JP2023113071A - 通信制御装置、通信制御システム、通信制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】迂回路の残帯域によらず、高優先サービスの通信経路を確保することができる通信制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】本開示にかかる通信制御装置１は、冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上に確保されたチャネルを予備経路として設定する設定部２を備える。また、現用回線に発生した障害を検知する検知部３と、障害の発生時に、予め設定された優先度が高いトラフィックが予備経路を伝送するように制御する制御部４を備える。【選択図】図１

Description

本開示は信制御装置、通信制御システム、通信制御方法及びプログラムに関する。

各種通信を用いたサービスを運用するにあたり、サービス断とならないよう冗長構成は不可欠である。しかしながら、冗長系のリソースが活用できず非効率である場合がある。同じシステムを複数用意して耐障害性を高めたシステムであって、いくつかのシステムを待機状態にして、障害時に切り替えて処理を引き継ぐＡＣＴ－ＳＢＹ（Active-Standby）構成では、スタンバイ側のシステムは障害切替が発生するまでは予備系のリソースが全く活用できない。同じシステムを複数用意して耐障害性を高めたシステムであって、すべてのシステムを常に同時に稼動させる、いわゆるＡＣＴ－ＡＣＴ（Active-Active）構成では、リソースを有効に活用できる。しかし、障害時等の回線縮退時にはアクティブ側のシステムにサービスが集約されてしまうことによってリソースが溢れてしまう可能性がある。

そこで、障害発生等による回線縮退時における通信リソースを制御することが求められる。特許文献１には、回線縮退時における迂回路の残帯域を用いて、優先度が高いパスから通信の確保を行う技術が開示されている。また、特許文献２にはリソース制御における手段として、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を用いて優先度を設け、高優先のパケットの送信を優先する技術が開示されている。

特開２０１３－０４６３２２号公報 特開２００６－１０９３４２号公報

特許文献２において開示された技術のように、ＱｏＳを用いたリソース制御を行う場合、ネットワーク設計が複雑となるという問題がある。また、特許文献１において開示された技術では、切替え先の装置の残帯域によっては、高優先サービスであっても通信が行えないという問題がある。

本開示は、このような問題点を解決するための通信制御装置を提供することを目的とする。

本開示にかかる通信制御装置は、冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上に確保されたチャネルを予備経路として設定する設定部と、前記現用回線に発生した障害を検知する検知部と、前記障害の発生時に、予め設定された優先度が高いトラフィックが前記予備経路を伝送するように制御する制御部を備える。

本開示にかかる通信制御システムは、通信制御装置と複数の通信装置を備え、前記通信制御装置は、複数の前記通信装置と冗長構成のネットワークにより接続され、前記冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上の確保されたチャネルを予備経路として設定する設定部と、前記現用回線に発生した障害を検知する検知部と、前記障害の発生時に、優先度が高いサービスが前記予備経路を伝送するように制御する制御部を備える。

本開示にかかる通信制御方法は、冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上の確保されたチャネルを予備経路として設定するステップと、前記現用回線に発生した障害を検知するステップと、前記障害の発生時に、優先度が高いサービスが前記予備経路を伝送するように制御するステップを備える。

本開示にかかるプログラムは、冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上の確保されたチャネルを予備経路として設定する処理と、前記現用回線に発生した障害を検知する処理と、前記障害の発生時に、優先度が高いサービスが前記予備経路を伝送するように制御する処理を通信制御装置に実行させる。

本開示によれば、迂回路の残帯域によらず、高優先サービスの通信経路を確保することができる通信制御装置を提供することができる。

本開示における実施形態１にかかる通信制御装置の構成図である。 本開示における実施形態２にかかる通信制御装置の動作の概略図である。 本開示における実施形態２にかかる通信制御装置の構成図である。 本開示における実施形態２にかかる通信制御装置の動作の概略図である。 本開示における実施形態２にかかるパス管理テーブルの一例を示す図である。 本開示における実施形態２にかかるパス設定のフローを示す図である。 本開示における実施形態２にかかる障害発生時のパス切替えのフローを示す図である。 関連技術にかかる通信制御装置の動作の概略図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。なお、図面は簡略的なものであるから、この図面の記載を根拠として実施の形態の技術的範囲を狭く解釈してはならない。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

＜実施形態にかかる通信制御装置に想到するまでの検討経緯＞
まず、関連技術にかかる通信制御装置１０の動作について、図８を用いて説明する。図８は、関連技術にかかる通信制御装置１０の動作の概略図である。図８に示す通信制御装置１０は、２つの通信機能部１１及び通信機能部１２を備える。通信制御装置１０は、通信網２０を介することによって通信装置３０及び通信装置３１と、通信が可能となる。

