JP5615223B2 - Node stop method and network management apparatus in network - Google Patents
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本発明は、ネットワーク通信においてネットワーク全体の消費電力量を削減するため、ネットワーク上に複数存在するルータやスイッチ等のネットワーク機器の利用状況に応じて、ネットワークの構成を動的に変更し、通信に不要となったノードの停止する場合におけるノード停止方法及びネットワーク管理装置に関する。 In order to reduce the power consumption of the entire network in network communication, the present invention dynamically changes the network configuration according to the use status of a plurality of network devices such as routers and switches that exist on the network, thereby enabling communication. The present invention relates to a node stopping method and a network management apparatus when stopping a node that has become unnecessary.
ネットワーク通信においては、動画像の再配信など各種通信サービスの普及により、インターネット内のトラヒック量は急激に増大し、２０２５年には、２００６年と比較し、トラヒック量が１９０倍になるとの推計がある。また、トラヒック量の増大にともない、それを処理するルータやスイッチなどのネットワーク機器（以下、ノードと呼ぶ）を含むＩＴ機器の消費電力量も増加傾向にあり、増加するＩＴ機器の消費電力量の中でも、特にネットワーク機器の消費電力量の増加が大きいことが知られている。
一方、コスト削減や企業の社会的責任による企業価値の向上の観点より、ネットワーク機器によるネットワーク全体（以下、ネットワークをＮＷと略記する)の消費電力量を削減する技術は、今後ますます重要となる。
In network communications, the traffic volume in the Internet has increased rapidly due to the widespread use of various communication services such as redistribution of moving images. In 2025, it is estimated that the traffic volume will be 190 times that of 2006. is there. In addition, as the amount of traffic increases, the power consumption of IT devices including network devices (hereinafter referred to as nodes) such as routers and switches that process the traffic tends to increase. In particular, it is known that the increase in power consumption of network devices is particularly large.
On the other hand, technology that reduces the power consumption of the entire network (hereinafter abbreviated as NW) using network devices will become more and more important from the perspective of cost reduction and improvement of corporate value through corporate social responsibility. .
そこで、発明者らは、ネットワーク全体の消費電力量の削減を図るため、利用状況に応じてネットワークの構成を動的に変更するネットワークの管理システム（特許文献１及び特許文献２）を提案するに至った。
特許文献１及び特許文献２に開示される管理システムは、図５に示すように、ノードの物理的な配線（実線で示されるレイヤ２トポロジ）から、ＮＷにおいてトラヒックをどのように転送するかの論理構成（点線で示されるレイヤ３トポロジ）を動的に生成することで、ＮＷの利用状況に応じてレイヤ３トポロジを動的に変更することを要旨とするものである。
Accordingly, the inventors propose network management systems (Patent Document 1 and Patent Document 2) that dynamically change the network configuration in accordance with the usage status in order to reduce the power consumption of the entire network. It came.
As shown in FIG. 5, the management systems disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 show how to forward traffic in the NW from the physical wiring of the nodes (layer 2 topology indicated by a solid line). The gist is to dynamically change the layer 3 topology according to the usage status of the NW by dynamically generating a logical configuration (a layer 3 topology indicated by a dotted line).
例えば、利用率が高い(ＮＷ中を流れるトラヒック量が多い)利用状況の場合は、図５左に示すように、ＮＷ中の全ノードを用いた効率的なトラヒック転送を実施し、利用率が低い利用状況となった場合には、図５右に示すように、一部のノードのみを用いてトラヒック転送するようレイヤ３トポロジを変更し、さらに不要なノードとリンクを停止することが行われる。停止中のノードの情報は、起動中の周囲のノードが管理し、例えばトラヒック利用率が低い状況から高い状況に変化した場合には、周囲のノードが停止中のノードをＮＷ経由で起動する。
レイヤ２トポロジからレイヤ３トポロジを動的に作成する手順は、例えば非特許文献1に開示された技術を利用することができる。また、ＮＷ経由で停止中のルータを起動するため、例えばWakeOnLAN機能の利用が考えられる。
For example, in the case of a usage situation where the usage rate is high (the amount of traffic flowing through the NW is large), as shown in the left of FIG. 5, efficient traffic transfer using all nodes in the NW is performed, and the usage rate is When the usage is low, as shown in the right of FIG. 5, the layer 3 topology is changed so that traffic is forwarded using only a part of the nodes, and unnecessary nodes and links are stopped. . The information on the stopped nodes is managed by the surrounding nodes that are being activated. For example, when the traffic usage rate changes from a low state to a high state, the surrounding nodes are activated via the NW.
As a procedure for dynamically creating a layer 3 topology from a layer 2 topology, for example, the technique disclosed in Non-Patent Document 1 can be used. Moreover, in order to start the router which has been stopped via the NW, for example, use of the WakeOnLAN function can be considered.
