(57)【要約】【課題】ＩＰパケット通信網において、回線を時間帯ごとに使い分ける。【解決手段】ルータＲ１〜Ｒ５間に、常時回線Ｌ１〜Ｌ６と、所定時間帯だけ借り受ける一時回線Ｌ７，Ｌ８とを設ける。各ルータ内のＩＰルーティングテーブルには、常時回線を利用した経路と一時回線を利用した経路との双方を記述し、「Ｃｏｓｔ」欄には、常時回線を利用した経路にはホップ数を、一時回線を利用した経路には最大値「９９９」を、それぞれ記入する。ＩＰプロトコルによるルーティング処理では、「Ｃｏｓｔ」の小さな経路を優先的に選択する。一時回線の利用を開始するには、下位プロトコルであるＭＰＬＳを利用し、ＬＦＩＢに一時回線を利用した一時的経路情報を書き込む処理を行い、一時回線の利用を終了するには、ＬＦＩＢに書き込んだ一時的経路情報を消去する処理を行う。【選択図】　　　　図１１
2004032173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層構造をもった２つの通信プロトコルに応じた回線選択機能を有する複数のルータと、所定ルータ間を定常的に接続する常時回線と、所定ルータ間を一時的に接続する一時回線と、を有するパケット通信網であって、
前記各ルータは、上位プロトコルに基く回線選択を行うための上位ルーティングテーブルと、この上位ルーティングテーブルに基いて、受信したデータパケットを送信すべき回線を選択する上位回線選択手段と、下位プロトコルに基く回線選択を行うための下位ルーティングテーブルと、この下位ルーティングテーブルに基いて、受信したデータパケットを送信すべき回線を選択する下位回線選択手段と、受信したデータパケットについて、前記下位回線選択手段により回線選択がなされた場合には前記下位回線選択手段により選択された回線への送信を行い、前記下位回線選択手段により回線選択がなされなかった場合には前記上位回線選択手段により選択された回線への送信を行うパケット送信手段と、を有し、
前記上位ルーティングテーブルには、前記常時回線を利用した経路とともに前記一時回線を利用した経路を示す経路情報が書き込まれており、かつ、前記常時回線を利用した経路の方が前記一時回線を利用した経路よりも優先的に選択されるような情報が書き込まれており、
前記下位プロトコルに基いて前記一時回線を利用する経路を示す一時的経路情報を保持し、前記一時回線を利用した通信経路を有効にする際には、前記下位ルーティングテーブルに、前記一時的経路情報を書き込み、前記一時回線を利用した通信経路を無効にする際には、前記下位ルーティングテーブルから、前記一時的経路情報を消去する処理を行う書替手段を更に有することを特徴とする通信経路切替機能付きパケット通信網。
【請求項２】
請求項１に記載のパケット通信網において、
書替手段が、タイマー機能を有し、下位ルーティングテーブルに対する一時的経路情報の書き込みまたは消去動作を、所定の時刻ごとに自動的に行うことを特徴とする通信経路切替機能付きパケット通信網。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパケット通信網において、
上位プロトコルとしてＩＰプロトコルが用いられ、下位プロトコルとしてＭＰＬＳプロトコルが用いられていることを特徴とする通信経路切替機能付きパケット通信網。
【請求項４】
階層構造をもった２つの通信プロトコルに応じた回線選択機能を有する複数のルータと、所定ルータ間を定常的に接続する常時回線と、所定ルータ間を一時的に接続する一時回線と、によって構成されるパケット通信網における通信経路切替方法であって、
前記各ルータには、上位プロトコルに基く回線選択を行うための上位ルーティングテーブルと、この上位ルーティングテーブルに基いて、受信したデータパケットを送信すべき回線を選択する上位回線選択手段と、下位プロトコルに基く回線選択を行うための下位ルーティングテーブルと、この下位ルーティングテーブルに基いて、受信したデータパケットを送信すべき回線を選択する下位回線選択手段と、受信したデータパケットについて、前記下位回線選択手段により回線選択がなされた場合には前記下位回線選択手段により選択された回線への送信を行い、前記下位回線選択手段により回線選択がなされなかった場合には前記上位回線選択手段により選択された回線への送信を行うパケット送信手段と、を用意し、
前記上位ルーティングテーブルには、前記常時回線を利用した経路とともに前記一時回線を利用した経路を示す経路情報を書き込んでおき、かつ、前記常時回線を利用した経路の方が前記一時回線を利用した経路よりも優先的に選択されるような情報を書き込んでおき、
前記一時回線を利用した通信経路を有効にするときは、前記下位ルーティングテーブルに、前記一時回線を利用した経路を示す一時的経路情報を書き込み、前記一時回線を利用した通信経路を無効にするときは、前記下位ルーティングテーブルから、前記一時的経路情報を消去することを特徴とするパケット通信網における通信経路切替方法。
【請求項５】
請求項４に記載の通信経路切替方法において、
上位ルーティングテーブルに対して、常時回線を利用した経路情報を書き込む際には、ルータ間通信によって収集されたデータに基いて自動的に作成された情報を書き込むようにし、一時回線を利用した経路情報を書き込む際には、オペレータ自身が作成した情報を書き込むようにすることを特徴とするパケット通信網における通信経路切替方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の通信経路切替方法において、
一時回線を利用した通信経路を有効または無効に切り替える際の下位ルーティングテーブルに対する一時的経路情報の書き込みまたは消去動作を、タイマー機能をもった書替手段によって、所定の時刻ごとに自動的に行うようにすることを特徴とするパケット通信網における通信経路切替方法。
【請求項７】
請求項４〜６に記載の通信経路切替方法において、
上位ルーティングテーブルに書き込む経路情報として、個々の経路の選択基準となる優先度を示す情報を含ませるようにし、一時回線を利用した経路の優先度を、常時回線を利用した経路の優先度よりも低く設定するようにしたことを特徴とするパケット通信網における通信経路切替方法。
【請求項８】
請求項７に記載の通信経路切替方法において、
値の小さい経路ほど優先的に選択されるような優先度を定義し、常時回線のみを利用した経路の優先度としては、当該経路のホップ数に相当する値を設定し、一時回線の利用を含む経路の優先度としては、設定可能な最大ホップ数に相当する値を設定することを特徴とするパケット通信網における通信経路切替方法。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれかに記載の通信経路切替方法において、
上位プロトコルとしてＩＰプロトコルを用い、下位プロトコルとしてＭＰＬＳプロトコルを用いることを特徴とするパケット通信網における通信経路切替方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信網における通信経路切替方法に関し、特に、ＩＰプロトコルとＭＰＬＳプロトコルとを併用した回線選択機能を有するルータを用いたパケット通信網において、ルータ間を定常的に接続する常時回線と、ルータ間を一時的に接続する一時回線と、を適宜使い分ける技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットをはじめとするコンピュータネットワーク網が、必須の社会基盤としての地位を築きつつある今日では、ＩＰパケット通信網は、情報通信上、極めて重要な基幹インフラとなっている。インターネットの実体は、共通のＩＰプロトコルに従って、個々のデータパケットを転送する機能をもった多数のルータと、これらルータ間を接続する多数の回線であり、各ルータは、所定のルーティングテーブルに基いて、受信されてきたＩＰパケットを所定の回線へ送信するルーティング処理を実行する。現在、ＩＰパケット通信網では、ＯＳＰＦ（ＯｐｅｎＳｈｏｒｔｅｓｔ　Ｐａｔｈ　Ｆｉｒｓｔ）なるＴＣＰ／ＩＰのルーティングプロトコルを用いるのが一般的であり、リンク・ステート・アルゴリズムに基いて、個々のルータ間の通信を行い、ネットワークの接続状態や距離の情報を交換しあい、ルーティングテーブルを自動作成することができる。具体的には、ＯＳＰＦのもとでは、個々のルータ内の各回線ごとのインターフェイスの起動状態の確認と隣接するルータ間の疎通確認を定期的に行うことにより経路情報を生成し、これをルーティングテーブルへ格納する処理が行われる。比較的大規模なネットワークでも、経路情報の経時的な変化分だけを通知しあう仕組みになっているため、全体的なトラフィックを抑制することができる。
