JP5022412B2 - Route information management system, route information management method, and program - Google Patents

Route information management system, route information management method, and program Download PDF

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Description

本発明は、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークにおいて、インタードメインの経路情報をＡＳ（自律システム；Autonomous System）内で分散保持する技術に関する。   The present invention relates to a technique for distributing and holding inter-domain route information in an AS (Autonomous System) in an IP (Internet Protocol) network.

インターネット等のＩＰネットワークは、異なる組織によって運営される多数のＡＳが接続されて形成されている。ＡＳ間は、それぞれのＡＳの境界ルータによって接続されている。ＡＳは、そのＡＳの外部を宛先とするパケットを転送する必要があるため、インターネットの経路情報をＡＳ間でＢＧＰ（Border Gateway Protocol）を用いて交換している。そして、ＡＳ内のすべてのルータは、ＡＳ外部の外部経路情報をすべて保持する必要がある。具体的には、ＡＳの境界ルータ同士は、ｅＢＧＰ（external BGP）によって、ＡＳ外部の宛先プリフィクス(prefix)（ＩＰアドレスの集合）に対する外部経路情報（ＡＳ外部のどの境界ルータにパケットを転送すれば宛先に到達するかの情報）を交換している。そして、その外部経路情報は、ｉＢＧＰ（internal BGP）によって、ＡＳ内のルータに広告される。ただし、ｉＢＧＰを用いてルータ間で広告するためには、ＩＧＰ（Interior Gateway Protocol）によってルータ間が通信可能に接続されている必要がある。   An IP network such as the Internet is formed by connecting a number of ASs operated by different organizations. The ASs are connected by boundary routers of each AS. Since the AS needs to transfer a packet destined for the outside of the AS, the Internet route information is exchanged between the ASs using BGP (Border Gateway Protocol). All routers in the AS must hold all external route information outside the AS. Specifically, the AS boundary routers can forward external route information (a set of IP addresses) to the AS external destination prefix (a set of IP addresses) by eBGP (external BGP). Information on whether to reach the destination) is exchanged. The external route information is advertised to the router in the AS by iBGP (internal BGP). However, in order to advertise between routers using iBGP, the routers need to be connected to each other by IGP (Interior Gateway Protocol).

広告された外部経路情報を受信したルータは、受信した外部経路情報に基づいて、宛先プリフィクスごとに、どの境界ルータに転送すれば宛先に到達できるのかを示した転送経路、すなわち、最適な転送経路を計算して保持していた。したがって、ルータは、宛先プリフィクスの数に対応する外部経路情報および経路計算によって算出した転送経路情報を記憶する必要があった。また、ルータは、宛先プリフィクスの数に対応する外部経路情報をメッセージとして広告する必要があった。   The router that has received the advertised external route information indicates, based on the received external route information, a transfer route that indicates which border router can be reached for each destination prefix, that is, an optimal transfer route. Was calculated and held. Therefore, the router has to store external route information corresponding to the number of destination prefixes and transfer route information calculated by route calculation. Also, the router needs to advertise external route information corresponding to the number of destination prefixes as a message.

近年は、インターネットの急速な拡大にともなって、インターネット上に存在する宛先プリフィクスの数が増大してきている。そのため、インターネットサービスプロバイダ等のネットワーク事業者は、ネットワーク設備であるルータ等における、保持すべき経路情報の記憶容量の拡張や経路計算の処理負荷量の増大に対処せざるを得なくなり、設備更改のコスト負担増を強いられている。また、ルータ一台当りの、保持すべき経路数の増大、送信する必要のあるメッセージ数の増大、および経路計算の処理負荷量の増大は、転送すべきパケットを受信してからＢＧＰ転送経路を決定するまでの時間の増大をもたらすため、ネットワーク制御の安定性に大きな影響を及ぼす虞がある。   In recent years, with the rapid expansion of the Internet, the number of destination prefixes existing on the Internet has increased. Therefore, network operators such as Internet service providers have to deal with expansion of storage capacity of route information to be retained and increase of processing load of route calculation in routers etc. that are network equipment. Increased cost burden. In addition, the increase in the number of routes to be held per router, the increase in the number of messages that need to be transmitted, and the increase in the processing load of route calculation are as follows. This may increase the time until the determination, which may greatly affect the stability of network control.

従来技術では、ルータの処理負荷の低減のために、ルートリフレクタ（ＲＲ）（非特許文献１参照）またはＡＳコンフェデレーション（非特許文献２参照）を導入することによって、ｉＢＧＰを用いて広告するｉＢＧＰセッション数の削減が図られている。ルートリフレクタ（ＲＲ）は、ピアを確立したルートリフレクタクライアントとの間だけで外部経路情報を転送し、ピアを確立していないルートリフレクタクライアント同士では転送を行わない。そのため、ルートリフレクタ（ＲＲ）は、ＡＳ内に確立すべきピア数を、ｉＢＧＰを用いてＡＳ内の各ルータ間をフルメッシュで接続する場合より減少することが可能である。また、ＡＳコンフェデレーションは、ＡＳ内にいくつかのサブＡＳを構成することによって、ピア数をフルメッシュの場合より減少することが可能である。このように、ルートリフレクタ（ＲＲ）またはＡＳコンフェデレーションでは、ピア数を減少できるため、ルータの処理負荷の増大を抑制することが可能である。   In the prior art, iBGP advertises using iBGP by introducing a route reflector (RR) (see Non-Patent Document 1) or AS confederation (see Non-Patent Document 2) in order to reduce the processing load of the router. The number of sessions is being reduced. The route reflector (RR) transfers external route information only between route reflector clients that have established peers, and does not transfer between route reflector clients that have not established peers. Therefore, the route reflector (RR) can reduce the number of peers to be established in the AS compared to a case where each router in the AS is connected with a full mesh using iBGP. Also, in AS confederation, the number of peers can be reduced as compared to the case of full mesh by configuring several sub-ASs in the AS. As described above, in the route reflector (RR) or AS confederation, the number of peers can be reduced, so that an increase in processing load on the router can be suppressed.

また、ルータの記憶容量を低減するために、Compact Routing（非特許文献３，４参照）が提案されている。Compact Routingは、パケットを一旦経路の集約点となるルータに向けて転送し、その集約点となるルータから宛先アドレスへ転送する技術である。すなわち、Compact Routingは、経路を集約することによって、各ルータの経路情報の保持に要する記憶容量を低減している。   In order to reduce the storage capacity of the router, Compact Routing (see Non-Patent Documents 3 and 4) has been proposed. Compact routing is a technology that transfers packets once to a router that becomes an aggregation point of routes, and transfers the packets from the router that becomes the aggregation point to a destination address. In other words, Compact Routing reduces the storage capacity required for holding route information of each router by aggregating routes.

T.Bates, E.Chen, and R.Chandra,“BGP Route Reflection : An Alternative to Full Mesh Internal BGP (IBGP)”，RFC4456，IETF，2006年4月T. Bates, E. Chen, and R. Chandra, “BGP Route Reflection: An Alternative to Full Mesh Internal BGP (IBGP)”, RFC 4456, IETF, April 2006 P.Traina, D.McPherson, and J.Scudder，“Autonomous System Confederations for BGP”，RFC5065，IETF，2007年8月P.Traina, D.McPherson, and J.Scudder, “Autonomous System Confederations for BGP”, RFC 5065, IETF, August 2007 D.Krioukov, kc claffy, K.Fall, and A.Brady，“On Compact Routing for the Internet”，SIGCOMM Comput. Commun. Rev.，Vol.37, No.3, 2007年7月, p.41-52D. Krioukov, kc claffy, K. Fall, and A. Brady, “On Compact Routing for the Internet”, SIGCOMM Comput. Commun. Rev., Vol.37, No.3, July 2007, p.41- 52 P.Francis, X.Xu, and H.Ballani，“FIB Suppression with Virtual Aggregation”，internet Draft, draft-ietf-grow-va-00.txt，2009年5月P.Francis, X.Xu, and H.Ballani, “FIB Suppression with Virtual Aggregation”, internet Draft, draft-ietf-grow-va-00.txt, May 2009

しかしながら、非特許文献１に記載のルートリフレクタ（ＲＲ）を用いる方法、および非特許文献２に記載のＡＳコンフェデレーションを用いる方法は、ｉＢＧＰトポロジがフルメッシュでなくなり、また外部経路情報を交換する際にｉＢＧＰセッションにおいて宛先プリフィクス（以降、プリフィクスともいう。）ごとに１つの経路情報しか広告しない。そのため、ｉＢＧＰセッション数が削減されて、ルータの処理負荷の低減や、経路情報の記憶容量の低減にある程度の効果は認められる。しかし、ルータが一部の経路情報しか記憶しないため、不完全な外部経路情報に基づいて経路計算が実行されてしまうので、経路計算の結果が必ずしも最適とならず、また計算された経路がループとなって収束しないことがあるという問題が発生する。   However, in the method using the route reflector (RR) described in Non-Patent Document 1 and the method using AS confederation described in Non-Patent Document 2, the iBGP topology is not a full mesh, and external route information is exchanged. In the iBGP session, only one route information is advertised for each destination prefix (hereinafter also referred to as a prefix). Therefore, the number of iBGP sessions is reduced, and a certain degree of effect is recognized in reducing the processing load of the router and the storage capacity of the path information. However, since the router stores only a part of route information, route calculation is performed based on incomplete external route information, so the result of route calculation is not necessarily optimal, and the calculated route is not a loop. As a result, there is a problem that it may not converge.

また、非特許文献３，４に記載のCompact Routingを用いる方法は、パケットを一旦経路の集約点となるルータに集めるため、パケットの転送経路が必ずしも最適（最短）とならず、ネットワークのリソースを無駄に使用するという問題が発生する。   In addition, in the method using Compact Routing described in Non-Patent Documents 3 and 4, since packets are once collected in a router as a route aggregation point, the transfer route of packets is not necessarily optimal (shortest), and network resources are reduced. The problem of uselessness occurs.

そこで、本発明の課題は、前記した問題を解決しつつ、すなわち、すべての経路情報に基づいて経路計算を実行して最適な転送経路を算出することを満足しつつ、インターネットの今後の拡大に対応できる新しいルーティングアーキテクチャとして、ルータ一台当りに保持すべき経路数（記憶容量）の増大、送信するメッセージ数の増大、および処理負荷の増大を抑制する技術を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, that is, satisfying that the route calculation is performed based on all the route information and the optimum transfer route is calculated, and the future expansion of the Internet. It is an object of the present invention to provide a technology that suppresses an increase in the number of routes (storage capacity) to be held per router, an increase in the number of messages to be transmitted, and an increase in processing load as a new routing architecture that can be supported.

本発明は、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを構成するＡＳ（Autonomous System）内で、他のＡＳから該他のＡＳのＩＰアドレスの集合であるプリフィクスを含む外部経路情報を取得し、かつパケットを他のＡＳに転送する複数のルータと、同一のプリフィクスを含む外部経路情報を前記ルータから収集して経路計算を実行する２以上の経路情報管理装置とが相互に通信可能に接続される経路情報管理システムであって、前記経路情報管理装置が、前記ルータから収集した前記プリフィクスごとに、そのプリフィクスを含む外部経路情報を用いて、前記ＡＳ内の２以上のルータの一まとまりを単位として前記ＡＳ内に複数設定されるルータ集合に属する少なくともいずれか１つのルータにおける、パケットの転送先のプリフィクスに至る転送経路を計算する経路計算を実行する経路計算部と、前記経路計算部によって経路計算されたルータ集合ごとの経路計算の結果を含む経路計算結果情報を送信する当該ルータ集合に属する所定数のルータを選択する格納先選択部と、当該経路計算結果情報を、前記格納先選択部によって選択された当該所定数のルータに送信する入出力部と、を備え、前記ルータが、転送すべきパケットを受信したときに、前記経路情報管理装置から受信した前記経路計算結果情報を参照して、該パケットの転送先を決定する転送経路決定部と、前記転送経路決定部によって決定された転送先に前記転送すべきパケットを送信する入出力部と、を備えることを特徴とする。   The present invention obtains external route information including a prefix, which is a set of IP addresses of other ASs, from other ASs in an AS (Autonomous System) that constitutes an IP (Internet Protocol) network, and other packets. Information management in which a plurality of routers that transfer to the AS and two or more route information management devices that collect external route information including the same prefix from the router and perform route calculation are connected to each other so as to be able to communicate with each other In the system, the path information management device uses the external path information including the prefix for each prefix collected from the router, and uses the external path information including the prefix as a unit of a group of two or more routers in the AS. Transfer route to the packet transfer destination prefix in at least one of the routers belonging to the set of routers Select a predetermined number of routers belonging to the router set that transmits the route calculation result information including the route calculation result for each router set calculated by the route calculation unit and the route calculation unit that executes the route calculation A storage destination selection unit, and an input / output unit that transmits the route calculation result information to the predetermined number of routers selected by the storage destination selection unit, and the router has received a packet to be transferred When referring to the route calculation result information received from the route information management device, the transfer route determination unit for determining the transfer destination of the packet, and the transfer to the transfer destination determined by the transfer route determination unit And an input / output unit for transmitting a power packet.

このような構成によれば、経路情報管理装置がプリフィクスに係る外部経路情報を格納するため、ルータに保持すべき経路数（記憶容量）を削減することができる。また、経路情報管理装置は、同一のプリフィクスに係る外部経路情報についてすべてを収集して経路計算を実行するため、経路計算結果が最適とならないという問題は発生しない。また、ＡＳ内に複数のルータ集合を設けた場合、そのルータ集合内のＢＧＰ経路はプリフィクスに対して共通になるため、経路情報管理装置は、ルータ集合内の一つのルータに対してだけ経路計算を実行すれば良くなる。そのため、経路情報管理装置は、すべてのルータに対して経路計算を実行する必要はなく処理負荷を低減することができる。また、ルータは、経路計算を実行しなくて良いため、処理負荷を低減することができる。さらに、経路情報管理装置によって算出されたルータ集合ごとの経路計算の結果は、ルータ集合内の所定数のルータにしか送信しないため、経路計算の結果をメッセージとして送信するときのメッセージ数を削減することができる。   According to such a configuration, since the route information management apparatus stores the external route information related to the prefix, the number of routes (storage capacity) to be held in the router can be reduced. Further, since the route information management apparatus collects all the external route information related to the same prefix and executes route calculation, there is no problem that the route calculation result is not optimal. In addition, when a plurality of router sets are provided in the AS, the BGP route in the router set is common to the prefix, so the route information management device calculates a route for only one router in the router set. If you run Therefore, the route information management apparatus does not need to perform route calculation for all routers, and can reduce the processing load. In addition, since the router does not need to perform route calculation, the processing load can be reduced. Furthermore, since the route calculation result for each router set calculated by the route information management device is transmitted only to a predetermined number of routers in the router set, the number of messages when the route calculation result is transmitted as a message is reduced. be able to.

本発明は、前記経路情報管理装置が、さらに、前記ルータ集合ごとに、少なくとも１以上のルータのルータＩＤとして、当該ルータの属する前記ルータ集合のルータ集合ＩＤのビット列の後にハッシュ関数によって生成されたハッシュ値のビット列を連結したビット列を記憶する格納先ノード情報を格納する記憶部と、前記ルータ集合ごとに、前記経路計算結果情報の格納先の検索に用いる検索キーとして、当該ルータ集合のルータ集合ＩＤのビット列、前記プリフィクスのビット列、前記プリフィクスに対するマスク値のビット列、およびパディングとしてすべて「０」のビット列を連結したビット列を生成する検索キー生成部と、を備え、前記格納先選択部が、前記格納先ノード情報に記憶している前記ルータＩＤと前記検索キーとの距離を、前記ルータＩＤと前記検索キーとのビットごとの排他的論理和を示すビット列において、左から見て最初に「１」が出現したビット位置について右から数えたビットの桁数の数値として算出し、その算出した距離の小さい順に所定数のルータを当該ルータ集合から送信先として選択することを特徴とする。   In the present invention, the route information management device is further generated by a hash function as a router ID of at least one router for each router set after a bit string of the router set ID of the router set to which the router belongs. A storage unit for storing storage destination node information for storing a bit string obtained by concatenating a bit string of hash values, and a router set of the router set as a search key used for searching the storage destination of the route calculation result information for each of the router sets An ID bit string, the prefix bit string, a bit string of a mask value for the prefix, and a search key generation unit that generates a bit string obtained by concatenating all the bit strings of “0” as padding, and the storage destination selection unit includes: Distance between the router ID stored in the storage node information and the search key Is calculated as the numerical value of the number of bits counted from the right for the bit position where “1” first appears from the left in the bit string indicating the exclusive OR for each bit of the router ID and the search key. Then, a predetermined number of routers are selected as destinations from the set of routers in ascending order of the calculated distance.

