JP2012213081A - トラフィックエンジニアリング装置、トラフィックエンジニアリング方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】パケットが経由するＡＳ数を増大させることなく、所定のポリシに従って複数の外部リンクにトラフィックを分散させる。
【解決手段】他のＡＳとの境界に位置する複数のルータ装置から経路情報を受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとに優先度を計算し、経路振分情報として保持し、複数のルータ装置のそれぞれから他のＡＳへ出力されるトラフィック量に関する情報を受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとにトラフィック量を集計して総トラフィック量を求め、トラフィック情報として保持し、優先度の差が相対的に小さい経路振分情報に含まれるルータ装置の対を抽出するとともに、抽出したルータ装置におけるトラフィック量が所定のポリシに従うように、トラフィック情報を参照して、抽出したルータ装置の間でパケットの振分比率を更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トラフィックエンジニアリング装置、トラフィックエンジニアリング方法およびプログラムに関し、ドメイン間にまたがるパケット転送を行うトラフィックエンジニアリング装置、トラフィックエンジニアリング方法およびプログラムに関する。

インターネットは、複数の組織のそれぞれが管理するネットワークを相互に接続することで構成されている。各組織が管理するネットワークは、ＡＳ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる。ＡＳ間では、経路制御プロトコルであるＢＧＰ（非特許文献１）を用いて、自身が保有するアドレスブロックに関する情報（経路情報）を相互に交換する。

図１８は、ＡＳ同士が接続することによって構成されるインターネットを模式的に示す図である。ＡＳ１００ｄは、２つの外部接続リンクＬ２およびＬ４を有し、これらのリンクを介して他のＡＳと接続している。いずれのリンクを用いて外部宛にパケットを送出するかを決定するには、ＢＧＰで取得した情報が用いられる。ＡＳは、ＢＧＰにおいてプレフィックス情報を受け取ると、そのプレフィックス情報に自身のＡＳ番号を付与して、他のＡＳへ送出する。したがって、同一のプレフィックス情報を複数のパスから受け取った場合でも、経由するＡＳ数が少ないパスを選択することができる。

例えば、ＡＳ１００ｂが保有するプレフィックス１９２．１６８．２．０／２４は、リンクＬ２を介してＡＳ１００ｄに伝えられるとともに、ＡＳ１００ａ、ＡＳ１００ｃを経由した後、リンクＬ４を介してＡＳ１００ｄに伝えられる。前者のパスの方が経由するＡＳ数が少ないため、ＡＳ１００ｄは自身から１９２．１６８．２．０／２４宛てのパケットを、リンクＬ２を用いて外部へと送出する。

一方、ＡＳ１００ｄから見ると、外部接続リンクＬ２、Ｌ４のいずれを使用しても、ＡＳ１００ａに到達するまでに経由するＡＳの数が等しい。この場合には、ＡＳ１００ｄの運用ポリシ、例えば、リンクＬ２よりもリンクＬ４を優先的に使いたい等のポリシに応じて、使用されるリンクが決定される。

各ＡＳは、一般に、複数のルータを備えている。他のＡＳから受け取った経路情報は、自ＡＳを構成するすべてのルータにてＢＧＰを用いて通知される。なお、ＡＳ内部のルータ装置で情報交換時に用いられるＢＧＰをｉＢＧＰ（ｉｎｔｅｒｎａｌ ＢＧＰ）といい、外部のルータ装置との情報交換に用いられるＢＧＰをｅＢＧＰ（ｅｘｔｅｒｎａｌ ＢＧＰ）という。

Ｙ．Ｒｅｋｈｔｅｒ，Ｔ．Ｌｉ ａｎｄ Ｓ．Ｈａｒｅｓ，"Ａ Ｂｏｒｄｅｒ Ｇａｔｅｗａｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ４（ＢＧＰ−４），"ＲＦＣ４２７１，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ，２００６．

以下の分析は、本発明者によってなされたものである。

ＢＧＰにおける経路選択には、上述のとおり、経由するＡＳ数等のトポロジに関する情報が用いられているが、外部接続リンクの使用率等のトラフィック量に関する情報は用いられていない。したがって、使用率が高いリンクであったとしても、トポロジ的に近いリンクが使用され、結果的に、パケット落ちが生じるおそれがある。逆に、リンクの使用率のみに基づいて、トラフィックを複数のリンクに分散した場合には、経由するＡＳ数が長くなってしまうという問題がある。

そこで、パケットが経由するＡＳ数を増大させることなく、所定のポリシに従って複数の外部リンクにトラフィックを分散させることが課題となる。本発明の目的は、かかる課題を解決するトラフィックエンジニアリング装置、トラフィックエンジニアリング方法およびプログラムを提供することにある。

本発明の第１の視点に係るトラフィックエンジニアリング装置は、
他のＡＳ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ）との境界に位置する複数のルータ装置のそれぞれから経路情報を受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとに優先度を計算し、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および優先度を含む経路振分情報として第１のデータベースに格納する経路情報格納部と、
前記複数のルータ装置のそれぞれから他のＡＳへ出力されるトラフィック量に関する情報を前記複数のルータ装置のそれぞれから受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとにトラフィック量を集計して総トラフィック量を求め、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および総トラフィック量を含むトラフィック情報として第２のデータベースに格納するトラフィック情報集計部と、
前記第１のデータベースに格納された経路振分情報のうちの優先度の差が相対的に小さい経路振分情報に含まれるルータ装置の対を抽出するとともに、抽出したルータ装置におけるトラフィック量が所定のポリシに従うように、前記第２のデータベースに格納されたトラフィック情報を参照して、抽出したルータ装置の間でパケットの振分比率を更新する振分比率更新部と、を備えている。

