JPH114248A - 動的経路設定装置及び動的経路設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 経路変更の要求に応じてトポロジーが動的に
変化する動的経路設定装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 経路情報収集手段１１は、接続先及び接
続先の近傍の経路情報を収集する。トラフィック統計手
段１２は、接続先及び接続先の近傍のトラフィック流量
を測定し収集する。適切経路探索手段１３は、トラフィ
ック流量と経路情報から接続効果を求め、接続効果にも
とづいて適切経路を探索する。臨時経路設定手段１４
は、適切経路間を接続して臨時経路４０を設定する。メ
トリック修正手段１５は、臨時経路４０の回線容量に応
じて、回線容量とデータが経路に沿って通過する中継器
数とから算出された値であるメトリックを修正する。臨
時経路切断手段１６は、接続費用及びメトリックをもと
に臨時経路４０を切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は動的経路設定装置及
び動的経路設定方法に関し、特にネットワークの経路を
動的に設定する動的経路設定装置及びネットワークの経
路を動的に設定する動的経路設定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＡＮの普及にともなって複数のＬＡＮ
を相互接続してネットワークの規模や効用を拡大するイ
ンターネットワーキングに対する関心が高まっている。

【０００３】ネットワーク同士を相互接続する際には、
例えばＴＣＰ／ＩＰプロトコルでは、途中経路の切断な
どに無関係に通信路を確保するためにＲＩＰ(Routeing
Inf-ormation Protocol)などの経路制御アルゴリズムを
採用している。

【０００４】この経路制御アルゴリズムは、ネットワー
クの構成が通常は固定的な接続であり、経路の変更は新
たにノード間の接続が増えた時や部分的な故障などで一
部の経路が使用できなくなった場合に対応するものであ
る。

【０００５】一方、近年ではＡＴＭやＢ−ＩＳＤＮなど
コネクションオリエンテッドで高速な通信媒体が進展し
てきている。このような通信媒体では要求に即時に対応
して各接続が行なわれ、容量も可変となるため、回線の
利用効率と自由度が非常に高くなる。

【０００６】ところが、従来の経路制御アルゴリズムで
は接続の回線容量が増えたり、送信先に応じて回線接続
をするという経路については考慮されていないため、こ
のようなコネクションオリエンテッドな通信回線は従来
の専用線とは同列に扱われずに限られた用途に適用され
ていた。

【０００７】経路制御アルゴリズム関連の技術として
は、例えば特開平２−３０２１４２号公報では、あらか
じめ使用可能となる通信経路をホストコンピュータに登
録しておくことで、ホストコンピュータを停止すること
なく、ネットワーク環境を変更している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来技術では、あらかじめ専用線等が設定されたネット
ワーク環境を使用することが前提となっている。したが
って、トラフィック流量などに応じて経路構成や接続容
量を変更することができないといった問題があった。

【０００９】また、ネットワークのトラフィックはバー
スト的であり、時間的に見て占有率にバラツキがあるた
め、利用者の希望するスループットを満足する回線容量
を専用線などの固定的なネットワークで構築した場合、
ほとんどの時間は使われなくなる可能性がある。

【００１０】したがって、資源の有効活用ができないだ
けでなく、使われていない時間の分だけ回線費用の無駄
が生じてしまうといった問題があった。逆に定常的な利
用量の容量で専用線を構築した場合にはユーザの要求時
に空き容量がないために要求を十分には満足できなくな
ってしまうといった問題があった。

【００１１】また、回線ダウンなどの異常事態が起きた
場合などのために補助的に使用するための冗長回線を専
用線で構築してしまうと、通常使用していないにもかか
わらず、占有コストがかかってしまうといった問題があ
った。

【００１２】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、経路変更の要求に応じてトポロジーが動的に
変化する動的経路設定装置を提供することを目的とす
る。また、本発明の他の目的は、経路変更の要求に応じ
てトポロジーが動的に変化する動的経路設定方法を提供
することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、ネットワークの経路を動的に設定する動
的経路設定装置において、接続先の近傍の経路情報を収
集する経路情報収集手段と、前記接続先の近傍のトラフ
ィック流量を測定し収集するトラフィック統計手段と、
前記トラフィック流量と前記経路情報から接続効果を求
め、前記接続効果にもとづいて適切経路を探索する適切
経路探索手段と、前記適切経路間を接続して臨時経路を
設定する臨時経路設定手段と、前記回線容量とデータが
経路に沿って通過する中継器数とから算出された値であ
るメトリックを前記臨時経路の回線容量に応じて修正す
るメトリック修正手段と、接続費用及び前記メトリック
をもとに前記臨時経路を切断する臨時経路切断手段と、
を有することを特徴とする動的経路設定装置が提供され
る。

