JP2004297178A - ネットワークトラヒック制御方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入ノードから出ノードまでの経路上に存在するハイブリッドノードを構成する光ノードと電気ノードを経由する光ラベルパスと電気ラベルパスを設定し、ハイブリッドノードの電気ノードでパケットのアグリゲーションを行い、ハイブリッドノードの電気ノードで輻輳が発生したとき、輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定し、輻輳を生じさせている電気ラベルパスが輻輳を起こしたハイブリッドノードの電気ノードを迂回するよう新たな光ラベルパスと新たな電気ラベルパスを設定して切り替える。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークトラヒック制御方法及びその装置に関し、ノード自律でルーティングやシグナリングを行うネットワークシステムにおけるネットワークトラヒック制御方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、以下のような標準化機関で、光ネットワークにおける自動回線設定の標準化が提案されている。
【0003】
1.ITU−Tで標準化がなされているASON(ITU−T勧告 G.8080など)
2.IETFで標準化がなされているGMPLSシグナリング
3.OIFで標準化がなされているUNIシグナリング
これら自動回線設定の標準化は、図1のネットワークアーキテクチャに示すように、WDM(Wavelength Division Multiplexing:波長分割多重)などの光インタフェースを装備し入力ポートの波長と出力ポートの波長を異なる波長に変換することによって光信号を交換するOXC(Optical Cross Connect:光クロスコネクト)、SONET(Synchronous Optical Network)やSDH(Synchronous Digital Hierarchy(SDH)、ADM(Add Drop Multiplxer)などの伝送装置にIP(Internet Protocol)ベースのコントロールプレーンを装備させ、その上で現在インターネットで行われているような自律ルーティングを行い、シグナリングを使用して波長やSONET/SDHなどの回線を設定するものである。
【0004】
図1に示すように、IPベースのコントロールプレーンを用いてOXCなどのトランスポート装置を制御する枠組みにおいては、現在様々な機関でその標準化がなされている。このようなネットワークの特徴としては、様々な伝送媒体(ファイバー、波長、SONET/SDH、MPLSなど)を単一のコントロールプレーンで制御できるため、従来トランスポートプレーンの各レイヤに分かれて制御を行い、その結果、非効率な制御になっていたことを解決することが可能となる。
【0005】
例えば、波長パスを設定する制御レイヤと、MPLS(Multiprotocol Label Switching)パスを制御するレイヤが分かれていた場合、MPLSレイヤからは波長レイヤがどのようなトポロジーになっているかは不明であり、逆もそうである。そのため、場合によってはMPLSのラベルパスを設定する毎に光ラベルパスを設定するといった場合が生じる。
【0006】
一方、両者のコントロールプレーンが単一のレイヤであるときは、MPLSのラベルパスを何本設定しようとも、行き先が同一であるMPLSラベルパスは同一の光ラベルパスに収容すれば、光ラベルパスの資源を削減可能になる。また従来はこのようなパスの設定をネットワーク管理システムを用いて手動で設定していた。
【0007】
つまり、従来技術ではトランスポートプレーンのレイヤ間の連携が無かったために、不効率な資源管理がなされていた。また、たとえネットワーク管理システムで統合的にレイヤを管理していたとしても、手動でパスを設定しなければならなかった。このような問題点を解決するために各研究機関より、ラベルパス管理の手法が提案されている(例えば、非特許文献1,2,3参照。)。
【0008】
【非特許文献1】
S.Okamoto,K.Shimano,and A.Sahara,”GMPLS based IP over Photonic Networks Comprising HIKARI(Photonic MPLS)Routers”,PS+COIN2002,COIN.WeA2,July 2002.
【0009】
【非特許文献2】
塩本他,”MPLAmbdaSネットワークにおける動的マルチレイヤトラヒックエンジニアリング”,IEICE PS2002−10,April 2002.
