JP4074310B2

JP4074310B2 - トラヒック分散制御装置、パケット通信ネットワークおよびプログラム

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Publication number: JP4074310B2
Application number: JP2005256066A
Authority: JP
Inventors: 毅八木; 勇一成瀬; 純一村山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2025-09-05
Also published as: JP2007074074A

Description

本発明は、トラヒック需要に応じて経路を割り当て、トラヒック交流分布の変動に応じて動的に経路を切り換えるトラヒックエンジニアリング技術を適用する際に、トラヒック情報を収集管理して適宜経路を最適化するトラヒック分散制御装置が保有しなければならない経路情報を削減し、トラヒックエンジニアリング技術の大規模ネットワークヘの適用を実現するための技術に関するものである。

従来、ＩＰネットワークを代表とするパケット通信ネットワークでは、最短経路のみを用いてパケットを転送していた。このため、トラヒック交流分布や有効帯域を考慮した転送経路の決定が困難であった。この結果、最短経路上のリンクや中継ルータに負荷が集中する傾向があり、輻輳による転送遅延やパケットロスが増加し、通信品質が劣化する可能性があった。

このような問題を解決するための技術として、トラヒックエンジニアリング技術がある（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。トラヒックエンジニアリング技術は、ネットワークのトラヒック交流分布に応じて、トラヒックを複数の中継路上に負荷分散して転送する技術である。トラヒック交流分布に偏りが生じ、且つ時間変動する場合には、余剰リソースを活用して輻輳回避できることから、ネットワーク全体の実効的なスループットを低コストに改善できる。

Junichi MURAYAMA et al.，「Traffic-Driven Optical IP Networking Architecture」，IEICE TRANS.COMMUN.，VOL.E86-B，NO.8，p.2294-2301，2003 松井健一，櫻井俊之，金田昌樹，村山純一，石井啓之，「テラビット級スーパーネットワークにおけるマルチレイヤトラフィックエンジニアリングの検討」，社団法人電子情報通信学会，電子情報通信学会技術報告、ＮＳ２００２−３１６，ＩＮ２００２−２８９，ｐ．２９７−３０２，２００３年３月

上述のトラヒックエンジニアリングを実施する際に、パケット転送装置を制御してトラヒックを分散させるトラヒック分散制御装置は、ネットワーク内のトラヒックトランクによりフローを類別する。この際、トラヒックトランクの属性として、明示経路という項目がある。すなわち、トラヒック分散制御装置は、ネットワーク内の全経路を明示経路として把握し、分散させたいトラヒックが属するトラヒックトランクを判別し、どの経路ヘトラヒックトランクを再マッピングするかを判断していた。経路数はネットワーク規模に応じて増加する。具体的には、ネットワーク内のエッジに設置され加入者ユーザを収容するエッジノード数の、二乗数に対して、エッジノード間の冗長経路数を乗じた数に相当する経路数を管理しなければならない。このため、トラヒックエンジニアリング技術を適用可能なネットワーク規模が中規模程度に限定されてしまうという問題があった。

本発明は、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際に、トラヒック分散制御装置が保有しなければならない経路管理情報数を、ネットワーク内の全経路数からネットワーク内の中継ルータ数に抑制することで、トラヒックエンジニアリング技術の大規模ネットワークヘの適用を実現することを目的とする。

本発明は、ユーザネットワークをそれぞれ収容する複数のエッジノードと前記複数のエッジノード間を接続する複数のパケット転送ノードとを有し、前記ユーザネットワーク間でパケットを転送するパケット通信ネットワークにおいて、前記パケットの転送経路を制御するトラヒック分散制御装置であって、前記パケット転送ノードが計測した、送信元アドレスと宛先アドレスとの対毎のトラヒック流通量を収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手段と、各パケット転送ノードのアドレスと当該ノードを経由する転送経路の経路識別子とが対応付けられて予め登録された経路識別子管理テーブルと、規定値以上の前記トラヒック流通量が生じた前記パケット転送ノードを輻輳状態と認識し、前記複数のエッジノード間に設定された複数の転送経路の経路識別子のうち、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を前記経路識別子管理テーブルに基づいて特定する第１の転送経路特定手段と、前記輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を前記トラヒック流通量収集記憶手段が収集したトラヒック流通量に基づいて特定するエッジノードアドレス対特定手段と、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットのうち、前記特定した経路識別子に対応する転送経路によって転送されるパケットの少なくとも一部を他の経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求する第１の設定要求手段とを有するものである。
また、本発明のトラヒック分散制御装置の１構成例は、さらに、前記転送経路の経路識別子をこの転送経路が経由する前記パケット転送ノード毎に記憶する経路識別子管理テーブルを有し、前記第１の転送経路特定手段は、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を前記経路識別子管理テーブルから取得するものである。
また、本発明のトラヒック分散制御装置の１構成例は、さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手段が収集したトラヒック流通量に基づいて各転送経路のトラヒック流通量を解析する解析手段を有し、前記第１の設定要求手段は、前記解析手段による解析の結果、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットに関して、前記特定した経路識別子の転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する前記他の経路識別子の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求するものである。
また、本発明のトラヒック分散制御装置の１構成例は、さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手段による収集の際に、応答がなかった前記パケット転送ノードに対応する経路識別子を特定する第２の転送経路特定手段と、この第２の転送経路特定手段が特定した経路識別子の転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、全ての前記エッジノードに対して要求する第２の設定要求手段とを有するものである。

また、本発明は、ユーザネットワークをそれぞれ収容する複数のエッジノードと、前記複数のエッジノード間を接続する複数のパケット転送ノードと、前記トラヒック分散制御装置とを有し、前記ユーザネットワーク間でパケットを転送するパケット通信ネットワークであって、前記エッジノードは、前記ユーザネットワークに接続されたユーザ端末から受信したユーザパケットが他のエッジノード宛のパケットであったときに、このユーザパケットをカプセル化して転送する第１の送信手段と、他のエッジノードから受信したカプセル化されたパケットから、ユーザパケットを抽出して、このユーザパケットを宛先となるユーザ端末へ送信する第２の送信手段とを有するものである。

