JP2005244400A - 光通信ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】通信パスを動的に変更する際に、簡単な処理でトラフィックを退避させることができる、光通信ネットワークを安価に提供する。
【解決手段】本発明の光通信ネットワークシステムでは、新たな通信パスを設定するための資源の過不足を確認し、資源が不足している場合に資源の確保のために解除すべき通信パスを新たな通信パスよりも優先度が低い既存通信パスから選択し、解除すべき既存通信パスのＩＰトラフィックを他の通信パスに退避させ、この退避が終了した後で既存通信パスを解除し、その後、新たな通信パスを設定する。既存通信パスを解除する際に、この既存通信パスのトラフィックを他の通信パス退避させてから解除するので、簡単な処理のみでトラフィックの消失を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、優先制御を行う機能を有する光通信ネットワークシステムにおいて、通信パスの設定を動的に行う技術に関する。本発明は、例えばインターネット用の光通信ネットワークシステムに適用することができる。

インターネット等に使用される光通信ネットワークシステムは、複数のノードと、これらのノードどうしを接続するリンクを備える。例えば、図１８（Ａ）に示した光通信ネットワークシステムは、ノードとして、ルータＡ〜Ｅおよび光スイッチＦ〜Ｊを備えている。そして、各ノードＡ〜Ｊは、光ファイバケーブルによって、１または複数の他のノードにリンクされている。また、ルータＡ〜Ｅは、それぞれ、光ファイバケーブルおよびトラフィックモニタＴＭ１〜ＴＭ６を介して、他のネットワークＮＷ１〜ＮＷ６にリンクされている。

通信ネットワークは、保守管理者が制御管理できる制御可能ドメインと、制御管理できない外部ドメインとに分けることができる。図１８（Ａ）の例では、ノードＡ〜Ｊ、トラフィックモニタＴＭ１〜ＴＭ６およびこれらを相互接続する光ファイバケーブルからなる領域が制御可能ドメインである。一方、外部ネットワークＮＷ１〜ＮＷ６は、外部ドメインである。すなわち、トラフィックモニタＴＭ１〜ＴＭ６と外部ネットワークＮＷ１〜ＮＷ６とを繋ぐ光ファイバケーブル上に、制御可能ドメインと外部ドメインとの境界が存在することになる。

制御可能ドメインは、転送プレーンと制御プレーンとに機能分割することができる。ここで、転送プレーンとはデータトラフィックの転送に使用されるプレーンであり、制御プレーンとはネットワークの制御管理に使用されるプレーンである。

また、制御可能ドメインは、通信パスの構築方法に応じて、複数のドメインにさらに階層化することができる。このようなドメインとしては、例えば、通常のＩＰ(Internet protocol) 網のＩＰドメインや、パケットによって通信パス網が構築されるＰＳＣ(Packet Switch Capable) ドメイン、レイヤ２のスイッチ機能によって通信パス網が構築されるＬ２ＳＣ(Layer 2 Switch Capable)ドメイン、時分割多重によって通信パス網が構築されるＴＤＭ(Time Division Multiplexing)ドメイン、光波長によって通信パス網が構築されるＬＳＣ(Lambda Switch Capable) ドメイン、光ファイバによって通信パス網が構築されるＦＳＣ(Fiber Switch Capable)ドメイン等がある。

通信パスを識別する手段（すなわちラベル）としては、ＰＳＣドメインではパケットヘッダが、Ｌ２ＳＣドメインではＬ２セルヘッダが、ＴＤＭドメインでは時分割多重のチャネル番号が、ＬＳＣドメインでは光波長が、ＦＳＣドメインでは物理ファイバ位置が、それぞれ使用される。ラベルを用いて構築される通信パスを、ＬＳＰ(Label Switched Path) と称する。例えば、ＬＳＣドメインの通信パスはＬＳＣ−ＬＳＰ、ＦＳＣドメインの通信パスはＦＳＣ−ＬＳＰというように称される。

図１８（Ａ）のシステムにＬＳＣ−ＬＳＰを構築した例を、図１８（Ｂ）に示す。図１８（Ｂ）の例では、２個のＬＳＣ−ＬＳＰ１８１０，１８２０が構築されている。ＬＳＣ−ＬＳＰ１８１０は、光パスＢ−Ｇ−Ｈ−Ｃ内で、同一の光周波数を使用する。同様に、ＬＳＣ−ＬＳＰ１８２０は、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄ内で、同一の周波数を使用する。ルータＦ，Ｇ，Ｈ，Ｉは、それぞれ、光周波数をラベルとしてスイッチングを行う。

制御可能ドメイン内に複数の通信パスを構築する場合、データ転送量が多い通信パスの回線容量を大きくし、データ転送量が少ない回線容量は小さくすることが望ましい。通信ネットワークシステム内でのトラフィックのばらつきに対応させてパスの設定を行うことにより、資源の有効活用が可能となる。しかしながら、例えばインターネットのようなＩＰ通信ネットワークでは、トラフィックの変動が非常に激しいために、予めトラフィックの大小を予想して通信パスを構築することは困難である。このため、トラフィック分布の変動等に応じて動的に通信パスを変更することができるように、通信ネットワークシステムを構成することが望ましい。動的な通信ネットワークシステムを提案する文献としては、例えば、下記特許文献１や非特許文献１等がある。

特許文献１の通信ネットワークシステムでは、各パケット交換機ＰＥＸに設けられたパケット流量監視手段ＰＦＭが、トラフィック量を監視する。網管理センタＮＭＣは、各パケット流量監視手段ＰＦＭの監視結果に基づいて、トラフィックの大きい区間に新しい通信パスを設定したり、トラフィックが小さい区間の通信パスを削除したりする。

また、非特許文献１には、現行通信パスの削除と新しい通信パスの設定とを行う際にパケットの損失等を抑制する技術が、提案されている。
特開２０００−２３２４８３号公報 石田他２名、「高信頼ＷＤＭネットワークにおける論理トポロジー再構成アルゴリズムの提案」、信学技報２００２−９、２００２年９月発行、ｐ４９−５４

しかしながら、特許文献１の技術では、通信パスの設定・解除をすべて網管理センタＮＭＣが行う方式を用いるため、新たなパスを設定しようとしたときに網管理センタＮＭＣが故障すると、システム全体が停止してしまう。また、網管理センタＮＭＣや制御用ネットワークの輻輳を減らそうとすると、処理能力や通信能力を大きくしなければならなくなるので、コストが増大する。

また、非特許文献１の技術は、トラフィックを退避させるための通信パスを別途設けるため、そのための資源が必要になる。

本発明の課題は、分散的な処理を行い、トラフィックを消失させることなく、新たなパスを設定することができる光通信ネットワークシステムを提供することにある。

本発明は、複数のルータを用いて構築される通信パスを動的に変更する光通信ネットワークシステムに関する。

そして、新たな通信パスを設定するための資源の過不足を確認する資源確認手段と、資源が不足している場合に資源の確保のために解除すべき通信パスを新たな通信パスよりも優先度が低い既存通信パスから選択する解除パス選択手段と、解除すべき既存通信パスのＩＰトラフィックを他の通信パスに退避させるトラフィック退避手段と、トラフィック退避手段によるＩＰトラフィックの退避が終了した後で既存通信パスを解除するパス解除手段と、パス解除手段が既存通信パスを解除した後で新たな通信パスを設定するパス設定手段とを備える。

