JP5723806B2 - 通信システム、経路制御装置、経路制御方法及び経路制御プログラム - Google Patents
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しかし、一般的に通信はいつどの程度のトラフィックが流れるか分からないし、一つの通信フローにおけるトラフィック量も変動するため、ネットワーク内の一部においてトラフィック量が増大し、輻輳による通信フローの品質低下が発生するという問題がある。
具体的には、例えば、パケット転送装置11、…、17がOpenFlow対応スイッチの場合、パケット転送装置11、…、17は、パケット転送装置パケット転送装置制御装置400としてのOpenFlowコントローラからの指示に従って通信経路を変更する。
これにより、経路制御装置200は、ネットワークの状態を常に監視し、流れている通信フローも含めて動的に経路変更を実施することにより、常にネットワーク全体を最適化することができる。
パケット転送装置制御装置400は、経路制御装置200からの指示に基づいて、制御対象ネットワーク10内のパケット転送装置11、…、17に対して、経路変更を指示する。
なお、NW情報取得部210は、NW情報収集装置に対して、取得したいリンクの情報を与え、当該リンクの情報のみを取得するようにしても良い。
また、第1〜第3の抽出処理によって頻度分布30が頻度分布35に変更されることが示されている。また、破線で示された頻度分布34は、頻度分布30と同じ頻度分布を表している。ここで、頻度分布34及び頻度分布35の縦軸は頻度で横軸は品質値である。
輻輳リンク抽出部252は、トポロジ情報記憶部220を参照して、帯域使用率が予め決められた閾値以上となる輻輳リンクを抽出し、抽出した輻輳リンクを第2の抽出部256へ出力する。
また、品質不良フロー抽出部253は、抽出した品質不良フローを移動対象候補フローとする。そして、品質不良フロー抽出部253は、この移動対象候補フローを示す移動対象候補フロー情報を移動対象フロー決定部261の後述する移動先経路候補取得部262へ出力する。
移動先経路候補取得部262は、移動対象候補抽出部251が抽出した移動対象候補フローの移動先の経路候補である移動先経路候補を取得する。具体的には、移動先経路候補取得部262は、品質不良フロー抽出部253、第2の抽出部256又は第3の抽出部257のいずれかから入力された移動対象候補フロー情報と、輻輳リンク抽出部252から入力された品質不良フロー経由輻輳リンク情報を経路抽出装置300へ出力し、経路抽出装置300から新たな移動先経路候補を取得する。
経路変更判定部264は、現在の移動対象候補フローの品質値と品質推定部263が推定した品質値との比較に基づいて、その移動対象候補フローの経路を変更するか否か判定する。具体的には、例えば、経路変更判定部264は、現在の移動対象候補フローの品質値と品質推定部263が推定した品質値とを比較し、予め決められた閾値以上の改善が見込まれる場合、経路の移動の対象となる移動対象フローに決定する。
ここで、第2の抽出部256によって抽出された移動対象候補フローについては、経路変更判定部264は、経路制御対象外の品質不良フローの品質値と品質推定部263が推定した品質値とを比較し、移動対象候補フローの品質値が、品質不良フローの品質値よりも、閾値以上に悪くならない場合、経路の移動の対象となる移動対象フローに決定する。
一方、第3の抽出処理では閾値をある程度大きく設定することで、大幅に品質が改善できるもののみを移動対象フローとして決定してもよい。
まず、ステップS101において、NW情報取得部210は、NW情報収集装置100から各リンクの品質値情報及びフロー情報を取得する。ここで、品質値情報は、例えば、各リンクのリンクID、SrcノードID、DstノードID、品質値及び帯域使用率を示す情報である。また、フロー情報は、例えば、各フローのフローID、始点ノード、終点ノード及び通過経路である。
まず、ステップS201において、輻輳リンク抽出部252は、輻輳リンクを抽出する。また、輻輳リンク抽出部252は、品質不良フロー経由輻輳リンクを抽出し、ステップS202へ遷移する。
次に、ステップS203において、移動対象フロー決定部261は、第1の抽出処理により抽出された移動対象候補フローの経路を移動するか否か判定する。移動対象候補フローの経路を移動すると判定した場合(ステップS203 YES)、移動対象フロー決定部261は、その移動対象候補フローを経路移動対象フローに決定し(ステップS204)、ステップS210へ遷移する。
