JPWO2015097741A1 - ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

ネットワークシステムの管理装置は、接続可変ネットワーク装置の内部リンクそれぞれのトラフィックを監視して、トラフィックが所定値に達しているボトルネックリンクを検出する。管理装置は、ボトルネックリンクを通過する通信ルートから第１通信ルートを選択し、ボトルネックリンクと異なる第１リンクを設定する。第１リンクの一方のポートは、ボトルネックリンクの送信元スイッチと接続されたポートである。第１リンクの他方のポートは、第１通信ルートの宛先処理ノードと接続されたスイッチ、と接続されたポートである。

Description

本発明は、ネットワークシステムにおけるトラフィック制御に関する。

近年、ビッグデータ解析など、大量で不均一な通信トラフィックを伴うアプリケーションへの需要が増している。今後は、リアルタイム性が重要視されると推測され、このような通信トラフィックが動的変化することが予想される。例えば、金融取引シミュレーションなどでは、時々刻々と変化する大規模データ間の繋がりを解析する必要があり、大量の通信トラフィックが発生する。

従って、社会シミュレーションを実行する情報処理システムでは、このような通信トラフィックに対してボトルネックが発生しないことが求められる。また、コスト的観点から、高いリンク使用率（リンク平均流量／リンクの帯域幅）で運用することも求められる。

固定のネットワークトポロジで構成された従来の情報処理システムにおけるボトルネック解消方法として、モニタリングしたネットワークの状態に応じて、リンクメトリックを最適化しルーティングを変更する技術や、事前に用意した代替リンクを使用することでボトルネックを解消する技術がある。

従来のような固定のネットワークトポロジは、汎用性を考慮し、メッシュやトーラスなど規則的な構造で構築されることが一般的である。しかし、社会シミュレーションのようなアプリケーションを実行する場合、リンク毎の通信トラフィックに大きな偏りが生じ、かつ動的にその偏りが変化する為、上述のような規則的なネットワークトポロジでは帯域不足となるリンクが発生しボトルネックとなる。

米国特許８１２５９８４号は、ボトルネックをモニタリングして、ネットワークを再構築するシステムを開示する。具体的には、当該システムは、第１ネットワーク内に、アプリケーション・フレームワークによって制御される構成を有する回路スイッチを含む。さらに、第１ネットワークによって相互接続された処理ノード、及び、第１ネットワークの制御又は追加のデータ伝送を与えるための第２ネットワークを含む。アプリケーション・フレームワークは、アプリケーションと第１ネットワークの監視結果に応じて、回路スイッチを再構成する。これにより、ボトルネックを解消する。

米国特許８１２５９８４号

従来技術において、情報処理システムにおけるボトルネック解消のために、ネットワークトポロジの再構築を行うためには、処理ノード及びネットワークスイッチで発生する通信トラフィックを、事前に高精度に推定することが要求される。

しかし、例えば、社会シミュレーションにおいて、データが時々刻々と変化し、実行処理内容も状況によって変わる可能性がある。そのため、シミュレーションを行うシステム内の通信トラフィックの特性は、一定ではない。従って、事前に正確な通信トラフィック推定値を求めることは困難であり、ボトルネックが発生し得る。

接続可変ネットワーク装置によって、ボトルネックが発生した際にネットワークトポロジを動的に変更し、ボトルネックを解消する方法が考えられる。しかし、単純に帯域拡大のためにリンクを追加すると、ボトルネックとなるリンクが波及的に増加してしまい、通信状況が悪化する可能性がある。

本発明の一態様は、複数の処理ノードを相互接続するネットワークシステムである。前記ネットワークシステムは、接続可変ネットワーク装置と、複数のスイッチと、管理装置と、を含む。前記接続可変ネットワーク装置は、複数のポートと、前記複数のポート間を接続する内部リンクのトポロジを変更可能な可変リンク部と、を含む。前記複数のスイッチは、前記接続可変ネットワーク装置の前記複数のポートと前記複数の処理ノードとの間においてデータを転送する。前記管理装置は、前記接続可変ネットワーク装置の前記内部リンクそれぞれのトラフィックを監視して、トラフィックが所定値に達しているボトルネックリンクを検出する。前記管理装置は、前記ボトルネックリンクを通過する通信ルートから第１通信ルートを選択する。前記管理装置は、前記ボトルネックリンクと異なる第１リンクを設定し、前記第１通信ルートの通過リンクを前記ボトルネックリンクから前記第１リンクに切り替える。前記第１リンクの一方のポートは、前記ボトルネックリンクの送信元スイッチと接続されたポートである。前記第１リンクの他方のポートは、前記第１通信ルートの宛先処理ノードと接続されたスイッチ、と接続されたポートである。

本発明の一態様により、接続可変ネットワーク装置においてボトルネックが発生した際、リンクトポロジの変更による新たな波及的ボトルネックを抑制しつつボトルネックを解消することが可能となる。

情報処理システムのハードウェア構成例を示すブロック図である。 情報処理システムの機能構成例を示すブロック図である。 情報処理システム全体の動作を示すフローチャートである。 処理サーバとＮＷＳＷとの間の接続管理テーブルの一例を示す図である。 接続可変ネットワーク装置とＮＷＳＷとの間の接続管理テーブルの一例を示す図である。 内部リンク管理テーブルの一例を示す図である。 ＮＷＳＷのルーティングテーブルの一例を示す図である。 情報処理システムにおいて、ボトルネック解消のためにボトルネックリンクの帯域幅を拡大する処理例のフローチャートである。 情報処理システムにおいて、ダイレクトリンクの追加処理例のフローチャートを示す。 情報処理システムの構成例を示す図である。 情報処理システムにて通信ボトルネック発生箇所の例を示す図である。 情報処理システムにて帯域拡大による波及的な通信ボトルネックが発生した例を示す図である。 情報処理システムにて帯域拡大前後の通信トラフィック変化量の一例を示す図である。 情報処理システムにてダイレクトリンクを１本追加した時の例を示す図である。 情報処理システムにおいて、ダイレクトリンクの追加により通信ボトルネックを解消した例を示す図である。 情報処理システムの全体的処理例のフローチャートを示す。 情報処理システムにおいて、ボトルネックリンクにおける通信トラフィックの帯域幅を拡大するため、内部リンクを追加する処理例のフローチャートを示す。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。各図において共通の構成については同一の参照符号が付されている。

本実施形態の情報処理システムは、複数処理ノード及び複数処理ノードを相互接続するネットワークシステムを含む。ネットワークシステムは、複数ネットワークスイッチ、接続可変ネットワーク装置、及び管理装置を含む。複数ネットワークスイッチは、接続可変ネットワーク装置と複数処理ノードとの間において、データを転送する。

管理装置は、ネットワークシステムのリアルタイムな通信トラフィックをモニタリングし、それらの履歴情報を保持する。管理装置は、接続可変ネットワーク装置においてボトルネックリンクを検出すると、当該ボトルネックを通過する一つの通信ルートを選択し、当該通信ルートのためのダイレクトリンクを、接続可変ネットワーク装置において追加する。

