(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法であって、
前記ＯＢＳシステムが、少なくとも１つのステージを備え、各ステージが、クローズド光バーストスイッチアドレッシング方式と、１つ又は複数のポートとを有するように構成され、各ポートが、光クライアントデータを送信又は受信するように構成され、前記ポートの１つ又は複数が、異なるクライアントデータサービスを表す、複数のクライアントサービスフォーマットをサポートするように構成され、
前記制御方法が、
制御アドレスを提供するために、前記光クライアントデータをポートにおいて前記クローズド光バーストスイッチアドレッシング方式とは独立のパケットフォーマットにカプセル化することと、宛先ポートに向けて以遠に送信するために、前記カプセル化されたパケットフォーマットを待ち行列システムに渡すこととを用いる、前記クローズド光バーストスイッチアドレッシング方式とは独立の制御アドレッシング方式を実行するステップと、
各ポートに前記少なくとも１つのステージ内の他のすべてのポートとの相互接続性を提供するステップと、
を備えることを特徴とする、光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項２】
前記システムが、少なくとも３つ以上のステージを備え、
各ステージが、マルチステージスイッチを提供するために、独立したクローズド光バーストスイッチアドレッシング方式と、１つ又は複数のポートとを備え、
前記独立の制御アドレッシング方式が各ポートに他のすべてのポートとの相互接続性を提供するように、前記制御方法は、前記マルチステージスイッチにまたがって実行される、
請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項３】
前記カプセル化が、光レイヤアドレスを含む電気的表現データフレームとして前記光クライアントデータをパッケージする、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項４】
前記光レイヤアドレスが、宛先ポートアドレスを含む、請求項３に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項５】
前記制御アドレッシング方式が、デジタル制御フレームパケットを構成する、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項６】
前記制御アドレッシング方式が、宛先ポートの光アドレスを保存するヘッダフレームを構成する、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項７】
前記制御アドレッシング方式が、宛先ポートの光アドレスを保存するヘッダフレームを構成し、前記ヘッダフレームが、前記宛先ポートがどのネットワークリングに属するかを示す波長色を含む、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項８】
データパケットフォーマットが、光バースト送信ファブリックに堅く結び付けられる、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項９】
待ち行列内にフロー制御データが存在することを検出し、送信バーストをスケジュールして、前記待ち行列から前記フロー制御データを取り出すステップ、
を備える、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項１０】
待ち行列内にフロー制御データが存在することを検出し、送信バーストをスケジュールして、前記待ち行列から前記フロー制御データを取り出すステップと、
データプレーンビークル及び制御プレーン要求を提供してバースト光データの完全な抽象化を可能にするように、待ち行列から送出し、光バーストネットワークを介して送信するステップと、
を備える、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項１１】
前記制御方法は、
デジタル電気データプレーン態様及びデジタル電気制御プレーン態様を有する抽象化された外部インタフェース、
を提供する、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項１２】
前記クローズド光バーストスイッチが、クローズド光バースト分散スイッチ上に、外部クライアントポート用に確保された少なくとも１つのポート、を備える、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項１３】
前記制御方法は、前記クローズド光バーストスイッチのエッジからコアを通ってエッジまでのフロー継続性を提供するステップ、を備え、
一方、光バースト送信が、各ステージにおける各クローズド光システム内に含まれる、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項１４】
ステージ内の少なくとも１つのポート内での前記制御方法は、前記ステージの相互接続のために前記制御方法を使用するマルチステージ分散スイッチシステムの生成を可能とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項１５】
ステージ内の少なくとも１つのポート内での前記制御方法は、前記ステージの相互接続のために前記制御方法を使用するマルチステージ分散スイッチシステムの生成を可能とし、  オーバレイフロー制御が、前記マルチステージ分散スイッチシステムのエッジステージとコアステージの間の交差地点に制御プロセッサを配置することによって、実現される、請求項１に記載の光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御方法。
【請求項１６】
