(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の交換機が互いに接続されているネットワークシステムであって、
複数の交換機と、宛先に対応する経路を管理する経路管理装置とを有し、
上記複数の交換機の各々は、宛先に対応する経路に関する経路情報を記憶する記憶手段と、上記記憶手段を参照し、情報に含まれる宛先に対応する経路に、当該情報を出力する交換手段と、上記経路情報を変更するときに当該経路の使用許可要求を上記経路管理装置へ送信する送信手段と、上記経路管理装置からの当該経路の使用許可の通知を受信したときに、上記記憶手段の当該経路の経路情報を更新する手段とを備え、
上記経路管理装置は、上記複数の交換機の各々における経路情報を保持する保持手段と、上記保持手段を参照し、上記送信手段により送信された使用許可要求の経路により、当該経路の宛先まで到達するか否かを検証する経路検証手段と、上記使用許可要求を送信した交換機に対して上記経路検証手段により当該経路の宛先まで到達すると検証された経路の使用許可を通知する通知手段と、上記経路検証手段により宛先まで到達することが検証された経路の経路情報について、上記保持手段を更新する手段とを備えることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワークシステムにおいて、上記経路検証手段は、上記検証において、当該経路が予め定めた運用ポリシーに適合するか否かを検証することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のネットワークシステムにおいて、上記経路管理装置は、上記経路検証手段により、上記送信された使用許可要求の経路により、当該経路の宛先まで到達しないことが検証されたときに、上記使用許可要求を送信した交換機に対して、当該使用許可要求を受信した旨の通知を行う手段をさらに有し、
上記複数の交換機の各々は、上記使用許可要求の送信から予め定めた時間経過したときに、上記経路管理装置から上記使用許可要求を受信した旨の通知と当該経路の使用許可の通知とのいずれかを受信していない場合には、上記記憶手段の当該経路の経路情報を更新することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のネットワークシステムにおいて、上記経路検証手段は、上記送信された使用許可要求の経路により、当該経路の宛先まで到達しないことが検証されたときに、当該経路情報を保持し、他の交換機により経路情報の更新がされた場合に、上記保持した経路情報の経路により、当該経路の宛先まで到達するか否かを検証することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のネットワークシステムにおいて、上記経路管理装置は、上記経路検証手段が、予め定めた時間、上記経路の宛先まで到達しないことが検証された経路情報を保持しているときに、その旨を外部に出力する出力手段をさらに有することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項６】
宛先に対応する経路に関する経路情報を変更するときに当該経路の使用許可要求を送信する複数の交換機を有するネットワークシステムにおける経路管理装置であって、
上記複数の交換機の各々における経路情報を保持する保持手段と、上記保持手段を参照し、上記送信手段により送信された使用許可要求の経路により、当該経路の宛先まで到達するか否かを検証する経路検証手段と、上記使用許可要求を送信した交換機に対して上記経路検証手段により検証された経路の許可を通知する通知手段と、上記経路検証手段により宛先まで到達することが検証された経路の経路情報について、上記保持手段を更新する手段とを備えることを特徴とする経路管理装置。
【請求項７】
複数の交換機と当該交換機の経路を管理する経路管理装置を有するネットワークシステムにおける交換機において、
宛先に対応する経路に関する経路情報を記憶する記憶手段と、上記記憶手段を参照し、情報に含まれる宛先に対応する経路に、当該情報を出力する交換手段と、上記経路情報を変更するときに当該経路の使用許可要求を上記経路管理装置へ送信する送信手段と、上記経路管理装置からの使用許可通知を受信したときに、上記記憶手段の当該経路の経路情報を更新する手段とを備えることを特徴とする交換機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の交換機（ルータやＡＴＭスイッチ）からなるネットワークにおいて、可到達情報と経路選択における運用ポリシーの点で経路の妥当性を保証する経路制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ技術および通信技術の向上にともない、コンピュータネットワークは大規模化し、その構成も複雑になっている。大規模かつ複雑な構成のネットワークにおいて、送信者、受信者間に正しい経路を常に確保できる経路制御技術への要求が高まっている。
【０００３】
また、インターネットのようにさまざまな要求を持った多くのユーザによって共用されるネットワークでは、ネットワークの運用・管理ポリシー（ネットワークにおいて運用上もしくは管理上あらかじめ決められる規則いうものとし、以下、運用ポリシーという）にしたがった経路制御への要求も高まっている。
【０００４】
運用ポリシーにしたがった経路制御によって、ユーザ毎に経路を分離することも可能になる。
【０００５】