【0010】
【非特許文献3】
加納他,“GMPLSによるL1/L2連携制御実現方式の提案”,IEICE,No.SB−13−2 pp.576−577,Sept.2001
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記の非特許文献1,2,3のいずれの方式も、OXCなどの光スイッチと電気スイッチを組み合わせて、電気スイッチのトラヒック輻輳を光ラベルパスのショートカットにより回避しようとするものである。特に非特許文献2では詳細な制御アルゴリズムが書かれているが、以下のような問題点がある。
(1)電気ノードで輻輳が生じた場合、新たな光ラベルパスをエンド−エンドで設定して輻輳を回避するため、光資源を余分に使用してしまう。
(2)各電気ノードにおいて全ての電気ラベルパスのトラヒック流量を測定しなければならないため、そのためのハードウェア量が膨大になる。
(3)光資源(波長数)が多い場合、無理に電気ノードを経由する可能性があり、そのためトラヒックのサービス品質が劣化する可能性がある。
【0012】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、輻輳回避のために余分な波長を使用することを防止でき、ハイブリッドノードでのハードウェア量を削減でき、また、光資源が多い場合にトラヒックのサービス品質の劣化を防止できるネットワークトラヒック制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1,4に記載の発明は、パスを設定しようとする入ノードと出ノードが指定されたとき、前記入ノードから出ノードまでの経路上に存在するハイブリッドノードを構成する光ノードと電気ノードを経由する光ラベルパスと電気ラベルパスを設定し、
前記ハイブリッドノードの電気ノードでパケットのアグリゲーションを行い、ハイブリッドノードの電気ノードで輻輳が発生したとき、前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定し、
前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスが輻輳を起こした前記ハイブリッドノードの電気ノードを迂回するよう新たな光ラベルパスと新たな電気ラベルパスを設定して切り替えることにより、
輻輳が発生しているハイブリッドノードの電気ノードだけを迂回する新たな光ラベルパスを設定でき、輻輳回避のために余分な波長を使用することを防止できる。
【0014】
請求項2,5に記載の発明は、ハイブリッドノードの電気ノードで輻輳が発生したとき、前記電気ノードの出力ポートのうち輻輳が発生した出力ポートを通る電気ラベルパスを終端している入ノードに対して前記電気ラベルパスのトラヒック流量を問い合わせ、
前記ハイブリッドノードの電気ノードで前記問い合わせに対する応答から前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定することにより、
ハイブリッドノードでは全ての電気ラベルパスのトラヒック流量を測定する必要がなく、トラヒック流量を測定するためのハードウェア量を削減できる。
【0015】
請求項3に記載の発明は、パスを設定しようとする入ノードと出ノードが指定されたとき、前記入ノードから出ノードまでの経路上に存在するハイブリッドノードを構成する電気ノードを通らず光ノードのみを経由する光ラベルパスと電気ラベルパスを設定し、
光資源が枯渇した状態で新たなパスを設定しようとする入ノードと出ノードが指定されたとき、前記新たなパスの入ノードから出ノードに近いハイブリッドノードまでを既存のパスと共用し、
前記既存のパスを前記ハイブリッドノードの電気ノードで2つに分離して既存のパスの出ノードと新たなパスの出ノードに接続する新たな光ラベルパスと新たな電気ラベルパスを設定して切り替えることにより、
光資源が多い場合に電気ノードを経由させずに光ラベルパスを設定してトラヒックのサービス品質の劣化を防止できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明のネットワークトラヒック制御方法を適用した基本ネットワークの構成図を示す。同図中、データプレーン内のe1〜e7は電気信号のパケット毎にスイッチングを行う電気ノードを示し、o1〜o5は光信号の波長毎にスイッチングを行う光ノードを示し、h1〜h4は電気ノードと光ノードからなるハイブリッドノードを示す。電気ノードe1〜e7にはユーザ装置y1〜y7が接続されている。
【0017】
また、データプレーンを構成する電気ノードe1,e2,ハイブリッドノードh1〜h4,電気ノードe7,光ノードo5それぞれにはコントロールプレーンを構成するコントロールノードc1〜c8が接続されており、コントロールノードc1〜c8はルーティングプロトコルやシグナリングプロトコルを装備している。また、コントロールノードc4にはネットワーク管理システムNMSが接続されている。
【0018】
ここで、入ノードは電気ノードであるが、WDMなどの光インタフェースを装備しているものとする。中継ノードは光ノードのみでも良いし、光スイッチと電気スイッチのハイブリッドノードでも良い。またハイブリッドノードは、製造業者が異なるOXCと電気スイッチを組み合わせても良い。実際にはこのようなハイブリッドノードは都市内のメトロネットワークと長距離のロングホールネットワークの境界値点に設置される。
【0019】
図3は、電気ノードの一実施例のブロック図を示す。同図中、光/電気変換・分離部10は光ノードから供給されるWDM信号を波長毎に分離し、各波長を電気信号に変換する。入力インタフェース(IF)群11内の入力IF121〜12nはユーザ装置または光/電気変換・分離部10から供給される電気信号を受信してスイッチ13に供給する。
【0020】
スイッチ13は、各入力IF121〜12nから供給される信号をノード制御部14の制御に従ってスイッチングし、出力インタフェース(IF)群15内の出力IF161〜16nに供給する。出力IF161〜16nはスイッチ13から供給される電気信号を受信してユーザ装置または電気/光変換・多重部17に供給する。電気/光変換・多重部17は複数の出力IFからの電気信号を異なる波長の光信号に変換したのち多重化してWDM信号とし光ノードに送信する。
