JP3586241B2

JP3586241B2 - バーチャルプライベートネットワークシステムにおけるエッジ装置、同装置におけるリソース配分方法

Info

Publication number: JP3586241B2
Application number: JP2001401961A
Authority: JP
Inventors: 忍島谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003204346A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰ−ＶＰＮ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ − ＶｉｒｔｕａｌＰｒｉｖａｔｅＮｅｔｗｏｒｋ）サービスを提供する通信事業者のエッジ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信事業者が自社のＩＰ網によりＩＰ−ＶＰＮサービスを提供する場合、一般的にコア装置とエッジ装置とを組み合わせて複数のＶＰＮ（ＶｉｒｔｕａｌＰｒｉｖａｔｅＮｅｔｗｏｒｋ：バーチャルプライベートネットワーク）を構築し、ユーザごとに割り当てる。
【０００３】
通信事業者のＩＰ網は、各ユーザ網のエッジルータと接続され、ＩＰ網とユーザ網との間のルーティング処理を行なうエッジ装置と、エッジ装置間のバックボーンとして高速に接続するコア装置とから構成される。エッジ装置では、複数のＶＲ（ＶｉｒｔｕａｌＲｏｕｔｅｒ：バーチャルルータ）を定義して各ユーザ網ごとに割り当てる。
【０００４】
また、各ＶＲが他のエッジ装置のＶＲと通信する場合には、コア装置における物理回線を多重化した論理回線を使用して行なう。結果として、「エッジルータ（ユーザ網）−ＶＲ−コア装置−ＶＲ−エッジルータ（ユーザ網）」の組み合わせによる接続構成を複数個構築してＩＰ−ＶＰＮを構築している。
【０００５】
この場合、エッジ装置の各ＶＲで使用するフォワーディングのための通信バッファ領域やルーティングのためのルートテーブル領域の合計はエッジ装置において一定量で固定されており、エッジ装置における全てのＶＲで共有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、エッジ装置において、一定量の通信バッファ領域やルートテーブル領域を各々のＶＲで共有する場合、従来は各ＶＲごとに通信バッファ領域やルートテーブル領域の使用単位のブロック数、すなわち、使用領域の制限がかけられていなかったため、例えば、ある一部のＶＲで大部分の使用領域を使用してしまうと、残りのＶＲでは使用できる領域が少なくなり、その結果、ＶＰＮ内での通信が不安定になり、悪影響を与えることがあった。また、このような悪影響を防止するためには、ＶＰＮ内において使用バッファ領域の使用単位ブロック数やルートテ−ブル領域の使用単位ブロック数をＩＰ−ＶＰＮのサービス運用で外的に制限する方法しかなかった。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、エッジ装置における通信バッファ領域及びルートテーブル領域を各ＶＲごとに設定することにより、一部のＶＲの各種共有リソース配分に対する悪影響を防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
したがって、まず、上記目的を達成するために、本発明の第１の観点は、ユーザ網における複数のエッジルータに対してそれぞれ割り当てられ、前記ユーザ網とＩＰ網との間のルーティング処理を行なう複数のバーチャルルータと、前記複数のバーチャルルータによって共有される通信バッファと、前記複数のバーチャルルータによって共有されるルートテーブルと、前記複数のバーチャルルータによって使用される前記通信バッファの領域の容量の合計が、前記複数のバーチャルルータに割り当てられた領域の容量の合計を超えていることを検出する手段と、前記検出手段により検出が行なわれた場合に、前記複数のバーチャルルータの使用バッファ数、使用ルート数及びＱｏＳ値を取得する手段と、前記取得された使用バッファ数、使用ルート数及びＱｏＳ値に基づいて、前記通信バッファの領域を前記複数のバーチャルルータのうち、ＱｏＳ値が設定されているバーチャルルータに優先して割り当て、他のバーチャルルータには、前記ＱｏＳ値が設定されたバーチャルルータに割り当てられた前記通信バッファの領域以外の領域を前記他のバーチャルルータの使用領域に応じて、前記他のバーチャルルータに割り当てるリソース割り当て手段とを具備することを特徴とするエッジ装置、である。
