WO2017170103A1 - ネットワークシステム、ネットワーク制御装置、方法およびプログラム - Google Patents

ネットワークシステム、ネットワーク制御装置、方法およびプログラム Download PDF

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WO2017170103A1
WO2017170103A1 PCT/JP2017/011656 JP2017011656W WO2017170103A1 WO 2017170103 A1 WO2017170103 A1 WO 2017170103A1 JP 2017011656 W JP2017011656 W JP 2017011656W WO 2017170103 A1 WO2017170103 A1 WO 2017170103A1
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WO
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link
route
layer
backup
links
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PCT/JP2017/011656
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋平 飯澤
鈴木　一哉
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/22—Alternate routing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/28—Routing or path finding of packets in data switching networks using route fault recovery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/64—Routing or path finding of packets in data switching networks using an overlay routing layer

Definitions

  • the present invention relates to a network system, a network control device, a method, and a program, and more specifically, to a network system, a network control device, a method, and a program for calculating a backup route for a working route in a multilayer network.
  • the multi-layer network includes a plurality of layers (hierarchies) networks, and each layer network is configured to have a logically different topology while using a common physical network.
  • the plurality of layers included in the multi-layer network are ranked so as to be positioned at a lower position as they are closer to the physical network.
  • a layer positioned relatively higher is called an upper layer
  • a layer positioned relatively lower is called a lower layer.
  • a backup configuration (also called path protection) is adopted as a network failure handling technology.
  • the backup configuration at least two paths including a working path (also referred to as a working path and an active path) and a backup path (also referred to as a backup path and a standby path) are set between the transmission source node and the destination node.
  • the working path and the backup path include a plurality of nodes and links connecting the nodes, respectively. Normal communication is performed using the working route, and when a failure occurs in the working route, the communication route is switched to the backup route. With such a configuration, communication can be continued promptly without waiting for recovery from a failure.
  • Patent Document 1 discloses a technique for selecting an appropriate backup route for an active route based on SRLG (Shared Risk Link Group).
  • An SRLG is a set of a plurality of links that are prone to failure simultaneously because they share a physical configuration, and different SRLGIDs are set for each SRLG. For example, the same SRLGID is assigned to a plurality of links that physically pass through the same tunnel.
  • the technique described in Patent Document 1 suppresses simultaneous occurrence of a failure in the working path and the backup path by excluding from the backup path a link that includes at least one SRLGID of the link used by the working path.
  • Non-Patent Document 1 describes the specifications of SRLG as RFC4203.
  • Non-Patent Document 1 stipulates that a plurality of SRLG values (SRLGID) belonging to one link are expressed in a list form in which they are simply listed.
  • SRLGID SRLG values
  • a working route and a backup route are selected in each layer.
  • a lower-layer link suitable for the upper-layer backup route (that is, a link that is unlikely to fail simultaneously with the current route). ) May be excluded because it includes an SRLGID that overlaps the working path of the higher layer.
  • FIGS. 11A to 11C are schematic diagrams of a working path and a backup path in a multilayer network.
  • FIG. 11A shows an upper layer, and link 1 and link 2 exist between the node N1 and the node N2.
  • 11B and 11C show the lower layer, and a plurality of links exist between the nodes N3 to N6.
  • SRLGID (1 to 13) is assigned to each link of the lower layer.
  • link 1 in the upper layer corresponds to a working route (broken line) composed of SRLGIDs 1, 2, and 3 and a backup route (dotted line) composed of SRLGIDs 11, 12, and 13 in the lower layer.
  • link 2 in the upper layer corresponds to the working route (broken line) composed of SRLGIDs 6, 7, and 8 and the backup route (dotted line) composed of SRLGIDs 11, 12, and 13 in the lower layer.
  • the link 2 of the upper layer is in a state where the SRLGIDs 6, 7, and 8 which are working paths of the lower layer are alive. Therefore, the link 2 of the higher layer is appropriate as the backup route for the link 1 which is the working route of the higher layer.
  • upper layer link 1 is defined to include SRLGIDs 1, 2, 3, 11, 12, and 13
  • upper layer link 2 is defined to include SRLGIDs 6, 7, 8, 11, 12, and 13.
  • the link 2 of the upper layer includes the same SRLGIDs 11, 12, and 13 as the link 1 of the upper layer, so that the backup of the link 1 of the upper layer that is the working path is reserved. It is determined that the route is not appropriate.
  • the backup configuration in a plurality of layers is not considered, and there is a possibility that the appropriate link 2 is originally excluded as a backup route. Therefore, since a new link different from the link 2 is added for setting the backup route of the link 1, there is a problem that extra resources are required.
  • the present invention has been made in view of the above-described problem, and in a multi-layer network, a network system and a network capable of setting an appropriate backup path in an upper layer in consideration of a backup configuration in a lower layer It is an object to provide a control device, a method, and a program.
  • 1st aspect of this invention is a network system, Comprising: It has an upper layer and a lower layer each including a some link, Each of the some link of the said upper layer is a some path
  • route of the said lower layer In the multi-layer network corresponding to the upper layer, at least one of the plurality of routes in the lower layer corresponding to one link among the plurality of links in the upper layer is a working route in the upper layer.
  • a candidate link selection unit that selects the one link as a candidate link when there is no overlap, and a backup route determination unit that determines a backup route for the working route in the higher layer using the candidate link.
  • a network control apparatus including an upper layer and a lower layer each including a plurality of links, wherein each of the plurality of links in the upper layer includes a plurality of links in the lower layer.
  • a multi-layer network corresponding to a route
  • at least one route among the plurality of routes in the lower layer corresponding to one link among the plurality of links in the higher layer is a working route in the higher layer.
  • a candidate link selection unit that selects the one link as a candidate link, and a backup route determination unit that determines a backup route for the working route in the higher layer using the candidate link.
  • a third aspect of the present invention is a method, comprising an upper layer and a lower layer each including a plurality of links, and each of the plurality of links in the upper layer is routed to a plurality of routes in the lower layer.
  • a corresponding multi-layer network at least one of the plurality of routes in the lower layer corresponding to one link among the plurality of links in the upper layer overlaps with a working route in the upper layer If not, the method includes a step of selecting the one link as a candidate link, and a step of determining a backup route for the working route in the higher layer using the candidate link.
  • a fourth aspect of the present invention is a program, which has an upper layer and a lower layer each including a plurality of links, and each of the plurality of links in the upper layer is routed to a plurality of routes in the lower layer.
  • a corresponding multi-layer network at least one route among the plurality of routes in the lower layer corresponding to one link in the plurality of links in the higher layer is used by a computer as an active layer in the higher layer.
  • the present invention in a multi-layer network in which a plurality of routes including a working route and a backup route are set in the lower layer, when at least one route among the plurality of routes does not overlap the working route in the upper layer, The upper layer link corresponding to the at least one route is selected as a candidate link for the backup route in the upper layer.
  • 1 is a schematic diagram of a network system according to a first embodiment.
  • 1 is a schematic configuration diagram of a network system according to a first embodiment. It is a schematic diagram which shows the correspondence of the link and ID of a lower layer which concern on 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the backup structure of the lower layer which concerns on 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the backup structure of the lower layer which concerns on 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the backup structure of the lower layer which concerns on 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the backup structure of the lower layer which concerns on 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the correspondence of the link of the upper layer which concerns on 1st Embodiment, and the group of a lower layer.
  • FIG. 1 is a block diagram of a network system according to a first embodiment. It is a schematic diagram which shows the calculation result of the backup route by the network system which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the flowchart of the backup route determination method which concerns on 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the correspondence of the link of the upper layer and group of a lower layer which concern on 2nd Embodiment. 1 is a schematic configuration diagram of a network system according to each embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a working path and a backup path in an exemplary multi-layer network.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a working path and a backup path in an exemplary multi-layer network.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a working path and a backup path in an exemplary multi-layer network.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a network system 100 according to the present embodiment.
  • the network system 100 is a multi-layer network and includes an upper layer and a lower layer.
  • FIG. 1 only two layers are shown for the sake of simplicity, but any two layers may be used as an upper layer and a lower layer in a multi-layer network composed of three or more layers.
  • the upper layer and the lower layer use a common physical network, but each has a logically different topology.
  • the lower layer has a configuration closer to the physical network than the upper layer.
  • the network system 100 includes upper nodes UN1, UN2, and upper links UL1, UL2, UL3 between the upper node UN1 and the upper node UN2.
  • the upper nodes UN1 and UN2 are collectively referred to as an upper node UN
  • the upper links UL1, UL2, and UL3 are collectively referred to as an upper link UL.
  • the network system 100 includes lower nodes LN1 to LN8, and lower links LL1 to LL13 between the lower nodes LN1 to LN8.
  • the lower nodes LN1 to LN8 are collectively referred to as a lower node LN
  • the lower links LL1 to LL13 are collectively referred to as a lower link LL.
  • the upper node UN1 and the lower node LN1 and the upper node UN2 and the lower node LN4 are connected by a link capable of transferring data between layers.
  • connection configuration of the upper nodes UN1, UN2 and the upper links UL1, UL2, UL3 and the connection configuration of the lower nodes LN1 to LN8 and the lower links LL1 to LL13 are exemplarily shown in FIG. It is not limited to the specific connection configuration.
  • the network system 100 includes a server 110 as a network control device.
  • the server 110 sets a desired route by controlling the upper node UN and the lower node LN.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the network system 100 according to the present embodiment.
  • the server 110 may be configured by a single device, or may be configured by two or more physically separated devices connected by wire or wirelessly.
  • the server 110 is a laptop computer, desktop computer, workstation, personal digital assistant, server, blade server, mainframe, embedded system, or the like.
  • the server 110 includes a processor 111, a memory 112, and a storage device 113.
  • the server 110 also has a high speed controller 114 including a high speed interface and a low speed controller 116 including a low speed interface.
  • a memory 112 and a high-speed expansion port 115 are connected to the high-speed controller 114.
  • a display device such as a display 118 is connected to the high-speed controller 114.
