＢＰリンクを実現するよう構成されるネットワーク要素の機能ブロック図である。 図７Ａは、ＯＰＢリンクを示す一例となる通信ネットワークの機能ブロック図である。 図７Ｂは、図７Ａの通信ネットワーク上に実現されるＰＢＢ−ＴＥトンネルを示すテーブルである。

図３は、一例となる通信ネットワークと、通信ネットワークのリンク上の一例となるトラフィックローディングとを示す。リンク上の数字は、ネットワークのリンクの無次元のトラフィック量を示す。数字が大きくなるほど、ネットワークのリンク上に流れるトラフィック量が大きくなる。図５は、図３と同じ通信ネットワークを示し、同じトラフィックパターンを有するが、ＯＢＰリンクがソルトレイクシティとメンフィスとの間に設置されている。図５に示される例では、ソルトレイクシティとデンバーとの間、デンバーとセントルイスとの間、及びセントルイスとメンフィスとの間の影響を受けるリンク以外のリンクのローディングは変更されない。具体的には、図３のネットワークのネットワークリンクの利用と図５のネットワークのネットワークリンクの利用とを比較すると、ＯＢＰリンクを含めることがネットワーク上の他のリンクのトラフィックパターンに影響を与えなかったことが明らかである。これは、ネットワーク上のリソース割当てに影響を与えないように、ＯＢＰリンクが設置されたという事実から直接生じる。例えば、一実施例では、ＯＢＰリンクは、ネットワークルイティングシステムを介し他のノードに通知されず、このため、他のノードはＯＢＰリンクを介しトラフィックをルーティングすることができない。他のノードはＯＢＰリンクについて知らないため、トラフィックをルーティングすることができない。従って、ネットワーク上の他のトラフィックパターンは、光バイパスリンクを含めることによって影響を受けない。

エンドノードであるソルトレイクシティとメンフィスとは、ＯＢＰリンクにトラフィックを配置するか、又はネットワーク上でトラフィックをホップ毎に送信するようにしてもよい。使用するリンクの選択は、エンドノードにローカライズされ、ネットワーク上の他のノードから独立している。中間ノードであるデンバーとセントルイスとは、一時的なトラフィックとしてＯＢＰリンクによりトラフィックを光転送する。このため、中間ノードは、ＯＢＰリンクからのトラフィックを追加又は落とさず、ＯＢＰリンク上のトラフィックをネットワーク上のＯＢＰリンクに従わせるため、トラフィックを単に光学的にスイッチする。適切なシグナリングが、エンドノードにトラフィックをＯＢＰリンクにスイッチさせ、中間ノードがＯＢＰリンク上のトラフィックを光転送するよう各自のＲＯＡＤＭを設定するなど、各自のデータプレーンにおける正しい転送状態をセットアップすることを可能にするため利用されてもよい。ＯＢＰリンクは、ノードの何れによっても通知されず、又はリソース割当てに影響を与えないように設置されるという点を除いて、エクスプレスリンクが光ネットワークを現在セットアップするのと同様にしてセットアップされてもよく、これにより、ネットワークトラフィックの観点からＯＢＰリンクの利用はエンドノードに制限される。

図５に示されるように、光バイパスのコンセプトは、トラフィックパスがパケットレイヤの転送トポロジーに従うが、１以上の中間ノードにおいてパケット転送を回避する場合に設置される。本例では、中間ノードは、ネットワークのＯＢＰ上のトラフィックを単に光スイッチするため、パケット転送を実行しない。

通信ネットワークは、典型的には、ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）又はＩＳ−ＩＳ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などのルーティングプロトコルを実行する。ルーティングプロトコルは、ノードがネットワークのトポロジーを学習することを可能にする。その後、ノードはトポロジーの知識を用いてネットワークのルートを計算することができる。ネットワークのトポロジーが変更されると、ノードは、ネットワークを介しトラフィックを搬送するのに用いられるルートを調整し、新たなトポロジーに適応させる。

