JP2004147060A - ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ネットワークの負荷を効率よく分散して、伝送品質の向上を図る。
【解決手段】入口ノードＲ１、Ｒ６は、ネットワーク２の入口エッジに配置され、負荷分散指示にもとづき、トラヒックを複数の経路に振り分ける。出口ノードＲ３、Ｒ８は、ネットワーク２の出口エッジに配置される。統計情報収集部１１は、ネットワーク２内のノードと通信を行って統計情報を収集する。管理データベース１２は、統計情報を格納管理する。負荷分散制御部１３は、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口ノードＲ１、Ｒ６と出口ノードＲ３、Ｒ８間の経路３１、４１の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース１２内の統計情報を更新する。
【選択図】 図１
【解決手段】入口ノードＲ１、Ｒ６は、ネットワーク２の入口エッジに配置され、負荷分散指示にもとづき、トラヒックを複数の経路に振り分ける。出口ノードＲ３、Ｒ８は、ネットワーク２の出口エッジに配置される。統計情報収集部１１は、ネットワーク２内のノードと通信を行って統計情報を収集する。管理データベース１２は、統計情報を格納管理する。負荷分散制御部１３は、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口ノードＲ１、Ｒ６と出口ノードＲ３、Ｒ８間の経路３１、４１の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース１２内の統計情報を更新する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワークシステムに関し、特にネットワークの負荷分散を行うネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの爆発的な普及に伴って、転送されるパケットの量（トラヒック）が増加し続けている。また、近年のインターネットへのアクセスは、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）やＣＡＴＶ（Ｃａｂｌｅ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）、光ファイバなどの高速広帯域な回線を通してアクセスできるようになってきており、インターネット利用のボトルネックは、アクセス部分からネットワーク内部（コア）へ移ってきている。
【０００３】
このような状況の中で、ネットワーク内の負荷は急激に増加しており、負荷に耐え切れずにネットワークがダウンすることのないように、ネットワーク負荷を効率よく分散させる負荷分散制御の重要性がますます高まってきている。
【０００４】
現在、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークでパケットを転送するための経路を決定するための仕組みには、ＲＩＰ（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）などのルーティングプロトコルがある。
【０００５】
これらの既存のルーティングプロトコルは、ネットワークのリンクのコスト（メトリック）が与えられたときに、宛先までに通るリンクのコストの和が最小になるような最短経路を選択してパケット転送を行うものである。したがって、宛先が同じであるトラヒックは単一の経路しか通らないため、あるリンクにトラヒックが集中して輻輳が起こりやすい。
【０００６】
このため、ＯＳＰＦでは等コストマルチパス（Ｅｑｕａｌ Ｃｏｓｔ Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ）という技術を用いて負荷分散を行っている。これは宛先に至るまでの経路として、コストが等しくなるような経路が複数存在する場合に、その複数経路でパケットを分散させて転送する技術である。ところが、これはあくまでコストが等しくなる経路がたまたま存在するときのみ可能であり、常に輻輳を回避することができなかった。
【０００７】
また、リンクのコストを負荷状態に応じて動的に変化させて、輻輳しているリンクを経路として選ばれにくくして負荷分散を行う技術もあるが、リンクのコストを変えただけで、ルーティングはホップごとに行われるので、この場合、トラヒックがどのような経路で流れるのかを予測するのは困難であり、負荷分散の効果も限られていた。
【０００８】
一方、近年になって、従来のルーティングプロトコルにとらわれずに負荷分散を行うことのできる技術としてトラヒックエンジニアリングが注目されている。トラヒックエンジニアリングは、既存のルーティングプロトコルが決定する経路にはとらわれない任意の経路を用いてパケットを転送することで、ネットワーク内の輻輳回避を行ったり、あるいはネットワーク資源の効率的な利用を目指す技術である。
【０００９】
トラヒックエンジニアリングを具体的に行うためのアーキテクチャとしては、ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）がある。ＭＰＬＳは、ＬＳＰ（Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｐａｔｈ）と呼ばれる固定長ラベルをパケットに付けてパケット転送を行う方式である。
【００１０】
このＬＳＰの経路は、既存のルーティングプロトコルにしたがった経路にもできるし、既存のルーティングプロトコルには依存しないで任意の経路を明示的に設定することもできる。したがって、ＭＰＬＳを利用して、ある宛先まで複数のＬＳＰを設定し、トラヒックをその複数のＬＳＰにうまく分散して流すことで、輻輳を回避するような負荷分散が可能となる。
【００１１】
従来のトラヒックエンジニアリングによる負荷分散技術としては、トラヒック特性を収集して負荷を演算し、演算結果により伝送経路を追加／削除して負荷を分散する装置などが提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−３２０４２０号公報（段落番号〔００１０〕〜〔００１９〕，第１図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
トラヒックエンジニアリングによる負荷分散では、入口（Ｉｎｇｒｅｓｓ）ルータと出口（Ｅｇｒｅｓｓ）ルータ間に複数のパスを設定し、入力トラヒックを複数パス間に分散させることによって、負荷を単一ルートへ集中することを回避する。
【００１４】
負荷分散計算は入出力ペア（Ｉｎｇｒｅｓｓ−Ｅｇｒｅｓｓペア）を単位にして行われるが、従来では、いくつもの入出力ペアが、負荷が低いリンクに一度にトラヒックを移動させてしまう場合があり、これがあらたな輻輳を生む可能性があるといった問題があった。
【００１５】
また、上記の従来技術（特開２００１−３２０４２０号公報）では、トラヒック特性を収集した後に負荷を演算して、負荷分散を行っている。このため、頻繁にトラヒック特性の収集制御を行うことになり（なぜなら、収集したトラヒック特性で負荷分散を行う場合、正確な負荷分散を行うためには、常に新しいトラヒック特性の情報が必要となるから）、オーバヘッドが大きくなるといった問題があった。
【００１６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ネットワークの負荷を効率よく分散して、伝送品質の向上を図ったネットワークシステムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、ネットワーク２の負荷分散を行うネットワークシステム１において、ネットワーク２の入口エッジに配置され、負荷分散指示にもとづき、トラヒックを複数の経路に振り分ける入口ノードＲ１、Ｒ６と、ネットワーク２の出口エッジに配置される出口ノードＲ３、Ｒ８と、ネットワーク２内のノードと通信を行って統計情報を収集する統計情報収集部１１と、統計情報を格納管理する管理データベース１２と、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口ノードＲ１、Ｒ６と出口ノードＲ３、Ｒ８間の経路３１、４１の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース１２内の統計情報を更新する負荷分散制御部１３と、から構成されるネットワーク制御装置１０と、を有することを特徴とするネットワークシステム１が提供される。
【００１８】
ここで、入口ノードＲ１、Ｒ６は、ネットワーク２の入口エッジに配置され、負荷分散指示にもとづき、トラヒックを複数の経路に振り分ける。出口ノードＲ３、Ｒ８は、ネットワーク２の出口エッジに配置される。統計情報収集部１１は、ネットワーク２内のノードと通信を行って統計情報を収集する。管理データベース１２は、統計情報を格納管理する。負荷分散制御部１３は、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口ノードＲ１、Ｒ６と出口ノードＲ３、Ｒ８間の経路３１、４１の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース１２内の統計情報を更新する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のネットワークシステムの原理図である。ネットワークシステム１は、ネットワーク２内のノードＲ１〜Ｒ８と、ネットワーク制御装置１０とを含み、ネットワーク２のトラヒックの負荷分散を行うシステムである。
【００２０】
ノードＲ１、Ｒ６は、ネットワーク２の入口エッジに配置される入口（Ｉｎｇｒｅｓｓ）ノードであり、ノードＲ３、Ｒ８は、ネットワーク２の出口エッジに配置される出口（Ｅｇｒｅｓｓ）ノードである。その他のノードＲ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７はコアノードである。
【００２１】
なお、ネットワーク制御装置１０は、ノードＲ１〜ノードＲ８と論理的に接続して、各ノードと通信を行う（物理的な接続は、ネットワーク２内のどれか１台のノードと接続すればよい）。
【００２２】
統計情報収集部１１は、ネットワーク２内のノードＲ１〜Ｒ８と通信（例えば、ＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを利用しての通信）を行って、一定の周期で統計情報を収集する。
【００２３】
統計情報とは、トラヒック量またはリンク使用率のことである。例えば、リンク（“リンク”はノード間をつなぐ物理的な伝送路と定義する）の物理帯域が１００Ｍｂｐｓのとき、トラヒック量が７０Ｍｂｐｓなら、このリンク使用率は７０％として表せる。
【００２４】
ただし、トラヒック量は、必ずしも負荷の高低を正確に表すとは限らない。なぜなら、帯域１００Ｍｂｐｓのリンクのトラヒック量が７０Ｍｂｐｓならば負荷は高いが、帯域１Ｇｂｐｓのリンクのトラヒック量が７０Ｍｂｐｓならば負荷は高いとはいえないからである。
【００２５】
したがって、ノード間の各リンクの帯域が異なる場合には、統計情報としてはリンク使用率を用いることになるが、以降では説明を簡潔に行うために、統計情報はすべてトラヒック量を意味するものとして説明する。
【００２６】
管理データベース１２は、統計情報収集部１１で収集した統計情報、または負荷分散制御部１３が予測した統計情報を格納し管理する。管理形式としては、入出力（Ｉｎｇｒｅｓｓ／Ｅｇｒｅｓｓ）ノードのペア毎に流れるトラヒック（トラヒック量）、ノードが設定する経路（“経路”とはノード間の論理的な伝送路と定義する。なお、“経路”と“パス”とは同じ意味として以降用いる）毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として管理する。詳細は後述する。
【００２７】
負荷分散制御部１３は、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口ノードＲ１と出口ノードＲ３間の経路３１及び入口ノードＲ６と出口ノードＲ８間の経路４１の負荷分散制御を行う。
【００２８】
すなわち、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口ノードＲ１と出口ノードＲ３間の経路３１及び入口ノードＲ６と出口ノードＲ８間の経路４１の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を入口ルータＲ１、Ｒ６に出力する。なお、この場合、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース１２内の統計情報を更新する。
【００２９】
一方、入口ノードＲ１、Ｒ６は、ネットワーク制御装置１０からの負荷分散指示にしたがって、入力してくる情報（パケット）を各パス（負荷分散経路）に振り分け、これにより負荷分散を実現する。
【００３０】
図では、経路３１は、入口ノードＲ１→ノードＲ２→出口ノードＲ３であり、経路３１の負荷分散経路３２は、入口ノードＲ１→ノードＲ４→ノードＲ５→出口ノードＲ３となっている。また、経路４１は、入口ノードＲ６→ノードＲ７→出口ノードＲ８であり、経路４１の負荷分散経路４２は、入口ノードＲ６→ノードＲ４→ノードＲ５→出口ノードＲ８となっている。
【００３１】
なお、負荷分散経路３２、４２は、最初から設定しておいてもよいし、トラヒックの負荷状態を随時監視して、ある経路の負荷が大きくなったときに、同じ宛先へ向かう代替経路を検索して負荷分散経路として設定してもよい。負荷分散制御の詳細な動作については図４以降で説明する。
【００３２】
次に本発明が解決すべき問題点として、負荷分散後にあらたな輻輳が生じることについて詳しく説明する。図２はネットワークの負荷分散前の状態を示す図である。ネットワーク２には、ルータＲ１０１〜Ｒ１０８が配置されている。
【００３３】
