JP4605365B2 - アクセスネットワークシステム及び内部ネットワーク中継装置の移動方法 - Google Patents

Description

本発明は他のネットワークと接続するための中継装置である複数の外部ネットワーク中継装置、及び自ネットワーク内で送受信される情報を中継する複数の内部ネットワーク中継装置を備えたアクセスネットワークシステム及び内部ネットワーク中継装置の移動方法に関する。

通常、企業内ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークは、パーソナルコンピュータ等のエンドシステム間で送受信される情報（フレームやパケット等）を中継する複数の内部ネットワーク中継装置（レイヤ２スイッチやハブ、あるいはコンピュータ等）がツリー状に接続された構成である。このような構成では、任意の内部ネットワーク中継装置で障害が発生すると、自ネットワーク内のサーバ装置等と通信できなくなるため、業務が停止する等の深刻な問題となる。このような問題を回避するためには、例えば通信経路を冗長構成にして、障害が発生した内部ネットワーク中継装置を迂回すればよい。しかしながら、通信経路を冗長構成にすると、ループが形成されて正常な通信ができなくなるおそれがある。

そこで、IEEE802.1Dでは、ネットワーク内でフレームが永遠に循環するのを防止するため、内部ネットワーク中継装置間でBridge Protocol Data Unit(ＢＰＤＵ)と呼ばれる制御情報をやり取りし、物理的にループ状になっているネットワークの一部を論理的に使用不能にして、論理的なツリー状のトポロジを形成するスパニングツリーと呼ばれる制御手法が規定されている。

また、IEEE802.1wでは、制御情報の交換方法を拡張することにより、上記IEEE802.1Dで規定されたスパニングツリーの作成を高速化し、さらに予め迂回経路を設定しておくことで、障害発生時の迂回経路を高速に確保する高速スパニングツリーと呼ばれる制御手法が規定されている。

さらに、IEEE802.1Qの規定に準拠する内部ネットワーク装置を用いて複数のＶＬＡＮ（Virtual LAN）を構成し、ＶＬＡＮ毎に独立したスパニングツリーを形成し、通信経路を使い分けてネットワークの負荷分散を図るＰＶＳＴ（Per VLAN Spanning Tree）と呼ばれる手法もある。

なお、ＰＶＳＴのようにＶＬＡＮ毎にスパニングツリーのトポロジが独立している場合、ＶＬＡＮ数の増加に伴って管理するスパニングツリーが増えるため、スパニングツリーのための処理が多くなって内部ネットワーク中継装置に備えるＣＰＵの処理負荷が増大してしまう。IEEE802.1sでは、このような欠点を補うと共に予め作成した複数のトポロジに対して任意のＶＬＡＮをマッピングするマルチプルスパニングツリーと呼ばれる制御手法が規定されている。これを第１従来例とする。第１従来例では、通信経路の冗長化によるループ構造を回避すると共にＶＬＡＮ毎の静的な負荷分散を実現している。

一方、ネットワークは、他のネットワークと接続するための中継装置である外部ネットワーク中継装置（ルータやレイヤ３スイッチ、あるいはコンピュータ等）を通して他のネットワークと互いに通信可能に接続される。このような構成では、外部ネットワーク中継装置で障害が発生すると、他のネットワークのサーバ装置等との通信が行えなくなるため、業務が停止する等の深刻な問題となる。このような問題を回避するためには、例えば外部ネットワーク中継装置を複数台設置すればよいが、動的な経路切り替え機能を持たないパーソナルコンピュータ等のエンドシステムではデフォルトのゲートウェイ（外部ネットワーク中継装置）を静的に指定しているため、該ゲートウェイで障害が発生すると対応することができない。

そこで、複数のルータを用いて仮想ルータを構築し、障害発生時に仮想ルータ内でルーティングを行うルータを切り替えることでシステムの信頼性を向上させる技術が提案され、実行されている。このような技術としてインターネットの国際組織であるＩＥＴＦ(The Internet Engineering Task Force)で標準化されたＶＲＲＰ(Virtual Router Redundant Protocol)と呼ばれる技術がある。

上記仮想ルータでは、複数のルータが実際にルーティングを行うマスタルータとマスタルータで障害が発生したときに処理を引き継ぐバックアップルータとに分かれて動作する。マスタルータまたはマスタルータの監視区域内の経路で障害が発生すると、バックアップルータがマスタルータに代わって処理を実行し、通信を継続する。このような処理によりシステムの信頼性を向上させている。但し、仮想ルータでは、マスタルータの障害発生有無を確認するためにバックアップルータは常にパケットを送受信する動作状態にある。通常、バックアップルータはルーティングを行わないため、装置が備えるルーティング機能が生かされないことになる。

