JP2004248177A

JP2004248177A - 迂回経路管理方法及びシステム

Info

Publication number: JP2004248177A
Application number: JP2003038189A
Authority: JP
Inventors: Masaru Miyoshi; 優三好; Tatsuyuki Kimura; 辰幸木村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP3920787B2

Abstract

【課題】ネットワーク構成機器が故障した場合、再度ルータから情報を収集して経路情報を作成しなければならず、故障によって変更された後の迂回経路を予め計算しておき、実際の故障状況に合わせて管理する手法を提供する。
【解決手段】ルータ同士の接続情報であるリンク情報を生成することによりネットワークのトポロジ情報を構成し、最小コストになる経路をプライマリ経路として求めた後、このプライマリ経路を構成するリンクが故障し、パケットを伝送できなくなった場合に利用されることになるリンクを全て算出しておく。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰ網においてトラヒックが流れるルータ間の経路を特定して管理する経路管理方法及びその方法の実施に直接使用する経路管理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インターフェースを介して各ルータ間が相互接続されるＩＰ網において、トラフィックが流れる経路を管理する方法として、ルータの持つＯＳＰＦ（ＯｐｅｎＳｈｏｒｔｅｓｔＰａｔｈＦｉｒｓｔ）やＩＳ−ＩＳ（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＳｙｓｔｅｍｔｏＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＳｙｓｔｅｍ）といったルーチング情報を収集して、あるネットワーク（ＮＷ）構成機器（以下ルータ）から別のルータまで経由する複数の経路から、コストが最小となる経路を計算し、実際にトラヒックが通過する経路を推定して管理する手法は既知である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、ＩＰ網において、ルータの持つＯＳＰＦやＩＳ−ＩＳといったルーチング情報を収集して、あるルータから別のルータまで経由する複数の経路を、コストが少ない順に並び替えて、トラヒックが通過する経路以外の経路を管理する手法も既知である（例えば、非特許文献２参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
ＰｈｉｌｉｐｓＭｉｌｌｅｒ著、苅田幸雄監訳、「マスタリングＴＣＰ／ＩＰ応用編」、第１版、ｐｐ２００−２０３、１９９８年５月２５日発行
【非特許文献２】
矢口優外３名、「大規模ＩＰ網における管理サーバを用いたリソース管理方式の一提案と具体例」、電子情報通信学会、２００２年総合大会講演論文集、Ｂ−６−３１〔ＣＤ−ＲＯＭ〕、２００２年３月７日発行
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＰ網では、故障が起こってから再度ルータから情報を収集して経路情報を作成しなければならず、故障によって変更された後の迂回経路をあらかじめ計算しておき、実際の故障状況に合わせて管理する手法はなかった。そのために迂回経路への切り替えに時間を要していた。
【０００６】
また、映像配信サービスなどの絶えずトラヒックを利用するサービスにおいて、サービスが利用する経路の帯域保証をする要求があった場合に、故障が起きていないＩＰ網では経路を特定し、どれだけの帯域が利用されているか積み上げておくことで使用可能残帯域を算出することができるが、一度故障が起きて経路が変更されると、この迂回経路にトラヒックが侵入し、その計算を故障状況に合わせたＩＰ網構成に修正してやり直さなければならず、結果的に帯域保証をしたことにならず、サービス品質が保証されていなかった。
【０００７】