【0021】
ノード制御部14は、外部制御インタフェース(IF)18を介してコントロールプレーンのコントロールノードと接続されている。ノード制御部14は、スイッチ13のスイッチングを制御する他に、資源管理部20と、ルーティング部21と、シグナリング部22を有している。資源管理部20は入力IF及び出力IFで観測されたパケット流量等の測定値からノード資源の使用状況や輻輳状況を把握する。ルーティング部21は、ネットワークのトポロジーを自動的に把握する。シグナリング部22は、把握したトポロジー上にラベルパスを設定する。その場合、波長やSONET/SDHのチャネル番号や、MPLSのラベルなどをラベルとして扱う。
【0022】
図4は、ユーザ装置に接続される電気ノードの入出力IF部の一実施例のブロック図を示す。入出力IF部は、入力IF30(例えば121に対応)と出力IF35(例えば161に対応)から構成されている。入力IF30のパケット処理部31はユーザ装置から電気信号で供給されるパケットにラベル管理部32で管理されているGMPLS(Generalized MPLS)のラベルを付加してGMPLSパケットとし、パケットバッファ部33に供給する。パケットバッファ部33はパケット処理部31から供給されるGMPLSパケットをバッファリングし、ノード制御部14からの制御に従ってバッファリングしているGMPLSパケットをスイッチ13に供給する。トラヒック測定部34はパケットバッファ部33から出力するGMPLSパケットのトラヒック流量やパケットバッファ部33のキュー長を計測してノード制御部14内の資源管理部20に通知する。
【0023】
出力IF35のパケットバッファ部36は、スイッチ13から供給されるGMPLSパケットをバッファリングし、ノード制御部14からの制御に従ってバッファリングしているGMPLSパケットをパケット処理部38に供給する。トラヒック測定部37はパケットバッファ部36から出力するGMPLSパケットのトラヒック流量やパケットバッファ部36のキュー長を計測してノード制御部14内の資源管理部20に通知する。
【0024】
パケット処理部38は、GMPLSパケットのラベルを取り出し、このラベルでラベル管理部39の管理テーブルを参照して宛先のユーザ装置を特定し、ラベルを取り外したパケットを宛先のユーザ装置に送出する。
【0025】
図5は、光ノードの一実施例のブロック図を示す。同図中、入力インタフェース(IF)群41内の入力IF421〜42mは、隣接する光ノードから供給されるWDM信号を受信して波長毎に分離し光スイッチ43に供給する。
【0026】
光スイッチ43は、各入力IF421〜42mから供給される光信号をノード制御部44の制御に従ってスイッチングし、出力インタフェース(IF)群45内の出力IF461〜46mに供給する。出力IF461〜46mは光スイッチ43から供給される波長毎の光信号を多重してWDM信号とし隣接する光ノードに送出する。
【0027】
ノード制御部44は外部制御インタフェース(IF)48を介してコントロールプレーンのコントロールノードと接続されている。ノード制御部44は、光スイッチ43のスイッチングを制御する他に、資源管理50と、ルーティング部51と、シグナリング部52を有している。資源管理部50はノード資源の使用状況や輻輳状況を把握する。ルーティング部51は、ネットワークのトポロジーを自動的に把握する。シグナリング部52は、把握したトポロジー上にラベルパスを設定する。
【0028】
図6は、隣接する光ノードに接続される光ノードの入出力IF部の一実施例のブロック図を示す。入出力IF部は、入力IF60(例えば421に対応)と出力IF65(例えば461に対応)から構成されている。入力IF60の光アンプ・分離部61は受信したWDM信号を増幅したのち波長毎に分離して光レベル監視部62に供給する。光レベル監視部62は各波長の光レベルが所定レベルとなるように監視制御を行って光スイッチ43に供給する。
【0029】
出力IF65のトランスポンダ66は、光スイッチ43から供給される各波長の光信号を電気信号に変換し更に光信号に変換することで光レベルを所定レベルとして光アンプ・多重・光レベル監視部67に供給する。光アンプ・多重・光レベル監視部67は各波長の光信号を増幅したのち多重化し光レベルの監視制御を行って隣接する光ノードに送信する。
【0030】
図7は、ハイブリッドノードの一実施例のブロック図を示す。同図中、図3または図5と同一部分には同一符号を付す。図7において、電気ノード部70内の光/電気変換・分離部10は、光ノード部72の出力IF461から供給されるWDM信号を波長毎に分離し、各波長を電気信号に変換する。入力インタフェース(IF)群11内の入力IF121〜12nはユーザ装置または光/電気変換・分離部10から供給される電気信号を受信してスイッチ13に供給する。
【0031】
スイッチ13は、各入力IF121〜12nから供給される信号をノード制御部14の制御に従ってスイッチングし、出力インタフェース(IF)群15内の出力IF161〜16nに供給する。出力IF161〜16nはスイッチ13から供給される電気信号を受信してユーザ装置または電気/光変換・多重部17に供給する。電気/光変換・多重部17は複数の出力IFからの電気信号を異なる波長の光信号に変換したのち多重化してWDM信号とし光ノード部72内の入力IF421に供給する。電気ノード制御部74はハイブリッドノード制御部76と接続されており、電気ノード部全体の資源を管理する資源管理部20を有している。
【0032】
光ノード部72内の入力インタフェース(IF)群41を構成する入力IF421〜42mは、電気/光変換・多重部17または隣接する光ノードから供給されるWDM信号を受信して波長毎に分離しスイッチ43に供給する。
【0033】
光スイッチ43は、各入力IF421〜42mから供給される光信号をノード制御部44の制御に従ってスイッチングし、出力インタフェース(IF)群45内の出力IF461〜46mに供給する。出力IF461〜46mは光スイッチ43から供給される波長毎の光信号を多重してWDM信号とし、電気ノード部70内の光/電気変換・分離部10または隣接する光ノードに送出する。光ノード制御部78はハイブリッドノード制御部76と接続されており、光ノード部全体の資源を管理する資源管理部50を有している。
