【文献】
磯貝 彰則 他,光IP結合網における光IP連携サーバのネットワーク制御機能と性能評価,電子情報通信学会技術研究報告,2010年 2月25日,第109巻,第448号,p.485〜490
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
複数のノード装置を備え、当該複数のノード装置間でシグナリングメッセージを送受信することでデータ通信用のパスを設定する通信システムにおけるパスの切替えを制御する切替制御装置であって、
前記通信システムにおける所定のノード装置に、切替先パスの設定を指示する設定指示メッセージを送信する設定指示手段と、
前記設定指示手段により前記設定指示メッセージを送信した後、前記所定のノード装置が前記切替先パスの端点の装置からResvメッセージを受信した後に、前記切替先パスの状態を確認することを指示する状態確認指示メッセージを、前記切替先パスを通るようにデータを送信することが可能な装置に送信する状態確認指示手段と、
前記状態確認指示メッセージに基づき実行された状態確認により、前記切替先パスと外部網のパスからなるエンドツーエンドのパスが正常であると確認された後に、切替元パスから前記切替先パスにデータ通信を載せ替えることを指示する切替指示メッセージを前記所定のノード装置に送信する切替指示手段と、
を備えることを特徴とする切替制御装置。
前記所定のノード装置、及び前記切替先パスを通るようにデータを送信することが可能な装置は、前記切替元パス及び切替先パスについてのIngressノード装置である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の切替制御装置。
切替先パスの候補となる複数の切替先候補パスが設定されている場合において、前記状態確認指示メッセージに基づき、前記複数の切替先候補パスのそれぞれについて状態確認がなされ、当該状態確認の結果を受信し、前記複数の切替先候補パスの状態確認の結果に基づいて、前記複数の切替先候補パスから切替先パスを選択する判定手段
を備えることを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1項に記載の切替制御装置。
複数のノード装置を備え、当該複数のノード装置間でシグナリングメッセージを送受信することでデータ通信用のパスを設定する通信システムにおけるパスの切替えを制御する切替制御装置により実行される切替制御方法であって、
前記通信システムにおける所定のノード装置に、切替先パスの設定を指示する設定指示メッセージを送信する設定指示ステップと、
前記設定指示ステップにより前記設定指示メッセージを送信した後、前記所定のノード装置が前記切替先パスの端点の装置からResvメッセージを受信した後に、前記切替先パスの状態を確認することを指示する状態確認指示メッセージを、前記切替先パスを通るようにデータを送信することが可能な装置に送信する状態確認指示ステップと、
前記状態確認指示メッセージに基づき実行された状態確認により、前記切替先パスと外部網のパスからなるエンドツーエンドのパスが正常であると確認された後に、切替元パスから前記切替先パスにデータ通信を載せ替えることを指示する切替指示メッセージを前記所定のノード装置に送信する切替指示ステップと、
を備えることを特徴とする切替制御方法。
【背景技術】
【0002】
上記の通信システムの例であるMPLS(Multi−Protocol Label Switching)通信システムでは、パス経路上の各ノードに、ラベルとネクストホップ等を対応付けたラベル表が設定されることによりパス(LSP:Label Switched Path)が生成され、ラベルの付されたデータがパス上の各ノードにおいてラベル表に基づいて転送される。データ通信用のパス生成のためのシグナリングプロトコルの一つとしてRSVP−TE(RFC3209/4875等)がある。
【0003】
また、例えばPath Computation Element(PCE(RFC5440)およびその拡張技術であるStateful PCE (draft−ietf−pce−stateful−pce−02))と呼ばれる技術を用いることで、外部システムからパスの属性(帯域、経路、優先度等)の変更が可能である。
【0004】
また、変更後(切替先)のパスを生成し、データ通信を切替先のパスに載せ替えた後に、変更前(切替元)のパスを削除するMake−Before−Break(M−B−B)と呼ばれる方式があり、このM−B−B方式を用いることにより、データ通信に断を発生させずにパスの切替を行うことが可能である。
【0005】
以下、
図1を用いて、従来のPCEに基づくM−B−B動作シーケンスを説明する。
図1には、MPLS通信システムとして、パスの始点となるIngressノード装置1とパスの終点となるEgressノード装置2が示されている。Ingressノード装置1とEgressノード装置2との間には、複数のノード装置(LSR:Label Switched Router)が存在し、伝送路を介して接続されている。
【0006】
更に、PCEの機能を備える外部システム3が存在し、Ingressノード装置1とネットワークを介して通信可能である。また、Ingressノード装置1には、外部システム3からの命令を受けて、M−B−Bの動作を行う機能が内部に実装されている。
【0007】
以下では、切替元パス(LSP−ID 10)を切替先パス(LSP−ID 20)に切替える場合について説明する。
【0008】
図1に示すように、外部システム3が、切替先経路を指定した切替メッセージ(PCUpd)をIngressノード装置1に送信すると(ステップ1)、Ingressノード装置1は切替先パス(LSP−ID 20)の生成を開始し、PathメッセージをEgressノード装置2に送信する(ステップ2)。そして、Ingressノード装置1がEgressノード装置2からResvメッセージを受信することで(ステップ3)、切替先パスが生成される。
【0009】
