JP2015204542A - 中継ノード,中継ノードの帯域予約支援方法,及びネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信元ノードと送信先ノードとの間で帯域予約要求メッセージが転送される経路上にある中継ノードであって、送信元ノードと送信先ノードとの間の通信に関して予約を要求する帯域を示す予約要求帯域を含んだ帯域予約要求メッセージを受信する受信部と、経路上にある隣接ノードとの間で予約要求帯域を確保可能であるときに帯域予約要求メッセージを経路上の次ノードに転送する送信部と、予約要求帯域を隣接ノードとの間で確保できないときに予約要求帯域の一部の帯域を経路上で確保するための情報を含めた帯域予約要求メッセージを次ノードへ転送する処理と経路と異なる他の経路で残りの帯域を確保するための処理とを行う制御部とを含む。
【選択図】図19
Description
に高まっている。このため、上記方法が実施される環境は必ずしも望ましいとは言えなかった。
前記送信元ノードと前記送信先ノードとの間の通信に関して予約を要求する帯域を示す予約要求帯域を含んだ前記帯域予約要求メッセージを受信する受信部と、
前記経路上にある隣接ノードとの間で前記予約要求帯域を確保可能であるときに前記帯域予約要求メッセージを前記経路上の次ノードに転送する送信部と、
前記予約要求帯域を前記隣接ノードとの間で確保できないときに前記予約要求帯域の一部の帯域を前記経路上で確保するための情報を含めた前記帯域予約要求メッセージを前記送信部から前記次ノードへ転送する処理と前記経路と異なる他の経路で残りの帯域を確保するための処理とを行う制御部と、
を含む中継ノードである。
実施形態1では、送信元ノードと送信先ノードとの間で必要帯域が予約できない経路が発見された場合に、ロードバランシングを行うノードをネットワーク構成を考慮しつつ動的に選定し、複数の経路で不足帯域を確保する。これによって、送信元ノードと送信先ノードとが通信をするために予約を所望する必要帯域が確保される。以下に具体的な手順を示す。
実施形態1では、送信元ノードと、送信先(宛先)ノードとの間で、通信のQoSを保証するための帯域を予約するために、PathメッセージとResvメッセージが送受信される。以下の説明において、送信元ノードは、送信ノードと呼ぶこともある。また、送信先ノードは、受信ノードと呼ぶこともある。Pathメッセージは、「帯域予約要求メッセージ」の一例であり、Resvメッセージは、「帯域予約メッセージ」の一例である
。
hIDを用いてResvメッセージ間での区別が図られる。
図2〜15は、実施形態1の説明図である。図2〜図15には、実施形態1におけるネットワークシステムの例が図示されている。例えば、図2において、ネットワークシステムは、送信元ノードSNと、送信先ノードDNと、送信元ノードSNと送信先ノードDNとの間に複数の経路を形成する複数の中継ノードRNを含んでいる。送信元ノードSN,送信先ノードDN,中継ノードRNのそれぞれは、「ノード」の一例である。
図2において、Pathメッセージを受信したノードaは、Pathメッセージの次ノ
ードであるノードbとの間(区間)の空き帯域をチェック(調査)する。ノードaは、予約帯域情報を参照し、予約帯域情報で示される必要帯域以上の空き帯域がある場合には、ノードaは、ノードbとの間で必要帯域分の帯域を仮予約する。
図3において、Pathメッセージを受信したノードbは、ノードaと同様の処理を行うことを試行する。すなわち、次ノードであるノードcとの間の空き帯域を調査し、必要帯域(予約帯域情報の値)を確保可能か否かを判定する。図3に示す例では、空き帯域が70Mbpsであり、必要帯域100Mbpsより30Mbps不足する場合を仮定する。
って、Pathメッセージの宛先(送信先ノードDN)へ向かう別の経路(バリアンス上昇前はマスクされていた経路)が経路表に出現したか否かを判定する。バリアンス上昇前に、経路表に別の経路が存在している場合には、バリアンス上昇処理を行わず、当該別の経路の存在を以て、別の経路が存在すると判断することもできる。
別経路が発見されないことは、ノードb(自ノード)がロードバランシング実行ノードになれないことを意味する。ロードバランシング実施可否判断処理を実行したノードbは、ロードバランシング実施可否判断を実行したことを履歴として一定時間保存する。
図4において、ノードbからのPathメッセージを受信したノードcは、次ノードであるノードdとの間の空き帯域を調査するとともに、空き帯域が予約帯域情報の値“70M”以上か否かを判定する。このとき、空き帯域が“70M”以上であれば、ノードcは仮予約を行い、Pathメッセージをノードdに転送する。
ノードdも、ノードcと同様の処理を行う。その結果、ノードdと送信先ノードDNとの間に“70M”の帯域が仮予約され、Pathメッセージが送信先ノードDNに到達する。
ここで、送信先ノードDNでの処理について説明する。送信先ノードDNは、Pathメッセージを受信すると、PathメッセージからPathID,必要帯域情報,及び予約帯域情報を取得する。このとき、送信先ノードDNは、PathIDの識別番号が“1”であり、且つ「必要帯域情報=予約帯域情報」であれば、送信元ノードSN向けにResvメッセージを送信する。このとき、Resvメッセージには、対応するPathメッセージ中のPathIDがセットされる。
IDを持つPathメッセージの必要帯域情報」である場合には、当該合計値を保持し、更に同一のMACアドレス(送信元ノードの識別情報)を含むPathIDを有するPathメッセージの受信を待機する。