【０００３】
コンピュータ間の通信方法を規定したプロトコルとしては、「ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデル」が国際的な標準となっており、インターネットにおける通信プロトコルも、この「ＯＳＩ参照モデル」に準拠したものになっている。「ＯＳＩ参照モデル」では、階層構造をもった全７層のプロトコルが定義されている。ＩＰプロトコルは、そのうちの第３層（ネットワーク層）のプロトコルとして定義されており、その下位プロトコルとして、第２層（データリンク層）および第１層（物理層）が定義されている。また、通信業者内のルータ間通信では、いわゆる「ラベル・スイッチング技術」を利用したＩＰパケットの高速転送処理も行われている。たとえば、「ＭＰＬＳ（ＭｕｌｔｉＰｒｏｔｏｃｏｌ　Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）」なるラベル・スイッチング技術では、第２．５層ともいうべきプロトコル層を新たに定義し、ＭＰＬＳに対応した特別なルータ間での通信を、ＩＰプロトコルに代わって、ＭＰＬＳのプロトコルで行うことにより、高速伝送を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、インターネットの実体は、多数のルータと多数の回線であり、その運営には、多数のベンダーが参加している。たとえば、個々のユーザに対してインターネットへの接続サービスを提供する事業体であるＩＳＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＳｅｒｖｉｃｅ　Ｐｒｏｖｉｄｅｒ　）としては、自社で光ファイバーなどの大容量伝送設備を保有する大企業から、ほとんどの回線を他社から借り受けて利用している中小企業まで、様々な企業が存在している。一方、ユーザ側のインターネットの利用時間帯にはムラがあり、特定の回線のトラフィックが特定の時間帯に限って増大するような現象も少なくない。このようなトラフィック増加に対処するためには、最大トラフィック状態であっても十分な通信容量を確保できるような通信回線を用意しておくのが理想的であるが、規模の小さいＩＳＰなどでは、そのようなコストのかかる設備投資は困難な場合が多い。
【０００５】
特定の時間帯におけるトラフィック増大に一時的に対処するには、「必要な容量をもった所定の通信回線を、必要な時間帯だけ、他社から時間貸ししてもらう」という方法を採るのが最も効率的である。しかしながら、ＩＰパケット通信網のように、個々のルータ内に用意されたルーティングテーブルに基いてルーティング処理を行うシステムでは、通信経路を切り替えるためには、ルーティングテーブルの書替処理が必要になる。たとえば、特定のルータ間に、定常的に接続されている自社の常時回線と、特定の時間帯だけ一時的に他社から借り受けることができる一時回線と、の２種類の回線が存在する場合、特定の時間帯だけは一時回線を利用した経路へのルーティングが可能になるように、当該時間帯だけ、ルーティングテーブルを書き替える必要がある。
【０００６】
ところが、現実的には、このような短期間におけるルーティングテーブルの一時的な書き替えを行うと、パケット通信網のシステム全体を不安定にする要因になり好ましくない。具体的には、ある１つのルータ内のルーティングテーブルを書き替えた場合、上述したＯＳＰＦによる動的経路制御のもとでは、他のルータに対しても、ルーティングテーブルの書き替えが行われた情報を伝達する必要があり、必要に応じて、他のルータ内のルーティングテーブルについての書き替えも必要になる。ところが、このような情報伝達には遅延時間が生じ、１つのルータについてのルーティングテーブルの変更内容が、他のルータに伝播するまでには、ある程度の時間が必要になる。その結果、短時間にルーティングテーブルの書き替えを行うと、分散配置されている多数のルータ間でのルーティングテーブルの内容に整合性がとれなくなり、全体的に正しい経路制御を行うことができなくなるおそれが出てくる。また、上述したように、上位となるＩＰプロトコルとともに、下位となるＭＰＬＳプロトコルを用いているルータの場合、ＩＰプロトコルにおけるルーティング制御と、ＭＰＬＳプロトコルにおけるルーティング制御との間の整合性がとれなくなると、支障が生じる可能性が出てくる。
【０００７】
そこで本発明は、ルータ間を定常的に接続する常時回線と、ルータ間を一時的に接続する一時回線と、を適宜使い分けながら、安定した動作が可能になるパケット通信網を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ＩＰプロトコルとＭＰＬＳプロトコルのように、階層構造をもった２つの通信プロトコルに応じた回線選択機能を有する複数のルータと、所定ルータ間を定常的に接続する常時回線と、所定ルータ間を一時的に接続する一時回線と、を有するパケット通信網において、一時回線を利用した通信経路を有効にしたり、無効にしたり切り替える処理を行うことができる。
【０００９】
そのために、各ルータに、上位プロトコルに基く回線選択を行うための上位ルーティングテーブルと、この上位ルーティングテーブルに基いて、受信したデータパケットを送信すべき回線を選択する上位回線選択手段と、下位プロトコルに基く回線選択を行うための下位ルーティングテーブルと、この下位ルーティングテーブルに基いて、受信したデータパケットを送信すべき回線を選択する下位回線選択手段と、受信したデータパケットについて、下位回線選択手段により回線選択がなされた場合には下位回線選択手段により選択された回線への送信を行い、下位回線選択手段により回線選択がなされなかった場合には上位回線選択手段により選択された回線への送信を行うパケット送信手段と、を設けておき、上位ルーティングテーブルには、常時回線を利用した経路とともに一時回線を利用した経路を示す経路情報を書き込んでおき、かつ、常時回線を利用した経路の方が一時回線を利用した経路よりも優先的に選択されるような情報を書き込んでおくようにする。
【００１０】
ここで、一時回線を利用した通信経路を有効にするときは、下位ルーティングテーブルに、一時回線を利用した経路を示す一時的経路情報を書き込むようにすればよい。そうすれば、下位回線選択手段により一時回線を利用した回線選択がなされ、一時回線を利用した通信が行われるようになる。このとき、上位ルーティングテーブルには、一時回線を利用した経路についての経路情報も書き込まれているので、上位プロトコル（ＩＰプロトコル）と下位プロトコル（ＭＰＬＳプロトコル）との間の整合性にも問題は生じない。一方、一時回線を利用した通信経路を無効にするときは、下位ルーティングテーブルから、一時的経路情報を消去すればよい。そうすれば、下位回線選択手段による回線選択はなされなくなるので、回線選択は、上位回線選択手段によってなされることになる。上位ルーティングテーブルには、一時回線を利用した経路の経路情報も書き込まれているが、常時回線を利用した経路の経路情報の方が優先的に選択されるため、結果的に、常時回線を利用した経路が選択されることになる。
【００１１】
なお、上位ルーティングテーブルに対して、常時回線を利用した経路情報を書き込む際には、ＯＳＰＦなどのルーティングプロトコルを用いたルータ間通信によって収集されたデータに基いて自動的に作成された情報を書き込むようにし、一時回線を利用した経路情報を書き込む際には、オペレータ自身が作成した情報を書き込むようにすればよい。また、一時回線を利用した通信経路を有効または無効に切り替える際の下位ルーティングテーブルに対する一時的経路情報の書き込みまたは消去動作を、タイマー機能をもった書替手段によって、所定の時刻ごとに自動的に行うようにすれば、１日のうちの特定の時間帯だけ、一時回線を経由したルーティングを自動的に行うようにすることができる。
【００１２】
