(57)【要約】【課題】  局所的に増大する伝送帯域要求に対応してネットワーク運用の効率性を高める。【解決手段】  複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎは、ネットワークの局所的に伝送帯域が増加するスパンに設置されて、増加した伝送帯域をカバー可能な物理リンクである。負荷分散部３１は、複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎを仮想的な１つのリンクとみなすリンク・アグリゲーションとし、負荷分散を行って物理リンク１１−１〜１１−ｎへデータを出力する。集約部３２は、複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎを介して送信されたデータを集約し、宛先にしたがって出力する。任意のノード間リンクをリンク・アグリゲーションにて接続することにより、不均一な伝送帯域のRPRリングネットワークを構築する。【選択図】  図１
2006261903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク上で通信を行う通信システムにおいて、
ネットワーク内で局所的に伝送帯域が増加するスパンに設置されて、増加した伝送帯域をカバー可能な複数の物理リンクと、
複数の前記物理リンクを仮想的な１つのリンクとみなすリンク・アグリゲーションとし、負荷分散を行って前記物理リンクへデータを出力する負荷分散部を含む第１の通信カードが実装された第１のノードと、
複数の前記物理リンクを介して送信されたデータを集約し、宛先にしたがって出力する集約部を含む第２の通信カードが実装された第２のノードと、
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
ネットワークがリング形態を持つ場合に、前記第２の通信カードは、一方向周りのリングルートを介して、前記物理リンクの接続状態を通知するための接続状態通知を前記第１の通信カードへ送信し、前記第１の通信カード内の前記負荷分散部は、前記接続状態通知にもとづいて、他方向周りのリングルート上に形成された複数の前記物理リンクに対する負荷分散制御を行うことで、リングネットワーク内で局所的に伝送帯域が増加するスパンに対して、片方向のリングルート単位に前記リンク・アグリゲーションを生成することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
ネットワーク上で通信を行う通信カードにおいて、
伝送帯域増加が要求されるスパンに設置された複数の物理リンクを仮想的な１つのリンクとみなすリンク・アグリゲーションとし、負荷分散を行って前記物理リンクへデータを出力する負荷分散部と、
複数の前記物理リンクを介して送信されたデータを集約し、宛先にしたがって出力する集約部と、
を有することを特徴とし、伝送帯域増加を要求されるスパンに対して、スパン端のノードに実装して伝送帯域の増加を行う通信カード。
【請求項４】
ネットワークがリング形態を持つ場合に、第２の通信カードは、一方向周りのリングルートを介して、前記物理リンクの接続状態を通知するための接続状態通知を第１の通信カードへ送信し、前記第１の通信カード内の前記負荷分散部は、前記接続状態通知にもとづいて、他方向周りのリングルート上に形成された複数の前記物理リンクに対する負荷分散制御を行うことで、リングネットワーク内で局所的に伝送帯域が増加するスパンに対して、片方向のリングルート単位に前記リンク・アグリゲーションを生成することを特徴とする請求項３記載の通信カード。
【請求項５】
RPRによる冗長構成を持つリングネットワーク上で通信を行う通信方法において、
局所的に伝送帯域が増加するスパンに対して、増加した伝送帯域をカバー可能な複数の物理リンクを設置し、
第１の通信カードをデータ送信側のノードに実装して、前記第１の通信カードは、複数の前記物理リンクを仮想的な１つのリンクとみなすリンク・アグリゲーションに対して、負荷分散を行って前記物理リンクへデータを出力し、
第２の通信カードをデータ受信側のノードに実装して、前記第２の通信カードは、複数の前記物理リンクを介して送信されたデータを集約し、宛先にしたがって出力して、任意のノード間リンクを前記リンク・アグリゲーションにて接続することにより、不均一な伝送帯域を許容可能なRPRリングネットワークを構築することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信カード及び通信方法に関し、特にネットワーク上で通信を行う通信システム、ネットワーク上で通信を行う通信カード及びRPR（Resilient Packet Ring）による冗長構成を持つリングネットワーク上で通信を行う通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信ネットワークは、家庭や企業のＬＡＮ（Local Area Network）から、都市圏全体のネットワークへとより広域のサービスへ移行しており、例えば、イーサネット（登録商標）のＬＡＮ環境を、レイヤ２スイッチを使って接続し、複数のＬＡＮ環境を１つに統合した広域イーサネット（１０ＧｂＥ：10Gigabit Ethernet）が広がりを見せている。
