(57)【要約】【課題】上位レイヤネットワークでのトラフィック量及び下位レイヤネットワークの資源利用状況に応じて、上位レイヤのトラフィックを失うことなく、下位レイヤパスの経路、及び容量を変更する技術を提供する。【解決手段】上位レイヤトラフィックを下位レイヤパスの各メンバーパスに振り分ける機能を備えたノード装置を有する階層化されたネットワークにおいて、上位レイヤトラフィック量から必要なメンバーパス本数を決定し、下位レイヤネットワーク資源利用状況を用いて前記必要な本数のメンバーパスの経路探索を行い、経路探索の結果及び既存メンバーパスの設定状況に応じて増設もしくは削除するメンバーパスを決定し、増設を要するメンバーパスの増設を行い、増設したメンバーパスへの上位レイヤトラフィックの配分と、削除を要するメンバーパスからのトラフィックの排除及び配分を行い、削除を要するメンバーパスを削除する。【選択図】  図２
2005020572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位レイヤトラフィックを下位レイヤパスの各メンバーパスに振り分ける機能を備えたノード装置を有する階層化されたネットワークにおいて、上位レイヤトラフィック量と下位レイヤネットワークの資源利用状況に応じて、メンバーパスの増設、減設、経路変更、及びメンバーパスに対する上位レイヤトラフィックの分配を行うことにより、上位レイヤトラフィックを失うことなく、下位レイヤパスの経路及び容量を変更する方法であって、
上位レイヤトラフィック量と、下位レイヤネットワーク資源利用状況を取得するステップと、
上位レイヤトラフィック量から必要なメンバーパス本数を決定するステップと、
下位レイヤネットワーク資源利用状況を用いて前記必要な本数のメンバーパスの経路探索を行い、経路探索の結果及び既存メンバーパスの設定状況に応じて増設もしくは削除するメンバーパスを決定するステップと、
増設を要するメンバーパスの増設を行い、増設したメンバーパスへの上位レイヤトラフィックの配分と、削除を要するメンバーパスからのトラフィックの排除及び配分を行い、削除を要するメンバーパスを削除するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記増設もしくは削除するメンバーパスを決定するステップにおいて、
既存のメンバーパスがＮ本（Ｎは自然数）であり、上位レイヤトラフィックに応じた必要なメンバーパス本数がＮ＋Ｍ本（Ｍは整数、Ｎ≧−Ｍ）である場合に、前記経路探索の結果得られたメンバーパスの経路と、既存のメンバーパスの経路とを比較し、増設するメンバーパスの本数ｈ（ｈは自然数）及び経路と、削除するメンバーパスの本数（Ｍ−ｈ）及び経路を決定する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記メンバーパスの増設及び削除をノード装置間シグナリングを用いて行うとともに、
メンバーパス増設を明示するための情報、メンバーパス削除を明示するための情報、又はメンバーパス経路を変更するための情報、及び、上位レイヤトラフィックをメンバーパスに配分することを指示する情報をシグナリングメッセージに内包する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記メンバーパスの増設の場合に、
メンバーパスの始点もしくは終点ノードにおいて、下位レイヤ管理制御手段がメンバーパス設定のためのシグナリングメッセージを受信すると、メッセージから必要な情報を抽出し、
上位レイヤ管理制御手段に対して、上位レイヤトラフィックの移動及び配分を要求するメッセージを送出し、上位レイヤ管理制御手段はその要求メッセージを受けて、設定したメンバーパスに上位レイヤトラフィックの移動及び配分を行うように制御を行う請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記メンバーパスの削除の場合に、
メンバーパスの始点もしくは終点ノードにおいて、上位レイヤ管理制御手段に上位レイヤトラフィックの移動及び配分を要求するメッセージを送出し、上位レイヤ管理制御手段の制御により上位レイヤトラフィックの、削除を要するメンバーパスからの排除及び他メンバーパスへの分配が完了した後に、上位レイヤ管理制御手段から下位レイヤ管理制御手段に完了通知を送出し、その通知を受けて下位レイヤ管理制御手段はメンバーパスを削除するシグナリングメッセージを送出してネットワークにおけるメンバーパスを削除する請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記メンバーパスの経路変更の場合に、
メンバーパスの始点もしくは終点ノードにおいて、メンバーパス設定のためのシグナリングメッセージを受信後に、そのメッセージから上位レイヤトラフィックの移動及び分配に必要な情報を抽出し、上位レイヤ管理制御手段に対して、上位レイヤトラフィックの移動及び配分を要求するメッセージを送出し、
上位レイヤ管理制御手段は、その要求メッセージを受信し、設定したメンバーパスに対する上位レイヤトラフィックの移動及び分配、削除を要するメンバーパスからの上位レイヤトラフィックの排除及び再配分を完了した後に、下位レイヤ管理制御手段に通知を行い、下位レイヤ管理制御手段はその通知を受けて、メンバーパスを削除するシグナリングメッセージを送出することによりネットワークにおけるメンバーパスを削除する請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記ノード装置間シグナリングにおいて、
シグナリングメッセージ中に、上位レイヤトラフィックの転送先下位レイヤパスの変更を指示する情報を内包することにより拡張した、ＲＳＶＰ−ＴＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、ＣＲ−ＬＤＰ（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ  Ｂａｓｅｄ−Ｌａｂｅｌ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＰＮＮＩ、ＬＤＰ、又はＯＮＮＩシグナリングプロトコルを用いる請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記下位レイヤネットワーク内にＮＭＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）を設置し、当該ＮＭＳが前記経路探索及び増設もしくは削除するメンバーパスの決定を行い、更に、前記メンバーパスの増設及び削除を当該ＮＭＳとノード装置間におけるシグナリングを用いて行い、
当該ＮＭＳと、前記ノード装置との間のシグナリングメッセージ中にメンバーパス増設を明示するための情報、メンバーパス削除を明示するための情報、又はメンバーパス経路を変更するための情報、及び、上位レイヤトラフィックをメンバーパスに配分することを指示する情報を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記上位レイヤトラフィックは、ＩＰパケット、イーサネット（登録商標）フレーム、ファイバチャネルフレーム、フレームリレーフレーム、ＡＴＭセル、Ｘ．２５パケットのうちのいずれかである請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記下位レイヤパスは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０７準拠のＶＣ−３、ＶＣ−４パス、Ｇ．７０９ベースのＯＣｈパス、ＡＴＭのＶＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐａｔｈ）、ＶＣ（ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、又は、ＭＰＬＳ又はＧＭＰＬＳに規定される（Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｐａｔｈ）のうちのいずれかである請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記下位レイヤパスは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０７、Ｇ．７０９準拠のＶＣ−３ｘｃ、ＶＣ−４ｘｃ、又は、ＯＤＵ−ｘｃバーチャルコンカチネーションパスのうちのいずれかである請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記下位レイヤパスにおいて、複数のメンバーパスを、ＬＣＡＳ（Ｌｉｎｋ  Ｃａｐａｃｉｔｙ  Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ  Ｓｃｈｅｍｅ）技術、又はＩＥＥＥ８０２．３ａｄ  Ｌｉｎｋ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ技術を用いて１本の大容量下位レイヤパスとして認識する請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ノード装置は、上位レイヤトラフィックが有する情報と、転送先メンバーパスとが対となった転送テーブルを有し、
前記上位レイヤトラフィックの配分において、転送テーブルに記載されているメンバーパスを変更することにより、転送先メンバーパスの変更を行う請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
上位レイヤトラフィック自身が所有する所定の情報を変数として、当該変数をハッシュ関数に代入することで、ハッシュ値を算出し、そのハッシュ値を前記上位レイヤトラフィックが有する情報として用いる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
上位レイヤトラフィック自身が所有する所定の情報は、
前記上位レイヤトラフィックがＩＰパケットの場合には、ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコル番号の全部又は一部を含む情報であり、
前記上位レイヤトラフィックがイーサネット（登録商標）フレームの場合には、イーサネット（登録商標）アドレス、ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコル番号の全部又は一部を含む情報であり、
前記上位レイヤトラフィックがＦＣフレームの場合には、ＷＷＮＮ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｐｏｒｔ  Ｎａｍｅ）、プロトコル番号、ＳＣＳＩ  ＩＤの全部又は一部を含む情報である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記経路探索において、経路探索に用いるネットワーク内のリンクコストを、リンクを使用するメンバーパスの本数を変数として動的に変化させるとともに、リンクの使用率をネットワーク内のノード装置に通知することで、当該ノード装置において、ネットワーク内のリソース使用状況を考慮した経路探索を行う請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記経路探索において、経路探索に用いるリンクコスト情報をネットワーク内に通知するプロトコルとして、ＯＳＰＦ−ＴＥ（Ｏｐｅｎ  Ｓｈｏｒｔｅｓｔ  Ｐａｔｈ  Ｆｉｒｓｔ  ｆｏｒ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、ＩＳ−ＩＳ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ−Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＯＳＰＦ又はＩＧＲＰ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｇａｔｅｗａｙ  Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いる請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記経路探索において、下位レイヤネットワーク内にポリシーサーバを設置し、当該サーバに下位レイヤネットワーク内のリンクコスト情報を保持し、
