JP2014147014A - Band automatic adjustment device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信網内に設定される拠点間接続パスの帯域を、トラヒック量に基づいて自動調整する帯域自動調整装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to an automatic bandwidth adjustment apparatus and program for automatically adjusting the bandwidth of a connection path between bases set in a communication network based on the amount of traffic.
近年、IP(Internet Protocol)網の高速大容量化にともなって、IaaS(Infrastructure as a Service)をはじめとする各種クラウドコンピューティングサービスが提供されるようになってきている。通信料金が安いベストエフォート型の通信サービスは、回線の利用状況によって極端に通信速度が遅くなったり、パケットロスが発生したりする問題があるので、利用形態によっては通信料金は嵩むがもっと通信品質の高い帯域保証型サービスやサービスレベル保証型サービスなどに加入する必要があった。 In recent years, various cloud computing services including IaaS (Infrastructure as a Service) have come to be provided with the increase in the speed and capacity of an IP (Internet Protocol) network. The best-effort communication service with low communication charges has problems such as extremely slow communication speeds and packet loss depending on the usage status of the line. It was necessary to subscribe to a high bandwidth guarantee type service or a service level guarantee type service.
しかし、ユーザの通信トラヒックは時間とともに大きく変動することが多く、ピーク値に合わせて高い保証帯域を契約すると割高となるし、かと言ってピーク値よりも低い保証帯域を契約してしまうと、ピーク時に必要なスループットが得られないという問題が生じる。一方、通信サービスを提供する通信事業者は、ユーザと契約した保証帯域を常時確保しておかなければならないので、通信設備の利用効率の低下が避けられず、サービス料金を低く抑えるのが難しいという問題がある。 However, the user's communication traffic often fluctuates greatly with time, and it becomes expensive when contracting a high guaranteed bandwidth according to the peak value. However, if the contracted guaranteed bandwidth is lower than the peak value, The problem arises that sometimes the required throughput cannot be obtained. On the other hand, telecommunications carriers that provide communication services must always secure guaranteed bandwidth contracted with users, so it is difficult to keep the service charges low because the use efficiency of communication facilities is inevitably reduced. There's a problem.
この問題に関連する従来技術として、非特許文献1には、IP網における通信帯域を有効活用するためのルータによるパーセンタイルベースの帯域自動設定手法が提案されている。
As a conventional technique related to this problem, Non-Patent
しかし、非特許文献1にて提案されている手法を含む従来の帯域自動設定手法は、直近に測定された最大トラヒック量もしくはそのパーセンタイル値に基づいて新たな帯域幅を割り当てるため、現在のレートリミットを超えるような急激なトラヒック増加には適切に追従できないという問題がある。また、トラヒック量が急激に減少した場合であっても、割り当てる帯域幅は緩やかにしか減少しないので、必要よりも高い帯域幅が割り当てられている時間が継続する傾向がある。
However, the conventional automatic bandwidth setting method including the method proposed in Non-Patent
本発明は、前記従来手法の課題を解決するためになされたものであり、現在のレートリミットを超えるような急激なトラヒックの増加や、トラヒックの時間的変化に対する追従性に優れた帯域自動調整装置及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional method, and is an automatic band adjustment apparatus excellent in follow-up performance against a rapid increase in traffic exceeding the current rate limit and a temporal change in traffic. And to provide a program.
前記の目的を達成するために、本発明は、IP網に接続される通信装置が使用する帯域を、予め指定された帯域の範囲内で自動調整可能な通信サービスにおいて、前記通信装置が使用する帯域の自動調整を行う帯域自動調整装置であって、前記IP網に接続される前記帯域自動調整装置は、前記通信装置を起点とするパスへの流入トラヒック量を所定の測定周期で収集して記憶部に記憶させるトラヒック情報収集部と、前記測定周期より長い所定の制御周期毎に、収集した直近の流入トラヒック量に基づいて当該パスの次の1乃至数制御周期後までの流入トラヒック量を予測するトラヒック予測部と、前記所定の測定周期毎に、前記収集した直近の流入トラヒック量と当該パスの現在のレートリミットとが、即時に帯域を増加すべき条件である所定の即時帯域増加条件を満たす場合に、前記現在のレートリミットを前記予め指定された帯域の範囲内で増加させ、前記所定の制御周期毎に、前記トラヒック予測部が予測した流入トラヒック量と当該パスの現在のレートリミットとが、トラヒック予測に基づいて帯域を増減すべき条件である所定の帯域増減条件を満たす場合に、前記現在のレートリミットを前記予め指定された帯域の範囲内で増減させる帯域制御部と、を備えるものとした。 In order to achieve the above object, the present invention uses the communication apparatus in a communication service that can automatically adjust the band used by the communication apparatus connected to the IP network within the range of a band designated in advance. An automatic bandwidth adjustment device for performing automatic bandwidth adjustment, wherein the automatic bandwidth adjustment device connected to the IP network collects inflow traffic to a path originating from the communication device at a predetermined measurement period. The traffic information collection unit to be stored in the storage unit and the inflow traffic amount after the next one to several control periods of the path based on the collected recent inflow traffic amount for each predetermined control period longer than the measurement period. The traffic prediction unit to be predicted, and the collected recent inflow traffic amount and the current rate limit of the path are conditions that should immediately increase the bandwidth for each predetermined measurement period. When the predetermined immediate bandwidth increase condition is satisfied, the current rate limit is increased within the range of the predesignated band, and the inflow traffic amount predicted by the traffic prediction unit and When the current rate limit of the path satisfies a predetermined bandwidth increase / decrease condition that is a condition for increasing / decreasing the bandwidth based on traffic prediction, the current rate limit is increased / decreased within the range of the previously specified bandwidth. And a bandwidth control unit.