コンピュータに、請求項１に記載の方法の各手順を実行させるためのコンピュータプログラムであり、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散バースト光スイッチ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｂｕｒｓｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｗｉｔｃｈ）に基づいた大容量パケットスイッチアーキテクチャを構成するための方法及びシステムについて説明する。詳細には、本発明は、光バーストスイッチクローズドリング型ネットワーク（ｏｐｔｉｃａｌ  ｂｕｒｓｔ  ｓｗｉｔｃｈ  ｃｌｏｓｅｄ  ｒｉｎｇ  ｎｅｔｗｏｒｋ）間の相互接続を可能にするスイッチアーキテクチャのための制御レイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
光バーストスイッチング（ｏｐｔｉｃａｌ  ｂｕｒｓｔ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）は、制限のない（ｕｎｂｏｕｎｄｅｄ）光媒体フォーマット、又は制限のある（ｂｏｕｎｄｅｄ）光媒体フォーマットにおいて使用することができる。制限のない光媒体は、任意に相互接続されメッシュ状をなす光交差接続（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｒｏｓｓ  ｃｏｎｎｅｃｔ）の組が、ファイバ送信経路インフラストラクチャを提供し、そのインフラストラクチャを介して、メッシュ全域に分散する送信元と宛先の間で、光バーストを伝搬させる、光媒体である。
【０００３】
制限のある光媒体フォーマットでは、光送信インフラストラクチャは、制約された送信経路、通常はファイバリングを提供するように閉じられており、送信元と宛先の間では、中間の光交差接続を必要とすることなく、そのような送信経路を介した直接接続が可能である。前者の制限のないケースでは、光バーストは、光経路のメッシュを介して回送されなければならず、ネットワーク内のどのポイントにおいてもバーストが衝突しないことを保証するためのスケジュールを行わなければならない。後者の制限のあるケースでは、ルートは、すべての送信元とすべての宛先の間で共用される単一の送信媒体に沿ったストレートな伝搬であるので、バーストをスケジュールするだけでよい。
【０００４】
本発明は、制限のある光バーストスイッチングシステムフォーマットに関する。このフォーマットでは、一連の送信元宛先ペアは、共用光送信媒体にアクセスして、光バーストを共用光送信媒体からドロップし、共用光送信媒体にインサートすることが可能である。これの一例は、各ペアにドロップポイント及びインサートポイントを提供するタップポイントを有する単一の連続的なファイバリングを使用して、光バースト送信元宛先ペアの組を一緒に接続することによって実現される。この構成は、任意の送信元が任意の宛先に送信できる手段を提供する。各送信元は、同じ光チャネル上で送信を試みているどの送信元も妨害せず、又はそのようなどの送信元とも衝突しないことを保証するために、正確にタイミングを取って、各光チャネルにおける自らのバースト送信を行わなければならない。光チャネルは、光送信のために使用される波長によって定義される。衝突が発生しないことを保証するために、またシステム上の各送信元が光送信媒体を介した各宛先への公平なアクセスを有すること、及び各宛先が光送信媒体を介した各送信元への公平な接続性を与えられることを保証するために、スケジューリングが使用される。
【０００５】
システムは、到着したサービスフローを待ち行列に入れてから、媒体を介して各フローをそれぞれの宛先に送信する手段も提供する。多重化されたサービスフローが送信元において提示されることがあるので、システムのサービス管理態様は、これらを逆多重化し、その後、正しい宛先に送信するために、それらを多重化して、待ち行列に入れる。スケジューリングシステムは、待ち行列に入れられたサービスの情報を取り出し、これをバーストフォーマットで媒体を介してシステム上の宛先ポートに送信する。
【０００６】
到着したサービスフローがイーサネット（登録商標）である場合、光バーストスイッチシステムは、分散イーサネット（登録商標）スイッチを提供する。従来のイーサネット（登録商標）スイッチング技術を用いた場合、ネットワークは、光トランスポート技術を使用してイーサネット（登録商標）スイッチを相互接続することによって生成される。この場合、スイッチングノードは、いくつかのクライアントポートを提供するが、他のポートは、スイッチングノードを相互接続するために確保される。この構成の問題点は、ネットワークオーナが、ネットワークのスイッチングレイヤをネットワークのトランスポートレイヤとは別に実施しなければならないことである。分散イーサネット（登録商標）スイッチは、この問題点を、光バーストスイッチングレイヤをトランスポートレイヤとスイッチングファブリック（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｆａｂｒｉｃ）の両方として使用することによって克服する。この単純化は、閉じられたファイバ媒体の周上のポートの間でフレームレベルの直接光転送によってキャリアを転送することを可能にする。また、そのような分散スイッチシステムを使用することで、スイッチングステージの数が最小限に抑えられ、それによって、ネットワークを通過する際に必然的な待ち時間が短縮され、ネットワークを通過するフローを準備し、管理するのに必要とされる制御プレーンオーバヘッドが単純化される。
【０００７】
しかし、光バーストスイッチングベースの分散スイッチの難点は、バースト媒体が閉じられており、したがって、本質的に容量が制限されることである。システムの容量は、光送信元変調器の送信ビットレートと、サポート可能な光チャネルの数とによって定まる。例えば、１０Ｇｂ／ｓの光回線レートは、可能なアクティブ波長が８０個ある場合、公称上は８００Ｇｂ／ｓに増大する。リアルタイムスケジューリングを行う光バーストスイッチングシステムは、約８３％のファブリック効率を示すので、公称容量を完全に達成できるとは限らない。より大規模なネットワークは、固定された光接続を介して分散イーサネット（登録商標）スイッチを相互接続することによって生成することができるが、これは、固定された光回線によって相互接続された従来のスイッチと比較して、スイッチングステージの数を減らす一方で、制御プレーン管理の負担も、個々のフレームについての多段ホップも、依然として持ち越されている。
【０００８】