本発明は上述したような問題点に鑑み、ＩＰ網の通信システムを構成するルータ等のＮＷ構成機器が故障した場合に、迂回経路への切り替えを速やかに行うことを可能とし、また迂回経路に対するサービス品質保証も行う迂回経路管理方法及びそのシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のために、請求項１の発明は、ＩＰ網においてトラヒックが流れるルータ間の経路を特定して管理する経路管理方法において、トラヒックが流れる経路を特定する際に、該特定経路を構成するインターフェースやルータ等のネットワーク構成機器が故障した場合に切り替わることになる迂回経路をあらかじめ計算しておくことを特徴とする迂回経路管理方法にある。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記トラヒックが流れるルータ間の経路を特定するに当り、管理対象である全てのルータのＩＰアドレス、ルータのインターフェースのアドレス、該インターフェースの対向となる接続先のインターフェースのＩＰアドレス及び経路を決定するのに用いるコスト情報を収集し、これら収集したルータ情報のうちインターフェースの情報を組み合わせて、ルータ同士の接続情報であるリンク情報を生成することにより前記ＩＰ網のトポロジ情報を構成し、インターフェースごとに付与されている前記コスト情報を前記リンク情報に組み合わせて管理し、前記トポロジ情報上で、コストが最小である２つのルータ間の経路を、前記特定経路を構成するプライマリ経路として特定し、且つ前記プライマリ経路を構成するリンク情報がそれぞれ存在しなかった場合のネットワークトポロジを仮想的に構築し、この場合の最小コスト経路をリンクの数だけ繰り返して算出し、前記プライマリ経路を構成するリンク以外のリンクを前記迂回経路のリンクとすることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明による方法によれば、故障によって経路が変更されるときの情報再収集手順と処理にかかる時間を削減することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、前記プライマリ経路を構成するリンクと同様に、前記迂回経路を構成するリンクに対しても帯域保証や使用可能残帯域の積み上げ処理を行なうことを特徴とする。
【００１２】
このようにすることにより、ＮＷ構成機器に故障が発生しても、それにより経路変更した区間に対しても処理を行っているため、他のトラヒックとの干渉を起すことなく、間断のないサービスの提供が可能となる．
【００１３】
請求項４の発明は、ＩＰ網においてトラヒックが流れるルータ間の経路を特定して管理する経路管理システムにおいて、当該経路管理システムが、
管理対象である全てのルータやインターフェースの情報を収集するネットワーク情報収集部と、該ネットワーク情報収集部が収集したルータ情報のうちインターフェースの情報を組み合わせて、ルータ同士の接続情報であるリンク情報を生成することにより前記ＩＰ網のトポロジ情報を構成するネットワークトポロジ情報構成部と、インターフェースごとに付与されているコスト情報をリンク情報に組み合わせるネットワークリソース構成部と、前記トポロジ情報上で、コストが最小である２つのルータ間の経路を、実トラヒックが通過するプライマリ経路として特定する経路特定部と、前記プライマリ経路を構成するリンク以外のリンクによる迂回経路を計算するサービスリソース構築部とを備えていることを特徴とする経路管理システムにある。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４に記載の経路管理システムにおいて、前記ネットワーク情報収集部が、前記プライマリ経路を構成するリンクと同様に、前記迂経路を構成するリンクに対しても帯域保証や使用可能残帯域の積み上げ処理を行なうネットワーク処理部を備えていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、ＩＰ網においてトラヒックが流れるルータ間の経路を特定して管理する経路管理処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、トラヒックが流れるルータ間の経路を特定する際に、管理対象である全てのルータのＩＰアドレス、ルータのインターフェースのアドレス、該インターフェースの対向となる接続先のインターフェースのＩＰアドレス及び経路を決定するのに用いるコスト情報を収集し、これら収集したルータ情報のうちインターフェースの情報を組み合わせて、ルータ同士の接続情報であるリンク情報を生成することにより前記ＩＰ網のトポロジ情報を構成し、インターフェースごとに付与されている前記コスト情報を前記リンク情報に組み合わせ、前記トポロジ情報上で、コストが最小である２つのルータ間の経路を、前記特定経路を構成するプライマリ経路として特定する処理と、前記プライマリ経路を構成するリンク情報がそれぞれ存在しなかった場合のネットワークトポロジを仮想的に構築し、この場合の最小コスト経路をリンクの数だけ繰り返して算出し、前記プライマリ経路を構成するリンク以外のリンクを、前記特定経路を構成するインターフェースやルータ等のネットワーク構成機器が故障した場合に切り替わることになる迂回経路のリンクとしてあらかじめ計算する処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムにある。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項６に記載のプログラムにおいて、前記プライマリ経路を構成するリンクと同様に、前記迂回経路を構成するリンクに対しても帯域保証や使用可能残帯域の積み上げ処理をコンピュータに実行させることにある。。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項６または７に記載したプログラムを記録した記録媒体にある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態をシステムとしての装置例、プログラム例及び方法例につき図面を参照して説明する。
【００１９】
〔システム装置例〕
図１は、本発明の一実施形態である、経路管理システム１の内部構成図であり、実際に使用される際の一場合を例示した図である。
【００２０】
経路管理システム１は、内部的には、サービスリソース構築部２と経路特定部３とＮＷ（ネットワーク）リソース構成部４とＮＷトポロジ構成部５とＮＷ情報収集部６とサービスリソースＤＢ（データベース）７とＮＷリソースＤＢ８とルール９とＡＰ（アプリケーション）−ＩＦ（インターフェース）１０により構成され、外部とはネットワーク管理システム１２、外部システム１３、画面端末１４とネットワーク（管理対象のルータ１１で構成されるＩＰ網）を介して接続自在とされるものとする。
【００２１】
ＮＷ情報収集部６は、管理対象である全てのルータ１１からＳＮＭＰ（ＳｉｍｐｌｅＮｅｔｗｏｒｋＭａｎａｇｅｍｅｎｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）を用いてＭＩＢ（ＭａｎａｇｅｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢａｓｅ）情報を収集する。ＳＮＭＰ・ＭＩＢ情報をもたないルータに対してはＴｅｌｎｅｔを用いて接続し、ルータ１１の情報を収集する。収集する情報は、ルータのＩＰアドレスと、ルータの構成要素であるＩＦ（インターフェース）のＩＰアドレスと、ＩＦの対向となる接続先のＩＦのＩＰアドレスと、経路を決定するのに用いるコスト情報（例えば、ＯＳＰＦのメトリック値）である。また、ＮＷ情報収集部６は、ネットワーク全体の運行を管理するネットワーク管理システム１２と接続することで、上記の情報をネットワーク管理システム１２が保持している場合にその情報を使うことができる。さらに、ＮＷ情報収集部６は、管理対象である全てのルータのうち、少なくとも１つのルータの故障により利用されることになる迂回経路を構成するリンクに対しても帯域保証や使用可能残帯域の積み上げ処理をネットワーク処理部にて行う。
【００２２】
ルール９は、ＮＷ情報収集部６がどのプロトコル（ＳＮＭＰやＴｅｌｎｅｔ）を用いてルータ１１に接続すればルータの情報が取得できるかという情報を保持しているＤＢである。
【００２３】
ＮＷトポロジ構成部５は、ＮＷ情報収集部６が収集したＩＦの情報を組み合わせ、リンク情報を生成する。このリンク情報はルータ１１同士の接続情報であり、ルータ同士が接続しているリンク情報によりＩＰ網のトポロジ情報を構成してＮＷリソースＤＢにて管理する。
【００２４】
ＮＷリソース構成部４は、ＩＦごとに付与されているコスト情報を、ＮＷトポロジ構成部５にて生成したリンク情報に組み合わせ、これをＮＷリソースＤＢ８に格納する。
【００２５】
経路特定部３は、ダイクストラ法などを用いてトポロジ情報上の実トラヒックが通過する２つのルータ間の経路を特定する。この際、複数経路があった場合、コストが最小である経路をプライマリ経路と定義し、構成されるリンク情報をサービスリソースＤＢ７に格納する。