経路制御技術としては、インターネットエンジニアリングタスクフォース（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ  ；  ＩＥＴＦ）によるＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ  Ｓｈｏｒｔｅｓｔ  Ｐａｔｈ  Ｆｉｒｓｔ）、ＢＧＰ−４（Ｂｏｒｄｅｒ  Ｇａｔｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ４）や、ＡＴＭフォーラムによるＰＮＮＩ（Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ−Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの経路制御プロトコルが開発されている。これらは各交換機が自律的な経路制御を行うものであり、一部の交換機、回線の障害時においても他の交換機による経路制御が継続して行われるため、障害に強いという利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方式には、次のような問題点もある。
【０００７】
（１）一時的な経路異常
上述の経路制御プロトコルを用いた経路制御によって、ネットワークの構成変化時においても経路を正常に保つことができる。例えば、ある回線／交換機に障害が発生したときには、各交換機間で経路情報を交換することで障害個所を迂回する経路を再設定する。この再設定において、一部の交換機への設定間違いなどにより、例えば、送信データ（パケット）が受信者に到達することなくネットワーク内を転送され続けるような経路や、ループ状の経路となることがある。この場合は設定間違いが管理者によって修正されるまでの間、経路異常が保持されることとなり、深刻な問題となる。また、各交換機において、独立して設定を行っているため、再設定の開始が時間的にずれることがあり、この場合も、送信データが受信者に到達されないことがある。
【０００８】
（２）  運用ポリシー統一の困難性
上述の経路制御プロトコルを用いて運用ポリシーを考慮した経路制御を行うには、ネットワーク内の各交換機に運用ポリシー情報を設定する。例えば、宛先に対して複数の経路が存在する場合にどの経路を用いることが望ましいかといった情報を各交換機に設定する。
【０００９】
しかしながら、各交換機それぞれに運用ポリシー情報を設定するため、ある交換機の設定間違いによってネットワーク管理者の意図した運用ポリシーを満たさない経路が選択されることがある。
【００１０】
現在、上記（１）、（２）の問題点を解決することを目的の一つとして、ＩＥＴＦによるルートサーバやＡＴＭフォーラムによるＭＰＯＡが提案されている。
【００１１】
両者ともルートサーバとよばれる経路情報を管理するサーバに経路情報を集めることによってネットワーク内の経路を一括処理する方式を採用している。したがって交換機間での経路情報の矛盾による上記（１）に示す一時的な経路異常は起こりにくい。また、ポリシー情報もサーバによって一括管理されるため上記（２）に示す運用ポリシーも容易に統一できる。
【００１２】
しかしながら、これらのサーバ方式はサーバのダウンがネットワークシステム全体のダウンとなる問題点がある。
【００１３】
本発明の目的は、自律分散型の経路制御プロトコルの障害に強い利点を残しつつ、各交換機の設定間違いなどによる異常経路の発生を防止する経路検証機能を備えるネットワークシステム、経路管理装置及び交換機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、複数の交換機と経路管理装置とを有するネットワークシステムであって、上記複数の交換機の各々は、宛先に対応する経路に関する経路情報を記憶する記憶手段と、上記記憶手段を参照し、情報に含まれる宛先に対応する経路に、当該情報を出力する交換手段と、上記経路情報を変更するときに当該経路の使用許可要求を上記経路管理装置へ送信する送信手段と、上記経路管理装置からの当該経路の使用許可の通知を受信したときに、上記記憶手段の当該経路の経路情報を更新する手段とを備え、上記経路管理装置は、上記複数の交換機の各々における経路情報を保持する保持手段と、上記保持手段を参照し、上記送信手段により送信された使用許可要求の経路により、当該経路の宛先まで到達するかいなかを検証する経路検証手段と、上記使用許可要求を送信した交換機に対して上記経路検証手段により当該経路の宛先まで到達すると検証された経路の使用許可を通知する通知手段と、上記経路検証手段により宛先まで到達することが検証された経路の経路情報について、上記保持手段を更新する手段とを備える。
【００１５】
上記（１）の問題は、ネットワーク内の各交換機がそれぞれ独立に経路を記憶手段（フォワーディング・テーブル）に設定するために、ネットワーク全体での経路変更の同期が取られていないことに起因する。したがって、本発明では、各交換機は、経路変更が生じた際に直ちにその経路情報を記憶手段に書込むのではなく、まず、送信手段によりその経路情報を使用許可要求として経路管理装置に送信する。経路管理装置では、各交換機からの経路情報を保持し、その経路情報をもとに、経路検証手段では経路の宛先まで到達するかいなかを検証し、異常経路とならない（妥当である）経路に対してのみ経路の使用許可を交換機に通知する。各交換機は、この経路使用許可通知を受信した時点でその経路を記憶手段に登録して経路情報を更新する。経路管理装置からの経路の使用許可通知は、対象となる各交換機に対してほぼ同時に送信される。したがって、ネットワークでの転送遅延を考慮しても、本発明によれば、数秒の間にネットワーク全体で同期した経路変更が行われ、また、経路検証を行うため、交換機による設定間違いによる経路異常が発生することがない。
【００１６】
