JP4074311B2 - トラヒック分散制御方法、トラヒック分散制御装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、波長パス多重リンクおよび波長パス交換ノードで構成されるフォトニックネットワークのようなコネクション型ネットワーク上に、インタネットのような論理的なコネクションレス型パケット転送ネットワークを構築した際に、コネクションレス型パケット転送ネットワークが要求する転送容量をネットワーク内の各装置に分散配置したトラック観測機能によって計測し、その転送容量に応じてコネクション型ネットワークのリソースを自動的に割り当てるトラヒックエンジニアリングを実現するための技術に関するものである。

従来、波長パス多重リンクおよび波長パス交換ノードで構成されるフォトニックネットワークのようなコネクション型ネットワーク上に、例えばインタネットのような論理的コネクションレス型パケット転送ネットワークを構築するネットワーク構築方法がある。このような方法により構築されたネットワークにおいて、論理的コネクションレス型パケット転送ネットワークとしての到達性を確保する方式として、コネクション型ネットワークの全端末間にフルメッシュ状にコネクションを設定して転送リソースを割り当てる方式が考えられる。しかし、この方式では、通信量が微量の端末間にも他端末間と同様に転送リソースを割り当てるため、ネットワーク全体として転送リソースの利用効率が低く、経済的ではないという問題があった。

このような問題を解決するために、論理的コネクションレス型パケット転送ネットワークとしての到達性を確保するためのコネクションレス型パケット転送ノードをハブとしてコネクション型ネットワーク内に設置し、コネクション型ネットワークの端末とコネクションレス型パケット転送ノードとの間にハブ状およびスポーク状にコネクションを設定して転送リソースを割り当て、コネクションレス型パケット転送ノードで全端末間のトラヒック転送処理を実施すると共に、コネクションレス型パケット転送ノードで全端末間のトラヒック流通量を計測し、トラヒック流通量の多い端末間に動的にコネクションを設定して転送リソースを割り当てる技術が提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。この技術によれば、コネクション型ネットワークの端末間に、ネットワークのトラヒック交流分布に応じて転送リソースを動的に割り当てられることから、経路到達性を維持しつつ広帯域なネットワーク環境を低コストで提供することができる。

特開２００３−２３４７６３号公報 Junichi MURAYAMA et al.，「Traffic-Driven Optical IP Networking Architecture」，IEICE TRANS.COMMUN.，VOL.E86-B，NO.8，p.2294-2301，2003

特許文献１、非特許文献１に開示された動的な転送リソース割当技術を実施する際に、コネクションレス型パケット転送ノードは、コネクション型ネットワークにおける発着端末間のトラヒック流通量を計測する。具体的には、コネクション型ネットワークにおける発着端末に対するトラヒック流通量を導くトラヒック観測テーブルを保有し、転送したパケットのコネクション型ネットワークにおける発側端末と着側端末を特定した後、発着端末間に該当するトラヒック観測テーブルのトラヒック流通量をカウントする。