このような構成によれば、ルータＩＤのビット列にはルータ集合ＩＤとハッシュ値とを含み、検索キーのビット列にはルータ集合ＩＤとプリフィクスとを含み、ルータＩＤと検索キーとの距離の小さい順に所定数のルータが選択される。したがって、ルータ集合ＩＤが一致して、プリフィクスに距離の近いハッシュ値を有するルータが選択される。そのため、選択される経路計算結果情報の格納先のルータがほぼ均等化される。すなわち、格納先のルータがルータ集合内でほぼ均等に選択されるようになり、ルータの記憶容量の平均化が実現できる。言い換えると、一台当りのルータの記憶容量は、すべての経路計算結果情報を記憶していた従来の一台のルータの記憶容量に比べて、低減できる。   According to such a configuration, the bit string of the router ID includes the router set ID and the hash value, the bit string of the search key includes the router set ID and the prefix, and the distance between the router ID and the search key is in ascending order. A predetermined number of routers are selected. Therefore, a router having a hash value with a matching router set ID and a distance close to the prefix is selected. Therefore, the storage destination routers for the selected route calculation result information are almost equalized. That is, the storage destination routers are selected almost evenly in the router set, and the router storage capacity can be averaged. In other words, the storage capacity of one router can be reduced as compared with the storage capacity of one conventional router that stores all route calculation result information.

本発明は、前記経路計算結果情報が、前記検索キーと、その検索キーに含まれるプリフィクスに対応する前記ルータ集合ごとの経路計算の結果とを関連付けた情報であることを特徴とする。   The present invention is characterized in that the route calculation result information is information in which the search key is associated with a result of route calculation for each router set corresponding to a prefix included in the search key.

このような構成によれば、経路計算結果情報が、検索キーと、その検索キーに含まれるプリフィクスに対応するルータ集合ごとの経路計算の結果とを関連付けた情報となっている。そのため、検索キーを媒介として、検索キーのプリフィクスに距離の近いノードＩＤのルータに、当該プリフィクスに対応するルータ集合ごとの経路計算の結果を記憶させることができる。したがって、あるプリフィクスに係る経路計算結果情報を探索する場合、当該プリフィクスを含む検索キーを用いれば、その検索キーに距離の近いノードＩＤのルータおよびそのルータに記憶されている当該プリフィクスに対応するルータ集合ごとの経路計算の結果を取得することができる。すなわち、一台当りのルータの記憶容量を抑制するために分散して記憶されている経路計算結果情報の中から、検索キーによって、その検索キーに含まれるプリフィクスに対応するルータ集合ごとの経路計算の結果を検索することが可能となる。   According to such a configuration, the route calculation result information is information in which the search key is associated with the result of route calculation for each router set corresponding to the prefix included in the search key. Therefore, the route calculation result for each router set corresponding to the prefix can be stored in the router having the node ID close to the prefix of the search key using the search key as a medium. Accordingly, when searching for route calculation result information related to a prefix, if a search key including the prefix is used, a router having a node ID close to the search key and a router corresponding to the prefix stored in the router The result of route calculation for each set can be acquired. That is, the route calculation for each set of routers corresponding to the prefix included in the search key is performed using the search key from the route calculation result information stored in a distributed manner to reduce the storage capacity of the router per unit. It becomes possible to search the result.

本発明は、前記ルータが、さらに、そのルータの属するルータ集合内の自身を除く少なくとも１以上のルータのルータＩＤを記憶する取得先ノード情報と前記経路計算結果情報とを記憶する記憶部と、転送すべきパケットを受信したとき、当該ルータの属するルータ集合ＩＤのビット列、当該パケットの宛先ＩＰアドレスのビット列、前記宛先ＩＰアドレスに対するマスク値としてすべて「１」のビット列、およびパディングとしてすべて「０」のビット列を連結して形成される、取得キーを生成する取得キー生成部と、前記取得先ノード情報に記憶しているルータＩＤと前記取得キーとの距離を、前記ルータＩＤと前記取得キーとのビットごとの排他的論理和を示すビット列において、左から見て最初に「１」が出現したビット位置について右から数えたビットの桁数の数値として算出し、その算出した距離の小さい順に所定数のルータを当該ルータ集合から取得先として選択する取得先選択部と、を備え、前記転送経路決定部が、自身の前記記憶部に記憶する前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが一致するか否かを判定し、一致するものがある場合には、その検索キーに関連付けられた前記ルータ集合ごとの経路計算の結果に基づいてパケットの転送先を決定し、一致するものがない場合には、前記取得先選択部によって取得先として選択されたルータに前記取得キーを送信して、当該ルータの記憶する前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが一致する前記ルータ集合ごとの経路計算の結果を取得して、その取得した前記ルータ集合ごとの経路計算の結果に基づいてパケットの転送先を決定することを特徴とする。   In the present invention, the router further stores acquisition destination node information for storing router IDs of at least one router excluding itself in the router set to which the router belongs, and the route calculation result information, When a packet to be transferred is received, a bit string of a router set ID to which the router belongs, a bit string of a destination IP address of the packet, a bit string of all “1” as a mask value for the destination IP address, and all “0” as padding An acquisition key generation unit that generates an acquisition key, formed by concatenating the bit strings, a router ID stored in the acquisition destination node information, and a distance between the acquisition key, the router ID, and the acquisition key In the bit string indicating the exclusive OR of each bit, the bit position where “1” first appears from the left is shown. An acquisition destination selection unit that calculates a numerical value of the number of bits counted from the right, and selects a predetermined number of routers as acquisition destinations in ascending order of the calculated distance, and the transfer path determination unit includes Determining whether or not the search key of the route calculation result information stored in the storage unit and the acquisition key match, and if there is a match, the router associated with the search key Based on the route calculation results for each set, determine the transfer destination of the packet, and if there is no match, send the acquisition key to the router selected as the acquisition destination by the acquisition destination selection unit, Obtaining a route calculation result for each router set in which the search key and the acquisition key of the route calculation result information stored in the router match, and obtaining the route calculation for the obtained router set And determining a forwarding destination of the packet based on the results.

また、本発明は、前記転送経路決定部が、さらに、前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが一致するものがない場合、前記取得キーの宛先ＩＰアドレス部分の最後のゼロでないビットをゼロに変更するとともに、前記取得キーのマスク値部分の当該宛先ＩＰアドレス部分の変更位置を含む右側のビットをゼロに変更し、その変更したビット列を新たな取得キーに設定し、その新たな取得キーを用いて、自身の前記取得先選択部によって選択された取得先のルータから、さらにその取得先のルータの前記取得先選択部によって選択された取得先のルータと経路計算結果情報とを取得することを繰り返し、取得されたすべての前記経路計算結果情報の検索キーと前記新たな取得キーとが一致するか否かを判定して、前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが最長一致となるときの前記ルータ集合ごとの経路計算の結果に基づいてパケットの転送先を決定することを、前記取得キーの宛先ＩＰアドレス部分のビット列がすべてゼロになるまで繰り返し実行することを特徴とする。   Further, according to the present invention, when the transfer route determination unit further has no match between the search key of the route calculation result information and the acquisition key, the last non-zero bit of the destination IP address portion of the acquisition key Is changed to zero, the right bit including the change position of the destination IP address portion of the mask value portion of the acquisition key is changed to zero, the changed bit string is set as a new acquisition key, and the new acquisition key is set. Using the acquisition key, the acquisition destination router selected by the acquisition destination selection unit of the acquisition destination router and the route calculation result information selected from the acquisition destination router selected by the acquisition destination selection unit of itself Repeatedly acquiring, determining whether or not the search key of all the acquired route calculation result information matches the new acquisition key, and the route calculation result All the bit strings of the destination IP address portion of the acquisition key determine the forwarding destination of the packet based on the result of route calculation for each router set when the search key of the information and the acquisition key have the longest match It is characterized by being repeatedly executed until it reaches zero.

このような構成によれば、ルータは、転送すべきパケットを受信したとき、まず、自身の記憶部に記憶されている経路計算結果情報の検索キーと取得キーとが一致する経路計算結果情報を抽出する。そして、一致するものがない場合には、他のルータに記憶されている経路計算結果情報を探索して、経路計算結果情報の検索キーと取得キーとが一致する経路計算結果情報を抽出することができる。すなわち、一台当りのルータの記憶容量を抑制するために分散管理されている経路計算結果情報を、取得キーと検索キーとを照合して、検索することが可能となる。また、検索キーと取得キーとが一致する経路計算結果情報が見つからない場合の処理として、取得キーの宛先ＩＰアドレス部分のビットの有効な桁を短くしていくことによって、検索キーと取得キーとが最長一致となる経路計算結果情報を自身および他のルータから抽出することができる。したがって、転送すべきパケットを受信したルータ自身が必要な経路計算結果情報を記憶していなくても、他のルータから転送により適した経路計算結果情報を取得することができる。すなわち、ルータ集合内のルータによって経路計算結果情報が分散管理されるため、一台当りのルータの記憶容量は、すべての経路計算結果情報を記憶していた従来の一台のルータの記憶容量に比べて、低減できる。   According to such a configuration, when the router receives a packet to be transferred, first, the router calculates the route calculation result information in which the search key and the acquisition key of the route calculation result information stored in its storage unit match. Extract. If there is no match, search the route calculation result information stored in another router, and extract the route calculation result information in which the search key and the acquisition key of the route calculation result information match. Can do. That is, it becomes possible to search the route calculation result information distributedly managed in order to suppress the storage capacity of each router by checking the acquisition key and the search key. In addition, as a process when the route calculation result information in which the search key and the acquisition key match is not found, the search key and the acquisition key are reduced by shortening the effective digit of the destination IP address portion of the acquisition key. Can be extracted from itself and other routers. Therefore, even if the router itself that receives the packet to be transferred does not store the necessary route calculation result information, the route calculation result information more suitable for transfer can be acquired from other routers. That is, since the route calculation result information is distributed and managed by the routers in the router set, the storage capacity of each router is the storage capacity of one conventional router that stores all the route calculation result information. Compared to, it can be reduced.

本発明は、前記取得先ノード情報が、前記ルータＩＤを複数の範囲に区分し、自身のルータのルータＩＤから前記距離の近いルータＩＤほどその区分の範囲を狭く設定し、前記距離の遠いルータＩＤほどその区分の範囲を広く設定して、それぞれの前記範囲ごとにその範囲に属するルータのルータＩＤを記憶し、前記取得先選択部が、前記取得キーと前記範囲の境界のルータＩＤとを比較して、前記取得キーを含む前記範囲を抽出し、前記取得キーと前記抽出した範囲に属するルータのルータＩＤとの前記距離を算出し、前記距離の近い順に所定数のルータを取得先として選択することを特徴とする。   In the present invention, the acquisition destination node information divides the router ID into a plurality of ranges, and sets the range of the division narrower as the router ID is closer to the distance from the router ID of its own router. The range of the division is set wider as the ID, the router ID of the router belonging to the range is stored for each of the ranges, and the acquisition destination selection unit sets the acquisition key and the router ID of the boundary of the range. In comparison, the range including the acquisition key is extracted, the distance between the acquisition key and a router ID of a router belonging to the extracted range is calculated, and a predetermined number of routers are acquired in the order of the closest distance. It is characterized by selecting.

このような構成によれば、ルータＩＤを複数の範囲に区分して記憶しているため、取得キーを含む範囲に属するルータＩＤと取得キーとの距離計算を行えば良くなる。したがって、ルータに記憶されているすべてのルータＩＤと取得キーとの距離計算を行う必要がなく、計算処理量（処理負荷）を低減することが可能となる。   According to such a configuration, since the router ID is divided into a plurality of ranges and stored, it is only necessary to calculate the distance between the router ID belonging to the range including the acquisition key and the acquisition key. Therefore, it is not necessary to calculate the distance between all the router IDs stored in the router and the acquisition key, and the calculation processing amount (processing load) can be reduced.

本発明は、前記経路情報管理システムにおいて用いられる経路情報管理装置の経路情報管理方法であって、前記経路情報管理装置が、前記ＡＳ内の２以上のルータの一まとまりを単位として前記ＡＳ内に複数設定されるルータ集合ごとに、少なくとも所定数以上のルータのルータＩＤとして、当該ルータの属する前記ルータ集合のルータ集合ＩＤのビット列の後にハッシュ関数によって生成されたハッシュ値のビット列を連結したビット列を記憶する格納先ノード情報を格納する記憶部を備え、前記ルータから収集した前記プリフィクスごとに、そのプリフィクスを含む外部経路情報を用いて、前記ＡＳ内の２以上のルータの一まとまりを単位として前記ＡＳ内に複数設定されるルータ集合に属する少なくともいずれか１つのルータにおける、パケットの転送先のプリフィクスに至る転送経路を計算する経路計算を実行する経路計算ステップと、前記ルータ集合ごとに、前記経路計算ステップによって経路計算されたルータ集合ごとの経路計算の結果を含む経路計算結果情報の格納先の検索に用いる検索キーとして、当該ルータ集合のルータ集合ＩＤのビット列、前記プリフィクスのビット列、前記プリフィクスに対するマスク値のビット列、およびパディングとしてすべて「０」のビット列を連結したビット列を生成する検索キー生成ステップと、前記格納先ノード情報に記憶しているルータＩＤと前記検索キーとの距離を、当該ルータＩＤと前記検索キーとのビットごとの排他的論理和を示すビット列において、左から見て最初に「１」が出現したビット位置について右から数えたビットの桁数の数値として算出し、その算出した距離の小さい順に所定数のルータを当該ルータ集合から送信先として選択する格納先選択ステップと、当該経路計算結果情報を、前記格納先選択ステップによって選択された当該所定数のルータに送信する入出力ステップとを実行することを特徴とする。   The present invention is a route information management method for a route information management device used in the route information management system, wherein the route information management device has a group of two or more routers in the AS as a unit. For each set of multiple routers, a bit string obtained by concatenating a bit string of a hash value generated by a hash function after a bit string of a router set ID of the router set to which the router belongs, as a router ID of at least a predetermined number of routers. A storage unit for storing storage destination node information to be stored, and for each of the prefixes collected from the router, the external route information including the prefix is used as a unit of a group of two or more routers in the AS. In at least one of the routers belonging to a set of routers set in the AS A route calculation step for performing a route calculation for calculating a transfer route to a prefix of a packet transfer destination, and a route calculation including a route calculation result for each router set calculated by the route calculation step for each router set As a search key used for searching the storage destination of the result information, a bit string of a router set ID of the router set, a bit string of the prefix, a bit string of a mask value for the prefix, and a bit string obtained by concatenating all bit strings of “0” as padding In the bit string indicating the exclusive OR for each bit of the router ID and the search key, the search key generation step to generate, the distance between the router ID stored in the storage node information and the search key, Number from the right for the bit position where "1" first appears from the left A storage destination selection step of calculating a numerical value of the number of digits of the bits, and selecting a predetermined number of routers as a transmission destination from the router set in ascending order of the calculated distance; and the storage location selection step of the route calculation result information And an input / output step for transmitting to the predetermined number of routers selected by

また、本発明は、前記経路情報管理システムにおいて用いられるルータの経路情報管理方法であって、前記ルータが、前記ＡＳ内の２以上のルータの一まとまりを単位として前記ＡＳ内に複数設定されるルータ集合ごとに、少なくとも所定数以上のルータのルータＩＤとして、当該ルータの属する前記ルータ集合のルータ集合ＩＤのビット列の後にハッシュ関数によって生成されたハッシュ値のビット列を連結したビット列を記憶する取得先ノード情報と、前記経路情報管理装置から送信される検索キーと前記ルータ集合ごとの経路計算の結果とを関連付けた情報を示す経路計算結果情報とを記憶する記憶部を備え、転送すべきパケットを受信したとき、当該ルータの属するルータ集合ＩＤのビット列、当該パケットの宛先ＩＰアドレスのビット列、前記宛先ＩＰアドレスに対するマスク値としてすべて「１」のビット列、およびパディングとしてすべて「０」のビット列を連結して形成される、取得キーを生成する取得キー生成ステップと、前記取得先ノード情報に記憶しているルータＩＤと前記取得キーとの距離を、前記ルータＩＤと前記取得キーとのビットごとの排他的論理和を示すビット列において、左から見て最初に「１」が出現したビット位置について右から数えたビットの桁数の数値として算出し、その算出した距離の小さい順に所定数のルータを当該ルータ集合から取得先として選択する取得先選択ステップと、転送すべきパケットを受信したときに、自身の前記記憶部に記憶する前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが一致するか否かを判定し、一致するものがある場合には、その検索キーに関連付けられた前記ルータ集合ごとの経路計算の結果に基づいてパケットの転送先を決定し、一致するものがない場合には、前記取得先選択部によって取得先として選択されたルータに前記取得キーを送信して、当該ルータの記憶する前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが一致する前記ルータ集合ごとの経路計算の結果を取得して、その取得した前記ルータ集合ごとの経路計算の結果に基づいてパケットの転送先を決定する転送経路決定ステップと、前記転送経路決定ステップにおいて決定された転送先に前記パケットを転送する入出力ステップとを実行することを特徴とする。   The present invention is also a route information management method for routers used in the route information management system, wherein a plurality of routers are set in the AS in units of a group of two or more routers in the AS. For each router set, as a router ID of at least a predetermined number of routers, an acquisition destination for storing a bit string obtained by concatenating a bit string of a hash value generated by a hash function after a bit string of a router set ID of the router set to which the router belongs A storage unit for storing node information, route calculation result information indicating information relating a search key transmitted from the route information management device and a route calculation result for each router set, and a packet to be transferred When received, the bit string of the router set ID to which the router belongs and the destination IP address of the packet An acquisition key generating step for generating an acquisition key, which is formed by concatenating a bit string of all “1” as a mask value for the destination IP address and a bit string of all “0” as padding, and the acquisition destination node In the bit string indicating the exclusive OR for each bit of the router ID and the acquisition key, the distance between the router ID stored in the information and the acquisition key first appears as “1” when viewed from the left. The bit position is calculated as a numerical value of the number of bits counted from the right, and an acquisition destination selection step for selecting a predetermined number of routers as acquisition destinations from the router set in ascending order of the calculated distance and a packet to be transferred are received. When the search key of the route calculation result information stored in the storage unit and the acquisition key match, If there is a match, the packet transfer destination is determined based on the result of route calculation for each router set associated with the search key. If there is no match, the acquisition destination selection unit The acquisition key is transmitted to the router selected as the acquisition destination, and the route calculation result for each router set in which the search key of the route calculation result information stored in the router matches the acquisition key is acquired. A transfer route determination step for determining a packet transfer destination based on the obtained route calculation result for each router set; and an input / output step for transferring the packet to the transfer destination determined in the transfer route determination step; It is characterized by performing.

