輻輳予防ＩＰ中継装置、及び方法
【課題】輻輳の予兆を事前に検知し、輻輳の発生を予防することが可能なIP中継装置を提供する。
【解決手段】IPネットワーク内に配置されるIP中継装置２０１は、リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポート２１１と、パケットの転送を制御するパケット転送部２２１と、リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部２８１とを備える。この輻輳予防部２８１は、リンクの帯域使用率を監視し、帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、帯域使用率が検知基準を超えたときに、帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索し、探索して得た迂回経路をパケット転送部２２１の経路設定に反映する。
【解決手段】IPネットワーク内に配置されるIP中継装置２０１は、リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポート２１１と、パケットの転送を制御するパケット転送部２２１と、リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部２８１とを備える。この輻輳予防部２８１は、リンクの帯域使用率を監視し、帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、帯域使用率が検知基準を超えたときに、帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索し、探索して得た迂回経路をパケット転送部２２１の経路設定に反映する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターネットプロトコルを用いたネットワークに関し、特にネットワーク内の輻輳予防の制御技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
企業通信網やサービス提供用のインフラでは、スループットや遅延といった通信性能をネットワークが保証することが重要となる。ネットワーク内で輻輳が発生すると、パケットの再送制御に伴い、通信性能が低下するため、通信性能の保証には輻輳予防が必要である。このような背景技術として、特許文献１や特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９７９７１号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ネットワークの輻輳予防の方法として、ネットワーク全体の回線容量の拡大が挙げられるが、この方法では設備への費用負担が大きい。これに対し、インターネットプロトコル（Internet Protocol：以下IP）中継装置が輻輳発生を予兆検知して輻輳に対する迂回経路を設定することにより、ネットワーク中の回線容量を効率的に利用して輻輳を予防する技術が注目されている。迂回経路を設定する方法として、リンクの帯域使用率等を経路選択の指標に用いる手法が提案されている。
【０００５】
上述の特許文献１では、輻輳制御装置が、ネットワークのトラヒック情報を収集し、迂回経路を設定する手法が提案されているが、この手法では、トラヒック情報の収集に伴うトラヒックの負荷が輻輳制御装置に集中するため、大規模ネットワークに対応できない。
【０００６】
また、特許文献２では、IP中継装置がリンクの帯域使用率を監視し、帯域使用率が閾値を超えたときにOSPF(Open Shortest Path Fast)のリンクコストを変更する手法を提案している。この手法の特徴として、他のIP中継装置とOSPFを通じてリンクコストを共有できるため、ネットワーク中の全てのIP中継装置に提案手法を適用せずに、迂回経路を設定できる点が挙げられる。しかし、リンクコストを増加させるときに、迂回経路設定後の各リンクの帯域使用率を考慮しないため、迂回経路設定後に新たに輻輳が発生する可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点を解決するため、ネットワーク中の輻輳の予兆を事前に検知し、輻輳の発生を予防することが可能な輻輳予防IP中継装置、及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明においては、IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポートと、パケットの転送を制御するパケット転送部と、リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、輻輳予防部は、リンクの帯域使用率を監視するリンク監視部と、帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較する予兆検知部と、帯域使用率が検知基準を超えたときに、帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部と、探索した迂回経路をパケット転送部の経路設定に反映する探索結果反映部を有する構成の輻輳予防IP中継装置を提供する。
【０００９】
また、上記の目的を達成するため、本発明においては、IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポートと、パケットの転送を制御するパケット転送部と、リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、この輻輳予防部は、IP中継装置が備えるリンクの帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、更にIPネットワーク内に配置される通知先IP中継装置に、予兆検知情報を通知する予兆検知部と、帯域使用率が検知基準を超えたときに、予兆検知情報に含まれるリンクの帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部とを有し、迂回経路をパケット転送部の経路設定に反映する構成の輻輳予防IP中継装置を提供する。
【００１０】
更に、上記の目的を達成するため、本発明においては、パケットを送受信する送受信ポートと、パケットの転送を制御するパケット転送部を備えるIP中継装置の輻輳予防IP中継方法であって、送受信ポートにつながるリンクの帯域使用率を監視し、帯域使用率と輻輳予兆検知の検知基準とを比較し、帯域使用率が検知基準を超えたときに、帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索し、探索して得た迂回経路をパケット転送部の経路設定に反映する輻輳予防IP中継方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、IPネットワークにおける、スケール性に優れた自律分散的な輻輳予防技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】実施例１におけるネットワーク構成の一例を示す図である。
【図１Ｂ】実施例１における各リンクのリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図２Ａ】実施例１におけるCPIP中継装置の内部機能構成の一例を示す図である。
【図２Ｂ】実施例１におけるCPIP中継装置の内部ハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】実施例１における迂回経路探索処理のフローチャートの一例を示す図である。
【図４Ａ】実施例１における、迂回経路探索処理の途中経過を示す図である。
【図４Ｂ】実施例１における、図４Ａの迂回経路探索処理の途中経過におけるリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図５Ａ】実施例１における、迂回経路の探索結果を示す図である。
【図５Ｂ】実施例１における、図５Ａの迂回経路の探索結果のリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図６】実施例１における迂回経路探索部の詳細な探索フローチャートの一例を示す図である。
【図７Ａ】実施例２におけるネットワーク構成の一例を示す図である。
【図７Ｂ】実施例２における各リンクを通るパケットのヘッダ情報と帯域使用率の一例を示す図である。
【図８】実施例２における迂回経路探索後の各リンクを通るパケットのヘッダ情報と帯域使用率の一例を示す図である。
【図９】実施例２における迂回経路探索処理のフローチャートの一例を示す図である。
【図１０Ａ】実施例３におけるネットワーク構成の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】実施例３における各リンクのリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図１１Ａ】実施例３における、迂回経路探索処理の途中経過を示す図である。
【図１１Ｂ】実施例３における、図１１Ａの迂回経路探索処理の途中経過におけるリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図１２Ａ】実施例３における、迂回経路の探索結果を示す図である。
【図１２Ｂ】実施例３における、図１２Ａの迂回経路の探索結果のリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図１３】実施例３における迂回経路探索処理のフローチャートの一例を示す図である。
【図１４】実施例３における予兆検知情報を通知するためのパケットのフォーマットの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の各種の実施例を図面に従い説明する。なお、本明細書において、IP中継装置の共通制御部等として機能する計算機の処理部が実行する各種プログラムを、「機能」、「手段」、「部」と表現する場合がある。例えば輻輳予防プログラムを「輻輳予防機能」、「輻輳予防手段」、「輻輳予防部」と表現する。また、本明細書において、リンクコストとは、OSPF等のネットワークが利用するプロトコルが定義するリンクコストを意味するものとする。
【実施例１】
【００１４】
本実施例では、リンクの帯域使用率が輻輳の予兆検知の検知基準を超えたときに、全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になることを迂回経路探索の探索終了条件として、帯域使用率が検知基準を超えたリンクのリンクコストを増加させることにより、条件を満たすリンクコストを探索するIP中継ネットワークの実施例を説明する。
【００１５】
図１Ａは、第１の実施例の中継ネットワーク全体の一例を表した図である。本実施例におけるネットワークは、メッシュ状に装置を接続したパケット通信網であり、複数の送信元装置１５１−N（N=１〜３）と送信先装置１５２−N（N=１〜２）の間は経路と複数のIP中継装置１６１−N（N=１〜６）と、本実施例に係る輻輳予防(Congestion Prevention：以下、CP)IP中継装置１７１から構成される。また同図に、IP中継装置１６１−Nを接続するリンク１９１−N（N=１〜８）を示す。リンク１９１−Nの丸印の中の数字は、そのリンクのリンクコストを示す。
【００１６】
送信元装置１５１−N（N=１〜３）と送信先装置１５２−N（N=１〜２）の間の経路は、リンク１９１−６を通る経路と、リンク１９１−５を通る経路と、リンク１９１−２を通る経路とがある。この場合、リンク１９１−５を通る経路は、リンク１９１−１、１９１−５、１９１−７と通り、それぞれコストが１，２，１なので、リンク１９１−５を通る経路のリンクコストの総和は１＋２＋１＝４となる。また、リンク１９１−６を通る経路は、リンク１９１−１、１９１−６、１９１−８と通り、それぞれコストが１，１，１なので、リンク１９１−６を通る経路のリンクコストの総和は１＋１＋１＝３となる。また、リンク１９１−２を通る経路は、リンク１９１−２、１９１−３、１９１−４と通り、それぞれコストが１，３，１なので、リンク１９１−２を通る経路のリンクコストの総和は１＋３＋１＝５となる。以上より、リンク１９１−５を通る経路のリンクコストの総和は４、リンク１９１−６を通る経路のリンクコストの総和は３、リンク１９１−２を通る経路のリンクコストの総和は５であり、リンクコストの総和が最も小さいリンク１９１−６を通る経路がパケットの経路となる。
【００１７】
また、図１Ｂに示す表はリンク１９１−５、１９１−６の帯域使用率が、検知基準以下であるかどうかを示す。全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になったとき、迂回経路の探索は終了し、輻輳の予防が可能となる。なお、この表は、図４Ｂ、図５Ｂ、図７Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂに示す表同様、CPIP中継装置１７１が、その動作に対応して、その内部に持つ。
【００１８】
