JP5360067B2 - 通信装置、ネットワーク及びそれらに用いる経路制御方法 - Google Patents

Description

本発明は通信装置、ネットワーク及びそれらに用いる経路制御方法に関し、特にルータ及びリンク障害に対して障害時のデータ転送への影響を軽減する経路制御方法に関する。

ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークにおける動的経路制御（ルーティング）は、非特許文献１に開示されるＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）や非特許文献２に開示されるＲＩＰ（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のルーティングプロトコルによって行われている。

これらのルーティングプロトコルは、通信装置（ルータ）や回線（リンク）の障害時には、経路情報を交換して新しい経路を計算し、通信経路を回復する。こうした通信経路は、基本的にリンク毎に定義されたリンクコストの合計が最小のもの、もしくは経由するルータ数（ホップ数）が最小のものが選ばれる。

この動的経路制御の欠点のひとつは、経路の再計算に時間がかかるため、障害発生から経路再計算完了までの数秒〜数十秒の間、障害ルータや障害リンクを通る通信が中断したままとなることである。

こうした長時間の中断を回避するための技術としては、非特許文献３にＩＰ−ＦＲＲ（ＩＰ Ｆａｓｔ Ｒｅｒｏｕｔｅ）技術が開示されている。ＩＰ−ＦＲＲ技術では、事前にループしない代替転送先（代替ネクストホップ）を決定しておく。これにより、ルータやリンクの障害時にルーティングプロトコルの経路再計算を待たず、すばやくパケットの転送を再開することができる。

もうひとつの欠点は、最小コストによる経路選択のため、特定のルータやリンクに負荷が集中する（輻輳する）可能性があることである。トラフィックの集中を回避するための技術としては、トラフィック分散方式が存在する。非特許文献４で開示されるＯＳＰＦ−ＯＭＰ（ＯＳＰＦ−Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｍｉｌｔｉｐａｔｈ）では、各ルータがリンク利用率等を経路情報と同様にネットワーク全体に広告し、同一宛先への等コスト経路が複数あった場合は、その当コスト経路間でリンク利用率に応じてトラフィックを分散する。

特許文献１に開示された技術では、輻輳を検知した場合に経路を切り替えることで輻輳を回避している。特許文献２に開示された技術では、送信元が輻輳箇所を避けるように経路を指定することにより、輻輳を回避している。

特開２００３−０９２５９３号公報 特開２００２−３６８７８７号公報

Ｊ．Ｍｏｙ，"ＯＳＰＦ ｖｅｒｓｉｏｎ２"，ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ） ＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）２３２８，Ａｐｒｉｌ １９９８ Ｇ．Ｍａｌｋｉｎ，"ＲＩＰ ｖｅｒｓｉｏｎ２"，ＩＥＴＦ ＲＦＣ２４５３，１９９８ Ａ．Ａｔｌａｓ他，"Ｂａｓｉｃ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ＩＰ Ｆａｓｔ−Ｒｅｒｏｕｔｅ：Ｌｏｏｐ−ｆｒｅｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｅｓ"，ＩＥＴＦ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｄｒａｆｔ ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｒｔｇｗｇ−ｉｐｆｒｒ−ｓｐｅｃ−ｂａｓｅ−１２．ｔｘｔ，Ｍａｒｃｈ ２００８ Ｃ．Ｖｉｌｌａｍｉｚａｒ，"ＯＳＰＦ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ"，ＩＥＴＦ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｄｒａｆｔ ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｏｓｐｆ−ｏｍｐ−０２．ｔｘｔ，１９９９

上述のように、ＩＰネットワークの耐障害性を高めるための技術としてＩＰ−ＦＲＲを用いることで、リンクやルータの障害時にルーティングプロトコルの経路計算を待たずに、パケット転送を再開することができる。

しかしながら、全ての宛先に対して代替ネクストホップが存在するとは限らないため、代替ネクストホップの無い宛先へのパケットは、経路再計算が完了するまで転送されない。そのため、送信キューあふれによるパケットロスや、遅延の増大等の影響が出る。

