(57)【要約】【課題】  物理リンクのトラフィック容量を考慮したうえで、トラフィックの経路となる物理リンクを選択することが可能な方法・手段を提供する。【解決手段】  リンクに設定されたトラフィック容量と、ルータ相互間に設定されたトラフィック量とに基づき、ルータ相互間のトラフィックの経路をノードの列として求めるＣＳＰＦ経路計算を行う（ステップＳ１１）。求められたトラフィックの経路に含まれるノード間のリンクが、複数の物理リンクによって構成されている場合には、それら物理リンクが当該トラフィックのトラフィック量を収容可能か否かを判定し、収容可能な物理リンクを当該トラフィックの経路として選択する（ステップＳ１３）。そして、そのトラフィックのパスを確立するに際して、パス上のノードに対して選択された物理リンクが接続されたインターフェースを指定する。【選択図】      図３
2006060417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードが所定のトポロジに基づきリンクによって相互に接続され、前記リンクそれぞれに対してそれぞれのトラフィック容量が設定された下位レイヤネットワークと、
前記下位レイヤネットワークにおける前記ノードのうち、所定の複数のノードがルータであり、前記ルータからなり、前記ルータ相互間それぞれに対してそれぞれのトラフィック量が設定された上位レイヤネットワークとからなる通信ネットワークにおいて、
前記それぞれのトラフィックに対してその経路となる物理リンクを割り当て、その物理リンクに接続される前記ノードのインターフェースを指定するインターフェース指定制御装置におけるインターフェース指定方法であって、
前記インターフェース指定制御装置が、
前記下位レイヤネットワークの前記リンクそれぞれに設定されたそれぞれのトラフィック容量と、前記上位レイヤネットワークの前記ルータ相互間のそれぞれにそれぞれ設定されたトラフィック量とに基づき、前記ルータ相互間のトラフィックの経路を前記ノードのノードＩＤの列として求めるＣＳＰＦ経路計算ステップと、
前記ＣＳＰＦ経路計算により求められたトラフィックの経路に含まれるノード間のリンクが、複数の物理リンクによって構成されている場合には、それら物理リンクが当該トラフィックのトラフィック量を収容可能か否かを判定し、収容可能な物理リンクを当該トラフィックの経路として選択する物理リンク選択ステップと、
前記トラフィックの経路として選択された物理リンクにそのトラフィックを通すに際して、前記ノードに対して前記物理リンクが接続されたノードのインターフェースを指定するインターフェース指定ステップと
を備えたことを特徴とするインターフェース指定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のインターフェース指定方法において、
前記インターフェース指定制御装置は、
前記通信ネットワークにおけるトラフィックの経路が前記ＣＳＰＦ経路計算によってすでに求められ、かつ、前記求められたトラフィックの経路におけるノード間の物理リンクがすでに選択されていた場合には、
前記ＣＳＰＦ経路計算ステップを実行後に、そのＣＳＰＦ経路計算によって求められたトラフィックの経路と、すでに求められていたトラフィックの経路とを比較し、その経路に変化のあったトラフィックの経路について、前記物理リンク選択ステップを行うようにしたこと
を特徴とするインターフェース指定方法。
【請求項３】
前記物理リンク選択ステップにおいて、前記物理リンクが接続されたノードのインターフェースに付されたインターフェースＩＤが小さい物理リンクを優先して選択すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のインターフェース指定方法。
【請求項４】
前記物理リンク選択ステップにおいて、前記物理リンクにおける残余トラフィック容量が大きい物理リンクを優先して選択すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のインターフェース指定方法。
【請求項５】
前記物理リンク選択ステップにおいて、前記物理リンクにおける残余トラフィック容量が小さい物理リンクを優先して選択すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のインターフェース指定方法。
【請求項６】
前記物理リンク選択ステップにおいて、前記物理リンクをランダムな順序で選択すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のインターフェース指定方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかの一項に記載のインターフェース指定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであること
を特徴とするインターフェース指定プログラム。
【請求項８】
複数のノードが所定のトポロジに基づきリンクによって相互に接続され、前記リンクそれぞれに対してそれぞれのトラフィック容量が設定された下位レイヤネットワークと、
前記下位レイヤネットワークにおける前記ノードのうち、所定の複数のノードがルータであり、前記ルータからなり、前記ルータ相互間それぞれに対してそれぞれのトラフィック量が設定された上位レイヤネットワークとからなる通信ネットワークにおいて、
前記それぞれのトラフィックに対してその経路となる物理リンクを割り当て、その物理リンクに接続される前記ノードのインターフェースを指定するインターフェース指定制御装置であって、
前記インターフェース指定制御装置は、