【０００３】
また、１０ＧｂＥを含む広域ネットワークの情報伝送の中核技術にＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical NETwork／Synchronous Digital Hierarchy）がある。ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨは、低速回線を階層的に積み上げて多重化して、回線の高速化を図り、各種の通信サービスを有効に多重化するためのインタフェースを規定するものであり、標準化されて開発が進んでいる。さらに、広域ネットワークのトポロジとしては、複数のノードをリング状に接続したリングネットワークが主に使用されている。
【０００４】
現在、長距離伝送を行う広域ネットワークの通信バックボーンは、これらＳＯＮＥＴ／ＳＤＨをベースにしたリングネットワークが主流となっているが、近年になって、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨに代わるRPRと呼ばれる技術が注目されている。
【０００５】
RPRは、IEEE 802.17で標準化が進められている新しいＭＡＣ（Media Access Control）フレームの伝送技術であり（プロトコルの位置づけは、イーサネットのようなＬＡＮと同様のレイヤ２のＭＡＣサブレイヤである）、レイヤ１には依存せずに（レイヤ１は既存技術を流用して）、リングトポロジを実現する。
【０００６】
RPRは、ＳＯＮＥＴのＯＣ（Optical Carrier）−ｎやＳＤＨのＳＴＭ（Synchronous Transport Module）−ｎの伝送レート系列、または１０ＧｂＥなどが含まれるレイヤ１物理層を利用して、IEEE802.17 MACフレーム（RPRフレーム）をリングネットワーク上に伝送することが可能である（RPR over SONET/SDH、RPR over GbE等が可能）。
【０００７】
図６はRPRネットワークの構成を示す図である。ネットワーク１００は、ノード１０１〜１０６を含み、光ファイバでノード１０１〜１０６がリング状に接続されたリングネットワークである。リングを巡る情報は、ノード１０１〜１０６を介して、トリビュタリ側へ分岐（Ｄｒｏｐ）したり、トリビュタリ側からリング内に情報が挿入（Ａｄｄ）したりする。
【０００８】
また、RPRの２重リングには、互いに逆向きとなるようにパケットが流れる。図では、リングルートＦ１は時計周り、リングルートＦ２は反時計周りにパケットが流れている。なお、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨで伝送・分配される情報単位は、ＯＣやＳＴＭの複数チャネルからなるストリーム単位であったが、RPRではパケット単位で情報が伝送・分配される。
【０００９】
さらに、RPRは、Spatial Reuse（空間の再利用）によってパケット伝送を行う。ここで、従来のＳＯＮＥＴリングの運用形態の１つであるＵＰＳＲ（Unidirectional Path Switched Ring）と比較しながら、Spatial Reuseについて説明する。
【００１０】
図７はＵＰＳＲの動作を示す概念図である。ノード１１１〜１１４がリング状に接続してリングネットワークが構成されている。ＵＰＳＲは、リングの一方向に現用系のデータを送信しながら、常に反対周りに予備系のデータを流しておき、現用系の障害発生時には予備系に切り替わることで、障害回避を行う運用形態である。
【００１１】
例えば、ノード１１４がノード１１１へデータ送信を行う場合は、現用系ラインＷからデータを送信するのと同時に、反時計周りに同一データを、常に予備系ラインＰｒを通じてノード１１３、１１２を介して送信する（ノード１１１は、通常運用時、WEST方向からのデータを選択して受信する）。
【００１２】
このとき、現用系ラインＷで回線障害が発生しても、予備系ラインＰｒに切り替わることで即時に障害を回避することができる。ただし、ノード１１３、１１２を介しての予備系ラインＰｒは、通常運用時には実際の通信には関係がないので、無駄に空間を使っていることになる（ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）伝送なので、通常運用時に使用可能なタイムスロットが減少してしまう）。
【００１３】
図８はSpatial Reuseを示す図である。Spatial Reuseとは、ネットワークの通常運用時、リング内の最短経路で伝送が行える機能のことである。ネットワーク１００ａに対して、ノード１０１〜１０６のそれぞれが、隣接ノードに対して通信を行う場合、図に示すように、送信側ノードと受信側ノード間の最短経路だけしか空間（スパンＳｐ１〜Ｓｐ６）を利用しない。