本発明の実施例によると、ＯＢＰリンクの設置は、ルーティングシステムがＯＢＰリンクに依存しないネットワーク上の固定されたリソースの観点を有するように、ネットワークのルーティングの観点に影響を与えない。例えば、ＯＢＰリンクは、ネットワーク上のノードが各自のルーティングトポロジーにＯＢＰリンクを含まないように、ルーティングＬＳＡ（Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）を用いて通知されないようにしてもよい。あるいは、ＯＢＰリンクは、利用可能なネットワークのルーティングシステムの観点に影響を与えないような方法により通知されてもよい。同様に、ネットワークは、イーサネット（登録商標）隣接性とパスを維持し、同様にＩＰ隣接性とパスを維持するようにしてもよい。ＯＢＰリンクの設置は、これらの隣接性及びパスがＯＢＰリンクの設置によって影響を受けないような方法により通知又は非通知にされる。

ＯＢＰリンクを含めることはネットワークリソースの割当てに影響を与えないが、ＯＢＰリンクに接続するエンド装置は、ＯＢＰリンクを用いてＯＢＰリンクによりサービス提供を受けるパスに沿ってネットワークの混雑を軽減することが可能となるように、トラフィックをＯＢＰリンクに集めるように構成される。エンドノードは、トラフィックがエンドノードによりＯＢＰリンクに選択的に迂回されるように、ルーティング／転送機能の外部に存在するスイッチング機能を有するため、ＯＢＰリンクを利用することができる。これは、ＯＢＰリンクのエンドノードがＯＢＰリンクにより互いにトラフィックを転送し、ホップ毎のリンクの混雑を軽減することを可能にする。

一実施例では、ＯＢＰリンクは、それらがノードのネットワークトポロジーデータベースに含まれないように、ルーティングシステムを介し通知されない。これは、エンドノードがＯＢＰリンクを確立することなくＯＢＰリンクを用いてネットワーク上の他のトラフィックパターンに影響を与えることを可能にする。他の実施例では、ＯＢＰリンクは、他のノードがＯＢＰリンクの存在を認識するようにルーティングシステムを介し通知されるが、ＯＢＰリンクのコストは、ノードがＯＢＰリンクによりトラフィックをルーティングしないようにかなり大きく設定される。

ＯＢＰリンクは、トラフィックヒューリスティック、明示的なリクエスト又は他の設置システムに基づき固定的に提供されるか、又は動的に設置されてもよい。例えば、ネットワークオペレータは、ノードペアの間のネットワークローディングが高すぎると判断し、当該ネットワークエリアの混雑を軽減するため、ノード間にＯＢＰリンクを固定的に設置するようにしてもよい。あるいは、ネットワーク上のノードは、ＰＢＢ−ＴＥトンネルなどの接続を確立するためのリクエストを受信し、当該接続の最適なルーティングがネットワークの一部をオーバロードすると判断してもよい。ネットワークのサブ最適なパスに沿って接続をルーティングするより、ノードはルート上の混雑を軽減するため、接続に対応するＯＢＰリンクを確立するようにしてもよい。

ＯＢＰリンクが設置されると、ソースノードは、トラフィックをＯＢＰリンクのエンドポイントに対応するデスティネーションにわたすネットワーク上のパスに転送されるべき設計されたパス又は他のフローからのトラフィックを集めてもよい。何れのトラフィックがＯＢＰリンクに配置されるべきかの決定は、ＯＢＰリンクのエンドのノードにローカライズされる。これは、ＯＢＰリンク上の他のすべてのノードは単にトラフィックを光転送し、トラフィックを処理しないためである。同様に、ネットワーク上の他のノードは、ＯＢＰリンクの有無に関して限定的な視認性しか有さず、このため、ＯＢＰリンクにトラフィックをルーティングしない。エンドノードは、ＯＢＰリンクのエンドポイントを介して最終的に流れるトラフィックをＯＢＰリンクに配置してもよい。この性質のトラフィックは、ネットワーク上での伝送のため、集約されてＯＢＰリンクに配置されてもよい。

例えば、８０２．１Ｑａｙを実装するネットワークでは、ＰＢＢ−ＴＥトンネル上のトラフィックは、トンネルに対応するＯＢＰリンクに配置されてもよい。ＰＢＢ−ＴＥトンネルに対応するＯＢＰリンクを確立し、その後にＰＢＢ−ＴＥトンネルからのトラフィックをＯＢＰリンクに配置することによって、レイヤ１とレイヤ２との間のタイトカップリングが、ネットワーク上で設置される。このため、一実施例によると、ＰＢＢ−ＴＥパスが通知されると、ＯＢＰリンクが、通知された帯域幅が基礎となる光ネットワークを介し専用の光パス（すなわち、１以上の専用の波長）の確立を正当化するのに十分大きなものであるＰＢＢ−ＴＥパスに従うよう設置されてもよい。

