(57)【要約】  リング・ネットワークのスパンによって接続されるノードを含む双方向性リング・ネットワーク（２２）の上の通信のための方法であって、双方向性リング・ネットワークの上の仮想専用ローカル・エリア・ネットワーク・サービス（ＶＰＬＳ）に提供することを含む方法。ＶＰＬＳは、複数のノード（２４）にそれぞれ提供される接続終端地点（５４）を備えて、複数ノードの各々を、リング・ネットワークの外の第２のネットワーク（３０）に接続する。前記ノードおよびスパンが完全に動作中である限り、前記接続終端地点の１つ以上を不活性状態に維持する。接続終端地点の１つ以上が活性状態でないように、当該ノードは、双方向性リング・ネットワークに関する障害を表すメッセージを交換するために配置され、メッセージに対応して、第２のネットワークを介して、ＶＰＬＳ中のループをつくることなく、ＶＰＬＳのユーザ間の接続性を維持するために不活性状態の接続終端地点のうちの少なくとも１つを活性化する。【選択図】図１
2009524332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング・ネットワークのスパンによって接続された複数のノードを含む双方向性リング・ネットワークの上の通信の方法であって、
双方向性リング・ネットワーク上でユーザにサービスする仮想専用ローカル・エリア・ネットワーク・サービス（ＶＰＬＳ）を提供するステップであって、前記ＶＰＬＳは、前記複数のノードの内の２つ以上のノードにそれぞれ提供される接続終端地点を備え、前記２以上のノードの各々を、リング・ネットワークの外の第２のネットワークに接続するようになっている、ステップと、
前記ノードおよびスパンが完全に活動中である限り、前記接続終端地点の１つ以上を不活性状態に維持して、前記接続終端地点の１つ以上が活性状態でないようにするステップと、
前記ノード間で双方向性リング・ネットワークに伴う障害を表すメッセージを交換するステップと、
前記メッセージに対応して、第２のネットワークを介して、ＶＰＬＳ中のループをつくることなく、ＶＰＬＳのユーザ間の接続性を維持するために不活性状態の接続終端地点のうちの少なくとも１つを活性化するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記双方向性リング・ネットワークが、復元パケットリング（ＲＰＲ）ネットワークを含み、前記メッセージを交換するステップが、ＲＰＲトポロジの送信および受信を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
接続終端地点が、ＶＰＬＳのバーチャル・ユーザとして提供される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＶＰＬＳを提供するステップが、前記双方向性リング・ネットワーク上の多重ＶＰＬＳインスタンスを提供することを含み、前記ＶＰＬＳインスタンスの各々が、それぞれ接続終端地点を含み、不活性状態の接続終端地点のうちの少なくとも１つを活性化するステップが、障害に影響を受けるＶＰＬＳインスタンスのそれぞれの前記対応する接続終端地点を活性化することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
メッセージを交換するステップが、リング・ネットワークが少なくとも第１および第２の別々のセグメントに分断されたことを決定することを含み、
前記不活性状態の接続終端地点のうちの少なくとも１つを活性化するステップが、前記接続終端地点の少なくとも１つが第１および第２のセグメントの各々において、活性化されており、第１および第２のセグメントの両方とも、第２のネットワークに接続しているように、前記不活性状態の接続終端地点の１つ以上を活性化することを含む、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
不活性状態の接続終端地点の１つ以上を活性化するステップが、前記第２のネットワークによる経路を経て第１および第２のセグメントを接続するように、前記第１および第２のセグメントのそれぞれ第１および第２の接続終端地点を活性化することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ＶＰＬＳを提供するステップが、
ハブの役目をする双方向性リング・ネットワークのノードを指定することと、
ノードおよびスパンが完全に活性化されている限り、第２のネットワークにリング・ネットワークのノード上のＶＰＬＳを接続するために指定されたノード接続終端地点を活性化させることと、を含み、
メッセージを交換するステップが、指定されたノードの活性化された接続終端地点の障害を検出して、報告することを含み、
不活性状態の接続終端地点のうちの少なくとも１つを活性化するステップが、前記他のノードが、第２のネットワークにリング・ネットワークのノード上のＶＰＬＳを接続しているハブとしての役目をするように、リング・ネットワークの他のノードの不活性状態の接続終端地点の１つを活性化することを含む、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
不活性状態の接続終端地点の少なくとも１つを活性化するステップが、
前記ノードに、それぞれの優先度を割り当てることと、
前記優先度のそれぞれに対して前記接続終端地点のいずれを活性化すべきかを選択することと、
を含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
