(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発信端末からの宛先端末への送信要求に基いて、ノードが通信路設定用の通信路ラベルを生成して該通信路ラベルに基いて次の中継器へ上記発信端末からの通信内容を送信する方法において、
上記発信端末が行うステップとして、上記ノードに対して上記宛先端末を示す情報を付加して通信路ラベルを要求する拡張アドレス解決プロトコル要求ステップと、
上記ノードが行うステップとして、上記発信端末からの通信路ラベルの要求を受けて、通信路を確定して通信路ラベルを生成後、上記発信端末に該通信路ラベルを付加した応答をする拡張アドレス解決プロトコル応答ステップと、
上記発信端末がノードからの上記通信路ラベルが付加された応答を受けて以後に行うステップとして、上記発信端末が上記ノードに対して上記付加された通信路ラベル付きで上記宛先端末に対する送信を依頼するラベル付加送信ステップと、
上記ノードが上記発信端末からの上記通信路ラベル付による送信の依頼を受けて以後に行うステップとして、上記ノードが上記発信端末からの送信の依頼に付加された通信路ラベルに示された通信路にある次の中継器へ上記発信端末からの通信内容を送信する指定通信路送信ステップと、を備えたことを特徴とするパケット通信方法。
【請求項２】
発信端末からの宛先端末への送信要求に基いて、ノードが通信路設定用の通信路ラベルを生成して該通信路ラベルに基いて次の中継器へ上記発信端末からの通信内容を送信する方法において、
上記発信端末と上記ノードとの間では、ノードが発信端末からの送信内容に通信路ラベルを付与して次の中継器に送信することを上記発信端末が上記ノードに対して要求する通常のアドレス解決プロトコル要求ステップと、要求された上記ノードが発信端末へ上記要求に応答するアドレス解決プロトコル応答ステップとにより通信を行っている状態で、
上記ノードが関連ノードからの情報に基づきラベル割り当てが可能になると通信路ラベルを生成して以後行うステップとして、上記ノードが上記通常のアドレス解決プロトコル要求ステップにより通信中の上記発信端末に対して通信路ラベルを付加した拡張リディレクション通知を送信する拡張ラベル通知ステップと、
上記発信端末が上記ノードからの上記拡張リディレクション通知を受けて以後行うステップとして、上記発信端末が上記ノードに対して上記宛先端末に対する送信を上記付加されたラベル付きで依頼するラベル付加送信ステップと、
上記ノードが発信端末からの上記ラベル付による送信の依頼を受けて以後に行うステップとして、上記ノードが上記付加された通信路ラベルに示された通信路にある次の中継器へ上記発信端末からの通信内容を送信する指定通信路送信ステップと、を備えたことを特徴とするパケット通信方法。
【請求項３】
ノードが行う通信路ラベルの生成を、通信属性、通信時間に応じて行うようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のパケット通信方法。
【請求項４】
ノードが行うステップとして、通信路ラベルを無効にする無効通知を発信端末に通知する無効通知ステップ、を備えて、上記ノードと上記発信端末とは、ラベル付加送信ステップと指定通信路送信ステップとにより通信を行っている状態で、
上記発信端末がノードからの上記通信路ラベルの無効通知を受けて以後に行うステップとして、該ノードが上記発信端末からの通信内容に通信路ラベルを付加して次の中継器に送信するよう、発信端末がノードに要求する通常のアドレス解決プロトコル要求ステップと、該通常のアドレス解決プロトコル要求に基いてノードが発信端末に応答するアドレス解決プロトコル応答ステップ、とにより通信をすることを特徴とする請求項１または請求項２記載のパケット通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラベルスイッチを用いたルータやホストにおけるラベルの付与方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばラベルスイッチ技術を用いたネットワークと他の機器を用いたネットワークとの境界には、概してルータやホスト等が配置され、受信したパケットのヘッダの送信先アドレスにより指定パスを設定して次の送信先に転送している。
図２（ａ）は、ラベルスイッチ技術を用いたネットワーク構成図を示したもので、ラベルスイッチのネットワーク７と、他の機器により構成されたもしくは他のラベルスイッチのネットワークとの境界に位置するルータ３，５と、ラベルスイッチネットワーク内に位置するルータ４と、他の機器により構成されたもしくは他のラベルスイッチにより構成されたネットワーク１，８の端末またはルータ２，６とを、任意に接続した構成のネットワークである。