このような構成によれば、経路情報管理装置がプリフィクスに係る外部経路情報を格納するため、ルータに保持すべき経路数（記憶容量）を削減することができる。また、経路情報管理装置は、同一のプリフィクスに係る外部経路情報についてすべてを収集して経路計算を実行するため、経路計算結果が最適とならないという問題は発生しない。また、ＡＳ内に複数のルータ集合を設けた場合、そのルータ集合内のＢＧＰ経路はプリフィクスに対して共通に定まるため、経路情報管理装置は、ルータ集合内の１つのルータに対してだけ経路計算を実行すれば良くなる。そのため、経路情報管理装置の処理負荷を低減することができるとともに、ルータでの経路計算が不要となる。また、経路情報管理装置によって算出されたルータ集合ごとの経路計算の結果は、ルータ集合内で分散管理されるため、ルータ集合ごとに所定数のルータに格納（送信）されれば良い。そのため、経路計算の結果をメッセージとして送信するときのメッセージ数を削減することができる。また、ルータは、転送すべきパケットを受信したとき、まず、自身の記憶部に記憶されている経路計算結果情報の検索キーと取得キーとが一致する経路計算結果情報を抽出する。そして、一致するものがない場合には、他のルータに記憶されている経路計算結果情報を探索して、経路計算結果情報の検索キーと取得キーとが一致する経路計算結果情報を抽出することができる。すなわち、一台当りのルータの記憶容量を抑制するために分散管理されている経路計算結果情報を、取得キーと検索キーとを照合して、検索することが可能となる。したがって、転送すべきパケットを受信したルータ自身が必要な経路計算結果情報を記憶していなくても、他のルータからより転送に適した経路計算結果情報を取得することができる。すなわち、ルータ集合内のルータによって経路計算結果情報が分散管理されるため、一台当りのルータの記憶容量は、すべての経路計算結果情報を記憶していた従来の一台のルータの記憶容量に比べて、低減できる。   According to such a configuration, since the route information management apparatus stores the external route information related to the prefix, the number of routes (storage capacity) to be held in the router can be reduced. Further, since the route information management apparatus collects all the external route information related to the same prefix and executes route calculation, there is no problem that the route calculation result is not optimal. In addition, when a plurality of router sets are provided in the AS, the BGP route in the router set is determined in common for the prefix, so the route information management device calculates a route for only one router in the router set. If you run Therefore, the processing load of the route information management device can be reduced and route calculation at the router becomes unnecessary. Further, since the result of route calculation for each router set calculated by the route information management device is distributed and managed in the router set, it may be stored (transmitted) in a predetermined number of routers for each router set. Therefore, it is possible to reduce the number of messages when the route calculation result is transmitted as a message. Further, when receiving a packet to be transferred, the router first extracts the route calculation result information in which the search key and the acquisition key of the route calculation result information stored in its storage unit match. If there is no match, search the route calculation result information stored in another router, and extract the route calculation result information in which the search key and the acquisition key of the route calculation result information match. Can do. That is, it becomes possible to search the route calculation result information distributedly managed in order to suppress the storage capacity of each router by checking the acquisition key and the search key. Therefore, even if the router itself that receives the packet to be transferred does not store the necessary route calculation result information, the route calculation result information more suitable for transfer can be acquired from other routers. That is, since the route calculation result information is distributed and managed by the routers in the router set, the storage capacity of each router is the storage capacity of one conventional router that stores all the route calculation result information. Compared to, it can be reduced.

本発明は、前記経路情報管理方法を、コンピュータとしての経路情報管理装置またはルータに実行させるためのプログラムとした。   In the present invention, the route information management method is a program for causing a route information management device or router as a computer to execute.

このようなプログラムをインストールされたコンピュータは、このプログラムに基づいた機能を実現することができる。   A computer in which such a program is installed can realize functions based on this program.

本発明によれば、すべての経路情報に基づいて経路計算を実行して最適な転送経路を算出することを満足しつつ、ルータ一台当りに保持すべき経路数（記憶容量）の増大、送信するメッセージ数の増大、および処理負荷の増大を抑制する技術を提供することができる。   According to the present invention, an increase in the number of routes (storage capacity) to be held per router and transmission can be achieved while satisfying that route calculation is performed based on all route information to calculate an optimum transfer route. It is possible to provide a technique for suppressing an increase in the number of messages to be processed and an increase in processing load.

本実施形態の概要を表す図である。It is a figure showing the outline | summary of this embodiment. 本実施形態におけるルートサーバの機能の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the function of the route server in this embodiment. 本実施形態におけるルータの機能の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the function of the router in this embodiment. ルートサーバの決定方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the determination method of a route server. 本実施形態における距離の定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of the distance in this embodiment. ルートサーバの格納先ノードＤＢの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the storage destination node DB of a route server. ルータの取得先ノードＤＢの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the acquisition destination node DB of a router. ルータの経路計算結果ＤＢの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of route calculation result DB of a router. 本実施形態における経路計算結果の格納処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the storage process of the route calculation result in this embodiment. 本実施形態における他のルータから転送経路情報を取得する処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process which acquires transfer path information from the other router in this embodiment. 取得キーｋｄのビット変更時の操作を示す図である。It is a figure which shows operation at the time of the bit change of the acquisition key kd.

次に、本発明を実施するための形態（以降「本実施形態」と称す）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。   Next, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

≪本実施形態の概要≫
初めに、本実施形態の概要について、図１を用いて説明する。図１に示すように、経路情報管理システム３０は、ＡＳ１内に、外部経路情報の収集およびルーティングの管理を行う２以上のルートサーバ（経路情報管理装置）１０Ａ，１０Ｂ（１０）および境界ルータを含む複数のルータ２０（２０Ａ，２０Ｂ，・・，２０Ｌ）を備えている。そして、各ルートサーバ１０は、ルータ２０と通信可能に接続される。各ルータ２０間は、相互に通信可能に接続される。また、各ルータ２０は、一点鎖線で示される、いずれかのＰｏＰ（Point of Presence）に属している。ＰｏＰは、例えば、同じ市や同じ建物等の同一のロケーションに存在するルータの集合（ルータ集合）を表している。なお、図１では、ＡＳ１は、ＰｏＰ１，ＰｏＰ２，ＰｏＰ３，ＰｏＰ４によって構成されているが、ＰｏＰの数は２以上であれば、４つに限られない。また、ルートサーバ１０の台数、ルータ２０の台数は図１に示した台数に限られない。また、ルータ２０間の接続は、図１に示した実直線に限られない。 ≪Overview of this embodiment≫
First, an outline of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the route information management system 30 includes in AS1 two or more route servers (route information management devices) 10A and 10B (10) and border routers that collect external route information and manage routing. A plurality of routers 20 (20A, 20B,..., 20L) are included. Each route server 10 is communicably connected to the router 20. The routers 20 are connected so that they can communicate with each other. Each router 20 belongs to one of the PoPs (Point of Presence) indicated by a one-dot chain line. PoP represents a set of routers (router set) existing in the same location such as the same city or the same building. In FIG. 1, AS1 is composed of PoP1, PoP2, PoP3, and PoP4. However, the number of PoPs is not limited to four as long as the number of PoPs is two or more. Further, the number of route servers 10 and the number of routers 20 are not limited to the numbers shown in FIG. The connection between the routers 20 is not limited to the solid line shown in FIG.

ここで、経路情報管理システム３０において、ルータ２０の記憶容量、送信する必要のあるメッセージ数、および処理負荷を抑制するために設けた３つの特徴について説明する。
（特徴１）プリフィクスに係る外部経路情報を、ルートサーバ１０に集約する。
（特徴２）ルートサーバ１０は、ＰｏＰごとにプリフィクスに係る経路計算を実行し、その経路計算の結果を、ＰｏＰごとにそのＰｏＰに属する一部のルータ２０に格納（送信）する。
（特徴３）ＰｏＰ内では、そのＰｏＰに属するルータ２０間で、経路計算結果を分散管理し、パケットの転送に必要な経路計算結果を相互に取得する。 Here, in the route information management system 30, three features provided for suppressing the storage capacity of the router 20, the number of messages that need to be transmitted, and the processing load will be described.
(Characteristic 1) The external route information related to the prefix is collected in the route server 10.
(Characteristic 2) The route server 10 performs route calculation related to the prefix for each PoP, and stores (transmits) the result of the route calculation in some routers 20 belonging to the PoP for each PoP.
(Feature 3) Within PoP, route calculation results are distributed and managed between routers 20 belonging to the PoP, and route calculation results necessary for packet transfer are mutually acquired.

（特徴１について）
図１に示すように、ＡＳ１内のルータ２０Ａは、ＡＳ２からプリフィクスＰ１に係る外部経路情報をｅＢＧＰによって受信したものとする。そして、受信したプリフィクスＰ１に係る外部経路情報は、ルートサーバ１０Ａに収集される。また、ルータ２０Ｋが、ＡＳ３からプリフィクスＰ７に係る外部経路情報をｅＢＧＰによって受信したものとする。そして、受信したプリフィクスＰ７に係る外部経路情報は、ルートサーバ１０Ｂに収集される。すなわち、各ルートサーバ１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ、異なるプリフィクスに係る外部経路情報を収集する。なお、どのルートサーバ１０が、どのプリフィクスに係る外部経路情報を収集するかは、予め決められている。そのプリフィクスを収集するルートサーバの決定方法については、後記する。 (About feature 1)
As shown in FIG. 1, it is assumed that the router 20A in the AS1 has received external route information related to the prefix P1 from the AS2 by eBGP. Then, the external route information related to the received prefix P1 is collected by the route server 10A. Further, it is assumed that the router 20K receives the external route information related to the prefix P7 from the AS 3 by eBGP. Then, the external route information related to the received prefix P7 is collected by the route server 10B. That is, each of the route servers 10A and 10B collects external route information related to different prefixes. Note that which route server 10 collects the external route information related to which prefix is predetermined. The method for determining the route server that collects the prefix will be described later.

このようにして、ルートサーバ１０は、いずれかのプリフィクスについてはすべての外部経路情報を収集できるので、すべての外部経路情報に基づいて経路計算を行うことが可能となる。つまり、背景技術の欄で説明したルートリフレクタ（ＲＲ）を用いる方法やＡＳコンフェデレーションを用いる方法に見られるような、一部の外部経路情報に基づいて経路計算を実行してしまうことにともなう、経路計算結果が最適とならないというケースや、経路計算が収束しないというケースは起こらない。また、各ルートサーバ１０がプリフィクスごとに外部経路情報を分散して担当するので、ＡＳ１内のルータ２０の台数の増加に対応してルートサーバ１０の台数を増加することによって、ルートサーバ１０一台当りの記憶容量の増加や処理負荷の増加を抑制することが可能となる。   In this way, the route server 10 can collect all the external route information for any of the prefixes, so that the route calculation can be performed based on all the external route information. In other words, the route calculation is executed based on some external route information as seen in the method using the route reflector (RR) and the method using AS confederation described in the background section. There is no case where the route calculation result is not optimal or the route calculation does not converge. Further, since each route server 10 is responsible for distributing external route information for each prefix, by increasing the number of route servers 10 corresponding to the increase in the number of routers 20 in the AS 1, one route server 10 is provided. It is possible to suppress an increase in storage capacity per unit and an increase in processing load.

また、従来の境界ルータは、外部経路情報の受信リストおよび送信リストを記憶するＲＩＢ（Routing Information Base）と、パケットの転送先を記憶するＦＩＢ（Forwarding Information Base）とを備えていた。しかし、本実施形態の境界ルータ２０では、外部経路情報の受信リストおよび送信リストは、ルートサーバ１０に集約されるため、ＲＩＢが不要となる。すなわち、ルータ２０に保持すべき経路数（記憶容量）を削減することができる。   In addition, the conventional border router includes an RIB (Routing Information Base) that stores a reception list and a transmission list of external route information, and an FIB (Forwarding Information Base) that stores a packet transfer destination. However, in the border router 20 according to the present embodiment, the reception list and the transmission list of the external route information are aggregated in the route server 10, so that RIB is unnecessary. That is, the number of paths (storage capacity) to be held in the router 20 can be reduced.

（特徴２について）
ルートサーバ１０は、プリフィクスごとにＰｏＰ内の１つのルータについて、経路計算を行えば良い。この理由は、以下の通りである。すなわち、通常は、ＡＳ１内のＰｏＰ間に張られるリンクのＩＧＰリンクコストは、ＰｏＰ内のリンクコストより大きい値に設定されている。そして、経路計算においては、経路を構成するリンクごとに割り当てられたリンクコストを合計した値が最も小さい経路が優先して選択される。このようにして、同じＰｏＰ内を宛先とするパケットは、そのＰｏＰから外に出ないようにして、ＰｏＰ間を行ったり来たりするような無駄な転送を防いでいる。そのため、同じＰｏＰ内のルータは、同じプリフィクスを宛先とするＢＧＰ経路については同一の経路（ネクストホップ）をとることになる。つまり、ＰｏＰ内のすべてのルータにとって、ＡＳ外部向けの転送経路は共通になる。そこで、同じプリフィクスを宛先とする経路計算は、ＰｏＰ内の１つのルータに対してだけ行えば良いことになる。以降、これを、“ＰｏＰごとの経路計算”と呼ぶことにする。なお、ＰｏＰごとの経路計算は、ルートサーバ１０が、ルータ２０における経路計算の代わりに行うもので、公知のリンクコストを用いた経路計算手法を用いることができる。ただし、このＰｏＰごとの経路計算は、ルートサーバ１０が、自身を起点として経路計算を実行するのではなく、ＰｏＰ内の１つのルータ２０を起点として実行する点において、公知の経路計算手法と異なるだけである。したがって、ＰｏＰごとの経路計算は、ＡＳ１内のすべてのルータ２０について経路計算が行われていた従来の方法に比べると、処理負荷の低減になっていると言える。 (About feature 2)
The route server 10 may perform route calculation for one router in the PoP for each prefix. The reason for this is as follows. That is, normally, the IGP link cost of the link spanned between the PoPs in the AS 1 is set to a value larger than the link cost in the PoP. In the route calculation, the route having the smallest value obtained by summing up the link costs assigned to the links constituting the route is preferentially selected. In this way, packets destined for the same PoP are prevented from going out of the PoP, and useless transfer such as going back and forth between PoPs is prevented. Therefore, routers in the same PoP take the same route (next hop) for BGP routes destined for the same prefix. That is, for all routers in PoP, the AS external transfer path is common. Therefore, route calculation with the same prefix as the destination need only be performed for one router in the PoP. Hereinafter, this is referred to as “route calculation for each PoP”. The route calculation for each PoP is performed by the route server 10 instead of the route calculation in the router 20, and a route calculation method using a known link cost can be used. However, the route calculation for each PoP is different from the known route calculation method in that the route server 10 does not execute the route calculation from itself but starts from one router 20 in the PoP. Only. Therefore, it can be said that the route calculation for each PoP has a reduced processing load compared to the conventional method in which the route calculation is performed for all the routers 20 in the AS 1.

また、ルートサーバ１０は、経路計算結果を各ＰｏＰの一部のルータに格納（送信）する（図１の点線）。これは、後記する特徴３が備わっているために可能となっている。そして、すべてのルータ２０に対して経路計算結果をメッセージとして配信していた従来に比べて、本実施形態では、メッセージ数を削減することができる。   The route server 10 stores (transmits) the route calculation result in a part of routers of each PoP (dotted line in FIG. 1). This is possible because of the feature 3 described later. In this embodiment, the number of messages can be reduced as compared with the conventional case where the route calculation results are distributed as messages to all the routers 20.