不活性状態の接続終端地点のうちの少なくとも１つを活性化するステップが、前記メッセージに基づいて、前記障害に従ったリング・ネットワークのトポロジを決定し、前記トポロジに対応して接続終端地点のいずれを活性化すべきかを選択することを含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記障害が復旧したことを示す更なるメッセージを交換するステップと、
その更なるメッセージに対応して、前記障害を示したメッセージに対応して活性化された接続終端地点の少なくとも１つを不活性化するステップと、
を含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
仮想専用ローカル・エリア・ネットワーク・サービス（ＶＰＬＳ）がユーザに提供される双方向性リング・ネットワークを規定するように、スパンにより接続された複数のノードを備える、通信のためのシステムであって、
前記ＶＰＬＳは、前記複数のノードの内の２以上のノードにそれぞれ提供される接続終端地点を備え、前記２以上のノードの各々を、リング・ネットワークの外の第２のネットワークに接続するようになっており、
前記ノードおよびスパンが完全に動作中である限り、前記接続終端地点の１つ以上を不活性状態に維持し、前記接続終端地点の１つ以上が活性状態にならないようにし、
前記ノードは、双方向性リング・ネットワークに関する障害を表すメッセージを交換するために配置され、
前記メッセージに対応して、第２のネットワークを介して、ＶＰＬＳ中のループをつくることなく、ＶＰＬＳのユーザ間の接続性を維持するために不活性状態の接続終端地点のうちの少なくとも１つを活性化する、システム。
【請求項１２】
前記双方向性リング・ネットワークが、復元パケットリング（ＲＰＲ）ネットワークを備え、
前記メッセージがＲＰＲトポロジー・メッセージを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記接続終端地点が、ＶＰＬＳの仮想ユーザとして提供される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
多重ＶＰＬＳインスタンスが前記双方向性リング・ネットワークに提供され、各々の多重ＶＰＬＳインスタンスが、それぞれぞれの接続終端地点を有し、前記障害により影響を受けるＶＰＬＳインスタンスの各々において、それぞれの接続終端地点が、活性化される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ノードは、前記メッセージに対応して、リング・ネットワークが少なくとも第１および第２の別々のセグメントに分断されたと判断するように機能し、また、少なくとも１つの前記接続終端地点が、第１および第２のセグメントの各々において、活性化しているように、１つ以上の前記不活性状態の接続終端地点を活性化するように機能し、それにより、第１および第２のセグメントの両方とも、第２のネットワークに接続している、
請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ノードが、第２のネットワークの経路を介して第１および第２のセグメントを接続するために、第１および第２のセグメントにおけるそれぞれの第１および第２の接続終端地点を活性化させるのに適している、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
双方向性リング・ネットワークのノードはハブとしての役目をするように割り当てられ、ノードおよびスパンが十分に活性化している限り、指定されたノードの接続終端地点を活性化し、リング・ネットワークのノード上のＶＰＬＳを第２のネットワークに接続するようにし、活性化された接続終端地点の障害を、指定されたノードが検出して、ノードに報告するように、前記ノードは配置され、他のノードが、第２のネットワークにリング・ネットワークのノード上のＶＰＬＳを接続しているハブとしての役目をするように、リング・ネットワークの前記他のノードの不活性状態の接続終端地点の１つを活性化させる、
請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ノードは、それぞれの優先度を割り当てられて、前記優先度のそれぞれに対して前記接続終端地点のいずれを活性化すべきかを選択するように機能する、請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記メッセージに基づいて、前記障害に従ったリング・ネットワークのトポロジを決定し、前記トポロジに対応して接続終端地点のいずれを活性化すべきかを選択するように、前記ノードは機能する、請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２０】
・前記ノードは、前記障害が復旧したことを示す更なるメッセージを交換するように配置され、前記更なるメッセージに対応して、前記障害を示したメッセージに対応して活性化された接続終端地点の少なくとも１つを不活性化する、請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信ネットワークに関し、特に仮想専用ＬＡＮサービス（ＶＰＬＳ）を提供するための方法とシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
