JP2008131240A - ネットワークシステム、その装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】IP系ネットワークにおいて、常にユーザデータの特性に合致した最適な品質経路をユーザに提供する。
【解決手段】入口機器と出口機器が連携して優先度毎及び経路毎の遅延時間を算出し、その遅延時間に基づき経路制御を変更することができるので、現在のネットワーク状態に合致した経路制御を行ってQoSの優先度に応じた通信品質を安定して維持することができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、入口機器のネットワーク装置及び出口機器のネットワーク装置からなるネットワークシステムにおいて入口機器から出口機器までの遅延時間を算出し、算出した遅延時間に基づき経路を変更するネットワークシステムに関する。

背景技術として、下記特許文献1及び特許文献2が開示されている。
特許文献1の背景技術は、ネットワークの入力側に設置された入エッジルータと出力側に設置された出エッジルータとの間で試験用パケットを送受信したり、あるいは、ユーザ情報を含むIPパケットにタイムスタンプを付与することにより、各ルートにおける実際のラウンドトリップディレイあるいは伝播遅延時間を測定し、この測定結果にしたがってパケットを送信するルートを選択するパケットネットワークである。これによれば、実際のトラヒック状況を反映したルート選択を行うことができる。また、複数の測定結果を平滑化して使用する技術も開示されている。
特許文献2の背景技術は、特許文献1と比べ、中継回線の回線使用率、通信データ量も用いて適切なルートを選択する技術が開示されており、中継回線の負荷分散、レスポンスタイムの平滑化及び回線の有効利用を図ることができる。
特開2002−44125号公報 特開平9−191322号公報

特許文献1又は特許文献2に開示される背景技術は、遅延測定パケットを使用し実際にネットワーク上での遅延を測定している。しかしながら、近年のIPネットワークにおけるQuality of Service(以下QoSという)制御を適応したネットワークにおいて、高優先パケットと低優先パケットを区別した測定が実現できておらず、ユーザデータの特性に応じた遅延測定が実施できていない。
また、遅延測定の結果を経路選択に反映する際には、外部のネットワーク管理装置からの経路情報設定にて実現している。

一般のIP機器においては、RIP(Routing Information Protocol)/OSPF(Open Shortest Path First)に代表される動的な経路管理を実施し、パケットの宛先アドレスにて経路選択を実施している。また、ユーザデータの特性に合わせた経路選択に関しては、ポリシールーティングに代表されるように、静的にユーザデータの特性にあわせて経路情報を設定する仕組みとなっており、動的に変化するネットワークの状態(遅延状態)を把握して、ユーザデータの特性に合わせた最適な経路選択が実現出来ていないという課題を有する。

OSPFでは、IP機器毎にリンクステートを作成して他のIP機器に配信する。他のIP機器は、受け取ったリンクステートに基づきリンクステートデータベースを構築する。このリンクステートデータベースによりIP機器はネットワーク・トポロジを把握することができる。また、OSPFでは回線の帯域幅により定まるコスト値を用い、このコスト値の低い経路を最適経路として経路選択する。このOSPFに対応したIP機器からなるネットワークではネットワーク障害が生じた場合でも、他の経路選択がなされ迅速に収束する。しかし、前説したように、ネットワーク障害を除くネットワークの状態を把握してユーザデータの特性に合わせた最適な経路選択を実現することはできない。具体的には、IP機器が決定した最適経路の中に輻輳状態若しくは輻輳に近い状態にある回線が含まれても、ネットワーク障害としては認識されないため経路選択が変更されることはない。この場合、大幅な遅延が生じることとなりリアルタイムの要求が厳しいサービスにおいては致命的な課題となる。
本発明は前記課題を解決するものであり、IP系ネットワークにおいて、常にユーザデータの特性に合致した最適な品質経路をユーザに提供することを目的とする。

IPネットワークを構成する各機器(ルータ、L2−SW(レイヤー2スイッチ))において、先ずは、そのネットワークの入口に位置する機器にユーザデータの特性に合わせた遅延測定のパケット生成を行い、ネットワークの出口に位置する機器に対して第一優先経路と第二優先経路(第三優先経路以降の3経路以上の場合も同様)にこれを送信する。出口に位置する機器が本遅延測定パケットを受信した場合には、そのパケットを入口の機器に同じ経路で返送する。これによりネットワークの入口と出口間での遅延測定が可能となり、本測定値を元に実際のユーザデータの経路を決定する。本発明の特徴となる「ユーザデータの特性に合わせた遅延パケットの生成」と「遅延測定結果から経路選択を動的に実施」の2点に関して以下に詳細を説示する。

(ユーザデータの特性に合わせた遅延測定パケット生成の具体的手段)
IPネットワークにおいては、ユーザデータの特性に合わせてQoSを設定し、画像情報等は高優先パケット、一般データを低優先パケットとして扱い、ネットワーク全体で優先制御を実現している。例えば、IPv4ネットワークにおいてはIPヘッダのTOS(Type of Service)フィールドを使用して優先パケットを明確にし且つ、本値に従いネットワークを構成する全ての機器において同一の優先制御を提供する事で実現している。

本発明においては、IPネットワークで実施しているQoS定義に合わせて、IPヘッダのTOS/DiffServeフィールドの設定を含めた遅延測定のパケットを生成し、ユーザデータの特性を忠実に再現した遅延測定手段によって、リアルタイムに変化するネットワークの遅延測定を実現する事が可能となる。

(経路選択の具体的手段)
IPネットワークの構築に関しては、可用性を考慮して経路の冗長化設計を行う。複数存在する経路の選択に関しては、RIP/OSPFを代表とするダイナミックルーティングを用いる事が主流である。この経路選択においては、ユーザデータの宛先アドレスにて経路を選択する仕組みであり、ユーザデータの特性に合わせた経路選択を実現するためには、ポリシールーティング等を併用して適応することなる。

しかし、ポリシールーティングに関しては、ユーザデータの特性に合わせて。スタティックに経路を選択する仕組みであり、動的に変化するネットワークの状態を随時追従することができない。また、MPLS網におけるトラフィックエンジニアリングでのLSP(優先経路・非優先経路)に関しもスタティックにClassify条件を設定しており、遅延状態にて動的に切替える事が出来ない。
本発明においては、前述の手段にて得た遅延結果にてポリシールーティング/Classify条件等の情報を動的に変更することで、ネットワークの品質状態に合わせた経路選択を可能とする。

(1)遅延算出&遅延結果に基づく経路変更
本発明に係るネットワークシステムは、入口機器となるネットワーク装置と出口機器となるネットワーク装置を備え、必要に応じて入口機器と出口機器の経路の間に中継機器となるネットワーク装置を備えて入口機器から出口機器へ遅延測定パケットを送信し、当該遅延測定パケットの受信に応じて出口機器が入口機器へ返信遅延測定パケットを返信するネットワークシステムであって、入口機器は、QoS定義された優先度をパケットに書き込み、予め設定された出口機器となるネットワーク装置のアドレスを送信先アドレスに書き込んだパケットを遅延測定パケットとして生成する遅延測定パケット生成手段と、遅延測定パケットの経路を設定した遅延測定パケット生成用設定情報から遅延測定パケットの経路に従ったポートを用いて遅延測定パケットを送出する遅延測定パケット送信手段とを備え、出口機器は、送信先アドレスが自己のアドレスである遅延測定パケットを受信する遅延測定パケット受信手段と、遅延測定パケット受信手段で受信した遅延測定パケットの送信元アドレスを送信先アドレスとして返信遅延測定パケットを遅延測定パケットを受信したポートを用いて返信する遅延測定パケット返信手段とを備え、入口機器は、送信先アドレスが自己のアドレスである返信遅延測定パケットを受信する返信遅延測定パケット受信手段と、生成パケット送信手段が遅延測定パケットを送信した時刻と返信遅延測定パケット受信手段が返信遅延測定パケットを受信した時刻とから遅延時間を算出する遅延算出手段とをさらに含むものである。