トラフィックを破棄／追加するため、又は一時的なトラフィックをバイパスするため、ネットワークのルーティング／イーサネット（登録商標）スイッチングノードのそれぞれ又は一部に動的な光スイッチを有することによって、ＯＢＰリンクが設置される。シグナリング又は手動の設定は、一時的なホップに割り当てられた波長をバイパスすることを通知し、デスティネーションノードにＯＢＰに関する波長を破棄するよう通知するため利用されてもよい。

ネットワーク上のノードは、当該ノードからネットワーク上の他のノードへの集約されたトラフィックがＯＢＰリンクの設置を正当化する場合、ＯＢＰリンクを設置する。入力ノードは、特定のノード宛のすべてのトラフィックを集約し、当該トラフィックについてＯＢＰリンクを使用する。従って、光物理レイヤ（レイヤ１）とイーサネット（登録商標）レイヤ（レイヤ２）との間の接続がタイトになる。具体的には、専用の物理パス（レイヤ１のパス）がレイヤ２のトラフィックのフローについて設置される。従って、１つのレイヤに故障が発生した場合、レイヤ相互の復元が可能になる。例えば、レイヤ１とレイヤ２の双方に空き容量を設けることによって、何れかのレイヤは他方のレイヤの故障／不具合から回復することができる。このため、より高い復元最適化が可能となる。ＯＢＰリンクが故障した場合、それは、トラフィックをマルチホップレイヤ２ネットワークに配置することによって、又は様々にルーティングされた新たなＯＢＰリンクを設置することによって、復元可能となる。反対に、レイヤ２が故障すると、他のレイヤ２のパスによって、又は新たなＯＢＰリンクを設置することによって、復元可能となる。

これら異なる復元機構を使用するためのレスポンス時間はレイヤ間で異なるため、複数の復元機構はまず接続性を迅速に復元し、その後に故障に対するより効率的な解決手段を取得するため利用されてもよい。例えば、ＯＢＰリンクが故障した場合、トラフィックの接続性を迅速に復元するため、ＯＢＰリンクからのすべてのトラフィックをネットワーク上でホップ毎のパスによりルーティングすることがより迅速であるかもしれない。その後、新たなＯＢＰリンクが、故障したＯＢＰリンクを置換するため決定される。新たなＯＢＰリンクがネットワークに通知され、確立されると、トラフィックはレイヤ２ネットワークでなく再び新たなＯＢＰリンクに向けられる。

図７Ａは、ＯＢＰリンクがネットワーク上で延伸するＰＢＢ−ＴＥトンネルに対応するよう実現される一例となるネットワークを示す。図７Ｂは、ＰＢＢ−ＴＥトンネルに対応するよう設置されるＯＢＰリンクのテーブルを示す。図７Ａに示される例では、例えば、ロサンジェルスからシアトルまでのＰＢＢ−ＴＥトンネルがあると仮定される。ＰＢＢ−ＴＥトンネルのトラフィックが特定量を超えると、ＰＢＢ−ＴＥトンネルに転送されるトラフィックを搬送するため、ロサンジェルスからシアトルへのＯＢＰリンクを確立することが効果的である。ＰＢＢ−ＴＥトンネルのトラフィックは常にロサンジェルスでネットワークに入り、シアトルで出るため、中間ノードがリンク上でトラフィックを直接スイッチすることを可能にするためＯＢＰリンクを使用することが、中間ノードに各ホップでトラフィックをチェックしてルーティングすること要求するより効率的であり、安価である。ＯＢＰパス上で余計な容量を通知しないことによって、他のネットワーク要素は、トラフィックを当該ネットワークエリアに迂回させず、これにより、ネットワークへのＯＢＰリンクの追加がネットワーク上の他のトラフィックパターンに影響を与えないようになる、これは、ＯＢＰリンクの選択的な配置が全体としてネットワークのトラフィックパターンを変更することなくネットワークにおける混雑を軽減するのに利用されることを可能にする。

