JP5681138B2 - 管理装置、通信システム、中継装置、通信方法、およびプログラム - Google Patents

管理装置、通信システム、中継装置、通信方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、データを転送する中継装置、中継装置を管理する管理装置、およびそれらを含む通信システム、関連する通信方法とプログラムに関する。
近年、通信回線の伝送容量の増加や、スマートフォンやタブレット端末等の普及により、ネットワーク上の伝送量が大きく増加している。ネットワークの管理者は、伝送経路の負荷を監視し、負荷の大きい伝送経路がある場合には、経路を切り替える、データの流れ(フロー)を停止する、等の対応を行う必要が生じている。
特許文献1および特許文献2には、ユーザ端末、あるいは加入者収容ノードごとに、伝送経路の負荷を監視し、負荷が規定値を超えた場合に、経路の設定変更を行う技術が開示されている。
また、経路の設定変更を行う技術としては、非特許文献1に記載のOpenFlow(オープンフロー)が関連技術として挙げられる。OpenFlowは、通信をEnd−to−Endのフロー(flow)として捉え、フロー単位で経路制御、障害回復、負荷分散、最適化を行うものである。転送ノードとして機能するOpenFlowSwitch(OFS)は、OpenFlowController(OFC)との通信用のセキュアチャネル(Secure Channel)を備え、OFCから適宜追加または書き換え指示されるフローテーブルに従って動作する。フローテーブルには、フロー毎に、パケットヘッダと照合するルールと、処理内容を定義したアクションと、フロー統計情報との組が定義される。
例えば、OFSは、パケットを受信すると、フローテーブルから、受信パケットのヘッダ情報に適合するルール(FlowKey)を持つエントリを検索する。検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つかった場合、OFSは、受信パケットに対して、当該エントリのアクションフィールドに記述された処理内容を実施する。一方、前記検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つからなかった場合、OFSは、セキュアチャネルを介して、OFCに対して受信パケットまたは受信パケットのヘッダ情報を転送する。この転送により、受信パケットの送信元・送信先に基づいたパケットの経路の決定を依頼し、これを実現するフローエントリを受け取ってフローテーブルを更新する。
特開2006−005629号公報 特開2008−211690号公報
OpenFlow Switch Specification Version 1.0.0 (Wire Protocol 0x01)、2009年12月31日、[2012年3月6日検索]、インターネット<URL:http://www.openflowswitch.org/documents/openflow−spec−v1.0.0.pdf>
しかしながら、負荷分散を目的として経路変更を行う場合、特許文献1および特許文献2では、経路変更を行うことによって、既にある程度の負荷がかかっている特定のユーザ端末あるいは加入者収容ノードに新たな経路が割り当てられる恐れがある。このような場合、経路変更を行ったとしても、特定のユーザ端末あるいは加入者収容ノードに更なる負荷がかかってしまう恐れがあった。
本発明の目的は、上述した課題を解決することが可能な、管理装置、通信システム、中継装置、通信方法、およびプログラムを提供することにある。
本発明による管理装置は、データの転送を行う中継装置の制御を行う管理装置であって、前記管理装置は、前記中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する検出部と、前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索する検索部と、前記第1の経路で転送されるフローの経路を、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する経路制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明による通信システムは、データを転送する中継装置と、前記中継装置の制御を行う管理装置と、を備える通信システムであって、前記中継装置は、前記スイッチを経由する経路の伝送量を収集する収集部と、前記収集した伝送量を前記管理装置に通知する通知部と、前記管理装置によって設定された経路に従ってデータを転送する転送部と、を備え、前記管理装置は、前記中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する検出部と、前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索する検索部と、前記第1の経路で転送されるフローの経路を、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する経路制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明による中継装置は、管理装置によって管理される中継装置であって、前記中継装置は、前記管理装置によって設定された経路に従ってデータを転送する転送部と、前記中継装置を経由する転送経路の伝送量を収集する収集部と、前記収集した伝送量を前記管理装置に通知する通知部と、を備え、前記転送部は、前記転送経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の転送経路がある場合には、前記第1の転送経路以外の転送経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の転送経路に経路を変更する指示を前記管理装置から受信し、前記指示に基づいて経路の設定を変更することを特徴とする。
本発明による通信方法は、データの転送を行う中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出し、前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索し、前記第1の経路で転送されるフローの経路を、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する、ことを特徴とする。
本発明によるプログラムは、データの転送を行う中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する処理と、前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索する処理と、前記第1の経路で転送されるフローの経路を、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明によれば、伝送経路の変更を行う場合、経路の変更によって、特定の端末に更なる負荷がかからないように制御することが可能となる。