したがって、結局のところ、光バーストスイッチングシステムから構築される分散イーサネット（登録商標）スイッチは、閉じられた光媒体の外側までバーストが伝わることができないという事実によって規模的に制限される。制限のない光バーストスイッチングシステムは、はるかに大きな理論的限界まで拡大することができるが、それを構築することは商業的には困難である。制限のある光バーストシステムは、実際に実行可能であるが、閉じられた媒体上で可能なスペクトル効率によって定められる規模上の限界を有する。
【０００９】
インテルコーポレーション（Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）に譲渡されたＰＣＴ特許公開第Ｗ０２００５０３４５６９Ａ２号は、拡張されたボーダゲートウェイプロトコル（ＢＧＰ：Ｂｏｒｄｅｒ  Ｇａｔｅｗａｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用する光スイッチトネットワークを開示している。このＰＣＴ特許公開は、その特許公開中ではフォトニックバーストスイッチト（ＰＢＳ：Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｂｕｒｓｔ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ）オープンネットワークと呼ばれる光バーストスイッチング（ＯＢＳ）内からのＩＰルーティングヘッダ情報を使用して、企業ＬＡＮ及びＷＡＮネットワークなどの他のルーティングゾーンと連携するオープンＯＢＳネットワークゾーンを介してトラフィックを回送することを可能にするための、ボーダゲートウェイプロトコル（ＢＧＰ）に対する変更について説明している。これを行うため、ＩＰヘッダ情報が、２つのＯＢＳゾーンの間又はＯＢＳゾーンと非ＯＢＳゾーンの間の境界においてトラフィック経路から取得され、ルーティングプロトコルが、各ゾーン内でトラフィックをどこに送信すべきかをしかるべく決定するために使用される。システムは、ＰＢＳ（ＯＢＳ）ファブリックの間でトラフィックを回送することを可能にするＢＧＰの拡張を生成することを可能にする。しかし、このシステムの問題点は、それがＩＰアドレッシングに限定され、同じネットワーク上の複数のサービスプロバイダからのデータを回送できないことである。
【００１０】
インテルコーポレーションに譲渡された第２のＰＣＴ公開第ＷＯ２００５／０６２５７８号は、サーバとストレージエリアネットワークの間の光ネットワーキングのためのアーキテクチャを開示している。このシステムは、ファイバチャネルフレームを１つ又は複数のＯＢＳデータバースト内にカプセル化しようと試みる。これを用いてネットワーキングソリューションを生み出すには、ルーティングプロトコルは、ファイバチャネルアドレス又はＰＢＳアドレスを使用して、ＰＢＳファブリックと非ＰＢＳファブリックのグループを通過するルートを提供しなければならない。したがって、そのようなファブリックのグループのための制御プレーンは、サービス固有でなければならず、このケースでは、ファイバチャネルであるが、一般的なケースでは、クライアントサービスのアドレッシング方式から成らなければならず、又は、ＰＢＳ（ＯＢＳ）固有でなければならず、したがって、ＯＢＳシステムは、クライアントサービスネットワークにトランスポートサーバを提供するために事前接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＰＣＴ公報ＷＯ２００５／０３４５６９号
【特許文献２】ＰＣＴ公報ＷＯ２００５／０６２５７８号
【発明の概要】
【００１２】
本発明の目的は、閉じられた光レイヤ内の光チャネル密度及び光回線レートによって定められる限界を超えて拡大する、光バーストスイッチングシステム及び方法を提供することである。
【００１３】
本発明によれば、添付の特許請求の範囲において提示されるように、光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御レイヤが提供され、前記システムは、クローズド光バーストスイッチアドレッシング方式と、データパケットを送信するための１つ又は複数のポートとを有するように構成された少なくとも１つのステージを備え、前記制御レイヤは、クローズド光アドレッシング方式とは独立の制御アドレッシング方式と、各ポートに他のすべてのポートとの相互接続性を提供する手段とを備える。
【００１４】
一実施形態では、光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムのための制御レイヤが提供され、前記ＯＢＳシステムは、少なくとも１つのステージを備え、各ステージは、クローズド光バーストスイッチアドレッシング方式と、１つ又は複数のポートとを有するように構成され、各ポートは、クライアントデータを送信又は受信するように構成され、前記ポートの１つ又は複数が、異なるクライアントデータサービスを表す、複数のクライアントサービスフォーマットをサポートするように構成され、
前記制御レイヤが、制御アドレスを提供するために、クライアントデータをポートにおいて光アドレッシング方式とは独立のパケットフォーマットにカプセル化することと、宛先ポートに向けて以遠に送信するために、カプセル化されたパケットフォーマットを待ち行列システムに渡すこととを用いる、クローズド光アドレッシング方式とは独立の制御アドレッシング方式と、
各ポートに前記ステージ内の他のすべてのポートとの相互接続性を提供する手段と
を備える
ことを特徴とする。
【００１５】
フロー制御レイヤは、２つ以上のクライアントサービスフォーマットのために使用できる共通の分散スイッチインフラストラクチャを提供する。データを独立のパケットフォーマットにカプセル化又はマッピングすることによって、光リング型ネットワークは、例えば、ＳＤＨ、イーサネット（登録商標）、及びＩＰなど、複数の異なる送信元及びサービスプロバイダにデータを送信し、それらからデータを受信することができる。スイッチは、基本的に、独立のパケットデータ内の情報から、適切な宛先ノードに回送するために使用できる光データの電気的表現を提供することができる。言い換えると、パケットフォーマットは、クライアントサービスから独立であるような方法でパッケージされる。
【００１６】