また、本発明の第２の観点は、ユーザ網における複数のエッジルータに対してそれぞれ割り当てられ、前記ユーザ網とＩＰ網との間のルーティング処理を行なう複数のバーチャルルータと、前記複数のバーチャルルータによって共有される通信バッファと、前記複数のバーチャルルータによって共有されるルートテーブルと、前記複数のバーチャルルータによって使用される前記ルートテーブルの領域の容量の合計が前記複数のバーチャルルータに割り当てられた領域の容量の合計を超えていることを検出する手段と、前記検出手段により検出が行なわれた場合に、前記複数のバーチャルルータの使用バッファ数、使用ルート数及びＱｏＳ値を取得する手段と、前記ルートテーブルの領域を前記複数のバーチャルルータの使用ルート数に応じて、前記複数のバーチャルルータに割り当てるリソース割り当て手段とを具備することを特徴とするエッジ装置、である。
【０００９】
このような発明によれば、バーチャルルータごとに使用領域を割り当てることができるので、リソース配分に起因するＶＲへの悪影響を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るＶＰＮにおけるエッジ装置について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係るエッジ装置が含まれるＩＰ−ＶＰＮを示す図である。
【００１２】
同図に示すように、本実施の形態におけるＩＰ−ＶＰＮは、ユーザ網１、ＩＰ網２及びユーザ網７からなる。
【００１３】
ユーザ網１は、ユーザ１０−１〜ユーザ１０−ｎごとにエッジルータ２−１〜２−ｎが割り当てられている。一方、ＩＰ網２は、エッジ装置３、コア装置４及びエッジ装置５を具備している。
【００１４】
エッジ装置３は、ユーザ網１とＩＰ網２との間のルーティング処理を行なうものであり、ソフトウェア的にＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１を実現している。ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１は、それぞれエッジルータ２−１〜２−ｎに割り当てられており、エッジルータ２−１〜２−ｎとコア装置４との間のルーティング処理を行なう。
【００１５】
同様に、エッジ装置５は、ユーザ網７とＩＰ網２との間のルーティング処理を行なうものであり、ソフトウェア的にＶＲ１−２〜ＶＲｎ−２を実現している。ＶＲ１−２〜ＶＲｎ−２は、それぞれエッジルータ６−１〜６−ｎに接続されており、エッジルータ６−１〜６−ｎとコア装置４との間のルーティング処理を行なう。
【００１６】
コア装置４は、エッジ装置間をバックボーンとして高速に接続するために設けられ、エッジ装置間の通信を高速に行なうための物理回線１２，１３を多重した論理回線１４が設けられている。
【００１７】
このような構成において、「エッジルータ２−１〜ＶＲ１−１〜コア装置４〜ＶＲ１−２〜エッジルータ６−１」のＶＰＮ１から「エッジルータ２−ｎ〜ＶＲｎ−１〜コア装置４〜ＶＲｎ−２〜エッジルータ６−ｎ」のＶＰＮｎまでの複数のＶＰＮ１〜ＶＰＮｎが構築される。
【００１８】
図２は、図１に示したエッジ装置３を示す図である。
【００１９】
同図に示すように、エッジ装置３には、複数のＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１が存在するとともに、通信バッファ領域２３、ルートテーブル領域２４、通信バッファ制御部２１及びルートテーブル制御部２２を有する。
【００２０】
通信バッファ制御部２１は、複数のＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１によって使用される通信バッファ領域２３を各ＶＲごとに管理する。
【００２１】
ルートテーブル制御部２２は、複数のＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１によって使用されるルートテーブル領域２４を各ＶＲごとに管理する。
【００２２】
通信バッファ領域２３は、複数のＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１によってルーティング処理される通信データなどを格納するためのものであり、その全体の容量はエッジ装置３において決められている。また、通信バッファ領域２３は、予め使用することができる単位が決められており（例えば、１００Ｋバイト）、この使用単位ごとに各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１に割り当てが行なわれる。
【００２３】
ルートテーブル領域２４は、複数のＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１によって行なわれるルーティング処理において使用されるデータ（例えば、宛先アドレスなど）などを格納するためのものであり、その全体の容量はエッジ装置３において決められている。また、ルートテーブル領域２４は、予め使用することができる単位が決められており（例えば、１００Ｋバイト）、この使用単位ごとに各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１に割り当てが行なわれる。
