JP4863318B2 - 経路制御装置及び経路制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、データが通過する複数の経路を有するネットワークの経路制御装置及び経路制御方法に関する。

既存のネットワークシステムでは、ルータの設置環境および内部の熱情報を考慮することなく、全ての装置がルーティングプロトコルに従って、トラフィックのルーティング処理を行っていた。

この場合、外気温の高い場所に設置された装置が高い優先度を持つルートを保持していた場合、多くのトラフィックが該当装置にルーティングされる。この負荷により装置発熱が起きるが、冷却機構により冷却が行われる。

しかし、外気温が高いため、冷却のためにより多くのエネルギーを必要としていた。同一構内あるいは同一建物内であっても、空調の効き具合や各種装置の発熱、人数によって部屋ごとに室温が違うことは一般的である。

また、室温は季節、天気、設備などの要因によって動的に変化する。したがって、静的に熱を考慮に入れたネットワーク設計を行うことは難しい。

また、設置環境の温度を適温に保つために、空調設備が用いられ、より多くのエネルギーを消費するという問題もあった。

ここで、図９を参照して、既存のネットワークシステムの概略構成を説明する。

図９において、ルータ４０１〜４０４は冗長経路を持った経路制御を可能にしている。データセンタ４０７、４０８は冗長性を確保している。また、クライアント４０５がルータ４０１に接続され、クライアント４０６がルータ４０３に接続されている。

このような構成の下、システム全体として障害耐久性を有している。また、ディザスタリカバリの観点からデータセンタ４０７、４０８は物理的に離れた地域へ設置される。

しかしながら、図９に示されたネットワークシステムにおいては、以下のような問題点がある。

第一の問題点は、ルータの発熱を考慮していないということである。第二の問題点は、外気温が高い場合、冷却に大きなエネルギーを消費するということである。

関連技術としては、特開２００２−３３３９２９号公報（特許文献１）等がある。

特開２００２−３３３９２９号公報

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、ルータ等の通信機器の発熱を考慮することにより冷却に大きなエネルギーを必要としない経路制御装置及び経路制御方法を提供することにある。

本発明の経路制御装置は、
データが通過する複数の経路を有するネットワークに接続された複数のルータと、
各ルータに設けられた第１の温度センサと、
ネットワークに接続され、かつ第１の温度センサにより検出された温度に基いて、複数の経路の中からデータが次に通過する新規経路を選択するネットワークマネージャを有する。

また、本発明の経路制御装置は、
ホストに接続された第１のルータと、
第１のルータに接続され、かつ第１の温度センサを有する第２のルータと、
第１のルータに接続され、かつ第２の温度センサを有する第３のルータと、
第１の温度センサにより検出された第１の温度と第２の温度センサにより検出された第２の温度に応じて、第１のルータから第２のルータへの第１の経路と第１のルータから第３のルータへの第２の経路のいずれか選択する管理部とを有する。

また、本発明の経路制御方法は、
データが通過する複数の経路を有するネットワークに接続された複数のルータと、
各ルータに設けられた温度センサと、
温度情報管理部、温度分布図作成部、新規コンフィグ作成部及び新規経路作成部とを有するネットワークマネージャを有するネットワークシステムにおいて、
前記温度情報管理部は、前記温度センサから温度情報を受け取って前記温度分布図作成部に送り、
前記温度分布図作成部は、受け取った温度情報に基いて温度分布図を作成し、
前記新規経路作成部は、前記温度分布図から高温部を検出した場合には代替経路を選択し、
前記新規コンフィグ作成部は、前記ルータのルーティングテーブルを変更するための新規コンフィグレーションを作成し、この新規コンフィグレーションを所定のルータへ送信し、
前記所定のルータは受信した前記新規コンフィグレーションを適用して前記代替経路へのルーティングを行う。

本発明によれば、ルータ等の通信機器の発熱を考慮することにより冷却に大きなエネルギーを必要としない経路制御装置及び経路制御方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る経路制御装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るネットワークシステムの構成（通常時）を示す図である。 ルーティングテーブルを示す図であり、（ａ）は通常時のルーティングテーブルの内容を示し、（ｂ）はコンフィグレーション（コンフィグ）変更後のルーティングテーブルの内容を示す。 ネットワークマネージャの処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係るネットワークシステムの構成（コンフィグ変更後）を示す図である。 本発明の実施形態に係るネットワークシステムの構成（コンフィグ変更後）を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係るネットワークシステムの構成を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るネットワークシステムの構成を示す図である。 既存のネットワークシステムの概略構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。

まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る経路制御装置の構成について説明する。

経路制御装置１１２は、温度センサ１０１、温度情報収集装置１０２、ルータ１０３及びネットワークマネージャ１０５を有する。経路制御装置１１２には、サーバ１１１とルータ１１０が接続されている。

