JP2015154168A - 経路制御システム、経路制御装置および経路制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークの経路を決定する経路制御処理において、処理負荷を抑制する。
【解決手段】経路制御装置１は、ノード３０ａからネットワーク３のトポロジ情報やネットワークリソース情報を取得し（矢印４１）、ネットワーク情報２０２として記憶部２０に記憶する（矢印４２）。また、経路制御装置１は、ネットワーク情報２０２を参照して（矢印４３）、パケットの属性情報に適した経路の品質を示す品質閾値を算出し、品質閾値情報２０１に記憶する（矢印４４）。また、経路制御装置１は、ノード３０ａから不明の経路を問い合わせる経路問合せ情報を受信したとき（矢印５１）、記憶部２０に記憶されている品質閾値情報２０１およびネットワーク情報２０２を参照し（矢印５２）、受信した経路問合せ情報に含まれるパケットの属性情報に適した品質閾値の経路を決定し、その決定した経路をノード３０ａに送信する（矢印５３）。
【選択図】図１

Description

本発明は、パケットを転送する際に最適な経路を選択する技術に関する。

通信ネットワークでは、ルータやスイッチ等のノードからパケットを転送する際の経路決定は、個々のノードに予め設定されたメトリックに従い、自律分散的に行われている。その際、経路決定のための処理は、転送するすべてのパケットの流量を用いて、すべてのパケットの経路を一括して算出するように実行されている。

また、近年、OpenFlow（登録商標）（非特許文献１）やNetconf等、ネットワークリソースの負荷状況を一元管理することが可能なＳＤＮ（Software Defined Network）技術が注目されている。ＳＤＮ技術では、パケット転送の際の経路選択処理は、ノードとは別の制御装置で行われる。例えば、非特許文献２には、OpenFlowを用いて、ＩＰ（Internet Protocol）レイヤのマルチパス化を実現し、マルチパスに用いる回線や経路の決定を、動的に変化する回線品質に応じて行う技術が開示されている。

Open Networking Foundation、"OpenFlow Switch Specification 1.4.0"、［online］、2013年10月14日、［ 平成２６ 年１ 月２７日検索］、インターネット＜ URL ：https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-specifications/openflow/openflow-spec-v1.4.0.pdf＞ 栗原公紀、他２名、「OpenFlowを利用したIPレイヤのマルチパスによる通信の高信頼化」、信学技報、電子情報通信学会、2013年9月、CS2013-36、pp.37-42

非特許文献２に記載されているOpenFlowを用いた経路決定処理は、転送するパケットの属性情報をすべて把握し、各パケット属性に対して一斉に経路を指示することによって行われる。ここで、パケットの属性情報は、例えば、パケットの発信元や送信先等を表している。そのため、ＳＤＮ技術を単に用いた場合には、すべてのパケットの流れを把握し、パケットの経路を一斉指示するために、前記制御装置の処理負荷が増大するという問題がある。

さらに、回線の空き帯域だけでなく、ユーザのＱｏＥ（Quality of Experience）の向上も加味して経路選択処理を実行する場合には、パケットの属性情報として、発信元や送信先だけでなく、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／ＵＤＰ（User Datagram Protocol）、ＶｏＩＰ（Voice over IP）／映像／ＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）等の種類が多くなり、処理負荷がますます大きくなるという問題がある。つまり、ＳＤＮ技術は、パケットの属性情報の種類が多くなればなるほど処理負荷が高くなるため、大規模なネットワークには適用が困難になる、という問題がある。