本発明は、オーバレイ制御プレーンをＯＢＳファブリックに提供する。このオーバレイは、制御されているＯＢＳファブリックのグループに固有の独自のアドレスを割り当てられたクライアントトラフィックのカプセル化を含む。このグループは、閉じられたグループである。従来技術のシステムは、クライアントトラフィックのＩＰヘッダを使用し、ボーダゲートウェイプロトコル（ＢＧＰ）を利用するので、その拡張も、もっぱらＩＰアドレス上で動作する。本発明は、本質的に波長アドレスに結び付けられたバーストアドレッシング方式とクライアントアドレス方式との間にアドレッシングのレイヤを提供し、ＩＰアドレスには依存しない。この新しいレイヤは、クライアントアドレスからの独立性を提供し、ＯＢＳファブリックの閉じられたグループがマルチサービスとなることを可能にする。基本的に従来技術とは異なる本発明の第２の態様は、ＯＢＳファブリックの閉じられたグループがトポロジ的に静的であり、制限があることである。これは、ＢＧＰなどのプロトコルを使用するルーティングが不必要であることを意味し、ルーティングとは、複数のファブリックを通過するルートの計算を意味する。これは、ＯＢＳファブリックの閉じられたグループが、新たに定義されたカプセル化レイヤのエンドポイントアドレス間に、システム構築時に接続トポロジによって決定される、前もって定められたルートを有するためである。この大幅な単純化は、クライアントサービスからは単一のスイッチに見えるマルチステージＯＢＳファブリックの構築を可能にする。これは、複数のＯＢＳファブリックを介するＩＰフローのルーティングを可能にする拡張されたＢＧＰを使用して、オープンネットワークを形成するのとは大きく異なる。
【００１７】
カプセル化は、オープンネットワークにおいてＢＧＰを使用するよりも大幅に単純化されたクローズドネットワークの生成を可能にする。さらに、カプセル化は、制御レイヤが複数のクライアントサービスからのデータを処理できるように、どのタイプの光データがカプセル化されたかを区別する必要がない。言い換えると、本発明は、ＦＣパケットをＯＰＳＴ（光パケットスイッチ及びトランスポート（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｓｗｉｔｃｈ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ））にカプセル化し、その後、ＯＰＳＴをＯＢＳフレームにカプセル化する。これは、ＯＢＳとクライアントパケットの間に、閉じられたＯＢＳファブリックグループと組み合わされる新しいレイヤを提供する。
【００１８】
一実施形態では、システムは、少なくとも３つ以上のステージを備え、各ステージは、マルチステージスイッチを提供するために、クローズド光アドレッシング方式と、１つ又は複数のポートとを備え、前記制御レイヤは、独立の制御方式が、各ポートに他のすべてのポートとの相互接続性を提供するように、マルチステージスイッチにまたがる。
【００１９】
一実施形態では、制御レイヤは、独立の制御アドレスを提供するために、光データをポートにおいて独立のパケットフォーマットにカプセル化し、宛先ポートに向けて以遠に送信するために、独立のパケットフォーマットを待ち行列システムに渡すための手段を備える。
【００２０】
一実施形態では、前記カプセル化は、光レイヤアドレスを含む電気的表現データフレームとして光データをパッケージする。
【００２１】
一実施形態では、光レイヤアドレスは、宛先ポートアドレスを含む。
【００２２】
一実施形態では、独立の制御アドレスは、デジタル制御フレームパケットを構成する。
【００２３】
一実施形態では、独立の制御アドレスは、宛先ポートの光アドレスを保存するためのヘッダフレームを構成する。
【００２４】
一実施形態では、ヘッダフレームは、宛先ポートがどのリング及び波長に属するかを示すアドレスを含み、又は格納する。
【００２５】
一実施形態では、待ち行列内にユーザデータが存在することを検出し、送信バーストをスケジュールして、待ち行列からデータを取り出すための手段を備えるスケジューラが提供される。
【００２６】
一実施形態では、スケジューラは、フロー制御レイヤが、データプレーンビークル（ｄａｔａ  ｐｌａｎｅ  ｖｅｈｉｃｌｅ）及び制御プレーン要求を提供して、バースト光データの完全な抽象化を可能にするように、待ち行列から送出し、光バーストネットワークを介して送信するための手段を備える。
【００２７】
一実施形態では、制御レイヤは、デジタル電気データプレーン態様及びデジタル電気制御プレーン態様を有する抽象化された外部インタフェースを備える。
【００２８】
一実施形態では、スイッチは、クローズド光バースト分散スイッチ上に、外部クライアントポート用に確保された少なくとも１つのポートを備える。
【００２９】
一実施形態では、スイッチのエッジからコアを通ってエッジまでのフロー継続性（ｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ）を提供する手段が提供され、一方、光バースト送信は、各ステージにおける各クローズド光システム内に含まれる。
【００３０】
一実施形態では、ステージ内の少なくとも１つのポート内に制御レイヤを配置することで、ステージの相互接続のために制御レイヤを使用するマルチステージ分散スイッチシステムの生成が可能になる。
【００３１】
一実施形態では、オーバレイフロー制御レイヤは、マルチステージ分散スイッチシステムのエッジステージとコアステージの間の交差地点に制御プロセッサを配置することによって実現される。
【００３２】
別の実施形態では、クローズド光バーストスイッチリング型ネットワークにおいて使用される制御スイッチが提供され、前記スイッチは、光データをポートにおいて独立のパケットフォーマットにカプセル化し、光バーストスイッチリング型ネットワークによって宛先ポートに送信するために、独立のパケットフォーマットを待ち行列システムに渡すための制御レイヤを備える。
【００３３】
本発明のさらなる一実施形態では、光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムを制御する方法が提供され、前記ＯＢＳシステムは、クローズド光バーストスイッチアドレッシング方式と、１つ又は複数のポートとを有するように構成され、各ポートは、クライアントデータを送信又は受信するように構成され、前記ポートの１つ又は複数は、異なるクライアントデータサービスを表す、複数のクライアントサービスフォーマットをサポートするように構成され、前記方法は、
