パケット転送装置の電源制御方法

【課題】インターネットに代表されるネットワークシステムは、そのシステムの信頼性を確保する為に冗長構成を採っているが、省エネルギーの観点からは、冗長部分のルータおよびスイッチは無駄な電力を消費していた。本発明は、ネットワークの冗長構成部分となっているルータおよびスイッチの電源を制御することにより、当該ネットワークシステムとしての省電力と信頼性を図る。
【解決手段】本発明は、ルータおよびスイッチより構成されるネットワークシステムにおいて、ネットワークの冗長構成部分となっているルータおよびスイッチの電源を制御する。これにより、ネットワークシステムとしての省電力を図り、信頼性を確保する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット転送装置の電源制御方法に係り、パケット転送装置より構成されるネットワークシステムにおいて、ネットワークの冗長構成部分となっているパケット転送装置の電源を制御することにより、ネットワークシステムとしての省電力と信頼性を図る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１は、ネットワーク全体の消費電力量の削減を図るため、利用状況に応じてネットワークの構成を動的に変更するネットワークの管理システムを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６１５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インターネットに代表されるネットワークシステムは、そのシステムの信頼性を確保する為に冗長構成を採っている。しかし、省エネルギーの観点からは、冗長構成部分のルータおよびスイッチは無駄な電力を消費していた。本発明は、ネットワークの冗長構成部分となっているルータおよびスイッチの電源を制御することにより、当該ネットワークシステムとしての省電力を図り、しかも信頼性を確保する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ルータおよびスイッチ（パケット転送装置）は、相互にルータおよびスイッチの電源をＯＦＦ／ＯＮできる。それぞれの装置でダイナミックルーティング方式のひとつであるＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）が動作しているネットワークシステムにおいて、ＯＳＰＦの機能によりＤＲ（代表ルータ）またはＢＤＲ（バックアップ代表ルータ）が選択される。ＤＲまたはＢＤＲは、各ルータおよびスイッチの消費電力情報も含む機能を有するＬＳＡ（Link-State Advertisement）から、ＬＳＤＢ（Link-State Database）を作成する。ＤＲまたはＢＤＲは、ＬＳＤＢから冗長になっているルータおよびスイッチの電源をＯＦＦすることで、システム的に最も省電力を図れるルータおよびスイッチを選択する。ＤＲまたはＢＤＲは、リモートで選択したルータおよびスイッチの電源をＯＦＦすることにより省電力を図る。また、現用系のルータおよびスイッチに障害が発生した場合、ＤＲまたはＢＤＲは、冗長系のルータおよびスイッチの電源をＯＮすることにより代替通信路を確保し、信頼性も図ることで、課題を解決する。
【０００６】
上述した課題は、複数のパケット転送装置と複数のネットワークとで構成されたネットワークシステムを構成する前記複数のパケット転送装置について電源ＯＦＦ／ＯＮの組み合わせをリストアップするステップと、リストアップした電源ＯＦＦ／ＯＮの組み合わせごとに、前記ネットワークシステムの前記ネットワークから到達できるネットワーク数の総和を算出するステップと、全てのパケット転送装置の電源がＯＮの場合の到達できるネットワーク数の総和と同じ総数の電源ＯＦＦ／ＯＮの組み合わせを選別するステップと、選別した組み合わせの中で、電源ＯＮとなっているパケット転送装置の消費電力の総和が最も小さい組み合わせを選択するステップと、選択した組み合わせにおいて、電源ＯＦＦになっているパケット転送装置の電源をＯＦＦするステップと、からなるパケット転送装置の電源制御方法により、達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ルータおよびスイッチより構成されるネットワークシステムにおいて、ネットワークの冗長構成部分となっているルータおよびスイッチの電源を制御することにより、当該ネットワークシステムとしての省電力を図り、信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ネットワークシステムのブロック図である。
