JP3780987B2 - Route control method and apparatus, route control program, and storage medium storing route control program - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、経路制御方法及び装置及び経路制御プログラム及び経路制御プログラムを格納した記憶媒体に係り、特に、ＩＰ(Internet Protocol) やＭＰＬＳ(Multiprotocol Label Switching) などのパケットスイッチを利用したネットワークの経路制御を行うための経路制御方法及び装置及び経路制御プログラム及び経路制御プログラムを格納した記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットやＬＡＮの急速な普及から、ＩＰトラヒックを中心とするデータ系トラヒックが指数関数的に増加している。同時にＩＰをベースとしたアプリケーションも多様化しており、従来は、電子メールやウェッブ等のネットワークに品質を要求しないアプリケーション中心であったが、最近ではＩＰ電話や電子商取引のようにネットワークに高い品質を要求するアプリケーションも普及しはじめてきている。
【０００３】
ＩＰネットワークにおいて、高い転送品質、高信頼性、ネットワーク資源の有効利用を実現する技術としてＭＰＬＳを用いたトラヒックエンジニアリングが注目されている。
【０００４】
例えば、高信頼化を実現する技術としては、ＭＰＬＳを用いたパスプロテクションがよく知られている。パスプロテクションとは通信の起点となる通信ノードから終点となる通信ノード間に２本以上のパスを設定し、そのうち１つを主要パスとして、通常的にはユーザデータを転送する。このとき、予備パスを主要パスとリンクを共有しないように設定する。このような２つのパスが共有するリンクを持たないとき、disjoint（互いに素）なパスと呼ぶ。残りのパスを予備パスとし、主要パス上に何らかの障害が発生した際に、起点となる通信ノードにおいてパス切り替えを行い、ユーザデータを予備パス上に転送する。一方の経路に何等かの障害が発生した際に、直ちに予備パスを切り替えることにより、ユーザデータの不通時間を短縮し、高信頼化を実現している。この例を図８に示す。予備パスは上記のとおり、主要パスとはリンクを共有していないため、主要パス上のリンク障害の影響を受けない。
【０００５】
また、ネットワーク資源の有効利用を実現する技術としては、ＭＰＬＳを用いた負荷分散が提案されている。起点となる通信ノードと終点となる通信ノード間に経路の異なる複数のパスを設定し、これら複数パス間に分散させてユーザデータを転送することで、ネットワーク全体の資源の有効利用を図る。
【０００６】
これらの技術の基本となるものが、コネクション起点となる通信ノードと終点となる通信ノード間に複数のdisjointパスを発見し、設定する方法である。Disjointな複数パスのことをマルチパスと呼ぶ。
【０００７】
ＩＰネットワークやＭＰＬＳネットワークにおいて、disjointなマルチパスを発見・設定する方法はこれまでに数多く提案されている。
【０００８】
その従来方式としては、Lowlerにより提案されたk-shortest path 方式がある。この方式は、ネットワークトポロジが既知という前提のもので、ｋ本のマルチパスを発見するアルゴリズムである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のLowlerによるk-shortest path 方式の問題点は、マルチパス発見のための計算が複雑であることと、ネットワークの完全なトポロジ情報が必要なことである。
【００１０】
通常のＩＰネットワークでは、網内の各通信ノード間でＯＳＰＦ(Open Shortest Path Fast) 等の経路制御（ルーティング、Routing)プロトコルを動作させて、各通信ノードはネットワークのトポロジ情報を学習し、それをもとに経路制御を行っている。小規模なネットワークでは、各ノードはネットワーク全体のトポロジ情報を学習可能であるが、大規模なネットワークになるとネットワーク全体の経路情報を学習し、経路制御することは難しい。これは、ネットワーク内の通信ノード数が増加すると、それに比例して各通信ノードが保持しなければならない経路表が増大することと、経路制御プロトコルの制御メッセージ量が網内の通信ノード数の２乗に比例して増加するためである。
【００１１】
通常、多数の通信ノードで構成される大規模ネットワークでは、図９に示すように、１つのネットワークを複数のエリア（Area）に分割して、各エリアにある程度の独立性を持たせて経路制御プロトコルを動作させている。このように、複数のエリアに分割されたネットワークのことを階層化されたネットワーク（Hierarchical Network）とも呼ぶ。この場合、各通信ノードは自エリア内のトポロジ情報を持つが、自エリア以外のエリアのトポロジ情報は持たないため、大規模網では、従来方式であるk-shortest path法は部分的にしか適用しない。従来の方式では、エリアに閉じたコネクションに対しては、disjointなパスを構築することは可能であるが、複数のエリアを跨ぐコネクションに対しては、disjointなパスを構築することはできない。
