JP5293162B2 - ネットワークシステムの消費電力低減方法及び低減装置並びにプログラム - Google Patents

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Description

本発明はネットワークシステムの消費電力低減方法及び低減装置に係り、特に中継ノードを備えたネットワークシステムの消費電力低減方法及び低減装置に関する。
近年のネットワークは、ライフラインとして社会活動に必要不可欠なものとなっている。これに伴い、ネットワークには、高信頼性、高可用性、広帯域性が求められている。その反面、社会的に消費電力の低減が要求され始めており、その流れはネットワークにも波及している。
そこで、ネットワークの消費電力の低減のため、回線の伝送距離短縮、未使用回線やトラフィック量の少ない回線の電源制御、低消費電力モード(スリープモード)など複数の手段が考えられている。例えば、特許文献1には、未使用回線やトラフィック量の少ない回線に対する電源制御を行うことでネットワークの消費電力を低減する技術が開示されている。
また、特許文献2には、データ集約ノードとデータ送信ノードにおいて、シングルホップの送信とマルチホップの送信を分担し、マルチホップの送信の利点(消費電力の節約)と、シングルホップの送信の利点(データの到達性向上)の両方を得る構成の通信システムが開示されている。
特開2007−097126号公報 特開2006−345414号公報
しかしながら、特許文献1のような未使用回線やトラフィック量の少ない回線に対する電源制御を行う消費電力低減方法は、システム全体の電源を切断できるわけではなく、消費電力低減にも限度がある。低消費電力モードも同様である。
また、回線の伝送距離短縮による消費電力低減方法は、例えば伝送距離を数分の一まで低下させることで消費電力を20%程度削減することは可能であるが、使用用途や環境が限られてしまう。
更に、特許文献2記載の消費電力低減方法は、無線ネットワーク(モバイルネットワーク)のアクセス部分(端末−基地局相当間)を対象とし、端末−基地局(相当)間距離の短いものを選択することにより、出力電波強度を低下させ、消費電力を低減する方法である。このため、特許文献2記載の消費電力低減方法では、ネットワーク全般(無線ネットワークの場合はコアネットワークを特に想定)を対象とする消費電力低減ができない。
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、必要最小限のネットワーク構成での通信を可能にしつつ、大幅な消費電力削減を実現することができるネットワークシステムの消費電力低減方法及び低減装置並びにプログラムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明のネットワークシステムの消費電力低減方法は、第1の加入者端末を収容する第1の加入者収容ノードである送信元ノードからのパケットを中継ノードを介して第2の加入者端末を収容する第2の加入者収容ノードである送信先ノードへ転送するネットワークが複数設けられたネットワークシステムにおいて、複数ある中継ノードの現トラフィック量の総和を算出する総和算出ステップと、現トラフィック量の総和が第1の閾値未満となったかどうかを監視する第1の監視ステップと、第1の監視ステップにより現トラフィック量の総和が第1の閾値未満となったことが検出された時に、複数ある中継ノードのうちの一の中継ノードを空きノードとするために、複数ある送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行う第1のルート切替指示ステップと、ルート切替指示後に一の中継ノードからパケット流入が無くなったことの通知を受けて、一の中継ノードに対して電源オフを指示する電源オフ指示ステップとを含み、電源オフ指示により一の中継ノードが電源をオフすることを特徴とする。
また、上記の目的を達成するため、本発明のネットワークシステムの消費電力低減装置は、第1の加入者端末を収容する第1の加入者収容ノードである送信元ノードからのパケットを中継ノードを介して第2の加入者端末を収容する第2の加入者収容ノードである送信先ノードへ転送するネットワークが複数設けられたネットワークシステムにおいて、複数ある前記中継ノードの現トラフィック量の総和を算出する総和算出手段と、現トラフィック量の総和が第1の閾値未満となったかどうかを監視する第1の監視手段と、第1の監視手段により前記現トラフィック量の総和が前記第1の閾値未満となったことが検出された時に、複数ある前記中継ノードのうちの一の中継ノードを空きノードとするために、複数ある前記送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行う第1のルート切替指示手段と、ルート切替指示後に一の中継ノードからパケット流入が無くなったことの通知を受けて、前記一の中継ノードに対して電源オフを指示する電源オフ指示手段とを有することを特徴とする。
更に、上記の目的を達成するため、本発明のネットワークシステムの消費電力低減プログラムは、ネットワーク・マネージメント・システムを構成するコンピュータに、
