JP6401073B2

JP6401073B2 - 故障切替方法および故障切替システム

Info

Publication number: JP6401073B2
Application number: JP2015028445A
Authority: JP
Inventors: 友宏佐藤; 福田　芳巳; 芳巳福田; 常喜田中; 広充永田; 木村　修治; 修治木村; 康子西本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2035-02-17
Also published as: JP2016152479A

Description

本発明は、通信伝送路の故障切替方法および故障切替システムに関する。

従来、専用の予備伝送路を持たない中継網では、故障発生時に他の伝送路（ルート）の空き帯域を使用することにより、故障系の通信を維持していた。例えば、図７に示すような複数の中継装置１０により多段中継網が構成されるシステムにおいて、中継装置１０ｂに故障が発生した場合、ゲートウェイ２０から中継装置１０ａおよび中継装置１０ｂ経由で中継装置１０ｅへ転送していたパケットＣ（故障系の通信）は、ゲートウェイ２０から中継装置１０ａおよび中継装置１０ｃ経由で中継装置１０ｅへ転送していた（（１））。

特開２０１４−９０２４２号公報

しかし、故障系の通信が他の中継ルートに加わると当該中継ルートに帯域不足が発生し、輻輳が発生する可能性があった。このことを引き続き図７を用いて説明する。例えば、図７に示すシステムにおいて、中継装置１０ｃと中継装置１０ｅとをつなぐ中継ルートに、故障系の通信（パケットＣ）が加わると、当該中継ルートの帯域不足が発生する可能性があった（（２））。このような帯域不足が発生すると、例えば、中継装置１０ｃからのパケットＣが中継装置１０ｅに到達しなかった場合、中継装置１０ｅは中継装置１０ｃに対し、パケットＣの再送要求を行う。これにより、中継装置１０ｃと中継装置１０ｅとをつなぐ中継ルートにさらなる帯域不足が発生し、例えば、従来、当該中継ルートを使って通信していたパケットＡ（中継装置１０ｄからのパケット）が中継ルータ装置１０ｅに到達しなかったり、またパケットＣが中継ルータ装置１０ｅに到達しなかったりするおそれがあった。

そこで本発明は、前記した問題を解決し、多段中継網の故障発生時においてルートの切り替えをした場合の輻輳を抑制することを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明は、故障した中継ルートのデータを他の中継ルートに重畳する際に、当該データの帯域を縮小するステップと、当該データの優先度を変更するステップと、を含んだことを特徴とする。

本発明によれば、多段中継網の故障発生時においてルートの切り替えをした場合の輻輳を抑制することができる。

図１は、システムの構成例と動作概要を示す図である。図２は、管理装置および通信制御装置の構成を示す図である。図３は、システムの処理手順を示すフローチャートである。図４は、送信データの優先度を低下させた場合の効果を説明する図である。図５は、送信データの優先度を上昇させた場合の効果を説明する図である。図６は、制御プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図７は、従来の中継ルートの故障時における動作を説明する図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されない。

（システムの構成例と動作概要）
まず、図１を用いて、故障切替システム（システム）の構成例と動作概要を説明する。システムは、例えば、図１に示すような多段中継網の構成をとり、中継装置１０と、ゲートウェイ（ホームゲートウェイ）２０と、管理装置３０と、通信制御装置４０とを備える。

中継装置１０は、例えば、ルータであり、ゲートウェイ２０から送受信されるデータの経路制御を行う。また、システム内の他の中継装置１０や中継ルートの故障を検知した場合には、当該中継ルートを経由していたパケットの経路変更を行う。

ゲートウェイ２０は、システム内の端末（図示省略）に接続され、当該端末からのデータの中継を行う。例えば、ゲートウェイ２０は、端末からのデータを中継装置１０へ転送したり、中継装置１０からのデータを端末へ転送したりする。このゲートウェイ２０は、管理装置３０からの指示に従い、送信データの帯域制御や優先度の変更を行う。

管理装置３０は、システム内の中継装置１０や中継装置１０間を接続するルート（中継ルート）の管理を行う。例えば、管理装置３０は、システム内のいずれかの中継ルートの故障を検知したとき、当該故障が発生したエリア等を通信制御装置４０へ通知する。この管理装置３０は、例えば、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）サーバにより実現される。

通信制御装置４０は、各ゲートウェイ２０の制御を行う。例えば、通信制御装置４０は、ゲートウェイ２０に対し、当該ゲートウェイ２０経由で送信されるデータの帯域の制御やデータの優先度の制御を行う。通信制御装置４０は、例えば、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバにより実現される。

このようなシステムにおいて、中継装置１０ｂに故障が発生した場合を考える。この場合、従来、中継装置１０ｂを経由していたパケットＣは、ルート変更により、例えば、中継装置１０ｃを経由するようになる（（１）ルート変更）。つまり、故障した中継ルートに収容されていたパケットＣのチャネルは、並走する他の中継ルートに重畳される。

