JP2014064252A - ネットワークシステム、伝送装置、及び障害情報通知方法 - Google Patents

ネットワークシステム、伝送装置、及び障害情報通知方法 Download PDF

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Abstract

【課題】
通信事業者のルータ網を中継する伝送網内で、サービスに影響のある障害が発生した場合、伝送網が高速に障害を検出してもルータ網が障害を検出までに時間がかかり、網全体の障害復旧に時間がかかる。
【解決手段】
通信事業者の第1の網であるルータ網20−1、20−2を中継する、障害監視機能F10を備える複数の伝送装置100−1〜100−6を含む第2の網である伝送網10−1で、第1の網であるルータ網20−1、20−2のOAM機能の情報を収集して、伝送網10−1内でユーザが利用するサービスに影響のある障害が発生した場合、伝送網10−1が能動的にルータ網20−1、20−2のOAM機能を利用して、ルータ網20−1、20−2に素早く障害通知を実施して、高速に障害回復を図る。
【選択図】 図1

Description

本発明はネットワークシステムに関し、隣接網の障害回復機能を活用する伝送技術に係るものである。
現在、様々なサービスが通信事業者の網を介して提供され、社会基盤として利用されている。このような網では提供されるサービスの増加に伴うトラフィック増に対応するだけでなく、社会基盤として高い信頼性を実現することが求められている。
既存のルータ網ではルーティングプロトコルを用いた自律分散制御により、高い接続性を実現している。各ルータは当該ルーティングプロトコルを用いて隣接するルータと接続の正常性を確認するために定期的にパケットを交換している。この正常性を確認するパケットが一定期間途絶えると、ルータは該当する通信路に障害が発生したと認識して、接続性を提供するための経路情報を再計算して、障害箇所を通らずに宛先まで到達できる経路を発見して設定する。また、障害箇所を一時的に迂回する経路を発見して設定するFRR(Fast ReRoute)、Global Repair、またはAlternative Egress Repair等の障害回復機能もある。しかし、障害を検出するためのパケット交換の頻度が数十秒と長く、また、障害を認識するまでの時間も数分のオーダーであり、上記のような高い信頼性を実現するときの課題となる。
そこで、従来伝送網で利用されていた通信路の正常性を監視するためのOAM(Operations、Administration、 and Management)機能をパケットベースのルータ網に適用することが提案されている。また、通信事業者の網の信頼性を向上させるために、ルータ網の中心部分を構成するルータを高信頼な伝送装置で置き換える事も提案されている。この場合、置き換えた伝送装置で構成される伝送網部分の信頼性は向上するが、その周囲にあるルータ網の信頼性は依然として十分高くない。
非特許文献1は、ルータ網のエッジルータ間で通信路の正常性を監視するためのパケットを定期的に交換するBFD(Bidirectional Forwarding Detection)と呼ばれるプロトコルを規定する。当該プロトコルでは、転送するユーザのフロー毎にセッションを確立し、ユーザの主信号と同じ経路で監視用パケットを交換することで、目的の通信路の正常性を確認する。そして、あるユーザフローにおいて監視用パケットが期待される受信周期の3.5周期間未受信の場合、該当ユーザフローに障害が発生したとエッジルータが判断して、対向のエッジルータに対して監視用パケットに障害通知フラグを設定して送付する。この障害通知フラグが設定された監視用パケットを対向するエッジルータが受信すると、FRR等の障害回復機能を起動して障害箇所を回避する経路の設定を試みる。
しかし、通信事業者の網のエッジルータ間で通信路の正常性を確認する場合、網の規模や収容するユーザのフロー数に依存するが、一般的には1秒程度の間隔で監視用パケットを交換するので、従来のルータ網と同程度の信頼性の提供に留まっている。
なお、関連する特許文献としては、MPLS(Multi−Protocol Label Switching) OAMプロトコルを、MPLSネットワーク上に障害が発生したLSP(Label Switching Path)が存在するか否かを確認するために使うことを記載した特許文献1がある。
特開2006−180494号公報
IETF RFC5880 2010年
多様なサービスを提供する通信事業者の網が社会基盤化していることに伴い、サービスに常にアクセスできる接続性を提供する必要があり、通信事業者の網の高信頼化が求められている。
上述の通り、従来のルータ網では、各ルータがルーティングプロトコルで隣接するルータと定期的に正常性を確認するためにパケットの交換を行っている。この正常性が確認できなくなった時点で、当該ルータ間に障害が発生したと認識する。しかし、この正常性を確認するためのパケットの交換間隔は数十秒と長く、実際に障害を検知するまで分オーダーの時間がかかってしまい、復旧時間の観点から高信頼とは言えない。
また、通信事業者の網の信頼性を向上させるために、ルータ網の中心部分を構成するルータを高信頼な伝送装置で中継網を構成して置き換える事も提案されているが、置換えた中継網の信頼性は向上するが、その周囲にあるルータ網の信頼性は依然として高くない。さらに、従来伝送網で利用されていた通信路の正常性を監視するためのOAMとしてBFDが提案されているが、通信事業者の網のエッジルータ間で通信路の正常性を確認する場合、一般的には1秒程度の間隔で監視用パケットを交換するので、従来のルータ網と同程度の信頼性であり、高い信頼性を提供できない点が課題である。
本発明の目的は、上記の課題を解決し、通信事業者のルータ網を中継する伝送網内でサービスに影響のある障害が発生した場合、障害からの復旧時間の短縮させることが可能なネットワークシステム、伝送装置、及び障害情報通知方法を提供することにある。
