JPH02142237A - ネットワーク障害回復方式 - Google Patents

ネットワーク障害回復方式

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JPH02142237A
JPH02142237A JP63296893A JP29689388A JPH02142237A JP H02142237 A JPH02142237 A JP H02142237A JP 63296893 A JP63296893 A JP 63296893A JP 29689388 A JP29689388 A JP 29689388A JP H02142237 A JPH02142237 A JP H02142237A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ネットワークにおけるリンク障害回復方式に
関する。
（従来の技術とその問題点） 通信ネット−ワークにおけるリンク障害回復技術は、リ
ンクのビット速度が上がるに従い重要となってくる。例
えば公衆通信網においては、その上位階層にある通信リ
ンクの速度は１０”ｂｐｓから１０　’　ｂｐｓのオー
ダーに達し、リンク障害の影響は多大である。通常、高
速通信リンクに対してはリンク障害回復技術が採用され
ている。例えば光通信端局には自動保護スイッチ（Ａｕ
ｔｏｍａｔｉｃＰｒｏｔｅｃｔｌｏｎ　５ｖ１ｔｃｈ　
）が用いられており、−本の光フアイバリンクに障害が
起こると自動的に保護用のフィバリンクにスイッチされ
障害回復がなされる。しかし、この方法ではファイバリ
ンク全所の場合には障害回復がなされない。
一方、最近公衆通信網の上位階層通信リンクをスイッチ
するディジタルクロスコネクトシステムが出現し、これ
を利用したリンク障害回復が検討されている。即ち、リ
ンク障害時に障害リンクを迂回する経路をディジタルク
ロスコネクト装置により設定し、障害回復を行なうもの
である。この制御方式として、ネットワーク中央制御装
置からの指令により、各ディジタルクロスコネクト装置
が制御される集中型と、各ディジタルクロスコネクト装
置が自律的に迂回経路を決定していく分散型とに大きく
分けられる。
例えば前者の例として５ａｔｏｓｈｌ　Ｉｌａｓｅｇａ
ｖａ等によるＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　Ｇｌｏｂａ
ｌ　Ｃｏｗｍｕｎｌｃａｔｌｏｎ　Ｃｏｎｆｅｒ−ｃｎ
ｃｃ、　’　８７記載の“ＤｙｎａＩｌｉｃ　Ｒｃｃｏ
ｎｆ’１ｇｕｒａｔ１ｏｎ　ｏｆ旧ｇｌｔａｌ　Ｃｒｏ
ｓｓ−Ｃｏｎｎｅｃｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｉｔｈ　Ｎ
ｅｔｗｏｒｋＣｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍ
ｃｎｔ−がある。この集中型方式は物理的なリンク障害
の回復とともにディジタルクロスコネクト装置のスイッ
チ単位での論理的リンク障害（チャネル障害）回復も可
能である特長を有するが、ネットワーク中央制御装置と
各ディジタルクロスコネクト装置間の通信及びネットワ
ーク制御装置での処理時間を必要とし、短時間での回復
が困難である、という欠点を有する。
一方、後者の例としては、Ｗ、Ｄ、ＧＲＯＶＥＲｌ：　
ヨルＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　Ｇｌｏｂａｌ　Ｃｏ
ｍｍｕｎｌｃａｔｌｏｎ　Ｃｏｎｆ’ｅｒｅｎｃｅ゛８
７記載の“Ｔｈｅ　Ｓｅｌｆ−ｈｅａｌｌｎｇ　Ｎｅｔ
ｗｏｒｋ”がある。これはディジタルクロスコネクト装
置間での分散型制御による障害回復で、各装置が自律的
に並行して処理を進めるので、短時間での回復が期待さ
れる。しかしながら、各装置間での制御メツセージ交換
にフラッディング（例えばＶ、ＳｔａｌｌｌｎｇＳ著Ｍ
ａｃｗｌｌｌａｎ社発行の刊行物“Ｄａｔａ　ａｎｄＣ
ｏａｐｕＬｅｒ　Ｃｏａｖｕｎｉｃａｔｏｎｓ　　２５
６ページから２６１ページに記載）を用いているので、
