JP2012161033A

JP2012161033A - リソース割当て装置およびリソース割当て方法

Info

Publication number: JP2012161033A
Application number: JP2011020974A
Authority: JP
Inventors: Eriko Iwasa; 絵里子岩佐
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2012-08-23

Abstract

【課題】リソース割当ての処理中において、ネットワークの輻輳発生による通信品質の低下を防止することができる、リソース割当て装置およびリソース割当て方法を提供する。
【解決手段】通信ノード２０からリソース割当て要求を受信したリソース割当て装置１０は、そのリソース割当て要求に付された緊急度情報が、記憶部１４内の緊急度判定情報１４２に設定された閾値を超えているか否かを判定し、超えている場合には、そのリソース割当て要求の優先度を、通信ノード２０の機能毎に優先度設定情報１４１に設定してある優先度よりも高い優先度に決定する。そして、リソース割当て装置１０は、決定した優先度に基づきリソース割当て要求についてリソース割当て計算を行い、新たなリソースを割り当てたノード構成情報を各通信ノード２０に送信する。
【選択図】図３

Description

本発明は、リソース割当て装置およびリソース割当て方法に関する。

ネットワーク通信の分野においては、リソース不足による通信品質の低下や、呼損の増大を防ぐため、従来からリソース管理が注目されてきた。
特に、近年では、ユーザ端末等からの通信要求にしたがい、リソースを動的に割り当てるリソース管理技術が開発されている。

具体的には、短時間に集中的にリソースの割当て要求が発生する状況（例えば、災害時）において、ある特定の通信要求でリソース（帯域）が占有されるのを防ぐため、リソース要求を複数段階に分割し、各段階に設定されたスケジュールにしたがってリソースの割当てを実行することで競合を回避し、複数の通信路全体でコネクティビティを最大限に確保する方法が開示されている（特許文献１参照）。

また、リソース割当てを行う際に、ＮＷ機器（通信ネットワークを構成する機器）の制御を必要としないサービスと、流入制御等のＮＷ機器の制御を必要とするサービスとがあり、このサービスの種別により、リソース要求の処理負荷や処理時間が異なる。この点を考慮して、要求メッセージに付加される情報に基づきサービスの優先度を設定し、その優先度にしたがった処理を実行する技術が開示されている（特許文献２参照）。

特開２００９−５５３５７号公報特開２００７−１９４８９４号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の技術は、ネットワークのリソースとして帯域を割り当てる技術であり、例えば、サーバにおけるＣＰＵ（Central Processing Unit）の処理能力、ストレージの記憶容量等で不足するリソース量を追加するために、複数のサーバやストレージ等から構成される通信ノードのリソース自体を再構成し、新たなリソースを割り当てる技術ではない。
また、特許文献１に記載の技術は、短時間に集中的にリソース（帯域）要求が発生する場合に、特定の通信路がリソースを占有してしまうことを回避するため、リソース要求を複数の段階に分割して実行するものであり、特許文献２に記載の技術は、リソース要求を処理する優先度をサービスに応じて予め固定的に決めておくものである。したがって、これらの技術は、通信ノードの負荷に応じてリソース要求の優先度を動的に制御できるものではない。つまり、従来のリソース管理技術では、各通信ノードにおけるリソース要求の緊急度に応じて、優先度を動的に制御することは考慮されていない。

例えば、トラヒックが急激に増大しており、リソースの早急な確保が望まれる通信ノード（通信ノード「Ｘ」とする）のリソース要求が、他の通信ノード（通信ノード「Ｙ」とする）のリソース要求の処理待ち中に到着すると、リソース要求の受付の早かった通信ノード「Ｙ」のリソース割当てが優先される。その結果、全体のリソース量が有限であるため、どの通信ノードにも割り当てられていないリソースが少なかった場合、通信ノード「Ｘ」に対するリソースが不足することがある。また、通信ノード「Ｘ」ではトラヒックが急増しているため、通信ノード「Ｙ」へのリソース割当て中に、通信ノード「Ｘ」のリソースが不足する可能性がある。このようなケースでは、通信ノード「Ｘ」において、大規模な輻輳が発生し、ネットワーク全体の通信品質が低下する可能性が高まる。

このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、リソース割当ての処理中において、ネットワークの輻輳発生による通信品質の低下を防止することができる、リソース割当て装置およびリソース割当て方法を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、複数のリソースがネットワーク内における所定の機能を実現するためクラスタ化されて１つの通信ノードとして構成され、前記通信ノードそれぞれからリソース割当て要求を取得し、前記通信ノードそれぞれの前記機能毎に対応付けられた優先度の高いものから優先的に、前記通信ノードに新たなリソースを割り当てるリソース割当て装置であって、（１）前記リソース毎の性能情報と、前記リソースが属する前記通信ノードを示すノード構成情報とが記憶されるリソース情報、（２）前記通信ノードの機能それぞれに対応付けられた優先度が記憶される優先度設定情報、および、（３）前記リソース割当て要求に付された緊急度情報の閾値が記憶される緊急度判定情報、を格納している記憶部と、前記通信ノードから、リソースの不足分を示す要求リソース量と、前記緊急度情報とが付された前記リソース割当て要求を取得するリソース割当て要求取得部と、前記取得したリソース割当て要求を送信した前記通信ノードの機能に対応する優先度を、前記優先度設定情報に基づき抽出し、前記リソース割当て要求に付された前記緊急度情報を用いて、前記緊急度判定情報を参照し、前記緊急度情報の値が前記閾値を超える場合に、前記優先度設定情報から抽出した優先度を上げて、当該リソース割当て要求の新たな優先度を決定する割当て優先度決定部と、前記決定した新たな優先度を用いて、前記優先度の高いものから優先的に前記リソース割当て要求を取得し、前記取得したリソース割当て要求に付された前記要求リソース量を満たすように、前記リソース情報の前記性能情報を参照してリソース割当て計算を行い、新たなリソースを割り当てた前記ノード構成情報を生成するリソース割当て処理部と、前記生成したノード構成情報を、前記通信ノードそれぞれに送信するノード構成情報送信部と、を備えることを特徴とするリソース割当て装置とした。

また、請求項４に記載の発明は、複数のリソースがネットワーク内における所定の機能を実現するためクラスタ化されて１つの通信ノードとして構成され、前記通信ノードそれぞれからリソース割当て要求を取得し、前記通信ノードそれぞれの前記機能毎に対応付けられた優先度の高いものから優先的に、前記通信ノードに新たなリソースを割り当てるリソース割当て装置のリソース割当て方法であって、前記リソース割当て装置が、（１）前記リソース毎の性能情報と、前記リソースが属する前記通信ノードを示すノード構成情報とが記憶されるリソース情報、（２）前記通信ノードの機能それぞれに対応付けられた優先度が記憶される優先度設定情報、および、（３）前記リソース割当て要求に付された緊急度情報の閾値が記憶される緊急度判定情報、を格納している記憶部を備えており、前記通信ノードから、リソースの不足分を示す要求リソース量と、前記緊急度情報とが付された前記リソース割当て要求を取得するステップと、前記取得したリソース割当て要求を送信した前記通信ノードの機能に対応する優先度を、前記優先度設定情報に基づき抽出するステップと、前記リソース割当て要求に付された前記緊急度情報を用いて、前記緊急度判定情報を参照し、前記緊急度情報の値が前記閾値を超える場合に、前記優先度設定情報から抽出した優先度を上げて、当該リソース割当て要求の新たな優先度を決定するステップと、前記決定した新たな優先度を用いて、前記優先度の高いものから優先的に前記リソース割当て要求を取得し、前記取得したリソース割当て要求に付された前記要求リソース量を満たすように、前記リソース情報の前記性能情報を参照してリソース割当て計算を行い、新たなリソースを割り当てた前記ノード構成情報を生成するステップと、前記生成したノード構成情報を、前記通信ノードそれぞれに送信するステップと、を実行することを特徴とするリソース割当て方法とした。

このようにすることで、リソース割当て装置は、通信ノードからリソース割当て要求を受信し、そのリソース割当て要求に付された緊急度情報の値が、緊急度判定情報に記憶された閾値を超えているか否かを判定する。そして、リソース割当て装置は、緊急度情報の値が閾値を超えている場合には、そのリソース割当て要求の優先度を、通信ノードの機能毎に優先度設定情報に設定してある優先度よりも高い優先度に決定する。そして、リソース割当て装置は、決定した優先度に基づきリソース割当て要求についてリソース割当て計算を行い、新たなリソースを割り当てたノード構成情報を各通信ノードに送信する。

よって、本発明によれば、緊急度情報を用いて、リソース割当て要求の緊急度を判定し、その緊急度情報の値が閾値より高いリソース割当て要求については、優先度を上げてリソースを割り当てることができる。したがって、通信ノードでの輻輳の発生を防ぎ、ネットワークの通信品質の低下を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、前記記憶部が、さらに、前記リソース割当て要求を、前記優先度毎の複数のキューに保存するキュー記憶部を備えており、前記割当て優先度決定部が、前記新たな優先度を決定すると、当該新たな優先度のキューに、前記リソース割当て要求を入力し、前記リソース割当て処理部が、前記優先度の高いキューからは、前記優先度の低いキューよりも高い確率で、前記リソース割当て要求を取得することを特徴とする請求項１に記載のリソース割当て装置とした。

このようにすることで、記憶部に優先度毎の複数のキューを備える場合でも、緊急度情報の値が、閾値より高いリソース割当て要求を、より優先度の高いキューに保存して、リソースを割り当てることができる。

請求項３に記載の発明は、前記緊急度情報が、前記通信ノードにおいて、所定の間隔で計測されるトラヒック量から計算されるトラヒック変化率であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリソース割当て装置とした。

このように、緊急度情報としてトラヒック変化率を用いることにより、トラヒック量が急激に変化した場合に、優先度を上げてリソースを割り当てることができる。

本発明によれば、リソース割当ての処理中において、ネットワークの輻輳発生による通信品質の低下を防止する、リソース割当て装置およびリソース割当て方法を提供することができる。