【０００３】
図９（ａ）は従来の端末２が行うパケット送信時のアドレス付与要求とそれに関連する動作、及びルータ３の応答動作を示す動作フロー図であり、図１０は従来のシステムが行う通信信シーケンスを示す図である。ここでは、他の機器により構成されたネットワークとしてイーサネット（登録商標）を例として説明する。
【０００４】
以下、その動作を説明する。通信を開始しようとするイーサネット（登録商標）上の端末２は、宛先端末６のネットワークアドレスへのネクストホップとしてルータ３のネットワークアドレスを経由することを知っており、ルータ３のネットワークアドレス情報を含めたアドレス解決プロトコルの要求パケットをイーサネット（登録商標）上でブロードキャストする。図９（ｂ）はアドレス解決プロトコルのパケットフォーマットである。
送信されたアドレス解決プロトコルの要求パケットはイーサネット（登録商標）上の全ての端末が受信することになるが、ルータ３は自ネットワークアドレス宛てのパケットであることを判定して、自物理アドレスを付与したアドレス解決プロトコルの応答パケットを端末２の送信元アドレスに向けて応答する。
応答パケットを受信した端末２はデータパケットにルータ３の物理アドレスと宛先端末６のネットワークアドレスを付与したパケットを送信する。
従来は図９（ａ）の動作で示すように、個別のパケット送信毎にＳ３０４のＡＲＰ送信要求が出される。そしてルータ３はその度毎に即座にＡＲＰ応答を返し（Ｓ４０３）、端末２からＩＰパケットの送信がある（Ｓ３０６）と、その度毎に内部処理で可能なルートを検索し（Ｓ４０５）、そのルートのラベルを付けて該当するルートの中継器へ送信（Ｓ４０５）している。
【０００５】
こうしてデータパケットを受信したルータ３はパケットに含まれるネットワークアドレス情報を参照し、転送すべきラベルパスのラベル情報を得て、図１０のＳ４２１でラベルを付与したパケットをルータ４に向けて転送する。
ルータ４はラベルスイッチにより次のラベルを付与してルータ５にパケットを転送する。
ルータ５はパケットに含まれるネットワークアドレス情報を参照し、アドレス解決プロトコルにより宛先端末の物理アドレスを解決してパケットを転送することで、最終的に宛先端末６にパケットが到着することになる。
図１０のシーケンス図では１回のパケット送信のみを表示しているので判りにくいが、ルータ３の内部処理Ｓ４０５、Ｓ４０６はパケット送信毎に発生する。従ってルータ３において処理時間がかかることになる。
ここでは従来技術として、他の機器により構成されたネットワークとしてイーサネット（登録商標）のネットワークにおけるアドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）を示しているが、従来例としてＡＴＭネットワークのＡＴＭＡＲＰなど全ての既存の従来技術に置き換えることが可能である。
【０００６】
しかしながら、上記した従来のラベルスイッチ技術を用いたルータもしくはホストに対して送信する装置もラベルスイッチ技術を用いるような場合は、この送信装置についてもラベル分配プロトコルやルーチング情報分配プロトコルを実装する必要があるため、使用するメモリ量が大きくなったり、プロトコル負荷が増大するため処理性能の向上が必要になってしまうという問題があった。
【０００７】
また、境界ルータやホストへの送信装置が高コスト化などで上記の問題点を解決し、ラベルスイッチ技術を用いた場合、境界に配置されたルータまたはホストは、送信装置の要求に従って、データ通信に必要な通信品質とは無関係にラベルパスの設定、未設定を実施することになるために、不要なラベルパスを設定してしまうなどラベルスイッチネットワーク内のリソースを有効に利用できないという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の端末とルータ間のルートを確定するためのラベル付与は上記の手順でなされており、ルートを確定してラベルを付与するルータに大きな機能が要求されるという課題がある。またルータはパケット送受信の度にラベルを付与するので、処理時間がかかるという課題もある。
更に端末側にラベル分配プロトコルを実装する方法では、端末側の規模が大きくなってしまう。
【０００９】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、端末に特別のプロトコルを用意しないで、またルータのラベル付与処理を低減して、処理時間を短縮して、従来と同様な効果を得るラベル付与方法を得る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るラベル情報付与方法は、端末からの要求に基づいて上位ノードが通信路設定用のラベルを生成して通知し、これにより次の中継器へ送信する方法において、
