(57)【要約】【課題】  トラフィック量の長期的な変化の傾向に対応し、限られた数の光送受信器をそれぞれの時期に最も必要とされる部分に配分し、ネットワークの論理的な形状をトラフィック量の変化傾向に適応しスループットに優れた光ネットワークを提供する。【解決手段】  光カットスルーリンクを張った後、その光カットスルーリンクを新規のリンクとしてルート情報に含めて隣接ノード装置に広告する。また、定期的に、トラフィックの少ない光カットスルーリンクを解放し、トラフィックの多い光カットスルーリンクを張ることによって光カットスルーリンクを再構成する。【選択図】  図１
2006279818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接するノード装置を接続するデフォルトリンク上を転送されるパケットをスイッチングするパケットスイッチルータを前記各ノード装置に備えるパケット通信網に光カットスルーリンクを導入した光ネットワークであって、
前記光カットスルーリンクは、その端点となる前記各ノード装置が有する前記パケット通信網内の他の全ノード装置数よりも少ない数の光カットスルーリンク用光送受信器と、前記光カットスルーリンクによってカットスルーされる前記各ノード装置が有する、その方路を定める光クロスコネクトによって形成され、
前記各ノード装置は、メトリック値を含むエントリーを記載したルーティングテーブルに基づき、自律分散ルーティングプロトコルによって前記パケットの出力先を決定し、
前記光カットスルーリンクの始点ノード装置は、前記光カットスルーリンクの設定後前記光カットスルーリンクの設定によって変化したメトリックの値を隣接ノード装置および前記光カットスルーリンクによって接続する終点ノード装置に広告し、
前記各ノード装置は、前記パケットスイッチルータでスイッチングされるパケットトラフィックと自ノード装置が端点となる前記光カットスルーリンクのトラフィックとを測定するトラフィック測定手段を有し、自ノード装置を始点とする光カットスルーリンクの内、前記トラフィック測定手段によって測定された前記光カットスルーリンクのトラフィックの値が少ない少なくとも１つのいずれかの前記カットスルーリンクを定期的に解放し、前記自ノード装置および他のノード装置で測定されたパケットトラフィックの値に基づいて決定された新たな終点ノード装置を選択し、この選択された終点ノード装置に対して光カットスルーリンクを新たに設定するためのシグナリングを実行することを特徴とする光ネットワーク。
【請求項２】
前記光カットスルーリンクの解放および新たな設定のためのシグナリングの実行を、前記光ネットワーク内で実質的に同じ時期に行うことを特徴とする請求項１記載の光ネットワーク。
【請求項３】
前記光カットスルーリンク用光送受信器の数は、各々の前記ノード装置に対する前記光カットスルーリンクの端点形成要求数に対応して決定されることを特徴とする請求項１記載の光ネットワーク。
【請求項４】
前記パケットスイッチルータはマルチプロトコルラベルスイッチングを行うラベルスイッチルータであり、前記トラフィック測定手段はパケットトラフィックの測定をラベルスイッチトパス単位で行い、新たな光カットスルーリンクは前記ラベルスイッチトパスの1つに対応して設定され、各々のラベルスイッチトパスのイングレスノード装置は、前記新たな光カットスルーリンクの設定後にメトリック値が広告されルーティングテーブルが収束した後に収束したルーティングテーブルのメトリック値が新たな光カットスルーリンクの設定前の値よりも改善された場合に、ラベルスイッチトパスのルートを変更することを特徴とする請求項２記載の光ネットワーク。
【請求項５】
前記ノード装置は前記ラベルスイッチトパスがデフォルトリンクのみを経由して設定された直近の過去におけるルートを記憶する手段をさらに有し、前記新たな光カットスルーリンクを設定する前記イングレスノード装置は、前記記憶手段に記憶されているデフォルトリンクのみを経由して設定された直近の過去における前記ルートに対応して前記新たな光カットスルーリンクを設定するためのシグナリングを行うことを特徴とする請求項４記載の光ネットワーク。
【請求項６】
前記ノード装置は、それが有するパケットトラフィック測定手段によりパケットトラフィックの測定を各ノード装置のルーティングテーブル内の集約したエントリー単位で行い、前記光カットスルーリンクの解放を行う前に、新たに設定される前記光カットスルーリンクの始点、終点およびルートの候補を決定するルート決定シグナリングを行うことを特徴とする請求項２記載の光ネットワーク。
【請求項７】
前記ノード装置は、その前記ルーティングテーブル内の集約したエントリーに、前記エントリーに関する宛先までのルートにおける自ノード装置が属する前記光ネットワーク内のいずれかの光カットスルーリンクの通過の有無に関する情報を記憶し、
前記ルーティングテーブルに基づいたルート情報の広告に各々のエントリーについての前記記憶された光カットスルーリンクの通過の有無に関する情報を含め、
他ノード装置から受信したルート情報の広告によるルート再計算によって、いずれかの前記エントリーの前記光カットスルーリンクの通過の有無に関する情報が無から有に変化した場合に、前記エントリーに関する直近の過去のデフォルトリンクの出力インタフェースまたは接続先隣接ノード装置を記憶し、
この記憶された直近の過去のデフォルトリンクの出力インタフェースまたは接続先隣接ノード装置に前記ルート決定シグナリングで用いる制御パケットを送出することを特徴とする請求項６記載の光ネットワーク。  
【請求項８】
前記ルート決定シグナリングにおいて、
各ノード装置は前記パケットトラフィック測定手段によって前記ノード装置のルーティングテーブル内の集約したエントリー単位で行ったパケットトラフィックの測定結果に基づき、トラフィックが閾値より大きいエントリーから選択して、このエントリーのデフォルトリンクの接続先隣接ノード装置にルート形成要求元ノード装置のアドレス、前記エントリーのネットワークアドレス、サブネットマスク、前記測定結果を含むルート形成要求を送出し、
このルート形成要求を受信したノード装置は、前記ルート形成要求に含まれるエントリーに対応する接続先隣接ノード装置が前記ルート形成要求を受信したノード装置が属する光ネットワーク内のノード装置である場合には、前記受信したルート形成要求に含まれるエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクと、前記ルート形成要求を受信したノード装置のルーティングテーブルで対応するデフォルトリンクのエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクとを比較し、前記ルート形成要求を受信したノード装置の前記対応するエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクが前記ルート形成要求に含まれるエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクより広範囲であるか、もしくは同一であるか、または前記ルート形成要求を受信したノード装置の対応するエントリーが複数あって記載されたデフォルトリンクの出力インタフェースの接続先が同一の隣接ノード装置であるときは、前記ルート形成要求にこの要求を受信したノード装置のアドレスを経由ノード装置アドレスとして追加してそのエントリーのデフォルトリンクの接続先隣接ノード装置に中継・送出し、
前記ルート形成要求に含まれるエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクに対応する前記ルート形成要求を受信したノード装置のエントリーが複数あり、かつ、記載されたデフォルトリンクの出力インタフェースの接続先が異なる隣接ノード装置であるか、対応するエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクの範囲が狭いか、または前記ルート形成要求に含まれるエントリーに対応する接続先隣接ノード装置が前記ルート形成要求を受信したノード装置が属する光ネットワーク外のノード装置であるときは、前記ルート形成要求を受信したノード装置を新規光カットスルーリンク候補のルートの終点として認識することを特徴とする請求項６記載の光ネットワーク。
【請求項９】
前記ルート決定シグナリングにおいて、
前記ルート形成要求を受信し自ノード装置を終点として認識したノード装置は、終点として最初に認識した時点から所定時間内に前記ノード装置に到着し、前記ルート形成要求の経由してきたルートが包含関係にあり、かつ前記ノード装置を終点として認識される結果を導く複数のルート形成要求の内の１つ以上を選択し、
自ノード装置を終点として認識した前記ノード装置によって選択された前記ルート形成要求を発生させた要求元ノード装置を新たな光カットスルーリンク候補のルートの始点ノード装置として選択するとともに、選択された始点ノード装置から送出されたルート形成要求に追加された経由ノード装置を新たな光カットスルーリンク候補のルートが経由するノード装置として選択することを特徴とする請求項８記載の光ネットワーク。
【請求項１０】
前記光ネットワークに接続される外部のネットワークに広告するルート情報は、前記光ネットワーク内で定期的に同期して行われる光カットスルーリンクの解放および新たな設定による再構成が所定回数以上行われても、解放されずに変更されない光カットスルーリンクに関する情報に限定することを特徴とする請求項２記載の光ネットワーク。
【請求項１１】
デフォルトリンクおよび光カットスルーリンクによって接続され、前記デフォルトリンクおよび前記光カットスルーリンクを介してパケットを転送する光ネットワーク用のノード装置であって、
入力されるパケットをスイッチングするパケットスイッチルータと、
このパケットスイッチルータでスイッチングされるパケットトラフィックと自ノード装置が端点となる前記光カットスルーリンクのトラフィックとを測定するトラフィック測定手段と、
メトリック値を含むエントリーを記載したルーティングテーブルを有し前記パケットの出力先を決定する自律分散ルーティングプロトコルスタックと、
前記カットスルーリンクの端点になる場合に用いられ前記パケット通信網内の他の全ノード装置数よりも少ない数の光カットスルーリンク用光送受信器と、
前記光カットスルーリンクの方路を定める光クロスコネクトとを備え、
前記光カットスルーリンクの始点となる場合には、前記光カットスルーリンクの設定後前記光カットスルーリンクの設定によって変化したメトリック値を隣接ノード装置および前記光カットスルーリンクによって接続する終点ノード装置に広告し、
自ノード装置を始点とする光カットスルーリンクの内、前記トラフィック測定手段によって測定された前記光カットスルーリンクのトラフィックの値が小さい少なくとも１つのいずれかの前記カットスルーリンクを定期的に解放し、
前記自ノード装置および他のノード装置で測定されたパケットトラフィックの値に基づいて決定された新たな終点ノード装置を選択し、
この選択された終点ノード装置に対して光カットスルーリンクを新たに設定するためのシグナリングを実行することを特徴とするノード装置。
【請求項１２】
定期的に光カットスルーリンクを新たに設定するためのシグナリングを開始するためのタイマ、または隣接するノード装置が光カットスルーリンクを新たに設定するためのシグナリングを開始したことを検知する手段をさらに有することを特徴とする請求項１１記載のノード装置。
【請求項１３】
他のノード装置と同期したタイマをさらに有し、このタイマにしたがって定期的に光カットスルーを新たに設定するためのシグナリングを開始することを特徴とする請求項１１に記載のノード装置。
【請求項１４】
前記パケットスイッチルータはマルチプロトコルラベルスイッチングを行うラベルスイッチルータであり、前記トラフィック測定手段はパケットトラフィックの測定をラベルスイッチトパス単位で行い、各々のラベルスイッチトパスのイングレスノード装置であるときには、新たな光カットスルーリンクの設定後にメトリック値が広告されルーティングテーブルが収束した後に収束したルーティングテーブルのメトリック値が新たな光カットスルーリンクの設定前の値よりも改善された場合に、ラベルスイッチトパスのルートを変更することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のノード装置。
【請求項１５】
前記ラベルスイッチトパスがデフォルトリンクのみを経由して設定された直近の過去におけるルートを記憶する手段をさらに有し、光カットスルーリンクを設定する前記イングレスノード装置であるときには、前記記憶手段に記憶されているデフォルトリンクのみを経由して設定された直近の過去における前記ルートに対応して前記新たな光カットスルーリンクを設定するためのシグナリングを行うことを特徴とする請求項１４記載のノード装置。
【請求項１６】
前記トラフィック測定手段はパケットトラフィックの測定をルーティングテーブル内の集約したエントリー単位で行い、前記光カットスルーリンクの解放を行う前に、新たに設定される前記光カットスルーリンクの始点、終点およびルートの候補を決定するルート決定シグナリングを行うことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のノード装置。
【請求項１７】
前記ルーティングテーブル内の集約したエントリーに、前記エントリーに関する宛先までのルートにおける自ノード装置が属する前記光ネットワーク内のいずれかの光カットスルーリンクの通過の有無に関する情報を記憶し、
前記ルーティングテーブルに基づいたルート情報の広告に各々のエントリーについての前記記憶された光カットスルーリンクの通過の有無に関する情報を含め、
他ノード装置から受信したルート情報の広告によるルート再計算によって、いずれかの前記エントリーの前記光カットスルーリンクの通過の有無に関する情報が無から有に変化した場合に前記エントリーに関する直近の過去のデフォルトリンクの出力インタフェースまたは接続先隣接ノード装置を記憶し、
この記憶された直近の過去のデフォルトリンクの出力インタフェースまたは接続先隣接ノード装置に前記ルート決定シグナリングで用いる制御パケットを送出することを特徴とする請求項１６に記載のノード装置。  
【請求項１８】
前記ルート決定シグナリングにおいて、
前記トラフィック測定手段によってルーティングテーブル内の集約したエントリー単位で行ったパケットトラフィックの測定結果に基づき、トラフィックが閾値より大きいエントリーから選択して、このエントリーのデフォルトリンクの接続先隣接ノード装置にルート形成要求元ノード装置のアドレス、前記エントリーのネットワークアドレス、サブネットマスク、前記トラフィック測定結果を含むルート形成要求を送出し、