図4において、送信先ノードDNまでのPathメッセージの転送経路上にある中継ノードRNにて予約帯域情報が更新された場合には、予約帯域情報を更新した中継ノードRN(ノードb)は、送信元ノードSN向けの仮予約帯域更新メッセージを前ノード(ノードa)へ送信する。
実施形態1に係るネットワークトポロジでは、ノードbはノードcへの経路以外に送信先ノードDNへ向かう経路を有していない。このため、ノードbは、手順3で説明したロードバランシング実施可否判断処理(別経路探索処理)の結果、ロードバランシングを実行できない(別の経路が発見されない)ことを検知する。
ロードバランシング実施可否判断実行指示メッセージを受信したノードは、ロードバラ
ンシング実施可否判断処理を実行する。ロードバランシング実施可否判断の結果、ロードバランシングを実行できないと判断した場合は、更に送信元ノードSNに近い隣接ノードにロードバランシング実施可否判断実行指示メッセージを送信する。なお、ロードバランシング実施可否判断を実行するノードが送信元ノードSNとなり、送信元ノードSNもロードバランシングを実行できない場合には、複数経路を用いた帯域予約を止める。
図5において、ロードバランシング実行可否判断実行指示メッセージをノードbから受け取ったノードaは、ロードバランシング実施可否判断処理を行う。ノードaは、送信先ノードDNへ向かう別経路(他の経路)として、ノードe,ノードf及びノードdを経由する経路を有している。
ロードバランシング終端発見メッセージを受信した中継ノードRNは、以下のような処理を行う。すなわち、中継ノードRNは、そのメッセージの持つPathIDを確認する。このとき、過去に何らかのPathメッセージが自ノードを経由したことがある場合には、過去に自身を経由したPathメッセージから得られたPathID(自ノードで記憶強いる)と、ロードバランシング終端発見メッセージ中のPathIDとを比較する。
手順11において、MACアドレス(送信元ノードの識別情報)が一致するPathIDがあり、且つ過去におけるロードバランシング実施可否判断の実行履歴が記憶されている場合には、中継ノードRNは以下の処理を行う。すなわち、当該中継ノードRNは、ロードバランシング終端発見メッセージを送信した前ノードに対して別経路メンバパス発見指示メッセージを送信する。
転送する(図10)。そして、ノードdが別経路メンバパス発見指示メッセージをノードfへ送信し、図7に示した状態、すなわち、別経路メンバパス発見指示メッセージをノードaが受信した状態となる。
手順12にて別経路メンバパス発見成功メッセージを送信するノード(ノードd)は、ノードdが備える経路表に、ロードバランシング終端発見メッセージを受信した方路へパケット送信を行うための経路を新たに設ける。例えば、ノードdは、不等コストロードバランシングのバリアンスを強制的に上昇させて、当該経路(ノードfを経由して送信元ノードSNへ向かう経路)を経路表に新規に作成する。結果として、ノードdの経路表には、送信元ノードSNへ向かう複数の経路が存在する状態になる。
図11に示すように、ロードバランシング終端発見メッセージを送信したノード(ノードa)は、別経路メンバパス発見成功メッセージを受信した場合には、以下の処理を行う。すなわち、ノードaは、ロードバランシング終端発見メッセージを送信した隣接ノード(ノードe)を経由して送信先ノードDNへ向かう経路に識別番号を設ける。
その後、図12に示すように、ロードバランシング終端発見メッセージを送信したノード(ノードa)は、送信元ノードSNに対して第xPathメッセージ送信指示メッセージを送信する。xの値は、識別番号問い合わせメッセージにより取得した識別番号に1を加算した値である。
ケット)を受信した場合には、PathIDの識別番号を確認する。PathIDの識別番号が“2”以上である場合には、同一の送信先ノードDNへ向かう複数経路の中から、同じ識別番号が設定された経路を選択してメッセージやパケットを転送する。第x(x≧2)Pathメッセージは、「残帯域用帯域予約要求メッセージ」の一例である。
第x Pathメッセージ送信指示メッセージを受信した送信元ノードSNは、当該送
信指示メッセージに含まれたPathIDを有する新規のPathメッセージ(第xPathメッセージ)を作成し、送信先ノードDNへ向けて送信する(図13参照)。図13に示す例では、第2Pathメッセージに含まれる必要帯域情報及び予約帯域情報の各値として、第2Pathメッセージ送信指示メッセージ中の必要帯域情報の値“100M”及び予約帯域情報の値“30M”が適用される。
送信先ノードDNは、第2Pathメッセージを受信すると、第2Pathメッセージ中の予約帯域情報“30M”と、先のPathメッセージ中の予約帯域情報“70M”との合計値が必要帯域情報“100”であることを確認する。すると、送信先ノードDNは、ノードdとの間で仮予約された100Mの帯域を本予約に変更する。
本実施形態において、送信元ノードSNと送信先ノードDNとの間で確立された複数経路を用いてデータ(パケット)の送受信を開始するときには、全てのパケットにPathIDを含める。PathIDとして、複数経路の確立に用いた複数のPathメッセージ中のPathIDの一つが設定される。
上記の手順において、送信先ノードDNは、Pathメッセージに係るxの値が所定値(例えば6)に達した場合には、複数経路での必要帯域確保を中止して、第1〜第5Pathメッセージにより仮予約された各帯域を開放するためのメッセージを各経路に送信する。
