JP3825341B2 - Optical path construction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,光クロスコネクト装置で実現される大容量光パスネットワークと,IPルータ等をはじめとするLayer2/3スイッチで実現されるサービスネットワークとの協調動作を実現するために必要な光パス新設方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インターネット等のデータ通信トラフィックの増大により,現状でTbit/s,近い将来には10〜100Tbit/s以上のスループットを有するノード装置の導入が進められようとしている。この程度の大規模な転送能力を有するノード装置を実現する手段として,インターネットで主流の通信プロトコルであるTCP/IPパケットを処理するパケットスイッチ(PSC: Packet Switch Capable)と,光パスをルーティング処理する光スイッチ(LSC: Lambda Switch Capable)が連携して動作するフォトニックルータ[文献:k.Shimano ,A.Imaoka,Y.Takigawa,and K.-l.Sato ,in Technical Digest of NFOEC'2001 ,Vol.1 p. 5,July.2001.]が有力である。このフォトニックルータを用いることにより,パケットスイッチ(PSC)で構成される従来型のIPネットワークと,光スイッチ(LSC)で構成される大容量光パスネットワーク(以下,光ネットワークという)をより密に連携させることが可能になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが,このようなノード装置を用いて上述のIPネットワークと光ネットワークとを連携動作させる場合,自律的な光パスを新設する方法がネットワーク資源を有効活用する上で重要なポイントになる。しかし,下位ネットワーク(IPネットワーク)と上位ネットワーク(光ネットワーク)とが共に動的かつ自律分散的に動作し,これらを連携させるといったネットワークの構築に関する研究は,最近になって行われ始めたもので,パケットトラフィック変動に追随して動的に光パスを新設する方式は実用化されていない。
【0004】
本発明は,上記課題の解決を図り,パケットトラフィックの収容要求に応じたダイナミックな光パスの新設を可能とし,かつネットワークの負荷状態に応じて最適な光パスの新設を行えるようにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため,第1の発明は,光パスリンクとパケットスイッチとで構成されるパケットネットワークと,前記パケットネットワークを収容しファイバリンクと光スイッチとで構成される光ネットワークとからなる複数階層ネットワークにおいて光パスを新設する方法であって,特定対地間パケットトラフィックの収容を,低優先トラフィックと高優先トラフィックの二つのトラフィックの優先度に応じて変化させ,低優先トラフィックに対しては,前記パケットネットワークから見た光パスリンクコストが最小となる経路を探索することで行い,光パスの新設は,当該パケットトラフィックが既設光パスで目的地に到達することが不可能な場合に初めて行う一方で,高優先トラフィックに対しては,前記光ネットワークから見たファイバリンクコストが最小となる経路を探索することで行い,光パスの新設は,当該パケットトラフィック経路上の既設光パスで目的地に到達することが不可能な場合に初めて行うことを特徴とする。
【0007】
第2の発明は,光パスリンクとパケットスイッチとで構成されるパケットネットワークと,前記パケットネットワークを収容しファイバリンクと光スイッチとで構成される光ネットワークとからなる複数階層ネットワークにおいて光パスを新設する方法であって,特定対地間パケットトラフィックの収容を,低優先トラフィックと高優先トラフィックの二つのトラフィックの優先度に応じて変化させ,低優先トラフィックに対しては,前記パケットネットワークから見た光パスリンクコストが最小となる経路を探索することで行い,光パスの新設は,当該パケットトラフィックがあらかじめ規定されたホップ数以内の既設光パスで目的地に到達することが不可能な場合に初めて行う一方で,高優先トラフィックに対しては,前記光ネットワークから見たファイバリンクコストが最小となる経路を探索することで行い,光パスの新設は,収容パケットトラフィックがあらかじめ規定されたホップ数以内の既設光パスで目的地に到達することが不可能な場合に初めて行うことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係るネットワークシステムの構成例を図1に示す。本実施の形態は,パケットスイッチ2と光パス4(4′)による光パスリンクで構成されるパケットネットワーク7と,光スイッチ3とファイバ5によるファイバリンクで構成される光ネットワーク8とで構成される多階層ネットワークを前提としている。なお,パケットネットワーク7は,パケット・セルスイッチネットワークであり,インターネットの場合にはIPネットワークである。図中の4は実際に信号が流れる経路の光パス(リンク)であり,4′はパケットネットワークから見た光パスのリンクを表している。6はトラフィックを表す。
【0011】
このような多階層ネットワークは,パケットスイッチ2と光スイッチ3とが統合的に実装されたフォトニックルータ1(1−1〜1−4)で構成することが可能である。
【0012】
このフォトニックルータ1は,図2に示すように,パケットスイッチ2,光スイッチ3と,これらを統合管理する統合制御装置(GMPLSコントローラ)10で構成される。各フォトニックルータ1の統合制御装置10間は,制御信号回線を通じて互いに制御信号が交換される。
【0013】