こうすることにより、短時間のトラヒックの増加に適切に追従する一方で、トラヒックの増加あるいは減少傾向の予測に基づいて割り当てる帯域を事前に調整することができるので、トラヒックの変化への追従性を高めることが可能となる。 In this way, while appropriately tracking the increase in traffic for a short time, the bandwidth to be allocated can be adjusted in advance based on the prediction of the increase or decrease in traffic. It becomes possible to raise.
また、本発明は、前記の帯域自動調整装置において、前記帯域制御部が前記現在のレートリミットを増加または減少させた場合は、前記トラヒック予測部による前記流入トラヒックの予測及び前記帯域制御部による帯域増減制御の実行タイミングを、所定のスキップ周期だけ遅らせるものとした。 In the automatic bandwidth adjustment apparatus according to the present invention, when the bandwidth control unit increases or decreases the current rate limit, the traffic prediction unit predicts the inflow traffic and the bandwidth control unit uses the bandwidth control unit. The execution timing of the increase / decrease control is delayed by a predetermined skip period.
こうすることにより、流入トラヒックが短時間に大きく変化する場合であっても、レートリミットの増減回数を抑制することができ、帯域自動調整制御の安定性を向上させることが可能となる。 By doing so, even if the inflow traffic changes greatly in a short time, the rate limit increase / decrease frequency can be suppressed, and the stability of the automatic band adjustment control can be improved.
また、本発明は、前記の帯域自動調整装置において、前記所定の即時帯域増加条件は、前記所定の測定周期毎に収集した直近の所定数の流入トラヒック量のなかの最小値が、前記当該パスの現在のレートリミットの所定の割合で設定されるオーバーフロー判定閾値より大きいことであるものとした。 In the automatic bandwidth adjustment apparatus according to the present invention, the predetermined immediate bandwidth increase condition is that the minimum value among the most recent predetermined number of inflow traffic collected at each predetermined measurement period is the path. It is assumed that it is larger than the overflow judgment threshold set at a predetermined rate of the current rate limit.
こうすることにより、流入トラヒックのオーバーフローが発生して現在のレートリミットによってピークカットされる場合であっても、適切に即時の帯域増加を行うことが可能となる。 By doing this, even if inflow traffic overflows and the peak is cut by the current rate limit, it is possible to appropriately increase the bandwidth immediately.
また、本発明は、前記の帯域自動調整装置において、前記帯域制御部は、前記所定の即時帯域増加条件が満たされた場合に、前記現在のレートリミットを、前記予め指定された帯域の範囲の最大帯域と前記現在のレートリミットとの中央値に増加させるものとした。 Further, the present invention provides the automatic bandwidth adjustment apparatus, wherein the bandwidth control unit sets the current rate limit to a range of the predesignated bandwidth when the predetermined immediate bandwidth increase condition is satisfied. The median value between the maximum bandwidth and the current rate limit is increased.
こうすることにより、現在のレートリミットを超えるような急激なトラヒックの増加があったときに、レートリミットの最適値への収束性を高めることが可能となる。 By doing so, it is possible to improve the convergence of the rate limit to the optimum value when there is a sudden increase in traffic that exceeds the current rate limit.
また、本発明の帯域自動調整プログラムは、コンピュータを前記本発明の帯域自動調整装置として機能させるためのプログラムとした。 The automatic bandwidth adjustment program of the present invention is a program for causing a computer to function as the automatic bandwidth adjustment device of the present invention.
こうすることにより、コンピュータを前記本発明の帯域自動調整装置として機能させることが可能となる。 By doing so, it becomes possible to cause the computer to function as the automatic bandwidth adjustment apparatus of the present invention.
本発明によれば、現在のレートリミットを超えるような急激なトラヒックの増加や、トラヒックの時間的変化に対する追従性に優れた帯域自動調整装置及びプログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an automatic band adjustment apparatus and program excellent in followability to a sudden increase in traffic exceeding the current rate limit and a temporal change in traffic.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」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。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
≪本発明による帯域自動調整処理の概要≫
はじめに、本発明による帯域自動調整処理の概要について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の帯域自動調整装置による帯域自動調整処理についての概念図である。
<< Outline of Bandwidth Automatic Adjustment Processing According to the Present Invention >>
First, the outline of the automatic band adjustment processing according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a conceptual diagram of automatic bandwidth adjustment processing by the automatic bandwidth adjustment device of the present invention.