ネットワークは一般に、ノードやリンクの故障等による通信断を防ぐため、一部の送受信ノードは冗長経路を持つ。冗長経路を持つ送受信ノードは、経路上のノードやリンクが故障した場合、冗長経路に経路を切替えることで、通信断を防ぐことができる。
図５の管理システムにおいて、利用率が低い状況となりレイヤ３トポロジを変更した後、不要なノードとリンクを停止する際（図５左から図５右の状態に変更する際）、送受信トラヒックの有無やレイヤ３トポロジからのみノードの要否を判断し、ノード停止させた場合、冗長経路が失われ、ネットワークの信頼性が損なわれる可能性がある。
In general, in a network, some transmission / reception nodes have redundant paths in order to prevent communication disconnection due to a node or link failure. A transmission / reception node having a redundant path can prevent communication disconnection by switching the path to the redundant path when a node or link on the path fails.
In the management system of FIG. 5, when the utilization rate is low and the layer 3 topology is changed, and when unnecessary nodes and links are stopped (when changing from the left in FIG. 5 to the right in FIG. 5), the presence / absence of transmission / reception traffic If the necessity of the node is determined only from the layer 3 topology and the node is stopped, the redundant path is lost, and the reliability of the network may be impaired.
すなわち、自律分散的な手順によりＮＷの利用率に応じてＮＷの構成を動的に変更し、更に不要なノードを停止する場面を想定する。
例えば、図４に示すように、各ノードにはトポロジ計算に使用するコストＷが予め割当てられている。そして、全てのノードは、ネットワーク中のノードの物理的接続（レイヤ２トポロジ）や、各リンクに割当てられたコスト(リンク毎に１つＮＷの運用者により割当てられる)を全て把握している。各ノードは、コストの和が最小となるようにレイヤ３トポロジを計算し、計算結果に基づきネットワークを構成する。
That is, it is assumed that the configuration of the NW is dynamically changed according to the usage rate of the NW by an autonomous distributed procedure, and unnecessary nodes are stopped.
For example, as shown in FIG. 4, a cost W used for topology calculation is assigned to each node in advance. All nodes grasp all the physical connections (layer 2 topology) of the nodes in the network and the costs assigned to each link (one assigned by the NW operator for each link). Each node calculates a layer 3 topology so that the sum of costs is minimized, and configures a network based on the calculation result.
図４は、ノード１からノード５のレイヤ３トポロジを計算する場面を示している。ＮＷの使用率が大きい時間帯(図４上、図５左)では、ノード1−２−５、ノード１−３−５、ノード１−４−５のコストＷの和がそれぞれ２００であり等しいため、ノード１からノード５へのトラヒックは、ノード２、ノード３、ノード４にそれぞれ分散して転送される。
ＮＷの使用率が大きい時間帯から小さい時間帯へと変化する場合、自律分散的な手順により、一部のノードのコストを変更（図４の例では、ノード２とノード４のリンクのコストを利用率の変化に応じて増やす）する。各ノードは、変更後のコストに基づきレイヤ３のトポロジを計算する(ノード１からノード５へのトラヒックは、ノード１−３−５により転送されるように変更された)。
FIG. 4 shows a scene in which the layer 3 topology from node 1 to node 5 is calculated. In the time zone where the NW usage rate is large (upper left in FIG. 4 and left in FIG. 5), the sum of the costs W of the nodes 1-2-5, 1-3-5, and 1-4-4-5 is equal to 200. Therefore, the traffic from the node 1 to the node 5 is distributed and transferred to the node 2, the node 3, and the node 4, respectively.
When the NW usage rate changes from a large time zone to a small time zone, the cost of some nodes is changed by an autonomous distributed procedure (in the example of FIG. 4, the cost of the link between the node 2 and the node 4 is reduced). Increase as usage changes). Each node calculates the layer 3 topology based on the changed cost (traffic from node 1 to node 5 has been changed to be forwarded by node 1-3-5).
図４のＮＷにおいて、トラヒックはノード１−５の間でのみ発生していると仮定した場合、ノード２及びノード４はトラヒック転送に不要な(ノード１−５間のトラヒック転送のレイヤ３トポロジに含まれていない)ため、停止する。
この状態で、起動中のノード３が故障した場合、ノード２及びノード４が停止しているため冗長経路がなく、ノード１からノード５のトラヒック転送が不可能となる。
すなわち、経路の有無のみで電源停止した場合、冗長経路を損なう可能性がありＮＷの信頼性を確保できないという課題が存在した。
In the NW of FIG. 4, assuming that the traffic is generated only between the nodes 1-5, the nodes 2 and 4 are not required for the traffic transfer (the layer 3 topology for the traffic transfer between the nodes 1-5). (Not included), stop.
In this state, when the active node 3 fails, the node 2 and the node 4 are stopped, so there is no redundant path, and traffic transfer from the node 1 to the node 5 becomes impossible.
That is, when the power supply is stopped only by the presence or absence of a path, there is a problem that the reliability of the NW cannot be ensured because the redundant path may be damaged.
