JP6281364B2 - 通信経路制御方法及び通信システム - Google Patents

Description

本件は、通信経路制御方法及び通信システムに関する。

ネットワーク内の通信経路を流れるトラフィックは、フローとして管理される。ネットワーク管理において、フローは、例えば、所定の帯域が保証された帯域保証型フロー、所定の遅延時間が保証された遅延保証型フローなどに区分される。

フローが流れる通信経路に障害が発生した場合、通信経路は、障害箇所を迂回する迂回経路に切り替えられる。通信経路の切り替えは、各ノードの通信装置により自律的に行うこともできるが、ＳＤＮ（Software Defined Network）の技術を用いれば、ネットワーク管理システムにより集中的に管理できるため、運用コスト低減及び設備コスト低減ができる可能性がある。

通信経路の制御に関し、例えば特許文献１には、障害通知の転送時間が最小の迂回経路を探索し、該迂回経路を、異なる障害に対して予備通信容量の共有が可能であり、かつ与えられた時間上限以内で経路切り替えが可能な迂回経路に更新する点が記載されている。

特開２００２−２８１０６８号公報

通信経路の切り替えにおいて、例えば、フローに保証された遅延時間及び帯域の各条件を満たす迂回経路を探索する場合、ネットワーク資源（通信装置や伝送路などの通信設備）が不十分であれば、一方の条件だけを満たす迂回経路しか探索できない。すなわち、遅延時間の条件を満たす最短（最小ホップ数）の迂回経路は、帯域の条件を満たさず、また、帯域の条件を満たす迂回経路は、遅延時間の条件を満たさない。

上記の問題は、各フローに保証された遅延時間及び帯域を見込んで、十分なネットワーク資源を備えることで解決されるが、設備費及び保守費だけでなく、障害が発生しない限り使用されない無駄なネットワーク資源も増加するために好ましくない。

そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ネットワーク資源を節約する通信経路制御方法及び通信システムを提供することを目的とする。

本明細書に記載の通信経路制御方法は、ネットワーク内の複数のトラフィックを、一定の帯域及び遅延時間が保証された第１のトラフィックと、最低帯域及び遅延時間が保証された第２のトラフィックと、遅延時間が保証されず、最低帯域が保証された第３のトラフィックとに区別し、通信経路に障害が発生したトラフィックを検出し、前記障害が発生したトラフィックに前記第１のトラフィックが含まれる場合、前記障害が発生した前記第１のトラフィックに保証された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索し、前記迂回経路が有る場合、前記迂回経路の空き帯域が、前記障害が発生した前記第１のトラフィックに保証された前記一定の帯域より少ないとき、前記迂回経路から他の通信経路に退避可能な前記第３のトラフィックを検索し、前記退避可能な前記第３のトラフィックの帯域だけで前記一定の帯域を確保することができる場合、前記退避可能な前記第３のトラフィックを前記迂回経路から他の通信経路に退避させ、前記退避可能な前記第３のトラフィックの帯域だけで前記一定の帯域を確保することができない場合、前記一定の帯域に対する不足分を補うように、前記第３のトラフィックとともに前記第２のトラフィックを前記迂回経路から他の通信経路に退避させ、前記第１のトラフィックを前記迂回経路に迂回させる方法である。

本明細書に記載の通信システムは、複数の通信装置と、前記複数の通信装置間において、ネットワーク内の複数のトラフィックがそれぞれ流れる複数の通信経路を制御する通信経路制御装置とを有し、前記通信経路制御装置は、前記複数のトラフィックを、一定の帯域及び遅延時間が保証された第１のトラフィックと、最低帯域及び遅延時間が保証された第２のトラフィックと、遅延時間が保証されず、最低帯域が保証された第３のトラフィックとに区別し、前記複数のトラフィックのうち、通信経路に障害が発生したトラフィックを検出し、前記障害が発生したトラフィックに前記第１のトラフィックが含まれる場合、前記障害が発生した前記第１のトラフィックに保証された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索し、前記迂回経路が有る場合、前記迂回経路の空き帯域が、前記障害が発生した前記第１のトラフィックに保証された前記一定の帯域より少ないとき、前記迂回経路から他の通信経路に退避可能な前記第３のトラフィックを検索し、前記退避可能な前記第３のトラフィックの帯域だけで前記一定の帯域を確保することができる場合、前記退避可能な前記第３のトラフィックを前記迂回経路から他の通信経路に退避させ、前記退避可能な前記第３のトラフィックの帯域だけで前記一定の帯域を確保することができない場合、前記一定の帯域に対する不足分を補うように、前記第３のトラフィックとともに前記第２のトラフィックを前記迂回経路から他の通信経路に退避させ、前記第１のトラフィックを前記迂回経路に迂回させる。

ネットワーク資源を節約できる。

通信システムの一例を示す構成図である。 ネットワークの一例を示す構成図である。 フローの種類を示す表である。 通信装置の一例を示す構成図である。 ネットワーク管理サーバの一例を示す構成図である。 ネットワーク管理サーバの機能の一例を示す構成図である。 ノードデータベース及びリンクデータベースの一例を示す表である。 フローデータベースの一例を示す表である。 障害発生情報、障害フローリスト、障害リンクリスト、迂回経路候補リスト、及び迂回経路情報の一例を示す表である。 フローの通信経路の切り替え処理の一例を示すラダーチャートである。 ネットワーク管理サーバの動作の一例を示すフローチャートである。 迂回経路の決定処理の一例を示すフローチャートである。 フローの通信経路の切り替え処理の一例を示す図である。 フローの通信経路の切り替え後のフローデータベースの一例を示す表である。 迂回経路候補リスト、退避フロー候補リスト、退避フローリスト、障害リンクリスト、及び迂回経路情報の一例を示す表である。 退避フローの迂回経路の決定処理の一例を示すフローチャートである。 フローの通信経路の切り替え処理の他例を示す図である。 フローの通信経路の切り替え後のフローデータベースの他例を示す表である。 通信経路の切り替え処理の一例を示すフローチャートである。 通信経路の復旧処理の一例を示すラダーチャートである。 通信経路の復旧処理の一例を示すフローチャートである。

図１は、通信システムの一例を示す構成図である。通信システムは、ネットワーク管理システム９、及びネットワーク管理システム９の管理対象のネットワークＮＷを含む。

ネットワーク管理システム９は、例えばＳＤＮの技術により、ネットワークＮＷを監視制御する。ネットワーク管理システム９は、ネットワーク管理サーバ１と、ノード制御サーバ２と、警報監視サーバ３と、端末装置４とを含む。

ネットワーク（ＮＷ）管理サーバ１は、ネットワークＮＷに障害が発生した場合に、ネットワーク内のトラフィック、つまりフローの通信経路の切り替えの全体的な制御を行う。このとき、ネットワーク管理サーバ１は、障害が発生したフローの迂回経路を検索する。また、ネットワーク管理サーバ１は、障害が復旧した場合に、フローの通信経路の復旧の全体的な制御を行う。

ノード制御サーバ２は、ネットワーク管理サーバ１の指示に従って、フローの通信経路を切り替えるために、ネットワークＮＷ内の各ノードを制御する。警報監視サーバ３は、ネットワークＮＷの障害を監視し、障害が発生した場合、障害内容を示す障害発生情報を、ネットワーク管理サーバ１に通知する。

端末装置４は、例えばパーソナルコンピュータであり、警報監視サーバ３から障害の復旧の通知を受信する。この場合、端末装置４は、使用者の操作に応じて、ネットワーク管理サーバ１に、通信経路の復旧を指示する。

図２は、ネットワークＮＷの一例を示す構成図である。ネットワークＮＷは、ネットワーク管理システム９により監視制御される。ネットワークＮＷは、複数のノードＮ１〜Ｎ１６と、ノード間を結ぶ複数のリンクａ〜ｖを含む。例えば、リンクａは、ノードＮ１，Ｎ２の間を結び、リンクｂは、ノードＮ２，Ｎ３の間を結ぶ。

また、ネットワークＮＷ内には、複数のフロー（トラフィック）＃１〜＃９が流れている（矢印参照）。各フロー＃１〜＃９は、ユーザごとに設けられ、例えば、送信元及び宛先が共通のＩＰ（Internet Protocol）パケットを含む。

例えば、フロー＃１，＃２は、リンクａ，ｂ，ｃ，ｄを経由し、フロー＃３は、リンクａ，ｅ，ｆ，ｄを経由する。各フロー＃１〜＃９は、３つの種類に区別される。

図３には、フローの種類が示されている。「Ｉ種」は、帯域遅延保証型（「タイプ」欄参照）であり、一定帯域及び遅延時間の両方が保証されている（「帯域保証」欄及び「遅延保証」欄の丸印参照）。つまり、「Ｉ種」のフローは、帯域及び遅延時間が要求されたトラフィックである。