図1において、横軸は時間を、縦軸はあるパスを使って通信したい正味のトラヒック量(流入トラヒック量)及び帯域を表す。細い実線にて記載されている折れ線グラフは正味のトラヒック量であり、太い実線にて記載されている階段状のグラフは本発明による帯域自動調整処理によって割り当てられる設定帯域(レートリミット)である。 In FIG. 1, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the net traffic volume (inflow traffic volume) and bandwidth desired to be communicated using a certain path. The line graph described by the thin solid line is the net traffic amount, and the step-like graph described by the thick solid line is the set band (rate limit) assigned by the band automatic adjustment processing according to the present invention.
また、上部に記載されている一点鎖線は、当該パスが収容される下位パス(例えば、光回線によって構成される光パス)の帯域(例えば、100Mbps)である。中央付近に記載されている破線は、当該パスのユーザとの契約により設定可能な最大帯域である最大設定帯域(例えば、10Mbps)である。下部に記載されている点線は、当該パスのユーザとの契約によって通信事業者が保証しなければならない最低限の帯域である最低保証帯域(例えば、1Mbps)である。 Further, the alternate long and short dash line described in the upper part is a bandwidth (for example, 100 Mbps) of a lower level path (for example, an optical path configured by an optical line) in which the path is accommodated. A broken line written in the vicinity of the center is a maximum set bandwidth (for example, 10 Mbps) that is a maximum bandwidth that can be set by a contract with a user of the path. A dotted line described at the bottom is a minimum guaranteed bandwidth (for example, 1 Mbps) which is a minimum bandwidth that the communication carrier must guarantee by a contract with the user of the path.
図1に例示するように、ユーザが通信したい正味のトラヒック量は、時間の経過とともに大きく変化する場合が多い。そこで、本発明による帯域自動調整処理においては、ユーザが契約等により予め指定した最大設定帯域と最低保証帯域との範囲内で、ユーザが通信したい正味のトラヒック量をできるだけ制限せずに通信でき、かつ無駄に大きな帯域を割り当てることがないように、当該ユーザのパスに割り当てる帯域の自動調整を行う。 As illustrated in FIG. 1, the net traffic volume that the user wants to communicate often changes greatly over time. Therefore, in the automatic bandwidth adjustment processing according to the present invention, communication can be performed without limiting as much as possible the amount of net traffic that the user wants to communicate within the range of the maximum set bandwidth and the minimum guaranteed bandwidth specified in advance by the user through a contract or the like, In addition, the bandwidth allocated to the user's path is automatically adjusted so as not to allocate a large bandwidth unnecessarily.
このようにすることで、例えば帯域が100Mbpsの下位パスに、最大設定帯域が10Mbpsで平均トラヒック量が2Mbpsであるユーザを同時に50人程度収容すれば、下位パスの利用効率を100%近くまで高めることができる一方で、各ユーザの通信料金を概ね2Mbps程度に相当する料金まで低減させる余地が生まれる。 In this way, for example, if about 50 users having a maximum set bandwidth of 10 Mbps and an average traffic volume of 2 Mbps are accommodated in a lower path having a bandwidth of 100 Mbps, the utilization efficiency of the lower path is increased to nearly 100%. On the other hand, there is room for reducing the communication charge of each user to a charge corresponding to about 2 Mbps.
なお、図1の斜線部にて示すように、予め指定された最大設定帯域を超えるトラヒックが発生した場合は、超過部分はポリシングによってピークカットされることとなるが、このようなピークカットを発生させたくないユーザについては、例えば追加の料金負担によって最大設定帯域を必要なだけ大きく設定できるようにすればよい。 As shown by the hatched portion in FIG. 1, when traffic exceeding the pre-specified maximum set bandwidth occurs, the excess portion is peak-cut by policing, but such peak cut occurs. For users who do not want to be allowed to do so, for example, the maximum set bandwidth may be set as large as necessary by additional charge.
また、従来のベストエフォート型の通信サービスでは、同一の下位パスを共有する他のユーザとの間で残帯域を奪い合うため、通信の途中で極端に通信速度が遅くなったり、パケットロスが発生したりする問題があった。これに対し、本発明による帯域自動調整処理においては、最大設定帯域と最低保証帯域との間で一旦確保された帯域は、トラヒックが減少して余剰となっている帯域が自動的に解放されるまでの間は継続して保証される。したがって、ある時間帯に連続して大きな帯域を確保する必要があるデータのバックアップ動作や仮想マシンの移植動作などへも好適に適用することができる。 Also, in the conventional best-effort communication service, the remaining bandwidth is competed with other users sharing the same lower path, so the communication speed becomes extremely slow or packet loss occurs during communication. There was a problem. On the other hand, in the bandwidth automatic adjustment processing according to the present invention, the bandwidth once secured between the maximum set bandwidth and the minimum guaranteed bandwidth is automatically released as the excess bandwidth is reduced by the traffic. Until then, it is guaranteed. Therefore, the present invention can be suitably applied to a data backup operation or a virtual machine porting operation that requires a large bandwidth continuously in a certain time zone.