また、障害発生により各ルータが代替ネクストホップへ切り替えた場合は、迂回されたトラフィックが代替ネクストホップに集中して輻輳する可能性がある。この輻輳により、パケットロスの発生や、場合により過負荷によるルータのダウン等が発生する。最悪の場合、ルータのダウン→代替ネクストホップへのトラフィック迂回→代替ネクストホップのダウンという障害連鎖が繰り返され、ネットワーク全体がダウンすることもあり得る。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、ネットワークの障害耐性を高めることができる通信装置、ネットワーク及びそれらに用いる経路制御方法を提供することにある。

本発明による通信装置の一態様は、複数の通信装置間でメッセージを交換し、経路制御を行うネットワークにおいて、前記経路制御に用いる経路情報を保持する経路表及び前記通信装置間のトラフィック情報から自機器の経路情報を集約した経路サマリ情報を作成しかつ作成した経路サマリ情報を他の通信装置と交換する経路サマリ処理手段と、自機器が障害となった場合にトラフィック及び他の通信装置に及ぼす影響度である障害影響度情報を計算しかつ計算した障害影響度情報を他の通信装置と交換する障害影響度情報処理手段と、自機器で取得した経路サマリ情報及び障害影響度情報を用いて自機器の経路表を調整する経路調整処理手段とを備えている。

本発明によるネットワークは、上記の通信装置を含むことを特徴とする。

本発明による経路制御方法は、複数の通信装置間でメッセージを交換し、経路制御を行うネットワークに用いる経路制御方法であって、前記複数の通信装置各々が、前記経路制御に用いる経路情報を保持する経路表及び前記通信装置間のトラフィック情報から自機器の経路情報を集約した経路サマリ情報を作成しかつ作成した経路サマリ情報を他の通信装置と交換する経路サマリ処理と、自機器が障害となった場合にトラフィック及び他の通信装置に及ぼす影響度である障害影響度情報を計算しかつ計算した障害影響度情報を他の通信装置と交換する障害影響度情報処理と、自機器で取得した経路サマリ情報及び障害影響度情報を用いて自機器の経路表を調整する経路調整処理とを実行している。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、ネットワークの障害耐性を高めることができるという効果が得られる。

本発明の実施の形態による通信装置（ルータ）の構成例を示すブロック図である。 図１の経路表のエントリ構成の一部を示す図である。 本発明の実施の形態によるネットワークの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態において既存ルーティングプロトコルにより計算されたルータ各々の経路表の一例を示す図である。 本発明の実施の形態において既存ルーティングプロトコルにより計算されたルータ各々の経路表の一例を示す図である。 本発明の実施の形態において既存ルーティングプロトコルにより計算されたルータ各々の経路表の一例を示す図である。 図３に示すルータ各々のトラフィック情報の一例を示す図である。 図３に示すルータ各々のトラフィック情報の一例を示す図である。 図３に示すルータ各々の経路サマリ情報を示す図である。 図３に示すルータ各々の経路サマリ情報を示す図である。 図３に示すルータ２０１〜２０４各々の障害影響度情報を示す図である。 図３に示すルータ１０１で抽出される隣接ノード情報を示す図である。 図３に示すルータ１０２で抽出される隣接ノード情報を示す図である。 本発明の実施の形態における経路調整Ｓｔｅｐ１終了後のルータ１０１の隣接ルータ情報を示す図である。 本発明の実施の形態における経路調整Ｓｔｅｐ１終了後のルータ１０２の隣接ルータ情報を示す図である。 本発明の実施の形態における経路調整Ｓｔｅｐ２終了後のルータ１０１の隣接ルータ情報を示す図である。 本発明の実施の形態における経路調整Ｓｔｅｐ３終了後のルータ１０２の隣接ルータ情報を示す図である。 本発明の実施の形態における経路調整処理終了後のルータ１０１，１０２の経路表を示す図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明によるネットワークの概略について説明する。本発明によるネットワークは、上記の目的を達成するために、各通信装置（ルータ）に、自機器の経路情報のサマリ（集約）を作成して他のルータへ通知し、他のルータから経路サマリ情報を受信して保持する経路サマリ処理部と、他のルータの経路サマリ情報を基に自機器の障害影響度を計算して他のルータへ通知し、他のルータから障害影響度情報を受信して保持する障害影響度情報処理部と、他のルータの障害影響度情報を基に自機器の経路を調整する経路調整処理部とを備えている。