「ＩＩ種」は、遅延保証型（「タイプ」欄参照）であり、最低帯域及び遅延時間が保証されている（「帯域保証」欄の三角印及び「遅延保証」欄の丸印参照）。つまり、「ＩＩ種」のフローは、帯域及び遅延時間が要求されたトラフィックである。

「ＩＩＩ種」は、ベストエフォート（BE: Best Effort）型（「タイプ」欄参照）であり、最低帯域だけが保証されている（「帯域保証」欄の三角印及び「遅延保証」欄の×印参照）。つまり、「ＩＩＩ種」のフローは、帯域は要求されるが、遅延時間が要求されないトラフィックである。

「Ｉ種」のフローの帯域は一定であるのに対し、「ＩＩ種」及び「ＩＩＩ種」の各フローの帯域の最小値は、「Ｉ種」の帯域より小さい。このため、「サービスレベル」は、「Ｉ種」が最も高く（「高」参照）、次に「ＩＩ種」が高く（「中」参照）、「ＩＩＩ種」が最も低い（「低」参照）。

ノード制御サーバ２は、各フロー＃１〜＃９が、当該種類に応じた帯域及び遅延時間の各条件を満たす通信経路を流れるように、各ノードＮ１〜Ｎ１３に設けられた通信装置の設定処理を行う。各ノードＮ１〜Ｎ１３の通信装置は、ノード制御サーバ２の制御に従ってフローの通信経路を切り替える。なお、本実施例では、ノードＮ３の通信装置に障害が発生した場合を挙げて（図２内の「障害」参照）、ノードＮ３を経由するフロー＃１，＃２の経路切り替えについて説明を行う。

図４は、通信装置の一例を示す構成図である。通信装置は、複数のポート（＃１〜＃ｎ）５０と、スイッチ部５１と、制御部５２と、メモリなどの記憶部５３と、通信処理部５４とを有する。

複数のポート（＃１〜＃ｎ）５０は、それぞれ、リンクａ〜ｖ、つまり伝送路を介し、他ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置との間で、ＩＰパケットなどの通信データの送受信を行う。スイッチ部５１は、複数のポート（＃１〜＃ｎ）５０の間で通信データの交換を行う。より具体的には、スイッチ部５１は、通信データの宛先に応じた出力先のポート番号（＃１〜＃ｎ）を、記憶部５３に記憶された宛先テーブルから検索し、検索されたポート番号のポート５０に通信データを出力する。

通信処理部５４は、例えば制御用のＬＡＮ（Local Area Network）ポートであり、ノード制御サーバ２との通信を行う。制御部５２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理手段であり、通信処理部５４を介してノード制御サーバ２と通信する。

制御部５２は、ノード制御サーバ２からの指示に基づいて、上記の宛先テーブルの生成及び更新を行う。これにより、各フロー＃１〜＃９の通信経路は、ノード制御サーバ２の制御により切り替えられる。

また、制御部５２は、例えば、各ポート５０からスイッチ部５１に入力される通信データを監視することにより障害を検出し、警報として警報監視サーバ３に通知する。例えば、ポート（＃１）５０から通信データが入力されない場合、または、ポート（＃１）５０から入力された通信データのエラーレートが所定の閾値を超えた場合、ポート（＃１）５０に関する警報が出力される。

次に、本実施例のＮＷ管理サーバ１の構成を説明する。図５は、ＮＷ管理サーバ１の一例を示す構成図である。ＮＷ管理サーバ１は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１３、通信処理部１４、ユーザインターフェース部１６、可搬型記憶媒体用ドライブ１５などを備えている。

ＣＰＵ１０は、演算処理手段であり、通信経路制御プログラムに従って動作する。ＣＰＵ１０は、各部１１〜１６とバス１８を介して接続されている。なお、ＮＷ管理サーバ１は、ソフトウェアにより動作するものに限定されず、ＣＰＵ１０に代えて、特定用途向け集積回路などのハードウェアが用いられてもよい。

ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０のワーキングメモリとして用いられる。また、ＲＯＭ１１及びＨＤＤ１３は、ＣＰＵ１０を動作させる通信経路制御プログラムなどを記憶する記憶手段として用いられる。

通信処理部１４は、例えばネットワークカードであり、ＬＡＮなどのネットワークを介して、ノード制御サーバ２及び警報監視サーバ３と通信を行う通信手段である。ユーザインターフェース部１６は、例えば端末用通信ポート（ＲＳ(Recommended Standard)−２３２Ｃなど）であり、端末装置４と通信を行う通信手段である。

可搬型記憶媒体用ドライブ１５は、可搬型記憶媒体１５０に対して、情報の書き込みや情報の読み出しを行う装置である。可搬型記憶媒体１５０の例としては、ＵＳＢメモリ（USB: Universal Serial Bus）、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc Recordable）、及びメモリカードなどが挙げられる。なお、通信経路制御プログラムは、可搬型記憶媒体１５０に格納されてもよい。

ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１、またはＨＤＤ１３などに格納されているプログラム、または可搬型記憶媒体用ドライブ１５が可搬型記憶媒体１５０から読み取ったプログラムを実行する。このプログラムには、ＯＳ（Operating System）だけでなく、上記の通信経路制御プログラムも含まれる。なお、プログラムは、通信処理部１４を介してダウンロードされたものであってもよい。

このように、ＮＷ管理サーバ１は、ＣＰＵ１０を含んだ構成を備えているが、ノード制御サーバ２、警報監視サーバ３、及び端末装置４も同様の構成を備える。

ＣＰＵ１０は、通信経路制御プログラムを実行すると、複数の機能が形成される。図６は、ＮＷ管理サーバ１の機能構成例を示す構成図である。図６には、ＣＰＵ１０に形成される機能及びＨＤＤ１３及びＲＡＭ１２の格納情報の一例が示されている。

ＣＰＵ１０は、ネットワーク（ＮＷ）構成管理部１００と、経路切替制御部１０１と、迂回経路検索部１０２とを有する。ＨＤＤ１３には、ノードデータベース（ＤＢ）１３１と、リンクデータベース（ＤＢ）１３２と、フローデータベース（ＤＢ）１３３と、迂回経路データベース（ＤＢ）１３４とが格納されている。ＲＡＭ１２には、障害リンクリスト１２１と、障害フローリスト１２２と、迂回経路候補リスト１２３と、退避フロー候補リスト１２４と、退避フローリスト１２５とが格納されている。

ＮＷ構成管理部１００は、ネットワークＮＷの構成を管理する。ＮＷ構成管理部１００は、フローの通信経路の切り替えに伴い、ノードＤＢ１３１、リンクＤＢ１３２、及びフローＤＢ１３３を更新する。

図７（ａ）には、ノードＤＢ１３１の一例が示されている。「ノード」は、ネットワークＮＷ内の各ノードＮ１〜Ｎ１６を示す。「スイッチング容量」は、当該ノードＮ１〜Ｎ１６のスイッチ部５１が転送できる通信データ量（能力値）を示す。

「スイッチング容量（使用）」は、「スイッチング容量」のうち、フロー＃１〜＃９により使用されている容量を示し、「スイッチング容量（空き）」は、未使用、つまり余剰分の容量を示す。例えば、ノードＮ１は、「スイッチング容量」が１０（Ｇｂｐｓ）であり、「スイッチング容量（使用）」が５（Ｇｂｐｓ）であるため、ノードＮ１の「スイッチング容量（空き）」は、残りの５（Ｇｂｐｓ）（＝１０（Ｇｂｐｓ）−５（Ｇｂｐｓ））となる。

また、図７（ｂ）には、リンクＤＢ１３２の一例が示されている。「リンク」は、ネットワークＮＷ内の各リンクａ〜ｖを示す。「両端ノード」は、当該リンクの両端のノードＮ１〜Ｎ１６及びポート５０の番号（＃１〜＃ｎ）を示す。例えば、リンクａの両端のノードは、ノードＮ１（ポート＃１）とノードＮ２（ポート＃３）である。

「帯域」は、当該リンクａ〜ｖに対応する伝送路の帯域を示す。つまり、「帯域」は、「両端ノード」が示すポート５０の通信速度である。

「帯域（使用）」は、「帯域」のうち、フロー＃１〜＃９により使用されている帯域を示し、「帯域（空き）」は、未使用、つまり余剰分の帯域を示す。例えば、リンクａは、「帯域」が１（Ｇｂｐｓ）であり、「帯域（使用）」が５００（Ｍｂｐｓ）であるため、リンクａの「帯域（空き）」は、残りの５００（Ｍｂｐｓ）（＝１（Ｇｂｐｓ）−５００（Ｍｂｐｓ））となる。