前記ネットワークのノード装置が、当該サーバと通信することで、経路情報を取得する請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記経路探索において、下位レイヤパスの始点ノードが、複数のメンバーパスの経路探索をメンバーパス１本ずつ行う場合に、
ネットワーク内で収集したリンクコスト情報を用いるとともに、先に探索したメンバーパスが通過するリンクのコストを、一定量引き上げることで、リンクコストに対して更に変更を加え、当該変更されたリンクコストを用いて、次のメンバーパスの経路を探索し、複数の異経路のメンバーパス経路を探索する請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
複数のメンバーパスに対する前記経路探索において、
下位レイヤネットワークを有向グラフとして認識し、始点ノードから終点ノードに向かって探索する場合には、メンバーパスの正の方向は始点ノードから終点ノードヘの向きであると定義し、前記有向グラフを用いて、メンバーパス経路を、そのネットワークコストを用いて探索するとともに、
探索したメンバーパスが通過したリンクのコストを、メンバーパスを設定した向きにはコストを一定値引き上げ、さらにメンバーパスの方向と逆向きの方向のリンクコストを負の値とし、当該変更されたリンクコストを用いて、次のメンバーパスの最短経路探索を行い、
その結果探索されたメンバーパスの経路が、先に探索したメンバーパスと、逆向きに交叉するリンクが存在する場合には、該当するリンクの両端に位置するノードにおいて、先に探索したメンバーパスの経路と、後に探索したメンバーパスの経路を交換し、複数の異経路メンバーパスの経路を同時に決定することで、複数のメンバーパス経路を同時に探索する請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記経路探索において、
ダイクストラ最短経路探索方法、ダイクストラ最短経路探索方法の拡張アルゴリズムであるＮｏｄｅ  Ｄｉｓｊｏｉｎｔ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ最短経路探索方法、又は、ダイクストラ最短経路探索方法の拡張アルゴリズムであるＬｉｎｋ  Ｄｉｓｊｏｉｎｔ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ最短経路探索方法を用いて複数の異経路メンバーパスを探索する請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
上位レイヤトラフィックを下位レイヤパスの各メンバーパスに振り分けるノード装置であって、
上位レイヤトラフィックを収容する上位レイヤトラフィック送受信部と、
上位レイヤトラフィックの振り分け及び転送を行う上位レイヤトラフィックスイッチ部と、
下位レイヤパスに上位レイヤトラフィックを収容する上位レイヤトラフィック収容部と、
メンバーパスを含む下位レイヤパスを終端する下位レイヤパス終端部と、
下位レイヤパスのクロスコネクションを行うクロスコネクトスイッチ部と、
上位レイヤトラフィックの振り分け及び転送を管理する上位レイヤトラフィック管理制御部と、
下位レイヤパスの設定、削除及び経路設定を行う下位レイヤパス管理制御部とを有し、
下位レイヤパス管理制御部と上位レイヤトラフィック管理制御部との間に通信回線を設け、当該通信回線を介して下位レイヤパス管理制御部は上位レイヤトラフィック管理制御部へ上位レイヤトラフィック配分要求を通知し、上位レイヤトラフィック管理制御部は下位レイヤパス管理制御部へメンバーパスの増設及び削除の要求を通知することを特徴とするノード装置。
【請求項２３】
前記ノード装置は、
上位レイヤトラフィックスイッチ部、上位レイヤトラフィック送受信部、及び上位レイヤトラフィック管理制御部を有する上位レイヤネットワークノードと、上位レイヤトラフィック収容部、下位レイヤパス終端部、クロスコネクトスイッチ部、及び下位レイヤパス管理制御部を有する下位レイヤネットワークノードとを分離して備え、
上位レイヤネットワークノードと下位レイヤネットワークノードとの間に、上位レイヤトラフィックが通る主信号線と、管理制御部間の制御信号が通る制御信号線を備える請求項２２に記載のノード装置。
【請求項２４】
前記上位レイヤトラフィック管理制御部は、上位レイヤトラフィックが有する情報と、転送先メンバーパスとが対となった転送テーブルを有し、
上位レイヤトラフィックスイッチ部は、当該転送テーブルを用いて前記上位レイヤトラフィックの配分を行う請求項２２に記載のノード装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変容量パスにおけるパス容量及びパス経路変更方法に係わり、特に、上位レイヤネットワークのトラフィック量及び下位レイヤネットワークの資源利用状況に応じて、下位レイヤパスの容量及び経路を変更する方法に関する。
【従来の技術】
近年、インターネットを始めとするデータ通信のトラフィックが急増している。このため、ネットワークには、多量のトラフィックを処理し、大容量伝送を行うため、大容量ネットワークノード装置、及び大容量リンク技術が必要となっている。
【０００２】
インターネットを代表とするＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークやイーサネット（登録商標）などのネットワークは、トラフィックを伝送するための下位レイヤネットワークとして、帯域固定の回線交換型ネットワークであるＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）を用いたネットワークを用いることが多い。ＳＤＨネットワークは、始点、終点を定め、パスを固定的に設定する方式を持つネットワークであり、一度パスを設定すると、ネットワーク内では常に一定の経路、及び容量が確保される。
【０００３】
最近、次世代の下位レイヤネットワーク技術としてＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術と、光スイッチによる光クロスコネクト技術を用いたフォトニックネットワークが実現間近となっている。上記ネットワークでは、フォトニックネットワークにおいて、始点ノードと終点ノードを定め光パスと呼ばれるパスを設定し、大容量で柔軟なネットワークを実現することをねらいとしているが、現在のところ始点・終点間における光パス容量は、ＳＤＨネットワークと同様の手法を用いて決定されており、光パス容量と光パス経路が固定されるため、非常にトラフィック変動の大きいＩＰトラフィックに対して、フォトニックネットワークにおける波長リソースを柔軟に使用できるとは言えず、結果として波長リソースの使用効率が上がらず、フォトニックネットワークにおける波長あたりのコストを下げることが難しい。
【０００４】
さて、フォトニックネットワークにおける波長リソースを有効利用し、波長あたりのコストを低減するために、可変容量リンク装置、及び可変容量リンク設定方法（例えば、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３参照）において可変容量リンク機構が提案されている。
【０００５】
この可変容量リンク機構では、上位レイヤにおいて、ＩＰ、イーサネット（登録商標）などのトラフィックを観測し、トラフィック量に合わせてフォトニックネットワークにおける光パスの容量を制御し、フォトニックネットワークにおける波長リソースを有効利用することが可能となる。
【０００６】
【非特許文献１】
「築島、高橋、岡崎、渡辺『フォトニックネットワークにおける可変容量光パスバーチャルコンカチネーション方式』２００２年  ３月２８日、電子情報通信学会総合大会，予稿集ｐ．５０２  」
【０００７】
【非特許文献２】
「岡崎、築島、渡辺、高橋『フォトニックネットワークにおける可変容量光パス方式の効果』２００２年  ８月  ２日、電子情報通信学会通信方式研究会，  予稿集  ｐｐ．４９−５４  」
【０００８】
【非特許文献３】
「岡崎、渡辺、築島、高橋、滝川『ＶＣＯＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐａｔｈ）  方式の評価』２００２年  ３月２８日、電子情報通信学会総合大会，  予稿集  ｐ．５０３」
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ネットワーク内のリソースを複数の光パスで共有し、ネットワーク全体としてリソース利用効率を上げるには、ネットワーク内のリソースを考慮したパス経路設定を行う必要があるが、ネットワーク内のリソースを異なる光パス間でどのように割り当てるかについての具体的な方法は提案されていなかった。
【００１０】
従来のＳＤＨネットワークにおいては、ネットワーク内のリソース利用効率を向上させるために、ネットワーク全体としてリソースの使用状況を最適化するために、パスの経路を定期的に変更して、ネットワーク内におけるパスの均等配分を実行するネットワーク再構成が行われている。
【００１１】
しかしながら、従来のＳＤＨネットワークでのネットワーク再構成では、ＳＤＨパスにトラフィックを収容するパス終端部においてパス経路の切替動作を行うため、パス経路の切替の際にトラフィックのロスが発生する。さらに、トラフィックのロスを防ぐためには、パスの切替に要する時間に応じて、パス終端部内に多量のバッファを設けなければならず、トラフィックロスの無いパス経路変更は、非常に高コストな方式となっている。
【００１２】
また、従来のＳＤＨネットワークにおけるパス経路の切替には、パス経路選択から実際にパス経路が切り替わるまでに、多数の人手と時間を要するため、最近のＩＰを主流とする、トラフィック量とトラフィックの経路が短時間のうちに動的に変化するようなトラフィック形態では、ネットワーク再構築の速度が、ネットワーク内に流入するＩＰトラフィックの変化速度に追いつかないという問題がある。
【００１３】
ここで、上記の可変容量リンク装置、及び可変容量リンク設定方法と、従来のＳＤＨネットワークにおけるネットワーク再構成手法とを組合せ、フォトニックネットワーク内において定期的にネットワーク再構成を行うことで、トラフィック量に合わせて光パス容量を増減するだけでなく、ネットワーク全体として資源の有効利用を図ることを考えた場合には、ＳＤＨネットワークにおけるパス経路切替方式では、ＩＰトラフィックの変動周期に対し、ネットワーク再構成の頻度が十分でなく、又、パス経路切替の際にトラフィックロスが発生するため、ＩＰトラフィックのスループット低下などの悪影響を与えることとなる。
【００１４】
また、トラフィックロスを防ぐため、フォトニックネットワークのパス終端部に多量のバッファを設けることは、そもそも、ネットワークリソースを有効利用し、コストを削減するという目的に反する。