本発明の第２の視点に係るトラフィックエンジニアリング方法は、
他のＡＳ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ）との境界に位置する複数のルータ装置のそれぞれから経路情報を受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとに優先度を計算し、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および優先度を含む経路振分情報として第１のデータベースに格納する工程と、
前記複数のルータ装置のそれぞれから他のＡＳへ出力されるトラフィック量に関する情報を前記複数のルータ装置のそれぞれから受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとにトラフィック量を集計して総トラフィック量を求め、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および総トラフィック量を含むトラフィック情報として第２のデータベースに格納する工程と、
前記第１のデータベースに格納された経路振分情報のうちの優先度の差が相対的に小さい経路振分情報に含まれるルータ装置の対を抽出する工程と、
抽出したルータ装置におけるトラフィック量が所定のポリシに従うように、前記第２のデータベースに格納されたトラフィック情報を参照して、抽出したルータ装置の間でパケットの振分比率を更新する工程と、を含む。

本発明の第３の視点に係るプログラムは、
他のＡＳ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ）との境界に位置する複数のルータ装置のそれぞれから経路情報を受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとに優先度を計算し、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および優先度を含む経路振分情報として第１のデータベースに格納する処理と、
前記複数のルータ装置のそれぞれから他のＡＳへ出力されるトラフィック量に関する情報を前記複数のルータ装置のそれぞれから受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとにトラフィック量を集計して総トラフィック量を求め、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および総トラフィック量を含むトラフィック情報として第２のデータベースに格納する処理と、
前記第１のデータベースに格納された経路振分情報のうちの優先度の差が相対的に小さい経路振分情報に含まれるルータ装置の対を抽出する処理と、
抽出したルータ装置におけるトラフィック量が所定のポリシに従うように、前記第２のデータベースに格納されたトラフィック情報を参照して、抽出したルータ装置の間でパケットの振分比率を更新する処理と、をコンピュータに実行させる。

本発明に係るトラフィックエンジニアリング装置、トラフィックエンジニアリング方法およびプログラムによると、パケットが経由するＡＳ数を増大させることなく、所定のポリシに応じて複数の外部リンクにトラフィックを分散させることができる。

第１の実施形態におけるトラフィックエンジニアリング装置を示す図である。 一般的なルータ装置が保有する経路表を示す図である。 第１の実施形態における経路振分情報データベースの構成を示す図である。 第１の実施形態におけるトラフィック情報データベースの構成を示す図である。 第１の実施形態におけるトラフィックエンジニアリング装置を含むＡＳ内のネットワーク構成の例である。 第１の実施形態におけるルータ装置の構成を示した図である。 第１の実施形態における外部接続ルータ装置の構成を示した図である。 第１の実施形態におけるトラフィックエンジニアリング動作の概略を示すフローチャートである。 第１の実施形態における経路振分情報生成手順の詳細を示すフローチャートである。 第１の実施形態におけるトラフィック情報を用いた経路振分情報の振分比率更新処理の詳細を示すフローチャートである。 第１の実施形態におけるパケット転送手順の詳細を示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるトラフィックエンジニアリング装置を示す図である。 第２の実施形態におけるエッジルータ装置の構成を示した図である。 第２の実施形態における外部接続ルータ装置の構成を示した図である。 第３の実施形態における振分比率の更新処理の詳細のフローチャートを示す図である。 第３の実施形態におけるルータ装置の構成を示した図である。 第３の実施形態における経路表の更新処理を示すフローチャートである。 複数のＡＳが相互に接続しインターネットを構成している例を示す図である。

はじめに、本発明の概要について説明する。なお、この概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。

図１および図５を参照すると、トラフィックエンジニアリング装置（３０）は、他のＡＳ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ）（例えば、１００ｂ、１００ｃ）との境界に位置する複数のルータ装置（外部接続ルータ装置８０ａ、８０ｂ）のそれぞれから経路情報を受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとに優先度を計算し、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および優先度を含む経路振分情報として第１のデータベース（経路振分情報データベース１３、図３）に格納する経路情報格納部（１２）と、複数のルータ装置（８０ａ、８０ｂ）のそれぞれから他のＡＳ（１００ｂ、１００ｃ）へ出力されるトラフィック量に関する情報を複数のルータ装置（８０ａ、８０ｂ）のそれぞれから受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとにトラフィック量を集計して総トラフィック量を求め、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および総トラフィック量を含むトラフィック情報として第２のデータベース（トラフィック情報データベース１７、図４）に格納するトラフィック情報集計部（１６）と、第１のデータベース（１３）に格納された経路振分情報のうちの優先度の差が相対的に小さい経路振分情報に含まれるルータ装置の対を抽出するとともに、抽出したルータ装置におけるトラフィック量が所定のポリシに従うように、第２のデータベース（１７）に格納されたトラフィック情報を参照して、抽出したルータ装置の間でパケットの振分比率を更新する振分比率更新部（１８）と、を備えている。

経路情報格納部（１２）は、経路情報に含まれるパス属性を参照し、パケットが宛先に到達するまでに経由するＡＳの数に反比例するように優先度を計算するようにしてもよい。

また、トラフィック情報集計部（１６）は、振分比率更新部（１８）がパケットの振分比率を更新した場合には、第２のデータベース（１７）に格納されたトラフィック情報に含まれる総トラフィック量を初期化するとともに、再度トラフィック量を集計して総トラフィック量を求めるようにしてもよい。

本発明では、経路制御プロトコルで取得した外部経路における各宛先ごとのトラフィック量を外部接続リンクごとに集計する。集計結果を元に、運用ポリシを実現するためには、どの宛先のトラフィックに対し、送出先変更処理を適用するかを決定する。送出先変更処理を行う宛先を決定する際、各送出先からそれぞれ取得した当該宛先に該当する経路情報同士を比較することで、送出先を変更しても影響の少ない宛先を、変更対象として選出する。具体的には、各送出先から取得した経路情報に対し、経路情報中に付与されているパス情報を用いて、優先度を決定する。さらに、同一宛先に対する経路情報同士の優先度を比較し、その優先度の差が小さい宛先を変更対象として選出する。

