JP2017168881A - 通信経路制御装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】ネットワーク内のいずれかの回線に異常が生じたことにより、既に設定されていた通信経路の迂回経路を設定する場合に、迂回経路設定後における輻輳の発生を防止することができ、また、異常が生じた場合におけるネットワーク内のスイッチの処理負荷の増加を抑制することができる通信経路制御装置を提供する。【解決手段】使用帯域収集手段71は、スイッチ同士を結ぶ各回線の使用帯域の情報を収集する。コスト設定手段72は、回線毎に、回線の使用可能帯域から当該回線の使用帯域を減算して得られる残帯域を計算し、当該残帯域に応じたコストを定める。経路計算手段73は、スイッチ同士を結ぶ回線のいずれかで異常が生じた場合に、異常が生じた回線を用いていた通信の迂回経路として、異常が生じた回線を用いない通信経路を、コスト設定手段72が定めたコストに基づいて計算する。【選択図】図6
Description
本発明は、ネットワーク内の通信経路を制御する通信経路制御装置、通信経路制御方法および通信経路制御プログラムに関する。
OSPF(Open Shortest Path First)等の一般的な通信経路制御では、ネットワーク内の区間毎にコストが予め定められている。コストは、区間の使用可能帯域が広いほど、小さい値に設定され、区間の使用可能帯域が狭いほど、大きい値に設定される。区間とコストの対応関係を示す情報は、コストマップと呼ばれることもある。一般的な通信経路制御では、コストの合計値の小さい通信経路が探索される。また、いずれかの区間に異常が生じた場合には、その区間を用いていた通信経路の迂回経路が探索される。このとき、異常が生じた区間を除いて、コストの合計値の小さい通信経路が迂回経路として探索される。
また、特許文献1には、リンクにコストと空き帯域との組を対応付けることが記載されている。特許文献1には、コストの例として、リンクの距離に比例した値や、残帯域の大きさに応じた値が示されている。また、特許文献1には、着ノードが障害通知メッセージを受信すると、通知された障害位置が、自ノードが使用している経路上に存在するかを判定することが記載されている。さらに、特許文献1には、障害が発生すると、着ノードが、リンクの空き帯域とコストとを用いて、空き帯域が相対的に大きい経路候補が優先されるように、経路候補を順位付けすることが記載されている。
上記の一般的な通信経路制御では、いずれかの区間に異常が生じた場合、それまでその区間を用いていた通信経路の迂回経路が探索される。この探索は、予め定められたコストマップに基づいて行われる。また、コストの合計値が小さい通信経路が迂回経路として定められる。従って、迂回経路は、使用可能帯域が広い区間を通過するように定められる傾向が強い。また、使用可能帯域が広い区間は、異常が生じた区間を通過していない通信経路によっても、既に用いられている可能性が高い。従って、上記の一般的な通信経路制御では、異常が生じると、使用可能帯域が広い区間に輻輳が生じやすくなる。また、その結果、既にその区間を用いていた通信を阻害しやすくなる。
また、特許文献1に記載の技術では、着ノードは、障害通知メッセージを受信すると、通知された障害位置が、自ノードが使用している経路上に存在するかを判定し、障害位置がその経路上に存在する場合に、新たな経路を決定しなければならない。従って、自ノードが使用している経路上に障害位置が存在していない着ノードであっても、障害位置が、自ノードが使用している経路上に存在するかを判定するため、ノードの処理負荷が高くなる。
そこで、本発明は、ネットワーク内のいずれかの回線に異常が生じたことにより、既に設定されていた通信経路の迂回経路を設定する場合に、迂回経路設定後における輻輳の発生を防止することができ、また、異常が生じた場合におけるネットワーク内のスイッチの処理負荷の増加を抑制することができる通信経路制御装置、通信経路制御方法および通信経路制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明による通信経路制御装置は、スイッチ同士を結ぶ各回線の使用帯域の情報を収集する使用帯域収集手段と、回線毎に、回線の使用可能帯域から当該回線の使用帯域を減算して得られる残帯域を計算し、当該残帯域に応じたコストを定めるコスト設定手段と、スイッチ同士を結ぶ回線のいずれかで異常が生じた場合に、異常が生じた回線を用いていた通信の迂回経路として、異常が生じた回線を用いない通信経路を、コスト設定手段が定めたコストに基づいて計算する経路計算手段と、経路計算手段が計算した通信経路を、当該通信経路上のスイッチに対して設定する経路設定手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明による通信経路制御方法は、スイッチ同士を結ぶ各回線の使用帯域の情報を収集し、回線毎に、回線の使用可能帯域から当該回線の使用帯域を減算して得られる残帯域を計算し、当該残帯域に応じたコストを定め、スイッチ同士を結ぶ回線のいずれかで異常が生じた場合に、異常が生じた回線を用いていた通信の迂回経路として、異常が生じた回線を用いない通信経路を、残帯域に応じたコストに基づいて計算し、通信経路を、当該通信経路上のスイッチに対して設定することを特徴とする。
また、本発明による通信経路制御プログラムは、コンピュータに、スイッチ同士を結ぶ各回線の使用帯域の情報を収集する使用帯域収集処理、回線毎に、回線の使用可能帯域から当該回線の使用帯域を減算して得られる残帯域を計算し、当該残帯域に応じたコストを定めるコスト設定処理、スイッチ同士を結ぶ回線のいずれかで異常が生じた場合に、異常が生じた回線を用いていた通信の迂回経路として、異常が生じた回線を用いない通信経路を、コスト設定手段が定めたコストに基づいて計算する経路計算処理、および、経路計算処理で計算した通信経路を、当該通信経路上のスイッチに対して設定する経路設定処理を実行させることを特徴とする。
本発明によれば、ネットワーク内のいずれかの回線に異常が生じたことにより、既に設定されていた通信経路の迂回経路を設定する場合に、迂回経路設定後における輻輳の発生を防止することができ、また、異常が生じた場合におけるネットワーク内のスイッチの処理負荷の増加を抑制することができる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の通信経路制御装置と、スイッチによって形成されるネットワークの例を示す説明図である。
本発明の通信経路制御装置1は、各スイッチ20を含むネットワーク内の通信経路を制御する。通信経路制御装置1は、SDN(Software-Defined Networking )における制御装置であると言うことができる。
スイッチのトポロジは、図1に示す例に限定されない。また、図1では、5個のスイッチ20を示しているが、スイッチ20の数は特に限定されない。また、図1に示す個々のスイッチ20を区別する場合には、符号“#1”〜“#5”によって区別する。
各スイッチ20は、ネットワークを形成している。1つの回線25は、2つのスイッチ20同士を結ぶ。ただし、スイッチ20間に回線25が設けられない場合をもある。例えば、図1に示す例では、スイッチ#1,#2間に回線25は設けられていない。
各スイッチ20は、自身と他のスイッチ20とを結ぶ回線25の使用帯域を検出する機能を有する。使用帯域は、ネットワークの運用時に実際に回線25で使用されている帯域である。
また、各スイッチ20は、回線25とは別の専用の回線26によって通信経路制御装置1と接続されている。以下、この回線26を、スイッチ20同士を結ぶ回線25と区別して、制御回線26と記す。図1では、制御回線26を点線で示している。
また、スイッチ20には、通信における送信元または宛先に該当する端末30a,30bが接続されている。図1では、2つの端末30a,30bを示しているが、端末の数は特に限定されない。
スイッチ20同士を結ぶ個々の回線25にはそれぞれ、コストが設定される。通信経路制御装置1は、2種類のコストを用いる。
1つ目のコストは、回線25の使用可能帯域に応じて予め設定されたコストである。以下、このコストを第1のコストと記す。第1のコストは、初期コストと称することもできる。第1のコストは、回線25の使用可能帯域が広いほど、小さい値に設定され、回線25の使用可能帯域が狭いほど、大きい値に設定される。第1のコストは、回線25毎に設定される。回線25と第1のコストとの対応関係を示す情報を、以下、第1のコストマップと記す。例えば、通信経路制御装置1の管理者が、予め、第1のコストマップを作成し、通信経路制御装置1に記憶させておく。
2つ目のコストは、回線25の使用可能帯域からその回線25の使用帯域を減算して得られる残帯域に応じて、通信経路制御装置1が設定するコストである。以下、このコストを第2のコストと記す。通信経路制御装置1は、ネットワークの運用中であっていずれの回線25においても異常が生じていない状況で、各回線25の使用帯域の情報を各スイッチ20から収集し、残帯域を計算する。そして、通信経路制御装置1は、回線25の残帯域が広いほど、その回線25の第2のコストを小さい値に設定し、残帯域が狭いほど、その回線25の第2のコストを大きい値に設定する。通信経路制御装置1は、回線25毎に第2のコストを設定する。回線25と第2のコストとの対応関係を示す情報を、以下、第2のコストマップと記す。