双方向性ネットワーク・リング・トポロジは、普及しつつあり、特に、インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークにおいて一般化している。この種のネットワークは、障害からの迅速な保護を確保しつつ、データがリングに沿ってどちらの方向へも、ノードのすべてのペアの間で、データの転送を可能にすることによって、効果的なバンド幅の利用を提供する。２つの対向するトラフィック方向は、通常、内側リングレットおよび外側のリングレット、あるいは、リングレット０およびリングレット１と呼ばれる。しかしながら、本出願明細書、請求項では、「内側の」および「外側の」という用語は、「東」、「西」または「右」、「左」等の他の用語と同様に、リング・ネットワークのパケット・フローの２つの対向する方向を区別するために任意に使用されと理解される。これらの用語は、単に説明のために便宜的に選択されたもので、必ずしもネットワークの物理的な特徴に対して何らかの関係を持つものではない。
【０００３】
高速パケットリングの主要な双方向性プロトコルは、復元パケットリング（ＲＰＲ）プロトコルである。それは、ＩＥＥＥ標準８０２．１７「第１７部：復元パケットリング（ＲＰＲ）アクセス方法及び物理層仕様」として承認されている。それは本願明細書に参照により組み込まれる。（８０２．１７の標準は、本願明細書において引用される他のＩＥＥＥ標準と同様に、「standards.ieee.org/catalog/」から入手可能である。）リング・ネットワークにおけるＲＰＲプロトコルの使用により、各ノード（通常、「ステーション」と呼ばれる）がＲＰＲ媒体アクセス制御（ＭＡＣ：Medium Access Control）アドレスを持ち、いずれのリングレットを通じてでも直接他の全てのノードと通信できる。リングレットのどちらか通じて送られる各々のパケットは、そのＲＰＲ・ＭＡＣ目的地アドレスを示しているヘッダを運ぶ。受信ノードは、ヘッダのアドレスを認識して、リングからそのパケットを取り去る。他の全てのノードは、リングに沿って透過的に先へそのパケットを通過させる。
【０００４】
ＲＰＲネットワークのノードは、自動的にリングのトポロジを追跡するために、トポロジ発見メカニズム（標準の第１０章および付録Ｋに記載されている）を使用する。トポロジ・メッセージは、各々のノードからリング上の他のノードへのブロードキャストである。各々のノードはトポロジ・マップを構築する。それは、リング上の他のノードの位置、能力および「健康」に関する情報を含む。トポロジ・メッセージは、周期的に、また、ローカル状況の変化が検出された時に、生成される。ノードが取り除かれるか、ノード間のファイバー・スパンに障害が生じた場合には、障害に隣接したノードは、トポロジ・マップに状況を記録し、リングに沿って保護メッセージを送る。全てのノードは、連結性の変化を反映させるために、そのトポロジ・マップを更新する。
【０００５】
ＲＰＲ標準（付録Ｅ）は、また、ＲＰＲリング・ネットワークを介した８０２．１Ｄと８０２．１Ｑ・ＬＡＮのブリッジングのメカニズムを規定している。この種のブリッジングは、リング上のブリッジノードにより実行される。それはリングを他のＬＡＮに接続する。ブリッジノードが他のＬＡＮからパケットを受け取る場合には、それは適切なＲＰＲ・ＭＡＣ目的地アドレスにＲＰＲヘッダを加えて、リング全体にパケットを送出する。パケットのための特定のＲＰＲ・ＭＡＣアドレスが知られていないならば、ブリッジノードはリング上の全てのノードにパケットをフラッディングさせるためにブロードキャストＭＡＣアドレスを使用する。
【０００６】
Ｂｕｓｉ他は、ＲＰＲネットワークの上に透過なローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）接続を構築する方法について、米国特許出願２００３／００７４４６９Ａ１号、２００４／００２２２６８Ａ１号に述べている。これらは、本願明細書に参照により組み込まれる。透過なＬＡＮサービス（ＶＰＬＳ：仮想専用ＬＡＮサービスとして周知である）は、大規模ネットワークの上のマルチサイト間でブリッジのような機能を提供する。
【０００７】
ＲＰＲに特に限らない一般的なＶＰＬＳの作成方法は、Ｋｏｍｐｅｌｌａ他による「仮想専用ＬＡＮサービス」（IETF draft-ietf-12vpn-vpls-bgp-02.txt、２００４年５月）、Ｌａｓｓｅｒｒｅ他による「ＭＰＬＳの上の仮想専用ＬＡＮサービス」（IETF draft-ietf-12vpn-vpls-ldp-03.txt、２００４年４月）に記載されている。これらは、本願明細書に参照により組み込まれる。（これらの草稿は、本願明細書において引用する他のインターネット草案と同様に、インターネット技術タスクフォース（IETF, www.ietf.org/internet-drafts）から入手可能である。）ユーザは、通常のイーサネット（登録商標）インタフェースを経てＶＰＬＳに接続する。ＶＰＬＳの実体そのものは、ユーザが接続されるノードの間の仮想接続（「仮想回線」またはＰＷと呼ばれる）により形成される。
【０００８】
ＶＰＬＳのすべてのノードは、仮想ブリッジとして作用する。仮想ブリッジ・ノードは、ＶＰＬＳの一部であるＰＷの端点である「仮想ポート」を有する。ユーザが実際に接続されるインタフェースは、ネットワークエッジの物理ポートである。仮想インタフェースとリアルインタフェースの両方は、フレーム転送およびＭＡＣアドレス学習の観点からは、同一として扱われる。単一のプロバイダ・ノードは、各々異なるユーザに所属する多重ＶＰＬＳインスタンスに参加できる。エンドユーザから見ると、ＶＰＬＳネットワークは、透過的である。ユーザは、プロバイダ・ネットワークが単一のＬＡＮ領域であるというように仮想的に考えてよい。異なる物理的ＬＡＮ上のユーザ・ノードは、このように、仮想専用ネットワーク（ＶＰＮ）を定めるためにＶＰＬＳ接続によって結び付けられることが可能である。それは、ユーザには、単一のイーサネット（登録商標）ＬＡＮであるように見える。
【特許文献１】米国特許出願２００３／００７４４６９Ａ１号
【特許文献２】米国特許出願２００４／００２２２６８Ａ１号
