JPH09139736A - 通信ネットワークの改善されたルーチングの方法 - Google Patents

通信ネットワークの改善されたルーチングの方法

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JPH09139736A
JPH09139736A JP25406296A JP25406296A JPH09139736A JP H09139736 A JPH09139736 A JP H09139736A JP 25406296 A JP25406296 A JP 25406296A JP 25406296 A JP25406296 A JP 25406296A JP H09139736 A JPH09139736 A JP H09139736A
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Matthew T Busche
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    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
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    • H04L45/12Shortest path evaluation

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 通信ネットワーク内の発信側のノードと宛先
のノードとの間のサービスをセットアップする方法を提
供する。 【解決手段】 サービスを起動するためのセットアップ
・メッセージが発信ノードからローカル・ノードとして
働く隣接ノードへ送信101される。次に、ローカル・
ノードがセットアップ・メッセージを受信した後、特定
のノードの組に接続されるリンクを消去してトポロジカ
ル・データベースが更新103される。次にその更新さ
れたトポロジーに対してローカル・ノードから宛先ノー
ドへの最短経路が決定105され、別のセットアップ・
メッセージがそのローカル・ノードからその最短経路内
の最初の隣接ノードに対して送信107される。セット
アップ・メッセージが宛先ノードに到着してそのサービ
スが接続状態に入るか、発信ノードにおいて最短経路が
見つからず、そのサービスが接続状態に入るのが失敗し
たことを示すまで、上記ステップが反復される。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、概して、通信ネッ
トワークに関し、特に、通信ネットワーク内の発信側の
ノードと宛先のノードとの間のサービスをセットアップ
するための方法に関する。

【0002】

【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】通
常、通信ネットワークはリンクとして知られている伝送
回線によって相互接続されているノードの集合を含んで
いる。1つのタイプの通信ネットワークは接続またはサ
ービスを確立するために、回線交換または仮想回線交換
のいずれかを採用する接続指向の通信ネットワークであ
る。回線交換網はその通信期間の間に、発信側のノード
と宛先側のノードとの間に専用の物理的接続を確立す
る。その物理的接続を確立するためにセットアップ手順
が必要である。仮想回線交換網においては、ノード間で
パケットを交換する時に1つの論理的接続が確立され
る。また、そのパケットを転送するのに先立って、その
論理接続を確立するために1つのセットアップ手順が使
われる。いわゆる無接続ネットワークと対照的に、仮想
接続は、その回線が一旦確立されると、発信ノードと宛
先ノードとの間で転送される各パケットに対する別のル
ーチングの決定を行なう必要がなくなる。従って、仮想
回線によって、無接続ネットワークで必要であった長い
宛先アドレスではなく、パケットのヘッダ・フィールド
の中に比較的短い仮想回線識別番号を使うことができる
ので、パケットを送信するのに必要なオーバヘッドが最
小になる。

【0003】接続指向のネットワークに対するセットア
ップ手順は発信ノードと宛先ノードとの間の1つの経路
を確立するためにネットワーク内の或るノードとリンク
の資源を割り当てて構成することによって、サービス
(実際のまたは仮想の)を生成する。ほとんどのセット
アップ手順はルーチング、シグナリングおよびスイッチ
ングの部分手順を含んでいる。ルーチングの手順はその
サービス経路の中で使うための最善のノードおよびリン
クを選択する。シグナリングの手順はそのサービスに対
するノードおよびリンクにおける資源の割り当てを調整
する。スイッチングの手順はそのサービス経路に沿って
リンク間の実際のまたは仮想の接続を形成するために、
ノードにおいて使われる。

【0004】セットアップ手順は集中型または分散型の
いずれかに分類することができる。分散型の手順におい
ては、ネットワーク内のすべてのノードがルーチングの
手順を実行することができる。ノードはそのサービスに
対する資源の割り当てを調整し、スイッチングの手順を
トリガするために使われるシグナリング・メッセージを
交換する。集中型のセットアップ手順はルーチングを決
定する中央制御装置(CC)によって調整される。資源
を割り当ててスイッチングの手順をトリガするためにC
Cとネットワーク・ノードとの間でメッセージが交換さ
れる。

