JPWO2004071033A1 - 光ネットワーク、光エッジルータ及びそのプログラム、カットスルー方法およびエッジルータ - Google Patents

Abstract

光パス確立手段１３１６を備え、外部ＩＰネットワーク１００２を光ネットワーク１００１に接続する複数の光エッジルータ１００３と、光エッジルータ１００３同士の間を光パスで接続するために光パス単位でのスイッチング手段を備える複数の光クロスコネクト装置から構成される光ネットワーク１００１の構成において、（１）光エッジルータ１００３が、光ネットワーク１００１内のトポロジ情報を保持し、光パスのルーチング及びシグナリングを行う光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐと、（２）外部ＩＰネットワークのルーチングテーブルを保持し、外部ＩＰネットワークとの間でルーチングプロトコルを動作させるＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉの両方を備える。このような構成によりマルチレイヤ連携機能を実現でき、かつネットワークの安定性の高い、光ネットワーク等を提供することができる。

Description

本発明は、複数のルータと光クロスコネクトによって構成される光ネットワーク、光エッジルータ、及びそのプログラムに関する。
また本発明は、光もしくはレイヤ２のパスで接続されるコアネットワークの通信方法に係り、特に、カットスルー方法に関する。
また、本発明はデータ転送を行なう情報転送ネットワークシステム並びにそのためのパケット交換機およびパケット・回線交換機に関し、特に、データを転送するための伝送路を確立し、データの転送を実現するための技術に関する。

従来からＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤで動作するシグナリングプロトコルにより、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）チャネルや波長等の光パスを確立する技術（光ＩＰ技術）が検討されており、これを適用する光ＩＰネットワークモデルとして、（１）先行技術文献１に代表されるピアモデルと、（２）ＯＩＦ−ＵＮＩ（先行技術文献２参照）に代表されるオーバーレイモデルの二つが提案されている。
（１）のピアモデルは、光パスのルーチング（経路制御）及びシグナリング（呼制御）に、光ネットワークに接続される外部ＩＰネットワークと同じアドレス空間のＩＰアドレスを用いるモデルであり、光クロスコネクト等の装置が一つのノードとして外部ＩＰネットワークからも認識されるという特徴がある。従って、外部ＩＰネットワーク側からも光パス経路指定や、外部ＩＰネットワーク内のルーチングプロトコルと連携した光パス確立等のマルチレイヤ連携機能が容易に実現できる。
しかし、光パスの制御に外部ＩＰネットワークと同一空間のアドレスを用いるために、一つの光ネットワークに複数の外部ＩＰネットワークを収容することが困難であるという問題点がある。
（２）のオーバーレイモデルは、光ネットワークと、それに収容される外部ＩＰネットワークのアドレス空間が完全に独立しており、外部ＩＰネットワーク側からは光ネットワーク内部のトポロジやアドレスは一切見えない。従って、ピアモデルとは逆に、マルチレイヤ連携機能の提供は困難であるが、複数ネットワークの収容は容易であるという特徴がある。また、オーバーレイモデルでは、外部ＩＰネットワーク間の経路情報交換を、確立された光パス内にルーチングプロトコルを通すことにより行うことが一般的であり、光パスの確立・解放の都度、ルーチングの隣接関係の確立・解放が必要となる。ルーチングの隣接関係の変更は、外部ＩＰネットワークからはネットワークのトポロジ変更が発生しているように認識され、外部ＩＰネットワークの不安定性を増す要因となる。
一般に、複数のＩＰネットワークを持つ本出願人のようなキャリアにとって、単一の光ネットワーク上にそれら複数のＩＰネットワークを多重することは、光ファイバ等のネットワークリソースを効率的に利用するという点で非常に重要である。また、ＩＰネットワークの変動（例えば、ルーチングのアップデートやトラヒック量の増減）に応じて、自律的に光パスの制御が行われるマルチレイヤ連携機能を実現することは、キャリアにとって、オペレーションコストの削減につながる。
さらに、マルチレイヤ連携機能を実現すると、光パスの確立・解放が頼繁に発生することになるが、ネットワークの安定性の観点から、光パスのトポロジ変化が外部ＩＰネットワークのルーチングに影響を与えないことが望ましい。
よって、キャリアのバックボーンネットワークに光ＩＰ技術を適用するためには、これらの要件を満足する新たな光ＩＰネットワークモデルが必要である。
従来の光パスもしくはレイヤ２パスから構成されるコアネットワークでは、エッジルータとして既存のＩＰルータにＧＭＰＬＳ（例えば、先行技術文献３参照）などの光パス設定機能を追加した装置を接続する形態をとる。エッジルータ間は、これらのパスを介した通常のＩＰ接続（ルータ間接続）となり、全てのエッジルータ間が直接相互に通信するためには、光パスもしくはレイヤ２パスをコアネットワーク内にメッシュに確立する必要がある。したがって、エッジルータの数が増加すると、１台のエッジルータが保持するパス数も増加し、エッジルータが持たなくてはならないＩＰインタフェース数も増加する。
上述のように、コアネットワークの規模の増大に伴い、エッジルータが保持すべきＩＰインタフェース数が増加するが、ＩＰインタフェースでは一般に、ＩＰアドレス検索などの複雑なＩＰ処理を実施するため、高価であるうえ、その複雑さがインタフェース速度向上のボトルネックとなっている。
一方、これらのコアネットワークでは、光パスを波長もしくはレイヤ２の論理的なコネクションにより実現するため、各装置で確立できるコネクション数の制約を受ける。例えば、光パスを波長多重で実現する場合には、ＷＤＭ装置の波長多重数による制約を受ける。１波長当たりの通信速度はエッジルータのＩＰインタフェース速度で決まるため、インタフェース速度が向上しないと多くの波長を消費し、ＷＤＭ装置の波長数の制約により、コアネットワークに収容出来るエッジルータ数が制限され、ネットワークの大規模化に対応できない。
このように、従来の光パスもしくはレイヤ２パスから構成されるコアネットワークのアーキテクチャには、経済性とスケーラビリティの面で問題がある。
図１１は、従来のデータ転送網構成を説明する図である。
複数の光クロスコネクトなどを含む回線交換機３２００は、単数または複数の通信回線３３００によって接続され、光ネットワークなどの回線交換網を構成する。この回線交換網の回線交換機に通信回線３３００を介して複数のＩＰルータなどのパケット交換機３１００が接続され、ＩＰネットワークなどのパケット交換網が構成される。
回線交換機３２００は回線スイッチおよび回線経路制御部から構成される。
回線スイッチは、複数の通信回線を介して、単数または複数の他回線交換機の回線スイッチと接続される。
回線経路制御部は回線スイッチの制御を行い、２つの通信回線の結合を行なう。通信回線とは、たとえば、光回線、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ回線、ＡＴＭ回線、ＭＰＬＳ−ＬＳＰ、ＦＲ回線などが相当する。該回線経路制御部は、単数または複数の他回線交換機の回線スイッチと回線交換機間通信路３７００により接続される。該回線経路制御部は該回線交換機間通信路を経由して、相互の回線交換を接続する通信回線本数などの情報を交換する。たとえばＯＳＰＦ−ＴＥ（先行技術文献４参照）やＰＮＮＩ（先行技術文献５）などの通信プロトコルを用いることによって、回線交換網全体の接続関係を知ることができる。図１２は回線交換網の接続情報を表す図である。
パケット交換機３１００はパケットスイッチ、回線設定制御部、およびパケット経路制御部から構成される。
パケットスイッチは、単数または複数の回線交換機３２００と通信回線３３００により接続される。
回線設定制御部は、単数または複数の回線交換機３２００とパケット交換機／回線交換機間通信回線３６００により接続される。保守者などから、任意の２つのパケット交換機間に新規通信回線を設定することが、パケット交換機３１００に指示されると、回線設定制御部は、回線設定制御メッセージを回線交換機３２００に送出する。回線設定制御メッセージを受信した回線交換機３２００は、回線交換網内の回線交換網全体の接続関係情報をもとに、２つのパケット交換機間を接続するための、必要な空き通信回線を選択する。例えば、接続関係情報からパケット交換機３１００−１からパケット交換機３１００−２の間に、通信回線３３００−１−２と３３００−２−１と３３００−５−１と３３００−４−１とが空き回線で存在し、これらの通信回線を回線交換機３２００−１、２、３の回線スイッチで接続することにより、パケット交換機３１００−１からパケット交換機３１００−２間の通信回線が接続可能であることが判断され、判断結果に基づいて、他回線交換機に回線設定制御メッセージを転送する。これを繰り返すことにより、パケット交換機間に通信回線が設定され、パケット化したデータ交換が可能となる。
パケット経路制御部は、パケット挿入・抽出回路により通信回線３３００にパケット経路情報メッセージを挿入する。挿入されたパケット経路情報メッセージは通信回線を経由して単数または複数の他パケット経路制御部に転送される。本メッセージの交換により、パケット通信網の接続関係情報を相互に得ることが可能になる。図１３はパケット交換網の経路情報を示す図である。本経路情報をもとにパケット転送経路を決定することができる。ここでパケット交換網とはＩＰパケット網等が相当し、ＯＳＰＦ（先行技術文献６参照）やＩＳ−ＩＳ（先行技術文献７参照）プロトコル等をもちいることによってパケット網接続関係およびパケット転送経路決定を行なうことが可能である。例えば、パケット交換機１００−１からパケット交換機１００−３宛のパケットは、通信回線３００−１−１に転送されることが決定される。
図１４は、従来のデータ転送網構成を説明する図である。
複数の回線交換機３２００は、単数または複数の通信回線３３００によって接続され、回線交換網を構成する。この回線交換網の回線交換機に通信回線３３００を介して複数のパケット交換機３１００が接続され、パケット交換網が構成される。
回線交換機３２００は回線スイッチおよび、回線・パケット経路制御部から構成される。
回線スイッチは、複数の通信回線を介して、単数または複数の他回線交換機の回線スイッチと接続される。回線・パケット経路制御部は回線スイッチの制御を行い、２つの通信回線の結合を行なう。通信回線とは、たとえば、光回線、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ回線、ＡＴＭ回線、ＭＰＬＳ−ＬＳＰ、ＦＲ回線などが相当する。
該回線・パケット経路制御部は、単数または複数の他回線交換機の回線スイッチと回線交換機間通信路３７００により接続される。
パケット交換機３１００はパケットスイッチおよび回線・パケット経路制御部から構成される。
パケットスイッチは、単数または複数の回線交換機３２００と通信回線３３００により接続される。
回線・パケット設定制御部は、単数または複数の回線交換機３２００とパケット交換機／回線交換機間通信回線３６００により接続される。
該回線・パケット経路制御部は該回線交換機間通信路３７００を経由して、相互の回線交換を接続する通信回線本数などの情報を交換するとともにパケット経路情報メッセージの交換により、パケット通信網の接続関係情報を得ることが可能になる。たとえばＯＳＰＦ−ＴＥ（先行技術文献４参照）やＰＮＮＩ（先行技術文献５参照）などの通信プロトコルを用いることによって、回線交換網全体の接続関係を、ＯＳＰＦやＩＳ−ＩＳプロトコル等によってパケット網接続関係を相互に習得することが可能である。図１５に回線交換網およびパケット交換網の統合された接続情報を示す。本情報を基に、最適なパケット転送経路を決定することができる。
保守者などから、任意の２つのパケット交換機間に新規通信回線を設定することが、パケット交換機に指示されると、回線・パケット経路制御部は、回線網情報およびパケット網情報を利用して、２つのパケット交換機間を結ぶ通信回線の選択を行なうことができる。例えば、パケット交換機３１００−１からパケット交換機３１００−２の間に、通信回線３３００−１−２と３３００−２−１と３３００−５−１と３３００−４−１を回線交換機３２００−１、２、３の回線スイッチで接続することにより、パケット交換機３１００−１からパケット交換機３１００−２間の通信回線が接続可能であることが判断され、判断結果に基づいて、他回線交換機に回線設定制御メッセージを転送する。これを繰り返すことにより、パケット交換機間に通信回線が設定され、パケット化したデータ交換が可能となる。
前述の従来技術では、回線交換網の接続情報と、パケット交換網の接続情報は独立である。このためパケット交換機は、回線交換網の情報を利用して、パケット交換機間の通信回線の最適配置を行なうことが出来ない。
また、前述の他の従来技術では、回線交換網の接続情報と、パケット交換網の接続情報は共有であるためパケット交換機は、回線交換網の情報を利用して、パケット交換機間の通信回線の最適配置を行なうことが可能であるが、例えば、パケット交換機３１００−１から３１００−３宛のパケットを、通信路３６００−１に転送してしまうなどパケット転送網と、回線交換制御網の分離が問題であった。
先行技術文献１
Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：“Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ”，ＩＥＴＦ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ−Ｄｒａｆｔ，［ｏｎｌｉｎｅ］，２００３年５月掲載，［２００３年７月検索］，インターネット＜ＵＲＬ ＨＹＰＥＲＬＩＮＫ”ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｃｃａｍｐ−ｇｍｐｌｓ−ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ−０７．ｔｘｔ”ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｃｃａｍｐ−ｇｍｐｌｓ−ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ−０７．ｔｘｔ
先行技術文献２
Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，“Ｕｓｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＵＮＩ）１．０ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ：Ｃｈａｎｇｅｓ ｆｒｏｍ ＯＩＦ２００．１２５．５”，Ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｆｏｒｕｍ，Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｎｕｍｂｅｒ：ＯＩＦ２０００．１２５．７
先行技術文献３
Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ＭＰＬＳ−Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ」，ＩＥＴＦ，［ｏｎｌｉｎｅ］，２００２年８月掲載，［２００２年１２月検索］，インターネット
＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍｐｌｓ−ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ−ｓｉｇｎａｌｉｎｇ−０９．ｔｘｔ
先行技術文献４
ＩＥＴＦ、“ＯＳＰＦ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ ｉｎ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ＭＰＬＳ”、Ｋ．Ｋｏｍｐｅｌｌａ（Ｅｄｉｔｏｒ），Ｙ．Ｒｅｋｈｔｅｒ（Ｅｄｉｔｏｒ），Ｊｕｎｉｐｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ、Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００２、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１５年５月２３日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｃｃａｍｐ−ｏｓｐｆ−ｇｍｐｌｓ−ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ−０９．ｔｘｔ＞
先行技術文献５
ＡＴＭ Ｆｏｒｕｍ、“Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ−Ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓｉｏｎ１．１（ＰＮＮＩ １．１）”、Ａｐｒｉｌ ２００２、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１５年５月２３日検索］、インターネット＜ｆｔｐ：／／ｆｔｐ．ａｔｍｆｏｒｕｍ．ｃｏｍ／ｐｕｂ／ａｐｐｒｏｖｅｄ−ｓｐｅｃｓ／ａｆ−ｐｎｎｉ−００５５．００１．ｐｄｆ＞
先行技術文献６
ＩＥＴＦ、“ＯＳＰＦ Ｖｅｒｓｉｏｎ ２，ＲＦＣ２３２８”、Ｊ．Ｍｏｙ，Ａｓｃｅｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．、Ａｐｒｉｌ １９９８［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１５年５月２３日検索］、インターネット＜ｆｔｐ：／／ｆｔｐ．ｒｆｃ−ｅｄｉｔｏｒ．ｏｒｇ／ｉｎ−ｎｏｔｅｓ／ｒｆｃ２３２８．ｔｘｔ＞
先行技術文献７
ＩＳＯ、“Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ，ＤＰ １０５８９”

