(57)【要約】【課題】スイッチの転送処理の負荷を増大させることなく、スイッチ間の集約関係を考慮して制御内容を決定するネットワークシステムを提供できる。【解決手段】ネットワーク制御装置は、集約スイッチと当該集約スイッチが集約するパケットを送受信するエッジスイッチとの関係を示す集約関係を保持し、エッジスイッチ及び集約スイッチは、自身に設定された監視条件と一致するパケットの受信数を計数し、スイッチは、計数した受信数が所定条件を満たす旨の通知をネットワーク制御装置に送信し、ネットワーク制御装置は、通知を受信した場合、集約関係に基づいて、通知を送信したスイッチとの間でパケットを送受信するスイッチを特定し、特定されたスイッチが計数した受信数をに基づいて、通知を送信したスイッチに特定されたスイッチが送信するパケットに対する制御内容を決定することを特徴とする。【選択図】図１４
2017098660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチと、前記複数のスイッチを制御するネットワーク制御装置とを備えるネットワークシステムであって、
前記複数のスイッチによって構築されるネットワークは、端末と外部ネットワークとの間に位置し、
前記複数のスイッチは、前記端末側に位置するエッジスイッチ及び前記外部ネットワーク側に位置する集約スイッチを含み、
前記集約スイッチは、自身の配下の少なくとも一つのエッジスイッチと送受信するパケットを集約し、
前記ネットワーク制御装置は、前記集約スイッチと当該集約スイッチが集約するパケットを送受信するエッジスイッチとの関係を示す集約関係を保持し、
前記エッジスイッチ及び前記集約スイッチは、自身に設定された監視条件と一致するパケットの受信数を計数し、
前記エッジスイッチ又は前記集約スイッチは、前記計数した受信数が所定条件を満たす場合、前記所定条件を満たす旨の通知を前記ネットワーク制御装置に送信し、
前記ネットワーク制御装置は、
前記通知を受信した場合、前記集約関係に基づいて、前記通知を送信したスイッチとの間でパケットを送受信するスイッチを特定し、
前記特定されたスイッチが計数した受信数を取得し、
前記取得した受信数に基づいて、前記通知を送信したスイッチに前記特定されたスイッチが送信するパケットに対する制御内容を決定し、
前記決定した制御内容を前記特定されたスイッチに設定し、
前記特定されたスイッチは、前記設定された制御内容に基づいて、前記パケットを送信することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワークシステムであって、
前記集約スイッチは、前記計数した受信数が所定条件を満たす場合、前記通知を前記ネットワーク制御装置に送信し、
前記ネットワーク制御装置は、
前記通知を受信した場合、前記集約関係に基づいて、前記通知を送信した集約スイッチで集約されるパケットを送信するエッジスイッチを特定し、
前記特定されたエッジスイッチが計数した受信数を取得し、
前記取得した受信数に基づいて、前記通知を送信した集約スイッチに前記特定されたエッジスイッチが送信するパケットに対する制御内容を決定し、
前記決定した制御内容を前記特定されたエッジスイッチに設定することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のネットワークシステムであって、
前記ネットワーク制御装置は、前記取得した受信数に基づいて、前記特定されたエッジスイッチの中からどのエッジスイッチの前記制御内容を決定するかを選択することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項４】
請求項２に記載のネットワークシステムであって、
前記ネットワーク制御装置は、
前記特定された全てのエッジスイッチが計数した受信数を合計し、
前記特定された各エッジスイッチが計数した受信数を前記合計した値で除算した値をパケット廃棄率とする前記制御内容を決定し、
前記エッジスイッチは、前記設定された制御内容のパケット廃棄率で、受信したパケットを廃棄することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のネットワークシステムであって、
前記エッジスイッチは、前記計数した受信数が所定条件を満たす場合、前記通知を前記ネットワーク制御装置に送信し、
前記ネットワーク制御装置は、
前記通知を受信した場合、前記集約関係を参照して、前記通知を送信したエッジスイッチにパケットを送信する集約スイッチを特定し、
前記特定された集約スイッチが計数した受信数を取得し、
前記取得した受信数に基づいて、前記特定された集約スイッチの前記通知を送信したエッジスイッチに送信するパケットに対する制御内容を決定し、
前記決定した制御内容を前記特定された集約スイッチに設定することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のネットワークシステムであって、
前記ネットワーク制御装置は、前記通知を受信した場合、前記所定条件を満たす受信数の監視条件を含む計数指示を前記特定されたスイッチに送信し、
前記ネットワーク制御装置によって特定されたスイッチは、
前記計数指示を受信した場合、前記受信した計数指示に含まれる監視条件を設定し、
前記設定した監視条件と一致するパケットの受信数を計数し、
前記計数した受信数を前記ネットワーク制御装置に送信し、
前記ネットワーク制御装置は、
前記特定されたスイッチから前記計数した受信数を受信することによって前記受信数を取得することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のネットワークシステムであって、
前記エッジスイッチは、前記端末から送信されたデータを受信した場合、前記受信したデータのヘッダに含まれる第１識別子に対応する第２識別子を含む新たなヘッダを前記受信したパケットに付加し、前記ネットワーク内に転送し、
第１識別子が異なるパケットであっても、同じ第２識別子が付加されることによって、当該集約スイッチに集約されることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のネットワークシステムであって、
前記ネットワーク制御装置は、
前記集約スイッチが受信するパケットに含まれる第２識別子と、前記集約スイッチで集約されるパケットを前記端末から受信して前記ネットワークに送信するエッジスイッチ及び当該パケットに含まれる第１識別子との関係を、前記集約関係として保持し、
前記集約スイッチに設定される監視条件は、受信したパケットが所定の第２識別子を含むことであり、
前記エッジスイッチに設定される監視条件は、受信したパケットが所定の第１識別子を含むことであるを特徴とするネットワークシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のネットワークシステムであって、
前記集約スイッチに設定される監視条件、及び前記エッジスイッチに設定される監視条件は、受信したパケットに含まれるアプリケーションを特定可能な情報によって特定されるアプリケーションが所定のアプリケションであることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１０】
ネットワークを構築するスイッチであって、
前記ネットワークは、端末と外部ネットワークとの間に位置し、
前記スイッチは、前記端末側に位置するエッジスイッチであって、
前記スイッチは、ネットワーク制御装置によって制御され、
前記ネットワーク制御装置は、自身の配下の少なくとも一つのエッジスイッチと送受信するパケットを集約する集約スイッチと当該集約スイッチが集約するパケットを送受信するエッジスイッチとの関係を示す集約関係を保持し、
前記集約スイッチは、自身に設定された監視条件と一致するパケットの受信数を計数し、
前記集約スイッチは、前記計数した受信数が所定条件を満たす場合、前記所定条件を満たす旨の通知を前記ネットワーク制御装置に送信し、
前記ネットワーク制御装置は、
前記通知を受信した場合、前記集約関係に基づいて、前記通知を送信した集約スイッチとの間でパケットを送受信する前記スイッチを含むエッジスイッチを特定し、
前記特定されたエッジスイッチが計数した受信数を取得し、
前記取得した受信数に基づいて、前記通知を送信した集約スイッチに前記特定されたエッジスイッチが送信するパケットに対する制御内容を決定し、
前記決定した制御内容を前記特定されたエッジスイッチに送信し、
前記スイッチは、
前記制御内容を受信した場合、前記受信した制御内容を設定し、
前記設定された制御内容に基づいて、前記パケットを前記集約スイッチに送信することを特徴とするスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク制御装置がスイッチを制御するネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レイヤ２ネットワークの構築技術の一つに、レイヤ２のパケットに対して多段にカプセル化ヘッダを付与する通信方式がある。この通信方式の例としては、例えば、ＰＢＢ（Ｐｒｏｖｉｄｅｒ  Ｂａｃｋｂｏｎｅ  Ｂｒｉｄｇｅ）又はＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）がある。レイヤ２ヘッダを多段にカプセル化することによって、物理的な一つのネットワーク上に仮想的な複数のネットワークを構築できる。
【０００３】
モバイルネットワークでは移動するユーザの携帯端末が通信するので、繁華街又はイベント会場等の多数の人が集まる場所において局所的に大量の通信が行われることがある。
【０００４】
さらに、モバイルネットワークを利用するアプリケーションは、従来からのＷｅｂアプリケーションに加えて、高精細の動画を配信するアプリケーション、及びセンサ同士が通信するアプリケーション等が出現しており、多様化している。センサが通信するアプリケーションとしては、例えば、Ｍ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｔｏ  Ｍａｃｈｉｎｅ）、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）等がある。
【０００５】
動画の配信では一つの通信で大容量のデータが転送され、センサ同士の通信では、一つの通信で転送されるデータの容量は少ないものの、同時に大量の異なる通信が発生する。このように、モバイルネットワークを利用するアプリケーションの多様化に伴って、モバイルネットワークのトラフィックの傾向が複雑化している。
【０００６】
このため、モバイルネットワーク全体でのネットワーク制御を最適化するためには、通信が行われている場所及びアプリケーションの種類の少なくとも一方を特定して、モバイルネットワークを監視し、制御しなければならない。なお、モバイルネットワークは、端末と無線で通信する基地局とパケットコアとを接続するネットワークである。パケットコアは、端末をモバイルネットワークに接続するための認証処理を実行し、端末の移動を管理し、端末が通信先と送受信するパケットを転送する。
【０００７】
本技術分野の背景技術として、特開２００９−２６７６４２号公報（特許文献１）及び特開２０１４−１７１２２６号公報（特許文献２）がある。
【０００８】
特許文献１には、フロー制御による輻輳に対する制御技術であり、中継装置で輻輳を検知すると終端装置にデータ量を制限するよう指示することが記載されている（［０００７］〜［００１３］）。
【０００９】