本発明においては、上記の目的を達成するため、ネットワークシステムであって、監視機能と障害回復機能を備えた第1の網と、第1の網を中継し、第1の網の監視機能より監視の周期が短い監視機能を備えた第2の網とからなり、ネットワークシステムのユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、第2の網内で発生した場合に、第2の網の監視機能を用いて障害回復機能を活用する構成のネットワークシステムを提供する。
また、本発明においては、上記の目的を達成するため、伝送装置であって、
監視機能と障害回復機能を備えた第1の網を中継する第2の網を構成し、処理部と記憶部とを備えたネットワーク・インターフェース部と、当該ネットワーク・インターフェース部に接続されるスイッチ部とを備え、処理部は、第1の網の監視機能より監視の周期が短い第2の網の監視機能を備え、ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、第2の網内で発生した場合に、第2の網の監視機能を用いて、第1の網の障害回復機能を活用する構成の伝送装置を提供する。
更に、本発明においては、上記の目的を達成するため、ネットワークシステムにおける障害情報通知方法であって、ネットワークシステムは、監視機能と障害回復機能を備えた第1の網と、第1の網を中継し、第1の網の監視機能より監視の周期が短い監視機能を備えた第2の網とからなり、ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、第2の網内で発生した場合に、第2の網の監視機能を用いて、第1の網の障害回復機能を活用する障害情報通知方法を提供する。
本発明によれば、ユーザが利用しているサービスに影響がある障害が中継網内で発生した場合、既存ルータ網がOAM機能を利用して障害回復機能を起動するよりも、高速に当該障害回復機能を起動させ、ルータ網を含めた網全体を高信頼化できるという利点がある。
第1の実施例が対象とする通信事業者のネットワークシステムの一例を示す図である。 第1の実施例に係る、障害監視機能が保持するフロー毎にBFDの状態を管理するためのテーブルの一構成例を示す図である。 第1の実施例に係る、伝送装置の内部構造の一例を示す図である。 第1の実施例に係る、BFDパケットの構成の一例を示す図である。 第1の実施例に係る、障害監視機能が具備する障害監視処理フローの一例を示す図である。 第1の実施例に係る、障害監視機能で障害を検出したときに実施される障害検出処理フローの一例を示す図である。 第1の実施例に係る、保護タイマが切れたときに実施される保護タイマ切れ処理フローの一例を示す図である。 第1の実施例に係る、フィルタ機能によりスヌープしたBFDパケットの受信処理フローの一例を示す図である。 第1の実施例に係る、障害発生中にフィルタ機能によりパケットの抜取りをしたBFDパケットの受信処理フローの一例を示す図である。 既存網で障害発生から検出までのタイミングチャートの一例を示す図である。 第1の実施例に係る、障害発生から検出までのタイミングチャートの一例を示す図である。 第1の実施例に係る、障害発生から検出までのタイミングチャートの他の例を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に従い説明する。なお、本明細書において、「機能」を「部」や「手段」と称する場合がある。例えば、「障害監視機能」を、「障害監視部」、「障害監視手段」と称する。
第1の実施例は、通信事業者が提供する中継網内で障害が発生してユーザが利用するサービスに影響が出ると判断されたとき、中継網が隣接するルータ網の障害回復機能を活用するネットワークシステム、障害監視機能等に係る実施例である。すなわち、本実施例においては、既存ルータ網の中心部分を、高信頼な伝送装置で置換え中継網を構成して通信事業者の網全体の信頼性を高めるとき、中継網内での障害が発生してユーザが利用するサービスに影響が出ると判断されたとき、中継網内が隣接するルータ網の障害回復機能を積極的に活用する。
図1は第1の実施例のネットワークシステムの一構成例を示す図である。すなわち、ネットワークシステムにおける、通信事業者の網構成、および当該網を介してサービスを提供されるユーザサイトの関係を示している。本実施例を適用した通信事業者の網は、IP/MPLS(Internet Protocol/Multi−Protocol Label Switching)ルータ装置200−nで構成されるルータ網であるIP/MPLS網20−nと、MPLS−TP(Multi−Protocol Label Switching−Transport Profile)装置100−1〜100−6で構成される中継網であるMPLS−TP網10−1とから構成される。
なお、本明細書において、IP/MPLS網20−nを第1の網、MPLS−TP網10−1を第2の網と称する場合がある。本実施例の障害監視機能は、通信事業者の第2の網である中継網のエッジに配置された伝送装置であるMPLS−TP装置100−1、100−3、100−4、100−6に適用される。
第2の網の各ユーザサイト30−nは通信事業者の網のエッジにある、IP/MPLS網内のIP/MPLSルータ装置200−nに接続される。すなわち、IP/MPLSルータ装置200−1および200−2は、それぞれユーザサイトA30−1とユーザサイトB30−2に接続している。一方、IP/MPLSルータ装置200−1および200−2間は、MPLS−TP網10−1を介して接続して、両ユーザサイト30−1、30−2間を接続するサービスを提供している。
IP/MPLSルータ装置200−1および200−2は通信経路の障害を検出した場合に、障害の影響を避け通信を継続するための経路を確立するための障害回復機能(例えば、FRR:Fast Rerouteなど)を具備する。