（特徴３について）
境界ルータ２０は、転送すべきパケットを受信して、そのパケットの転送に必要な経路計算結果を自身の記憶部２３（図３参照）に記憶していないとき、自身の属するＰｏＰ内の他のルータ２０から、必要な経路計算結果を取得する（図１の実線矢印）。そして、境界ルータ２０は、取得した経路計算結果に基づいて、受信したパケットを転送することができる。言い換えると、ＰｏＰ内のルータ２０は、ルートサーバ１０から格納（送信）された経路計算結果を分散管理している。すなわち、各ルータ２０は、一部の経路計算結果しか記憶しなくてもよいので、従来より記憶容量を低減することができる。この分散管理の方法の詳細については、後記する。 (About feature 3)
When the border router 20 receives a packet to be transferred and does not store a route calculation result necessary for the transfer of the packet in its storage unit 23 (see FIG. 3), the border router 20 A necessary route calculation result is acquired from the router 20 (solid arrow in FIG. 1). Then, the border router 20 can transfer the received packet based on the acquired route calculation result. In other words, the router 20 in the PoP manages the route calculation result stored (transmitted) from the route server 10 in a distributed manner. That is, since each router 20 need only store a part of the route calculation results, the storage capacity can be reduced as compared with the related art. Details of this distributed management method will be described later.

≪ルートサーバ１０の機能≫
次に、本実施形態の経路情報管理システム３０に用いられるルートサーバ１０の機能について、図２を用いて説明する。なお、図２は、本実施形態のルートサーバ１０の一部の機能のみを示し、ＢＧＰやＩＧＰ等に係る機能については記載を省略している。 << Functions of the route server 10 >>
Next, functions of the route server 10 used in the route information management system 30 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG. 2 shows only some functions of the route server 10 of the present embodiment, and descriptions of functions related to BGP, IGP, and the like are omitted.

図２に示すように、ルートサーバ１０は、外部経路情報や経路計算結果等の各種情報の入出力を司る入出力部１１と、外部経路情報に基づいて経路計算する処理部１２と、記憶部１３とを備える。入出力部１１は、他のルータ２０等との情報を入出力する。入出力部１１における情報の入出力は、処理部１２からの指示に基づいて行われる。   As shown in FIG. 2, the route server 10 includes an input / output unit 11 that controls input / output of various types of information such as external route information and route calculation results, a processing unit 12 that calculates a route based on external route information, and a storage unit. 13. The input / output unit 11 inputs and outputs information with other routers 20 and the like. Input / output of information in the input / output unit 11 is performed based on an instruction from the processing unit 12.

処理部１２は、ルートサーバ１０が備える図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と図示しないメインメモリとによって構成されている。そして、このＣＰＵがメインメモリにアプリケーションプログラムを展開して、それを実行することにより種々の演算処理を具現化する。なお、アプリケーションプログラムは、記憶部１３に格納されている。また、処理部１２は、外部経路情報収集部１２１、経路計算部１２２、格納先選択部１２３、および検索キー生成部１２４を備えている。   The processing unit 12 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown) included in the route server 10 and a main memory (not shown). The CPU develops an application program in the main memory and executes it to implement various arithmetic processes. The application program is stored in the storage unit 13. The processing unit 12 includes an external route information collection unit 121, a route calculation unit 122, a storage destination selection unit 123, and a search key generation unit 124.

外部経路情報収集部１２１は、境界ルータ２０から広告されてくる外部経路情報を入出力部１１を介して受信する。なお、同一のプリフィクスに係る外部経路情報は、すべて、同じルートサーバ１０に収集される。そして、外部経路情報収集部１２１は、受信した外部経路情報を記憶部１３の外部経路情報ＤＢ１３１に記憶する。経路計算部１２２は、外部経路情報ＤＢ１３１に新たに記憶された外部経路情報を読み出して、プリフィクスごとに前記した“ＰｏＰごとの経路計算”を実行し、ＰｏＰごとの経路計算の結果、すなわち最適な転送経路および次善の転送経路を算出する。予め次善の転送経路を算出しておく理由は、最適な転送経路が輻輳や故障等によって利用できない場合に、直ちにこの次善の転送経路に切り替えて用いられるようにするためである。   The external route information collection unit 121 receives external route information advertised from the border router 20 via the input / output unit 11. Note that all external route information related to the same prefix is collected in the same route server 10. The external route information collection unit 121 stores the received external route information in the external route information DB 131 of the storage unit 13. The route calculation unit 122 reads the external route information newly stored in the external route information DB 131 and executes the above-mentioned “route calculation for each PoP” for each prefix, and results of the route calculation for each PoP, that is, the optimum Calculate the transfer path and suboptimal transfer path. The reason why the suboptimal transfer path is calculated in advance is that when the optimum transfer path cannot be used due to congestion or failure, the suboptimal transfer path is immediately switched to be used.

格納先選択部１２３は、格納先ノードＤＢ１３２に記憶されているルータ２０のルータＩＤと、後記するプリフィクスを含む検索キーとを用いて、経路計算部１２２によって算出されたＰｏＰごとの経路計算の結果の格納（送信）先であるＰｏＰ内のルータ２０を選択する。そして、格納先選択部１２３は、入出力部１１を介し、ＰｏＰごとの経路計算の結果を、ＰｏＰごとに選択したルータ２０に格納（送信）する。また、検索キー生成部１２４は、ＰｏＰごとの経路計算の結果を格納するときに用いる検索キーを生成する。なお、格納方法および検索キーの生成については、後記する。   The storage destination selection unit 123 uses the router ID of the router 20 stored in the storage destination node DB 132 and a search key including a prefix to be described later as a result of route calculation for each PoP calculated by the route calculation unit 122. The router 20 in the PoP that is the storage (transmission) destination is selected. Then, the storage destination selection unit 123 stores (transmits) the result of route calculation for each PoP in the router 20 selected for each PoP via the input / output unit 11. In addition, the search key generation unit 124 generates a search key used when storing the result of route calculation for each PoP. The storage method and search key generation will be described later.

記憶部１３は、外部経路情報ＤＢ１３１および格納先ノードＤＢ１３２を格納している。外部経路情報ＤＢ１３１は、境界ルータ２０から広告されたプリフィクスに係る外部経路情報を記憶している。例えば、外部経路情報は、プリフィクスと、そのプリフィクスに関連付けられたパス属性情報とを含んでいる。パス属性情報は、AS-pathやネクストホップに至るリンクに割り当てられたリンクコスト等である。なお、AS-pathは、経由してきたＡＳを記録しておくためのものであり、ＡＳを経由するごとにＡＳ番号が追加される。そして、AS-pathに記録されたＡＳ番号の数が少ない方の経路が優先して用いられる。外部経路情報ＤＢ１３１に記憶されている外部経路情報は、経路計算部１２２によって、経路計算を実行するときに用いられる。また、格納先ノードＤＢ１３２は、ルータ２０を識別可能なルータＩＤを記憶している。このルータＩＤは、ＡＳの管理者によって予め設定される。そして、格納先ノードＤＢ１３２は、格納先選択部１２３が格納先のルータ２０を選択するときに参照される。格納先ノードＤＢ１３２の具体例については、後記する。   The storage unit 13 stores an external route information DB 131 and a storage destination node DB 132. The external route information DB 131 stores external route information related to the prefix advertised by the border router 20. For example, the external route information includes a prefix and path attribute information associated with the prefix. The path attribute information is the link cost assigned to the link leading to the AS-path or the next hop. The AS-path is for recording the AS that has passed through, and an AS number is added each time the AS is passed through. The route with the smaller number of AS numbers recorded in the AS-path is preferentially used. The external route information stored in the external route information DB 131 is used when the route calculation unit 122 executes route calculation. The storage destination node DB 132 stores a router ID that can identify the router 20. This router ID is preset by the administrator of the AS. The storage destination node DB 132 is referred to when the storage destination selection unit 123 selects the storage destination router 20. A specific example of the storage destination node DB 132 will be described later.

≪ルータ２０の機能≫
次に、本実施形態のルータ２０の機能について、図３を用いて説明する。なお、図３は、本実施形態のルータ２０の一部の機能のみを示し、ＢＧＰやＩＧＰ等に係る機能については記載を省略している。 << Function of Router 20 >>
Next, the function of the router 20 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows only a part of the functions of the router 20 of the present embodiment, and descriptions of functions related to BGP, IGP, and the like are omitted.

図３に示すように、ルータ２０は、ルートサーバ１０や他のルータ２０との間で送受信される情報の入出力を制御する入出力部２１と、処理部２２と、記憶部２３とを備える。入出力部２１における情報の入出力は、処理部２２からの指示に基づいて行われる。   As shown in FIG. 3, the router 20 includes an input / output unit 21 that controls input / output of information transmitted / received between the route server 10 and other routers 20, a processing unit 22, and a storage unit 23. . Input / output of information in the input / output unit 21 is performed based on an instruction from the processing unit 22.

処理部２２は、ルータ２０が備える図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と図示しないメインメモリによって構成されている。そして、このＣＰＵがメインメモリにアプリケーションプログラムを展開して、それを実行することにより種々の演算処理を具現化する。なお、アプリケーションプログラムは、記憶部２３に格納されている。また、処理部２２は、ルートサーバ選択部２２１、転送経路決定部２２２、取得先選択部２２３、カプセル化処理部２２４、および取得キー生成部２２５を備えている。   The processing unit 22 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown) included in the router 20 and a main memory (not shown). The CPU develops an application program in the main memory and executes it to implement various arithmetic processes. The application program is stored in the storage unit 23. The processing unit 22 includes a route server selection unit 221, a transfer path determination unit 222, an acquisition destination selection unit 223, an encapsulation processing unit 224, and an acquisition key generation unit 225.

ルートサーバ選択部２２１は、記憶部２３のルートサーバＩＤＤＢ２３１に記憶されているルートサーバＩＤ情報を参照して、後記するルートサーバ決定方法に基づいて、他のＡＳから受信した外部経路情報を広告するルートサーバ１０を選択する。そして、ルートサーバ選択部２２１は、入出力部２１を介して、他のＡＳから受信した外部経路情報を、選択したルートサーバ１０へ広告する。   The route server selection unit 221 refers to the route server ID information stored in the route server ID DB 231 of the storage unit 23 and advertises external route information received from another AS based on the route server determination method described later. The route server 10 is selected. Then, the route server selection unit 221 advertises external route information received from another AS to the selected route server 10 via the input / output unit 21.

転送経路決定部２２２は、転送すべきパケットを受信したときに、記憶部２３の経路計算結果ＤＢ２３２に記憶している経路計算結果情報を探索し、そのパケットの転送先を決定する。しかし、経路計算結果ＤＢ２３２は、経路計算に必要な経路計算結果情報の一部しか記憶していない場合がある。その場合には、転送経路決定部２２２は、取得先選択部２２３によって選択された他のルータ２０から不足している経路計算結果情報を取得する。そして、転送経路決定部２２２は、その取得した経路計算結果情報に基づいて、パケットの転送経路（転送先）を決定する。   When the transfer route determination unit 222 receives a packet to be transferred, the transfer route determination unit 222 searches the route calculation result information stored in the route calculation result DB 232 of the storage unit 23 and determines the transfer destination of the packet. However, the route calculation result DB 232 may store only a part of route calculation result information necessary for route calculation. In that case, the transfer route determination unit 222 acquires the missing route calculation result information from the other routers 20 selected by the acquisition destination selection unit 223. Then, the transfer route determination unit 222 determines the transfer route (transfer destination) of the packet based on the acquired route calculation result information.

取得先選択部２２３は、転送すべきパケットを受信したときに、取得先ノードＤＢ２３３に記憶しているルータ２０に係る情報を参照して、不足する経路計算結果情報を保持するルータ２０を選択する。また、カプセル化処理部２２４は、転送すべきパケットに対して、出口となる境界ルータ２０のアドレスのヘッダでカプセル化する処理を実行する。また、出口の境界ルータ２０では、カプセル化処理部２２４は、カプセル化されたパケットから、その出口の境界ルータ２０のアドレスのヘッダを取り外す処理を実行する。また、取得キー生成部２２５は、経路計算結果情報の取得先のルータ２０を選択するときに用いる取得キーを生成する。なお、取得先の選択方法および取得キーの生成方法については、後記する。   When the acquisition destination selection unit 223 receives a packet to be transferred, the acquisition destination selection unit 223 refers to the information related to the router 20 stored in the acquisition destination node DB 233 and selects the router 20 that holds the insufficient route calculation result information. . In addition, the encapsulation processing unit 224 executes a process for encapsulating the packet to be transferred with the header of the address of the border router 20 serving as an exit. In the egress border router 20, the encapsulation processing unit 224 executes a process of removing the header of the address of the egress border router 20 from the encapsulated packet. The acquisition key generation unit 225 generates an acquisition key used when selecting the router 20 from which the route calculation result information is acquired. The acquisition destination selection method and the acquisition key generation method will be described later.

記憶部２３は、ルートサーバ１０から配信される経路計算結果情報を格納する経路計算結果ＤＢ２３２、ルートサーバ１０のＩＤ番号を格納するルートサーバＩＤＤＢ２３１、および経路計算結果情報を分散管理するルータ２０に係る情報を格納する取得先ノードＤＢ２３３を格納する。経路計算結果ＤＢ２３２は、転送経路決定部２２２の経路計算において参照される。ルートサーバＩＤＤＢ２３１は、ルートサーバ選択部２２１が、外部経路情報を広告するルートサーバ１０を選択するときに参照される。取得先ノードＤＢ２３３は、取得先選択部２２３が必要な経路計算結果情報の取得先のルータ２０を選択するときに参照される。経路計算結果ＤＢ２３２、ルートサーバＩＤＤＢ２３１、および取得先ノードＤＢ２３３の具体例については、後記する。   The storage unit 23 relates to a route calculation result DB 232 that stores route calculation result information distributed from the route server 10, a route server ID DB 231 that stores an ID number of the route server 10, and a router 20 that distributes and manages the route calculation result information. An acquisition destination node DB 233 for storing information is stored. The route calculation result DB 232 is referred to in the route calculation of the transfer route determination unit 222. The route server ID DB 231 is referred to when the route server selection unit 221 selects the route server 10 that advertises external route information. The acquisition destination node DB 233 is referred to when the acquisition destination selection unit 223 selects the acquisition destination router 20 of the necessary route calculation result information. Specific examples of the route calculation result DB 232, the route server ID DB 231 and the acquisition destination node DB 233 will be described later.

≪ルートサーバ決定方法≫
ここで、ルータ２０におけるルートサーバ決定方法について、図４を用いて説明する（適宜図３参照）。図４は、○印で示すルートサーバ１０とそれをカバーするハッシュ空間を表している。図４中の○印の中の数字は、ルートサーバ１０のＩＤ番号を示している。そして、図４は、ハッシュ空間に、３つのルートサーバ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが存在する場合を表している。例えば、ルートサーバ１０ＡのＩＤ番号が５、ルートサーバ１０ＢのＩＤ番号が１０、ルートサーバ１０ＣのＩＤ番号が１５、であるものとして説明する。なお、これらのルートサーバ１０Ａ，１０Ｂ，１０ＣのＩＤ番号に係る情報が、図３の記憶部２３のルートサーバＩＤＤＢ２３１に記憶されることになる。 ≪Route server determination method≫
Here, a route server determination method in the router 20 will be described with reference to FIG. 4 (see FIG. 3 as appropriate). FIG. 4 shows a route server 10 indicated by a circle and a hash space covering it. The numbers in the circles in FIG. 4 indicate the ID number of the route server 10. FIG. 4 shows a case where three route servers 10A, 10B, and 10C exist in the hash space. For example, it is assumed that the ID number of the route server 10A is 5, the ID number of the route server 10B is 10, and the ID number of the route server 10C is 15. Note that information related to the ID numbers of the route servers 10A, 10B, and 10C is stored in the route server ID DB 231 of the storage unit 23 in FIG.

まず、next(ｍ)という関数を導入する。next(ｍ)はハッシュ空間においてハッシュ空間を時計回り（つまりＩＤを大きくする方向）で次のノードのＩＤを返す。例えば、next(2)=5、next(6)=10、next(15)=15となる。すなわち、next(ｍ)は、ハッシュ空間のある値ｍ以上の範囲において最小の値となるＩＤを返す。ここで、ｍは、プリフィクスの値をハッシュ関数に代入して算出されたハッシュ値である。ただし、図４に示すハッシュ空間では、０＜ｍ≦１５である。   First, a function called next (m) is introduced. next (m) returns the ID of the next node in the hash space in the clockwise direction (that is, in the direction of increasing the ID). For example, next (2) = 5, next (6) = 10, and next (15) = 15. That is, next (m) returns an ID that is the smallest value in a range of a certain value m or more in the hash space. Here, m is a hash value calculated by substituting the prefix value into the hash function. However, 0 <m ≦ 15 in the hash space shown in FIG.

そして、図４では、ハッシュ空間におけるルートサーバ１０Ａの分担範囲は０超え５以下、ルートサーバ１０Ｂの分担範囲は５超え１０以下、ルートサーバ１０Ｃの分担範囲は１０超え１５以下となる。このようにして、ルートサーバ１０のＩＤ番号を予め決めておけば、プリフィクスに関する経路情報を送信するルートサーバ１０を特定することが可能となる。   In FIG. 4, the sharing range of the route server 10A in the hash space is 0 to 5 and below, the sharing range of the route server 10B is 5 to 10 and the sharing range of the route server 10C is 10 to 15 and below. In this way, if the ID number of the route server 10 is determined in advance, it becomes possible to identify the route server 10 that transmits the route information regarding the prefix.

