WO2006059787A1

WO2006059787A1 - オーバーレイリンク計算装置およびその計算方法ならびにプログラム

Info

Publication number: WO2006059787A1
Application number: PCT/JP2005/022422
Authority: WO
Inventors: Kazuya Suzuki; Masahiro Jibiki
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2007-06-01
Also published as: JPWO2006059787A1; JP4320433B2; US20090232030A1

Abstract

重複リンクの存在しないオーバーレイリンクを決定することが可能なオーバーレイリンク計算装置が備えるオーバーレイネットワーク制御部１７内のトポロジー情報取得部１２４は、オーバーレイネットワークノード装置１の外部にあるトポロジー情報収集手段を持つ装置（不図示）からネットワーク層のトポロジー情報の取得を行う。ここでのトポロジー情報収集手段を持つ装置とは、例えばルータやネットワーク管理システムなどである。リンク計算部１２３は、トポロジー情報取得部１２４から得たトポロジー情報を元に、計算によりオーバーレイリンクを生成する。

Description

明細書オーバーレイリンク計算装置およびその計算方法ならびにプログラム技術分野

本発明は、オーバーレイリンク計算装置およびその計算方法ならびにプロダラムに関し、特にアプリケ一ションレイヤマルチキャストなどで利用するために、既存の I P ( internet protocol) ネットワーク上に最適なォ一バ一レイネットヮークを構築するォ一バーレイリンク計算装置およびその計算方法ならびにプログラムに関する。背景技術

オーバーレイネットワークとは、 I Pネットワークなどの上に、ネットワーク層よりも上位のレイヤで構築される仮想的なネットワークである。オーバ一レイネットワークを構築する各ノードを、オーバーレイネットワークノードと呼ぶ。オーバ一レイネットワークは、オーバ一レイネットワークノード間の仮想的なリンク（オーバーレイリンクと呼ぶ）で構成される。

図 1 1は従来のオーバ一レイネットワークの一例の構成図である。 I Pネットワークなどの上にオーバ一レイネットワークが構築されている例を示している。オーバ一レイネットワークの構築においては、オーバーレイリンクをどのオーバ一レイネットワークノード間で構成するかが課題となる。従来は、ノード間のル一夕の段数（ホップカウント）や遅延を測定し、測定した値の小さいノ一ド間に、ォ一バーレイリンクを構成するという手法がとられている。

ここではオーバーレイネットヮ一クを利用する例の一つとして、アプリケ一シヨンレイヤマルチキャスト（以下、 A L Mと表示する）を用いて詳しく説明する。

A L Mは、アプリケーション層にてマルチキャスト配送を実現する技術である。一般には I Pレベルのマルチキャスト機能である I Pマルチキャス卜が、広く知られており、各種ルー夕への実装が進んでいる。しかし、 I Pマルチキャストでは本質的にいくつかの大きな問題を抱えている。例えば、インタードメインでの運用の難しさ、マルチキャストアドレスの割り当てや管理の難しさ、アクセス制御や品質管理などの難しさなどである。これらの理由から、実際にインタ一ネットで広く用いられるに至っていない。

ALMでは、パケッ卜の複製やマルチキャストル一ティングなどをアプリケ一ション層で実現している。 ALMノード間の通信はュニキヤストで行われるため、ネットワーク層のルータはュニキャストのルーティングさえできればよい（特開 2002-232466号公報（要約、図 2) 参照）。

また、この種のネットワークの一例が特開 2003- 234824号公報に開示されている。この技術は、フォトニックルータの情報と、フォトニックルータに収容されたファイバリンクの情報と、フォトニックルータで設定された光パスの情報とを収集し、ファイバリンクネットワークトポロジー情報と、設定された光パスリンクネットワーク情報の両方の情報を把握し、光パスに収容される I P バケツ卜と、ファイバに収容される光パスの両方をルーティングするルーティング方法を提供するというものである（特開 2003-234824号公報（段落 0010、図 2参照）。

また、他の一例としてダイクストラ法を用いて経路計算を行う技術が開示されている（特開平 8 _ 178682号公報（段落 0003〜0005、図 1)参照）。上述した特開 2002 - 232466号公報記載の従来のオーバーレイネットワーク構築方法では、ノード間の遅延やルー夕のホップカウントなどの情報のみを元にオーバ一レイリンクの決定を行っている。

' 図 1 1は、従来手法によるホップカウントの情報を元に決定されたォ一バーレィリンクの一例を示している。同図中の 1 1〜 15はオーバ一レイネットワークノードであり、 21〜24は一般のルータであるとする。オーバーレイネットヮ —クノード 1 1〜15はそれぞれ他のオーバ一レイネットワークノードまでのホップカウントを計測する。計測したホップカウントの値が小さいノードから二つを隣接ノードとして選択し、隣接ノードに対してオーバ一レイリンクを構成する。同図のノード 1 1は、ホップカウントが 1であるノード 12およびホップカウントが 2であるノード 1 3を隣接ノードとして選択し、オーバ一レイリンク 31， 33を構成する。同様の手続きをそれぞれのォ一パーレイネットワークノード 1 2〜1 5で行うことで、オーバ一レイネットワークが構成される。