通信経路制御装置1は、送信元となる端末に接続されたスイッチ20から、宛先となる端末に接続されたスイッチ20までの通信経路を計算する。通信経路制御装置1は、いずれの回線25にも異常が生じていない場合には、第1のコストマップに基づいて、通信経路を計算する。また、いずれかの回線25に異常が生じた場合には、通信経路制御装置1は、異常が生じた回線25を用いていた通信の迂回経路として、その回線25を用いない通信経路を新たに計算する。このとき、通信経路制御装置1は、第2のコストマップに基づいて新たな通信経路を計算する。
通信経路制御装置1は、通信経路を計算した場合、通信経路上の各スイッチに対して、その通信経路を設定する。
以下の説明では、異常の種類が、回線に生じる障害である場合を例にして説明する。
図2は、本発明の通信経路制御装置1の構成例を示すブロック図である。通信経路制御装置1は、トポロジ情報記憶部2と、コストマップ記憶部3と、使用帯域収集部4と、コスト設定部5と、経路計算部6と、経路設定部7とを備える。
トポロジ情報記憶部2は、ネットワークを形成する各スイッチ20(図1参照)のトポロジ情報を記憶する記憶装置である。トポロジ情報は、どのスイッチ20とどのスイッチ20とが回線25によって結ばれているのかを示す。さらに、トポロジ情報は、個々のスイッチ20に接続されている端末の情報も含む。トポロジ情報は、さらに、回線25毎の使用可能帯域の情報を含んでいてもよい。以下、回線25毎の使用可能帯域の情報がトポロジ情報に含まれる場合を例にして説明する。例えば、トポロジ情報は、スイッチ#1,#4が回線25によって結ばれているという情報と、その回線25の使用可能帯域の情報とを含む。トポロジ情報は、回線25によって結ばれている他のスイッチ20の組に関しても、同様の情報を含む。
コストマップ記憶部3は、第1のコストマップおよびコスト設定部5によって生成される第2のコストマップを記憶する記憶装置である。
コストマップ記憶部3は、第1のコストマップを予め記憶する。例えば、管理者は、予め、回線25毎に第1のコストを設定し、回線25と第1のコストとの対応関係を示す第1のコストマップを作成する。そして、管理者は、その第1のコストマップを予めコストマップ記憶部3に記憶させておけばよい。なお、第1のコストマップをコストマップ記憶部3に記憶させる態様は、上記の態様に限定されない。ただし、第1のコストは、回線25の使用可能帯域が広いほど、小さい値に設定され、回線25の使用可能帯域が狭いほど、大きい値に設定される。
また、初期状態では、コストマップ記憶部3は、第2のコストマップを記憶していない。コスト設定部5が、第2のコストマップを生成すると、その第2のコストマップをコストマップ記憶部3に記憶させる。
なお、トポロジ情報記憶部2およびコストマップ記憶部3は、同一の記憶装置によって実現されていてもよく、あるいは、別々の記憶装置によって実現されていてもよい。
使用帯域収集部4は、ネットワークの運用中であっていずれの回線25においても障害が生じていない状況で、制御回線26を介して、各スイッチ20から回線25の使用帯域の情報を収集する。各スイッチ20は、自身と他のスイッチ20とを結ぶ回線25の使用帯域を検出する機能を有する。使用帯域収集部4は、例えば、スイッチ20が検出した回線25の使用帯域の情報およびその回線25の識別情報を、各スイッチ20から収集する。この結果、使用帯域収集部4は、個々の回線25の使用帯域の情報を収集することになる。
コスト設定部5は、回線25毎に第2のコストを設定する。このとき、コスト設定部5は、まず、回線25毎に、使用可能帯域から使用帯域を減算することによって残帯域を求める。コスト設定部5は、トポロジ情報に含まれている使用可能帯域の情報と、使用帯域収集部4が収集した使用帯域の情報とを参照して、残帯域を計算すればよい。そして、コスト設定部5は、回線25の残帯域が広いほど、その回線25の第2のコストを小さい値に設定し、残帯域が狭いほど、その回線25の第2のコストを大きい値に設定する。
コスト設定部5は、回線25毎に第2のコストを設定した後、回線25と第2のコストとの対応関係を示す第2のコストマップを生成し、第2のコストマップをコストマップ記憶部3に記憶させる。
