(57)【要約】【課題】フロー制御に必要な物理レイヤ装置の制御を容易に実行できるネットワークシステム、ノード装置、制御装置、通信制御方法および制御方法を提供する。【解決手段】ネットワークを構成する複数のノードと、各ノードをフロー単位で制御する制御装置と、を有する通信システムであって、ノードの各ポートに少なくとも１つの通信インタフェースが設けられ、制御装置が、前記ノードに対して、ポートの物理レイヤモードの設定を指示し、ノードが制御装置により指示された物理レイヤモードに従って、対応する通信インタフェースを設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを構成する複数のノードと、各ノードをフロー単位で制御する制御装置と、を有する通信システムであって、
前記ノードの各ポートに少なくとも１つの通信インタフェースが設けられ、
前記制御装置が、前記ノードに対して、ポートの物理レイヤモードの設定を指示し、
前記ノードが、前記制御装置により指示された前記物理レイヤモードに従って、対応する通信インタフェースを設定する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記ノードが、前記物理レイヤモードと前記通信インタフェースの物理パラメータとを対応付けたテーブルを備えることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記物理レイヤモードは前記ノードのポートに設けられた通信インタフェースが満たすべき動作条件に対応し、前記ノードが前記動作条件に応じて前記通信インタフェースの物理パラメータを設定する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記制御装置が、所定の制御ポリシに従って、前記ノードに対して指定すべきポートの物理レイヤモードを選択することを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記制御ポリシは前記ネットワークの各ノードから提供された統計情報に基づいて生成あるいは更新されることを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記制御ポリシは前記ネットワークを管理する管理装置により提供されることを特徴とする請求項４または５に記載の通信システム。
【請求項７】
制御装置により制御されるネットワークのノード装置であって、
前記ネットワークとの間でパケットの送受信を行う複数のポートを有し、前記制御装置からのフロー単位の制御に従ってパケットの転送を行う転送手段と、
前記複数のポートの各々に設けられた少なくとも１つの通信インタフェースと、
前記制御装置から指定されたポートの物理レイヤモードに従って、当該指定されたポートに設けられた通信インタフェースを設定するモード管理手段と、
を有することを特徴とするノード装置。
【請求項８】
前記モード管理手段が、各ポートに関して１つ以上の物理レイヤモードと通信インタフェースの物理パラメータとを対応付けたテーブルを備えることを特徴とする請求項７に記載のノード装置。
【請求項９】
前記物理レイヤモードは前記通信インタフェースが満たすべき動作条件に対応し、前記モード管理手段が前記動作条件に応じて前記通信インタフェースの物理パラメータを設定する、ことを特徴とする請求項７または８に記載のノード装置。
【請求項１０】
前記通信インタフェースが少なくとも送信パワーを調整可能であることを特徴とする請求項７−９のいずれか１項に記載のノード装置。
【請求項１１】
前記通信インタフェースが複数の送受信部を有し、前記複数の送受信部を有効する個数により前記送信パワーを調整することを特徴とする請求項１０に記載のノード装置。
【請求項１２】
前記通信インタフェースが少なくとも消費電力を調整可能であることを特徴とする請求項７−１１のいずれか１項に記載のノード装置。
【請求項１３】
ネットワークを構成する複数のノードの各々に対してフロー単位での制御を実行する制御装置であって、
前記ノードの各ポートに１つ以上の物理レイヤモードを定義したモードテーブルと、
あるノードの一つのポートの物理レイヤモードを指定するモード指定情報を当該ノードへ通知するノード管理手段と、
を有することを特徴とする制御装置。
【請求項１４】
前記物理レイヤモードは前記ノードのポートに設けられた通信インタフェースの動作条件に対応し、前記モード指定情報に従って前記ノードが前記動作条件に応じた前記通信インタフェースの物理パラメータ設定を行うことを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記ノード管理手段が、所定の制御ポリシに従って、前記ノードに対して指定すべきポートの物理レイヤモードを選択することを特徴とする請求項１３または１４に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記ノード管理手段が前記ネットワークの各ノードから提供された統計情報に基づいて前記制御ポリシを生成あるいは更新することを特徴とする請求項１５に記載の制御装置。
【請求項１７】
前記制御ポリシは前記ネットワークを管理する管理装置により提供されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の制御装置。
【請求項１８】
ネットワークを構成する複数のノードと、各ノードをフロー単位で制御する制御装置と、を有する通信システムにおける通信制御方法であって、
前記ノードの各ポートに少なくとも１つの通信インタフェースが設けられ、
前記制御装置が、前記ノードに対して、ポートの物理レイヤモードを指示し、
前記ノードが、前記制御装置により指示された前記物理レイヤモードに従って、対応する通信インタフェースを設定する、
ことを特徴とする通信制御方法。
【請求項１９】
前記ノードが、前記制御装置とは別に、前記１つ以上の物理レイヤモードと前記通信インタフェースの物理パラメータとを対応付けることを特徴とする請求項１８に記載の通信制御方法。
【請求項２０】
前記物理レイヤモードは前記ノードのポートに設けられた通信インタフェースが満たすべき動作条件に対応し、前記ノードが前記動作条件に応じて前記通信インタフェースの物理パラメータを設定する、ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の通信制御方法。
【請求項２１】
前記制御装置が、所定の制御ポリシに従って、前記ノードに対して指定すべきポートの物理レイヤモードを選択することを特徴とする請求項１８−２０のいずれか１項に記載の通信制御方法。
【請求項２２】
前記制御装置が、前記ネットワークの各ノードから提供された統計情報に基づいて前記制御ポリシを生成あるいは更新することを特徴とする請求項２１に記載の通信制御方法。
【請求項２３】
前記制御ポリシは前記ネットワークを管理する管理装置により提供されることを特徴とする請求項２１または２２に記載の通信制御方法。
【請求項２４】
制御装置により制御されるネットワークとの間でパケットの送受信を行う複数のポートと、前記制御装置からのフロー単位の制御に従ってパケットの転送を行う転送手段と、前記複数のポートの各々に設けられた少なくとも１つの通信インタフェースと、を有するノード装置の通信制御方法であって、
前記制御装置からポートの物理レイヤモードを指定するモード指定情報を受信し、
前記モード指定情報に従って、当該指定されたポートに設けられた通信インタフェースを設定する、
ことを特徴とする通信制御方法。
【請求項２５】
前記モード指定情報に従って、各ポートに関して１つ以上の物理レイヤモードと通信インタフェースの物理パラメータとを対応付けたテーブルを参照し、前記テーブルにより検索された前記物理パラメータにより前記通信インタフェースの設定を行うことを特徴とする請求項２４に記載の通信制御方法。