【0005】分散型のセットアップ手順はソース・ルー
チングおよびホップ・バイ・ホップ・ルーチングなどの
各種のルーチング手順を採用する。ソース・ルーチング
においては、発信ノードがネットワークを通るサービス
経路全体を決定する。ソース・ルーチングの1つの形式
が専用網ネットワーク・インタフェース(PNNI)に
よって定義されている。それは1995年6月の「AT
Mフォーラム94‐0471R9:P‐NNI仕様草
案」の中で規定されている。ホップ・バイ・ホップ・ル
ーチングにおいては、発信ノードから始まる各ノードが
そのサービス経路の中の次のノード(またはリンク)を
決定する。ホップ・バイ・ホップ・ルーチングの一例は
動的K最短経路(DKSP)ルーチング・アルゴリズム
である。このアルゴリズムについては次の参照資料の中
で説明されている。ストレス型ファシリティ・ネットワ
ークの管理、レベルIIレポート、ストレス型インテリ
ジェント・ネットワークのネットワーク管理、米国通信
システム、技術情報広報92−14 1992年9月;
およびベルコア社の特別レポートSR‐NWT‐002
514、第1号、「トランスポート・ネットワークの生
存性におけるディジタルクロス接続」1993年1月。

【0006】ネットワークの効率およびセットアップ手
順を完了するのに必要な時間として測定されるネットワ
ーク性能は、採用されるルーチング手順の効率によって
変わる。非効率的なルーチング手順の場合、大量のシグ
ナリング・メッセージが転送されることになり、結果と
してセットアップの時間が長くなる。また、非効率的な
ルーチング手順の場合、ネットワークを通る最適でない
ルートを選択し、結果としてネットワーク資源を効率良
く使わない場合があり得る。

【0007】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、分散型
のホップ・バイ・ホップ・ルーチングを採用しているセ
ットアップ手順が提供される。本発明の手順によって、
サービス(すなわち、接続)を確立するのに必要なシグ
ナリング・メッセージの数が減少し、従ってネットワー
ク性能が向上する。また、最適なルートに比較的近いネ
ットワークを通るルートを選択することによって、ネッ
トワークの効率も改善される。特に、本発明の方法はリ
ンクによって相互に接続されている通信ノードのネット
ワークの一部である、発信ノードと宛先ノードとの間の
サービスをセットアップする。各ノードはそのネットワ
ークのトポロジーを表しているトポロジカル・データベ
ースを維持する。最初に、そのサービスを開始するため
のセットアップ・メッセージが、発信ノードからローカ
ル・ノードとして働く隣接ノードに対して送信される。
そのローカル・ノードがセットアップ・メッセージを受
信した後、特定の一組のノードに接続されていたリンク
を解消することによってトポロジカル・データベースが
更新される。このノードの組はそのサービスに対してセ
ットアップまたは故障のメッセージを以前に送信したこ
とのある、そのローカル・ノード以外のノードを含んで
いる。次に、更新されたトポロジーの上でそのローカル
・ノードから宛先ノードへの最短経路が決定され、別の
セットアップ・メッセージがその最短経路の中の最初の
隣接ノードに対してそのローカル・ノードから転送され
る。トポロジカル・データベースを更新するステップか
ら始まって、前述のステップが繰り返される。その場
合、隣接ノードが今度はそれ以降のローカル・ノードと
して働く。そのステップは、そのサービスが接続された
状態に入るようにセットアップ・メッセージが宛先ノー
ドに到着するか、あるいは発信ノードにおいて最短経路
が見つからなかった時(そのサービスが接続状態に入る
のに失敗したことを示す)まで繰り返される。