本実施形態に係るリソース割当てシステムを概念的に説明するための図である。比較例となるリソース要求の優先度設定処理を説明するための図である。本実施形態に係るリソース割当て装置および通信ノードの構成例を示す機能ブロック図である。本実施形態に係るリソース割当て装置の割当て優先度決定部が行うリソース割当て要求の優先度決定処理を説明するための図である。本実施形態に係るリソース情報のデータ構成の一例を示す図である。本実施形態に係る緊急度情報としてのトラヒック変化率を説明するための図である。本実施形態に係るリソース割当てシステムが行う処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態に係るリソース割当て装置が行うリソース割当て処理の流れを示すフローチャートである。

次に、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本実施形態に係るリソース割当て装置１０を含むリソース割当てシステム１の概要と、本実施形態に係るリソース割当て装置１０の処理の概要について説明する。

図１は、本実施形態に係るリソース割当てシステム１を概念的に説明するための図である。
図１に示すように、本実施形態に係るリソース割当てシステム１は、複数の通信ノード２０とリソース割当て装置１０とを含んで構成される。

この通信ノード２０は、クラスタ化された複数のリソースで構成される。本発明において、リソースとは、例えば、サーバ、ルータ、ストレージ等の通信ネットワークを構成するための装置そのもの、若しくは、そのサーバ等が具備するＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等の装置を意味するものとする。また、ＣＰＵの処理能力、メモリやハードディスク等の記憶容量等の性能を、リソース容量とする。

通信ノード２０は、その目的とする機能毎に、複数のリソースがクラスタ化されて１つの通信ノード２０を構成しており、図１では、機能Ａ、機能Ｂ、機能Ｃの通信ノード２０がそれぞれ２台設置されリソース割当て装置１０と通信可能に接続されていることを示している。
この通信ノード２０の機能Ａ，Ｂ，Ｃの具体例は、ネットワーク上でサービスを提供する様々なシステムの機能を例示することができるが、例えば、ＮＧＮ（Next Generation Network）網に設置される、ＣＳＣＦ（Call Session Control）、ＥＮＵＭ（Telephone Number Mapping）、ＡＳ（Application Server）等である。通信のセッション制御を行うＣＳＣＦの機能Ａを備える通信ノード２０（符号Ａ_１，Ａ_２）、電話番号をＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）に対応付ける処理を行うＥＮＵＭの機能Ｂを備える通信ノード２０(符号Ｂ_１，Ｂ_２)、通信信号の処理の流れを制御するＡＳの機能Ｃを備える通信ノード２０（符号Ｃ_１，Ｃ_２）のように構成することができ、この他にもＮＧＮ網を実現するための機能（機能Ｄ，Ｅ，…）を備える通信ノード２０がネットワークに設定される。
また、この機能Ａ，Ｂ，Ｃ，…を備える通信ノード２０は、図１に示したように２台に限定されることはなく、ネットワーク設計者による設定や、後記するリソース割当て装置１０によるリソース割当て処理の結果により、設定する台数が決定されるものである。

次に、本実施形態に係るリソース割当て装置１０の処理の概要について説明する。
リソース割当て装置１０は、各通信ノード２０と通信可能に接続され、各リソースの処理性能や、そのリソースが現在どの通信ノード２０に使用されているか等を管理するリソース情報４００（後記する図５）を記憶している。また、リソース割当て装置１０は、いずれの通信ノード２０にも属していない現時点で不使用のリソース（図１では不図示）とも接続され、リソース情報４００において管理している（詳細は後記）。
そして、リソース割当て装置１０は、リソース不足となった通信ノード２０から、要求リソース量と緊急度情報を含むリソース割当て要求を受信する。この緊急度情報は、ある通信ノード２０からのリソース割当て要求を、その機能毎に予め設定されている優先度よりも上げて優先的に処理すべきか否か、つまり緊急にリソースの割り当てが必要か否かを判定する指標となる情報である（詳細は後記）。

従来のリソース要求には、本実施形態に係る緊急度情報は含まれておらず、予め機能毎に設定された優先度で、リソースの割当て処理が行われていた。図２は、比較例となるリソース要求の優先度設定処理を説明するための図である。図２に示すように、各通信ノードからリソース要求を受信すると、その通信ノードの機能毎に予め優先度が決められており、その機能に対応付けられた優先度のキューに、リソース要求が入力されていた。例えば、機能Ａの通信ノードからのリソース要求は、優先度が最も高い優先度「１」のキューに入力され、機能Ｂの通信ノードからのリソース要求は、優先度「２」のキューに入力され、機能Ｃの通信ノードからのリソース要求は、優先度が最も低い優先度「３」のキューに入力される。そして、リソース要求の刈り取りでは、優先度にしたがって、例えば、優先度１：優先度２：優先度３について、４：２：１という割合で各優先度のキューからリソース要求の刈り取りを行い、リソース割当ての処理を実行していた。したがって、トラヒック量が急増している等、緊急度の高い通信ノード（例えば「機能Ｃ_１」の通信ノード）からのリソース要求であっても、固定された優先度「３」のキューに入力されるため、「機能Ｃ_１」の通信ノードでの輻輳発生を防止することができないことがあった。