次に、Ingressノード装置1は、データ通信を切替元パス(LSP−ID 10)から切替先パス(LSP−ID 20)に載せ替える(ステップ4)。より具体的には、Ingressノード装置1において、上流(ユーザ側)から送信されたデータを切替元パスに転送することを停止し、当該データを切替先パスに転送するようにする。
【0010】
そして、Ingressノード装置1は、切替元パスの削除を行い(ステップ5)、切替完了メッセージ(PCRpt)を外部システム3に送信する(ステップ6)。
【0011】
上述した従来のM−B−B動作シーケンスにより、データ通信に断が発生することなくパス切替えを行うことができる。すなわち、第1段階:切替先パス生成、第2段階:データ通信載せ替え、第3段階:切替元パス削除、の3段階の処理がIngressノード装置1において連続して自動的に行われることで、M−B−B動作が行われる。
【0012】
なお、上記の例はPCEを用いることを想定した例であるが、ノード装置に具備されたCLI、Netconf、SNMP等の他のインタフェースを利用することでも、基本的に同様の動作でM−B−Bが行われる。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
【0028】
例えば、以下の説明では、外部システムがIngressノード装置に制御メッセージを送信することにより切替やデータ載せ替え、状態確認の制御を行うこととしているが、一部又は全部の制御メッセージをEgressノード装置に送信することで制御を行うこととしてもよい。
【0029】
また、以下の説明ではパス生成のためのシグナリングプロトコルとして、RSVPシグナリングプロトコルであるRSVP−TEを使用することを想定しているが、本発明は、RSVP−TE以外のシグナリングプロトコルを使用する場合にも適用できる。また、本発明は、MPLS通信以外にも適用できる。
【0030】
(実施の形態の概要)
まず、従来技術の課題についてより詳しく説明し、その後に、その課題を解決する実施の形態の技術について説明する。
【0031】
パス切替えにおいては、データ通信に断を発生させないとともに、切替先パスにおいてSLA(service level agreement、帯域、遅延、ロス率等)を満たすことが必要である。しかし、従来技術には、以下で説明する課題がある。
A.従来技術において、シグナリングでは検知できないデータ通信品質をM−B−B前に評価することができないため、M−B−B動作の第2段階であるデータ載せ替え直後にSLA違反を起こす可能性があるという課題がある。例えば、(1)切替先パスのデータ転送遅延がSLAを上回る場合、(2)切替先LSPのデータ転送ロス率がSLAを上回る場合、(3)切替先LSPのデータ転送ジッタがSLAを上回る場合、等においてSLA違反を引き起こす。
【0032】
B.また、従来技術では、M−B−B動作の命令を受けたIngressノード装置1が自動的に第1〜第3段階を実行することから、当該従来技術は、データ通信の載せ替えタイミングを制御することが必要なアプリケーションやネットワーク環境には適用できないという課題がある。具体的には、例えば、以下のような場合において、従来技術を適用することができない。
【0033】
(1)複数切替先パス候補が存在し、データ転送品質の高いパスに切替えたい場合。
【0034】
(2)複数パス(LSP)を縫い付けるスティッチングにおいて、全パスの完成を待って切替える場合。この場合、例えば、Ingressノード装置1がResvを受信した時点では、全パスが完成していない可能性があり、従来技術では、データ通信を載せ替えたときにデータの欠落等が発生する可能性がある。
【0035】
(3)MPLS網以外の網との相互接続が存在し、エンド−エンド間のデータ通信パスの完成を待って切替える場合。この場合も上記の場合と同様に、Ingressノード装置1がResvを受信した時点では、エンド−エンドのデータ通信が行えない状態である可能性があり、従来技術では、データ通信を載せ替えたときにデータの欠落等が発生する可能性がある。
【0036】
(4)市中製品の互いに異なる装置と接続する環境の場合。この場合、シグナリングのセットアップから、データ転送処理回路のセットアップまで、装置によってタイムラグが存在する。従って、例えば、Ingressノード装置1におけるデータ載せ替え処理が早く、中継ノード装置でのデータ処理回路のセットアップが間に合わない場合、データの欠落が生じる。
【0037】
(5)単方向のLSPを2つ用意する(行きと帰り)ことで、エンドーエンド間で1つの双方向の通信パスを提供している環境において、両方のLSPの設定を待ってからデータ通信を切り替えたい場合。この場合、一方のLSPに関するIngressと、もう一方のLSPに関するIngressは、逆の端点に位置しており、それぞれのシグナリングは個別に実施される。しかし、双方向通信が前提となるアプリケーションにとっては、両方のLSPのセットアップが終わってからデータが流れないと、データの欠落が生じる恐れがある。また、常に行きと帰りの経路が揃っていないと問題となるアプリケーションにとっても同様の問題がある。
【0038】
上記の課題に鑑みて、本発明の実施の形態では、Ingressノード装置におけるM−B−B動作を外部システムから制御することとしている。すなわち、前述したとおり、従来技術では、M−B−B動作の3段階が装置内実装になっており、連続で自動的に行われているが、本実施の形態では、第1段階:切替先パス生成、第2段階:データ通信載せ替え、第3段階:切替元パス削除のそれぞれを、外部システムが制御可能としている。特に、本実施の形態では、第2段階:データ通信載せ替えの前に、パスに試験パケット等のデータを流すことでパスの状態確認を行い、パスが正常であることの確認がとれた後に、第2段階のデータ通信載せ替え以降の処理を行うこととしている。
【0039】
(システム全体の基本動作)
以下、
図2を参照して、本実施の形態における基本動作を説明する。
図2の上部に示す本実施の形態に係る通信システムの全体構成は