第1の加入者端末を収容する第1の加入者収容ノードである送信元ノードからのパケットを中継ノードを介して第2の加入者端末を収容する第2の加入者収容ノードである送信先ノードへ転送するネットワークが複数設けられたネットワークシステムにおいて、複数ある中継ノードの現トラフィック量の総和を算出する総和算出ステップと、現トラフィック量の総和が第1の閾値未満となったかどうかを監視する第1の監視ステップと、第1の監視ステップにより現トラフィック量の総和が第1の閾値未満となったことが検出された時に、複数ある中継ノードのうちの一の中継ノードを空きノードとするために、複数ある送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行う第1のルート切替指示ステップと、ルート切替指示後に一の中継ノードからパケット流入が無くなったことの通知を受けて、一の中継ノードに対して電源オフを指示する電源オフ指示ステップとを実行させることを特徴とする。
本発明によれば、必要最小限のネットワーク構成での通信を可能にしつつ、大幅な消費電力削減を実現することができる。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明になるネットワークシステムの消費電力低減方法の一実施形態を適用するネットワークシステムの構成図を示す。図1に示すネットワークシステムは、加入者収容ノード10、20、30及び40と、加入者端末11、21、31及び41と、中継ノード50及び60と、ネットワーク・マネージメント・システム(NMS:Network Management System)70とから構成される。
加入者収容ノード10、20、30及び40は、それぞれ加入者端末11、21、31及び41を収容している。加入者収容ノード10、20、30及び40は、加入者端末11、21、31及び41の接続要求に基づき、最短ルートを算出して、パケットを該当する中継ノードへ送出又は該当する中継ノードから受信する。
中継ノード50は、加入者収容ノード10からのパケットを受信した後加入者ノード30へ送信する中継動作を行う。中継ノード60は、加入者ノード10又は20からのパケットを受信した後加入者ノード30又は40へ送信する中継動作を行う。また、中継ノード50及び60は、NMS70に対して、監視している各回線のトラフィック量を通知し、NMS70から電源オフの指示があったときは、自中継ノードの電源を切断し、電源オンの指示があったときは、自中継ノードの電源を投入する。
NMS70は、加入者収容ノード10、20、30及び40や中継ノード50及び60で構成されるトポロジや、中継ノード50及び60のトラフィック量の監視を行う。また、NMS70は、中継ノード50及び60の現トラフィック量の総和Σを次式により計算する。
Σ=Σ(50)+Σ(60) (1)
ただし、(1)式中、Σ(50)は中継ノード50の現トラフィック量、Σ(60)は中継ノード60の現トラフィック量を示す。
そして、NMS70は、上記の総和Σが第1の閾値THDより小であるか否か、また第2の閾値THUより大であるか否かを監視し、その監視結果に基づいて、加入者収容ノード10、20、30及び40に対しルート切替指示を行うと共に、中継ノード50及び60に対し電源オン/オフ指示を行う。なお、THU≧THDである。
すなわち、NMS70は、中継ノード50及び60のトラフィック量の総和Σが、閾値TDを下回った場合、トポロジを再計算して最小構成を割り出し、最小構成には不必要な中継ノード50又は60に対してはパケットを送出しないように、加入者収容ノード10、20、30及び40に対しルート切替指示を行う。その後、NMS70は、最小構成に不必要な中継ノード50又は60にパケットが流れていないことを確認した後、不必要な中継ノード50又は60に電源オフ指示を行う。
他方、NMS70は、中継ノード50及び60のトラフィック量の総和Σが、閾値TUを上回った場合、トポロジを再計算して最小構成を割り出し、最小構成に追加で必要な中継ノード50又は60に対して電源オン指示を行う。その後、NMS70は、加入者収容ノード10、20、30及び40に対して、追加で必要な中継ノード50又は60へパケットを供給するようにルート切替指示を行う。
次に、本実施形態の動作について図2のフローチャートを併せ参照して説明する。図2は、NMS70の動作説明用フローチャートである。まず、NMS70は、中継ノード50及び60の現トラフィック量の総和Σを(1)式により計算する(ステップS1)。この時点では、図1に破線の矢印で示すように、加入者収容ノード10から送信されたパケットが中継ノード50で中継されて加入者収容ノード30へ転送されている。また、これと同時に、図1に実線の矢印で示すように、加入者収容ノード20から送信されたパケットが中継ノード60で中継されて加入者収容ノード40へ転送されている。
この状態でNMS70は、上記の総和Σが予め設定した第1の閾値THDより小になったかどうかを監視する(ステップS2)。NMS70は、上記の総和Σが第1の閾値THDより小になったと判定したときは(ステップS2のY)、転送される現トラフィック量の総和が1台の中継ノード60のみで取り扱える程度の少量であると判断し、NMS70は加入者収容ノード10に対して中継ノード50へパケット転送を中止し、かつ、中継ノード60に対してパケットを転送するようにルート切替指示を出す(ステップS3)。