また、管理装置３０は中継装置１０ｂの故障を検知すると、これを通信制御装置４０に通知し、通信制御装置４０は、中継装置１０ｂを含むエリアのゲートウェイ２０ａに対し、パケットＣのチャネルの帯域を縮小し（（２）帯域縮小）、また、パケットＣの優先度を変更するよう指示する（（３）優先度変更）。例えば、パケットＣの優先度を故障発生前よりも優先度を低くするよう指示する。

このように故障系の通信の帯域を縮小し、かつ、優先度を変更することで、故障系の通信のチャネルが並走する他の中継ルート（例えば、中継装置１０ｃ→中継装置１０ｅの中継ルート）に重畳された場合でも、当該中継ルートの既存の通信（例えば、パケットＡ）にできるだけ影響を与えずに、故障系の通信も確保することができる。また、その結果、当該中継ルートにおける輻輳を抑制することができる。また、故障系の通信の帯域を縮小し、かつ、優先度を変更することで、例えば、中継装置１０ｅから先の中継ルートにおいて他の中継ルートからのパケット（例えば、パケットＢ）が合流してきた場合でも、当該中継ルートの既存の通信（例えば、パケットＡ，Ｂ）にできるだけ影響を与えずに、故障系の通信も確保することができる。また、その結果、中継装置１０ｅから先の中継ルートにおける輻輳も抑制できる。

（構成）
次に、図２を用いて、管理装置３０および通信制御装置４０の構成を説明する。管理装置３０は、入出力部３１と、記憶部３２と、制御部３３とを備える。

入出力部３１は、管理装置３０と他の装置（中継装置１０や通信制御装置４０）との間のデータ入出力を司る。

記憶部３２は、中継装置情報を記憶する。この中継装置情報は、システム内の中継装置１０の情報であり、例えば、各中継装置１０の属するエリアを示した情報である。

制御部３３は、故障検知部３３１と通知部３３２とを備える。故障検知部３３１は、中継装置１０や中継ルートの故障を検知する。通知部３３２は、故障検知部３３１が中継装置１０や中継ルートの故障を検知したとき、中継装置情報を参照して、故障が発生したエリアを特定し、当該エリアのゲートウェイ２０を制御する通信制御装置４０へ通知を行う。

通信制御装置４０は、入出力部４１と、記憶部４２と、制御部４３とを備える。

入出力部４１は、通信制御装置４０と他の装置（ゲートウェイ２０や管理装置３０）との間のデータ入出力を司る。

記憶部４２は、ゲートウェイ情報を記憶する。このゲートウェイ情報は、通信制御装置４０の制御対象となるゲートウェイ２０に関する情報であり、例えば、各ゲートウェイ２０のＩＰアドレス等を示した情報である。

制御部４３は、帯域制御部４３１と優先度制御部４３２とを備える。帯域制御部４３１は、通信制御装置４０からの指示に従い、故障が発生したエリアのゲートウェイ２０に対し、送信データの帯域を縮小するよう指示する。優先度制御部４３２は、故障が発生したエリアのゲートウェイ２０に対し、送信データの優先度を変更するよう指示する。

（処理手順）
次に、図３を用いてシステムの処理手順を説明する。まず、管理装置３０の故障検知部３３１が中継装置１０や中継ルートの故障を検知すると（Ｓ１）、通知部３３２は通信制御装置４０へ故障通知を行う（Ｓ２）。例えば、故障検知部３３１が中継ルートの故障を検知したとき、通知部３３２は中継装置情報を参照して、故障が発生したエリアを特定し、当該エリアのゲートウェイ２０を制御する通信制御装置４０へ故障通知を行う。

また、システム内の中継装置１０は、中継ルートの故障に伴うルート変更を行う（Ｓ３）。これにより、故障した中継ルートに収容されていたチャネルは、並走する他の中継ルートに重畳される。

管理装置３０の制御部３３は、Ｓ２で送信された故障通知とゲートウェイ情報を参照して故障発生エリアのゲートウェイ２０を特定する（Ｓ４）。そして、帯域制御部４３１は特定したゲートウェイ２０に対し、送信データの帯域縮小指示を行い（Ｓ５）、また、優先度制御部４３２は、当該ゲートウェイ２０に対し、送信データの優先度変更指示を行う（Ｓ６）。

なお、Ｓ６での優先度の変更は、例えば、送信データの優先度を低くするものでもよいし、高くするものでもよい。

例えば、図４に示すように、中継ルートの故障が発生したエリアが罹災地域であり、当該地域からの通信量が増加している状態である場合を考える。この場合、上記のように罹災地域のゲートウェイ２０に対し、当該ゲートウェイ２０からの送信データの帯域縮小により時間あたりの通信量を低減させ、また送信データの優先度の低下を指示することで、故障によるルート変更後、罹災地域からのパケットＣのチャネルが、中継装置１０ｃから中継装置１０ｅを経由する中継ルートに重畳された場合でも、他の通信（例えば、地域ａからのパケットＡの通信）への影響をできるだけ少なくすることができる。