【００１４】
例えば、ノード１０５からノード１０６へのパケット送信を見ると、ノード１０５は、スパンＳｐ５のパスＰ１のみを使用してパケットを送信しており、ＵＰＳＲのような冗長系ルートを用いて、パケットを１周させて伝送するようなことは行わない（したがって、同一の伝送帯域を用いて、スパンＳｐ５以外にもスパンＳｐ１〜Ｓｐ４、Ｓｐ６を用いて各ノード間で通信可能）。このようにRPRでは、必要な区間だけにしかパケットを流さないSpatial Reuseによる伝送を行うので、伝送帯域を有効活用することができる。
【００１５】
なお、RPRの障害救済方式としては、Wrapping救済（障害発生点での折り返し送信により障害を救済）及びSteering救済（障害発生を検出し、各ノードが経路を再計算して障害を救済）と呼ばれる障害救済方式がIEEE 802.17で定義されており、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ並みに、障害発生から復旧するまでの経路切り替え時間が、５０msec以下となるように定められている。
【００１６】
一方、RPRでは、FairRate（Fairness）機能によって、各ノードの送信レートを動的に調整する機能を有している。図９はFairRate機能を説明するための図である。FairRate機能は、リング全体のトラフィック状況に応じて、各ノードの送信レートを動的に調整し、各ノードが公平にリングの帯域を使用できるようにする機能である。
【００１７】
例えば、ネットワーク１００に対して、ノード１０１内のバッファが輻輳レベルに達して、ノード１０１が輻輳を検知すると、輻輳状態に対して反対周りのリングを使って、１つ上流のノード１０２にどれだけ帯域の確保をしたいかを通知する。通知を受けたノード１０２は、これを超えないように自ノードの使用帯域を調整する。また、通知された帯域はさらに上流のノードへも通知される。
【００１８】
このような制御がリング内の各ノードで行われることで、各ノードの送信レートが動的に調整され、帯域の公平性が維持される。
このように、RPRでは、Spatial Reuseによる帯域の有効活用、FairRate algorithmによる帯域公平性の確保、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ並みの５０msec以下の障害復旧能力といった特徴を有しており、多様なメディアをカバー可能な高品質で信頼性の高いネットワークを構築できるものとして、RPRへの期待が高まってきている。
【００１９】
ネットワークの帯域増加を図る従来技術としては、リングノードを別ネットワークの別経路に結合するように切り替えて、伝送容量を増大させる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特表２００２−５１０１６０号公報（段落番号〔００１４〕〜〔００３６〕，第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
IEEE802.17で定義されている標準化では、RPRリングネットワークの各ノードでは、同一伝送速度でパケットを送信する構成になっている。例えば、図６では、リングルートＦ１、Ｆ２共にパケット伝送速度が同じであるし、図８に対しても、各スパンＳｐ１〜Ｓｐ６で通信されるパケット伝送速度はすべて同じである。
【００２１】
しかし、実際のネットワーク運用においては、必ずしも均一にトラフィックが転送されるような状況は少なく、例えば、サーバによって集中管理しているデータセンタがRPRリング上のノードに接続していたり、または、本社や大都市などがRPRリングの特定箇所に位置していたりすると、ある特定のノードへのトラフィック転送が集中することになる。
【００２２】
図１０は特定ノードに負荷が集中しているネットワーク状態を示す図である。ネットワーク１００ｂは、図６で示したネットワーク１００に対して、集中管理を行うサーバ１０１ａがノード１０１に接続している構成である。
【００２３】
ノード１０２〜１０６それぞれからＡｄｄされたパケットが、すべてノード１０１へ転送されてＤｒｏｐしており、このとき、ノード１０１とノード１０６間のスパンＳｐ６の光ファイバは、１つの物理的な伝送路である光ファイバの中に３つの論理的なパスが張られて帯域が圧迫された状態となっている。
【００２４】
上述のように、RPRのリングネットワークは、すべて同じ伝送速度となるように構築されるので、局所的な帯域増加が発生しても、すべてのスパンにおいて同じように帯域を増加させなければならない。
【００２５】
例えば、元々１００Mbpsの伝送容量でリングが構築されていた場合に、スパンＳｐ６の時計周り方向の光ファイバにおいて、２００Mbpsの伝送容量が必要になった場合には、スパンＳｐ１〜Ｓｐ５すべての光ファイバにおいて、２００Mbpsとなるように帯域増加を行わなければならない（この場合、反時計周り方向も同様にして、２００Mbpsに増加させなければならない）。