経路計算部6は、新たな通信の発生をスイッチ20から通知されると、その通信において、送信元となる端末に接続されたスイッチ20から、宛先となる端末に接続されたスイッチ20までの通信経路を計算する。以下、図1に示すスイッチ#1〜#5および端末30a,30bを例にして説明する。
ここでは、端末30bが送信元であり、端末30aが宛先である場合を例にして説明する。また、いずれの回線25においても障害は生じていないものとする。送信元となる端末30bに接続されたスイッチ#2は、端末30aを宛先とするパケットを端末30bから受信すると、送信元および宛先に応じた通信経路上の次のスイッチ20を指定する情報(以下、経路設定情報と記す。)がスイッチ#2に設定されているか否かを判定する。経路設定情報が決定されていない場合、スイッチ#2は、例えば、制御回線26を介して、そのパケットを通信経路制御装置1に送信することによって、端末30bを送信元として端末30aを宛先とする新たな通信が発生したことを通信経路制御装置1に通知する。
通信経路制御装置1の経路計算部6は、この通知を受信すると、端末30b(送信元)に接続されたスイッチ#2から、端末30a(宛先)に接続されたスイッチ#1までの通信経路を計算する。例えば、経路計算部6は、端末30b(送信元)に接続されたスイッチ#2から、端末30a(宛先)に接続されたスイッチ#1まで一続きになる回線25の組を全て探索し、探索した回線25の組をそれぞれ通信経路候補とする。経路計算部6は、通信経路候補毎に、通信経路候補に含まれる回線25の第1のコストを第1のコストマップから読み取り、第1のコストの合計値を計算する。経路計算部6は、その合計値が最も小さい通信経路候補を通信経路として定める。このように、障害が生じていない場合、経路計算部6は、第1のコストマップ(換言すれば、第1のコスト)に基づいて、通信経路を計算する。
また、経路計算部6は、ある回線25に障害が生じたことをスイッチ20から通知されると、その障害が生じた回線25を用いている通信の迂回路として、その障害が生じた回線25用いない通信経路を計算する。例えば、障害発生前に、端末30b(送信元)から端末30a(宛先)までの通信経路として、「スイッチ#2→スイッチ#5→スイッチ#4→スイッチ#3→スイッチ#1」という通信経路を計算し、その通信経路を用いた通信が行われていたとする。その後、スイッチ#3とスイッチ#4との間の回線25に障害が生じたという通知を、経路計算部6がスイッチ#3、#4から受けたとする。すると、経路計算部6は、スイッチ#3とスイッチ#4との間の回線25を除外して、スイッチ#2からスイッチ#1まで一続きになる回線25の組を全て探索し、探索した回線25の組をそれぞれ通信経路候補とする。経路計算部6は、通信経路候補毎に、通信経路候補に含まれる回線25の第2のコストを第2のコストマップから読み取り、第2のコストの合計値を計算する。経路計算部6は、その合計値が最も小さい通信経路候補を通信経路として定める。この通信経路は、障害が生じた回線25を含まない迂回経路である。このように、障害が生じた場合、経路計算部6は、第2のコストマップ(換言すれば、第2のコスト)に基づいて、迂回経路を計算する。
経路設定部7は、経路計算部6が通信経路を計算すると、その通信経路を、その通信経路上の各スイッチ20に対して設定する。経路計算部6が迂回経路となる通信経路を計算した場合も同様である。
経路設定部7は、具体的には、経路設定情報(送信元および宛先に応じた通信経路上の次のスイッチ20を指定する情報)を、通信経路上のスイッチ20毎に生成し、経路設定情報を対応するスイッチ20に設定する。
例えば、端末30b(送信元)から端末30a(宛先)までの通信経路として、「スイッチ#2→スイッチ#5→スイッチ#4→スイッチ#3→スイッチ#1」という通信経路が計算されたとする。経路設定部7は、スイッチ#2に対して、端末30bを送信元とし端末30aを宛先とする通信経路において次のスイッチがスイッチ#5であることを示す経路設定情報を設定する。経路設定部7は、その通信経路上の他のスイッチ20に対しても同様に経路設定情報を設定する。この結果、スイッチ#2は、端末30bを送信元とし端末30aを宛先とするパケットを端末30bから受信した場合、経路設定情報に従って、そのパケットを次のスイッチ#5に送信する。通信経路上の他のスイッチ20も同様に、受信したパケットを、経路設定情報に従って送信する。この結果、端末30bが端末30aを宛先として送信したパケットは、端末30aに送られ、端末30bから端末30aへの通信が実現される。
