JP5789947B2 - Data transfer device - Google Patents
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Description
本発明は、通信セッションデータを通信路を介して転送するデータ転送装置に関する。 The present invention relates to a data transfer apparatus that transfers communication session data via a communication path.
従来、例えばある企業の支社間通信を行う場合に複数のインターネットサービスプロバイダ（以下、ＩＳＰと称する）と契約し、通信データをＩＳＰ各々の通信網のいずれか１つに振り分けるなどして通信負荷を分散させる通信システムを構築する例が知られている。 Conventionally, for example, when performing communication between branch offices of a certain company, a contract is made with a plurality of Internet service providers (hereinafter referred to as ISP), and communication data is distributed to one of the communication networks of each ISP. An example of constructing a distributed communication system is known.
負荷分散の方法としては、（１）セッション要求順にセッションを順次ルータへ振り分けるラウンドロビン方法、（２）ヘッダ情報に対するハッシュ値に従ってパケットを振り分ける方法、（３）フィルタリングテーブルを用いる方法、（４）ネットワークの帯域量（パケット数等）を測定し、測定結果から負荷を予測し、負荷の軽い経路を選択する方法（例えば特許文献１及び２に開示されている装置及び方法）が知られている。
As load balancing methods, (1) a round robin method for sequentially distributing sessions to routers in the order of session requests, (2) a method for distributing packets according to hash values for header information, (3) a method using a filtering table, (4) network There is known a method (for example, an apparatus and a method disclosed in
しかしながら、上記した方法を用いた場合には以下のような問題がある。 However, when the above-described method is used, there are the following problems.
第１の問題は、トラフィック量やパケット周期の異なるデータを効率良く分散できないという問題である。通常、通信データには音声、映像及びその他のデータが混在し、データの種類によって通信負荷の大きさ（すなわちトラフィック量）やパケット間隔が相互に異なるので、上記した（１）乃至（３）の方法を用いた場合には、通信データを振り分けた時点とその後の実通信時とではトラフィック量やパケット間隔に大きな違いが生じ、分散効率が低下する場合がある。それゆえ、複数のＩＳＰ通信網を用いた通信システムの場合には、効率の良い負荷分散ができないという問題があった。 The first problem is that data with different traffic volumes and packet periods cannot be efficiently distributed. Usually, voice, video and other data are mixed in the communication data, and the size of the communication load (that is, the traffic volume) and the packet interval differ depending on the type of data, so the above (1) to (3) When the method is used, there is a case where a large difference occurs in the traffic amount and the packet interval between the time when the communication data is distributed and the subsequent actual communication, and the distribution efficiency may be lowered. Therefore, in the case of a communication system using a plurality of ISP communication networks, there is a problem that efficient load distribution cannot be performed.
第２の問題は、ネットワーク品質の測定範囲が限られるという問題である。上記した（４）の方法では、ネットワーク上に流れているパケットをミラーリングしつつネットワークを観測し、その観測結果から負荷を予測している。例えば本社側から見ると、支社と支社との間のネットワークはブラックボックス化しており、本社側でそのネットワークを観測して負荷を予測することはできない。それゆえ、上記した（４）の方法では、例えば支社間のネットワーク品質の測定は行えるものの、その支社に接続されている本社と他のユーザとの間のネットワーク品質の測定ができないという問題があった。 The second problem is that the network quality measurement range is limited. In the above method (4), the network is observed while mirroring the packets flowing on the network, and the load is predicted from the observation result. For example, when viewed from the head office side, the network between the branch offices is a black box, and the load cannot be predicted by observing the network at the head office side. Therefore, the above method (4) has a problem that, for example, network quality between branch offices can be measured, but network quality between the head office connected to the branch office and other users cannot be measured. It was.