すなわち、コネクションレス型パケット転送ノードは、コネクション型ネットワーク内の全発着端末間のトラヒック流通量を計測するためのトラヒック観測テーブルエントリを保有する必要があった。発着端末間の数は端末数の二乗オーダで増加するため、トラヒック観測テーブルのエントリ数も端末数の二乗オーダで増加してしまう。このため、特許文献１、非特許文献１に開示された動的な転送リソース割当技術を適用可能なネットワーク規模は、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、動的リソース割当技術を適用する際に、ネットワーク内の各ノードが保有しなければならないトラヒック観測テーブルのエントリ数の増加を抑制し、動的リソース割当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、コネクションの多重伝送機能を有する伝送リンクとコネクションの交換機能を有するコネクション交換ノードとを備えたコネクション型ネットワークに対してその端末機能部としてコネクションレス型パケット転送ノードおよびコネクションレス型パケット通信端末を付加することにより、前記コネクション型ネットワーク上に論理的に構築されたコネクションレス型パケット転送ネットワークにおいて、トラヒックを分散制御するトラヒック分散制御方法であって、トラヒック分散制御装置が、前記コネクションレス型パケット転送ノードによって計測された、送信元アドレス毎のトラヒック流通量と、前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測された、宛先アドレス毎のトラヒック流通量とを収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手順と、前記トラヒック分散制御装置が、前記コネクションレス型パケット転送ノードによって計測されたトラヒック流通量に基づいて、前記トラヒック流通量が規定値以上の前記コネクションレス型パケット転送ノードを特定するコネクションレス型パケット転送ノード特定手順と、前記トラヒック分散制御装置が、前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードによって計測されたトラヒック流通量に基づいて、このコネクションレス型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を特定する第１の送信元アドレス特定手順と、前記トラヒック分散制御装置が、前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量に基づいて、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末において前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードを経由する経路上でトラヒック流通量が最大となる宛先アドレスを特定する宛先アドレス特定手順と、前記トラヒック分散制御装置が、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末と前記特定した宛先アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末との間にコネクションを設定するよう、前記コネクション交換ノードの交換機能を制御すると共に、前記特定した宛先アドレス宛のパケットを前記設定したコネクションを使って送信するよう、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御する第１の制御手順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方法の１構成例は、さらに、前記トラヒック分散制御装置が、前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量を解析する第１の解析手順と、前記トラヒック分散制御装置が、前記第１の解析手順による解析の結果、トラヒック流通量が所定値以下のコネクションを特定するコネクション特定手順と、前記トラヒック分散制御装置が、前記特定したコネクションを使って送信されていたパケットを、前記コネクションレス型パケット転送ノードを経由するコネクションを使って送信させるよう、前記特定したコネクションを終端するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御すると共に、前記特定したコネクションを削除するよう前記コネクション交換ノードの交換機能を制御する第２の制御手順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方法の１構成例は、単数または複数の前記コネクションレス型パケット転送ノードと複数の前記コネクシヨンレス型パケット通信端末とをツリー状に接続し、特定のコネクションレス型パケット通信端末間はコネクションを用いて動的に接続し、この動的な接続に対してのみ前記トラヒック分散制御装置が前記コネクションレス型パケット転送ノード特定手順と前記第１の送信元アドレス特定手順と前記宛先アドレス特定手順と前記第１の制御手順とを実行するものである。
また、本発明のトラヒック分散制御方法の１構成例は、さらに、前記コネクションレス型パケット通信端末が、収容しているユーザ端末装置から受信したユーザパケットが他のコネクションレス型パケット通信端末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の送信手順と、前記コネクションレス型パケット通信端末が、他のコネクションレス型パケット通信端末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装置へ送信する第２の送信手順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方法の１構成例は、さらに、前記トラヒック分散制御装置が、前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量を解析する第２の解析手順と、前記トラヒック分散制御装置が、前記第２の解析手順による解析の結果、前記コネクションレス型パケット転送ノードを介して転送される特定のコネクションレス型パケット通信端末間のトラヒック流通量が、このコネクションレス型パケット転送ノードを介さずに転送される他の特定のコネクションレス型パケット通信端末間のトラヒック流通量よりも多いことを認識した場合に、前記トラヒック流通量が少ないコネクションレス型パケット通信端末間からコネクションを削除すると共に、前記トラヒック流通量が多いコネクションレス型パケット通信端末間にコネクションを設定する第３の制御手順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方法の１構成例は、前記コネクションレス型パケット通信端末間に、前記コネクションレス型パケット転送ノードを介する通信経路や前記コネクションレス型パケット転送ノードを介さない通信経路を複数用意して、前記コネクションレス型パケット通信端末間を複数の通信経路を用いて接続し、各通信経路に経路識別子を付与することで転送経路を明示し、前記トラヒック分散制御装置が、トラヒック流通量が規定値以上となった前記コネクションレス型パケット通信端末を特定した際に、このコネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量を解析した結果、トラヒック流通量が最大となる送信元アドレスを特定する第２の送信元アドレス特定手順と、前記トラヒック分散制御装置が、前記通信経路を構成するコネクションレス型パケット通信端末およびコネクションレス型パケット転送ノードを管理するテーブルから、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末と前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードを経由する経路とこの経路に該当する経路識別子とを抽出する抽出手順と、前記トラヒック分散制御装置が、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末に対して、前記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、この転送経路と異なる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に該当するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御する第４の制御手順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は、前記コネクションレス型パケット転送ノードが計測した、送信元アドレス毎のトラヒック流通量と、前記コネクションレス型パケット通信端末が計測した、宛先アドレス毎のトラヒック流通量とを収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手段と、前記コネクションレス型パケット転送ノードによって計測されたトラヒック流通量に基づいて、前記トラヒック流通量が規定値以上の前記コネクションレス型パケット転送ノードを特定するコネクションレス型パケット転送ノード特定手段と、前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードによって計測されたトラヒック流通量に基づいて、このコネクションレス型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を特定する送信元アドレス特定手段と、前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量に基づいて、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末において前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードを経由する経路上でトラヒック流通量が最大となる宛先アドレスを特定する宛先アドレス特定手段と、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末と前記特定した宛先アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末との間にコネクションを設定するよう前記コネクション交換ノードの交換機能を制御すると共に、前記特定した宛先アドレス宛のパケットを前記設定したコネクションを使って送信するよう、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御する制御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用プログラムは、トラヒック流通量収集記憶手順と、コネクションレス型パケット転送ノード特定手順と、送信元アドレス特定手順と、宛先アドレス特定手順と、制御手順とを、コンピュータに実行させるようにしたものである。

本発明によれば、動的なリソース割当技術を適用する際に、コネクションレス型パケット転送ノードが送信元端末毎のトラヒック流通量を観測し、コネクションレス型パケット通信端末が宛先端末毎のトラヒック流通量を観測し、トラヒック分散制御装置が、トラヒック流通量が規定値以上のコネクションレス型パケット転送ノードを特定し、特定したコネクションレス型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を特定し、特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末においてトラヒック流通量が最大となる宛先アドレスを特定し、特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末と特定した宛先アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末との間にコネクションを設定するよう、コネクション交換ノードの交換機能を制御すると共に、特定した宛先アドレス宛のパケットを設定したコネクションを使って送信するよう、特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御する。すなわち、本発明では、トラヒックの観測機能を、コネクションレス型パケット転送ノードとコネクションレス型パケット通信端末に分散配置し、その結果からトラヒック分散制御装置が総合的に判断して転送リソースを割り当てる。これにより、動的リソース割当技術を適用する際に、特定の中継ノードが保有しなければならないトラヒック観測テーブルのエントリ数の増加を抑制することができる。したがって、本発明では、動的リソース割当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、当該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、トラヒック流通量が所定値以下のコネクションを特定した場合に、トラヒック分散制御装置が、特定したコネクションを使って送信されていたパケットを、コネクションレス型パケット転送ノードを経由するコネクションを使って送信させるよう、特定したコネクションを終端するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御すると共に、特定したコネクションを削除するようコネクション交換ノードの交換機能を制御することにより、転送リソースを効率良く割り当てることができる。

また、本発明では、コネクションレス型パケット転送ノードを介して転送される特定のコネクションレス型パケット通信端末間のトラヒック流通量が、このコネクションレス型パケット転送ノードを介さずに転送される他の特定のコネクションレス型パケット通信端末間のトラヒック流通量よりも多いことをトラヒック分散制御装置が認識した場合に、トラヒック流通量が少ないコネクションレス型パケット通信端末間からコネクションを削除すると共に、トラヒック流通量が多いコネクションレス型パケット通信端末間にコネクションを設定することにより、転送リソースを効率良く割り当てることができる。

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一例を示すブロック図である。本実施の形態では、コネクション型ネットワークとしてフォトニックネットワークを採用している。

図１のパケット通信ネットワークは、コネクション型ネットワークの端末であり、加入者ユーザを収容するコネクションレス型パケット通信端末の一例であるエッジノード１〜４と、コネクション型ネットワークの一端末であり、エッジノード間の通信パケットをコネクションレス転送するコネクションレス型パケット転送ノードの一例であるコアノード５と、コネクション型ネットワークにおけるコネクション交換ノードの一例である波長交換機６〜７と、エッジノード１〜４、コアノード５および波長交換機６，７を制御するトラヒック分散制御装置８とから構成される。ユーザ端末装置９〜１６は、アクセス網１７〜２０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と波長交換機６，７とコアノード５とからなり、設定されたコネクションを用いてパケットを転送するネットワークをコア光パスネットワーク２１とし、エッジノード１〜４と波長交換機６〜７とコアノード５とからなり、コアノード５のコネクションレス転送までを含めたネットワークをコアネットワーク２２とし、ユーザ端末装置９〜１６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一例を示す。本実施の形態では、１本の波長パスが１本の物理リンクを専有するものとする。例えば、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）などの技術を採用すると、複数本の波長パスを１本の物理リンクに収容することが可能となる。