上位ルーティングテーブルに書き込む経路情報としては、個々の経路の選択基準となる優先度を示す情報を含ませるようにし、一時回線を利用した経路の優先度を、常時回線を利用した経路の優先度よりも低く設定するようにしておけばよい。具体的には、値の小さい経路ほど優先的に選択されるような優先度を定義し、常時回線のみを利用した経路の優先度としては、当該経路のホップ数に相当する値を設定し、一時回線の利用を含む経路の優先度としては、設定可能な最大ホップ数に相当する値を設定しておけばよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基いて説明する。本発明は、階層構造をもった２つの通信プロトコルに応じた回線選択機能を有する複数のルータと、所定ルータ間を定常的に接続する常時回線と、所定ルータ間を一時的に接続する一時回線と、を有するパケット通信網に広く適用可能な技術である。ただ、実用上、本発明の主たる適用対象は、上位プロトコルとしてＩＰプロトコル、その下位プロトコルとしてＭＰＬＳプロトコルを用いたルーティング処理を行う機能を有するルータを備えたＩＰパケット通信網になるものと思われるので、以下、このような具体的なプロトコルを用いたＩＰパケット通信網に本発明を適用した実施形態を述べることにする。
【００１４】
§１．常時回線と一時回線とを併用する場合の課題
ここでは、説明の便宜上、図１に示すような５つのルータＲ１〜Ｒ５と、６本の回線Ｌ１〜Ｌ６と、によって構成される単純なＩＰパケット通信網におけるネットワーク層（ＯＳＩ参照モデルにおける第３層：ＩＰ層）での動作を考えることにする。実際には、この５つのルータＲ１〜Ｒ５は、インターネットを構成する多数のルータの一部であり、各ルータは、図示されていない他のルータに対して、図示されていない別な回線によって接続されている。各ルータＲ１〜Ｒ５には、それぞれ所定のＩＰルーティングテーブルが用意されている。また、これら各ルータ経由で伝送される個々のＩＰパケットのヘッダー部には、送信元と送信先のＩＰアドレスが記載されており、このＩＰアドレスとＩＰルーティングテーブルとを参照することにより、各ルータは、受け取ったＩＰパケットを所定の回線を介して次のルータへと送信する。
【００１５】
いま、この図１に示すルータＲ１〜Ｒ５および回線Ｌ１〜Ｌ６が、所定のＩＳＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｐｒｏｖｉｄｅｒ　）の管理下にあり、このＩＳＰは、これらの通信設備を用いて、ユーザに対してインターネットを利用した種々のサービスを提供しているものとしよう。このような場合、特定のユーザによる特定のサービスの利用が、特定の時間帯に集中して生じることも少なくない。ここでは、たとえば、平日の昼間の時間帯は、企業ユーザによる利用が集中するため、ルータＲ５，Ｒ３間のトラフィックが増大し、夜中の時間帯は、通信回線の利用料が安価になる契約を結んでいる個人ユーザによる利用が集中するため、ルータＲ１，Ｒ３間のトラフィックが増大する現象が生じているものとしよう。このようなトラフィック増加に対処するためには、通信容量の大きな光ファイバなどの伝送路を、所定のルータ間に確保するのが理想的であるが、規模の小さいＩＳＰなどでは、そのようなコストのかかる設備投資は困難である。そこで、実用上は、すべての回線を常時確保しておく代わりに、「必要な回線を、必要な時間帯だけ、他社から時間貸ししてもらう」という方法を採るのが最も効率的な運用形態ということになる。なお、ここでは便宜上、インターネットを利用したサービスに本発明を適用した例を説明するが、もちろん、本発明はインターネットを利用したサービスへの適用に限定されるわけではなく、ＩＰ　ＶＰＮサービス（企業間などのプライベートネットワーク接続サービス：ＩＰ　Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｐｒｉｖａｔｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）などにも適用可能である。また、Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｕｔ−ｔｈｒｏｕｇｈ技術（負荷の高いＩＰルータを光回線によりバイパスする技術）などにも適用可能である。
【００１６】
たとえば、上述したような一時的なトラフィック増大に対処するためには、昼間の時間帯である９：００〜１８：００の間は、図２に示すように、ルータＲ５，Ｒ３間を直結する新たな回線Ｌ７（図では、破線で示す）を他社から時間貸ししてもらうようにし、夜中の時間帯である２３：００〜６：００の間は、図３に示すように、ルータＲ１，Ｒ３間を直結する新たな回線Ｌ８（図では、破線で示す）を他社から時間貸ししてもらうような形態を採れば、これら新たな回線Ｌ７，Ｌ８を常時確保しておく形態に比べて、採算上、効率的な運用が可能になる。すなわち、全時間帯を通してみれば、図４に示すように、５つのルータＲ１〜Ｒ５は、実線で示す回線Ｌ１〜Ｌ６と、破線で示す回線Ｌ７，Ｌ８によって相互に接続されていることになるが、破線で示す回線Ｌ７，Ｌ８は、常時利用できるわけではなく、特定の時間帯に限って利用できる一時的な回線ということになる。
【００１７】
本明細書では、図４に実線で示す回線Ｌ１〜Ｌ６を「常時回線」と呼び、破線で示す回線Ｌ７，Ｌ８を「一時回線」と呼ぶことにする。もちろん、実際には、新たなルータを増設する際には新たな専用回線を確保し、既設のルータを撤廃する際には撤廃されたルータに接続されていた専用回線を廃止する、というように、どのような回線も、必ずしも恒久的なものではない。したがって、ここで言う「常時回線」は、必ずしも恒久的に敷設された回線を意味するものではなく、必要に応じて、新設されたり撤廃される可能性のあるものである。ただ、本発明における「常時回線」は、所定ルータ間を定常的に接続する目的で設けられた回線を意味するものであり、所定ルータ間を一時的に接続する目的で利用される「一時回線」と区別するために、ここでは、「常時回線」なる文言を用いることにする。
【００１８】
さて、図４に示す例のように、常時必要な部分には、常時回線Ｌ１〜Ｌ６を用意しておき、一時的に（所定の時間帯だけ）必要になる部分には、その都度、一時回線Ｌ７，Ｌ８を借り受ける、という形態を採れば、採算上は効率的な運用が可能になる。しかしながら、ネットワーク層のトポロジーという観点から、図１，図２，図３に示す個々の時間帯におけるパケット通信網を捉えると、これらは明らかに異なるトポロジーをもったパケット通信網ということになり、各ルータ内には、それぞれ固有のトポロジーに応じた別個のＩＰルーティングテーブルを用意する必要が生じる。ところが、既に述べたとおり、現実的には、ＩＰルーティングテーブルを短期間に頻繁に書き替えるような運用を行うと、パケット通信網のシステム全体が不安定になり好ましくない。
【００１９】
通常、各ルータ内のＩＰルーティングテーブルは、ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ　Ｓｈｏｒｔｅｓｔ　Ｐａｔｈ　Ｆｉｒｓｔ）といったルーティングプロトコルによって自動的に作成され、定期的に更新されるようになっている。このＯＳＰＦのもとでは、個々のルータ内の各回線ごとのインターフェイスの起動状態の確認と隣接するルータ間の疎通確認が定期的に行われ、その情報がすべてのルータへと通知されることになる。ところが、このような情報伝達には時間が必要であり、短時間に頻繁にＩＰルーティングテーブルの書き替えが行われると、情報伝達の遅延に起因して、多数のルータ間でのルーティングテーブルの内容に整合性がとれなくなり、全体的に正しい経路制御を行うことができなくなるおそれが出てくる。また、ＩＰプロトコルとその下位プロトコルとの間における整合性を確保する上でも、支障が生じる可能性がある。このように、ＩＰパケット通信網において、ルータ間を定常的に接続する常時回線と、ルータ間を一時的に接続する一時回線と、を適宜使い分けながら、安定した動作を行えるようにするためには、実用上、解決しなければならない課題が存在する。
【００２０】
§２．ＩＰプロトコルとＭＰＬＳプロトコル
前述したように、本発明の主たる適用対象は、ＩＰプロトコルとＭＰＬＳプロトコルとを用いたルーティング処理を行う機能を有するルータを備えたＩＰパケット通信網である。そこで、ここでは、これらのプロトコルの相互関係を簡単に述べておく。
【００２１】