一方、本実施形態に係るリソース割当て装置１０では、リソース割当て要求に含まれる緊急度情報の値が、所定の閾値を超えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には、通信ノード２０の機能毎に設定してある優先度よりも高い優先度のキューに、そのリソース割当て要求を入力する。例えば、後記する図４に示すように、緊急度の高い通信ノード（例えば「機能Ｃ_１」の通信ノード）からのリソース割当て要求を受信すると、予め設定された優先度「３」のキューではなく、より優先度の高い優先度「２」のキューに、そのリソース割当て要求を入力する。そして、リソース割当て装置１０は、優先度を高くした、緊急度の高いリソース割当て要求について刈り取りを行い、このリソース割当て要求に基づくリソースの割当てを行う。
このようにすることで、緊急度の高い（緊急度情報の値の高い）通信ノード２０からのリソース割当て要求を優先的に処理することにより、その通信ノード２０での輻輳発生を防止し、ネットワーク全体としての通信品質の低下を防ぐことが可能になる。

＜装置の構成＞
次に、本実施形態に係るリソース割当てシステム１を構成する、リソース割当て装置１０および通信ノード２０について、図３を参照して具体的に説明する。図３は、本実施形態に係るリソース割当て装置１０および通信ノード２０の構成例を示す機能ブロック図である。

（リソース割当て装置）
リソース割当て装置１０は、図３に示すように、制御部１１と、入出力部１２と、メモリ部１３と、記憶部１４とを備える。

制御部１１は、リソース割当て装置１０全体の制御を司り、リソース割当て要求取得部１１１と、割当て優先度決定部１１２と、リソース割当て処理部１１３と、ノード構成情報送信部１１４とを含んで構成される。なお、この制御部１１は、例えば、リソース割当て装置１０の記憶部１４に記憶されたプログラムをＣＰＵが、メモリ部１３であるＲＡＭ（Random Access Memory）に展開し実行することで実現される。

リソース割当て要求取得部１１１は、リソース容量が不足となった通信ノード２０から、その通信ノード２０が割当てを要求するリソース量（要求リソース量）と、リソース不足の緊急度を判断するための緊急度情報とを付したリソース割当て要求を、入出力部１２を介して取得する。そして、そのリソース割当て要求を、割当て優先度決定部１１２に引き渡す。

割当て優先度決定部１１２は、リソース割当て要求取得部１１１から、リソース割当て要求を取得すると、記憶部１４内の優先度設定情報１４１を参照し、通信ノード２０の機能毎に予め設定されている優先度を抽出する。次に、割当て優先度決定部１１２は、そのリソース割当て要求に付された緊急度情報の値が、記憶部１４内の緊急度判定情報１４２に設定された閾値を超えているか否かを判定し、閾値を超えていない場合には、優先度設定情報１４１に予め設定された優先度のキューに、そのリソース割当て要求を入力する。一方、緊急度情報の値が、緊急度判定情報１４２の閾値を超えている場合には、その通信ノード２０の機能毎に優先度設定情報１４１に設定してある優先度よりも高い優先度のキューに、そのリソース割当て要求を入力する。

図４は、本実施形態に係るリソース割当て装置１０の割当て優先度決定部１１２が行うリソース割当て要求の優先度決定処理を説明するための図である。
割当て優先度決定部１１２は、リソース割当て要求を受信すると、そのリソース割当て要求に付された緊急度情報の値が、緊急度判定情報１４２に設定された閾値を超えている場合に、より優先度の高いキューに、そのリソース割当て要求を入力するように優先度を変更して決定する。例えば、機能Ｃの通信ノード２０からのリソース割当て要求の優先度が、最も低い優先度「３」のキューに入力されるように設定されているときに、機能Ｃ_１の通信ノード２０からのリソース割当て要求において、その緊急度情報の値が、緊急度判定情報１４２の閾値を超える場合には、図４に示すように、そのリソース割当て要求の優先度を上げて、優先度「２」のキューに入力するようにする。また、同様に、機能Ｂ_１（優先度「２」）の通信ノード２０からのリソース要求において、その緊急度情報の値が、緊急度判定情報１４２の閾値を超える場合には、優先度を上げて、優先度「１」のキューに入力するようにする。
このようにすることで、割当て優先度決定部１１２は、緊急度情報を用いて優先度を上げて、緊急度の高いリソース割当て要求を優先度の高いキューに入力することができる。

図３に戻り、リソース割当て処理部１１３は、優先度の高いキューからは、優先度の低いキューよりも高い確率で、リソース割当て要求を刈り取る（取得する）。リソース割当て処理部１１３は、例えば、優先度１：優先度２：優先度３について、４：２：１という割合で、各優先度のキューからリソース割当て要求を刈り取る。そして、リソース割当て処理部１１３は、記憶部１４内のリソース情報４００を参照し、その刈り取ったリソース割当て要求に付された要求リソース量を満たすように、リソースの割当てを計算する。

図５は、本実施形態に係るリソース情報４００のデータ構成の一例を示す図である。図５に示すように、リソース情報４００は、リソース番号４０１、処理性能（性能情報）４０２、使用状況４０３、およびノード構成情報４０４を含んで構成される。