つまり、従来の方式では、大規模ネットワークにおいて、ネットワーク全体の資源の有効利用を図ることや、複数エリアを通過するパスの信頼性を高めることは難しい。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、複数エリアに分割された大規模ネットワークにおいても、起点ルータ、終点ルータ間で効率的に複数のdisjointなパスを設定することが可能な経路制御方法及び装置及び経路制御プログラム及び経路制御プログラムを格納した記憶媒体を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、複数エリアに分割された階層型通信網において、複数エリアに跨るパス設定を行うための経路制御方法であって、
境界ルータの優先度が予め設定されており、起点ルータが主要パスがどの境界ルータを通過するかを示す情報を有する状況において、予備パスを設定する際に、
網内のリンクコストをＣｉとしたときに、主要パス上のコストのみを、
Ｃｉ＝（１＋α）Ｃｉ （但し、αは正の定数）
という式で書き換え、書き換えられたコストに基づいて、予備パスの経路を算出する。定数αを適切に選択することで、 disjoint な経路を算出することが可能である。
【００１８】
本発明は、 複数エリアに分割された階層型通信網において、複数エリアに跨るパス設定を行うための経路制御装置であって、
境界ルータの優先度が予め設定されており、起点ルータが主要パスがどの境界ルータを通過するかを示す情報を有する状況において、予備パスを設定する際に、
網内のリンクコストをＣｉとしたときに、主要パス上のコストのみを、
Ｃｉ＝（１＋α）Ｃｉ （但し、αは正の定数）
という式で書き換え、書き換えられたコストに基づいて、予備パスの経路を算出する、
経路計算手段を有する。
【００２２】
本発明は、複数エリアに分割された階層型通信網において、複数エリアに跨るパス設定を行うための経路制御プログラムであって、
コンピュータに、
境界ルータの優先度が予め設定されており、起点ルータが主要パスがどの境界ルータを通過するかを示す情報を有する状況において、予備パスを設定する際に、
網内のリンクコストをＣｉとしたときに、主要パス上のコストのみを、
Ｃｉ＝（１＋α）Ｃｉ （但し、αは正の定数）
という式で書き換え、書き換えられたコストに基づいて、予備パスの経路を算出する経路計算ステップを、実行させる。
【００２５】
本発明は、複数エリアに分割された階層型通信網において、複数エリアに跨るパス設定を行うための経路制御プログラムを格納した記憶媒体であって、上記の請求項３記載のプログラムを格納する。
【００２６】
上記のように本発明では、１つのネットワークを複数のエリアに分割して経路制御プロトコルを運用しているネットワーク内の通信ノードにおいて、コネクションの起点となる通信ノードから終点となる通信ノードの間に異なる経路を通る複数パスを設定し、設定された複数のパスを、トラヒック負荷の分散やネットワーク障害時の予備経路として利用可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態におけるネットワーク構成図である。ここでは、ＩＰネットワークの場合の形態について説明する。
【００２８】
通常のＩＰネットワークでは通信に先立って、転送するパケットの転送先を決めるために、各ルータで経路制御プロトコルを動作させて、トポロジ情報の学習を行う。ここでＩＰネットワークにおける通信ノードのことを、特に、ルータと呼ぶ。ネットワークは図１のように、複数のルータで構成されており、各ルータは、起点ルータ、中継ルータ、終点ルータに分類される。
【００２９】
起点ルータは、パスの開始点となるルータで、新たなパスを設定する際に設定のためのシグナリングメッセージの生成及び送信などを行う。ＭＰＬＳを用いた場合、ＬＤＰ(Label Distribution Protocol) や、ＲＳＶＰ−ＴＥなどのシグナリングを用いる。
【００３０】
中継ルータは、パス上を転送されるパケットの中継を主に行う。
【００３１】
終点ルータは、パスの終端点となるルータである。
【００３２】
さらに、図１に示す構成では、１つのネットワークが複数のエリアに分割されている。同図では、１つのバックボーンエリアと２つのエリアに分割されている。通常、ＩＰネットワークをエリア分割する場合、１つのバックボーンエリアとそれに接続する複数のエリアに分割される。
【００３３】
バックボーンエリアと通常のエリアの両方に属しているルータを境界ルータとよぶ。境界ルータは、上記の中継ルータの一種である。境界ルータ以外のルータは１つのエリアのみに属し、自身が属しているエリアのトポロジ情報しか持たない。境界ルータは、バックボーンエリアの情報と自身が属しているエリアのトポロジ情報を持つ。また、従来のＩＰネットワークでは、同じエリアに属する境界ルータは独立に動作している。
【００３４】
図２は、本発明の一実施の形態における経路制御装置の構成を示す。同図に示す経路制御装置は、経路制御情報受信部１１０、経路制御情報送信部１２０、境界ルータ優先度判断部１３０、経路計算部１４０、トポロジ情報格納部１５０、予備経路用トポロジ情報格納部１６０から構成される。
【００３５】
経路制御情報受信部１１０及び経路制御情報送信部１２０は、それぞれ他のルータとの間で経路制御情報のパケットの受信・送信を行う。