本実施の形態では、端末装置９にユーザ＃１というＩＰアドレスが割り当てられ、端末装置１０にユーザ＃２というＩＰアドレスが割り当てられ、端末装置１１にユーザ＃３というＩＰアドレスが割り当てられ、端末装置１２にユーザ＃４というＩＰアドレスが割り当てられ、端末装置１３にユーザ＃５というＩＰアドレスが割り当てられ、端末装置１４にユーザ＃６というＩＰアドレスが割り当てられ、端末装置１５にユーザ＃７というＩＰアドレスが割り当てられ、端末装置１６にユーザ＃８というＩＰ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＃１が割り当てられ、エッジノード２にコアアドレス＃２が割り当てられ、エッジノード３にコアアドレス＃３が割り当てられ、エッジノード４にコアアドレス＃４が割り当てられ、コアノード５にコアアドレス＃５が割り当てられ、トラヒック分散制御装置８にコアアドレス＃７が割り当てられているものとする。

トラヒック分散制御装置８は、エッジノード１〜４とそれぞれリンク１０６〜１０９で接続され、コアノード５とリンク１１０で接続され、波長交換機６，７とそれぞれリンク１１１，１１２で接続されている。
エッジノード１〜４とコアノード５との間には、コネクションとしてそれぞれ光波長パス１０１〜１０４が配置されている。このようなエッジノード１〜４とコアノード５との間を接続するための光波長パスをデフォルト光波長パスとする。また、エッジノード１とエッジノード３との間には、コアノード５を経由しない経路である光波長パス１０５が配置されている。このような光波長パスをカットスルー光波長パスとする。

各エッジノード１〜４は光波長パスを終端する。エッジノード１は光波長パス終端インタフェース２４，２５を有し、光波長パス（本実施の形態では出力リンクと等価）１０１，１０５はそれぞれ光波長パス終端インタフェース２４，２５を用いて設定されている。エッジノード２は光波長パス終端インタフェース２６，２７を有し、光波長パス１０２は光波長パス終端インタフェース２６を用いて設定されている。エッジノード３は光波長パス終端インタフェース２８，２９を有し、光波長パス１０３，１０５はそれぞれ光波長パス終端インタフェース２８，２９を用いて設定されている。エッジノード４は光波長パス終端インタフェース３０，３１を有し、光波長パス１０４は光波長パス終端インタフェース３０を用いて設定されている。例えばＷＤＭなどの技術を採用し、複数本の波長パスを１本の物理リンクに収容する場合、リンク１０１に対して複数の光波長パス終端インタフェースを割り当てることにより、各光波長パスを識別することが可能である。

図２に示した物理モデルでは、例えばエッジノード１配下のユーザ端末装置９，１０は、エッジノード１を介して他のエッジノード配下のユーザ端末装置とＩＰパケットを交換する。ユーザ端末装置から送信されたＩＰパケットは、送信元エッジノードから光波長パスを介してコアノード５あるいは宛先エッジノードに転送される。送信元エッジノードは、ユーザから受信したＩＰパケットにコアヘッダを付与してコアパケットを生成し、このコアパケットを転送する。コアノードは、ある光波長パスから受信したコアパケットのコアヘッダ内容に応じて、コアパケットを別の光波長パスヘ出力する。宛先エッジノードは、受信したコアパケットからコアヘッダを削除することでＩＰパケットを抽出し、ＩＰパケットのヘッダ内容に応じて、ＩＰパケットを宛先のユーザ端末装置に転送する。

このように、本実施の形態のパケット通信ネットワークでは、光波長パスの多重伝送機能を有する伝送リンクと光波長パスの交換機能を有する波長交換機とを備えたフォトニックネットワークに対して、その端末装置としてＩＰ転送機能を保有するエッジノードを設置し、ユーザ端末装置としてＩＰ転送型のパケット通信端末装置を設置し、エッジノードが複数のユーザ端末装置を収容することにより、ＩＰネットワークをフォトニックネットワーク上に論理的に構築している。

図３に、本実施の形態のトラヒック分散制御装置８の構成例を示す。トラヒック分散制御装置８は、外部装置接続部３２と、経路設定部３３とから構成される。外部装置接続部３２は、コアノードトラヒック収集部３４と、エッジノードトラヒック収集部３５と、波長交換機制御部３６と、ノード制御部３７とから構成され、経路設定部３３は、コアノードトラヒック統計情報管理部３８と、エッジノードトラヒック統計情報管理部３９と、経路最適化処理部４０とから構成される。

コアノードトラヒック収集部３４とエッジノードトラヒック収集部３５とコアノードトラヒック統計情報管理部３８とエッジノードトラヒック統計情報管理部３９とは、トラヒック流通量収集記憶手段を構成している。経路最適化処理部４０は、コネクションレス型パケット転送ノード特定手段と送信元アドレス特定手段と宛先アドレス特定手段を構成している。また、経路最適化処理部４０と波長交換機制御部３６とノード制御部３７とは、転送リソースを割り当てる制御手段を構成している。

コアノードトラヒック収集部３４は、ネットワーク内のコアノード毎にタイマーＡを有している。そして、コアノードトラヒック収集部３４は、ネットワーク内のコア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共にタイマー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になったコアノードのアドレスを宛先アドレスとし、このコア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コアノードが保有するトラヒック情報を参照する機能と、コアノードから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、経路設定部３３のコアノードトラヒック統計情報管理部３８に通知する機能とを有している。

なお、本実施の形態では、ネットワーク内に設置するコアノードを１台としているが、複数のコアノードを設置してもよい。ネットワーク内に複数のコアノードが設置されている場合、コアノードトラヒック収集部３４は、コアノード毎に処理を行う。