≪経路計算結果情報の分散管理≫
前記したように、ＰｏＰ内のルータ２０がＢＧＰ経路については同一の経路をとるので、経路計算結果情報をＰｏＰ内のルータ２０によって分散管理することが可能となる。そして、経路計算結果情報を分散管理することによって、ルータ２０が保持すべき経路数（記憶容量）を抑制することが可能となる。以下に、分散管理の方法について説明する。 ≪Distributed management of route calculation result information≫
As described above, since the router 20 in the PoP takes the same route as the BGP route, the route calculation result information can be distributed and managed by the routers 20 in the PoP. Then, by managing the route calculation result information in a distributed manner, the number of routes (storage capacity) that the router 20 should hold can be suppressed. The distributed management method will be described below.

（フレームワーク）
まず、分散管理のためのフレームワークについて説明する。ＡＳ内のルータ２０には、そのルータを識別するために、ＡＳの管理者によってユニークなルータＩＤが割り当てられる。また、経路計算結果情報は、分散管理が可能なように、検索キーと経路計算結果の転送経路情報（最適な転送経路および次善の転送経路）とが紐付けられて形成される。ただし、ルータＩＤと検索キーとは、同じビット長で表現される。 (Framework)
First, a framework for distributed management will be described. The router 20 in the AS is assigned a unique router ID by the AS administrator in order to identify the router. The route calculation result information is formed by associating a search key with transfer route information (optimum transfer route and suboptimal transfer route) of the route calculation result so that distributed management is possible. However, the router ID and the search key are expressed with the same bit length.

まず、検索キーは、ルートサーバ１０において、経路計算結果情報を、どのルータ２０に格納（送信）するかの選択に用いられる。そして、ルートサーバ１０は、後記する検索キーとルータＩＤとの距離に基づいて、検索キーに距離の近いルータＩＤのルータを、距離の近い順にｋ個選択する。ｋ個選択する意味は、冗長性の確保のためである。したがって、冗長性を考えなければ、ｋ＝１であっても良い。そして、ルートサーバ１０は、選択したｋ個のルータ２０に、経路計算結果情報を格納（送信）する。   First, the search key is used in the route server 10 to select which router 20 stores (transmits) the route calculation result information. Then, the route server 10 selects k routers having router IDs closer to the search key in the order of closer distance based on the distance between the search key and router ID described later. The meaning of selecting k is to ensure redundancy. Therefore, if redundancy is not considered, k = 1 may be used. The route server 10 stores (transmits) the route calculation result information in the selected k routers 20.

ここで、距離の定義について、図５を用いて説明する。図５では、説明を簡単にするために、ルータＩＤおよび検索キーのビット長をそれぞれ５ビットで表している。各ルータａ，ｂ，ｃ，ｄのルータＩＤがそれぞれ10011，10101，10110，11000であったとする。そして、検索キーが、10111であったとする。この場合、ルータＩＤと検索キーとのExclusive ORを算出する。そして、Exclusive ORの演算結果のビット列において、左から見て最初に「１」が出現した位置について右から数えた桁数の数値を、「距離」と定義する。すなわち、各ルータａ，ｂ，ｃ，ｄに対して、ルータＩＤと検索キーとの距離は、それぞれ３，２，１，４となる。したがって、検索キーはルータｃに最も近いと判定される。そして、冗長性を考慮してｋ＝２とした場合には、ルータｃの次に距離が近いのは、ルータｂと判定される。このようにして、検索キーおよびその検索キーに紐付けられた転送経路情報によって形成される経路計算結果情報は、ルータｂ，ｃに格納されることになる。この距離を用いることによって、距離の近いものほど、左から数えたビット列の一致する長さが長くなり、距離が０の場合は、完全に一致することを表す効果がある。   Here, the definition of the distance will be described with reference to FIG. In FIG. 5, in order to simplify the description, the bit length of the router ID and the search key is represented by 5 bits. Assume that the router IDs of the routers a, b, c, and d are 10011, 10101, 10110, and 11000, respectively. Assume that the search key is 10111. In this case, an exclusive OR between the router ID and the search key is calculated. Then, in the bit string of the exclusive OR operation result, the numerical value of the number of digits counted from the right at the position where “1” first appears from the left is defined as “distance”. That is, for each router a, b, c, d, the distance between the router ID and the search key is 3, 2, 1, 4 respectively. Therefore, it is determined that the search key is closest to the router c. When redundancy is taken into consideration and k = 2, it is determined that the router b is the next closest to the router c. In this way, the route calculation result information formed by the search key and the transfer route information associated with the search key is stored in the routers b and c. By using this distance, the closer the distance, the longer the matching length of the bit strings counted from the left, and when the distance is 0, there is an effect of indicating that the bit strings are completely matched.

次に、ルータ２０が、他のルータ２０から必要な経路計算結果情報を取得するときに、取得先のルータ２０を選択する方法について説明する。この場合、経路計算結果情報を格納するときと同じ距離を用いて、必要な経路計算結果情報を格納したルータ２０を特定することができる。以下に、ルータＩＤ、検索キー、および転送経路情報の構成と、格納先ノードＤＢ１３２、取得先ノードＤＢ２３３、および経路計算結果ＤＢ２３２の一例について、図６，７，８を用いて説明する。なお、本実施形態では、例えば、ビット長は１６０ビットとして説明する。   Next, a method for selecting the acquisition destination router 20 when the router 20 acquires necessary route calculation result information from another router 20 will be described. In this case, the router 20 storing the necessary route calculation result information can be identified using the same distance as when the route calculation result information is stored. Hereinafter, configurations of the router ID, the search key, and the transfer route information, and examples of the storage destination node DB 132, the acquisition destination node DB 233, and the route calculation result DB 232 will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, for example, the bit length is described as 160 bits.

ルータＩＤの構成を式（１）に示す。
＜ルータＩＤ＞：：＝＜ＰｏＰのＩＤ＞＜ハッシュ値＞ ・・式（１）
ただし、ＰｏＰのＩＤは、そのルータ２０が属するＰｏＰを識別するＩＤであり、３２ビットとする。ＰｏＰのＩＤは、ＡＳ管理者によって設定されるユニークな識別情報である。また、ハッシュ値は、例えば、ハッシュ関数の一つである、ランダム値を基にしたＭＤ５（Message Digest 5）により算出したＭＤ５ハッシュ値であって、１２８ビットとする。 The configuration of the router ID is shown in Equation (1).
<Router ID> :: = <PoP ID><HashValue> (1)
However, the PoP ID is an ID for identifying the PoP to which the router 20 belongs, and is 32 bits. The PoP ID is unique identification information set by the AS administrator. The hash value is, for example, an MD5 hash value calculated by MD5 (Message Digest 5) based on a random value, which is one of hash functions, and is 128 bits.

経路計算結果情報の格納先のルータ２０を選択するときに用いる検索キーｋｒの構成を式（２）に示す。
＜ｋｒ＞：：＝＜ＰｏＰのＩＤ＞＜プリフィクス値＞＜マスク値＞＜パディング＞
・・式（２）
ただし、ＰｏＰのＩＤは、前記と同様である。つまり、ＰｏＰのＩＤによって、どのＰｏＰのための検索キーであるかが特定され、同じＰｏＰのＩＤを含むノードＩＤを見つけやすくすることができる。プリフィクス値は、外部経路情報に含まれるプリフィクスであり、３２ビットのＩＰｖ４（Internet Protocol version 4）である。マスク値は、プリフィクス値に対するマスク値であり、３２ビットである。このマスク値は、ＩＰｖ４で用いられるサブネットマスクに相当する。パディングは、その値をすべて「０」とし、６４ビットである。なお、「：：＝」は、左辺のビット列と右辺のビット列とが同じになることを表し、右辺は＜＞のビット列をこの順で連結することを表している。 The structure of the search key kr used when selecting the router 20 that is the storage destination of the route calculation result information is shown in Expression (2).
<Kr> :: = <PoP ID><prefixvalue><maskvalue><padding>
..Formula (2)
However, the PoP ID is the same as described above. That is, the PoP ID identifies which PoP the search key is for, and makes it easy to find a node ID including the same PoP ID. The prefix value is a prefix included in the external route information, and is 32-bit IPv4 (Internet Protocol version 4). The mask value is a mask value for the prefix value and is 32 bits. This mask value corresponds to a subnet mask used in IPv4. The padding is 64 bits with all values being “0”. Note that “:: =” indicates that the bit string on the left side and the bit string on the right side are the same, and the right side indicates that the bit strings of <> are connected in this order.

経路計算結果情報を形成する、検索キーｋｒに紐付けられる転送経路情報ｖａｌｕｅの構成を式（３）に示す。
＜ｖａｌｕｅ＞：：＝＜バージョン番号＞＜ｎ＞＜ＮＨ_１＞＜優先度１＞・・
・・＜ＮＨ_ｎ＞＜優先度ｎ＞ ・・式（３）
ここで、バージョン番号は、ルートサーバ１０が経路計算を実行するごとに付与される。ｎは、ｖａｌｕｅに格納する経路計算の結果である転送経路（ＮＨ＿＊）の数である。ＮＨ＿＊は、プリフィクスに対応する転送経路（ネクストホップ情報）を表す。優先度は、転送経路を用いる優先順位を指定するもので、優先度の高いものから順に用いられる。なお、転送経路情報ｖａｌｕｅは、複数の転送経路を格納しているので、選択された転送経路の障害時には、次に優先度の高い転送経路を直ちに用いることができる。 The configuration of the transfer route information value associated with the search key kr that forms the route calculation result information is shown in Equation (3).
<Value> :: = <version number><n><NH_1><priority1> ...
・ ・ <NH_n><Priorityn> ・ ・ Formula (3)
Here, the version number is given each time the route server 10 executes route calculation. n is the number of transfer routes (NH_ *) that are the result of route calculation stored in value. NH_ * represents a transfer path (next hop information) corresponding to the prefix. The priority designates the priority order using the transfer path, and is used in descending order of priority. Since the transfer route information value stores a plurality of transfer routes, the transfer route with the next highest priority can be used immediately when a failure occurs in the selected transfer route.

次に、ルートサーバ１０の記憶部１３の格納先ノードＤＢ１３２（図２参照）の一例を、図６を用いて説明する。格納先ノードＤＢ１３２は、ＰｏＰごとに、そのＰｏＰに属するルータ２０の、ルータ名、ＩＰアドレス、およびルータＩＤを記憶する。なお、ＰｏＰ内では経路計算結果情報が分散管理されるため、格納先ノードＤＢ１３２は、ＡＳ内のすべてのルータ２０に係る情報について記憶しなくても良い。   Next, an example of the storage destination node DB 132 (see FIG. 2) in the storage unit 13 of the route server 10 will be described with reference to FIG. The storage node DB 132 stores, for each PoP, the router name, IP address, and router ID of the router 20 belonging to the PoP. Since the route calculation result information is distributed and managed in PoP, the storage destination node DB 132 does not have to store information related to all the routers 20 in the AS.

また、ルータ２０の記憶部２３の取得先ノードＤＢ２３３（図３参照）の一例を、図７を用いて説明する。なお、図７に示す取得先ノードＤＢ２３３は、ある一つのルータ２０に記憶されているものを表している。ｒａｎｇｅは、ルータＩＤをいくつかに区分した範囲を示している。例えば、図４に示すハッシュ空間がルータＩＤとして用いられるＩＤ全体を示すものとすると、ルートサーバ１０の分担範囲がｒａｎｇｅに相当する。そして、その範囲は、自身のルータＩＤに距離の近い範囲は狭く、距離の遠い範囲は広く設定される。図７では、冗長性をもたせて、取得先のルータの台数ｋ＝２とした場合を表しており、ｒａｎｇｅごとに、２つの取得先のルータに係る情報を記憶した状態を表している。   An example of the acquisition destination node DB 233 (see FIG. 3) in the storage unit 23 of the router 20 will be described with reference to FIG. Note that the acquisition destination node DB 233 illustrated in FIG. 7 represents what is stored in a certain router 20. The range indicates a range in which the router ID is divided into several parts. For example, if the hash space shown in FIG. 4 indicates the entire ID used as the router ID, the shared range of the route server 10 corresponds to “range”. The range is set so that the range close to the router ID is narrow and the range far is set wide. FIG. 7 shows a case where the number of acquisition destination routers k = 2 is provided with redundancy, and shows a state in which information related to two acquisition destination routers is stored for each range.

また、ルータ２０の記憶部２３の経路計算結果ＤＢ２３２（図３参照）の一例を、図８を用いて説明する。経路計算結果ＤＢ２３２は、ＰｏＰ内の一部の経路計算結果情報を記憶している。なお、経路計算結果情報は、検索キーｋｒと転送経路情報ｖａｌｕｅとの組（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）によって表される。   An example of the route calculation result DB 232 (see FIG. 3) in the storage unit 23 of the router 20 will be described with reference to FIG. The route calculation result DB 232 stores a part of route calculation result information in PoP. The route calculation result information is represented by a set (kr, value) of a search key kr and transfer route information value.

（ルートサーバ１０の格納処理の流れ）
次に、本実施形態における、ルートサーバ１０による格納処理の流れについて、図９を用いて説明する（適宜図２参照）。ステップＳ９０１では、経路計算部１２２が、外部経路情報ＤＢ１３１を参照して、各プリフィクスに対してＰｏＰごとの経路計算を実行し、転送経路情報ｖａｌｕｅを生成する。ステップＳ９０２では、検索キー生成部１２４が、ルータ２０から受信したプリフィクスについて、そのプリフィクスを含む検索キーＫｒを生成する。ステップＳ９０３では、格納先選択部１２３が、ＰｏＰごとに、検索キーｋｒとルータＩＤとの距離の近い（小さい）順にｋ個（予め決められている所定数）のルータＩＤを抽出する。そして、ステップＳ９０４では、格納先選択部１２３が、抽出したルータＩＤのルータ２０に、そのルータ２０が記憶している取得先のルータに係る情報をｋ個取得する要求ｆｉｎｄ＿ｎｏｄｅ（ｋｒ）を送信する。なお、ｆｉｎｄ＿ｎｏｄｅ（ｋｒ）を受信したルータ２０の取得先選択部２２３は、検索キーｋｒとｒａｎｇｅ（図７参照）の境界のルータＩＤとを比較して、検索キーｋｒを含むｒａｎｇｅを抽出し、検索キーｋｒと抽出したｒａｎｇｅに属するルータ２０それぞれのルータＩＤとの距離を算出し、距離の近い順にｋ個の取得先のルータに係る情報を、ルートサーバ１０に返信する。 (Flow of storage processing of the route server 10)
Next, the flow of storage processing by the route server 10 in this embodiment will be described with reference to FIG. 9 (see FIG. 2 as appropriate). In step S901, the route calculation unit 122 refers to the external route information DB 131, performs route calculation for each PoP for each prefix, and generates transfer route information value. In step S <b> 902, the search key generation unit 124 generates a search key Kr including the prefix received from the router 20. In step S903, the storage location selection unit 123 extracts k (predetermined predetermined number) router IDs in order of decreasing (small) distance between the search key kr and the router ID for each PoP. In step S904, the storage destination selection unit 123 transmits a request find_node (kr) for acquiring k pieces of information related to the router of the acquisition destination stored in the router 20 to the router 20 having the extracted router ID. . The acquisition destination selection unit 223 of the router 20 that has received the find_node (kr) compares the search key kr with the router ID at the boundary of the range (see FIG. 7), and extracts the range including the search key kr. The distance between the search key kr and the router ID of each of the routers 20 belonging to the extracted range is calculated, and information related to k acquisition destination routers is returned to the route server 10 in order of increasing distance.

ステップＳ９０５では、格納先選択部１２３は、ｆｉｎｄ＿ｎｏｄｅ（ｋｒ）の送信先のルータ２０から、取得先のルータに係る情報をｋ個取得する。ステップＳ９０６では、格納先選択部１２３は、ステップＳ９０５で取得したルータの中で、ｆｉｎｄ＿ｎｏｄｅ（ｋｒ）を未送信のルータがあるか否かを判定する。そして、未送信のルータがある場合（ステップＳ９０６でＹｅｓ）、ステップＳ９０７で、格納先選択部１２３が、未送信のルータに、ｆｉｎｄ＿ｎｏｄｅ（ｋｒ）を送信する。そして、処理は、ステップＳ９０５へ戻る。また、未送信のルータがない場合（ステップＳ９０６でＮｏ）、ステップＳ９０８では、格納先選択部１２３は、ＰｏＰごとに、検索キーｋｒに距離の近い順にｋ個のルータＩＤを選択し、選択したｋ個のルータＩＤのルータに、経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）を格納（送信）する。なお、ステップＳ９０８で格納された経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）は、ルートサーバ１０が経路計算を再実行した場合には、削除される。また、ルートサーバ１０が、ｆｉｎｄ＿ｎｏｄｅ（ｋｒ）の送信先から新しく取得したルータＩＤは、格納先ノードＤＢ１３２に格納し、更新していく。   In step S905, the storage destination selection unit 123 acquires k pieces of information related to the acquisition destination router from the transmission destination router 20 of the find_node (kr). In step S906, the storage destination selection unit 123 determines whether there is a router that has not transmitted find_node (kr) among the routers acquired in step S905. If there is an untransmitted router (Yes in step S906), in step S907, the storage destination selection unit 123 transmits find_node (kr) to the untransmitted router. Then, the process returns to step S905. If there is no unsent router (No in step S906), in step S908, the storage destination selection unit 123 selects and selects k router IDs in order of distance from the search key kr for each PoP. Route calculation result information (kr, value) is stored (transmitted) in the routers with k router IDs. Note that the route calculation result information (kr, value) stored in step S908 is deleted when the route server 10 re-executes route calculation. In addition, the router ID newly acquired by the route server 10 from the transmission destination of the find_node (kr) is stored in the storage destination node DB 132 and updated.