ＰＢＢ−ＴＥトンネルに相当するＯＢＰリンクを実現することはまた、モニタリング機能がネットワークにおけるデータの決定に従うことを可能にする。具体的には、ＯＢＰリンクは、ＯＢＰリンク上の故障の存在を決定するためモニタリングされてもよい。ＯＢＰリンク上のデータがＰＢＢ−ＴＥトンネルと同じノードセットを流れるため、ＯＢＰリンクの故障の存在は、典型的にはＰＢＢ＝ＴＥトンネルの故障に対応する。従って、ネットワークの異なるパスをとりうるＭＰＬＳ又はＩＰトラフィックと異なり、ＰＢＢ−ＴＥトンネルのトラフィックとＰＢＢ−ＴＥトンネルに従うＯＢＰリンクとは、同様の故障特性を有すると予想される。これは、故障の処理とトラフィックの再ルーティングを簡単化する。他方、通常のＩＰ又はＭＰＬＳでは、ＩＰトラフィックはネットワーク上で故障し、ＯＢＰリンクのトラフィックは故障しない。このため、ＯＢＰリンクがＰＢＢ−ＴＥトンネルに相当するよう確立される場合、ＯＢＰリンクに関するモニタリング機能がＰＢＢ−ＴＥでは簡単化される。

図６は、本発明の実施例によるＯＢＰリンクのエンドポイントを実現するのに利用可能な一例となるネットワーク要素６０を示す。図６に示されるように、ネットワーク要素は、ＩＰ／イーサネット（登録商標）カスタマトラフィック６４をカプセル化するためのカプセル化機能６２を有する。頻繁に、カスタマから受信したトラフィックはプロバイダネットワーク上での伝送のためカプセル化される。ＩＥＥＥ８０２．１ａｈに規定されるプロバイダバックボーンブリッジングは、イーサネット（登録商標）フレームがカスタマＭＡＣアドレス（Ｃ−ＭＡＣ）スペースでなくプロバイダＭＡＣアドレススペース（Ｂ−ＭＡＣ）に基づき転送されるように、ＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣカプセル化が行われることを可能にする。８０２．１Ｑａｙにより規定されるプロバイダバックボーンブリッジング−トラフィックエンジニアリング（ＰＢＢ−ＴＥ又はＰＢＴ）は、同様のカプセル化機能を提供するが、プロバイダデスティネーションＭＡＣアドレス（Ｂ−ＤＡ）及びＶＬＡＮ ＩＤ（Ｂ−ＶＩＤ）に基づくネットワーク上での転送を可能にする。これは、ＴＥトンネルがネットワークに設置されることを可能にする。カプセル化機能６２は、これらのタイプのカプセル化処理の何れかを実行するか、又は他の形式のカプセル化を実現するようにしてもよい。カプセル化されたトラフィックは、転送機能６６に送信される。

カスタマトラフィックは、プロバイダネットワークへの入口でのみカプセル化される。カプセル化されると、ネットワーク上のネットワーク要素は、外側のＭＡＣヘッダを用いてネットワークにトラフィックを転送する。従って、ネットワーク要素６０は、すべてのトラフィックをカプセル化することは必ずしも求められず、カスタマトラフィック６４に対してのみ当該機能を実行する。ネットワーク要素がネットワーク上の他のネットワーク要素からトラフィック６８を受信する場合、当該トラフィック６８は、ネットワークへの入口で他のネットワーク要素によってすでにカプセル化されている。この性質のトラフィックは、カプセル化機能にわたされることなく転送機能６６に直接わたされてもよい。

本発明の実施例による転送機能６６は、ソーティング機能７０の制御の下、ホップ毎のリンク７２又は光バイパス（ＯＢＰ）リンク７４Ａ及び７４Ｂにトラフィックを転送するよう動作する。キューイング機能７６（又は個別のキューイング機能７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ）は、トラフィックが適切なリンクに配置されることを可能にするため、転送機能からのトラフィックを保持する。トラフィックが意図されるリンクでの伝送のため処理される方法は特定の実現形態に依存するが、典型的には、個別のキューイング機能は各リンクについて実装される。