第1の実施形態による構成例を示す図である。 第1の実施形態による動作の流れを示すフローチャートである。 第2の実施形態による通信システムの構成例を示す図である。 第2の実施形態による通信システムの構成例を示す図である。 第2の実施形態による通信システムの経路の構成例を示す図である。 第2の実施形態による通信システムの動作の流れを示すフローチャートである。 具体例1におけるデータの流れを示す図である。 具体例1において経路が切り替えられた後のデータの流れを示す図である。 第2の実施形態における経路の切り替え条件を示す図である。 第2の実施形態における動作の流れを示すフローチャートである。 具体例2における記憶部114の構成例を示す図である。 具体例2における記憶部105の構成例を示す図である。 具体例2において経路が切り替えられた後の記憶部114の構成例を示す図である。 具体例3におけるデータの流れを示す図である。 具体例3における記憶部114の構成例を示す図である。 具体例3における記憶部105の構成例を示す図である。 具体例3において経路が切り替えられた後の記憶部114の構成例を示す図である。 具体例3において経路が切り替えられた後のデータの流れを示す図である。 具体例4におけるデータの流れを示す図である。 具体例4における記憶部114の構成例を示す図である。 具体例4における記憶部105の構成例を示す図である。 具体例4において経路が切り替えられた後の記憶部114の構成例を示す図である。 具体例4において経路が切り替えられた後のデータの流れを示す図である。 具体例5におけるデータの流れを示す図である。 具体例5における記憶部114の構成例を示す図である。 具体例5における記憶部105の構成例を示す図である。 具体例5において経路が切り替えられた後の記憶部114の構成例を示す図である。 具体例5において経路が切り替えられた後のデータの流れを示す図である。
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
まず、本発明の第1の実施形態について、図1および図2を参照して説明する。
[構成]
図1は、第1の実施形態による通信システムの構成例を示している。図1によれば、第1の実施形態による通信システムは、管理装置1000と、中継装置1100を含む。
中継装置1100は、他の通信装置からデータを受信し、他の通信装置にデータを転送する。なお、図1の通信システムは、中継装置1100を1つだけ含んでいるが、複数であっても良い。中継装置1100は、収集部1101、通知部1102、転送部1103を含む。収集部1101は、中継装置1100を経由する経路の伝送量を収集する。通知部1102は、収集した経路と、その伝送量を管理装置1000に通知する。転送部1103は、管理装置1000によって設定された経路に従って、データの転送を行う。
管理装置1000は、中継装置1100を管理する。管理装置1000は、検出部1001、検索部1002、経路制御部1003を含む。検出部1001は、中継装置1100から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する。検索部1002は、中継装置1100から通知された経路のうち、第1の経路以外の経路の中から、第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索する。経路制御部1003は、第1の経路で転送されるフローの経路を、第2の経路に変更するように、中継装置1100の経路の設定を変更する。
[動作]
続いて、第1の実施形態の動作について、図2のフローチャートを参照して説明する。まず、収集部1101は、中継装置1100を経由する経路の伝送量を収集する(S1001)。続いて、通知部1102は、S1001で収集した経路の伝送量を、管理装置1000に通知する(S1002)。
検出部1001は、S1002で中継装置1100から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上の経路である第1の経路を検出する(S1003)。
次に、検索部1002は、S1002で通知された経路のうち、S1003で検出した第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な経路である第2の経路を検索する(S1004)。
最後に、経路制御部1003は、第1の経路で転送されるフローの経路を、S1004で検索した第2の経路に切り替えるよう、中継装置1100の経路の設定を変更する(S1005)。
[効果]
以上説明したように、第1の実施形態による管理装置1000は、伝送量が規定値以上の第1の経路以外の経路から、第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索する。さらに、管理装置1000は、第1の経路で転送されるフローを第2の経路に変更するように、中継装置1100の経路の設定を変更している。
従って、第1の実施形態によれば、あるフローを切り替え可能な経路を検索してから経路を設定しているので、経路の変更によって、特定の端末に更なる負荷がかからないように制御することが可能となる。
[第2の実施形態]
次に、本発明による第2の実施形態について、図3から図7を参照して説明する。
[構成]
図3は、第2の実施形態による通信システムの構成例を示す図である。なお、第3の実施形態以降でも、この構成を用いて説明を行う。
図3によれば、通信システムは、管理装置1と、中継装置10、中継装置11、中継装置12と、複数のユーザ端末を含む。図3の例では、通信システムは、ユーザ端末2、ユーザ端末3、ユーザ端末4、ユーザ端末5、ユーザ端末6、ユーザ端末7、ユーザ端末8、ユーザ端末9の8個のユーザ端末を含んでいる。
ユーザ端末2、3、4、5と中継装置11は、回線13、回線14、回線15、回線16で接続されている。また、中継装置11と中継装置10は、回線17、回線18、回線19、回線20で接続されている。同様に、中継装置10と中継装置12は、回線21、回線22、回線23、回線24で接続されている。さらに、中継装置12とユーザ端末6、7、8、9は、回線25、回線26、回線27、回線28で接続されている。
また、中継装置10、11、12は、管理装置1とそれぞれ回線30、29、31で接続されている。これらの回線29、30、31は、管理装置1と各中継装置とを接続するための専用のネットワークでも良いし、回線13から28と同様のネットワークで構成されていても良い。
さらに、上記の回線13から回線31は、上記のような接続関係であれば、有線ネットワークでも無線ネットワークでも構わない。