上記ＩＥＴＦで標準化されているＶＲＲＰでは、複数のグループを構成することで静的な負荷分散を実現している。しかしながら、この方法では各ルータの動的な負荷状態を考慮しないため、特定のルータのみに負荷が集中して負荷が分散できない場合がある。

これに対応するため、例えば特許文献１では、マスタルータがパケット流量等の処理負荷に応じてバックアップルータにルーティングさせるパケットの条件を設定し、一部のパケットのルーティングをバックアップルータに任せることで動的な負荷分散を実現するシステムを提案している。これを第２従来例とする。
特開２００３−２３４４４号公報

上述した第１従来例では、複数のツリーに対して任意のＶＬＡＮをマッピングすることで静的な負荷分散を実現している。しかしながら、ネットワークの負荷は常に流動的であるため静的な負荷分散だけではネットワークのトラフィックを最大にすることができないという問題がある。

また、第１従来例では内部ネットワーク中継装置が完全に通信不能にならないと通信経路が切り替わらないため、任意の内部ネットワーク中継装置にトラフィックが集中して処理効率が著しく低下しても、他の通信経路へ切り替わることがなく、特定の内部ネットワーク中継装置に負荷が集中してしまう。

一方、第２従来例では、ルーティングを行うルータの切り替え時に、複数のルータによる同時ルーティング及びパケットロスが発生しないようにするため、ルータ間の調整に時間を要してしまう。したがって、ルータを短時間で切り替えることができず、任意のルータが長時間、高負荷状態になることがある。長時間、高負荷状態が続いたルータでは、処理能力が低下するだけでなく障害発生率も上昇するため、ネットワーク全体の信頼性が低下する。

本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、ネットワークのトラフィック量の増大が可能であり、ネットワークの信頼性を向上できるアクセスネットワークシステム及び内部ネットワーク中継装置の移動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明のアクセスネットワークシステムは、他のネットワークと接続するための中継装置である複数の外部ネットワーク中継装置と、
自ネットワーク内で送受信される情報を中継する、前記外部ネットワーク装置に対応して設定される複数のグループのいずれかに所属する複数の内部ネットワーク中継装置と、を有するアクセスネットワークシステムであって、
前記外部ネットワーク中継装置は、
内部ネットワーク中継装置の所属グループの移動要否の判定に用いるグループ移動パラメータを測定するグループ移動パラメータ測定手段と、
前記グループ移動パラメータ測定手段の測定結果が予め設定された条件を満たすとき、自グループの内部ネットワーク中継装置に対して、グループの移動を指示するグループ移動通知メッセージを送信し、該内部ネットワーク中継装置を他のグループへ移動させるグループ管理手段と、
を有する構成である。

一方、本発明の内部ネットワーク中継装置の移動方法は、他のネットワークと接続するための中継装置である複数の外部ネットワーク中継装置と、
自ネットワーク内で送受信される情報を中継する、前記外部ネットワーク装置に対応して設定される複数のグループのいずれかに所属する複数の内部ネットワーク中継装置と、を有するアクセスネットワークシステムにおける、前記内部ネットワーク中継装置が所属するグループを移動させるための内部ネットワーク中継装置の移動方法であって、
前記外部ネットワーク中継装置は、
前記内部ネットワーク中継装置の所属グループの移動要否の判定に用いるグループ移動パラメータを測定し、
前記グループ移動パラメータの測定結果が予め設定された条件を満たすとき、自グループの内部ネットワーク中継装置に対して、グループの移動を指示するグループ移動通知メッセージを送信し、該内部ネットワーク中継装置を他のグループへ移動させる方法である。

上記のような構成及び方法では、内部ネットワーク中継装置を、予め決められたグループ移動パラメータの値に応じて動的に他のグループへ移動させることが可能になる。そのため、例えば、外部ネットワーク中継装置の処理負荷をグループ移動パラメータとすれば、外部ネットワーク中継装置の処理負荷に応じて、自グループの内部ネットワーク中継装置を負荷の軽い他の外部ネットワーク中継装置のグループへ移動させることができる。

本発明によれば、複数の外部ネットワーク中継装置間で動的に処理負荷を分散することが可能になるため、ネットワーク全体のトラフィック量を増大できる。また、外部ネットワーク中継装置で障害が発生する前に処理負荷を軽減して障害発生率を低減できるため、ネットワークの信頼性が向上する。