図２Ａは、本実施例に係るCPIP中継装置の内部機能構成の一例を示す図である。CPIP中継装置２０１は、従来のIP中継装置２０２と同等の機能として、送受信ポート２１１と、パケット転送部２２１、ルーティングプロトコル処理部２３１を持つ。更に、CPIP中継装置２０１は、本実施例の特徴となる、リンク監視部２４１、予兆検知部２５１、迂回経路探索部２６１、探索結果反映部２７１から構成される輻輳予防機能部２８１を持つ。ルーティングプロトコル処理部２３１と、これらの各機能部ブロックは、後で説明するように計算機のプログラム処理で実現することができる。本明細書において、パケット転送部２２１とルーティングプロトコル処理部２３１とを纏めてパケット転送部、或いはパケット転送機能と総称する場合がある。なお、図２Ａの機能構成図において、IP中継装置のハードウェアの構成要素であるスイッチ部は図示を省略してある。
【００１９】
図２Ｂは、本実施例のCPIP中継装置のハードウェア構成の一例を示す図である。CPIP中継装置のハードウェア構成は、IP中継装置２０２、即ち、図２Ｂに示したCPIP中継装置以外のIP中継装置のハードウェア構成と同等の構成を取ることができる。図２Ｂにおいて明らかなように、IP中継装置は、共通制御部７５１、複数の回線カード７５４、スイッチ部７５５から構成される。複数の回線カード７５４によるパケット転送は共通制御部７５１によって制御される。
【００２０】
共通制御部７５１は通常の計算機構成を有し、同図では模式的に、各種の機能プログラムを実行する中央処理部(Central Processing Unit：CPU)である演算部７５２と、各種のプログラムやデータが記憶されるメモリである記憶部７５３が示されている。図２Ａ中の検知基準管理部２２や迂回経路記憶部２６５や、更にはコスト格納部２３２などはこの記憶部７５３上に形成することができる。
【００２１】
共通制御部７５１で制御される回線カード７５４は、送受信ポート２１１と、経路表２２２を備えたパケット転送部２２１で構成される。各回線カード７５４のパケット転送部２２１は、スイッチ部７５５との間で、パケットの送受を行う。
【００２２】
図２Ａのルーティングプロトコル処理部２３１は、共通制御部７５１の記憶部７５３で構成されるコスト格納部２３２以外は、演算部７５２のプログラム処理で実現される。ルーティングプロトコル処理部２３１は、コスト格納部２３２に格納されたリンクコストを必要に応じて、迂回経路探索部２６１や、コスト通知パケットを使用しパケット転送部２２１経由で他のIP中継装置２０２に通知することができる。図２Ａのパケット転送部２２１は、図２Ｂの回線カード７５４毎に処理されるが、共通制御部７５１で処理実現することもできる。上述の通り、いずれにしても、上述の通り、ルーティングプロトコル処理部２３１は、パケット転送部、パケット転送機能の一部を構成するということができる。本実施例に係るCPIP中継装置の輻輳予防部２８１も、以下で詳述するように共通制御部７５１の演算部７５２のプログラム処理で実現される。
【００２３】
リンク監視部２４１は送受信ポート２１１を監視し、その結果得られる帯域使用率を、予兆検知部２５１と迂回経路探索部２６１に通知する。また、リンク監視部２４１は、外部、すなわち、外部装置あるいはシステム管理者（以下、管理者で代表する。）からの設定内容の変更に関する通知を、送受信ポート２１１から受信し、検知基準管理部２５１と迂回経路探索部２６１に設定内容の変更を通知する。
【００２４】
予兆検知部２５１は、検知基準を検知基準管理部２５２に保持する。上述の通り、検知基準管理部２５２は、上述した記憶部７５３の所定の領域に形成することができる。予兆検知部２５１は、リンク監視部２４１から通知される帯域使用率が保持する検知基準以上になったとき、迂回経路探索部２６１に輻輳の予兆を検知したことを通知する。この予兆検知部２５１は、検知基準の他に所定の閾値と、リンク監視部２４１から受信した時間帯毎の帯域使用率とを、検知基準管理部２５２内に記憶する。そして、予兆検知部２５１は、この閾値と帯域使用率とを比較し、閾値を超えたときに検知基準と閾値を変更する機能を持つ。
【００２５】
この閾値の値と、閾値を超えたときの設定変更の内容は、装置またはシステム全体の管理者が設定する。なお、閾値を使わない場合は、管理者が検知基準を設定する。閾値と検知基準の値には、現在の帯域使用率か、単位時間当たりの帯域使用率の増加量か、検知基準管理部２５２内に記憶しておいた時間帯毎の帯域使用率か、それ以外の帯域使用率に関する情報でもよく、どの値が利用されるかは、管理者が設定するか、閾値を超えたときの設定変更の内容により決定される。
【００２６】
この閾値を用いることで、トラヒックの状況に応じて検知基準を変更することができ、検知基準の値を輻輳の予兆検知に適した値に設定することができる。例えば、閾値を現在の帯域使用率に対して設定し、検知基準を単位時間当たりの帯域使用率の増加量に対して設定した場合、現在の帯域使用率が閾値を超えたときに検知基準の値を小さく変更する。
【００２７】
迂回経路探索部２６１は、予兆検知部２５１から輻輳の予兆を通知された時、全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下となることを探索終了条件として、探索終了条件を満たすリンクコストを一定時間探索する。探索したリンクコストは探索結果反映部２７１に通知する。本実施例の迂回経路探索部２６１は、リンクコスト探索部２６２、帯域使用率予測部２６３、ヘッダ条件探索部２６４の機能ブロックと、迂回経路記憶部２６５を有する。
【００２８】
リンクコスト探索部２６２は、ルーティングプロトコル処理部２３１のコスト格納部２３２から取得したリンクコストを任意に変更する機能と、変更したリンクコストを使って迂回経路を計算する機能とを持つ。迂回経路を計算するアルゴリズムは、ルーティングプロトコル処理部２３１と同じアルゴリズムを使用する。
【００２９】
帯域使用率予測部２６３は、リンク監視部２４１からパケット毎の帯域使用率を取得し、迂回経路の探索結果とパケット毎の帯域使用率とを使って、迂回経路における各リンクの帯域使用率を見積もる機能を持つ。
【００３０】
迂回経路記憶部２６５は、探索終了条件を満たすリンクコストを探索したときに、予兆検知したときの各リンクの帯域使用率と探索終了条件を満たすリンクコストとを記憶する。また、迂回経路記憶部２６５が記憶するその他の情報の例として、探索終了条件を満たすヘッダ条件や、その他の迂回経路の設定に使用する情報を使用してもよい。
【００３１】
探索結果反映部２７１は、迂回経路探索部２６１から受信したリンクコストをルーティングプロトコル処理部２３１内のコスト格納部２３２に上書きし、上述したコスト通知パケットなどのルーティングプロトコルの通知メッセージを通じて、パケット転送部２２１の経路表２２２とネットワーク中のIP中継装置２０２の経路表を書き換え、迂回経路を設定する。迂回経路探索部２６１から受信した情報がリンクコストではなく、迂回させるパケットのヘッダ条件のとき、探索結果反映部２７１は、パケット転送部２２１の経路表２２２の、ヘッダ条件に一致するパケットの出力先リンクの情報を書き換える。
【００３２】
図３は、図２Ａ、図２ＢのCPIP中継装置１７１の共通制御部７５１内の輻輳予防機能部２８１が、輻輳の予兆検知と迂回経路の設定を行う処理フローチャートの例である。また、図１Ａと共に、図４Ａ、図５Ａは、順に、迂回経路探索の過程における、リンクコストと帯域使用率の経過を示す図である。
【００３３】
図３のフローチャートのプロセス開始により、予兆検知部２５１は、管理者による設定の変更や帯域使用率が閾値を超えたときに検知基準の設定を変更する（ステップ１０１、１０２）。なお、本実施例では、検知基準として帯域使用率の現在値を使用することが、あらかじめ設定されているものとする（ステップ１０１でNOへ進む）。
【００３４】
リンク監視部２４１は、送受信ポート２１１の帯域使用率を予兆検知部２５１に通知する（ステップ１０３）。
【００３５】
予兆検知部２５１は、リンク１９１−６の帯域使用率が検知基準以上になったとき、迂回経路探索部２６１に迂回経路を探索するよう通知する（ステップ１０４でYESへ進む）。
【００３６】
迂回経路探索部２６１は、リンクコスト探索部２６２で、リンク１９１−６のリンクコスト１８１−２を増加させて各リンクの帯域使用率を見積もり（ステップ１０５）、見積もった帯域使用率を検知基準と比較する（ステップ１０６）。
【００３７】
図４Ａ、図４Ｂは、パケットがリンク１９１−６を迂回するまでリンクコスト１８１−２を増加したときの各リンクのリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。図中の丸印中の数字は経路が確定してコスト格納部２３２に設定されたリンクコストを示す。ダイヤ印中の数字は迂回経路探索の過程で候補として出現する、未確定のリンクコストを示す。リンクコスト増加後、リンク１９１−５を通る経路のリンクコストの総和は４、リンク１９１−６を通る経路のリンクコストの総和は５、リンク１９１−２を通る経路のリンクコストの総和は５となる。リンク１９１−５を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路は、リンク１９１−６を通る経路から、リンク１９１−５を通る経路に変更される。
【００３８】
帯域使用率予測部２６３は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、図４Ｂの表に示すように、リンク１９１−６の帯域使用率が検知基準以下になるが、リンク１９１−５の帯域使用率が検知基準以上になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定すると、迂回経路設定後にリンク１９１−５で輻輳が発生することを意味する。そのため、迂回経路探索部２６１は、リンクコストを探索結果反映部に通知せず、リンクコスト１８１−１を増加させ、リンク１９１−５を迂回する経路の探索を行う（図３のステップ１０６でNOへ進む。ステップ１０９もNOへ進むステップ１０５に戻る）。
【００３９】
なお、上述の通り、図４Ｂに示す表はCPIP中継装置がその内部に持つことができる。例えば、図２ＡのCPIP中継装置201の迂回経路探索部261が、リンク監視部241やコスト格納部232からの情報に基づき、その内部に持つことが可能である。図２ＢのCPIP中継装置201の共通制御部751の記憶部753に一時的に記憶形成することもできる。図１Ｂ，図５Ｂ以降の表も同様であることは言うまでもない。
【００４０】
次に、帯域使用率の見積もりが検知基準以上であるリンク１９１−５、１９１−６のリンクコスト１８１−１、１８１−２を増加させて各リンクの帯域使用率を見積もり（ステップ１０５）、見積もった帯域使用率を検知基準と比較する（ステップ１０６）。
【００４１】
図５Ａ、図５Ｂは、パケットがリンク１９１−５、１９１−６を迂回するまでリンクコスト１８１−１、１８１−２を増加したときの各リンクの帯域使用率のリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。リンクコスト増加後、リンク１９１−５を通る経路のリンクコストの総和は６、リンク１９１−６を通る経路のリンクコストの総和は６、リンク１９１−２を通る経路のリンクコストの総和は５となる。リンク１９１−２を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路はリンク１９１−２を通る経路となる。
【００４２】
帯域使用率予測部２６３は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、リンク１９１−５、１９１−６の帯域使用率が検知基準以下になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定すると、迂回経路設定後にリンク１９１−５、１９１−６で輻輳が発生しないことが意味する。そのため、迂回経路探索部２６１は、リンクコストを探索結果反映部２７１に通知して、迂回経路を設定する（ステップ１０６でYESへ進む）。
【００４３】
探索結果反映部２７１は、受信したリンクコストをコスト格納部２３２に上書きし、ルーティングプロトコル処理部２３１を通じてパケット転送部２２１の経路表２２２を書き換え、ネットワーク中のIP中継装置２０２へ新しいコストを通知する（ステップ１０７）。迂回経路設定後、上記フローチャートを実行するプログラムに対して、管理者から停止指示がない場合、再び設定変更の確認と、帯域使用率の監視を行う（ステップ１０８でNOへ進む）。
【００４４】
図３のフローチャートの通り、CPIP中継装置２０１は、輻輳が発生する前に迂回経路を設定することと、設定する迂回経路で発生する輻輳を予測し、輻輳を回避することとを行い、輻輳を予防する。
【００４５】
図３における迂回経路探索部２６１による探索終了条件を満たすリンクコストの探索（ステップ１０５，１０６，１０９）は、更に好適には図６のような方法を使用することができる。
【００４６】
まず、図６のフローにおいて、迂回経路探索部２６１は、各リンクの帯域使用率を探索キーとして、迂回経路記憶部２６５を探索する（ステップ４０１）。リンクコストの増加による迂回経路の探索処理は、処理時間が増大してしまう可能性があるため、一度使用した迂回経路を探索する場合は、迂回経路記憶部２６５に記憶した情報を使って探索時間を短縮することができる。また、他の探索方法の例としては、予兆検知部２５１において、検知基準よりも小さい値の閾値を帯域使用率と比較し、帯域使用率が閾値を超えたら、迂回経路探索部２６１であらかじめ迂回経路を探索して、探索結果を迂回経路記憶部２６５に記憶しておき、予兆検知部２５１で、帯域使用率が検知基準を超えたときに、迂回経路記憶部２６５の情報を使って探索処理時間を短縮するという方法を用いてもよい。