そこで、本発明は、マルチレイヤ連携機能を実現でき、かつネットワークの安定性の高い、光ネットワーク等を提供することを主たる目的とする。
前記課題を解決した発明は、光ネットワークシステムである。この光ネットワークシステムは、光パス確立手段を備え、外部ＩＰネットワークを光ネットワークに接続する複数の光エッジルータと、光エッジルータ間を光パスで接続するために光パス単位でのスイッチング手段を備える複数の光クロスコネクト装置から構成される光ネットワークである。
そして、本発明の特徴とするところは、光エッジルータが、（１）光ネットワーク内のトポロジ情報を保持し、光パスのルーチング及びシグナリングを行う光ネットワーク制御インスタンスと、（２）外部ＩＰネットワークのルーチングテーブルを保持し、外部ＩＰネットワークとの間でルーチングプロトコルを動作させるＩＰネットワークインスタンスの両方を備えることである。
「光パス確立手段」は、光信号の経路を確立する機能を有する。なお、後記する実施形態では、ＧＭＰＬＳのＲＳＶＰ−ＴＥが光パス確立手段に相当する。「光エッジルータ」は、外部ＩＰネットワークと光ネットワークとを接続する機能を持つルータである。この機能は、具体的には、処理するＩＰパケット（宛先ＩＰアドレス）と光パスの対応付けを行い、適切な光パスにＩＰパケットを中継するものである。「光クロスコネクト装置（光コアルータ）」は、光信号をスイッチングして光信号の経路（光パス）を切り替える装置である。
「光パス」は、一般的には波長単位で設定される光信号の経路であるが、本発明においては、ＴＤＭ（ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ［Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ ＮＥＴｗｏｒｋ／Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ］）チャネル等も含んでいる。ちなみに、前記したＧＭＰＬＳプロトコルでは、波長もＴＤＭチャネルも同様に扱える。
「光ネットワーク内のトポロジ情報」とは、例えば、光ネットワークを構成する各機器がどんなインタフェースを持っていて、それにはどんなアドレスが割り当てられているか、といった情報である。
「シグナリング」は、相手の特定・お互いの状態の監視・要求のやり取り等を行うことである。また、「シグナリングプロトコル」とは、そのようなやり取りのために使用されるプロトコルである。
これにより、外部ＩＰネットワークのアドレス空間と光ネットワーク制御に用いるアドレス空間が完全に分離され、単一の光ネットワークに複数のＩＰネットワークを収容することができる。併せて、１つの光エッジルータがこれら両方のインスタンスを持つため、外部ＩＰネットワークの情報を用いた自律的な光パスの制御、すなわち、マルチレイヤ連携が可能となる。
なお、インスタンスは、オブジェクト指向プログラミングで、クラスを基にした実際の値としてのデータのこと。クラスと対比して用いられることが多く、クラスを「型」、インスタンスを「実体」として説明されることもある。
また、本発明の光ネットワークシステムが特徴とするところは、光ネットワークにおいて、外部ＩＰネットワーク間で経路情報を交換するためのルーチングプロトコルを、外部ＩＰネットワークが接続される光エッジルータの光ネットワーク制御インスタンス間で動作させることである。
これにより、外部ＩＰネットワークからは、外部ＩＰネットワークの経路情報を交換するためのルーチング隣接関係は、常に光エッジルータ間に確立されているように見えるようになる。このルーチング隣接関係は光パスのトポロジ変化の影響を一切受けないため、外部ネットワークからは常にトポロジが安定しているように見える。
また、本発明の光ネットワークシステムが特徴とするところは、光ネットワークシステムにおいて、外部ＩＰネットワークの経路情報を交換するプロトコルとして、ＢＧＰ（Ｂｏｒｄｅｒ Ｇａｔｅｗａｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使うことである。
ＢＧＰは、異なるネットワークの間でＩＰ経路情報を交換するためのプロトコルであるが、後記する実施形態では、光エッジルータ間での経路情報のやり取りにＢＧＰをそのまま用いる。
このように、ＩＰネットワークで一般的に利用されており、かつ、標準に準拠したプロトコルであるＢＧＰを適用することで、プロトコル自体の開発コストを省くことが可能となる。
また、本願発明は、外部ＩＰネットワークとの間でパケットの転送を行う光エッジルータである。この光エッジルータは、前記外部ＩＰネットワークの隣接するルータとの間でパケットの転送を行うパケット転送処理手段を備えると共に、前記隣接するルータとの間で経路情報を交換する処理を行う経路情報交換手段、ルーチングテーブルを作成して記憶手段に記憶する処理を行うルーチングテーブル作成手段、光ネットワーク内のトポロジ情報を収集して記憶手段に記憶する処理を行うトポロジ情報収集手段、光パスの確立・解放のシグナリングを行うシグナリング手段、対向する他の光エッジルータとの間で前記経路情報を通知する処理を行う経路情報通知手段、前記ルーチングテーブルと前記トポロジ情報とを記憶手段から読み出して、前記パケット転送処理手段におけるパケットの転送先を設定するパケット転送テーブルを生成する処理を行うパケット転送テーブル生成処理手段を備える。
後記する実施例では、パケット転送処理手段は転送処理部に相当し、経路情報交換手段はＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部に相当し、ルーチングテーブルを作成するルーチングテーブル作成手段はＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部に相当し、このルーチングテーブルを記憶する記憶手段はＩＰネットワークルーチングテーブル記憶部に相当し、トポロジ情報収集手段はＯＳＰＦ−ＴＥ処理部に相当し、シグナリング手段はＲＳＶＰ−ＴＥ処理部に相当し、経路情報通知手段はＢＧＰ処理部に相当し、トポロジ情報を記憶する記憶手段は光ネットワークトポロジＤＢに相当する。
また、本願の発明は、光ネットワークに使用され、所定の演算処理を行う演算処理手段と外部ＩＰネットワークとの間でパケットの転送を行うパケット転送処理手段とを備える光エッジルーに用いられるプログラムである。このプログラムは、後記する実施形態のプロトコル処理部に相当する演算処理手段で実行され、該処演算処理手段を、経路情報交換機能、ルーチングテーブル作成機能、トポロジ情報収集機能、シグナリング機能、経路情報通知機能、パケット転送テーブル生成処理機能として動作させる。
また本発明は、エッジルータでのＩＰ処理を一部省略することにより、エッジルータの経済化とスケーラビリティの向上を図ることができるカットスルー方法およびエッジルータを提供することを目的とする。
本発明は、一つのコアネットワークと複数の外部ＩＰネットワークとをその境界点で相互に接続する複数のエッジルータが当該コアネットワーク内部で相互に直接通信を行うカットスルー方法である。
ここで、本発明の特徴とするところは、入力エッジルータにあらかじめ宛先ＩＰアドレスとそれに対応する出力エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持し、ＩＰパケット転送時に入力エッジルータで宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子をＩＰパケットに付与し、前記出力エッジルータでＩＰパケットに付与された前記識別子を参照することにより出力インタフェースへＩＰパケットを転送するところにある。
本発明によれば、従来はコアネットワークの両端のエッジルータで実施していたＩＰアドレス検索を、入力エッジルータの外部ＩＰネットワーク側インタフェースだけで実施することにより、エッジルータのコアネットワーク側インタフェースでの複雑なＩＰ処理を省略し、より簡易な識別子参照処理だけに限定することが可能となる。これにより、エッジルータのコアネットワーク側インタフェースの経済化を図ることが可能になる。さらに、処理の簡略化によりインタフェース速度の高速化が期待できるため、１パス当たりの速度を上げることによりコアネットワーク内でのパス数を削減し、スケーラビリティの向上を図ることができる。
前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いることが望ましい。本発明によれば、ＭＰＬＳラベルを管理するテーブル（ＭＰＬＳラベルテーブル）や、ＭＰＬＳラベルをＩＰパケットに付与または除去するカプセル化ハードウェアといった既存のＭＰＬＳをサポートするＩＰルータの要素機能を流用することができ、開発コストを削減することが可能となる。
前記エッジルータ間で、制御信号により宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を交換することが望ましい。本発明によれば、宛先ＩＰアドレスと前記識別子の対応表を生成する際に必要な情報を自動的にエッジルータが交換するため、人手による設定処理を省略することができ、ネットワークの運用コストを下げることが可能となる。
本発明は、一つのコアネットワークと複数の外部ＩＰネットワークとをその境界点で相互に接続し、前記外部ＩＰネットワークから前記コアネットワークへの入力ＩＰパケットを処理する入力手段と、前記コアネットワークから前記外部ＩＰネットワークへの出力ＩＰパケットを処理する出力手段とを備えたエッジルータである。
ここで、本発明の特徴とするところは、前記入力手段は、宛先ＩＰアドレスとそれに対応する他エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持する手段と、他エッジルータへのＩＰパケット転送時に前記対応表に基づき当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子を当該ＩＰパケットに付与する手段とを備え、前記出力手段は、前記識別子を参照し当該識別子が示す出力インタフェースへＩＰパケットを転送する手段を備えたところにある。
本発明によれば、宛先ＩＰアドレス検索を入力エッジルータだけで実施し、出力エッジルータでは簡易な識別子検索処理だけで出力インタフェースを決定するカットスルー方法を実施するためのエッジルータ装置を実現できる。
前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いることが望ましい。本発明によれば、ＭＰＬＳラベルを管理するテーブル（ＭＰＬＳラベルテーブル）や、ＭＰＬＳラベルをＩＰパケットに付与または除去するカプセル化ハードウェアといった既存のＭＰＬＳをサポートするＩＰルータの要素機能を流用することができ、開発コストを削減することが可能となる。
宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を制御信号により他エッジルータ間で相互に交換する手段を備え、前記対応表を保持する手段は、この交換する手段により取得した前記対応情報に基づき前記対応表を生成または更新する手段を備えることが望ましい。
本発明によれば、宛先ＩＰアドレスと前記識別子との対応表を生成または更新する際に必要な情報を自動的にエッジルータが交換するため、人手による設定処理を省略することができ、エッジルータの運用コストを下げることが可能となる。
本発明は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、一つのコアネットワークと複数の外部ＩＰネットワークとをその境界点で相互に接続し、前記外部ＩＰネットワークから前記コアネットワークへの入力ＩＰパケットを処理する入力機能と、前記コアネットワークから前記外部ＩＰネットワークへの出力ＩＰパケットを処理する出力機能とを備えたエッジルータに相応する機能を実現させるプログラムである。
ここで、本発明の特徴とするところは、前記入力機能として、宛先ＩＰアドレスとそれに対応する他エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持する機能と、他エッジルータへのＩＰパケット転送時に前記対応表に基づき当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子を当該ＩＰパケットに付与する機能とを実現させ、前記出力機能として、前記識別子を参照し当該識別子が示す出力インタフェースへＩＰパケットを転送する機能を実現させるところにある。前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いることが望ましい。
また、宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を制御信号により他エッジルータ間で相互に交換する機能を実現させ、前記対応表を保持する機能として、この交換する機能により取得した前記対応情報に基づき前記対応表を生成または更新する機能を実現させることが望ましい。
本発明は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読取可能な記録媒体である。本発明のプログラムは本発明の記録媒体に記録されることにより、前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。
これにより、コンピュータ装置等の情報処理装置を用いて、エッジルータでのＩＰ処理を一部省略することにより、エッジルータの経済化とスケーラビリティの向上を図ることができるカットスルー方法およびエッジルータを実現することができる。
さらに本発明は、通信回線で接続された複数の回線交換機と複数のパケット交換機とを有する情報転送ネットワークシステムにおいて、前記回線交換機は回線スイッチおよび回線経路制御部を備え、前記回線スイッチは、前記回線交換機に接続されている、任意の通信回線間を接続する機能を持ち、回線交換機と接続されているパケット交換機はパケットスイッチ、回線経路制御部、パケット経路制御部、および連携制御部を備え、前記パケットスイッチは、通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持ち、前記回線交換機の回線経路制御部は回線交換機間通信路により他の回線交換機の回線経路制御部と接続され、前記パケット交換機の回線経路制御部は単数または複数の回線交換機の回線経路制御部とパケット交換機／回線交換機間通信路により接続され、前記回線交換機の前記回線経路制御部と前記パケット交換機の前記回線経路制御部は、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持ち、前記パケット経路制御部は、通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持ち、前記連携制御部は、新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、前記回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、前記パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、前記回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示し、前記回線経路制御部は、指示された経路に従って回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを回線交換機に送出し、接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機は通信回線を設定するとともに、指示された経路に従ってメッセージを送信する機能をもつことにより、パケット交換機間の通信回線を設定することが可能な情報転送ネットワークシステムである。
本発明は、前記の情報転送ネットワークシステムにおいて、パケット交換機と回線交換機が統合された、パケット・回線交換機が混在し、パケット交換機およびパケット・回線交換機間で通信回線を設定することが可能な情報転送ネットワークシステムである。
本発明は、通信回線で接続される複数の回線交換機と複数のパケット交換機とを有する情報転送ネットワークシステムにおけるパケット交換機であって、通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持つパケットスイッチと、単数または複数の回線交換機の回線経路制御部とパケット交換機／回線交換機間通信路により接続され、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持つ回線経路制御部と、通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持つパケット経路制御部と、新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、前記回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、前記パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、前記回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示する連携制御部と、を備え、前記回線経路制御部は、前記連携制御部から指示された経路に従って回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを回線交換機に送出し、該接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機に該接続回線設定制御メッセージに基づき通信回線を設定させ、指示された経路に従ってメッセージを送信させて、パケット交換機間の通信回線を設定することが可能なパケット交換機である。
本発明は、通信回線で接続される複数の回線交換機と複数のパケット交換機とパケット・回線交換機とを有する情報転送ネットワークシステムにおけるパケット・回線交換機であって、前記回線交換機に接続されている、任意の通信回線間を接続する機能を持つ回線スイッチと、通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持つパケットスイッチと、単数または複数の回線交換機の回線経路制御部と回線交換機間通信路により接続され、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持つ回線経路制御部と、通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持つパケット経路制御部と、新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、前記回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、前記パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、前記回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示する連携制御部と、を備え、前記回線経路制御部は、前記連携制御部から指示された経路に従って回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを前記回線交換機に送出し、該接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機に該接続回線設定制御メッセージに基づき通信回線を設定させ、指示された経路に従ってメッセージを送信させて、パケット交換機およびパケット・回線交換機間で通信回線を設定することが可能なパケット・回線交換機である。

図１は本実施形態における外部ＩＰネットワークを含む光ネットワークの全体構成を示す図である。
図２は、図１の光ネットワークの各ノードが保持するインスタンス及びルーチングの隣接関係を示す図である。
図３は、本実施形態におけるＩＰネットワークルーチングテーブルの一例を示す図である。
図４は、本実施形態における光エッジルータのより具体的な構成を示した機能ブロック図である。
図５は、本実施形態における光クロスコネクトのより具体的な構成を示した機能ブロック図である。
図６は、本実施形態おける経路情報の流れの一例を示すシーケンス図である。
図７は、光ネットワークの概要を説明する図である。
図８は、光カットスルー処理の詳細を説明する図である。
図９は、ＭＰＬＳラベルテーブルを説明する図である。
図１０は、光カットスルーを実現するエッジルータ装置の構成を説明する図である。
図１１は、従来のデータ転送網構成（その１）を説明する図である。
図１２は、図１１の回線交換網の接続情報を表す図である。
図１３は、図１１のパケット交換網の経路情報を示す図である。
図１４は、従来のデータ転送網構成（その２）を説明する図である。
図１５は、図１４の回線交換網およびパケット交換網の統合された接続情報を示す図である。
図１６は、本発明の第３の実施例のデータ転送網構成を説明する図である。
図１７は、図１６の回線交換網の接続情報を表す図である。
図１８は、図１６のパケット交換網の経路情報を示す図である。
図１９は、本発明の第４の実施例を説明する図である。