また、上記経路管理装置は、上記経路検証手段により、上記送信された使用許可要求の経路により、当該経路の宛先まで到達しないことが検証されたときに、上記使用許可要求を送信した交換機に対して、当該使用許可要求を受信した旨の通知を行う手段をさらに有し、上記複数の交換機の各々は、上記使用許可要求の送信から予め定めた時間経過したときに、上記経路管理装置から上記使用許可要求を受信した旨の通知と当該経路の使用許可の通知とのいずれかを受信していない場合には、上記記憶手段の当該経路の経路情報を更新することができる。このように、経路の宛先まで到達しないことが検証されたときに、上記使用許可要求を送信した交換機に対して、当該使用許可要求を受信した旨の通知を行うことにより、交換機は、この使用許可要求受信確認か経路使用許可通知を受信しない場合には、経路管理装置に障害が発生したとして経路を記憶手段に設定することで、通常の自立分散形式で動作することができ、ネットワーク全体の障害を防止することができる。
【００１７】
また、上記（２）の問題を解決するために、上記経路検証手段は、上記検証において、当該経路が予め定めた運用ポリシーに適合するか否かを検証するようにしてもよい。これによって、各交換機での運用ポリシー情報の設定間違いなどにより、管理者の意図しない経路が設定されることを防止できる。
【００１８】
また、経路管理装置において、上記経路検証手段が、予め定めた時間、上記経路の宛先まで到達しないことが検証された経路情報を保持しているときに、その旨を外部に出力する出力手段をさらに有することによって、管理者へ交換機の設定に間違いのある可能性を通知できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るネットワークの全体構成図を示している。図１に示す例では、ネットワーク１が、４台の交換機２ａ〜２ｄを通信回線６で接続させることにより構成されている。各交換機２ａ〜２ｄは、具体的にはルータやＡＴＭ交換機等のネットワーク機器である。また、図１においては、２台のユーザ端末３ａおよび３ｂが、各々、交換機２ａおよび２ｃに収容されている。各ユーザ端末３ａおよび３ｂは、ネットワーク１に収容されるユーザのネットワーク機器であり、図１では、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）である例を示しているが、ルータまたはＡＴＭスイッチなどのネットワーク機器であることや、構内網などのネットワークであることもある。
【００２２】
さらに、図１に示す例では、ユーザ端末間の経路の妥当性を管理する経路管理装置４が交換機２ｂに接続されている。経路管理装置は、具体的にはＰＣ等の計算機によって実現される。
【００２３】
図１に示すネットワーク１は、図２に示す矢印５ａ〜５ｄに示すように、各交換機間で経路情報を交換することにより、ユーザ端末間の経路を示す経路表を各々の交換機が作成する。経路情報の内容と交換規則を規定する経路制御プロトコルは、ネットワークの種類によってそれぞれ規定されている。例えば、ルータによるネットワークでは、ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ  Ｓｈｏｒｔｅｓｔ  Ｐａｔｈ  Ｆｉｒｓｔ）やＢＧＰ−４（Ｂｏｒｄｅｒ  Ｇａｔｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ４）などが規定されており、ＡＴＭスイッチによるネットワークでは、ＰＮＮＩ（Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ−Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などが規定されている。各交換機では、例えば、回線に障害が起きたときに、その回線が使用できないことを検出し、他の回線を介してデータを転送するために、経路情報の変更を行う。
【００２４】
次に、交換機の構成について図３を参照して説明する。図３は、交換機２ａの機能ブロック図を示している。
【００２５】
なお、他の交換機２ｂ〜２ｄの構成も図３と同様な構成である。
【００２６】
図３に示すように、交換機２ａは、通信回線６ａ〜６ｃを収容し、転送データであるパケットの転送を行うパケット交換部２１と、経路の決定と設定を行う経路制御部２３とを備え、経路制御部２３とパケット交換部２１とは相互に接続されている。
【００２７】
経路制御部２３は、経路制御プロトコルにしたがって経路を決定し、経路表２５を作成する経路計算部２４と、経路管理装置４と制御情報を交換して妥当な経路表２７を作成し、その情報をフォワーディング・テーブル２２に設定する経路設定部２６とを備える。
【００２８】
制御情報としては、経路使用許可要求、経路使用許可通知、経路使用許可要求受信確認などがある。
【００２９】
パケット交換部２１は、行き先経路が示されているフォワーディング・テーブル２２にしたがって、通信回線６ａ〜６ｃ間でパケット９を転送する。
【００３０】
図４は、フォワーディング・テーブル２２の内容の一例を示す説明図である。図４において、フォワーディング・テーブル２２は、パケット交換部に入力されたパケットをパケットの宛先に応じて適切な通信回線に出力するために、宛先と出回線とを対応付けたテーブルである。
【００３１】
また、パケットの構成図を図５に示す。図５に示すように、パケット９はヘッダ９１とデータ９２部とから構成され、宛先はヘッダ部に示されている。
【００３２】
次に、フォワーディング・テーブル２２が作成される手順を説明する。
【００３３】
図３の５ａ〜５ｄに示すように、交換機間で交換する経路情報は、通信回線からパケット交換部を介して経路計算部２４が受信する。経路計算部２４は、経路制御プロトコル処理を行うことにより経路表２５を作成する。
【００３４】