ルータＲ１０１をＩｎｇｒｅｓｓ、ルータＲ１０３をＥｇｒｅｓｓとし、このペア（入出力ペアｐ１と呼ぶ）間に、経路３１（ルータＲ１０１→ルータＲ１０２→ルータＲ１０３）のパスと、負荷分散のための負荷分散経路３２（ルータＲ１０１→ルータＲ１０４→ルータＲ１０５→ルータＲ１０３）のパスとが張られている。
【００３４】
また、ルータＲ１０６をＩｎｇｒｅｓｓ、ルータＲ１０８をＥｇｒｅｓｓとし、このペア（入出力ペアｐ２と呼ぶ）間に、経路４１（ルータＲ１０６→ルータＲ１０７→ルータＲ１０８）のパスと、負荷分散のための負荷分散経路４２（ルータＲ１０６→ルータＲ１０４→ルータＲ１０５→ルータＲ１０８）のパスが張られている。
【００３５】
今、トラヒック量が５０Ｍｂｐｓ以上を輻輳状態であるとし、入出力ペアｐ１の経路３１に７０Ｍｂｐｓ、入出力ペアｐ２の経路４１に５０Ｍｂｐｓのトラヒックがそれぞれ流れており、負荷分散経路３２、４２にはトラヒックが流れていないとする。このとき、経路３１、４１が輻輳し、負荷分散経路３２、４２の各リンクが空いていることになるので、入出力ペアｐ１、ｐ２に対する負荷分散制御によりトラヒックの移動が行われる。
【００３６】
従来では、まず入出力ペアｐ１に対する負荷分散制御の際に、経路３１と負荷分散経路３２の負荷が均等になるように、経路３１から負荷分散経路３２へ３５Ｍｂｐｓのトラヒックを移動するように制御する。また、入出力ペアｐ２に対する負荷分散制御では、経路４１と負荷分散経路４２の負荷が均等になるように、経路４１から負荷分散経路４２へ２５Ｍｂｐｓのトラヒックを移動するように制御する。
【００３７】
図３はネットワークの負荷分散後の状態を示す図である。上記のような負荷分散制御を行うと、経路３１は３５Ｍｂｐｓ、経路４１は２５Ｍｂｐｓとなって、経路３１、４１の輻輳は回避される。
【００３８】
ところが、ルータＲ１０４−ルータＲ１０５間のリンクには、負荷分散経路３２の３５Ｍｂｐｓと、負荷分散経路４２の２５Ｍｂｐｓとが合わさって、６０Ｍｂｐｓのトラヒックが流れることになり、ルータＲ１０４−ルータＲ１０５間のリンクにあらたな輻輳が発生してしまう。
【００３９】
このように、従来では、複数の入出力ペアが、負荷が低いリンクに一度にトラヒックを移動させると、あらたな輻輳を生むといった問題があった。本発明では、トラヒック移動時にあらたな輻輳を生むことなく負荷分散し、かつ全体のオーバヘッドを低減して、ネットワークの伝送品質の向上を図るものである。
【００４０】
次に入出力ペア毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合の本発明の負荷分散制御について詳しく説明する。図４はネットワークシステムの構成を示す図である。基本構成は図１と同じであるが、以降では、ネットワーク２をＩＰネットワーク２ａ、ノードＲ１〜Ｒ８をルータＲ１〜Ｒ８として、ＭＰＬＳパケット転送時の負荷分散を行うものとして説明する。
【００４１】
ルータＲ１をＩｎｇｒｅｓｓ、出口ルータＲ３をＥｇｒｅｓｓとし、このペア（入出力ペアＰ１と呼ぶ）間に、経路３１（ルータＲ１→ルータＲ２→ルータＲ３）のパスと、負荷分散のための負荷分散経路３２（ルータＲ１→ルータＲ４→ルータＲ５→ルータＲ３）のパスとが張られている。
【００４２】
また、ルータＲ６をＩｎｇｒｅｓｓ、ルータＲ８をＥｇｒｅｓｓとし、このペア（入出力ペアＰ２と呼ぶ）間に、経路４１（ルータＲ６→ルータＲ７→ルータＲ８）のパスと、負荷分散のための負荷分散経路４２（ルータＲ６→ルータＲ４→ルータＲ５→ルータＲ８）のパスが張られている。なお、以降の説明ではわかりやすいように、図中のルータ間の各リンクに符号Ｌ１〜Ｌ９を付しておく。
【００４３】
今、トラヒック量が５０Ｍｂｐｓ以上を輻輳状態であるとし、負荷分散前の状態として、入出力ペアＰ１の経路３１に７０Ｍｂｐｓ、入出力ペアＰ２の経路４１に５０Ｍｂｐｓのトラヒックがそれぞれ流れており、負荷分散経路３２、負荷分散経路４２にはトラヒックが流れていないとする。
【００４４】
図５は管理データベース１２内部で管理されるデータテーブルを示す図である。入出力ペア毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合、管理データベース１２は、リンク、入出力ペア、トラヒック量の項目から構成されるデータテーブルＴ１を管理する。
【００４５】
図６はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ１−１には、統計情報収集部１１により収集された、負荷分散前の統計情報が記載されている。経路３１は７０Ｍｂｐｓであるから、リンクＬ１、Ｌ２の入出力ペアＰ１のトラヒック量には７０Ｍｂｐｓと記載され、経路４１は５０Ｍｂｐｓであるから、リンクＬ８、Ｌ９の入出力ペアＰ２のトラヒック量には５０Ｍｂｐｓと記載される。また、リンクＬ３〜リンクＬ７には、パケットは流れてないので、入出力ペアは“なし”、トラヒック量は“０”と記載される。
【００４６】
ここで、負荷分散制御部１３は、データテーブルＴ１−１を参照して、入出力ペアＰ１、Ｐ２に輻輳が発生していることを認識すると、まず、１回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ１−１にもとづいて入出力ペアＰ１に対する負荷分散制御を行う。
【００４７】
すなわち、入出力ペアＰ１間には経路３１と負荷分散経路３２が張られているので、負荷分散計算として７０Ｍｂｐｓを２分割して３５Ｍｂｐｓ（＜５０Ｍｂｐｓ）を求める。そして、入口ルータＲ１に対して、経路３１に流している７０Ｍｂｐｓのトラヒックの３５Ｍｂｐｓ分を、負荷分散経路３２に流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ１は、この負荷分散指示を受け取ると、経路３１から３５Ｍｂｐｓのパケット、負荷分散経路３２から３５Ｍｂｐｓのパケットを流すようにする。
【００４８】
図７はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ１−２は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ１に与えると、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ１−１を更新し、データテーブルＴ１−２を作成する）。
【００４９】
ここで、“トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する”とは、統計情報収集部１１が各ルータと通信して得た実際の統計情報の収集及び統計情報収集部１１によるデータテーブルの書き替えを待たずに、負荷分散制御部１３は、負荷分散計算した値（予測値）にもとづき、データテーブルの内容を書き替えるということである。
【００５０】
データテーブルＴ１−２には、負荷分散制御部１３が１回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。経路３１と負荷分散経路３２は、３５Ｍｂｐｓになっているはずであるから、リンクＬ１〜Ｌ５の入出力ペアＰ１のトラヒック量には３５Ｍｂｐｓと記載される。その他は図６のデータテーブルＴ１−１と同じ内容である。
【００５１】
図８は１回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。１回目の負荷分散制御後、経路３１、負荷分散経路３２、経路４１、負荷分散経路４２にはそれぞれ、３５Ｍｂｐｓ、３５Ｍｂｐｓ、５０Ｍｂｐｓ、０Ｍｂｐｓのトラヒックが流れることになる。また、経路３１は５０Ｍｂｐｓ→３５Ｍｂｐｓとなり、輻輳は回避されている。
【００５２】
次に負荷分散制御部１３は、更新後の図７のデータテーブルＴ１−２を参照する。すると、入出力ペアＰ２が輻輳しているので、２回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ１−２にもとづいて入出力ペアＰ２に対する負荷分散制御を行う。
【００５３】
ここでは、入出力ペアＰ２間には経路４１と負荷分散経路４２が張られているが、データテーブルＴ１−２から経路４１の負荷は５０Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２（リンクＬ４部分）の負荷は３５Ｍｂｐｓと認識する。
【００５４】
したがって、負荷分散計算では、経路４１及び負荷分散経路４２がそれぞれ５０Ｍｂｐｓを超えないように、例えば、経路４１から負荷分散経路４２へのトラヒック移動量として、７．５Ｍｂｐｓを求める（したがって、リンクＬ４は４２．５（＝３５＋７．５）Ｍｂｐｓとなるから、あらたな輻輳状態にはならない）。
【００５５】
そして、負荷分散制御部１３は、入口ルータＲ６に対して、経路４１に流している５０Ｍｂｐｓのトラヒックの７．５Ｍｂｐｓ分を、負荷分散経路４２に流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ６は、この負荷分散指示を受け取ると、経路４１から４２．５Ｍｂｐｓのパケット、負荷分散経路４２から７．５Ｍｂｐｓのパケットを流すようにする。
【００５６】
図９はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ１−３は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ６に与えた後、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ１−２を更新し、データテーブルＴ１−３を作成する）。
【００５７】
データテーブルＴ１−３には、負荷分散制御部１３が２回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。リンクＬ１〜Ｌ３、Ｌ５の各情報は、データテーブルＴ１−２と同様であり、リンクＬ４、Ｌ６〜Ｌ９の各情報が更新されることになる。
【００５８】
リンクＬ４は、入出力ペアＰ１、Ｐ２に共に用いられ、入出力ペアＰ１は３５Ｍｂｐｓ、入出力ペアＰ２は７．５Ｍｂｐｓと記載する。リンクＬ６、Ｌ７は入出力ペアＰ２で７．５Ｍｂｐｓ、リンクＬ８、Ｌ９は、入出力ペアＰ２で４２．５Ｍｂｐｓとなる。
【００５９】
図１０は２回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。２回目の負荷分散制御後のトラヒック量としては、経路３１のトラヒック量は３５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路３２のトラヒック量は、リンクＬ３＝リンクＬ５＝３５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（３５Ｍｂｐｓ分が入出力ペアＰ１）である。また、経路４１のトラヒック量は４２．５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２のトラヒック量は、リンクＬ６＝リンクＬ７＝７．５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（７．５Ｍｂｐｓ分が入出力ペアＰ２）である。
【００６０】
次に統計情報の収集周期と負荷分散の制御周期の関係について説明する。図１１は統計情報収集周期と負荷分散制御周期の関係を示す概念図である。従来の場合の周期関係を示している。
【００６１】
収集周期Ｃｙ１〜Ｃｙ５それぞれで、各ルータと通信を行った後、統計情報を収集し、収集した統計情報を参照して、負荷分散制御が行われる。例えば、収集周期Ｃｙ１で各ルータと通信を行って統計情報を収集し、データベース１２０−１に格納する。そして、データベース１２０−１に格納された統計情報を参照して負荷分散制御を行う。同様に、収集周期Ｃｙ２で各ルータと通信を行って統計情報を収集し、データベース１２０−２に格納する（データベース１２０−１を更新してデータベース１２０−２とする）。そして、データベース１２０−２に格納された統計情報を参照して負荷分散制御を行う。以降同様である。このように、従来では各ルータと通信を行って統計情報を収集し、収集した統計情報を参照して負荷分散制御を行っている。
【００６２】
図１２は統計情報収集周期と負荷分散制御周期の関係を示す概念図である。本発明の場合の周期関係を示している。本発明では、収集周期Ｃｙ１、Ｃｙ３、Ｃｙ５それぞれで、各ルータと通信を行った後、統計情報を収集する。また、収集した統計情報を参照して負荷分散制御を行った後は、次の統計情報の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづき負荷分散制御を行う。
【００６３】
例えば、収集周期Ｃｙ１で各ルータと通信を行って統計情報を収集し、管理データベース１２−１に格納する。負荷分散制御部１３は、管理データベース１２−１に格納された統計情報を参照して負荷分散制御を行い、このときの予測値（負荷分散計算値）で管理データベース１２−１内のデータを更新する（更新されたデータを含むデータベースを管理データベース１２−１ａとする）。そして、次の負荷分散制御は、管理データベース１２−１ａを参照して負荷分散制御を行う。
【００６４】
同様に、収集周期Ｃｙ２で各ルータと通信を行って統計情報を収集し、管理データベース１２−２に格納する。負荷分散制御部１３は、管理データベース１２−２に格納された統計情報を参照して負荷分散制御を行い、このときの予測値（負荷分散計算値）で管理データベース１２−２内のデータを更新する（更新されたデータを含むデータベースを管理データベース１２−２ａとする）。そして、次の負荷分散制御は、管理データベース１２−２ａを参照して負荷分散制御を行う。以降同様である。
【００６５】
このように、本発明では、一定の周期で統計情報を収集し、負荷分散制御部１３は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散制御を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散制御を行う構成とした。これにより、統計情報の収集回数を削減することができ（ネットワーク内の各ルータとの通信回数を削減することができ）、全体のオーバヘッドを低減することが可能になる。
【００６６】