【００１５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、上位レイヤネットワークでのトラフィック量及び下位レイヤネットワークの資源利用状況に応じて、上位レイヤのトラフィックを失うことなく、下位レイヤパスの経路、及び容量を変更する技術を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、上位レイヤトラフィックを下位レイヤパスの各メンバーパスに振り分ける機能を備えたノード装置を有する階層化されたネットワークにおいて、上位レイヤトラフィック量と下位レイヤネットワークの資源利用状況に応じて、メンバーパスの増設、減設、経路変更、及びメンバーパスに対する上位レイヤトラフィックの分配を行うことにより、上位レイヤトラフィックを失うことなく、下位レイヤパスの経路及び容量を変更する方法であって、上位レイヤトラフィック量と、下位レイヤネットワーク資源利用状況を取得するステップと、上位レイヤトラフィック量から必要なメンバーパス本数を決定するステップと、下位レイヤネットワーク資源利用状況を用いて前記必要な本数のメンバーパスの経路探索を行い、経路探索の結果及び既存メンバーパスの設定状況に応じて増設もしくは削除するメンバーパスを決定するステップと、増設を要するメンバーパスの増設を行い、増設したメンバーパスへの上位レイヤトラフィックの配分と、削除を要するメンバーパスからのトラフィックの排除及び配分を行い、削除を要するメンバーパスを削除するステップとを有する方法により解決される。
【００１７】
本発明によれば、増設等したメンバーパスを含む経路探索により決定したメンバーパスに対して上位レイヤトラフィックの配分を行うので、パス終端部においてパス経路の切替動作を行う従来のＳＤＨパスの場合の異なり、下位レイヤパスに収容する上位レイヤネットワークのトラフィックを失うことなくパス容量増減、及びパス経路変更を行うことが可能となる。これにより、パス容量増減、及びパス経路変更を、実際の上位レイヤトラフィック変動に合わせて、随時実行することが可能となる。
【００１８】
また、下位レイヤパスに収容する上位レイヤネットワークトラフィック量、及び下位レイヤネットワーク内における資源利用状況に合わせて、下位レイヤパス容量増減及び下位レイヤパス経路変更を実行することが可能となり、パス通信網におけるネットワーク資源を効率よく利用することが可能となる。
【００１９】
更に、経路探索のアルゴリズムを適宜選択することにより、下位レイヤパスを構成する全メンバーパスの経路を、メンバーパス本数に依存して同時に探索し、再設定することも出来るため、ネットワーク資源利用率の向上、且つ耐障害性の高い下位レイヤパスを設定することが可能となる。
【００２０】
前記増設もしくは削除するメンバーパスを決定するステップにおいて、既存のメンバーパスがＮ本（Ｎは自然数）であり、上位レイヤトラフィックに応じた必要なメンバーパス本数がＮ＋Ｍ本（Ｍは整数、Ｎ≧−Ｍ）である場合に、前記経路探索の結果得られたメンバーパスの経路と、既存のメンバーパスの経路とを比較し、増設するメンバーパスの本数ｈ（ｈは自然数）及び経路と、削除するメンバーパスの本数（Ｍ−ｈ）及び経路を決定する。
【００２１】
前記メンバーパスの増設及び削除は、ノード装置間シグナリングを用いて行うとともに、メンバーパス増設を明示するための情報、メンバーパス削除を明示するための情報、又はメンバーパス経路を変更するための情報、及び、上位レイヤトラフィックをメンバーパスに配分することを指示する情報をシグナリングメッセージに内包する。
【００２２】
上記のノード装置間シグナリングを用いてメンバーパスの増設を行う場合に、メンバーパスの始点もしくは終点ノードにおいて、下位レイヤ管理制御手段がメンバーパス設定のためのシグナリングメッセージを受信すると、メッセージから必要な情報を抽出し、上位レイヤ管理制御手段に対して、上位レイヤトラフィックの移動及び配分を要求するメッセージを送出し、上位レイヤ制御手段はその要求メッセージを受けて、設定したメンバーパスに上位レイヤトラフィックの移動及び配分を行うように制御を行う。
【００２３】
上記のノード装置間シグナリングを用いてメンバーパスの削除を行う場合には、メンバーパスの始点もしくは終点ノードにおいて、上位レイヤ管理制御手段に上位レイヤトラフィックの移動及び配分を要求するメッセージを送出し、上位レイヤ管理制御手段の制御により上位レイヤトラフィックの、削除を要するメンバーパスからの排除及び他メンバーパスへの分配が完了した後に、上位レイヤ管理制御手段から下位レイヤ管理制御手段に完了通知を送出し、その通知を受けて下位レイヤ管理制御手段はメンバーパスを削除するシグナリングメッセージを送出してネットワークにおけるメンバーパスを削除する。
【００２４】
上記のノード装置間シグナリングを用いてメンバーパスの経路変更を行う場合には、メンバーパスの始点もしくは終点ノードにおいて、メンバーパス設定のためのシグナリングメッセージを受信後に、そのメッセージから上位レイヤトラフィックの移動及び分配に必要な情報を抽出し、上位レイヤ管理制御手段に対して、上位レイヤトラフィックの移動及び配分を要求するメッセージを送出し、上位レイヤ管理制御手段は、その要求メッセージを受信し、設定したメンバーパスに対する上位レイヤトラフィックの移動及び分配、削除を要するメンバーパスからの上位レイヤトラフィックの排除及び再配分を完了した後に、下位レイヤ管理制御手段に通知を行い、下位レイヤ管理制御手段はその通知を受けて、メンバーパスを削除するシグナリングメッセージを送出することによりネットワークにおけるメンバーパスを削除する。
【００２５】
前記ノード装置間シグナリングでは、シグナリングメッセージ中に、上位レイヤトラフィックの転送先下位レイヤパスの変更を指示する情報を内包することにより拡張した、ＲＳＶＰ−ＴＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、ＣＲ−ＬＤＰ（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ  Ｂａｓｅｄ−Ｌａｂｅｌ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＰＮＮＩ、ＬＤＰ、又はＯＮＮＩシグナリングプロトコルを用いることができる。
【００２６】
本発明の方法において、前記下位レイヤネットワーク内にＮＭＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）を設置し、当該ＮＭＳが前記経路探索及び増設もしくは削除するメンバーパスの決定を行い、更に、前記メンバーパスの増設及び削除を当該ＮＭＳとノード装置間におけるシグナリングを用いて行い、当該ＮＭＳと、前記ノード装置との間のシグナリングメッセージ中にメンバーパス増設を明示するための情報、メンバーパス削除を明示するための情報、又はメンバーパス経路を変更するための情報、及び、上位レイヤトラフィックをメンバーパスに配分することを指示する情報を含むようにしてもよい。
【００２７】
本発明の方法における上位レイヤトラフィックは、例えば、ＩＰパケット、イーサネット（登録商標）フレーム、ファイバチャネルフレーム、フレームリレーフレーム、ＡＴＭセル、又は、Ｘ．２５パケットである。
【００２８】
また、下位レイヤパスは、例えば、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０７準拠のＶＣ−３、ＶＣ−４パス、Ｇ．７０９ベースのＯＣｈパス、ＡＴＭのＶＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐａｔｈ）、ＶＣ（ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、又は、ＭＰＬＳ又はＧＭＰＬＳに規定される（Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｐａｔｈ）である。
また、下位レイヤパスは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０７、Ｇ．７０９準拠のＶＣ−３ｘｃ、ＶＣ−４ｘｃ、又は、ＯＤＵ−ｘｃバーチャルコンカチネーションパスのうちのいずれかとすることもでき、下位レイヤパスにおける複数のメンバーパスを、ＬＣＡＳ（Ｌｉｎｋ  Ｃａｐａｃｉｔｙ  Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ  Ｓｃｈｅｍｅ）技術、又はＩＥＥＥ８０２．３ａｄ  Ｌｉｎｋ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ技術を用いて１本の大容量下位レイヤパスとして認識するようにしてもよい。
【００２９】
本発明の方法における前記ノード装置は、上位レイヤトラフィックが有する情報と、転送先メンバーパスとが対となった転送テーブルを有し、前記上位レイヤトラフィックの配分において、転送テーブルに記載されているメンバーパスを変更することにより、転送先メンバーパスの変更を行うように構成することができる。このような転送テーブルを用いて上位レイヤトラフィックの転送先メンバーパスを決定して、上位レイヤトラフィックの転送を行うことにより、上位レイヤトラフィックの配分を行うことができる。
【００３０】
前記上位レイヤトラフィックが有する情報は、上位レイヤトラフィック自身が所有する所定の情報を変数として、当該変数をハッシュ関数に代入して得たハッシュ値を用いることができる。これにより、均等にトラフィックを配分できる。
【００３１】
また、前記上位レイヤトラフィック自身が所有する所定の情報は、前記上位レイヤトラフィックがＩＰパケットの場合には、ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコル番号の全部又は一部を含む情報であり、前記上位レイヤトラフィックがイーサネット（登録商標）フレームの場合には、イーサネット（登録商標）アドレス、ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコル番号の全部又は一部を含む情報であり、前記上位レイヤトラフィックがＦＣフレームの場合には、ＷＷＮＮ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｐｏｒｔ  Ｎａｍｅ）、プロトコル番号、ＳＣＳＩ  ＩＤの全部又は一部を含む情報である。
【００３２】
本発明の方法における前記経路探索において、経路探索に用いるネットワーク内のリンクコストを、リンクを使用するメンバーパスの本数を変数として動的に変化させるとともに、リンクの使用率をネットワーク内のノード装置に通知することで、当該ノード装置において、ネットワーク内のリソース使用状況を考慮した経路探索を行うことができる。
【００３３】
また、前記経路探索において、経路探索に用いるリンクコスト情報をネットワーク内に通知するプロトコルとして、ＯＳＰＦ−ＴＥ（Ｏｐｅｎ  Ｓｈｏｒｔｅｓｔ  Ｐａｔｈ  Ｆｉｒｓｔ  ｆｏｒ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、ＩＳ−ＩＳ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ−Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＯＳＰＦ又はＩＧＲＰ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｇａｔｅｗａｙ  Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いることができる。