【非特許文献１】ＩＥＥＥ標準８０２．１７「第１７部：復元パケットリング（ＲＰＲ）アクセス方法及び物理層仕様」
【非特許文献２】Ｋｏｍｐｅｌｌａ他による「仮想専用ＬＡＮサービス」（IETF draft-ietf-12vpn-vpls-bgp-02.txt、２００４年５月）
【非特許文献３】Ｌａｓｓｅｒｒｅ他による「ＭＰＬＳの上の仮想専用ＬＡＮサービス」（IETF draft-ietf-12vpn-vpls-ldp-03.txt、２００４年４月）
【発明の開示】
【０００９】
ＲＰＲネットワーク等の双方向性リング・ネットワークは、組み込みの障害保護メカニズムを有するにもかかわらず、これらのメカニズムは、リング上に提供されるＶＰＬＳに起こる得る全ての障害シナリオから適切に保護するというわけではない。例えば、多数の障害が並行して起こる場合、リングのいくつかのノードはおそらくその他から分離され、ＶＰＬＳが分断される。別の例として、ＶＰＬＳが、リングとそのリングに接続している他のネットワークの両方全体に提供される場合、リングとそのリングに接続している他のネットワークとの間の接続における障害は、同様にＶＰＬＳの分断につながる可能性がある。すると、ＶＰＬＳの１つのセグメントのユーザは、他のセグメントのユーザと通信することができないこととなる。
【００１０】
本発明の実施例は、このような種類のＶＰＬＳ障害シナリオを迅速かつ効率よく対応して克服することができる障害保護メカニズムを提供する。これらの実施例において、１つ以上の待機接続終端地点（ＣＴＰ）は、そのリング・ネットワークの１つ以上のノードにおいてＶＰＬＳの一部として規定される。各々のＣＴＰは、それぞれのノードをリング・ネットワークに、さらに外部のネットワークに接続する。ネットワーク障害がない状態では、これらの待機ＣＴＰは遮断されている。障害が起こると、リング・ネットワークのノードがトポロジ・メッセージを交換して、互いに障害を知らせる。このメッセージに基づいて、ノードは、ＶＰＬＳが分断されたと判断することができる。この場合、ノードは、分断を克服するために、活性化されるべき待機ＣＴＰの１つ以上を選択する。
【００１１】
この保護メカニズムは、リング・ネットワークに提供されるＶＰＬＳの各々に対して個別にインプリメントすることができる。それは、仮想ＬＡＮレベルで迅速な保護を提供するため物理的リングレベルで作動する組み込みのトポロジ発見メカニズムを利用するものである。待機ＣＴＰのこのような利用は、どのノードがいつ、そのＣＴＰを活性化させなければならないかについて決定する明確な基準を持って、リング・ネットワークの外部の多数の経路が存在することにより、ＶＰＬＳトポロジにおいて起こり得るループの形成を避けることも行う。
【００１２】
本願明細書に記載されている実施例では、ＲＰＲ等の特定の標準を参照し、仮想専用ネットワークに関連して、特定の用語、特にＶＰＬＳ用語を使用するが、これらの標準および用語は、便宜および明快さのためだけに使われるのみである。本発明の原理は、実質的に、いかなる適切なタイプの双方向性パケット・リングの上のいかなるタイプの仮想専用ネットワークを提供し、保護することにも同様に適用可能である。
【００１３】
本発明の実施例による、リング・ネットワークのスパンによって接続されるノードを含む双方向性リング・ネットワークの上の通信のための方法であって、
リング・ネットワークのスパンによって接続されるノードを含む双方向性リング・ネットワーク上でユーザにサービスする仮想専用ローカル・エリア・ネットワーク・サービス（ＶＰＬＳ）を提供するステップであって、前記ＶＰＬＳは、複数のノードにそれぞれ提供される接続終端地点を備え、前記複数ノードの各々を、リング・ネットワークの外の第２のネットワークに接続するようになっているステップと、
前記ノードおよびスパンが完全に動作中である限り、前記接続終端地点の１つ以上を不活性状態に維持する、前記接続終端地点の１つ以上が活性状態にならないように、ノードは双方向性リング・ネットワークに伴う障害を表すメッセージを交換するステップと、
前記メッセージに対応して、第２のネットワークを介して、ＶＰＬＳ中のループをつくることなく、ＶＰＬＳのユーザ間の接続性を維持するために不活性状態の接続終端地点のうちの少なくとも１つを活性化するステップと、
を含む方法が、提供される。
【００１４】
開示された実施例において、双方向性リング・ネットワークは、復元パケットリング（ＲＰＲ）ネットワークを、前記メッセージの交換が、ＲＰＲトポロジの送信および受信を含む。
【００１５】
典型的には、接続終端地点は、ＶＰＬＳのバーチャル・ユーザとして提供される。いくつかの実施例では、ＶＰＬＳを提供することが、前記双方向性リング・ネットワーク上の多重ＶＰＬＳインスタンスを提供することを含んでいる。前記ＶＰＬＳインスタンスの各々が、それぞれ接続終端地点を含み、不活性状態の接続終端地点で少なくとも１つのものを活性化させることは、その障害の影響を受ける各ＶＰＬＳインスタンスにおいて、それぞれに対応する接続終端地点を活性化させることを含む。
【００１６】
本発明の一態様において、メッセージを交換することは、リング・ネットワークが少なくとも第１および第２の別々のセグメントに分断されたと決定することと、接続終端地点のうちの少なくとも１つが各々の第１および第２のセグメントで活性化しているように、不活性状態の接続終端地点の少なくとも１つを活性化させることは、不活性状態の接続終端地点の１つ以上を活性化させることと、を含む。それにより、第１および第２のセグメントの両方とも、第２のネットワークに接続している。１つの実施例において、不活性状態の接続終端地点の１つ以上を活性化させることは、それぞれ第２のネットワークによる経路を経た第１および第２のセグメントを接続するために、第１および第２のセグメントの第１および第２の接続終端地点を活性化させることを含む。
