JP2012080211A

JP2012080211A - 経路選択システム

Info

Publication number: JP2012080211A
Application number: JP2010221455A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Hei; 雄一郎屏
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-04-19

Abstract

【課題】エンドユーザ主導で送信パケットの宛先への経路選択を可能とする経路選択システムを提供する。
【解決手段】エッジルータ１０を介して複数の上流ネットワークのいずれかを経由してインターネット接続する自ネットワークに所属するエンドユーザに対して、上流ネットワークのいずれかを経由して接続先ネットワークへ至る各候補経路の中から経路選択を可能とする経路選択システム１を、各候補経路における通信情報を取得する通信情報取得部２と、各候補経路の経路情報を取得する経路情報取得部３と、通信情報と経路情報とをエンドユーザに提示すると共に、当該提示に基づいてエンドユーザが各候補経路の中から決定した決定経路の情報を受信するユーザインタフェース部５と、エンドユーザが接続先ネットワークへ接続するに際して当該決定経路が利用されるよう、エッジルータ１０に設定する経路設定部４とを備えて提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は経路選択システムに関し、特にIPネットワークにおいてエンドユーザ主導による送信パケットの宛先への経路選択を可能とする経路選択システムに関する。

以下の非特許文献１等に開示された従来技術のマルチホーム接続は、あるネットワークをインターネットに接続する際に、冗長性確保や負荷分散等を目的として、複数の上流ISP（Internet Service Provider）に接続する技術である。図６に、自ネットワークがマルチホーム接続している概念的な例を示す。同図に示すように、自ネットワークは複数の上流ISPであるISP A及びISP Bにマルチホーム接続し、インターネット接続に際して両ネットワーク共に利用可能である。

マルチホーム接続するネットワークは通常BGP（Border Gateway Protocol）を利用して上流ISPと経路情報をやり取りし、ネットワークからインターネットのある宛先にパケットを送信する際、自身のネットワークで設定したBGPの経路制御ポリシーに従って、どちらの上流ISP経由でパケットを送信するかを決定する。

（インターネット）連載ＩＰルーティング入門第３回ＢＧＰ運用の基礎 http://www.atmarkit.co.jp/fnetwork/rensai/iprt03/iprt01.html

上記マルチホーム接続では、ネットワークから同じ宛先へのパケットは、ネットワーク側の設定都合によって定められてしまう上流ISP経由で送信される。例えば、図６の構成において自ネットワーク側で経路を固定して設定した例を図７の（Ａ）に示す。当該設定例では、自ネットワークよりインターネット上の宛先Ｃ、Ｄに対してパケットを送信する場合、宛先Ｃに対しては必ずISP A経由の経路で、宛先Ｄに対しては必ずISP B経由の経路で送信される。

また、この他にもネットワーク側での設定方針としては、例えば図７（Ｂ）に示すように、ISP Aの利用料金がISP Bの利用料金よりも安い場合、ネットワークはなるべくパケットがISP A経由でインターネットに送信されるように設定すること、すなわち利用料金重視で設定し、経路選択することが考えられる。また図７（Ｃ）に示すように、ISP Aへの接続回線が混雑している場合は、パケットがISP B経由でインターネットに送信されるように設定すること、すなわち通信品質重視で設定し、経路選択することが考えられる。

上記のような各種の経路選択はネットワーク主導で行われるが、ネットワーク内のエンドユーザ側から見た場合、上記の図７（Ｂ）（Ｃ）のような上流ISPの切り替えや、図７（Ａ）のような固定を行ってほしくない場合も考えられる。例えば切り替えを行う場合であれば、ネットワーク内には、利用料金を重視するエンドユーザもいれば、通信品質を重視するエンドユーザもいると考えられ、その場合ネットワーク側で例えば利用料金重視で経路選択を行うと、通信品質を重視するエンドユーザにとって不利益となる可能性がある。

本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、エンドユーザ主導による送信パケットの宛先への経路選択を可能とする、経路選択システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、エッジルータを介して複数の上流ネットワークのいずれかを経由してインターネット接続する自ネットワークに所属するエンドユーザに対して、前記上流ネットワークのいずれかを経由して接続先ネットワークへ至る各候補経路の中から経路選択を可能とする経路選択システムであって、前記各候補経路における通信情報を取得する通信情報取得部と、前記各候補経路の経路情報を取得する経路情報取得部と、前記通信情報と前記経路情報とを前記エンドユーザに提示すると共に、当該提示に基づいて前記エンドユーザが前記各候補経路の中から決定した決定経路の情報を受信するユーザインタフェース部と、前記エンドユーザが前記接続先ネットワークへ接続するに際して前記決定経路が利用されるよう、前記エッジルータに設定する経路設定部とを備えることを第１の特徴とする。