「遅延時間」は、当該リンクａ〜ｖに通信データを伝送したときの遅延時間を示す。「遅延時間」は、例えば、当該リンクａ〜ｖに対応する伝送路の距離に基づいて決定される。

「フロー番号」は、当該リンクａ〜ｖを流れるフローの番号（＃１〜＃９）を示す。例えば、リンクａには、フロー＃１〜＃５が流れるので（図２参照）、リンクａの「フロー番号」は、「１」〜「５」を示す。

また、図８には、フローＤＢ１３３の一例が示されている。「フロー番号」は、ネットワークＮＷ内の各フローの番号（＃１〜＃９）を示す。「始点ノード」及び「終点ノード」は、当該フロー＃１〜＃９の両端部のノードの番号（Ｎ１〜Ｎ１３）を示す。例えば、フロー＃１〜＃３は、ノードＮ１とノードＮ５の間を流れるので、フロー＃１〜＃５の「始点ノード」及び「終点ノード」は、それぞれ、「Ｎ１」及び「Ｎ５」を示す。

「タイプ」は、当該フロー＃１〜＃９のタイプ（図３参照）、すなわち「帯域遅延保証」（Ｉ種）、「遅延保証」（ＩＩ種）、及び「ＢＥ」（ＩＩＩ種）の何れかを示す。「保証帯域」は、当該フロー＃１〜＃９に保証される帯域、つまりフローに要求される帯域を示す。「許容遅延」は、当該フロー＃１〜＃９の「タイプ」が「帯域遅延保証」または「遅延保証」である場合、保証される遅延時間、つまりフローに要求される遅延時間を示し、当該フロー＃１〜＃９の「タイプ」が「ＢＥ」である場合、「−」（対象外）を示す。

「デフォルト経路」は、ネットワークＮＷ内の当該フロー＃１〜＃９の初期の通信経路を、リンクの識別子（ａ〜ｖ）の組み合わせにより示す。例えば、フロー＃１は、リンクａ〜ｄを経由するので、フロー＃１の「デフォルト経路」は、「ａ−ｂ−ｃ−ｄ」を示す。

「現用経路」は、ネットワークＮＷ内の当該フロー＃１〜＃９の現在の通信経路を、リンクの識別子（ａ〜ｖ）の組み合わせにより示す。したがって、フロー＃１〜＃９の通信経路が、障害発生により切り替えられた場合、当該フロー＃１〜＃９の「現用経路」は、障害箇所を迂回する迂回経路を示す。

ＮＷ構成管理部１００は、通信処理部１４を介して、ノード制御サーバ２からネットワークＮＷ内のフロー＃１〜＃９に関するフロー情報を、一定の周期で収集し、収集したフロー情報に基づいてフローＤＢ１３３を更新する。また、ＮＷ構成管理部１００は、経路切替制御部１０１の要求に応じて、ＨＤＤ１３内のノードＤＢ１３１、リンクＤＢ１３２、及びフローＤＢ１３３から情報を読み出し、経路切替制御部１０１に出力する。

経路切替制御部１０１は、通信経路に障害が発生したフロー＃１〜＃９を検出し、当該フローの通信経路の切り替えを制御する。経路切替制御部１０１は、迂回経路検索部１０２を用いて、障害が発生したフロー＃１〜＃９の迂回経路を検索し、得られた迂回経路を示す迂回経路情報を迂回経路ＤＢ１３４に登録する。ＮＷ構成管理部１００は、迂回経路ＤＢ１３４から迂回経路情報を読み出し、迂回経路情報に基づいた通信経路の切替指示をノード制御サーバ２に送信する。

迂回経路検索部１０２は、ＮＷ構成管理部１００から取得したノードＤＢ１３１、リンクＤＢ１３２、及びフローＤＢ１３３の情報を用いて、障害が発生したフロー＃１〜＃９ごとに迂回経路を検索する。迂回経路検索部１０２は、検索した迂回経路の候補を、ＲＡＭ１２内の迂回経路候補リスト１２３に登録する。経路切替制御部１０１は、障害が発生したフロー＃１〜＃９の種類に応じ、当該フローに要求された帯域及び遅延時間の少なくとも一方の条件に基づいて、迂回経路候補リスト１２３から迂回経路を選択する。選択された迂回経路の迂回経路情報は、迂回経路ＤＢ１３４に登録される。

より具体的には、経路切替制御部１０１は、警報監視サーバ３から通信処理部１４を介して、障害内容を示す障害発生情報を取得する。図９（ａ）には、障害発生情報の一例が示されている。「ノード」は、障害が検出されたノードＮ１〜Ｎ１６を示し、「発生箇所」は、当該ノードＮ１〜Ｎ１６のポート５０を示す。図９（ａ）の例は、障害が発生したノードＮ３の通信装置が、警報監視サーバ３との通信が不可能であると仮定し、ノードＮ３に対向するノードＮ２，Ｎ４の各ポート（＃１）５０で通信障害を検出した場合を示す。

経路切替制御部１０１は、障害発生情報から、障害が発生したフロー＃１〜＃９をＮＷ構成管理部１００に確認し、確認結果に基づいて、障害リンクリスト１２１及び障害フローリスト１２２を生成する。障害フローリスト１２２は、障害が発生したフロー＃１〜＃９を示す。

図９（ｂ）には、障害フローリスト１２２の一例が示されている。障害フローリスト１２２は、フローＤＢ１３３に登録されたフロー＃１〜＃９のうち、障害が発生したフローの情報が登録されている。このため、「フロー番号」、「始点ノード」、「終点ノード」、「保証帯域」、「許容遅延」、及び「タイプ」の内容は、図８を参照して述べたとおりである。

また、「切替順」は、通信経路が迂回経路に切り替えられるフロー＃１〜＃９の順序であり、後述するように、フロー＃１〜＃９のタイプに基づく優先度に従って決定される。本例では、障害が発生したノードＮ３を経由するフロー＃１、＃２のうち、最初にフロー＃２の通信経路の切り替えが行われ、次にフロー＃１の通信経路の切り替えが行われる。ＮＷ構成管理部１００は、「切替順」が示す順序に従って、ノード制御サーバ２に切り替えの指示を送信する。

障害リンクリスト１２１は、障害が発生したリンクａ〜ｖを示す。図９（ｃ）には、障害リンクリスト１２１の一例が示されている。図９（ｃ）の例では、障害が発生したノードＮ３に接続されたリンクｂ，ｃが、障害リンクリスト１２１に登録されている。

経路切替制御部１０１は、障害が発生したフロー＃１〜＃９の迂回経路を検索するとき、障害リンクリスト１２１及び障害フローリスト１２２を迂回経路検索部１０２に出力する。迂回経路検索部１０２は、障害リンクリスト１２１に登録されたリンクａ〜ｖを検索対象から除外して、障害フローリスト１２２に登録されたフロー＃１〜＃９の迂回経路の候補を検索する。検索された迂回経路の候補は、迂回経路候補リスト１２３に登録される。

図９（ｄ）には、迂回経路候補リスト１２３の一例が示されている。「迂回経路候補」は、迂回経路の候補を、リンクの識別子（ａ〜ｖ）の組み合わせにより示す。本例では、フロー＃１，＃２の「迂回経路候補」として、リンクａ，ｅ，ｆ，ｄを通る通信経路（「ａ−ｅ−ｆ−ｄ」参照）と、リンクａ，ｅ，ｊ，ｋ，ｄを通る通信経路（「ａ−ｅ−ｊ−ｋ−ｄ」参照）とが登録されている。

「空き帯域」は、迂回経路の候補の空き帯域を示す。「空き帯域」は、例えば、ノードＤＢ１３１の「スイッチング容量（空き）」（図７（ａ）参照）及びリンクＤＢ１３２の「帯域（空き）」（図７（ｂ）参照）に基づいて決定される。

「遅延時間」は、迂回経路の候補に通信データを伝送した場合に生ずる遅延時間を示す。「遅延時間」は、例えば、リンクＤＢ１３２の「遅延時間」（図７（ｂ）参照）に基づいて決定される。

「帯域不足のリンク」は、「空き帯域」が０（Ｍｂｐｓ）である場合、迂回経路の候補に含まれるリンクａ〜ｖのうち、当該フロー＃１〜＃９に保証された帯域に満たないリンクを示す。経路切替制御部１０１は、「空き帯域」が０（Ｍｂｐｓ）である迂回経路の候補を、迂回経路として選択する場合、「帯域不足のリンク」を経由する他のフロー＃１〜＃９を退避フロー候補リスト１２４に登録する。

退避フローは、後述するように、選択した迂回経路の帯域が不足する場合、障害が発生したフロー＃１〜＃９に保証された帯域を確保するために、他の通信経路に退避させられるフローである。経路切替制御部１０１は、退避フロー候補リスト１２４に登録されたフロー＃１〜＃９から、該フローのタイプに基づいた優先度に従って、退避フローを決定し、退避フローリスト１２５に登録する。経路切替制御部１０１は、障害が発生したフロー＃１〜＃９と同様に、退避フローリスト１２５の迂回経路を、迂回経路検索部１０２により検索する。