実施形態1によれば、或る経路で必要帯域を確保できない場合には、複数経路で必要帯域が確保される。すなわち、送受信ノード間にある複数の経路の空き帯域を用いて必要帯域を確保する。このため、1つの経路で必要帯域を予約する場合よりも、必要帯域を確保し易い。これによって、送受信間の通信におけるQoSを保証することができる。
次に、実施形態2として、実施形態1で説明したネットワークシステム及び帯域予約方法の詳細について説明する。
図16は、実施形態2に係るネットワークシステムの構成例を示す。図16に示すネットワークには、複数のノードが図示されている。複数のノードは、通信のQoSを保証するための帯域を予約するRSVPにおける送信元ノードSNと、送信先(宛先)ノードDNとを含む、さらに、複数のノードは、送信元ノードSNと送信先ノードDNとの間にある少なくとも1つの中継ノードRNとを含む。
図17は、実施形態1及び2における各ノード(送信元ノードSN,送信先ノードDN,及び中継ノードRN)として使用可能な情報処理装置(コンピュータ)のハードウェア構成例を示す。本実施形態におけるノードのハードウェア構成としては、既存のルータやレイヤ3スイッチのような通信装置が有するハードウェアアーキテクチャを適用可能である。情報処理装置10は、例えばルータである。
2と、Digital Signal Processor(DSP)13と、メモリ14とを含む。メモリ14は、Random Access Memory(RAM)15と、Read Only Memory(ROM)16とを含む。通信I/F11は、他のノードと接続される物理回線(物理リンク)を収容する。
どの少なくとも1つを用いることもできる。
て実装されることもできる。
図18は、CPU12がプログラムを実行することによってノードで行われる処理を模式的に示す図である。CPU12がプログラム実行によって行う処理は、CPU12の制御下でDSP13が実行する処理も含む。以下の説明では、CPU12が実行する処理とDSP13が実行する処理とを区別せず、CPU12が行う処理として説明する。以下に説明する複数の処理のうち、DSP13に実行させる処理は、適宜選択可能である。
受信メッセージ分析処理20は、通信I/F11にて隣接ノードから受信されるメッセージの種別を分析し、メッセージの種別に応じた処理にメッセージを渡す。
図19は、Pathメッセージ処理21の詳細を模式的に示す図である。Pathメッセージ処理21は、カーネル(Kernel)空間とアプリケーション(APL)空間とを用いて処理を行う。すなわち、Pathメッセージ処理21は、カーネル及びアプリケーションで形成される。カーネルは、複数の通信I/F11(eth)が接続された状態となっており、各種のメッセージを含んだIPパケットが各通信I/F11(eth)から受信(入力)される状態となっている。
実施形態2におけるPathメッセージ及びResvメッセージのそれぞれのデータ構造は、図1に例示した各メッセージと同様のデータ構造を有する。このため、詳細な説明は省略する。
図19に戻って、Pathメッセージ分析制御処理32では、カーネルに含まれる受信メッセージ分析処理20からPathメッセージを得る。Pathメッセージ分析制御処理32は、Pathメッセージ中のPathID,予約帯域情報,必要帯域情報,送信元ノードSNのIPアドレス,送信先ノードDNのIPアドレスを取得する。
ップIPアドレス」と称する)を含んでいる。
へ向かう経路が存在する場合がある。この場合、Pathメッセージ分析制御処理32は、OSPF−TE34との連携によって、複数の経路の中から1つの経路をPathメッセージの転送先として決定する。
予約帯域情報を終端制御処理41へ送る(図19<10>)。
帯域仮予約処理33は、Pathメッセージから受け取る予約帯域情報(図19<3>)を元に、次ノードとの間で帯域の仮予約(仮予約帯域の生成)を実行する。このとき、仮予約のためのメッセージのやりとりがカーネルを介して行われる(図19<3a>)。帯域仮予約処理33は、次ノードとの間で帯域の仮予約がなされた場合、仮予約がなされた旨の応答をPathメッセージ分析制御処理32に通知する(図19<4>)。
OSPF-TE34は、自ノードと次ノードまでの間の空き帯域の計算を行う。
予約帯域情報更新処理35は、Pathメッセージ分析制御処理32からPathメッセージ中の予約帯域情報を受け取る(図19<5>)。また、予約帯域情報更新処理35は、OSPF−TE34で計算された次ノードまでの空き帯域情報を受け取る(図19<16>)。予約帯域情報更新処理35は、予約帯域情報中の帯域値と空き帯域値との差分を計算する。
[RAM]
RAM16は、PathIDと不足予約帯域情報を記憶する。但し、自ノードが送信先ノードDNである場合には、必要帯域情報及び予約帯域情報も記憶する。もっとも、Pathメッセージの識別番号が“2”以上である場合(第xPathメッセージである場合)には、当該Pathメッセージ中の必要帯域情報は保持しない。
ロードバランシング実施可否判断処理36は、ロードバランシング実施可否判断を実行する。自ノードがロードバランシング実行ノードとして動作できない場合には、ロードバランシング実施可否判断処理36は、ロードバランシング実施可否判断指示処理38に対してロードバランシング実施可否判断実行指示を送る(図19<17>)。また、ロードバランシング実施可否判断処理36は、仮予約帯域幅更新処理39に対して仮予約更新指示を送る(図19<18>)。自ノードがロードバランシング実行ノードとして動作可能である場合には、ロードバランシング実施可否判断処理36は、ロードバランシング処理40に対して、ロードバランシング指示を与える(図19<19>)。