光スイッチ3は,128×128スイッチが用いられており,光パスが32波長多重されたファイバリンクを4本入出力する能力を有する。各光パスの伝送速度は,2.5Gbit/sであり,SONET OC−48インタフェースで終端される。
【0014】
制御信号回線は,155Mbit/sの伝送速度を有するSONET OC−3回線で構成されており,これを伝播する制御信号は,例えばフォトニックルータネットワークのネットワークトポロジーを取得するためのOSPF/IS−ISプロトコルパケットであったり,パケットスイッチ間で設定される光パスを設定・解除するRSVP−TE/CR−LDPプロトコル,各ファイバリンクの障害監視を行うLMP(Link Management Protocol)パケットであったりする。
【0015】
したがって,各フォトニックルータ1の統合制御装置10は,これら制御信号プロトコルを処理する機能部を実装しており,ルーティング処理機能部(OSPF/IS−ISプロトコル処理機能)20,光パス設定管理機能部(RSVP−TE/CR−LDPプロトコル処理機能)30,光ファイバおよび隣接ノードのリンク障害管理機能部(LMPプロトコル処理機能)40で構成されている。
【0016】
ルーティング処理機能部20は,フラッディング部21と,リンク状態データベース(DB)22と,拡張リンク状態データベース(DB)23と,スイッチング・キャパビリティ(Switching Capability)監視部24と,経路計算部25と,ネクストホップ・データベース(DB)26とを備える。
【0017】
フラッディング部21は,自ノードおよび他ノードから収集されたリンク状態情報を隣接ノードに通知する機能部である。リンク状態DB22および拡張リンク状態DB23は,他ノードから収集されたリンク情報を保持するデータベースであり,リンク状態DB22には,光パスリンク状態情報が格納され,拡張リンク状態DB23には,ファイバリンク状態情報が格納されている。
【0018】
ここで,リンク状態DB22に格納される光パスリンク状態情報とは,具体的には,2つのパケットスイッチを接続しかつファイバリンクに収容される光パスリンクの空き情報およびコスト情報である。また,拡張リンク状態DB23に格納されるファイバリンク状態情報とは,具体的には,2つの光スイッチを接続するファイバリンクの空き情報およびコスト情報である。
【0019】
スイッチング・キャパビリティ監視部24は,自ノードのスイッチ状態を監視する機能部である。例えば自ノードのスイッチに,光パスを光スイッチ3に設定する機能だけでなく,光パスをパケットスイッチ2に収容する容量が存在する場合には,パケットスイッチ/光スイッチのスイッチング能力が存在することを他ノードに対して広告する。
【0020】
経路計算部25は,リンク状態DB22から設定される光パス(OLSP)およびパケットスイッチ2でスイッチされる論理パス(LSP)もしくはパケットの転送経路計算を行う。
【0021】
ネクストホップDB26は,経路計算の結果が格納されているデータベースであり,各ノードに到達するにはどのインタフェースにパケットを転送すればよいかといった情報を格納している。
【0022】
光パス設定管理機能部30は,光パス情報が格納されているパスデータベース(DB)31と,光パスの設定・削除を行うパス設定削除機能部32を持つ。また,リンク障害管理機能部40は,光ファイバおよび隣接ノードの状態情報を持つリンク・隣接ノード状態データベース(DB)41と,他のノードからの広告情報を監視しリンク障害の検出などを行う監視信号処理機能部42を持つ。
【0023】
前述のルーティング処理機能部20により,各レイヤのネットワークに対して,それぞれリンクコストが定義されている。つまり,ルーティング処理機能部20は,2つの光スイッチを接続するファイバリンクのコスト,2つのパケットスイッチを接続しかつ前記ファイバリンクに収容される光パスリンクのコストの各々を定義している。これらのコストにより,ファイバリンクに収容される光パスのコストおよび光パスリンクに収容されるパケットトラフィックの転送コストがダイクストラ(Dijkstra)アルゴリズムにより計算され,パケットトラフィックは,当該トラフィックの始点−終点間でコストの総和が最小となるようなルートで転送処理され,光パスは,設定される始点−終点区間でコストが最小となるルートで設定される。
【0024】
ここで,ファイバリンクのコストは,各ファイバ区間の距離,ファイバリンクの容量の逆数(収容可能な光パス数の逆数),もしくは実際の建設に要した費用,といった値を用いて割り当てられる。その一方,2つのパケットスイッチ間で設定される光パスリンクのコストは,各光パスの伝送速度の逆数,もしくは当該光パスを収容するファイバリンクコストの総和とある定数の乗算の値を用いて割り当てられる。このように,同一経路上のファイバリンクと光パスリンクのコストは,異なった値で定義されるのが一般的である。
以下,本発明に関連する要素技術を実施の形態として説明する。
【0025】
〔実施の形態1〕
本実施の形態では,図1に示したようなネットワークにおいて特定対地間パケットトラフィックの収容要求が生じると,まずパケットネットワーク7から見た最短経路(最小光パスリンクコスト経路)を探索する。既設光パスで目的地に到達することが可能な場合には,その経路でパケットトラフィックを収容し,不可能な場合に光パスを新設する。
【0026】
図3は実施の形態1を説明する図,図4は実施の形態1のフローチャートである。
【0027】
図3において,各フォトニックルータ1−1〜1−5をNode#1〜Node#5として説明する。後述する他の実施の形態も同様である。OLSP#1は,Node#1とNode#4とを結ぶ光パス,OLSP#2は,Node#4とNode#5とを結ぶ光パス,OLSP#3は,Node#5とNode#3とを結ぶ光パス,OLSP#4は,Node#1とNode#2とを結ぶ光パス,OLSP#5は,Node#1とNode#3とを結ぶ光パスである。
【0028】
光パスリンクのコストは,OLSP#1〜OLSP#4については,それぞれ「10」,OLSP#5については「40」となっている。
