JP5831318B2

JP5831318B2 - ネットワーク装置、ネットワーク制御方法、及びプログラム

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Publication number: JP5831318B2
Application number: JP2012062653A
Authority: JP
Inventors: 田中　雅; 雅田中
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2032-03-19
Also published as: US20130242977A1; US8902898B2; JP2013197869A

Description

本発明は、ネットワーク装置、ネットワーク制御方法、及びプログラムに関する。

近年、通信キャリアでは、ネットワーク網の規模拡大に伴って、ネットワーク装置の消費電力が年々増加している。消費電力を削減するためのアプローチとして、次のような研究が行われている。すなわち、ネットワーク全体のリソースを再配置することによって使用されていない経路が、意図的に作り出される。そして、その経路上のネットワーク装置の電源をＯＦＦすることによって、ネットワーク装置の低電力化が図られる。この研究対象の技術は、実用化に向けて進んでいる。なお、以下では、ネットワーク装置がＯＦＦ状態にされている、ルート上の区間は、「省電力区間」と呼ばれることがある。

また、ネットワーク網の拡大に伴って、パス管理の複雑度が増している。この複雑度を軽減する方法として、種々のネットワークトポロジを利用した、自動パス経路選択及びパス生成に関する技術が用いられる。種々のネットワークトポロジとしては、ＧＭＰＬＳ（ＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＭｕｌｔｉ−ＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＯＳＰＦ（ＯｐｅｎＳｈｏｒｔｅｓｔＰａｔｈＦｉｒｓｔ）、ＯＳＩ（ＯｐｅｎＳｙｓｔｅｍｓＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）等のネットワークトポロジがある。

ところで、省電力区間は、ネットワークトポロジでは正常状態であるものと認識される。図１は、実際のネットワークの接続状態と、ネットワークトポロジ上のネットワークの接続状態との説明に供する図である。図１Ａに示すように、例えば、ネットワーク装置♯Ｃ及びネットワーク装置＃Ｄのインターフェイス盤の電源がＯＦＦであり実際上ネットワーク装置♯Ｃとネットワーク装置＃Ｄとの間は非接続状態である。しかし、この状態であっても、図１Ｂに示すように、ネットワークトポロジ上では、ネットワーク装置♯Ｃとネットワーク装置＃Ｄとの間は接続状態として認識される。従って、省電力区間もルート決定装置によって選択されるルートの対象となる。しかしながら、省電力区間がルートとして選択されると、その区間のネットワーク装置の電源がＯＮするので、省電力を図ることができない。

従来、省電力区間がルートとしてできるだけ選ばれないようにする技術が提案されている。この技術では、コストという概念が導入され、ネットワークトポロジの各ネットワーク装置間にコスト値が付加される。そして、省電力区間には、高コスト値が設定される。こうすることで、低コストのルートが優先的に選択されるので、省電力区間がルートとして選ばれる可能性を低くすることができる。

なお、ネットワークには、複数のネットワーク装置の他に、ネットワークの状態を監視する監視制御装置が含まれる。図２は、監視制御装置によるネットワークの監視方式の説明に供する図である。監視制御装置によるネットワークの監視方式としては、第１に、監視制御装置が複数のネットワーク装置の内の１つとＬＣＮ（ＬｏｃａｌＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋ）によって接続し、当該１つのネットワーク装置以外のネットワーク装置とは当該１つのネットワーク装置を介して接続する「Ｉｎｂａｎｄ方式」がある（図２Ａ参照）。また、第２に、監視制御装置が複数のネットワーク装置のそれぞれとＬＣＮによって一対一に接続する「ＯｕｔＢａｎｄ方式」がある（図２Ｂ参照）。ここで、ＬＣＮは、例えば、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）である。また、上記したルート決定装置は、監視制御装置である場合もあれば、監視制御装置が接続している１つのネットワーク装置である場合もある。

特開２００９−１００４４２号公報

ところで、大規模なネットワークでは、ルートに含まれるネットワーク装置の数がルート間で大きく異なる場合がある。従って、従来の技術では、省電力区間を含むルートのコストよりも省電力区間を含まないルートのコストの方が高くなることがあり、この結果として、省電力区間を含むルートが選択されてしまうことがある。そして、従来の技術では、ルートとして選択されてしまうとそれを拒否することができないので、省電力区間のネットワーク装置の電源はＯＮしてしまう。従って、省電力状態を継続することができない。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ネットワークにおける省電力化を実現するネットワーク装置、ネットワーク制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