  • a low speed expansion port 117 and a storage device 113 are connected to the low speed controller 116.
  • the processor 111, the memory 112, the storage device 113, the high-speed controller 114, the low-speed controller 116, and the high-speed expansion port 115 are connected to each other by various buses.
  • the processor 111, the memory 112, the storage device 113, the high speed controller 114, the low speed controller 116, and the high speed expansion port 115 can be mounted on a common motherboard, or can be appropriately mounted in other forms. it can.
  • the processor 111 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), and can process instructions executed in the server 110.
  • Such an instruction includes an instruction stored in the memory 112 or the storage device 113 for displaying graphical information of GUI (Graphical User Interface) on a display device such as the display 118.
  • GUI Graphic User Interface
  • a plurality of processors, a plurality of buses, or a plurality of processors and a plurality of buses can be appropriately used together with a plurality of memories and a plurality of types of memories.
  • a plurality of servers 110 can be connected to each device that performs a part of necessary processing.
  • multiple servers 110 can be connected to each other as a server bank, a group of blade servers, or a multiprocessor system.
  • the memory 112 stores information in the server 110.
  • the memory 112 is a volatile memory unit or a nonvolatile memory unit.
  • the memory 112 may be another computer-readable recording medium such as a magnetic disk or an optical disk.
  • the storage device 113 can constitute a mass storage for the server 110.
  • the storage device 113 is, for example, a computer-readable recording medium such as a floppy disk device, a hard disk device, an optical disk device, a tape device, a flash memory or other solid state memory device, a disk array, or the like. Including a computer-readable recording medium.
  • the storage device 113 may be a storage area network or other configuration device.
  • the high-speed controller 114 manages processing that uses the bandwidth for the server 110 intensively.
  • the low speed controller 116 manages processing that is low enough to use bandwidth intensively.
  • such allocation of functions is merely illustrative and is not limited to this. Further, part or all of the high-speed controller 114 may be built in the processor 111.
  • the high-speed controller 114 is connected to a memory 112 and a high-speed expansion port 115 that can accept various expansion cards.
  • the high-speed controller 114 is connected to the display 118 via, for example, a graphics processor or an accelerator.
  • the low speed controller 116 is connected to the storage device 113 and the low speed expansion port 117.
  • the low-speed expansion port 117 can include communication ports of various standards such as USB (Universal Serial Bus), Bluetooth (registered trademark), wired or wireless Ethernet (registered trademark), and the like.
  • One or a plurality of input / output devices such as a keyboard, a pointing device, and a scanner can be connected to the low-speed expansion port 117.
  • one or a plurality of network devices such as a switch and a router can be connected to the low-speed expansion port 117 via a network adapter, for example. That is, the low-speed expansion port 117 functions as a communication interface and is connected to the upper node UN and the lower node LN.
  • the server 110 is not limited to the above-described form, and can be implemented in many different forms.
  • the server 110 can be implemented with a plurality of servers in the form of a standard server or a group of such servers.
  • the server 110 can also be implemented as part of a rack server system.
  • the server 110 can be implemented in the form of a personal computer such as a laptop computer or a desktop computer.
  • Some or all of the programs to be executed by the processor 111 of the server 110 are recorded on a DVD-ROM (Digital Versatile Disc-Read Only Memory), CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), USB memory, etc. Can be provided by a computer-readable recording medium such as a flash memory.
  • DVD-ROM Digital Versatile Disc-Read Only Memory
  • CD-ROM Compact Disc-Read Only Memory
  • USB memory etc.
  • a computer-readable recording medium such as a flash memory.
  • the OpenFlow technique described in Non-Patent Document 2 is used for the server 110 to control the nodes UN and LN.
  • the OpenFlow technology is a technology in which each node constituting a network is centrally managed by a control device, transfer control is performed in each node, and the network configuration is flexibly changed.
  • the server 110 functions as an OpenFlow controller, and each node UN, LN functions as an OpenFlow switch.
  • the server 110 communicates with the nodes UN and LN using the OpenFlow protocol.
  • Each node UN, LN has a flow table for recording control rules such as packet forwarding and discarding.
  • the server 110 sets control rules for the nodes UN and LN using the OpenFlow protocol.
  • the nodes UN and LN perform packet forwarding and discarding according to the control rules recorded in the flow table.
  • the nodes UN and LN use the OpenFlow protocol to inquire the server 110 about processing to be applied to a packet whose control rule is unknown.
  • the method by which the server 110 controls the nodes UN and LN is not limited to the OpenFlow technology, and any method may be used.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the correspondence between lower layer links and IDs in this embodiment.
  • the codes LL1 to LL13 of each lower link LL are omitted.
  • Each lower link LL is given an ID that is an identifier for identifying whether or not the physical configuration is shared with each other.
  • the ID of each lower link LL is recorded in advance in the storage device 113 of the server 110.
  • SRLG Shared Risk Link Group
  • SRLG is used to identify links that share a physical configuration with each other.
  • SRLG is a group of a plurality of links that are likely to fail simultaneously, and a different SRLGID is set for each SRLG.
  • the same SRLGID is assigned to a plurality of links that physically pass through the same tunnel.
  • the ID shown in the vicinity of each lower link LL in FIG. 3 is SRLGID.
  • one ID corresponds to one lower link LL in the lower layer, but one ID may correspond to a plurality of lower links LL.
  • ID1 corresponds to one lower link LL1, but may correspond to two lower links LL1 and LL6.
  • the ID is not limited to SRLGID, and any identifier that can identify lower links sharing the physical configuration with each other may be used.
  • FIGS. 4A to 4C are schematic diagrams showing a backup configuration of a lower layer in the present embodiment.
  • both the upper layer and the lower layer have a backup configuration.
  • a plurality of routes including a working route (broken line) and a backup route (one-dot chain line) are set between the transmission source node and the destination node.
  • a working route broken line
  • a backup route one-dot chain line
  • normal communication is performed using the working route, and when a failure occurs in the working route, the communication is switched to the backup route.
  • one backup route is set for one working route, but a plurality of backup routes may be set for one working route.
  • the lower node LN1 is a transmission source node
  • the lower node LN4 is a destination node.
  • Each of the working path and the backup path in the lower layer includes one or more lower links LL.
  • a group (set) in which the IDs of the lower links LL are grouped for each of the working route and the backup route in the lower layer is defined.
  • a group of IDs for each of the working route and the backup route is recorded in advance in the memory 112 or the storage device 113 as group information.
  • an expression in which IDs are arranged in parentheses in the following is used. Specifically, FIG.
  • FIG. 4A shows that a backup route with ID (11, 12, 13) is set for the working route with ID (1, 2, 3).
  • FIG. 4B shows that a backup route with ID (11, 12, 13) is set for the working route with ID (6, 4, 2, 5, 8).
  • FIG. 4C shows that a backup route with ID (11, 12, 13) is set for the working route with ID (6, 7, 8).
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the correspondence between the upper layer link and the lower layer group in the present embodiment.
  • the upper node UN1 in the upper layer, is a transmission source node and the upper node UN2 is a destination node.
  • the upper links UL1, UL2, UL3 between the upper nodes UN1, UN2 in the upper layer correspond to groups of at least two routes including the working route and the backup route in the lower layer, respectively.
  • the upper link UL1 corresponds to the group of the working route with ID (1, 2, 3) and the backup route with ID (11, 12, 13) shown in FIG. 4A.
  • the upper link UL2 corresponds to the group of the working route with ID (6, 4, 2, 5, 8) and the backup route with ID (11, 12, 13) shown in FIG. 4B.
  • the upper link UL3 corresponds to the group of the working route with ID (6, 7, 8) and the backup route with ID (11, 12, 13) shown in FIG. 4C.
  • the network system 100 calculates an appropriate backup route for the working route in the upper layer in such a state that the backup configuration including the working route and the backup route is performed in the lower layer.
  • FIG. 6 is a block diagram of the network system 100 according to the present embodiment. In FIG. 6, arrows indicate main data flows, and there may be data flows other than those shown in FIG. In FIG. 6, each block shows a functional unit configuration, not a hardware (device) unit configuration. FIG. 6 shows functions related to calculation and setting of backup paths in the upper layer, and the network system 100 may have other functions.
  • the server 110 as a network control device includes a network information acquisition unit 1101, an available link extraction unit 1102, a candidate link selection unit 1103, a backup route determination unit 1104, a network control unit 1105, and a network information storage unit 1106.
  • the network information acquisition unit 1101, the available link extraction unit 1102, the candidate link selection unit 1103, the backup route determination unit 1104, and the network control unit 1105 are stored in the memory 112 or the storage device 113 as programs that can be executed by the processor 111. Yes.
  • the network information storage unit 1106 is a part of the memory 112 or the storage device 113.
  • the processor 111 when executing the backup route determination method according to the present embodiment, the processor 111 functions as a network information acquisition unit 1101, an available link extraction unit 1102, a candidate link selection unit 1103, a backup route determination unit 1104, and a network control unit 1105.
  • the memory 112 or the storage device 113 functions as the network information storage unit 1106. At least some of these functions may be implemented as an electric circuit instead of a program.
  • the network information acquisition unit 1101 acquires network information from the network information storage unit 1106, the upper node UN, and the lower node LN. Specifically, the network information acquisition unit 1101 records each upper link UL of the upper layer, which is recorded in advance in the network information storage unit 1106, and a plurality of routes of the lower layer corresponding to the upper link UL (the current route and the current route). Information indicating the correspondence relationship with the backup route). The information indicating the correspondence is ID information of each link in the upper layer and the lower layer, and backup configuration information including the working route and the backup route in the lower layer. Further, the network information acquisition unit 1101 may acquire information including a link cost that is recorded in advance in the network information storage unit 1106. Furthermore, the network information acquisition unit 1101 may acquire information on the occurrence of a failure in the node and link from the upper node UN and the lower node LN.
  • the available link extraction unit 1102 extracts the available upper link UL between the transmission source node and the destination node in the upper layer.