（第１実施例）
以下、本発明を実施するための第１実施例を、図面を参照して説明する。
図１は、外部ＩＰネットワークを含む光ネットワークの全体構成を示す図である。
この図１に示すように、光ネットワーク１００１には、外部ＩＰネットワーク１００２として、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ及び外部ＩＰネットワーク１００２Ｂがそれぞれ２サイトずつ、合計４サイト（１００２Ａ１，１００２Ａ２、１００２Ｂ１、１００２Ｂ２）収容されている。ここで、外部ＩＰネットワーク１００２Ａと外部ＩＰネットワーク１００２Ｂは、光エッジルータ１００３を介して光ネットワーク１００１に収容され、各光エッジルータ１００３同士の間には光クロスコネクト（光クロスコネクト装置）１００４（１００４ａ，１００４ｂ…）を通して光パス１００５が確立される。また、各光エッジルータ１００３同士の間には、外部ＩＰネットワークの経路情報を交換するために、ＢＧＰピア１００６が確立されている。光ネットワーク内の光パス制御プロトコルとしては、ＧＭＰＬＳを利用することとする。
ちなみに、本実施形態で利用するＧＭＰＬＳは、光ＩＰネットワーク１００１上の信号をルーチングするための技術であるが、従前のＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ではパケットにラベルを付加してルーチング経路を指定していたのに対し、ＧＭＰＬＳでは光信号の波長を元にルーチング経路を決定したり、制御専用のＩＰチャネルを用意して実データは光信号のままルーチングしたりする。ルーチングの際に光信号を電気信号に変換してルーチングを行わないようにすることで、ルーチングを高速に行うことができる。
ＢＧＰピア１００６は、光エッジルータ１００３同士の間に確立され、ＢＧＰというプロトコルで情報を交換する。このＢＧＰは、１対１のプロトコルであり、ＢＧＰピア１００６の確立は、例えば、（１）ＴＣＰによるスリーウェイハンドシェイクによるコネクションの確立、（２）ＯＰＥＮメッセージの送信、（３）ＫＥＥＰＡＬＩＶＥメッセージの返信、といった手順で行われる。ＢＧＰピア１００６が確立されると、ルーチングテーブル（後記する図３参照）の交換、ＵＰＤＡＴＥメッセージによる経路情報のアップデート、定期的なＫＥＥＰＡＬＩＶＥメッセージの交換といった情報の交換が行われる。
なお、本明細書では、外部ＩＰネットワーク２の符号に関し、上位概念的に説明する場合は、単に符号１００２を使用し、個別具体的に説明する場合は、符号１００２Ａや１００２Ｂ、さらには符号１００２Ａ１、１００２Ａ２、１００２Ｂ１や１００２Ｂ２を用いることする。この点は、光エッジルータ３等についても同様であり、上位概念的に説明する場合は単に符号１００３を使用し、個別具体的に説明する場合は、符号１００３Ａや１００３Ｂ、さらには符号１００３Ａ１，１００３Ａ２，１００３Ｂ１や１００３Ｂ２を用いることとする。また、インスタンスＩＮＳについても、同様であり、上位概念的に説明する場合は、符号ＩＮＳを使用し、個別具体的に説明するときは、符号ＩＮＳｉやＩＮＳｐを用いることとする。その他の符号の記載も符号１００２や符号１００３等に準じるものとする。
図２は、図１の光ネットワークの各ノードが保持するインスタンス及びルーチングの隣接関係を示す図である。この図２に示す光ネットワーク１０１１は、図１に示されるのと同様に、当該光ネットワーク１に外部ＩＰネットワーク１０１２として、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ及び外部ＩＰネットワーク１００２Ｂの２サイトずつ、合計４サイト（１００２Ａ１，１００２Ａ２，１００２Ｂ１，１００２Ｂ２）が収容されている。各外部ＩＰネットワーク１００２（１００２Ａ１，１００２Ａ２，１００２Ｂ１，１００２Ｂ２）は、光エッジルータ１００３（１００３Ａ１，１００３Ａ２，１００３Ｂ１，１００３Ｂ２）を通じて光ネットワーク１０１１に収容されている。光エッジルータ１００３間は、光クロスコネクト１００４（１００４ａ，１００４ｂ…）を通じて接続される。また、外部ＩＰネットワークは通常のＩＰルータＲ（適宜「隣接ＩＰルータＲ」という）で構成されている。
次に、各ノード（光エッジルータ１００３、光クロスコネクト１００４）の構成を以下に説明する。
１つの光エッジルータ１００３は、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐと、ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉの両方を持つ。
光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、光ネットワーク１００１内の光パス１００５を制御するためのルーチングプロトコル及びシグナリングプロトコルを動作させるものであり、それらによって得られた光ネットワーク１内部のトポロジ情報を保持する。光ネットワーク制御技術としてＧＭＰＬＳを利用する場合には、ルーチングプロトコルとしてＯＳＰＦ−ＴＥ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ−ＴＥ）を動作させ、シグナリングプロトコルとしてＲＳＶＰ−ＴＥ（ＲｅｓｏｕｒｃｅｒｅＳｅｒＶａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−ＴＥ）を動作させる。なお、ＯＳＰＦ−ＴＥは、経路選択（ルーチング）プロトコルの１つであるＯＳＰＦを拡張し、光ネットワーク１０１１の各経路（リンク）の属性情報（リソース量等）も通知できるようにしたプロトコルである。ＲＳＶＰ−ＴＥは、指定した経路に沿ってラベルパスを確立するためのプロトコルであり、現在は光パス１００５（図１参照）も確立できるように拡張されている。
ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉは、外部ＩＰネットワーク１００２との間で外部ＩＰネットワーク経路情報の交換を行い、図３に例示するような、外部ＩＰネットワーク１００２のルーチングテーブル（以下「ＩＰネットワークルーチングテーブル」という）を生成する。なお、このＩＰネットワークルーチングテーブルは、図３に示すように宛先ＩＰアドレスのｐｒｅｆｉｘ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｄｄｒｅｓｓ）、アドレスマスク（Ａｄｄｒｅｓｓ ｍａｓｋ）、次ホップ（Ｎｅｘｔ ｈｏｐ）といった情報が格納される。一般的に、ルータが立ち上がる際にルーチングテーブルは初期化される。また、トポロジの変化、ルータの故障による経路の変更等によって、ルーチングテーブルは更新される。本実施形態の光エッジルータ１００３やＩＰネットワークルーチングテーブルについても、一般のルータやルーチングテーブルと同様であるものとする。
光エッジルータ１００３は、これら両方のインスタンスＩＮＳｐ，ＩＮＳｉを保持するため、外部ＩＰネットワーク１００２の外部ＩＰネットワーク経路情報のアップデートやトラヒック量の増加をトリガとした光パス１００５の自律的な制御を行うことが可能となる。
図４は、本実施形態における光エッジルータのより具体的な構成を示した機能ブロック図である。この図４を参照して、本実施形態における光エッジルータ１００３（１００３Ａ１，１００３Ａ２，１００３Ｂ１，１００３Ｂ２）を説明する。
図４に示すように、光エッジルータ１００３は、ソフトウェア的に処理を行うプロトコル処理部（演算処理手段）１０３１とハードウェア的に処理を行う転送処理部１０３２とを含んで構成される。このうちプロトコル処理部１０３１は、前記したＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉと前記した光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐとを有する。
ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉは、外部ＩＰネットワーク１００２の隣接ノード（通常のＩＰルータＲ）との間で外部ＩＰネットワーク経路情報を交換するルーチングプロトコルが作動するＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部１３１１と、そのルーチングプロトコルによって生成されるＩＰネットワークルーチングテーブル（図３参照）を記憶するＩＰネットワークルーチングテーブル記憶部１３１２とを備える。ちなみに、ＩＰネットワークルーチングテーブルは、ＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部１３１１が外部ＩＰネットワーク１００２から受信した経路情報を書き込む処理、外部ＩＰネットワーク経路情報記憶部１３１４が保持する経路情報を書き込む処理のいずれかの処理により生成される。補足すると、光エッジルータ１００３（１００３Ａ１）について、外部ＩＰネットワーク１００２側（符号１００２Ａ１側）のＩＰネットワーク経路情報は、ＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部１３１１によって受信され、外部ＩＰネットワーク経路情報記憶部１３１４に書き込まれる。一方、他のサイト（符号１００２Ａ２側）のＩＰネットワーク経路情報は、他の（対向する）光エッジルータ１００３（３Ａ２）からＢＧＰピア１００６経由でＢＧＰ処理部１３１７に受信され、外部ネットワーク経路情報記憶部１３１４に書き込まれる。なお、ルーチングプロトコルは、ＯＳＰＦやＢＧＰ等を使用することができる。
また、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、光ネットワーク１００１内のトポロジ情報（及びリソース情報＝例えばこのリンクは波長が何本ある等）を隣接ノード（例えば光クロスコネクト１００４）から収集するＯＳＰＦ−ＴＥ処理部１３１５、光パス１００５の確立・解放のシグナリングを行うＲＳＶＰ−ＴＥ処理部１３１６とを備える。これら２つの処理部１３１５，１３１６の動作は、ＧＭＰＬＳで規定されている標準の動作に従う。
さらに、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、外部ＩＰネットワーク経路情報（前記したＩＰネットワークルーチングテーブルの経路情報と同じ内容）を、対向する他の光エッジルータ１００３に通知するＢＧＰ処理部１３１７を備える。このＢＧＰ処理部１３１７は、逆向きの通知、つまり、対向する他の光エッジルータ１００３から通知される外部ＩＰネットワーク経路情報を受信する機能も併せ持つものとする。
なお、符合１３１３は、ＯＳＰＦ−ＴＥ処理部１３１５が収集したトポロジ情報を記憶する光ネットワークトポロジＤＢである。この光ネットワークトポロジＤＢ１３１３は、ＲＳＶＰ−ＴＥ処理部１３１６との間で情報記憶・読み出しを行うようにもなっている。また、符合１３１４は、外部ＩＰネットワーク経路情報を記憶する外部ＩＰネットワーク経路情報記憶部である。
ちなみに、本実施形態では、プロトコル処理部１０３１には、ＩＰネットワークルーチングテーブル記憶部１３１２に記憶されたＩＰネットワークルーチングテーブルと、光ネットワークトポロジＤＢ３１３に記憶された光ネットワーク１００１のトポロジ情報とから、受信したＩＰパケットをどのように転送するのかを設定するパケット転送テーブルを作成するパケット転送テーブル生成処理部１３１８を備える。
一方、転送処理部１０３２は、パケット転送処理部１３２１ａ，１３２１ｂ、パケット転送テーブル記憶部１３２２、パケットスイッチ１３２３とを備える。この転送処理部１０３２の構成により、電気信号のＩＰパケットを光信号のＩＰパケットに変換する処理、逆に、光信号のＩＰパケットを電気信号のＩＰパケットに変換する処理、ＩＰパケットの経路をパケットスイッチ１３２３により切り替えて転送する処理を行う。
なお、パケット転送処理と、ＩＰルーチングテーブル・パケット転送テーブルについて補足説明する。
パケット転送処理について、一般的な大規模ルータでは、転送処理部１０３２はインタフェースカード（ラインカードとも呼ばれる）に内蔵されている。このインタフェースカードは、光回線（光ファイバ）−光信号終端部（光信号←→電気信号）−パケット転送処理部１３２１（ＩＰアドレス検索による次ホップ決定）−パケットスイッチ１３２３、という接続構成になっている。現在は、回線として光ファイバが主流であるので、外部ＩＰネットワーク１００２側に出力される信号も光信号としてのＩＰパケットである（その後段で電気信号に変換）。よって、パケット転送処理部１３２１ａとパケット転送処理部１０３２ｂとは同じ構成をしており、外部ＩＰネットワーク１００２側のパケット転送処理部１３２１ａと外部ネットワーク１００２との間には、光信号と電気信号を相互に変換する図示しない変換部が存在することになる。
両テーブルについて、ＩＰネットワークルーチングテーブルは、外部ＩＰネットワーク１００２側の隣接ＩＰルータＲとの間で作動するルーチングプロトコルの種別に応じた図３に示すような情報を有する。これに対し、パケットの転送は一般的にハードウェア処理として行われるので、パケット転送テーブルは、ハードウェアが認識できる形の簡略化された情報を保有する。
次に、光クロスコネクト１００４は、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐのみを保持し、ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉを持たない。このため、光クロスコネクト１００４は、外部ＩＰネットワーク２との経路情報（外部ＩＰネットワーク経路情報）の交換は一切行わず、光ネットワーク１００１内の制御のみを行う。
図５は、本実施形態における光クロスコネクトのより具体的な構成を示した機能ブロック図である。この図５を参照して、本実施形態における光クロスコネクト１００４（１００４ａ，１００４ｂ…）を説明する。
図５に示すように、光クロスコネクト１００４は、前記した光エッジルータ１００３（図４参照）と同様に、プロトコル処理部１０４１と転送処理部１０４２とを含んで構成される。また、プロトコル処理部１０４１は、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ’を備える。
光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ’は、光ネットワークトポロジＤＢ１４１３、ＯＳＰＦ−ＴＥ処理部１４１５、ＲＳＶＰ−ＴＥ処理部１４１６とを備える。これらは、先に説明した光エッジルータ３におけるものとほぼ同様の機能を有するので、その説明を省略する（光ネットワークトポロジＤＢ１４１３＝光ネットワークトポロジＤＢ１３１３、ＯＳＰＦ−ＴＥ処理部１４１５＝ＯＳＰＦ−ＴＥ処理部１３１５、ＲＳＶＰ−ＴＥ処理部１４１６＝ＲＳＶＰ−ＴＥ処理部１３１６）。なお、図４の隣接ノード１００４は、他の光エッジルータ１００４とか、その他ノード（スイッチ等）を示す。
転送処理部１０４２は、光インタフェース１４２１ａ，１４２１ｂ、光パステーブル記憶部１４２２、光スイッチ１４２３とを備える。この転送処理部１０４２の構成により、光パス１００５の切り替え制御を行う。なお、光パステーブル記憶部１４２２に記憶される光パステーブルには、光パス確立時にＲＳＶＰ−ＴＥシグナリングによって設定された入口ポート番号・出口ポート番号の対応関係が保持され、光スイッチ１４２３がこの対応関係に従って回線（光パス１００５）を設定する。
次に、各インスタンスＩＮＳ間のルーチングプロトコルの隣接関係及び交換される情報について説明する。
光エッジルータ１００３と外部ＩＰネットワーク１００２の隣接ＩＰルータＲとの間には、ＯＳＰＦやＢＧＰ等通常のＩＰルーチング隣接関係１００８が確立され、経路情報（外部ＩＰネットワーク経路情報）の交換が行われる。具体的には、光エッジルータ１００３Ａ１は、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１の経路情報を外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１から受信すると共に、他のサイト（外部ＩＰネットワーク１００２Ａ２）を収容する光エッジルータ１００３Ａ２から受信した経路情報を外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１側へ広告する。
光エッジルータ１００３同士の間には、それぞれの光エッジルータ１００３が外部ＩＰネットワーク１０１２から受信した外部ＩＰネットワーク経路情報を交換するために、ＢＧＰピア１００６が確立される。ＢＧＰピア１００６は各光エッジルータ１００３の光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ同士の間に確立されるが、交換される外部ＩＰネットワーク経路情報は外部ＩＰネットワーク２のものである。
すなわち、各光エッジルータ１００３は、ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉに保持している外部ＩＰネットワーク１００２の外部ＩＰネットワーク経路情報を、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ側へ渡し（通知し）、ＢＧＰピア１００６を通じて対向する光エッジルータ１００３に広告する。なお、ＢＧＰピア１００６は、同一の外部ＩＰネットワーク１００２に属するサイトを収容する光エッジルータ１００３同士の間にのみ確立される。ここで、同一の外部ＩＰネットワーク１００２について、図１、図２でいえば、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１と同１００２Ａ２が同一であり、また、外部ＩＰネットワーク１００２Ｂ１と同１００２Ｂ２が同一である。
光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、光ネットワーク１００１内の隣接ノードとＧＭＰＬＳ隣接関係１００７を確立する。具体的には、ＧＭＰＬＳのルーチングプロトコルであるＯＳＰＦ−ＴＥの隣接関係を確立して、光ネットワーク１００１内のトポロジ情報を交換する。また、光パス１００５の確立及び解放時にはＲＳＶＰ−ＴＥシグナリングのメッセージが、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ間の隣接関係を介して運ばれる。
ここで、ＧＭＰＬＳ隣接関係１００７によって、光ネットワーク１００１内の光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ間（同士）が全て接続されるのに対して、外部ＩＰネットワーク１００２の外部ＩＰネットワーク経路情報を交換するＢＧＰピア１００６は、異なる外部ＩＰネットワーク１００２を収容するＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉ同士の間には確立されない。このため、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、収容される全ての外部ＩＰネットワーク１００２で共用されるが、ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉは外部ＩＰネットワーク１００２毎に独立する。例えば、図２では、外部ＩＰネットワーク１００２Ａを収容する光エッジルータ１００３Ａ１は、光エッジルータ１００３Ａ２との間にはＢＧＰピア１００６を確立するが、外部ＩＰネットワーク１００２Ｂを収容する光エッジルータ１００３Ｂ１や同１００３Ｂ２との間にはＢＧＰピア１００６を確立しない。このように、１つの光エッジルータ１００３において、光パス１００５の制御のための光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐと、外部ＩＰネットワーク１００２の外部ＩＰネットワーク経路情報を交換するためのＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉを分離することにより、複数の外部ＩＰネットワーク１００２を、安定性が高く、しかもマルチレイヤ連携機能を実現でき、かつ、容易に収容することが可能となる。ちなみに、マルチレイヤ連携が行えると、外部ＩＰネットワーク１００２と連動した自立的な光パス１００５の確立・解放が可能になり、波長や光ファイバといった光リソースを有効かつ効率的に活用することができる。これにより、ネットワークコストを抑えることができ、低価格で大容量のＩＰサービスを利用者に提供することが可能となる。
図６は、経路情報（外部ＩＰネットワーク経路情報）の流れの一例を示すシーケンス図である。このシーケンス図及び図２等を参照して、本実施形態における外部ＩＰネットワーク経路情報の流れの一例（外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１→光ネットワーク１００１→外部ＩＰネットワーク１００２Ａ２）を説明する。
まず、光ネットワーク１００１の光エッジルータ１００３Ａ１は、該光エッジルータ１００３Ａ１のＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉで作動しているルーチングプロトコルにより、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１から送信される外部ＩＰネットワーク経路情報（ステップＳ１０１１）を受信する。次に光エッジルータ１００３Ａ１は、受信した外部ＩＰネットワーク経路情報を該ルータ１００３Ａ１の内部において、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐに通知する（ステップＳ１０１２）。外部ＩＰネットワーク経路情報を通知された光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、ＢＧＰピア１００６を通して、対向（隣接）する光エッジルータ１００３Ａ２、すなわち、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ２を当該光ネットワーク１００１に接続する光エッジルータ３Ａ２に外部ＩＰネットワーク経路情報を広告する（ステップＳ１０１３）。
補足すると、隣接ＩＰルータＲからの外部ＩＰネットワーク経路情報は、［ＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部１３１１］→［ＩＰネットワークルーチングテーブル記憶部１３１２］→［外部ＩＰネットワーク経路情報記憶部１３１４］→［ＢＧＰ処理部１３１７］の順に処理・転送され、ＢＧＰピア１００６経由で対向する光エッジルータ１００３に広告される。
ＢＧＰピア１００６経由で広告された外部ＩＰネットワーク経路情報を受信した光エッジルータ１００３Ａ２は、内部において、その受信した外部ＩＰネットワーク経路情報を光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐからＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉに通知する（ステップＳ１０１４）。この外部ＩＰネットワーク経路情報は、ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉで作動しているルーチングプロトコルにより、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ２に広告する（ステップＳ１０１５）。
以上説明した本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、その思想の及ぶ範囲で様々に改変して実施することができる。
例えば、外部ＩＰネットワーク１００２が、他の光ネットワークであってもよい。また、光ネットワーク１００１が光エッジルータ１００３により他の外部ＩＰネットワーク１００２と接続される構成であれば、光ネットワーク１００１の内部構成の如何は問わない。例えば、光クロスコネクト１００４は狭く解釈されるものではない。
（第２実施例）
本発明の第２実施例の形態を図７ないし図１０を参照して説明する。図７は光ネットワークの概要を説明する図である。図８は光カットスルー処理の詳細を説明する図である。図９はＭＰＬＳラベルテーブルを説明する図である。図１０は光カットスルーを実現するエッジルータ装置の構成を説明する図である。
本実施例は、図７に示すように、一つのコアネットワークとしての光ネットワーク２００１と複数の外部ＩＰネットワーク２００２とをその境界点で相互に接続し、図８に示すように、外部ＩＰネットワーク２００２から光ネットワーク２００１への入力ＩＰパケットを処理するＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７と、光ネットワーク２００１から外部ＩＰネットワーク２００２への出力ＩＰパケットを処理するＭＰＬＳインタフェース２０２０とを備えたエッジルータである。
ここで、本実施例の特徴とするところは、ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７は、宛先ＩＰアドレスとそれに対応する他エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持するＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９と、他エッジルータへのＩＰパケット転送時にＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９に基づき当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子を当該ＩＰパケットに付与するパケット転送処理部２０１８とを備え、ＭＰＬＳインタフェース２０２０は、前記識別子を参照し当該識別子が示す出力インタフェースへＩＰパケットを転送するＭＰＬＳ転送処理部２０２１およびＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０２２を備えたところにある。前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いる。
宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を制御信号により他エッジルータ間で相互に交換する制御信号処理部２０１１を備え、ＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９は、この制御信号処理部２０１１により取得した前記対応情報に基づき前記対応表を生成または更新する。
以下では、本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明する。本実施の形態では、出力エッジルータの出力インタフェースを示す識別子としてＭＰＬＳラベルを適用し、エッジルータ相互間で制御信号により宛先ＩＰアドレスとＭＰＬＳラベル値を自動的に交換することとする。また、コアネットワークとしては、光パスによりエッジルータ間が直結される光ネットワークを想定する。
まず、図７に示すような、光ネットワーク２００１と、それに接続する複数の外部ＩＰネットワーク２００２から構成されるネットワークを考える。光ネットワーク２００１はＯＸＣ（オプティカルクロスコネクト）２００３やＷＤＭなどから構成されるネットワークであり、外部ＩＰネットワーク２００２との境界に位置する複数のエッジルータ２００４相互間は、それらを接続する光パス２００５を介して直接ＩＰ通信が可能である。また、エッジルータ２００４相互間には、宛先ＩＰアドレスとそれに対応するＭＰＬＳラベル値を交換するための制御信号２００６が流れる。
最初に、エッジルータの装置構成について説明する。図８に示すように、エッジルータは、大きく分けて制御信号処理部２０１１および転送処理部２０１２から構成される。制御信号処理部２０１１は、外部ＩＰネットワーク２００２との経路情報を交換するルーティングプロトコルモジュール２０１３と、光ネットワーク２００１に接続される他のエッジルータとの間で宛先ＩＰアドレスとＭＰＬＳラベルを交換するＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４の二つのモジュールから構成され、宛先ＩＰアドレスと次ホップアドレス、出力インタフェース番号の対応を保持するＩＰルーティングテーブル２０１５と、宛先ＩＰアドレス、入力ラベル値、出力ラベル値、出力インタフェース番号の対応を保持するＭＰＬＳラベルテーブル２０１６の二つのテーブルを持つ。
一方、転送処理部２０１２は、外部ＩＰネットワーク２００２側に面する複数のＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７と、光ネットワーク２００１側に面する複数のＭＰＬＳインタフェース２０２０とから構成される。ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７は、宛先ＩＰアドレスをキーとしてパケット転送処理を実施するパケット転送処理部２０１８と、その際に参照されるＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９から構成される。また、ＭＰＬＳインタフェース２０２０は、ＭＰＬＳラベル値をキーとしてパケット転送処理を実施するＭＰＬＳ転送処理部２０２１と、その際に参照されるＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０２２から構成される。
光ネットワーク２００１側から宛先ＩＰアドレスとＭＰＬＳラベル値の情報を受信した場合は、以下のように処理が行われる。まず、ＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４が受信した宛先ＩＰアドレスとＭＰＬＳラベル値の対応情報のうち、ＩＰアドレスの情報だけをＩＰルーティングテーブル２０１５に書込み、ＭＰＬＳラベル値を含む全ての情報をＭＰＬＳラベルテーブル２０１６に書込む。ＩＰルーティングテーブル２０１５へは、通常のルータが持つルーティングテーブルと同様に、受信した宛先ＩＰアドレスと、それに対応する次ホップアドレス、すなわち、対向するエッジルータのＩＰアドレスと、対向するエッジルータに向けた出力インタフェース番号が書込まれる。
一方、ＭＰＬＳラベルテーブル２０１６は、図９に示すように、宛先ＩＰアドレス２０３１、入力ラベル値２０３２、出力ラベル値２０３３、出力インタフェース２０３４から構成される。この場合は、対向エッジルータから受信した宛先ＩＰアドレスを宛先ＩＰアドレス２０３１へ、受信したＭＰＬＳラベル値を出力ラベル値２０３３へ、出力インタフェース番号を出力インタフェース２０３４へ書込む。
次に、ルーティングプロトコルモジュール２０１３が、ＩＰルーティングテーブル２０１５に書込まれた新たな経路情報を外部ＩＰネットワーク２００２に対して広告する。また、同時に、ＭＰＬＳラベルテーブル２０１６に書込まれた情報を、パケット転送時に参照されるフォワーディングテーブルの形式に変換し、ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７およびＭＰＬＳインタフェース２０２０に転送する。
逆に、外部ＩＰネットワーク２００２から新たな経路情報を受信した場合は以下のように処理が行われる。まず、経路情報を受信したルーティングプロトコルモジュール２０１３が、受信した経路をＩＰルーティングテーブル２０１５に書込む。ルーティングプロトコルモジュール２０１３は、新たな経路情報をＩＰルーティングテーブル２０１５に書込んだ旨をＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４に通知すると、ＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４は、ＩＰルーティングテーブル２０１５から、その新たに書込まれた経路情報を読み取り、その経路（宛先ＩＰアドレス）に対応するラベル値を割当てる。さらに、宛先ＩＰアドレスと、割当てられたラベル値の対応情報を、制御信号２００６を用いて対向するエッジルータに通知するとともに、ＭＰＬＳラベルテーブル２０１６に書込む。このとき、ＩＰルーティングテーブル２０１５から読み出した宛先ＩＰアドレスを宛先ＩＰアドレス２０３１へ、ＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４が割当てたラベル値を入力ラベル値２０３２に書込む。最後に、ＩＰルーティングテーブル２０１５とＭＰＬＳラベルテーブル２０１６に新たに書込まれた情報を、パケット転送時に参照されるフォワーディングテーブルの形式に変換し、ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７およびＭＰＬＳインタフェース２０２０に転送する。
次に、カットスルー方法の詳細について説明する。図１０に示すように、エッジルータ２００４−１とエッジルータ２００４−２が光ネットワーク２００１を介して光パス２００５で接続されている。まず、エッジルータ２００４−１とエッジルータ２００４−２との間で制御信号２００６を用いて、それぞれのエッジルータ２００４−１、２００４−２が保持するＩＰルーティングテーブル２０１５上の宛先ＩＰアドレスと、エッジルータ２００４−１、２００４−２が自ら選定したそれに対応するＭＰＬＳラベル値の対応関係を対向するエッジルータ２００４−１、２００４−２にそれぞれ通知する。
例えば、エッジルータ２００４−２が１００．１．１．０／２４への経路情報を保持しており、それに対応するラベル値を１５と選定した場合には、その組合せを制御信号２００６を通じてエッジルータ２００４−１に通知する。その結果、エッジルータ２００４−１は自身のＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９に、１００．１．１．０／２４宛のパケットには１５というラベルを付与せよという情報を持つエントリを追加する。
次に、外部ＩＰネットワーク２００２から１００．１．１．１宛てのＩＰパケット２００７がエッジルータ２００４−１に入力されたとする。エッジルータ２００４−１は、ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７に入力されたＩＰパケット２００７の宛先ＩＰアドレスをキーとしてＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９を検索し、出力ラベル値（＝１５）と出力インタフェース番号（＝１）を得る。そして、ＩＰパケット２００７にラベル値（１５）が記載されたＭＰＬＳラベルを付与し、光ネットワーク２００１へ出力する。光ネットワーク２００１内ではＩＰパケットレベルでのスイッチングは行われず、あらかじめ確立された光パス２００５の上をＩＰパケット２００７が転送され、エッジルータ２００４−２のＭＰＬＳインタフェース２０２０に到達する。ＩＰパケット２００７を受信したエッジルータ２００４−２は、ＩＰパケット２００７に付与されたラベル値（＝１５）をキーとして、ＭＰＬＳインタフェース２０２０上のＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０２２を検索し、外部ＩＰネットワーク２００２への出力インタフェース番号（＝５）を得る。そして、ＩＰパケット２００７からＭＰＬＳラベルが除去され、出力インタフェースから転送される。
このように、光ネットワーク２００１側のインタフェースではＭＰＬＳラベル処理だけに限定し、ＩＰ処理を省略することができる。
本実施例のエッジルータは、情報処理装置であるコンピュータ装置を用いて実現することができる。すなわち、コンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置に、一つのコアネットワークである光ネットワーク１と複数の外部ＩＰネットワーク２００２とをその境界点で相互に接続し、外部ＩＰネットワーク２００２から光ネットワーク２００１への入力ＩＰパケットを処理するＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７に相応する入力機能と、光ネットワーク２００１から外部ＩＰネットワーク２００２への出力ＩＰパケットを処理するＭＰＬＳインタフェース２０２０に相応する出力機能とを備えたエッジルータに相応する機能を実現させるプログラムであって、前記入力機能として、宛先ＩＰアドレスとそれに対応する他エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持するＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９に相応する機能と、他エッジルータへのＩＰパケット転送時にＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９に基づき当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子を当該ＩＰパケットに付与するパケット転送処理部２０１８に相応する機能とを実現させ、前記出力機能として、前記識別子を参照し当該識別子が示す出力インタフェースへＩＰパケットを転送するＭＰＬＳ転送処理部２０２１およびＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０２２に相応する機能を実現させるプログラムをコンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置を本実施例のエッジルータに相応する装置とすることができる。前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いる。
さらに、本実施例のプログラムは、コンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置に、本実施例のエッジルータの機能として、宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を制御信号により他エッジルータ間で相互に交換する制御信号処理部２０１１に相応する機能を実現させ、ＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９に相応する機能として、この制御信号処理部２０１１により取得した前記対応情報に基づき前記対応表を生成または更新する機能を実現させる。
本実施例のプログラムは本実施例の記録媒体に記録されることにより、コンピュータ装置は、この記録媒体を用いて本実施例のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本実施例のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接コンピュータ装置に本実施例のプログラムをインストールすることもできる。
これにより、コンピュータ装置を用いて、エッジルータでのＩＰ処理を一部省略することにより、エッジルータの経済化とスケーラビリティの向上を図ることができるカットスルー方法およびエッジルータを実現することができる。
なお、本実施例は、図４の光エッジルータ１００３に、本実施例で挙げたいくつかの機能を実装することにより、第１実施例に追加で実施可能であり、第１実施例であげた利点に加え、カットスルー方法によるエッジルータの経済化とスケーラビリティの向上を図ることができる。
具体的には、図４の光エッジルータ１００３において、ＢＧＰ処理部１３１７にＭＰＬＳラベル値を交換する機能を付加することにより、図８のＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４相当とし、パケット転送テーブル記憶部１３２２にＭＰＬＳラベル値の記憶機能を付加することにより図８のＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９相当とし、パケット転送処理部１３２１ｂにＭＰＬＳの転送機能を付加することにより図８のＭＰＬＳ転送処理部２０２１相当とすることにより、図４の光エッジルータ１００３は図８のエッジルータ２０１１相当の機能を持つようになる。