そこで、本発明は、ネットワークの経路を決定する経路制御処理において、処理負荷を抑制することを課題とする。

本発明の経路制御装置は、受信したパケットの経路が不明の場合に経路を問い合せる経路問合せ情報を経路制御装置に送信し、前記経路制御装置によって決められた経路を受信して記憶するノードを有する経路制御システムにおける前記経路制御装置であって、前記ノードを有するネットワークのトポロジ情報およびネットワークリソース情報を記憶しているネットワーク情報と、前記ネットワーク情報から取得した経路の遅延量および空き帯域量に基づいて数値化された当該経路の品質閾値を記憶している品質閾値情報と、を記憶している記憶部と、前記パケットに含まれる情報から取得されるパケットの属性情報に応じて決められる要求品質を数値化して品質要求値を求め、前記ネットワーク情報を参照して前記経路問合せ情報に含まれる前記パケットの属性情報に基づいて利用可能な経路を経路候補として取得し、前記品質閾値情報を参照して前記経路候補の品質閾値を取得し、前記経路候補の品質閾値と前記品質要求値との大小比較によって、前記経路候補の中から経路を決定し、その決定した経路を前記ノードに送信する経路決定部と、
を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、経路制御装置は、経路問合せ情報を受信した場合にだけ経路を決定する処理を実行すればよいので、すべてのパケットの経路を決定する処理を実行する場合に比べて、処理負荷を抑制することができる。また、経路制御装置は、経路毎の品質を品質閾値として数値化し、パケットの要求品質を品質要求値として数値化したことによって、大小関係を調べるだけでよくなったため、すべてのパケットの流量から各経路に流すことのできる流量を計算して経路を決定する場合に比べて、処理負荷を抑制することができる。したがって、経路制御装置は、パケットの属性情報が多いような大規模なネットワークにも適用が可能となる。

前記経路制御装置の前記経路決定部は、前記遅延量が小さくなるにしたがって、前記品質閾値が大きな値となるように数値化されている場合、前記経路候補の品質閾値と前記品質要求値とを比較して、前記品質要求値より小さい品質閾値の中で最も大きな品質閾値を決定し、その決定した品質閾値の経路を前記ノードに送信することを特徴とする。

このような構成によれば、経路制御装置は、品質閾値と品質要求値とを大小比較するような簡単な処理を実行することによって、経路を決定することができるので、処理負荷を抑制することができる。

前記経路制御装置の前記経路決定部は、前記経路候補の品質閾値に初期値として当該経路候補の遅延量を数値化した値を設定し、取得した前記空き帯域量が第１の閾値より大きい場合には前記品質閾値から正の所定値を減算し、取得した前記空き帯域量が前記第１の閾値より小さな第２の閾値より小さい場合には前記品質閾値に前記正の所定値を加算して、前記品質閾値を更新することを特徴とする。

このような構成によれば、経路制御装置は、ネットワークのトラヒック変動を空き帯域量の変動に置き換えて、空き帯域が大きくなった場合には、品質閾値を小さくすることによって、その品質閾値に関連付けられた経路を利用しやすくするように制御することができる。また、その逆に、空き帯域が小さくなった場合には、品質閾値を大きくすることによって、その品質閾値に関連付けられた経路を利用しにくくするように制御することができる。したがって、経路制御装置は、簡単な処理によって経路を決定することができるので、処理負荷を抑制することができる。また、経路制御装置は、トラヒック変動に応じて、適切な経路を選択することができる。

前記経路制御装置の前記経路決定部は、前記経路候補が複数ある場合、前記経路候補の品質閾値に設定された前記初期値の大小関係を保つように、前記品質閾値を更新することを特徴とする。

このような構成によれば、経路制御装置は、遅延量を数値化した値を初期値として設定し、その値の大小関係を保つような簡単な処理を実行して、経路を決定するので、処理負荷を抑制することができるとともに、限られたネットワークリソースの範囲内でユーザのＱｏＥを満たすように制御することができる。

前記経路制御装置において、前記パケットの属性情報は、送信先、ＴＣＰ、ＵＤＰ、アプリケーション種類のいずれかまたは組み合わせであることを特徴とする。

このような構成によれば、経路制御装置は、遅延量だけでなく、ユーザのＱｏＥに影響する他の要因をも加味することができる。

なお、経路制御装置を有する経路制御システムに係る発明および経路制御方法に係る発明については、前記した経路制御装置と同様の技術的特徴を備えており、経路制御装置と同様の作用効果を有しているので、この課題を解決するための手段においては記載を省略する。

本発明によれば、ネットワークの経路を決定する経路制御処理において、処理負荷を抑制することができる。

経路制御装置を有する経路制御システムの構成例を示す図である。 ネットワーク情報の一例を示す図であり、（ａ）はトポロジ情報を表し、（ｂ）はネットワークリソース情報を表す。 品質閾値情報の一例を示す図である。 品質閾値の大小と遅延量の大小との関係、品質閾値の大小と空き帯域量の大小との関係および品質閾値と使用する経路Ｎｏ．との関係の一例を示す図である。 品質閾値の演算処理フロー例を示す図である。 品質閾値の更新例を示す図である。 経路制御システムにおける処理フロー例を示す図である。