特許文献２には、スイッチがモニタした結果をコントローラに送信し、コントローラは、スイッチから収集した統計情報に基づいて、スイッチの転送用テーブルを変更することが記載されている（［００１６］〜［００１９］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２６７６４２号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７１２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載された技術では、中継装置の配下の複数の終端装置のデータ量を制限する。しかし、終端装置を特定して終端装置を制御するので、カプセル化されたパケットにおいては、中継装置がカプセル化ヘッダを含むパケットのヘッダ全体を監視して、個々の終端装置を特定する必要があり、中継装置におけるパケット転送処理の負荷が増大してしまう。
【００１２】
特許文献２に記載された技術では、スイッチの利用状況に応じてスイッチの制御内容を変更できる。しかし、あるスイッチが他のスイッチが送信したパケットを集約する場合、集約関係を考慮してスイッチの制御内容を決定することはできず、スイッチの制御内容に応じては、制御内容に不公平が生じる場合がある。ここで、制御内容の不公平とは、例えば、実際の通信量が少ないスイッチであるにもかかわらず、制限量が多くなる制御内容が設定されてしまうことをいう。
【００１３】
本発明は、スイッチの転送処理の負荷を増大させることなく、スイッチ間の集約関係を考慮して制御内容を決定するネットワークシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、複数のスイッチと、前記複数のスイッチを制御するネットワーク制御装置とを備えるネットワークシステムであって、前記複数のスイッチによって構築されるネットワークは、端末と外部ネットワークとの間に位置し、前記複数のスイッチは、前記端末側に位置するエッジスイッチ及び前記外部ネットワーク側に位置する集約スイッチを含み、前記集約スイッチは、自身の配下の少なくとも一つのエッジスイッチと送受信するパケットを集約し、前記ネットワーク制御装置は、前記集約スイッチと当該集約スイッチが集約するパケットを送受信するエッジスイッチとの関係を示す集約関係を保持し、前記エッジスイッチ及び前記集約スイッチは、自身に設定された監視条件と一致するパケットの受信数を計数し、前記エッジスイッチ又は前記集約スイッチは、前記計数した受信数が所定条件を満たす場合、前記所定条件を満たす旨の通知を前記ネットワーク制御装置に送信し、前記ネットワーク制御装置は、前記通知を受信した場合、前記集約関係に基づいて、前記通知を送信したスイッチとの間でパケットを送受信するスイッチを特定し、前記特定されたスイッチが計数した受信数を取得し、前記取得した受信数に基づいて、前記通知を送信したスイッチに前記特定されたスイッチが送信するパケットに対する制御内容を決定し、前記決定した制御内容を前記特定されたスイッチに設定し、前記特定されたスイッチは、前記設定された制御内容に基づいて、前記パケットを送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、スイッチの転送処理の負荷を増大させることなく、スイッチ間の集約関係を考慮して制御内容を決定するネットワークシステムを提供できる。
【００１６】
上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１のネットワークシステムの構成図である。
【図２】実施例１のＮＷスイッチの構成図である。
【図３】実施例１のラインカードの構成図である。
【図４】実施例１の識別テーブルの説明図である。
【図５】実施例１の監視テーブルの説明図である。
【図６】実施例１の転送テーブルの説明図である。
【図７】実施例１の管理カードの構成図である。
【図８】実施例１のネットワーク制御装置の構成図である。
【図９】実施例１のトポロジデータベースの説明図である。
【図１０】実施例１のネットワーク制御装置がトポロジデータベースを構築する手順の説明図である。
【図１１】実施例１のＰＢＢパケットのフォーマットの説明図である。
【図１２】実施例１のＭＰＬＳパケットのフォーマットの説明図である。
【図１３】実施例１のＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標、以下同じ）  ｏｖｅｒ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔのパケットのフォーマットの説明図である。
【図１４】実施例１の集約スイッチが輻輳を検出した場合の処理の概略について説明する。
【図１５】実施例１の集約スイッチのパケット受信処理のフローチャートである。
【図１６】実施例１のエッジスイッチのパケット受信処理のフローチャートである。
【図１７】実施例１のエッジスイッチのカウント指示受信処理のフローチャートである。
【図１８】実施例１のエッジスイッチのカウンタ値送信指示受信処理のフローチャートである。
【図１９】実施例１のネットワーク制御装置の輻輳通知受信処理のフローチャートである。
【図２０】実施例１のネットワーク制御装置のカウンタ値受信処理のフローチャートである。
【図２１】実施例１のネットワーク制御装置の制御内容生成処理のフローチャートである。
【図２２】実施例２の端末のモバイルネットワークへの接続制御の説明図である。
【図２３】実施例２のＳ１ＡＰを用いて送受信される各種メッセージのパケットフォーマットの説明図である。
【図２４】実施例２のネットワーク制御装置の輻輳通知受信処理のフローチャートである。
【図２５】実施例３のエッジスイッチが輻輳を検出した場合の処理の概略について説明する。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
実施例１について図１〜図２１を用いて説明する。
【００１９】
図１は、実施例１のネットワークシステムの構成図である。
【００２０】
本実施例のネットワークシステムは、モバイルネットワークに適用される例を示すが、これに限定されず、例えばＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）等の種々のネットワークに適用可能である。
【００２１】
ネットワークシステムは、モバイルバックホール５、パケットコア４、及びネットワーク制御装置２を有する。
【００２２】
モバイルバックホール５は、基地局３Ａ〜３Ｌとパケットコア４とを接続するネットワークである。基地局３Ａ〜３Ｌを総称する場合、基地局３と記載する。パケットコア４は、基地局３に接続される端末６をモバイルネットワークに接続するための認証処理を実行し、端末の移動を管理し、端末が通信先と送受信するパケットを転送するネットワークである。
【００２３】
モバイルバックホール５について説明する。モバイルバックホール５は、複数のネットワークスイッチ（ＮＷスイッチ）１１Ａ〜１３Ｂによって構築される。なお、ＮＷスイッチ１１Ａ〜１３Ｂを総称する場合には、ＮＷスイッチ１と記載する。ＮＷスイッチ１１Ａ〜１３Ｂは、設置される場所によってエッジスイッチ１１、中継スイッチ１２、及び集約スイッチ１３に分類される。
【００２４】
エッジスイッチ１１は端末６を収容する基地局３に接続されるＮＷスイッチ１であり、モバイルバックホール５の基地局３側に配置される。図１では、エッジスイッチ１１はエッジスイッチ１１Ａ〜１１Ｆである。例えば、エッジスイッチ１１Ａは、基地局３Ａ及び３Ｂに接続される。モバイルバックホール５が有するエッジスイッチ１１の数、及びエッジスイッチ１１に接続される基地局３の数は、図１に限定されない。
【００２５】
集約スイッチ１３は、パケットコア４に接続されるＮＷスイッチ１であり、モバイルバックホール５のパケットコア４側に配置される。図１では、集約スイッチ１３は集約スイッチ１３Ａ及び１３Ｂである。モバイルバックホール５が有する集約スイッチ１３の数は、図１に限定されない。
【００２６】
中継スイッチ１２は、エッジスイッチ１１と集約スイッチ１３とを接続するＮＷスイッチ１であり、モバイルバックホール５のエッジスイッチ１１と集約スイッチ１３との間に配置される。図１では、中継スイッチ１２は中継スイッチ１２Ａ〜１２Ｃである。中継スイッチ１２Ａは、エッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂとリングトポロジで接続され、中継スイッチ１２Ｂは、エッジスイッチ１１Ｃ及び１１Ｄとリングトポロジで接続され、中継スイッチ１２Ｃは、エッジスイッチ１１Ｅ及び１１Ｆとリングトポロジで接続される。また、中継スイッチ１２Ａ〜１２Ｃは、集約スイッチ１３Ａ及び１３Ｂとリングトポロジで接続される。
【００２７】
各ＮＷスイッチ１は、受信したパケットのヘッダ情報（例えば、ＶＬＡＮＩＤ等）とパケットの転送との関係が登録されたフローテーブル１０６を保持しており、パケットを受信した場合、フローテーブル１１６を参照し、受信したパケットのヘッダ情報に対応する転送先に転送する。なお、ＮＷスイッチ１の詳細は、図２〜図７で説明する。具体的には、エッジスイッチ１１は、基地局３から受信したデータのヘッダ情報に新たなヘッダ情報を付加して、基地局３から受信したデータをカプセル化して、モバイルバックホール５に送信する。中継装置１２及び集約スイッチ１３は、カプセル化されたヘッダ情報を参照して、受信したデータを転送する。
【００２８】
ネットワーク制御装置２は、制御ネットワーク７を介してモバイルバックホール５が有する各ＮＷスイッチ１に接続され、モバイルバックホール５が有するＮＷスイッチ１を制御する計算機である。ネットワーク制御装置２の詳細は、図８で説明する。
【００２９】
パケットコア４について説明する。
【００３０】
パケットコア４は、Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）４１、Ｐ−ＧＷ（ＰＤＮ−Ｇａｔｅｗａｙ）４２、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ）４３、及びＰＣＲＦ（Ｐｏｌｉｃｙ  ａｎｄ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｒｕｌｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）４４を有する。
【００３１】
Ｓ−ＧＷ４１は、基地局３から送信されたデータをモバイルバックホール５を介して受信し、受信したデータをＰ−ＧＷ４に転送し、Ｐ−ＧＷ４から送信されたデータを受信し、受信したデータをモバイルバックホール５を介して基地局３に転送する。
【００３２】
Ｐ−ＧＷ４２は、Ｓ−ＧＷ４１から送信されたデータを受信し、受信したデータを外部ネットワークに転送し、外部ネットワークから送信されたデータを受信し、受信したデータをＳ−ＧＷ４１に転送する。
【００３３】
ＭＭＥ４３は、端末６の位置を管理し、端末６がモバイルネットワークに接続するための認証処理を実行する。
【００３４】
ＰＣＲＦ４４は、端末６の加入者が加入中のサービスに関する情報（加入者情報）を保持する加入サービス管理装置である。
【００３５】
図２は、実施例１のＮＷスイッチ１の構成図である。
【００３６】
ＮＷスイッチ１は、ラインカード１００Ａ〜１００Ｎ、内部スイッチ１１０、及び管理カード１２０を有する。ＮＷスイッチ１は、ラインカード１００Ａ〜１００Ｎを少なくとも一つを有すればよい。ラインカード１００Ａ〜１００Ｎを総称する場合、ラインカード１００と記載する。
【００３７】
ラインカード１００は、隣接するＮＷスイッチ１、基地局３、又はＳ−ＧＷ４１等の他の装置に接続される。各ラインカード１００は、図示しないポートを有しており、他の装置から受信したパケットのヘッダ情報に基づいて宛先となるポートを決定し、内部スイッチ１１０にパケットを出力する。また、各ラインカード１００は、内部スイッチ１１０から入力されたパケットを当該パケットの宛先となるポートから出力する。ラインカード１００の詳細は図３で説明する。
【００３８】
管理カード１２０は、制御ネットワーク７を介してネットワーク制御装置２に接続される。管理カード１２０は、ラインカード１００が有するフローテーブル１０６（図３参照）の更新指示をネットワーク制御装置２から受信し、受信した更新指示に基づいて、フローテーブル１０６を更新する。また、管理カード１２０は、ネットワーク制御装置２に送信すべき情報をネットワーク制御装置２に送信する。管理カード１２０の詳細は図７で説明する。