また、本発明は、ユーザネットワークをそれぞれ収容する複数のエッジノードと前記複数のエッジノード間を接続する複数のパケット転送ノードとを有し、前記ユーザネットワーク間でパケットを転送するパケット通信ネットワークにおいて、前記パケットの転送経路を制御するトラヒック分散制御装置としてコンピュータを動作させるトラヒック分散制御装置用プログラムであって、前記パケット転送ノードが計測した、送信元アドレスと宛先アドレスとの対毎のトラヒック流通量を収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手順と、規定値以上の前記トラヒック流通量が生じた前記パケット転送ノードを輻輳状態と認識し、各パケット転送ノードのアドレスと当該ノードを経由する転送経路の経路識別子とが対応付けられて予め登録された経路識別子管理テーブルに基づいて、前記複数のエッジノード間に設定された複数の転送経路の経路識別子のうち、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を特定する第１の転送経路特定手順と、前記輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を前記トラヒック流通量収集記憶手順で収集されたトラヒック流通量に基づいて特定するエッジノードアドレス対特定手順と、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットのうち、前記特定した経路識別子に対応する転送経路によって転送されるパケットの少なくとも一部を他の経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求する第１の設定要求手順とを、前記コンピュータに実行させるようにしたものである。
また、本発明のトラヒック分散制御装置用プログラムの１構成例は、さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手順で収集されたトラヒック流通量に基づいて各転送経路のトラヒック流通量を解析する解析手順を有し、前記第１の設定要求手順は、前記解析手順による解析の結果、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットに関して、前記特定した経路識別子の転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する前記他の経路識別子の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求するものである。
また、本発明のトラヒック分散制御装置用プログラムの１構成例は、さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手順による収集の際に、応答がなかった前記パケット転送ノードに対応する経路識別子を特定する第２の転送経路特定手順と、この第２の転送経路特定手順で特定された経路識別子の転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、全ての前記エッジノードに対して要求する第２の設定要求手順とを有するものである。

本発明によれば、輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路を特定し、輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を特定し、特定した送信元アドレスのエッジノードから特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットのうち、特定した転送経路によって転送されるパケットの少なくとも一部を他の転送経路を用いて転送するよう、特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求することにより、この送信元エッジノードの送信機能を司るエッジ転送テーブルを書き換える。こうして、本発明では、パケット転送経路を動的に変更するトラヒックエンジニアリング技術を適用する際に、ネットワーク内の輻輳パケット転送ノードから転送経路を特定し、輻輳経路上のトラヒックを別経路に再マッピングすることができる。これにより、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際にトラヒック分散制御装置が保有しなければならない経路情報数を削減することができる。したがって、トラヒックエンジニアリング技術のスケーラビリティを向上させることが可能となり、トラヒックエンジニアリング技術の大規模ネットワークヘの適用を実現し、大規模ネットワークの実効的なスループットを低コストに改善することができる。

また、本発明では、転送経路の経路識別子を転送経路が経由するパケット転送ノード毎に記憶する経路識別子管理テーブルを用いることにより、輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路を容易に特定することができる。

また、本発明では、各転送経路のトラヒック流通量を解析し、この解析の結果、前記特定した転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する他の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求することにより、前記特定した宛先アドレスに対して設定されている各転送経路のトラヒック流通量を均一化することができる。

また、本発明では、トラヒック流通量の収集の際に、応答がなかったパケット転送ノードに設定された転送経路を特定し、この特定した転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる転送経路を用いて転送するよう、全てのエッジノードに対して要求することにより、リンクの切断やパケット転送ノードの故障などの障害を転送経路を切り替えることによって回避することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るパケット通信ネットワークのネットワークモデルの１例を示すブロック図である。図１のパケット通信ネットワークは、エッジノード１〜４、パケット転送ノード６〜９およびそれらを制御するトラヒック分散制御装置５から構成される。各端末装置１０〜１７は、アクセス網１８〜２１を経由してエッジノード１〜４に収容されている。エッジノード１〜４間は、パケット転送ノード６〜９によって接続されている。以下、エッジノード１〜４とパケット転送ノード６〜９とから構成されるバックボーンネットワークをコアネットワーク２２とし、端末装置１０〜１７で構成されるネットワークをユーザネットワーク２３とする。

図２に、本実施の形態のパケット通信ネットワークの物理モデルの１例を示す。各エッジノード間は、複数の転送経路で接続されている。例えば、エッジノード１とエッジノード３との間は、リンク１０１とパケット転送ノード６とリンク１０５とパケット転送ノード７とリンク１０７とパケット転送ノード９とリンク１０３とからなる転送経路と、リンク１０１とパケット転送ノード６とリンク１０６とパケット転送ノード８とリンク１０８とパケット転送ノード９とリンク１０３とからなる転送経路により接続されている。このように、エッジノード間を複数の転送経路で接続することにより、リンク断や装置輻輳などの物理的な原因による輻輳および故障を、出力先の転送経路を切り替えることによって回避することが可能となる。

トラヒック分散制御装置５は、エッジノード１〜４とそれぞれリンク１０９〜１１２で接続され、パケット転送ノード６〜９とそれぞれリンク１１３〜１１６で接続されている。このように、トラヒック分散制御装置５をネットワーク内の各ノードと接続することにより、トラヒック分散制御装置５によるネットワーク状態の集中管理を実現することができ、その結果、故障検出が可能となり、また故障の影響を受ける全経路を特定することが可能となる。

図３に、本実施の形態のパケット通信ネットワークの論理モデルの１例を示す。本実施の形態のパケット通信ネットワークでは、それぞれの経路に、その経路を識別するための経路識別子が付与される。経路識別子は、あるエッジノード間に着目した場合は経路毎に異なる値をとる。そして、エッジノードと別のエッジノードとの間では、転送経路が複数存在することから、経路識別子が重複する。

各パケット転送ノードは、特定の識別子が付与された経路を扱う。本実施の形態では、パケット転送ノード７は経路識別子Ｒ１を扱い、パケット転送ノード８は経路識別子Ｒ２を扱い、パケット転送ノード６，９は経路識別子Ｒ１，Ｒ２の双方を扱うものとする。図３におけるＲ１は経路識別子Ｒ１の経路を意味し、Ｒ２は経路識別子Ｒ２の経路を意味する。エッジノード１とエッジノード３との間に着目すると、経路識別子Ｒ１で示される経路と、経路識別子Ｒ２で示される経路が存在する。同様に、エッジノード２とエッジノード３との間に着目すると、経路識別子Ｒ１で示される経路と、経路識別子Ｒ２で示される経路が存在する。

このように、経路識別子は、あるエッジノード間に着目した場合は経路毎に異なる値であるＲ１またはＲ２をとり、エッジノードと別のエッジノードとの間では、経路識別子が重複する。したがって、パケット転送ノードから、対応する経路識別子を特定することができる。この点は、本発明が意図するトラヒック分散制御装置５の管理経路数の削減に直接的に関係する非常に重要な論理モデルの特徴である。

