JP2022187369A - 無線通信装置及び無線通信装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】通信の状況に応じた処理変更を迅速に行う。【解決手段】ネットワーク装置、無線基地局及びサーバ装置を含んだ無線通信装置が、複数の論理的なネットワーク区画である複数の面と、ネットワーク装置に接続された制御装置とを備える。ネットワーク装置は、サーバ装置に接続される複数の第1のNW-IFと、ネットワークと無線基地局とのうちの少なくとも一つに接続され複数の第1のNW-IFのいずれかに接続される第2のNW-IFとを有する。サーバ装置は、複数のアプリケーションと、複数のネットワーク設定と、複数の第1のNW-IFに接続される複数のSV-IFとを有する。複数の面の各々は、アプリケーション、ネットワーク設定、SV-IF及び第1のNW-IFを含む。制御装置が、条件に適合する面を選択し、当該選択された面における第1のNW-IFに第2のNW-IFを接続する面切替をネットワーク装置に実行させる。【選択図】図1
Description
本発明は、概して、通信制御に関する。
無線ネットワークの規格の一例として、5G(5th Generation)が知られている。5Gのネットワークは、無線LAN(Local Area Network)と比較して安定している。このため、自社に5Gのネットワークを導入すること(ローカル5Gの導入)を検討する企業が出始めていると考えられる。
また、5Gでは、MEC(Multi-access Edge Computing)と呼ばれるコンピュータ装置をエッジに配置することで低遅延な処理が期待される。
そこで、MECとしてローカル5G装置(ローカル5Gが導入された装置)をエッジに配置することが考えられる。ローカル5G装置の配置先として、例えば、工場内(又は工場を有する企業内)が考えられる。
工場の生産ラインの障害が生じた場合にローカル5G装置内の通信経路を迅速に切り替えるために、例えば特許文献1に開示の技術を基に、ローカル5G装置内に冗長経路を構築しておくことが考えられる。
通信経路の「冗長経路」の経路特性は、当該通信経路と同一の経路特性である。生産ラインに障害が生じた場合、障害の前後で、必要な経路特性が異なる。このため、冗長経路を用意しておくことで必ずしも生産ラインの障害に迅速に対応できるとは限らない。例えば、工場の生産ラインの監視システムは、各設備のセンサから小サイズのデータ(例えば、計測値データ)を収集していて、設備の異常が検出された場合には当該設備に関して大サイズのデータ(例えば、当該設備の周辺のカメラの映像データ)を収集するといったことを行う。このように状況に応じてデータのサイズが大きくなると、通信の遅延や通信品質の劣化が生じ得る。また、状況に応じて行う処理が異なるため、処理の変更に時間がかかることが考えられる。
従って、通信経路が冗長化されていてもこのような課題は解決されない。また、このような課題は、5G以外の無線通信(例えば、LTE(Long Term Evolution))についてもあり得るし、無線通信装置の配置先が工場内(又は工場を有する企業内)以外の場合についてもあり得る。また、通信経路の切り替えは、生産ラインの障害以外の変化、例えば、ローカル5G装置を活用した連携システムの状況の変化に応じて行われ得る。
ネットワーク装置と、無線基地局と、当該ネットワーク装置に接続された一つ又は複数の装置とを含んだ装置パッケージとしての無線通信装置が、複数の論理的なネットワーク区画である複数の面と、ネットワーク装置に接続された制御装置とを備える。一つ又は複数の装置は、ネットワーク装置に接続された一つ以上の計算機であるサーバ装置を含む。ネットワーク装置は、サーバ装置に接続される複数のインターフェースである複数の第1のNW-IFと、ネットワークと無線基地局とのうちの少なくとも一つに接続されるインターフェースであり複数の第1のNW-IFのいずれかに接続されるインターフェースである第2のNW-IFとを有する。サーバ装置は、それぞれデータの入出力を行う複数のアプリケーションと、それぞれデータ転送の基になる複数のネットワーク設定と、複数の第1のNW-IFに接続される複数のインターフェースである複数のSV-IFとを有する。複数の面の各々は、当該面以外の面に含まれないアプリケーション、ネットワーク設定、SV-IF及び第1のNW-IFを含む。制御装置が、複数の面の各々について当該面に関する情報を含んだ面管理情報を有する。制御装置が、面管理情報を基に、条件に適合する面を複数の面から選択し、当該選択された面における第1のNW-IFに第2のNW-IFを接続する面切替をネットワーク装置に実行させる。
本発明によれば、通信の状況に応じた処理変更を迅速に行うことができる。
以下の説明では、「インターフェース装置」は、一つ以上の通信インターフェースデバイスでよい。一つ以上の通信インターフェースデバイスは、一つ以上の同種の通信インターフェースデバイス(例えば一つ以上のNIC(Network Interface Card))であってもよいし二つ以上の異種の通信インターフェースデバイス(例えばNICとHBA(Host Bus Adapter))であってもよい。
また、以下の説明では、「メモリ」は、一つ以上の記憶デバイスの一例である一つ以上のメモリデバイスであり、典型的には主記憶デバイスでよい。メモリにおける少なくとも一つのメモリデバイスは、揮発性メモリデバイスであってもよいし不揮発性メモリデバイスであってもよい。
また、以下の説明では、「永続記憶装置」は、一つ以上の記憶デバイスの一例である一つ以上の永続記憶デバイスでよい。永続記憶デバイスは、典型的には、不揮発性の記憶デバイス(例えば補助記憶デバイス)でよく、具体的には、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、NVME(Non-Volatile Memory Express)ドライブ、又は、SCM(Storage Class Memory)でよい。
また、以下の説明では、「記憶装置」は、メモリと永続記憶装置の少なくともメモリでよい。