コンピュータ間の通信方法を規定したプロトコルとしては、図５に示すような「ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデル」が国際標準となっており、インターネットにおける通信プロトコルも、この「ＯＳＩ参照モデル」に準拠したものになっている。「ＯＳＩ参照モデル」では、階層構造をもった全７層のプロトコルが定義されている。ＩＰプロトコルは、そのうちの第３層（ネットワーク層）のプロトコルとして定義されており、その下位プロトコルとして、第２層（データリンク層）および第１層（物理層）が定義されている。ただ、最近の通信業者内のルータ間通信では、いわゆる「ラベル・スイッチング技術」を利用したＩＰパケットの高速転送処理も行われており、「ＭＰＬＳ（ＭｕｌｔｉＰｒｏｔｏｃｏｌ　Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）」なるラベル・スイッチング技術では、図示のとおり、第２．５層ともいうべきプロトコル層を新たに定義し、ＭＰＬＳに対応した特別なルータ間での通信を、ＩＰプロトコルに代わって、ＭＰＬＳのプロトコルで行うことにより、高速伝送を実現している。
【００２２】
図６は、一部にラベル・スイッチング技術を採り入れたＩＰパケット通信網におけるＩＰパケットの伝送手順を示す図であり、パソコンなどの端末装置Ｔ１０から別な端末装置Ｔ２０へと、所定のＩＰパケットが伝送されてゆく過程を示すものである。図示のとおり、端末装置Ｔ１０から送出されたＩＰパケットは、ルータＲ１１〜Ｒ１５を介して伝送され、目的の端末装置Ｔ２０まで届けられる。図６の下半分に示すダイヤグラムは、ＯＳＩ参照モデルにおける第３層〜第１層を示している（第２．５層として、ＭＰＬＳ層が定義されている）。
【００２３】
まず、端末装置Ｔ１０において、送信対象となるデータが用意され、このデータにＩＰヘッダ（端末装置Ｔ１０のＩＰアドレスを送信元、端末装置Ｔ２０のＩＰアドレスを送信先とするヘッダ）が付加され、ＩＰパケットが作成される。これが、端末装置Ｔ１０における第３層の処理である。端末装置Ｔ１０は、第２．５層となるＭＰＬＳの処理を行う機能を有していないため（図の端末装置Ｔ１０の第２．５層に相当するブロックにＸ印が記されているのは、ＭＰＬＳの処理機能が備わっていないことを示す）、続いて、第２層の処理が行われる。すなわち、第３層の処理で作成されたＩＰパケットに、更に、第２層のプロトコルであるＡＴＭのヘッダが付加され、ＡＴＭパケットが作成される。最後に、第１層の処理として、このＡＴＭパケット全体が、送信対象となるデータとして送信されることになる。図示の例の場合、この第１層（物理層）のデータは、電気的な回線を経て、デフォルトゲートウエイとなるルータＲ１１へと送信される。
【００２４】
図７は、第３層、第２層、第１層で作成されるデータパケットの構成を示す図である。上述したように、まず、第３層において、データにＩＰヘッダが付加され、ＩＰパケットが作成される。続く第２層では、このＩＰパケット全体を送信対象となるデータとして、ＡＴＭヘッダが付加され、ＡＴＭパケットが作成される。最後に、第１層において、このＡＴＭパケット全体が、送信対象となるデータとして、物理的な回線への送信が行われる。
【００２５】
このような第１層（物理層）のデータを受信したルータＲ１１は、第２層の処理として、受信データの先頭部分にあるＡＴＭヘッダを認識してこれをデータ部分から切り離し、更に、第３層の処理として、残りのデータの先頭部分にあるＩＰヘッダを認識してこれをデータ部分から切り離す処理を行う。ルータＲ１１は、こうして認識したＩＰヘッダに含まれている送信先ＩＰアドレスに基いて、ＩＰルーティングテーブルを参照し、当該データの次なる送信先であるルータＲ１２（実際には、ルータＲ１２への回線が接続されたインターフェイス）を選択する。そして、第３層の処理として新たなＩＰヘッダを付加し、続いて第２層の処理として新たなＡＴＭヘッダを付加し、第１層の処理として、これらヘッダの付加されたデータを、次なる送信先であるルータＲ１２へ向かう回線（この例では、光回線）へと送信する。ルータＲ１１は、第２．５層の処理機能を有していないため、ルータＲ１１におけるルーティング処理は第３層のＩＰプロトコルに基いて行われることになる。
【００２６】
続いて、このルータＲ１１から、物理層のデータを受信したルータＲ１２は、やはり第１層の処理、第２層の処理、第３層の処理と順に実行し、ＩＰヘッダに含まれている情報およびＩＰルーティングテーブルを参照し、第３層のＩＰプロトコルに基くルーティング処理を実行する。ただ、このルータＲ１２の送信側には、第２．５層の処理機能が備わっているため、送信のための処理は、第３層の処理、第２．５層の処理、第２層の処理、第１層の処理いう順で所定の処理が実行される。具体的には、図８に示すように、まず、第３層において、データにＩＰヘッダが付加され、ＩＰパケットが作成される。続いて、第２．５層において、このＩＰパケット全体を送信対象となるデータとして、ＭＰＬＳヘッダ（一般に、ラベルと呼ばれている情報）が付加され、第２層では、このラベル付きＩＰパケット全体を送信対象となるデータとしてＡＴＭヘッダが付加され、ＡＴＭパケットが作成される。最後に、第１層において、このＡＴＭパケット全体が、送信対象となるデータとして、光回線への送信が行われる。
【００２７】
このルータＲ１２から、物理層のデータを受信したルータＲ１３は、第２．５層の処理機能を有している。したがって、第１層の処理でデータ受信を行った後、第２層の処理として、受信データの先頭部分にあるＡＴＭヘッダを認識してこれをデータ部分から切り離し、更に、第２．５層の処理として、残りのデータの先頭部分にあるＭＰＬＳヘッダ（ラベル）を認識してこれをデータ部分から切り離す処理が行われる。ルータＲ１３は、このＭＰＬＳヘッダに含まれている情報に基いて、ＬＦＩＢ（Ｌａｂｅｌ　Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅ　：ＭＰＬＳ層のルーティングテーブルに相当するもの）を参照し、当該データの次なる送信先であるルータＲ１４（実際には、ルータＲ１４への回線が接続されたインターフェイス）を選択する。このように、ルータＲ１３におけるルーティング処理は、第３層であるＩＰプロトコルに基いて行われるのではなく、第２．５層であるＭＰＬＳプロトコルに基いて行われることになるので、第３層の処理は不要になる。すなわち、第３層におけるＩＰヘッダの認識処理が行われることなしに、第２．５層の処理において、新たなＭＰＬＳヘッダ（ラベル）が付加され、続いて第２層の処理として新たなＡＴＭヘッダが付加され、第１層の処理として、これらヘッダが付加されたデータを、次なる送信先であるルータＲ１４へ向かう回線（この例では、光回線）へと送信する処理が行われる。
【００２８】
ルータＲ１４も、第２．５層の処理機能を有しているので、ルータＲ１３と全く同様のルーティング処理を実行する。すなわち、ＩＰプロトコルではなく、ＭＰＬＳプロトコルに基くルーティング処理が実行されることになる。最後のルータＲ１５は、受信側では、第２．５層の処理機能を有しているが、送信側では、第２．５層の処理機能は有していないため、ルータＲ１５から電気回線を介して送信されるデータは、図７の第１層に示す通常のデータになる。かくして、端末装置Ｔ２０に、このようなデータが到達すると、第１層の処理で受信された後、第２層の処理として、受信データの先頭部分にあるＡＴＭヘッダが認識されてデータ部分から切り離され、更に、第３層の処理として、ＩＰヘッダが認識されてデータ部分から切り離され、最終的に、データ部分のみがアプリケーションによって認識されることになる。
【００２９】
結局、上述したデータ伝送経路において、第２．５層に相当するＭＰＬＳプロトコルの処理機能をもったルータＲ１３，Ｒ１４では、ＩＰヘッダを認識する第３層の処理を行うことなしに、第２．５層においてルーティング処理を実行することが可能になるため、より高速な転送処理が可能になる。もちろん、これらのルータが、第２．５層のＭＰＬＳプロトコルによるルーティング処理を行うことができないデータ（たとえば、ＭＰＬＳヘッダに応じた経路情報が、ＬＦＩＢ内に記述されていないようなデータ）を受信した場合には、更に、第３層の処理を実行し、通常どおり、ＩＰプロトコルによるルーティング処理が行われることになる。別言すれば、第３層のＩＰプロトコルによるルーティング処理機能と、第２．５層のＭＰＬＳプロトコルによるルーティング処理機能と、を併せもつルータは、受信したデータパケットについて、ＭＰＬＳプロトコルによるルーティング処理により回線選択がなされた場合には、当該選択された回線への送信を行い、ＭＰＬＳプロトコルによるルーティング処理により回線選択がなされなかった場合には、ＩＰプロトコルによるルーティング処理によって選択された回線への送信を行う機能を有していることになる。
【００３０】