通常、ネットワーク要素は、ネットワーク要素上のハードウェアにプログラムされる転送機能、すなわち、転送情報ベースを有する。転送ハードウェアは、通常はネットワーク要素データプレーンと呼ばれる。ネットワーク要素の制御プレーンは、ネットワーク上でのトラフィックの転送方法を決定するルーティング機能８１を実装する。例えば、ルーティング機能は、ネットワーク上の他のノードからルーティング通知を受信し、ネットワークトポロジーデータベースを生成し、ネットワーク上のルートを計算し、ネットワーク上におけるトラフィックの転送方法を決定する。ルーティング機能は、ネットワーク上のホップ毎のリンクを用いてトラフィックがどのように転送されるか規定するため、この情報をデータプレーンにプログラムする。

本発明の実施例によると、ソーティング機能７０は、ＯＢＰリンクの知識がルーティング機能８１によるリソースの割当てに影響を与えることを求めることなく、ＯＢＰリンク又はホップ毎のリンクを介しデータプレーンが同様にアドレッシングされたトラフィックを選択的に出力することを可能にする。このようにして、ソーティング機能は、ルーティングの観点からネットワークの可視的なトポロジーを変更することなく、追加的な容量がネットワークに追加することが可能となるように、ＯＢＰリンクを利用することが可能である。

ソーティング機能７０は、トラフィックをホップ毎のリンク７２又はＯＢＰリンク７４に選択的に向けることを可能にするポリシー７８に従って動作する。ポリシーは、ノードにローカルであり、ノードがトラフィックフローのソーティング方法を決定することを可能にする。ポリシーは、例えば、特定のＰＢＢ−ＴＥパスのすべてのトラフィックがＯＢＰリンク７４の１つに向けられるべきであるというものであってもよい。好ましくは、ポリシー７８は、フロー単位でなくパケット／フレーム単位に基づき実現され、これにより、特定のフローに属するパケット／フレームはすべてホップ毎のリンク向けられるか、又はＯＢＰリンクに向けられることになる。これは、フロー内のパケット／フレームがネットワークをトラバースした順序により維持されることを可能にする。

モニタリング機能８０は、バイパスリンク７４とホップ毎のリンク７２に対してキューイングされたトラフィック量を追跡するため、キューイング機能をモニタリングする。モニタリング機能８０は、典型的には、制御プレーン機能であり、制御プレーンがデータプレーンの動作をモニタリングすることを可能にする。モニタリング機能が、キューイング機能７６が過剰なデータがリンクの１つにキューされていると判断すると、他のタイプのリンクにトラフィックを迂回させるため、ソーティング機能により用いられるポリシー７８を変更してもよい。例えば、ホップ毎のリンク７２にサービスを提供するキューイング機能７６Ｃが過剰なトラフィックをホップ毎のリンクにより伝送のため格納されている場合、モニタリング機能８０は、さらなるトラフィックフローをホップ毎のリンクからＯＢＰリンク７４の１つに移動させるため、ポリシー７８を変更してもよい。これは、ホップ毎のリンク７２における混雑を軽減するのに役立つ。同様に、ＯＢＰリンク７４の１つに過剰なトラフィックが存在する場合、モニタリング機能８０は、キューイング機能にある過剰なトラフィックを検出し、当該ＯＢＰリンクから他のＯＢＰリンク又はホップ毎のリンク７２にトラフィックの一部をシフトさせるため、ポリシー７８の１つを変更する。

図７を参照して、ネットワーク要素６０がロサンジェルスに実装されたと仮定する。本例では、バイパスリンク７４Ａがロサンジェルスからサンフランシスコとオレゴンのポートランドを介しシアトルに延び、バイパスリンク７４Ｂがロサンジェルスからサンフランシスコに延び、ホップ毎のリンクがまたロサンジェルスからサンフランシスコに延びることが仮定される。本例では、ネットワーク要素６０は、トラフィックをシアトルに転送するため３つのオプションを有することになる。第１に、それはバイパスリンク７４Ａを用いて、トラフィックをＯＢＰによりシアトルに直接転送することができる。第２に、ネットワーク要素６０はバイパスリンク７４Ｂを用いて、トラフィックをサンフランシスコに直接転送し、そこで、トラフィックはシアトルまでの残りの行程をホップ毎に転送されてもよい。第３に、ネットワーク要素は、通常のホップ毎の転送を用いて、トラフィックをシアトルに転送することができる。この例では、ホップ毎の転送はトラフィックをサンフランシスコに北に流すことが想定されていた。ホップ毎の転送は、本例の処理に影響を与えることなく、シアトルに到着する前にフェニックス、デンバー、モンタナのグレートフォールなどの異なるルートでトラフィックを送るようにしてもよい。