また、本発明は、前記ユーザインタフェース部が、前記通信情報と前記経路情報とをGUI(Graphical User Interface)により前記エンドユーザに提示することを第２の特徴とする。

前記第１の特徴によれば、本発明の経路選択システムを利用して経路を決定することで、エンドユーザ主導による送信パケットの宛先への経路選択が可能となる。

前記第２の特徴によれば、エンドユーザはGUIで提供された通信情報と経路情報とを参照することにより、所望の情報を容易に把握して経路を決定することができる。

本発明の構成と動作との概要を説明する図である。経路選択システムの機能ブロック図である。エッジルータにてエンドユーザの決定経路に従うパケット転送が行われる概要を説明する図である。課金情報取得部をさらに備える、経路選択システムの機能ブロック図である。ユーザインタフェース部のGUIの例を説明する図である。従来技術のマルチホーム接続を説明する図である。従来技術の課題を説明する図である。

以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１に本発明の構成と動作との概要を示す。自ネットワークＮ１は、エッジルータ１０を介して上流ISPであるISP A及びISP BとBGP接続している。エッジルータ１０はISP A及びISP Bに接続するルータであり、ISP A/ISP Bより受信したBGP経路情報を(c2)に示すように、本発明の経路選択システム１に送信する。なお、上流ISPは必ずしも２つである必要はないが、ここでは説明の便宜上、２つのISP A/ISP Bを想定する。

経路選択システム１は、上記のように受信した経路情報を自ネットワーク内のエンドユーザに公開するインタフェースを持つ。エンドユーザは経路選択システム１にアクセスして、自身が利用したい経路を選択する。経路選択システム１は、エンドユーザからのリクエストをもとに(c1)に示すようにエッジルータ１０に設定を行うことで、エンドユーザは所望の経路による通信が可能となる。

例えば、(a)に示すように、エンドユーザＡが経路選択システム１に対して、ネットワークN2への経路をISP A経由とすることをリクエストしたとする。また、(b)に示すように、エンドユーザBが経路選択システム１に対して、ネットワークN2への経路をISP B経由とすることをリクエストしたとする。この場合、経路選択システム１は(a1)に示すように、エンドユーザAからネットワークN2に向かうパケットはISP A経由で送信され、エンドユーザBからネットワークN2に向かうパケットはISP B経由で送信されるように、エッジルータ１０の経路設定を行う。各エンドユーザが利用経路の変更をリクエストすれば、当該変更に従うよう、経路設定を再度行う。

エッジルータ１０で上記のような経路設定を行うために、エッジルータ１０は複数の経路表を持ち、パケット種別によってパケットの転送のための経路検索時に参照する経路表を分ける機能を有するとする。当該機能に関しては後述するが、このような技術の詳細に関しては、以下の従来技術文献２に開示されている。

（従来技術文献２）（インターネット）「Linux（登録商標）カーネルメモルーティングテーブル IPv4のルーティングテーブルに関するメモ」
http://wiki.bit-hive.com/linuxkernelmemo/pg/%A5%EB%A1%BC%A5%C6%A5%A3%A5%F3%A5%B0%A5%C6%A1%BC%A5%D6%A5%EB

図２に経路選択システム１の機能ブロック図を示す。経路選択システム１は、通信情報取得部２、経路情報取得部３、経路設定部４及びユーザインタフェース部５を備える。

通信情報取得部２は、通信情報として、自ネットワークと複数の上流ISP間のトラヒック流量や、自ネットワークとある特定の外部ネットワーク間の遅延時間等を取得する。上記トラヒック流量は、例えば、エッジルータ１０へのSNMP(Simple Network Management Protocol)問い合わせにより取得することができる。また、遅延時間はping等により測定することができる。遅延時間を測定する場合も、トラヒック流量取得時と同様に、エッジルータ１０へのアクセスを伴うこととなる。