【００３４】
また、前記経路探索において、下位レイヤネットワーク内にポリシーサーバを設置し、当該サーバに下位レイヤネットワーク内のリンクコスト情報を保持し、前記ネットワークのノード装置が、当該サーバと通信することで、経路情報を取得するようにしてもよい。
【００３５】
更に、前記経路探索において、下位レイヤパスの始点ノードが、複数のメンバーパスの経路探索をメンバーパス１本ずつ行う場合に、ネットワーク内で収集したリンクコスト情報を用いるとともに、先に探索したメンバーパスが通過するリンクのコストを、一定量引き上げることで、リンクコストに対して更に変更を加え、当該変更されたリンクコストを用いて、次のメンバーパスの経路を探索し、複数の異経路のメンバーパス経路を探索することもできる。
【００３６】
また、複数のメンバーパスに対する前記経路探索において、下位レイヤネットワークを有向グラフとして認識し、始点ノードから終点ノードに向かって探索する場合には、メンバーパスの正の方向は始点ノードから終点ノードヘの向きであると定義し、前記有向グラフを用いて、メンバーパス経路を、そのネットワークコストを用いて探索するとともに、探索したメンバーパスが通過したリンクのコストを、メンバーパスを設定した向きにはコストを一定値引き上げ、さらにメンバーパスの方向と逆向きの方向のリンクコストを負の値とし、当該変更されたリンクコストを用いて、次のメンバーパスの最短経路探索を行い、その結果探索されたメンバーパスの経路が、先に探索したメンバーパスと、逆向きに交叉するリンクが存在する場合には、該当するリンクの両端に位置するノードにおいて、先に探索したメンバーパスの経路と、後に探索したメンバーパスの経路を交換し、複数の異経路メンバーパスの経路を同時に決定することで、複数のメンバーパス経路を同時に探索することもできる。
【００３７】
また、前記経路探索において、ダイクストラ最短経路探索方法、ダイクストラ最短経路探索方法の拡張アルゴリズムであるＮｏｄｅ  Ｄｉｓｊｏｉｎｔ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ最短経路探索方法、又は、ダイクストラ最短経路探索方法の拡張アルゴリズムであるＬｉｎｋ  Ｄｉｓｊｏｉｎｔ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ最短経路探索方法を用いて複数の異経路メンバーパスを探索するようにしてもよい。
【００３８】
また、上記の課題を解決するための本発明は、上位レイヤトラフィックを下位レイヤパスの各メンバーパスに振り分けるノード装置であって、上位レイヤトラフィックを収容する上位レイヤトラフィック送受信部と、上位レイヤトラフィックの振り分け及び転送を行う上位レイヤトラフィックスイッチ部と、下位レイヤパスに上位レイヤトラフィックを収容する上位レイヤトラフィック収容部と、メンバーパスを含む下位レイヤパスを終端する下位レイヤパス終端部と、下位レイヤパスのクロスコネクションを行うクロスコネクトスイッチ部と、上位レイヤトラフィックの振り分け及び転送を管理する上位レイヤトラフィック管理制御部と、下位レイヤパスの設定、削除及び経路設定を行う下位レイヤパス管理制御部とを有し、下位レイヤパス管理制御部と上位レイヤトラフィック管理制御部との間に通信回線を設け、当該通信回線を介して下位レイヤパス管理制御部は上位レイヤトラフィック管理制御部へ上位レイヤトラフィック配分要求を通知し、上位レイヤトラフィック管理制御部は下位レイヤパス管理制御部へメンバーパスの増設及び削除の要求を通知する。
【００３９】
また、上記ノード装置を、上位レイヤトラフィックスイッチ部、上位レイヤトラフィック送受信部、及び上位レイヤトラフィック管理制御部を有する上位レイヤネットワークノードと、上位レイヤトラフィック収容部、下位レイヤパス終端部、クロスコネクトスイッチ部、及び下位レイヤパス管理制御部を有する下位レイヤネットワークノードとを分離して構成し、上位レイヤネットワークノードと下位レイヤネットワークノードとの間に、上位レイヤトラフィックが通る主信号線と、管理制御部間の制御信号が通る制御信号線を備えるようにしてもよい。
【００４０】
前記ノード装置における前記上位レイヤトラフィック管理制御部は、上位レイヤトラフィックが有する情報と、転送先メンバーパスとが対となった転送テーブルを有し、上位レイヤトラフィックスイッチ部は、当該転送テーブルを参照して前記上位レイヤトラフィックの配分を行う。転送先のメンバーパスを変更するには、転送テーブルにおける転送先メンバーパスを変更すればよい。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００４２】
まず、本発明の実施の形態の概念について説明する。
【００４３】
現在のＩＰを中心としたネットワークにおいては、ＩＰパケットさえ失わなければ、大部分の通信は維持され、また品質の劣化として認識されることは少ない。従来、ＩＰネットワーク等の下位レイヤネットワークとして用いられているパス通信網、特にＳＤＨネットワークにおいては、トラフィックロスの無いパス経路切替の際には、ビット単位でトラフィックをロスすること無く切り替えることを目的としていたが、上記のようにパケットさえ失わなければ、大部分の通信は維持されるという通信のパラダイムシフトがある。
【００４４】
そのため、光パスにＩＰトラフィックを収容する際にも、ＩＰトラフィックを構成するパケットさえ失わないように光パスの設定、削除、及び経路変更を実行することが出来れば、実効上ＩＰネットワークに対しては、トラフィックのロスの無い可変容量光パスを提供しつつも、下位レイヤネットワークにおいては、動的なネットワーク資源の利用が可能となる。
【００４５】
なお、本明細書では、ＩＰなどのパケットベースのトラフィック転送を行うネットワークを上位レイヤネットワーク、パケットベースのトラフィックを上位レイヤトラフィックと呼び、ＩＰパケットなどのパケットベースのトラフィックを収容し、回線交換ベースでパスの設定・削除を行い、トラフィックを転送するようなパス通信ネットワークを下位レイヤネットワーク、パス通信ネットワークにおけるパスを下位レイヤパスと呼ぶこととする。
【００４６】
また、本実施の形態における上位レイヤネットワークは、トラフィック自身が有する宛先情報に応じて、トラフィックの振り分け・転送を行う機能を有するネットワークである。更に、本実施の形態における下位レイヤネットワークは、ネットワーク内の任意の２ノード間にパスを設定し、そのパスにトラフィックを収容し、ノード間において透過的にトラフィックの転送を行うパス通信機能を有するものであり、且つ、下位レイヤにおけるパスが、１本以上のパスの集合体として管理可能であり、パスを構成する個々のパスをメンバーパスと定義した場合には、そのメンバーパス本数をトラフィック量に応じて増減することでパス容量を変更できる可変容量リンク機能を有するパス通信ネットワークである。
【００４７】
上位レイヤネットワークでは、前述したようにパケット単位でトラフィックの転送を実行しており、その転送を実行するため、パケットスイッチが一般的に用いられている。前記スイッチを用いて、宛先毎にばらばらにパケットを振り分け、転送することが出来る。
【００４８】
そこで、本発明では、上位レイヤネットワークにおけるパケットスイッチング機能と、下位レイヤネットワークにおけるパス設定・削除機能とを組合わせ、上位レイヤネットワークにおけるパケット送信先を管理制御する機能と、下位レイヤネットワークにおけるパス管理制御機能とを連携させ、上位レイヤトラフィックの振り分け・転送、及び下位レイヤパスの設定・削除を行うことで、上位レイヤトラフィックを失うことなく、パス通信網におけるパス容量の増減と、パス経路の変更を行う手法を提案している。すなわち、パス容量の増減等をトリガーとして、下位レイヤネットワーク内において新規のパスを設定し、既存のパスからトラフィックのロス無くトラフィックを移動した上で、既存のパスを削除することで、パスの経路を変更しネットワーク再構成を行う。
【００４９】
上記のように、本実施の形態では、上位レイヤネットワークと下位レイヤネットワークが連携して、トラフィックのロス無く、下位レイヤパスの増減、及び下位レイヤパスの経路変更を実行するために必要となる手段及び手順について説明すると共に、その結果可能となる上位レイヤトラフィック量に応じてメンバーパス本数を増減することによる下位レイヤパス容量の増減、及び下位レイヤネットワークリソースの使用状況に応じて、下位レイヤパスの経路変更を行うための方法を説明する。
【００５０】
まず、本発明の実施の形態の概要構成について説明する。
【００５１】
本発明の実施の形態におけるノードは、後に詳細に説明するように、装置内に下位レイヤネットワークリソースを管理する下位レイヤパス管理制御部及び、上位レイヤトラフィック量を観測する等の処理を行う上位レイヤトラフィック管理制御部を有しており両機能部間には、通信回線が設けられており、両ネットワーク間で必要な情報を交換できるように構成されている。
【００５２】
図１に、本実施の形態におけるノードの制御に関する動作概要を示す。
【００５３】
図１に示すように、下位レイヤパス管理制御部から上位レイヤトラフィック管理制御部に上位レイヤトラフィック分配要求メッセージを送出し、上位レイヤトラフィック管理制御部から下位レイヤパス管理制御部には上位レイヤトラフィック分配完了通知メッセージが送出される。
【００５４】
上位レイヤトラフィック分配要求メッセージは、下位レイヤネットワークにおいてメンバーパスを設定した際に、設定したメンバーパスに対して上位レイヤトラフィックを配分するよう要求する通知を含み、又、メンバーパスを削除する際には、削除するメンバーパスから、パスを構成する他のメンバーパスに対して、上位レイヤトラフィックを配分するよう要求する通知を含む。
【００５５】
また、上位レイヤトラフィック分配完了通知メッセージは、上位レイヤトラフィックの配分が終了したことを、上位レイヤネットワークから下位レイヤネットワークに通知するためのものである。
【００５６】
また、本実施の形態のノード装置は、メンバーパスの増設及び削除を上位レイヤネットワークから、下位レイヤネットワークに要求する機能を有しても良い。
【００５７】
図２に、本実施の形態を実現するための基本フローを示す。
【００５８】
まず、上位レイヤトラフィック量と、下位レイヤ資源利用状況を観測し（ステップ１）、観測結果から要増減メンバーパス本数、又は要経路変更メンバーパス本数、又はその両方を決定し（ステップ２）、設定するメンバーパス経路を探索し（ステップ３）、上位レイヤトラフィックを失うことなく、下位レイヤパスの経路変更、及び容量増減を実行する（ステップ４）。
【００５９】
以下、本発明の実施の形態をより詳細に説明する。
【００６０】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態におけるネットワーク構成について図３を用いて説明する。
【００６１】
本実施の形態におけるネットワークは、上位レイヤネットワークノード２１、２２、エッジノード２３、２４、コアノード２５、２６を有している。各エッジノードは、上位レイヤネットワークノード２１と接続し、上位レイヤネットワークと下位レイヤネットワークとの境界となり、上位レイヤ処理と下位レイヤ処理を行うことが可能なノードである。また、各コアノードは、下位レイヤパスのクロスコネクション処理だけを行うノードである。なお、エッジノードは、下位レイヤ処理だけを行うコアノードとして利用することも可能である。
【００６２】