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。コアノード５は、出力リンク毎の転送トラヒック流通量と、転送パケットの送信元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。なお、ＳＮＭＰ設定要求をサポートすることで、コアノード５の収集対象トラヒック情報の追加および削除も実施することが可能となる。

エッジノードトラヒック収集部３５は、ネットワーク内のエッジノード毎にタイマーＢを有している。そして、エッジノードトラヒック収集部３５は、各エッジ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Ｂを導き出す機能と、タイマーＢの初期値を設定すると共にタイマーＢをカウントダウンし、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機能と、ＳＮＭＰやコマンドラインを実装し、対応するタイマーＢが例えば０になったエッジノードのアドレスを宛先アドレスとし、このエッジ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、各エッジノードが保有するトラヒック情報を参照する機能と、各エッジノードから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、経路設定部３３のエッジノードトラヒック統計情報管理部３９に通知する機能とを有している。

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、転送パケットの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。なお、ＳＮＭＰ設定要求をサポートすることで、各エッジノード１〜４の収集対象トラヒック情報の追加および削除も実施することが可能となる。

また、エッジノードトラヒック収集部３５がタイマーＢを持たない実装方法も考えられる。この場合、エッジノードトラヒック収集部３５は、トラヒック情報を収集すべきエッジノードについて経路設定部３３から具体的に指示を受け、そのエッジノードに対してＳＮＭＰ参照要求やＳＮＭＰ設定要求を送信し、当該エッジノードのトラヒック情報を収集するようにすればよい。

波長交換機制御部３６は、後述する経路設定部３３の経路最適化処理部４０からの設定要求に応じて、波長交換機６，７内のコネクション交換関係を制御する機能を有している。本実施の形態では、波長交換機制御部３６は、経路最適化処理部４０からの設定要求に応じて、各波長交換機６，７に対して光波長パス設定シグナリング要求を送信して、光波長パスの設定変更を行う。光波長パス設定シグナリング要求として一般的なものとしては、Ｏ−ＵＮＩ（Optical-User Network Interface）などが考えられる。

ノード制御部３７は、後述する経路設定部３３の経路最適化処理部４０からの設定要求に応じて、各エッジノード１〜４にＳＮＭＰ設定要求を送信して、後述するエッジノード１〜４のエッジ転送テーブル４７およびエッジ出力リンク特定テーブル４８の設定変更を行う機能と、経路最適化処理部４０からの設定要求に応じて、コアノード５にＳＮＭＰ設定要求を送信して、後述するコアノード５のコア転送テーブル５３の設定変更を行う機能とを有している。

コアノードトラヒック統計情報管理部３８は、コアノードトラヒック収集部３４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、トラヒック流通量を管理する機能を有している。コアノードトラヒック統計情報管理部３８は、ネットワーク内に複数のコアノードが設置されている場合、コアノード毎にトラヒック情報を管理する。
エッジノードトラヒック統計情報管理部３９は、エッジノードトラヒック収集部３５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、エッジノード毎に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４０は、現在カットスルー光パスが設定されているエッジノード間に関する情報と、各エッジノード１〜４が使用しているデフォルト光波長パス用インタフェースに関する情報と、各エッジノード１〜４が使用しているカットスルー光波長パス用インタフェースに関する情報と、各エッジノード１〜４が使用していない光波長パス用インタフェースに関する情報とからなるトポロジ情報を保有する機能と、コアノードトラヒック統計情報管理部３８に保存されたトラヒック情報に基づいて、トラヒック流通量が規定値以上となっているコアノードを特定し、この特定したコアノードにおいてトラヒック流通量が最大となっている送信元アドレスを特定する機能と、エッジノードトラヒック統計情報管理部３９に保存されたトラヒック情報に基づいて、前記特定した送信元アドレスのエッジノードにおいて前記特定したコアノードを経由する経路上でトラヒック流通量が最大となっている宛先アドレスを特定する機能と、ネットワーク内のトラヒック収容効率を最大化するための経路の最適化計算を実施する機能と、この最適化計算によってエッジノード１〜４や波長変換機６，７においてコネクションの追加や削除などの設定変更が必要になった際に、該当するエッジノード１〜４や波長交換機６，７に対する更新情報を記述した設定要求を作成して外部装置接続部３２の波長交換機制御部３６やノード制御部３７へ送信する機能とを有している。なお、コアノードのトラヒック流通量が規定値以上とは、少なくとも１つのトラヒック流通量が規定値以上であることを意味してもよいし、コアノードの総トラヒック流通量が規定値以上であることを意味してもよい。

経路最適化処理部４０から設定要求が送信された結果、エッジノード１〜４やコアノード５に対してはＳＮＭＰ設定要求が送信されることになり、波長交換機６，７に対しては光波長パス設定シグナリング要求が送信されることになる。

経路の最適化計算は、経路最適化処理部４０に実装されるアルゴリズムによって具体的な実施方法が異なる。一般的な方法では、経路最適化処理部４０は、特定した送信元アドレスのエッジノードにおいて、デフォルト光波長パス上の前記特定した宛先アドレスのトラヒック流通量と、これと宛先アドレスが同一のカットスルー光波長パス上のトラヒック流通量とを比較して、デフォルト光波長パス上のトラヒック流通量がカットスルー光波長パス上のトラヒック流通量を上回る場合に、デフォルト光波長パスによって転送されるパケットのうち少なくとも一部をカットスルー光波長パスに割り当てるよう、経路を計算する。

また、経路最適化処理部４０は、特定した送信元アドレスのエッジノードに光波長パス終端インタフェースの空きがある場合は、この光波長パス終端インタフェースを優先的に使用して、送信元アドレスのエッジノードと宛先アドレスのエッジノード間に新たなコネクション（カットスルー光波長パス）を設定して、このコネクションに送信元アドレスのエッジノードから宛先アドレスのエッジノード宛のパケットを割り当てるよう、経路を計算する。

なお、エッジノードトラヒック収集部３５がタイマーＢを持たない場合、経路最適化処理部４０は、コアノードトラヒック統計情報管理部３８に保存されたトラヒック情報に基づいて、トラヒック流通量が規定値以上となっているコアノードを特定し、この特定したコアノードにおいてトラヒック流通量が最大となっている送信元アドレスを特定した際に、特定した送信元アドレスに対してＳＮＭＰ参照要求を送信するよう、外部装置接続部３２のエッジノードトラヒック収集部３５に指示する。