【００３９】
内部スイッチ１１０は、ラインカード１００と管理カード１２０とを相互に接続する。内部スイッチ１１０は、ラインカード１００から入力されたパケットを宛先となるポートを有するラインカード１００に出力する。また、内部スイッチ１１０は、管理カード１２０が受信した更新指示をラインカード１００に出力する。
【００４０】
図３は、実施例１のラインカード１００の構成図である。
【００４１】
ラインカード１００は、物理レイヤ・ＭＡＣ処理部１０１、装置内インタフェース１０２、フロー識別部１０３、パケット監視部１０４、転送処理部１０５、及びフローテーブル１０６を有する。本実施例では、フロー識別部１０３、パケット監視部１０４、及び転送処理部１０５は、ハードウェア（例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等）によって実現されるものとして説明するが、これらに対応するプログラムを図示しないプロセッサが実行することによって実現されてもよい。
【００４２】
物理レイヤ・ＭＡＣ処理部１０１は、他の装置から入力されたパケットの物理レイヤ及びＭＡＣレイヤを終端させる処理を実行し、当該処理を実行したパケットをフロー識別部１０３に出力する。また、物理レイヤ・ＭＡＣ処理部１０１は、他の装置に出力するパケットに物理レイヤのヘッダ及びＭＡＣレイヤのヘッダを付与して、当該パケットを他の装置に出力する。装置内インタフェース１０２は、内部スイッチ１１０に接続されるインタフェースである。
【００４３】
フロー識別部１１３は、フローテーブル１０６に含まれる識別テーブル１０６３を参照して、物理レイヤ・ＭＡＣ処理部１０１から入力されたパケットのヘッダ情報に基づいて当該パケットの出力先をパケット監視部１０４又は転送処理部１０５に決定する。出力先がパケット監視部１０４となるパケットは、監視対象となるパケットである。
【００４４】
パケット監視部１０４は、フロー識別部１１３から入力されたパケットが、監視テーブル１０６２に登録された監視条件と一致するかを判定し、監視条件と一致するパケットの数をカウントして、入力されたパケットを転送処理部１０５に出力する。例えば、監視条件としては、エッジスイッチ１１にはカプセル化される前のパケットのヘッダ情報が登録され、集約スイッチ１３にはカプセル化された後のパケットのヘッダ情報が登録される。なお、監視条件として、ヘッダ情報以外の情報、すなわち、ＩＰレイヤの情報（例えばポート番号等）が登録されてもよい。
【００４５】
転送処理部１０５は、フローテーブル１０６に登録された転送テーブル１０６１を参照し、入力されたパケットの宛先を決定し、装置内インタフェース１０２に出力する。
【００４６】
フローテーブル１０６は、転送テーブル１０６１、監視テーブル１０６２、及び識別テーブル１０６３を含む。
【００４７】
転送テーブル１０６１は転送処理部１０５によって参照されるテーブルであり、転送テーブル１０６１にはパケットのヘッダ情報に対応するアクションが登録される。転送テーブル１０６１の詳細は図６で説明する。
【００４８】
監視テーブル１０６２はパケット監視部１０４によって参照されるテーブルであり、監視テーブル１０６２には監視条件と当該監視条件に対応するカウント値とが登録される。監視テーブル１０６２の詳細は図５で説明する。
【００４９】
識別テーブル１０６３はフロー識別部１０３によって参照されるテーブルであり、識別テーブル１０６３にはパケットのヘッダ情報と当該ヘッダ情報に対応する出力先とが登録される。識別テーブル１０６３の詳細は図４で説明する。
【００５０】
図４は、実施例１の識別テーブル１０６３の説明図である。
【００５１】
識別テーブル１０６３は、ヘッダ情報４０１及び振分先４０２を含む。ヘッダ情報４０１には、受信したパケットのヘッダに設定されている情報（ヘッダ情報）が登録される。図４では、ヘッダ情報４０１には、ＶＬＡＮＩＤが登録されるが、これに限定されず、ＭＰＬＳラベル等が登録されてもよい。なお、エッジスイッチ１１の識別テーブル１０６３のヘッダ情報４０１には、カプセル化前のパケットのヘッダ情報が登録され、中継装置１２及び集約スイッチ１３の識別テーブル１０６３のヘッダ情報４０１には、カプセル化された後のエッジスイッチ１１によって新たに付加されたヘッダ情報が登録される。振分先４０２には、ヘッダ情報に対応する振分先となるパケット監視部１０４又は転送処理部１０５の識別情報が登録される。
【００５２】
図５は、実施例１の監視テーブル１０６２の説明図である。
【００５３】
監視テーブル１０６２は、監視条件５０１、及びカウンタ５０２を含む。監視条件５０１には、パケットの監視条件が登録される。なお、エッジスイッチ１１の監視テーブル１０６２の監視条件５０１には、カプセル化前のパケットのヘッダ情報が登録され、中継装置１２及び集約スイッチ１３の監視テーブル１０６２の監視条件５０１には、カプセル化された後のエッジスイッチ１１によって新たに付加されたヘッダ情報が登録される。また、図３で説明したように、監視条件５０１には、ＩＰレイヤに登録された情報（例えば、ポート番号等）が登録されてもよい。例えば、図５の２行目のレコードの監視条件５０１には、ＶＬＡＮＩＤが「＃２」であって、かつポート番号が「＃１」であるという条件が登録される。これによって、パケット監視部１０４は、ＶＬＡＮＩＤが「＃２」であるパケットのみＩＰレイヤをスヌーピングして、ポート番号を取得すればよく、他のパケットのＩＰレイヤをスヌーピングする必要がないので、ラインカード１００の処理負荷を軽減しつつ、ＩＰレイヤの所定の情報が同一となるパケットを計数できる。また、監視条件５０１には、ＩＰレイヤの情報のみが登録されてもよい。この場合、パケット監視部１０４に入力された全てのパケットのＩＰレイヤをスヌーピングすることになるが、フロー識別部１０３によってヘッダ情報に基づいてパケット監視部１０４に振り分けているため、ラインカード１００に入力された全てのパケットのＩＰレイヤをスヌーピングする必要がなく、ラインカード１００の処理負荷を軽減できる。
【００５４】
カウンタ５０２には、監視条件５０１に登録された監視条件と一致するパケットの受信数が登録される。なお、カウンタ５０２に登録される情報は、監視条件と一致するパケットの数に限定されず、例えば、監視条件と一致するパケットの容量の合計が登録されてもよい。
【００５５】
図６は、実施例１の転送テーブル１０６１の説明図である。
【００５６】
転送テーブル１０６１は、ヘッダ情報６０１及びアクション６０２を含む。ヘッダ情報６０１には、パケットのヘッダ情報が登録される。なお、エッジスイッチ１１の転送テーブル１０６１のヘッダ情報６０１には、カプセル化前のパケットのヘッダ情報が登録され、中継装置１２及び集約スイッチ１３の転送テーブル１０６１のヘッダ情報６０１には、カプセル化された後のエッジスイッチ１１によって新たに付加されたヘッダ情報が登録される。アクション６０２には、ヘッダ情報６０１に登録されたヘッダ情報と一致するパケットに対するアクションが登録される。図６に示す２行目及び３行目のレコードのアクション６０２には、所定のポートに転送するパケットを転送する旨のアクションが登録されている。また、図６に示す１行目のレコードのように、アクション６０２には、廃棄するパケットの割合と転送するポート番号とが登録されてもよい。
【００５７】
図７は、実施例１の管理カード１２０の構成図である。
【００５８】
管理カード１２０は、装置内インタフェース１２１、装置管理部１２２、及び外部インタフェース１２３を有する。
【００５９】
装置管理部１２２は、プロセッサによって実現されるものとして説明するが、これに対応する図示しないハードウェア（例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等）が実行することによって実現されてもよい。
【００６０】
装置内インタフェース１２１は、内部スイッチ１１０に接続されるインタフェースである。装置管理部１２２は、ＮＷスイッチ１全体を管理し、ラインカード１００のフローテーブル１０６の更新処理を実行する。外部インタフェース１２３は、制御ネットワーク７を介してネットワーク制御装置２に接続されるインタフェースである。
【００６１】
図８は、実施例１のネットワーク制御装置２の構成図である。
【００６２】
まず、ネットワーク制御装置２のハードウェア構成について説明する。ネットワーク制御装置２は、制御インタフェース２１、プロセッサ２２、メモリ２３、及び二次記憶装置２４を有する。制御インタフェース２１、プロセッサ２２、メモリ２３、及び二次記憶装置２４は互いにバス２５を介して接続される。
【００６３】
制御インタフェース２１は、各ＮＷスイッチ１に制御ネットワーク７を介して接続されるインタフェースである。
【００６４】
プロセッサ２２は、各種演算処理を実行する。二次記憶装置２４は非揮発性の非一時的な記憶媒体であり、各種プログラム及び各種データが記憶される。メモリ２３は揮発性の一時的な記憶媒体であり、メモリ２３には、二次記憶装置２４に記憶された各種プログラム及び各種データがロードされ、プロセッサ２２がメモリ２３にロードされた各種プログラムを実行し、メモリ２３にロードされた各種データを読み書きする。
【００６５】
プロセッサ２２は、トポロジ管理部２２１及びフロー管理部２２２を有する。トポロジ管理部２２１及びフロー管理部２２２は、プロセッサ２２がこれらに対応するプログラムを実行することによって実現されるものとして説明するが、ハードウェアによって実現されてもよい。
【００６６】
トポロジ管理部２２１は、モバイルバックホール５のネットワークトポロジを管理する。フロー管理部２２２は、各ＮＷスイッチ１のフローテーブル１０６を生成し、フローテーブル１０６の各ＮＷスイッチ１の設定処理を実行する。
【００６７】
メモリ２３には、トポロジデータベース２３１及びフロー管理データベース２３２が記憶される。トポロジデータベース２３１には、モバイルバックホール５のネットワークトポロジが登録される。トポロジデータベース２３１の詳細は図９で説明する。フロー管理データベース２３２には、各ＮＷスイッチ１のフローテーブル１０６に登録された情報が登録される。
【００６８】
図９は、実施例１のトポロジデータベース２３１の説明図である。
【００６９】
トポロジデータベース２３１は、集約スイッチ１３で集約されるパケットのフローに関する情報が登録される。トポロジデータベース２３１は、エッジスイッチ９０１及び集約スイッチ９０２を含む。
【００７０】
エッジスイッチ９０１には、エッジスイッチ１１が基地局３からパケットを受信するポート番号及びカプセル化される前のＶＬＡＮＩＤと、エッジスイッチ１１が当該パケットを送信するポート番号及びエッジスイッチ１１によってカプセル化された後のＶＬＡＮＩＤとが登録される。
【００７１】
集約スイッチ９０２には、エッジスイッチ１１が送信したパケットを集約スイッチ１３が受信するポート番号と当該パケットのエッジスイッチ１１によってカプセル化された後のＶＬＡＮＩＤとが登録される。
【００７２】
例えば、図９に示す１行目〜３行目のレコードは、集約スイッチであるＳＷ＃１００のポート＃１でＶＬＡＮ＃１００として受信されるパケットは、エッジスイッチ１１であるＳＷ＃１がポート＃０で受信するＶＬＡＮ＃１のパケットと、エッジスイッチ１１であるＳＷ＃１がポート＃０で受信するＶＬＡＮ＃２のパケットと、エッジスイッチ１１であるＳＷ＃１がポート＃１で受信するＶＬＡＮ＃５のパケットとが、集約されていることを示す。
【００７３】
また、図９に示す４行目及５行目のレコードは、集約スイッチであるＳＷ＃１００のポート＃１でＶＬＡＮ＃２００として受信されるパケットは、エッジスイッチ１１であるＳＷ＃１がポート＃２で受信するＶＬＡＮ＃１０のパケットと、エッジスイッチ１１であるＳＷ＃１がポート＃２で受信するＶＬＡＮ＃２０のパケットと、集約されていることを示す。
【００７４】
