JPH1141253A - スイッチングルータ - Google Patents

スイッチングルータ

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JPH1141253A
JPH1141253A JP19848397A JP19848397A JPH1141253A JP H1141253 A JPH1141253 A JP H1141253A JP 19848397 A JP19848397 A JP 19848397A JP 19848397 A JP19848397 A JP 19848397A JP H1141253 A JPH1141253 A JP H1141253A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ中継制御部に何ら変更を行うことな
く、このデータ中継制御部の障害発生時にも隣接ノード
間でデータ通信が継続して行えるようにし、さらにこの
復旧にも自動的に対応できるスイッチングルータを提供
する。 【解決手段】 ＩＰデータグラムの転送とその制御、な
らびに転送ＩＰデータグラム中にある特定の条件に満足
するものを検出、およびその結果に基づくＡＴＭスイッ
チの制御を行うデータ中継制御部１００と、ＡＴＭセル
のスイッチングを行うＡＴＭスイッチ１１０とから構成
されるラベルスイッチングルータであって、データ中継
制御部１００の動作状態を監視し、障害回避経路テーブ
ルに従ってＡＴＭスイッチ１１０にユーザ指定のＶＰ経
路１３０の設定を行うことにより、データ中継制御部１
００に障害が発生した場合にも、このＡＴＭスイッチ１
１０を挟んだ隣接ノード１２０間は通信を継続すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＰ（Internet P
rotocol)ネットワークの構築に使用されるネットワーク
機器に関し、特にＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mod
e）スイッチを用いたＩＰデータグラムの高速転送（カ
ットスルー）を行うスイッチングルータに適用して有効
な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、本発明者が検討したところに
よれば、ＷＷＷ（World Wide Web）などのアプリケーシ
ョンの普及に伴いインターネット上に流れる情報量は増
加の一途を辿り、その通信性能、とりわけ隣接ネットワ
ーク間でＩＰデータグラムの転送を行うネットワーク機
器であるルータの転送性能がボトルネックとして問題視
されるようになっていることが考えられる。この原因
は、転送処理には該当ＩＰデータグラムの１つ１つにつ
いて転送先を確認する処理が必要なためである。
【０００３】その問題を解決する手段として、ＡＴＭス
イッチとＩＰデータグラムの転送およびその制御を行う
制御装置とを組み合わせたラベルスイッチングルータな
どのスイッチングルータが提案されている。具体的な方
式としては、たとえば１９９７年２月に開示された、Ｉ
ＥＴＦ（Internet Engineering Task Force) ＲＦＣ
（Requests For Comments) ２０９８記載のＣＳＲ（Ce
ll Switch Router）などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
なＡＴＭスイッチと制御装置とを組み合わせたラベルス
イッチングルータなどのスイッチングルータにおいて
は、ＡＴＭスイッチに接続している制御装置に障害が発
生した場合の配慮が十分になされておらず、隣接ノード
間のＩＰデータグラムの転送に問題が生じることが考え
られる。そこで、本発明者は、制御装置に障害が発生し
た場合について検討し、以下において本発明者が検討し
た内容を図６に基づいて説明する。
【０００５】図６には、ＩＰデータグラムの転送とその
制御、ならびに転送ＩＰデータグラム中にある特定の条
件に満足するものを検出、およびその結果に基づくＡＴ
Ｍスイッチの制御を行うデータ中継制御部１００と、Ａ
ＴＭセルのスイッチングを行うＡＴＭスイッチ１１０
と、ＡＴＭ回線経由で接続している隣接ノード１２０と
が示されている。