本発明は上記実情に鑑みて提案されたもので、自律分散的な手順によりＮＷの利用率に応じてＮＷの構成を動的に変更し、更に不要なノードを停止する環境において、冗長経路を維持したままノードの停止を可能とするノード停止方法及びネットワークの管理装置を提供することを目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and in an environment in which the configuration of the NW is dynamically changed according to the NW utilization rate by an autonomous distributed procedure, and an unnecessary node is stopped, a redundant route is set. It is an object of the present invention to provide a node stop method and a network management apparatus that can stop a node while maintaining it.
上記目的を達成するため本発明のネットワークにおけるノード停止方法は、
多数のノードが各リンク（レイヤ２トポロジ）により接続されたネットワークにおいて、一部のノードを停止ノードとするに際し、レイヤ２トポロジ情報によりレイヤ３トポロジを算出し、算出されたレイヤ３トポロジの全ての経路中に自ノードが含まれるかを確認して自ノードが停止候補ノードで有るかを判断する手順と、停止候補ノードである場合にはネットワーク中の他のノードに自ノードが停止候補ノードで有ることを広報する手順と、複数停止候補ノードが存在する場合に、予め決められたノード順に停止可否判定アルゴリズムを実行し、停止前後におけるネットワークの接続性を考慮して停止可否を判定することで停止ノードを決定する手順と、を順次行うとともに、
前記接続性の考慮は、冗長経路を確保する場合にのみ停止可とすることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a node stopping method in the network of the present invention is as follows.
In a network in which a large number of nodes are connected by each link (layer 2 topology), when some of the nodes are stopped nodes, the layer 3 topology is calculated from the layer 2 topology information, and all of the calculated layer 3 topologies are calculated. Check if the node is included in the route and determine if the node is a stop candidate node, and if it is a stop candidate node, if the node is a stop candidate node When there are a plurality of stop candidate nodes, the stop propriety determination algorithm is executed in the order of nodes determined in advance, and the stop propriety is determined in consideration of network connectivity before and after the stop. The procedure for determining the stop node is sequentially performed , and
The consideration of connectivity is characterized in that it can be stopped only when a redundant path is secured .
請求項２は、多数のノードが各リンク（レイヤ２トポロジ）により接続されたネットワークに対して、前記各ノード間の信号送受信により、一部のノードを停止ノードとするネットワーク管理装置において、次の構成を前記各ノードが備えることを特徴としている。
停止可否判定部。この停止可否判定部は、レイヤ２トポロジ情報によりレイヤ３トポロジを算出し、算出されたレイヤ３トポロジの全ての経路中に自ノードが含まれるかを確認して自ノードが停止候補ノードで有るかを判断し、停止前後におけるネットワークの接続性を考慮する際に、冗長経路を確保する場合にのみ停止可と判定するものである。
停止処理実行順序制御部。この停止処理実行順序制御部は、停止候補であることを他ノードに広報するとともに、ネットワーク中の他の停止候補を把握し、複数停止候補ノードが存在する場合に、予め決められたノード順に停止可否判定を実行させるものである。
制御部。この制御部は、前記停止処理実行順序制御部で決定された停止候補ノードが自ノードである場合に停止する制御を行うものである。
そして、ネットワーク管理装置は、前記各ノードの制御部による自律分散的な手順により、レイヤ３トポロジをネットワークの利用状況に応じて動的に変更し、不要なノードの電源を停止するよう制御を行うよう各ノードに構築されている。
The network management apparatus according to claim 2 , wherein a network in which a large number of nodes are connected by each link (layer 2 topology) is a network management apparatus in which some nodes are stopped nodes by transmitting and receiving signals between the nodes. Each of the nodes has a configuration.
Stop propriety determination unit. The stop propriety determination unit calculates a layer 3 topology from the layer 2 topology information, checks whether the own node is included in all the routes of the calculated layer 3 topology, and determines whether the own node is a stop candidate node. When considering the network connectivity before and after the stop, it is determined that the stop is possible only when a redundant path is secured .
Stop processing execution order control unit. This stop process execution order control unit informs other nodes that it is a stop candidate, grasps other stop candidates in the network, and stops in order of predetermined nodes when there are multiple stop candidate nodes. This is to determine whether or not it is possible.
Control unit. This control unit performs control to stop when the stop candidate node determined by the stop process execution order control unit is its own node.
Then, the network management apparatus dynamically changes the layer 3 topology in accordance with the network usage status by the autonomous distributed procedure by the control unit of each node, and performs control to stop the power supply of unnecessary nodes. Is built on each node.
本発明によれば、ネットワークの利用状況に応じその構成を動的に変更し、更に通信に不要となったノードの停止を行う場合に、ノード自身が冗長経路の有無を確認し、冗長経路が確保される場合にのみ停止が行われるように、停止前後におけるネットワークの接続性を考慮して停止可否の判定を行うことで、ネットワークの信頼性を維持したままノードの停止を可能とし、ネットワークにおける信頼性維持と省電力化の両立を実現することができる。 According to the present invention, when the configuration is dynamically changed according to the network usage status and the node that is no longer necessary for communication is stopped, the node itself checks whether there is a redundant route, and the redundant route is In order to stop only when it is secured, it is possible to stop the node while maintaining the reliability of the network by determining whether or not to stop, considering the network connectivity before and after the stop. It is possible to achieve both maintenance of reliability and power saving.