次に、ステップS206において、品質良好フロー抽出部255は、品質良好フローを抽出し、ステップS207へ遷移する。
もし、NW情報収集装置100から得られた情報に、フロー情報記憶部240に含まれない新規のフロー情報が存在する場合には、フロー情報更新部230は、新たなレコードを生成し、NW情報収集装置100から得られた情報(例えば、フローID、始点ノード、終点ノード及び経路)を格納する。また、フロー情報記憶部240に格納されているフローIDのうち、NW情報収集装置100から得られた情報に含まれないフロー情報が存在する場合、フロー情報更新部230は、当該フローをフロー情報記憶部240から削除する。
例えば、あるフローの経路が図10のテーブルT2−2であったとする。図10は、フロー情報記憶部240に記憶されているテーブルT2の一例であるテーブルT2−2である。同図のテーブルT2−2には、フローID、始点ノード、終点ノード、経路及び品質値が一組のデータとして記憶されている。そして、テーブルT2−2には、フローIDがF1で、始点ノードがN1で、終点ノードがN2で、経路がリンクL1、リンクL2、リンクL3であるデータが記憶されている。
図12は、図10のテーブルT2−2において品質値の値が格納された後のテーブルである。同図のテーブルT2−3において、フローIDがF1に対応する品質値に23msecが格納されている。
同図のテーブルT2−4は、フローID、経路及び品質値の組を保持している。ここで、品質値は遅延時間である。また、同図のテーブルT1−3は、リンクID及び帯域使用率の組を保持している。
図13に示されたテーブルT2−4がフロー情報記憶部240に記憶されており、テーブルT1−3がトポロジ情報記憶部220に記憶されている場合に、第2の抽出部256は、以下の処理を行う。前提として、フローF2は、品質不良フロー抽出部253により第1の抽出処理において移動対象候補フローとして抽出されたが、その後に移動対象フロー決定部261によって経路制御の対象外と判断されたとする。
なお、第1の抽出処理と同様に、品質の良いフローを決める閾値は、絶対値ではなくパーセンタイル値等で指定してもよい。
この前提で、第3の抽出部257は、上記のフローを除くフローF1、F3、F5について、その全て、もしくは一部をランダムに選択し、移動対象候補フローとして抽出する。
例えば、品質不良フロー抽出部253による第1の抽出処理において、図13のテーブルT2−4のフローF6が移動対象候補フローとして抽出されたとする。ここで、フローF6の品質値(この例では、遅延時間)は、66msecである。
また、輻輳リンク抽出部252により、品質不良フローが通過する輻輳リンクとして、図13のテーブルT1−3のリンクL3が抽出されたものとする。ここで、リンクL3の帯域使用率は、85%である。
続いて、移動対象フロー決定部261は、移動先経路候補に含まれるリンクの品質値をトポロジ情報記憶部220から参照し、推定品質値を算出する。
移動対象フロー決定部261は、現在の品質値(66msec)と推定品質値(24msec)とを比較すると、現在の品質値より品質の改善が見込まれるので、フローF6 を移動対象フローに決定し、その移動先経路を「リンクL7、L8及びL9」とする。
また、第2の抽出処理の直後では、移動対象フロー決定部261は、移動先経路候補の推定品質値と比較する現在の品質値に、経路制御対象外の品質不良フローの品質値を用いる。
そして、経路制御装置200は、経路を移動した後の推定品質値を算出して、品質値の改善が見込まれるフローを移動対象フローに決定する。そして、経路制御装置200は、移動対象候補抽出部251による移動対象候補フロー抽出処理と移動対象フロー決定部261による移動対象フロー決定処理を繰り返し実施することにより、フロー全体の品質値を常に最適化することができる。
また、経路制御装置200は、品質値としてQoEを用いた場合、ユーザの満足度の最適化またはユーザの満足度の向上が図れるため、ユーザによる解約率の低減が期待できる。
また、経路制御装置200は、ネットワークに求められる要件の一つである公平性を、定めた品質値によって保つことができる。
また、本実施形態の経路制御装置200の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、経路制御装置200に係る上述した種々の処理を行ってもよい。
10 制御対象ネットワーク