前記下位レイヤネットワークの前記リンクそれぞれに設定されたそれぞれのトラフィック容量と、前記上位レイヤネットワークの前記ルータ相互間のそれぞれにそれぞれ設定されたトラフィック量とに基づき、前記ルータ相互間のトラフィックの経路を前記ノードのノードＩＤの列として求めるＣＳＰＦ経路計算をし、
前記ＣＳＰＦ経路計算により求められたトラフィックの経路に含まれるノード間のリンクが、複数の物理リンクによって構成されている場合には、それら物理リンクが当該トラフィックのトラフィック量を収容可能か否かを判定し、収容可能な物理リンクを当該トラフィックの経路として選択する物理リンク選択処理をし、
前記トラフィックの経路として選択された物理リンクにそのトラフィックを通すに際して、前記ノードに対して前記物理リンクが接続されたノードのインターフェースを指定する
ことを特徴とするインターフェース指定制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載のインターフェース指定制御装置において、
前記インターフェース指定制御装置は、
前記通信ネットワークにおけるトラフィックの経路が前記ＣＳＰＦ経路計算によってすでに求められ、かつ、前記求められたトラフィックの経路におけるノード間の物理リンクがすでに選択されていた場合には、
前記ＣＳＰＦ経路計算を行った後に、そのＣＳＰＦ経路計算によって求められたトラフィックの経路と、すでに求められていたトラフィックの経路とを比較し、その経路に変化があったトラフィックの経路について、前記物理リンク選択処理を行うようにしたこと
を特徴とするインターフェース指定制御装置。
【請求項１０】
前記物理リンク選択処理において、前記物理リンクが接続されたノードのインターフェースのインターフェースＩＤが小さい物理リンクを優先して選択すること
を特徴とする請求項８または請求項９に記載のインターフェース指定制御装置。
【請求項１１】
前記物理リンク選択処理において、前記物理リンクが接続されたノードのインターフェースの残余トラフィック容量が大きい物理リンクを優先して選択すること
を特徴とする請求項８または請求項９に記載のインターフェース指定制御装置。
【請求項１２】
前記物理リンク選択処理において、前記物理リンクが接続されたノードのインターフェースの残余トラフィック容量が小さい物理リンクを優先して選択すること
を特徴とする請求項８または請求項９に記載のインターフェース指定制御装置。
【請求項１３】
前記物理リンク選択処理において、前記物理リンクをランダムな順序で選択すること
を特徴とする請求項８または請求項９に記載のインターフェース指定制御装置。
【請求項１４】
前記通信ネットワークにおけるルータが前記インターフェース指定制御装置を兼ねた構成であること
を特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれかの一項に記載のインターフェース指定制御装置。
【請求項１５】
前記通信ネットワークにおいて前記インターフェース指定制御装置を兼ねた構成のルータが前記インターフェース指定制御装置を兼ねない構成のルータ接続され、そのルータにおける前記トラフィックの経路設定のためのインターフェースを指定すること
を特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれかの一項に記載のインターフェース指定制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上位レイヤのネットワークにおけるトラフィックを考慮して下位レイヤネットワークにおけるトラフィックの経路を設定するときに、そのトラフィックを割り当てるノード相互間の物理リンクを選択するためのインターフェース指定方法、インターフェース指定プログラムおよびインターフェース指定制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットをはじめ広域ＬＡＮ（Local Area Network）などにおいて、通信パケットのトラフィックが爆発的に増大している。その増大に対処するために、ＩＰネットワークやイーサネット（登録商標）における通信パケットのトラフィックを、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）やＷＤＭ（Wave length Division Multiplexing）の光ネットワークにパススルーさせて、トラフィックの収容効率を向上させるようにしたコアネットワークの技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このようなコアネットワークにおいては、パケットの交換を行う上位レイヤのネットワークと、回線を交換する下位レイヤネットワークとにおいて、それぞれ独立に経路計算を行っていては、トラフィックの収容効率を向上させることができない。そのため、最近では、ＣＳＰＦ（Constrained Shortest Path First）アルゴリズムを用いた経路計算によって、上位レイヤネットワークのトラフィック情報を考慮した下位レイヤネットワークにおける経路決定が行われている。
【０００４】
ＣＳＰＦ法の一つにＢＸＣＱ（Branch eXchange with Quality-Of-SerVice Constraint）法がある。ＢＸＣＱ法は、上位レイヤのトラフィック情報と下位レイヤネットワークのトポロジを考慮した動的な経路制御を行おうとするものであり、上位レイヤのトラフィック情報をルータ間で交換し、その情報に基づき下位レイヤにおけるトラフィック経路を設定する。このとき、上位レイヤのトラフィック情報は、動的に変更されるので、トラフィック量の変動に適応したトラフック経路の設定が可能となっている。従って、ＢＸＣＱ法は、ネットワークのトラフィック収容効率向上を最優先とした経路設定を行う場合に適している（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