本発明に係るネットワークシステムは必要に応じて、入口機器は、遅延算出手段で算出した遅延時間に基づき優先度及び経路毎に用意された新たな入口機器から出口機器までの経路制御に変更する遅延結果分析経路変更手段とをさらに含むネットワークシステム。
このように本発明によれば、入口機器と出口機器が連携して優先度毎及び経路毎の遅延時間を算出し、その遅延時間に基づき経路制御を変更することができるので、現在のネットワーク状態に合致した経路制御を行なってQoSの優先度に応じた通信品質を安定して維持することができるという効果を奏する。

具体的には、IPネットワークをIPv4にて構成している場合に、入口機器の遅延測定パケット生成手段が遅延測定用のパケットを生成する際に、IPヘッダのTOSフィールドもしくは、DiffServeのフィールドを、QoS定義されている優先度に設定する。また、IPネットワークをIPv6にて構成している場合に、入口機器の遅延測定パケット生成手段が遅延測定用のパケットを生成する際に、IPヘッダのTraffic Classフィールドを、QoS定義されている優先度に設定する。

遅延結果分析経路変更手段が、遅延時間に基づき新たな経路制御に変更する具体的な方法としては、後説する実施形態で説示しているように、ポリシールーティングを変更する手法、OSPFのコスト値を変更する手法、VPNのパスを変更する手法、VLANのコスト値を変更してブロッキングポートを変える手法がある。また、遅延時間に基づきとは、遅延時間が所定閾値を超えているか否かだけでなく、同じ優先レベルの異なる入口機器から出口機器までの経路の遅延時間を比較すること(比較の後に最適な経路を選択し、選択には遅延時間だけでなく帯域も判断事項に含めることが望ましい)も含まれる。

(2)タイムフラグ
本発明に係るネットワークシステムは必要に応じて、前記入口機器が、タイムフラグを遅延測定パケットに書き込み、前記出口機器が、返信遅延測定パケットに含まれるタイムフラグ値を更新し、前記入口機器は、返信遅延測定パケット内のタイムフラグ値が更新されているか否かを判断し、タイムフラグ値が更新されている場合に返信遅延測定パケットを使用して前記遅延算出手段により遅延時間を算出し、タイムフラグ値が更新されていない場合に返信遅延測定パケットを使用しないものである。

このように本発明によれば、送出時にタイムフラグを遅延測定パケットに含ませ、返信時にタイムフラグ値を更新させ、タイムフラグ値が更新されている場合に返信遅延測定パケットを受信して遅延時間を求めるので、返信時の処理が適切になされていない返信遅延測定パケットを無視して適切に動作することができるという効果を有する。

タイムフラグ値が更新されていない場合に返信遅延測定パケットを使用しないとは、具体的には、タイムフラグ値が更新されていない返信遅延測定パケットを前記返信遅延測定パケット受信手段が受信しない手法、前記返信遅延測定パケット受信手段は取り敢えずタイムフラグ値の更新の有無にかかわらず受信してタイムフラグ値が更新されていない返信遅延測定パケットである場合には破棄する手法が含まれる。

以上のように本発明は現行のIPネットワーク上の経路変更を伴う各種慣用プロトコルを適用したネットワークにおいても適用することができる汎用的な技術である。
また、これまで、ネットワークシステムとして本発明を把握したが、所謂当業者であれば、ネットワーク遅延時間測定方法、ネットワーク経路変更方法、ネットワーク装置としても把握することができる。
これら前記の発明の概要は、本発明に必須となる特徴を列挙したものではなく、これら複数の特徴のサブコンビネーションも発明となり得る。

本発明によりユーザデータの特性を保持した動的な経路選択が可能となり、ユーザデータに対して、より品質の高いサ−ビスの提供が可能となる。

(本発明の第1の実施形態)
[1.システム構成]
図1は本実施形態に係るネットワーク装置のネットワーク構成図である。コンピュータXとコンピュータYがIP通信を行うために経由するいくつかのネットワーク装置A、B、C、D、E、Fを示している。ただし、コンピュータXとネットワーク装置Aの間、コンピュータYとネットワーク装置Dの間に他のネットワーク装置が配設した構成であってもよい。また、コンピュータXとコンピュータYの通信経路は、図1で示すように、矢印付き実線、矢印付き点線から2経路であるが、3経路以上あってもよい。

[1.1 ブロック構成]
図2は本実施形態に係るネットワーク装置のブロック構成図である。
本実施形態に係るネットワーク装置は、ルーティングテーブル11、パケット中継手段12、遅延測定パケット生成手段13、生成パケット送信手段14、返信遅延測定パケット受信手段17、遅延算出手段18、遅延結果分析経路変更手段19、経路情報記憶手段20、遅延測定パケット受信手段15及び遅延測定パケット返信手段16からなる。なお、ルーティングテーブル11、経路情報記憶手段20は経路DB(データベース)として構築されている。なお、ルーティングテーブル11に記録している情報と経路情報記憶手段20に記録している情報それぞれ別々に記録してもよい。
ルーティングテーブル11、パケット中継手段12は一般的なルータが有する構成要素である。

遅延測定パケット生成手段13は、優先レベルに応じた遅延測定パケットを生成する機能を有する。優先レベル毎に経路制御可能な経路毎に遅延測定パケットを生成する。例えば、高優先と低優先の優先レベルがあり、経路がそれぞれ1つである場合には2種類の遅延測定パケットを生成することができる。同様に、高優先と低優先の優先レベルがあり、経路がそれぞれ2つである場合には4種類の遅延測定パケットを生成することができる。

生成パケット送信手段14は、遅延測定パケット生成手段13により生成された遅延測定パケットを出口機器であるネットワーク装置に送信する機能を有する。
遅延測定パケット受信手段15は、遅延測定パケットを送信したネットワーク装置から遅延測定パケットを受信する機能を有する。
遅延測定パケット返信手段16は、遅延測定パケット受信手段15により受信した遅延測定パケットをこの遅延測定パケットを送信したネットワーク装置に返信する機能を有する。

返信遅延測定パケット受信手段17は、遅延測定パケットを受信したネットワーク装置から送信された返信遅延測定パケットを受信する機能を有する。
遅延算出手段18は、遅延測定パケットが送信された時刻を記録し、返信遅延測定パケットを受信した時刻を記録し、これら記憶した時刻から遅延測定パケットが送信されて返信遅延測定パケットを受信するまでの時間を遅延時間として算出する機能を有する。
遅延結果分析経路変更手段19は、遅延結果に基づき必要に応じて経路変更を実行する機能を有する。
経路情報記憶手段20は、遅延結果分析経路変更手段19が経路変更を実行する場合の経路情報を記録している。

図2を参照すると分かるように、遅延測定時では、入口機器において遅延測定パケット生成手段13、生成パケット送信手段14、返信遅延測定パケット受信手段17、遅延算出手段18、遅延結果分析経路変更手段19及び経路情報記憶手段20を機能させ、中継機器においてルーティングテーブル11及びパケット中継手段12を機能させ、出口機器において遅延測定パケット受信手段15及び遅延測定パケット返信手段16を機能させる。

よって、中継機器の役割のみを果たすルータは既存のルータを使用してもよい。図1では中継機器として示されているネットワーク装置が、他のネットワークでは入口機器に相当する場合もあり、このような場合には中継機器も入口機器も荷うために既存のルータではなく本発明の構成要素を具備するネットワーク装置を用いる必要がある。また、入口機器だけでなく、中継機器、出口機器も荷うネットワーク装置も必要となる場合もあり、ネットワーク装置の汎用性を考慮すると、入口機器の機能、中継機器並びに出口機器の機能を有するネットワーク装置を用意することが望ましい。そうすることで、設定によりそれぞれの機器の役割を果たすことになる。

[1.2 OSPF]
OSPFについて図に基づき説明する。図3は図1のルータのルーティングテーブルの例である。
図1ではコンピュータXとコンピュータYが通信する場合に利用する通信経路上のルータを示している。図1のネットワーク構成は一例であり、例えば、コンピュータとネットワーク装置との間、ネットワーク装置間に他のネットワーク装置が配設され、その配設されたネットワーク装置を介した通信にも適用することができる。図1において入口機器はコンピュータXからコンピュータYへの通信を前提とした場合には上流側のコンピュータXから送信されたパケットを最初に受信するネットワーク装置のことである。図1において出口機器は下流側のコンピュータYへコンピュータXからのパケットを中継する最後のネットワーク装置のことである。言い換えれば、コンピュータXからコンピュータYへの通信におけるネットワーク装置A、B、C、D、E、FからなるIPネットワークでの入口となるネットワーク装置Aが入口機器であり、出口となるネットワーク装置Dが出口機器である。