次にルータが設定する経路毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合の本発明の負荷分散制御について詳しく説明する。図４に示したネットワークの状態にもとづき説明する。
【００６７】
図１３は管理データベース１１内部で管理されるデータテーブルを示す図である。経路毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合、管理データベース１２は、リンク、経路（パス）、トラヒック量の項目から構成されるデータテーブルＴ２を管理する。
【００６８】
図１４はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ２−１には、統計情報収集部１１により収集された、負荷分散前の統計情報が記載されている。経路３１は７０Ｍｂｐｓであるから、リンクＬ１、Ｌ２の経路３１のトラヒック量には７０Ｍｂｐｓと記載され、経路４１は５０Ｍｂｐｓであるから、リンクＬ８、Ｌ９の経路４１のトラヒック量には５０Ｍｂｐｓと記載される。また、リンクＬ３〜リンクＬ７には、パケットは流れてないので、経路は“なし”、トラヒック量は“０”と記載される。
【００６９】
ここで、負荷分散制御部１３は、データテーブルＴ２−１を参照して、経路３１、４１に輻輳が発生していることを認識すると、まず、１回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ２−１にもとづいて経路３１に対する負荷分散制御を行う。
【００７０】
すなわち、経路３１に対して、負荷分散計算として７０Ｍｂｐｓを２分割して３５Ｍｂｐｓ（＜５０Ｍｂｐｓ）を求める。そして、入口ルータＲ１に対して、経路３１に流している７０Ｍｂｐｓのトラヒックの３５Ｍｂｐｓ分を、負荷分散経路３２に流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ１は、この負荷分散指示を受け取ると、経路３１から３５Ｍｂｐｓのパケット、負荷分散経路３２から３５Ｍｂｐｓのパケットを流すようにする。
【００７１】
図１５はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ２−２は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ１に与えると、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ２−１を更新し、データテーブルＴ２−２を作成する）。
【００７２】
データテーブルＴ２−２には、負荷分散制御部１３が１回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。経路３１と負荷分散経路３２は、３５Ｍｂｐｓになっているはずであるから、リンクＬ１、Ｌ２の経路３１のトラヒック量には３５Ｍｂｐｓと記載され、リンクＬ３〜Ｌ５の負荷分散経路３２のトラヒック量には３５Ｍｂｐｓと記載される。その他は図１４のデータテーブルＴ２−１と同じ内容である。
【００７３】
このような制御により、ネットワーク状態は図８のようになる。すなわち、１回目の負荷分散制御後、経路３１、負荷分散経路３２、経路４１、負荷分散経路４２にはそれぞれ、３５Ｍｂｐｓ、３５Ｍｂｐｓ、５０Ｍｂｐｓ、０Ｍｂｐｓのトラヒックが流れることになる。また、経路３１は７０Ｍｂｐｓ→３５Ｍｂｐｓとなり、輻輳は回避されている。
【００７４】
次に負荷分散制御部１３は、更新後の図１５のデータテーブルＴ２−２を参照する。すると、経路４１が輻輳しているので、２回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ２−２にもとづいて経路４１に対する負荷分散制御を行う。
【００７５】
ここでは、経路４１に対し、データテーブルＴ２−２から経路４１の負荷は５０Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２（リンクＬ４部分）の負荷は３５Ｍｂｐｓと認識する。
【００７６】
したがって、負荷分散計算では、経路４１及び負荷分散経路４２がそれぞれ５０Ｍｂｐｓを超えないように、例えば、経路４１から負荷分散経路４２へのトラヒック移動量として、７．５Ｍｂｐｓを求める（リンクＬ４は４２．５（＝３５＋７．５）Ｍｂｐｓであるから、あらたな輻輳状態にはならない）。
【００７７】
そして、入口ルータＲ６に対して、経路４１に流している５０Ｍｂｐｓのトラヒックの７．５Ｍｂｐｓ分を、負荷分散経路４２に流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ６は、この負荷分散指示を受け取ると、経路４１から４２．５Ｍｂｐｓのパケット、負荷分散経路４２から７．５Ｍｂｐｓのパケットを流すようにする。
【００７８】
図１６はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ２−３は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ６に与えた後、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ２−２を更新し、データテーブルＴ２−３を作成する）。
【００７９】
データテーブルＴ２−３には、負荷分散制御部１３が２回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。リンクＬ１〜Ｌ３、Ｌ５の各情報は、データテーブルＴ２−２と同様であり、リンクＬ４、Ｌ６〜Ｌ９の各情報が更新されることになる。
【００８０】
リンクＬ４は、負荷分散経路３２、４２共に用いられ、負荷分散経路３２のトラヒック量は３５Ｍｂｐｓ、負荷分散経路４２のトラヒック量は７．５Ｍｂｐｓと記載する。リンクＬ６、Ｌ７は負荷分散経路４２でトラヒック量は７．５Ｍｂｐｓ、リンクＬ８、Ｌ９は、経路４１でトラヒック量は４２．５Ｍｂｐｓとなる。
【００８１】
このような制御により、ネットワーク状態は図１０のようになる。すなわち、２回目の負荷分散制御後のトラヒック量としては、経路３１のトラヒック量は３５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路３２のトラヒック量は、リンクＬ３＝リンクＬ５＝３５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（３５Ｍｂｐｓ分が負荷分散経路３２）である。また、経路４１のトラヒック量は４２．５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２のトラヒック量は、リンクＬ６＝リンクＬ７＝７．５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（７．５Ｍｂｐｓ分が負荷分散経路４２）である。
【００８２】
次にルータを通過するフロー毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合の本発明の負荷分散制御について詳しく説明する。図１７はネットワークシステムの構成を示す図である。基本構成は図４と同じであるが、経路３１には、フローｆ１、ｆ２が流れている。フローｆ１、ｆ２は共に３５Ｍｂｐｓであり、経路３１（７０Ｍｂｐｓ）は輻輳している。また、経路４１には、フローｆ３〜ｆ５が流れている。フローｆ３は３０Ｍｂｐｓ、フローｆ４は１２．５Ｍｂｐｓ、フローｆ５は７．５Ｍｂｐｓであり、経路４１（５０Ｍｂｐｓ）は輻輳している。
【００８３】
図１８は管理データベース１２内部で管理されるデータテーブルを示す図である。フロー毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合、管理データベース１２は、リンク、フロー、トラヒック量の項目から構成されるデータテーブルＴ３を管理する。
【００８４】
図１９はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ３−１には、統計情報収集部１１により収集された、負荷分散前の統計情報が記載されている。７０Ｍｂｐｓの経路３１に対し、リンクＬ１、Ｌ２のフローｆ１のトラヒック量には３５Ｍｂｐｓと記載され、リンクＬ１、Ｌ２のフローｆ２のトラヒック量には３５Ｍｂｐｓと記載される。
【００８５】
また、５０Ｍｂｐｓの経路４１に対し、リンクＬ８、Ｌ９のフローｆ３のトラヒック量には３０Ｍｂｐｓと記載され、リンクＬ８、Ｌ９のフローｆ４のトラヒック量には１２．５Ｍｂｐｓと記載され、リンクＬ８、Ｌ９のフローｆ５のトラヒック量には７．５Ｍｂｐｓと記載される。また、リンクＬ３〜リンクＬ７には、パケットは流れてないのでフローは“なし”、トラヒック量は“０”と記載される。
【００８６】
ここで、負荷分散制御部１３は、データテーブルＴ３−１を参照して、経路３１、４１に輻輳が発生していることを認識すると、まず、１回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ３−１にもとづいて経路３１に対する負荷分散制御を行う。
【００８７】
すなわち、経路３１に対して、負荷分散計算として７０Ｍｂｐｓをフローｆ１、ｆ２のそれぞれ３５Ｍｂｐｓに分割する。そして、入口ルータＲ１に対して、経路３１にはフローｆ１を、負荷分散経路３２にはフローｆ２を流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ１は、この負荷分散指示を受け取ると、経路３１から３５Ｍｂｐｓのフローｆ１のパケット、負荷分散経路３２から３５Ｍｂｐｓのフローｆ２のパケットを流すようにする。
【００８８】
図２０はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ３−２は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ１に与えると、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ３−１を更新し、データテーブルＴ３−２を作成する）。
【００８９】
データテーブルＴ３−２には、負荷分散制御部１３が１回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。経路３１のリンクＬ１、Ｌ２はフローｆ１でありトラヒック量は３５Ｍｂｐｓ、負荷分散経路３２のＬ３〜Ｌ５はフローｆ２でありトラヒック量は３５Ｍｂｐｓと記載される。その他は図１９のデータテーブルＴ３−１と同じ内容である。
【００９０】
図２１は１回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。１回目の負荷分散制御後、経路３１のリンクＬ１、Ｌ２にはフローｆ１の３５Ｍｂｐｓ、負荷分散経路３２のリンクＬ３〜Ｌ５にはフローｆ２の３５Ｍｂｐｓのトラヒックが流れ、経路４１、負荷分散経路４２にはそれぞれ、５０Ｍｂｐｓ、０Ｍｂｐｓのトラヒックが流れることになる。また、経路３１は５０Ｍｂｐｓ→３５Ｍｂｐｓとなり、輻輳は回避されている。
【００９１】
次に負荷分散制御部１３は、更新後の図２０のデータテーブルＴ３−２を参照する。すると、経路４１が輻輳しているので、２回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ３−２にもとづいて経路４１に対する負荷分散制御を行う。
【００９２】
ここでは、経路４１に対し、データテーブルＴ３−２から経路４１の負荷は５０Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２（リンクＬ４部分）の負荷は３５Ｍｂｐｓと認識する。
【００９３】
したがって、負荷分散計算では、経路４１及び負荷分散経路４２がそれぞれ５０Ｍｂｐｓを超えないように、例えば、経路４１から負荷分散経路４２へのトラヒック移動量として、フローｆ５を負荷分散経路４２へ流すようにする。
【００９４】
そして、入口ルータＲ６に対して、経路４１に流している７．５Ｍｂｐｓのフローｆ５を、負荷分散経路４２に流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ６は、この負荷分散指示を受け取ると、経路４１からフローｆ３の３０Ｍｂｐｓのパケット及びフローｆ４の１２．５Ｍｂｐｓのパケットを流し、負荷分散経路４２からフローｆ５の７．５Ｍｂｐｓのパケットを流すようにする。
【００９５】
図２２はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ３−３は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ６に与えた後、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ２−２を更新し、データテーブルＴ２−３を作成する）。
【００９６】
データテーブルＴ３−３には、負荷分散制御部１３が２回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。リンクＬ１〜Ｌ３、Ｌ５の各情報は、データテーブルＴ３−２と同様であり、リンクＬ４、Ｌ６〜Ｌ９の各情報が更新されることになる。
【００９７】
リンクＬ４は、フローｆ２、ｆ５共に用いられ、フローｆ２はトラヒック量は３５Ｍｂｐｓ、フローｆ５はトラヒック量は７．５Ｍｂｐｓと記載する。リンクＬ６、Ｌ７のフローｆ５のトラヒック量は７．５Ｍｂｐｓであり、リンクＬ８、Ｌ９はフローｆ３、ｆ４共に用いられ、フローｆ３は３０Ｍｂｐｓ、フローｆ４は１２．５Ｍｂｐｓである。
【００９８】
図２３は２回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。２回目の負荷分散制御後のトラヒック量としては、経路３１のトラヒック量は３５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路３２のトラヒック量は、リンクＬ３＝リンクＬ５＝３５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（３５Ｍｂｐｓ分がフローｆ２）である。また、経路４１のトラヒック量は４２．５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２のトラヒック量は、リンクＬ６＝リンクＬ７＝７．５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（７．５Ｍｂｐｓ分がフローｆ５）である。
