JP4128944B2 - Multicast transfer route setting method, multicast transfer route calculation device, program, and recording medium - Google Patents

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本発明は、コンピュータネットワーク上で、動画や音声を特定多数のユーザに配送するマルチキャスト転送に利用する。特に、主転送経路（以下、主転送経路という）の障害対策に関する。   The present invention is used for multicast transfer for delivering moving images and audio to a specific number of users over a computer network. In particular, it relates to a countermeasure for a failure in a main transfer path (hereinafter referred to as a main transfer path).

コンピュータネットワーク上で、動画や音声を特定多数のユーザに配送するマルチキャスト転送が注目を集めている。この転送方式は、経路の始点と選択された１つ以上の終点を結ぶ経路のうち、経路が分かれる部分において情報をコピーし、各終点へと情報を配送する。   Multicast forwarding, which distributes video and audio to a large number of users over a computer network, has attracted attention. In this transfer method, information is copied at a portion where the route is divided among routes connecting the start point of the route and one or more selected end points, and the information is delivered to each end point.

特定多数の終点へ始点と一対一で転送を行うユニキャスト転送を用いて情報を配送した場合には、終点の数だけ始点は情報を用意する必要がある。よって、マルチキャスト転送を用いることにより、ネットワーク内の情報量は減少する。   When information is delivered using a unicast transfer that transfers one-to-one with the start point to a number of specific end points, it is necessary to prepare information for the start point as many as the end points. Therefore, the amount of information in the network is reduced by using multicast transfer.

マルチキャスト転送では特定多数の終点をマルチキャストグループと呼ばれる管理単位で管理を行い、マルチキャストグループに対して１つの転送経路が設定される。この転送経路は始点からマルチキャストグループに属する全ての終点を接続するように設定される。   In multicast transfer, a specific number of end points are managed in a management unit called a multicast group, and one transfer path is set for the multicast group. This transfer path is set so as to connect all the end points belonging to the multicast group from the start point.

経路上のリンクが故障した場合には、ユニキャスト転送の場合には１対１の転送なので情報が届かなくなるといった影響を受ける終点は少ないが、マルチキャスト転送の場合には１対複数の転送であるため１つのリンク故障によって影響を受ける終点の数が多くなることがある。図１０にその例を示す。   If a link on the route fails, the unicast transfer is a one-to-one transfer, so there are few end points that are affected by the fact that information is not delivered. In the case of multicast transfer, the transfer is one-to-multiple. Therefore, the number of end points affected by one link failure may increase. An example is shown in FIG.

本例では、ユニキャスト転送の場合には情報が届かなくなるのは１受信者のみとなるが、マルチキャスト転送の場合には６終点となる。そのためマルチキャスト転送において予備マルチキャスト転送経路（以下、予備転送経路という）を持つことはユニキャスト転送に比べて重要である。   In this example, in the case of unicast transfer, only one recipient can no longer receive information, but in the case of multicast transfer, there are 6 end points. For this reason, it is more important than multicast transmission to have a backup multicast transfer path (hereinafter referred to as backup transfer path).

現在、リンクに対する予備転送経路ではなく主転送経路に対して予備転送経路を求めるアルゴリズムとして以下のような方式が公開されている（例えば、非特許文献１、２、３参照）。   Currently, the following methods are disclosed as algorithms for obtaining a backup transfer path for a main transfer path instead of a backup transfer path for a link (see, for example, Non-Patent Documents 1, 2, and 3).

これらの方式は、主転送経路と予備転送経路とを同時に求めるアルゴリズムであり、特に非特許文献１で紹介されている方式は、主転送経路と予備転送経路とが利用する帯域を少なくすることを目的にしている。
M.Kodialem and T.Lakshman.Dynamicrouting of bandwidth guaranteed multicasts with failure backup.In Proceedingsof IEEE INFOCOM,June 2002. Alon Itai and Michael Rodeh.Themulti-tree approach to reliability in distributed networks.In IEEE Symposium onFoundations of Computer Sceince,pages 137-147,1984. M.M_edard,S.Finn,R.Barry,andR.Gallager.Redundant trees for preplanned recovery in arbitraryvertex-redundant or edge-redundant graphs.IEEE/ACM Transactions onNetworking,7(5):641-652,1999. V.Kompella 他,“Multicast routingfor multimedia communication,”IEEE/ACM Transactions on Networking,Volume:1Isseu:3,pp.286-292,June 1993 Q.Zhu,他,“A source-based algorithmfor delay-constrained minimum-cost multicasting,”proc in IEEEINFOCOM’95,vol.1,pp.377-385,1995 E.W.Dijkstra,“A note on twoproblems in connection with graphs,Numerische Mathematik”,Vol.1,pp.269-271,1959 These methods are algorithms for obtaining a main transfer route and a backup transfer route at the same time. In particular, the method introduced in Non-Patent Document 1 reduces the bandwidth used by the main transfer route and the backup transfer route. It is aimed.
M. Kodialem and T. Lakshman. Dynamicrouting of bandwidth guaranteed multicasts with failure backup. In Proceedingsof IEEE INFOCOM, June 2002. Alon Itai and Michael Rodeh. The multi-tree approach to reliability in distributed networks. In IEEE Symposium on Foundations of Computer Sceince, pages 137-147, 1984. M.M_edard, S.Finn, R.Barry, andR.Gallager.Redundant trees for preplanned recovery in arbitraryvertex-redundant or edge-redundant graphs.IEEE/ACM Transactions on Networking, 7 (5): 641-652,1999. V. Kompella et al., “Multicast routing for multimedia communication,” IEEE / ACM Transactions on Networking, Volume: 1Isseu: 3, pp.286-292, June 1993 Q. Zhu, et al., “A source-based algorithm for delay-constrained minimum-cost multicasting,” proc in IEEEINFOCOM'95, vol.1, pp.377-385,1995 EWDijkstra, “A note on twoproblems in connection with graphs, Numerische Mathematik”, Vol.1, pp.269-271, 1959

ここで、上記の非特許文献１、２、３で紹介されている技術では、故障発生が始点ノードに伝わらない限り、切替ができないため、切替に時間がかかるという問題があった。切替に時間がかかると受信者に情報が届かなくなる時間が長くなることになる。   Here, the techniques introduced in the above-mentioned Non-Patent Documents 1, 2, and 3 have a problem that it takes time to switch because the switching cannot be performed unless the failure occurrence is transmitted to the starting node. If switching takes time, the time during which information does not reach the recipient becomes longer.

本発明は、このような背景に行われたものであって、主転送経路上の各リンクに予備転送経路を準備することにより、故障発生の隣接ノードで切替えすることが可能となり、切替時間の短縮を実現できることを目的とする。   The present invention has been carried out against this background, and by preparing a backup transfer path for each link on the main transfer path, it is possible to switch at the adjacent node where the failure occurs, and the switching time is reduced. The purpose is to realize shortening.

本発明は、始点ではなく主転送経路上の各リンクに予備転送経路を準備することにより、途中ノードで切替することが可能となり、切替時間の短縮を実現できることを特徴とする。   The present invention is characterized in that by preparing a backup transfer path for each link on the main transfer path instead of the starting point, it is possible to switch at a midway node and to realize a reduction in switching time.