【００２４】
図３は、通信バッファ制御部２１の構成を示す図である。
【００２５】
同図に示すように、通信バッファ制御部２１は、モニタ部３１、バッファ領域演算部３２及びデータ設定部３３を具備している。
【００２６】
モニタ部３１は、各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１の使用バッファ数及びＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）値をモニタし、バッファ領域演算部３２に通知する。ここで、ＱｏＳ値は、各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１に設定されている場合と、設定されていない場合とがあり、設定される場合には、例えば、バッファ領域の容量（バッファ領域の使用単位の数）が指定される。
【００２７】
バッファ領域演算部３２は、モニタ部３１から通知された各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１の使用バッファ数及びＱｏＳ値に基づいて、所定の演算を行ない、各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１のバッファ領域を決定し、データ設定部３３に、決定された各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１のバッファ領域を設定する。なお、バッファ領域演算部３２における演算方法については後述する。
【００２８】
データ設定部３３は、設定された各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１のバッファ領域を各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１に設定する。
【００２９】
図４は、ルートテーブル制御部２２の構成を示す図である。
【００３０】
同図に示すように、ルートテーブル制御部２２は、モニタ部４１、ルートテーブル領域演算部４２及びデータ設定部４３を具備している。
【００３１】
モニタ部４１は、各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１の使用ルート数及びＱｏＳ値をモニタし、ルートテーブル領域領域演算部４２に通知する。ここで、ＱｏＳ値は、各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１に設定されている場合と、設定されていない場合とがあり、設定される場合には、例えば、ルートテーブル領域の容量（ルートテーブル領域の使用単位の数）が指定される。
【００３２】
ルートテーブル領域演算部４２は、モニタ部４１から通知された各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１の使用ルート数及びＱｏＳ値に基づいて、所定の演算を行ない、各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１のルートテーブル領域を決定し、データ設定部４３に、決定された各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１のルートテーブル領域を設定する。なお、ルートテーブル領域演算部４２における演算方法については後述する。
【００３３】
データ設定部４３は、設定された各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１のルートテーブル領域を各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１に設定する。
【００３４】
図５は、各ＶＲ１−１〜ＶＲｎ−１の構成を示す図である。
【００３５】
同図に示すように、ＶＲは、最大通信バッファ領域格納部５１、最大ルートテーブル領域格納部５２、使用バッファ数カウンタ５３、ＱｏＳ値格納部５４及び使用ルート数カウンタ５５を有している。
【００３６】
最大通信バッファ領域格納部５１は、通信バッファ制御部２１のデータ設定部３３によって設定されたバッファ領域を格納する。具体的には、最大通信バッファ領域格納部５１は、通信バッファ領域の使用単位の数を格納する。ＶＲは、この格納されたバッファ領域を最大通信バッファ領域として、ルーティング処理を行なう。
【００３７】