メツセージ交換量が非常に大きくなる、という欠点を有
している。
（発明の目的） 本発明の目的は、上記従来方式の欠点を除去せしめ、制
御メツセージ交換量が少なく、短時間での障害回復が可
能である分散型のネットワーク障害回復方式を得ること
にある。
（発明の構成） 本発明によると、複数のノードがリンクにより網目状に
接続されているネットワークにおいて、リンク障害が発
生すると障害リンクの両端の第１のノード及び第２のノ
ードのうち一方の第１のノードが要求メツセージを全て
の隣接ノードに送出し、該要求メツセージは送出された
リンクに対しての障害回復用の要求帯域とホップ数の情
報を少なくとも有し、該要求帯域は各リンクに予め用意
されている障害回復用帯域を越えることができず該ホッ
プ数は第１のノードから送出されるときには１に設定さ
れ、各ノードは前記要求帯域により参照できるホップ数
とノードアドレスのテーブルを有しており、各ノードは
初期状態ではリセットされており、各ノードは前記要求
メツセージを受信すると、該受信要求メツセージに含ま
れるホップ数が、予め定められた値以上ならば該メツセ
ージを棄却し、それ以外の場合で該ホップ数が該受信要
求メツセージの要求帯域より参照される前記テーブル中
のホップ数より小さければ前記テーブルを更新し、該要
求帯域が以前に受信した要求メツセージの要求帯域より
大きければ全ての隣接ノードに新たな要求帯域と１増加
させたホップ数を有する要求メツセージを送出し、第２
のノードでは予め定められた時間内に受信した要求メツ
セージのうちで最大要求帯域を有するメツセージを選択
し、該メツセージが送られてきた隣接ノードに返答メツ
セージを送り、該返答メツセージは要求帯域の情報を少
なくとも有し、各ノードでは返答メツセージを受信する
と該返答メツセージ中の要求帯域以上の帯域から参照さ
れるテーブルの中で最小ホップ項を選択し、該最小ホッ
プに対応するノードアドレスを有する隣接ノードに対し
て返答メツセージを転送するとともに障害迂回路を形成
していき、第１のノードが返答メツセージを受信すると
障害迂回路が決定されることを特徴とするネットワーク
障害回復方式が得られる。
（作　用） 第２図（ａ）〜（ｄ）を参照しながら本発明の詳細な説
明する。第２図（ａ）は原理説明のために用いるネット
ワーク例を示し、図において２００〜２０４はノード並
びに各ノードに割り当てられたアドレスを示すものとす
る。また、各リンクに付いている数字は各リンクに予め
割りあてられている障害回復用の帯域をあられし、説明
の便宜上、ここでは、数字により大小をあらわすものと
する。
今、ノード２００とノード２０４の間のリンクに障害が
生じたものとする。また、このリンク障害により９に等
しい帯域が失われるものとする。
この場合帯域９を有する障害回復用の迂回路を見出す必
要がある。
本発明によると、障害リンクの両端のノード２００と２
０４のうちの一方が選択され、選択されたノードが要求
メツセージを送出する。ノード選択規則として、例えば
「予め与えられた各ノードにユニークなアドレスのうち
小さい方のアドレスを有するノードが要求メツセージ送
出側となる」という簡単な規則を設けておけば、ノード
選択が容易である。図示された例ではノード２００が要
求メツセージ送出側のノードとして選択されることにな
る。
ノード２００は全ての隣接ノード２０１と２０２に対し
て要求メツセージに含まれる障害回復用の要求帯域は、
各リンクに予め与えらている障害回復用帯域を越えるこ
とができないので、ノード２０１に対してはり、ノード
２０２に対しては３の帯域が要求される。
ノード２０１とノード２０２がノード２００からの要求
メツセージを受信した後の各ノードのテーブルは第２図
（ｂ）のようになる。
ノード２０１及び２０２では、受信した要求帯域が以前
に受信した要求帯域と比較される。図示された例では、
初めて受信した要求メツセージと仮定されているから、
当該要求メツセージの要求帯域は以前の要求帯域より無
条件に大きいから、ノード２０１．２０２は全ての隣接
ノードに要求メツセージを送る。この場合、ノード２０