制御アドレスを提供するために、クライアントデータをポートにおいて光アドレッシング方式とは独立のパケットフォーマットにカプセル化し、カプセル化されたパケットフォーマットを待ち行列システムに渡すことによって、クローズド光アドレッシング方式とは独立の制御アドレッシング方式を実施するステップと、
カプセル化されたパケットフォーマットを宛先ポートに送信するステップと
を含む。
【００３４】
記録媒体、キャリア信号、又はリードオンリメモリ上に具現できる、コンピュータに上記の方法を実施させるためのプログラム命令を含むコンピュータプログラムも提供される。
【００３５】
本発明は、添付の図面を参照しながら、もっぱら例を用いて行われる、本発明の実施形態についての以下の説明からより明白に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】光ネットワークの従来技術による実施を示す図である。
【図２】本発明による制御レイヤを有するシステムを示す図である。
【図３】分散方式で実施される図２に示される制御レイヤを有するシステムを示す図である。
【図４】本発明の一態様による抽象化された形の分散システムを示す図である。
【図５】分散光バーストスイッチシステムをマルチステージ光バーストスイッチシステムに拡張するために制御レイヤがどのように使用されるかを示す概略図である。
【図６】本発明の一実施形態による、３ステージスイッチを形成するために接続されるＯＢＳステージの配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、複数のポート又はノードを有する光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムにおける光ネットワークの従来技術による実施を示している。明瞭になるように、システムを通過するただ１つの方向の転送だけが示されている。サービスフローは、インタフェース１０５を介してシステムに入る。サービスは、トラフィック分類機能１０１によって処理される。このトラフィック分類機能は、ポートフロー（ｐｏｒｔ  ｆｌｏｗ）からコンポーネントフロー（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｆｌｏｗ）を抽出し、これらのコンポーネントフローを光バーストスイッチング機能１０４内の正しい待ち行列に送る。処理されてコンポーネントフローになるサービスフロートラフィックの一例は、イーサネット（登録商標）仮想専用回線サービスを構成する多くのタグ付けフローを含むイーサネット（登録商標）サービスであるが、それに限定されない。
【００３８】
トラフィック分類機能１０１は、このケースでは、タグを読み取り、パケットをパケット毎にそれぞれの待ち行列に送る。光バーストスイッチング機能は、ＯＢＳシステム上の宛先ノード毎に待ち行列を有する。トラフィック分類機能１０１は、到着したポートフローから得たコンポーネントトラフィックフローをＯＢＳ機能１０４内の正しい宛先固有の待ち行列にマッピングするように事前に構成しておくことができる。この事前構成は、手動で実施することができ、又はネットワーク全体に対して機能する自動制御システムによって実施することができる。典型的なネットワーク制御システムは、ＰＮＮＩ、ＭＰＬＳ、ＡＳＯＮ、ＧＭＰＬＳ、又はＩＳ−ＩＳであるが、それらに限定されない。抽出されたフローは、インタフェース１０６を介して、ネイティブ形式で宛先ノード待ち行列に入れられる。トラフィック分類機能１０１は、各コンポーネントフローによって必要とされるフロー特性をＯＢＳネットワーク１０４が提供できるように、スケジューラ１０２の構成も行う。システムの出口エンドにおいて、出口トラフィック管理機能１０３は、ＯＢＳネットワーク内のＯＢＳ送信元ノードからインタフェース１０８を介して到着したコンポーネントフローから単一の出口フローを組み立てる。その後、統合されたサービスフローは、インタフェース１０９を介してシステムから出て行く。
【００３９】
図２は、本発明による制御レイヤを有するシステムを示している。制御レイヤは、ＯＢＳレイヤの上、サービスレイヤの下に位置する。サービスは、インタフェース２０８を介してシステムに入る。トラフィック管理機能２０１は、図１で説明されたようにコンポーネントフローを抽出するが、加えて、これらのフローを制御レイヤカプセル化機能２０６に渡す。この制御レイヤは、サービスフローデータのかたまりをカプセル化して、ＯＢＳネットワーク及び待ち行列システム２０４が扱える共通の内部フレームフォーマットを提供する。
【００４０】
カプセル化機能２０６の特性は、多くのサービスコンポーネントフローを取り込み、それらを統合して、ＯＢＳシステムの入口ノードとＯＢＳシステムの出口ノードの間の単一のフローにすることができるというものである。この統合特性は、内部アドレス容量を、一般にはるかに大きいサービスアドレス容量ではなく、システムのノード間のフローの内部制御のために必要とされる容量に抑制する。トラフィック管理機能２０１は、インタフェース２１０を使用して、フローパラメータを制御レイヤ転送機能２０５に提供する。制御レイヤ機能２０５は、各統合フローのための内部アドレスを生成し、インタフェース２１１を使用してこれらをカプセル化フレームヘッダに付け加える。
【００４１】
インタフェース２１０が、トラフィック管理機能２０１に提供される。これは、スケジューラ２０２を直接的にプログラムする代わりに、この１組のパラメータを使用して、フロー要件を指定できることを意味する。フローを記述するために使用されるパラメータは、一般に、認定情報レート、ピーク情報レート、認定バーストサイズ、及び必要な遅延限界であるが、それらに限定されない。
【００４２】
