JP2009519666A - ネットワーク・トンネル間の資源共有 - Google Patents

Abstract

通信方法は、２つ以上の通信パス（４０Ａ、４０Ｂ）を含む資源共有グループを規定するステップであって、前記通信パスが、通信ネットワーク内の少なくとも２つの異なるルートを通り抜けるものであり、前記ルートが、少なくとも１つの共通ネットワーク要素（４６）を通過するものである、ステップを含む。資源共有グループを有する２つ以上の通信パスの所属の通知は、ネットワークを通じて配布される。少なくとも１つの共通ネットワーク要素に伴う資源は、通知に対応して資源共有グループの通信パスの間の資源の割当てを共有するために割り当てられる。

Description

本発明は、一般に、通信ネットワーク、特に、トンネルを有するネットワークにおけるネットワーク要素の資源を共有するための方法とシステムに関する。

マルチ・プロトコル・ラベル・スイッチング（ＭＰＬ）は、コネクションレス型ネットワーク（例えばインターネット・プロトコル（ＩＰ）ネットワーク）の上のデータパケットの効率的な転送のための方法として普及してきた。ＭＰＬＳは、Ｒｏｓｅｎその他が、インターネット技術タスクフォース（ＩＥＴＦ）「マルチプロトコル・ラベル・スイッチング・アーキテクチャ（Multiprotocol Label Switching Architecture）」（２００１年１月）と題するリクエスト・フォー・コメント（ＲＦＣ）３０３１に詳細に記載している。この内容は、引用により本願明細書に組み込まれる。このＲＦＣは、本明細書で以下に引用する他のＩＥＴＦ ＲＦＣと同様に、www.ietf.org/rfc から入手できる。ＭＰＬＳはまた、Ａｎｄｅｒｓｓｏｎその他が、「ラベル配布プロトコル仕様（Label Distribution Protocol Specification）」（２００１年１月）と題するＩＥＴＦ ＲＦＣ ３０３６に記載している。この内容は、引用により本願明細書に組み込まれる。

ＭＰＬＳにおいて、各々のパケットは、ネットワークに入るときに、その行き先アドレスに従って、転送等価クラス（ＦＥＣ）に割り当てられる。パケットは、それが属するＦＥＣを識別している「ＭＰＬＳラベル」と呼ぶラベルを受け取る。与えられたＦＥＣの全てのパケットは、ラベル切替ルータ（ＬＳＲ）によって、同じパス上を通って、ネットワークを通過する。ＭＰＬＳの下のラベル切り替えパス（ＬＳＰ）に沿ったパケットのフローは、パスの入口ノードで与えられるラベルによって、完全に特定される。したがって、ＬＳＰはネットワークを通るトンネルと見ることができ、一般に「ＭＰＬＳトンネル」と呼ばれる。

ＭＰＬＳは、１つのＬＳＲが、ＬＳＲ間、ＬＳＲを通過してトラフィックを転送するために使用されるラベルの意味を、他のＬＳＲに知らせるラベル配布プロトコル（ＬＤＰ）を規定する。制約ベース・ラベル切替パス（ＣＲ−ＬＳＰ）を設定するためのＬＤＰの拡張は、ＣＲ−ＬＤＰと呼ばれ、Ｊａｍｏｕｓｓｉその他によって「ＬＤＰを使用している制約ベースＬＳＰ設定（Constraint-Based LSP Setup using LDP）」（２００２年１月）と題したＩＥＴＦ ＲＦＣ ３２１２に規定された。ＣＲ−ＬＤＰは、ルーティング・ネットワークを通るトラフィックの制約ベース・ルーティングをサポートする。ＬＳＰは、明示的ルート制約、サービス品質（ＱｏＳ）制約、その他の制約に基づいて設定することができる。

ＭＰＬＳトンネルを設定するために使用される他のプロトコルは、ＲＳＶＰ−ＴＥである。ＲＳＶＰ−ＴＥは、Ａｗｄｕｃｈｅ他が、「ＲＳＶＰ−ＴＥ：ＬＳＰ トンネルのためのＲＳＶＰの拡張（RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels）」（２００１年１２月）と題する、ＩＥＴＦ ＲＦＣ ３２０９に記載している。この内容は、引用により本願明細書に組み込まれる。ＲＳＶＰ−ＴＥは、周知の資源予約プロトコル（ＲＳＶＰ：Resource Reservation Protocol）を拡張し、信号プロトコルとしてＲＳＶＰを使用して明示的にＬＳＰルーティングを確立することができる。ＲＳＶＰ それ自体は、 Ｂｒａｄｅｎその他が、「資源予約プロトコル（ＲＳＶＰ）−バージョン１機能上の仕様（Resource Reservation Protocol (RSVP) - Version １ Functional Specification）」（１９９７年９月）と題するＩＥＴＦ ＲＦＣ ２２０５に、記載している。この内容は、引用により本願明細書に組み込まれる。

ＲＳＶＰ−ＴＥプロトコルは、あるバンド幅の共有を可能にする共有明示（ＳＥ：shared explicit）予約スタイルを規定する。ＳＥスタイルによって、受信者が明示的に予約メッセージに含まれる送信者を特定することができる。単一の予約は、リストされた全ての送信者へのリンク上になされる。