すなわち、トポロジデータベース２３１には、集約スイッチ１３と当該集約スイッチ１３が集約するパケットを送受信するエッジスイッチ１１との関係を示す集約関係が登録されていればよい。
【００７５】
図１０は、実施例１のネットワーク制御装置２がトポロジデータベース２３１を構築する手順の説明図である。
【００７６】
図１０では、ネットワーク制御装置２は、レイヤ２ネットワーク内の各ＮＷスイッチ１との間で、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＢとして標準化されているＬＬＤＰ（Ｌｉｎｋ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、及びＯｐｅｎＦｌｏｗ（ＯｐｅｎＦｌｏｗは登録商標、以下同じ）の仕組みを用いるものとする。
【００７７】
まず、ネットワーク制御装置２は、ＮＷスイッチ１Ａに対して、ＬＬＤＰパケットをＯｐｅｎＦｌｏｗのＰａｃｋｅｔ−ｏｕｔメッセージを用いて送信する。ＮＷスイッチ１Ａは、Ｐａｃｋｅｔ−ｏｕｔを受信した場合、ＬＬＤＰパケットを隣接するＮＷスイッチ１Ｂに送信する。ＮＷスイッチ１ＢはＮＷスイッチ１ＡからＬＬＤＰを受信した場合、ＯｐｅｎＦｌｏｗのＰａｃｋｅｔ−ｉｎメッセージを用いて、ＬＬＤＰフレームをネットワーク制御装置２に送信する。
【００７８】
ネットワーク制御装置２は、ＮＷスイッチ１Ｂから受信したＰａｃｋｅｔ−ｉｎに含まれる情報に基づいて、ネットワークスイッチ１Ａとネットワークスイッチ１Ｂとの接続関係に関する情報をトポロジデータベース２３１に設定する。
【００７９】
ネットワーク制御装置２は、図１０に示す手順をレイヤ２ネットワーク内の全てのＮＷスイッチ１に対して実行することによって、レイヤ２ネットワークのネットワークトポロジーを把握できる。そして、ネットワーク制御装置２は、各ＮＷスイッチ１の接続関係に基づいて、図９に示すトポロジデータベース２３１を構築する。
【００８０】
なお、ネットワーク制御装置２がトポロジデータベース２３１を構築する処理は、トポロジ管理部２２１によって実行される。
【００８１】
図１１は、実施例１のＰＢＢパケットのフォーマットの説明図である。
【００８２】
ＰＢＢパケットは、ＰＢＢヘッダ、ＭＡＣヘッダ、及びＩＰヘッダ等を含む。基地局３から送信されたパケットは、ＰＢＢヘッダを含まない通常のパケットである。エッジスイッチ１１は、基地局３からパケットを受信すると、ＭＡＣヘッダの送信先ＭＡＣアドレス（ＣＭＡＣ  ＤＡ）及びＶＬＡＮを参照して、受信したパケットにＰＢＢヘッダを付加して、受信したパケットをカプセル化して、ＰＢＢヘッダを付加したパケットを中継スイッチ１２に転送する。
【００８３】
中継スイッチ１２、及び集約スイッチ１３は、ＰＢＢヘッダが付加されたパケットを受信すると、受信したパケットのＰＢＢヘッダを参照して、当該パケットを転送する。
【００８４】
エッジスイッチ１１は、ＭＡＣヘッダの送信元ＭＡＣアドレス及びＶＬＡＮを参照することによって、当該エッジスイッチ１１に接続された基地局３単位でパケットのフローを監視する。
【００８５】
また、集約スイッチ１３は、ＰＢＢヘッダを参照して、パケットのフローを監視する。例えば、集約スイッチ１３は、ＰＢＢヘッダの送信元ＭＡＣアドレス（ＢＭＡＣ  ＳＡ）、ＢＶＩＤ（Ｂａｃｋｂｏｎｅ ＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ） Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、及びＩＳＩＤ（Ｉ-ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎｓｔａｎｃｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を参照して、当該集約スイッチ１３に到達するまでに集約されたパケットのフローを監視する。
【００８６】
本実施例では、モバイルバックホール５においては、ＰＢＢヘッダが付加されたＰＢＢパケットが転送されるものとして説明するが、これに限定されない。例えば、本実施例は、ＭＰＬＳヘッダが付加されたＭＰＬＳパケットが転送されてもよいし、通常のパケットにさらにＭＡＣヘッダが付加されたＥｔｈｅｒｎｅｔ  ｏｖｅｒ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔパケットが転送されてもよい。
【００８７】
図１２は、実施例１のＭＰＬＳパケットのフォーマットの説明図である。
【００８８】
ＭＰＬＳパケットは、ＭＰＬＳヘッダ、ＭＡＣヘッダ、及びＩＰヘッダ等を含む。エッジスイッチ１１は、基地局３からパケットを受信すると、基地局３から送信されたパケットのＭＡＣヘッダの送信先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ  ＤＡ）及びＶＬＡＮを参照して、受信したパケットにＭＰＬＳヘッダを付加して、受信したパケットをカプセル化して、ＭＰＬＳヘッダを付加したパケットを中継スイッチ１２に転送する。
【００８９】
中継スイッチ１２、及び集約スイッチ１３は、ＭＰＬＳヘッダが付加されたパケットを受信すると、受信したパケットのＭＰＬＳヘッダを参照して、当該パケットを転送する。
【００９０】
エッジスイッチ１１は、ＭＡＣヘッダの送信元ＭＡＣアドレス及びＶＬＡＮを参照することによって、当該エッジスイッチ１１に接続された基地局３単位でパケットのフローを監視する。
【００９１】
また、集約スイッチ１３は、ＭＰＬＳヘッダを参照して、パケットのフローを監視する。例えば、集約スイッチ１３は、ＭＰＬＳヘッダのラベルの値を参照して、当該集約スイッチ１３に到達するまでに集約されたパケットのフローを監視する。
【００９２】
図１３は、実施例１のＥｔｈｅｒｎｅｔ  ｏｖｅｒ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔのパケットのフォーマットの説明図である。
【００９３】
Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  ｏｖｅｒ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔパケットは、第１ＭＡＣヘッダ、第２ＭＡＣヘッダ、及びＩＰヘッダ等を含む。エッジスイッチ１１は、基地局３からパケットを受信すると、基地局３から送信された通常のパケットの第２ＭＡＣヘッダの送信先ＭＡＣアドレス（ＣＭＡＣ  ＤＡ）及びＶＬＡＮを参照して、受信したパケットに第１ＭＡＣヘッダを付加して、受信したパケットをカプセル化して、第１ＭＡＣヘッダを付加したパケットを中継スイッチ１２に転送する。
【００９４】
中継スイッチ１２、及び集約スイッチ１３は、第１ＭＡＣヘッダが付加されたパケットを受信すると、受信したパケットの第１ＭＡＣヘッダを参照して、当該パケットを転送する。
【００９５】
エッジスイッチ１１は、第２ＭＡＣヘッダの送信元ＭＡＣアドレス及びＶＬＡＮを参照することによって、当該エッジスイッチ１１に接続された基地局３単位でパケットのフローを監視する。
【００９６】
また、集約スイッチ１３は、第１ＭＡＣヘッダを参照して、パケットのフローを監視する。例えば、集約スイッチ１３は、第１ＭＡＣヘッダの送信元ＭＡＣアドレス及びＶＬＡＮを参照して、当該集約スイッチ１３に到達するまでに集約されたパケットのフローを監視する。
【００９７】
図１４は、実施例１の集約スイッチ１３が輻輳を検出した場合の処理の概略について説明する。図１４では、パケットが上り方向（エッジスイッチ１１から集約スイッチ１３に向かう方向）に転送される例を示す。
【００９８】
集約スイッチ１３Ａのパケット監視部１０４は、監視テーブル１０６２に登録された監視条件と一致するパケットを監視している。集約スイッチ１３Ａは、ある監視条件のパケットのカウンタが所定の閾値以上となった場合、当該監視条件のパケットのフローにおいて輻輳が発生したと判断し、輻輳通知をネットワーク制御装置２に送信する（１４０１）。輻輳が発生した監視条件は、例えばＶＬＡＮ＃Ｎであるものとする。ここで、集約スイッチ１３Ａが受信するＶＬＡＮ＃Ｎのパケットは、例えば、エッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂが基地局３から受信するＶＬＡＮ＃Ａのパケットを集約するものとする。当該集約関係は、ネットワーク制御装置２のトポロジデータベース２３１に登録されている。本実施例では、集約スイッチ１３Ａは、監視条件と一致するパケットの受信数に基づいて輻輳を検出し、輻輳通知をネットワーク制御装置２に送信するものとするが、これに限定されない。例えば、集約スイッチ１３は、監視条件と一致するパケットの受信数が所定の条件を満たせば、その旨の通知をネットワーク制御装置２に送信してもよい。具体的には、集約スイッチ１３の監視テーブル１０６２には、異常を検出した旨のパケットに関する監視条件が登録されており、当該監視条件に対する閾値として「１」が登録されている場合、集約スイッチ１３は、異常を検出した旨のパケットを受信すると、即座にその旨の通知をネットワーク制御装置２に送信してもよい。
【００９９】
ネットワーク制御装置２は、ステップ１４０１の処理で送信された輻輳通知を受信した場合、トポロジデータベース２３１を参照して、輻輳が発生した監視条件のＶＬＡＮ＃Ｎに集約されるＶＬＡＮ＃Ａを特定し、ＶＬＡＮ＃Ａのパケットを集約スイッチ１３に送信するエッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂを特定する。そして、ネットワーク制御装置２は、特定したエッジスイッチ１１Ａ及び１１ＢでＶＬＡＮ＃Ａのパケットのカウント指示を送信する（１４０２）。カウント指示は、エッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂの監視テーブル１０６２の監視条件にＶＬＡＮ＃Ａを追加する監視テーブル１０６２の更新指示、及びエッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂの識別テーブル１０６３においてＶＬＡＮ＃Ａの振分先をパケット監視部１０４に追加又は変更する識別テーブル１０６３の更新指示を含む。
【０１００】
エッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂは、ネットワーク制御装置２から送信されたカウント指示に基づいて、フローテーブル１０６を更新して、ＶＬＡＮ＃Ａのカウントを開始する。そして、所定時間経過した場合、又はネットワーク制御装置２からカウンタ値送信指示を受信した場合、エッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂは、受信したＶＬＡＮ＃Ａのパケット数をカウンタの値をカウント結果としてネットワーク制御装置２に送信する（１４０３）。エッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂでは、通常時には、パケットの監視を実施しないので、エッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂパケットのカウント結果をネットワーク制御装置２に送信しないので、制御ネットワーク７の通信量を低減できる。
【０１０１】
ネットワーク制御装置２は、エッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂからカウント結果を受信した場合、受信したカウント結果に基づいて、エッジスイッチ１１Ａ及び１１ＢのＶＬＡＮ＃Ａのパケットに対する新たなアクション（制御内容）を決定し、決定したＶＬＡＮ＃Ａのパケットに対する新たなアクションを転送テーブル１０６１に登録する登録指示をエッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂに送信する（１４０４）。
【０１０２】