【００２６】
サービスリソース構築部２は、プライマリ経路を構成するリンク情報がそれぞれ存在しなかった場合のＮＷトポロジを仮想的に構築し、その場合の最小経路を算出する。それをリンクの数だけ繰り返し、プライマリ経路を構成するリンク以外のリンクを迂回経路リンクとしてプライマリ経路を構成するリンクのリンク情報とともにサービスリソースＤＢ７に格納する。経路管理システムのさらなる詳細は、方法例及び図２，３，４，５にて説明する。
【００２７】
〔プログラム例〕
ここで、本発明の実施形態のうち、経路管理プログラムについて説明する。経路管理プログラムは、画面端末１４などとネットワークを介して接続自在なコンピュータ（ＣＰＵ、メモリ、ネットワークインターフェースなどを具備した電子計算機）に格納されて、図１の経路管理システム装置１の内部構成をそのコンピュータに機能させるプログラムであり、その実行により、後述する方法例にて説明する手順を行うことによって、経路管理を実現する。なお、詳細については、前述したシステム装置例、後述する方法例に準じる。本発明による経路管理プログラムは、磁気ディスクや、光ディスク、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することもできる。
【００２８】
〔方法例〕
次ぎに、本発明の実施の形態である、経路管理方法につき、前述したシステム装置例にて説明した、図１の経路管理システムに適用した場合を説明する。
【００２９】
図２のようなＩＰネットワークトポロジを例にして、サービスリソース構築部２にて行っている迂回経路管理方法を説明する。
【００３０】
例えば、ルータＡからルータＨまでの経路を求めると、ＯＳＰＦのコストの最小値が最も低い、Ａ→Ｃ→Ｅ→Ｈとなる。この場合、ルータＡとルータＨまでのプライマリ経路を構成するリンクは、Ａ→Ｃ、Ｃ→Ｅ、Ｅ→Ｈの３つとなる（図３）。このプライマリ経路を構成する各リンクのリンク情報は経路特定部３にて特定されてサービスリソースＤＢ７に格納される。
【００３１】
次ぎに、Ａ→Ｃのリンクが故障してパケットを伝送できなくなった場合、あるいはＡ→Ｃのリンクがなかった場合のトポロジから、ルータＡからルータＨまでの最短経路（これを迂回経路と呼ぶこととする）を求めると、Ａ→Ｄ→Ｆ→Ｈとなる。同様に、Ｃ→Ｅのリンクがなかった場合のトポロジ上での最短経路はＡ→Ｃ→Ｆ→Ｈとなり、Ｅ→Ｈのリンクがなかった場合のトポロジ上での最短経路はＡ→Ｃ→Ｆ→Ｈとなる（図４）。
【００３２】
ここで、プライマリ経路を構成していないリンクＡ→Ｄ、Ｃ→Ｆ、Ｄ→Ｆ、Ｆ→Ｈはサービスリソース構築部２にて算出されるのであって、迂回経路を構成するリンクＡ→Ｄ、Ｃ→Ｆ、Ｄ→Ｆ、Ｆ→Ｈのリンク情報はサービスリソースＤＢ７に格納される。従って、サービスリソースＤＢ７では、プライマリ経路を構成するリンクＡ→Ｃ、Ｃ→Ｅ、Ｅ→Ｈと、迂回経路を構成するリンクＡ→Ｈ、Ｃ→Ｆ、Ｄ→Ｆ、Ｆ→ＨをルータＡからルータＨまでの経路を構成するサービスリソースとして管理する（図５）。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、故障個所を検知した段階で、再度ルータから情報を収集する手順を踏むことなく、変更される経路がどのリンクで構成されているか推定することができるので、迂回経路への切り替えを迅速に行うことができる。
【００３４】
さらに、映像配信サービスなどの絶えずトラヒックを利用するサービスにおいて、サービスが利用する経路の帯域保証をする要求があった場合、一度故障が起きて経路が変更され、他の経路にトラヒックが流入した場合においても、帯域を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステム構成図である。
【図２】ネットワーク例の説明図である。
【図３】プライマリ経路特定の説明図である。
【図４】迂回経路特定の説明図である。
【図５】管理するリンクの例を示すである。
【符号の説明】
１経路管理システム
２サービスリソース構築部
３経路特定部
４ＮＷリソース構成部
５ＮＷトポロジ構成部
６ＮＷ情報収集部
７サービスリソースＤＢ
８ＮＷリソースＤＢ
９ルール
１０ＡＰ−ＩＦ
１１ルータ
１２ネットワーク管理システム
１３外部システム
１４画面端末

Claims