図1に示す構成と同様である。ただし、外部システム、Ingressノード装置、Egressノード装置の機能は、それぞれ従来技術と異なることから、異なる符合を付している。すなわち、本実施の形態の通信システムは、パスの始点となるIngressノード装置100とパスの終点となるEgressノード装置200を含み、Ingressノード装置100とEgressノード装置200との間には、複数のノード装置(LSR)が伝送路を介して接続されている。
【0040】
また、外部システム300が備えられ、外部システム300は、Ingressノード装置100及びEgressノード装置200とネットワーク(例:インターネット、制御用のデータ通信網等)を介して通信可能である。なお、
図2には、外部システム300が2つ示されているが、これは図示の便宜上のものであり、これらは同一のものである。以下、本実施の形態におけるパス切替時の動作を説明する。
【0041】
まず、外部システム300がIngressノード装置100に対して切替先パス生成メッセージを送信する(ステップ101)。この切替先パス生成メッセージには、例えば、切替先経路の情報が含まれる。切替先パス生成メッセージとして、例えば、PCEにおけるPCCreateメッセージ(切替先経路の情報を含む)を用いることができる。
【0042】
切替先パス生成メッセージを受信したIngressノード装置100は、切替先パス生成を開始し、PathメッセージをEgressノード装置200に送信する(ステップ102)。Ingressノード装置100は、Egressノード装置200から送信されたResvメッセージを受信すると(ステップ103)、切替先パス生成完了メッセージを外部システム300に送信する(ステップ104)。切替先パス生成完了メッセージには、例えば、切替先経路のパスができたことを示す情報と当該パスのLSP−IDが含まれる。切替先パス生成完了メッセージとして、例えば、PCEにおけるPCRptメッセージ(切替先経路のパスが生成されたことを示す情報と対象のLSP−IDを含む)を用いることができる。
【0043】
切替先パス生成完了メッセージを受信した外部システム300は、Ingressノード装置100に対してデータ通信の載せ替えを指示する前に、切替先パスの状態確認を行う(ステップ105)。この「状態」は、品質、エンドーエンドの疎通性、等である。すなわち、状態確認として、品質評価、パス経路の疎通確認等を行う。状態確認の具体例については後述する。以下、「状態確認」は、品質評価、パス経路の疎通確認等を総称する用語として用いる。つまり、「状態確認」は、その意味として、品質評価を行うこと、疎通確認を行うこと、又は、品質評価及び疎通確認を行うことを含む。
【0044】
状態確認にて、切替先パスの状態が正常であると確認された場合、ステップ106に進む。状態が正常であるとは、例えば、パスの品質が所定の品質(SLA等)を満たす(所定の品質よりも良好な品質であること)、エンド−エンドの疎通が確認できた、等である。状態が正常であると確認されない場合は、例えば、ステップ101に戻り、経路探索を行って、別の切替先パスの生成から再び同様の手順を行う。また、ステップ101〜104において、複数の切替先パスを生成しておき、ステップ105の状態確認で、あるパスの状態が正常でなかった場合に、生成しておいた別のパスの状態確認を行い、これが正常であれば当該切替先パスを使用することとしてもよい。また、複数パスについて状態確認を行い、最良の状態のパスを使用することとしてもよい。状態確認の具体例については後述する。
【0045】
ステップ105において、外部システム300が切替先パスが正常であることを確認した後、外部システム300は、Ingressノード装置100に対して切替メッセージを送信する(ステップ106)。切替メッセージには、例えば、切替先パスのLSP−IDが含まれる。また、切替メッセージとして、例えば、PCEにおけるPCUpdメッセージ(対象のLSP−IDを含む)を用いることができる。
【0046】
切替メッセージを受信したIngressノード装置100は、データ通信を切替元パスから切替先パスに載せ替える処理を行う(ステップ107)。更に、外部システム300は、切替元パス削除メッセージをIngressノード装置100に送信する(ステップ108)。切替元パス削除メッセージには、例えば、削除対象のパスのLSP−IDと、削除することを示す情報が含まれる。切替元パス削除メッセージとして、例えば、PCUpdateメッセージ(削除対象のLSP−IDと、削除することを示す情報(Remove flag=1)を含む)を用いることができる。
【0047】
切替元パス削除メッセージを受信したIngressノード装置100は、PathTearメッセージをEgressノード装置200に向けて送信することにより、切替元パスの削除を行う(ステップ109)。その後、Ingressノード装置100は、切替元パス削除完了メッセージを外部システム300に送信する(ステップ110)。切替元パス削除完了メッセージには、例えば、切替元パスが削除されたことを示す情報と当該パスのLSP−IDが含まれる。切替元パス削除完了メッセージとして、例えば、PCEにおけるPCRptメッセージ(切替元経路のパスが削除されたことを示す情報とLSP−IDを含む)を用いることができる。
【0048】
なお、ステップ104(切替先パス生成完了メッセージ送信)は必須ではない。例えば、外部システム300は、切替先パス生成メッセージを送信後、所定時間経過後、切替先パス生成完了メッセージを受信することなく、状態確認を行うこととしてもよい。
【0049】
また、ステップ108(切替元パス削除メッセージ送信)も必須ではない。Ingressノード装置100は、データ通信の載せ替えを完了した後、切替元パス削除メッセージを受信することなく、切替元パス削除を行うようにしてもよい。
【0050】
また、ステップ105(状態確認)を行うことも必ずしも必須ではない。例えば、品質が重要でなく、疎通が重要である場合において、ステップ104の後、エンド−エンドのパスが完成されると推定できる所定の時間後に、ステップ106(切替メッセージ送信)を行うようにしてもよい。