トラヒック流量や遅延時間は、図２に示す経路選択システム１の外部にある、自ネットワーク内のネットワークサーバなどからなる通信情報管理部１１から取得してもよい。経路選択システム１自身にトラヒック流量や遅延時間を測定する機能を持たせてもよい。いずれにせよ、何らかの形でエッジルータ１０へのアクセスを伴う形により、トラヒック流量や遅延時間といった通信情報が得られる。

経路情報取得部３は、エッジルータ１０よりBGP経路情報を取得する。エッジルータ１０は、上流ISPからBGPで受信した経路を全て経路情報取得部３に送信する。当該経路情報によって、自ネットワークから各上流ネットワークを経由して所望の接続先ネットワークに至る各経路候補が、実際に到達可能な経路であるかが判明する。

なお、通信情報取得部２は、このように経路情報により到達可能であると判明した各経路候補に関して、通信情報を取得している。

ユーザインタフェース部５は、通信情報取得部２や経路情報取得部３が取得した情報をエンドユーザに公開するためのインタフェースである。エンドユーザは、ユーザインタフェース部５を通じて得られる情報から、自ネットワークよりいずれかの上流ネットワークを経由して所定の接続先ネットワークへ至る通信経路を選択する。ユーザが選択した経路はユーザインタフェース部５を通じて経路設定部４に通知される。ユーザインタフェース部５の各機能は、後述するようにGUIを通じて提供されてもよい。

経路設定部４は、ユーザが選択・決定した経路をエッジルータ１０に設定する。また、設定した経路をユーザインタフェース部５を通じて、エンドユーザが参照・確認できるようにする。

エッジルータ１０がユーザの決定経路に従うパケット転送を行う概要を図３の例で示す。自ネットワーク内にはエンドユーザとして、エンドユーザA、Bが存在し、アドレスはそれぞれ20.0.0.1、20.0.02である。自ネットワークはエッジルータ１０を介して２つの上流ISP A、ISP Bに接続し、当該ISP A/Bのいずれかを経由してインターネット接続する形態とする。そして、所定の２つの宛先ネットワーク10.0.0.0/24と10.0.1.0/24とにパケット送信する場合に、２つの上流ISP A/Bのいずれを経由させるかをエンドユーザが決定する場合を例として説明する。

エンドユーザA(アドレス20.0.0.1)は、経路選択システム１を利用して、宛先ネットワーク10.0.0.0/24には上流ISP A経由で、宛先ネットワーク10.0.1.0/24には上流ISP B経由でパケット送信するように、経路を選択する。エンドユーザB(アドレス20.0.0.2)は、エンドユーザAとは逆に、経路選択システム１を利用して、宛先ネットワーク10.0.0.0/24には上流ISP B経由で、宛先ネットワーク10.0.1.0/24には上流ISP A経由でパケット送信するように、経路を選択する。

上記のような各エンドユーザA、Bの選択決定が経路設定部４により、エッジルータ１０に設定される。すなわち、エッジルータ１０はパケット種別によって区別して参照される経路表を有し、図３に示すように、当該区別に用いるパケット種別として、送信元アドレスを利用することで、各エンドユーザ毎に個別のパケット転送が可能となる。このように、エッジルータ１０は、自ネットワーク内の送信元アドレス毎に経路表を管理している。各エンドユーザが決定経路を設定する毎に、エッジルータ１０の管理する各エンドユーザに対応する経路表が経路設定部４によって当該設定に従って更新され、各エンドユーザは自ら決定した経路によりパケット送信が可能となる。

例えば、図３に示すように、エンドユーザAから送信されたパケットの転送に参照される経路表は、エッジルータ１０がエンドユーザAからの送信パケットを識別するためにエンドユーザのアドレス20.0.0.1を含むラベルを有し、エンドユーザAが上述のように選択した経路が利用されるように更新されている。エンドユーザBに対応する経路表についても同様である。

このようなエンドユーザ毎の経路表をエッジルータ１０が利用することで、図３に示すように、例えば宛先が10.0.0.1、すなわちネットワーク10.0.0.0/24内のアドレスが宛先である場合、エンドユーザAが(a1)に示すように送信したパケットpAは、(a2)に示すようにエンドユーザAの決定したISP Aを経由する経路で送信される。また、エンドユーザBが(b1)に示すように送信したパケットpBは、(b2)に示すようにエンドユーザBの決定したISP Bを経由する経路で送信される。