【００１４】ここで、経路情報収集手段は、接続先の近
傍の経路情報を収集する。トラフィック統計手段は、接
続先の近傍のトラフィック流量を測定し収集する。適切
経路探索手段は、トラフィック流量と経路情報から接続
効果を求め、接続効果にもとづいて適切経路を探索す
る。臨時経路設定手段は、適切経路間を接続して臨時経
路を設定する。メトリック修正手段は、臨時経路の回線
容量に応じて、回線容量とデータが経路に沿って通過す
る中継器数とから算出された値であるメトリックを修正
する。臨時経路切断手段は、接続費用及びメトリックを
もとに臨時経路を切断する。

【００１５】また、ネットワークの経路を動的に設定す
る動的経路設定方法において、接続先の近傍の経路情報
を収集し、前記接続先の近傍のトラフィック流量を測定
収集し、前記トラフィック流量と前記経路情報から接続
効果を求め、前記接続効果にもとづいて適切経路を探索
し、前記適切経路間を接続して臨時経路を設定し、前記
回線容量とデータが経路に沿って通過する中継器数とか
ら算出された値であるメトリックを前記臨時経路の回線
容量に応じて修正し、接続費用及び前記メトリックをも
とに前記臨時経路を切断することを特徴とする動的経路
設定方法が提供される。

【００１６】ここで、メトリックを修正する場合には、
回線容量の増減に反比例して、メトリックを下げ、接続
費用に比例して、メトリックを上げる。そして、メトリ
ックが無限遠の値を示した場合に、臨時経路を切断す
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の動的経路設定装置
の原理図である。動的経路設定装置１０はネットワーク
２０、３０の経路を動的に設定する。通常この臨時接続
先とは, 複数の中継ノードを経由して静的につながって
いることを前提とする。

【００１８】経路情報収集手段１１は、接続先の近傍の
経路情報を収集する。トラフィック統計手段１２は、接
続先の近傍のトラフィック流量を測定し収集する。適切
経路探索手段１３は、トラフィック流量と経路情報から
接続効果を求め、接続効果にもとづいて適切経路を探索
する。臨時経路設定手段１４は、適切経路間を接続して
臨時経路４０を設定する。回線容量変更手段１７は、臨
時経路４０の回線容量を変更する。

【００１９】メトリック修正手段１５は、臨時経路４０
の回線容量に応じて、回線容量とデータが経路に沿って
通過する中継器数とから算出された値であるメトリック
を修正する。臨時経路切断手段１６は、接続費用及びメ
トリックをもとに臨時経路４０を切断する。

【００２０】次に動作について説明する。図２は本発明
の動的経路設定装置１０の概略動作手順を示すフローチ
ャートである。 〔Ｓ１〕経路情報収集手段１１は、接続先の近傍の経路
情報を収集する。 〔Ｓ２〕トラフィック統計手段１２は、接続先の近傍の
トラフィック流量を測定し収集する。 〔Ｓ３〕適切経路探索手段１３は、トラフィック流量と
経路情報から接続効果を求め、接続効果にもとづいて適
切経路を探索する。 〔Ｓ４〕臨時経路設定手段１４は、適切経路間を接続し
て臨時経路４０を設定する。 〔Ｓ５〕メトリック修正手段１５は、臨時経路４０の回
線容量に応じて、回線容量とデータが経路に沿って通過
する中継器数とから算出された値であるメトリックを修
正する。 〔Ｓ６〕臨時経路切断手段１６は、接続費用及びメトリ
ックをもとに臨時経路４０を切断する。

【００２１】次に本発明の動的経路設定装置１０が適用
されるネットワークシステムについて説明する。図３は
本発明の動的経路設定装置１０が適用されるネットワー
クシステムを示す図である。

【００２２】複数の地域ノードを専用線などを用いて相
互接続しているネットワークにおいて、主に複数拠点と
リンクを持つハブノード、またはネットワーク依存性の
高いノードにおいて本発明の機能を持たせる。