本発明による通信装置では、経路サマリ処理部が自機器の経路情報のサマリを作成して他のルータへ通知し、他のルータから経路サマリ情報を受信して保持し、障害影響度情報処理部が他のルータの経路サマリ情報を基に自機器の障害影響度を計算して他のルータへ通知し、他のルータから障害影響度情報を受信して保持し、経路調整処理部が他のルータの障害影響度情報を基に自機器の経路を調整することにより、ネットワーク内の各ルータが障害となった場合の影響度を軽減し、ネットワークの障害耐性を高める経路制御を実現している。

このように、本発明は、障害発生時のユーザやネットワークへの影響を極力少なくすることで、ネットワークの障害耐性を高めることができる。ここで、障害発生時のユーザやネットワークへの影響とは、ルータやリンクの障害によるトラフィックの転送中断、障害発生時に代替ネクストホップへ迂回したトラフィックによる輻輳の発生を意味する。

図１は本発明の実施の形態による通信装置（ルータ）の構成例を示すブロック図である。図１において、ルータ１１は、パケット転送処理部２０と、経路制御処理部２１と、経路表２２と、経路サマリ処理部２３と、障害影響度情報処理部２４と、経路調整処理部２５と、トラフィック統計処理部２６とから構成されている。また、ルータ１１は、ルータ１２との間で、データパケット３０、経路制御情報３２、経路サマリ情報３３、障害影響度情報３４をそれぞれやり取りしている。

経路制御処理部２１においては、既存のルーティングプロトコルであるＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）やＲＩＰ（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）で経路制御される。さらに、経路制御処理部２１においては、ＩＰ−ＦＲＲ（ＩＰ Ｆａｓｔ Ｒｅｒｏｕｔｅ）やＥＣＭＰ（Ｅｑｕａｌ Ｃｏｓｔ Ｍｕｌｔｉ Ｐａｔｈ：等コスト複数経路）を用いて現ネクストホップが障害となった場合の代替ネクストホップも計算されているルータを前提とする。経路制御処理部２１で計算された現ネクストホップ及び代替ネクストホップ（経路情報３１）は、経路表２２に保持されているものとする。

図２は図１の経路表２２のエントリ構成の一部を示す図である。図２において、経路表２２のエントリは、宛先プリフィックス、現ネクストホップ、代替ネクストホップ（優先度で順序付けされた複数の代替ネクストホップ候補）等を含んでいる。

図３は本発明の実施の形態によるネットワークの構成例を示す図である。図３において、本発明の実施の形態によるネットワークは、５つのサブネットＮ０〜Ｎ４と、１１のルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５とから構成されている。ルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々は図１に示すルータ１１と同様の構成となっている。

ルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々の経路制御処理部２１は、既存のルーティングプロトコルを使い、各サブネットＮ０〜Ｎ４までの経路を計算する。

図４Ａ乃至Ｃは本発明の実施の形態において既存ルーティングプロトコルにより計算されたルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々の経路表２２の一例を示す図である。代替ネクストホップは、上記の非特許文献３等に記載の方法で決定する。

また、ルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々のトラフィック統計処理部２６は、自機器が中継するトラフィック情報３５を取っている。

図５Ａ及びＢは、図３に示すルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々のトラフィック情報の一例を示す図である。ここでは、説明を簡単にするため、トラフィックは全てサブネットＮ０から発生し、トラフィックの宛先はサブネットＮ１〜Ｎ４であるものとする。

ルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々の経路サマリ処理部２３は、定期的、もしくは経路情報３１やトラフィック情報３５に変化があった場合に、現在の自機器の経路表２２とトラフィック統計処理部２６が集計したトラフィック情報とから、それぞれ経路サマリ情報３３を作成する。