第３の問題は、ベストエフォート型通信における帯域幅の予測ができないという問題である。例えばインターネットなどのベストエフォート型のネットワークの場合、時系列的に輻輳が生じる場合があり、ネットワーク品質は一定に保たれない。ベストエフォート型のネットワークにおいてもユーザ所望のいわゆるクオリティ・オブ・サービス（Ｑｏｓ：Quality of Service）を満足させるべきである。上記した（４）の方法のようにパケットをミラーリングしつつネットワークを観測する方法を用いた場合、現実に通信している帯域幅については把握できるものの、時系列的に最大帯域幅を予測することはできないという問題があった。 The third problem is that the bandwidth cannot be predicted in the best effort communication. For example, in the case of a best effort type network such as the Internet, congestion may occur in time series, and the network quality cannot be kept constant. Even in a best-effort network, the so-called quality of service (QoS) desired by the user should be satisfied. When using the method of observing the network while mirroring packets as in method (4) above, the maximum bandwidth can be predicted in time series, although the actual communication bandwidth can be grasped. There was a problem that I could not.
第４の問題は、ユーザ所望のＱｏｓを満足できない場合があるという問題である。通信セッションの種類には、例えばリアルタイムでの電話会議のような高いＱｏｓレベルが望まれる通信や、単なる予備データの転送のようなＱｏｓレベルが低くても良い通信がある。しかし、上記した（１）乃至（４）のいずれの方法も、通信セッションを通信負荷の軽い方のネットワークに単に振り分けているので、ネットワークの通信状態次第では、高いＱｏｓレベルが望まれる通信について、そのＱｏｓレベルを満足できないという問題があった。 The fourth problem is that the user-desired QoS may not be satisfied. The types of communication sessions include communication that requires a high QoS level, such as a real-time conference call, and communication that may have a low QoS level, such as simple preliminary data transfer. However, any of the above methods (1) to (4) simply distributes the communication session to the network with the lighter communication load. Therefore, depending on the communication state of the network, communication with a high QoS level is desired. There was a problem that the QoS level could not be satisfied.
本発明は上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、効率的な通信負荷分散を行い且つユーザが望む通信品質を満足する通信を行うことができるようにするデータ転送装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a data transfer apparatus that performs efficient communication load balancing and communication that satisfies the communication quality desired by the user. For the purpose.
本発明によるデータ転送装置は、到来した通信セッションデータを複数の通信路を介して転送するデータ転送装置であって、通信品質指標についての要求値を通信セッション種類毎に記憶する要求値記憶部と、前記通信路の各々の現在通信量に基づいて前記通信品質指標についての現在値を前記通信路毎に算出して取得する現在値算出部と、当該到来した通信セッションデータの通信セッション種類に対応する前記要求値の１つと前記通信セッションデータの到来時における前記現在値との比較結果に基づいて前記複数の通信路のうちの１つを選択する通信路選択部と、当該選択された通信路の１つを介して前記通信セッションデータを転送する転送部と、前記現在値をその算出日時と共に記憶するデータ記憶部と、動作トリガに応じて現在時刻に対応する前記現在値に基づいて予測値を算出する予測値算出部と、を含み、前記通信路選択部は、前記通信セッションデータの通信セッション種類に対応する前記要求値と前記予測値との比較結果に基づいて１つの通信路を選択する選択手段を更に含み、前記現在値算出部は、リンク確立時及びスリープ状態時に前記現在値を算出することを特徴とする。 A data transfer device according to the present invention is a data transfer device that transfers incoming communication session data via a plurality of communication paths, and a request value storage unit that stores a request value for a communication quality index for each communication session type; A current value calculation unit that calculates and acquires a current value for the communication quality indicator for each communication path based on the current communication amount of each of the communication paths, and corresponds to the communication session type of the incoming communication session data A communication path selection unit that selects one of the plurality of communication paths based on a comparison result between one of the requested values and the current value when the communication session data arrives, and the selected communication path A transfer unit that transfers the communication session data via one of the following: a data storage unit that stores the current value together with the date and time of calculation thereof; A predicted value calculation unit that calculates a predicted value based on the current value corresponding to the moment, the communication path selection unit, the request value corresponding to the communication session type of the communication session data and the predicted value, And selecting means for selecting one communication path based on the comparison result, wherein the current value calculation unit calculates the current value when the link is established and when the link is in a sleep state .