本発明のネットワーク管理装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら説明する。
図１はネットワーク管理装置の想定環境を示すものであり、自律分散的な手順により、ＮＷの利用率に応じてＮＷの構成を動的に変更し、更に不要なノードを停止する技術が適用されたネットワークを対象とする。この技術は、例えば、前述した特許文献１に開示された公知技術が採用され、各ノードにおいて、前述した非特許文献１に記載されたOSPF等、ＮＷを構成する全ノードがＮＷ内のレイヤ２トポロジを把握しているリンクステート型のルーティングプロトコルが動作している。
An example of an embodiment of a network management apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an assumed environment of a network management apparatus. A technique for dynamically changing the NW configuration according to the NW usage rate and stopping unnecessary nodes by an autonomous distributed procedure is applied. Target network. As this technique, for example, the publicly-known technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 is adopted, and in each node, all the nodes constituting the NW, such as the OSPF described in the above-mentioned Non-Patent Document 1, are layer 2 in the NW. A link-state routing protocol that knows the topology is running.
そして、本発明のノード停止方法は、自律分散的な手順によりレイヤ３トポロジをＮＷの利用状況に応じて動的に変更し、不要なノード（ルータ）の電源を停止する従来技術とともに実行される。
各ノードには、図４と同様に、トポロジ計算に使用するコストＷが予め割当てられている。コストＷは、リンク毎の正逆方向にそれぞれ１つずつ、ＮＷの運用者により割当てられる。そして、全てのノードは、ネットワーク中のノードの物理的接続（レイヤ２トポロジ）や、各リンクに割当てられたコストを全て把握している。各ノードは、コストの和が最小となるようにレイヤ３トポロジを計算し、計算結果に基づきネットワークを構成する。
The node stop method according to the present invention is executed together with the prior art in which the layer 3 topology is dynamically changed according to the usage status of the NW by an autonomous distributed procedure, and the power of unnecessary nodes (routers) is stopped. .
As in FIG. 4, a cost W used for topology calculation is assigned to each node in advance. The cost W is assigned by the NW operator, one in each of the forward and reverse directions for each link. All nodes grasp all the physical connections (layer 2 topology) of the nodes in the network and the costs assigned to each link. Each node calculates a layer 3 topology so that the sum of costs is minimized, and configures a network based on the calculation result.
各ノード１０に構築されるネットワーク管理装置は、図２に示すように、制御部１１と、停止処理実行順序制御部１２と、停止可否判定部１３を備えて構成される。
制御部１１は、自律分散的な手順によりレイヤ３トポロジをＮＷの利用状況に応じて動的に変更し、不要なノードの電源を停止するよう制御を行うが、ノード停止に際して本発明の特徴的な方法が実行される。また、制御部１１においてノード停止に際して行われる本発明方法を実行するのに必要な構成と、停止処理実行順序制御部１２及び停止可否判定部１３について、従来から存在する自律分散的な手順によりレイヤ３トポロジをＮＷの利用状況に応じて動的に変更する制御部に対して、追加モジュールで追加する構成としても良い。
As shown in FIG. 2, the network management apparatus constructed in each node 10 includes a control unit 11, a stop process execution order control unit 12, and a stop availability determination unit 13.
The control unit 11 dynamically changes the layer 3 topology according to the usage status of the NW by an autonomous decentralized procedure, and performs control to stop the power supply of unnecessary nodes. Various methods are implemented. In addition, the configuration necessary for executing the method of the present invention performed at the time of node stop in the control unit 11, and the stop process execution order control unit 12 and the stop availability determination unit 13 are layered according to existing autonomous distributed procedures. It is good also as a structure added with an additional module with respect to the control part which changes 3 topologies dynamically according to the utilization condition of NW.
レイヤ３トポロジが構成変更され、当該ノードがレイヤ３トポロジの経路に含まれなくなって停止候補となった場合に、停止候補情報を停止処理実行順序制御部１２及び停止可否判定部１３に出力し、各部において当該ノードについての停止処理実行順序制御及び停止可否判断制御が実行される。
レイヤ３トポロジの変更は、ＮＷ中の全ノードでほぼ同時に実行され、停止候補となるノードがＮＷ中に複数存在する場合は、それら複数のノード上で、前記した停止処理実行順序制御及び停止可否判断制御がほぼ同時に実行される。
When the layer 3 topology is reconfigured and the node is not included in the path of the layer 3 topology and becomes a stop candidate, the stop candidate information is output to the stop process execution order control unit 12 and the stop availability determination unit 13, In each unit, stop process execution order control and stop propriety determination control for the node are executed.