【請求項２６】
前記物理レイヤモードは前記通信インタフェースが満たすべき動作条件に対応し、前記動作条件に応じて前記通信インタフェースの物理パラメータを設定することを特徴とする請求項２４または２５に記載の通信制御方法。
【請求項２７】
前記通信インタフェースが少なくとも送信パワーを調整可能であることを特徴とする請求項２４−２６のいずれか１項に記載の通信制御方法。
【請求項２８】
前記通信インタフェースが複数の送受信部を有し、前記複数の送受信部を有効する個数により前記送信パワーを調整することを特徴とする請求項２７に記載の通信制御方法。
【請求項２９】
前記通信インタフェースが少なくとも消費電力を調整可能であることを特徴とする請求項２４−２８のいずれか１項に記載の通信制御方法。
【請求項３０】
ネットワークを構成する複数のノードの各々をフロー単位で制御する制御方法であって、
モードテーブルが前記ノードの各ポートの１つ以上の物理レイヤモードを保持し、
ノード管理手段が、あるノードの一つのポートの物理レイヤモードを指定するモード指定情報を当該ノードへ通知する、
ことを特徴とする制御方法。
【請求項３１】
前記物理レイヤモードは前記ノードのポートに設けられた通信インタフェースが満たすべき動作条件に対応し、前記モード指定情報に従って前記ノードが前記通信インタフェースを設定する、ことを特徴とする請求項３０に記載の制御方法。
【請求項３２】
前記ノード管理手段が、所定の制御ポリシに従って、前記ノードに対して指定すべきポートの物理レイヤモードを選択することを特徴とする請求項３０または３１に記載の制御方法。
【請求項３３】
前記ノード管理手段が前記ネットワークの各ノードから提供された統計情報に基づいて前記制御ポリシを生成あるいは更新することを特徴とする請求項３２に記載の制御方法。
【請求項３４】
前記制御ポリシは前記ネットワークを管理する管理装置により提供されることを特徴とする請求項３２または３３に記載の制御方法。
【請求項３５】
制御装置により制御されるネットワークのノード装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記ネットワークとの間でパケットの送受信を行う複数のポートを有し、前記制御装置からのフロー単位の制御に従ってパケットの転送を行う機能と、
前記複数のポートの各々に少なくとも１つの通信インタフェースが設けられ、前記制御装置から指定されたポートの物理レイヤモードに従って、当該指定されたポートに設けられた通信インタフェースを設定する機能と、
を前記コンピュータに実現するためのプログラム。
【請求項３６】
ネットワークを構成する複数のノードの各々に対してフロー単位での制御を実行する制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記ノードの各ポートに１つ以上の物理レイヤモードをモードテーブルに定義する機能と、
あるノードの一つのポートの物理レイヤモードを指定するモード指定情報を当該ノードへ通知する機能と、
を前記コンピュータに実現するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はソフトウエアネットワーキング（Software Defined Networking：ＳＤＮ）技術に基づいたネットワークシステムに係り、特にＳＤＮネットワークシステムにおけるノード制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ソフトウエアネットワーキング（以下、ＳＤＮと記す。）という新たなネットワーク技術が提案され、その要素技術であるオープンフロー(OpenFlow（登録商標。以下同じ。)）のようなネットワークプラットフォームの開発がオープンソースで進められている（非特許文献１など）。オープンフロー技術の基本的アイデアはデータプレーンと制御プレーンとを分離し、それらを独立に展開可能にしたことにある。この分離構成によりスイッチは閉じたシステムからプログラム可能なオープンプラットフォームとなる。【０００３】
図１に例示するように、複数の転送ノードからなるネットワークと各転送ノードを制御する制御装置からなるＳＤＮネットワークを考える。たとえば、オープンフローでは、パケットの入力物理ポート番号（Ｌ１レイヤ）、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス（Ｌ２レイヤ）、ＩＰアドレス（Ｌ３レイヤ）、ポート番号（Ｌ４レイヤ）などの識別子の組み合わせによって決定される一連の通信を「フロー」として定義し、フロー単位での経路制御を実現する。転送ノードとして機能するオープンフロースイッチ（ＯＦＳ）はフローテーブルに従って動作し、フローテーブルは制御装置として機能するオープンフローコントローラ（ＯＦＣ）からの指示により書き換られる。【０００４】
フローテーブルには、フロー毎に、ルールと、統計情報と、ルールにマッチしたパケットに対して適用する処理を規定したアクションと、からなるフローエントリが格納されている。ルールはフローを識別する条件であり、統計情報は当該フローの総パケット数、総パケットサイズなどのネットワークに関する統計情報である。オープンフローコントローラ（ＯＦＣ）は統計情報を各ＯＦＳから収集することで、ネットワーク全体の状況を把握することができる。アクションの一例として、指定された物理ポートからパケットを転送することを指示する「Ｏｕｔｐｕｔ」の場合、出力物理ポートとして、入力物理ポート以外の全ての物理ポート（ＡＬＬ）、コントローラへ転送する物理ポート（ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ）、入力物理ポート（ＩＮ＿ＰＯＲＴ）などを指定することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】N. McKeown et al. “OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks” ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 38(2):69-74, April 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したＳＤＮはレイヤ２（Ｌ２）以上の制御が中心である。光や無線などの物理レイヤ（Ｌ１）以下の制御のオープン化も求められているが、物理レイヤでは技術の成熟度が十分ではなく、異なるベンダ間で相互接続ができないというのが現状である。このために、Ｌ１以下の制御をオープン化しても、ＳＤＮコントローラはベンダ固有の特性を考慮して制御する必要があり、制御負荷の増大、処理速度の低下などの問題が生じる可能性がある。【０００７】
そこで、本発明の目的は、フロー制御に必要な物理レイヤ装置の制御を容易に実行できるネットワークシステム、ノード装置、制御装置、通信制御方法および制御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】
本発明による通信システムは、ネットワークを構成する複数のノードと、各ノードをフロー単位で制御する制御装置と、を有する通信システムであって、前記ノードの各ポートに少なくとも１つの通信インタフェースが設けられ、前記制御装置が、前記ノードに対して、ポートの物理レイヤモードの設定を指示し、前記ノードが、前記制御装置により指示された前記物理レイヤモードに従って、対応する通信インタフェースを設定する、ことを特徴とする。