【０００６】ここで、隣接ノード１２０とデータ中継制
御部１００とは、ＩＰデータグラムをやり取りする標準
のＶＣ（Virtual Channel)経路、いわゆるデフォルトＶ
Ｃ経路１４０をＡＴＭスイッチ１１０を介して任意のＶ
Ｐ（Virtual Path）経路１３０上に設定しておく。そし
て、通常はデータ中継制御部１００が中継するデフォル
トＶＣ経路１４０上にＩＰデータグラムは流されてい
る。
【０００７】その後、ある一定の条件を満たしたＩＰデ
ータグラムを検出すると、データ中継制御部１００は、
そのＩＰデータグラムの転送元と転送先の隣接ノード１
２０間をＡＴＭスイッチ１１０経由で直接接続するＶＣ
経路、いわゆるカットスルーＶＣ経路１５０を設定す
る。そして、隣接ノード１２０間はデータ中継制御部１
００が中継しないカットスルーＶＣ経路１５０上でＩＰ
データグラムをやり取りする。このことにより、隣接ノ
ード１２０間は、上記個々のＩＰデータグラムの転送先
確認ならびに転送処理をすることなく通信することが可
能となり、ＩＰデータグラムの転送性能を飛躍的に向上
させることを実現している。
【０００８】なお、ＡＴＭでの通信経路は、上述のよう
にＶＣ経路と複数のＶＣ経路を束ねるＶＰ経路１３０を
用いて設定される。また、本来、隣接ノード１２０間は
データ中継制御部１００を介してのみ通信可能な別ネッ
トワークであるが、カットスルーＶＣ経路１５０を経由
してＩＰデータグラムを隣接ノード１２０間で直接やり
取りするため、隣接ノード１２０には本来のＩＰデータ
グラムの隣接ノード１２０向けのＩＰデータグラムにカ
プセル化して送る機構などが実装されている。
【０００９】従って、前記のようなデータ中継制御部１
００、ＡＴＭスイッチ１１０、隣接ノード１２０による
構成において、データ中継制御部１００を介して隣接ノ
ード１２０間でＩＰデータグラムをやり取りする際に
は、ＡＴＭスイッチ１１０に接続しているデータ中継制
御部１００に障害が発生すると、たとえＡＴＭスイッチ
１１０に問題がなくても隣接ノード１２０間でデータの
やり取りができなくなってしまうということが考えられ
る。
【００１０】そこで、本発明の目的は、データ中継制御
部に何ら変更を行うことなく、このデータ中継制御部の
障害発生時にも隣接ノード間でデータ通信が継続して行
えるようにすることができ、さらにデータ中継制御部の
復旧にも自動的に対応することができるラベルスイッチ
ングルータなどのスイッチングルータを提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のスイッチングルータは、固定長のデータを
ハードウェアによって転送するスイッチング機構と、不
定長のデータの転送先の最適経路の計算およびその転送
をソフトウェアによって行う中継機構とからなり、通常
は中継機構を経由してデータを転送しておき、ある一定
の条件を満足するデータは中継機構を介することなくス
イッチング機構のみで転送するルータに適用されるもの
である。
【００１２】このような構成において、前記スイッチン
グ機構のＡＴＭスイッチに、データ中継制御部（中継機
構）の動作状態を監視する手段、このデータ中継制御部
の障害発生時に設定するＶＰ経路情報を格納する手段、
そして、前記監視手段によるデータ中継制御部の動作状
態により、前記ＶＰ経路情報格納手段に従ってＡＴＭス
イッチにＶＰ経路の設定および解除を行うＶＰ経路管理
手段を設けるようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態であ
るラベルスイッチングルータを示す構成図、図２および
図３は本実施の形態のラベルスイッチングルータにおけ
るテーブル構成を示す説明図、図４は通信経路の設定を
示す説明図、図５は障害回避経路の管理処理を示すフロ
ー図である。
【００１４】まず、図１により本実施の形態のラベルス
イッチングルータの構成、およびその構成要素であるＡ
ＴＭスイッチの一例の内部構造を説明する。
【００１５】本実施の形態のラベルスイッチングルータ
は、たとえばハードウェアによるスイッチング機構とソ
フトウェアによる中継機構とからなり、転送ＩＰデータ
グラムのカットスルーを行うルータとされ、ＩＰデータ
グラムの転送とその制御、ならびに転送ＩＰデータグラ
ム中にある特定の条件に満足するものを検出、およびそ