（他のルータ２０から転送経路情報を取得する処理）
次に、他のルータ２０から転送経路情報を取得する処理について、その概要を説明する（適宜図３参照）。まず、ルータ２０の取得キー生成部２２５は、転送すべきパケットが到着すると、転送先の決定のために、転送すべきパケットの宛先ＩＰアドレスを含む取得キーｋｄを生成する。なお、この取得キーｋｄの詳細については、後記する。そして、転送経路決定部２２２は、自身の記憶する経路計算結果ＤＢ２３２を参照して、取得キーｋｄと一致する、経路計算結果情報に含まれる検索キーｋｒを探索する。取得キーｋｄに一致する検索キーｋｒが見つかった場合には、その検索キーｋｒに紐付けられた転送経路情報ｖａｌｕｅが読み出され、パケットの転送に用いられる。 (Process for obtaining transfer route information from other routers 20)
Next, an outline of processing for acquiring transfer path information from another router 20 will be described (see FIG. 3 as appropriate). First, when a packet to be transferred arrives, the acquisition key generation unit 225 of the router 20 generates an acquisition key kd including the destination IP address of the packet to be transferred in order to determine the transfer destination. Details of the acquisition key kd will be described later. Then, the transfer route determination unit 222 refers to the route calculation result DB 232 stored therein and searches for the search key kr included in the route calculation result information that matches the acquisition key kd. When the search key kr matching the acquisition key kd is found, the transfer route information value associated with the search key kr is read and used for packet transfer.

また、取得先選択部２２３は、転送すべきパケットが到着すると、取得キーｋｄに距離の近いｋ個のルータＩＤのルータ２０を選択する。なお、この距離は、前記した距離と同様の定義である。そして、取得先選択部２２３は、その選択したルータ２０に、そのルータ２０が保持する取得キーｋｄに距離の近いｋ個のルータに係る情報と、取得キーｋｄに一致する検索キーｋｒの経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）がある場合には経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）とを取得するための要求ｆｉｎｄ＿ｖａｌｕｅ（ｋｄ）を送信する。そして、転送経路決定部２２２は、取得した複数の経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）の中から、取得キーｋｄに最長一致（例えば、複数の検索キーｋｒと取得キーｋｄとの距離を算出したとき、最も距離の近いビット列を見つけること）となる検索キーｋｒを含む経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）を選択する。次に、転送経路決定部２２２は、選択した該経路計算結果（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）から転送経路情報ｖａｌｕｅを読み出して、パケットの転送に用いる。   Further, when the packet to be transferred arrives, the acquisition destination selection unit 223 selects the routers 20 with k router IDs that are close to the acquisition key kd. This distance is the same definition as the distance described above. Then, the acquisition destination selection unit 223 calculates, for the selected router 20, information on k routers that are close to the acquisition key kd held by the router 20 and the route calculation of the search key kr that matches the acquisition key kd. When there is result information (kr, value), a request find_value (kd) for acquiring route calculation result information (kr, value) is transmitted. Then, the transfer route determination unit 222 calculates the longest match with the acquisition key kd (for example, the distance between the plurality of search keys kr and the acquisition key kd) from the acquired plurality of route calculation result information (kr, value). The route calculation result information (kr, value) including the search key kr is selected. Next, the transfer route determination unit 222 reads transfer route information value from the selected route calculation result (kr, value) and uses it for packet transfer.

（取得キーｋｄの構成）
ここで、取得キーｋｄの構成を式（４）に示す。
＜ｋｄ＞：：＝＜ＰｏＰのＩＤ＞＜ＩＰアドレス＞＜マスク値＞＜パディング＞
・・式（４）
ただし、ＰｏＰのＩＤは、転送すべきパケットを受信したルータの属するＰｏＰのＩＤである。つまり、ＰｏＰのＩＤによって、どのＰｏＰのための取得キーであるかが特定される。ＩＰアドレスは、転送すべきパケットの宛先ＩＰアドレスであり、３２ビットである。マスク値は、プリフィクス値に対するマスク値であり、３２ビットである。このマスク値は、ＩＰｖ４で用いられるサブネットマスクに相当し、すべて「１」に設定する。パディングは、その値をすべて「０」とし、６４ビットである。 (Configuration of acquisition key kd)
Here, the configuration of the acquisition key kd is shown in Equation (4).
<Kd> :: = <PoP ID><IPaddress><Maskvalue><Padding>
..Formula (4)
However, the PoP ID is the ID of the PoP to which the router that received the packet to be transferred belongs. That is, the PoP ID identifies which PoP the acquisition key is for. The IP address is a destination IP address of a packet to be transferred and is 32 bits. The mask value is a mask value for the prefix value and is 32 bits. This mask value corresponds to a subnet mask used in IPv4, and is all set to “1”. The padding is 64 bits with all values being “0”.

このように、境界ルータ２０では、転送すべきパケットが到着すると、転送先の決定のために、分散管理されている転送経路情報ｖａｌｕｅを取得する必要がある。そのため、境界ルータ２０は、転送経路情報ｖａｌｕｅとの組を形成している検索キーｋｒを生成できればよいが、転送すべきパケットからは、宛先ＩＰアドレスしか取得できない。そして、その宛先ＩＰアドレスを示すビット列と、宛先のプリフィクスを示すビット列とは完全に一致するとは限らない。すなわち、境界ルータ２０は、取得キーｋｄを生成する場合、経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）を格納するときに用いた検索キーｋｒと同じビット列を生成できるとは限らない。そこで、ルータ２０が、取得キーｋｄを用いて行う転送経路情報の取得処理の流れについて、図１０を用いて説明する（適宜図３参照）。   As described above, when the packet to be transferred arrives, the border router 20 needs to acquire the transfer route information value that is distributed and managed in order to determine the transfer destination. Therefore, the border router 20 only needs to be able to generate the search key kr that forms a pair with the transfer route information value, but only the destination IP address can be acquired from the packet to be transferred. The bit string indicating the destination IP address and the bit string indicating the destination prefix do not always match completely. That is, when the boundary router 20 generates the acquisition key kd, it cannot always generate the same bit string as the search key kr used when storing the route calculation result information (kr, value). Therefore, the flow of transfer path information acquisition processing performed by the router 20 using the acquisition key kd will be described with reference to FIG. 10 (see FIG. 3 as appropriate).

（転送経路情報の取得処理の流れ）
図１０に示すように、ステップＳ１００１では、取得キー生成部２２５が、転送すべきパケットの宛先ＩＰアドレスを含む取得キーｋｄを生成する。ステップＳ１００２では、取得先選択部２２３が、取得キーｋｄと取得先ノードＤＢ２３３に記憶されているルータＩＤとを比較して、取得キーｋｄに距離の近い順にｋ個のルータを選択する。ステップＳ１００３では、取得先選択部２２３が、選択したルータに、取得キーｋｄに距離の近いｋ個のルータに係る情報と、取得キーｋｄに一致する検索キーｋｒが存在すれば、その検索キーｋｒを含む経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）の転送経路情報ｖａｌｕｅとを取得するための要求ｆｉｎｄ＿ｖａｌｕｅ（ｋｄ）を送信する。 (Flow of transfer route information acquisition processing)
As shown in FIG. 10, in step S1001, the acquisition key generation unit 225 generates an acquisition key kd including the destination IP address of the packet to be transferred. In step S1002, the acquisition destination selection unit 223 compares the acquisition key kd with the router ID stored in the acquisition destination node DB 233, and selects k routers in order of distance from the acquisition key kd. In step S1003, if the acquisition destination selection unit 223 includes, in the selected router, information related to k routers close to the acquisition key kd and a search key kr that matches the acquisition key kd, the search key kr A request find_value (kd) for acquiring the transfer route information value of the route calculation result information (kr, value) including the is transmitted.

ステップＳ１００４では、転送経路決定部２２２は、ｆｉｎｄ＿ｖａｌｕｅ（ｋｄ）の送信先のルータ２０から、取得キーｋｄに距離の近いｋ個のルータ２０に係る情報と、取得キーｋｄに一致する検索キーｋｒが存在すれば、その検索キーｋｒを含む経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）の転送経路情報ｖａｌｕｅとを取得する。なお、ｆｉｎｄ＿ｖａｌｕｅ（ｋｄ）を受信したルータ２０の取得先選択部２２３は、取得キーｋｄとｒａｎｇｅ（図７参照）の境界のルータＩＤとを比較して、取得キーｋｄを含むｒａｎｇｅを抽出し、取得キーｋｄと抽出したｒａｎｇｅに属するルータ２０それぞれのルータＩＤとの距離を算出し、距離の近い順にｋ個の取得先のルータに係る情報を、送信元のルータ２０に返信する。   In step S <b> 1004, the transfer route determination unit 222 determines that the information about the k routers 20 close to the acquisition key kd and the search key kr that matches the acquisition key kd from the destination router 20 of find_value (kd). If it exists, transfer route information value of route calculation result information (kr, value) including the search key kr is acquired. The acquisition destination selection unit 223 of the router 20 that has received find_value (kd) compares the acquisition key kd with the router ID at the boundary of the range (see FIG. 7), and extracts the range including the acquisition key kd. The distance between the acquisition key kd and the router ID of each of the routers 20 belonging to the extracted range is calculated, and information related to k acquisition destination routers is returned to the transmission source router 20 in order of increasing distance.

ステップＳ１００５では、転送経路決定部２２２が、転送経路情報ｖａｌｕｅが取得されたか否かを判定する。そして、転送経路情報ｖａｌｕｅが取得された場合（ステップＳ１００５でＹｅｓ）、ステップＳ１００６では、転送経路決定部２２２が、転送経路情報ｖａｌｕｅに含まれる転送経路（式（３）におけるＮＨ＿＊）と、現在使われている転送経路とのどちらが、転送すべきパケットのＩＰアドレスと最長一致かを比較し、最長一致の方の転送経路を現在使われている転送経路に設定する。ただし、ステップＳ１００５で取得された転送経路情報ｖａｌｕｅに含まれる転送経路および現在使われている転送経路のいずれもが、転送すべきパケットのＩＰアドレスとの距離が同じ場合には、転送経路情報ｖａｌｕｅのバージョン番号が最新の方に、現在使われている転送経路を設定する。そして、ステップＳ１００７では、転送経路決定部２２２が、現在使われている転送経路を不図示のＦＩＢに設定する。そして、処理は、ステップＳ１００８へ進む。なお、ステップＳ１００５で、転送経路情報ｖａｌｕｅが取得されなかった場合（ステップＳ１００５でＮｏ）、処理は、ステップＳ１００８へスキップする。   In step S1005, the transfer route determination unit 222 determines whether transfer route information value has been acquired. When the transfer route information value is acquired (Yes in Step S1005), in Step S1006, the transfer route determination unit 222 determines that the transfer route included in the transfer route information value (NH_ * in Expression (3)) and the current Compare which of the used transfer routes is the longest match with the IP address of the packet to be transferred, and set the transfer route with the longest match as the currently used transfer route. However, if both the transfer path included in the transfer path information value acquired in step S1005 and the currently used transfer path have the same distance from the IP address of the packet to be transferred, the transfer path information value Set the transfer route that is currently used to the latest version number. In step S1007, the transfer path determination unit 222 sets the currently used transfer path to the FIB (not shown). Then, the process proceeds to step S1008. If transfer path information value is not acquired in step S1005 (No in step S1005), the process skips to step S1008.

ステップＳ１００８では、転送経路決定部２２２が、ｆｉｎｄ＿ｖａｌｕｅ（ｋｄ）を、未送信のステップＳ１００４で取得したルータがあるか否かを判定する。未送信のステップＳ１００４で取得したルータがある場合（ステップＳ１００８でＹｅｓ）、ステップＳ１００９では、取得先選択部２２３が、未送信のルータ２０へ、ｆｉｎｄ＿ｖａｌｕｅ（ｋｄ）を送信する。そして、処理は、ステップＳ１００４へ戻る。また、未送信のステップＳ１００４で取得したルータがない場合（ステップＳ１００８でＮｏ）、処理は、ステップＳ１０１０へ進む。   In step S1008, the transfer path determination unit 222 determines whether or not there is a router that has acquired find_value (kd) in step S1004 that has not been transmitted. When there is a router acquired in step S1004 that has not been transmitted (Yes in step S1008), in step S1009, the acquisition destination selection unit 223 transmits find_value (kd) to the router 20 that has not been transmitted. Then, the process returns to step S1004. If there is no unacquired router acquired in step S1004 (No in step S1008), the process proceeds to step S1010.

ステップＳ１０１０では、転送経路決定部２２２が、取得キーｋｄのＩＰアドレス部の最後（一番右）のゼロでないビットをゼロに変更し、同時にマスク値部分の当該ＩＰアドレスの変更位置のビットを含む右側のビットをゼロに変更し、その変更したビット列を新たな取得キーｋｄに設定する。この取得キーｋｄのビット変更時の操作の具体例について、図１１を用いて説明する。図１１に示すように、ビット変更前のＩＰアドレス部のビット列およびマスク値部分のビット列がそれぞれ＜１０１０１１００＞＜１１１１１１１１＞であったとする。ＩＰアドレス部の最後（一番右）のゼロでないビットは、右から３番目である。この右から３番目のビットをゼロに変更する。そして、マスク値部分については、右から３番目のビットを含む右側の３つのビットをゼロに変更する。   In step S1010, the transfer path determination unit 222 changes the last (rightmost) non-zero bit of the IP address part of the acquisition key kd to zero, and at the same time includes the bit at the change position of the IP address in the mask value portion. The right bit is changed to zero, and the changed bit string is set as a new acquisition key kd. A specific example of the operation when changing the bit of the acquisition key kd will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11, it is assumed that the bit string of the IP address part before the bit change and the bit string of the mask value part are <10101100> <11111111>, respectively. The last (rightmost) non-zero bit of the IP address part is the third from the right. The third bit from the right is changed to zero. For the mask value portion, the right three bits including the third bit from the right are changed to zero.

ステップＳ１０１１では、転送経路決定部２２２が、取得キーｋｄのＩＰアドレス部のホスト部分がすべてゼロかそれ以外かを判定する。取得キーｋｄのＩＰアドレス部のホスト部分の一部がゼロでない場合（ステップＳ１０１１でＮｏ）、処理は、ステップＳ１００２へ戻る。また、取得キーｋｄのＩＰアドレス部のホスト部分がすべてゼロの場合（ステップＳ１０１１でＹｅｓ）、ステップＳ１０１２では、転送経路決定部２２２が、現在使われている転送経路を含む経路計算結果情報のレプリケーションを、当初の取得キーｋｄに（ｋ＋１）番目に距離の近いルータＩＤのルータに対して実行する。そして、転送経路情報の取得処理を終了する。   In step S1011, the transfer path determination unit 222 determines whether the host part of the IP address part of the acquisition key kd is all zero or not. If a part of the host part of the IP address part of the acquisition key kd is not zero (No in step S1011), the process returns to step S1002. If the host part of the IP address part of the acquisition key kd is all zero (Yes in step S1011), in step S1012, the transfer path determination unit 222 replicates the route calculation result information including the currently used transfer path. Is executed for the router having the router ID closest to the (k + 1) th distance from the initial acquisition key kd. Then, the transfer route information acquisition process ends.

なお、転送すべきパケットは、ステップＳ１００７でＦＩＢに設定された転送経路に基づいて転送される。この際、カプセル化処理部２２４は、転送すべきパケットを、出口の境界ルータのＩＰアドレスを宛先とするヘッダによってカプセル化して、ＩＧＰを用いて、そのパケットを転送する。このカプセル化の効果は、ルータ２０が他のＰｏＰのＢＧＰ経路情報を保持する必要がなくなること、およびＡＳ内で経由するルータ２０が意図しない方路へパケットを転送することを防止できること、である。   Note that the packet to be transferred is transferred based on the transfer path set in the FIB in step S1007. At this time, the encapsulation processing unit 224 encapsulates the packet to be transferred with a header whose destination is the IP address of the border router at the exit, and transfers the packet using the IGP. The effect of this encapsulation is that it is not necessary for the router 20 to hold the BGP route information of other PoPs, and that it is possible to prevent the router 20 passing in the AS from forwarding a packet to an unintended route. .