ダイレクトリンクは、ボトルネックリンクの送信元ネットワークスイッチと、選択された通信ルートの送信先処理ノードが接続するネットワークスイッチと、を直接に接続するリンクである。選択された通信ルートのデータは、接続可変ネットワーク装置において、当該ダイレクトリンクにより伝送され、ボトルネックリンクを通過しない。

選択された通信ルートの通過リンクを、ボトルネットリンクからダイレクトリンクに切り替えることで、ボトルネックを解消するためのトポロジ変更による波及的ボトルネックリンクの発生を抑制できる。

以下、本実施形態の情報処理システムについて具体的に説明する。図１は、本実施形態の情報処理システム１００の構成例を示す。情報処理システム１００は、複数の処理サーバ１０６＿１〜１０６＿８と、それらを通信可能に相互接続するネットワークシステムとを含む。ネットワークシステムは、ネットワークスイッチ（ＮＷＳＷ）１１０＿１〜１１０＿５、接続可変ネットワーク装置１１２、管理サーバ１０１、及びストレージ１１１を含む。

処理ノードの一例である処理サーバ１０６＿１〜１０６＿８は、それぞれ計算機である。処理サーバ１０６＿１〜１０６＿８は、アプリケーションプログラムに従って動作し、ネットワークシステムを介して通信を行いながら所定の処理を実行する。処理サーバ１０６＿１〜１０６＿８は、例えば、相互に通信を行いながらシミュレーションを実行する。

管理サーバ１０１は計算機である。管理サーバ１０１とストレージ１１１とが管理装置の一例を構成する。管理装置は、複数の計算機を含んでよく、ストレージと計算機が同一筐体内に含まれていてもよい。

管理サーバ１０１と処理サーバ１０６＿１〜１０６＿８は、それぞれ対応するＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５に接続されている。本実施形態において、サーバがＮＷＳＷに接続されているとの記述は、当該サーバと当該ＮＷＳＷが接続可変ネットワーク装置１１２を介することなく通信することを意味する。図１の例において、それらは物理リンクにより直接に接続されている。管理サーバとＮＷＳＷの間及び処理サーバとＮＷＳＷとの間に、データを転送する通信装置が存在してもよい。

ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５及びストレージ１１１は、接続可変ネットワーク装置１１２を介して相互に通信可能に接続されている。図１の例において、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５及びストレージ１１１は、物理リンク１２０によって直接に接続可変ネットワーク装置１１２に接続されているが、これらは間接的に接続されていてもよい。

後述するように、ＮＷＳＷのポートと通信する接続可変ネットワーク装置１１２のポートは、一意に決定されている。ＮＷＳＷのポートと接続可変ネットワーク装置１１２のポートが接続されているとの記述は、当該ＮＷＳＷの当該ポートが、接続可変ネットワーク装置１１２の可変リンク部１１７を介することなく、接続可変ネットワーク装置１１２の当該ポートと通信することを示す。

管理サーバ１０１は、メモリ１０２と、中央処理装置（ＣＰＵ）１０３と、ネットワークインターフェース（ＮＷＩ／Ｆ）１０４と、接続可変ネットワーク制御インターフェース（制御Ｉ／Ｆ）１０５と、を含む。制御Ｉ／Ｆ１０５は、接続可変ネットワーク装置１１２に応じた専用のインターフェース、又は、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ、ＵＳＢなど汎用のインターフェースである。

処理サーバ１０６＿１〜１０６＿８は、それぞれ管理サーバ１０１と同様な構成を有し、メモリ１０７、ＣＰＵ１０８、及びＮＷＩ／Ｆ１０９を含む。ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５は、それぞれ、メモリ１２２、ＣＰＵ１２３、及び複数のＮＷＩ／Ｆ１２４を含む。

接続可変ネットワーク装置１１２は、複数のポート１１９を含み、接続対象のＮＷＳＷと複数の外部リンク１２０を用いて接続される。外部リンク１２０には、例えば光ファイバや電気ケーブルを用いることができる。接続可変ネットワーク装置１１２において、制御部１１３及び可変リンク部１１７を含む。制御部１１３は可変リンク部１１７を制御し、制御Ｉ／Ｆ１１４、ＣＰＵ１１５、メモリ１１６、及びロジック１１８を含む。

ＣＰＵ１１５は、メモリ１１６内のプログラムに従って動作し、制御Ｉ／Ｆ１１４を介して管理サーバ１０１と通信する。ロジック１１８は、ＣＰＵ１１５から指示に従って、可変リンク部１１７内の要素を制御し、内部リンク１７１を、追加、変更及び削除する。制御部１１３の回路構成は、本例に限定されない。

可変リンク部１１７は、制御部１１３からの制御によって、任意のポート１１９間に内部リンク１７１を張ることができる。図１の例では、ポート１とポート１０、ポート２とポート１１、ポート３とポート１４、ポート４とポート５、ポート７とポート１６、ポート８とポート９が、それぞれ内部リンク１７１によって接続されている。一つのポート１１９は、１本の内部リンクとのみ直接に接続する。

内部リンク１７１の機能は物理的な結線と同じであり、内部リンク１７０接続されたポートは、他のポートを介することなく直接にデータを送受信する。内部リンク１７１は双方向のデータ伝送が可能である。ポートは、内部リンク１７１により他方のポートにデータを送信し、また、他方のポートからデータを受信する。

内部リンク１７１のトポロジを制御することは、接続可変ネットワーク装置１１２に接続されているＮＷＳＷ間の物理的な結線を変更することに相当する。従って、ＮＷＳＷ間のネットワークトポロジを高い自由度で構築できる。一つのＮＷＳＷに接続できる内部リンク１７１の最大数は、一つのＮＷＳＷに接続できる外部リンク１２０の最大数で決まる。図１の例では、最大内部リンク数は４本である。

可変リンク部１１７の制御は、接続可変ネットワーク装置１１２内のポート間接続の制御であるため、高速である。接続可変ネットワーク装置１１２としては、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）による光スイッチを用いることができる。

図２は、情報処理システム１００の機能ブロック図を示す。管理サーバ１０１は、初期設定部２００、モニタリング部２０１、ボトルネックリンク検出部（ＢＮリンク検出部）２０２、及びボトルネック解消処理部（ＢＮ解消処理部）２０３を含む。ＢＮリンクは、いずれか一方向における通信トラフィックが、割り当てられている閾値に達している内部リンク１７１である。

ＢＮ解消処理部２０３は、ボトルネック判定部（ＢＮ判定部）２０４、帯域幅決定部２０５、ボトルネックルート抽出部（ＢＮルート抽出部）２０６、ボトルネックルートトラフィック比推定部（ＢＮルートトラフィック比推定部）２０７、ダイレクトリンク決定部２０８、及びルーティング決定部２０９を含む。