コンピュータXとコンピュータYの通信においては二通りの経路をとることができる。つまり、(A→B→C→D)の経路と(A→E→F→D)の経路をとることができる。OSPFではそれぞれのルータ間にコスト値が設定され、コスト値を積算することで求まる経路のコスト値が最も小さい経路が最適経路として選択される。図1では(A→B→C→D)の経路のコスト値が25で、(A→E→F→D)の経路のコスト値が30であり、前者の経路のコスト値が小さく(A→B→C→D)の経路が最適経路として選択される。そうすると、コンピュータXからのパケットをルータAが受信すると、ルータAはp1のインタフェースに受信したパケットを送出する。コンピュータXからのパケットは即時性が要求されるパケットも即時性が要求されないパケットも同じ経路でコンピュータYへ送られる。

[1.3 QoS]
OSPFのみによる経路制御ではデータ特性に合わせた経路制御を実現することができず、これを実現するためにポリシールーティングを用いることができる。例えば、画像データは通常データに優先させて異なる経路で送信するというポリシーが策定された場合に、図4(a)に示すポリシールーティングを定義することで、図1に示すように画像データは高優先で(ルータA→B→C→D)の経路が選択されて送信され、通常データは低優先で(ルータA→E→F→D)の経路が選択されて送信される。このように優先データ毎にルータAのポートをスタティックに定義することでポリシールーティングが可能となる。ただし、ポリシールーティングでは動的なネットワークの状態(遅延状態)を把握してユーザデータを保ちながら最適な経路を把握することができない。

図4(a)のようにポリシールーティングを策定する他、図4(b)に示すようにQoSを優先定義することもできる。つまり、インタフェース毎にデータ種類を割り当てる設定以外に、さらに、インタフェースの帯域を分割し、分割した帯域にデータ種類を割り当てる。そうすることで、同一の経路であっても異なるデータ種類のパケットを送信することができる。つまり、異なる優先度のパケットを同一の経路を介して送信することができる。なお、帯域の分割割合の指定も可能である。図4(b)のQoSの優先定義であれば、主に(ルータA→B→C→D)の経路を介して高優先の画像データのパケットを送信し、主に(ルータA→E→F→D)の経路を介して低優先の通常データのパケットを送信する。

図6(a)に示すようにネットワークを構成する各ネットワーク装置のインタフェースにQoS優先定義がなされている場合に、ユーザからのパケットをデータ特性に合わせて経路制御するためにQoSではIPパケットのヘッダ部のTOSフィールドに優先度を格納する。

IPパケット(v4)のヘッダ部は、バージョン、ヘッダ長、サービス・タイプ(TOS)、パケット長、ID、フラグ、フラグメント・オフセット、TTL、プロトコル、ヘッダ・チェックサム、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、オプション、パディングからなる(図5(a)参照)。

TOSフィールドはIPヘッダの先頭から3番目に位置し、8ビットからなる。TOSフィールドの8ビットのうち0ビット目から2ビット目までの3ビットを用いて優先度を表現する(図6(b)(c)参照)。

[1.4 タイムフラグ(Time Flag)]
本実施形態に係るネットワーク装置においては、IPパケットのデータ部の先頭にタイムフラグ(TF)を設けている(図5(a)参照)。遅延測定パケットの生成時はこのタイムフラグに「1」を格納し、返信遅延測定パケットの返信時はこのタイムフラグに「0」を格納する。このようにタイムフラグに値を格納することで、タイムフラグを参照すれば遅延測定パケットか返信遅延測定パケットかを識別することができる。

[1.5 経路変更]
遅延結果分析経路変更手段19は遅延結果に基づき経路変更を実行する。経路変更は、OSPFを用いているネットワークであれば該当部分のコスト値を更新すること、リンクステート情報が更新されて実行される。また、ポリシールーティングを変更することでも経路の変更を行うことができる。変更前後のポリシールーティング又はOSPFのコスト値が経路情報記憶手段20に記録されている。

[2.動作]
QoSの定義を図4(b)で定義済みであるとする。また、入口機器であるネットワーク装置Aと出口機器であるネットワーク装置Dにはそのネットワーク装置間で遅延測定を実施する設定を予め行っている。具体的には、ネットワーク装置Aには入口機器であること、出口機器であるネットワーク装置Dのアドレスを設定し、ネットワーク装置Dには出口機器であること、入口機器であるネットワーク装置Aのアドレスを設定する。入口機器であるネットワーク装置Aのみに遅延測定を実施する設定を予め行う構成であってもよい。具体的には、ネットワーク装置Aには入口機器であること、出口機器であるネットワーク装置Dのアドレスを設定する。このようにした場合であっても、出口機器であるネットワーク装置Dは、遅延測定パケットのIPヘッダ情報を参照して送信元アドレスからネットワーク装置Aに対して返信遅延測定パケットを送信することができる。

入口機器の遅延測定パケット生成手段13は、ユーザデータの特性に合わせた遅延測定パケットを生成する(図2<1>)。図5(a)では、「IPヘッダのTOSフィールドを高優先に設定」した遅延測定パケットを示している。なお、コンピュータXがコンピュータYに送信する実データのIPヘッダのToSフィールドはコンピュータXがアプリケーションプログラムに従って値を書き込むことがある。遅延測定パケットの送信先アドレスは出口機器となる。

この遅延測定パケットは、QoS定義されている優先度毎で且つ経路毎に生成することができる。例えば、図1において高優先又は低優先毎と、第1経路又は第2経路との組み合せに対して生成することができる。遅延測定パケット生成手段13は図5(b)に示す遅延測定パケット生成用設定情報に基づき遅延測定パケットを生成する。この遅延測定パケット生成用設定情報は使用者により入口機器に設定される。現在経路として使用されている経路を入口機器が使用者の管理者用端末(使用者がネットワーク装置の設定に使用する端末)に対して使用者の要求に応じて出力することで、遅延測定パケット生成用設定情報の経路設定を容易に行う構成にすることもできる。遅延用の経路は現在使用されていないために、使用者が設定する必要がある。ただし、遅延発生時のポリシールーティングを取り込む構成、又は、OSPFのコスト値を変化させた場合の経路を取り込む構成とした場合には、同様に使用者に対して遅延発生時の経路を提示することができ設定を支援することができる。このように通常時、遅延時の経路も入口機器が把握することもでき、遅延測定パケット生成用設定情報を自動的に生成し、使用者は既存の設定を行うことで本発明を適用したネットワークを構築することもできる。また、必要に応じて入口機器は、中継機器又は出口機器に対して遅延測定パケット生成用設定情報を配信することもできる。
また、遅延測定パケット生成手段13は、[1.4 タイムフラグ]で前説したように、IPパケットのデータ部のTF(Time Flag)に’1’を立てる。

遅延測定パケットの生成条件としては、例えば、遅延測定パケット生成用設定情報を設定した場合であり、その際に遅延測定パケット生成用設定情報に従った優先度毎のパケットを経路毎に生成する。図6では4種類の遅延測定パケットが生成される。ただし、同時に全ての種類の遅延測定パケットを生成するのではなく、パケット生成から遅延算出までを種類毎に実行する構成にすることもできる。このとき、ある種類の遅延測定から他の種類の遅延測定までの時間経過が長い場合には同一のネットワーク状況で測定された遅延とならないこともあり、できる限りその時間経過は短いことが望ましい。

遅延測定パケットの送信契機としては、例えば、遅延測定パケット生成用設定情報の設定後であり、その際にパケットを生成し、そのインタフェースに向けて送信する。送信時のインタフェースは、遅延測定パケットの経路及び優先度から決定される。ルーティングテーブルのみに従ってインタフェースを決定した場合には現在の経路のみが選択されるからである。