本発明によれば、既存通信パスを解除する際に、この既存通信パスのトラフィックを他の通信パス退避させてから解除し、トラフィックの消失を防止する通信ネットワークシステムを、分散的な手法で実現することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎない。

第１実施形態
本発明の第１実施形態に係る通信ネットワークシステムについて、図１〜図４を用いて説明する。

本実施形態の通信ネットワークシステムの全体構成は、従来の通信ネットワークシステム（図１８（Ａ）参照）と同じである。本実施形態では、上述のＬＳＣドメインに、通信パスを構築する。このため、ルータＡ〜Ｅとしては、ＬＳＣインタフェースを有するエッジルータ（以下、「ＬＳＣエッジルータ」と記す）を使用し、また、光スイッチＦ〜Ｊとしては、ＬＳＣ−ＬＳＰを中継・クロスコネクトするためのスイッチルータ（以下、「ＬＳＣスイッチルータ」と記す）を使用する。

図１は、本実施形態に係るＬＳＣエッジルータおよびＬＳＣスイッチルータの機能的な要部構成を概略的に示すブロック図である。図１のＬＳＣエッジルータ１００は、図１８（Ａ）のルータＡ〜Ｅとして使用される。また、図１のＬＳＣスイッチルータ２００は、図１８（Ａ）の光スイッチＦ〜Ｊとして使用される。

ＬＳＣエッジルータ１００は、入力されたユーザ信号に対して、パケット単位で出力方路の切り替えを行う。このＬＳＣエッジルータ１００は、制御機能部１１０と、転送機能部１２０と、制御インタフェース１３０とを備える。

制御機能部１１０は、パス制御機能部１１１と、ＩＰパケット転送制御機能部１１２とを備える。パス制御機能部１１１は、ＬＳＣパスの出力方路切り換えおよびＩＰパケット単位での光パスの切り換えを制御する。一方、ＩＰパケット転送制御機能部１１２は、ＩＰパケット単位での出力方路切り替えを制御する。なお、パス制御機能部１１１内の各機能の詳細については、後述する。

転送機能部１２０は、ＩＰパケット転送機能部１２１、ＩＰルータインタフェース機能１２２、ルータインタフェース機能１２３、ＬＳＣパス終端インタフェース機能１２４およびＬＳＣパス終端インタフェース機能１２５を備える。ＩＰパケット転送機能部１２１は、ＩＰパケットの転送を行う。ＩＰルータインタフェース機能１２２およびルータインタフェース機能１２３は、従来のＩＰルータと同様のインタフェース機能である。また、ＬＳＣパス終端インタフェース機能１２４およびＬＳＣパス終端インタフェース機能１２５は、ＬＳＣパスの終端を行う機能である。なお、ＬＳＣパス終端物理機能１２４およびＬＳＣパス終端インタフェース機能１２５や、ＬＳＣパス終端を行う機能は、ＩＰルータと別の装置にしてもよい。

制御インタフェース１３０は、ルータ間で制御信号を送受信するためのインタフェースである。

ＬＳＣスイッチルータ２００は、ＬＳＣパス単位で出力方路の切り替えを行う。このＬＳＣスイッチルータ２００は、パケット単位での出力方路切り替えは行わない。ＬＳＣスイッチルータ２００は、制御機能部２１０、転送機能部２２０および制御インタフェース２３０を備える。

制御機能部２１０は、ＬＳＣエッジルータ１１０のパス制御機能部１１１と同様、ＬＳＣパスの出力方路切り換えを制御する。但し、制御機能部２１０には、ＩＰパケット転送経路の切り換えを制御するための機能は設けられていない。

転送機能部２２０は、パススイッチ機能部２２１を備えている。パススイッチ機能部２２１は、ＩＰパケットの方路切り換えを行う。

制御インタフェース２３０は、ルータ間で制御信号を送受信するためのインタフェースである。

次に、本実施形態に係る通信ネットワークシステムの動作について、図２〜図４を用いて説明する。

図２（Ａ）に、初期（変更前）のＬＳＣパス状態の例を概念的に示す。なお、図２では、トラフィックモニタＴＭ１〜ＴＭ６および外部ネットワークＮＷ１〜ＮＷ６は省略した。図２（Ａ）に示した例では、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｂ、光パスＢ−Ｇ−Ｈ−Ｃ、光パスＣ−Ｈ−Ｉ−Ｄ、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄ、光パスＡ−Ｆ−Ｊ−Ｅ、光パスＤ−Ｉ−Ｊ−Ｅが設定されている。

次に、このようなパス状態で、新規な光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃ（図２（Ｂ）参照）を設定する要求が出された場合を考える。この要求は、例えば、各ルータ内の図示しない管理機能部等によって、出される。この管理機能部は、例えば、トラフィックモニタＴＭ１〜ＴＭ５から得た情報等に応じて、新規光パスの設定を要求する。以下、ルータＡ内の管理機能部（図示せず）が、パスの設定要求を出した場合を例に採って説明する。

新規な光パスが設定される場合、まず、パス設定命令が、制御プレーン上で、各ノードＡ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｃに送られる。これにより、各ノードＡ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｃで、新しい光パスを設定するための資源確保動作が行われる。そして、かかる資源が無い場合には、優先度の低い光パスを解除する。本実施形態では、ノードＧ，Ｈ間の資源を確保するために、優先度の低い光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄを解除することにする（図２（Ｃ）参照）。本実施形態の通信ネットワークシステムでは、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄの解除に先立って、かかる解除を全ノードに広告する。この広告を受けて、ルータＡ〜Ｅは、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄを使用しないようにＩＰパケットの転送経路を変更する。そして、この転送経路変更の後で、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄの解除と新規光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃの設定とが行われる（図２（Ｄ）参照）。

以下、このような光パス設定を行う際の具体的手順を一例について、図３および図４を用いて説明する。なお、以下の説明における括弧数字は、図３および図４の丸数字に対応している。

ここでは、新規な光パスの設定が必要か否かを、ルータＡ内のシステム制御部（図示せず）で判断する場合を例に採って説明する。

（１）まず、システム制御部が、ルータＡ内のパス制御機能部１１１（図１参照）に対して、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃ（図２（Ｂ）参照）の設定を依頼する。

（２）パス制御機能部１１１内のパス設定解除機能１１１ａは、パス設定資源確認更新機能１１１ｂに対して、新規光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃを設定するための資源の有無を問い合わせる。パス設定資源確認更新機能１１１ｂは、パス資源情報管理機能１１１ｃに格納されたパス資源情報を用いて資源の有無を判定し、パス設定解除機能１１１ａに返答する。パス設定に必要な資源が不足しているとの返答を受け取った場合、パス設定解除機能１１１ａは、パス資源不足時対応機能１１１ｄに対して資源確保処理の実行を要求する。パス資源不足時対応機能１１１ｄは、解除パス検索機能１１１ｅに対して、解除できる光パスの有無を調査させる。解除パス検索機能１１１ｅは、パス資源情報管理機能１１１ｃに格納されたパス資源情報を用いて、解除する光パス（ここでは、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄ）を決定する。この決定結果は、パス資源不足時対応機能１１１ｄを介して、パス設定解除機能１１１ａに送られる。パス設定解除機能１１１ａは、この決定結果を受け取ると、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄの解除を決定する。そして、パス解除依頼機能１１１ｆから、パス解除依頼受信対応機能１１１ｇに対して、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄの解除が依頼される。