また、ＤＭＯＡ（Dynamic Multi-Layer Optimizing Algorithm）法と呼ばれるＣＳＰＦ法もある。ＤＭＯＡ法では、上位レイヤのトラフィック量と下位レイヤのネットワークトポロジを考慮した動的な経路設定を行う。そして、下位レイヤで障害が起きた場合に、ネットワーク内のいずれかのレイヤにおいて何らかの方法でその障害に対処し、上位レイヤのネットワークが確実に復旧することが可能な経路設定を行う。このＣＳＰＦアルゴリズムは、ネットワークのトラフィック収容効率向上と障害復旧とを同時に考慮した経路設定を行う場合に適している（例えば、非特許文献３参照）。
【０００６】
以上のようなＣＳＰＦアルゴリズムによって、上位レイヤネットワークのトラフィック情報を考慮した下位レイヤネットワークにおける経路設定が行われる。そして、設定された経路情報は、例えば、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）のシグナリングプロトコルであるＲＳＶＰ（ReSerVation Protocol）によってルータに設定される。このとき、その経路設定のために、そのルータにおいて使用するインターフェースを指定する必要がある（例えば、非特許文献４参照）。
【０００７】
【非特許文献１】栗本崇、宮村崇、青木道宏、井上一郎、松浦伸昭、小島久史、漆谷重雄、“マルチレイヤサービスネットワークアーキテクチャの提案”、電子情報通信学会技術研究報告  PN2003-6, 2003-09
【非特許文献２】Kohei Shiomoto, Eiji Oki, Masaru Katayama, Wataru Imajuku and Naoaki Yamanaka, “Dynamic multi-layer traffic engineering in GMPLS networks”, WTC(World Tele-communication Congress)/ISS2002, 2002-09
【非特許文献３】林理恵、宮村崇、栗本崇、青木道宏、漆谷重雄、“トラフィック変動とＳＲＬＧを考慮した動的マルチレイヤ最適化アルゴリズムの性能評価”、電子情報通信学会技術研究報告  IN2003-202, 2004-02
【非特許文献４】K. Kompella, Y. Rekhter, “Signaling Unnumbered Links in Resource ReSerVation Protocol-Traffic Engineering (RSVP-TE)”, RFC3477, Jan. 2003, [On line], ［平成１６年８月９日検索］, インターネット＜http://www.ietf.org/rfc/rfc3477.txt＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このインターフェース指定を、ＣＳＰＦ法により設定されたトラフィックの経路に基づき単純に行った場合には、不都合が生じる場合がある。
【０００９】
例えば、ルータＡとルータＢとの間には、１０Ｇｂｐｓの容量をもつ光ファイバが２本張られており、その合計のトラフィック容量が２０Ｇｂｐｓであったとする。そこに１０Ｇｂｐｓ、６Ｇｂｐｓ、３Ｇｂｐｓの３種類のトラフィックが流れてきたとき、６Ｇｂｐｓおよび３Ｇｂｐｓのトラフィックを、先に、２本の光ファイバそれぞれ別々に収容すると、残りの１０Ｇｂｐｓのトラフィックは、収容できなくなってしまう。すなわち、流れてきたトラフィック量は、合計１９Ｇｂｐｓと、２本の光ファイバに収容可能な量であるにもかかわらず、それらのトラフィックをいずれの光ファイバに割り当てるか、つまり、ルータのいずれのインターフェースに割り当てるかによって、それらのトラフィック量の全部を収容できない場合が生じる。
【００１０】
すなわち、前記のＣＳＰＦ法においては、ＢＸＣＱ法やＤＭＯＡ法でも、上位レイヤのトラフィック量と下位レイヤのネットワークのトポロジを考慮した動的な経路計算を行ってはいるものの、経路計算後のルータにおけるインターフェースの指定方法までは考慮していない。従って、下位レイヤのネットワークにおけるノード（ルータまたはスイッチ）相互間が複数の光ケーブルなどの物理リンクを介して接続されていた場合には、ＣＳＰＦ法による経路計算結果だけに基づき、あるトラフィックに対する経路として物理リンク（光ケーブルなど）を割り当てようとすると、その複数の物理リンク個々のトラフック容量を考慮していないので、そのトラフィックに対するトラフィック量を割り当てられた物理リンクに収容できなくなるような不都合が生じ得る。
【００１１】
これから将来に渡って、コアネットワークのような大容量ネットワークにおいては、大容量のトラフィックを通すために、ほとんどのルータとスイッチとの間またはスイッチ相互間には、複数の光ファイバが張られることになる。そのため、以上のような不都合は、回避されねばならない。
【００１２】