なお、エンドユーザが特に経路選択を希望しない場合は、デフォルト設定の経路が利用される。図３に示すように、このようなエンドユーザからの送信パケットを転送するためのデフォルトの経路表も、エッジルータ１０は管理している。デフォルト利用の場合も、各エンドユーザが個別に経路設定するのと同様にして、送信元パケットによる識別によりエッジルータ１０において設定することができる。

図４に、図２の構成の経路選択システム１がさらに追加構成として、各ネットワーク間の通信で必要となる課金情報を取得する、課金情報取得部を備える場合の機能ブロック図を示す。

課金情報取得部６は、経路選択システム１の外部の課金サーバ１２より、課金情報を取得する。課金サーバ１２は、自ネットワークと、自ネットワークがインターネット接続するに際してエッジルータ１０を介して経由する各上流ネットワークとの間での通信に要する課金情報を管理する。

課金情報取得部６が、当該取得した課金情報をユーザインタフェース部５に渡すことで、エンドユーザは各候補経路の通信情報、経路情報と共に、課金情報も参照することで、パケット送信経路を決定することができるようになる。

図５に、図２または図４の構成におけるユーザインタフェース部５が、ユーザに対して通信情報、経路情報、課金情報などを提供するGUI(Graphical User Interface)の例を示す。ユーザは当該GUIを利用することで、必要な情報を直感的に且つ容易に把握して経路選択ができるようになる。

図５に示すように、当該GUIは、経路情報を提供するネットワーク図、通信情報を提供するトラフィック流量の欄及び遅延の欄、課金情報を提供する課金情報の欄、などを備える。

ネットワーク図は、経路情報取得部３がエッジルータ１０より取得するBGP経路情報から自動的に作図する。そして、ネットワーク図で表示するネットワークは、エンドユーザに対して経路を選択決定可能とするネットワークである。なお、現在のインターネットを考えると、インターネットに存在する全てのネットワークを表示させることは非現実的である。よって、経路選択システム１の運用においては、エンドユーザが経路選択可能とする宛先ネットワークをあらかじめ指定し、経路情報取得部３は、BGP経路情報の全てのうち、当該指定した宛先ネットワークへの経路情報のみ、ユーザインタフェース部５に通知する。

図５に例として示すネットワーク図では、自ネットワークの上流ネットワークがISP AとISP Bとの２つ存在し、エンドユーザにこれら上流ネットワークのいずれかを経由してパケットを送信する宛先のネットワーク、すなわち接続先ネットワークとして、所定のネットワークN1、N2、N3を指定している。

ネットワークN1、N2にはISP A、ISP Bのいずれを経由しても到達できるが、ネットワークN3へはISP A経由の経路でしか到達できないということが経路情報として得られ、図５にそのような経路情報をGUIにて提供するものとして、ネットワーク図が示されている。

当該ネットワーク図GUIは、表示機能と共にエンドユーザの経路決定の入力機能も備えてよい。入力機能も備える場合、例えばネットワークN2へはISP A経由への経路を利用する場合、図５に示すような、ネットワークN2の表示領域とISP Aの表示領域とを選択することで、当該経路の決定が入力されるようにしてもよい。エンドユーザが特に経路を指定しない場合には、エッジルータ１０のデフォルト設定が利用されるように、図５に示すような、デフォルト設定利用の領域を設けてもよい。

すなわち、ネットワーク図GUIでは、自ネットワークと経由するいずれかの上流ネットワークとの間の利用可能な経路（第１経路）と、各上流ネットワークと接続先ネットワークとの間の利用可能な経路（第２経路）を表示する。図５の例であれば、第１経路は自ネットワーク−ISP A間の経路と、自ネットワーク−ISP B間の経路と、である。第２経路は、ISP A−N1間経路、ISP A−N2間経路、ISP A−N3間経路、ISP B−N1間経路及びISP B−N2間経路、である。エンドユーザは当該表示された第１経路と第２経路との組み合わせ指定によって利用を希望する経路を入力することができる。

また当該ネットワーク図GUIを通じて、各エンドユーザは自身の現在設定している選択経路（デフォルト設定利用を含む）を確認することもできる。

トラフィック流量、遅延及び課金情報の欄のGUIは、図５に示すように、所定期間の過去に渡る履歴として、各情報を表示する。（遅延に関しては不図示だが、遅延も過去履歴を参照できるものとする。）図５では表形式で各情報が示されているが、グラフで示すようにしてもよい。