使用帯域収集部4、コスト設定部5、経路計算部6および経路設定部7は、例えば、通信経路制御プログラムに従って動作するコンピュータのCPUによって実現される。この場合、CPUは、例えば、コンピュータのプログラム記憶装置(図示略)等のプログラム記録媒体から通信経路制御プログラムを読み込み、その通信経路制御プログラムに従って、使用帯域収集部4、コスト設定部5、経路計算部6および経路設定部7として動作すればよい。また、使用帯域収集部4、コスト設定部5、経路計算部6および経路設定部7が別々のハードウェアによって実現されていてもよい。
以下、具体例を用いながら本発明の処理経過について説明する。図3は、本発明の通信経路制御装置1の処理経過の例を示すフローチャートである。
経路計算部6は、いずれかのスイッチ20から新たな通信の発生を通知されると(ステップS1)、第1のコストマップに基づいて、その通信の通信経路を計算する(ステップS2)。なお、この時点では、いずれの回線25においても障害は生じていないものとする。
例えば、端末30bが送信元であり、端末30bが、端末30aを宛先とする通信を開始したとする。端末30bに接続されたスイッチ#2は、端末30aを宛先とする一番目のパケットを端末30bから受信する。この時点では、各スイッチ20に、端末30bを送信元として端末30aを宛先とする通信に関する経路設定情報は設定されていない。従って、スイッチ#2は、例えば、そのパケットを通信経路制御装置1に送信することによって、端末30bを送信元として端末30aを宛先とする新たな通信が発生したことを通信経路制御装置1に通知する。経路計算部6は、ステップS1で、このパケットをスイッチ#2から受信し、端末30bを送信元として端末30aを宛先とする新たな通信が発生したことを認識する。
すると、経路計算部6は、ステップS2で、端末30b(送信元)に接続されたスイッチ#2から、端末30a(宛先)に接続されたスイッチ#1までの通信経路を、第1のコストマップに基づいて計算する。既に説明したように、例えば、経路計算部6は、スイッチ#2からスイッチ#1まで一続きになる回線25の組を全て探索し、探索した回線25の組をそれぞれ通信経路候補とする。経路計算部6は、通信経路候補毎に、通信経路候補に含まれる回線25の第1のコストを第1のコストマップから読み取り、第1のコストの合計値を計算する。経路計算部6は、その合計値が最も小さい通信経路候補を通信経路として定める。図4は、ステップS2で計算された通信経路の例を示す模式図である。図4では、通信経路に含まれる各回線25を矢印の線で示している。以下、ステップS2で、図4に示す「スイッチ#2→スイッチ#5→スイッチ#4→スイッチ#3→スイッチ#1」という通信経路が計算された場合を例にして説明する。
ステップS2の後、経路設定部7は、ステップS2で計算された通信経路を、その通信経路上の各スイッチ20(図4に示す例では、スイッチ#2,#5,#4,#3,#1)に対して設定する(ステップS3)。ステップS3において、経路設定部7は、経路設定情報を、通信経路上のスイッチ20毎に生成し、経路設定情報を対応するスイッチ20に設定する。
例えば、経路設定部7は、スイッチ#2に対して、端末30bを送信元とし端末30aを宛先とする通信経路において次のスイッチがスイッチ#5であることを示す経路設定情報を生成する。そして、経路設定部7は、制御回線26を介して、その経路設定情報をスイッチ#2に送信することにより、その経路設定情報をスイッチ#2に設定する。経路設定部7は、通信経路上の他のスイッチに対しても同様の処理を行う。この結果、スイッチ#2は、端末30bから受信した、端末30aを宛先とするパケットをスイッチ#5に送信する。通信経路上の他のスイッチ20も同様に、受信したパケットを、経路設定情報に従って送信する。この結果、端末30bから端末30aへの通信が実現される。
通信経路制御装置1は、障害が生じていない状態で新たな通信が発生する毎に、ステップS1〜S3を実行する。例えば、スイッチ#5に接続されている端末(図示略)を送信元とし、スイッチ#3に接続されている端末(図示略)を宛先とする新たな通信が発生した場合、通信経路制御装置1は、ステップS1〜S3を実行する。他の通信が発生した場合も同様である。
新たな通信の発生に伴い、通信経路制御装置1がステップS1〜S3を実行することにより、通信経路上の各回線25が使用され、その各回線25で使用帯域が増加する。
また、使用可能帯域が広い回線25の第1のコストは小さな値に設定されている。従って、そのような回線25は、多くの通信の通信経路に含まれやすい。