以上の従来技術に鑑み、本発明の目的は、上位レイヤネットワークにおけるトラフィックを考慮した下位レイヤネットワークにおけるトラフィックの経路設定において、ノード相互間を接続する物理リンクのトラフィック容量を考慮したうえで、その経路となる物理リンクを選択する、つまり、その物理リンクが接続されたインターフェースを指定することを可能にするインターフェース指定方法、インターフェース指定プログラムおよびインターフェース指定制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、複数のノードが所定のトポロジに基づきリンクによって相互に接続され、それらのリンクそれぞれに対してそれぞれのトラフィック容量が設定された下位レイヤネットワークと、その下位レイヤネットワークにおけるノードのうち、所定の複数のノードは、ルータであり、そのルータからなり、ルータ相互間それぞれに対してそれぞれのトラフィック量が設定された上位レイヤネットワークとからなる通信ネットワークにおいて、前記それぞれのトラフィックに対してその経路となる物理リンクを割り当て、その物理リンクに接続されるノードのインターフェースを指定するインターフェース指定制御装置におけるインターフェース指定方法である。そして、そのインターフェース指定方法は、インターフェース指定制御装置が下位レイヤネットワークのリンクそれぞれに設定されたそれぞれのトラフィック容量と、上位レイヤネットワークのルータ相互間のそれぞれにそれぞれ設定されたトラフィック量とに基づき、ルータ相互間のトラフィックの経路をノードＩＤの列として求めるＣＳＰＦ経路計算ステップと、このＣＳＰＦ経路計算により求められたトラフィックの経路に含まれるノード間のリンクが、複数の物理リンクによって構成されている場合には、それら物理リンクが当該トラフィックのトラフィック量を収容可能か否かを判定し、収容可能な物理リンクを当該トラフィックの経路として選択する物理リンク選択ステップと、トラフィックの経路として選択された物理リンクにそのトラフィックを通すに際して、ノードに対して物理リンクが接続されたノードのインターフェースを指定するインターフェース指定ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、ＣＳＰＦ経路計算により求められたトラフィックの経路に含まれるノード間のリンクが、複数の物理リンクによって構成されている場合には、それら物理リンクが当該トラフィックのトラフィック量を収容可能か否かを判定し、収容可能な物理リンクを当該トラフィックの経路として選択するようにしている。従って、トラフィックの経路は、物理リンクを指定するレベルで決定されるので、いったん割り当てられたトラフィックが物理リンクのトラフィック容量オーバのために収容できなくなるような不都合は生じない。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のインターフェース指定方法において、インターフェース指定制御装置は、トラフィックの経路がＣＳＰＦ経路計算によってすでに求められ、かつ、求められたトラフィックの経路におけるノード間の物理リンクがすでに選択されていた場合には、ＣＳＰＦ経路計算ステップを実行後にそのＣＳＰＦ経路計算によって求められたトラフィックの経路と、すでに求められていたトラフィックの経路とを比較し、その経路に変化のあったトラフィックの経路について、前記物理リンク選択ステップを行うようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、トラフィックの経路がＣＳＰＦ経路計算によってすでに求められ、かつ、求められたトラフィックの経路におけるノード間の物理リンクがすでに選択されていた場合、例えば、トラフィックの状況が変わる数時間前の経路計算結果およびそれらのトラフィック経路に対するの物理リンクの割り当て結果があった場合には、トラフィックの状況が変化した経路についてだけ、物理リンクの割り当てを行えばよい。そのため、物理リンク選択ステップを実行する所要時間を削減することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインターフェース指定方法における物理リンク選択ステップにおいて、物理リンクが接続されたノードのインターフェースに付されたインターフェースＩＤが小さい物理リンクを優先して選択することを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、当該トラフィックの経路としてインターフェースＩＤの昇順に従って物理リンクを選択するので、物理リンクを選択するプログラムは、非常に簡単になる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインターフェース指定方法における物理リンク選択ステップにおいて、物理リンクにおける残余トラフィック容量が大きい物理リンクを優先して選択することを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、物理リンクにおける残余トラフィック容量、つまり、残余帯域または波長が大きい順に当該トラフィックの経路を割り当てる。従って、物理リンクの帯域は、平均的に消費される。そのため、ネットワーク内帯域のバランスが均一化されるという利点がある。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインターフェース指定方法における物理リンク選択ステップにおいて、物理リンクにおける残余トラフィック容量が小さい物理リンクを優先して選択することを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、物理リンクにおける残余トラフィック容量、つまり、残余帯域または波長が小さい順に当該トラフィックの経路を割り当てる。従って、物理リンクの残余トラフィック容量は、所定の順番で消費される。