【００２６】
すると、例えば、スパンＳｐ５のパスＰ２のように、１００Mbpsで十分余裕がある箇所においても、２００Mbpsの帯域増加を行うことになってしまうので、従来のRPRネットワーク運用は非効率的であるといった問題があった。
【００２７】
局所的にトラフィック転送が増加して伝送帯域を圧迫し、物理伝送帯域以上の転送要求となった場合、これまでのRPRでは、より大容量のRPRを構成し直すことになる。実際には、ある特定スパンの帯域増加に対処するために、最大２５５ノードで構成されるRPRリング全体に、新しい大容量の光インタフェースカードの実装が必要となり、そのシステム再構築に要する時間、コストは計り知れず、非常に非効率的であった。
【００２８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、局所的に増大する伝送帯域要求に柔軟に対応して、効率よくパケット伝送を行って、ネットワーク運用の効率性を高めた通信システムを提供することを目的とする。
【００２９】
また、本発明の他の目的は、局所的に増大する伝送帯域要求に柔軟に対応して、効率よくパケット伝送を行って、ネットワーク運用の効率性を高めた通信カードを提供することである。
【００３０】
さらに、本発明の他の目的は、局所的に増大する伝送帯域要求に柔軟に対応して、効率よくパケット伝送を行って、ネットワーク運用の効率性を高めた通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、ネットワーク上で通信を行う通信システム１において、ネットワーク内で局所的に伝送帯域が増加するスパンに設置されて、増加した伝送帯域をカバー可能な複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎと、複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎを仮想的な１つのリンクとみなすリンク・アグリゲーションとし、負荷分散を行って物理リンク１１−１〜１１−ｎへデータを出力する負荷分散部３１を含む第１の通信カード３０ａが実装された第１のノード２０−４と、複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎを介して送信されたデータを集約し、宛先にしたがって出力する集約部３２を含む第２の通信カード３０ｂが実装された第２のノード２０−１と、を有することを特徴とする通信システム１が提供される。
【００３２】
ここで、複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎは、ネットワーク内で局所的に伝送帯域が増加するスパンに設置されて、増加した伝送帯域をカバー可能な物理リンクである。負荷分散部３１は、複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎを仮想的な１つのリンクとみなすリンク・アグリゲーションとし、負荷分散を行って物理リンク１１−１〜１１−ｎへデータを出力する。集約部３２は、複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎを介して送信されたデータを集約し、宛先にしたがって出力する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の通信システムは、ネットワークの局所的に伝送帯域が増加するスパンに設置された複数の物理リンクをリンク・アグリゲーションとし、負荷分散を行って物理リンクへデータを出力し、複数の物理リンクを介して送信されたデータを集約する構成とした。これにより、局所的に増大する伝送帯域要求に柔軟に対応することができ、均一伝送帯域として定義されているRPRネットワーク上でも、不均一な伝送帯域の構築が可能となり、ネットワーク運用の効率性を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は通信システムの原理図である。通信システム１は、ノード２０−１〜２０−４がリング状に接続され、時計周りのリングルートと、反時計周りのリングルートからなる２重リングのネットワークを構成する。また、このネットワーク上でＡｄｄされた情報またはＤｒｏｐすべき情報の通信が行われる。
【００３５】
複数の物理リンク（光ファイバ）１１−１〜１１−ｎは、ネットワークの局所的に伝送帯域が増加するスパンＳｐａに設置されて、増加した伝送帯域をカバー可能な物理リンクである。例えば、元々１０Gbpsの１本の光ファイバであったものが、伝送帯域が増加して３０Gbpsになったならば、３本の光ファイバが設置されることになる。
【００３６】