本発明によるノード装置は、制御装置により制御されるネットワークのノード装置であって、前記ネットワークとの間でパケットの送受信を行う複数のポートを有し、前記制御装置からのフロー単位の制御に従ってパケットの転送を行う転送手段と、前記複数のポートの各々に設けられた少なくとも１つの通信インタフェースと、前記制御装置から指定されたポートの物理レイヤモードに従って、当該指定されたポートに設けられた通信インタフェースを設定するモード管理手段と、を有することを特徴とする。
本発明による制御装置は、ネットワークを構成する複数のノードの各々に対してフロー単位での制御を実行する制御装置であって、前記ノードの各ポートに１つ以上の物理レイヤモードを定義したモードテーブルと、あるノードの一つのポートの物理レイヤモードを指定するモード指定情報を当該ノードへ通知するノード管理手段と、を有することを特徴とする。
本発明による通信システムにおける通信制御方法は、ネットワークを構成する複数のノードと、各ノードをフロー単位で制御する制御装置と、を有する通信システムにおける通信制御方法であって、前記ノードの各ポートに少なくとも１つの通信インタフェースが設けられ、前記制御装置が、前記ノードに対して、ポートの物理レイヤモードの設定を指示し、前記ノードが、前記制御装置により指示された前記物理レイヤモードに従って、対応する通信インタフェースを設定する、ことを特徴とする。
本発明によるノード装置の通信制御方法は、制御装置により制御されるネットワークとの間でパケットの送受信を行う複数のポートと、前記制御装置からのフロー単位の制御に従ってパケットの転送を行う転送手段と、前記複数のポートの各々に設けられた少なくとも１つの通信インタフェースと、を有するノード装置の通信制御方法であって、前記制御装置からポートの物理レイヤモードを指定するモード指定情報を受信し、前記モード指定情報に従って、当該指定されたポートに設けられた通信インタフェースを設定する、ことを特徴とする。
本発明による制御方法は、ネットワークを構成する複数のノードの各々をフロー単位で制御する制御方法であって、モードテーブルが前記ノードの各ポートに１つ以上の物理レイヤモードを保持し、ノード管理手段が、あるノードの一つのポートの物理レイヤモードを指定するモード指定情報を当該ノードへ通知する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、制御装置がポートごとに物理レイヤモードを定義し、ノードが、制御装置から指定されたポートの物理レイヤモードに従って、自身の物理レイヤ装置を設定することで、フロー制御に必要な物理レイヤ装置の制御を容易に実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は背景技術を説明するためのネットワークシステム構成を示す概略図である。
【図２】図２は本発明の第１実施形態によるネットワークステムの制御装置および各ノードの概略的構成を示すブロック図である。
【図３】図３は図２に示す制御装置１０におけるモードデータベースのデータ構造の一例を示す模式図である。
【図４】図４は図２に示すノードにおけるモード管理データベースのデータ構造の一例を示す模式図である。
【図５】図５は第１実施形態によるネットワークシステムの動作を示すシーケンス図である。
【図６】図６は本発明の第２実施形態によるネットワークシステムの概略的構成を示す図である。
【図７】図７は第２実施形態によるパケット転送制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は第２実施形態によるパケット転送機能部の構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は第２実施形態によるパケット転送機能部の１つのポートに紐づけされた１つの通信インタフェースの部分的構成例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は図９に示す構成例でのパケット転送制御装置におけるモードデータベースのデータ構造の一例を示す模式図である。
【図１１】図１１は図９に示す構成例でのパケット転送機能部におけるモード管理データベースのデータ構造の一例を示す模式図である。
【図１２】図１２は第２実施形態によるパケット転送機能部の１つのポートに紐づけされた複数の通信インタフェースの部分的構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は図１２に示す構成例でのパケット転送制御装置におけるモードデータベースのデータ構造の一例を示す模式図である。
【図１４】図１４は図１２に示す構成例でのパケット転送機能部におけるモード管理データベースのデータ構造の一例を示す模式図である。
【図１５】図１５は本発明の第３実施形態によるネットワークシステムの概略的構成を示す図である。
【図１６】図１６は第３実施形態によるパケット転送制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図１７】図１７は図１６に示すパケット転送制御装置におけるトポロジ管理部に含まれるリンク情報テーブルのデータ構造の一例を示す模式図である。
【図１８】図１８は本発明の第４実施形態によるネットワークシステムの概略的構成を示す図である。
【図１９】図１９は第４実施形態によるパケット転送機能部の１つのポートに紐づけされた複数の通信インタフェースの構成例を示すブロック図である。
【図２０】図２０は図１８に示すパケット転送制御装置におけるモードデータベースのデータ構造の一例を示す模式図である。
【図２１】図２１は図１８に示すパケット転送機能部におけるモード管理データベースのデータ構造の一例を示す模式図である。
【図２２】図２２は本発明の第５実施形態によるネットワークシステムの概略的構成を示す図である。
【図２３】図２３は図２２に示すパケット転送制御装置におけるモードデータベースのデータ構造の一例を示す模式図である。
【図２４】図２４は図２２に示すパケット転送機能部におけるモード管理データベースのデータ構造の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施形態の概要＞
本発明の実施形態によれば、ネットワークのノードを制御する制御装置は、各ノードのポートごとに１つ以上の物理レイヤコンフィグレーションモード（以下、物理レイヤモードという。）を定義し、ノードは、制御装置から指定された物理レイヤモードに従って、当該ポートに紐づいた物理装置の設定変更、たとえば一つの物理装置の物理パラメータの変更あるいは別の物理装置への切り替え等を行う。したがって、制御装置は、各ノードに設けられた物理レイヤ装置のベンダ固有特性を考慮する必要がなくなり、フロー制御に必要な物理レイヤ装置の制御負荷が軽減できる。物理レイヤモードは、少なくとも１つ以上の論理パラメータ（たとえばリンク容量、遅延、消費電力など）から構成され、制御装置はネットワークの状況に応じて各ポートの物理レイヤモードを選択することができる。以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明する。
【００１２】
１．第１実施形態
１．１）システム構成
図２において、本発明の第１実施形態によるネットワークシステムは、有線あるいは無線の物理リンクで接続された複数のノードＮと各ノードを制御する制御装置１０とからなる。制御装置１０は各ノードのポートごとに１つあるいは複数の物理レイヤモードを定義しておき、各ノードは、制御装置１０から指定された物理レイヤモードに対応する物理装置の設定変更を行う。
【００１３】
制御装置１０は、各ノードＮと通信するためのノード通信部１０１、パケット転送ルールデータベース（ＤＢ）１０２、モードＤＢ１０３および制御部１０４を含む。パケット転送ルールＤＢ１０２を用いたフロー単位での経路制御は背景技術と同様であるから、詳細な説明は省略する。モードＤＢ１０３は、各ノードのポートごとに１つ以上の物理レイヤモードを定義したテーブルである。詳細は後述する。