【0008】

【発明の実施の形態】本発明を理解し易くするために、
通信ネットワークに関連している次の用語がここで使わ
れる。ネットワークはリンクによって相互に接続された
ノードの集合である。そのネットワークは回線交換また
は仮想回線交換のいずれかを採用している、接続指向の
通信ネットワークである。リンクは2つのノードを接続
している単方向または双方向の伝送媒体である。リンク
の利用可能なバンド幅は回線に分けられている。各ノー
ドは実または仮想の回線交換機であり、その機能は回線
間の接続を形成することである。ノードはその時点で議
論されている特定の機能を実行している時、ローカル・
ノードと呼ばれる。ノードjからノードiへのリンクが
存在する場合、ノードiはノードjの隣接ノードであ
る。ローカル・ノードiからノードjへの1つのリンク
はノードiのローカル・リンクである。サービスは2つ
のエンド・システム間の接続であり、それを通してシス
テムが通信する。サービス経路はそのサービスが運用す
る回線のシーケンスによって形成される。サービス経路
の中の最初のノードは発信ノードであり、最後のノード
はそのサービスに対する宛先ノードである。セットアッ
プ手順は発信ノードにあるエンド・システムから宛先ノ
ードにあるエンド・システムへのサービスを完了し、そ
のサービスが接続された状態にする。セットアップ手順
はそのサービス経路を形成している適切な回線を選択す
るルーチング・プロセスを含んでいる。ルーチング・プ
ロセスは各種の従来型のシグナリング・プロトコルの一
部を構成するセットアップおよびクランクバックまたは
故障のメッセージと協同して動作する。セットアップ・
メッセージがローカル・ノードから隣接ノードへ送ら
れ、その隣接ノードにそのリンク(より詳細には、リン
ク内の回線)を確保し、そのセットアップ手順を継続す
るように指示する。故障メッセージは普通クランクアッ
プ・メッセージと呼ばれ、ルーチング・プロセスがロー
カル・ノードにおいて失敗した場合に(ローカル・ノー
ドと隣接ノードとの間の回線をつながない)、そのセッ
トアップ・メッセージを送って来た隣接ノードに対し
て、ローカル・ノードから送られる。そのセットアップ
手順の間にセットアップまたは故障のメッセージを送信
したことのあるすべてのノードをリストしているセット
アップ・トレイルが、セットアップおよび故障のメッセ
ージの両方に含まれている。

【0009】本発明の分散型ホップ・バイ・ホップのル
ーチング技法を完全に理解するためには、先ず最初に非
同期転送モード(ATM)ネットワークまたはディジタ
ル・クロス接続システム(DCS)ネットワークなど
の、接続指向のネットワーク内のノード間を通るサービ
スによって取られるサービス経路を決定するために採用
することができる、このタイプの1つの既知の技法を考
えるのが分かり易い。この技法は動的K最短経路技法
(DKSP)であり、その詳細は前記の参照資料の中で
知ることができる。DKSPの総合的な目的はネットワ
ーク内のすべての宛先ノードに対する正しい最短経路の
テーブルを維持することである。DKSPに対するセッ
トアップ手順は発信ノードにおいて開始される。この目
的のために、ルーチング・テーブルが最初に構築され、
例えば、1つのノードまたはリンクが追加されるか、あ
るいは削除された時など、ネットワーク内にトポロジー
的な変更があった時は常に更新される。各ノードはネッ
トワーク内の潜在的な各宛先ノードに対するユニークな
ルーチング・テーブルを維持している。ローカル・ノー
ドはそのローカル・ノードのk個の隣接ノードに対応し
ているk個のエントリーから構成される、宛先ノードに
対するルーチング・テーブルを持っている。k個の隣接
ノードに対してそのルーチング・テーブルはその隣接ノ
ードを経由する宛先ノードへの最短経路の長さをリスト
している。その最短経路はk最短経路アルゴリズムによ
って決定される。ルーチング・テーブルの中のk個のエ
ントリーは距離によってソートされ、宛先ノードに対す
る最短経路を提供する隣接ノードがそのテーブルの中で
最初に現われるようになっている。例えば、図2は図1
の中で示されているネットワークに関して、ローカル・
ノードCから宛先ノードZへのルーチング・テーブルを
示している。

【0010】サービスがローカル・ノードに到着する
と、そのサービス経路の中の次のノードが、選択された
基準を満足する最初のエントリーが見つかるまでそのル
ーチン・テーブルの中の各エントリーを順番に調べるこ
とによって決定される。例えば、これらの基準は通常、
隣接ノードを通る宛先ノードの距離が有限の長さであ
り、そしてその隣接ノードに対するリンクがそのサービ
スをサポートするための容量を備えていることが必要で
ある。最も重要なのは、そのローカル・ノードはセット
アップ・トレイルの中にリストされている隣接ノードに
対して直接にはそのサービスを送らない。すなわち、サ
ービスはセットアップ手順の間にセットアップまたは故
障のメッセージを以前に送ったことがある隣接ノードを
通じて直接にはローカル・ノードから回送されない。適
切な隣接ノードが決定されると、セットアップ・メッセ
ージがそのノードに対して送られ、そのサービスのセッ
トアップ手順が継続される。受入れ可能な隣接ノードが
見つからなかった場合、そのサービス経路内の前のノー
ドに対して失敗のメッセージが送られる。