本願の開示するネットワーク装置は、一つの態様において、データ信号を、ルート決定装置によって設定されたルート上の複数の装置を経由して伝送するネットワークにおけるネットワーク装置であって、前記データ信号を、前記設定されたルート上の自装置より１つ前のネットワーク装置から受信し前記設定されたルート上の１つ後のネットワーク装置へ転送するデータ伝送部と、前記データ伝送部に対する電力の供給を停止している状態において、前記設定されたルートに対応するパスの生成を要求する生成依頼を前記ルート決定装置から受け取った場合、前記設定されたルートの再設定を指示する信号を前記ルート決定装置へ送信する制御部とを具備する。

本願の開示するネットワーク装置、ネットワーク制御方法、及びプログラムの一つの態様によれば、ネットワークにおける省電力化を実現できる。

図１は、実際のネットワークの接続状態と、ネットワークトポロジ上のネットワークの接続状態との説明に供する図である。図２は、監視制御装置によるネットワークの監視方式の説明に供する図である。図３は、実施例１のネットワーク装置の一例を示すブロック図である。図４は、省電力区間を含むネットワークを示す図である。図５は、実施例１のネットワーク装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。図６は、自装置のポートと、当該ポートの状態と、パス生成依頼の送信元装置とを対応付けた管理テーブルの一例を示す図である。図７は、実施例２のネットワーク装置の回路構成例を示す図である。図８は、実施例３のネットワーク制御プログラムを実行する制御装置を示す図である。

以下に、本願の開示するネットワーク装置、ネットワーク制御方法、及びプログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本願の開示するネットワーク装置、ネットワーク制御方法、及びプログラムが限定されるものではない。また、実施例において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

［実施例１］
［ネットワーク装置１０の構成］
図３は、実施例１のネットワーク装置の一例を示すブロック図である。ネットワーク装置１０は、データ信号を、ルート決定装置によって設定されたルート上の複数の装置を経由して伝送するネットワークに属している。図３において、ネットワーク装置１０は、データ伝送部１１と、電力供給部１２と、制御部１３とを有する。

データ伝送部１１は、電力供給部１２から供給される電力によって作動する。そして、データ伝送部１１は、作動状態において、データ信号を、ルート決定装置による設定ルート上の自装置より１つ前のネットワーク装置から受信し、設定ルート上の１つ後のネットワーク装置へ転送する。このデータ信号の伝送は、データリンクを介して行われる。

電力供給部１２は、制御部１３から受け取る制御信号に基づいて、データ伝送部１１に対する電力の供給を開始又は停止する。

制御部１３は、供給の開始又は停止を指示する制御信号を電力供給部１２へ出力する。これにより、制御部１３は、電力供給部１２のデータ伝送部１１に対する電力の供給を開始又は停止させる。

また、制御部１３は、データ伝送部１１に対する電力の供給を停止している状態において、ルート決定装置から送信されたパス生成依頼を受け取った場合、ルート決定装置に対して、ルートの再設定を指示する「リルート指示信号」を送信する。リルート指示信号は、制御リンクを介して送信される。リルート指示信号は、例えば、自装置とルート上の１つ後のネットワーク装置との間における故障を示す信号である。ただし、制御部１３は、リルート指示信号を送信する前又は同時に、パス生成依頼に対応する「正常完了応答」をルート決定装置へ制御リンクを介して送信する。

また、制御部１３は、リルート指示信号を送信したタイミングでタイマを起動させる。そして、制御部１３は、リルート指示信号の送信から所定時間が経過する前に、パス生成依頼で要求されたパスの解除を要求する「解除信号」をルート決定装置から受け取った場合、故障から回復したことを示す信号をルート決定装置へ送信する。

一方、制御部１３は、リルート指示信号の送信から所定時間が経過する前に解除信号を受け取らない場合、データ伝送部１１への電力供給を開始させ、故障から回復したことを示す信号をルート決定装置へ送信し、パス生成依頼に対応するパスを生成する。

［ネットワーク装置１０の動作］
以上の構成を有するネットワーク装置１０の動作処理について説明する。図４は、省電力区間を含むネットワークを示す図である。図５は、実施例１のネットワーク装置１０の処理動作の一例を示すフローチャートである。