【００１７】
本発明の別の側面では、ＶＰＬＳを提供することは、ハブの役目をするように、双方向性リング・ネットワークのノードを割り当てることと、ノードおよびスパンが十分に動作している限り、リング・ネットワークのノード上のＶＰＬＳを第２のネットワークに接続するために指定されたノードの接続終端地点を活性化させることと、を含み、
メッセージを交換することは、指定されたノードの活性化された接続終端地点の障害を検出して報告することを含み、
他のノードが、第２のネットワークにリング・ネットワークのノード上のＶＰＬＳを接続しているハブとしての役目をするように、不活性状態の接続終端地点の少なくとも１つを活性化させることは、リング・ネットワークの他のノードの不活性状態の接続終端地点の１つ以上を活性化させることを含む。
【００１８】
開示された実施例において、不活性状態の接続終端地点の少なくとも１つを活性化させることは、ノードに、それぞれの優先度を割り当てることと、優先度のそれぞれに対して接続終端地点のいずれを活性化すべきかを選択することと、を含む。上記に代えて又は上記に加えて、不活性状態の接続終端地点の少なくとも１つのものを活性化させることは、前記メッセージに基づいて、前記障害に従ったリング・ネットワークのトポロジを決定し、前記トポロジに対応して接続終端地点のいずれを活性化すべきかを選択することを含む。
【００１９】
いくつかの実施例では、当該方法は、前記障害が復旧したことを示す更なるメッセージを交換することと、その更なるメッセージに対応して、前記障害を示したメッセージに対応して活性化された接続終端地点の少なくとも１つを不活性化することと、を含む。
【００２０】
本発明の実施例による、仮想専用ローカル・エリア・ネットワーク・サービス（ＶＰＬＳ）がユーザに提供される双方向性リング・ネットワークを規定するようにスパンにより接続されたノードを含む通信のシステムもまた、提供される。当該ＶＰＬＳは、複数のノードにそれぞれ提供される接続終端地点を備え、前記複数ノードの各々を、リング・ネットワークの外の第２のネットワークに接続するようになっており、当該ノードおよびスパンが完全に動作中である限り、前記接続終端地点の１つ以上を不活性状態に維持し、前記接続終端地点の１つ以上が活性状態でないように、ノードは、双方向性リング・ネットワークに関する障害を表すメッセージを交換するために配置され、前記メッセージに対応して、第２のネットワークを介して、ＶＰＬＳ中のループをつくることなく、ＶＰＬＳのユーザ間の接続性を維持するために不活性状態の接続終端地点のうちの少なくとも１つを活性化する。
【００２１】
本発明は、実施例の以下の詳細な説明と図面によって、より深く理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施例による、通信ネットワーク２０を概略的に図解するブロック図である。ネットワーク２０は、内側リングレット２６および外側のリングレット２８により接続されるノード２４（「ステーション」とも呼ばれる）を備えるＲＰＲネットワーク２２を含む。便宜のために、ノードにはＮ１〜Ｎ６のラベルがついている。ノードを接続しているリングのスパンには、図に示すように、Ｓ１〜Ｓ６のラベルをつけている。
【００２３】
ノード２４のうちの２つ以上が、リング２２の外部のネットワーク３０へ、コネクション３４、３６、３８のそれぞれにより連結されている。ネットワーク３０は、例えば、別のＲＰＲネットワークを含むことができる。あるいは、ネットワーク３０は、実質的にレイヤ２のブリッジ機能を有する他のいかなる種類のネットワークをも含むことができる。例えば、イーサネット（登録商標）ＬＡＮまたはＩＰネットワークを介したラベル切替えトンネルのシステムである。最も単純なレベルにおいて、ネットワーク３０は、接続３４、３６および３８の間のＭＡＣブリッジの役目をする単一のレイヤ２スイッチを含むことができる。しかしながら、正常な動作状態の下では、ＶＰＬＳにおけるループが作られるのを避けるためには、これらの接続のうちの１つのみ、例えば接続３４、が各々のＶＰＬＳにおいて活性化され得る。
【００２４】
ＶＰＬＳが、１つ以上のノード２４に接続しているユーザ端末３９の間のリング・ネットワーク２２に提供される。（実際のインプリメントでは、ユーザ端末は典型的には、ＬＡＮ経由でノード２４およびリング・ネットワークの外部にあるスイッチに接続する。しかし、これらの要素は単純性のために図から省略されている。）例えば、ネットワーク３０のノード３２に接続しているユーザ端末にサービスするために、同一のＶＰＬＳは、また、ネットワーク２０の他の部分にわたって提供され得る。以下の記載では、単一のＶＰＬＳインスタンスのみが考慮されているが、多数のＶＰＬＳインスタンスが、ネットワーク２２に提供され得る。その各々は自身のトポロジとユーザの集合を有している。以下に記載されている障害保護の方法は、各ＶＰＬＳインスタンスに個別に適用することが可能である。
【００２５】
図２は、本発明の実施例による、図式的、にリング・ネットワーク２２上のノード２４のうちの１つの詳細を示すブロック図である。図２に示されるノードはブリッジノードであるとみなされる。それは外部ネットワーク３０に接続している。当該図は、ＶＰＬＳ処理および保護の文脈において、重要なノードの要素だけを示すために単純化されている。図に示しており以下に説明するブロックは、ノード２４の機能素子を表しており、必ずしもノード回路の実際の物理的構造を反映するというわけではない。当業者には明白なことであるが、機能素子は専用のハードウェア論理でインプリメントするか、またはプログラマブルプロセッサ上で動作するソフトウェアでインプリメントすることができる。あるいは、ハードウェア部品およびソフトウェア部品の組合せで、実現できる。
