(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの入力インデックスに対して出力インタフェース部の優先使用順位が記載されたＭＡＰテーブルと、出力インタフェースごとの障害の有無が記載された障害ビットテーブルとを備え、
出力インタフェースごとに障害の有無を検出し、前記障害ビットテーブルを更新する障害情報管理部と、
障害ビットテーブル及びＭＡＰテーブルを参照し、障害が発生していない出力インタフェースの内、前記優先使用順位が最も高い出力インタフェースを出力先として選択する出力情報検索部とを有することを特徴とするルータ。
【請求項２】
請求項１記載のルータにおいて、出力インタフェースが仮想的な回線に置換されたことを特徴とするルータ。
【請求項３】
前記ルータはＭＰＬＳ（Multiprotocol Label Switching）ルータであることを特徴とする請求項２記載のルータ。
【請求項４】
前記１つの入力インデックスに対する前記出力インタフェース部の優先使用順位は、ＮＨＬＦＥ（Next Hop Label Forwarding Entry）で規定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のルータ。
【請求項５】
一つの入力インデックスに対して出力インタフェース部の優先使用順位が記載されたＭＡＰテーブルと、出力インタフェースごとの障害の有無が記載された障害ビットテーブルとを備えたルータの障害発生箇所迂回方法であって、
出力インタフェースごとに障害の有無を検出し、前記障害ビットテーブルを更新するステップと、
障害ビットテーブル及びＭＡＰテーブルを参照し、障害が発生していない出力インタフェースの内、前記優先使用順位が最も高い出力インタフェースを出力先として選択するステップとを有することを特徴とするローカル迂回方法。
【請求項６】
請求項５記載のローカル迂回方法において、出力インタフェースが仮想的な回線に置換されたことを特徴とするローカル迂回方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め一つの入力インデックスに対して複数の出力先が登録され、障害が発生していない出力先を選択するルータ／ネットワークのローカル迂回方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速ルーティングを実現するために種々のルータが開発されている。このようなルータとしては、例えばＲＦＣ３０３１で規定されたＭＰＬＳ（Multiprotocol Label Switching Architecture）のルータがある。ＭＰＬＳは、従来のネットワーク層プロトコルによる転送に比べて、転送速度やネットワーク管理（トラフィック毎のポリシー等）など様々な点で利点を有し、広く採用されてきている。
【０００３】
図１にＭＰＬＳドメインの構成例を示す。
ＭＰＬＳドメイン内では、ＦＥＣ（Forwarding Equivalence Classes）をトラフィック分割の基準にして各ＬＳＰ（Label Switched Path ）が形成される。各ＬＳＰにおいて、ＭＰＬＳドメインの入り口のルータはIngress ＬＳＲ（Label Switching Router）、出口のルータはEgressＬＳＲと呼ばれる。  Ingress ＬＳＲは、各ＦＥＣに対応するNext Hopや出力ラベル等の情報であるＮＨＬＦＥ(Next Hop Label Forwarding Entry) のＭＡＰを有する。Ingress 以外のＬＳＲは、各入力ラベルに対応するＮＨＬＦＥのＭＡＰを保持する。
以上のような構成をとるＭＰＬＳドメインでは、以下のようなスイッチングを行っていきデータを転送していく。
【０００４】
Ingress ＬＳＲは、自身のＮＨＬＦＥのＭＡＰを参照して、入力されたパケット（入力インデックス）にラベルを付し、Next Hop（出力インタフェース部）へ出力する。
ＭＰＬＳドメイン内のIngress ＬＳＲ及びEgressＬＳＲ以外のＬＳＲは、自身のＮＨＬＦＥを参照して、入力インデックスのラベルを交換しNext Hopへ出力する。
EgressＬＳＲは、パケットからラベルをとり、ＭＰＬＳドメイン外へパケットを送出する。
【０００５】
