(57)【要約】【課題】ネットワーク構成を冗長化することなく、通信断に自動で素早く対処できるネットワークシステムおよびそのピア確立方法を提供する。【解決手段】新たな接続先となる近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと異なるとき、BGP OPENメッセージ生成部１０５の第２生成部１０５２は、送信するBGP OPENメッセージの所属ASフィールドに、自身のAS番号ではなく自身のコンフェデレーションIDを登録する。BGP UPDATEメッセージ生成部１０７の第２生成部１０７２は、送信するBGP UPDATEメッセージの所属コンフェデレーションフィールドに、自身のコンフェデレーションIDではなく近隣ルータのコンフェデレーションIDを登録する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
広域ネットワークの構成要素であるASが複数のサブASで構成され、各サブASが少なくとも一つのBGPルータを含み、サブAS内のBGPルータ同士がIBGPピアで接続され、サブASが異なるBGPルータ同士がEBGPピアで接続されるBGPネットワークシステムのピア確立方法において、
各サブAS内の所定のBGPルータが広域ネットワークへの到達性を判定する手順と、
前記到達性が失われたBGPルータが近隣探索メッセージを送信する手順と、
前記近隣探索メッセージに対して返信される応答メッセージに基づいて近隣のBGPルータを認識する手順と、
前記認識できた近隣ルータとBGP OPENメッセージを交換してBGPセッションを確立する手順と、
前記近隣ルータとBGP UPDATEメッセージを交換して経路情報を更新する手順とを含むことを特徴とするBGPネットワークシステムのピア確立方法。
【請求項２】
前記近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと異なると、前記近隣ルータへ送信するBGP OPENメッセージの所属ASフィールドに自身のコンフェデレーションIDを登録することを特徴とする請求項１に記載のBGPネットワークシステムのピア確立方法。
【請求項３】
前記近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと異なると、前記近隣ルータへ送信するBGP UPDATEメッセージの所属コンフェデレーションフィールドに前記近隣ルータのコンフェデレーションIDを登録することを特徴とする請求項２に記載のBGPネットワークシステムのピア確立方法。
【請求項４】
前記近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと同じであると、前記近隣ルータへ送信するBGP OPENメッセージの所属ASフィールドに自身の所属ASを登録し、BGPルータ識別子に自身のルータ識別子を登録することを特徴とする請求項２または３に記載のBGPネットワークシステムのピア確立方法。
【請求項５】
前記広域ネットワークがIPv6対応であり、前記近隣探索メッセージがNeighbor Discovery メッセージであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のBGPネットワークシステムのピア確立方法。
【請求項６】
広域ネットワークを構成する各ASが複数のサブASで構成され、各サブASが少なくとも一つのBGPルータを含み、サブAS内のBGPルータ同士がIBGPピアで接続され、サブASが異なるBGPルータ同士がEBGPピアで接続されるBGPネットワークシステムにおいて、
前記各BGPルータが、
自身の広域ネットワークへの到達性を判定する到達性判定手段と、
前記広域ネットワークへの到達性が失われると近隣探索メッセージを送信し、新たな接続先となる近隣のBGPルータを認識する近隣ルータ探索手段と、
前記認識された近隣ルータの所属コンフェデレーションを判定する接続先判定手段と、
前記近隣ルータに送信するBGP OPENメッセージを生成する手段と、
前記BGP OPENメッセージを近隣ルータと交換するBGP OPENメッセージ交換手段と、
前記近隣ルータに送信するBGP UPDATEメッセージを生成する手段と、
前記BGP UPDATEメッセージを近隣ルータと交換するBGP UPDATEメッセージ交換手段とを含み、
前記BGP OPENメッセージ生成手段は、前記近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと異なると、BGP OPENメッセージの所属ASフィールドに自身のコンフェデレーションIDを登録することを特徴とするBGPネットワークシステム。
【請求項７】
前記BGP UPDATEメッセージ生成手段は、前記近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと異なると、BGP UPDATEメッセージの所属コンフェデレーションフィールドに前記近隣ルータのコンフェデレーションIDを登録することを特徴とする請求項６に記載のBGPネットワークシステム。
【請求項８】