【0034】
ハイブリッドノード制御部76は、外部制御インタフェース(IF)79を介してコントロールプレーンのコントロールノードと接続されている。ハイブリッドノード制御部76は、資源管理部80と、ルーティング部81と、シグナリング部82を有している。資源管理部80はノード資源の使用状況や輻輳状況を把握する。ルーティング部81は、ネットワークのトポロジーを自動的に把握する。シグナリング部82は、把握したトポロジー上にラベルパスを設定する。
【0035】
図8は、本発明のネットワークトラヒック制御方法の第1実施例におけるパス設定処理のフローチャートを示す。この実施例は波長数をできるだけ削減するものであり、図2に示す基本ネットワークで入ノードe1、出ノードe7を指定され、また、入ノードe2、出ノードe7を指定されたものとする。ところで、この処理はコントロールプレーンのNMSから入ノードと出ノードが指定されNMSからの制御で実行しても良く、また、パス設定の要求が発生した入ノードの制御で実行しても良い。
【0036】
ステップS1:電気ノードe1から電気ノードe7まで光ラベルパス(波長番号等を含む)を設定するためにSPF(Shortest Path Fast)計算を行う。
【0037】
ステップS2:通過するノードがハイブリッドノードであった場合、必ずハイブリッドノード内の電気スイッチを経由するように光ラベルパスを設定する。この様子を図9に示す。図中、光ラベルパスを破線で示す。
【0038】
ステップS3:設定した光ラベルパスの経路上に電気ラベルパス(MPLS等を含む)を設定する。
【0039】
ステップS4:通過するノードがハイブリッドノードであった場合、必ず電気スイッチを経由するように電気ラベルパスを設定する。この様子を図10に示す。図中、電気ラベルパスを太い実線で示す。
【0040】
ステップS5:他の入ノードと出ノードが指定されているか否かを判別し、他のパス指定がある場合にはステップS5に進み、他のパス指定がない場合には処理を終了する。
【0041】
ステップS6:電気ノードe1とは異なる入ノードe2から出ノードe7までパスを設定するために、ステップS1と同様に電気ノードe2から電気ノードe7までの光ラベルパスを計算するためSPF計算を行う。
【0042】
ステップS7:電気ノードe2から電気ノードe7までの光ラベルパスを設定する。但し、入ノードから出ノード間の中継ノードh2,h1,h3,o5において、目標とする出ノードである電気ノードe7までの光ラベルパスが既に存在していた場合は、その中継ノードにおいて電気レベルでアグリゲーションを行い、光ラベルパスの資源を節約する。この様子を図11に示す。図中、新たな光ラベルパスを破線で示す。
【0043】
ステップS8:電気ノードe2から電気ノードe7まで電気パスを設定する。この様子を図12に示す。図中、電気ラベルパスを太い実線で示す。
【0044】
以下、他の入ノードと出ノードが指定されている毎に、ステップS6〜ステップS8の処理を繰り返す。
【0045】
図13は、本発明のネットワークトラヒック制御方法の第1実施例における輻輳回避処理のフローチャートを示す。ここでは、ハイブリッドノードh3の電気ノードe4において輻輳が発生したものとする。
【0046】
ステップS10:輻輳を検出した電気ノードe4は、輻輳が発生している出力IF(出力ポート)を通過している電気ラベルパスを終端している入ノードを特定し(この場合、e1,e2)、その入ノードに対し該当電気ラベルパスのトラヒック流量を通知するよう指示する。なお、輻輳の発生は図7に示す資源管理部20で各出力IF161〜16nのパケット流量の平滑値から輻輳の発生を確認する。
【0047】
これにより、輻輳に該当する電気ノードe1,e2は、トラヒック流量通知の指示があると、トラヒック測定部34でトラヒック流量の測定を開始し、ある一定時間後にその測定値を、輻輳が発生している電気ノードe4に通知する。この様子を図14に示す。
【0048】
ステップS11:電気ノードe1,e2からの測定値の通知により、例えば電気ノードe1のトラヒック流量が1Gbit/s,電気ノードe2のトラヒック流量が5Gbit/sであることを認識すると、輻輳を生じさせている電気ラベルパスが電気ノードe2からのパスであることを特定する。
【0049】
ステップS12:輻輳を回避するために、電気ノードe2からのパスが輻輳している電気ノードe4を通らないように光パスでショートカット(迂回)させるため、輻輳している電気ノードe4は、前段の電気ノードe3に対し、電気ノードe7に向けて新規光ラベルパスと新規電気ラベルパスを設定してトラヒックの切り替えをするよう指示する。
【0050】
ステップS13:指示された電気ノードe3は、新規光ラベルパス、新規電気ラベルパスを設定した後、トラヒックの切り替えを行う。この様子を図15に示す。図中、新規光ラベルパスL1,L2と新規電気ラベルパスL3が設定されている。
【0051】
ステップS14:トラヒック切り替え後、電気ノードe3,e4は削除できる光ラベルパス、電気ラベルパスを削除する。
【0052】
図16は、本発明のネットワークトラヒック制御方法の第1実施例における輻輳終了処理のフローチャートを示す。ここでは、ハイブリッドノードh3の電気ノードe4において輻輳していたものとする。
【0053】
ステップS15:切り替え制御を起動した電気ノードe4において、輻輳が終了しているかを判断する。
【0054】
ステップS16:輻輳終了と判断したならば、電気ノードe4はパスの切り戻しを行う。その場合には図7に示す資源管理部20で各出力IF161〜16nにおけるパケット流量の平滑値を求め、パケット流量の平滑値から、切り戻しを行っても再度輻輳が発生しないこと確認できた段階で切り戻しを行う。この様子を図17に示す。
【0055】
上記パケット流量の平滑値Pは、前回求めたパケット流量の平滑値P_old、現在の測定値(パケット流量値)M、スムージング係数α(0<α<1)として、(1)式で表される。
【0056】
P=α×M+(1−α)×P_old …(1)