入口機器の生成パケット送信手段14は、遅延測定パケットの生成後、ネットワークの出口機器宛てに本パケットを遅延測定パケット生成用設定情報に従って定期的に送信する(図2<2>)。なお、送信周期は入口機器にて任意に設定可能である。また、出口機器のアドレスは通常入口機器のルーティングテーブルに含まれる。

送信後は、QoS優先定義の対象となる機器の一部である中継機器を経て出口機器に到達する(QoSに準じたルートを経て送信)。図7では(A→B→C→D)の経路では中継機器であるルータB、Cを経て出口機器に遅延測定パケットが到達し、(A→E→F→D)の経路では中継機器であるルータE、Fを経て出口機器に遅延測定パケットが到達する。つまり、ネットワーク装置B、C、E、Fのパケット中継手段12を用いて、遅延測定パケットを中継している(図2<3>)。

出口機器の遅延測定パケット受信手段15は、遅延測定パケットを受信する(図2<4>)。図7は、出口機器であるネットワーク装置Dが、ネットワーク装置Cから高優先(及び低優先)の遅延測定パケットを受信し、ネットワーク装置Fから低優先(及び高優先)の遅延測定パケットを受信していることを示す。

出口機器の遅延測定パケット返信手段16は、図2<5>に示すように、入口機器に向かって同優先定義を経て本パケットを返信する(QoSに準じたルートを経て返信する)。ここで、返信の際は、IPパケットのデータ部のTFを’0’にして返す。通常、返信経路は出口機器が返信遅延測定パケットを同じインタフェース側に送出することでなされるが、前説した入口機器からの遅延測定パケット生成用設定情報の配信を受け、この遅延測定パケット生成用設定情報に基づき返信を行ってもよい。遅延測定パケット生成用設定情報内での受信した遅延測定パケットの識別は、経路及び優先度から特定する方法、遅延測定パケットの識別情報(遅延測定パケット#)をIPヘッダ部又はデータ部に入口機器で書き込み、出口機器で読み出す方法を取ることができる。

中継機器は遅延測定パケットの中継と同様に逆側に返信遅延測定パケットを中継する(図2<6>)。
入口機器の返信遅延測定パケット受信手段17は、返信遅延測定パケットを受信する(図2<7>)。このとき、受信したパケットのデータ部のTFが「0」になっていることを確認して受信する構成でもよいし、一旦受信して「0」でなければパケットを破棄する構成であってもよい。

入口機器の遅延算出手段18は、遅延測定パケットの送信時のタイムスタンプと返信遅延測定パケットの受信時の時刻よりパケットの往復時間を算出する(図2<8>)。ここで、入口機器は出口機器宛の遅延測定パケットを送信した時刻をタイムスタンプとしてバッファ内に記録する。送信先アドレス、優先度及び経路もバッファ内にタイムスタンプと関連付けて記録しておくことが好ましく、この送信先アドレス、優先度及び経路によりタイムスタンプを特定することができる。他の方法として、遅延測定パケットのデータ部にパケットを一意に識別可能な識別情報を格納することもできる。そして、この識別情報とタイムスタンプを関連付けて記録しておき、識別情報に基づきタイムスタンプを特定する。この識別情報は単独でパケットを一意に識別できるように識別情報を作成してもよいし、アドレスや優先度の他の情報と共に一意に識別できるように識別情報を作成してもよい。

入口機器がテストパケット(返信)を受信したとき、IPデータ内のTFを参照し、’0’の値を含むIPデータのみを受信時刻と認識し、入口機器と出口機器の間の往復時間を算出する。なお、入口機器から出口機器までの片道の遅延時間を代わりに求めて用いることもできる。その前提として、入口機器と出口機器がそれぞれ時計部を具備し、入口機器の時計部と出口機器の時計部の時刻が一致している必要がある。時刻を一致させる方法(例えば、NTP(Network Time Protocol))は既に所謂当業者であれば明らかであるのでここでは詳説しない。入口機器では遅延測定パケットの送信時刻を保持し、出口機器では受信時刻をタイムスタンプとしてIPヘッダ部又はデータ部に書き込み、入口機器で返信遅延測定パケットからタイムスタンプを読み出し、読み出したタイムスタンプの時刻から保持している送信時刻を減算し、入口機器から出口機器までの片道の遅延時間を求めることができる。

また、ユーザデータ(QoS)の定義が変更、または障害等による遅延測定パケット認識不可時は、タイムアウトタイマ値によって再度定期的な送信を行う。図8では遅延測定のタイムチャートの一例である。この例では、入口機器は送信周期タイマ「t」毎に遅延測定パケットを出口機器へ送信し、遅延測定パケットを出口機器へ送信してから送信周期タイマアウトタイマ「TO」経過した場合に再度遅延測定パケットを出口機器へ送信する。入口機器が送信周期タイマ毎に遅延測定パケットを送信するのは返信遅延測定パケットを出口機器から受信している場合である。入口機器が送信周期タイマアウトタイマ毎に遅延測定パケットを送信するのは返信遅延測定パケットを出口機器から受信していない場合である。なお、バッファには遅延測定パケットの送信時刻がタイムスタンプとして格納されているので、入口機器において遅延測定パケットの送信からの経過時間は求めることができる。図8では入口機器から1回目の遅延測定パケットに対しては出口機器からの返信遅延測定パケットの返信があり、そのため2回目の遅延測定パケットを1回目の遅延測定パケットの送信から送信周期タイマ「t」経過した時点で送信している。一方、2回目の遅延測定パケットに対しては出口機器からの返信遅延測定パケットが入口機器に到達していないため、2回目の遅延測定パケットの送信から送信周期タイマアウトタイマ「TO」経過した後に遅延測定パケットを再送している。2回目の遅延測定パケットに対応する2回目の返信遅延測定パケットが入口機器に到達しなかった理由は、たとえば、ネットワーク障害、出口機器故障、ルート変更などが理由として挙げられる。遅延測定パケットの再送を所定回数以上繰り返した後に、ネットワーク管理者の使用するコンピュータ又はネットワーク管理システムのSNMPマネージャに通知することが好ましい。なお、送信周期タイマ、送信周期タイマアウトタイマは運用者が決定する。

入口機器は、これまでの動作を「画像情報」「データ」のユーザデータ毎に、定期的に実施する事で、ネットワークの各経路における遅延状況を把握することができる。
入口機器の遅延結果分析経路変更手段19は、遅延状況の把握によって、ユーザデータの特性に合わせた経路選択を適宜変更することを可能とする(図2<9>)。経路選択の変更時は、経路情報記憶手段20から条件に合致する他のポリシールーティングの定義を読み出して自動的に変更する。例示として、前説した図4(a)のポリシールーティングから図4(c)のポリシールーティングへ変更される。例えば、図9(a)に示すように高優先のパケットの遅延時間が30[s]となり、低優先のパケットの遅延時間1[s]と比べても大幅に長い時間であり、入口機器の遅延結果分析経路変更手段19がポリシールーティングの定義を更新し、高優先のパケットも低優先のパケットが通る経路を通ることになる(図9(b)参照)。図9(b)は経路(A→B→C→D)の矢印付点線から経路(A→E→F→D)の矢印付実線へ高優先の画像データの経路が切り替わったことを示す。図4(b)のQoSの優先定義の場合には、高優先の画像データの経路が経路(A→E→F→D)に移行した場合でも、高優先の画像データ用に帯域は20[%]しか確保されていないため、図9(c)に示すように高優先の画像データ用の帯域を80[%]に変更することが望ましい。ところで、経路(A→B→C→D)での遅延が所定閾値以下になる場合には元の経路に復帰して経路(A→E→F→D)の優先度毎の帯域分けも戻す。遅延結果に基づくQoSの優先定義の変更については、後記[遅延による経路変更に伴うQoS定義の更新]で説示する。

なお、ある優先度のパケットの遅延時間と他の優先度のパケット遅延時間の対比により入口機器の遅延結果分析経路変更手段19がポリシールーティングの定義の更新をするか否かを判断しているが、より簡単に所定遅延時間を越えているか否かを判断し、超えていればポリシールーティングの定義を更新し、超えていなければポリシールーティングの定義を更新しない構成とすることもできる。