そのため、割り当てるトラフィックの管理がしやすく、また、より大きなトラフィックを扱うことが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインターフェース指定方法における物理リンク選択ステップにおいて、物理リンクをランダムな順序で選択することを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、当該トラフィックの経路に対し物理リンクをランダムな順序で割り当てる。従って、物理リンクの帯域は、平均的に消費される。そのため、ネットワーク内帯域のバランスが均一化されるという利点がある。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかの一項に記載のインターフェース指定方法をコンピュータに実行させるためのインターフェース指定プログラムである。従って、その作用および効果は、請求項１ないし請求項６の発明の作用および効果と同じである。
【００２２】
請求項８ないし請求項１３に記載の発明は、それぞれ、請求項１ないし請求項６に記載のインターフェース指定方法を実行するインターフェース指定装置の発明である。従って、その作用および効果は、それぞれ、請求項１ないし請求項６の発明の作用および効果と同じである。
【００２３】
請求項１４に記載の発明は、通信ネットワークにおけるルータが請求項８ないし請求項１３のいずれかの一項に記載のインターフェース指定制御装置を兼ねた構成であることを特徴とする。従って、インターフェース指定制御装置という独立した装置は不要となり、また、それに付随する配線またはネットワークが不要となる。
【００２４】
請求項１５に記載の発明は、インターフェース指定制御装置を兼ねた構成のルータがインターフェース指定制御装置を兼ねない構成のルータ接続され、そのルータにおけるトラフィックの経路設定のためのインターフェースを指定することを特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれかの一項に記載のインターフェース指定制御装置である。従って、この場合には、インターフェース指定制御装置を兼ねた構成のルータの数を削減することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、上位レイヤネットワークにおけるトラフィックを考慮した下位レイヤネットワークにおけるトラフィックの経路設定において、ノード相互間を接続する物理リンクのトラフィック容量を考慮したうえで、その経路となる物理リンクを選択することが可能となる。従って、物理リンクがいったんトラフィックの経路として割り当てられた場合には、そのトラフィックが物理リンクの容量オーバのために収容できなくなるような不都合は、生じなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態における通信ネットワークの概念図の例を示した図である。図１において、通信ネットワークは、ルータ１、スイッチ２およびインターフェース指定制御装置３から構成されている。ここで、スイッチ２は、ＴＤＭやＷＤＭの信号に変調されたデータを転送する役割をもつ。そして、スイッチ２同士は、例えば、光ファイバケーブルなどの物理リンクで接続される。このようなスイッチ２は、物理リンクに対応した下位レイヤのネットワークであり、具体的には、例えば、回線交換ネットワークを構成する。
【００２８】
また、ルータ１は、スイッチ２に接続され、スイッチ２にデータを受け渡すことによって、パケットを転送する機能をもつ。そして、ルータ１同士は、下位レイヤにおける通信経路を設定することによって形成される論理パスで接続され、パケットネットワークを構成する。すなわち、ルータ１は、論理パスによって上位レイヤネットワークを形成する。なお、このようなネットワークの形態は、上位レイヤのパケットネットワークが下位レイヤネットワークに収容されているという。
【００２９】
本実施形態では、上位レイヤネットワークは、ＩＰ、イーサネット（登録商標）またはＩＰのパケットにラベルをつけて転送するＭＰＬＳのネットワークであることを想定し、また、下位レイヤネットワークは、ＴＤＭまたはＷＤＭによって通信されるネットワークを想定する。さらに、下位レイヤネットワークにおける物理リンクは、複数の光ファイバケーブルなどにより構成されているものとする。なお、以下、本明細書においては、スイッチ２相互間を具体的に接続する光ファイバケーブルなどのケーブルの実体を「物理リンク」と呼び、スイッチ２相互間を論理的につなぐ意味での物理リンクは、単に「リンク」と呼ぶ。
【００３０】
図１において、各ルータ１は、インターフェース指定制御装置３に接続される。インターフェース指定制御装置３は、上位レイヤネットワークにおけるパケットのトラフィックの情報に基づき、下位レイヤネットワークにおいてそのトラフィックの経路を計算する。さらに、トラフィックの経路確立に当たっては、計算した経路情報に基づき、ルータおよびスイッチにおいて経路となる物理リンクを接続するインターフェースを指定する。インターフェース指定制御装置３については、以下に、詳しく説明する。
【００３１】
図２は、本実施形態におけるインターフェース指定制御装置の構成の例を示したブロック図である。ここで、インターフェース指定制御装置３は、経路計算部３１、パス／インターフェース情報記憶部３２、ルーティング情報記憶部３３、メンバシップ情報記憶部３４、上位レイヤ情報記憶部３５、パス情報制御部３６、外部装置制御インターフェース３７、ルーティング情報制御部３８、インターフェース割当部３９を含んで構成される。
【００３２】