同図を参照すると、ノード 1 1とノード 1 3間のオーバーレイリンク 3 3は、ノード 1 1とノード 1 2間のオーバーレイリンク 3 1およびノード 1 2とノード 1 3間のオーバーレイリンク 3 2とネットワーク層のリンクを共有している。このオーバ一レイネットワーク上でアプリケーションレイヤマルチキャストを実現する場合、ォ一バ一レイリンク 3 3は、才一バーレイリンク 3 1、 3 2と重複しており、必要のないリンクである。

このように従来手法では、オーバーレイリンクがひとつのネットワーク層のリンク上で重複して張られる可能性がある。

一方、特開 2 0 0 3— 2 3 4 8 2 4号公報記載の技術はレイヤの異なるネットワークにおけるトポロジー情報を利用している点で本発明と類似するが、特開 2 0 0 3 - 2 3 4 8 2 4号公報記載の技術はレイヤの異なるネットワークにおけるトポロジー情報を" 同一に扱う "ための手法を示しているのに対し、本発明は下位層のトポロジー情報を利用してオーバーレイリンクを構成する手法を示すものであり、特開 2 0 0 3— 2 3 4 8 2 4号公報記載の技術はその目的、構成、効果のいずれもが本発明と全く相違する。

また、特開平 8— 1 7 8 6 8 2号公報記載の技術にも上記課題を解決する手段は開示されていない。

そこで本発明の目的は、重複リンクの存在しないオーバーレイリンクを決定することが可能なオーバーレイリンク計算装置およびその計算方法ならびにプログラムを提供することにある。発明の開示

前記課題を解決するために本発明によるオーバ一レイリンク計算装置は、ネットワーク層よりも上位のレイヤで構成されるオーバーレイネットワークにおけるノード間のリンクを決定するオーバーレイリンク計算装置であって、前記ネットワーク層のトポロジー情報を取得するトポロジー情報取得手段と、取得したトポ口ジー情報に基づきオーバ一レイリンクを計算するリンク計算手段とを含むことを特徴とする。また、本発明によるオーバ一レイリンク計算方法は、ネットワーク層よりも上位のレイヤで構成されるォ一バーレイネットワークにおけるノード間のリンクを決定するオーバーレイリンク計算方法であって、前記ネットワーク層の卜ポロジ一情報を取得するトポロジー情報取得ステップと、取得したトポロジー情報に基づきオーバーレイリンクを計算するリンク計算ステップとを含むことを特徴とする。

また、本発明によるプログラムは、ネットワーク層よりも上位のレイヤで構成されるオーバーレイネットワークにおけるノード間のリンクを決定するオーバ一レイリンク計算方法のプログラムであって、コンピュータに、前記ネットワーク層のトポロジー情報を取得するトポロジー情報取得ステップと、取得したトポロジー情報に基づきオーバーレイリンクを計算するリンク計算ステップとを実行させるためのプログラムであることを特徴とする。

本発明によれば、取得したトポロジー情報に基づきオーバーレイリンクが計算される。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係るオーバーレイリンク計算装置の第 1実施例の構成図である。