第1の網のIP/MPLSルータ装置200−1および200−2は、通信経路の正常性を主信号と同じ経路を通して常時監視するための監視機能として、例えば、BFDなどのOAM機能を具備する。そして、BFDにより監視している通信経路で障害を検出すると、それをトリガーに当該装置が具備する障害回復機能を起動する。そして、本明細書における、IP/MPLS網20−n等の第1の網の監視機能の監視の周期に比較し、MPLS−TP網10−1等の第2の網の監視機能の監視の周期はより短い。
第2の網である中継網を構成するMPLS−TP装置100−1から100−6は、第1の網であるIP/MPLS網20−1および20−2に配置されているIP/MPLSルータ装置200−1及び200−2と接続して、IP/MPLSパケットを対向のIP/MPLSルータ装置200−1或いは200−2に転送する。
伝送装置であるMPLS−TP装置100−1から100−6は、中継網であるMPLS−TP網10−1内を、MPLS−TPが規定するOAM機能およびプロテクション機能により、従来の伝送技術であるSDH(Synchronous Digital Hierarchy)クラスの伝送品質の高信頼性を実現する。これはルータ装置が、その監視機能により、1秒程度の間隔で正常性を確認するパケットを交換するのに対して、伝送装置であるMPLS−TP装置では、その監視機能により、3.3ミリ秒など高速に正常性を確認するパケットを交換するので、高速に通信経路の障害を検出することが可能である。例えば、通信経路を当該OAM機能で監視して、通信路を冗長構成として設定することにより、障害発生時に通信経路を現用系から予備系へ高速に切替え通信を継続することができる。
このMPLS−TPは標準化団体により標準化作業が実施されており、IETFではパケットのフォーマットなどデータプレーンについてはRFC5654、RFC5960、RFC4448に規定されており、OAM機能およびプロテクション機能についてはRFC6427、RFC6428、およびRFC6378で規定されている。
本実施例のネットワークシステムにおいて、第2の網であるMPLS−TP網のエッジに配置された伝送装置である、MPLS−TP装置100−1、100−3、100−4、および100−6は、上述した通り、第1の網中のIP/MPLSルータ装置200−1および200−2間で交換され、通信経路を監視するためのBFDパケットを操作し情報を収集する障害監視機能F10を具備する構成を有することを特徴とする。以下、本実施例の障害監視機能F10を順次説明する。なお、この障害監視機能F10は、後で図3を用いて詳述する、伝送装置を構成するネットワーク・インターフェース部内のNIF管理部の障害監視部によって実現される。
この障害監視機能F10は、IP/MPLSルータ装置200−1および2002間の各方向の通信経路上で交換されるBFDパケットをスヌープして、当該装置内部の記憶部にあるテーブルに、MPLSラベル等で識別されるフロー毎に保管する。このテーブルの詳細は後で図2を用いて説明する。
そして、障害監視機能F10は、第2の網であるMPLS−TP網10−1内にユーザへ提供しているサービスに影響が及ぶ障害が発生していなければ、第1の網内のIP/MPLSルータ装置200−1および200―2間で交換されるBFDパケットの最新情報を当該装置内部にあるテーブルに格納するためスヌープを継続する。
また、障害監視機能F10は、第2の網であるMPLS−TP網10−1内に、ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が発生し、当該網内で復旧できない場合、隣接する第1の網であるIP/MPLSルータ網が具備する障害回復機能を起動するよう働きかける。なお、ここでユーザが利用しているサービスに影響を与える障害とは、例えば、2重障害、冗長パスが未設定時の1重障害等を意味する。本実施例によれば、これらの障害から迅速に回復できるため、ユーザが利用するサービスへの影響を最小限に抑えることができる。
具体的には、例えば、MPLS−TP装置100−1が隣接するMPLS−TP装置100−2から障害前方通知フラグ、例えば、LDI(Link Down Indication)フラグの設定されたAIS(Alarm Indication Signal)パケットなどを障害情報として受信した場合、IP/MPLSルータ装置200−2からIP/MPLSルータ装置200−1に向かった方向の通信経路に障害が発生したことを意味する。そこで、MPLS−TP装置100−1の障害監視機能F10は、当該障害通知が示す障害が通知されたフローと対になる、IP/MPLSルータ装置200−1からIP/MPLSルータ装置200−2に向かった方向のフローに対するBFDパケットのフィルタ設定をスヌープから抜取りに変更する。そして、IP/MPLSルータ装置200−1がIP/MPLSルータ装置200―2に向けて送出したBFDパケットを抜取り、障害後方通知フラグを障害情報として設定してから、再びIP/MPLSルータ装置200−2に向けて送出する。この本実施例における障害監視機能F10特有の動作を、シーケンス図により通常の監視機能におけるBFD動作と比較しながら説明する。
図10のシーケンス図に示すように、通常のBFDでは、このような障害300が発生した場合、第1の網のIP/MPLSルータ装置200−1がBFDパケットの受信周期の3.5周期に該当する期間、第1の網のIP/MPLSルータ装置200−2からのBFDパケットを未受信だと障害発生と認定し、IP/MPLSルータ装置200−1は、障害後方通知フラグを障害情報として設定したBFDパケットを障害が解消されるまでIP/MPLSルータ装置200−2へ送出し続ける。
それに対し、本実施例の障害情報通知方法によれば、図11のシーケンス図に示すように、上述した障害監視機能F10の機能により、第1の網のIP/MPLSルータ装置200−1が障害300を検出するより早く、タイミングTdにおいて、第2の網内の伝送装置であるMPLS−TP装置100−1が障害300を検出できる。そのため、本来IP/MPLSルータ装置200−1が設定する障害情報である障害後方通知フラグを、MPLS−TP装置100−1の障害監視機能F10が、タイミングTi−1において設定することにより、通常のIP/MPLSルータ装置200−1が具備するBFD手順よりも早く、対向のIP/MPLSルータ200−2に障害を通知することが可能になり、障害の認識を早めることができる。その結果、IP/MPLS網で障害を検出してから障害回復機能を利用して復旧が完了するまでの時間を大幅に短縮することができる。