図１６は、本発明の第３の実施例のデータ転送網構成を説明する図である。
複数の回線交換機３２００は、単数または複数の通信回線３３００によって接続され、回線交換網を構成する。この回線交換網の回線交換機に通信回線３３００を介して複数のパケット交換機３１０００が接続され、パケット交換網が構成される。
回線交換機３２００は回線スイッチおよび回線経路制御部から構成される。
回線スイッチは、複数の通信回線を介して、単数または複数の他回線交換機の回線スイッチと接続される。
回線経路制御部は回線スイッチの制御を行い、２つの通信回線の結合を行なう。通信回線とは、たとえば、光回線、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ回線、ＡＴＭ回線、ＭＰＬＳ−ＬＳＰ、ＦＲ回線などが相当する。該回線経路制御部は、単数または複数の他回線交換機３２００の回線経路制御部およびパケット交換機３１０００の回線経路制御部とそれぞれ回線交換機間通信路３７００およびパケット交換機／回線交換機間通信路３６００により接続される。該回線経路制御部は該回線交換機間通信路３７００を経由して、相互の回線交換を接続する通信回線本数などの情報を交換する。たとえばＯＳＰＦ−ＴＥ（先行技術文献４参照）やＰＮＮＩ（先行技術文献５参照）などの通信プロトコルを用いることによって、回線交換網全体の接続関係を知ることができる。図１７は回線交換網の接続情報を表す図である。
回線交換機と接続されているパケット交換機３１０００はパケットスイッチ、回線経路制御部、連携制御部、およびパケット経路制御部から構成される。
パケットスイッチは、単数または複数の回線交換機３２００と通信回線３３００により接続される。
回線経路制御部は、単数または複数の回線交換機３２００の回線経路制御部とパケット交換機／回線交換機間通信回線３６００により接続される。該回線経路制御部は通信路を経由して、回線交換網の通信回線本数などの情報を収集する。たとえばＯＳＰＦ−ＴＥ（先行技術文献４参照）やＰＮＮＩ（先行技術文献５参照）などの通信プロトコルを用いることによって、回線交換網全体の接続関係を知ることができる。図１７は回線交換網の接続情報を表す図である。
パケット経路制御部は、パケット挿入・抽出回路により通信回線３３００にパケット経路情報メッセージを挿入する。挿入されたパケット経路情報メッセージは通信回線３３００を経由して単数または複数の他パケット経路制御部に転送される。本メッセージの交換により、パケット通信網の接続関係情報を相互に得ることが可能になる。図１８はパケット交換網の経路情報を示す図である。本経路情報をもとにパケット転送経路を決定することができる。ここでパケット交換網とはＩＰパケット網等が相当し、ＯＳＰＦ（先行技術文献７参照）プロトコル等をもちいることによってパケット網接続関係およびパケット転送経路決定を行なうことが可能である。例えば、パケット交換機３１０００−１からパケット交換機３１０００−３宛のパケットは、通信回線３３００−１−１に転送されることが決定される。
連携制御部は、保守者などから任意の２つのパケット交換機間に新規通信回線を設定することがパケット交換機に指示された際に、回線経路制御が収集した回線交換網の接続情報と、パケット経路制御部が収集したパケット交換網接続情報の２つを参照し、通信回線の選択を行い、回線経路制御に接続回線設定制御メッセージ送出を指示する。例えば、接続関係情報からパケット交換機１０００−１からパケット交換機１０００−２の間に、通信回線３００−１−２と３００−２−１と３００−５−１と３００−４−１を回線交換機２００−１、２、３の回線スイッチで接続することにより、パケット交換機１０００−１からパケット交換機１０００−２間の通信回線が接続可能であることが判断され、回線経路制御部は回線交換機２００−１に接続回線設定制御メッセージを送出する。回線設定制御メッセージを受信した回線交換機２００−１は、指示された経路に基づき回線を設定する。これを繰り返すことにより、パケット交換機間に通信回線が設定され、パケット化したデータ交換が可能となる。

図１９は本発明の第４の実施例を説明する図である。
実施例３にくらべ、パケット交換機および回線交換機を統合し、パケット回線交換機３２０００とした例を示す。図１９に示すように、本実施例のデータ転送網は、複数の回線交換機３２００と複数のパケット交換機３１０００とパケット・回線交換機３２０００−１と各交換機を接続する通信回線によって構成される。
パケット・回線交換機３２０００−１は、回線スイッチとパケットスイッチと回線経路制御部とパケット経路制御部と連携制御部とを備える。本実施例における回線経路制御部は、実施例３のパケット交換機３１０００の回線経路制御部と回線交換機３２００の回線経路制御部が内部通信路により接続されて構成されている。
そして、回線スイッチは、回線交換機に接続されている任意の通信回線間を接続する機能を持つ。パケットスイッチは、通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持つ。回線経路制御部は、回線交換機の回線経路制御部と回線交換機間通信路により接続されており、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持つ。パケット経路制御部は、通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持つ。連携制御部は、保守者などから新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示する。連携制御部から指示された経路に従って、回線経路制御部は、回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを回線交換機に送出し、該接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機に該接続回線設定制御メッセージに基づき通信回線を設定させ、指示された経路に従ってメッセージを送信させて、パケット交換機およびパケット・回線交換機間で通信回線を設定する。
本統合によっても機能的な差分がないため、同様のパケットデータ交換が可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

産業上の利用の可能性

本発明によれば、単一の光ネットワークに複数のＩＰネットワークを収容することによる光リソース利用効率の向上が図れるとともに、ＩＰネットワークの状況に応じた光パスの自律的な制御を実現でき、オペレーションコストの削減も可能となる。同時に、光パスのトポロジ変化を外部のＩＰネットワークから隠蔽することにより、ＩＰネットワークのルーチングを安定的に保つことが可能となる。すなわち、本発明によれば、マルチレイヤ連携機能を実現でき、かつネットワークの安定性の高い光ネットワーク等を提供することができる。
また、本発明によれば、光ネットワークのエッジルータの両端で必要であったＩＰアドレス検索処理を入力エッジルータのみに限定し、出力エッジルータではＭＰＬＳラベルなどの簡易な識別子処理だけで出力インタフェースを選択できるようにすることで、光ネットワーク側インタフェースで必要な処理を簡素化することが可能となり、エッジルータの経済化に寄与する。また、処理の簡素化にともなうインタフェース速度の高速化も期待できるので、光パス当たりの速度を上げることにより、光パス当たりの速度を向上させることによりコアネットワーク内での光パス数を削減し、ネットワークのスケーラビリティの向上を図ることができる。
本発明のデータ転送ネットワークシステムにより、パケット交換機は回線交換機網の情報を利用してパケット交換機間の通信回線の最適配置を行うことができる。また、パケット・回線交換機は回線交換網の情報を利用してパケット交換機との通信回線の最適配置を行うことができる。これにより、その時々のパケット交換網のトラヒック量等の状況に応じた通信回線の利用が可能となり、光ファイバや波長等の通信回線を構成するリソースの効率的な利用を実現することができる。

本発明は、複数のルータと光クロスコネクトによって構成される光ネットワーク、光エッジルータ、及びそのプログラムに関する。
また本発明は、光もしくはレイヤ２のパスで接続されるコアネットワークの通信方法に係り、特に、カットスルー方法に関する。
また、本発明はデータ転送を行なう情報転送ネットワークシステム並びにそのためのパケット交換機およびパケット・回線交換機に関し、特に、データを転送するための伝送路を確立し、データの転送を実現するための技術に開する。

従来からＩＰ(Internet Protocol）レイヤで動作するシグナリングプロトコルにより、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing)チャネルや波長等の光パスを確立する技術（光ＩＰ技術）が検討されており、これを適用する光ＩＰネットワークモデルとして、（１）非特許文献１に代表されるピアモデルと、（２）ＯＩＦ−ＵＮＩ（非特許文献２参照）に代表されるオーバーレイモデルの二つが提案されている。

（１）のピアモデルは、光パスのルーチング（経路制御）及びシグナリング（呼制御）に、光ネットワークに接続される外部ＩＰネットワークと同じアドレス空間のＩＰアドレスを用いるモデルであり、光クロスコネクト等の装置が一つのノードとして外部ＩＰネットワークからも認識されるという特徴がある。従って、外部ＩＰネットワーク側からも光パス経路指定や、外部ＩＰネットワーク内のルーチングプロトコルと連携した光パス確立等のマルチレイヤ連携機能が容易に実現できる。
しかし、光パスの制御に外部ＩＰネットワークと同一空間のアドレスを用いるために、一つの光ネットワークに複数の外部ＩＰネットワークを収容することが困難であるという問題点がある。

（２）のオーバーレイモデルは、光ネットワークと、それに収容される外部ＩＰネットワークのアドレス空間が完全に独立しており、外部ＩＰネットワーク側からは光ネットワーク内部のトポロジやアドレスは一切見えない。従って、ピアモデルとは逆に、マルチレイヤ連携機能の提供は困難であるが、複数ネットワークの収容は容易であるという特徴がある。
また、オーバーレイモデルでは、外部ＩＰネットワーク間の経路情報交換を、確立された光パス内にルーチングプロトコルを通すことにより行うことが一般的であり、光パスの確立・解放の都度、ルーチングの隣接関係の確立・解放が必要となる。ルーチングの隣接関係の変更は、外部ＩＰネットワークからはネットワークのトポロジ変更が発生しているように認識され、外部ＩＰネットワークの不安定性を増す要因となる。

一般に、複数のＩＰネットワークを持つ本出願人のようなキャリアにとって、単一の光ネットワーク上にそれら複数のＩＰネットワークを多重することは、光ファイバ等のネットワークリソースを効率的に利用するという点で非常に重要である。また、ＩＰネットワークの変動（例えば、ルーチングのアップデートやトラヒック量の増減）に応じて、自律的に光パスの制御が行われるマルチレイヤ連携機能を実現することは、キャリアにとって、オペレーションコストの削減につながる。
さらに、マルチレイヤ連携機能を実現すると、光パスの確立・解放が頼繁に発生することになるが、ネットワークの安定性の観点から、光パスのトポロジ変化が外部ＩＰネットワークのルーチングに影響を与えないことが望ましい。
よって、キャリアのバックボーンネットワークに光ＩＰ技術を適用するためには、これらの要件を満足する新たな光ＩＰネットワークモデルが必要である。

従来の光パスもしくはレイヤ２パスから構成されるコアネットワークでは、エッジルータとして既存のＩＰルータにＧＭＰＬＳ（例えば、非特許文献３参照）などの光パス設定機能を追加した装置を接続する形態をとる。エッジルータ間は、これらのパスを介した通常のＩＰ接続（ルータ間接続）となり、全てのエッジルータ間が直接相互に通信するためには、光パスもしくはレイヤ２パスをコアネットワーク内にメッシュに確立する必要がある。したがって、エッジルータの数が増加すると、１台のエッジルータが保持するパス数も増加し、エッジルータが持たなくてはならないＩＰインタフェース数も増加する。
上述のように、コアネットワークの規模の増大に伴い、エッジルータが保持すべきＩＰインタフェース数が増加するが、ＩＰインタフェースでは一般に、ＩＰアドレス検索などの複雑なＩＰ処理を実施するため、高価であるうえ、その複雑さがインタフェース速度向上のボトルネックとなっている。

一方、これらのコアネットワークでは、光パスを波長もしくはレイヤ２の論理的なコネクションにより実現するため、各装置で確立できるコネクション数の制約を受ける。例えば、光パスを波長多重で実現する場合には、ＷＤＭ装置の波長多重数による制約を受ける。１波長当たりの通信速度はエッジルータのＩＰインタフェース速度で決まるため、インタフェース速度が向上しないと多くの波長を消費し、ＷＤＭ装置の波長数の制約により、コアネットワークに収容出来るエッジルータ数が制限され、ネットワークの大規模化に対応できない。
このように、従来の光パスもしくはレイヤ２パスから構成されるコアネットワークのアーキテクチャには、経済性とスケーラビリティの面で問題がある。