いくつかのアプリケーションにおいて、ネットワーク要素は、それらが提供するサービスに、バンド幅のような資源を割り当てる。例えば、ＩＥＴＦは、異なるサービスに、サービス品質（ＱｏＳ）の異なるレベルを割り当てるためのフレームワークとして統合化サービス（ＩｎｔＳｅｒｖ）プロトコル・アーキテクチャを提唱した。ＩｎｔＳｅｒｖは、Ｂｒａｎｄｅｎ他が、「インターネット・アーキテクチャの統合化サービス概観（Integrated Services in the Internet Architecture: an Overview）」（１９９４年６月）と題するＩＥＴＦ ＲＦＣ １６３３に記載している。この内容は、引用により本願明細書に組み込まれる。

Ｒｏｓｅｎ他、「マルチプロトコル・ラベル・スイッチング・アーキテクチャ（Multiprotocol Label Switching Architecture）」、ＩＥＴＦ ＲＦＣ３０３１、２００１年１月 Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ他、「ラベル配布プロトコル仕様（Label Distribution Protocol Specification）」、ＩＥＴＦ ＲＦＣ３０３６、２００１年１月 Ｊａｍｏｕｓｓｉ他、「ＬＤＰを使用している制約ベースＬＳＰ設定（Constraint-Based LSP Setup using LDP）」、ＩＥＴＦ ＲＦＣ３２１２、２００２年１月 Ａｗｄｕｃｈｅ他、「ＲＳＶＰ−ＴＥ：ＬＳＰ トンネルのためのＲＳＶＰの拡張（RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels）」、ＩＥＴＦ ＲＦＣ３２０９、２００１年１２月 Ｂｒａｄｅｎ他、「資源予約プロトコル（ＲＳＶＰ）−バージョン１機能上の仕様（Resource Reservation Protocol (RSVP) - Version １ Functional Specification）」、ＩＥＴＦ ＲＦＣ２２０５、１９９７年９月 Ｂｒａｄｅｎ他、「インターネット・アーキテクチャの統合化サービス概観（Integrated Services in the Internet Architecture: an Overview）」、ＩＥＴＦ ＲＦＣ１６３３、１９９４年６月

多くのネットワーク・アプリケーションにおいて、通信ネットワークを通過する２つ以上の通信パスは、ネットワーク要素やネットワーク・セグメントの資源等の、共通ネットワーク資源を共有することができる。例えば、２つの通信パスは、ネットワーク障害に対してお互いを保護するために設定することができる。ある特定のネットワーク要素が両方のパスに共通の場合には、その資源はパス間で共有することができる。その他の場合、２つの通信パスは、共通ネットワーク・セグメント（すなわち２つのネットワーク要素を接続している通信リンクまたは他の共有通信媒体）を通過することができ、その資源をパスが共有できる。独立の資源割当てと比較すると、資源共有は一般に、ネットワーク・セグメントおよびネットワーク要素の容量のより効率的利用を実現し、それらがより多くのサービスをサポートし、改良されたサービス品質（ＱｏＳ）を提供することを可能にする。

しかしながら、前述のＲＳＶＰ−ＴＥおよびＣＲ−ＬＤＰのようなトンネル指向の資源予約プロトコルでは、例えば、保護されたパスなど通信パス間の資源を共有することが、典型的には、できない。（同一のパスの異なるインスタンス間の資源共有を除く。これは、この文脈において、別々の通信パスであると考えられない。）以下に記載されている方法および装置は、ネットワーク・セグメントおよびネットワーク要素の資源割り当てが、２つ以上の通信パスで共有されることを可能にして、従来技術のこれらの欠点を克服する。

いくつかの実施形態では、オペレータが通信ネットワークを通過する通信パスを規定し、各々のパスは、ネットワーク・セグメントを通過し、ネットワークのネットワーク要素の資源を使用する。オペレータは、２つ以上の通信パスを含む資源共有グループを規定する。これらは、共通ネットワーク・セグメントないし共通ネットワーク要素の資源割り当てを、もしそのようなセグメントないし要素が存在する場合には、共有することができる。資源共有グループを有する２つ以上の通信パスの所属のアナウンスは、ネットワーク要素に配布される。配布された所属のアナウンスを受信して、資源共有グループの少なくともいくつかの通信パスに共通のネットワーク要素は、これらの通信パスに、共有資源を割り当てることが可能である。共有資源は、たとえば、共通セグメントにおけるバンド幅割当て、ネットワーク要素ポートの利用、メモリー空間、および、これらの資源の組合せ、を含むことができる。具体的には、リング・トポロジを使用するときには、共用資源は、例えば、いくつかのノードがそれらのトラフィックを加えるリング・セグメントなどの、共有媒体の資源を含むことができる。

いつくかの実施形態において、通信パスは、ＭＰＬＳトンネルを含み、特定の資源共有グループを有するＭＰＬＳトンネルの所属のアナウンスは、リザーブ・プロトコル（例えばＲＳＶＰ−ＴＥまたはＣＲ−ＬＤＰ）を使用しているネットワーク要素に配布される。

したがって、本発明の実施形態による、２つ以上の通信パスを含む資源共有グループを規定するステップであって、前記通信パスが、通信ネットワーク内の少なくとも２つの異なるルートを通り抜けるものであり、前記ルートが、少なくとも１つの共通ネットワーク要素を通り抜けているものである、ステップを含む、通信方法が提供される。