すなわち、本発明の第一の観点は、マルチキャスト転送装置がそれぞれ設けられた複数のノードにより構成されたマルチキャストネットワークに適用され、与えられた始点と複数の終点とをそれぞれ結ぶ主転送経路をマルチキャスト転送経路計算装置により計算するステップと、この計算された主転送経路をマルチキャスト経路設定装置により設定するステップと、前記計算した主転送経路上の全リンクに対してそれぞれ予備転送経路を前記マルチキャスト転送経路計算装置により計算するステップと、この計算された全予備転送経路をマルチキャスト転送経路設定装置により設定するステップとを実行するマルチキャスト転送経路設定方法である。   That is, the first aspect of the present invention is applied to a multicast network composed of a plurality of nodes each provided with a multicast transfer device, and multicast transfer is performed on a main transfer path connecting a given start point and a plurality of end points. A step of calculating by a route calculation device, a step of setting the calculated main transfer route by a multicast route setting device, and a multicast transfer route calculation of backup transfer routes for all links on the calculated main transfer route, respectively. A multicast transfer path setting method that executes a step of calculating by an apparatus and a step of setting all the calculated preliminary transfer paths by a multicast transfer path setting apparatus.

ここで、本発明の特徴とするところは、前記マルチキャスト転送経路計算装置は、前記計算した主転送経路に対する経路上のリンク毎の予備転送経路計算時に、前記主転送経路上のいずれか一つのリンクを削除することにより、前記主転送経路を、主転送経路の始点を含む部分経路木と始点を含まないそれ以外の部分経路木の２つに分けるステップと、前記始点を含む部分経路木に含まれる全ノードを結ぶ仮始点を作成し、この仮始点から前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路を通る全ノードへの最短経路を求めるステップと、求まった前記全ノードへの最短経路のうち前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路が使うリンクを横切らず、その経路を予備転送経路としたときに主転送経路から当該予備転送経路への経路切替えに伴いそれまでの主転送経路による通信を当該予備転送経路を介して受信できなくなるノードが最小となり、その中でツリーコスト最小となる経路を予備転送経路とするステップとを実行するところにある（請求項１）。 Here, a feature of the present invention is that the multicast transfer path calculation device calculates any one link on the main transfer path at the time of calculating a backup transfer path for each link on the path with respect to the calculated main transfer path. by removing, free of the main transfer path does not include the partial route tree and starting point includes the starting point of the main transfer path and the step of dividing into two of the other partial path tree, the partial path tree including the starting point Creating a temporary start point connecting all nodes to be determined, obtaining a shortest path from the temporary start point to all nodes passing through the main transfer path in the other partial path trees not including the start point, and the determined all nodes Of the shortest route to the other route tree that does not include the starting point, do not cross the link used by the main transfer route, and when the route is set as a backup transfer route, A step in which a node that cannot receive communication through the main transfer path up to that time via the backup transfer path is minimized along with the path switching to the transmission path, and a path having the minimum tree cost is set as the backup transfer path. (Claim 1).

このように、主転送経路を横切らない予備転送経路を設定することにより、主転送経路の障害による影響を部分的であっても直接受けることのない予備転送経路を設定することができる。さらに、その経路を予備転送経路としたときに主転送経路から当該予備転送経路への経路切替えに伴いそれまでの主転送経路による通信を受信できなくなるノードが最小となる予備転送経路を設定することにより、主転送経路の障害発生時に影響を受けるノード数を最小に抑えることができる。さらに、ツリーコスト最小となる経路を予備転送経路とすることにより、コストの低い予備転送経路を設定することができる。ここで「コストの低い経路」とは、例えば、距離の短い経路である。ここでいう距離とは、単に物理的な距離に限らず、帯域の大きさや通信品質によって定義することもできる。その他、本発明では、コストの定義については特に限定しない。   In this way, by setting a backup transfer route that does not cross the main transfer route, it is possible to set a backup transfer route that is not directly affected even if it is partially affected by the failure of the main transfer route. In addition, when the route is set as a backup transfer route, a backup transfer route that minimizes the nodes that cannot receive communication through the main transfer route up to that time when the route is switched from the main transfer route to the backup transfer route is set. Thus, it is possible to minimize the number of nodes affected when a failure occurs in the main transfer path. Furthermore, by setting the path that minimizes the tree cost as the backup transfer path, a backup transfer path with a low cost can be set. Here, the “low cost route” is, for example, a route with a short distance. The distance here is not limited to a physical distance, but can also be defined by the size of the band and the communication quality. In addition, in the present invention, the definition of cost is not particularly limited.

本発明の第二の観点は、マルチキャスト転送装置がそれぞれ設けられた複数のノードにより構成されたマルチキャストネットワークに適用され、与えられた始点と複数の終点とをそれぞれ結ぶ主転送経路を計算する手段と、この主転送経路を計算する手段により計算された主転送経路上の全リンクに対してそれぞれ予備転送経路を計算する手段とを備えたマルチキャスト転送経路計算装置である。   The second aspect of the present invention is applied to a multicast network composed of a plurality of nodes each provided with a multicast transfer apparatus, and means for calculating a main transfer path connecting a given start point and a plurality of end points, respectively. And a multicast transfer route calculation device comprising means for calculating backup transfer routes for all links on the main transfer route calculated by the means for calculating the main transfer route.

ここで、本発明の特徴とするところは、前記予備転送経路を計算する手段は、
前記主転送経路を計算する手段により計算された主転送経路に対する経路上のリンク毎の予備転送経路計算時に、前記主転送経路上のいずれか一つのリンクを削除することにより、前記主転送経路を、主転送経路の始点を含む部分経路木と始点を含まないそれ以外の部分経路木の２つに分ける手段と、前記始点を含む部分経路木に含まれる全ノードを結ぶ仮始点を作成し、この仮始点から前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路を通る全ノードへの最短経路を求める手段と、求まった前記全ノードへの最短経路のうち前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路が使うリンクを横切らず、その経路を予備転送経路としたときに主転送経路から当該予備転送経路への経路切替えに伴いそれまでの主転送経路による通信を当該予備転送経路を介して受信できなくなるノードが最小となり、その中でツリーコスト最小となる経路を予備転送経路とする手段とを備えたところにある（請求項２）。 Here, the feature of the present invention is that the means for calculating the backup transfer path is:
The main transfer route is determined by deleting any one link on the main transfer route when calculating a backup transfer route for each link on the route with respect to the main transfer route calculated by the means for calculating the main transfer route. Creating a temporary start point connecting all nodes included in the partial path tree including the start point and a means for dividing the partial path tree including the start point of the main transfer path into two parts and the other partial path tree not including the start point; Means for obtaining the shortest route to all nodes passing through the main transfer route in the other partial route tree not including the start point from the temporary start point, and not including the start point among the obtained shortest routes to the all nodes In other partial path trees, the main transfer path does not cross the link used by the main transfer path, and when that path is set as the backup transfer path, the main transfer path is changed to the main transfer path up to that time when the path is switched from the main transfer path to the backup transfer path. That communication can not be received through the pre-transfer path node becomes minimum, it is in place and means for the pathways that tree minimum cost among them the preliminary transfer path (Claim 2).

本発明の第三の観点は、マルチキャスト転送装置がそれぞれ設けられた複数のノードにより構成されたマルチキャストネットワークに適用され、与えられた始点と複数の終点とをそれぞれ結ぶ主転送経路を計算する機能と、この主転送経路を計算する機能により計算された主転送経路上の全リンクに対してそれぞれ予備転送経路を計算する機能とを備えたマルチキャスト転送経路計算装置に適用するプログラムである。   The third aspect of the present invention is applied to a multicast network composed of a plurality of nodes each provided with a multicast transfer apparatus, and has a function of calculating a main transfer path connecting a given start point and a plurality of end points, respectively. This is a program applied to a multicast transfer path calculation apparatus having a function of calculating backup transfer paths for all links on the main transfer path calculated by the function of calculating the main transfer path.