エッジスイッチ１１Ａ及び１１Ｂは、ステップ１４０４の処理で送信された登録指示に基づいて転送テーブル１０６１を更新し、更新後の転送テーブル１０６１に基づいてパケットを転送する。
【０１０３】
なお、上り方向に転送されるパケットについて説明したが、本実施例は下り方向に転送されるパケットにも適用可能である。下り方向に転送されるパケットに本実施例を適用した場合の詳細については実施例３で説明する。
【０１０４】
図１５は、実施例１の集約スイッチ１３のパケット受信処理のフローチャートである。
【０１０５】
集約スイッチ１３は、中継スイッチ１２からパケットを受信すると（１５０１）、フロー識別部１０３が、識別テーブル１０６３を参照し、受信したパケットが監視対象のパケットであるか否かを判定する（１５０２）。具体的には、フロー識別部１０３は、受信したパケットのエッジスイッチ１１によって付加されたヘッダ情報が識別テーブル１０６３のヘッダ情報４０１に登録されたヘッダ情報と一致するレコードの振分先４０２にパケット監視部１０４を示す情報が登録されていれば、受信したパケットが監視対象のパケットであると判定し、当該レコードの振分先４０２にパケット監視部１０４を示す情報が登録されていなければ、受信したパケットは監視対象のパケットでないと判定する。
【０１０６】
ステップ１５０２の処理で、受信したパケットが監視対象のパケットであると判定された場合（１５０２：Ｙｅｓ）、フロー識別部１０３は、受信したパケットをパケット監視部１０４に出力する（１５０３）。
【０１０７】
パケット監視部１０４は、監視テーブル１０６２を参照し、入力されたパケットが監視条件５０１に登録された条件と一致するか否かを判定する（１５０４）。
【０１０８】
ステップ１５０４の処理で、入力されたパケットが監視条件５０１に登録された条件と一致すると判定された場合（１５０４：ＹＥＳ）、パケット監視部１０４は、入力されたパケットが監視条件５０１に登録された条件と一致する監視テーブル１０６２のレコードのカウンタ５０２に１を加算する（１５０５）。そして、パケット監視部１０４は、監視テーブル１０６２の当該レコードのカウンタ５０２に登録された値が閾値以上であるか否かを判定する（１５０６）。
【０１０９】
ステップ１５０６の処理で、カウンタ５０２に登録された値が閾値以上であると判定された場合（１５０６：Ｙｅｓ）、パケット監視部１０４は、受信したパケットが一致する監視条件で輻輳が発生していると判定し、輻輳通知をネットワーク制御装置２に送信する（１５０７）。
【０１１０】
次に、転送処理部１０５は、転送テーブル１０６１を参照し、受信したパケットのアクションを決定し、受信したパケットに対して転送処理を実行し（１５０８）、パケット受信処理を終了する。
【０１１１】
ステップ１５０２の処理で、受信したパケットが監視対象のパケットでないと判定された場合（１５０２：Ｎｏ）、ステップ１５０８の処理に進み、転送処理部１０５は、受信したパケットに対して転送処理を実行し、パケット受信処理を終了する。また、ステップ１５０４の処理でパケット監視部１０４に入力されたパケットが監視条件５０１に登録された条件と一致しないと判定された場合（１５０４：Ｎｏ）、及びステップ１５０６の処理で、カウンタ５０２に登録された値が閾値以上であると判定された場合（１５０６：Ｎｏ）も同じく、ステップ１５０８の処理に進み、転送処理部１０５は、受信したパケットに対して転送処理を実行し、パケット受信処理を終了する。
【０１１２】
図１６は、実施例１のエッジスイッチ１１のパケット受信処理のフローチャートである。
【０１１３】
エッジスイッチ１１は、基地局３からパケットを受信すると（１６０１）、フロー識別部１０３が、識別テーブル１０６３を参照し、受信したパケットが監視対象のパケットであるか否かを判定する（１６０２）。具体的には、フロー識別部１０３は、受信したパケットのカプセル化される前のヘッダ情報が識別テーブル１０６３のヘッダ情報４０１に登録されたヘッダ情報と一致するレコードの振分先４０２にパケット監視部１０４を示す情報が登録されていれば、受信したパケットが監視対象のパケットであると判定し、当該レコードの振分先４０２にパケット監視部１０４を示す情報が登録されていなければ、受信したパケットは監視対象のパケットでないと判定する。
【０１１４】
ステップ１６０２の処理で、受信したパケットが監視対象のパケットであると判定された場合（１６０２：Ｙｅｓ）、フロー識別部１０３は、受信したパケットをパケット監視部１０４に出力する（１６０３）。
【０１１５】
パケット監視部１０４は、監視テーブル１０６２を参照し、入力されたパケットが監視条件５０１に登録された条件と一致するか否かを判定する（１６０４）。
【０１１６】
ステップ１６０４の処理で、入力されたパケットが監視条件５０１に登録された条件と一致すると判定された場合（１６０４：ＹＥＳ）、パケット監視部１０４は、入力されたパケットが監視条件５０１に登録された条件と一致する監視テーブル１０６２のレコードのカウンタ５０２に１を加算する（１６０５）。次に、転送処理部１０５は、転送テーブル１０６１を参照し、受信したパケットのアクションを決定し、受信したパケットに対して転送処理を実行し（１６０６）、パケット受信処理を終了する。
【０１１７】
ステップ１６０２の処理で、受信したパケットが監視対象のパケットでないと判定された場合（１６０２：Ｎｏ）、ステップ１６０６の処理に進み、転送処理部１０５は、受信したパケットに対して転送処理を実行し、パケット受信処理を終了する。また、ステップ１６０４の処理でパケット監視部１０４に入力されたパケットが監視条件５０１に登録された条件と一致しないと判定された場合（１６０４：Ｎｏ）も同じく、ステップ１５０８の処理に進み、転送処理部１０５は、受信したパケットに対して転送処理を実行し、パケット受信処理を終了する。
【０１１８】
図１７は、実施例１のエッジスイッチ１１のカウント指示受信処理のフローチャートである。
【０１１９】
エッジスイッチ１１は、ネットワーク制御装置２からカウント指示を受信する（１７０１）。カウント指示は、輻輳が発生した監視条件となるパケットをエッジスイッチ１１がカウントできるようにするために識別テーブル１０６３の更新指示及び監視テーブル１０６２の更新指示を含む。
【０１２０】
エッジスイッチ１１の管理カード１２０の装置管理部１２２は、カウント指示に含まれる識別テーブル１０６３の更新指示に基づいて、装置内インタフェース１２１を介して識別テーブル１０６３を更新する（１７０２）。具体的には、装置管理部１２２は、輻輳が発生した監視条件のパケットのヘッダ情報が識別テーブル１０６３のヘッダ情報４０１に登録されたヘッダ情報と一致するレコードがある場合、当該レコードの振分先４０２をパケット監視部１０４を示す情報に変更する。また、装置管理部１２２は、当該ヘッダ情報と一致するレコードがない場合、新たなレコードを追加し、追加したレコードのヘッダ情報４０１に輻輳が発生した監視条件のパケットのヘッダ情報を登録し、振分先４０２にパケット監視部１０４を示す情報と登録する。
【０１２１】
次に、装置管理部１２２は、カウント指示に含まれる監視テーブル１０６２の更新指示に基づいて、装置内インタフェース１２１を介して監視テーブル１０６２を更新し（１７０３）、カウント指示受信処理を終了する。具体的には、装置管理部１２２は、監視テーブル１０６２に新たなレコードを追加し、追加したレコードの監視条件５０１に輻輳が発生した監視条件を登録し、追加したレコードのカウンタ５０２を初期化する。
【０１２２】
図１８は、実施例１のエッジスイッチ１１のカウンタ値送信指示受信処理のフローチャートである。
【０１２３】
エッジスイッチ１１は、ネットワーク制御装置２からカウンタ値送信指示を受信する（１８０１）。次に、エッジスイッチ１１は、監視テーブル１０６２のカウンタ５０２に登録された値を、ネットワーク制御装置２に送信する（１８０２）。
【０１２４】
次に、エッジスイッチ１１は、ステップ１８０２の処理で送信した値がカウンタ５０２に登録されたレコードを監視テーブル１０６２から削除する（１８０３）。
【０１２５】
次に、エッジスイッチ１１は、ステップ１８０３の処理で監視テーブル１０６２から削除されたレコードの監視条件５０１に登録された監視条件に対応するヘッダ情報がヘッダ情報４０１に登録されたレコードの振分先４０２を転送処理部１０５を示す情報に変更し（１８０４）、カウンタ値送信指示受信処理を終了する。
【０１２６】
なお、エッジスイッチ１１は、カウンタ値送信指示を受信しなくても、ネットワーク制御装置２からカウント指示を受信してから所定時間が経過した場合、カウンタ値送信指示受信処理を実行してもよい。
【０１２７】
図１９は、実施例１のネットワーク制御装置２の輻輳通知受信処理のフローチャートである。
【０１２８】
ネットワーク制御装置２は、集約スイッチ１３から送信された輻輳通知を受信する（１９０１）。輻輳通知は、輻輳を検出した集約スイッチ１３の識別子、及び輻輳が検出された監視条件を含む。
【０１２９】
次に、ネットワーク制御装置２は、トポロジデータベース２３１を参照し、輻輳が検出された監視条件のパケットに集約されるパケットを集約スイッチ１３に送信するエッジスイッチ１１を特定する（１９０２）。具体的には、ネットワーク制御装置２は、トポロジデータベース２３１に登録された集約スイッチ９０２に、受信した輻輳通知に含まれる集約スイッチ１３の識別子、及び監視条件が登録されたレコードのエッジスイッチ９０１に登録されたエッジスイッチ１１の識別情報を取得する。
【０１３０】
次に、ネットワーク制御装置２は、集約スイッチ１３によって輻輳が検出された監視条件のパケットをステップ１９０２の処理で特定したエッジスイッチ１１がカウントするように、当該エッジスイッチ１１の識別テーブル１０６３及び監視テーブル１０６２の更新指示を生成する（１９０３）。具体的には、ネットワーク制御装置２は、トポロジデータベース２３１に登録された集約スイッチ９０２に、受信した輻輳通知に含まれる集約スイッチ１３の識別子、及び監視条件が登録されたレコードのエッジスイッチ９０１に登録されたカプセル化される前のＶＬＡＮＩＤを取得する。そして、ネットワーク制御装置２は、ステップ１９０２の処理で特定したエッジスイッチ１１の識別テーブル１０６３を、取得したＶＬＡＮＩＤのパケットをパケット監視部１０４に振り分けるよう更新する指示、及び、取得したＶＬＡＮＩＤのパケットを監視するようにステップ１９０２の処理で特定したエッジスイッチ１１の監視テーブル１０６２を更新する指示を生成する。
【０１３１】
次に、ネットワーク制御装置２は、ステップ１９０３の処理で生成した識別テーブル１０６３及び監視テーブル１０６２の更新指示を含むカウント指示を、ステップ１９０２の処理で特定したエッジスイッチ１１に送信し（１９０４）、輻輳通知受信処理を終了する。
【０１３２】
図２０は、実施例１のネットワーク制御装置２のカウンタ値受信処理のフローチャートである。
【０１３３】
ネットワーク制御装置２は、図１８に示すカウンタ値送信指示受信処理でエッジスイッチ１１が送信したカウンタ値を受信する（２００１）。
【０１３４】
次に、ネットワーク制御装置２は、カウント指示を送信した全てのエッジスイッチ１１からカウンタ値を受信したか否かを判定する（２００２）。
【０１３５】
ステップ２００２の処理で、カウント指示を送信した全てのエッジスイッチ１１からカウンタ値を受信したと判定された場合（２００２：ＹＥＳ）、ネットワーク制御装置２は、受信したカウンタ値に基づいて、カウント指示を送信した各エッジスイッチ１１での輻輳が検出されたフローのパケットの制御内容を生成する制御内容生成処理を実行する（２００３）。制御内容生成処理の詳細は、図２１で説明する。ステップ２００３の処理で生成する制御内容は、輻輳が検出された監視条件のパケットに集約されるフローのパケットをエッジスイッチ１１が受信した場合の制御内容であり、当該パケットのヘッダ情報と当該パケットに対するアクションとを含む。
【０１３６】