また、他の例として、MPLS−TP装置100−1が隣接するMPLS−TP装置100−2から障害情報として障害後方通知フラグ、例えば、RDI(Remote Defect Indication)フラグの設定されたCC(Contiuity Check)パケットを受信した場合、IP/MPLSルータ装置200−1からIP/MPLSルータ装置200−2に向かった方向の通信経路に障害が発生したことを意味する。そこで、MPLS−TP装置100−1の障害監視機能F10は、当該障害通知が示す障害が通知されたフローと対になるIP/MPLSルータ装置200−2からIP/MPLSルータ装置200−1に向かった方向のフローに対するBFDパケットのフィルタ設定をスヌープから抜取りに変更する。そして、IP/MPLSルータ装置200−2がIP/MPLSルータ装置200―1に向けて送出したBFDパケットを抜取り、障害後方通知フラグを障害情報として設定してから、再びIP/MPLSルータ装置200−1に向けて送出する。
このような障害が発生した場合も前述の例と同様に、通常BFDでは、IP/MPLSルータ装置200−2が、BFDパケットの受信周期の3.5に該当する期間BFDパケットを未受信だと障害発生とみなし、IP/MPLSルータ装置200−2は、障害後方通知フラグを障害情報として設定したBFDパケットを、障害が解消されるまでIP/MPLSルータ装置200−1へ送出し続ける。
それに対し、本実施例の障害監視機能F10により、第1の網を構成するIP/MPLSルータ装置200−2が障害を検出するより早く、第2の網内のMPLS−TP装置100−1は障害を検出できるので、本来IP/MPLSルータ装置200−2が設定する障害後方通知フラグを、MPLS−TP装置100−1の障害監視機能F10が障害情報として設定することにより、IP/MPLSルータ装置が具備するBFD手順よりも早く、対向のIP/MPLSルータ200−1に障害を通知することが可能になる。その結果、IP/MPLS網で障害を検出してから障害回復機能を利用して復旧が完了するまでの時間を大幅に短縮することができる。
さらに、本実施例の方法では、その変形例として、障害を検出した第2の網内のMPLS−TP装置が、後で説明するテーブル内に障害監視機能F10で収集し保持しているBFDパケットの情報から、発生した障害の影響を受けるフローで交換されているBFDパケットを新規に生成することができる。そのため、第2の網内のMPLS−TP装置の障害監視機能F10が障害を検出した時点で、該当する第1の網のIP/MPLSルータ装置に送信すべきBFDパケットを構成して、障害後方通知フラグを障害情報として設定して送出することで、実際に第1の網のIP/MPLSルータ装置間で交換されているBFDパケットの周期を待たずに、即座に障害情報を通知することができる。これにより、さらに高速な障害通知を実現することが可能になり、IP/MPLS網が持つ障害回復機能をより高速に起動することが可能になり、通信事業者の網全体の信頼性を向上させることができる。
この場合、図12のシーケンス図に示すように、障害監視機能F10は障害検出時に1度だけ障害後方通知フラグを設定したBFDパケットを自ら構成して、対象のIP/MPLSルータ装置200−2に送出する。以降は前述の通り、第1の網のIP/MPLSルータ装置200−1が送出したBFDパケットを抜取り、障害後方通知フラグを設定して再送出することを、対象のIP/MPLSルータ装置が障害を検出して自身で障害後方通知フラグを設定するまで継続する。
本実施例の方式を適用した場合でも、本来IP/MPLSルータ装置が具備するBFDの機能により、IP/MPLSルータ装置が障害を検出して、送出するBFDパケットに障害後方通知フラグを設定し始めたことを、MPLS−TP装置の障害監視機能F10が検出すると、当該BFDにより監視されているフローのフィルタ設定を抜取りからスヌープに変更する。
図2は、以上説明した種々の実施例における、第2の網内のMPLS−TP装置100−1、100−3、100−4、100−6の障害監視機能F10が保持するフロー毎にBFDの状態を管理するための、複数のフィールドからなるテーブルの構成例T100を示す。
同図に示すように、テーブルT100は、格納したエントリが本実施例の方式の処理対象か否かを示す処理対象フラグフィールドT101を備える。この処理対象フラグフィールドT101は、“0”が対象外を、“1”が対象であることを示す。また、テーブルT100は、障害監視機能F10が障害検出後すぐに障害後方通知フラグを設定したBFDパケットを構成して対象IP/MPLSルータ装置に向けて送出するか否かを示す即時挿入フラグフィールドT102を備える。この、即時挿入フラグフィールドT102は、“0”が即時挿入あり、“1”が即時挿入なしを示す。そして、保護タイマフィールドT103は、即時挿入フラグフィールドT102が有効のとき、障害検出してから実際にBFDパケットを送出するまでの保護時間を秒単位で指定する。
テーブルT100は更に、障害の種別を格納する障害情報フィールドT104を備える。この障害情報フィールドT104には、例えば、MPLS−TP OAMによる障害前方通知であるLDI受信、障害後方通知であるRDI受信、または物理ポートで受信光レベル障害などを格納する。ポート番号フィールドT105は、MPLS−TP装置上の物理ポートを識別する識別子を格納するフィールドである。