【００３６】
経路計算部１４０は、受信した経路制御情報パケットをもとに、ネットワークのトポロジを作成してその情報をトポロジ情報格納部１５０に保存する。
【００３７】
境界ルータ優先度判断部１３０は、同じエリアに属する境界ルータ間で優先度の決定を行う。予備経路算出用トポロジ情報格納部１６０は、予備パスの経路を算出する際に用いる情報を格納している。
【００３８】
網内の各リンクにはコストが割り振られており、経路制御プロトコルは、このコストの合計が、最小となる経路を最短パスとしてパケットの転送経路に用いる。
【００３９】
ここで、各境界ルータから終点ルータまで２本のマルチパスを設定するケースを考える。図１の実線が経路制御プロトコルによって算出された最短パスである。まず、初めに主要パスがこの最短経路上に設定される。次に、この主要パスに対する予備パスを設定する。まず、起点ルータが予備パスの起点となるが、起点ルータは、自身が属するエリアＡのトポロジ情報しか持たない。従って、エリアＡ内については主要パスとdisjointなパスを設定可能である。以下、複数エリアに跨るパスの設定方法について説明する。
【００４０】
図３は、本発明の一実施の形態におけるトポロジ変換時の処理のフローチャートである。
【００４１】
まず、初期状態（トポロジ変化時等）では、同じエリアに属する境界ルータを発見し、複数の境界ルータが存在する場合は、それらのルータ間で優先度の決定を行う（ステップ１０１）。まず、境界ルータの発見と優先度の決定であるが、以下の２つの方法が考えられる。
【００４２】
▲１▼ 保守者が予め、各境界ルータに同じエリアに属する境界ルータの情報を投入に、優先度も設定する。
【００４３】
▲２▼ 経路制御プロトコルのメッセージ内容から把握する。優先度の決定は、メッセージ内の情報（ルータＩＤ等、各ルータが持ち、かつネットワークでユニークのもの）を用いる。このとき、ルータＩＤが大きいものほど高い優先性を持つとする。
【００４４】
優先度が決定すると、各境界ルータは優先境界ルータまたは、非優先境界ルータであることの情報を経路制御プロトコルのメッセージにコーディングして、バックボーンエリア内に広告する。トポロジに変化がある度に、上記のように境界ルータ間で優先度の決定及び広告を行う（ステップ１０３）。
【００４５】
次に、複数のエリアに跨がるdisjointパスの発見方法について説明する。
【００４６】
図１に示すように、ネットワーク全体は、起点ルータが属するエリア（図１、エリアＡ）、全境界ルータが属するバックボーンエリア、終点ルータが属するエリア（図１中のエリアＢ）の３つに分けられる。
【００４７】
まず、初めに主要パスを設定する。
【００４８】
主要パスは、起点ルータから、基本的には経路制御プロトコルが通知する経路に従って、終点ルータまで設定する。但し、エリア境界に存在する境界ルータについては、主要境界ルータを通過するように設定される。
【００４９】
ＲＳＶＰ−ＴＥの場合では、ＰＡＴＨメッセージを起点ルータから終点ルータまで送信して、ＰＡＴＨメッセージが終点ルータまで到達すると、終点ルータは、ＲＥＳＶメッセージを逆に起点ルータまで送信する。このときに、主要パスが通るリンクの情報をメッセージ内に入れ込む。
【００５０】
ＲＥＳＶメッセージが起点ルータまで到達すると、メッセージ内の情報から起点ルータは、主要パスの経路が分かる。
【００５１】
主要パスの設定が完了すると、次に起点ルータは、予備パスの設定を行う。上記のＲＥＳＶメッセージの情報かエリアＡ内については、起点ルータは、disjointなパスを設定可能である。起点ルータは、主要パスが境界ルータ２を通るという情報を持っているため、境界ルータ１に向けて、ＰＡＴＨメッセージを送信する。このとき、メッセージ内の主要パスの経路情報を入れておく。これにより、ＰＡＴＨメッセージを受信した各ルータは、主要パスの経路と重ならないdisjointパスの経路算出に利用することができる。
【００５２】
起点ルータからのＰＡＴＨメッセージを受信した境界ルータ１は、まず、メッセージ内に含まれている主要パスの経路情報を確認する。次に、disjointパスの経路計算を行う。図４は、本発明の一実施の形態におけるバックボーンエリアの拡大図である。主要パスは境界ルータ２と境界ルータ３の間に設定されている。まず、境界ルータ１は通常の最短経路優先アルゴリズムの計算を行い、算出された経路が主要パスの経路と重なるかどうかを判断する。このケースでは、２つのパス間に共有するリンクを持たないため、最短経路優先アルゴリズムで算出された経路にパスが設定される。
【００５３】
図５は、本発明の一実施の形態におけるパス確立時の処理のフローチャートである。
【００５４】
境界ルータ１から境界ルータ４までの経路を算出すると、次に境界ルータ１は、境界ルータ４に向けてＰＡＴＨメッセージを送信する。ＰＡＴＨメッセージを受信した境界ルータ４は、同様に最短経路優先アルゴリズムの計算を行う。図６は、本発明の一実施の形態におけるエリアＢの拡大図である。同図に示す境界ルータ４が属するエリアＢの拡大図において、２つの実線は、それぞれの境界ルータ３と境界ルータ４が最短経路優先アルゴリズムを実行して得られた最短経路である。ルータａと終点ルータ間のリンクを共有していることが分かる。このとき以下のようなアルゴリズムを用いて、経路算出部１４０において主要パスにdisjointな経路を算出する（ステップ２０１）。