【００９９】
以上説明したように、本発明によれば、入出力ルータのペア毎に流れるトラヒック、ルータが設定する経路毎に流れるトラヒック、ルータを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として管理し、これらの統計情報に対して、入口／出口ルータ間の経路の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により統計情報を更新する構成とした。これにより、ネットワークの負荷を効率よく分散し、かつ統計情報の収集間隔を伸ばせるのでオーバヘッドを削減することができ、伝送品質の向上を図ることが可能になる。
【０１００】
次に本発明の変形例について説明する。上記の説明では、ネットワーク制御装置１０が統計情報収集部１１、管理データベース１２、負荷分散制御部１３を有することで、ネットワーク制御装置１０が負荷分散制御を集中的に行う構成としたが、本発明の変形例では、ネットワーク制御装置１０には管理データベース１２のみを持たせ、入口ルータに統計情報収集部１１及び負荷分散制御部１３を持たせて、入口ルータ側で自律分散的に負荷分散制御を行うものである。
【０１０１】
図２４は本発明の変形例であるネットワークシステムの構成を示す図である。ネットワークシステム１ａは、ネットワーク２内のルータＲ１〜Ｒ８と、ネットワーク制御装置１０とを含む。入口ルータ５０（ルータＲ１、Ｒ６）は、統計情報収集部５１と負荷分散制御部５３から構成され、ネットワーク制御装置１０は管理データベース１２を含む。
【０１０２】
統計情報収集部５１は、ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集し、ネットワーク制御装置１０と通信を行って、管理データベース１２へ収集した統計情報を格納する。負荷分散制御部５３は、ネットワーク制御装置１０と通信を行って、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口と出口のルータ間の経路の負荷分散計算を行い、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース１２内の統計情報を更新する。
【０１０３】
このように、統計情報収集部５１と負荷分散制御部５３を入口ルータ側に持たせることにより、ネットワーク制御装置１０の処理負荷を軽減することが可能になる。
【０１０４】
以上説明したように、本発明によれば、従来の負荷分散にあった、あるリンクの輻輳を解消するためにトラヒックを移動させると、別のリンクが輻輳してしまうといった現象をなくすことが可能になる。また、入口ルータと出口ルータ間に複数のパスを設定し、入力トラヒックを複数パス間に分散させることによって、負荷を単一ルートへ集中することを回避でき、またネットワーク全体の利用効率向上と長期的な輻輳の回避を図ることができる。
【０１０５】
さらに、統計情報の予測値で管理データベース内の情報を更新し、更新したデータで負荷分散制御を行うので、統計情報の収集間隔を大きくしても適切な制御を行うことができ、統計情報収集のオーバヘッドを少なくすることができる。
【０１０６】
（付記１） ネットワークの負荷分散を行うネットワークシステムにおいて、
ネットワークの入口エッジに配置され、負荷分散指示にもとづき、トラヒックを複数の経路に振り分ける入口ノードと、
ネットワークの出口エッジに配置される出口ノードと、
ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集する統計情報収集部と、統計情報を格納管理する管理データベースと、前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、前記入口ノードと前記出口ノード間の経路の負荷分散計算を行って、前記負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新する負荷分散制御部と、から構成されるネットワーク制御装置と、
を有することを特徴とするネットワークシステム。
【０１０７】
（付記２） 前記統計情報収集部は、一定の周期で統計情報を収集し、前記負荷分散制御部は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする付記１記載のネットワークシステム。
【０１０８】
（付記３） 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする付記１記載のネットワークシステム。
【０１０９】
（付記４） 前記負荷分散制御部は、リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする付記１記載のネットワークシステム。
【０１１０】
（付記５） ネットワークの負荷分散を行うネットワーク制御装置において、ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集する統計情報収集部と、
統計情報を格納管理する管理データベースと、
前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、入口ノードと出口ノード間の経路の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新する負荷分散制御部と、
を有することを特徴とするネットワーク制御装置。
【０１１１】
（付記６） 前記統計情報収集部は、一定の周期で統計情報を収集し、前記負荷分散制御部は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする付記５記載のネットワーク制御装置。
【０１１２】
（付記７） 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする付記５記載のネットワーク制御装置。
【０１１３】
（付記８） 前記負荷分散制御部は、リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする付記５記載のネットワーク制御装置。
【０１１４】
（付記９） ネットワークの負荷分散を行うネットワークシステムにおいて、
統計情報を格納管理する管理データベースを含むネットワーク制御装置と、
ネットワークの出口エッジに配置される出口ノードと、
ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集し、前記管理データベースへ格納する統計情報収集部と、前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、入口と出口ノード間の経路の負荷分散計算を行い、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新する負荷分散制御部と、から構成され、ネットワークの入口エッジに配置されてトラヒックを複数の経路に振り分ける入口ノードと、
を有することを特徴とするネットワークシステム。
【０１１５】
（付記１０） 前記統計情報収集部は、一定の周期で統計情報を収集し、前記負荷分散制御部は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする付記９記載のネットワークシステム。
【０１１６】
（付記１１） 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする付記９記載のネットワークシステム。
【０１１７】
（付記１２） 前記負荷分散制御部は、リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする付記９記載のネットワークシステム。
【０１１８】
（付記１３） ネットワーク管理を行うネットワーク制御装置において、
ネットワーク内のノードと通信を行う通信部と、
送信された統計情報を格納管理する管理データベースと、
を有することを特徴とするネットワーク制御装置。
【０１１９】
（付記１４） 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする付記１３記載のネットワーク制御装置。
【０１２０】
（付記１５） ネットワークの入口エッジに配置されトラヒックを複数の経路に振り分ける入口ノードにおいて、
ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集し、管理データベースへ格納する統計情報収集部と、
前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、入口と出口ノード間の経路の負荷分散計算を行い、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新する負荷分散制御部と、
を有することを特徴とする入口ノード。
【０１２１】
（付記１６） 前記統計情報収集部は、一定の周期で統計情報を収集し、前記負荷分散制御部は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする付記１５記載の入口ノード。
【０１２２】
（付記１７） 前記負荷分散制御部は、リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする付記１５記載の入口ノード。
【０１２３】
（付記１８） ネットワークの負荷分散を行う負荷分散方法において、
ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集し、
管理データベースにより統計情報を格納管理し、
前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、ノード間の経路の負荷分散計算を行い、１つの負荷分散計算が終わる毎に統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新することを特徴とする負荷分散方法。
【０１２４】
（付記１９） 一定の周期で統計情報を収集し、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする付記１８記載の負荷分散方法。
【０１２５】
（付記２０） 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする付記１８記載の負荷分散方法。
【０１２６】
（付記２１） リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする付記１８記載の負荷分散方法。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のネットワークシステムは、ネットワーク制御装置に対し、管理データベース内の統計情報にもとづいて、入口ノードと出口ノード間の経路の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース内の統計情報を更新する構成とした。これにより、ネットワークの負荷を効率よく分散し、かつ統計情報の収集間隔を伸ばせるのでオーバヘッドを削減することができ、伝送品質の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のネットワークシステムの原理図である。
【図２】ネットワークの負荷分散前の状態を示す図である。
【図３】ネットワークの負荷分散後の状態を示す図である。
【図４】ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図５】管理データベース内部で管理されるデータテーブルを示す図である。
【図６】データテーブルの内容を示す図である。
【図７】データテーブルの内容を示す図である。
【図８】１回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。
【図９】データテーブルの内容を示す図である。
【図１０】２回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。
【図１１】統計情報収集周期と負荷分散制御周期の関係を示す概念図である。
【図１２】統計情報収集周期と負荷分散制御周期の関係を示す概念図である。
【図１３】管理データベース内部で管理されるデータテーブルを示す図である。
【図１４】データテーブルの内容を示す図である。
【図１５】データテーブルの内容を示す図である。
【図１６】データテーブルの内容を示す図である。
【図１７】ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図１８】管理データベース内部で管理されるデータテーブルを示す図である。
【図１９】データテーブルの内容を示す図である。
【図２０】データテーブルの内容を示す図である。
【図２１】１回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。
【図２２】データテーブルの内容を示す図である。
【図２３】２回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。
【図２４】本発明の変形例であるネットワークシステムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ネットワークシステム
２ ネットワーク
１０ ネットワーク制御装置
１１ 統計情報収集部
１２ 管理データベース
１３ 負荷分散制御部
３１、４１ 経路
３２、４２ 負荷分散経路
Ｒ１〜Ｒ８ ノード