リソース番号４０１は、サーバ等のリソースに固有の番号であり、そのリソースの設置場所（データセンタ等）でのラック番号−サーバ番号等から構成される。
処理性能（性能情報）４０２には、そのリソースの処理性能として、例えば、リソースのＣＰＵのコア数や、メモリ容量、クロック数等が格納される。
使用状況４０３には、各リソースが、どの通信ノード２０に属している状態かが格納される。例えば、リソース番号４０１が「１−１」のリソースは、「通信ノード『Ａ１』」に属するとして格納される。なお、この使用状況４０３欄の通信ノード２０には、通信ノード「Ａ１」，「Ｂ２」のように、その通信ノード２０が備える機能（機能Ａ，Ｂ，…）の識別情報を含めた各通信ノード２０に固有な番号が付される。また、使用状況４０３が「未使用」となっているものは、どの通信ノード２０にも属していない状態を示す。
ノード構成情報４０４には、１つの通信ノード２０を共同して構成するリソースのリソース番号４０１が格納される。例えば、通信ノード「１」は、リソース番号「１−１」，「１−５」，「２−１」の３つのリソースから構成されることを示す。

リソース割当て処理部１１３は、このリソース情報４００に格納された情報を参照し、記憶部１４に記憶された割当てポリシー１４３（図３参照）に基づくアルゴリズムを用いて、リソース割当て要求に付された要求リソース量を満たすように、ノード構成情報４０４におけるリソースを再構成する計算を行う。

ここで、割当てポリシー１４３には、例えば、（１）通信オーバーヘッドを避けるため、互いに設置場所の近いリソースを優先的に選択して割り当てる、（２）大地震等の災害時における対障害性を考慮して、互いに設置場所の遠いリソースを優先的に選択して割り当てる、（３）ネットワークへの負荷を低減するため、できる限り構成変更が少なくてすむようにリソースを割り当てる、（４）複数のリソースそれぞれの処理負荷を均等にするために、同じような処理能力のリソースを優先的に選択して割り当てる等、様々なポリシーを、ネットワーク管理者が設定しておく。
そして、リソース割当て処理部１１３は、設定された割当てポリシー１４３にしたがった、動的計画法、局所探索法、欲張り法等のアルゴリズムを用いたリソースの割当てを計算することにより、新たなノード構成情報を生成する。

また、リソース割当て処理部１１３は、通信ノード２０から、リソースの割当てが完了したことを示すリソース割当て完了情報を受信すると、リソース情報４００（図５参照）内のノード構成情報４０４を、新たなノード構成情報に更新する。

図３に戻り、ノード構成情報送信部１１４は、リソース割当て処理部１１３が生成した新たなノード構成情報を、各通信ノード２０に送信する。また、現時点で未使用のリソースをその通信ノード２０に追加する場合には、ノード構成情報送信部１１４は、該当する未使用のリソースに対しても、新たなノード構成情報を送信する。

次に、入出力部１２は、通信ノード２０との間の情報の送受信を行う通信インタフェースと、不図示のキーボード等の入力装置やモニタ等の表示装置との間で入出力を行う入出力インタフェースとから構成される。

メモリ部１３は、ＲＡＭ等の一次記憶装置からなり、キュー記憶部３００を格納する。
このキュー記憶部３００は、図４に示したように、優先度のついた複数のキューを備える優先度付きキューからなり、割当て優先度決定部１１２が優先度を決定し、その優先度のキューに、リソース割当て要求が入力される。なお、図４においては、優先度を「１」から「３」の３段階としているが、複数の優先度のキューが設定されていればよい。

記憶部１４は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶装置からなり、前記したリソース情報４００（図５参照）、優先度設定情報１４１、緊急度判定情報１４２、割当てポリシー１４３が記憶される。なお、リソース情報４００および割当てポリシー１４３の説明は、前記したので省略し、優先度設定情報１４１および緊急度判定情報１４２について説明する。

優先度設定情報１４１には、通信ノード２０毎に、その通信ノード２０の機能（例えば、機能Ａ，Ｂ，Ｃ）に対応付けて、その通信ノード２０から送信されるリソース割当て要求の優先度が設定情報として記憶される。
例えば、前記したように、ＮＧＮ網において、ＣＳＣＦとして動作する機能Ａの通信ノード２０は、優先度が「１」に設定される。ＥＮＵＭとして動作する機能Ｂの通信ノード２０は、優先度が「２」に設定される。また、ＡＳとして動作する機能Ｃの通信ノード２０は、優先度が「３」に設定される。

緊急度判定情報１４２には、リソース割当て要求に付された緊急度情報の値に基づき、
そのリソース割当て要求の優先度を上げるか否かの閾値が記憶される。
なお、この閾値は、図４に示したように、機能Ｃ_１の通信ノード２０から送信されたリソース割当て要求の優先度を「３」から「２」に１段階上げるような閾値（第１の閾値）に加えて、優先度を「３」から「１」に２段階上げるような第２の閾値を含むようにしてもよい。この場合、割当て優先度決定部１１２は、リソース割当て要求に付された緊急度情報の値が、第１の閾値を超える場合には、優先度を１段階上げるように設定し、さらに、第２の閾値を超える場合には、優先度を２段階上げるように設定する。