【0051】
また、上記で例として示したPCEのメッセージは、プロトコル標準メッセージを拡張したものである。
【0052】
(パス状態確認動作例1)
次に、外部システム300により制御されるパス状態確認(
図2におけるステップ105)の動作例を説明する。まず、パス状態確認動作例1を
図3を参照して説明する。
【0053】
パス状態確認動作例1は、パス状態確認としてパスの品質評価を行う例である。品質評価では、例えば、データ転送の遅延、パケットロス率、ジッター等を測定し、外部システム300は、これらが予め定めた値よりも良好な値であるか否かをチェックすることで、切替先パスの状態が正常か否かを判定する。
【0054】
この例では、
図3に示すように、外部システム300が品質評価測定開始メッセージをIngressノード装置100に送信する(ステップ201)。品質評価測定開始メッセージを受信したIngressノード装置100は、作成されている切替先パス上に品質評価用パケット(データ)をEgressノード装置200に向けて送信する(ステップ202)。この品質評価用パケットは、例えば、MPLS用のOAM(LSP−Ping、BFD)や、MPLS−TP用のOAM(Connectivity Verification−Continuity Check (CC−CV)、Loss Measurement(LM)、Delay Measurement(DM))に代表されるパケットが利用可能であるが、特定の種類のパケットに限定されるわけではなく、所望の品質評価を行うことができるパケットであれば、どのようなパケットでもよい(IP−PingやEthernet(登録商標) OAM等でもよい)。また、ネットワーク内のリソースに余裕がある場合などでは、品質評価用パケットを、現在流れているデータと同じ流量だけ、切替先パス上に流してもよい。
【0055】
Ingressノード装置100から送信された品質評価用パケットは、切替先パスを通ってEgressノード装置200に届く。本例では、Egressノード装置200は、受信した品質評価用パケットに基づいて、パスの品質を測定する機能を備えており、品質測定結果(
図3の例では遅延時間)を外部システム300に送信する(ステップ203)。
【0056】
品質測定結果を受信した外部システム300では、品質測定結果を所定の値と比較することで、切替先パスの状態が正常かどうか(切替先パスに切り替えてよいかどうか)を判定する(ステップ204)。その後は、前述したとおり、切替先パスが正常であると判定されればデータ通信の載せ替えを行い、正常でなければ、例えば、別のパスを経路探索して見つけ、当該別のパスを生成し、品質評価を行う。
【0057】
なお、状態確認(上記の例では品質評価)の結果を外部システム300に返す装置は、Egressノード装置200でなくてもよい。例えば、何らかのパスや別の通信網等を用いて、Egressノード装置200からIngressノード装置100に結果を送信し、Ingressノード装置100が結果を外部システム300に返してもよい。他の例においても、状態確認の結果を外部システム300に返す装置は、例の中に示す装置に限られない。
【0058】
(パス状態確認動作例2)
次に、パス状態確認動作例2を
図4を参照して説明する。例2では、切替先パスの生成段階で複数の切替先パス(切替先の候補となるパス)が生成される。
図4の例では、LSP−IDが30のパスとLSP−IDが20のパスが生成されている。
【0059】
この例では、
図4に示すように、外部システム300が、比較対象の複数パスを指定した経路比較測定開始メッセージをIngressノード装置100に送信する(ステップ301)。
【0060】
経路比較測定開始メッセージを受信したIngressノード装置100は、比較対象の切替先パスのそれぞれにおいて、品質評価用パケット(データ)をEgressノード装置200に向けて送信する(ステップ302)。
【0061】
それぞれの切替先パスにおいて、Ingressノード装置100から送信された品質評価用パケットは、切替先パスを通ってEgressノード装置200に届く。Egressノード装置200は、受信した品質評価用パケットに基づいて、それぞれのパスの品質を測定し、品質測定結果を外部システム300に送信する(ステップ303)。
【0062】
品質測定結果を受信した外部システム300では、複数のパスの品質測定結果を比較することで、品質の良いパス(例:複数のうち、最も品質の良いパス)を選択し、当該パスへのデータ通信載せ替え指示をIngressノード装置100に送信することでパス切替を行う。なお、外部システム300は、例1と同様に、それぞれの品質測定結果を所定の値と比較し、まず、結果が所定の値よりも良いパスを選択し、そのパスの中で品質が最もよいパスを選択することとしてもよい。
【0063】
なお、パス状態確認動作の例1、例2は、品質評価であるとともに、次に説明する疎通確認でもある。
【0064】
(パス状態確認動作例3)
次に、パス状態確認例3を
図5を参照して説明する。例3は、MPLS網とMPLS以外の外部網とが相互接続する場合の例である。
図5に示すように、本例では、Egressノード装置200が外部網400(例:インターネットVPN等)に接続され、外部網にユーザの受信ノード500が接続されている。MPLS網以外の外部網は、そもそも網内でシグナリングを用いない通信制御方式を採用している場合があり(IPルーティングや、Ethernet(登録商標)スイッチ、OpenFlow等)、その場合、その区間のパス設定完了状態を(データを実際に流す前に)迅速に把握することが困難である場合があるため、本例では、エンド−エンドのパス(Ingressノード装置〜Egressノード装置間のパス(LSP)と、Egressノード装置200〜受信ノード400間のパス(VPN等)からなる)の完成に時間がかかることを想定している。
【0065】