【００５５】
エリアＢ内のコストをＣｉ（ｉ＝０，…，ｎ）とする。
【００５６】
▲１▼ 主要パス上のコスト（Ｃｉ）を、
Ｃｉ＝（１＋α）・Ｃｉ
で書き換える（ステップ２０２）。ここでαは、０以上の定数である。
【００５７】
▲２▼ 書き換えられたコストＣｉに対して、境界ルータ１から境界ルータ４までの最短パスを算出する。
【００５８】
主要パスとdisjointなパスが存在する場合、上記のαを適当に選ぶことで、disjointなパスを算出可能である。
【００５９】
このようにして、境界ルータ４は、終点ルータまでの予備パスの経路を算出する（ステップ２０３）。経路の算出が終わると境界ルータ４は、終点ルータ宛にＰＡＴＨメッセージを送信する（ステップ２０４）。
【００６０】
ＰＡＴＨメッセージを受信した終点ルータは、ＲＥＳＶメッセージを起点ルータまで送信する。起点ルータがＲＥＳＶメッセージを受信することで、予備パスの設定が完了する。以上のシグナリングシーケンスを纏めたものを図７に示す。
【００６１】
上記の手順で設定した複数パスを用いてトラヒックの負荷分散を行うことも可能である。具体的には、起点ルータと終点ルータ間で主要パスと予備パスを設定る。通常、起点ルータは主要パス上のみトラヒックを送信し、予備パス上にはトラヒックを送信しない。負荷分散では、起点ルータで同一の終点ルータに向かうトラヒックを、ＩＰアドレス等を元に主要パスと予備パスに均等に割り振る。従来のＯＳＰＦのＥＣＭＰ(Equal Cost Multipath)などでは、必ずしも起点ルータと終点ルータ間でdisjointな経路を複数確保していないため、特に、終端ルータに近い下流のリンクで主要パスと予備パスのリンクが重なり、適切に負荷分散できないという問題があったが、本発明では、起点ルータと終点ルータ間に設定された２本のパスで共有するリンクはないため、この問題を解決することができる。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、複数エリアから構成される大規模ネットワークにおいても、起点ルータ、終点ルータ間で効率的に複数のdisjointなパスを設定することができる。
【００６３】
なお、上記の実施の形態における経路制御装置における各構成要素の動作をプログラムとして構築し、経路制御装置として利用されるコンピュータにインストールする、または、ネットワークを介して流通させることも可能である。
【００６４】
また、構築されたプログラムを経路制御装置として利用されるコンピュータに接続されるハードディスク装置や、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納しておき、本発明を実施する際にインストールすることも可能である。
【００６５】
また、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。
【００６６】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、複数エリアに分割された大規模ネットワークにおいても、起点ルータ、終点ルータ間で効率的に複数のdisjointなパスを設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるネットワーク構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態における経路制御装置の構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるトポロジ変化時の処理のフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態におけるバックボーンエリアの拡大図である。
【図５】本発明の一実施の形態におけるパス確立時の処理のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態におけるエリアＢの拡大図である。
【図７】本発明の一実施の形態における disjoint なマルチパスを設定するためのシグナリングシーケンス（ RSVP-TE ）である。
【図８】マルチパスの応用例である。
【図９】階層化されたネットワークの例である。 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a route control method and apparatus, a route control program, and a storage medium storing the route control program, and in particular, route control of a network using a packet switch such as IP (Internet Protocol) or MPLS (Multiprotocol Label Switching). The present invention relates to a path control method and apparatus, a path control program, and a storage medium storing the path control program.