【0029】
また,ファイバリンクのコストは,Node#1とNode#2間,Node#2とNode#3間,Node#1とNode#4間,Node#4とNode#5間がそれぞれ「50」であり,Node#5とNode#3間が「20」となっている。
【0030】
例えば,Node#1とNode#3との間でパケットトラフィックの収容要求が発生したとすると,Node#1とNode#3とを結ぶ既設光パスの光パスリンクコストが最小となるルートを検索する(ステップS11)。既設の光パスで終点ノード(Node#3)までのルートがなければ,すなわち終点ノードまでのコストが無限大であれば,ステップS14へ進む。ルートがあれば,その検索ルートの光パスにパケットトラフィックを収容し,パケットを転送する(ステップS13)。
【0031】
Node#3に到達する光パスがなかった場合,ファイバリンクも含めてNode#1からNode#3までのコストが最小となるルートを検索する(ステップS14)。ルートが見つかれば(ステップS15),そのルートにおいて光パスを新設し,新設した光パスにパケットトラフィックを収容してパケットを転送する(ステップS16)。ファイバリンクを含めても終点ノード(Node#3)までのルートがなければ,すなわち終点ノードまでのコストが無限大であれば,パケットの転送をブロックまたはパケットを廃棄する(ステップS17)。
【0032】
以上の図4に示す処理により,図3の例では,図中に示した優先順位でパケットトラフィックが収容される。すなわち,Node#1からNode#3までの光パスリンクとして,Node#1−#4−#5−#3のルートと,Node#1−#3(#2経由)のルートがあり,前者の光パスリンクコストは「30」(OLSP#1,#2,#3のコストの和)であり,後者の光パスリンクコストは「40」(OLSP#5のコスト)であるため,順位1(Node#1−#4−#5−#3のルート),順位2(Node#1−#3(#2経由)のルート)の順でパケットトラフィックが光パスに収容され,これらの光パスの空き容量が不足した段階で光パスが新設される。
【0033】
光パスを新設する際には,以下の2つの場合を設定できる。
・Case(a):収容するパケットトラフィックの対地間に一致した区間で光パスを新設する。
・Case(b):新設する光パスのコストが最小となるような区間で光パスを新設し,当該光パスを用いるルートにパケットトラフィックを収容する。
【0034】
図3の(a)の場合は,上記Case(a):の場合を示しており,Node#1−#3(#2経由)のルートに光パスが新設される。
【0035】
一方,図3の(b)の場合は,上記Case(b):の場合を示しており,Node#2−#3の間に光パスを新設し,その光パスを用いるルートにパケットトラフィックが収容される。すなわち,Node#1−#2−#3のルートとなる。
【0036】
この方法により,パケットトラフィックの収容要求に応じたダイナミックな光パスの新設が可能となる一方,特定対地間で十分なトラフィックが存在しない場合でも,当該対地間に対して光パスが自律的に新設されるのを防ぐことができ,ネットワーク全体で必要となるファイバリンクおよび光スイッチ容量を低減することができる。
【0037】
〔実施の形態2〕
図5は実施の形態2を説明する図,図6は実施の形態2のフローチャートである。
【0038】
実施の形態2では,OLSPホップ数の制限を考慮して経路探索を行う。ここでは,特定対地間パケットトラフィックの収容要求が生じると,まずパケットネットワーク7から見た最短経路(最小光パスリンクコスト経路)を探索する。ホップ数が規定数以内の既設光パスで目的地に到達することが可能な場合には,その経路でパケットトラフィックを収容し,不可能な場合に光パスを新設する。
【0039】
図5の例では,実施の形態1と同様に,Node#1からNode#3への最小光パスリンクコスト経路を探索するが,Node#1−#4−#5−#3のルートは,OLSPホップ数が規定数を超えるため,パケットトラフィックの収容は「禁止」となり,Node#1−#3(#2経由)のルートが順位1となっている。パケットトラフィックがこの順位1のルートの光パスに収容され,この光パスの空き容量が不足した段階で光パスが新設される。
【0040】
図6に示す実施の形態2のフローチャート(ステップS21〜S27)は,図4に示す実施の形態1のフローチャート(ステップS11〜S17)とほぼ同様であるが,ステップS22およびステップS25のルート検索の結果の判定において,検索ルートがOLSPホップ数の制限を超えた場合に,既設光パスで目的地に到達することが不可能であると扱う点が実施の形態1と異なる。
【0041】
この実施の形態2では,実施の形態1に比べて中継光パス(すなわち中継パケットスイッチノード)数を抑制することが可能となり,パケットスイッチノードの転送処理負荷を軽減することが可能となる。
【0042】
光パスを新設する際には,図5に示す(a)の場合と(b)の場合のように,以下の2つの場合を設定できる。
・Case(a):収容するパケットトラフィックの対地間に一致した区間で光パスを新設する。
・Case(b):規定の中継光パス(すなわち中継パケットスイッチノード)数を満足する範囲内で新設する光パスのコストが最小となるような区間で光パスを新設し,当該光パスを用いるルートにパケットトラフィックを収容する。
【0043】
〔実施の形態3〕
図7は実施の形態3を説明する図,図8は実施の形態3のフローチャートである。
【0044】
実施の形態3では,特定対地間パケットトラフィックの収容要求が生じると,まず光ネットワーク8から見た最短経路(最小ファイバリンクコスト経路)を探索する。この点がパケットネットワーク7から見た最短経路(最小光パスリンクコスト経路)を探索する実施の形態1と異なる。この経路上の既設光パスで目的地に到達することが不可能な場合に初めて光パスを新設する。
