(57)【要約】【課題】  従来のMPLSパケットでラベルスイッチングを行うと、MPLSラベルヘッダにビット誤りが発生した場合にユーザデータの誤配信が発生する。【解決手段】MPLSラベルヘッダに対してHEC機能を付与することでユーザデータの誤配信が発生を回避する。【選択図】図11
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端末と、第２端末と、前記第１端末と通信する通信制御装置とを備えるネットワークシステムであって、
前記通信制御装置は、
前記第２端末のアドレス情報とデータとを含む第１メッセージを前記第１端末から受信する受信処理部と、
前記データに第１ラベルを付与しインターネットプロトコル（IP）パケット化データとする第１ラベル付与部と、
前記IPパケット化データに第１ラベル誤り制御情報を付与する第１ラベル誤り制御情報付与部とを有することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
前記通信制御装置と通信する中継装置をさらに有し、
前記通信制御装置は前記第１ラベルの付与によりカプセル化された前記IPパケット化データを前記中継装置へ送信することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
前記第１ラベルはVCLSPヘッダであることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記通信制御装置と通信する中継装置をさらに有し、
前記通信制御装置は、
前記第１ラベルの付与によりカプセル化された前記IPパケット化データを前記中継装置へ送信し、
前記中継装置は、
前記第１ラベル誤り制御情報を付与された前記IPパケット化データに、さらに第２ラベルを付与する第２ラベル付与部と、
前記第２ラベルを付与された前記IPパケット化データに第２ラベル誤り制御情報を付与する第２ラベル誤り制御情報付与部とを有することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項５】
前記第２ラベル付与部と前記第２ラベル誤り制御情報付与部とは、前記第１ラベル誤り制御情報が前記第１ラベルと前記第２ラベルとの間に、前記第２ラベル誤り制御情報が前記第２ラベルと前記データとの間に、各々位置するように付与を行うことを特徴とする請求項４に記載のネットワークシステム。
【請求項６】
前記第２ラベル付与部は、前記第１ラベル誤り制御情報を付与された前記IPパケット化データを、前記第２ラベルの付与によりカプセル化することを特徴とすることを特徴とする請求項４に記載のネットワークシステム。
【請求項７】
前記第２ラベルはTLSPヘッダであることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項８】
前記通信制御装置は、前記第１ラベル誤り制御情報を付与された前記IPパケット化データを受信するときに、前記１ラベル誤り制御情報に基づいて、前記第１ラベルについての誤りの有無を検出するラベル誤り制御情報解析部を有することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項９】
前記中継装置は、前記第１ラベル誤り制御情報を付与された前記IPパケット化データを受信するときに、前記１ラベル誤り制御情報に基づいて、前記第１ラベルについての誤りの有無を検出するラベル誤り制御情報解析部を有することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項１０】
前記中継装置は、前記データについてBIP-8演算を行い、かつBIP-8演算結果情報を前記データに付与するBIP-8演算解析部を有することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項１１】