ある実施形態において、資源共有グループはネットワークを通る２つ以上のトンネルを含む。追加的にまたは代替的に、通知を配布することは、前記トンネルに関する、制約ベース・ラベル配布プロトコル（ＣＲ−ＬＤＰ）メッセージと、資源予約プロトコル・トラフィック・エンジニアリング（ＲＳＶＰ−ＴＥ）メッセージとの少なくとも１つを送信することを含む。

別の実施形態では、資源共有グループを規定することは、資源共有グループに関連した共有グループ・インデックス（ＳＧＩ）の値を規定することを含み、通知を配布することは、資源共有グループに属する通信パスを準備するようにＳＧＩの値を含む予約メッセージを送信することを含み、資源を割り当てることは、共通ネットワーク要素において予約メッセージを受信して、予約メッセージ内のＳＧＩ値に対応する資源の割当てを共有することを含む。

さらに別の実施形態において、資源共有グループに属するパスのうちの１つは、第１のルートを通り抜ける代替通信パスを含み、前記代替通信パスは、第１のルートとは異なる第２のルートを通り抜けている資源共有グループに属する一次通信パスを、第２のルートに沿ったネットワーク要素とネットワーク・セグメントの少なくとも１つにおける障害に対して保護するために設定される。

さらに別の実施形態において、当該資源は、少なくとも１つの共通ネットワーク要素に接続し、前記ルートが通り抜ける、共通ネットワーク・セグメント上のバンド幅を含む。

ある実施形態において、共通ネットワーク・セグメントは、リング・トポロジに属する共通リング・セグメントを含み、当該資源を割り当てることは、リング・レベル・コール・アドミッション制御（ＣＡＣ）機能を適用することにより、共通リング・セグメントを割り当てることを含む。

別の実施形態では、当該資源を割り当てることは、バンド幅、メモリー空間、ポート、スイッチング・ハードウェア・コンポーネント、の少なくとも１つを割り当てることを含む。

したがって、本発明の実施形態による、当該プロセッサが、前記ネットワーク要素を資源共有グループの通信パスの少なくともいくつかが通り抜けているときに、前記通知に対応して、少なくともいくつかのネットワーク要素間で資源の割当てを共有するように資源を割り当てるために準備されるコール・アドミッション制御（ＣＡＣ）モジュールを含む、ネットワーク要素が提供される。

本発明の実施形態による、ネットワーク要素に使用されるコンピュータ・ソフトウェア・プロダクトであって、当該プロダクトはプログラム命令が記憶されるコンピュータ可読媒体を含み、前記命令は、コンピュータに読み込まれたときに、前記コンピュータに、前記ネットワークを通る少なくとも２つの異なるルートを通り抜ける２つ以上の通信パスの資源共有グループの所属する通信ネットワーク上に配布される通知を受け取ることと、前記ネットワーク要素を、前記資源共有グループの少なくいくつかの通信パスが通り抜けているときに、前記通知に対応して少なくともいくつかの通信パス間で資源の割当てを共有するように、資源共有グループに関連した資源を割り当てることをさせるプロダクトが提供される。

本発明の実施形態による、前記ネットワークを通る少なくとも２つの異なるルートを通り抜ける２つ以上の通信パスの資源共有グループの所属する通信ネットワーク上に配布される通知を受け取るために準備された複数の相互接続したネットワーク要素を含む通信ネットワークがさらに提供され、当該複数の相互に連結したネットワーク要素の各ネットワーク要素が、資源共有グループの少なくともいくつかの通信パスが通り抜けているように準備され、ネットワーク要素が、当該通知に対応して、少なくともいくつかの通信パスで資源の割当てを共有するように、ネットワーク要素に関連した資源を割り当てる。

本発明は、実施形態の以下の詳細な説明と図面によって、より深く理解される。

多くのパケット・ネットワーク通信アプリケーションにおいて、パスに沿ったネットワーク要素または通信リンク（セグメント）の障害に対して、通信ネットワークを通る２つの通信ノードの間で通信パスを保護することが望ましい。保護は、ネットワークを通る代替パスをあらかじめ決めておくか、供給することによって実現されることが多い。（この特許出願の全体にわたり、基準パスは一次パスと呼ばれる。保護するパスは、代替パスと呼ばれる。）一次パスに沿った１つ以上のネットワーク要素あるいは１つ以上の通信リンクに障害が発生した場合、パケットは代替パスを通じて送信され、通信が維持される。

レイヤ３ネットワークにおいて、一次パスおよび代替パス間の切替がＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）またはＩＳ−ＩＳ（Intermediate System to Intermediate System）のようなレイヤ３ルーティング・プロトコルを使用して、典型的には、実行される。これらのプロトコルは、公知技術である。

たとえばリング・トポロジにおける、現実的なシナリオの多くでは、ルーター、スイッチ、追加／ドロップマルチプレクサ（ＡＤＭ）等いくつかのネットワーク要素は、一次パスと代替パスとの両方に共通であってもよい（すなわち、両方のパスが同じネットワーク要素を通過する）。加えて、リング・トポロジでは、パスがリングに接続している異なるノードから出発している場合であっても、いくつかのリング・セグメントは一次パスと代替パスとに共通でもよい。