経路切替制御部１０１は、選択した迂回経路を示す迂回経路情報を、迂回経路ＤＢ１３４に登録する。迂回経路情報は、障害が発生したフロー＃１〜＃９ごとに登録される。

図９（ｅ）には、迂回経路情報の一例が示されている。「フロー番号」は、障害が発生したフローの番号（＃１〜＃９）を示す。「タイプ」は、当該フロー＃１〜＃９のタイプ（図３参照）を示す。「デフォルト経路」は、ネットワークＮＷ内の当該フロー＃１〜＃９の初期の通信経路を、リンクの識別子（ａ〜ｖ）の組み合わせにより示す。

「迂回経路」は、当該フロー＃１〜＃９の迂回経路を、リンクの識別子（ａ〜ｖ）の組み合わせにより示す。本例では、フロー＃２の「迂回経路」として、リンクａ，ｅ，ｊ，ｋ，ｄを経由する通信経路が登録されている。

「切替理由」は、当該フロー＃１〜＃９の通信経路を切り替える理由を示す。障害が発生したフロー＃１〜＃９の通信経路を切り替える場合、「切替理由」は、「障害」を示す。帯域を確保するための退避フローの通信経路を切り替える場合、「切替理由」は、「退避」を示す。

「切替順」は、迂回経路情報に、障害が発生したフロー＃１〜＃９だけでなく、退避フローも含まれている場合、通信経路を切り替えるフローの順序を示す。複数の退避フローが迂回経路情報に含まれる場合、退避フローの切り替えの順序は、後述するように、フロー＃１〜＃９のタイプに基づく優先度に従って決定される。ＮＷ構成管理部１００は、「切替順」が示す順序に従って、ノード制御サーバ２に切り替えの指示を送信する。

「切替状態」は、通信経路を切り替えが完了したか否かを示す。「切替状態」は、切り替えが完了した場合、「迂回済み」を示す。

また、経路切替制御部１０１は、障害の復旧時、端末装置４からユーザインターフェース部１６を介して、通信経路の復旧の指示を受けると、障害が発生したフロー＃１〜＃９の通信経路を、迂回経路からデフォルト経路に戻す。このとき、デフォルト経路への切り替えは、上記の「切替順」（図９（ｂ）及び図９（ｅ））が示す順序とは逆の順序に従って行われる。

図１０は、フローの通信経路の切り替え処理の一例を示すラダーチャートである。ＮＷ構成管理部１００は、一定の周期でフロー情報の要求メッセージ（「フロー情報要求」参照）を、ノード制御サーバ２を介して各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置に送信し、ノード情報を収集する。

ノードＮ３の通信装置で障害が発生すると、隣接するノードＮ２，Ｎ４の通信装置から警報監視サーバ３に、警報の発生を示す警報情報が通知される。警報監視サーバ３は、警報情報に基づく障害発生情報（図９（ａ）参照）を、経路切替制御部１０１に送信する。

次に、経路切替制御部１０１は、警報発生情報に基づいて、障害が発生したフローを、ＮＷ構成管理部１００に確認する（「フロー確認」参照）。ＮＷ構成管理部１００は、障害が発生したフロー＃１，＃２を示す障害フロー情報を、経路切替制御部１０１に送信する。経路切替制御部１０１は、障害フロー情報に基づいて障害リンクリスト１２１及び障害フローリスト１２２を生成する。

次に、経路切替制御部１０１は、迂回経路検索部１０２に、フロー＃２の迂回経路の検索を要求する（「迂回経路検索要求（フロー＃２）」参照）。経路切替制御部１０１は、迂回経路検索部１０２から検索結果として、迂回経路候補リスト１２３を取得すると、迂回経路を選択して迂回経路ＤＢ１３４に登録する。

次に、経路切替制御部１０１は、選択した迂回経路を示す迂回経路情報を、ＮＷ構成管理部１００に出力する。ＮＷ構成管理部１００は、フロー＃２の通信経路の切り替え指示をノード制御サーバ２に送信する（「切替指示（フロー＃２）」参照）。ノード制御サーバ２は、各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置に対して、切り替え指示に従った切り替え制御を行う。これにより、フロー＃２の通信経路が、迂回経路に切り替えられる。

通信経路の切り替え後、ノード制御サーバ２は、各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置から応答メッセージ（「応答」参照）を受信し、ＮＷ構成管理部１００に転送する。

次に、経路切替制御部１０１は、迂回経路検索部１０２に、フロー＃１の迂回経路の検索を要求する（「迂回経路検索要求（フロー＃１）」参照）。経路切替制御部１０１は、迂回経路検索部１０２から検索結果として、迂回経路候補リスト１２３を取得すると、迂回経路を選択して迂回経路ＤＢ１３４に登録する。このとき、迂回経路ＤＢ１３４には、障害が発生したフロー＃１の迂回経路だけでなく、退避フローとして選択されたフロー＃３，＃４の迂回経路も登録される。

次に、経路切替制御部１０１は、選択した迂回経路を示す迂回経路情報を、ＮＷ構成管理部１００に出力する。ＮＷ構成管理部１００は、フロー＃１，＃３，＃４の通信経路の切り替え指示をノード制御サーバ２に送信する（「切替指示（フロー＃１，＃３，＃４）」参照）。ノード制御サーバ２は、各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置に対して、切り替え指示に従った切り替え制御を行う。これにより、フロー＃１，＃３，＃４の各通信経路が、迂回経路に切り替えられる。

通信経路の切り替え後、ノード制御サーバ２は、各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置から応答メッセージ（「応答」参照）を受信し、ＮＷ構成管理部１００に転送する。このようにして、フローの通信経路の切り替え処理は行われる。

次に、ＮＷ管理サーバ１の動作（通信経路制御方法）を説明する。図１１は、ＮＷ管理サーバ１の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、経路切替制御部１０１は、警報監視サーバ３から障害発生情報を受信したか否かを判定する（ステップＳｔ１）。障害発生情報が受信されていない場合（ステップＳｔ１のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、処理を終了する。障害発生情報が受信された場合（ステップＳｔ１のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、障害が発生したフロー＃１〜＃９の１つの迂回経路を決定する（ステップＳｔ２）。なお、迂回経路の決定処理については後述する。

次に、ＮＷ構成管理部１００は、障害が発生したフロー＃１〜＃９の通信経路を、決定された迂回経路に切り替える処理を行う（ステップＳｔ３）。なお、通信経路の切り替え処理については後述する。

次に、ＮＷ構成管理部１００は、切り替え後のネットワークＮＷの構成に従って、ノードＤＢ１３１、リンクＤＢ１３２、及びフローＤＢ１３３を更新する（ステップＳｔ４）。次に、経路切替制御部１０１は、障害が発生したフロー＃１〜＃９のうち、迂回経路が決定されていないフローの有無を判定する（ステップＳｔ５）。

迂回経路が決定されていないフローが有る場合（ステップＳｔ５のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、他のフローの迂回経路を決定するため、再びステップＳｔ２の処理を行う。また、迂回経路が決定されていないフローがない場合（ステップＳｔ５のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、処理を終了する。このようにして、ＮＷ管理サーバ１は動作する。

次に、迂回経路の決定処理（ステップＳｔ２）について説明する。図１２は、迂回経路の決定処理の一例を示すフローチャートである。

まず、経路切替制御部１０１は、受信した障害発生情報から、障害フローリスト１２２及び障害リンクリスト１２１を生成する（ステップＳｔ３１）。このとき、経路切替制御部１０１は、障害発生情報に基づいて、リンクＤＢ１３２及びフローＤＢ１３３を参照することにより、障害が発生したフロー＃１〜＃９及びリンクａ〜ｖを特定する。

次に、経路切替制御部１０１は、障害が発生したフロー＃１〜＃９の１つを選択して、迂回経路検索部１０２により該フローの迂回経路の候補を検索する（ステップＳｔ３２）。このとき、迂回経路の検索対象のフローの選択は、フローのタイプに基づく優先度の順に従って行われる。

経路切替制御部１０１は、例えば、図３に示された「サービスレベル」が高いフローを優先的に選択してもよい。この場合、優先度は、「Ｉ種」のフロー（「帯域遅延保証」タイプ）が最も高く、「ＩＩＩ種」のフロー（「ＢＥ」タイプ）が最も低い。