管理サーバ１０１のメモリ１０２は、上記機能部２００〜２０９を実現するためのプログラムを記憶している。プログラムは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を含む。プロセッサであるＣＰＵ１０３は、メモリ１０２に記憶されているプログラムを実行することによって上記機能部として動作する。プログラムは、例えば、ストレージ１１１又は管理サーバ１０１内の不揮発性記憶デバイスからメモリ１０２にロードされる。

ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５は、それぞれ、ルート決定部２１３及びルーティングテーブル２１４を含む。メモリ１２２は、ルート決定部２１３を実現するためのプログラム及びルーティングテーブル２１４を記憶している。ＣＰＵ１２３は、メモリ１２２内のプログラムに従ってルート決定部２１３として動作する。ルート決定部２１３は、あるポートにおいて受信したデータユニットを、ルーティングテーブル２１４が示すポートから送信する。

ストレージ１１１は、全ルート情報２１０、通信トラフィック履歴情報２１１、ボトルネックリンク情報（ＢＮリンク情報）２１２、ネットワークスイッチ接続情報（ＮＷＳＷ接続情報）２１７を格納する。

全ルート情報２１０は、情報処理システム１００における全通信ルートの情報を含む。ここでの通信ルートは、情報処理システム１００において、通信データが流れるルートである。同一ノード間の逆方向のデータの流れは、異なる通信ルートに対応する。通信ルートは、データ通信を行う端ノード及び当該端ノード間において通信データが通過するポートによって示すことができる。

端ノードは、例えば、処理サーバ又はＮＷＳＷであり、ポートはＮＷＳＷ又は接続可変ネットワーク装置１１２のポートである。一つの通信ルートは、１以上の内部リンク１７１を通過する。内部リンク１７１は、接続可変ネットワーク装置１１２の二つのポートで示される。

通信トラフィック履歴情報２１１は、情報処理システム１００における通信トラフィックの履歴を示す。例えば、通信トラフィック履歴情報２１１は、情報処理システム１００内の全ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５の各ポートの通信トラフィックを示す。各エントリは、各時間帯（例えば１分間）のＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５の全ポートの通信トラフィックを示す。各ポートの通信トラフィックは、受信トラフィックと送信トラフィックの双方を示す。通信トラフィックの値は、例えば、時間帯内の平均値、時間帯内のある時刻の値又は時間帯内の最大値でよい。

処理サーバと接続するＮＷＳＷのポートの通信トラフィックの情報は、当該処理サーバへの送信トラフィック及び当該処理サーバからの受信トラフィックを示す。接続可変ネットワーク装置１１２のポートと接続するＮＷＳＷのポートの通信トラフィックの情報は、当該ＮＷＳＷポートと内部リンク１７１との通信トラフィックを示す。つまり、ＮＷＳＷポートから内部リンク１７１への送信トラフィック及び内部リンク１７１からＮＷＳＷポートへの送信トラフィックを示す。

ＢＮリンク情報２１２は、検出されたＢＮリンクの識別子を含む、ＢＮリンクの情報を格納する。ＢＮリンクにおけるボトルネックが解消されると、当該内部リンクの情報は、ＢＮリンク情報２１２から削除される。ＮＷＳＷ接続管理情報２１７は、処理サーバとＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７１、接続可変ネットワーク装置とＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７３、及び内部リンク管理テーブル２７４を含む。これらの詳細は後述する。

図３は、情報処理システム１００の全体的処理のフローチャートを示す。ステップＳ１０１において、管理サーバ１０１の初期設定部２００は、処理サーバとＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７１を作成する。処理サーバとＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７１は、ＮＷＳＷ接続管理情報２１７に含まれる。

図４は、処理サーバとＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７１の一例を示している。処理サーバとＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７１は、処理サーバ番号、ＮＷＳＷ番号及びＮＷＳＷポート番号のカラムを有する。各エントリは、処理サーバと、当該処理サーバが接続されているＮＷＳＷポートとを示す。ＮＷＳＷポートは、ＮＷＳＷ番号とＮＷＳＷポート番号で同定される。初期設定部２００は、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５又はユーザから当該情報を取得する。

図３に戻って、ステップＳ１０３において、初期設定部２００は、接続可変ネットワーク装置とＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７３を作成する。接続可変ネットワーク装置とＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７３は、ＮＷＳＷ接続管理情報２１７に含まれる。

図５は、接続可変ネットワーク装置とＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７３の一例を示す。接続可変ネットワーク装置とＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７３は、接続可変ネットワーク装置１１２のポートとＮＷＳＷのポートの接続関係を管理し、接続可変ネットワーク装置ポート番号、ＮＷＳＷ番号、及びＮＷＳＷポート番号のカラムを有する。各エントリは、各接続可変ネットワーク装置ポートに接続されているＮＷＳＷポートを示す。初期設定部２００は、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５、接続可変ネットワーク装置１１２又はユーザから当該情報を取得する。

図３に戻って、ステップＳ１０４において、初期設定部２００は、可変リンク部１１７の初期のリンクトポロジを決定し、内部リンク管理テーブル２７４、各ＮＷＳＷのルーティングテーブル２１４及び全ルート情報２１０を作成する。

具体的には、初期設定部２００は、接続可変ネットワーク装置とＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７３及び内部リンク管理テーブル２７４の情報から、可変リンク部１１７の初期のリンクトポロジ（ネットワークトポロジ）を決定する。初期設定部２００は、決定したリンクトポロジを示す内部リンク管理テーブル２７４を作成し、ＮＷＳＷ接続管理情報２１７に格納する。

初期設定部２００は、接続可変ネットワーク装置１１２の制御部１１３に対して、決定した初期のリンクトポロジを形成することを指示する。制御部１１３は、指定されたリンクトポロジを形成するように複数内部リンク１７１を形成する。

図６は、内部リンク管理テーブル２７４の一例を示している。内部リンク管理テーブル２７４は、内部リンクの両端ポートを示す第１ポート番号及び第２ポート番号のカラムを有する。内部リンク管理テーブル２７４は、さらに、各内部リンク１７１の現在帯域幅及び最大帯域花のカラムを有する。本例において、可変リンク部１１７は、各内部リンク１７１の帯域幅を変更することができる。各内部リンク１７１の帯域幅は、最大帯域幅まで拡大できる。

初期設定部２００は、上記テーブル２７１〜２７４から、全ルート情報２１０を作成する。全ルート情報２１０の各エントリは、端ノードと、端ノード間のデータが通過するポートを示す。端ノードは処理サーバ１０６＿１〜１０６＿８、管理サーバ１０１、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５、ストレージ１１１のいずれかである。各ポートは、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５又は接続可変ネットワーク装置１１０のポートである。

初期設定部２００は、処理サーバとＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７１、接続可変ネットワーク装置とＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７３、及び内部リンク管理テーブル２７４の情報から、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５のそれぞれのルーティングテーブル２１４を作成し、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５にそれぞれ送信する。