以上のように、ＭＰＬＳでは、ＦＥＣごとにＭＰＬＳドメイン内のパスが決まっており、各ルータは所定の出力インタフェース部へラベルを交換したパケットを出力するだけでよいため、極めて高速なルーティングが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの高速ルーティング技術を採用しても、ネットワークに障害が発生した場合には通常時のルーティングが行えない。以下、図２に示すＭＰＬＳのＬＳＲペア（ＬＳＲ１−ＬＳＲ２）間において障害が発生した場合を例にとり説明する。
【０００７】
図２において、ＬＳＲ１は、出力先インターフェイス１−１に障害が発生している。したがって、ＬＳＲ１は、ＬＳＰ２へパケットを転送できない。そこで、何らかの回避処理が必要となる。
もし、ＬＳＰは、各ＭＡＰがユーザによりスタティック（Static）に設定されるものである場合、ユーザにより新しいＭＡＰ情報へ変更されるのを待つか、障害が解消するのを待つ必要がある。また、ＬＤＰ（Label Distribution Protocol ）により新しいＭＡＰ情報を作成するものであっても、Label Distribution peer 間で情報のやりとりが必要となる。
いずれにしても、ＬＳＰは、新しくＭＡＰが作成されるまではパケットを破棄する。したがって、ネットワークの信頼性は極めて低くなる。また、障害が解消するまで又はルーティングし直されるまで、入力されたパケットをバッファリングして後に送信するようにすると、データ伝送に遅延が生じる。
【０００８】
以上のように、このようなルータ／ネットワークをミッション・クリティカルなトラフィック伝送用に使用することは困難であるという問題点が存在する。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、一つの入力インデックスに対して複数の出力先を設定しておき、障害が発生していない出力先にパケットを送出できるようにし、例えばミッション・クリティカルなトラフィックも伝送可能とするルータ及びルータの出力先決定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載のルータは、一つの入力インデックスに対して出力インタフェース部の優先使用順位が記載されたＭＡＰテーブルと、出力インタフェースごとの障害の有無が記載された障害ビットテーブルとを備え、出力インタフェースごとに障害の有無を検出し、前記障害ビットテーブルを更新する障害情報管理部と、障害ビットテーブル及びＭＡＰテーブルを参照し、障害が発生していない出力インタフェースの内、前記優先使用順位が最も高い出力インタフェースを出力先として選択する出力情報検索部とを有することを特徴とする。これにより、出力先のインタフェース部／インタフェースや仮想的な回線に障害が生じても、すぐに他の出力先に変更できるため、例えばミッション・クリティカルなトラフィック伝送も可能となる。
また、優先使用順位を付け、障害が発生していない出力先の内、優先使用順位の最も高いものを使用するので、障害発生時でも効率的なルートを設定可能となる。
【００１１】
また、請求項２記載のルータは、請求項１記載のルータにおいて、出力インタフェースが仮想的な回線に置換されたことを特徴とする。
【００１２】
以上の発明は、請求項３に記載のように、特にＭＰＬＳ（Multiprotocol Label Switching ）などの入力インデックスに対して予めパス（経路）が規定されたルーティングを行うネットワークに適用することが好ましい。また、請求項４のように、入力インデックスに対する出力インタフェース部の優先使用順位は、ＮＨＬＦＥ（Next Hop Label Forwarding Entry）で規定されることが好ましい。これにより、障害発生時にも高速なルーティングを実現でき、しかもミッション・クリティカルなトラフィック伝送も可能となるからである。また、復旧時には予め設定されたパスに戻るため、効率的な伝送も可能となる。
【００１４】
また、請求項５、請求項６に記載のローカル迂回方法は、一つの入力インデックスに対して出力インタフェース部及び／又は仮想的な回線の優先使用順位が記載されたＭＡＰテーブルと、出力インタフェース及び／又は仮想的な回線ごとの障害の有無が記載された障害ビットテーブルとを備えたルータの障害発生箇所迂回方法であって、次のステップを有することを特徴とする。