図４に、本実施の形態のトラヒック分散制御装置５の構成例を示す。トラヒック分散制御装置５は、外部装置管理部２４と、負荷分散計算部２５とから構成される。外部装置管理部２４は、トラヒック情報授受部２６と、応答管理部２７とから構成され、負荷分散計算部２５は、トラヒック情報保持部２８と経路最適化処理部２９とから構成される。

トラヒック情報授受部２６とトラヒック情報保持部２８とは、トラヒック流通量を収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手段を構成している。そして、経路最適化処理部２９と外部装置管理部２４とは、輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路を特定する第１の転送経路特定手段と、輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を特定するエッジノードアドレス対特定手段と、前記特定した宛先アドレスに対して設定されている各転送経路のトラヒック流通量が均一化するよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求する第１の設定要求手段と、各転送経路のトラヒック流通量を解析する解析手段と、トラヒック流通量の収集の際に、応答がなかったパケット転送ノードに設定された転送経路を特定する第２の転送経路特定手段と、この特定した転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる転送経路を用いて転送するよう、全てのエッジノードに対して要求する第２の設定要求手段とを構成している。

トラヒック情報授受部２６は、ネットワーク内のノード毎にタイマーＡを有している。そして、トラヒック情報授受部２６は、各ノードのアドレスから、対応する出力リンクおよび対応するタイマーＡを導き出す機能と、タイマーＡの初期値を設定するとともにタイマーＡをカウントダウンし、タイマーＡが０になった際にタイマーＡを初期値に再設定する機能と、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）やコマンドラインを実装し、対応するタイマーＡが例えば０になったノードのアドレスを宛先アドレスとし、このノードに対応する出力リンクに対してＳＮＭＰ参照要求を送信して、各ノードが保有するテーブルや情報の内容を参照する機能と、各ノードからＳＮＭＰ参照要求に対する応答が記述されたＳＮＭＰ参照応答を受信した際に、このＳＮＭＰ参照応答からトラヒック情報を抽出して、後述する負荷分散計算部２５のトラヒック情報保持部２８に通知する機能とを有している。

ここで、トラヒック情報は、そのトラヒック情報を収集したノードのアドレスと、そのノードが収集したトラヒック流通量とから構成される。各エッジノード１〜４は、出力リンク毎の転送トラヒック流通量と、宛先エッジノードのアドレス毎のトラヒック流通量を収集している。また、各パケット転送ノード６〜９は、出力リンク毎の転送トラヒック流通量と、送信元エッジノードのアドレスと宛先エッジノードのアドレスとの対毎のトラヒック流通量を収集している。

本実施の形態がＳＮＭＰ参照要求で参照することを想定している各ノードのテーブルや情報としては、後述するエッジノードが保有するエッジ転送テーブル３７、エッジ出力リンク特定テーブル３８、エッジトラヒック観測部３９が観測したトラヒック流通量、パケット転送ノードが保有するコア転送テーブル４３、コアトラヒック観測部４４が観測したトラヒック流通量などが挙げられる。

応答管理部２７は、ネットワーク内のノード毎にタイマーＢを有している。そして、応答管理部２７は、各ノードのアドレスから、対応するタイマーＢを導き出す機能と、タイマーＢの初期値を設定するとともにＳＮＭＰ参照要求をノード宛てに送信したときにこのノードに関するタイマーＢを送信直後からカウントダウンし、ＳＮＭＰ参照応答が０になった際にタイマーＢを初期値に再設定する機能と、タイマーＢが０になった際にタイマーＢを初期値に再設定するとともに、このタイマーＢに対応するノードからの応答がないことを負荷分散計算部２５に通知する機能とを有している。

外部装置管理部２４は、トラヒック情報授受部２６と応答管理部２７を用いて、各ノードのテーブル情報およびトラヒック情報を収集して負荷分散計算部２５に通知する機能と、負荷分散計算部２６から通知される更新経路情報を基に各ノードにＳＮＭＰ設定要求を送信して、各ノードのテーブル情報を書き換えて、トラヒックを各経路に再マッピングする機能とを有している。

トラヒック情報保持部２８は、トラヒック情報授受部２６から受信したトラヒック情報を収集して保存することで、各ノードと各リンクと各経路のトラヒック流通量を管理する機能を有している。
経路最適化処理部２９は、経路識別子管理テーブル３０を有している。経路識別子管理テーブル３０には、各パケット転送ノード６〜９のアドレスと当該ノードを経由する転送経路の経路識別子とが対応付けられて予め登録されている。

経路最適化処理部２９は、トラヒック情報保持部２８が保存しているトラヒック流通量を用いて、輻輳しているパケット転送ノードを認識し、この輻輳パケット転送ノードに対応する経路識別子を経路識別子管理テーブル３０によって特定するとともに、この経路識別子に対応する経路によって転送されるトラヒックを削減するためにエッジノードが新たに保有しなければならない経路情報を計算して外部装置管理部２４に通知する機能と、ＳＮＭＰ参照要求に対する応答がないパケット転送ノードについて応答管理部２７から通知されたときに、このパケット転送ノードに対応する経路識別子を経路識別子管理テーブル３０によって特定するとともに、この経路識別子に対応する経路によって転送されるトラヒックを別の経路を用いて転送するためにエッジノードが新たに保有しなければならない経路情報を計算して外部装置管理部２４に通知する機能とを有している。

経路最適化処理部２９は、各経路のトラヒック流通量を均一化させるため、経路情報を計算する際に、各経路のトラヒック流通量を加味して新経路を導く計算を実施する。このとき、経路最適化処理部２９は、経路識別子管理テーブル３０によって特定した経路識別子の転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する他の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう経路情報を計算する。

また、単純に輻輳経路上のトラヒックの一部を別の経路に再マッピングすることを目標とするのであれば、輻輳しているパケット転送ノードに対応する経路識別子を特定した後に、それ以外の他の経路識別子を特定し、輻輳パケット転送ノード上でトラヒック流通量が最大となる、送信元エッジノードと宛先エッジノード間のトラヒックを他の経路識別子で示される新経路に再マッピングすればよい。

負荷分散計算部２５は、トラヒック情報保持部２８と経路最適化処理部２９を用いて、各ノードのトラヒック流通量を保持し、トラヒック流通量を分析して輻輳しているリンクや輻輳しているノードを特定する機能と、この輻輳を解消するために新経路を計算し、更新経路情報を生成して外部装置管理部２４に送信する機能と、ＳＮＭＰ参照要求に対する応答がないパケット転送ノードを迂回するために新経路を計算し、更新経路情報を生成して外部装置管理部２４に送信する機能とを有している。ここで、更新経路情報は、ＳＮＭＰ設定要求の宛先アドレスとなる、制御対象のノードのアドレスと、計算した新経路を設定するよう要求する要求内容とから構成される。