【0011】ルーチング・テーブルの中のエントリーを
計算するために、DKSP手順は各ノードがネットワー
クのトポロジー(すなわち、ネットワークのリンクおよ
び各リンクの長さ)を知っていることが必要である。最
も単純な状況では、ネットワーク・トポロジーは回送中
のサービスのタイプまたはリンクの利用可能性における
変化のいずれとも無関係にスタティックのままである。
しかし、ネットワークのトポロジーは各種の理由のため
に変化する可能性がある。例えば、そのトポロジーはサ
ービスの種類によって異なる可能性がある。というの
は、サービスの優先順位、必要なバンド幅およびセット
アップ・モードが違っている可能性があるからである。
さらに、トポロジーは例えば、リンクの故障、利用可能
なバンド幅、処理中の負荷、およびその日の時間によっ
て変化する可能性がある。各ノードは可能な各タイプの
サービスに対して異なるルーチング・テーブルを維持し
ていなければならない。理想的には、各ノードはネット
ワーク内のすべてのリンクの現在状態を知っていること
になる。実際には、そのような完全な知識を得ることは
困難である。というのは、すべてのノードに対してステ
ータス情報を送信することは難しいからである。リンク
のステータスがその情報が送信される時とそれがそのノ
ードに到着する時との間で変化する可能性があるような
場合には特に困難である。従って、実際には、各ノード
は通常ローカル・リンクの現在の利用可能性を知ってい
るが、非ローカル・リンクの現在の利用可能性について
は知らないことが多い。この説明の残りの部分では、以
降の例題を含めて、各ノードがそのネットワークの物理
的トポロジーに関する情報(すなわち、すべての他のノ
ードおよびリンクの存在)およびローカル・リンクの利
用可能性に関する情報を持っているが、非ローカル・リ
ンクについての利用可能性は知らないと仮定される。し
かし、この仮定は説明の目的だけのためのものであり、
本発明は各ノードが非ローカル・リンクのステータスに
関する情報を持っているネットワークに対しても適用で
きる。

【0012】DKSPなどのセットアップ手順は、セッ
トアップおよび故障のメッセージまたはそれらと機能的
に等価なものを含んでいる従来のシグナリング・プロト
コルを使う。本発明と同様にDKSPによって使われる
既知のプロトコルのいくつかは、制限なしに、シグナリ
ング・システム7(SS7)のサービス総合ディジタル
網(ISDN)のISDNユーザー部(ISUP)およ
び広帯域ISUP(B‐ISUP)を含む可能性があ
る。これらのプロトコルに関する詳細は次の参照資料の
中で知ることができる。ITU‐T草案勧告Q.276
1、Q.2762、Q.2763、QM2764、「広
帯域サービス総合ディジタル網(B‐ISDN)」‐
「シグナリング・システムNo.7B‐ISDNユーザ
ー部(B‐ISUP)」、1994年9月;ITU‐T
勧告Q.761、Q.762、Q.763、Q.764
「ISDNユーザー部(ISUP)」。これらのプロト
コルはそのサービスを完了するために、セットアップお
よび故障のメッセージ以外の追加のメッセージを採用す
ることができる。しかし、これらの追加のメッセージは
よく知られており、本発明の部分を構成するものではな
く、従って、これ以上は説明されない。

【0013】上記のDKSPのルーチング手順は図1の
中で示されているネットワークに対するセットアップ手
順を示すことによって説明される。図1の中で、サービ
スは発信ノードAから宛先ノードZへ回送されるように
なっている。点線のリンクはビジーであり、この時点で
追加のサービスをサポートすることはできない。(明ら
かに、ノードZはネットワークの中で実効的に隔離され
ているので、そのサービスは宛先ノードに到着しな
い。)