図７は、ＮＷＳＷ１１０＿１のルーティングテーブル２１４の構成例を示す。ルーティングテーブル２１４は、データユニットの最終的な宛先を示す宛先番号のカラムと、各宛先のデータユニットを送信する送信ポート番号のカラムを有する。ＮＷＳＷは、受信したデータユニットの宛先に対応する送信ポートから、当該データユニットを送信する。

初期設定が終了すると、ステップＳ１０５において、管理サーバ１０１のモニタリング部２０１は、情報処理システム１００全体のトラフィックのモニタリングを開始する。モニタリング部２０１は、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５から、定期的に、各ポートのトラフィックの情報を取得し、通信トラフィック履歴情報２１１に格納する。モニタリング部２０１は、接続可変ネットワーク装置１１２の制御部１１３から、接続可変ネットワーク装置１１２の各ポートのトラフィックの情報を取得してもよい。

次に、ステップＳ１０６において、処理サーバ１０６＿１〜１０６＿８が、アプリケーションの実行を開始する。アプリケーションの実行開始後、ＢＮリンク検出部２０２は、可変リンク部１１７内の各内部リンク１７１のトラフィックを監視する（Ｓ１０７）。トラフィックの監視は、アプリケーションの実行終了まで続く（Ｓ１０７：ＮＯ、Ｓ１０８：ＮＯ）。

具体的には、モニタリング部２０１は、トラフィックのモニタリングを続行する。ＢＮリンク検出部２０２は、通信トラフィック履歴情報２１１を参照して、可変リンク部１１７内の各内部リンク１７１のトラフィックを監視する。ＢＮリンク検出部２０２は、接続可変ネットワーク装置とＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７３を参照して、ＮＷＳＷポートから内部リンク１７１を特定する。

ＢＮリンク検出部２０２は、各内部リンク１７１に対応する閾値を保持している。閾値は、内部リンク１７１の帯域幅に依存する。ＢＮリンク検出部２０２は、内部リンク管理テーブル２７４から、各内部リンク１７１の現在の帯域幅の値を得ることができる。

いずれかの内部リンク１７１において、いずれかの方向の通信トラフィックが対応する閾値を超えていることを検出すると（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、ＢＮリンク検出部２０２は、当該内部リンク１７１をＢＮリンクと判定し、管理サーバ１０１は、結合子Ａを介して、図８のフローチャートに進む。ここで検出されたＢＮリンクを、ＢＮリンクＢ１と呼ぶ。

図８は、ＢＮリンクＢ１の帯域幅を拡大する処理のフローチャートである。ＢＮリンクＢ１の帯域幅を拡大することで、ＢＮリンクＢ１におけるボトルネックの解消を図ることができる。また、ＢＮリンクＢ１のボトルネックが解消されない、又は、波及的ボトルネックが発生した場合、ＢＮリンクを通過する通信ルート（ＢＮルートとも呼ぶ）それぞれの通信トラフィックを推定することができる。なお、図８のフローチャートの処理が実行されている間も、モニタリング部２０１は、通信トラフィックのモニタリングを行っている。

具体的に説明する。帯域幅決定部２０５は、ＢＮリンクＢ１の現在帯域幅の値Ｗ＿Ｂ１を含む、ＢＮリンクＢ１の情報を、内部リンク管理テーブル２７４から取得する（Ｓ２０１）。帯域幅決定部２０５は、取得したＢＮリンクＢ１の情報を、ＢＮリンク情報２１２に格納する（Ｓ２０２）。

帯域幅決定部２０５は、ＢＮリンクＢ１の現在帯域幅の値と最大帯域幅の値を比較して、ＢＮリンクＢ１の現在帯域幅を拡大できるか判定する（Ｓ２０３）。現在帯域幅を拡大できる場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、帯域幅決定部２０５は、所定量だけＢＮリンクＢ１の現在帯域幅を拡大する（Ｓ２０４）。帯域幅決定部２０５は、内部リンク管理テーブル２７４の該当エントリの値を更新する。

ＢＮ判定部２０４は、ＢＮリンクＢ１の帯域拡大により、他の波及的ＢＮリンクが発生しているか判定する（Ｓ２０５）。ＢＮ判定部２０４は、ＢＮリンク検出部２０２と同様の方法で波及的ＢＮリンクを検出することができる。波及的ＢＮリンクは、ＢＮルートが使用しているリンクであり、かつＢＮルートにおいてＢＮリンクＢ１より後ろのリンクである。

波及的ＢＮリンクが発生してない場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、ＢＮ判定部２０４は、ＢＮリンクＢ１のボトルネック（ＢＮ）が解消しているか判定する（Ｓ２０６）。当該判定方法は、ＢＮリンク検出方法と同様である。ＢＮリンクＢ１のボトルネックが解消している場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、ＢＮ判定部２０４は、ＢＮリンクＢ１をＢＮリンク情報２１２から削除し、管理サーバ１０１は、結合子Ｃを介して図３のフローチャートのステップＳ１０８に戻る。これにより、ダイレクトリンクの追加を行うことなく帯域幅の拡大のみでボトルネックを解消できる。

帯域幅の拡大によりＢＮリンクＢ１のボトルネックが解消していない場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、管理サーバ１０１は、ステップＳ２０３に戻る。波及的ＢＮリンクが発生しない間、管理サーバ１０１は、ステップＳ２０３〜Ｓ１０６を繰り返す。ＢＮリンクＢ１の帯域幅は、最大帯域幅の値まで拡大できる。

ＢＮリンクＢ１の帯域幅が最大値に達してもボトルネックが解消されない場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、管理サーバ１０１は、結合子Ｂを介して、図９のフローチャートに進む。ＢＮリンクＢ１の帯域幅は拡大された値であり、ダイレクトリンクの追加によりＢＮリンクＢ１のボトルネック解消の可能性を高くできる。図９のフローチャートに進む前にＢＮリンクＢ１の現在帯域幅を拡大前の値Ｗ＿Ｂ１に戻してもよい。

ＢＮリンクＢ１の帯域幅の拡大において波及的ＢＮリンクが発生した場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、帯域幅決定部２０５は、ＢＮリンクＢ１の現在帯域幅を拡大前の値Ｗ＿Ｂ１に戻す（Ｓ２０８）。これにより、帯域幅の拡大による波及的ＢＮリンクの発生を防ぐ。その後、管理サーバ１０１は、結合子Ｂを介して、図９のフローチャートに進む。ステップＳ２０８は省略してもよい。

図９は、ダイレクトリンクの追加処理のフローチャートを示す。ＢＮリンクＢ１の帯域幅拡大によってもＢＮリンクＢ１のボトルネックが解消されない場合、又は、ＢＮリンクＢ１の帯域幅拡大によって波及的ボトルネックが発生する場合、当該フローチャートの処理が実行される。

なお、図９のフローチャートの処理が実行されている間も、モニタリング部２０１は、通信トラフィックのモニタリングを行っている。また、アプリケーションの実行中、処理サーバ１０６＿１〜１０６＿８間のユーザデータ通信における通信トラフィックと比較して、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５、管理サーバ１０１及びストレージ１１１間の管理データ通信における通信トラフィックは無視できるものとする。なお、通信トラフィックのモニタリングデータは、別のローカルエリアネットワーク（イーサネットなど）を介して取得してもよい。