図４に示すネットワークの状態では、ネットワーク装置＃Ｃ及びネットワーク装置＃Ｄのインターフェイス盤に対する給電が停止されており、ネットワーク装置＃Ｃとネットワーク装置＃Ｄとの間が省電力区間となっている。ネットワーク装置１０は、省電力モードとなっているネットワーク装置、例えば、ネットワーク装置＃Ｃに対応する。

図５において、制御部１３は、パス生成依頼を受け取ったか否かを判断する（ステップＳ１０１）。

パス生成依頼を受け取ったと判断した場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部１３は、省電力状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

省電力状態でない、つまり、データ伝送部１１がＯＮ状態にあると判断された場合（ステップＳ１０２否定）、制御部１３は、パス生成依頼の示すルート上の次のネットワーク装置との間でパスを生成する（ステップＳ１０３）。

省電力状態であると判断された場合（ステップＳ１０２肯定）、制御部１３は、正常完了応答をルート決定装置へ送信する（ステップＳ１０４）。そして、制御部１３は、ルート決定装置に対して、リルート指示信号を送信する（ステップＳ１０５）。なお、パス生成依頼には依頼元であるルート決定装置の識別情報が含まれている。そして、依頼元の識別情報を、テーブルにおいてパス生成依頼の示すルートに対応するポートと対応付けて管理してもよい。図６は、自装置のポートと、当該ポートの状態と、パス生成依頼の送信元装置とを対応付けた管理テーブルの一例を示す図である。ここでは、省電力状態であると判断されているので、ステップＳ１０１で受け取ったパス生成依頼の示すルートに対応するポートの状態は、管理テーブルでは省電力中として管理されている。

制御部１３は、リルート指示信号を送信したタイミングでタイマを起動させる（ステップＳ１０６）。ここで、管理テーブルでは、パス生成依頼の示すルートに対応するポートの状態が確定待中に変更される。

制御部１３は、所定時間内に解除信号を受け取ったか否かを判断する（ステップＳ１０７、ステップＳ１０８）。この判断は、所定時間を経過するか、又は、解除信号を受け取るまで繰り返される（ステップＳ１０７否定、ステップＳ１０８否定）。

解除信号を受け取らずに所定時間が経過した場合（ステップＳ１０７肯定）、制御部１３は、データ伝送部１１への電力供給を開始させる、つまり、データ伝送部１１をＯＮにする（ステップＳ１０９）。そして、制御部１３は、故障から回復したことを示す信号をルート決定装置へ送信し（ステップＳ１１０）、パス生成依頼に対応するパスを生成する（ステップＳ１１１）。

所定時間が経過する前に解除信号を受け取った場合（ステップＳ１０８肯定）、制御部１３は、パス生成依頼に対応するパスを生成する（ステップＳ１１１）。ここで、管理テーブルでは、パス生成依頼の示すルートに対応するポートの状態が省電力中に変更される。

なお、確定待中の状態にあるポートに対応するルートを示すパス生成依頼を受け取った場合、制御部１３は、パスの生成に失敗したことを示す「パス生成失敗応答」をルート決定装置へ送信する。

次に、具体例を挙げてネットワークの処理動作を説明する。ここでは、ネットワークが図４に示される構成を有している場合を例にとり説明する。

ネットワーク監視制御装置からネットワーク装置＃Ａとネットワーク装置＃Ｄと間のパス生成要求を受信したネットワーク装置＃Ａは、自装置の有するネットワークトポロジを元にネットワーク装置＃Ａとネットワーク装置＃Ｄとの間の最適なルートを決定する。すなわち、ここでは、ネットワーク装置＃Ａがルート決定装置として機能している。そして、ネットワーク装置＃Ａは、決定したルート上のネットワーク装置に対してパス生成依頼を送信する。ここでは、ルートとして、経路＃Ａ→＃Ｂ→＃Ｃ→＃Ｄが選択されたものとする。今、ネットワーク装置＃Ｃとネットワーク装置＃Ｄとの間は、省電力区間となっている。