の結果に基づくＡＴＭスイッチの制御を行うデータ中継
制御部１００と、ＡＴＭセルのスイッチングを行うＡＴ
Ｍスイッチ１１０とから構成されている。
【００１６】ＡＴＭスイッチ１１０には、実際に流れて
いるセルデータの転送をハードウェアにて高速に行うＡ
ＴＭスイッチング機構部１１１と、ＡＴＭスイッチ１１
０の制御やデータ中継制御部１００からの指示を処理す
るＡＴＭスイッチ制御部１１２と、前記データ中継制御
部１００や他のネットワーク機器との接続回線を収容す
る複数の回線Ｉ／Ｆ（Inter-Face）１１３とが設けられ
ている。図１に示すとおり、ＡＴＭスイッチ１１０は複
数の回線Ｉ／Ｆ１１３をＡＴＭスイッチング機構部１１
１に接続・収容可能となっている。
【００１７】ＡＴＭスイッチ１１０内のＡＴＭスイッチ
制御部１１２には、ＡＴＭスイッチ制御を行うための制
御ソフトウェアを実行するＣＰＵ（Central Processing
Unit)１１４、ＣＰＵ１１４にて動作する制御ソフトウ
ェアや初期情報を固定的に格納しておくＲＯＭ（Read O
nly Memory）１１５、前記制御ソフトウェアのワーク情
報や後述のテーブルなどを動的に格納しておくＲＡＭ
（Random Access Memory）１１６、ＡＴＭスイッチ１１
０の動作状態や後述のテーブルの内容などの設定手順を
使用者に提供するＭＭＩ（Man-Machine Interface)１１
７が設けられている。
【００１８】ここで、ＡＴＭスイッチ制御部１１２内の
ＲＡＭ１１６上にある本実施の形態に係わるテーブル構
成について、図２および図３を用いて説明する。
【００１９】図２は、ＡＴＭスイッチ制御部１１２のＭ
ＭＩ１１７経由で設定される障害回避経路の情報を格納
しておく障害回避経路テーブル２００の構成を示した図
である。
【００２０】図中、２０１と２０２はＡＴＭスイッチ１
１０内で障害回避経路であるＶＰ経路設定を行う対象の
ポートを示すポート番号を格納するポート番号Ａ／Ｂフ
ィールド、２０３は前記ポート番号Ａ／Ｂフィールド２
０１／２０２間に設定する障害回避経路であるＶＰ経路
の情報であるＶＰＩ（Virtual Path Identifier)を格納
するＶＰＩ値フィールドである。
【００２１】たとえば、本障害回避経路テーブル２００
の値は、ＡＴＭスイッチ１１０のＭＭＩ１１７を使って
ユーザが入力した値が格納される。さらに、ユーザ定義
情報が格納されていないフィールドには未格納を示す値
（たとえば“−１”）を設定しておく。
【００２２】また、図３は、ＡＴＭスイッチ１１０に接
続しているデータ中継制御部１００の動作状態を格納し
ておく接続制御部状態テーブル３００の構成を示した図
である。
【００２３】図中、３０１はデータ中継制御部１００が
接続しているＡＴＭスイッチ１１０のポートを示す番号
を格納するポート番号フィールド、３０２は前記ポート
番号フィールド３０１に示すポートに接続しているデー
タ中継制御部１００の動作状態を示す動作状態フィール
ドである。
【００２４】たとえば、ポート番号フィールド３０１は
ＡＴＭスイッチ１１０のＭＭＩ１１７を使ってユーザが
入力した値が格納される。一方、動作状態フィールド３
０２はＡＴＭスイッチ制御部１１２の後述のデータ中継
制御部動作状態監視処理５１０が、ポート番号フィール
ド３０１の示すポートに接続しているデータ中継制御部
１００の監視結果として“正常”または“異常”を格納
する。ここで、ポート番号フィールド３０１の示すポー
トにデータ中継制御部１００が接続していないことを検
知したデータ中継制御部動作状態監視処理５１０は、動
作状態フィールド３０２に“未接続”を格納する。
【００２５】次に、本実施の形態の作用について、図４
および図５を用いて、データ中継制御部１００の動作状
態に応じて設定される障害回避経路の状態と設定処理手
順について説明する。
【００２６】図４は、本発明の実施の形態に係わるシス
テムにおいて設定されるＶＰ経路とデフォルト／カット
スルーＶＣ経路とを、図５は障害回避経路の設定・削除
を行う障害回避経路管理処理５００を示した図である。
【００２７】図４には、ラベルスイッチングルータを構
成するデータ中継制御部１００およびＡＴＭスイッチ１
１０と、このＡＴＭ回線経由で接続している隣接ノード
１２０とからなるシステムを示しており、図４(a) は通