２はノード２００からの要求帯域が３であったので、ノ
ード２０１及びノード２０３に対して３の帯域を要求す
る。このとき、経路中のノードの数をあらわすホップ数
は１だけ増加され２となる。
ノード２０１と２０３の隣接ノードが要求メツセージを
受信した後の各ノードのテーブルは第２図（Ｃ）のよう
になる。ノード２０１ではノード２０２からの受信要求
帯域が３であり、これは以前に受信した要求帯域９より
小さいので要求メツセージは棄却される。このように常
に最大要求帯域を有するメツセージのみを転送すること
で、不必要なメツセージを棄却し、メツセージ数は大幅
に減少する。ノード２０２では受信要求帯域が９で以前
に受信したものより大きいので全ての隣接ノードに要求
メツセージを送出する。このようにして要求メツセージ
の転送が行なわれて、ノード２０４が複数の要求メツセ
ージを受信する。ノード２０４は要求メツセージの目的
ノードであり、受信したメツセージは他のノードに送出
されることはない。
この例は簡単な例であり、ホップ数の上限に関しては説
明しなかったが、不必要に長い迂回路及び要求メツセー
ジ数の増大を避けるため、予め定められたホップ数を越
える要求メツセージは自動的に棄却されるものとする。
第２図（ｄ）にノード２０４が返答メツセージをノード
２０１に送り返す際の各ノードのテーブルの一例を示す
。ノード２０４では、予め定められた時間が経過すると
それまでに受信した要求メツセージ中の要求帯域の中で
最大のものを選択する。
第２図（ｄ）の例では要求帯域９が最大であるので、こ
れを選択し、この要求帯域を含んだ要求メツセージを送
出してきたノード２０３に返答メツセージを返す。この
返答メツセージには要求帯域９が含まれている。よって
、ノード２０３では、最大要求帯域を有する迂回路を選
択する制御がなされるわけである。
続いて、この返答メツセージを受信したノード２０２で
は、返答メツセージに含まれる要求帯域によりテーブル
を参照し、この要求帯域以上のテーブル中の帯域から参
照される最小ホップを選択する。この例では要求帯域９
より大きい帯域はテーブル中に存在しないので自動的に
ノード２０１からきたホップ数２の項が選択される。し
かし、仮りに帯域１２でホップ数１の項がノード２０２
のテーブルに存在すれば、この項が選択されるわけであ
る。この処理は、ノード２０４が選択した最大要求帯域
を供給できる最小ホップ数の迂回路を分散的に選択して
いることになる。
同様の返答メツセージの処理、転送が各ノードでなされ
、最終的にノード２００に返答メツセージが到達すると
、最大帯域を有する最小ホップ数の迂回路が形成される
ことになるわけである。
なお、上記の処理で障害により失われた帯域が完全に回
復されない場合には、別の迂回路を見い出すため上記処
理が初めから繰り返し実行される。
この場合、迂回路として既に選択された経路上の各リン
クに割りあてられた障害回復用の帯域は、既に決定され
た帯域分だけ差し引かれることになる。このように、複
数の障害迂回路を設定して障害回復を行うことも勿論本
発明に含まれるものである。
（発明の効果） 本発明の方式によると、要求メツセージの転送過程では
最大帯域の経路が選択され、返答メツセージの転送過程
では最短経路が選択され、最大帯域を有する最小ホップ
数（最短経路）の障害迂回路が分散的な制御で得られる
。集中制御を必要としないので各ノードの並行処理から
短時間の障害回復が可能となる。また、各ノードにおい
てその時点での最大要求帯域を有する要求メツセージし
か隣接ノードに転送しないので、不必要なメツセージの
発生を押さえることが可能である。
第３図に、模擬実験による発生要求メツセージ数のグラ
フを示す。第３図（ａ）は模擬実験に用いたネットワー
ク例であり、第３図（ｂ）は要求メツセージの発生を示
す。第３図（ａ）において、各リンクに付随した数字の
うちカッコ内の数字は障害回復用の帯域で、もう一方が
稼働帯域である。
第３図（ｂ）において３００は従来の技術のフラッディ
ングを用いた場合の要求メツセージの発生数で、３０１
は本発明の方式による発生メツセージ数である。なお、