The layer 3 topology change is executed almost simultaneously on all nodes in the NW, and when there are a plurality of nodes as stop candidates in the NW, the stop process execution order control and stop enable / disable on the plurality of nodes are performed. Judgment control is executed almost simultaneously.
停止処理実行順序制御部１２は、制御部１１からの停止候補情報を受け、ノード１０が停止候補となったことをＮＷ中の他のノードに広報する。広報には、例えば前述した非特許文献１に記載のLSA(Link State Advertisement)と同様の手順により実施される。この広報により、停止候補となった全ノードは、ＮＷ中の他の停止候補の存在を把握できる。
また、停止候補のノード(群)の中で、停止可否判定部１３による停止可否の判定結果に基づき、停止順序を決定する機能を有する。停止順序決定機能には、非特許文献１に記載されたOSPF ルータＩＤのような、ノード毎に一意のＩＤを利用し、例えばルータＩＤの小さい順に実行するなどのルールを全ノードに予め組込むことで実現される。
停止候補のノードがＮＷ中に複数存在する場合であっても、停止順序の制御により、停止可否の判定は、ＮＷ中で同時に１台のみ実施される。
また、停止可否の判定結果は、ＮＷ中に広報され、ＮＷ中の停止候補の全ノードで停止可否判定が実行されたのち、判定結果に基づき、ノードは停止する。
The stop process execution order control unit 12 receives the stop candidate information from the control unit 11 and informs other nodes in the NW that the node 10 has become a stop candidate. For the publicity, for example, the same procedure as the LSA (Link State Advertisement) described in Non-Patent Document 1 described above is performed. Through this publicity, all nodes that have become stop candidates can grasp the existence of other stop candidates in the NW.
In addition, among the stop candidate nodes (groups), the stop order determination unit 13 has a function of determining the stop order based on the stop propriety determination result. In the stop order determination function, a unique ID is used for each node, such as the OSPF router ID described in Non-Patent Document 1, and rules such as execution in ascending order of router ID are incorporated in all nodes in advance. It is realized with.
Even when there are a plurality of stop candidate nodes in the NW, only one unit is determined simultaneously in the NW by controlling the stop order.
In addition, the determination result of whether or not to stop is publicized during the NW, and after the stop possibility determination is executed in all the stop candidate nodes in the NW, the node stops based on the determination result.
停止可否判定部１３は、制御部１１からの停止候補情報からノードの停止可否の判定を行う。ノードの停止可否の判定に際しては、停止候補のノード自身について、停止前と停止後におけるネットワークの接続性をノード停止前に計算して予想し、ノード自身の停止による影響度を考慮して当該ノードの停止可否を判定することが行われる。すなわち、例えば停止候補のノード自身が冗長経路の有無を確認し、冗長経路が確保される場合にのみ停止が行われるようにする。具体的な停止可否の判定には、アルゴリズム処理として一般的なmax-flowアルゴリズムの活用により実現する（処理手順の詳細は後述する）。
停止可否の判定結果は、制御部１１を介して停止処理実行順序制御部１２に通知される。
The stop possibility determination unit 13 determines whether or not a node can be stopped from the stop candidate information from the control unit 11. When determining whether or not a node can be stopped, the network connectivity before and after the stop is calculated and predicted for the stop candidate node itself, taking into account the impact of the node itself Whether or not to stop is determined. That is, for example, the stop candidate node itself checks the presence or absence of a redundant route, and the stop is performed only when the redundant route is secured. Specific determination of whether or not to stop is realized by utilizing a general max-flow algorithm as algorithm processing (details of the processing procedure will be described later).
The determination result of whether or not to stop is notified to the stop process execution order control unit 12 via the control unit 11.
各ノード１０に構築されるネットワーク管理装置でのノード停止手順について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。 A node stop procedure in the network management apparatus constructed in each node 10 will be described with reference to the flowchart of FIG.
制御部１１において、ＮＷの利用状況に応じてレイヤ３トポロジが変更されたことを契機に、ノード停止処理を開始する。
制御部１１は、管理されるレイヤ２トポロジ情報（現在、電源起動中のノードがどのように接続されているか。またレイヤ２トポロジより、レイヤ３トポロジを計算するためのコスト等の情報）を取得する（ステップ１０１）。
In the control unit 11, the node stop process is started when the layer 3 topology is changed according to the usage status of the NW.
The control unit 11 obtains managed layer 2 topology information (how the power-on node is currently connected, and information such as the cost for calculating the layer 3 topology from the layer 2 topology) (Step 101).
レイヤ２トポロジ情報よりレイヤ３トポロジを計算し、全ての送受信ノードの組の経路上に自身のノードが含まれないかを確認する（ステップ１０２）。
経路上に自身のノードが含まれる場合、ノート停止処理を終了する（ステップ１２１）。この場合、当該ノードは停止しない。
経路上に自身のノードが含まれない場合は、停止する可能性があるノードであるので、ステップ１０３に遷移する。
The layer 3 topology is calculated from the layer 2 topology information, and it is confirmed whether or not its own node is included in the route of the set of all transmission / reception nodes (step 102).