【００４７】
迂回経路記憶部２６５が、探索終了条件を満たすリンクコストを探索できた場合、探索処理を終了する（ステップ４０２でNOへ進む）。探索できなかった場合（ステップ４０２でYESへ進む）、リンクコストを増加させて各リンクの帯域使用率を見積もる（ステップ４０３）。見積もった帯域使用率と検知基準とを比較し、探索終了条件を満たすとき、探索処理を終了する（ステップ４０４）。また、この他のリンクコストの探索方法の例として、探索終了条件を満たすリンクコストを一定時間探索し、複数のリンクコストを探索したときに、管理者が設定した選択指標に従ってリンクコストを選択する方法を使用してもよい。選択指標は、各リンクの帯域使用率の最大値が最も小さいものを選ぶか、各リンクの帯域使用率の差が最も小さいものを選ぶか、リンク毎の帯域使用率の比較によるその他の選択方法を使用してよい。
【００４８】
探索終了条件を満たすリンクコストが見つからずかつ一定時間が経過したとき（ステップ４０５でYESへ進む）、迂回経路探索部２６１は、送信元装置と送信先装置の間に、CPIP中継装置を迂回する経路が存在するか最終確認する（ステップ４０６）。最終確認の方法は、CPIP中継装置が接続する全てのリンクのリンクコストを最大値まで増大させて迂回経路を計算するか、経路表２３２とコスト格納部２２２から取得した現在の経路情報を使って調べるかのいずれかを使用してよい。なお、リンクコストの最大値は、ルーティングプロトコルが許容するコストの最大の値か、管理者が設定した値かのいずれかを使用してよい。
【００４９】
最終確認を行った結果迂回経路が存在し、かつ管理者が最終確認した迂回経路を適用するよう設定しているとき（ステップ４０７でYESへ進む）、迂回経路探索部２６１は、最終確認により探索した迂回経路を設定する（ステップ４０８）。最終確認を行っても迂回経路が存在しないか、管理者が最終確認した迂回経路を採用しないよう設定している時（ステップ４０７でNOへ進む）、迂回経路探索部２６１は迂回経路を設定しない（ステップ４０９）。
【００５０】
以上詳述した第１の実施例によれば、CPIP中継装置が、自律的に輻輳の予兆を検知し、経路変更後の各リンクの帯域使用率を予測して迂回経路を設定することにより、輻輳を予防することを可能とする。また、本実施例によれば、リンクコストを変更して迂回経路を設定することにより、ネットワーク中のIP中継装置と迂回経路を共有することを可能とする。
【実施例２】
【００５１】
第２の実施例では、リンクの帯域使用率が輻輳の予兆検知の検知基準を超えたときに、全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になることを迂回経路探索の探索終了条件として、帯域使用率の小さいリンクに迂回させるパケットのヘッダ条件を探索するIP中継装置の例を説明する。
【００５２】
図７Ａは、第２の実施例のIP中継ネットワークの全体を表した図である。本実施例におけるネットワークは、メッシュ状に装置を接続してなるパケット通信網であり、複数の送信元装置４５１−N（N=１〜３）と送信先装置４５２−N（N=１〜２）の間は経路とIP中継装置４６１−N（N=1〜６）とCPIP中継装置４７１から構成される。また図７Ｂの表は、CPIP中継装置が接続するリンク４８１−１、４８１−２を通るパケットのヘッダ情報である送信先IPと送信元IPと、パケットの帯域使用率を示す。
【００５３】
本実施例では簡単のため、ヘッダ条件としてパケットの送信元IPと送信先IP、具体的には送信元IPアドレスと送信先IPアドレスのみを考慮する。ヘッダ条件を指定してパケットを迂回させた場合、リンクコストを変更させてパケットを迂回させる場合と比較して、迂回させるパケットを細かく指定することができるため、迂回先リンクで輻輳が発生する可能性を小さくすることができる。
【００５４】
なお、本実施例のCPIP中継装置の構成は、第１の実施例において説明した図２Ｂと同一であるが、本実施例におけるＩＰ中継装置においては一部の構成の機能が異なる。
【００５５】
即ち、本実施例のヘッダ条件探索部２６４は、パケットヘッダの１つまたは複数個の任意のフィールドをヘッダ条件として、ヘッダ条件毎にパケットの帯域使用率をリンク監視部２４１から取得する機能を持つ。リンク監視部２４１から取得したヘッダ条件と帯域使用率は、帯域使用率を探索キーとしてヘッダ条件を探索することが可能な形式で保持される。ヘッダ条件探索部２６４は、ヘッダ条件と出力先リンクを使用した迂回経路において、パケットが宛先IPアドレス（以下、宛先IP）に到達することを確認する機能を持つ。
【００５６】
この到達することを確認する方法の例としては、ルーティングプロトコル処理部２３１と経路表２２２から現在の経路情報を取得してパケットが宛先IPに到達するか確認する方法か、あらかじめ管理者からの設定変更の通知により、パケットが宛先IPに到達するようなヘッダ条件と出力先リンクをヘッダ条件探索部２６４に登録する方法かのいずれかを使用してよい。ヘッダ条件探索部２６４は、パケットが宛先IPに到達しないヘッダ条件と出力先リンクは、迂回経路として使用しない。
【００５７】
迂回経路探索部２６１は、ヘッダ条件探索部２６４により迂回経路を探索した場合、探索結果反映部２７１にヘッダ条件と出力先リンクを通知する。
【００５８】
図９は、本実施例におけるCPIP中継装置の動作フローチャートの例である。図９の動作フローチャートのうち、既に説明した図１Ａに示された同一の符号を付された部分と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００５９】
CPIP中継装置４７１がリンク４８１−２で、輻輳の予兆を検知したとき（ステップ１０４でYESへ）、迂回経路探索部２６１内部のヘッダ条件探索部２６４は、リンク監視部２４１からヘッダ条件毎の帯域使用率を取得して、帯域使用率を探索キーとして、探索終了条件を満たすヘッダ条件を探索する（ステップ６５１）。探索の方法の例としては、線形探索か、木探索か、目的値となる帯域使用率を探索可能なその他の探索アルゴリズムのいずれかを使用してよい。
【００６０】
ヘッダ条件探索部２６４は、ヘッダ条件と出力先リンクを使用した迂回経路で、パケットが宛先IPに到達するかどうかの確認を行う（ステップ６５２）。本実施例では、あらかじめ管理者が、パケットが送信先IPに到達するよう登録しておいた、ヘッダ条件と出力先リンクの中から迂回経路を探索したものとする（ステップ６５２でYESへ進む）。もしパケットが送信先IPに到達するか確認するかどうかを他の方法を使用して確認し、パケットが送信先IPに到達しないことを確認した場合、もう一度ヘッダ条件を探索する（ステップ６５２でNOへ進む）。
【００６１】
図８の表８０１は、迂回経路探索部２６１の探索処理の結果、リンク４８１−２を通過するパケットの一部を、ヘッダ条件を指定してリンク４８１−１に迂回させたときの各リンクの帯域使用率と検知基準との関係を示す。リンクコストを増加させてパケットを迂回させた場合、送信先IP毎にパケットを迂回させなければならないが、ヘッダ条件を指定することで、条件に一致する一部のパケットのみ迂回させることができる。この操作により迂回先のリンクで輻輳が発生することを回避することができる。
【００６２】
以上、実施例２によれば、CPIP中継装置がヘッダ条件を指定して一部のパケットの出力先リンクを変更することで、迂回先リンクの帯域使用率の増加を防ぎ、輻輳の発生を予防することを可能とする。
【実施例３】
【００６３】
第３の実施例では、ネットワーク中にCPIP中継装置が複数存在している場合に、CPIP中継装置同士で帯域使用率や検知基準などの予兆検知情報を通知し合い、輻輳の予兆を検知したときに、各CPIP中継装置が接続する全てのリンクの帯域使用率が、検知基準以下になる迂回経路を探索するIP中継ネットワークの例を示す。
【００６４】
図１０Ａは、本実施例のIP中継ネットワークを表した全体図である。本実施例におけるネットワークは、メッシュ状に装置を接続してなるパケット通信網であり、送信元装置５０１−N（N=１〜３）と送信先装置５０２−N（N=１〜２）の間は経路とIP中継装置５１１−N（１〜５）とCPIP中継装置５２１−N（１〜２）から構成される。また同図に、IP中継装置５１１−Nを接続するリンク５４１−N（N=１〜８）を示す。リンク５４１−Nの丸印の中の数字は、そのリンクのリンクコストを示す。送信元装置５０１−Nと送信先装置５０２−Nの間の経路は、リンク５４１−２を通る経路と、リンク５４１−５を通る経路と、リンク５４１−６を通る経路とがある。この場合、リンク５４１−２を通る経路は、リンク５４１−２、５４１−３、５４１−４と通り、それぞれコストが２，１，１なので、リンク５４１−２を通る経路のリンクコストの総和は２＋１＋１＝４となる。また、リンク５４１−６を通る経路は、リンク５４１−１、５４１−６、５４１−８と通り、それぞれコストが１，１，１なので、リンク５４１−６を通る経路のリンクコストの総和は１＋１＋１＝３となる。また、リンク５４１−５を通る経路は、リンク５４１−１、５４１−５、５４１−７と通り、それぞれコストが１，３，１なので、リンク５４１−５を通る経路のリンクコストの総和は１＋３＋１＝５となる。以上より、リンク５４１−２を通る経路のリンクコストの総和は４、リンク５４１−５を通る経路のリンクコストの総和は５、リンク５４１−６を通る経路のリンクコストの総和は３であり、リンクコストの総和が最も小さいリンク５４１−６を通る経路がパケットの経路となる。
【００６５】
また、図１０Ｂの表はリンク５４１−２、５４１−５、５４１−６の帯域使用率が、検知基準以下であるかどうかを示す。全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になったとき、迂回経路の探索は終了し、輻輳の予防が可能となる。
【００６６】
本実施例のCPIP中継装置の構成は、第１の実施例において説明した図２Ｂと同一である。本実施例におけるＩＰ中継装置においては一部構成の機能が異なる。例えば、本実施例の予兆検知部２５１は、帯域使用率や検知基準などの予兆検知情報をCPIP中継装置同士で相互に通知しあう機能を有する。
【００６７】
すなわち、図２Ａにおいて、予兆検知部２５１は、ネットワーク中の他のCPIP中継装置２０１に向けて、検知基準やリンクの帯域使用率など、迂回経路の探索に用いる予兆検知情報２９１をパケット転送部２２１、送受信ポート２１１経由で通知する。予兆検知情報２９１の通知は、一定時間間隔か、予兆検知時に行われる。ネットワーク中の他のCPIP中継装置２０１を認識する方法の例としては、CPIP中継装置２０１が隣接するIP中継装置に確認パケットを送信するか、管理者によって通知先装置のIPアドレスを設定するか、いずれかの方法を使用してよい。CPIP中継装置２０１が確認パケットを受信した場合、確認パケットの送信元CPIP中継装置２０１を通知先装置として設定するか、または確認パケットの送信元CPIP中継装置２０１に応答パケットを送信することで互いのCPIP中継装置を通知先装置として設定してよい。CPIP中継装置２０１以外のIP中継装置が確認パケットを受信した場合、確認パケットは廃棄される。
【００６８】
図１３は、本実施例におけるCPIP中継装置の動作フローチャートである。図１３の動作フローチャートのうち、既に説明した図１Ａに示された同一の符号を付された部分と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。また、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂは、順に、迂回経路探索の過程における、リンクコストと帯域使用率の経過を示す。
【００６９】
図１３のフローチャートにおいて、CPIP中継装置５２１−１、５２１−２は予兆検知情報２９１を一定時間間隔で互いに通知する（ステップ７５１、７５２）。
【００７０】
図１４は、通知元であるCPIP中継装置５２１−１が、通知先IP中継装置であるCPIP中継装置５２１−２に対して通知する予兆検知情報２９１を含んだパケット７０１のフォーマットの例を示す。パケット７０１は、通常のMACヘッダ、IPヘッダに続き、予兆検知情報が挿入される。予兆検知情報２９１の内容の例として、検知基準７０２、７０４や、リンクの帯域使用率７０３，７０５や、その他にも上述したリンクコストや出力先リンクを変更させるパケットのヘッダ条件など、迂回経路を探索する時に使用する情報のいずれかを含むことができる。なお、予兆検知情報２９１を通知する方法の例として、CPIP中継装置２０１が輻輳の予兆を検知したときに行う方法を使用してもよい。
【００７１】
CPIP中継装置５２１−１が、リンク５４１−６で輻輳の予兆を検知したとき（ステップ１０４）、CPIP中継装置５２１−１の迂回経路探索部２６１は、帯域使用率が検知基準を超えたリンクのリンクコスト５３１−２を増加させ（ステップ７５３）、各リンクの帯域使用率の見積もりと検知基準を比較する（ステップ１０６）。なお、本実施例ではリンクコストを増加させることで迂回経路を探索するが、迂回経路を探索する他の方法の例として、出力先を変化させるパケットのヘッダ条件を、帯域使用率を探索キーとして探索する方法を使用してもよい。
【００７２】