図5に示すように、外部システム300が疎通確認測定開始メッセージをIngressノード装置100に送信する(ステップ401)。疎通確認測定開始メッセージを受信したIngressノード装置100は、作成されている切替先パス上に、受信ノード500宛てに疎通確認用パケット(データ)を送信する(ステップ402)。この疎通確認用パケットは、疎通確認を行うことができるパケットであれば、どのようなパケットでもよい。
【0066】
Ingressノード装置100から送信された疎通確認用パケットは、エンド−エンドのパスが正常に生成されていれば、Egressノード装置200を経由して受信ノード500に届き、受信ノード500は、評価結果(疎通確認パケットを受信したこと)を外部システム300に送信する(ステップ403)。外部システム300では、ステップ401で送信した疎通確認測定開始メッセージに対し、受信ノード500が疎通確認パケットを受信したことを確認し、疎通確認に成功したと判定する(ステップ404)。
【0067】
一方、例えば、外部システム300は、疎通確認測定開始メッセージ送信から所定時間が経過しても受信ノード500から疎通確認パケットを受信したことの通知がない場合、疎通確認が不成功であると判定する。なお、上記の疎通確認パケットの送信は複数回行ってもよい。
【0068】
疎通確認に成功した場合、パスの状態が正常であると判定され、切替先パス(LSP)にデータ通信の載せ替えを行い、疎通確認に成功しなかった場合、例えば別の切替先パスで疎通確認を行う。この場合、外部網400側の正常性の確認を行うようにしてもよい。
【0069】
(その他の例)
これまでに説明したパス状態確認動作は例に過ぎない。例えば、疎通確認をIngressノード装置100とEgressノード装置200間で行ってもよいし、品質評価をIngressノード装置100とユーザの受信ノード500間で行ってもよい。
【0070】
切替先パスを含むパスの状態確認(疎通確認及び/又は品質評価)を行う起点となる装置(状態確認のパケットを送信する装置)は、切替先パスを通るようにデータを送信することが可能な装置であればどのような装置でもよい。そのような装置としては、Ingressノード装置100の他、例えばユーザの送信ノードがある。
【0071】
ユーザの送信ノードとユーザの受信ノード間で状態確認を行う場合の例を
図6に示す。なお、この場合の例は、ユーザの送信ノードとユーザの受信ノードが、外部システム300と制御メッセージの送受信を行うことができることを前提としている。
【0072】
図6の例では、MPLS網に外部網400、600が接続され、外部網400にユーザの受信ノード500が接続され、外部網600にユーザの送信ノード700が接続されている。
図5の場合と同様に、MPLS網以外の外部網は、そもそも網内でシグナリングを用いない通信制御方式を採用している場合があり(IPルーティングや、Ethernet(登録商標)スイッチ、OpenFlow等)、その場合、その区間のパス設定完了状態を(データを実際に流す前に)迅速に把握することが困難である場合があるため、本例では、エンド−エンドのパス(送信ノード700〜Ingressノード装置100間のパス(VPN等)と、Ingressノード装置100〜Egressノード装置200間の切替先パスと、Egressノード装置200〜受信ノード400間のパスからなる)の完成に時間がかかることを想定している。
【0073】
この例では、
図6に示すように、外部システム300が状態確認開始メッセージを送信ノード700に送信する(ステップ501)。状態確認開始メッセージを受信した送信ノード700は、受信ノード500宛てに状態確認用パケット(データ)を送信する(ステップ502)。
【0074】
送信ノード700から送信された状態確認用パケットは、エンド−エンドのパスが正常に生成されていれば、MPLS網における切替先パスを通って、受信ノード500に届き、受信ノード500は、状態確認結果を外部システム300に送信する(ステップ503)。外部システム300では、状態が正常であるか否かの判定を行う(ステップ504)。正常であると判定されれば、切替先パスへのデータ通信の切替えを行い、正常でない場合は、例えば、別の切替先パスを生成し、外部網の各パスと接続して、再度状態確認を行う等の動作を行う。
【0075】
別の例を
図7を参照して説明する。この例は、
図4を参照して説明した例2と同様に複数のパスを生成し、それぞれの品質評価を行う。ただし、
図7の例では、切替先パスとして複数のパスを選択し、当該複数のパスを使用して負荷分散(ロードバランス)を行う。
【0076】
本例では、
図7に示すように、外部システム300がIngressノード装置100に切替先パス生成メッセージを送信することにより、分散先の候補となる複数のパス(LSP)が生成される。
【0077】
状態確認(本例では品質評価)の段階において、外部システム300は、負荷分散用品質評価測定開始メッセージをIngressノード装置100に送信する(ステップ601)。
【0078】
負荷分散用品質評価測定開始メッセージを受信したIngressノード装置100は、負荷分散対象の分散先パスのそれぞれにおいて、品質評価用パケット(データ)をEgressノード装置200に向けて送信する(ステップ602)。
【0079】
それぞれの分散先パスにおいて、Ingressノード装置100から送信された負荷分散用品質評価用パケットは、分散先パスを通ってEgressノード装置200に届く。Egressノード装置200は、受信した負荷分散用品質評価用パケットに基づいて、それぞれのパスの品質(本例では遅延)を測定し、品質測定結果を外部システム300に送信する(ステップ603)。
【0080】
品質測定結果を受信した外部システム300では、例えば、複数のパスの品質測定結果をそれぞれ所定の基準値と比較することで、品質を満たす複数パスを分散先パスとして決定し(ステップ604)、当該複数パスへ分散してデータ通信を載せ替えることを指示する切替えメッセージをIngressノード装置100に送信する。これにより、分散先の複数パスでデータ通信が行われる。