When the own node is included on the route, the note stop process is terminated (step 121). In this case, the node does not stop.
If the own node is not included on the route, the node may be stopped, and the process proceeds to step 103.
ステップ１０２により、停止候補と判断された場合、ノードを一意に識別するＩＤとともにＮＷ中の他のノードに停止候補であることを広報する（ステップ１０３）。例えば、OSPFのLSAと同様な手順を利用することで広報することが可能となる。また、ＮＷ中の他のノードから停止候補である旨を受信した場合、停止候補のノードを保存して候補リストを作成する。
停止候補から構成される候補リストの作成には、例えば、OSPF LSDB(Link State Database)と同等の手順で保存することが可能である。これにより、停止候補のリストは、ＮＷ中の全ての停止候補で同じ情報を持つことが可能となる。
If it is determined in step 102 that the candidate is a stop candidate, it is announced to the other nodes in the NW together with an ID that uniquely identifies the node (step 103). For example, it is possible to publicize by using a procedure similar to that of OSPF LSA. Also, when a stop candidate is received from another node in the NW, the stop candidate node is saved and a candidate list is created.
In order to create a candidate list composed of stop candidates, for example, it is possible to save the candidate list by a procedure equivalent to OSPF LSDB (Link State Database). As a result, the list of stop candidates can have the same information for all stop candidates in the NW.
停止候補のノードは、例えばＩＤの昇順により停止可否判定を実行するなど、ＮＷで同じ停止可否判定の実施順序のルールを持つ。
候補リストに基づき、ＮＷ中で停止可否判定の実行順であるノードかどうかを判断し（ステップ１０４）、実行順である場合には、当該ノードについて停止可否判定アルゴリズムを実行する（ステップ１０５）。
そして、停止可否判定の結果（停止する／停止しないのいずれかを示す値）を他の全ノードに広報を行う（ステップ１０６）。
The stop candidate nodes have the same rule of execution order for determining whether or not to stop in the NW, for example, determining whether or not to stop in ascending order of ID.
Based on the candidate list, it is determined whether or not the node is in the execution order of the stop possibility determination in the NW (step 104). If the node is in the execution order, the stop possibility determination algorithm is executed for the node (step 105).
Then, the result of determination of whether or not to stop (a value indicating whether to stop or not to stop) is publicized to all other nodes (step 106).
停止候補のノードは、ＮＷ中の全ての停止候補ノードが停止判定を実行済であるかを判断する（ステップ１０７）。停止候補ノードが停止判定を実行済であるかは、候補リストで管理されている。
次に、自身のノードが停止ＯＫ（停止する）であるかを判断する（ステップ１０８）。
停止ＯＫと判定されている場合は、当該ノードを停止し（ステップ１０９）、処理を終了する（ステップ１２２）。
ステップ１０８において自身のノードが停止ＯＫでない場合は、そのまま処理を終了する（ステップ１２２）。この場合、ノードは停止しない。
The stop candidate node determines whether or not all stop candidate nodes in the NW have already executed stop determination (step 107). It is managed in the candidate list whether the stop candidate node has already executed the stop determination.
Next, it is determined whether or not its own node is in a stop OK state (step 108).
If it is determined that the stop is OK, the node is stopped (step 109), and the process is ended (step 122).
If it is determined in step 108 that the node is not OK, the processing is terminated as it is (step 122). In this case, the node does not stop.
ステップ１０４において自身のノードが実行順でない場合は、停止可否判定結果を他のノードから受信したかを判断し（ステップ１１１）、受信した場合は、停止可否判定結果が停止ＯＫであるかを判断する（ステップ１１２）。
他のノードの停止可否判定を受信した停止候補のノードは、その判定結果が、"停止ＯＫ(停止する)"であった場合、ステップ１０１で取得したレイヤ２トポロジ情報から、停止ＯＫと判断したノードの情報を削除する（ステップ１１３）。なお、この際に使用するレイヤ２トポロジ情報は、停止可否判定にのみ利用する。そのため、レイヤ３トポロジ等には影響しない。
If it is determined in step 104 that the own node is not in the execution order, it is determined whether the stop propriety determination result is received from another node (step 111). If it is received, it is determined whether the stop propriety determination result is OK. (Step 112).
The candidate stop node that has received the stop propriety determination of another node determines that the stop is OK from the layer 2 topology information acquired in step 101 when the determination result is “stop OK (stop)”. The node information is deleted (step 113). Note that the layer 2 topology information used at this time is used only for determining whether or not to stop. Therefore, it does not affect the layer 3 topology or the like.