図１１Ｂは、パケットがリンク５４１−６を迂回するまでリンクコスト５３１−２を増加したときの各リンクのリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。リンクコスト増加後、リンク５４１−５を通る経路のリンクコストの総和は５、リンク５４１−６を通る経路のリンクコストの総和は５、リンク５４１−２を通る経路のリンクコストの総和は４となる。リンク５４１−２を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路はリンク５４１−２を通る経路となる。
【００７３】
帯域使用率予測部２６３は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、リンク５４１−５、５４１−６の帯域使用率の見積もりが検知基準以下になるが、リンク５４１−２の帯域使用率の見積もりが検知基準以上になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定すると、迂回経路設定後にリンク５４１−２で輻輳が発生する可能性があることを意味する。そのため、迂回経路探索部２６１は、リンクコストを探索結果反映部２７１に通知せず、リンクコスト５３１−３を増加させ、リンク５４１−２を迂回する経路を探索する（ステップ１０６でNOへ進む。ステップ１０９でもNOへ進む）。
【００７４】
次に、迂回経路探索部２６１は、帯域使用率の見積もりが検知基準を超えたリンク５４１−６、５４１−２のリンクコスト５３１−２、５３１−３を増加させ（ステップ７５３）、各リンクの帯域使用率を見積もり、検知基準と比較する（ステップ１０６）。
【００７５】
図１２Ｂは、パケットがリンク５４１−２，５４１−６を迂回するまでリンクコスト５３１−２、５３１−３を増加したときの各リンクのリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。リンクコスト増加後、リンク５４１−５を通る経路のリンクコストの総和は５、リンク５４１−６を通る経路のリンクコストの総和は６、リンク５４１−２を通る経路のリンクコストの総和は６となる。リンク５４１−５を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路はリンク５４１−５を通る経路となる。
【００７６】
帯域使用率予測部２６３は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、図１２Ｂに示す表のように、リンク５４１−２、５４１−５、５４１−６の帯域使用率の見積もりが全て検知基準以下になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定するとで、迂回経路設定後にリンク５４１−２、５４１−５、５４１−６で輻輳が発生しないことを意味する。そのため、迂回経路探索部２６１は、リンクコストを探索結果反映部２７１に通知して、迂回経路を設定する（ステップ１０６でYESへ進む）。
【００７７】
なお、本実施例ではCPIP中継装置５２１−２のリンクコスト５３１−３を、CPIP中継装置５２１−１が探索したが、他の迂回経路を探索する方法の例として、CPIP中継装置５２１−１はリンク５４１−５，５４１−６の帯域使用率が検知基準以下になった時点で、リンクコスト増加後の帯域使用率の見積もりとリンクコストを、予兆検知情報２９１としてCPIP中継装置５２１−２に通知し、CPIP中継装置５２１−２でリンクコスト５３１−３を増加させて、探索終了条件を満たすリンクコストを探索してもよい。
【００７８】
実施例３によれば、CPIP中継装置が、ネットワーク上の他のCPIP中継装置のリンクの状態を考慮して迂回経路を策定することで、他のCPIP中継装置の持つ経路も含めて、輻輳を予防するために最適な経路を選択することを可能とする。
【００７９】
以上、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものなく、様々な変形例が含まれうることは言うまでもない。上述した実施例は本発明のより良い理解のために説明したものであり、説明された全ての構成を備えるものに限定されるもので無いことに留意されたい。また、ある実施例構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、上述した各実施例の構成、機能、処理手段等は、それらの一部又は全部をソフトウェア構成のみならず、専用のハードウェア構成、あるいはそれらを共用した構成としても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、インターネットプロトコルを用いたネットワーク内の輻輳予防の制御技術として有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１５１−１ 送信元装置
１５２−１ 送信先装置
１６１−１ IP中継装置
１８１−１ リンクコスト
１９１−１ リンク
２０１ CPIP中継装置
２１１ 送受信ポート
２２１ パケット転送部
２３１ ルーティングプロトコル処理部
２４１ リンク監視部
２５１ 予兆検知部
２６１ 迂回経路探索部
２７１ 探索結果反映部
２８１ 輻輳予防部
２９１ 予兆検知情報
７０１ 予兆検知情報通知パケット
７０２、７０４ 検知基準
７０３、７０５ 帯域使用率
７５１ 共通制御部
７５２ 演算部
７５３ 記憶部
７５４ 回線カード
７５５ スイッチ部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターネットプロトコルを用いたネットワークに関し、特にネットワーク内の輻輳予防の制御技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
企業通信網やサービス提供用のインフラでは、スループットや遅延といった通信性能をネットワークが保証することが重要となる。ネットワーク内で輻輳が発生すると、パケットの再送制御に伴い、通信性能が低下するため、通信性能の保証には輻輳予防が必要である。このような背景技術として、特許文献１や特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９７９７１号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ネットワークの輻輳予防の方法として、ネットワーク全体の回線容量の拡大が挙げられるが、この方法では設備への費用負担が大きい。これに対し、インターネットプロトコル（Internet Protocol：以下IP）中継装置が輻輳発生を予兆検知して輻輳に対する迂回経路を設定することにより、ネットワーク中の回線容量を効率的に利用して輻輳を予防する技術が注目されている。迂回経路を設定する方法として、リンクの帯域使用率等を経路選択の指標に用いる手法が提案されている。
【０００５】
上述の特許文献１では、輻輳制御装置が、ネットワークのトラヒック情報を収集し、迂回経路を設定する手法が提案されているが、この手法では、トラヒック情報の収集に伴うトラヒックの負荷が輻輳制御装置に集中するため、大規模ネットワークに対応できない。
【０００６】
また、特許文献２では、IP中継装置がリンクの帯域使用率を監視し、帯域使用率が閾値を超えたときにOSPF(Open Shortest Path Fast)のリンクコストを変更する手法を提案している。この手法の特徴として、他のIP中継装置とOSPFを通じてリンクコストを共有できるため、ネットワーク中の全てのIP中継装置に提案手法を適用せずに、迂回経路を設定できる点が挙げられる。しかし、リンクコストを増加させるときに、迂回経路設定後の各リンクの帯域使用率を考慮しないため、迂回経路設定後に新たに輻輳が発生する可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点を解決するため、ネットワーク中の輻輳の予兆を事前に検知し、輻輳の発生を予防することが可能な輻輳予防IP中継装置、及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明においては、IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポートと、パケットの転送を制御するパケット転送部と、リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、輻輳予防部は、リンクの帯域使用率を監視するリンク監視部と、帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較する予兆検知部と、帯域使用率が検知基準を超えたときに、帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部と、探索した迂回経路をパケット転送部の経路設定に反映する探索結果反映部を有する構成の輻輳予防IP中継装置を提供する。
【０００９】
また、上記の目的を達成するため、本発明においては、IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポートと、パケットの転送を制御するパケット転送部と、リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、この輻輳予防部は、IP中継装置が備えるリンクの帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、更にIPネットワーク内に配置される通知先IP中継装置に、予兆検知情報を通知する予兆検知部と、帯域使用率が検知基準を超えたときに、予兆検知情報に含まれるリンクの帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部とを有し、迂回経路をパケット転送部の経路設定に反映する構成の輻輳予防IP中継装置を提供する。
【００１０】
更に、上記の目的を達成するため、本発明においては、パケットを送受信する送受信ポートと、パケットの転送を制御するパケット転送部を備えるIP中継装置の輻輳予防IP中継方法であって、送受信ポートにつながるリンクの帯域使用率を監視し、帯域使用率と輻輳予兆検知の検知基準とを比較し、帯域使用率が検知基準を超えたときに、帯域使用率が検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索し、探索して得た迂回経路をパケット転送部の経路設定に反映する輻輳予防IP中継方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、IPネットワークにおける、スケール性に優れた自律分散的な輻輳予防技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】実施例１におけるネットワーク構成の一例を示す図である。
【図１Ｂ】実施例１における各リンクのリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図２Ａ】実施例１におけるCPIP中継装置の内部機能構成の一例を示す図である。
【図２Ｂ】実施例１におけるCPIP中継装置の内部ハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】実施例１における迂回経路探索処理のフローチャートの一例を示す図である。
【図４Ａ】実施例１における、迂回経路探索処理の途中経過を示す図である。
【図４Ｂ】実施例１における、図４Ａの迂回経路探索処理の途中経過におけるリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図５Ａ】実施例１における、迂回経路の探索結果を示す図である。
【図５Ｂ】実施例１における、図５Ａの迂回経路の探索結果のリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図６】実施例１における迂回経路探索部の詳細な探索フローチャートの一例を示す図である。
【図７Ａ】実施例２におけるネットワーク構成の一例を示す図である。
【図７Ｂ】実施例２における各リンクを通るパケットのヘッダ情報と帯域使用率の一例を示す図である。
【図８】実施例２における迂回経路探索後の各リンクを通るパケットのヘッダ情報と帯域使用率の一例を示す図である。
【図９】実施例２における迂回経路探索処理のフローチャートの一例を示す図である。
【図１０Ａ】実施例３におけるネットワーク構成の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】実施例３における各リンクのリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図１１Ａ】実施例３における、迂回経路探索処理の途中経過を示す図である。
【図１１Ｂ】実施例３における、図１１Ａの迂回経路探索処理の途中経過におけるリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図１２Ａ】実施例３における、迂回経路の探索結果を示す図である。
【図１２Ｂ】実施例３における、図１２Ａの迂回経路の探索結果のリンクコストと帯域使用率の一例を示す図である。
【図１３】実施例３における迂回経路探索処理のフローチャートの一例を示す図である。
【図１４】実施例３における予兆検知情報を通知するためのパケットのフォーマットの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の各種の実施例を図面に従い説明する。なお、本明細書において、IP中継装置の共通制御部等として機能する計算機の処理部が実行する各種プログラムを、「機能」、「手段」、「部」と表現する場合がある。例えば輻輳予防プログラムを「輻輳予防機能」、「輻輳予防手段」、「輻輳予防部」と表現する。また、本明細書において、リンクコストとは、OSPF等のネットワークが利用するプロトコルが定義するリンクコストを意味するものとする。