（通信ノード）
次に、通信ノード２０の構成について、図３を参照して説明する。
通信ノード２０は、図３に示すように、制御部２１と、通信部２２と、不図示のメモリ部および記憶部とを備える。なお、この通信ノード２０は、前記したように、複数のリソースがクラスタ化されて実現する。また、メモリ部は、ＲＡＭ等から構成され、記憶部はハードディスク等から構成される。

制御部２１は、通信ノード２０全体の処理を司り、要求リソース量計算部２１１と、緊急度情報収集部２１２と、リソース割当て要求送信部２１３と、ノード構成情報処理部２１４とを含んで構成される。

要求リソース量計算部２１１は、自身の通信ノード２０のリソース容量を監視し、予め設定された所定値に基づきリソース不足を検出すると、新たに必要とする要求リソース量を計算する。

緊急度情報収集部２１２は、自身の通信ノード２０の緊急度情報を収集する。
この緊急度情報は、例えば、通信ノード２０のトラヒック変化率とする。緊急度情報収集部２１２は、図６に示すように、所定の間隔（Δｔ）毎のトラヒック量から、所定の区間ｎのサンプリングデータを線形近似した直線の傾きをトラヒック変化率として計算し、緊急度情報を収集する。
なお、緊急度情報収集部２１２は、このトラヒック変化率の他にも、通信ノード２０のＣＰＵ使用率や、全メモリに対する使用メモリ量の割合等を、緊急度情報として収集するようにしてよい。

リソース割当て要求送信部２１３は、要求リソース量計算部２１１が計算した要求リソース量と、緊急度情報収集部２１２が収集した緊急度情報とを付したリソース割当て要求を生成し、リソース割当て装置１０に送信する。

ノード構成情報処理部２１４は、リソース割当て装置１０から新たなノード構成情報を受信し、自身の通信ノード２０に属するサーバ等にその新たなノード構成情報を送信することにより、リソースの再構成を行う。そして、ノード構成情報処理部２１４は、リソースの再構成が完了すると、リソース割当て完了情報をリソース割当て装置１０に送信する。

＜処理手順＞
次に、本実施形態に係るリソース割当てシステム１全体の処理の流れについて図７を参照して説明し（適宜図３参照）、続いて、本実施形態に係るリソース割当て装置１０のリソース割当て処理について、図８を用いて詳細に説明する。

図７は、本実施形態に係るリソース割当てシステム１が行う処理の流れを示すフローチャートである。

まず、通信ノード２０の要求リソース量計算部２１１は、自身の通信ノード２０のリソース容量を監視し、リソース不足を検出すると、新たに必要とする要求リソース量を計算する（ステップＳ１０１）。

また、通信ノード２０の緊急度情報収集部２１２は、自身の通信ノード２０内の緊急度情報を収集する（ステップＳ１０２）。ここでは、予め緊急度情報に指定されたサーバ等の処理能力の変化量として、そのサーバ等を経由するトラヒック量を監視し、所定の間隔でのトラヒック変化率を緊急度情報収集部２１２が計算することで、緊急度情報を収集するものとする。

次に、通信ノード２０のリソース割当て要求送信部２１３は、要求リソース量計算部２１１が計算した要求リソース量と、緊急度情報収集部２１２が収集した緊急度情報（トラヒック変化率）とを付したリソース割当て要求を生成し、リソース割当て装置１０に送信する（ステップＳ１０３）。

通信ノード２０からリソース割当て要求を受信したリソース割当て装置１０は、リソース割当て処理を行う（ステップＳ１０４）。リソース割当て装置１０は、受信したリソース割当て要求に付された緊急度情報（トラヒック変化率）を取得し、その緊急度情報の値が所定の閾値を超えている場合には、優先度を上げてリソース割当て処理を行う。なお、このリソース割当て処理は、後記する図８で詳細に説明する。

そして、リソース割当て装置１０のノード構成情報送信部１１４は、リソース割当て処理の結果である新たなノード構成情報を、各通信ノード２０に送信する（ステップＳ１０５）。また、現時点で未使用のリソースを通信ノード２０に割り当てる場合には、その未使用のリソースに対しても、新たなノード構成情報を送信する。

続いて、リソース割当て装置１０から、新たなノード構成情報を受信した通信ノード２０のノード構成情報処理部２１４は、自身の通信ノード２０に属するサーバ等に新たなノード構成情報を送信し、リソースの再構成を行う（ステップＳ１０６）。このとき、未使用のリソースや他の通信ノード２０から変更されたリソースを含めて、当該通信ノード２０の再構成を行う。そして、ノード構成情報処理部２１４は、リソースの再構成が完了すると、新たなノード構成情報に基づくリソースの割当てが完了したことを示すリソース割当て完了情報を、リソース割当て装置１０に送信する（ステップＳ１０７）。

次に、リソース割当て装置１０のリソース割当て処理部１１３は、通信ノード２０から、リソース割当て完了情報を受信し、記憶部１４内のリソース情報４００を新たなノード構成情報に更新して（ステップＳ１０８）、処理を終える。