図５では、トラフィック流量として自ネットワークとISP A又はISP Bとの間のトラフィック流量を所定期間の過去に渡り、上り／下りトラフィック流量として示している。また、遅延情報として、各宛先ネットワークへ、到達可能な上流ISPをそれぞれ経由する際の値がミリ秒単位で示されている。

また、図５では、課金情報として、自ネットワークと各上流ネットワークISP A/Bとの間の通信に要する料金を、基本料金に対する追加（＋）または割引（−）料金として、所定期間の過去に渡って示している。当該追加／割引料金は、基本料金に対する割合（単位％など）として示してもよいし、又は当該追加／割引料金そのものを所定単位の絶対値として示してもよい。また、図５の例とは異なり、割合と絶対値とのいずれか一方に限らず、両者を示してもよい。

このように経路情報及び課金情報を履歴として表示するため、経路情報取得部３及び課金情報取得部６は、定期的に、例えば所定期間毎に、情報を取得し、保存する。また同様に、通信情報取得部２も、各エンドユーザが経路決定を行おうとする時点における経路情報を、随時取得して更新している。またエンドユーザはこのような履歴を参照して、ネットワークの混雑状況などの近況を把握することで、より自身のポリシーに即した経路を選択決定することができる。

以上のように、本発明によれば、エンドユーザが、ネットワーク側から提供される情報を参照し、エンドユーザ自身のポリシーに基づいて、自身が発するパケットの経路を主導的に決定することが可能となる。また、ネットワーク側では、経路毎にエンドユーザに対する課金設定を変えることで、エンドユーザへのインターネット接続提供価格がユーザの経路選択により変わるなど、より柔軟な価格設定を行うことが可能となる。

１…経路選択システム、２…通信情報取得部、３…経路情報取得部、４…経路設定部、５…ユーザインタフェース部

Claims

エッジルータを介して複数の上流ネットワークのいずれかを経由してインターネット接続する自ネットワークに所属するエンドユーザに対して、前記上流ネットワークのいずれかを経由して接続先ネットワークへ至る各候補経路の中から経路選択を可能とする経路選択システムであって、
前記各候補経路における通信情報を取得する通信情報取得部と、
前記各候補経路の経路情報を取得する経路情報取得部と、
前記通信情報と前記経路情報とを前記エンドユーザに提示すると共に、当該提示に基づいて前記エンドユーザが前記各候補経路の中から決定した決定経路の情報を受信するユーザインタフェース部と、
前記エンドユーザが前記接続先ネットワークへ接続するに際して前記決定経路が利用されるよう、前記エッジルータに設定する経路設定部とを備えることを特徴とする経路選択システム。
前記経路情報取得部は、前記エッジルータより、前記経路情報として、所定の接続先ネットワークに前記複数の上流ネットワークのいずれかを経由して到達可能であるかに関する情報を、BGP(Border Gateway Protocol)により取得することを特徴とする請求項１に記載の経路選択システム。
前記通信情報取得部は、前記エッジルータにアクセスすることにより、前記通信情報として、前記自ネットワークと前記複数の上流ネットワークのいずれかの間のトラヒック流量に関する情報、又は前記自ネットワークと所定の接続先ネットワークとの間の遅延時間に関する情報、の少なくとも一方を取得することを特徴とする、請求項１または２に記載の経路選択システム。
前記通信情報取得部が、前記通信情報を所定期間の過去に渡る履歴として取得することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の経路選択システム。
前記エッジルータは前記自ネットワーク内の送信元アドレス毎に経路表を管理し、前記経路設定部は、前記決定経路の情報に従って、当該決定したエンドユーザのアドレスに対応する前記経路表を更新することにより、前記決定経路が利用されるようにすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の経路選択システム。
前記ユーザインタフェース部が、前記通信情報と前記経路情報とをGUI(Graphical User Interface)により前記エンドユーザに提示することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の経路選択システム。
前記自ネットワークと前記複数のネットワークの各々との間で通信する際の課金情報を管理する課金サーバより、課金情報を取得する課金情報取得部をさらに備え、
前記ユーザインタフェース部が前記通信情報と前記経路情報と前記課金情報とを前記エンドユーザに提示することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の経路選択システム。