エッジノードの中で、特に下位レイヤパスの始点となるノードを始点ノード、下位レイヤパスの終点となるノードを終点ノードと呼ぶ。パスが経由するコアノードを経由ノードとし、下位レイヤパスは始点ノードから、経由ノードを介して、終点ノードまで設定される。下位レイヤパスは、トラフィックを始点ノードから終点ノードまでの一方向で伝送する片方向パスでも良いし、始点ノードと終点ノード間で、双方向にトラフィックを伝送する双方向パスでも良い。
【００６３】
双方向パスの場合は、始点ノードと、終点ノードの区別は、パスの設定時にどちらのエッジノードを始点ノードとし、終点ノードとするかを、事前にノード間で取り決めることにより行う。
【００６４】
図４に、本発明の実施の形態におけるネットワークノード構成を示す。このネットワークノードは、図３におけるエッジノードに相当する。
【００６５】
図４に示すように、本実施の形態におけるネットワークノードは、上位レイヤのパケット／フレームベースのトラフィックを送受信するための上位レイヤ信号送受信部１、上位レイヤトラフィックの転送処理を行い任意の下位レイヤパスヘのトラフィックの転送を行う上位レイヤトラフィックスイッチ部２、上位レイヤトラフィックの下位レイヤパスヘの収容を行う上位レイヤトラフィック収容部３、下位レイヤパスの終端を行う下位レイヤパス終端部４、下位レイヤパスのクロスコネクションを実施する下位レイヤパスクロスコネクトスイッチ部５、上位レイヤトラフィック転送の管理制御を行う上位レイヤトラフィック管理制御部６、下位レイヤパスの管理を行い下位レイヤにおいてルーティング／シグナリングを実行する下位レイヤパス管理制御部７を有している。
【００６６】
ユーザデータ信号は、リンク９を介して、上位レイヤネットワーク８と交換され、リンク１３で下位レイヤネットワークと交換される。
【００６７】
ノード内において、上位レイヤ信号送受信部１と上位レイヤトラフィックスイッチ部２はデータ転送チャネル１０を介して接続され、上位レイヤトラフィックスイッチ部２と上位レイヤトラフィック収容部３はデータ転送チャネル１１を介して接続され、又、下位レイヤパス終端部４とクロスコネクトスイッチ部５は、データ転送チャネル１２を介して接続されている。
【００６８】
上位レイヤスイッチトラフィック管理制御部６、下位レイヤパス管理制御部７、上位レイヤトラフィックスイッチ部２、下位レイヤトラフィック収容部３、及び下位レイヤパス終端部４は、制御信号線１５、１６、１７を介して管理制御信号を交換する。
【００６９】
上位レイヤネットワーク８との管理制御メッセージの交換は、制御信号線１８を介して行われ、下位レイヤネットワーク１４との管理制御メッセージの交換は制御信号線１９を介して行われる。
【００７０】
本実施の形態では、下位レイヤパスは、複数の下位レイヤパスを束ねて、１本の大容量パスとすることができる。この場合、大容量パスを構成する個々のパスを、以降メンバーパスと定義する。
【００７１】
本実施の形態においては、メンバーパスを、ＬＣＡＳ（Ｌｉｎｋ  Ｃａｐａｃｉｔｙ  Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ  Ｓｃｈｅｍｅ）技術を用いて１本の大容量下位レイヤパスとして認識しても良いし、ＩＥＥＥ８０２．３ａｄ  Ｌｉｎｋ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ技術を用いて、１本の大容量下位レイヤパスとみなしても良い。
【００７２】
また、本実施の形態における上位レイヤトラフィックは、例えば、ＩＰパケット、イーサネット（登録商標）フレーム、ファイバチャネルフレーム、フレームリレーフレーム、ＡＴＭセル、Ｘ．２５パケットのいずれかである。どのトラフィックであっても、本実施の形態における方法を適用できる。
【００７３】
また、本実施の形態における上位レイヤネットワークは、例えば、ＩＰ／ＭＰＬＳネットワーク、イーサネット（登録商標）ネットワーク、ファイバーチャネルネットワーク、ＡＴＭネットワーク、フレームリレーネットワークのいずれかである。
【００７４】
また、本実施の形態における下位レイヤパスもしくはメンバーパスは、例えば、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０７準拠のＶＣ−３、ＶＣ−４パス、Ｇ．７０９ベースのＯＣｈパス、又はＡＴＭのＶＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐａｔｈ）、ＶＣ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＰＬＳ又はＧＭＰＬＳに規定されるＬＳＰ（Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｐａｔｈ）のいずれかである。
次に、本実施の形態におけるパス容量及びパス経路変更のためのノードの処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００７５】
まず、定期的に上位レイヤトラフィック量の観測、及び下位レイヤネットワーク資源利用状況の観測を行う（ステップ１０）。
【００７６】
そして、観測の結果をもとに、メンバーパス増減設、及び増減設するメンバーパス本数の決定を行う（ステップ１１）。メンバーパスの増減設を行う以前の既存のメンバーパスがＮ本（Ｎは自然数）である場合、ステップ１１の判断により増減設するメンバーパスの本数がＭ本（Ｍ：整数）と決定されると、メンバーパスの増減設を行なった後に、メンバーパス本数はＮ＋Ｍ本（Ｍは整数）となる。
【００７７】
次に、観測した、下位レイヤリソース利用状況を元に、メンバーパス増減設後のＮ＋Ｍ本全てのメンバーパス経路を探索する（ステップ１２）。
【００７８】
次に、新たに探索したＮ＋Ｍ本のメンバーパス経路と、既に設定してある既存のメンバーパスの経路を比較し、追加設定するメンバーパスの本数ｈ本と、削除するメンバーパス本数ｉ本を決定する（ステップ１３）。
【００７９】
次に、ｈ本のメンバーパスの設定と、ｉ本のメンバーパスの削除、また削除するメンバーパスから他のメンバーパスヘの上位レイヤトラフィックの配分を行う（ステップ１４）。
【００８０】
ステップ１４は、さらに詳細なステップ（ステップ１５、ステップ１６、ステップ１７、ステップ１８、ステップ１９、ステップ２０）を含む。
【００８１】
以上の五つのステップを実行することで、メンバーパスを増減設と同時に各メンバーパスの経路をネットワーク状況に合わせ変更し、ネットワークリソースの利用効率を高めつつ容量可変動作を行うことが可能となる。
【００８２】
以下、各ステップをより詳細に説明する。
【００８３】
まず、ステップ１０について説明する。
【００８４】
始点ノード、終点ノードにおいて、下位レイヤパスに収容する上位レイヤトラフィック量の観測をノード装置内で実行する。これは例えばノードにおける上位レイヤトラフィック管理制御部６が実行する。一方で、ネットワーク内のルーティングプロトコルなどのプロトコルを用いて、下位レイヤネットワーク内の資源利用状況を収集する。この処理は例えば下位レイヤパス管理制御部７が実行する。
【００８５】
下位レイヤネットワーク内の資源利用状況を収集するには、例えば、リンクの両端に接続されているノードが、ＯＳＰＦ−ＴＥ（Ｏｐｅｎ  Ｓｈｏｒｔｅｓｔ  Ｐａｔｈ  Ｆｉｒｓｔ−Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）を用いて、ネットワーク内に情報を広告し、ノード毎に分散的にネットワークのリンクコスト情報を収集することにより行う。又、下位レイヤネットワーク内に経路情報を一括管理するサーバを設け、そのサーバから各ノードが情報を取得しても良い。
【００８６】
次に、ステップ１１について詳細に説明する。
【００８７】
観測されたトラフィック量と、メンバーパスの本数を比較し、下位レイヤパス容量が不足する場合には、メンバーパスの増設、下位レイヤパス容量が過剰な場合には、メンバーパスの減設を決定し、また、増減設するメンバーパスの本数を決定する。メンバーパス増減設を決定する方法として、例えば、非特許文献１〜３に記載された方法を用いることができる。
【００８８】
次に、ステップ１２について詳細に説明する。
【００８９】
ステップ１１において、既存のＮ本のメンバーパスを、Ｎ＋Ｍ本（Ｍ：整数）にすることが決定した場合には、本実施の形態では以下の手順に従って、各メンバーパスの経路を探索する。
【００９０】
メンバーパス経路の探索は、下位レイヤネットワーク内に存在するポリシーサーバを用いて、集中制御的に行ってもよいし、ネットワーク内の各エッジノードが分散的に行ってもよい。本実施の形態では、分散的にメンバーパスの探索を行う場合について説明する。なお、各エッジノードでは、例えば、下位レイヤパス管理制御部が経路探索を行う。
【００９１】
経路選択方法として、経路探索に用いるリンクコストを動的に変化させた、ダイクストラによる最短経路探索手法を用いる。最短経路探索手法によればまず、ネットワーク内のノード間リンクに対し、使用リソース量を変数とした変化するコストを定義する。本実施の形態では、リンクにおける準備リソースの総量をＡとし、ある時間において、あるノード間リンクを使用するメンバーパス本数がＢであるとするとそのリンクコストはＡ／（Ａ−Ｂ）で与えられることとする。
【００９２】
パスの始点となる始点ノードでは、収集した情報を元に最短経路探索を行い、各メンバーパスの経路を決定する。経路は１本ずつ探索し、１本探索する毎に、探索された経路に沿って、リンクのコストに関連した変数Ｂを増加させる。２本目以降のメンバーパス経路は、更新されたリンクコスト情報を元に、探索を行う。
【００９３】
次に、ステップ１３について詳細に説明する。
【００９４】
まず、ステップ１２で探索したＮ＋Ｍ本のメンバーパスの経路と、現在既に存在するＮ本の既存のメンバーパスの経路とを比較し、新規メンバーパスの経路と同一経路の既存メンバーパスがあるかどうかを検索する。その上で、追加で設定が必要な新規メンバーパスの本数ｈ本及び経路と、削除が必要な、要削除メンバーパスの本数ｉ本を決定する。ここで、Ｍ、ｈ、ｉの関係は、ｈ−Ｍ＝ｉ（Ｍ：整数、ｈ：自然数、ｉ：自然数）となる。
【００９５】
次に、ステップ１４について詳細に説明する。
【００９６】
ステップ１４において、本実施の形態ではメンバーパス増設、及び、減設の場合にそれぞれ異なるフローを用いる。最初に、図５に記載の、Ｍが正の整数（ステップ１４）である場合におけるメンバーパス増設の場合について説明する。
【００９７】
既存のメンバーパスと、新規メンバーパスの経路比較の結果、ｈ（＝Ｍ＋ｉ）本新規メンバーパスと、Ｎ本の既存メンバーパス本数中、ｉ本の要削除メンバーパスが存在するとする。
【００９８】
まず、ｈ（＝Ｍ＋ｉ）本新規メンバーパスのうち、最初にＭ本の新規メンバーパスを設定する。このメンバーパスの設定が完了した後に、Ｎ本の既存メンバーパスとの間でトラフィックの配分を実行する（ステップ１６）。
【００９９】
次に、ｉ本の要削除メンバーパスと、ｈ−Ｍ（＝ｉ）本の未設定新規メンバーパスの組をｉ組作成する。このそれぞれの組について、新規メンバーパスを設定し、対となる要削除メンバーパスから新規メンバーパスへトラフィックを移動し、トラフィックの移動後に要削除メンバーパスを削除する。これにより、メンバーパスの経路変更を行う（ステップ１９）。ｉ対のトラフィックの移動については、シーケンシャルに実行しても良いし、パラレルで実行しても良い。
【０１００】
以上の処理を行うことで、Ｍ本のメンバーパス増設及び経路変更が完了する。
【０１０１】
次に、図５に記載の、Ｍが負の整数（ステップ１４）である場合におけるメンバーパス減設の場合について説明する。
【０１０２】