前記通信制御装置は、前記データについてBIP-8演算を行い、BIP-8演算結果情報を前記データに付与するBIP-8演算解析部を有することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラベル・スイッチングにてパケット配信を行うMPLSネットワーク網において、誤配信を防止し、信頼性の高いネットワークを提供する技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信キャリアのバックボーンネットワークのフルIP・Ethernet（登録商標）化が進展しており、旧来から存在するSDH/SONET (Synchronous Digital Hierarchy/Synchronous Optical Network)技術をベースとするバックボーンネットワークと新しいIP・Ethernet技術をベースとするバックボーンネットワークが並存する状況となっている。本状況を受け、ネットワーク並存による設備、保守の非効率解消の為に、SDH/SONET信号をIP・Ethernetパケット化することにより、IP・Ethernetベースのバックボーンネットワークに集約を図る為の検討が行われている。具体的には、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３などに規定されるT-MPLS技術などに代表される。
【０００３】
MPLSでは、User DataをラベルヘッダでIP化(以下、パケット化と呼ぶ)した高速データ転送を特徴とする。従来のルータが行っているIPパケット転送(レイヤ3)と異なり、MPLSではラベル情報をIPパケット内に組込むことで、レイヤ3を介さないレイヤ2での高速パケット転送を可能としている。ここでUser Dataとは、SDH/SONET信号からSOH(Section Overhead)を取除いたペイロード部を指す。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ITU-T G.8110.1/Y.1370.1 Architecture of Transport MPLS (T-MPLS) layer network
【非特許文献２】ITU-T G.8112/Y.1371 Interfaces for the Transport MPLS (T-MPLS) Hierarchy
【非特許文献３】ITU-T G.8112/Y.1381 Characteristics of Transport MPLS equipment functional blocks
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図1、図2にUser Dataをラベルヘッダでパケット化した信号を示す。ラベルヘッダとは、4 byte長のVCLSP(Virtual Circuit Label Switching Protocol、仮想回線ラベルスイッチングプロトコル)、TLSP(Tunnel Label Switching Protocol、トンネルラベルスイッチングプロトコル)を指す。User DataをVCLSPパケット、TLSPパケットでパケット化したものをMPLSパケットと呼ぶ。
【０００６】
VCLSP、TLSPの用途について図3を用いて説明する。図3は基本的なMPLSネットワーク網の構成である。ここでは、User DataをClient装置1-1(10-1)からClient装置2-1(20-1)へ配信する場合を考える。図3では、User DataとしてSDH/SONET信号を例に説明する。まず、Client装置1-1(10-1)からの信号を、MPLSエッジ装置1(11-1)にてOH(オーバーヘッド)を終端しUser Dataを抽出、VCLSPでカプセル化する。このVCLSPを用いることで、Client装置間でのUser Dataの行き先を明確化する。図3では、Client装置1-1(11-1)からClient装置2-1(20-1)までの行き先をVCLSPで明示している。なお、OHには、送信先であるClient装置2-1〜2-n（20-1〜20-n）のアドレス情報（IPアドレスやディスティネーションアドレスなど）を含む。
【０００７】
続いて、MPLSコア装置1(12-1)にてTLSPを付与する。TLSPでVCLSPをカプセル化することで、同一MPLSネットワーク網内のEnd to EndでVCLSPを見ずにパケット転送(以下、ラベルスイッチと呼ぶ)することができる。図3では、MPLSコア装置1(12-1)にてTLSP1を付与し、MPLSコア装置2(12-1)へラベルスイッチし、MPLSコア装置1ではTLSP1からTLSP2へラベルを置換えてMPLSコア装置3(12-3)へラベルスイッチする。MPLSコア装置3(12-3)では、TLSP2を終端してMPLSエッジ装置2(12-2)へラベルスイッチし、MPLSエッジ装置2(12-2)ではVCLSPを終端してClient装置2-1(20-1)へUser Dataを配信する仕組みである。複数のMPLSネットワーク網をまたがる場合は、図2に示すようにTLSPを多段付与(以下、ラベルスタックと呼ぶ)すればよい。
【０００８】