図 2は、本発明に係るオーバーレイリンク計算装置の第 1実施例の動作を示すフローチャートである。

図 3は、本発明の第 1実施例におけるオーバ一レイリンク決定処理にて使用されるツリー図である。

図 4は、本発明の重複リンクの存在しないオーバーレイリンクの一例を示す図である。

図 5は、本発明に係るオーバーレイリンク計算装置の第 2実施例の構成図である。

図 6は、本発明に係るオーバーレイリンク計算装置の第 3実施例の構成図である。

図 7は、第 3実施例におけるオーバ一レイリンク決定処理に使用されるツリー図の一例を示す図である。

図 8は、本発明に係るオーバーレイリンク計算装置の第 3実施例の動作を示すフローチャートである。

図 9は、本発明に係るオーバーレイリンク計算装置の第 4実施例の構成図である。

図 10は、本発明に係るオーバ一レイリンク計算装置の第 5実施例の構成図である。

図 1 1は、従来のオーバ一レイネットワークの一例の構成図である。

図 12は、従来のオーバ一レイリンク計算装置の一例の構成図である。

上記図面において、 1 ：オーバ一レイネットワーク装置、 2 :オーバ一レイネットワーク管理装置、 16 ：オーバーレイネッ卜ワーク転送部、 17 ：オーバ一レイネットワーク制御部、 18 ： L 3ネットワーク制御部、 26 ：オーバーレイネットワーク管理部、 27 ：トポロジー管理部、 1 1 1 ：転送テーブル、 1 12 : データ転送部、 121 :転送経路計算部、 122 リンクデータベース、 123 : リンク計算部、 124 : トポロジー情報取得部、 1 29 :オーバーレイリンク情報受信部、 13 1 :経路計算部、 132 : トポロジーデータべ一ス、 133 ：ル —ティングプロトコル処理部、 135 :パケット送受信部、 221 ：リンク計算部、 222 : トポロジー情報取得部、 223 ：リンクデータベース、 224 ：ォーバ一レイリンク情報送信部、 231 :転送テーブル受信部、 241 :転送経路計算部、 242 転送テーブル送信部発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施例について添付図面を参照しながら説明する。最初に重複リンクの定義を行っておく。あるオーバーレイネットヮ一クを構成するオーバ一レイリンク x、 a 1、 a 2、 · · ·があり、それらのオーバーレイリンクを構成するネットワーク層のリンクすベてからなる集合をそれぞれ X、 Α1、 Α2、 · · - とする。このオーバ一レイネットワークにおいて、集合 Xが集合 Al、 Α2、 · · · の和集合であるとき、オーバ一レイリンク Xは重複リンクであると呼ぶことにする。 (実施例 1 )

図 1は本発明に係るオーバーレイリンク計算装置の第 1実施例の構成図である。このオーバーレイリンク計算装置は、一例としてオーバ一レイネットヮ一クノ一ド装置 1で構成されている。

同図において、オーバーレイネットワークノード装置 1は、ォ一バ一レイネットヮ一ク転送部 1 6と、オーバ一レイネットワーク制御部 1 7とから構成される。オーバーレイネットワーク転送部 1 6は、転送テーブル 1 1 1と、データ転送部 1 1 2とから構成される。データ転送部 1 1 2は、オーバ一レイリンク上を転送されてきたデータを受信し、転送テーブル 1 1 1からどのォ一バーレイリンクに送信するかを決定し、データの送信を行う。

オーバ一レイネットワーク制御部 1 7は、転送経路計算部 1 2 1、リンクデ一夕べ一ス 1 2 2、リンク計算部 1 2 3およびトポロジー情報取得部 1 2 4とから構成される。トポロジー情報取得部 1 2 4は、オーバ一レイネットワークノード装置 1の外部にあるトポロジー情報収集手段を持つ装置（不図示）からネットヮーク層のトポロジー情報の取得を行う。

ここでのトポロジー情報収集手段を持つ装置とは、例えばルー夕ゃネットヮ一ク管理システムなどである。ネットワーク層のパケットの転送を行うルータは、転送のための経路表を作成するために、ル一ティングプロトコルを用いてネットワーク層のトポロジー情報を収集している。またネットワーク管理システムは、ネットワーク管理という目的のために、ネットワーク層のトポロジー情報をネットワーク内の各ルータから収集している。

リンク計算部 1 2 3は、トポロジー情報収集手段を持つ装置から取得したトポロジー情報を元に、計算によりオーバ一レイリンクを生成する。生成されたォ一バーレイリンクは、リンクデータベース 1 2 2に格納される。リンクデータべ一ス 1 2 2に格納されたオーバ一レイリンク情報は、転送経路計算部 1 2 1によつて転送経路の決定が行われ、オーバ一レイネットワーク転送部 1 6における転送テ一ブル 1 1 1に登録される。

図 1 2は従来のオーバーレイリンク計算装置の一例の構成図である。同図に示す従来の構成では、オーバーレイネットワーク制御部 1 7に遅延測定部 1 2 7およびリンク決定部 1 2 6を有する。本発明の第 1実施例では、遅延測定部 1 2 7 ではなく、トポロジー情報取得部 1 2 4を有する点が異なる。また従来の構成では、遅延情報を元にオーバ一レイリンクの決定を行うリンク決定部 1 2 6を有するが、本発明の第 1実施例ではトポロジー情報を元にオーバーレイリンクを算出するリンク計算部 1 2 3を有する点が異なる。

次に、オーバーレイリンク計算装置の第 1実施例の動作について図 2を参照しながら説明する。図 2は本発明に係るオーバーレイリンク計算装置の第 1実施例の動作を示すフロ一チヤ一トである。

まず、ル一ティングプロトコルにより収集されたトポロジー情報を元に、公知のアルゴリズムであるダイクストラ法を用いて最短パスツリーを計算する（ステップ S 1 )。

ダイクストラ法については前述の特開平 8— 1 7 8 6 8 2号公報に記載されている。すなわち、探索開始リンクから始まるリンクのツリーを構成していくとき、あるリンクから複数のリンクに枝分かれする場合に、各枝のリンクの経路コスト

(探索開始リンクからそのリンクに至るコストの総和）の大小を比較して、経路コストの小さい順に並べ替え、経路コストの小さいリンクからさらに探索を続けていく。そして、最初に探索終了リンクに到達すれば、その時点で、探索終了リンクに到達する最もコストの少ない経路を決定する。経路コストの小さいリンクから順に探索を続けていくので、真先に探索終了リンクに到達した経路がそのまま探索経路になる。