本発明によるデータ転送装置によれば、効率的な通信負荷分散を行い且つユーザが望む通信品質を満足する通信を行うことができる。 According to the data transfer apparatus of the present invention, it is possible to perform communication that efficiently distributes communication load and satisfies the communication quality desired by the user.
以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１は、本発明の実施例であるデータ中継システム１００を示すブロック図である。データ中継システム１００においては、支社１と支社２とがＷＡＮ（World Area Network）である通信網３及び４（以下、ＷＡＮ３及び４と称する）を介して相互に通信可能である。ＷＡＮ３とＷＡＮ４は、互いに別のＩＳＰに属するものである。
FIG. 1 is a block diagram showing a
支社１内には、電話端末１１と、ＧＷ１２と、サーバＰＣ１３と、データ転送装置１４と、ルータ１５及び１６と、が含まれる。電話端末１１は、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）通信に対応した電話端末である。ＧＷ１２は、電話端末１１とデータ転送装置１４との間で通信プロトコルを変換してデータを中継するゲートウェイ装置である。サーバＰＣ１３は、例えば動画データを対向側の支社２へ配信するための装置である。データ転送装置１４は、通話等のセッションを制御することによって、ＷＡＮ３及び４の通信負荷を分散させる装置である。ルータ１５は、支社１内のＬＡＮ（Local Area Network）１７とＷＡＮ３との間でパケットを中継するルータ装置である。ルータ１６は、支社１内のＬＡＮ１７とＷＡＮ４との間でパケットを中継するルータ装置である。支社２も同様の構成である。
The
図２は、データ転送装置１４の構成を示すブロック図である。データ転送装置１４は、ルーティング部３１と、Ｑｏｓデータ記憶部３２と、通信データ記憶部３３と、ネットワーク解析部３４と、ルート監視部３５と、ネットワーク試験部３６と、制御部３７と、を含む。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
ルーティング部３１は、ＧＷ１２、サーバＰＣ１３、ルータ１５又はルータ１６を介してパケットを受信し、そのヘッダに含まれる宛先アドレスと、ルーティングテーブル（図８）の設定とに基づいて、当該パケットを中継すべきルート（すなわち通信路）へ転送する機能を有する。
The
Ｑｏｓデータ記憶部３２は、例えば映像配信、ＴＶ電話、データ転送などのアプリケーション毎のＱｏｓ要求値を記憶する例えばハードディスク等の記憶媒体である。Ｑｏｓ要求値は、例えば通信帯域幅、ジッタ値、パケットロス率などの通信品質指標についてのユーザが望むいわゆるクオリティ・オブ・サービスの要求値を表わすデータである。
The QoS
通信データ記憶部３３は、ルーティング部３１による通信に関するデータを記憶する例えばハードディスク等の記憶媒体である。当該データは、例えば通信帯域幅、ジッタ値、パケットロス率などの通信品質指標についての測定値である。当該測定値は、後述のネットワーク試験部３６によって定期的又は不定期的に測定された値である。
The communication
ネットワーク解析部３４は、通信データ記憶部３３に記憶されている測定値に基づいて、例えば通信帯域幅、ジッタ値、パケットロス率などの通信品質指標についての現在時刻における予測値を算出する機能を有する。
Based on the measurement value stored in the communication
ルート監視部３５は、ルーティング部３１によって設定されたルートについての通信量等を監視し、例えば通信帯域幅、ジッタ値、パケットロス率などの通信品質指標について測定する機能を有する。ルート監視部３５は、例えば３分毎などの一定時間毎にこれらの通信品質指標について測定する。また、ルート監視部３５は、ルーティング部３１による通信の正常性についても定期的に確認する。