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワークシステムに関し、特にネットワークの負荷分散を行うネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの爆発的な普及に伴って、転送されるパケットの量（トラヒック）が増加し続けている。また、近年のインターネットへのアクセスは、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）やＣＡＴＶ（Ｃａｂｌｅ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）、光ファイバなどの高速広帯域な回線を通してアクセスできるようになってきており、インターネット利用のボトルネックは、アクセス部分からネットワーク内部（コア）へ移ってきている。
【０００３】
このような状況の中で、ネットワーク内の負荷は急激に増加しており、負荷に耐え切れずにネットワークがダウンすることのないように、ネットワーク負荷を効率よく分散させる負荷分散制御の重要性がますます高まってきている。
【０００４】
現在、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークでパケットを転送するための経路を決定するための仕組みには、ＲＩＰ（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）などのルーティングプロトコルがある。
【０００５】
これらの既存のルーティングプロトコルは、ネットワークのリンクのコスト（メトリック）が与えられたときに、宛先までに通るリンクのコストの和が最小になるような最短経路を選択してパケット転送を行うものである。したがって、宛先が同じであるトラヒックは単一の経路しか通らないため、あるリンクにトラヒックが集中して輻輳が起こりやすい。
【０００６】
このため、ＯＳＰＦでは等コストマルチパス（Ｅｑｕａｌ Ｃｏｓｔ Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ）という技術を用いて負荷分散を行っている。これは宛先に至るまでの経路として、コストが等しくなるような経路が複数存在する場合に、その複数経路でパケットを分散させて転送する技術である。ところが、これはあくまでコストが等しくなる経路がたまたま存在するときのみ可能であり、常に輻輳を回避することができなかった。
【０００７】
また、リンクのコストを負荷状態に応じて動的に変化させて、輻輳しているリンクを経路として選ばれにくくして負荷分散を行う技術もあるが、リンクのコストを変えただけで、ルーティングはホップごとに行われるので、この場合、トラヒックがどのような経路で流れるのかを予測するのは困難であり、負荷分散の効果も限られていた。
【０００８】
一方、近年になって、従来のルーティングプロトコルにとらわれずに負荷分散を行うことのできる技術としてトラヒックエンジニアリングが注目されている。トラヒックエンジニアリングは、既存のルーティングプロトコルが決定する経路にはとらわれない任意の経路を用いてパケットを転送することで、ネットワーク内の輻輳回避を行ったり、あるいはネットワーク資源の効率的な利用を目指す技術である。
【０００９】
トラヒックエンジニアリングを具体的に行うためのアーキテクチャとしては、ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）がある。ＭＰＬＳは、ＬＳＰ（Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｐａｔｈ）と呼ばれる固定長ラベルをパケットに付けてパケット転送を行う方式である。
【００１０】
このＬＳＰの経路は、既存のルーティングプロトコルにしたがった経路にもできるし、既存のルーティングプロトコルには依存しないで任意の経路を明示的に設定することもできる。したがって、ＭＰＬＳを利用して、ある宛先まで複数のＬＳＰを設定し、トラヒックをその複数のＬＳＰにうまく分散して流すことで、輻輳を回避するような負荷分散が可能となる。
【００１１】
従来のトラヒックエンジニアリングによる負荷分散技術としては、トラヒック特性を収集して負荷を演算し、演算結果により伝送経路を追加／削除して負荷を分散する装置などが提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−３２０４２０号公報（段落番号〔００１０〕〜〔００１９〕，第１図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
トラヒックエンジニアリングによる負荷分散では、入口（Ｉｎｇｒｅｓｓ）ルータと出口（Ｅｇｒｅｓｓ）ルータ間に複数のパスを設定し、入力トラヒックを複数パス間に分散させることによって、負荷を単一ルートへ集中することを回避する。
【００１４】
負荷分散計算は入出力ペア（Ｉｎｇｒｅｓｓ−Ｅｇｒｅｓｓペア）を単位にして行われるが、従来では、いくつもの入出力ペアが、負荷が低いリンクに一度にトラヒックを移動させてしまう場合があり、これがあらたな輻輳を生む可能性があるといった問題があった。
【００１５】
また、上記の従来技術（特開２００１−３２０４２０号公報）では、トラヒック特性を収集した後に負荷を演算して、負荷分散を行っている。このため、頻繁にトラヒック特性の収集制御を行うことになり（なぜなら、収集したトラヒック特性で負荷分散を行う場合、正確な負荷分散を行うためには、常に新しいトラヒック特性の情報が必要となるから）、オーバヘッドが大きくなるといった問題があった。
【００１６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ネットワークの負荷を効率よく分散して、伝送品質の向上を図ったネットワークシステムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、ネットワーク２の負荷分散を行うネットワークシステム１において、ネットワーク２の入口エッジに配置され、負荷分散指示にもとづき、トラヒックを複数の経路に振り分ける入口ノードＲ１、Ｒ６と、ネットワーク２の出口エッジに配置される出口ノードＲ３、Ｒ８と、ネットワーク２内のノードと通信を行って統計情報を収集する統計情報収集部１１と、統計情報を格納管理する管理データベース１２と、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口ノードＲ１、Ｒ６と出口ノードＲ３、Ｒ８間の経路３１、４１の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース１２内の統計情報を更新する負荷分散制御部１３と、から構成されるネットワーク制御装置１０と、を有することを特徴とするネットワークシステム１が提供される。
【００１８】
ここで、入口ノードＲ１、Ｒ６は、ネットワーク２の入口エッジに配置され、負荷分散指示にもとづき、トラヒックを複数の経路に振り分ける。出口ノードＲ３、Ｒ８は、ネットワーク２の出口エッジに配置される。統計情報収集部１１は、ネットワーク２内のノードと通信を行って統計情報を収集する。管理データベース１２は、統計情報を格納管理する。負荷分散制御部１３は、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口ノードＲ１、Ｒ６と出口ノードＲ３、Ｒ８間の経路３１、４１の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース１２内の統計情報を更新する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のネットワークシステムの原理図である。ネットワークシステム１は、ネットワーク２内のノードＲ１〜Ｒ８と、ネットワーク制御装置１０とを含み、ネットワーク２のトラヒックの負荷分散を行うシステムである。
【００２０】
ノードＲ１、Ｒ６は、ネットワーク２の入口エッジに配置される入口（Ｉｎｇｒｅｓｓ）ノードであり、ノードＲ３、Ｒ８は、ネットワーク２の出口エッジに配置される出口（Ｅｇｒｅｓｓ）ノードである。その他のノードＲ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７はコアノードである。
【００２１】
なお、ネットワーク制御装置１０は、ノードＲ１〜ノードＲ８と論理的に接続して、各ノードと通信を行う（物理的な接続は、ネットワーク２内のどれか１台のノードと接続すればよい）。
【００２２】
統計情報収集部１１は、ネットワーク２内のノードＲ１〜Ｒ８と通信（例えば、ＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを利用しての通信）を行って、一定の周期で統計情報を収集する。
【００２３】
統計情報とは、トラヒック量またはリンク使用率のことである。例えば、リンク（“リンク”はノード間をつなぐ物理的な伝送路と定義する）の物理帯域が１００Ｍｂｐｓのとき、トラヒック量が７０Ｍｂｐｓなら、このリンク使用率は７０％として表せる。
【００２４】
ただし、トラヒック量は、必ずしも負荷の高低を正確に表すとは限らない。なぜなら、帯域１００Ｍｂｐｓのリンクのトラヒック量が７０Ｍｂｐｓならば負荷は高いが、帯域１Ｇｂｐｓのリンクのトラヒック量が７０Ｍｂｐｓならば負荷は高いとはいえないからである。
【００２５】
したがって、ノード間の各リンクの帯域が異なる場合には、統計情報としてはリンク使用率を用いることになるが、以降では説明を簡潔に行うために、統計情報はすべてトラヒック量を意味するものとして説明する。
【００２６】
管理データベース１２は、統計情報収集部１１で収集した統計情報、または負荷分散制御部１３が予測した統計情報を格納し管理する。管理形式としては、入出力（Ｉｎｇｒｅｓｓ／Ｅｇｒｅｓｓ）ノードのペア毎に流れるトラヒック（トラヒック量）、ノードが設定する経路（“経路”とはノード間の論理的な伝送路と定義する。なお、“経路”と“パス”とは同じ意味として以降用いる）毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として管理する。詳細は後述する。
【００２７】
負荷分散制御部１３は、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口ノードＲ１と出口ノードＲ３間の経路３１及び入口ノードＲ６と出口ノードＲ８間の経路４１の負荷分散制御を行う。
【００２８】
すなわち、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口ノードＲ１と出口ノードＲ３間の経路３１及び入口ノードＲ６と出口ノードＲ８間の経路４１の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を入口ルータＲ１、Ｒ６に出力する。なお、この場合、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース１２内の統計情報を更新する。
【００２９】
一方、入口ノードＲ１、Ｒ６は、ネットワーク制御装置１０からの負荷分散指示にしたがって、入力してくる情報（パケット）を各パス（負荷分散経路）に振り分け、これにより負荷分散を実現する。
【００３０】
図では、経路３１は、入口ノードＲ１→ノードＲ２→出口ノードＲ３であり、経路３１の負荷分散経路３２は、入口ノードＲ１→ノードＲ４→ノードＲ５→出口ノードＲ３となっている。また、経路４１は、入口ノードＲ６→ノードＲ７→出口ノードＲ８であり、経路４１の負荷分散経路４２は、入口ノードＲ６→ノードＲ４→ノードＲ５→出口ノードＲ８となっている。
【００３１】
なお、負荷分散経路３２、４２は、最初から設定しておいてもよいし、トラヒックの負荷状態を随時監視して、ある経路の負荷が大きくなったときに、同じ宛先へ向かう代替経路を検索して負荷分散経路として設定してもよい。負荷分散制御の詳細な動作については図４以降で説明する。
【００３２】
次に本発明が解決すべき問題点として、負荷分散後にあらたな輻輳が生じることについて詳しく説明する。図２はネットワークの負荷分散前の状態を示す図である。ネットワーク２には、ルータＲ１０１〜Ｒ１０８が配置されている。
【００３３】
ルータＲ１０１をＩｎｇｒｅｓｓ、ルータＲ１０３をＥｇｒｅｓｓとし、このペア（入出力ペアｐ１と呼ぶ）間に、経路３１（ルータＲ１０１→ルータＲ１０２→ルータＲ１０３）のパスと、負荷分散のための負荷分散経路３２（ルータＲ１０１→ルータＲ１０４→ルータＲ１０５→ルータＲ１０３）のパスとが張られている。
【００３４】
また、ルータＲ１０６をＩｎｇｒｅｓｓ、ルータＲ１０８をＥｇｒｅｓｓとし、このペア（入出力ペアｐ２と呼ぶ）間に、経路４１（ルータＲ１０６→ルータＲ１０７→ルータＲ１０８）のパスと、負荷分散のための負荷分散経路４２（ルータＲ１０６→ルータＲ１０４→ルータＲ１０５→ルータＲ１０８）のパスが張られている。
【００３５】
今、トラヒック量が５０Ｍｂｐｓ以上を輻輳状態であるとし、入出力ペアｐ１の経路３１に７０Ｍｂｐｓ、入出力ペアｐ２の経路４１に５０Ｍｂｐｓのトラヒックがそれぞれ流れており、負荷分散経路３２、４２にはトラヒックが流れていないとする。このとき、経路３１、４１が輻輳し、負荷分散経路３２、４２の各リンクが空いていることになるので、入出力ペアｐ１、ｐ２に対する負荷分散制御によりトラヒックの移動が行われる。
【００３６】
従来では、まず入出力ペアｐ１に対する負荷分散制御の際に、経路３１と負荷分散経路３２の負荷が均等になるように、経路３１から負荷分散経路３２へ３５Ｍｂｐｓのトラヒックを移動するように制御する。また、入出力ペアｐ２に対する負荷分散制御では、経路４１と負荷分散経路４２の負荷が均等になるように、経路４１から負荷分散経路４２へ２５Ｍｂｐｓのトラヒックを移動するように制御する。
【００３７】
図３はネットワークの負荷分散後の状態を示す図である。上記のような負荷分散制御を行うと、経路３１は３５Ｍｂｐｓ、経路４１は２５Ｍｂｐｓとなって、経路３１、４１の輻輳は回避される。
【００３８】
ところが、ルータＲ１０４−ルータＲ１０５間のリンクには、負荷分散経路３２の３５Ｍｂｐｓと、負荷分散経路４２の２５Ｍｂｐｓとが合わさって、６０Ｍｂｐｓのトラヒックが流れることになり、ルータＲ１０４−ルータＲ１０５間のリンクにあらたな輻輳が発生してしまう。