一次パスと代替パスとの両方が同じリンクおよび同じネットワーク要素を通過することは、リング・トポロジの場合には、特に一般的である。ただし、同様のことが、他のネットワーク構成に起きることも多い。例えば、代替パスは、あるネットワークの部分では、一次パスと同じルートであり、特定の保護が要求されるネットワークのある部分のみで、一次パスと異なる経路であることがあり得る。

通信パスを設定することは、典型的には、パスが期待されるサービス品質（ＱｏＳ）を提供することが可能であるように、そのパスのための、パスのルートに沿ったセグメントおよびネットワーク要素の資源を割り当てて、確保することを含む。例えば、ＭＰＬＳトンネルを設定するときには、トンネルに沿った各々のネットワーク要素は、前述のＲＳＶＰ−ＴＥやＣＲ−ＬＤＰプロトコル等の予約プロトコルを使用して、トンネルに、資源を割り当てるよう求められる。

本特許出願の文脈、請求項において、「資源」の用語は、ネットワーク要素に関連したいかなる資源をも意味する。この種の資源は、問題になっているネットワーク要素のいかなるハードウェアないしソフトウェア資源を含むことができる。例えば、バンド幅割当て、ポート使用、メモリー空間等である。他の資源は、問題になっているネットワーク要素に接続しているネットワーク・セグメントの資源を含むことができる。例えば、このセグメントのバンド幅割当て等である。（典型的には、特定のネットワーク・セグメントのバンド幅割当ては、セグメントに接続しているネットワーク要素で実行される。）上で規定された資源の２以上の組合せは、また、共有することができる。「バンド幅割当て」の用語は、いかなるバンド幅割り当てのスキームを記載するために用いられる。たとえば、それは保証バンド幅（認定情報速度（ＣＩＲ）とも呼ばれる）、平均バンド幅ないし、ハード保証なしで利用可能であるときに限って提供されるピークのバンド幅（ピーク情報速度（ＰＩＲ）とも呼ばれる）等を含むことができる。

特定のネットワーク要素を、一次パスと代替パスの両方が通過している場合、あるいは ネットワーク・セグメントがこれらのパスに共通である場合には、２つのパスの間の共通ネットワーク要素または共通セグメントによって割り当てられる少なくいくつかの資源を共有することが望ましい。

代替パスは一次パスに障害が発生したときに、使われるだけであるので、資源は、どの時刻においても、実際には、これらのパスのうちの１つだけによって使われる。２つのパスの間の関係を無視すると、共通ネットワーク要素上の資源の冗長なかつ不必要な予約を生じることとなる。この冗長な資源予約は、共通ネットワーク要素が提供できる容量ないしサービス品質（ＱｏＳ）を制限する。

前述のＲＳＶＰ−ＴＥ ＳＥスタイル等の既存のプロトコルは、同一のＭＰＬトンネルの代替インスタンス間でのバンド幅共有のサポートをすることができるが、別々のトンネルの間では資源共有を可能とすることができない。既知のレイヤ３ネットワークは、通信パスの間の資源共有でもサポートしない。

本願明細書に記載されている方法およびシステムは、ネットワーク要素が、従来技術の欠点を克服するように、２つ以上の通信パスに共有資源を割り当てることを可能にする。あとに続く説明は、主として、お互いを保護する２つのＭＰＬＳトンネル間でのバンド幅の共有について述べているのであるが、以下で述べる方法およびシステムは、任意数の通信パスを含む資源共有グループの間の、いかなるタイプの資源または資源の組合せを共有するために用いることができる。これらのパスは、保護の目的のためまたは他のいかなる目的のための資源共有グループに属することができる。ＭＰＬＳに加えて、開示された方法およびシステムは、例えばＡＴＭ（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｄｅ）ネットワークなどにおける、他のプロトコルにおいても使用することができる（適切な資源予約および信号プロトコルが使われるとして）。

開示した資源共有方法を示すために、図１および２は、ネットワーク要素資源がＭＰＬＳトンネルで共有される２つの典型的なネットワーク構成を示す。

図１は、本発明の実施形態による、通信ネットワークを概略的に図解するブロック図である。入口ノード２４は、インターネットや他の広域ネットワーク（ＷＡＮ）等のインターネット・プロトコル（ＩＰ）ネットワーク３２上の出口ノード２８に、パケットを送信する。図１の実施例において、ＩＰネットワーク３２は、ＭＰＬＳネットワーク３６を含み、ＭＰＬＳを使用しないネットワーク３６の外側に、ネットワーク部品を含むことができる。ＩＰネットワーク３２は、例えばルーター、スイッチ、コンセントレータ、アグリゲータ等のネットワーク要素４４を含む。これらのネットワーク要素のいくつかは、ＭＰＬＳネットワーク３６に存在し、ＭＰＬＳをサポートする。一方で、その他はネットワーク３６の外側に存在することができる。ネットワーク要素４４は、本願明細書でネットワーク・セグメント４５と呼ぶ、通信リンクや他の共有通信メディアを使用して互に通信する。