【００２６】
ノード２４は、リング上のＲＰＲパケットのフィルタリングおよび転送を実行するＲＰＲ・ＭＡＣプロセッサ４０を備える。プロセッサ４０は「イースト」と「ウェスト」リング・インタフェース４２および４４を備える。それらはリング・ネットワークの隣接したスパンに接続し、８０２．１７標準により規定された物理層およびＭＡＣ処理機能を実行する。任意選択的に、ＭＡＣプロセッサ４０の効率性を強化するために、ＶＰＬＳフィルタ４６がブロードキャストと、リング・ネットワーク２２から受信したマルチキャスト・トラフィックとを扱う。ノード２４の他の要素と同様に、ＶＰＬＳフィルタは、上述の米国特許出願１０／９９３，８８２により詳細に記載されている。
【００２７】
ＭＡＣプロセッサ４０が、伝えられたパケットがこのノード２４により処理されるべき（単にリングに沿って転送されるだけではなくて）だと判断するときは、プロトコル・プロセッサ５０に直接パケットを渡す。プロセッサ５０は、リング・ネットワーク２２からネットワーク２０の他の部分に送信されるパケットあるいはその逆のパケットに関して、より高レベルの処理機能を実行する。ＲＰＲパケットがＶＰＬＳフレームをカプセル化するときには、ＶＰＬＳフォワーディング・エンジン５２は、ＲＰＲヘッダを見てからその下にあるＶＰＬＳフレームを処理する。プロセッサ５０は、次に、これらのフレームを、ポートを経由して、ネットワーク３０のブリッジ５６に渡す。このポートを以下では接続終端地点（ＣＴＰ）と呼ぶ。ブリッジ５６は、物理的なイーサネット（登録商標）・スイッチを有することができる。または、別のネットワーク要素の仮想ブリッジ機能として、あるいはレイヤ２をエミュレートするように構成された要素の組みとしてインプリメントすることができる。ＣＴＰ５４は、物理ポートまたは（ＩＥＥＥ標準８０２．ＩＱにおいて規定しているＶＬＡＮポートのような）仮想ポートを有することができる。エンジン５２は、同様に、リング・ネットワーク２２上の伝送のためのブリッジ５６から受け取るＰＷフレームを処理して、上述の米国特許出願１０／９９３，８８２に記載されている他のＶＰＬＳ転送機能を実行する。
【００２８】
次に、図３および図４を参照して、本発明の実施例による、リング・ネットワーク２２の分断に対するネットワーク２０のＶＰＬＳの保護のための方法を概略的に図解する。
図３は、当該方法におけるステップを示すフローチャートである。図４は、当該方法のインプリメントに関与するネットワーク２２および３０の要素を示すブロック図である。先に説明したように、この方法は、以下では単一のＶＰＬＳに関して説明されているが、ネットワーク２０に提供される別々のＶＰＬＳインスタンスの個々について、実施することができる。
【００２９】
最初に、ＶＰＬＳに提供するものの一部として、保護ＣＴＰ（以下にＣＴＰ−Ｐと呼ぶ）は、ＣＴＰ−Ｐ接続ステップ６０で、ＶＰＬＳにサービスするリング・ネットワーク２２の２以上のノード２４の各々に対して定められる。各々のＣＴＰ−Ｐは、また、仮想ユーザ・ポートと見ることができる。それはそれぞれのノード２４を外部ネットワーク３０におけるＶＰＬＳの部分に接続する。ＶＰＬＳにサービスするすべてのノード２４に対して、この種のＣＴＰ−Ｐを定めることができた。しかし、図４に示される実施例においては、ノードのＮ１５、Ｎ４およびＮ６は、それぞれのＣＴＰ−Ｐによって、ネットワーク３０のそれぞれのブリッジ５６に接続される。上記したように、各々のＣＴＰ−Ｐは、物理ポートか仮想ポートであってもよい。各々のノード２４は、各ＶＰＬＳについて、どの別のノードがＣＴＰ−Ｐを含むかを通知される。この情報は、提供プロセスの一部として、あるいは、ノード間のメッセージの交換によって、ノードに配布することができる。
【００３０】
通常の運用では、リング・ネットワーク２２が分断されない限り、初期ＣＴＰ−Ｐ設定ステップ６２で、ＣＴＰ−Ｐは「ダウン」状態にセットされる。この状態で、ＣＴＰ−Ｐはブロックされる。その結果、パケットはＣＴＰ−Ｐを通じて転送されない。ＣＴＰ−Ｐがこのように遮断されないとすると、ループ経路が、ネットワーク３０を経由してＶＰＬＳにおいて、形成され得る。スパニングツリープロトコル（ＳＴＰ）がこの種のループを防止するために用いることがあり得るが、ＳＴＰはワイド・エリア・ネットワークにおいてはあまり受け入れられておらず、ＶＰＬＳの領域では、その使用は標準化されていない。本発明の方法は、例えばＳＴＰなどの追加的なループ防止プロトコルを実行すること要求することなく、ネットワークの分断に対する迅速な保護を提供する。
【００３１】
８０２．１７の標準に規定されているように、ノード２４は絶えずトポロジ・メッセージを交換する。これらのメッセージは、障害が起きたときに、ノードがリング・ネットワーク２２の障害を検出して、必要に応じてパケットのルートを変更することを可能にする。ノードは、分断検出ステップ６４で、リング・ネットワークが分断されたかどうか判断するために、メッセージを評価する。リングの単一のスパンだけに障害が生じたときには、ＶＰＬＳ上のサービスを維持するために、ノードは、必要に応じてパケットをリングに沿ってラップ（ｗｒａｐ）またはステア（ｓｔｅｅｒ）することができる。しかし、２つ以上のスパンに障害が生じたときには、リングは分断される。１つのセグメントに接続しているＶＰＬＳユーザはもはや他のセグメントに接続しているユーザと通信することができない。この状況が、図４に示されている。スパンＳ４およびＳ６が壊れていたならば、ノードＮ５およびＮ６はリングの残りのノードから分離される。
【００３２】