T106、T107はそれぞれ、隣接MPLS−TP装置から受信して隣接IP/MPLSルータ装置へ転送する論理パスを識別するLSP(Label Switched Path)およびPW(Pseudowire)ラベルを格納するLSP/PWラベル(受信方向)フィールド、隣接IP/MPLSルータ装置から受信して隣接MPLS―TP装置へ転送する論理パスを識別するLSPおよびPWラベルを格納するLSP/PWラベル(送信方向)フィールドである。
また、T108、T109は、隣接MPLS−TP装置から受信して隣接IP/MPLSルータ装置へ転送するBFDパケットが示す当該フローを識別する識別子を格納するBFDパケット(受信方向)フィールド、隣接IP/MPLSルータ装置から受信して隣接MPLS―TP装置へ転送するBFDパケットが示す当該フローを識別する識別子を格納するBFDパケット(送信方向)フィールドである。
更に、テーブルT100は、T110、T111として、即時挿入フラグフィールドT102が有効で隣接IP/MPLSルータに送信するBFDパケットを構成するときに使用するEthernet(登録商標)フレームの宛先MACアドレスを格納する宛先MAC(受信方向)フィールド、および、即時挿入フラグフィールドT102が有効で隣接MPLS−TP装置に送信するBFDパケットを構成するときに使用するEthernetフレームの宛先MACアドレスを格納する宛先MAC(送信方向)フィールドを備えている。
図2中の各フィールドの受信方向および送信方向は、MPLS−TP装置のIP/MPLSルータに接続しているネットワーク・インターフェースで扱うフローの向きを示す。受信方向とは、次に説明する図3に示す伝送装置のネットワーク・インターフェース部からスイッチ部方向へ転送され、入力処理部で処理されるフローの方向であり、送信方向とはスイッチ部からポートネット・ワークインタフェース部へ転送され、出力処理部で処理されるフローの方向である。装置内部の各宛先MACフィールドT110およびT111は、当該フローの受信パケットの送信元MACアドレスを取り出して格納する。
図3は、図1に記した実施例のネットワークシステム中の伝送網の伝送装置である通信装置の内部構造の一具体例を示す図である。この通信装置は、装置全体を管理するノード管理部2000、複数のネットワーク・インターフェース部610−1〜610−n、およびネットワーク・インターフェース部610−1〜610−nを相互接続するためのスイッチ部2100から構成される。
各ネットワーク・インターフェース部610−1〜610−nは、パケット送受信ポート601−1〜601−n、各パケット送受信ポートに対応するスイッチ部2100へのインターフェース(SWIF)602−1〜602−n、パケット送受信部を介して受信したパケットをフィルタ処理等する入力処理部1010、パケット送受信部を介してパケット挿入等のパケットの送信処理を行う出力処理部1020、及び、障害監視の制御、入力処理部1010と出力処理部1020を制御するネットワーク・インターフェース(NIF)管理部1000で構成される。
通常、ネットワーク・インターフェース部610−1〜610−nのSWIF602−1〜602−n、パケット送受信ポート601−1〜601−nを除く機能ブロックは、処理部である中央処理部(Central Processing Unit:CPU)と、機能プログラムを記憶する記憶部であるメモリ等で実現されるが、専用ハードウェアによって構成することもできることは言うまでもない。そこで、本明細書における伝送装置の機能ブロックである、入力処理部1010、出力処理部1020、及び、NIF管理部1000を総称して、伝送装置の処理部と呼ぶ場合がある。
ノード管理部2000は通信装置の管理者に対して、管理用インターフェースを提供して当該装置への各種設定/操作を可能にする。ノード管理部2000は記憶装置を保持しており装置の初期化に必要な初期設定の情報を保持できる。また、ノード管理部2000は当該装置の初期化時に、記憶装置に格納されている初期設定情報、またはノード管理部2000が持つデフォルト値で装置内の各機能の初期化を行う。管理者により装置のノード管理部2000に対して行われた設定や操作は、伝送装置に装備されているネットワーク・インターフェース部610―1〜610−nの中の、適切なもののNIF管理部1000に適宜反映される。
NIF管理部1000内の障害監視部1001は、本実施例に係る、図1の障害監視機能F10を実現するため、後で詳述する図5から図9に示す各処理フローを、CPUのプログラムの実行等によって実現する。入力処理部1010内のフィルタ処理部1011は、障害監視機能F10への入力となる受信OAMパケット、例えばBFDパケットをスヌープまたは抜取るためのフィルタ機能を、CPUのプログラムの実行等によって実現する。そして、出力処理部1020内のパケット挿入部1021は、障害監視機能F10が構成したBFDパケットや障害後方通知フラグを、新たに設定したBFDパケットを送出するための機能であり、同じくCPUのプログラムの実行等によって実現する。なお、図2に示した本実施例のBFD状態管理テーブルT100は、NIF管理部1000内の図示を省略したメモリ上に構成され管理される。
図4に上述した実施例のBFDパケットの一構成例を示す。このBFDパケットは、図2に示した即時挿入フラグT102、またはT102が有効で隣接IP/MPLSルータまたはMPLS−TP装置に送信するときに出力処理部1020で構成される。
図4に見るように、BFDパケットは、Ethernet(登録商標)ヘッダB101は、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、およびタイプ値から構成される。タイプ値は転送するプロトコルにより一意に決まり、MPLSの場合、16進数で0x8847(固定値)である。MPLS(LSP)B102はLSPを識別するためのMPLSラベルである。MPLS(PW)B103はPWを識別するためのMPLSラベルである。ACH(Associated Channel)B104は当該パケットにOAMパケットがカプセル化されていることを示す固定値で構成されるヘッダである。OAMペイロードB105は当該パケットにカプセル化される具体的なOAMのペイロードである。