図１１は、従来のデータ転送網構成を説明する図である。
複数の光クロスコネクトなどを含む回線交換機３２００は、単数または複数の通信回線３３００によって接続され、光ネットワークなどの回線交換網を構成する。この回線交換網の回線交換機に通信回線３３００を介して複数のＩＰルータなどのパケット交換機３１００が接続され、ＩＰネットワークなどのパケット交換網が構成される。
回線交換機３２００は回線スイッチおよび回線経路制御部から構成される。
回線スイッチは、複数の通信回線を介して、単数または複数の他回線交換機の回線スイッチと接続される。

回線経路制御部は回線スイッチの制御を行い、２つの通信回線の結合を行なう。通信回線とは、たとえば、光回線、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ回線、ＡＴＭ回線、ＭＰＬＳ−ＬＳＰ、ＦＲ回線などが相当する。該回線経路制御部は、単数または複数の他回線交換機の回線スイッチと回線交換機間通信路３７００により接続される。
該回線経路制御部は該回線交換機間通信路を経由して、相互の回線交換を接続する通信回線本数などの情報を交換する。たとえばＯＳＰＦ−ＴＥ（非特許文献４参照）やＰＮＮＩ（非特許文献５）などの通信プロトコルを用いることによって、回線交換網全体の接続関係を知ることができる。図１２は回線交換網の接続情報を表す図である。
パケット交換機３１００はパケットスイッチ、回線設定制御部、およびパケット経路制御部から構成される。
パケットスイッチは、単数または複数の回線交換機３２００と通信回線３３００により接続される。

回線設定制御部は、単数または複数の回線交換機３２００とパケット交換機／回線交換機間通信回線３６００により接続される。保守者などから、任意の２つのパケット交換機間に新規通信回線を設定することが、パケット交換機３１００に指示されると、回線設定制御部は、回線設定制御メッセージを回線交換機３２００に送出する。回線設定制御メッセージを受信した回線交換機３２００は、回線交換網内の回線交換網全体の接続関係情報をもとに、２つのパケット交換機間を接続するための、必要な空き通信回線を選択する。例えば、接続関係情報からパケット交換機３１００−１からパケット交換機３１００−２の間に、通信回線３３００−１−２と３３００−２−１と３３００−５−１と３３００−４−１とが空き回線で存在し、これらの通信回線を回線交換機３２００−１、２、３の回線スイッチで接続することにより、パケット交換機３１００−１からパケット交換機３１００−２間の通信回線が接続可能であることが判断され、判断結果に基づいて、他回線交換機に回線設定制御メッセージを転送する。これを繰り返すことにより、パケット交換機間に通信回線が設定され、パケット化したデータ交換が可能となる。

パケット経路制御部は、パケット挿入・抽出回路により通信回線３３００にパケット経路情報メッセージを挿入する。挿入されたパケット経路情報メッセージは通信回線を経由して単数または複数の他パケット経路制御部に転送される。本メッセージの交換により、パケット通信網の接続関係情報を相互に得ることが可能になる。図１３はパケット交換網の経路情報を示す図である。本経路情報をもとにパケット転送経路を決定することができる。ここでパケット交換網とはＩＰパケット網等が相当し、ＯＳＰＦ（非特許文献６参照）やＩＳ−ＩＳ（非特許文献７参照）プロトコル等を用いることによってパケット網接続開係およびパケット転送経路決定を行なうことが可能である。例えば、パケット交換機３１００−１からパケット交換機３１００−３宛のパケットは、通信回線３３００−１−１に転送されることが決定される。

図１４は、従来のデータ転送網構成を説明する図である。
複数の回線交換機３２００は、単数または複数の通信回線３３００によって接続され、回線交換網を構成する。この回線交換網の回線交換機に通信回線３３００を介して複数のパケット交換機３１００が接続され、パケット交換網が構成される。
回線交換機３２００は回線スイッチおよび、回線・パケット経路制御部から構成される。
回線スイッチは、複数の通信回線を介して、単数または複数の他回線交換機の回線スイッチと接続される。回線・パケット経路制御部は回線スイッチの制御を行い、２つの通信回線の結合を行なう。通信回線とは、たとえば、光回線、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ回線、ＡＴＭ回線、ＭＰＬＳ−ＬＳＰ、ＦＲ回線などが相当する。

該回線・パケット経路制御部は、単数または複数の他回線交換機の回線スイッチと回線交換機間通信路３７００により接続される。
パケット交換機３１００はパケットスイッチおよび回線・パケット経路制御部から構成される。
パケットスイッチは、単数または複数の回線交換機３２００と通信回線３３００により接続される。
回線・パケット設定制御部は、単数または複数の回線交換機３２００とパケット交換機／回線交換機間通信回線３６００により接続される。

該回線・パケット経路制御部は該回線交換機間通信路３７００を経由して、相互の回線交換を接続する通信回線本数などの情報を交換するとともにパケット経路情報メッセージの交換により、パケット通信網の接続関係情報を得ることが可能になる。たとえばＯＳＰＦ−ＴＥ（非特許文献４参照）やＰＮＮＩ（非特許文献５参照)などの通信プロトコルを用いることによって、回線交換網全体の接続関係を、ＯＳＰＦやＩＳ−ＩＳプロトコル等によってパケット網接続関係を相互に習得することが可能である。図１５に回線交換網およびパケット交換網の統合された接続情報を示す。本情報を基に、最適なパケット転送経路を決定することができる。

保守者などから、任意の２つのパケット交換機間に新規通信回線を設定することが、パケット交換機に指示されると、回線・パケット経路制御部は、回線網情報およびパケット網情報を利用して、２つのパケット交換機間を結ぶ通信回線の選択を行なうことができる。例えば、パケット交換機３１００−１からパケット交換機３１００−２の間に、通信回線３３００−１−２と３３００−２−１と３３００−５−１と３３００−４−１を回線交換機３２００−１、２、３の回線スイッチで接続することにより、パケット交換機３１００−１からパケット交換機３１００−２間の通信回線が接続可能であることが判断され、判断結果に基づいて、他回線交換機に回線設定制御メッセージを転送する。これを繰り返すことにより、パケット交換機間に通信回線が設定され、パケット化したデータ交換が可能となる。

前述の従来技術では、回線交換網の接続情報と、パケット交換網の接続情報は独立である。このためパケット交換機は、回線交換網の情報を利用して、パケット交換機間の通信回線の最適配置を行なうことが出来ない。
また、前述の他の従来技術では、回線交換網の接続情報と、パケット交換網の接続情報は共有であるためパケット交換機は、回線交換網の情報を利用して、パケット交換機間の通信回線の最適配置を行なうことが可能であるが、例えば、パケット交換機３１００−１から３１００−３宛のパケットを、通信路３６００−１に転送してしまうなどパケット転送網と、回線交換制御網の分離が問題であった。
Generalized Multi-Protocol Label Switching : "Generalized Multi-Protocol Label Switching Architecture", IETF Internet-Draft, [online], 2003年5月掲載，[2003年7月検索], インターネット<URL HYPERLINK "http://www.ietf.org//internet-drafts/draft-ietf-ccamp-gmpls-architecture-07.txt"> Network Interface， "User Network Interface (UNI) 1.0 Signaling Specification: Changes from OIF200.125.5", The Optical Internetworking Forum, Contribution Number: OIF2000.125.7 Generalized MPLS-Signaling Functional Description」,IETF, [online], 2002年8月掲載, [2002年12月検索], インターネット<URL:http://www.ietf org/internet-drafts/draft-ietf-mpls-generalized-signaling-09.txt> IETF, "OSPF Extensions in Support of Generalized MPLS"、K. K ompella (Editor), Y. Rekhter (Editor), Juniper Networks、December 2002、[online]、[平成15年5月23日検索]、インターネット<http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-ccamp-ospf-gmpls-extensions-09.txt> ATM Forum、"Private Network-Network interface Specification Version1.1(PNNI 1.1)"、April 2002、[online]、[平成15年5月23日検索]、インターネット<ftp://ftp. atmforum.com/pub/approved-specs/af-pnni-0055.001.pdf> IETF、"OSPF Version 2， RFC2328"、J. Moy, Ascend Communications, Inc.、April 1998[online]、[平成15年5月23日検索]、インターネット<ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc2328.txt> ISO、"Intermediate System to Intermediate System, DP 10589"

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、マルチレイヤ連携機能を実現でき、かつネットワークの安定性の高い、光ネットワーク等を提供することにある。

前記課題を解決した発明は、光ネットワークシステムである。この光ネットワークシステムは、光パス確立手段を備え、外部ＩＰネットワークを光ネットワークに接続する複数の光エッジルータと、光エッジルータ間を光パスで接続するために光パス単位でのスイッチング手段を備える複数の光クロスコネクト装置から構成される光ネットワークである。
そして、本発明の特徴とするところは、光エッジルータが、（１）光ネットワーク内のトポロジ情報を保持し、光パスのルーチング及びシグナリングを行う光ネットワーク制御インスタンスと、（２）外部ＩＰネットワークのルーチングテーブルを保持し、外部ＩＰネットワークとの間でルーチングプロトコルを動作させるＩＰネットワークインスタンスの両方を備えることである。

「光パス確立手段」は、光信号の経路を確立する機能を有する。なお、後記する実施形態では、ＧＭＰＬＳのＲＳＶＰ−ＴＥが光パス確立手段に相当する。「光エッジルータ」は、外部ＩＰネットワークと光ネットワークとを接続する機能を持つルータである。この機能は、具体的には、処理するＩＰパケット（宛先ＩＰアドレス）と光パスの対応付けを行い、適切な光パスにＩＰパケットを中継するものである。「光クロスコネクト装置（光コアルータ）」は、光信号をスイッチングして光信号の経路（光パス）を切り替える装置である。
「光パス」は、一般的には波長単位で設定される光信号の経路であるが、本発明においては、ＴＤＭ（SONET/SDH［Synchronous Optical NETwork/Synchronous Digital Hierarchy］）チャネル等も含んでいる。ちなみに、前記したＧＭＰＬＳプロトコルでは、波長もＴＤＭチャネルも同様に扱える。

「光ネットワーク内のトポロジ情報」とは、例えば、光ネットワークを構成する各機器がどんなインタフェースを特っていて、それにはどんなアドレスが割り当てられているか、といった情報である。
「シグナリング」は、相手の特定・お互いの状態の監視・要求のやり取り等を行うことである。また、「シグナリングプロトコル」とは、そのようなやり取りのために使用されるプロトコルである。
これにより、外部ＩＰネットワークのアドレス空間と光ネットワーク制御に用いるアドレス空間が完全に分離され、単一の光ネットワークに複数のＩＰネットワークを収容することができる。併せて、１つの光エッジルータがこれら両方のインスタンスを特つため、外部ＩＰネットワークの情報を用いた自律的な光パスの制御、すなわち、マルチレイヤ連携が可能となる。
なお、インスタンスは、オブジェクト指向プログラミングで、クラスを基にした実際の値としてのデータのことであり、クラスと対比して用いられることが多く、クラスを「型」、インスタンスを「実体」として説明されることもある。

また、本発明の光ネットワークシステムが特徴とするところは、光ネットワークにおいて、外部ＩＰネットワーク間で経路情報を交換するためのルーチングプロトコルを、外部ＩＰネットワークが接続される光エッジルータの光ネットワーク制御インスタンス間で動作させることである。
これにより、外部ＩＰネットワークからは、外部ＩＰネットワークの経路情報を交換するためのルーチング隣接関係は、常に光エッジルータ間に確立されているように見えるようになる。このルーチング隣接関係は光パスのトポロジ変化の影響を一切受けないため、外部ネットワークからは常にトポロジが安定しているように見える。

また、本発明の光ネットワークシステムが特徴とするところは、光ネットワークシステムにおいて、外部ＩＰネットワークの経路情報を交換するプロトコルとして、ＢＧＰ（Border Gateway Protoco1）を使うことである。
ＢＧＰは、異なるネットワークの間でＩＰ経路情報を交換するためのプロトコルであるが、後記する実施形態では、光エッジルータ間での経路情報のやり取りにＢＧＰをそのまま用いる。
このように、ＩＰネットワークで一般的に利用されており、かつ、標準に準拠したプロトコルであるＢＧＰを適用することで、プロトコル自体の開発コストを省くことが可能となる。

また、本願発明は、外部ＩＰネットワークとの間でパケットの転送を行う光エッジルータである。この光エッジルータは、前記外部ＩＰネットワークの隣接するルータとの間でパケットの転送を行うパケット転送処理手段を備えると共に、前記隣接するルータとの間で経路情報を交換する処理を行う経路情報交換手段、ルーチングテーブルを作成して記憶手段に記憶する処理を行うルーチングテーブル作成手段、光ネットワーク内のトポロジ情報を収集して記憶手段に記憶する処理を行うトポロジ情報収集手段、光パスの確立・解放のシグナリングを行うシグナリング手段、対向する他の光エッジルータとの間で前記経路情報を通知する処理を行う経路情報通知手段、前記ルーチングテーブルと前記トポロジ情報とを記憶手段から読み出して、前記パケット転送処理手段におけるパケットの転送先を設定するパケット転送テーブルを生成する処理を行うパケット転送テーブル生成処理手段を備える。

後記する実施例では、パケット転送処理手段は転送処理部に相当し、経路情報交換手段はＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部に相当し、ルーチングテーブルを作成するルーチングテーブル作成手段はＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部に相当し、このルーチングテーブルを記憶する記憶手段はＩＰネットワークルーチングテーブル記憶部に相当し、トポロジ情報収集手段はＯＳＰＦ−ＴＥ処理部に相当し、シグナリング手段はＲＳＶＰ−ＴＥ処理部に相当し、経路情報通知手段はＢＧＰ処理部に相当し、トポロジ情報を記憶する記憶手段は光ネットワークトポロジＤＢに相当する。

また、本願の発明は、光ネットワークに使用され、所定の演算処理を行う演算処理手段と外部ＩＰネットワークとの間でパケットの転送を行うパケット転送処理手段とを備える光エッジルーに用いられるプログラムである。このプログラムは、後記する実施形態のプロトコル処理部に相当する演算処理手段で実行され、該処演算処理手段を、経路情報交換機能、ルーチングテーブル作成機能、トポロジ情報収集機能、シグナリング機能、経路情報通知機能、パケット転送テーブル生成処理機能として動作させる。
また本発明は、エッジルータでのＩＰ処理を一部省略することにより、エッジルータの経済化とスケーラビリティの向上を図ることができるカットスルー方法およびエッジルータを提供することを目的とする。

本発明は、一つのコアネットワークと複数の外部ＩＰネットワークとをその境界点で相互に接続する複数のエッジルータが当該コアネットワーク内部で相互に直接通信を行うカットスルー方法である。
ここで、本発明の特徴とするところは、入力エッジルータにあらかじめ宛先ＩＰアドレスとそれに対応する出力エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持し、ＩＰパケット転送時に入力エッジルータで宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子をＩＰパケットに付与し、前記出力エッジルータでＩＰパケットに付与された前記識別子を参照することにより出力インタフェースヘＩＰパケットを転送するところにある。

本発明によれば、従来はコアネットワークの両端のエッジルータで実施していたＩＰアドレス検索を、入力エッジルータの外部ＩＰネットワーク側インタフェースだけで実施することにより、エッジルータのコアネットワーク側インタフェースでの複雑なＩＰ処理を省略し、より簡易な識別子参照処理だけに限定することが可能となる。これにより、エッジルータのコアネットワーク側インタフェースの経済化を図ることが可能になる。さらに、処理の簡略化によりインタフェース速度の高速化が期待できるため、１パス当たりの速度を上げることによりコアネットワーク内でのパス数を削減し、スケーラビリティの向上を図ることができる。

前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いることが望ましい。本発明によれば、ＭＰＬＳラベルを管理するテーブル（ＭＰＬＳラベルテーブル）や、ＭＰＬＳラベルをＩＰパケットに付与または除去するカプセル化ハードウェアといった既存のＭＰＬＳをサポートするＩＰルータの要素機能を流用することができ、開発コストを削減することが可能となる。

前記エッジルータ間で、制御信号により宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を交換することが望ましい。本発明によれば、宛先ＩＰアドレスと前記識別子の対応表を生成する際に必要な情報を自動的にエッジルータが交換するため、人手による設定処理を省略することができ、ネットワークの運用コストを下げることが可能となる。

本発明は、一つのコアネットワークと複数の外部ＩＰネットワークとをその境界点で相互に接続し、前記外部ＩＰネットワークから前記コアネットワークヘの入力ＩＰパケットを処理する入力手段と、前記コアネットワークから前記外部ＩＰネットワークヘの出力ＩＰパケットを処理する出力手段とを備えたエッジルータである。
ここで、本発明の特徴とするところは、前記入力手段は、宛先ＩＰアドレスとそれに対応する他エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持する手段と、他エッジルータヘのＩＰパケット転送時に前記対応表に基づき当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子を当該ＩＰパケットに付与する手段とを備え、前記出力手段は、前記識別子を参照し当該識別子が示す出力インタフェースヘＩＰパケットを転送する手段を備えたところにある。

本発明によれば、宛先ＩＰアドレス検索を入力エッジルータだけで実施し、出力エッジルータでは簡易な識別子検索処理だけで出力インタフェースを決定するカットスルー方法を実施するためのエッジルータ装置を実現できる。

前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いることが望ましい。本発明によれば、ＭＰＬＳラベルを管理するテーブル（ＭＰＬＳラベルテーブル）や、ＭＰＬＳラベルをＩＰパケットに付与または除去するカプセル化ハードウェアといった既存のＭＰＬＳをサポートするＩＰルータの要素機能を流用することができ、開発コストを削減することが可能となる。

宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を制御信号により他エッジルータ間で相互に交換する手段を備え、前記対応表を保持する手段は、この交換する手段により取得した前記対応情報に基づき前記対応表を生成または更新する手段を備えることが望ましい。
本発明によれば、宛先ＩＰアドレスと前記識別子との対応表を生成または更新する際に必要な情報を自動的にエッジルータが交換するため、人手による設定処理を省略することができ、エッジルータの運用コストを下げることが可能となる。