続いて、本発明の帯域自動調整装置が適用されるネットワークシステムについて、図2を用いて説明する。図2は、本発明の帯域自動調整装置が適用されるネットワークシステムの構成例を示す図である。 Next, a network system to which the automatic bandwidth adjustment apparatus of the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a network system to which the automatic bandwidth adjustment apparatus of the present invention is applied.
図2に示すように、本ネットワークシステムは、IP網8と、IP網8に接続されるルータやオープンフロースイッチなどの通信装置7A,7B,7Cと、例えば通信装置7Aのトラヒックを測定する測定装置6と、帯域自動調整装置1とを含んで構成される。
As shown in FIG. 2, this network system measures the traffic of the IP network 8, the
帯域自動調整装置1は、例えば、通信装置7Aから通信装置7Cへのパスの設定要求を受け付けると、経路計算を行ってパスを決定するとともに、パスの帯域を自動調整する機能を有する。
For example, when receiving a path setting request from the
いま、帯域自動調整装置1が、通信装置7Aを始点ノード、通信装置7Cを終点ノードとして、通信装置7Bを経由するパスの経路を決定したものとする。帯域自動調整装置1は、その決定結果を、パス設定指示情報として、始点ノードとなる通信装置7Aに出力する。そして、パス設定指示情報を受け取った通信装置7Aから、通信装置7Bを経由して通信装置7Cにパス設定に関する情報を通知することによって、通信装置7A,7B間及び通信装置7B,7C間のリンクを介してパスが確立される。なお、通信装置7A〜7Cは、パスの経路におけるノードに相当するものであり、例えば、MPLS(Multi-Protocol Label Switching)網のMPLSルータ、パケット網のルータ、または光網の光クロスコネクトである。
Now, it is assumed that the automatic
続いて、帯域自動調整装置1の機能の詳細について、図3を用いて説明する。図3は、帯域自動調整装置1の構成例を示す機能ブロック図である。ただし、本発明の主体は、帯域の自動調整機能にあるので、パスの経路計算についての説明は必要な程度にとどめる。図3に示すように、帯域自動調整装置1は、制御部2、記憶部3、入出力部4、及び通信部5を含んで構成される。
Next, details of the function of the automatic
制御部2は、経路計算部21、パス設定部22、トラヒック情報収集部23、帯域制御部24、及びトラヒック予測部25を備える。これら各部は、制御部2が備える不図示のCPU(Central Processing Unit)が、所定の帯域自動調整プログラムを主メモリにロードして実行することによって具現化される。
The
経路計算部21は、パスの始点ノードから終点ノードまでのパスの経路について、経路計算を行う。パスの経路は、信号を伝達するのに必要な帯域を有するノード間のリンクの列によって形成される。その際、異なるリンクの列からなる経路候補が複数存在することがある。その場合には、経路計算部21は、複数の経路候補の中から、リンクの利用状況やリンクコストなどに基づいて一つの経路候補を選択して、パスの経路として決定する。
The
パス設定部22は、経路計算部21によって決定されたパスの始点ノードに、パスを設定するパス設定指示情報を出力することにより、パスの経路をIP網8(図2参照)上に設定する。
The
トラヒック情報収集部23は、IP網8に接続されるルータ、オープンフロースイッチ、オープンフローコントローラなどの通信装置7A〜7Cや、専用の測定装置6からユーザ毎の流入トラヒック量に関する情報を収集する。例えば、ルータからは、ルータに設定されたMPLS LSP(Label Switched Path)単位のトラヒック量に該当するMIB(Management Information Base)情報を取得する。また、オープンフローコントローラからは、オープンフロースイッチから吸い上げられるユーザを定義するtupleに該当するトラヒック情報を取得する。
The traffic
帯域制御部24は、ユーザ毎の流入トラヒック量の変化に応じて、各ユーザの契約範囲内で料金が最小でスループットが最大となるように、ユーザ毎の設定帯域(レートリミット)を自動調節する。
The
トラヒック予測部25は、トラヒック情報収集部23が収集したユーザ毎の流入トラヒック量に基づいて、所定の近似式を用いて今後の流入トラヒック量の変化を予測する。
Based on the inflow traffic amount for each user collected by the traffic
次に、記憶部3について説明する。半導体メモリやハードディスク装置などによって構成される記憶部3は、経路候補情報31、パス情報32、トラヒック情報33、設定帯域情報34、リンク帯域管理情報35、及び契約帯域情報36含む情報を記憶している。また、記憶部3は、制御部2が備える各部の機能を具現化するための帯域自動調整プログラムも記憶している。
Next, the
まず、経路候補情報31(図3参照)について、図4を用いて説明する。図4は、経路候補情報31の一例を示す図である。図4に示すように、経路候補情報31は、パスの経路となる候補を集めた情報であって、経路候補ID(Identification:識別子)、経由リンクIDリスト、及びリンクコストが関連付けられて記憶される。なお、経由リンクIDリストは、パスを形成するリンクのIDからなるリストであって、経路計算部21によって、ノード同士がどのように接続されているかを示す不図示のトポロジ情報を参照して作成される。また、リンクコストは、経路計算部21によって、経由リンクIDリストに記憶されている全リンクが接続されたときの経路に対して、リンク帯域管理情報35(図8参照)に記憶されているリンクID毎のリンクコストを用いて算出される。
First, the route candidate information 31 (see FIG. 3) will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the
図4には、3つの経路候補が示されている。そして、経路計算部21は、3つの経路候補の中から、最小のリンクコストとなる経路すなわち経路候補ID「1」を、設定するパスの経路として決定する。
FIG. 4 shows three route candidates. Then, the