図９は、ＩＰプロトコルによるルーティング処理機能とＭＰＬＳプロトコルによるルーティング処理機能とを併せもったルータＲの基本構成を示すブロック図である。図の一点鎖線で囲まれた部分が、このルータＲの構成要素になる。この例では、ルータＲには、データ入力用の回線Ａと、データ出力用の回線Ｘ，Ｙ，Ｚとが接続されている。ルータＲの役目は、回線Ａを介して伝送されてきたデータを受信し、その中身（ＩＰヘッダあるいはＭＰＬＳヘッダ）を調べ、ルーティングテーブルを参照することにより回線Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれかを選択し、受信したデータを選択された回線経由で別なルータへと送信することである。
【００３１】
図示のとおり、このルータＲは、入力インターフェイス１０、下位回線選択手段２０、下位ルーティングテーブル３０、上位回線選択手段４０、上位ルーティングテーブル５０、パケット送信手段６０、出力インターフェイス７１〜７３によって構成されている。なお、書替手段８０は、本発明に係る通信切替を行う際に用いられる構成要素であり、その動作については後述する。入力インターフェイス１０および出力インターフェイス７１〜７３は、第１層のデータと第２層のデータとの間の変換処理を行う働きをする。下位回線選択手段２０は、第２．５層のルーティング処理（ＭＰＬＳプロトコルによるルーティング処理）を実行する手段であり、下位ルーティングテーブル３０は、このルーティング処理において利用されるルーティングテーブル（ＬＦＩＢ）である。上位回線選択手段４０は、第３層のルーティング処理（ＩＰプロトコルによるルーティング処理）を実行する手段であり、上位ルーティングテーブル５０は、このルーティング処理において利用されるルーティングテーブル（ＩＰルーティングテーブル）である。このように、この実施形態における「上位」および「下位」なる文言は、「第３層のＩＰプロトコル」および「第２．５層のＭＰＬＳプロトコル」を意味している。
【００３２】
下位回線選択手段２０または上位回線選択手段４０によって実行されるルーティング処理の実体は、回線Ａから受信したデータパケットを、３つの回線Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれから送信するかを決定する処理、すなわち、出力経路となる回線を選択する処理である。実際には、回線自体を選択する代わりに、回線に接続されている出力インターフェイスを選択する処理が行われる。別言すれば、下位回線選択手段２０または上位回線選択手段４０による選択処理によって、出力インターフェイス７１，７２，７３のいずれかが選択されることになる。パケット送信手段６０は、下位回線選択手段２０または上位回線選択手段４０から与えられたデータを、選択されたいずれかの出力インターフェイスへと出力する処理を行う。
【００３３】
回線Ａを介して伝送されてきたデータ（第１層の物理的データ）は、入力インターフェイス１０によってルータＲ内に取り込まれ、ここで第２層の受信処理が行われる。すなわち、ＡＴＭヘッダが分離され、第２層のデータ部分が抽出される。続いて、この第２層のデータ部分は、下位回線選択手段２０へと送られ、第２．５層の受信処理が行われる。すなわち、ＭＰＬＳヘッダ（ラベル）が分離され、第２．５層のデータ部分が抽出される。ここで、下位回線選択手段２０は、ＭＰＬＳヘッダの内容に基いて、下位ルーティングテーブル（ＬＦＩＢ）３０を参照し、ＭＰＬＳプロトコルによるルーティング処理が実行可能であれば、これを実行する。一方、下位回線選択手段２０によるルーティング処理が実行不能であるときには、第２．５層のデータ部分は更に上位回線選択手段４０へと送られ、第３層の受信処理が行われる。すなわち、ＩＰヘッダが分離され、第３層のデータ部分が抽出される。ここで、上位回線選択手段４０は、ＩＰヘッダの内容に基いて、上位ルーティングテーブル（ＩＰルーティングテーブル）５０を参照し、ＩＰプロトコルに基くルーティング処理を実行する。
【００３４】
このように、ルータＲには、下位プロトコルに基く回線選択を行うための下位ルーティングテーブル３０と、この下位ルーティングテーブルに基いて、受信したデータパケットを送信すべき回線を選択する下位回線選択手段２０と、上位プロトコルに基く回線選択を行うための上位ルーティングテーブル５０と、この上位ルーティングテーブル５０に基いて、受信したデータパケットを送信すべき回線を選択する上位回線選択手段４０と、が備わっており、上位プロトコルか下位プロトコルかのいずれかに基くルーティング処理が実行されることになる。ここで、入力インターフェイス１０に到達するデータは、図７に示すタイプのデータか、図８に示すタイプのデータか、のいずれかである。いずれのタイプのデータも、第３層には必ずＩＰヘッダが含まれているので、いずれのタイプのデータであっても、上位ルーティングテーブル５０を参照して、上位回線選択手段４０によるルーティング処理を実行することは可能である。ただ、上位回線選択手段４０によるルーティング処理は、下位回線選択手段２０によるルーティング処理が実行不能の場合に限り実行されることになるので、いずれのタイプのデータがきた場合にも、まず、下位ルーティングテーブル３０を参照した下位回線選択手段２０によるルーティング処理が優先的に試みられることになる。ここで、正しいルーティング処理が実行されなかった場合（たとえば、ＭＰＬＳヘッダが含まれていなかった場合や、ＭＰＬＳヘッダの内容に対応するルーティング情報が、下位ルーティングテーブル３０に記載されていなかったような場合）は、あらためて、上位ルーティングテーブル５０を参照した上位回線選択手段４０によるルーティング処理が実行されることになる。
【００３５】
下位回線選択手段２０によりルーティング処理が実行された場合、すなわち、受信したデータの行く先として、出力インターフェイス７１，７２，７３のいずれかを選択することができた場合は、送信対象となるデータに新たなＭＰＬＳヘッダを付加した第２．５層のデータパケットと、選択回線を示す情報とが、下位回線選択手段２０からパケット送信手段６０へと送られる。この場合、上位回線選択手段４０は何ら処理を行う必要はない。パケット送信手段６０は、これを選択された出力インターフェイスへと出力する。選択された出力インターフェイスでは、第２層の送信処理（ＡＴＭヘッダの付加）を行った後、これを第１層のデータとして、回線へと送り出す処理が行われる。以上の処理は、図６に示すルータＲ１３，Ｒ１４が行う転送処理に相当するものであり、ルータ内ではＩＰプロトコルによる処理は行われない。
【００３６】
一方、下位回線選択手段２０により正しいルーティング処理が実行されなかった場合、すなわち、受信したデータの行く先として、出力インターフェイス７１，７２，７３のいずれかを選択することができなかった場合は、データは上位回線選択手段４０へと送られ、ここで上位ルーティングテーブル５０を参照したＩＰプロトコルに基くルーティング処理が実行される。すなわち、第３層の受信処理により、ＩＰヘッダが分離され、第３層のデータ部分が抽出される。ここで、ＩＰヘッダの内容に基いて、上位ルーティングテーブル５０を参照し、出力インターフェイス７１，７２，７３のいずれかが選択される。続いて、送信対象となるデータに新たなＩＰヘッダを付加することにより第３層のデータパケットを作成する処理が行われ、更に、必要に応じて（送信先のルータがＭＰＬＳプロトコルに対応している場合には）、更にＭＰＬＳヘッダを付加することにより第２．５層のデータパケットを作成する処理が行われる。こうして作成されたデータパケットと選択回線を示す情報とが、上位回線選択手段４０からパケット送信手段６０へ送られる。パケット送信手段６０は、これを選択された出力インターフェイスへと出力する。選択された出力インターフェイスでは、第２層の送信処理（ＡＴＭヘッダの付加）を行った後、これを第１層のデータとして、回線へと送り出す処理が行われる。
【００３７】
結局、パケット送信手段６０は、受信したデータパケットについて、下位回線選択手段２０により回線選択がなされた場合には、下位回線選択手段２０により選択された回線への送信を行い、下位回線選択手段２０により回線選択がなされなかった場合には、上位回線選択手段４０により選択された回線への送信を行うことになる。なお、上述の実施形態では、ＡＴＭを第２層のプロトコルとして用いているが、本発明を実施する上で、第２層のプロトコルをＡＴＭに限定する必要はない。たとえば、ＳＯＮＥＴやＳＤＨといったＯＳＩモデルの第２層に相当するプロトコルや、ＭＰＬＳ層と物理層との間に介在するプロトコルであれば、どのようなプロトコルを第２層のプロトコルとして用いてもかまわない。
【００３８】