【００１４】
ノードＮは、制御装置１０との間で通信を行うための通信部２０１と、フローテーブル２０２、パケット転送処理部２０３、モード管理部２０４およびモード管理ＤＢ２０５を有する。フローテーブル２０２およびパケット転送処理部２０３を用いたフロー単位での経路制御は背景技術と同様であるから、詳細な説明は省略する。本実施形態によれば、パケット転送処理部２０３の各ポートに１つあるいは複数の通信インタフェースが紐付けられている。ここでは、簡単化のために、一つのポートＰ１には１つの通信インタフェースＡが、別のポートＰ２には２つのインタフェースＢおよびＣが、それぞれ紐付けられているものとする。モード管理ＤＢ２０５は、ポートごとに１つ以上の物理レイヤモードを定義し、それぞれに対応する通信インタフェースの設定パラメータを格納したテーブルである。詳細は後述する。
【００１５】
通信インタフェースの通信媒体としては、電気、光あるいは電波を問わないが、後述するように、各ポートにおける少なくとも１つの通信インタフェースにより通信帯域、通信速度、送信電力などの通信パラメータを変更できることが必要である。ここでは、モード管理部２０４が、制御装置１０からの指示に従って、各ポートに紐付けされた通信インタフェースのパラメータ設定を変更することができる。
【００１６】
＜モードＤＢ＞
図３に示すように、制御装置１０のモードＤＢ１０３には、各ノードのポートごとのモード情報が格納されている。図３に示されたノードのポート識別子（ＩＤ）＝１には２つのモード（モードＩＤ＝１、２）が定義され、ポートＩＤ＝２には３つのモード（モードＩＤ＝１、２、３）が定義されており、各モードはリンク容量、消費電力、遅延等の論理パラメータにより定義される。たとえば、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝１の組み合わせは、リンク容量Ｗ１１、消費電力Ｐ１１、遅延Ｄ１１等により定義される物理レイヤモードに対応する。したがって、任意のノードに対して、物理レイヤモードを特定する情報を用いて、当該ポートのインタフェースが満たすべき条件を指定することができる。以下、物理レイヤモードを特定する情報の一例としてポートＩＤとモードＩＤとの組み合わせを用いるが、モードＩＤの代わりに最大リンク容量を用いることもできる。
【００１７】
＜モード管理ＤＢ＞
図４に示すように、ノードＮのモード管理ＤＢ２０５には、ポートごとに定義された各モードの通信インタフェース設定情報が格納されている。モード管理ＤＢ２０５におけるポートおよびモードの組み合わせは、制御装置１０のモードＤＢ１０３で定義されたポートおよびモードの組み合わせに対応している。言い換えれば、制御装置１０で定義されたポートおよびモードの組み合わせにより指定される物理レイヤ条件を満たすように、ノードＮにおける通信インタフェースの物理的設定が定義されている。
【００１８】
図４に示されたポートＩＤ＝１は、図２に示すポートＰ１が対応し、当該ポートに２つのモード（モードＩＤ＝１、２）が定義されている。それぞれのモードは１つの通信インタフェースＡの２つの設定状態に対応している。ここでは、通信インタフェースＡが送信電力を変更可能であるものとし、モードＩＤ＝１の場合に通信インタフェースＡの送信電力パラメータがＰａ１に、モードＩＤ＝２の場合に同じく送信電力パラメータがＰａ２に、それぞれ設定される。
【００１９】
図４に示されたポートＩＤ＝２は、図２に示すポートＰ２が対応し、当該ポートに３つのモード（モードＩＤ＝１、２、３）が定義されている。それぞれのモードは２つの通信インタフェースＢおよびＣのそれぞれの設定状態の組み合わせに対応している。ここでは、通信インタフェースＢおよびＣがそれぞれ特定の送信電力に設定されているものとする。より詳しくは、モードＩＤ＝１の場合、通信インタフェースＢおよびＣを共に有効にすることで当該ポートＰ２の送信電力がＰｂ＋Ｐｃに設定される。モードＩＤ＝２の場合、通信インタフェースＢを有効、通信インタフェースＣを無効にすることで当該ポートＰ２の送信電力がＰｂに設定される。モードＩＤ＝３の場合、通信インタフェースＢを無効、通信インタフェースＣを有効にすることで当該ポートＰ２の送信電力がＰｃに設定される。
【００２０】
上述したように、モード管理ＤＢ２０５で定義された物理レイヤモードは、制御装置１０から指定される物理レイヤモード情報に対応しているが、その管理パラメータの内容は各ノードＮのポートごとに接続された通信インタフェース（物理装置）に基づいている。以下、本実施形態の動作を説明する。
【００２１】
１．２）動作
図５に示すように、制御装置１０の制御部１０４は、モード変更トリガが発生すると（動作Ｓ３０１）、モードＤＢ１０３を参照し、ノードＮのポートにおける物理レイヤモードの変更制御を開始する。モード変更トリガとしては、たとえばノードＮから取得する統計情報と所定の制御ポリシとに基づいて、通信パラメータを変更すべきと判断された場合などである。この場合、制御部１０４は、モードＤＢ１０３における対応ポートに定義された複数のモードから制御ポリシに従って適切なものを選択し、当該ポートＩＤおよび選択されたモードＩＤからなる物理レイヤモード指定情報をノード通信部１０１を通して当該ノードＮへ通知する（動作Ｓ３０２）。物理レイヤモード指定情報は、たとえばＯｐｅｎＦｌｏｗのPort Modification Messageで送信することができる。あるいは、Netconfのedit-configのオペレーションをＲＰＣ(Remote Procedure Control)を用いて実施することで物理レイヤモードを指定することもできる。
【００２２】
制御装置１０から物理レイヤモード指定情報を通信部２０１を通して受信すると、ノードＮのモード管理部２０４は、モード管理ＤＢ２０５を参照して、当該物理レイヤモード指定情報にあるポートＩＤおよびモードＩＤと一致するエントリを読み出す（動作Ｓ３０３）。モード管理部２０４は、読み出されたエントリの物理レイヤ管理パラメータに従って通信インタフェースを設定する（動作Ｓ３０４）。
【００２３】
たとえば、制御装置１０からポートＩＤ＝１、モードＩＤ＝１の物理レイヤモード指定情報を受信すると、モード管理部２０４は、モード管理ＤＢ２０５からポートＩＤ＝１、モードＩＤ＝１に対応するエントリ（通信インタフェースＡ＝有効、送信電力Ｐａ１等）を読み出し、当該通信インタフェースＡに設定する。制御装置１０からポートＩＤ＝１、モードＩＤ＝２の物理レイヤモード指定情報を受信すると、モード管理部２０４は、対応するエントリ（通信インタフェースＡ＝有効、送信電力Ｐａ２等）を読み出し、当該通信インタフェースＡに設定する。制御装置１０からポートＩＤ＝２、モードＩＤ＝２の物理レイヤモード指定情報を受信すると、モード管理部２０４は、対応するエントリ（通信インタフェースＢ＝有効（送信電力Ｐｂ）、Ｃ＝無効等）を読み出し、当該通信インタフェースＢおよびＣに設定する。
【００２４】
１．３）効果
上述したように、本発明の第１実施形態によれば、制御装置と各ノードとの間で物理レイヤモードを定義しておき、制御装置からの特定ポートの物理レイヤモード指定に従って、ノードの当該ポートに紐付いた物理装置の通信設定を行う。これにより、制御装置は、各ノードに設けられた物理装置のベンダ固有特性を考慮する必要がなくなり、フロー制御に必要な物理レイヤ装置の制御負荷が軽減する。
【００２５】
さらに、制御装置はネットワークの状況に応じて各ポートの物理レイヤモードを指定することができるので、各ノードは指定されたモードに従って自己の物理レイヤ装置の通信設定を行うことができ、ネットワークのより効率的な運用が可能となる。