したがって、本発明によると、ＡＳ数等のネットワークの接続状態等の情報を利用した従来の経路選択基準を維持しつつ、運用ポリシ（例えば、各リンクの使用帯域を均等にするポリシ）に応じて、各外部接続リンクの使用帯域を調整することができる。

（実施形態１）
図１は、第１の実施形態によるトラフィックエンジニアリング装置の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、トラフィックエンジニアリング装置３０は、パケット転送部２０、ネットワークインタフェース３１〜３ｎおよびトラフィックエンジニアリング部１０を備えている。

トラフィックエンジニアリング部１０は、経路情報取得部１１、経路情報格納部１２、経路振分情報データベース１３および経路振分情報展開部１４、トラフィック情報取得部１５、トラフィック情報集計部１６、トラフィック情報データベース１７、振分比率更新部１８、および、トラフィックポリシ管理部１９を備えている。経路情報取得部１１は、外部接続ルータ装置８０の経路情報送信部６３（図７を参照して後述する。）から送られてくる経路情報を受信し、経路情報格納部１２へと送る。経路情報格納部１２は、経路情報取得部１１から送られてきた経路情報に対し、優先度を計算した上で、経路情報と優先度を経路振分情報データベース１３へと格納する。経路振分情報データベース１３は、経路情報格納部１２が作成した情報を保存する。経路振分情報展開部１４は、経路振分情報データベース１３中に格納されている内容を、自ＡＳ内の全ルータ装置（外部接続ルータ装置、内部ルータ装置、エッジルータ装置）に展開する。トラフィック情報取得部１５は、外部接続ルータ装置８０から外部への出力トラフィックに関する情報をｓＦｌｏｗ等のプロトコルを用いて取得し、トラフィック情報集計部１６へと送る。トラフィック情報集計部１６は、トラフィック情報の送信元である外部接続ルータ装置８０、および、経路振分情報データベース１３を参照して得られた宛先プレフィックスごとに、トラフィック情報取得部１５から通知されたトラフィック情報を集計し、トラフィック情報データベース１７に格納する。振分比率更新部１８は、トラフィック情報データベース１７の内容を元に、トラフィックポリシ管理部１９に設定されている運用ポリシに沿うように、一定時間ごとに、経路振分情報データベース１３における振分比率を更新する。

パケット転送部２０は、ルーティング処理部２１と経路表２２を備えている。図２は、経路表２２の構成を示す。図２を参照すると、経路表２２は、経路情報を各行に格納している。経路情報は、宛先、プレフィックス長、次転送先およびインタフェースを含む。図２は、ＩＰｖ４（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｖｅｒｓｉｏｎ ４）の場合を示している。ただし、ＩＰｖ６（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｖｅｒｓｉｏｎ ６）の場合にも、経路表２２は同様のエントリを有するテーブルとなる。ルーティング処理部２１は、各ネットワークインタフェース３１〜３ｎから受信したパケットのヘッダ部分に含まれる宛先アドレスのフィールドを参照し、経路表２２を用いて、次転送先アドレスとインタフェースを検索する。ルーティング処理部２１は、受信したパケットを、検索結果として得られた次転送先アドレスのルータに対して、検索結果として得られたインタフェースを経由して送出する。

図３は、経路振分情報データベース１３の詳細を示す。図３を参照すると、経路振分情報データベース１３は、経路振分情報を各行に格納している。経路振分情報は、宛先プレフィックス、プレフィックス長、外部接続ルータ装置、パス属性、優先度および振分比率を含む。例えば、宛先が１９２．１６８．２．１のアドレスは、２４ビットでマスクすると、図３の経路振分情報データベース１３の３番目のエントリにマッチする。すなわち、１９２．１６８．２．１宛てのパケットは、外部接続ルータ装置１９２．１６８．１．１を経由して、ＡＳ１００ｄから外部へと送出される。このようにして、宛先から該当エントリを検索する処理は、インターネットプロトコル（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の経路表における最長一致検索（Ｌｏｎｇｅｓｔ Ｐｒｅｆｉｘ Ｍａｔｃｈ）のアドレス検索処理と同様の処理である。外部接続ルータ装置のフィールドには、この経路情報の送信元である外部接続ルータ装置のＩＰアドレスが格納される。さらに、ＢＧＰにて受け取った経路情報中に格納されているパス属性の情報が、経路振分情報データベース１３のパス属性の欄に格納されている。また、パス属性から決定された値が、優先度の欄に格納される。また、経路振分情報データベース１３中の１番目と２番目のエントリのように、宛先プレフィックスおよびプレフィックス長が同一のエントリが複数ある場合、いずれのエントリをどの割合で使用するかを決定するための値が、振分比率に格納される。図３に示した例では、振分比率が４０：６０であるため、１９２．１６８．１．０／２４に該当するパケットに対しては、１番目と２番目のエントリは２：３の割合で使用される。振分比率の初期値として、優先度の比を百分率で表した値がそれぞれ格納される。振分比率更新部１８は、トラフィックの状況に応じて、振分比率を更新する。