スパンＳｐａの送信側ノードであるノード２０−４には、通信カード３０ａが実装される。通信カード３０ａは、負荷分散部３１を有する。負荷分散部３１は、複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎをリンク・アグリゲーション（Link Aggregation（以降、ＬＡと呼ぶ））とし、負荷分散を行って物理リンク１１−１〜１１−ｎへデータを出力する。なお、ＬＡは、複数の物理リンクを仮想的な１つのリンクとみなす接続方式であり、IEEE.802.3adで規定されている。
【００３７】
スパンＳｐａの受信側ノードであるノード２０−１には、通信カード３０ｂが実装される。通信カード３０ｂは、集約部３２を有する。集約部３２は、複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎを介して送信されたデータを集約し、宛先にしたがって出力する（例えば、ノード２０−１からＤｒｏｐしたり、またはノード２０−２へ送信したりする）。なお、実際には、負荷分散部３１と集約部３２は、１枚の通信カード（通信カード３０とする）内に含まれるものである。
【００３８】
次に通信システム１をRPRリングネットワークに適用した場合について説明する。図２はRPRリングネットワーク上での通信システムの動作を説明するための図である。通信システム１ａは、ノード２０−１〜２０−６を含み、ノード２０−１〜２０−６が２重リングで接続される。また、図には示さないが、集中管理を行うサーバ等がノード２０−１へ接続されているなどの理由で、ノード２０−２〜２０−６それぞれからＡｄｄされたパケットが、すべてノード２０−１へ転送されている。
【００３９】
なお、ここでは、現在１０Gbps（時計周り及び反時計周り共に１０Gbpsのパケット伝送が行われる）のRPRが構成されていると想定し、帯域保証クラスではない非帯域保証クラス（例えば、classB-EIR、classC）のパケット伝送を行うとする。
【００４０】
ここで、図２の説明の前に、帯域保証クラスと非帯域保証クラスにおけるパケット伝送の違いについて説明する。物理帯域の最大が１０Gbpsとした場合に、時計周り方向に１０Gbpsで伝送しているときに回線障害が発生し、反時計周り方向に回線を切り替えようとした場合、反時計周り方向でも１０Gbpsの伝送が行われていると、時計周り方向の１０Gbpsを生かそうとすると、反時計周り方向で伝送していた１０Gbpsの情報がつぶされて伝送不可になってしまうことになる。
【００４１】
したがって、帯域保証クラスでは、例えば、物理帯域の半分の帯域を用いるようにすることで、障害が発生した場合でも帯域を保証できるようにしておく。この例では、時計周り方向に５Gbpsで伝送しているときに回線障害が発生し、反時計周り方向に回線を切り替えた場合、反時計周り方向も５Gbpsの伝送が行われているならば、反時計周り方向に最大物理帯域の１０Gbpsの情報が流れることになり、帯域が保証されることになる。逆に、帯域を保証しなくてもよい非帯域保証クラスでパケット伝送を行う場合には、最大物理帯域までパス設定することが許容される。
【００４２】
図２に対して、ノード２０−６→ノード２０−１間のスパンＳｐ６では、ノード２０−４、２０−５、２０−６からのノード２０−１宛のパスが流れている。このとき、パス帯域の合計が１０Gbps以内である場合は問題ないが、それ以上の帯域を望む場合、ノード２０−６→ノード２０−１間リンクで物理的帯域が不足することになる。
【００４３】
例えば、ノード２０−４から５Gbps、ノード２０−５から４Gbpsのパスが、ノード２０−１宛に設定されている時、ノード２０−６からノード２０−１宛に例えば、５Gbpsのパスを設定したくても、時計周り方向のパス設定可能な帯域は１Gbps以内に制限される。
【００４４】
効率性が悪くなることを承知で、反時計周り方向でノード２０−１宛のパス設定も考えることができるが、その場合でも、ノード２０−２、２０−３からノード２０−１宛のパス合計帯域が１０Gbpsであるならば、ノード２０−２→ノード２０−１間のリンクでやはり制限が発生し、パス設定できない。
【００４５】
したがって、このように伝送帯域が増加する場合、ノード２０−６→ノード２０−１間リンクにおいて、あと４Gbps帯域が足りないので、１０Gbpsのリンクを１本追加し２０Gbpsリンク帯域のＬＡを構成する。
【００４６】
（構築手順１）
ノード２０−６に１０Gbpsの通信カード３０ａ、ノード２０−１に１０Gbpsの通信カード３０ｂを実装し、１０Gbpsの光ファイバを追加接続する。なお、以降では通信カード３０をLA over RPR対応カード３０と呼ぶ。また、光ファイバｆ１が元からあったファイバであり、光ファイバｆ２が新規に追加されたものとする。
【００４７】
（構築手順２）
ノード２０−６、２０−１にて、ＬＡ機能を有効にする。これにより、既存パス（ノード２０−４、２０−５からノード２０−１宛のパス）に対するＬＡハッシュ演算による負荷分散が行われる（光ファイバｆ１、ｆ２へ均等に負荷が分散されるようにする）。