ここで、本発明の特徴とするところは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、前記予備転送経路を計算する機能として、前記主転送経路を計算する機能により計算された主転送経路に対する経路上のリンク毎の予備転送経路計算時に、前記主転送経路上のいずれか一つのリンクを削除することにより、前記主転送経路を、主転送経路の始点を含む部分経路木と始点を含まないそれ以外の部分経路木の２つに分ける機能と、前記始点を含む部分経路木に含まれる全ノードを結ぶ仮始点を作成し、この仮始点から前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路を通る全ノードへの最短経路を求める機能と、求まった前記全ノードへの最短経路のうち前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路が使うリンクを横切らず、その経路を予備転送経路としたときに主転送経路から当該予備転送経路への経路切替えに伴いそれまでの主転送経路による通信を当該予備転送経路を介して受信できなくなるノードが最小となり、その中でツリーコスト最小となる経路を予備転送経路とする機能とを実現させるところにある（請求項３）。 Here, the feature of the present invention is that the main information calculated by the function of calculating the main transfer path is installed in the information processing apparatus as the function of calculating the backup transfer path. By deleting any one link on the main transfer path when calculating the spare transfer path for each link on the path with respect to the transfer path, the main transfer path is changed to the partial path tree including the start point of the main transfer path and the start point. Create a temporary start point connecting all nodes included in the partial path tree including the start point, and the other part not including the start point from this temporary start point A function for obtaining the shortest route to all nodes passing through the main transfer route in the route tree, and a main turn in the other partial route trees not including the start point among the obtained shortest routes to all the nodes. When the route is used as a backup transfer route without crossing the link used by the route, communication through the main transfer route up to that point can be received via the backup transfer route when the route is switched from the main transfer route to the backup transfer route. This is to realize a function of making the route that has the smallest node cost and the smallest tree cost among them the spare transfer route (claim 3).

本発明の第四の観点は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読取可能な記録媒体である（請求項４）。本発明のプログラムは本発明の記録媒体に記録されることにより、前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。   A fourth aspect of the present invention is a recording medium readable by the information processing apparatus on which the program of the present invention is recorded (claim 4). By recording the program of the present invention on the recording medium of the present invention, the information processing apparatus can install the program of the present invention using this recording medium. Alternatively, the program of the present invention can be directly installed in the information processing apparatus via a network from a server holding the program of the present invention.

これにより、汎用の情報処理装置を用いて、マルチキャスト転送でデータ転送を行っている際、リンク故障時にリンク毎の予備リンクを持つことで、故障発生の近隣ノードで予備転送経路に切替えが可能となり、高速な切替を実現することができるマルチキャスト転送経路計算装置を実現することができる。   As a result, when data transfer is performed by multicast transfer using a general-purpose information processing device, it is possible to switch to a backup transfer path at a faulty neighboring node by having a backup link for each link at the time of link failure. Therefore, it is possible to realize a multicast transfer path calculation device that can realize high-speed switching.

本発明によれば、マルチキャスト転送でデータ転送を行っている際、リンク故障時にリンク毎の予備リンクを持つことで、故障発生の近隣ノードで予備転送経路に切替えが可能となり、高速な切替を実現することができる。   According to the present invention, when performing data transfer by multicast transfer, by having a spare link for each link at the time of a link failure, it is possible to switch to a spare transfer path in a neighboring node where the failure occurs, thereby realizing high-speed switching can do.

本発明実施例のマルチキャスト転送経路計算装置を図１および図２を参照して説明する。図１は本発明の概要図である。図２は本実施例のマルチキャスト転送経路計算装置の構成図である。   A multicast transfer route calculation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the multicast transfer route calculation apparatus of this embodiment.

本実施例は、図１および図２に示すように、マルチキャスト転送装置がそれぞれ設けられた複数のノードにより構成されたマルチキャストネットワークに適用され、与えられた始点と複数の終点とをそれぞれ結ぶ主転送経路を計算する手段と、この主転送経路を計算する手段により計算された主転送経路上の全リンクに対してそれぞれ予備転送経路を計算する手段とを経路計算部３０の経路計算処理モジュール３１に備えたマルチキャスト転送経路計算装置である。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the present embodiment is applied to a multicast network composed of a plurality of nodes each provided with a multicast transfer apparatus, and main transfer that connects a given start point and a plurality of end points. The route calculation processing module 31 of the route calculation unit 30 includes means for calculating the route and means for calculating the backup transfer route for all the links on the main transfer route calculated by the means for calculating the main transfer route. A multicast transfer route calculation apparatus provided.

ここで、本実施例の特徴とするところは、経路計算処理モジュール３１は、前記主転送経路を計算する手段により計算された主転送経路に対する経路上のリンク毎の予備転送経路計算時に、前記主転送経路上のいずれか一つのリンクを削除することにより、前記主転送経路を、主転送経路の始点を含む部分経路木Ｔ１と始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の２つに分ける手段と、前記始点を含む部分経路木Ｔ１に含まれる全ノードを結ぶ仮始点を作成し、この仮始点から前記始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の中で主転送経路を通る全ノードへの最短経路を求める手段と、求まった前記全ノードへの最短経路のうち前記始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の中で主転送経路が使うリンクを横切らず、その経路を予備転送経路としたときに主転送経路から当該予備転送経路への経路切替えに伴いそれまでの主転送経路による通信を当該予備転送経路を介して受信できなくなるノードが最小となり、その中でツリーコスト最小となる経路を予備転送経路とする手段とを備えたところにある（請求項２）。 Here, it is an aspect of this embodiment, the route calculation processing module 31 at the time of the preliminary transfer path computation for each link on the path to the main transfer path calculated by means for calculating said main transfer path, the main By deleting any one link on the transfer path, the main transfer path is divided into two parts, a partial path tree T1 including the start point of the main transfer path and a partial path tree T2 not including the start point. And a temporary start point connecting all nodes included in the partial path tree T1 including the start point, and from this temporary start point to all nodes passing through the main transfer path in the other partial path tree T2 not including the start point. Means for obtaining the shortest path and the preliminarily forwarded path without crossing the link used by the main forwarding path in the other partial path tree T2 that does not include the starting point among the obtained shortest paths to all the nodes. When the route is switched from the main transfer route to the spare transfer route, the node that cannot receive the communication through the main transfer route until that time via the spare transfer route is minimized, and among them, the tree cost is minimum. And a means for setting the route to be a backup transfer route (claim 2).

また、本発明は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に本発明のマルチキャスト転送経路計算装置に相応する機能を実現させるプログラムとして実現することができる（請求項３）。このプログラムは、記録媒体に記録されて情報処理装置にインストールされ（請求項４）、あるいは通信回線を介して情報処理装置にインストールされることにより当該情報処理装置に、情報管理部２０、経路計算部３０、パケット処理部４０にそれぞれ相応する機能を実現させることができる。   Further, the present invention can be implemented as a program that, when installed in a general-purpose information processing apparatus, causes the information processing apparatus to realize a function corresponding to the multicast transfer path calculation apparatus of the present invention (claim 3). This program is recorded on a recording medium and installed in the information processing device (Claim 4), or installed in the information processing device via a communication line, so that the information management unit 20 and the route calculation are installed in the information processing device. The function corresponding to each of the unit 30 and the packet processing unit 40 can be realized.

以下、本発明の一実施形態によるマルチキャスト転送経路設定方法（請求項１）を、図面を参照して説明する。   A multicast transfer path setting method (claim 1) according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は本発明の概要を説明するための図である。本発明は、主転送経路上の全リンクに対して予備転送経路を設定するマルチキャスト転送経路設定方法である。そして、当該マルチキャストネットワークは、マルチキャスト転送経路設定装置が設けられた複数のノードにより構成されており、また、各ノードのいずれかのノードにマルチキャスト転送経路計算装置またはマルチキャスト転送経路設定装置が設けられている。   FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the present invention. The present invention is a multicast transfer route setting method for setting backup transfer routes for all links on a main transfer route. The multicast network is composed of a plurality of nodes provided with a multicast transfer route setting device, and a multicast transfer route calculation device or a multicast transfer route setting device is provided in any one of the nodes. Yes.