ここで、図4のBFDパケットを構成する具体例を、図12に示した実施例のシーケンス図の場合を例示して説明する。先に説明した通り、図12は、図2に示す即時挿入フラグが有効のときのBFDパケットの送受信シーケンスを示している。MPLS−TP装置100−1がBFDパケットを挿入するときは、その挿入方向に応じて図2に示すLSP/PWラベル、BFDパケット、および宛先MACフィールドを参照して、図4に示すBFDパケットを構成する。
例えば、MPLS−TP装置100−1が隣接するIP/MPLSルータ200−1にBFDパケットを送信する場合、図2のLSP/PWラベル(受信方向)T106、BFDパケット(受信方向)T108、および宛先MACフィールド(受信方向)T110を用いてBFDパケットを構成する。
また、MPLS−TP装置100−1が隣接するMPLS−TP装置100−2側のIP/MPLSルータ200−2にBFDパケットを送信する場合、図2のLSP/PWラベル(送信方向)T107、BFDパケット(送信方向)T109、および宛先MACフィールド(送信方向)T111を用いてBFDパケットを構成する。各BFDパケットのEthernet(登録商標)ヘッダを構成する送信元MACアドレスは、当該BFDパケットを送出する物理ポートに割り当てられているMACアドレスを用いる。
続いて、図5から図9に示す実施例の障害監視機能F10における各処理フローの内容を詳述する。上述のとおり、これらの各処理フローはNIF管理部1000に対応する処理部におけるプログラム処理によって実現される。
図5は、伝送装置であるMPLS−TP装置の障害監視機能F10が具備する障害監視処理フローS100を示す。当該処理フローはMPLS−TP装置の障害監視機能F10が初期化されたとき、当該障害監視機能F10が障害を検出したとき、およびフィルタにより抜取ったBFDパケットに障害後方通知フラグが設定されていたときに呼び出される。まず、当該処理フローが呼び出されたときの状態を判別する(S101)。障害監視機能F10の初期化時はパケットのフィルタ機能の初期化処理(S110)を実施する。これは該当する全てのパケットフィルタをスヌープ設定にする。
2重障害、あるいは冗長パスが未設定時の1重障害など、ユーザが利用するサービスに影響のある障害を検出した場合は、障害通知により特定される当該障害の影響を受けるフローを特定し、当該フローを流れるBFDパケットを抜取るためにフィルタをスヌープから抜取りへ設定変更処理(S120)を実施する。また、フィルタにより抜取ったBFDパケットに障害後方通知フラグが設定されていた場合は、もはやMPLS−TP装置の障害監視機能F10が障害後方通知フラグを設定する必要がなくなったと判断し、該当フローからBFDパケットを抜取るのではなくスヌープに変更するためにフィルタ解除処理(S130)を実施して終了する(S102)。
図6は、MPLS−TP装置の障害監視機能F10で障害を検出したときに実施される障害検出処理フローS200を示す。検出した障害、例えば、MPLS−TP OAMによる障害前方通知であるLDI受信、障害後方通知であるRDI受信、または物理ポートで受信光レベル障害などにより影響を受けるMPLS−TP装置の障害監視機能F10の監視対象のフローをリストアップ(S201)。リストアップ処理(S201)は、検出した障害の要因に応じて、障害の影響を受けるため処理対象となるフローをBFD状態管理テーブルT100から抽出する。具体的には、LDI受信またはRDI受信の場合、受信した障害通知パケット(LDIまたはRDI)が示す障害が発生しているフローと同じフローのエントリをBFD状態管理テーブルT100から抽出する。また、物理ポートの受信光レベル障害の場合、当該物理ポートを特定する番号とBFD状態管理テーブルT100のポート番号が一致する全エントリを抽出する。
リストアップされたBFD状態管理テーブルT100のエントリが示す対象フローのそれぞれに対して以下の処理を実施する(S202)。各エントリの処理対象フラグが本実施例の処理方式の対象か否かを判断する(S203)。本実施例の処理方式の対象でない場合、処理対象を次のエントリに移す。実施例の処理方式の対象の場合、検出した障害情報を該当エントリの障害情報フィールドT104に格納する(S204)。次に、該当エントリの保護タイマフィールドT103に指定された秒数のタイマを起動して(S205)、処理対象を次のエントリに移す。該当する全てのエントリを処理し終えたら本処理フローを終了する(S206)。
図7は、保護タイマが切れたときに実施される保護タイマ切れ処理フローS300を示す。タイマが切れたBFD状態管理テーブルT100のエントリが示す即時挿入フィールドT102が即時挿入処理の無効を示す場合、本処理フローは終了する(S305)。当該フィールドが即時挿入処理の有効を示す場合、障害情報に基づき処理を分岐する(S302)。既に障害が回復済みの場合、本処理フローは終了する(S305)。障害の検出要因が障害後方通知受信の場合、該当エントリが格納するBFDパケット(受信方向)フィールドが格納する情報を用いて障害後方通知フラグを設定したBFDパケットを構成して、隣接IP/MPLSルータ装置側へ送出し(S303)、本処理フローを終了する(S305)。障害の検出要因が障害前方通知受信の場合、該当エントリが格納するBFDパケット(送信方向)フィールドが格納する情報を用いて障害後方通知フラグを設定したBFDパケットを構成して、隣接MPLS−TP装置側へ送出し(S304)、本処理フローを終了する(S305)。
図8は、MPLS−TP装置のフィルタ機能によりスヌープしたBFDパケットの受信処理フローS400を示す。受信したBFDパケットを隣接MPLS−TP装置から受信したのか、隣接IP/MPLSルータ装置から受信したのかで処理を分岐する(S401)。BFDパケットを隣接MPLS−TP装置から受信した場合、BFD状態管理テーブルT100から該当するエントリを検索して、BFDパケット(受信方向)フィールドの情報を受信BFDパケット内の情報で更新し(S402)、本処理フローを終了する(S404)。BFDパケットを隣接IP/MPLSルータ装置から受信した場合、BFD状態管理テーブルT100から該当するエントリを検索して、BFDパケット(送信方向)フィールドの情報を受信BFDパケット内の情報で更新し(S403)、本処理フローを終了する(S404)。