[0002]
[Prior art]
In recent years, due to the rapid spread of the Internet and LAN, data traffic centering on IP traffic has increased exponentially. At the same time, IP-based applications are also diversifying, and traditionally focused on applications such as e-mail and web that do not require quality, but recently, IP networks and e-commerce have made high quality networks. Requested applications are beginning to spread.
[0003]
In an IP network, traffic engineering using MPLS has attracted attention as a technique for realizing high transfer quality, high reliability, and effective use of network resources.
[0004]
For example, as a technique for realizing high reliability, path protection using MPLS is well known. With path protection, two or more paths are set between the communication node that is the starting point of communication and the communication node that is the end point, and one of them is used as a main path, and usually user data is transferred. At this time, the backup path is set not to share the link with the main path. When these two paths do not have a shared link, they are called disjoint paths. The remaining path is set as a backup path, and when any failure occurs on the main path, path switching is performed in the communication node as a starting point, and user data is transferred onto the backup path. When any failure occurs in one of the paths, the backup path is immediately switched to shorten the user data disconnection time and achieve high reliability. This example is shown in Figure 8. Since the backup path does not share a link with the main path as described above, it is not affected by the link failure on the main path.
[0005]
Further, load distribution using MPLS has been proposed as a technique for realizing effective use of network resources. A plurality of paths having different paths are set between a communication node as a starting point and a communication node as an end point, and user data is transferred between these paths so as to effectively use resources of the entire network.
[0006]
The basis of these technologies is a method of finding and setting a plurality of disjoint paths between a communication node as a connection origin and a communication node as an end point. Disjoint multiple paths are called multipath.
[0007]
Many methods have been proposed so far for finding and setting disjoint multipaths in IP networks and MPLS networks.
[0008]
As the conventional method, there is a k-shortest path method proposed by Lowler. This method is based on the premise that the network topology is known, and is an algorithm for finding k multipaths.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the problems of the above-mentioned conventional Lowler k-shortest path method are that the calculation for multipath discovery is complicated and complete topology information of the network is required.
[0010]
In a normal IP network, each communication node learns network topology information by operating a routing (Routing) protocol such as OSPF (Open Shortest Path Fast) between each communication node in the network. Based on the path control. In a small network, each node can learn topology information of the entire network. However, in a large network, it is difficult to learn route information of the entire network and control the route. This is because, as the number of communication nodes in the network increases, the number of routing tables that each communication node must hold increases proportionally, and the amount of control messages for the routing protocol is 2 times the number of communication nodes in the network. This is because it increases in proportion to the power.
[0011]
Normally, in a large-scale network composed of a large number of communication nodes, as shown in FIG. 9 , one network is divided into a plurality of areas (Area), and each area has a certain degree of independence to control the route. The protocol is running. Thus, a network divided into a plurality of areas is also referred to as a hierarchical network (Hierarchical Network). In this case, each communication node has topology information in its own area, but does not have topology information in areas other than its own area. Therefore, in a large-scale network, the conventional k-shortest path method is only partially applied. do not do. In the conventional method, a disjoint path can be constructed for a connection closed in an area, but a disjoint path cannot be constructed for a connection across a plurality of areas.
That is, in the conventional system, it is difficult to effectively use resources of the entire network and to improve the reliability of a path passing through a plurality of areas in a large-scale network.
[0012]
The present invention has been made in view of the above points, and is capable of efficiently setting a plurality of disjoint paths between a source router and an end router even in a large-scale network divided into a plurality of areas. It is an object to provide a method and apparatus, a path control program, and a storage medium storing the path control program.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
[0014]
The present invention provides a hierarchical communications network which is divided into plural areas, a path control method for setting up a path across multiple areas,
When setting the protection path in a situation where the priority of the border router is preset and the origin router has information indicating which border router the main path passes through,
When the link cost in the network is Ci, only the cost on the main path is
Ci = (1 + α) Ci (where α is a positive constant)
The path of the backup path is calculated based on the rewritten cost and the rewritten cost . A disjoint path can be calculated by appropriately selecting the constant α .