他のノード装置からルート形成要求を受信したときは、前記ルート形成要求に含まれるエントリーに対応する接続先隣接ノード装置が前記ルート形成要求を受信したノード装置が属するパケット通信網内のノード装置である場合には、前記受信したルート形成要求に含まれるエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクと、自ノード装置のルーティングテーブルで対応するデフォルトリンクのエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクとを比較し、自ノード装置の前記対応するエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクが前記ルート形成要求に含まれるエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクより広範囲であるか、もしくは同一であるか、または自ノード装置の対応するエントリーが複数あって記載されたデフォルトリンクの出力インタフェースの接続先が同一の隣接ノード装置であるときは、前記ルート形成要求に自ノード装置のアドレスを経由ノード装置アドレスとして追加してそのエントリーのデフォルトリンクの接続先隣接ノード装置に中継・送出し、
前記ルート形成要求に含まれるエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクに対応する自ノード装置のエントリーが複数あり、かつ、記載されたデフォルトリンクの出力インタフェースの接続先が異なる隣接ノード装置であるか、対応するエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクの範囲が狭いか、または前記ルート形成要求に含まれるエントリーに対応する接続先隣接ノード装置が自ノード装置が属するパケット通信網外のノード装置であるときは、自ノード装置を新規光カットスルーリンク候補のルートの終点として認識することを特徴とする請求項１６記載のノード装置。
【請求項１９】
前記ルート決定シグナリングにおいて、
前記ルート形成要求を受信し自ノード装置を終点として認識したときは、終点として最初に認識した時点から所定時間内に自ノード装置に到着し、前記ルート形成要求の経由してきたルートが包含関係にあり、かつ自ノード装置を終点として認識される結果を導く複数のルート形成要求の内の１つ以上を選択し、
選択された前記ルート形成要求を発生させた要求元ノード装置を新たな光カットスルーリンク候補のルートの始点ノード装置として選択するとともに、選択された始点ノード装置から送出されたルート形成要求に追加された経由ノード装置を新たな光カットスルーリンク候補のルートが経由するノード装置として選択することを特徴とする請求項１８に記載のノード装置。
【請求項２０】
外部のネットワークに接続される場合には、この外部のネットワークに広告するルート情報は、前記パケット通信網内で定期的に同期して行われる光カットスルーリンクの解放および新たな設定による再構成が所定回数以上行われても、解放されずに変更されない光カットスルーリンクに関する情報に限定することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のノード装置。
【請求項２１】
転送されるパケットをスイッチングするパケットスイッチルータ及び前記パケットのトラフィク及び自己が端点となるトラフィックを測定するトラフィック測定手段を有し、メトリック値を含むエントリーを記載したルーティングテーブルに基づき、自立分散ルーティングプロトコルによって前記パケットの出力先を決定するノード装置と、
隣接する前記ノード装置を接続して前記パケットスイッチルータにより前記パケットを転送するデフォルトリンクと、
前記ノード装置の前記トラフィック測定手段により、トラフィックが多くなったとき、前記デフォルトリンクにおいて接続される前記ノード装置よりも少ないノード装置を接続しカットスルーして前記パケットを転送するリンクを設定する光カットスルーリンクと、
前記パケットが転送される前記ノード装置の始点となる始点ノード装置及び終点となる終点ノード装置が決められたとき、前記光カットスルーリンクの設定後この設定によって変化したメトリックの値を隣接する前記ノード装置および前記光カットスルーリンクによって接続する終点ノード装置に広告する広告手段と、
前記始点ノード装置を始点とする光カットスルーリンクの内、前記トラフィック測定手段によって測定された前記光カットスルーリンクのトラフィックの値が少ない、少なくとも１つの前記カットスルーリンクを定期的に解放するカットスルーリンク解放手段と、
前記始点ノード装置および他のノード装置で測定されたトラフィックの値に基づいて決定された新たな終点ノード装置を選択する終点ノード装置選択手段と、
この終点ノード装置選択手段により選択された終点ノード装置に対して光カットスルーリンクを新たに設定するためのシグナリングを実行するシグナリング実行手段と、
を備えてなることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項２２】
転送されるパケットをスイッチングするパケットスイッチルータ及び前記パケットのトラフィク及び自己が端点となるトラフィックを測定するトラフィック測定手段を有し、メトリック値を含むエントリーを記載したルーティングテーブルに基づき、自立分散ルーティングプロトコルによって前記パケットの出力先を決定するノード装置と、
隣接する前記ノード装置を接続して前記パケットスイッチルータにより前記パケットを転送するデフォルトリンクと、
前記ノード装置の前記トラフィック測定手段により、トラフィックが多くなったとき、前記デフォルトリンクにおいて接続される前記ノード装置よりも少ないノード装置を接続しカットスルーして前記パケットを転送するリンクを設定する光カットスルーリンクと、を備えた光ネットワークの光カットスルーリンク設定方法であって、
前記パケットが転送される前記ノード装置の始点となる始点ノード装置及び終点となる終点ノード装置が決められたとき、前記光カットスルーリンクの設定後この設定によって変化したメトリックの値を隣接する前記ノード装置および前記光カットスルーリンクによって接続する終点ノード装置に広告する広告ステップと、
前記始点ノード装置を始点とする光カットスルーリンクの内、前記トラフィック測定手段によって測定された前記光カットスルーリンクのトラフィックの値が少ない、少なくとも１つの前記カットスルーリンクを定期的に解放するカットスルーリンク解放ステップと、
前記始点ノード装置および他のノード装置で測定されたトラフィックの値に基づいて決定された新たな終点ノード装置を選択する終点ノード装置選択ステップと、
この終点ノード装置選択ステップにより選択された終点ノード装置に対して光カットスルーリンクを新たに設定するためのシグナリングを実行するシグナリング実行ステップと、
を備えてなることを特徴とする光ネットワークにおける光カットスルーリンクの設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光クロスコネクトを用いた光ネットワークおよびノード装置、および光ネットワークにおける光カットスルーリンクの設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの技術の進歩は速い。通信網を流れるトラフィックは１９９０年代初めは固定電話トラフィックが中心であったのに、現在ではその大部分がインターネットを流れるデータトラフィックである。インターネットやブロードバンドの爆発的な普及によって、インターネットを支えるメトロ、幹線のトラフィックも急激に増大している。
【０００３】
現存するネットワークに光クロスコネクトをノード装置に用いたフォトニックネットワークを重ねて、トラフィックが増大した部分をフォトニックネットワークに移し替えるという技術が種々検討されている。移し替える方法に関しては、フォトニックネットワークに固定的に光パスを張る方法から、一時的に使用する方法まで様々である。
【０００４】
非特許文献１には一時的に光パスを使用する例が示されており、固定的に割り当てる方法よりもフォトニックネットワークの部分への初期投資を減らすことができる。概要を以下に説明する。
【０００５】
図９は非特許文献１記載のネットワークの概念図である。ノード装置１０３−１〜５は各々ラベルスイッチルータ１０１−１〜５とフォトニッククロスコネクト（ＰＸＣ）１０２−１〜５からなる。ノード装置間は光伝送路１０４−１〜６で適宜接続されている。各々の光伝送路は波長多重された複数の光リンクからなる。そのうちの１つの波長λ０をデフォルト波長とし、ノード装置間をホップバイホップに接続する。すなわち、λ０は各ノード装置で必ず光−電気変換され、信号の電気的処理が行われる。λ０はネットワークの制御信号の伝送や、Ｌ２／Ｌ３レイヤのパケットの転送に用いられる。Ｌ２／Ｌ３レイヤを通るパケットは宛先に到着するまでに通過した各ノード装置のラベルスイッチルータ（ＬＳＲ）でスイッチングされる。図中Ｌ２／Ｌ３レイヤと示した面内でＬＳＲ間を接続する点線の矢印は、各ノード装置間が論理的にメッシュ接続されている様子を示している。各ノード装置をメッシュに接続する論理的ルートはラベルスイッチトパス（ＬＳＰ）と呼ばれる。メッシュ接続はあくまでも論理的にであって、実際には、このネットワークを通過するパケットはホップバイホップにＬＳＲでスイッチングされながらＬＳＰ内を進んで行く。ＬＳＲは自ノード装置を通過するＬＳＰのトラフィック測定機能を備えている。それぞれのノード装置はいずれかのＬＳＰでトラフィックが増大したことを検出したら、そのＬＳＰのトラフィックをＬ１レイヤでカットスルーさせるようにする。具体的には、そのＬＳＰが通過するルートに沿ってＰＸＣを介したＬ１レイヤの光パスを設定し、ＬＳＰのトラフィックを光パスに移行させる。
【０００６】
ＰＸＣは任意の入力ポートに入力された任意の波長の光を電気信号に変換することなく、また波長変換も行わず光のまま任意の出力ポートに接続する機能を持つクロスコネクトである。従って光パスはイングレス（始点）ノード装置から始まって、同じ波長で電気信号に変換されないままいくつかのＰＸＣを通過してイグレス（終点）ノード装置まで届く。
【０００７】
例えば、図においてＬＳＲ１０１−１と１０１−３を接続するＬＳＰをＬ１レイヤでカットスルーさせたい場合、そのＬＳＰが実際にはＬＳＲ１０１−１、１０１−２、１０１−３を通っているとする。ノード装置１０３−１、１０３−２、１０３−３に対して光パス設定要求を行い、波長等の条件を満たして要求が受け入れられれば、ＰＸＣ１０２−１、１０２−２、１０２−３を通る光パス１０５が設定される。なお、光パス設定要求を生成するノード装置はノード装置１０３−１、１０３−２のいずれかである。光パス１０５が無事設定されたら、ノード装置１０３−１はＬＳＲ１０１−１に入力されるＬＳＲ１０１−３向けに張られたＬＳＰのトラフィックをＰＸＣ１０２−１に振り向け、光パス１０５によってノード装置１０３−３に届くようにする。ノード装置１０３−３ではＰＸＣ１０２−３に届いている光パス１０５のトラフィックをＬＳＲ１０１−３の方に振り向ける。このようにするとノード装置１０３−２がカットスルーされ、ＬＳＲ１０１−２のパケット処理負荷が減少する。
【０００８】
非特許文献１では、各ノード装置に備えられる光送受信器の数を限定することによって、システムのコストダウンを目指している。同時にメッシュの光パスを形成するだけの数に満たない数の光送受信器で他の全ノード装置と公平にパスを張れる機会を確保するために、光パスが張られてから解放されるまでの時間（光パス生存時間）を秒単位で限定している。また、光パス内のトラフィックが減少し、光パスを占有する意味がなくなった場合にも光パスを解放させている。そのためネットワーク稼動中に秒単位で頻繁に光パスの設定・解放が行われる。
【０００９】
図９に示される非特許文献１におけるネットワークでは、トラフィックの増加を検出したＬＳＰ１つに対して光パスを１つ張っている。デフォルト波長が多数のＬＳＰでシェアされるのに対して光パスは１つのＬＳＰで独占される。光パスによってデフォルト波長のトラフィックの偏りを収容し、デフォルト波長での輻輳を回避することを目的としているので、各々のトラフィックが全部平均値であった場合には、光パスは必要がないようにデフォルト波長が設計されている。このようなフォトニッククロスコネクトを使用したネットワークはビットレートの高い幹線に近いネットワークであり、ネットワークを流れるトラフィックは、多数の下位ネットワークの端末からのトラフィックが統計的に多重されている。トラフィックが増大したＬＳＰに対して光パスが張られるが、特定のＬＳＰのトラフィックが秒単位の短期間で増大したとしても、平均値の数倍といった増大の仕方をすることはめったにない。光パス設定の閾値を高く設定すれば、光パスが設定されている間は光パス内に大量のトラフィックが流れるが、光パスが設定される確率は著しく下がり、光パスの時間的な使用率は低くなる。一方、光パス設定の閾値を低くすれば、光パスが設定される確率は上がって、時間的な光パス使用率は上昇するが、光パスが設定されているときに光パス内を流れるトラフィックは元々のＬＳＰの平均トラフィックに近い量となり、光パスの帯域的な使用率が著しく低くなる。いずれにしても光パスの使用率が低くなってしまう。高価な光送受信器の数を削減して、システムのコストダウンを狙っているが、光パスの使用率が低いので、光パスのための光送受信器はデフォルト波長のおまけ程度の意味しかもたない。結局、ネットワークのスループットは、使用している光送受信器の数に見合ったものではなく、コストパフォーマンスが悪くなっている。
【００１０】
また、特許文献１には、ノード装置が始点ノード装置から中継ノード装置を経由して終点ノード装置に至る波長パスの設定を要求し、この要求に応じて中継ノード装置は変換する特定の光波長を設定し、始点ノード装置は挿入する特定の光波長を設定し、前記波長パス設定の完了から所定時間に達した時に設定された波長パスの解放を要求し、この要求に応じて終点ノード装置が分岐する特定の光波長を解放し、中継ノード装置が変換する特定の光波長を解放し、始点ノード装置が挿入する特定の光波長を解放することによって、大容量伝送を可能とする技術が開示されている。この技術により波長を効率良く運用して大容量伝送が可能となる。
【００１１】
しかし特許文献１に示された技術では、波長パスの設定要求を行う時期的条件が必ずしも明らかでなく、例えばメッシュ形のネットワークのように、いわゆるリニア状でないネットワークにおいて波長パスの設定および解放を正しく行うことができない問題が残る。