本発明は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、一つのコアネットワークと複数の外部ＩＰネットワークとをその境界点で相互に接続し、前記外部ＩＰネットワークから前記コアネットワークヘの入力ＩＰパケットを処理する入力機能と、前記コアネットワークから前記外部ＩＰネットワークヘの出力ＩＰパケットを処理する出力機能とを備えたエッジルータに相応する機能を実現させるプログラムである。
ここで、本発明の特徴とするところは、前記入力機能として、宛先ＩＰアドレスとそれに対応する他エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持する機能と、他エッジルータヘのＩＰパケット転送時に前記対応表に基づき当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子を当該ＩＰパケットに付与する機能とを実現させ、前記出力機能として、前記識別子を参照し当該識別子が示す出力インタフェースヘＩＰパケットを転送する機能を実現させるところにある。

前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いることが望ましい。また、宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を制御信号により他エッジルータ間で相互に交換する機能を実現させ、前記対応表を保持する機能として、この交換する機能により取得した前記対応情報に基づき前記対応表を生成または更新する機能を実現させることが望ましい。

本発明は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読取可能な記録媒体である。本発明のプログラムは本発明の記録媒体に記録されることにより、前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。
これにより、コンピュータ装置等の情報処理装置を用いて、エッジルータでのＩＰ処理を一部省略することにより、エッジルータの経済化とスケーラビリティの向上を図ることができるカットスルー方法およびエッジルータを実現することができる。

さらに本発明は、通信回線で接続された複数の回線交換機と複数のパケット交換機とを有する情報転送ネットワークシステムにおいて、前記回線交換機は回線スイッチおよび回線経路制御部を備え、前記回線スイッチは、前記回線交換機に接続されている、任意の通信回線間を接続する機能を持ち、回線交換機と接続されているパケット交換機はパケットスイッチ、回線経路制御部、パケット経路制御部、および連携制御部を備え、前記パケットスイッチは、通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持ち、前記回線交換機の回線経路制御部は回線交換機間通信路により他の回線交換機の回線経路制御部と接続され、前記パケット交換機の回線経路制御部は単数または複数の回線交換機の回線経路制御部とパケット交換機／回線交換機間通信路により接続され、前記回線交換機の前記回線経路制御部と前記パケット交換機の前記回線経路制御部は、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持ち、前記パケット経路制御部は、通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持ち、前記連携制御部は、新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、前記回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、前記パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、前記回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示し、前記回線経路制御部は、指示された経路に従って回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを回線交換機に送出し、接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機は通信回線を設定するとともに、指示された経路に従ってメッセージを送信する機能をもつことにより、パケット交換機間の通信回線を設定することが可能な情報転送ネットワークシステムである。

本発明は、前記の情報転送ネットワークシステムにおいて、パケット交換機と回線交換機が統合された、パケット・回線交換機が混在し、パケット交換機およびパケット・回線交換機間で通信回線を設定することが可能な情報転送ネットワークシステムである。

本発明は、通信回線で接続される複数の回線交換機と複数のパケット交換機とを有する情報転送ネットワークシステムにおけるパケット交換機であって、通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持つパケットスイッチと、単数または複数の回線交換機の回線経路制御部とパケット交換機／回線交換機間通信路により接続され、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持つ回線経路制御部と、通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持つパケット経路制御部と、新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、前記回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、前記パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、前記回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示する連携制御部と、を備え、前記回線経路制御部は、前記連携制御部から指示された経路に従って回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを回線交換機に送出し、該接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機に該接続回線設定制御メッセージに基づき通信回線を設定させ、指示された経路に従ってメッセージを送信させて、パケット交換機間の通信回線を設定することが可能なパケット交換機である。

本発明は、通信回線で接続される複数の回線交換機と複数のパケット交換機とパケット・回線交換機とを有する情報転送ネットワークシステムにおけるパケット・回線交換機であって、前記回線交換機に接続されている、任意の通信回線間を接続する機能を持つ回線スイッチと、通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持つパケットスイッチと、単数または複数の回線交換機の回線経路制御部と回線交換機間通信路により接続され、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持つ回線経路制御部と、通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持つパケット経路制御部と、新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、前記回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、前記パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、前記回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示する連携制御部と、を備え、前記回線経路制御部は、前記連携制御部から指示された経路に従って回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを前記回線交換機に送出し、該接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機に該接続回線設定制御メッセージに基づき通信回線を設定させ、指示された経路に従ってメッセージを送信させて、パケット交換機およびパケット・回線交換機間で通信回線を設定することが可能なパケット・回線交換機である。

（第１実施例）
以下、本発明を実施するための第１実施例を、図面を参照して説明する。
図１は、外部ＩＰネットワークを含む光ネットワークの全体構成を示す図である。
この図１に示すように、光ネットワーク１００１には、外部ＩＰネットワーク１００２として、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ及び外部ＩＰネットワーク１００２Ｂがそれぞれ２サイトずつ、合計４サイト（１００２Ａ１、１００２Ａ２、１００２Ｂ１、１００２Ｂ２）収容されている。ここで、外部ＩＰネットワーク１００２Ａと外部ＩＰネットワーク１００２Ｂは、光エッジルータ１００３を介して光ネットワーク１００１に収容され、各光エッジルータ１００３同士の間には光クロスコネクト（光クロスコネクト装置）１００４（１００４ａ、１００４ｂ・・・）を通して光パス１００５が確立される。また、各光エッジルータ１００３同士の間には、外部ＩＰネットワークの経路情報を交換するために、ＢＧＰピア１００６が確立されている。光ネットワーク内の光パス制御プロトコルとしては、ＧＭＰＬＳを利用することとする。

ちなみに、本実施形態で利用するＧＭＰＬＳは、光ＩＰネットワーク１００１上の信号をルーチングするための技術であるが、従前のＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching)ではパケットにラベルを付加してルーチング経路を指定していたのに対し、ＧＭＰＬＳでは光信号の波長を元にルーチング経路を決定したり、制御専用のＩＰチャネルを用意して実データは光信号のままルーチングしたりする。ルーチングの際に光信号を電気信号に変換してルーチングを行わないようにすることで、ルーチングを高速に行うことができる。
ＢＧＰピア１００６は、光エッジルータ１００３同士の間に確立され、ＢＧＰというプロトコルで情報を交換する。このＢＧＰは、１対１のプロトコルであり、ＢＧＰピア１００６の確立は、例えば、（１）ＴＣＰによるスリーウェイハンドシェイクによるコネクションの確立、（２）ＯＰＥＮメッセージの送信、（３）ＫＥＥＰＡＬＩＶＥメッセージの返信、といった手順で行われる。ＢＧＰピア１００６が確立されると、ルーチングテーブル（後記する図３参照）の交換、ＵＰＤＡＴＥメッセージによる経路情報のアップデート、定期的なＫＥＥＰＡＬＩＶＥメッセージの交換といった情報の交換が行われる。

なお、本明細書では、外部ＩＰネットワーク２の符号に関し、上位概念的に説明する場合は、単に符号１００２を使用し、個別具体的に説明する場合は、符号１００２Ａや１００２Ｂ、さらには符号１００２Ａ１、１００２Ａ２、１００２Ｂ１や１００２Ｂ２を用いることする。この点は、光エッジルータ３等についても同様であり、上位概念的に説明する場合は単に符号１００３を使用し、個別具体的に説明する場合は、符号１００３Ａや１００３Ｂ、さらには符号１００３Ａ１、１００３Ａ２、１００３Ｂ１や１００３Ｂ２を用いることとする。また、インスタンスＩＮＳについても、同様であり、上位概念的に説明する場合は、符号ＩＮＳを使用し、個別具体的に説明するときは、符号ＩＮＳｉやＩＮＳｐを用いることとする。その他の符号の記載も符号１００２や符号１００３等に準じるものとする。

図２は、図１の光ネットワークの各ノードが保持するインスタンス及びルーチングの隣接関係を示す図である。この図２に示す光ネットワーク１０１１は、図１に示されるのと同様に、当該光ネットワーク１に外部ＩＰネットワーク１０１２として、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ及び外部ＩＰネットワーク１００２Ｂの２サイトずつ、合計４サイト（１００２Ａ１、１００２Ａ２、１００２Ｂ１、１００２Ｂ２）が収容されている。各外部ＩＰネットワーク１００２（１００２Ａ１、１００２Ａ２、１００２Ｂ１、１００２Ｂ２）は、光エッジルータ１００３（１００３Ａ１、１００３Ａ２、１００３Ｂ１、１００３Ｂ２）を通じて光ネットワーク１０１１に収容されている。光エッジルータ１００３間は、光クロスコネクト１００４（１００４ａ、１００４ｂ・・・）を通じて接続される。また、外部ＩＰネットワークは通常のＩＰルータＲ（適宜「隣接ＩＰルータＲ」という）で構成されている。

次に、各ノード（光エッジルータ１００３、光クロスコネクト１００４）の構成を以下に説明する。
１つの光エッジルータ１００３は、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐと、ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉの両方を持つ。
光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、光ネットワーク１００１内の光パス１００５を制御するためのルーチングプロトコル及びシグナリングプロトコルを動作させるものであり、それらによって得られた光ネットワーク１内部のトポロジ情報を保持する。光ネットワーク制御技術としてＧＭＰＬＳを利用する場合には、ルーチングプロトコルとしてＯＳＰＦ−ＴＥ（Open Shortest Path First-TE)を動作させ、シグナリングプロトコルとしてＲＳＶＰ−ＴＥ（Resource reSerVation Protocol-TE）を動作させる。なお、ＯＳＰＦ−ＴＥは、経路選択（ルーチング）プロトコルの１つであるＯＳＰＦを拡張し、光ネットワーク１０１１の各経路（リンク）の属性情報（リソース量等）も通知できるようにしたプロトコルである。ＲＳＶＰ−ＴＥは、指定した経路に沿ってラベルパスを確立するためのプロトコルであり、現在は光パス１００５（図１参照）も確立できるように拡張されている。

ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉは、外部ＩＰネットワーク１００２との間で外部ＩＰネットワーク経路情報の交換を行い、図３に例示するような、外部ＩＰネットワーク１００２のルーチングテーブル（以下「ＩＰネットワークルーチングテーブル」という）を生成する。なお、このＩＰネットワークルーチングテーブルは、図３に示すように宛先ＩＰアドレスのｐｒｅｆｉｘ（Destination network address）、アドレスマスク（Address mask）、次ホップ（Next hop）といった情報が格納される。一般的に、ルータが立ち上がる際にルーチングテーブルは初期化される。また、トポロジの変化、ルータの故障による経路の変更等によって、ルーチングテーブルは更新される。本実施形態の光エッジルータ１００３やＩＰネットワークルーチングテーブルについても、一般のルータやルーチングテーブルと同様であるものとする。
光エッジルータ１００３は、これら両方のインスタンスＩＮＳｐ、ＩＮＳｉを保持するため、外部ＩＰネットワーク１００２の外部ＩＰネットワーク経路情報のアップデートやトラヒック量の増加をトリガとした光パス１００５の自律的な制御を行うことが可能となる。

図４は、本実施形態における光エッジルータのより具体的な構成を示した機能ブロック図である。この図４を参照して、本実施形態における光エッジルータ１００３（１００３Ａ１、１００３Ａ２、１００３Ｂ１、１００３Ｂ２）を説明する。
図４に示すように、光エッジルータ１００３は、ソフトウェア的に処理を行うプロトコル処理部（演算処理手段）１０３１とハードウェア的に処理を行う転送処理部１０３２とを含んで構成される。このうちプロトコル処理部１０３１は、前記したＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉと前記した光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐとを有する。

ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉは、外部ＩＰネットワーク１００２の隣接ノード（通常のＩＰルータＲ）との間で外部ＩＰネットワーク経路情報を交換するルーチングプロトコルが作動するＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部１３１１と、そのルーチングプロトコルによって生成されるＩＰネットワークルーチングテーブル（図３参照）を記憶するＩＰネットワークルーチングテーブル記憶部１３１２とを備える。ちなみに、ＩＰネットワークルーチングテーブルは、ＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部１３１１が外部ＩＰネットワーク１００２から受信した経路情報を書き込む処理、外部ＩＰネットワーク経路情報記憶部１３１４が保持する経路情報を書き込む処理のいずれかの処理により生成される。補足すると、光エッジルータ１００３（１００３Ａ１）について、外部ＩＰネットワーク１００２側（符号１００２Ａ１側）のＩＰネットワーク経路情報は、ＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部１３１１によって受信され、外部ＩＰネットワーク経路情報記憶部１３１４に書き込まれる。一方、他のサイト（符号１００２Ａ２側）のＩＰネットワーク経路情報は、他の（対向する）光エッジルータ１００３（３Ａ２）からＢＧＰピア１００６経由でＢＧＰ処理部１３１７に受信され、外部ネットワーク経路情報記憶部１３１４に書き込まれる。なお、ルーチングプロトコルは、ＯＳＰＦやＢＧＰ等を使用することができる。

また、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、光ネットワーク１００１内のトポロジ情報（及びリソース情報＝例えばこのリンクは波長が何本ある等）を隣接ノード（例えば光クロスコネクト１００４）から収集するＯＳＰＦ−ＴＥ処理部１３１５、光パス１００５の確立・解放のシグナリングを行うＲＳＶＰ−ＴＥ処理部１３１６とを備える。これら２つの処理部１３１５、１３１６の動作は、ＧＭＰＬＳで規定されている標準の動作に従う。
さらに、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、外部ＩＰネットワーク経路情報（前記したＩＰネットワークルーチングテーブルの経路情報と同じ内容）を、対向する他の光エッジルータ１００３に通知するＢＧＰ処理部１３１７を備える。このＢＧＰ処理部１３１７は、逆向きの通知、つまり、対向する他の光エッジルータ１００３から通知される外部ＩＰネットワーク経路情報を受信する機能も併せ持つものとする。

なお、符合１３１３は、ＯＳＰＦ−ＴＥ処理部１３１５が収集したトポロジ情報を記憶する光ネットワークトポロジＤＢである。この光ネットワークトポロジＤＢ１３１３は、ＲＳＶＰ−ＴＥ処理部１３１６との間で情報記憶・読み出しを行うようにもなっている。また、符合１３１４は、外部ＩＰネットワーク経路情報を記憶する外部ＩＰネットワーク経路情報記憶部である。
ちなみに、本実施形態では、プロトコル処理部１０３１には、ＩＰネットワークルーチングテーブル記憶部１３１２に記憶されたＩＰネットワークルーチングテーブルと、光ネットワークトポロジＤＢ３１３に記憶された光ネットワーク１００１のトポロジ情報とから、受信したＩＰパケットをどのように転送するのかを設定するパケット転送テーブルを作成するパケット転送テーブル生成処理部１３１８を備える。

一方、転送処理部１０３２は、パケット転送処理部１３２１ａ、１３２１ｂ、パケット転送テーブル記憶部１３２２、パケットスイッチ１３２３とを備える。この転送処理部１０３２の構成により、電気信号のＩＰパケットを光信号のＩＰパケットに変換する処理、逆に、光信号のＩＰパケットを電気信号のＩＰパケットに変換する処理、ＩＰパケットの経路をパケットスイッチ１３２３により切り替えて転送する処理を行う。
なお、パケット転送処理と、ＩＰルーチングテーブル・パケット転送テーブルについて補足説明する。

パケット転送処理について、一般的な大規模ルータでは、転送処理部１０３２はインタフェースカード（ラインカードとも呼ばれる）に内蔵されている。このインタフェースカードは、光回線（光ファイバ）−光信号終端部（光信号←→電気信号）−パケット転送処理部１３２１（ＩＰアドレス検索による次ホップ決定）−パケットスイッチ１３２３、という接続構成になっている。現在は、回線として光ファイバが主流であるので、外部ＩＰネットワーク１００２側に出力される信号も光信号としてのＩＰパケットである（その後段で電気信号に変換）。よって、パケット転送処理部１３２１ａとパケット転送処理部１３２１ｂとは同じ構成をしており、外部ＩＰネットワーク１００２側のパケット転送処理部１３２１ａと外部ネットワーク１００２との間には、光信号と電気信号を相互に変換する図示しない変換部が存在することになる。

両テーブルについて、ＩＰネットワークルーチングテーブルは、外部ＩＰネットワーク１００２側の隣接ＩＰルータＲとの間で作動するルーチングプロトコルの種別に応じた図３に示すような情報を有する。これに対し、パケットの転送は一般的にハードウェア処理として行われるので、パケット転送テーブルは、ハードウェアが認識できる形の簡略化された情報を保有する。
次に、光クロスコネクト１００４は、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐのみを保持し、ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉを持たない。このため、光クロスコネクト１００４は、外部ＩＰネットワーク２との経路情報（外部ＩＰネットワーク経路情報）の交換は一切行わず、光ネットワーク１００１内の制御のみを行う。

図５は、本実施形態における光クロスコネクトのより具体的な構成を示した機能ブロック図である。この図５を参照して、本実施形態における光クロスコネクト１００４（１００４ａ、１００４ｂ・・・）を説明する。
図５に示すように、光クロスコネクト１００４は、前記した光エッジルータ１００３（図４参照）と同様に、プロトコル処理部１０４１と転送処理部１０４２とを含んで構成される。また、プロトコル処理部１０４１は、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ’を備える。

光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ’は、光ネットワークトポロジＤＢ１４１３、ＯＳＰＦ−ＴＥ処理部１４１５、ＲＳＶＰ−ＴＥ処理部１４１６とを備える。これらは、先に説明した光エッジルータ３におけるものとほぼ同様の機能を有するので、その説明を省略する（光ネットワークトポロジＤＢ１４１３＝光ネットワークトポロジＤＢ１３１３、ＯＳＰＦ−ＴＥ処理部１４１５＝ＯＳＰＦ−ＴＥ処理部１３１５、ＲＳＶＰ−ＴＥ処理部１４１６＝ＲＳＶＰ−ＴＥ処理部１３１６）。なお、図４の隣接ノード１００４は、他の光エッジルータ１００４とか、その他ノード（スイッチ等）を示す。

転送処理部１０４２は、光インタフェース１４２１ａ、１４２１ｂ、光パステーブル記憶部１４２２、光スイッチ１４２３とを備える。この転送処理部１０４２の構成により、光パス１００５の切り替え制御を行う。なお、光パステーブル記憶部１４２２に記憶される光パステーブルには、光パス確立時にＲＳＶＰ−ＴＥシグナリングによって設定された入口ポート番号・出口ポート番号の対応関係が保持され、光スイッチ１４２３がこの対応関係に従って回線（光パス１００５）を設定する。