図9は、障害発生中にMPLS−TP装置のフィルタ機能によりパケットの抜取りをしたBFDパケットの受信処理フローS500を示す。当該受信パケットの障害後方通知フラグを設定する(S501)。受信したBFDパケットを隣接MPLS−TP装置から受信したのか、隣接IP/MPLSルータ装置から受信したのかで処理を分岐する(S502)。BFDパケットを隣接MPLS−TP装置から受信した場合、当該パケットをIP/MPLS網側へ送出し(S503)、本処理フローを終了する(S505)。BFDパケットを隣接IP/MPLSルータ装置から受信した場合、当該パケットをMPLS−TP網側へ送出し(S504)、本処理フローを終了する(S505)。
以上詳述したように、本発明によれば、通信事業者のルータ網を中継する伝送網で、ルータ網のOAM機能の情報を収集して、伝送網内でサービスに影響のある障害が発生した場合、伝送網が能動的にルータ網のOAM機能を利用してルータ網に素早く障害通知を実施することができ、高速に当該障害回復機能を起動させ、ルータ網を含めた網全体を高信頼化できるという利点がある。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例の説明にあっては、第1の網として、IP/MPLS網を、それより監視機能の監視の周期が短い第2の網として、MPLS−TP網を例示したが、これに限定するものでない。障害箇所を一時的に迂回する経路を発見して設定する第1の網の障害回復機能としてFRR(Fast ReRoute)を例示したが、Global Repair、またはAlternative Egress Repair等の障害回復機能を利用しても良い。
また、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。更に、上述した各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、各種の機能プログラムを作成してソフトウェアで実現する場合を中心に説明したが、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良いことは言うまでもない。
10−1 伝送網
20−1、20−2 ルータ網
30−1、30−2 サービスを提供されるユーザサイト
100−1−100−n 伝送装置
200−1、200−2 ルータ装置
300 障害
601−1−601−n パケット送受信ポート
602−1−602−n ネットワーク・インターフェースを相互接続するスイッチ部へのインターフェース
610−1−610−n ネットワーク・インターフェース部
1000 ネットワーク・インターフェースの管理部
1001 障害監視部
1010 ネットワーク・インターフェースのパケットの入力処理部
1011 フィルタ処理部
1020 ネットワーク・インターフェースのパケットの出力処理部
1021 パケット挿入部
2000 装置全体を管理するノード管理部
2100 ネットワーク・インターフェースを相互接続するスイッチ部
F10 障害監視機能。

Claims (15)

  1. ネットワークシステムであって、
    監視機能と障害回復機能を備えた第1の網と、
    前記第1の網を中継し、前記第1の網の前記監視機能より監視の周期が短い監視機能を備えた第2の網とからなり、
    前記ネットワークシステムのユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、前記第2の網内で発生した場合に、前記第2の網の前記監視機能を用いて前記障害回復機能を活用する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  2. 請求項1記載のネットワークシステムであって、
    前記第2の網の前記監視機能は、
    前記第1の網の前記監視機能で交換される正常時の監視パケットをスヌープして情報を収集し、
    前記ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、前記第2の網内で発生した場合に、前記第2の網の前記監視機能が転送する監視パケットを抜取り、障害情報を設定した監視パケットを再挿入して、前記第1の網へ前記障害情報を通知する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  3. 請求項1記載のネットワークシステムであって、
    前記第2の網の前記監視機能は、
    前記第1の網の前記監視機能で交換される正常時の監視パケットをスヌープして情報を収集し、
    前記ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、前記第2の網内で発生した場合に、収集した前記情報を基に、障害情報を設定した監視パケットを構成し、前記第1の網へ送出して、前記障害情報を通知する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  4. 請求項2記載のネットワークシステムであって、
    前記第1の網はIP/MPLS(Internet Protocol/Multi−Protocol Label Switching)網、第2の網はMPLS−TP(Multi−Protocol Label Switching−Transport Profile)網であり、前記第1の網間の前記監視パケットとしてOAM(Operations、Administration、 and Management)パケットを利用し、