また、以下の説明では、「プロセッサ」は、一つ以上のプロセッサデバイスでよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、典型的には、CPU(Central Processing Unit)のようなマイクロプロセッサデバイスでよいが、GPU(Graphics Processing Unit)のような他種のプロセッサデバイスでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、シングルコアでもよいしマルチコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、プロセッサコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、処理の一部又は全部を行うハードウェア記述言語によりゲートアレイの集合体である回路(例えばFPGA(Field-Programmable Gate Array)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)又はASIC(Application Specific Integrated Circuit))といった広義のプロセッサデバイスでもよい。
また、以下の説明では、「xxxテーブル」といった表現にて、入力に対して出力が得られる情報を説明することがあるが、当該情報は、どのような構造のデータでもよいし(例えば、構造化データでもよいし非構造化データでもよいし)、入力に対する出力を発生するニューラルネットワーク、遺伝的アルゴリズムやランダムフォレストに代表されるような学習モデルでもよい。従って、「xxxテーブル」を「xxx情報」と言うことができる。また、以下の説明において、各テーブルの構成は一例であり、一つのテーブルは、二つ以上のテーブルに分割されてもよいし、二つ以上のテーブルの全部又は一部が一つのテーブルであってもよい。
また、以下の説明では、「yyy部」の表現にて機能を説明することがあるが、機能は、一つ以上のコンピュータプログラムがプロセッサによって実行されることで実現されてもよいし、一つ以上のハードウェア回路(例えばFPGA又はASIC)によって実現されてもよいし、それらの組合せによって実現されてもよい。プログラムがプロセッサによって実行されることで機能が実現される場合、定められた処理が、適宜に記憶装置及び/又はインターフェース装置等を用いながら行われるため、機能はプロセッサの少なくとも一部とされてもよい。機能を主語として説明された処理は、プロセッサあるいはそのプロセッサを有する装置が行う処理としてもよい。プログラムは、プログラムソースからインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、非一時的な記憶装置を備えたプログラム配付計算機又は計算機が読み取り可能な記録媒体(例えば非一時的な記録媒体)であってもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が一つの機能にまとめられたり、一つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。
また、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、参照符号のうちの共通符号を使用し、同種の要素を区別する場合は、参照符号を使用することがある。
以下、幾つかの実施形態を説明する。なお、以下の説明では、無線通信装置100は、ローカル5Gが導入された装置(装置パッケージ)であるが、本発明ではそのような装置に限られない。
[第1の実施形態]
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係るシステム全体の構成例を示す。
無線通信装置100は、例えば企業や自治体へ提供される。無線通信装置100は、ネットワーク装置(以下、NW装置)140と、無線基地局/無線コア装置130(gNB(next generation Node B)および5GC(5th Generation Core network))と、NW装置140に接続されたサーバ装置110(NW装置140に接続された一つ又は複数の装置のうちの一つの一例)と、NW装置140に接続された制御装置120とを備える。サーバ装置110は、一つ以上の計算機であり、5GネットワークにおけるMEC等が該当する。無線基地局/無線コア装置130が、連携システム150の一例であってもよい(例えば、当該装置130が、無線通信装置100の外に配置されてもよい)。
無線基地局130は、図示しない無線通信機器と無線通信する。無線通信機器は、工場で動作するロボット、無人搬送車、センサ、タブレット型PC(Personal Computer)、スマートフォン等でよい。無線通信機器は、無線基地局130を通じて、無線通信装置100内のサーバ装置110と通信し、テキスト、音声、映像等のデータをやり取りする。
NW装置140は、例えばネットワークスイッチ装置である。NW装置140は、複数の第1のNW-IF16と、一つ(又は複数)の第2のNW-IF17とを有する。第1のNW-IF16は、サーバ装置110に接続されるインターフェースである。第2のNW-IFは、LAN(Local Area Network)160Aと無線基地局130とのうちの少なくとも一つに接続されるインターフェースである。LAN160Aには、連携システム150A及び150Cが接続されている。また、LAN160Aは、インターネット160Bに接続されており、インターネット160Bに、連携システム150Bが接続されている。連携システム150Aは、例えば、工場のような現場に設けられたシステムでもよいし、センサでもよい。連携システム150Bは、例えば、クラウドコンピューティングシステムでもよい。連携システム150Cは、制御装置120のコンソールとしての計算機でもよい。LAN160A及びインターネット160Bは、ネットワークの一例である。また、NW-IF16及び17の各々は、物理的な通信インターフェースデバイスでもよいし、論理的な通信インターフェースデバイスでもよい。また、制御装置120がコンソールとしてのUI装置を備えていて、ユーザに対する情報の表示やユーザからの情報入力の受付は、連携システム150Cに代えて又は加えて制御装置120のUI装置により行われてもよい。
サーバ装置110は、OS(Operating System)111と、OS111上で動作しそれぞれデータの入出力を行う複数のAPP(アプリケーション)12と、複数のSV-IF14とを有する。OS111は、例えばLinux(登録商標)であり、複数のNetNS(ネットワークネームスペース)13を有する。NetNS13は、データ転送の基になるネットワーク設定の一例である。SV-IF14は、第1のNW-IF16に接続されるインターフェースである。SV-IF14は、物理的な通信インターフェースデバイスでもよいし、論理的な通信インターフェースデバイスでもよい。SV-IF14を介して、無線通信機器、連携システム150A又は150Bと通信が行われる。