図3の通信システムは、複数のユーザ端末間の通信を中継するものである。例えば、ユーザ端末2からユーザ端末6に対しての通信は、中継装置11、中継装置10、中継装置12の順に転送される。図3の通信システムでは、ユーザ端末間での双方向通信が可能であるが、以降の例では、説明の簡単化のため、ユーザ端末2、3、4、5のいずれかからユーザ端末6、7、8、9のいずれかに対しての片方向の通信を前提とする。
続いて、管理装置1と中継装置10の構成について、図4を参照して説明する。なお、図4では、中継装置10の構成のみを示しているが、中継装置11、12も同様の構成であるため、ここでの説明は省略する。
図4によれば、中継装置10は、収集部111、通知部112、転送部113、記憶部114を含む。収集部111は、中継装置10を経由する経路の伝送量を収集する。通知部112は、収集した経路と、その伝送量を管理装置1に通知する。転送部113は、管理装置1によって、記憶部114に設定された経路に従って、データの転送を行う。記憶部114は、中継装置10が受信したデータを処理するためのテーブルを記憶する。
記憶部114に記憶されるテーブルは、例えば、パケットの送信元IP(Internet Protocol)アドレス、宛先IPアドレス、送信元MAC(Media Access Control)アドレス、宛先MACアドレス等の組み合わせをフローとして定義し、各フローに対して行う処理内容が記憶される。処理内容とは、例えば、あるフローに該当するパケットの特定の宛先に対する転送を示すものや、あるフローに該当するパケットは破棄する、といったような処理が挙げられる。記憶部114のテーブルは、あらかじめ設定されていても良いが、管理装置1によって適宜内容を変更することが可能である。例えば、中継装置10が、記憶部114に記憶されていないフローのパケットを受信した場合、通知部112は、その旨を管理装置1に通知する。管理装置1は、通知を受けたフローのパケットについて、どのように処理を行うかを決定し、記憶部114に対して決定した処理内容を設定する。例えば、管理装置1は、新たに発生したフローについての新しい経路を決定して、中継装置10に設定することが可能である。また、中継装置10からの通知がない場合にでも、管理装置1は能動的に中継装置10に対して経路の設定変更を行うことが可能である。このような管理装置1の動作については、後に詳しく説明する。
管理装置1は、中継装置10、11、12を管理する。管理装置1は、検出部101、検索部102、経路制御部103、集計部104、記憶部105を含む。検出部101は、中継装置10から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する。検索部102は、中継装置10から通知された経路のうち、第1の経路以外の経路の中から、第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索する。経路制御部103は、第1の経路で転送されるフローの経路を、第2の経路に変更するように、中継装置10の経路の設定を変更する。集計部104は、中継装置10から通知された経路と、その伝送量を、経路ごとに集計して、記憶部105に記憶しておく。
図5は、図3の通信システムにおける経路の構成例を示している。図5に示す通り、図3の通信システムには、R1、R2、R3、R4の4つの伝送経路が設けられている。例えば、経路R1は、回線17、中継装置10、回線21で構成される。また、R1からR4のそれぞれにはグループ番号としてG1が割り当てられている。このグループとは、同じ宛先端末にデータを伝送可能な経路をグルーピングしたものである。図3の例では、4つの経路すべてが、ユーザ端末6、7、8、9に対して伝送可能であるため、同じグループ番号G1が割り当てられている。仮に、R4が、ユーザ端末9にはデータの伝送ができないような経路である場合には、R4のグループ番号として、例えばG2に割り当てられる。
また、「処理能力」は、経路ごとの処理能力を示しており、図5の例では、すべての経路の処理能力は100Mbpsである。同様に、各経路には、伝送量の規定値が定められている。図5の例では、すべての経路の伝送量の規定値は80Mbpsである。
[動作]
図6は、第2の実施形態による動作の流れを示したフローチャートである。まず、中継装置10の収集部111は、中継装置10を経由する経路の伝送量を収集する(S101)。次に、通知部112は、S101で収集した経路と、伝送量とを管理装置1に通知する(S102)。
管理装置1の検出部101は、S102で通知された情報を検出する。続いて、集計部104は、検出した伝送量を、経路ごとに集計する(S103)。同時に、集計部104は、S103で集計した情報を、記憶部105に記憶する。
次に、検出部101は、記憶部105に記憶された経路の伝送量を参照して、伝送量が規定値以上の経路があるかどうかを判断する(S104)。S104の結果、伝送量が規定値以上の経路がない場合には、S103に戻る(S104:No)。S104の結果、伝送量が規定値以上の経路がある場合には、S105の処理を行う(S104:Yes)。なお、S104で検出された伝送量が規定値以上の経路は、以降第1の経路と呼ぶ。
検索部102は、第1の経路により転送されるフローが、第1の経路以外の経路によって転送可能かどうかを判定する。すなわち、検索部102は、第1の経路により転送されるフローを切り替え可能な経路を検索する(S105)。以降、この切り替え可能な経路を第2の経路と呼ぶ。
S105の結果、第2の経路を発見した場合には、経路制御部103は、第1の経路で転送されるフローを、第2の経路で転送するように、中継装置10に対して設定の変更を行う(S106)。また、S105の結果、第2の経路が発見されなかった場合には、経路制御部103は、第1の経路で転送されるフローを破棄するように、中継装置10に対して設定変更を行う(S107)。
[具体例1]
続いて、図3の通信システムにおける、第2の実施形態の動作の具体例1を説明する。図7は、フローの経路を切り替える前のデータの流れを示している。また、図8は、フローCが転送される経路を切り替えた後のデータの流れを示している。
図7の例では、ユーザ端末2からユーザ端末6に対してフローAが流れている。同様に、ユーザ端末3からユーザ端末7に対してフローBが、ユーザ端末4からユーザ端末7に対してフローCが、ユーザ端末5からユーザ端末9に対してフローDが、それぞれ流れている。図5の経路構成を参照すると、フローAは経路R1、フローBとフローCは経路R2、フローDは経路R4によってそれぞれ転送されていることになる。
ここで、説明の簡単化のために、各フローAからDの伝送量は等しく、各経路の伝送量の規定値は、それぞれ1つのフローしか転送できない程度の値であるとする。このような場合、経路R2は、フローBとフローCを転送しているため、その伝送量は規定値を超えていることになる。管理装置1は、各中継装置から通知された情報に基づいて、経路R2の伝送量は規定値を超えていると判断する。また、検索部102は、経路R3には伝送量の空きがあり、経路R2を流れるフローのいずれかを切り替え可能であることを検索することができる。