ネットワークマネージャ１０５は、温度情報管理部１０６、温度分布図作成部１０７、新規コンフィグ作成部１０８、新規経路作成部１０９を有する。また、ルータ１０３には温度センサ１０４が内蔵されている。

サーバ１１１は温度情報収集装置１０２に接続されている。また、温度センサ１０１、１０４により検出された温度情報は、ネットワークマネージャ１０５の温度情報管理部１０６に送られる。尚、ルータ等の各ネットワーク装置のコンフィグレーション制御は一般的なネットワークマネージャの機能を使用する。

次に、図２を参照して、本発明の実施形態に係るネットワークシステムの構成について説明する。

図２を参照すると、本発明の実施形態に係るネットワークシステムは、ホスト群２０５、ホスト群２０６、ルータ２０１〜２０４及びネットワークマネージャ２０７とを有する。各ルータ２０１〜２０４は温度センサ２０１ａ〜２０４ａを内蔵しており、ネットワークマネージャ２０７はネットワークに接続されている。ネットワークシステム全体は冗長経路を有する構成となっている。

また、ルータ２０２は優先度の高いルートを持つため、全てのトラフィックがこのルータ２０２を経由している。ルータ２０２は高温状態（黒塗り部分）、ルータ２０１、２０３は通常状態（薄い黒塗り部分）、ルータ２０４はやや低温状態（白抜き部分）となっている。また、ルータ２０１、２０３の外気温（室温）は２３度、ルータ２０２の外気温（室温）は２８度、ルータ２０４の外気温（室温）は２０度である。

このような構成の下、矢印に示すように、ホスト群２０５からのデータは、ルータ２０１、ルータ２０２及びルータ２０３を経由してホスト群２０６に伝送される。

ここで、ルータ２０１は、図３に示すようなルーティングテーブルを持っている。図３（ａ）は通常時のルーティングテーブルの内容を示し、図３（ｂ）はコンフィグレーション（コンフィグ）変更後のルーティングテーブルの内容を示す。

図３（ａ）に示す通常時のルーティングテーブルでは、あて先はホスト群２０６であり、ネクストホップはルータ２０２である。また、図３（ｂ）に示すコンフィグ変更後のルーティングテーブルでは、あて先はホスト群２０６であり、ネクストホップはルータ２０４である。

次に、本発明の実施形態の動作について説明する。

ここで、本発明の実施形態に係るネットワークシステムは、簡単のために対称な構成としてあるため、トラフィックは片方向のものについてのみ説明する。

図２において、ルータ２０１は、通常時は、図３（ａ）のルーティングテーブルを持っているため、ホスト群２０６あてのトラフィックは全てルータ２０２へ転送する。全体として、ホスト群２０６あてのトラフィックは、ルータ201、ルータ202及びルータ203を経由する。

各ルータ２０１〜２０４の温度センサ２０１ａ〜２０４ａが取得した温度情報はネットワークマネージャ２０７に送信される。

次に、図１及び図４を参照して、ネットワークマネージャ２０７の処理について説明する。

ネットワークマネージャ１０５の温度情報管理部１０６は、各温度センサ１０１、１０４から温度情報を受け取ると、温度分布図作成部１０７に情報を送る（ステップ４１）。

温度分布図作成部１０７は受け取った情報に基いて温度分布図を作成する（ステップ４２）。

次に、新規経路作成部１０９で高温部の検出が行われる（ステップ４３）。

新規経路作成部１０９で高温部が検出された場合には、代替ルート（代替経路）の選択（検出）がおこなわれる（ステップ４４）。

代替経路が存在する場合には、該当するルータのルーティングテーブルを変更するための新規コンフィグレーションが新規コンフィグ作成部１０８で作成される（ステップ４５）。

作成された新規コンフィグレーションは当該ルータ１０３、１１０へ送信される（ステップ４６）。

次に、以上の処理を図２のネットワークシステムに適用して説明する。

ルータ２０１は受信した新規コンフィグレーションを自身に適用する。この結果、ルータ２０１のルーティングテーブルは図３（ｂ）のようになる。図３（ｂ）に示すコンフィグ変更後のルーティングテーブルでは、あて先はホスト群２０６であり、ネクストホップはルータ２０４である。

そして、ネットワーク全体では図５に示す状態になる。具体的には、矢印に示すように、ホスト群２０５からのデータは、ルータ２０１、ルータ２０４及びルータ２０３を経由してホスト群２０６に伝送される。つまり、ホスト群２０５、２０６間のトラフィックがルータ２０１、ルータ２０４及びルータ２０３を経由する。そのため、ルータ２０２の負荷は減少し、負荷による発熱が低下しルータ２０２の内部温度が低下する。一方、ルータ２０４の負荷は増加するため、内部温度が上昇する。