次に、停止可否判定部１３において行われる停止可否判定のアルゴリズムの例について説明する。
停止可否判定部１３がノードの停止可否を判定する際に、停止候補のノード自身が停止前に、停止前後におけるネットワークの接続性を計算し、冗長経路を確保する場合または停止の影響が少ないと判断された場合にのみ停止可と判定する処理が行われる。停止可否の判定には、max-flowアルゴリズムが活用される。
max-flowアルゴリズムは、グラフ理論の一般的なアルゴリズムであり、例えば文献（George B. Dantzig and Delbert R. Fulkerson. On the max-flow min-cut theorem of networks. In Linear Inequalities and Related Systems, volume 38 of Annals of Mathematics Studies, pages 215-221. Princeton University Press, 1956.）に記載されている。
Next, an example of an algorithm for determining whether or not to stop can be performed in the stop / not determining unit 13 will be described.
When the stop possibility determination unit 13 determines whether or not a node can be stopped, it calculates the connectivity of the network before and after the stop before the stop candidate node itself stops, and if a redundant path is secured or the influence of the stop is small Only when it is determined, processing for determining that the stop is possible is performed. The max-flow algorithm is used to determine whether or not to stop.
The max-flow algorithm is a general algorithm of graph theory, for example, literature (George B. Dantzig and Delbert R. Fulkerson. On the max-flow min-cut theorem of networks. In Linear Inequalities and Related Systems, volume 38. of Annals of Mathematics Studies, pages 215-221. Princeton University Press, 1956.).
max-flowのアルゴリズムは重複しない経路を算出するためのアルゴリズムであり、例えば、図１において、送信元「ノード１」と受信先「ノード５」を指定し、max-flowのアルゴリズムを実行すると、重複しない経路数「３」が算出される。
また、図１において、「ノード１」の左側に一つの経路を介して「ノード０」が存在しているような場合に、送信元「ノード０」と受信先「ノード５」を指定し、max-flowのアルゴリズムを実行すると、「ノード０」と「ノード１」との間には経路が一つしか存在しないので、重複しない経路数は「１」が算出される。
The max-flow algorithm is an algorithm for calculating a non-overlapping route. For example, in FIG. 1, when the transmission source “node 1” and the reception destination “node 5” are designated and the max-flow algorithm is executed, The number of non-overlapping routes “3” is calculated.
Further, in FIG. 1, when “node 0” exists on the left side of “node 1” via one route, the transmission source “node 0” and the reception destination “node 5” are designated, When the max-flow algorithm is executed, there is only one path between “node 0” and “node 1”, and therefore, “1” is calculated as the number of non-overlapping paths.
ネットワークにおいて、現状時におけるmax-flowのアルゴリズムを全ての送受信間（送受信の組）のノード間で実行し、重複しない経路数を計算する。また、自身のノードが停止した場合におけるmax-flowのアルゴリズムを全ての送受信間（送受信の組）のノード間で実行し、重複しない経路数を計算する。そして、現状時及び自身ノード停止時のそれぞれの重複しない経路数の最小値κmin及び平均値κavgを求める。そして、最小値κminを使用する停止判定１と、平均値κavg使用する停止判定２のいずれか若しくは両方により、停止候補ノードについての停止可否を判定する処理が行われる。 In the network, the max-flow algorithm at the present time is executed between all the nodes between transmission / reception (transmission / reception pairs), and the number of non-overlapping paths is calculated. In addition, the max-flow algorithm is executed between all transmission / reception (transmission / reception sets) nodes when the node stops, and the number of non-overlapping paths is calculated. Then, the minimum value κmin and the average value κavg of the number of routes that do not overlap each other at the current time and when the node is stopped are obtained. Then, a process for determining whether or not to stop the stop candidate node is performed by one or both of the stop determination 1 using the minimum value κmin and the stop determination 2 using the average value κavg.
(停止判定１)
現状時の経路数の最小値κmin≧２
且つ、自身ノード停止時の経路数の最小値κmin＞Ｘ
である場合、当該ノードについて停止可と判定する。
Ｘは、運用者により指定されたパラメータであり、Ｘ＝１とすれば、少なくとも冗長経路を１つ残すことができ、冗長経路を確保して停止可と判定することができる。
(Stop judgment 1)
Current minimum number of paths κmin ≧ 2
In addition, the minimum value of the number of paths when the node is stopped κmin> X
If it is, it is determined that the node can be stopped.
X is a parameter designated by the operator. If X = 1, at least one redundant route can be left, and it can be determined that the redundant route is secured and can be stopped.
(停止判定２)
現状時の経路数の平均値κavg−自身ノード停止時の経路数の平均値κavg＜Ｙ
である場合、当該ノードについて停止可と判定する。
Ｙは、運用者により指定されたパラメータ（閾値）であり、停止の影響が少ないと判断して停止可と判定することができる。閾値Ｙより「平均値κavg−自身ノード停止時の経路数の平均値κavg」の値が大きければ、当該ノードの停止による経路数減少に影響度が大きいことを示すことになる。
(Stop judgment 2)
Average value of the number of paths at the present time κavg−average value of the number of paths when the node is stopped κavg <Y
If it is, it is determined that the node can be stopped.