以上の構成により、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際に、トラヒック分散制御装置５は、ネットワーク内の中継ルータ（パケット転送ノード６〜９）の識別子（アドレス）から経路を特定して、輻輳している経路上や故障ノード経由の経路上のトラヒックを別の経路に再マッピングする。これにより、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際にトラヒック分散制御装置５が保有しなければならない経路情報数を削減することができるため、トラヒックエンジニアリング技術のスケーラビリティを向上させることができる。

図５に、本実施の形態のエッジノード１〜４の構成例を示す。各エッジノード１〜４は、それぞれエッジ受信パケット処理部３１と、エッジパケット処理部３２と、エッジフォワーディング処理部３３と、エッジヘッダ処理部３４と、エッジ送信パケット処理部３５と、エッジ・サーバ接続部３６とから構成される。

エッジ受信パケット処理部３１とエッジパケット処理部３２とエッジフォワーディング処理部３３とエッジヘッダ処理部３４とエッジ送信パケット処理部３５とは、端末装置１０〜１７から受信したユーザパケット（ＩＰパケット）が他のエッジノード宛のパケットであったときに、このユーザパケットをカプセル化して転送する第１の送信手段と、他のエッジノードから受信したカプセル化されたパケットから、ユーザパケットを抽出して、このユーザパケットを宛先となるユーザ端末へ送信する第２の送信手段とを構成している。

エッジ受信パケット処理部３１は、受信したＩＰパケットをエッジパケット処理部３２へ転送する機能と、コアネットワークから受信したコアパケットからコアネットワーク用のヘッダを削除してＩＰパケットを抽出し、抽出したＩＰパケットをパケット処理部３２へ転送する機能とを有している。
エッジパケット処理部３２は、エッジ受信パケット処理部３１が抽出したＩＰパケットから宛先ＩＰアドレスを抽出する機能を有している。

エッジフォワーディング処理部３３は、エッジ転送テーブル３７を有している。エッジ転送テーブル３７には、宛先ＩＰアドレスに対応する宛先コアアドレスプレフィックスおよび経路識別子が予め登録されている。コアアドレスにおいては、プレフィックス部に、エッジルータを識別する情報が記述され、それ以外の部分に、転送する際の出力先転送経路を識別する経路識別子が記述されている。エッジフォワーディング処理部３３は、エッジパケット処理部３２が抽出した宛先ＩＰアドレスを検索キーとして、エッジ転送テーブル３７を検索し、宛先ＩＰアドレスに対応する宛先コアアドレスプレフィックスおよび経路識別子を導く機能を有している。

エッジヘッダ処理部３４は、エッジフォワーディング処理部３３が特定した宛先コアアドレスプレフィックスおよび経路識別子を記述した宛先コアアドレスと、自身のエッジノードに割り当てられたコアアドレスプレフィックスを記述した送信元コアアドレスとから、コアヘッダを生成し、このコアヘッダをＩＰパケットに付与してコアパケットを生成する機能を有している。

なお、エッジフォワーディング処理部３３が特定した宛先コアアドレスプレフィックスと自身のエッジノードに割り当てられたコアアドレスプレフィックスとが一致することは、自身のエッジノード宛のパケットであることを意味する。この場合、エッジヘッダ処理部３４は、コアヘッダは生成しない。

エッジ送信パケット処理部３５は、エッジ出力リンク特定テーブル３８と、エッジトラヒック観測部３９とを有している。
エッジ出力リンク特定テーブル３８には、宛先アドレスに対応する出力リンクの番号が予め登録されている。
エッジトラヒック観測部３９は、出力パケットの宛先コアアドレス毎のトラヒック流通量と、出力リンク毎のトラヒック流通量を観測する機能を有している。

エッジ送信パケット処理部３５は、エッジヘッダ処理部３４からパケットを受信して、このパケットの宛先アドレスを参照し、エッジ出力リンク特定テーブル３８により出力リンクを特定してパケットを送信する機能と、パケットを出力する際、このパケットのコアヘッダ領域を検索して、エッジトラヒック観測部３９を用いて宛先コアアドレス毎にトラヒック流通量をカウントする機能と、パケットを出力する際、エッジトラヒック観測部３９を用いて出力リンク毎にトラヒック流通量をカウントする機能とを有している。

なお、エッジ送信パケット処理部３５は、エッジ出力リンク特定テーブル３８を検索する際、コアヘッダでカプセル化されたコアパケットに対しては、宛先コアアドレスを検索キーとし、コアヘッダでカプセル化されていないＩＰパケットに対しては、宛先ＩＰアドレスを検索キーとする。

エッジ・サーバ接続部３６は、トラヒック分散制御装置５からＳＮＭＰ参照要求を受信した際に、要求されたテーブルやトラヒック流通量の内容を記述したＳＮＭＰ参照応答を生成してトラヒック分散制御装置５へ送信する機能と、トラヒック分散制御装置５からＳＮＭＰ設定要求を受信した際に、設定を要求されているテーブルやトラヒック流通量の内容をＳＮＭＰ設定要求の内容に応じて変更すると共に、ＳＮＭＰ設定応答を生成してトラヒック分散制御装置５へ送信する機能とを有している。

ＳＮＭＰ参照要求およびＳＮＭＰ設定要求によって参照や設定を要求されるテーブルや情報としては、エッジ転送テーブル３７、エッジ出力リンク特定テーブル３８、およびエッジトラヒック観測部３９に保存されているトラヒック流通量が挙げられる。

以上のようなエッジノード１〜４をネットワーク内に設置することにより、トラヒック分散制御装置５をネットワーク内に設置した際に、エッジノード１〜４にトラヒック分散に必要なトラヒック情報を収集させるとともに、トラヒック分散制御装置５が計算した経路情報をエッジノード１〜４に反映させ、ネットワーク内のトラヒックを各経路に分散させることが可能となる。

図６に、本実施の形態のパケット転送ノード６〜９の構成例を示す。各パケット転送ノード６〜９は、それぞれコア受信パケット処理部４０と、コア送信パケット処理部４１と、コア・サーバ接続部４２とから構成される。

コア受信パケット処理部４０は、受信したコアパケットをコア送信パケット処理部４１へ転送する機能を有している。
コア送信パケット処理部４１は、コア転送テーブル４３およびコアトラヒック観測部４４を有している。コア転送テーブル４３には、宛先コアアドレスプレフィックスおよび経路識別子に対応する出力リンクが予め登録されている。コアトラヒック観測部４４は、出力パケットの送信元コアアドレスと宛先コアアドレスとの対毎のトラヒック流通量と、出力リンク毎のトラヒック流通量を観測する機能を有している。