常時の通信経路、図４(b) はデータ中継制御部１００の
障害発生時の通信経路をそれぞれ示している。
【００２８】データ中継制御部１００が正常に動作して
いる場合、図４(a) のように、各ポートの任意のＶＰ経
路１３０とデータ中継制御部１００が接続しているポー
トのＶＰ経路１３０にデフォルトＶＣ経路１４０が、各
ポートのＶＰ経路１３０間に隣接ノード１２０間で直接
情報をやり取り可能なカットスルーＶＣ経路１５０が設
定されている。ここで、ＡＴＭスイッチ１１０のＡＴＭ
スイッチ制御部１１２で動作する障害回避経路管理処理
５００は以下のように動作している。
【００２９】まず、データ中継制御部動作状態監視処理
５１０を実行し、データ中継制御部１００の動作状態を
調べる。その後、接続制御部状態テーブル３００の動作
状態フィールド３０２からその監視結果を参照する（ス
テップ５０１）。そして、その内容が“正常”なのでデ
ータ中継制御部動作状態監視処理５１０を再び実行する
ということを繰り返している。
【００３０】しかし、データ中継制御部１００に障害が
発生した場合、図４(b) のように、ユーザ指定した各ポ
ート間に指定のＶＰ経路１３０が設定される。これは、
該当ポートに接続している隣接ノード１２０間を直接結
ぶ経路となる。そのため、デフォルトＶＣ経路１４０／
カットスルーＶＣ経路１５０も前記ＶＰ経路１３０によ
ってつながれた隣接ノード１２０間にのみ設定される。
ここで、ＡＴＭスイッチ１１０のＡＴＭスイッチ制御部
１１２で動作する障害回避経路管理処理５００は以下の
ように動作している。
【００３１】データ中継制御部動作状態監視処理５１０
が格納した接続制御部状態テーブル３００の動作状態フ
ィールド３０２の“異常”をステップ５０１にて検出
し、障害回避経路テーブル２００に設定されている情報
に基づき、指定ポート間に指定のＶＰ経路１３０の設定
を行う（ステップ５０２）。そして、再度、データ中継
制御部動作状態監視処理５１０を実行し、データ中継制
御部１００の動作状態が“正常”となるのを調べ続ける
（ステップ５０３）。
【００３２】その後、障害回避経路管理処理５００はデ
ータ中継制御部１００の動作状態が“正常”になったこ
とを検出すると、障害回避経路テーブル２００に設定さ
れている情報に基づき、指定ポート間の指定のＶＰ経路
１３０を削除し（ステップ５０４）、データ中継制御部
動作状態監視処理５１０を実行し、データ中継制御部１
００の動作状態が“異常”となるのを調べ続ける（ステ
ップ５０１）。このとき、通信経路は図４(a) の状態に
戻っている。
【００３３】従って、本実施の形態のラベルスイッチン
グルータによれば、ＡＴＭスイッチング機構部１１１、
ＡＴＭスイッチ制御部１１２などからなるＡＴＭスイッ
チ１１０を用い、障害回避経路テーブル２００にユーザ
指定のＶＰ経路１３０、接続制御部状態テーブル３００
にデータ中継制御部１００の動作状態をそれぞれ格納
し、障害回避経路管理処理５００に基づいて、データ中
継制御部動作状態監視処理５１０によりデータ中継制御
部１００の動作状態を監視し、障害回避経路テーブル２
００に従ってＡＴＭスイッチ１１０にユーザ指定のＶＰ
経路１３０の設定を行うことにより、データ中継制御部
１００に障害が発生した場合にも、このＡＴＭスイッチ
１１０を挟んだ隣接ノード１２０間は通信を継続するこ
とができる。そして、データ中継制御部１００の復旧に
も、障害回避経路管理処理５００に基づいて自動的に対
応することができる。
【００３４】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、本実施の形態で
は、データ中継制御部を回線Ｉ／Ｆを介してＡＴＭスイ
ッチに外付けした構成を例に説明したが、データ中継制
御部をＡＴＭスイッチ内に内蔵した構成のＡＴＭスイッ
チの場合にも、接続制御状態テーブルのポート番号フィ
ールドを内部の実装位置を示す情報（たとえばスロット
番号）に変更して管理するだけで同様に適用可能であ
る。
【００３５】
【発明の効果】本発明を用いたＡＴＭスイッチを用いる
ことにより、データ中継制御部に障害が発生した場合に
も、ユーザが指定した隣接ノード間はユーザ定義に従っ
て自動的に障害回避経路を設定して通信を継続すること
が可能となるので、該当隣接ノードを使用しているユー