無線通信装置100に複数の面19が構築されている。面19は、論理的なネットワーク区画である。複数の面19の各々は、当該面19以外の面に含まれないAPP12、NetNS13、SV-IF14及び第1のNW-IF16を含む。例えば、面19A1の要素は、APP12A1、NetNS13A1、SV-IF14A1、及び、第1のNW-IF16A1である。各面19について、当該面19における要素が当該面19以外の面の要素とされることはなく、故に、当該面19は、当該面19以外のいずれの面からも独立した区画である。なお、少なくとも一つの面19において、当該面19内のAPP12に繋がる経路が冗長化されていてもよい。また、複数の面19は、APP12は同一であるがネットワーク特性(例えば、遅延及び帯域のうちの少なくとも一つに基づく特性)が異なる二つ以上の面19を含んでもよい。APP12は、特定のNetNS13には含まれないでよく、OS上に構成される仮想インターフェースまでがNetNS13に含まれてよい。APP12は、別の仮想インターフェースと結びつき、面切替の際には、NetNS13の仮想インターフェースとAPP12の仮想インターフェースの間の接続が切り替えられてよい。
制御装置120が、条件に適合する面19(例えば面19A2)を複数の面19から選択し、当該選択された面19A2における第1のNW-IF16A2に第2のNW-IF17を接続する面切替をNW装置140に実行させる。切替方法の一例としては、面19の外部との接点であるIF17とある面に属する第1のNW-IF16で構成されているVLANを、同じIF17と別のNW-IF16で構成されるVLANに組み替えることで実現される。なお、APP12が同一でも、保証されている遅延又は帯域が小さければ、面切替は行われ得る。制御装置120は、面切替をNW装置140に実行させた後、指示通りに面切替がされたか否かをNW装置140に問合せることで確認をしてもよい。また、制御装置120は、無線通信装置100(つまりローカル)に備えられることに代えて、無線通信装置100の外(例えば、通信キャリアのサイト)に備えられてもよい。
各面19において、当該面19における要素間に予めコネクションが確立されている。具体的には、第1のNW-IF16AとSV-IF14間のコネクション(例えば、VLAN(Virtual LAN))が予め確立されており、NetNS13にSV-IF14及びAPP12が予め関連付けられている(SV-IF14はNetNS13に割り当てられており、APP12はNetNS13を指定して実行されている)。そして、面19によってAPP12が異なる。このため、面19の切替は、APP12と無線通信装置100内のネットワークとを一体として切り替えることを意味する。これにより、状況に応じた処理変更を迅速に行うことができる。具体的には、例えば、工場のような現場における設備に異常が生じたが故に状況(例えば、第2のNW-IF17を経由する処理対象のデータ、データの送信元、又は、必要とするネットワーク特性(通信遅延と通信帯域の少なくとも一つに基づく特性))が変更され、選択状態の面19A1(第2のNW-IF7に接続されている第1のNW-IF16を含んだ面19A1)が変更後の状況に適さなくなった場合、変更後の状況に適した面19A2が予め用意されているため、第2のNW-IF17の接続先を面19A1から面19A2に切り替えることで、変更後の状況に適した処理及び通信の維持が可能である。言い換えれば、状況の変更の都度に変更後の状況に適した新たなアプリケーションを稼働したり変更後の状況に適したコネクションを確立したりといったことが不要である。このため、異常又はその他に伴う状況変更に迅速に対応することができる。また、必要とするネットワーク特性が変化する理由の一例として、今まではセンサからの数値データを収集するだけだったが、異常の原因を調べるために必要な映像データを送信する要求が生じることを挙げることができる。異常の原因把握又は対処に必要な処理を実行することが迅速にできるようになるため、迅速な原因把握又は対処が期待できる。
複数のSV-IF14には、同一のIPアドレスが付与されていてよい。複数のNetNS13が異なるので、同一IPアドレスが複数のSV-IF14に付与されていても、異なる複数の面19の構築が可能である。また、複数のSV-IF14のIPアドレスが同一であるので、サーバ装置110と通信する装置である相手装置(例えば、無線通信機器、連携システム150A又は150B)が面切替に伴うIPアドレス切替(通信で指定するIPアドレスの切替)を行う必要が無い。
また、複数の面19は、二つ以上の面グループ18を構成してよい。二つ以上の面グループ18の各々が、二つ以上(又は一つ)の面19を含む。制御装置120が、各面グループ18について、一つの面を選択し当該面の第1のNW-IF16を第2のNW-IF17に接続する面切替をNW装置140に実行させる。カテゴリ(例えば、データ種類、ネットワーク特性)が共通する二つ以上の面19を同一の面グループ18とすることで、面グループ単位(カテゴリ単位)で状況に応じた処理変更を迅速に行うことができる。本実施形態では、一つの第2のNW-IF17に、各面グループ18におけるいずれかの面19の第1のNW-IF16が接続されるが、面グループ18毎に第2のNW-IF17が用意されていて、一つの第2のNW-IF17に接続される第1のNW-IF16は一つであることが維持されてよい。
図2は、制御装置120のハードウェア構成例を示す。
制御装置120は、例えば計算機であり、インターフェース装置201、記憶装置202及びそれらに接続されたプロセッサ203を備える。
インターフェース装置201に、サーバ装置110(例えば、SV-IF14とは別のSV-IF(サーバ装置110のインターフェースデバイス)が接続される。また、インターフェース装置201に、NW装置140(例えば、NW-IF16及び17とは別のNW-IF(NW装置140のインターフェースデバイス)が接続される。
記憶装置202が、面管理情報を含む面DB(データベース)を記憶する。また、記憶装置202が、プロセッサ203に実行されるコンピュータプログラムを記憶する。プロセッサ203が、記憶装置202からコンピュータプログラムを読み込み実行する。
図3は、制御装置120の機能構成例を示す。
制御装置120のプロセッサ203がコンピュータプログラムを実行することで、操作IF部301、制御IF部302、面収集部303、面構築部304、面選択部305及び面切替部306といった機能が実現される。また、面DB307が記憶装置202に格納される。
操作IF部301は、連携システム150にIF(例えば、UI(User Interface)又はAPI(Application Programming Interface))を提供する。操作IF部301を通じて連携システム150との通信が行われる。