【0014】図3はDKSPサービスのセットアップ手
順の間に転送されるシグナリング・メッセージのシーケ
ンスを示している。最初、発信ノードAはセットアップ
・メッセージを隣接ノードBに対して送信し、そしてセ
ットアップ・トレイルの中にノードAがリストされてい
る。ノードBはそのローカル・リンクのステータスを知
っているので、それは宛先ノードZへの直接のリンクが
利用できないことを知っている。ノードBの他のローカ
ル・リンクはノードAに対するものだけであるが、セッ
トアップ・メッセージをノードAに対して送ることはで
きない。というのは、それがそのセットアップ・トレイ
ルの中にリストされているからである。従って、故障の
メッセージがノードAに対して送信され、そのルーチン
グ手順がノードBにおいて失敗したことをノードAに知
らせる。ここでノードBがセットアップ・トレイルの中
に現われる。次に、ノードAはセットアップ・メッセー
ジをノードCに対して送信する。前に記したように、ノ
ードCに対する宛先ノードZへのルーチング・テーブル
が図2に示されている。そのルーチング・テーブルの中
の最初のエントリーはスキップされる。というのは、ノ
ードCはそのノードZに対するローカル・リンクがビジ
ーであることを知っているからである。第2のエントリ
ーもスキップされる。というのは、ノードAがそのセッ
トアップ・トレイルの中にリストされているからであ
る。しかし、第3のエントリーは受入れ可能であり、セ
ットアップ・メッセージはノードDに対して送信され
る。図2に示されているように、ノードDを経由する宛
先ノードZへの距離は4単位である。この距離は4ホッ
プの経路C‐D‐A‐B‐Zに基づいている。この経路
はノードAおよびノードBを含んでいる。この2つのノ
ードはセットアップ手順の間に以前に使われたものであ
る。ノードAおよびBはその経路の中に含まれる可能性
がある。というのは、前に記したように、DKSP手順
はセットアップ・トレイルの中に現われている隣接ノー
ドだけを排除するからである。ルーチングの決定は、失
敗が避けられないサービス経路および、セットアップ・
トレイルの中に現われる他のノード(そのようなノード
が隣接ノードでないかぎり)を含んでいるサービス経路
に基づく可能性がある。しかし、ノードAおよびBを通
るルートは以前に試みられたものであり、ノードDを通
ってサービスを回送するためのこの試みも失敗する運命
にある。その手順は図2に示されているように、実質的
に失敗するが、ネットワーク内のすべてのノード(発信
ノードおよび宛先ノード以外のもの)がセットアップ・
メッセージを受信するまでは失敗しない。この例はDK
SP手順の本質的な制限を示している。そのルーチング
・テーブルはセットアップ手順の中での前のステップの
間のサービスを或るノードが受信し、そしておそらくリ
ジェクトしたことを考量に入れていないネットワーク・
トポロジーに基づいている。すなわち、DKSPのルー
チング手順においては、最短経路の計算は任意のサービ
スが起動される前に実行される。

【0015】DKSPのルーチング手順と対照的に、本
発明はサービスがノードからノードへ回送される時に絶
えずネットワーク・トポロジーを更新する。最短経路の
計算は与えられたノードがそのサービスを受信するまで
は実行されない。そのサービスを受信すると、そのノー
ドはネットワークのトポロジーを更新してから、その更
新されたトポロジーに基づいて宛先ノードZに対する最
短距離を計算する。本発明のルーチング手順は最短経路
の計算をオン・ザ・フライで実行するので、最短距離の
アルゴリズムに基づいてあらかじめ計算されている或る
距離を含んでいるルーチング・テーブルを必要としな
い。

【0016】本発明によると、各ローカル・ノードは2
つのステップを実行する。先ず最初に、ローカル・ノー
ドは以前にセットアップまたは故障のメッセージを送信
したことのあるノードに対して接続されていたリンクを
消去することによって、そのサービスを受信した時にネ
ットワークのトポロジーを単純化する。さらに詳細に
は、ローカル・ノードはそのローカル・ノード自身を除
く、セットアップ・トレイルの中にリストされているす
べてのノードから構成されている一組のノードに対して
接続されているすべてのリンクを、そのネットワークか
ら消去する。この方法でトポロジーを単純化することに
よって、本発明の手順は或るノードが既に試行されたも
のであって、成功していた(その場合はそのサービス経
路が既にそのノードを通っている)か、あるいは失敗し
ていたことを認識する。DKSPの手順と対照的に、本
発明の手順は宛先ノードに到着しないことが明らかなリ
ンクを経由してサービスを回送しようとするような非効
率的なことは行なわない。ネットワーク・トポロジーが
更新された後、そのローカル・ノードはその更新されて
単純化されたトポロジーに基づいて、宛先ノードへの最
短経路を計算する。