ここで、あるオーバ一レイネットワークノード Aにおけるオーバ一レイリンクを決定する際には、ノード Aを最短パスツリーの起点ノードとして計算を行う。本第一実施例では、計算を行うオーバーレイネットワークノード装置 1自身から構成されるォ一バーレイリンクを決定するため、自分自身が起点ノードとなる。また、ここでのトポロジー情報とはネットワーク層のリンク情報の集合であり、リンク情報とは、リンクのコスト値と、そのリンクがどのノードとどのノードとの間で張られているかという情報の組みである。

図 3は本発明の第 1実施例におけるオーバーレイリンク決定処理にて使用されるツリー図である。同図は、図 1 1のネットワークにおいて各リンクのコストがすべて 1である場合、ステップ S 1により得られるノード 1 1からの最短パスッリ一を示す図である。すなわち、ノード 1 1— 1 2間、ノード 1 2— 1 3間、ノード 1 3— 1 4間、ノード 1 3— 2 3間、ノード 1 4— 2 4間、ノード 1 1一 2 1間、ノード 2 1— 2 2間、ノード 2 2— 1 5間、ノード 1 5— 2 4間に構成される各リンクが最短パスであることを示している。

以降このツリーの探索という形で、自身（ノード 1 1 ) との間でオーバ一レイリンクを構成する対象となるオーバ一レイネットワークノードを決定する。

ステップ S 1で算出したツリーの起点ノードの子ノードの一つを対象ノードとする（ステップ S 2 )。次に、対象ノードがオーバ一レイネットワークノードであるかを調べる (ステップ S 3 )。対象ノードがオーバーレイネットワークノードでない場合、対象ノードに未探索である子ノードがあるかを調べる（ステップ S 4 )。未探索の子ノードがあった場合、その子ノ一ドを対象ノードとし（ステップ S 5 ) ステップ S 3に戻る。

次に、ステップ S 4において、対象ノードに未探索の子ノードがない場合について説明する。対象ノードを探索済み状態に変更し、自身の親ノード（1つ前のノード）を対象ノードにする（ステップ S 7 )。

続いて、対象ノードに未探索の子ノードがある場合には（ステップ S 8 )、ステップ S 5へすすみ、そうでない場合にはステップ S 9へ進む。ステップ S 9においては、対象ノードが起点ノードであるかを調べ、そうであれば終了し、そうでなければステツプ S 7へ進む。

次に、ステップ S 3において、対象ノードがオーバーレイネットヮ一クノード装置であった場合について説明する。対象ノードをオーバ一レイリンク接続ノードとし（ステップ S 6 )、ステップ S 7へと進む。

次に、オーバ一レイリンク計算装置の第 1実施例の動作の具体例について説明する。まず、トポロジー情報取得部 1 2 4においてル一ティングプロトコルにより収集されたトポロジー情報を元に、リンク計算部 1 2 3においてダイクストラ法を用いノード 1 1自身を起点とした最短パスッリ一を計算する（ステップ S 1 )。

起点ノードであるノード 1 1には、子ノード 1 2、 2 1が存在する（図 3参照）。そこで、リンク計算部 1 23はまず子ノード 1 2を対象ノードとする（ステップ対象ノード 1 2はオーバーレイネットヮ一クノ一ド装置であるので（ステップ S 3)、対象ノード 12をォ一バーレイリンク接続ノードとする（ステップ S 6)。次に、対象ノード 1 2を探索済みとし、対象ノードを親ノード（ノード 1 1) に変更する（ステップ S 7)。

次に、対象ノード 1 1に未探索の子ノードがあるかを調べ（ステップ S 8)、未探索の子ノード 2 1があるので、対象ノードを未探索の子ノード 2 1に変更する (ステップ S 5)。

次に、対象ノード 2 1はオーバ一レイネットワーク装置ではないため（ステツプ S 3)、対象ノード 2 1に未探索の子ノードがあるかを調べる（ステップ S 4)。対象ノード 2 1に未探索の子ノード 22があるので、対象ノードを未探索の子ノ

—ド 22に変更する（ステップ S 5)。

次に、対象ノード 22はオーバ一レイネットワーク装置ではないため（ステツプ S 3)、対象ノード 22に未探索の子ノードがあるかを調べる（ステップ S 4)。対象ノード 22に未探索の子ノード 1 5があるので、対象ノードを未探索の子ノード 1 5に変更する（ステップ S 5)。

次に、対象ノ一ド 1 5はォ一バーレイネットワーク装置であるので（ステップ

S 3)、対象ノード 1 5をォ一バ一レイリンク接続ノードとする（ステップ S 6)。次に、自身である対象ノード 1 5を探索済みとし、対象ノードを親ノード（ノード 22) に変更する（ステップ S 7)。

次に、親ノード 22に未探索の子ノードがあるかを調べ（ステップ S 8)、未探索の子ノードがないので、対象ノード 22が起点ノードであるかを調べる（ステップ S 9)。

対象ノード 22は起点ノードではないので、ステップ S 7に戻る。そして、自身 22を探索済みとし、対象ノードを親ノード（ノード 2 1) に変更する（ステップ S 7)。