【００２６】
２．第２実施形態
本発明の第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、各ノードのポートごとに１つ以上の物理レイヤモードが定義されており、さらに制御装置はノードへ通知すべき物理レイヤモードを制御ポリシに従って決定する。制御ポリシはネットワークの状況に応じて更新される。たとえば、ネットワークの各ノードから取得した統計情報に基づいて、制御ポリシを生成あるいは更新することができる。制御ポリシの生成あるいは更新は、制御装置内に設けられた管理手段により実行されてもよいし、制御装置とは別個にネットワーク上に設けられた管理手段により実行されてもよい。
【００２７】
以下、各ノードの通信インタフェースを無線通信装置、制御装置をパケット転送制御装置、各ノードをパケット転送機能部とし、パケット転送制御装置とは別個の管理装置により制御ポリシが管理される場合を一例として説明する。
【００２８】
２．１）システム構成および動作
図６において、本発明の第２実施形態によるネットワークシステムは、管理装置３０、パケット転送制御装置４０および複数のパケット転送機能部５０からなるものとする。管理装置３０としては、例えばネットワーク機器を直接管理するＥＭＳ(Element Management System)などを利用できる。管理装置３０およびパケット転送制御装置４０は一つの管理システムを構成してもよい。
【００２９】
第１実施形態と同様に、複数のパケット転送機能部５０は有線あるいは無線の物理リンクで接続されてネットワーク２０を構成し、パケット転送制御装置４０によりフロー制御および物理レイヤモード制御が実行される。パケット転送制御装置４０は第１実施形態における制御装置１０と同様の機能を有し、パケット転送機能部５０は同じくノードＮと同様の機能を有するが、パケット転送制御装置４０が管理装置３０により提供される制御ポリシに従って物理レイヤモード指定情報を選択する点が異なっている。パケット転送制御装置４０およびパケット転送機能部５０の詳細については後述する。
【００３０】
図６に示すように、管理装置３０は、ネットワーク２０の各パケット転送機能部５０における各フローに関する統計情報を取得し（動作Ｓ４０１）、統計情報から得られるネットワーク状況に応じて、たとえば新たな制御ポリシの生成、既設の制御ポリシの更新等を実行する（動作Ｓ４０２）。制御ポリシとしては、たとえば、昼間は低遅延モードに設定し、夜間は省電力モードに設定する時間依存の制御ポリシ、ネットワーク２０のトラフィックが所定値より大きくなれば低遅延モードに設定し、所定値以下になれば省電力モードに設定するトラフィック依存の制御ポリシ、などを採用することができる。管理装置３０は、こうして設定された新規の制御ポリシあるいは更新制御ポリシをパケット転送制御装置４０へ通知する（動作Ｓ４０３）。
【００３１】
パケット転送制御装置４０は、管理装置３０から提供された制御ポリシに基づいて、第１実施形態で述べたように物理レイヤモードを決定し（動作Ｓ４０４）、たとえばポートＩＤおよびモードＩＤの組み合わせからなる物理レイヤモード指定情報をパケット転送機能部５０へ通知する（動作Ｓ４０５）。たとえば、昼間（たとえば午前９時〜午後５時）は低遅延モード、夜間（たとえば午後９時〜翌朝６時）は省電力モードという制御ポリシが指示された場合、パケット転送制御装置４０は、昼間であればネットワーク２０が低遅延で動作する物理レイヤモードを選択し、夜間になれば省電力モードで動作する物理レイヤモードを選択して各パケット転送機能部５０へ通知する。管理装置３０は、昼間／夜間の時間帯を更新した制御ポリシをパケット転送制御装置４０へ通知することもできるし、あるいは別の制御ポリシ（たとえば上記トラフィック依存の制御ポリシなど）に切り替えることもできる。
【００３２】
＜パケット転送制御装置＞
図７に示すように、本実施形態によるパケット転送制御装置４０は、ネットワークに接続しパケット転送機能部５０および管理装置３０と通信するための通信部４０１を有し、さらに、フロー単位での経路制御を実行するための機能部（制御メッセージ処理部４０２、パケット転送ルール管理部４０３、パケット転送ルールＤＢ４０４、経路・アクション計算部４０５、トポロジ管理部４０６、通信端末位置管理部４０７およびパケット転送機能管理部４０８）を有する。
【００３３】
本実施形態によるパケット転送制御装置４０は、さらにパケット転送機能管理部４０８により管理されるモードＤＢ４０９およびポリシ記憶部４１０を有する。パケット転送機能管理部４０８は、パケット転送機能部５０の能力を管理する中で、パケット転送機能部５０のポートと物理レイヤモードと紐付けてモードＤＢ４０９に格納し管理する。モードＤＢ４０９には、後述するように、各パケット転送機能部５０のポートごとに１つ以上の物理レイヤモードを定義したテーブルが格納されている。
【００３４】
また、パケット転送機能管理部４０８は、通信部４０１および制御メッセージ処理部４０２を通して管理装置３０から受信した制御ポリシをポリシ記憶部４１０に格納し、制御ポリシに従った管理を行う。すなわち、パケット転送機能管理部４０８は、モードＤＢ４０９およびポリシ記憶部４１０を参照することで、制御ポリシに従って適切な物理レイヤモードを選択する機能を有する。
【００３５】
＜パケット転送機能部＞
図８に示すように、本実施形態によるパケット転送機能部５０は、パケット転送制御装置４０および管理装置３０と通信するための通信部５０１を有し、さらに、フロー単位で制御されたパケット転送を実行するための機能部（転送処理部５０２、フローテーブルＤＢ５０３およびフローテーブル管理部５０４）を有する。
【００３６】
転送処理部５０２はテーブル検索部５１０およびアクション実行部５１１という２つの機能部と複数のポートを有する。転送処理部５０２の各ポートには１つあるいは複数の通信インタフェース部５０５が接続されている。通信インタフェース部５０５は、電気、無線、光等の物理インタフェースであり、たとえばイーサネット（登録商標、以下同じ。）等のインタフェースを含むことができる。転送処理部５０２のテーブル検索部５１０は、受信したパケットのレイヤ１〜レイヤ４のヘッダ情報を用いてフローテーブルＤＢ５０３を検索し、マッチするフローエントリがあれば、アクション実行部５１１は当該フローエントリに定義されたアクションを当該受信パケットに対して適用する。
【００３７】
モード管理部５０６は、パケット転送制御装置４０から指示された物理モード指定情報（ポートＩＤおよびモードＩＤ）に基づいてモード管理ＤＢ５０７を参照し、通信インタフェース部５０５の設定を変更することができる。モード管理ＤＢ５０７には、後述するように、ポートごとに定義された各モードの通信インタフェース設定情報が格納されている。
【００３８】
以下、通信インタフェース部５０５として無線通信装置を例示し、ポートに１つの通信インタフェースが紐付けされた第１例と、ポートに複数の通信インタフェースが紐付けされた第２例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
２．２）第１例
図９は、図８のパケット転送機能部５０における転送処理部５０２のポート周りの構成を例示する。第１例では、転送処理部５０２のポートに一つの無線通信インタフェース部５０５が接続され、無線通信インタフェース部５０５における無線送受信部はその送信パワーがモード管理部５０６によって制御可能であるものとする。以下、この第１例におけるパケット転送制御装置４０のモードＤＢ４０９とパケット転送機能部５０のモード管理ＤＢ５０７とのデータ構成例を説明する。
【００４０】
