JP2007074074A - Traffic distribution control apparatus, packet communication network, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トラヒック需要に応じて経路を割り当て、トラヒック交流分布の変動に応じて動的に経路を切り換えるトラヒックエンジニアリング技術を適用する際に、トラヒック情報を収集管理して適宜経路を最適化するトラヒック分散制御装置が保有しなければならない経路情報を削減し、トラヒックエンジニアリング技術の大規模ネットワークヘの適用を実現するための技術に関するものである。 The present invention collects and manages traffic information and optimizes the route appropriately when applying traffic engineering technology that assigns a route according to traffic demand and dynamically switches the route according to fluctuations in traffic AC distribution. The present invention relates to a technique for reducing the route information that a distributed control apparatus must have and realizing application of traffic engineering technology to a large-scale network.
従来、IPネットワークを代表とするパケット通信ネットワークでは、最短経路のみを用いてパケットを転送していた。このため、トラヒック交流分布や有効帯域を考慮した転送経路の決定が困難であった。この結果、最短経路上のリンクや中継ルータに負荷が集中する傾向があり、輻輳による転送遅延やパケットロスが増加し、通信品質が劣化する可能性があった。 Conventionally, in packet communication networks represented by IP networks, packets are transferred using only the shortest path. For this reason, it is difficult to determine a transfer path in consideration of traffic AC distribution and effective bandwidth. As a result, the load tends to be concentrated on the link or relay router on the shortest path, and there is a possibility that the transfer delay and packet loss due to congestion increase and the communication quality deteriorates.
このような問題を解決するための技術として、トラヒックエンジニアリング技術がある(例えば、非特許文献1、非特許文献2参照)。トラヒックエンジニアリング技術は、ネットワークのトラヒック交流分布に応じて、トラヒックを複数の中継路上に負荷分散して転送する技術である。トラヒック交流分布に偏りが生じ、且つ時間変動する場合には、余剰リソースを活用して輻輳回避できることから、ネットワーク全体の実効的なスループットを低コストに改善できる。
As a technique for solving such a problem, there is a traffic engineering technique (see, for example, Non-Patent
上述のトラヒックエンジニアリングを実施する際に、パケット転送装置を制御してトラヒックを分散させるトラヒック分散制御装置は、ネットワーク内のトラヒックトランクによりフローを類別する。この際、トラヒックトランクの属性として、明示経路という項目がある。すなわち、トラヒック分散制御装置は、ネットワーク内の全経路を明示経路として把握し、分散させたいトラヒックが属するトラヒックトランクを判別し、どの経路ヘトラヒックトランクを再マッピングするかを判断していた。経路数はネットワーク規模に応じて増加する。具体的には、ネットワーク内のエッジに設置され加入者ユーザを収容するエッジノード数の、二乗数に対して、エッジノード間の冗長経路数を乗じた数に相当する経路数を管理しなければならない。このため、トラヒックエンジニアリング技術を適用可能なネットワーク規模が中規模程度に限定されてしまうという問題があった。 When carrying out the above-described traffic engineering, a traffic distribution control device that distributes traffic by controlling a packet transfer device classifies flows according to traffic trunks in the network. At this time, there is an item of an explicit route as an attribute of the traffic trunk. That is, the traffic distribution control device grasps all routes in the network as explicit routes, determines the traffic trunk to which the traffic to be distributed belongs, and determines which route to which the traffic trunk is remapped. The number of routes increases with the network scale. Specifically, the number of paths corresponding to the number of edge nodes installed at the edge in the network that accommodate subscriber users multiplied by the number of redundant paths between edge nodes must be managed. Don't be. For this reason, there is a problem that the network scale to which the traffic engineering technology can be applied is limited to a medium scale.
本発明は、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際に、トラヒック分散制御装置が保有しなければならない経路管理情報数を、ネットワーク内の全経路数からネットワーク内の中継ルータ数に抑制することで、トラヒックエンジニアリング技術の大規模ネットワークヘの適用を実現することを目的とする。 The present invention suppresses the number of route management information that the traffic distributed control device must have when applying the traffic engineering technology from the total number of routes in the network to the number of relay routers in the network, thereby enabling traffic engineering. The purpose is to realize the application of technology to large-scale networks.
本発明は、ユーザネットワークをそれぞれ収容する複数のエッジノードと前記複数のエッジノード間を接続する複数のパケット転送ノードとを有し、前記ユーザネットワーク間でパケットを転送するパケット通信ネットワークにおいて、前記パケットの転送経路を制御するトラヒック分散制御装置であって、前記パケット転送ノードが計測した、送信元アドレスと宛先アドレスとの対毎のトラヒック流通量を収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手段と、規定値以上の前記トラヒック流通量が生じた前記パケット転送ノードを輻輳状態と認識し、前記複数のエッジノード間に設定された複数の転送経路の経路識別子のうち、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を特定する第1の転送経路特定手段と、前記輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を前記トラヒック流通量収集記憶手段が収集したトラヒック流通量に基づいて特定するエッジノードアドレス対特定手段と、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットのうち、前記特定した経路識別子に対応する転送経路によって転送されるパケットの少なくとも一部を他の経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求する第1の設定要求手段とを有するものである。
また、本発明のトラヒック分散制御装置の1構成例は、さらに、前記転送経路の経路識別子をこの転送経路が経由する前記パケット転送ノード毎に記憶する経路識別子管理テーブルを有し、前記第1の転送経路特定手段は、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を前記経路識別子管理テーブルから取得するものである。
また、本発明のトラヒック分散制御装置の1構成例は、さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手段が収集したトラヒック流通量に基づいて各転送経路のトラヒック流通量を解析する解析手段を有し、前記第1の設定要求手段は、前記解析手段による解析の結果、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットに関して、前記特定した経路識別子の転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する前記他の経路識別子の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求するものである。
また、本発明のトラヒック分散制御装置の1構成例は、さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手段による収集の際に、応答がなかった前記パケット転送ノードに対応する経路識別子を特定する第2の転送経路特定手段と、この第2の転送経路特定手段が特定した経路識別子の転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、全ての前記エッジノードに対して要求する第2の設定要求手段とを有するものである。
The present invention provides a packet communication network that includes a plurality of edge nodes that respectively accommodate user networks and a plurality of packet forwarding nodes that connect the plurality of edge nodes, and forwards packets between the user networks. A traffic distribution control device for controlling the transfer route of the traffic distribution amount collecting storage means for collecting and storing the traffic distribution amount of each pair of the source address and the destination address measured by the packet transfer node; Recognizing the packet forwarding node in which the traffic flow amount exceeds a predetermined value as a congestion state, among the route identifiers of a plurality of forwarding routes set between the plurality of edge nodes, the packet forwarding node in the congestion state First transfer route specifying means for specifying a route identifier of the set transfer route; Edge node address pair specifying means for specifying a pair of a source address and a destination address having the maximum traffic distribution amount in a packet forwarding node in a congested state based on the traffic distribution amount collected by the traffic distribution amount collection storage means; Among the packets addressed to the edge node of the specified destination address from the edge node of the specified source address, at least a part of the packets transferred by the transfer path corresponding to the specified path identifier First setting request means for requesting the edge node of the identified source address to transfer using the transfer path.
Further, one configuration example of the traffic distribution control device of the present invention further includes a route identifier management table for storing a route identifier of the transfer route for each packet forwarding node through which the transfer route passes, The transfer path specifying means acquires the path identifier of the transfer path set in the packet transfer node in the congestion state from the path identifier management table.
Further, one configuration example of the traffic distribution control device of the present invention further includes an analysis unit that analyzes a traffic distribution amount of each transfer route based on the traffic distribution amount collected by the traffic distribution amount storage unit, As a result of analysis by the analysis unit, the first setting request unit distributes traffic on the transfer route of the specified route identifier with respect to a packet addressed to the edge node of the specified destination address from the edge node of the specified source address And when recognizing that there is a difference greater than or equal to a predetermined value between the amount and the traffic distribution amount of the transfer route of the other route identifier corresponding to the same source address and destination address pair as this transfer route, A request is made to the edge node of the specified source address so that this difference is eliminated.