【００４８】
（構築手順３）
ノード２０−６にて、ノード２０−６→ノード２０−１間リンクの使用帯域の（FairRate）再計算が行われ、有効帯域が１１Gbps（＝２０Gbps−（ノード２０−４でパス設定した４Gbps）−（ノード２０−５でパス設定した５Gbps））であることを認識し、ソースノード（ノード２０−４、２０−５）へFairRate通知が行われる（光ファイバｆ２が追加されＬＡ機能が実行することで、ノード２０−４、２０−５に対して、あらためてFairRateがノード２０−６で再計算されて通知されることで、ノード２０−４、２０−５はそれぞれ、５Gbps、４Gbpsのパス設定が可能であることを認識する）。
【００４９】
（構築手順４）
ノード２０−６からノード２０−１宛に、５Gbpsのパス設定を行う。その結果、１５Gbpsのパス帯域が、ＬＡリンクであるノード２０−６→ノード２０−１間で伝送されることとなる。
【００５０】
上記構築手順では、ノード２０−６からノード２０−１宛のパス帯域を増加させることができるが、ノード２０−４、２０−５からノード２０−１宛のパス帯域を増加させる場合は、ノード２０−５→ノード２０−６間でも帯域不足が発生する可能性があるが、ＬＡリンク構築は、局所的な帯域増加に対応可能なので、ノード２０−５→ノード２０−６間リンクに対しても、上記と同様な手順で帯域増加を行うことが可能である。
【００５１】
次にプロトコル・スタックについて示す。図３はプロトコル・スタックを示す図である。通信システム１を実現するプロトコルであるRPR ＭＡＣは、レイヤ２（Ｌ２）のＭＡＣサブレイヤに位置する。
【００５２】
レイヤ１（Ｌ１）には、例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ、ＷＤＭ、ＧｂＥが位置する。ＭＡＣサブレイヤにはIEEE802.3（イーサネット）が位置し、ＭＡＣサブレイヤの中のRPR ＭＡＣには、ＬＡがあり、ＬＡの上位にFairnessと、RPRのリングトポロジ及び障害救済のためのTopology and Protectionとがあり、さらにＯＡＭ（Operation and Maintenance）が位置する。また、ＭＡＣサブレイヤの上位にＬＬＣ（Logical Link Control）サブレイヤがあり、レイヤ３（Ｌ３）はＩＰ（Internet Protocol）となる。
【００５３】
次に片方向（unidirectional）のリングルート単位でのＬＡ構築について説明する。図４は片方向のリングルート単位でのＬＡ構築を説明するための図である。ネットワーク構成は図２と同じである。
【００５４】
LA over RPR対応カード３０ｂは、反時計周りのリングルートを介して、物理リンク１１−１〜１１−ｎの接続状態を通知するための接続状態通知を、LA over RPR対応カード３０ａへ送信する。この接続状態通知は、実際にはkeep aliveパケット（ネットワーク上で、接続が有効であることを確認するために定期的に送信されるパケット）を使用する。
【００５５】
LA over RPR対応カード３０ａ内の負荷分散部３１は、接続状態通知にもとづいて、時計周りのリングルート上に形成された複数の物理リンク１１−１〜１１−ｎに対する負荷分散制御を行う。
【００５６】
このように、ノード間でネットワーク回線状態の送受信を行い、常時正常性の確認のやりとりを行うことで、リングネットワークの局所的に伝送帯域が増加するスパンに対して、片方向のリングルート単位にＬＡを生成（物理リンクの増減設）することができ、特定ノードに負荷が集中する場合のダイナミックな接続容量要求に対して、最小限の設備で対応可能となる。
【００５７】
次に通信システム１の効果について説明する。IEEE準拠のRPR方式は、均一伝送帯域で構築されることが前提であったので、任意の特定スパンの伝送帯域が増加する場合には、単純にRPRリング全体を大容量で接続し直して再構築するか、もしくは２重にまた別のRPRリングを構成しなければならなかったが、上述の通信システム１によれば、最小の設備変更を行うだけで、任意の特定スパンの伝送帯域増加に柔軟に対応することができ、特定スパンに対して効率よく不均一な伝送帯域を許容することが可能になる。
【００５８】
一方、RPRリング構成当初から、不均一なトラフィック転送になるかどうかを、ネットワーク構築者が知ることは困難な場合が多い。なぜなら、どの都市にデータセンタが設置されるか、どの都市の人口が増加するか、どの都市に各企業の本社機構が設置するかは、ネットワーク利用者側の問題だからである。
【００５９】
そのため、RPR構成当初から、リング全体をＬＡ対応にすべきか否かは不明である。また、既にIEEE準拠のRPRリングを構築済のネットワークにおいて、特定スパンの伝送容量増加要求に対応するには、その特定スパン端の２ノードで完結して対応することが望まれる。既設RPRリングに対しても、最小限の設備変更にて対応できることが望まれる。
【００６０】