本発明を実施するための形態（以降、「本実施形態」と称す。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

（経路制御システム）
まず、本実施形態における経路制御システム１００について、図１を用いて説明する。
経路制御システム１００は、ネットワーク３を構成するノード（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ）と経路制御装置１とを備えている。ノード間を結ぶ実線は、回線（３１，３２，３３，３４，３５）を表している。ノードは、例えば、ルータやスイッチである。なお、図１では、ノードは４台記載しているが、４台に限られなくともよい。また、以降の説明では、ノード３０ａがパケットを受信し（矢印５０）、ノード３０ａがそのパケットを転送（矢印５５）する場合について示す。また、ノード３０ａ以外の他のノード（３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ）は、ノード３０ａと同様の機能を備え、同様の動作を実行するものとする。

ノード３０ａは、不図示の処理部と経路テーブル３０ｅとを備えている。経路テーブル３０ｅは、パケットの属性情報とそのパケットを転送する経路とを関連付けた情報を格納している。パケットの属性情報は、パケットに含まれる情報から取得され、例えば、発信元および送信先、ＴＣＰ／ＵＤＰ、ＶｏＩＰ／映像／ＨＴＴＰ等のアプリケーション種類等である。そして、ノード３０ａの処理部は、パケットを受信（矢印５０）したとき、経路テーブル３０ｅを参照し、当該パケットの属性情報に関連付けられた経路を取得できた場合（すなわち、経路テーブル３０ｅにパケットの属性情報が見つかった場合）、当該取得した経路を経由して当該パケットを転送する機能を有する。また、ノード３０ａの処理部は、受信したパケットの属性情報が経路テーブル３０ｅに無いと判定した場合（すなわち、一致するパケットの属性情報が不明の場合）、経路制御装置１に当該パケットの経路を問い合せる経路問合せ情報を送信する（矢印５１）機能を有する。そして、ノード３０ａの処理部は、経路制御装置１から、経路の情報を受信し（矢印５３）、受信した経路を経由して、パケットを転送する機能を有する。なお、ノード３０ａの処理部は、経路制御装置１から受信した経路の情報を、経路テーブル３０ｅに記憶する。ただし、各ノード（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ）は、それぞれ受信した経路の情報を自己の経路テーブル（３００ａ，３００ｂ，３００ｃ，３００ｄ）に記憶する。そのため、各経路テーブル（３００ａ，３００ｂ，３００ｃ，３００ｄ）に記憶される情報は各ノード（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ）間で異なっていても構わない。

経路制御装置１は、所定の周期で、ノード（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ）からネットワーク情報２０２として、トポロジ情報２０２ａ（図２（ａ）参照）およびネットワークリソース情報２０２ｂ（図２（ｂ）参照）を取得する（矢印４１）機能を有する。ネットワークリソース情報２０２ｂは、例えば、遅延量や帯域利用率（空き帯域量に換算可能）等である。そして、経路制御装置１は、取得したネットワーク情報２０２を記憶部２０に記憶する（矢印４２）。また、経路制御装置１は、ネットワーク情報２０２を参照して（矢印４３）、パケットの属性情報に適した経路の品質を示す品質閾値を算出し、品質閾値情報２０１に記憶する（矢印４４）機能を有する。なお、前記した経路制御装置１の各機能の詳細や品質閾値の詳細については後記する。

また、経路制御装置１は、ノード３０ａから経路問合せ情報を受信したとき（矢印５１）、記憶部２０に記憶されている品質閾値情報２０１およびネットワーク情報２０２を参照し（矢印５２）、受信した経路問合せ情報に含まれるパケットの属性情報に適した品質の経路を決定し、その決定した経路をノード３０ａに送信する（矢印５３）機能を有する。経路制御装置１は、経路問合せ情報を受信したときにだけ経路決定処理（経路制御）を実行すればよく、すべてのパケットの流量を用いて経路決定処理を実行する場合に比べて、処理負荷を抑制することができる。なお、本実施形態に記載の経路とは、発信元ノードと送信先ノードとが決められた際に、そのパケットが転送されるEnd-to-Endの通信経路を意味している。また、経路制御とは、経路をパケット毎に一意に定めることを意味している。

（経路制御装置）
ここで、経路制御装置１の機能例の詳細について、図１を用いて説明する。なお、図１には、本発明に関係する主な機能を記載し、それ以外の機能については、記載を省略している。