【００３９】
このように、従来では、複数の入出力ペアが、負荷が低いリンクに一度にトラヒックを移動させると、あらたな輻輳を生むといった問題があった。本発明では、トラヒック移動時にあらたな輻輳を生むことなく負荷分散し、かつ全体のオーバヘッドを低減して、ネットワークの伝送品質の向上を図るものである。
【００４０】
次に入出力ペア毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合の本発明の負荷分散制御について詳しく説明する。図４はネットワークシステムの構成を示す図である。基本構成は図１と同じであるが、以降では、ネットワーク２をＩＰネットワーク２ａ、ノードＲ１〜Ｒ８をルータＲ１〜Ｒ８として、ＭＰＬＳパケット転送時の負荷分散を行うものとして説明する。
【００４１】
ルータＲ１をＩｎｇｒｅｓｓ、出口ルータＲ３をＥｇｒｅｓｓとし、このペア（入出力ペアＰ１と呼ぶ）間に、経路３１（ルータＲ１→ルータＲ２→ルータＲ３）のパスと、負荷分散のための負荷分散経路３２（ルータＲ１→ルータＲ４→ルータＲ５→ルータＲ３）のパスとが張られている。
【００４２】
また、ルータＲ６をＩｎｇｒｅｓｓ、ルータＲ８をＥｇｒｅｓｓとし、このペア（入出力ペアＰ２と呼ぶ）間に、経路４１（ルータＲ６→ルータＲ７→ルータＲ８）のパスと、負荷分散のための負荷分散経路４２（ルータＲ６→ルータＲ４→ルータＲ５→ルータＲ８）のパスが張られている。なお、以降の説明ではわかりやすいように、図中のルータ間の各リンクに符号Ｌ１〜Ｌ９を付しておく。
【００４３】
今、トラヒック量が５０Ｍｂｐｓ以上を輻輳状態であるとし、負荷分散前の状態として、入出力ペアＰ１の経路３１に７０Ｍｂｐｓ、入出力ペアＰ２の経路４１に５０Ｍｂｐｓのトラヒックがそれぞれ流れており、負荷分散経路３２、負荷分散経路４２にはトラヒックが流れていないとする。
【００４４】
図５は管理データベース１２内部で管理されるデータテーブルを示す図である。入出力ペア毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合、管理データベース１２は、リンク、入出力ペア、トラヒック量の項目から構成されるデータテーブルＴ１を管理する。
【００４５】
図６はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ１−１には、統計情報収集部１１により収集された、負荷分散前の統計情報が記載されている。経路３１は７０Ｍｂｐｓであるから、リンクＬ１、Ｌ２の入出力ペアＰ１のトラヒック量には７０Ｍｂｐｓと記載され、経路４１は５０Ｍｂｐｓであるから、リンクＬ８、Ｌ９の入出力ペアＰ２のトラヒック量には５０Ｍｂｐｓと記載される。また、リンクＬ３〜リンクＬ７には、パケットは流れてないので、入出力ペアは“なし”、トラヒック量は“０”と記載される。
【００４６】
ここで、負荷分散制御部１３は、データテーブルＴ１−１を参照して、入出力ペアＰ１、Ｐ２に輻輳が発生していることを認識すると、まず、１回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ１−１にもとづいて入出力ペアＰ１に対する負荷分散制御を行う。
【００４７】
すなわち、入出力ペアＰ１間には経路３１と負荷分散経路３２が張られているので、負荷分散計算として７０Ｍｂｐｓを２分割して３５Ｍｂｐｓ（＜５０Ｍｂｐｓ）を求める。そして、入口ルータＲ１に対して、経路３１に流している７０Ｍｂｐｓのトラヒックの３５Ｍｂｐｓ分を、負荷分散経路３２に流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ１は、この負荷分散指示を受け取ると、経路３１から３５Ｍｂｐｓのパケット、負荷分散経路３２から３５Ｍｂｐｓのパケットを流すようにする。
【００４８】
図７はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ１−２は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ１に与えると、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ１−１を更新し、データテーブルＴ１−２を作成する）。
【００４９】
ここで、“トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する”とは、統計情報収集部１１が各ルータと通信して得た実際の統計情報の収集及び統計情報収集部１１によるデータテーブルの書き替えを待たずに、負荷分散制御部１３は、負荷分散計算した値（予測値）にもとづき、データテーブルの内容を書き替えるということである。
【００５０】
データテーブルＴ１−２には、負荷分散制御部１３が１回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。経路３１と負荷分散経路３２は、３５Ｍｂｐｓになっているはずであるから、リンクＬ１〜Ｌ５の入出力ペアＰ１のトラヒック量には３５Ｍｂｐｓと記載される。その他は図６のデータテーブルＴ１−１と同じ内容である。
【００５１】
図８は１回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。１回目の負荷分散制御後、経路３１、負荷分散経路３２、経路４１、負荷分散経路４２にはそれぞれ、３５Ｍｂｐｓ、３５Ｍｂｐｓ、５０Ｍｂｐｓ、０Ｍｂｐｓのトラヒックが流れることになる。また、経路３１は５０Ｍｂｐｓ→３５Ｍｂｐｓとなり、輻輳は回避されている。
【００５２】
次に負荷分散制御部１３は、更新後の図７のデータテーブルＴ１−２を参照する。すると、入出力ペアＰ２が輻輳しているので、２回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ１−２にもとづいて入出力ペアＰ２に対する負荷分散制御を行う。
【００５３】
ここでは、入出力ペアＰ２間には経路４１と負荷分散経路４２が張られているが、データテーブルＴ１−２から経路４１の負荷は５０Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２（リンクＬ４部分）の負荷は３５Ｍｂｐｓと認識する。
【００５４】
したがって、負荷分散計算では、経路４１及び負荷分散経路４２がそれぞれ５０Ｍｂｐｓを超えないように、例えば、経路４１から負荷分散経路４２へのトラヒック移動量として、７．５Ｍｂｐｓを求める（したがって、リンクＬ４は４２．５（＝３５＋７．５）Ｍｂｐｓとなるから、あらたな輻輳状態にはならない）。
【００５５】
そして、負荷分散制御部１３は、入口ルータＲ６に対して、経路４１に流している５０Ｍｂｐｓのトラヒックの７．５Ｍｂｐｓ分を、負荷分散経路４２に流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ６は、この負荷分散指示を受け取ると、経路４１から４２．５Ｍｂｐｓのパケット、負荷分散経路４２から７．５Ｍｂｐｓのパケットを流すようにする。
【００５６】
図９はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ１−３は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ６に与えた後、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ１−２を更新し、データテーブルＴ１−３を作成する）。
【００５７】
データテーブルＴ１−３には、負荷分散制御部１３が２回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。リンクＬ１〜Ｌ３、Ｌ５の各情報は、データテーブルＴ１−２と同様であり、リンクＬ４、Ｌ６〜Ｌ９の各情報が更新されることになる。
【００５８】
リンクＬ４は、入出力ペアＰ１、Ｐ２に共に用いられ、入出力ペアＰ１は３５Ｍｂｐｓ、入出力ペアＰ２は７．５Ｍｂｐｓと記載する。リンクＬ６、Ｌ７は入出力ペアＰ２で７．５Ｍｂｐｓ、リンクＬ８、Ｌ９は、入出力ペアＰ２で４２．５Ｍｂｐｓとなる。
【００５９】
図１０は２回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。２回目の負荷分散制御後のトラヒック量としては、経路３１のトラヒック量は３５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路３２のトラヒック量は、リンクＬ３＝リンクＬ５＝３５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（３５Ｍｂｐｓ分が入出力ペアＰ１）である。また、経路４１のトラヒック量は４２．５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２のトラヒック量は、リンクＬ６＝リンクＬ７＝７．５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（７．５Ｍｂｐｓ分が入出力ペアＰ２）である。
【００６０】
次に統計情報の収集周期と負荷分散の制御周期の関係について説明する。図１１は統計情報収集周期と負荷分散制御周期の関係を示す概念図である。従来の場合の周期関係を示している。
【００６１】
収集周期Ｃｙ１〜Ｃｙ５それぞれで、各ルータと通信を行った後、統計情報を収集し、収集した統計情報を参照して、負荷分散制御が行われる。例えば、収集周期Ｃｙ１で各ルータと通信を行って統計情報を収集し、データベース１２０−１に格納する。そして、データベース１２０−１に格納された統計情報を参照して負荷分散制御を行う。同様に、収集周期Ｃｙ２で各ルータと通信を行って統計情報を収集し、データベース１２０−２に格納する（データベース１２０−１を更新してデータベース１２０−２とする）。そして、データベース１２０−２に格納された統計情報を参照して負荷分散制御を行う。以降同様である。このように、従来では各ルータと通信を行って統計情報を収集し、収集した統計情報を参照して負荷分散制御を行っている。
【００６２】
図１２は統計情報収集周期と負荷分散制御周期の関係を示す概念図である。本発明の場合の周期関係を示している。本発明では、収集周期Ｃｙ１、Ｃｙ３、Ｃｙ５それぞれで、各ルータと通信を行った後、統計情報を収集する。また、収集した統計情報を参照して負荷分散制御を行った後は、次の統計情報の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづき負荷分散制御を行う。
【００６３】
例えば、収集周期Ｃｙ１で各ルータと通信を行って統計情報を収集し、管理データベース１２−１に格納する。負荷分散制御部１３は、管理データベース１２−１に格納された統計情報を参照して負荷分散制御を行い、このときの予測値（負荷分散計算値）で管理データベース１２−１内のデータを更新する（更新されたデータを含むデータベースを管理データベース１２−１ａとする）。そして、次の負荷分散制御は、管理データベース１２−１ａを参照して負荷分散制御を行う。
【００６４】
同様に、収集周期Ｃｙ２で各ルータと通信を行って統計情報を収集し、管理データベース１２−２に格納する。負荷分散制御部１３は、管理データベース１２−２に格納された統計情報を参照して負荷分散制御を行い、このときの予測値（負荷分散計算値）で管理データベース１２−２内のデータを更新する（更新されたデータを含むデータベースを管理データベース１２−２ａとする）。そして、次の負荷分散制御は、管理データベース１２−２ａを参照して負荷分散制御を行う。以降同様である。
【００６５】
このように、本発明では、一定の周期で統計情報を収集し、負荷分散制御部１３は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散制御を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散制御を行う構成とした。これにより、統計情報の収集回数を削減することができ（ネットワーク内の各ルータとの通信回数を削減することができ）、全体のオーバヘッドを低減することが可能になる。
【００６６】
次にルータが設定する経路毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合の本発明の負荷分散制御について詳しく説明する。図４に示したネットワークの状態にもとづき説明する。
【００６７】
図１３は管理データベース１１内部で管理されるデータテーブルを示す図である。経路毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合、管理データベース１２は、リンク、経路（パス）、トラヒック量の項目から構成されるデータテーブルＴ２を管理する。
【００６８】
図１４はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ２−１には、統計情報収集部１１により収集された、負荷分散前の統計情報が記載されている。経路３１は７０Ｍｂｐｓであるから、リンクＬ１、Ｌ２の経路３１のトラヒック量には７０Ｍｂｐｓと記載され、経路４１は５０Ｍｂｐｓであるから、リンクＬ８、Ｌ９の経路４１のトラヒック量には５０Ｍｂｐｓと記載される。また、リンクＬ３〜リンクＬ７には、パケットは流れてないので、経路は“なし”、トラヒック量は“０”と記載される。
【００６９】
ここで、負荷分散制御部１３は、データテーブルＴ２−１を参照して、経路３１、４１に輻輳が発生していることを認識すると、まず、１回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ２−１にもとづいて経路３１に対する負荷分散制御を行う。
【００７０】
すなわち、経路３１に対して、負荷分散計算として７０Ｍｂｐｓを２分割して３５Ｍｂｐｓ（＜５０Ｍｂｐｓ）を求める。そして、入口ルータＲ１に対して、経路３１に流している７０Ｍｂｐｓのトラヒックの３５Ｍｂｐｓ分を、負荷分散経路３２に流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ１は、この負荷分散指示を受け取ると、経路３１から３５Ｍｂｐｓのパケット、負荷分散経路３２から３５Ｍｂｐｓのパケットを流すようにする。