また、遅延時間が元に戻った場合はポリシールーティングをもとに戻して遅延発生前の高優先の経路に切替える。遅延測定パケットは、遅延前後に拘ることなく、現在のポリシールーティングに従わず、遅延測定パケット生成用設定情報に基づき遅延測定を実行する。
さらに、本実施形態では経路変更のためにポリシールーティングを用いているが、前説したようにOSPFのコスト値の変更により経路変更を実施してもよい。
本実施形態に係るネットワーク装置によれば、上記変更により、ユーザデータの特性に合わせた経路選択を、常時変化するネットワーク条件に動的に適合させることができる。

(本発明の第2の実施形態:MPLS Qos)
図10は本実施形態に係るMPLS網での遅延測定パケットの説明図である。前記第1の実施形態ではQoSを用いたIPネットワーク上で本発明を説示したが、本実施形態では、さらに、MPLSを適用したネットワーク上で本発明を実装した例を説示する。つまり、ルーティングプロトコルをOSPFとし、MPLS QoSの実装されたIPネットワークに本発明を適用した例である。

図11で示すネットワーク構成上のネットワーク装置A、B、C、D、E、Fはラベルスイッチドルータ(LSR)である。本実施形態に係るラベルスイッチドルータであっても、前記第1の実施形態に係るネットワーク装置と同様に、経路テーブル(LFIB(Label Forwarding Information Base))、パケット中継手段12、遅延測定パケット生成手段13、生成パケット送信手段14、返信遅延測定パケット受信手段17、遅延算出手段18、遅延結果分析経路変更手段19、経路情報記憶手段20、遅延測定パケット受信手段15及び遅延測定パケット返信手段16を具備する。なお、入口機器であるネットワーク装置A及び出口機器であるネットワーク装置DはLSRの中でもラベルエッジルータ(LER)となる場合がある。

遅延測定パケット生成手段13は、前記第1の実施形態と異なりIPヘッダのToSフィールドではなく、MPLSラベルのEXPフィールドに優先度を書き込む。なお、コンピュータXからコンピュータYへの実データの送信の中継においては、ネットワーク装置Aの前にラベルスイッチドルータが存在する場合にはMPLSラベルのEXPフィールドに優先度が書き込まれている場合があるが、ネットワーク装置AがMPLSのラベルエッジルータである場合にはネットワーク装置Aの遅延測定パケット生成手段13が優先度をEXPフィールドに書き込む。図10(b)に示すように、本実施形態ではEXP値「1」を高優先、「2」を低優先とした。MPLS QoSでも前記第1の実施形態と同様に、例えば、図10(c)のようにQoSの優先レベル毎に帯域を確保することができる。

図11(a)に示すように高優先の画像データも、低優先のその他のデータも経路(A→B→C→D)をとる経路制御を実行しているとする。入口機器の遅延測定パケット生成手段13が、遅延測定パケット生成用設定情報に基づき遅延測定パケットを生成する。入口機器の遅延測定パケット生成手段13が、目的とする経路となるラベルを書き込み、EXPフィールドに優先度を書き込んだシムヘッダをIPパケットの先頭に付加して遅延測定パケットを生成する。入口機器の生成パケット送信手段14は生成した遅延測定パケットを送信する。

中継機器のパケット中継手段12がラベルを付け替えてフォワーディング(Forwarding:受け取ったパケットの宛先情報を調べて、適切な相手先に届けられるように送出すること)するSwapを実行する。出口機器の遅延測定パケット受信手段15が遅延測定パケットを受信し、出口機器の遅延測定パケット返信手段16が同じ経路で逆側となるラベルを遅延測定パケットを複製した返信遅延測定パケットのシムヘッダに書き込んで送信する。なお、遅延測定パケット返信手段16がIPヘッダのTFを「1」から「0」にする。中継機器のパケット中継手段12がラベルを付け替えて先ほどとは逆側にフォワーディングする。

入口機器の返信遅延測定パケット受信手段17が返信遅延測定パケットを受信する。遅延算出手段18は遅延測定パケットの送信時刻と返信遅延測定パケットの受信時刻から遅延時間を求める。高優先の遅延測定パケット及び低優先の遅延測定パケットを経路(A→B→C→D→C→B→A)で送信した場合に算出した遅延時間が所定閾値以上である場合に、遅延結果分析経路変更手段19がOSPFのネットワーク装置Aとネットワーク装置B間のコスト値を悪化させる(「10」→「20」)ことで、リンクステート情報が更新される。さらに、MPLSの経路テーブルも更新されることで、図11(b)に示すネットワーク状態、つまり、高優先の画像データも、低優先のその他のデータも経路(A→E→F→D)をとる。高優先の画像データは遅延発生前の矢印付き点線の経路から遅延発生により矢印付実線の経路となった。低優先のその他のデータは遅延発生前の矢印付き2点鎖線の経路から遅延発生により矢印付1点鎖線の経路となった。これはOSPFやポリシールーティングを変更させることで、MPLSのLFIBも自動的に変更されるからである。前記第1の実施形態では遅延結果によりポリシールーティングを更新したが、本実施形態でも遅延によりポリシールーティングを更新する構成とすることもできる。

なお、同様にラベルスイッチドルータのネットワーク装置からネットワークが構成される場合において、MPLS−TE(Traffic Engineering)の定義によりVPN(Virtual Private Network)の経路が経路(A→B→C→D)のWorkingと経路(A→E→F→D)のProtectionをとる構成とした図12において、Workingの低優先又は高優先の遅延測定パケット及び返信遅延測定パケットにより求めた遅延結果が所定閾値以上生じることになった場合に、図12(a)のWorking経路から図12(b)のProtection経路へ移行する構成とすることもできる。

(本発明の第3の実施形態:VLAN)
図13はバーチャルLAN(Virtual Local Area Network)のVLAN−Tagフレームフォーマットである(L2階層のフォーマット)。この図13(a)のフレームフォーマットのPRIフィールドの値を優先度に合わせて図13(b)に示すように入口機器の遅延測定パケット生成手段13が書き込む。

図14で示すネットワーク構成上のネットワーク装置A、B、CはLANスイッチである。本実施形態に係るLANスイッチであっても、前記第1の実施形態に係るネットワーク装置と同様に、経路テーブル(ARPテーブル)、パケット中継手段12、遅延測定パケット生成手段13、生成パケット送信手段14、返信遅延測定パケット受信手段17、遅延算出手段18、遅延結果分析経路変更手段19、経路情報記憶手段20、遅延測定パケット受信手段15及び遅延測定パケット返信手段16を具備する。

遅延測定パケット生成手段13は、前記第1の実施形態と異なりIPヘッダのToSフィールドではなく、VLAN−TagフレームフォーマットのPRIフィールドに優先度を書き込んで、図14(b)の遅延測定パケット生成用設定情報に基づき遅延測定パケットを生成する。出口機器に関するVLANのIDをVLAN IDに書き込み、出口機器のMACアドレスを書き込む。入口機器の生成パケット送信手段14が遅延測定パケットを送信する。
中継機器を介する場合には、VLAN IDに基づき遅延測定パケットを送出する。

出口機器の遅延測定パケット受信手段15は遅延測定パケットを受信する。出口機器の遅延測定パケット返信手段16は、受信した遅延測定パケットを複製し、入口機器に関するVLANのIDをVLAN IDに書き込み、入口機器のMACアドレスを書き込む。なお、出口機器の遅延測定パケット返信手段16がIPヘッダのTFを「1」から「0」にする。出口機器の遅延測定パケット返信手段16が返信遅延測定パケットを送信し、中継機器を介して、入口機器の返信遅延測定パケット受信手段17が受信する。入口機器の遅延算出手段18は遅延測定パケットの送信時刻と返信遅延測定パケットの受信時刻から遅延時間を求める。

L2−VLAN網においてスパニングツリープロトコルでのネットワークで、ルートコストにより(A→C)を実データの経路としているが、遅延測定パケット及び返信遅延測定パケットはブロッキングポートを有するBを介して(A→B→C→B→A)の経路もとる。