次に、親ノード 2 1に未探索の子ノードがあるかを調べ（ステップ S 8)、未探索の子ノードがないので、対象ノ一ド 2 1が起点ノ一ドであるかを調べる（ステップ S 9)。

対象ノード 21は起点ノードではないので、ステップ S 7に戻る。そして、自身 21を探索済みとし、対象ノードを親ノード（ノード 1 1) に変更する（ステップ S 7)。

次に、親ノード 1 1に未探索の子ノードがあるかを調べ（ステップ S 8)、未探索の子ノードがないので、対象ノード 1 1が起点ノードであるかを調べる（ステップ S 9)。

対象ノード 1 1は起点ノ一ドであるので、ノード 1 1を起点とするオーバ一レィリンク決定処理はこれで終了となる。

この結果、ノード 1 1からオーバ一レイリンクの接続相手として、ノ一ド 12 およびノード 15が得られる。

上述したのと同様の処理を、ノード 12， 13， 14， 15をそれぞれ起点ノ —ドとして行う。その結果、図 4に示すような重複リンクの存在しないオーバーレイリンクが得られる。

(実施例 2)

次に、本発明の第 2実施例について図面を参照して詳細に説明する。図 5は本発明に係るォ一パーレイリンク計算装置の第 2実施例の構成図である。このォーバ一レイリンク計算装置は、一例としてォ一バーレイネットワークノード装置 1 で構成されている。

同図を参照すると、第 2実施例のオーバ一レイネットワークノード装置 1は第 1実施例の構成に加え L 3ネットヮ一ク制御部 18を含んでいる。

L 3ネットワーク制御部 1'8は、経路計算部 131と、トポロジーデータべ一ス 1 32と、ルーティングプロトコル処理部 133とを含んで構成される。ルーティングプロトコル処理部 133は、ネットワーク層における隣接ノードとの間でルーティングプロトコルを用い、ネットワーク層のトポロジー情報を収集している。

収集したトポロジー情報は、トポロジーデータベース 132に格納される。経路計算部 131は、ルーティングプロトコル毎に定められた計算手順にしたがつてネットワーク層における経路情報を算出する。

図 1で示した第 1実施例とは、トポロジー情報収集手段である L 3ネットヮーク制御部 1 8をオーバ一レイネッ卜ワークノード装置 1自身が有している点が異なっている。第 1実施例では、トポロジー情報収集手段が外部にあるためにォ一バーレイネットワークノード装置 1とトポロジー情報収集手段を持つ装置との間で、トポロジー情報の受け渡しを行う手段が必要であった。しかし、本実施例では、オーバーレイネットワークノード装置 1自身でトポロジー情報の収集ができるため、外部の装置との連携を行う必要がない。

(実施例 3 )

次に、本発明の第 3実施例について図面を参照して詳細に説明する。図 6は本発明に係るオーバ一レイリンク計算装置の第 3実施例の構成図である。このォーバーレイリンク計算装置は、一例としてォ一バーレイネットワークノード装置 1 で構成されている。

同図を参照すると、第 3実施例のオーバーレイネットワークノード装置 1は第

1実施例の構成に加えトレースルート（t race route) 測定部 1 9を含んでいる。トレースルート測定部 1 9は、トポロジーデータベース 1 3 2と、パケット送受信部 1 3 5とを含んで構成される。パケット送受信部 1 3 5は、トレースル一トを用いてトポロジー情報を収集する。収集したトポロジー情報は、トポロジーデ—夕ベース 2に格納される。

トレースルートは、インターネットにおいて、自身からあるホスト宛てのネッ卜ワーク経路を測定する公知の手法である。ここでのネットワーク経路というのは、ネットワーク層において宛先に至るまでに、どのノードを通過するかという情報である。トレースルート測定部 1 9は、トレースルートを用いてすべてのォ一バーレイネットワークノード宛てのネットワーク経路を測定する。トレースルート測定した情報から得られるトポロジー情報は、第 2実施例におけるルーティングプロトコルを用いて得られるトポロジー情報に対して、部分的な情報しか得ることができない。

図 7は第 3実施例におけるオーバーレイリンク決定処理に使用されるツリー図の一例を示す図である。同図はノード 1 1からトポロジー情報の収集を行う場合に得られるトポロジー情報を示している。このように本実施例では図 3のネットワーク中において、ノード 1 3， 2 3間のリンク、ノード 2 3， 1 5間のリンク、ノード 1 4， 2 4間のリンクおよびノード 2 4 , 1 5間のリンクに関する情報を得ることができない。しかし、ノード 1 1から他のオーバーレイネットワークへのパケットは、これらのリンクを使用しないため、オーバ一レイリンクの決定には影響がない。

図 8は本発明に係るオーバ一レイリンク計算装置の第 3実施例の動作を示すフローチャートである。次に同図を参照して本実施例の動作について、第 1実施例の動作との違いを説明する。第 1実施例の動作（図 2参照）では、ダイクストラ法を用いて最短パスツリーの計算を行っていた（ステップ S 1 )。これに対し、本実施例（図 8参照）では、トレースルートを用いて収集した情報を元にツリーを構成する（ステップ S 1 1 )。