【００７１】
図１５はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ２−２は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ１に与えると、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ２−１を更新し、データテーブルＴ２−２を作成する）。
【００７２】
データテーブルＴ２−２には、負荷分散制御部１３が１回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。経路３１と負荷分散経路３２は、３５Ｍｂｐｓになっているはずであるから、リンクＬ１、Ｌ２の経路３１のトラヒック量には３５Ｍｂｐｓと記載され、リンクＬ３〜Ｌ５の負荷分散経路３２のトラヒック量には３５Ｍｂｐｓと記載される。その他は図１４のデータテーブルＴ２−１と同じ内容である。
【００７３】
このような制御により、ネットワーク状態は図８のようになる。すなわち、１回目の負荷分散制御後、経路３１、負荷分散経路３２、経路４１、負荷分散経路４２にはそれぞれ、３５Ｍｂｐｓ、３５Ｍｂｐｓ、５０Ｍｂｐｓ、０Ｍｂｐｓのトラヒックが流れることになる。また、経路３１は７０Ｍｂｐｓ→３５Ｍｂｐｓとなり、輻輳は回避されている。
【００７４】
次に負荷分散制御部１３は、更新後の図１５のデータテーブルＴ２−２を参照する。すると、経路４１が輻輳しているので、２回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ２−２にもとづいて経路４１に対する負荷分散制御を行う。
【００７５】
ここでは、経路４１に対し、データテーブルＴ２−２から経路４１の負荷は５０Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２（リンクＬ４部分）の負荷は３５Ｍｂｐｓと認識する。
【００７６】
したがって、負荷分散計算では、経路４１及び負荷分散経路４２がそれぞれ５０Ｍｂｐｓを超えないように、例えば、経路４１から負荷分散経路４２へのトラヒック移動量として、７．５Ｍｂｐｓを求める（リンクＬ４は４２．５（＝３５＋７．５）Ｍｂｐｓであるから、あらたな輻輳状態にはならない）。
【００７７】
そして、入口ルータＲ６に対して、経路４１に流している５０Ｍｂｐｓのトラヒックの７．５Ｍｂｐｓ分を、負荷分散経路４２に流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ６は、この負荷分散指示を受け取ると、経路４１から４２．５Ｍｂｐｓのパケット、負荷分散経路４２から７．５Ｍｂｐｓのパケットを流すようにする。
【００７８】
図１６はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ２−３は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ６に与えた後、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ２−２を更新し、データテーブルＴ２−３を作成する）。
【００７９】
データテーブルＴ２−３には、負荷分散制御部１３が２回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。リンクＬ１〜Ｌ３、Ｌ５の各情報は、データテーブルＴ２−２と同様であり、リンクＬ４、Ｌ６〜Ｌ９の各情報が更新されることになる。
【００８０】
リンクＬ４は、負荷分散経路３２、４２共に用いられ、負荷分散経路３２のトラヒック量は３５Ｍｂｐｓ、負荷分散経路４２のトラヒック量は７．５Ｍｂｐｓと記載する。リンクＬ６、Ｌ７は負荷分散経路４２でトラヒック量は７．５Ｍｂｐｓ、リンクＬ８、Ｌ９は、経路４１でトラヒック量は４２．５Ｍｂｐｓとなる。
【００８１】
このような制御により、ネットワーク状態は図１０のようになる。すなわち、２回目の負荷分散制御後のトラヒック量としては、経路３１のトラヒック量は３５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路３２のトラヒック量は、リンクＬ３＝リンクＬ５＝３５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（３５Ｍｂｐｓ分が負荷分散経路３２）である。また、経路４１のトラヒック量は４２．５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２のトラヒック量は、リンクＬ６＝リンクＬ７＝７．５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（７．５Ｍｂｐｓ分が負荷分散経路４２）である。
【００８２】
次にルータを通過するフロー毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合の本発明の負荷分散制御について詳しく説明する。図１７はネットワークシステムの構成を示す図である。基本構成は図４と同じであるが、経路３１には、フローｆ１、ｆ２が流れている。フローｆ１、ｆ２は共に３５Ｍｂｐｓであり、経路３１（７０Ｍｂｐｓ）は輻輳している。また、経路４１には、フローｆ３〜ｆ５が流れている。フローｆ３は３０Ｍｂｐｓ、フローｆ４は１２．５Ｍｂｐｓ、フローｆ５は７．５Ｍｂｐｓであり、経路４１（５０Ｍｂｐｓ）は輻輳している。
【００８３】
図１８は管理データベース１２内部で管理されるデータテーブルを示す図である。フロー毎に流れるトラヒック量を統計情報とした場合、管理データベース１２は、リンク、フロー、トラヒック量の項目から構成されるデータテーブルＴ３を管理する。
【００８４】
図１９はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ３−１には、統計情報収集部１１により収集された、負荷分散前の統計情報が記載されている。７０Ｍｂｐｓの経路３１に対し、リンクＬ１、Ｌ２のフローｆ１のトラヒック量には３５Ｍｂｐｓと記載され、リンクＬ１、Ｌ２のフローｆ２のトラヒック量には３５Ｍｂｐｓと記載される。
【００８５】
また、５０Ｍｂｐｓの経路４１に対し、リンクＬ８、Ｌ９のフローｆ３のトラヒック量には３０Ｍｂｐｓと記載され、リンクＬ８、Ｌ９のフローｆ４のトラヒック量には１２．５Ｍｂｐｓと記載され、リンクＬ８、Ｌ９のフローｆ５のトラヒック量には７．５Ｍｂｐｓと記載される。また、リンクＬ３〜リンクＬ７には、パケットは流れてないのでフローは“なし”、トラヒック量は“０”と記載される。
【００８６】
ここで、負荷分散制御部１３は、データテーブルＴ３−１を参照して、経路３１、４１に輻輳が発生していることを認識すると、まず、１回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ３−１にもとづいて経路３１に対する負荷分散制御を行う。
【００８７】
すなわち、経路３１に対して、負荷分散計算として７０Ｍｂｐｓをフローｆ１、ｆ２のそれぞれ３５Ｍｂｐｓに分割する。そして、入口ルータＲ１に対して、経路３１にはフローｆ１を、負荷分散経路３２にはフローｆ２を流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ１は、この負荷分散指示を受け取ると、経路３１から３５Ｍｂｐｓのフローｆ１のパケット、負荷分散経路３２から３５Ｍｂｐｓのフローｆ２のパケットを流すようにする。
【００８８】
図２０はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ３−２は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ１に与えると、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ３−１を更新し、データテーブルＴ３−２を作成する）。
【００８９】
データテーブルＴ３−２には、負荷分散制御部１３が１回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。経路３１のリンクＬ１、Ｌ２はフローｆ１でありトラヒック量は３５Ｍｂｐｓ、負荷分散経路３２のＬ３〜Ｌ５はフローｆ２でありトラヒック量は３５Ｍｂｐｓと記載される。その他は図１９のデータテーブルＴ３−１と同じ内容である。
【００９０】
図２１は１回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。１回目の負荷分散制御後、経路３１のリンクＬ１、Ｌ２にはフローｆ１の３５Ｍｂｐｓ、負荷分散経路３２のリンクＬ３〜Ｌ５にはフローｆ２の３５Ｍｂｐｓのトラヒックが流れ、経路４１、負荷分散経路４２にはそれぞれ、５０Ｍｂｐｓ、０Ｍｂｐｓのトラヒックが流れることになる。また、経路３１は５０Ｍｂｐｓ→３５Ｍｂｐｓとなり、輻輳は回避されている。
【００９１】
次に負荷分散制御部１３は、更新後の図２０のデータテーブルＴ３−２を参照する。すると、経路４１が輻輳しているので、２回目の負荷分散制御として、データテーブルＴ３−２にもとづいて経路４１に対する負荷分散制御を行う。
【００９２】
ここでは、経路４１に対し、データテーブルＴ３−２から経路４１の負荷は５０Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２（リンクＬ４部分）の負荷は３５Ｍｂｐｓと認識する。
【００９３】
したがって、負荷分散計算では、経路４１及び負荷分散経路４２がそれぞれ５０Ｍｂｐｓを超えないように、例えば、経路４１から負荷分散経路４２へのトラヒック移動量として、フローｆ５を負荷分散経路４２へ流すようにする。
【００９４】
そして、入口ルータＲ６に対して、経路４１に流している７．５Ｍｂｐｓのフローｆ５を、負荷分散経路４２に流すように、負荷分散指示を与える。入口ルータＲ６は、この負荷分散指示を受け取ると、経路４１からフローｆ３の３０Ｍｂｐｓのパケット及びフローｆ４の１２．５Ｍｂｐｓのパケットを流し、負荷分散経路４２からフローｆ５の７．５Ｍｂｐｓのパケットを流すようにする。
【００９５】
図２２はデータテーブルの内容を示す図である。データテーブルＴ３−３は、負荷分散制御部１３によって更新されたテーブルである。負荷分散制御部１３は、上述のような負荷分散指示を入口ルータＲ６に与えた後、トラヒック移動による統計情報を予測して、予測値にもとづきデータテーブルを更新する（データテーブルＴ２−２を更新し、データテーブルＴ２−３を作成する）。
【００９６】
データテーブルＴ３−３には、負荷分散制御部１３が２回目に負荷分散制御を行った際のデータ（予測値）が記載される。リンクＬ１〜Ｌ３、Ｌ５の各情報は、データテーブルＴ３−２と同様であり、リンクＬ４、Ｌ６〜Ｌ９の各情報が更新されることになる。
【００９７】
リンクＬ４は、フローｆ２、ｆ５共に用いられ、フローｆ２はトラヒック量は３５Ｍｂｐｓ、フローｆ５はトラヒック量は７．５Ｍｂｐｓと記載する。リンクＬ６、Ｌ７のフローｆ５のトラヒック量は７．５Ｍｂｐｓであり、リンクＬ８、Ｌ９はフローｆ３、ｆ４共に用いられ、フローｆ３は３０Ｍｂｐｓ、フローｆ４は１２．５Ｍｂｐｓである。
【００９８】
図２３は２回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。２回目の負荷分散制御後のトラヒック量としては、経路３１のトラヒック量は３５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路３２のトラヒック量は、リンクＬ３＝リンクＬ５＝３５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（３５Ｍｂｐｓ分がフローｆ２）である。また、経路４１のトラヒック量は４２．５Ｍｂｐｓであり、負荷分散経路４２のトラヒック量は、リンクＬ６＝リンクＬ７＝７．５Ｍｂｐｓ、リンクＬ４＝４２．５Ｍｂｐｓ（７．５Ｍｂｐｓ分がフローｆ５）である。
【００９９】
以上説明したように、本発明によれば、入出力ルータのペア毎に流れるトラヒック、ルータが設定する経路毎に流れるトラヒック、ルータを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として管理し、これらの統計情報に対して、入口／出口ルータ間の経路の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により統計情報を更新する構成とした。これにより、ネットワークの負荷を効率よく分散し、かつ統計情報の収集間隔を伸ばせるのでオーバヘッドを削減することができ、伝送品質の向上を図ることが可能になる。
【０１００】
次に本発明の変形例について説明する。上記の説明では、ネットワーク制御装置１０が統計情報収集部１１、管理データベース１２、負荷分散制御部１３を有することで、ネットワーク制御装置１０が負荷分散制御を集中的に行う構成としたが、本発明の変形例では、ネットワーク制御装置１０には管理データベース１２のみを持たせ、入口ルータに統計情報収集部１１及び負荷分散制御部１３を持たせて、入口ルータ側で自律分散的に負荷分散制御を行うものである。
【０１０１】
図２４は本発明の変形例であるネットワークシステムの構成を示す図である。ネットワークシステム１ａは、ネットワーク２内のルータＲ１〜Ｒ８と、ネットワーク制御装置１０とを含む。入口ルータ５０（ルータＲ１、Ｒ６）は、統計情報収集部５１と負荷分散制御部５３から構成され、ネットワーク制御装置１０は管理データベース１２を含む。
【０１０２】
統計情報収集部５１は、ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集し、ネットワーク制御装置１０と通信を行って、管理データベース１２へ収集した統計情報を格納する。負荷分散制御部５３は、ネットワーク制御装置１０と通信を行って、管理データベース１２内の統計情報にもとづいて、入口と出口のルータ間の経路の負荷分散計算を行い、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース１２内の統計情報を更新する。