図15(a)は各ネットワーク装置のルートコスト定義である。L2網でのスパニングツリープロトコルの特性にて各装置のポートに「ルートコスト」を定義することでその経路を決定できる。「ルートコスト」は値が小さい程優先される。よって、装置Aのp2で定義するルートコスト値が「10」であるため、経路は(A→C)となる(図14(a))。

例えば、遅延測定の結果経路A〜Cに遅延が生じた場合は、遅延結果分析経路変更手段19が装置Aのp2のルートコスト値を「10」→「15」に自動的に変更する。そうすることで、図15(b)に示すように、ブロッキングポートがネットワーク装置Cの「p2」から「p1」に切り替わり、経路も(A→B→C)となる。

(その他の実施形態)
[遅延による経路変更に伴うQoS定義の更新]
前記各実施形態において経路制御を更新するためにポリシールーティング、OSPFのコスト値、VPN経路、VLANのコスト値を更新したが、それに合わせてQoS定義も更新することができる。そうすることにより、遅延発生前の経路を変えていないネットワーク状況において最適なQoS定義が遅延発生後の変更後のネットワーク状況においては別のQoS定義となって経路制御に合致した最適なQoS制御を実行することができる。

図1のネットワーク構成において、QoS定義が図16(a)である場合に、経路(A→B→C→D)で遅延が生じて高優先の画像データ用の経路が経路(A→E→F→D)に移行した場合に、図16(a)のままであっては高優先の画像データ用の帯域が経路(A→E→F→D)では確保されていないためにコンピュータXからの高優先の画像データがフォワーディングできない。そこで、高優先の画像データ用の経路についてのQoS定義はそのままにしておき、低優先の画像データ用の経路について帯域を2分割して経路(A→E→F→D)での高優先の画像データ用の帯域を「50[%]」確保する設定とした(図16(b))。これにより、高優先の画像データが経路(A→E→F→D)によりコンピュータXからコンピュータYへ送信される。他方、経路(A→E→F→D)で遅延が生じた場合には、逆に低優先のその他データ用に経路(A→B→C→D)での低優先のその他データ用の帯域を「20[%]」確保する設定とした(図16(c))。さらに、低優先のその他データ用の経路を経路(A→B→C→D)に移行し、低優先のその他データ用の帯域を「20[%]」確保するQoS定義を設定しても、遅延が所定レベルまでに改善されない場合には高優先の画像データでの遅延が発生していないときに、図16(d)に示すように、低優先のその他データ用の帯域を「50[%]」に拡大する。次に、図16(c)から図16(d)に移行する場合のネットワーク装置の処理をより具体的に説明する。経路(A→E→F→D)で遅延が生じた場合のために経路(A→B→C→D)について遅延第1閾値レベルの場合のQoS優先定義を図16(c)とし、遅延第2閾値レベルの場合のQoS優先定義を図16(d)として使用者が予め設定する。ここで、遅延第2閾値レベル(例えば、20[秒])が遅延第1閾値レベル(例えば、10[秒])よりも遅延の程度が大きい。そして、経路(A→E→F→D)で遅延第2閾値レベルを超える遅延が発生した場合であっても、遅延結果分析経路変更手段19は取り敢えず遅延第1閾値レベルの場合のQoS優先定義を使用し、それによる遅延改善を遅延算出手段18からの遅延時間から遅延第1閾値レベルの場合のQoS優先定義を使用する前の遅延時間と対比してそれでも尚遅延第2閾値レベルを超えている場合に、高優先の画像データの経路(A→B→C→D)での遅延(遅延第1閾値レベル及び遅延第2閾値レベル)が生じていない場合に遅延第2閾値レベルの場合のQoS優先定義を使用する。ただし、低優先のその他データのための遅延第1閾値レベル又は遅延第2閾値レベルの場合のQoS優先定義に移行した場合に、高優先の画像での遅延が生じた場合には低優先のその他データについて前の状態の経路及びQoS優先定義に戻す。要するに、遅延状態を複数レベルに分け、その各複数レベル及び各優先度についてQoS優先定義を予め設定し、遅延状態が生じた場合に直ちに遅延状態に合致したQoS優先定義を用いるのではなく該当遅延状態までにいくつかの遅延状態がある場合にはそのいくつかの遅延状態に係るQoS優先定義を用いることによる遅延状態の変化に応じて用いるQoS優先定義を変更しつつ、用いるQoS優先定義の変更により現在対象としている優先度以外の(好ましくはその現在対象としている優先度よりも高い)優先度において遅延が生じた場合又は遅延状態が悪化した場合には現在対象としている優先度のQoS優先定義を元に戻す。そうすることで、他の優先度に悪影響を与えない範囲での最適なネットワークサービス品質を保持することができる。
このように遅延の程度に合わせて優先度毎の帯域割合を変更する構成をとることで、安定した品質のネットワークを構築することができる。

[遅延発生時の経路変更]
遅延結果に基づく経路変更は、変更しようとしている経路の遅延結果のみに基づくのではなく、変更後の経路の遅延結果にも基づいて決定することが望ましい。そうすることで、変更後の経路の方が大きな遅延となるとの状況を回避することができる。例えば、図1では高優先について経路(A→B→C→D)で80[%]の帯域を確保し、経路(A→E→F→D)で20[%]の帯域を確保しており、経路(A→B→C→D)の高優先の遅延測定パケットにより遅延測定を実施し、他方、経路(A→E→F→D)の高優先の遅延測定パケットにより遅延測定を実施し、経路(A→B→C→D)の遅延時間が第1の閾値を超えているだけで高優先のパケットの経路を経路(A→E→F→D)に変えるのではなく、経路(A→E→F→D)の遅延時間が第2の閾値を超えていない場合に高優先のパケットの経路を経路(A→E→F→D)に変え、経路(A→E→F→D)の遅延時間が第2の閾値を超える場合に高優先のパケットの経路を経路(A→E→F→D)に変えず経路(A→B→C→D)を維持する。

また、遅延後の経路は現在他の優先度のパケットの経路となっている場合であっても遅延測定パケットを送出して遅延測定を実施する。より望ましくは、遅延測定時のみだけ遅延後の経路及びQoS定義にして遅延測定を実施することが望ましい。ただし、経路変更により影響を受ける経路のネットワーク使用率が少ない場合に遅延測定を実施することが好ましい。

[遅延結果に基づくClassify/Markingの変更]
前記各実施形態においては遅延結果に基づき、OSPFからポリシールーティングへの移行、ポリシールーティングからOSPFへの移行、OSPFのコスト値の変更、ポリシールーティングの変更、VPNパスの変更、VLANのコスト値変更などを説示した。ここでは、遅延結果に基づきClassify/Markingを変更する構成について説明する。通常のパケットを処理する場合にネットワーク装置は、パケットの宛先アドレス(IPアドレス)、アプリケーション識別番号(ポート番号)、受信ポート、パケット長、MPLSラベル、ToSなどにより分類し、分類したパケットをグループ化して優先度を設定している。そして、分類及びマーキングを経たパケットはキューイングされてスケジューラに従って優先度に応じた経路へ転送されることになる。したがって、分類基準(クラスマップ)を変更することで変更前の分類基準と異なる優先度を付与されたパケットの経路が変わることになって経路制御を変更することができることになる。