そして、ネットワーク内のマルチキャスト転送装置が各リンクで発生するデータ転送遅延などを示すネットワーク計測情報をデータが流れる方向ごとに収集し（１）、そしてマルチキャスト転送装置がマルチキャスト転送経路計算装置やマルチキャスト転送経路設定装置にネットワーク計測情報を通知する（２）。そしてマルチキャストにより転送するデータの転送経路の設定の必然性が生じたときに、マルチキャスト転送経路設定装置とマルチキャスト転送経路計算装置によって後述の処理に従いデータの主転送経路と予備転送経路の設定が実行される。   Then, the multicast transfer device in the network collects network measurement information indicating the data transfer delay generated in each link in each direction in which the data flows (1), and the multicast transfer device is a multicast transfer route calculation device or a multicast transfer route. The network measurement information is notified to the setting device (2). When the necessity of setting the transfer path of data to be transferred by multicast occurs, the setting of the main transfer path and the backup transfer path of the data is executed by the multicast transfer path setting device and the multicast transfer route calculation device according to the processing described later. .

本発明においては、マルチキャスト転送装置はノード間で転送されるデータのネットワーク計測情報を収集する機能を有し、マルチキャスト転送経路計算装置は主転送経路と予備転送経路とを計算する機能を有し、マルチキャスト転送経路設定装置は主転送経路と予備転送経路を設定する機能を有する。また、１つのノードが複数の上述の装置の機能を有している場合もある。   In the present invention, the multicast transfer device has a function of collecting network measurement information of data transferred between nodes, the multicast transfer route calculation device has a function of calculating a main transfer route and a backup transfer route, The multicast transfer path setting device has a function of setting a main transfer path and a backup transfer path. In addition, one node may have the functions of a plurality of the above-described devices.

ここで、マルチキャスト転送経路設定装置とマルチキャスト転送経路計算装置とが異なる装置である場合には、マルチキャスト転送経路設定装置がマルチキャスト転送経路計算装置へ主転送経路と予備転送経路の計算を依頼する。   If the multicast transfer route setting device and the multicast transfer route calculation device are different devices, the multicast transfer route setting device requests the multicast transfer route calculation device to calculate the main transfer route and the backup transfer route.

また、マルチキャスト転送経路設定装置とマルチキャスト転送経路計算装置とが同一装置である場合には、マルチキャスト転送経路設定装置が自身の経路計算モジュールに主転送経路計算と予備転送経路計算を指示する。そして、マルチキャスト転送経路設定装置もしくはマルチキャスト転送経路計算装置の経路計算モジュールが、収集した情報をもとに主転送経路と予備転送経路とを計算する（５）。   When the multicast transfer route setting device and the multicast transfer route calculation device are the same device, the multicast transfer route setting device instructs its route calculation module to perform main transfer route calculation and backup transfer route calculation. Then, the route calculation module of the multicast transfer route setting device or the multicast transfer route calculation device calculates the main transfer route and the backup transfer route based on the collected information (5).

そして計算結果はマルチキャスト転送経路設定装置の経路設定モジュールに通知される（６）。当該計算結果を受信したマルチキャスト転送経路設定装置がデータの主転送経路と予備転送経路とを設定する。   Then, the calculation result is notified to the route setting module of the multicast transfer route setting device (6). The multicast transfer path setting device that has received the calculation result sets a main transfer path and a backup transfer path for data.

なお、上述のネットワーク計測情報を収集する機能においては、すでに提案されているＯＳＰＦ−ＴＥ（Open Shortest Path First-Traffic Engineering）やＩＳ−ＩＳ−ＴＥ（Intermediate
System-Intermediate System-Traffic Engineering）などの隣接ノード間でのネットワーク計測情報を交換する機能が備わった経路計算プロトコルを拡張して用いることによりネットワーク計測情報を収集する。 In the above-described function of collecting network measurement information, OSPF-TE (Open Shortest Path First-Traffic Engineering) and IS-IS-TE (Intermediate) have been proposed.
Network measurement information is collected by expanding and using a route calculation protocol equipped with a function for exchanging network measurement information between adjacent nodes such as System-Intermediate System-Traffic Engineering).

また、マルチキャスト転送経路計算装置は、マルチキャスト転送装置からネットワーク計測情報を受信する機能と、主転送経路と予備転送経路の計算結果を送信するパケット転送機能と、主転送経路および予備転送経路の計算に使用するアルゴリズムを実現するプログラムと、ネットワーク計測情報や主転送経路および予備転送経路の経路計算プログラムや主転送経路および予備転送経路の計算結果を保存する記憶媒体と、主転送経路および予備転送経路計算を実行する経路計算機能とにより構成される。   In addition, the multicast transfer path calculation device has a function of receiving network measurement information from the multicast transfer device, a packet transfer function of transmitting calculation results of the main transfer path and the backup transfer path, and calculation of the main transfer path and the backup transfer path. A program that realizes the algorithm used, a network measurement information, a route calculation program for the main transfer route and the backup transfer route, a storage medium for storing the calculation result of the main transfer route and the backup transfer route, and a main transfer route and a backup transfer route calculation And a route calculation function for executing

本発明で使用する主転送経路計算プログラムは、公知のアルゴリズムを実装したプログラムを利用する。また、本発明で使用する予備転送経路プログラムは、求まった主転送経路上のリンク毎に予備転送経路を計算することを目的とする。求めた主転送経路から経路上のリンクの予備転送経路計算時に、主転送経路上のいずれか一つのリンクを削除することで、主転送経路を、主転送経路の始点を含む部分経路木と始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ１、Ｔ２の２つに分け、前記始点を含む部分経路木Ｔ１に含まれる全ノードへ結ぶ仮始点を作成し、この仮始点から前記始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の中で主経路を通る全ノードへの最短経路を前記計測結果に基づいて公知の最短経路アルゴリズム（非特許文献６参照）を用いて計算を行い求める。 The main transfer path calculation program used in the present invention uses a program in which a known algorithm is installed. The purpose of the spare transfer route program used in the present invention is to calculate a spare transfer route for each link on the obtained main transfer route. When calculating the preliminary transfer route of the link on the route from the obtained main transfer route, by deleting any one link on the main transfer route, the main transfer route is changed to the partial route tree including the start point of the main transfer route and the start point. Is divided into two other partial path trees T1 and T2 that do not include the node, and a temporary start point that is connected to all the nodes included in the partial path tree T1 that includes the start point is created, and the other that does not include the start point from the temporary start point The shortest path to all nodes passing through the main path in the partial path tree T2 is calculated by using a known shortest path algorithm (see Non-Patent Document 6) based on the measurement result.

求まった部分経路木Ｔ２内のノードへの複数経路のうち部分経路木Ｔ２の中で主転送経路が使うリンクを横切らず、かつその経路を予備転送経路としたときに、受信できなくなるノードが最小となり、その中でツリーコスト最小となる経路を該当リンクの予備転送経路とする。   Of the multiple paths to the nodes in the obtained partial path tree T2, the number of nodes that cannot be received when the path used by the main transfer path in the partial path tree T2 is not traversed and that path is set as a backup transfer path is the minimum. In this case, the path having the smallest tree cost is set as the spare transfer path of the corresponding link.

次に、本発明のマルチキャスト転送経路設定方法を実現するために必要なマルチキャスト転送経路計算装置とマルチキャスト転送経路設定装置とを説明する。   Next, a multicast transfer route calculation device and a multicast transfer route setting device necessary for realizing the multicast transfer route setting method of the present invention will be described.