経路制御装置１は、処理部１０と記憶部２０とを有している。
なお、処理部１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメインメモリを有し、記憶部２０に記憶されているアプリケーションプログラム（不図示）をメインメモリに展開して、経路決定部１０１、ネットワーク情報収集部１０２およびネットワーク品質評価部１０３の各機能を具現化している。

記憶部２０は、ハードディスク等の記憶装置であり、品質閾値情報２０１およびネットワーク情報２０２が記憶されている。なお、品質閾値情報２０１およびネットワーク情報２０２の詳細については後記する。

ネットワーク情報収集部１０２は、ネットワーク３のトポロジ情報２０２ａ（図２（ａ）参照）とネットワークリソース情報２０２ｂ（図２（ｂ）参照）とを所定の周期で取得する機能を有する（矢印４１）。具体的には、ネットワーク情報収集部１０２は、ネットワークリソース情報２０２ｂとして、各回線について、（１）帯域利用率および利用可否（故障の有無）、（２）ＬＡＧ（Link Aggregation）技術によって複数のリンクが束ねられた回線の場合は、各メンバリンクの帯域利用率、（３）各ＱｏＳ（Quality of Service）クラスの帯域利用率および回線利用可否（例えば、ＢＥ（Best Effort）型の利用不可等）、（４）遅延量、を収集する。これら（１）〜（４）に示すネットワークリソース情報をすべて用いた場合には、確実な（途中でパケットロスを発生させない）制御を行うことが可能である。しかし、（１）〜（４）のいずれかの情報を用いるだけでも、ある程度の（パケットロスが少ない）制御を行うことが可能であるので、ネットワーク情報収集部１０２は、（４）遅延量と、（１）〜（３）のいずれかの情報とを収集するようにしても構わない。ネットワーク情報収集部１０２は、収集したトポロジ情報２０２ａおよびネットワークリソース情報２０２ｂを、記憶部２０のネットワーク情報２０２に記憶する機能を有する（矢印４２）。

ここで、ネットワーク情報２０２の一例について、図２（ａ）、図２（ｂ）を用いて説明する。
図２（ａ）は、トポロジ情報２０２ａの一例を表している。例えば、トポロジ情報２０２ａとして、ノード（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ）と、各ノード間の回線（３１，３２，３３，３４，３５）が表される。

また、図２（ｂ）は、ネットワークリソース情報２０２ｂの一例を表している。例えば、ネットワークリソース情報２０２ｂとして、回線Ｎｏ．、帯域利用率（％）、遅延量（ｍｓ）、ＱｏＳクラス、ＬＡＧにおける各メンバリンクの帯域利用率（％）等が関連付けられている。回線Ｎｏ．３２，３５のＱｏＳクラス欄には、「ＢＥ不可」と記載されていて、ＢＥ（Best Effort）型の利用ができないことを示している。また、回線Ｎｏ．３４のＬＡＧにおける各メンバリンクの帯域利用率（％）欄には、回線Ｎｏ．３４に３つのメンバリンク＃１，＃２，＃３が設定されていて、それぞれの帯域利用率（％）が示されている。

図１に戻って、ネットワーク品質評価部１０３は、トポロジ情報２０２ａ（図２（ａ）参照）とネットワークリソース情報２０２ｂ（図２（ｂ）参照）とを参照し、各経路の遅延量および空き帯域量（回線の容量と帯域利用率とから換算可能）を取得し、取得した遅延量および空き帯域量を用いて品質閾値を経路毎に数値化し、品質閾値情報２０１に記憶する機能を有する。すなわち、品質閾値情報２０１は、経路とその経路の品質閾値とが関連付けられている。
なお、品質閾値の演算方法については後記する。

図３は、品質閾値情報２０１の一例を示している。品質閾値情報２０１は、発信元ノードから送信先ノードに至る経路の品質閾値を記憶している。例えば、発信元がルータ３０ａで送信先がルータ３０ｂの場合、経路Ｎｏ．Ａの品質閾値が０．５、経路Ｎｏ．Ｂの品質閾値が０．８、経路Ｎｏ．Ｃの品質閾値が０．３であることを表している。なお、図３では、発信元がルータ３０ａで送信先がルータ３０ｂの場合、経路を３つしか例示していないが、３つに限られなくともよい。