したがって、通信システム１では、ノードへの自由な設置・取り外しが可能なLA over RPRカードを、帯域増加スパン端の２ノードに実装するだけで対応させるようにした。これにより、RPRリング全体への設備影響を押さえることを可能にしている。なお、LA over RPRは、ＬＡがRPRリング内において完全にレイヤが別々のものとして機能をADD-ONする方式としているので、他ノードは、この特定のリンク間でＬＡが構成していることを認識する必要がない。
【００６１】
次にLA over RPRカード３０について説明する。図５はLA over RPR対応カード３０の機能構成を示す図である。LA over RPR対応カード３０は、Hash Algorithm & LA KeepAlive Packet生成部３１ａ、３１ｂ、パケット受信・Alarm検出部３２ａ、３２ｂ、Drop Path３３ａ、３３ｂ、Through Path３４ａ、３４ｂ、Wrap SW３５ａ、３５ｂ、Add Path３６ａ、３６ｂ、E/O O/E３７−１、３７−２、Link BW（Band Width） Monitor entity３８ａ、３８ｂ、EAST/WEST Ringlet Selection３９から構成される。
【００６２】
E/O O/E３７−１、３７−２は、他ノードから送信された光信号を電気信号に変換し、自ノードで処理された電気信号を光信号に変換して出力する。Hash Algorithm & LA KeepAlive Packet生成部３１ａ、３１ｂは、負荷分散部３１の機能を含み、ＬＡを構成する複数の物理リンクに対し、均一な負荷が割り当てられるように、ハッシュ演算を行って、負荷を分散させる。この場合、パケット受信・Alarm検出部３２ａ、３２ｂからのアラーム情報を受けた場合は、正常な物理リンクに対してハッシュ演算を再度計算し直して負荷分散させる。また、keep aliveパケットの送出及び受信機能を有する。
【００６３】
パケット受信・Alarm検出部３２ａ、３２ｂは、集約部３２の機能を含む。また、回線障害アラームを検出し、アラーム情報をHash Algorithm & LA KeepAlive Packet生成部３１ａ、３１ｂへ通知する。
【００６４】
Drop Path３３ａ、３３ｂは、受信パケットからＤｒｏｐすべきパスを選択し、選択したパスはトリビュタリ側へＤｒｏｐし、それ以外のパケットはThrough Path３４ａ、３４ｂへそれぞれ送信する。
【００６５】
Through Path３４ａ、３４ｂは、受信パケットをそれぞれAdd Path３６ａ、３６ｂへ送信する。Wrap SW３５ａは、障害救済時に、WESTから流れてきたパケットを折り返してWESTから出力するように、WESTから流れてきたパケットをThrough Path３４ａへ送信する。Wrap SW３５ｂは、障害救済時に、EASTから流れてきたパケットを折り返してEASTから出力するように、EASTから流れてきたパケットをThrough Path３４ｂへ送信する。
【００６６】
Add Path３６ａは、Through Path３４ａから送信されたパケットにEAST/WEST Ringlet Selection３９から送信されたパケットをＡｄｄし、Hash Algorithm & LA KeepAlive Packet生成部３１ａ及びLink BW Monitor entity３８ａへ送信する。
【００６７】
Add Path３６ｂは、Through Path３４ｂから送信されたパケットにEAST/WEST Ringlet Selection３９から送信されたパケットをＡｄｄし、Hash Algorithm & LA KeepAlive Packet生成部３１ｂ及びLink BW Monitor entity３８ｂへ送信する。
【００６８】
Link BW Monitor entity３８ａ、３８ｂは、Ａｄｄされたパケットの伝送帯域をモニタし、モニタ結果をノード内の図示しないCongestion Control部（輻輳制御部）へ通知する（モニタ結果はFairRate計算に利用する）。
【００６９】
EAST/WEST Ringlet Selection３９は、トリビュタリ側からＡｄｄされたパケットをEAST方向へのパスにＡｄｄするのか、WEST方向へのパスにＡｄｄするのかを選択し、Add Path３６ａ、３６ｂのいずれかに送信する。
【００７０】
以上説明したように、通信システム及び通信方法では、伝送帯域が増大して帯域不足となったリンクの両端ノードに、LA over RPR対応カード３０を実装し、RPRの任意のノード間リンクの非帯域保証クラスにおけるトラフィック伝送容量増加に対して、LA手法をオーバーレイさせる構成とした。これにより、ダイナミックな伝送帯域要求に迅速に対応することができ、ネットワーク運用の効率性を高めることが可能になる。
【００７１】
（付記１）  ネットワーク上で通信を行う通信システムにおいて、