【図２】電源をＯＦＦするルータを選択するフローチャートである。
【図３】各ルータの電源ＯＦＦ／ＯＮの組合せ表を説明する図である。
【図４】ＯＳＰＦにより生成されるＬＳＤＢである。
【図５】ネットワークから到達できるネットワークを求めるツリー図を作成するフローチャートである。
【図６】ネットワーク１から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図７】ネットワーク２から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図８】ネットワーク３から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図９】ネットワーク４から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図１０】ネットワーク５から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図１１】ルータ１電源ＯＦＦのときのＬＳＤＢである。
【図１２】ルータ１電源ＯＦＦのとき、ネットワーク１から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図１３】ルータ１電源ＯＦＦのとき、ネットワーク２から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図１４】ルータ１電源ＯＦＦのとき、ネットワーク３から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図１５】ルータ１電源ＯＦＦのとき、ネットワーク４から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図１６】ルータ１電源ＯＦＦのとき、ネットワーク５から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図１７】ルータ２電源ＯＦＦのときのＬＳＤＢである。
【図１８】ルータ２電源ＯＦＦのとき、ネットワーク１から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図１９】ルータ２電源ＯＦＦのとき、ネットワーク２から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図２０】ルータ２電源ＯＦＦのとき、ネットワーク３から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図２１】ルータ２電源ＯＦＦのとき、ネットワーク４から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図２２】ルータ２電源ＯＦＦのとき、ネットワーク５から到達できるネットワークを求めるツリー図である。
【図２３】各ルータの電源ＯＦＦ／ＯＮの組合せＮｏ.に対応した各ネットワークからの到達可能なネットワーク数とその合計および電源容量の合計を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。また、パケット転送装置として、ルータを説明するが、スイッチでもよく、これらに限らない。
【００１０】
図１を参照して、ネットワークシステムの構成を説明する。図１において、ネットワークシステム５００は、５つのネットワーク２００と、５台のルータ１００とから構成されている。ネットワークシステム５００において、ルータ１００は、ネットワーク２００と他のネットワーク２００を接続する。
【００１１】
具体的には、ルータ１００−１は、ネットワーク２００−１とネットワーク２００−２を接続する。ルータ１００−２は、ネットワーク２００−２とネットワーク２００−４を接続する。ルータ１００−３は、ネットワーク２００−２とネットワーク２００−３を接続する。ルータ１００−４は、ネットワーク２００−３とネットワーク２００−４を接続する。ルータ１００−５は、ネットワーク２００−４とネットワーク２００−３を接続する。
【００１２】
ルータ１００のポート部の括弧付き数値は、ポートのコスト値である。また、ルータ１００のＷ付き数値は、ルータの消費電力である。ルータ１００−１は、ＤＲ（代表ルータ）である。また、ルータ１００−５は、ＢＤＲ（バックアップ代表ルータ）である。ルータ１００−１は、ＤＲ１００−１と表記することがある。また、ルータ１００−５は、ＢＤＲ１００−５と表記することがある。さらに、ルータ１００−ｎをルータｎまたはＲｎと表記することがある。また、ネットワーク２００−ｍをＮｍと表記することがある。
【００１３】