これにより、図1に太実線の矢印で示すように、加入者収容ノード10から送信されたパケットが中継ノード60で中継されて加入者収容ノード30へ転送される。また、これと同時に、図1に実線の矢印で示すように、加入者収容ノード20から送信されたパケットは引き続き中継ノード60で中継されて加入者収容ノード40へ転送される。従って、全パケットが中継ノード60に流入し、中継ノード50へのパケット流入が無くなる。
中継ノード50、60は、パケットのトラフィック状況を監視し、パケット流入が無くなった時にそのことを示す監視情報をNMS70に通知する監視・通知手段を有している。ここでは、中継ノード50からパケット流入が無くなったことを示す監視情報がNMS70に通知される。
NMS70は、中継ノード50からパケット流入が無くなったことを示す監視情報を受信すると(ステップS4のY)、中継ノード50が空きノードになったと判断して、その中継ノード50に対して電源オフを指示する(ステップS5)。これにより、中継ノード50は電源オフ指示に基づき、自ノードの電源をオフする。
また、NMS70は、(1)式で表された中継ノードの現トラフィック量の総和Σが第2の閾値THUより大となったかどうかを監視する(ステップS6)。この時点では、(1)式中のΣ(50)は0であるから、現トラフィック量の総和Σは、
Σ=Σ(60) (2)
である。
NMS70は、現トラフィック量の総和Σが閾値THUより大になったことを検出すると(ステップS6のY)、中継ノード60の負担がパケット廃棄を生じさせる程度付近まで大きくなったと判断し、それまで空きノードにしていた中継ノード50に対して電源オンを指示する(ステップS7)。
なお、閾値THUは閾値THD以上であるが、好ましくはTHU>THDであることが望ましい。これはTHU=THDの場合は、トラフィック量の総和ΣがTHU(=THD)の付近で推移した場合、中継ノードのトポロジ変更が度々発生してしまい、ネットワークが不安定となるためである。
これにより、中継ノード50は、電源オン指示に基づき、自ノードの電源をオンする。また、中継ノード50は、自ノードが復旧してパケットの送受信ができるようになったら、その旨をNMS70へ通知する。
NMS70は、電源オン指示後に中継ノード50からの復旧通知を受信するか否かを監視している(ステップS8)。NMS70は、中継ノード50から復旧通知を受信すると(ステップS8のY)、加入者収容ノード10に対して中継ノード50へパケット転送し、かつ、中継ノード60に対するパケット転送を中止するようにルート切替指示を出す(ステップS9)。これにより、加入者収容ノード10から中継ノード50へのパケット転送が再開される。
このように、本実施形態によれば、ネットワークシステム全体のトラフィック量の総和Σを監視し、その総和Σが所定値THD未満になった時にパケット転送経路を変更して一つの中継ノード50を空きノードとし、その空きノードの電源をオフするようにしたため、必要最小限のネットワーク構成での通信を可能にしつつ、大幅な消費電力削減を実現することができる。
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、NMS70が図2のフローチャートを実現するプログラムも包含する。
本発明のネットワークシステムの消費電力低減方法の一実施形態を適用するネットワークシステムの構成図である。 本発明のネットワークシステムの消費電力低減方法の一実施形態のフローチャートである。
符号の説明
10、20、30、40 加入者収容ノード
11、21、31、41 加入者端末
50、60 中継ノード
70 ネットワーク・マネージメント・システム(NMS:Network Management System)

Claims (9)

  1. 第1の加入者端末を収容する第1の加入者収容ノードである送信元ノードからのパケットを中継ノードを介して第2の加入者端末を収容する第2の加入者収容ノードである送信先ノードへ転送するネットワークが複数設けられたネットワークシステムにおいて、
    複数ある前記中継ノードの現トラフィック量の総和を算出する総和算出ステップと、
    前記現トラフィック量の総和が第1の閾値未満となったかどうかを監視する第1の監視ステップと、
    前記第1の監視ステップにより前記現トラフィック量の総和が前記第1の閾値未満となったことが検出された時に、複数ある前記中継ノードのうちの一の中継ノードを空きノードとするために、複数ある前記送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行う第1のルート切替指示ステップと、
    前記ルート切替指示後に前記一の中継ノードからパケット流入が無くなったことの通知を受けて、前記一の中継ノードに対して電源オフを指示する電源オフ指示ステップと
    を含み、前記電源オフ指示により前記一の中継ノードが電源をオフすることを特徴とするネットワークシステムの消費電力低減方法。
  2. 前記現トラフィック量の総和が前記第1の閾値以上の値の第2の閾値より大となったかどうかを監視する第2の監視ステップと、
    前記第2の監視ステップにより前記現トラフィック量の総和が前記第2の閾値より大となったことが検出された時に、前記空きノードとされていた前記一の中継ノードに対して電源オンを指示する電源オン指示ステップと、