経路サマリ情報３３には、
（１）各隣接ルータ毎の現ネクストホップになっている経路数（宛先サブネット数）とその宛先サブネット宛のトラフィック量
（２）各隣接ルータ毎の現ネクストホップ障害時の代替ネクストホップになっている経路数とその宛先サブネット宛のトラフィック量
（３）代替ネクストホップが無い宛先サブネットのリスト
（４）自機器の転送キャパシティ
という情報が含まれている。

図６Ａ及びＢは、図３に示すルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々の経路サマリ情報を示す図である。ルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々で作成された経路サマリ情報３３は、隣接ルータへと送信される。

隣接ルータから受信した経路サマリ情報３３は、ルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々の経路サマリ処理部２３で記録される。図６Ａ及びＢの（１）や（２）で示される１／１００等の表記は、経路数の合計が１、トラフィック量の合計が１００（Ｍｂｐｓ）という意味である。以降の説明でも同様の意味とする。

（２）で示されるルータ２０１→ルータ２０２の表記は、ルータ２０１が障害になった時に代替ネクストホップとしてルータ２０２に迂回するという意味である。

ルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々の障害影響度情報処理部２４は、各隣接ルータから受信した経路サマリ情報３３を基に、定期的、もしくは経路サマリ情報３３に変化があった場合に自機器の障害影響度情報３４を計算する。障害影響度情報３４は、自機器が障害になった時に隣接ルータとトラフィックとにどの程度影響を与えるかを示す指標である。

障害影響度情報３４には、
（ａ）自機器がネクストホップとなっている宛先サブネット数及びトラフィック量
（ｂ）自機器が障害になった場合、他ノードへ迂回される宛先サブネット数及びトラフィック量
（ｃ）自機器が障害になった場合、代替ネクストホップが無い宛先サブネット数及びトラフィック量
という情報が含まれる。

図７は図３に示すルータ２０１〜２０４各々の障害影響度情報３４を示す図である。他のルータ１０１，１０２，３０１〜３０５も、ルータ２０１〜２０４と同様に障害影響度情報３４を作成するが、ここではその説明を省略する。作成された障害影響度情報３４は、隣接ルータへと送信される。

隣接ルータから受信した障害影響度情報３４は、ルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々の障害影響度情報処理部２４で記録される。

例えば、図７に示すルータ２０１の障害影響度情報３４は、隣接ルータであるルータ１０１，３０１，３０２の経路サマリ情報３３を用いて、
（ａ）＝各隣接ルータの経路サマリ情報３３の（１）の中で、自機器が現ネクストホップになっている経路数及びトラフィック量を積算する
（ｂ）＝各隣接ルータの経路サマリ情報３３の（２）の中で、自機器の代替ルータ毎に経路数及びトラフィック量を積算する
（ｃ）＝各隣接ルータの経路サマリ情報３３の（１）で自機器が現ネクストホップとなっている経路数と、各隣接ルータの経路サマリ情報３３の（２）で自機器の代替ネクストホップが存在する経路数の差を積算する
というように計算される。

ルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５各々の経路調整処理部２５は、定期的、もしくは障害影響度情報３４または経路サマリ情報３３に変化があった場合に経路調整処理を行う。ルータ１０１は、ルータ２０１，２０３，２０４から取得した障害影響度情報３４及び経路サマリ情報３３を基に経路調整を行う。ルータ１０２は、ルータ２０２，２０３，２０４から取得した障害影響度情報３４及び経路サマリ情報３３を基に経路調整を行う。他のルータ２０１〜２０４，３０１〜３０５も、上記のルータ１０１，１０２と同様に調整するが、ここではその説明を省略する。

図８は図３に示すルータ１０１で抽出される隣接ノード情報を示す図であり、図１１は図３に示すルータ１０２で抽出される隣接ノード情報を示す図である。

ルータ１０１は、ルータ２０１〜２０４の経路サマリ情報３３、障害影響度情報３４、自機器の経路表２２、及びトラフィック統計情報から図８に示すような隣接ノード情報を抽出する。ルータ１０２も、ルータ１０１と同様に、図１１に示すような隣接ノード情報を抽出する。以下、ルータ１０１及びルータ１０２の調整処理について順に説明する。