この他にも、固定の時間幅を規定し、現在から固定の時間幅だけ先行する間の測定値Mの総和を固定の時間幅で除算した値をパケット流量の平滑値Pとして用いる構成でも良い。
【0057】
資源管理部20は、例えば(1)式で得たパケット流量の平滑値Pが予め設定されている第1閾値を規定回数超えた場合に輻輳と判断し、また、平滑値Pが予め設定されている第2閾値(第1閾値>第2閾値)を規定回数下回った場合に輻輳終了と判断する。
【0058】
なお、資源管理部20は、所定時間間隔内で得られる複数の平滑値Pの総和を求め、総和が第3閾値(第3閾値>第1閾値)を超えた場合に輻輳と判断し、総和が第4閾値(第3閾値>第4閾値)を下回った場合に輻輳終了と判断しても良い。
【0059】
更に、資源管理部20は、(1)式で得たパケット流量の平滑値Pの時間変化率ΔPを求め、時間変化率ΔPが正の第5閾値(TH5)を超えた場合に輻輳と判断し、時間変化率ΔPが負の第6閾値(−TH5)を下回った場合に輻輳終了と判断しても良い。
【0060】
ところで、ステップS10において、入ノードに対しトラヒック流量を通知するよう指示する際には、例えばシグナリングメッセージやルーティングメッセージを用いる。
【0061】
図18は、RSVP−TEを用いたシグナリングメッセージのフォーマットを示す。同図中、シグナリングオブジェクトの長さであるlength、オブジェクトの種類であるClass−Num、オブジェクトの詳細種別であるC−Typeに続いて、インタフェース番号、ラベルパス識別子、送信バイト数、パケット損失数、帯域等が設定される。
【0062】
図19は、OSPF Opaque LSAを用いたルーティングメッセージのフォーマットを示す。同図中、LS age、Option、Opaque Type、Opaque ID、Advertising Router、LSSequence Number、LS checksum、Lengthに続いて、インタフェース番号、ラベルパス識別子、送信バイト数、パケット損失数、帯域等が設定される。
【0063】
波長数がネットワークでふんだんに使える場合について説明する。この場合、エンド(入ノード)−エンド(出ノード)に、中継ノードであるハイブリッドノード内の電気ノードを経由しないダイレクトな光ラベルパス及び電気ラベルパスを設定し、高品質なデータ転送を行う。この場合のパス設定処理はコントロールプレーンのNMSから入ノードと出ノードが指定されNMSからの制御で実行されるが、各入ノードの制御で実行しても良い。
【0064】
図20は、本発明のネットワークトラヒック制御方法の第2実施例における波長数枯渇時パス設定処理のフローチャートを示す。ここでは、図21に示すように、太い実線で示す入ノードe1から出ノードe7までの既存のパスがあり、電気ノードe1,光ノードo1間で波長数が枯渇し他状態で、入ノードe1、出ノードe6のパス設定が指定されたものとする。
【0065】
ステップS20:電気ノードe1,光ノードo1間で波長数が枯渇した場合、例えば入ノードe1より出ノードe6までパスを設定しようとしても、入ノードe1の出力ポートの波長資源が枯渇しているため、光ラベルパスが設定できない。その場合、入ノードe1は、自装置(e1)から出ノードe6に一番近いハイブリッドノードh3を通る既存のパス(入ノードe1から出ノードe7までのパス)であって、入ノードe1より出ノードe6に一番近いハイブリッドノードh3で、かつ、入ノードe1からハイブリッドノードh3まで既に光ラベルパスが設定されており、かつ、そのハイブリッドノードh3から出ノードe6まで光ラベルパスが空いている波長を選択し、選択した波長の既存パスで出ノードe6に一番近いハイブリッドノードh3に光ラベルパスの終端と電気ラベルパスの終端の指示を行う。
【0066】
ステップS21:ハイブリッドノードh3では、図22に示すように各スイッチの設定をしておき、光スイッチの出力ポートに近い経路からスイッチングすることにより、無瞬断の切り替えを実現する。
【0067】
ステップS21−1(図22の丸付き数字1に対応)で光ノードo4,o5に向かう光ラベルパスのスイッチングを行う。
【0068】
ステップS21−2(丸付き数字2に対応)で電気ラベルパスの分離スイッチングを行う。
【0069】
ステップS21−3(丸付き数字3に対応)通信中の光ラベルパスと電気ラベルパスのスイッチングを行う。
【0070】
ステップS21−4(丸付き数字4に対応)入ノードe1,出ノードe6間の電気ラベルパスを設定する。
【0071】
以上のような処理を行うことにより、波長資源が枯渇した部分をそのままに新たなパスを設定可能となる。この様子を図23に示す。図中、破線は新たに設定したパスを示す。
【0072】
ところで、第1実施例において、入ノードである電気ノード(例えばe10)のスイッチ13の出力ポートがトラヒック集中で輻輳している場合には、図24に破線で示す輻輳を起こしているパスを、太い実線で示すようにスイッチ13の空いている出力ポートから出力し、輻輳時のノードe10,h10,e11の経路を通るパスから、ノードe10,h11,h12,e11の新たな経路を通るパスに切り替えて、輻輳を回避することもできる。
【0073】
なお、ステップS10〜S11が請求項または付記記載の特定手段に対応し、ステップS12〜S13がパス設定切り替え手段に対応し、ステップS10が問い合わせ手段に対応し、トラヒック測定部37が測定手段に対応し、ステップS12が切り替え指示手段に対応し、資産管理部20が資産管理手段に対応する。
【0074】
(付記1) 電気信号のパケット毎にスイッチングを行う電気ノードと、光信号の波長毎にスイッチングを行う光ノードと、電気ノードと光ノードからなるハイブリッドノードから構成されたネットワークのトラヒックを制御するネットワークトラヒック制御方法において、
パスを設定しようとする入ノードと出ノードが指定されたとき、前記入ノードから出ノードまでの経路上に存在するハイブリッドノードを構成する光ノードと電気ノードを経由する光ラベルパスと電気ラベルパスを設定し、
前記ハイブリッドノードの電気ノードでパケットのアグリゲーションを行い、