図２はマルチキャスト転送経路計算装置の構成を示す図である。図２に示すマルチキャスト転送経路計算装置は、ネットワーク内のノードや各ノードをつなぐリンクで発生する遅延やコストに関するネットワーク計測情報を管理する情報管理部２０と、主転送経路および予備転送経路を計算する経路計算部３０と、送受信するパケットを処理するパケット処理部４０とにより構成される。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the multicast transfer route calculation apparatus. The multicast transfer path calculation apparatus shown in FIG. 2 calculates a main transfer path and a backup transfer path, and an information management unit 20 that manages network measurement information related to delays and costs generated in nodes in the network and links connecting the nodes. The path calculation unit 30 and a packet processing unit 40 that processes packets to be transmitted and received are configured.

そして、マルチキャスト転送経路計算装置のパケット処理部４０が情報管理部２０で管理されるネットワーク計測情報や経路計算依頼の受信や、経路計算部３０が計算した主転送経路および予備転送経路の計算結果のマルチキャスト転送経路設定装置への送信を行う。   Then, the packet processing unit 40 of the multicast transfer route calculation device receives the network measurement information and the route calculation request managed by the information management unit 20, and the calculation result of the main transfer route and the backup transfer route calculated by the route calculation unit 30. Sends to the multicast forwarding route setting device.

また、マルチキャスト転送経路計算装置の情報管理部２０はトラヒック状態の情報の収集に使用するＯＳＰＦやＩＳ−ＩＳなどのルーチングプロトコルで使用される情報交換プロトコルを処理するルーチングプロトコルモジュール２１とそのプロトコルによって得られたネットワークのトポロジ遅延、コストなどのネットワーク計測情報を管理する計測情報記憶部２２とを備えている。   In addition, the information management unit 20 of the multicast transfer path calculation device obtains the routing protocol module 21 for processing the information exchange protocol used in the routing protocol such as OSPF and IS-IS used for collecting the traffic state information and the protocol. And a measurement information storage unit 22 for managing network measurement information such as topology delay and cost of the received network.

また、経路計算部３０は、主転送経路および予備転送経路を計算する経路計算処理モジュール３１と、計算結果を記憶する計算結果記憶部３２とを備えている。   The route calculation unit 30 includes a route calculation processing module 31 that calculates a main transfer route and a backup transfer route, and a calculation result storage unit 32 that stores a calculation result.

また、パケット処理部４０は、到着したパケットの種別を判断し、そのパケットを転送、または情報管理部２０に送るパケット転送処理モジュール４１とパケットの転送先を記録するパケット転送テーブル記憶部４２と、ネットワークインタフェース４３とを備えている。   Further, the packet processing unit 40 determines the type of the packet that has arrived, transfers the packet, or sends the packet to the information management unit 20, and a packet transfer table storage unit 42 that records the packet transfer destination; A network interface 43.

図３はマルチキャスト転送経路設定装置の構成を示す図である。図３に示すマルチキャスト転送経路設定装置は、ネットワーク内のノードやリンクで発生する遅延やコストに関する情報を管理する情報管理部５０と、自身の処理により発生する遅延やコストなどを測定する測定部６０と、新たなデータフローが発生したときに経路設定を行う経路設定用プロトコル処理部７０と、到着したパケットを処理するパケット処理部８０とにより構成される。   FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the multicast transfer path setting device. The multicast transfer path setting device shown in FIG. 3 includes an information management unit 50 that manages information about delays and costs that occur in nodes and links in the network, and a measurement unit 60 that measures delays and costs that occur due to its own processing. And a route setting protocol processing unit 70 for setting a route when a new data flow occurs, and a packet processing unit 80 for processing an incoming packet.

そして、情報管理部５０の基本構成は、マルチキャスト転送経路計算装置の情報管理部２０と同様であり、ルーチングプロトコルモジュール５１と、計測情報記憶部５２とを備えている。また、測定部６０はパケット処理部８０が備えるネットワークインタフェース８３の状態や、ネットワーク上の各ノードの処理の遅延などの情報を測定する測定モジュール（図示省略）を備えている。   The basic configuration of the information management unit 50 is the same as that of the information management unit 20 of the multicast transfer path calculation device, and includes a routing protocol module 51 and a measurement information storage unit 52. The measurement unit 60 also includes a measurement module (not shown) that measures information such as the state of the network interface 83 provided in the packet processing unit 80 and the processing delay of each node on the network.

また、パケット処理部８０は到着したパケットの種別を判断し、パケットの転送を行い、また新規の経路設定の決定を判断するパケット転送処理モジュール８１と、パケットの転送先を記録するパケット転送テーブル記憶部８２と、ネットワークインタフェース８３とを備えている。   The packet processing unit 80 also determines the type of the packet that has arrived, transfers the packet, determines whether to determine a new route setting, and packet transfer table storage that records the transfer destination of the packet Unit 82 and a network interface 83.

また、マルチキャスト転送経路設定装置は経路計算部９０を備えており、経路計算部９０は主転送経路および予備転送経路を計算する経路計算処理モジュール９１と、計算結果を記憶する計算結果記憶部９２とを備えている。なお、主転送経路および予備転送経路の計算をマルチキャスト転送経路設定装置が行う場合には、この経路計算部９０がマルチキャスト転送経路計算装置と同様の処理を行う。   The multicast transfer route setting device includes a route calculation unit 90. The route calculation unit 90 includes a route calculation processing module 91 for calculating the main transfer route and the backup transfer route, and a calculation result storage unit 92 for storing the calculation results. It has. When the multicast transfer route setting device performs calculation of the main transfer route and the backup transfer route, this route calculation unit 90 performs the same processing as the multicast transfer route calculation device.

経路設定用プロトコル処理部７０はパケット処理部８０から主転送経路設定および予備転送経路設定の依頼を受信し、その経路設定依頼のマルチキャスト転送経路計算装置への送信処理を行う。また、経路設定用プロトコル処理部７０はマルチキャスト転送経路計算装置から受信した主転送経路および予備転送経路の計算結果にしたがってデータ転送のための主転送経路とリンク故障対応のための予備転送経路とを設定する機能を有する。   The route setting protocol processing unit 70 receives a request for setting a main transfer route and a backup transfer route from the packet processing unit 80, and performs processing for transmitting the request for setting the route to a multicast transfer route calculating device. Further, the route setting protocol processing unit 70 determines a main transfer route for data transfer and a spare transfer route for handling a link failure according to the calculation result of the main transfer route and the backup transfer route received from the multicast transfer route calculation device. Has the function to set.

なお、マルチキャスト転送経路計算装置とマルチキャスト転送経路設定装置とが同一ノードである場合には、そのノードはマルチキャスト転送経路計算装置とマルチキャスト転送経路設定装置の各処理部を有し、上述の各処理部の処理を行う。   When the multicast transfer route calculation device and the multicast transfer route setting device are the same node, the node includes the processing units of the multicast transfer route calculation device and the multicast transfer route setting device, and each of the processing units described above Perform the process.

次に、上記のマルチキャスト転送経路計算装置、マルチキャスト転送経路設定装置、マルチキャスト転送装置の動作を説明する。ネットワーク内のマルチキャスト転送装置の機能を有するノードは常にネットワークのトポロジや遅延やコストを現すネットワーク計測情報を隣接ノード間で交換する。そして各ノードは、その交換の処理によって得られたネットワーク計測情報を記憶する。   Next, operations of the multicast transfer route calculation device, the multicast transfer route setting device, and the multicast transfer device will be described. A node having the function of a multicast transfer device in the network always exchanges network measurement information representing the network topology, delay and cost between adjacent nodes. Each node stores the network measurement information obtained by the exchange process.

ノードが交換するネットワーク計測情報は、次ノードで計測したネットワーク計測情報のみならず、自ノードが保持する他ノードが計測したネットワーク計測情報も含まれる。これらの交換動作により、各ノードはネットワーク内の全ノードにおける接続情報や遅延などのネットワーク計測情報を保持する。   The network measurement information exchanged by the node includes not only the network measurement information measured by the next node but also the network measurement information measured by other nodes held by the own node. With these exchange operations, each node holds network measurement information such as connection information and delays at all nodes in the network.