ラベルスタック出来ることはMPLSの特徴の１つである。ATM(Asynchronous Transfer Mode)ではATMセルヘッダ内にVPI(Virtual Path Identifier)、VCI(Virtual Channel Identifier)が割当てられている。MPLSでのTLSPがVPIに、VCLSPがVCIに該当すると考えることができるが、ATMの場合では3つ以上のラベルに対応することが出来ない。
【０００９】
図1、図2に示すように、MPLSパケットのUser Data領域はn byte長である。これは、MPLSパケット化はUser Dataに依らずに行えることを示している。
【００１０】
近年では、信号種も用途に応じて多様化しており、SDH/SONET信号に限らずMPLSパケット化できることが望まれる。信号種としては、例えば、LAN(Local Area Network)の主流でありIEEE802.3で標準化されたイーサネット(登録商標)、SAN(Storage Area Network)の主流でありANSI T11(The American National Standards Institute T11 technical committee)で標準化されているファイバチャネルなどが挙げられる。
【００１１】
図4にMPLSネットワーク網に接続される信号一覧表を示す。信号種は多岐に渡り、伝送速度も50Mbpsから40Gbpsまでと広帯域である。MPLS技術では、上述のように信号種に依らずにラベルヘッダでパケット化した高速ラベルスイッチ(高速データ転送)を特徴としている。
【００１２】
上記で説明したように、MPLSネットワーク網ではラベルスイッチング技術を用いることで、信号種に依らない高速データ配信が可能になる。しかし、MPLS装置間のパケット転送中に、TLSP、VCLSPラベルヘッダにビット誤りが発生した場合、MPLSパケットが誤った方路に配信されてしまう恐れがある。
【００１３】
以下、ラベルにビット誤りが発生した場合でも誤配信を防止することができる、信頼性の高いネットワーク提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によるネットワークシステムは、一例として、第１端末と、第２端末と、前記第１端末と通信する通信制御装置とを備えるネットワークシステムであって、前記通信制御装置は、前記第２端末のアドレス情報とデータとを含む第１メッセージを前記第１端末から受信する受信処理部と、前記データに第１ラベルを付与しインターネットプロトコル（IP）パケット化データとする第１ラベル付与部と、前記IPパケット化データに第１ラベル誤り制御情報を付与する第１ラベル誤り制御情報付与部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、様々な信号が混在するMPLSネットワーク網において、MPLSパケットの誤配信を防止した、信頼性の高いMPLSネットワーク網を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】MPLSネットワーク網におけるMPLSパケットを示す説明図。
【図２】MPLSネットワーク網におけるMPLSラベルスタックされたMPLSパケットを示す説明図。
【図３】MPLSパケットを用いたMPLSネットワーク網を示す説明図。
【図４】MPLSネットワーク網に接続される信号種を示す一覧表。
【図５】HEC機能を用いたMPLSパケットを示す説明図。
【図６】HEC機能を用いたMPLSラベルスタックされたMPLSパケットを示す説明図。
【図７】HEC機能を用い、さらにBIP-8を付与したMPLSパケットを示す説明図。
【図８】HEC機能を有したMPLSエッジ装置のハード構成を示す説明図。
【図９】HEC機能を有したMPLSコア装置のハード構成を示す説明図。
【図１０】HEC機能を有したMPLSエッジ装置、MPLSコア装置の機能ブロックを説明する一覧表。
【図１１】HEC機能を有したMPLSエッジ装置、MPLSコア装置を用いたMPLSネットワーク網を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に関する代表的な実施形態について図面を用いて説明する。以下では、図4の全ての信号を、任意に図1、図2のUser Data領域へパケット化することができるものとする。
【００１８】
本実施例では、VCLSP、TLSPの各ラベルに対してラベル誤り制御であるHEC(Header Error Control)機能を付与する。図5、図6にHECを付与したMPLSパケット構成を示す。VCLSP、TLSP全てに対して、1 byteずつのHECを付与する。HECは1 bitの誤り訂正能力、2 bit以上の誤り検出能力を有する。HECは送信側で、生成多項式に基づき該当ラベルに対して実施し、HEC領域に演算結果を付与する。