ポート番号等を見て分類している場合に現状では図17(a)に示すように画像データはclass1に分類されて図1の経路(A→B→C→D)を通り、その他データはclass2に分類されて図1の経路(A→E→F→D)を通る。ここで、クラスマップを変更すると、図17(b)に示すように画像データもclass2に分類されて図1の経路(A→E→F→D)を通る。このように遅延結果に基づいてクラスマップの該当部分を変更する構成にする。ただし、例示した図17でclass1に分類されていた全てのパケットをclass2に分類必要もなく、部分的な分類となるようにクラスマップを変更する構成にする。これらの構成にするために、遅延に該当する優先度及び経路に対応して変更後のクラスマップを事前に設定する必要がある。例示として、図18(b)に示すように、遅延測定パケットでの優先度と遅延状態の優先度遅延状態表にそれぞれの組み合せの場合のクラスマップを登録しておく。現在の状態を遅延前だとし、高優先を優先とする構成の場合にはクラスマップ1が適用されたネットワークとなる。ここでは、遅延を遅延第1閾値レベル(例えば、10(秒))、遅延第2閾値レベル(例えば、20(秒))としたが、遅延閾値レベルの数は任意であり、優先度毎に値を設定することも可能である。既に、遅延前の状態で説示したが、遅延第1閾値レベルに低優先がある場合には高優先の遅延前よりも優先させることもできる。すなわち、優先度遅延状態表の複数の項目にネットワークが該当する状態にある場合に項目間の優先順位に基づき一の項目を特定し、その項目に係るクラスマップを適用することになる。なお、クラスマップとしているが、標準的なクラスマップを用意し、そのクラスマップに対する差分情報を各項目に関連付けて記録する構成とすることもできる。これまで、クラスマップの変更について説示してきたが、図18(a)に示すようにポリシールーティングの変更もこの優先度遅延状態表により実行することができ、OSPFのコスト値、VPNパスなども同様に優先度遅延状態表に関連付けて記録しておくことにより遅延結果に基づく経路変更を実現することができる(例えば、ある項目に図4(a)のポリシールーティング、他の項目に図4(c)のポリシールーティングを関連付けて記録する)。また、優先度遅延状態表は複数種類の情報を関連付けて記録することもでき、ある項目にはポリシールーティングを、他の項目にはOSPFのコスト値を関連付けて記録することもできる。経路情報記憶手段20が優先度遅延状態表を保持する。さらに、前説[遅延による経路変更に伴うQoS定義の更新]のQoS定義もクラスマップ等と共に項目毎に関連付けて記録しておくことが望ましい。

以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そして、かような変更又は改良を加えた実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。このことは、特許請求の範囲及び課題を解決する手段からも明らかなことである。

前記実施形態に関して次の付記を示す。
(付記)
(付記1) 入口機器となるネットワーク装置と出口機器となるネットワーク装置を備え、必要に応じて入口機器と出口機器の経路の間に中継機器となるネットワーク装置を備えて入口機器から出口機器へ遅延測定パケットを送信し、当該遅延測定パケットの受信に応じて出口機器が入口機器へ返信遅延測定パケットを返信するネットワークシステムにおいて、入口機器は、QoS定義された優先度をパケットに書き込み、予め設定された出口機器となるネットワーク装置のアドレスを送信先アドレスに書き込んだパケットを遅延測定パケットとして生成する遅延測定パケット生成手段と、遅延測定パケットの経路を設定した遅延測定パケット生成用設定情報から遅延測定パケットの経路に従ったポートを用いて遅延測定パケットを送出する遅延測定パケット送信手段とを備え、出口機器は、送信先アドレスが自己のアドレスである遅延測定パケットを受信する遅延測定パケット受信手段と、遅延測定パケット受信手段で受信した遅延測定パケットの送信元アドレスを送信先アドレスとして返信遅延測定パケットを遅延測定パケットを受信したポートを用いて返信する遅延測定パケット返信手段とを備え、入口機器は、送信先アドレスが自己のアドレスである返信遅延測定パケットを受信する返信遅延測定パケット受信手段と、生成パケット送信手段が遅延測定パケットを送信した時刻と返信遅延測定パケット受信手段が返信遅延測定パケットを受信した時刻とから遅延時間を算出する遅延算出手段とをさらに含むネットワークシステム。

(付記2) 入口機器は、遅延算出手段で算出した遅延時間に基づき優先度及び経路毎に用意された新たな入口機器から出口機器までの経路制御に変更する遅延結果分析経路変更手段とをさらに含む前記付記1に記載のネットワークシステム。

(付記3) 前記入口機器が、タイムフラグを遅延測定パケットに書き込み、
前記出口機器が、返信遅延測定パケットに含まれるタイムフラグ値を更新し、
前記入口機器は、返信遅延測定パケット内のタイムフラグ値が更新されているか否かを判断し、タイムフラグ値が更新されている場合に返信遅延測定パケットを使用して前記遅延算出手段により遅延時間を算出し、タイムフラグ値が更新されていない場合に返信遅延測定パケットを使用しない前記付記1または2に記載のネットワークシステム。

(付記4) 前記入口機器から出口機器までのネットワークシステムがMPLSネットワークシステムであり、入口機器は、遅延測定パケットを生成する際に、遅延測定パケットのMPLSヘッダのExpフィールドにQoS定義された優先度を設定する
前記付記1または2に記載のネットワークシステム。

(付記5) 遅延測定の結果、QoS定義された優先度に合わせてMPLSのClassify/Marking(MPLSのExp設定)を動的に変更可能な機能を具備する前記付記4に記載のネットワークシステム。

(付記6) MPLSネットワークシステム上の入口機器と出口機器の間にVPNを設定し、遅延測定の結果、QoS定義された優先度に合わせて経路を動的に変更可能な機能を具備する前記付記4に記載のネットワークシステム。

(付記7) 前記ネットワークシステムをL2−SW「VLAN」にて構成し、
入口機器は、遅延測定パケットを生成する際に、VLAN−TagのPRIフィールドに優先度を設定する前記付記1または2に記載のネットワークシステム。

(付記8) 遅延測定の結果、QoS定義された優先度に合わせてVLANのClassify/Marking(VLAN−TagのPRI設定)を動的に変更可能な機能を具備する前記付記7に記載のネットワークシステム。

(付記9) QoS定義された優先度をパケットに書き込み、予め設定された出口機器となるネットワーク装置のアドレスを送信先アドレスに書き込んだパケットを遅延測定パケットとして生成する遅延測定パケット生成手段と、遅延測定パケットの経路を設定した遅延測定パケット生成用設定情報から遅延測定パケットの経路に従ったポートを用いて遅延測定パケットを送出する遅延測定パケット送信手段と、送信先アドレスが自己のアドレスである遅延測定パケットを受信する遅延測定パケット受信手段と、遅延測定パケット受信手段で受信した遅延測定パケットの送信元アドレスを送信先アドレスとして返信遅延測定パケットを遅延測定パケットを受信したポートを用いて返信する遅延測定パケット返信手段と、送信先アドレスが自己のアドレスである返信遅延測定パケットを受信する返信遅延測定パケット受信手段と、生成パケット送信手段が遅延測定パケットを送信した時刻と返信遅延測定パケット受信手段が返信遅延測定パケットを受信した時刻とから遅延時間を算出する遅延算出手段と、遅延算出手段で算出した遅延時間に基づき優先度及び経路毎に用意された新たな入口機器から出口機器までの経路制御に変更する遅延結果分析経路変更手段とを含むネットワーク装置。

(付記10) 入口機器となるネットワーク装置と出口機器となるネットワーク装置を用い、必要に応じて入口機器と出口機器の経路の間に中継機器となるネットワーク装置を用いて入口機器から出口機器へ遅延測定パケットを送信し、当該遅延測定パケットの受信に応じて出口機器が入口機器へ返信遅延測定パケットを返信するネットワーク経路変更方法において、入口機器が、QoS定義された優先度をパケットに書き込み、予め設定された出口機器となるネットワーク装置のアドレスを送信先アドレスに書き込んだパケットを遅延測定パケットとして生成する遅延測定パケット生成ステップと、入口機器が、遅延測定パケットの経路を設定した遅延測定パケット生成用設定情報から遅延測定パケットの経路に従ったポートを用いて遅延測定パケットを送出する遅延測定パケット送信ステップと、出口機器が、送信先アドレスが自己のアドレスである遅延測定パケットを受信する遅延測定パケット受信ステップと、出口機器が、遅延測定パケット受信ステップで受信した遅延測定パケットの送信元アドレスを送信先アドレスとして返信遅延測定パケットを遅延測定パケットを受信したポートを用いて返信する遅延測定パケット返信ステップと、
入口機器が、送信先アドレスが自己のアドレスである返信遅延測定パケットを受信する返信遅延測定パケット受信ステップと、入口機器が、生成パケット送信ステップで遅延測定パケットを送信した時刻と返信遅延測定パケット受信ステップが返信遅延測定パケットを受信した時刻とから遅延時間を算出する遅延算出ステップと、入口機器が、遅延算出ステップで算出した遅延時間に基づき優先度及び経路毎に用意された新たな入口機器から出口機器までの経路制御に変更する遅延結果分析経路変更ステップとを含むネットワーク経路変更方法。