図６は、経路表２５の内容を示す説明図である。経路表２５は、各交換機間で交換した経路情報に基づいて作成される、宛先と出回線とを対応付けたテーブルである。また、出回線情報として、出回線の識別情報と接続先の交換機の識別情報とを対応させて示してもよい。本実施の形態における交換機は、図７に示す妥当な経路表２７の情報をフォワーディング・テーブル２２の情報として使用する。このため、妥当な経路表２７の作成手段を備える。図７は、妥当な経路表２７の内容を示す説明図である。妥当な経路表２７は、図８に示すように、各交換機２ａ〜２ｄと経路管理装置４との間での制御情報の交換７ａ〜７ｄによって作成され、経路管理装置４から使用許可された経路について宛先と出回線とを対応付けたテーブルである。
【００３５】
以下、この制御情報について説明する。図９、図１０および図２１は、各交換機２ａ〜２ｄと管理装置４間の情報交換に使用される制御情報である経路使用許可要求、経路使用許可通知、経路使用許可要求受信確認の内容を示す説明図である。
【００３６】
図９において、経路使用許可要求７は、経路管理装置４に対して交換機の経路表更新通知の役割を持ち、ヘッダ・フィールド７１、宛先フィールド７２、出回線フィールド７３、および、メッセージＩＤ７４とを備える。経路使用許可要求７は、交換機の持つ経路表２５のエントリ更新を契機とし、交換機から経路管理装置へ送信される。ヘッダ７１は、ネットワーク内で、経路使用許可要求を交換機から経路管理装置へ伝送するために必要となる管理装置のアドレス等の情報を含んでいる。宛先７２と出回線７３とは、それぞれ、この制御情報の送信契機となった経路表２５の更新エントリの宛先情報と出回線情報とを含んでいる。また、出回線情報には、出回線に接続される交換機の識別情報を含ませてもよい。メッセージＩＤ７４はこの要求を一意に示す識別番号を含んでいる。
【００３７】
また、図１０において、経路使用許可通知８は、経路使用許可要求を出力した交換機に対して、妥当性確認およびフォワーディング・テーブルへの設定許可通知の役割を持ち、ヘッダ・フィールド８１、宛先フィールド８２、および、出回線フィールド８３を備える。経路使用許可通知８は、経路管理装置４による経路使用許可要求の受信後、後述の手順にしたがって経路使用許可要求によって通知された更新エントリの妥当性を検証した後、経路管理装置４から交換機へ返信される。ヘッダ８１は、ネットワーク内で、経路使用許可通知８を経路管理装置４から指定された交換機へ伝送するために必要となる交換機のアドレス等の情報を含んでいる。宛先８２と出回線８３に含まれている情報は、妥当な経路表２７に追加または上書きされる宛先情報と出回線情報とを含んでいる。
【００３８】
また、図２１において、経路使用要求受信確認２１は、交換機に対して経路使用許可要求の受信を通知する役割を持ち、ヘッダ・フィールド２１１とメッセージＩＤ２１２とを備える。ヘッダ２１１は、ネットワーク内で、経路使用要求受信確認２１を経路管理装置４から指定された交換機へ伝送するために必要となる交換機のアドレス等の情報を含んでいる。メッセージＩＤ２１２は、使用を許可する経路を通知した経路使用許可要求のメッセージＩＤである。経路使用要求受信確認２１は、経路管理装置４による経路使用許可要求７の受信後、直ちに交換機へ返信される。ただし、経路使用許可通知８を直ちに送信できる場合は経路使用要求受信確認２１を返信する必要はない。
【００３９】
次に、経路管理装置について説明する。図２４に、経路管理装置４のハードウェア構成を示す。図２４において、経路管理装置４は、通信機能を有するコンピュータにより実現される。ＣＰＵ２００は、メモリ２１０に格納されたプログラムを読み取り、実行する。メモリ２１０には、本実施の形態における経路管理装置における処理を実現するためのソフトウエアが記憶されている。ＣＰＵ２００は、ネットワークコントローラ２２０を用いてネットワーク１との間で、データを送受信する。また、ディスクコントローラ２６０を用いて、ディスク装置２６５（フロッピーディスク装置やハードディスク装置）へのアクセスを行う。さらに、キーボード２３５、マウス２４５の入力情報をキーボードコントローラ２３０およびシリアルコントローラ２４０を介して受付け、ディスプレイコントローラ２５０を用いてディスプレイ２５５に表示を行う。なお、シリアルポートやネットワークなどを介して経路管理装置４を遠隔地のコンピュータから制御するようにしてもよい。この場合には、ディスプレイ、キーボード、マウスなどのユーザインタフェースを不要となる。
【００４０】
また、図１１は、経路管理装置４の機能ブロック図を示している。
【００４１】
図１１において、経路管理装置４は、具体的にはＰＣなどの計算機によって実現され、各機能は、ソフトウェアによって実現できる。図１１に示すように、経路管理装置４は、通信回線６ｄによりネットワークに接続される。経路管理装置４は、経路検証部４１を持ち、経路検証部４１は、ネットワーク全体の各交換機の保持しているフォワーディング・テーブルの全ての情報を含む全フォワーディング・テーブル４３を保持している。
【００４２】
図１２は、全フォワーディング・テーブル４３の内容を示す説明図である。
【００４３】
全フォワーディング・テーブル４３は、各交換機からの経路制御情報より構成でき、交換機ごとに、各宛先に対応する出回線の識別情報が示されている。また、出回線に接続されている交換機の識別情報も格納することができる。この出回線に接続されている交換機の識別情報については、別のテーブルを設けるようにしてもよい。
【００４４】
以下に、経路使用許可要求７の受信から、経路使用許可通知８と、経路使用要求受信確認２１との返信までの、経路管理装置４における処理手順を説明する。
【００４５】