The traffic distribution control apparatus according to the present invention may further include a second transfer that specifies a path identifier corresponding to the packet transfer node that has not responded during the collection by the traffic distribution amount storage unit. All the edge nodes are transferred so that a packet transferred using a transfer path having a path identifier specified by the path specifying means and a path identifier specified by the second transfer path specifying means is transferred using a transfer path having a different path identifier. And second setting requesting means for requesting it.
また、本発明は、ユーザネットワークをそれぞれ収容する複数のエッジノードと、前記複数のエッジノード間を接続する複数のパケット転送ノードと、前記トラヒック分散制御装置とを有し、前記ユーザネットワーク間でパケットを転送するパケット通信ネットワークであって、前記エッジノードは、前記ユーザネットワークに接続されたユーザ端末から受信したユーザパケットが他のエッジノード宛のパケットであったときに、このユーザパケットをカプセル化して転送する第1の送信手段と、他のエッジノードから受信したカプセル化されたパケットから、ユーザパケットを抽出して、このユーザパケットを宛先となるユーザ端末へ送信する第2の送信手段とを有するものである。 In addition, the present invention includes a plurality of edge nodes that respectively accommodate user networks, a plurality of packet forwarding nodes that connect the plurality of edge nodes, and the traffic distribution control device, and packets between the user networks The edge node encapsulates the user packet when the user packet received from the user terminal connected to the user network is a packet addressed to another edge node. First transmission means for transferring, and second transmission means for extracting a user packet from an encapsulated packet received from another edge node and transmitting the user packet to a destination user terminal Is.
また、本発明は、ユーザネットワークをそれぞれ収容する複数のエッジノードと前記複数のエッジノード間を接続する複数のパケット転送ノードとを有し、前記ユーザネットワーク間でパケットを転送するパケット通信ネットワークにおいて、前記パケットの転送経路を制御するトラヒック分散制御装置としてコンピュータを動作させるトラヒック分散制御装置用プログラムであって、前記パケット転送ノードが計測した、送信元アドレスと宛先アドレスとの対毎のトラヒック流通量を収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手順と、規定値以上の前記トラヒック流通量が生じた前記パケット転送ノードを輻輳状態と認識し、前記複数のエッジノード間に設定された複数の転送経路の経路識別子のうち、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を特定する第1の転送経路特定手順と、前記輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を前記トラヒック流通量収集記憶手順で収集されたトラヒック流通量に基づいて特定するエッジノードアドレス対特定手順と、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットのうち、前記特定した経路識別子に対応する転送経路によって転送されるパケットの少なくとも一部を他の経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求する第1の設定要求手順とを、前記コンピュータに実行させるようにしたものである。
また、本発明のトラヒック分散制御装置用プログラムの1構成例は、さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手順で収集されたトラヒック流通量に基づいて各転送経路のトラヒック流通量を解析する解析手順を有し、前記第1の設定要求手順は、前記解析手順による解析の結果、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットに関して、前記特定した経路識別子の転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する前記他の経路識別子の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求するものである。
また、本発明のトラヒック分散制御装置用プログラムの1構成例は、さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手順による収集の際に、応答がなかった前記パケット転送ノードに対応する経路識別子を特定する第2の転送経路特定手順と、この第2の転送経路特定手順で特定された経路識別子の転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、全ての前記エッジノードに対して要求する第2の設定要求手順とを有するものである。
Further, the present invention provides a packet communication network having a plurality of edge nodes each accommodating a user network and a plurality of packet forwarding nodes connecting the plurality of edge nodes, and forwarding packets between the user networks. A traffic distribution control apparatus program for operating a computer as a traffic distribution control apparatus for controlling the packet transfer path, wherein the traffic distribution amount for each pair of a source address and a destination address measured by the packet transfer node is Collecting and storing the traffic distribution amount collecting and storing procedure, and recognizing the packet forwarding node in which the traffic circulation amount equal to or more than a predetermined value is generated as a congestion state, and a plurality of forwarding routes set between the plurality of edge nodes. Among the route identifiers, the packet transfer no A first transfer route specifying procedure for specifying the route identifier of the transfer route set in the above, and a pair of a source address and a destination address that maximizes the traffic flow amount at the packet transfer node in the congestion state. Among the packets addressed to the edge node of the specified destination address from the edge node of the specified source address from the edge node of the specified source address specified by the edge node address pair specifying procedure specified based on the traffic distribution amount collected in the collection storage procedure A first setting request for requesting the edge node of the identified source address to transfer at least a part of a packet transferred by a transfer path corresponding to the path identifier using a transfer path of another path identifier The procedure is executed by the computer.
In addition, one configuration example of the traffic distribution control device program of the present invention further includes an analysis procedure for analyzing the traffic distribution amount of each transfer route based on the traffic distribution amount collected in the traffic distribution amount collecting and storing procedure. In the first setting request procedure, as a result of the analysis by the analysis procedure, the transfer route of the specified route identifier is transmitted from the edge node of the specified source address to the edge node of the specified destination address. It is recognized that there is a difference of a predetermined value or more between the traffic distribution amount of the other route identifier and the traffic distribution amount of the transfer route of the other route identifier corresponding to the same source address and destination address pair as the transfer route. In this case, a request is made to the edge node of the specified source address so that this difference is eliminated.
The traffic distribution control apparatus program according to the present invention further includes a second configuration example that specifies a path identifier corresponding to the packet forwarding node that has not responded during the collection by the traffic circulation amount collection and storage procedure. All of the above-mentioned transfer route identification procedure and the packet transferred using the transfer route of the route identifier specified in the second transfer route specification procedure using the transfer route of different route identifiers. A second setting request procedure for requesting the edge node.
本発明によれば、輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路を特定し、輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を特定し、特定した送信元アドレスのエッジノードから特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットのうち、特定した転送経路によって転送されるパケットの少なくとも一部を他の転送経路を用いて転送するよう、特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求することにより、この送信元エッジノードの送信機能を司るエッジ転送テーブルを書き換える。こうして、本発明では、パケット転送経路を動的に変更するトラヒックエンジニアリング技術を適用する際に、ネットワーク内の輻輳パケット転送ノードから転送経路を特定し、輻輳経路上のトラヒックを別経路に再マッピングすることができる。これにより、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際にトラヒック分散制御装置が保有しなければならない経路情報数を削減することができる。したがって、トラヒックエンジニアリング技術のスケーラビリティを向上させることが可能となり、トラヒックエンジニアリング技術の大規模ネットワークヘの適用を実現し、大規模ネットワークの実効的なスループットを低コストに改善することができる。 According to the present invention, the transfer path set in the packet forwarding node in the congested state is identified, and the pair of the source address and the destination address that maximizes the traffic distribution amount in the congested packet forwarding node is identified and identified. The specified source so that at least a part of the packets transferred by the specified transfer route among the packets addressed to the edge node of the destination address specified from the edge node of the specified source address are transferred using another transfer route By making a request to the edge node of the address, the edge transfer table that controls the transmission function of the source edge node is rewritten. Thus, in the present invention, when applying the traffic engineering technology that dynamically changes the packet transfer route, the transfer route is identified from the congestion packet transfer node in the network, and the traffic on the congestion route is remapped to another route. be able to. As a result, it is possible to reduce the number of route information that the traffic distributed control apparatus must have when applying the traffic engineering technique. Therefore, it becomes possible to improve the scalability of the traffic engineering technology, to realize the application of the traffic engineering technology to a large-scale network, and to improve the effective throughput of the large-scale network at a low cost.