このように、ＩＰプロトコルによるルーティング処理機能とＭＰＬＳプロトコルによるルーティング処理機能を併せもったルータは、ＩＰプロトコルに基くルーティング処理機能のみをもったルータに比べて、ＭＰＬＳプロトコルを利用した高速な転送処理能力を発揮することができるが、ルータ自体の製造コストが高いため、現時点では、主として、通信業者内でのデータ転送用ルータとして利用されている。もっとも、将来はコストダウンにより、更なる普及が期待される。
【００３９】
本発明の主眼は、このＩＰプロトコルとＭＰＬＳプロトコルのように、階層構造をもった２つの通信プロトコルに応じた回線選択機能を有するルータの特性を巧みに利用し、ルータ間を定常的に接続する常時回線と、ルータ間を一時的に接続する一時回線と、を適宜使い分けながら、安定した動作が可能になるパケット通信網を実現することにある。以下、その手法を詳述する。
【００４０】
§３．本発明に係る通信経路切替方法
本発明では、図９に示すルータＲのように、階層構造をもった２つの通信プロトコルに応じた回線選択機能を有するルータを利用することにより、ルータ間を定常的に接続する常時回線と、ルータ間を一時的に接続する一時回線と、を適宜切り替える運用が可能になる。そのために、本発明では、次のような方法を採る。まず、上位ルーティングテーブル５０には、常時回線を利用した経路とともに、一時回線を利用した経路を示す経路情報を書き込んでおくようにする。ただし、常時回線を利用した経路の方が一時回線を利用した経路よりも優先的に選択されるような情報を書き込んでおくようにする。また、新たに書替手段８０を設け、この書替手段８０内には、下位プロトコルに基いて一時回線を利用する経路を示す一時的経路情報を用意しておく。そして、一時回線を利用した通信経路を有効にする際には、下位ルーティングテーブル３０に対して、書替手段８０から一時的経路情報を書き込むようにすればよい。逆に、一時回線を利用した通信経路を無効にする際には、書替手段８０によって、下位ルーティングテーブル３０から、一時的経路情報を消去する処理を行うようにすればよい。
【００４１】
このような処理を行えば、上位ルーティングテーブル５０内には、一応、常時回線と一時回線との双方が常に存在する旨の経路情報が用意されている状態になるので、一時回線を利用する際にも、何ら矛盾が生じることはない。すなわち、一時回線を通る経路を利用した場合であっても、当該経路は、上位ルーティングテーブル上に記述されている正規の経路であり、上位プロトコル（この例では、ＩＰプロトコル）上は何ら支障は生じない。しかも、上位ルーティングテーブル５０内のこのような経路情報は、常時回線を利用した経路の方が一時回線を利用した経路よりも優先的に選択されるような情報となっているため、上位プロトコル上でルーティング処理が実行される限りにおいては、常時回線を利用した経路が優先的に選択されることになり、一時回線を利用した経路が選択されることはない。一時回線を利用した経路が選択されるのは、下位ルーティングテーブル３０内に書き込まれた一時的経路情報に基いて、下位プロトコル（この例では、ＭＰＬＳプロトコル）上でルーティング処理が実行される場合に限られる。したがって、下位ルーティングテーブル３０に、一時的経路情報を書き込んだり、消去したりすることにより、一時回線を利用した通信経路を有効にしたり無効にしたり切り替えることが可能になる。切替に際しては、上位ルーティングテーブル５０の書替処理は必要ないので、常に安定した動作が可能になる。
【００４２】
以下、このような通信経路切替方法の手順を、具体例に即して説明する。図１０は、図１に示すパケット通信網において、各ルータＲ１〜Ｒ５内に用意されるＩＰルーティングテーブル（図９に示す上位ルーティングテーブル５０）の具体的内容を示す図である。各ルータのアイコンについての吹き出しの中に記述されたテーブルが、個々のルータのＩＰルーティングテーブルである。このテーブルにおいて、「Ｄｓｔ　」なる欄に記載されているルータ名が、行き先となるルータ名を示しており、「Ｎｅｘｔ」なる欄に記載されているインターフェイス名が、ルーティング処理の結果として選択されるべき出力インターフェイスの名を示しており、「Ｃｏｓｔ」なる欄に記載されている数字が、個々の出力インターフェイスに対応する経路の選択基準となる優先度を示している。この例では、値の小さい経路ほど優先的に選択されるような優先度が定義されており、具体的には、個々の経路のホップ数に相当する値が優先度として定義されている。
【００４３】
たとえば、ルータＲ５に、何らかのデータパケットが到着した場合を考える。このデータパケットからＩＰヘッダを抽出して行き先を調べたところ、「ルータＲ１」が行き先として指定されていたとしよう。この場合、図１０の左上の吹き出しに示されているルータＲ５についてのＩＰルーティングテーブルにおいて、「Ｄｓｔ　」欄から、行き先として指定された「Ｒ１」を参照すると、「Ｎｅｘｔ」欄にインターフェイス「ＩＦ２」、「Ｃｏｓｔ」欄に「１」なる優先度が定義されており、ルーティング処理の結果、当該データパケットの出力先として、インターフェイスＩＦ２（回線Ｌ１）が選択されることになる。なお、図示のルーティングテーブルの例では、行き先が「Ｒ１」となる経路は、回線Ｌ１を通る１種類の経路だけしか示されていないが、たとえば、回線Ｌ４，Ｌ５を経る別な経路（ルータＲ４を中継してルータＲ１に至る経路）が定義されていた場合には、当該別な経路についての「Ｎｅｘｔ」欄は「ＩＦ１」となり、「Ｃｏｓｔ」欄の優先度は「２」となる。これは、回線Ｌ１を通る経路のホップ数が１であるのに対し、回線Ｌ４，Ｌ５を通る別な経路のホップ数が２になるためである。このようなホップ数による優先度は、値の小さい経路ほど優先的に選択されるような優先度であり、複数の経路がテーブル上に記載されている場合には、基本的には、ホップ数の小さな経路が優先的に選択されることになる。
【００４４】
さて、図１０に示されている６本の回線Ｌ１〜Ｌ６は、いずれも常時回線であったが、ここでは、この６本の常時回線Ｌ１〜Ｌ６に加えて、更に、２本の一時回線Ｌ７，Ｌ８を利用する運用形態を考えてみよう。この場合、全回線は、図４に示すように、回線Ｌ１〜Ｌ８の全８本ということになるが、一時回線Ｌ７は、図２に示すように、９：００〜１８：００の時間帯のみ利用することができる時間貸し回線であり、一時回線Ｌ８は、図３に示すように、２３：００〜６：００の時間帯のみ利用することができる時間貸し回線であるものとする。このような場合、取りあえず、各ルータＲ１〜Ｒ５には、図１１に示すようなＩＰルーティングテーブルを用意しておくようにする。図１１に示すルーティングテーブルは、図１０に示すルーティングテーブルに、次の４つの経路情報を付加したものである。第１の経路情報は、ルータＲ５のルーティングテーブルに追加した「Ｒ３／ＩＦ３／９９９」なる情報であり、一時回線Ｌ７を通って、ルータＲ５からＲ３へ至る経路に関する情報である。第２の経路情報は、ルータＲ３のルーティングテーブルに追加した「Ｒ１／ＩＦ３／９９９」なる情報であり、一時回線Ｌ８を通って、ルータＲ３からＲ１へ至る経路に関する情報である。第３の経路情報は、ルータＲ３のルーティングテーブルに追加した「Ｒ５／ＩＦ２／９９９」なる情報であり、一時回線Ｌ７を通って、ルータＲ３からＲ５へ至る経路に関する情報である。第４の経路情報は、ルータＲ１のルーティングテーブルに追加した「Ｒ３／ＩＦ４／９９９」なる情報であり、一時回線Ｌ８を通って、ルータＲ１からＲ３へ至る経路に関する情報である。
【００４５】
この４つの経路情報を追加することにより、ＩＰプロトコル上は、一時回線Ｌ７，Ｌ８も、常時回線Ｌ１〜Ｌ６と同等の取り扱いになる。すなわち、ＩＰルーティングテーブル上では、常時回線Ｌ１〜Ｌ６と一時回線Ｌ７，Ｌ８との双方が常に存在する旨の経路が定義された状態になる。もっとも、一時回線Ｌ７，Ｌ８については、実際には、所定の時間帯だけ存在する仮想の経路ということになる。ここで留意すべき点は、仮想の経路として定義された一時回線Ｌ７，Ｌ８についての優先度が「９９９」になっている点である。前述のように、この優先度は、ホップ数に相当する値であるが、一時回線に関しては、実際のホップ数とは異なる値となっている。これは、常時回線を利用した経路の方が一時回線を利用した経路よりも優先的に選択されるようにするための配慮である。すなわち、常時回線のみを利用した経路の優先度としては、原則どおり、当該経路のホップ数に相当する値を設定するようにするが、一時回線の利用を含む経路の優先度としては、設定可能な最大ホップ数に相当する値を設定することにより、常時回線を利用した経路の方が一時回線を利用した経路よりも優先的に選択されるようにしているのである。この例では、その仕様上、ホップ数の最大値が「９９９」であるため、一時回線Ｌ７，Ｌ８を利用した経路についての優先度は「９９９」に設定されている。これは、一時回線Ｌ７，Ｌ８は、ＩＰプロトコル上、一応、仮想の経路として定義されているものの、ＩＰプロトコルによる経路選択では、決して選択されることのない経路になっていることを意味する。