また、図４は、品質閾値の大小と遅延量の大小との関係、品質閾値の大小と空き帯域量の大小との関係を定性的に示している。遅延量が小さくなるにしたがって、品質閾値は大きくなる傾向を有する。また、空き帯域量が小さくなるにしたがって、品質閾値は大きくなる傾向を有する。つまり、品質閾値は、遅延量が大きく、かつ空き帯域値が大きい経路ほど、小さくなる傾向を示している。

また、図４は、品質閾値と経路Ｎｏ．との関係を表している。例えば、パケットの属性情報に応じて決められる要求品質を数値化した品質要求値が、０．９であった場合、経路Ｎｏ．Ａおよび経路Ｎｏ．Ｃは、そのパケットの属性情報に対応するサービスには適さず、経路Ｎｏ．Ｂを利用することになる。
同様に、品質要求値が０．６の場合には、品質閾値が０．５以下の経路Ｎｏ．Ｃは適さず、経路Ｎｏ．Ｂでは品質が良すぎるため適さず、経路Ｎｏ．Ａを利用することになる。

ここで、ネットワーク品質評価部１０３で実行される品質閾値の演算処理フロー例について、図５を用いて説明する（適宜、図１参照）。なお、品質閾値は、相対的な大小関係が保たれていればよく、数値間の差分の大きさについては大小関係が保たれていなくとも構わない。

ステップＳ５０１では、ネットワーク品質評価部１０３は、品質閾値に初期値を設定する。具体的には、ネットワーク品質評価部１０３は、トポロジ情報２０２ａ（図２（ａ）参照）を参照し、発信元ノードと送信先ノードとの組が同じとなる経路を取得する。次に、ネットワーク品質評価部１０３は、その取得した各経路の総遅延量を算出し、総遅延量が小さいほど初期値が大きくなるように設定する。ただし、初期値は、発信元ノードと送信先ノードとの組が同じとなる経路の中で、総遅延量の大小関係のみが正しく設定されればよい。

ステップＳ５０２では、ネットワーク品質評価部１０３は、経路Ｎｏ．のカウンタをリセットする。例えば、ネットワーク品質評価部１０３は、経路Ｎｏ．のカウンタに経路Ｎｏ．の最初の管理番号である「１」を設定する。

ステップＳ５０３では、ネットワーク品質評価部１０３は、帯域利用率Ｒの大きさを、予め設定しておいた閾値Ｒ１，Ｒ２と比較する。ただし、帯域利用率Ｒは、発信元ノードと送信先ノードとの組が同じとなるすべての経路中に存在する回線のうち、最も帯域利用率の大きい回線の帯域利用率とする。
Ｒ＜Ｒ１の場合、処理はステップＳ５０４へ進み、Ｒ１≦Ｒ≦Ｒ２の場合、処理はステップＳ５０６へ進み、Ｒ２＜Ｒの場合、処理はステップＳ５０５へ進む。なお、閾値Ｒ１、Ｒ２は、経路毎に決められた定数とする。ただし、Ｒ１≦Ｒ２である。

ステップＳ５０４では、ネットワーク品質評価部１０３は、品質閾値からδ（所定値）を減算する。なお、δは、経路毎に決められた定数とする。ただし、δ＞０である。

ステップＳ５０５では、ネットワーク品質評価部１０３は、品質閾値にδを加算する。

ステップＳ５０６では、ネットワーク品質評価部１０３は、経路Ｎｏ．のカウンタの値を増加する。例えば、ネットワーク品質評価部１０３は、経路Ｎｏ．のカウンタの値に「１」を加算する。

ステップＳ５０７では、ネットワーク品質評価部１０３は、経路Ｎｏ．のカウンタの値が最終値を超えたか否かを判定する。具体的には、ネットワーク品質評価部１０３は、発信元ノードと送信先ノードとの組が同じとなる経路の中で、すべての経路Ｎｏ．について演算したかを判定する。
最終値を超えたと判定した場合（ステップＳ５０７でＹｅｓ）、処理は終了し、最終値を超えていないと判定した場合（ステップＳ５０７でＮｏ）、処理はステップＳ５０３へ戻る。