  • the usable upper link UL is an upper link UL that can connect the transmission source node and the destination node, and has no failure. Then, the usable link extraction unit 1102 excludes those included in the working path of the upper layer (regardless of the link ID in the lower layer) from the usable upper links UL. For example, when the current route of the upper layer includes the upper link ULx and the upper link ULy, the upper link ULx and the upper link ULy are excluded from the available upper links UL, respectively.
  • the candidate link selection unit 1103 selects a candidate link from the available upper link UL extracted by the available link extraction unit 1102 according to a predetermined rule.
  • link IDs are grouped into two or more groups for each route according to the backup configuration in the lower layer.
  • one link UL in the upper layer corresponds to at least two groups including a group of working paths and a group of backup paths in the lower layer.
  • the candidate link selection unit 1103 performs calculation for selecting a candidate link with each of the available upper links UL as a calculation target. Specifically, the candidate link selection unit 1103 determines that at least one group of the lower layer corresponding to the upper link UL (one link) to be calculated does not include all IDs of the working paths of the upper layer. The upper link UL is selected as a candidate link. On the other hand, when all the groups in the lower layer corresponding to the upper link UL to be calculated include any ID of the working route of the upper layer, the candidate link selection unit 1103 sets the upper link UL as a candidate link. Do not select.
  • the candidate link selection unit 1103 determines that the at least one route among the plurality of routes in the lower layer corresponding to the upper link UL to be calculated does not overlap with the working route in the upper layer at all.
  • the upper link UL to be calculated can be selected as a candidate link.
  • the backup route determination unit 1104 determines a backup route from the transmission source node to the destination node in the higher layer using the candidate link selected by the candidate link selection unit 1103. Specifically, the backup route determination unit 1104 adds the link costs of the candidate link combinations that can reach the destination node from the transmission source node, and determines the combination of candidate links with the lowest total link cost as the backup route. It's okay.
  • the link cost is preset for each link and recorded in the network information storage unit 1106. Any other method may be used to determine the backup route.
  • the network control unit 1105 controls the multilayer network including the upper node UN based on the backup path determined by the backup path determination unit 1104. Specifically, when any failure occurs in the working route, the network control unit 1105 uses the above-mentioned OpenFlow protocol to create a new control rule for transferring a packet using the backup route to the upper node UN flow table. Set. Accordingly, communication can be performed using the backup route determined by the backup route determination unit 1104 in the upper layer.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a calculation result of the backup route by the network system 100 according to the present embodiment.
  • the calculation result of the backup route in FIG. 7 is based on the example in FIG. In the example of FIG. 5, there are upper links UL1, UL2, and UL3 that can be used between the upper node UN1 that is the transmission source node and the upper node UN2 that is the destination node, and the upper link UL1 is the working path of the upper layer. .
  • the available link extraction unit 1102 excludes the upper link UL1 from the available upper links UL1, UL2, and UL3.
  • the upper link UL2 is excluded from the upper links that can be used by the candidate link selection unit 1103 because all groups include an ID common to the working route (that is, the upper link UL1). Specifically, the first group (6, 4, 2, 5, 8) of the upper link UL2 includes ID2 included in the upper link UL1, and the second group (11, 12, 13 of the upper link UL2). ) Includes IDs 11, 12, and 13 included in the upper link UL1, and therefore, the upper link UL2 is not a candidate link.
  • the upper link UL3 since the upper link UL3 has at least one group that does not include an ID common to the working route (that is, the upper link UL1), the upper link UL3 is selected as a candidate link by the candidate link selection unit 1103. Specifically, the second group (11, 12, 13) of the upper link UL3 includes the IDs 11, 12, 13 included in the upper link UL1, but the first group (6, 7) of the upper link UL3. 8) does not include any ID included in the upper link UL1, and therefore the upper link UL3 is set as a candidate link. In other words, even if a failure occurs in any of the IDs 1, 2, 3, 11, 12, and 13 of the working route of the upper link UL1 in the lower layer, the first group (6, 7, 8) is alive. Therefore, the candidate link selection unit 1103 determines that the upper link UL3 is appropriate as a backup route for the upper link UL1 of the working route in the upper layer.
  • the backup route determination unit 1104 determines a backup route in the upper layer using the selected candidate link.
  • the upper link UL3 selected as the candidate link is the backup route. As determined.
  • the upper layer when a plurality of links are connected from the transmission source node to the destination node, a combination of candidate links that can reach from the transmission source node to the destination node is determined as a backup route.
  • Patent Document 1 which is a conventional technique, the IDs of the working path and the backup path in the lower layer are not distinguished, so that the upper level having IDs 2, 11, 12, and 13 common to the upper level link UL1 which is the working path.
  • the link UL3 is not used for the backup route.
  • the upper link UL3 that can be used as a backup route is excluded, and an additional link is required as a backup route.
  • FIG. 8 is a diagram showing a flowchart of the backup route determination method according to the present embodiment.
  • the backup route determination method is started, for example, when communication is newly required or when the route is changed due to some failure.
  • the backup route determination method may be started automatically when a start condition is satisfied or by receiving an instruction from a user.
  • the network information acquisition unit 1101 acquires network information from the network information storage unit 1106, the upper node UN, and the lower node LN (step S11).
  • the network information includes information indicating a correspondence relationship between each upper link UL of the upper layer and a plurality of routes of the lower layer corresponding to the upper link UL, and more specifically, the upper layer and the lower layer ID information of each link, backup configuration information (that is, group information) in the lower layer, link cost information, and failure occurrence information.
  • the usable link extraction unit 1102 extracts usable upper links between the transmission source node and the destination node in the upper layer, and sets them as usable links (step S12).
  • the available link is an upper link that can connect the transmission source node and the destination node, and has no failure. Subsequent processing is sequentially performed with the available links one by one as the investigation target.
  • the available link extraction unit 1102 investigates whether the available link to be investigated is included in the working route of the higher layer (step S13). When the available link to be investigated is included in the upper-layer working route (YES in step S14), the available link is excluded from candidate links that can be used for the backup route (step S17).
  • the candidate link selection unit 1103 determines that each group in the lower layer corresponding to the survey target available link It is investigated whether or not any of the current route IDs is included (step S15).
  • the available link can be used as the backup route.
  • the available link may be used as a backup route. Leave as a possible candidate link.
  • step S18 If the survey has not been completed for all available links (NO in step S18), the processing from step S13 is repeated with the next available link as the survey target. When the survey is completed for all available links (YES in step S18), the remaining used links are determined as candidate links (step S19).
  • the backup route determination unit 1104 determines a backup route from the transmission source node to the destination node in the higher layer using the candidate link determined in step S19 (step S20). For example, the backup route determination unit 1104 adds up the link costs acquired in step S11 for each combination of candidate links from the transmission source node to the destination node in the upper layer, and selects the combination of candidate links with the lowest total link cost. It is determined as a backup route in the upper layer. Thereafter, the network control unit 1105 can control the upper node UN based on the backup route determined by the backup route determination unit 1104.
  • the processor 111 of the server 110 becomes the main body of each step (process) included in the backup route determination method shown in FIG. That is, the processor 111 reads a program for executing the backup route determination method shown in FIG. 8 from the memory 112 or the storage device 113, and executes the program to control each unit of the server 110, thereby making the backup shown in FIG. Perform the route determination method.
  • step S13 to S14 the investigation of the link of the working route in steps S13 to S14 in the available link extraction unit 1102 may be omitted.
  • the link included in the upper-layer working route is naturally excluded from the candidate links by the group survey including the ID of the working route in steps S15 to S16, even though it is not excluded by the available link extracting unit 1102.
  • step S13 to S14 the amount of calculation required for investigating the group including the ID of the working route is reduced by excluding the link included in the working route of the upper layer from the calculation target. Can do.
  • the network system 100 defines an ID group for each path of the backup configuration of the lower layer when calculating the backup path of the upper layer, and all IDs of the current path of the upper layer are calculated.
  • a link in a lower layer having at least one group that does not include is selected.
  • a more appropriate backup path can be determined by using backup configuration ID and group information when determining a backup path after selecting a candidate link.
  • This embodiment uses the same network system 100 as that of the first embodiment, and only the backup route calculation method by the backup route determination unit 1104 is different.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a correspondence relationship between an exemplary upper layer link and a lower layer group.
  • upper links UL4, UL5, and UL6 are candidate links that can be used as backup paths for a working path (not shown).
  • the upper link UL4 corresponds to a group of ID (1, 2, 3) and a group of ID (11, 12, 13) in the lower layer.
  • the upper link UL5 corresponds to a group of ID (6, 4, 2, 5, 8) and a group of ID (11, 12, 13) in the lower layer.
  • the upper link UL6 corresponds to a group of ID (1, 2, 3), a group of ID (6, 7, 8), and a group of ID (11, 12, 13) in the lower layer.
  • the backup route determination unit 1104 calculates a backup route based on the number of IDs included in the upper link UL (that is, the number of SRLGIDs in the lower layer). Specifically, the backup route determination unit 1104 performs weighting so that the link cost is lower as the number of IDs included in the upper link UL is smaller. As a result, the upper link UL having a smaller ID number is more easily selected as a backup route. If the number of IDs of the upper link UL is small, the number of physical paths through which the upper link UL passes is small. Therefore, the failure occurrence rate in the upper layer can be reduced by using the upper link UL with a small number of IDs as the backup route.
  • the backup route determination unit 1104 determines that the higher link UL4 is more suitable as a backup route because the number of IDs of the higher link UL4 is smaller than the number of IDs of the higher link UL5.
  • the backup route determination unit 1104 calculates the backup route based on the number of groups included in the upper link UL (that is, the number of routes corresponding to the lower layer). Specifically, the backup route determination unit 1104 performs weighting so that the link cost is lower as the number of upper link UL groups is larger. As a result, the higher-order link UL having a larger number of groups is more easily selected as a backup route. If the number of groups of the upper link UL is large, there are many spare paths provided in the lower layer for the upper link UL, so it can be said that there is a high possibility that communication can be continued even if any of the paths in the lower layer is divided. . Therefore, the failure occurrence rate in the upper layer can be reduced by using a link having a large number of groups as a backup route.