経路使用許可要求７を受信した経路管理装置４は、図１１に示す経路検証部４１で、全フォワーディング・テーブルの情報を用いて、経路使用許可要求７に含まれる宛先情報および出回線情報から成る経路情報の妥当性を検証する。妥当性の検証とは、例えば、その経路情報を、交換機のフォワーディング・テーブルに追加することによって経路にループが発生しないことを検証することである。経路検証部４１は、全交換機の持つフォワーディング・テーブルを全フォワーディング・テーブル４３として持つことより、経路の妥当性の検証が可能である。例えば、図１２に示す全フォワーディング・テーブル４３において、端末３ｂから宛先３ａへの経路は、交換機２ｃの出回線６ｅ―交換機２ｂの出回線６ａ―交換機２ａの出回線６ｃ―端末３ａの経路であり、妥当であるとされる。
【００４６】
経路検証部４１は、経路情報が妥当であれば、それを全フォワーディング・テーブル４３に追加／上書きするとともに、その宛先情報及び出回線情報を、経路使用許可通知８の宛先８２および出回線８３フィールドに書き込み、この経路使用許可通知８を交換機へ返信する。
【００４７】
経路情報が妥当でない場合は、他の経路使用許可要求の受信により得られる新しい情報によって経路が妥当になるまでその経路情報を保留する。その後、他の交換機からの経路使用許可要求により経路が妥当となったときに上記と同様にその経路情報を全フォワーディング・テーブルに追加／上書きするとともに、変更された各交換機における宛先情報および出回線情報を、経路使用許可通知８の宛先８２および出回線８３フィールドに書き込み、この経路使用許可通知８を、経路使用許可要求を送信した各交換機へ返信する。
【００４８】
このように、妥当でない経路情報の使用を保留することで、ネットワークで発生する可能性のある経路の異常を防止できる。
【００４９】
また、このような保留を行う場合には、保留された経路使用許可要求７に含んでいたメッセージＩＤを記載した経路使用許可要求受信通知２１を直ちに交換機に返信することによって、経路使用許可要求を出力した交換機２が経路管理装置４に障害が発生したとみなさないようにすることができる。
【００５０】
また、経路管理装置４は、予め定めた時間の間、保留状態のままの経路がある場合には、経路の異常としてネットワークの管理者にそれを通知することもできる。経路管理装置４は、例えば、ＰＣによって構成されるため、通知方法としては、ディスプレイ４６への表示、警告音の出力などが考えられる。
【００５１】
次に、交換機の処理について図１３を参照して説明する。図１３は、交換機２ａの機能ブロック図を示している。図１３において、交換機２ａから経路管理装置４への経路使用許可要求７ａの送信と、経路管理装置４から交換機２ａへの経路使用許可通知８ａの受信とを例にして、以下、説明する。
【００５２】
図１３において、経路設定部２６は、経路計算部２４の持つ経路表２５のエントリ更新を契機として、経路使用許可要求７ａを経路管理装置４に送信する。そして、設定許可を示す経路使用許可通知８ａの受信にともない妥当な経路表２７を更新する。さらに、妥当な経路表２７を更新するとともに、フォワーディング・テーブル２２を更新する。つまり、経路表２５は、各交換機が独立に作成した経路情報であるのに対して、妥当な経路表２７は、一旦、経路管理装置４においてネットワーク全体で妥当であることが確認された経路情報である。
【００５３】
パケットの転送はこの妥当な経路表２７と同じ情報を持つフォワーディング・テーブル２２にしたがって行われるため、通常の交換機で発生する可能性のあるパケットのループ等の問題が生じない。
【００５４】
交換機２は、経路管理装置４が正常であるならば、経路使用許可通知７か経路使用許可要求受信確認８のいずれかを一定時間内に受信する。したがって、一定時間を経過してもこれらの情報を受信しなかった場合は、経路管理装置４に障害が発生したとして経路表２５の情報をフォワーディング・テーブル２２へ設定する。これによって経路管理装置４に障害が発生した場合でもネットワーク全体に障害が発生することを防止できる。
【００５５】
ここまでに説明した本実施の形態におけるネットワークの交換機の動作を図１４に示し、経路管理装置における動作を図２２に示す。
【００５６】
図１４において、ルーティング・テーブル２５の更新（ステップ１３０）を契機として、交換機２は、経路管理装置４へ経路使用許可要求７を送信する（ステップ１３１）。
【００５７】
図２２において、経路管理装置４は、更新通知となる経路使用許可要求７を交換機から受信し（ステップ１３０１）、全フォワーディング・テーブル４３により、ループが生じないなどの経路情報の妥当性を検証し（ステップ１３０２）、その結果が妥当ならば交換機へ妥当性の確認通知となる経路使用許可要求８を送信する（ステップ１３０３）。妥当でないならば、交換機へ経路使用許可要求受信確認２１を送信し（ステップ１３０４）、他の更新通知となる制御情報の受信によって得られる情報により妥当となるまでその経路に関する処理を保留する（ステップ１３０５）。保留していた経路は、他の交換機からの経路使用許可要求があって妥当となった時点で交換機２へ設定許可通知となる経路使用許可通知８を送信する（ステップ１３０３）。また、保留している時間が、予め定めた時間を経過した場合には、経路の異常としてネットワークの管理者にその旨を通知する。
【００５８】
図１４において、交換機２は、経路管理装置からメッセージを受信すると（ステップ１３２）、そのメッセージが、経路使用許可要求受信確認２１であるか、経路使用許可通知８であるかを判断し（ステップ１３３）、経路使用許可通知８であれば、受信したその情報にしたがって妥当な経路表２７を更新する（ステップ１３４）。さらに、妥当な経路表２７と同じ情報により、フォワーディング・テーブル２２を更新し（ステップ１３５）、処理を終了する。
【００５９】