図１０に示すように、パケット転送制御装置４０のモードＤＢ４０９には、各ノードのポートごとのモード情報が格納されている。図１０に示されたノードのポートＩＤ＝１には３つのモード（モードＩＤ＝１、２、３）が定義されている。ここでは、各物理レイヤモードが消費電力によって定義されている。たとえば、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝１の組み合わせには消費電力３０Ｗが、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝２の組み合わせには消費電力２０Ｗが、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝３の組み合わせには消費電力１０Ｗがそれぞれ対応している。したがって、物理レイヤモードを特定する情報（ここでは、ポートＩＤとモードＩＤとの組み合わせ）を用いて、当該ポートの物理レイヤ条件（消費電力）を指定することができる。なお、モードが変わると、通信インタフェース部５０５の送信パワーが変化するので、適応変調で適用可能な変調方式が変化し、それがモードごとの容量の上限に反映している。
【００４１】
図１１に示すように、パケット転送機能部５０のモード管理ＤＢ５０７には、ポートごとに定義された各モードの通信インタフェース設定情報が格納されている。モード管理ＤＢ５０７におけるポートおよびモードの組み合わせは、パケット転送制御装置４０のモードＤＢ４０９で定義されたポートおよびモードの組み合わせに対応している。また、モードＩＤに対応して通信インタフェースＩＤを設けているので、モード管理部５０６はモード管理ＤＢ５０７を参照することでポートと通信インタフェース部５０５との対応関係を解決できる。
【００４２】
図１１に示されたポートＩＤ＝１は図９に示すポートが対応し、当該ポートに３つのモード（モードＩＤ＝１、２、３）が定義されている。それぞれのモードは無線通信インタフェース部５０５の３つの設定状態に対応している。ここでは、モード管理部５０６が、パケット転送制御装置４０が制御ポリシに従って選択した物理レイヤモード指定情報（ポートＩＤおよびモードＩＤ）に従って、無線通信インタフェース部５０５の参照送信パワーを変更することができる。
【００４３】
なお、第１例では無線トランスポートを想定しているが、本実施形態では無線トランスポートに限定されない。また、第１例では、ポートに一つの無線通信インタフェース部５０５が接続されているので、無線通信インタフェース部５０５のインタフェース状態は有効、適用変調はＯＮ、および自動送信電力制御（ＡＴＰＣ）はＯＮに固定されている。さらに、第１例のモード管理ＤＢ５０７は、パケット転送制御装置４０のモードＤＢ４０９の情報を含まないが、含んでもよい。
【００４４】
２．３）第２例
図１２は、図８のパケット転送機能部５０における転送処理部５０２のポート周りの構成を例示する。第２例では、転送処理部５０２のポートに複数の無線通信インタフェース部５０５が接続され、無線通信インタフェース部５０５における無線送受信部はその送信パワーが一定で、モード管理部５０６によってＩＦ状態の有効（アクティブ）／無効（インアクティブ）を制御可能であるものとする。したがって、モード管理部５０６の制御により、アクティブ無線通信インタフェース部５０５の個数を変化させることができ、結果的にポートの送受信データ容量を変化させることができる。以下、説明を簡単化するために、ポートに３つの無線通信インタフェース部５０５が接続されている場合を例示し、この第２例におけるパケット転送制御装置４０のモードＤＢ４０９とパケット転送機能部５０のモード管理ＤＢ５０７とのデータ構成例を説明する。
【００４５】
図１３に示すように、パケット転送制御装置４０のモードＤＢ４０９には、各ノードのポートごとのモード情報が格納されている。図１３に示されたノードのポートＩＤ＝１には３つのモード（モードＩＤ＝１、２、３）が定義されている。ここでは、各物理レイヤモードが消費電力／容量によって定義されている。たとえば、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝１の組み合わせには消費電力３０Ｗ／容量２４０Ｍｂｐｓが、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝２の組み合わせには消費電力２０Ｗ／容量１６０Ｍｂｐｓが、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝３の組み合わせには消費電力１０Ｗ／容量８０Ｍｂｐｓがそれぞれ対応している。したがって、物理レイヤモードを特定する情報（ここでは、ポートＩＤとモードＩＤとの組み合わせ）を用いて、当該ポートの物理レイヤ条件（消費電力／容量）を指定することができる。なお、上述したように、モードが変わると、ポートの有効通信インタフェース数が変化し、それがモードごとの容量の変化に反映している。
【００４６】
図１４に示すように、パケット転送機能部５０のモード管理ＤＢ５０７には、ポートごとに定義された各モードの通信インタフェース設定情報が格納されている。モード管理ＤＢ５０７におけるポートおよびモードの組み合わせは、パケット転送制御装置４０のモードＤＢ４０９で定義されたポートおよびモードの組み合わせに対応している。また、モードＩＤに対応して通信インタフェースＩＤおよびその状態（有効／無効）フラグを設けているので、モード管理部５０６はモード管理ＤＢ５０７を参照することでポートとアクティブな通信インタフェース部５０５との対応関係を解決できる。
【００４７】
図１４に示されたポートＩＤ＝１は図１２に示すポートが対応し、当該ポートに３つのモード（モードＩＤ＝１、２、３）が定義されている。それぞれのモードはアクティブな無線通信インタフェース部５０５の個数が異なっている。ここでは、モード管理部５０６が、パケット転送制御装置４０が制御ポリシに従って選択した物理レイヤモード指定情報（ポートＩＤおよびモードＩＤ）に従って、異なる数の無線通信インタフェース部５０５をアクティブにする。たとえば、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝１の組み合わせに対しては３つすべての無線通信インタフェース部５０５をアクティブにし、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝２の組み合わせに対しては２つの無線通信インタフェース部５０５を、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝３の組み合わせに対しては１つの無線通信インタフェース部５０５を、それぞれアクティブにする。
【００４８】
このように、パケット転送制御装置４０が制御ポリシに従った物理レイヤモード指定情報（ポートＩＤおよびモードＩＤの組み合わせ）により所望の物理レイヤ条件（ここでは消費電力／容量）を指定することで、パケット転送機能部５０は、自身の物理装置（ここでは無線通信インタフェース部）に対して、指定された物理レイヤ条件に基づいた設定を行うことができる。
【００４９】
なお、第２例では無線トランスポートを想定しているが、本実施形態では無線トランスポートに限定されない。また、第２例では、ポートに３つの無線通信インタフェース部５０５が接続されている場合を例示したが、一般に複数個の通信インタフェース部が設けられた場合に本実施形態は適用可能である。
【００５０】
２．４）効果
上述したように、本発明の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、制御装置がノードへ通知すべき物理レイヤモードを制御ポリシに従って決定する。制御ポリシは、ネットワークの状況（たとえばネットワークの各ノードから取得した統計情報）に基づいて、生成あるいは更新される。制御装置はネットワークの状況に応じて各ポートの物理レイヤモードを指定することができるので、各ノードが指定された物理レイヤモードに従って自己の物理レイヤ装置の通信設定を行うことで、ネットワークのより効率的な運用が可能となる。