【００４６】
なお、上位ルーティングテーブルに書き込む経路情報としては、必ずしもホップ数に相当する情報を優先度を示す値として用いる必要はなく、個々の経路の選択基準となる値であれば、どのような値を優先度を示す値として用いるようにしてもよい。要するに、一時回線を利用した経路の優先度が、常時回線を利用した経路の優先度よりも低く設定されるようにすれば、どのような値を優先度を示す値として用いてもかまわない。
【００４７】
このように、一時回線Ｌ７，Ｌ８は、優先度「９９９」が設定されていることにより、ＩＰプロトコル上では実際に選択されることはないが、名目的には、ＩＰプロトコル上で有効に定義された経路を構成することになり、ＩＰプロトコルを基本プロトコルとするパケット通信網上、これらの経路を利用することに何ら不整合は生じないようになる。また、６本の常時回線Ｌ１〜Ｌ６と、２本の時間貸し一時回線Ｌ７，Ｌ８と、を用いた運用形態を続ける限りは、図１１に示す各ＩＰルーティングテーブルの内容を変更する必要はない。前述したように、図１１に示されている５つのルータＲ１〜Ｒ５は、インターネットの一部を構成するパケット通信網にすぎず、実際には、これらの各ルータには、図示されていない多数のルータが接続されていることになる。そして、これら５つのルータＲ１〜Ｒ５内に書き込まれたルーティングテーブルの内容は、ＯＳＰＦなどのプロトコルによる動的経路制御機能により、図示されていない他のルータへと伝播することになる。このため、ＩＰルーティングテーブルの書き替えを頻繁に行うと、パケット通信網のシステム全体を不安定にする要因になり好ましくないことは既に述べたとおりである。本発明の場合、上述のように、６本の常時回線Ｌ１〜Ｌ６と、２本の時間貸し一時回線Ｌ７，Ｌ８と、を用いた運用形態を続ける限りは、各ＩＰルーティングテーブルの内容を変更する必要はないため、安定したシステム運用が可能になる。
【００４８】
実用上は、６本の常時回線Ｌ１〜Ｌ６を利用した経路情報をＩＰルーティングテーブルに書き込む際には、ＯＳＰＦなどの動的経路制御機能を利用して、ルータ間通信によって収集されたデータに基いて自動的に作成された情報を書き込むようにし、２本の一時回線Ｌ７，Ｌ８を利用した経路情報をＩＰルーティングテーブルに書き込む際には、オペレータ自身が手作業で作成した情報を書き込むようにすればよい。一時回線Ｌ７，Ｌ８は、時間帯によっては物理的に存在しない回線になるため、これらの経路情報をＯＳＰＦなどのプロトコルで自動収集すると支障が生じるおそれがあるが、オペレータ自身が手作業で書き込むようにすれば、そのような支障は生じない。具体的な方法としては、静的経路情報を書き込むようにする方法や、一時回線の隣接ルータ間にてＩＰトンネルを作る方法がある。
【００４９】
本発明の特徴は、回線の時間帯による切替は、下位ルーティングテーブル、すなわち、各ルータ内のＬＦＩＢの書き替え（書き込みと消去）によって行う点である。ここでは、まず、図１に示すように、常時回線のみを利用した運用を行う時間帯、すなわち、６：００〜９：００および１８：００〜２３：００の時間帯に、各ルータ内に用意されるＬＦＩＢの内容を示しておく。図１２は、この時間帯における各ルータＲ１〜Ｒ５に書き込まれているＬＦＩＢの内容を示す図である。ここでは、説明の便宜上、常時回線のみを経由する経路情報の表示は省略する。図１２に示す各ＬＦＩＢの内容は、いずれも「………」となっているが、これはルータＲ１〜Ｒ５の相互間のルーティング処理上、一時回線に関連するＭＰＬＳプロトコルにおける経路情報が全くないことを示している。なお、通常、常時回線を経由する経路についてのＬＦＩＢの内容は、オペレータが一部を手作業で設定すると、必要に応じてＩＰルーティングテーブルを利用した情報交換が行われ、すべての設定が完了する。
【００５０】
次に、一時回線Ｌ７を利用した運用を行う時間帯、すなわち、９：００〜１８：００の時間帯に、各ルータ内に用意されるＬＦＩＢの経路情報を図１３に示す。ここで、この経路情報の各項目を簡単に説明しておくと、「Ｉｎ　Ｌａｂｅｌ」なる欄に記載されている数字および「Ｏｕｔ　Ｌａｂｅｌ　」なる欄に記載されている数字は、ＭＰＬＳプロトコルにおいて付加されるラベル（ＭＰＬＳヘッダ）であり、「Ｐｒｅｆｉｘ」なる欄に記載されているルータ名が、行き先となるルータ名を示しており、「ＩＦ」なる欄に記載されているインターフェイス名が、ルーティング処理の結果として選択されるべき出力インターフェイスの名を示している。図１２に示す経路情報との相違は、ルータＲ５のＬＦＩＢおよびルータＲ３のＬＦＩＢにそれぞれ２行ずつ、一時回線Ｌ７に関連した経路情報（ＬＳＰ：Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈｅｄ　Ｐａｔｈ）が付加されている点である。
【００５１】
まず、ルータＲ５のＬＦＩＢの１行目に付加された「−（ラベル無しを示す）／３／Ｒ３／ＩＦ３」なる経路情報は、行き先が「Ｒ３」であるようなラベル無しのデータパケットが来たら、「３」なるラベルを付加した上で、出力インターフェイスＩＦ３から出力せよ、なる意味である。また、ルータＲ５のＬＦＩＢの２行目に付加された「８／−（ラベル無しを示す）／Ｒ５／ＩＦ０」なる経路情報は、行き先が「Ｒ５」（自分自身）であるようなラベル「８」のデータパケットが来たら、ラベルを付加しないで、出力インターフェイスＩＦ０から出力せよ、なる意味である。ここで、出力インターフェイスＩＦ０は、図示されていないが、ルータＲ５自身に接続されたホスト（端末装置）へデータを送信するためのインターフェイスである。
【００５２】
一方、ルータＲ３のＬＦＩＢの１行目に付加された「−（ラベル無しを示す）／８／Ｒ５／ＩＦ２」なる経路情報は、行き先が「Ｒ５」であるようなラベル無しのデータパケットが来たら、「８」なるラベルを付加した上で、出力インターフェイスＩＦ２から出力せよ、なる意味である。また、ルータＲ３のＬＦＩＢの２行目に付加された「３／−（ラベル無しを示す）／Ｒ３／ＩＦ０」なる経路情報は、行き先が「Ｒ３」（自分自身）であるようなラベル「３」のデータパケットが来たら、ラベルを付加しないで、出力インターフェイスＩＦ０から出力せよ、なる意味である。ここで、出力インターフェイスＩＦ０は、図示されていないが、ルータＲ３自身に接続されたホスト（端末装置）へデータを送信するためのインターフェイスである。
【００５３】
いま、ルータＲ５に対して、図示されていない別なルータから何らかのデータパケットが到着し、そのＭＰＬＳヘッダを調べたところ、ラベル（ＭＰＬＳヘッダ）は無しであったとしよう。この場合、ＩＰヘッダに含まれている行き先ルータの情報を参照する処理が行われる。参照の結果、行き先がルータＲ３であったとすると、図１３に示すＬＦＩＢ（Ｒ５）の１行目に記載された経路情報に基いて、「３」なるラベル（ＭＰＬＳヘッダ）を付加して出力インターフェイスＩＦ３から出力するルーティング処理が実行されることになる。このようなルーティング処理は、ＩＰプロトコルではなく、ＭＰＬＳプロトコルに基くものである。前述したとおり、図９に示すルータＲでは、下位回線選択手段２０においてＭＰＬＳプロトコルによるルーティング処理が実施されると、上位回線選択手段４０におけるＩＰプロトコルによるルーティング処理は実行されず、ＭＰＬＳプロトコルによるルーティング処理によって選択された出力インターフェイスが選択されることになる。したがって、上述の例の場合も、ＩＰプロトコルによるルーティング処理では選択されることがない一時回線Ｌ７が、ＭＰＬＳプロトコルによって選択され、隣接ルータＲ３への伝送が行われることになる。
【００５４】
さて、こうして、ルータＲ５から一時回線Ｌ７を介して送信されたデータパケットは、ルータＲ３で受信され、ラベル（ＭＰＬＳヘッダ）が調べられる。すると、ラベル「３」が付加されているので、図１３に示すＬＦＩＢ（Ｒ３）の２行目に記載された経路情報に基いて、当該データパケットを、ラベルを付加しないで、出力インターフェイスＩＦ０から、自分自身に接続されたホストへと送信する処理が行われる。この場合、ホストとなる端末装置は、ＭＰＬＳプロトコルには対応していないので、出力インターフェイスＩＦ０からの出力は、ＩＰプロトコルに基づいて行われることになる。