エッジノードトラヒック収集部３５は、トラヒック情報を収集すべきエッジノードについて経路最適化処理部４０から指示を受けると、そのエッジノードに対してＳＮＭＰ参照要求を送信し、当該エッジノードのトラヒック情報を収集する。そして、経路最適化処理部４０は、特定した送信元アドレスのエッジノードにおいて前記特定したコアノードを経由する経路上でトラヒック流通量が最大となっている宛先アドレスを、エッジノードトラヒック統計情報管理部３９に保存されたトラヒック情報に基づいて特定し、経路の最適化計算を実施する。

以上の構成により、トラヒック分散制御装置８は、トラヒック流通量が増加した送信元エッジノードと宛先エッジノードとの対を特定する際に、コアノード５のトラヒック情報から送信元エッジノードを特定し、送信元エッジノードのトラヒック情報から宛先エッジノードを特定する。これにより、本実施の形態では、特許文献１、非特許文献１に開示された動的な転送リソース割当技術を適用する際にコアノードが保有しなければならないトラヒック観測テーブル（コアノードトラヒック統計情報管理部３８とエッジノードトラヒック統計情報管理部３９）のエントリ数を均一化することが可能となり、特定のコアノードへのトラヒック観測負荷の集中を防ぐことができ、動的な転送リソース割当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、トラヒック分散制御装置８の経路最適化処理部４０は、エッジノード１〜４によって計測されたトラヒック流通量を解析し、トラヒック流通量が所定値以下のコネクションを特定した場合、この特定したコネクションを使って送信されていたパケットを、コアノード５を経由するコネクションを使って送信させるよう、特定したコネクションを終端するエッジノード１〜４の送信機能をノード制御部３７を通じて制御すると共に、特定したコネクションを削除するよう波長交換機６，７の交換機能を波長交換機制御部３６を通じて制御する。

また、経路最適化処理部４０は、エッジノード１〜４によって計測されたトラヒック流通量を解析し、コアノード５を介して転送される特定のエッジノード間のトラヒック流通量が、このコアノード５を介さずに転送される他の特定のエッジノード間のトラヒック流通量よりも多いことを認識した場合に、トラヒック流通量が少ないエッジノード間からコネクションを削除すると共に、トラヒック流通量が多いエッジノード間にコネクションを設定する。

図４に、本実施の形態のパケット通信ネットワークに設置されるエッジノード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４１と、エッジパケット処理部４２と、エッジフォワーディング処理部４３と、エッジヘッダ処理部４４と、エッジ送信パケット処理部４５と、エッジ・サーバ接続部４６とから構成される。

エッジ受信パケット処理部４１とエッジパケット処理部４２とエッジフォワーディング処理部４３とエッジヘッダ処理部４４とエッジ送信パケット処理部４５とは、収容しているユーザ端末装置９〜１６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装置９〜１６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４１は、受信したＩＰパケットをエッジパケット処理部４２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４２へ転送する機能とを有している。
エッジパケット処理部４２は、エッジ受信パケット処理部４１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４３は、エッジ転送テーブル４７を有している。エッジ転送テーブル４７には、宛先ＩＰアドレスに対応する宛先コアアドレスが予め登録されている。エッジフォワーディング処理部４３は、エッジパケット処理部４２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４７を検索し、宛先ＩＰアドレスに対応する宛先コアアドレスを導く機能を有している。

エッジヘッダ処理部４４は、エッジフォワーディング処理部４３が特定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４３が特定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４４は、コアヘッダは生成しない。

エッジ送信パケット処理部４５は、エッジ出力リンク特定テーブル４８と、エッジトラヒック観測部４９とを有している。
エッジ出力リンク特定テーブル４８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４９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４５は、エッジヘッダ処理部４４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４８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４９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４９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４５は、エッジ出力リンク特定テーブル４８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４６は、トラヒック分散制御装置８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８へ送信する機能と、トラヒック分散制御装置８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８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４７、エッジ出力リンク特定テーブル４８、およびエッジトラヒック観測部４９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、エッジノード１〜４に、動的な転送リソース割当技術に必要で従来コアノードが一元的に収集していたトラヒック情報の一部を収集させることが可能になると共に、トラヒック分散制御装置８が計算した経路情報をエッジノード１〜４に反映させ、エッジノード間のコネクションの設定／削除を動的に実施して、ネットワーク内の転送リソースを動的に割り当てることが可能となる。

図５に、本実施の形態のパケット通信ネットワークに設置されるコアノード５の構成例を示す。コアノード５は、コア受信パケット処理部５０と、コア送信パケット処理部５１と、コア・サーバ接続部５２とから構成される。

コア受信パケット処理部５０は、受信したコアパケットをコア送信パケット処理部５１へ転送する機能を有している。
コア送信パケット処理部５１は、コア転送テーブル５３およびコアトラヒック観測部５４を有している。コア転送テーブル５３には、宛先コアアドレス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５４は、出力コアパケットの送信元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。

コア送信パケット処理部５１は、コア受信パケット処理部５０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５３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５２は、トラヒック分散制御装置８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８へ送信する機能と、トラヒック分散制御装置８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８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５３、およびコアトラヒック観測部５４に保存されているトラヒック流通量が挙げられる。

以上のようなコアノード５をネットワーク内に設置することにより、動的な転送リソース割当技術を適用する際に従来コアノードに必要とされていた、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流通量を観測しなければならないという負荷を、送信元エッジノード毎のトラヒック流通量を観測すればよいという程度に抑制することができ、当該コアノードにトラヒック負荷をかけている送信元エッジノードを特定することが可能となる。

次に、図６のパケット通信ネットワークのモデルを用いて、本実施の形態のトラヒック分散制御装置８およびパケット通信ネットワークの動作例を説明する。初期状態においては、全エッジノード間はコアノード５経由で接続されていて、カットスルー光波長パスは設定されていないものとする。