上記の処理を受けて、経路制御部103は、各中継装置に対して、フローCを経路R3で転送するように設定の変更を行う。その結果、図8に示すように、フローCは経路R3によって転送されるように経路の切り替えが行われる。
なお、以降では、第1の経路のフローの切り替え先の判断に伴う処理(図6:S105)について、詳細に説明する。S105において、第1の経路のフローをどこに切り替えるかという判断は、例えば図9のような条件を用いることができる。図9は、経路の切り替え条件に対して優先順位を付した例である。以下、それぞれの切り替え条件について、図10を用いて説明する。なお、図10に示す各処理の詳細については、具体例2から具体例5で説明する。
図9の条件を採用する場合、まず、検索部102は、フローの送信元アドレスを参照して経路を切り替え可能かどうか検討する(S111、S112、S113:具体例2)。次に、フローの送信元アドレスを参照して経路の切り替えができない場合には、検索部102は、送信先アドレスを参照する(S114、S115、S116:具体例3)。さらに、送信先アドレスを参照しても経路の切り替えができない場合には、検索部102は、送信先アドレスによって示される端末の送信先ポートを参照する(S117、S118、S119:具体例4)。いずれの条件によっても経路の切り替え先を見つけられない場合には、該当するフローは破棄する(S120:具体例5)。
[効果]
以上説明したように、第2の実施形態による管理装置1は、伝送量が規定値以上の第1の経路以外の経路から、第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索する。さらに、管理装置1は、第1の経路で転送されるフローを第2の経路に変更するように、中継装置10の経路の設定を変更している。
従って、第2の実施形態によれば、あるフローを切り替え可能な経路を検索してから経路を設定しているので、経路の変更によって、特定の端末に更なる負荷がかからないように制御することが可能となる。
[具体例2]
まず、具体例2として、図10のS111からS113までの動作について説明する。現在のフローの流れとしては、図7に示した例であるとする。具体例1と同様に、フローAが経路R1、フローBとフローCが経路R2、フローDが経路R4によってそれぞれ転送されている。
図11は、中継装置10が収集した、フローごとの伝送量を示している。図11は、フローの送信元端末を示す送信元アドレスに対して、送信先端末を示す送信先アドレス、さらには送信先端末の送信先ポートを対応付けている。図11は、それぞれの組み合わせで定義されるフローが、どの経路を通過し、各フローの伝送量はいくつか、ということを示している。
ルートフラグは、あるユーザ端末からのフローのうち、中継装置10の記憶部114に登録されている経路を示すフラグであり、ONであるフローに対しては、いずれかの経路が割り当てられており、この経路に従って転送する。具体的には、中継装置10がユーザ端末2からのパケットを受信すると、ユーザ端末2を送信元アドレスとする行を参照する。まず、ユーザ端末2に対して、送信先アドレスおよび送信先ポートを指定しない経路は、ルートフラグがOFFであるので、次に、送信先アドレスがユーザ端末6の行を参照する。この行のルートフラグはONであるため、経路R1を用いてパケットを転送する。また、このフローの伝送量は、70Mbpsであることが、図11から分かる。
図12は、管理装置1の集計部104が集計し、記憶部105に記憶するテーブルであり、経路ごとにフローと、その伝送量を示している。例えば、経路R2の伝送量は、90Mbpsであることがわかる。その内訳は、ユーザ端末3からユーザ端末7のポート1に対するフローの伝送量50Mbpsと、ユーザ端末4からユーザ端末7のポート1に対するフローの伝送量40Mbpsである。
ここで、経路R2の伝送量は90Mbpsであり、伝送量の規定値を超えている。このため、管理装置1の検索部102は、図12のテーブルから、まずは送信元アドレスを条件に切り替え可能かどうか、検索する。具体的には、経路R2によって転送されるフローは、ユーザ端末3からユーザ端末7へ向かうフローBと、ユーザ端末4からユーザ端末7へ向かうフローCの2つである。そこで、検索部102は、2つのフローの送信元アドレスが異なっていることを確認する。ここまでの処理が、図10のS111に相当する。
次に、検索部102は、経路R2以外の経路で、空き経路があるかどうかを検索する(S112)。図12の例では、経路R3の伝送量が0Mbpsであるので、経路R3を空き経路として検出する。そして、経路制御部103は、フローBまたはフローCのいずれかを、経路R3を経由するように、各中継装置に対して設定の変更を行う(S113)。このようにして設定が変更された後の中継装置10の記憶部114が記憶するテーブルを、図13に示す。図13では、ユーザ端末4を送信元とするフローすべてが、経路R3を経由するように設定変更されている。なお、ユーザ端末4からユーザ端末7のポート1へのフローのルートフラグをONにし、経路R3を割り当てても良い。
[具体例3]
まず、図10のS114からS116までの動作について説明する。現在のフローの流れとしては、図14に示した例であるとする。フローAが経路R1、フローBとフローCが経路R2、フローDが経路R4によってそれぞれ転送されている。なお、フローBは、ユーザ端末6を宛先としている。
図15は、上述した図11と同様に、具体例3において、中継装置10が収集した、フローごとの伝送量を示している。具体例1、具体例2と同様に、図15の情報は、管理端末1に送られる。
図16は、図12と同様に、管理装置1の集計部104が集計し、記憶部105に記憶するテーブルであり、経路ごとにフローと、その伝送量を示している。ここで、経路R2の伝送量は、90Mbpsであり、規定値を超えていることがわかる。その内訳は、ユーザ端末3からユーザ端末6のポート1に対するフローの伝送量50Mbpsと、ユーザ端末3からユーザ端末7のポート1に対するフローの伝送量40Mbpsである。
ここで、経路R2の伝送量が規定値を超えているため、管理装置1の検索部102は、図16のテーブルから、まずは送信元アドレスを条件に切り替え可能かどうか、検索する。しかし、具体例3では、ユーザ端末3を送信元アドレスとする2つのフローの伝送量が規定値を超えている。このため、具体例2のように、送信元アドレスを条件にフローの経路を切り替えることはできない。
そこで、検索部102は、送信先アドレスを条件に切り替え可能かどうかを検索する(図10:S114)。経路R2によって転送されるフローは、ユーザ端末3からユーザ端末6へ向かうフローBと、ユーザ端末3からユーザ端末7へ向かうフローCの2つである。検索部102は、2つのフローの送信先アドレスが異なっていることを確認する。