これにより決定された選択の順番は、障害フローリスト１２２の「切替順」に登録される。図９（ｂ）の例の場合、障害が発生したフロー＃１，＃２のうち、フロー＃２は、「帯域遅延保証」タイプであるため、「遅延保証」タイプのフロー＃１より優先度が高い。したがって、フロー＃２の「切替順」は「１」であり、フロー＃１の「切替順」は「２」である。なお、障害が発生したフローのタイプが同一である場合、フローの優先度は、保証する帯域の大きさ順、または保証する遅延時間の小さい順としてもよい。

また、迂回経路検索部１０２は、ノードＤＢ１３１、リンクＤＢ１３２、フローＤＢ１３３、障害フローリスト１２２、及び障害リンクリスト１２１を用いて、迂回経路の候補を検索する。迂回経路検索部１０２は、障害が発生したフロー＃１，＃２の始点ノード及び終点ノード（Ｎ１〜Ｎ１６）を両端とし、障害が発生したノードＮ３を迂回する通信経路を検索する。これにより、「切替順」が「１」であるフロー＃２の迂回経路の候補として、図９（ｄ）に示された２つの通信経路が検索される。

次に、迂回経路検索部１０２は、検索した迂回経路の候補を示す迂回経路候補リスト１２３を生成する（ステップＳｔ３３）。次に、経路切替制御部１０１は、迂回経路候補リスト１２３に、障害が発生したフロー＃１〜＃９に要求された遅延時間（保証される遅延時間）の条件を満たす迂回経路の候補が有るか否かを判定する（ステップＳｔ３４）。つまり、経路切替制御部１０１は、迂回経路候補リスト１２３において、「遅延時間」が、障害フローリスト１２２の「許容遅延」以下である候補の有無を判定する。

遅延時間の条件を満たす迂回経路の候補がない場合（ステップＳｔ３４のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、迂回経路が無いことを示す迂回経路情報を生成し（ステップＳｔ４８）、処理を終了する。この場合、通信経路の切り替えは行われない。

遅延時間の条件を満たす迂回経路の候補がある場合（ステップＳｔ３４のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、迂回経路候補リスト１２３に、障害が発生したフロー＃１〜＃９に要求された帯域（保証される帯域）の条件を満たす迂回経路の候補が有るか否かを判定する（ステップＳｔ３５）。つまり、経路切替制御部１０１は、迂回経路候補リスト１２３において、「空き帯域」が、障害フローリスト１２２の「保証帯域」以上である候補の有無を判定する。

例えばフロー＃２の場合、「許容遅延」は１００（ｍｓｅｃ）であるので（図９（ｂ）参照）、迂回経路候補リスト１２３内の「迂回経路候補」のうち、「遅延時間」が１００（ｍｓｅｃ）である通信経路「ａ−ｅ−ｊ−ｋ−ｄ」は、遅延時間の条件を満たす。さらに、この通信経路は、「空き帯域」が７００（Ｍｂｐｓ）であるため、フロー＃２に要求された帯域の条件も満たす。なお、タイプがＢＥであるフローは、遅延時間が要求されないため、ステップＳｔ３４の判定処理では、遅延時間の条件を満たす迂回経路の候補があると判定される。

帯域の条件を満たす迂回経路の候補がある場合（ステップＳｔ３５のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、帯域及び遅延時間の各条件を満たす迂回経路の候補を、迂回経路として選択し、迂回経路情報を生成する（ステップＳｔ３６）。生成された迂回経路情報は、迂回経路ＤＢ１３４に登録される。ここで、帯域及び遅延時間の各条件を満たす迂回経路の候補が複数存在する場合、経路切替制御部１０１は、複数の迂回経路の候補のうち、空き帯域が最も大きいもの、または遅延時間が最も小さいものを、迂回経路として選択してもよい。

図１３には、フロー＃２の通信経路の切り替え処理の一例が示されている。また、図１４には、フロー＃２の通信経路の切り替え後のフローＤＢの一例が示されている。

フロー＃２の通信経路は、フロー＃２に要求された帯域及び遅延時間の各条件を満たす迂回経路（「ａ−ｅ−ｊ−ｋ−ｄ」）に切り替えられる。このため、フローＤＢ１３３内のフロー＃２の「現用経路」は、「ａ−ｅ−ｊ−ｋ−ｄ」に更新される。

本例のように、フローに要求された帯域及び遅延時間の両方の条件を満たす迂回経路は、ネットワーク資源が十分でない場合、存在しない。以下に、障害が発生したフロー＃１を例に挙げて、フロー＃１に要求された帯域の条件を満たす迂回経路の候補が存在しない場合（ステップＳｔ３５のＮｏ）の処理を説明する。

図１５（ａ）には、ステップＳｔ３３の処理において生成されたフロー＃１の迂回経路候補リスト１２３が示されている。迂回経路候補リスト１２３内の「迂回経路候補」のうち、通信経路「ａ−ｅ−ｆ−ｄ」は、フロー＃１に要求された遅延時間の条件（１０（ｍｓｅｃ））を満たす。

しかし、通信経路「ａ−ｅ−ｆ−ｄ」は、リンクｅの帯域が不足し（「帯域不足のリンク」参照）、「空き帯域」が０（Ｍｂｐｓ）であるので、フロー＃１に要求された帯域の条件（２００（Ｍｂｐｓ））を満たさない。このため、フロー＃１の迂回経路の決定処理において、経路切替制御部１０１は、帯域の条件を満たす迂回経路の候補がない（ステップＳｔ３５のＮｏ）と判定する。

帯域の条件を満たす迂回経路の候補がない場合（ステップＳｔ３５のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、フローＤＢ１３３から、帯域が不足しているリンクを経由するフローを検索する（ステップＳｔ４０）。本例では、帯域不足のリンクｅを経由するフロー＃２〜＃５が検索される。

次に、経路切替制御部１０１は、検索したフローが、退避フローの候補として登録された退避フロー候補リスト１２４を生成する（ステップＳｔ４１）。図１５（ｂ）には、退避フロー候補リスト１２４の一例が示されている。退避フロー候補リスト１２４には、フローＤＢ１３３に登録されたフロー＃１〜＃９のうち、帯域不足のリンクを経由するフローの情報が登録されている。このため、「フロー番号」、「始点ノード」、「終点ノード」、「保証帯域」、「許容遅延」、「タイプ」、及び「現用経路」の内容は、図８を参照して述べたとおりである。

次に、経路切替制御部１０１は、退避フロー候補リスト１２４に、障害が発生したフローに要求された帯域を確保可能な「ＩＩＩ種」の退避フローの候補が有るか否かを判定する（ステップＳｔ４２）。つまり、経路切替制御部１０１は、退避フロー候補リスト１２４に登録された退避フローの候補のうち、タイプが「ＢＥ」である退避フローを、他の通信経路に退避させることにより、障害が発生したフローに要求された帯域が確保できるか否かを判定する。

このとき、経路切替制御部１０１は、タイプが「ＢＥ」である全退避フローの「保証帯域」が、障害フローリスト１２２内のフローの「保証帯域」以上である場合、要求された帯域が確保可能であると判定する。本例では、障害が発生したフロー＃１の「保証帯域」は２００（Ｍｂｐｓ）であるのに対し、タイプが「ＢＥ」である全退避フロー＃３，＃４の「保証帯域」の合計は、２００（Ｍｂｐｓ）（＝１００（Ｍｂｐｓ）＋１００（Ｍｂｐｓ））である。したがって、経路切替制御部１０１は、退避フロー＃３，＃４を退避させることにより、フロー＃１の帯域が確保可能であると判定する。

障害が発生したフローに要求された帯域を確保可能な「ＩＩＩ種」の退避フローの候補が有る場合（ステップＳｔ４２のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、迂回経路候補リスト１２３から、帯域不足のリンクを含む迂回経路の候補を、迂回経路として選択し、迂回経路情報を生成する（ステップＳｔ４３）。生成された迂回経路情報は、迂回経路ＤＢ１３４に登録される。ここで、遅延時間の条件を満たす迂回経路の候補が複数存在する場合、経路切替制御部１０１は、複数の迂回経路の候補のうち、空き帯域が最も大きいもの、または遅延時間が最も小さいものを、迂回経路として選択してもよい。

次に、経路切替制御部１０１は、退避フロー候補リスト１２４から、障害が発生したフローの帯域の確保が可能な退避フローを選択し、選択した退避フローを示す退避フローリスト１２５を生成する（ステップＳｔ４４）。このとき、選択される退避フローは、ステップＳｔ４２の判定処理において、障害が発生したフローの「保証帯域」以上の「保証帯域」を有する退避フローである。

本例では、フロー＃１に対応する退避フローとして、フロー＃３，＃４が選択される。このため、退避フローリスト１２５には、図１５（ｃ）に示されるように、フロー＃３，＃４が登録される。