【特許文献１】特開２００２−１６９５０号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会  ２００３年ソサイエティ大会Ｂ−６−１４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記のような従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、限定された数の光送受信器をより効率的に用いることによって、全体としてスループットの高い光ネットワークおよびその光ネットワークを実現するためのノード装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために本願の請求項１に係る発明による光ネットワークは、隣接するノード装置を接続するデフォルトリンク上を転送されるパケットをスイッチングするパケットスイッチルータを前記各ノード装置に備えるパケット通信網に光カットスルーリンクを導入した光ネットワークであって、前記光カットスルーリンクは、その端点となる前記各ノード装置が有する前記パケット通信網内の他の全ノード装置数よりも少ない数の光カットスルーリンク用光送受信器と、前記光カットスルーリンクによってカットスルーされる前記各ノード装置が有する、その方路を定める光クロスコネクトによって形成され、前記各ノード装置は、メトリック値を含むエントリーを記載したルーティングテーブルに基づき、自律分散ルーティングプロトコルによって前記パケットの出力先を決定し、前記光カットスルーリンクの始点ノード装置は、前記光カットスルーリンクの設定後前記光カットスルーリンクの設定によって変化したメトリックの値を隣接ノード装置および前記光カットスルーリンクによって接続する終点ノード装置に広告し、前記各ノード装置は、前記パケットスイッチルータでスイッチングされるパケットトラフィックと自ノード装置が端点となる前記光カットスルーリンクのトラフィックとを測定するトラフィック測定手段を有し、自ノード装置を始点とする光カットスルーリンクの内、前記トラフィック測定手段によって測定された前記光カットスルーリンクのトラフィックの値が少ない少なくとも１つのいずれかの前記カットスルーリンクを定期的に解放し、前記自ノード装置および他のノード装置で測定されたパケットトラフィックの値に基づいて決定された新たな終点ノード装置を選択し、この選択された終点ノード装置に対して光カットスルーリンクを新たに設定するためのシグナリングを実行する。
【００１４】
すなわち、ノード装置間を接続する光のルートを光パスではなく、光リンクとして使用する。ノード装置は隣接ノード装置間がデフォルトリンクで接続されている。デフォルトリンクはデフォルト波長を用いた光伝送技術によって実現することができるが、必ずしも光伝送技術によるものに限定されるものではない。例えば、無線通信技術を含めた電気通信技術によってデフォルトリンクを実現してもよい。
【００１５】
また、各ノード装置は光カットスルーリンクの端点を形成するための光送受信器を持っているが、その数は限定されており、ネットワーク内の全ノード装置と同時にメッシュの光カットスルーリンクを形成することはできない。光カットスルーリンクは、始点ノード装置から始まって、途中ノード装置で光クロスコネクトを経由して、終点ノード装置で終わる光のルートであって、途中ノード装置をカットスルーして始点ノード装置と終点ノード装置を接続する光のリンクである。本願のネットワークでは各ノード装置で自律分散的なルーティングプロトコルが動作しており、パケットのルートや場合によってはＬＳＰのルートはそのルーティングプロトコルで配布されてきたルート情報の収束値を元に決定される。各々のノード装置は各自が所有するルート情報を、定期的に、あるいはルート情報に変更があった時に、隣接するノード装置に広告している。本発明の特徴の一つは、光カットスルーリンクを張ったら、その始点ノード装置は光カットスルーリンクを始点ノード装置と終点ノード装置を直接接続する新規のリンクができたものとみなして自ノード装置のルート情報を再構築し、隣接するノード装置に広告することである。光カットスルーリンクはあくまでもリンクであるので、光カットスルーリンクで接続される終点ノード装置も隣接ノード装置として扱い、光カットスルーリンクを経由して終点ノード装置にもルート情報を広告する。
【００１６】
ルート情報に含める内容には、その接続先（終点ノード装置）の他に、メトリック値が必要である。何をメトリック値にするかはルーティングプロトコルによって異なる。本願では例えば、光カットスルーリンクのメトリックの値を、終点ノード装置まで全部デフォルトリンクを経由したと仮定した場合の値より小さく（近いか太い使いやすいリンクであると識別される）する。そのため、光カットスルーリンクは始点ノード装置と終点ノード装置を接続するハイウェイのような存在として識別される。結果として、始点ノード装置近辺のノード装置から終点ノード装置近辺のノード装置まで届くトラフィックのルートは光カットスルーリンクを経由するように決定され易くなる。
【００１７】
各ノード装置は光カットスルーリンクのために限定された数の光送受信器しか持たないため、光カットスルーリンクを形成する相手ノード装置を選別する必要がある。デフォルトリンクを進んで行くパケットは途中ノード装置のパケットスイッチルータによってストアアンドフォワードでスイッチングされていく。形成される光カットスルーリンクにできるだけ沢山のトラフィックを流し、デフォルトリンクを通るトラフィックを少なくすることによって、１パケットが宛先に到着するまでにパケットスイッチルータで処理される平均的な回数を減らすことが可能となる。その結果、ルータの処理負荷を軽減することが可能となり、さらに、パケットの遅延やジッタを小さくして伝送品質を向上することが可能となる。従って、光カットスルーリンクを形成する相手ノード装置は、その光カットスルーリンクにできるだけ沢山のトラフィックが流れ、かつ、ある程度離れた相手が望ましい。
【００１８】
本発明では、各ノード装置が持つ光送受信の大体全部か全部に近い数を常時使用して、張れるだけの光カットスルーリンクを張っておくようにする。自ノード装置から光カットスルーリンクを張り得る相手ノード装置の内、その時点で望ましい相手ノード装置、すなわち、その光カットスルーリンクにできるだけ大量のトラフィックが流れるような相手ノード装置を選別するために、本発明では、定期的に自ノード装置を始点とする光カットスルーリンクの内、トラフィックの少ない方から１つ以上を解放して、解放した光カットスルーリンクの相手ノード装置とは異なる相手ノード装置に対して新規のカットスルーリンクを張るようにシグナリングを行う（光カットスルーリンクの再構成）。
【００１９】
本発明では、光カットスルーリンクを形成した後、それをリンクの一つとして広告する。これを受けた近接ノード装置は、光カットスルーリンクのメトリックの値を検討して、これを通った方が到着先までのメトリックの値の合計が小さくなる場合は、光カットスルーリンクを経由したルートにするようルーティングテーブルのエントリーを書き換える。書き換えたエントリーを、自身の持つルート情報として近接するノード装置に広告する。このようにして、光カットスルーリンクが設定されることによって、光ネットワーク全体のルーティングテーブルが書き換えられる可能性がある。本発明の光ネットワークは自律分散的なルーティングプロトコルによって各ノード装置が動作しているため、他のノード装置がどのようにルーティングテーブルを書き換えるのか、予測することができない。結局、光カットスルーリンクを新規に張った後に、広告されたルート情報によって全ノード装置のルーティングテーブルが収束するまで、その光カットスルーリンクにどのくらいのトラフィックが流れることになるのか、予め予測することはほぼ不可能である。
【００２０】
本発明では、新規の光カットスルーリンクが接続する相手ノード装置を決定する際に、その時点でのその相手ノード装置までのトラフィックのパケットスイッチルータでの測定値によって相手ノード装置を選択する。しかし、光カットスルーパスが張られた後のトラフィックは、この時測定されたトラフィックとは大きく異なる可能性が高い。したがって、この時測定されたトラフィックはあくまでも相手ノード装置を選ぶための参考であって、ある程度のトラフィックが流れる可能性があるという期待に過ぎない。従って、解放する光カットスルーリンクのトラフィックより、新規に選択された相手ノード装置へのパケットスイッチルータで測定されたトラフィックが大きい必要はない。すなわち、解放するための閾値と、新規光カットスルーリンクの相手ノード装置を選択するための閾値は異なっており、後者の方が低くてよい。
【００２１】
このように、光カットスルーリンクのトラフィックは張ってみなければ判らない。各ノード装置はその時点で張られている自ノード装置を端点とする光カットスルーリンクのトラフィックを測定する機能を備えている。張られている光カットスルーリンクで測定されたトラフィックはそのリンクの実績として信用ができる。そこで、定期的にトラフィックの少ない光カットスルーリンクを解放して、未知の、しかし、ある程度のトラフィックが期待できる新規のリンクを新たに張ってみて、その光カットスルーリンクには、実際にどの程度のトラフィックが流れるのか試す。新規のリンクに大量のトラフィックが流れれば、その光カットスルーリンクは、次回の光カットスルーリンクの再構成での解放対象にはならないし、大してトラフィックが流れなければ、解放の対象にリストアップされ、いずれは解放されてしまう可能性がある。このような光カットスルーリンクの再構成を定期的に行うことによって、結果として、トラフィックが大きい光カットスルーリンクが選択されてずっと生き残るようになる。つまり、有限数の光送受信器を有効に利用して、トラフィックの大きいところに常に優先的に光カットスルーリンクを張り続けることが可能となる。
【００２２】
光カットスルーリンクを解放して新規に張ってその変化を隣接ノード装置に広告してから、ネットワーク全体でその結果が収束して反映されるまで分単位の時間がかかる。あまり頻繁にルート情報の変更が広告されるとノード装置でのルートの再計算が頻繁になり、また、場合によっては収束に至る前に次の変更が発生するなどしてルーティングが混乱する可能性がある。従って光カットスルーリンクの再構成の周期は広告してから収束するまでに掛かる時間より十分長い時間であることが望ましい。ネットワーク内の全体的なトラフィックは、特に光クロスコネクトを使用するような幹線に近いネットワークでは下位ネットワークの沢山の端末からのトラフィックが統計的に多重されるため、その変化は比較的緩やかである。すなわち、昼と夜では傾向が異なるとか、平日と休日では傾向が異なるというふうに時間、日、さらには、月や休日シーズン等の緩やかな単位で大きく変化する。本願のシステムを用いることによって、そのような長期的なトラフィック傾向の変化に対応することが可能となり、有限数の光送受信器をそれぞれの時期に最も必要とされる部分に配分し、ネットワークの形状をトラフィック傾向の変化に適応して変化させることが可能となる。
【００２３】
本願の請求項２に係る発明による光ネットワークは、光カットスルーリンクの解放および新たな設定のためのシグナリングの実行を、光ネットワーク内で実質的に同じ時期に行う。
【００２４】
すなわち、請求項１に係る発明では各ノード装置が定期的に、光カットスルーリンクを解放し新規の設定のためのシグナリングを行うが、請求項２に係る発明においては前記シグナリングを行う時期を、光ネットワーク内の複数のノード装置あるいは全ノード装置で、実質的に同じ時期に行う。
【００２５】
請求項１に係る発明では、解放、新規設定によって変更が加わったルート情報を近接ノード装置に広告するが、ネットワーク内のいずれか１箇所でこのような変更による広告が発生すると、そのルート変更が影響する範囲内で次々とルート情報が変更される。その広告のためのパケットが飛び交って若干の時間が経過して収束する。各ノード装置は収束に掛かる時間より長い周期で解放・新規設定を繰り返す。各々のノード装置解放、新規設定のタイミングが異なると、ネットワーク内を広告パケットが無秩序に飛び交い、１つの変更の影響が収束に至る前に、別の変更が通知されるような状況となって、ルート情報が収束しない可能性がある。そこで請求項２に係る発明では、このような解放・新規設定をある程度まとまった範囲のノード装置で、実質的に同じ時期に行うものとする。「実質的に同じ時期」としたのは、光ネットワーク内の各ノード装置のルーティングテーブルが収束しない時間が運用上許容できる程度に、各ノード装置が光カットスルーリンクの再構成を行う時期をまとめるためである。
【００２６】
その結果、ルート情報の変更がほぼ同時に発生し広告される。複数のルート情報変更の広告をほぼ同時に受信するようなことも発生する。また、非常に短い時間差でいくつもルート情報変更の広告を受信する。各ノード装置はいくつかの広告の内容をまとめてルート再計算を行うことが可能であるし、あるいは、１つ１つについてそれぞれルートの再計算を行い、その結果を広告していったとしても、ネットワーク内で収束に至るまでの時間は、１箇所だけルートの変更があった場合とオーダー的には変わらない。ネットワークの規模によるがおそらくは数分という時間で収束する。
【００２７】
同期して変更するノード装置の範囲は、できればその光ネットワークの全ノード装置が望ましい。もし同一のプロトコルで動作する光ネットワークが非常に広範囲の場合、通常はオペレーションを容易にするためにいくつかの自律システム（autonomous system）にネットワークを区切る。そのような場合は、通常、自律システムの境界となるルータを限定し、さらに自律システム内外でルート情報のフィルタリング等を行うので、自律システム単位で同期すれば十分である。このように、１つのまとまったネットワーク単位で同期して光カットスルーリンクの解放・設定を行うことが望ましい。
【００２８】
さらに、本発明では、新たな光カットスルーリンクを設定する場合、同時に解放する光カットスルーリンクとは異なる相手ノード装置を選択する。従って、その異なる相手ノード装置が新たに光カットスルーリンクの端点を作るための光送受信器を持っていなければならない。本発明の光ネットワークでは、各ノード装置はその装置の有限数の光送受信器を常時ほぼフルに使用している。したがって新規に相手となるノード装置も同時に光カットスルーリンクの解放を行わない限り、新たな光カットスルーリンクのシグナリングが成功する確率は著しく低くなる。このような観点からも、ネットワーク内である程度まとまって同期して光カットスルーリンクの解放・設定を行うことが望ましい。
【００２９】
このようにすることによって、ネットワーク内でのルート情報の変更がスムーズに行われ、ネットワーク内が混乱している時間を短くすることができる。さらに、光カットスルーリンクの再構成にあたっての新規の接続相手の決定が容易になる。
【００３０】
次に請求項３に係る発明による光ネットワークでは、光カットスルーリンク用光送受信器の数は、各々のノード装置に対する光カットスルーリンクの端点形成要求数に対応して決定される。
【００３１】
大規模なネットワークでは、ネットワーク内の任意のノード装置から他の任意のノード装置へ至るトラフィックが、その組み合わせに依存して大きく異なる、つまりトラフィックに偏りがある場合が多い。ノード装置に繋がる下位ネットワークや外部ネットワークの数や規模がノード装置ごとに異なり、特定のノード装置にトラフィックが集中したり、特定のノード装置間のトラフィックが他より大きいことが多い。