２つの通信パスは、ノード２４とノード２８との間の一次パスおよび代替パスを形成するように、ＩＰネットワーク３２を通って規定される。これらのパスの一部として、４０Ａ、４０Ｂと表記される２つのＭＰＬＳトンネルが、ＭＰＬＳネットワーク３６を通って設定される。図で分かるように、トンネル４０Ａおよびトンネル４０Ｂは、ネットワーク３６を通る２つの異なるルートを通り抜けている。いくつかのネットワーク要素４４ないしセグメント４５は、２つのトンネルに共通でもよい。例えば、共通ネットワーク要素４６は、要素４４と同様のネットワーク要素を含み、ＭＰＬＳトンネル４０Ａ、４０Ｂは、その要素を通過する。

本実施例では、トンネル４０Ａとトンネル４０Ｂとが別々で独立したＭＰＬＳトンネルであり、各々が、ＩＰネットワーク３２を通る一次パスまたは代替パスの部分であることに注意する。一般に、トンネル４０Ａおよびトンネル４０Ｂは、同じネットワーク要素から始まっても良いし、異なる要素で始まっても良い。同様に、２つのトンネルは、同じネットワーク要素で終わっても良いし、異なる要素で終わっても良い。このように、図１は、２本の別々のＭＰＬＳトンネル（単一のトンネルのインスタンスではなく）が１つ以上の共通ネットワーク要素（本実施例の要素４６）を通過する典型的なネットワーク構成を示す。

上記したように、共通ネットワーク要素４６がトンネ４０Ａとトンネル４０Ｂに共用資源を割り当てることが望ましい。一方、ＩＰネットワークのより高いレベルにおいて、ノード２４とノード２８との間の２つのパスは、互いを保護し、したがって、共通の資源割当てを共有することができる。他方、ＭＰＬＳレベルにおいて、ＭＰＬＳトンネル４０Ａと４０Ｂとが、独立に決定される。したがって、ＭＰＬＳ予約プロトコルは、資源割当てをそれらで共有することができない。

以下に詳細に記載されている方法を使用して、ネットワーク要素が資源を共有することができる通信パスを知らせられ、従って、これらのパスに共用資源を割り当てる。資源共有は、ネットワーク要素の有効な容量を増やして、それらがより多くのＭＰＬＳトンネルをサポートできるように、改善されたサービス品質（ＱｏＳ）を提供することを可能にする。資源共有は、所与の容量ないしサービス品質（ＱｏＳ）をサポートするのに必要なネットワーク要素（例えば、スイッチング・ハードウェア、ポート、記憶装置等）の物理的資源を減らすことができる。資源共有は、また、所与の容量ないしサービス品質（ＱｏＳ）のための共有メディア（例えば、リングにおけるデータレート等）のバンド幅や他の物理的資源を減らすことができる。

図２は、本発明の他の実施形態による、典型的なＭＰＬＳ通信ネットワーク３０を概略的に図解するブロック図である。ネットワーク３０は、ＮＥ１・・・ＮＥ９と表記された９つのネットワーク要素４４を含む。２つの一次ＭＰＬＳトンネル４８Ａ、４８Ｂは、ネットワーク３０を通って設定される。トンネル４８ＡはＮＥ２とＮＥ９とを接続し、トンネル４８ＢはＮＥ１とＮＥ８とを接続する。一次トンネル４８Ａは、要素ＮＥ６の障害に対して、代替トンネル５２Ａによって保護される。同様に、代替トンネル５２Ｂは、一次トンネル４８Ｂを要素ＮＥ５の障害から保護する。

ネットワーク要素ＮＥ４を、代替トンネル５２Ａおよび５２Ｂが通り抜けることが分かる。実際の場合の多くでは、ネットワーク３０を設計するときに、単一の障害だけから保護する保護スキームを設計することは合理的である。多重の同時障害の確率は典型的には、ごくわずかであるからである。したがって、共通ブロック要素ＮＥ４が、ＮＥ５およびＮＥ６が同時に故障しそうでないと仮定して、２本の代替トンネル５２Ａおよび５２Ｂに、共有資源を割り当てることができるようにすることは、合理的であると考えられる。

また、トンネル５２Ａとトンネル５２Ｂとは、独立のＭＰＬトンネルであり、同一のトンネルのインスタンスではないので、既知の方法は、それらの間で共通ネットワーク要素ＮＥ４の資源の共有を可能としない。後述する方法は、この種の資源共有がネットワーク要素ＮＥ４において実行されることを可能にする。

図３は、本発明の実施形態による、ネットワーク要素４４および４６の内部ブロックを概略的に図解するブロック図である。説明の簡潔さのために、開示された方法に関連するコンポーネントのみが図に示される。上記したように、ネットワーク要素は、ルーター、スイッチ、アグリゲータ、コンセントレータ、または通信ネットワークの他のいかなる要素をも含むことができる。各々のネットワーク要素はプロセッサ５４を含み、そのプロセッサは、当該要素と、通信ネットワークにおける他のネットワーク要素と通信するネットワークインターフェース５６に対して規定された異なるプロセシング機能を実行する。

ネットワーク要素は、トンネル予約を受け取り、ネットワーク要素において充分な資源が利用できることを確認し、利用可能な場合には、トンネルに資源を割り当てるコール・アドミッション制御（ＣＡＣ）モジュール５８を含む。以下に示されるように、適当なときに、ＣＡＣモジュールは、２つ以上のＭＰＬＳトンネルの間のネットワーク要素の共用資源を割り当てる。