次に本発明について図面を参照して説明する。

図１はアクセスネットワークシステムの一構成例を示すブロック図である。

図２は図１に示した外部ネットワーク中継装置の一構成例を示すブロック図であり、図３は図１に示した内部ネットワーク中継装置の一構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、アクセスネットワークシステムは、他のネットワークと接続するための中継装置である複数の（図１では２台を例示）外部ネットワーク中継装置１１−ａ〜１１−ｂと、自ネットワーク内で送受信されるフレームを中継するための中継装置である、格子状に接続された複数の（図１では１３台を例示）内部ネットワーク中継装置２０−ａ〜２０−ｍとを有する構成である。なお、以下では、外部ネットワーク中継装置全体を示す場合は符号１１を付与し、内部ネットワーク中継装置全体を示す場合は符号２１を付与するものとする。

内部ネットワーク中継装置２１は、複数の外部ネットワーク中継装置１１に対応して設定されたグループのいずれかに所属し、所属グループの外部ネットワーク中継装置１１を介して他のネットワークとの通信を行う。

図２に示すように、外部ネットワーク中継装置１１は、内部ネットワーク中継装置２１による論理ツリーを構築する論理ツリー構築手段１８と、論理ツリー構築手段１８で構築された論理ツリーが記録される論理ツリー記憶手段１７と、内部ネットワーク中継装置２１の所属グループの移動要否の判定に用いるグループ移動パラメータを測定するグループ移動パラメータ測定手段１５と、自グループに所属する内部ネットワーク中継装置２１を管理するグループ管理手段１６と、フレームをフォワーディングするためのフォワーディングテーブルの生成及び該フォワーディングテーブルにしたがってフレームを送受信する通信制御手段１３と、フォワーディングテーブルが格納されるフォワーディングテーブル記憶手段１４と、物理的にデータの送受信を行う送受信手段１２とを有する構成である。

図３に示すように、内部ネットワーク中継装置２１は、所属するグループの決定及び変更を行うグループ所属制御手段２５と、所属するグループの論理ツリーにおける、自装置の位置情報を記憶する位置情報記憶手段２６と、各外部ネットワーク中継装置に対応する複数のフォワーディングテーブルが格納されるフォワーディングテーブル記憶手段２４と、フォワーディングテーブルの生成及び該フォワーディングテーブルにしたがってフレームやパケットを送受信する通信制御手段２３と、物理的にデータの送受信を行う送受信手段２２とを有する構成である。

図２及び図３に示す外部ネットワーク中継装置１１及び内部ネットワーク中継装置２１が備える各手段は、例えばＬＳＩや論理回路等から成る専用の回路によって実現される。

また、外部ネットワーク中継装置１１及び内部ネットワーク中継装置２１が備える各手段は、ＤＳＰ、ＣＰＵ、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ、プログラムが記録された記録媒体、及びその他のＬＳＩ（例えば、バスコントローラやＩ／Ｏコントローラ等）等を備えるコンピュータによって実現されてもよい。その場合。以下に記載する外部ネットワーク中継装置１１及び内部ネットワーク中継装置２１の動作は、記録媒体に記録されたプログラムにしたがってＣＰＵやＤＳＰが所定の処理を実行することで実現される。

次に、本発明のアクセスネットワークシステムの動作について図４を用いて説明する。

図４は本発明のアクセスネットワークシステムの処理手順を示すシーケンス図である。

なお、図４は、図１に示した内部ネットワーク中継装置２１−ｆが、外部ネットワーク中継装置１１−ａのグループから外部ネットワーク中継装置１１−ｂのグループへ移動する場合の処理の例を示している。但し、以下の説明では、特に指定しない限り、各外部ネットワーク中継装置１１で共通の処理を示し、各内部ネットワーク中継装置２１で共通の処理を示している。

[STEP 1]まず、各外部ネットワーク中継装置１１において、論理ツリー構築手段１８は、ネットワーク内の全ての内部ネットワーク中継装置２１を対象にして論理ツリーを構築する。論理ツリーはネットワーク内にループができないように構築する（処理工程３１−１）。論理ツリーの構築には、例えば上記IEEE802.1Dで規定されたスパニングツリーを利用する。

スパニングツリーでは、外部ネットワーク中継装置１１を常にルートスイッチとして利用し、ホップ数をコスト値とすることで、外部ネットワーク中継装置１１から各内部ネットワーク中継装置２１への深さ（ホップ数）が最小となるように論理ツリーを構築する。論理ツリー構築手段１８で構築された論理ツリーは、論理ツリー記憶手段１７に格納される。