【００３２】
本発明で各ノード装置が持つ光送受信器の数は限定された数であるが、その数はノード装置毎にそれぞれそのノード装置に適した値となっており、同じとする必要はない。すなわち、トラフィックが集中しがちなノード装置はより多くの光送受信器を持っていたり、あまりトラフィックが多くないノード装置や、トラフィックが多くなる接続先が常に同一であってその数があまり多くないノード装置、同時にトラフィックが増大する接続先があまり多くないノード装置などは少数の光送受信器を持つようにする。すなわち、多くの光カットスルーリンクの端点となることが望まれるノード装置は多くの光送受信器を備える。光カットスルーリンクを張るためのシグナリングとしては、自ノード装置を含むいずれかのノード装置が光カットスルーリンクの始点となることを要求し、始点となることを要求されたノード装置が終点となるノード装置に向けて光カットスルーリンク形成要求を出す。始点または終点となることが望まれる頻度に対応して光送受信器の数を決定すればよい。
【００３３】
このようにすることによって、各ノード装置に必要最小限数の光送受信器が備えられるようになって、ネットワークのコストを削減できる。また、ネットワーク内の傾向に併せたトラフィックの光カットスルーリンクへの収容が可能となって、多くのトラフィックの伝送品質を高く保つことが可能となる。
【００３４】
請求項４に係る発明による光ネットワークは、請求項２に係る光ネットワークであって、パケットスイッチルータはマルチプロトコルラベルスイッチングを行うラベルスイッチルータであり、前記トラフィック測定手段はパケットトラフィックの測定をラベルスイッチトパス単位で行い、新たな光カットスルーリンクは前記ラベルスイッチトパスの1つに対応して設定され、各々のラベルスイッチトパスのイングレスノード装置は、前記新たな光カットスルーリンクの設定後にメトリック値が広告されルーティングテーブルが収束した後に収束したルーティングテーブルのメトリック値が新たな光カットスルーリンクの設定前の値よりも改善された場合に、ラベルスイッチトパスのルートを変更する。
【００３５】
各ノード装置は、パケットベースでトラフィックをスイッチングするパケットスイッチルータと光カットスルーリンクを回線交換するための光クロスコネクトを有する。本願第４の発明では、パケットスイッチルータはＭＰＬＳ（マルチプロトコルラベルスイッチング）に対応するラベルスイッチルータ（ＬＳＲ）である。従って、データパケットはＭＰＬＳによって設定されたラベルスイッチトパス（ＬＳＰ）内を流れていく。各々のノード装置のルータでのトラフィック測定はＬＳＰ単位で行う。任意のノード装置から他の任意のノード装置にパケットが伝送できるように、少なくともメッシュ状のＬＳＰが張られている。ＬＳＰはトンネルであってその始点（イングレス）ノード装置と終点（イーグレス）ノード装置が明確であり、そのルートがしっかり定まっている。光カットスルーリンクを新規に設定する場合に参考にするトラフィックの測定において、その始点と終点を明確に定めた状態での測定が可能であり、トラフィックの測定結果から、新規の光カットスルーリンクのシグナリングを始めるまでに行う新規光カットスルーリンクのルート決定が非常に容易に行える。すなわち、いずれかのＬＳＰのイングレスノード装置からイーグレスノード装置までという単位でＬＳＰのルートに沿って光カットスルーリンクを張るようにする。
【００３６】
なお、パケットを流す前にＬＳＰがきちんと張られていなければならないし、ＬＳＰの経由ルートを変更する場合は、古いルートを取り壊すか休止させる前に、新ルートを張らなければならない。ルートを確定してＬＳＰを張るために別途シグナリングを行う必要がある。本発明では光のルートはあくまでもリンクであってパスではない。光カットスルーリンクの始点と終点を結ぶリンクが時間的にできたり消えたりするようなものである。リンクができて、そのルート情報が広告されたとしても、ＬＳＰは経由リンクがなくならない限り、自動的にＬＳＰのルートを変えたりはしない。従って請求項４に係る発明では、ルート情報の変更に対応し、光カットスルーリンクを通るようなルートに変更する、あるいは異なる光カットスルーリンクを通るようなルートに変更するような場合には、変更されたルート情報に基づいて改めてＬＳＰを張るためのシグナリングを行う。
【００３７】
このようにすることによって、ＬＳＰを用いてルート決定を容易にした光ネットワークを実現できる。
【００３８】
請求項５に係る発明による光ネットワークは、請求項４に係る発明による光ネットワークであって、ノード装置はラベルスイッチトパスがデフォルトリンクのみを経由して設定された直近の過去におけるルートを記憶する手段をさらに有し、新たな光カットスルーリンクを設定するイングレスノード装置は、前記記憶手段に記憶されているデフォルトリンクのみを経由して設定された直近の過去における前記ルートに対応して新たな光カットスルーリンクを設定するためのシグナリングを行う。
【００３９】
本発明による光ネットワークをＭＰＬＳベースで行うと、ＬＳＰの経由リンクの一部、場合によっては全部が光カットスルーリンクを通る可能性がある。新規に張られる光カットスルーリンクはいずれかのＬＳＰのルートに沿って張られるが、この時そのＬＳＰの一部がすでに既存の光カットスルーリンクを通っていることもある。このような場合、そのＬＳＰに対応して張られる新規光カットスルーリンクをそれが通過している既存の光カットスルーリンク内に通すことは当然できない。また一部が既存の光カットスルーリンクを通過するようなルートの場合、それと同じルートを仮にデフォルトリンクのみでたどるとすると、そのルートがそのＬＳＰにとって最も望ましい（メトリックの値の小さい）ルートであるとは限らない。光カットスルーリンクといえども、できるだけ経由するノード装置数は少ない方が望ましいことは言うまでもない。
【００４０】
いずれのＬＳＰも、その一部が既存の光カットスルーリンクを通過するように設定される前にデフォルトリンクのみを通過するルートを辿っていたことが必ずあるはずであるが、本願では、この時の最後の（直近の過去の）ルートを記憶しておく。光カットスルーリンクが別の光カットスルーリンクの中を通れない以上、デフォルトリンクのみで形成されるルートが、新規の光カットスルーリンクにとって最短の（最もメトリック値の小さい）ルートである。ルートの記憶は、イングレスノード装置が全ルートをまとめて記憶しておくか、そのＬＳＰの経由ノード装置がそのＬＳＰに関して、前後のノード装置を記憶しておく。そして、新規の光カットスルーリンク候補となっているＬＳＰがもしその一部で既存の光カットスルーリンクを経由しているような場合、光カットスルーリンクをシグナリングするための制御パケットはデフォルトリンクのみを通してやり取りする。このようにすると、新規の光カットスルーリンクはそのＬＳＰがデフォルトリンクのみを経由していたときのルート、すなわち、最短のルートに沿って設定される。
【００４１】
請求項６に係る発明による光ネットワークは、請求項２に係る発明による光ネットワークであって、ノード装置は、それが有するパケットトラフィック測定手段によりパケットトラフィックの測定を各ノード装置のルーティングテーブル内の集約したエントリー単位で行い、光カットスルーリンクの解放を行う前に、新たに設定される光カットスルーリンクの始点、終点およびルートの候補を決定するルート決定シグナリングを行う。
【００４２】
すなわち請求項６に係る発明では、請求項４のＬＳＰの代わりに各ノード装置がその内部に有するルーティングテーブルの集約したエントリー単位を用いる。ルーティングは普通のＩＰ（インターネットプロトコル）ベースで行う。通常のルーティングプロトコルに基づいて集約されたエントリーの単位が、トラフィック測定の結果、トラフィックが多いと判断されれば、新規の光カットスルーリンク候補になる。この時、次のような理由で、新規の光カットスルーリンク候補の始点、終点、および経由ノード装置を決定するためのルート決定シグナリングを行うステップが必要である。
【００４３】
すなわち、一般のＩＰルータではルーティングテーブルに記載されている集約したエントリーには、宛先アドレスの集約されたエントリーと、その集約の単位であるサブネットマスク、そのエントリーに対応する出力インタフェース（または、そのインタフェースが接続する隣接ノード装置）程度の情報しか載せられていない。ルータは到着したパケットに記載されている宛先情報を見て、それと合致するエントリーを検索し、対応する出力インタフェースにそのパケットを出力する。各ノード装置のルーティングテーブルがきちんとできていれば、それだけの方法で、宛先までパケットが順次送られていく。しかし、本願で光カットスルーリンクを新規に設定する場合、その始点ノード装置と終点ノード装置および経由ノード装置、すなわちルートが明確に決定されなければならないのに、集約したエントリー単位では、それがどこから始まって、どこで終わるのか全く判らない。集約されたエントリーは様々であり、そのエントリーのアドレスはその光ネットワークの外のネットワークであることもある。このような理由で、集約したエントリー単位でトラフィックの測定を行う場合は光カットスルーリンクのルートを事前に決定するためのルート決定シグナリングのステップを行う。
【００４４】
このようにすることによってＬＳＰのみでネットワークを作る場合と異なり、より一般的なＩＰルータによるＩＰネットワークをベースにして本願の光ネットワークを構築することができるため、現存するネットワークとの親和性が良く、グレードアップが容易になる。
【００４５】
なおルータとしては、ＩＰルータであって同時にＭＰＬＳもサポートするようなルータであっても良い。ＭＰＬＳの場合、集約したエントリーはＭＰＬＳのラベル単位となり、もし、トラフィック測定結果から、ＬＳＰが選ばれたなら、光カットスルーリンクを設定する際のルート決定シグナリングは不要となる。
【００４６】
請求項７に係る発明による光ネットワークは、請求項６に係る発明による光ネットワークであって、ノード装置は、そのルーティングテーブル内の集約したエントリーに、エントリーに関する宛先までのルートにおける自ノード装置が属する光ネットワーク内のいずれかの光カットスルーリンクの通過の有無に関する情報を記憶し、前記ルーティングテーブルに基づいたルート情報の広告に各々のエントリーについての記憶された光カットスルーリンクの通過の有無に関する情報を含め、他ノード装置から受信したルート情報の広告によるルート再計算によって、いずれかのエントリーの光カットスルーリンクの通過の有無に関する情報が無から有に変化した場合に、前記エントリーに関する直近の過去のデフォルトリンクの出力インタフェースまたは接続先隣接ノード装置を記憶し、この記憶された直近の過去のデフォルトリンクの出力インタフェースまたは接続先隣接ノード装置にルート決定シグナリングで用いる制御パケットを送出する。
【００４７】
前述のＬＳＰの場合と同様に、新規光カットスルーリンクのルートは既存の光カットスルーリンク内を通ることができないので、デフォルトリンクのみで構築した場合にメトリックの値の最も小さい（最短の）経路に沿って定められることが望ましい。ルート決定シグナリングを行う場合に、ルートとなりうる経路で種々の制御パケットが送受されるが、新規光カットスルーリンク候補のルートをデフォルトリンクのみを経由するように作成するために、制御パケットは、デフォルトリンクのみを経由して送受する。そのために、各ノード装置は各々の集約したエントリーに関して、必要に応じて複数の出力インタフェースを記憶しておく。すなわち、そのエントリーに記載されているデータパケット用の出力インタフェースが光カットスルーリンクである場合、そのエントリーに関しては直近のデフォルトリンクの出力先も同時に記憶しておく。つまり、そのエントリーに関してルート情報が変更され光カットスルーリンクに出力インタフェースが変更される時、それまで使用していたデフォルトリンクの出力インタフェース情報も消さずに残しておく。そのエントリーに関するデータパケットのルーティングは当然変更後の光カットスルーリンクのインタフェースに出力するが、ルート決定シグナリングに用いるパケットがそのエントリーに記載された宛先向けである場合、同時に記載されているデフォルトリンクの出力インタフェースに出力するようにする。また、ルート情報の広告の際、自ノード装置が光カットスルーリンクの始点になっている場合はもちろん、それ以外でもそれぞれのエントリーに対応するパケットが宛先に到着するまでに、自ノード装置が所属する光ネットワーク内でいずれかの光カットスルーリンクを通過する場合には、その通過の有無の情報を、それぞれのエントリーに対して含めて送る。各ノード装置のルーティングテーブルには各々のエントリーに対して光カットスルーリンク通過の有無を記憶する領域を有し、自ノード装置が始点となっている場合はもちろん、他からのルート情報の広告によって、その光ネットワーク内で光カットスルーリンクを通過すると通知された場合は、通過することを記憶する。そして、エントリーの通過の有無の欄が無から有に変化した場合、変化の直前のエントリーの出力インタフェース（または接続先ノード装置）の情報も消去せずに記憶しておく。そのエントリーに関するデータパケットのスイッチングでは当然光カットスルーリンクを通過する出力インタフェースに出力する。ルート決定シグナリングに用いる制御パケットは、その宛先に対応する最新のエントリーが光カットスルーリンクを含まないと記されているなら、そのエントリーの通りに、含むと記されている場合は、同時に記憶している直近のデフォルトリンクのみを通る出力インタフェース（接続先隣接ノード装置）に送信するようにする。
【００４８】
このようにすることによって、新規の光カットスルーリンクを最短の経路で設定することが可能となる。
【００４９】