前記BGP OPENメッセージ生成手段は、前記近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと同じであると、BGP OPENメッセージの所属ASフィールドに自身の所属ASを登録し、BGPルータ識別子に自身のルータ識別子を登録することを特徴とする請求項６または７に記載のBGPネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律システム(AS)を単位としたドメインが複数のサブASで構成されるネットワークに係り、特に、BGPを用いてドメイン間接続を実現するBGPネットワークおよびそのピア確立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のインターネットは、各組織が保有・運用する小規模な自律ネットワークシステム(AS：Autonomous System)を単位としたドメインの集合であり、各ドメインは特定の他のドメインとBGP(Border Gateway Protocol)を用いたピアリングを行うことで相互に接続されている。図９はインターネットの概要を示したブロック図であり、AS間はEBGP接続となっている。
【０００３】
ドメイン間のピアリングは、オペレータ間でオフラインにてピア情報を交換し、このピア情報に基づいて手動で相互接続することにより行われる。障害等によりピアリングが遮断された場合も、同様にオペレータが手動で復旧作業を行う必要がある。このため、障害に伴う通信断の時間は、オペレータの管理・監視体制に委ねられており、数分ないし数時間に及ぶことも稀ではない。
【０００４】
このような長時間の通信断を回避するため、非特許文献１では、予めネットワークの構成を冗長化しておくことで、障害時にはオペレータの手を介すことなく、別回線に自動で切り替えて接続性を維持することが提案されている。図９に示した例では、AS100はAS300を経由してインターネットに接続できる他、AS200を経由してもインターネットに接続できる。
【非特許文献１】インターネット・ルーティングアーキテクチャ、ISBN4797313129
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各ASは、少なくとも一つのBGPルータから構成される複数のサブASを相互にEBGPで接続して構成される。ここで、図１０に一例を示したように、AS内でサブAS12がサブAS11を経由して他のASやインターネットに接続されているときに、サブAS11がダウンしたり、両者のピアリングがダウンすると、サブAS12でもインターネットへの到達性が失われ、通信断となる。
【０００６】
このような障害に対しても、上記した従来技術を適用してネットワーク構成を冗長化し、サブAS12とサブAS11との間のみならずサブAS12とサブAS13との間にもピアリングを確保しておけば短時間での復旧が可能となる。しかしながら、ネットワーク構成を冗長化してしまうと、複数の回線を常に監視・管理しなければならないので、その運用が煩雑化するという技術課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、ネットワーク構成を冗長化することなく、通信断に自動で素早く対処できるBGPネットワークシステムおよびそのピア確立方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明のBGPネットワークシステムは、ASを構成する各サブASのBGPルータが、自身の広域ネットワークへの到達性を判定する到達性判定手段と、広域ネットワークへの到達性が失われると近隣探索メッセージを送信し、新たな接続先となる近隣のBGPルータを探索する近隣ルータ探索手段と、探索された近隣ルータの所属ASを判定する接続先判定手段と、近隣ルータに送信するBGP OPENメッセージを生成する手段と、BGP OPENメッセージを近隣ルータと交換するBGP OPENメッセージ交換手段と、近隣ルータに送信するBGP UPDATEメッセージを生成する手段と、BGP UPDATEメッセージを近隣ルータと交換するBGP UPDATEメッセージ交換手段とを含み、近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと異なると、BGP OPENメッセージ生成手段はBGP OPENメッセージの所属ASフィールドに自身のコンフェデレーションIDを登録し、BGP UPDATEメッセージ生成手段はBGP UPDATEメッセージの所属コンフェデレーションフィールドに近隣ルータのコンフェデレーションIDを登録することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)複数の回線を確保してネットワークを冗長化することなく、接続障害からの動的かつ素早い復旧が可能になる。
(2)新たな接続先となる近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと異なる場合でも、この近隣ルータを経由してインターネットへの接続性を確保できるようになるので、自身の所属コンフェデレーションに障害が発生していても、他のコンフェデレーション経由で動的かつ素早い復旧が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明が適用されるASの主要部の構成を示したブロック図であり、少なくとも一つのBGPルータから構成される複数のサブASを相互に接続してBGPコンフェデレーションを構成している。