  • the backup route determination unit 1104 determines that the higher link UL6 is more suitable as a backup route because the number of groups of the higher link UL6 is larger than the number of groups of the higher link UL4.
  • the backup route determination unit 1104 may calculate the backup route by determining an appropriate link to be used for the backup route based on at least one of the number of IDs and the number of groups. Further, the backup route determination unit 1104 may calculate the backup route by combining at least one of the number of IDs and the number of groups with a conventional link cost.
  • a more appropriate backup route can be determined based on the number of IDs and the number of groups included in the upper link UL.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the network system 100 according to each of the above-described embodiments.
  • FIG. 10 shows a configuration example for realizing a function in which the network system 100 determines a backup path for a working path in a multi-layer network.
  • the network system 100 has an upper layer and a lower layer each including a plurality of links, and each of the plurality of links in the upper layer corresponds to a plurality of routes in the lower layer.
  • Candidate for selecting one link as a candidate link when at least one route does not overlap with a working route in the upper layer among a plurality of routes in the lower layer corresponding to one link among the plurality of links in the upper layer A link selection unit 1103 and a backup route determination unit 1104 that uses a candidate link to determine a backup route for a current route in an upper layer.
  • a program for operating the configuration of the embodiment to realize the functions of the above-described embodiment (more specifically, a program for causing a computer to execute the method shown in FIG. 8) is recorded on a recording medium, and the recording medium is recorded on the recording medium.
  • a processing method of reading a recorded program as a code and executing it on a computer is also included in the category of each embodiment. That is, a computer-readable recording medium is also included in the scope of each embodiment.
  • the program itself is included in each embodiment.
  • the recording medium for example, a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, and a ROM can be used.
  • the embodiment is not limited to the processing executed by a single program recorded in the recording medium, and the embodiments that execute processing by operating on the OS in cooperation with other software and the function of the expansion board are also described in each embodiment. Included in the category.
  • Appendix 2 The network system according to appendix 1, wherein the plurality of routes in the lower layer include a working route and a backup route in the lower layer.
  • the plurality of links in the lower layer are represented by identifiers indicating whether or not they share a physical configuration
  • the plurality of routes in the lower layer are each represented by a group of one or more identifiers
  • the candidate link selection unit selects the one link when the group representing the at least one route does not include all the identifiers representing the lower layer links corresponding to the working route in the upper layer.
  • the network system according to appendix 1 or 2, which is selected as the candidate link.
  • Appendix 5 The network system according to appendix 3 or 4, wherein the backup path determination unit determines the backup path based on the number of identifiers included in the candidate link.
  • Appendix 7 The network system according to any one of appendices 1 to 6, further comprising a network control unit that controls the multi-layer network based on the backup route in the higher layer determined by the backup route determination unit.

Abstract

本発明は、マルチレイヤネットワークにおいて、下位レイヤにおけるバックアップ構成を考慮して上位レイヤにおける適切な予備経路を設定することが可能なネットワークシステム、ネットワーク制御装置、方法およびプログラムを提供する。本発明の一実施形態に係るネットワークシステムは、複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、上位レイヤの複数のリンクのそれぞれは下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、上位レイヤの複数のリンクの中の１つのリンクに対応する下位レイヤの複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、１つのリンクを候補リンクとして選択する候補リンク選択部と、候補リンクを用いて、上位レイヤにおける現用経路に対する予備経路を決定する予備経路決定部と、を備える。

Description

ネットワークシステム、ネットワーク制御装置、方法およびプログラム
　本発明は、ネットワークシステム、ネットワーク制御装置、方法およびプログラム、より具体的にはマルチレイヤネットワークにおいて現用経路に対する予備経路の計算を行うネットワークシステム、ネットワーク制御装置、方法およびプログラムに関する。
　近年、次世代のネットワークとしてマルチレイヤネットワークが考案された。マルチレイヤネットワークは、複数のレイヤ（階層）のネットワークを含み、それぞれのレイヤのネットワークは共通の物理ネットワークを用いながらも論理的に異なるトポロジを有するように構成される。マルチレイヤネットワークに含まれる複数のレイヤは、物理ネットワークに近いほど下位に位置するように順位付けされる。このような複数のレイヤの中で、相対的に上位に位置するものを上位レイヤと呼び、相対的に下位に位置するものを下位レイヤと呼ぶ。
　また、ネットワークの障害対応技術として、バックアップ構成（パスプロテクションともいう）が採られる。バックアップ構成では、送信元ノードと宛先ノードとの間に、現用経路（現用パス、アクティブパスともいう）および予備経路（バックアップパス、スタンバイパスともいう）を含む少なくとも２つの経路が設定される。現用経路および予備経路は、複数のノードおよびノード間を接続するリンクをそれぞれ含む。平常時の通信は現用経路を用いて行われ、現用経路において障害が発生した場合には予備経路に切り替えられる。このような構成により、障害の復旧を待たずに速やかに通信を続行することができる。
　特許文献１には、ＳＲＬＧ（Shared　Risk　Link　Group）に基づいて現用経路に対して適切な予備経路を選択する技術が開示されている。ＳＲＬＧは物理的構成を共有しているために同時に障害が発生しやすい複数のリンクの組であり、ＳＲＬＧ毎に異なるＳＲＬＧＩＤが設定される。例えば、物理的に同じトンネルを通る複数のリンクには、同じＳＲＬＧＩＤが付与される。特許文献１に記載の技術は、現用経路が使用しているリンクのＳＲＬＧＩＤを１つでも含むリンクを予備経路から除外することによって、現用経路および予備経路において同時に障害が発生することを抑制する。