（１）出力インタフェース及び／又は仮想的な回線ごとに障害の有無を検出し、障害ビットテーブルを更新するステップ。
（２）障害ビットテーブル及びＭＡＰテーブルを参照し、障害が発生していない出力インタフェース及び／又は仮想的な回線の内、優先使用順位が最も高い出力インタフェース及び／又は仮想的な回線を出力先として選択するステップ。
これにより、出力先のインタフェース部／インタフェースや仮想的な回線に障害が生じても、すぐに他の出力先に変更できるため、例えばミッション・クリティカルなトラフィック伝送も可能となる。
また、優先使用順位を付け、障害が発生していない出力先の内、優先使用順位の最も高いものを使用するので、障害発生時でも効率的なルートを設定可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るルータ及びローカル迂回方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明においてはＭＰＬＳにおけるルータを例にとる。
まず、ルータの構成について説明する。
【００１６】
（ルータ）
図３は、ＬＳＲのハード構成例を示す。
図３において、ＬＳＲは、一又は複数のスロットを有する。各スロットは、それぞれ同一でも異なっていてもよい物理パッケージである。例えば、ＡＴＭ（ＯＣ−３）やＦａｓｔＥｔｈｅｒｎｅｔ（１００Ｂａｓｅ−ＴＸ）などの物理パッケージを搭載する。
各スロットは、それぞれの物理パッケージに応じた一又は複数の入出力インタフェース部を備える。
図３においてＬＳＲ−ＭＢは、ＭＡＰ管理及び各Slot/Interfaceの状態管理を行う、いわゆる管理ボード（ManagementBoard ）である。
【００１７】
図４は、ＬＳＲの内部構成例を示すブロック図である。図４に示す各ブロックは図３のＬＳＲ−ＭＢに搭載されていてもよい。図４において、ＬＳＲは、ＬＳＲ−ＭＡＰテーブル記憶部１０、障害ビットテーブル記憶部１１と、障害情報管理部１２と、出力情報検索部１３と、フレーム（ラベル）生成・解析部１４と、送受信バッファ１５とを備える。
【００１８】
（ＬＳＲ−ＭＡＰテーブル記憶部１０）
図４において、ＬＳＲ−ＭＡＰテーブル記憶部１０は、例えば図５に示すようなＭＡＰテーブルが記憶される。
図５において、ＭＡＰテーブルは、入力インデックス（Ｉｎｄｅｘ１〜ＩｎｄｅｘＮ、Ｎは正の整数）に対するＮＨＬＦＥを規定したテーブルである。Ingress ＬＳＲの場合はＦＴＮとなり、Ingress ＬＳＲ以外ではＩＬＭとなる。各ＮＨＬＦＥは、要素の一つとして、出力先スロット、インタフェース部の情報が含まれる。次に、入力インデックス『Ｉｎｄｅｘ１』を例にとり詳細に説明する。
【００１９】
図５において、入力インデックス１の『ＦＥＣ１』に対しては、『ＮＨＬＦＥ１Ａ』、『ＮＨＬＦＥ１Ｂ』、『ＮＨＬＦＥ１Ｃ』．．．が規定されている。なお、ＮＨＬＦＥ１の次に記したアルファベットは、優先度（優先使用順位）を示し、Ａと記されたＮＨＬＦＥの優先度が最も高く、以下ＢからＺへの順に優先度が低いことを表す。つまり、入力インデックスに対して一又は複数のＮＨＬＦＥが優先度順でＭＡＰされている。また、複数のＮＨＬＦＥがＭＡＰされている場合には、ＮＨＬＦＥに優先度（優先使用順位）が設定される。
したがって、ＮＨＬＦＥが二つのみＭＡＰされる場合は、優先度が高いＮＨＬＦＥはプライマリ（Primary ）となり、低いほうはセカンダリ（Secondary ）となる。
【００２０】
ＮＨＬＦＥには、少なくとも出力先を特定するための情報とパケットに付するラベルの数字などの出力情報が含まれる。ＮＨＬＦＥ１Ａは、出力先がスロット５の出力先インタフェース部２で、出力ラベルとして１６を付するという情報が含まれている。
【００２１】
ＬＳＲ−ＭＡＰテーブルは、任意の方法で作成できる。例えば、手動によってスタティック（Static）に設定してもよく、ＬＳＲのペア間でのＬＤＰ（Label Distribution Protocol ）によって自動生成してもよい。
【００２２】
（障害ビットテーブル記憶部１１）
障害ビットテーブル記憶部１１は、例えば図６に示すような障害ビットテーブルを記憶する。