【００５１】
３．第３実施形態
本発明の第３実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に各ノードのポートごとに１つ以上の物理レイヤモードが定義され、さらに制御装置はノード間の一つのリンクにおける伝送方向をも管理する。また、制御装置は、第２実施形態と同様に、ノードへ通知すべき物理レイヤモードを制御ポリシに従って決定することで、ネットワークの状況に応じて、ノード間のリンクの伝送方向ごとに各ポートの物理レイヤモードを指定することができ、ネットワークのより効率的な運用が可能となる。
【００５２】
図１５において、本発明の第３実施形態によるネットワークシステムは、パケット転送制御装置４１および複数のパケット転送機能部５０からなる。複数のパケット転送機能部５０は有線あるいは無線の物理リンクで接続されてネットワーク２０を構成し、第２実施形態と同様に、パケット転送制御装置４１によりフロー制御および物理レイヤモード制御が実行される。パケット転送制御装置４１は、任意の隣接するパケット転送機能部５０ａおよび５０ｂの間のリンクにおけるデータ伝送の方向に応じて、第１および第２実施形態と同様の物理レイヤモード制御を実行する。以下、パケット転送機能部５０ａのポートＸとパケット転送機能部５０ｂのポートＹとの間にリンクが構成されているものとして本実施形態について説明する。
【００５３】
図１６に示すように、パケット転送制御装置４１は、図７に示すパケット転送制御装置４０と基本的に同じ構成を有するが、トポロジ管理部４０６にリンク情報テーブル４０６ａを設けた点が異なっている。従って、図７と同じ機能を有するブロックには同じ参照番号を付して説明は省略する。また、パケット転送機能部５０ａおよび５０ｂは、図８に示すパケット転送機能部５０と同じ構成であるから説明は省略する。
【００５４】
図１７に示すように、リンク情報テーブル４０６ａには、一方向のフローと反対方向のフローの各々に関する、送信元パケット転送機能部ＩＤおよび送信元ポートＩＤと、宛先パケット転送機能部ＩＤおよび宛先ポートＩＤと、各フローの状態（Active/Inactive）と、が登録されている。たとえば、パケット転送機能部５０ａからパケット転送機能部５０ｂへのフローに関しては、送信元パケット転送機能部ＩＤが“Ａ”、送信元ポートＩＤが“Ｘ”、宛先パケット転送機能部ＩＤが“Ｂ”、宛先ポートＩＤが“Ｙ”、フロー状態が“Ａｃｔｉｖｅ”となっている。
【００５５】
パケット転送制御装置４１のパケット転送機能管理部４０８は、モードＤＢ４０９、ポリシ記憶部４１０およびリンク情報テーブル４０６ａを参照することで、パケット転送機能部５０ａのポートＸあるいはパケット転送機能部５０ｂのポートＹの通信インタフェースに対して、制御ポリシに従った適切な物理レイヤモードを選択することができる。
【００５６】
このように、本発明の第３実施形態によれば、上記第１および第２実施形態の効果に加えて、隣接ノード間のリンクの伝送方向ごとに、それらの送信元ポートおよび宛先ポートに対して、ネットワーク状況に応じて適切な物理レイヤモードを指定することができ、ネットワークのより効率的な運用が可能となる。
【００５７】
４．第４実施形態
本発明の第４実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に各ノードのポートごとに複数の物理レイヤモードが定義され、さらに制御装置は各ポートの冗長構成を利用してノード間通信の信頼性を考慮した通信制御あるいは経路選択が可能となる。また、制御装置は、第２実施形態と同様に、ノードへ通知すべき物理レイヤモードを制御ポリシに従って決定することで、ネットワークの状況に応じてノード間の経路の切り替えを行うこともできる。
【００５８】
４．１）システム構成
図１８において、本発明の第４実施形態によるネットワークシステムは、パケット転送制御装置４２および複数のパケット転送機能部５１からなる。複数のパケット転送機能部５１は有線あるいは無線の物理リンクで接続されてネットワーク２０を構成し、第２実施形態と同様に、パケット転送制御装置４２によりフロー制御および物理レイヤモード制御が実行される。パケット転送制御装置４２は、任意のパケット転送機能部５１ａとパケット転送機能部５１ｂとの間に冗長経路を構成し、一方を現用経路、他方を予備経路として使用する。以下、パケット転送機能部５１ａのポートＸ１とパケット転送機能部５１ｂのポートＹ１との間に現用経路と予備経路とが構成されている場合を一例として本実施形態について説明する。
【００５９】
図１９は、図１８のパケット転送機能部５１ａにおける転送処理部５０２のポート周りの構成を例示する。転送処理部５０２のポートＸ１に２つの無線通信インタフェース部５０５ｗおよび５０５ｐが接続されている。無線通信インタフェース部５０５ｗおよび５０５ｐは同じ物理パラメータを有してもよいし、たとえば使用周波数帯あるいは波長帯が異なってもよい。ここでは、無線通信インタフェース部５０５ｗが現用経路、無線通信インタフェース部５０５ｐが予備経路に設定されているものとする。すなわち、パケット転送制御装置４２からの物理レイヤモード指定情報に従って、モード管理部５０６が無線通信インタフェース部５０５ｗを通常アクティブ、無線通信インタフェース部５０５ｐを通常スタンバイにそれぞれ設定する。
【００６０】
たとえば、通常状態において、無線通信インタフェース部５０５ｗの経路自体に障害が発生すると、他方の無線通信インタフェース部５０５ｐをアクティブにすることで通信を維持できる。また、予備経路が現用経路とは別に設定されている場合には、現用経路に障害が発生しても、予備経路に切り替えることで通信を維持することができる。
【００６１】
４．２）動作
＜第１例＞
以下、パケット転送機能部５１ａのポートＸ１とパケット転送機能部５１ｂのポートＹ１との間に同じ通信パラメータで２つの経路が構成されている場合を一例として、パケット転送制御装置４２のモードＤＢ４０９とパケット転送機能部５１のモード管理ＤＢ５０７のデータ構成例について説明する。
【００６２】
図２０に示すように、パケット転送制御装置４２のモードＤＢ４０９には、各ノードのポートごとのモード情報が格納されている。図１２に示されたノードのポートＩＤ＝１には３つのモード（モードＩＤ＝１、２、３）が定義され、それぞれの物理レイヤモードが消費電力および冗長構成の有無によって定義されている。たとえば、ポートＩＤ＝１では、モードＩＤ＝１が消費電力「３０Ｗ」、冗長構成「あり」、モードＩＤ＝２が消費電力「２０Ｗ」、冗長構成「あり」、モードＩＤ＝３が消費電力「１０Ｗ」、冗長構成「あり」にそれぞれ対応し、ポートＩＤ＝２では、同じ通信パラメータで冗長構成「なし」となっている。したがって、物理レイヤモードを特定する情報（ここでは、ポートＩＤとモードＩＤとの組み合わせ）を用いて、通信の信頼性（冗長構成の有無）を考慮して、当該ポートの物理レイヤ条件（消費電力）を指定することができる。なお、モードが変わると、通信インタフェース部５０５の送信パワーが変化するので、適応変調で適用可能な変調方式が変化し、それがモードごとの容量の上限に反映している。
【００６３】