　非特許文献１には、ＲＦＣ４２０３として、ＳＲＬＧの仕様が記載されている。非特許文献１は、１つのリンクに属する複数のＳＲＬＧの値（ＳＲＬＧＩＤ）は、それらが単純に羅列されたリスト形式で表されることを規定している。
特開２００６－１３５６８６号公報
"OSPF　Extensions　in　Support　of　Generalized　Multi-Protocol　Label　Switching　(GMPLS)"、［online］、2005年10月、The　Internet　Engineering　Task　Force　(IETF)、［平成28年3月10日検索］、インターネット〈URL：https://www.ietf.org/rfc/rfc4203.txt〉、Page 3 "OpenFlow　Switch　Specification　Version　1.0.0　(Wire　Protocol　0x01)"、［online］、2009年12月31日、Open　Networking　Foundation　(ONF)、［平成28年3月10日検索］、インターネット〈URL：https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-specifications/openflow/openflow-spec-v1.0.0.pdf〉
　マルチレイヤネットワークにおいてバックアップ構成を実施する場合には、各レイヤにおいて現用経路および予備経路が選択される。しかしながら、非特許文献１に記載の仕様に基づけば、各ＳＲＬＧＩＤが現用経路および予備経路のどちらに使用されるのかを区別することはできない。その結果、特許文献１の技術を用いて上位レイヤの予備経路を計算する際に、本来であれば上位レイヤの予備経路に適した下位レイヤのリンク（すなわち、現用経路と同時に障害が起こりづらいリンク）が、上位レイヤの現用経路と重複するＳＲＬＧＩＤを含むために除外されるおそれがある。
　具体例を用いて従来の予備経路の計算方法を説明する。図１１Ａ～１１Ｃは、マルチレイヤネットワークにおける現用経路および予備経路の模式図である。図１１Ａは上位レイヤを示しており、ノードＮ１とノードＮ２との間にはリンク１およびリンク２が存在する。図１１Ｂおよび１１Ｃは下位レイヤを示しており、ノードＮ３～Ｎ６の間に複数のリンクが存在する。下位レイヤの各リンクには、ＳＲＬＧＩＤ（１～１３）が付されている。
　上位レイヤにおいてリンク１が現用経路である場合に、リンク２が予備経路に適しているかどうかを検討する。図１１Ｂに示すように、上位レイヤのリンク１は、下位レイヤにおいてＳＲＬＧＩＤ１、２、３からなる現用経路（破線）、およびＳＲＬＧＩＤ１１、１２、１３からなる予備経路（一点鎖線）に対応する。一方、図１１Ｃに示すように、上位レイヤのリンク２は、下位レイヤにおいてＳＲＬＧＩＤ６、７、８からなる現用経路（破線）、およびＳＲＬＧＩＤ１１、１２、１３からなる予備経路（一点鎖線）に対応する。
　例えば上位レイヤの現用経路であるリンク１について下位レイヤの現用経路であるＳＲＬＧＩＤ１、２、３、および下位レイヤの予備経路であるＳＲＬＧＩＤ１１、１２、１３の両方に障害が発生した場合であっても、上位レイヤのリンク２は下位レイヤの現用経路であるＳＲＬＧＩＤ６、７、８が生きている状態にある。したがって、上位レイヤの現用経路であるリンク１に対して、上位レイヤのリンク２は予備経路として適切である。
　しかしながら、上述のように非特許文献１に記載の仕様では、ＳＲＬＧＩＤは単純な羅列として表されるため、各ＳＲＬＧＩＤが現用経路および予備経路のどちらに属するのか区別されない。そのため、上位レイヤのリンク１はＳＲＬＧＩＤ１、２、３、１１、１２、１３を含み、上位レイヤのリンク２はＳＲＬＧＩＤ６、７、８、１１、１２、１３を含むと定義される。このような定義を用いて特許文献１の技術を実施すると、上位レイヤのリンク２は、上位レイヤのリンク１と同じＳＲＬＧＩＤ１１、１２、１３を含むため、現用経路である上位レイヤのリンク１の予備経路として適切でないと判定される。
　このように従来では、複数のレイヤにおけるバックアップ構成が考慮されず、本来は予備経路として適切なリンク２が除外されるおそれがある。したがって、リンク１の予備経路の設定のためにリンク２とは異なる新規のリンクを追加することになるため、余分なリソースが必要になってしまうという問題がある。
　本発明は、上述の問題に鑑みて行われたものであって、マルチレイヤネットワークにおいて、下位レイヤにおけるバックアップ構成を考慮して上位レイヤにおける適切な予備経路を設定することが可能なネットワークシステム、ネットワーク制御装置、方法およびプログラムを提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様は、ネットワークシステムであって、複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する候補リンク選択部と、前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する予備経路決定部と、を備える。
　本発明の第２の態様は、ネットワーク制御装置であって、複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する候補リンク選択部と、前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する予備経路決定部と、を備える。
　本発明の第３の態様は、方法であって、複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する工程と、前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する工程と、を備える。
　本発明の第４の態様は、プログラムであって、複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、コンピュータに、前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する工程と、前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する工程と、を実行させる。
　本発明によれば、下位レイヤにおいて現用経路および予備経路を含む複数の経路が設定されているマルチレイヤネットワークにおいて、複数の経路のうち少なくとも１つの経路が上位レイヤにおける現用経路を重複しない場合に、該少なくとも１つの経路に対応する上位レイヤのリンクを、上位レイヤにおける予備経路の候補リンクとして選択する。これにより、上位レイヤにおける予備経路を決定する際に、下位レイヤのバックアップ構成を考慮して、上位レイヤにおいて適切な予備経路を設定することができる。
第１の実施形態に係るネットワークシステムの模式図である。 第１の実施形態に係るネットワークシステムの概略構成図である。 第１の実施形態に係る下位レイヤのリンクとＩＤとの対応関係を示す模式図である。 第１の実施形態に係る下位レイヤのバックアップ構成を示す模式図である。 第１の実施形態に係る下位レイヤのバックアップ構成を示す模式図である。 第１の実施形態に係る下位レイヤのバックアップ構成を示す模式図である。 第１の実施形態に係る上位レイヤのリンクと下位レイヤのグループとの対応関係を示す模式図である。 第１の実施形態に係るネットワークシステムのブロック図である。 第１の実施形態に係るネットワークシステムによる予備経路の計算結果を示す模式図である。 第１の実施形態に係る予備経路決定方法のフローチャートを示す図である。 第２の実施形態に係る上位レイヤのリンクと下位レイヤのグループとの対応関係を示す模式図である。 各実施形態に係るネットワークシステムの概略構成図である。 例示的なマルチレイヤネットワークにおける現用経路および予備経路の模式図である。 例示的なマルチレイヤネットワークにおける現用経路および予備経路の模式図である。 例示的なマルチレイヤネットワークにおける現用経路および予備経路の模式図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
（第１の実施形態）
　図１は、本実施形態に係るネットワークシステム１００の模式図である。ネットワークシステム１００はマルチレイヤネットワークであり、上位レイヤおよび下位レイヤを含む。図１では、簡略化のために２つのレイヤのみが示されているが、３つ以上のレイヤからなるマルチレイヤネットワークの中で任意の２つのレイヤが上位レイヤおよび下位レイヤとして用いられてよい。上位レイヤおよび下位レイヤは、共通の物理ネットワークを用いているが、それぞれ論理的に異なるトポロジを有する。下位レイヤは、上位レイヤよりも物理ネットワークに近い構成を有する。
　上位レイヤにおいて、ネットワークシステム１００は上位ノードＵＮ１、ＵＮ２を備え、上位ノードＵＮ１と上位ノードＵＮ２との間に上位リンクＵＬ１、ＵＬ２、ＵＬ３を備える。上位ノードＵＮ１、ＵＮ２を総称して上位ノードＵＮといい、上位リンクＵＬ１、ＵＬ２、ＵＬ３を総称して上位リンクＵＬという。
　下位レイヤにおいて、ネットワークシステム１００は下位ノードＬＮ１～ＬＮ８を備え、下位ノードＬＮ１～ＬＮ８の間に下位リンクＬＬ１～ＬＬ１３を備える。下位ノードＬＮ１～ＬＮ８を総称して下位ノードＬＮといい、下位リンクＬＬ１～ＬＬ１３を総称して下位リンクＬＬという。
　また、上位ノードＵＮ１と下位ノードＬＮ１との間、および上位ノードＵＮ２と下位ノードＬＮ４との間は、レイヤ間でデータを転送可能なリンクによって接続される。
　上位ノードＵＮ１、ＵＮ２および上位リンクＵＬ１、ＵＬ２、ＵＬ３の接続構成、ならびに下位ノードＬＮ１～ＬＮ８および下位リンクＬＬ１～ＬＬ１３の接続構成は図１に例示的に示されているが、本実施形態はこれらの具体的な接続構成に限定されない。
　さらに、ネットワークシステム１００は、ネットワーク制御装置としてのサーバ１１０を備える。サーバ１１０は、上位ノードＵＮおよび下位ノードＬＮを制御することによって、所望の経路を設定する。
　図２は、本実施形態に係るネットワークシステム１００の概略構成図である。サーバ１１０は、単一の装置により構成されてよく、あるいは有線または無線で接続された２つ以上の物理的に分離された装置により構成されてよい。例えば、サーバ１１０は、ラップトップ型コンピュータ、デスクトップ型コンピュータ、ワークステーション、パーソナルデジタルアシスタント、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、組み込みシステム等である。
　サーバ１１０は、プロセッサ１１１と、メモリ１１２と、記憶装置１１３とを有している。また、サーバ１１０は、高速インターフェースを含む高速コントローラ１１４、および低速インターフェースを含む低速コントローラ１１６を有している。高速コントローラ１１４には、メモリ１１２および高速拡張ポート１１５が接続されている。また、高速コントローラ１１４には、ディスプレイ１１８等の表示装置が接続されている。一方、低速コントローラ１１６には、低速拡張ポート１１７および記憶装置１１３が接続されている。
　プロセッサ１１１、メモリ１１２、記憶装置１１３、高速コントローラ１１４、低速コントローラ１１６、および高速拡張ポート１１５は、種々のバスにより相互に接続されている。また、プロセッサ１１１、メモリ１１２、記憶装置１１３、高速コントローラ１１４、低速コントローラ１１６、および高速拡張ポート１１５は、共通のマザーボード上に実装することもできるし、また、他の形態で適宜実装することもできる。
　プロセッサ１１１は、例えばＣＰＵ（Central　Processing　Unit）であり、サーバ１１０内で実行する命令を処理することができる。そのような命令には、ディスプレイ１１８等の表示装置上にＧＵＩ（Graphical　User　Interface）のグラフィック情報を表示するための、メモリ１１２内または記憶装置１１３内に格納された命令が含まれる。
　また、複数のプロセッサ、複数のバス、または複数のプロセッサおよび複数のバスを、複数のメモリおよび複数のタイプのメモリとともに適宜使用することができる。また、複数のサーバ１１０を、必要な処理の一部を行う各装置と接続することができる。例えば、複数のサーバ１１０を、サーババンク、ブレードサーバのグループ、またはマルチプロセッサシステムとして互いに接続することができる。