いくつかの実施形態では、いくつかのリング要素４４（リング・ネットワーク要素と呼ばれる）が、従来技術として知られている復元パケットリング（ＲＰＲ）アーキテクチャを使用して、リング・トポロジに準備される。ＲＰＲアーキテクチャは、リングに属するセグメントの資源等の利用可能なリング資源を割り当てるリング・レベルＣＡＣモジュール（図示せず）を使用する。リング・レベルＣＡＣモジュールは、典型的には、リングのネットワーク要素の１つのプロセッサで動作しているソフトウェア機能を含む。これらの実施形態において、リング・レベルＣＡＣモジュールは、２つ以上のＭＰＬＳトンネルの間のリング資源を共有する。

典型的には、プロセッサ５４は汎用コンピュータを含み、それは本願明細書において記載されている機能を実行するソフトウェアがプログラムされている。ソフトウェアは、たとえばネットワーク上から、電子フォームでコンピュータにダウンロードできる。あるいは、代替的に、ＣＤ−ＲＯＭ等の有形媒体でコンピュータに供給できる。さらに、代替的には、プロセッサ５４は、ハードウェアおよびソフトウェア要素の組合せを使用してインプリメントすることができる。

図４は、本発明の実施形態による、ＭＰＬＳ通信ネットワークのネットワーク要素資源を共有する方法を概略的に図解するフローチャートである。この方法は、ネットワーク管理者や設計者等のオペレータにより開始し、トンネル規定ステップ６０において、２つ以上のＭＰＬＳトンネルを確立する。いくつかの実施形態では、各々のトンネルの規定は、トンネルの適切なバンド幅ないしサービス品質（ＱｏＳ）規定を特定することを含む。一般に、各々のＭＰＬＳトンネルは、入口ノードからの出口ノードへ、通信ネットワークを通過して、そのルートに沿った多くのネットワーク要素４４およびネットワーク・セグメント４５の資源を使用する。

ＭＰＬＳトンネルを規定して、グループ選択ステップ６２で、オペレータは１つ以上のトンネル・グループを選ぶ。各々の資源共有グループは、それらの間で資源を共有することができる２つ以上のトンネルを含む。換言すれば、各々の資源共有グループは、グループ・メンバの間で資源共有依存関係を示す仮想的存在である。オペレータは、資源共有しているトンネル・グループをいくつでも規定することができる。たとえば、資源共有グループは、互いを保護するために設定される一対のトンネルを含むことができる。オペレータは、各々の資源共有グループに、「共有グループ・インデックス」（ＳＧＩ）を表記したユニークな識別子を割り当てる。

以下の記載では、主として、互いを保護するトンネルについて述べているが、同様に、オペレータは、他の理由のために資源共有しているトンネル・グループにトンネルを割り当てることができる。例えば、いくつかの場合では、オペレータは、超過予約、つまり、２以上のトンネルに特定の資源をオーバーブックすることができる。例えば、オペレータは、４つの３Ｍｂｐｓのトンネル間で、最大可能バンド幅（１２Ｍｂｐｓ）に達する確率が小さいと仮定して、特定のネットワーク・セグメント上の１０Ｍｂｐｓのバンド幅割当てを共有することを決定することができる。この種のシナリオにおいて、その操作は、４つのトンネルを同じ資源共有グループに属するように規定することによって、超過予約を実行することができる。

ネットワーク要素に、どのトンネルが各々の資源共有グループに属するかを示すために、配布ステップ６４において、各々の資源共有グループ・インデックスに属するＭＰＬＳトンネルの所属に関する通知が、ネットワークのネットワーク要素４４に配布される。いくつかの実施形態において、ネットワーク全体にＳＧＩを配布することによって、ネットワーク要素に、所属を知らせることができる。いくつかの実施形態では、ＳＧＩの配布は、たとえば、前述のＲＳＶＰ−ＴＥまたはＣＲ−ＬＤＰ予約プロトコルを使用して、トンネル提供プロセスの一部として実行される。これらの実施形態において、特定のＭＰＬＳトンネルのＳＧＩは、トンネルを設定するときに、ネットワーク要素に送信される予約メッセージに組み込まれる。いくつかの実施形態では、使用される信号プロトコルのトンネル・セットアップ・メッセージにおいて、ＳＧＩが、型−長さ−値（ＴＬＶ：Type-Length-Value）フィールドまたはオブジェクトフィールドに挿入される。

ネットワーク要素が、予約メッセージを受信し、それらのＣＡＣモジュールが、資源割当てステップ６６において、異なるトンネルに適当な資源を割り当てる。各々のネットワーク要素は、トンネル予約メッセージを受信して、ＳＧＩ値をこれらのメッセージから抜き出す。図１および２の共通要素４６等の特定のネットワーク要素を、特定の資源共有グループに属する２以上のトンネルが通過している場合には、そのネットワーク要素が、この資源共有グループに関連する同一のＳＧＩ値を有するメッセージで、これらのトンネルを設定するための予約メッセージを受信する。