次に、パス情報32(図3参照)について、図5を用いて説明する。図5は、パス情報32の一例を示す図である。図5に示すように、パス情報32には、設定完了された現状のパスについて、パス毎に始点及び終点ノードのノードIDとノードIF(Interface)−IDとの組、並びにそのパスの経路を表す経由リンクIDリストが記憶される。
Next, the path information 32 (see FIG. 3) will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the
次に、トラヒック情報33(図3参照)について、図6を用いて説明する。図6は、トラヒック情報33の一例を示す図である。図6に示すように、トラヒック情報33には、設定された現状のパスについて、パスID毎に収集された直近の流入トラヒック量が測定IDと対応付けられて複数記憶される。
Next, the traffic information 33 (see FIG. 3) will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the
次に、設定帯域情報34(図3参照)について、図7を用いて説明する。図7は、設定帯域情報34の一例を示す図である。図7に示すように、設定帯域情報34には、設定された現状のパスについて、パスID毎に現在の設定帯域(レートリミット)が記憶される。
Next, the set bandwidth information 34 (see FIG. 3) will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the set
次に、リンク帯域管理情報35(図3参照)について、図8を用いて説明する。図8は、リンク帯域管理情報35の一例を示す図である。図8に示すように、リンク帯域管理情報35には、パスを形成する全てのリンクについて、リンク毎に割り当て可能な最大帯域を現す全帯域、そのうち未割当てとなっている帯域を表す残帯域、当該リンクを経路として含むパスのパスIDからなるリストである経由パスIDリスト、及び当該リンクのリンクコストが記憶される。
Next, the link bandwidth management information 35 (see FIG. 3) will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the link
次に、契約帯域情報36(図3参照)について、図9を用いて説明する。図9は、契約帯域情報36の一例を示す図である。図9に示すように、契約帯域情報36には、各契約ユーザのユーザID及び当該ユーザのトラヒックの始点となる始点ノードIF−ID毎に、契約等により予め指定される最低保証帯域と自動調整可能な最大の帯域である最大設定帯域とが記憶される。
Next, the contract bandwidth information 36 (see FIG. 3) will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the
入出力部4(図3参照)は、帯域自動調整装置1に接続されるキーボードやマウス等の不図示の入力装置や、液晶モニタ等の不図示の出力装置とのインタフェースである。入出力部4は、入力装置から入力された情報を制御部2に伝達し、制御部2から指示された処理結果の情報を出力装置に出力する。
The input / output unit 4 (see FIG. 3) is an interface with an input device (not shown) such as a keyboard and a mouse connected to the automatic
通信部5(図3参照)は、通信装置7A〜7Cや測定装置6と通信するときの通信インタフェースを備える。そして、通信部5を介して、帯域自動調整装置1は、リンクやパスの更新情報やトラヒック情報を取得し、パス設定指示情報や帯域設定情報を通信装置7A〜7Cに出力する。
The communication unit 5 (see FIG. 3) includes a communication interface for communicating with the
なお、パスの経路計算機能に係る経路計算部21、パス設定部22、及び経路候補情報31は、帯域自動調整装置1とは異なる装置に実装するものとしてもよい。
Note that the
≪帯域自動調整処理≫
次に、帯域自動調整装置1(図3参照)が実行する帯域自動調整処理の詳細について、図11及び図12を用いて説明する。図11は、帯域自動調整処理の前半部分、図12は、帯域自動調整処理の後半部分のフローチャートである。また、図10には、帯域自動調整処理に用いるパラメータの一覧を示している。
≪Band automatic adjustment processing≫
Next, details of the automatic band adjustment process executed by the automatic band adjustment device 1 (see FIG. 3) will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a flowchart of the first half of the automatic band adjustment process, and FIG. 12 is a flowchart of the latter half of the automatic band adjustment process. FIG. 10 shows a list of parameters used for the automatic band adjustment processing.
ここでは、ユーザからのパス設定要求にしたがって設定されるそれぞれのパス毎に契約された最低保証帯域が現レートリミットとして初期設定されるものと仮定し、以降の流入トラヒック量の変化に伴う設定帯域の自動調整処理について説明する。 Here, it is assumed that the minimum guaranteed bandwidth contracted for each path set in accordance with the path setting request from the user is initially set as the current rate limit, and the set bandwidth associated with the subsequent change in the inflow traffic volume The automatic adjustment process will be described.