既存のメンバーパスと、新規メンバーパスの経路比較の結果、ｈ（＝Ｍ＋ｉ）本新規メンバーパスと、Ｎ本の既存メンバーパス本数中、ｉ本の要削除メンバーパスが存在するとする。最初に、ｉ本中、｜Ｍ｜本の要削除パスを決定する。その要削除パスから、他の既存メンバーパスにトラフィックを再配分し、トラフィックの再配分が終了した後、｜Ｍ｜本の要削除パスを削除する（ステップ１８）。
【０１０３】
次に、未設定の新規メンバーパスｈ（＝Ｍ＋ｉ）新規メンバーパスと、未削除ｉ＋Ｍ（＝ｈ）本の要削除メンバーパスの組をｈ組作成する。このそれぞれの組について、新規メンバーパスを設定し、対となる要削除メンバーパスからトラフィックを移動し、トラフィックの移動後に要削除メンバーパスを削除することで、メンバーパスの経路変更を行う（ステップ１９）。ｈ対のトラフィックの移動については、シーケンシャルに実行しても良いし、パラレルで実行しても良い。
【０１０４】
また、Ｍ＝０の場合には、ｈ（＝ｉ）本の新規メンバーパスと、ｉ（＝ｈ）本の要削除メンバーパスの組をｈ組作成する。このそれぞれの組について、新規メンバーパスを設定し、対となる要削除メンバーパスからトラフィックを移動し、トラフィックの移動後に要削除メンバーパスを削除することで、メンバーパスの経路変更を行う（ステップ１７）。ｈ対のトラフィックの移動については、シーケンシャルに実行しても良いし、パラレルで実行しても良い。
【０１０５】
以上の処理を行うことで、Ｍ本のメンバーパス減設及び経路変更が完了する。次に、トラフィックの配分、トラフィックの移動についてさらに詳細に説明する。
【０１０６】
トラフィックのメンバーパスヘの配分には、上位レイヤにおいてトラフィックの振り分け機能を利用する。以下簡単に説明する。
【０１０７】
図６に示すように、上位レイヤトラフィック管理制御部６は、上位レイヤトラフィックの転送先を示す上位レイヤトラフィック転送テーブルを２つ保持している。
【０１０８】
上位レイヤトラフィックスイッチ部２は、宛先情報を用いて転送先下位レイヤパスを決定する。そのため、上位レイヤトラフィックに付属する宛先情報と、転送先下位レイヤパスが対となった構成となっている。この転送テーブルを宛先転送テーブル４１と称する。上位レイヤトラフィックは、まず上位レイヤトラフィックの宛先情報を用いて転送先下位レイヤパスへ振り分けられる。
【０１０９】
宛先転送テーブル４１に対応した上位レイヤトラフィックスイッチ部２内の機能部は、図６に示す宛先転送スイッチ部４３である。
【０１１０】
下位レイヤパスは複数のメンバーパスから構成されるので、上位レイヤトラフィックをどのメンバーパスに転送するかを決定する必要がある。そのため、上位レイヤ管理制御部６は、上位レイヤトラフィックが持つ一部情報を利用して算出したハッシュ値と、転送先メンバーパスが対となったもう一つの転送テーブルである分配転送テーブル４２を有している。メンバーパスの増減、及び経路変更の際には、この分配転送テーブルの転送先メンバーパスを変更することで、上位レイヤトラフィックの収容先メンバーパスを変更する。分配転送テーブルに対応した上位レイヤトラフィックスイッチ部内の機能部は分配転送スイッチ部４４である。
【０１１１】
ハッシュ値を求める際には、上位レイヤトラフィックが持つ情報の内、適当な情報を用いればよい。前記情報を変数として、ハッシュ関数に入力することで、ハッシュ値が得られる。均等な配分を得るためハッシュ値の数は、メンバーパスの本数よりも多いほうが良い。理想的には、転送先メンバーパスが取ることが可能な本数の最小公倍数の整数倍の値であることが望ましい。例えば、メンバーパス本数が、１本から５本まで変更可能である場合には、１〜５の最小公倍数である６０個のハッシュ値が算出されるハッシュ関数を選択する。
【０１１２】
実際に動作では、例えば、パケットＡ、パケットＢ、パケットＣがこの順番で送信されており、転送先メンバーパスをＡメンバーパスから、Ｂメンバーパスへ変更するとする。その場合、Ａメンバーパスに対して、パケットＡを送信し終わった後に、分配転送テーブルの変更を適用し、上位レイヤトラフィックスイッチ部のスイッチ構成を変更することで、パケットＢとＣは、Ｂメンバーパスへ送信されることとなる。
【０１１３】
このようなパケットの転送機構を用いることで、上位レイヤトラフィックの収容先メンバーパスの変更を実現する。また、上記上位レイヤトラフィック転送手法を用いることで、上位レイヤトラフィクをロスすることなくメンバーパス経路を切り替えることが可能である。すなわち、分配転送テーブルの設定に従って収容先メンバーパスの変更をするので、上位レイヤトラフィクをロスすることがない。
【０１１４】
次に、上記図５のステップ１４におけるメンバーパスの増設・削除、及びトラフィックの移動・分配のシグナリングシーケンス例を示す。
【０１１５】
［メンバーパス増設の場合のシグナリングシーケンス］
最初に、ステップ１４における、メンバーパス増設の場合の詳細シグナリングシーケンスを図７、図８に示す。
（１）まず、始点ノードの下位レイヤパス管理制御部において、新規メンバーパスが利用する下位レイヤパス終端部のポート、及び下位レイヤのクロスコネクトスイッチ部の空きポートの検索を行い、下位レイヤパス管理制御部上での予約を行う（ステップ２１）。
（２）次に、メンバーパス増設のためのメンバーパス設定であることを明示する情報と、上位レイヤのトラフィックの分配転送テーブル変更を要求するための情報を内包するメッセージを、新規メンバーパスが設定される予定の経由ノードに対して送信する（ステップ２２）。
【０１１６】
図７では、経由ノードは一つであるが、始点ノードと、終点ノードの間には、経由ノードはない場合もあるし、２台以上の場合もある。
（３）経由ノードは上記のメッセージを受信すると、下位レイヤパス管理制御部において、下位レイヤパスリソースの空きを検索、下位レイヤパス管理制御部上でパスを予約した上（ステップ２３）、次の経由ノードに対し、上記メッセージと同様のメッセージを送信する（ステップ２４）。
（４）終点ノードが、そのメッセージを受信すると、新規メンバーパスが利用する下位レイヤ終端部のポート、及び下位レイヤのクロスコネクトスイッチ部の空きポートの検索を行い、下位レイヤパス管理制御部上でポートを予約した上（ステップ２５）で、上位レイヤトラフィック管理制御部に対し、上位レイヤスイッチのポートが使用可能となるよう指示する情報を通知する（ステップ２６）。
（５）その通知を受け取ると、上位レイヤトラフィック管理制御部は、上位レイヤスイッチ部スイッチポートを、上位レイヤトラフィックの送受信が可能なように設定し（ステップ２７）、下位レイヤパス管理制御部に対し、上位レイヤのスイッチの下位レイヤパスヘの出力ポートが送受信可能となった情報を内包するメッセージを通知する（ステップ２８）。
（６）その通知を受け取った下位レイヤパス管理制御部は、下位レイヤパス終端部と、クロスコネクトスイッチ部の設定を実行し（ステップ２９）、終点での設定完了の情報を内包したメッセージを経由ノードに対して送信する（ステップ３０）。
（７）経由ノードは、そのメッセージを受信すると、クロスコネクトスイッチ部の設定を行い（ステップ３１）、次の経由ノードに対して、上記メッセージと同様の内容の情報を内包したメッセージを送信する（ステップ３２）。
（８）始点ノードがそのメッセージを受信すると、下位レイヤパス管理制御部が、下位レイヤパス終端部と、クロスコネクトスイッチ部を設定し（ステップ３３）、メンバーパスの設定を完了するとともに、上位レイヤトラフィック管理制御部に通知する（ステップ３４）。
（９）上位レイヤトラフィック管理制御部では、この通知を受けて、上位レイヤトラフィックスイッチ部ポートを、送受信が可能に設定し、上位レイヤトラフィックスイッチ部の上位レイヤトラフィック分配転送テーブルを変更、既存メンバーパスと、新規メンバーパス間でのトラフィックの分配を実行する（ステップ３５）。
【０１１７】
次に、下位レイヤパス管理制御部に上位レイヤトラフィックの送受信準備が完了した旨の情報を通知する（ステップ３６）。
（１０）下位レイヤパス管理制御部が上記通知を確認するとともに（ステップ３７）、始点ノードにおいて、設定が完了したことを示す情報を内包したメッセージを、新規メンバーパスの経由ノードに対して、送信する（ステップ３８）。
（１１）経由ノードでは、そのメッセージを確認（ステップ３９）するとともに、次の経由ノードへ中継する（ステップ４０）。
（１２）終点ノードがそのメッセージを受信・確認（ステップ４１）すると、下位レイヤパス管理制御部はそれを確認した上で（ステップ４２）、上位レイヤトラフィック管理制御部に通知し、上位レイヤトラフィック管理制御部が、上位レイヤトラフィックスイッチ部の上位レイヤトラフィック分配転送テーブルを変更し、既存メンバーパスと、新規メンバーパス間でのトラフィックの分配を実行する（ステップ４３）。
【０１１８】
始点ノードから終点ノード向きのトラフィックを終点ノードにおける上位レイヤトラフィックスイッチ部が受信している場合は、この上位レイヤトラフィックの受信をトリガーとして、上位レイヤトラフィック管理制御部が、上位レイヤスイッチの転送テーブルを書き換えても良い。
【０１１９】
以上の手順を実行することで、新規メンバーパスの設定と、新規メンバーパスと既存メンバーパス間でのトラフィックの分配が完了する。
【０１２０】
［メンバーパス経路変更のシグナリングシーケンス］
次に、ステップ１４において共通する、メンバーパスの経路変更（ステップ１９、ステップ１７、ステップ２０）の詳細シグナリングシーケンスを、図９、図１０、図１１に示す。
（１）まず、始点ノードにおいて、下位レイヤパス管理制御部において、新規メンバーパスが利用する下位レイヤパス終端部のポート、及び下位レイヤのクロスコネクトスイッチ部の空きポートの検索を行い、下位レイヤパス管理制御部上での予約を行う（ステップ６１）。
（２）次に、メンバーパス増設のためのメンバーパス設定であることを明示する情報と、上位レイヤのトラフィックの分配転送テーブル変更を要求するための情報を内包するメッセージを、新規メンバーパスが設定される予定の経由ノードに対して送信する。（ステップ６２）。図９では、経由ノードは一つであるが、始点ノードと、終点ノードの間には経由ノードがない場合もあるし、経由ノードが２台以上の場合もある。
（３）経由ノードはそのメッセージを受信すると、下位レイヤパス管理制御部において、下位レイヤパスリソースの空きを検索し、下位レイヤパス管理制御部上で予約した上（ステップ６３）、次の経由ノードに対し、上記メッセージと同様のメッセージを送信する（ステップ６４）。
（４）終点ノードが、そのメッセージを受信すると、新規メンバーパスが利用する下位レイヤパス終端部のポート、及び下位レイヤのクロスコネクトスイッチ部の空きポートの検索を行い、下位レイヤパス管理制御部上で予約（ステップ６５）した上で、上位レイヤトラフィック管理制御部に対し、上位レイヤトラフィックスイッチ部のポートが使用可能となるよう指示する情報を通知する（ステップ６６）。
（５）その通知を受け取ると、上位レイヤトラフィック管理制御部は、上位レイヤトラフィックスイッチ部ポートを、上位レイヤトラフィックの送受信が可能なよう設定し（ステップ６７）、下位レイヤパス管理制御部に対し、上位レイヤのスイッチの下位レイヤパスヘの出力ポートが送受信可能となった情報を内包するメッセージを通知する（ステップ６８）。
（６）その通知を受け取った下位レイヤパス管理制御部は、下位レイヤパス終端部と、クロスコネクトスイッチ部の設定を実行し（ステップ６９）、終点での設定完了の情報を内包したメッセージを、経由ノードに対して送信する（ステップ７０）。
（７）経由ノードは、そのメッセージを受信するとクロスコネクトスイッチ部の設定を行い（ステップ７１）、次の経由ノードに対して、上記メッセージと同様の内容の情報を内包したメッセージを送信する（ステップ７２）。
