(57)【要約】【課題】ＳＤＮに良好な輻輳対処メカニズムを提供する。【解決手段】ＳＤＮ用統制装置に、フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持し、通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定を図る対策処理を実行すると共に、通信ネットワークの構成／設定を、輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する動作を実行させる。【選択図】図２
2019186714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持し、
前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定を図る対策処理を実行すると共に、
前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する
ことを特徴とするＳＤＮ用統制装置。
【請求項２】
該ＳＤＮ用統制装置は、前記任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、該輻輳に関する報告を受けた後に通信ノード間の回線情報を取得すると共に各通信フローに設定されている迂回優先度を参照して、輻輳を起こしかけている通信ノード間の区間を通る通信フロー群について、残す通信フローと迂回させる通信フローとに通信フローごとに判定処理することを特徴とする請求項１記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項３】
該ＳＤＮ用統制装置は、
前記通信ネットワークに属する通信ノード群に通信フローを設定する際に、通信フロー毎に迂回優先度を関連付けて保持し、
前記通信ネットワークの経路情報および回線使用率に関する情報を参照して、迂回させる通信フローごとの迂回路を一括して算出処理する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項４】
該ＳＤＮ用統制装置は、輻輳検知時に迂回させる通信フローの迂回路を一括して通信フロー毎の経路計算を複数段階で実行しつつ、迂回経路が確保できない場合に低優先の通信フローに対し通信制限を実施することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項５】
該ＳＤＮ用統制装置は、輻輳検知時に迂回させる通信フローの迂回路を一括して通信フロー毎に経路計算する際に、通信フロー毎の優先度合と、該通信フロー毎の通信帯域と、回線毎の空き状況を参照して、回線毎の余力を満たしつつ通信フロー群内での相対的優先度が高い通信フローを現状の通信経路に設定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項６】
前記ＳＤＮ用統制装置は、輻輳検知時に迂回させる通信フローの迂回路を通信フロー毎に経路計算する際に、各通信フローの登録帯域若しくは各通信フローの実際の通信使用帯域により経路計算を行うことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項７】
該ＳＤＮ用統制装置は、
前記通信ネットワークから通信ノード間の回線情報を収集する１ないし複数の地域統制装置と連携し、
前記任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、該輻輳に関する報告を受けた後に、輻輳に関する報告を行った通信ネットワークを担当する該当地域統制装置から通信ノード間の回線情報を取得し、
通信フロー毎に帯域に空きのある通信経路に迂回路の設定を図る対策処理を実行して、通信フロー毎の通信経路に変更させる通知を前記地域統制装置に送信する
ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項８】
少なくとも回線状況及び輻輳を報告するフロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークと、
前記通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持し、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定を図る対策処理を実行すると共に、前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する統制装置と、
を含むことを特徴とするＳＤＮ通信システム。
【請求項９】
情報処理装置の制御部を、
フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を管理する手段と、
前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付ける手段と、
前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定を図る対策処理を実行する手段、
前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する手段、
として動作させることを特徴とするＳＤＮ用統制用プログラム。
【請求項１０】
フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持しつつ、前記通信ネットワークの回線情報を予め収集すると共に、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を待ち受け、
任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、通信フロー毎に帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定を図る対策処理を実行すると共に、
前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する
ことを特徴とするコントロールプレーンによるＳＤＮ用輻輳対処方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信フロー群を用いてエンドポイント間の通信を実現する通信ネットワークを制御するＳＤＮ（Software Defined Networking）関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従前のパケット通信ネットワーク関連技術に対し、ＳＤＮによる通信フローを用いるネットワーキングにはネットワークの統制を行う統制装置（サーバ）が設けられている一つの違いがある。また、統制装置とフロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークとに分けられている違いがある。この統制装置では、管理する通信ネットワークに関連する様々な情報が一元的に管理される。この統制装置では、各通信フローがどの経路（エンドポイント間）を通っているか把握することが可能である。
【０００３】
一方、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）等のこの種のネットワーク経路制御技術では、各径路を通過する通信の特定が困難である。このため、任意の通信フローに属する特定の通信のみ迂回させて回線の有効活用を実施することは困難である。また、従前のパケット通信のように、各通信（データブロック）の重要度を網羅的に識別することも困難である。
【０００４】
関連する技術としては、特許文献１や特許文献２が挙げられる。
【０００５】
特許文献１では、通信ネットワークをＳＤＮで管理運営するＳＤＮネットワークシステムを開示している。このＳＤＮネットワークシステムは、コントロールプレーンを２段階構成にした特徴を有している。
【０００６】
特許文献２には、ＬＡＮ（Local Area Network）をＳＤＮで構築するノード間（汎用スイッチ間）で生ずるトラフィツク情報を高精度に収集する仕組みが開示されている。このＬＡＮは、ＳＤＮに対応した汎用スイッチで通信ネットワークが構築され、またトラフィツク情報収集装置が設けられている。この汎用スイッチでは、輻輳を検知した際に、トラフィツク情報収集装置に輻輳を通知する。この通知を受けて、トラフィツク情報収集装置は、迂回路と成り得る通信経路を構築可能な汎用スイッチの残リソースを収集した後に、各汎用スイッチに残リソース内で通信フローの収集サンプリングレートを高める設定を通知し、現設定での通信フローが通る各径路（ノード間）のトラフィツク情報を各汎用スイッチが緻密に収集できる。このため、このＬＡＮ内で生じた輻輳に関して、輻輳の原因となった特定の通信フローを検出し、その通信フローを輻輳したノード（汎用スイッチ）を迂回させるように経路変更（経路設定）する。なお、この引用文献２において、輻輳の原因となった通信フローとは、トラフィツク量が最大の一つの通信フローを指している。換言すれば、引用文献２には、輻輳を起こしたスイッチに通過させている通信フロー群の最大通信フローについて、別の通信経路に再設定するための仕組みが説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１７０９８３号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４６５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したようにＯＳＰＦ等のネットワーク経路制御技術を用いるネットワークでは、各回線経路を通過する通信の特定や通信内容の一元的把握が困難である。このため、例えば、特定の通信フローのみを中継ノードが有する仕組みで別経路に迂回させることで、回線負荷の平滑化や輻輳対策を取ることも現状困難である。これらのことから、例えば一部回線の輻輳が発生してしまった際に、中継ノードが特定の通信フローを適切に迂回させて輻輳状態の解消を図ることは困難である。
【０００９】
これに対して発明者らは、既存のＳＤＮ通信システムに含まれるコントロールプレーンとデータプレーンの仕組みを利用しつつ、コントロールプレーン側から良好に輻輳の予防及び対処を図れる仕組みを検討した。
【００１０】
なお、特許文献１では、ＳＤＮネットワークシステムの有益なコントロールプレーンの構造を開示しているものの、輻輳対策について開示していない。
【００１１】