図５に示すように、ネットワーク品質評価部１０３は、品質閾値の演算を、最初に遅延量に基づいて初期値設定を行い、その後は所定の周期Ｔ毎に、帯域利用率に基づいて更新する。このような演算処理を実行する理由は、遅延量が、あまり帯域利用率の高くない範囲においては帯域利用率と独立して考えてよいので、帯域利用率が変化した場合にもほとんど変化しないためである。つまり、品質閾値は、遅延量を満足しつつ、空き帯域値が大きい経路ほど小さくなる傾向を有している。したがって、例えば、制御対象のネットワーク３内の各パケットの流量が変化しない場合には、一定時間経過後に品質閾値は安定し、定常状態となる。

次に、図６には、品質閾値の更新例を示した。品質閾値は、所定の周期Ｔで更新される。ただし、品質閾値の大きさの順序は、初期値の状態から変わらないように、制御されるものとする。また、所定の周期Ｔは、ネットワーク情報収集部１０２によってネットワーク情報２０２が収集される周期と同じで構わない。

図１へ戻って、経路決定部１０１は、ノード３０ａから経路問合せ情報を受信し（矢印５１）、受信した経路問合せ情報に含まれるパケットの属性情報に応じて決められる品質要求を数値化した品質要求値を求める機能を有する。この品質要求値の数値化は、品質閾値の初期値の数値化と同様の方法で行われる。次に、経路決定部１０１は、品質閾値情報２０１を参照して（矢印５２）、品質要求値を満足する品質閾値の経路を決定し、その決定した経路である経路情報をノード３０ａに送信する（矢印５３）機能を有する。

次に、経路制御システムにおける処理フロー例について、図７を用いて説明する（適宜、図１参照）。

ステップＳ７０１では、ノード３０ａは、パケットを受信したとき、そのパケットの属性情報が経路テーブル３０ｅに存在するかを判定する。
経路テーブル３０ｅに存在すると判定した場合（ステップＳ７０１でＹｅｓ）、処理は終了する（ノード３０ａがパケット転送する）。また、ノード３０ａは、経路テーブル３０ｅに存在しないと判定した場合（ステップＳ７０１でＮｏ）、経路問合せ情報を経路制御装置１に送信し、処理はステップＳ７０２へ進む。なお、経路テーブル３０ｅに存在しないということは、パケットの経路が不明であるということを意味する。

ステップＳ７０２では、経路決定部１０１は、パケットの属性情報に対応する品質要求値を算出する。具体的には、経路決定部１０１は、パケットのヘッダ部を参照して、少なくとも送信先に基づいてパケットの属性情報に要求される品質（本実施形態では、例えば、遅延量）である品質要求値を数値化する。なお、品質要求値は、さらに、プロトコル種別（ＵＤＰかＴＣＰか）を加味して決めてもよい。さらに、ＤＰＩ（Deep Packet Inspection）等によってパケットのデータ部を参照して、アプリケーション種類（ＶｏＩＰか映像かＨＴＴＰか）やＱｏＳクラスを取得して、品質要求値に加味してもよい。また、品質要求値は、サービス提供を受ける際に、ネットワーク事業者またはサービス提供者とユーザとの間で決められた契約等に基づいて、決められても構わない。
品質要求値は、パケットの属性情報毎に数値化される値であり、低遅延な転送を要求するパケットであればあるほど高い値を設定する。

ステップＳ７０３では、経路決定部１０１は、ネットワーク情報２０２のトポロジ情報２０２ａを参照して、パケットの到達性のある経路の経路リストを作成する。「パケットの到達性のある経路」とは、そのパケットが送信先に到着することができる経路を意味している。

ステップＳ７０４では、経路決定部１０１は、ネットワーク情報２０２のネットワークリソース情報２０２ｂを参照して、利用できない経路を経路リストから削除する。「利用できない経路」とは、例えば、回線が故障中の場合や回線に設定されているＱｏＳクラスが適していないような場合である。

ステップＳ７０５では、経路決定部１０１は、経路リストに残った経路を経路候補に設定する。

ステップＳ７０６では、経路決定部１０１は、品質閾値情報２０１を参照し、経路候補の経路に対応する品質閾値を取得し、取得した品質閾値の大きい順にソートする。

ステップＳ７０７では、経路決定部１０１は、品質閾値の最大値を変数に代入する。

ステップＳ７０８では、経路決定部１０１は、ステップＳ７０２で算出した品質要求値と変数とを比較し、品質要求値が変数より大きいか否かを判定する。
品質要求値が変数より大きいと判定した場合（ステップＳ７０８でＹｅｓ）、変数に設定されている品質閾値は、品質要求値より小さい品質閾値の中で最も大きなものとなっている。そして、処理はステップＳ７１１へ進む。また、品質要求値が変数以下であると判定した場合（ステップＳ７０８でＮｏ）、処理はステップＳ７０９へ進む。