共通ネットワーク要素のＣＡＣモジュールは、このように、同一のＳＧＩ値を有するトンネルの間に共有資源を割り当てることができる。リング・レベルＣＡＣモジュールが共有リング資源を割り当てる実施形態において、リング・レベルＣＡＣモジュールは、受信したＳＧＩ値に対応する各資源共有しているトンネル・グループのトンネルの間の適当なリング・セグメントにおける資源割当てを共有する。いくつかの実施形態において、特定のトンネル予約メッセージがＳＧＩ値を含まない場合には、ＣＡＣモジュールは、このトンネルは、どの資源共有グループにも属しておらず、他のトンネルとは独立に、それに資源を割り当てるものとみなす。

本願明細書において記載されている方法およびシステムは、主として、ＭＰＬＳトンネルの間の資源共有について述べているが、本発明の原理は、他のトンネル効果プロトコルと結びつけて使うことができ、さらに、ネットワーク要素および共有メディア資源が２つ以上の通信パスの間の共有されることができる他のいかなるアプリケーションにも同様に適用できる。

このように、上記の実施形態は、例として用いられたものであり、本発明は、本明細書に特に示され記載されたたものに限定されるものではない。むしろ、本発明の範囲は、ここでの記述を読めば当業者が想起できる種々のバリエーションおよびその変更態様で、従来技術で開示されないようなものと同様に、ここに記載されたさまざまな特徴の組合せ、サブコンビネーションの両方を含む。

本発明の実施形態による、通信ネットワークを概略的に図解するブロック図である。 本発明の他の実施形態による、ＭＰＬ通信ネットワークを概略的に図解するブロック図である。 本発明の実施形態による、ネットワーク要素を概略的に図解するブロック図である。 本発明の実施形態による、ＭＰＬＳ通信ネットワークの資源を共有する方法を概略的に図解するフローチャートである。

Claims (25)