ここでは、ユーザアドレス＃１の端末装置９からユーザアドレス＃５の端末装置１３へ転送されるパケットについて説明する。端末装置９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＃３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となるデフォルト光波長パス１０１へコアパケットを出力する。

デフォルト光波長パス１０１からコアパケットを受信したコアノード５は、この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となるデフォルト光波長パス１０３へコアパケットを出力する。
デフォルト光波長パス１０３からコアパケットを受信したエッジノード３は、この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１３へＩＰパケットを転送する。

図７に、図６に示したカットスルー光波長パス設定前の状況におけるエッジノード１のエッジ転送テーブル４７を示し、図８に、同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４８を示し、図９に、同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４９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４１が端末装置９からＩＰパケットを受信すると、エッジパケット処理部４２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４３は、この宛先ＩＰアドレス＃５を検索キーとして、図７に示したエッジ転送テーブル４７を検索し、宛先ＩＰアドレス＃５のＩＰパケットについて、宛先コアアドレスが＃３であると認識する。これにより、エッジヘッダ処理部４４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＃３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４５は、エッジヘッダ処理部４４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８に示したエッジ出力リンク特定テーブル４８を検索し、宛先コアアドレス＃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、デフォルト光波長パス１０１へコアパケットを出力する。

エッジノード１のエッジトラヒック観測部４９は、図９（Ａ）のトラヒック情報Ｔ１に示すように、宛先コアアドレス＃３の出力コアパケットに関して転送したパケット相当分のトラヒック流通量をカウントするとともに、図９（Ｂ）のトラヒック情報Ｔ２に示すように、出力リンク１０１に関して転送したパケット相当分のトラヒック流通量をカウントする。以上がカットスルー光波長パスの設定前の状況におけるエッジノード１の動作である。

図１０に、図６に示したカットスルー光波長パス設定前の状況におけるコアノード５のコア転送テーブル５３を示し、図１１に、同状況においてコアノード５のコアトラヒック観測部５４が収集したトラヒック情報を示す。
コアノード５のコア受信パケット処理部５０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５１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１０に示したコア転送テーブル５３を検索し、宛先コアアドレス＃３のコアパケットについて、出力リンクが１０３であると認識し、デフォルト光波長パス１０３へコアパケットを出力する。

コアノード５のコアトラヒック観測部５４は、図１１（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の出力コアパケットに関して転送したパケット相当分のトラヒック流通量をカウントするとともに、図１１（Ｂ）のトラヒック情報Ｔ４に示すように、出力リンク１０３に関して転送したパケット相当分のトラヒック流通量をカウントする。以上がカットスルー光波長パスの設定前の状況におけるコアノード５の動作である。
以上のようなパケット転送状況において、エッジノード１とエッジノード３間のトラヒック流通量が増加したとする。

図１２に、トラヒック分散制御装置８のコアノードトラヒック統計情報管理部３８が管理しているトラヒック情報Ｔ５を示し、図１３に、トラヒック分散制御装置８のエッジノードトラヒック統計情報管理部３９が管理しているトラヒック情報Ｔ６を示す。

トラヒック分散制御装置８の経路最適化処理部４０は、コアノードトラヒック統計情報管理部３８に保存されたトラヒック情報に基づいて各コアノードの状態を判定し、コアノード５のトラヒック流通量が予め定められた規定値以上であるとき、このコアノード５においてトラヒック流通量が最大となっている送信元コアアドレス＃１を特定する。続いて、経路最適化処理部４０は、エッジノードトラヒック統計情報管理部３９に保存されたトラヒック情報に基づいて、送信元コアアドレス＃１のエッジノードにおいてトラヒック流通量が最大となっている宛先コアアドレス＃３を特定する。

次に、経路最適化処理部４０は、自身が保有するトポロジ情報により送信元コアアドレス＃１のエッジノード１では光波長パス終端インタフェース２５が空いており、宛先コアアドレス＃３のエッジノード３では光波長パス終端インタフェース２９が空いていると認識する。そして、経路最適化処理部４０は、この光波長パス終端インタフェース２５と２９の間に新たなコネクションであるカットスルー光波長パス１０５を設定するよう波長交換機６，７に対して要求する設定要求を作成して外部装置接続部３２の波長交換機制御部３６に通知すると共に、カットスルー光波長パス１０５を設定するようエッジノード１，３に対して要求する設定要求を作成して外部装置接続部３２のノード制御部３７に通知する。

波長交換機制御部３６は、経路最適化処理部４０からの設定要求に応じて、波長交換機６，７に光波長パス設定シグナリング要求を送信する。波長交換機６，７は、この光波長パス設定シグナリング要求に応じて、図示しない波長交換テーブルを書き換え、カットスルー光波長パス１０５を設定する。波長交換テーブルは、例えば入力インタフェース番号と入力波長と出力インタフェース番号と出力波長とを対応付けたものであり、この波長交換テーブルに基づいて波長交換機６，７の交換機能が決定される。

ノード制御部３７は、経路最適化処理部４０からの設定要求に応じて、エッジノード１，３にＳＮＭＰ設定要求を送信する。エッジノード１，３は、このＳＮＭＰ設定要求に応じて、エッジ出力リンク特定テーブル４８を書き換え、カットスルー光波長パス１０５を設定する。

図１４に、経路切り替え後のパケット通信ネットワークを示す。図１４に示すように、エッジノード１とエッジノード３との間に、コアノード５を経由しないカットスルー光波長パス１０５が設定されている。カットスルー光波長パス１０５は、エッジノード１の光波長パス終端インタフェース２５と、エッジノード３の光波長パス終端インタフェース２９を用いて設定されている。
これにより、エッジノード１は、エッジノード３宛のパケットをカットスルー光波長パス１０５へ出力するため、デフォルト光波長パス１０１，１０３へのトラヒックの集中を解消することができる。

図１５に、図１４に示した経路切り替え後の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４８を示し、図１６に、同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４９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・サーバ接続部４６は、トラヒック分散制御装置８から送信されたＳＮＭＰ設定要求に応じて、エッジ出力リンク特定テーブル４８の内容を書き換える。図１５の例では、宛先アドレス＃３に対応する出力リンクが１０５に書き換えられている。

図１４に示した経路切り替え後の状況においても、エッジノード１のエッジ転送テーブル４７は図７に示したとおりであり、エッジヘッダ処理部４４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＃３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。