図４は、図１のトラフィック情報データベース１７の詳細を示す。図４を参照すると、トラフィック情報データベース１７は、トラフィック情報を各行に格納している。トラフィック情報は、宛先プレフィックス、プレフィックス長、外部接続ルータ装置およびトラフィック量を含む。トラフィック情報は、外部接続ルータ装置を経由してＡＳ外部へと送出されるトラフィック量を、宛先プレフィックスごとに集計したものである。例えば、宛先が１９２．１６８．１．１で、サイズが１５００ｂｙｔｅのパケットが外部接続ルータ装置１０．１．１．１を経由して外部に送出された場合について考える。このパケットは、図４の１番目のエントリに、宛先プレフィックス、プレフィックス長、外部接続ルータ装置が該当している。したがって、トラフィック情報集計部１６は、トラフィック情報データベース１７の１番目のエントリのトラフィック量のフィールドに格納されている値に、パケットサイズである１５００を加算する。総トラフィック量のフィールドは、振分比率更新部１８により一定時間ごとに行われる振分比率更新動作の終了後に、ゼロクリアされる。このとき、総トラフィック量のフィールドには、単位時間当たりに各外部接続ルータ装置を経由して外部に送出されるトラフィック量が宛先プレフィックスごとに格納される。また、総トラフィック量として、パケットのサイズを記録する代わりに、パケットの数を記録するようにしてもよい。これにより、トラフック情報集計部１６の処理負荷を軽減することができる。

図５は、トラフィックエンジニアリング装置３０を含むＡＳ内のネットワーク構成を一例として示す図である。ＡＳ１００ｄ内のネットワークは、ルータ装置８０ａ、８０ｂ、５０ａ〜５０ｄを備えている。トラフィックエンジニアリング装置３０は、これらのルータ装置のうちの１台を経由して、ネットワークに接続されている。また、ルータ装置のうち、外部のＡＳ（ＡＳ１００ｂ、ＡＳ１００ｃ）と接続しているルータ装置を外部接続ルータ装置８０ａ、８０ｂといい、ＡＳ１００ｄ内の端末２０１、２０２を収容するルータ装置をエッジルータ装置５０ｃ、５０ｄといい、それ以外のルータ装置を内部ルータ装置５０ａ、５０ｂという。外部接続ルータ装置８０ａ、８０ｂは、それぞれ、ｅＢＧＰを用いてＡＳ１００ｂ、ＡＳ１００ｃ内のルータ装置から外部の経路情報を取得し、ｉＢＧＰを用いてトラフィックエンジニアリング装置３０へ取得した経路情報を送信する。また、外部接続ルータ装置８０ａ、８０ｂは、それぞれ、外部接続ルータ装置８０ａ、８０ｂを経由してＡＳ１００ｂ、ＡＳ１００ｃへ送出されるトラフィックに関する情報を、ｓＦｌｏｗ等のプロトコルを用いて、トラフィックエンジニアリング装置３０へ送信する。

図６は、本実施形態におけるルータ装置５０の構成を示すブロック図である。図６を参照すると、ルータ装置５０は、パケット転送部４５、経路振分情報管理部４０、および、ネットワークインタフェース５１〜５ｎを備えている。

経路振分情報管理部４０は、経路振分情報受信部４１および経路振分情報データベース４２を備えている。経路振分情報受信部４１は、トラフィックエンジニアリング装置３０の経路振分情報展開部１４から送られてきた経路振分情報を受信する。経路振分情報データベース４２は、経路振分情報受信部４１が受信した経路振分情報を保管する。経路振分情報データベース４２に格納される情報は、トラフィックエンジニアリング装置３０の経路振分情報データベース１３（図１）と同一であり、詳細な構成は図３に示すとおりである。

パケット転送部４５は、振分ルーティング処理部４６および経路表４７を備えている。経路表４７は、トラフィックエンジニアリング装置３０における経路表２２（図１、図２）と同等のものである。振分ルーティング処理部４６は、経路振分情報データベース４２を参照し、そのパケットをどの外部接続ルータ装置に転送すべきかを決定する。さらに、経路表４７を参照することで、その外部接続ルータ装置にパケットを届けるための次転送先ルータのアドレスを決定し、その次転送先ルータへネットワークインタフェース５１〜５ｎのいずれかを介してパケットを送出する。

図７は、本実施形態における外部接続ルータ装置８０の構成を示すブロック図である。図７を参照すると、外部接続ルータ装置８０は、経路制御部６０、パケット転送部７０、トラフィック管理部６５、および、ネットワークインタフェース８１〜８ｎを備えている。

経路制御部６０は、経路情報交換部６１、経路計算部６２、および、経路情報送信部６３を備えている。経路情報交換部６１は、ＢＧＰ等の経路制御プロトコルを使用して、隣接ルータとの間で経路情報を交換し、収集した経路情報を、経路計算部６２および経路情報送信部６３に送出する。経路計算部６２は、使用している経路制御プロトコルごとに定められている経路計算を行い、経路表７２に経路情報を登録する。経路情報送信部６３は、経路情報交換部６１から受けた経路情報をトラフィックエンジニアリング装置３０に通知する。

トラフィック管理部６５は、トラフィック情報取得部６６およびトラフィック情報送信部６７を備えている。トラフィック情報取得部６６は、ルーティング処理部７１により転送されるパケット中のヘッダ情報を取得し、トラフィック情報送信部６７に送る。トラフィック情報送信部６７は、トラフィック情報取得部６６から送られてきたヘッダ情報を、ｓＦｌｏｗ等のプロトコルを用いて、トラフィックエンジニアリング装置３０へ送信する。このとき、トラフィックエンジニアリング装置３０に送るヘッダ情報は、全パケットを対象にしてもよいし、サンプリングしたパケットのみを対象としてもよい。例えば、処理負荷および転送負荷を軽減するために、１０００パケットにつき１パケット、または、単位時間内に１パケットを抽出し、そのパケットのみを対象としてもよい。

図８は、本実施形態におけるトラフィックエンジニアリング動作の概略を示すフローチャートである。まず、外部接続ルータ装置が外部ネットワークからＢＧＰを用いて取得した経路情報から、経路振分情報を生成する（ステップＳ１）。次に、ｓＦｌｏｗ等を用いて、出力トラフィックの外部接続ルータ装置別、宛先別のトラフィック量を測定する（ステップＳ２）。次に、ステップＳ２で測定したトラフィック量を元に、経路振分情報データベースの振分比率の更新を行い、ネットワーク内の各ルータ装置に更新情報を配布する（ステップＳ３）。各ルータ装置は、到着したパケットを、経路振分情報を元に決定した外部接続ルータ装置へ転送する（ステップＳ４）。