ネットワーク装置＃Ｃ及びネットワーク装置＃Ｄは、正常完了応答をネットワーク装置＃Ａへ通知する。

そして、ネットワーク装置＃Ｃ及びネットワーク装置＃Ｄは、正常完了応答を通知した直後に、ネットワーク装置＃Ｃとネットワーク装置＃Ｄとの間の区間の故障を示す信号をネットワーク装置＃Ａへ通知する。ネットワーク装置＃Ｃ及びネットワーク装置＃Ｄは、内部タイマを起動する。このとき、ネットワーク装置＃Ｃ及びネットワーク装置＃Ｄは、管理テーブルにおいて、該当ポートの状態を確定待中に変更する。

ネットワーク装置＃Ａは、故障を示す信号を受け取ると、経路＃Ａ→＃Ｂ→＃Ｃ→＃Ｄ以外の経路を計算する。そして、ネットワーク装置＃Ａは、ネットワーク装置＃Ａとネットワーク装置＃Ｄとの間の新ルートが得られた場合、新ルート上のネットワーク装置に対してパス生成要求を送信する。ここでは、新ルートとして、経路＃Ａ→＃Ｂ→＃Ｆ→＃Ｄが得られたものとする。

新ルート上のネットワーク装置＃Ｂ、ネットワーク装置＃Ｆ、及びネットワーク装置＃Ｄは、パス生成要求を受信すると、パス生成処理を実行し、正常完了応答をネットワーク装置＃Ａへ通知する。そして、ネットワーク装置＃Ａは、新ルート上の全てのネットワーク装置から正常完了応答を受信すると、旧ルート上のネットワーク装置＃Ｂ、ネットワーク装置＃Ｃ、及びネットワーク装置＃Ｄへ解除信号を送信する。ネットワーク装置＃Ｃ及びネットワーク装置＃Ｄは、解除信号を受信すると、管理テーブルにおけるポートの状態を省電力中に変更し、故障から回復したことを示す信号をネットワーク装置＃Ａへ送信する。

一方、新ルートが得られなかった場合、ネットワーク装置＃Ａは、何もしない。また、上記の通り、ネットワーク装置＃Ｃ及びネットワーク装置＃Ｄは、故障を示す信号をネットワーク装置＃Ａへ送信したタイミングで内部タイマを起動している。そして、ネットワーク装置＃Ｃ及びネットワーク装置＃Ｄは、解除信号を受け取らずに所定時間が経過した場合、省電力状態のデータ伝送部１１への電力供給を開始させ、故障から回復したことを示す信号をルート決定装置＃Ａへ送信し、パス生成依頼に対応するパスを生成する。

以上のように本実施例によれば、ネットワーク装置１０において、制御部１３が、或る条件が満たされた場合に、ルート決定装置によって設定されたルートの再設定を指示する信号をルート決定装置へ制御リンクを介して送信する。或る条件とは、データ伝送部１１に対する電力の供給を停止している省電力状態において、設定されたルートに対応するパスの生成を要求する生成依頼をルート決定装置から制御リンクを介して受け取ることである。

こうすることで、ネットワーク装置１０は省電力状態を継続できる。また、ルート決定装置は、再設定を指示されることにより、省電力状態でないルートを選択することができる。

［実施例２］
実施例２は、具体的な回路構成例に関する。図７は、実施例２のネットワーク装置の回路構成例を示す図である。図７に示されるネットワーク装置１００は、ネットワーク装置１０に対応する。

インターフェイス回路１１１，１１３と、スイッチング回路１１２とは、データ伝送部１１に対応する。インターフェイス回路１１１は、ポート回路１１４−１〜Ｍを有する。また、インターフェイス回路１１３は、ポート回路１１５−１〜Ｎを有する。ネットワーク装置１００は、ポート回路１１４−１〜Ｍ及びポート回路１１５−１〜Ｎのいずれかを介して、隣接する他のネットワーク装置、又は、監視制御装置と接続されている。ＩｎＢａｎｄ方式は、インターフェイス回路１１１，１１３を介して行われる。従って、ＩｎＢａｎｄ方式が用いられる場合、省電力状態であっても、インターフェイス回路１１１，１１３に含まれるポート回路１１４，１１５の内でデータリンクに対応するポート回路１１４，１１５のみがＯＦＦ状態となり、制御リンクに対応するポート回路１１４，１１５はＯＮ状態である。

スイッチング回路１１２は、インターフェイス回路１１１とインターフェイス回路１１３との間のデータ転送を行う。

また、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１２１は、電力供給部１２に対応する。また、制御回路１３１は、制御部１３に対応する。