（３）パス解除依頼受信対応機能１１１ｇは、ＩＰパケット転送経路変更要否判断機能１１１ｈに、ＩＰパケット転送経路の変更が必要か否かを問い合わせる。ＩＰパケット転送経路要否判断機能１１１ｈは、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄをそのまま解除した場合にトラフィックが失われる可能性があるか否かを判断する。判断結果は、パス解除依頼受信対応機能１１１ｇに送られる。ＩＰパケット転送経路の変更が必要であると判断された場合、パス解除依頼受信対応機能１１１ｇは、ＩＰパケット転送経路変更要否判断機能１１１ｈおよびＩＰパケット転送経路変更依頼機能１１１ｉを介して、ＩＰパケット転送制御機能部１１２に、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄが使用されないように転送経路を変更するよう依頼する。ＩＰパケット転送制御機能部１１２は、この依頼にしたがって、経路表を変更する。さらに、この依頼は、かかるＩＰパケット転送制御機能部１１２から他のルータＢ〜Ｅ内のＩＰパケット転送制御機能部１１２にも送られ、同様の変更処理が行われる。変更後の経路は、各ルータのＩＰパケット転送制御機能部１１２に委ねてもよいし、ルータＡで決定してもよい。基本的には、動的ルーティングの場合には各ルータのＩＰパケット転送制御機能部１１２に委ねることが望ましく、静的ルーティングの場合にはルータＡで決定することが望ましい。

本実施形態ではルータＡから他のルータＢ〜Ｅに転送経路変更依頼を行うこととしたが、ＯＳＰＦ(Open Shortest Path First)のように各ルータがネットワーク構成を把握しているプロトコルが採用されている場合には、そのプロトコルに対して光パスの解除を通知し、そのプロトコルからネットワーク全体に対して光パスの解除を広告することとしてもよい。ＯＳＰＦ等のプロトコルが採用されている場合、光パス解除の通知に伴って、経路表が変更される。

（４）ルータＢ〜Ｅは、経路表変更の処理が完了したことを、ルータＡに伝える。

（５）解除される光パスからＩＰパケットが退避した後で、ルータＡのパス解除依頼受信対応機能１１１ｇは、パス設定解除機能１１１ａに対して、光パスの解除を依頼する。そして、パス設定解除機能１１１ａが、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄの解除命令を発行する。この命令は、ノードＡ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉ→Ｄの順で、これらのノードのパス設定解除機能１１１ａ，２１０ａによって転送される。このような命令転送は、例えば、ＩＥＦＴ(Internet Engineering Task Force) の規約ＲＦＣ(Request For Comment) ３４７１〜ＲＦＣ３４７３に修正を加えることで、実現できる。解除命令を受け取った各ルータは、対応するパスを解除する。パスが解除される際には、各インタフェース機能１２２，１２３，１２４，１２５の設定が変更されるとともに、パス資源情報管理機能１１１ｃ，２１０ｃのデータベース情報が書き換えられる（図１参照）。

（６）解除命令が終端ルータＤに達すると、ルータＤのパス設定解除機能１１１ａは、パス解除完了通知を発行する。このパス解除完了通知は、ノードＤ→Ｉ→Ｈ→Ｇ→Ｆ→Ａの順で、これらのノードのパス設定解除機能１１１ａ，２１０ａによって転送される。これにより、パスの解除を完了したことが、ルータＡに伝えられる。

（７）ルータＡのパス設定解除機能１１１ａは、パス解除完了通知を受け取ると、さらに、この通知を受け取ったことを確認するための確認通知を発行する。この通知は、ノードＡ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉ→Ｄの順で、これらのノードのパス設定解除機能１１１ａ，２１０ａによって転送される。以上により、新しい光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃを設定するための資源確保処理が終了する。

（８）続いて、新しい光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃの設定処理が行われる。この処理では、まず、ルータＡのパス設定解除機能１１１ａが、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃを設定するための命令を発行する。この設定命令は、ルータＡのパス設定解除機能１１１ａから、光スイッチＦのパス設定解除機能２１０ａ（図１参照）に送られる。光スイッチＦのパス設定解除機能２１０ａは、この設定命令を受け取ると、パス設定資源確認更新機能２１０ｂ、パス資源情報管理機能２１０ｃ等を用いて、ノードＦ−Ｇ間の資源に空きがあるか否かをチェックする。資源の空きがある場合、光スイッチＦのパス設定解除機能２１０ａは、この光パス用の資源を予約し、設定命令をスイッチＧに転送する。スイッチＧは、同様の方法でノードＧ−Ｈ間の資源をチェックし、空きがあれば資源の予約と設定命令の転送を行う。同様にして、スイッチＨは、ノードＨ−Ｃ間の資源をチェックする。

（９）ここで、ノードＨ−Ｃ間に、新しい光パスを設定するための資源がなかった場合を考える。この場合、スイッチＨのパス設定解除機能２１０ａは、パス資源不足時対応機能２１０ｄ、解除パス検索機能２１０ｅ等を用いて、解除候補を選択する。ここでは、光パスＢ−Ｇ−Ｈ−Ｃが解除候補に選ばれたものとする。スイッチＨのパス設定解除機能２１０ａは、光パスＢ−Ｇ−Ｈ−Ｃの優先度をチェックする。そして、スイッチＨのパス設定解除機能２１０ａは、この優先度が新しい光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃの優先度よりも低い場合、光パスＢ−Ｇ−Ｈ−Ｃの解除を決定する。このようなが決定がなされた場合、スイッチＨのパス解除依頼機能２１０ｆは、ルータＢのパス解除依頼受信対応機能１１１ｇに対して、光パスＢ−Ｇ−Ｈ−Ｃのの解除を要請する。

（１０）ルータＢは、光パスＢ−Ｇ−Ｈ−Ｃが解除されることを、他のＬＳＣエッジルータＡ，Ｃ，Ｄ，Ｅに通知する。

（１１）ＬＳＣエッジルータＡ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、この通知を受け取ると、経路表を変更して、変更の終了を示す通知をルータＢに送る。

（１２）この通知を受け取ると、ルータＢのパス設定解除機能１１１ａは、光パスＢ−Ｇ−Ｈ−Ｃの解除命令を発行する。この命令は、ノードＢ→Ｇ→Ｈ→Ｃの順で、これらのノードのパス設定解除機能によって転送される。

（１３）ノードＢ，Ｇ，Ｈ，Ｃは、上記（５）と同様、この解除命令に従ってパスを解除する。パスの解除には、パス解除依頼受信対応機能１１１ｇ，２１０ｇが使用される。そして、上記（６）と同様のパス解除完了通知が、Ｃ→Ｈ→Ｇ→Ｂの順に転送される。これにより、パスの解除が完了したことが、ルータＢに伝えられる。

（１４）ルータＢのパス設定解除機能１１１ａは、このパス解除完了通知を受け取ると、上記（７）と同様、この通知を受け取ったことを確認するための確認通知を発行する。この通知は、ノードＢ→Ｇ→Ｈ→Ｃの順で、これらのノードのパス設定解除機能によって転送される。

（１５）そして、ルータＢのパス設定解除機能１１１ａが、上記（９）の解除要請に対する返信として、光パスＢ−Ｇ−Ｈ−Ｃの解除処理終了を示す通知を、スイッチＨに送る。

（１６）スイッチＨは、この通知を受け取ると、再びノードＨ−Ｃ間の資源をチェックする。そして、スイッチＨは、空き資源の予約を行うとともに、新しい光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃの設定命令をルータＣに転送する。