図８に示すとおり、障害が発生していない平常時は、通信機能部１１は通信装置３０と通信を行い、通信機能部１２は通信装置３１と通信を行う。通信制御装置１０と、通信装置３０及び通信装置３１は、高優先サービスの通信と低優先サービスの通信が含まれる。高優先サービスの通信とは、伝送するにあたってのデータの優先度が高いもので、例えば音声サービスなどが含まれる。低優先サービスの通信とは、上述した高優先サービスに該当しない内容のサービス含むものとする。

図８に示すとおり、通信制御装置１０は、２つの通信機能部１１及び通信機能部１２を冗長構成としている。通信機能部１１及び通信機能部１２は、耐障害性を高める目的で常に同時に稼動させる、いわゆるＡＣＴ－ＡＣＴ構成である。通信機能部１１は、障害発生により通信装置３０と通信を行うことができなくなったものとする。

通信制御装置１０におけるＡＣＴ－ＡＣＴ構成において、通信機能部１１が障害発生等による回線縮退となった場合は、サービスの優先度に関わらず一律に非障害側の通信機能部１２に通信が切替えられる。そのため、切替え先の通信機能部１２はリソース溢れを引き起こし、高優先サービスであっても通信への影響が出るという課題がある。この課題を解決するため、切替え時にも全てのサービスを収容可能な高スペックの汎用サーバーを準備する必要があり、コストが大きくなる。

また、リソース制御における手段として、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を用いる手段が考えられる。しかし、ＱｏＳを用いたリソース制御には次の問題がある。ＱｏＳを用いた複雑なネットワーク設計や、ＱｏＳを意識した保守運用が必要となる。また、ＱｏＳを使用する際はＩＰパケットをバッファリングする必要があるため遅延が発生してしまう。さらに、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：時分割多重）方式による通信を行う場合、ＱｏＳ技術を用いないためリソース制御を行えない。

そこで、そのような問題を解決することが可能な、以下の実施の形態にかかる通信制御装置１０が見いだされた。

＜実施形態１＞
本実施形態について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態にかかる通信制御装置１の構成図である。

通信制御装置１は、設定部２、検知部３及び制御部４を備える。設定部２は、冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上に確保されたチャネルを予備経路として設定する。ネットワークは、有線によるものでもよいし、無線によるものでもよい。

検知部３は、現用回線に発生した障害を検知する。制御部４は、現用回線の障害発生時に、予め設定された優先度が高いトラフィックが前記予備経路を伝送するように制御する。検知部３は、現用回線の障害が復旧したことを検知してもよい。

本実施形態によれば、迂回路の残帯域によらず、高優先サービスの通信経路を確保することができる。

＜実施形態２＞
本実施形態について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態にかかる通信制御装置１０の動作の概略図である。

本実施形態における通信制御装置１０は、２つの通信機能部１１及び通信機能部１２を備える。通信機能部１１、１２は、外部の複数の通信装置と通信網２０を通して接続される。通信制御装置１０は、通信網２０を介することによって通信装置３０及び通信装置３１と、通信が可能となる。

通信網２０は、ＩＰ通信、ＴＤＭ通信を用いるものであってもよいし、内部バス通信やバックプレーン通信等を用いる装置内通信網であってもよい。また、通信網２０は、無線通信回線であってもよいし、光回線であってもよい。

図２に示すとおり、障害が発生していない平常時は、通信機能部１１は通信装置３０と通信を行い、通信機能部１２は通信装置３１と通信を行う。通信制御装置１０と、通信装置３０及び通信装置３１は、高優先サービスの通信と低優先サービスの通信が含まれる。高優先サービスの通信とは、伝送するにあたってのデータの優先度が高いもので、例えば音声サービスや有料サービス、緊急回線を用いたサービス等長時間の通信断が許容されないものがあげられるがこれらに限らず、任意に設定できる。低優先サービスの通信とは、上述した高優先サービスに該当しない内容のサービス含むものとする。

図２に示すとおり、通信制御装置１０は、２つの通信機能部１１及び通信機能部１２を冗長構成としている。通信機能部１１及び通信機能部１２は、耐障害性を高める目的で常に同時に稼動させる、いわゆるＡＣＴ－ＡＣＴ構成である。通信機能部１１は、障害発生により通信装置３０と通信を行うことができなくなったものとする。

このとき、通信機能部１２が、通信機能部１１が通信装置３０と行っていた通信を担うことになる。本実施形態において、通信機能部１２は、通信装置３０が行っていた通信のうち、高優先サービスのみを行う。すなわち、通信機能部１２は、通信装置３０との通信において、低優先サービスに係る通信は行わず、高優先サービスのみに係る通信を行う。