制御IF部302は、サーバ装置110又はNW装置140にIF(例えば、UI又はAPI)を提供する。制御IF部302を通じてサーバ装置110又はNW装置140との通信が行われる。
面収集部303は、サーバ装置110及びNW装置140から面19の要素に関する情報である面情報を収集し、収集した面情報を面DB307に格納する。
面構築部304は、連携システム150から操作IF部301通じて面構築要求を受け、当該要求に従い、面DB307を基に、制御IF部302を通じて、サーバ装置110及びNW装置140に面19を構築する。
面選択部305は、制御IF部302を通じて検出された状況に応じた面19を、面DB30を基に選択する。面19の選択は、面グループ単位で行われる。
面切替部306は、面選択部305により選択された面19の第1のNW-IF16を第2のNW-IF17に接続する面切替をNW装置140に実行させる。面切替は、面グループ単位で行われる。
面DB307は、面管理情報、及び、収集された面情報を格納する。面管理情報は、例えば、図4~図8に示すテーブルを含む。
図4A乃至図4Cは、面構築用面情報テーブル400の構成例を示す。
収集され面DB307に格納された面情報が、例えば操作IF部301により連携システム150に提供されてよい。連携システム150が、提供された面情報を基に、構築対象の面の要素を決定し、連携システム150が、決定された要素を指定した面構築要求を制御装置120に送信してよい。制御装置120の面構築部304により、当該面構築要求に従い面が構築され、構築された面の情報が、面構築用面情報テーブル400に登録される。
図4Aに例示の面構築用面情報テーブル400を例に取る。面構築用面情報テーブル400は、構築された面毎にカラムを有する。各カラムは、当該カラムに対応した面に関する情報、例えば、面名401、NetNS名402、IF名403、IPアドレス404、経路表405、NWスライス名406、QoS407、接続408及び面切替点409といった情報を保持する。一つの面を例に取る(図4Aの説明において「対象面」)。
面名401は、対象面の名称を表す。本実施形態では、面の名称は、“面グループ番号-面番号”という構成となっている。従って、対象面の名称から、対象面が属する面グループの特定が可能である。
NetNS名402は、対象面に含まれるNetNSの名称を表す。IF名403は、対象面に含まれるSV-IF14の名称を表す(後に説明する図12のような他のスイッチなども面構成に含まれる場合には、どの装置のどのインターフェースかが表されてよい)。IPアドレス404は、対象面に含まれるSV-IF14に付与されているIPアドレスを表す。
経路表405は、対象面の経路表を表し、図4Aでは一例としてデフォルトゲートウェイのIPアドレスを表す。なお、経路表は、デフォルトゲートウェイのような1エントリに限らず複数のエントリを持ってよい。ある宛先に対しては別の経路を通るように変更する面が考えられ、そのような面に対応した経路表が用意されてよい。経路表は、APP12が変わることによりある宛先までの経路を変える場合に参照されてよい。経路を変えることにより経路途中の処理やネットワーク特性を変えたりすることができる。図4Aが示す例によれば、ある2点間を接続する場合に必要なネットワークの設定項目が列挙されている。
NWスライス名406は、対象面に関連付けられたQoSの名称に相当する。QoS407は、対象面に関連付けられたQoSを表す。従って、例えば、面1-1と面1-2のQoSが同じ場合、面1-1と面1-2のNWスライス名は同じとなる。
接続408は、NW装置140及びサーバ装置110以外の装置(例えば、連携システム又は他の装置)との接続の有無を表す。そのような接続がある場合、接続408は、接続の内容(例えば、接続先の装置のIPアドレスと接続のプロトコル)を表す。例えば、ある面で動作するAPPが連携システム上にあるデータベースとTCP接続して一体となって動作する場合、その面では予めそのデータベースとTCP接続した状態を維持することで、面切替後にTCP接続する処理や時間が不要となる。
面切替点409は、対象面Grを切り替える切替点を表す。例えば、どのNW装置のどのVLAN(Virtual LAN)でのNW-IF16の選択により選択面が決定されるのかを表す。
なお、図4A乃至図4Cにおいて、Strict Priority(SP)とFair Queue(FQ)は装置内のスケジューラで通信が衝突したときの処理方法を意味する。SPによれば、優先的に転送がされるので待ちが短く低遅延になる。FQによれば、他通信と均等に転送がされるのである程度の待ちが生じる。
また、図4Bによれば、NW装置140がL2が適用された装置の場合、NW装置140の面構築用面情報テーブル400は、上述の情報401、406、407及び409と、VLAN名412と、IF名413とを有する。IF名413は、SV-IF14の名称(例えば、“if1”、“if2”又は“if3”)と第1のNW-IF16(例えば、“if4”、“if5”又は“if6”)の名称とのペア(SV-IF14と第1のNW-IF16との接続)を表す。VLAN名412は、SV-IF14と第1のNW-IF16とを接続するVLANの名称を表す。すなわち、NetNSではなくVLANでネットワークが区分され、IPアドレスに関する情報が不要である。
また、図4Cによれば、NW装置140がL3が適用された装置の場合、NW装置140の面構築用面情報テーブル400は、上述の情報401、406、407、409及び413と、VRF名422と、IPアドレス414と、経路表415とを有する。VRF(Virtual Routing and Forwarding)という機能が用いられることで、NetNSと同様にIP(Internet Protocol)空間の分割が可能である。VRF名422は、VRFの名称を表す。IPアドレス414は、SV-IF14と第1のNW-IF16との各々のIPアドレスを表す。経路表415は、対象面の経路表を表し、図4Cでは一例としてSV-IF14と第1のNW-IF16との各々についてのIPアドレスを表す。
図5は、面グループテーブル500の構成例を表す。
面構築要求では、構築対象の面が属する面グループが指定されていてもよいし、面構築部304により、構築された面の所属先面グループが自動で決定されてもよい。面グループテーブル500は、面グループ毎にレコードを有し、各レコードが、面グループ名501、面数502、面リスト503、選択504及び備考505といった情報を保持する。一つの面グループを例に取る(図5の説明において「対象面グループ」)。