【0045】
図8に示すフローチャートに従って説明する。例えばNode#1とNode#3との間でパケットトラフィックの収容要求が発生したとすると,Node#1とNode#3とを結ぶ既設光パスのファイバリンクコストが最小となるルートを検索する(ステップS31)。既設のファイバで終点ノード(Node#3)までのルートがなければ,すなわち終点ノードまでのファイバリンクコストが無限大であれば,ステップS36へ進む。
【0046】
ルートがあれば,その検索ルートに対応した既設の光パスがあるかどうかを判定し(ステップS33),光パスがあれば,その光パスにパケットトラフィックを収容し,検索ルートでパケットを転送する(ステップS34)。検索ルートに対応した既設の光パスがなければ,光パスの不足区間で光パスを新設し,その光パスにパケットトラフィックを収容してパケットを転送する(ステップS35)。
【0047】
終点ノードに到達可能なファイバリンクがなければ,既設光パスリンクも含めてルートを検索する(ステップS36)。その結果,終点ノードまで到達することが不可能であれば(ステップS37),ステップS39へ進む。終点ノードまで到達可能なルートがあれば,その検索ルートでパケットを転送する(ステップS38)。この際に,検索ルート上に光パスの不足区間があれば,その区間で光パスを新設する。どのルートでも終点まで到達できない場合には,パケットの転送をブロックまたはパケットを廃棄する(ステップS39)。
【0048】
以上の図8に示す処理により,図7に示す優先順位でパケットトラフィックが収容されることになる。
【0049】
この実施の形態3では,実施の形態1,2に比べてパケットトラフィックを収容するルート(経路)が最小ファイバリングコスト経路に一致するようになるため,光ネットワークリソースの無駄使いを低減させることが可能になる。
【0050】
光パスを新設する際には,図7に示す(a)の場合と(b)の場合のように,以下の2つの場合を設定できる。
・Case(a):収容するパケットトラフィックの対地間に一致した区間で光パスを新設する。
・Case(b):新設する光パスのコストが最小となるような区画で光パスを新設し,当該光パスを用いるルートにパケットトラフィックを収容する。
【0051】
〔実施の形態4〕
図9は実施の形態4を説明する図,図10は実施の形態4のフローチャートである。
【0052】
実施の形態4では,特定対地間パケットトラフィックの収容要求が生じると,まず光ネットワーク8から見た最短経路(最小ファイバリンクコスト経路)を探索する。ホップ数が規定数以内の既設光パスで目的地に到達することが可能な場合には,この経路上の既設光パスにパケットトラフィックを収容し,それが不可能な場合に光パスを新設する。
【0053】
図10に示す実施の形態4のフローチャート(ステップS41〜S49)は,図8に示す実施の形態3のフローチャート(ステップS31〜S39)とほぼ同様であるが,ステップS43における検索ルートに対応した光パスの有無の判定において,OLSPホップ数の制限を考慮する点が異なる。また,ステップS47の判定において,ステップS46で検索した検索ルートがOLSPホップ数の制限を超える場合に,パケットトラフィックの収容が可能なルートがないと判断する点が異なる。
【0054】
実施の形態4は,実施の形態3に比べて中継光パス(すなわち中継パケットスイッチノード)数を抑制することが可能となり,パケットスイッチノードの転送処理負荷を軽減することが可能となる。
【0055】
光パスを新設する際には,以下の2つの場合を設定できる。
・Case(a):収容するパケットトラフィックの対地間に一致した区間で光パスを新設する。
・Case(b):規定の中継光パス(すなわち中継パケットスイッチノード)数を満足する範囲内で新設する光パスのコストが最小となるような区間で光パスを新設し,当該光パスを用いるルートにパケットトラフィックを収容する。
【0056】
〔実施の形態5〕
図11は実施の形態5を説明する図,図12は実施の形態5のフローチャートである。
【0057】
実施の形態5では,特定対地間パケットトラフィックの収容要求が生じると,当該トラフィックの対地に一致した光パスを新設する。図11と図12を用いて説明する。
【0058】
例えば,図11において,Node#1とNode#3との間でパケットトラフィックの収容要求が発生したとすると,Node#1とNode#3とを結ぶファイバリンクコストが最小となるルートを検索する(ステップS51)。ファイバリンクで終点ノード(Node#3)までのルートがなければ,すなわち終点ノードまでのコストが無限大であれば,ステップS54へ進む。ルートがあれば,その検索ルートのファイバリンクに光パスを新設し(図11の順位1),パケットトラフィックを収容してパケットを転送する(ステップS53)。
【0059】
Node#3に到達するファイバリンクがなかった場合,既設光パスリンクも含めてNode#1からNode#3までのコストが最小となるルートを検索する(ステップS54)。この際に,必要に応じてOLSPホップ数の制限を考慮する。Node#3に到達するルートが見つかれば(ステップS55),そのルートでパケットを転送する(ステップS56)。既設光パスリンクを含めても終点ノード(Node#3)までのルートが見つからなければ,パケットの転送をブロックまたはパケットを廃棄する(ステップS57)。
【0060】
この実施の形態5は,上述した実施の形態1〜4と異なり,パケットトラフィックが収容される経路がファイバリンク上の最短経路に一致する確率が高くなる。また,パケットスイッチは自ノードで終端されるトラフィックのみをハンドリングすることになるため,転送処理負荷を大幅に軽減することが可能となる。
【0061】
また,この実施の形態5に変形を加え,ステップS55で課したOLSPホップ数の制限が1以外となる場合も許容してよい。これにより,ネットワークが混雑し,光パスの新設,さらにはOLSP・1ホップでパケットトラフィックを転送できなくなった場合でも,トラフィックの収容を担保できるようになり,通信事業者にとっては増収要因となる。