ネットワーク内の回線25が使用されていていずれの回線25においても障害が生じていない状況で、使用帯域収集部4は、制御回線26を介して、各スイッチ20から回線25の使用帯域の情報を収集する(ステップS4)。例えば、使用帯域収集部4は、スイッチ20が検出した回線25の使用帯域の情報およびその回線25の識別情報を、各スイッチ20から収集する。
ステップS4の後、コスト設定部5は、回線25毎に第2のコストを設定し、第2のコストマップを生成する(ステップS5)。ステップS5において、コスト設定部5は、回線25毎に、使用可能帯域から使用帯域を減算することによって残帯域を求める。そして、コスト設定部5は、回線25の残帯域が広いほど、その回線25の第2のコストを小さい値に設定し、残帯域が狭いほど、その回線25の第2のコストを大きい値に設定する。コスト設定部5は、回線25と第2のコストとの対応関係を示す第2のコストマップを生成し、第2のコストマップをコストマップ記憶部3に記憶させる。
使用帯域収集部4およびコスト設定部5は、ステップS4,S5を、例えば、定期的に実行してもよい。そして、コスト設定部5は、コストマップ記憶部3に記憶されている第2のコストマップを定期的に更新してもよい。
いずれかの回線25で障害が生じると、経路計算部6は、その回線25に接続されるスイッチ20から障害の発生を通知される(ステップS6)。例えば、スイッチ#3,#4間の回線25に障害が生じたとする。すると、スイッチ#3,#4は、スイッチ#3,#4間の回線25に障害が生じたことを、制御回線26を介して、通信経路制御装置1に通知する。経路計算部6は、ステップS6で、この通知を受け、スイッチ#3,#4間の回線25に障害が生じたことを認識する。以下、スイッチ#3,#4間の回線25に障害が生じた場合を例に説明する。
ステップS6の後、経路計算部6は、障害が生じた回線25を使用していた通信の迂回経路として、その回線25を用いない通信経路を新たに計算する(ステップS7)。ステップS7では、経路計算部6は、第2のコストマップに基づいて、迂回経路となる通信経路を計算する。
例えば、図4に例示する「スイッチ#2→スイッチ#5→スイッチ#4→スイッチ#3→スイッチ#1」という通信経路は、障害が生じたスイッチ#3,#4間の回線25を含む。従って、経路計算部6は、「スイッチ#2→スイッチ#5→スイッチ#4→スイッチ#3→スイッチ#1」という通信経路の迂回経路を、第2のコストマップに基づいて計算する。例えば、経路計算部6は、スイッチ#3,#4間の回線25を除外して、スイッチ#2からスイッチ#1まで一続きになる回線25の組を全て探索し、探索した回線25の組をそれぞれ通信経路候補とする。経路計算部6は、通信経路候補毎に、通信経路候補に含まれる回線25の第2のコストを第2のコストマップから読み取り、第2のコストの合計値を計算する。経路計算部6は、その合計値が最も小さい通信経路候補を通信経路として定める。この通信経路は、障害が生じた回線25を含まない迂回経路である。
図5は、ステップS7で迂回経路として計算された通信経路の例を示す模式図である。図5では、通信経路に含まれる各回線25を矢印の線で示している。すなわち、図5では、「スイッチ#2→スイッチ#4→スイッチ#1」という通信経路を示している。
ステップS7の後、経路設定部7は、ステップS7で計算された通信経路を、その通信経路上の各スイッチ20(図5に示す例では、スイッチ#2,#4,#1)に対して設定する(ステップ8)。ステップS8において、経路設定部7は、ステップS3と同様に、経路設定情報を、通信経路上のスイッチ20毎に生成し、経路設定情報を対応するスイッチ20に設定する。
例えば、経路設定部7は、スイッチ#2に対して、端末30bを送信元とし端末30aを宛先とする通信経路において次のスイッチがスイッチ#4であることを示す経路設定情報を生成する。そして、経路設定部7は、制御回線26を介して、その経路設定情報をスイッチ#2に送信することにより、その経路設定情報をスイッチ#2に設定する。経路設定部7は、通信経路上の他のスイッチに対しても同様の処理を行う。この結果、スイッチ#2は、端末30bから受信した、端末30aを宛先とするパケットをスイッチ#4に送信する。通信経路上の他のスイッチ20も同様に、受信したパケットを、経路設定情報に従って送信する。この結果、図5に示す迂回経路を用いた端末30bから端末30aへの通信が実現される。
上記の例では、端末30bを送信元とし端末30aを宛先とする通信の迂回経路を計算する場合を例にして説明した。障害が生じた回線25(スイッチ#3,#4間の回線25)を用いている通信が他にも存在する場合、経路計算部6および経路設定部7は、その通信に関しても、ステップS7,S8を実行する。