次に、各インスタンスＩＮＳ間のルーチングプロトコルの隣接関係及び交換される情報について説明する。
光エッジルータ１００３と外部ＩＰネットワーク１００２の隣接ＩＰルータＲとの間には、ＯＳＰＦやＢＧＰ等通常のＩＰルーチング隣接関係１００８が確立され、経路情報（外部ＩＰネットワーク経路情報）の交換が行われる。具体的には、光エッジルータ１００３Ａ１は、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１の経路情報を外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１から受信すると共に、他のサイト（外部ＩＰネットワーク１００２Ａ２）を収容する光エッジルータ１００３Ａ２から受信した経路情報を外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１側へ広告する。
光エッジルータ１００３同士の間には、それぞれの光エッジルータ１００３が外部ＩＰネットワーク１０１２から受信した外部ＩＰネットワーク経路情報を交換するために、ＢＧＰピア１００６が確立される。ＢＧＰピア１００６は各光エッジルータ１００３の光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ同士の間に確立されるが、交換される外部ＩＰネットワーク経路情報は外部ＩＰネットワーク２のものである。

すなわち、各光エッジルータ１００３は、ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉに保持している外部ＩＰネットワーク１００２の外部ＩＰネットワーク経路情報を、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ側へ渡し（通知し）、ＢＧＰピア１００６を通じて対向する光エッジルータ１００３に広告する。なお、ＢＧＰピア１００６は、同一の外部ＩＰネットワーク１００２に属するサイトを収容する光エッジルータ１００３同士の間にのみ確立される。ここで、同一の外部ＩＰネットワーク１００２について、図１、図２でいえば、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１と同１００２Ａ２が同一であり、また、外部ＩＰネットワーク１００２Ｂ１と同１００２Ｂ２が同一である。
光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、光ネットワーク１００１内の隣接ノードとＧＭＰＬＳ隣接関係１００７を確立する。具体的には、ＧＭＰＬＳのルーチングプロトコルであるＯＳＰＦ−ＴＥの隣接関係を確立して、光ネットワーク１００１内のトポロジ情報を交換する。また、光パス１００５の確立及び解放時にはＲＳＶＰ−ＴＥシグナリングのメッセージが、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ間の隣接関係を介して運ばれる。

ここで、ＧＭＰＬＳ隣接関係１００７によって、光ネットワーク１００１内の光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐ間（同士）が全て接続されるのに対して、外部ＩＰネットワーク１００２の外部ＩＰネットワーク経路情報を交換するＢＧＰピア１００６は、異なる外部ＩＰネットワーク１００２を収容するＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉ同士の間には確立されない。このため、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、収容される全ての外部ＩＰネットワーク１００２で共用されるが、ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉは外部ＩＰネットワーク１００２毎に独立する。例えば、図２では、外部ＩＰネットワーク１００２Ａを収容する光エッジルータ１００３Ａ１は、光エッジルータ１００３Ａ２との間にはＢＧＰピア１００６を確立するが、外部ＩＰネットワーク１００２Ｂを収容する光エッジルータ１００３Ｂ１や同１００３Ｂ２との間にはＢＧＰピア１００６を確立しない。このように、１つの光エッジルータ１００３において、光パス１００５の制御のための光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐと、外部ＩＰネットワーク１００２の外部ＩＰネットワーク経路情報を交換するためのＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉを分離することにより、複数の外部ＩＰネットワーク１００２を、安定性が高く、しもマルチレイヤ連携機能を実現でき、かつ、容易に収容することが可能となる。ちなみに、マルチレイヤ連携が行えると、外部ＩＰネットワーク１００２と連動した自立的な光パス１００５の確立・解放が可能になり、波長や光ファイバといった光リソースを有効かつ効率的に活用することができる。これにより、ネットワークコストを抑えることができ、低価格で大容量のＩＰサービスを利用者に提供することが可能となる。

図６は、経路情報（外部ＩＰネットワーク経路情報）の流れの一例を示すシーケンス図である。このシーケンス図及び図２等を参照して、本実施形態における外部ＩＰネットワーク経路情報の流れの一例（外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１→光ネットワーク１００１→外部ＩＰネットワーク１００２Ａ２）を説明する。
まず、光ネットワーク１００１の光エッジルータ１００３Ａ１は、該光エッジルータ１００３Ａ１のＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉで作動しているルーチングプロトコルにより、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ１から送信される外部ＩＰネットワーク経路情報（ステップＳ１０１１）を受信する。次に光エッジルータ１００３Ａ１は、受信した外部ＩＰネットワーク経路情報を該ルータ１００３Ａ１の内部において、光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐに通知する（ステップＳ１０１２）。外部ＩＰネットワーク経路情報を通知された光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐは、ＢＧＰピア１００６を通して、対向（隣接）する光エッジルータ１００３Ａ２、すなわち、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ２を当該光ネットワーク１００１に接続する光エッジルータ１００３Ａ２に外部ＩＰネットワーク経路情報を広告する（ステップＳ１０１３）。

補足すると、隣接ＩＰルータＲからの外部ＩＰネットワーク経路情報は、［ＩＰネットワークルーチングプロトコル処理部１３１１］→［ＩＰネットワークルーチングテーブル記憶部１３１２］→［外部ＩＰネットワーク経路情報記憶部１３１４］→［ＢＧＰ処理部１３１７］の順に処理・転送され、ＢＧＰピア１００６経由で対向する光エッジルータ１００３に広告される。
ＢＧＰピア１００６経由で広告された外部ＩＰネットワーク経路情報を受信した光エッジルータ１００３Ａ２は、内部において、その受信した外部ＩＰネットワーク経路情報を光ネットワーク制御インスタンスＩＮＳｐからＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉに通知する（ステップＳ１０１４）。この外部ＩＰネットワーク経路情報は、ＩＰネットワークインスタンスＩＮＳｉで作動しているルーチングプロトコルにより、外部ＩＰネットワーク１００２Ａ２に広告する（ステップＳ１０１５）。

以上説明した本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、その思想の及ぶ範囲で様々に改変して実施することができる。
例えば、外部ＩＰネットワーク１００２が、他の光ネットワークであってもよい。また、光ネットワーク１００１が光エッジルータ１００３により他の外部ＩＰネットワーク１００２と接続される構成であれば、光ネットワーク１００１の内部構成の如何は問わない。例えば、光クロスコネクト１００４は狭く解釈されるものではない。

（第２実施例）
本発明の第２実施例の形態を図７ないし図１０を参照して説明する。図７は光ネットワークの概要を説明する図である。図８は光カットスルー処理の詳細を説明する図である。図９はＭＰＬＳラベルテーブルを説明する図である。図１０は光カットスルーを実現するエッジルータ装置の構成を説明する図である。
本実施例は、図７に示すように、一つのコアネットワークとしての光ネットワーク２００１と複数の外部ＩＰネットワーク２００２とをその境界点で相互に接続し、図８に示すように、外部ＩＰネットワーク２００２から光ネットワーク２００１への入力ＩＰパケットを処理するＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７と、光ネットワーク２００１から外部ＩＰネットワーク２００２への出力ＩＰパケットを処理するＭＰＬＳインタフェース２０２０とを備えたエッジルータである。

ここで、本実施例の特徴とするところは、ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７は、宛先ＩＰアドレスとそれに対応する他エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持するＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９と、他エッジルータヘのＩＰパケット転送時にＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９に基づき当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子を当該ＩＰパケットに付与するパケット転送処理部２０１８とを備え、ＭＰＬＳインタフェース２０２０は、前記識別子を参照し当該識別子が示す出力インタフェースヘＩＰパケットを転送するＭＰＬＳ転送処理部２０２１およびＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０２２を備えたところにある。前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いる。

宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を制御信号により他エッジルータ間で相互に交換する制御信号処理部２０１１を備え、ＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９は、この制御信号処理部２０１１により取得した前記対応情報に基づき前記対応表を生成または更新する。
以下では、本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明する。本実施の形態では、出力エッジルータの出力インタフェースを示す識別子としてＭＰＬＳラベルを適用し、エッジルータ相互間で制御信号により宛先ＩＰアドレスとＭＰＬＳラベル値を自動的に交換することとする。また、コアネットワークとしては、光パスによりエッジルータ間が直結される光ネットワークを想定する。

まず、図７に示すような、光ネットワーク２００１と、それに接続する複数の外部ＩＰネットワーク２００２から構成されるネットワークを考える。光ネットワーク２００１はＯＸＣ（オプティカルクロスコネクト）２００３やＷＤＭなどから構成されるネットワークであり、外部ＩＰネットワーク２００２との境界に位置する複数のエッジルータ２００４相互間は、それらを接続する光パス２００５を介して直接ＩＰ通信が可能である。また、エッジルータ２００４相互間には、宛先ＩＰアドレスとそれに対応するＭＰＬＳラベル値を交換するための制御信号２００６が流れる。

最初に、エッジルータの装置構成について説明する。図８に示すように、エッジルータは、大きく分けて制御信号処理部２０１１および転送処理部２０１２から構成される。制御信号処理部２０１１は、外部ＩＰネットワーク２００２との経路情報を交換するルーティングプロトコルモジュール２０１３と、光ネットワーク２００１に接続される他のエッジルータとの間で宛先ＩＰアドレスとＭＰＬＳラベルを交換するＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４の二つのモジュールから構成され、宛先ＩＰアドレスと次ホップアドレス、出力インタフェース番号の対応を保持するＩＰルーティングテーブル２０１５と、宛先ＩＰアドレス、入力ラベル値、出力ラベル値、出力インタフェース番号の対応を保持するＭＰＬＳラベルテーブル２０１６の二つのテーブルを持つ。

一方、転送処理部２０１２は、外部ＩＰネットワー-ク２００２側に面する複数のＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７と、光ネットワーク２００１側に面する複数のＭＰＬＳインタフェース２０２０とがら構成される。ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７は、宛先ＩＰアドレスをキーとしてパケット転送処理を実施するパケット転送処理部２０１８と、その際に参照されるＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９から構成される。また、ＭＰＬＳインタフェース２０２０は、ＭＰＬＳラベル値をキーとしてパケット転送処理を実施するＭＰＬＳ転送処理部２０２１と、その際に参照されるＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０２２から構成される。

光ネットワーク２００１側から宛先ＩＰアドレスとＭＰＬＳラベル値の情報を受信した場合は、以下のように処理が行われる。まず、ＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４が受信した宛先ＩＰアドレスとＭＰＬＳラベル値の対応情報のうち、ＩＰアドレスの情報だけをＩＰルーティングテーブル２０１５に書込み、ＭＰＬＳラベル値を含む全ての情報をＭＰＬＳラベルテーブル２０１６に書込む。ＩＰルーティングテーブル２０１５へは、通常のルータが持つルーティングテーブルと同様に、受信した宛先ＩＰアドレスと、それに対応する次ホップアドレス、すなわち、対向するエッジルータのＩＰアドレスと、対向するエッジルータに向けた出力インタフェース番号が書込まれる。

一方、ＭＰＬＳラベルテーブル２０１６は、図９に示すように、宛先ＩＰアドレス２０３１、入力ラベル値２０３２、出力ラベル値２０３３、出力インタフェース２０３４から構成される。この場合は、対向エッジルータから受信した宛先ＩＰアドレスを宛先ＩＰアドレス２０３１へ、受信したＭＰＬＳラベル値を出力ラベル値２０３３へ、出力インタフェース番号を出力インタフェース２０３４へ書込む。
次に、ルーティングプロトコルモジュール２０１３が、ＩＰルーティングテーブル２０１５に書込まれた新たな経路情報を外部ＩＰネットワーク２００２に対して広告する。また、同時に、ＭＰＬＳラベルテーブル２０１６に書込まれた情報を、パケット転送時に参照されるフォワーディングテーブルの形式に変換し、ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７およびＭＰＬＳインタフェース２０２０に転送する。

逆に、外部ＩＰネットワーク２００２から新たな経路情報を受信した場合は以下のように処理が行われる。まず、経路情報を受信したルーティングプロトコルモジュール２０１３が、受信した経路をＩＰルーティングテーブル２０１５に書込む。ルーティングプロトコルモジュール２０１３は、新たな経路情報をＩＰルーティングテーブル２０１５に書込んだ旨をＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４に通知すると、ＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４は、ＩＰルーティングテーブル２０１５から、その新たに書込まれた経路情報を読み取り、その経路（宛先ＩＰアドレス）に対応するラベル値を割当てる。さらに、宛先ＩＰアドレスと、割当てられたラベル値の対応情報を、制御信号２００６を用いて対向するエッジルータに通知するとともに、ＭＰＬＳラベルテーブル２０１６に書込む。このとき、ＩＰルーティングテーブル２０１５から読み出した宛先ＩＰアドレスを宛先ＩＰアドレス２０３１へ、ＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４が割当てたラベル値を入力ラベル値２０３２に書込む。最後に、ＩＰルー-ティングテーブル２０１５とＭＰＬＳラベルテーブル２０１６に新たに書込まれた情報を、パケット転送時に参照されるフォワーディングテーブルの形式に変換し、ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７およびＭＰＬＳインタフェース２０２０に転送する。

次に、カットスルー方法の詳細について説明する。図１０に示すように、エッジルータ２００４−１とエッジルータ２００４−２が光ネットワーク２００１を介して光パス２００５で接続されている。まず、エッジルータ２００４−１とエッジルータ２００４−２との間で制御信号２００６を用いて、それぞれのエッジルータ２００４−１、２００４−２が保持するＩＰルーティングテーブル２０１５上の宛先ＩＰアドレスと、エッジルータ２００４−１、２００４−２が自ら選定したそれに対応するＭＰＬＳラベル値の対応関係を対向するエッジルータ２００４−１、２００４−２にそれぞれ通知する。

例えば、エッジルータ２００４−２が１００．１．１．０／２４への経路情報を保持しており、それに対応するラベル値を１５と選定した場合には、その組合せを制御信号２００６を通じてエッジルータ２００４−１に通知する。その結果、エッジルータ２００４−１は自身のＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９に、１００．１．１．０／２４宛のパケットには１５というラベルを付与せよという情報を持つエントリを追加する。
次に、外部ＩＰネットワーク２００２から１００．１．１．１宛てのＩＰパケット２００７がエッジルータ２００４−１に入力されたとする。エッジルータ２００４−１は、ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７に入力されたＩＰパケット２００７の宛先ＩＰアドレスをキーとしてＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９を検索し、出力ラベル値（＝１５）と出力インタフェース番号（＝１）を得る。そして、ＩＰパケット２００７にラベル値（１５）が記載されたＭＰＬＳラベルを付与し、光ネットワーク２００１へ出力する。光ネットワーク２００１内ではＩＰパケットレベルでのスイッチングは行われず、あらかじめ確立された光パス２００５の上をＩＰパケット２００７が転送され、エッジルータ２００４−２のＭＰＬＳインタフェース２０２０に到達する。ＩＰパケット２００７を受信したエッジルータ２００４−２は、ＩＰパケット２００７に付与されたラベル値（＝１５）をキーとして、ＭＰＬＳインタフェース２０２０上のＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０２２を検索し、外部ＩＰネットワーク２００２への出力インタフェース番号（＝５）を得る。そして、ＩＰパケット２００７からＭＰＬＳラベルが除去され、出力インタフェースから転送される。

このように、光ネットワーク２００１側のインタフェースではＭＰＬＳラベル処理だけに限定し、ＩＰ処理を省略することができる。
本実施例のエッジルータは、情報処理装置であるコンピュータ装置を用いて実現することができる。すなわち、コンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置に、一つのコアネットワークである光ネットワーク１と複数の外部ＩＰネットワーク２００２とをその境界点で相互に接続し、外部ＩＰネットワーク２００２から光ネットワーク２００１への入力ＩＰパケットを処理するＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース２０１７に相応する入力機能と、光ネットワーク２００１から外部ＩＰネットワーク２００２への出力ＩＰパケットを処理するＭＰＬＳインタフェース２０２０に相応する出力機能とを備えたエッジルータに相応する機能を実現させるプログラムであって、前記入力機能として、宛先ＩＰアドレスとそれに対応する他エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持するＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９に相応する機能と、他エッジルータヘのＩＰパケット転送時にＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９に基づき当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子を当該ＩＰパケットに付与するパケット転送処理部２０１８に相応する機能とを実現させ、前記出力機能として、前記識別子を参照し当該識別子が示す出力インタフェースヘＩＰパケットを転送するＭＰＬＳ転送処理部２０２１およびＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０２２に相応する機能を実現させるプログラムをコンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置を本実施例のエッジルータに相応する装置とすることができる。前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いる。

さらに、本実施例のプログラムは、コンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置に、本実施例のエッジルータの機能として、宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を制御信号により他エッジルータ間で相互に交換する制御信号処理部２０１１に相応する機能を実現させ、ＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９に相応する機能として、この制御信号処理部２０１１により取得した前記対応情報に基づき前記対応表を生成または更新する機能を実現させる。

本実施例のプログラムは本実施例の記録媒体に記録されることにより、コンピュータ装置は、この記録媒体を用いて本実施例のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本実施例のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接コンピュータ装置に本実施例のプログラムをインストールすることもできる。
これにより、コンピュータ装置を用いて、エッジルータでのＩＰ処理を一部省略することにより、エッジルータの経済化とスケーラビリティの向上を図ることができるカットスルー方法およびエッジルータを実現することができる。
なお、本実施例は、図４の光エッジルータ１００３に、本実施例で挙げたいくつかの機能を実装することにより、第１実施例に追加で実施可能であり、第１実施例であげた利点に加え、カットスルー方法によるエッジルータの経済化とスケーラビリティの向上を図ることができる。

具体的には、図４の光エッジルータ１００３において、ＢＧＰ処理部１３１７にＭＰＬＳラベル値を交換する機能を付加することにより、図８のＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール２０１４相当とし、パケット転送テーブル記憶部１３２２にＭＰＬＳラベル値の記憶機能を付加することにより図８のＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル２０１９相当とし、パケット転送処理部１３２１ｂにＭＰＬＳの転送機能を付加することにより図８のＭＰＬＳ転送処理部２０２１相当とすることにより、図４の光エッジルータ１００３は図８のエッジルータ２０１１相当の機能を持つようになる。

（実施例３）
図１６は、本発明の第３の実施例のデータ転送網構成を説明する図である。
複数の回線交換機３２００は、単数または複数の通信回線３３００によって接続され、回線交換網を構成する。この回線交換網の回線交換機に通信回線３３００を介して複数のパケット交換機３１０００が接続され、パケット交換網が構成される。
回線交換機３２００は回線スイッチおよび回線経路制御部から構成される。
回線スイッチは、複数の通信回線を介して、単数または複数の他回線交換機の回線スイッチと接続される。
回線経路制御部は回線スイッチの制御を行い、２つの通信回線の結合を行なう。
通信回線とは、たとえば、光回線、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ回線、ＡＴＭ回線、ＭＰＬＳ−ＬＳＰ、ＦＲ回線などが相当する。該回線経路制御部は、単数または複数の他回線交換機３２００の回線経路制御部およびパケット交換機３１０００の回線経路制御部とそれぞれ回線交換機間通信路３７００およびパケット交換機／回線交換機間通信路３６００により接続される。該回線経路制御部は該回線交換機関通信路３７００を経由して、相互の回線交換を接続する通信回線本数などの情報を交換する。たとえばＯＳＰＦ−ＴＥ（非特許文献４参照）やＰＮＮＩ（非特許文献５参照）などの通信プロトコルを用いることによって、回線交換網全体の接続関係を知ることができる。図１７は回線交換網の接続情報を表す図である。