Ｓｔｅｐ１：代替経路を持つネクストホップへの変更
ルータ１０１の経路調整処理部２５は、図８の隣接ノード情報から、現ネクストホップ対象であり、かつ、代替なし宛先である宛先サブネットを抽出する。図８に示す例では、代替なし宛先である宛先サブネットに、ルータ２０１のサブネットＮ２とルータ２０３のサブネットＮ４とが該当する。経路調整処理部２５は、サブネットＮ２及びサブネットＮ３が他のネクストホップへ切り替え可能かどうかを次のように判断する。

・サブネットＮ２の場合
サブネットＮ２の代替ネクストホップ対象となっている隣接ノードを検索する。この場合、ルータ２０３が該当する。
ルータ２０３の代替なし宛先にサブネットＮ２があるかを確認する。
ルータ２０３ではサブネットＮ２は代替なし宛先のため、サブネットＮ２の現ネクストホップは変更しない。

・サブネットＮ４の場合
サブネットＮ４の代替ネクストホップ対象となっている隣接ノードを検索する。この場合、ルータ２０４が該当する。
ルータ２０４の代替なし宛先にサブネットＮ４があるかどうかを確認する。
ルータ２０４では、サブネットＮ４が代替なし宛先ではない（代替ネクストホップが存在する）。

次に、経路調整処理部２５は、現負荷が収容可能かどうかを判定する。
６００（サブネットＮ４のトラフィック量）
＜１５００（ルータ２０４のキャパシティ）−０（現負荷）
であるため、経路調整処理部２５は、収容可能であると判定する。よって、経路調整処理部２５は、サブネットＮ４宛てのトラフィックの現ネクストホップをルータ２０４に変更する。

尚、変更先の代替ネクストホップ候補が複数ある場合、経路調整処理部２５は、その中でキャパシティに対する変更後の負荷（現負荷＋変更しようとする宛先のトラフィック量）の割合がもっとも小さいもの等の基準により選択する。

経路調整処理部２５は、サブネットＮ４のネクストホップをルータ２０４に変更することで、ルータ２０３，２０４の現負荷、代替負荷、現ネクストホップ対象、代替ネクストホップ対象の変化を計算し、隣接ノード情報を変更する。変更後の隣接ノード情報を図９に示す。

ルータ１０２の経路調整処理部２５でも、上記のルータ１０１と同様に、経路調整を行う。図１１に調整前のルータ１０２の隣接ノード情報を示す。まず、経路調整処理部２５は、現ネクストホップ対象であり、かつ、代替なし宛先である宛先サブネットを抽出する。これには、ルータ２０１のサブネットＮ１及びサブネットＮ４が対象となる。

サブネットＮ１の代替ネクストホップ対象となっている隣接ノードは無いため、経路調整処理部２５は、サブネットＮ１に関する処理を行わない。サブネットＮ４はルータ２０４が代替ネクストホップ対象であるため、経路調整処理部２５は、ルータ２０４の代替なし宛先を検査する。

経路調整処理部２５は、ルータ２０４の代替なし宛先にサブネットＮ４が含まれておらず、負荷的にも収容可能であるため、サブネットＮ４の現ネクストホップをルータ２０１からルータ２０４へ変更する。この変更に伴い、ルータ１０２では、ルータ１０１と同様に、隣接ノード情報を更新する。更新後の隣接ノード情報を図１２に示す。

Ｓｔｅｐ２：現トラフィックの調整
ルータ１０１では、Ｓｔｅｐ１が終了した図９の状態から計算を開始する。各隣接ノードに対して変更後の現負荷とキャパシティの割合とを求める。

図９の場合、
ルータ２０１は、８００／１５００＝０．５３
ルータ２０３は、５００／２０００＝０．２５
ルータ２０４は、６００／１５００＝０．４
となる。ルータ２０１の割合がもっとも高く、ルータ２０３の割合がもっとも低いため、はじめにルータ２０１からルータ２０３へのトラフィック移動を考える。