【0017】図4は図1に示されているネットワークに
対する本発明によるサービスのセットアップ手順の間に
転送されるシグナリング・メッセージのシーケンスを示
している。このメッセージのシーケンスはサービスがノ
ードCに達するまではDKSP手順の中で使われたシー
ケンスと似ている。しかし、本発明の手順では、ノード
Cは先ず最初にそのサービス受信時にトポロジーの削減
を実行する。ノードAおよびBはセットアップ・トレイ
ルの中に現われる。従って、そのサービスによって以前
に訪問されているので、ノードCはノードAおよびBに
対して接続されているリンクをトポロジーから消去す
る。消去されると、ノードCは最短経路のアルゴリズム
を、その更新されたネットワーク・トポロジーに基づい
て実行する。この分野の技術に熟達している人であれば
よく知っている任意の適切な最短経路アルゴリズムを使
うことができる。更新されたトポロジーに基づいて宛先
ノードZに到着することが明らかに不可能であるので、
ノードCは故障のメッセージをノードA(発信ノード)
へ送信する。発信ノードAにおいて、トポロジーは再び
更新され(ノードBおよびCに接続されているすべての
リンクを取り除くことによって)、そして新しい最短経
路の計算が実行される。この計算が宛先ノードへの経路
を見つけることに失敗すると、そのサービスは失敗す
る。本発明と対照的に、DKSP手順においては、既に
試行されているノードAおよびBを通してしか宛先ノー
ドZへ到達することができないことを知らずに、ノード
Cはセットアップ・メッセージをノードDへ送信する。
結果として、図3および図4に示されているように、D
KSP手順は失敗までに8個のメッセージを送信しなけ
ればならないが、本発明の手順では4個を送信するだけ
である。

【0018】本発明のルーチング手順は図5に示されて
いるフローチャートを参照して更に詳しく示される。こ
のフローチャートは各ローカル・ノードによって実行さ
れるべき手順を示している。その手順は発信ノードにお
いてサービスをセットアップするための要求に応答して
起動される。先ず最初にステップ100においてそのロ
ーカル・ノードがチェックされ、それが宛先ノードであ
るかどうかが調べられる。そのローカル・ノードが宛先
ノードであった場合、その手順は完了する。ローカル・
ノードが宛先ノードでなかった場合、手順はステップ1
01で継続され、そこで入力情報が得られる。この情報
は宛先ノードおよび現在そのサービスを回送しているロ
ーカル・ノードのノードID、ネットワークのトポロジ
ー、およびセットアップ・トレイルを含んでいる。ネッ
トワーク・トポロジーはリンク・データ構造のリストと
して表すことができる。各リンク・データ構造はそのサ
ービスに対して利用できるネットワーク内のリンクに関
する情報を含み、そしてそのリンクのID、そのリンク
に接続されている2つのノードのノードID、およびリ
ンクの長さを含んでいる。リンクの長さはそのリンクを
使うためのサービスに対する相対的なコストとして表す
ことができる。セットアップ・トレイルはそのサービス
に対するセットアップ・メッセージまたは故障のメッセ
ージのいずれかを転送したすべてのノードのIDをリス
トする。

【0019】ステップ103において、ローカル・ノー
ドは一組のノードの中の任意のノードに対して接続され
ているリンクを表しているすべてのリンク・データ構造
を、トポロジーから取り除くことによってネットワーク
・トポロジーを更新する。ここで、そのノードの組は以
前にそのサービスに対してセットアップまたは故障のメ
ッセージを送信したローカル・ノード以外のノードから
構成される。ステップ105において、更新されたトポ
ロジーにおいてそのローカル・ノードから宛先ノードへ
の最短経路を見つけるために、最短経路計算が実行され
る。そのような経路が見つかった場合、ステップ107
においてセットアップ・メッセージがその経路の中の最
初の隣接ノードに対して送信される。経路が見つから
ず、ローカル・ノードが発信ノードでなかった場合、ス
テップ109においてそのローカル・ノードはセットア
ップ・メッセージを送って来た隣接ノードに対して、故
障のメッセージを送信する。もちろん、そのローカル・
ノードが発信ノードであって、最短経路が見つからなか
った場合、そのセットアップ手順は失敗に終る。セット
アップまたは故障のメッセージのいずれかが送信された
場合、その手順はステップ100から再び開始される。
そこではそのローカル・ノードはそのメッセージを受信
した隣接ノードになっている。すなわち、その隣接ノー
ドはトポロジーを更新し、新しい最短経路を計算する。
その手順は発信ノードにおいて失敗するか、あるいはセ
ットアップ・メッセージが宛先ノードに届いて成功する
かのいずれかが発生するまで継続される。使用される特
定のシグナリング・プロトコルによって変わるが、サー
ビスはセットアップ・メッセージが宛先ノードに到着す
ると接続された状態に入ることができる。代わりに、い
くつかのプロトコルはそのサービスが接続された状態に
置かれる前に、発信ノードに対して確認を送り返すよう
な追加のメッセージを必要とする場合がある。