【0081】
なお、データ通信の分散の方法は特定の方法に限定されないが、例えば、データパケットをハッシュ関数による計算で均等分散する方法、データパケットを到着順にラウンドロビンで均等分散する方法、データパケット内の識別子に応じて分散する方法(70%帯域を音声パケット、残り30%をデータパケットに割当て、等)等がある。データパケット内の識別子に応じて分散する場合、例えば、品質のよい(遅延の少ない)パスに遅延要求の厳しいパケットを振り分け、品質の劣るパスに遅延要求の厳しくないパケットを振り分けることとしてもよい。
【0082】
更に別の例を
図8を参照して説明する。
図8に示す例は、片方向のパスを2つ用意する(行きと帰り)ことで、エンドーエンド間で1つの双方向の通信パスを提供している環境において、双方向パスの状態を確認して切替える場合の例である。
図8に示す各ノード装置は、IngressとEgressの両方の機能を備える。一方のパスに関するIngressと、他方のパスに関するIngressは、逆の端点に位置し、それぞれのシグナリングは個別に実施される。また、各ノード装置は、片方向のパスから受信した品質評価用パケットを折り返し、逆方向のパス上に送信する機能、及び、往復のパスを経由した品質評価用パケットを受信することで、ラウンドトリップの品質評価(遅延測定等)及びラウンドトリップの疎通確認を行う機能を備える。
【0083】
図8の例では、外部システム300は、双方のノード装置(100、200)に対してラウンドトリップの品質を測定するパケットを送信させて品質評価(疎通確認を兼ねる)を行い、品質評価結果を判定し、正常であれば片方向パス2本の切り替えを同時に行う。
【0084】
より具体的には、
図8に示すとおり、外部システム300が切替先パス生成メッセージを各ノード装置に送信することで、片方向のパスを2本含む双方向パスである切替先パスが生成される。
【0085】
外部システム300が品質評価測定開始メッセージをノード装置100に送信するとともに、ノード装置200に送信する(ステップ701)。
【0086】
品質評価測定開始メッセージを受信したノード装置100は、作成されている切替先パス(ノード装置100からノード装置200に向かうパス)上に品質評価用パケットを送信するとともに、品質評価測定開始メッセージを受信したノード装置200は、作成されている切替先パス(ノード装置200からノード装置100に向かうパス)上に品質評価用パケットを送信する(ステップ702)。
【0087】
ノード装置100から送信された品質評価用パケットは、往復の切替先パスを通ってノード装置100に届き、ノード装置200から送信された品質評価用パケットは、反対向きで往復の切替先パスを通ってノード装置200に届く。そして、各ノード装置は、ラウンドトリップの品質評価結果(遅延時間、疎通確認結果等)を外部システム300に送信する(ステップ703)。双方向の品質評価は、両方のノード装置から品質評価用パケット送信して行ってもよいし、ノード装置のどちらか片方のみ品質評価用パケットを送信して行うこととしてもよい。
【0088】
各品質測定結果を受信した外部システム300では、各品質測定結果を所定の値と比較することで、双方向の切替先パスの状態が正常かどうかを判定し(ステップ704)、正常であれば、図示するように切替メッセージを各ノード装置に送信することで切替えを実施する。つまり、本例では、切替先パスは、第1片方向パスと当該第1片方向パスと逆向きの第2片方向パスとを含む双方向パスであり、外部システム300は、状態確認結果に基づき、第1片方向パスと第2片方向パスの両方が正常であると判定した場合に、切替メッセージを送信するとう判定制御を行う。
【0089】
上記のような制御を行うことで、双方向通信が前提となるアプリケーションにおいてもデータの欠落なく切替えを実施できる。
【0090】
なお、
図8に示す例は、行きと帰りの各パスを設定するシグナリングの完了タイミングを待ってから切替える場合の一例である。
図8に示す例以外にも、例えば、行きと帰りの各パスを設定するための切替先パス生成メッセージを送信した後、状態確認(品質評価)を行わずに、各パスの設定が完了したと推定できる所定の時間だけ待ってから、切替メッセージを送信してデータ通信載せ替えを行うこととしてもよい。また、双方向パス(行きと帰りのパス)は、例えば、
図5、
図6に示したように、LSPと外部網のパスとからなるエンド−エンドでの双方向パスであってもよい。
【0091】
なお、本実施の形態では、ポイントーポイント型のパス(LSP)を例にとって説明しているが、パスの形態はこれに限られるわけではなく、例えば、マルチキャスト型のパスであってもよい。マルチキャスト型のパスの場合、切替先パス生成メッセージにより、所望の全対地に分岐到着する形状となっているツリー型パスが切替先パスとして生成される。
【0092】
例えば、MPLSによるM−B−Bを例に取ると、既存のパスが1:Nの対地構成であった場合、切替先のパスも1:Nで新規に張ることになる(ここでは例としてIngressとEgressの場所が変わらないとしている)。これに対して、Ingressが状態確認指示メッセージを受けて状態確認用パケットを流すと、N個の対地から評価結果が外部システム300に返される(Egressから状態確認結果を返す場合)。外部システム300はこれらを集めたうえで、何らかの判定を行い、切替先パスへのパケット載せ替えを判定する。また、Ingressに自動的に結果が折り返ってくるようなOAM(P2MP LSP−Ping等)を利用することで、Ingressから外部システムへ結果報告させる形態をとることも可能である。すなわち、本実施の形態に係る技術では、マルチキャスト型のパスの場合でも、ポイントーポイント型のパスの場合と同様に切替制御を行うことが可能である。
【0093】
(装置構成)
次に、本実施の形態に係るIngressノード装置100と外部システム300の機能構成例を説明する。
【0094】
図9に、Ingressノード装置100の機能構成例を示す。