外部ネットワーク中継装置１１は、構築した論理ツリーにしたがって内部ネットワーク中継装置２１から自装置へのホップ数を、各内部ネットワーク中継装置２１へそれぞれ通知する（処理工程３１−２）。

内部ネットワーク中継装置２１は、各外部ネットワーク中継装置１１から通知される、外部ネットワーク中継装置１１のアドレス及び外部ネットワーク中継装置１１へのホップ数をそれぞれ位置情報記憶手段２６へ格納する。また、通信制御手段２３により、各外部ネットワーク中継装置１１に対するフォワーディングテーブルをそれぞれ生成する。生成した複数のフォワーディングテーブルはフォワーディングテーブル記憶手段２４へそれぞれ格納する（処理工程３１−３）。

[STEP 2]次に、内部ネットワーク中継装置２１は、グループ所属制御手段２５を用いて位置情報記憶手段２６に格納された各外部ネットワーク中継装置１１へのホップ数を比較し、ホップ数が最も少ない外部ネットワーク中継装置１１を自装置が所属する外部ネットワーク中継装置１１に決定する（処理工程３２−１）。また、グループ所属制御手段２５は、通信制御手段２３に対して所属するグループに対応するフォワーディングテーブルの使用を通知する。さらに、所属を決定した外部ネットワーク中継装置１１へグループ参加通知メッセージを送信する（処理工程３２−２）。

グループ参加通知メッセージを受信した外部ネットワーク中継装置１１は、グループ管理手段１６を用いて、どの内部ネットワーク中継装置２１が自装置のグループに所属するかを示すグループ構成情報を論理ツリー記憶手段１７に格納する（処理工程３２−３）。図１に示す例では、１３台の内部ネットワーク中継装置２１−ａ〜ｍにより太線で示す２つのグループ（２１−ａ〜ｇ及び２１−ｍと２１−ｈ〜ｌ）が形成された例を示している。

[STEP 3]次に、外部ネットワーク中継装置１１は、境界中継装置通知要求メッセージを自装置のグループに所属する全ての内部ネットワーク中継装置２１へ送信する（処理工程３３−１）。

境界中継装置通知要求メッセージを受信した内部ネットワーク中継装置２１は、グループ所属制御手段２５を用いて、自装置が他のグループの内部ネットワーク中継装置２１と隣接する境界中継装置であるか否かを判断する（処理工程３３−２）。グループ所属制御手段２５は、隣接する内部ネットワーク中継装置２１や外部ネットワーク中継装置１１に対して所属グループを問い合わせ、隣接する内部ネットワーク中継装置２１が１つでも異なるグループに所属する場合は自装置が境界中継装置であると判断する。図１に示す例では、内部ネットワーク中継装置２１−ｅ、２１−ｆ、２１−ｇ、２１−ｈ、２１−ｉ、２１−ｊが境界中継装置である。

自装置が境界中継装置であると判定したグループ所属制御手段２５は、所属する外部ネットワーク中継装置１１に境界中継装置通知メッセージを送信する（処理工程３３−３）。

[STEP 4]境界中継装置情報通知メッセージを受信した外部ネットワーク中継装置１１は、グループ管理手段１６を用いて、論理ツリー記憶手段１７に格納された論理ツリー情報を参照し、複数の境界中継装置のうち、他グループへ移動させる移動対象の内部ネットワーク中継装置２１である移動対象中継装置を決定する（処理工程３４−１）。

ここでは、自グループ内の境界中継装置のうち、下流に他の境界中継装置を持たない境界中継装置、及び該境界中継装置の下流に接続される内部ネットワーク中継装置２１を移動対象中継装置とする。図１では内部ネットワーク中継装置２１−ｆ、２１−ｍ、２１−ｇが移動対象中継装置である。

さらに、グループ管理手段１６は、自グループ内の移動対象中継装置を管理するための移動対象中継装置リストを生成し、該移動対象中継装置リストを自グループ内の内部ネットワーク中継装置２１に通知する（処理工程３４−２）。

移動対象中継装置リストを受信した内部ネットワーク中継装置２１は、グループ所属制御手段２５を用いて、自装置が移動対象中継装置であるか否かを示す情報をそれぞれ位置情報記憶手段２６へ格納する（処理工程３４−３）。

[STEP 5]上述した処理が終了後、内部ネットワーク中継装置２１は、通信制御手段２３を用いて、STEP 2で選択したフォワーディングテーブルを参照しつつ送受信対象であるフレームのフォワーディング処理を開始する（処理工程３５−１）。