エッジノード１のエッジ送信パケット処理部４５は、エッジヘッダ処理部４４で生成されたコアパケットの宛先コアアドレス＃３を検索キーとして、図１５に示したエッジ出力リンク特定テーブル４８を検索し、宛先コアアドレス＃３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、カットスルー光波長パス１０５へコアパケットを出力する。

エッジノード１のエッジトラヒック観測部４９は、図１６（Ａ）のトラヒック情報Ｔ１に示すように、宛先コアアドレス＃３の出力コアパケットに関して転送したパケット相当分のトラヒック流通量をカウントする。また、エッジトラヒック観測部４９は、図１６（Ｂ）のトラヒック情報Ｔ２に示すように、出力リンク１０５に関するトラヒック情報を観測するためのテーブルエントリを追加して、出力リンク１０５に関して転送したパケット相当分のトラヒック流通量をカウントする。以上が経路切り替え後の状況におけるエッジノード１の動作である。

なお、図９（Ｂ）、図１６（Ｂ）の例では、出力リンク毎にトラヒック流通量を計測しているが、例えば光波長パス終端インタフェース毎にトラヒック流通量を計測してもよい。この場合には、予め固定的に光波長パス終端インタフェース毎のエントリをエッジトラヒック観測部４９に保有していても良い。

本実施の形態では、トラヒックの観測機能を、エッジノード１〜４とコアノード５に分散配置し、その結果からトラヒック分散制御装置８が総合的に判断して転送リソースを割り当てる。これにより、本実施の形態では、動的リソース割当技術を適用する際に、ネットワーク内の特定の中継ノードが保有しなければならないトラヒック観測テーブルのエントリ数の増加を抑制することができる。その結果、本実施の形態では、動的リソース割当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、動的リソース割当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。

なお、本実施の形態のトラヒック分散制御装置８と各エッジノード１〜４とコアノード５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、コネクション型ネットワーク上に論理的なコネクションレス型パケット転送ネットワークを構築する場合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一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一例を示す図である。 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コア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モデルを示す図である。 カットスルー光波長パス設定前の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。 カットスルー光波長パス設定前の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。 カットスルー光波長パス設定前の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。 カットスルー光波長パス設定前の状況におけるコアノードのコア転送テーブルを示す図である。 カットスルー光波長パス設定前の状況においてコア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コアノードトラヒック統計情報管理部が管理している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エッジノードトラヒック統計情報管理部が管理しているトラヒック情報を示す図である。 本発明の実施の形態のパケット通信ネットワークの経路切り替え後のモデルを示す図である。 経路切り替え後の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。 経路切り替え後の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。

符号の説明

１〜４…エッジノード、５…コアノード、６〜７…波長交換機、８…トラヒック分散制御装置、９〜１６…ユーザ端末装置、１７〜２０…アクセス網、２１…コア光パスネットワーク、２２…コアネットワーク、２３…ユーザネットワーク、２４〜３１…光波長パス終端インタフェース、３２…外部装置接続部、３３…経路設定部、３４…コアノードトラヒック収集部、３５…エッジノードトラヒック収集部、３６…波長交換機制御部、３７…ノード制御部、３８…コアノードトラヒック統計情報管理部、３９…エッジノードトラヒック統計情報管理部、４０…経路最適化処理部、４１…エッジ受信パケット処理部、４２…エッジパケット処理部、４３…エッジフォワーディング処理部、４４…エッジヘッダ処理部、４５…エッジ送信パケット処理部、４６…エッジ・サーバ接続部、４７…エッジ転送テーブル、４８…エッジ出力リンク特定テーブル、４９…エッジトラヒック観測部、５０…コア受信パケット処理部、５１…コア送信パケット処理部、５２…コア・サーバ接続部、５３…コア転送テーブル、５４…コアトラヒック観測部、１０１〜１０５…光波長パス、１０６〜１１２，２０１〜２０２…リンク。

Claims (8)