【実施例１】
【００１４】
本実施例では、リンクの帯域使用率が輻輳の予兆検知の検知基準を超えたときに、全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になることを迂回経路探索の探索終了条件として、帯域使用率が検知基準を超えたリンクのリンクコストを増加させることにより、条件を満たすリンクコストを探索するIP中継ネットワークの実施例を説明する。
【００１５】
図１Ａは、第１の実施例の中継ネットワーク全体の一例を表した図である。本実施例におけるネットワークは、メッシュ状に装置を接続したパケット通信網であり、複数の送信元装置１５１−N（N=１〜３）と送信先装置１５２−N（N=１〜２）の間は経路と複数のIP中継装置１６１−N（N=１〜６）と、本実施例に係る輻輳予防(Congestion Prevention：以下、CP)IP中継装置１７１から構成される。また同図に、IP中継装置１６１−Nを接続するリンク１９１−N（N=１〜８）を示す。リンク１９１−Nの丸印の中の数字は、そのリンクのリンクコストを示す。
【００１６】
送信元装置１５１−N（N=１〜３）と送信先装置１５２−N（N=１〜２）の間の経路は、リンク１９１−６を通る経路と、リンク１９１−５を通る経路と、リンク１９１−２を通る経路とがある。この場合、リンク１９１−５を通る経路は、リンク１９１−１、１９１−５、１９１−７と通り、それぞれコストが１，２，１なので、リンク１９１−５を通る経路のリンクコストの総和は１＋２＋１＝４となる。また、リンク１９１−６を通る経路は、リンク１９１−１、１９１−６、１９１−８と通り、それぞれコストが１，１，１なので、リンク１９１−６を通る経路のリンクコストの総和は１＋１＋１＝３となる。また、リンク１９１−２を通る経路は、リンク１９１−２、１９１−３、１９１−４と通り、それぞれコストが１，３，１なので、リンク１９１−２を通る経路のリンクコストの総和は１＋３＋１＝５となる。以上より、リンク１９１−５を通る経路のリンクコストの総和は４、リンク１９１−６を通る経路のリンクコストの総和は３、リンク１９１−２を通る経路のリンクコストの総和は５であり、リンクコストの総和が最も小さいリンク１９１−６を通る経路がパケットの経路となる。
【００１７】
また、図１Ｂに示す表はリンク１９１−５、１９１−６の帯域使用率が、検知基準以下であるかどうかを示す。全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になったとき、迂回経路の探索は終了し、輻輳の予防が可能となる。なお、この表は、図４Ｂ、図５Ｂ、図７Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂに示す表同様、CPIP中継装置１７１が、その動作に対応して、その内部に持つ。
【００１８】
図２Ａは、本実施例に係るCPIP中継装置の内部機能構成の一例を示す図である。CPIP中継装置２０１は、従来のIP中継装置２０２と同等の機能として、送受信ポート２１１と、パケット転送部２２１、ルーティングプロトコル処理部２３１を持つ。更に、CPIP中継装置２０１は、本実施例の特徴となる、リンク監視部２４１、予兆検知部２５１、迂回経路探索部２６１、探索結果反映部２７１から構成される輻輳予防機能部２８１を持つ。ルーティングプロトコル処理部２３１と、これらの各機能部ブロックは、後で説明するように計算機のプログラム処理で実現することができる。本明細書において、パケット転送部２２１とルーティングプロトコル処理部２３１とを纏めてパケット転送部、或いはパケット転送機能と総称する場合がある。なお、図２Ａの機能構成図において、IP中継装置のハードウェアの構成要素であるスイッチ部は図示を省略してある。
【００１９】
図２Ｂは、本実施例のCPIP中継装置のハードウェア構成の一例を示す図である。CPIP中継装置のハードウェア構成は、IP中継装置２０２、即ち、図２Ｂに示したCPIP中継装置以外のIP中継装置のハードウェア構成と同等の構成を取ることができる。図２Ｂにおいて明らかなように、IP中継装置は、共通制御部７５１、複数の回線カード７５４、スイッチ部７５５から構成される。複数の回線カード７５４によるパケット転送は共通制御部７５１によって制御される。
【００２０】
共通制御部７５１は通常の計算機構成を有し、同図では模式的に、各種の機能プログラムを実行する中央処理部(Central Processing Unit：CPU)である演算部７５２と、各種のプログラムやデータが記憶されるメモリである記憶部７５３が示されている。図２Ａ中の検知基準管理部２２や迂回経路記憶部２６５や、更にはコスト格納部２３２などはこの記憶部７５３上に形成することができる。
【００２１】
共通制御部７５１で制御される回線カード７５４は、送受信ポート２１１と、経路表２２２を備えたパケット転送部２２１で構成される。各回線カード７５４のパケット転送部２２１は、スイッチ部７５５との間で、パケットの送受を行う。
【００２２】
図２Ａのルーティングプロトコル処理部２３１は、共通制御部７５１の記憶部７５３で構成されるコスト格納部２３２以外は、演算部７５２のプログラム処理で実現される。ルーティングプロトコル処理部２３１は、コスト格納部２３２に格納されたリンクコストを必要に応じて、迂回経路探索部２６１や、コスト通知パケットを使用しパケット転送部２２１経由で他のIP中継装置２０２に通知することができる。図２Ａのパケット転送部２２１は、図２Ｂの回線カード７５４毎に処理されるが、共通制御部７５１で処理実現することもできる。上述の通り、いずれにしても、上述の通り、ルーティングプロトコル処理部２３１は、パケット転送部、パケット転送機能の一部を構成するということができる。本実施例に係るCPIP中継装置の輻輳予防部２８１も、以下で詳述するように共通制御部７５１の演算部７５２のプログラム処理で実現される。
【００２３】
リンク監視部２４１は送受信ポート２１１を監視し、その結果得られる帯域使用率を、予兆検知部２５１と迂回経路探索部２６１に通知する。また、リンク監視部２４１は、外部、すなわち、外部装置あるいはシステム管理者（以下、管理者で代表する。）からの設定内容の変更に関する通知を、送受信ポート２１１から受信し、検知基準管理部２５１と迂回経路探索部２６１に設定内容の変更を通知する。
【００２４】
予兆検知部２５１は、検知基準を検知基準管理部２５２に保持する。上述の通り、検知基準管理部２５２は、上述した記憶部７５３の所定の領域に形成することができる。予兆検知部２５１は、リンク監視部２４１から通知される帯域使用率が保持する検知基準以上になったとき、迂回経路探索部２６１に輻輳の予兆を検知したことを通知する。この予兆検知部２５１は、検知基準の他に所定の閾値と、リンク監視部２４１から受信した時間帯毎の帯域使用率とを、検知基準管理部２５２内に記憶する。そして、予兆検知部２５１は、この閾値と帯域使用率とを比較し、閾値を超えたときに検知基準と閾値を変更する機能を持つ。
【００２５】
この閾値の値と、閾値を超えたときの設定変更の内容は、装置またはシステム全体の管理者が設定する。なお、閾値を使わない場合は、管理者が検知基準を設定する。閾値と検知基準の値には、現在の帯域使用率か、単位時間当たりの帯域使用率の増加量か、検知基準管理部２５２内に記憶しておいた時間帯毎の帯域使用率か、それ以外の帯域使用率に関する情報でもよく、どの値が利用されるかは、管理者が設定するか、閾値を超えたときの設定変更の内容により決定される。
【００２６】
この閾値を用いることで、トラヒックの状況に応じて検知基準を変更することができ、検知基準の値を輻輳の予兆検知に適した値に設定することができる。例えば、閾値を現在の帯域使用率に対して設定し、検知基準を単位時間当たりの帯域使用率の増加量に対して設定した場合、現在の帯域使用率が閾値を超えたときに検知基準の値を小さく変更する。
【００２７】
迂回経路探索部２６１は、予兆検知部２５１から輻輳の予兆を通知された時、全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下となることを探索終了条件として、探索終了条件を満たすリンクコストを一定時間探索する。探索したリンクコストは探索結果反映部２７１に通知する。本実施例の迂回経路探索部２６１は、リンクコスト探索部２６２、帯域使用率予測部２６３、ヘッダ条件探索部２６４の機能ブロックと、迂回経路記憶部２６５を有する。
【００２８】
リンクコスト探索部２６２は、ルーティングプロトコル処理部２３１のコスト格納部２３２から取得したリンクコストを任意に変更する機能と、変更したリンクコストを使って迂回経路を計算する機能とを持つ。迂回経路を計算するアルゴリズムは、ルーティングプロトコル処理部２３１と同じアルゴリズムを使用する。
【００２９】
帯域使用率予測部２６３は、リンク監視部２４１からパケット毎の帯域使用率を取得し、迂回経路の探索結果とパケット毎の帯域使用率とを使って、迂回経路における各リンクの帯域使用率を見積もる機能を持つ。
【００３０】
迂回経路記憶部２６５は、探索終了条件を満たすリンクコストを探索したときに、予兆検知したときの各リンクの帯域使用率と探索終了条件を満たすリンクコストとを記憶する。また、迂回経路記憶部２６５が記憶するその他の情報の例として、探索終了条件を満たすヘッダ条件や、その他の迂回経路の設定に使用する情報を使用してもよい。
【００３１】
探索結果反映部２７１は、迂回経路探索部２６１から受信したリンクコストをルーティングプロトコル処理部２３１内のコスト格納部２３２に上書きし、上述したコスト通知パケットなどのルーティングプロトコルの通知メッセージを通じて、パケット転送部２２１の経路表２２２とネットワーク中のIP中継装置２０２の経路表を書き換え、迂回経路を設定する。迂回経路探索部２６１から受信した情報がリンクコストではなく、迂回させるパケットのヘッダ条件のとき、探索結果反映部２７１は、パケット転送部２２１の経路表２２２の、ヘッダ条件に一致するパケットの出力先リンクの情報を書き換える。
【００３２】
図３は、図２Ａ、図２ＢのCPIP中継装置１７１の共通制御部７５１内の輻輳予防機能部２８１が、輻輳の予兆検知と迂回経路の設定を行う処理フローチャートの例である。また、図１Ａと共に、図４Ａ、図５Ａは、順に、迂回経路探索の過程における、リンクコストと帯域使用率の経過を示す図である。
【００３３】
図３のフローチャートのプロセス開始により、予兆検知部２５１は、管理者による設定の変更や帯域使用率が閾値を超えたときに検知基準の設定を変更する（ステップ１０１、１０２）。なお、本実施例では、検知基準として帯域使用率の現在値を使用することが、あらかじめ設定されているものとする（ステップ１０１でNOへ進む）。
【００３４】
リンク監視部２４１は、送受信ポート２１１の帯域使用率を予兆検知部２５１に通知する（ステップ１０３）。
【００３５】
予兆検知部２５１は、リンク１９１−６の帯域使用率が検知基準以上になったとき、迂回経路探索部２６１に迂回経路を探索するよう通知する（ステップ１０４でYESへ進む）。
【００３６】
迂回経路探索部２６１は、リンクコスト探索部２６２で、リンク１９１−６のリンクコスト１８１−２を増加させて各リンクの帯域使用率を見積もり（ステップ１０５）、見積もった帯域使用率を検知基準と比較する（ステップ１０６）。
【００３７】
図４Ａ、図４Ｂは、パケットがリンク１９１−６を迂回するまでリンクコスト１８１−２を増加したときの各リンクのリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。図中の丸印中の数字は経路が確定してコスト格納部２３２に設定されたリンクコストを示す。ダイヤ印中の数字は迂回経路探索の過程で候補として出現する、未確定のリンクコストを示す。リンクコスト増加後、リンク１９１−５を通る経路のリンクコストの総和は４、リンク１９１−６を通る経路のリンクコストの総和は５、リンク１９１−２を通る経路のリンクコストの総和は５となる。リンク１９１−５を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路は、リンク１９１−６を通る経路から、リンク１９１−５を通る経路に変更される。
【００３８】
帯域使用率予測部２６３は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、図４Ｂの表に示すように、リンク１９１−６の帯域使用率が検知基準以下になるが、リンク１９１−５の帯域使用率が検知基準以上になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定すると、迂回経路設定後にリンク１９１−５で輻輳が発生することを意味する。そのため、迂回経路探索部２６１は、リンクコストを探索結果反映部に通知せず、リンクコスト１８１−１を増加させ、リンク１９１−５を迂回する経路の探索を行う（図３のステップ１０６でNOへ進む。ステップ１０９もNOへ進むステップ１０５に戻る）。
【００３９】
なお、上述の通り、図４Ｂに示す表はCPIP中継装置がその内部に持つことができる。例えば、図２ＡのCPIP中継装置201の迂回経路探索部261が、リンク監視部241やコスト格納部232からの情報に基づき、その内部に持つことが可能である。図２ＢのCPIP中継装置201の共通制御部751の記憶部753に一時的に記憶形成することもできる。図１Ｂ，図５Ｂ以降の表も同様であることは言うまでもない。