次に、検索部102は、経路R2以外の経路で、空き経路があるかどうかを検索する(S115)。図16の例では、経路R3の伝送量が0Mbpsであるので、経路R3を空き経路として検出する。そして、経路制御部103は、フローBまたはフローCのいずれかを、経路R3を経由するように、各中継装置に対して設定の変更を行う(S116)。このようにして設定が変更された後の中継装置10の記憶部114が記憶するテーブルを、図17に示す。図17では、ユーザ端末3からユーザ端末7へのフローCが、経路R3を経由するように設定変更されている。また、上記のようにして、フローCを経路R3に切り替えた後のデータの流れを、図18に示している。
[具体例4]
次に、図10のS117からS119までの動作について説明する。現在のフローの流れとしては、図19に示した例であるとする。フローAが経路R1、フローBとフローCが経路R2、フローDが経路R4によってそれぞれ転送されている。ここで、フローBとフローCは、送信先は同じユーザ端末7であるが、送信先として指定されているポートはそれぞれ異なるものとする。
図20は、図11、図15と同様に、具体例4において、中継装置10が収集した、フローごとの伝送量を示している。具体例1から3と同様に、図20の情報は、管理端末1に送られる。
図21は、図12、図16と同様に、管理装置1の集計部104が集計し、記憶部105に記憶するテーブルであり、経路ごとにフローと、その伝送量を示している。ここで、経路R2の伝送量は、90Mbpsであり、規定値を超えていることがわかる。その内訳は、ユーザ端末3からユーザ端末7のポート1に対するフローBの伝送量50Mbpsと、ユーザ端末3からユーザ端末7のポート2に対するフローCの伝送量40Mbpsである。
ここで、経路R2の伝送量が規定値を超えているため、管理装置1の検索部102は、図21のテーブルから、まずは送信元アドレスを条件に切り替え可能かどうか、検索する。しかし、具体例4では、ユーザ端末3を送信元アドレスとする2つのフローの伝送量が規定値を超えている。このため、具体例2のように、送信元アドレスを条件にフローの経路を切り替えることはできない。さらに、フローBとフローCは、その送信先アドレスもユーザ端末7で共通しているために、具体例3のように送信先アドレスを条件にフローの経路を切り替えることはできない。
そこで、検索部102は、送信先アドレスの送信先ポートを条件に切り替え可能かどうかを検索する(図10:S117)。フローBは、ユーザ端末7のポート1を送信先としている一方、フローCはユーザ端末7のポート2を送信先としており、送信先のポートが異なっていることがわかる。
次に、検索部102は、経路R2以外の経路で、空き経路があるかどうかを検索する(S118)。図21の例では、経路R3の伝送量が0Mbpsであるので、経路R3を空き経路として検出する。そして、経路制御部103は、フローBまたはフローCのいずれかを、経路R3を経由するように、各中継装置に対して設定の変更を行う(S119)。このようにして設定が変更された後の中継装置10の記憶部114が記憶するテーブルを、図22に示す。図22では、ユーザ端末3からユーザ端末7のポート2へのフローCが、経路R3を経由するように設定変更されている。また、上記のようにして、フローCを経路R3に切り替えた後のデータの流れを、図23に示している。
[具体例5]
最後に、図10のS117からS120までの動作について説明する。現在のフローの流れとしては、図24に示した例であるとする。フローAが経路R1、フローBとフローCが経路R2、フローDが経路R3、フローEが経路R4によってそれぞれ転送されている。
図25は、図11、図15、図20と同様に、具体例5において、中継装置10が収集した、フローごとの伝送量を示している。具体例1から4と同様に、図25の情報は、管理端末1に送られる。
図26は、図12、図16、図21と同様に、管理装置1の集計部104が集計し、記憶部105に記憶するテーブルであり、経路ごとにフローと、その伝送量を示している。ここで、経路R2の伝送量は、90Mbpsであり、規定値を超えていることがわかる。その内訳は、具体例4と同様に、ユーザ端末3からユーザ端末7のポート1に対するフローBの伝送量50Mbpsと、ユーザ端末3からユーザ端末7のポート2に対するフローCの伝送量40Mbpsである。
ここで、経路R2の伝送量が規定値を超えているため、管理装置1の検索部102は、図26のテーブルから、まずは送信元アドレスを条件に切り替え可能かどうか、検索する。しかし、具体例5では、ユーザ端末3を送信元アドレスとする2つのフローの伝送量が規定値を超えている。このため、具体例2のように、送信元アドレスを条件にフローの経路を切り替えることはできない。さらに、フローBとフローCは、その送信先アドレスもユーザ端末7で共通しているために、具体例3のように送信先アドレスを条件にフローの経路を切り替えることはできない。
そこで、検索部102は、送信先アドレスの送信先ポートを条件に切り替え可能かどうかを検索する(図10:S117)。具体例4と同様に、フローBは、ユーザ端末7のポート1を送信先としている一方、フローCはユーザ端末7のポート2を送信先としており、送信先のポートが異なっていることがわかる。
次に、検索部102は、経路R2以外の経路で、空き経路があるかどうかを検索する(S118)。図26の例では、フローB(50Mbps)またはフローC(40Mbps)を異なる経路に切り替えた場合、いずれの経路R1、R2、R4においても、その伝送量は規定値である80Mbpsを上回ることになる。従って、具体例5では、空き経路は存在しないものと判断される。
ここで、経路制御部103は、経路R2によって転送されるフローBまたはフローCのうち、いずれかを廃棄することを決定し、中継装置にその旨の設定変更を指示する(S120)。具体例5では、フローCを廃棄することにする。
このようにして設定が変更された後の中継装置10の記憶部114が記憶するテーブルを、図27に示す。図27では、ユーザ端末3からユーザ端末7のポート2へのフローCが廃棄され、ルートフラグがOFF、伝送量が0Mbpsとなっている。また、上記のようにして、フローCを廃棄した後のデータの流れを、図28に示している。
なお、S117において、送信先ポートを条件にしても切り替えできない場合についても、フローの廃棄は上記と同様に行われる。例えば、ユーザ端末3からユーザ端末7のポート1へのフローBの伝送量が90Mbpsであるような場合は、このフローが廃棄されることになる。
[適用例]
以上説明した第1の実施形態および第2の実施形態は、上述した非特許文献1に記載のOpenFlowネットワークに適用することができる。また、OpenFlow以外であっても、制御サーバ等がネットワークの集中管理を行うようなネットワークであれば、適用可能である。
第2の実施形態をOpenFlowに適用する場合、図3における管理装置1はOFC、中継装置10、11、12はOFSとして動作する。また、回線17から回線24がOpenFlowを適用したネットワークとなる。さらに、回線29から回線31は、OFCとOFSのインタフェースであるSecure Channelとなる。