ハイブリッドノードの電気ノードで輻輳が発生したとき、前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定し、
前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスが輻輳を起こした前記ハイブリッドノードの電気ノードを迂回するよう新たな光ラベルパスと新たな電気ラベルパスを設定して切り替えることを特徴とするネットワークトラヒック制御方法。
【0075】
(付記2) 付記1記載のネットワークトラヒック制御方法において、
ハイブリッドノードの電気ノードで輻輳が発生したとき、前記電気ノードの出力ポートのうち輻輳が発生した出力ポートを通る電気ラベルパスを終端している入ノードに対して前記電気ラベルパスのトラヒック流量を問い合わせ、
前記ハイブリッドノードの電気ノードで前記問い合わせに対する応答から前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定することを特徴とするネットワークトラヒック制御方法。
【0076】
(付記3) 電気信号のパケット毎にスイッチングを行う電気ノードと、光信号の波長毎にスイッチングを行う光ノードと、電気ノードと光ノードからなるハイブリッドノードから構成されたネットワークのトラヒックを制御するネットワークトラヒック制御方法において、
パスを設定しようとする入ノードと出ノードが指定されたとき、前記入ノードから出ノードまでの経路上に存在するハイブリッドノードを構成する電気ノードを通らず光ノードのみを経由する光ラベルパスと電気ラベルパスを設定し、
光資源が枯渇した状態で新たなパスを設定しようとする入ノードと出ノードが指定されたとき、前記新たなパスの入ノードから出ノードに近いハイブリッドノードまでを既存のパスと共用し、
前記既存のパスを前記ハイブリッドノードの電気ノードで2つに分離して既存のパスの出ノードと新たなパスの出ノードに接続する新たな光ラベルパスと新たな電気ラベルパスを設定して切り替えることを特徴とするネットワークトラヒック制御方法。
【0077】
(付記4) 電気信号のパケット毎にスイッチングを行う電気ノードと、光信号の波長毎にスイッチングを行う光ノードと、電気ノードと光ノードからなるハイブリッドノードから構成されたネットワークのハイブリッドノード装置において、
自装置の電気ノードで輻輳が発生したとき、前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定する特定手段と、
前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスが輻輳を起こした前記電気ノードを迂回するよう新たな光ラベルパスと新たな電気ラベルパスを設定して切り替えるパス設定切り替え手段を
有することを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0078】
(付記5) 付記4記載のハイブリッドノード装置において、
前記特定手段は、前記電気ノードの出力ポートのうち輻輳が発生した出力ポートを通る電気ラベルパスを終端している入ノードに対して前記電気ラベルパスのトラヒック流量を問い合わせる問い合わせ手段を有し、
前記ハイブリッドノードの電気ノードで前記問い合わせに対する応答から前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定することを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0079】
(付記6) 付記5記載のハイブリッドノード装置において、
前記問い合わせ手段は、シグナリングメッセージを用いて前記電気ラベルパスのトラヒック流量を問い合わせることを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0080】
(付記7) 付記5記載のハイブリッドノード装置において、
前記問い合わせ手段は、ルーティングメッセージを用いて前記電気ラベルパスのトラヒック流量を問い合わせることを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0081】
(付記8) 電気信号のパケット毎にスイッチングを行う電気ノードと、光信号の波長毎にスイッチングを行う光ノードと、電気ノードと光ノードからなるハイブリッドノードから構成されたネットワークの電気ノード装置において、
付記5記載のハイブリッドノード装置からトラヒック流量の問い合わせがあったのちトラヒック流量の測定を開始して一定時間後にその測定量を前記ハイブリッドノード装置に通知する測定手段を
有することを特徴とする電気ノード装置。
【0082】
(付記9) 付記4記載のハイブリッドノード装置において、
前記パス設定切り替え手段は、新たな光ラベルパスと新たな電気ラベルパスを設定したのち、自装置の前段のノードにトラヒックの切り替えを指示する切り替え指示手段を
有することを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0083】
(付記10) 付記4記載のハイブリッドノード装置において、
自装置の電気ノードで発生した輻輳が終了したとき、切り戻しを行っても輻輳が発生しないことを確認してパスの切り戻しを行う切り戻し手段を
有することを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0084】
(付記11) 付記4記載のハイブリッドノード装置において、
前記自装置の電気ノードの複数の出力インタフェースそれぞれのトラヒック流量を測定する測定手段を有し、
前記測定手段で得た測定値の移動平均に基づいて輻輳の発生及び輻輳の終了を判別することを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0085】
(付記12) 付記4記載のハイブリッドノード装置において、
前記自装置の電気ノードの複数の出力インタフェースそれぞれのトラヒック流量を測定する測定手段を有し、
前記測定手段で得た測定値を平滑化した平滑値に基づいて輻輳の発生及び輻輳の終了を判別する資産管理手段を
有することを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0086】