コア送信パケット処理部４１は、コア受信パケット処理部４０からコアパケットを受信して、このコアパケットの宛先コアアドレスを参照し、コア転送テーブル４３により出力リンクを特定してコアパケットを送信する機能と、コアパケットを出力する際、このパケットのコアヘッダ領域を検索して、送信元コアアドレスと宛先コアアドレスとの対毎にトラヒック流通量をカウントする機能と、コアパケットを出力する際、出力リンク毎にトラヒック流通量をカウントする機能とを有している。

コア・サーバ接続部４２は、トラヒック分散制御装置５からＳＮＭＰ参照要求を受信した際に、要求されたテーブルやトラヒック流通量の内容を記述したＳＮＭＰ参照応答を生成してトラヒック分散制御装置５へ送信する機能と、トラヒック分散制御装置５からＳＮＭＰ設定要求を受信した際に、設定を要求されているテーブルやトラヒック流通量の内容をＳＮＭＰ設定要求の内容に応じて変更すると共に、ＳＮＭＰ設定応答を生成してトラヒック分散制御装置５へ送信する機能とを有している。ＳＮＭＰ参照要求およびＳＮＭＰ設定要求によって参照や設定を要求されるテーブルや情報としては、コア転送テーブル４３、およびコアトラヒック観測部４４に保存されているトラヒック流通量が挙げられる。

以上のようなパケット転送ノード６〜９をネットワーク内に設置することにより、トラヒック分散制御装置５をネットワーク内に設置した際に、パケット転送ノード６〜９にトラヒック分散に必要なトラヒック情報を収集させることが可能となる。また、パケット転送ノード６〜９が故障すると、ＳＮＭＰ参照要求に応答できないため、トラヒック分散制御装置５が当該ノードの故障を検出して、トラヒックを当該ノードを経由しない他の経路に分散させることが可能となる。

次に、図７のパケット通信ネットワークの物理モデルを用いて、本実施の形態のトラヒック分散制御装置５およびパケット通信ネットワークの動作例を説明する。
本動作例では、端末装置１０にユーザ＃１というアドレスが割り当てられ、端末装置１１にユーザ＃２というアドレスが割り当てられ、端末装置１２にユーザ＃３というアドレスが割り当てられ、端末装置１３にユーザ＃４というアドレスが割り当てられ、端末装置１４にユーザ＃５というアドレスが割り当てられ、端末装置１５にユーザ＃６というアドレスが割り当てられ、端末装置１６にユーザ＃７というアドレスが割り当てられ、端末装置１７にユーザ＃８というアドレスが割り当てられているものとする。

また、エッジノード１にコアアドレスプレフィックス＃１が割り当てられ、エッジノード２にコアアドレスプレフィックス＃２が割り当てられ、エッジノード３にコアアドレスプレフィックス＃３が割り当てられ、エッジノード４にコアアドレスプレフィックス＃４が割り当てられ、トラヒック分散制御装置５にコアアドレス＃５が割り当てられ、パケット転送ノード６にコアアドレス＃６が割り当てられ、パケット転送ノード７にコアアドレス＃７が割り当てられ、パケット転送ノード８にコアアドレス＃８が割り当てられ、パケット転送ノード９にコアアドレス＃９が割り当てられているものとする。

図８に、本動作例のパケット通信ネットワークの論理モデルを示す。パケット転送ノード６は、経路識別子Ｒ１に対応した経路と経路識別子Ｒ２に対応した経路を転送経路として保有し、パケット転送ノード７は、経路識別子Ｒ１に対応した経路を転送経路として保有し、パケット転送ノード８は、経路識別子Ｒ２に対応した経路を転送経路として保有し、パケット転送ノード９は、経路識別子Ｒ１に対応した経路と経路識別子Ｒ２に対応した経路を転送経路として保有している。

図９に、本動作例の経路切り替え前のパケット転送状況を示す。まず、ユーザアドレス＃１の端末装置１０からユーザアドレス＃５の端末装置１４へ転送されるＩＰパケットについて説明する。端末装置１０からＩＰパケットを受信したエッジノード１は、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ１からなる宛先コアアドレスと、送信元コアアドレス＃１とを含むコアヘッダをＩＰパケットに付与してコアパケットを生成し、宛先コアアドレスに対応する出力リンクからパケット転送ノード６へコアパケットを転送する。

コアパケットを受信したパケット転送ノード６は、コアパケットの宛先コアアドレスを参照し、この宛先コアアドレスに対応する出力リンクからパケット転送ノード７へコアパケットを転送する。同様の動作により、パケット転送ノード７は、受信したコアパケットをパケット転送ノード９へ転送し、パケット転送ノード９は、受信したコアパケットをエッジノード３へ転送する。

エッジノード３は、受信したコアパケットからコアヘッダを除去してＩＰパケットを抽出し、このＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスを参照して、宛先ＩＰアドレスに対応する出力リンクから端末装置１４へＩＰパケットを転送する。

次に、ユーザアドレス＃２の端末装置１１からユーザアドレス＃６の端末装置１５へ転送されるＩＰパケットについて説明する。端末装置１１からＩＰパケットを受信したエッジノード１は、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ１からなる宛先コアアドレスと、送信元コアアドレス＃１とを含むコアヘッダをＩＰパケットに付与してコアパケットを生成し、宛先コアアドレスに対応する出力リンクからパケット転送ノード６へコアパケットを転送する。

コアパケットを受信したパケット転送ノード６は、コアパケットの宛先コアアドレスに対応する出力リンクからパケット転送ノード７へコアパケットを転送する。同様の動作により、パケット転送ノード７は、受信したコアパケットをパケット転送ノード９へ転送し、パケット転送ノード９は、受信したコアパケットをエッジノード３へ転送する。

エッジノード３は、受信したコアパケットからＩＰパケットを抽出し、このＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスを参照して、宛先ＩＰアドレスに対応する出力リンクから端末装置１５へＩＰパケットを転送する。
以上のようなパケット転送状況において、パケット転送ノード７にトラヒックが集中し、輻輳が発生したと仮定する。

図１０に、図９に示したパケット転送状況におけるエッジノード１のエッジ転送テーブル３７を示し、図１１に、同パケット転送状況におけるエッジノード１のエッジ出力リンク特定テーブル３８を示し、図１２に、同パケット転送状況においてエッジノード１のエッジトラヒック観測部３９が収集したトラヒック情報を示す。