転送先IPカプセル化処理37は、Pathメッセージ分析制御処理32からカプセル化依頼を受け取る(図19<7>)。すると、転送先IPカプセル化処理37は、Pathメッセージを次ノードに転送するときに、転送元となる通信I/F11のIPアドレスをカプセル化する。転送先IPカプセル化処理37は、既に別のノードによってIPアドレスが1回以上カプセル化されている場合は、当該IPアドレスの値を更新する。
ロードバランシング実施可否判断指示処理38は、Pathメッセージ分析制御処理32に対し、前ノードにおいてPathメッセージを送信した通信I/F11のIPアドレスを問い合わせる(図19<11>)。問い合わせに応じたIPアドレスがPathメッセージ分析制御処理32から得られると(図19<12>)、ロードバランシング実施可否判断指示処理38は、得られたIPアドレスを宛先として、カーネルに対して、ロードバランシング実施可否判断指示メッセージの送信を指示する(図19<20>)。カーネルは、ロードバランシング実施可否判断指示メッセージを生成して送信する。
仮予約帯域幅更新処理39は、ロードバランシング実施可否判断処理36からの仮予約帯域幅更新指示の受信(図19<18>)を契機として、Pathメッセージ分析制御処理32からPathメッセージの送信元IPアドレスを取得する(図19<13>,<14>)。仮予約帯域幅更新処理39は、カーネルに対して取得したIPアドレスを宛先とする仮予約帯域更新メッセージの送信を指示する(図19<21>)。カーネルは、仮予約帯域更新メッセージを生成して送信する。
ロードバランシング処理40は、ロードバランシング指示を受けて(図19<19>)、不等コストロードバランシングのバリアンス値を上げる。これによって、既存の送信先ノードDNへ向かう経路の次に小さいコスト値を持つ送信先ノードDN行きの経路が経路表RTに出現する。その後、ロードバランシング処理40は、新しく経路表RTに出現した経路を利用して、ロードバランシング終端発見メッセージの送信指示をカーネルに与える(図19<22>)。カーネルはロードバランシング終端発見メッセージを生成して送信する。
終端制御処理41は、Pathメッセージの受信ノードがPathメッセージの終端ノ
ードである場合、すなわち、自ノードが送信先ノードDNである場合に起動する。終端制御処理41は、Pathメッセージ分析制御処理32からPathメッセージ中の予約帯域情報及び必要帯域情報を受けて起動する(図19<10>)。
Resv制御処理42は、カーネルに対し、送信元ノードSN向けのResvメッセージの送信指示を与える(図19<26>)。
仮予約帯域全開放処理43は、自ノードがPathメッセージの終端ノード(送信先ノードDN)であり、且つPathメッセージのPathIDの識別番号が所定値(例えば5)を超過する場合に実行される。なお、自ノードが終端ノードで、且つPathIDの識別番号が所定値以上のPathメッセージが受信された場合には、Pathメッセージ分析制御処理32は、仮予約帯域全開放指示を仮予約帯域全開放処理43に与えるだけで、他の処理を行わない。所定値は適宜設定可能である。
に含まれていたPathIDを含める。仮予約帯域全開放メッセージを受信した各中継ノードRNは、仮予約帯域全開放メッセージから対応するPathIDを取得して、取得したPathID用に仮予約した帯域を全開放する。
図20は、仮予約帯域更新メッセージ処理22の詳細を模式的に示す図である。仮予約帯域更新メッセージ処理22では、APL空間において、仮予約帯域更新メッセージ分析制御処理45と、仮予約帯域更新処理39と、帯域仮予約機能33とが実行される。
仮予約帯域更新メッセージ分析制御処理45は、カーネル中の受信メッセージ分析処理20から仮予約帯域更新メッセージを得る。仮予約帯域更新メッセージ分析制御処理45は、仮予約帯域更新メッセージから仮予約帯域更新情報、PathIDを取り出し、仮予約帯域更新処理39に送る(図20<1>)。当該処理は、仮予約帯域更新メッセージの宛先が自ノードであるか否かと無関係に実行される。
仮予約帯域更新処理39は、OSPF−TE34に対して空き帯域更新指示を送る(図20<2>)。空き帯域更新指示は、仮予約帯域幅を更新する経路と、仮予約帯域の減少分とを含む。減少分は空き帯域となる。このため、空き帯域更新指示を受け取ったOSPF−TE34は、該当する経路に関して減少分だけ空き帯域を増加させる。
帯域仮予約処理33は、仮予約帯域更新指示を受けると、PathIDを用いて、仮予約帯域を変更するやりとりを次ノードとの間で行う。すなわち、帯域仮予約処理33は、カーネルを介して、次ノードとの間で仮予約帯域を変更するためのメッセージのやりとりを行う(図20<4>)。
図21は、ロードバランシング実施可否判断実行指示メッセージ処理23(以下、「メッセージ処理23」と表記)の詳細を模式的に示す図である。メッセージ処理23では、ロードバランシング実施可否判断実行指示メッセージ分析制御処理46(以下、「分析制御処理46」と表記)と、ロードバランシング実施可否判断処理36とが実行される。
分析制御処理46は、ロードバランシング実施可否判断実行指示メッセージからPathメッセージに含まれていた送信先ノードDNのIPアドレス及び不足予約帯域情報を取得する。分析制御処理46は、送信先ノードDNのIPアドレスをロードバランシング実施可否判断処理36に送る(図21<1>)。また、分析制御処理46は、不足予約帯域情報をRAM16に記憶する(図21<2>)。