ステップＳ７０９では、経路決定部１０１は、次に大きい品質閾値があるか否かを判定する。
次に大きい品質閾値があると判定した場合（ステップＳ７０９でＹｅｓ）、処理はステップＳ７１０へ進み、次に大きい品質閾値がないと判定した場合（ステップＳ７０９でＮｏ）、処理はステップＳ７１１へ進む。

ステップＳ７１０では、経路決定部１０１は、次に大きい品質閾値を変数に代入する。つまり、前回より小さな品質閾値を変数に代入していく。そして、処理はステップＳ７０８へ戻る。

ステップＳ７１１では、経路決定部１０１は、変数の値に対応する経路情報を、ステップＳ７０１で経路問合せ情報を送信してきたノード３０ａに送信する。そして、処理は終了する（ノード３０ａがパケット転送する）。

以上、本実施形態の経路制御装置１は、パケットを受信したノード３０ａから、その受信したパケットの経路が不明のときに経路を問い合せる経路問合せ情報を受信する。また、経路制御装置１は、ノード３０ａを有するネットワーク３のトポロジ情報２０２ａおよびネットワークリソース情報２０２ｂを記憶しているネットワーク情報２０２と、ネットワーク情報２０２から取得した経路の遅延量および空き帯域量に基づいて数値化された当該経路の品質閾値を記憶している品質閾値情報２０１とを記憶部２０に記憶している。そして、経路制御装置１の経路決定部１０１は、パケットに含まれる情報から取得されるパケットの属性情報に応じて決められる要求品質を数値化して品質要求値を求め、ネットワーク情報２０２を参照して経路問合せ情報に含まれるパケットの属性情報に基づいて利用可能な経路を経路候補として取得する。次に、経路決定部１０１は、品質閾値情報２０１を参照して経路候補の品質閾値を取得し、経路候補の品質閾値と品質要求値との大小関係に基づいて、経路候補の中から経路を決定し、その決定した経路をノード３０ａに送信する。そのため、経路制御装置１は、経路問合せ情報を受信した場合にだけ経路を決定する処理を実行すればよいので、すべてのパケットの経路を決定する処理を実行する場合に比べて、処理負荷を抑制することができる。また、経路制御装置１は、経路毎の品質を品質閾値として数値化し、パケットの要求品質を品質要求値として数値化したことによって、大小関係を調べる簡単な処理を行えばよいため、すべてのパケットの流量から各経路に流すことのできる流量を計算して経路を決定する場合に比べて、処理負荷を抑制することができる。

なお、ステップＳ５０３では、帯域利用率Ｒを用いて比較判定を行うように説明したが、空き帯域量を用いて判定しても構わない。その場合、Ｒ＜Ｒ１は、空き帯域量が第１の閾値より大きい条件となる。また、Ｒ１≦Ｒ≦Ｒ２は、空き帯域量が第２の閾値と第１の閾値との間にある条件となる。また、Ｒ２＜Ｒは、空き帯域量が第２の閾値より小さい条件となる。ただし、第１の閾値は第２の閾値より大きいものとする。

１ 経路制御装置
３ ネットワーク
１０ 処理部
２０ 記憶部
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ ノード
３０ｅ 経路テーブル（経路情報）
３１，３２，３３，３４，３５ 回線
１００ 経路制御システム
１０１ 経路決定部
１０２ ネットワーク情報収集部
１０３ ネットワーク品質評価部
２０１ 品質閾値情報
２０２ ネットワーク情報
２０２ａ トポロジ情報
２０２ｂ ネットワークリソース情報
３００ａ，３００ｂ，３００ｃ，３００ｄ 経路テーブル

Claims (7)