【0062】
なお,これら実施の形態1〜5は,ネットワークの状態,収容するパケットトラフィックのサービスクラスに応じて,いくつかを組み合わせて実施することが可能である。
【0063】
例えば,組み合わせて実施する形態として,高優先クラストラフィックに対しては,実施の形態5を適用し,低優先クラストラフィックに対しては,実施の形態1を適用するといった組合せが挙げられる。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したように,本発明によれば,パケットトラフィックの収容要求に応じたダイナミックな光パスの新設が可能となり,かつネットワークの負荷状態に応じて最適な光パス新設が行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図2】本実施の形態で用いるフォトニックルータの例を示す図である。
【図3】実施の形態1を説明する図である。
【図4】実施の形態1のフローチャートである。
【図5】実施の形態2を説明する図である。
【図6】実施の形態2のフローチャートである。
【図7】実施の形態3を説明する図である。
【図8】実施の形態3のフローチャートである。
【図9】実施の形態4を説明する図である。
【図10】実施の形態4のフローチャートである。
【図11】実施の形態5を説明する図である。
【図12】実施の形態5のフローチャートである。
【符号の説明】
1−1〜1−4 フォトニックルータ
2 パケットスイッチ
3 光スイッチ
4,4′ 光パス
5 ファイバ
6 トラフィック
7 パケットネットワーク
8 光ネットワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a new optical path necessary for realizing a cooperative operation between a large-capacity optical path network realized by an optical cross-connect device and a service network realized by a
[0002]
[Prior art]
Due to an increase in data communication traffic such as the Internet, the introduction of node devices having a throughput of Tbit / s at present and 10 to 100 Tbit / s or more in the near future is being promoted. As means for realizing a node device having such a large-scale transfer capability, a packet switch (PSC) that processes TCP / IP packets, which are the mainstream communication protocol on the Internet, and an optical path routing process Photonic routers that operate in cooperation with optical switches (LSC: Lambda Switch Capable) [Reference: k. Shimano, A. Imaoka, Y. Takigawa, and K.-l. Sato, in Technical Digest of NFOEC'2001, Vol. .1 p. 5, July.2001. By using this photonic router, a conventional IP network composed of packet switches (PSC) and a high-capacity optical path network composed of optical switches (LSC) (hereinafter referred to as optical networks) are more densely packed. It becomes possible to link.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when such an IP network and an optical network are operated in cooperation using such a node device, a method of newly establishing an autonomous optical path is an important point in effectively utilizing network resources. However, research on the construction of a network in which the lower network (IP network) and the upper network (optical network) both operate dynamically and autonomously distributed and link them together has recently started. However, a method of dynamically establishing a new optical path following packet traffic fluctuation has not been put into practical use.