1. コネクションの多重伝送機能を有する伝送リンクとコネクションの交換機能を有するコネクション交換ノードとを備えたコネクション型ネットワークに対してその端末機能部としてコネクションレス型パケット転送ノードおよびコネクションレス型パケット通信端末を付加することにより、前記コネクション型ネットワーク上に論理的に構築されたコネクションレス型パケット転送ネットワークにおいて、トラヒックを分散制御するトラヒック分散制御方法であって、
   トラヒック分散制御装置が、前記コネクションレス型パケット転送ノードによって計測された、送信元アドレス毎のトラヒック流通量と、前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測された、宛先アドレス毎のトラヒック流通量とを収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手順と、
   前記トラヒック分散制御装置が、前記コネクションレス型パケット転送ノードによって計測されたトラヒック流通量に基づいて、前記トラヒック流通量が規定値以上の前記コネクションレス型パケット転送ノードを特定するコネクションレス型パケット転送ノード特定手順と、
   前記トラヒック分散制御装置が、前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードによって計測されたトラヒック流通量に基づいて、このコネクションレス型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を特定する第１の送信元アドレス特定手順と、
   前記トラヒック分散制御装置が、前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量に基づいて、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末において前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードを経由する経路上でトラヒック流通量が最大となる宛先アドレスを特定する宛先アドレス特定手順と、
   前記トラヒック分散制御装置が、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末と前記特定した宛先アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末との間にコネクションを設定するよう、前記コネクション交換ノードの交換機能を制御すると共に、前記特定した宛先アドレス宛のパケットを前記設定したコネクションを使って送信するよう、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御する第１の制御手順とを有することを特徴とするトラヒック分散制御方法。
2. 請求項１記載のトラヒック分散制御方法において、
   さらに、前記トラヒック分散制御装置が、前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量を解析する第１の解析手順と、
   前記トラヒック分散制御装置が、前記第１の解析手順による解析の結果、トラヒック流通量が所定値以下のコネクションを特定するコネクション特定手順と、
   前記トラヒック分散制御装置が、前記特定したコネクションを使って送信されていたパケットを、前記コネクションレス型パケット転送ノードを経由するコネクションを使って送信させるよう、前記特定したコネクションを終端するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御すると共に、前記特定したコネクションを削除するよう前記コネクション交換ノードの交換機能を制御する第２の制御手順とを有することを特徴とするトラヒック分散制御方法。
3. 請求項１または２記載のトラヒック分散制御方法において、
   単数または複数の前記コネクションレス型パケット転送ノードと複数の前記コネクシヨンレス型パケット通信端末とをツリー状に接続し、特定のコネクションレス型パケット通信端末間はコネクションを用いて動的に接続し、この動的な接続に対してのみ前記トラヒック分散制御装置が前記コネクションレス型パケット転送ノード特定手順と前記第１の送信元アドレス特定手順と前記宛先アドレス特定手順と前記第１の制御手順とを実行することを特徴とするトラヒック分散制御方法。
4. 請求項１または３記載のトラヒック分散制御方法において、
   さらに、前記コネクションレス型パケット通信端末が、収容しているユーザ端末装置から受信したユーザパケットが他のコネクションレス型パケット通信端末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の送信手順と、
   前記コネクションレス型パケット通信端末が、他のコネクションレス型パケット通信端末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装置へ送信する第２の送信手順とを有することを特徴とするトラヒック分散制御方法。
5. 請求項３または４記載のトラヒック分散制御方法において、
   さらに、前記トラヒック分散制御装置が、前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量を解析する第２の解析手順と、
   前記トラヒック分散制御装置が、前記第２の解析手順による解析の結果、前記コネクションレス型パケット転送ノードを介して転送される特定のコネクションレス型パケット通信端末間のトラヒック流通量が、このコネクションレス型パケット転送ノードを介さずに転送される他の特定のコネクションレス型パケット通信端末間のトラヒック流通量よりも多いことを認識した場合に、前記トラヒック流通量が少ないコネクションレス型パケット通信端末間からコネクションを削除すると共に、前記トラヒック流通量が多いコネクションレス型パケット通信端末間にコネクションを設定する第３の制御手順とを有することを特徴とするトラヒック分散制御方法。
6. 請求項１、３、４または５記載のトラヒック分散制御方法において、
   前記コネクションレス型パケット通信端末間に、前記コネクションレス型パケット転送ノードを介する通信経路や前記コネクションレス型パケット転送ノードを介さない通信経路を複数用意して、前記コネクションレス型パケット通信端末間を複数の通信経路を用いて接続し、各通信経路に経路識別子を付与することで転送経路を明示し、
   前記トラヒック分散制御装置が、トラヒック流通量が規定値以上となった前記コネクションレス型パケット通信端末を特定した際に、このコネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量を解析した結果、トラヒック流通量が最大となる送信元アドレスを特定する第２の送信元アドレス特定手順と、
   前記トラヒック分散制御装置が、前記通信経路を構成するコネクションレス型パケット通信端末およびコネクションレス型パケット転送ノードを管理するテーブルから、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末と前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードを経由する経路とこの経路に該当する経路識別子とを抽出する抽出手順と、
   前記トラヒック分散制御装置が、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末に対して、前記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、この転送経路と異なる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に該当するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御する第４の制御手順とを有することを特徴とするトラヒック分散制御方法。
7. コネクションの多重伝送機能を有する伝送リンクとコネクションの交換機能を有するコネクション交換ノードとを備えたコネクション型ネットワークに対してその端末機能部としてコネクションレス型パケット転送ノードおよびコネクションレス型パケット通信端末を付加することにより、前記コネクション型ネットワーク上に論理的に構築されたコネクションレス型パケット転送ネットワークにおいて、トラヒックを分散制御するトラヒック分散制御装置であって、
   前記コネクションレス型パケット転送ノードが計測した、送信元アドレス毎のトラヒック流通量と、前記コネクションレス型パケット通信端末が計測した、宛先アドレス毎のトラヒック流通量とを収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手段と、
   前記コネクションレス型パケット転送ノードによって計測されたトラヒック流通量に基づいて、前記トラヒック流通量が規定値以上の前記コネクションレス型パケット転送ノードを特定するコネクションレス型パケット転送ノード特定手段と、
   前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードによって計測されたトラヒック流通量に基づいて、このコネクションレス型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を特定する送信元アドレス特定手段と、
   前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量に基づいて、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末において前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードを経由する経路上でトラヒック流通量が最大となる宛先アドレスを特定する宛先アドレス特定手段と、
   前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末と前記特定した宛先アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末との間にコネクションを設定するよう前記コネクション交換ノードの交換機能を制御すると共に、前記特定した宛先アドレス宛のパケットを前記設定したコネクションを使って送信するよう、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御する制御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。
8. コネクションの多重伝送機能を有する伝送リンクとコネクションの交換機能を有するコネクション交換ノードとを備えたコネクション型ネットワークに対してその端末機能部としてコネクションレス型パケット転送ノードおよびコネクションレス型パケット通信端末を付加することにより、前記コネクション型ネットワーク上に論理的に構築されたコネクションレス型パケット転送ネットワークにおいて、トラヒックを分散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、
   前記コネクションレス型パケット転送ノードが計測した、送信元アドレス毎のトラヒック流通量と、前記コネクションレス型パケット通信端末が計測した、宛先アドレス毎のトラヒック流通量とを収集して記憶するトラヒック流通量収集記憶手順と、
   前記コネクションレス型パケット転送ノードによって計測されたトラヒック流通量に基づいて、前記トラヒック流通量が規定値以上の前記コネクションレス型パケット転送ノードを特定するコネクションレス型パケット転送ノード特定手順と、
   前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードによって計測されたトラヒック流通量に基づいて、このコネクションレス型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を特定する送信元アドレス特定手順と、
   前記コネクションレス型パケット通信端末によって計測されたトラヒック流通量に基づいて、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末において前記特定したコネクションレス型パケット転送ノードを経由する経路上でトラヒック流通量が最大となる宛先アドレスを特定する宛先アドレス特定手順と、
   前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末と前記特定した宛先アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末との間にコネクションを設定するよう前記コネクション交換ノードの交換機能を制御すると共に、前記特定した宛先アドレス宛のパケットを前記設定したコネクションを使って送信するよう、前記特定した送信元アドレスに該当するコネクションレス型パケット通信端末の送信機能を制御する制御手順とを、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。

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