また、本発明では、転送経路の経路識別子を転送経路が経由するパケット転送ノード毎に記憶する経路識別子管理テーブルを用いることにより、輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路を容易に特定することができる。 Further, in the present invention, by using a path identifier management table that stores the path identifier of the transfer path for each packet transfer node through which the transfer path passes, the transfer path set in the congested packet transfer node is easily specified. be able to.
また、本発明では、各転送経路のトラヒック流通量を解析し、この解析の結果、前記特定した転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する他の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求することにより、前記特定した宛先アドレスに対して設定されている各転送経路のトラヒック流通量を均一化することができる。 In the present invention, the traffic distribution amount of each transfer route is analyzed, and as a result of the analysis, the traffic distribution amount of the specified transfer route corresponds to the same source address and destination address pair as the transfer route. When recognizing that there is a difference of a predetermined value or more between the traffic distribution amount of other transfer routes, by requesting the edge node of the specified source address to eliminate this difference, The traffic distribution amount of each transfer route set for the identified destination address can be made uniform.
また、本発明では、トラヒック流通量の収集の際に、応答がなかったパケット転送ノードに設定された転送経路を特定し、この特定した転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる転送経路を用いて転送するよう、全てのエッジノードに対して要求することにより、リンクの切断やパケット転送ノードの故障などの障害を転送経路を切り替えることによって回避することが可能となる。 Further, in the present invention, when collecting the traffic distribution amount, the transfer path set in the packet transfer node that did not respond is specified, and the packet transferred using the specified transfer path is transferred to a different transfer path. By requesting all the edge nodes to perform transfer using, it is possible to avoid failures such as link disconnection and packet transfer node failure by switching the transfer path.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るパケット通信ネットワークのネットワークモデルの1例を示すブロック図である。図1のパケット通信ネットワークは、エッジノード1〜4、パケット転送ノード6〜9およびそれらを制御するトラヒック分散制御装置5から構成される。各端末装置10〜17は、アクセス網18〜21を経由してエッジノード1〜4に収容されている。エッジノード1〜4間は、パケット転送ノード6〜9によって接続されている。以下、エッジノード1〜4とパケット転送ノード6〜9とから構成されるバックボーンネットワークをコアネットワーク22とし、端末装置10〜17で構成されるネットワークをユーザネットワーク23とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a network model of a packet communication network according to an embodiment of the present invention. The packet communication network of FIG. 1 includes
図2に、本実施の形態のパケット通信ネットワークの物理モデルの1例を示す。各エッジノード間は、複数の転送経路で接続されている。例えば、エッジノード1とエッジノード3との間は、リンク101とパケット転送ノード6とリンク105とパケット転送ノード7とリンク107とパケット転送ノード9とリンク103とからなる転送経路と、リンク101とパケット転送ノード6とリンク106とパケット転送ノード8とリンク108とパケット転送ノード9とリンク103とからなる転送経路により接続されている。このように、エッジノード間を複数の転送経路で接続することにより、リンク断や装置輻輳などの物理的な原因による輻輳および故障を、出力先の転送経路を切り替えることによって回避することが可能となる。
FIG. 2 shows an example of a physical model of the packet communication network according to the present embodiment. Each edge node is connected by a plurality of transfer paths. For example, between the
トラヒック分散制御装置5は、エッジノード1〜4とそれぞれリンク109〜112で接続され、パケット転送ノード6〜9とそれぞれリンク113〜116で接続されている。このように、トラヒック分散制御装置5をネットワーク内の各ノードと接続することにより、トラヒック分散制御装置5によるネットワーク状態の集中管理を実現することができ、その結果、故障検出が可能となり、また故障の影響を受ける全経路を特定することが可能となる。
The traffic
図3に、本実施の形態のパケット通信ネットワークの論理モデルの1例を示す。本実施の形態のパケット通信ネットワークでは、それぞれの経路に、その経路を識別するための経路識別子が付与される。経路識別子は、あるエッジノード間に着目した場合は経路毎に異なる値をとる。そして、エッジノードと別のエッジノードとの間では、転送経路が複数存在することから、経路識別子が重複する。 FIG. 3 shows an example of a logical model of the packet communication network according to the present embodiment. In the packet communication network of the present embodiment, a route identifier for identifying the route is given to each route. The route identifier takes a different value for each route when attention is paid between certain edge nodes. Since there are a plurality of transfer paths between the edge node and another edge node, the path identifiers overlap.
各パケット転送ノードは、特定の識別子が付与された経路を扱う。本実施の形態では、パケット転送ノード7は経路識別子R1を扱い、パケット転送ノード8は経路識別子R2を扱い、パケット転送ノード6,9は経路識別子R1,R2の双方を扱うものとする。図3におけるR1は経路識別子R1の経路を意味し、R2は経路識別子R2の経路を意味する。エッジノード1とエッジノード3との間に着目すると、経路識別子R1で示される経路と、経路識別子R2で示される経路が存在する。同様に、エッジノード2とエッジノード3との間に着目すると、経路識別子R1で示される経路と、経路識別子R2で示される経路が存在する。
Each packet forwarding node handles a route given a specific identifier. In this embodiment, the
このように、経路識別子は、あるエッジノード間に着目した場合は経路毎に異なる値であるR1またはR2をとり、エッジノードと別のエッジノードとの間では、経路識別子が重複する。したがって、パケット転送ノードから、対応する経路識別子を特定することができる。この点は、本発明が意図するトラヒック分散制御装置5の管理経路数の削減に直接的に関係する非常に重要な論理モデルの特徴である。
As described above, when attention is paid to a certain edge node, the path identifier takes R1 or R2 which is different for each path, and the path identifier overlaps between the edge node and another edge node. Therefore, the corresponding route identifier can be specified from the packet forwarding node. This is a very important feature of the logical model that is directly related to the reduction of the number of management paths of the traffic
図4に、本実施の形態のトラヒック分散制御装置5の構成例を示す。トラヒック分散制御装置5は、外部装置管理部24と、負荷分散計算部25とから構成される。外部装置管理部24は、トラヒック情報授受部26と、応答管理部27とから構成され、負荷分散計算部25は、トラヒック情報保持部28と経路最適化処理部29とから構成される。
FIG. 4 shows a configuration example of the traffic
トラヒック情報授受部26とトラヒック情報保持部28とは、トラヒック流通量を収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手段を構成している。そして、経路最適化処理部29と外部装置管理部24とは、輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路を特定する第1の転送経路特定手段と、輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を特定するエッジノードアドレス対特定手段と、前記特定した宛先アドレスに対して設定されている各転送経路のトラヒック流通量が均一化するよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求する第1の設定要求手段と、各転送経路のトラヒック流通量を解析する解析手段と、トラヒック流通量の収集の際に、応答がなかったパケット転送ノードに設定された転送経路を特定する第2の転送経路特定手段と、この特定した転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる転送経路を用いて転送するよう、全てのエッジノードに対して要求する第2の設定要求手段とを構成している。