[0004]
The present invention is to solve the above-described problems, enable a new dynamic optical path according to the packet traffic accommodation request, and an optimal optical path according to the load state of the network. Objective.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the first invention is an optical path link and a packet switch. When A packet network, and a fiber link and an optical switch accommodating the packet network When Optical network consisting of A new optical path in a multi-layer network consisting of Accommodating specific ground-to-ground packet traffic Is changed according to the priority of two traffic, low priority traffic and high priority traffic. By searching for a route that minimizes the optical path link cost as seen from the packet network, While this is only done when the packet traffic cannot reach the destination on the existing optical path, it searches for a route that minimizes the fiber link cost seen from the optical network for high-priority traffic. This is the first time an optical path is newly established when it is impossible to reach the destination with the existing optical path on the packet traffic route. It is characterized by performing.
[0007]
The second invention is an optical path link and a packet switch. When A packet network, and a fiber link and an optical switch accommodating the packet network When Optical network consisting of A new optical path in a multi-layer network consisting of Accommodating specific ground-to-ground packet traffic The low-priority traffic and the high-priority traffic are changed according to the priority of the two traffics, and for the low-priority traffic, a route that minimizes the optical path link cost seen from the packet network is searched. The optical path is newly established only when the packet traffic cannot reach the destination with the existing optical path within the predetermined number of hops. Minimized fiber link cost from the viewpoint of optical network The new path is established by searching for routes. Pre-defined When it is impossible to reach the destination with existing optical paths within the number of hops First time It is characterized by performing.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A configuration example of a network system according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. This embodiment is composed of a
[0011]
Such a multi-layer network can be configured by the photonic router 1 (1-1 to 1-4) in which the
[0012]
As shown in FIG. 2, the
[0013]
The
[0014]
The control signal line is composed of a SONET OC-3 line having a transmission rate of 155 Mbit / s, and the control signal propagating through this line is, for example, OSPF / IS-IS for acquiring the network topology of the photonic router network. Protocol packets, RSVP-TE / CR-LDP protocols for setting / releasing optical paths set between packet switches, and LMP (Link Management Protocol) packets for monitoring failure of each fiber link.
[0015]
Therefore, the
[0016]
The routing
[0017]
The
[0018]
Here, the optical path link state information stored in the
[0019]
The switching capability monitoring unit 24 is a functional unit that monitors the switch state of the own node. For example, if the switch of the own node has not only the function of setting the optical path to the
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The optical path setting
[0023]
The above-described routing
[0024]
Here, the cost of the fiber link is assigned using values such as the distance of each fiber section, the reciprocal of the capacity of the fiber link (the reciprocal of the number of optical paths that can be accommodated), or the cost required for actual construction. On the other hand, the cost of an optical path link set between two packet switches is calculated by using the reciprocal of the transmission speed of each optical path, or the product of the sum of the fiber link costs for accommodating the optical path and a constant. Assigned. As described above, the cost of the fiber link and the optical path link on the same route is generally defined by different values.
Hereinafter, it relates to the present invention. element Form of implementing technology State and To explain.
[0025]
[Embodiment 1]
In this embodiment, when a request for accommodation of specific ground-to-ground packet traffic occurs in the network as shown in FIG. 1, first, the shortest path (minimum optical path link cost path) viewed from the
[0026]
FIG. 3 is a diagram for explaining the first embodiment, and FIG. 4 is a flowchart of the first embodiment.
[0027]
In FIG. 3, each of the photonic routers 1-1 to 1-5 will be described as
[0028]
The cost of the optical path link is “10” for
[0029]
The cost of the fiber link is “50” between
[0030]
For example, if a packet traffic accommodation request is generated between
[0031]
If there is no optical path that reaches
[0032]
With the process shown in FIG. 4, the packet traffic is accommodated in the example shown in FIG. That is, as the optical path link from
[0033]
When establishing a new optical path, the following two cases can be set.
Case (a): An optical path is newly established in a section that matches between the grounds of the packet traffic to be accommodated.
Case (b): An optical path is newly established in a section where the cost of the newly installed optical path is minimized, and packet traffic is accommodated in a route using the optical path.
[0034]
In the case of FIG. 3A, the case of the above Case (a): is shown, and an optical path is newly established in the route of Node # 1- # 3 (via # 2).
[0035]
On the other hand, FIG. 3B shows the case (b): where an optical path is newly established between Nodes # 2- # 3, and packet traffic is routed to the route using the optical path. Be contained. That is, the route is Node # 1- # 2- # 3.
[0036]
This method makes it possible to create a new dynamic optical path according to packet traffic accommodation requirements, but even if there is not enough traffic between a specific ground, an optical path can be established autonomously between that ground. The fiber link and optical switch capacity required for the entire network can be reduced.