ＯＳＰＦでは、ＬＳＡの交換が行なわれる。しかし、すべてのルータ１００間でＬＳＡの交換をフル・メッシュ状に行なうとネットワーク上に流れるＬＳＡの数が増え伝送帯域を圧迫する。このため、ＤＲまたはＢＤＲを選出し、各ルータ１００は、このＤＲとＢＤＲとのみＬＳＡの交換を行なうことで、ネットワーク上のＬＳＡの数を減らす。
【００１４】
図１のネットワークシステム５００において、ＯＳＰＦの機能により選出されたＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、収集したＬＳＡからＬＳＤＢを作成後、図２のフローチャートに従い電源をＯＦＦするルータを決定する。
【００１５】
図２において、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、ネットワークシステム５００を構成する全てのルータ１００について、電源ＯＦＦ／ＯＮの組み合わせをリストアップする（Ｓ２０１）。ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、リストアップした電源ＯＦＦ／ＯＮの組み合わせごとに、ネットワークシステム５００内の各ネットワーク２００から到達できるネットワーク数の総和を算出する（Ｓ２０２）。ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、全てのルータ１００の電源がＯＮの場合の到達できるネットワーク数の総和と同じ総和の電源ＯＦＦ／ＯＮの組み合わせを選択する（Ｓ２０３）。ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、選択できた組み合わせの中で、電源ＯＮとなっているルータ１００の消費電力の総和が最も小さい組み合わせを選択する（Ｓ２０４）。ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、選択した組み合わせにおいて、電源ＯＦＦになっているルータ１００に対して、リモートで電源をＯＦＦして（Ｓ２０５）、終了する。
【００１６】
図１のネットワークシステムを構成するすべてのルータについて、電源ＯＦＦ／ＯＮの組合せをリストアップした表が図３である。図３において、組合せＮｏ.１の全ルータ電源ＯＮから組合せＮｏ.３２の全ルータ電源ＯＦＦまで、ルータ１は組合せ毎にＯＮ／ＯＦＦを入れ替えている。ルータ２は、組合せ２つ毎にＯＮ／ＯＦＦを入れ替えている。ルータ３は、組合せ４つ毎にＯＮ／ＯＦＦを入れ替えている。ルータ４は、組合せ８つ毎にＯＮ／ＯＦＦを入れ替えている。ルータ５は、前半と後半でＯＮ／ＯＦＦを入れ替えている。
【００１７】
図３の組合せ表の組合せＮｏ.１の場合（全ルータ電源ＯＮ）におけるＬＳＤＢが図４である。図４において、ＬＳＤＢ４００−１は、ノード間の接続とコストを示す。具体的には、ＦＲＯＭネットワークにはＴＯルータの接続を”０”で示す。一方、ＦＲＯＭルータにはＴＯネットワークをルータのポートコストで示している。なお、一般的には、ネットワークはノードではないが、本明細書では広義のノードとする。
【００１８】
図５を参照して、このＬＳＤＢからネットワークから到達できる他のネットワークの求め方を説明する。図５において、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、ツリー図（１階層目）のノードをネットワークＮａとする（Ｓ３０２）。ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、ＬＳＤＢから、ネットワークＮａはルータＲａ、ルータＲｂ、…ルータＲｃへ接続していることが分かるので、ツリー図（２階層目）のノードは、ルータＲａ、ルータＲｂ、…ルータＲｃとする（Ｓ３０３）。ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、ツリー図（２階層目）のノードは存在するか判定する（Ｓ３０４）。ＹＥＳのとき、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、ＬＳＤＢから、ツリー図（２階層目）のノードである各ルータはそれぞれネットワークＮａ、ネットワークＮｂ、…ネットワークＮｃへ接続していることが分かるので、ツリー図（３階層目）のノードは、ネットワークＮａ、ネットワークＮｂ、…ネットワークＮｃとする。このとき、ツリー図（３階層目）の各ノードからツリー図（１階層目）のノードまで遡った時、同じネットワークが無いノードを残し、ツリー図（３階層目）のノードとする（Ｓ３０５）。
【００１９】
ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、ツリー図（３階層目）のノードは存在するか判定する（Ｓ３０６）。ＹＥＳのとき、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、ＬＳＤＢから、ツリー図（３階層目）のノードである各ネットワークはそれぞれルータＲａ、ルータＲｂ、…ルータＲｃへ接続していることが分かるので、ツリー図（４階層目）のノードは、ルータＲａ、ルータＲｂ、…ルータＲｃとする。このとき、ツリー図（４階層目）の各ノードからツリー図（１階層目）のノードまで遡った時、同じルータが無いノードを残し、ツリー図（４階層目）のノードとする（Ｓ３０７）。ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、ツリー図（４階層目）のノードは存在するか判定する（Ｓ３０８）。以下、ツリー図（Ｐ階層目）のノードが存在しないまで継続する。ステップ３０４、ステップ３０６またはステップ３０８でＮＯのとき、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、終了する。
【００２０】
図６を参照して、ネットワーク２００−１から到達できるネットワークを求めるツリー図を説明する。図６において、１階層目は、ネットワーク２００−１（図ではＮ１）である。２階層目は、ルータ１００−１（図ではＲ１）である。３階層目は、ネットワーク２００−１とネットワーク２００−２である。しかし、ネットワーク２００−１は遡って同じノードがあり、削除される。４階層目は、ルータ１００−１、ルータ１００−２、ルータ１００−３である。しかし、ハッチングを付けたルータ１００−１は遡って同じノードがあり、削除される。
【００２１】
５階層目は、左から順にネットワーク２００−２、ネットワーク２００−３、ネットワーク２００−４、ネットワーク２００−２、ネットワーク２００−３である。しかし、２つのネットワーク２００−２は遡って同じノードがあり、削除される。６階層目は、左から順にルータ１００−２、ルータ１００−３、ルータ１００−４、ルータ１００−２、ルータ１００−４、ルータ１００−５、ルータ１００−２、ルータ１００−３、ルータ１００−４である。しかし、左から１番目と４番目のルータ１００−２と、右から２番目のルータ１００−３は遡って同じノードがあり、削除される。一方、左から２番目のルータ１００−３と、右から３番目のルータ１００−２は、遡って同じノードが無いので残されている。
【００２２】
図６によれば、ネットワーク２００−１から到達できるネットワーク数は、ネットワーク２００−２、ネットワーク２００−３、ネットワーク２００−４、ネットワーク２００−５で“４”である。
【００２３】
同様にネットワーク２／ネットワーク３／ネットワーク４／ネットワーク５から到達できるネットワークを求めるツリー図がそれぞれ図７／図８／図９／図１０である。各ネットワーク２００から到達できるネットワーク数は、ネットワーク１が“４”、ネットワーク２が“４”、ネットワーク３が“４”、ネットワーク４が“４”、ネットワーク５が“４”となり、総和が“２０”となる。
【００２４】
図１１を参照して、図３の組合せ表の組合せＮｏ.２の場合（ルータ２００−１のみ電源ＯＦＦ）のＬＳＤＢを説明する。図１１のＬＳＤＢ４００−２において、ハッチングを付したルータ１は、電源供給が無い。
【００２５】
図１１のＬＳＤＢと、図５のフローチャートからネットワーク１／ネットワーク２／ネットワーク３／ネットワーク４／ネットワーク５から到達できるネットワークを求めるツリー図がそれぞれ図１２／図１３／図１４／図１５／図１６である。各ツリー図から到達できるネットワーク数は、ネットワーク１が“０”、ネットワーク２が“３”、ネットワーク３が“３”、ネットワーク４が“３”、ネットワーク５が“３”となり、総和が“１２”である。
【００２６】
図１７を参照して、図３の組合せ表の組合せＮｏ.３の場合（ルータ２００−２のみ電源ＯＦＦ）のＬＳＤＢを説明する。図１７のＬＳＤＢ４００−３において、ハッチングを付したルータ１は、電源供給が無い。
【００２７】
図１７のＬＳＤＢと、図５のフローチャートからネットワーク１／ネットワーク２／ネットワーク３／ネットワーク４／ネットワーク５から到達できるネットワークを求めるツリー図がそれぞれ図１８／図１９／図２０／図２１／図２２である。各ツリー図から到達できるネットワーク数は、ネットワーク１が“４”、ネットワーク２が“４”、ネットワーク３が“４”、ネットワーク４が“４”、ネットワーク５が“４”となり、総和が“２０”となる。
【００２８】