最大ルートテーブル領域格納部５２は、ルートテーブル制御部２２のデータ設定部４３によって設定されたルートテーブル領域を格納する。具体的には、最大ルートテーブル領域格納部５２は、ルートテーブル領域の使用単位の数を格納する。ＶＲは、この格納されたルートテーブルを最大ルートテーブル領域として、ルーティング処理を行なう。
【００３８】
使用バッファ数カウンタ５３は、ＶＲにおいて現在使用している通信バッファ領域の使用単位の数をカウントする。
【００３９】
ＱｏＳ値格納部５４は、バッファ領域の容量（バッファ領域の使用単位の数）、ルートテーブル領域の容量（ルートテーブル領域の使用単位の数）などのＱｏＳ値を格納する。
【００４０】
使用ルート数カウンタ５５は、ＶＲにおいて現在使用しているルートテーブル領域の使用単位の数をカウントする。
【００４１】
なお、上述の説明においては、エッジ装置３について説明したが、エッジ装置５についても同様の構成が採用されている。
【００４２】
以下、図６のフローチャートを参照して、本発明の実施の形態に係るエッジ装置の通信バッファ制御部（ルートテーブル制御部）の動作について説明する。
【００４３】
まず、最初に、各ＶＲの現在使用している通信バッファ領域の容量（ルートテーブル領域の容量）のチェックが行なわれ（Ｓ１）、各ＶＲの通信バッファ領域の容量（ルートテーブル領域の容量）の合計がエッジ装置の通信バッファ領域の容量（ルートテーブル領域の容量）を超えたか否かの判断が行なわれる（Ｓ２）。
【００４４】
Ｓ２において、エッジ装置の通信バッファ領域の容量（ルートテーブル領域の容量）を超えていないと判断された場合には、Ｓ１の処理に戻る。このような状態は、各ＶＲが必要数だけ通信バッファ領域（ルートテーブル領域）を使用することが可能な状態である。
【００４５】
なお、各ＶＲの使用容量は、具体的には、各ＶＲの使用バッファ数カウンタによってカウントされた通信バッファ領域の使用単位の数（使用ルート数カウンタ５５によってカウントされたルートテーブル領域の使用単位の数）に基づいて求められる。
【００４６】
一方、Ｓ２において、エッジ装置の通信バッファ領域の容量（ルートテーブル領域の容量）を超えていないと判断された場合には、次に、手動で各ＶＲの容量を設定するか否かの判断が行なわれる（Ｓ３）。なお、この手動で制御するか否かの判断は、エッジ装置においてあらかじめユーザがフラグを設定しておき、このフラグの値に基づいて判断される。
【００４７】
Ｓ３において、手動で各ＶＲの容量を設定すると判断された場合には、オペレータが通信バッファ制御部（ルートテーブル制御部）のデータ設定部に各ＶＲの通信バッファ領域（ルートテーブル領域）割り当てのための容量を設定する（Ｓ４）。
【００４８】
一方、Ｓ３において、手動で各ＶＲの容量を設定しないと判断された場合には、モニタ部が各ＶＲの使用バッファ数（使用ルート数）、ＱｏＳ情報をバッファ領域演算部（ルートテーブル領域演算部）に通知する（Ｓ５）。
【００４９】
次に、バッファ領域演算部（ルートテーブル領域演算部）は、モニタ部から通知された各ＶＲの使用バッファ数（使用ルート数）、ＱｏＳ情報に基づいて、予め決められた設定ポリシにしたがって設定値を演算し、この演算された設定値をデータ設定部に通知する（Ｓ６）。
【００５０】
この設定ポリシは、例えば、以下のように設定される。
【００５１】
通信バッファ領域は、ＱｏＳの設定されているＶＲに、優先的に通信バッファ領域（通信バッファ数）を配分し、残りの通信バッファ領域をＱｏＳの設定されていないＶＲの使用バッファ領域（使用バッファ数）の割合に応じて配分する。
【００５２】
ルートテーブル領域は、全ルートテーブル領域（ルート数）に対する各ＶＰＮの使用ルート数の割合で配分する。
【００５３】
データ設定部では、手動或いは演算部によって演算された各ＶＲの通信バッファ領域（ルートテーブル領域）を各ＶＲに定期的に通知する（Ｓ７）。各ＶＲは、通知された通信バッファ領域（ルートテーブル領域）内において、通信を行なう。
【００５４】
図７は、各ＶＲの動作を説明するためのフローチャートである。
【００５５】
各ＶＲにおいては、動作中常に、使用バッファ数カウンタ、ＱｏＳ値格納部に格納されるＱｏＳ値及び使用ルート数カウンタを最新の状態にしておき（Ｓ１１）、通信バッファ制御部（ルートテーブル制御部）のモニタ部からの問い合わせに応じて（Ｓ１２）、これらパラメータ値を返信する（Ｓ１３）。
【００５６】
次に、Ｓ１４において、データ設定部からの通知があるか否かの判断が行なわれ、通知が行なわれていない場合には処理を終了する。一方、データ設定部からの通知があると判断された場合には、通知されたバッファ領域（通信バッファ容量）を最大通信バッファ領域格納部５１に格納し、通知されたルートテーブル領域（テーブル数）を最大ルートテーブル領域格納部５２に格納する。
【００５７】