【００１１】
本実施形態では、識別子として[AS65001]が割り当てられたサブAS11は３つのBGPルータR111，R112，R113から構成され、識別子として[AS65002]、[AS65003]が割り当てられた各サブAS12，AS13は、それぞれ一つのBGPルータR121，R131により構成されている。
【００１２】
このような構成において、常時はサブAS11とサブAS12とが相互に接続され、サブAS11とサブAS13とが相互に接続され、サブAS12およびサブAS13はサブAS11を経由してインターネットに接続できる。接続方式はRFC 3065に従い、各サブAS内のBGPスピーカ間はIBGPによるフルメッシュ接続となり、サブAS間はEBGP接続となる。BGPルータ識別子（ルータID）はAS間で一意性が保たれている。
【００１３】
本実施形態では、このような接続状態から、サブAS11とサブAS12とのピアリングまたはサブAS11がダウンしてサブAS12がインターネットに接続できなくなり、サブAS12が新たな接続先を発見するまでの手順を、サブAS12のBGPルータR121（境界ルータ）の動作に着目して説明する。
【００１４】
図２は、前記BGPルータR121の動作を示したフローチャートであり、ここでは、図３に一例を示したように、新たに探索された近隣ルータが自身と同じコンフェデレーションのBGPルータR131である場合と、図４に一例を示したように、新たに探索された近隣ルータが自身と異なるコンフェデレーションのサブAS22に所属するBGPルータR221である場合とを例にして説明する。図５，６は、近隣ルータが自身と同じコンフェデレーションのBGPルータR131である場合と、自身と異なるコンフェデレーションのBGPルータR221である場合とのシーケンスフローを、それぞれ示している。
【００１５】
図２において、ステップＳ１では、インターネットへの到達性が定期的に監視される。本実施形態では、デフォルトルートへの到達性や近接する他のサブASへの到達性を、その経路を定期的に確認したり、あるいはBGPメッセージを監視することで行われる。また、このような手法による到達性の確認が困難であれば、特定のルータに対してプローブメッセージを送信し、その応答の有無に基づいて到達性を確認するようにしても良い。
【００１６】
ステップＳ２では、上記監視結果に基づいてインターネットへの到達性が判定される。到達性が失われていなければステップＳ１７へ進み、セッションの有無が判定される。セッションが確立されていれば、ステップＳ１８で当該セッションを遮断して処理を終了する。
【００１７】
これに対して、インターネットへの到達性が失われていると、ステップＳ３において近隣探索メッセージが近隣のルータへ送信される。本実施形態では、メッセージの宛先をAll-router Multicast AddressとしたNeighbor Discovery のunsolicited Neighbor Advertisement (NA)メッセージが探索メッセージとして用いられ、探索範囲はレイヤ２で到達可能なネットワークとされる。この近隣探索メッセージには、図５，６に示したように、オプションフィールド内にBGPのピアリングに必要な情報として、自身のAS番号（BGPルータR121であれば、"AS65002"）、コンフェデレーションID（BGPルータR121であれば、"100"）、ルータ識別子などが登録されている。
【００１８】
このNAメッセージを受信したBGPルータは、メッセージに登録された送信元情報（AS番号、コンフェデレーションID、ルータ識別子など）を近隣ルータの情報として自身のデータベースに更新登録して管理すると共に、図５，６に示したように、自身のAS番号、コンフェデレーションID、ルータ識別子などが登録された応答メッセージを返信する。
【００１９】
前記BGPルータR121は、この応答メッセージをステップＳ４で最初に受信すると、ステップＳ５において、当該メッセージに登録されている情報（AS番号、コンフェデレーションID、ルータ識別子など）を自身のデータベースに更新登録して管理する。これにより、BGPルータR121とBGPルータR131との間にTCP/IPセッションが確立される。
【００２０】
ステップＳ６では、前記データベースが参照され、登録されている近隣ルータの所属コンフェデレーションが、そのコンフェデレーションIDに基づいて判定される。ここで、図３に示したように、近隣ルータR131の所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと同じと判定されればステップＳ７へ進む。これに対して、図４に示したように、近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと異なると判定されればステップＳ８へ進む。
【００２１】