The traffic information sending / receiving
トラヒック情報授受部26は、ネットワーク内のノード毎にタイマーAを有している。そして、トラヒック情報授受部26は、各ノードのアドレスから、対応する出力リンクおよび対応するタイマーAを導き出す機能と、タイマーAの初期値を設定するとともにタイマーAをカウントダウンし、タイマーAが0になった際にタイマーAを初期値に再設定する機能と、SNMP(Simple Network Management Protocol)やコマンドラインを実装し、対応するタイマーAが例えば0になったノードのアドレスを宛先アドレスとし、このノードに対応する出力リンクに対してSNMP参照要求を送信して、各ノードが保有するテーブルや情報の内容を参照する機能と、各ノードからSNMP参照要求に対する応答が記述されたSNMP参照応答を受信した際に、このSNMP参照応答からトラヒック情報を抽出して、後述する負荷分散計算部25のトラヒック情報保持部28に通知する機能とを有している。
The traffic
ここで、トラヒック情報は、そのトラヒック情報を収集したノードのアドレスと、そのノードが収集したトラヒック流通量とから構成される。各エッジノード1〜4は、出力リンク毎の転送トラヒック流通量と、宛先エッジノードのアドレス毎のトラヒック流通量を収集している。また、各パケット転送ノード6〜9は、出力リンク毎の転送トラヒック流通量と、送信元エッジノードのアドレスと宛先エッジノードのアドレスとの対毎のトラヒック流通量を収集している。
Here, the traffic information is composed of the address of the node that collected the traffic information and the traffic distribution amount collected by the node. Each of the
本実施の形態がSNMP参照要求で参照することを想定している各ノードのテーブルや情報としては、後述するエッジノードが保有するエッジ転送テーブル37、エッジ出力リンク特定テーブル38、エッジトラヒック観測部39が観測したトラヒック流通量、パケット転送ノードが保有するコア転送テーブル43、コアトラヒック観測部44が観測したトラヒック流通量などが挙げられる。
The table and information of each node that is assumed to be referred to by the SNMP reference request in this embodiment include an edge transfer table 37, an edge output link specifying table 38, and an edge
応答管理部27は、ネットワーク内のノード毎にタイマーBを有している。そして、応答管理部27は、各ノードのアドレスから、対応するタイマーBを導き出す機能と、タイマーBの初期値を設定するとともにSNMP参照要求をノード宛てに送信したときにこのノードに関するタイマーBを送信直後からカウントダウンし、SNMP参照応答が0になった際にタイマーBを初期値に再設定する機能と、タイマーBが0になった際にタイマーBを初期値に再設定するとともに、このタイマーBに対応するノードからの応答がないことを負荷分散計算部25に通知する機能とを有している。
The
外部装置管理部24は、トラヒック情報授受部26と応答管理部27を用いて、各ノードのテーブル情報およびトラヒック情報を収集して負荷分散計算部25に通知する機能と、負荷分散計算部26から通知される更新経路情報を基に各ノードにSNMP設定要求を送信して、各ノードのテーブル情報を書き換えて、トラヒックを各経路に再マッピングする機能とを有している。
The external
トラヒック情報保持部28は、トラヒック情報授受部26から受信したトラヒック情報を収集して保存することで、各ノードと各リンクと各経路のトラヒック流通量を管理する機能を有している。
経路最適化処理部29は、経路識別子管理テーブル30を有している。経路識別子管理テーブル30には、各パケット転送ノード6〜9のアドレスと当該ノードを経由する転送経路の経路識別子とが対応付けられて予め登録されている。
The traffic
The route
経路最適化処理部29は、トラヒック情報保持部28が保存しているトラヒック流通量を用いて、輻輳しているパケット転送ノードを認識し、この輻輳パケット転送ノードに対応する経路識別子を経路識別子管理テーブル30によって特定するとともに、この経路識別子に対応する経路によって転送されるトラヒックを削減するためにエッジノードが新たに保有しなければならない経路情報を計算して外部装置管理部24に通知する機能と、SNMP参照要求に対する応答がないパケット転送ノードについて応答管理部27から通知されたときに、このパケット転送ノードに対応する経路識別子を経路識別子管理テーブル30によって特定するとともに、この経路識別子に対応する経路によって転送されるトラヒックを別の経路を用いて転送するためにエッジノードが新たに保有しなければならない経路情報を計算して外部装置管理部24に通知する機能とを有している。
The route
経路最適化処理部29は、各経路のトラヒック流通量を均一化させるため、経路情報を計算する際に、各経路のトラヒック流通量を加味して新経路を導く計算を実施する。このとき、経路最適化処理部29は、経路識別子管理テーブル30によって特定した経路識別子の転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する他の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう経路情報を計算する。
The route
また、単純に輻輳経路上のトラヒックの一部を別の経路に再マッピングすることを目標とするのであれば、輻輳しているパケット転送ノードに対応する経路識別子を特定した後に、それ以外の他の経路識別子を特定し、輻輳パケット転送ノード上でトラヒック流通量が最大となる、送信元エッジノードと宛先エッジノード間のトラヒックを他の経路識別子で示される新経路に再マッピングすればよい。 If the goal is simply to remap part of the traffic on the congested route to another route, after identifying the route identifier corresponding to the congested packet forwarding node, And the traffic between the transmission source edge node and the destination edge node that maximizes the traffic distribution amount on the congestion packet forwarding node may be remapped to the new route indicated by the other route identifier.
負荷分散計算部25は、トラヒック情報保持部28と経路最適化処理部29を用いて、各ノードのトラヒック流通量を保持し、トラヒック流通量を分析して輻輳しているリンクや輻輳しているノードを特定する機能と、この輻輳を解消するために新経路を計算し、更新経路情報を生成して外部装置管理部24に送信する機能と、SNMP参照要求に対する応答がないパケット転送ノードを迂回するために新経路を計算し、更新経路情報を生成して外部装置管理部24に送信する機能とを有している。ここで、更新経路情報は、SNMP設定要求の宛先アドレスとなる、制御対象のノードのアドレスと、計算した新経路を設定するよう要求する要求内容とから構成される。
The load
以上の構成により、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際に、トラヒック分散制御装置5は、ネットワーク内の中継ルータ(パケット転送ノード6〜9)の識別子(アドレス)から経路を特定して、輻輳している経路上や故障ノード経由の経路上のトラヒックを別の経路に再マッピングする。これにより、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際にトラヒック分散制御装置5が保有しなければならない経路情報数を削減することができるため、トラヒックエンジニアリング技術のスケーラビリティを向上させることができる。
With the above configuration, when applying the traffic engineering technology, the traffic
図5に、本実施の形態のエッジノード1〜4の構成例を示す。各エッジノード1〜4は、それぞれエッジ受信パケット処理部31と、エッジパケット処理部32と、エッジフォワーディング処理部33と、エッジヘッダ処理部34と、エッジ送信パケット処理部35と、エッジ・サーバ接続部36とから構成される。
FIG. 5 shows a configuration example of the
エッジ受信パケット処理部31とエッジパケット処理部32とエッジフォワーディング処理部33とエッジヘッダ処理部34とエッジ送信パケット処理部35とは、端末装置10〜17から受信したユーザパケット(IPパケット)が他のエッジノード宛のパケットであったときに、このユーザパケットをカプセル化して転送する第1の送信手段と、他のエッジノードから受信したカプセル化されたパケットから、ユーザパケットを抽出して、このユーザパケットを宛先となるユーザ端末へ送信する第2の送信手段とを構成している。
The edge reception
エッジ受信パケット処理部31は、受信したIPパケットをエッジパケット処理部32へ転送する機能と、コアネットワークから受信したコアパケットからコアネットワーク用のヘッダを削除してIPパケットを抽出し、抽出したIPパケットをパケット処理部32へ転送する機能とを有している。
エッジパケット処理部32は、エッジ受信パケット処理部31が抽出したIPパケットから宛先IPアドレスを抽出する機能を有している。
The edge reception
The edge
エッジフォワーディング処理部33は、エッジ転送テーブル37を有している。エッジ転送テーブル37には、宛先IPアドレスに対応する宛先コアアドレスプレフィックスおよび経路識別子が予め登録されている。コアアドレスにおいては、プレフィックス部に、エッジルータを識別する情報が記述され、それ以外の部分に、転送する際の出力先転送経路を識別する経路識別子が記述されている。エッジフォワーディング処理部33は、エッジパケット処理部32が抽出した宛先IPアドレスを検索キーとして、エッジ転送テーブル37を検索し、宛先IPアドレスに対応する宛先コアアドレスプレフィックスおよび経路識別子を導く機能を有している。
The edge
エッジヘッダ処理部34は、エッジフォワーディング処理部33が特定した宛先コアアドレスプレフィックスおよび経路識別子を記述した宛先コアアドレスと、自身のエッジノードに割り当てられたコアアドレスプレフィックスを記述した送信元コアアドレスとから、コアヘッダを生成し、このコアヘッダをIPパケットに付与してコアパケットを生成する機能を有している。
The edge
なお、エッジフォワーディング処理部33が特定した宛先コアアドレスプレフィックスと自身のエッジノードに割り当てられたコアアドレスプレフィックスとが一致することは、自身のエッジノード宛のパケットであることを意味する。この場合、エッジヘッダ処理部34は、コアヘッダは生成しない。
Note that the fact that the destination core address prefix specified by the edge forwarding
エッジ送信パケット処理部35は、エッジ出力リンク特定テーブル38と、エッジトラヒック観測部39とを有している。
エッジ出力リンク特定テーブル38には、宛先アドレスに対応する出力リンクの番号が予め登録されている。
エッジトラヒック観測部39は、出力パケットの宛先コアアドレス毎のトラヒック流通量と、出力リンク毎のトラヒック流通量を観測する機能を有している。
The edge transmission
In the edge output link specification table 38, the number of the output link corresponding to the destination address is registered in advance.