リングが分断されたと判断するとすぐに、所与のＶＰＬＳのＣＴＰ−Ｐを有する各ノードは、保護点検ステップ６６において、当該リングのそれ自身のセグメント中の他のノードのいずれかが、このＶＰＬＳのＣＴＰ−Ｐをも有するか否かを判断するどうか決定するためにチェックする。このステップで、例えば、ノードＮ６が、ネットワーク２２のセグメント中の唯一のＣＴＰ−Ｐを有すると判断する。次に、ノードＮ６は、活性化ステップ７０において、そのＣＴＰ−Ｐを活性化させる。このように、リング・ネットワークのそのセグメントとネットワーク３０のブリッジＢ３との接続を活性化する。しかしながら、ＣＴＰが活性化しているか、不活性状態である場合に、ネットワーク３０におけるいかなる変更も（このステップでも、あるいは、本願明細書に記載されている方法の、他のいかなるステップにおいても）必要がない。保護プロトコルは、リング・ネットワーク２２のノード２４によって、完全に実行される。
【００３３】
他方、ステップ６６で、ノードのＮ１およびＮ４は、自分自身のセグメント中に、ＣＴＰ−Ｐを有する２つのノードがあると、各々判断する。ノードＮ１およびＮ４の両方が、このポイントで、それぞれのＣＴＰ−Ｐを活性化させることになっているとすると、ループが、ＶＰＬＳにおいて、ネットワーク３０を経由して（図４に示すようにブリッジＢ１、Ｂ４およびＢ２を経て）生じることになる。この種の状況を避けるために、ノードＮ１およびＮ４のうちの１つだけについて、そのＣＴＰ−Ｐを活性化させなければならない。一方、他のノードのＣＴＰ−Ｐはブロックされたままにしなければならない。このために、各ノードは、予め定められた保護優先度を有する。優先度はネットワーク・サービス・プロバイダによってセットされることができる、または、自動的にノードが決定する。例えば、どのノードが最も小さいＩＰアドレスを有するかに基づいて決定する。各ノードＮ１およびＮ４は、ステップ６８を点検している優先度で、セグメントのどのＣＴＰ−Ｐノードがより高い優先度があるかについて決定する。図４に示す実施例では、ノードＮ１は、より高い優先度があるとみなされる。したがって、ノードＮ１だけが、ステップ７０において、そのＣＴＰ−Ｐを活性化させ、リング・ネットワーク２２の２つのセグメントはブリッジＢ１、Ｂ４およびＢ３を経由して接続される。
【００３４】
このように、障害が生じているリングのセグメントの各々に、ＣＴＰ−Ｐを有する少なくとも１つのノードがある限り、図３のメカニズムは、リング・ネットワークにおける任意の数の障害保護を提供できる。リングが障害から回復したときには、ノードは、リングの分断が解決したことをお互いに通知するために、トポロジ・メッセージを交換して、ノードは、ループ生成を避けるために、直ちに、そのＣＴＰ−Ｐを使用不能にする。
【００３５】
図５は、本発明の実施例による、２つのネットワークのノード間の接続障害に対して、リング・ネットワーク２２および外部ネットワーク３０全体に提供されるＶＰＬＳの保護のための方法に関して概略的に図解するフローチャートである。この方法は、図１に示されるネットワーク構成を参照して、以下に記載されている。この方法は、リング・ネットワークのノード２４および外部ネットワーク上のノード３２間のＶＰＬＳ接続を切り離すことができる２つのタイプの障害から保護する。
・ノードＮ３の障害または接続３４の障害のいずれかに起因する、ネットワーク３０への接続の喪失。
・リング・ネットワーク２２の分断（例えば、図４に示すように）。その結果、ノードＮ３から、１つ以上のノード２４が隔離されることになる。
【００３６】
図５の方法は（図３の方法のように）、ハブＣＴＰ（ＣＴＰ−Ｈ）の形で、仮想的なＶＰＬＳユーザを提供することから始まる。ハブＣＴＰは、ＣＴＰ−Ｈ接続ステップ８０において、リング・ネットワーク２２のノード２４を外部ネットワーク３０に接続する。例えば、図１に示すように、ノードのＮ３、Ｎ１およびＮ５はそれぞれのＣＴＰ−Ｈを有する。ＣＴＰ−Ｈは、それぞれ接続３４、３６および３８によって、ネットワーク３０にリンクされる。ＣＴＰ−Ｈは、物理的ポートでも仮想ポートでもよい。ＣＴＰ−Ｈの活性化と非活性化は、後述するように、ＶＰＬＳのループを防止するように、リング・ネットワークノードによって、制御される。したがって、接続３４、３６および３８は外部ネットワーク３０のいかなる適切なブリッジの標準ポートにリンクすることができる。情報の重複に基づくか、または遮断テーブルのよる遮断による、従来技術における保護方法とは対照的に、これらの不活発な待機ハブＣＴＰの使用は、本願明細書において記載されているように、最小バンド幅（ハブＣＴＰが活性化していない限り）を消費する。さらに、多数のＣＴＰ−Ｈは、１：１および１＋１の冗長度だけでなく公知技術の多くのシステムにおける冗長度を加えた多種多様なＮ：Ｍ保護トポロジを提供するように構成することができる。
【００３７】
各ＣＴＰ−Ｈは、サービスプロバイダあるいは自動設定によって、それぞれの優先度を割り当てられる。ＣＴＰ−Ｈ活性化ステップ８２において、最も高い優先度を有するＣＴＰ−Ｈだけは、最初に活性化される。ネットワーク３０への他のＣＴＰ−Ｈ接続のＡＵは、ネットワークループの形成を防止するために、ブロックされる。図１に示される実施例において、ノードＮ３が最も高い優先度を持っている。その結果、接続３４が活性化される一方、接続３６および接続３８はブロックされる。
【００３８】
ノードＮ３は、接続３４の起こりうる障害を検出するために、障害モニタステップ８４において、活性化したＣＴＰ−Ｈの状態をモニタする。このような障害は、例えば、ＣＴＰ−Ｈによって使用されている物理ポートに障害が発生した場合、または、ネットワーク３０に対応する障害が生じている場合などに、起こり得る。（そのような障害は、例えばネットワーク３０の特徴に依存して、イーサネット（登録商標）またはトンネルプロトコル管理メッセージにより示すことができる。）障害を検出すると、ノードＮ３は、そのＣＴＰ−Ｈを不活性化し、障害をリング・ネットワーク２２上のＶＰＬＳの他のノード２４に報告するメッセージを送る。