図１３に示す交換機２のパケット交換部２１は、このフォワーディング・テーブル２２にしたがってパケットを転送する。また、経路使用許可通知受信確認を受信した交換機は、その経路の処理に関して経路使用許可通知の受信待ち状態になる（ステップ１３６）。
【００６０】
また、経路使用許可要求７を送信後、一定時間の間に経路使用許可通知８も経路使用許可要求受信確認２１も受信しなかった交換機２は、経路管理装置４に障害が発生したとみなし、自己の生成する経路表２５の内容をフォワーディング・テーブル２２に設定する。一定時間の間に経路使用許可通知８も経路使用許可要求受信確認２１も受信しなかった場合には、経路管理装置に障害が発生したと考えられるため、自立分散形式で各交換機で独立して動作することにより、ネットワークシステム全体の障害を防止することができる。
【００６１】
つぎに、経路の検証と経路情報とについて、図３２を参照し、具体的な例を挙げて説明する。図３２に示すように、各交換機を相互に接続させる出回線が少なくとも設定されており、経路管理装置４の全フォワーディングテーブル４３には、始めに、図１２に示すような内容が設定されているものとし、出回線６ｈに障害が起きた場合を例にする。
【００６２】
交換機２ｄは、出回線６ｈの障害をすると、出回線６ｈを使用していた宛先３ｂについて、他の経路である出回線６ｉ−２ｂを使用するために、図２に示すように、交換機２ｂと通信を行い、宛先３ｂについて６ｉを使用することを通知し、経路表２５ｄを図２５に示すように書き換える。さらに、経路管理装置４に対して図２６に示すような経路使用許可要求のパケットを送信する。経路管理装置４では、図１２に示す全フォワーディング・テーブル４３において、宛先３ｂへの経路は、交換機２ｄの出回線６ｉに変更した場合、交換機２ｄの出回線６ｉ―交換機２ｂの出回線６ｄ―交換機２ｃの出回線６ｆ―端末３ｂの経路であり、妥当であると判断できる。このため、経路管理装置４は、図２７に示すような経路使用許可通知のパケットを送信し、全フォワーディング・テーブル４３の内容を図２８に示すように書き換える。経路使用許可通知を受けた交換機２ｄでは、図２５に示す経路表の内容を、フォワーディング・テーブル２２に更新し、この内容により交換処理を行う。この処理により、障害が起きても他の経路を経由して情報を転送することができる。
【００６３】
つぎに、上記例の場合に、交換機２ｂにおいて、さらに、宛先３ｂの出回線６ｄに障害が発生した場合もしくは経路変更処理のソフトウエアバグが発生した場合に経路表２５ｂが図２９に示すように書き換えられてしまったときを例にする。この場合、交換機２ｂが経路管理装置４に対して図３０に示すような経路使用許可要求のパケットを送信する。経路管理装置４では、図２８に示す全フォワーディング・テーブル４３において、宛先３ｂへの経路は、交換機２ｂの出回線６ａに変更した場合、交換機２ｂの出回線６ａ―交換機２ａの出回線６ｂ―交換機２ｄの出回線６ｉ―交換機２ｂの出回線６ａと、ループの経路が発生するため、妥当でないと判断できる。このため、経路管理装置４は、図３１に示すような経路使用許可要求受信確認のパケットを交換機２ｂに送信し、交換機２ｂの出回線６ａの経路変更については、使用を許可しないで、保留状態とする。その後、保留状態のまま、一定時間が経過すると、経路管理装置４は、交換機２ｂの出回線６ａの経路変更について保留状態であることを外部の管理者に通知する。これにより、異常経路の発生を検出することができる。また、保留状態のときに、交換機２ｄにおいて、出回線６ｈが使用できなるようになったことを検出すると、宛先３ｂの６ｉについて、６ｈ−２ｂを使用するために、経路表２５ｄを書き換え、さらに、経路管理装置４に対して経路使用許可要求のパケットを送信する。経路管理装置４では、図２８に示す全フォワーディング・テーブル４３において、宛先３ｂへの経路は、交換機２ｄの出回線６ｈに変更した場合、交換機２ｄの出回線６ｈ―交換機２ｃの出回線６ｆ―端末３ｂの経路であり、妥当であると判断できる。このため、経路管理装置４は、経路使用許可通知のパケットを送信し、全フォワーディング・テーブル４３の内容を図１２に示すように書き換える。さらに、保留状態の経路について経路の妥当性を判断する。この場合、交換機２ｂの出回線６ａに変更した場合、交換機２ｂの出回線６ａ―交換機２ａの出回線６ｂ―交換機２ｄの出回線６ｈ―交換機２ｃの出回線６ｆ―端末３ｂとなり、妥当であると判断できる。このため、交換機２ｂに対して経路使用許可通知を送信する。経路使用許可通知を受けた交換機２ｂでは、経路表の内容をフォワーディング・テーブル２２に更新し、この内容により交換処理を行う。
【００６４】
本発明の第１の実施の形態によれば、ループの有無などの経路の可到達性によって経路情報の妥当性を検証し、一時的な経路異常が発生した場合に、交換機から要求された他の障害が起きていない他の経路を妥当な経路とすることで、障害に対応することができ、また、妥当でない場合には、その経路の使用を許可しないことで、ループ状の経路など、到達しない異常経路を設定することがない。
【００６５】
次に、第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、経路制御プロトコルが可到達性によって経路情報の妥当性を判断しているが、第２の実施の形態では、さらに、ネットワークの運用ポリシーを用いて妥当性の判断を行う。このような経路制御方式により、例えば、ある宛先に対して複数の経路がある場合に、任意の経路を使用するような設定も可能となる。
【００６６】
以下では、この運用ポリシー情報を考慮した第２の実施の形態を、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００６７】
第２の実施の形態と第１の実施の形態とで異なる点は、経路管理装置の構成である。図１５に、第２の実施の形態で用いる経路管理装置４Ａの機能ブロック図を示す。