【0020】図1に示されているネットワークに関連し
て上で提示された例は、本発明のルーチング手順によっ
て達成できる効率を示しているが、DKSPのルーチン
グ手順に比較して計算集中型であるので、潜在的な非効
率性も存在する可能性がある。本発明のルーチング手順
はノードが1つのサービスをルーチングするごとに、そ
してそのたびに最短経路の計算を実行するので、計算の
数が増加し、従ってDKSPのルーチング手順の場合よ
り多くの計算が必要となる可能性がある。しかし、発明
者は314個のノードおよび542個のリンクを持って
いるネットワークに対するコンピュータ・シミュレーシ
ョン(これについては以下に詳細に説明する)によっ
て、追加の処理はセットアップおよび故障のメッセージ
を処理するのに必要な合計の時間の10%より少ない時
間で済むことを知った。この処理時間の増加はエンドか
らエンドまでのシグナリング手順を完了するのに必要な
時間に対して2%の増加に過ぎなかった。さらに、多く
のネットワークの場合、実際のサービス接続時間はシグ
ナリング・システムのスピードによって制限されるので
はなく、回線の接続を行なうための切り換えに要する時
間によって制限される。

【0021】DKSPのルーチング手順と本発明のルー
チング手順とを比較している次のデータが、前記のコン
ピュータ・シミュレーションから得られた。このシミュ
レーションは486‐DX2 66 MHzのPC上で
実行されるソフトウエアを使って、故障の検出、シグナ
リング、ルーチング、スイッチング、およびトポロジー
更新の機能を実行および/または調整する、DCS復元
システムをモデル化している。DKSPおよび本発明の
手順の両方に対する最短経路計算は、単純なホップ・カ
ウントの計測に基づいて行なわれた。ノード間のシグナ
リングのチャネル・スピードは500kbpsでモデル
化された。合計82個の別々のノードおよびリンクにお
いて故障がシミュレートされた。図6aおよび図6bは
1リンク状態および2リンク状態のシステムのそれぞれ
に対して、1回の失敗後に正常に復元されたサービスの
数として測定されたルーチング手順の効率を示してい
る。1リンク状態のシステムにおいては、各ノードは非
ローカル・リンクの存在に関して知っているだけであ
る。それは非ローカル・リンクの利用可能性または故障
に関する情報を持っていない。2リンク状態のシステム
においては、各ノードは非ローカル・リンクがサービス
中であるか、あるいは故障状態にあるかのいずれかを1
リンク状態更新プロトコルによって知っている。図6に
示されているように、本発明の手順の効率はDKSP手
順の場合より改善されている。

【0022】図7は1リンク状態および2リンク状態の
システムの両方に対して本発明の手順と、DKSP手順
によって復元されたすべてのサービスの平均経路長を比
較している。これらのシステムの場合、本発明の手順で
は各サービスによって使われたネットワーク資源の量が
約7〜8%だけ減少している。

【0023】図8aおよび図8bは1リンク状態および
2リンク状態のシステムの両方に対して、本発明の手順
とDKSP手順の場合の、82個のシミュレートされた
故障のすべてにおいて交換されたノード間シグナリング
・メッセージの合計個数を比較している。両方のシステ
ムに対して、本発明の手順では必要なメッセージの数が
60%以上減少している。

【0024】図9aおよび図9bは1リンク状態および
2リンク状態のシステムに対して本発明の手順とDKS
Pの手順の場合のサービス完了時間をそれぞれ示してい
る。サービス完了時間はネットワークの故障から始まっ
て発信ノードがアドレス完了メッセージ(ACM)を受
信するまでの時間である。ACMは宛先ノードがセット
アップ・メッセージを受信した後に、その宛先ノードに
よってサービス経路に沿って送り返される1つのタイプ
の確認メッセージである。本発明の手順に対する曲線
は、最初の数秒間はDKSPの曲線より僅かに遅れてい
る。その遅れは代表的なサービスに対するサービス完了
時間において約2%の増加となる。しかし、3〜4秒の
後にその曲線は交差し、本発明の手順の効率が高くなる
につれてDKSPの手順の方が遅れる。

【図面の簡単な説明】

【図1】6つのノードを備えている通信ネットワークの
一例の接続を示す図である。

【図2】サービスを宛先ノードZに対してルーチングす
るための図1におけるノードCに対するDKSPのルー
チング・テーブルを示す図である。

【図3】ノードAからノードZへルーチングされようと
しているサービスに対する、図1で示されているネット
ワークの場合の、既知のDKSPセットアップ手順にお
いて送信されるシグナリング・メッセージのシーケンス
を示す図である。