11、12、13、14、15、16、17 パケット転送装置
20 通信フロー
100 NW情報収集装置
200 経路制御装置
210 NW情報取得部
220 トポロジ情報記憶部
230 フロー情報更新部
240 フロー情報記憶部
250 経路制御決定部
251 移動対象候補抽出部
252 輻輳リンク抽出部
253 品質不良フロー抽出部
255 品質良好フロー抽出部
256 第2の抽出部
257 第3の抽出部
261 移動対象フロー決定部
262 移動先経路候補取得部
263 品質推定部
264 経路変更判定部
270 経路情報送信部
300 経路抽出装置
400 パケット転送装置制御装置
Claims (6)
- 通信フローのうち、品質値が予め決められた第1の閾値より悪い品質不良フローと、品質値が予め決められた第2の閾値より良い品質良好フローとを抽出するとともに、前記品質不良フローと前記品質良好フローとが同一の輻輳リンクを通過している場合、前記品質良好フローを、経路を移動する候補となる移動対象候補フローとして抽出する移動対象候補抽出部と、
前記移動対象候補抽出部が抽出した前記移動対象候補フローの移動先の経路の候補となる移動先経路候補を、前記同一の輻輳リンクを通過しない経路となるように抽出する経路抽出装置と、
前記移動対象候補抽出部が抽出した前記移動対象候補フローを、経路の移動を実施する移動対象フローに決定する移動対象フロー決定部と、
を備えることを特徴とする通信システム。 - 前記移動対象フロー決定部は、
前記経路抽出装置が抽出した前記移動先経路候補に移動させたときの前記移動対象候補フローの品質値が、前記品質不良フローの品質値よりも所定の閾値以上悪化しない場合、前記移動対象候補フローを前記移動対象フローに決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記移動対象候補抽出部は、
前記通信フローのうち、前記移動対象フロー決定部により前記移動対象フローとして決定された通信フロー以外の通信フローを、前記移動対象候補フローとしてさらに抽出し、
前記移動対象フロー決定部は、
前記移動対象候補抽出部によりさらに抽出された前記移動対象候補フローを前記移動先経路候補に移動させたときの品質値が移動前の品質値より向上する場合、当該さらに抽出された前記移動対象候補フローを前記移動対象フローに決定する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信システム。 - 通信フローのうち、品質値が予め決められた第1の閾値より悪い品質不良フローと、品質値が予め決められた第2の閾値より良い品質良好フローとを抽出するとともに、前記品質不良フローと前記品質良好フローとが同一の輻輳リンクを通過している場合、前記品質良好フローを、経路を移動する候補となる移動対象候補フローとして抽出する移動対象候補抽出部と、
前記移動対象候補抽出部が抽出した前記移動対象候補フローを、前記同一の輻輳リンクを通過しない経路に移動を実施する移動対象フローに決定する移動対象フロー決定部と、
を備えることを特徴とする経路制御装置。 - 移動対象候補抽出部が、通信フローのうち、品質値が予め決められた第1の閾値より悪い品質不良フローと、品質値が予め決められた第2の閾値より良い品質良好フローとを抽出するとともに、前記品質不良フローと前記品質良好フローとが同一の輻輳リンクを通過している場合、前記品質良好フローを、経路を移動する候補となる移動対象候補フローとして抽出する手順と、
移動対象フロー決定部が、前記移動対象候補抽出部が抽出した前記移動対象候補フローを、前記同一の輻輳リンクを通過しない経路に移動を実施する移動対象フローに決定する手順と、
を有することを特徴とする経路制御方法。 - コンピュータに、
通信フローのうち、品質値が予め決められた第1の閾値より悪い品質不良フローと、品質値が予め決められた第2の閾値より良い品質良好フローとを抽出するとともに、前記品質不良フローと前記品質良好フローとが同一の輻輳リンクを通過している場合、前記品質良好フローを、経路を移動する候補となる移動対象候補フローとして抽出する移動対象候補抽出ステップと、
前記移動対象候補抽出ステップにより抽出された前記移動対象候補フローを、前記同一の輻輳リンクを通過しない経路に移動を実施する経路移動対象フローに決定する移動対象フロー決定ステップと、
を実行させるための経路制御プログラム。
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