請求項８に係る発明による光ネットワークは、請求項６に係る発明による光ネットワークであって、ルート決定シグナリングにおいて、各ノード装置はパケットトラフィック測定手段によってノード装置のルーティングテーブル内の集約したエントリー単位で行ったパケットトラフィックの測定結果に基づき、トラフィックが閾値より大きいエントリーから選択して、このエントリーのデフォルトリンクの接続先隣接ノード装置にルート形成要求元ノード装置のアドレス、前記エントリーのネットワークアドレス、サブネットマスク、前記測定結果を含むルート形成要求を送出し、このルート形成要求を受信したノード装置は、前記ルート形成要求に含まれるエントリーに対応する接続先隣接ノード装置が前記ルート形成要求を受信したノード装置が属する光ネットワーク内のノード装置である場合には、前記受信したルート形成要求に含まれるエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクと、前記ルート形成要求を受信したノード装置のルーティングテーブルで対応するデフォルトリンクのエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクとを比較し、前記ルート形成要求を受信したノード装置の前記対応するエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクが前記ルート形成要求に含まれるエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクより広範囲であるか、もしくは同一であるか、または前記ルート形成要求を受信したノード装置の対応するエントリーが複数あって記載されたデフォルトリンクの出力インタフェースの接続先が同一の隣接ノード装置であるときは、前記ルート形成要求にこの要求を受信したノード装置のアドレスを経由ノード装置アドレスとして追加してそのエントリーのデフォルトリンクの接続先隣接ノード装置に中継・送出し、前記ルート形成要求に含まれるエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクに対応する前記ルート形成要求を受信したノード装置のエントリーが複数あり、かつ、記載されたデフォルトリンクの出力インタフェースの接続先が異なる隣接ノード装置であるか、対応するエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクの範囲が狭いか、または前記ルート形成要求に含まれるエントリーに対応する接続先隣接ノード装置が前記ルート形成要求を受信したノード装置が属する光ネットワーク外のノード装置であるときは、前記ルート形成要求を受信したノード装置を新規光カットスルーリンク候補のルートの終点として認識する。
【００５０】
ルート決定シグナリングには重要な課題がある。ルーティングテーブルのエントリーは通常、各々のノード装置がルート情報の集約を行って、できる限りエントリー数が少なくなるようにルート情報をまとめる。ＩＰアドレスのエントリーを集約する場合、通常、集約可能な上位ビットの範囲（サブネットマスク）とその範囲のアドレスをもって集約する。ルート情報のまとめ方のアルゴリズムが全ノード装置で共通だとしても、各ノード装置に通知されるルート情報の若干違いや、各ノード装置のネットワーク内での位置等によって、エントリーの集約のされ方が異なる可能性がある。
【００５１】
本願では、各ノード装置においてそれぞれのエントリー毎にトラフィックの測定を行う。トラフィックが多く、光カットスルーリンクに移行させることが望ましいと判断されたエントリーについて、光カットスルー再構成に先立ってルート決定シグナリングを行う。同じアドレスに対しても集約されたエントリーが上記のような理由でノード装置毎に様々な可能性があるので、同じアドレス・範囲のエントリーでルートを決定しようとすれば、同じ範囲で集約されがちな近隣のノード装置の範囲でしか光カットスルーリンクが張れなくなり、経由ノード装置数が著しく小さくなってしまう可能性がある。本願の光カットスルーリンクは上述したように、やや離れたノード装置間を途中ノード装置でパケットスイッチングを受けずに通過させるハイウェイ的なリンクとすることが目的であるので、ある程度以上の経由ノード装置数が確保できないと、その効果が薄れてしまう。
【００５２】
本請求項に係る発明におけるルート決定シグナリングでは、各ノード装置がトラフィックが多いと判断したエントリに関してまずルート形成要求のパケットを生成する。これには、自ノード装置のアドレス、そのエントリーの集約したネットワークアドレス、集約したネットワークアドレスのサブネットマスク、さらに、トラフィックの測定結果を入れて、ルーティングテーブルの対応するエントリーに記された接続先隣接ノード装置に（接続するインタフェースに）パケットを送出する。ルート形成要求を受信した隣接ノード装置は、これに含まれるネットワークアドレス、サブネットマスクに対応する自ノード装置のルーティングテーブルのエントリーを探し出して、比較を行う。自ノード装置の対応するエントリーがルート形成要求に記されたエントリーとネットワークアドレス、サブネットマスクとも同一であるか、自ノード装置のエントリーがルート形成要求に記されたネットワークアドレスを完全に含むような広範囲のサブネットマスクで集約されている場合、さらに、自ノード装置のルーティングテーブルの対応するエントリーが複数あるけれども、そこに記載された接続先隣接ノード装置が同一である場合には、ルート形成要求を中継する。宛先は、自ノード装置の対応するエントリーに記されている接続先隣接ノード装置である。中継する際、ルートを記録するために、経由ノード装置として自ノード装置のアドレスを追加する。
【００５３】
比較した結果、自ノード装置のエントリーの範囲の方が狭い場合や、集約する範囲が微妙にずれて、ルート形成要求に記されたネットワークアドレスとサブネットマスクで規定される宛先の範囲が、自ノード装置のルーティングテーブルでは複数のエントリーに対応してその接続先隣接ノード装置が異なる場合、あるいは、対応する自ノード装置のエントリーの接続先が、そのノード装置が所属する光ネットワークの外であって、その方向に自ノード装置を経由した光カットスルーリンクが張れない場合はそのノード装置はそのルート形成要求に関して、自ノード装置を終点のノード装置として認識する。
【００５４】
このようにすると、あるノード装置がトラフィックが多いと判断して、作成したルート形成要求について、そのノード装置のエントリーのネットワークアドレス、サブネットマスクの範囲を含む、最も遠いノード装置を終点とすることができる。範囲が小さい場合や範囲が分かれる場合を終点としたのは、トラフィックの測定がエントリー単位であり、そのエントリーに含まれるより小さい範囲の内、トラフィック増に主に寄与しているアドレスがいかなるアドレスかは不明であって、範囲が分かれた時に、どこに向かって光カットスルーリンクをつなげて行けば、トラフィックを確実にカットスルーできるのか判らないからである。トラフィックを測定する際に、集約したエントリー毎ではなく、宛先のＩＰアドレス毎にトラフィックを測定すればこのような事態は防げるが、ＩＰアドレス毎にトラフィックを測定することは、ノード装置の負荷が重過ぎる。
【００５５】
なお、自ノード装置がネットワークの端である場合は、それより先には光カットスルーリンクを張ることができないので、当然自ノード装置を終点のノード装置とする。また、ここで、比較するエントリーはデフォルトリンクのものであり、光カットスルーリンクは含まない。第７の発明で記したように、光カットスルーリンクを通過しないルートに沿って、ルート決定シグナリングを行う。
【００５６】
このようにすることによって、新規の光カットスルーリンクの終点を識別することができる。
【００５７】
請求項９に係る発明による光ネットワークは、請求項８に係る発明による光ネットワークであって、ルート決定シグナリングにおいてルート形成要求を受信し自ノード装置を終点として認識したノード装置は、終点として最初に認識した時点から所定時間内に前記ノード装置に到着し、前記ルート形成要求の経由してきたルートが包含関係にあり、かつ前記ノード装置を終点として認識される結果を導く複数のルート形成要求の内の１つ以上を選択する。そして、自ノード装置を終点として認識した前記ノード装置によって選択された前記ルート形成要求を発生させた要求元ノード装置を新たな光カットスルーリンク候補のルートの始点ノード装置として選択するとともに、選択された始点ノード装置から送出されたルート形成要求に追加された経由ノード装置を新たな光カットスルーリンク候補のルートが経由するノード装置として選択する。
【００５８】
ルート形成要求パケットを用いるシグナリングで終点が決定したら、自ノード装置を終点として識別したノード装置は、それから一定の時間似たようなルート形成要求が届かないかどうか待つ。ある下位ネットワークから別のある下位ネットワークへのトラフィックが増加しているような場合は、そのトラフィックの複数の経由ノード装置が要求元となって、同様のルート形成要求がいくつも終点ノード装置に届く可能性があるからである。終点ノード装置は待っている間に、自ノード装置に届いたルート形成要求が１つのみであればそれに記載された要求元ノード装置を始点ノード装置として決定する。複数のルート形成要求が届いても、ルート形成要求に記載されている始点ノード装置と経由ノード装置からなるルートが互いに包含関係に無い、すなわち違うルートである場合は、各々の要求に対してそれぞれのルート形成要求に記載された要求元ノード装置を始点ノード装置とする。しかし、複数のルート形成要求に記載されたルートが互いに包含関係にある場合は、それぞれに記載された内容（トラフィックの量、経由ノード装置数）等によって比較を行い、複数の要求元ノード装置の中から１つ、あるいは、必要に応じて２つ以上を始点ノード装置として選択し、それに対応した経由ノード装置を決定する。
【００５９】
このようにすることによって、同一のトラフィックに対して不必要な重複を起こさずに始点ノード装置およびその経由ノード装置を選択することができる。
【００６０】
請求項１０に係る発明による光ネットワークは、請求項２に係る発明による光ネットワークであって、光ネットワークに接続される外部のネットワークに広告するルート情報は、前記光ネットワーク内で定期的に同期して行われる光カットスルーリンクの解放および新たな設定による再構成が所定回数以上行われても、解放されずに変更されない光カットスルーリンクに関する情報に限定する。
【００６１】
すなわち請求項１０に係る発明は、本願の光ネットワークの外部にその内部のルート情報をどのように広告するかに関する。本願では、各ノード装置、特に外部のネットワークとの接続点である境界ノード装置は、ネットワーク内部向けのルート情報と、外部向けのルート情報を有する。なお、ここで言う光ネットワークの内外とは、本願の光ネットワークが１つのまとまったネットワークであるならばその内外、自律システムに分かれているならば、自律システムの内外である。本願の光ネットワークは、定期的にトラフィックの少ない光カットスルーリンクを解放し、新規の光カットスルーリンクを張ることで、常にトラフィックが大きいところに光カットスルーリンクを供給することが特徴である。その周期によるがおおよそ数分から数１０分という単位で頻繁にルーティングテーブルの内容が大幅に変化する。通常、自律システムの外部には、自律システム単位で集約した大まかなルート情報しか広告せず、内部の詳細なルート情報は広告しないことが多い。しかし、例えば、１つの光ネットワークの境界ノード装置から同じ光ネットワーク内の他の境界ノード装置までのメトリックは複数のネットワーク間を接続するための情報として外部に広告する。このようなルートが光カットスルーリンクによってそのメトリックの値が変化した場合、通常、その変化を外部に広告する必要がある。しかし、もしそのルートのトラフィックが半端に多いと、そのルートが頻繁に光カットスルーリンクの解放・新規設定の対象にされて、頻繁にメトリックの値が変化し、変化するたびにこれを広告することになってしまう。外部ネットワークのノード装置は変化したメトリックの値でルーティングテーブルのエントリーを再計算する必要があり、広範囲に及んでノード装置の負荷が増大する。
【００６２】
そこで、本願では、外部に広告するルート情報には、安定的に張られている光カットスルーリンクのもののみを含めるものとする。具体的には、いずれかの光カットスルーリンクが張られても、張られた直後は外部ネットワークに広告するメトリックにはそれを含めて計算せず、張られてから何回かの解放・新規設定の周期が過ぎてもその間継続して張られていて初めて、外部に広告するメトリックの値の計算に含めるものとする。何回かの周期が過ぎても継続して張られているということは、その光カットスルーリンクのトラフィックは安定して多い可能性が高いからである。
【００６３】
このようにすることによって、光カットスルーリンクの定期的な解放・新規設定による頻繁なメトリック値の変更によって光ネットワークの外部ノード装置に余計な負荷をかけることを防止することができる。
【００６４】
請求項１１に係る発明によるノード装置は、請求項１に係る発明による光ネットワークを構成するために好適なノード装置である。すなわち、請求項１１に係る発明によるノード装置は、デフォルトリンクおよび前記デフォルトリンクにオーバレイされる光カットスルーリンクによって接続され、前記デフォルトリンクおよび前記光カットスルーリンクを介してパケットを転送するノード装置であって、入力されるパケットをスイッチングするパケットスイッチルータと、このパケットスイッチルータでスイッチングされるパケットトラフィックと自ノード装置が端点となる前記光カットスルーリンクのトラフィックとを測定するトラフィック測定手段と、メトリック値を含むエントリーを記載したルーティングテーブルを有し前記パケットの出力先を決定する自律分散ルーティングプロトコルスタックと、前記カットスルーリンクの端点になる場合に用いられ前記パケット通信網内の他の全ノード装置数よりも少ない数の光カットスルーリンク用光送受信器と、前記光カットスルーリンクの方路を定める光クロスコネクトとを備え、前記光カットスルーリンクの始点となる場合には、前記光カットスルーリンクの設定後前記光カットスルーリンクの設定によって変化したメトリック値を隣接ノード装置および前記光カットスルーリンクによって接続する終点ノード装置に広告し、自ノード装置を始点とする光カットスルーリンクの内、前記トラフィック測定手段によって測定された前記光カットスルーリンクのトラフィックの値が小さな少なくとも１つの前記カットスルーリンクを定期的に解放し、前記自ノード装置および他のノード装置で測定されたパケットトラフィックの値が大きい順に新たな終点ノード装置を選択し、この選択された終点ノード装置に対して光カットスルーリンクを新たに設定するためのシグナリングを実行する。
【００６５】
請求項１２および請求項１３に係る発明によるノード装置は、請求項２に係る発明による光ネットワークを構成するために好適なノード装置である。詳細は省略する。
【００６６】
請求項１４ないし請求項２０に係る発明によるノード装置は、それぞれ請求項４ないし請求項１０に係る発明による光ネットワークを構成するために好適なノード装置である。詳細は省略する。
【発明の効果】
【００６７】
以上説明したように本発明によれば、光カットスルーリンクを張った後、これをパスではなく新規のリンクとしてルート情報に含めて広告し、また、定期的に、トラフィックの少ない光カットスルーリンクを解放して新規に違う組み合わせの光カットスルーリンクを張るようにすることによって、長期的なトラフィック傾向の変化に対応することが可能となり、有限数の光送受信器をそれぞれの時期に最も必要とされる部分に配分し、ネットワークの形状をトラフィック傾向の変化に適応して変化させることが可能となる。すなわち、本発明により、限定された数の光送受信器をより効率的に用いることによって、低コストで、時間的にも帯域的にも使用率が高く、全体としてスループットの高い光ネットワークおよびその光ネットワークを実現するためのノード装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００６９】