また、特許文献２には、ＬＡＮの輻輳対処に関して、ノード間で生ずるトラフィツク情報を高精度に収集し、最大通信フローを別経路に移設する仕組みが開示されている。別の観点で説明すれば、引用文献２に開示されているＬＡＮでは、あるノードで輻輳を検知した際に、トラフィツク情報収集装置に輻輳を通知した後に、各ノードのサンプリングレートを適切に高めてどの通信フローを移動させるかの情報を収集する。このように、輻輳が発生した後に、ネットワーク内の情報収集を緻密化して、迂回させる通信フローの特定及び迂回路の設定を図っている。これに対して問題点を指摘すれば、輻輳の解消まで時間がかかることが指摘できる。また、輻輳対処のためにノードで消費するリソース量が多量に必要である点も指摘できる。また、最大通信フローが大きければ大きいほど生じる問題点として、輻輳の原因となった特定の通信フローの迂回によって迂回先の通信ノードで輻輳が生じやすくなること、該当フローの迂回先からの再迂回設定が生じやすいこと、通信ネットワークの経路間の負荷バランス等が一時的に大きく崩れる恐れが生じることなどが指摘できる。
【００１２】
本発明は、上記背景の下で成されたものであり、ＳＤＮの輻輳対策に関して、管理下の各通信フローを、データプレーンを構成するノード間の余力のある通信経路を有効に活用して優先度に応じて良好に再配置するＳＤＮ用統制装置、システム、プログラム及び方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施形態に係るＳＤＮ用統制装置は、フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持し、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定を図る対策処理を実行すると共に、前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一実施形態に係るＳＤＮ通信システムは、少なくとも回線状況及び輻輳を報告するフロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークと、前記通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持し、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定を図る対策処理を実行すると共に、前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する統制装置と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一実施形態に係るＳＤＮ用統制用プログラムは、情報処理装置の制御部を、フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を管理する手段と、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付ける手段と、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定を図る対策処理を実行する手段、前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する手段、として動作させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の一実施形態に係るコントロールプレーンによるＳＤＮ用輻輳対処方法は、フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持しつつ、前記通信ネットワークの回線情報を予め収集すると共に、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を待ち受け、任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、通信フロー毎に帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定を図る対策処理を実行すると共に、前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、ＳＤＮの輻輳対策に関して、管理下の各通信フローを、データプレーンを構成するノード間の余力のある通信経路を有効に活用して優先度に応じて良好に再配置するＳＤＮ用統制装置、システム、プログラム及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るＳＤＮ構成を示す構成図である。
【図２】一実施形態に係るＳＤＮ用統制装置を示すブロック図である。
【図３】ＳＤＮ用統制装置の記憶手段に保持される情報を可視化した説明図である。
【図４】通信システムの全体動作を説明するための説明図である。
【図５】迂回経路探索処理の一手法を示した説明図である。
【図６】迂回経路探索処理の実行前後のネットワーク状態を示した説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＳＤＮ用統制装置を用いたネットワーク運用例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
［第１の実施形態］ 
図１は、本発明の一実施形態に係るＳＤＮ構成を示す構成図である。この通信システムのネットワークトポロジ例は、データプレーンを６台の中継ノード１００（１０１から１０６）で構成し、コントロールプレーンとして統制装置１０を具備する。データプレーンは、一般的にはＳＤＮ対応スイッチで構成され、図中に例示したように所要に隣接ノードとの間に通信回線（物理回線）を有する。各中継ノード１００は、必要に応じてネットワークへの接続ポイントとなる。通信プロトコルは、特に限定しないもののOpen Flowプロトコルを用いることも可能である。