【００２３】Ａ、Ｂ、Ｃノードの３箇所に設けた例を図
３に示す。この場合の臨時経路４１〜４３はＡ−Ｂ間、
Ｂ−Ｃ間、Ａ−Ｃ間の３つの場合である。呼出側の区別
をすると、逆方向のＢ−Ａ間、Ｃ−Ｂ間、Ｃ−Ａ間の計
６種類存在する。

【００２４】Ｃノードに注目すると、定常状態ではＢ−
Ｃ間が３ホップ、Ａ−Ｃ間が２ホップなため臨時接続を
行なうと両方ともホップカウントが少なくなる。しか
し、臨時接続の回線容量が定常状態のスループット（転
送量÷実転送時間）を越えないと臨時接続の効果が現れ
ない。従って通常回線上でのコネクションが増えて混雑
してきて１コネクションあたりのスループットが臨時接
続の回線容量より少なくなるような場合に、臨時接続の
効果が出て来る。

【００２５】次に経路情報収集手段１１について説明す
る。経路情報収集手段１１は臨時に接続可能な接続先及
びその近傍のネットワークノードに関する経路情報を収
集する図４、図５は接続先の経路情報が記載されている
経路情報テ−ブルを示す図である。図４は経路情報を問
い合わせる前の状態を示しており、図５は経路情報を問
い合わせた後の状態を示している。

【００２６】まず、経路情報を問い合わせる前は、経路
情報テ−ブル１１−１は、ネットワーク番号１１ａ、接
続先アドレス１１ｃ、時間当たりの料金である接続コス
ト（円／分）１１ｅの項目で構成され、各項目に必要事
項が記載される。

【００２７】また、経路情報を問い合わせる際は、経路
情報テ−ブル１１−１をもとにして接続先に経路情報を
問い合わせる。そして、問い合わせた結果の中からあら
かじめ設定されたホップカウント以内のエントリに対し
て、経路情報テ−ブル１１−１にさらに項目を追加して
経路情報テ−ブル１１−２を作成する。

【００２８】経路情報テ−ブル１１−２は、ネットワー
ク番号１１ａ、通常ホップ数１１ｂ、接続先アドレス１
１ｃ、接続先からのホップ数１１ｄ、時間当たりの料金
である接続コスト（円／分）１１ｅとトラフィック流量
１１ｆの項目からなる。

【００２９】ここで、経路情報収集の段階で同じネット
ワークに対するエントリが出てきた場合には、ホップ数
の小さくなるような方を優先し、他方の情報は捨てる。
また、この場合の経路情報収集は専用回線をもとにした
定常状態で行う。

【００３０】次にトラフィック統計手段１２について説
明する。図６はトラフィック統計手段１２の動作手順を
示すフローチャートである。 〔Ｓ１０〕初期化時に経路情報テーブル１１−２のトラ
フィック流量１１ｆの情報をすべてクリアする。 〔Ｓ１１〕ネットワークを監視する。 〔Ｓ１２〕パケットを検知する。そして、パケット到着
でタイマイベントが発生するよう設定する。 〔Ｓ１３〕パケットの宛先フィールドからネットワーク
番号を取り出す。 〔Ｓ１４〕経路情報テ−ブル１１−２に記載されている
ネットワーク番号１１ａと一致するネットワーク番号の
トラフィック流量１１ｆの欄をインクリメントする。 〔Ｓ１５〕タイマイベントをもとに時間が測定され、一
定時間が経過していなければステップ１１へ戻る。そう
でなければ終了する。

【００３１】なお、トラフィック統計手段１２はＩＣＭ
Ｐプロトコルなどを利用して、宛先経路へのドロップ率
を測定する。次に適切経路探索手段１３について説明す
る。適切経路探索手段１３は、トラフィック統計手段１
２でトラフィック流量の測定直後に、経路情報テーブル
１１−２にもとづいて、各ネットワークの接続先毎に接
続効果を次式のように計算する。

【００３２】

【数１】 接続効果＝（静的ホップ数−臨時接続時ホップ数）×トラフィック流量÷コス ト …（１） 式（１）で求められた接続効果あるいはドロップ率によ
り、適切経路を探索する。

【００３３】次に臨時経路設定手段１４について説明す
る。臨時接続先の同じもの同士を足し合わせると、その
臨時接続先への接続効果の合計が分かる。その接続効果
の合計が設定値以上になった時、またはドロップ率が設
定値（例えば５０％）以上になった時に、臨時経路４０
を設定する。