そして、新たに主転送経路および予備転送経路を設定するマルチキャスト転送経路設定装置の機能を有するノードは、マルチキャスト転送経路計算装置の機能を有するノードに経路計算依頼をする。このとき、マルチキャスト転送経路計算装置の機能を有するノードは情報管理部で管理されているネットワーク内のトポロジや遅延などのトラヒックに関するネットワーク計測情報と、経路計算依頼したノードから送られてきた終点の情報とに基づいて転送経路を計算する。   Then, the node having the function of the multicast transfer route setting device that newly sets the main transfer route and the backup transfer route makes a route calculation request to the node having the function of the multicast transfer route calculation device. At this time, the node having the function of the multicast transfer route calculation device is the network measurement information related to the traffic such as the topology and delay in the network managed by the information management unit, and the end point information sent from the node that requested the route calculation. Based on the above, the transfer route is calculated.

図４はマルチキャスト転送経路計算装置における予備転送経路計算の処理を示すフローチャートである。まず、マルチキャスト転送経路設定装置の機能を有するノードからの主転送経路計算および予備転送経路計算の依頼をマルチキャスト転送経路計算装置が受け付ける。   FIG. 4 is a flowchart showing a process for calculating a preliminary transfer route in the multicast transfer route calculating apparatus. First, the multicast transfer route calculation device accepts a request for main transfer route calculation and backup transfer route calculation from a node having the function of the multicast transfer route setting device.

このとき、マルチキャスト転送経路計算装置は、マルチキャスト転送経路設定装置からデータ転送の終点の情報も受け付ける。すると、マルチキャスト転送経路計算装置の経路計算部３０が情報管理部２０の計測情報記憶部３２に記録されているネットワークのトポロジやトラヒック状態を示すネットワーク計測情報を読み取る（ステップＳ１）。   At this time, the multicast transfer path calculation apparatus also receives data transfer end point information from the multicast transfer path setting apparatus. Then, the route calculation unit 30 of the multicast transfer route calculation device reads the network measurement information indicating the network topology and traffic state recorded in the measurement information storage unit 32 of the information management unit 20 (step S1).

そして、経路計算処理モジュール３１がネットワーク計測情報を用いて、公知の主転送経路アルゴリズムを利用して、データ転送の始点と全終点までのコストの和が最小の主転送経路を計算する（ステップＳ２）。   Then, the route calculation processing module 31 uses the network measurement information to calculate a main transfer route having a minimum sum of costs from the start point to the end point of data transfer using a known main transfer route algorithm (step S2). ).

このとき、経路計算処理モジュール３１は経路計算依頼を送信したノードを始点とし、データ転送の終点の全ノードまでのコストの和が最小の主転送経路を計算する。   At this time, the route calculation processing module 31 calculates the main transfer route having the minimum cost sum to all nodes at the end point of data transfer, starting from the node that sent the route calculation request.

なお、主転送経路を求めるためのアルゴリズムは、例えば、非特許文献４あるいは非特許文献５に示すような公知アルゴリズムを利用する。   As an algorithm for obtaining the main transfer path, for example, a known algorithm as shown in Non-Patent Document 4 or Non-Patent Document 5 is used.

次に、マルチキャスト転送経路計算装置の経路計算処理モジュール３１はステップＳ２で求めた主転送経路上のリンクの予備転送経路を求める。主転送経路上のあるリンクに対して予備転送経路をステップＳ３からステップＳ６で求める。   Next, the route calculation processing module 31 of the multicast transfer route calculation device obtains a spare transfer route for the link on the main transfer route obtained in step S2. A spare transfer path is obtained for a certain link on the main transfer path in steps S3 to S6.

主転送経路上のあるリンクに着目してそのリンクの予備転送経路を求める際、その着目したリンクを主転送経路から削除し、主転送経路を、主転送経路の始点を含む部分経路木Ｔ１と始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の２つに分ける（ステップＳ３）。始点を含む部分経路木Ｔ１に含まれる全ノードを結ぶ仮始点を作成する（ステップＳ４）。仮始点から最短経路アルゴリズム（Ｄｉｋｓｔｒａ等）で始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の中で主転送経路を通る全ノードへの最短経路を求める（ステップＳ５）。求まった始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２のノードへの複数経路のうち始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の中で主転送経路が使うリンクを横切らず、かつ、その経路を予備転送経路としたときに、主転送経路から当該予備転送経路への経路切替えに伴いそれまでの主転送経路による通信を当該予備転送経路を介して受信できなくなるノードが最小となり、その中でツリーコスト最小となる経路を予備転送経路とする（ステップＳ６）。   When obtaining a preliminary transfer path of a link by paying attention to a certain link on the main transfer path, the focused link is deleted from the main transfer path, and the main transfer path is changed to a partial path tree T1 including the start point of the main transfer path. The other partial path tree T2 that does not include the start point is divided into two (step S3). A temporary start point connecting all the nodes included in the partial path tree T1 including the start point is created (step S4). A shortest path from the temporary start point to all nodes passing through the main transfer path in the other partial path tree T2 not including the start point is obtained by the shortest path algorithm (Dikstra or the like) (step S5). Among the multiple paths to the nodes of the other partial path tree T2 that does not include the obtained start point, do not cross the link used by the main transfer path in the other partial path tree T2 that does not include the start point, and When a backup transfer path is used, the number of nodes that can no longer receive communication through the backup transfer path through the backup transfer path is reduced as a result of path switching from the main transfer path to the backup transfer path. The route with the lowest cost is set as the backup transfer route (step S6).

最後にこのようにして計算して得られた予備転送経路の計算結果を経路計算処理モジュール３１は、パケット処理部４０を介して経路計算依頼を出したノードに返送する。   Finally, the route calculation processing module 31 returns the calculation result of the preliminary transfer route obtained by the above calculation to the node that issued the route calculation request via the packet processing unit 40.

なお、本実施例では、マルチキャスト転送装置が遅延などのネットワーク計測情報を収集する際には、ＯＳＰＦ−ＴＥを用いる。ＯＳＰＦ−ＴＥはユニキャストのルーチングプロトコルであるＯＳＰＦのトポロジ情報交換情報に遅延などのネットワーク内のトラヒック情報を格納した転送プロトコルである。   In the present embodiment, OSPF-TE is used when the multicast transfer apparatus collects network measurement information such as delay. OSPF-TE is a transfer protocol in which traffic information in the network such as a delay is stored in OSPF topology information exchange information which is a unicast routing protocol.

また、本実施例では、データの転送経路を設定するプロトコルとして、明示的な経路指定を実施するＲＳＶＰ−ＴＥ（Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering）を拡張したマルチキャストＭＰＬＳ（Multi
Protocol Label Switching）プロトコルを使用する。マルチキャストＭＰＬＳは、通常のＭＰＬＳで用いられるＲＳＶＰ−ＴＥに対して、ＬＳＰ（Label
Switched Path）を生成するメッセージ中にツリートポロジを格納できる情報要素を追加し、そのトポロジ情報に沿ってＰｏｉｎ−ｔｏ−Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ ＬＳＰを確立することができる技術である。 In the present embodiment, as a protocol for setting a data transfer route, a multicast MPLS (Multiple MPLS) (RSVP-TE (Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering)) that performs explicit route designation is extended.
Protocol Label Switching) protocol is used. Multicast MPLS is an LSP (Label) compared to RSVP-TE used in normal MPLS.
This is a technique in which an information element capable of storing a tree topology is added to a message for generating a (Switched Path), and a point-to-multipoint LSP can be established along the topology information.