ロードバランシング実施可否判断処理38は、分析制御処理46から送信先ノードDNのIPアドレスを取得すると、バリアンス値強制変更処理48にロードバランシング指示を与える(図21<3>)。ロードバランシング実施可否判断処理38は、バリアンス値を強制的に大きくする不等コストロードバランシングを実施する。
ロードバランシング実施可否判断指示処理38は、分析制御処理46から前ノードのIPアドレスを問い合わせ(図21<7>)、該当IPアドレスを取得する(図21<8>)。すると、ロードバランシング実施可否判断指示処理38は、カーネルに対して、該当IPアドレス(前ノード)へロードバランシング実施可否判断指示メッセージを送信するように指示する(図21<9>)。
ロードバランシング処理40は、ロードバランシング実施可否判断処理36からのロードバランシング指示を受けて、ロードバランシング終端発見メッセージ送信処理47にロードバランシング終端発見メッセージの送信指示を送る(図21<10>)。
ロードバランシング終端発見メッセージ送信処理47は、ロードバランシング処理40から、ロードバランシング終端発見メッセージの送信指示を受け取る(図21<10>)。すると、ロードバランシング終端発見メッセージ送信処理47は、別経路を利用して送信先ノードDNへロードバランシング終端発見メッセージの送信する指示をカーネルに与
える(図21<11>)。
図22は、ロードバランシング終端発見メッセージ処理24(以下、「メッセージ処理24」と表記)の詳細を模式的に示す図である。メッセージ処理24では、ロードバランシング終端発見メッセージ分析制御処理50(以下、「分析制御処理50」と表記)と、PathID問い合わせ処理51とが実行される。
分析制御処理50は、受信メッセージ分析部20からロードバランシング終端発見メッセージ(以下、「終端発見メッセージ」ともいう)を得る。分析制御処理50は、終端発見メッセージ中のPathIDを取得し、PathID問い合わせ処理51(以下「問い合わせ処理51」とも表記)に送る(図22<1>)。分析制御処理50は、問い合わせ処理51、又はロードバランシング実行履歴チェック処理52(以下、「チェック処理52」とも表記)から問合せの応答を受け取る(図22<2>,図22<3>)。
問い合わせ処理51は、分析制御処理50から受けたPathID、すなわち、終端発見メッセージ中のPathIDと同値のPathIDがRAM16に記憶されているか否かを確認する(図22<7>,<8>)。
チェック処理52は、対象の実行履歴の有無をチェックする。実行履歴がない場合には、変更処理48へ終端発見メッセージの送信元ノードのIPアドレスを送信する旨の指示を分析制御処理50に送る(図22<3>)。自ノードをロードバランシングの終端とするためである。
転送処理55は、経路表RTを参照して、終端発見メッセージを次ノードへ転送する命令をカーネルに与える(図22<5a>)。転送の際には、転送処理55は、当該終端発見メッセージの転送の履歴を当該終端発見メッセージ中のPathIDとセットで保持する。
変更処理48は、不等コストロードバランシングのバリアンス値を強制的に上昇させる(図22<9a>)。ただし、変更処理48は、バリアンス値の上昇前に経路表RTに登録されていた送信元ノードDNへ向かう経路を記憶しておく。バリアンス値の上昇は、所望の別経路が経路表RTに出現するまで継続される。変更処理48は、所望の別経路が経路表RTに出現したか否かは、経路表チェック処理53の経路表のチェック結果を随時受け取ることを通じて判断する(図22<9b>,<9c>)。
経路表チェック処理53は、変更処理48によるバリアンス値の上昇中における経路表RTを監視し、終端発見メッセージの送信元ノード及びPathメッセージの送信元ノードSNへそれぞれ向かう別経路が経路表RTに出現しているかをチェックする。別経路が経路表RTに出現すると、その旨を変更処理48に伝える(図22<9c>)。
送信指示処理54は、送信指示を変更処理48から受け取ると、別経路メンバパス発見成功メッセージ(以下、「発見成功メッセージ」とも表記)の送信命令をカーネルに与える(図22<11>)。カーネルは、発見成功メッセージを別経路(終端発見メッセージを送信した中継ノードRN)へ送信する。
送信処理56は、分析制御処理50からの指示を受けて(図22<6>)、終端発見メッセージの送信元の中継ノードRNへ別経路メンバパス発見指示メッセージ(以下、「発見指示メッセージ」とも表記)へ送る命令をカーネルに与える(図22<12>)。このとき、発見指示メッセージには、終端発見メッセージ中のPathIDが含められる。
図23は、別経路メンバパス発見成功メッセージ処理25(以下、「メッセージ処理25」と表記)の詳細を模式的に示す図である。メッセージ処理25では、別経路メンバパス発見成功メッセージ分析制御処理58(以下、「分析制御処理58」と表記)と、経路表識別番号付与処理59(以下、「付与処理59」とも表記)とが実行される。
分析制御処理58は、自ノード宛ての発見成功メッセージを受信メッセージ分析処理20から得る。分析制御処理58は、経路表RTにある送信先ノードDNへ向かう経路のうち、終端発見メッセージの送信元のノード経由で送信先ノードDNへ向かう経路(別経路)に対して識別番号を割り振る指示を付与処理59に与える(図23<1>)。
付与処理59は、分析制御処理58からの指示を得て、別経路に設定する識別番号を問い合わせ処理60に問い合わせる(図23<5>)。付与処理59は、問い合わせに対する応答として、識別番号を得る(図23<6>)。付与処理は、経路表RT上の別経路に対して識別番号を付与する命令をカーネルに与える(図23<7>)。これによって、別経路に識別番号が付与(設定)される(図11参照)。なお、経路表RTにおけるPathメッセージの転送経路に該当する経路には、既に識別番号が付与されているものとする。