図２において、経路計算部３１は、上位レイヤネットワークにおけるパケットのトラフィックの情報に基づき、下位レイヤネットワークにおいてそのトラフィックの経路を計算する。トラフィックの経路計算においては、ルータ１およびスイッチ２からなるノードと、所定のトポロジに従ってノード相互を接続するリンクとから構成される下位レイヤネットワークを想定する。
【００３３】
ここで、トラフィックとは、二つのルータのノード間でパケットが送受信されることをいうものとし、トラフィック量とは、そのトラフィックによって消費される帯域数または波長数をいう。すなわち、トラフィックは、二つのルータ間で発生し、そのトラフィックには、トラフィック量を定義することができる。また、本実施形態においては、同一のトラフィックについては、同一の通信経路が設定されるものとする。なお、設定された通信経路をそのトラフィックのパスという。
【００３４】
パス／インターフェース情報記憶部３２は、トラフィックのソースノード番号とデスティネーションノード番号の組に対応させて、そのトラフィック量およびそのトラフィックのパス情報を記憶する。パス情報は、通常、ノード番号の列として与えられるが、本実施形態においては、ノード相互間を接続する物理リンクを指定するためのノードのインターフェースＩＤをも含む。
【００３５】
ルーティング情報記憶部３３は、上位レイヤ／下位レイヤネットワークのトポロジ情報（ノードとノードを接続するリンクの情報）、経路計算で経路を決定する際に使用する情報（各リンクのトラフィック容量）、経路計算の結果からインターフェースを割り当てる際に使用する情報（各ノードの備えられているインターフェースの情報）を記憶する。ここで、トラフィック容量とは、トラフィックを通過させることが可能な最大量をいい、帯域数や波長数で表わされる。
【００３６】
また、インターフェース割当部３９は、経路計算部３１が計算した経路計算結果に基づき、各トラフィックの経路上のノード（ルータ１またはスイッチ２）における物理リンクを接続するためのインターフェースを割り当て、その結果をパス／インターフェース情報記憶部３２においてノードのインターフェースＩＤとして格納する。また、外部装置制御インターフェース３７は、パス確立・解除の命令、それに伴う情報を外部装置（ルータ１）に送信する機能とともに、外部装置（ルータ１）から接続されているインターフェースの情報やそのトラフィック容量等を取得する機能を備えている。また、ルーティング情報制御部３８は、取得したインターフェースの情報やそのトラフィック容量等をルーティング情報記憶部３３に格納する。また、パス情報制御部３６は、外部装置制御インターフェース３７を介して、ノードおよび物理リンクで構成される下位レイヤネットワークにおけるトラフィックのパス確立を制御する。
【００３７】
なお、メンバシップ情報記憶部３４には、当該通信ネットワークのユーザ情報が記憶され、また、上位レイヤ情報記憶部３５は、ユーザごとのトラフィック情報が記憶される。これら二つの情報記憶部３４，３５については、別途、補足して説明する。
【００３８】
以上に説明したインターフェース指定制御装置３は、通常、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリ、磁気ディスク装置等からなるコンピュータによって構成される。そして、経路計算部３１、パス情報制御部３６、外部装置制御インターフェース３７、ルーティング情報制御部３８、インターフェース割当部３９の機能は、半導体メモリまたは磁気ディスク装置に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって実現される。また、パス／インターフェース情報記憶部３２、ルーティング情報記憶部３３、メンバシップ情報記憶部３４および上位レイヤ情報記憶部３５は、半導体メモリまたは磁気ディスク装置の一部の領域が割り当てられたものである。
【００３９】
図３は、上位レイヤネットワークにおけるトラフィックを考慮して下位レイヤネットワークにおけるトラフィックのパスを決定する処理の流れの概要を示した図である。
【００４０】
図３において、はじめに、トラフィックが定義された全ルータ間に対して、ＣＳＰＦ経路計算（図３以下の図では、ＣＳＰＦ計算と略記）を行う（ステップＳ１１）。ＣＳＰＦ経路計算には、従来から知られているＢＸＣＱ法やＤＭＯＡ法を利用してもよく、また、より一般的なＭＩＬＰ（Mixed Integer Linier Program：混合整数線形計画）法を利用してもよい。このＣＳＰＦ経路計算によって、各トラフィックの経路がノード番号の列情報として求められる。
【００４１】
次に、ＣＳＰＦ経路計算の結果に基づき、ノード相互間を接続する物理リンクを選択する。このとき、通信ネットワークが継続的に使用され続けている場合には、通常、それまでに使用していたトラフィックに対するパス情報が存在する。そこで、その場合には、それまで使用していたパス情報とＣＳＰＦ経路計算によって求められた新たなパス情報とを比較し、その経路に変化のあったトラフィックを抽出する（ステップＳ１２）。すなわち、ＣＳＰＦ経路計算の前後で経路が変わらないトラフィックについては、それまでに設定されていた経路をそのまま使用する。そして、変化しないトラフィックが通過するリンクのトラフィック容量については、変化しないそのトラフィックが消費した分だけその帯域数または波長数を減らす。
【００４２】
なお、通信ネットワークが初めて使用される場合や、その上位レイヤまたは下位レイヤのネットワークトポロジに変更が加えられた場合には、それまで使用されていたパス情報は存在しないか、または、役に立たない。その場合には、ステップＳ１２を実行する必要はなく、ＣＳＰＦ経路計算で求められたすべてのトラフィックをその後の処理の対象とする。
【００４３】