図２１に示すように、パケット転送機能部５１のモード管理ＤＢ５０７には、ポートごとに定義された各モードの通信インタフェース設定情報が格納されている。モード管理ＤＢ５０７におけるポートおよびモードの組み合わせは、パケット転送制御装置４２のモードＤＢ４０９で定義されたポートおよびモードの組み合わせに対応している。上述したように、ポートＩＤ＝１は冗長構成を有するので、１つのモードＩＤに対応して２つの通信インタフェースＩＤおよびそれらの状態（有効／無効）フラグが設けられ、冗長構成が機能している場合には、いずれの通信インタフェース状態も「有効」となり、一方がＡｃｔｉｖｅ、他方がＳｔａｎｂｙとなっている。ポートＩＤ＝２は冗長構成を持たないので、１つの通信インタフェース部５０５の状態が「有効」でＡｃｔｉｖｅとなっている。モード管理部５０６はモード管理ＤＢ５０７を参照することでポートとアクティブな通信インタフェース部５０５との対応関係を解決できる。
【００６４】
＜第２例＞
第２実施形態で述べたように、パケット転送制御装置４２が制御ポリシに従った物理レイヤモード指定情報（ポートＩＤおよびモードＩＤの組み合わせ）により所望の物理レイヤ条件を指定する場合、ネットワークの状況に応じて冗長構成の選択を制御できる。たとえば、より高い信頼性が必要となれば冗長構成を有するポート（ポートＩＤ＝１）を選択し、それ以外は冗長構成を持たないポート（ポートＩＤ＝２）を選択する。あるいは、ネットワーク状況に応じてポートを切り替えることで、経路を変更することも可能である。
【００６５】
４．３）効果
本発明の第４実施形態によれば、上記第１〜第３実施形態の効果に加えて、制御装置が各ポートの冗長構成を利用してノード間通信の信頼性を考慮した通信制御あるいは経路選択が可能となる。また、ノードへ通知すべき物理レイヤモードを制御ポリシに従って決定することで、ネットワークの状況に応じて冗長構成を利用した通信制御あるいはノード間の経路の切り替えを行うことができる。
【００６６】
５．第５実施形態
本発明の第５実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に各ノードのポートごとに１つ以上の物理レイヤモードが定義され、さらに制御装置は、時間分割でノード間のリンク方向および物理レイヤ条件を変更する。制御装置は、第２実施形態と同様に、ノードへ通知すべき物理レイヤモードを、制御ポリシに従って、さらに時間的な制御区分に応じて、決定することができる。すなわち、時間帯別、日別、月別、季節別などの時間区分に応じてノード間のリンク方向とその物理レイヤ条件とを変更することで、トラフィックの量および方向の時間的変動に応じてネットワークをより効率的に運用することが可能となる。
【００６７】
５．１）システム構成
図２２において、本発明の第５実施形態によるネットワークシステムは、パケット転送制御装置４３および複数のパケット転送機能部５２からなる。複数のパケット転送機能部５２は有線あるいは無線の物理リンクで接続されてネットワーク２０を構成し、第２実施形態と同様に、パケット転送制御装置４３によりフロー制御および物理レイヤモード制御が実行される。パケット転送制御装置４３は、任意のパケット転送機能部５２ａとパケット転送機能部５２ｂとの間に一方向のリンクとその反対方向のリンク（一方のノードにとってのＩｎ方向リンクとＯｕｔ方向リンク）とを管理し、時間分割により物理レイヤモードを変更することができる。パケット転送機能部５２のポートには図１９と同様の通信インタフェース部５０５が設けられているものとし、モード管理部５０６が物理レイヤモード指定情報に従って通信インタフェース部５０５の設定を変更する。
【００６８】
以下、パケット転送制御装置４３は図７に示す構成を有し、各パケット転送機能部５２は図８に示された構成を有するものとし、パケット転送制御装置４３のモードＤＢ４０９とパケット転送機能部５２ａのモード管理ＤＢ５０７のデータ構成例について説明する。ここでは、パケット転送機能部５２ａにおけるトラフィック量と方向が時間帯に応じて変動するものとする。
【００６９】
５．２）動作
図２３に示すように、パケット転送制御装置４３のモードＤＢ４０９には、各ノードのポートごとのモード情報が格納されている。図２２に示されたノードのポートＩＤ＝１には３つのモード（モードＩＤ＝１、２、３）が定義され、それぞれの物理レイヤモードがＩｎ方向リンクとＯｕｔ方向リンクとに区別されて定義されている。たとえば、ポートＩＤ＝１では、モードＩＤ＝１でＩｎ方向の容量が「１６０Ｍｂｐｓ」、Ｏｕｔ方向の容量が「８０Ｍｂｐｓ」、モードＩＤ＝２でＩｎ方向の容量が「１２０Ｍｂｐｓ」、Ｏｕｔ方向の容量が「１２０Ｍｂｐｓ」であり、モードＩＤ＝３でＩｎ方向の容量が「８０Ｍｂｐｓ」、Ｏｕｔ方向の容量が「１６０Ｍｂｐｓ」である。なお、Availability、遅延および消費電力はいずれのモードでも同じである。したがって、物理レイヤモードを特定する情報（ここでは、ポートＩＤとモードＩＤとの組み合わせ）を用いて、当該ポートで満たすべきＩｎ方向あるいはＯｕｔ方向の物理レイヤ条件（容量）を指定することができる。
【００７０】
たとえば、午前中（６時〜１２時）はＩｎ方向のトラフィックの方が大きく、午後（１２時〜１８時）はＩｎ方向とＯｕｔ方向はほぼ同じトラフィックとなり、夜間（１８時〜翌朝６時）はＯｕｔ方向のトラフィックの方が大きくなることが統計的に分かっていれば、午前中はポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝１を、午後はポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝２を、夜間はポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝３をそれぞれ指定する制御ポリシをパケット転送制御装置４３に設定すればよい。
【００７１】
図２４に示すように、パケット転送機能部５２のモード管理ＤＢ５０７には、ポートごとに定義された各モードの通信インタフェース設定情報が格納されている。モード管理ＤＢ５０７におけるポートおよびモードの組み合わせは、パケット転送制御装置４３のモードＤＢ４０９で定義されたポートおよびモードの組み合わせに対応している。上述したように、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝１であれば、無線通信インタフェース部５０５のＩｎ方向のたとえば参照送信パワーを増大させ、ポートＩＤ＝１およびモードＩＤ＝３であれば、無線通信インタフェース部５０５のＯｕｔ方向のたとえば参照送信パワーを増大させる。
【００７２】
５．３）効果
本発明の第５実施形態によれば、上記第１〜第４実施形態の効果に加えて、時間分割でノード間のリンク方向および物理レイヤ条件を変更することで、トラフィックの量および方向の時間的変動に応じてネットワークをより効率的に運用することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明はＳＤＮ化されたトランスポート網のシステムに適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  制御装置
２０  ネットワーク
３０  管理装置
４０〜４３  パケット転送制御装置
５０〜５２  パケット転送機能部
１０１  ノード通信部
１０２  パケット転送ルールデータベース
１０３  モードデータベース
１０４  制御部
２０１  通信部
２０２  フローテーブル
２０３  パケット転送処理部
２０４  モード管理部
２０５  モード管理データベース
４０４  パケット転送ルールデータベース
４０９  モードデータベース
４１０  ポリシ記憶部
５０２  転送処理部
５０３  フローテーブル
５０５  通信インタフェース部
５０６  モード管理部
５０７  モード管理データベース
【図１】
2016157847.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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