（１７）ルータＣは、この設定命令を受け取ると、パス設定完了通知を発行する。このパス設定完了通知は、ノードＣ→Ｈ→Ｇ→Ｆ→Ａの順で、これらのノードのパス設定解除機能によって転送される。これにより、パスの設定を完了したことが、ルータＡに伝えられる。

（１８）ルータＡのパス設定解除機能１１１ａは、パス設定完了通知を受け取ると、さらに、この通知を受け取ったことを確認するための確認通知を発行する。この通知は、ノードＡ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｃの順で、これらのノードのパス設定解除機能によって転送される。

（１９）さらに、ＬＳＣエッジルータＡのパス設定解除機能１１１ａは、新しい光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃが使用可能になったことを、他のＬＳＣエッジルータＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅに通知する。

（２０）ルータＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、転送機能部１２０の設定を変更し、この変更が完了したことをルータＡに通知する。

なお、ＯＳＰＦ等のプロトコルを用いている場合には、そのプロトコルからネットワーク全体に対して新しい光パスの設定を広告することとしてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、いずれかのルータが既存のパス設定を解除する際に、この設定を他のルータに通知してトラフィックを退避させることとしたので、パス解除に伴うパケット損失を防止することができる。

第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係る通信ネットワークシステムについて、図５〜図８を用いて説明する。

本実施形態は、優先順位の低い通信パスを解除する際に、単に経路表を変更するのではなく、ＩＰトンネルを設定してトラフィックを退避させる点で、上述の第１実施形態と異なる（上記第１実施形態の処理（３），（１１）参照）。

ここで、ＩＰトンネルとは、ヘッダを含むＩＰパケット全体を他のＩＰパケットのペイロードに格納して転送する通信モードである。本実施形態では、解除される通信パスの入口側ルータで、出口側ルータ宛のＩＰパケットを他のＩＰパケットに格納して、解除される通信パスとは別の経路で出口側ルータに転送する。そして、この出口側ルータで、転送されたＩＰパケットのペイロードから、出口側ルータ宛のＩＰパケットを取り出す。

図５は、本実施形態に係るＬＳＣエッジルータおよびＬＳＣスイッチルータの機能的構成を概略的に示すブロック図である。図５において、図１と同じ符号を付した構成要素は、それぞれ図１の場合と同じものを示している。図５に示したように、本実施形態のＬＳＣエッジルータ１１０では、ＩＰパケット転送制御機能部１１２に、ＩＰトンネル設定機能１１２ａが設けられる。

図６は、本実施形態に係るＩＰトンネルを示す概念図である。また、図７および図８は、本実施形態に係る光パス設定処理おけるメッセージの流れを示す概念図である。

なお、光パスの初期設定状態は、図２（Ａ）と同様である。また、ＡＤ間のトラフィックは、光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄを使用する。

本実施形態では、処理（３）において、ＩＰパケット転送経路の変更が必要であると判断された場合に、ルータＡのＩＰトンネル設定機能１１２ａが、他のＬＳＣエッジルータＤ，ＥにＩＰトンネルの設定依頼を送信する。これにより、解除される光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｄに代わるパスとして、ＩＰトンネルＡ−Ｆ−Ｊ−Ｅ−Ｊ−Ｉ−Ｄが設定される（図６（Ａ）のＩＰトンネル６０１参照）。ＩＰトンネルを設定した各ルータＤ，Ｅは、処理（４）で、ＩＰトンネルの設定完了を、ルータＡに伝える。

同様に、処理（１０）では、ＬＳＣエッジルータＢが、ＬＳＣエッジルータＡ，Ｃ，Ｄ，Ｅに、ＩＰトンネル設定依頼を送信する。これにより、処理（１１）で、解除される光パスＢ−Ｇ−Ｈ−Ｃに代わるパスとして、ＩＰトンネルＢ−Ｇ−Ｆ−Ａ−Ｆ−Ｊ−Ｅ−Ｊ−Ｉ−Ｄ−Ｉ−Ｈ−Ｃが設定される（図６（Ｂ）のＩＰトンネル６０２参照）。ＩＰトンネルを設定した各ＬＳＣエッジルータＡ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、ＩＰトンネルの設定完了を、ルータＢに伝える。

これらのＩＰトンネルは、新しい光パスＡ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｃの設定が完了した後に（処理（２０）参照）、解除される（図示せず）。

他の処理（１）、（２）、（５）〜（９）、（１２）〜（２０）は、第１の実施の形態（図３、図４参照）と同様である。

ここで、ＩＰトンネルは、例えば、保守者により設定することができる。

本実施形態の通信ネットワークシステムによれば、第１実施形態と同様、いずれかのルータが既存のパス設定を解除する際に、この設定を他のルータに通知してトラフィックを退避させることとしたので、パス解除に伴うパケット損失を防止することができる。

加えて、本実施形態に係る通信ネットワークシステムでは、光パスを解除する際に、ＩＰトンネルを設定することにした。このため、本実施形態の通信ネットワークシステムでは、トラフィックを退避させる際に、解除する光パスを通過するトラフィックのみを移動させればよく、したがって、トラフィックの退避に要する時間を短縮することができる。

第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態に係る通信ネットワークシステムについて、図９〜図１６を用いて説明する。

上述の第２実施形態では、トラフィック退避用のパスとして、ＩＰトンネルを構築した。これに対して、本実施形態では、ＰＳＣ−ＬＳＰ（パケットによって構築された通信パス）を用いてトラフィック退避用のパスを構築する。このため、本実施形態に係る通信ネットワークシステムは、三種類のノードを備えている。

図９は、本実施形態に係るノードの機能的構成を概略的に示すブロック図である。図９に示したように、本実施形態では、ノードとして、ＰＳＣエッジルータ３００と、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータ４００と、ＬＳＣスイッチルータ５００とを備えている。

ＰＳＣエッジルータ３００は、ＰＳＣインタフェースを備えるＩＰルータである。すなわち、ＰＳＣエッジルータ３００は、通常のＩＰルータのインタフェース機能とＩＰパケットヘッダに基づく転送を行うノードの機能とに加えて、パケットヘッダ情報を識別子とした切り換え動作で提供されるパス（すなわちＰＳＣパス）の終端を行う機能を備えている。ＰＳＣエッジルータ３００は、制御機能部３１０と、転送機能部３２０とを備える。

制御機能部３１０は、ＰＳＣ制御機能３１１と、ＩＰパケット転送制御機能部３１２とを備える。ＰＳＣ制御機能３１１は、ＰＳＣパスの出力方路切り換えおよびＩＰパケット単位でのパスの切り換えを制御する。一方、ＩＰパケット転送制御機能部３１２は、ＩＰパケット単位での出力方路切り替えを制御する。

転送機能部３２０は、ＩＰパケット転送機能部３２１、ルータインタフェース機能３２２，３２３およびＰＳＣパス終端インタフェース機能３２４，３２５を備える。ＩＰパケット転送機能部３２１は、ＩＰパケットの転送を行う。ルータインタフェース機能３２２，３２３は、従来のルータと同様のインタフェース機能である。また、ＰＳＣパス終端インタフェース機能３２４，３２５は、ＰＳＣパスの終端を行う機能である。

ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータ４００は、ＰＳＣスイッチルータとしての機能と、ＬＳＣエッジルータとしての機能とを備えている。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータ４００は、ＰＳＣパスの方路切り替えをパケットヘッダによるラベル情報に基づいて行う機能に加え、光波長を識別子とした切り換え動作で提供されるパス（すなわちＬＳＣパス）の終端を行う機能を備えている。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータ４００は、制御機能部４１０と、転送機能部４２０とを備えている。

制御機能部４１０は、ＬＳＣパスの出力方路切り換えや、ＩＰパケット単位でのパスの切り換え等を行う。

転送機能部４２０は、ＰＳＣパススイッチ機能部４２１、ＰＳＣパス終端インタフェース機能４２２，４２３およびＬＳＣパス終端インタフェース機能４２４，４２５を備える。ＰＳＣパススイッチ機能部４２１は、ＩＰパケットのパス切り換えを行う。ＰＳＣパス終端インタフェース機能４２２，４２３は、ＰＳＣパスの終端を行う機能である。また、ＬＳＣパス終端インタフェース機能４２４，４２５は、ＬＳＣパスの終端を行う機能である。

ＬＳＣスイッチルータ５００は、多重化されたＬＳＣパス単位で出力方路の切り替えを行う。このＬＳＣスイッチルータ５００は、パケット単位での出力方路切り替えは行わない。ＬＳＣスイッチルータ５００は、制御機能部５１０および転送機能部５２０を備える。制御機能部５１０および転送機能部５２０の機能は、第１実施形態に係るＬＳＣスイッチルータ２００の制御機能部２１０および転送機能部２２０の機能（図１参照）と同様である。

図１０は、本実施形態に係る通信ネットワークシステムの構成を示す概念図である。図１０において、ルータＡ〜Ｅとしては図９のＰＳＣエッジルータ３００が使用され、ノードＦ〜Ｊとしては図９のＬＳＣスイッチルータ５００が使用され、且つ、ノードＫ〜Ｏとしては図９のＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータ４００が使用される。

図１１、図１２は、本実施形態の通信ネットワークシステム内における、ＬＳＣ−ＬＳＰおよびＰＳＣ−ＬＳＰの設定態様を示す概念図である。図１１は、図１０の通信パスＡ→Ｋ→Ｆ→Ｊ→Ｏ→Ｊ→Ｉ→Ｎ→Ｄに相当する。

図１１から解るように、ＬＳＣ−ＬＳＰは、ＬＳＣスイッチルータを中継ノードとして、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータに設けられたＬＳＣエッジルータ間に設定される。すなわち、ＬＳＣ−ＬＳＰ１はＬＳＣスイッチルータＦ，Ｊを中継ノードとしてＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫ，Ｏ間に設定され、また、ＬＳＣ−ＬＳＰ２はＬＳＣスイッチルータＪ，Ｉを中継ノードとしてＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＯ，Ｎ間に設定される。ここで、ＬＳＣ−ＬＳＰは、すべてのＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータ（ＬＳＣエッジルータ）間に設定されるとは限らない（図１２参照）。

一方、ＰＳＣ−ＬＳＰは、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータに設けられたＰＳＣスイッチルータを中継ノードとして、ＰＳＣエッジルータ間に設けられる。すなわち、図１１のＰＳＣ−ＬＳＰは、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫ，Ｏ，Ｎを中継ノードとして、ＰＳＣエッジルータＡ，Ｄ間に設定される。ここで、ＰＳＣ−ＬＳＰは、すべてのＰＳＣエッジルータ間に、フルメッシュに設定される（後述の図１２参照）。

ＰＳＣ−ＬＳＰ内では、複数のＩＰパケットが多重されて転送される。また、ＬＳＣ−ＬＳＰ１，ＬＳＣ−ＬＳＰ２内では、複数のＰＳＣ−ＬＳＰが多重されて設定される。

図１２に示したように、本実施形態の通信ネットワークシステムでは、ＰＳＣ−ＬＳＰはすべてのＰＳＣエッジルータ間にフルメッシュに設定されているのに対して（同図（Ａ）参照）、ＬＳＣ−ＬＳＰは必ずしもすべてのＬＳＣエッジルータ（ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータ）間には設定されない（同図（Ｂ）参照）。これは、ＰＳＣ−ＬＳＰは論理的な通信パスであるためパス本数に物理的な制限がないのに対して、ＬＳＣ−ＬＳＰは光波長による通信パスであるため物理的な制限が生じるからである。すなわち、ＬＳＣ−ＬＳＰの本数を増やす場合、利用する波長の数を増やすことになるため、その分だけ、インタフェースが高価になり、通信ネットワークシステム全体としてのコストが増大する。

このような通信ネットワークシステムにおいては、トラフィックを退避させる際に、ＩＰパケット単位で退避させるのではなく、ＰＳＣ−ＬＳＰ単位で退避させることが可能である。すなわち、解除されるＬＳＣ−ＬＳＰ内に含まれるＰＳＣ−ＬＳＰを別経路に退避させることによって、トラフィックの退避を行うことができる。

以下、本実施形態に係る通信パス変更処理について、図１３〜図１６を用いて説明する。図１３〜図１６は、本実施形態の通信パス変更処理を説明するための図であり、図１３は通信ネットワークシステムの概念図、図１４〜図１６はメッセージの流れを示す図である。

図１３（Ａ）に、初期（変更前）の通信パス状態の一例を概念的に示す。図１３（Ａ）に示した例では、ＬＳＣ−ＬＳＰを用いて、ＬＳＣパスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｌ、ＬＳＣパスＬ−Ｇ−Ｈ−Ｍ、ＬＳＣパスＭ−Ｈ−Ｉ−Ｎ、ＬＳＣパスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｎ、ＬＳＣパスＫ−Ｆ−Ｊ−Ｏ、ＬＳＣパスＮ−Ｉ−Ｊ−Ｏが設定されている。これらのＬＳＣ−ＬＳＰを用いて、ノードＡ〜Ｅまでの間にＰＳＣ−ＬＳＰが論理フルメッシュに設定されている。以下、このようなパス状態で、新規なＬＳＣ−ＬＳＰとして、パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍ（図１３（Ｂ）参照）を設定する要求がなされた場合を考える。

（１）まず、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫ内のシステム制御部（図示せず）が、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫ内の制御機能部４１０（図９参照）に対して、パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍ（図１３（Ｂ）参照）の設定を依頼する。

（２）制御機能部４１０内のＬＳＣパス設定解除機能４１０ａは、ＬＳＣパス設定資源確認更新機能４１０ｂに対して、新規パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍを設定するための資源の有無を問い合わせる。ＬＳＣパス設定資源確認更新機能４１０ｂは、ＬＳＣパス資源情報管理機能４１０ｃに格納されたパス資源情報を用いて資源の有無を判定し、ＬＳＣパス設定解除機能４１０ａに返答する。パス設定に必要な資源が不足しているとの返答を受け取った場合、ＬＳＣパス設定解除機能４１０ａは、ＬＳＣパス資源不足時対応機能４１０ｄに対して資源確保処理の実行を要求する。ＬＳＣパス資源不足時対応機能４１０ｄは、解除ＬＳＣパス検索機能４１０ｅに対して、解除できるパスの有無を調査させる。解除ＬＳＣパス検索機能４１０ｅは、ＬＳＣパス資源情報管理機能４１０ｃに格納されたパス資源情報を用いて、解除するＬＳＣ−ＬＳＰ（ここでは、パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｎ）を決定する。この決定結果は、ＬＳＣパス資源不足時対応機能４１０ｄを介して、ＬＳＣパス設定解除機能４１０ａに送られる。ＬＳＣパス設定解除機能４１０ａは、この決定結果を受け取ると、ＬＳＣパス解除依頼機能４１０ｆを介して、ＬＳＣパス解除依頼受信対応機能４１０ｇに対して、パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｎの解除を依頼する。