面グループ名501は、対象面グループの名称を表す。面数502は、対象面グループに含まれる面の数を表す。面リスト503は、対象面グループに含まれる面の名称のリストである。選択504は、対象面グループからの面の選択が手動と自動のどちらで行われるかを表す。備考505は、例えば対象面グループが何に関する面グループであるのかなど、対象面グループについての補足情報を表す。
N(Nは自然数)の面グループからそれぞれ一つの面の選択が可能であり、故に、Nの面が同時に選択されている状態になる。このように、一つの制御装置120により、複数の面を選択及び管理できる。各面グループにおけるネットワークは、別の面グループにおけるネットワークと競合しない。面グループの区別をつけるための補足情報としては、マルチテナントの場合は例えばどのユーザであるかが考えられ、一つの工場内であればどの製造ラインであるかが考えられる。なお、本実施形態では、同時に共存できない複数の面(同時に選択状態となることができない複数の面)の集合が面グループとして定義される。例えば、同時に共存できる二つ以上の面がある場合、当該二つ以上の面は異なる二つ以上の面グループにそれぞれ存在する。個々の面グループについて、面(例えば、通信特性、経路及びアプリケーションなどの組合せ)の切り替え(選択)がされる。
図6は、面切替用面情報テーブル600の構成例を表す。
面切替用面情報テーブル600は、面毎にカラムを有する。面構築用面情報テーブル400が、サーバ装置110に関して構築されたテーブルであるのに対し、面切替用面情報テーブル600は、NW装置140に関して構築されたテーブルである。面切替用面情報テーブル600の各カラムは、当該カラムに対応した面に関する情報、例えば、面名601、IF名602、面切替点603及び面状態604といった情報を保持する。一つの面を例に取る(図6の説明において「対象面」)。
面名601は、対象面の名称を表す。IF名602は、対象面に含まれるNW-IF16の名称を表す。面切替点603は、図4A乃至図4Cと同様に対象面Grを切り替える切替点を表す。面状態604は、対象面が選択状態か未選択状態かを表す。
図7は、面選択テーブル700の構成例を表す。
面選択テーブル700は、面毎にカラムを有する。各カラムは、当該カラムに対応した面に関する情報、例えば、面名701、遅延702、帯域703及び接続APP704といった情報を保持する。一つの面を例に取る(図7の説明において「対象面」)。
面名701は、対象面の名称を表す。遅延702は、対象面が保証する通信遅延の上限を表す。帯域703は、対象面に確保されている帯域を表す。接続APP704は、対象面に含まれているAPPの用途を表す。APP12の一例は、工場内にあるマイクからの音声を扱うAPPである。工場内の製造ラインが一例として採用されている場合、“マイク(A地点)”は、工場内のある製造ラインの「A」という地点に設置されているマイクを意味する。本実施形態では、同じマイクでも設置場所が異なっていれば、マイクにより入力されたデータ(トラフィック)が流れる経路が異なり、故に、別の面が必要とされる。
面選択テーブル700を基に、面が選択される。図7によれば、面選択は、例えば下記の通りである。
・帯域が狭くてもよいが低遅延が必要とされるデータ通信がされる場合、又は、音声データを処理可能なAPPが必要とされる場合、面1-1が選択される。
・低遅延が必要とされないが広い帯域が必要とされるデータ通信がされる場合、又は、映像データを処理可能なAPPが必要とされる場合、面1-2が選択される。
・遅延及び帯域について格別の要件が無い場合、又は、データ収集のためのデータ通信がされる場合、面1-3が選択される。
・帯域が狭くてもよいが低遅延が必要とされるデータ通信がされる場合、又は、音声データを処理可能なAPPが必要とされる場合、面1-1が選択される。
・低遅延が必要とされないが広い帯域が必要とされるデータ通信がされる場合、又は、映像データを処理可能なAPPが必要とされる場合、面1-2が選択される。
・遅延及び帯域について格別の要件が無い場合、又は、データ収集のためのデータ通信がされる場合、面1-3が選択される。
なお、図7が例示の帯域は、図4A乃至図4Cが例示のQoSのbps単位の数値と対応する。例えば、1KB/sec=0.8Mbps、25MB/sec=200Mbpsであり、図4A乃至図4Cでは、遅延制御を考慮した余裕のある数値でかつ規格上のわかりやすい数値として10Mbpsと1Gbpsが採用されている。
図8は、本実施形態で行われる処理の一例を表す。
処理が、準備フェーズと運用フェーズに大別される。
<準備フェーズ>
操作IF部301によるUI(User Interface)を用いて面の管理者が図4A乃至図4Cおよび図6に記載の項目を要素とする面情報(面の要素を表す情報)を作成し、作成した面情報を面DB307に格納し(S801)、結果を受ける(S802)。
操作IF部301が、面構築に向けて面DB307に格納されている面情報を参照する(S803)。面構築部304が、面構築に必要な面情報(例えば、S803で参照し確認された面情報)を面DB307から取得し(S804)、当該面情報に基づく構築を制御IF部302に指示する(S805)。当該指示に応答して、制御IF部302が、サーバ装置110に、当該面情報に従う面のうちのサーバ装置110における部分を構築し(S806)、且つ、当該面情報に従う面のうちのNW装置140における部分を構築する(S807)。具体的には、例えば、S806では、制御IF部302が、図4Aの面名401の面に各々に対応する、NetNS名402を作成し、IF名403の各インターフェースを各NetNS名402に割当て、そのインターフェース名403の各インターフェースにIPアドレス404の各IPアドレスを設定する。制御IF部302が、NetNS名402の各NetNS内で経路表405の各経路表およびNWスライス名406の各NWスライス名を設定し、QoS407の各QoS設定をインターフェース名403の各インターフェースに設定する。また、S807では、制御IF部302が、図6の面名601に対応する、面状態604が選択になっている面のIF名602のインターフェースを面切替点603のVLANに設定し、面状態604が未選択になっている面のIF名602のインターフェースを面切替点603のVLANから除く。これにより、SV-IF14と接続しているNW-IF16がIF17と同一VLANとなり接続され、面としての選択が確立される。制御IF部302が、結果を面構築部304に通知し(S808)、面構築部304が、結果を面DB307に格納し(S809)、操作IF部301が、当該結果を受ける(S810)。結果は、S806およびS807の処理が正常に完了したか否かを示す。