なお、ステップ２００２の処理で、カウント指示を送信した全てのエッジスイッチ１１からカウンタ値を受信したと判定された場合、ネットワーク制御装置２は、受信したカウント値に基づいて、制御内容が生成される対象となるエッジスイッチ１１を選択し、選択したエッジスイッチ１１について制御内容生成処理を実行してもよい。例えば、ネットワーク制御装置２は、受信したカウント値が閾値以上であるエッジスイッチ１１を、制御内容が生成される対象となるエッジスイッチ１１として選択してもよいし、受信したカウント値が大きい順に所定数のエッジスイッチ１１を、制御内容が生成される対象となるエッジスイッチ１１として選択してもよい。これによって、カウント値を受信した全てのエッジスイッチ１１について制御内容生成処理を実行する場合と比較して、ネットワーク制御装置２の処理負荷を軽減できる。
【０１３７】
次に、ネットワーク制御装置２は、ステップ２００３の処理で生成した制御内容を含むフローテーブル変更メッセージを、カウント指示を送信したエッジスイッチ１１に送信し（２００４）、カウンタ値受信処理を終了する。
【０１３８】
一方、ステップ２００２の処理で、カウント指示を送信した全てのエッジスイッチ１１からカウンタ値を受信していないと判定された場合（２００２：ＮＯ）、ネットワーク制御装置２は、カウンタ値受信処理を終了する。
【０１３９】
エッジスイッチ１１は、フローテーブル変更メッセージを受信した場合、受信したフローテーブル変更メッセージに含まれる制御内容に基づいて、転送テーブル１０６１を更新する。
【０１４０】
図２１は、実施例１のネットワーク制御装置２の制御内容生成処理のフローチャートである。
【０１４１】
まず、ネットワーク制御装置２は、エッジスイッチ１１から受信したカウンタ値の総和を示す値（Ｃ）を０に設定する（２１０１）。
【０１４２】
次に、ネットワーク制御装置２は、エッジスイッチ１１から受信したカウンタ値の総和を算出する（２１０２）。図２１では、ｉは、エッジスイッチ１１の識別子であり、ｊはエッジスイッチ１１の物理ポートの識別子であり、ｋはエッジスイッチ１１が送受信するＶＬＡＮＩＤである。
【０１４３】
次に、ネットワーク制御装置２は、各エッジスイッチ１１のカウンタ値をステップ２１０２の処理で除算した値を、各エッジスイッチ１１のパケット廃棄率として算出し（２１０３）、制御内容生成処理を終了する。ステップ２１０３の処理でパケット廃棄率は制御内容である。
【０１４４】
なお、本実施例では、集約スイッチ１３では、監視条件が予め設定された監視条件と一致するパケットをカウントしており、集約スイッチ１３があるフローのパケットの輻輳を検出した場合のみ、輻輳を検出されたフローに集約されるフローのパケットをエッジスイッチ１１がカウントするが、エッジスイッチ１１のパケットのカウントの開始タイミングはこれに限定されない。例えば、エッジスイッチ１１も、集約スイッチ１３と同じ監視条件でパケットをカウントしていてもよい。
【０１４５】
以上によって、本実施例では、複数のスイッチと、複数のスイッチを制御するネットワーク制御装置とを備えるネットワークシステムであって、複数のスイッチによって構築されるネットワークは、端末と外部ネットワークとの間に位置し、複数のスイッチは、端末側に位置するエッジスイッチ及び外部ネットワーク側に位置する集約スイッチを含み、集約スイッチは、自身の配下の少なくとも一つのエッジスイッチと送受信するパケットを集約し、ネットワーク制御装置は、集約スイッチと当該集約スイッチが集約するパケットを送受信するエッジスイッチとの関係を示す集約関係を保持し、エッジスイッチ及び集約スイッチは、自身に設定された監視条件と一致するパケットの受信数を計数し、エッジスイッチ又は集約スイッチは、計数した受信数が所定条件を満たす場合、所定条件を満たす旨の通知をネットワーク制御装置に送信し、ネットワーク制御装置は、通知を受信した場合、集約関係に基づいて、通知を送信したスイッチとの間でパケットを送受信するスイッチを特定し、特定されたスイッチが計数した受信数を取得し、取得した受信数に基づいて、通知を送信したスイッチに特定されたスイッチが送信するパケットに対する制御内容を決定し、決定した制御内容を特定されたスイッチに設定し、特定されたスイッチは、設定された制御内容に基づいて、パケットを送信することを特徴とするネットワークシステム。これによって、スイッチは監視条件に一致するパケットのみを監視するため、転送処理の負荷を増大させることを防止でき、スイッチ間の集約関係を考慮して制御内容を決定できる。
【０１４６】
また、本実施例によれば、集約スイッチは、計数した受信数が所定条件を満たす場合、通知をネットワーク制御装置に送信し、ネットワーク制御装置は、通知を受信した場合、集約関係に基づいて、通知を送信した集約スイッチで集約されるパケットを送信するエッジスイッチを特定し、特定されたエッジスイッチが計数した受信数を取得し、取得した受信数に基づいて、通知を送信した集約スイッチに特定されたエッジスイッチが送信するパケットに対する制御内容を決定し、決定した制御内容を特定されたエッジスイッチに設定することを特徴とする。これによって、集約スイッチが上り方向のパケットを受信した数が所定条件を満たす場合、当該パケットを送信するエッジスイッチの制御内容を決定するので、例えば、上り方向のパケットに輻輳等が発生した場合、エッジスイッチ側で当該輻輳を抑制することができる。
【０１４７】
また、本実施例によれば、ネットワーク制御装置は、取得した受信数に基づいて、特定されたエッジスイッチの中からどのエッジスイッチの制御内容を決定するかを選択することを特徴とする。これによって、ネットワーク制御装置は、例えば、受信数が閾値以上のエッジスイッチの制御内容を決定するので、ネットワーク制御装置の処理負荷を低減できる。
【０１４８】
また、本実施例によれば、ネットワーク制御装置は、特定された全てのエッジスイッチが計数した受信数を合計し、特定された各エッジスイッチが計数した受信数を合計した値で除算した値をパケット廃棄率とする制御内容を決定し、エッジスイッチは、設定された制御内容のパケット廃棄率で、受信したパケットを廃棄することを特徴とする。これによって、各エッジスイッチが実際に通信したパケット数に応じて、各エッジスイッチのパケット廃棄率が公平に決定できる。
【０１４９】
また、本実施例によれば、ネットワーク制御装置は、通知を受信した場合、所定条件を満たす受信数の監視条件を含む計数指示を特定されたスイッチに送信し、ネットワーク制御装置によって特定されたスイッチは、計数指示を受信した場合、受信した計数指示に含まれる監視条件を設定し、設定した監視条件と一致するパケットの受信数を計数し、計数した受信数をネットワーク制御装置に送信し、ネットワーク制御装置は、特定されたスイッチから計数した受信数を受信することによって受信数を取得することを特徴とする。これによって、パケットの受信数が所定条件を満たす旨の通知を送信したスイッチにパケットを送信するスイッチは、計数指示を受信した場合、監視条件と一致するパケットの受信数を計数するので、当該スイッチの処理負荷を軽減でき、ネットワーク制御装置とスイッチとの間の通信量も低減できる。
【０１５０】
また、本実施例によれば、エッジスイッチは、端末から送信されたデータを受信した場合、受信したデータのヘッダに含まれる第１識別子に対応する第２識別子を含む新たなヘッダを受信したパケットに付加し、ネットワーク内に転送し、第１識別子が異なるパケットであっても、同じ第２識別子が付加されることによって、当該集約スイッチに集約されることを特徴とする。これによって、異なる第１識別子のパケットに同じ第２識別子が付加されることによって、ある集約スイッチに集約される。
【０１５１】
また、本実施例によれば、ネットワーク制御装置は、集約スイッチが受信するパケットに含まれる第２識別子と、集約スイッチで集約されるパケットを端末から受信してネットワークに送信するエッジスイッチ及び当該パケットに含まれる第１識別子との関係を、集約関係として保持し、集約スイッチに設定される監視条件は、受信したパケットが所定の第２識別子を含むことであり、エッジスイッチに設定される監視条件は、受信したパケットが所定の第１識別子を含むことであるを特徴とする。これによって、エッジスイッチでは、第１識別子を監視して、パケットの受信数を計数するので、エッジスイッチの転送処理負荷を軽減でき、集約スイッチでは、第２識別子を監視して、パケットの受信数を計数するので、集約スイッチの転送処理負荷を軽減できる。
【実施例２】
【０１５２】
実施例１では、集約スイッチ１３及びエッジスイッチ１１に設定される監視条件はパケットのヘッダ情報（例えば、ＶＬＡＮＩＤ）である場合の例について説明したが、本実施例では、集約スイッチ１３及びエッジスイッチ１１に設定される監視条件はパケットのヘッダ情報の他に、当該パケットを送信したアプリケーションを特定可能な情報を含む場合の例について説明する。
【０１５３】
図２２は、実施例２の端末６のモバイルネットワークへの接続制御の説明図である。
【０１５４】
端末６は、モバイルネットワークに接続する場合、基地局３との間で信号を送受信し、無線リンクを設定する（２２０１）。
【０１５５】
次に、端末６は、Ａｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージをパケットコア４に送信し（２２０２）、パケットコア４との間で認証処理を実行する。Ａｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージは、基地局３、エッジスイッチ１１１、中継スイッチ１２、及び集約スイッチ１３を経由してパケットコア４に到達する。
【０１５６】
パケットコア４は、ステップ２２０２の処理で送信されたＡｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを受信した場合、Ｉｄｅｎｔｉｆｙ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを端末６に送信する（２２０３）。Ｉｄｅｎｔｉｆｙ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージは、集約スイッチ１３、中継スイッチ１２、エッジスイッチ１１１、及び基地局３を経由して端末６に到達する。
【０１５７】
端末６は、Ｉｄｅｎｔｉｆｙ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを受信した場合、Ｉｄｅｎｔｉｆｙ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに対応する応答として、Ｉｄｅｎｔｉｆｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージをパケットコア４に送信する（２２０４）。Ｉｄｅｎｔｉｆｙ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージは、基地局３、エッジスイッチ１１１、中継スイッチ１２、及び集約スイッチ１３を経由してパケットコア４に到達する。
【０１５８】
この後、端末６とパケットコア４との間で秘匿処理及びベアラ設定が実行され、端末６はモバイルネットワークに接続される。
【０１５９】
ここで、モバイルネットワークの接続制御におけるＡｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ、Ｉｄｅｎｔｉｆｙ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ、及びＩｄｅｎｔｉｆｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージは、３ＧＰＰが規定するＳ１ＡＰ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて、基地局３とパケットコア４との間で送受信される。
【０１６０】
ここで、Ｓ１ＡＰを用いて送受信される各種メッセージのパケットフォーマットについて説明する。図２３は、実施例２のＳ１ＡＰを用いて送受信される各種メッセージのパケットフォーマットの説明図である。