次に、経路切替制御部１０１は、退避フローの退避先となる迂回経路の決定処理を行い（ステップＳｔ４５）、処理を終了する。これにより、フロー＃３，＃４の迂回経路が決定される。なお、退避フローの迂回経路の決定処理については後述する。

また、障害が発生したフローに要求された帯域を確保可能な「ＩＩＩ種」の退避フローの候補がない場合（ステップＳｔ４２のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、該帯域を確保可能な「ＩＩ種」及び「ＩＩＩ種」の退避フローの候補が有るか否かを判定する（ステップＳｔ４６）。障害が発生したフローに要求された帯域を確保可能な「ＩＩ種」及び「ＩＩＩ種」の退避フローの候補がある場合（ステップＳｔ４６のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、タイプが「ＢＥ」または「遅延保証」である退避フローについてステップＳｔ４３〜Ｓｔ４４の処理を行う。この場合、ステップＳｔ４３の処理では、タイプが「遅延保証」である退避フローが、タイプが「ＢＥ」である退避フローより少なくなるように、迂回経路を選択してもよい。

また、障害が発生したフローに要求された帯域を確保可能な「ＩＩ種」及び「ＩＩＩ種」の退避フローの候補がない場合（ステップＳｔ４６のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、該帯域を確保可能な「Ｉ種」〜「ＩＩＩ種」の退避フローの候補が有るか否かを判定する（ステップＳｔ４７）。障害が発生したフローに要求された帯域を確保可能な「Ｉ種」〜「ＩＩＩ種」の退避フローの候補がある場合（ステップＳｔ４７のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、タイプが「ＢＥ」、「遅延保証」及び「帯域遅延保証」である退避フローについてステップＳｔ４３〜Ｓｔ４４の処理を行う。この場合、ステップＳｔ４３の処理では、タイプが「遅延保証」または「帯域遅延保証」である退避フローが、タイプが「ＢＥ」である退避フローより少なくなるように、迂回経路を選択してもよい。さらに、ステップＳｔ４３の処理では、タイプが「帯域遅延保証」である退避フローが、タイプが「遅延保証」である退避フローより少なくなるように、迂回経路を選択してもよい。

また、障害が発生したフローに要求された帯域を確保可能な「Ｉ種」〜「ＩＩＩ種」の退避フローの候補がない場合（ステップＳｔ４７のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、迂回経路がないことを示す迂回経路情報を生成し（ステップＳｔ４８）、処理を終了する。

このように、経路切替制御部１０１は、タイプが「ＢＥ」であるフロー、つまり、遅延時間が要求されないフローを、障害が発生したフローに要求された帯域を確保するための退避フローとして選択する。したがって、ネットワーク資源が不足する場合であっても、障害が発生したフローの通信経路を、迂回経路に切り替えることができる。

また、経路切替制御部１０１は、タイプが「ＢＥ」であるフローの帯域だけでは、障害が発生したフローに要求された帯域に満たない場合、不足分の帯域を補うように、タイプが「遅延保証」または「帯域遅延保証」であるフローも、退避フローとして選択する。このようにして、迂回経路の決定処理は行われる。

次に、退避フローの迂回経路の決定処理（ステップＳｔ４５）を説明する。図１６は、退避フローの迂回経路の決定処理の一例を示すフローチャートである。

まず、経路切替制御部１０１は、決定した迂回経路に含まれるリンクａ〜ｖのうち、障害が発生したフローに要求された帯域が不足するリンクを、障害リンクリスト１２１に追加する（ステップＳｔ５１）。本例では、図１５（ｄ）に示されるように、帯域不足のリンクｅが障害リンクリスト１２１に追加される。これにより、退避フローの迂回経路の検索対象から、帯域不足のリンクｅを含む通信経路が除外される。

次に、経路切替制御部１０１は、退避フローを選択して、選択した退避フローの迂回経路（退避先の通信経路）を、迂回経路検索部１０２により検索する（ステップＳｔ５２）。次に、迂回経路検索部１０２は、検索した迂回経路の候補を示す迂回経路候補リスト１２３を生成する（ステップＳｔ５３）。

以降のステップＳｔ５４〜Ｓｔ５６の処理では、経路切替制御部１０１は、上記のステップＳｔ３４〜Ｓｔ３６と同様の処理を行う。すなわち、経路切替制御部１０１は、迂回経路候補リスト１２３を参照して、退避フローに要求された遅延時間（保証された遅延時間）の条件を満たす迂回経路の候補の有無を判定する（ステップＳｔ５４）。本例では、退避フロー＃３，＃４は、タイプがＢＥであるため、遅延時間が要求されない。したがって、経路切替制御部１０１は、遅延時間の条件を満たす迂回経路の候補が有ると判定する。

遅延時間の条件を満たす迂回経路の候補がない場合（ステップＳｔ５４のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、迂回経路が無いことを示す迂回経路情報を生成し（ステップＳｔ６８）、処理を終了する。また、遅延時間の条件を満たす迂回経路の候補が有る場合（ステップＳｔ５４のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、迂回経路候補リスト１２３を参照して、退避フローに要求された帯域（保証された帯域）の条件を満たす迂回経路の候補の有無を判定する（ステップＳｔ５５）。つまり、経路切替制御部１０１は、迂回経路候補リスト１２３において、「空き帯域」が、退避フローリスト１２５の「保証帯域」以上である候補の有無を判定する。

帯域の条件を満たす迂回経路の候補がない場合（ステップＳｔ５５のＮｏ）、後述するステップＳｔ６０以降の処理が行われる。また、帯域の条件を満たす迂回経路の候補がある場合（ステップＳｔ５５のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、帯域及び遅延時間の各条件を満たす迂回経路の候補を、迂回経路として選択し、迂回経路情報を生成する（ステップＳｔ５６）。生成された迂回経路情報は、迂回経路ＤＢ１３４に登録される。ここで、帯域及び遅延時間の各条件を満たす迂回経路の候補が複数存在する場合、経路切替制御部１０１は、複数の迂回経路の候補のうち、空き帯域が最も大きいもの、または遅延時間が最も小さいものを、迂回経路として選択してもよい。

図１５（ｅ）には、障害が発生したフロー＃１の迂回経路情報が示されている。迂回経路情報は、フロー＃１の迂回経路だけでなく、フロー＃１に対応する退避フロー＃３，＃４の迂回経路も示す。本例では、退避フロー＃３，＃４の迂回経路として、「空き帯域」が最も大きい通信経路「ａ−ｇ−ｍ−ｎ−ｋ−ｄ」，「ａ−ｇ−ｏ−ｕ−ｖ−ｓ−ｌ」がそれぞれ選択される。

また、障害が発生したフローの通信経路の切り替えに先立って、該フローの帯域の確保が行われるため、退避フロー＃３，＃４の「切替順」は、フロー＃１の「切替順」より早い。より具体的には、フロー＃１，＃３，＃４の「切替順」は、それぞれ、「３」，「１」，「２」である。なお、フロー＃３，＃４の「切替順」は、これとは異なり、それぞれ、「２」，「１」であってもよい。

図１７には、フロー＃１の通信経路の切り替え処理の例が示されている。また、図１８には、フロー＃１の通信経路の切り替え後のフローＤＢ１３３の例が示されている。

フロー＃１の通信経路は、フロー＃１に要求された遅延時間の条件を満たす迂回経路（「ａ−ｅ−ｆ−ｄ」）に切り替えられる。このとき、フロー＃１に要求された帯域を、迂回経路（「ａ−ｅ−ｆ−ｄ」）に確保するため、退避フロー＃３，＃４は、通信経路「ａ−ｅ−ｆ−ｄ」から、要求された帯域の条件を満たす他の通信経路に退避させられる。つまり、退避フロー＃３，＃４の通信経路は、迂回経路「ａ−ｇ−ｍ−ｎ−ｋ−ｄ」，「ａ−ｇ−ｏ−ｕ−ｖ−ｓ−ｌ」にそれぞれ切り替えられる。

したがって、フローＤＢ１３３内のフロー＃１の「現用経路」は、「ａ−ｅ−ｆ−ｄ」に更新される。また、フロー＃３の「現用経路」は、「ａ−ｇ−ｍ−ｎ−ｋ−ｄ」に更新され、フロー＃４の「現用経路」は、「ａ−ｇ−ｏ−ｕ−ｖ−ｓ−ｌ」に更新される。

このように、ＮＷ管理サーバ１は、通信経路に障害が発生したフローに要求された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索する。そして、ＮＷ管理サーバ１は、該フローに要求された帯域が確保されるように、検索した迂回経路から、遅延時間が要求されない他の退避フローを他の通信経路に退避させ、障害が発生したフローを迂回経路に迂回させる。