ソーティング機能７０は、トラフィックの何れのフローがリンク７４Ａ，７４Ｂ，７２を介し転送されるか規定するポリシー７８を有する。例えば、デフォルトポリシーは、トラフィックがシアトルまで光スイッチされることを可能にするため、シアトル宛のすべてのフローが集約され、バイパスリンク７４Ａを介し転送されるというものであってもよい。これは、トラフィックが各中間ノードにより処理される必要を排除することによって、他のホップ毎のリンクをからトラフィックを維持する。しかしながら、制御プレーンのモニタリング機能が、キュー７６Ａが長すぎると検出した場合、モニタリング機能は、トラフィックのための余地がＯＢＰリンク７４Ｂにあるか決定するため、ＯＢＰリンク７４Ｂのキュー７６Ｂを確認してもよい。余地がある場合、トラフィックの一部はＯＢＰリンク７４ＡからＯＢＰリンク７４Ｂにシフトされてもよい。あるいは、トラフィックがネットワーク上で通常の方法により転送されることを可能にするため、トラフィックはホップ毎のリンク７２にシフトされてもよい。

ネットワーク要素がトラフィックを受信すると、それは、トラフィックがバイパスリンク又はホップ毎のリンクにより受信されたかに関係なく、通常の方法によりトラフィックを処理する。具体的には、ＯＢＰリンクに配置されたトラフィックは変更されず、トラフィックがＯＢＰリンクからネットワーク要素により受信されると、当該ネットワーク要素は、それが通常のホップ毎のリンクから受信されたかのようにトラフィックを処理する。これは、フレームヘッダ又はＩＰパケットヘッダが変更されることを要求しないソーティング機能によって、ＯＢＰリンクへの入口にトラフィックが向けられるという事実から生じる。従って、ＯＢＰリンクのトラフィックは、それがホップ毎のリンクにより出口のノードに転送されたかのように、同様にして出口ノードに現れる。

実現形態に応じて出口ノードにより求められる１つの変更は、ループ抑制に関するものである。いくつかの実現形態では、ネットワーク上のノードは、ＲＰＦＣ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｃｈｅｃｋ）などのループ回避機構を実装することが要求される。ＲＰＦＣは、トラフィックが正しいポートからノードに到着したことを保障するため、ネットワーク要素により実行されるチェックである。あるノードからのトラフィックが誤ったポートに到着した場合、ネットワーク要素は、ループが発生したと想定し、トラフィックを破棄する。ＯＢＰリンクのトラフィックが通常のホップ毎の転送に従う場合と異なるポートに到着する可能性があるため、ループ回避機構は、バイパスリンクを介し受信されるトラフィックが出口ノードにより受理されることを可能にするよう調整される必要がある。

上述された各機能は、コンピュータ可読メモリに格納され、コンピュータプラットフォーム上の１以上のプロセッサにより実行されるプログラム命令セットとして実現されてもよい。しかしながら、ここに記載されたすべてのロジックは、個別のコンポーネント、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの集積回路、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのプログラマブルロジック装置やマイクロプロセッサなどに用いられるプログラマブルロジック、状態マシーン又は上記要素の何れかの組み合わせを含む他の何れかの装置を用いて実現可能であることは当業者に明らかであろう。プログラマブルロジックは、ＲＯＭチップ、コンピュータメモリ、ディスク又は他の記憶媒体などの有形な媒体に一時的又は永久に固定可能である。このようなすべての実施例は、本発明の範囲内に属することが意図される。

図面及び明細書に記載された実施例の各種変更及び改良は本発明の趣旨及び範囲内で可能であることが理解されるべきである。従って、上記説明に含まれ、添付した図面に示されるすべてのものは、例示的なものであって限定的な意味で解釈されるべきでない。本発明は、以下の請求項とそれの均等に規定されるものによってのみ限定される。

Claims (25)