ルータ２０１からルータ２０３へ移動できるトラフィックは、ルータ２０３が代替ネクストホップ対象となっているサブネットＮ２のみである（サブネットＮ１はできない）。ルータ２０１も、ルータ２０３も、サブネットＮ２への代替経路を持たないため、どちらへ移動してもサブネットＮ２へのトラフィックの信頼性は変化しないと判断できる。

サブネットＮ２をルータ２０３へ移動した場合、
ルータ２０１は、５００／１５００＝０．３３
ルータ２０３は、８００／２０００＝０．４
となる。

ここで、負荷割合の標準偏差は、
変更前：√（０．５３−０．３９）＾２＋（０．２５−０．３９）＾２＋（０．４−０．３９）＾２＝０．１９８
変更後：√（０．３３−０．３７６）＾２＋（０．４−０．３７６）＾２＋（０．４−０．３７６）＾２＝０．０５７１
となり、隣接ルータへの負荷割合の標準偏差が小さくなるため、ルータ１０１では、変更するほうが良いと判断し、変更を行う。

この変更に伴い、ルータ１０１では、現負荷、代替負荷、現ネクストホップ対象、代替ネクストホップ対象の変化を計算し、隣接ノード情報を変更する。変更後の隣接ノード情報を図１０に示す。

ルータ１０２でも、上記のルータ１０１と同様に、図１２の隣接ルータ情報の状態から調整を開始する。

ルータ１０２では、各隣接ルータの負荷割合は、
ルータ２０２は、４００／２０００＝０．２
ルータ２０３は、１１００／２０００＝０．５５
ルータ２０４は、１００／１５００＝０．０６６６
である。

ルータ２０３は現ネクストホップ対象宛先が無いため、調整はできない。ルータ２０１からルータ２０４へ変更できる現ネクストホップ対象宛先は、ルータ２０４の代替ネクストホップ対象宛先であるサブネットＮ３のみである。しかしながら、ルータ２０４はサブネットＮ３への代替経路を持っていないため、変更は行わない。他に変更可能な宛先は無いため、ルータ１０２では、経路調整処理を終了する。

Ｓｔｅｐ３：代替トラフィックの調整
ルータ１０１は、図４Ａの経路表２２の通り、他の代替ネクストホップ候補が無く、代替ネクストホップを切り替えることができないため、代替トラフィックの調整を行わない。

ルータ１０２は、宛先のサブネットＮ３及びサブネットＮ４に対して代替ネクストホップ候補が存在し、調整余地があるため、調整計算を行う。図１２の状態において、ルータ１０２において代替ネクストホップを変更可能な組み合わせは、
（１）ルータ２０４が障害になった場合のサブネットＮ４の代替ネクストホップをルータ２０２からルータ２０３へ変更する
（２）ルータ２０２が障害になった場合のサブネットＮ３の代替ネクストホップをルータ２０３からルータ２０４へ変更する
の２つである。

まず、ルータ１０２は、（１）について計算する。ルータ１０２は、ルータ２０４が障害になった場合にルータ２０２，２０３へ迂回されるトラフィックと現負荷とを加算して、キャパシティとの割合を求める。
変更前のルータ２０２の代替時トラフィク負荷率は、
（４００＋１００）／２０００＝０．２５
ルータ２０３の代替時トラフィック負荷率は、
（１１００＋０）／２０００＝０．５５
である。
変更後のルータ２０２の代替時トラフィック負荷率は、
（４００＋０）／２０００＝０．２
ルータ２０３の代替時トラフィック負荷率は、
（１１００＋１００）／２０００＝０．６
となる。あきらかに、負荷率の標準偏差が大きくなるため、この変更は行わない。

次に、ルータ１０２は、（２）について計算する。ルータ１０２は、ルータ２０２が障害になった場合にルータ２０３，２０４へ迂回されるトラフィックと現負荷とを加算して、キャパシティとの割合を求める。
変更前のルータ２０３の代替時トラフィック負荷率は、
（１１００＋３００）／２０００＝０．７
ルータ２０４の代替時トラフィック負荷率は、
（１００＋０）／１５００＝０．０６６６．．
である。
変更後のルータ２０３の代替時トラフィック負荷率は、
（１１００＋１００）／２０００＝０．６
ルータ２０４の代替時トラフィック負荷率は、
（１００＋２００）／１５００＝０．２
である。負荷率の偏差が小さくなる方向への変更であるため、この変更は有効であると判断し、ルータ１０２は、代替ネクストホップの変更を行う。