ＬＳＣパス解除依頼受信対応機能４１０ｇは、ＰＳＣパス転送経路変更要否判断機能４１０ｈに、ＰＳＣパスの変更が必要か否かを問い合わせる。ＰＳＣパス転送経路要否判断機能４１０ｈは、パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｎをそのまま解除した場合にトラフィックが失われる可能性があるか否かを判断する。判断結果は、ＬＳＣパス解除依頼受信対応機能４１０ｇに送られる。ＰＳＣパスの変更が必要であると判断された場合、以下のような処理が行われる。

（３−１）まず、ＬＳＣパス解除依頼受信対応機能４１０ｇは、ＰＳＣパス転送経路変更要否判断機能４１０ｈおよびＰＳＣパス転送経路変更依頼機能４１０ｉを介して、ＰＳＣエッジルータＡに、退避要請を送る。

（３−２）ＰＳＣエッジルータＡのＰＳＣ制御機能部３１１は、退避用のＰＳＣ−ＬＳＰを決定し、かかる退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定命令をＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫのＰＳＣパス制御機能４１１に送る。ここでは、退避用ＰＳＣ−ＬＳＰとして、パスＡ−Ｋ−Ｏ−Ｎ−Ｄ（図１２参照）の設定命令が送られるものとする。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫのＰＳＣパス制御機能４１１は、かかる設定命令を受け取ると、該当する退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定を行い、さらに、この設定命令をＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＯに転送する。その後、かかる設定命令は、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＮおよびＰＳＣエッジルータＤに順次転送されるとともに、これらのルータＮ，Ｄで退避用ＰＳＣ−ＬＳＰが設定される。

（３−３）ＰＳＣエッジルータＤは、退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定を完了すると、設定完了通知を発行する。この設定完了通知は、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＮ，Ｏ，Ｋを順次転送されて、ＰＳＣエッジルータＡに送られる。

（３−４）ＰＳＣエッジルータＡは、この設定完了通知を受信すると、設定確認通知を発行する。この設定確認通知は、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫ，Ｏ，Ｎを順次転送されて、ＰＳＣエッジルータＤに受信される。

（３−５）次に、ＰＳＣエッジルータＡのＰＳＣ制御機能３１１は、パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｎの解除命令を発行する。この解除命令は、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫのＰＳＣパス制御機能４１１に送られる。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫのＰＳＣ制御機能４１１は、かかる解除命令を受け取ると、該当するＰＳＣ−ＬＳＰの解除を行い、さらに、この解除命令をＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＮに転送する。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＮは、該当するＰＳＣ−ＬＳＰの解除を行い、さらに、この解除命令をＰＳＣエッジルータＤに転送する。

（３−６）ＰＳＣエッジルータＤは、解除完了通知を発行する。この解除完了通知は、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＮ，Ｋを介して、ＰＳＣエッジルータＡに送られる。

（３−７）ＰＳＣエッジルータＡは、この解除完了通知を受け取ると、解除確認通知を発行する。この解除確認通知は、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫ，Ｎを介して、ＰＳＣエッジルータＤに転送される。

（４）続いて、ＰＳＣエッジルータＡのＰＳＣ制御機能３１１で、退避完了通知が発行される。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫのＰＳＣパス制御機能４１１は、この退避完了通知を受け取る。

（５）ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫのＬＳＣパス解除依頼受信対応機能４１０ｇは、ＬＳＣパス設定解除機能４１０ａに対して、ＬＳＣ−ＬＳＰの解除を依頼する。そして、ＬＳＣパス設定解除機能４１０ａが、パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｎの解除命令を発行する。各ノードＫ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｎは、解除命令を受け取ると、対応するＬＳＣ−ＬＳＰを解除した後で、この解除命令を次のノードに順次転送する。

（６）解除命令がＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＮに達すると、このルータＮのパス設定解除機能が、パス解除完了通知を発行する。このパス解除完了通知は、ノードＮ→Ｉ→Ｈ→Ｇ→Ｆ→Ｋの順で、これらのノードのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａによって転送される。これにより、パスの解除を完了したことが、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫに伝えられる。

（７）ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａは、このパス解除完了通知を受け取ると、さらに、この通知を受け取ったことを確認するためのパス解除確認通知を発行する。このパス解除確認通知は、ノードＫ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉ→Ｎの順で、これらのノードのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａ，５１０ａによって転送される。以上により、新規パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍを設定するための資源のうち、Ｋ−Ｆ−Ｇ−Ｈまでの資源が確保された。

（８）続いて、新しいパスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍの設定処理が行われる。この処理では、まず、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａが、パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍを設定するための命令を発行する。この設定命令は、ルータＫのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａから、ＬＳＣスイッチルータＦのＬＳＣパス設定解除機能５１０ａ（図９参照）に送られる。ＬＳＣスイッチルータＦのＬＳＣパス設定解除機能５１０ａは、この設定命令を受け取ると、ノードＦ−Ｇ間の資源に空きがあるか否かをチェックする。資源の空きがある場合、光スイッチＦのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａは、このパス用の資源を予約し、設定命令をＬＳＣスイッチルータＧに転送する。スイッチＧは、ＬＳＣパス設定資源確認更新機能５１０ｂ、ＬＳＣパス資源情報管理機能５１０ｃ等を用いてノードＧ−Ｈ間の資源を再度チェックし、空きがあれば資源の予約と設定命令の転送を行う。同様にして、ＬＳＣスイッチルータＨは、ノードＨ−Ｍ間の資源をチェックする。

（９）ここで、ノードＨ−Ｍ間に、新しいパスを設定するための資源がなかった場合を考える。この場合、ＬＳＣスイッチルータＨのＬＳＣパス設定解除機能５１０ａは、ＬＳＣパス資源不足時対応機能５１０ｄ、ＬＳＣ解除パス検索機能５１０ｅ等を用いて、解除候補を選択する。ここでは、パスＬ−Ｇ−Ｈ−Ｍが解除候補に選ばれたものとする。ＬＳＣスイッチルータＨのＬＳＣパス設定解除機能５１０ａは、パスＬ−Ｇ−Ｈ−Ｍの優先度をチェックする。そして、このＬＳＣパス設定解除機能５１０ａは、この優先度が新しいパスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍの優先度よりも低い場合は、パスＬ−Ｇ−Ｈ−Ｍの解除を決定する。このようなが決定がなされた場合、ＬＳＣスイッチルータＨのＬＳＣパス解除依頼機能５１０ｆは、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬのＬＳＣパス設定解除機能４１０ｇに対して、パスＬ−Ｇ−Ｈ−Ｍの解除を要請する。

（１０）次に、解除されるＬＳＣ−ＬＳＰを使用するＰＳＣ−ＬＳＰの始点ノードに、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬから、退避命令が送信される。この例では、ＰＳＣエッジルータＡ，Ｂに対して、退避要請が送られる。具体的には、ＰＳＣ−ＬＳＰである、Ａ−Ｋ−Ｌ−Ｍ−ＣおよびＢ−Ｌ−Ｍ−Ｃを退避させる必要がある。