【００１９】
受信側では、ラベルとHECの5byteに対してHEC演算式に基づき8bitの演算結果を算出する。この8bit演算結果はシンドローム値が定められており、8bitの値によってラベルとHECの5byte内の、いずれか1bitが誤っていることを特定することができる。8bitが全て0の場合、ラベルとHECに誤り無しである。8bitがシンドローム値以外の値の場合、2bit以上の誤りが存在する。
【００２０】
受信側HEC演算の結果、2bit以上の誤り有りと判定された場合は、誤り箇所を特定することが出来ないため、ラベルのビット誤り訂正を行うことができない。誤り訂正不能時、つまり2 bit以上の誤りが発生した場合には、誤配信を避けるために該当パケットを破棄する。
【００２１】
また、図7に示すようにUser Data領域に対してBIP-8演算を行ってもよい。BIP-8を用いる場合には、User Dataのビット誤り有無を監視することができる。具体的な手法としては、送信側MPLS装置でBIP-8演算結果を次フレームのBIP-8位置に挿入する。受信MPLS装置では、受信パケットのUser Data領域に対してBIP-8演算を実施し、次フレームのBIP-8領域と照合を行うことでビット誤りを監視する。
【００２２】
尚、図5、図6、図7のMPLSパケット構成では、ラベルとHECを交互に配置しているが、これはハード構成の都合によるものである。MPLSでは複数ラベルスタックされることを想定し、ラベル内にS(Bottom of Stack)ビットが1bit割当てられている。Sビットはラベルスタックの最後のラベルかを判定するビットであり、S=1の場合はそのラベルが最後のラベルであることを示す。S=0の場合は以降にラベルがあることを示す。
【００２３】
HEC訂正の際は、MPLSパケットの先頭から5byte目がHECであるとしてHEC訂正を実施する。HEC訂正後、MPLSパケットの先頭4byteがラベルであるとしてSビット判定を行う。S=0の場合は、MPLSパケット内にまだラベルがスタックされているため、MPSLパケットの先頭から10byte目が2個目のHECであるとしてHEC訂正を行い、MPSLパケット先頭から6〜9byte目が2個目のラベルであるとしてSビット判定を行う。以下、S=1が検出されるまでHEC訂正とSビット判定を繰返す。
【００２４】
上記のように、Sビット判定を行う都合上、ラベルとHECは交互に配置する必要がある。
【００２５】
上記機能を実現させるための具体的な回路構成を以下に説明する。MPLSのハード構成としては、MPLSネットワーク網の端点に配置されるMPLSエッジ装置と、MPLSネットワーク網内に配置されるMPLSコア装置の2点に大別される。
【００２６】
図8にHEC機能を有したMPLSエッジ装置(50)の回路構成を示す。各機能部の具体的な機能概要を示した表を図10に示す。以下、図１０の表中のNo.を＃で示す。Client装置からの受信方向では、Client装置より受信した信号のMPLSパケット化を行う。まず、「#1：主信号処理部(受信側)(51)」でOH等を終端、User Dataを抽出し、「#3：ラベル付与部(53)」にてVCLSPを付与し、「#5：HEC付与部(55)」にてVCLSPに対するHECを付与することで、User DataのMPLSパケット化を行う。
【００２７】
Client装置への送信方向では、MPLS装置より受信したパケットからUser Dataの抽出を行う。まず、「#7：HEC解析部(MPLSエッジ装置用)(57)」にて受信したVCLSPの誤り検出、誤り訂正を行う。2 bit以上の誤りの際は、ラベル内のビット誤り訂正が出来ないことを意味しており、該当MPLSパケットの誤配信につながる可能性があるため該当パケットを破棄すること。破棄した際は、破棄パケット数をカウントし、統計情報として取得すればネットワーク全体としてMPLSパケットの管理が可能になる。続いて、「#8：HEC終端部(58)」にてHECを終端し、「#4：ラベル終端部(54)」にてVCLSPを終端することでUser Dataのみが抽出される。「#2：主信号処理部(送信側)(52)」にてUser DataにOH等を付与してClient装置に送信する。
【００２８】
特に設定した場合には、「#6：BIP-8解析部(56)」でUser Dataのビット誤りを監視するが、これは必須機能とはしないため必要に応じて本機能は削除可能とする。