端末は、最終通信端を示す情報を付加して通信路ラベルを要求する拡張アドレス解決プロトコル要求ステップを設け、
上位ノードは、拡張アドレス解決プロトコル要求を受けて必要な内部処理により通信路を確定してラベルを割り当て後、端末にこのラベルを付与した応答を行う拡張アドレス解決プロトコル応答ステップを設け、
端末は、以後、パケットの上位ノードへの送信ステップを、解決プロトコル応答ステップで示された通信路ラベルを付加してパケット送信するラベル付加送信ステップとし、
上位ノードは、以後、パケットの中継器への送信ステップを、ラベル付加送信ステップで付加された通信路ラベルに示された通信路の中継器へ送信する指定通信路送信ステップとした。
【００１１】
または、端末からの要求に基づいて上位ノードが通信路設定用のラベルを生成して通知し、これにより次の中継器へ送信する方法において、
端末とノードは、端末からの通常のアドレス解決プロトコル要求ステップとこの要求に応答するアドレス解決プロトコル応答ステップにより通信を開始し、
上位ノードは、関連ノードからの情報に基づきラベル割り当てが可能になると、通信中の上記端末に対して通信路ラベルを付加した拡張リダクション通知を送信する拡張ラベル通知ステップを設け、
端末は、以後、パケットの上位ノードへの送信ステップを、拡張ラベル通知ステップで示された通信路ラベルを付加してパケット送信するラベル付加送信ステップとし、
上位ノードは、以後、パケットの中継器への送信ステップを、ラベル付加送信ステップで付加された通信路ラベルに示された通信路の中継器へ送信する指定通信路送信ステップとした。
【００１２】
また更に、上位ノードは、ラベルの割り当てを通信属性、通信時間に応じて設定するようにした。
【００１３】
また更に、上記ノードは、通信中にラベル無効通知を端末に通知する無効通知ステップを備えて、
端末は、無効通知ステップを受けると、通常の通常のパケット送信要求ステップによる通信にもどるようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図２（ａ）は、ラベルスイッチ技術を用いたネットワーク構成図を示したもので、ラベルスイッチのネットワーク７と、他の機器により構成されたもしくは他のラベルスイッチのネットワークとの境界に位置するルータ３，５と、ラベルスイッチネットワーク内に位置するルータ４と、他の機器により構成されたもしくは他のラベルスイッチにより構成されたネットワーク１，８の端末またはルータ２，６とを、任意に接続した構成のネットワークである。図２（ｂ）はシステムが行う通信のシーケンス図である。
また図１（ａ）は、本実施の形態における端末とルータが行う動作を示すフロー図であり、図１（ｂ）は端末が最初にルータに対して送信する拡張アドレス解決プロトコル要求と、ラベル通知を受けた以降のラベル情報を示すフォーマット、及び要求に対するルータから端末への拡張アドレス解決プロトコル応答フォーマット例を示す図である。
本システムの主旨は、通信に際してルータが１度だけラベル割り当て処理を行うと、以後、パケット送信においてルータは端末からのパケット送信時にその割り当てられたラベルを認識して、従ってそのまま記載の通信路へパケット転送する動作を行う。
【００１５】
以下、詳細動作を説明する。
通信を開始しようとするイーサネット（登録商標）上の端末１１は、宛先端末６のネットワークアドレスへのネクストホップとしてルータ３のネットワークアドレスを経由することを知っており、ルータ３のネットワークアドレス情報を含めた、この場合は図１（ｂ）に示す拡張されたアドレス解決プロトコルの要求パケットをイーサネット（登録商標）上でブロードキャストする（Ｓ１０４）が、この際、最終目的装置である宛先端末６のネットワークアドレス（図１（ｂ）のＨ）も付与する。
送信されたアドレス解決プロトコルの要求パケットはイーサネット（登録商標）上の全ての端末が受信することになるが、ルータ３は自ネットワークアドレス宛てのパケットであることを判定して、自物理アドレスを付与したアドレス解決プロトコルの応答パケットを端末１１の送信元アドレスに向けて応答する（Ｓ２０４）が、この際、宛先へのラベルパス９へ転送するためのラベル情報を送信元端末１１のために割り当て（Ｓ２０３）これに付与する（図１（ｂ）のＬ）。
【００１６】
以後、応答パケットを受信した端末１１はデータパケットにラベルパス９へのラベルと宛先端末６のネットワークアドレスを付与したパケットを送信する（Ｓ１０６）。