ダイレクトリンク決定部２０８は、追加リンク決定の処理回数を示す変数Ｋを０に初期化する（Ｓ３０１）。ＢＮルート抽出部２０６は、ＢＮリンクＢ１を通過する通信ルート（ＢＮルート）の情報を取得する（Ｓ３０２）。具体的には、ＢＮルート抽出部２０６は、全ルート情報２１０から、ＢＮリンクＢ１を含み、ボトルネックが発生した方向における全ての通信ルート（ＢＮルートとも呼ぶ）の情報を取得する。

ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、ＢＮリンクＢ１の帯域幅拡大前後における、各ＢＮルートの宛先処理サーバへの通信トラフィックを、通信トラフィック履歴情報２１１から取得する（Ｓ３０３）。

通信ルートの宛先処理サーバへの通信トラフィックは、当該宛先処理サーバが接続するＮＷＳＷポートでの通信トラフィックであり、宛先処理サーバへの複数の通信ルートの通信トラフィックの総和である。ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、例えば、帯域幅拡大前の値Ｗ＿Ｂ１及び帯域幅拡大後の帯域幅最大値のそれぞれにおける宛先処理サーバへの通信トラフィックを、通信トラフィック履歴情報２１１から取得する。

ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、ステップＳ３０３で取得した情報から、ＢＮリンクＢ１における、全ＢＮルートの通信トラフィック比を推定する（Ｓ３０４）。本例において、ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、ＢＮリンクＢ１の帯域幅拡大前後における、各ＢＮルートの宛先処理サーバへの通信トラフィックの変化量を計算する。ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、これら変化量の比が、ＢＮリンクＢ１におけるＢＮルートの通信トラフィック比と一致すると推定する。

宛先処理サーバが接続するＮＷＳＷポート（端ポートとも呼ぶ）における通信トラフィックは、宛先処理サーバへの複数の通信ルートから通信トラフィックの総計である。ＢＮリンクＢ１の帯域幅の変更に伴う端ポートでの通信トラフィックの変化量は、ＢＮリンクＢ１を通過する通信ルートにおける通信トラフィックの変化量であると推定できる。本実施形態は、帯域幅拡大前後の通信トラフィック変化量の比を、ＢＮリンクＢ１におけるＢＮルートの通信トラフィック比であると推定する。これにより、より正確な推定が実現できる。

ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、他の推定方法を使用してもよい。例えば、ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、各ＢＮルートの宛先処理サーバへの通信トラフィックの比を、ＢＮリンクＢ１におけるＢＮルートの通信トラフィック比であると推定する。また、図８のフローチャートにおいてＢＮリンクＢ１の帯域幅が変更されない場合、当該推定方法を使用できる。

次に、ダイレクトリンク決定部２０８は、ステップＳ３０４で決定された通信トラフィック比に基づき、追加するダイレクトリンクを決定する（Ｓ３０５）。例えば、ダイレクトリンク決定部２０８は、通信トラフィック比の値が最も大きいＢＮルートを選択し、当該ＢＮルートのダイレクトリンクを追加する。これにより、ＢＮリンクＢ１におけるボトルネック解消の可能性を高めることができる。なお、ダイレクトリンク決定部２０８は、ＢＮルートの通信トラフィックに係わらずダイレクトリンクのためのＢＮルートを選択してもよい。

ダイレクトリンクは、接続可変ネットワーク装置１１２の二つのポートで定義される。一方のポートは、ＢＮルートの送信元ＮＷＳＷと接続するポートである。他方のポートは、ＢＮルートの宛先処理サーバと接続するＮＷＳＷ、と接続するポートである。

次に、ルーティング決定部２０９は、各新たに追加したダイレクトリンクを使用するため、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿５それぞれのルーティングテーブル２１４を作成する（Ｓ３０６）。ルーティング決定部２０９は、上記選択されたＢＮルートの通過リンクを、ＢＮリンクＢ１からダイレクトリンクに切り替える。ダイレクトリンクにより、ＢＮリンクＢ１の通信トラフィックを低減すると共に、他の内部リンクの通信トラフィックの増加を効果的に防ぐことができる。

ルーティング決定部２０９は、接続可変ネットワーク装置１１２の制御部１１３に、ダイレクトリンクの追加を指示する（Ｓ３０７）。制御部１１３は、指示に応じて可変リンク部１１７においてダイレクトリンクを追加する。ルーティング決定部２０９は、さらに、内部リンク管理テーブル２７４及び各ＮＷＳＷのルーティングテーブル２１４を更新する（Ｓ３０８）。

ＢＮ判定部２０４は、変数Ｋに１を加算し（Ｓ３０９）、ＢＮリンクＢ１のボトルネックが解消されたか判定する（Ｓ３１０）。ＢＮ判定部２０４は、通信トラフィック履歴情報２１１からＢＮリンクＢ１の通信トラフィックを取得し、さらに、内部リンク管理テーブル２７４の現在帯域幅の値に応じた閾値と比較することで、ＢＮリンクＢ１でボトルネックが解消されているか判定する。

ボトルネックが解消されている場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、ＢＮ判定部２０４は、ＢＮリンク情報２１２からＢＮリンクＢ１の情報を削除する（Ｓ３１１）。管理サーバ１０１は、結合子Ｃを介して図３のフローチャートのステップＳ１０８に戻る。ボトルネックが解消されていない場合（Ｓ３１０：ＮＯ）、ＢＮ判定部２０４は、変数Ｋが所定の閾値未満であるか判定する（Ｓ３１２）。

変数Ｋが閾値に達している場合（Ｓ３１２：ＮＯ）、ＢＮ判定部２０４は、ＢＮリンク情報２１２からＢＮリンクＢ１の情報を削除する（Ｓ３１１）。管理サーバ１０１は、結合子Ｃを介して図３のフローチャートのステップＳ１０８に戻る。これにより、追加リンク数が大きくなりすぎることを避ける。変数Ｋが所定の閾値未満である場合（Ｓ３１２：ＹＥＳ）、管理サーバ１０１はステップＳ３０４に戻り、ステップＳ３０４以下のステップを再実行する。これにより、ＢＮリンクＢ１のボトルネック解消の可能性を高める。

ＢＮ解消処理部２０３は、ステップＳ３０８の後、ＢＮルート通信トラフィック比の再推定及び再推定結果に応じたダイレクトリンクの再設定を行ってもよい。ダイレクトリンクを追加した後、ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、ダイレクトリンクにおける通信トラフィックの値を取得し、ＢＮリンクＢ１における通信トラフィック比を再計算する。ここで、ステップＳ３０５で通信ルートＲ１が選択されたとする。

ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、ステップＳ３０４で算出したＢＮリンクＢ１における通信ルートの通信トラフィック比と、ＢＮリンクＢ１の通信トラフィックとから、ＢＮリンクＢ１における各通信ルートの通信トラフィックを算出する。ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、算出したＢＮリンクＢ１における通信ルートＲ１の通信トラフィックと、ダイレクトリンクで測定された通信トラフィックとの差分を算出する。

ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、算出した差分を、ＢＮリンクＢ１における通信トラフィック比に応じて、通信ルートＲ１以外の通信ルートに分配する。通信トラフィックが最大の通信ルートが通信ルートＲ１と異なる場合、ダイレクトリンクを通信ルーとＲ１から、通信トラフィックが最大の通信ルートに変更する。

一例を説明する。ステップＳ３０２において、通信ルートＲ１〜Ｒ４が選択されたとする。ステップＳ３０４で算出された通信ルートＲ１〜Ｒ４のトラフィック比Ｔ１：Ｔ２：Ｔ３：Ｔ４＝３５０：２００：１５０：１０とする。ここで、通信ルートＲ１が選択されたダイレクトリンクが形成される。そのダイレクトリンクの通信トラフィック測定値が２００であるとする。

ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、ＢＮリンクＢ１における通信トラフィックと、ダイレクトリンクの通信トラフィックの差分２００を他の通信ルートに分配して、ＢＮリンクＢ１における通信トラフィック比を再推定する。つまり、差分は３５０−２００＝１５０である。１５０／３＝５０が、他の通信ルートに分配される。最推定結果は、Ｔ１：Ｔ２：Ｔ３：Ｔ４＝２００：（２００＋５０）：（１５０＋５０）：（１０＋５０）である。

最推定結果は、通信ルートＲ２の通信トラフィックが最大であることを示している。ダイレクトリンク決定部２０８は、通信ルートＲ１のダイレクトリンクを削除し、通信ルートＲ２のためダイレクトリンクを追加する。通信トラフィック比を再推定することで、可変リンク部１１７の変更を小さくしつつ、ボトルネックを解消することができる。

ＢＮ解消処理部２０３は、二回目以降のループのステップＳ３０４において、上記再推定の方法を利用して、ＢＮリンクＢ１において残っている通信ルートの通信トラフィック比を推定してもよい。二回目以降のループにおいて、前回ループ以前に追加されたダイレクトリンクは削除されず、新たなダイレクトリンクが追加される。

図９のフローチャートにおけるステップＳ３０５において、ダイレクトリンクを追加するための未使用ポートが存在しない場合、ＢＮ解消処理部２０３は、既存の内部リンクを削除して、ダイレクトリンクのための未使用ポートを確保してもよい。

例えば、ダイレクトリンク決定部２０８は、ダイレクトリンクを形成するためのＮＷＳＷにおいて利用率が低いポート（内部リンク）を選択し、当該ポートの内部リンクを削除して、未使用ポートを確保する。ルーティング決定部２０９は、既存内部リンクの削除及びダイナミックリンクの追加による可変リンク部１１７のトポロジの変更に応じて、ルーティングテーブル２１４を更新する。

例えば、ダイレクトリンク決定部２０８は、通信トラフィック履歴情報２１１を参照し、最大トラフィック／帯域幅により、対象ＮＷＳＷの各ポートの利用率を計算する。利用率は、双方向の総計又はいずれか一方向の値であってよく、他のトラフィック統計値、（例えば平均値から算出されてもよい。ダイレクトリンク決定部２０８は、利用率が最小のポートを選択して内部リンクを削除する。ダイレクトリンク決定部２０８は、利用率に係わらず削除する内部リンクを選択してもよい。

以下において、図１０〜図１５を参照して、ＢＮリンクＢ１の発生に対応するダイレクトリンク追加の処理例を説明する。図１０は、ボトルネック発生前の情報処理システム１００の状態例を示している。

情報処理システム１００は、処理サーバ１０６＿１〜１０６＿１６、ＮＷＳＷ１１０＿１〜１１０＿８を含む。リンク１２１は、それぞれ、処理サーバとＮＷＳＷのポートを接続する。接続可変ネットワーク装置１１２の外部リンク１２０は、それぞれ、接続可変ネットワーク装置１１２のポート１１９とＮＷＳＷのポートとを接続する。可変リンク部１１７は、それぞれ接続可変ネットワーク装置１１２の二つのポート１１９を直接に接続する内部リンク１７１＿１〜１７１＿１１を有する。

図１１に示すように、内部リンク１７１＿３においてボトルネックが発生したとする。帯域幅決定部２０５は、内部リンク１７１＿３の帯域幅を拡大する（図８におけるステップＳ２０４）。図１２は、内部リンク１７１＿３の帯域幅を拡大した後の状態を示す。内部リンク１７１＿６、１７１＿７、及び１７１＿９において、ボトルネックが発生している（図８におけるステップＳ２０５：ＹＥＳ）。

ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、ＢＮリンク１７１＿３を通過するＢＮルートの通信トラフィック比を算出する（図９におけるステップＳ３０４）。図１３は、内部リンク１７１＿３のＢＮルートの宛先処理サーバへの通信トラフィックの例３０３＿１、３０１＿２、及び３０３＿３を示している。図１３のグラフにおいて、横軸は時刻を示し、縦軸は通信トラフィックを示す。時刻３０１はＢＮリンク１７１＿３の帯域幅拡大前であり、時刻３０２はＢＮリンク１７１＿３の帯域幅拡大後である。

ＢＮルートは、それぞれ、帯域幅拡大前後の通信トラフィック差３０４＿１、３０４＿２、及び３０４＿３を有している。差３０４＿１、３０４＿２、及び３０４＿３は、それぞれ、時刻３０１と時刻３０２とにおける通信３０３＿１、３０１＿２、及び３０３＿３の差である。ＢＮルートトラフィック比推定部２０７は、通信トラフィック差３０４＿１、３０４＿２、及び３０４＿３の比が、ＢＮリンク１７１＿３におけるＢＮルートの通信トラフィック比であると推定する。

ダイレクトリンク決定部２０８は、例えば、通信トラフィック差が最も大きいＢＮルート、つまり、通信トラフィック差３０４＿２のＢＮルートを選択し、当該ＢＮルートに対応するダイレクトリンクを追加する。

図１４は、新たにダイレクトリンク１７１＿２１が追加された例を示す。ダイレクトリンク１７１＿２１は、接続可変ネットワーク装置１１２のポート３４とポート１５とを直接に接続する。ダイレクトリンク１７１＿２１は、ポート３４とポート１５で定義される。

ポート３４は、ＮＷＳＷ１１０＿６のポートに接続されている。ＮＷＳＷ１１０＿６は、ＢＮリンク１７１＿３の送信元ＮＷＳＷである。ポート１５は、処理サーバ１０６＿５、１０６＿６が接続するＮＷＳＷ１１０＿３のポートと接続されている。ダイレクトリンク１７１＿２１の宛先処理サーバは、処理サーバ１０６＿５又は処理サーバ１０６＿６である。当該宛先処理サーバは、ＢＮリンク１７１＿３で選択された通信ルートの宛先処理サーバである。