したがって、高優先サービスのみに係る通信を行うことによって通信機能部１２のリソース溢れを防ぐことができる。

図３に、通信制御装置１０の構成を示す。図３に示すとおり、通信制御装置１０は通信機能部１１及び通信機能部１２に加え、サービス処理部１３を備えてもよい。サービス処理部１３は、通信機能部１１、１２が受信した通信サービスを終端する。また、サービス処理部１３は、通信機能部１１、１２と外部の通信装置とのパス設定およびパス管理を行う。サービス処理部１３は、上述したサービス終端の機能とパス管理の機能をまとめた同一ブロックとしているが、それぞれの機能を分けた構成としてもよい。

図４に、本実施形態における通信制御装置１０の動作の概略を示す。通信制御装置１０は、通信網２０を介して通信装置３０，３１とのパスを設定する時に、高優先サービスのみ切替え対象となるように片系に予備パスを設ける。通信制御装置１０は、低優先サービスにかかる予備パスを設定しないものとしてもよい。通信制御装置１０は、障害発生時には、事前に設定していた予備パスに経路を切り替えることによって、高優先サービスのみの回線縮退動作を実現することができる。

上述した通信制御装置１０の構成を用いることにより、高優先サービス及び低優先サービスを含めた全サービスを収容できる高スペックのサーバーを準備しなくても、切替先のリソース溢れを防ぐことができ、コストを抑えたまま高優先サービスに影響を出さないようにすることが可能となる。

図５にサービス処理部１３が記憶するパス管理テーブルの一例を示す。なお、図５に示すパス管理テーブルは、通信網２０がＩＰ通信網である場合の例である。パス管理テーブルは、パス単位にサービスの優先度に区別が出来ればテーブル構成は限定しない。

パス管理テーブルは、サービス種別ごとに接続先ＩＰ、接続先Ｐｏｒｔ、接続ルート及び優先度を示す。「接続先ＩＰ」は通信網２０を介して接続される通信装置３０、３１のＩＰアドレスを示す。「接続先Ｐｏｒｔ」は、通信装置３０、３１に接続するポート番号を示す。「接続ルート」は、通信制御装置１０において、サービス処理部１３と接続される通信機能部１１、１２を示す。「通信機能部Ａ」を通信機能部１１、「通信機能部Ｂ」を通信機能部１２としてもよいがこれに限らない。「優先度」はサービスの優先度を示し、優先度が「高」となっているサービスを障害発生時の切替え対象とし、「低」となっているサービスを切替対象としないものとしてもよい。なお、図５において「優先度」を「高」又は「低」と２段階にしているがこれに限らず、３以上設けてもよい。このとき、「優先度」は、例えば１～１０の１０段階の数字によって示してもよい。

サービス処理部１３が行うサービスを障害発生時の切替えは、優先度のより高いものから順に切り替えてもよい。このとき、より優先度の高いサービスほど、障害発生に伴う切替えによるサービスへの影響を最小限にすることができる。

また、切替え動作中は、通信が断となるため、優先度が「１０」のサービスを、緊急回線を用いたサービスとし、緊急回線から順に切り替えてもよい。このとき、緊急回線を用いたサービスについて通信断となる時間を最小限にすることができる。

優先度に応じた回線の切替え方法は、上記の方法に限らず、様々な設定を行うことができる。

障害復旧時は、高優先サービスから切り戻してもよい。また、より低優先サービスから切り戻してもよい。切り戻し作業に起因する通信断の影響を考慮して、高優先サービスについては切り戻しを後にし、高優先度のサービスが断となる時間を抑制するためである。

（実施形態における通信制御装置１０の動作の説明）
ここで、本実施形態における通信制御装置１０の動作について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、パス設定のフローを示す図である。図７は、障害発生時のパス切替えのフローを示す図である。

まず、図６を用いてサービス処理部１３が行うパス設定のフローについて説明する。通信制御装置１０のサービス処理部１３において、図５に示すパス管理テーブルにパス情報が設定される（ステップ１００）。このとき、サービス処理部１３は、通信機能部Ａ又は通信機能部Ｂに対してパス管理テーブルの、サービス種別、接続先ＩＰ及び接続先Ｐｏｒｔに従ったパス情報を設定する（ステップ１０２、１０６）。サービス処理部１３は、各通信サービスが高優先サービスとして設定されていれば（ステップ１０３、１０７のＹＥＳ）、予備パスとして反対の系に対して同じ内容のパス情報を設定し（ステップ１０４、１０８）、パス設定を完了する（ステップ１０５）。サービス処理部１３は、各通信サービスが高優先サービスとして設定されていなければ（ステップ１０３、１０７のＮＯ）、そのままパス設定を完了する（ステップ１０５）。