操作IF部301が、面情報の収集に向けて面DB307に格納されている面情報を参照する(S811)。収集部303が、面情報を収集する対象となる面の情報を面DB307から取得し(S812)、面情報の収集を制御IF部302に指示する(S813)。当該指示に応答して、制御IF部302が、サーバ装置110に、サーバ装置110に設定された情報の収集と更新を行い(S814)、及び/又は、NW装置140に設定された情報の収集と更新を行う(S815)。S814で収集と更新がされる情報は図4A乃至図4Cに例示のテーブル400に記載されS801でDB307に登録されている情報である。S815で収集と更新がされる情報は、図6に例示のテーブル600に記載されS801で面DB307に登録されている情報である。制御IF部302が、結果を面収集部303に通知し(S816)、面収集部303が、結果を面DB307に格納し(S817)、操作IF部301が、当該結果を受ける(S818)。結果は、S814およびS815の処理が正常に完了したか否かと、収集した情報を示す。操作IF部301が、結果を連携システム150(例えば150C)に通知してもよい。
<運用フェーズ>
操作IF部301が、例えば面切替要求を管理者の操作あるいは連携システム150から受け、面選択部305が、面DB307に格納されている面情報を参照する(S851)。面選択部305が、面選択テーブル700を参照し(S852)、面切替要求で指定されている面名あるいは接続APPで特定される面が未選択状態であれば当該面を選択し、選択した面の面切替用面情報(テーブル600のうち当該面に対応したカラムの情報)を面切替部306に通知する(S853)。面切替部306が、選択された面(当該面切替用面情報から特定される面)への面切替を制御IF部302に指示する(S854)。すなわち、面切替部306が、面切替点603で指定されるVLANに設定するIF名602のインターフェースを指示する。当該指示に応答して、制御IF部302が、当該面の第1のNW-IF16に第2のNW-IF17を接続する面切替をNW装置140に実行させる(S855)。すなわち、制御IF部302が、第2のNW-IF17が接続している面切替点603で指定されるVLANに当該面の第一のNW-IF16を設定し、面切替点603で指定されるVLANからそれ以外の面の第一のNW-IF16を除く。制御IF部302が、結果を面切替部306に通知し(S856)、面切替部306が、結果を面選択部305に通知する(S857)。面選択部305が、結果を基に面DB307の面切替用面情報テーブル600を更新し(選択した面の状態を選択状態とし且つ選択前に選択状態であった面の状態を未選択状態とし)(S858)、操作IF部301が、当該結果を受ける(S859)。結果は、S855の処理が正常に完了したか否かと、選択された面の面情報を示す。操作IF部301が、選択された面の面情報を連携システム150に通知してもよい(S860)。
操作IF部301が、例えば状況変更通知を連携システム150から受けてよい(S861)。つまり、連携システム150からの通知により、制御装置120が、状況の変更を検出してよい。状況変更の検出は、制御装置120がNW装置140を監視することにより行われてもよい。状況変更の検出は、変更後のデータ送信元装置の特定、通信対象の変更後のデータ種類(例えば、映像、音声、又はテキスト)の特定、及び、ネットワーク特性の変更後の要件(例えば、遅延及び/又は帯域)の特定、のいずれでもよい。操作IF部301が、状況変更のログを面DB307に格納する(S862)。面選択部305が、面選択テーブル700を参照し(S863)、変更後の状況に適した特性の面(未選択状態の面)を選択し、選択した面の面切替用情報を面切替部306に通知する(S864)。面切替部306が、選択された面(当該面切替用面情報から特定される面)への面切替を制御IF部302に指示する(S865)。当該指示に応答して、制御IF部302が、当該面の第1のNW-IF16に第2のNW-IF17を接続する面切替をNW装置140に実行させる(S866)。制御IF部302が、結果を面切替部306に通知し(S867)、面切替部306が、結果を面選択部305に通知する(S868)。面選択部305が、結果を基に面DB307の面切替用面情報テーブル600を更新し(S869)、操作IF部301が、当該結果を受ける(S870)。操作IF部301が、選択された面の面情報を連携システム150に通知してもよい(S861)。
以上のように準備フェーズにおいて、制御装置120が、面情報が表す面を構築しておく。これにより、運用フェーズにおいて、制御装置120が、状況の変化に応じて迅速に面切替を行うことができる。
図9は、図8のS853~S859、及び、S864~S870の詳細の一例を示す。
面選択部305が、面選択のための情報を作成する(S900)。すなわち、面選択部305が、操作IF301からの面選択に関する入力を面DB307に格納されている面切替用面情報と突合せ、図7と図6を組み合わせた情報を作成する。面選択部305が、面の条件がネットワーク特性か否かを判定する(S901)。この判定は、操作IF部301を通じて受けた要求で指定されている条件、又は、検出された(特定された)変更後の状況に従う条件を基に行われる。後者の場合、ネットワーク特性の要件に変更が無いがデータ送信元装置が変わった又はデータ種類が変わった場合、データ処理対象のAPPの変更が必要のため、S901の判定結果は偽となる。
S901の判定結果が偽の場合(S901:NO)、面選択部305が、面構築用面情報テーブル400及び面グループテーブル500を参照し(S911)、条件に該当する面(例えば、指定された面情報に適合する面、又は、条件に該当するAPPを含んだ面)が、条件に該当する面グループに存在するか否か判定する(S912)。
S912の判定結果が偽の場合(S912:NO)、面選択部305が、該当無しとなった面情報又はAPP(指定された面情報、又は、条件としてのAPP)を表す情報である不一致情報を面DB307に格納し(S913)、当該不一致情報を含む結果を操作IF部301に通知する(S930)。操作IF部301が、当該結果を、例えば連携システム150に表示してよい。
S912の判定結果が真の場合(S912:YES)、面選択部305が、面切替用面情報テーブル600を参照し(S940)、条件に適合した面に対応した面状態604が“選択”か否かを判定する(S941)。
S941の判定結果が真の場合(S941:YES)、面選択部305が、条件に適合した面が選択状態(既に選択済)であることを操作IF部301に通知する(S951)。操作IF部301が、当該通知(条件に適合した面が選択状態であること)を、例えば連携システム150に表示してよい。