図において横軸はホップ数の上限であり、このホップ数
を越えるメツセージは自動的に棄却される、という制御
をフラッディング及び本発明の方式双方に適用している
。勿論、このホップ数の上限を設定しなければ、フラッ
ディングにおける発生メツセージ数は無限大となる。
、第３図（ｂ）の結果（ａ）のネットワーク例にてあら
ゆる障害発生リンクに対して平均的に求めた発生メツセ
ージ数を示し、図より明らかなように本発明による方式
により従来のフラッディングに比し大幅に要求メツセー
ジの発生数が減少していることがわかる。
しかも、フラッディングにおいては設定したホップ数の
上限が増えるに従い幾何級数的に発生要求メツセージ数
が増加するのに対し、本発明の方式では第３図（ｂ）に
示すように、ホップ数の上限が４以上では要求メツセー
ジの発生数の増加はない。この効果により、本発明では
発生要求メツセージ数の増大がなくホップ数の上限を大
きく設定でき、即ち長い経路による障害迂回路が設定可
能で、障害回復能力の向上が見込まれる。
（実施例） 第１図（ａ）〜（ｄ）に本発明の方式を実現する一つの
フローチャートを示す。ここで、本発明の方式において
、障害を検出した障害リンクの両端の２つのノードをセ
ンダー、チユーザーと呼ぶことにする。センダーは要求
メツセージを送出するノードであり、チユーザーは返答
メツセージを送出するノードである。
第１図（ａ）にセンダーが実行する制御フローチャート
の一例を示す。センダーは障害を検出すると１００のブ
ロックにて要求メツセージを作成する。要求メツセージ
の一構成例を第１図（ｅ）に示す。センダーは各隣接ノ
ードに対しての要求帯域を設定し、ホップ数は１に設定
し、センダーアドレスと要求メツセージソースには自己
のアドレスを設定し、要求メツセージステイネ−ジョン
としては要求メツセージを受ける隣接ノードのアドレス
を設定する。また、コントロールとしては、例えば検出
された１つの障害に対して、本センダーから送出される
要求メツセージの゛通し番号を設定し、１０１のブロッ
クにてこの要求メツセージが各隣接ノードに送出される
。ここで、各隣接ノードに対する要求帯域は、各リンク
に予め与えられた障害回復用の帯域を越えることはでき
ない。
続いて、１０２のブロックにて返答メツセージを待ち、
返答メツセージを受信すると１０３のブロックにて返答
メツセージ中の要求帯域を見て、障害リンクの帯域が全
て回復されたかを検出する。
もし、１０３のブロックでの検出結果が“ＮＯならば、
部分的な障害回復がなされたことであり、他の迂回路を
選択するための１００のブロックに戻り、障害により失
われた帯域から、返答メツセージ中の要求帯域を引いた
帯域を要求メツセージ中の要求帯域に設定し、再び処理
を行なう。
１０３のブロックでの検出結果から障害リンクの帯域が
全て回復されたならば１０４のブロックにて処理を終了
する。また、返答メツセージ受信待ちで、予め設定した
障害回復時間が終了したことを告げるタイムアウト１が
生起すると、１０４のブロックにて処理を終了する。
第１図（ｂ）には、要求メツセージを受信した各ノード
での処理のフローチャート例を示す。ノードでは１１０
のブロックにて要求メツセージを受信すると１１１のブ
ロックにて要求メツセージ中のホップ数が予め設定され
たホップ数の上限ＭＡＸより大きいかどうかを検出する
。もし、大きければ長経路を経由してきたメツセージで
あるので１１７のブロックにてこの要求メツセージは棄
却される。
他方、ホップ数がＭＡＸより小さければ、１１２のブロ
ックにてホップ数の比較がなされる。
この場合、第１図（ｒ）に−例として示したテープルの
検索を行なう。具体的に言えば、要求メツセージ中の要
求帯域から参照されるテーブル中のホップ数を見出す。
前に到来した要求メツセージによるホップ数を（ホップ
数）ｏｌｄとし、この要求メツセージの要求帯域を例え
ば３とすると、第１図（ｆ）のテーブル例によると、（
ホップ数）ｏｌｄはｈ３　となる。１１２はブロックに
て受信メツセージ中のホップ数、即ち（ホップ数）ｎｅ
ｗが（ホップ数）ｏｌｄより小さければ、１１３のブロ