データパケットを受信したルータ３はラベルスイッチにより次のラベルを付与したパケットをルータ４に向けて転送する。
ルータ４は、Ｓ２０６でラベル割り付けなしにラベルスイッチにより次のラベルを付与してルータ５にパケットを転送する。
ルータ５はパケットに含まれるネットワークアドレス情報を参照し、アドレス解決プロトコルにより宛先端末の物理アドレスを解決してパケットを転送することで、最終的に宛先端末６にパケットが到着することになる。
【００１７】
以上のようにこの方法によれば、図９（ａ）に示す従来の動作フローではパケット転送毎にＳ４０５のラベル割付が必要であったが、図１（ａ）に示す動作フローで明らかなように、パケット転送は、そのラベル表示された通信路へＳ２０６の単なる転送を行うのみで、メモリを少なくでき、転送処理時間も短縮できる効果がある。
即ち本実施の形態におけるパケット転送方法においては、ラベルスイッチのための特別なプロトコル機能を持たない端末からのパケット転送時にもラベルスイッチによる転送が可能となる。
【００１８】
上記図１（ａ）では、端末１１からの拡張アドレス解決プロトコル要求があれば無条件でラベルを付与して応答する場合を説明したが、図３（ｂ）に示す通信品質情報付きで要求を受けるようにし、対応してルータ３は、図３（ａ）に示すようにＳ２２３の、要求品質に応じてラベルを割り当てるようにしてもよい。要求品質が適合する場合はラベルを割り当てて拡張アドレス解決プロトコル応答し（２２４）、図３（ａ）のフローでは示されていないが、ルータ３が品質要求に適合しないと判断した場合は、ラベル情報を付与せず応答する。
以後、端末１１は通常の動作となる。
【００１９】
実施の形態２．
実施の形態１では、端末が最初から拡張アドレス解決プロトコル要求を送信する場合を説明した。しかしルータ側にラベルを固定するかどうかの決定権を持たせるため、端末から当初は通常のアドレス解決プロトコル要求を送信させ、ルータがシステムの状態を勘案して後に、以後のパケット送信を特定ラベル割り当てに基づいて行うよう、端末に通知する場合を説明する。
図４（ａ）は本実施の形態における端末とルータが行う動作を示すフロー図であり、図４（ｂ）はルータが端末に対して送信する拡張ラベル通知としての拡張リダイレクト通知パケットのフォーマット例を示す図である。更に図４（ｃ）は比較のために示した通常のリダイレクト通知パケットのフォーマット例を示す図である。
また図５は、本実施の形態におけるシステムが行う通信のシーケンス図である。
【００２０】
これらの図に基づいて本実施の形態における動作を説明する。
他の端末６に向けて、端末１１はＳ１４４で通常の通常のアドレス解決プロトコル要求を送信する。ルータ３はＳ２４４で通常のアドレス解決プロトコル応答を端末に返す。端末１１はＳ１４６で通常のパケットをルータ３に送信する。ルータ３はこれをＳ２４６で通常のラベル検索をして、Ｓ２４７で他の中継用ルータ４へラベル付きで転送する。
新規な方法は、ここでルータ３が他のルータの状態やシステムの状態で優先度を判断して、ラベル割り当てが適当と判断すると、Ｓ２４８のラベル割り当てを実施する。従って図４（ａ）のフローではいつもこのステップが挿入されているが、そうではなく、ラベル割り当てステップＳ２４８と拡張リダイレクト通知ステップＳ２４９は必要な場合のみ動作する。
ラベル割り当てを行うと、Ｓ２４９でこのラベル情報（図４（ｂ）のＬ）を付加した拡張リダイレクト通知パケットを端末１１へ通知する。
この通知を受けた端末１１はこのラベルを付加して、以後、実施の形態１と同様な動作を行う。即ちＳ１４９以降は、図２におけるＳ１０６以降と同じ動作となる。
【００２１】
実施の形態１における優先情報によりラベル割付を行うことを、本実施の形態のシステムに適用してもよい。つまりルータは要求品質に応じてラベルを割り当てるようにしてもよく、即ち図３（ａ）と図４（ａ）とを組み合わた、図６に示す動作フローを行う。
この動作は、ラベル割り当てを、図６（ｂ）のＹに示す優先度によりシステムで予め定めた優先度に基づいて決めるようにしたＳ４６８のステップが異なるだけなので、詳細記述を省略する。
【００２２】
図１（ａ）、図３（ａ）、図４（ａ）等の動作では、ラベル割り当てをすると、それ以後はそのラベルによるパケット通信が続くとしている。しかし逆に、拡張リダイレクト通知パケットの変形として無効通知パケットを端末に送信してラベル情報を破棄させ、それ以後は通常のアドレス解決プロトコル要求とアドレス解決プロトコル応答とに戻る機能を設ける。