これにより、ネットワーク資源が十分ではない場合であっても、障害が発生したフローの通信経路を切り替えることができるため、ネットワーク資源が節約される。

また、ＮＷ管理サーバ１は、障害が発生したフローに要求された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索した結果、複数の通信経路が検索された場合、複数の通信経路のうち、空き帯域が最も大きい通信経路を、迂回経路として選択してもよい。これにより、余剰分の帯域が最も大きい通信経路を、障害が発生したフローの迂回経路として利用することができる。

また、ＮＷ管理サーバ１は、障害が発生したフローに要求された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索した結果、複数の通信経路が検索された場合、複数の通信経路のうち、遅延時間が最も小さい通信経路を、迂回経路として選択してもよい。これにより、通信品質がよい通信経路を、障害が発生したフローの迂回経路として利用することができる。

再び図１６を参照すると、経路切替制御部１０１は、迂回経路候補リスト１２３に、退避フローに要求された帯域の条件を満たす迂回経路の候補がない場合（ステップＳｔ５５のＮｏ）、ステップＳｔ６０〜Ｓｔ６４，Ｓｔ６６〜Ｓｔ６８の処理を行う。ステップｔ６０〜Ｓｔ６４，Ｓｔ６６〜Ｓｔ６８の処理では、上記のステップＳｔ４０〜Ｓｔ４４，Ｓｔ４６〜Ｓｔ４８の処理と同様の処理によって、帯域不足のリンクを含む迂回経路から他の退避フローを退避させることで、退避フローに要求された帯域を確保する。

すなわち、経路切替制御部１０１は、フローＤＢ１３３から、帯域が不足しているリンクを経由するフローを検索し（ステップＳｔ６０）、さらなる退避フロー候補リスト１２４を生成する（ステップＳｔ６１）。次に、経路切替制御部１０１は、退避フロー候補リスト１２４に、退避フローに要求された帯域を確保可能な「ＩＩＩ種」の退避フローの候補が有るか否かを判定する（ステップＳｔ６２）。

退避フローに要求された帯域を確保可能な「ＩＩＩ種」の他の退避フローの候補が有る場合（ステップＳｔ６２のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、迂回経路候補リスト１２３から、帯域不足のリンクを含む迂回経路の候補を、迂回経路として選択し、迂回経路情報を生成する（ステップＳｔ６３）。次に、経路切替制御部１０１は、退避フロー候補リスト１２４から、退避フローの帯域の確保が可能な他の退避フローを選択し、選択した他の退避フローを示す退避フローリスト１２５を生成する（ステップＳｔ６４）。その後、他の退避フローに関して、ステップＳｔ５１以降の処理が再度行われる。

また、帯域を確保可能な「ＩＩ種」及び「ＩＩＩ種」の他の退避フローの候補が有る場合（ステップＳｔ６６のＹｅｓ）、及び帯域を確保可能な「Ｉ種」〜「ＩＩＩ種」の他の退避フローの候補が有る場合（ステップＳｔ６７のＹｅｓ）も、他の退避フローに関して、ステップＳｔ５１以降の処理が再度行われる。つまり、さらなる退避フローの退避フローリスト１２５を生成した後（ステップＳｔ６４）、再びステップＳｔ５１以降の処理を行うことにより、さらなる退避フローの迂回経路の決定処理を行う。

このように、退避フローの迂回経路の決定処理は、各退避フローについて、要求された帯域または遅延時間の条件を満たす迂回経路が検索されるまで繰り返される。なお、帯域を確保可能な「Ｉ種」〜「ＩＩＩ種」の他の退避フローの候補がない場合（ステップＳｔ６６，Ｓｔ６７のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、迂回経路が無いことを示す迂回経路情報を生成し（ステップＳｔ６８）、処理を終了する。このようにして、退避フローの迂回経路の決定処理は行われる。

次に、通信経路の切り替え処理（ステップＳｔ３）を説明する。図１９は、通信経路の切り替え処理の一例を示すフローチャートである。

まず、経路切替制御部１０１は、迂回経路ＤＢ１３４から、障害が発生したフローの迂回経路情報を読み出して、ＮＷ構成管理部１００に通知する（ステップＳｔ１１）。次に、ＮＷ構成管理部１００は、迂回経路情報に従って、ノード制御サーバ２に通信経路の切り替えを指示する（ステップＳｔ１２）。

次に、ノード制御サーバ２は、迂回経路情報に従って、各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置に対して切り替え制御を実行する（ステップＳｔ１３）。次に、ノード制御サーバ２は、各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置から応答を受信する（ステップＳｔ１４）。

次に、経路切替制御部１０１は、障害フローリスト１２２の「切替順」及び迂回経路情報の「切替状態」（＝「迂回済み」）を更新する（ステップＳｔ１５）。このようにして、通信経路の切り替え処理は行われる。

通信経路の切り替え処理は、上述したように、障害が発生したフローのタイプの優先度に従った順序で行われる。上記の例では、フロー＃１，＃２のタイプは、それぞれ、「遅延保証」及び「帯域遅延保証」であるので、最初にフロー＃２の切り替え処理が行われ、次にフロー＃１の切り替え処理が行われる。

また、フロー＃１の切り替え処理では、フロー＃１だけでなく、退避フロー＃３，＃４の切り替え処理も行われる。このとき、フロー＃１に要求された帯域を迂回経路に確保するため、最初に退避フロー＃３，＃４の切り替え処理が行われ、次にフロー＃１の切り替え処理が行われる。

一方、通信経路の復旧処理では、上述した順序とは逆の順序で切り替えが行われる。図２０は、通信経路の復旧処理の一例を示すラダーチャートである。

ノードＮ３の障害が復旧すると、隣接するノードＮ２，Ｎ４の通信装置から警報監視サーバ３に、警報の解除を示す警報情報が通知される。警報監視サーバ３は、警報情報に基づいて、端末装置４に障害復旧情報を通知する。

端末装置４は、ユーザの操作に応じて、通信経路復旧指示を経路切替制御部１０１に送信する。経路切替制御部１０１は、通信経路復旧指示に対する応答メッセージ（「応答」参照）を端末装置４に送信する。

次に、経路切替制御部１０１は、障害が発生したフロー＃１〜＃９を、ＮＷ構成管理部１００に確認する（「フロー確認」参照）。ＮＷ構成管理部１００は、障害が発生したフロー＃１，＃２を示す障害フロー情報を、経路切替制御部１０１に送信する。経路切替制御部１０１は、障害フロー情報に基づいて、障害が発生したフロー＃１及び退避フロー＃３，＃４の「デフォルト経路」（図８参照）を示す通信経路情報をＮＷ構成管理部１００に通知する。

ＮＷ構成管理部１００は、障害が発生したフロー＃１及び退避フロー＃３，＃４の通信経路の「デフォルト経路」への切り替え指示を、ノード制御サーバ２に送信する。ノード制御サーバ２は、各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置に対して、切り替え指示に従った切り替え制御を行う。これにより、フロー＃１，＃３，＃４の通信経路が、迂回経路に切り替えられる。

通信経路の切り替え後、ノード制御サーバ２は、各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置から応答メッセージ（「応答」参照）を受信し、ＮＷ構成管理部１００に転送する。次に、経路切替制御部１０１は、障害フロー情報に基づいて、障害が発生したフロー＃２の「デフォルト経路」を示す通信経路情報をＮＷ構成管理部１００に通知する。

ＮＷ構成管理部１００は、障害が発生したフロー＃１の通信経路の「デフォルト経路」への切り替え指示を、ノード制御サーバ２に送信する。ノード制御サーバ２は、各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置に対して、切り替え指示に従った切り替え制御を行う。これにより、フロー＃２の通信経路が、迂回経路に切り替えられる。

通信経路の切り替え後、ノード制御サーバ２は、各ノードＮ１〜Ｎ１６の通信装置から応答メッセージ（「応答」参照）を受信し、ＮＷ構成管理部１００に転送する。このようにして、通信経路の復旧処理は行われる。

図２１は、通信経路の復旧処理の一例を示すフローチャートである。まず、経路切替制御部１０１は、端末装置４から通信経路復旧指示を受信したか否かを判定する（ステップＳｔ２１）。通信経路復旧指示を受信していない場合（ステップＳｔ２１のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、処理を終了する。

通信経路復旧指示を受信した場合（ステップＳｔ２１のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、障害が発生したフロー＃１，＃２の通信経路を、迂回経路から「デフォルト経路」に切り替えるように、ＮＷ構成管理部１００に指示する（ステップＳｔ２２）。次に、ＮＷ構成管理部１００は、障害フローリスト１２２及び迂回経路情報の「切替順」に従って、フローを選択し、ノード制御サーバ２に対して切り替えを指示する（ステップＳｔ２３）。上述したように、ＮＷ構成管理部１００は、フロー＃１、＃４，＃３，＃２の順で通信経路の切り替えを行う。