【００２９】
図9にHEC機能を有したMPLSコア装置(60)の回路構成を示す。各機能部の具体的な機能概要を図10に示す。受信したMPLSパケットは、「#10：HEC解析部(MPLSコア装置用)(62)」にて全ラベル(VCLSP、TLSP)に対して誤り検出、誤り訂正を行う。いずれかのラベルに2bit以上の誤りがあった際には、パケットを破棄することを推奨する。続いて、「#11：ラベル処理部(63)」にて、ラベルの追加付与(Push)、ラベルの付替え(Swap)を行う。「#12：HEC処理部(64)」では、「#11：ラベル処理部(63)」にてラベルの追加付与(Push)された場合は、HECの追加付与を行い、ラベルの付替え(Swap)された場合は、該当ラベルのHEC付替えを行う。MPLSコア装置では、上記回路を2系統持つことで双方向通信を実現する。
【００３０】
特に設定した場合には、「#9：BIP-8解析部(61)」では、MPLSエッジ装置と同様にUser Dataのビット誤りを監視するが、これは必須機能とはしないため必要に応じて本機能は削除可能とする。
【００３１】
以下、図8、図9で提案するHEC機能を有したMPLSエッジ装置(50)、HEC機能を有したMPLSコア装置(60)を用いたMPLSネットワーク構成を説明する。
【００３２】
図11は、MPLSネットワーク網の詳細構成であり、MPLSエッジ装置、MPLSコア装置はともにHEC機能を有している。
【００３３】
HEC機能を有したMPLSエッジ装置(50)では図8に示すように、Client装置からの受信方向では、Client装置より受信した信号のMPLSパケット化を行う。まず、Client装置から受信した信号からUser Dataを抽出し、VCLSPを付与し、VCLSPに対するHECを付与し、User Data（ペイロードであるデータ部分）のMPLSパケット化を行う。このMPLSパケットを後段のMPLSエッジ装置、もしくはMPLSコア装置へ送信する。
【００３４】
Client装置への送信方向では、MPLSエッジ装置、もしくはMPLSコア装置より受信したMPLSパケットからUser Dataの抽出を行う。まず、HEC機能を用いて受信したMPLSパケットのVCLSPの誤り検出、誤り訂正を行う。2 bit以上の誤りの際は、HECによる誤り訂正ができないため、該当パケットを破棄することを推奨する。続いて、HEC、VCLSPを終端部し、User DataにOH等を付与してClient装置に送信する。
【００３５】
HEC機能を有したMPLSコア装置(60)では図9に示すように、HEC機能を用いて受信したMPLSパケットの全ラベル(VCLSP、TLSP)に対して誤り検出、誤り訂正を行う。いずれかのラベルに2bit以上の誤りの際は、HECによる誤り訂正ができないため、該当パケットを破棄することを推奨する。続いて、ラベルの追加付与(Push)、ラベルの付替え(Swap)を行い、ラベルの追加付与(Push)された場合にはHECの追加付与、ラベルの付替え(Swap)された場合は該当ラベルのHEC付替えを行う。
【００３６】
また、必要に応じて、User Data領域に対してBIP-8演算を行っても良い。BIP-8を用いる場合にはUser Dataのビット誤り有無を監視することができる。具体的な手法としては、送信側MPLS装置でBIP-8演算結果を次フレームのBIP-8位置に挿入する。受信MPLS装置では、受信パケットのUser Data領域に対してBIP-8演算を実施し、次フレームのBIP-8領域と照合を行うことでビット誤りを監視する。
【００３７】
図11において、Client装置1-1(10-1)から受信したUser Dataを、Client装置2-1(20-1)へ配信する場合を例に説明する。まず、Client装置1-1(10-1)からの信号を、HEC機能を有したMPLSエッジ装置1(70-1)にてOHを終端しUser Dataを抽出、VCLSPとVCLSPに対応したHEC(VCLSP HEC)でMPLSパケット化する。このMPLSパケットを、HEC機能を有したMPLSコア装置1(71-1)へラベルスイッチする。
【００３８】
HEC機能を有したMPLSコア装置1(71-1)では、VCLSP HEC機能による誤り検出を行い、誤りがあった場合は1 bitまでの誤り訂正を行い、2 bit以上の誤りの場合はMPLSパケットを破棄する。その後、TLSP1とTLSP1に対応したHEC(TLSP1 HEC)を付与して、HEC機能を有したMPLSコア装置2(71-2)へラベルスイッチする。