1. コンピュータ可読記憶媒体に格納されるコンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムは、コンピュータのプロセッサにロードされると、前記プロセッサに通信ネットワーク上の光バイパスリンクを使用する方法を実行させる制御ロジックを有し、
   前記方法は、
   ルーティング機能を用いて、前記通信ネットワークにおけるホップ毎のリンクを特定するネットワークトポロジーデータベースに基づき前記通信ネットワーク上のホップ毎のリンクによりトラフィックを転送する転送機能をプログラムするステップと、
   前記光バイパスリンクの使用に関する少なくとも１つのポリシーをソーティング機能に設定するステップと、
   前記ソーティング機能を用いて、前記ルーティング機能に前記トラフィックの一部が前記ホップ毎のリンクにより転送されていないことを通知することなく、前記通信ネットワーク上の前記トラフィックの一部を前記光バイパスリンクに選択的に迂回させるよう前記転送機能に指示するステップであって、前記光バイパスリンクは前記ネットワークトポロジーデータベースにおいて特定されない、前記指示するステップと、
   を有するコンピュータプログラム。
2. 前記ルーティング機能は、前記通信ネットワーク上の前記光バイパスリンクの存在を知らない、請求項１記載のコンピュータプログラム。
3. 前記ソーティング機能は、前記トラフィックの一部を前記光バイパスリンクに選択的に迂回させるローカルポリシーの下で動作する、請求項１記載のコンピュータプログラム。
4. 前記ソーティング機能は、前記トラフィックの第２の部分を前記通信ネットワーク上のホップ毎のリンクにより転送することを可能にする、請求項１記載のコンピュータプログラム。
5. 前記ホップ毎のリンク又は光バイパスリンクに混雑が生じているか判断するため、キューイング機能をモニタリングするステップをさらに有する、請求項１記載のコンピュータプログラム。
6. 前記ホップ毎のリンクに混雑が生じているとき、前記光バイパスリンクに迂回される前記トラフィックの一部のサイズを増加させるステップをさらに有する、請求項５記載のコンピュータプログラム。
7. 前記光バイパスリンクに混雑が生じているとき、前記光バイパスリンクに迂回される前記トラフィックの一部のサイズを減少させるステップをさらに有する、請求項５記載のコンピュータプログラム。
8. 前記光バイパスリンクは、前記ネットワーク上の第２のネットワーク要素へ少なくとも２つのホップだけ延伸する、請求項１記載のコンピュータプログラム。
9. 前記光バイパスリンクに迂回される前記通信ネットワーク上の前記トラフィックの一部は、前記ネットワーク上の前記ホップ毎のリンクに転送されたかのように、第２のネットワーク要素を通常に流れる、請求項１記載のコンピュータプログラム。
10. 前記光バイパスリンクは、前記ネットワーク上のＰＢＢ−ＴＥトンネルに従うよう確立される、請求項１記載のコンピュータプログラム。
11. リンクによって相互接続される複数のネットワーク要素であって、前記ネットワーク要素は、該ネットワーク要素がネットワークにおけるホップ毎のリンクを特定するネットワークトポロジーデータベースに基づき前記ネットワークの同期されたビューを有することを可能にするルーティングプロトコルを実行し、前記ネットワーク上のトラフィックのフローに割り当てられるリソースを有する、前記複数のネットワーク要素と、
    ネットワーク要素のペア間で実現される複数の光バイパスリンクであって、前記光バイパスリンクは、前記ネットワーク上のリソースの割当てに影響を与えないように、前記ネットワーク上で設置され、前記ネットワークトポロジーデータベースにおいて特定されない、前記複数の光バイパスリンクと、
    を有するネットワーク。
12. 前記光バイパスリンクは、ルーティングシステムを介し通知されない、請求項１１記載のネットワーク。
13. 前記光バイパスリンクは、高いリンクコストによってルーティングシステムを介し通知される、請求項１１記載のネットワーク。
14. 前記ネットワークは、ＴＥ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ）トンネルを利用するため実現されるイーサネット（登録商標）ネットワークであり、
    前記光バイパスリンクは、前記ＴＥトンネルに従うよう設置される、請求項１１記載のネットワーク。
15. 前記光バイパスリンクは、前記ＴＥトンネルのシグナリングに関して確立される、請求項１４記載のネットワーク。
16. 前記光バイパスリンクは、前記ＴＥトンネルに配置されるイーサネット（登録商標）トラフィックを搬送する、請求項１４記載のネットワーク。
17. 当該ネットワークは、ホップ毎の転送を実現するよう構成され、
    前記ホップ毎の転送は、前記光バイパスリンクのトラフィックのためのバックアップとして利用される、請求項１４記載のネットワーク。