（１１−１）退避要請を受信したＰＳＣエッジルータＡは、トラフィック退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定命令を、発行する。ここでは、トラフィック退避用ＰＳＣ−ＬＳＰを、パスＡ−Ｋ−Ｏ−Ｎ−Ｍ−Ｃとする。ＰＳＣエッジルータＡは、対応する退避用ＰＳＣ−ＬＳＰを設定した後で、退避要請をＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＦに転送する。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＦは、対応する退避用ＰＳＣ−ＬＳＰを設定した後で、退避要請をさらにＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＯに転送する。以下同様にして、ルータＯ，Ｎ，Ｍ，Ｃの順で、退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定と退避要請の転送とが行われる。

（１１−２）ＰＳＣエッジルータＣは、退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定が終了すると、退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定完了通知を発行する。この設定完了通知は、ルータＣ，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｆを介して、ＰＳＣエッジルータＡに受信される。

（１１−３）ＰＳＣエッジルータＡは、この設定完了通知を受信すると、さらに、ＰＳＣ−ＬＳＰの設定確認通知を発行する。この設定確認通知は、ルータＫ，Ｌ，Ｍ，Ｃに順次転送される。

（１１−４）次に、ＰＳＣエッジルータＡは、解除されるパスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍに含まれるＬＳＣ−ＬＳＰ内のＰＳＣ−ＬＳＰを解除させるための解除命令を発行する。ＰＳＣエッジルータＡは、対応するＰＳＣ−ＬＳＰを解除した後で、解除命令をＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫに転送する。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＦは、対応するＳＣ−ＬＳＰを解除した後で、解除命令をさらにＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＯに転送する。以下同様にして、ルータＯ，Ｎ，Ｍ，Ｃの順で、ＰＳＣ−ＬＳＰの解除と解除命令の転送とが行われる。

（１１−５）ＰＳＣエッジルータＣは、ＰＳＣ−ＬＳＰの解除が終了すると、ＰＳＣ−ＬＳＰの解除完了通知を発行する。この解除完了通知は、ルータＣ，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｋを介して、ＰＳＣエッジルータＡに受信される。

（１１−６）ＰＳＣエッジルータＡは、この解除完了通知を受信すると、さらに、ＳＣ−ＬＳＰの解除確認通知を発行する。この解除確認通知は、ルータＫ，Ｏ，Ｍ，Ｃに順次転送される。

（１１−７）上述の処理（１０）で退避要請を受信したＰＳＣエッジルータＢは、トラフィック退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定命令を、発行する。ここでは、トラフィック退避用ＰＳＣ−ＬＳＰを、パスＢ−Ｌ−Ｋ−Ｏ−Ｎ−Ｍ−Ｃとする。ＰＳＣエッジルータＢは、対応する退避用ＰＳＣ−ＬＳＰを設定した後で、退避要請をＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬに転送する。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬは、対応する退避用ＰＳＣ−ＬＳＰを設定した後で、退避要請をさらにＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫに転送する。以下同様にして、ルータＫ，Ｏ，Ｎ，Ｍ，Ｃの順で、退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定と退避要請の転送とが行われる。

（１１−８）ＰＳＣエッジルータＣは、退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定が終了すると、退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定完了通知を発行する。この設定完了通知は、ルータＣ，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｋ，Ｌを介して、ＰＳＣエッジルータＢに受信される。

（１１−９）ＰＳＣエッジルータＢは、この設定完了通知を受信すると、さらに、ＰＳＣ−ＬＳＰの設定確認通知を発行する。この設定確認通知は、ルータＬ，Ｋ，Ｏ，Ｎ，Ｍ，Ｃに順次転送される。

（１１−１０）次に、ＰＳＣエッジルータＢは、通信パスＢ−Ｌ−Ｍ−Ｃの解除命令を発行する。この解除命令は、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬのＰＳＣパス制御機能４１１に送られる。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬのＰＳＣ制御機能４１１は、かかる解除命令を受け取ると、該当するＰＳＣ−ＬＳＰの解除を行い、さらに、この解除命令をＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＭに転送する。ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＭは、該当するＰＳＣ−ＬＳＰの解除を行い、さらに、この解除命令をＰＳＣエッジルータＣに転送する。

（１１−１１）ＰＳＣエッジルータＣは、解除完了通知を発行する。この解除完了通知は、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＭ，Ｌを介して、ＰＳＣエッジルータＢに送られる。

（１１−１２）ＰＳＣエッジルータＢは、この解除完了通知を受け取ると、解除確認通知を発行する。この解除確認通知は、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬ，Ｍを介して、ＰＳＣエッジルータＣに転送される。

（１１−１３）その後、ＰＳＣエッジルータＡ，Ｂは、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬに対して、退避完了通知を送る。

（１２）これらの退避完了通知を受け取ると、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａは、パスＬ−Ｇ−Ｈ−Ｍの解除命令を発行する。この命令は、ノードＬ→Ｇ→Ｈ→Ｍの順で、これらのノードのパス設定解除機能４１０ａ，５１０ａによって転送される。ノードＬ，Ｇ，Ｈ，Ｍは、この解除命令に従って、パスを解除する。パスの解除には、ＬＳＣパス解除依頼受信対応機能４１０ｇ，５１０ｇが使用される。

（１３）続いて、ＰＳＣエッジルータＭが、パス解除完了通知を発行する。このパス解除完了通知は、Ｍ→Ｈ→Ｇ→Ｌの順に転送される。これにより、パスの解除が完了したことが、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬに伝えられる。

（１４）ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａは、このパス解除完了通知を受け取ると、この通知を受け取ったことを確認するための確認通知を発行する。この通知は、ノードＬ→Ｇ→Ｈ→Ｍの順で、これらのノードのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａ，５１０ａによって転送される。

（１５）その後、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＬのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａは、上記（９）の解除要請に対する返信として、パスＬ−Ｇ−Ｈ−Ｍの解除処理終了を示す通知を、ＬＳＣスイッチルータＨに送る。

（１６）ＬＳＣスイッチルータＨは、この通知を受け取ると、再びノードＨ−Ｃ間の資源をチェックする。そして、ＬＳＣスイッチルータＨは、空き資源の予約を行うとともに、新規パスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍの設定命令をＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＭに転送する。

（１７）ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＭは、この設定命令を受け取ると、パス設定完了通知を発行する。このパス設定完了通知は、ノードＭ→Ｈ→Ｇ→Ｆ→Ｋの順で、これらのノードのパス設定解除機能によって転送される。これにより、パスの設定を完了したことが、ルータＫに伝えられる。

（１８）ルータＫのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａは、パス設定完了通知を受け取ると、さらに、この通知を受け取ったことを確認するための確認通知を発行する。この通知は、ノードＫ→Ｆ→Ｇ→Ｍ→Ｈの順で、これらのノードのパス設定解除機能によって転送される。

（１９）さらに、ＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫのＬＳＣパス設定解除機能４１０ａは、新しいパスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍが使用可能になったことを、各ＰＳＣエッジルータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに通知する。

（２０）ＰＳＣエッジルータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、転送機能部３２０の設定を変更し、この変更が完了したことをＰＳＣスイッチ／ＬＳＣエッジルータＫに通知する。