一方、外部ネットワーク中継装置１１は、グループ移動パラメータ測定手段１５にて、予め設定されたグループ移動パラメータの測定を開始する（処理工程３５−２）。グループ移動パラメータには、外部ネットワーク中継装置１１の処理負荷、外部ネットワーク中継装置１１が有する資源（メモリ等）の使用頻度、フレームのフォワーディング量、フレームの転送遅延時間等がある。

外部ネットワーク中継装置１１は、グループ移動パラメータ測定手段１５にて測定したグループ移動パラメータの値が予め決められた条件を満たすとき、自グループに所属する全ての内部ネットワーク中継装置２１に対してグループの移動を指示するグループ移動通知メッセージを送信する（処理工程３５−３）。

[STEP 6]グループ移動通知メッセージを受信した内部ネットワーク中継装置２１は、グループ所属制御手段２５を用いて自装置が移動対象中継装置であるか否かを位置記憶手段２６へ問い合わせ、自装置が移動対象中継装置である場合は所属グループの移動処理を開始する（処理工程３６−１）。図１に示す例では、外部ネットワーク中継装置１１−ａに所属する移動対象中継装置である内部ネットワーク中継装置２１−ｆ、２１−ｍ、２１−ｇが所属グループの移動処理を開始する。以下、内部ネットワーク中継装置２１−ｆによる所属グループの移動処理を示す。

内部ネットワーク中継装置２１−ｆのグループ所属制御手段２５は、フォワーディングテーブル記憶手段２４に格納された複数のフォワーディングテーブルを参照し、グループ移動通知メッセージを送信した外部ネットワーク中継装置１１−ａを除く、ホップ数が最も少ない外部ネットワーク中継装置１１をグループ移動後の外部ネットワーク中継装置１１として決定する。

なお、移動先のグループ決定方法はホップ数を利用する方法に限るものではなく、例えばグループ移動通知メッセージを受信した内部ネットワーク中継装置２１から、グループ移動通知メッセージを送信した外部ネットワーク中継装置１１−ａを除く他の外部ネットワーク中継装置１１に対してＡＣＫ要求パケット（ｅｘ．ｐｉｎｇ等）をそれぞれ送信し、ＡＣＫメッセージを最も速く返信した外部ネットワーク中継装置１１をグループ移動後の外部ネットワーク中継装置１１として決定してもよい。ここでは、グループ移動後の所属先として外部ネットワーク中継装置１１−ｂが選択される。

内部ネットワーク中継装置２１−ｆのグループ所属制御手段２５は、通信制御手段２３に対して、使用するフォワーディングテーブルを外部ネットワーク中継装置１１−ｂ用のフォワーディングテーブルに変更するよう通知する。

さらに、グループ所属制御手段２５は、移動元の外部ネットワーク中継装置１１−ａに対してグループ脱退通知メッセージを送信し、移動先の外部ネットワーク中継装置１１−ｂに対してグループ参加通知メッセージを送信する（処理工程３６−２）。

グループ脱退通知メッセージを受信した外部ネットワーク中継装置１１−ａは、論理ツリー構築手段１８により論理ツリー記憶手段１７に格納されたグループ構成情報からグループ脱退通知メッセージを送信した内部ネットワーク中継装置を削除するよう、グループ管理手段１６から通知する（処理工程３６−３）。ここでは、内部ネットワーク中継装置２１−ｆが外部ネットワーク中継装置１１−ａに格納されたグループ構成情報から削除される。

一方、グループ参加通知メッセージを受信した外部ネットワーク中継装置１１−ｂは、論理ツリー構築手段１８により論理ツリー記憶手段１７に格納されたグループ構成情報にグループ参加通知メッセージを送信した内部ネットワーク中継装置を追加するよう、グループ管理手段１６から通知する（処理工程３６−４）。ここでは、内部ネットワーク中継装置２１−ｆが外部ネットワーク中継装置１１−ｂに格納されたグループ構成情報に追加される。

内部ネットワーク中継装置（移動対象中継装置）２１−ｆ移動後の各グループ構成を図５に示す。図５に示す例では、１３台の内部ネットワーク中継装置２１−ａ〜ｍにより太線で示す２つのグループ（２１−ａ〜ｅと２１−ｆ〜ｍ）が形成された例を示している。以降、上述したSTEP 3〜STEP 6の処理を繰り返し実行する。

なお、上記説明では、論理ツリー構築手段１８でIEEE802.1Dで規定されたスパニングツリーを利用する例を示したが、本発明はスパニングツリーを利用して論理ツリーを構築する場合に限定されるものではなく、ネットワーク内でループが生じないように論理ツリーを構成できればどのようなものであってもよい。