その後、制御レイヤ転送機能２０５は、これらのパラメータを使用して、その時にシステム上で機能するスケジューラ及び待ち行列管理の特定のインスタンスに必要なスケジューラ及び待ち行列管理パラメータをアルゴリズムによって決定する。スケジューラ及び待ち行列パラメータのこのアルゴリズムによる決定は、システムが、共通のフロー特性定義インタフェースを介して、異なるサービスのために機能することを可能にし、他方、サービスインタフェースの変更を必要とせず、性能を増強するためにシステムスケジューラを変更することを可能にする。後者のケースに必要とされる唯一の変更は、サービス要件入力からスケジューラパラメータを導出するアルゴリズムをアップグレードすることである。
【００４３】
アルゴリズムは、共通のカプセル化ヘッダを有する単一の内部フローとして動作するクライアントフローの集まりに追加され、又はクライアントフローの集まりから削除されるクライアントフローに応答して、待ち行列及びスケジューラパラメータの変更を決定することができる。新しい内部フローを生成するために必要な待ち行列及びスケジューラパラメータを決定できることに、これが追加される。待ち行列及びスケジューラパラメータは、インタフェース２１２を介してＯＢＳネットワークレイヤにプログラムされる。機能２０６においてサービスフローに付け加えられるカプセル化ヘッダも、システムを介する送信中のエラーはどんなものでも検出できるように、内部フローをインストルメント化（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）するために使用されるデータを与えられる。エラー検出インストルメントの例は、一般に、ビット誤り、ブロック誤り、パケット損失、シーケンスを乱したパケット、及び廃棄されたパケットであるが、それらに限定されない。
【００４４】
カプセル化機能２０６は、インタフェース２１３を介して、各統合フローを対応する宛先用の待ち行列に送る。その後、ＯＢＳネットワークは、スケジューラ２０２によってスケジュールされたように、データのバーストを各待ち行列から各宛先に送信する。
【００４５】
ＯＢＳネットワーク２０４の出口インタフェース２１４において、到着した各内部フロー統合は、機能２０７で解除される内部カプセル化を有している。この機能は、ヘッダインストルメンテーションデータ（ｈｅａｄｅｒ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｄａｔａ）を検査し、送信元転送機能２０５によって必要とされるフロー特性に対する内部転送インテグリティについてのアラーム及び性能情報を提供する。多くの送信元転送機能２０５は、各宛先転送機能２０７に送信することができる。宛先転送機能は、これらのコンポーネントフローのすべてを単一のフローにマージし、内部カプセル化を解除する。宛先転送機能は、単一のフローを、インタフェース２１５を介して、処理するために出口トラフィック管理機能２０３に提供する。その後、トラフィックは、インタフェース２１６を介してシステムから出て行く。
【００４６】
図３は、分散方式で実施される図２に示された制御レイヤを有するシステムを示している。ファイバインタフェース３０６によって表される閉じられた光媒体に接続されたシステムの３つのインスタンスが示されている。トラフィック分類機能は、３０１である。ここでは、機能２０５及び２０６は、単一の機能３０２で示され、光バースト送信機、スケジューラ、及び受信機は、機能３０３で示されている。システムの各ポート又はノードの受信経路及び送信経路が、示されている。機能３０４内の制御レイヤからトラフィック転送機能３０５への受信経路は、カプセル化解除を含む。この実施形態では、制御レイヤのインスタンスが通信できるように、制御チャネルが提供される。トラフィック分類及び転送レイヤのインスタンスも、別々に通信することができる。この通信は、しばしばピアリング（ｐｅｅｒｉｎｇ）と呼ばれる。この実施形態では、制御レイヤ機能３０２及び３０４が、一方向又は双方向形式の制御パケットのフローをポート間で確立するために、互いにピアリングを行う。トラフィック分類機能は、別のピアドレイヤ（ｐｅｅｒｅｄ  ｌａｙｅｒ）を構成する。トラフィックピアドレイヤでは、制御レイヤ機能３０１及び３０５が、ポート間でサービスフローを生成する意図を確立するために、互いにピアリングを行う。その後、それらは、サービスを提供するために必要なフロー特性を有する接続性を確立する、３０２及び３０４によって実施される制御レイヤに、制御フロー及びマッピングを要求する。
【００４７】
図４には、抽象化された形の分散システムが示されている。制御レイヤは、システムワイドな機能４０３で要約できる制御機能のピアドインスタンスを含む。これは、スケジューリング機能を介して、バースト送信システム４０４に接続される。トラフィック分類機能は、２つのグループに分けて、個別インスタンスの形式で示されている。２つのグループは、機能４０１及び４０２で示されている。この実施形態は、マルチサービスシステムを提供するために使用される、トラフィック分類レイヤと光バーストレイヤの間に挿入される共通の制御プレーンを示している。一実施形態では、サービス４０１は、イーサネット（登録商標）とすることができ、制御レイヤは、システムのノード上のエンドポート間のイーサネット（登録商標）仮想接続（ＥＶＣ：Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  ｖｉｒｔｕａｌ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を生成するために使用されるフローを提供する。
【００４８】
同時に、トラフィック分類機能４０２は、ＳＤＨ又はＳｏｎｅｔとすることができ、制御レイヤは、システムのノード上のエンドポート間のＶＣ４又はＳＴＳ１接続を生成するために使用されるフローを提供する。この実施形態では、サービス分類機能のグループ間の接続性を提供するのに必要な光バーストスイッチングリソースは、制御レイヤによって、これらの機能４０１及び４０２の下に一緒にグループ化される。したがって、トラフィック分類機能４０１のグループ内での接続の生成は、トラフィック分類機能４０２のグループに影響しない。このシステムの別の実施形態では、トラフィック分類機能４０１のグループは、トラフィック分類機能４０２のグループとサービスタイプが同じである。一例は、機能４０１及び４０２の２つのグループがイーサネット（登録商標）であることである。この実施形態を用いる場合、グループ４０１は、グループ４０２とは別に管理される。共通の制御機能４０３は、ネットワーク事業者が、ノード機能をサービスグループ毎に別々に付け加え、取り去ることを可能にする。その場合、別々の管理は、他方の管理を妨害することなく、自らのサービスグループを使用することができる。２つより多くのトラフィック分類グループが存在してもよい。この説明で使用されたサービスタイプは、イーサネット（登録商標）と、Ｓｏｎｅｔ又はＳＤＨである。例えば、ＭＰＬＳ、ＩＰ、ファイバチャネル、及びＥＳＣＯＮなど、より多くのサービスタイプが存在し得るが、それらに限定されない。