また、ステップＳ１０１０において取得キーｋｄのＩＰアドレス部のビット列を、最後（一番右）のゼロでないビットをゼロに変更し、再びステップＳ１００２へ戻って検索を続ける理由は、経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）は、宛先ＩＰアドレスの集合であるプリフィクスに基づいて管理されているのに対して、取得キーｋｄは宛先ＩＰアドレスを用いて生成されているからである。すなわち、取得キーｋｄにそのまま一致する検索キーｋｒが見つかる可能性は低いと考えられる。そこで、ＩＰアドレス部のビット列を、最後（一番右）のゼロでないビットをゼロに変更しつつ、最長一致となるビット列を探索していくためである。   The reason why the bit string of the IP address part of the acquisition key kd is changed to zero in the last (rightmost) non-zero bit in step S1010 and the search returns to step S1002 to continue the search is as follows. , Value) is managed based on a prefix which is a set of destination IP addresses, whereas the acquisition key kd is generated using the destination IP address. That is, it is considered that the possibility of finding the search key kr that directly matches the acquisition key kd is low. This is because the bit string in the IP address portion is searched for the bit string with the longest match while changing the last (rightmost) non-zero bit to zero.

また、ステップＳ１００６において、最長一致となる転送経路が複数見つかった場合には、転送経路情報ｖａｌｕｅに含まれるバージョン番号が最新の方が選ばれる。また、ステップＳ１０１２において、レプリケーションする経路計算結果情報は、ｋ＋１番目に距離の近いルータ２０に格納されるが、ｋ＋１番目のルータ２０にすでに格納済みであれば、ｋ＋２番目のルータにレプリケーションされる。そして、レプリケーションされた経路計算結果情報は、所定時間が経過した後（タイムアウト後）、消去される。なお、その所定時間は、取得キーｋｄとルータＩＤとの距離の大きさに反比例して設定される。すなわち、タイムアウトの所定時間は、距離が遠いほど短く設定される。   In step S1006, when a plurality of longest matching transfer paths are found, the latest version number included in the transfer path information value is selected. In step S1012, the route calculation result information to be replicated is stored in the router 20 closest to the (k + 1) th distance. If already stored in the (k + 1) th router 20, the information is replicated to the (k + 2) th router. The replicated route calculation result information is deleted after a predetermined time has elapsed (after a timeout). The predetermined time is set in inverse proportion to the distance between the acquisition key kd and the router ID. That is, the predetermined time-out time is set shorter as the distance is longer.

（記憶容量の削減効果）
前記したように、本実施形態では、ルータ２０が記憶していた外部経路情報がルートサーバ１０に記憶されるため、従来のルータに比べて、記憶容量を低減することが可能である。また、ルートサーバ１０も、プリフィクスを分担して記憶する台数を増加することによって、一台当りの記憶容量を低減することができる。さらに、従来の各ルータでは、パケット転送のために必要な転送経路の情報（ＦＩＢに記憶される情報）については、すべてのプリフィクスに対して記憶しなければならなかったが、本実施形態では、ＰｏＰ内で分散管理することによって、ルータ２０の記憶容量を低減することが可能である。定量的には、ルータ２０一台当りの保持する経路数は、全経路数をＰｏＰ内のルータ数で除算した値に、レプリケーションされる情報の経路数を加算して算出される。なお、インターネットにおいては、トラヒックのほとんどは少数の宛先に集中する傾向があるため、レプリケーションされる経路数は、全経路数をＰｏＰ内のルータ数で除算した値に比較して小さい。 (Reduction effect of storage capacity)
As described above, in the present embodiment, since the external route information stored in the router 20 is stored in the route server 10, it is possible to reduce the storage capacity compared to the conventional router. In addition, the route server 10 can also reduce the storage capacity per unit by increasing the number of prefixes that are shared and stored. Furthermore, in each conventional router, the information on the transfer route necessary for packet transfer (information stored in the FIB) has to be stored for all prefixes. In the present embodiment, By managing the distribution within the PoP, the storage capacity of the router 20 can be reduced. Quantitatively, the number of routes held per router 20 is calculated by adding the number of routes of information to be replicated to the value obtained by dividing the total number of routes by the number of routers in PoP. In the Internet, since most of the traffic tends to concentrate on a small number of destinations, the number of routes to be replicated is smaller than the value obtained by dividing the total number of routes by the number of routers in the PoP.

（メッセージ数および計算処理量の削減効果）
ルートサーバ１０が経路計算を実行するため、各ルータ２０は、経路計算を実行しないで良い。そのため、本実施形態のルータ２０では、従来のルータに比較して、計算処理量が低減できる。さらに、本実施形態では、ＡＳ内のルータ２０は、複数のＰｏＰのいずれかに属している。そして、ＰｏＰ内ではＢＧＰ経路については同一の転送経路となるので、ルートサーバ１０は、ＰｏＰごとに１つのルータ２０のための経路計算を実行すれば良く、また、その経路計算結果をメッセージとしてＰｏＰ内のルータ数より少ないｋ個のルータ２０に送信すれば良い。したがって、ルートサーバ１０が、ルータ２０ごとにすべての経路計算結果を送信する場合に比べて、定性的には、メッセージ数および計算処理量（処理負荷）を低減することができる。 (Reduction effect of the number of messages and the amount of calculation processing)
Since the route server 10 performs route calculation, each router 20 may not execute route calculation. Therefore, in the router 20 of this embodiment, the amount of calculation processing can be reduced as compared with the conventional router. Furthermore, in the present embodiment, the router 20 in the AS belongs to one of a plurality of PoPs. Since the BGP route is the same transfer route in PoP, the route server 10 only has to execute route calculation for one router 20 for each PoP, and the route calculation result is used as a message in the PoP. What is necessary is just to transmit to k routers 20 fewer than the number of routers in the. Therefore, compared with the case where the route server 10 transmits all the route calculation results for each router 20, the number of messages and the amount of calculation processing (processing load) can be reduced qualitatively.

定量的には、ＰｏＰ内のルータ数の平均をＲｐｏｐ、ルートサーバ１０からすべてのルータ２０に経路計算結果（メッセージ）を送信する場合のメッセージ数をＭとすると、経路計算結果の配信のために、ルートサーバ１０が送信するメッセージ数Ｒｍは、Ｍ／Ｒｐｏｐ＋Ｎｆとなる。ここで、Ｎｆは、ｆｉｎｄ＿ｎｏｄｅメッセージ数である。このＮｆは、初期状態では、最大でＰｏＰ内のルータ数分になることもあるが、ｆｉｎｄ＿ｎｏｄｅが繰り替えされることによって、ルートサーバ１０の格納先ノードＤＢ１３２が更新され、ルートサーバ１０が知り得ないルータ２０が無くなっていくため、最終的には、ｋ（冗長性）に収束する。そのため、メッセージ数は、削減される。   Quantitatively, if the average number of routers in the PoP is Rpop, and the number of messages when the route calculation result (message) is transmitted from the route server 10 to all the routers 20 is M, The number of messages Rm transmitted by the route server 10 is M / Rpop + Nf. Here, Nf is the number of find_node messages. In the initial state, this Nf may be up to the number of routers in the PoP. However, when the find_node is repeated, the storage destination node DB 132 of the route server 10 is updated, and the route server 10 cannot know. Since the router 20 disappears, it finally converges to k (redundancy). Therefore, the number of messages is reduced.

また、ｆｉｎｄ＿ｖａｌｕｅメッセージ数は、転送すべきパケットの宛先の分布に依存する。インターネットでは、パケットの宛先のほとんどが、ごく一部のプリフィクスに集中することから、レプリケーションによって、他のルータに取得要求を行う必要がなくなっていく。したがって、ｆｉｎｄ＿ｖａｌｕｅメッセージ数は、ほとんどゼロに収束する。したがって、本実施形態では、ＰｏＰおよびレプリケーションの導入にともなって、メッセージ数を低減することができる。   Further, the number of find_value messages depends on the distribution of destinations of packets to be transferred. In the Internet, most packet destinations are concentrated on a small part of the prefix, so that it is not necessary to make an acquisition request to another router by replication. Therefore, the number of find_value messages converges to almost zero. Therefore, in this embodiment, the number of messages can be reduced with the introduction of PoP and replication.

以上、本実施形態の経路情報管理システム３０によれば、ルートサーバ１０がプリフィクスに係る外部経路情報を格納するため、ルータ２０に保持すべき経路数（記憶容量）を削減することができる。また、ルートサーバ１０は、同一のプリフィクスに係る外部経路情報についてすべてを収集して経路計算を実行するため、経路計算結果が最適とならないという問題は発生しない。また、ＡＳ内に複数のＰｏＰを設けた場合、そのＰｏＰ内のＢＧＰ経路はプリフィクスに対して共通になるため、ルートサーバ１０は、ＰｏＰ内の１つのルータ２０に対してだけ経路計算を実行すれば良くなる。そのため、ルートサーバ１０の処理負荷を低減することができるとともに、ルータ２０での経路計算が不要となる。また、ルートサーバ１０によって算出されたＰｏＰごとの経路計算の結果は、ＰｏＰ内で分散管理されるため、ＰｏＰごとにｋ個（所定数）のルータ２０に格納（送信）されれば良い。そのため、経路計算の結果をメッセージとして送信するときのメッセージ数を削減することができる。また、ＰｏＰ内のルータ２０によって経路計算結果情報が分散管理されるため、一台当りのルータ２０の記憶容量は、すべての経路計算結果情報を記憶していた従来の一台のルータ２０の記憶容量に比べて、低減できる。また、必要な経路計算結果の取得のための探索は、ＰｏＰ内のルータ２０だけに限られるため、その取得処理が早くなる。   As described above, according to the route information management system 30 of the present embodiment, since the route server 10 stores the external route information related to the prefix, the number of routes (storage capacity) to be held in the router 20 can be reduced. Further, since the route server 10 collects all the external route information related to the same prefix and executes route calculation, there is no problem that the route calculation result is not optimal. In addition, when a plurality of PoPs are provided in the AS, the BGP route in the PoP is common to the prefix, so that the route server 10 performs route calculation for only one router 20 in the PoP. Better. Therefore, the processing load on the route server 10 can be reduced, and route calculation at the router 20 becomes unnecessary. In addition, since the result of route calculation for each PoP calculated by the route server 10 is distributed and managed in the PoP, it may be stored (transmitted) in k (predetermined number) routers 20 for each PoP. Therefore, it is possible to reduce the number of messages when the route calculation result is transmitted as a message. Further, since the route calculation result information is distributed and managed by the routers 20 in the PoP, the storage capacity of each router 20 is the memory of one conventional router 20 storing all the route calculation result information. Compared to capacity, it can be reduced. Further, since the search for obtaining the necessary route calculation result is limited to only the router 20 in the PoP, the obtaining process is accelerated.

なお、本実施形態は、これらに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。例えば、取得先選択部２２３が検索キーｋｒや取得キーｋｄに距離の近いｋ個のルータ２０を選択するときに、本実施形態では検索キーｋｒや取得キーｋｄを含むｒａｎｇｅで選択されているｋ個のルータを取得するものとして説明した。しかし、ルータ２０の記憶部２３に記憶されているルータＩＤと検索キーｋｒや取得キーｋｄとの距離を計算して、最も距離の近いｋ個のルータ２０を選択するようにしても構わない。また、図７では、一例として、記憶部２３の取得先ノードＤＢ２３３にｒａｎｇｅごとにｋ個のルータに係る情報を格納する場合を示した。しかし、ｒａｎｇｅごとにｋ個より多くのルータ２０に係る情報が記憶されている場合には、その中から最も距離の近いｋ個のルータ２０を選択するようにしても構わない。   In addition, this embodiment is not limited to these, It can implement in the range which does not change the meaning. For example, when the acquisition destination selection unit 223 selects k routers 20 that are close to the search key kr or the acquisition key kd, in this embodiment, k selected by the range including the search key kr and the acquisition key kd. Described as obtaining routers. However, the distance between the router ID stored in the storage unit 23 of the router 20 and the search key kr or the acquisition key kd may be calculated to select the k routers 20 having the closest distance. In addition, in FIG. 7, as an example, a case where information related to k routers for each range is stored in the acquisition destination node DB 233 of the storage unit 23 is shown. However, when information related to more than k routers 20 is stored for each range, k routers 20 having the shortest distance may be selected from the information.

また、転送経路決定部２２２が取得キーｋｄに一致する検索キーｋｒを探索するときに、経路計算結果情報（ｋｒ，ｖａｌｕｅ）をｒａｎｇｅごとに紐付けて記憶されていれば、探索範囲を絞ることができ、探索時間を小さくすることができる。また、ルータ２０は、ｆｉｎｄ＿ｖａｌｕｅ（ｋｄ）によって取得した転送経路情報ｖａｌｕｅを、自身の記憶部２３の図示しないキャッシュメモリに格納しておくと、探索を早めることができる。なお、キャッシュメモリに格納された情報は、所定時間後（タイムアウト後）に消去される。なお、レプリケーションやキャッシュは、転送経路情報を格納する１つのＲａｄｉｘ Ｔｒｅｅによって管理される。   When the transfer route determination unit 222 searches for the search key kr that matches the acquisition key kd, the search range is narrowed down if the route calculation result information (kr, value) is stored in association with each range. The search time can be reduced. Further, the router 20 can speed up the search by storing the transfer route information value acquired by find_value (kd) in a cache memory (not shown) of its own storage unit 23. Note that the information stored in the cache memory is deleted after a predetermined time (after timeout). Note that replication and cache are managed by one Radix Tree that stores transfer path information.

また、ルータ２０が、ルートサーバ１０の機能を兼ねていても構わない。また、本実施形態は、ＡＳ間の通信プロトコルであるｅＢＧＰを改変するものではないので、ＡＳ内に閉じて適用することができる。そして、本実施形態を適用したＡＳは、従来通り、他のＡＳと接続することが可能である。   The router 20 may also serve as the function of the route server 10. Moreover, since this embodiment does not modify eBGP, which is a communication protocol between ASs, it can be applied by being closed in AS. And AS which applied this embodiment can be connected with other AS as usual.

また、本実施形態において、ルートサーバ１０（図２参照）の各部１１，１２の処理は、ルートサーバ１０をコンピュータで実現したときに搭載されるプログラムによって実現されてもよい。また、本実施形態において、ルータ（図３参照）の各部２１，２２の処理は、ルータ２０をコンピュータで実現したときに搭載されるプログラムによって実現されてもよい。このプログラムは、通信回線を介して提供することもできるし、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に書き込んで配布することも可能である。   In the present embodiment, the processing of the units 11 and 12 of the route server 10 (see FIG. 2) may be realized by a program installed when the route server 10 is realized by a computer. In the present embodiment, the processing of the units 21 and 22 of the router (see FIG. 3) may be realized by a program installed when the router 20 is realized by a computer. This program can be provided via a communication line, or can be distributed by writing in a computer-readable recording medium such as a CD-ROM.