ックにてテーブル中の受信要求帯域に対応するホップ数
を（ホップ数）ｎｅｗに更新するとともに、対応するノ
ードアドレスを受信メツセージ中の要求メツセージソー
スに更新して、１１４のブロックの処理に移る。１１２
のブロックにて（ホップ数）ｎｅｗ（ホップ数）ｏｌｄ
より大きければ１１３のブロックをスキップして１１４
のブロックの処理に移る。
１１４のブロックでは、受信要求メツセージ中の要求帯
域、即ち（要求帯域）ｎｅｗと以前に受信した要求メツ
セージの中で最大の要求帯域、即ち（要求帯域）ｏｌｄ
を比較し、（要求帯域）ｎｅｗの方が小さければ１１７
のブロックにてメツセージを棄却し、（要求帯域）ｎｅ
ｗの方が大きければ１１５のブロックにて要求メツセー
ジを作成する。
１１５のブロックでは各隣接ノードに対しての要求帯域
を設定し、ホップ数を１増加させ、要求メツセージソー
スを自己のアドレスに設定し、要求メツセージステイネ
−ジョンを各隣接ノードアドレスに設定する。要求メツ
セージ作成後１１６のブロックにてこのメツセージを全
隣接ノードに送出し、１１０のブロックに戻る。また１
１７のブロックにてメツセージが棄却された後も１．１
０のブロックに戻り次の要求メツセージを待つ。
第１図（Ｃ）に、返答メツセージを受信した各ノードで
の処理のフローチャート例を示す。ノードでは１２０の
ブロックにて返答メツセージを受信すると１２１のブロ
ックで受信した返答メツセージに含まれる要求帯域を用
いてテーブルを参照する。返答メツセージには、少なく
とも要求帯域の情報が含まれている。
例えば、１２１のブロックでノードが１の要求帯域を含
む返答メツセージを受信すると、テーブル中で１以上の
帯域に対応するホップ数ｈ＋・・・ｈＮの中から最小の
ホップ数を選択する。例えばこのホップ数をり、とする
。その最小ホップ数り。
に対応するノードアドレスａ、を抽出し、そのノードア
ドレスを有する隣接ノードに対して、１２２のブロック
にて返答メツセージを転送する。
同時に１２２のブロックでは返答メツセージが送られて
きたノードと返答メツセージを受信して処理を行なって
いるノードと、このノードが返答メツセージを送出した
相手ノードの間に要求帯域に対応する迂回路を構成する
。
迂回路は返答メツセージがチユーザーからセンダーに送
られる間に逐次構成されていき、最終的に返答メツセー
ジがセンダーに到着すると完成する。返答メツセージの
送出が終了すると、１２０のブロックに戻り、返答メツ
セージの受信を待つ。
第１図（ｄ）に、チユーザーが実行する制御のフローチ
ャートの一例を示す。チユーザーは１３０のブロックに
て要求メツセージを受信すると、１３１のブロックにて
受信した要求メツセージを格納して、次の要求メツセー
ジ受信を１３０のブロックにて待つ。予め設定させたタ
イムアウト２が生起すると、１３２のブロックにて格納
されている要求メツセージの中から最大要求帯域を有す
るものを選択する。続く１３３のブロックにて、選択さ
れた最大要求帯域を含むメツセージが送られてきた隣接
ノードに対して、この要求帯域を含む返答メツセージを
送出する。同時に１３３のブロックにて、チユーザーと
返答メツセージを送出した相手ノードの間に送出した要
求帯域に対応する障害迂回路を構成する。続く１３４の
ブロックでタイムアウト２を検出するタイマーをリセッ
トし、別の障害迂回路のための要求メツセージ受信のた
めにブロックで、予め設定した障害回路時間が終了した
ことを告げるタイムアウト１が生起すると、１３５のブ
ロックにて対象としているリンク障害回復処理を終了す
る。
【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の方式を実現するための
フローチャートの例を示す図、第１図（ｅ）は要求メツ
セージ構成例、第１図（ｆ）は各ノードが保有するテー
ブルを示す図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の詳細な
説明するための図、第３図（ａ）。 （ｂ）は本発明の方式に必要な要求メツセージ数と従来
方式に必要な要求メツセージ数の比較のための模擬実験