本実施形態では、使用帯域収集部4が、各回線25の使用帯域の情報を収集する。そして、コスト設定部5が、回線25毎に、使用可能帯域から使用帯域を減算することによって残帯域を求める。さらに、コスト設定部5は、回線25毎に、残帯域に応じて第2のコストを設定する。そして、いずれかの回線25で障害が発生した場合、経路計算部6は、その回線25を用いていた通信の迂回経路となる通信経路を、その回線25を用いずに、第2のコストに基づいて計算する。さらに、経路設定部7は、その迂回経路を設定する。
従って、本実施形態によれば、ネットワーク内のいずれかの回線25に障害が生じた場合、その回線を用いていた通信の迂回経路を設定することができ、その回線を用いていた通信を維持することができる。
そして、経路計算部6は、迂回経路となる通信経路を第2のコストに基づいて計算する。従って、迂回経路は、障害が生じた回線25以外の回線25の残帯域に基づいて定められていると言える。よって、使用可能帯域が広くても、種々の端末間で通信が開始された結果、残帯域が狭くなっている回線25は、ステップS7で計算される通信経路で用いられにくくなる。従って、使用可能帯域が広くても残帯域が狭くなっている回線25で、輻輳が生じること防止することができる。その結果、使用可能帯域が広くても残帯域が狭くなっている回線25を既に使用していた通信であって、迂回経路を定める必要がない通信が輻輳によって阻害されることを防止することができる。また、各回線25の残帯域を平滑化することができる。
具体例を用いて説明する、図4に示すスイッチ#5,#4間の回線25は、使用可能帯域が広いため、いずれかの回線25で障害が生じる前に種々の端末間の通信で用いられていたとする。そして、その結果、スイッチ#5,#4間の回線25の残帯域は狭くなっていたとする。仮に、経路計算部6が、ステップS7で、第1のコストに基づいて迂回経路を計算したとすると、スイッチ#5,#4間の回線25を使用する迂回経路が増え、その回線25で輻輳が生じやすくなる。その結果、既にその回線25を使用していた通信であって、迂回経路を計算する必要がない通信が阻害される。しかし、本発明では、経路計算部6が、ステップS7で、第2のコストに基づいて迂回経路を計算する。従って、経路計算部6が、図4に示す通信経路の迂回経路をステップS7で計算する場合、残帯域が狭いスイッチ#5,#4間の回線25を用いない迂回経路(例えば、図5に示す通信経路)を計算する。従って、本発明によれば、スイッチ#5,#4間の回線25における輻輳を防止することができる。また、既にその回線25を使用していた通信であって、迂回経路を計算する必要がない通信が輻輳によって阻害されることを防止することができる。
また、本発明では、経路計算部6が、障害が生じた回線25を用いている通信の迂回経路となる通信経路を計算する。従って、本発明では、特許文献1に記載された技術とは異なり、個々のスイッチ20がそれぞれ、自身が使用している通信経路上に障害が発生した区間が存在するか否かを判定する必要がない。従って、障害が生じた場合におけるネットワーク内のスイッチ20の処理負荷の増加を抑制することができる。
上記の実施形態では、異常の種類が、回線に生じる障害である場合を例にして説明した。異常の種類が、輻輳であってもよい。すなわち、経路計算部6が、いずれかの回線25において輻輳が生じた旨の通知を受け(ステップS6)、その後、経路計算部6がステップS7を実行し、経路設定部7がステップS8を実行してもよい。
次に、本発明の概要を説明する。図6は、本発明の通信経路制御装置の概要を示すブロック図である。本発明の通信経路制御装置は、使用帯域収集手段71と、コスト設定手段72と、経路計算手段73と、経路設定手段74とを備える。
使用帯域収集手段71(例えば、使用帯域収集部4)は、スイッチ(例えば、スイッチ20)同士を結ぶ各回線(例えば、回線25)の使用帯域の情報を収集する。
コスト設定手段72(例えば、コスト設定部5)は、回線毎に、回線の使用可能帯域から当該回線の使用帯域を減算して得られる残帯域を計算し、当該残帯域に応じたコスト(例えば、第2のコスト)を定める。
経路計算手段73(例えば、経路計算部6)は、スイッチ同士を結ぶ回線のいずれかで異常(例えば、障害や輻輳)が生じた場合に、異常が生じた回線を用いていた通信の迂回経路として、異常が生じた回線を用いない通信経路を、コスト設定手段72が定めたコストに基づいて計算する。
経路設定手段74(例えば、経路設定部7)は、経路計算手段73が計算した通信経路を、当該通信経路上のスイッチに対して設定する。