【００３９】
HEC機能を有したMPLSコア装置2(71-2)では、VCLSP HEC機能、TLSP1 HEC機能による誤り検出を行い、VCSLP、TLSP1に誤りがあった場合は1 bitまでの誤り訂正を行い、VCSLP、TLSP1のいずれかに2 bit以上の誤りがあった場合はMPLSパケットを破棄する。その後、TLSP1をTLSP2に置換え、TLSP1 HECをTLSP2に対応したHEC(TLSP2 HEC)に置換えて、HEC機能を有したMPLSコア装置3(71-3)へラベルスイッチする。
【００４０】
HEC機能を有したMPLSコア装置3(71-3)では、VCLSP HEC機能、TLSP2 HEC機能による誤り検出を行い、VCSLP、TLSP2に誤りがあった場合は1 bitまでの誤り訂正を行い、VCSLP、TLSP2のいずれかに2 bit以上の誤りがあった場合はMPLSパケットを破棄する。その後、TLSP2を終端して、HEC機能を有したMPLSエッジ装置2(70-2)へラベルスイッチする。
【００４１】
ここで、MPLSコア装置3(71-3)受信時にVCLSPにビット誤りが発生し、Client装置3-1(30-1)用のVCLSPになってしまった場合を考える。VCLSP HECがない場合は、VCLSPが誤ったままに従って、MPLSエッジ装置3(70-3)へラベルスイッチされ、そのままClient装置3-1(30-1)へUser Dataが誤配信されてしまう。HEC機能を用いることで、VCLSPの誤り訂正ができ、MPLSエッジ装置2(70-2)へラベルスイッチし、正しくClient装置2-1(20-1)へUser Dataを配信することができる。
【００４２】
上述のように、MPLSエッジ装置、MPLSコア装置にHEC機能を有することで、ビット誤りによってUser DataがClient装置3-1(30-1)に誤配信されてしまうところを、Client装置2-1(20-1)に正しく配信することができる。これにより、高信頼性のMPLSネットワーク網を実現することができる。
【００４３】
MPLSネットワーク網では、MPLSラベルヘッダにビット誤りが発生した場合に、ことなる宛先にデータが誤配信されることが懸念される。この懸念に対し、MPLSラベルヘッダ（VCLSP、TLSPの各ラベル）に対してHECを付与することで、MPLSラベルヘッダのビット誤りを訂正し、データ誤配信を防止することができる。これにより、MPLSネットワーク網において、信頼性の高いネットワーク提供できる。
【符号の説明】
【００４４】
10-1〜10-n・・・クライアント装置1-1〜1-n
20-1〜20-n・・・クライアント装置2-1〜2-n
30-1〜30-n・・・クライアント装置3-1〜3-n
40-1〜40-n・・・クライアント装置4-1〜4-n
11-1〜11-4・・・MPLSエッジ装置1〜4
12-1〜12-5・・・MPLSコア装置1〜5
50・・・HEC機能を有したMPLSエッジ装置
51・・・#1：主信号処理部(受信側)
52・・・#2：主信号処理部(送信側)
53・・・#3：ラベル付与部
54・・・#4：ラベル終端部
55・・・#5：HEC付与部
56・・・#6：BIP-8解析部
57・・・#7：HEC解析部(MPLSエッジ装置用)
58・・・#8：HEC終端部
60・・・HEC機能を有したMPLSコア装置
61・・・#9：BIP-8解析部
62・・・#10：HEC解析部(MPLSコア装置用)
63・・・#11：ラベル処理部
64・・・#12：HEC処理部
10-1〜10-n・・・クライアント装置1-1〜1-n
20-1〜20-n・・・クライアント装置2-1〜2-n
30-1〜30-n・・・クライアント装置3-1〜3-n
40-1〜40-n・・・クライアント装置4-1〜4-n
70-1〜70-4・・・HEC機能を有したMPLSエッジ装置1〜4
71-1〜71-5・・・HEC機能を有したMPLSコア装置1〜5
【図１】
2010206741.tif 000003
【図２】
2010206741.tif 000004
【図３】
2010206741.tif 000005
【図４】
2010206741.tif 000006
【図５】
2010206741.tif 000007
【図６】
2010206741.tif 000008
【図７】
2010206741.tif 000009
【図８】
2010206741.tif 000010
【図９】
2010206741.tif 000011
【図１０】
2010206741.tif 000012
【図１１】
2010206741.tif 000013