本発明の第1の実施形態に係るネットワーク装置のネットワーク構成図である。 本発明の第1の実施形態に係るネットワーク装置のブロック構成図である。 図1のルータのルーティングテーブルの例である。 本発明の第1の実施形態に係るポリシールーティング、QoS定義の一例である。 本発明の第1の実施形態に係るIPヘッダフォーマット及び遅延測定パケット生成用設定情報である。 本発明の第1の実施形態に係るToSフィールドを用いた優先制御の説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る優先度毎の遅延測定パケットの経路説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る入口機器と出口機器のシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態に係る遅延発生による経路変更説明図である。 本発明の第2の実施形態に係るMPLS網での遅延測定パケットの説明図である。 本発明の第2の実施形態に係るMPLS QoSでの遅延測定に基づく経路制御の変更の説明図である。 本発明の第2の実施形態に係るMPLS VPNでの遅延測定に基づく経路制御の変更の説明図である。 本発明の第3の実施形態に係るVLAN−Tagフレームフォーマットの説明図である。 本発明の第3の実施形態に係るネットワーク構成(遅延発生前)である。 本発明の第3の実施形態に係るネットワーク構成(遅延発生後)である。 本発明のその他の実施形態に係る遅延結果に基づくQoS優先定義の更新説明図である。 本発明のその他の実施形態に係る遅延結果に基づくClassify/Markingの変更説明図である。 本発明のその他の実施形態に係る経路変更用設定情報である。

符号の説明

10、A、B、C、D、E、F ネットワーク装置
11 ルーティングテーブル
12 パケット中継手段
13 遅延測定パケット生成手段
14 生成パケット送信手段
15 遅延測定パケット受信手段
16 遅延測定パケット返信手段
17 返信遅延測定パケット受信手段
18 遅延算出手段
19 遅延結果分析経路変更手段
20 経路情報記憶手段
X、Y コンピュータ

Claims (8)

  1. 入口機器となるネットワーク装置と出口機器となるネットワーク装置を備え、必要に応じて入口機器と出口機器の経路の間に中継機器となるネットワーク装置を備えて入口機器から出口機器へ遅延測定パケットを送信し、当該遅延測定パケットの受信に応じて出口機器が入口機器へ返信遅延測定パケットを返信するネットワークシステムにおいて、
    入口機器は、QoS定義された優先度をパケットに書き込み、予め設定された出口機器となるネットワーク装置のアドレスを送信先アドレスに書き込んだパケットを遅延測定パケットとして生成する遅延測定パケット生成手段と、遅延測定パケットの経路を設定した遅延測定パケット生成用設定情報から遅延測定パケットの経路に従ったポートを用いて遅延測定パケットを送出する遅延測定パケット送信手段とを備え、
    出口機器は、送信先アドレスが自己のアドレスである遅延測定パケットを受信する遅延測定パケット受信手段と、遅延測定パケット受信手段で受信した遅延測定パケットの送信元アドレスを送信先アドレスとして返信遅延測定パケットを遅延測定パケットを受信したポートを用いて返信する遅延測定パケット返信手段とを備え、
    入口機器は、送信先アドレスが自己のアドレスである返信遅延測定パケットを受信する返信遅延測定パケット受信手段と、生成パケット送信手段が遅延測定パケットを送信した時刻と返信遅延測定パケット受信手段が返信遅延測定パケットを受信した時刻とから遅延時間を算出する遅延算出手段とをさらに含むネットワークシステム。
  2. 入口機器は、遅延算出手段で算出した遅延時間に基づき優先度及び経路毎に用意された新たな入口機器から出口機器までの経路制御に変更する遅延結果分析経路変更手段とをさらに含む
    前記請求項1に記載のネットワークシステム。
  3. 前記入口機器が、タイムフラグを遅延測定パケットに書き込み、
    前記出口機器が、返信遅延測定パケットに含まれるタイムフラグ値を更新し、
    前記入口機器は、返信遅延測定パケット内のタイムフラグ値が更新されているか否かを判断し、タイムフラグ値が更新されている場合に返信遅延測定パケットを使用して前記遅延算出手段により遅延時間を算出し、タイムフラグ値が更新されていない場合に返信遅延測定パケットを使用しない
    前記請求項1または2に記載のネットワークシステム。
  4. 前記入口機器から出口機器までのネットワークシステムがMPLSネットワークシステムであり、
    入口機器は、遅延測定パケットを生成する際に、遅延測定パケットのMPLSヘッダのExpフィールドにQoS定義された優先度を設定する
    前記請求項1または2に記載のネットワークシステム。
  5. 遅延測定の結果、QoS定義された優先度に合わせてMPLSのClassify/Marking(MPLSのExp設定)を動的に変更可能な機能を具備する
    前記請求項4に記載のネットワークシステム。
  6. MPLSネットワークシステム上の入口機器と出口機器の間にVPNを設定し、
    遅延測定の結果、QoS定義された優先度に合わせて経路を動的に変更可能な機能を具備する
    前記請求項4に記載のネットワークシステム。
  7. QoS定義された優先度をパケットに書き込み、予め設定された出口機器となるネットワーク装置のアドレスを送信先アドレスに書き込んだパケットを遅延測定パケットとして生成する遅延測定パケット生成手段と、
    遅延測定パケットの経路を設定した遅延測定パケット生成用設定情報から遅延測定パケットの経路に従ったポートを用いて遅延測定パケットを送出する遅延測定パケット送信手段と、
    送信先アドレスが自己のアドレスである遅延測定パケットを受信する遅延測定パケット受信手段と、
    遅延測定パケット受信手段で受信した遅延測定パケットの送信元アドレスを送信先アドレスとして返信遅延測定パケットを遅延測定パケットを受信したポートを用いて返信する遅延測定パケット返信手段と、
    送信先アドレスが自己のアドレスである返信遅延測定パケットを受信する返信遅延測定パケット受信手段と、
    生成パケット送信手段が遅延測定パケットを送信した時刻と返信遅延測定パケット受信手段が返信遅延測定パケットを受信した時刻とから遅延時間を算出する遅延算出手段と、
    遅延算出手段で算出した遅延時間に基づき優先度及び経路毎に用意された新たな入口機器から出口機器までの経路制御に変更する遅延結果分析経路変更手段とを含むネットワーク装置。
  8. 入口機器となるネットワーク装置と出口機器となるネットワーク装置を用い、必要に応じて入口機器と出口機器の経路の間に中継機器となるネットワーク装置を用いて入口機器から出口機器へ遅延測定パケットを送信し、当該遅延測定パケットの受信に応じて出口機器が入口機器へ返信遅延測定パケットを返信するネットワーク経路変更方法において、
    入口機器が、QoS定義された優先度をパケットに書き込み、予め設定された出口機器となるネットワーク装置のアドレスを送信先アドレスに書き込んだパケットを遅延測定パケットとして生成する遅延測定パケット生成ステップと、
    入口機器が、遅延測定パケットの経路を設定した遅延測定パケット生成用設定情報から遅延測定パケットの経路に従ったポートを用いて遅延測定パケットを送出する遅延測定パケット送信ステップと、
    出口機器が、送信先アドレスが自己のアドレスである遅延測定パケットを受信する遅延測定パケット受信ステップと、
    出口機器が、遅延測定パケット受信ステップで受信した遅延測定パケットの送信元アドレスを送信先アドレスとして返信遅延測定パケットを遅延測定パケットを受信したポートを用いて返信する遅延測定パケット返信ステップと、
    入口機器が、送信先アドレスが自己のアドレスである返信遅延測定パケットを受信する返信遅延測定パケット受信ステップと、
    入口機器が、生成パケット送信ステップで遅延測定パケットを送信した時刻と返信遅延測定パケット受信ステップが返信遅延測定パケットを受信した時刻とから遅延時間を算出する遅延算出ステップと、
    入口機器が、遅延算出ステップで算出した遅延時間に基づき優先度及び経路毎に用意された新たな入口機器から出口機器までの経路制御に変更する遅延結果分析経路変更ステップとを含むネットワーク経路変更方法。
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