【００４０】
次に、帯域使用率の見積もりが検知基準以上であるリンク１９１−５、１９１−６のリンクコスト１８１−１、１８１−２を増加させて各リンクの帯域使用率を見積もり（ステップ１０５）、見積もった帯域使用率を検知基準と比較する（ステップ１０６）。
【００４１】
図５Ａ、図５Ｂは、パケットがリンク１９１−５、１９１−６を迂回するまでリンクコスト１８１−１、１８１−２を増加したときの各リンクの帯域使用率のリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。リンクコスト増加後、リンク１９１−５を通る経路のリンクコストの総和は６、リンク１９１−６を通る経路のリンクコストの総和は６、リンク１９１−２を通る経路のリンクコストの総和は５となる。リンク１９１−２を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路はリンク１９１−２を通る経路となる。
【００４２】
帯域使用率予測部２６３は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、リンク１９１−５、１９１−６の帯域使用率が検知基準以下になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定すると、迂回経路設定後にリンク１９１−５、１９１−６で輻輳が発生しないことが意味する。そのため、迂回経路探索部２６１は、リンクコストを探索結果反映部２７１に通知して、迂回経路を設定する（ステップ１０６でYESへ進む）。
【００４３】
探索結果反映部２７１は、受信したリンクコストをコスト格納部２３２に上書きし、ルーティングプロトコル処理部２３１を通じてパケット転送部２２１の経路表２２２を書き換え、ネットワーク中のIP中継装置２０２へ新しいコストを通知する（ステップ１０７）。迂回経路設定後、上記フローチャートを実行するプログラムに対して、管理者から停止指示がない場合、再び設定変更の確認と、帯域使用率の監視を行う（ステップ１０８でNOへ進む）。
【００４４】
図３のフローチャートの通り、CPIP中継装置２０１は、輻輳が発生する前に迂回経路を設定することと、設定する迂回経路で発生する輻輳を予測し、輻輳を回避することとを行い、輻輳を予防する。
【００４５】
図３における迂回経路探索部２６１による探索終了条件を満たすリンクコストの探索（ステップ１０５，１０６，１０９）は、更に好適には図６のような方法を使用することができる。
【００４６】
まず、図６のフローにおいて、迂回経路探索部２６１は、各リンクの帯域使用率を探索キーとして、迂回経路記憶部２６５を探索する（ステップ４０１）。リンクコストの増加による迂回経路の探索処理は、処理時間が増大してしまう可能性があるため、一度使用した迂回経路を探索する場合は、迂回経路記憶部２６５に記憶した情報を使って探索時間を短縮することができる。また、他の探索方法の例としては、予兆検知部２５１において、検知基準よりも小さい値の閾値を帯域使用率と比較し、帯域使用率が閾値を超えたら、迂回経路探索部２６１であらかじめ迂回経路を探索して、探索結果を迂回経路記憶部２６５に記憶しておき、予兆検知部２５１で、帯域使用率が検知基準を超えたときに、迂回経路記憶部２６５の情報を使って探索処理時間を短縮するという方法を用いてもよい。
【００４７】
迂回経路記憶部２６５が、探索終了条件を満たすリンクコストを探索できた場合、探索処理を終了する（ステップ４０２でNOへ進む）。探索できなかった場合（ステップ４０２でYESへ進む）、リンクコストを増加させて各リンクの帯域使用率を見積もる（ステップ４０３）。見積もった帯域使用率と検知基準とを比較し、探索終了条件を満たすとき、探索処理を終了する（ステップ４０４）。また、この他のリンクコストの探索方法の例として、探索終了条件を満たすリンクコストを一定時間探索し、複数のリンクコストを探索したときに、管理者が設定した選択指標に従ってリンクコストを選択する方法を使用してもよい。選択指標は、各リンクの帯域使用率の最大値が最も小さいものを選ぶか、各リンクの帯域使用率の差が最も小さいものを選ぶか、リンク毎の帯域使用率の比較によるその他の選択方法を使用してよい。
【００４８】
探索終了条件を満たすリンクコストが見つからずかつ一定時間が経過したとき（ステップ４０５でYESへ進む）、迂回経路探索部２６１は、送信元装置と送信先装置の間に、CPIP中継装置を迂回する経路が存在するか最終確認する（ステップ４０６）。最終確認の方法は、CPIP中継装置が接続する全てのリンクのリンクコストを最大値まで増大させて迂回経路を計算するか、経路表２３２とコスト格納部２２２から取得した現在の経路情報を使って調べるかのいずれかを使用してよい。なお、リンクコストの最大値は、ルーティングプロトコルが許容するコストの最大の値か、管理者が設定した値かのいずれかを使用してよい。
【００４９】
最終確認を行った結果迂回経路が存在し、かつ管理者が最終確認した迂回経路を適用するよう設定しているとき（ステップ４０７でYESへ進む）、迂回経路探索部２６１は、最終確認により探索した迂回経路を設定する（ステップ４０８）。最終確認を行っても迂回経路が存在しないか、管理者が最終確認した迂回経路を採用しないよう設定している時（ステップ４０７でNOへ進む）、迂回経路探索部２６１は迂回経路を設定しない（ステップ４０９）。
【００５０】
以上詳述した第１の実施例によれば、CPIP中継装置が、自律的に輻輳の予兆を検知し、経路変更後の各リンクの帯域使用率を予測して迂回経路を設定することにより、輻輳を予防することを可能とする。また、本実施例によれば、リンクコストを変更して迂回経路を設定することにより、ネットワーク中のIP中継装置と迂回経路を共有することを可能とする。
【実施例２】
【００５１】
第２の実施例では、リンクの帯域使用率が輻輳の予兆検知の検知基準を超えたときに、全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になることを迂回経路探索の探索終了条件として、帯域使用率の小さいリンクに迂回させるパケットのヘッダ条件を探索するIP中継装置の例を説明する。
【００５２】
図７Ａは、第２の実施例のIP中継ネットワークの全体を表した図である。本実施例におけるネットワークは、メッシュ状に装置を接続してなるパケット通信網であり、複数の送信元装置４５１−N（N=１〜３）と送信先装置４５２−N（N=１〜２）の間は経路とIP中継装置４６１−N（N=1〜６）とCPIP中継装置４７１から構成される。また図７Ｂの表は、CPIP中継装置が接続するリンク４８１−１、４８１−２を通るパケットのヘッダ情報である送信先IPと送信元IPと、パケットの帯域使用率を示す。
【００５３】
本実施例では簡単のため、ヘッダ条件としてパケットの送信元IPと送信先IP、具体的には送信元IPアドレスと送信先IPアドレスのみを考慮する。ヘッダ条件を指定してパケットを迂回させた場合、リンクコストを変更させてパケットを迂回させる場合と比較して、迂回させるパケットを細かく指定することができるため、迂回先リンクで輻輳が発生する可能性を小さくすることができる。
【００５４】
なお、本実施例のCPIP中継装置の構成は、第１の実施例において説明した図２Ｂと同一であるが、本実施例におけるＩＰ中継装置においては一部の構成の機能が異なる。
【００５５】
即ち、本実施例のヘッダ条件探索部２６４は、パケットヘッダの１つまたは複数個の任意のフィールドをヘッダ条件として、ヘッダ条件毎にパケットの帯域使用率をリンク監視部２４１から取得する機能を持つ。リンク監視部２４１から取得したヘッダ条件と帯域使用率は、帯域使用率を探索キーとしてヘッダ条件を探索することが可能な形式で保持される。ヘッダ条件探索部２６４は、ヘッダ条件と出力先リンクを使用した迂回経路において、パケットが宛先IPアドレス（以下、宛先IP）に到達することを確認する機能を持つ。
【００５６】
この到達することを確認する方法の例としては、ルーティングプロトコル処理部２３１と経路表２２２から現在の経路情報を取得してパケットが宛先IPに到達するか確認する方法か、あらかじめ管理者からの設定変更の通知により、パケットが宛先IPに到達するようなヘッダ条件と出力先リンクをヘッダ条件探索部２６４に登録する方法かのいずれかを使用してよい。ヘッダ条件探索部２６４は、パケットが宛先IPに到達しないヘッダ条件と出力先リンクは、迂回経路として使用しない。
【００５７】
迂回経路探索部２６１は、ヘッダ条件探索部２６４により迂回経路を探索した場合、探索結果反映部２７１にヘッダ条件と出力先リンクを通知する。
【００５８】
図９は、本実施例におけるCPIP中継装置の動作フローチャートの例である。図９の動作フローチャートのうち、既に説明した図１Ａに示された同一の符号を付された部分と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００５９】
CPIP中継装置４７１がリンク４８１−２で、輻輳の予兆を検知したとき（ステップ１０４でYESへ）、迂回経路探索部２６１内部のヘッダ条件探索部２６４は、リンク監視部２４１からヘッダ条件毎の帯域使用率を取得して、帯域使用率を探索キーとして、探索終了条件を満たすヘッダ条件を探索する（ステップ６５１）。探索の方法の例としては、線形探索か、木探索か、目的値となる帯域使用率を探索可能なその他の探索アルゴリズムのいずれかを使用してよい。
【００６０】
ヘッダ条件探索部２６４は、ヘッダ条件と出力先リンクを使用した迂回経路で、パケットが宛先IPに到達するかどうかの確認を行う（ステップ６５２）。本実施例では、あらかじめ管理者が、パケットが送信先IPに到達するよう登録しておいた、ヘッダ条件と出力先リンクの中から迂回経路を探索したものとする（ステップ６５２でYESへ進む）。もしパケットが送信先IPに到達するか確認するかどうかを他の方法を使用して確認し、パケットが送信先IPに到達しないことを確認した場合、もう一度ヘッダ条件を探索する（ステップ６５２でNOへ進む）。
【００６１】
図８の表８０１は、迂回経路探索部２６１の探索処理の結果、リンク４８１−２を通過するパケットの一部を、ヘッダ条件を指定してリンク４８１−１に迂回させたときの各リンクの帯域使用率と検知基準との関係を示す。リンクコストを増加させてパケットを迂回させた場合、送信先IP毎にパケットを迂回させなければならないが、ヘッダ条件を指定することで、条件に一致する一部のパケットのみ迂回させることができる。この操作により迂回先のリンクで輻輳が発生することを回避することができる。
【００６２】
以上、実施例２によれば、CPIP中継装置がヘッダ条件を指定して一部のパケットの出力先リンクを変更することで、迂回先リンクの帯域使用率の増加を防ぎ、輻輳の発生を予防することを可能とする。
【実施例３】
【００６３】
第３の実施例では、ネットワーク中にCPIP中継装置が複数存在している場合に、CPIP中継装置同士で帯域使用率や検知基準などの予兆検知情報を通知し合い、輻輳の予兆を検知したときに、各CPIP中継装置が接続する全てのリンクの帯域使用率が、検知基準以下になる迂回経路を探索するIP中継ネットワークの例を示す。
【００６４】
図１０Ａは、本実施例のIP中継ネットワークを表した全体図である。本実施例におけるネットワークは、メッシュ状に装置を接続してなるパケット通信網であり、送信元装置５０１−N（N=１〜３）と送信先装置５０２−N（N=１〜２）の間は経路とIP中継装置５１１−N（１〜５）とCPIP中継装置５２１−N（１〜２）から構成される。また同図に、IP中継装置５１１−Nを接続するリンク５４１−N（N=１〜８）を示す。リンク５４１−Nの丸印の中の数字は、そのリンクのリンクコストを示す。送信元装置５０１−Nと送信先装置５０２−Nの間の経路は、リンク５４１−２を通る経路と、リンク５４１−５を通る経路と、リンク５４１−６を通る経路とがある。この場合、リンク５４１−２を通る経路は、リンク５４１−２、５４１−３、５４１−４と通り、それぞれコストが２，１，１なので、リンク５４１−２を通る経路のリンクコストの総和は２＋１＋１＝４となる。また、リンク５４１−６を通る経路は、リンク５４１−１、５４１−６、５４１−８と通り、それぞれコストが１，１，１なので、リンク５４１−６を通る経路のリンクコストの総和は１＋１＋１＝３となる。また、リンク５４１−５を通る経路は、リンク５４１−１、５４１−５、５４１−７と通り、それぞれコストが１，３，１なので、リンク５４１−５を通る経路のリンクコストの総和は１＋３＋１＝５となる。以上より、リンク５４１−２を通る経路のリンクコストの総和は４、リンク５４１−５を通る経路のリンクコストの総和は５、リンク５４１−６を通る経路のリンクコストの総和は３であり、リンクコストの総和が最も小さいリンク５４１−６を通る経路がパケットの経路となる。
【００６５】
また、図１０Ｂの表はリンク５４１−２、５４１−５、５４１−６の帯域使用率が、検知基準以下であるかどうかを示す。全てのリンクの帯域使用率が検知基準以下になったとき、迂回経路の探索は終了し、輻輳の予防が可能となる。
【００６６】
本実施例のCPIP中継装置の構成は、第１の実施例において説明した図２Ｂと同一である。本実施例におけるＩＰ中継装置においては一部構成の機能が異なる。例えば、本実施例の予兆検知部２５１は、帯域使用率や検知基準などの予兆検知情報をCPIP中継装置同士で相互に通知しあう機能を有する。
【００６７】