このように、本実施形態に係る通信ノード２０は、要求リソース量と緊急度情報とを含むリソース割当て要求を、リソース割当て装置１０に送信することで、その通信ノード２０の緊急度が高い場合に、優先的にリソースの割当てを受けることができる。

（リソース割当て処理）
次に、本実施形態に係るリソース割当て装置１０のリソース割当て処理の流れを説明する。図８は、本実施形態に係るリソース割当て装置１０が行うリソース割当て処理の流れを示すフローチャートである。

まず、リソース割当て装置１０のリソース割当て要求取得部１１１（図３参照）は、要求リソース量および緊急度情報を含むリソース割当て要求を、各通信ノード２０から取得し（ステップＳ２０１）、取得したリソース割当て要求を割当て優先度決定部１１２に引き渡す。

次に、割当て優先度決定部１１２（図３参照）は、通信ノード２０の機能毎に予め設定された優先度を、記憶部１４内の優先度設定情報１４１を参照して取得する。そして、割当て優先度決定部１１２は、リソース割当て要求に付された緊急度情報を用いて、記憶部１４内の緊急度判定情報１４２を参照し、その緊急度情報の値が優先度を変更する閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
例えば、優先度設定情報１４１において、優先度「３」と設定されているＡＳ（機能Ｃ）からのリソース割当て要求を判定する場合に、そのリソース割当て要求に付された緊急度情報であるトラヒック変化率が、緊急度判定情報１４２に格納された閾値を超えているか否かを判定する。

そして、割当て優先度決定部１１２は、緊急度情報の値が、緊急度判定情報１４２の閾値を超えていない場合は（ステップＳ２０２→Ｎｏ）、優先度設定情報１４１に予め設定された優先度に決定する（ステップＳ２０３）。

一方、割当て優先度決定部１１２は、緊急度情報の値が、緊急度判定情報１４２の閾値を超えている場合は（ステップＳ２０２→Ｙｅｓ）、優先度設定情報１４１に予め設定された優先度を上げて、そのリソース割当て要求の優先度を決定する（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０３，２０４において、リソース割当て要求の優先度を決定すると、割当て優先度決定部１１２は、その決定した優先度のキュー（キュー記憶部３００の優先度別キュー）に、リソース割当て要求を入力する（ステップＳ２０５）。
例えば、ＡＳ（機能Ｃ）からのリソース割当て要求に付された緊急度情報が、緊急度判定情報１４２の閾値を超えていると判定された場合に、そのリソース割当て要求の優先度を「３」から「２」に上げて、優先度「２」のキューに、そのリソース割当て要求を入力する。

次に、リソース割当て装置１０のリソース割当て処理部１１３は、キュー記憶部３００内の各優先度のキューから、優先度に応じた所定の割合で、リソース割当て要求を刈り取る（ステップＳ２０６）。

続いて、リソース割当て処理部１１３は、割当てポリシー１４３（図３参照）に基づくアルゴリズムを用いて、刈り取ったリソース割当て要求に付された要求リソース量を満たすように、リソース割当て計算を行い（ステップＳ２０７）、計算したリソース割当ての構成を新たなノード構成情報として生成する。

次に、ノード構成情報送信部１１４は、リソース割当て処理部１１３が生成した新たなノード構成情報を、各通信ノード２０、および、リソース割当て計算の結果、通信ノード２０に割り当てることになった現時点で未使用のリソースに送信する（ステップＳ２０８）。

そして、リソース割当て処理部１１３は、各通信ノード２０から、新たなノード構成情報に基づく、リソースの割当てが完了したことを示すリソース割当て完了情報を受信し（ステップＳ２０９）、リソース情報４００（図５参照）のノード構成情報４０４を、新たなノード構成情報に更新する（ステップＳ２１０）。

以上のように、本実施形態に係るリソース割当て装置１０およびリソース割当て方法によれば、通信ノード２０から受信したリソース割当て要求に付された緊急度情報の値が、緊急度判定情報１４２に設定された閾値を超えている場合には、そのリソース割当て要求の優先度を、通信ノード２０の機能毎に優先度設定情報１４１に予め設定してある優先度よりも高い優先度に決定する。そして、リソース割当て装置１０は、決定した優先度に基づき、そのリソース割当て要求についてリソース割当て計算を行い、新たなリソースを割り当てたノード構成情報を各通信ノード２０に送信する。このようにすることにより、リソース割当ての処理中において、ネットワークの輻輳発生による通信品質の低下を防止することができる。

なお、本実施形態においては、通信ノード２０のリソース割当て要求送信部２１３が、要求リソース量と緊急度情報とを付してリソース割当て要求を送信し、リソース割当て装置１０の割当て優先度決定部１１２が、取得した緊急度情報を用いて、記憶部１４内の緊急度判定情報１４２を参照し、優先度を上げるか否か、つまり、リソース割当ての緊急度が高いか否かを判定して、優先度を決定するものとした。
本実施形態の変更例として、この緊急度判定情報１４２を、通信ノード２０の記憶部（不図示）に記憶させ、緊急度情報収集部２１２が収集した緊急度情報について、通信ノード２０側で、緊急度判定情報１４２を参照し、優先度を上げるか否かの判定を行い、その判定結果を、リソース割当て要求に付して、リソース割当て装置１０に送信するようにしてもよい。