Y is a parameter (threshold value) designated by the operator, and it can be determined that the stop is possible by determining that the influence of the stop is small. If the value of “average value κavg−average value κavg of the number of routes when the node is stopped” is larger than the threshold value Y, it indicates that the degree of influence on the decrease in the number of routes due to the stop of the node is large.
上述したネットワーク管理装置によれば、ネットワーク全体の消費電力量を削減することを目的に、ネットワークの利用状況に応じてその構成(レイヤ３トポロジ)を動的に変更し、更に通信に不要となったネットワーク機器を停止する場合において、停止候補となるノード自身が冗長経路の有無やノード自身の停止による影響度を考慮して停止の可否の判断を行うことで、当該ノードが停止した場合においても冗長経路を確保することができ、ネットワークの信頼性を考慮した機器の停止を可能とすることができる。
したがって、停止したノードが故障した場合においても、冗長経路に経路を切替えることで、通信断を防ぐことができる。
According to the above-described network management apparatus, the configuration (layer 3 topology) is dynamically changed according to the network usage state for the purpose of reducing the power consumption of the entire network, and further, it is not necessary for communication. When stopping a network device, the node that is a candidate for stopping itself determines whether it can be stopped by considering the presence or absence of redundant paths and the degree of influence due to the node itself stopping. Redundant paths can be secured, and equipment can be stopped in consideration of network reliability.
Therefore, even when the stopped node fails, communication disconnection can be prevented by switching the path to the redundant path.
１０…ノード、 １１…制御部、 １２…停止処理実行順序制御部、 １３…停止可否判定部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Node, 11 ... Control part, 12 ... Stop process execution order control part, 13 ... Stop possibility determination part.
Claims (2)
一部のノードを停止ノードとするに際し、
レイヤ２トポロジ情報によりレイヤ３トポロジを算出し、算出されたレイヤ３トポロジの全ての経路中に自ノードが含まれるかを確認して自ノードが停止候補ノードで有るかを判断する手順と、
停止候補ノードである場合にはネットワーク中の他のノードに自ノードが停止候補ノードで有ることを広報する手順と、
複数停止候補ノードが存在する場合に、予め決められたノード順に停止可否判定アルゴリズムを実行し、停止前後におけるネットワークの接続性を考慮して停止可否を判定することで停止ノードを決定する手順と、を順次行うとともに、
前記接続性の考慮は、冗長経路を確保する場合にのみ停止可とする
ことを特徴とするネットワークにおけるノード停止方法。 In a network where a large number of nodes are connected by each link (layer 2 topology),
When setting some nodes as stop nodes,
A procedure for calculating a layer 3 topology from the layer 2 topology information, checking whether the own node is included in all the routes of the calculated layer 3 topology, and determining whether the own node is a stop candidate node;
If it is a stop candidate node, a procedure to publicize that the node is a stop candidate node to other nodes in the network,
When there are multiple stop candidate nodes, a procedure for determining a stop node by executing a stop permission determination algorithm in order of a predetermined node and determining whether or not to stop in consideration of network connectivity before and after the stop ; In order,
The node stopping method in a network, wherein the connectivity can be stopped only when a redundant path is secured .
前記各ノードは、
レイヤ２トポロジ情報によりレイヤ３トポロジを算出し、算出されたレイヤ３トポロジの全ての経路中に自ノードが含まれるかを確認して自ノードが停止候補ノードで有るかを判断し、停止前後におけるネットワークの接続性を考慮する際に、冗長経路を確保する場合にのみ停止可と判定する停止可否判定部と、
停止候補であることを他ノードに広報するとともに、ネットワーク中の他の停止候補を把握し、複数停止候補ノードが存在する場合に、予め決められたノード順に停止可否判定を実行させる停止処理実行順序制御部と、
前記停止処理実行順序制御部で決定された停止候補ノードが自ノードである場合に停止する制御を行う制御部とを備えることで、
前記各ノードの制御部による自律分散的な手順により、レイヤ３トポロジをネットワークの利用状況に応じて動的に変更し、不要なノードの電源を停止するよう制御を行うよう各ノードに構築された
ことを特徴とするネットワーク管理装置。 In a network management apparatus in which a part of nodes are stopped nodes by transmitting and receiving signals between the nodes with respect to a network in which a large number of nodes are connected by links (layer 2 topology).
Each of the nodes
Calculate the layer 3 topology based on the layer 2 topology information, check whether the own node is included in all the routes of the calculated layer 3 topology, determine whether the own node is a stop candidate node, and before and after the stop When considering network connectivity , a stoppage determination unit that determines that a stoppage is possible only when a redundant path is secured ;
Stop processing execution order for notifying other nodes of being a stop candidate, grasping other stop candidates in the network, and executing a stop possibility determination in a predetermined node order when there are multiple stop candidate nodes A control unit;
A control unit that performs control to stop when the stop candidate node determined by the stop process execution order control unit is its own node ,
It was constructed in each node so as to control the layer 3 topology to dynamically change according to the network usage status and to stop the power supply of unnecessary nodes by the autonomous distributed procedure by the control unit of each node.
Network management device, characterized in that.
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