[0018]
The present invention is a path control device for setting a path across a plurality of areas in a hierarchical communication network divided into a plurality of areas ,
When setting the protection path in a situation where the priority of the border router is preset and the origin router has information indicating which border router the main path passes through,
When the link cost in the network is Ci, only the cost on the main path is
Ci = (1 + α) Ci (where α is a positive constant)
Based on the rewritten cost and the rewritten cost, the path of the backup path is calculated.
It has a route calculation means.
[0022]
The present invention is a route control program for setting a path across a plurality of areas in a hierarchical communication network divided into a plurality of areas ,
On the computer,
When setting the protection path in a situation where the priority of the border router is preset and the origin router has information indicating which border router the main path passes through,
When the link cost in the network is Ci, only the cost on the main path is
Ci = (1 + α) Ci (where α is a positive constant)
Based on the rewritten cost and the rewritten cost, a route calculation step for calculating the route of the backup path is executed.
[0025]
The present invention is a storage medium storing a route control program for setting a path across a plurality of areas in a hierarchical communication network divided into a plurality of areas, and stores the program according to claim 3 .
[0026]
As described above, in the present invention, in a communication node in a network that operates a routing protocol by dividing one network into a plurality of areas, the communication node between the communication node that is the connection origin and the communication node that is the end point is connected. A plurality of paths passing through different routes can be set, and the set plurality of paths can be used as a backup route in case of traffic load distribution or network failure.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a network configuration diagram according to an embodiment of the present invention. Here, an embodiment in the case of an IP network will be described.
[0028]
In a normal IP network, in order to determine a transfer destination of a packet to be transferred prior to communication, topology information is learned by operating a routing protocol in each router. Here, the communication node in the IP network is particularly called a router. As shown in FIG. 1, the network is composed of a plurality of routers, and each router is classified into a start router, a relay router, and an end router.
[0029]
The origin router is a router that is a starting point of a path, and generates and transmits a signaling message for setting when a new path is set. When MPLS is used, signaling such as LDP (Label Distribution Protocol) or RSVP-TE is used.
[0030]
The relay router mainly relays packets transferred on the path.
[0031]
The end router is a router that is a path end point.
[0032]
Further, in the configuration shown in FIG. 1 , one network is divided into a plurality of areas. In the figure, it is divided into one backbone area and two areas. Normally, when an IP network is divided into areas, it is divided into one backbone area and a plurality of areas connected to it.
[0033]
A router that belongs to both the backbone area and the normal area is called a border router. The border router is a kind of the relay router. Routers other than border routers belong to only one area and have only topology information of the area to which they belong. The border router has information on the backbone area and topology information on the area to which the border router belongs. In the conventional IP network, border routers belonging to the same area operate independently.
[0034]
FIG. 2 shows the configuration of the path control apparatus in one embodiment of the present invention. The route control apparatus shown in FIG. 1 includes a route control information receiving unit 110, a route control information transmitting unit 120, a border router priority determining unit 130, a route calculating unit 140, a topology information storage unit 150, and a backup route topology information storage unit 160. Consists of
[0035]
The route control information receiving unit 110 and the route control information transmitting unit 120 each receive and transmit a packet of route control information with another router.
[0036]
The route calculation unit 140 creates a network topology based on the received route control information packet and stores the information in the topology information storage unit 150.
[0037]
The border router priority determination unit 130 determines priority between border routers belonging to the same area. The backup route calculation topology information storage unit 160 stores information used when calculating the route of the backup path.
[0038]
A cost is allocated to each link in the network, and the route control protocol uses a route having the smallest total cost as a shortest path for a packet transfer route.
[0039]
Here, consider a case where two multipaths are set from each border router to the destination router. The solid line in FIG. 1 is the shortest path calculated by the routing protocol. First, a main path is first set on this shortest path. Next, a backup path for this main path is set. First, the origin router becomes the origin of the protection path, and the origin router has only the topology information of the area A to which it belongs. Accordingly, in the area A, a main path and a disjoint path can be set. Hereinafter, a method for setting a path over a plurality of areas will be described.
[0040]
FIG. 3 is a flowchart of processing at the time of topology conversion in one embodiment of the present invention.
[0041]
First, in the initial state (such as when the topology changes), a border router belonging to the same area is found, and when there are a plurality of border routers, priority is determined between these routers (step 101). First, the discovery of the border router and the determination of the priority are considered as the following two methods.