【０１６１】
エッジスイッチ１１は、基地局３からＡｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ及びＩｄｅｎｔｉｆｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを受信した場合、これらのメッセージにＰＢＢヘッダを付加してカプセル化する。集約スイッチ１３は、パケットコア４からＩｄｅｎｔｉｆｙ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを受信した場合、当該メッセージにＰＢＢヘッダを付加してカプセル化する。
【０１６２】
ＩＰレイヤのＳＩＡＰには、これらのＳ１ＡＰを用いて送受信される旨、及びこれらのメッセージを識別するための情報が登録される。これらのメッセージを送信したアプリケーションを特定可能な情報である。
【０１６３】
集約スイッチ１３は、受信したパケットのＳ１ＡＰを参照してＡｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージであれば、Ａｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージをカウントする。集約スイッチ１３が、ＰＢＢヘッダに含まれるあるＶＬＡＮＩＤのＡｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージについて輻輳を検出した場合、輻輳を検出したＰＢＢヘッダに含まれるＶＬＡＮＩＤのパケットに集約されるＭＡＣヘッダに含まれるＶＬＡＮＩＤのパケットが経由するエッジスイッチ１１は、当該ＭＡＣヘッダに含まれるＶＬＡＮＩＤのＡｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージをカウントする。そして、ネットワーク制御装置２は、エッジスイッチ１１からカウンタ値を取得し、取得したカウンタ値に基づいて、当該ＭＡＣヘッダに含まれるＶＬＡＮ  ＩＤのパケットに対する制御内容を決定し、各エッジスイッチ１１に制御内容を設定する。
【０１６４】
これによって、端末６がモバイルネットワークに接続する場合の最初のメッセージ（Ａｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ）に基づいて、輻輳を検出し、輻輳が検出されたメッセージのＶＬＡＮＩＤに集約されるＭＡＣヘッダのＶＬＡＮＩＤのパケットのエッジスイッチ１１での制御内容を決定でき、いちはやく輻輳に対応したネットワーク制御を実施できる。なお、上記した例では、所定のメッセージ（Ａｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ）を監視するためにアプリケーション特定情報を参照したが、所定のアプリケーションを監視するためにアプリケーション特定情報を参照してもよい。
【０１６５】
なお、本実施例の集約スイッチ１３の監視テーブル１０６２の監視条件５０１には、ＰＢＢヘッダに含まれるＶＬＡＮＩＤと、アプリケーションを特定可能な情報として、Ｓ１ＡＰに登録されるＡｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを特定可能な情報と、が予め登録されている。また、集約スイッチ１３の識別テーブル１０６３には、アプリケーションを特定可能な情報を参照するＰＢＢヘッダに含まれるＶＬＡＮＩＤのパケットの振分先がパケット監視部１０４となるように予め登録されている。これによって、ＰＢＢヘッダに含まれる所定のＶＬＡＮＩＤのみアプリケーションを特定可能な情報をスヌーピングするので、集約スイッチ１３の処理負荷を軽減できる。
【０１６６】
また、本実施例の集約スイッチ１３が輻輳を検出した場合、ネットワーク制御装置２によって、エッジスイッチ１１の監視テーブル１０６２の監視条件５０１には、ＭＡＣヘッダに含まれるＶＬＡＮＩＤと、アプリケーションを特定可能な情報として、Ｓ１ＡＰに登録されるＡｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを特定可能な情報と、が登録される。また、エッジスイッチ１１の識別テーブル１０６３には、アプリケーションを特定可能な情報を参照するＭＡＣヘッダに含まれるＶＬＡＮＩＤのパケットの振分先がパケット監視部１０４となるように登録される。これによって、ＭＡＣヘッダに含まれる所定のＶＬＡＮＩＤのみアプリケーションを特定可能な情報をスヌーピングするので、エッジスイッチ１１の処理負荷を軽減できる。
【０１６７】
図２４は、実施例２のネットワーク制御装置２の輻輳通知受信処理のフローチャートである。図２４では、図１９に示す処理と同じ処理は同じ符号を付与し、説明を省略する。
【０１６８】
本実施例の輻輳通知受信処理では、ネットワーク制御装置２は、ステップ１９０２の処理で、輻輳が検出された監視条件のパケットに集約されるパケットを基地局３から受信するエッジスイッチ１１を特定した後、ステップ２４０１の処理を実行する。
【０１６９】
ステップ２４０１の処理では、ネットワーク制御装置２は、輻輳が検出された監視条件に含まれるアプリケーションを特定可能な情報を取得する。
【０１７０】
そして、ステップ１９０３の処理で、ネットワーク制御装置２は、集約スイッチ１３によって輻輳が検出された監視条件のパケットをステップ１９０２の処理で特定したエッジスイッチ１１がカウントするように、当該エッジスイッチ１１の識別テーブル１０６３及び監視テーブル１０６２の更新指示を生成する。具体的には、ネットワーク制御装置２は、トポロジデータベース２３１に登録された集約スイッチ９０２に、受信した輻輳通知に含まれる集約スイッチ１３の識別子、及び監視条件が登録されたレコードのエッジスイッチ９０１に登録されたカプセル化される前のＶＬＡＮＩＤを取得する。そして、ネットワーク制御装置２は、ステップ１９０２の処理で特定したエッジスイッチ１１の識別テーブル１０６３を、取得したＶＬＡＮＩＤのパケットをパケット監視部１０４に振り分けるよう更新する指示を生成する。また、ネットワーク制御装置２は、取得したＶＬＡＮＩＤ及びステップ２４０１の処理で取得したアプリケーションを特定可能な情報を含むパケットを監視するようにステップ１９０２の処理で特定したエッジスイッチ１１の監視テーブル１０６２を更新する指示を生成する。
【０１７１】
そして、ステップ１９０４の処理で、ネットワーク制御装置２は、ステップ１９０３の処理で生成した更新指示を含むカウント指示を、ステップ１９０２の処理で特定したエッジスイッチ１１に送信し、輻輳通知受信処理を終了する。
【０１７２】
以上によって、本実施例によれば、集約スイッチに設定される監視条件、及びエッジスイッチに設定される監視条件は、受信したパケットに含まれるアプリケーションを特定可能な情報によって特定されるアプリケーションが所定のアプリケションであることを特徴とする。これによって、エッジスイッチ及び集約スイッチはアプリケーションに応じて詳細にパケットを計数することができ、さらに監視条件に含まれる第１識別子又は第２識別子以外のパケットはアプリケーション特定可能情報を参照しないので、転送処理負荷の増大を最低限に抑制できる。
【実施例３】
【０１７３】
実施例１及び実施例２では、集約スイッチ１３が上り方向のパケットのフローの輻輳を検出した場合、ネットワーク制御装置２は、輻輳を検出したフローに集約されるフローのパケットを送信するエッジスイッチ１１のカウンタ値に基づいて、当該エッジスイッチ１１の制御内容を決定する例について説明した。本実施例では、エッジスイッチ１１が下り方向のパケットのフローの輻輳を検出した場合、ネットワーク制御装置２は、エッジスイッチ１１で輻輳を検出したフローのパケットを送信する集約スイッチ１３のカウンタ値に基づいて、当該集約スイッチ１３の制御内容を決定する例について説明する。
【０１７４】
図２５は、実施例３のエッジスイッチ１１が輻輳を検出した場合の処理の概略について説明する。
【０１７５】
エッジスイッチ１１のパケット監視部１０４は、監視テーブル１０６２に登録された監視条件と一致するパケットを監視している。例えば、エッジスイッチ１１Ａは、ある監視条件のパケットのカウンタが所定の閾値以上となった場合、当該監視条件のパケットのフローにおいて輻輳が発生したと判断し、輻輳通知をネットワーク制御装置２に送信する（２５０１）。エッジスイッチ１１Ａの監視テーブル１０６２には、ＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであることを監視条件として登録されてもよいし、ＰＢＢヘッダでＶＬＡＮ＃Ｎであることが監視条件として登録されてもよい。ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであるパケットは、ＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるパケット及びＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ｂであるパケットを集約するものとする。ＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるパケットは、エッジスイッチ１１Ａが受信し、ＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ｂであるパケットは、エッジスイッチ１１Ｂが受信するものとする。
【０１７６】
ネットワーク制御装置２は、ステップ２５０１の処理で送信された輻輳通知を受信した場合、トポロジデータベース２３１を参照し、輻輳が発生した監視条件のフローのパケットをエッジスイッチ１１Ａに送信する集約スイッチ１３Ａを特定する。そして、ネットワーク制御装置２は、輻輳が発生した監視条件のフローのパケットのカウント指示を集約スイッチ１３Ａに送信する（２５０２）。なお、カウント指示は、集約スイッチ１３の識別テーブル１０６３の更新指示及び監視テーブル１０６２の更新指示を含む。
【０１７７】
集約スイッチ１３の識別テーブル１０６３の更新指示及び監視テーブル１０６２の更新指示を生成する処理について説明する。
【０１７８】
エッジスイッチ１１Ａの監視テーブル１０６２にＶＬＡＮ＃Ａが監視条件として登録されている場合、ネットワーク制御装置２は、トポロジデータベース２３１を参照し、ＶＬＡＮ＃Ａを集約するＶＬＡＮ＃Ｎを特定する。そして、ネットワーク制御装置２は、ＶＬＡＮ＃Ｎの転送先をパケット監視部１０４に設定するように識別テーブル１０６３を更新する識別テーブル１０６３の更新指示を生成する。また、ネットワーク制御装置２は、監視テーブル１０６２の監視条件に、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであり、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであること、及びＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであることを登録するように監視テーブル１０６２を更新する監視テーブル１０６２の更新指示を生成する。
【０１７９】
エッジスイッチ１１Ａの監視テーブル１０６２にＶＬＡＮ＃Ｎが監視条件として登録されている場合、ネットワーク制御装置２は、トポロジデータベース２３１を参照し、ＶＬＡＮ＃Ｎに集約されるエッジスイッチ１１のＶＬＡＮ＃Ａを特定する。そして、ネットワーク制御装置２は、ＶＬＡＮ＃Ｎの転送先をパケット監視部１０４に設定するように識別テーブル１０６３を更新する識別テーブル１０６３の更新指示を生成する。また、ネットワーク制御装置２は、監視テーブル１０６２の監視条件に、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであり、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであること、及びＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであることを登録するように監視テーブル１０６２を更新する監視テーブル１０６２の更新指示を生成する。