図１は本発明による光ネットワークの第１の実施の形態を示す図である。光ネットワーク１には例えば、８つのノード装置２−１〜２−８がある。各々のノード装置の間は光ファイバ３−１〜３−１０で接続されている。なお、図１の説明では、基本的にリンクの類は全て双方向に形成されているものとし、単方向ごとに関する説明は省略する。光ファイバ３内では、波長多重された光信号が伝送されている。そのうちの１波長、例えばλ０をデフォルトリンク用の波長として用いる。デフォルトリンク４−１〜４−１０は隣接ノード装置間を接続し、デフォルトリンク４から入力されたデータパケットは、各ノード装置で電気信号に変換されて、パケットベースでスイッチングが行われる。図１では、各ノード装置は光カットスルーリンク用に各々２つの光送受信器を持つ例を示している。λ０以外のｎ種類の波長の光は光カットスルーリンクに使用される。
【００７０】
図２は図１におけるノード装置２の構成例である。ノード装置２はパケットベースのスイッチングを行うパケットスイッチルータ１５と光クロスコネクト１１を中心に構成されている。図２に示すノード装置の構成は、このノード装置に隣接するノード装置が３つの例であり、隣接するそれぞれのノード装置に光ファイバで接続している。双方向を別々に図示しており、例えば、光ファイバ７−１は７−４と組で同一の隣接ノード装置に接続している。他の２組の光ファイバも同様である。
【００７１】
次にノード装置２の動作例を説明する。光ファイバ７−１から入力された光信号は波長合分波器６−１で波長ごとに分離される。分離された波長のうち、デフォルトリンクに対応するλ０はデフォルトリンク用光受信器８−１で電気信号に変換される。このようにデフォルトリンクを経由して入力されたデータパケットはパケットスイッチルータ１５でスイッチングされ、適切な出力ポートに出力される。下位または外部ネットワークに接続するポート１６から入力されたデータパケットも同様に処理される。波長合分波器６−１で分波されたデフォルト波長λ０以外の波長の光は光クロスコネクト１１に入力する。ここで、光クロスコネクト１１内には波長ごとにｎ個の光スイッチが備えられ、波長合分波器６−１から出力された各々の波長の光は対応する光スイッチに入力される。例えば、λ１という波長の光は、図２においてλ１と記された光スイッチに入力される。光スイッチは任意の入力ポートを任意の出力ポートに接続でき、論理的にはマトリクススイッチである。
【００７２】
このノード装置が終点ノードではない場合には、前記光スイッチに入力された光は適切な隣接ノード装置に接続する光ファイバ７に通じる出力ポートに出力される。このノード装置が終点となる光カットスルーリンクの光信号は光スイッチによって波長合分波器６−８または６−１０と接続されるポートに出力され、光カットスルーリンク用光送受信器１２の波長可変光受信器１４にて、電気信号に変換された後、パケットスイッチルータ１５にてパケットベースのスイッチングを受ける。
【００７３】
自ノード装置を始点とする光カットスルーリンクに入力されるパケットはパケットスイッチルータ１５にて光カットスルーリンク用光送受信器１２の波長可変光送信器１３に接続するポートに出力される。波長可変光送信器１３の波長は、その光カットスルーリンクに適合する波長にチューニングされ、その出力光は波長合分波器６−７または６−９を介して光スイッチに入力されて、光カットスルーリンクとして光スイッチによって方路決定されて出力されていく。
【００７４】
自ノード装置宛ての制御パケットはパケットスイッチルータ１５でノード制御部１０に接続するポートに出力され、ノード制御部１０からの制御パケットはパケットスイッチルータ１５でスイッチングを受けて、適切な隣接ノード装置や光カットスルーリンクに出力される。
【００７５】
図２のノード装置における光クロスコネクトは内部で波長変換も、光／電気変換、電気／光変換も行わないフォトニッククロスコネクトであり、光カットスルーパスは途中ノード装置で波長変換を受けない光のままで始点から終点ノード装置まで進んで行く。そのためには、途中で波長的なブロッキングを受けないよう適切な波長にチューニングされた波長可変光送信器と波長可変光受信器を使用する。
【００７６】
図２に示したノード装置の構成例ではフォトニッククロスコネクトを用いているが、フォトニッククロスコネクトの代わりに、波長変換が可能なタイプの光クロスコネクトを用いても、図１に示した本発明による実施形態の光ネットワークの動作には影響しない。要は、隣接ノード装置から入力された波長多重信号を分離して、分離された光信号を電気信号に変換してパケットスイッチする機能と光信号のまま回線交換して他の隣接ノード装置に出力する機能と、複数波長の光信号を波長多重する機能と、光カットスルーリンクの端点を形成する機能を持っていればよい。
【００７７】
パケットスイッチルータで用いるルーティングテーブルは、自ノード装置を端点とする光カットスルーリンクの情報と、他のノード装置から届いたルート情報の広告に基づいてノード制御部１０が作成する。ノード制御部１０はルーティングテーブルに基づいたスイッチングをパケットスイッチルータ１５に指示する。また、ノード制御部１０は光クロスコネクト内のスイッチの方路制御と、光カットスルーリンク用光送受信器の送受信波長の制御を行う。図２では制御線を一点鎖線で示している。ノード制御部１０は、さらに、自ノード装置を端点とする光カットスルーリンクのトラフィックの測定結果の収集や、パケットスイッチルータでスイッチングされるパケットトラフィックの測定結果の収集を行う。この他、ノード制御部１０は、光カットスルーパスの解放・新規設定の判断・指示等を行う。
【００７８】
図１に戻って説明を続ける。図２のようなノード装置２の構成で、ある時点で光カットスルーリンクは、例えば５−１〜５−８（灰色の線）の様に張られる。各ノード装置が光カットスルーリンク用光送受信器を２組持っており、光カットスルーリンクを双方向に張るとしたので、ネットワーク内の８つのノード装置に対して８つの光カットスルーリンクが設定されている。例えばノード装置２−１には、ノード装置２−７までの光カットスルーリンク５−２とノード装置２−８までの光カットスルーリンク５−６が設定されている。
【００７９】
なお、図１は８つのノード装置を含む光ネットワークの例であり、各ノード装置の光カットスルーリンク用光送受信器の数を均一に２とした。しかし、１０個のノード装置あるいは２０個のノード装置と規模が大きい光ネットワークであれば、各ノード装置の光カットスルーリンク用光送受信器の数はもっと多く、例えば、それぞれ４、８などとすればよい。その際、各々のノード装置によって光カットスルーリンク用光送受信器の数は異なっていてもよく、境界ノード装置や下位ネットワークが大規模なノード装置など光ネットワーク外とのトラフィックが集中しやすいノード装置には多くの光カットスルーリンク用光送受信器を備えるようにすればよい。
【００８０】
光カットスルーリンクが設定されるとその始点ノード装置、図１の例では双方向に張るためその端点の２つのノード装置が、その光カットスルーリンクを新たなリンクとして、近接するノード装置へのルーティングテーブルに基づくルート情報の広告に含める。例えば、図１において、ノード装置２−１を端点とする光カットスルーリンク５−２がある状態で、新たに５−６の設定が行われたとき、ノード装置２−１は、隣接ノード装置であるノード装置２−２、２−５および光カットスルーリンクにより隣接ノード装置となっているノード装置２−７、２−８に、５−６をルート計算に含めたルート情報を広告する。光カットスルーリンクをパスではなくリンクとして扱うというイメージを図３に示す。物理的には隣接していないノード装置に対してあたかも新たなリンクが発生したようになる。
【００８１】
各ノード装置のルーティングテーブルの例を図４に示す。それぞれのエントリーに宛先のネットワークアドレスとサブネットマスク、対応する出力先インタフェース（ポート）が記されており、それに従ってスイッチングされる。エントリー番号に対応するそれぞれのエントリーには集約した宛先のネットワークアドレスとサブネットマスクに対応するプリフィックス長、出力インタフェースの番号とメトリックの値が示されている。メトリックはルーティングプロトコルによって異なる。例えばＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）であればメトリックはコストである。メトリックがホップ数であることもある。図４におけるエントリー番号１の出力インタフェースとメトリック値の項目については、スラッシュで分けて２通り記されている。スラッシュはこのエントリーに対応するパケットは宛先に到着するまでに、この光ネットワーク内で光カットスルーリンクを経由することを意味する。スラッシュの前の数字は宛先に対して光カットスルーリンクを経由した場合の出力インタフェースとメトリック値である。一方、スラッシュの後ろの数字は同じ宛先に対してデフォルトリンクのみを経由した場合の出力インタフェースとメトリック値である。各エントリーに記載される値は基本的にはネットワークの中向けのルート計算の結果である。境界ノード装置では、この他にネットワークの外に広告するためのメトリックの値を別に持つ。それは、光カットスルーリンクが何時張られたかの情報に基づいて更新される。
【００８２】
変更のあるルーティングテーブルに基づくルート情報を受け取ると、各ノード装置はそのルート情報に基づいて自ノード装置のルーティングテーブルの再計算を行う。再計算を行った結果が再計算前のルーティングテーブルと異なるときは、その結果を新たなルート情報として光カットスルーリンクにより隣接ノードとなっているノード装置も含めた隣接ノード装置に広告する。それらの広告を受けて各ノード装置はさらにルートの再計算を行う。これを各ノード装置での計算結果が計算前と変化しなくなるまで繰り返す。ネットワークの規模によるが何度かルート情報のやり取りを行うと計算結果が変化しなくなる。この状態を収束した状態と呼ぶ。
【００８３】
その結果、パケットの多くは光カットスルーリンクを経由したルートで送られることになる。図１に示した例であれば、ノード装置２−７からノード装置２−３に送られるパケットは、デフォルトリンクのみを経由するならばノード装置２−８、２−４を経由して送られるが、光カットスルーリンクのメトリック値によっては、ノード装置２−６から光カットスルーリンク５−４を経由してノード装置２−３に送られるようになる。メトリック値の決め方はルーティングプロトコルによって様々である。メトリック値が、一般に、小さな方がより近い（良い）ルートであり、宛先から送り元までの全リンク（ホップ）の合計値で与えられることが多い。
【００８４】
本発明では、光カットスルーリンクのメトリック値は、光カットスルーリンクに沿ったデフォルトリンクのみを経由するメトリック値より小さく設定する。例えば、光カットスルーリンクのメトリック値を、光カットスルーリンクに沿ったデフォルトリンクのみを経由するメトリック値の半分に設定するなどとする。メトリック値をこのようにすることによって、光カットスルーリンクはいくつかのノード装置をカットスルーするハイウェイのような存在となり、メトリック値の上ではデフォルトリンクのみのルートを通るより、光カットスルーリンクを通る方が近く（値が小さく）なる。したがって、各ノード装置について計算されたルーティングテーブルによれば、光カットスルーリンクを経由するケースが多くなる。
【００８５】
各ノード装置はそれぞれが端点となる光カットスルーリンクのトラフィックを測定している。各ノード装置は、それぞれが端点となる光カットスルーリンクのうち、定期的に、測定されたトラフィック量が最も少ない光カットスルーリンクを解放する。光カットスルーリンク用光送受信器数が他ノード装置より明確に多いノード装置であれば、そのノード装置を端点とする光カットスルーリンクの需要が高いと判断できるため、１つのみではなく、トラフィックの少ない複数の光カットスルーリンクを同時に解放してもよい。光カットスルーリンクの解放・新規設定による光カットスルーリンクの再構成は定期的に行う。
【００８６】
光カットスルーリンクの解放基準であるトラフィック量の評価は、過去の一定期間のトラフィック量を適切な時間の関数で適宜重み付け平均化処理したもので比較する。ただし、本発明には、光カットスルーリンクによってノード装置のスイッチング処理を軽減するという目的があるため、いくつのノード装置をカットスルーできるかが重要である。光のルートをパスではなくリンクとして扱うと、短い線の方が沢山のトラフィックが流れる可能性があり、単純な時間平均値で比較すると短い線ばかりが光カットスルーリンクの再構成を生き残る可能性がある。このような事態になると本発明の目的の一つを達成できなくなる。そこで、望ましくは、その光カットスルーリンクがカットスルーできるノード装置数によってトラフィックに重み付けをして比較すると良い。トラフィック量の評価を、１ノード装置をカットスルーする場合にはカットスルーしない場合の例えば１．５倍、２ノード装置をカットスルーする場合にはカットスルーしない場合の例えば２倍として行う。
【００８７】
なお、１つの光カットスルーリンクの端点は２ノード装置あり、そのうち一方がこれを解放したといっても、他方はこれ以外の光カットスルーリンクを解放するかも知れない。このような場合、１ノード装置につき１つ以上の光送受信器が解放されることになる。
【００８８】
あまり一度に沢山の解放・設定を行いたくないような場合は、例えば、単にトラフィックの少ないものから１つ選んで解放するのではなく、これと併せて解放閾値を設け、これを満たさない場合は、自ノード装置から解放のシグナリングは行わないが、他端から解放要求があれば解放するといったようにしてもよい。このとき、閾値の値を調整することにより、ネットワーク全体でどの程度解放されるかを制御することができる。
【００８９】
本発明では、基本的には、一まとまりの光ネットワーク内の全ノード装置が実質的に同じ時期に、定期的に光カットスルーリンクの解放・新規設定を行うことによって光カットスルーリンクの再構成を行う。同期の仕方は様々な方法がある。例えば、その光ネットワーク内で最もアドレスが若いノード装置が光カットスルーリンクの解放・新規設定の動作の開始のための合図の信号を隣接するノード装置に対して送信する。この合図の信号を受け取った前記隣接ノード装置は、自ノード装置も合図の信号を出すといったことを行う方法により、光カットスルーリンクの解放・新規設定の同期を取ることができる。この場合、合図の信号を受け取ったノード装置が、そのノード装置に隣接するノード装置に合図の信号を送信するのはその回では１回のみとすることにより、合図のパケットストームを起こさないようにするなどする。この方法は、いわば従属方式である。他の、光カットスルーリンクの解放・新規設定を行うことによる光カットスルーリンクの再構成の同期方法として、各々のノード装置にタイマを備え、前回の光カットスルーリンクの解放・設定から所定の時間が経過した時に、光カットスルーリンクの解放・新規設定を開始する方法もある。この方法は、いわば独立方式である。