S941の判定結果が偽の場合(S941:NO)、面選択部305が、条件に適合した面を選択し(面状態604を“選択”とし)、面切替部306が、当該面への切替用情報を作成する(S961)。すなわち、面切替部306が、当該面のIF名602のインターフェースを面切替点603で指定されるVLANに設定する指示を作成する。面切替部306が、作成した切替用情報を制御IF部302に送信し、制御IF部302が、当該切替用情報にした面切替をNW装置140に実行させ、面切替の結果を受信する(S962)。面切替の結果が面切替部306から面選択部305を通じて操作IF部301に通知される(S963)。
S901の判定結果が真の場合(S901:YES)、面選択部305が、面構築用面情報テーブル400及び面グループテーブル500を参照し(S921)、条件に該当する面(例えば、変更後の状況を満たすネットワーク特性を持つ面)が、条件に該当する面グループに存在するか否か判定する(S922)。
S922の判定結果が偽の場合(S922:NO)、面選択部305が、該当無しとなったネットワーク特性(例えば、変更後の状況を満たすネットワーク特性の要件(例えば、遅延及び帯域の各々の範囲))を表す情報である不一致情報を面DB307に格納し(S923)、当該不一致情報を含む結果を操作IF部301に通知する(S930)。操作IF部301が、当該結果を、例えば連携システム150に表示してよい。
S922の判定結果が真の場合(S912:YES)、上述したS940、S941、及び、S951又はS961~S963が行われる。
以上のように、制御装置120により検出された変更後の状況に従い、面選択及び面切替が行われる。これにより、状況に応じたAPP及びネットワーク(通信経路)を維持することができる。
また、面選択テーブル700は、複数の面の各々について、当該面に保証されているネットワーク特性(通信の遅延及び帯域の少なくとも一つに基づく特性)を表す情報を含み、条件は、第2のNW-IF17経由の通信の遅延及び帯域の少なくとも一つに基づくネットワーク特性の要件である。これにより、ネットワーク特性の要件が変化しても適切なAPP及びネットワーク(通信経路)を維持することができる。
また、面構築用面情報テーブル400は、複数の面の各々について、当該面に含まれているアプリケーションを表す情報を含む。条件は、第2のNW-IF17経由のデータを処理可能なアプリケーションである。これにより、処理対象のデータの種別が変化しても適切なAPP及びネットワーク(通信経路)を維持することができる。
図10は、操作IF部301が提供するUIの一例である操作UI1000の構成例を示す。
操作UI1000は、面グループに関する情報の閲覧及び修正、及び、面に関する情報の閲覧及び修正に使用されるUIである。操作UI1000は、面グループ一覧1010と、面一覧1020と、設定項目1030とを表示する。
面グループ一覧1010は、面グループテーブル500、面切替用面情報テーブル600及び面選択テーブル700に基づき表示される。面グループ一覧1010は、面グループ毎に、面グループ名1011、面数1012、選択面1013及び選択1014を有する。面グループ名1011、面数1012及び選択1014は、面グループ名501、面数502及び選択504にそれぞれ対応した情報である。選択面1013は、面リスト503のうち面状態604が“選択”である面の面名を表す情報である。
面一覧1020は、面グループテーブル500及び面切替用面情報テーブル600に基づき表示される。面グループ一覧1010は、面グループ名が入力される欄1025と、欄1025に入力された面グループ名に対応した面のリストとを有する。当該リストは、面毎に、面名1021、動作アプリ1022及び選択面1023を有する。面名1021は、面リスト503に基づく情報である。動作アプリ1022は、接続APP704に基づく情報である。選択面1023は、面選択のためのツール(例えばラジオボタン)である。
設定項目1030は、面構築用面情報テーブル400に基づき表示される。設定項目1030は、面一覧1020において選択状態の面の面名が表示される欄1035と、当該欄1035に表示された面名を持つ面の要素を含む装置のリストとを有する。当該リストは、装置毎に、装置名1031、装置種別1032及び動作種別1033といった情報を有する。装置名1031は、装置の名称を表し、装置種別1032は、装置の種別を表し、動作種別1033は、装置が面の構成要素となるか面切替を行うかを表す。“サーバ”は、サーバ装置を意味し、“スイッチ”は、NW装置を意味する。
以上が、第1の実施形態の説明である。面19は必ずしも面グループに含まれていなくてもよいし、また、面グループは必ずしも無くてもよい。
[第2の実施形態]
[第2の実施形態]
第2の実施形態を説明する。その際、第1の実施形態との相違点を主に説明し、第1の実施形態との共通点については説明を省略又は簡略する。
図11は、第2の実施形態に係る無線通信装置1100の構成例の一部を示す。
面19において、APP12とOS111のNetNS13との間に、IF1101、ブリッジ1111及びIF1113が存在する。IF1101及びIF1113は、例えば、それぞれ、OS上に構築される仮想インターフェースである。ブリッジ1111を用いることで、例えばAPP管理システムなどによりAPPに合わせて例えばIPアドレスやVLANの設定が行われるAPP12とAPPに不随するIF1101をAPP管理システム外から直接操作せずに、APP管理システムの対象外であるBridge1111からIF14までの間の設定を操作することで、面の構築が可能である。
[第3の実施形態]
[第3の実施形態]
第3の実施形態を説明する。その際、第1及び第2の実施形態との相違点を主に説明し、第1及び第2の実施形態との共通点については説明を省略又は簡略する。
図12は、第3の実施形態に係る無線通信装置1200の構成例の一部を示す。
面19A2が示すように、面19に含まれる要素は、無線通信装置1200内の要素に限られない。例えば、サーバ装置110とNW装置140の間に別のNW装置1250が介在し、別のNW装置1250のNW-IF1204に接続された外部の装置(図示せず)におけるAPP12A22が、面19A2の要素とされてよい。面19A2は、別のNW装置1250のNW-IF1201及びNW-IF1203と、VRF(Virtual Routing and Fowarding)1202とを含んでもよい。別のNW装置1250が、構築される面の要素を有するNW装置(動作種別“面構成”)であり、NW装置140が、面切替に使用されるNW装置(動作種別“面切替”)である。