【０１８０】
集約スイッチ１３Ａは、カウント指示に含まれる識別テーブル１０６３の更新指示に基づいて、識別テーブル１０６３を更新し、カウント指示に含まれる監視テーブル１０６２を更新して、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるフローのパケット、及びＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであるフローのパケットのカウントを開始する。集約スイッチ１３は、カウントの開始後所定時間が経過した場合、集約スイッチ１３Ａは、カウント結果をネットワーク制御装置２に送信する（２５０３）。
【０１８１】
ネットワーク制御装置２は、集約スイッチ１３Ａからカウント結果を受信した場合、受信したカウント結果に基づいて、エッジスイッチ１１Ａで輻輳が検出された監視条件のフローのパケットに対する集約スイッチ１３Ａの新たなアクションを決定し、決定した新たなアクションを集約スイッチ１３Ａの転送テーブル１０６１に登録する登録指示を集約スイッチ１３Ａに送信する（２５０４）。
【０１８２】
例えば、本実施例では、ネットワーク制御装置２は、集約スイッチ１３Ａから送信されたＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるパケットのカウンタ値を、集約スイッチ１３Ａから送信されたＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであるパケットのカウンタ値で除算した値をパケット廃棄率とする新たなアクションを決定する。これによって、集約スイッチ１３Ａの転送テーブル１０６１には、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるパケットのアクションのパケット廃棄率が登録される。
【０１８３】
集約スイッチ１３Ａは、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるパケットを、当該パケットの集約スイッチ１３Ａの受信数に基づいて破棄することになる。
【０１８４】
また、エッジスイッチ１１Ａが受信するパケットについて輻輳を検出する例について説明したが、ネットワーク制御装置２が、ＶＬＡＮ＃Ｎのパケットについて輻輳を検出してもよい。
【０１８５】
ネットワーク制御装置２がＶＬＡＮ＃Ｎのパケットについて輻輳を検出する処理について説明する。
【０１８６】
ネットワーク制御装置２は、ＶＬＡＮ＃Ｎに集約されるＶＬＡＮ＃Ａを受信するエッジスイッチ１１ＡからＶＬＡＮ＃Ａのカウンタ値を取得し、ＶＬＡＮ＃Ｎに集約されるＶＬＡＮ＃Ｂを受信するエッジスイッチ１１ＢからＶＬＡＮ＃Ｂのカウンタ値を取得する。そして、ネットワーク制御装置２は、ＶＬＡＮ＃Ａのカウンタ値及びＶＬＡＮ＃Ｂのカウンタ値の合計が閾値以上であれば、ＶＬＡＮ＃Ｎに輻輳が発生したと判断し、ステップ２５０２の処理で集約スイッチ１３Ａにカウント指示を送信する。
【０１８７】
ステップ２５０２の処理について具体的に説明する。ネットワーク制御装置２は、トポロジデータベース２３１を参照し、ＶＬＡＮ＃Ｎであるパケットを受信する集約スイッチ１３Ａと、ＶＬＡＮ＃Ｎに集約されるエッジスイッチ１１のＶＬＡＮ＃Ａ及びＶＬＡＮ＃Ｂとを特定する。そして、ネットワーク制御装置２は、ＶＬＡＮ＃Ｎの転送先をパケット監視部１０４に設定するように集約スイッチ１３Ａの識別テーブル１０６３を更新する更新指示を生成する。また、ネットワーク制御装置２は、集約スイッチ１３Ａの監視テーブル１０６２の監視条件に、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであり、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであること、及びＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであり、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ｂであることを登録する更新指示を生成する。
【０１８８】
集約スイッチ１３Ａは、受信した識別テーブル１０６３の更新指示に基づいて、識別テーブル１０６３を更新し、受信した監視テーブル１０６２の更新指示に基づいて、監視テーブル１０６２を更新して、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであり、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるパケットをカウントし、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであり、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ｂであるパケットをカウントする。そして、集約スイッチ１３Ａは、ステップ２５０３の処理で、これらのパケットのカウント値をネットワーク制御装置２に送信する。
【０１８９】
ネットワーク制御装置２は、集約スイッチ１３Ａからパケットのカウント値を受信した場合、集約スイッチ１３Ａから送信されたＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるパケットのカウンタ値と、集約スイッチ１３Ａから送信されたＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ｂであるパケットのカウンタ値との合計値を算出する。そして、ネットワーク制御装置２は、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるパケットのカウンタ値を合計値で除算した値を当該パケットのパケット廃棄率に決定し、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ｂであるパケットのカウンタ値を合計値で除算した値を当該パケットのパケット廃棄率に決定する。そして、ネットワーク制御装置２は、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるパケットのアクション、及びＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ｂであるパケットのアクションとしてそれぞれ決定したパケット廃棄率を、集約スイッチ１３Ａの転送テーブル１０６１に登録する登録指示を集約スイッチ１３Ａに送信する。
【０１９０】
集約スイッチ１３Ａは、受信した転送テーブル１０６１の登録指示に基づいて、転送テーブル１０６１を更新する。
【０１９１】
これによって、集約スイッチ１３Ａは、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ａであるパケットを、当該パケットの集約スイッチ１３Ａの受信数に基づいて破棄し、ＰＢＢヘッダがＶＬＡＮ＃Ｎであって、かつＭＡＣヘッダがＶＬＡＮ＃Ｂであるパケットを、当該パケットの集約スイッチ１３Ａの受信数に基づいて破棄することになる。
【０１９２】
以上によって、本実施例では、エッジスイッチは、エッジスイッチは、計数した受信数が所定条件を満たす場合、通知をネットワーク制御装置に送信し、ネットワーク制御装置は、通知を受信した場合、集約関係を参照して、通知を送信したエッジスイッチにパケットを送信する集約スイッチを特定し、特定された集約スイッチが計数した受信数を取得し、取得した受信数に基づいて、特定された集約スイッチの通知を送信したエッジスイッチに送信するパケットに対する制御内容を決定し、決定した制御内容を特定された集約スイッチに設定することを特徴とする。これによって、エッジスイッチが下り方向のパケットを受信した数が所定条件を満たす場合、当該パケットを送信する集約スイッチの制御内容を決定するので、例えば、下り方向のパケットに輻輳等が発生した場合、集約スイッチ側で当該輻輳を抑制することができる。
【０１９３】
また、上記実施例で説明したコンピュータプログラムを、例えば集積回路（ＬＳＩ）で設計すること等によりハードウェアにより実現してもよい。
【０１９４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の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、また、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、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、及び置換をすることが可能である。
【０１９５】
また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、及び置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。
【０１９６】
また、前記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
【０１９７】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に置くことができる。
【０１９８】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１９９】
１    ＮＷスイッチ
２    ネットワーク制御装置
３    基地局
４    パケットコア
５    モバイルバックホール
６    端末
１１    エッジスイッチ
１２    中継スイッチ
１３    集約スイッチ
１００    ラインカード
１０１    物理レイヤ・ＭＡＣ処理部
１０２    装置内インタフェース
１０３    フロー識別部
１０４    パケット監視部
１０５    転送処理部
１０６    フローテーブル
１１０    内部スイッチ
１１１    エッジスイッチ
１１３    フロー識別部
１１６    フローテーブル
１２０    管理カード
１０６１    転送テーブル
１０６２    監視テーブル
１０６３    識別テーブル
【図１】
2017098660.tif 000003
【図２】
2017098660.tif 000004
【図３】
2017098660.tif 000005
【図４】
2017098660.tif 000006
【図５】
2017098660.tif 000007
【図６】
2017098660.tif 000008
【図７】
2017098660.tif 000009
【図８】
2017098660.tif 000010
【図９】
2017098660.tif 000011
【図１０】
2017098660.tif 000012
【図１１】
2017098660.tif 000013
【図１２】
2017098660.tif 000014
【図１３】
2017098660.tif 000015
【図１４】
2017098660.tif 000016
【図１５】
2017098660.tif 000017
【図１６】
2017098660.tif 000018
【図１７】
2017098660.tif 000019
【図１８】
2017098660.tif 000020
【図１９】
2017098660.tif 000021
【図２０】
2017098660.tif 000022
【図２１】
2017098660.tif 000023
【図２２】
2017098660.tif 000024
【図２３】
2017098660.tif 000025
【図２４】
2017098660.tif 000026
【図２５】
2017098660.tif 000027