この変更に伴い、ルータ１０２は、現負荷、代替負荷、現ネクストホップ対象、代替ネクストホップ対象の変化を計算し、隣接ノード情報を変更する。変更後の隣接ノード情報を図１３に示す。

上記のＳｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ３の調整の結果、ルータ１０１の経路表２２とルータ１０２の経路表２２とは、図１４に示すように変更される。他のルータ２０１〜２０４，３０１〜３０５でも、上記のルータ１０１，１０２と同様に、調整が行われる。この調整は、ルータ１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５で非同期に行われ、調整後は更新された経路サマリ情報が広告され、上記の操作・調整が一定時間毎に繰り返される。

このように、本実施の形態では、ルータやリンクの障害によって転送が中断するトラフィックを軽減することができる。また、本実施の形態では、障害発生時に代替ネクストホップへ迂回したトラフィックによる輻輳の発生を軽減することができる。

本発明は、上述した経路調整処理のＳｔｅｐ２及びＳｔｅｐ３において、どの宛先サブネットの現ネクストホップもしくは代替ネクストホップを変更しても偏差を小さくできない場合、宛先サブネットを分割して他のネクストホップへ振り分けることも可能である。

例えば、上述したＳｔｅｐ２のルータ１０１の経路調整処理において、サブネットＮ２をトラフィック量がほぼ半分になるように、サブネットＮ２−１，Ｎ２−２の二つに分割し、サブネットＮ２−２だけ現ネクストホップをルータ２０３に変更する。

また、本発明は、経路サマリ情報３３及び障害影響度情報３４を、隣接ルータだけでなく、Ｎホップ先のルータまで通知することも可能である。この場合、本発明は、Ｎの値を大きくすることにより、ネットワーク全体で情報を共有して、経路調整を行うことも可能である。各ルータは、Ｎホップ先までの経路サマリ情報３３と障害影響度情報３４とを基に経路調整を行う。

さらに、本発明は、障害影響度情報３４に、ルータが持つ各リンクが障害になった場合の影響度も計算して含めることも可能である。各ルータは、隣接ルータ障害時の影響度軽減と、各リンク障害時の影響度軽減とを目的として経路調整を行う。

さらにまた、本発明は、経路調整時に、障害影響度に各ルータの障害発生確率で重み付けして計算を行うことも可能である。障害発生確率は、ルータの稼働時間等から計算可能である。

一方、本発明は、下記の文献１，２に開示されるようなＣｌａｓｓ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅの概念、つまり複数のＣｌａｓｓに分けて通信品質や帯域確保等を実現するための優先制御の方法を取り入れ、遅延や帯域要求の異なるトラフィックが混在する環境においてもＣｌａｓｓ毎に耐障害性を高めることができる。
文献１：Ｊ．Ｈｅｉｎａｎｅｎ他、Ａｓｓｕｒｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ＰＨＢ Ｇｒｏｕｐ、ＩＥＴＦ ＲＦＣ２５９７、１９９９年６月
文献２：Ｖ．Ｊａｃｏｂｓｏｎ他、Ａｎ Ｅｘｐｅｄｉｔｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ＰＨＢ、ＩＥＴＦ ＲＦＣ２５９８、１９９９年６月

各ルータは、少なくとも通信品質及び帯域確保を実現するための優先制御のＣｌａｓｓ毎にトラフィック量を管理し、経路サマリ情報において現負荷とキャパシティをＣｌａｓｓ毎に作成して広告する。各ルータは、Ｃｌａｓｓ毎に上記と同様の経路調整を実施し、Ｃｌａｓｓ毎に適切な現ネクストホップ及び代替ネクストホップを決定する。

