JP2015154325A - 装置選択ネットワークシステム、装置選択サーバおよびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明は、前記した装置選択手段を備える装置選択サーバおよびプログラムとした。
まず、本実施形態に係る装置選択ネットワークシステム100(図3参照)、装置選択サーバ10(図3,図4参照)およびプログラムにおいて実行する処理の概要について説明する。
なお、本実施形態においては、1つの機能(サービス)が1つの装置に備えられているものとして説明する。また、トラヒックが利用する機能(ネットワーク機能)は、例えば、アドレス変換機能、ファイアウォール機能、コーディング機能等であるが、これらに限られず、ユーザやネットワーク管理者等の設定により様々な機能(サービス)が利用可能である。以下、図1および図2を参照して詳細に説明する。
図1(a)は、機能A、機能B、機能Cのサービスを利用するトラヒック(サービスパターン:A→B→C)を収容するネットワークを示す。ここでは、機能Bの処理を実行するために2つの装置(装置B1,装置B2)が存在し、装置B1のCPU使用率が20%であり、装置B2のCPU使用率が40%であるものとする。また、各ネットワークリンクの残帯域の大きさをリンクの太さ(リンクの太さが太い程残帯域が多い)で表現している。つまり、装置B1へつながるネットワークリンクの残帯域は少なく、装置B2へつながるネットワークリンクの残帯域は多いものとする。
よって、装置およびネットワークのトータルで負荷が最も低い経路を選択することが可能となる。
次に、本実施形態に係る装置選択手段1を含む装置選択ネットワークシステム100、装置選択サーバ10等の構成について説明する。
本実施形態に係る装置選択手段1は、選択対象となるネットワーク(以下「選択対象ネットワーク50」と称する。)の内部または外部の装置に設定される。また、この装置選択手段1は、装置選択手段1単体が実装された装置として配備されてもよいし、装置選択ネットワークシステム100内の他の装置(例えば、振分装置5)に実装されて配備されてもよい。
なお、選択対象となる装置は、図3に示すように、単一の選択対象ネットワーク50に属している装置群でもよいし、複数の選択対象ネットワーク50に分散配置された装置群(不図示)でもよい。
なお、トラヒックの経路制御は、例えば、振分装置5において、パケットに、装置選択手段1が経路として決定した装置を識別するヘッダを付与し、各装置においては、そのヘッダに対応する転送先の装置が記載されたテーブルを参照すること等により、当該パケットを転送することにより行われる。
以下、装置選択手段1が、単体の装置である装置選択サーバ10に備わる場合を例に、その具体的な構成を説明する。
図4は、本実施形態に係る装置選択サーバ10の構成例を示す機能ブロック図である。
この装置選択サーバ10は、ネットワーク全体を管理するネットワーク管理装置(不図示)や、図3に示した振分装置5、選択対象ネットワーク50内の各機能の処理を実行するための装置それぞれ等と接続されることにより(直接接続されていなくてもよく、ネットワーク的に到達性があればよい。)、各装置やネットワークリンクに関する情報(リソース使用率)や、トラヒックに関する情報を取得し、装置およびネットワークのトータルで負荷が最も低い経路(装置)を選択する。そして、装置選択サーバ10は、図4に示すように、処理部11と、入出力部12と、記憶部13(記憶手段)とを含んで構成される。
また、本実施形態における装置選択手段1は、具体的には、リンク負荷情報収集部112(リンク負荷情報収集手段)、装置負荷情報収集部113(装置負荷情報収集手段)、対象トポロジ生成部114(対象トポロジ生成手段)、経路計算部115(経路計算手段)、および、記憶部13(記憶手段)に格納される各情報により構成される。よって、装置選択手段1が、振分装置5等の他の装置に配備される場合には、これらの各手段がその装置に備わるものとなる。
また、情報入力部111は、振分装置5やネットワーク管理装置(不図示)等から処理対象となるトラヒックに関する情報(トラヒック情報131)や、選択対象ネットワーク50の装置間全体の接続関係を示すトポロジ情報132等を受信し、記憶部13に記憶しておく。
なお、トラヒック情報131は、処理対象となるトラヒックが、選択対象ネットワーク50において利用する1つ以上の機能を特定するための情報を含むものである。
経路計算部115は、対象トポロジ生成部114が生成した処理対象となるトラヒックの対象トポロジについてのリンクコストを、(パターン1)リソース使用率方式、または、(パターン2)逆数方式により計算する。
リソース使用率方式は、CPU使用率やメモリ使用率(装置の場合)、帯域使用率(ネットワークリンクの場合)といったリソース使用率を示すパラメータを、そのままリンクコストとする。このリソース使用率方式により、リソースのボトルネックの発生を防ぐことができる。