すなわち、図２Ａにおいて、予兆検知部２５１は、ネットワーク中の他のCPIP中継装置２０１に向けて、検知基準やリンクの帯域使用率など、迂回経路の探索に用いる予兆検知情報２９１をパケット転送部２２１、送受信ポート２１１経由で通知する。予兆検知情報２９１の通知は、一定時間間隔か、予兆検知時に行われる。ネットワーク中の他のCPIP中継装置２０１を認識する方法の例としては、CPIP中継装置２０１が隣接するIP中継装置に確認パケットを送信するか、管理者によって通知先装置のIPアドレスを設定するか、いずれかの方法を使用してよい。CPIP中継装置２０１が確認パケットを受信した場合、確認パケットの送信元CPIP中継装置２０１を通知先装置として設定するか、または確認パケットの送信元CPIP中継装置２０１に応答パケットを送信することで互いのCPIP中継装置を通知先装置として設定してよい。CPIP中継装置２０１以外のIP中継装置が確認パケットを受信した場合、確認パケットは廃棄される。
【００６８】
図１３は、本実施例におけるCPIP中継装置の動作フローチャートである。図１３の動作フローチャートのうち、既に説明した図１Ａに示された同一の符号を付された部分と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。また、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂは、順に、迂回経路探索の過程における、リンクコストと帯域使用率の経過を示す。
【００６９】
図１３のフローチャートにおいて、CPIP中継装置５２１−１、５２１−２は予兆検知情報２９１を一定時間間隔で互いに通知する（ステップ７５１、７５２）。
【００７０】
図１４は、通知元であるCPIP中継装置５２１−１が、通知先IP中継装置であるCPIP中継装置５２１−２に対して通知する予兆検知情報２９１を含んだパケット７０１のフォーマットの例を示す。パケット７０１は、通常のMACヘッダ、IPヘッダに続き、予兆検知情報が挿入される。予兆検知情報２９１の内容の例として、検知基準７０２、７０４や、リンクの帯域使用率７０３，７０５や、その他にも上述したリンクコストや出力先リンクを変更させるパケットのヘッダ条件など、迂回経路を探索する時に使用する情報のいずれかを含むことができる。なお、予兆検知情報２９１を通知する方法の例として、CPIP中継装置２０１が輻輳の予兆を検知したときに行う方法を使用してもよい。
【００７１】
CPIP中継装置５２１−１が、リンク５４１−６で輻輳の予兆を検知したとき（ステップ１０４）、CPIP中継装置５２１−１の迂回経路探索部２６１は、帯域使用率が検知基準を超えたリンクのリンクコスト５３１−２を増加させ（ステップ７５３）、各リンクの帯域使用率の見積もりと検知基準を比較する（ステップ１０６）。なお、本実施例ではリンクコストを増加させることで迂回経路を探索するが、迂回経路を探索する他の方法の例として、出力先を変化させるパケットのヘッダ条件を、帯域使用率を探索キーとして探索する方法を使用してもよい。
【００７２】
図１１Ｂは、パケットがリンク５４１−６を迂回するまでリンクコスト５３１−２を増加したときの各リンクのリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。リンクコスト増加後、リンク５４１−５を通る経路のリンクコストの総和は５、リンク５４１−６を通る経路のリンクコストの総和は５、リンク５４１−２を通る経路のリンクコストの総和は４となる。リンク５４１−２を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路はリンク５４１−２を通る経路となる。
【００７３】
帯域使用率予測部２６３は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、リンク５４１−５、５４１−６の帯域使用率の見積もりが検知基準以下になるが、リンク５４１−２の帯域使用率の見積もりが検知基準以上になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定すると、迂回経路設定後にリンク５４１−２で輻輳が発生する可能性があることを意味する。そのため、迂回経路探索部２６１は、リンクコストを探索結果反映部２７１に通知せず、リンクコスト５３１−３を増加させ、リンク５４１−２を迂回する経路を探索する（ステップ１０６でNOへ進む。ステップ１０９でもNOへ進む）。
【００７４】
次に、迂回経路探索部２６１は、帯域使用率の見積もりが検知基準を超えたリンク５４１−６、５４１−２のリンクコスト５３１−２、５３１−３を増加させ（ステップ７５３）、各リンクの帯域使用率を見積もり、検知基準と比較する（ステップ１０６）。
【００７５】
図１２Ｂは、パケットがリンク５４１−２，５４１−６を迂回するまでリンクコスト５３１−２、５３１−３を増加したときの各リンクのリンクコストと、帯域使用率の見積もりを表す。リンクコスト増加後、リンク５４１−５を通る経路のリンクコストの総和は５、リンク５４１−６を通る経路のリンクコストの総和は６、リンク５４１−２を通る経路のリンクコストの総和は６となる。リンク５４１−５を通る経路のリンクコストの総和が最も小さくなるため、パケットの経路はリンク５４１−５を通る経路となる。
【００７６】
帯域使用率予測部２６３は、リンクコスト増加後の各リンクの帯域使用率を予測する。その結果、図１２Ｂに示す表のように、リンク５４１−２、５４１−５、５４１−６の帯域使用率の見積もりが全て検知基準以下になったとする。このことは、探索したリンクコストを使って迂回経路を設定するとで、迂回経路設定後にリンク５４１−２、５４１−５、５４１−６で輻輳が発生しないことを意味する。そのため、迂回経路探索部２６１は、リンクコストを探索結果反映部２７１に通知して、迂回経路を設定する（ステップ１０６でYESへ進む）。
【００７７】
なお、本実施例ではCPIP中継装置５２１−２のリンクコスト５３１−３を、CPIP中継装置５２１−１が探索したが、他の迂回経路を探索する方法の例として、CPIP中継装置５２１−１はリンク５４１−５，５４１−６の帯域使用率が検知基準以下になった時点で、リンクコスト増加後の帯域使用率の見積もりとリンクコストを、予兆検知情報２９１としてCPIP中継装置５２１−２に通知し、CPIP中継装置５２１−２でリンクコスト５３１−３を増加させて、探索終了条件を満たすリンクコストを探索してもよい。
【００７８】
実施例３によれば、CPIP中継装置が、ネットワーク上の他のCPIP中継装置のリンクの状態を考慮して迂回経路を策定することで、他のCPIP中継装置の持つ経路も含めて、輻輳を予防するために最適な経路を選択することを可能とする。
【００７９】
以上、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものなく、様々な変形例が含まれうることは言うまでもない。上述した実施例は本発明のより良い理解のために説明したものであり、説明された全ての構成を備えるものに限定されるもので無いことに留意されたい。また、ある実施例構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、上述した各実施例の構成、機能、処理手段等は、それらの一部又は全部をソフトウェア構成のみならず、専用のハードウェア構成、あるいはそれらを共用した構成としても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、インターネットプロトコルを用いたネットワーク内の輻輳予防の制御技術として有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１５１−１ 送信元装置
１５２−１ 送信先装置
１６１−１ IP中継装置
１８１−１ リンクコスト
１９１−１ リンク
２０１ CPIP中継装置
２１１ 送受信ポート
２２１ パケット転送部
２３１ ルーティングプロトコル処理部
２４１ リンク監視部
２５１ 予兆検知部
２６１ 迂回経路探索部
２７１ 探索結果反映部
２８１ 輻輳予防部
２９１ 予兆検知情報
７０１ 予兆検知情報通知パケット
７０２、７０４ 検知基準
７０３、７０５ 帯域使用率
７５１ 共通制御部
７５２ 演算部
７５３ 記憶部
７５４ 回線カード
７５５ スイッチ部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、
リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポートと、前記パケットの転送を制御するパケット転送部と、前記リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、
前記輻輳予防部は、
前記リンクの帯域使用率を監視するリンク監視部と、
前記帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較する予兆検知部と、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部と、
探索した前記迂回経路を、前記パケット転送部の経路設定に反映する探索結果反映部を有する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記リンク監視部は、
前記予兆検知部と前記迂回経路探索部に対し前記帯域使用率を通知し、
前記送受信ポートを介して、外部からの設定変更の通知を受信する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項３】
請求項１に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記予兆検知部は、
前記検知基準の他に閾値を保持し、
前記帯域使用率が前記閾値を超えたときに、前記検知基準を設定し、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、輻輳の予兆検知したことを前記迂回経路探索部に通知する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項４】
請求項１に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記迂回経路探索部は、
前記リンクのリンクコストを変化パラメータとして、前記探索終了条件を満たすリンクコストを探索し、
前記探索終了条件を満たすリンクコストと前記迂回経路とを前記探索結果反映部に通知する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項５】
請求項４に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記パケット転送部は、コスト格納部を備えたルーティングプロトコル処理部を含み、
前記探索結果反映部は、
前記探索終了条件を満たすリンクコストを、前記ルーティングプロトコル処理部の前記コスト格納部に書き込むことにより前記迂回経路を設定し、
前記ルーティングプロトコル処理部は、
前記IPネットワーク上の他のIP中継装置に前記探索終了条件を満たすリンクコストを通知することにより、前記他のIP中継装置の迂回経路を設定する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項６】
請求項１に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記迂回経路探索部は、
前記パケットのヘッダの１つあるいは複数の任意のフィールドをヘッダ条件として、前記ヘッダ条件毎の前記帯域使用率を前記リンク監視部から取得し、
前記帯域使用率を探索キーとして、前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と前記ヘッダ条件の迂回先リンクとを探索し、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件を前記探索結果反映部に通知する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項７】
請求項６に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記迂回経路探索部は、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と前記迂回先リンクとを指定して前記パケットが到達するかどうか確認し、
前記ヘッダ条件と前記迂回先リンクとを指定して到達しないとき、前記ヘッダ条件と前記迂回先リンク以外を前記迂回経路に設定する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項８】
請求項６に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記探索結果反映部は、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と一致する前記パケットの出力先リンクを前記迂回先リンクに変更する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項９】
IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、