（８）始点ノードがそのメッセージを受信すると、下位レイヤパス管理制御部が、下位レイヤパス終端部と、クロスコネクトスイッチ部を設定し（ステップ７３）、メンバーパスの設定を完了するとともに、上位レイヤトラフィック管理制御部に通知する（ステップ７４）。
（９）上位レイヤトラフィック管理制御部では、この通知を受けて、上位レイヤトラフィックスイッチ部ポートを送受信が可能に設定し、上位レイヤトラフィックスイッチ部の上位レイヤトラフィック分配転送テーブルを変更し、要削除メンバーパスと、新規メンバーパス間でのトラフィックの移動を実行する（ステップ７５）。
【０１２１】
次に、下位レイヤパス管理制御部に上位レイヤトラフィックの送受信準備が完了した情報を通知する（ステップ７６）。
（１０）下位レイヤパス管理制御部が上記通知を確認するとともに（ステップ７７）、始点ノードにおいて、設定が完了したことを示す情報を内包したメッセージを、新規メンバーパスの経由ノードに対して送信する（ステップ７８）。
（１１）経由ノードでは、そのメッセージを確認（ステップ７９）するとともに、次の経由ノードへ中継する（ステップ８０）。
（１２）終点ノードがそのメッセージを受信・確認（ステップ８１）すると、下位レイヤパス管理制御部は確認した上で（ステップ８２）、上位レイヤトラフィック管理制御部に通知し、上位レイヤトラフィック管理制御部が、上位レイヤトラフィックスイッチ部の上位レイヤトラフィック分配転送テーブルを変更、要削除メンバーパスと、新規メンバーパス間でのトラフィックの移動を実行する（ステップ８３）。
（１３）図１１に示すように、始点ノードでは、上記メッセージを新規メンバーパス経路に沿って送出した後、要削除メンバーパスに関連した使用されない下位レイヤパス終端部と、クロスコネクトスイッチ部のポートを解除中とし（ステップ８５）、要削除メンバーパスに沿って、メンバーパスを削除する情報を内包するメッセージを送信する（ステップ８６）。
（１４）経由ノードでは、そのメッセージを受信すると、該当するクロスコネクトスイッチ部のポートを、下位レイヤパス管理制御部上で解除中に変更し（ステップ８７）、次の経由ノードに、メッセージを転送する（ステップ８８）。
（１５）終点ノードでは、該メッセージを受信すると、該当するクロスコネクトスイッチ部のポートを、下位レイヤパス管理機能部上で解除中に変更し（ステップ８９）、上位レイヤトラフィック管理制御部に、上位レイヤトラフィックスイッチ部ポートを閉鎖するよう要求する情報を内包するメッセージを通知する（ステップ９０）。
【０１２２】
上位レイヤトラフィック管理制御部は、その通知を受信すると、上位レイヤトラフィックが新規メンバーパスに移動していることを確認し、上位レイヤトラフィックスイッチ部のポートを閉鎖し（ステップ９１）、上位レイヤスイッチ部のポートを閉鎖した情報を含むメッセージを、下位レイヤパス管理制御部に通知する（ステップ９２）。
（１６）下位レイヤパス管理制御部は、そのメッセージを受け取ると、下位レイヤパス終端部の設定、及び下位レイヤクロスコネクトスイッチ部の設定を解除し（ステップ９３）、要削除メンバーパスの経由ノードに対し、削除処理が完了した情報を内包するメッセージを送信する（ステップ９４）。
（１７）経由ノードでは、そのメッセージを受信すると、クロスコネクトスイッチ部のポートの設定を解除し（ステップ９５）、次の経由ノードに上記メッセージを転送する（ステップ９６）。
（１８）始点ノードがそのメッセージを受信すると、確認後（ステップ９７）に、上位レイヤトラフィック管理制御部に、上位レイヤスイッチ部の設定解除を要求するメッセージを通知する（ステップ９８）。
（１９）上位レイヤトラフィック管理制御部は、その通知を受け、上位レイヤスイッチのポートを閉鎖し（ステップ９９）、下位レイヤパス管理制御部に通知する。（ステップ１００）
（２０）下位レイヤパス管理制御部は、そのメッセージを受け取ると、下位レイヤパス終端部の設定、及びクロスコネクトスイッチ部の設定を解除し（ステップ１０１）、要削除メンバーパスの削除が完了する。
【０１２３】
［メンバーパス減設のシグナリングシーケンス］
最後に、ステップ１４における、メンバーパス減設の詳細シグナリングシーケンス（ステップ１８）を図１２を用いて説明する。
（１）まず、上位レイヤトラフィック管理制御部において、上位レイヤトラフィック分配転送テーブルを変更し、要削除メンバーパスから、他のメンバーパスに上位レイヤトラフィックを分配し（ステップ１１１）、下位レイヤパス管理制御部に通知する（ステップ１１２）。
（２）始点ノードでは、上記通知を受け、要削除メンバーパスに関連した使用されない下位レイヤパス終端部と、クロスコネクトスイッチのポートを解除中とし（ステップ１１３）、要削除メンバーパスに沿って、メンバーパスを削除する情報を内包するメッセージを送信する（ステップ１１４）。
（３）経由ノードでは、そのメッセージを受信すると、該当するクロスコネクトスイッチ部のポートを、下位レイヤパス管理制御部上で解除中に変更し（ステップ１１５）、次の経由ノードに、メッセージを転送する（ステップ１１６）。
（４）終点ノードでは、そのメッセージを受信すると、該当するクロスコネクトスイッチ部のポートを、下位レイヤパス管理制御部上で解除中に変更し（ステップ１１７）、上位レイヤトラフィック管理制御部に、上位レイヤトラフィックスイッチ部ポートを閉鎖するよう要求する情報を内包するメッセージを通知する（ステップ１１８）。
（５）上位レイヤトラフィック管理制御部は、その通知を受信すると、上位レイヤトラフィックスイッチ分配転送テーブルを変更し、終点ノードから始点ノード向きのトラフィックを要削除メンバーパスから、他のメンバーパスへ分配、上位レイヤトラフィックスイッチ部のポートを閉鎖（ステップ１１９）した後に、上位レイヤトラフィックスイッチ部のポートを閉鎖した情報を含むメッセージを、下位レイヤパス管理制御部に通知する（ステップ１２０）。
（６）下位レイヤパス管理制御部は、そのメッセージを受け取ると、下位レイヤパス終端部の設定、及び下位レイヤクロスコネクトスイッチ部の設定を解除し（ステップ１２１）、要削除メンバーパスの経由ノードに対し、削除処理が完了した情報を内包するメッセージを送信する（ステップ１２２）。
（７）経由ノードでは、そのメッセージを受信すると、クロスコネクトスイッチ部のポートの設定を解除し（ステップ１２３）、次の経由ノードに上記メッセージを転送する（ステップ１２４）。
（８）始点ノードがそのメッセージを受信すると、確認後（ステップ１２５）に、上位レイヤトラフィック管理制御部に、上位レイヤトラフィックスイッチ部の設定解除を要求するメッセージを通知する（ステップ１２６）。
（９）上位レイヤトラフィック管理制御部は、その通知を受け、上位レイヤスイッチのポートを閉鎖し（ステップ１２７）、下位レイヤ管理制御部に通知する（ステップ１２８）。
（１０）下位レイヤパス管理制御部は、そのメッセージを受け取ると、下位レイヤパス終端部の設定、及びクロスコネクトスイッチ部の設定を解除し（ステップ１２９）、要削除メンバーパスの削除が完了する。
【０１２４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、経路探索手法を除いて第１の実施の形態と同一である。以下、第２の実施の形態における経路探索手法について説明する。
【０１２５】
第２の実施の形態では、メンバーパス経路を探索する際に、ダイクストラ法の拡張アルゴリズムであるＮｏｄｅ  Ｄｉｓｊｏｉｎｔ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ、又はＬｉｎｋ  Ｄｉｓｊｏｉｎｔ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍを用いる。本実施の形態では、特にＬｉｎｋ  Ｄｉｓｊｏｉｎｔ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍの適用について詳細に説明する。
【０１２６】
図１３〜１８までにそのＬｉｎｋ  Ｄｉｓｊｏｉｎｔ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍの実行方法を適用した場合の実行例を、順に説明する。
【０１２７】
図１３に、ネットワーク構成、及び初期の各変数の設定を示す。Ａ５１、Ｂ５２、Ｃ５３、Ｄ５４、Ｅ５５、Ｆ５６、Ｇ５７、Ｚ５８はネットワークノードを示しており、各ノード間には例えばＤ−Ｅ間リンク５９の様にリンクが設定されている。リンクの傍に示される数値が、その時点におけるリンクコストである。特に向きの示していないリンクについては、双方向とも同じリンクコストである。上記構成において、最短経路探索を行なった結果、メンバーパス６１が１本設定されている。メンバーパス６１は、ノードＡを始点として、ノードＺまで設定されている。
【０１２８】
図１４では、メンバーパスが１本設定された後の、各リンクのコストの変更を示している。メンバーパスが使用しているリンクは、有向グラフとして扱うように変更し、経路探索に用いるコストが向きにより異なる。図中では、それぞれ、矢印の向きにメンバーパスの探索をする場合のコストを示している。メンバーパスを探索した方向については、コストに一定値を付加し（６５、６６、６７）、メンバーパスを探索した逆の向きについてはコストを負のコストに変更する（６２、６３、６４）。
【０１２９】
２本目のメンバーパスの経路は、図１４で設定されたコストを用いて探索する。図１５にメンバーパス経路探索結果を示す。２本目のメンバーパス６８が探索され、ノードＢ−Ｃ間６９でパスの向きが逆向きとなり、パス経路が重複していることがわかる。
【０１３０】
ここで、図１６に示すように、ノードＢ、ノードＣにおいてメンバーパス間で入れ替えを行い、２本のメンバーパス（７０、７１）の経路を確定する。このように設定することで、異経路探索において、２本目のメンバーパスを追加で探索する場合に比べ、２本の合計コストを低くすることが可能となる。
【０１３１】
３本目の探索の場合のメンバーパスの経路選択の様子を、図１７、図１８に示す。２本目のメンバーパスの探索と同様にリンクコストを変更し、経路を探索することで、３本のメンバーパス（７３、７４、７５）の経路を同時に探索することが出来る。
【０１３２】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。
【０１３３】
第３の実施の形態は、上位レイヤネットワークをＩＰネットワーク、下位レイヤネットワークをＧ．７０９準拠のフォトニックネットワークに特定する以外は、第１の実施の形態と同じである。また、経路探索手法については第２の実施の形態の経路探索手法を用いても良い。
【０１３４】
図１９に本実施の形態におけるノード装置構成を示す。
【０１３５】
第３の実施の形態におけるノードは、ＩＰパケットを送受信するためのＩＰ信号送受信部８１、ＩＰパケットの転送処理を行い任意の光パスヘのトラフィックの転送を行うＩＰパケットスイッチ部８２、ＩＰパケットの光パスヘの収容を行うＩＰトラフィック収容部８３、光パスの終端を行う光パス終端部８４、下位レイヤパスのクロスコネクションを実施する光クロスコネクトスイッチ部８５、上位レイヤトラフィック転送の管理制御を行うＩＰネットワーク管理制御部８６、光パスの管理を行いフォトニックネットワークにおいてルーティング／シグナリングを実行するフォトニックネットワーク管理制御部８７を有している。
【０１３６】
ユーザデータ信号は、リンク８９を介して、ＩＰルータ８８と交換され、リンク９３でフォトニックネットワーク内の他の光クロスコネクト装置と接続される。リンク８９は、例えば、イーサネット（登録商標）リンク、ＰＯＳリンク等のリンクである。リンク９３は、例えば、ＷＤＭリンク、ファイバ束リンク等のリンクである。
【０１３７】