【００２１】
統制装置１０は、ネットワークの統制を行う装置（サーバ）であって、データプレーンの構成／設定を制御する。以下で説明する輻輳に係る動作以外にもコントロールプレーンの装置として動作する。
【００２２】
データプレーンの統制を行う統制装置１０には、そのネットワークで必要となる通信の各種情報（例えば、ＩＰ（Internet Protocol）アドレス、レイヤ４のポート番号など）と共に、通信フロー毎の迂回優先度が登録される。また、通信フロー毎に登録帯域が設定されていてもよい。この登録帯域は、通信フローに与えられる実行速度を示す値である。これら情報は、ネットワークに端末や別のネットワーク（ＷＡＮ，ＬＡＮ等）を接続する際に、ユーザがＵＩ（User Interface）を介して統制装置１０に通知しても良いし、ユーザ側の情報処理機器が設定等を読み込んで自動的に統制装置１０に通知することとしても良い。例えば、予め優先的に通信帯域の利用権を割り当てられているユーザ／グループ／通信機器などがネットワークに接続した際や、同様のユーザ／グループ／機器などが任意のエンドポイント間や任意のユーザ／グループ／機器などとの間のフロー設定を行った際に、通信フロー毎の迂回優先度と登録帯域を統制装置１０が予め定められた設定ルールに従って登録すればよい。
【００２３】
この通信ネットワークの各ノードは、平常時、ＯＳＰＦ等のネットワーク経路制御と同様に動作する。このため、各ノードは連携して、多くの通信フローに属する数多くの通信を効率よく処理できる。
【００２４】
ネットワーク経路制御は、特に限定せず適宜効率の良い手法を使用すればよい。例えば、通信ネットワーク上の各通信（管理する通信フロー群を成す各通信）は、統制装置１０によって、ネットワークトポロジ及び各区間の区間帯域に合わせて広帯域のコスト値を低く、狭帯域のコスト値を高くしたコストマップにより経路決定されて通信する仕組みが挙げられる。
【００２５】
本実施形態では、上記ネットワークトポロジで輻輳が発生しそうな際／発生した際に、輻輳に関する事象を識別した中継ノード１００から輻輳に関する報告を統制装置１０に通知する。また、統制装置１０側から管理下の中継ノード１００に輻輳が起きていないか報告させる通知を送る仕組みを有していてもよい。
【００２６】
統制装置１０は、任意の中継ノードから通知された輻輳に関する報告を識別して、トポロジ上の該当箇所を識別し、該当箇所に通過させている通信フロー群を識別し、この通信フロー群に含まれる個々の通信フロー内から一部／全部の通信フローを迂回させるように経路計算を実行し、その後その最適経路に通信ネットワークを組み替える。この際に、統制装置１０は、予め登録されている迂回優先度を一つの基準に用いて、迂回させる通信フローの選定及び迂回先の選定を輻輳対策として実行する。
【００２７】
統制装置１０による最適経路の抽出は、例えば、各径路（輻輳に関連する経路や迂回経路）の回線情報（ネットワークトポロジや回線使用率）を取得し、空き帯域の多い通信経路を選択し、迂回候補の通信フロー（迂回優先度が相対的に低い通信フロー）を通す迂回経路候補を選定する。空き帯域がなく迂回経路が確保できない場合、迂回優先度が相対的に低優先の通信フローに属する通信に対して通信制限を行い、高優先の通信フローに属する通信の帯域確保を行う。
【００２８】
輻輳に関連する事象の検知は、中継ノード１００（各所のＷＡＮスイッチ）で行えばよい。輻輳の検知手法の例は、中継ノード１００間の経路の回線帯域に対する閾値（輻輳検知閾値）を予め設けておき、中継ノードに回線使用率の監視を実行させ、閾値越えを検知すると中継ノードから統制装置１０に対して、輻輳に関する報告を送信させるように設定すればよい。
【００２９】
統制装置１０は、輻輳対策として、通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、予め収集していた通信ノード間の回線情報と該当箇所の通信フロー群の個々の迂回優先度を参照し、相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定を一括して図る。
【００３０】
統制装置１０は、この輻輳対策で決定した通信フロー毎の最適経路となるように、通信ネットワークの構成／設定を変更する。
【００３１】
結果、多くの通信フローが様々な経路でエンドポイント間を流れるネットワーク稼働下で、輻輳対策として、重要通信の経路確保及びその他通信の経路制御も一括して行う。このことで、輻輳発生時におけるネットワークリソースを有効に活用し、且つ、通信トラフィツク全体としての各通信の経路確保を短時間で実現する。
【００３２】
図２は、一実施形態の統制装置１０を示す機能ブロック図である。統制装置１０は、通知受付手段１１、輻輳対策手段１２、フロー設定手段１３を含み構成される。また、本統制装置１０は、装置内に記憶手段１４を具備する構成を取る。
【００３３】
通知受付手段１１は、各中継ノード１００から各種通知を受け付ける。この通知の１つの種類として通知受付手段１１は輻輳に関する報告も受け付ける。
【００３４】
輻輳対策手段１２は、予め収集していた通信ノード間の回線情報を参照して、任意の通信ノードを経路に持つ通信フロー群について通信フロー毎に迂回優先度に応じた帯域に空きのある通信経路に迂回路の設定を図る対策処理を実行する。
【００３５】
フロー設定手段１３は、通信ネットワークの構成／設定を、輻輳対策手段１２が導出した通信フロー毎の通信経路に変更処理する。