　メモリ１１２は、サーバ１１０内の情報を格納する。例えば、メモリ１１２は、揮発性メモリユニット、不揮発性メモリユニットである。メモリ１１２は、他のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってよく、例えば、磁気ディスク、光ディスク等であってよい。
　記憶装置１１３は、サーバ１１０用のマスストレージを構成することができる。記憶装置１１３は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク装置、ハードディスク装置、光ディスク装置、テープ装置、フラッシュメモリその他のソリッドステートメモリ装置、ディスクアレイ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であるか、またはそのようなコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含む。記憶装置１１３は、ストレージエリアネットワーク、他の構成の装置でもよい。
　高速コントローラ１１４は、サーバ１１０に対する帯域幅を集中的に使用する処理を管理する。一方、低速コントローラ１１６は、帯域幅を集中的に使用する程度の低い処理を管理する。ただし、このような機能の割り振りは、例示的なものにすぎず、これに限定されるものではない。また、高速コントローラ１１４の一部または全部は、プロセッサ１１１に内蔵されていてもよい。
　高速コントローラ１１４は、メモリ１１２、および種々の拡張カードを受け入れることができる高速拡張ポート１１５に接続されている。また、高速コントローラ１１４は、例えばグラフィックスプロセッサまたはアクセラレータを介して、ディスプレイ１１８に接続されている。
　低速コントローラ１１６は、記憶装置１１３および低速拡張ポート１１７に接続されている。低速拡張ポート１１７は、例えば、ＵＳＢ（Universal　Serial　Bus）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、有線または無線のイーサネット（登録商標）等の種々の規格の通信ポートを含むことができる。低速拡張ポート１１７には、キーボード、ポインティングデバイス、スキャナ等の一または複数の入出力装置を接続することができる。また、低速拡張ポート１１７には、例えば、ネットワークアダプタを介して、スイッチ、ルータ等の一または複数のネットワーク機器を接続することができる。すなわち、低速拡張ポート１１７は、通信インターフェースとして機能し、上位ノードＵＮおよび下位ノードＬＮに接続される。
　サーバ１１０は、上述の形態に限られず、数多くの異なる形態で実施することができる。例えば、サーバ１１０は、標準的なサーバ、またはそのようなサーバのグループの形態の複数台で実施することができる。また、サーバ１１０は、ラックサーバシステムの一部としても実施することもできる。さらに、サーバ１１０は、ラップトップ型コンピュータ、デスクトップ型コンピュータ等のパーソナルコンピュータの形態で実施することができる。
　なお、サーバ１１０のプロセッサ１１１に実行させるプログラムの一部または全部は、これを記録したＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital　Versatile　Disc-Read　Only　Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact　Disc-Read　Only　Memory）、ＵＳＢメモリその他のフラッシュメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体により提供することができる。
　本実施形態において、サーバ１１０がノードＵＮ、ＬＮを制御するために、非特許文献２に記載のＯｐｅｎＦｌｏｗ技術を用いる。ＯｐｅｎＦｌｏｗ技術は、ネットワークを構成する各ノードを制御装置で集中管理し、各ノードにおいて転送制御を行い、また柔軟にネットワーク構成を変更する技術である。本実施形態では、サーバ１１０はＯｐｅｎＦｌｏｗコントローラとして機能し、各ノードＵＮ、ＬＮはＯｐｅｎＦｌｏｗスイッチとして機能する。
　サーバ１１０とノードＵＮ、ＬＮとはＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルを用いて通信する。各ノードＵＮ、ＬＮは、パケットの転送や破棄等の制御ルールを記録するフローテーブルを有する。サーバ１１０は、ＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルを用いて、ノードＵＮ、ＬＮへ制御ルールの設定を行う。ノードＵＮ、ＬＮは、フローテーブルに記録された制御ルールに従って、パケットの転送や破棄等を行う。また、ノードＵＮ、ＬＮは、ＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルを用いて、制御ルールが未知のパケットに適用すべき処理の問い合わせをサーバ１１０に行う。サーバ１１０がノードＵＮ、ＬＮを制御する方法として、ＯｐｅｎＦｌｏｗ技術に限られず、任意の方法を用いてよい。
　図３は、本実施形態における下位レイヤのリンクとＩＤとの対応関係を示す模式図である。図３においては、各下位リンクＬＬの符号ＬＬ１～ＬＬ１３は省略されている。各下位リンクＬＬには、互いに物理的構成を共有しているか否かを識別するための識別子であるＩＤが付与される。各下位リンクＬＬのＩＤは、サーバ１１０の記憶装置１１３に予め記録される。
　本実施形態では、互いに物理的構成を共有しているリンクの識別のために、ＳＲＬＧ（Shared　Risk　Link　Group）を用いる。ＳＲＬＧは同時に障害が発生しやすい複数のリンクの組であり、ＳＲＬＧ毎に異なるＳＲＬＧＩＤが設定される。例えば、物理的に同じトンネルを通る複数のリンクには、同じＳＲＬＧＩＤが付与される。図３の各下位リンクＬＬの近傍に示されているＩＤは、ＳＲＬＧＩＤである。本実施形態では簡略化のために、下位レイヤにおいて１つのＩＤが１つの下位リンクＬＬに対応しているが、１つのＩＤが複数の下位リンクＬＬに対応してもよい。具体的には、図３ではＩＤ１は１つの下位リンクＬＬ１に対応しているが、２つの下位リンクＬＬ１、ＬＬ６に対応してもよい。
　ＩＤとして、ＳＲＬＧＩＤに限られず、互いに物理的構成を共有している下位リンクを識別可能な任意の識別子を用いてよい。
　図４Ａ～４Ｃは、本実施形態における下位レイヤのバックアップ構成を示す模式図である。本実施形態では、上位レイヤおよび下位レイヤの両方がバックアップ構成である。換言すると、上位レイヤおよび下位レイヤのそれぞれにおいて、送信元ノードと宛先ノードとの間に、現用経路（破線）および予備経路（一点鎖線）の複数の経路が設定される。上位レイヤおよび下位レイヤのそれぞれにおいて、平常時の通信は現用経路を用いて行われ、現用経路に対する障害が発生した場合には予備経路に切り替えられる。本実施形態では１つの現用経路に対して１つの予備経路が設定されているが、１つの現用経路に対して複数の予備経路が設定されてもよい。
　本実施形態では、下位レイヤにおいて下位ノードＬＮ１を送信元ノードとし、下位ノードＬＮ４を宛先ノードとする。下位レイヤにおける現用経路および予備経路は、それぞれ１つ以上の下位リンクＬＬを含む。図４Ａ～４Ｃに示すように、本実施形態では、下位レイヤにおける現用経路および予備経路の経路ごとに下位リンクＬＬのＩＤをまとめたグループ（組）が定義される。現用経路および予備経路の経路ごとのＩＤのグループは、グループ情報としてメモリ１１２または記憶装置１１３に予め記録される。経路ごとのＩＤのグループを示すために、以下ではＩＤを丸カッコ内に順に並べた表現を用いる。具体的には、図４Ａは、ＩＤ（１、２、３）の現用経路に対して、ＩＤ（１１、１２、１３）の予備経路が設定されていることを示す。図４Ｂは、ＩＤ（６、４、２、５、８）の現用経路に対して、ＩＤ（１１、１２、１３）の予備経路が設定されていることを示す。図４Ｃは、ＩＤ（６、７、８）の現用経路に対して、ＩＤ（１１、１２、１３）の予備経路が設定されていることを示す。
　図５は、本実施形態における上位レイヤのリンクと下位レイヤのグループとの対応関係を示す模式図である。本実施形態では、上位レイヤにおいて上位ノードＵＮ１を送信元ノードとし、上位ノードＵＮ２を宛先ノードとする。このとき、上位レイヤにおいて上位ノードＵＮ１、ＵＮ２間の上位リンクＵＬ１、ＵＬ２、ＵＬ３は、それぞれ下位レイヤにおいて現用経路および予備経路を含む少なくとも２つの経路のグループに対応する。具体的には、上位リンクＵＬ１は、図４Ａに示すＩＤ（１、２、３）の現用経路およびＩＤ（１１、１２、１３）の予備経路のグループに対応する。上位リンクＵＬ２は、図４Ｂに示すＩＤ（６、４、２、５、８）の現用経路およびＩＤ（１１、１２、１３）の予備経路のグループに対応する。上位リンクＵＬ３は、図４Ｃに示すＩＤ（６、７、８）の現用経路およびＩＤ（１１、１２、１３）の予備経路のグループに対応する。
　本実施形態に係るネットワークシステム１００は、このように下位レイヤにおいて現用経路および予備経路を含むバックアップ構成が行われている状態において、上位レイヤにおいて現用経路に対して適切な予備経路を計算する。図６は、本実施形態に係るネットワークシステム１００のブロック図である。図６において、矢印は主なデータの流れを示しており、図６に示したもの以外のデータの流れがあってよい。図６において、各ブロックはハードウェア（装置）単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。図６には上位レイヤにおける予備経路の計算および設定に係る機能が示されており、ネットワークシステム１００はこれ以外の機能を備えてよい。
　ネットワーク制御装置としてのサーバ１１０は、ネットワーク情報取得部１１０１、利用可能リンク抽出部１１０２、候補リンク選択部１１０３、予備経路決定部１１０４、ネットワーク制御部１１０５、およびネットワーク情報記憶部１１０６を備える。ネットワーク情報取得部１１０１、利用可能リンク抽出部１１０２、候補リンク選択部１１０３、予備経路決定部１１０４、およびネットワーク制御部１１０５は、プロセッサ１１１が実行可能なプログラムとしてメモリ１１２または記憶装置１１３に記憶されている。また、ネットワーク情報記憶部１１０６は、メモリ１１２または記憶装置１１３の一部である。すなわち、本実施形態に係る予備経路決定方法の実行時に、プロセッサ１１１はネットワーク情報取得部１１０１、利用可能リンク抽出部１１０２、候補リンク選択部１１０３、予備経路決定部１１０４、およびネットワーク制御部１１０５として機能し、メモリ１１２または記憶装置１１３はネットワーク情報記憶部１１０６として機能する。これらの機能の少なくとも一部は、プログラムではなく電気回路として実装されてもよい。
　ネットワーク情報取得部１１０１は、ネットワーク情報記憶部１１０６、上位ノードＵＮおよび下位ノードＬＮから、ネットワーク情報を取得する。具体的には、ネットワーク情報取得部１１０１は、ネットワーク情報記憶部１１０６に予め記録された、上位レイヤのそれぞれの上位リンクＵＬと、該上位リンクＵＬに対応する下位レイヤの複数の経路（現用経路および予備経路）との間の対応関係を示す情報を取得する。対応関係を示す情報は、上位レイヤおよび下位レイヤにおける各リンクのＩＤの情報、ならびに下位レイヤにおける現用経路および予備経路を含むバックアップ構成の情報である。また、ネットワーク情報取得部１１０１は、ネットワーク情報記憶部１１０６に予め記録された、リンクコストを含む情報を取得してよい。さらに、ネットワーク情報取得部１１０１は、上位ノードＵＮおよび下位ノードＬＮから、ノードおよびリンクにおける障害発生の情報を取得してよい。