図６において、障害ビットテーブルは、スロット（slot）とインタフェース部（interface ）の二次元テーブルである。転送可能なインタフェース部には『０』、転送不能なインタフェース部には『１』と記している。転送不能なインタフェース部は、例えば、障害が発生しているインタフェースに接続しているものや初期化処理を行っているものなどがある。
以上のような障害ビットテーブルは障害情報管理部１２により常時更新される。
【００２３】
（障害情報管理部１２）
障害情報管理部１２は、各インタフェースの状況を随時監視し、障害ビットテーブルを更新する。つまり、送信不能なインタフェース部を検出した場合には、障害ビットテーブルにおける当該インタフェース部の欄を『１』とする。このインタフェース部が送信可能な状態となったことを検出した場合には上記欄を『０』とする。
なお、障害検出方法は任意のいずれの方法を採用してもよい。
【００２４】
（出力情報検索部１３）
出力情報検索部１３は、ＬＳＲ−ＭＡＰテーブル記憶部１０に記憶されたＬＳＲ−ＭＡＰテーブルと、障害ビットテーブル記憶部１１に記憶された障害ビットテーブルとを用いて、パケット転送のためのＮＨＬＦＥを選択する。例えば、次の手順で選択することもできる。
（１）ＦＥＣの検索
Ingress ＬＳＲは、ヘッダ情報( 送信元アドレス, 宛先アドレス等）からＦＥＣを決定できる。Ingress 以外のＬＳＲは、入力ラベルによってＦＥＣが決定できる。
なお、該当するＦＥＣが存在しない場合にはパケットを破棄する。
（２）ＮＨＬＦＥの仮決定
ＦＥＣからＭＡＰのインデックスが分かる。したがって、そのインデックスに結び付られた（関連づけられた）最も優先度の高いＮＨＬＦＥをＮＨＬＦＥ候補とする。
なお、該当するＮＨＬＦＥがない場合にはパケットを破棄する。
（３）上記ＮＨＬＦＥの出力先情報の抽出
上記ＮＨＬＦＥの出力先情報（スロット、インタフェースを特定する情報）を抽出する。なお、前記したようにＮＨＬＦＥには出力先情報が含まれている。
（４）障害ビットテーブルの検索
障害ビットテーブルを用いて、上記ＮＨＬＦＥで特定される出力先が使用可能か検索する。
（５）ＮＨＬＦＥの決定
上記ＮＨＬＦＥで特定される出力先が使用可能な場合には、これを有効なＮＨＬＦＥとする（ＮＨＬＦＥの決定）。
上記ＮＨＬＦＥで特定される出力先が使用不能な場合には、このＮＨＬＦＥを除いて最も高い優先度のＮＨＬＦＥを検索する。このＮＨＬＦＥをＮＨＬＦＥ候補とし、上記（３）へ戻る。
【００２５】
（フレーム（ラベル）生成・解析部１４）
フレーム（ラベル）生成・解析部１４は、次の処理を行う。
・入力されたパケット（送受信バッファ１５に格納されたパケット）の入力インデックスを解析し、解析結果を出力情報検索部１３に入力する。
・出力するパケット（送受信バッファ１５に格納されたパケット）を、出力情報検索部１３から指示されたラベルを付する。又は、出力するパケットのラベルを、出力情報検索部１３に指示されたラベルに変更する。
・出力するパケットを、出力情報検索部１３に指示された出力先（インタフェース部）へ送出する。
【００２６】
（送受信バッファ１５）
送受信バッファ１５は、入出力されるパケットの一時記憶場所として用いられる。
【００２７】
（他のルータ）
なお、上記したルータは、本発明の一つの実施の形態であり、本発明は、他の実施の形態をとることも当然に可能である。
例えば、障害ビットテーブルを物理インターフェイス単位ではなく仮想的な回線単位（たとえば、ＡＴＭ回線のＶＣ等）に持たることもできる。これにより、より局所的な障害に対しての切り換えも可能となる。
【００２８】
また、ＮＨＬＦＥに優先順位を付けなくてもよい。この場合、出力情報検索部１３は、障害が発生していないＮＨＬＦＥを選択すればよい。つまり、一つの入力インデックスに対して複数のＮＨＬＦＥ（Next Hop Label Forwarding Entry ）をマップし、障害が発生していないＮＨＬＦＥを用いてもよい。
【００２９】
また、次のような構成も当然に本発明に含まれる。
ＭＡＰテーブル
一つの入力インデックスに対して出力インタフェース部及び／又は仮想的な回線の優先使用順位が記載される。
障害ビットテーブル
出力インタフェース及び／又は仮想的な回線ごとの障害の有無が記載される。
障害情報管理部１２
出力インタフェース及び／又は仮想的な回線ごとに障害の有無を検出し、障害ビットテーブルを更新する。