図9に示すように、Ingressノード装置100は、パス設定部101、データ通信部102、状態確認処理部103、制御部104を備える。
【0095】
パス設定部101は、Egressノード装置200との間でシグナリングメッセージを送受信することにより、パス(LSP)の設定/削除等を行う機能部である。データ通信部102は、設定されたパスを用いて、データを送受信する機能部である。状態確認処理部103は、状態確認のためのパケットを切替先パス上に送信する等、状態確認のための処理を行う機能部である。
【0096】
制御部104は、外部システム300から各種の制御メッセージを受信し、受信した制御メッセージに従った処理を各機能部に指示したり、パス設定/削除等の完了メッセージを外部システム300に送信する機能部である。どのような制御メッセージに対してどのような処理を行うかの例については、
図2〜
図8等を参照してこれまでに説明したとおりである。
【0097】
図10に、外部システム300の例である切替制御装置800の機能構成例を示す。
図10に示すとおり、切替制御装置800は、制御メッセージ処理部801、状態確認結果受信部802、判定部803を有する。
【0098】
制御メッセージ処理部801は、Ingressノード装置100にパス設定/削除、データ通信載せ替え、状態確認等に係る制御メッセージを送信するとともに、送信した制御メッセージに対する応答となる制御メッセージを受信する機能部である。また、制御メッセージ処理部801は、状態確認を指示するための制御メッセージを、送信ノード700等、Ingressノード装置100以外の装置にも送信する機能も有する。
【0099】
なお、制御メッセージ処理部801は、例えば、所定のノード装置(Ingressノード装置100等)に、切替先パスの設定を指示する設定指示メッセージを送信する設定指示手段と、前記所定のノード装置と他のノード装置との間で前記切替先パスが設定された後に、切替元パスから当該切替先パスにデータ通信を載せ替えることを指示する切替指示メッセージを前記所定のノード装置に送信する切替指示手段とを含む。また、制御メッセージ処理部801は、前記切替指示メッセージを送信後、前記切替元パスを削除することを指示する削除指示メッセージを前記所定のノード装置に送信する手段も含む。更に、制御メッセージ処理部801は、前記設定指示メッセージを送信した後に、前記切替先パスの状態を確認することを指示する状態確認指示メッセージを、前記切替先パスを通るようにデータを送信することが可能な装置に送信する状態確認指示手段も含む。
【0100】
状態確認結果受信部802は、状態確認のパケットを受信して疎通確認や品質評価を行う装置(Egressノード装置、受信ノード等)から、状態確認結果(疎通有無、品質の値等)を受信する機能部である。
【0101】
判定部803は、状態確認結果受信部802が受信した状態確認結果を受け取り、当該状態確認結果に基づき、状態確認の対象となった切替先パスの状態が正常か否かを判定する機能部である。前述したように、例えば、状態確認として品質評価を行った場合、品質が所定の値よりも良好な値であれば、切替先パスは正常であると判定する。判定部803は、切替先パスが正常であると判定した場合に、制御メッセージ処理部801に対して切替メッセージ以降のメッセージ送信を指示し、正常でない場合は、例えば、別の切替先パスの生成等の制御を行うよう制御メッセージ処理部801に対して指示する。
【0102】
なお、判定部803は、受信した状態確認の結果に基づき、切替先パス、又は当該切替先パスを含むエンドツーエンドのパスが正常か否かを判定し、正常であると判定した場合に、制御メッセージ処理部801に切替を指示するメッセージを送信させる機能を含む。また、判定部803は、切替先パスの候補となる複数の切替先候補パスが設定されている場合において、当該複数の切替先候補パスのそれぞれについての状態確認の結果を比較することにより、前記複数の切替先候補パスから切替先パスを選択する機能を含む。また、判定部803は、第1片方向パスと当該第1片方向パスと逆向きの第2片方向パスとを含む双方向パスを設定する場合において、前記第1片方向パスと前記第2片方向パスの両方が正常であると判定した場合に、制御メッセージ処理部801に切替メッセージを送信させる機能を含む。更に、判定部803は、状態確認の判定に基づき、データ通信の負荷分散のために利用される複数のパスを選択する機能を含む。
【0103】
本実施の形態に係るIngressノード装置100は、コンピュータ(メモリ、CPU)の機能を含むルータ等の通信装置において、本実施の形態で説明する処理に対応するプログラムを実行させることにより実現可能である。当該プログラムは、可搬メモリ等の記憶媒体に格納して配布し、上記通信装置にインストールして用いてもよいし、ネットワーク上のサーバからダウンロードして上記通信装置にインストールしてもよい。また、本実施の形態で説明する処理をハードウェア回路として実現し、当該ハードウェア回路を通信装置に備えることとしてもよい。
【0104】
また、本実施の形態に係る切替制御装置800は、1つ又は複数のコンピュータ(サーバ等)において、本実施の形態で説明する処理に対応するプログラムを実行させることにより実現可能である。当該プログラムは、可搬メモリ等の記憶媒体に格納して配布し、上記通信装置にインストールして用いてもよいし、ネットワーク上のサーバからダウンロードして上記コンピュータにインストールしてもよい。また、本実施の形態で説明する処理をハードウェア回路として実現し、当該ハードウェア回路をコンピュータ等に備えることとしてもよい。
【0105】
(装置動作)
次に、上記の構成を備える切替制御装置800の動作例を
図11のフローチャートを参照して説明する。この動作例は、
図2の処理シーケンスに対応する。
【0106】