こうすることにより、他の端末からの優先度が高い割り込み通信がある場合に容易に対応できる。
【００２３】
ここまでは、図１のＳ２０１、図３のＳ２２１、図４のＳ２４１、図６のＳ２６１のＬＤＰにより、通信に先立ちルータ間のラベルパスが事前に割り当てられる場合を示したが、必要に応じてラベルパスが設定される場合がある。
図７は、パケットの転送が必要になった時点でルータ間のＬＤＰ（Ｓ２７２）によりラベルパスが設定される場合を示した図である。この例では、端末１１がパケットを送信した時点ではルータ３でラベル情報は得られないため、ＬＤＰによるラベル割り当てが終了した時点で、拡張Ｒｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ通知により端末１１にラベル情報を通知することで効率の良い通信が可能となる。
また、先の各実施の形態では、ルータが保持するデフォルトの通信属性に従いラベル割り当てを行う場合を説明した。図８では、外部に保守端末１２を設置することで、この保守端末１２から通信属性に応じてラベル割り当ての条件を設定することが可能な構成を示している。こうすれば、保守担当者がルータに対してラベル割り当ての条件を設定することが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、拡張アドレス解決プロトコル要求ステップと拡張アドレス解決プロトコル応答ステップを設け、以後、示された通信路ラベルを付加したラベル付加送信ステップと、通信路ラベルの中継器へ送信する指定通信路送信ステップとしたので、端末に特別のプロトコルを用意しないで、またルータの規模を縮減し、処理時間を短縮する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における端末とルータが行う動作を示すフロー図と、フォーマット例を示す図である。
【図２】  実施の形態１におけるシステムの構成図と、システムが行うシーケンスを示す図である。
【図３】  実施の形態１における他の端末とルータが行う動作を示すフロー図と、フォーマット例を示す図である。
【図４】  この発明の本実施の形態２における端末とルータが行う動作を示すフロー図と、フォーマット例を示す図である。
【図５】  実施の形態２におけるシステムが行うシーケンスを示す図である。
【図６】  実施の形態２における他の端末とルータが行う動作を示すフロー図と、フォーマット例を示す図である。
【図７】  実施の形態２における他の端末とルータが行う動作を示すフロー図である。
【図８】  実施の形態２における他のシステム構成図である。
【図９】  従来の端末とルータが行う動作を示すフロー図である。
【図１０】  従来のシステムが行うシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
Ｓ１０４  拡張アドレス解決プロトコル要求ステップ、Ｓ１０６，Ｓ１２６，Ｓ１４９  ラベル付加送信ステップ、Ｓ１２４  拡張アドレス解決プロトコル要求ステップ、Ｓ１４４  拡張アドレス解決プロトコル要求ステップ、Ｓ１６４  拡張アドレス解決プロトコル要求ステップ、Ｓ２０４  拡張アドレス解決プロトコル応答ステップ、Ｓ２０６，Ｓ２５１，Ｓ２７１  ラベル転送（ラベル付加送信）ステップ、Ｓ２２３  要求品質対応ラベル割り当てステップ、Ｓ２２４  拡張アドレス解決プロトコル応答ステップ、Ｓ２４９  拡張ラベル通知（拡張リダイレクト通知）ステップ、Ｓ２６８  システム属性による品質対応ラベル割り当てステップ、Ｓ２６９  拡張ラベル通知（拡張リダイレクト通知）ステップ、１ラベルスイッチ以外によるネットワーク、２  ラベルスイッチ以外によるネットワークの端末（またはルータ）、３  ラベルスイッチによるネットワークと他のネットワークとの境界ルータ、４  ラベルスイッチによるネットワーク内のルータ、５  ラベルスイッチによるネットワークと他のネットワークとの境界ルータ、６  ラベルスイッチ以外の機器で構成されたネットワークの端末（またはルータ）、７  ラベルスイッチによるネットワーク、８  ラベルスイッチ以外によるネットワーク、９  ネットワーク８内の端末６へデータを転送するラベルパス、１０  ネットワーク８内の他の端末へデータ転送するラベルパス、１１  ラベルスイッチ用のプロトコルは持たないがラベル転送可能な端末（またはルータ）、１２  保守端末、１３  保守端末接続用物理回線。
【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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