エッジノード１のエッジ受信パケット処理部３１が端末装置１０からＩＰパケットを受信すると、エッジパケット処理部３２がこのＩＰパケットから宛先ＩＰアドレス＃５を抽出する。エッジフォワーディング処理部３３は、この宛先ＩＰアドレス＃５を検索キーとして、図１０に示したエッジ転送テーブル３７を検索し、宛先ＩＰアドレス＃５のＩＰパケットについて、宛先コアアドレスプレフィックスが＃３であり、経路識別子がＲ１であると認識する。これにより、エッジヘッダ処理部３４は、宛先ＩＰアドレス＃５のＩＰパケットに対して、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ１からなる宛先コアアドレスと、送信元コアアドレス＃１とを含むコアヘッダを付与する。

次に、エッジノード１のエッジ送信パケット処理部３５は、エッジヘッダ処理部３４で生成されたコアパケットの宛先コアアドレスを検索キーとして、図１１に示したエッジ出力リンク特定テーブル３８を検索し、宛先コアアドレスプレフィックスが＃３のコアパケットについて、出力リンクが１０１であると認識し、この出力リンク１０１からパケット転送ノード６へコアパケットを転送する。

一方、エッジノード１のエッジトラヒック観測部３９は、図１２（Ａ）のトラヒック情報Ｔ１に示すように、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ１の出力コアパケットに関してトラヒック流通量として２４６を収集すると共に、図１２（Ｂ）のトラヒック情報Ｔ２に示すように、出力リンク１０１に関してトラヒック流通量として７１５６を収集する。以上が図９に示したパケット転送状況におけるエッジノード１の動作である。

図１３に、図９に示したパケット転送状況におけるパケット転送ノード６のコア転送テーブル４３を示し、図１４に、同パケット転送状況においてパケット転送ノード６のコアトラヒック観測部４４が収集したトラヒック情報を示す。
パケット転送ノード６のコア受信パケット処理部４０がエッジノード１からコアパケットを受信すると、コア送信パケット処理部４１は、このコアパケットの宛先コアアドレスを検索キーとして、図１３に示したコア転送テーブル４３を検索し、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ１のコアパケットについて、出力リンクが１０５であると認識し、この出力リンク１０５からパケット転送ノード７へコアパケットを転送する。

パケット転送ノード６のコアトラヒック観測部４４は、図１４（Ａ）のトラヒック情報Ｔ３に示すように、送信元コアアドレス＃１、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ１の出力コアパケットに関してトラヒック流通量として２４６を収集すると共に、図１４（Ｂ）のトラヒック情報Ｔ４に示すように、出力リンク１０５に関してトラヒック流通量として１００２１を収集する。以上が図９に示したパケット転送状況におけるパケット転送ノード６の動作である。

図１５に、トラヒック分散制御装置５の経路識別子管理テーブル３０を示す。トラヒック分散制御装置５のトラヒック情報授受部２６は、ネットワーク内の各ノードに対してＳＮＭＰ参照要求を送信し、各ノードから返信されたＳＮＭＰ参照応答からトラヒック情報を抽出してトラヒック情報保持部２８に通知する。トラヒック情報保持部２８は、トラヒック情報授受部２６から受信したトラヒック情報を保存する。

トラヒック分散制御装置５の経路最適化処理部２９は、トラヒック情報保持部２８が保存しているトラヒック流通量に基づいて各パケット転送ノード６〜９の状態を判定し、パケット転送ノード７に輻輳が発生していると認識する。このとき、各パケット転送ノード６〜９が輻輳しているか否かは予め定められた規定値に基づいて判定し、規定値以上のトラヒック流通量が生じている場合には、そのパケット転送ノードが輻輳状態であると判定すればよい。そして、経路最適化処理部２９は、輻輳状態のパケット転送ノード７のアドレス＃７を検索キーとして、図１５に示した経路識別子管理テーブル３０を検索し、パケット転送ノード７に対応する経路識別子がＲ１であると認識する。

さらに、経路最適化処理部２９は、トラヒック情報保持部２８が保存しているトラヒック流通量に基づいて、パケット転送ノード７においてトラヒック流通量が最大となっているエッジノード対のアドレスを取得する。ここでは、送信元エッジノードのアドレスが＃１であり、宛先エッジノードのアドレスが＃３である。そして、経路最適化処理部２９は、送信元エッジノード１から宛先エッジノード３宛のパケットのうち、経路識別子Ｒ１に対応する経路によって転送されるパケットが減少するように新たな経路、具体的には経路識別子Ｒ２に対応する経路を計算して、更新経路情報を外部装置管理部２４に通知する。

外部装置管理部２４は、経路最適化処理部２９から通知された更新経路情報に基づいて、エッジノード１のエッジ転送テーブル３７において宛先コアアドレスプレフィックスが＃３で、かつ経路識別子がＲ１であるエントリの一部について、経路識別子をＲ２に書き換えるよう要求するＳＮＭＰ設定要求をエッジノード１に送信する。

このとき、経路最適化処理部２９は、その保有する計算アルゴリズムによっては、エッジ転送テーブル３７の該当エントリのうち何割を書き換えるかを具体的に計算して、外部装置管理部２４を通じて指示することが可能である。また、経路最適化処理部２９は、ユーザアドレスに対する経路識別子をトラヒック分散制御装置５で管理する場合、エッジ転送テーブル３７の該当エントリのうちどの宛先ユーザアドレスについて経路識別子を書き換えるかを具体的に計算して指示することが可能である。

図１６に、経路切り替え後のパケット転送状況を示す。エッジノード１のエッジ・サーバ接続部３６は、トラヒック分散制御装置５から送信されたＳＮＭＰ設定要求に応じて、エッジ転送テーブル３７の内容を書き換える。ここでは、エッジ転送テーブル３７において宛先コアアドレスプレフィックスが＃３で、かつ経路識別子がＲ１であるエントリのうち、宛先ＩＰアドレスが＃６であるエントリについて経路識別子をＲ２に書き換えるものとする。

これにより、パケット転送ノード６では、宛先コアアドレスプレフィックスが＃３のパケットのち、ＩＰアドレス＃６宛のパケットをパケット転送ノード８へ転送するため、２つの経路にトラヒックが分散される。こうして、パケット転送ノード７へのトラヒックの集中を解消することができる。

図１７に、図１６に示したパケット転送状況におけるエッジノード１のエッジ転送テーブル３７を示し、図１８に、同パケット転送状況においてエッジノード１のエッジトラヒック観測部３９が収集したトラヒック情報を示す。
前述のエッジ・サーバ接続部３６によるエッジ転送テーブル３７の書き換えにより、図１７では宛先ＩＰアドレス＃６に対応する経路識別子がＲ２に変更されている。