さらに、同様に続けて図３の組合せＮｏ.毎に到達できるネットワーク数を算出したものをまとめたのが図２３である。図２３において、全てのルータの電源がＯＮの組合せである組合せＮｏ.１において到達できるネットワーク数とその他の電源ＯＦＦ／ＯＮの組合せである組合せＮｏ.２〜組合せＮｏ.３２において、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、到達できるネットワーク数を比較し、到達できるネットワーク数が同じである組合せＮｏ.３と組合せＮｏ.５と組合せＮｏ.９と組合せＮｏ.１３を選別する。
【００２９】
選別した四つの組合せの中で、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、電源ＯＮとなっているルータの消費電力の総和が最も小さい組合せである組合せＮｏ.１３を選択する。
【００３０】
組合せＮｏ.１３で電源がＯＦＦとなっているルータ１００−３とルータ１００−４について、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５がリモート制御により、電源をＯＦＦすることにより、図１のネットワークシステムとしての省電力を図ることができる。
【００３１】
また、ルータ１００−３とルータ１００−４の電源がＯＦＦとなった図１のネットワークシステムの省電力状態において、ルータ１００−２に障害が発生した場合、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、ＬＳＡ等によりルータ１００−２に障害が発生したことを検知し、リモート制御により、ルータ１００−３とルータ１００−４の電源をＯＮする。これによって、通信路を確保し、ネットワークシステム５００の信頼性を確保することができる。
【００３２】
具体的には、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、到達できるネットワーク数が全ルータ電源ＯＮと同じである組合せＮｏ.３と組合せＮｏ.５と組合せＮｏ.９と組合せＮｏ.１３から、ルータ１００−２の電源をＯＦＦする組合せＮｏ.３を選択する。ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、組合せＮｏ.３の状態となるようルータ１００の電源をＯＮ／ＯＦＦする。
【００３３】
さらに具体的には、ＤＲ１００−１またはＢＤＲ１００−５は、障害の発生したルータ１００−２の電源をＯＦＦして、電源ＯＦＦ中のすべてのルータ１００の電源をＯＮしてもよい。
【００３４】
図１に戻って、ルータ１００−４の電源をＯＦＦする制御は、ルータ１００−２を経由したが、ルータ１００−４の電源をＯＮする制御は、先にルータ１００−３の電源をＯＮして、ルータ１００−３を経由する。
【符号の説明】
【００３５】
１００…ルータ、２００…ネットワーク、４００…ＬＳＤＢ、５００…ネットワークシステム。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパケット転送装置と複数のネットワークとで構成されたネットワークシステムを構成する前記複数のパケット転送装置について電源ＯＦＦ／ＯＮの組み合わせをリストアップするステップと、
リストアップした電源ＯＦＦ／ＯＮの組み合わせごとに、前記ネットワークシステムの前記ネットワークから到達できるネットワーク数の総和を算出するステップと、
全てのパケット転送装置の電源がＯＮの場合の到達できるネットワーク数の総和と同じ総数の電源ＯＦＦ／ＯＮの組み合わせを選別するステップと、
選別した組み合わせの中で、電源ＯＮとなっているパケット転送装置の消費電力の総和が最も小さい組み合わせを選択するステップと、
選択した組み合わせにおいて、電源ＯＦＦになっているパケット転送装置の電源をＯＦＦするステップと、からなるパケット転送装置の電源制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパケット転送装置の電源制御方法において、
さらに、
選択した組み合わせにおいて、電源ＯＮになっているパケット転送装置に障害が発生したとき、選別した組合せの中で、障害が発生したパケット転送装置がＯＦＦの組み合わせを調査するステップと、
障害が発生したパケット転送装置がＯＦＦの組み合わせがあるとき、その組み合わせとなるよう前記パケット転送装置の電源をＯＮ／ＯＦＦするステップと、を含むパケット転送装置の電源制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載のパケット転送装置の電源制御方法において、
さらに、
障害が発生したパケット転送装置がＯＦＦの組み合わせがないとき、前記障害が発生したパケット転送装置の電源をＯＦＦするステップと、
電源ＯＦＦ中のパケット転送装置の電源をＯＮするステップと、を含むパケット転送装置の電源制御方法。

【図１】