また、上記説明では、内部ネットワーク中継装置２１−ｆを外部ネットワーク中継装置１１−ａから外部ネットワーク中継装置１１−ｂのグループへ移動させる例を示したが、移動対象中継装置が複数ある場合は、それらの移動対象中継装置も内部ネットワーク中継装置２１−ｆと同様の処理によりグループを移動すればよい。また、例えば内部ネットワーク中継装置２１における処理負荷等を考慮して移動対象となる内部ネットワーク中継装置２１を絞ってもよい。具体的には、処理負荷が最も高い内部ネットワーク中継装置（移動対象中継装置）２１あるいは処理負荷が予め設定した所定のしきい値を越える内部ネットワーク中継装置（移動対象中継装置）２１をグループの移動対象とすればよい。

次に本発明の実施例について説明する。

図６は外部ネットワーク中継装置の実施例の構成を示すブロック図であり、図７は図６に示した外部ネットワーク中継装置を備えるアクセスネットワークシステムの処理手順を示すフローチャートである。

図６に示す外部ネットワーク中継装置１１は、図２に示したグループ移動パラメータ測定手段として、外部ネットワーク中継装置の処理負荷を測定する負荷測定手段２０を用いる例である。内部ネットワーク中継装置２１の構成は上記実施の形態（図３）と同様であるため、その説明は省略する。

次に本実施例のアクセスネットワークシステムの動作について図面を用いて説明する。

図７は本発明のアクセスネットワークシステムの実施例の処理手順を示すシーケンス図である。

以下では、図１に示した内部ネットワーク中継装置２１−ｆが、外部ネットワーク中継装置１１−ａのグループから外部ネットワーク中継装置１１−ｂのグループへ移動する場合を例にして本発明のアクセスネットワークシステムの動作を説明する。

図７において、STEP 1からSTEP 4までの処理は上記実施の形態と同様である。

[STEP 5]STEP 1からSTEP 4までの処理処理が終了後、内部ネットワーク中継装置２１は、通信制御手段２３にて、STEP 2で選択したフォワーディングテーブルを参照し、送受信対象であるフレームのフォワーディング処理を開始する（処理工程３５−１）。

一方、外部ネットワーク中継装置１１は、負荷測定手段２０にて外部ネットワーク中継装置１１の処理負荷の測定を開始する（処理工程３５−２）。そして、負荷測定手段２０にて測定された処理負荷が予め設定された所定のしきい値Ｎ１を越えたとき、自グループに所属する全ての内部ネットワーク中継装置２１に対してグループの移動を指示するグループ移動通知メッセージを送信する（処理工程３５−３）。

STEP 6の処理は上記実施の形態と同様である。

本実施例の処理により内部ネットワーク中継装置（移動対象中継装置）２１−ｆの移動後の外部ネットワーク中継装置１１−ａ、１１−ｂそれぞれの論理ツリーの構成は図５に示すようになる。以降、上述したSTEP 3〜STE 6の処理を繰り返し実行する。

図７は、外部ネットワーク中継装置１１−ａの処理負荷が所定のしきい値Ｎ１を越えたときに、自グループに所属する内部ネットワーク中継装置２１−ｆを処理負荷の軽い外部ネットワーク中継装置１１−ｂのグループへ移動させ、外部ネットワーク中継装置１１−ａの処理負荷を軽減する例を示している。

なお、上記説明では、外部ネットワーク中継装置１１の処理負荷が所定のしきい値Ｎ１を越えた場合に内部ネットワーク中継装置（移動対象中継装置）２１でグループ移動処理を開始する例を示したが、例えば複数の外部ネットワーク中継装置１１間で定期的に互いの処理負荷情報をやりとりし、自装置よりも処理負荷の軽い外部ネットワーク中継装置１１を検出したときに、内部ネットワーク中継装置２１のグループ移動を開始してもよい。

本発明によれば、内部ネットワーク中継装置２１を、予め決められたグループ移動パラメータの値に応じて動的に他のグループへ移動させることが可能なアクセスネットワークシステムを提供できる。

例えば、外部ネットワーク中継装置１１の処理負荷をグループ移動パラメータとすると、外部ネットワーク中継装置１１の処理負荷に応じて、自グループの内部ネットワーク中継装置２１を負荷の軽い他の外部ネットワーク中継装置１１のグループへ移動させることができる。したがって、複数の外部ネットワーク中継装置１１間で動的に処理負荷を分散することが可能になり、ネットワーク全体のトラフィック量を増大できる。また、外部ネットワーク中継装置１１で障害が発生する前に処理負荷を軽減して障害発生率を低減できるため、ネットワークの信頼性が向上する。