回線交換機と接続されているパケット交換機３１０００はパケットスイッチ、回線経路制御部、連携制御部、およびパケット経路制御部から構成される。
パケットスイッチは、単数または複数の回線交換機３２００と通信回線３３００により接続される。
回線経路制御部は、単数または複数の回線交換機３２００の回線経路制御部とパケット交換機／回線交換機間通信回線３６００により接続される。該回線経路制御部は通信路を経由して、回線交換網の通信回線本数などの情報を収集する。たとえばＯＳＰＦ−ＴＥ（非特許文献４参照）やＰＮＮＩ（非特許文献５参照）などの通信プロトコルを用いることによって、回線交換網全体の接続関係を知ることができる。図１７は回線交換網の接続情報を表す図である。

パケット経路制御部は、パケット挿入・抽出回路により通信回線３３００にパケット経路情報メッセージを挿入する。挿入されたパケット経路情報メッセージは通信回線３３００を経由して単数または複数の他パケット経路制御部に転送される。本メッセージの交換により、パケット通信網の接続関係情報を相互に得ることが可能になる。図１８はパケット交換網の経路情報を示す図である。本経路情報をもとにパケット転送経路を決定することができる。ここでパケット交換網とはＩＰパケット網等が相当し、ＯＳＰＦ（非特許文献７参照）プロトコル等をもちいることによってパケット網接続関係およびパケット転送経路決定を行なうことが可能である。例えば、パケット交換機３１０００−１からパケット交換機３１０００−３宛のパケットは、通信回線３３００−１−１に転送されることが決定される。、

連携制御部は、保守者などから任意の２つのパケット交換機間に新規通信回線を設定することがパケット交換機に指示された際に、回線経路制御が収集した回線交換網の接続情報と、パケット経路制御部が収集したパケット交換網接続情報の２つを参照し、通信回線の選択を行い、回線経路制御に接続回線設定制御メッセージ送出を指示する。例えば、接続関係情報からパケット交換機３１０００−１からパケット交換機３１０００−２の間に、通信回線３３００−１−２と３３００−２−１と３３００−５−１と３３００−４−１を回線交換機３２００−１、２、３の回線スイッチで接続することにより、パケット交換機３１０００−１からパケット交換機３１０００−２間の通信回線が接続可能であることが判断され、回線経路制御部は回線交換機３２００−１に接続回線設定制御メッセージを送出する。回線設定制御メッセージを受信した回線交換機３２００−１は、指示された経路に基づき回線を設定する。これを繰り返すことにより、パケット交換機間に通信回線が設定され、パケットかしたデータ交換が可能となる。

(実施例４)
図１９は本発明の第４の実施例を説明する図である。
実施例３にくらべ、パケット交換機および回線交換機を統合し、パケット回線交換機３２０００とした例を示す。図１９に示すように、本実施例のデータ転送網は、複数の回線交換機３２００と複数のパケット交換機３１０００とパケット・回線交換機３２０００−１と各交換機を接続する通信回線によって構成される。
パケット・回線交換機３２０００−１は、回線スイッチとパケットスイッチと回線経路制御部とパケット経路制御部と連携制御部とを備える。本実施例における回線経路制御部は、実施例３のパケット交換機３１０００の回線経路制御部と回線交換機３２００の回線経路制御部が内部通信路により接続されて構成されている。

そして、回線スイッチは、回線交換機に接続されている任意の通信回線間を接続する機能を持つ。パケットスイッチは、通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持つ。回線経路制御部は、回線交換機の回線経路制御部と回線交換機間通信路により接続されており、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持つ。パケット経路制御部は、通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持つ。連携制御部は、保守者などから新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示する。連携制御部から指示された経路に従って、回線経路制御部は、回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを回線交換機に送出し、該接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機に該接続回線設定制御メッセージに基づき通信回線を設定させ、指示された経路に従ってメッセージを送信させて、パケット交換機およびパケット・回線交換機間で通信回線を設定する。

本統合によっても機能的な差分がないため、同様のパケットデータ交換が可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

本発明によれば、単一の光ネットワークに複数のＩＰネットワークを収容することによる光リソース利用効率の向上が図れるとともに、ＩＰネットワークの状況に応じた光パスの自律的な制御を実現でき、オペレーションコストの削減も可能となる。同時に、光パスのトポロジ変化を外部のＩＰネットワークから隠蔽することにより、ＩＰネットワークのルーチングを安定的に保つことが可能となる。すなわち、本発明によれば、マルチレイヤ連携機能を実現でき、かつネットワークの安定性の高い光ネットワーク等を提供することができる。

また、本発明によれば、光ネットワークのエッジルータの両端で必要であったＩＰアドレス検索処理を入力エッジルータのみに限定し、出力エッジルータではＭＰＬＳラベルなどの簡易な識別子処理だけで出力インタフェースを選択できるようにすることで、光ネットワーク側インタフェースで必要な処理を簡素化することが可能となり、エッジルータの経済化に寄与する。また、処理の簡素化にともなうインタフェース速度の高速化も期待できるので、光パス当たりの速度を上げることにより、光パス当たりの速度を向上させることによりコアネットワーク内での光パス数を削減し、ネットワークのスケーラビリティの向上を図ることができる。

本発明のデータ転送ネットワークシステムにより、パケット交換機は回線交換機網の情報を利用してパケット交換機間の通信回線の最適配置を行うことができる。また、パケット・回線交換機は回線交換網の情報を利用してパケット交換機との通信回線の最適配置を行うことができる。これにより、その時々のパケット交換網のトラヒック量等の状況に応じた通信回線の利用が可能となり、光ファイバや波長等の通信回線を構成するリソースの効率的な利用を実現することができる。

本実施形態における外部ＩＰネットワークを含む光ネットワークの全体構成を示す図である。 図１の光ネットワークの各ノードが保持するインスタンス及びルーチングの隣接関係を示す図である。 本実施形態におけるＩＰネットワークルーチングテーブルの一例を示す図である。 本実施形態における光エッジルータのより具体的な構成を示した機能ブロック図である。 本実施形態における光クロスコネクトのより具体的な構成を示した機能ブロック図である。 本実施形態おける経路情報の流れの一例を示すシーケンス図である。 光ネットワークの概要を説明する図である。 光カットスルー処理の詳細を説明する図である。 ＭＰＬＳラベルテーブルを説明する図である。 光カットスルーを実現するエッジルータ装置の構成を説明する図である。 従来のデータ転送網構成（その１）を説明する図である。 図１１の回線交換網の接続情報を表す図である。 図１１のパケット交換網の経路情報を示す図である。 従来のデータ転送網構成（その２）を説明する図である。 図１４の回線交換網およびパケット交換網の統合された接続情報を示す図である。 本発明の第３の実施例のデータ転送網構成を説明する図である。 図１６の回線交換網の接続情報を表す図である。 図１６のパケット交換網の経路情報を示す図である。 本発明の第４の実施例を説明する図である。

符号の説明

１００１、２００１・・・光ネットワーク
１００２、２００２・・・外部ＩＰネットワーク
１００３・・・光エッジルータ
１００４・・・光クロスコネクト
１００５、２００５・・・光パス
１００６・・・ＢＧＰピア
１００７・・・ＧＭＰＬＳ隣接関係
１００８・・・ＩＰルーチング隣接関係
２００３・・・オプティカルクロスコネクト
２００４・・・エッジルータ
２００６・・・制御信号
２００７・・・ＩＰパケット
２０１１・・・制御信号処理部
２０１２・・・転送処理部
２０１３・・・ルーティングプロトコルモジュール
２０１４・・・ＩＰ経路・ＭＰＬＳラベル交換プロトコルモジュール
２０１５・・・ＩＰルーティングテーブル
２０１６・・・ＭＰＬＳラベルテーブル
２０１７・・・ＩＰ／ＭＰＬＳインタフェース
２０１８・・・パケット転送処理部
２０１９・・・ＩＰ／ＭＰＬＳフォワーディングテーブル
２０２０・・・ＭＰＬＳインタフェース
２０２１・・・ＭＰＬＳ転送処理部
２０２２・・・ＭＰＬＳフォワーディングテーブル
３１００・・・パケット交換機
３２００・・・回線交換機
３３００・・・通信回線
３６００・・・パケット交換機／回線交換機間通信回線
３７００・・・回線交換機間通信路

Claims (19)

1. 光パス確立手段を備え、外部ＩＰネットワークを光ネットワークに接続する複数の光エッジルータと、前記光エッジルータ間を光パスで接続するために光パス単位でのスイッチング手段を備える複数の光クロスコネクトとを含んで構成される光ネットワークにおいて、
   前記光エッジルータが、
   前記光ネットワーク内のトポロジ情報を保持し、光パスのスイッチング及びシグナリングを行う光ネットワーク制御インスタンスと、
   前記外部ＩＰネットワークのルーチングテーブルを保持し、外部ＩＰネットワークとの間でルーチングプロトコルを動作させるＩＰネットワークインスタンスの両方を備えることを特徴とする光ネットワーク。
2. 前記外部ＩＰネットワーク間で経路情報を交換するためのルーチングプロトコルを、前記外部ＩＰネットワークが接続される前記光エッジルータの前記光ネットワーク制御インスタンス間で動作させることを特徴とする請求項１に記載の光ネットワーク。
3. 前記外部ＩＰネットワークの経路情報を交換するプロトコルとして、ＢＧＰを使うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ネットワーク。
4. 光ネットワークに使用され、外部ＩＰネットワークとの間でパケットの転送を行う光エッジルータであって、
   前記外部ＩＰネットワークの隣接するルータとの間でパケットの転送を行うパケット転送処理手段を備えると共に、
   前記隣接するルータとの間で経路情報を交換する処理を行う経路情報交換手段、
   ルーチングテーブルを作成して記憶手段に記憶する処理を行うルーチングテーブル作成手段、
   光ネットワーク内のトポロジ情報を収集して記憶手段に記憶する処理を行うトポロジ情報収集手段、
   光パスの確立・解放のシグナリングを行うシグナリング手段、
   対向する他の光エッジルータとの間で前記経路情報を通知する処理を行う経路情報通知手段、
   前記ルーチングテーブルと前記トポロジ情報とを記憶手段から読み出して、前記パケット転送処理手段におけるパケットの転送先を設定するパケット転送テーブルを生成する処理を行うパケット転送テーブル生成処理手段、を備えること、を特徴とする光エッジルータ。
5. 光ネットワークに使用され、所定の演算処理を行う演算処理手段と外部ＩＰネットワークとの間でパケットの転送を行うパケット転送処理手段とを備える光エッジルータに用いられるプログラムであって、
   前記演算処理手段を、
   前記外部ＩＰネットワークの隣接するルータとの間で経路情報を交換する処理を行う経路情報交換機能、
   ルーチングテーブルを作成して記憶手段に記憶する処理を行うルーチングテーブル作成機能、
   光ネットワーク内のトポロジ情報を収集して記憶手段に記憶する処理を行うトポロジ情報収集機能、
   光パスの確立・解放のシグナリングを行うシグナリング機能、
   対向する他の光エッジルータとの間で前記経路情報を通知する処理を行う経路情報通知機能、
   前記ルーチングテーブルと前記トポロジ情報とを記憶手段から読み出して、前記パケット転送処理手段におけるパケットの転送先を設定するパケット転送テーブルを生成する処理を行うパケット転送テーブル生成処理機能、として動作させること、を特徴とする光エッジルータ用のプログラム。
6. 一つのコアネットワークと複数の外部ＩＰネットワークとをその境界点で相互に接続する複数のエッジルータが当該コアネットワーク内部で相互に直接通信を行うカットスルー方法において、
   入力エッジルータにあらかじめ宛先ＩＰアドレスとそれに対応する出力エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持し、
   ＩＰパケット転送時に入力エッジルータで宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子をＩＰパケットに付与し、
   前記出力エッジルータでＩＰパケットに付与された前記識別子を参照することにより出力インタフェースへＩＰパケットを転送する
   ことを特徴とするカットスルー方法。
7. 前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いる請求項６記載のカットスルー方法。
8. 前記エッジルータ間で、制御信号により宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を交換する請求項６記載のカットスルー方法。
9. 一つのコアネットワークと複数の外部ＩＰネットワークとをその境界点で相互に接続し、前記外部ＩＰネットワークから前記コアネットワークへの入力ＩＰパケットを処理する入力手段と、前記コアネットワークから前記外部ＩＰネットワークへの出力ＩＰパケットを処理する出力手段とを備えたエッジルータにおいて、
   前記入力手段は、
   宛先ＩＰアドレスとそれに対応する他エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持する手段と、
   他エッジルータへのＩＰパケット転送時に前記対応表に基づき当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子を当該ＩＰパケットに付与する手段と
   を備え、
   前記出力手段は、前記識別子を参照し当該識別子が示す出力インタフェースへＩＰパケットを転送する手段を備えた
   ことを特徴とするエッジルータ。
10. 前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いる請求項９記載のエッジルータ。
11. 宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を制御信号により他エッジルータ間で相互に交換する手段を備え、
    前記対応表を保持する手段は、この交換する手段により取得した前記対応情報に基づき前記対応表を生成または更新する手段を備えた
    請求項９記載のエッジルータ。
12. 情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、
    一つのコアネットワークと複数の外部ＩＰネットワークとをその境界点で相互に接続し、前記外部ＩＰネットワークから前記コアネットワークへの入力ＩＰパケットを処理する入力機能と、前記コアネットワークから前記外部ＩＰネットワークへの出力ＩＰパケットを処理する出力機能とを備えたエッジルータに相応する機能を実現させるプログラムにおいて、
    前記入力機能として、
    宛先ＩＰアドレスとそれに対応する他エッジルータの出力インタフェースを示す識別子との対応表を保持する機能と、
    他エッジルータへのＩＰパケット転送時に前記対応表に基づき当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する前記識別子を当該ＩＰパケットに付与する機能と
    を実現させ、
    前記出力機能として、前記識別子を参照し当該識別子が示す出力インタフェースへＩＰパケットを転送する機能を実現させる
    ことを特徴とするプログラム。
13. 前記識別子としてＭＰＬＳラベルを用いる請求項１２記載のプログラム。
14. 宛先ＩＰアドレスとそれに対応した前記識別子との対応情報を制御信号により他エッジルータ間で相互に交換する機能を実現させ、
    前記対応表を保持する機能として、この交換する機能により取得した前記対応情報に基づき前記対応表を生成または更新する機能を実現させる
    請求項１２記載のプログラム。
15. 請求項１２に記載のプログラムが記録された前記情報処理装置読み取り可能な記録媒体。
16. 通信回線で接続された複数の回線交換機と複数のパケット交換機とを有する情報転送ネットワークシステムにおいて、
    前記回線交換機は回線スイッチおよび回線経路制御部を備え、
    前記回線スイッチは、前記回線交換機に接続されている、任意の通信回線間を接続する機能を持ち、
    回線交換機と接続されているパケット交換機はパケットスイッチ、回線経路制御部、パケット経路制御部、および連携制御部を備え、
    前記パケットスイッチは、通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持ち、
    前記回線交換機の回線経路制御部は回線交換機間通信路により他の回線交換機の回線経路制御部と接続され、
    前記パケット交換機の回線経路制御部は単数または複数の回線交換機の回線経路制御部とパケット交換機／回線交換機間通信路により接続され、
    前記回線交換機の前記回線経路制御部と前記パケット交換機の前記回線経路制御部は、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持ち、
    前記パケット経路制御部は、通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持ち、
    前記連携制御部は、新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、前記回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、前記パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、前記回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示し、
    前記回線経路制御部は、指示された経路に従って回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを回線交換機に送出し、接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機は通信回線を設定するとともに、指示された経路に従ってメッセージを送信する機能をもつことにより、パケット交換機間の通信回線を設定することが可能な情報転送ネットワークシステム。
17. 請求項１６に記載の情報転送ネットワークシステムにおいて、パケット交換機と回線交換機が統合された、パケット・回線交換機が混在し、パケット交換機およびパケット・回線交換機間で通信回線を設定することが可能な情報転送ネットワークシステム。
18. 通信回線で接続される複数の回線交換機と複数のパケット交換機とを有する情報転送ネットワークシステムにおけるパケット交換機であって、
    通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持つパケットスイッチと、
    単数または複数の回線交換機の回線経路制御部とパケット交換機／回線交換機間通信路により接続され、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持つ回線経路制御部と、
    通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持つパケット経路制御部と、
    新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、前記回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、前記パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、前記回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示する連携制御部と、
    を備え、
    前記回線経路制御部は、前記連携制御部から指示された経路に従って回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを回線交換機に送出し、該接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機に該接続回線設定制御メッセージに基づき通信回線を設定させ、指示された経路に従ってメッセージを送信させて、パケット交換機間の通信回線を設定することが可能なパケット交換機。
19. 通信回線で接続される複数の回線交換機と複数のパケット交換機とパケット・回線交換機とを有する情報転送ネットワークシステムにおけるパケット・回線交換機であって、
    前記回線交換機に接続されている、任意の通信回線間を接続する機能を持つ回線スイッチと、
    通信回線により伝送されたパケットの宛先情報をもとに転送する通信回線を選択し、出力する機能を持つパケットスイッチと、
    単数または複数の回線交換機の回線経路制御部と回線交換機間通信路により接続され、通信回線の接続情報の交換を行なうことによって通信網の回線接続状況を把握する機能を持つ回線経路制御部と、
    通信回線により接続されたパケット交換機との間で、通信回線を経由してパケット経路情報を交換することにより、パケット交換の接続関係情報を把握し、パケットの宛先情報を基に、出力すべき通信回線を決定する機能を持つパケット経路制御部と、
    新規通信回線の指示を受信する機能を持ち、新規通信回線の指示を受信した際に、前記回線経路制御部が収集した回線交換網の接続情報と、前記パケット経路制御部が収集したパケット交換の接続情報の２つを参照し、新規通信回線の経路選択を行い、前記回線経路制御部に新規通信回線の設定経路を指示する連携制御部と、
    を備え、
    前記回線経路制御部は、前記連携制御部から指示された経路に従って回線を設定するよう接続回線設定制御メッセージを前記回線交換機に送出し、該接続回線設定制御メッセージを受信した回線交換機に該接続回線設定制御メッセージに基づき通信回線を設定させ、指示された経路に従ってメッセージを送信させて、パケット交換機およびパケット・回線交換機間で通信回線を設定することが可能なパケット・回線交換機。

Images