そのような構成により、ネットワーク内のいずれかの回線に異常が生じたことにより、既に設定されていた通信経路の迂回経路を設定する場合に、迂回経路設定後における輻輳の発生を防止することができる。また、異常が生じた場合におけるネットワーク内のスイッチの処理負荷の増加を抑制することができる。
使用帯域収集手段71が、いずれの回線においても異常が生じていない場合に、各回線の使用帯域の情報を収集する構成であってもよい。
また、予め回線の使用可能帯域に応じて定められたコストである初期コスト(例えば、第1のコスト)を記憶する初期コスト記憶手段(例えば、コストマップ記憶部3)を備え、経路計算手段73が、異常が生じていない状態で通信が発生した場合に、通信の通信経路を初期コストに基づいて計算する構成であってもよい。
本発明は、ネットワーク内の通信経路を制御する通信経路制御装置に好適に適用される。
1 通信経路制御装置
2 トポロジ情報記憶部
3 コストマップ記憶部
4 使用帯域収集部
5 コスト設定部
6 経路計算部
7 経路設定部
2 トポロジ情報記憶部
3 コストマップ記憶部
4 使用帯域収集部
5 コスト設定部
6 経路計算部
7 経路設定部
Claims (9)
- スイッチ同士を結ぶ各回線の使用帯域の情報を収集する使用帯域収集手段と、
回線毎に、回線の使用可能帯域から当該回線の使用帯域を減算して得られる残帯域を計算し、当該残帯域に応じたコストを定めるコスト設定手段と、
スイッチ同士を結ぶ回線のいずれかで異常が生じた場合に、前記異常が生じた回線を用いていた通信の迂回経路として、前記異常が生じた回線を用いない通信経路を、前記コスト設定手段が定めたコストに基づいて計算する経路計算手段と、
前記経路計算手段が計算した通信経路を、当該通信経路上のスイッチに対して設定する経路設定手段とを備える
ことを特徴とする通信経路制御装置。 - 使用帯域収集手段は、いずれの回線においても異常が生じていない場合に、各回線の使用帯域の情報を収集する
請求項1に記載の通信経路制御装置。 - 予め回線の使用可能帯域に応じて定められたコストである初期コストを記憶する初期コスト記憶手段を備え、
経路計算手段は、異常が生じていない状態で通信が発生した場合に、前記通信の通信経路を前記初期コストに基づいて計算する
請求項1または請求項2に記載の通信経路制御装置。 - スイッチ同士を結ぶ各回線の使用帯域の情報を収集し、
回線毎に、回線の使用可能帯域から当該回線の使用帯域を減算して得られる残帯域を計算し、当該残帯域に応じたコストを定め、
スイッチ同士を結ぶ回線のいずれかで異常が生じた場合に、前記異常が生じた回線を用いていた通信の迂回経路として、前記異常が生じた回線を用いない通信経路を、前記残帯域に応じたコストに基づいて計算し、
前記通信経路を、当該通信経路上のスイッチに対して設定する
ことを特徴とする通信経路制御方法。 - いずれの回線においても異常が生じていない場合に、各回線の使用帯域の情報を収集する
請求項4に記載の通信経路制御方法。 - 異常が生じていない状態で通信が発生した場合に、前記通信の通信経路を、予め回線の使用可能帯域に応じて定められたコストである初期コストに基づいて計算する
請求項4または請求項5に記載の通信経路制御方法。 - コンピュータに、
スイッチ同士を結ぶ各回線の使用帯域の情報を収集する使用帯域収集処理、
回線毎に、回線の使用可能帯域から当該回線の使用帯域を減算して得られる残帯域を計算し、当該残帯域に応じたコストを定めるコスト設定処理、
スイッチ同士を結ぶ回線のいずれかで異常が生じた場合に、前記異常が生じた回線を用いていた通信の迂回経路として、前記異常が生じた回線を用いない通信経路を、前記コスト設定手段が定めたコストに基づいて計算する経路計算処理、および、
前記経路計算処理で計算した通信経路を、当該通信経路上のスイッチに対して設定する経路設定処理
を実行させるための通信経路制御プログラム。 - コンピュータに、
使用帯域収集処理で、いずれの回線においても異常が生じていない場合に、各回線の使用帯域の情報を収集させる
請求項7に記載の通信経路制御プログラム。 - 予め回線の使用可能帯域に応じて定められたコストである初期コストを記憶する初期コスト記憶手段を備えたコンピュータに、
異常が生じていない状態で通信が発生した場合に、前記通信の通信経路を前記初期コストに基づいて計算する処理を実行させる
請求項7または請求項8に記載の通信経路制御プログラム。
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