各ＶＲは、ルーティング処理中に、最大通信バッファ領域格納部５１に格納されたバッファ容量（バッファ数）と使用バッファ数カウンタ５３のカウンタ値（使用バッファ数）との比較を行ない、使用バッファ数が通知されたバッファ数を超える場合には、最大通信バッファ領域格納部５１に格納されたバッファ容量（バッファ数）を越えないようにする。
【００５８】
また、各ＶＲは、ルーティング処理中に、最大ルートテーブル領域格納部５２に格納されたテーブル数と使用ルート数カウンタ５５のカウンタ値（使用ルート数）との比較を行ない、使用ルート数が通知されたルート数を超える場合には、使用ルート数カウンタ５５に格納されたテーブル数を越えないようにする。
【００５９】
したがって、本実施の形態のエッジ装置によれば、各ＶＲごとに通信バッファ領域及びルートテーブル領域のリソースを配分することにより、一部のＶＲの各種共有リソース配分に対する悪影響を防止することができる。
【００６０】
なお、本願発明は、上記各実施形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、通信バッファ領域やルートテーブル領域以外にもＶＲが共有しているリソース全てに対して、本発明の手法を適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、エッジ装置で利用できる通信バッファ領域やルートテーブル領域などの共有リソースを、ＶＲの使用頻度の割合で配分することができるため、あるＶＰＮｎ急激な通信トラフィックやルート情報の増大により、他のＶＰＮが悪影響を受けることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエッジ装置が含まれるＩＰ−ＶＰＮを示す図である。
【図２】図１に示したエッジ装置を示す図である。
【図３】通信バッファ制御部の構成を示す図である。
【図４】ルートテーブル制御部の構成を示す図である。
【図５】各ＶＲ−１〜ＶＲｎ−１の構成を示す図である。
【図６】エッジ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】ＶＲの動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１，７…ユーザ網、
２…ＩＰ網、
２−１〜２−ｎ，６−１〜６−ｎ…エッジルータ、
３，５…エッジ装置、
４…コア装置、
１２，１３…物理回線、
１４…論理回線、
２１…通信バッファ制御部、
２２…ルートテーブル制御部、
２３…通信バッファ領域、
２４…ルートテーブル領域、
３１，４１…モニタ部、
３２，４２…バッファ領域演算部、
３３，４３…データ設定部、
５１…最大通信バッファ領域格納部、
５２…最大ルートテーブル領域格納部、
５３…使用バッファ数カウンタ、
５４…ＱｏＳ値格納部、
５５…使用ルート数カウンタ。

Claims

ユーザ網における複数のエッジルータに対してそれぞれ割り当てられ、前記ユーザ網とＩＰ網との間のルーティング処理を行なう複数のバーチャルルータと、
前記複数のバーチャルルータによって共有される通信バッファと、
前記複数のバーチャルルータによって共有されるルートテーブルと、
前記複数のバーチャルルータによって使用される前記通信バッファの領域の容量の合計が、前記複数のバーチャルルータに割り当てられた領域の容量の合計を超えていることを検出する手段と、
前記検出手段により検出が行なわれた場合に、前記複数のバーチャルルータの使用バッファ数、使用ルート数及びＱｏＳ値を取得する手段と、
前記取得された使用バッファ数、使用ルート数及びＱｏＳ値に基づいて、前記通信バッファの領域を前記複数のバーチャルルータのうち、ＱｏＳ値が設定されているバーチャルルータに優先して割り当て、他のバーチャルルータには、前記ＱｏＳ値が設定されたバーチャルルータに割り当てられた前記通信バッファの領域以外の領域を前記他のバーチャルルータの使用領域に応じて、前記他のバーチャルルータに割り当てるリソース割り当て手段とを具備することを特徴とするエッジ装置。
ユーザ網における複数のエッジルータに対してそれぞれ割り当てられ、前記ユーザ網とＩＰ網との間のルーティング処理を行なう複数のバーチャルルータと、
前記複数のバーチャルルータによって共有される通信バッファと、
前記複数のバーチャルルータによって共有されるルートテーブルと、
前記複数のバーチャルルータによって使用される前記ルートテーブルの領域の容量の合計が前記複数のバーチャルルータに割り当てられた領域の容量の合計を超えていることを検出する手段と、
前記検出手段により検出が行なわれた場合に、前記複数のバーチャルルータの使用バッファ数、使用ルート数及びＱｏＳ値を取得する手段と、
前記ルートテーブルの領域を前記複数のバーチャルルータの使用ルート数に応じて、前記複数のバーチャルルータに割り当てるリソース割り当て手段とを具備することを特徴とするエッジ装置。