エッジノード１のエッジ受信パケット処理部３１が端末装置１０からＩＰパケットを受信すると、エッジパケット処理部３２がこのＩＰパケットから宛先ＩＰアドレス＃６を抽出する。エッジフォワーディング処理部３３は、この宛先ＩＰアドレス＃６を検索キーとして、図１７に示したエッジ転送テーブル３７を検索し、宛先ＩＰアドレス＃６のＩＰパケットについて、宛先コアアドレスプレフィックスが＃３であり、経路識別子がＲ２であると認識する。これにより、エッジヘッダ処理部３４は、宛先ＩＰアドレス＃６のＩＰパケットに対して、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ２からなる宛先コアアドレスと、送信元コアアドレス＃１とを含むコアヘッダを付与する。

図１６に示したパケット転送状況においても、エッジノード１のエッジ出力リンク特定テーブル３８は図１１に示したとおりであり、エッジ送信パケット処理部３５は、宛先コアアドレスプレフィックス＃３のコアパケットを出力リンク１０１からパケット転送ノード６へ転送する。

エッジノード１のエッジトラヒック観測部３９は、図１８（Ａ）のトラヒック情報Ｔ１に示すように、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ１，Ｒ２の出力コアパケットに関してトラヒック流通量を収集すると共に、図１８（Ｂ）のトラヒック情報Ｔ２に示すように、出力リンク１０１に関してトラヒック流通量を収集する。

エッジ転送テーブル３７が書き換えられた後も、宛先コアアドレスプレフィックス＃３のコアパケットの出力リンクは１０１のまま変化しないので、トラヒック情報Ｔ２については図１２（Ｂ）の状態から変化していない。一方、ＩＰアドレス＃６宛のパケットを経路識別子Ｒ２に対応する経路によって転送するようにしたため、トラヒック情報Ｔ１については、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ２の出力コアパケットに関してトラヒック流通量が２１に増加していることが分かる。以上が図１６に示したパケット転送状況におけるエッジノード１の動作である。

図１９に、図１６に示したパケット転送状況においてパケット転送ノード６のコアトラヒック観測部４４が収集したトラヒック情報を示す。
図１６に示したパケット転送状況においても、パケット転送ノード６のコア転送テーブル４３は図１３に示したとおりである。したがって、パケット転送ノード６のコア受信パケット処理部４０がエッジノード１からコアパケットを受信すると、コア送信パケット処理部４１は、このコアパケットの宛先コアアドレスを検索キーとして、コア転送テーブル４３を検索し、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ２のコアパケットについて、出力リンクが１０６であると認識し、この出力リンク１０６からパケット転送ノード８へコアパケットを転送する。

パケット転送ノード６のコアトラヒック観測部４４は、図１９（Ａ）のトラヒック情報Ｔ３に示すように、送信元コアアドレス＃１、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ１，Ｒ２の出力コアパケットに関してトラヒック流通量を収集すると共に、図１９（Ｂ）のトラヒック情報Ｔ４に示すように、出力リンク１０５，１０６に関してトラヒック流通量を収集する。

ＩＰアドレス＃６宛のパケットを経路識別子Ｒ２に対応する経路によって転送するようにしたため、トラヒック情報Ｔ３については、送信元コアアドレス＃１、宛先コアアドレスプレフィックス＃３および経路識別子Ｒ２の出力コアパケットに関してトラヒック流通量が１１３に増加しており、またトラヒック情報Ｔ４については、出力リンク１０６に関するトラヒック流通量が５７２７に増加していることが分かる。以上が図１６に示したパケット転送状況におけるパケット転送ノード６の動作である。

以上のように、本実施の形態では、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際に、トラヒック分散制御装置５がネットワーク内の中継ルータ（パケット転送ノード）から輻輳している転送経路を特定し、この輻輳経路上のトラヒックを別経路に再マッピングする。これにより、本実施の形態では、トラヒックエンジニアリング技術を適用する際にトラヒック分散制御装置５が保有しなければならない経路情報数を、ネットワーク内の全経路数から中継ルータ数に抑制することができ、トラヒックエンジニアリング技術のスケーラビリティを向上させることができる。

なお、本実施の形態のトラヒック分散制御装置５と各エッジノード１〜４と各パケット転送ノード６〜９は、それぞれＣＰＵと記憶装置とインタフェースとを備えたコンピュータ、及びこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。コンピュータをそれぞれの装置として機能させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。ＣＰＵは、読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、この記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、パケット通信ネットワークに適用することができる。

本発明の実施の形態に係るパケット通信ネットワークのネットワークモデルの１例を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係るパケット通信ネットワークの物理モデルの１例を示す図である。本発明の実施の形態に係るパケット通信ネットワークの論理モデルの１例を示す図である。本発明の実施の形態におけるトラヒック分散制御装置の構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態におけるエッジノードの構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態におけるパケット転送ノードの構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態のパケット通信ネットワークの動作例の物理モデルを示す図である。本発明の実施の形態のパケット通信ネットワークの動作例の論理モデルを示す図である。本発明の実施の形態のパケット通信ネットワークにおける経路切り替え前のパケット転送状況を示す図である。図９のパケット転送状況におけるエッジノードのエッジ転送テーブルを示す図である。図９のパケット転送状況におけるエッジノードのエッジ出力リンク特定テーブルを示す図である。図９のパケット転送状況においてエッジノードのエッジトラヒック観測部が収集したトラヒック情報を示す図である。図９のパケット転送状況におけるパケット転送ノードのコア転送テーブルを示す図である。図９のパケット転送状況においてパケット転送ノードのコアトラヒック観測部が収集したトラヒック情報を示す図である。本発明の実施の形態におけるトラヒック分散制御装置の経路識別子管理テーブルを示す図である。本発明の実施の形態のパケット通信ネットワークにおける経路切り替え後のパケット転送状況を示す図である。図１６のパケット転送状況におけるエッジノードのエッジ転送テーブルを示す図である。図１６のパケット転送状況においてエッジノードのエッジトラヒック観測部が収集したトラヒック情報を示す図である。図１６のパケット転送状況においてパケット転送ノードのコアトラヒック観測部が収集したトラヒック情報を示す図である。