次に、図７を用いて、障害発生時のパス切替えのフローを説明する。サービス処理部１３は、通信機能部Ａ及び通信機能部Ｂの障害監視を開始する（ステップ２００）。通信機能部Ａに障害があり（ステップ２０１のＹＥＳ）、通信サービスが予備パスとして通信機能部Ｂに設定されていれば（ステップ２０２のＹＥＳ）、接続ルートを通信機能部Ｂの予備パスに切替える（ステップ２０３）。そして、通信機能部Ｂの障害有無を確認する（ステップ２０４）。通信機能部Ａに障害がないとき（ステップ２０１のＮＯ）、通信機能部Ａに障害があっても（ステップ２０１のＹＥＳ）通信サービスが予備パスとして通信機能部Ｂの設定がなければ（ステップ２０２のＮＯ）、通信機能部Ｂの障害有無を確認する（ステップ２０４）。

サービス処理部１３は、通信機能部Ｂに障害があり（ステップ２０４のＹＥＳ）、通信サービスが予備パスとして通信機能部Ａに設定されていれば（ステップ２０５のＹＥＳ）、接続ルートを通信機能部Ａの予備パスに切替え（ステップ２０６）る。サービス処理部１３は、通信機能部Ｂに障害がなく（ステップ２０４のＮＯ）、通信機能部Ｂに障害があっても（ステップ２０４のＹＥＳ）通信サービスが予備パスとして通信機能部Ａの設定がないとき（ステップ２０５のＮＯ）、接続ルートの切替えを行わない。

本実施形態によれば、障害発生時の回線縮退時に切替先のリソース溢れを防ぐことが可能となり、障害時であっても高優先サービスに影響を出さないようにすることが可能となる。また、予備パスを高優先のみとすることで、必要最低限のサービスのみを切替え対象とすることが可能となる。さらに、ＱｏＳを用いたリソース制御を行わないため、ネットワーク設計が比較的容易となり、ＩＰパケットのバッファリングが不要となるため遅延を抑制できる。

＜その他の実施形態＞
上述の実施形態では、本開示を、ハードウェアを用いるものとして説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。本開示における通信制御装置１は、例えば、通信制御方法としての実施形態を備える。すなわち通信制御方法は、冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上の確保されたチャネルを予備経路として設定するステップと、前記現用回線に発生した障害を検知するステップと、前記障害の発生時に、優先度が高いサービスが前記予備経路を伝送するように制御するステップを備える。

上記の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体は、例えば、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリを含む。半導体メモリは、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などである。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

上記プログラムは、冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上の確保されたチャネルを予備経路として設定する処理と、前記現用回線に発生した障害を検知する処理と、前記障害の発生時に、優先度が高いサービスが前記予備経路を伝送するように制御する処理とを、通信制御装置に実行させる。

なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ 通信制御装置
２ 設定部
３ 検知部
４ 制御部
１１、１２ 通信機能部
１３ サービス処理部
２０ 通信網
３０、３１ 通信装置

Claims (10)

1. 冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上に確保されたチャネルを予備経路として設定する設定部と、
   前記現用回線に発生した障害を検知する検知部と、
   前記障害の発生時に、予め設定された優先度が高いトラフィックが前記予備経路を伝送するように制御する制御部と、
   を備える通信制御装置。
2. 前記設定部は、複数の予備経路を設定する、
   請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記検知部は、現用回線に発生した障害が復旧したことを検知する、
   請求項１又は２に記載の通信制御装置。
4. 前記優先度は、３以上設定された、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の通信制御装置。
5. 前記制御部は、前記検知部が現用回線の障害が復旧したことを検知したときに、前記優先度が低いトラフィックから現用回線に切替える、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の通信制御装置。
6. 前記ネットワークは、ＡＣＴ－ＡＣＴ構成である、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の通信制御装置。
7. 通信制御装置と複数の通信装置を備え、
   前記通信制御装置は、複数の前記通信装置と冗長構成のネットワークにより接続され、
   前記冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上の確保されたチャネルを予備経路として設定する設定部と、
   前記現用回線に発生した障害を検知する検知部と、
   前記障害の発生時に、優先度が高いサービスが前記予備経路を伝送するように制御する制御部と、を備えた、
   通信制御システム。
8. 前記設定部は、複数の予備経路を設定する、
   請求項７に記載の通信制御システム。
9. 冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上の確保されたチャネルを予備経路として設定するステップと、
   前記現用回線に発生した障害を検知するステップと、
   前記障害の発生時に、優先度が高いサービスが前記予備経路を伝送するように制御するステップと、
   を備えた通信制御方法。
10. 冗長構成のネットワークにおける経路であって、現用回線と異なる回線上の確保されたチャネルを予備経路として設定する処理と、
    前記現用回線に発生した障害を検知する処理と、
    前記障害の発生時に、優先度が高いサービスが前記予備経路を伝送するように制御する処理と、
    を、通信制御装置に実行させるプログラム。

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