問い合わせ処理60は、付与処理59からの問合せを受けて、識別番号問い合わせメッセージの送信命令をカーネルに与える(図23<8>)。カーネルは、識別番号問い合わせメッセージを送信元ノードSNに送り、識別番号を含む応答を受信すると、問い合わせ処理60に与える(図23<9>)。問い合わせ処理60は、カーネルから得た識別番号の値に1を加算した新たな識別番号を生成し、問い合わせに対する応答として付与処理59に送る(図23<6>)。
送信指示処理61は、PathID、送信元ノードSNのIPアドレス,不足予約帯域情報を分析制御処理58から受け取ったときに、送信元ノードSNへ第xPathメッセージ送信指示メッセージへ送信する命令をカーネルに与える(図23<10>)。カーネルは、第xPathメッセージ送信指示メッセージを送信元ノードSNへ送信する。第x
Pathメッセージ送信指示メッセージには、PathID,必要帯域情報と予約帯域情報とが含まれる。必要帯域情報及び予約帯域情報として、不足予約帯域情報の値が設定される。
図24は、第xPathメッセージ送信指示メッセージ処理26の詳細を模式的に示す図である。図24において、第xPathメッセージ送信指示メッセージ処理26(以下、「メッセージ処理26」とも表記)では、第xPathメッセージ送信指示メッセージ分析制御処理63(以下、「分析制御処理63」とも表記)が実行される。
分析制御処理63は、受信メッセージ分析処理20から第xPathメッセージ送信指示メッセージを得る。分析制御処理は、第xPathメッセージ送信指示メッセージの宛先をチェックする。当該メッセージの宛先が自ノードである場合には、分析制御処理63は、当該メッセージからPathIDを取り出して送信処理64へ送信する(図24<1>)。当該メッセージの宛先が自ノードでない場合には、分析制御処理63は、当該メッセージに対して何らの処理を行うことなく、第xPathメッセージ転送処理65へ送信する(図24<2>)。
Pathメッセージ送信処理64は、分析制御処理63から受け取ったPathIDを含む新規のPathメッセージ(第xPathメッセージ)を作成し、第xPathメッセージの送信命令をカーネルに与える(図24<3>)。第xPathメッセージの必要帯域情報及び予約帯域情報の各値として、第xPathメッセージ送信指示メッセージに含まれていた必要帯域情報及び予約帯域情報の各値が設定される。
転送処理65は、分析制御処理63から第xPathメッセージ送信指示メッセージを受信すると、当該メッセージの転送命令をカーネルに与える。これによって、第xPathメッセージ送信指示メッセージは次ノードへ転送される。
図25は、別経路メンバパス発見指示メッセージ処理27の詳細を模式的に示す図である。図25において、別経路メンバパス発見指示メッセージ処理27(以下、「メッセージ処理27」とも表記する)では、別経路メンバパス発見指示メッセージ分析制御処理67(以下、「分析制御処理67」とも表記する)が実行される。
分析制御処理67は、別経路メンバパス発見指示メッセージ(発見指示メッセージ)を受信メッセージ分析処理20から得る。分析処理部67は、自ノードで保持されている、自ノードが過去に送信したロードバランシング終端発見メッセージ(終端発見メッセージ)の送信履歴を取得する(例えばRAM16から読み出す)。
分析制御処理67から得られたIPアドレスへ向かうセグメント(経路)は、既に経路表RTにある。このため、判断処理36は、当該経路と別経路をバリアンス値強制変更処理48によって経路表RTに出現させることを試行する(図25<2>,<3>)。変更処理48及びチェック処理53の内容は、メッセージ処理24での処理と同様であるので説明を省略する。
転送処理71は、判断処理36からの別経路メンバパス発見指示メッセージ転送要求を受けると、終端発見メッセージの送信元ノードのIPアドレスを分析制御処理67に問い合わせ(図25<6>)、該当するIPアドレスを分析制御処理67から得る(図25<7>)。転送処理71は、別経路メンバパス発見指示メッセージの転送指示をカーネルに与える(図25<8>)。転送指示は、終端発見メッセージの送信元ノード、すなわち終端発見メッセージを送信したノードに1ホップ近いノード(終端発見メッセージの転送経路における前ノード)へ送られる。
参照経路選定処理69は、参照経路選定指示を受信したとき、バリアンス値の上昇によって経路表RTに出現した経路へのロードバランシング終端発見メッセージの送信指示を送信処理70に与える(図25<9>)。
送信元IP隠蔽処理72は、ロードバランシング終端発見メッセージの送信元IPアドレスを、本来の(元々の)ロードバランシング終端発見メッセージを送信したノードのI
Pアドレスに変更する処理を行う。
送信処理70は、選定処理69からの送信指示を受け取ったときに、ロードバランシング終端発見メッセージの送信命令をカーネルに送る(図25<12>)。これによって、ロードバランシング終端発見メッセージが送信される(図10参照)。
図26は、第xPathメッセージ処理28の詳細を模式的に示す図である。第xPathメッセージ処理28は、Pathメッセージ処理21(図19)の一部であり、第xPathメッセージ(x≧2)を受信したロードバランシング開始ノードで実行を要する処理群である。