また、図 5で示した第 2実施例とは、トポロジー情報収集手段が L 3ネットヮ —ク制御部 1 8ではなく、トレースル一卜測定部 1 9となっている点が異なる。本実施例では、ルーティングプロトコルが動作していないネットワークにおいても、適用することができる。

(実施例 4 )

次に、本発明の第 4実施例について図面を参照して詳細に説明する。図 9は本発明に係るオーバーレイリンク計算装置の第 4実施例の構成図である。このォ一バ一レイリンク計算装置は、一例としてォ一バーレイネットワークノード装置 1 とオーバ一レイネットワーク管理装置 2とから構成されている。

同図を参照すると、オーバ一レイネットワークノード装置 1はォ一バーレイネットヮ一ク転送部 1 6と、ォ一バーレイネットワーク制御部 1 7とを含んでいる。オーバーレイネットワーク転送部 1 6の構成は図 1の第 1実施例と同様である。ォ一バーレイネットヮ一ク制御部 1 7は転送経路計算部 1 2 1と、リンクデ一夕ベース 1 2 2と、オーバーレイリンク情報受信部 1 2 9とを含んで構成される。オーバーレイネッ卜ワーク管理装置 2は、オーバーレイネットワーク管理部 2 6と、トポロジー管理部 2 7とを含んで構成される。

オーバーレイネットワーク管理部 2 6は、リンク計算部 2 2 1と、トポロジー情報取得部 2 2 2と、リンクデ一夕ベース 2 2 3と、オーバーレイリンク情報送信部 2 2 4とを含んで構成される。

トポロジー管理部 2 7は、 S NM P (s iipl e network management protocol) などネットワーク管理用のプロトコルを使用してネットワーク内の各ルー夕からトポロジー情報を収集するトポロジー情報収集部 2 1 2と、収集したトポロジー情報を格納するトポロジーデータベース 1 3 2とを含んで構成される。

オーバーレイネットワーク管理部 2 6のトポロジー情報取得部 2 2 2はトポロジ一管理部 2 7のトポロジーデータベース 1 3 2に格納されている情報を取得し、リンク計算部 2 2 1に渡す。リンク計算部 2 2 1は、渡されたトポロジー情報を元に計算を行い、オーバーレイリンクを生成する。

リンク計算部 2 2 1でのオーバーレイリンクの計算では、ネットワーク中のォ —バーレイネットワークノード毎のオーバーレイリンクの決定が行われる。第 1 実施例での方法において、ォ一バーレイネットワークノード毎にそれぞれのノードを起点ノードとして計算を行う。生成されたオーバーレイリンクは、リンクデ —夕ベース 2 2 3に格納される。オーバ一レイリンク情報送信部 2 2 4は、リンクデ—タベース _{2 2 3}に格納されているオーバ一レイリンク情報を、ネットヮーク中の各オーバーレイネットワークノード装置 1に送信する。

図 1で示した第 1実施例とは、リンク計算部 2 2 1およびトポロジー情報取得部 2 2 2が、オーバーレイネットワークノード装置 1にではなく、オーバーレイネットワーク管理装置 2内にある点が異なる。オーバーレイネットワークノード装置 1は、負荷の大きいリンク計算処理を行う必要がなく、オーバ一レイネットワークにおけるデ一夕転送機能に特化した構成をとることが可能である。

(実施例 5 )

次に、本発明の第 5実施例について図面を参照して詳細に説明する。図 1 0は本発明に係るオーバ一レイリンク計算装置の第 5実施例の構成図である。このォ —バ—レイリンク計算装置は、一例としてオーバーレイネットワークノード装置 1とオーバ一レイネットワーク管理装置 2とから構成されている。

オーバ一レイネットワークノード装置 1は転送テーブル受信部 2 3 1と、転送テ一ブル 1 1 1と、データ転送部 1 1 2とを含んで構成される。

オーバーレイネットワーク管理装置 2はオーバーレイネットワーク制御部 2 6 と、トポロジー管理部 2 7とを含んで構成される。

オーバ一レイネットワーク制御部 2 6は、リンク計算部 2 2 1と、トポロジー情報取得部 2 2 2と、リンクデータベース 2 2 3と、転送経路計算部 2 4 1と、転送テーブル送信部 2 4 2とを含んで構成される。

ォ一バーレイネットワーク管理部 2 6のトポロジー情報取得部 2 2 2は、トポロジ一管理部 2 7のトポロジーデータベース 1 3 2に格納されている情報を取得し、リンク計算部 2 2 1に渡す。リンク計算部 2 2 1は、渡されたトポロジー情報を元に計算を行い、オーバーレイリンクを生成する。

リンク計算部 2 2 1でのオーバーレイリンクの計算では、ネットワーク中のォーバ一レイネットワークノ一ド毎のオーバ一レイリンクの決定が行われる。算出方法は第 4実施例における方法と同じである。生成されたオーバ一レイリンクは、リンクデ一夕ベース 2 2 3に格納される。