上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２００８年１１月５日に出願された日本出願特願２００８−２８３８０８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１１，１２，１０１，１０２，２０１〜２０４，３０１〜３０５ ルータ
２０ パケット転送処理部
２１ 経路制御処理部
２２ 経路表
２３ 経路サマリ処理部
２４ 障害影響度情報処理部
２５ 経路調整処理部
２６ トラフィック統計処理部
３０ データパケット
３１ 経路情報
３２ 経路制御情報
３３ 経路サマリ情報
３４ 障害影響度情報
３５ トラフィック情報
Ｎ０〜Ｎ４ サブネット

Claims (12)

1. 経路制御に用いる経路情報を保持する経路表及び通信装置間のトラフィック情報から自機器の経路情報を集約した経路サマリ情報を作成しかつ作成した経路サマリ情報を他の通信装置と交換する経路サマリ処理手段と、
   自機器が障害となった場合にトラフィック及び他の通信装置に及ぼす影響度である障害影響度情報を計算しかつ計算した障害影響度情報を他の通信装置と交換する障害影響度情報処理手段と、
   自機器で取得した経路サマリ情報及び障害影響度情報を用いて自機器の経路表を調整する経路調整処理手段とを有することを特徴とする通信装置。
2. 自機器の持つリンクが障害となった場合に前記障害影響度情報を計算することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記複数の通信装置各々の障害発生確率で重み付けした障害影響度情報を用いて前記経路表を調整することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
4. 少なくとも通信品質及び帯域確保を実現するための優先制御のＣｌａｓｓ毎にトラフィック量を管理し、前記経路サマリ情報において現負荷とキャパシティを前記Ｃｌａｓｓ毎に作成して広告することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記経路調整処理手段は、前記Ｃｌａｓｓ毎に自機器の経路表を調整し、前記Ｃｌａｓｓ毎に現ネクストホップ及び代替ネクストホップを決定することを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 上記請求項１から５のいずれか１項に記載の通信装置を含むことを特徴とするネットワーク。
7. メッセージを交換する複数の通信装置各々が、
   経路制御に用いる経路情報を保持する経路表及び前記通信装置間のトラフィック情報から自機器の経路情報を集約した経路サマリ情報を作成しかつ作成した経路サマリ情報を他の通信装置と交換する経路サマリ処理と、
   自機器が障害となった場合にトラフィック及び他の通信装置に及ぼす影響度である障害影響度情報を計算しかつ計算した障害影響度情報を他の通信装置と交換する障害影響度情報処理と、
   自機器で取得した経路サマリ情報及び障害影響度情報を用いて自機器の経路表を調整する経路調整処理とを実行することを特徴とする経路制御方法。
8. 自機器の持つリンクが障害となった場合に前記障害影響度情報を計算することを特徴とする請求項７に記載の経路制御方法。
9. 前記複数の通信装置各々の障害発生確率で重み付けした障害影響度情報を用いて前記経路表を調整することを特徴とする請求項７に記載の経路制御方法。
10. 前記複数の通信装置各々は、少なくとも通信品質及び帯域確保を実現するための優先制御のＣｌａｓｓ毎にトラフィック量を管理し、前記経路サマリ情報において現負荷とキャパシティを前記Ｃｌａｓｓ毎に作成して広告することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の経路制御方法。
11. 前記複数の通信装置各々は、前記経路調整処理において、前記Ｃｌａｓｓ毎に自機器の経路表を調整し、前記Ｃｌａｓｓ毎に現ネクストホップ及び代替ネクストホップを決定することを特徴とする請求項１０に記載の経路制御方法。
12. 経路制御に用いる経路情報を保持する経路表及び通信装置間のトラフィック情報から自機器の経路情報を集約した経路サマリ情報を作成しかつ作成した経路サマリ情報を他の通信装置と交換させ、
    自機器が障害となった場合にトラフィック及び他の通信装置に及ぼす影響度である障害影響度情報を計算しかつ計算した障害影響度情報を他の通信装置と交換させ、
    自機器で取得した経路サマリ情報及び障害影響度情報を用いて自機器の経路表を調整する経路調整する処理をコンピュータに実行させるプログラム。

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