1. 受信したパケットの経路が不明の場合に経路を問い合せる経路問合せ情報を経路制御装置に送信し、前記経路制御装置によって決められた経路を受信して記憶するノードと、
   前記ノードを有するネットワークのトポロジ情報およびネットワークリソース情報を記憶しているネットワーク情報と、前記ネットワーク情報から取得した経路の遅延量および空き帯域量に基づいて数値化された当該経路の品質閾値を記憶している品質閾値情報と、を記憶している記憶部と、前記パケットに含まれる情報から取得されるパケットの属性情報に応じて決められる要求品質を数値化して品質要求値を求め、前記ネットワーク情報を参照して前記経路問合せ情報に含まれる前記パケットの属性情報に基づいて利用可能な経路を経路候補として取得し、前記品質閾値情報を参照して前記経路候補の品質閾値を取得し、前記経路候補の品質閾値と前記品質要求値との大小比較によって、前記経路候補の中から経路を決定し、その決定した経路を前記ノードに送信する経路決定部と、を有する経路制御装置と、
   を備えることを特徴とする経路制御システム。
2. 受信したパケットの経路が不明の場合に経路を問い合せる経路問合せ情報を経路制御装置に送信し、前記経路制御装置によって決められた経路を受信して記憶するノードを有する経路制御システムにおける前記経路制御装置であって、
   前記ノードを有するネットワークのトポロジ情報およびネットワークリソース情報を記憶しているネットワーク情報と、前記ネットワーク情報から取得した経路の遅延量および空き帯域量に基づいて数値化された当該経路の品質閾値を記憶している品質閾値情報と、を記憶している記憶部と、
   前記パケットに含まれる情報から取得されるパケットの属性情報に応じて決められる要求品質を数値化して品質要求値を求め、前記ネットワーク情報を参照して前記経路問合せ情報に含まれる前記パケットの属性情報に基づいて利用可能な経路を経路候補として取得し、前記品質閾値情報を参照して前記経路候補の品質閾値を取得し、前記経路候補の品質閾値と前記品質要求値との大小比較によって、前記経路候補の中から経路を決定し、その決定した経路を前記ノードに送信する経路決定部と、
   を備えることを特徴とする経路制御装置。
3. 前記経路決定部は、
   前記遅延量が小さくなるにしたがって、前記品質閾値が大きな値となるように数値化されている場合、
   前記経路候補の品質閾値と前記品質要求値とを比較して、前記品質要求値より小さい品質閾値の中で最も大きな品質閾値を決定し、その決定した品質閾値の経路を前記ノードに送信する
   ことを特徴とする請求項２に記載の経路制御装置。
4. 前記経路決定部は、
   前記経路候補の品質閾値に初期値として当該経路候補の遅延量を数値化した値を設定し、取得した前記空き帯域量が第１の閾値より大きい場合には前記品質閾値から正の所定値を減算し、取得した前記空き帯域量が前記第１の閾値より小さな第２の閾値より小さい場合には前記品質閾値に前記正の所定値を加算して、前記品質閾値を更新する
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の経路制御装置。
5. 前記経路決定部は、
   前記経路候補が複数ある場合、前記経路候補の品質閾値に設定された前記初期値の大小関係を保つように、前記品質閾値を更新する
   ことを特徴とする請求項４に記載の経路制御装置。
6. 前記パケットの属性情報は、送信先、ＴＣＰ、ＵＤＰ、アプリケーション種類のいずれかまたは組み合わせである
   ことを特徴とする請求項２に記載の経路制御装置。
7. 受信したパケットの経路が不明の場合に経路を問い合せる経路問合せ情報を経路制御装置に送信し、前記経路制御装置によって決められた経路を受信して記憶するノードを有する経路制御システムにおける前記経路制御装置の経路制御方法であって、
   前記経路制御装置は、
   前記ノードを有するネットワークのトポロジ情報およびネットワークリソース情報を記憶しているネットワーク情報と、前記ネットワーク情報から取得した経路の遅延量および空き帯域量に基づいて数値化された当該経路の品質閾値を記憶している品質閾値情報と、を記憶している記憶部を備えており、
   前記パケットに含まれる情報から取得されるパケットの属性情報に応じて決められる要求品質を数値化して品質要求値を求めるステップ、
   前記ネットワーク情報を参照して前記経路問合せ情報に含まれる前記パケットの属性情報に基づいて利用可能な経路を経路候補として取得するステップ、
   前記品質閾値情報を参照して前記経路候補の品質閾値を取得するステップ、
   前記経路候補の品質閾値と前記品質要求値との大小比較によって、前記経路候補の中から経路を決定するステップ、
   その決定した経路を前記ノードに送信するステップ
   を実行することを特徴とする経路制御方法。

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