帯域自動調整処理が起動されると、まず、帯域制御部24は、トラヒック予測に基づく帯域制御の実行周期であるX周期(後記するY周期より長く設定される所定の制御周期)の経過を判定するためのX周期カウントの値をX周期到達判定回数p(≧2)に設定する(ステップS11)。次に、帯域制御部24は、トラヒック測定及び収集の実行周期であるY周期(所定の測定周期)が経過するまで待機する(ステップS12)。そして、Y周期が経過したら、次に、帯域制御部24は、X周期カウントの値を1つ減らしたのち(ステップS13)、トラヒック情報収集部23に対してトラヒック情報を収集するよう指示し、トラヒック情報収集部23は測定された当該Y周期の流入トラヒック量の収集を行う(ステップS14)。ここで収集された流入トラヒック量は、トラヒック情報33(図6参照)として複数回の測定データがパス毎に分けて順次記録される。次に、帯域制御部24は、図13に詳細を示す即時帯域増制御処理を実行する(ステップS15)。
When the automatic band adjustment process is activated, the
≪即時帯域増制御処理≫
ここで、図11のステップS15における即時帯域増制御処理の詳細について、図13を用いて説明する。図13は、即時帯域増制御処理のフローチャートである。
≪Immediate bandwidth increase control process≫
Here, the details of the immediate bandwidth increase control process in step S15 of FIG. 11 will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart of the immediate bandwidth increase control process.
まず、帯域制御部24は、図6のトラヒック情報33に登録された直近のs個の測定トラヒック量のなかの最小測定トラヒック量が、オーバーフロー判定閾値である現レートリミットのm%の値を超えるか否かを判定し(ステップS31)、現レートリミットのm%の値を超えない場合は処理を終了し、現レートリミットのm%の値を超える場合はステップS32へ処理を進める。
First, the
ステップS32では、帯域制御部24は、現レートリミットと当該ユーザの最大設定帯域との中央値である二分探索帯域が、最大設定帯域判定閾値である当該ユーザの最大設定帯域のn%の値を超えるか否かを判定し、最大設定帯域のn%の値を超えない場合はステップS33へ、最大設定帯域のn%の値を超える場合はステップS34へ処理を進める。
In step S32, the
ステップS33では、帯域制御部24は、レートリミットを二分探索帯域まで増加させる。ただし、当該パスを収容するすべての下位パスのなかの最小の残帯域である下位パス最小残帯域の方が二分探索帯域よりも小さくなることもあるので、新たなレートリミットをC1:二分探索帯域と、C3:下位パス最小残帯域とのいずれか小さい値であるmin(C1,C3)に設定し、処理を終了する。
In step S33, the
ステップS34では、帯域制御部24は、レートリミットを当該ユーザの最大設定帯域まで増加させる。ただし、下位パス最小残帯域の方が最大設定帯域よりも小さくなることもあるので、新たなレートリミットをC2:当該ユーザの最大設定帯域と、C3:下位パス最小残帯域とのいずれか小さい値であるmin(C2,C3)に設定し、処理を終了する。
In step S34, the
なお、ステップS31では、直近のs個の測定トラヒック量のなかの最小値と現レートリミットのm%の値とを比較するものとしたが、代わりに、直近のs個の測定トラヒック量の平均値と現レートリミットのm%の値とを比較するものとしてもよいし、例えば、直近のs個の測定トラヒック量からその最大値のx(x<100)%の値以上の測定データと最小値のy(y>100)%以下の測定データを取り除いた残りの測定データの最小値や平均値と現レートリミットのm%の値とを比較するものとしてもよい。 In step S31, the minimum value of the most recent s measurement traffic amounts is compared with the value of m% of the current rate limit. Instead, the average of the most recent s measurement traffic amounts is compared. The value may be compared with the value of m% of the current rate limit. For example, from the most recent s number of measurement traffic amounts, the measurement data that is greater than or equal to the maximum value x (x <100)% and the minimum It is also possible to compare the minimum value or average value of the remaining measurement data from which measurement data of y (y> 100)% or less of the value is removed and the value of m% of the current rate limit.
また、ステップS32では、二分探索帯域と当該ユーザの最大設定帯域のn%の値とを比較するものとしたが、このステップS32を省略してステップS31から直接ステップS34へ分岐するようにし、一気に当該ユーザの最大設定帯域まで新たなレートリミットを増加させるものとしてもよい。 In step S32, the binary search band is compared with the value of n% of the maximum set band of the user. However, step S32 is omitted, and the process directly branches from step S31 to step S34. The new rate limit may be increased up to the maximum set bandwidth of the user.
即時帯域増制御処理を終了すると、再び図11に戻って、次に、帯域制御部24は、即時帯域増制御処理による帯域変更の有無を判定し(ステップS16)、帯域変更が無ければステップS17へ、帯域変更が有れば結合子Aにより図12のステップS21へ処理を進める。
When the immediate bandwidth increase control processing is completed, the processing returns to FIG. 11 again, and then the
ステップS17では、帯域制御部24は、X周期カウントの値が0になったか否かを判定し、X周期カウントの値が0より大きければステップS12へ処理を戻す。一方、X周期カウントの値が0であれば、Y周期のp倍の長さに設定されたX周期が経過したことになるので、図14に詳細を示すトラヒック予測&帯域御処理を実行する(ステップS18)。
In step S17, the
≪トラヒック予測&帯域制御処理≫
ここで、図11のステップS18におけるトラヒック予測&帯域制御処理の詳細について、図14を用いて説明する。図14は、トラヒック予測&帯域制御処理のフローチャートである。
≪Traffic prediction & bandwidth control processing≫
Details of the traffic prediction & bandwidth control processing in step S18 of FIG. 11 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a flowchart of traffic prediction & bandwidth control processing.