【００６８】
図１５に示すように、経路管理装置４Ａは、運用ポリシー情報４５を持つポリシー検証部４４がある点で第１の実施の形態の経路管理装置４と異なる。
【００６９】
第１の実施の形態では、全フォワーディング・テーブル４３の情報を用いて、経路が可到達であることを検証したが、第２の実施の形態では、これに加えて、運用ポリシーに対する妥当性も検証する。そのために、経路管理装置４Ａは、運用ポリシー情報４５を持ち、運用ポリシーに対する妥当性を検証するポリシー検証部４４を持つ。
【００７０】
運用ポリシー情報は、入力部４７ｂによって、ネットワークの管理者が設定する。入力部４７ｂとしては、キーボード、マウスなどや、ハードディスクなどの記憶媒体でもよい。この運用ポリシー情報は、各交換機に設定されているポリシー情報と等価なものであり、経路管理装置４Ａはこのポリシー情報を用いて、各交換機が運用ポリシーを正しく反映した経路選択を行っていることを検証する。
【００７１】
図１６は、運用ポリシー情報４５の内容を示す説明図である。ここでは、運用ポリシーとして、宛先によって出回線の使用可否を定める例を示している。
【００７２】
経路使用許可要求７を受信した経路管理装置４Ａは、経路検証部４１で、全フォワーディング・テーブルの情報を用いて、経路使用許可要求に含まれる宛先情報および出回線情報から成る経路情報の妥当性を検証する。
【００７３】
妥当性の検証とは、例えば、経路検証部４１が、その経路情報を、交換機のフォワーディング・テーブルに追加することによって経路情報にループが発生しないなどの可到達制を検証することに加えて、ポリシー検証部４４が、運用ポリシー情報４５によって、その経路情報が運用ポリシーに違反しないことを検証することである。
【００７４】
経路検証部４１は、経路情報が妥当であれば、第１の実施の形態と同様にそれを全フォワーディング・テーブルに追加／上書きするとともに、その宛先情報および出回線情報を、経路使用許可通知８の宛先および出回線フィールドに書き込み、その経路使用許可通知８を交換機２へ送信する。
【００７５】
経路が妥当と判定されない場合は、第１の実施の形態と同様に経路使用許可要求受信確認を送信し、その経路に関する処理を保留する。また、経路情報が運用ポリシーに違反する場合は、管理装置４Ａはその旨を管理者に通知する。経路管理装置４Ａは、例えばＰＣによって構成されるため、通知方法としては、ディスプレイ４６への表示、警告音の出力などが考えられる。
【００７６】
以上によって、運用ポリシーに違反するパケットの転送を未然に防止できる。
【００７７】
運用ポリシーに違反するパケットの転送は、例えば、交換機における経路制御プロトコルの設定誤りによって生じる可能性があるが、本実施の形態によれば、経路制御プロトコルの設定誤りが生じた場合には、運用ポリシーに違反すると判断することで、設定誤りによる誤動作を防ぐことができる。
【００７８】
本発明の第２の実施の形態で用いるネットワークの交換機における処理フローチャートを図１９に示し、経路管理装置における処理フローチャートを図２３に示す。
【００７９】
図１９において、経路表２５の更新（ステップ１８０）を契機として、交換機２は、経路管理装置４Ａへ更新通知となる経路使用許可要求７を送信する（ステップ１８１）。
【００８０】
図２３において、経路管理装置４Ａは、更新通知となる経路使用許可要求７を交換機から受信し（ステップ１８０１）、運用ポリシー情報４５により、運用ポリシー違反のないことを検証し（ステップ１８０２）、その結果が妥当でないならば、運用ポリシー違反を管理者に通知し（ステップ１８０７）、経路使用許可要求受信確認２１を交換機に返信し（ステップ１８０８）、処理を終了する。
【００８１】
また、運用ポリシーが妥当ならば（ステップ１８０２）、全フォワーディング・テーブル４３により、ループの生じないことを検証し（ステップ１８０３）、その結果が妥当ならば交換機２へ妥当性の確認通知となる経路制御許可通知８を送信する（ステップ１８０４）。妥当でないならば、経路使用許可要求受信確認２１を交換機へ返信し（ステップ１８０５）、他の更新通知となる経路使用許可要求の受信によって得られる情報で妥当となるまで保留し（ステップ１８０６）、妥当となった時点で交換機へ設定許可通知となる経路使用許可通知８を送信する（ステップ１８０４）。また、保留している時間が、予め定めた時間を経過した場合には、経路の異常としてネットワークの管理者にその旨を通知する。
【００８２】
図１９において、交換機２は、経路管理装置からメッセージを受信すると（ステップ１８２）、そのメッセージが、経路使用許可要求受信確認２１であるか、経路使用許可通知８であるかを判断し（ステップ１８３）、経路使用許可通知８であれば、その情報にしたがって妥当な経路表２７を更新する（ステップ１８４）。さらに、妥当な経路表２７と同じ情報により、フォワーディング・テーブル２２を更新し（ステップ１８５）、処理を終了する。交換機２のパケット交換部２１は、このフォワーディング・テーブル２２によってパケットを転送する。
【００８３】
また、経路使用許可通知受信確認２１を受信した交換機は、経路使用許可通知の受信待ち状態になる（ステップ１８６）。交換機２は、経路使用許可要求７の送出後、一定時間の間に経路使用許可通知８も経路使用許可要求受信確認２１も受信しなかった場合には（ステップ１８２）、経路管理装置４Ａに障害が発生したとみなし、自己の生成する経路表の内容をフォワーディング・テーブル２２に設定する。
【００８４】
以上の説明においては、運用ポリシーとして宛先に対する回線の使用可否を例として説明したが、その他にも送信者によって回線の使用可否を制御するような運用ポリシーを定めることも考えられる。
【００８５】
この場合に、異なる点は、運用ポリシー情報および制御パケットである。