[0037]
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a diagram for explaining the second embodiment, and FIG. 6 is a flowchart of the second embodiment.
[0038]
In the second embodiment, a route search is performed in consideration of the limitation on the number of OLSP hops. Here, when a request for accommodation of packet traffic between specific grounds occurs, the shortest path (minimum optical path link cost path) viewed from the
[0039]
In the example of FIG. 5, as in the first embodiment, the minimum optical path link cost route from
[0040]
The flowchart of the second embodiment shown in FIG. 6 (steps S21 to S27) is substantially the same as the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 4 (steps S11 to S17), but the route search in steps S22 and S25 is performed. In the determination of the result, when the search route exceeds the limit of the number of OLSP hops, it is different from the first embodiment in that it is regarded as impossible to reach the destination with the existing optical path.
[0041]
In the second embodiment, the number of relay optical paths (that is, relay packet switch nodes) can be suppressed as compared with the first embodiment, and the transfer processing load on the packet switch nodes can be reduced.
[0042]
When a new optical path is established, the following two cases can be set as in the case of (a) and (b) shown in FIG.
Case (a): An optical path is newly established in a section that matches between the grounds of the packet traffic to be accommodated.
Case (b): An optical path is newly established in a section in which the cost of the newly installed optical path is minimized within a range satisfying the prescribed number of relay optical paths (that is, relay packet switch nodes), and the optical path is used. Contain packet traffic in the route.
[0043]
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a diagram for explaining the third embodiment, and FIG. 8 is a flowchart of the third embodiment.
[0044]
In the third embodiment, when a request for accommodation of specific ground-to-ground packet traffic occurs, the shortest path (minimum fiber link cost path) viewed from the optical network 8 is first searched. This is different from the first embodiment in which the shortest path (minimum optical path link cost path) viewed from the
[0045]
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG. For example, if a packet traffic accommodation request is generated between
[0046]
If there is a route, it is determined whether there is an existing optical path corresponding to the search route (step S33). If there is an optical path, packet traffic is accommodated in the optical path, and the packet is transferred by the search route. (Step S34). If there is no existing optical path corresponding to the search route, an optical path is newly established in the shortage section of the optical path, packet traffic is accommodated in the optical path, and the packet is transferred (step S35).
[0047]
If there is no fiber link that can reach the end node, the route is searched including the existing optical path link (step S36). As a result, if it is impossible to reach the end node (step S37), the process proceeds to step S39. If there is a route that can reach the end node, the packet is transferred through the search route (step S38). At this time, if there is a shortage section of the optical path on the search route, a new optical path is established in that section. If any route cannot reach the end point, the packet transfer block or the packet is discarded (step S39).
[0048]
With the processing shown in FIG. 8, the packet traffic is accommodated with the priority shown in FIG.
[0049]
In this third embodiment, the route (path) accommodating packet traffic matches the minimum fiber ring cost path compared to the first and second embodiments, so that waste of optical network resources can be reduced. It becomes possible.
[0050]
When a new optical path is established, the following two cases can be set as in the case of (a) and (b) shown in FIG.
Case (a): An optical path is newly established in a section that matches between the grounds of the packet traffic to be accommodated.
Case (b): An optical path is newly established in a section that minimizes the cost of the newly installed optical path, and packet traffic is accommodated in a route using the optical path.
[0051]
[Embodiment 4]
FIG. 9 is a diagram for explaining the fourth embodiment, and FIG. 10 is a flowchart of the fourth embodiment.
[0052]
In the fourth embodiment, when a request for accommodation of specific ground-to-ground packet traffic occurs, the shortest path (minimum fiber link cost path) viewed from the optical network 8 is first searched. When it is possible to reach the destination with existing optical paths with the number of hops within the specified number, packet traffic is accommodated in the existing optical paths on this route, and when this is not possible, a new optical path is established. .
[0053]
The flowchart (steps S41 to S49) of the fourth embodiment shown in FIG. 10 is substantially the same as the flowchart (steps S31 to S39) of the third embodiment shown in FIG. 8, but the light corresponding to the search route in step S43. The difference is that the limitation on the number of OLSP hops is taken into account in determining the presence or absence of a path. Further, in the determination in step S47, when the search route searched in step S46 exceeds the limit on the number of OLSP hops, it is determined that there is no route that can accommodate packet traffic.
[0054]
In the fourth embodiment, the number of relay optical paths (that is, relay packet switch nodes) can be reduced as compared with the third embodiment, and the transfer processing load on the packet switch nodes can be reduced.
[0055]
When establishing a new optical path, the following two cases can be set.
Case (a): An optical path is newly established in a section that matches between the grounds of the packet traffic to be accommodated.
Case (b): An optical path is newly established in a section in which the cost of the newly installed optical path is minimized within a range satisfying the prescribed number of relay optical paths (that is, relay packet switch nodes), and the optical path is used. Contain packet traffic in the route.