［実施例３］
実施例３は、実施例１で説明した各種処理を予め用意されたプログラムをコンピュータで実行することにより実現する。

図８は、実施例３の、ネットワーク制御プログラムを実行する制御装置１４０を示す図である。制御装置１４０は、ＲＡＭ１５０、ＲＯＭ１６０、カード監視制御用回路１７０、及び、ＣＰＵ１８０を有する。ＲＯＭ１６０には、ネットワーク制御プログラムが予め記憶されている。ネットワーク制御プログラムには、コマンド解析プログラム、カード設定プログラム、カード監視プログラム、バス制御管理プログラム、自律経路選択プログラム、故障通知プログラム、確定待タイマプログラム、及び状態管理プログラムが含まれる。そして、ＣＰＵ１８０が各プログラムを読み出して、読み出されたプログラムに対応するプロセスとして機能する。また、ＲＡＭ１５０には、ネットワーク制御で実行する各処理の制御内容が記憶される。また、ＲＡＭ１５０には、省電力状態管理テーブル、リンクステートデータベース（ＬＳＤＢ）及びネットワークトポロジが記憶される。

１０ネットワーク装置
１１データ伝送部
１２電力供給部
１３制御部

Claims

データ信号を、ルート決定装置によって設定されたルート上の複数の装置を経由して伝送するネットワークにおけるネットワーク装置であって、
前記データ信号を、前記設定されたルート上の自装置より１つ前のネットワーク装置から受信し前記設定されたルート上の１つ後のネットワーク装置へ転送するデータ伝送部と、
前記データ伝送部に対する電力の供給を停止している状態において、前記設定されたルートに対応するパスの生成を要求する生成依頼を前記ルート決定装置から受け取った場合、前記設定されたルートの再設定を指示する信号を前記ルート決定装置へ送信する制御部と、
を具備するネットワーク装置。
前記データ伝送部は、前記データ信号をデータリンクを介して受信及び転送し、
前記制御部は、前記生成依頼を制御リンクを介して受け取り、前記再設定を指示する信号を前記制御リンクを介して送信する、
請求項１に記載のネットワーク装置。
前記制御部は、前記再設定を指示する信号を送信する前に、前記生成依頼に対応する完了応答を前記ルート決定装置へ送信する、
請求項１又は請求項２に記載のネットワーク装置。
前記再設定を指示する信号は、自装置と前記１つ後のネットワーク装置との間における故障を示す信号である、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のネットワーク装置。
前記制御部は、前記再設定を指示する信号の送信から所定時間が経過する前に前記生成依頼で要求されたパスの解除を要求する解除信号を前記ルート決定装置から受け取った場合、前記故障から回復したことを示す信号を前記ルート決定装置へ送信する、
請求項４に記載のネットワーク装置。
前記制御部は、前記再設定を指示する信号の送信から所定時間が経過する前に前記生成依頼で要求されたパスの解除を要求する解除信号を前記ルート決定装置から受け取らない場合、前記データ伝送部への電力供給を開始させ、前記パスを生成し、前記故障から回復したことを示す信号を前記ルート決定装置へ送信する、
請求項４に記載のネットワーク装置。
データ信号を、ルート決定装置によって設定されたルート上の対象ネットワーク装置より１つ前のネットワーク装置から受信し前記設定されたルート上の１つ後のネットワーク装置へ転送する、前記対象ネットワーク装置のデータ伝送部に対する電力の供給を停止している状態において、前記設定されたルートに対応するパスの生成を要求する生成依頼を前記ルート決定装置から受け取った場合、前記設定されたルートの再設定を指示する信号を前記ルート決定装置へ送信する、
ネットワーク制御方法。
データ信号を、ルート決定装置によって設定されたルート上の対象ネットワーク装置より１つ前の装置から受信し前記設定されたルート上の１つ後の装置へ転送する、前記対象ネットワーク装置のデータ伝送部に対する電力の供給を停止している状態において、前記設定されたルートに対応するパスの生成を要求する生成依頼を前記ルート決定装置から受け取った場合、前記設定されたルートの再設定を指示する信号を前記ルート決定装置へ送信する、
ネットワーク制御処理をネットワーク装置に実行させるプログラム。