次に、本発明による転送経路を計算する処理の一実施例について説明する。図５はマルチキャストネットワークを示す図である。この図においてＰはデータ伝送の始点でマルチキャスト転送経路設定装置でもある。Ｒ１〜Ｒ４がデータ転送の終点である。またＮ１〜Ｎ１０は始点と終点との間の中間ノードであり、マルチキャスト転送装置の機能を有している。   Next, an embodiment of a process for calculating a transfer route according to the present invention will be described. FIG. 5 shows a multicast network. In this figure, P is the starting point of data transmission and is also a multicast transfer path setting device. R1 to R4 are the end points of data transfer. N1 to N10 are intermediate nodes between the start point and the end point, and have the function of a multicast transfer device.

なお、マルチキャスト転送経路設定装置Ｐ、ノードＮ１〜Ｎ１０、終点Ｒ１〜Ｒ４は転送ケーブル（リンク）により接続されてマルチキャストネットワークを構成している。   The multicast transfer path setting device P, nodes N1 to N10, and end points R1 to R4 are connected by a transfer cable (link) to form a multicast network.

そして各リンクは遅延とコストという２つの特性を持っている。そして、マルチキャスト転送経路設定装置Ｐは、マルチキャスト転送経路計算装置Ｃが計算した結果に基づいて、終点Ｒ１〜Ｒ４に対してデータを転送する。   Each link has two characteristics: delay and cost. Then, the multicast transfer route setting device P transfers data to the end points R1 to R4 based on the result calculated by the multicast transfer route calculation device C.

マルチキャスト転送経路計算装置Ｃは、マルチキャスト転送経路設定装置Ｐからの経路計算依頼を受けると、主転送経路を計算し、その結果を受けて予備転送経路を計算する。マルチキャスト転送経路設定装置ＰがＮ１からＮ９のリンクに対する予備転送経路を計算する例を示す。   When receiving the route calculation request from the multicast transfer route setting device P, the multicast transfer route calculation device C calculates the main transfer route, and receives the result to calculate the backup transfer route. An example in which the multicast transfer path setting device P calculates a backup transfer path for links N1 to N9 is shown.

まず、Ｎ１からＮ９のリンクを削除し、主転送経路の始点を含む部分経路木Ｔ１と始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の２つに分ける（図６）。始点を含む部分経路木Ｔ１に含まれる全ノードを結ぶ仮始点を作成する（図７）。仮始点から公知の最短経路アルゴリズム（例えば、非特許文献６参照）を用いて始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の主転送経路上の全ノードまでの最短経路を求める（図８）。このとき仮始点から始点を含む部分経路木Ｔ１に含まれる全ノードを結ぶリンクのコストは全て同じ値にしてもよいし、異なる値にしてもよい。   First, the links N1 to N9 are deleted and divided into a partial path tree T1 including the start point of the main transfer path and another partial path tree T2 not including the start point (FIG. 6). A temporary start point connecting all the nodes included in the partial path tree T1 including the start point is created (FIG. 7). The shortest path from the temporary start point to all the nodes on the main transfer path of the partial path tree T2 that does not include the start point is obtained using a known shortest path algorithm (see, for example, Non-Patent Document 6) (FIG. 8). At this time, the costs of the links connecting all the nodes included in the partial path tree T1 including the start point from the temporary start point may be the same value or different values.

ただし、そのコストを元に仮始点から公知の最短経路アルゴリズム（非特許文献６等）を用いて始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の主転送経路上の全ノードまでの最短経路を求める。求まった始点を含まないそれ以外の部分経路木Ｔ２の主転送経路上のノードへの複数経路のうち始点を含まないそれ以外の部分経路木の主転送経路上の中で主転送経路が使うリンクを横切らず、かつその経路を予備転送経路としたときに、主転送経路から当該予備転送経路への経路切替えに伴いそれまでの主転送経路による通信を当該予備転送経路を介して受信できなくなるノードが最小となり、その中でツリーコスト最小となる経路を予備転送経路（破線）とする（図９）。   However, based on the cost, the shortest path from the temporary start point to all nodes on the main transfer path of the other partial path tree T2 that does not include the start point is obtained using a known shortest path algorithm (Non-Patent Document 6 or the like). . The link used by the main transfer path on the main transfer path of the other partial path tree not including the start point among the plurality of paths to the nodes on the main transfer path of the other partial path tree T2 not including the obtained start point A node that does not cross the network and cannot use the spare transfer path to receive communications on the main transfer path up to that point when the path is switched from the main transfer path to the spare transfer path. Is the spare transfer route (broken line) in which the tree cost is the smallest (FIG. 9).

本発明によれば、マルチキャスト転送でデータ転送を行っている際、リンク故障時にリンク毎の予備リンクを持つことで、故障発生の近隣ノードで予備転送経路に切替えが可能となり、高速な切替を実現することができる。   According to the present invention, when performing data transfer by multicast transfer, by having a spare link for each link at the time of a link failure, it is possible to switch to a spare transfer path in a neighboring node where the failure occurs, thereby realizing high-speed switching can do.

本発明の概念図。The conceptual diagram of this invention. 本実施例のマルチキャスト転送経路計算装置の構成図。The block diagram of the multicast transfer path | route calculation apparatus of a present Example. 本実施例のマルチキャスト転送経路設定装置の構成図。1 is a configuration diagram of a multicast transfer route setting device of an embodiment. FIG. 本実施例の転送経路計算アルゴリズムのフロー図。The flowchart of the transfer route calculation algorithm of a present Example. マルチキャストネットワーク例を示す図。The figure which shows the example of a multicast network. ２つの部分経路木に分けた結果を示す図。The figure which shows the result divided | segmented into two partial path | route trees. 仮始点を作成した様子を示す図。The figure which shows a mode that the temporary start point was created. 最短経路アルゴリズムを用いて仮始点からＴ２の全ノードへの最短経路を求めた結果を示す図。The figure which shows the result of having calculated | required the shortest path | route from a temporary starting point to all the nodes of T2 using the shortest path | route algorithm. 求まった予備転送経路を示す図。The figure which shows the obtained backup transfer path | route. ユニキャスト転送とマルチキャスト転送とを比較する図。The figure which compares a unicast transfer and a multicast transfer.

符号の説明Explanation of symbols

２０、５０ 情報管理部
２１、５１ ルーチングプロトコルモジュール
２２、５２ 計測情報記憶部
３０、９０ 経路計算部
３１、９１ 経路計算処理モジュール
３２、９２ 計算結果記憶部
４０、８０ パケット処理部
４１、８１ パケット転送処理モジュール
４２、８２ パケット転送テーブル記憶部
４３、８３ ネットワークインタフェース
６０ 測定部
７０ 経路設定用プロトコル処理部
Ｃ マルチキャスト転送経路計算装置
Ｐ マルチキャスト転送経路設定装置
Ｎ１〜Ｎ１０ ノード
Ｒ１〜Ｒ４ 終点 20, 50 Information management unit 21, 51 Routing protocol module 22, 52 Measurement information storage unit 30, 90 Route calculation unit 31, 91 Route calculation processing module 32, 92 Calculation result storage unit 40, 80 Packet processing unit 41, 81 Packet transfer Processing module 42, 82 Packet transfer table storage unit 43, 83 Network interface 60 Measuring unit 70 Route setting protocol processing unit C Multicast transfer route calculation device P Multicast transfer route setting device N1 to N10 Nodes R1 to R4 End point

Claims (4)