本実施形態の通信ネットワークシステムによれば、第１実施形態と同様、いずれかのルータが既存のパス設定を解除する際に、この設定を他のルータに通知してトラフィックを退避させることとしたので、パス解除に伴うパケット損失を防止することができる。

加えて、本実施形態によれば、すべてのルータＡ〜Ｏを論理的にフルメッシュで接続することができるので、ＬＳＣ−ＬＳＰに変更があっても、物理層のトポロジーには変更がないように見える。したがって、ＯＳＰＦやＲＩＰ等のプロトコルを利用することが可能となる。

第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態に係る通信ネットワークシステムについて、図１７を用いて説明する。

図１７は、本実施形態に係る通信ネットワークシステムの構成を示す概念図である。図１７に示したように、本実施形態の通信ネットワークシステムは、経路確認機能１７１０と、バッファ機能１７２０とを備えている点で、上述の第３実施形態（図９参照）と異なる。

経路確認機能１７１０は、トレースルートコマンドに相当するパケットを流して、所望の通信パスが確立していることを確認する。例えば、経路確認機能１７１０により、図１４の処理（３−４）の後で、退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定が実際に完了していることを確認してから、処理（３−５）すなわちパスＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｎの解除処理を行うことができる。これにより、トラフィックの退避を確実に実行することが可能になる。

バッファ機能１７２０は、通信パスの変更設定を行ってから設定完了が確認されるまでの間、パケットを一時的に蓄積する。例えば、図１４の処理（３−２）で退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定命令を受信してから、処理（３−４）でこの退避用ＰＳＣ−ＬＳＰの設定完了通知を受け取るまでパケットをバッファ１７２０に蓄積しておくことができる。これにより、パケットの損失を確実に防止することができる。さらに、通信パスの変更に伴ってパケット到着順序の逆転が生じた場合に、これらのパケットの並べ直しを行うこともできる。

なお、本実施形態の経路確認機能やバッファ機能は、上述の第１、第２実施形態に係る通信ネットワークシステムにも適用することができる。

第１実施形態に係る通信ネットワークシステムに本発明を適用した場合、例えば、図４の処理（１１）の後で、変更された経路の設定完了を確認してから、処理（１２）のパス解除処理を行うことができる。

同様に、第２実施形態に係る通信ネットワークシステムに本発明を適用した場合には、例えば、図８の処理（１１）の後で、ＩＰトンネルの設定完了を確認してから、処理（１２）のパス解除処理を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、経路確認機能１７１０およびバッファ機能１７２０を設けたので、パケット損失を、より確実に防止することができる。

上述の第１〜第４実施形態において、優先パスを設定する際にトラフィックを退避させる非優先パスを決定する方法は、任意である。例えば、リンク使用量等に基づいたコスト計算を行って決定してもよいし、単純に中継ノード数が最小となるように経路を選択してもよい。

さらに、非優先パス中のトラフィックを退避させる経路として、好適な経路がないときには、トラフィックの救済を行わないこととしてもよい。すなわち、好適な経路がある場合にのみ、本発明によるトラフィックの退避を行うことも可能である。

上述の第１、第２実施形態では通信ネットワークをＩＰパケット網およびＬＳＣ−ＬＳＰ網の二階層で実現し、また、第３実施形態では通信ネットワークをＩＰパケット網、ＰＳＣ−ＬＳＰおよびＬＳＣ−ＬＳＰ網の三階層で実現した。しかしながら、本発明は、このような階層構造の通信ネットワークに限定されるものではなく、高い層の網と低い層の網との組み合わせであれば、どのような階層構造の通信ネットワークであっても適用することができる。但し、本発明は、各層の粒度の差が大きい場合ほど（すなわち、使用できるパス数の差が大きい場合ほど）、大きい効果を得ることができる。

第１実施形態に係るルータの構成を示す概念図である。 第１実施形態に係る通信パス変更処理を説明するための概念図である。 第１実施形態に係る通信パス変更処理におけるメッセージの流れを示す図である。 第１実施形態に係る通信パス変更処理におけるメッセージの流れを示す図である。 第２実施形態に係るルータの構成を示す概念図である。 第２実施形態に係る通信パス変更処理を説明するための概念図である。 第２実施形態に係る通信パス変更処理におけるメッセージの流れを示す図である。 第２実施形態に係る通信パス変更処理におけるメッセージの流れを示す図である。 第３実施形態に係るルータの構成を示す概念図である。 第３実施形態に係る通信ネットワークシステムの全体構成を示す概念図である。 第３実施形態に係る通信ネットワークシステムの通信パス構成を示す概念図である。 第３実施形態に係る通信ネットワークシステムの通信パス構成を示す概念図である。 第３実施形態に係る通信パス変更処理を説明するための概念図である。 第３実施形態に係る通信パス変更処理におけるメッセージの流れを示す図である。 第３実施形態に係る通信パス変更処理におけるメッセージの流れを示す図である。 第３実施形態に係る通信パス変更処理におけるメッセージの流れを示す図である。 第４実施形態に係るルータの構成を示す概念図である。 従来の通信ネットワークシステムの構成を示す概念図である。

符号の説明

１００ ＬＳＣエッジルータ
１１０ 制御機能部
１１１ パス制御機能部
１１２ ＩＰパケット転送制御機能部
１２０ 転送機能部
１２１ ＩＰパケット転送機能部
１２２ ＩＰルータインタフェース機能
１２３ ルータインタフェース機能
１２４ ＬＳＣパス終端インタフェース機能
１２５ ＬＳＣパス終端インタフェース機能
２００ ＬＳＣスイッチルータ
２１０ 制御機能部
２２０ 転送機能部

Claims (6)

1. 複数のルータを用いて構築される通信パスを動的に変更する光通信ネットワークシステムであって、
   新たな前記通信パスを設定するための資源の過不足を確認する資源確認手段と、
   前記資源が不足している場合に、当該資源の確保のために解除すべき通信パスを、前記新たな通信パスよりも優先度が低い既存通信パスから選択する解除パス選択手段と、
   解除すべき前記既存通信パスのＩＰトラフィックを他の通信パスに退避させるトラフィック退避手段と、
   当該トラフィック退避手段による前記ＩＰトラフィックの退避が終了した後で、当該既存通信パスを解除するパス解除手段と、
   当該パス解除手段が当該既存通信パスを解除した後で、前記新たな通信パスを設定するパス設定手段と、
   を備えることを特徴とする光通信ネットワークシステム。
2. 前記トラフィック退避手段が、前記複数のルータの経路表を、解除すべき前記既存通信パス以外の既存通信パスが用いられるように変更することによって、前記ＩＰトラフィックを退避させることを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
3. 前記トラフィック退避手段が、解除すべき前記既存通信パスの両端に位置するルータの間にＩＰトンネルを設定することによって、前記ＩＰトラフィックを退避させることを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
4. 前記トラフィック退避手段が、解除すべき前記既存通信パスが設定された層とは異なる層に退避用の通信パスを設定することによって、前記ＩＰトラフィックを退避させることを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
5. 前記パス解除手段が前記既存通信パスを解除する前に、前記トラフィック退避手段による退避用通信パスの設定が完了したことを確認するための、経路確認手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
6. 前記解除パス選択手段が解除すべき前記既存通信パスを選択してから、前記トラフィック退避手段による退避が完了するまでの間、当該解除すべき既存通信パスを通過しようとするＩＰパケットを一時的に蓄積するバッファ手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。

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