　利用可能リンク抽出部１１０２は、上位レイヤにおいて送信元ノードおよび宛先ノードの間の利用可能な上位リンクＵＬを抽出する。利用可能な上位リンクＵＬは、送信元ノードと宛先ノードとを接続し得る上位リンクＵＬであって、かつ障害が発生していないものである。そして、利用可能リンク抽出部１１０２は、利用可能な上位リンクＵＬから、上位レイヤの現用経路に含まれるものを（下位レイヤにおけるリンクのＩＤに関係なく）除外する。例えば上位レイヤの現在経路が上位リンクＵＬｘおよび上位リンクＵＬｙを含む場合に、上位リンクＵＬｘおよび上位リンクＵＬｙをそれぞれ利用可能な上位リンクＵＬから除外する。
　候補リンク選択部１１０３は、利用可能リンク抽出部１１０２により抽出された利用可能な上位リンクＵＬから、所定の規則に従って候補リンクを選択する。上述のように、下位レイヤにおいてはリンクのＩＤが、バックアップ構成に従って経路ごとに２つ以上のグループにまとめられている。換言すると、上位レイヤの１つのリンクＵＬは、下位レイヤにおいて現用経路のグループおよび予備経路のグループを含む少なくとも２つのグループに対応する。
　候補リンク選択部１１０３は、利用可能な上位リンクＵＬのそれぞれを計算対象として、候補リンクを選択するための計算を行う。具体的には、候補リンク選択部１１０３は、計算対象の上位リンクＵＬ（１つのリンク）に対応する下位レイヤの少なくとも１つのグループが、上位レイヤの現用経路の全てのＩＤを含まない場合には、該上位リンクＵＬを候補リンクとして選択する。一方、候補リンク選択部１１０３は、計算対象の上位リンクＵＬに対応する下位レイヤの全てのグループが、上位レイヤの現用経路のいずれかのＩＤを含む場合には、該上位リンクＵＬを候補リンクとして選択しない。
　このような計算により、候補リンク選択部１１０３は、計算対象の上位リンクＵＬに対応する下位レイヤの複数の経路の中の少なくとも１つの経路が、上位レイヤにおける現用経路と全く重複しない場合に、該計算対象の上位リンクＵＬを候補リンクとして選択することができる。
　予備経路決定部１１０４は、候補リンク選択部１１０３により選択された候補リンクを用いて、上位レイヤにおける送信元ノードから宛先ノードまでの予備経路を決定する。具体的には、予備経路決定部１１０４は、送信元ノードから宛先ノードに到達可能な候補リンクの組み合わせのリンクコストを合計し、合計のリンクコストが最も低い候補リンクの組み合わせを予備経路として決定してよい。リンクコストは、各リンクに対して予め設定され、ネットワーク情報記憶部１１０６に記録される。予備経路の決定のために、その他任意の方法を用いてよい。
　ネットワーク制御部１１０５は、予備経路決定部１１０４により決定された予備経路に基づいて、上位ノードＵＮを含むマルチレイヤネットワークを制御する。具体的には、現用経路に何らかの障害が発生した場合に、ネットワーク制御部１１０５は上述のＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルを用いて、上位ノードＵＮのフローテーブルに、予備経路を用いてパケットを転送する新たな制御ルールを設定する。これによって、上位レイヤにおいて予備経路決定部１１０４により決定された予備経路を用いて通信を行うことができる。
　図７は、本実施形態に係るネットワークシステム１００による予備経路の計算結果を示す模式図である。図７の予備経路の計算結果は、図５の例に基づくものである。図５の例では、送信元ノードである上位ノードＵＮ１および宛先ノードである上位ノードＵＮ２の間に利用可能な上位リンクＵＬ１、ＵＬ２、ＵＬ３が存在し、上位リンクＵＬ１が上位レイヤの現用経路である。まず、上位レイヤの現在経路は１つの上位リンクＵＬ１のみを含むため、利用可能リンク抽出部１１０２は利用可能な上位リンクＵＬ１、ＵＬ２、ＵＬ３から上位リンクＵＬ１を除外する。
　次に、上位リンクＵＬ２は、全てのグループに現用経路（すなわち上位リンクＵＬ１）と共通のＩＤが含まれるため、候補リンク選択部１１０３によって利用可能な上位リンクから除外される。具体的には、上位リンクＵＬ２の第１のグループ（６、４、２、５、８）に上位リンクＵＬ１に含まれるＩＤ２が含まれ、上位リンクＵＬ２の第２のグループ（１１、１２、１３）に上位リンクＵＬ１に含まれるＩＤ１１、１２、１３が含まれるため、上位リンクＵＬ２を候補リンクとしない。
　次に、上位リンクＵＬ３は、現用経路（すなわち上位リンクＵＬ１）と共通のＩＤを含まない少なくとも１つのグループを有するため、候補リンク選択部１１０３によって候補リンクとして選択される。具体的には、上位リンクＵＬ３の第２のグループ（１１、１２、１３）には上位リンクＵＬ１に含まれるＩＤ１１、１２、１３が含まれるが、上位リンクＵＬ３の第１のグループ（６、７、８）には上位リンクＵＬ１に含まれるいずれのＩＤも含まれないため、上位リンクＵＬ３を候補リンクとする。換言すると、下位レイヤにおいて上位リンクＵＬ１の現用経路のＩＤ１、２、３、１１、１２、１３のいずれの場所に障害が発生したとしても、下位レイヤにおいて上位リンクＵＬ３の第１のグループ（６、７、８）は生きている。そのため、候補リンク選択部１１０３は、上位レイヤにおける現用経路の上位リンクＵＬ１に対する予備経路として、上位リンクＵＬ３が適切であると判定する。
　その後、予備経路決定部１１０４は、選択された候補リンクを用いて上位レイヤにおける予備経路を決定する。図５の例では簡略化のために送信元ノードである上位ノードＵＮ１から宛先ノードである上位ノードＵＮ２まで単一のリンクで接続されているため、候補リンクとして選択された上位リンクＵＬ３が予備経路として決定される。上位レイヤにおいて送信元ノードから宛先ノードまで複数のリンクによって接続されている場合には、送信元ノードから宛先ノードまで到達可能な候補リンクの組み合わせが予備経路として決定される。
　なお、従来技術である特許文献１に記載の技術では、下位レイヤにおける現用経路および予備経路のＩＤは区別されないため、現用経路である上位リンクＵＬ１と共通のＩＤ２、１１、１２、１３を有する上位リンクＵＬ３は予備経路に用いられない。その結果、本来であれば予備経路として利用可能な上位リンクＵＬ３は除外され、予備経路としてさらに追加のリンクが必要になってしまう。
　図８は、本実施形態に係る予備経路決定方法のフローチャートを示す図である。予備経路決定方法は、例えば新たに通信が必要になった場合、あるいは何らかの障害により経路が変更された場合に開始される。予備経路決定方法は、開始条件が満たされた時に自動的に、あるいはユーザからの指示を受けることにより開始されてよい。
　まず、ネットワーク情報取得部１１０１は、ネットワーク情報記憶部１１０６、上位ノードＵＮおよび下位ノードＬＮから、ネットワーク情報を取得する（ステップＳ１１）。ネットワーク情報は、上位レイヤのそれぞれの上位リンクＵＬと、該上位リンクＵＬに対応する下位レイヤの複数の経路との間の対応関係を示す情報を含み、より具体的には、上位レイヤおよび下位レイヤの各リンクのＩＤの情報、下位レイヤにおけるバックアップ構成の情報（すなわちグループ情報）、リンクコストの情報、ならびに障害発生の情報を含む。
　利用可能リンク抽出部１１０２は、上位レイヤにおいて送信元ノードおよび宛先ノードの間の利用可能な上位リンクを抽出し、それらを利用可能リンクとする（ステップＳ１２）。利用可能リンクは、送信元ノードと宛先ノードとを接続し得る上位リンクであって、かつ障害が発生していないものである。以降の処理は、利用可能リンクを１つずつ調査対象として順次行われる。
　利用可能リンク抽出部１１０２は、調査対象の利用可能リンクが、上位レイヤの現用経路に含まれるかどうかを調査する（ステップＳ１３）。調査対象の利用可能リンクが上位レイヤの現用経路に含まれる場合に（ステップＳ１４のＹＥＳ）、該利用可能リンクを予備経路に用いることが可能な候補リンクから除外する（ステップＳ１７）。
　調査対象の利用可能リンクが上位レイヤの現用経路に含まれない場合に（ステップＳ１４のＮＯ）、候補リンク選択部１１０３は、調査対象の利用可能リンクに対応する下位レイヤの各グループが、上位レイヤの現用経路のいずれかのＩＤを含むかどうかを調査する（ステップＳ１５）。調査対象の利用可能リンクに対応する下位レイヤの全てのグループが、上位レイヤの現用経路のいずれかのＩＤを含む場合に（ステップＳ１６のＹＥＳ）、該利用可能リンクを予備経路に用いることが可能な候補リンクから除外する（ステップＳ１７）。調査対象の利用可能リンクに対応する下位レイヤの少なくとも１つのグループが、上位レイヤの現用経路のいずれのＩＤも含まない場合に（ステップＳ１６のＮＯ）、該利用可能リンクを予備経路に用いることが可能な候補リンクとして残す。
　全ての利用可能リンクについて調査が終了していない場合に（ステップＳ１８のＮＯ）、次の利用可能リンクを調査対象としてステップＳ１３からの処理を繰り返す。全ての利用可能リンクについて調査が終了した場合に（ステップＳ１８のＹＥＳ）、残った利用リンクは候補リンクとして確定される（ステップＳ１９）。
　予備経路決定部１１０４は、ステップＳ１９で確定された候補リンクを用いて、上位レイヤにおける送信元ノードから宛先ノードまでの予備経路を決定する（ステップＳ２０）。例えば、予備経路決定部１１０４は、上位レイヤにおける送信元ノードから宛先ノードまでの候補リンクの各組み合わせについてステップＳ１１において取得されたリンクコストを合計し、合計のリンクコストが最も低い候補リンクの組み合わせを上位レイヤにおける予備経路として決定する。その後、ネットワーク制御部１１０５は、予備経路決定部１１０４により決定された予備経路に基づいて、上位ノードＵＮを制御することができる。
　サーバ１１０のプロセッサ１１１は、図８に示す予備経路決定方法に含まれる各ステップ（工程）の主体となる。すなわち、プロセッサ１１１は、図８に示す予備経路決定方法を実行するためのプログラムをメモリ１１２または記憶装置１１３から読み出し、該プログラムを実行してサーバ１１０の各部を制御することによって図８に示す予備経路決定方法を実行する。
　なお、図８のフローチャートから、利用可能リンク抽出部１１０２におけるステップＳ１３～Ｓ１４の現用経路のリンクの調査を省略してもよい。上位レイヤの現用経路に含まれるリンクは、利用可能リンク抽出部１１０２によって除外されなくとも、ステップＳ１５～Ｓ１６の現用経路のＩＤを含むグループの調査によって候補リンクから自然と除外されるためである。図８のように、ステップＳ１３～Ｓ１４において先に上位レイヤの現用経路に含まれるリンクを計算対象から除外しておくことによって、現用経路のＩＤを含むグループの調査に掛かる計算量を低減することができる。
　従来の予備経路計算では、上位レイヤおよび下位レイヤの両方がバックアップ構成を有することは考慮されていないため、上位レイヤの予備経路を計算する際に、本来は上位レイヤの予備経路として適切な下位レイヤのリンクが除外されていた。それに対して、本実施形態に係るネットワークシステム１００は、上位レイヤの予備経路を計算する際に、下位レイヤのバックアップ構成の経路ごとにＩＤのグループを定義し、上位レイヤの現行経路の全てのＩＤを含まないグループを１つでも有する下位レイヤのリンクを選択する。これにより、上位レイヤの現行経路に障害が発生した際に、下位レイヤの現用経路および予備経路の少なくとも一方が生存するように、上位レイヤの予備経路を適切に決定することができる。その結果、余分なリンクの追加を行う必要がなくなり、バックアップ構成に必要なリソースを削減することができる。
（第２の実施形態）
　本実施形態では、候補リンクの選択後の予備経路の決定の際に、バックアップ構成のＩＤおよびグループの情報を用いることによって、より適切な予備経路を決定することができる。本実施形態は第１の実施形態と同様のネットワークシステム１００を用い、予備経路決定部１１０４による予備経路の計算方法のみが異なる。
　図９は、例示的な上位レイヤのリンクと下位レイヤのグループとの対応関係を示す模式図である。図９において、上位リンクＵＬ４、ＵＬ５、ＵＬ６は、不図示の現用経路に対する予備経路として用いることが可能な候補リンクである。
　図９において、上位リンクＵＬ４は、下位レイヤにおけるＩＤ（１、２、３）のグループおよびＩＤ（１１、１２、１３）のグループに対応する。上位リンクＵＬ５は、下位レイヤにおけるＩＤ（６、４、２、５、８）のグループおよびＩＤ（１１、１２、１３）のグループに対応する。上位リンクＵＬ６は、下位レイヤにおけるＩＤ（１、２、３）のグループ、ＩＤ（６、７、８）のグループ、およびＩＤ（１１、１２、１３）のグループに対応する。