ステップＳ７では、BGPセッション開始時に相手ルータと交換されるBGP OPENメッセージが生成される。図７は、BGP OPENメッセージのフレーム構造を示した図であり、BGPのバージョンが登録される１バイトの「バージョン」フィールドと、自身の所属AS番号が登録される２倍との「所属AS」フィールドと、生存確認タイマー値が登録される２バイトの「ホールドタイム」フィールドと、BGPルータの識別子が登録される４バイトの「BGPルータ識別子」フィールドと、オプションパラメーターフィールドの全体の長さが登録される１バイトの「Opt Len」フィールドと、さまざまなオプションを定義する場合に使用される可変長の「オプションパラメータ」フィールドとが用意されている。
【００２２】
前記BGPルータR121から送信されるBGP OPENメッセージの所属ASフィールドには、図５に示したように、自身のAS番号（６５００２）が格納される。BGPルータ識別子フィールドには、自身のIPv6 Link-Local Addressが登録される。ステップＳ９では、このBGP OPENメッセージが近隣ルータへ送信される。
【００２３】
新たな接続先となる近隣のBGPルータは、このBGP OPENメッセージを受信すると、送信元のBGPルータR121に対してBGP OPENメッセージで応答する。この応答メッセージでは、所属ASフィールドに自身（近隣ルータ）の所属AS番号（６５００３）が格納され、これによりEBGPによる動的なセッションの確立が可能となる。
【００２４】
ステップＳ１１でBGPセッションが確立されると、ステップＳ１３ではBGP UPDATEメッセージが生成される。このBGP UPDATEメッセージでは、その所属コンフェデレーションIDに自身のコンフェデレーションID（１００）が登録される。ステップＳ１５では、各BGPルータがBGP UPDATEメッセージを用いてお互いの経路情報を更新する。これにより、BGPルータR121が所属するサブAS12は、近隣ルータR221が所属する他のサブAS22を経由してインターネットへの接続性を確保することが可能となる。
【００２５】
これに対して、前記ステップＳ６において、近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身の所属コンフェデレーションと異なると判定されればステップＳ８へ進む。このステップＳ８でもBGP OPENメッセージが生成されるが、このメッセージの所属ASフィールドには、AS番号の衝突を回避するために、図６に示したように、自身のAS番号（６５００２）ではなく自身の所属コンフェデレーションID（１００）が登録される。BGPルータ識別子フィールドには、自身のIPv6 Link-Local Addressが登録される。ステップＳ１０では、このBGP OPENメッセージが近隣ルータへ送信される。
【００２６】
新たな接続先となる近隣のBGPルータは、このBGP OPENメッセージを受信してBGP OPENメッセージで応答する。この応答メッセージでは、所属ASフィールドに自身（近隣ルータ）の所属AS番号（６５００６）が格納され、これによりEBGPによる動的なセッションの確立が可能となる。
【００２７】
ステップＳ１２でBGPセッションが確立されると、ステップＳ１４ではBGP UPDATEメッセージが生成される。このBGP UPDATEメッセージでは、その所属コンフェデレーションフィールドに、自身（BGPルータR121）のコンフェデレーションID（１００）ではなく、接続先の近隣ルータR221のコンフェデレーションID（２００）が格納される。これにより、BGPルータR121は近隣ルータR221のコンフェデレーションメンバーとして扱われる。ステップＳ１６では、各BGPルータがBGP UPDATEメッセージを用いてお互いの経路情報を交換する。
【００２８】
その後、障害箇所が回復し、BGPルータR121が再びBGPルータR113を経由してインターネットへの到達性が確認できると、BGPルータR121は近隣ルータR131，R221に対して、ERROR CODEフィールドに「CEASE（その他のエラー）」が登録されたBGP NOTIFICATIONメッセージを送信すすることで近隣ルータR131，R221とのBGPセッションを解除する。これ以降は、BGPの仕様に従って動作できる。
【００２９】
なお、上記した本実施形態では、BGPルータR121はステップＳ３で近隣探索メッセージを送信した後、ステップＳ４で最初に応答メッセージを返信した近隣ルータを新たな接続先として認識するものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、近隣探索メッセージの送信後、所定の時間内に応答メッセージを返信した複数の応答先の中から最適な接続先を選択するようにしても良い。
【００３０】
例えば、近隣探索メッセージに対して自AS内のBGPルータおよび自AS外のBGPルータからの応答が競合した場合、ホップ数を優先させるのであれば自AS内のBGPルータを優先させても良いし、あるいはネットワークへの到達性を優先させるのでれば、障害が発生している自ASを経由せずに済む自AS外のBGPルータを優先させても良い。
【００３１】
また、自AS内の複数のBGPルータが競合した場合には、BGPルータ識別子の降順または昇順で優先度を決めるようにしても良い。
【００３２】