【００３６】
記憶手段１４は、各種回線情報と共に、通信フロー毎の迂回優先度を記録保持する。通信フロー毎の迂回優先度はどのような形式で記録されてもよく、例えば迂回優先度テーブルとして記憶すればよい。また、記憶手段１４には、通信フロー毎の登録帯域を記録保持する。通信フロー毎の登録帯域はどのような形式で記録されてもよく、例えば登録帯域テーブルとして記憶してもよいし、任意のテーブルやメモリー領域等に迂回優先度と登録帯域の両方を通信フローに対応付けて記録することしてもよい。
【００３７】
図３は、統制装置１０の記憶手段１４に保持される情報を可視化した説明図である。図示するように、通信フローに迂回優先度と登録帯域が対応付けられている。
【００３８】
図４は、通信システムの全体動作を説明するための説明図である。
【００３９】
統制装置１０は、通知受付手段１１を介して、常時的に通信ネットワークに含まれる各通信ノード１００から各種通知を受け付けると共に、輻輳に関する報告を受け付ける。
【００４０】
この報告は、輻輳に関する事柄、すなわち、輻輳が発生したことを示す通知、輻輳が起きそうな逼迫状態を示す通知などを含めればよい。
【００４１】
図中では、２か所で輻輳に関する事象が生じている。このため、近傍の中継ノード１００（１０２と１０６）が統制装置１０に輻輳に関する報告を送信している（図４中の１．）。なお、輻輳は事象により識別が容易なこと困難なこと、識別可能な中継ノード１００が異なることになる。他方で、統制装置１０では各種通信フローの設定、ネットワークトポロジ、報告した中継ノード１００、報告内容から、どの区間、帯域、どの装置が要因か識別できる。
【００４２】
統制装置１０は、輻輳対策手段１２によって、予め収集していた回線情報を参照して、通信ノード１０２と１０６から報告を受けた輻輳区間を経路に持つ通信フロー群を識別する（図４中の２．）。次に、統制装置１０は、輻輳対策手段１２によって、識別した通信フロー群について通信フロー毎に迂回優先度に応じた迂回路を設定する（図４中の３．）。この際、統制装置１０は、各通信フローの迂回優先度と共に登録帯域を確保可能な迂回路を設定することが望ましい。
【００４３】
統制装置１０は、迂回路を設定する通信フローについて、その迂回路に流れるように所要な中継ノード１００（図中では１０１、１０２、１０５）に通信フロー毎の設定を実施する（図４中の４．）。この際、必要に応じて中継ノード１００間に予備回線や予備帯域を設定可能であれば、統制装置１０は輻輳対策としてネットワーク構成を変更することを実施することとしてもよい。
【００４４】
このように統制装置１０や中継ノード１００が適宜動作することで、輻輳対策として輻輳した箇所／輻輳しかけている箇所を中心に適切かつ高速に通信を迂回させる仕組みをSDNで実現できる。また、輻輳がネットワーク内で複数個所に発生したとしても各々の輻輳に適切かつ高速に対応できる。また、複数個所の輻輳であっても、輻輳対策のフェーズ（段階）を進めて行くことで、迂回優先度を基準に残る通信フローと迂回する通信フローが適宜分けられ、設定されている通信の優先度（迂回優先度）を基準として輻輳の影響を分散させられる。
【００４５】
ここで、統制装置１０（輻輳対策手段）で実施する迂回経路探索処理の一例について説明する。
【００４６】
図５は、迂回経路探索処理の一手法を示した説明図である。
【００４７】
各中継ノード１００では輻輳を検知した際に、統制装置１０に輻輳に関する報告を通知する。
【００４８】
統制装置１０は、輻輳回線を使用している通信フロー群を特定する。収集した通信フロー情報、回線使用率から迂回優先度順に並び替え、並び替えた通信フロー群の登録帯域を積み上げ、閾値に従って各通信フローを留める／迂回させる／通信制限させるかを決定する。
【００４９】
図５（ｂ）の例では、統制装置１０は、図中の輻輳気味の経路について、輻輳対処閾値に入りきらない通信（通信Ｂ〜Ｄ）を迂回／通信制限の制御対象フロー群として決定している。このように、輻輳対処閾値内の通信（通信Ａ）は現状の経路を維持する。
【００５０】
次に、統制装置１０は、通信フロー毎に迂回先として選択可能な経路候補を抽出し、迂回路の輻輳予防を図りつつ通信フロー毎の経路を決定する。
【００５１】
最後に、統制装置１０は、迂回させる各通信フローを迂回先に経路変更する制御を一括して実行し、迂回先がないなど通信制限する通信フローについても通信制限する制御を実行する。
【００５２】
図６は、迂回経路探索処理の実行前後のネットワーク状態を示した説明図である。迂回経路探索処理により、輻輳に関する報告によって対処（迂回、通信制限）の具体的な例を示す。図６（ａ）は、輻輳に関する報告を受けた際の状態を示しており、図６（ｂ）は、１段階目の輻輳対策を実施した状態を示しており、図６（ｃ）は、２段階目の輻輳対策を実施した状態を示している。このように、輻輳対策のフェーズ（段階）を進めて行くことで、迂回優先度を基準に残る通信フローと迂回する通信フローが適宜自動的に組分けられる。また、この輻輳対策には各径路の残リソースと各通信フローの登録帯域が反映される。
【００５３】
なお、各迂回路の導出は、限定しないものの、ネットワークのトポロジ情報やコストマップを使用して、ダイクストラ法を用い最適経路を計算すればよい。また、この各迂回路の導出では、回線使用量から選択可能な候補を抽出して迂回経路を決定すればよい。
【００５４】
ここで、図７を用いて、ネットワーク加入者に通信環境を提供するネットワーク運用例を説明する。
【００５５】