ＩＰ網においてトラヒックが流れるルータ間の経路を特定して管理する経路管理方法において、トラヒックが流れる経路を特定する際に、該特定経路を構成するインターフェースやルータ等のネットワーク構成機器が故障した場合に切り替わることになる迂回経路をあらかじめ計算しておくことを特徴とする迂回経路管理方法。
前記トラヒックが流れるルータ間の経路を特定するに当り、管理対象である全てのルータのＩＰアドレス、ルータのインターフェースのアドレス、該インターフェースの対向となる接続先のインターフェースのＩＰアドレス及び経路を決定するのに用いるコスト情報を収集し、これら収集したルータ情報のうちインターフェースの情報を組み合わせて、ルータ同士の接続情報であるリンク情報を生成することにより前記ＩＰ網のトポロジ情報を構成し、インターフェースごとに付与されている前記コスト情報を前記リンク情報に組み合わせて管理し、前記トポロジ情報上で、コストが最小である２つのルータ間の経路を、前記特定経路を構成するプライマリ経路として特定し、且つ前記プライマリ経路を構成するリンク情報がそれぞれ存在しなかった場合のネットワークトポロジを仮想的に構築し、この場合の最小コスト経路をリンクの数だけ繰り返して算出し、前記プライマリ経路を構成するリンク以外のリンクを前記迂回経路のリンクとすることを特徴とする請求項１に記載の迂回経路管理方法。
前記プライマリ経路を構成するリンクと同様に、前記迂回経路を構成するリンクに対しても帯域保証や使用可能残帯域の積み上げ処理を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の迂回経路管理方法。
ＩＰ網においてトラヒックが流れるルータ間の経路を特定して管理する経路管理システムにおいて、当該経路管理システムが、
管理対象である全てのルータやインターフェースの情報を収集するネットワーク情報収集部と、該ネットワーク情報収集部が収集したルータ情報のうちインターフェースの情報を組み合わせて、ルータ同士の接続情報であるリンク情報を生成することにより前記ＩＰ網のトポロジ情報を構成するネットワークトポロジ情報構成部と、インターフェースごとに付与されているコスト情報をリンク情報に組み合わせるネットワークリソース構成部と、前記トポロジ情報上で、コストが最小である２つのルータ間の経路を、実トラヒックが通過するプライマリ経路として特定する経路特定部と、前記プライマリ経路を構成するリンク以外のリンクによる迂回経路を計算するサービスリソース構築部とを備えていることを特徴とする経路管理システム。
前記ネットワーク情報収集部が、前記プライマリ経路を構成するリンクと同様に、前記迂経路を構成するリンクに対しても帯域保証や使用可能残帯域の積み上げ処理を行なうネットワーク処理部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の経路管理システム。
ＩＰ網においてトラヒックが流れるルータ間の経路を特定して管理する経路管理処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、トラヒックが流れるルータ間の経路を特定する際に、管理対象である全てのルータのＩＰアドレス、ルータのインターフェースのアドレス、該インターフェースの対向となる接続先のインターフェースのＩＰアドレス及び経路を決定するのに用いるコスト情報を収集し、これら収集したルータ情報のうちインターフェースの情報を組み合わせて、ルータ同士の接続情報であるリンク情報を生成することにより前記ＩＰ網のトポロジ情報を構成し、インターフェースごとに付与されている前記コスト情報を前記リンク情報に組み合わせ、前記トポロジ情報上で、コストが最小である２つのルータ間の経路を、前記特定経路を構成するプライマリ経路として特定する処理と、前記プライマリ経路を構成するリンク情報がそれぞれ存在しなかった場合のネットワークトポロジを仮想的に構築し、この場合の最小コスト経路をリンクの数だけ繰り返して算出し、前記プライマリ経路を構成するリンク以外のリンクを、前記特定経路を構成するインターフェースやルータ等のネットワーク構成機器が故障した場合に切り替わることになる迂回経路のリンクとしてあらかじめ計算する処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
前記プライマリ経路を構成するリンクと同様に、前記迂回経路を構成するリンクに対しても帯域保証や使用可能残帯域の積み上げ処理をコンピュータに実行させる請求項６に記載のプログラム。
請求項６または７に記載したプログラムを記録した記録媒体。