The edge
エッジ送信パケット処理部35は、エッジヘッダ処理部34からパケットを受信して、このパケットの宛先アドレスを参照し、エッジ出力リンク特定テーブル38により出力リンクを特定してパケットを送信する機能と、パケットを出力する際、このパケットのコアヘッダ領域を検索して、エッジトラヒック観測部39を用いて宛先コアアドレス毎にトラヒック流通量をカウントする機能と、パケットを出力する際、エッジトラヒック観測部39を用いて出力リンク毎にトラヒック流通量をカウントする機能とを有している。
The edge transmission
なお、エッジ送信パケット処理部35は、エッジ出力リンク特定テーブル38を検索する際、コアヘッダでカプセル化されたコアパケットに対しては、宛先コアアドレスを検索キーとし、コアヘッダでカプセル化されていないIPパケットに対しては、宛先IPアドレスを検索キーとする。
When the edge transmission
エッジ・サーバ接続部36は、トラヒック分散制御装置5からSNMP参照要求を受信した際に、要求されたテーブルやトラヒック流通量の内容を記述したSNMP参照応答を生成してトラヒック分散制御装置5へ送信する機能と、トラヒック分散制御装置5からSNMP設定要求を受信した際に、設定を要求されているテーブルやトラヒック流通量の内容をSNMP設定要求の内容に応じて変更すると共に、SNMP設定応答を生成してトラヒック分散制御装置5へ送信する機能とを有している。
When the edge
SNMP参照要求およびSNMP設定要求によって参照や設定を要求されるテーブルや情報としては、エッジ転送テーブル37、エッジ出力リンク特定テーブル38、およびエッジトラヒック観測部39に保存されているトラヒック流通量が挙げられる。
Examples of the tables and information that are requested to be referenced and set by the SNMP reference request and the SNMP setting request include the traffic distribution volume stored in the edge transfer table 37, the edge output link specifying table 38, and the edge
以上のようなエッジノード1〜4をネットワーク内に設置することにより、トラヒック分散制御装置5をネットワーク内に設置した際に、エッジノード1〜4にトラヒック分散に必要なトラヒック情報を収集させるとともに、トラヒック分散制御装置5が計算した経路情報をエッジノード1〜4に反映させ、ネットワーク内のトラヒックを各経路に分散させることが可能となる。
By installing the
図6に、本実施の形態のパケット転送ノード6〜9の構成例を示す。各パケット転送ノード6〜9は、それぞれコア受信パケット処理部40と、コア送信パケット処理部41と、コア・サーバ接続部42とから構成される。
FIG. 6 shows a configuration example of the
コア受信パケット処理部40は、受信したコアパケットをコア送信パケット処理部41へ転送する機能を有している。
コア送信パケット処理部41は、コア転送テーブル43およびコアトラヒック観測部44を有している。コア転送テーブル43には、宛先コアアドレスプレフィックスおよび経路識別子に対応する出力リンクが予め登録されている。コアトラヒック観測部44は、出力パケットの送信元コアアドレスと宛先コアアドレスとの対毎のトラヒック流通量と、出力リンク毎のトラヒック流通量を観測する機能を有している。
The core reception
The core transmission
コア送信パケット処理部41は、コア受信パケット処理部40からコアパケットを受信して、このコアパケットの宛先コアアドレスを参照し、コア転送テーブル43により出力リンクを特定してコアパケットを送信する機能と、コアパケットを出力する際、このパケットのコアヘッダ領域を検索して、送信元コアアドレスと宛先コアアドレスとの対毎にトラヒック流通量をカウントする機能と、コアパケットを出力する際、出力リンク毎にトラヒック流通量をカウントする機能とを有している。
The core transmission
コア・サーバ接続部42は、トラヒック分散制御装置5からSNMP参照要求を受信した際に、要求されたテーブルやトラヒック流通量の内容を記述したSNMP参照応答を生成してトラヒック分散制御装置5へ送信する機能と、トラヒック分散制御装置5からSNMP設定要求を受信した際に、設定を要求されているテーブルやトラヒック流通量の内容をSNMP設定要求の内容に応じて変更すると共に、SNMP設定応答を生成してトラヒック分散制御装置5へ送信する機能とを有している。SNMP参照要求およびSNMP設定要求によって参照や設定を要求されるテーブルや情報としては、コア転送テーブル43、およびコアトラヒック観測部44に保存されているトラヒック流通量が挙げられる。
When the core
以上のようなパケット転送ノード6〜9をネットワーク内に設置することにより、トラヒック分散制御装置5をネットワーク内に設置した際に、パケット転送ノード6〜9にトラヒック分散に必要なトラヒック情報を収集させることが可能となる。また、パケット転送ノード6〜9が故障すると、SNMP参照要求に応答できないため、トラヒック分散制御装置5が当該ノードの故障を検出して、トラヒックを当該ノードを経由しない他の経路に分散させることが可能となる。
By installing the
次に、図7のパケット通信ネットワークの物理モデルを用いて、本実施の形態のトラヒック分散制御装置5およびパケット通信ネットワークの動作例を説明する。
本動作例では、端末装置10にユーザ#1というアドレスが割り当てられ、端末装置11にユーザ#2というアドレスが割り当てられ、端末装置12にユーザ#3というアドレスが割り当てられ、端末装置13にユーザ#4というアドレスが割り当てられ、端末装置14にユーザ#5というアドレスが割り当てられ、端末装置15にユーザ#6というアドレスが割り当てられ、端末装置16にユーザ#7というアドレスが割り当てられ、端末装置17にユーザ#8というアドレスが割り当てられているものとする。
Next, operation examples of the traffic
In this operation example, an address of
また、エッジノード1にコアアドレスプレフィックス#1が割り当てられ、エッジノード2にコアアドレスプレフィックス#2が割り当てられ、エッジノード3にコアアドレスプレフィックス#3が割り当てられ、エッジノード4にコアアドレスプレフィックス#4が割り当てられ、トラヒック分散制御装置5にコアアドレス#5が割り当てられ、パケット転送ノード6にコアアドレス#6が割り当てられ、パケット転送ノード7にコアアドレス#7が割り当てられ、パケット転送ノード8にコアアドレス#8が割り当てられ、パケット転送ノード9にコアアドレス#9が割り当てられているものとする。
Further, the core
図8に、本動作例のパケット通信ネットワークの論理モデルを示す。パケット転送ノード6は、経路識別子R1に対応した経路と経路識別子R2に対応した経路を転送経路として保有し、パケット転送ノード7は、経路識別子R1に対応した経路を転送経路として保有し、パケット転送ノード8は、経路識別子R2に対応した経路を転送経路として保有し、パケット転送ノード9は、経路識別子R1に対応した経路と経路識別子R2に対応した経路を転送経路として保有している。
FIG. 8 shows a logical model of the packet communication network of this operation example. The
図9に、本動作例の経路切り替え前のパケット転送状況を示す。まず、ユーザアドレス#1の端末装置10からユーザアドレス#5の端末装置14へ転送されるIPパケットについて説明する。端末装置10からIPパケットを受信したエッジノード1は、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R1からなる宛先コアアドレスと、送信元コアアドレス#1とを含むコアヘッダをIPパケットに付与してコアパケットを生成し、宛先コアアドレスに対応する出力リンクからパケット転送ノード6へコアパケットを転送する。
FIG. 9 shows a packet transfer situation before the path switching in this operation example. First, an IP packet transferred from the
コアパケットを受信したパケット転送ノード6は、コアパケットの宛先コアアドレスを参照し、この宛先コアアドレスに対応する出力リンクからパケット転送ノード7へコアパケットを転送する。同様の動作により、パケット転送ノード7は、受信したコアパケットをパケット転送ノード9へ転送し、パケット転送ノード9は、受信したコアパケットをエッジノード3へ転送する。
The
エッジノード3は、受信したコアパケットからコアヘッダを除去してIPパケットを抽出し、このIPパケットの宛先IPアドレスを参照して、宛先IPアドレスに対応する出力リンクから端末装置14へIPパケットを転送する。
The
次に、ユーザアドレス#2の端末装置11からユーザアドレス#6の端末装置15へ転送されるIPパケットについて説明する。端末装置11からIPパケットを受信したエッジノード1は、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R1からなる宛先コアアドレスと、送信元コアアドレス#1とを含むコアヘッダをIPパケットに付与してコアパケットを生成し、宛先コアアドレスに対応する出力リンクからパケット転送ノード6へコアパケットを転送する。
Next, an IP packet transferred from the
コアパケットを受信したパケット転送ノード6は、コアパケットの宛先コアアドレスに対応する出力リンクからパケット転送ノード7へコアパケットを転送する。同様の動作により、パケット転送ノード7は、受信したコアパケットをパケット転送ノード9へ転送し、パケット転送ノード9は、受信したコアパケットをエッジノード3へ転送する。
The
エッジノード3は、受信したコアパケットからIPパケットを抽出し、このIPパケットの宛先IPアドレスを参照して、宛先IPアドレスに対応する出力リンクから端末装置15へIPパケットを転送する。
以上のようなパケット転送状況において、パケット転送ノード7にトラヒックが集中し、輻輳が発生したと仮定する。
The
In the packet transfer situation as described above, it is assumed that traffic is concentrated on the