リンクデータベース 2 2 3に格納されたオーバ一レイリンク情報は、転送経路計算部 2 4 1によって転送経路の決定が行われ、転送テーブル送信部 2 4 2により、ネットワーク中の各オーバーレイネッ卜ワークノード装置 1に転送される。トポロジー管理部 2 7は、 S NM Pなどネットワーク管理用のプロトコルを使用してネットワーク内の各ルータからトポロジー情報を収集するトポロジー情報収集部 2 1 2と、収集したトポロジー情報を格納するトポロジーデータベース 1 3 2とを含んで構成される。

図 1で示した第 1実施例とは、リンク計算部 2 2 1およびトポロジー情報取得部 2 2 2が、オーバーレイネットワークノード装置 1にではなく、オーバ一レイネットワーク管理装置 2内にある点が異なる。

また、図 9で示した第 4実施例とは、転送経路計算部 2 4 1がォ一バーレイネットワークノード装置 1にではなく、オーバ一レイネットワーク管理装置 2内にある点が異なる。オーバ一レイネットワークノード装置 1は、負荷の大きいリンク計算処理および転送経路計算処理を行う必要がなく、第 4実施例に比べさらにオーバ一レイネッ卜ワークにおけるデータ転送機能に特化した構成をとることが可能である。 (実施例 6 )

第 6実施例はオーバーレイリンク計算方法のプログラムに関するものである。図 1を参照すると、オーバ一レイネットワークノード装置 1のオーバ一レイネットワーク制御部 1 7は、外部に図示しない記憶部を有しており、その記憶部にはオーバ一レイリンク計算方法のプログラムが格納されている。そのプログラムは図 2および図 8にフローチャートで示す処理をコンピュータ（ォ一パーレイネットワーク制御部 1 7 ) に実行させるためのプログラムである。

オーバーレイネットワーク制御部 1 7はその記憶部からそのプログラムを読み出し、そのプログラムにしたがってトポロジー情報取得部 1 2 4およびリンク計算部 1 2 3を制御する。その制御内容については既に述べたのでここでの説明は省略する。

本発明によれば、上記構成を含むため、重複リンクの存在しないオーバーレイリンクを決定することが可能となる。

すなわち、本発明の第 1の効果は、重複リンクの存在しないオーバ一レイネットワークを構築できるため、ネットワーク層におけるリンクの帯域を節約することができる。

その理由は、オーバーレイリンクを決定する際に、ネットワーク層におけるトポロジーを利用しているためである。

第 2の効果は、ネットワーク層の障害に対して影響を受けるオーバ一レイリンクの数を少なくすることにより、オーバ一レイネットワークの信頼性を向上させることができる。

重複リンクは、ネットワーク層のリンクを共有しているため、ネットワーク層のリンクに障害が発生すると、複数のオーバ一レイリンクに影響を与える可能性がある。本発明によるオーバーレイリンク決定方法であれば、ネットワーク層のあるリンクの障害に対して、影響を受けるオーバ一レイリンクはたかだか一つに抑えることができる。産業上の利用可能性

本発明の活用例として、前述のアプリケーションレイヤマルチキャスト（AL M) がある。 ALMは、アプリケーション層にてマルチキャスト配送を実現する技術である。 ALMでは、パケットの複製やマルチキャストルーティングなどをアプリケーション層で実現している。 ALMノード間の通信はュニキヤストで行われるため、ネットワーク層のルータはュニキャス卜のルーティングさえできればよい。このため、既存のインフラ（infra:産業基盤）に適用することが容易となる。

Claims

請求の範囲

1 . ネットヮ一ク層よりも上位のレイヤで構成されるオーバ一レイネットヮークにおけるノード間のリンクを決定するオーバ一レイリンク計算装置であって、前記ネットワーク層のトポロジー情報を取得するトポロジー情報取得手段と、取得したトポロジー情報に基づきォ一バ一レイリンクを計算するリンク計算手段とを含むことを特徴とするオーバーレイリンク計算装置。

2 . 前記トポロジー情報取得手段は、外部のトポロジー情報収集装置から前記ネットワーク層のトポロジー情報を取得することを特徴とする請求項 1記載のォーバ一レイリンク計算装置。

3 . さらにネットワーク層のトポロジー情報を収集し、その情報を前記トポロジ一情報取得手段に取得させるトポロジー情報収集手段を含むことを特徴とする請求項 1記載のオーバ一レイリンク計算装置。

4 . 前記オーバ一レイリンク計算装置は、オーバ一レイネットワークノード装置で構成されることを特徴とする請求項 1記載のオーバーレイリンク計算装置。

5 . 前記オーバーレイリンク計算装置は、ォ一バーレイネットワークノード装置とオーバーレイネッ卜ワーク管理装置とから構成され、

前記トポロジー情報取得手段および前記リンク計算手段は、前記オーバ一レイネットワーク管理装置に設けられることを特徴とする請求項 1記載のオーバ一レィリンク計算装置。