まず、制御メッセージ処理部801が、経路とLSP−IDを指定した切替先パス生成メッセージをIngressノード装置100に送信する(ステップ801)。制御メッセージ処理部801は、切替先パスが生成されたことを示す切替先パス生成完了メッセージを受信する(ステップ802)。続いて、制御メッセージ処理部801は、切替先パスに関する状態確認を行うことを指示する状態確認開始メッセージをIngressノード装置100に送信する(ステップ803)。その後、状態確認結果受信部802は、状態確認結果を受信する(ステップ804)。判定部803は、状態確認結果に基づき、切替先パスの状態が正常か否かを判定し(ステップ805)、正常であればステップ806に進み、正常でなければステップ801に戻る。なお、ここで示す正常でないときの動作は一例に過ぎない。
【0107】
ステップ806では、制御メッセージ処理部801が、切替先パスにデータ通信を載せ替えることを指示する切替メッセージをIngressノード装置100に送信する。更に、制御メッセージ処理部801は、切替元パスの削除を指示する切替元パス削除メッセージをIngressノード装置100に送信し(ステップ807)、切替元パス削除完了メッセージをIngressノード装置100から受信する。
【0108】
(実施の形態の効果等)
これまでに説明した本実施の形態に係る技術により、ネットワーク障害・復旧時、支障移転時の切替・復旧、帯域変更時の切替等において、通信断を0にするだけでなく、SLA保証・タイミングを制御したM−B−B方式を提供することが可能となる。
【0109】
また、通信するデータの種類やユーザによってSLAの評価基準は異なるが、本実施の形態のように、外部システム側に制御点を移したことによって、データの種類やユーザ毎おに、M−B−B時のSLA判定を行うことが可能になる。
【0110】
(第1項)
複数のノード装置を備え、当該複数のノード装置間でシグナリングメッセージを送受信することでデータ通信用のパスを設定する通信システムにおけるパスの切替えを制御する切替制御装置であって、
前記通信システムにおける所定のノード装置に、切替先パスの設定を指示する設定指示メッセージを送信する設定指示手段と、
前記所定のノード装置と他のノード装置との間で前記切替先パスが設定された後に、切替元パスから当該切替先パスにデータ通信を載せ替えることを指示する切替指示メッセージを前記所定のノード装置に送信する切替指示手段と、
を備えることを特徴とする切替制御装置。
(第2項)
前記切替指示手段は、前記切替指示メッセージを送信後、前記切替元パスを削除することを指示する削除指示メッセージを前記所定のノード装置に送信する
ことを特徴とする第1項に記載の切替制御装置。
(第3項)
前記設定指示手段により前記設定指示メッセージを送信した後に、前記切替先パスの状態を確認することを指示する状態確認指示メッセージを、前記切替先パスを通るようにデータを送信することが可能な装置に送信する状態確認指示手段
を備えることを特徴とする第1項又は第2項に記載の切替制御装置。
(第4項)
前記所定のノード装置、及び前記切替先パスを通るようにデータを送信することが可能な装置は、前記切替元パス及び切替先パスについてのIngressノード装置である
ことを特徴とする第3項に記載の切替制御装置。
(第5項)
前記状態確認指示メッセージに基づき実行された状態確認の結果を受信し、当該状態確認の結果に基づき前記切替先パス又は当該切替先パスを含むエンドツーエンドのパスが正常か否かを判定し、正常であると判定した場合に、前記切替指示手段に前記切替指示メッセージを送信させる判定手段
を備えることを特徴とする第3項に記載の切替制御装置。
(第6項)
前記切替先パスは、第1片方向パスと当該第1片方向パスと逆向きの第2片方向パスとを含む双方向パスであり、
前記状態確認指示メッセージに基づき実行された状態確認の結果を受信し、当該状態確認の結果に基づき、前記第1片方向パスと前記第2片方向パスの両方が正常であると判定した場合に、前記切替指示手段に前記切替指示メッセージを送信させる判定手段
を備えることを特徴とする第3項に記載の切替制御装置。
(第7項)
切替先パスの候補となる複数の切替先候補パスが設定されている場合において、前記状態確認指示メッセージに基づき、前記複数の切替先候補パスのそれぞれについて状態確認がなされ、当該状態確認の結果を受信し、前記複数の切替先候補パスの状態確認の結果に基づいて、前記複数の切替先候補パスから切替先パスを選択する判定手段
を備えることを特徴とする第3項に記載の切替制御装置。
(第8項)
前記判定手段は、前記切替先パスとして、データ通信の負荷分散のために利用される複数のパスを選択することを特徴とする第7項に記載の切替制御装置。
(第9項)
コンピュータを、第1項ないし第8項のうちいずれか1項に記載の切替制御装置における各手段として機能させるための切替制御プログラム。
(第10項)
複数のノード装置を備え、当該複数のノード装置間でシグナリングメッセージを送受信することでデータ通信用のパスを設定する通信システムにおけるパスの切替えを制御する切替制御装置により実行される切替制御方法であって、
前記通信システムにおける所定のノード装置に、切替先パスの設定を指示する設定指示メッセージを送信する設定指示ステップと、
前記所定のノード装置と他のノード装置との間で前記切替先パスが設定された後に、切替元パスから当該切替先パスにデータ通信を載せ替えることを指示する切替指示メッセージを前記所定のノード装置に送信する切替指示ステップと、
を備えることを特徴とする切替制御方法。
(第11項)
前記切替指示メッセージを送信した後に、前記切替元パスを削除することを指示する削除指示メッセージを前記所定のノード装置に送信する削除指示ステップ
を備えることを特徴とする第10項に記載の切替制御方法。
(第12項)
前記設定指示メッセージを送信した後に、前記切替先パスの状態を確認することを指示する状態確認指示メッセージを、前記切替先パスを通るようにデータを送信することが可能な装置に送信する状態確認指示ステップ
を備えることを特徴とする第10項又は第11項に記載の切替制御方法。
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。