分析制御処理74は、受信メッセージ分析処理20から第xPathメッセージを得る。分析制御処理74は、第xPathメッセージを得ると、自ノードの経路表RTに存在する、送信先ノードDNへ向かうセグメント(経路)数の確認指示を確認処理75に与える(図26<1>)。
確認処理75は、分析制御処理74からの確認指示を受けて、経路表RT上にある第xPathメッセージの送信先に対応するセグメント(経路)の数を計数し、計数結果を応答として分析制御処理に返す。
確認処理76は、分析制御処理74から識別番号を受信すると、識別番号の値を確認し、当該識別番号がマーキングされている経路を参照して送信先ノードDN宛ての第xPathメッセージを送信する旨の指示を選定処理77に与える(図26<5>)。
選定処理77は、確認処理76からの指示を受けて、第xPathメッセージの転送に用いる経路を選定する。選定処理77は、選定した経路で第xPathメッセージを転送する旨の命令をカーネルに与える(図26<6>)。これによって、第xPathメッセージは、選定された経路を通って送信先ノードDNへ転送される。
図27は、Resvメッセージ処理30の詳細を模式的に示す図である。図27において、Resvメッセージ処理30では、Resvメッセージ分析制御処理78(以下、「分析制御処理78」とも表記が実行される。また、Resvメッセージ処理30では、経路表確認処理80(以下、「確認処理80」とも表記)と、仮予約帯域→本予約帯域変更処理81(以下、「予約形式変更処理81」とも表記)とが実行される。
分析制御処理78は、受信メッセージ分析処理20からResvメッセージを得る。分析制御処理78は、Resvメッセージの送信先IPアドレスを取得し、経路表確認処理80に送信する(図27<1>)。
確認処理80は、分析制御処理78からの確認指示を受けて(図27<1>)、経路表RTを参照し、送信先IPアドレスに対応する経路の数を分析制御処理に応答する(図27<2>)。
選定処理79は、分析制御処理78から識別番号を受信すると、当該識別番号が付与されている経路を利用してResvメッセージを転送する命令をカーネルに与える(図27<9>)。また、選定処理79は、仮予約帯域を本予約帯域に変更する指示を予約形式変更処理81に与える(図27<10>)。
予約形式変更処理81は、仮予約されている帯域を本予約に変更することをカーネルに命令する(図27<11>)。必要に応じて、隣接ノードとの間で、仮予約を本予約にするためのメッセージのやりとりが行われる。
図28は、仮予約帯域全開放メッセージ処理29の詳細を模式的に示す図である。仮予約帯域全開放メッセージ処理29(以下、「メッセージ処理29」とも表記)では、仮予約帯域全開放メッセージ分析制御処理83(以下、「分析制御処理83」とも表記)が実行される。
が実行される。
分析制御処理83は、受信メッセージ分析処理20から仮予約帯域全開放メッセージ(以下、「開放メッセージ」とも表記)を得る。分析制御処理83は、開放メッセージ中のPathIDを得て、当該PathIDと同値のPathIDを有するPathメッセージが過去に受信されていないかを、RAM16に記憶されたPathIDの参照によって確認する(図28<1>,<2>)。
ベストエフォート型遷移処理85は、分析制御処理83からロードバランシング経路確立失敗指示を受信したとき、送受信ノード間でロードバランシングを利用したQoSを保障する複数経路の確立処理を停止し、現在ネットワークで使われているベストエフォート型通信や、待時式帯域予約通信方式などへ移行する。
開放処理84は、分析制御処理84から開放指示を受信したとき、開放メッセージ中のPathIDと同一のPathIDを有するPathメッセージによって仮予約された帯域の全てを開放する処理を行う。開放処理84は、必要に応じて、仮予約解除のための命令をカーネルに与える(図28<7>)。
図29〜図33は、実施形態2におけるネットワークシステム(図16)の動作例を示すシーケンス図である。図29において、送信元ノードSNは、送信先ノードDNとの間で100Mbpsの必要帯域を予約した通信を行う場合、次ノード(ノードA)との間の空き帯域が予約帯域(=必要帯域)以上か否かを判定する(01)。
に転送する(09)。
とノードDとの間で予約帯域“30M”以上の空き帯域があるかを判定する(48)。空き帯域がある場合には、ノードAは、ノードAとノードDとの間で“30M”の帯域の仮予約を行い(49)、第2PathメッセージをノードDへ転送する(50)。
実施形態1及び2において、Pathメッセージには、予約帯域情報を格納するフィールドが形成されており、送信元ノードSNでは、予約帯域情報に必要帯域情報と同値が設定される。そして、Pathメッセージを受信する各ノードは、予約帯域情報に示された帯域の仮予約を行う。
を送信する。これによって、帯域予約処理(第1Pathメッセージの送信)開始から一定期間内に必要帯域の予約が完了しないときには、仮予約帯域が開放される。これによって、仮予約の影響が他の通信(トラフィック)に及ぶ可能性を低減することができる。
SN・・・送信元ノード
RN・・・中継ノード
10・・・情報処理装置(ルータ)
11・・・通信インタフェース
12・・・CPU
14・・・メモリ
Claims (12)
- 送信元ノードと送信先ノードとの間で帯域予約要求メッセージが転送される経路上にある中継ノードであって、
前記送信元ノードと前記送信先ノードとの間の通信に関して予約を要求する帯域を示す予約要求帯域を含んだ前記帯域予約要求メッセージを受信する受信部と、
前記経路上にある隣接ノードとの間で前記予約要求帯域を確保可能であるときに前記帯域予約要求メッセージを前記経路上の次ノードに転送する送信部と、