符号の説明

１〜４…エッジノード、５…トラヒック分散制御装置、６〜９…パケット転送ノード、１０〜１７…端末装置、１８〜２１…アクセス網、２２…コアネットワーク、２３…ユーザネットワーク、２４…外部装置管理部、２５…負荷分散計算部、２６…トラヒック情報授受部、２７…応答管理部、２８…トラヒック情報保持部、２９…経路最適化処理部、３０…経路識別子管理テーブル、３１…エッジ受信パケット処理部、３２…エッジパケット処理部、３３…エッジフォワーディング処理部、３４…エッジヘッダ処理部、３５…エッジ送信パケット処理部、３６…エッジ・サーバ接続部、３７…エッジ転送テーブル、３８…エッジ出力リンク特定テーブル、３９…エッジトラヒック観測部、４０…コア受信パケット処理部、４１…コア送信パケット処理部、４２…コア・サーバ接続部、４３…コア転送テーブル、４４…コアトラヒック観測部、１０１〜１１６…リンク。

Claims

ユーザネットワークをそれぞれ収容する複数のエッジノードと前記複数のエッジノード間を接続する複数のパケット転送ノードとを有し、前記ユーザネットワーク間でパケットを転送するパケット通信ネットワークにおいて、前記パケットの転送経路を制御するトラヒック分散制御装置であって、
前記パケット転送ノードが計測した、送信元アドレスと宛先アドレスとの対毎のトラヒック流通量を収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手段と、
各パケット転送ノードのアドレスと当該ノードを経由する転送経路の経路識別子とが対応付けられて予め登録された経路識別子管理テーブルと、
規定値以上の前記トラヒック流通量が生じた前記パケット転送ノードを輻輳状態と認識し、前記複数のエッジノード間に設定された複数の転送経路の経路識別子のうち、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を前記経路識別子管理テーブルに基づいて特定する第１の転送経路特定手段と、
前記輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を前記トラヒック流通量収集記憶手段が収集したトラヒック流通量に基づいて特定するエッジノードアドレス対特定手段と、
前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットのうち、前記特定した経路識別子に対応する転送経路によって転送されるパケットの少なくとも一部を他の経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求する第１の設定要求手段とを有することを特徴とするトラヒック分散制御装置。
請求項１記載のトラヒック分散制御装置において、
さらに、前記転送経路の経路識別子をこの転送経路が経由する前記パケット転送ノード毎に記憶する経路識別子管理テーブルを有し、
前記第１の転送経路特定手段は、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を前記経路識別子管理テーブルから取得することを特徴とするトラヒック分散制御装置。
請求項１または２記載のトラヒック分散制御装置において、
さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手段が収集したトラヒック流通量に基づいて各転送経路のトラヒック流通量を解析する解析手段を有し、
前記第１の設定要求手段は、前記解析手段による解析の結果、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットに関して、前記特定した経路識別子の転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する前記他の経路識別子の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求することを特徴とするトラヒック分散制御装置。
請求項３記載のトラヒック分散制御装置において、
さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手段による収集の際に、応答がなかった前記パケット転送ノードに対応する経路識別子を特定する第２の転送経路特定手段と、
この第２の転送経路特定手段が特定した経路識別子の転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、全ての前記エッジノードに対して要求する第２の設定要求手段とを有することを特徴とするトラヒック分散制御装置。
ユーザネットワークをそれぞれ収容する複数のエッジノードと、前記複数のエッジノード間を接続する複数のパケット転送ノードと、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトラヒック分散制御装置とを有し、前記ユーザネットワーク間でパケットを転送するパケット通信ネットワークであって、
前記エッジノードは、
前記ユーザネットワークに接続されたユーザ端末から受信したユーザパケットが他のエッジノード宛のパケットであったときに、このユーザパケットをカプセル化して転送する第１の送信手段と、
他のエッジノードから受信したカプセル化されたパケットから、ユーザパケットを抽出して、このユーザパケットを宛先となるユーザ端末へ送信する第２の送信手段とを有することを特徴とするパケット通信ネットワーク。
ユーザネットワークをそれぞれ収容する複数のエッジノードと前記複数のエッジノード間を接続する複数のパケット転送ノードとを有し、前記ユーザネットワーク間でパケットを転送するパケット通信ネットワークにおいて、前記パケットの転送経路を制御するトラヒック分散制御装置としてコンピュータを動作させるトラヒック分散制御装置用プログラムであって、
前記パケット転送ノードが計測した、送信元アドレスと宛先アドレスとの対毎のトラヒック流通量を収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手順と、
規定値以上の前記トラヒック流通量が生じた前記パケット転送ノードを輻輳状態と認識し、各パケット転送ノードのアドレスと当該ノードを経由する転送経路の経路識別子とが対応付けられて予め登録された経路識別子管理テーブルに基づいて、前記複数のエッジノード間に設定された複数の転送経路の経路識別子のうち、前記輻輳状態のパケット転送ノードに設定された転送経路の経路識別子を特定する第１の転送経路特定手順と、
前記輻輳状態のパケット転送ノードにおいてトラヒック流通量が最大となる送信元アドレスと宛先アドレスとの対を前記トラヒック流通量収集記憶手順で収集されたトラヒック流通量に基づいて特定するエッジノードアドレス対特定手順と、
前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットのうち、前記特定した経路識別子に対応する転送経路によって転送されるパケットの少なくとも一部を他の経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求する第１の設定要求手順とを、前記コンピュータに実行させることを特徴とするトラヒック分散制御装置用プログラム。
請求項６記載のトラヒック分散制御装置用プログラムにおいて、
さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手順で収集されたトラヒック流通量に基づいて各転送経路のトラヒック流通量を解析する解析手順を有し、
前記第１の設定要求手順は、前記解析手順による解析の結果、前記特定した送信元アドレスのエッジノードから前記特定した宛先アドレスのエッジノード宛のパケットに関して、前記特定した経路識別子の転送経路のトラヒック流通量と、この転送経路と同一の送信元アドレスおよび宛先アドレスの対に対応する前記他の経路識別子の転送経路のトラヒック流通量との間に所定値以上の差があることを認識した場合に、この差がなくなるよう、前記特定した送信元アドレスのエッジノードに対して要求することを特徴とするトラヒック分散制御装置用プログラム。
請求項７記載のトラヒック分散制御装置用プログラムにおいて、
さらに、前記トラヒック流通量収集記憶手順による収集の際に、応答がなかった前記パケット転送ノードに対応する経路識別子を特定する第２の転送経路特定手順と、
この第２の転送経路特定手順で特定された経路識別子の転送経路を用いて転送しているパケットを、異なる経路識別子の転送経路を用いて転送するよう、全ての前記エッジノードに対して要求する第２の設定要求手順とを有することを特徴とするトラヒック分散制御装置用プログラム。