【００３４】このときの回線容量は最小値で接続し、後
述のメトリック値も定常値−１を設定する。それととも
に経路情報の変更をネットワークにブロードキャストす
る。次に回線容量変更手段１７について説明する。回線
容量変更手段１７は、回線容量が可変できる場合には、
臨時経路４０の中を一定時間中に通るデータ量を測定
し、臨時経路４０の使用率が指定範囲（例えば５０％〜
８０％）内であるように回線容量を調整する。

【００３５】例えば回線容量が６４Ｋｂｐｓの整数倍で
回線容量を変更できる場合、指定値の上限（この場合８
０％）を上回った場合、一段階づつ回線容量を増やして
いく。

【００３６】逆に指定値の下限（この場合５０％）を下
回った場合、一段階づつ容量を減らしていく。ただし、
回線容量がゼロになると回線切断される事になり、ネッ
トワークが混乱するので、ゼロにする前に次の臨時経路
切断手段１６を起動する。

【００３７】次にメトリック修正手段１５について説明
する。メトリック修正手段１５は次式を用いて回線容量
の変化に反比例してメトリック値を変え、経路情報と一
緒にローカルネット上にブロードキャストする。

【００３８】

【数２】 メトリック＝（最大メトリック値−最小メトリック値) ×（１−現在回線容量 ÷最大回線容量) ＋最小メトリック値 …（２） なお、最大メトリック値とは、接続開始時のメトリック
値を指す。例えば、回線容量の最大値が１．５Ｍｂｐｓ
（６４Ｋｂｐｓ×２３）で、最大メトリック値が７、最
小メトリック値が２と指定されていた場合で、５チャン
ネル分（６４Ｋｂｐｓ×５＝３２０Ｋｂｐｓ）の接続を
している場合は、次式のようになる。

【００３９】

【数３】 メトリック＝（７−２）×（１−（６４×５）÷（６４×２３）＋２＝６ …（３） 次に臨時経路切断手段１６について説明する。接続時間
が長くなり過ぎて、累積通信コストが高くなり、臨時経
路４０の効果がなくなった場合や、臨時経路容量変更の
結果が０となり、臨時経路４０を切断する場合には、切
断前に臨時経路切断手段１６が起動される。

【００４０】接続中の臨時経路４０の経路情報が伝搬し
ていて残っているために、突然切断すると接続点近隣の
経路情報に矛盾が生じてしまう。この臨時経路切断手段
１６はこの矛盾が生じないように、段階的に臨時経路４
０の経路情報が無効になるように動作する。

【００４１】具体的には、メトリックの値を定期的な経
路情報の発信の度（例えば３０秒毎）に上げてゆき、無
限遠を示す値になった状態（ＲＩＰの場合１６）または
他の経路からの情報が伝搬するようになった状態で臨時
経路４０を切断する。経路情報放送を何順か行なった段
階で臨時経路４０を切断する。

【００４２】以上説明したように、本発明の動的経路設
定装置１０は、トラフィック流量と経路情報から接続効
果を求めて適切経路を探索し、適切経路間に臨時経路４
０を設定する構成とした。これにより広域コンピュータ
ネットワークにおいて、発生したトラフィックに応じて
ネットワークを動的かつ自律的に構成することが可能に
なる。

【００４３】また、最小限の静的なトポロジーの広域ネ
ットワークをベースとして、必要に応じてネットワーク
が張らせることができるようになり、さらにあらかじめ
回線容量に余裕を持たせて通信帯域を遊ばせておく必要
がなくなり、結果として通信コストを削減することが可
能になる。

【００４４】さらにまた、動的に構築した経路の情報を
混乱なく変更して伝播させるしくみにより、ネットワー
ク上の既存のコンピュータの経路制御アルゴリズムは従
来のままでよいため、新たに従来機器の設定を変更する
必要がなく、従来システムと互換性を保つことが可能に
なる。

【００４５】次に本発明の動的経路設定方法について説
明する。図７は本発明の動的経路設定方法の処理手順を
示すフローチャートである。 〔Ｓ２０〕接続先の近傍の経路情報を収集する。 〔Ｓ２１〕接続先の近傍のトラフィック流量を測定し収
集する。 〔Ｓ２２〕トラフィック流量と経路情報から接続効果を
求め、接続効果にもとづいて適切経路を探索する。 〔Ｓ２３〕適切経路間を接続して臨時経路を設定する。 〔Ｓ２４〕臨時経路の回線容量に応じて、回線容量とデ
ータが経路に沿って通過する中継器数とから算出された
値であるメトリックを修正する。 〔Ｓ２５〕接続コスト及びメトリックをもとに臨時経路
を切断する。