[0042]
(1) A maintenance person inputs information of border routers belonging to the same area to each border router in advance, and sets a priority.
[0043]
(2) Ascertain from the message contents of the routing protocol. The priority is determined using information in the message (router ID and the like that each router has and is unique in the network). At this time, it is assumed that the higher the router ID, the higher the priority.
[0044]
When the priority is determined, each border router codes information indicating that it is a priority border router or a non-priority border router in a message of a routing protocol and advertises it in the backbone area. Every time there is a change in the topology, priority determination and advertisement are performed between the border routers as described above (step 103).
[0045]
Next, a method for finding a disjoint path that spans multiple areas will be described.
[0046]
As shown in FIG. 1 , the entire network is divided into three areas: the area to which the origin router belongs (FIG. 1 , area A), the backbone area to which all border routers belong, and the area to which the end router belongs (area B in FIG. 1 ). It is done.
[0047]
First, the main path is set.
[0048]
The main path is set from the origin router to the end router basically according to the route notified by the routing protocol. However, border routers existing at area borders are set so as to pass through main border routers.
[0049]
In the case of RSVP-TE, the PATH message is transmitted from the origin router to the end router, and when the PATH message reaches the end router, the end router transmits the RESV message to the origin router. At this time, information on the link through which the main path passes is included in the message.
[0050]
When the RESV message reaches the origin router, the origin router knows the route of the main path from the information in the message.
[0051]
When the setting of the main path is completed, the originating router next sets the backup path. The origin router can set a disjoint path for the above RESV message information or area A. Since the origin router has information that the main path passes through the border router 2, the origin router transmits a PATH message toward the border router 1. At this time, route information of the main path in the message is entered. Accordingly, each router that has received the PATH message can be used for route calculation of a disjoint path that does not overlap with the route of the main path.
[0052]
The border router 1 that has received the PATH message from the origin router first confirms the route information of the main path included in the message. Next, the path calculation of the disjoint path is performed. FIG. 4 is an enlarged view of the backbone area in one embodiment of the present invention. The main path is set between the border router 2 and the border router 3. First, the border router 1 calculates a normal shortest path priority algorithm, and determines whether the calculated path overlaps with the path of the main path. In this case, since no link is shared between the two paths, the path is set to the path calculated by the shortest path priority algorithm.
[0053]
FIG. 5 is a flowchart of a process at the time of establishing a path according to the embodiment of the present invention.
[0054]
When the route from the border router 1 to the border router 4 is calculated, the border router 1 next transmits a PATH message toward the border router 4. The border router 4 that has received the PATH message similarly calculates the shortest path priority algorithm. FIG. 6 is an enlarged view of area B in one embodiment of the present invention. In the enlarged view of the area B to which the border router 4 shown in the figure, two solid lines are the shortest routes obtained by the border router 3 and the border router 4 executing the shortest route priority algorithm. It can be seen that the link between the router a and the destination router is shared. This and can use an algorithm such as follows, calculating a disjoint path to the main path in the route calculation unit 140 (step 201).
[0055]
Let the cost in area B be Ci (i = 0,..., N).
[0056]
(1) The cost (Ci) on the main path is
Ci = (1 + α) · Ci
(Step 202). Here, α is a constant of 0 or more.
[0057]
(2) The shortest path from the border router 1 to the border router 4 is calculated for the rewritten cost Ci.
[0058]
If there is a disjoint path and a main path, a disjoint path can be calculated by appropriately selecting the above α.
[0059]
In this way, the border router 4 calculates a backup path route to the end router (step 203). When the calculation of the route is completed, the border router 4 transmits a PATH message to the destination router (step 204).
[0060]
The destination router that has received the PATH message transmits the RESV message to the origin router. When the origin router receives the RESV message, the setting of the protection path is completed. FIG. 7 shows a summary of the above signaling sequence.
[0061]
It is also possible to perform traffic load distribution using a plurality of paths set in the above procedure. Specifically, a main path and a backup path are set between the origin router and the destination router. Normally, the originating router transmits traffic only on the main path and does not transmit traffic on the protection path. In load distribution, the traffic destined for the same destination router at the source router is equally allocated to the main path and the backup path based on the IP address or the like. In conventional ECMP (Equal Cost Multipath) of OSPF, a plurality of disjoint routes are not necessarily secured between the source router and the destination router. However, in the present invention, since there is no link shared by two paths set between the source router and the destination router, this problem can be solved.