【００９０】
定期的に光カットスルーリンクの解放・新規設定を行う周期は、ルート情報の収束時間より十分長い時間とすることが好ましい。前記周期の典型的な値は、１０分、２０分程度である。
【００９１】
本実施形態においては、各ノード装置が２組ずつ光カットスルーリンク用光送受信器を有しており、定期的に、例えばその１つを解放し、新規に別の相手であるノード装置との光カットスルーリンクを設定する。一斉に手を繋ぐ相手を取り替えるといったイメージである。この時、相手のノード装置を選ぶ基準は自ノード装置、場合によっては他ノード装置のパケットスイッチルータで測定したトラフィック量に基づいてトラフィックの多いルートを選択する。解放の場合と同様にホップ数で重み付けをした評価を行うとさらに良い。このとき、新規の相手の候補を順位付けして複数選択する。光カットスルーリンクを新規に張るべき相手といっても、各々のノード装置が１つか２つ程度の光カットスルーリンクの解放しか行わないため、一方のノード装置が新たに繋ぎたい相手であるノード装置が、うまく自ノード装置を新たに繋ぎたい相手として選択するとは限らないためである。光カットスルーリンクを張るための具体的なシグナリング手順は従来例と同様でよい。
【００９２】
本発明の特徴の一つは、必要に応じて何回かシグナリングを行うことである。前記選択した新規の相手の候補に対して、順位が上の方からシグナリングを行う。このシグナリングに失敗したら、順位を下げていってシグナリングを行う。候補に沢山の相手を用意して成功するまで繰り返してもよいし、候補数は少なくしておいて候補が尽きたところで止めてしまってもよい。さらに、シグナリングの終了期限を光ネットワークとして定めて、期限までに終了しなければ、シグナリングを止めるようにしても良い。
【００９３】
新規の相手ノードが定まらない場合には、光送受信器のいくつかを空けたままにすることがあるが、そのような場合には次回の光カットスルーリンクの再構成で改めて相手を探すことになる。なお、新規に設置されたノード装置や、光ネットワークの稼動の初期でノード装置の光カットスルーリンク用光送受信器のほとんどが未使用であるような場合は、ほぼ全部の光カットスルーリンク用光送受信器が使用されるように候補を多くするか、シグナリングの終了期限を延長するなどすればよい。
【００９４】
ここで、解放・新規設定の手順の概要は以下の通りである。まず、各ノード装置が解放する光カットスルーリンクのリストアップと、新規設定の相手候補のリストアップを行う。次に、ネットワーク内のノード装置で光カットスルーリンクの再構成のための同期を行う。同期が取れたら、解放によって変化するルート情報を近接ノード装置に広告する。次に、光カットスルーリンクの解放のためのシグナリングを行い、光カットスルーリンクを解放する。次に新規設定のためのシグナリングを行い、シグナリングが終了したら、空いている光カットスルーリンク用光送受信器をシグナリングが成功した光カットスルーリンクのために設定する。設定が完了したらそのリンク含めたルート情報を近接ノード装置に広告する。
【００９５】
なお、光カットスルーリンクの解放・設定のためのシグナリングのパケットは全てデフォルトリンクを介して行う。光カットスルーリンクの解放のために、解放対象とする光カットスルーリンクに沿ったデフォルトリンクでホップバイホップにシグナリングを行い、経由ノード装置にも解放通知がいきわたるようにする。設定時も同様である。このために、前述のようにデフォルトリンクのルートをルーティングテーブルに残しておく。このルートはホップバイホップで最短のルートであるので、新規の光カットスルーリンクをできるだけ短いルートで張ることができる。
【００９６】
例えばノード装置２−３からノード装置２−７に新規の光カットスルーリンクを張りたい場合、図１の状態ではデータパケットは２−３から光カットスルーリンク５−４を経由してノード装置２−６からノード装置２−７に至るルートを取るが、デフォルトリンクでの最短経路は２−３，２−４，２−８，２−７というルートなので、設定のシグナリングは後者のルートで行う。
【００９７】
図１および図３に示した実施形態では光カットスルーリンクを双方向対称に張った。したがって、各ノード装置の光カットスルーリンク用光送信器と光カットスルーリンク用光受信器はセットで用いられ、同じ相手ノード装置と接続していた。これを図５のように、光カットスルーリンクを単方向のものとし、光カットスルーリンク用光送信器と光カットスルーリンク用光受信器とを独立して用いてもよい。図５は各々が各１つの光カットスルーリンク用光送信器と光カットスルーリンク用光受信器を有し、矢印で示した単方向の光カットスルーリンクを張っている例である。ルートの計算上、双方向でメトリックが異なるようにすることは可能であるので、このようにしても上述の手順はほとんど変わらない。インターネットトラフィックは上り下り非対称なトラフィックが多いため、このように単方向な光カットスルーリンクを許容することによって、より、光カットスルーリンク用光送受信器の有効利用が可能になる。
【００９８】
以上のようにすることによって、有限数の光カットスルーリンク用光送受信器をトラフィックの多いところに有効に活用し、長期的なトラフィック傾向の変化に対応してネットワークの構成を柔軟に適応させ、ネットワークのスループットを向上させることが可能となる。
【００９９】
次に、このような構成をＬＳＰをベースとして行う形態について説明する。
【０１００】
図６はＬＳＰをベースとして行う場合の実施の形態を示す図である。光ファイバの使用などネットワークの構成はほぼ図１と同様であるので説明を省略する。ノード装置構成も図２と同様である。なお、パケットスイッチルータはラベルスイッチルータである。図６に示した実施形態では、データパケットはＩＰレイヤではなくＭＰＬＳのレイヤでスイッチングされる。すなわち、全てのデータパケットはＭＰＬＳのラベルがつけられる。また、各々のノード装置は、図４に示したルーティングテーブルの他に入力パケットのラベルと出力インタフェースを関連付けるフォワーディングテーブルを有し、入力されたパケットのラベルに従って出力インタフェースを決定する。この場合ルーティングテーブルは制御パケットの送信やＬＳＰの設定に使用されるのみであってデータパケットのスイッチングには用いられない。図６のネットワークでは従来例と同様にまず、メッシュ状のＬＳＰが設定される。このＬＳＰを図では２点鎖線で示す。ＬＳＰは本来単方向のものであるが、図が繁雑になりすぎることを防ぐため、双方向を便宜上、１本の線で示している。ネットワーク外や下位ネットワークから入力されるデータパケットは全部ＬＳＰを通るようにラベル付けされ、ＭＰＬＳ以外のデータパケットはネットワーク内を通らない。そこで、各ノード装置でのラベルスイッチルータでのトラフィック測定をＬＳＰ単位で行うことが可能となる。なお、図が繁雑になりすぎることを防ぐために、図６では光カットスルーリンクを抜き出して表してある。
【０１０１】
解放・設定の基本的な動作は図１の場合とほぼ同様である。ただし、ＬＳＰの場合ルーティングテーブルが書き直っただけでは、ＬＳＰのルートそのものは変わらないので、ルーティングテーブルの変更に併せて、ＬＳＰのルートを張りなおす必要がある。光カットスルーリンクが新規に設定されて、ルート情報が広告され、各ノード装置でのルートの再計算がなされて、ネットワーク内でルートが収束したら、それぞれのＬＳＰのイングレスは各ＬＳＰのイグレスへの最新のルートを確認してそれまでのルートと比較し、光カットスルーリンクの経由も含めてＬＳＰのルートに変更が望ましければ、ルートを張りなおす。ここでルートの変更が望ましいか否かは、メトリック値がルート変更前の値よりも改善された場合に、ルートの変更が望ましいと判断する。
【０１０２】
その際、ＬＳＰのルート張りなおしの原則である「取り崩しの前の設定」（make before break）は守るものとする。ただし、変更前のルートがデフォルトリンクのみを通るルートであり、変更後のルートに光カットスルーリンクが含まれる場合は、変更前のルートは取り崩さない。すなわち、ＬＳＰを維持したままにして、そこにそのラベルのパケットを入れればいつでもそのＬＳＰを通した通信ができるようにしておき、デフォルトリンクのみのルートを変更後のルートと対応させて記憶しておく。そのＬＳＰが通る光カットスルーリンクが解放されるような場合には、記憶しておいたデフォルトリンクのみのルートに即座にトラフィックを戻すようにする。この時、解放する光カットスルーリンクの始点ノード装置はそこを通るＬＳＰの設定シグナリングを通して、どのようなＬＳＰがそこの光カットスルーリンクを通っているか知っているので、解放を行う前にそこを通っているＬＳＰのイングレスに通知するとよい。それらのイングレスがＬＳＰのトラフィックをデフォルトリンクのみのルートに移してから、光カットスルーリンクが解放されるようにするとさらによい。
【０１０３】
ＬＳＰをベースにする場合、このようにＬＳＰの張りなおしのステップおよび、そこにトラフィックを移行するステップが加わる。図１に示した実施形態では解放・新規設定の周期はルート情報が収束する時間より十分長いとしたが、図６に示した実施形態では、それにＬＳＰの張りなおし等の時間を加えて、それより十分長い時間を周期とする必要がある。
【０１０４】
図６に示した実施形態では光カットスルーリンクはＬＳＰに沿って張られ、ＬＳＰのルートはＬＳＰを張るときに決定しているので、始点と終点が明確である。ＬＳＰのイングレスノード装置はそのルートを知っている。大抵の場合イングレスノード装置でトラフィックが完全に測定可能である。
【０１０５】
このようにすることによって、新規に設定する光カットスルーパスのルート決定や、トラフィックの比較が容易になる。
【０１０６】
次の実施の形態はＬＳＰではなく、通常のＩＰルーティングをベースにする形態である。光カットスルーリンクの解放・新規設定にかかわる基本的な動作は図１に示した実施形態と同様であるので説明は省略する。この形態で特徴的な点は、新規設定をしようにも、ルーティングテーブルにはネットワークアドレスとその出力インタフェースしか記録されておらず、有効な光カットスルーリンクの始点と終点を簡単に決定できないことである。そこで、本願では、新規設定を行う前に、始点と終点および経由ノード装置を決定するためのルート決定シグナリングを行う。ルート決定シグナリングを行うタイミングはノード装置間で同期を取った後で、新規設定を行うまでの間のいずれかである。
【０１０７】
その際、図１に示した実施形態の場合と同様に新規の光カットスルーリンクは最短経路で結ばれるべきであるので、ルート決定シグナリングのパケットはデフォルトリンクにのみ送出する。図４のルーティングテーブルの例において、光カットスルーリンクを通るかどうかと、光カットスルーリンクを通る場合は、デフォルトリンクのみを経由したルートも同時に示しているが、ルート決定シグナリングのパケットはデフォルトリンクのみの出力先を選択して送出する。
【０１０８】
本実施形態では終点と経由ノード装置、始点を定めるために以下のようにする。
【０１０９】
まず、終点の決め方は以下のようである。図７に例としてネットワーク内の特定の経路のみを抜き出した図を示す。各々のノード装置はルーティングテーブルのエントリー、すなわち図４のそれぞれの集約したネットワークアドレス毎にトラフィックを測定する。いずれかのエントリーに対応するトラフィックが新規に光カットスルーリンクを張るのにふさわしい程度に多いと判断したら、ルート形成要求のパケットをそのエントリーに記載されたデフォルトリンクの隣接ノード装置に送出する。要求を出すノード装置には終点ノード装置までのホップ数が予めわからないし、終点ノード装置が自ノード装置を始点として選ぶかどうか不確定であることから、ルート形成要求を出すと判断するためのトラフィックの閾値は低めに設定しておくとよい。
【０１１０】
その際、ルート形成要求のパケットには、要求元ノード装置アドレス、エントリーのネットワークアドレス、サブネットマスク、測定されたトラフィック量を記載する。例えば図７においてノード装置２−１が、例えば１２３．１３４．１５６．０／２４というネットワークアドレス宛てのエントリーについてそこに記載された隣接ノード装置２−２に要求を送出する。
【０１１１】
これを受け取った隣接ノード装置２−２は１２３．１３４．１５６．０／２４を含む自ノード装置のルーティングテーブルのエントリーを探す。例えばノード装置２−２には全く同じエントリー１２３．１３４．１５６．０／２４があったとする。ノード装置２−２はルート形成要求のパケットに経由ノード装置として自ノード装置のアドレスを加えて、これを接続先隣接ノード装置である２−３に出力する。
【０１１２】
これを受け取ったノード装置２−３も同様にエントリーを検索する。２−３では、例えばエントリーは１２３．１３４．１５６．０／２３という一つ桁の大きいエントリーのみであったとすると、ノード装置２−３はこの要求に自ノード装置を経由ノード装置として加えて接続先隣接ノード装置２−４に出力する。ノード装置２−４でも同様にエントリーを検索したところ、１２３．１３４．１５６．１２８／２６と１２３．１３４．１５６．１９２／２６という２つのエントリーがあって、これらのデフォルトリンク上の接続先隣接ノード装置が異なっていたとする。ノード装置２−４はこのうちどちらを選べばよいか不明なので、自ノード装置を終点として選択する。このようにして終点ノード装置が決定する。
【０１１３】
なお、終点ノード装置の条件としては、仮にノード装置２−４が１２３．１３４．１５６．１２８／２６のエントリーのみを持っていた場合も範囲が狭まっているので終点と認識する。また、１２３．１３４．１５６．０／２４の接続先が光カットスルーリンクを継続できない外部のネットワークのノード装置である場合も自ノード装置を終点として認識する。ただし、１２３．１３４．１５６．０／２５と１２３．１３４．１５６．１２８／２５のように纏めれば１２３．１３４．１５６．０／２４になって、かつ、これらのデフォルトリンクでの接続先隣接ノード装置が同一の場合は、自ノード装置を終点とせず、その接続先隣接ノード装置に中継する。
【０１１４】
この形態では、トラフィックが多いと判断したエントリーがどこから発生しているかわからない。そこで、各ノード装置はルート形成要求の中継とは別途、自ノード装置での測定結果を元にして新たなルート形成要求を作成・送出する。すなわち、図７の例で、ノード２−１のみならずノード装置２−２も同様に１２３．１３４．１５６．０／２４に関するトラフィックが多いと判断したときは、ノード装置２−２もルート形成要求を送出する。これは同様にノード装置２−４まで届く。また、ノード装置２−３は１２３．１３４．１５６．０／２３についての要求を同様に出す。１２３．１３４．１５６．０／２４の要求がノード装置２−４で終点となるならば、それより範囲の大きい１２３．１３４．１５６．０／２３も当然２−４で終点となる。場合によっては、１２３．１３４．１５６．０／２３よりも１２３．１３４．１５６．０／２４の方が先まで届いてしまって終点ノード装置が異なることもある。この場合、終点が異なるので各々の終点に対して光カットスルーリンクが張られることもありうるが、その結果無駄な光カットスルーリンクが張られたとしてもその後の解放・新規設定のサイクルで無駄なリンクは淘汰されていくので、特に問題はない。