以上の結果、図６のようにルータ２０２及び２０４の内部温度は高温にならない。この結果、高温部に対し外部の冷却装置も必要なく、システム全体の冷却効率も向上する。これにより、エネルギーの低減が可能になる。つまり、図６に示すように、ルータ２０１〜２０４には高温部（黒塗り部分）がなくなり、すべて通常状態（薄い黒塗り部分）になっている。

本発明の実施形態では、経路制御装置が動的にネットワーク管理を行うために、温度センサによりルータ内部及び外部の温度情報を取り込み、その温度情報に基いて各ルータで処理するトラフィック量を調節するための代替パスを検出し、当該ルータのルーティングテーブルを変更するための新たなコンフィグレーションを作成し当該ルータに適用する。

これにより、本発明の実施形態では、システム全体の冷却効率を上げることで、冷却に必要なエネルギーを減らすことができる。さらに、ネットワーク機器自身の発熱を制御することができる。

次に、図７を参照して、本発明の他の実施の形態について説明する。

図７に示すネットワークシステムの構成は、データセンタ３０８及びデータセンタ３０９が設けられている点以外は、図２に示すネットワークシステムの構成とほぼ同じである。

図７に示すネットワークシステムでは、冗長経路のみでなく冗長構成システムの有効利用についてさらに工夫している。

図７において、ルータ３０１〜３０４、クライアント３０５、３０６、ネットワークマネージャ３０７は、図２のルータ２０１〜２０４、ホスト群２０５、２０６、ネットワークマネージャ２０７と同様のものである。

ここで、温度センサ３１０はデータセンタ３０８の外気温を計測している。また、温度センサ３１１はデータセンタ３０９の外気温を計測している。

データセンタ３０８及びデータセンタ３０９は冗長構成であり、クライアント３０５、３０６はどちらにアクセスしても同様の効果が得られるものとする。データセンタ３０８及びおデータセンタ３０９は物理的に離れた場所に設置されており、外気温が大幅に異なる。図７に示す例では、データセンタ３０８の設置地域は気温が低く、データセンタ３０９の設置地域は気温が高い。

各温度センサ３１０、３１１から温度情報を受け取ったネットワークマネージャ３０７は、データセンタ３０８がより使用されるようにルーティングを制御する。データセンタ３０８は気温が低いため、データセンタ３０９を利用する場合に比べ冷却にかかるエネルギーは少なくなる。

また、データセンタ３０８で排出される温風をオフィスなどの熱源に使用してもよい。温度センサ３１０、３１１をデータセンタに設置する代わりに、インターネットから得られる気象情報でも代用できる。

次に、図８を参照して、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。

この実施の形態では、ネットワークマネージャを設置する手間を省いている。

図８に示すネットワークシステムでは、温度分布図をネットワークマネージャに内蔵する代わりに、ルータ５０１〜５０４の内部に温度分布図５０５〜５０８を保持する機構を有している。温度分布図５０５〜５０８は、各ルータ５０１〜５０４の温度センサ５０９〜５１２の取得した温度情報をルーティングアップデート５１３のアトリビュートとして伝播する。これにより各ルータ５０１〜５０４でのルーティングプロトコルのルート決定条件として温度情報を利用できる。

以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

本発明は、インターネット・イントラネットなどの通信ネットワークに広く適用可能である。

１０１ 温度センサ
１０２ 温度情報収集装置
１０３ ルータ
１０４ 温度センサ
１０５ ネットワークマネージャ
１０６ 温度情報管理部
１０７ 温度分布図作成部
１０８ 新規コンフィグ作成部
１０９ 新規経路作成部
１１０ ルータ
１１１ サーバ
１１２ 経路制御装置
２０１ ルータ
２０２ ルータ
２０３ ルータ
２０４ ルータ
２０５ ホスト群
２０６ ホスト群
３０１ ルータ
３０２ ルータ
３０３ ルータ
３０４ ルータ
３０５ クライアント
３０６ クライアント
３０７ ネットワークマネージャ
３０８ データセンタ
３０９ データセンタ
３１０ 温度センサ
３１１ 温度センサ
５０１ ルータ
５０２ ルータ
５０３ ルータ
５０４ ルータ
５０５ 温度分布図
５０６ 温度分布図
５０７ 温度分布図
５０８ 温度分布図
５０９ 温度センサ
５１０ 温度センサ
５１１ 温度センサ
５１２ 温度センサ

Claims (13)