次に、経路変更があったトラフィックについては、トラフィック量の降順に従ってトラフックを選択し、選択されたトラフィック経路上のノード相互間を接続する物理リンクを選択する（ステップＳ１３）。そして、すべてのトラフィックの経路におけるノード相互間の物理リンクの選択、つまり、すべてのノードにおけるインターフェース割り当てが終了すれば（ステップＳ１４）、図３における処理を終了する。以上によって、すべてのトラフィックに対して、そのトラフィック量および物理リンクのトラフィック容量を考慮した上で、ノードおよび物理リンクを指定した経路が決定される。
【００４４】
そして、トラフィックのパス確立に際しては、インターフェース指定制御装置３は、ノード（ルータ１またはスイッチ２）に対して、そのトラフィックを選択された物理リンクへ通すために、その物理リンクが接続されているインターフェースを指定する。このとき、インターフェース指定制御装置３は、ルータ１へ指定するインターフェースのインターフェースＩＤを送信するが、その送信には、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）やＣＯＲＢＡ（Common Object Broker Architecture）などのプロトコルが用いられる。また、スイッチ２において物理リンクを指定するインターフェースＩＤは、インターフェース指定制御装置３からいったんルータ１へ送信され、ルータ１で当該トラフィックのパケットのヘッダ等に埋め込まれ、スイッチ２へ送信される。
【００４５】
図４は、図３におけるノード相互間を接続する物理リンクを選択する処理の流れの例を詳しく示した図である。
【００４６】
まず、インターフェース指定制御装置３は、二つのルータ間で交換されているトラフィック量を収集して、トラフィック量が多いトラフィックから順番に全トラフィックについてＣＳＰＦ経路計算を行い、各トラフィックのノード列としての経路を求める（ステップＳ１０１）。このとき、ＣＳＰＦ経路計算には、ＭＩＬＰ法などを用いることができる。次に、ＣＳＰＦ経路計算の前後でトラフィックの経路が変化したトラフィックを抽出する（ステップＳ１０２）。また、トラフィックの経路が変化しないトラフィックについては、そのトラフィックの経路となるリンクのトラフィック容量を、変化しないそのトラフィックが消費した分だけその帯域数または波長数を減らす。
【００４７】
なお、このステップＳ１０１およびステップＳ１０２は、図３のステップＳ１１および
ステップＳ１２に対応しており、ステップＳ１１およびステップＳ１２についての付随的な説明は、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２においても同じである。
【００４８】
次に、ステップＳ１０４で抽出されたトラフックについてトラフィック量の多い順に処理ターゲットのトラフィックを決定する（ステップＳ１０３）。そして、ターゲットとなったトラフィックが経由する順に処理ターゲットのノードを決定する（ステップＳ１０４）。さらに、処理ターゲットとなったノードについて、そのノードが有する物理リンクを接続するインターフェースのインターフェースＩＤが小さい順（昇順）に物理リンクを決定する（ステップＳ１０５）。
【００４９】
そして、その物理リンクの残余トラフィック容量が十分か否かを判定する（ステップＳ１０６）。その判定は、その物理リンクの残余トラフィック容量が、当該トラフィックのトラフィック量より大きいか否かを判定するだけでよい。その判定において、残余トラフィック容量が十分であった場合には（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、その物理リンクが接続されたインターフェースにインターフェースＩＤを、そのトラフィックの経路として決定する（ステップＳ１０９）。そして、その物理リンクの残余トラフィック容量を、そのトラフィック容量の分だけ減じておく（ステップＳ１１０）。
【００５０】
一方、ステップＳ１０６の判定で、残余トラフィック容量が十分でなかった場合には（ステップＳ１０６でＮｏ）、さらに、当該ノードに他の物理リンクが残っていないかを判定し（ステップＳ１０７）、他の物理リンクが残っていた場合には（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、ステップＳ１０５へ戻って、再度同様の処理を行う。
【００５１】
また、他の物理リンクが残っていなかった場合には（ステップＳ１０７でＮｏ）、当該物理リンクは、いずれも帯域または波長が不足しているために、そのトラフィックに対する経路設定をできない（パスが張れない）ことを意味する。そこで、この場合には、そのトラフィックの新たな経路を求めるために、ＣＳＰＦ経路計算を再度行う（ステップＳ１０８）。そして、再計算により求められた新たな経路について、ステップＳ１０４へ戻って、ターゲットのノードを決定する処理からやり直す。なお、ステップＳ１０８の再計算においては、当該物理リンクを含むノード・ノード間リンクは、当初の下位レイヤネットワークのトポロジにおいて接続されていないものとして取り扱う。
【００５２】
次に、トラフィックが経由するすべてのノードについてステップＳ１０４〜Ｓ１１０の処理を実行したかを判定し（ステップＳ１１１）、処理が終わっていなければ（ステップＳ１１１でＮｏ）、ステップＳ１０４へ戻って、次のノードについての処理を行う。また、処理が終わった場合には（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、すべてのトラフィックについての処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ１１２）。その結果、処理が終了していない場合には（ステップＳ１１２でＮｏ）、ステップＳ１０３へ戻って、次のトラフィックについての処理を行う。また、全トラフィックについての処理が行われていた場合には（ステップＳ１１２でＹｅｓ）、処理は終了となる。