ネットワーク内で局所的に伝送帯域が増加するスパンに設置されて、増加した伝送帯域をカバー可能な複数の物理リンクと、
複数の前記物理リンクを仮想的な１つのリンクとみなすリンク・アグリゲーションとし、負荷分散を行って前記物理リンクへデータを出力する負荷分散部を含む第１の通信カードが実装された第１のノードと、
複数の前記物理リンクを介して送信されたデータを集約し、宛先にしたがって出力する集約部を含む第２の通信カードが実装された第２のノードと、
を有することを特徴とする通信システム。
【００７２】
（付記２）  ネットワークがリング形態を持つ場合に、前記第２の通信カードは、一方向周りのリングルートを介して、前記物理リンクの接続状態を通知するための接続状態通知を前記第１の通信カードへ送信し、前記第１の通信カード内の前記負荷分散部は、前記接続状態通知にもとづいて、他方向周りのリングルート上に形成された複数の前記物理リンクに対する負荷分散制御を行うことで、リングネットワーク内で局所的に伝送帯域が増加するスパンに対して、片方向のリングルート単位に前記リンク・アグリゲーションを生成することを特徴とする付記１記載の通信システム。
【００７３】
（付記３）  ネットワーク上で通信を行う通信カードにおいて、
伝送帯域増加が要求されるスパンに設置された複数の物理リンクを仮想的な１つのリンクとみなすリンク・アグリゲーションとし、負荷分散を行って前記物理リンクへデータを出力する負荷分散部と、
複数の前記物理リンクを介して送信されたデータを集約し、宛先にしたがって出力する集約部と、
を有することを特徴とし、伝送帯域増加を要求されるスパンに対して、スパン端のノードに実装して伝送帯域の増加を行う通信カード。
【００７４】
（付記４）  ネットワークがリング形態を持つ場合に、第２の通信カードは、一方向周りのリングルートを介して、前記物理リンクの接続状態を通知するための接続状態通知を第１の通信カードへ送信し、前記第１の通信カード内の前記負荷分散部は、前記接続状態通知にもとづいて、他方向周りのリングルート上に形成された複数の前記物理リンクに対する負荷分散制御を行うことで、リングネットワーク内で局所的に伝送帯域が増加するスパンに対して、片方向のリングルート単位に前記リンク・アグリゲーションを生成することを特徴とする付記３記載の通信カード。
【００７５】
（付記５）  RPRによる冗長構成を持つリングネットワーク上で通信を行う通信方法において、
局所的に伝送帯域が増加するスパンに対して、増加した伝送帯域をカバー可能な複数の物理リンクを設置し、
第１の通信カードをデータ送信側のノードに実装して、前記第１の通信カードは、複数の前記物理リンクを仮想的な１つのリンクとみなすリンク・アグリゲーションに対して、負荷分散を行って前記物理リンクへデータを出力し、
第２の通信カードをデータ受信側のノードに実装して、前記第２の通信カードは、複数の前記物理リンクを介して送信されたデータを集約し、宛先にしたがって出力して、任意のノード間リンクを前記リンク・アグリゲーションにて接続することにより、不均一な伝送帯域を許容可能なRPRリングネットワークを構築することを特徴とする通信方法。
【００７６】
（付記６）  前記第２の通信カードは、一方向周りのリングルートを介して、前記物理リンクの接続状態を通知するための接続状態通知を前記第１の通信カードへ送信し、前記第１の通信カード内では、前記接続状態通知にもとづいて、他方向周りのリングルート上に形成された複数の前記物理リンクに対する負荷分散制御を行うことで、リングネットワーク内で局所的に伝送帯域が増加するスパンに対して、片方向のリングルート単位に前記リンク・アグリゲーションを生成することを特徴とする付記５記載の通信方法。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】通信システムの原理図である。
【図２】RPRリングネットワーク上での通信システムの動作を説明するための図である。
【図３】プロトコル・スタックを示す図である。
【図４】片方向のリングルート単位でのＬＡ構築を説明するための図である。
【図５】LA over RPR対応カードの機能構成を示す図である。
【図６】RPRネットワークの構成を示す図である。
【図７】ＵＰＳＲの動作を示す概念図である。
【図８】Spatial Reuseを示す図である。
【図９】FairRate機能を説明するための図である。
【図１０】特定ノードに負荷が集中しているネットワーク状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  通信システム
１１−１〜１１−ｎ  物理リンク
２０−１〜２０−４  ノード
３０ａ、３０ｂ  通信カード
３１  負荷分散部
３２  集約部
Ｓｐａ  伝送帯域が増加したスパン
【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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