ザは、データ中継制御部の障害に影響されることがなく
なる。
【００３６】また、本発明を用いたＡＴＭスイッチは、
データ中継制御部の復旧にも自動的に対応するので、シ
ステム管理者はデータ中継制御部の障害復旧作業をする
だけでシステムを通常の状態に戻すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるラベルスイッチン
グルータを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態のラベルスイッチングル
ータにおけるテーブル（障害回避経路情報）構成を示す
説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態のラベルスイッチングル
ータにおけるテーブル（データ中継制御部の状態）構成
を示す説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態のラベ
ルスイッチングルータにおける通信経路の設定を示す説
明図である。
【図５】本発明の一実施の形態のラベルスイッチングル
ータにおける障害回避経路の管理処理を示すフロー図で
ある。
【図６】（ａ），（ｂ）は本発明の前提として検討した
通信経路の設定例を示す説明図である。
【符号の説明】
１００…データ中継制御部、１１０…ＡＴＭスイッチ、
１１１…ＡＴＭスイッチング機構部、１１２…ＡＴＭス
イッチ制御部、１１３…回線Ｉ／Ｆ、１１４…ＣＰＵ、
１１５…ＲＯＭ、１１６…ＲＡＭ、１１７…ＭＭＩ、１
２０…隣接ノード、１３０…ＶＰ経路、１４０…デフォ
ルトＶＣ経路、１５０…カットスルーＶＣ経路、２００
…障害回避経路テーブル、３００…接続制御部状態テー
ブル、５００…障害回避経路管理処理、５１０…データ
中継制御部動作状態監視処理。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固定長のデータをハードウェアによって
    転送するスイッチング機構と、不定長のデータの転送先
    の最適経路の計算およびその転送をソフトウェアによっ
    て行う中継機構とからなり、通常は前記中継機構を経由
    してデータを転送し、ある一定の条件を満足するデータ
    は前記中継機構を介することなく前記スイッチング機構
    のみで転送するスイッチングルータであって、前記スイ
    ッチング機構に、前記中継機構の動作状態を監視する中
    継機構監視手段と、前記中継機構の障害発生時にその障
    害を回避するために前記スイッチング機構内に設定する
    通信経路の情報設定とその情報を格納する回避経路設定
    手段と、前記中継機構監視手段による前記中継機構の動
    作状態に基づき前記回避経路設定手段にて設定されてい
    る迂回経路の設定・削除を行う迂回経路管理手段とを設
    け、前記中継機構の障害発生およびその復旧に関わら
    ず、前記回避経路設定手段によって設定されている経路
    上の機器に対してはデータ通信を継続して行えるように
    することを特徴とするスイッチングルータ。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のスイッチングルータであ
    って、前記スイッチング機構はＡＴＭスイッチ、前記中
    継機構は一定条件のＩＰデータグラムは自らを経由せず
    に前記ＡＴＭスイッチのスイッチング機能のみを使って
    転送する制御機能を有するルーティング装置、または前
    記ＡＴＭスイッチ内のルーティング機能であり、前記迂
    回経路にはＡＴＭのＶＰコネクションを使用することを
    特徴とするスイッチングルータ。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のスイッチングルータであ
    って、前記スイッチング機構において、前記中継機構に
    障害が発生した場合、前記回避経路設定手段によって設
    定されている設定情報の示す回避経路の設定を、障害が
    復旧した場合、以前に設定した回避経路の削除を自動的
    に行うことを特徴とするスイッチングルータ。
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