前記予約要求帯域を前記隣接ノードとの間で確保できないときに前記予約要求帯域の一部の帯域を前記経路上で確保するための情報を含めた前記帯域予約要求メッセージを前記送信部から前記次ノードへ転送する処理と前記経路と異なる他の経路で残りの帯域を確保するための処理とを行う制御部と、
を含む中継ノード。 - 前記制御部は、前記経路上にある隣接ノードとの間で前記予約要求帯域を確保可能であるときには前記予約要求帯域の仮予約を行い、前記予約要求帯域を確保できないときには前記予約要求帯域の一部の仮予約を行う
請求項1に記載の中継ノード。 - 前記制御部は、前記送信先ノードから前記帯域予約要求メッセージに対応する帯域予約メッセージが前記受信部で受信されたときに前記仮予約した帯域を本予約に変更する
請求項2に記載の中継ノード。 - 前記制御部は、前記予約要求帯域を確保できない場合において自ノードが前記他の経路を有するときに前記送信元ノードに対して前記他の経路で前記残りの帯域を予約するための残帯域用帯域予約要求メッセージの送信を依頼する
請求項1から3のいずれか1項に記載の中継ノード。 - 前記制御部は、前記残帯域用帯域予約要求メッセージが前記送信元ノードから送信される前に前記他の経路と前記経路とを識別するための識別情報を前記送信元ノードから取得し、前記送信元ノードから受信される前記残帯域用帯域予約要求メッセージを前記識別情報を用いて前記他の経路へ転送する
請求項1から4のいずれか1項に記載の中継ノード。 - 前記制御部は、自ノードが前記他の経路を有するときに前記経路上に存在し且つ前記他の経路の終端点となる他の中継ノードに前記経路と前記他の経路とを登録させるための終端点探索メッセージを前記他の経路へ送信する
請求項4又は5に記載の中継ノード。 - 前記制御部は、隣接ノードから受信し転送先に転送した終端点探索メッセージに関して前記転送先からの指示に応じて別経路の探索処理を行い発見した別経路に新たな終端点探索メッセージを送信するときに、前記新たな終端点探索メッセージの送信元アドレスとして元の終端点探索メッセージに含まれた送信元アドレスを設定する
請求項6に記載の中継ノード。 - 前記制御部は、前記別経路の探索処理で別経路が発見できないときに別経路の探索処理を前記隣接ノードに依頼する
請求項7に記載の中継ノード。 - 前記制御部は、自ノードが前記他の経路を有しないときに前記経路上で前記送信元ノー
ド側にある隣接ノードに他の経路を有するか否かの判定処理を依頼する
請求項4から8のいずれか1項に記載の中継ノード。 - 前記制御部は、受信された仮予約の解除指示に応じて仮予約した帯域を開放する
請求項2から9のいずれか1項に記載の中継ノード。 - 送信元ノードと送信先ノードとの間で帯域予約要求メッセージが転送される経路上にある中継ノードの帯域予約支援方法であって、
前記送信元ノードと前記送信先ノードとの間の通信に関して予約を要求する帯域を示す予約要求帯域を含んだ前記帯域予約要求メッセージを受信し、
前記経路上にある隣接ノードとの間で前記予約要求帯域を確保可能であるときに前記帯域予約要求メッセージを前記経路上の次ノードに転送し、
前記予約要求帯域を前記隣接ノードとの間で確保できないときに前記予約要求帯域の一部の帯域を前記経路上で確保するための情報を含めた前記帯域予約要求メッセージを前記次ノードへ転送する処理と前記経路と異なる他の経路で残りの帯域を確保するための処理とを行う、
ことを含む中継ノードの帯域予約支援方法。 - 帯域予約要求メッセージを送信する送信元ノードと、
前記帯域予約要求メッセージの宛先である送信先ノードと、
前記送信元ノードと前記送信先ノードとの間の複数の経路上にある複数の中継ノードとを含み、
前記各中継ノードは、
前記送信元ノードと前記送信先ノードとの間の通信に関して予約を要求する帯域を示す予約要求帯域を含んだ前記帯域予約要求メッセージを受信する受信部と、
前記帯域予約要求メッセージが転送される経路上にある隣接ノードとの間で前記予約要求帯域を確保可能であるときに前記帯域予約要求メッセージを前記経路上の次ノードに転送する送信部と、
前記予約要求帯域を前記隣接ノードとの間で確保できないときに前記予約要求帯域の一部の帯域を前記経路上で確保するための情報を含めた前記帯域予約要求メッセージを前記送信部から前記次ノードへ転送する処理と前記経路と異なる他の経路で残りの帯域を確保するための処理とを行う制御部と、
を含み、
前記送信元ノードは、前記経路と異なる他の経路で残りの帯域を確保するための処理によって前記複数の中継ノードの1つから受信される指示に応じて他の経路で前記残りの帯域を確保するための残帯域用帯域予約要求メッセージを送信し、
前記送信先ノードは、自ノードに到達した前記帯域予約要求メッセージの内容から予約要求帯域の全てが確保可能であるときに前記帯域予約要求メッセージの転送経路上にある中継ノードに前記予約要求帯域を予約させるための帯域予約メッセージを送信し、自ノードに到達した前記予約要求メッセージの内容から前記予約要求帯域の一部が確保可能であるときに前記残帯域用帯域予約要求メッセージの受信を待機し、受信された前記残帯域用帯域予約要求メッセージの内容から前記残り帯域が確保可能であるときに前記帯域予約要求メッセージの転送経路上にある中継ノードに前記予約要求帯域の一部を予約させるための帯域予約メッセージを送信するとともに前記残帯域用帯域予約要求メッセージの転送経路上にある中継ノードに前記残り帯域を予約させるための帯域予約メッセージを送信するネットワークシステム。
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