6 . 前記トポロジー情報収集手段は、ルーティングプロトコルを用いてネットヮ一ク層のトポロジー情報を収集することを特徴とする請求項 3記載のオーバ一レイリンク計算装置。

7 . 前記トポロジー情報収集手段は、トレースルートを用いてネットワーク層のトポロジー情報を収集することを特徴とする請求項 3記載のオーバ一レイリンク計算装置。

8 . 前記オーバ一レイネットワーク管理装置は、

前記トポロジ一情報取得手段および前記リンク計算手段を含むオーバーレイネットワーク管理部と、

前記ネットヮ一ク層のトポロジー情報を収集し、その情報を前記トポロジー情報取得手段に取得させるトポロジ一管理部とを含むことを特徴とする請求項 5記載のオーバ一レイリンク計算装置。

9 . 前記ォ一バーレイネットワーク管理部は、前記リンク計算手段による計算結果に基づき転送経路を計算する転送経路計算部を含むことを特徴とする請求項

8記載のオーバーレイリンク計算装置。

1 0 . 前記リンク計算手段は、ダイクストラ法を用いて最短パスツリーを計算することを特徴とする請求項 1から請求項 9の何れかに記載のォ一パーレイリンク計算装置。

1 1 . 前記リンク計算手段は、オーバーレイノードごとにォ一バ一レイリンクを決定することを特徴とする請求項 1から請求項 1 0の何れかに記載のオーバ一レィリンク計算装置。

1 2 . ネットワーク層よりも上位のレイヤで構成されるォ一バーレイネットヮ —クにおけるノード間のリンクを決定するオーバーレイリンク計算方法であって、前記ネットワーク層のトポロジー情報を取得するトポロジ一情報取得ステップと、

取得したトポロジー情報に基づきオーバ一レイリンクを計算するリンク計算ステツプとを含むことを特徵とするオーバーレイリンク計算方法。

1 3 . 前記トポロジー情報取得ステツプにおいて、外部のトポロジ一情報収集装置から前記ネットワーク層のトポロジー情報を取得することを特徴とする請求項 1 2記載のオーバ一レイリンク計算方法。

1 4. さらにネットワーク層のトポロジー情報を収集し、その情報を前記トポロジー情報取得ステップに取得させるトポロジー情報収集ステップを含むことを特徴とする請求項 1 2記載のオーバ一レイリンク計算方法。

1 5 . 前記トポロジー情報収集ステップにおいて、ルーティングプロトコルを用いてネットワーク層のトポロジー情報を収集することを特徴とする請求項 1 4記載のォ一バーレイリンク計算方法。

1 6 . 前記トポロジー情報収集ステップにおいて、トレースルートを用いてネットワーク層のトポロジー情報を収集することを特徴とする請求項 1 4記載のォーバーレイリンク計算方法。

1 7 . 前記リンク計算ステップにおいて、ダイクストラ法を用いて最短パスッリ —を計算することを特徴とする請求項 1 2から請求項 1 6の何れかに記載のォーバ一レイリンク計算方法。

1 8 . 前記リンク計算ステップにおいて、ォ一バ一レイノードごとにオーバ一レィリンクを決定することを特徴とする請求項 1 2から請求項 1 7の何れかに記載のオーバ一レイリンク計算方法。

1 9 . ネットワーク層よりも上位のレイヤで構成されるォ一バーレイネットヮークにおけるノード間のリンクを決定するオーバ一レイリンク計算方法のプログラムであって、コンピュータに、

前記ネットワーク層のトポロジー情報を取得するトポロジー情報取得ステップと、

取得したトポロジー情報に基づきオーバ一レイリンクを計算するリンク計算ステツプとを実行させるプログラム。

2 0 . 前記トポロジ一情報取得ステップにおいて、外部のトポロジ一情報収集装置から前記ネットワーク層のトポロジー情報を取得することを特徴とする請求項 1 9記載のプログラム。

2 1 . さらにネットワーク層のトポロジー情報を収集し、その情報を前記トポロジー情報取得ステップに取得させるトポロジ一情報収集ステップを含むことを特徵とする請求項 1 9記載のプログラム。

2 2 . 前記トポロジ一情報収集ステップにおいて、ルーティングプロトコルを用いてネットワーク層のトポロジー情報を収集することを特徴とする請求項 2 1記載のプログラム。

2 3 . 前記トポロジー情報収集ステップにおいて、トレースルートを用いてネットワーク層のトポロジー情報を収集することを特徴とする請求項 2 1記載のプログラム。

2 4 . 前記リンク計算ステップにおいて、ダイクストラ法を用いて最短パスッリ一を計算することを特徴とする請求項 1 9から請求項 2 3の何れかに記載のプログラム。 .

2 5 . 前記リンク計算ステップにおいて、ォ一バーレイノ一ドごとにオーバ一レィリンクを決定することを特徴とする請求項 1 9から請求項 2 4の何れかに記載のプログラム。 '