１リソース割当てシステム
１０リソース割当て装置
１１，２１制御部
１２入出力部
１３メモリ部
１４記憶部
２０通信ノード
１１１リソース割当て要求取得部
１１２割当て優先度決定部
１１３リソース割当て処理部
１１４ノード構成情報送信部
１４１優先度設定情報
１４２緊急度判定情報
１４３割当てポリシー
２１１要求リソース量計算部
２１２緊急度情報収集部
２１３リソース割当て要求送信部
２１４ノード構成情報処理部
３００キュー記憶部
４００リソース情報

Claims

複数のリソースがネットワーク内における所定の機能を実現するためクラスタ化されて１つの通信ノードとして構成され、前記通信ノードそれぞれからリソース割当て要求を取得し、前記通信ノードそれぞれの前記機能毎に対応付けられた優先度の高いものから優先的に、前記通信ノードに新たなリソースを割り当てるリソース割当て装置であって、
（１）前記リソース毎の性能情報と、前記リソースが属する前記通信ノードを示すノード構成情報とが記憶されるリソース情報、（２）前記通信ノードの機能それぞれに対応付けられた優先度が記憶される優先度設定情報、および、（３）前記リソース割当て要求に付された緊急度情報の閾値が記憶される緊急度判定情報、を格納している記憶部と、
前記通信ノードから、リソースの不足分を示す要求リソース量と、前記緊急度情報とが付された前記リソース割当て要求を取得するリソース割当て要求取得部と、
前記取得したリソース割当て要求を送信した前記通信ノードの機能に対応する優先度を、前記優先度設定情報に基づき抽出し、
前記リソース割当て要求に付された前記緊急度情報を用いて、前記緊急度判定情報を参照し、前記緊急度情報の値が前記閾値を超える場合に、前記優先度設定情報から抽出した優先度を上げて、当該リソース割当て要求の新たな優先度を決定する割当て優先度決定部と、
前記決定した新たな優先度を用いて、前記優先度の高いものから優先的に前記リソース割当て要求を取得し、前記取得したリソース割当て要求に付された前記要求リソース量を満たすように、前記リソース情報の前記性能情報を参照してリソース割当て計算を行い、新たなリソースを割り当てた前記ノード構成情報を生成するリソース割当て処理部と、
前記生成したノード構成情報を、前記通信ノードそれぞれに送信するノード構成情報送信部と、
を備えることを特徴とするリソース割当て装置。
前記記憶部は、さらに、前記リソース割当て要求を、前記優先度毎の複数のキューに保存するキュー記憶部を備えており、
前記割当て優先度決定部は、
前記新たな優先度を決定すると、当該新たな優先度のキューに、前記リソース割当て要求を入力し、
前記リソース割当て処理部は、
前記優先度の高いキューからは、前記優先度の低いキューよりも高い確率で、前記リソース割当て要求を取得すること
を特徴とする請求項１に記載のリソース割当て装置。
前記緊急度情報は、前記通信ノードにおいて、所定の間隔で計測されるトラヒック量から計算されるトラヒック変化率であること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のリソース割当て装置。
複数のリソースがネットワーク内における所定の機能を実現するためクラスタ化されて１つの通信ノードとして構成され、前記通信ノードそれぞれからリソース割当て要求を取得し、前記通信ノードそれぞれの前記機能毎に対応付けられた優先度の高いものから優先的に、前記通信ノードに新たなリソースを割り当てるリソース割当て装置のリソース割当て方法であって、
前記リソース割当て装置は、
（１）前記リソース毎の性能情報と、前記リソースが属する前記通信ノードを示すノード構成情報とが記憶されるリソース情報、（２）前記通信ノードの機能それぞれに対応付けられた優先度が記憶される優先度設定情報、および、（３）前記リソース割当て要求に付された緊急度情報の閾値が記憶される緊急度判定情報、を格納している記憶部を備えており、
前記通信ノードから、リソースの不足分を示す要求リソース量と、前記緊急度情報とが付された前記リソース割当て要求を取得するステップと、
前記取得したリソース割当て要求を送信した前記通信ノードの機能に対応する優先度を、前記優先度設定情報に基づき抽出するステップと、
前記リソース割当て要求に付された前記緊急度情報を用いて、前記緊急度判定情報を参照し、前記緊急度情報の値が前記閾値を超える場合に、前記優先度設定情報から抽出した優先度を上げて、当該リソース割当て要求の新たな優先度を決定するステップと、
前記決定した新たな優先度を用いて、前記優先度の高いものから優先的に前記リソース割当て要求を取得し、前記取得したリソース割当て要求に付された前記要求リソース量を満たすように、前記リソース情報の前記性能情報を参照してリソース割当て計算を行い、新たなリソースを割り当てた前記ノード構成情報を生成するステップと、
前記生成したノード構成情報を、前記通信ノードそれぞれに送信するステップと、
を実行することを特徴とするリソース割当て方法。