まず、対象トポロジ生成部114が生成した対象トポロジ上の装置とネットワークリンクのリソース使用率が図5(a)に示す状態であったものとする。ここで、経路計算部115は、各装置をリンクとして表現し、各装置のリソース使用率(ここでは、CPU使用率)をリンクコストとして、図5(b)に示すように、リンクコストを計算する。
逆数方式は、各装置・ネットワークリンクの残余使用率(=100−使用率)を求め、その逆数をリンクコストとする。この逆数方式によれば、使用率の合計が小さい経路であっても、経路上に残余使用率が極端に低い装置・ネットワークリンクがある場合には、その経路を選択しないようにすることができる。よって、(パターン1)のリソース使用率方式と比較して、リソースのボトルネックの発生をさらに抑えることができる。この(パターン2)の逆数方式においても、(パターン1)のリソース使用率方式と同様に、タイプ1〜3がある。
まず、対象トポロジ生成部114が生成した対象トポロジ上の装置とネットワークリンクのリソース使用率が図6(a)に示す状態であったものとする。ここで、経路計算部115は、各装置・ネットワークリンクの残余使用率(=100−使用率)を求め、その逆数をリンクコストとする(図6(b)参照)。
次に、本実施形態に係る装置選択手段1を含む装置選択サーバ10等が実行する処理の流れについて説明する。
図7は、本実施形態に係る装置選択サーバ10が実行するトラヒックの経路(装置)選択処理の流れを示すフローチャートである。
ここでは、装置選択サーバ10の記憶部13に、処理対象となるトラヒックに関するトラヒック情報131、および、選択対象ネットワーク50に関するトポロジ情報132が予め記憶されているものとする。なお、このトラヒック情報131は、前記したように、そのトラヒックが使用する機能(サービス)を特定するための情報と、そのトラヒックの利用する帯域量(トラヒック量)とが含まれる。また、選択対象ネットワーク50に関するトポロジ情報132には、前記したように、選択対象ネットワーク50内の各装置間の接続関係、当該装置間のネットワークリンク(リンク)の最大帯域の情報、および、各装置(機能)の処理トラヒック量とリソース使用率の関係(例えば、機能A:1Mbpsあたり0.2%、機能B:1Mbpsあたり0.1%、機能C:1Mbpsあたり0.125%)の情報が含まれる。
このステップS3〜S5の処理を実行することにより、対象トポロジ生成部114は、処理対象となるトラヒックの対象トポロジを生成する。
なお、経路計算部115には、図5に示した(パターン1)のリソース使用率方式のタイプ1〜3、図6に示した(パターン2)の逆数方式のタイプ1〜3のうちの、いずれかのコスト計算方式が予めネットワーク管理者等により設定される。
なお、図3(b)に示すように、装置選択手段1単体を備える装置選択サーバ10が、振分装置5等と接続されている構成の場合には、装置選択サーバ10の情報出力部116が、経路計算部115が計算した当該トラヒックの経路、つまり、当該トラヒックが経由する装置の情報を振分装置5等に送信する。
次に、対象トポロジ生成部114(対象トポロジ生成手段)が生成する対象トポロジの例と、その対象トポロジを用いて、経路計算部115(経路計算手段)が実行する、コスト計算の具体例について、図8および図9を参照して、より詳細に説明する。なお、ここでは、コスト算出方式として、(パターン1)のリソース使用率方式のタイプ3(同等方式)を例に説明する。
そして、この対象トポロジとリンクコストに基づき、経路計算部115は、最小コストの経路として、装置A3→装置B2を経由する経路を選択する。
10 装置選択サーバ
11 処理部
12 入出力部
13 記憶部(記憶手段)
100 装置選択ネットワークシステム
111 情報入力部
112 リンク負荷情報収集部(リンク負荷情報収集手段)
113 装置負荷情報収集部(装置負荷情報収集手段)
114 対象トポロジ生成部(対象トポロジ生成手段)
115 経路計算部(経路計算手段)
116 情報出力部
131 トラヒック情報
132 トポロジ情報
133 リンク負荷情報
134 装置負荷情報
Claims (6)
- ネットワークサービスを提供する複数の機能のうちの1つを備える1つ以上の装置と、前記装置間を接続するリンクとを備える選択対象ネットワークの中から、トラヒックが利用する前記機能を備える装置を経由する経路を計算する装置選択ネットワークシステムであって、
前記機能を実行する装置それぞれと当該装置間を接続するリンクとから構成される選択対象ネットワークのトポロジ情報、および、処理対象となるトラヒックが前記選択対象ネットワークにおいて利用する1つ以上の機能を特定するための情報を含むトラヒック情報が記憶される記憶手段と、