ダイレクトリンク１７１＿２１により、内部リンク１７１＿３のボトルネックは、まだ解消されていない。内部リンク１７１＿３の帯域幅を拡大すると、波及的ＢＮリンク１７１＿６と、新たなＢＮリンク１７１＿９のボトルネックが発生する。ＢＮ解消処理部２０３は、図９に示すフローチャートに従い、ＢＮリンク１７１＿３のボトルネックを解消するための新たなダイレクトリンクを追加する。

図１５は、ＢＮリンク１７１＿３のボトルネック解消のために新たに追加されたダイレクトリンク１７１＿２２と、新たなＢＮリンク１７１＿９のボトルネック解消のために新たに追加されたダイレクトリンク１７１＿２３を示している。ダイレクトリンク１７１＿２２により、ＢＮリンク１７１＿３のボトルネックが解消され、波及的ＢＮリンクも発生していない。しかし、新たなＢＮリンク１７１＿９のボトルネックが存在する。ダイレクトリンク１７１＿２３により、ＢＮリンク１７１＿９のボトルネックが解消される。

ダイレクトリンク１７１＿２２は、接続可変ネットワーク装置１１２のポート３３とポート５とを直接に接続する。ダイレクトリンク１７１＿２２は、ポート３３とポート５で定義される。

ポート３３は、ＮＷＳＷ１１０＿６のポートに接続されている。ＮＷＳＷ１１０＿６は、ＢＮリンク１７１＿３の送信元ＮＷＳＷである。ポート５は、処理サーバ１０６＿１、１０６＿２が接続するＮＷＳＷ１１０＿１のポートと接続されている。ダイレクトリンク１７１＿２２の宛先処理サーバは、処理サーバ１０６＿１又は処理サーバ１０６＿２である。当該宛先処理サーバは、ＢＮリンク１７１＿３で選択された通信ルートの宛先処理サーバである。

ダイレクトリンク１７１＿２３は、接続可変ネットワーク装置１１２のポート２９とポート３９とを直接に接続する。ダイレクトリンク１７１＿２３は、ポート２９とポート３９で定義される。

ポート２９は、ＮＷＳＷ１１０＿５のポートに接続されている。ＮＷＳＷ１１０＿５は、ＢＮリンク１７１＿９の送信元ＮＷＳＷである。ポート３９は、処理サーバ１０６＿１３、１０６＿１４が接続するＮＷＳＷ１１０＿７のポートと接続されている。ダイレクトリンク１７１＿２３の宛先処理サーバは、処理サーバ１０６＿１３又は処理サーバ１０６＿１４である。当該宛先処理サーバは、ＢＮリンク１７１＿９で選択された通信ルートの宛先処理サーバである。

他の実施形態
上記実施形態は、ＢＮリンクＢ１の帯域幅を拡大することよって、ＢＮリンクＢ１の通信トラフィックの帯域幅を拡大する。以下に説明する実施形態は、ＢＮリンクＢ１と同一のＮＷＳＷ間において異なる内部リンクを追加することで、ＢＮリンクＢ１の通信トラフィックの帯域幅を拡大する。この方法は、接続可変ネットワーク装置１１２が内部リンクの帯域幅を拡大する機能を有していない場合に特に有用である。ＢＮリンクＢ１と同一のＮＷＳＷは、ＢＮリンクＢ１が接続されている接続可変ネットワーク装置１１２のポートと、それぞれ接続しているＮＷＳＷである。

図１６は、本実施形態における、情報処理システム１００の全体的処理のフローチャートを示す。図１６においてステップＳ４０１〜Ｓ４０８は、図３のフローチャートにおけるＳ１０１〜Ｓ１０８に対応する。本実施形態は、ステップＳ４０７における判定結果がＮＯの場合に結合子Ｄを介して図１７のフローチャートに移動する点、及び結合子Ｅを介してステップＳ４０８に戻る点が、図３のフローチャートと異なる。

図１７は、ＢＮリンクＢ１の通信トラフィックのための帯域幅を拡大するため、内部リンクを追加する処理例のフローチャートを示す。ＢＮリンクＢ１と同一のＮＷＳＷ間において内部リンクが追加される。なお、図１７のフローチャートの処理中に、通信トラフィックのモニタリングは続いている。

ＢＮルート抽出部２０６は、ＢＮリンクＢ１を通過するＢＮルートの情報を取得する（Ｓ５０１）。具体的には、ＢＮルート抽出部２０６は、全ルート情報２１０から、ＢＮリンクＢ１を含み、ボトルネックが発生した方向における全ての通信ルート（ＢＮルート）の情報を取得する。ＢＮルート抽出部２０６は、取得した情報を、ＢＮリンク情報２１２に格納する（Ｓ５０２）。

帯域幅決定部２０５は、ＢＮリンクＢ１と同一のＮＷＳＷ間において、新たな内部リンクを追加できるか判定する（Ｓ５０３）。ＢＮリンクＢ１の両端ＮＷＳＷが、接続可変ネットワーク装置１１２の未使用ポートを有している場合、新たな内部リンクを追加できる。帯域幅決定部２０５は、接続可変ネットワーク装置とＮＷＳＷとの間の接続管理テーブル２７３及び内部リンク管理テーブル２７４を参照して、ＢＮリンクＢ１と同一のＮＷＳＷが、それぞれ未使用ポートを有しているか否か判定することができる。

新たな内部リンクを追加できない場合（Ｓ５０３：ＮＯ）、ＢＮ判定部２０４は、ＢＮリンク情報２１２からＢＮリンクＢ１のエントリを削除する（Ｓ５１１）。ＢＮ解消処理部２０３は、結合子Ｂを介して図９のフローチャートに移動する。

新たな内部リンクを追加できる場合（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、帯域幅決定部２０５は、追加する新たな内部リンクＢ２を決定する（Ｓ５０４）。帯域幅決定部２０５は、ＢＮリンクＢ１の両端ＮＷＳＷのそれぞれに対応する接続可変ネットワーク装置１１２の未使用ポートを選択する。

ルーティング決定部２０９は、ＢＮルートから一部の通信ルートを選択して、新たな内部ルートＢ２に割り当て、新たなルーティングテーブル２１４を作成する（Ｓ５０５）。例えば、ルーティング決定部２０９は、宛先ＮＷＳＷ単位で通信ルートをまとめ、その数が均等になるように選択する。割り当てられる通信トラフィックは、内部ルートＢ２の帯域幅内である。ルーティング決定部２０９は、接続可変ネットワーク装置１１２の制御部１１３に、新たな内部リンクＢ２の設定を指示する（Ｓ５０６）。

ルーティング決定部２０９は、作成したルーティングテーブル２１４をＮＷＳＷにそれぞれ送信し、各ＮＷＳＷ内のルーティングテーブル２１４を更新する。ルーティング決定部２０９は、さらに、内部リンク管理テーブル２７４に、内部リンクＢ２の情報を追加する（Ｓ５０７）。