中継装置10の転送部113は、OpenFlowのFlow Tableに相当する記憶部114を参照して、パケットの処理を行う。中継装置10の通知部112は、例えば、収集した情報をPacket_inメッセージに載せて管理装置1に送信することができる。また、管理装置1の経路制御部103は、例えば、Flow_modメッセージによって、記憶部114に設定された経路の変更を中継装置に対して指示する。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
また、上記の実施形態による管理装置および中継装置は、その有する機能をハードウェアで実現することも可能であるし、コンピュータと、コンピュータ上で実行されるプログラムとで実現することも可能である。プログラムは、磁気ディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されて提供され、コンピュータの立ち上げ時などにコンピュータに読み取られる。このようにコンピュータの動作を制御し、コンピュータを上述の各実施形態における管理装置および中継装置として機能させ、前述した処理を行わせる。
さらに、上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
(付記1)
データの転送を行う中継装置の制御を行う管理装置であって、
前記管理装置は、
前記中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する検出部と、
前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索する検索部と、
前記第1の経路で転送されるフローの経路を、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する経路制御部と、
を備えることを特徴とする管理装置。
(付記2)
前記切り替え可能な第2の経路とは、前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローの伝送量を付加しても伝送量の規定値に満たない経路である
ことを特徴とする付記1に記載の管理装置。
(付記3)
前記管理装置は、さらに、
前記中継装置から通知されたフローごとの伝送量を、前記経路ごとに集計する集計部と、
を備えることを特徴とする付記1または付記2に記載の管理装置。
(付記4)
前記検索部は、
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末が異なり、宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの送信元端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記1から付記3のいずれか1つに記載の管理装置。
(付記5)
前記検索部は、
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末が同一であり、宛先端末が異なる場合に、前記複数のフローの宛先端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記1から付記4のいずれか1つに記載の管理装置。
(付記6)
前記検索部は、
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末および宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの宛先端末の宛先ポートの情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記1から付記5のいずれか1つに記載の管理装置。
(付記7)
前記検索部は、
前記第2の経路を検索した結果、前記第2の経路が存在しない場合には、前記第1の経路で転送されるフローのうち、いずれかを破棄する
ことを特徴とする付記1から付記6のいずれか1つに記載の管理装置。
(付記8)
データを転送する中継装置と、
前記中継装置の制御を行う管理装置と、
を備える通信システムであって、
前記中継装置は、
前記スイッチを経由する経路の伝送量を収集する収集部と、
前記収集した伝送量を前記管理装置に通知する通知部と、
前記管理装置によって設定された経路に従ってデータを転送する転送部と、
を備え、
前記管理装置は、
前記中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する検出部と、
前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索する検索部と、
前記第1の経路で転送されるフローの経路を、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する経路制御部と、
を備えることを特徴とする通信システム。
(付記9)
前記切り替え可能な第2の経路とは、前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローの伝送量を付加しても伝送量の規定値に満たない経路である
ことを特徴とする付記8に記載の通信システム。
(付記10)
前記収集部は、さらに、
フローごとの伝送量を収集し、
前記管理装置は、さらに、
前記中継装置から通知されたフローごとの伝送量を、前記経路ごとに集計する集計部と、
を備えることを特徴とする付記8または付記9に記載の通信システム。
(付記11)
前記検索部は、
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末が異なり、宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの送信元端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記8から付記10のいずれか1つに記載の通信システム。
(付記12)
前記検索部は、
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末が同一であり、宛先端末が異なる場合に、前記複数のフローの宛先端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記8から付記11のいずれか1つに記載の通信システム。
(付記13)
前記検索部は、
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末および宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの宛先端末の宛先ポートの情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記8から付記12のいずれか1つに記載の通信システム。
(付記14)
前記検索部は、
前記第2の経路を検索した結果、前記第2の経路が存在しない場合には、前記第1の経路で転送されるフローのうち、いずれかを破棄する