【００４６】以上説明したように、本発明の動的経路設
定方法は、トラフィック流量と経路情報から接続効果を
求めて適切経路を探索し、適切経路間に臨時経路を設定
するものとした。これにより経路変更の要求に応じて、
トポロジーを動的に変化させることができ、柔軟で効率
の良いネットワーク構築が可能になる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の動的経路
設定装置は、トラフィック流量と経路情報から接続効果
を求めて適切経路を探索し、適切経路間に臨時経路を設
定する構成とした。これにより経路変更の要求に応じ
て、トポロジーを動的に変化させることができ、柔軟で
効率の良いネットワーク構築が可能になる。

【００４８】また、本発明の動的経路設定方法は、トラ
フィック流量と経路情報から接続効果を求めて適切経路
を探索し、適切経路間に臨時経路を設定するものとし
た。これにより経路変更の要求に応じて、トポロジーを
動的に変化させることができ、柔軟で効率の良いネット
ワーク構築が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動的経路設定装置の原理図である。

【図２】本発明の動的経路設定装置の概略動作手順を示
すフローチャートである。

【図３】本発明の動的経路設定装置が適用されるネット
ワークシステムを示す図である。

【図４】接続先の経路情報が記載されている経路情報テ
−ブルを示す図である。

【図５】接続先の経路情報が記載されている経路情報テ
−ブルを示す図である。

【図６】トラフィック統計手段の動作手順を示すフロー
チャートである。

【図７】本発明の動的経路設定方法の処理手順を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０ 動的経路設定装置 １１ 経路情報収集手段 １２ トラフィック統計手段 １３ 適切経路探索手段 １４ 臨時経路設定手段 １５ メトリック修正手段 １６ 臨時経路切断手段 １７ 回線容量変更手段 ２０、３０ ネットワーク ４０ 臨時経路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワークの経路を動的に設定する動
   的経路設定装置において、 接続先の近傍の経路情報を収集する経路情報収集手段
   と、 前記接続先の近傍のトラフィック流量を測定し収集する
   トラフィック統計手段と、 前記トラフィック流量と前記経路情報から接続効果を求
   め、前記接続効果にもとづいて適切経路を探索する適切
   経路探索手段と、 前記適切経路間を接続して臨時経路を設定する臨時経路
   設定手段と、 前記回線容量とデータが経路に沿って通過する中継器数
   とから算出された値であるメトリックを前記臨時経路の
   回線容量に応じて修正するメトリック修正手段と、 接続費用及び前記メトリックをもとに前記臨時経路を切
   断する臨時経路切断手段と、 を有することを特徴とする動的経路設定装置。
2. 【請求項２】 前記臨時経路設定手段は、前記経路情報
   を前記ネットワークに同報通信することを特徴とする請
   求項１記載の動的経路設定装置。
3. 【請求項３】 前記臨時経路の前記回線容量を変更する
   回線容量変更手段をさらに含むことを特徴とする請求項
   １記載の動的経路設定装置。
4. 【請求項４】 前記メトリック修正手段は、前記回線容
   量の増減に反比例して、前記メトリックを下げることを
   特徴とする請求項１記載の動的経路設定装置。
5. 【請求項５】 前記メトリック修正手段は、前記接続費
   用に比例して、前記メトリックを上げることを特徴とす
   る請求項１記載の動的経路設定装置。
6. 【請求項６】 前記臨時経路切断手段は、前記メトリッ
   クが無限遠の値を示した場合に、前記臨時経路を切断す
   ることを特徴とする請求項５記載の動的経路設定装置。
7. 【請求項７】 ネットワークの経路を動的に設定する動
   的経路設定方法において、 接続先の近傍の経路情報を収集し、 前記接続先の近傍のトラフィック流量を測定収集し、 前記トラフィック流量と前記経路情報から接続効果を求
   め、前記接続効果にもとづいて適切経路を探索し、 前記適切経路間を接続して臨時経路を設定し、 前記回線容量とデータが経路に沿って通過する中継器数
   とから算出された値であるメトリックを前記臨時経路の
   回線容量に応じて修正し、 接続費用及び前記メトリックをもとに前記臨時経路を切
   断することを特徴とする動的経路設定方法。