【００４９】
図５は、分散光バーストスイッチ（ＯＢＳ）システムをマルチステージ光バーストスイッチシステムに拡張するために制御レイヤがどのように使用されるかを示す概略図を示している。３つのクローズド光バーストスイッチングネットワークステージ５０３、５０４、５０５が存在する。各ＯＢＳネットワークは、閉じられた光アドレス空間を有する。
【００５０】
制御レイヤ５０２は、３つすべてのＯＢＳネットワークにわたって共通のアドレス空間を有する。この実施形態では、２つのエッジステージと、１つの中央相互接続ステージが存在する。相互接続ステージは、トラフィック分類ポートをまったく備えておらず、したがって、エッジシステム間の相互接続のために使用される。この実施形態における各ステージ上の制御レイヤ５０２は、先に説明されたような制御機能の一連のピアドインスタンスから成る。このインスタンスのグループは、インタフェース５０６を介して相互接続システム制御レイヤに接続される。インタフェース５０６は、最初のステージのエッジにおけるカプセル化から、最後のステージのトラフィック機能５０１におけるトラフィック転送前のカプセル化解除まで、制御レイヤにおいてパケット継続性が存在するように、カプセル化解除機能の前に、制御システムの出力から取られる。インタフェース５０６は、サービスによって必要とされるフロー特性を提供するために、接続ステージシステムがスケジューラを準備できるようにする制御情報も含む。
【００５１】
図６は、本発明の一実施形態による、３ステージスイッチを形成するために接続されるＯＢＳステージの配置を示している。リング間の制御レイヤ相互接続は、菱形シンボル６０２によって表されている。この実施形態の各ステージは、同じとすることができ、クローズド光バーストスイッチングネットワークと、制御レイヤと、少なくとも１組のトラフィック管理機能とを備える。３つのエッジシステム６０３、６０４、６０５が示されている。３つのコアシステム６０６、６０７、６０８が示されている。コアシステムとエッジシステムは、トラフィック分類機能及びクライアントインタフェース６０１をコアシステムが提供しない点だけが異なる。この実施形態では、各エッジにおける制御レイヤは、制御チャネル（図示されず）を介して互いに通信する。
【００５２】
適切な制御チャネルは、３つのステージシステムの各エッジにおける制御機能の間で接続されるＩＰ又はイーサネット（登録商標）ネットワークによって提供することができる。１つのエッジシステム上のポートから別のエッジシステム上のポートへの接続を確立するために、２つのエッジシステムは、ピアリングを行い、どのコアシステムを介して接続を行うべきかを選択する。コアシステム制御機能は、同じ制御チャネルを使用して、類似した方法でエッジシステムと通信する。システムを接続するためにどのコアリングを選択すべきかを決定するための選択基準は、相互接続を要求する２つのエッジシステムを接続するためのコアシステムにおいて利用可能な容量であるが、それに限定されない。例えば、エッジシステム６０３上のクライアントポート６０１とエッジシステム６０５上のクライアントポート６０１の間で接続が必要とされる場合、エッジシステム６０３の制御レイヤインスタンスは、エッジシステム６０５の制御レイヤインスタンスとコンタクトを取って、接続をセットアップしたい意図を伝える。それを介して接続を行うことができる３つの利用可能な相互接続制御ポートが存在する。エッジシステム６０５は、接続のために利用可能なポートを折り返し伝える。その後、エッジシステム６０３は、これらと自らが有する接続のために利用可能なポートとを相互に関連付け、接続を行うために利用可能な１つ又は複数のコアシステムを選択する。第１の利用可能なコアシステム制御インスタンスと制御チャネルを介してコンタクトを取り、接続を要求する。拒否された場合、接続を了承するコアシステムが見つかるまでこのプロセスが繰り返されるが、さもなければ接続は拒否される。
【００５３】
光ファイバリングなどの制限のある光媒体上で動作する光バーストスイッチングシステムは、分散イーサネット（登録商標）スイッチのためのファブリックを提供するために使用できることが理解されよう。
【００５４】
他の実施形態では、光バーストスイッチングファブリックは、分散ＭＰＬＳスイッチ又は分散ＩＰルータを生成するために使用することができる。そのような構成では、分散スイッチの各ポートは、クライアントサービス処理シリコンと、到着したクライアントパケットを待ち行列に転送し、待ち行列を光バーストファブリックを介した送信によって空にするプロトコルを備える。そのような構成では、光バーストスイッチングシステムは、クライアントサービスによって直接的に制御されるか、クライアントサービスの要求を満たすように静的に準備されるか、又は両方が何らかの形で組み合わされる。
【００５５】
本発明は、光バースト送信ファブリックに完全に結び付けられた独立したパケットフォーマット及び待ち行列システムによって提供されるフロー制御のレイヤを提供する。このレイヤは、クライアントサービスがフロー要求を行うことを可能にする外部制御インタフェースを提供し、その後、フロー要求は、光バースト送信ファブリックによって実行される。外部インタフェースは、光バースト送信ファブリックの能力の範囲内で満たすことができるフロー要求を受け入れるだけである。このようにして、フロー制御レイヤは、光バーストファブリックに直接的に結び付けられるが、ファブリックを使用するクライアントサービスからはファブリック技術の特性を効果的に隠蔽する。
【００５６】