リンクに接続され、パケットを送受信する送受信ポートと、前記パケットの転送を制御するパケット転送部と、前記リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、
前記輻輳予防部は、
前記IP中継装置が備えるリンクの帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、前記IPネットワーク内に配置される通知先IP中継装置に、予兆検知情報を通知する予兆検知部と、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記予兆検知情報に含まれる前記リンクの帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部とを有し、得られた前記迂回経路を前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項１０】
請求項９記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記予兆検知情報が、前記帯域使用率、前記検知基準、前記迂回経路の探索に使用するその他の情報のいずれか一つかあるいは複数の組み合わせを含む、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項１１】
請求項９記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記通知先IP中継装置の登録を、外部から行うか、あるいは、前記IPネットワーク上で隣接する他のIP中継装置が、前記輻輳予防部を備えたものか否かを確認することによって行う、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項１２】
パケットを送受信する送受信ポートと、前記パケットの転送を制御するパケット転送部を備えるIP中継装置の輻輳予防IP中継方法であって、
前記送受信ポートにつながるリンクの帯域使用率を監視し、
前記帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索し、
得られた前記迂回経路を前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記検知基準の他に閾値を保持し、
前記帯域使用率が前記閾値を超えたときに、前記検知基準を設定する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記リンクのリンクコストを変化パラメータとして、前記探索終了条件を満たすリンクコストを探索し、
前記探索終了条件を満たす前記リンクコストと前記迂回経路とを前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記パケットのヘッダの１つあるいは複数の任意のフィールドをヘッダ条件として、前記ヘッダ条件毎の前記帯域使用率を取得し、
前記帯域使用率を探索キーとして、前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と、前記ヘッダ条件の迂回先リンクとを探索する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と一致する前記パケットの出力先リンクを前記迂回先リンクに変更する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記IPネットワーク内に配置される通知先IP中継装置に予兆検知情報を通知し、前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記予兆検知情報に含まれる前記リンクの帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として前記迂回経路を探索し、
探索した前記迂回経路を前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１】
IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、
リンクに接続されパケットを送受信する送受信ポートと、前記パケットの転送を制御するパケット転送部と、前記リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、
前記輻輳予防部は、
前記リンクの帯域使用率を監視するリンク監視部と、
前記帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較する予兆検知部と、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部と、
探索した前記迂回経路を、前記パケット転送部の経路設定に反映する探索結果反映部を有する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記リンク監視部は、
前記予兆検知部と前記迂回経路探索部に対し前記帯域使用率を通知し、
前記送受信ポートを介して、外部からの設定変更の通知を受信する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項３】
請求項１に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記予兆検知部は、
前記検知基準の他に閾値を保持し、
前記帯域使用率が前記閾値を超えたときに、前記検知基準を設定し、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、輻輳の予兆検知したことを前記迂回経路探索部に通知する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項４】
請求項１に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記迂回経路探索部は、
前記リンクのリンクコストを変化パラメータとして、前記探索終了条件を満たすリンクコストを探索し、
前記探索終了条件を満たすリンクコストと前記迂回経路とを前記探索結果反映部に通知する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項５】
請求項４に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記パケット転送部は、コスト格納部を備えたルーティングプロトコル処理部を含み、
前記探索結果反映部は、
前記探索終了条件を満たすリンクコストを、前記ルーティングプロトコル処理部の前記コスト格納部に書き込むことにより前記迂回経路を設定し、
前記ルーティングプロトコル処理部は、
前記IPネットワーク上の他のIP中継装置に前記探索終了条件を満たすリンクコストを通知することにより、前記他のIP中継装置の迂回経路を設定する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項６】
請求項１に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記迂回経路探索部は、
前記パケットのヘッダの１つあるいは複数の任意のフィールドをヘッダ条件として、前記ヘッダ条件毎の前記帯域使用率を前記リンク監視部から取得し、
前記帯域使用率を探索キーとして、前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と前記ヘッダ条件の迂回先リンクとを探索し、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件を前記探索結果反映部に通知する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項７】
請求項６に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記迂回経路探索部は、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と前記迂回先リンクとを指定して前記パケットが到達するかどうか確認し、
前記ヘッダ条件と前記迂回先リンクとを指定して到達しないとき、前記ヘッダ条件と前記迂回先リンク以外を前記迂回経路に設定する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項８】
請求項６に記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記探索結果反映部は、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と一致する前記パケットの出力先リンクを前記迂回先リンクに変更する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項９】
IPネットワーク内に配置される輻輳予防IP中継装置であって、
リンクに接続され、パケットを送受信する送受信ポートと、前記パケットの転送を制御するパケット転送部と、前記リンクの輻輳予防を行う輻輳予防部とを備え、
前記輻輳予防部は、
前記IP中継装置が備えるリンクの帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、前記IPネットワーク内に配置される通知先IP中継装置に、予兆検知情報を通知する予兆検知部と、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記予兆検知情報に含まれる前記リンクの帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索する迂回経路探索部とを有し、得られた前記迂回経路を前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項１０】
請求項９記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記予兆検知情報が、前記帯域使用率、前記検知基準、前記迂回経路の探索に使用するその他の情報のいずれか一つかあるいは複数の組み合わせを含む、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項１１】
請求項９記載の輻輳予防IP中継装置であって、
前記通知先IP中継装置の登録を、外部から行うか、あるいは、前記IPネットワーク上で隣接する他のIP中継装置が、前記輻輳予防部を備えたものか否かを確認することによって行う、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継装置。
【請求項１２】
パケットを送受信する送受信ポートと、前記パケットの転送を制御するパケット転送部を備えるIP中継装置の輻輳予防IP中継方法であって、
前記送受信ポートにつながるリンクの帯域使用率を監視し、
前記帯域使用率と輻輳の予兆検知の検知基準とを比較し、
前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として迂回経路を探索し、
得られた前記迂回経路を前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記検知基準の他に閾値を保持し、
前記帯域使用率が前記閾値を超えたときに、前記検知基準を設定する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記リンクのリンクコストを変化パラメータとして、前記探索終了条件を満たすリンクコストを探索し、
前記探索終了条件を満たす前記リンクコストと前記迂回経路とを前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記パケットのヘッダの１つあるいは複数の任意のフィールドをヘッダ条件として、前記ヘッダ条件毎の前記帯域使用率を取得し、
前記帯域使用率を探索キーとして、前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と、前記ヘッダ条件の迂回先リンクとを探索する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記探索終了条件を満たす前記ヘッダ条件と一致する前記パケットの出力先リンクを前記迂回先リンクに変更する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の輻輳予防IP中継方法であって、
前記IPネットワーク内に配置される通知先IP中継装置に予兆検知情報を通知し、前記帯域使用率が前記検知基準を超えたときに、前記予兆検知情報に含まれる前記リンクの帯域使用率が前記検知基準以下になることを探索終了条件として前記迂回経路を探索し、
探索した前記迂回経路を前記パケット転送部の経路設定に反映する、
ことを特徴とする輻輳予防IP中継方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−８９９２３（Ｐ２０１２−８９９２３Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２６３５（Ｐ２０１０−２３２６３５）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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