図10に、図9に示したパケット転送状況におけるエッジノード1のエッジ転送テーブル37を示し、図11に、同パケット転送状況におけるエッジノード1のエッジ出力リンク特定テーブル38を示し、図12に、同パケット転送状況においてエッジノード1のエッジトラヒック観測部39が収集したトラヒック情報を示す。
10 shows an edge transfer table 37 of the
エッジノード1のエッジ受信パケット処理部31が端末装置10からIPパケットを受信すると、エッジパケット処理部32がこのIPパケットから宛先IPアドレス#5を抽出する。エッジフォワーディング処理部33は、この宛先IPアドレス#5を検索キーとして、図10に示したエッジ転送テーブル37を検索し、宛先IPアドレス#5のIPパケットについて、宛先コアアドレスプレフィックスが#3であり、経路識別子がR1であると認識する。これにより、エッジヘッダ処理部34は、宛先IPアドレス#5のIPパケットに対して、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R1からなる宛先コアアドレスと、送信元コアアドレス#1とを含むコアヘッダを付与する。
When the edge reception
次に、エッジノード1のエッジ送信パケット処理部35は、エッジヘッダ処理部34で生成されたコアパケットの宛先コアアドレスを検索キーとして、図11に示したエッジ出力リンク特定テーブル38を検索し、宛先コアアドレスプレフィックスが#3のコアパケットについて、出力リンクが101であると認識し、この出力リンク101からパケット転送ノード6へコアパケットを転送する。
Next, the edge transmission
一方、エッジノード1のエッジトラヒック観測部39は、図12(A)のトラヒック情報T1に示すように、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R1の出力コアパケットに関してトラヒック流通量として246を収集すると共に、図12(B)のトラヒック情報T2に示すように、出力リンク101に関してトラヒック流通量として7156を収集する。以上が図9に示したパケット転送状況におけるエッジノード1の動作である。
On the other hand, the edge
図13に、図9に示したパケット転送状況におけるパケット転送ノード6のコア転送テーブル43を示し、図14に、同パケット転送状況においてパケット転送ノード6のコアトラヒック観測部44が収集したトラヒック情報を示す。
パケット転送ノード6のコア受信パケット処理部40がエッジノード1からコアパケットを受信すると、コア送信パケット処理部41は、このコアパケットの宛先コアアドレスを検索キーとして、図13に示したコア転送テーブル43を検索し、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R1のコアパケットについて、出力リンクが105であると認識し、この出力リンク105からパケット転送ノード7へコアパケットを転送する。
FIG. 13 shows the core forwarding table 43 of the
When the core reception
パケット転送ノード6のコアトラヒック観測部44は、図14(A)のトラヒック情報T3に示すように、送信元コアアドレス#1、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R1の出力コアパケットに関してトラヒック流通量として246を収集すると共に、図14(B)のトラヒック情報T4に示すように、出力リンク105に関してトラヒック流通量として10021を収集する。以上が図9に示したパケット転送状況におけるパケット転送ノード6の動作である。
The core
図15に、トラヒック分散制御装置5の経路識別子管理テーブル30を示す。トラヒック分散制御装置5のトラヒック情報授受部26は、ネットワーク内の各ノードに対してSNMP参照要求を送信し、各ノードから返信されたSNMP参照応答からトラヒック情報を抽出してトラヒック情報保持部28に通知する。トラヒック情報保持部28は、トラヒック情報授受部26から受信したトラヒック情報を保存する。
FIG. 15 shows a route identifier management table 30 of the traffic
トラヒック分散制御装置5の経路最適化処理部29は、トラヒック情報保持部28が保存しているトラヒック流通量に基づいて各パケット転送ノード6〜9の状態を判定し、パケット転送ノード7に輻輳が発生していると認識する。このとき、各パケット転送ノード6〜9が輻輳しているか否かは予め定められた規定値に基づいて判定し、規定値以上のトラヒック流通量が生じている場合には、そのパケット転送ノードが輻輳状態であると判定すればよい。そして、経路最適化処理部29は、輻輳状態のパケット転送ノード7のアドレス#7を検索キーとして、図15に示した経路識別子管理テーブル30を検索し、パケット転送ノード7に対応する経路識別子がR1であると認識する。
The route
さらに、経路最適化処理部29は、トラヒック情報保持部28が保存しているトラヒック流通量に基づいて、パケット転送ノード7においてトラヒック流通量が最大となっているエッジノード対のアドレスを取得する。ここでは、送信元エッジノードのアドレスが#1であり、宛先エッジノードのアドレスが#3である。そして、経路最適化処理部29は、送信元エッジノード1から宛先エッジノード3宛のパケットのうち、経路識別子R1に対応する経路によって転送されるパケットが減少するように新たな経路、具体的には経路識別子R2に対応する経路を計算して、更新経路情報を外部装置管理部24に通知する。
Further, the route
外部装置管理部24は、経路最適化処理部29から通知された更新経路情報に基づいて、エッジノード1のエッジ転送テーブル37において宛先コアアドレスプレフィックスが#3で、かつ経路識別子がR1であるエントリの一部について、経路識別子をR2に書き換えるよう要求するSNMP設定要求をエッジノード1に送信する。
The external
このとき、経路最適化処理部29は、その保有する計算アルゴリズムによっては、エッジ転送テーブル37の該当エントリのうち何割を書き換えるかを具体的に計算して、外部装置管理部24を通じて指示することが可能である。また、経路最適化処理部29は、ユーザアドレスに対する経路識別子をトラヒック分散制御装置5で管理する場合、エッジ転送テーブル37の該当エントリのうちどの宛先ユーザアドレスについて経路識別子を書き換えるかを具体的に計算して指示することが可能である。
At this time, the route
図16に、経路切り替え後のパケット転送状況を示す。エッジノード1のエッジ・サーバ接続部36は、トラヒック分散制御装置5から送信されたSNMP設定要求に応じて、エッジ転送テーブル37の内容を書き換える。ここでは、エッジ転送テーブル37において宛先コアアドレスプレフィックスが#3で、かつ経路識別子がR1であるエントリのうち、宛先IPアドレスが#6であるエントリについて経路識別子をR2に書き換えるものとする。
FIG. 16 shows a packet transfer situation after the path switching. The edge
これにより、パケット転送ノード6では、宛先コアアドレスプレフィックスが#3のパケットのち、IPアドレス#6宛のパケットをパケット転送ノード8へ転送するため、2つの経路にトラヒックが分散される。こうして、パケット転送ノード7へのトラヒックの集中を解消することができる。
As a result, the
図17に、図16に示したパケット転送状況におけるエッジノード1のエッジ転送テーブル37を示し、図18に、同パケット転送状況においてエッジノード1のエッジトラヒック観測部39が収集したトラヒック情報を示す。
前述のエッジ・サーバ接続部36によるエッジ転送テーブル37の書き換えにより、図17では宛先IPアドレス#6に対応する経路識別子がR2に変更されている。
17 shows the edge transfer table 37 of the
By rewriting the edge transfer table 37 by the edge
エッジノード1のエッジ受信パケット処理部31が端末装置10からIPパケットを受信すると、エッジパケット処理部32がこのIPパケットから宛先IPアドレス#6を抽出する。エッジフォワーディング処理部33は、この宛先IPアドレス#6を検索キーとして、図17に示したエッジ転送テーブル37を検索し、宛先IPアドレス#6のIPパケットについて、宛先コアアドレスプレフィックスが#3であり、経路識別子がR2であると認識する。これにより、エッジヘッダ処理部34は、宛先IPアドレス#6のIPパケットに対して、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R2からなる宛先コアアドレスと、送信元コアアドレス#1とを含むコアヘッダを付与する。
When the edge reception
図16に示したパケット転送状況においても、エッジノード1のエッジ出力リンク特定テーブル38は図11に示したとおりであり、エッジ送信パケット処理部35は、宛先コアアドレスプレフィックス#3のコアパケットを出力リンク101からパケット転送ノード6へ転送する。
Also in the packet transfer situation shown in FIG. 16, the edge output link specifying table 38 of the
エッジノード1のエッジトラヒック観測部39は、図18(A)のトラヒック情報T1に示すように、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R1,R2の出力コアパケットに関してトラヒック流通量を収集すると共に、図18(B)のトラヒック情報T2に示すように、出力リンク101に関してトラヒック流通量を収集する。
As shown in the traffic information T1 of FIG. 18A, the edge
エッジ転送テーブル37が書き換えられた後も、宛先コアアドレスプレフィックス#3のコアパケットの出力リンクは101のまま変化しないので、トラヒック情報T2については図12(B)の状態から変化していない。一方、IPアドレス#6宛のパケットを経路識別子R2に対応する経路によって転送するようにしたため、トラヒック情報T1については、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R2の出力コアパケットに関してトラヒック流通量が21に増加していることが分かる。以上が図16に示したパケット転送状況におけるエッジノード1の動作である。