18. 前記光バイパスリンクは、前記ネットワークに固定的に設けられる、請求項１１記載のネットワーク。
19. 前記光バイパスリンクは、前記ネットワーク上で動的にシグナリングされる、請求項１１記載のネットワーク。
20. 前記光バイパスリンクは、前記ネットワーク要素のペアにとってローカルな重要性を有し、
    前記ネットワーク要素のペアは、ヘッダを変更することなく前記光バイパスリンクによりトラフィックを転送する、請求項１１記載のネットワーク。
21. 光バイパスリンクに接続される各ネットワーク要素は、前記ネットワーク要素のローカルポリシーに従って前記ホップ毎のリンク又は前記光バイパスリンクによりトラフィックを選択的に転送するためのソーティング機能を実装する、請求項１１記載のネットワーク。
22. コンピュータ可読記憶媒体に格納されるコンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムは、コンピュータのプロセッサにロードされると、前記プロセッサに通信ネットワーク上の光バイパスリンクを使用する方法を実行させる制御ロジックを有し、
    前記方法は、
    ルーティング機能を用いて、前記通信ネットワーク上のホップ毎のリンクによりトラフィックを転送する転送機能をプログラムするステップと、
    前記光バイパスリンクの使用に関する少なくとも１つのポリシーをソーティング機能に設定するステップと、
    前記ホップ毎のリンク又は光バイパスリンクに混雑が生じているか判断するため、キューイング機能をモニタリングするステップと、
    前記ソーティング機能を用いて、前記ルーティング機能に前記トラフィックの一部が前記ホップ毎のリンクにより転送されていないことを通知することなく、前記通信ネットワーク上の前記トラフィックの一部を前記光バイパスリンクに選択的に迂回させるよう前記転送機能に指示するステップと、
    を有するコンピュータプログラム。
23. コンピュータ可読記憶媒体に格納されるコンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムは、コンピュータのプロセッサにロードされると、前記プロセッサに通信ネットワーク上の光バイパスリンクを使用する方法を実行させる制御ロジックを有し、
    前記方法は、
    ルーティング機能を用いて、前記通信ネットワーク上のホップ毎のリンクによりトラフィックを転送する転送機能をプログラムするステップと、
    前記光バイパスリンクの使用に関する少なくとも１つのポリシーをソーティング機能に設定するステップと、
    前記ソーティング機能を用いて、前記ルーティング機能に前記トラフィックの一部が前記ホップ毎のリンクにより転送されていないことを通知することなく、前記通信ネットワーク上の前記トラフィックの一部を前記光バイパスリンクに選択的に迂回させるよう前記転送機能に指示するステップであって、前記光バイパスリンクは前記ネットワーク上の第２のネットワーク要素へ少なくとも２つのホップだけ延伸する、前記指示するステップと、
    を有するコンピュータプログラム。
24. リンクによって相互接続される複数のネットワーク要素であって、前記ネットワーク要素は、該ネットワーク要素がネットワークの同期されたビューを有することを可能にするルーティングプロトコルを実行し、前記ネットワーク上のトラフィックのフローに割り当てられるリソースを有する、前記複数のネットワーク要素と、
    ネットワーク要素のペア間で実現される複数の光バイパスリンクであって、前記光バイパスリンクは、前記ネットワーク上のリソースの割当てに影響を与えないように、前記ネットワーク上で設置される、前記複数の光バイパスリンクと、
    を有するネットワークであって、
    前記光バイパスリンクは、前記ネットワーク上で動的にシグナリングされるネットワーク。
25. リンクによって相互接続される複数のネットワーク要素であって、前記ネットワーク要素は、該ネットワーク要素がネットワークの同期されたビューを有することを可能にするルーティングプロトコルを実行し、前記ネットワーク上のトラフィックのフローに割り当てられるリソースを有する、前記複数のネットワーク要素と、
    ネットワーク要素のペア間で実現される複数の光バイパスリンクであって、前記光バイパスリンクは、前記ネットワーク上のリソースの割当てに影響を与えないように、前記ネットワーク上で設置される、前記複数の光バイパスリンクと、
    を有するネットワークであって、
    前記光バイパスリンクは、前記ネットワーク要素のペアにとってローカルな重要性を有し、
    前記ネットワーク要素のペアは、ヘッダを変更することなく前記光バイパスリンクによりトラフィックを転送するネットワーク。

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