さらに、本発明では、内部ネットワーク中継装置２１で各外部ネットワーク中継装置１１に対するフォワーディングテーブルをそれぞれ記憶しているため、所属するグループを移動しても使用するフォワ−ディングテーブルを変更するだけで済む。また、外部ネットワーク中継装置２１は、所属する内部ネットワーク中継装置２１が移動してもグループ構成情報を修正するだけで済む。そのため、内部ネットワーク中継装置２１を他のグループへ高速に移動させることができる。

したがって、外部ネットワーク中継装置１１が長時間、過負荷状態になることが回避され、外部ネットワーク中継装置１１の障害発生率が低減してネットワークの信頼性が向上する。

アクセスネットワークシステムの一構成例を示すブロック図である。 図１に示した外部ネットワーク中継装置の一構成例を示すブロック図である。 図１に示した内部ネットワーク中継装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明のアクセスネットワークシステムの処理手順を示すシーケンス図である。 移動対象中継装置移動後の各外部ネットワーク中継装置の論理ツリーの構成を示すブロック図である。 本発明の外部ネットワーク中継装置の実施例の構成を示すブロック図である。 図６に示した外部ネットワーク中継装置を備えるアクセスネットワークシステムの処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１１ 外部ネットワーク中継装置
２１ 内部ネットワーク中継装置
１２、２２ 送受信手段
１３、２３ 通信制御手段
１４、２４ フォワ−ディングテーブル記憶手段
１５ グループ移動パラメータ測定手段
１６ グループ管理手段
１７ 論理ツリー記憶手段
１８ 論理ツリー構築手段
２０ 負荷測定手段
２５ グループ所属制御手段
２６ 位置情報記憶手段

Claims (18)