フロー制御レイヤは、デジタル電子技術を使用してクライアントサービスをカプセル化し、光バーストシステムによって送信するために待ち行列に渡すことができる手段を提供するデータプレーン態様を有する。スケジューリングシステムは、待ち行列内のフロー制御データの存在に反応して、待ち行列からデータを取り出すようにバーストをスケジュールする。フロー制御データの存在に応答するのに加えて、スケジューラは、同時にフロー要求規定（ｆｌｏｗ  ｄｅｍａｎｄ  ｐｒｏｖｉｓｉｏｎ）にも応答する。これらは、スケジューラが待ち行列から送出し、光バースト媒体を介して送信できる情報の最大量に正確に対応する、スケジューラに課された限界である。したがって、フロー制御レイヤは、バースト光媒体の完全な抽象化を提供する、データプレーンビークル及び制御プレーン要求を提供する。
【００５７】
フロー制御レイヤによって提供される光バースト媒体の抽象化は、フロー制御カプセル化パケットが待ち行列内に存在する場合、要求を満たすのに十分な光バーストを転送することによって、フロー要求を確定的に実行するように光バーストスイッチを制御できる手段を提供する。このようにして、システムのクローズド光バーストレイヤは、デジタル電気データプレーン態様及びデジタル電気制御プレーン態様を有する抽象化された外部インタフェースを備える。
【００５８】
フロー制御レイヤは、２つ以上のクライアントサービスフォーマットのために使用できる、共通の分散スイッチインフラストラクチャを提供する。これは、複数のクライアントサービス仮想スイッチを同時に機能させるためのホストプラットフォームとして使用できる、光バーストスイッチインフラストラクチャを生成することを可能にする。
【００５９】
別の実施形態では、フロー制御レイヤは、単一のクローズド光バーストスイッチシステムに、クローズド光内部ファブリックを完全にカプセル化する汎用化及び抽象化された１組の制御プレーン及びデータプレーンポートインタフェースを提供する。これらのインタフェースのいくつかを同じクローズド光バーストシステムの相互接続のために確保することによって、マルチステージ光バーストスイッチが実現される。このタイプの実施形態を用いる場合、クローズド光バースト分散スイッチ上のいくつかのポートは、外部クライアントポート用に確保され、いくつかのポートは、相互接続ステージ用に確保される。マルチステージスイッチの一例は、マルチステージスイッチのエッジステージでは最大で半分のポートインタフェースが相互接続用に確保され、一方、コアステージのポートのすべては相互接続用に確保される場合である。この場合、フロー制御レイヤは、エッジからコアを通ってエッジまでのフロー継続性を提供し、一方、光バースト送信は、各ステージにおける各クローズド光システム内に含まれる。この場合、フロー制御レイヤは、フローをクライアントフォーマットからフロー制御レイヤフォーマットに、光バーストフォーマットに、フロー制御レイヤフォーマットに変形し、このフォーマットを使用して、マルチステージ分散スイッチのステージを相互接続するための手段を提供することによって、クローズド光バーストファブリックをマルチステージスイッチ構成に拡大できる手段を提供する。
【００６０】
ネットワーク内の少なくとも１つのノード内に配置される制御システムは、ステージを相互接続するためのフロー制御レイヤを使用して、マルチステージ分散スイッチシステムの生成を可能にし、シングルステージシステムの限界よりもスイッチング容量を増加させるが、クライアントポートを介して相互接続される複数の独立した分散スイッチシステムを通過するルートの計算を複雑にすることはない。これは、フロー制御レイヤ相互接続は、入口エッジステージにおいてシステムに入ったフローが、相互接続フローレイヤポートのいずれかを介していずれかの出口エッジに到達できるように定義されたトポロジに制約されるからである。この場合、相互接続ポートのどれを使用すべきかを決定する問題は、複数の独立した分散スイッチシステムの間でシグナリングを行うことによってルートを確立することではなく、利用可能なポートリソースにわたってフローを負荷平衡させることが問題となる。
【００６１】
制御システムは、オーバレイフロー制御レイヤの追加によって、シングルステージ分散クローズド光バーストスイッチからマルチステージ分散光バーストスイッチへのフロー制御が実現されることを可能にする。このオーバレイフロー制御レイヤは、マルチステージシステムのエッジステージとコアステージの間の交差地点に制御プロセッサを配置することによって実現される。各ステージ内のコントローラは、交差地点コントローラのクライアントとして機能する。交差地点コントローラは、互いにピアリングを行って、各ステージ内のコントローラにオーバレイを提供する。
【００６２】
図面を参照して説明された本発明の実施形態は、コンピュータ装置及び／又はコンピュータ装置内で実行されるプロセスを含む。しかし、本発明は、コンピュータプログラムにも、特に、本発明を実施するように構成された、キャリア上又はキャリア内に保存されるコンピュータプログラムにも拡張される。プログラムは、ソースコード、オブジェクトコード、又は部分的にコンパイルされた形式若しくは本発明による方法を実施する際に使用するのに適した他の任意の形式などの中間ソース及びオブジェクトコードの形式を取ることができる。キャリアは、例えばＣＤ  ＲＯＭなどのＲＯＭ、又は例えばフレキシブルディスク若しくはハードディスクなどの磁気記録媒体といった記憶媒体を含むことができる。キャリアは、電気ケーブル若しくは光ケーブルを介して、又は無線若しくは他の手段によって送信できる電気信号又は光信号とすることができる。
【００６３】
本明細書では、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」又はその任意の変形、及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｅｄ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」又はその任意の変形は、完全に交換可能であると見なされており、それらはすべて、可能な限りで最も広い解釈を与えられるべきであり、逆もまた同様である。本発明は、本明細書において上で説明された実施形態に限定されず、構成及び細部の両方において変化することができる。
【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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