このネットワーク運用例は、予めネットワークに接続される端末群が判っているネットワークシステムにおいて、統制装置１０に加入システム情報として、通信情報（IPアドレス、優先度、登録帯域等）を登録して管理する。この情報を用いることで、迅速に輻輳対処が可能となる。例えば、登録帯域を予め登録する利点は、実際に流れている流量を輻輳対策動作を実行する際に収集する方式に比べ、取得する時間が不要な分、迅速に迂回路の算定が可能になる。
【００５６】
図７中のＡ〜Ｆの各拠点には、それぞれＷＡＮスイッチが設けられており、通信ネットワークを構築する。各拠点は、上記実施形態で説明したグループの一態様に当たる。また、統制装置１０と連携して動作する地域統制装置を示している。この地域統制装置は、統制装置１０に対して複数設けられて運用可能である。地域統制装置は、図中の各拠点から各種回線情報を収集する。また、この地域統制装置は、統制装置１０の指示に従い、各拠点へ迂回／通信制限を実行する。
【００５７】
本運用例では、ネットワーク情報管理内に、フロー毎の迂回優先度が管理される。また、この中で拠点Ｆから拠点Ａへの通信フローが他の通信に対して相対的に最優位性を与えられている。
【００５８】
統制装置１０、地域統制装置１は、以下のように通信ネットワーク上に発生した輻輳を検知し通信ネットワーク内の構成／設定を変更する。図中で示している内容は、結果的に、拠点Ａの端末、拠点Ｂの端末間の通信フローの変更（通信の経路制御）を実施したことを示している。
１．通信ネットワーク上で輻輳に関連する事象が発生すると通信ネットワーク内の何れかのＷＡＮスイッチが受信側でその事象を検知する仕組みにより、拠点Ｃで異常を検出。
２．事象を検知したＷＡＮスイッチは統制装置１０へ輻輳通知としてTrapを通知する。
３．統制装置１０は、輻輳対策区間の地域統制装置１から回線情報として拠点Ｃを通過する通信フローのフロー情報を輻輳に関する報告を受けた後に収集する。
４．統制装置１０は、収集した輻輳対策区間のフロー情報と、回線情報として定期収集している回線使用率から経路制御の判定処理を行い、迂回／通信制限の決定を行う。
５．統制装置１０から地域統制部１へ、地域統制部１から各拠点のＷＡＮスイッチへ迂回／通信制限の制御通信を通知する。迂回制御の場合、地域統制部１は、統制装置１０の通知に従い、ＷＡＮスイッチに対して経路情報の設定を行う。通信制限制御の場合、どのような手法で制限しても良いものの、例えばＷＡＮスイッチを介して拠点内のＬＡＮスイッチに対して特定通信を通信制限させる設定を行えばよい。また例えば、通信制限として帯域制限を用いることとしてもよい。
【００５９】
このように、輻輳対策をＳＤＮネットワークに組み入れることによって、優先される通信フローに属する通信の生存を他の通信フローに属する通信に対して優先させて生存させることが可能になる。
【００６０】
以上説明したように、ＳＤＮの輻輳対策に関して、管理下の各通信フローを、データプレーンを構成するノード間の余力のある通信経路を有効に活用して優先度に応じて良好に再配置するＳＤＮ用統制装置、システム及び方法を提供できる。
【００６１】
コストマップ及びトポロジ情報を使用し、ダイクストラ法により最適経路を算出し、回線使用量から制御方法（迂回／通信制限）を決定する。これにより、既存通信トラヒックへの輻輳対策及び迂回通信の通信経路の確保を、自動的に良好且つ即座に実現することができる。
【００６２】
なお、統制装置の各部は、コンピュータシステムのハードウェアとソフトウェアの組み合わせを用いて実現すればよい。このコンピュータシステムは、所望形態に合わせた、１ないし複数のプロセッサーとメモリーを含む。また、各部は、上記メモリーに本発明に係るプログラムが展開され、このプログラムに基づいて１ないし複数のプロセッサー等のハードウェアを実行命令群やコード群で動作させることによって、実現すればよい。この際、必要に応じて、このプログラムは、オペーレティングシステムや、マイクロプログラム、ドライバなどのソフトウェアが提供する機能と協働して、各部を実現することとしてもよい。
【００６３】
メモリーに展開されるプログラムデータは、プロセッサーを１ないし複数の上述した各部として動作させる実行命令群やコード群、テーブルファイル、コンテンツデータなどを適宜含む。
【００６４】
また、このコンピュータシステムは、必ずしも一つの装置として構築される必要はなく、複数のサーバ／コンピュータ／仮想マシンなどが組み合わさって、分散コンピューティング、クラウドコンピューティングで構築されてもよい。また、コンピュータシステムの一部／全ての各部をハードウェアやファームウェア（例えば、一ないし複数のLSI：Large-Scale Integration，FPGA：Field Programmable Gate Array，電子素子の組み合わせ）で置換することとしてもよい。同様に、各部の一部のみをハードウェアやファームウェアで置換することとしてもよい。
【００６５】
また、このプログラムは、記録媒体に非一時的に記録されて頒布されても良い。当該記録媒体に記録されたプログラムは、有線、無線、又は記録媒体そのものを介してメモリーに読込まれ、プロセッサー等を動作させる。
【００６６】
なお、本明細書では、記録媒体には、類似するタームの記憶媒体やメモリー装置、ストレージ装置なども含むこととする。この記録媒体を例示すれば、オプティカルディスクや磁気ディスク、半導体メモリー装置、ハードディスク装置、テープメディアなどが挙げられる。また、記録媒体は、不揮発性であることが望ましい。また、記録媒体は、揮発性モジュール（例えばRAM：Random Access Memory）と不揮発性モジュール（例えばROM：Read Only Memory）の組み合わせを用いることとしてもよい。