結果を示す図である。 図において、２００〜２０４のノードである。 第 図 （ｋ）） （ａ） （Ｃ） 第 図 （ｄ） 第 図 （ｅ） 第 図 （ｆ） 第 図 （Ｃ） 第 図 （ｄ） 第 図 （ａ） 第 図 （ｂ） 第 図 （ａ） 第 図 （ｂ） ホップ数の上限

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれ定められた障害回復用帯域を有するリンク
    により、複数のノードを接続することにより構成された
    ネットワークにおけるリンク障害を迂回路を形成するこ
    とにより回復する方式において、前記障害の発生したリ
    ンクの両端に位置する２つのノードを第１及び第２のノ
    ードとし、前記第１のノードから、当該第１のノードに
    隣接したリンクに対し、該隣接したリンクの障害回復用
    帯域の範囲内の帯域を要求帯域として指示すると共に、
    前記第１のノードからの経路をあらわすホップ数を指示
    する要求メッセージを送出し、前記第１及び第２のノー
    ドの間に置かれたノードでは、最大の障害回復用帯域を
    有する前記迂回路を選択するように、要求メッセージを
    順次第２のノードまで転送し、前記第２のノードに要求
    メッセージの要求帯域が最大であるノードに対して、要
    求帯域を指示する返答メッセージを送出し、該返答メッ
    セージは当該返答メッセージで指示される要求帯域以上
    で且つ最小のホップ数を指示しているノードを通して、
    前記第１のノードまで順次転送し、前記迂回路を設定す
    ることを特徴とするネットワーク障害回復方式。 ２、複数のノードがリンクにより網目状に接続されてい
    るネットワークにおいて、リンク障害が発生すると障害
    リンクの両端の第１のノード及び第２のノードのうち一
    方の該第１のノードが要求メッセージを全て隣接ノード
    に送出し、該要求メッセージは送出されたリンクに対し
    ての障害回復用の要求帯域とホップ数の情報を少なくと
    も有し、該要求帯域は各リンクに予め用意されている障
    害回復用帯域を越えることができず該ホップ数は前記第
    １のノードから送出されるときには１に設定され、各ノ
    ードは前記要求帯域により参照できるホップ数とノード
    アドレスのテーブルを有しており、該テーブルは初期状
    態ではリセットされており、各ノードは前記要求メッセ
    ージを受信すると該要求メッセージに含まれるホップ数
    が予め定められた値以上ならば該メッセージを棄却し、
    それ以外の場合で該ホップ数が該要求メッセージの要求
    帯域より参照される前記テーブル中のホップ数より小さ
    ければ前記テーブルを更新し、該要求帯域が以前に受信
    した要求メッセージ要求帯域より大きければ全ての隣接
    ノードに新たな要求帯域と１増加させたホップ数を有す
    る要求メッセージを送出し、前記第２のノードでは予め
    定められた時間内に受信した要求メッセージのうちで最
    大要求帯域を有するメッセージを選択し、該メッセージ
    が送られてきた隣接ノードに返答メッセージを送り、該
    返答メッセージは要求帯域の情報を少なくとも有し、各
    ノードでは返答メッセージを受信すると該返答メッーセ
    ージ中の要求帯域以上の帯域から参照されるテーブルの
    中で最小ホップ項を選択し、該最小ホップに対応するノ
    ードアドレスを有する隣接ノードに対して返答メッセー
    ジを転送するとともに障害迂回路を形成していき、前記
    第１のノードが返答メッセージを受信すると障害迂回路
    が決定されることを特徴とするネットワーク障害回復方
    式。 ３、請求項２に記載の方式が予め定められた時間内で繰
    り返し実行された複数の障害迂回路により障害回復を行
    なうことを特徴とするネットワーク障害回復方式。
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