ＢＮ判定部２０４は、通信トラフィック履歴情報２１１を参照して、内部ルートＢ２の追加後に波及的ＢＮリンクが発生しているか判定する（Ｓ５０８）。波及的ＢＮリンクが発生している場合（Ｓ５０８：ＹＥＳ）、ＢＮ判定部２０４は、内部リンクＢ２を削除し、ＢＮリンク情報２１２、ルーティングテーブル２１４及び内部リンク管理テーブル２７４を更新前の状態に戻す（Ｓ５１１）。これにより、波及的ＢＮリンクの発生を避ける。ＢＮ解消処理部２０３は、結合子Ｂを介して図９のフローチャートに移動する。

波及的ＢＮリンクが発生していない場合（Ｓ５０８：ＮＯ）、ＢＮ判定部２０４は、通信トラフィック履歴情報２１１を参照して、ＢＮリンクＢ１のボトルネックが解消されているか判定する（Ｓ５０９）。

ボトルネックが解消されている場合（Ｓ５０９：ＹＥＳ）、ＢＮ判定部２０４は、ＢＮリンク情報２１２からＢＮリンクＢ１の情報を削除する（Ｓ５１０）。以上により、ダイレクトリンクを利用することなく、かつ、波及的ＢＮリンクの発生を避けつつ、ＢＮリンクＢ１のボトルネックを解消できる。ＢＮ解消処理部２０３は、結合子Ｅを介して、図１６のフローチャートのステップＳ４０８に移動する。

ボトルネックが解消されていない場合（Ｓ５０９：ＮＯ）、ＢＮ解消処理部２０３は、ステップＳ５０３に戻る。ボトルネックが解消されていない場合（Ｓ５０９：ＮＯ）、ＢＮ解消処理部２０３は、ステップＳ５１１に移動してもよい。ボトルネックが解消されていない場合（Ｓ５０９：ＮＯ）、または、波及的ＢＮリンクが発生している場合（Ｓ５０８）、ＢＮ解消処理部２０３は、内部リンクＢ２に割り当てる通信ルートを変更してもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成・機能・処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。

Claims (9)

1. 複数の処理ノードを相互接続するネットワークシステムであって、
   複数のポートと、前記複数のポート間を接続する内部リンクのトポロジを変更可能な可変リンク部と、を含む、接続可変ネットワーク装置と、
   前記接続可変ネットワーク装置の前記複数のポートと前記複数の処理ノードとの間においてデータを転送する、複数のスイッチと、
   管理装置と、を含み、
   前記管理装置は、
   前記接続可変ネットワーク装置の前記内部リンクそれぞれのトラフィックを監視して、トラフィックが所定値に達しているボトルネックリンクを検出し、
   前記ボトルネックリンクを通過する通信ルートから第１通信ルートを選択し、
   前記ボトルネックリンクと異なる第１リンクを設定し、前記第１通信ルートの通過リンクを前記ボトルネックリンクから前記第１リンクに切り替え、
   前記第１リンクの一方のポートは、前記ボトルネックリンクの送信元スイッチと接続されたポートであり、
   前記第１リンクの他方のポートは、前記第１通信ルートの宛先処理ノードと接続されたスイッチ、と接続されたポートである、ネットワークシステム。
2. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記管理装置は、
   前記複数のスイッチにおける通信トラフィックの監視履歴を保持し、
   前記監視履歴から、前記ボトルネックリンクを通過する通信ルートそれぞれの、前記ボトルネックリンクにおけるトラフィックを推定し、
   推定した前記トラフィックに基づき前記第１通信ルートを選択する、ネットワークシステム。
3. 請求項２に記載のネットワークシステムであって、
   前記管理装置は、推定した前記トラフィックにおける最大トラフィックを有するルートを、前記第１通信ルートと決定する、ネットワークシステム。
4. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記管理装置は、
   前記第１リンクの設定前に、前記ボトルネックリンクの通信ルートのデータを伝送するための帯域幅を増加させ、
   前記帯域幅の増加前後における前記通信ルートそれぞれのトラフィックの変化に基づき、前記ボトルネックリンクを通過するルートそれぞれの、前記ボトルネックリンクにおけるトラフィックを推定する、ネットワークシステム。
5. 請求項４に記載のネットワークシステムであって、
   前記管理装置は、前記ボトルネックリンクの帯域幅を増加させることで、前記ボトルネックリンクの通信ルートのデータを伝送するための帯域幅を増加させる、ネットワークシステム。
6. 請求項４に記載のネットワークシステムであって、
   前記管理装置は、前記ボトルネックリンクと同一のスイッチ間の新たなリンクを追加することで、前記ボトルネックリンクのルートのデータを伝送するための帯域幅を増加させる、ネットワークシステム。
7. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記第１リンクの設定後に前記ボトルネックリンクのトラフィックが前記所定値に達している場合、前記管理装置は、
   前記ボトルネックリンクを通過するルートから第２通信ルートを選択し、
   前記ボトルネックリンクと異なる第２リンクを設定し、前記第２通信ルートの通過リンクを前記ボトルネックリンクから前記第２リンクに切り替え、
   前記第２リンクの一方のポートは、前記ボトルネックリンクの送信元スイッチと接続されたポートであり、
   前記第２リンクの他方のポートは、前記第２通信ルートの宛先処理ノードと接続されたスイッチ、と接続されたポートである、ネットワークシステム。
8. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記管理装置は、
   前記複数のスイッチにおける通信トラフィックの監視履歴を保持し、
   前記可変リンク部において前記第１リンクを設定するための未使用ポートが存在しない場合、前記監視履歴を参照して、前記可変リンク部における内部リンクのトラフィクに基づき一つの内部リンクを選択し、当該選択した内部リンクを削除して前記未使用ポートを確保する、ネットワークシステム。
9. 複数の処理ノードを相互接続するネットワークシステムの制御方法であって、
   前記ネットワークシステムは、
   複数のポートと、前記複数のポート間を接続する内部リンクのトポロジを変更可能な可変リンク部と、を含む、接続可変ネットワーク装置と、
   前記接続可変ネットワーク装置の前記複数のポートと前記複数の処理ノードとの間においてデータを転送する、複数のスイッチと、を含み、
   前記制御方法は、
   前記接続可変ネットワーク装置の前記内部リンクそれぞれのトラフィックを監視して、トラフィックが所定値に達しているボトルネックリンクを検出し、
   前記ボトルネックリンクを通過する通信ルートから第１通信ルートを選択し、
   前記ボトルネックリンクと異なる第１リンクを設定し、前記第１通信ルートの通過リンクを前記ボトルネックリンクから前記第１リンクに切り替える、ことを含み、
   前記第１リンクの一方のポートは、前記ボトルネックリンクの送信元スイッチと接続されたポートであり、
   前記第１リンクの他方のポートは、前記第１通信ルートの宛先処理ノードと接続されたスイッチ、と接続されたポートである、ネットワークシステムの制御方法。

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