(付記13) 付記12記載のハイブリッドノード装置において、
前記平滑値は、固定の時間幅における前記測定手段で得た測定値の総和を前記固定の時間幅で除算して得ることを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0087】
(付記14) 付記12記載のハイブリッドノード装置において、
前記資産管理手段は、前記平滑値が予め設定されている第1閾値を規定回数超えた場合に輻輳と判断し、また、平滑値Pが予め設定されている第1閾値より小さい第2閾値を規定回数下回った場合に輻輳終了と判断することを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0088】
(付記15) 付記12記載のハイブリッドノード装置において、
前記資産管理手段は、所定時間間隔内で得られる複数の平滑値の総和を求め、前記総和が第3閾値を超えた場合に輻輳と判断し、総和が第3閾値より小さい第4閾値を下回った場合に輻輳終了と判断することを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0089】
(付記16) 付記12記載のハイブリッドノード装置において、
前記資産管理手段は、前記平滑値の時間変化率ΔPを求め、時間変化率が正の第5閾値を超えた場合に輻輳と判断し、時間変化率が負の第6閾値を下回った場合に輻輳終了と判断することを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0090】
(付記17) 電気信号のパケット毎にスイッチングを行う電気ノードと、光信号の波長毎にスイッチングを行う光ノードと、電気ノードと光ノードからなるハイブリッドノードから構成されたネットワークの電気ノード装置において、
前記自装置の電気ノードの複数の出力インタフェースそれぞれのトラヒック流量を測定する測定手段を有し、
前記測定手段で得た測定値を平滑化した平滑値に基づいて輻輳の発生及び輻輳の終了を判別する資産管理手段と、
前記輻輳が発生したとき、前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを別の電気ラベルパスに切り替える切り替え手段を
有することを特徴とするハイブリッドノード装置。
【0091】
(付記18) 付記1または2記載のネットワークトラヒック制御方法において、
前記ハイブリッドノード及び前記入ノードの制御をネットワーク管理システムで集中的に制御することを特徴とするネットワークトラヒック制御方法。
【0092】
【発明の効果】
上述の如く、請求項1,4に記載の発明によれば、輻輳が発生しているハイブリッドノードの電気ノードだけを迂回する新たな光ラベルパスを設定でき、輻輳回避のために余分な波長を使用することを防止できる。
【0093】
また、請求項2,5に記載の発明によれば、ハイブリッドノードでは全ての電気ラベルパスのトラヒック流量を測定する必要がなく、トラヒック流量を測定するためのハードウェア量を削減できる。
【0094】
また、請求項3に記載の発明によれば、光資源が多い場合に電気ノードを経由させずに光ラベルパスを設定してトラヒックのサービス品質の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のネットワークアーキテクチャの構成図である。
【図2】本発明のネットワークトラヒック制御方法を適用した基本ネットワークの構成図である。
【図3】電気ノードの一実施例のブロック図である。
【図4】電気ノードの入出力IF部の一実施例のブロック図である。
【図5】光ノードの一実施例のブロック図である。
【図6】光ノードの入出力IF部の一実施例のブロック図である。
【図7】ハイブリッドノードの一実施例のブロック図である。
【図8】本発明のネットワークトラヒック制御方法の第1実施例におけるパス設定処理のフローチャートである。
【図9】パス設定処理を説明するための図である。
【図10】パス設定処理を説明するための図である。
【図11】パス設定処理を説明するための図である。
【図12】パス設定処理を説明するための図である。
【図13】本発明のネットワークトラヒック制御方法の第1実施例における輻輳回避処理のフローチャートである。
【図14】輻輳回避処理を説明するための図である。
【図15】輻輳回避処理を説明するための図である。
【図16】本発明のネットワークトラヒック制御方法の第1実施例における輻輳終了処理のフローチャートである。
【図17】輻輳終了処理を説明するための図である。
【図18】シグナリングメッセージのフォーマットを示す図である。
【図19】ルーティングメッセージのフォーマットを示す図である。
【図20】本発明のネットワークトラヒック制御方法の第2実施例における波長数枯渇時パス設定処理のフローチャートである。
【図21】波長数枯渇時パス設定処理を説明するための図である。
【図22】波長数枯渇時パス設定処理を説明するための図である。
【図23】波長数枯渇時パス設定処理を説明するための図である。
【図24】輻輳回避処理の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
e1〜e7 電気ノード
o1〜o5 光ノード
h1〜h4 ハイブリッドノード
y1〜y7 ユーザ装置
c1〜c8 コントロールノード
NMS ネットワーク管理システム
10 光/電気変換・分離部
11,41 入力インタフェース群
121〜12n,421〜42m 入力IF
13 スイッチ
14,44 ノード制御部
15,45 出力インタフェース群
161〜16n,461〜46m 出力IF
17 電気/光変換・多重部
18,48 外部制御インタフェース
20,50 資源管理部
21,51 ルーティング部
22,52 シグナリング部
31,38 パケット処理部
32 ラベル管理部
33,36 パケットバッファ部
34,37 トラヒック測定部
43 光スイッチ
61 光アンプ・分離部
62 光レベル監視部
66 トランスポンダ
67 光アンプ・多重・光レベル監視部
74 電気ノード制御部
76 ハイブリッドノード制御部
78 光ノード制御部