Even after the edge transfer table 37 is rewritten, the output link of the core packet of the destination core
図19に、図16に示したパケット転送状況においてパケット転送ノード6のコアトラヒック観測部44が収集したトラヒック情報を示す。
図16に示したパケット転送状況においても、パケット転送ノード6のコア転送テーブル43は図13に示したとおりである。したがって、パケット転送ノード6のコア受信パケット処理部40がエッジノード1からコアパケットを受信すると、コア送信パケット処理部41は、このコアパケットの宛先コアアドレスを検索キーとして、コア転送テーブル43を検索し、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R2のコアパケットについて、出力リンクが106であると認識し、この出力リンク106からパケット転送ノード8へコアパケットを転送する。
FIG. 19 shows the traffic information collected by the core
Also in the packet transfer situation shown in FIG. 16, the core transfer table 43 of the
パケット転送ノード6のコアトラヒック観測部44は、図19(A)のトラヒック情報T3に示すように、送信元コアアドレス#1、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R1,R2の出力コアパケットに関してトラヒック流通量を収集すると共に、図19(B)のトラヒック情報T4に示すように、出力リンク105,106に関してトラヒック流通量を収集する。
As shown in the traffic information T3 in FIG. 19A, the core
IPアドレス#6宛のパケットを経路識別子R2に対応する経路によって転送するようにしたため、トラヒック情報T3については、送信元コアアドレス#1、宛先コアアドレスプレフィックス#3および経路識別子R2の出力コアパケットに関してトラヒック流通量が113に増加しており、またトラヒック情報T4については、出力リンク106に関するトラヒック流通量が5727に増加していることが分かる。以上が図16に示したパケット転送状況におけるパケット転送ノード6の動作である。
Since the packet addressed to the
以上のように、本実施の形態では、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際に、トラヒック分散制御装置5がネットワーク内の中継ルータ(パケット転送ノード)から輻輳している転送経路を特定し、この輻輳経路上のトラヒックを別経路に再マッピングする。これにより、本実施の形態では、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際にトラヒック分散制御装置5が保有しなければならない経路情報数を、ネットワーク内の全経路数から中継ルータ数に抑制することができ、トラヒックエンジニアリング技術のスケーラビリティを向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, when applying the traffic engineering technology, the traffic
なお、本実施の形態のトラヒック分散制御装置5と各エッジノード1〜4と各パケット転送ノード6〜9は、それぞれCPUと記憶装置とインタフェースとを備えたコンピュータ、及びこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。コンピュータをそれぞれの装置として機能させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。CPUは、読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、この記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。
The traffic
本発明は、パケット通信ネットワークに適用することができる。 The present invention can be applied to a packet communication network.
1〜4…エッジノード、5…トラヒック分散制御装置、6〜9…パケット転送ノード、10〜17…端末装置、18〜21…アクセス網、22…コアネットワーク、23…ユーザネットワーク、24…外部装置管理部、25…負荷分散計算部、26…トラヒック情報授受部、27…応答管理部、28…トラヒック情報保持部、29…経路最適化処理部、30…経路識別子管理テーブル、31…エッジ受信パケット処理部、32…エッジパケット処理部、33…エッジフォワーディング処理部、34…エッジヘッダ処理部、35…エッジ送信パケット処理部、36…エッジ・サーバ接続部、37…エッジ転送テーブル、38…エッジ出力リンク特定テーブル、39…エッジトラヒック観測部、40…コア受信パケット処理部、41…コア送信パケット処理部、42…コア・サーバ接続部、43…コア転送テーブル、44…コアトラヒック観測部、101〜116…リンク。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-4 ... Edge node, 5 ... Traffic distributed control apparatus, 6-9 ... Packet forwarding node, 10-17 ... Terminal device, 18-21 ... Access network, 22 ... Core network, 23 ... User network, 24 ... External
Claims (8)
前記パケット転送ノードが計測した、送信元アドレスと宛先アドレスとの対毎のトラヒック流通量を収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手段と、
規定値以上の前記トラヒック流通量が生じた前記パケット転送ノードを輻輳状態と認識し、前記複数のエッジノード間に設定された複数の転送経路の経路識別子のうち、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を特定する第1の転送経路特定手段と、
前記輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を前記トラヒック流通量収集記憶手段が収集したトラヒック流通量に基づいて特定するエッジノードアドレス対特定手段と、
前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットのうち、前記特定した経路識別子に対応する転送経路によって転送されるパケットの少なくとも一部を他の経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求する第1の設定要求手段とを有することを特徴とするトラヒック分散制御装置。 In a packet communication network having a plurality of edge nodes each accommodating a user network and a plurality of packet forwarding nodes connecting the plurality of edge nodes, and forwarding packets between the user networks, the packet forwarding path is A traffic distributed control device for controlling,
Traffic distribution amount storage means for collecting and storing the traffic distribution amount for each pair of the source address and the destination address measured by the packet forwarding node;
Recognizing the packet forwarding node in which the traffic flow amount exceeds a predetermined value as a congestion state, among the route identifiers of a plurality of forwarding routes set between the plurality of edge nodes, the packet forwarding node in the congestion state First transfer route specifying means for specifying a route identifier of the set transfer route;
Edge node address pair specifying means for specifying a pair of a source address and a destination address having the maximum traffic distribution amount in the congestion state packet forwarding node based on the traffic distribution amount collected by the traffic distribution amount storage means; ,
Transfer of at least a part of a packet transferred from the edge node of the specified source address to the edge node of the specified destination address by a transfer path corresponding to the specified path identifier is transferred to another path identifier. A traffic distribution control apparatus comprising: a first setting requesting unit that requests an edge node of the identified source address to transfer data using a route.