また、図５に示すように、管理装置３０の制御部３３が、上記のように罹災地域のゲートウェイ２０に対し、当該ゲートウェイ２０からの送信データの帯域縮小により時間あたりの通信量を低減させ、また送信データの優先度の上昇を指示することで、故障によるルート変更後、罹災地域からのパケットＣのチャネルが、中継装置１０ｃから中継装置１０ｅを経由する中継ルートに重畳された場合でも、当該通信（パケットＣの通信）を確保することができる。つまり、罹災により罹災地域からの通信量が増加した場合でも、罹災地域からの通信を確保することができる。

なお、上記のように図３のＳ６において送信データの優先度を高くするか低くするかは、システムの管理者等が設定可能である。つまり、図４に示したように、故障系の通信（パケットＣの通信）が他の中継ルートに重畳された場合において、当該中継ルートの既存の通信（例えば、地域ａからのパケットＡの通信）への影響をできるだけ少なくしたければ、故障系の通信の送信データの優先度を低くすればよい。一方、故障系の通信（パケットＣの通信）が他の中継ルートに重畳された場合において、故障系の通信を確保したければ、故障系の通信の送信データの優先度を高くすればよい。

また、故障系の通信の送信データの優先度を高くするか低くするかは、例えば、中継ルートの故障が発生したエリア（例えば、上記の罹災地域）の時間あたりの通信量や、当該エリアのゲートウェイ２０における送信データの帯域縮小をどの程度に設定したかにより決定してもよい。例えば、中継ルートの故障が発生したエリア（例えば、上記の罹災地域）の時間あたりの通信量が所定値以上となった場合や、当該エリアのゲートウェイ２０における送信データの帯域が所定値以下とした場合、システムは、故障系の通信の送信データの優先度を高くするようにしてもよい。

（プログラム）
また、上記実施形態に係る管理装置３０および通信制御装置４０が実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成し、実行することもできる。この場合、コンピュータがプログラムを実行することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、かかるプログラムをコンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませて実行することにより上記実施形態と同様の処理を実現してもよい。以下に、管理装置３０および通信制御装置４０と同様の機能を実現する制御プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。

図６は、制御プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図６に示すように、コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２０と、ハードディスクドライブインタフェース１０３０と、ディスクドライブインタフェース１０４０と、シリアルポートインタフェース１０５０と、ビデオアダプタ１０６０と、ネットワークインタフェース１０７０とを有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。

メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１１およびＲＡＭ（Random Access Memory）１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０９０に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１１００に接続される。ディスクドライブ１１００には、例えば、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０には、例えば、マウス１１１０およびキーボード１１２０が接続される。ビデオアダプタ１０６０には、例えば、ディスプレイ１１３０が接続される。

ここで、図６に示すように、ハードディスクドライブ１０９０は、例えば、ＯＳ１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３およびプログラムデータ１０９４を記憶する。上記実施形態で説明した各情報は、例えばハードディスクドライブ１０９０やメモリ１０１０に記憶される。

また、制御プログラムは、例えば、コンピュータ１０００によって実行される指令が記述されたプログラムモジュールとして、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。具体的には、上記実施形態で説明した管理装置３０および通信制御装置４０が実行する各処理が記述されたプログラムモジュールが、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。

また、制御プログラムによる情報処理に用いられるデータは、プログラムデータとして、例えば、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、ハードディスクドライブ１０９０に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して、上述した各手順を実行する。

なお、制御プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される場合に限られず、例えば、着脱可能な記憶媒体に記憶されて、ディスクドライブ１１００等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、制御プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶され、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。

１０中継装置
２０ゲートウェイ
３０管理装置
４０通信制御装置
３３１故障検知部
３３２通知部
４３１帯域制御部
４３２優先度制御部

Claims

罹災により中継ルータが故障したエリアからのデータを他の中継ルータによる中継ルートに重畳する際に、
当該データの帯域を縮小するステップと、
前記縮小された当該データの帯域が所定値以下であり、かつ、当該エリアの時間あたりの通信量が所定値以上である場合、当該データの優先度を前記故障の発生前の優先度よりも高く変更するステップと、
を含んだことを特徴とする故障切替方法。
ネットワークの中継ルートの管理を行う管理装置と、前記中継ルート経由で通信を行うゲートウェイの制御を行う通信制御装置とを備え、罹災により中継ルータが故障したエリアからのデータを他の中継ルータによる中継ルートに重畳する故障切替システムであって、
前記管理装置は、
罹災により中継ルータの故障を検知したとき、前記故障の通知を前記通信制御装置へ送信する通知部を備え、
前記通信制御装置は、
前記故障の通知を受けたとき、前記故障が発生したエリアの各ゲートウェイに対し、当該ゲートウェイからの送信データの帯域を縮小するよう指示する帯域制御部と、前記縮小された当該データの帯域が所定値以下であり、かつ、当該エリアの時間あたりの通信量が所定値以上である場合、前記送信データの優先度を前記故障の発生前の優先度よりも高く変更するよう指示する優先度制御部とを備える
ことを特徴とする故障切替システム。