1. ２つ以上の通信パスを含む資源共有グループを規定するステップであって、前記通信パスが、通信ネットワーク内の少なくとも２つの異なるルートを通り抜けるものであり、前記ルートが、少なくとも１つの共通ネットワーク要素を通過しているものである、ステップと、
   前記資源共有グループを有する前記２つ以上の通信パスが属するネットワークの上に通知を配布するステップと、
   前記通知に対応して、資源共有グループの通信パス間で資源の割当てを共有するように、少なくとも１つの共通ネットワーク要素と関連した資源を割り当てるステップと、
   を含む、通信方法。
2. 前記資源共有グループが、前記ネットワークを通る２つ以上のトンネルを含む、請求項１に記載の通信方法。
3. 前記通知を配布することは、前記トンネルに関する、資源予約プロトコル・トラフィック・エンジニアリング（ＲＳＶＰ−ＴＥ）メッセージおよび制約ベース・ラベル配布プロトコル（ＣＲ−ＬＤＰ）メッセージの少なくとも１つを送信することを含む、請求項２に記載の通信方法。
4. 資源共有グループを規定することは、資源共有グループに関連した共有グループ・インデックスの値（ＳＧＩ値）を規定することを含み、前記通知を配布することは、資源共有グループに属する通信パスを設定するようにＳＧＩ値を含む予約メッセージを送信することを含み、前記資源を割り当てることは、前記共通ネットワーク要素において予約メッセージを受信することと、受信した予約メッセージ内のＳＧＩ値に対応する資源の割当てを共有することとを含む、請求項１に記載の通信方法。
5. 資源共有グループに属するパスのうちの1つは、第1のルートを通り抜ける代替通信パスを含み、前記代替通信パスは、第1のルートとは異なる第２のルートを通り抜けている資源共有グループに属する一次通信パスを、第２のルートに沿ったネットワーク要素とネットワーク・セグメントの少なくとも1つにおける障害に対して保護するために設定される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の通信方法。
6. 前記資源は、前記少なくとも一つの共通ネットワーク要素に接続し、前記ルートが通過する共通ネットワーク・セグメント上のバンド幅を含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の通信方法。
7. 前記共通ネットワーク・セグメントは、リング・トポロジに属する共通リング・セグメントを含み、前記資源を割り当てることは、リング・レベル・コール・アドミッション制御（CAC）機能を適用することにより、共通リング・セグメントを割り当てることを含む、請求項６に記載の通信方法。
8. 前記資源を割り当てることは、バンド幅、メモリー空間、ポート、スイッチング・ハードウェア・コンポーネント、の少なくとも１つを割り当てることを含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の通信方法。
9. 通信ネットワークの他の要素と通信するためのネットワークインターフェースと、
   ネットワークを通る少なくとも２つの異なるルートを通り抜ける２つ以上の通信パスの資源共有グループが所属する通信ネットワーク上に配布される通知を、前記ネットワークインターフェースを介して受け取るために準備されるプロセッサと、
   を備えるネットワーク要素であって、
   前記プロセッサが、前記ネットワーク要素を資源共有グループの通信パスの少なくともいくつかが通り抜けているときに、前記通知に対応して、少なくともいくつかのネットワーク要素間で資源の割当てを共有するように資源を割り当てるために準備されるコール・アドミッション制御（ＣＡＣ）モジュールを含んでいる、ネットワーク要素。
10. 前記２つ以上の通信パスが、前記通信ネットワークを通るトンネルを含む、請求項９に記載のネットワーク要素。
11. 前記通知が、前記トンネルに関する、制約ベース・ラベル配布プロトコル（ＣＲ−ＬＤＰ）メッセージと、資源予約プロトコル・トラフィック・エンジニアリング（ＲＳＶＰ−ＴＥ）メッセージとの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載のネットワーク要素。
12. 前記プロセッサが、前記資源共有グループに関連した共有グループ・インデックス（ＳＧＩ）の値を含む予約メッセージを受信するために準備され、前記ＣＡＣモジュールが、受信した予約メッセージ内のＳＧＩ値に対応して、前記資源の割当てを共有するために準備される、請求項９に記載のネットワーク要素。
13. 前記資源共有グループが、第１のルートを通り抜けている代替通信パスを含み、前記代替通信パスは、第１のルートとは異なる第２のルートを通り抜けている一次通信パスを、第２のルートに沿ったネットワーク要素およびネットワーク・セグメントの少なくとも１つにおける障害に対して保護するように働いている、請求項９ないし１２のいずれか１項に記載のネットワーク要素。
14. 前記資源が、前記ネットワーク要素に接続し、前記ルートが通過する共通ネットワーク・セグメント上のバンド幅を含む、請求項９ないし１２のいずれか１項に記載のネットワーク要素である、請求項９ないし１２のいずれか１項に記載のネットワーク要素。
15. 前記共通ネットワーク・セグメントが、リング・トポロジに属する共通リング・セグメントを含み、リング・レベル・コール・アドミッション制御（ＣＡＣ）モジュールを含み、前記リング・レベル・コール・アドミッション制御（ＣＡＣ）モジュールは共通リング・セグメントの資源の割当てを共有するように準備される、請求項１４に記載のネットワーク要素。
16. 前記ＣＡＣモジュールが、バンド幅、メモリー空間、ポート、スイッチング・ハードウェア・コンポーネント、の少なくとも１つを割り当てるように準備される、請求項９ないし１２のいずれか１項に記載のネットワーク要素。
17. ネットワーク要素に使用されるコンピュータ・ソフトウェア・プロダクトであって、
    前記プロダクトはプログラム命令が記憶されるコンピュータ可読媒体を含み、
    前記命令は、コンピュータに読み込まれたときに、前記コンピュータに、
    前記ネットワークを通る少なくとも２つの異なるルートを通り抜ける２つ以上の通信パスの資源共有グループの所属する通信ネットワーク上に配布される通知を受け取ることと、
    前記通知に対応して、少なくともいくつかの通信パス間で資源の割当てを共有するように、前記ネットワーク要素を、前記資源共有グループの少なくともいくつかの通信パスが通過しているときに、資源共有グループに関連した資源を割り当てることと、
    をさせる、コンピュータ・ソフトウェア・プロダクト。
18. 前記２つ以上の通信パスが、前記通信ネットワークを通るトンネルを含む、請求項１７に記載のプロダクト。
19. 前記通知が、前記トンネルに関する、制約ベース・ラベル配布プロトコル（ＣＲ−ＬＤＰ）メッセージと、資源予約プロトコル・トラフィック・エンジニアリング（ＲＳＶＰ−ＴＥ）メッセージとの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載のプロダクト。
20. 前記命令が、前記コンピュータに、資源共有グループに関連した共有グループ・インデックス（ＳＧＩ）の値を含む予約メッセージを受信することと、受信した予約メッセージ中のＳＧＩ値に対応した資源の割当てを共有することと、をさせる、請求項１７に記載のプロダクト。
21. 前記資源共有グループが、第１のルートを通り抜けている代替通信パスを含み、前記代替通信パスは、第１のルートとは異なる第２のルートを通り抜けている一次通信パスを、第２のルートに沿ったネットワーク要素およびネットワーク・セグメントの少なくとも１つにおける障害に対して保護するように働いている、請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載のプロダクト。
22. 前記資源は、前記少なくとも一つの共通ネットワーク要素に接続し前記ルートが通り抜ける共通ネットワーク・セグメント上のバンド幅を含む、請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載のプロダクト。
23. 前記共通ネットワーク・セグメントは、リング・トポロジに属する共通リング・セグメントを含み、前記命令が、前記共通リング・セグメントの資源の割当てを共有するように、コンピュータに、リング・レベル・コール・アドミッション制御（ＣＡＣ）機能を適用させる、請求項２２に記載のプロダクト。
24. 前記命令が、コンピュータに、バンド幅、メモリー空間、ポート、スイッチング・ハードウェア・コンポーネントのうちの少なくとも１つを割り当てさせる、請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載のプロダクト。
25. 前記ネットワークを通る少なくとも２つの異なるルートを通り抜ける２つ以上の通信パスの資源共有グループが所属する通信ネットワーク上に配布される通知を受け取るために準備される複数の相互接続したネットワーク要素を備える通信ネットワークであって、
    前記複数の相互に連結したネットワーク要素が、各ネットワーク要素を資源共有グループの少なくともいくつかの通信パスが通り抜けているように、準備され、
    前記ネットワーク要素が、前記通知に対応して、少なくともいくつかの通信パスで資源の割当てを共有するように、ネットワーク要素に関連した資源を割り当てる、通信ネットワーク。

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