図９は、経路振分情報生成手順（図８のステップＳ１）の詳細を示すフローチャートである。まず、外部接続ルータ装置Ｒｅは、外部ネットワークのルータ装置から受信した外部経路ｒｅをトラフィックエンジニアリング装置３０に転送する（ステップＳ１１）。次に、トラフィックエンジニアリング装置３０は、受信した経路情報ｒｅの送信元である外部接続ルータ装置Ｒｅにおける内部ネットワーク内でのアドレスａｉを取得する（ステップＳ１２）。経路情報ｒｅ中から宛先プレフィックスｄｅ、プレフィックス長ｌｅおよびパス属性ｐａを抽出する（ステップＳ１３）。同一の宛先プレフィックスｄｅおよびプレフィックス長ｌｅの組み合わせを持つ情報が、すでに経路振分情報データベース１３に登録されているかどうかを調べる（ステップＳ１４）。

同一の宛先プレフィックスｄｅおよびプレフィックス長ｌｅを持つ経路振分情報が登録されていない場合には（ステップＳ１４のＮＯ）、自身の持つ経路振分情報データベース１３にｄｅ、ｒｅ、ａｉ、ｐａの４項組を優先度１００、振分比率１００で登録し（ステップＳ１５）、すべての処理を終了する。

一方、同一の宛先プレフィックスｄｅおよびプレフィックス長ｌｅを持つ経路振分情報がすでに登録されている場合には（ステップＳ１４のＹＥＳ）、登録されている情報とパス属性を比較し、各情報の優先度および振分比率を決定する（ステップＳ１６）。一般に、ＢＧＰでは、宛先プレフィックスおよびプレフィックス長が同一の複数の経路が存在する場合、それぞれのパス属性を参照し、使用するベスト経路を決定している。本実施形態における優先度は、これらの選択基準を反映したものであり、ベスト経路として選択される可能性の高いものがより高い優先度に設定されるようにする。

例えば、図３の宛先プレフィックスおよびプレフィックス長が、それぞれ、１９２．１６８．１．０／２４の２つのエントリは、それぞれのパス属性中のＡＳ＿ＰＡＴＨ属性が異なっている。ＡＳ＿ＰＡＴＨ属性とは、宛先まで経由するＡＳ番号が通知される属性を指す。図３に示した場合において、１番目のエントリを使用したときには、パケットは３つのＡＳを経由し、２番目のエントリを使用したときには、パケットは２つのＡＳを経由する。ＢＧＰでは、経由するＡＳの数がより少ないエントリが使用される。このようなＢＧＰにおける選択基準を反映するために、図３に示した例では、所定の値（ここでは、１２）をＡＳ＿ＰＡＴＨ中のＡＳ数で割った値を優先度として登録する。このとき、２つのエントリの優先度はそれぞれ４（＝１２÷３）、６（＝１２÷２）となる。また、これらの比に応じて２つのエントリの振分比率を求め、百分率で４０、６０をそれぞれの振分比率とする。

次に、自身の持つ経路振分情報データベース１３に登録済みであったｄｅ、ｌｅの組み合わせを持つ情報の優先度、振分け比率を決定した値に更新する（ステップＳ１７）。自身の持つ経路振分情報データベース１３にｄｅ、ｒｅ、ａｉ、ｐａの４項組を決定した優先度、振分比率で登録する（ステップＳ１８）。

図１０は、経路振分情報における振分比率を、トラフィック情報を用いて更新する処理（図８のステップＳ３）の詳細を示すフローチャートである。ポリシを実現するために、振分けを行うリンクに接続する外部接続ルータ装置、および、トラフィック量を決定する。振分元の外部接続ルータ装置をｒ１とし、振分先の外部接続ルータ装置をｒ２とし、振分を行うトラフィック量をｔとする（ステップＳ３１）。

例えば、外部と接続するルータ装置が３つあり、これらを均等に使用するというポリシの場合を考える。また、これらのルータ装置を経由して外部へと転送されるトラフィック量をそれぞれ５０、４０、６０とする。このとき、３つ目のルータ装置がｒ１、２つ目のルータ装置がｒ２となり、振分を行うトラフィック量ｔは１０となる。

次に、処理済みでない経路振分情報のうち、外部接続ルータ装置ｒ１、ｒ２それぞれの優先度の差が小さい経路振分情報ｍ１、ｍ２を見つける（ステップＳ３２）。経路振分情報ｍ１に含まれる宛先プレフィックスを元に、トラフィック情報データベース１７を参照して、外部接続ルータ装置ｒ１、ｒ２を経由するトラフィック量ｔ１、ｔ２を調べる（ステップＳ３３）。

次に、ｔ１とｔの比較を行い（ステップＳ３４）、ｔ１がｔより小さい場合（ステップＳ３４のＹＥＳ）、経路振分情報ｍ１の振分け比率を０に更新し、経路振分情報ｍ２の振分け比率を１に更新する（ステップＳ３５）。さらに、ｔ−ｔ１の値を計算し、その値をｔに代入し（ステップＳ３６）、ステップＳ３２以降の処理を繰り返す。

一方、ｔ１がｔ以上である場合には（ステップＳ３４のＮＯ）、（ｔ１−ｔ）／（ｔ１＋ｔ２）および（ｔ２＋ｔ）／（ｔ１＋ｔ２）の値を求め、それぞれ、ａ１、ａ２とする（ステップＳ３７）。経路振分情報ｍ１に含まれる振分比率をａ１に更新し、経路振分情報ｍ２に含まれる振分比率をａ２に更新する（ステップＳ３８）。次に、トラフィック情報データベース１７のすべてのエントリにおける総トラフィック量のフィールドをゼロクリアし（ステップＳ３９）、処理を終了する。