1. 他のネットワークと接続するための中継装置である複数の外部ネットワーク中継装置と、
   自ネットワーク内で送受信される情報を中継する、前記外部ネットワーク装置に対応して設定される複数のグループのいずれかに所属する複数の内部ネットワーク中継装置と、を有するアクセスネットワークシステムであって、
   前記外部ネットワーク中継装置は、
   前記内部ネットワーク中継装置の所属グループの移動要否の判定に用いるグループ移動パラメータを測定するグループ移動パラメータ測定手段と、
   前記グループ移動パラメータ測定手段の測定結果が予め設定された条件を満たすとき、自グループの内部ネットワーク中継装置に対して、グループの移動を指示するグループ移動通知メッセージを送信し、該内部ネットワーク中継装置を他のグループへ移動させるグループ管理手段と、
   を有するアクセスネットワークシステム。
2. 前記内部ネットワーク中継装置は、
   前記外部ネットワーク中継装置と通信するための複数のフォワーディングテーブルを生成すると共に、所属するグループに対応するフォワ−ディングテーブルを用いて前記情報のフォワ−ディング処理を行う通信制御手段と、
   前記フォワーディングテーブルがそれぞれ格納されるフォワ−ディングテーブル記憶手段と、
   を有する請求項１記載のアクセスネットワークシステム。
3. 前記内部ネットワーク中継装置は、
   隣接する内部ネットワーク中継装置または外部ネットワーク中継装置の少なくとも一つが他のグループに所属する場合に自装置を境界中継装置と判定し、該判定結果を所属するグループの外部ネットワーク中継装置へ通知するグループ所属制御手段を有し、
   前記外部ネットワーク中継装置は、
   前記グループ管理手段を用いて、自グループ内の境界中継装置のうち、下流に境界中継装置を持たない境界中継装置、及び該境界中継装置の下流に接続される内部ネットワーク中継装置を、他のグループへの移動対象である移動対象中継装置に指定し、
   前記移動対象中継装置であるか否かを自グループ内の内部ネットワーク中継装置へそれぞれ通知する請求項１または２記載のアクセスネットワークシステム。
4. 前記グループ所属制御手段は、
   自装置から最もホップ数が少ない外部ネットワーク中継装置のグループを、自装置が所属するグループに決定する請求項３記載のアクセスネットワークシステム。
5. 前記グループ所属制御手段は、
   自装置が所属するグループの外部ネットワーク中継装置から前記グループ移動通知メッセージを受信すると、自装置が前記移動対象中継装置であるか否かを判定し、
   自装置が前記移動対象中継装置である場合は、他の外部ネットワーク中継装置のグループへ移動する請求項３または４記載のアクセスネットワークシステム。
6. 前記グループ所属制御手段は、
   前記グループ移動通知メッセージを送信した外部ネットワーク中継装置を除く、最もホップ数が少ない外部ネットワーク中継装置のグループへ移動する請求項５記載のアクセスネットワークシステム。
7. 前記グループ移動パラメータ測定手段は、
   前記外部ネットワーク中継装置の処理負荷を測定する請求項１から６のいずれか１項記載のアクセスネットワークシステム。
8. 前記グループ移動パラメータ測定手段は、
   前記外部ネットワーク中継装置の資源の使用頻度を測定する請求項１から６のいずれか１項記載のアクセスネットワークシステム。
9. 前記グループ移動パラメータ測定手段は、
   前記外部ネットワーク中継装置において所定時間内にフォワーディング処理されるフレーム数を測定する請求項１から６のいずれか１項記載のアクセスネットワークシステム。
10. 他のネットワークと接続するための中継装置である複数の外部ネットワーク中継装置と、
    自ネットワーク内で送受信される情報を中継する、前記外部ネットワーク装置に対応して設定される複数のグループのいずれかに所属する複数の内部ネットワーク中継装置と、を有するアクセスネットワークシステムにおける、前記内部ネットワーク中継装置が所属するグループを移動させるための内部ネットワーク中継装置の移動方法であって、
    前記外部ネットワーク中継装置は、
    前記内部ネットワーク中継装置の所属グループの移動要否の判定に用いるグループ移動パラメータを測定し、
    前記グループ移動パラメータの測定結果が予め設定された条件を満たすとき、自グループの内部ネットワーク中継装置に対して、グループの移動を指示するグループ移動通知メッセージを送信し、該内部ネットワーク中継装置を他のグループへ移動させる内部ネットワーク中継装置の移動方法。
11. 前記内部ネットワーク中継装置は、
    前記外部ネットワーク中継装置と通信するための複数のフォワーディングテーブルを生成すると共に、該フォワーディングテーブルを記憶手段にそれぞれ格納し、
    所属するグループに対応するフォワ−ディングテーブルを用いて前記情報のフォワ−ディング処理を実行する請求項１０記載の内部ネットワーク中継装置の移動方法。
12. 前記内部ネットワーク中継装置は、
    隣接する内部ネットワーク中継装置または外部ネットワーク中継装置の少なくとも一つが他のグループに所属する場合に自装置を境界中継装置と判定し、該判定結果を所属するグループの外部ネットワーク中継装置へ通知し、
    前記外部ネットワーク中継装置は、
    自グループ内の境界中継装置のうち、下流に境界中継装置を持たない境界中継装置、及び該境界中継装置の下流に接続される内部ネットワーク中継装置を、他のグループへの移動対象である移動対象中継装置に指定し、
    前記移動対象中継装置であるか否かを自グループ内の内部ネットワーク中継装置へそれぞれ通知する請求項１０または１１記載の内部ネットワーク中継装置の移動方法。
13. 前記内部ネットワーク中継装置は、
    自装置から最もホップ数が少ない外部ネットワーク中継装置のグループを、自装置が所属するグループに決定する請求項１２記載の内部ネットワーク中継装置の移動方法。
14. 前記内部ネットワーク中継装置は、
    自装置が所属するグループの外部ネットワーク中継装置から前記グループ移動通知メッセージを受信すると、自装置が前記移動対象中継装置であるか否かを判定し、
    自装置が前記移動対象中継装置である場合は、他の外部ネットワーク中継装置のグループへ移動する請求項１２または１３記載の内部ネットワーク中継装置の移動方法。
15. 前記内部ネットワーク中継装置は、
    前記グループ移動通知メッセージを送信した外部ネットワーク中継装置を除く、最もホップ数が少ない外部ネットワーク中継装置のグループへ移動する請求項１４記載の内部ネットワーク中継装置の移動方法。
16. 前記外部ネットワーク中継装置は、
    前記グループ移動パラメータとして、自装置の処理負荷を測定する請求項１０から１５のいずれか１項記載の内部ネットワーク中継装置の移動方法。
17. 前記外部ネットワーク中継装置は、
    前記グループ移動パラメータとして、自装置の資源の使用頻度を測定する請求項１０から１５のいずれか１項記載の内部ネットワーク中継装置の移動方法。
18. 前記外部ネットワーク中継装置は、
    前記グループ移動パラメータとして、自装置が所定時間内にフォワーディング処理するフレーム数を測定する請求項１０から１５のいずれか１項記載の内部ネットワーク中継装置の移動方法。
    
    

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