さらに、前記転送経路の経路識別子をこの転送経路が経由する前記パケット転送ノード毎に記憶する経路識別子管理テーブルを有し、
前記第1の転送経路特定手段は、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を前記経路識別子管理テーブルから取得することを特徴とするトラヒック分散制御装置。 The traffic distribution control device according to claim 1,
And a path identifier management table for storing a path identifier of the transfer path for each of the packet transfer nodes through which the transfer path passes,
The traffic distribution control device, wherein the first transfer route specifying means acquires a route identifier of a transfer route set in the congestion state packet transfer node from the route identifier management table.
さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手段が収集したトラヒック流通量に基づいて各転送経路のトラヒック流通量を解析する解析手段を有し、
前記第1の設定要求手段は、前記解析手段による解析の結果、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットに関して、前記特定した経路識別子の転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する前記他の経路識別子の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求することを特徴とするトラヒック分散制御装置。 The traffic distribution control device according to claim 1 or 2,
Furthermore, it has an analysis means for analyzing the traffic distribution volume of each transfer route based on the traffic distribution volume collected by the traffic distribution volume storage means.
As a result of analysis by the analysis unit, the first setting request unit is configured to transfer traffic on the transfer path of the specified path identifier with respect to a packet addressed to the edge node of the specified destination address from the edge node of the specified source address. When recognizing that there is a difference of a predetermined value or more between the distribution amount and the traffic distribution amount of the transfer route of the other route identifier corresponding to the same source address and destination address pair as this transfer route The traffic distribution control apparatus requests the edge node of the specified source address so that the difference is eliminated.
さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手段による収集の際に、応答がなかった前記パケット転送ノードに対応する経路識別子を特定する第2の転送経路特定手段と、
この第2の転送経路特定手段が特定した経路識別子の転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、全ての前記エッジノードに対して要求する第2の設定要求手段とを有することを特徴とするトラヒック分散制御装置。 In the traffic distribution control device according to claim 3,
A second forwarding route specifying means for specifying a route identifier corresponding to the packet forwarding node that did not respond at the time of collection by the traffic volume collection storage means;
Requests are made to all the edge nodes to transfer a packet transferred using the transfer path of the path identifier specified by the second transfer path specifying means using a transfer path of a different path identifier. A traffic distribution control apparatus comprising: 2 setting request means;
前記エッジノードは、
前記ユーザネットワークに接続されたユーザ端末から受信したユーザパケットが他のエッジノード宛のパケットであったときに、このユーザパケットをカプセル化して転送する第1の送信手段と、
他のエッジノードから受信したカプセル化されたパケットから、ユーザパケットを抽出して、このユーザパケットを宛先となるユーザ端末へ送信する第2の送信手段とを有することを特徴とするパケット通信ネットワーク。 A plurality of edge nodes that respectively accommodate user networks, a plurality of packet forwarding nodes that connect between the plurality of edge nodes, and the traffic distribution control device according to any one of claims 1 to 4, A packet communication network for transferring packets between the user networks,
The edge node is
First transmission means for encapsulating and transferring a user packet received from a user terminal connected to the user network when the user packet is a packet addressed to another edge node;
A packet communication network comprising: second transmission means for extracting a user packet from an encapsulated packet received from another edge node and transmitting the user packet to a destination user terminal.
前記パケット転送ノードが計測した、送信元アドレスと宛先アドレスとの対毎のトラヒック流通量を収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手順と、
規定値以上の前記トラヒック流通量が生じた前記パケット転送ノードを輻輳状態と認識し、前記複数のエッジノード間に設定された複数の転送経路の経路識別子のうち、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を特定する第1の転送経路特定手順と、
前記輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を前記トラヒック流通量収集記憶手順で収集されたトラヒック流通量に基づいて特定するエッジノードアドレス対特定手順と、
前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットのうち、前記特定した経路識別子に対応する転送経路によって転送されるパケットの少なくとも一部を他の経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求する第1の設定要求手順とを、前記コンピュータに実行させることを特徴とするトラヒック分散制御装置用プログラム。 In a packet communication network having a plurality of edge nodes each accommodating a user network and a plurality of packet forwarding nodes connecting the plurality of edge nodes, and forwarding packets between the user networks, the packet forwarding path is A traffic distribution control program for operating a computer as a traffic distribution control device to be controlled,
A traffic distribution amount collection storage procedure for collecting and storing the traffic distribution amount for each pair of a source address and a destination address measured by the packet forwarding node;
Recognizing the packet forwarding node in which the traffic flow amount exceeds a predetermined value as a congestion state, among the route identifiers of a plurality of forwarding routes set between the plurality of edge nodes, the packet forwarding node in the congestion state A first transfer route specifying procedure for specifying a route identifier of the set transfer route;
Edge node address pair identification procedure for identifying a pair of a source address and a destination address having the maximum traffic distribution amount in the congestion state packet forwarding node based on the traffic distribution amount collected in the traffic distribution amount collection storage procedure When,
Transfer of at least a part of a packet transferred from the edge node of the specified source address to the edge node of the specified destination address by a transfer path corresponding to the specified path identifier is transferred to another path identifier. A program for a traffic distribution control apparatus, which causes the computer to execute a first setting request procedure for requesting an edge node of the identified source address to transfer using a route.
さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手順で収集されたトラヒック流通量に基づいて各転送経路のトラヒック流通量を解析する解析手順を有し、
前記第1の設定要求手順は、前記解析手順による解析の結果、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットに関して、前記特定した経路識別子の転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する前記他の経路識別子の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求することを特徴とするトラヒック分散制御装置用プログラム。 The traffic distributed control device program according to claim 6,
And an analysis procedure for analyzing the traffic volume of each transfer route based on the traffic volume collected in the traffic volume collection and storage procedure,
In the first setting request procedure, as a result of the analysis by the analysis procedure, the traffic of the transfer route of the specified route identifier is related to the packet addressed to the edge node of the specified destination address from the edge node of the specified source address. When recognizing that there is a difference of a predetermined value or more between the distribution amount and the traffic distribution amount of the transfer route of the other route identifier corresponding to the same source address and destination address pair as this transfer route The traffic distribution control program for requesting the edge node of the specified source address to eliminate this difference.
さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手順による収集の際に、応答がなかった前記パケット転送ノードに対応する経路識別子を特定する第2の転送経路特定手順と、
この第2の転送経路特定手順で特定された経路識別子の転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、全ての前記エッジノードに対して要求する第2の設定要求手順とを有することを特徴とするトラヒック分散制御装置用プログラム。
The traffic distributed control device program according to claim 7,
Furthermore, a second transfer route specifying procedure for specifying a route identifier corresponding to the packet transfer node that did not respond at the time of collection by the traffic circulation amount collection and storage procedure;
Requests all the edge nodes to transfer the packet transferred using the transfer path having the path identifier specified in the second transfer path specifying procedure using the transfer path having a different path identifier. A traffic distributed control apparatus program comprising: a second setting request procedure.
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