【０１０３】
このように、統計情報収集部５１と負荷分散制御部５３を入口ルータ側に持たせることにより、ネットワーク制御装置１０の処理負荷を軽減することが可能になる。
【０１０４】
以上説明したように、本発明によれば、従来の負荷分散にあった、あるリンクの輻輳を解消するためにトラヒックを移動させると、別のリンクが輻輳してしまうといった現象をなくすことが可能になる。また、入口ルータと出口ルータ間に複数のパスを設定し、入力トラヒックを複数パス間に分散させることによって、負荷を単一ルートへ集中することを回避でき、またネットワーク全体の利用効率向上と長期的な輻輳の回避を図ることができる。
【０１０５】
さらに、統計情報の予測値で管理データベース内の情報を更新し、更新したデータで負荷分散制御を行うので、統計情報の収集間隔を大きくしても適切な制御を行うことができ、統計情報収集のオーバヘッドを少なくすることができる。
【０１０６】
（付記１） ネットワークの負荷分散を行うネットワークシステムにおいて、
ネットワークの入口エッジに配置され、負荷分散指示にもとづき、トラヒックを複数の経路に振り分ける入口ノードと、
ネットワークの出口エッジに配置される出口ノードと、
ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集する統計情報収集部と、統計情報を格納管理する管理データベースと、前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、前記入口ノードと前記出口ノード間の経路の負荷分散計算を行って、前記負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新する負荷分散制御部と、から構成されるネットワーク制御装置と、
を有することを特徴とするネットワークシステム。
【０１０７】
（付記２） 前記統計情報収集部は、一定の周期で統計情報を収集し、前記負荷分散制御部は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする付記１記載のネットワークシステム。
【０１０８】
（付記３） 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする付記１記載のネットワークシステム。
【０１０９】
（付記４） 前記負荷分散制御部は、リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする付記１記載のネットワークシステム。
【０１１０】
（付記５） ネットワークの負荷分散を行うネットワーク制御装置において、ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集する統計情報収集部と、
統計情報を格納管理する管理データベースと、
前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、入口ノードと出口ノード間の経路の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新する負荷分散制御部と、
を有することを特徴とするネットワーク制御装置。
【０１１１】
（付記６） 前記統計情報収集部は、一定の周期で統計情報を収集し、前記負荷分散制御部は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする付記５記載のネットワーク制御装置。
【０１１２】
（付記７） 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする付記５記載のネットワーク制御装置。
【０１１３】
（付記８） 前記負荷分散制御部は、リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする付記５記載のネットワーク制御装置。
【０１１４】
（付記９） ネットワークの負荷分散を行うネットワークシステムにおいて、
統計情報を格納管理する管理データベースを含むネットワーク制御装置と、
ネットワークの出口エッジに配置される出口ノードと、
ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集し、前記管理データベースへ格納する統計情報収集部と、前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、入口と出口ノード間の経路の負荷分散計算を行い、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新する負荷分散制御部と、から構成され、ネットワークの入口エッジに配置されてトラヒックを複数の経路に振り分ける入口ノードと、
を有することを特徴とするネットワークシステム。
【０１１５】
（付記１０） 前記統計情報収集部は、一定の周期で統計情報を収集し、前記負荷分散制御部は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする付記９記載のネットワークシステム。
【０１１６】
（付記１１） 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする付記９記載のネットワークシステム。
【０１１７】
（付記１２） 前記負荷分散制御部は、リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする付記９記載のネットワークシステム。
【０１１８】
（付記１３） ネットワーク管理を行うネットワーク制御装置において、
ネットワーク内のノードと通信を行う通信部と、
送信された統計情報を格納管理する管理データベースと、
を有することを特徴とするネットワーク制御装置。
【０１１９】
（付記１４） 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする付記１３記載のネットワーク制御装置。
【０１２０】
（付記１５） ネットワークの入口エッジに配置されトラヒックを複数の経路に振り分ける入口ノードにおいて、
ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集し、管理データベースへ格納する統計情報収集部と、
前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、入口と出口ノード間の経路の負荷分散計算を行い、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新する負荷分散制御部と、
を有することを特徴とする入口ノード。
【０１２１】
（付記１６） 前記統計情報収集部は、一定の周期で統計情報を収集し、前記負荷分散制御部は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする付記１５記載の入口ノード。
【０１２２】
（付記１７） 前記負荷分散制御部は、リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする付記１５記載の入口ノード。
【０１２３】
（付記１８） ネットワークの負荷分散を行う負荷分散方法において、
ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集し、
管理データベースにより統計情報を格納管理し、
前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、ノード間の経路の負荷分散計算を行い、１つの負荷分散計算が終わる毎に統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新することを特徴とする負荷分散方法。
【０１２４】
（付記１９） 一定の周期で統計情報を収集し、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする付記１８記載の負荷分散方法。
【０１２５】
（付記２０） 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする付記１８記載の負荷分散方法。
【０１２６】
（付記２１） リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする付記１８記載の負荷分散方法。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のネットワークシステムは、ネットワーク制御装置に対し、管理データベース内の統計情報にもとづいて、入口ノードと出口ノード間の経路の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により管理データベース内の統計情報を更新する構成とした。これにより、ネットワークの負荷を効率よく分散し、かつ統計情報の収集間隔を伸ばせるのでオーバヘッドを削減することができ、伝送品質の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のネットワークシステムの原理図である。
【図２】ネットワークの負荷分散前の状態を示す図である。
【図３】ネットワークの負荷分散後の状態を示す図である。
【図４】ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図５】管理データベース内部で管理されるデータテーブルを示す図である。
【図６】データテーブルの内容を示す図である。
【図７】データテーブルの内容を示す図である。
【図８】１回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。
【図９】データテーブルの内容を示す図である。
【図１０】２回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。
【図１１】統計情報収集周期と負荷分散制御周期の関係を示す概念図である。
【図１２】統計情報収集周期と負荷分散制御周期の関係を示す概念図である。
【図１３】管理データベース内部で管理されるデータテーブルを示す図である。
【図１４】データテーブルの内容を示す図である。
【図１５】データテーブルの内容を示す図である。
【図１６】データテーブルの内容を示す図である。
【図１７】ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図１８】管理データベース内部で管理されるデータテーブルを示す図である。
【図１９】データテーブルの内容を示す図である。
【図２０】データテーブルの内容を示す図である。
【図２１】１回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。
【図２２】データテーブルの内容を示す図である。
【図２３】２回目の負荷分散制御後のトラヒック状態を示す図である。
【図２４】本発明の変形例であるネットワークシステムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ネットワークシステム
２ ネットワーク
１０ ネットワーク制御装置
１１ 統計情報収集部
１２ 管理データベース
１３ 負荷分散制御部
３１、４１ 経路
３２、４２ 負荷分散経路
Ｒ１〜Ｒ８ ノード
Claims (5)
- ネットワークの負荷分散を行うネットワークシステムにおいて、
ネットワークの入口エッジに配置され、負荷分散指示にもとづき、トラヒックを複数の経路に振り分ける入口ノードと、
ネットワークの出口エッジに配置される出口ノードと、
ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集する統計情報収集部と、統計情報を格納管理する管理データベースと、前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、前記入口ノードと前記出口ノード間の経路の負荷分散計算を行って、前記負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新する負荷分散制御部と、から構成されるネットワーク制御装置と、
を有することを特徴とするネットワークシステム。 - 前記統計情報収集部は、一定の周期で統計情報を収集し、前記負荷分散制御部は、収集した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行った後は、次の収集周期までは、予測・更新した統計情報にもとづいて負荷分散計算を行うことを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
- 前記管理データベースは、入出力ノードのペア毎に流れるトラヒック、ノードが設定する経路毎に流れるトラヒック、ノードを通過するフロー毎のトラヒック、のいずれかを統計情報として格納管理することを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
- 前記負荷分散制御部は、リンクを複数のパスが共有する場合には、前記リンクが輻輳しないように負荷分散計算を行って、前記パスに負荷を割り当てることを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
- ネットワークの負荷分散を行うネットワーク制御装置において、
ネットワーク内のノードと通信を行って統計情報を収集する統計情報収集部と、
統計情報を格納管理する管理データベースと、
前記管理データベース内の統計情報にもとづいて、入口ノードと出口ノード間の経路の負荷分散計算を行って、負荷分散指示を出力し、１つの負荷分散計算が終わる毎に、統計情報の予測値により前記管理データベース内の統計情報を更新する負荷分散制御部と、
を有することを特徴とするネットワーク制御装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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