    前記電源オン指示により電源をオンとした前記一の中継ノードに対してパケットを転送するように、複数ある前記送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行う第2のルート切替指示ステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項記載のネットワークシステムの消費電力低減方法。
  3. 前記第2のルート切替指示ステップは、前記電源オンを指示した前記一の中継ノードからの復旧通知を受けて、複数ある前記送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行うことを特徴とする請求項記載のネットワークシステムの消費電力低減方法。
  4. 第1の加入者端末を収容する第1の加入者収容ノードである送信元ノードからのパケットを中継ノードを介して第2の加入者端末を収容する第2の加入者収容ノードである送信先ノードへ転送するネットワークが複数設けられたネットワークシステムにおいて、
    複数ある前記中継ノードの現トラフィック量の総和を算出する総和算出手段と、
    前記現トラフィック量の総和が第1の閾値未満となったかどうかを監視する第1の監視手段と、
    前記第1の監視手段により前記現トラフィック量の総和が前記第1の閾値未満となったことが検出された時に、複数ある前記中継ノードのうちの一の中継ノードを空きノードとするために、複数ある前記送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行う第1のルート切替指示手段と、
    前記ルート切替指示後に前記一の中継ノードからパケット流入が無くなったことの通知を受けて、前記一の中継ノードに対して電源オフを指示する電源オフ指示手段と
    を有することを特徴とするネットワークシステムの消費電力低減装置。
  5. 前記現トラフィック量の総和が前記第1の閾値以上の値の第2の閾値より大となったかどうかを監視する第2の監視手段と、
    前記第2の監視手段により前記現トラフィック量の総和が前記第2の閾値より大となったことが検出された時に、前記空きノードとされていた前記一の中継ノードに対して電源オンを指示する電源オン指示手段と、
    前記電源オン指示により電源をオンとした前記一の中継ノードに対してパケットを転送するように、複数ある前記送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行う第2のルート切替指示手段と、
    を更に有することを特徴とする請求項記載のネットワークシステムの消費電力低減装置。
  6. 前記第2のルート切替指示手段は、前記電源オンを指示した前記一の中継ノードからの復旧通知を受けて、複数ある前記送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行うことを特徴とする請求項記載のネットワークシステムの消費電力低減装置。
  7. ネットワーク・マネージメント・システムを構成するコンピュータに、
    第1の加入者端末を収容する第1の加入者収容ノードである送信元ノードからのパケットを中継ノードを介して第2の加入者端末を収容する第2の加入者収容ノードである送信先ノードへ転送するネットワークが複数設けられたネットワークシステムにおいて、
    複数ある前記中継ノードの現トラフィック量の総和を算出する総和算出ステップと、
    前記現トラフィック量の総和が第1の閾値未満となったかどうかを監視する第1の監視ステップと、
    前記第1の監視ステップにより前記現トラフィック量の総和が前記第1の閾値未満となったことが検出された時に、複数ある前記中継ノードのうちの一の中継ノードを空きノードとするために、複数ある前記送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行う第1のルート切替指示ステップと、
    前記ルート切替指示後に前記一の中継ノードからパケット流入が無くなったことの通知を受けて、前記一の中継ノードに対して電源オフを指示する電源オフ指示ステップと
    を実行させることを特徴とするネットワークシステムの消費電力低減用プログラム。
  8. 前記コンピュータに、
    前記現トラフィック量の総和が前記第1の閾値以上の値の第2の閾値より大となったかどうかを監視する第2の監視ステップと、
    前記第2の監視ステップにより前記現トラフィック量の総和が前記第2の閾値より大となったことが検出された時に、前記空きノードとされていた前記一の中継ノードに対して電源オンを指示する電源オン指示ステップと、
    前記電源オン指示により電源をオンとした前記一の中継ノードに対してパケットを転送するように、複数ある前記送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行う第2のルート切替指示ステップと、
    を更に実行させることを特徴とする請求項記載のネットワークシステムの消費電力低減プログラム。
  9. 前記第2のルート切替指示ステップは、前記電源オンを指示した前記一の中継ノードからの復旧通知を受けて、複数ある前記送信元ノードに対してパケット転送先の中継ノードを切り替えるルート切替指示を行うことを特徴とする請求項記載のネットワークシステムの消費電力低減プログラム。
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