次に、ＮＷ構成管理部１００は、ノード制御サーバ２から応答（切り替え制御の結果）を受信する（ステップＳｔ２４）。次に、経路切替制御部１０１は、迂回経路ＤＢ１３４から、「デフォルト経路」への切り替えが完了したフローの迂回経路情報を削除する（ステップＳｔ２５）。次に、経路切替制御部１０１は、障害フローリスト１２２から、「デフォルト経路」への切り替えが完了したフローの迂回経路情報を削除する（ステップＳｔ２６）。

次に、ＮＷ構成管理部１００は、通信経路の復旧後の構成に従って、ノードＤＢ１３１、リンクＤＢ１３２、及びフローＤＢ１３３を更新する（ステップＳｔ２７）。次に、経路切替制御部１０１は、障害が発生したフローのうち、通信経路が「デフォルト経路」に復旧されていないフローの有無を判定する（ステップＳｔ２８）。

通信経路が未復旧のフローが有る場合（ステップＳｔ２８のＹｅｓ）、経路切替制御部１０１は、再びステップＳｔ２２以降の処理を行う。また、通信経路が未復旧のフローがない場合（ステップＳｔ２８のＮｏ）、経路切替制御部１０１は、処理を終了する。このようにして、通信経路の復旧処理は行われる。

これまで述べたように、実施例に係る通信経路制御方法は、以下の工程を含む。
工程（１）：通信経路に障害が発生したトラフィック（フロー＃１）を検出する。
工程（２）：検出したトラフィックに要求された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索する。
工程（３）：トラフィックに要求された帯域が確保されるように、検索した迂回経路から、遅延時間が要求されない他のトラフィック（退避フロー＃３，＃４）を他の通信経路に退避させる。
工程（４）：トラフィックを迂回経路に迂回させる。

したがって、実施例に係る通信経路制御方法によると、ネットワーク資源が十分ではない場合であっても、障害が発生したフローの通信経路を切り替えることができるため、ネットワーク資源が節約される。

また、実施例に係る通信システムは、複数の通信装置（Ｎ１〜Ｎ１６）と、複数の通信装置間において、複数のトラフィック（フロー＃１〜＃９）がそれぞれ流れる複数の通信経路を制御する通信経路制御装置（ＮＷ管理サーバ）１とを有する。

通信経路制御装置１は、複数のトラフィックのうち、通信経路に障害が発生したトラフィック（フロー＃１）を検出し、複数の通信経路から、検出したトラフィックに要求された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索する。通信経路制御装置１は、トラフィックに要求された帯域が確保されるように、検索した迂回経路から、複数のトラフィックのうち、遅延時間が要求されない他のトラフィック（退避フロー＃３，＃４）を他の通信経路に退避させ、トラフィックを迂回経路に迂回させる。

実施例に係る通信システムは、実施例に係る通信経路制御方法と同様の構成を含むので、上述した内容と同様の作用効果を奏する。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 通信経路に障害が発生したトラフィックを検出し、
検出した前記トラフィックに要求された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索し、
前記トラフィックに要求された帯域が確保されるように、検索した前記迂回経路から、遅延時間が要求されない他のトラフィックを他の通信経路に退避させ、
前記トラフィックを前記迂回経路に迂回させることを特徴とする通信経路制御方法。
（付記２） 前記トラフィックに要求された遅延時間の条件を満たす前記迂回経路を検索した結果、複数の通信経路が検索された場合、前記複数の通信経路のうち、空き帯域が最も大きい通信経路を、前記迂回経路として選択することを特徴とする付記１に記載の通信経路制御方法。
（付記３） 前記トラフィックに要求された遅延時間の条件を満たす前記迂回経路を検索した結果、複数の通信経路が検索された場合、前記複数の通信経路のうち、遅延時間が最も小さい通信経路を、前記迂回経路として選択することを特徴とする付記１に記載の通信経路制御方法。
（付記４） 複数の通信装置と、
前記複数の通信装置間において、複数のトラフィックがそれぞれ流れる複数の通信経路を制御する通信経路制御装置とを有し、
前記通信経路制御装置は、
前記複数のトラフィックのうち、通信経路に障害が発生したトラフィックを検出し、
前記複数の通信経路から、検出した前記トラフィックに要求された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索し、
前記トラフィックに要求された帯域が確保されるように、検索した前記迂回経路から、前記複数のトラフィックのうち、遅延時間が要求されない他のトラフィックを他の通信経路に退避させ、
前記トラフィックを前記迂回経路に迂回させることを特徴とする通信システム。
（付記５） 前記トラフィックに要求された遅延時間の条件を満たす前記迂回経路を検索した結果、複数の通信経路が検索された場合、前記複数の通信経路のうち、空き帯域が最も大きい通信経路を、前記迂回経路として選択することを特徴とする付記４に記載の通信システム。
（付記６） 前記トラフィックに要求された遅延時間の条件を満たす前記迂回経路を検索した結果、複数の通信経路が検索された場合、前記複数の通信経路のうち、遅延時間が最も小さい通信経路を、前記迂回経路として選択することを特徴とする付記４に記載の通信システム。

１ 通信経路制御装置
１００ ＮＷ構成管理部
１０１ 経路切替制御部
１０２ 迂回経路検索部
１２２ 障害フローリスト
１２５ 退避フローリスト
１３３ 迂回経路データベース
Ｎ１〜Ｎ１６ ノード（通信装置）

Claims (4)

1. ネットワーク内の複数のトラフィックを、一定の帯域及び遅延時間が保証された第１のトラフィックと、最低帯域及び遅延時間が保証された第２のトラフィックと、遅延時間が保証されず、最低帯域が保証された第３のトラフィックとに区別し、
   通信経路に障害が発生したトラフィックを検出し、
   前記障害が発生したトラフィックに前記第１のトラフィックが含まれる場合、前記障害が発生した前記第１のトラフィックに保証された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索し、
   前記迂回経路が有る場合、前記迂回経路の空き帯域が、前記障害が発生した前記第１のトラフィックに保証された前記一定の帯域より少ないとき、前記迂回経路から他の通信経路に退避可能な前記第３のトラフィックを検索し、
   前記退避可能な前記第３のトラフィックの帯域だけで前記一定の帯域を確保することができる場合、前記退避可能な前記第３のトラフィックを前記迂回経路から他の通信経路に退避させ、
   前記退避可能な前記第３のトラフィックの帯域だけで前記一定の帯域を確保することができない場合、前記一定の帯域に対する不足分を補うように、前記第３のトラフィックとともに前記第２のトラフィックを前記迂回経路から他の通信経路に退避させ、
   前記第１のトラフィックを前記迂回経路に迂回させることを特徴とする通信経路制御方法。
2. 前記第１のトラフィックに保証された遅延時間の条件を満たす前記迂回経路を検索した結果、複数の通信経路が検索された場合、前記複数の通信経路のうち、空き帯域が最も大きい通信経路を、前記迂回経路として選択することを特徴とする請求項１に記載の通信経路制御方法。
3. 前記第１のトラフィックに保証された遅延時間の条件を満たす前記迂回経路を検索した結果、複数の通信経路が検索された場合、前記複数の通信経路のうち、遅延時間が最も小さい通信経路を、前記迂回経路として選択することを特徴とする請求項１に記載の通信経路制御方法。
4. 複数の通信装置と、
   前記複数の通信装置間において、ネットワーク内の複数のトラフィックがそれぞれ流れる複数の通信経路を制御する通信経路制御装置とを有し、
   前記通信経路制御装置は、
   前記複数のトラフィックを、一定の帯域及び遅延時間が保証された第１のトラフィックと、最低帯域及び遅延時間が保証された第２のトラフィックと、遅延時間が保証されず、最低帯域が保証された第３のトラフィックとに区別し、
   前記複数のトラフィックのうち、通信経路に障害が発生したトラフィックを検出し、
   前記障害が発生したトラフィックに前記第１のトラフィックが含まれる場合、前記障害が発生した前記第１のトラフィックに保証された遅延時間の条件を満たす迂回経路を検索し、
   前記迂回経路が有る場合、前記迂回経路の空き帯域が、前記障害が発生した前記第１のトラフィックに保証された前記一定の帯域より少ないとき、前記迂回経路から他の通信経路に退避可能な前記第３のトラフィックを検索し、
   前記退避可能な前記第３のトラフィックの帯域だけで前記一定の帯域を確保することができる場合、前記退避可能な前記第３のトラフィックを前記迂回経路から他の通信経路に退避させ、
   前記退避可能な前記第３のトラフィックの帯域だけで前記一定の帯域を確保することができない場合、前記一定の帯域に対する不足分を補うように、前記第３のトラフィックとともに前記第２のトラフィックを前記迂回経路から他の通信経路に退避させ、
   前記第１のトラフィックを前記迂回経路に迂回させることを特徴とする通信システム。
   

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