以上、幾つかの実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実行することが可能である。例えば、装置パッケージとしての無線通信装置100に代えて又は加えて、無線通信装置100の外部のサーバ装置及びネットワーク装置について制御装置が上述した複数の面を構築しておき面切替を行ってもよい。
100:無線通信装置
Claims (9)
- ネットワーク装置と、無線基地局と、前記ネットワーク装置に接続された一つ又は複数の装置とを含んだ装置パッケージとしての無線通信装置であって、
複数の論理的なネットワーク区画である複数の面と、
前記ネットワーク装置に接続された制御装置と
を備え、
前記一つ又は複数の装置は、前記ネットワーク装置に接続された一つ以上の計算機であるサーバ装置を含み、
前記ネットワーク装置は、
前記サーバ装置に接続される複数のインターフェースである複数の第1のNW-IFと、
ネットワークと前記無線基地局とのうちの少なくとも一つに接続されるインターフェースであり前記複数の第1のNW-IFのいずれかに接続されるインターフェースである第2のNW-IFと、
を有し、
前記サーバ装置は、
それぞれデータの入出力を行う複数のアプリケーションと、
それぞれデータ転送の基になる複数のネットワーク設定と、
前記複数の第1のNW-IFに接続される複数のインターフェースである複数のSV-IFと
を有し、
前記複数の面の各々は、当該面以外の面に含まれないアプリケーション、ネットワーク設定、SV-IF及び第1のNW-IFを含み、
前記制御装置が、前記複数の面の各々について当該面に関する情報を含んだ面管理情報を有し、
前記制御装置が、
前記面管理情報を基に、条件に適合する面を前記複数の面から選択し、
当該選択された面における第1のNW-IFに前記第2のNW-IFを接続する面切替を前記ネットワーク装置に実行させる、
無線通信装置。 - 前記条件は、前記制御装置により検出された変更後の状況に従う条件である、
請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記面管理情報は、前記複数の面の各々について、当該面に保証されているネットワーク特性を表す情報を含み、
ネットワーク特性は、通信の遅延及び帯域の少なくとも一つに基づく特性であり、
前記条件は、前記第2のNW-IF経由の通信の遅延及び帯域の少なくとも一つに基づくネットワーク特性の要件である、
請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記面管理情報は、前記複数の面の各々について、当該面に含まれているアプリケーションの用途を表す情報を含み、
前記条件は、前記第2のNW-IF経由のデータを処理可能なアプリケーションの用途である、
請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記複数の面は、二つ以上の面グループを構成し、
前記二つ以上の面グループの各々が、二つ以上の面を含み、
前記制御装置が、各面グループについて、一つの面を選択し当該面の第1のNW-IFを第2のNW-IFに接続する面切替を前記ネットワーク装置に実行させる、
請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記制御装置が、前記複数の面を構築しておく、
請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記複数の第1のNW-IFにそれぞれ関連付けられるIPアドレスは同一のIPアドレスである、
請求項1に記載の無線通信装置。 - ネットワーク装置と前記ネットワーク装置に接続された一つ又は複数の装置とを含んだ装置パッケージとしての無線通信装置の制御方法であって、
前記無線通信装置が、複数の論理的なネットワーク区画である複数の面を有し、
前記一つ又は複数の装置は、前記ネットワーク装置に接続された一つ以上の計算機であるサーバ装置を含み、
前記ネットワーク装置は、
前記サーバ装置に接続される複数のインターフェースである複数の第1のNW-IFと、
無線基地局とネットワークのうちの少なくとも一つに接続されるインターフェースであり前記複数の第1のNW-IFのいずれかに接続されるインターフェースである第2のNW-IFと、
を有し、
前記サーバ装置は、
それぞれデータの入出力を行う複数のアプリケーションと、
それぞれデータ転送の基になる複数のネットワーク設定と、
前記複数の第1のNW-IFに接続される複数のインターフェースである複数のSV-IFと
を有し、
前記複数の面の各々は、当該面以外の面に含まれないアプリケーション、ネットワーク設定、SV-IF及び第1のNW-IFを含み、
前記制御方法は、
コンピュータにより、前記複数の面の各々について当該面に関する情報を含んだ面管理情報を基に、条件に適合する面を前記複数の面から選択し、
コンピュータにより、当該選択された面における第1のNW-IFに前記第2のNW-IFを接続する面切替を前記ネットワーク装置に実行させる、
制御方法。 - ネットワーク装置と前記ネットワーク装置に接続された一つ又は複数の装置とを含んだ装置パッケージとしての無線通信装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記無線通信装置が、複数の論理的なネットワーク区画である複数の面を有し、
前記一つ又は複数の装置は、前記ネットワーク装置に接続された一つ以上の計算機であるサーバ装置を含み、
前記ネットワーク装置は、
前記サーバ装置に接続される複数のインターフェースである複数の第1のNW-IFと、
無線基地局とネットワークのうちの少なくとも一つに接続されるインターフェースであり前記複数の第1のNW-IFのいずれかに接続されるインターフェースである第2のNW-IFと、
を有し、
前記サーバ装置は、
それぞれデータの入出力を行う複数のアプリケーションと、
それぞれデータ転送の基になる複数のネットワーク設定と、
前記複数の第1のNW-IFに接続される複数のインターフェースである複数のSV-IFと
を有し、
前記複数の面の各々は、当該面以外の面に含まれないアプリケーション、ネットワーク設定、SV-IF及び第1のNW-IFを含み、
前記コンピュータに、
前記複数の面の各々について当該面に関する情報を含んだ面管理情報を基に、条件に適合する面を前記複数の面から選択し、
当該選択された面における第1のNW-IFに前記第2のNW-IFを接続する面切替を前記ネットワーク装置に実行させる、
ことを実行させるコンピュータプログラム。
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