まず、トラヒック予測部25は、帯域制御の対象となるパスの次X周期の予測トラヒック量を算出する(ステップS41)。例えば、今回のX周期にて測定され図6のトラヒック情報33に登録されたp個のトラヒック量を用い、例えば最小自乗法による1次式あるいは2次式近似などによって次X周期の予測トラヒック量を算出する。
First, the
次に、帯域制御部24は、トラヒック予測部25が算出した次X周期の最大予測トラヒック量が、現レートリミットを超えるか否かを判定し(ステップS42)、現レートリミットを超えない場合はステップS43へ、現レートリミットを超える場合はステップS45へ処理を進める。
Next, the
ステップS43では、帯域制御部24は、今回のX周期にて測定された最大測定トラヒック量が帯域減少判定閾値である現レートリミットのk%の値以上であるか否かを判定し、現レートリミットのk%の値以上である場合は処理を終了し、現レートリミットのk%の値未満である場合はステップS44へ処理を進める。ステップS44では、帯域制御部24は、レートリミットを減少させる。例えば、新たなレートリミットを、D1:最大測定トラヒック量の(100+α)%の値と、D2:当該ユーザの最低保証帯域とのいずれか大きい値であるmax(D1,D2)に設定し、処理を終了する。
In step S43, the
ステップS45では、帯域制御部24は、レートリミットを増加させる。例えば、新たなレートリミットを、E1:最大予測トラヒック量と、E2:min(当該ユーザの最大設定帯域,下位パス最小残帯域)とのいずれか小さい値であるmin(E1,E2)に設定し、処理を終了する。
In step S45, the
なお、ステップS42では、次X周期の最大予測トラヒック量が現レートリミットを超えるか否かを判定するものとしたが、代わりにトラヒック予測部25が例えば2周期後や3周期後のX周期まで予測トラヒック量を算出するようにし、それら2周期後や3周期後までの最大予測トラヒック量が現レートリミットを超えるか否かを判定するものとしてもよい。
In step S42, it is determined whether or not the maximum predicted traffic amount in the next X cycle exceeds the current rate limit. Instead, the
トラヒック予測&帯域制御処理を終了すると、再び図11に戻って、次に、帯域制御部24は、トラヒック予測&帯域制御処理による帯域変更の有無を判定し(ステップS19)、帯域変更が無ければステップS11へ処理を戻して次のX周期について同様の処理を繰り返す。一方、帯域変更が有れば結合子Aにより図12のステップS21へ処理を進める。
When the traffic prediction & bandwidth control processing is completed, the processing returns to FIG. 11 again, and then the
図12のステップS21では、帯域制御部24は、帯域設定変更後にトラヒックが安定するまでの所定時間(スキップ周期)だけ待機させるために、まずスキップカウントの値をトラヒック安定待ちスキップ回数c(≧1)に設定する。次に、帯域制御部24は、トラヒック収集の実行周期であるY周期が経過するまで待機する(ステップS22)。そして、Y周期が経過したら、次に、帯域制御部24は、スキップカウントの値を1つ減らしたのち(ステップS23)、ステップS24にてスキップカウントの値が0になったか否かを判定し、スキップカウントの値が0より大きければステップS22へ処理を戻す。一方、スキップカウントの値が0であれば、スキップ周期が経過したことになるので、結合子Bにより図11のステップS11へ処理を戻して、前記の処理を繰り返す。
In step S21 of FIG. 12, the
なお、図11のフローチャートでは、トラヒック量を収集するY周期毎に即時帯域増制御処理を実行するものとしたが、所定数のトラヒック量が収集される毎に、つまり複数のY周期に対して1回ずつ即時帯域増制御処理を実行するものとしてもよい。 In the flowchart of FIG. 11, the immediate bandwidth increase control process is executed for each Y cycle in which the traffic amount is collected. However, every time a predetermined number of traffic amounts are collected, that is, for a plurality of Y cycles. The immediate bandwidth increase control process may be executed once.
以上説明したように、本実施形態に係る帯域自動調整動作によれば、急激な流入トラヒックの増加については、短い周期で実行される即時帯域増制御処理によって帯域増加の必要性が直ちに判定されるので、急激な流入トラヒック増加への追従性を確保することができる。また、緩やかな流入トラヒックの時間的変化については、相対的に長い周期で実行されるトラヒック予測&帯域制御処理によって、流入トラヒックの時間的変化の傾向に基づいて将来の流入トラヒック量を予測して事前に帯域増減が行われることになる。したがって、流入トラヒック量がレートリミットを超えることによるピークカットの発生を減らすとともに、無駄に大きな帯域を確保し続けることを回避し、設備の利用効率を高めることができる。 As described above, according to the automatic bandwidth adjustment operation according to the present embodiment, the need for bandwidth increase is immediately determined by the immediate bandwidth increase control process executed in a short cycle for a sudden increase in inflow traffic. Therefore, it is possible to ensure followability to a sudden increase in inflow traffic. In addition, with regard to the gradual change of inflow traffic, the future inflow traffic amount is predicted based on the trend of inflow traffic over time by the traffic prediction and bandwidth control processing executed in a relatively long cycle. The bandwidth is increased or decreased in advance. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of peak cuts due to the inflow traffic amount exceeding the rate limit, to avoid keeping a large band unnecessarily, and to improve the utilization efficiency of equipment.