【００８６】
図２０は、運用ポリシー情報４５Ａの内容を示す説明図である。
【００８７】
ここでは、運用ポリシーとして、送信者および宛先によって出回線の使用可否を定める例を示している。
【００８８】
図１７および図１８は、各交換機２ａ〜２ｄと経路管理装置４Ａ間の情報交換に使用される制御パケットの経路使用許可要求７Ａおよび経路使用許可通知８Ａの内容を示す説明図である。
【００８９】
図１７において、経路使用許可要求７Ａは、ヘッダ・フィールド７１、宛先フィールド７２、出回線フィールド７３、メッセージＩＤフィールド７５に加えて、発信者フィールド７４を持つ。発信者フィールド７４は、管理装置で運用ポリシーによる妥当性の検証に必要となる送信者の識別情報が示される。
【００９０】
また、図１８において、経路使用許可通知８Ａは、ヘッダ・フィールド８１、宛先フィールド８２、出回線フィールド８３に加えて、発信者フィールド８４を持つ。発信者フィールド８４は、管理装置で運用ポリシーによる妥当性の検証に必要となる送信者の識別情報が示される。
【００９１】
経路使用許可要求受信確認２１は、第１の実施の形態に示す役割と、フォーマットともに同じである。
【００９２】
図１５において、経路使用許可要求７Ａを受信した経路管理装置４Ａは、経路検証部４１で、全フォワーディング・テーブルの情報を用いて、経路使用許可通知７Ａに含まれる宛先７２、出回線７３および発信者７４から成る経路情報の妥当性を検証する。これにより、送信者によって回線の使用可否を制御することができる。
【００９３】
第２の実施の形態によれば、各交換機における経路情報の設定間違いを防止することができる。また、運用ポリシーに反する経路設定要求の発生を管理者に通知することができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、障害に強く、各交換機での経路設定時間のずれ、または、交換機の設定間違いによる異常経路の設定防止が可能となる。さらに、ネットワーク全体で運用ポリシーが正しく反映されていることの保証が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のネットワークの全体構成図
【図２】経路制御プロトコルによる経路情報の交換を示す説明図
【図３】本発明の経路管理装置の構成を示す説明図
【図４】フォワーディング・テーブルの一例を示す説明図
【図５】パケットの構成を示す説明図
【図６】経路表の一例を示す説明図
【図７】妥当な経路表の一例を示す説明図
【図８】実施の形態における交換機と経路管理装置間での制御情報の交換を示す説明図
【図９】第１の実施の形態における経路使用許可要求の構成を示す説明図
【図１０】第１の実施の形態における経路使用許可通知の構成を示す説明図
【図１１】第１の実施の形態における経路管理装置の構成を示す説明図
【図１２】第１の実施の形態における経路管理装置の保持する全フォワーディング・テーブルの１例を示す説明図
【図１３】本発明の交換機においてフォワーディング・テーブル更新手順の流れを示す説明図
【図１４】第１の実施の形態におけるフォワーディング・テーブル更新手順の流れを示すフローチャート
【図１５】第２の実施の形態における経路管理装置の構成を示す説明図
【図１６】第２の実施の形態における経路管理装置の保持する全フォワーディング・テーブルの１例を示す説明図
【図１７】第２の実施の形態における交換機から経路管理装置への制御情報の構成を示す説明図
【図１８】第２の実施の形態における経路管理装置から交換機への制御情報の構成を示す説明図
【図１９】第２の実施の形態におけるフォワーディング・テーブル更新手順の流れを示すフローチャート
【図２０】第２の実施の形態における経路管理装置の保持する全フォワーディング・テーブルの１例を示す説明図
【図２１】第１の実施の形態における経路使用要求受信確認の構成を示す説明図
【図２２】第１の実施の形態におけるフォワーディング・テーブル更新における経路管理装置の手順の流れを示すフローチャート
【図２３】第２の実施の形態におけるフォワーディング・テーブル更新における経路管理装置の手順の流れを示すフローチャート
【図２４】実施の形態における経路管理装置４のハードウェア構成図
【図２５】交換機２ｄにおける経路表の一例を示す説明図
【図２６】第１の実施の形態における経路使用許可要求の構成を示す説明図
【図２７】第１の実施の形態における経路使用許可通知の構成を示す説明図
【図２８】第１の実施の形態における経路管理装置の保持する全フォワーディング・テーブルの１例を示す説明図
【図２９】交換機２ｂにおける経路表の一例を示す説明図
【図３０】第１の実施の形態における経路使用許可要求の構成を示す説明図
【図３１】第１の実施の形態における経路使用要求受信確認の構成を示す説明図
【図３２】第１の実施の形態における交換機間の回線の例を示す説明図
【符号の説明】
１…ネットワーク、２ａ〜２ｄ…交換機、２１…パケット交換部、２２…フォワーディング・テーブル、２３…経路制御部、２４…経路計算部、２５…経路表、２６…経路設定部、２７…妥当な経路表、３ａ・３ｂ…ユーザ端末、４…経路管理装置、４１…経路検証部、４３…全フォワーディング・テーブル、４４…ポリシー検証部、４５…運用ポリシー情報、４６…出力装置、４７…入力装置、５ａ〜５ｄ…経路制御プロトコルによる経路情報の交換、６、６ａ〜６ｄ…通信回線、７・７Ａ…経路使用許可要求、８・８Ａ…経路使用許可通知、７ａ〜７ｄ、８ａ…制御情報の交換、９…パケット、２１…経路使用許可要求受信通知。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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