【図4】ノードAからノードZへルーチングされようと
しているサービスに対する、図1に示されているネット
ワークに対する本発明によるセットアップ手順の間に転
送されるシグナリング・メッセージのシーケンスを示す
図である。

【図5】本発明によるローカル・ノードによって実行さ
れるステップを説明しているフローチャートを示す図で
ある。

【図6a】DKSP手順および本発明によるルーチング
手順の効率を示している、コンピュータによるシミュレ
ーションの結果を示す図である。

【図6b】DKSP手順および本発明によるルーチング
手順の効率を示している、コンピュータによるシミュレ
ーションの結果を示す図である。

【図7】DKSP手順および本発明によるルーチング手
順によってルーチングされる、すべてのサービスに対す
る平均経路長を示している、コンピュータ・シミュレー
ションの結果を示す図である。

【図8a】DKSP手順および本発明によるルーチング
手順によって交換される、ノード間のシグナリング・メ
ッセージの合計数を示している、コンピュータ・シミュ
レーションの結果である。

【図8b】DKSP手順および本発明によるルーチング
手順によって交換される、ノード間のシグナリング・メ
ッセージの合計数を示している、コンピュータ・シミュ
レーションの結果である。

【図9a】DKSP手順および本発明によるルーチング
手順に対するサービス完了時間を示している、コンピュ
ータ・シミュレーションの結果を示す図である。

【図9b】DKSP手順および本発明によるルーチング
手順に対するサービス完了時間を示している、コンピュ
ータ・シミュレーションの結果を示す図である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発信ノードと宛先ノードとの間のサービ
    スをセットアップするための方法であって、前記発信ノ
    ードおよび宛先ノードはリンクによって相互に接続され
    ている通信ネットワークの一部であり、前記ノードはネ
    ットワークのトポロジーを表しているトポロジカル・デ
    ータベースを維持していて、前記方法は、 a.発信ノードからローカル・ノードに対してサービス
    を開始するためのセットアップ・メッセージを送信する
    ステップと、 b.ローカル・ノードが前記セットアップ・メッセージ
    を受信した後、セットアップまたは故障のメッセージを
    前記サービスに対して以前に送信したローカル・ノード
    以外のノードを含んでいる一組のノードに対して接続さ
    れているリンクを消去することによって、トポロジカル
    ・データベースを更新するステップと、 c.その更新されたトポロジーについてそのローカル・
    ノードから宛先ノードへの最短経路を決定するステップ
    と、 d.ローカル・ノードからその最短経路の中の最初の隣
    接ノードに対して別のセットアップ・メッセージを送信
    するステップと、 e.セットアップ・メッセージが宛先ノードに到着して
    前記サービスが接続状態に入るようになるか、あるいは
    前記発信ノードにおいて最短経路が見つからず、前記サ
    ービスが接続状態に入るのに失敗したことを示すまで、
    それ以降のローカル・ノードとして動作している前記隣
    接ノードについて、ステップb〜dを繰り返すようにす
    るステップとを含む方法。
  2. 【請求項2】 f.ステップ(c)において最短経路が
    見つからなかった場合、前のノードに対してローカル・
    ノードから故障のメッセージを返すステップと、 g.ステップ(f)において故障メッセージを返してい
    る前記ローカル・ノードに対して接続されているリンク
    がステップ(b)に従ってトポロジカル・データベース
    から消去された状態でステップ(b)へ戻ってステップ
    (b)〜(e)を繰り返すようにするステップとをさら
    に含む、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 ステップ(e)が前記サービスが接続さ
    れた状態に入る前に、宛先ノードから発信ノードへ確認
    メッセージを送信するステップを含む、請求項1に記載
    の方法。
  4. 【請求項4】 ネットワーク内の各ノードについて前記
    ネットワーク内の他のノード、前記ネットワーク内のリ
    ンクに関する識別情報およびそれぞれの長さを関連付け
    るステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 リンクの長さが相対コストで表現され
    る、請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 各ノードによって受信される各セットア
    ップ・メッセージおよび各故障メッセージが、前記サー
    ビスに対するセットアップまたは故障のメッセージを以
    前に送信したノードに関する情報をさらに含むことを特
    徴とする、請求項4に記載の方法。
  7. 【請求項7】 ステップ(a)が、発信ノードから宛先
    ノードへの最短経路の計算を実行して、発信ノードから
    のセットアップ・メッセージを受信するローカル・ノー
    ドを決定するステップを含むことを特徴とする、請求項
    1に記載の方法。
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