【００６７】
なお、実施形態及び／又は実施例を例示して本発明を説明した。しかし、本発明の具体的な構成は前述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した実施形態及び／又は実施例のブロック構成の分離併合、手順の入れ替えなどの変更は本発明の趣旨および説明される機能を満たせば自由であり、上記説明が本発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【００６８】
１０  統制装置
１１  通知受付手段
１２  輻輳対策手段
１３  フロー設定手段
１４  記憶装置
１００（１０１〜１０６）  中継ノード（中継装置）
【図１】
2019186714.tif 000003
【図２】
2019186714.tif 000004
【図３】
2019186714.tif 000005
【図４】
2019186714.tif 000006
【図５】
2019186714.tif 000007
【図６】
2019186714.tif 000008
【図７】
2019186714.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月4日(2019.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持し、
前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定について一括して通信フロー毎の経路計算を複数段階で実行しつつ、迂回経路が確保できない場合には低優先の通信フローに対し通信制限を実施すると共に、
前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する
ことを特徴とするＳＤＮ用統制装置。
【請求項２】
該ＳＤＮ用統制装置は、前記任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、該輻輳に関する報告を受けた後に通信ノード間の回線情報を取得すると共に各通信フローに設定されている迂回優先度を参照して、輻輳を起こしかけている通信ノード間の区間を通る通信フロー群について、残す通信フローと迂回させる通信フローとに通信フローごとに判定処理することを特徴とする請求項１記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項３】
該ＳＤＮ用統制装置は、
前記通信ネットワークに属する通信ノード群に通信フローを設定する際に、通信フロー毎に迂回優先度を関連付けて保持し、
前記通信ネットワークの経路情報および回線使用率に関する情報を参照して、迂回させる通信フローごとの迂回路を一括して算出処理する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項４】
該ＳＤＮ用統制装置は、輻輳検知時に迂回させる通信フローの迂回路を一括して通信フロー毎に経路計算する際に、通信フロー毎の優先度合と、該通信フロー毎の通信帯域と、回線毎の空き状況を参照して、回線毎の余力を満たしつつ通信フロー群内での相対的優先度が高い通信フローを現状の通信経路に設定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項５】
前記ＳＤＮ用統制装置は、輻輳検知時に迂回させる通信フローの迂回路を通信フロー毎に経路計算する際に、各通信フローの登録帯域若しくは各通信フローの実際の通信使用帯域により経路計算を行うことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項６】
該ＳＤＮ用統制装置は、
前記通信ネットワークから通信ノード間の回線情報を収集する１ないし複数の地域統制装置と連携し、
前記任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、該輻輳に関する報告を受けた後に、輻輳に関する報告を行った通信ネットワークを担当する該当地域統制装置から通信ノード間の回線情報を取得し、
通信フロー毎に帯域に空きのある通信経路に迂回路の設定を図る対策処理を実行して、通信フロー毎の通信経路に変更させる通知を前記地域統制装置に送信する
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のＳＤＮ用統制装置。
【請求項７】
少なくとも回線状況及び輻輳を報告するフロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークと、
前記通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持し、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定について一括して通信フロー毎の経路計算を複数段階で実行しつつ、迂回経路が確保できない場合には低優先の通信フローに対し通信制限を実施すると共に、前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する統制装置と、
を含むことを特徴とするＳＤＮ通信システム。
【請求項８】
情報処理装置の制御部を、
フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を管理する手段と、
前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付ける手段と、
前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定について一括して通信フロー毎の経路計算を複数段階で実行しつつ、迂回経路が確保できない場合には低優先の通信フローに対し通信制限を実施する手段、
前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する手段、
として動作させることを特徴とするＳＤＮ用統制用プログラム。
【請求項９】
フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持しつつ、前記通信ネットワークの回線情報を予め収集すると共に、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を待ち受け、
任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、通信フロー毎に帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定について一括して通信フロー毎の経路計算を複数段階で実行しつつ、迂回経路が確保できない場合には低優先の通信フローに対し通信制限を実施すると共に、
前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する
ことを特徴とするコントロールプレーンによるＳＤＮ用輻輳対処方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の一実施形態に係るＳＤＮ用統制装置は、フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持し、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定について一括して通信フロー毎の経路計算を複数段階で実行しつつ、迂回経路が確保できない場合には低優先の通信フローに対し通信制限を実施すると共に、前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明の一実施形態に係るＳＤＮ通信システムは、少なくとも回線状況及び輻輳を報告するフロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークと、前記通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持し、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定について一括して通信フロー毎の経路計算を複数段階で実行しつつ、迂回経路が確保できない場合には低優先の通信フローに対し通信制限を実施すると共に、前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する統制装置と、を含むことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明の一実施形態に係るＳＤＮ用統制用プログラムは、情報処理装置の制御部を、フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を管理する手段と、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付ける手段と、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、前記通信ネットワークから予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定について一括して通信フロー毎の経路計算を複数段階で実行しつつ、迂回経路が確保できない場合には低優先の通信フローに対し通信制限を実施する手段、前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理する手段、として動作させることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明の一実施形態に係るコントロールプレーンによるＳＤＮ用輻輳対処方法は、フロー通信用の通信ノード群で構築される通信ネットワークに属する通信ノード群に設定される通信フローに対応付けて、通信フロー毎の迂回優先度を保持しつつ、前記通信ネットワークの回線情報を予め収集すると共に、前記通信ネットワークに含まれる任意の通信ノードから輻輳に関する報告を待ち受け、任意の通信ノードから輻輳に関する報告を受け付けた際に、予め収集していた通信ノード間の回線情報と輻輳した箇所を通過する通信フロー群についての通信フロー毎の迂回優先度とを参照し、輻輳した箇所を通過する通信フロー群内での相対的優先度に基づいて、通信フロー毎に帯域に空きのある通信経路に優先度が低い通信フローを通過させる迂回路の設定について一括して通信フロー毎の経路計算を複数段階で実行しつつ、迂回経路が確保できない場合には低優先の通信フローに対し通信制限を実施すると共に、前記通信ネットワークの構成／設定を、前記輻輳に関する報告に対して決定した通信フロー毎の通信経路に変更処理することを特徴とする。