　第１に、本実施形態に係る予備経路決定部１１０４は、上位リンクＵＬに含まれるＩＤ数（すなわち下位レイヤにおけるＳＲＬＧＩＤの数）に基づいて予備経路の計算を行う。具体的には、予備経路決定部１１０４は、上位リンクＵＬに含まれるＩＤ数が小さいほど、リンクコストが小さいように重み付けを行う。これにより、ＩＤ数が小さい上位リンクＵＬほど予備経路として選ばれやすくなる。上位リンクＵＬのＩＤ数が小さいと、その上位リンクＵＬが通過する物理的な経路の数が少ないため、障害が発生しづらいといえる。そのため、予備経路としてＩＤ数の小さい上位リンクＵＬを用いることによって、上位レイヤにおける障害の発生率を低減することができる。
　例えば、上位リンクＵＬ４は６個のＩＤを含むのに対して、上位リンクＵＬ５は８個のＩＤを含む。そのため、予備経路決定部１１０４は、上位リンクＵＬ４のＩＤ数が上位リンクＵＬ５のＩＤ数よりも小さいため、上位リンクＵＬ４の方が予備経路として適切であると判定する。
　第２に、本実施形態に係る予備経路決定部１１０４は、上位リンクＵＬに含まれるグループ数（すなわち下位レイヤにおいて対応する経路の数）に基づいて予備経路の計算を行う。具体的には、予備経路決定部１１０４は、上位リンクＵＬのグループ数が大きいほど、リンクコストが小さいように重み付けを行う。これにより、グループ数が大きい上位リンクＵＬほど予備経路として選ばれやすくなる。上位リンクＵＬのグループ数が大きいと、その上位リンクＵＬについて下位レイヤで設けられた予備経路が多いため、下位レイヤのいずれかの経路が分断されても、通信を継続できる可能性が大きいといえる。そのため、予備経路としてグループ数の大きいリンクを用いることによって、上位レイヤにおける障害の発生率を低減することができる。
　例えば、上位リンクＵＬ４は２個のグループを含むのに対して、上位リンクＵＬ６は３個のグループを含む。そのため、予備経路決定部１１０４は、上位リンクＵＬ６のグループ数が上位リンクＵＬ４のグループ数よりも大きいため、上位リンクＵＬ６の方が予備経路として適切であると判定する。
　予備経路決定部１１０４は、ＩＤ数およびグループ数の少なくとも一方に基づいて、予備経路に用いるために適切なリンクを判定することによって予備経路の計算を行ってよい。また、予備経路決定部１１０４は、ＩＤ数およびグループ数の少なくとも一方に従来のリンクコストを組み合わせることによって予備経路の計算を行ってよい。
　本実施形態によれば、上位リンクＵＬに含まれるＩＤ数およびグループ数に基づいて、より適切な予備経路を決定することができる。
（その他の実施形態）
　図１０は、上述の各実施形態に係るネットワークシステム１００の概略構成図である。図１０には、ネットワークシステム１００がマルチレイヤネットワークにおいて現用経路に対する予備経路を決定する機能を実現するための構成例が示されている。ネットワークシステム１００は、複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、上位レイヤの複数のリンクの中の１つのリンクに対応する下位レイヤの複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、１つのリンクを候補リンクとして選択する候補リンク選択部１１０３と、候補リンクを用いて、上位レイヤにおける現用経路に対する予備経路を決定する予備経路決定部１１０４と、を備える。
　本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
　上述の実施形態の機能を実現するように該実施形態の構成を動作させるプログラム（より具体的には、図８に示す方法をコンピュータに実行させるプログラム）を記録媒体に記録させ、該記録媒体に記録されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も各実施形態の範疇に含まれる。すなわち、コンピュータ読取可能な記録媒体も各実施形態の範囲に含まれる。また、上述のプログラムが記録された記録媒体はもちろん、そのプログラム自体も各実施形態に含まれる。
　該記録媒体としては例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また該記録媒体に記録されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウェア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作して処理を実行するものも各実施形態の範疇に含まれる。
　上述の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
　複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、
　前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する候補リンク選択部と、
　前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する予備経路決定部と、
　を備えるネットワークシステム。
（付記２）
　前記下位レイヤの前記複数の経路は、前記下位レイヤにおける現用経路および予備経路を含む、付記１に記載のネットワークシステム。
（付記３）
　前記下位レイヤの前記複数のリンクは、物理的構成を共有しているか否かを示す識別子により表され、
　前記下位レイヤの前記複数の経路は、それぞれ１つ以上の前記識別子をまとめたグループにより表され、
　前記候補リンク選択部は、前記少なくとも１つの経路を表す前記グループが、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対応する前記下位レイヤのリンクを表す全ての前記識別子を含まない場合に、前記１つのリンクを前記候補リンクとして選択する、付記１または２に記載のネットワークシステム。
（付記４）
　前記識別子は、ＳＲＬＧ（Shared　Risk　Link　Group）ＩＤである、付記３に記載のネットワークシステム。
（付記５）
　前記予備経路決定部は、前記候補リンクに含まれる前記識別子の数に基づいて、前記予備経路を決定する、付記３または４に記載のネットワークシステム。
（付記６）
　前記予備経路決定部は、前記候補リンクに含まれる前記グループの数に基づいて、前記予備経路を決定する、付記３～５のいずれか一項に記載のネットワークシステム。
（付記７）
　前記予備経路決定部により決定された前記上位レイヤにおける前記予備経路に基づいて、前記マルチレイヤネットワークを制御するネットワーク制御部をさらに備える、付記１～６のいずれか一項に記載のネットワークシステム。
（付記８）
　複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、
　前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する候補リンク選択部と、
　前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する予備経路決定部と、
　を備えるネットワーク制御装置。
（付記９）
　複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、
　前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する工程と、
　前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する工程と、
　を備える方法。
（付記１０）
　複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、
　コンピュータに、
　前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する工程と、
　前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する工程と、
　を実行させるプログラム。
　この出願は、２０１６年３月３０日に出願された日本出願特願２０１６－０６８４５３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (10)

  1. 　複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、
    　前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する候補リンク選択部と、
    　前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する予備経路決定部と、
    　を備えるネットワークシステム。
  2. 　前記下位レイヤの前記複数の経路は、前記下位レイヤにおける現用経路および予備経路を含む、請求項１に記載のネットワークシステム。
  3. 　前記下位レイヤの前記複数のリンクは、物理的構成を共有しているか否かを示す識別子により表され、
    　前記下位レイヤの前記複数の経路は、それぞれ１つ以上の前記識別子をまとめたグループにより表され、
    　前記候補リンク選択部は、前記少なくとも１つの経路を表す前記グループが、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対応する前記下位レイヤのリンクを表す全ての前記識別子を含まない場合に、前記１つのリンクを前記候補リンクとして選択する、請求項１または２に記載のネットワークシステム。
  4. 　前記識別子は、ＳＲＬＧ（Shared　Risk　Link　Group）ＩＤである、請求項３に記載のネットワークシステム。
  5. 　前記予備経路決定部は、前記候補リンクに含まれる前記識別子の数に基づいて、前記予備経路を決定する、請求項３または４に記載のネットワークシステム。
  6. 　前記予備経路決定部は、前記候補リンクに含まれる前記グループの数に基づいて、前記予備経路を決定する、請求項３～５のいずれか一項に記載のネットワークシステム。
  7. 　前記予備経路決定部により決定された前記上位レイヤにおける前記予備経路に基づいて、前記マルチレイヤネットワークを制御するネットワーク制御部をさらに備える、請求項１～６のいずれか一項に記載のネットワークシステム。
  8. 　複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、
    　前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する候補リンク選択部と、
    　前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する予備経路決定部と、
    　を備えるネットワーク制御装置。
  9. 　複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、
    　前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する工程と、
    　前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する工程と、
    　を備える方法。
  10. 　複数のリンクをそれぞれ含む上位レイヤおよび下位レイヤを有しており、前記上位レイヤの前記複数のリンクのそれぞれは前記下位レイヤの複数の経路に対応しているマルチレイヤネットワークにおいて、
    　コンピュータに、
    　前記上位レイヤの前記複数のリンクの中の１つのリンクに対応する前記下位レイヤの前記複数の経路のうち、少なくとも１つの経路が前記上位レイヤにおける現用経路と重複しない場合に、前記１つのリンクを候補リンクとして選択する工程と、
    　前記候補リンクを用いて、前記上位レイヤにおける前記現用経路に対する予備経路を決定する工程と、
    　を実行させるプログラム。
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