ことを特徴とする付記8から付記13のいずれか1つに記載の通信システム。
(付記15)
管理装置によって管理される中継装置であって、
前記中継装置は、
前記管理装置によって設定された経路に従ってデータを転送する転送部と、
前記中継装置を経由する転送経路の伝送量を収集する収集部と、
前記収集した伝送量を前記管理装置に通知する通知部と、
を備え、
前記転送部は、
前記転送経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の転送経路がある場合には、前記第1の転送経路以外の転送経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の転送経路に経路を変更する指示を前記管理装置から受信し、前記指示に基づいて経路の設定を変更する
ことを特徴とする中継装置。
(付記16)
前記切り替え可能な第2の経路とは、前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローの伝送量を付加しても伝送量の規定値に満たない経路である
ことを特徴とする付記15に記載の中継装置。
(付記17)
前記収集部は、さらに、
フローごとの伝送量を収集する
ことを特徴とする付記15または付記16に記載の中継装置。
(付記18)
データの転送を行う中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出し、
前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索し、
前記第1の経路で転送されるフローの経路を、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する、
ことを特徴とする通信方法。
(付記19)
前記切り替え可能な第2の経路とは、前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローの伝送量を付加しても伝送量の規定値に満たない経路である
ことを特徴とする付記18に記載の通信方法。
(付記20)
前記中継装置から通知されたフローごとの伝送量を、前記経路ごとに集計する、
ことを特徴とする付記18または付記19に記載の通信方法。
(付記21)
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末が異なり、宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの送信元端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記18から付記20のいずれか1つに記載の通信方法。
(付記22)
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末が同一であり、宛先端末が異なる場合に、前記複数のフローの宛先端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記18から付記21のいずれか1つに記載の通信方法。
(付記23)
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末および宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの宛先端末の宛先ポートの情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記18から付記22のいずれか1つに記載の通信方法。
(付記24)
前記第2の経路を検索した結果、前記第2の経路が存在しない場合には、前記第1の経路で転送されるフローのうち、いずれかを破棄する
ことを特徴とする付記18から付記23のいずれか1つに記載の通信方法。
(付記25)
データの転送を行う中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する処理と、
前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローを切り替え可能な第2の経路を検索する処理と、
前記第1の経路で転送されるフローの経路を、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
(付記26)
前記切り替え可能な第2の経路とは、前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されるフローの伝送量を付加しても伝送量の規定値に満たない経路である
ことを特徴とする付記25に記載のプログラム。
(付記27)
前記中継装置から通知されたフローごとの伝送量を、前記経路ごとに集計する処理と、
をさらに含むことを特徴とする付記25または付記26に記載のプログラム。
(付記28)
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末が異なり、宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの送信元端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記25から付記27のいずれか1つに記載のプログラム。
(付記29)
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末が同一であり、宛先端末が異なる場合に、前記複数のフローの宛先端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記25から付記28のいずれか1つに記載のプログラム。
(付記30)
前記第1の経路で転送される複数のフローの送信元端末および宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの宛先端末の宛先ポートの情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
ことを特徴とする付記25から付記29のいずれか1つに記載のプログラム。
(付記31)
前記第2の経路を検索した結果、前記第2の経路が存在しない場合には、前記第1の経路で転送されるフローのうち、いずれかを破棄する
ことを特徴とする付記25から付記31のいずれか1つに記載のプログラム。
1、1000 管理装置
2、3、4、5、6、7、8、9 ユーザ端末
10、11、12、1100 中継装置
13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31 回線
101、1001 検出部
102、1002 検索部
103、1003 経路制御部
104 集計部
105 記憶部
111、1101 収集部
112、1102 通知部
113、1103 転送部
114 記憶部

Claims (9)

  1. データの転送を行う中継装置の制御を行う管理装置であって、
    前記管理装置は、