マルチキャスト転送装置がそれぞれ設けられた複数のノードにより構成されたマルチキャストネットワークに適用され、
与えられた始点と複数の終点とをそれぞれ結ぶマルチキャスト主転送経路（以下、主転送経路という）をマルチキャスト転送経路計算装置により計算するステップと、
この計算された主転送経路をマルチキャスト経路設定装置により設定するステップと、
前記計算した主転送経路上の全リンクに対してそれぞれマルチキャスト予備転送経路（以下、予備転送経路という）を前記マルチキャスト転送経路計算装置により計算するステップと、
この計算された全予備転送経路をマルチキャスト転送経路設定装置により設定するステップと
を実行するマルチキャスト転送経路設定方法であって、
前記マルチキャスト転送経路計算装置は、
前記計算した主転送経路に対する経路上のリンク毎の予備転送経路計算時に、前記主転送経路上のいずれか一つのリンクを削除することにより、前記主転送経路を、主転送経路の始点を含む部分経路木と始点を含まないそれ以外の部分経路木の２つに分けるステップと、
前記始点を含む部分経路木に含まれる全ノードを結ぶ仮始点を作成し、この仮始点から前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路を通る全ノードへの最短経路を求めるステップと、
求まった前記全ノードへの最短経路のうち前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路が使うリンクを横切らず、その経路を予備転送経路としたときに主転送経路から当該予備転送経路への経路切替えに伴いそれまでの主転送経路による通信を当該予備転送経路を介して受信できなくなるノードが最小となり、その中でツリーコスト最小となる経路を予備転送経路とするステップと
を実行することを特徴とするマルチキャスト転送経路設定方法。 Applied to a multicast network composed of a plurality of nodes each provided with a multicast forwarding device,
Calculating a multicast main transfer path (hereinafter referred to as a main transfer path) connecting a given start point and a plurality of end points by a multicast transfer path calculation device;
Setting the calculated main transfer route by a multicast route setting device;
Calculating a multicast preliminary transfer path (hereinafter referred to as a preliminary transfer path) for all links on the calculated main transfer path by the multicast transfer path calculation device;
A multicast forwarding route setting method for executing the step of setting all the calculated preliminary forwarding routes by a multicast forwarding route setting device,
The multicast transfer path calculation device
A portion including the start point of the main transfer route by deleting any one link on the main transfer route when calculating the spare transfer route for each link on the route with respect to the calculated main transfer route. Dividing into a path tree and two other partial path trees not including the starting point;
Create a temporary start point connecting all the nodes included in the partial path tree including the start point, and determine the shortest path from the temporary start point to all nodes passing through the main transfer path in the other partial path trees not including the start point. Seeking steps,
Of the shortest routes to all the nodes that have been found, do not cross the link used by the main transfer route in the other partial route trees that do not include the starting point, and when the route is used as a backup transfer route, With the path switching to the backup transfer path, the node that cannot receive the communication through the main transfer path up to that time via the backup transfer path is minimized, and the path having the minimum tree cost is set as the backup transfer path. The multicast forwarding route setting method characterized by performing this. マルチキャスト転送装置がそれぞれ設けられた複数のノードにより構成されたマルチキャストネットワークに適用され、
与えられた始点と複数の終点とをそれぞれ結ぶ主転送経路を計算する手段と、
この主転送経路を計算する手段により計算された主転送経路上の全リンクに対してそれぞれ予備転送経路を計算する手段と
を備えたマルチキャスト転送経路計算装置であって、
前記予備転送経路を計算する手段は、
前記主転送経路を計算する手段により計算された主転送経路に対する経路上のリンク毎の予備転送経路計算時に、前記主転送経路上のいずれか一つのリンクを削除することにより、前記主転送経路を、主転送経路の始点を含む部分経路木と始点を含まないそれ以外の部分経路木の２つに分ける手段と、
前記始点を含む部分経路木に含まれる全ノードを結ぶ仮始点を作成し、この仮始点から前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路を通る全ノードへの最短経路を求める手段と、
求まった前記全ノードへの最短経路のうち前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路が使うリンクを横切らず、その経路を予備転送経路としたときに主転送経路から当該予備転送経路への経路切替えに伴いそれまでの主転送経路による通信を当該予備転送経路を介して受信できなくなるノードが最小となり、その中でツリーコスト最小となる経路を予備転送経路とする手段と
を備えたことを特徴とするマルチキャスト転送経路計算装置。 Applied to a multicast network composed of a plurality of nodes each provided with a multicast forwarding device,
Means for calculating a main transfer path connecting a given start point and a plurality of end points;
A multicast transfer route calculation device comprising: means for calculating a backup transfer route for all links on the main transfer route calculated by the means for calculating the main transfer route,
The means for calculating the preliminary transfer path is:
The main transfer route is determined by deleting any one link on the main transfer route when calculating a backup transfer route for each link on the route with respect to the main transfer route calculated by the means for calculating the main transfer route. , A means for dividing into a partial path tree including the start point of the main transfer path and two other partial path trees not including the start point;
Create a temporary start point connecting all the nodes included in the partial path tree including the start point, and determine the shortest path from the temporary start point to all nodes passing through the main transfer path in the other partial path trees not including the start point. Means to seek,
Of the shortest routes to all the nodes that have been found, do not cross the link used by the main transfer route in the other partial route trees that do not include the starting point, and when the route is used as a backup transfer route, With the route switching to the backup transfer route, the node that cannot receive the communication through the main transfer route up to that time via the backup transfer route is minimized, and the route having the lowest tree cost among them is used as the backup transfer route; A multicast transfer route calculation apparatus comprising: マルチキャスト転送装置がそれぞれ設けられた複数のノードにより構成されたマルチキャストネットワークに適用され、
与えられた始点と複数の終点とをそれぞれ結ぶ主転送経路を計算する機能と、
この主転送経路を計算する機能により計算された主転送経路上の全リンクに対してそれぞれ予備転送経路を計算する機能と
を備えたマルチキャスト転送経路計算装置に適用するプログラムであって、
情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、
前記予備転送経路を計算する機能として、
前記主転送経路を計算する機能により計算された主転送経路に対する経路上のリンク毎の予備転送経路計算時に、前記主転送経路上のいずれか一つのリンクを削除することにより、前記主転送経路を、主転送経路の始点を含む部分経路木と始点を含まないそれ以外の部分経路木の２つに分ける機能と、
前記始点を含む部分経路木に含まれる全ノードを結ぶ仮始点を作成し、この仮始点から前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路を通る全ノードへの最短経路を求める機能と、
求まった前記全ノードへの最短経路のうち前記始点を含まないそれ以外の部分経路木の中で主転送経路が使うリンクを横切らず、その経路を予備転送経路としたときに主転送経路から当該予備転送経路への経路切替えに伴いそれまでの主転送経路による通信を当該予備転送経路を介して受信できなくなるノードが最小となり、その中でツリーコスト最小となる経路を予備転送経路とする機能と
を実現させることを特徴とするプログラム。 Applied to a multicast network composed of a plurality of nodes each provided with a multicast forwarding device,
A function for calculating a main transfer path connecting a given start point and a plurality of end points;
A program to be applied to a multicast transfer route calculation apparatus having a function of calculating backup transfer routes for all links on the main transfer route calculated by the function of calculating the main transfer route,
By installing on an information processing device,
As a function of calculating the preliminary transfer path,
The main transfer route is determined by deleting any one link on the main transfer route when calculating the backup transfer route for each link on the route with respect to the main transfer route calculated by the function of calculating the main transfer route. A function to divide into two partial path trees including the start point of the main transfer path and other partial path trees not including the start point;
Create a temporary start point connecting all the nodes included in the partial path tree including the start point, and determine the shortest path from the temporary start point to all nodes passing through the main transfer path in the other partial path trees not including the start point. The desired function,
Of the shortest routes to all the nodes that have been found, do not cross the link used by the main transfer route in the other partial route trees that do not include the starting point, and when the route is used as a backup transfer route, A function that makes it possible to minimize the number of nodes that cannot receive communication via the main transfer path up to that time via the backup transfer path, and to set the path that minimizes the tree cost as a backup transfer path. A program characterized by realizing. 請求項３記載のプログラムが記録された前記情報処理装置読み取り可能な記録媒体。   A recording medium readable by the information processing apparatus on which the program according to claim 3 is recorded.
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