【００３９】
不活性状態のＣＴＰ−Ｈを有するノードが、活性化されたＣＴＰ−Ｈに障害が発生したことを示すメッセージを受信すると、そのノードは、残りのＣＴＰ−Ｈノードのうちどれが次に高い優先度を持つかについて調べる。次に高い優先度を有するノードは、保護活性化ステップ８６において、そのＣＴＰ−Ｈ５を活性化させる。このように、例えば、ノードＮ１は接続３６を活性化させ、一方で、接続３８は不活性状態のままである。このように、ループ生成が避けられると同時に、ネットワーク３０との完全な通信が回復する。
【００４０】
最も高い優先度のＣＴＰ−Ｈの障害が回復すると、ノードＮ３は、復帰ステップ８８において、接続３４を再開する準備ができている旨の通知を、リング・ネットワーク２２上のＶＰＬＳの他のノードに送信する。典型的には、このメッセージを受信すると、現在活性化しているＣＴＰ−Ｈを有するノード（Ｎ１）は直ちにＣＴＰ−Ｈを使用不能にし、それによって、接続３６を不活性化する。ノードＮ３は、ノードＮ１がその接続の不活性化を完了できるのを、所定の期間待機する。そして、それ自身のＣＴＰ−Ｈが接続３４を再活性化することを可能にする。
【００４１】
代替的に、リング・ネットワーク２２のノードは、非復帰操作のために提供されることができる。この場合には、ノードＮ３がノードＮ１に障害迂回（ｆａｉｌ−ｏｖｅｒ）した後は、接続３６はいつまでも活性化されたままである。接続３６に障害が生じるか、または、ネットワークがリセットされる場合にのみ、ノードＮ３は接続３４を復活させる。
【００４２】
さらに、ノード２４は、分断検出ステップ９０において、リング・ネットワーク２２が分断されたことを判断する。図４に示すように、この分断は、リング・ネットワークの２つのスパンの障害の結果として発生し得る。ノードは、図３のステップ６４において、リング・ネットワークの上のトポロジ・メッセージを送受信することによって、分断について知る。このメカニズムもまた、ノードが現在活性化しているＣＴＰ−Ｈ（本実施例のＮ３）を有するノードにいつ障害が発生したかについて検出することを可能にする。そのノードが、トポロジ・メッセージを他のノードに発信するのをやめるからである。換言すれば、障害が生じたノードが、あたかもそれがリングから分断され切り離されたかのように、リング・トポロジから効果的に「消え」てしまう。
【００４３】
ＣＴＰ−Ｈを提供されるノードが、リング・ネットワークが分断されたということを発見したときには、ノードは、活性点検ステップ９２において、リングのそれ自身のセグメントにおいて活性化している別のＣＴＰ−Ｈがあるか否かを判断するために、現在のトポロジを点検する。例えば、スパンＳ４およびスパンＳ６が壊れているならば、ノードＮ１はノードＮ３のＣＴＰ−Ｈがリングのそれ自身のセグメントでは、まだ活性化していると判断する。したがって、ノードＮ１は、この場合更なる措置をとらない。他方、ノードＮ５は、リングのそのセグメントには、活性化したＣＴＰ−Ｈが残っていないと判断する。次に、ノードＮ５は、そのセグメントには、より高い優先度を有する他のいかなるＣＴＰ−Ｈも存在しないと判断し、したがって、ステップ８６において、接続３８を活性化させる。
【００４４】
リング・ネットワーク２２の分断が解決したときには、結果として生じるトポロジ・メッセージは、リングのそのセグメントに、より高い優先度を持つ他のＣＴＰ−Ｈ（ノードＮ３において）が現在あることをノードＮ５に知らせる。その結果、ノードＮ５は、ステップ８８において、直ちにそれ自身のＣＴＰ−Ｈを使用不能にする。
【００４５】
上記の実施例は、ＲＰＲ上のＶＰＬＳをサポートするように特に設計されたＲＰＲネットワーク２２およびノード２４に基づいているが、本発明の原理は、同様に、どのような適当なタイプの双方向性パケット・リングの上で動作するような他の種類の仮想専用ネットワークを提供し、保護することに適用できる。このように、上記の実施例は、例として用いられたものであり、本発明は、本明細書に特に示され記載されたたものに限定されるものではない。むしろ、本発明の範囲は、ここでの記述を読めば当業者が想起できる種々のバリエーションおよびその変更態様で、従来技術で開示されないようなものと同様に、ここに記載されたさまざまな特徴の組合せ、サブコンビネーションの両方を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明の実施例による、ＶＰＬＳをサポートする通信ネットワークを概略的に図解するブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施例に従って、図式的にＲＰＲネットワークノードの詳細を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施例に従って、ＶＰＬＳの分断からの保護の方法に関して概略を図解するフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施例による、ＶＰＬＳの保護構成に関して概略的に図解するブロック図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施例による、ＶＰＬＳの分断からの保護の方法に関して概略を図解するフローチャートである。
【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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