図１１は、パケット転送手順（図８のステップＳ４）の詳細を示すフローチャートである。まず、パケットの宛先を元に、経路振分情報データベース４２を検索し、該当エントリを決定する（ステップＳ４１）。図３における１番目と２番目のエントリのように、宛先プレフィックスおよびプレフィックス長が同一の複数のエントリが存在する場合には、これらのすべてを抽出する。次に、受信パケットに含まれる５ｔｕｐｌｅのハッシュ値を計算する（ステップＳ４２）。５ｔｕｐｌｅとは、パケットヘッダに含まれる宛先アドレス、送信元アドレス、プロトコル番号、宛先ポート番号、および、送信元ポート番号の５つの情報の組をいう。この５ｔｕｐｌｅの値が同一であるパケット群は、１つのフローとして認識される。次に、このフローを転送するために、ステップＳ４１で見つかった複数のエントリのうちのいずれのエントリを使用するかを、ステップＳ４２で計算したハッシュ値を元に決定する（ステップＳ４３）。

図３における１番目と２番目のエントリは、それぞれ、振分比率が４０：６０となっている。例えば、０から９９の値を取り得るハッシュ関数を用いたときに、ハッシュ値が０から３９であれば１番目のエントリを使用し、４０から９９であれば２番目のエントリを使用する。これにより、振分比率に基づいたエントリの選択が可能となる。

次に、ステップＳ４３で決定したエントリの外部接続ルータ装置のアドレスを宛先として、経路表４７を検索し、次転送先を決定する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４で決定した次転送先に向けてパケットを送出し（ステップＳ４５）、パケットの転送処理を終了する。

（実施形態２）
第１の実施形態では、トラフィックエンジニアリング装置３０が作成した経路振分情報を、ネットワーク内の各ルータ装置に展開する必要がある。そこで、これらの展開動作を必要としない第２の実施形態について説明する。

本実施形態では、図５におけるエッジルータ５０ｃ、５０ｄは、端末２０１、２０２から受け取ったパケットに対して、カプセル化を施し、外部接続ルータ装置８０ａ、８０ｂのいずれかに送信する。外部接続ルータ装置８０ａ、８０ｂは送られてきたパケットのカプセル化を解いて外部のＡＳへ送信する。本実施形態では、内部ルータ装置は、外部接続ルータ装置に対する経路さえ設定されていればよい。したがって、経路振分情報を内部ルータ装置に展開する必要はない。また、エッジルータ装置５０ｃ、５０ｄは、パケット受信時に必要となる経路振分情報を、トラフィックエンジニアリング装置３０に問い合わせる。これにより、トラフィックエンジニアリング装置３０からエッジルータ装置５０ｃ、５０ｄへ経路振分情報を展開する動作は必要なくなる。

図１２は、本実施形態におけるトラフィックエンジニアリング装置１３０の構成を示すブロック図である。図１に示した第１の実施形態におけるトラフィックエンジニアリング装置３０と比較すると、本実施形態のトラフィックエンジニアリング装置１３０は、経路振分情報展開部１４の代わりに、マッピング情報応答部１１４を備えている。マッピング情報応答部１１４は、エッジルータ装置からの問い合わせに対し、経路振分情報データベース１１３を検索し、応答を返す。エッジルータ装置からの問い合わせ中には、エッジルータ装置が受信したパケットのヘッダ情報が含まれている。ヘッダ情報中の宛先アドレスを用いて、経路振分情報データベース１１３の該当するエントリを見つける。検索により見つかったエントリに含まれる情報を、エッジルータへと返答する。宛先プレフィックスおよびプレフィックス長が同一の複数のエントリが検索により見つかった場合には、マッピング情報応答部１１４は、返答メッセージ中に、これらのエントリのすべてを含める。

エッジルータ装置の構成について、図面を参照して説明する。図１３は、エッジルータ装置１５０の構成を示すブロック図である。図１３を参照すると、エッジルータ装置１５０は、経路振分情報管理部１４０、パケット転送部１４５、トンネル処理部１４９、および、ネットワークインタフェース１５１〜１５ｎを備えている。

トンネル処理部１４９および経路振分情報管理部１４０を除いて、エッジルータ装置１５０の各部の動作は、図６に示した第１の実施形態のルータ装置５０の動作と同一である。また、第１の実施形態における振分ルーティング処理部４６は経路振分情報データベース４２を参照していたが、本実施形態における振分ルーティング処理部１４６は経路振分情報キャッシュ１４２を参照する。

経路振分情報管理部１４０は、経路振分情報問い合わせ部１４１および経路振分情報キャッシュ１４２を備えている。経路振分情報問い合わせ部１４１は、振分ルーティング処理部１４６が経路振分情報キャッシュ１４２を参照した場合に、該当するエントリがないときには、トラフィックエンジニアリング装置３０へ経路振分情報を問い合わせる。経路振分情報キャッシュ１４２は、経路振分情報問い合わせ部１４１がトラフィックエンジニアリング装置３０に問い合わせた結果を、再利用可能なように保管する。すなわち、経路振分情報キャッシュ１４２の構成は、基本的に、図３における経路振分情報データベース１３の構成と同等である。

トンネル処理部１４９は、パケットに対し、指定された外部接続ルータ装置のアドレス宛とするカプセル化を行い、パケット転送部１４５へ渡す。

図１４は、本実施形態における外部接続ルータ装置１８０の構成を示すブロック図である。図１４を参照すると、外部接続ルータ装置１８０は、経路制御部１６０、パケット転送部１７０、トンネル終端部１７４、トラフィック管理部１６５、および、ネットワークインタフェース１８１〜１８ｎを備えている。