ノード内においてＩＰ信号送受信部８１とＩＰパケットスイッチ部８２は、データ転送チャネル９０を介して接続され、ＩＰパケットスイッチ部８２と、ＩＰトラフィック収容部８３は、データ転送チャネル９１を介して接続され、又、光パス終端部８４と、光クロスコネクトスイッチ部８５は、データ転送チャネル９２を介して接続されている。
【０１３８】
ＩＰネットワーク管理制御部８６と、フォトニックネットワーク管理制御部８７、及び、ＩＰパケットスイッチ部８２、光パス終端部８４、ＩＰトラフィック収容部は、制御信号線９５、９６、９７、９８を介して、管理制御信号を交換する。
【０１３９】
光パスは、複数の光パスを束ねて１本の大容量光パスとすることができる。この場合、大容量パスを構成する個々のパスを、メンバー光パスと定義する。大容量光パスを実現する手法として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｄ、Ｌｉｎｋ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ技術、又はバーチャルコンカチネーション技術を用いることができる。
【０１４０】
図２０に示すように、ＩＰネットワーク管理制御部８６は、２つのＩＰパケット転送テーブルを有している。１つは、ＩＰパケットが持つ宛先情報と、大容量光パスが対となった構成を有する宛先転送テーブル１０１であり、もう１つは、ＩＰパケットが持つ一部情報を利用して算出したハッシュ値と、転送先メンバー光パスが対となった分配転送テーブル１０２である。
【０１４１】
ＩＰパケットスイッチ部８２における宛先転送スイッチ部１０３は、ＩＰパケットが入力されると、宛先転送テーブル１０１の宛先情報を用いて、当該ＩＰパケットの転送先大容量光パスを決定する。すなわち、ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに該当する転送先光パスが決定し、宛先転送スイッチ部１０３は、パケットスイッチング機能を用いて、その光パスに対応するポートに当該ＩＰパケットを振り分ける。
【０１４２】
大容量光パスは複数のメンバー光パスから構成されるので、ＩＰパケットをどのメンバー光パスに振り分けるかを決定する必要がある。そこで、分配転送スイッチ部１０４が、分配配送テーブル１０２を参照してどのメンバー光パスに振り分けるかを決定し、振り分けを行う。メンバー光パスの増減、及び経路変更の際には、この分配転送テーブルの転送先メンバーパスを変更することで、ＩＰパケットの収容先メンバー光パスを変更する。
【０１４３】
ハッシュ値の元となる、分配に利用するＩＰパケットの情報としては、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコル番号などを組合せた値を用いることできる。
【０１４４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施の形態について説明する。
【０１４５】
第４の実施の形態は、下位レイヤネットワーク内におけるノード間シグナリングに代わり、ＮＭＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）が、ネットワーク内のノードと通信して各種設定を行う。このこと以外は、第１の実施の形態、第２の実施の形態と同じである。
【０１４６】
第４の実施の形態におけるネットワークノード構成を図２１に示す。エッジノード１１１、１１２、及びコアノード１１３、１１４のそれぞれが制御専用の回線を用いてＮＭＳ１１５と接続されている。ＮＭＳ１１５が実行する作業は、メンバーパスの経路決定だけでも良いし、ノード間シグナリングに代わって、ＮＭＳが各エッジノード、コアノードを設定する形でも良い。
【０１４７】
（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態について説明する。
【０１４８】
第５の実施の形態では、ノード装置構成が、上位レイヤネットワーク側と下位レイヤネットワーク側で分離している。また、上位レイヤネットワーク側の装置と下位レイヤネットワーク側の装置との間で、Ｏ−ＵＮＩ又はその他のシグナリングプロトコルを用いる。これらのこと以外は、第１の実施の形態、第２の実施の形態と同じである。
【０１４９】
第５の実施の形態におけるネットワークノード構成を図２２に示す。
【０１５０】
図２２に示す構成において、上位レイヤネットワークとしては、例えば、ＩＰネットワーク、イーサネット（登録商標）ネットワーク、ファイバーチャネルネットワーク、等を用いることができ、下位レイヤネットワークとしては、例えば、ＩＴＵ−ＴＧ．７０７準拠のＳＤＨネットワーク、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０９準拠のＯＴＮ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＡＴＭネットワークなどを用いることができる。
上位レイヤトラフィック管理制御部と、下位レイヤパス管理制御部の間に、制御信号線１２１を設定し、上記シグナリングプロトコルを用いて制御情報を交換する。また、下位レイヤネットワーク装置と、上位レイヤネットワーク装置の間に、イーサネット（登録商標）回線、ファイバーチャネル回線、ＳＤＨ回線等の回線を設け、その回線を通じて、上位レイヤトラフィックを下位レイヤネットワーク装置に転送する。
【０１５１】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【０１５２】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、下位レイヤネットワークとしてのパス通信網におけるパスに収容する上位レイヤネットワークのトラフィックを失うことなくパス容量増減、及びパス経路変更を行うことが可能となる。また、ＩＰトラフィックなどの上位レイヤネットワークトラフィックの変動に追従するネットワーク再構成を実行することが可能となる。さらに、パス容量、及び下位レイヤネットワーク内資源利用状況に合わせて、随時パス経路を変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるノードの制御に関する動作概要を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における基本フローである。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるネットワーク構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるネットワークノード構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における詳細なフローである。
【図６】本発明の第１の実施の形態における上位レイヤトラフィックの転送テーブルを示した図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における新規メンバーパス設定及びトラフィックの分配を実行するためのシグナリングシーケンスを示す第１の図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における新規メンバーパス設定及びトラフィックの分配を実行するためのシグナリングシーケンスを示す第２の図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における新規メンバーパス設定、トラフィックの移動、要削除メンバーパス削除を実行するためのシグナリングシーケンスを示す第１の図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における新規メンバーパス設定、トラフィックの移動、要削除メンバーパス削除を実行するためのシグナリングシーケンスを示す第２の図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における新規メンバーパス設定、トラフィックの移動、要削除メンバーパス削除を実行するためのシグナリングシーケンスを示す第３の図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるトラフィックの分配、要削除メンバーパス削除を実行するためのシグナリングシーケンスを示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における経路探索手法を説明するための第１の図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における経路探索手法を説明するための第２の図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における経路探索手法を説明するための第３の図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態における経路探索手法を説明するための第４の図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における経路探索手法を説明するための第５の図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における経路探索手法を説明するための第６の図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態におけるノード構成を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態におけるＩＰパケット転送の方法を示す図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態におけるネットワーク構成を示す図である。
【図２２】本発明の第５の実施の形態におけるノード構成を示す図である。
【符号の説明】
１  上位レイヤ信号送受信部
２  上位レイヤトラフィックスイッチ部
３  上位レイヤトラフィック収容部
４  下位レイヤパス終端部
５  下位レイヤパスクロスコネクトスイッチ部
６  上位レイヤ管理制御部
７  下位レイヤ管理制御部
８  上位レイヤネットワーク
９、１３  リンク
１０、１１、１２  データ転送チャネル
２１、２２  上位レイヤネットワークノード
２３、２４、１１１、１１２  エッジノード
２５、２６、１１３、１１４  コアノード
４１、１０１  宛先転送テーブル
４２、１０２  分配転送テーブル
４３、１０３  宛先転送スイッチ部
４４、１０４  分配転送スイッチ部
８１  ＩＰ信号送受信部
８２  ＩＰパケットスイッチ部
８３  ＩＰトラフィック収容部
８４  光パス終端部
８５  光クロスコネクトスイッチ部
８６  ＩＰネットワーク管理制御部
８７  フォトニックネットワーク管理制御部
８９、９３  リンク
８８  ＩＰルータ
９０、９１、９２  データ転送チャネル
９５、９６、９７、９８  制御信号線
１１５  ＮＭＳ
【図１】
2005020572.tif 000003
【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】
2005020572.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2005020572.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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