Claims (5)
- 電気信号のパケット毎にスイッチングを行う電気ノードと、光信号の波長毎にスイッチングを行う光ノードと、電気ノードと光ノードからなるハイブリッドノードから構成されたネットワークのトラヒックを制御するネットワークトラヒック制御方法において、
パスを設定しようとする入ノードと出ノードが指定されたとき、前記入ノードから出ノードまでの経路上に存在するハイブリッドノードを構成する光ノードと電気ノードを経由する光ラベルパスと電気ラベルパスを設定し、
前記ハイブリッドノードの電気ノードでパケットのアグリゲーションを行い、
ハイブリッドノードの電気ノードで輻輳が発生したとき、前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定し、
前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスが輻輳を起こした前記ハイブリッドノードの電気ノードを迂回するよう新たな光ラベルパスと新たな電気ラベルパスを設定して切り替えることを特徴とするネットワークトラヒック制御方法。 - 請求項1記載のネットワークトラヒック制御方法において、
ハイブリッドノードの電気ノードで輻輳が発生したとき、前記電気ノードの出力ポートのうち輻輳が発生した出力ポートを通る電気ラベルパスを終端している入ノードに対して前記電気ラベルパスのトラヒック流量を問い合わせ、
前記ハイブリッドノードの電気ノードで前記問い合わせに対する応答から前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定することを特徴とするネットワークトラヒック制御方法。 - 電気信号のパケット毎にスイッチングを行う電気ノードと、光信号の波長毎にスイッチングを行う光ノードと、電気ノードと光ノードからなるハイブリッドノードから構成されたネットワークのトラヒックを制御するネットワークトラヒック制御方法において、
パスを設定しようとする入ノードと出ノードが指定されたとき、前記入ノードから出ノードまでの経路上に存在するハイブリッドノードを構成する電気ノードを通らず光ノードのみを経由する光ラベルパスと電気ラベルパスを設定し、
光資源が枯渇した状態で新たなパスを設定しようとする入ノードと出ノードが指定されたとき、前記新たなパスの入ノードから出ノードに近いハイブリッドノードまでを既存のパスと共用し、
前記既存のパスを前記ハイブリッドノードの電気ノードで2つに分離して既存のパスの出ノードと新たなパスの出ノードに接続する新たな光ラベルパスと新たな電気ラベルパスを設定して切り替えることを特徴とするネットワークトラヒック制御方法。 - 電気信号のパケット毎にスイッチングを行う電気ノードと、光信号の波長毎にスイッチングを行う光ノードと、電気ノードと光ノードからなるハイブリッドノードから構成されたネットワークのハイブリッドノード装置において、
自装置の電気ノードで輻輳が発生したとき、前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定する特定手段と、
前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスが輻輳を起こした前記電気ノードを迂回するよう新たな光ラベルパスと新たな電気ラベルパスを設定して切り替えるパス設定切り替え手段を
有することを特徴とするハイブリッドノード装置。 - 請求項4記載のハイブリッドノード装置において、
前記特定手段は、前記電気ノードの出力ポートのうち輻輳が発生した出力ポートを通る電気ラベルパスを終端している入ノードに対して前記電気ラベルパスのトラヒック流量を問い合わせる問い合わせ手段を有し、
前記ハイブリッドノードの電気ノードで前記問い合わせに対する応答から前記輻輳を生じさせている電気ラベルパスを特定することを特徴とするハイブリッドノード装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003083470A JP2004297178A (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | ネットワークトラヒック制御方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003083470A JP2004297178A (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | ネットワークトラヒック制御方法及びその装置 |
Publications (1)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009088656A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Hitachi Communication Technologies Ltd | 光伝送システムおよび光分岐挿入多重装置 |
JP2012004800A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ネットワークシステムのノード装置および冗長切替方法 |
JP2012248925A (ja) * | 2011-05-25 | 2012-12-13 | Nec Corp | 波長多重通信ネットワークにおける波長パス設定方法および装置 |
JP2013021677A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Hitachi Ltd | 光電気複合型ネットワークノードの制御装置、制御システム及び制御方法 |
JP2018207330A (ja) * | 2017-06-06 | 2018-12-27 | 日本電信電話株式会社 | 仮想アプリケーション移動制御装置、仮想アプリケーション移動制御方法及びプログラム |
-
2003
- 2003-03-25 JP JP2003083470A patent/JP2004297178A/ja active Pending
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