[0056]
[Embodiment 5]
FIG. 11 is a diagram for explaining the fifth embodiment, and FIG. 12 is a flowchart of the fifth embodiment.
[0057]
In the fifth embodiment, when a request for accommodation of a specific ground-to-ground packet traffic occurs, an optical path that matches the ground of the traffic is newly established. This will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
[0058]
For example, in FIG. 11, if a packet traffic accommodation request is generated between
[0059]
If there is no fiber link that reaches
[0060]
In the fifth embodiment, unlike the first to fourth embodiments described above, there is a high probability that the path accommodating the packet traffic matches the shortest path on the fiber link. In addition, since the packet switch handles only traffic that terminates at its own node, the transfer processing load can be greatly reduced.
[0061]
In addition, the fifth embodiment may be modified to allow a case where the limit on the number of OLSP hops imposed in step S55 is other than one. As a result, even if the network is congested and a new optical path is established and packet traffic cannot be transferred with OLSP / one hop, it is possible to guarantee the accommodation of the traffic, which increases the revenue for the communication carrier.
[0062]
It should be noted that these
[0063]
For example, as a combination of embodiments, a combination in which the fifth embodiment is applied to high-priority class traffic and the first embodiment is applied to low-priority class traffic.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to newly establish a dynamic optical path according to a request for accommodating packet traffic, and it is possible to newly establish an optimum optical path according to the load state of the network.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a network system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a photonic router used in the present embodiment.
FIG. 3 is a
FIG. 4 is a flowchart according to the first embodiment.
5 is a
FIG. 6 is a flowchart of the second embodiment.
7 is a
FIG. 8 is a flowchart of the third embodiment.
FIG. 9 is a
FIG. 10 is a flowchart according to the fourth embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining a fifth embodiment;
FIG. 12 is a flowchart according to the fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
1-1 to 1-4 Photonic router
2 Packet switch
3 Optical switch
4,4 'optical path
5 Fiber
6 Traffic
7 Packet network
8 Optical network
Claims (2)
特定対地間パケットトラフィックの収容を,低優先トラフィックと高優先トラフィックの二つのトラフィックの優先度に応じて変化させ,
低優先トラフィックに対しては,前記パケットネットワークから見た光パスリンクコストが最小となる経路を探索することで行い,
光パスの新設は,当該パケットトラフィックが既設光パスで目的地に到達することが不可能な場合に初めて行う一方で,
高優先トラフィックに対しては,前記光ネットワークから見たファイバリンクコストが最小となる経路を探索することで行い,
光パスの新設は,当該パケットトラフィック経路上の既設光パスで目的地に到達することが不可能な場合に初めて行う
ことを特徴とする光パス新設方法。A method for newly establishing an optical path in a multi-layer network including a packet network composed of an optical path link and a packet switch, and an optical network accommodating the packet network and composed of a fiber link and an optical switch,
The accommodation of specific ground-to-ground packet traffic is changed according to the priority of two traffic , low priority traffic and high priority traffic,
For low-priority traffic, search for a route that minimizes the optical path link cost seen from the packet network.
The optical path is newly established only when the packet traffic cannot reach the destination on the existing optical path.
For high-priority traffic, search for a route that minimizes the fiber link cost seen from the optical network.
An optical path establishment method, which is performed for the first time when it is impossible to reach a destination with an existing optical path on the packet traffic route .
特定対地間パケットトラフィックの収容を,低優先トラフィックと高優先トラフィックの二つのトラフィックの優先度に応じて変化させ,
低優先トラフィックに対しては,前記パケットネットワークから見た光パスリンクコストが最小となる経路を探索することで行い,光パスの新設は,当該パケットトラフィックがあらかじめ規定されたホップ数以内の既設光パスで目的地に到達することが不可能な場合に初めて行う一方で,
高優先トラフィックに対しては,前記光ネットワークから見たファイバリンクコストが最小となる経路を探索することで行い,光パスの新設は,収容パケットトラフィックがあらかじめ規定されたホップ数以内の既設光パスで目的地に到達することが不可能な場合に初めて行う
ことを特徴とする光パス新設方法。A method for newly establishing an optical path in a multi-layer network including a packet network composed of an optical path link and a packet switch, and an optical network accommodating the packet network and composed of a fiber link and an optical switch,
The accommodation of specific ground-to-ground packet traffic is changed according to the priority of two traffic , low priority traffic and high priority traffic,
For low-priority traffic, a route that minimizes the optical path link cost seen from the packet network is searched. The optical path is newly established when the packet traffic is within the pre-defined number of hops. While it is only done when it is impossible to reach the destination with a pass,
For high-priority traffic, the path that minimizes the fiber link cost seen from the optical network is searched, and the new optical path is established by setting the existing optical path within the specified number of hops for the accommodated packet traffic. light path new method which is characterized for the first time do it in case it is not possible to reach the destination in.
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