【００５３】
図５は、ノード相互間を接続する物理リンクを選択する処理の流れの他の例を示した図である。図４とは、ステップＳ２０５が異なっている。すなわち、物理リンクの選択は、残余トラフィック容量の大きい順（降順）に行う（ステップＳ２０５）。そして、残余トラック容量が十分でなかった場合には（ステップＳ２０６でＮｏ）、すぐに、ＣＳＰＦの再計算を行う（ステップＳ２０８）。このように、残余トラフィック容量が大きい順に物理リンクの選択を行うと、平均的にリンクのトラフィック容量、つまり、帯域または波長を消費することができるため、通信ネットワーク内における帯域のバランスが均一化される利点がある。
【００５４】
図６は、ノード相互間を接続する物理リンクを選択する処理の流れのさらに他の例を示した図である。この例においては、物理リンクの選択を、残余トラフィック容量の小さい順に行う（ステップＳ３０５）。この場合には、リンクの残余トラフィック容量を順番に消費していくため、管理しやすく、また、他のリンクの残余トラフィックは、大きいままになるので、大きなトラフィックにも対応可能という利点がある。
【００５５】
図７は、ノード相互間を接続する物理リンクを選択する処理の流れのまたさらに他の例を示した図である。この例においては、物理リンクの選択を、ランダムな順序で行う（ステップＳ４０５）。そのため、リンクの残余トラフィック容量は、平均的に消費されるため、ネットワーク内帯域のバランスが均一化される利点がある。
【００５６】
以上、説明したように、本実施形態においては、ルータ１相互間のトラフィックのトラフィック量およびノード間の物理リンクのトラフィック容量を考慮した上で、トラフィックの経路を物理リンクを指定するレベルで設定することができる。
【００５７】
（他の実施形態）
図８は、インターフェース指定制御装置の他の実施形態を示した図である。この実施形態においては、インターフェース指定機能付ルータ１ａが、インターフェース指定制御装置３を兼ねる。前記したように、インターフェース指定制御装置３は、コンピュータによって実現される。また、一般に、ルータ１もコンピュータによって実現することができる。そのため、ルータ１とインターフェース指定制御装置３とを、一つのコンピュータで実現することができる。
また、すべてのルータ１をインターフェース指定機能付ルータ１ａにする必要はない。一部のルータ１のみインターフェース指定機能付ルータ１ａにして、インターフェース指定機能付ルータ１ａがその周囲のルータ１を制御するようにもできる。
【００５８】
（補足）
以上に、説明した実施形態は、通信ネットワーク内にユーザグループが複数存在する場合にも容易に適用することができる。ユーザグループが異なる場合には、同じルータ相互間のトラフィックであっても、異なるパスを張ることができるようにする必要があるが、本実施形態ではそれは容易に実現できる。すなわち、異なるユーザグループのトラフィックは、同じルータ相互間のトラフィックであっても、異なったトラフィックとみなせばよい。そこで、トラフィックおよびトラフィック量のデータをユーザグループごとに作成しておけばよい。そこで、本実施形態においては、メンバシップ情報記憶部３４（図２参照）にユーザに関する情報を記憶しておき、また、上位レイヤ情報記憶部３５に、上位レイヤネットワークにおけるネットワーク情報、すなわち、ユーザごとのトラフィックの情報を記憶する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施形態における通信ネットワークの概念図の例を示した図である。
【図２】本実施形態におけるインターフェース指定制御装置の構成の例を示したブロック図である。
【図３】上位レイヤネットワークにおけるトラフィックを考慮して下位レイヤネットワークにおけるトラフィックのパスを決定する処理の流れの概要を示した図である。
【図４】図３におけるノード相互間を接続する物理リンクを選択する処理の流れの例を詳しく示した図である。
【図５】ノード相互間を接続する物理リンクを選択する処理の流れの他の例を示した図である。
【図６】ノード相互間を接続する物理リンクを選択する処理の流れのさらに他の例を示した図である。
【図７】ノード相互間を接続する物理リンクを選択する処理の流れのまたさらに他の例を示した図である。
【図８】インターフェース指定制御装置の他の例を示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１      ルータ
１ａ    インターフェース指定機能付ルータ
２      スイッチ
３      インターフェース指定制御装置
３１    経路計算部
３２    パス／インターフェース情報記憶部
３３    ルーティング情報記憶部
３４    メンバシップ情報記憶部
３５    上位レイヤ情報記憶部
３６    パス情報制御部
３７    外部装置制御インターフェース
３８    ルーティング情報制御部
３９    インターフェース割当部
【図１】
2006060417.tif 000003
【図２】
2006060417.tif 000004
【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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