１ ＡＳ
１０ ルートサーバ（経路情報管理装置）
１１ 入出力部
１２ 処理部
１３ 記憶部
２０ ルータ（境界ルータ、ルータ）
２２ 処理部
２３ 記憶部
３０ 経路情報管理システム
１２１ 外部経路情報収集部
１２２ 経路計算部
１２３ 格納先選択部
１２４ 検索キー生成部
１３１ 外部経路情報ＤＢ
１３２ 格納先ノードＤＢ
２２１ ルートサーバ選択部
２２２ 転送経路決定部
２２３ 取得先選択部
２２４ カプセル化処理部
２２５ 取得キー生成部
２３１ ルートサーバＩＤＤＢ
２３２ 経路計算結果ＤＢ
２３３ 取得先ノードＤＢ 1 AS
10 Route server (route information management device)
11 Input / output unit 12 Processing unit 13 Storage unit 20 Router (border router, router)
22 processing unit 23 storage unit 30 route information management system 121 external route information collection unit 122 route calculation unit 123 storage destination selection unit 124 search key generation unit 131 external route information DB
132 Storage node DB
221 Route server selection unit 222 Transfer route determination unit 223 Acquisition destination selection unit 224 Encapsulation processing unit 225 Acquisition key generation unit 231 Route server IDDB
232 Route calculation result DB
233 Acquisition destination node DB

Claims (10)

ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを構成するＡＳ（Autonomous System）内で、他のＡＳから該他のＡＳのＩＰアドレスの集合であるプリフィクスを含む外部経路情報を取得し、かつパケットを他のＡＳに転送する複数のルータと、同一のプリフィクスを含む外部経路情報を前記ルータから収集して経路計算を実行する２以上の経路情報管理装置とが相互に通信可能に接続される経路情報管理システムであって、
前記経路情報管理装置は、
前記ルータから収集した前記プリフィクスごとに、そのプリフィクスを含む外部経路情報を用いて、前記ＡＳ内の２以上のルータの一まとまりを単位として前記ＡＳ内に複数設定されるルータ集合に属する少なくともいずれか１つのルータにおける、パケットの転送先のプリフィクスに至る転送経路を計算する経路計算を実行する経路計算部と、
前記経路計算部によって経路計算されたルータ集合ごとの経路計算の結果を含む経路計算結果情報を送信する当該ルータ集合に属する所定数のルータを選択する格納先選択部と、
当該経路計算結果情報を、前記格納先選択部によって選択された当該所定数のルータに送信する入出力部と、
を備え、
前記ルータは、
転送すべきパケットを受信したときに、前記経路情報管理装置から受信した前記経路計算結果情報を参照して、該パケットの転送先を決定する転送経路決定部と、
前記転送経路決定部によって決定された転送先に前記転送すべきパケットを送信する入出力部と、
を備える
ことを特徴とする経路情報管理システム。 In an AS (Autonomous System) constituting an IP (Internet Protocol) network, external route information including a prefix that is a set of IP addresses of the other AS is acquired from another AS, and the packet is transferred to the other AS. A route information management system in which a plurality of routers and two or more route information management devices that collect external route information including the same prefix from the router and perform route calculation are connected to each other so as to be able to communicate with each other ,
The route information management device
For each prefix collected from the router, at least one of a plurality of routers set in the AS with a group of two or more routers in the AS using external route information including the prefix as a unit A route calculation unit that performs route calculation for calculating a transfer route to a prefix of a packet transfer destination in one router;
A storage location selection unit that selects a predetermined number of routers belonging to the router set for transmitting route calculation result information including a route calculation result for each router set calculated by the route calculation unit;
An input / output unit that transmits the route calculation result information to the predetermined number of routers selected by the storage destination selection unit;
With
The router
A transfer path determination unit that determines a transfer destination of the packet with reference to the path calculation result information received from the path information management device when a packet to be transferred is received;
An input / output unit that transmits the packet to be transferred to the transfer destination determined by the transfer path determination unit;
A route information management system comprising: 前記経路情報管理装置は、さらに、
前記ルータ集合ごとに、少なくとも１以上のルータのルータＩＤとして、当該ルータの属する前記ルータ集合のルータ集合ＩＤのビット列の後にハッシュ関数によって生成されたハッシュ値のビット列を連結したビット列を記憶する格納先ノード情報を格納する記憶部と、
前記ルータ集合ごとに、前記経路計算結果情報の格納先の検索に用いる検索キーとして、当該ルータ集合のルータ集合ＩＤのビット列、前記プリフィクスのビット列、前記プリフィクスに対するマスク値のビット列、およびパディングとしてすべて「０」のビット列を連結したビット列を生成する検索キー生成部と、
を備え、
前記格納先選択部は、
前記格納先ノード情報に記憶しているルータＩＤと前記検索キーとの距離を、当該ルータＩＤと前記検索キーとのビットごとの排他的論理和を示すビット列において、左から見て最初に「１」が出現したビット位置について右から数えたビットの桁数の数値として算出し、その算出した距離の小さい順に所定数のルータを当該ルータ集合から送信先として選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の経路情報管理システム。 The route information management device further includes:
A storage location for storing a bit string obtained by concatenating a bit string of a hash value generated by a hash function after a bit string of a router set ID of the router set to which the router belongs, as a router ID of at least one router for each router set A storage unit for storing node information;
For each router set, as a search key used for searching the storage destination of the route calculation result information, the router set ID bit string of the router set, the prefix bit string, the mask value bit string for the prefix, and the padding are all “ A search key generation unit for generating a bit string obtained by concatenating bit strings of “0”;
With
The storage destination selection unit
The distance between the router ID stored in the storage destination node information and the search key is first set to “1” when viewed from the left in the bit string indicating the exclusive OR for each bit of the router ID and the search key. 2. The bit position where “” appears is calculated as a numerical value of the number of bits counted from the right, and a predetermined number of routers are selected as destinations from the router set in ascending order of the calculated distance. The route information management system described in 1. 前記経路計算結果情報は、前記検索キーと、その検索キーに含まれるプリフィクスに対応する前記ルータ集合ごとの経路計算の結果とを関連付けた情報である
ことを特徴とする請求項２に記載の経路情報管理システム。 The route according to claim 2, wherein the route calculation result information is information in which the search key is associated with a result of route calculation for each router set corresponding to a prefix included in the search key. Information management system. 前記ルータは、さらに、
そのルータの属するルータ集合内の自身を除く少なくとも１以上のルータのルータＩＤを記憶する取得先ノード情報と前記経路計算結果情報とを記憶する記憶部と、
転送すべきパケットを受信したとき、当該ルータの属するルータ集合ＩＤのビット列、当該パケットの宛先ＩＰアドレスのビット列、前記宛先ＩＰアドレスに対するマスク値としてすべて「１」のビット列、およびパディングとしてすべて「０」のビット列を連結して形成される、取得キーを生成する取得キー生成部と、
前記取得先ノード情報に記憶しているルータＩＤと前記取得キーとの距離を、前記ルータＩＤと前記取得キーとのビットごとの排他的論理和を示すビット列において、左から見て最初に「１」が出現したビット位置について右から数えたビットの桁数の数値として算出し、その算出した距離の小さい順に所定数のルータを当該ルータ集合から取得先として選択する取得先選択部と、
を備え、
前記転送経路決定部は、
自身の前記記憶部に記憶する前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが一致するか否かを判定し、一致するものがある場合には、その検索キーに関連付けられた前記ルータ集合ごとの経路計算の結果に基づいてパケットの転送先を決定し、一致するものがない場合には、前記取得先選択部によって取得先として選択されたルータに前記取得キーを送信して、当該ルータの記憶する前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが一致する前記ルータ集合ごとの経路計算の結果を取得して、その取得した前記ルータ集合ごとの経路計算の結果に基づいてパケットの転送先を決定する
ことを特徴とする請求項３に記載の経路情報管理システム。 The router further includes:
A storage unit for storing acquisition destination node information for storing router IDs of at least one or more routers excluding itself in the router set to which the router belongs, and the route calculation result information;
When a packet to be transferred is received, a bit string of a router set ID to which the router belongs, a bit string of a destination IP address of the packet, a bit string of all “1” as a mask value for the destination IP address, and all “0” as padding An acquisition key generation unit that generates an acquisition key formed by concatenating bit strings of
The distance between the router ID and the acquisition key stored in the acquisition destination node information is first set to “1” when viewed from the left in the bit string indicating the exclusive OR for each bit of the router ID and the acquisition key. `` Appears as a numerical value of the number of digits of the bit counted from the right for the bit position, and an acquisition destination selection unit that selects a predetermined number of routers as an acquisition destination from the router set in ascending order of the calculated distance;
With
The transfer path determination unit
It is determined whether or not the search key of the route calculation result information stored in its storage unit matches the acquisition key, and if there is a match, the router set associated with the search key The packet transfer destination is determined based on the result of each path calculation, and if there is no match, the acquisition key is transmitted to the router selected as the acquisition destination by the acquisition destination selection unit, and the router A route calculation result for each router set in which the search key of the route calculation result information stored and the acquisition key match are acquired, and based on the acquired route calculation result for each router set 4. The route information management system according to claim 3, wherein a transfer destination is determined. 前記転送経路決定部は、さらに、前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが一致するものがない場合、
前記取得キーの宛先ＩＰアドレス部分の最後のゼロでないビットをゼロに変更するとともに、前記取得キーのマスク値部分の当該宛先ＩＰアドレス部分の変更位置を含む右側のビットをゼロに変更し、その変更したビット列を新たな取得キーに設定し、その新たな取得キーを用いて、自身の前記取得先選択部によって選択された取得先のルータから、さらにその取得先のルータの前記取得先選択部によって選択された取得先のルータと経路計算結果情報とを取得することを繰り返し、取得されたすべての前記経路計算結果情報の検索キーと前記新たな取得キーとが一致するか否かを判定して、前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが最長一致となるときの前記ルータ集合ごとの経路計算の結果に基づいてパケットの転送先を決定することを、前記取得キーの宛先ＩＰアドレス部分のビット列がすべてゼロになるまで繰り返し実行する
ことを特徴とする請求項４に記載の経路情報管理システム。 The transfer route determination unit further, when there is no match between the search key of the route calculation result information and the acquisition key,
The last non-zero bit of the destination IP address portion of the acquisition key is changed to zero, and the right bit including the change position of the destination IP address portion of the mask value portion of the acquisition key is changed to zero, and the change is made The obtained bit string is set as a new acquisition key, and using the new acquisition key, from the acquisition destination router selected by the acquisition destination selection unit of itself, and further by the acquisition destination selection unit of the acquisition destination router Repeat the acquisition of the selected acquisition destination router and route calculation result information, and determine whether or not the search key of all the acquired route calculation result information matches the new acquisition key The packet transfer destination is determined based on the route calculation result for each router set when the search key of the route calculation result information and the acquisition key have the longest match. Route information management system of claim 4 Rukoto a bit string of the destination IP address portion of the acquisition key and said repeatedly executes it until all zero. 前記取得先ノード情報は、前記ルータＩＤを複数の範囲に区分し、自身のルータのルータＩＤから前記距離の近いルータＩＤほどその区分の範囲を狭く設定し、前記距離の遠いルータＩＤほどその区分の範囲を広く設定して、それぞれの前記範囲ごとにその範囲に属するルータのルータＩＤを記憶し、
前記取得先選択部は、前記取得キーと前記範囲の境界のルータＩＤとを比較して、前記取得キーを含む前記範囲を抽出し、前記取得キーと前記抽出した範囲に属するルータのルータＩＤとの前記距離を算出し、前記距離の近い順に所定数のルータを取得先として選択する
ことを特徴とする請求項４に記載の経路情報管理システム。 The acquisition node information divides the router ID into a plurality of ranges, and sets a narrower range for the router ID closer to the distance from the router ID of its own router, and sets the range for the router ID farther away. Set a wide range, and for each said range, store the router ID of the router belonging to that range,
The acquisition source selection unit compares the acquisition key with a router ID at the boundary of the range, extracts the range including the acquisition key, and obtains the acquisition key and a router ID of a router belonging to the extracted range. The route information management system according to claim 4, wherein the distance is calculated, and a predetermined number of routers are selected as acquisition destinations in order of increasing distance. 請求項４に記載の経路情報管理システムにおいて用いられる経路情報管理装置の経路情報管理方法であって、
前記経路情報管理装置は、
前記ＡＳ内の２以上のルータの一まとまりを単位として前記ＡＳ内に複数設定されるルータ集合ごとに、少なくとも所定数以上のルータのルータＩＤとして、当該ルータの属する前記ルータ集合のルータ集合ＩＤのビット列の後にハッシュ関数によって生成されたハッシュ値のビット列を連結したビット列を記憶する格納先ノード情報を格納する記憶部を備え、
前記ルータから収集した前記プリフィクスごとに、そのプリフィクスを含む外部経路情報を用いて、前記ＡＳ内の２以上のルータの一まとまりを単位として前記ＡＳ内に複数設定されるルータ集合に属する少なくともいずれか１つのルータにおける、パケットの転送先のプリフィクスに至る転送経路を計算する経路計算を実行する経路計算ステップと、
前記ルータ集合ごとに、前記経路計算ステップによって経路計算されたルータ集合ごとの経路計算の結果を含む経路計算結果情報の格納先の検索に用いる検索キーとして、当該ルータ集合のルータ集合ＩＤのビット列、前記プリフィクスのビット列、前記プリフィクスに対するマスク値のビット列、およびパディングとしてすべて「０」のビット列を連結したビット列を生成する検索キー生成ステップと、
前記格納先ノード情報に記憶しているルータＩＤと前記検索キーとの距離を、当該ルータＩＤと前記検索キーとのビットごとの排他的論理和を示すビット列において、左から見て最初に「１」が出現したビット位置について右から数えたビットの桁数の数値として算出し、その算出した距離の小さい順に所定数のルータを当該ルータ集合から送信先として選択する格納先選択ステップと、
当該経路計算結果情報を、前記格納先選択ステップによって選択された当該所定数のルータに送信する入出力ステップと
を実行することを特徴とする経路情報管理装置の経路情報管理方法。 A route information management method for a route information management device used in the route information management system according to claim 4,
The route information management device
For each set of routers set in the AS in units of a group of two or more routers in the AS, as router IDs of at least a predetermined number of routers, the router set ID of the router set to which the router belongs A storage unit for storing storage destination node information for storing a bit string obtained by concatenating a bit string of hash values generated by a hash function after the bit string;
For each prefix collected from the router, at least one of a plurality of routers set in the AS with a group of two or more routers in the AS using external route information including the prefix as a unit A route calculation step for performing a route calculation for calculating a transfer route to a prefix of a packet transfer destination in one router;
For each router set, as a search key used for searching a storage destination of route calculation result information including a route calculation result for each router set calculated by the route calculation step, a bit string of a router set ID of the router set, A search key generation step of generating a bit string obtained by concatenating a bit string of the prefix, a bit string of a mask value for the prefix, and a bit string of all “0” as padding;
The distance between the router ID stored in the storage destination node information and the search key is first set to “1” when viewed from the left in the bit string indicating the exclusive OR for each bit of the router ID and the search key. `` Appears as a numerical value of the number of digits of the bit counted from the right for the bit position where it appears, and a storage destination selection step of selecting a predetermined number of routers as a transmission destination from the router set in ascending order of the calculated distance;
A route information management method for a route information management device, comprising: performing an input / output step of transmitting the route calculation result information to the predetermined number of routers selected by the storage destination selection step. 請求項４に記載の経路情報管理システムにおいて用いられるルータの経路情報管理方法であって、
前記ルータは、
前記ＡＳ内の２以上のルータの一まとまりを単位として前記ＡＳ内に複数設定されるルータ集合ごとに、少なくとも所定数以上のルータのルータＩＤとして、当該ルータの属する前記ルータ集合のルータ集合ＩＤのビット列の後にハッシュ関数によって生成されたハッシュ値のビット列を連結したビット列を記憶する取得先ノード情報と、前記経路情報管理装置から送信される検索キーと前記ルータ集合ごとの経路計算の結果とを関連付けた情報を示す経路計算結果情報とを記憶する記憶部を備え、
転送すべきパケットを受信したとき、当該ルータの属するルータ集合ＩＤのビット列、当該パケットの宛先ＩＰアドレスのビット列、前記宛先ＩＰアドレスに対するマスク値としてすべて「１」のビット列、およびパディングとしてすべて「０」のビット列を連結して形成される、取得キーを生成する取得キー生成ステップと、
前記取得先ノード情報に記憶しているルータＩＤと前記取得キーとの距離を、前記ルータＩＤと前記取得キーとのビットごとの排他的論理和を示すビット列において、左から見て最初に「１」が出現したビット位置について右から数えたビットの桁数の数値として算出し、その算出した距離の小さい順に所定数のルータを当該ルータ集合から取得先として選択する取得先選択ステップと、
転送すべきパケットを受信したときに、自身の前記記憶部に記憶する前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが一致するか否かを判定し、一致するものがある場合には、その検索キーに関連付けられた前記ルータ集合ごとの経路計算の結果に基づいてパケットの転送先を決定し、一致するものがない場合には、前記取得先選択部によって取得先として選択されたルータに前記取得キーを送信して、当該ルータの記憶する前記経路計算結果情報の検索キーと前記取得キーとが一致する前記ルータ集合ごとの経路計算の結果を取得して、その取得した前記ルータ集合ごとの経路計算の結果に基づいてパケットの転送先を決定する転送経路決定ステップと、
前記転送経路決定ステップにおいて決定された転送先に前記パケットを転送する入出力ステップと
を実行することを特徴とするルータの経路情報管理方法。 A route information management method for a router used in the route information management system according to claim 4,
The router
For each set of routers set in the AS in units of a group of two or more routers in the AS, as router IDs of at least a predetermined number of routers, the router set ID of the router set to which the router belongs Associating acquisition destination node information that stores a bit string obtained by concatenating a bit string of hash values generated by a hash function after a bit string, a search key transmitted from the path information management device, and a result of path calculation for each router set A storage unit for storing route calculation result information indicating the received information,
When a packet to be transferred is received, a bit string of a router set ID to which the router belongs, a bit string of a destination IP address of the packet, a bit string of all “1” as a mask value for the destination IP address, and all “0” as padding An acquisition key generation step for generating an acquisition key formed by concatenating the bit strings of
The distance between the router ID and the acquisition key stored in the acquisition destination node information is first set to “1” when viewed from the left in the bit string indicating the exclusive OR for each bit of the router ID and the acquisition key. Is obtained as a numerical value of the number of bits of the bit counted from the right for the bit position where `` appears '', and an acquisition destination selection step of selecting a predetermined number of routers as an acquisition destination from the router set in ascending order of the calculated distance;
When a packet to be transferred is received, it is determined whether the search key of the route calculation result information stored in the storage unit of the packet matches the acquisition key. A packet transfer destination is determined based on a route calculation result for each router set associated with the search key, and if there is no match, the router selected as the acquisition destination by the acquisition destination selection unit Sending the acquisition key, acquiring a route calculation result for each router set in which the search key of the route calculation result information stored in the router matches the acquisition key, and acquiring the obtained router set A transfer route determining step for determining a transfer destination of the packet based on the result of the route calculation of
A route information management method for a router, comprising: performing an input / output step of transferring the packet to a transfer destination determined in the transfer route determination step. 請求項７に記載の経路情報管理方法を、コンピュータとしての経路情報管理装置に実行させるためのプログラム。   A program for causing a route information management device as a computer to execute the route information management method according to claim 7. 請求項８に記載の経路情報管理方法を、コンピュータとしてのルータに実行させるためのプログラム。   A program for causing a router as a computer to execute the route information management method according to claim 8.
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