    前記中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する検出部と、
    前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されているフローを切り替え可能な第2の経路を検索する検索部と、
    前記第1の経路で転送されているフローの経路を、少なくとも一部、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する経路制御部と、
    を備え
    前記検索部は、
    前記第1の経路で転送されている複数のフローの送信元端末が異なり、宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの送信元端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
    ことを特徴とする管理装置。
  2. 前記切り替え可能な第2の経路とは、前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されているフローの伝送量を付加しても伝送量の規定値に満たない経路である
    ことを特徴とする請求項1に記載の管理装置。
  3. 前記管理装置は、さらに、
    前記中継装置から通知されたフローごとの伝送量を、前記経路ごとに集計する集計部と、
    を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の管理装置。
  4. 前記検索部は、
    前記第1の経路で転送されている複数のフローの送信元端末が同一であり、宛先端末が異なる場合に、前記複数のフローの宛先端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
    ことを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1つに記載の管理装置。
  5. 前記検索部は、
    前記第1の経路で転送されている複数のフローの送信元端末および宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの宛先端末の宛先ポートの情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
    ことを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1つに記載の管理装置。
  6. データを転送する中継装置と、
    前記中継装置の制御を行う管理装置と、
    を備える通信システムであって、
    前記中継装置は、
    前記スイッチを経由する経路の伝送量を収集する収集部と、
    前記収集した伝送量を前記管理装置に通知する通知部と、
    前記管理装置によって設定された経路に従ってデータを転送する転送部と、
    を備え、
    前記管理装置は、
    前記中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する検出部と、
    前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されているフローを切り替え可能な第2の経路を検索する検索部と、
    前記第1の経路で転送されているフローの経路を、少なくとも一部、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する経路制御部と、
    を備え
    前記検索部は、
    前記第1の経路で転送されている複数のフローの送信元端末が異なり、宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの送信元端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
    ことを特徴とする通信システム。
  7. 管理装置によって管理される中継装置であって、
    前記中継装置は、
    前記管理装置によって設定された経路に従ってデータを転送する転送部と、
    前記中継装置を経由する転送経路の伝送量を収集する収集部と、
    前記収集した伝送量を前記管理装置に通知する通知部と、
    を備え、
    前記転送部は、
    前記転送経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の転送経路がある場合には、前記第1の転送経路以外の転送経路のうち、前記第1の経路で転送されているフローを切り替え可能な第2の転送経路に経路を少なくとも一部変更する指示を前記管理装置から受信し、前記指示に基づいて経路の設定を変更し、
    前記第2の経路は、前記第1の経路で転送されている複数のフローの送信元端末が異なり、宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの送信元端末の情報に基づいて検索される
    ことを特徴とする中継装置。
  8. データの転送を行う中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出し、
    前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されているフローを切り替え可能な第2の経路を検索し、
    前記第1の経路で転送されているフローの経路を、少なくとも一部、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更し、
    前記第1の経路で転送されている複数のフローの送信元端末が異なり、宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの送信元端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する
    ことを特徴とする通信方法。
  9. データの転送を行う中継装置から通知された経路のうち、伝送量が規定値以上である第1の経路を検出する処理と、
    前記第1の経路以外の経路のうち、前記第1の経路で転送されているフローを切り替え可能な第2の経路を検索する処理と、
    前記第1の経路で転送されているフローの経路を、少なくとも一部、前記第2の経路に変更するように、前記中継装置の設定を変更する処理と、
    前記第1の経路で転送されている複数のフローの送信元端末が異なり、宛先端末が同一である場合に、前記複数のフローの送信元端末の情報に基づいて、前記第2の経路を検索する処理と、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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