さらに、自AS外の複数のBGPルータが競合した場合には、自コンフェデレーションに最も近いBGPルータを優先させることが望ましい。ただし、この判定には各BGPルータが保持するASパスリストを比較する必要があるため、事前に応答先の各近隣ルータからBGP UPDATEメッセージを受信してASパスリストを参照し、最適な近隣ルータのみにBGP UPDATEメッセージを送信して経路情報を交換するようにしても良い。
【００３３】
図８は、前記各BGPルータの主要部の構成を示したブロック図であり、ここでは本発明の説明に不用な構成は図示が省略されている。
【００３４】
到達性判定部１０１は前記ステップＳ１，Ｓ２の手順を実行し、自身のインターネットへの到達性を判定する。近隣ルータ探索部１０２は前記ステップＳ３，Ｓ４の手順を実行し、近隣探索メッセージをインターフェース（I/F）１０９経由で送信すると共に、その応答メッセージに基づいて、新たな接続先となる近隣のBGPルータを認識する。認識結果はデータベース（D/B）１０３に格納される。接続先判定部１０４は前記ステップＳ６の手順を実行し、前記認識された近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身と同じであるか否かを判定する。
【００３５】
BGP OPENメッセージ生成部１０５は前記ステップＳ７，Ｓ８の手順を実行し、近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身と同じであるときに送信するBGP OPENメッセージを生成する第１生成部１０５１と、近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身と異なるときに送信するBGP OPENメッセージを生成する第２生成部１０５２とを含む。
【００３６】
前記第１生成部１０５１は、BGP OPENメッセージの所属ASフィールドに自身のAS番号を登録し、BGPルータ識別子フィールドに自身のIPv6 Link-Local Addressを登録する。第２生成部１０５２は、BGP OPENメッセージの所属ASフィールドに自身のコンフェデレーションIDを登録し、BGPルータ識別子フィールドに自身のIPv6 Link-Local Addressを登録する。BGP OPENメッセージ交換部１０６は前記ステップＳ９，Ｓ１０の手順を実行し、接続先の近隣ルータと前記BGP OPENメッセージをI/F１０９を介して交換し、近隣ルータとの間にBGPセッションを確立する。
【００３７】
BGP UPDATEメッセージ生成部１０７は前記ステップＳ１３，Ｓ１４の手順を実行し、近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身と同じであるときに送信するBGP UPDATEメッセージを生成する第１生成部１０７１と、近隣ルータの所属コンフェデレーションが自身と異なるときに送信するBGP UPDATEメッセージを生成する第２生成部１０７２とを含む。
【００３８】
前記第１生成部１０７１は、BGP UPDATEメッセージの所属コンフェデレーションフィールドに自身のコンフェデレーションIDを登録する。第２生成部１０７２は、BGP UPDATEメッセージの所属コンフェデレーションフィールドに近隣ルータのコンフェデレーションIDを登録する。
【００３９】
BGP UPDATEメッセージ交換部１０８は前記ステップＳ１５，Ｓ１６の手順を実行し、接続先の近隣ルータと前記BGP UPDATEメッセージをI/F１０９を介して交換し、経路情報を交換する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明が適用されるASの主要部の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明に係るピア確立方法を示したフローチャートである。
【図３】近隣ルータの所属コンフェデレーションと自身の所属コンフェデレーションとが同じである場合のピア確立手順を示したブロック図である。
【図４】近隣ルータの所属コンフェデレーションと自身の所属コンフェデレーションとが異なる場合のピア確立手順を示したブロック図である。
【図５】近隣ルータの所属コンフェデレーションと自身の所属コンフェデレーションとが同じである場合のピア確立手順を示したシーケンスフローである。
【図６】近隣ルータの所属コンフェデレーションと自身の所属コンフェデレーションとが異なる場合のピア確立手順を示したシーケンスフローである。
【図７】BGP OPENメッセージのフレーム構造を示した図である。
【図８】本発明を適用したBGPルータの機能ブロック図である。
【図９】インターネットの構成を示したブロック図である。
【図１０】AS内でのネットワークの冗長化の一例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１…到達性判定部，１０２…近隣ルータ探索部，１０３…データベース（D/B），１０４…接続先判定部，１０５…BGP OPENメッセージ生成部，１０６…BGP OPENメッセージ交換部，１０７…BGP UPDATEメッセージ生成部，１０８…BGP UPDATEメッセージ交換部
【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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