【００５５】
逆に、ルータＲ３に対して、図示されていない別なルータから何らかのデータパケットが到着し、そのＭＰＬＳヘッダを調べたところ、ラベルは無しであるが、ＩＰヘッダ内の行き先がルータＲ５であったとすると、図１３に示すＬＦＩＢ（Ｒ３）の１行目に記載された経路情報に基いて、「８」なるラベルを付加して出力インターフェイスＩＦ２から出力するルーティング処理が実行されることになる。こうして、ルータＲ３から一時回線Ｌ７を介して送信されたデータパケットは、ルータＲ５で受信され、ＭＰＬＳヘッダが調べられる。すると、ラベル「８」が付加されているから、図１３に示すＬＦＩＢ（Ｒ５）の２行目に記載された経路情報に基いて、当該データパケットを、ラベルを付加しないで、出力インターフェイスＩＦ０から、自分自身に接続されたホストへと送信する処理が行われる。
【００５６】
続いて、一時回線Ｌ８を利用した運用を行う時間帯、すなわち、２３：００〜６：００の時間帯に、各ルータ内に用意されるＬＦＩＢの経路情報を図１４に示す。図１２に示す経路情報との相違は、ルータＲ１のＬＦＩＢおよびルータＲ３のＬＦＩＢにそれぞれ２行ずつ、一時回線Ｌ８に関連した経路情報が付加されている点である。この例では、ルータＲ１に対して、図示されていない別なルータから何らかのデータパケットが到着し、そのＭＰＬＳヘッダを調べたところ、ラベルは無しであるが、ＩＰヘッダ内の行き先がルータＲ３であったとすると、図１４に示すＬＦＩＢ（Ｒ１）の１行目に記載された経路情報に基いて、「４」なるラベルを付加して出力インターフェイスＩＦ３から出力するルーティング処理が実行される。こうして、一時回線Ｌ８を通して伝送されたデータパケットは、ルータＲ３で受信され、ＭＰＬＳヘッダが調べられる。すると、ラベル「４」が付加されているので、図１４に示すＬＦＩＢ（Ｒ３）の２行目に記載された経路情報に基いて、当該データパケットを、ラベルを付加しないで、出力インターフェイスＩＦ０から、自分自身に接続されたホストへと送信する処理が行われる。
【００５７】
逆に、ルータＲ３に対して、図示されていない別なルータから何らかのデータパケットが到着し、そのＭＰＬＳヘッダを調べたところ、ラベルは無しであるが、ＩＰヘッダ内の行き先がルータＲ１であったとすると、図１４に示すＬＦＩＢ（Ｒ３）の１行目に記載された経路情報に基いて、「７」なるラベルを付加して出力インターフェイスＩＦ３から出力するルーティング処理が実行されることになる。こうして、ルータＲ３から一時回線Ｌ８を介して送信されたデータパケットは、ルータＲ１で受信され、ＭＰＬＳヘッダが調べられる。すると、ラベル「７」が付加されているので、図１４に示すＬＦＩＢ（Ｒ１）の２行目に記載された経路情報に基いて、当該データパケットを、ラベルを付加しないで、出力インターフェイスＩＦ０から、自分自身に接続されたホストへと送信する処理が行われる。
【００５８】
以上、最終的な目的地が、ルータＲ１〜Ｒ５のうちのいずれかになる例について、ＬＦＩＢを参照したルーティング処理を説明したが、ルータＲ１〜Ｒ５からなるパケット通信網を中継して、図示されていないルータから、図示されていない別なルータへと伝送されるべきデータパケットについても、ほぼ同様のルーティング処理により、一時回線を利用した転送が可能である。たとえば、ルータＲ１のＬＦＩＢに、「２／９／Ｒ９／ＩＦ９」なる経路情報が書き込まれており、ルータＲ３から一時回線Ｌ８経由で送られてきたデータパケットのラベルが「２」であった場合、ラベルを「２」から「９」に貼り替え、図示されていない出力インターフェイスＩＦ９から、図示されていない外部のルータＲ９へ向けてデータパケットの出力が行われることになる。
【００５９】
結局、各ルータ内のＬＦＩＢの内容は、基本的には、図１２に示すような状態にしておき、毎日、９：００になったら、図１３に示すような内容に書き替え（一時回線Ｌ７に関する経路情報を付加する）、１８：００になったら、再び図１２の状態に戻し（一時回線Ｌ７に関する経路情報を消去する）、２３：００になったら、図１４に示すような内容に書き替え（一時回線Ｌ８に関する経路情報を付加する）、６：００になったら、再び図１２の状態に戻す（一時回線Ｌ８に関する経路情報を消去する）、という処理を実行すれば、所期の目的は達成されることになる。このような一時回線を利用した通信経路を有効または無効に切り替える際のＬＦＩＢ（下位ルーティングテーブル）に対する一時的経路情報の書き込みまたは消去動作は、書替手段８０にタイマー機能をもたせておき、所定の時刻ごとに自動的に行うようにすればよい。図９に示す例では、書替手段８０は、ルータＲの外部に設けられた構成要素となっているが、もちろん、書替手段８０をルータＲの内部構成要素にしてもかまわない。
【００６０】
ＩＰプロトコルは、インターネットなどのパケット通信網の全体にわたるグローバルなプロトコルであるため、ＩＰルーティングテーブルを頻繁に書き替えることは、システムの安定性を損なう要因になり好ましくない。これに対して、ＭＰＬＳプロトコルは、通常、インターネットなどのパケット通信網の一部で、特定の通信業者によって利用されるプロトコルであり、ＬＦＩＢの内容を他のルータへと伝播させるような運用が行われたとしても、その範位は限定的なので、ＬＦＩＢを頻繁に書き替えても重大な支障は生じない。また、ＭＰＬＳプロトコルは、ＩＰプロトコルの下位プロトコルであるが、ＩＰプロトコル上、一時回線は常時回線と同様に、常に正規に定義された回線となっているため、一時回線用のインターフェイスは常に起動状態を維持し、下位プロトコルであるＭＰＬＳプロトコルによって、一時回線用のインターフェイスを起動し、これを利用する処理を行っても、何ら階層上の不整合は生じることがない。
【００６１】
【発明の効果】
以上のとおり本発明によれば、ルータ間を定常的に接続する常時回線と、ルータ間を一時的に接続する一時回線と、を適宜使い分けながら、安定した動作が可能になるパケット通信網を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】５つのルータＲ１〜Ｒ５と、６本の常時回線Ｌ１〜Ｌ６と、によって構成される単純なＩＰパケット通信網を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＩＰパケット通信網に、更に、一時回線Ｌ７を加えた状態を示すブロック図である。
【図３】図１に示すＩＰパケット通信網に、更に、一時回線Ｌ８を加えた状態を示すブロック図である。
【図４】図１に示すＩＰパケット通信網に、更に、一時回線Ｌ７，Ｌ８の双方を加えた状態を示すブロック図である。
【図５】ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルに定義された全７層の通信プロトコルを示す図である。
【図６】一部にラベル・スイッチング技術を採り入れたＩＰパケット通信網におけるＩＰパケットの伝送手順を示す図である。
【図７】第３層、第２層、第１層で作成されるデータパケットの構成を示す図である。
【図８】第３層、第２．５層、第２層、第１層で作成されるデータパケットの構成を示す図である。
【図９】ＩＰプロトコルとＭＰＬＳプロトコルとの双方に対応したルータの構成を示すブロック図である。
【図１０】常時回線のみについてのＩＰルーティングテーブルを示す図である。
【図１１】常時回線および一時回線についてのＩＰルーティングテーブルを示す図である。
【図１２】常時回線のみを利用する場合のＬＦＩＢの内容を示す図である。
【図１３】常時回線と一時回線Ｌ７を利用する場合のＬＦＩＢの内容を示す図である。
【図１４】常時回線と一時回線Ｌ８を利用する場合のＬＦＩＢの内容を示す図である。
【符号の説明】
１０…入力インターフェイス
２０…下位回線選択手段
３０…下位ルーティングテーブル（ＬＦＩＢ）
４０…上位回線選択手段
５０…上位ルーティングテーブル（ＩＰルーティングテーブル）
６０…パケット送信手段
７１〜７３…出力インターフェイス
８０…書替手段
Ａ…回線
ＩＦ１〜ＩＦ４…インターフェイス
Ｌ１〜Ｌ６…常時回線
Ｌ７，Ｌ８…一時回線
Ｒ，Ｒ１〜Ｒ５，Ｒ１１〜Ｒ１５…ルータ
Ｔ１０，Ｔ２０…端末装置
Ｘ，Ｙ，Ｚ…回線
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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