[0062]
Thus, according to the present embodiment, even in a large-scale network composed of a plurality of areas, a plurality of disjoint paths can be set efficiently between the source router and the destination router.
[0063]
The operation of each component in the route control device in the above embodiment can be constructed as a program and installed in a computer used as the route control device, or distributed via a network.
[0064]
Further, the constructed program is stored in a hard disk device connected to a computer used as a path control device, a portable storage medium such as a flexible disk, a CD-ROM, etc., and installed when the present invention is carried out. It is also possible.
[0065]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made within the scope of the claims.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even in a large-scale network divided into a plurality of areas, a plurality of disjoint paths can be set efficiently between the source router and the destination router.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a network configuration diagram according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a path control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of processing when a topology changes in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view of a backbone area in one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of processing when establishing a path according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view of area B in one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a signaling sequence ( RSVP-TE ) for setting up a disjoint multipath in an embodiment of the present invention .
FIG. 8 is an application example of multipath.
FIG. 9 is an example of a hierarchical network.

Claims (4)

複数エリアに分割された階層型通信網において、複数エリアに跨るパス設定を行うための経路制御方法であって、
境界ルータの優先度が予め設定されており、起点ルータが主要パスがどの境界ルータを通過するかを示す情報を有する状況において、予備パスを設定する際に、
網内のリンクコストをＣｉとしたときに、主要パス上のコストのみを、
Ｃｉ＝（１＋α）Ｃｉ （但し、αは正の定数）
という式で書き換え、書き換えられたコストに基づいて、前記予備パスの経路を算出する、
ことを特徴とする経路制御方法。 In hierarchical network which is divided into a plurality of areas, a path control method for setting up a path across multiple areas,
When setting the protection path in a situation where the priority of the border router is preset and the origin router has information indicating which border router the main path passes through,
When the link cost in the network is Ci, only the cost on the main path is
Ci = (1 + α) Ci (where α is a positive constant)
Based on the rewritten cost, the path of the backup path is calculated.
A path control method characterized by the above. 複数エリアに分割された階層型通信網において、複数エリアに跨るパス設定を行うための経路制御装置であって、
境界ルータの優先度が予め設定されており、起点ルータが主要パスがどの境界ルータを通過するかを示す情報を有する状況において、予備パスを設定する際に、
網内のリンクコストをＣｉとしたときに、主要パス上のコストのみを、
Ｃｉ＝（１＋α）Ｃｉ （但し、αは正の定数）
という式で書き換え、書き換えられたコストに基づいて、前記予備パスの経路を算出する、
経路計算手段を有する
ことを特徴とする経路制御装置。In a hierarchical communication network divided into a plurality of areas, a path control device for setting a path across a plurality of areas ,
When setting the protection path in a situation where the priority of the border router is preset and the origin router has information indicating which border router the main path passes through,
When the link cost in the network is Ci, only the cost on the main path is
Ci = (1 + α) Ci (where α is a positive constant)
Based on the rewritten cost, the path of the backup path is calculated.
A route control device comprising route calculation means . 複数エリアに分割された階層型通信網において、複数エリアに跨るパス設定を行うための経路制御プログラムであって、
コンピュータに、
境界ルータの優先度が予め設定されており、起点ルータが主要パスがどの境界ルータを通過するかを示す情報を有する状況において、予備パスを設定する際に、
網内のリンクコストをＣｉとしたときに、主要パス上のコストのみを、
Ｃｉ＝（１＋α）Ｃｉ （但し、αは正の定数）
という式で書き換え、書き換えられたコストに基づいて、前記予備パスの経路を算出する経路計算ステップを、実行させる
ことを特徴とする経路制御プログラム。In a hierarchical communication network divided into a plurality of areas, a path control program for setting a path across a plurality of areas ,
On the computer,
When setting the protection path in a situation where the priority of the border router is preset and the origin router has information indicating which border router the main path passes through,
When the link cost in the network is Ci, only the cost on the main path is
Ci = (1 + α) Ci (where α is a positive constant)
A route control program that executes a route calculation step of calculating a route of the backup path based on the rewritten cost and the rewritten cost . 複数エリアに分割された階層型通信網において、複数エリアに跨るパス設定を行うための経路制御プログラムを格納した記憶媒体であって、
請求項３記載のプログラムを格納したことを特徴とする経路制御プログラムを格納した記憶媒体。In a hierarchical communication network divided into a plurality of areas, a storage medium storing a route control program for setting a path across a plurality of areas ,
A storage medium storing a route control program, wherein the program according to claim 3 is stored.

Images