トンネル終端部１７４を除いて、外部接続ルータ装置１８０の各部の動作は、図７に示した第１の実施形態の外部接続ルータ装置８０の各部の動作と同一である。トンネル終端部１７４は、パケットの宛先が外部接続ルータ装置のアドレスである場合には、パケットのカプセル化を解除してパケット転送部１７０に送る。

（実施形態３）
一般に、ＩＰルーティングは、宛先のみを参照して転送動作を行う。第１、第２の実施形態では、同一宛先のパケットでも、場合によって異なる外部接続ルータ装置を経由して外部に送出されており、一般の転送機能に対する拡張が必要となる。本実施形態では、ＩＰルーティングに対する転送機能の拡張を伴わない実施形態について説明する。本実施形態では、図３に示した経路振分情報データベース１３の振分比率に格納される値は、０か１００のいずれかになる。また、宛先プレフィックスおよびプレフィックス長が同一のエントリのうち、振分比率が１００となるエントリは１つである。

上述のように振分比率を変更するには、まず、図９のステップＳ１６において振分比率を決定する際に、宛先プレフィックスおよびプレフィックス長が同一のエントリのうちの優先度が１番高いエントリのみを振分比率１００とし、それ以外のエントリを振分比率０として登録する。

図１５は、本実施形態における振分比率の更新処理の詳細のフローチャートを示す。同一の宛先プレフィックスに対してトラフィックを分割するように振分比率を決定する、第１の実施形態のステップＳ３７、Ｓ３８（図１０）に相当する処理が、本実施形態では存在しない。図１５を参照すると、ｔ１がｔ以上である場合には（ステップＳ５５のＮＯ）、ステップＳ５２で選択した経路振分情報を使用せず、他の経路振分情報を検索するために、ステップＳ５２へ戻る。これらの変更により、目標とするトラフィック量の振分を行うには、優先度の差が大きい経路振分情報を使用する必要が生じる場合がある。そこで、予め優先度の差の上限を定めておいて、ステップＳ５２で上限を超える経路振分情報しか見つからなかった場合には（ステップＳ５３のＹＥＳ）、処理を打ち切る。

図１６は、本実施形態におけるルータ装置２５０の構成を示すブロック図である。図６に示した第１の実施形態における振分ルーティング処理部４６の代わりに、ルータ装置２５０はルーティング処理部２４６を備えている。また、経路振分情報データベース４２の代わりに、ルータ装置２５０は経路情報更新部２４２を備えている。

ルーティング処理部２４６は、経路表２４７を参照してパケットの宛先に対する次転送先ルータ装置および出力インタフェースを決定し、決定した次転送先ルータ装置へパケットを送出する。経路情報更新部２４２は、経路振分情報受信部２４１が受信した経路振分情報と経路表２４７中の情報との突合せを行いつつ、経路表２４７を更新する。

図１７は、経路情報更新部２４２による経路表２４７の更新処理を示すフローチャートである。まず、経路振分情報受信部２４１から通知を受けた経路振分情報より、宛先プレフィックスｔｐ、プレフィックス長ｔｌ、外部接続ルータ装置のアドレスｌｅ、振分比率ｌｒを抽出する（ステップＳ６１）。次に、振分比率ｌｒが１００であるか否かを確認する（ステップＳ６２）。振分比率が１００でない場合（ステップＳ６２のＮＯ）、処理を終了する。一方、振分比率が１００である場合（ステップＳ６２のＹＥＳ）、ｌｅを宛先とする経路を経路表から検索し、アドレスｌｅに対する次転送先ｎｈ、インタフェースｉｆを決定する（ステップＳ６３）。宛先プレフィックスｔｐ、プレフィックス長ｔｌ、次転送先ｎｈ、インタフェースｉｆを一組としたエントリを経路表２４７に登録する（ステップＳ６４）。

なお、上記の非特許文献等の先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

本発明は、一例として、インターネットへの接続を行うサービスプロバイダのネットワークに対して適用することができる。

１０、１１０ トラフィックエンジニアリング部
１１、１１１ 経路情報取得部
１２、１１２ 経路情報格納部
１３、４２、１１３ 経路振分情報データベース（経路振分情報ＤＢ）
１４ 経路振分情報展開部
１５、６６、１１５、１６６ トラフィック情報取得部
１６、１１６ トラフィック情報集計部
１７、１１７ トラフィック情報データベース（トラフィック情報ＤＢ）
１８、１１８ 振分比率更新部
１９、１１９ トラフィックポリシ管理部
２０、４５、７０、１２０、１４５、１７０、２４５ パケット転送部
２１、７１、１２１、１７１、２４６ ルーティング処理部
２２、４７、７２、１２２、１４７、１７２、２４７ 経路表
３０、１３０ トラフィックエンジニアリング装置
３１〜３ｎ、５１〜５ｎ、８１〜８ｎ ネットワークインタフェース
１３１〜１３ｎ、１５１〜１５ｎ、１８１〜１８ｎ ネットワークインタフェース
２５１〜２５ｎ ネットワークインタフェース
４０、１４０、２４０ 経路振分情報管理部
４１、２４１ 経路振分情報受信部
４６、１４６ 振分ルーティング処理部
５０、２５０ ルータ装置
５０ａ、５０ｂ 内部ルータ装置
５０ｃ、５０ｄ エッジルータ装置
６０、１６０ 経路制御部
６１、１６１ 経路情報交換部
６２、１６２ 経路計算部
６３、１６３ 経路情報送信部
６５、１６５ トラフィック管理部
６７、１６７ トラフィック情報送信部
８０、１８０、８０ａ、８０ｂ 外部接続ルータ装置
１００ａ〜１００ｄ ＡＳ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ）
１１４ マッピング情報応答部
１４１ 経路振分情報問い合わせ部
１４２ 経路振分情報キャッシュ
１４９ トンネル処理部
１５０ エッジルータ装置
１７４ トンネル終端部
２０１、２０２ 端末
２４２ 経路情報更新部
Ｌ１〜Ｌ４ リンク