【０１１５】
次に、始点ノード装置とルートを決定する。自ノード装置を終点ノード装置として認識したノード装置２−４はそのルート決定シグナリングで、ある１つの入力インタフェースからルート形成要求が最初に届いてから一定の時間、例えば３秒ほど待つ。その期間に同様に自ノード装置２−４を終点とする他のルート形成要求が届いたら、それらをまとめて分類・検査する。なお、これは自ノード装置のデフォルトリンクの各々の入力インタフェースに関して待つようにする。図７の例では、ノード装置２−４はルート形成要求を待っている間にノード装置２−１，２−２，２−３からルート形成要求が届く。また、同じ入力インタフェースでもこれらとは違うルート例えばノード装置２−３から枝分かれしていくようなルートのものが届くかもしれない。これらの要求をルートごとに分類する。すなわち、互いに包含関係にあるようなルートのグループに分類する。なお、要求を出す際、同じ隣接ノード装置向けに閾値を超えたエントリーがいくつもあると、それら全部について要求を出すが、それらの内いくつかが結局同じ経由ノード装置で同じ終点となる場合がある。本願の光カットスルーリンクはあくまでもリンクであるので、エントリーの中身が違っていても同じルートを通るものは全部そのリンクの中に入れてしまえる。従って、終点ノード装置はあくまでルートの包含関係でグループ分けを行い、エントリーの値の比較は行わない。
【０１１６】
グループ分けの結果、１つのグループは例えば図７に示した３つの要求からなる。それぞれのグループに関してノード装置２−４はその始点ノード装置を決定する。始点ノード装置は図７のような比較的ホップ数の少ないルートであれば１つでよいが、場合によっては複数選択する。選択は、ルート形成要求に記されたトラフィック量に基づく。単純にトラフィックで比較してもよいし、図１の場合と同様にホップ数で重み付けをして比較すればさらによい。ホップ数で重み付けをすると、ある程度遠いノード装置が始点として選択されやすくなる。複数選択する場合には、途中で急激にトラフィックが膨れ上がっているような状況に対応するために、トラフィック比較結果の上位であって、かつ、ある程度互いに距離の離れたノード装置を選択すると良い。この場合、それぞれの始点に対して後述のルート決定通知パケットを別々に作成して送ると良い。
【０１１７】
図７の例で、例えば２−１を始点として選択したとする。終点ノード装置は、始点ノード装置、終点ノード装置、経由ノード装置からなるルートが記述されたルート決定通知を作成し、逆順の隣接ノード装置２−３にこれを送出する。２−３はこれを中継して２−２に送り、同様にして２−１まで届いて、２−１が自ノード装置を始点として認識することで、ルート決定シグナリングは終了する。
【０１１８】
ルート決定シグナリングは同期してほぼ一斉に行われる。その結果、各ノード装置は自ノード装置を始点または終点とする新規のいくつかのルートを保有するようになる。ルートの始点および終点は、これらのルートのトラフィック、場合によってはホップ数での重み付きトラフィックをルート決定シグナリングの段階で知っている。光カットスルーリンクを設定するためのシグナリングでは、それらの値を元にしてどの相手から優先的にシグナリングを行うか選ぶ。
【０１１９】
このようにすることによって、ルートが明確でないＩＰルーティングのネットワークにおいてもルートを決定して光カットスルーリンクを張ることができる。
【０１２０】
このようなＩＰルーティングのネットワークでは、ノード装置の負荷を分散するために同じ宛先のパケットをいくつかの経路に分けて出力するロードバランシングを行っている事がある。本願の光カットスルーリンクはハイウェイであって広帯域高速のリンクである。従って、光カットスルーリンクをロードバランシングの一つの経路として用いる必要はあまりなく、全部を光カットスルーリンクに入れてしまえばよい。そこで、ルート決定要求を出す際に、ロードバランシングで経路の分かれ目を作っているノード装置は、その宛先ネットワークアドレスに対応する複数のエントリー（出力インタフェース）のトラフィック量の合計をカウントしてそのネットワークアドレスのトラフィックとして用いればよい。ロードバランシングしていたルートに対して光カットスルーリンクが張られ、その終点ノード装置から先の負荷が余りにも重たく、かつ、もう光カットスルーリンクを張る余地がないネットワークの端であるような場合は、そこから先、改めてロードバランシングを行うなどすればよい。
【０１２１】
ＩＰルーティングベースで行う場合、リンクの解放・設定の過渡期にパケットのループやパケットストームが発生する可能性がある。そこで、望ましくは、リンクの解放の前にトラフィックは全てデフォルトリンクに戻し、光カットスルーリンクへのルートの変更はルーティングテーブルが収束するまで行わないようにすると良い。各々のノード装置は全ての宛先に対応するデフォルトリンクのみを経由するエントリーを有しており、デフォルトリンクのみのルートは障害等が発生しない限りめったに変更されないからである。その結果、一時的にデフォルトリンクのみを通過させたいデータパケットが増大するが、解放する光カットスルーリンクはそもそもトラフィックの少ないリンクであるため、多少増大しても大きな影響は無い。ただ、デフォルトリンクのみを経由するようなルートを通ることを保証しておかないと、ループが発生してしまう可能性がある。そこで、例えば、それらのデータパケットのヘッダ等にデフォルトルートのみの通過を許可するフラグ等を入れられるようにしておくと良い。これらのフラグ等は、例えば、ＩＰヘッダのいずれかの未使用領域かオプションヘッダなどを用いて設定すればよい。
【０１２２】
各々のノード装置はルート情報の広告の際、各エントリーが光カットスルーリンクを通っているか否かも同時に情報に含めている。光カットスルーリンクを解放する際、その始点ノード装置はまず、その光カットスルーリンクに出力していた宛先ネットワークアドレスへのパケットを、対応するデフォルトリンクの接続先に前述のフラグを立てて、迂回させる。その後、光カットスルーリンクを解放して、解放したことで変化したルート情報を近接ノード装置に広告する。このフラグはルート情報の広告が収束するまで同様に立て続ける。光カットスルーリンクの設定の際は、新規設定によるルート情報の広告が大体全ノード装置で一斉に開始されるので、自ノード装置での新規設定を含めて新規のルート情報を受け取って、ルートを再計算するときに、最初の新規のルート情報を受け取る直前のルーティングテーブルを記憶しておき、ルートが収束するまで、記憶した古いルーティングテーブルでのルーティングを続け、収束したら、ネットワークで同期して一斉に収束後のルーティングテーブルに移行するなどすればよい。この時のネットワークの同期は、各ノード装置がそれぞれ収束したという合図のパケットを隣接ノード装置に送信し、隣接ノード装置は各合図発生ノード装置に対して１回だけという条件でこれを自ノード装置の隣接ノード装置でこれを送ってきたノード装置以外のノード装置に中継するという方法で可能である。この合図がネットワーク内の全ノード装置の分届いたら収束が完了したと判断すればよい。
【０１２３】
ルーティングのベースをＬＳＰにするかＩＰにするかにかかわらず、本願のネットワークはトラフィックが多いところにハイウェイ的なカットスルーリンクを張って、ノード装置のスイッチング負荷を軽減し、有限数の光送受信器を用いてトラフィックの傾向に併せてネットワーク構成を変えていくことを目的としている。従って、場合によっては同じ相手に複数の光カットスルーリンクを張りたいこともある。上記の手順では直前に解放した相手と同じ相手には新規のリンクを張らないが、今張っている相手にさらに張ってはいけないということはない。設定済みの光カットスルーリンクが長期間トラフィックが混みすぎているような場合には、２本目を張ってトラフィックを分散すればよい。本願のネットワークは定期的に光カットスルーリンクの再構成を行うため、その変化の仕方によっては新たに設定された光カットスルーリンクによって、混みすぎていたトラフィックがいつの間にか減る可能性がある。そのため、長期間混みすぎているという条件を満たした場合のみ、このような２本目を張ると良い。
【０１２４】
本発明においては、ノード装置の光カットスルーリンクの端点に用いる光送受信器の数はノード装置によって同じである必要はない。上述したような新規光カットスルーリンクの相手の決め方をしていると、自ノード装置にどのくらいの端点形成の要求がきて、どのくらいを受け入れ、どのくらいを拒否したかの長期的な統計がとれるようになる。端点形成要求の数が多く、また、拒否の比率が多い場合は、ノード装置の光カットスルーリンク用光送受信器の数が適正で無くもっと多い方が望ましいと考えられる。従ってこのような情報をノード装置またはネットワークの管理者に通知するような機能を備えているとよい。管理者がその統計値に応じて光カットスルーリンク用光送受信器を増減すれば、光カットスルーリンク用光送受信器の数をより適正にでき、効率の良い使用が可能となる。一般的には、トラフィック量が大きいノード装置には多くの光カットスルーリンク用光送受信器を設け、トラフィック量が小さなノード装置には少ない光カットスルーリンク用光送受信器を設ける。
【０１２５】
最後に、本願のネットワーク外にメトリックを通知する際の形態について説明する。図８は本願の光ネットワーク１の外に他のネットワーク６−１，６−２があって、それらが、ノード装置２−１、ノード装置２−７を介して接続されている形態である。例えば、光ネットワーク内の８つのノード装置の管轄するネットワークアドレスが１２３．１３４．１５２．０／２４から１２３．１３４．１５９．０／２４までの８つとすると、これらは、１２３．１３４．１５２．０／２１で集約することができる。従って、境界ノード装置であるノード装置２−１とノード装置２−７は他のネットワークのノード装置７−１，７−２にはネットワーク内に関してはこの集約したネットワークアドレスのみを通知する。その際のメトリックの値はネットワーク内のメトリックの値には一般的に依存しない。従って、ネットワーク内のほとんどの光カットスルーリンクの解放・設定は外部に広告するメトリックの値には影響を与えない。しかし、ノード装置７−１がノード装置２−１と光ネットワーク１内のノード装置とノード装置２−７を経由してノード装置７−２までパケットを送るためのルート情報を、ノード装置２−１はノード装置７−１に広告する必要がある。この時、ノード装置２−１と２−７の間に光カットスルーリンクが有るかどうかでメトリックの値が変化してしまう。本願のネットワークは光カットスルーリンクに大きなトラフィックが流れるかどうか試しに張ってみて確かめるような面があるため、トラフィックの中途半端な光カットスルーリンクは同じ始点終点の間で頻繁に設定・解放を繰り返す振動するような動作をする場合もある。外部に広告するメトリックがこのような理由で頻繁に変化すると、外部のルータはその度にルート情報の再計算が必要となり、負荷が増大する。本願のネットワークではノード装置は頻繁な光カットスルーリンクの設定・解放に堪えうるように設計するが、外部のノード装置に影響が及ぶと最悪の場合、パケットループやパケットロスに繋がる可能性がある。従って本願では、光カットスルーリンクによるメトリックの変化を外部に広告する必要がある場合、その光カットスルーリンクが設定された後、数回の光カットスルーリンクの再構成が終了してもその間継続して張られ続けたもののみ外部に広告するメトリックに含めるようにする。図８の例であれば、ノード装置２−１から２−７への光カットスルーリンク５−２が設定されてから例えば５回程度の光カットスルーリンクの再構成を経過しても５−２が張られ続けていれば、外部に広告するルート情報に含める。このようにすることによって外部への影響を最小限にとどめることが可能となる。
【０１２６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１２７】
例えば、実施形態の説明におけるデフォルトリンクによるノード装置間の接続については、デフォルト波長を用いた光伝送技術によって実現する場合を示した。しかし、本発明において、デフォルトリンクにおける伝送技術は必ずしも光伝送技術によるものに限定されるものではない。例えば、無線通信技術を含めた電気通信技術によってデフォルトリンクを実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明による光ネットワークの第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明によるノード装置の実施形態の構成例を示す図である。
【図３】図１の形態を模式的に示した図である。
【図４】本発明によるノード装置のルーティングテーブルの例を示す図である。
【図５】本発明による光ネットワークにおいて光カットスルーリンクを単方向のものによって構成する実施の形態を示す図である。
【図６】本発明による光ネットワークの実施形態であってラベルスイッチパスをベースとして構成する場合の実施の形態を示す図である。
【図７】本発明による光ネットワークの実施形態においてルート決定シグナリングを説明するための図である。
【図８】本発明による光ネットワークの実施形態と外部ネットワークとの接続を説明するための図である。
【図９】従来の光ネットワークの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１  光ネットワーク
２（２−１〜２−８）、１８（１８−１〜１８−２）    ノード装置
３（３−１〜３−１０）、７（７−１〜７−６）    光ファイバ
４（４−１〜４−１０）    デフォルトリンク
５（５−１〜５−８）      光カットスルーリンク
６（６−１〜６−１０）    波長合分波器
８（８−１〜８−３）      デフォルトリンク用光受信器
９（９−１〜９−３）      デフォルトリンク用光送信器
１０  ノード制御部
１１  光クロスコネクト
１２（１２−１〜１２−２）  光カットスルーリンク用光送受信器
１３（１３−１〜１３−２）  波長可変光送信器
１４（１４−１〜１４−２）  波長可変光受信器
１５  パケットスイッチルータ
１６  下位または外部ネットワークに接続するポート
１７（１７−１〜１７−２）  他のネットワーク
【図１】
2006279818.tif 000003
【図２】
2006279818.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006279818.tif 000008
【図７】
2006279818.tif 000009
【図８】
2006279818.tif 000010
【図９】
2006279818.tif 000011