以上にて本発明を実施する形態の説明を終えるが、本発明の実施の態様はこれに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各種の変形が可能である。 Although the description of the embodiment of the present invention has been completed above, the embodiment of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 帯域自動調整装置
2 制御部
21 経路計算部
22 パス設定部
23 トラヒック情報収集部
24 帯域制御部
25 トラヒック予測部
3 記憶部
31 経路候補情報
32 パス情報
33 トラヒック情報
34 設定帯域情報
35 リンク帯域管理情報
36 契約帯域情報
6 測定装置
7A,7B,7C 通信装置
8 IP網
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記IP網に接続される前記帯域自動調整装置は、
前記通信装置を起点とするパスへの流入トラヒック量を所定の測定周期で収集して記憶部に記憶させるトラヒック情報収集部と、
前記測定周期より長い所定の制御周期毎に、収集した直近の流入トラヒック量に基づいて当該パスの次の1乃至数制御周期後までの流入トラヒック量を予測するトラヒック予測部と、
前記所定の測定周期毎に、前記収集した直近の流入トラヒック量と当該パスの現在のレートリミットとが、即時に帯域を増加すべき条件である所定の即時帯域増加条件を満たす場合に、前記現在のレートリミットを前記予め指定された帯域の範囲内で増加させ、前記所定の制御周期毎に、前記トラヒック予測部が予測した流入トラヒック量と当該パスの現在のレートリミットとが、トラヒック予測に基づいて帯域を増減すべき条件である所定の帯域増減条件を満たす場合に、前記現在のレートリミットを前記予め指定された帯域の範囲内で増減させる帯域制御部と、
を備えることを特徴とする帯域自動調整装置。 A bandwidth automatic adjustment device for automatically adjusting a bandwidth used by a communication device in a communication service capable of automatically adjusting a bandwidth used by a communication device connected to an IP network within a range of a bandwidth designated in advance. ,
The bandwidth automatic adjustment device connected to the IP network is:
A traffic information collection unit that collects an inflow traffic amount to a path starting from the communication device at a predetermined measurement period and stores the collected traffic amount in a storage unit;
A traffic prediction unit that predicts the inflow traffic amount after the next one to several control periods of the path based on the collected most recent inflow traffic amount for each predetermined control period longer than the measurement period;
When the collected current inflow traffic amount and the current rate limit of the path satisfy a predetermined immediate bandwidth increase condition that is a condition for immediately increasing the bandwidth at each predetermined measurement period, the current The rate limit of the inflow traffic predicted by the traffic prediction unit and the current rate limit of the path are based on the traffic prediction for each predetermined control period. A band control unit that increases or decreases the current rate limit within the range of the predesignated band when a predetermined band increase / decrease condition that is a condition for increasing or decreasing the band is satisfied,
A band automatic adjustment device comprising:
前記帯域制御部が前記現在のレートリミットを増加または減少させた場合は、前記トラヒック予測部による前記流入トラヒックの予測及び前記帯域制御部による帯域増減制御の実行タイミングを、所定のスキップ周期だけ遅らせる
ことを特徴とする帯域自動調整装置。 In the automatic band adjusting apparatus according to claim 1,
When the bandwidth control unit increases or decreases the current rate limit, the inflow traffic prediction by the traffic prediction unit and the execution timing of the bandwidth increase / decrease control by the bandwidth control unit are delayed by a predetermined skip period. Bandwidth automatic adjustment device characterized by
前記所定の即時帯域増加条件は、前記所定の測定周期毎に収集した直近の所定数の流入トラヒック量のなかの最小値が、前記当該パスの現在のレートリミットの所定の割合で設定されるオーバーフロー判定閾値より大きいことである
帯域自動調整装置。 In the automatic band adjusting apparatus according to claim 1 or 2,
The predetermined immediate bandwidth increase condition is an overflow in which a minimum value of the most recent predetermined number of inflow traffic collected at the predetermined measurement period is set at a predetermined ratio of the current rate limit of the path. A bandwidth automatic adjustment device that is greater than a determination threshold.
前記帯域制御部は、前記所定の即時帯域増加条件が満たされた場合に、前記現在のレートリミットを、前記予め指定された帯域の範囲の最大帯域と前記現在のレートリミットとの中央値に増加させる
ことを特徴とする帯域自動調整装置。 In the automatic band adjusting apparatus according to claim 3,
The bandwidth control unit increases the current rate limit to a median value between the maximum bandwidth in the range of the predesignated bandwidth and the current rate limit when the predetermined immediate bandwidth increase condition is satisfied. A band automatic adjustment device characterized in that
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