Claims (10)

1. 他のＡＳ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ）との境界に位置する複数のルータ装置のそれぞれから経路情報を受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとに優先度を計算し、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および優先度を含む経路振分情報として第１のデータベースに格納する経路情報格納部と、
   前記複数のルータ装置のそれぞれから他のＡＳへ出力されるトラフィック量に関する情報を前記複数のルータ装置のそれぞれから受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとにトラフィック量を集計して総トラフィック量を求め、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および総トラフィック量を含むトラフィック情報として第２のデータベースに格納するトラフィック情報集計部と、
   前記第１のデータベースに格納された経路振分情報のうちの優先度の差が相対的に小さい経路振分情報に含まれるルータ装置の対を抽出するとともに、抽出したルータ装置におけるトラフィック量が所定のポリシに従うように、前記第２のデータベースに格納されたトラフィック情報を参照して、抽出したルータ装置の間でパケットの振分比率を更新する振分比率更新部と、を備えていることを特徴とするトラフィックエンジニアリング装置。
2. 前記経路情報格納部は、前記経路情報に含まれるパス属性を参照し、パケットが宛先に到達するまでに経由するＡＳの数に反比例するように前記優先度を計算することを特徴とする、請求項１に記載のトラフィックエンジニアリング装置。
3. 前記トラフィック情報集計部は、前記振分比率更新部がパケットの振分比率を更新した場合には、前記第２のデータベースに格納されたトラフィック情報に含まれる総トラフィック量を初期化するとともに、再度トラフィック量を集計して総トラフィック量を求めることを特徴とする、請求項１または２に記載のトラフィックエンジニアリング装置。
4. 前記振分比率更新部は、前記第１のデータベースに格納された第１の経路振分情報に含まれる第１のルータ装置から、第２の経路振分情報に含まれる第２のルータ装置へ所定のトラフィック量を振り分ける場合に、該第１のルータ装置を経由するトラフィック量が該所定のトラフィック量より少ない場合には、該第１の経路振分情報に含まれる振分比率をゼロに更新するとともに、該第２の経路振分情報に含まれる振分比率を１に更新することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のトラフィックエンジニアリング装置。
5. 前記振分比率更新部は、前記第１のデータベースに格納された第１の経路振分情報に含まれる第１のルータ装置から、第２の経路振分情報に含まれる第２のルータ装置へ所定のトラフィック量ｔを振り分ける場合に、該第１のルータ装置を経由するトラフィック量ｔ１が該所定のトラフィック量ｔ以上である場合には、該第１の経路振分情報に含まれる振分比率を（ｔ１−ｔ）／（ｔ１＋ｔ２）に更新するとともに、該第２の経路振分情報に含まれる振分比率を（ｔ２＋ｔ）／（ｔ１＋ｔ２）に更新することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のトラフィックエンジニアリング装置。
6. 他のＡＳ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ）との境界に位置する複数のルータ装置のそれぞれから経路情報を受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとに優先度を計算し、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および優先度を含む経路振分情報として第１のデータベースに格納する工程と、
   前記複数のルータ装置のそれぞれから他のＡＳへ出力されるトラフィック量に関する情報を前記複数のルータ装置のそれぞれから受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとにトラフィック量を集計して総トラフィック量を求め、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および総トラフィック量を含むトラフィック情報として第２のデータベースに格納する工程と、
   前記第１のデータベースに格納された経路振分情報のうちの優先度の差が相対的に小さい経路振分情報に含まれるルータ装置の対を抽出する工程と、
   抽出したルータ装置におけるトラフィック量が所定のポリシに従うように、前記第２のデータベースに格納されたトラフィック情報を参照して、抽出したルータ装置の間でパケットの振分比率を更新する工程と、を含むことを特徴とするトラフィックエンジニアリング方法。
7. 前記経路情報に含まれるパス属性に基づいて、パケットが宛先に到達するまでに経由するＡＳの数に反比例するように前記優先度を計算する工程を含むことを特徴とする、請求項６に記載のトラフィックエンジニアリング方法。
8. パケットの振分比率を更新した場合には、前記第２のデータベースに格納されたトラフィック情報に含まれる総トラフィック量を初期化するとともに、再度トラフィック量を集計して総トラフィック量を求める工程を含むことを特徴とする、請求項６または７に記載のトラフィックエンジニアリング方法。
9. 他のＡＳ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍ）との境界に位置する複数のルータ装置のそれぞれから経路情報を受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとに優先度を計算し、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および優先度を含む経路振分情報として第１のデータベースに格納する処理と、
   前記複数のルータ装置のそれぞれから他のＡＳへ出力されるトラフィック量に関する情報を前記複数のルータ装置のそれぞれから受信し、宛先プレフィックス、プレフィックス長およびルータ装置ごとにトラフィック量を集計して総トラフィック量を求め、宛先プレフィックス、プレフィックス長、ルータ装置および総トラフィック量を含むトラフィック情報として第２のデータベースに格納する処理と、
   前記第１のデータベースに格納された経路振分情報のうちの優先度の差が相対的に小さい経路振分情報に含まれるルータ装置の対を抽出する処理と、
   抽出したルータ装置におけるトラフィック量が所定のポリシに従うように、前記第２のデータベースに格納されたトラフィック情報を参照して、抽出したルータ装置の間でパケットの振分比率を更新する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
10. 前記経路情報に含まれるパス属性に基づいて、パケットが宛先に到達するまでに経由するＡＳの数に反比例するように前記優先度を計算する処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする、請求項９に記載のプログラム。

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