    前記第2の網の前記監視機能は、
    前記OAMパケットを抜取り、障害通知フラグを前記障害情報として設定したOAMパケットを、再び前記第1の網へ送出する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  5. 請求項3記載のネットワークシステムであって、
    前記第1の網はIP/MPLS網、第2の網はMPLS−TP網であり、前記第1の網間の前記監視パケットとしてOAMパケットを利用し、
    前記第2の網の前記監視機能は、
    前記OAMパケットをスヌープして収集した前記情報を基に、障害通知フラグを前記障害情報として設定したOAMパケットを構成し、前記第1の網へ送出する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  6. 伝送装置であって、
    監視機能と障害回復機能を備えた第1の網を中継する第2の網を構成し、
    処理部と記憶部とを備えたネットワーク・インターフェース部と、当該ネットワーク・インターフェース部に接続されるスイッチ部とを備え、
    前記処理部は、
    前記第1の網の前記監視機能より監視の周期が短い前記第2の網の監視機能を備え、
    ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、前記第2の網内で発生した場合に、前記第2の網の前記監視機能を用いて、前記第1の網の前記障害回復機能を活用する
    ことを特徴とする伝送装置。
  7. 請求項6記載の伝送装置であって、
    前記処理部は、
    前記第1の網の前記監視機能で交換される正常時の監視パケットをスヌープして情報を収集して前記記憶部に記憶し、
    前記ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、前記第2の網内で発生した場合に、前記第2の網の前記監視機能が転送する監視パケットを抜取り、前記記憶部に記憶した前記情報を基に、障害情報を設定した監視パケットを再挿入して、前記第1の網へ前記障害情報を通知する
    ことを特徴とする伝送装置。
  8. 請求項6記載の伝送装置であって、
    前記処理部は、
    前記第1の網の前記監視機能で交換される正常時の監視パケットをスヌープして情報を収集して前記記憶部に記憶し、
    前記ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、前記第2の網内で発生した場合に、前記記憶部に記憶した前記情報を基に、障害情報を設定した監視パケットを構成し、前記第1の網へ送出して、前記障害情報を通知する
    ことを特徴とする伝送装置。
  9. 請求項7記載の伝送装置であって、
    前記第1の網はIP/MPLS網、第2の網はMPLS−TP網であり、前記第1の網間の前記監視パケットとしてOAMパケットを利用し、
    前記処理部は、
    前記OAMパケットを抜取り、前記記憶部に記憶した前記情報を基に、障害通知フラグを前記障害情報として設定したOAMパケットを、再び前記第1の網へ送出する
    ことを特徴とする伝送装置。
  10. 請求項8記載の伝送装置であって、
    前記第1の網はIP/MPLS網、第2の網はMPLS−TP網であり、前記第1の網間の前記監視パケットとしてOAMパケットを利用し、
    前記処理部は、
    前記OAMパケットをスヌープして収集し、前記記憶部に記憶した前記情報を基に、障害通知フラグを前記障害情報として設定したOAMパケットを構成し、前記第1の網へ送出する
    ことを特徴とする伝送装置。
  11. ネットワークシステムにおける障害情報通知方法であって、
    前記ネットワークシステムは、監視機能と障害回復機能を備えた第1の網と、前記第1の網を中継し、前記第1の網の前記監視機能より監視の周期が短い監視機能を備えた第2の網とからなり、
    ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、前記第2の網内で発生した場合に、前記第2の網の前記監視機能を用いて、前記第1の網の前記障害回復機能を活用する
    ことを特徴とする障害情報通知方法。
  12. 請求項11記載の障害情報通知方法であって、
    前記第2の網の前記監視機能は、
    前記第1の網の前記監視機能で交換される正常時の監視パケットをスヌープして情報を収集し、
    前記ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、前記第2の網内で発生した場合に、前記第2の網の前記監視機能が転送する監視パケットを抜取り、障害情報を設定した監視パケットを再挿入して、前記第1の網へ前記障害情報を通知する
    ことを特徴とする障害情報通知方法。
  13. 請求項11記載の障害情報通知方法であって、
    前記第2の網の前記監視機能は、
    前記第1の網の前記監視機能で交換される正常時の監視パケットをスヌープして情報を収集し、
    前記ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害が、前記第2の網内で発生した場合に、収集した前記情報を基に、障害情報を設定した監視パケットを構成し、前記第1の網へ送出して、前記障害情報を通知する
    ことを特徴とする障害情報通知方法。
  14. 請求項11記載の障害情報通知方法であって、
    前記第1の網はIP/MPLS網、第2の網はMPLS−TP網である
    ことを特徴とする障害情報通知方法。
  15. 請求項11記載の障害情報通知方法であって、
    前記ユーザが利用しているサービスに影響を与える障害は、2重障害、あるいは冗長パスが未設定時の1重障害である
    ことを特徴とする障害情報通知方法。
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