1. データが通過する複数の経路を有するネットワークに接続された複数のルータと、
   各ルータに設けられた第１の温度センサと、
   ネットワークに接続され、かつ第１の温度センサにより検出された温度に基いて、複数の経路の中からデータが次に通過する新規経路を選択するネットワークマネージャを有し、
   前記ネットワークマネージャは、前記第１の温度センサにより検出された温度がより低いルータを前記データが通過するように前記新規経路を選択することを特徴とする経路制御装置。
2. 前記ネットワークには、複数のデータセンタが接続されており、
   各データセンタには、第２の温度センサが設けられており、
   前記ネットワークマネージャは、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサにより検出された温度に基いて、前記複数の経路の中から前記データが次に通過する前記新規経路を選択することを特徴とする請求項１に記載の経路制御装置。
3. 前記ネットワークマネージャは、前記第２の温度センサにより検出された温度がより低いデータセンタに前記データが到着するように前記新規経路を選択することを特徴とする請求項２に記載の経路制御装置。
4. 前記ルータは、少なくとも次のルーティング先を格納したルーティングテーブルを有し、
   前記ネットワークマネージャは、温度情報管理部、温度分布図作成部、新規コンフィグ作成部及び新規経路作成部を有し、
   前記温度情報管理部は、前記第１の温度センサ又は前記第２の温度センサにより検出された温度を受け取って前記温度分布図作成部に送り、
   前記温度分布図作成部は、前記温度に基いて温度分布図を作成し、
   前記新規経路作成部は、前記温度分布図に基いて前記新規経路を選択し、
   前記新規コンフィグ作成部は、前記ルータの前記ルーティングテーブルを変更するための新規コンフィグレーションを作成して所定のルータへ送信し、
   前記所定のルータは前記新規コンフィグレーションを適用して次のルーティング先を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の経路制御装置。
5. 前記複数の経路は冗長経路であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の経路制御装置。
6. 前記複数のデータセンタは冗長構成を有することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の経路制御装置。
7. 前記複数のデータセンタは、物理的に離れた場所に設置されていることを特徴とする請求項６に記載の経路制御装置。
8. 前記複数のルータは、前記第１の温度センサにより検出された温度に基いて作成された温度分布図をそれぞれ保持し、この温度分布図に基いて前記新規経路を選択することを特徴とする請求項１に記載の経路制御装置。
9. ホストに接続された第１のルータと、
   第１のルータに接続され、かつ第１の温度センサを有する第２のルータと、
   第１のルータに接続され、かつ第２の温度センサを有する第３のルータと、
   第１の温度センサにより検出された第１の温度と第２の温度センサにより検出された第２の温度に応じて、第１のルータから第２のルータへの第１の経路と第１のルータから第３のルータへの第２の経路のいずれか選択する管理部とを有し、
   前記管理部は、前記第１の温度が前記第２の温度よりも高い場合には、前記第２の経路を選択することを特徴とする経路制御装置。
10. 前記第２のルータに接続された第１のデータセンタと、
    前記第１のデータセンタに設けられた第３の温度センサと、
    前記第３のルータに接続された第２のデータセンタと、
    前記第２のデータセンタに設けられた第４の温度センサをさらに有し、
    前記管理部は、前記第３の温度センサにより検出された第３の温度と前記第４の温度センサにより検出された第４の温度に応じて、前記第１のルータから前記第２のルータを経由して前記第１のデータセンタへ向かう第３の経路と、前記第１のルータから前記第３のルータを経由して前記第２のデータセンタへ向かう第４の経路のいずれか選択することを特徴とする請求項９に記載の経路制御装置。
11. 前記管理部は、前記第４の温度が前記第３の温度よりも高い場合には、前記第３の経路を選択することを特徴とする請求項１０に記載の経路制御装置。
12. データが通過する複数の経路を有するネットワークに接続された複数のルータと、
    各ルータに設けられた温度センサと、
    温度情報管理部、温度分布図作成部、新規コンフィグ作成部及び新規経路作成部とを有するネットワークマネージャを有するネットワークシステムにおいて、
    前記温度情報管理部は、前記温度センサから温度情報を受け取って前記温度分布図作成部に送り、
    前記温度分布図作成部は、受け取った温度情報に基いて温度分布図を作成し、
    前記新規経路作成部は、前記温度分布図から高温部を検出した場合には代替経路を選択し、
    前記新規コンフィグ作成部は、前記ルータのルーティングテーブルを変更するための新規コンフィグレーションを作成し、この新規コンフィグレーションを所定のルータへ送信し、
    前記所定のルータは受信した前記新規コンフィグレーションを適用して前記代替経路へのルーティングを行うことを特徴とする経路制御方法。
13. 前記複数の経路は冗長経路であることを特徴とする請求項１２に記載の経路制御方法。

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