出力情報検索部１３
障害ビットテーブル及びＭＡＰテーブルを参照し、障害が発生していない出力インタフェース及び／又は仮想的な回線の内、優先使用順位が最も高い出力インタフェース及び／又は仮想的な回線を出力先として選択する。
次に、本実施の形態に係るローカル迂回方法について説明する。
【００３０】
（ローカル迂回方法）
図７は、本実施の形態に係るローカル迂回方法例を説明するためのフローチャートである。この方法では、ルータは、以下のＮＨＬＦＥ選択の処理を行う。
【００３１】
（ステップＳ１）
スロット／インタフェース部よりパケットが入力されると処理を開始する。
【００３２】
（ステップＳ２）
入力パケットから必要情報( ヘッダ情報、入力ラベル情報等）が抽出する。
【００３３】
（ステップＳ３）
ＦＥＣ検索が行いＦＥＣを求める。
Ingress ＬＳＲの場合は、ヘッダ情報( 送信元アドレス, 宛先アドレス等）からＦＥＣを決定できる。Ingress 以外のＬＳＲの場合は、入力ラベルによってＦＥＣを決定できる。
該当するＦＥＣが存在しない場合は、パケットを破棄する。
【００３４】
（ステップＳ４）
決定したＦＥＣからＭＡＰのインデックスがわかる。このインデックスに結び付られた（関連づけられた）ＮＨＬＦＥの内、最も優先度の高いＮＨＬＦＥをＮＨＬＦＥ候補とする。
該当するＮＨＬＦＥが無い場合には、パケットを破棄する。
【００３５】
（ステップＳ５）
候補となったＮＨＬＦＥの出力先情報( スロット、インタフェース部の情報) を抽出する。
【００３６】
（ステップＳ６）
抽出した出力先情報を用いて障害ビットテーブルを検索する。
出力先が使用不能な場合にはステップＳ７へ進む。
出力先が使用可能な場合にはステップＳ８へ進む。
【００３７】
（ステップＳ７）
次優先度のＮＨＬＦＥをＮＨＬＦＥ候補とし、ステップＳ４へもどる。
【００３８】
（ステップＳ８）
上記ＮＨＬＦＥ候補を有効なＮＨＬＦＥとして決定する。
【００３９】
（ステップＳ９）
決定したＮＨＬＦＥ情報に基づいてパケットの出力処理を行う。
【００４０】
以上、この発明の好適な実施の形態を説明したが、上述の実施の形態はこの発明の説明のための例示であって、この実施形態のみにこの発明の範囲を限定する趣旨ではない。当業者は、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の変形、改良、修正、簡略化などを上記実施形態に加えた種々の他の形態でもこの発明を実施することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、例えば、手動によるStatic設定であっても、障害時に自動的な迂回が可能となる。また、ＬＤＰ使用時でも、ＬＳＲペア間での複雑な処理を行うことなく、すばやく自動的に迂回することが可能となる。
障害回復時も、自動的に優先度の高いＮＨＬＦＥである元の出力インターフェイスへパス（経路）を戻すこともできる。
このように、本発明によれば、極めて信頼性の高い伝送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＰＬＳドメインの概要を示す図である。
【図２】ＬＳＲペアの接続例を示した図である。
【図３】本発明によるルータのハード構成例を示したブロック図である。
【図４】図３のルータの内部構成例を示したブロック図である。
【図５】ＬＳＲ−ＭＡＰテーブルの例を示す。
【図６】障害ビットテーブルの例を示す。
【図７】図３のルータのローカル迂回処理例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ＬＳＲ−ＭＡＰテーブル記憶部
１１  障害ビットテーブル記憶部
１２  障害情報管理部
１３  出力情報検索部
１４  フレーム（ラベル）生成・解析部
１５  受信バッファ
【図１】
0003693006.tif 000002
【図２】
0003693006.tif 000003
【図３】
0003693006.tif 000004
【図４】
0003693006.tif 000005
【図５】
0003693006.tif 000006
【図６】
0003693006.tif 000007
【図７】
0003693006.tif 000008