前記選択対象ネットワークを構成するリンクそれぞれの負荷の状態を示す負荷情報を取得するリンク負荷情報収集手段と、
前記選択対象ネットワークを構成する装置それぞれの負荷の状態を示す負荷情報を取得する装置負荷情報収集手段と、
処理対象の前記トラヒックが利用する前記機能を、前記トラヒック情報を参照して特定し、前記特定した機能を備える装置を、前記トポロジ情報を参照して抽出し、前記抽出した装置と当該装置間のリンクから構成される対象トポロジを生成する対象トポロジ生成手段と、
前記生成した対象トポロジを構成する装置およびリンクの前記負荷情報それぞれをリンクコストとして置き換え、前記特定した機能を備える装置を経由し、前記リンクコストの合計が最小となる経路を計算する経路計算手段と、
を備えることを特徴とする装置選択ネットワークシステム。 - 前記対象トポロジ生成手段は、前記特定した機能を備える装置および当該装置間のリンクの負荷情報が、所定の上限値を超える装置およびリンクを除いて、前記対象トポロジを生成すること
を特徴とする請求項1に記載の装置選択ネットワークシステム。 - 前記リンク負荷情報収集手段および前記装置負荷情報収集手段は、前記負荷情報としてリソース使用率の情報を収集し、
前記経路計算手段は、前記対象トポロジを構成する装置およびリンクの前記リソース使用率それぞれを前記リンクコストとして、前記経路を計算すること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の装置選択ネットワークシステム。 - 前記リンク負荷情報収集手段および前記装置負荷情報収集手段は、前記負荷情報としてリソース使用率の情報を収集し、
前記経路計算手段は、前記対象トポロジを構成する装置およびリンクの前記リソース使用率それぞれについての残余使用率を計算し、前記計算した残余使用率の逆数を前記リンクコストとして、前記経路を計算すること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の装置選択ネットワークシステム。 - ネットワークサービスを提供する複数の機能のうちの1つを備える1つ以上の装置と、前記装置間を接続するリンクとを備える選択対象ネットワークの中から、トラヒックが利用する前記機能を備える装置を経由する経路を計算する装置選択サーバであって、
前記機能を実行する装置それぞれと当該装置間を接続するリンクとから構成される選択対象ネットワークのトポロジ情報、および、処理対象となるトラヒックが前記選択対象ネットワークにおいて利用する1つ以上の機能を特定するための情報を含むトラヒック情報が記憶される記憶部と、
前記選択対象ネットワークを構成するリンクそれぞれの負荷の状態を示す負荷情報を取得するリンク負荷情報収集部と、
前記選択対象ネットワークを構成する装置それぞれの負荷の状態を示す負荷情報を取得する装置負荷情報収集部と、
処理対象の前記トラヒックが利用する前記機能を、前記トラヒック情報を参照して特定し、前記特定した機能を備える装置を、前記トポロジ情報を参照して抽出し、前記抽出した装置と当該装置間のリンクから構成される対象トポロジを生成する対象トポロジ生成部と、
前記生成した対象トポロジを構成する装置およびリンクの前記負荷情報それぞれをリンクコストとして置き換え、前記特定した機能を備える装置を経由し、前記リンクコストの合計が最小となる経路を計算する経路計算部と、
を備えることを特徴とする装置選択サーバ。 - ネットワークサービスを提供する複数の機能のうちの1つを備える1つ以上の装置と、前記装置間を接続するリンクとを備える選択対象ネットワークの中から、トラヒックが利用する前記機能を備える装置を経由する経路を計算するコンピュータを、
前記機能を実行する装置それぞれと当該装置間を接続するリンクとから構成される選択対象ネットワークのトポロジ情報、および、処理対象となるトラヒックが前記選択対象ネットワークにおいて利用する1つ以上の機能を特定するための情報を含むトラヒック情報が記憶される記憶手段、
前記選択対象ネットワークを構成するリンクそれぞれの負荷の状態を示す負荷情報を取得するリンク負荷情報収集手段、
前記選択対象ネットワークを構成する装置それぞれの負荷の状態を示す負荷情報を取得する装置負荷情報収集手段、
処理対象の前記トラヒックが利用する前記機能を、前記トラヒック情報を参照して特定し、前記特定した機能を備える装置を、前記トポロジ情報を参照して抽出し、前記抽出した装置と当該装置間のリンクから構成される対象トポロジを生成する対象トポロジ生成手段、
前記生成した対象トポロジを構成する装置およびリンクの前記負荷情報それぞれをリンクコストとして置き換え、前記特定した機能を備える装置を経由し、前記リンクコストの合計が最小となる経路を計算する経路計算手段、
として機能させるためのプログラム。
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