The
ネットワーク試験部３６は、例えばリンク確立時やいわゆるスリープ状態時に例えば通信帯域幅、ジッタ値、パケットロス率などの通信品質指標について測定する機能を有する。これらの測定値は通信データ記憶部３３に記憶される。
The
ルート監視部３５及びネットワーク試験部３６による通信品質指標についての測定は、自身の装置であるデータ転送装置１４と対向側の装置であるデータ転送装置２４との間で確認データを送受信することによって行われる。確認データとしては、例えばＲＦＣ７９２；Internet Control Message Protocolにおいて規定されているＰＩＮＧ要求及びＰＩＮＧ応答を用いることができる。ＲＦＣ７９２では、ＰＩＮＧ要求を受信した装置はＰＩＮＧ応答を返信することが規定されている。この処理により、通信帯域幅及びパケットロス率について算出可能である。また、ルート監視部３５による通信の正常性確認もＰＩＮＧ要求及び応答により行うことができる。ジッタ値については、ＲＦＣ１９９８の規定に準拠した計算方法により算出できる。
The measurement of the communication quality index by the
制御部３７は、例えば通話セッション等のセッション確立時に、ＷＡＮ３又はＷＡＮ４を介して送信されるべきセッションデータを含むパケットをルーティング部３１が電話端末１１又はサーバＰＣ１３から受信した場合に、ネットワーク解析部３４によって算出された予測量と、Ｑｏｓデータ記憶部３２に記憶されているＱｏｓ要求値とを比較し、その比較結果に基づいてＷＡＮ３及びＷＡＮ４のいずれか一方を選択し、当該選択したＷＡＮにセッションを振り分ける。制御部３７は、当該セッションと当該選択したＷＡＮとを対応付けてルーティングテーブルに記憶することをルーティング部３１に指示する。
When the
また、制御部３７は、セッション確立後、ＷＡＮ３又はＷＡＮ４を介して送信されるべきセッションデータを含むパケットをルーティング部３１が電話端末１１又はサーバＰＣ１３から受信した場合に、ルート監視部３５による通信品質指標についての測定値と、Ｑｏｓデータ記憶部３２に記憶されているＱｏｓ要求値とを比較し、その比較結果に基づいてセッションの振り分け先をＷＡＮ３とＷＡＮ４との間で切り替える。制御部３７は、当該セッションと当該切り替え後のＷＡＮとを対応付けてルーティングテーブルに記憶することをルーティング部３１に指示する。
In addition, when the
また、制御部３７は、電話端末１１又はサーバＰＣ１３を宛先とするパケットをルーティング部３１がＷＡＮ３又はＷＡＮ４を介して受信した場合には、ルーティング部３１に対してルーティングテーブルについての更新指示を与えない。この場合、ルーティング部３１は、ルーティングテーブルの設定に従ってパケットを電話端末１１又はサーバＰＣ１３に転送する。
In addition, when the
ネットワーク解析部３４、ルート監視部３５、ネットワーク試験部３６及び制御部３７については、例えばマイクロプロセッサなどのハードウェア資源により構成することができる。
The
データ転送装置２４も、データ転送装置１４と同様の構成である。すなわち、データ転送装置２４も、ルーティング部３１と、Ｑｏｓデータ記憶部３２と、通信データ記憶部３３と、ネットワーク解析部３４と、ルート監視部３５と、ネットワーク試験部３６と、制御部３７と、を含む。これらの機能ブロックは、データ転送装置１４におけるものと同一の機能を有する。
The
図３は、データ転送装置１４による負荷分散処理の状態遷移図である。以下、図３を参照しつつ、データ転送装置１４の負荷分散処理について説明する。
FIG. 3 is a state transition diagram of the load distribution process by the
先ず、例えば電源投入や動作開始指令などの動作トリガに応じてデータ転送装置１４が起動する（ステップＳ１１）。起動後、初期状態に移行する（ステップＳ１２）。初期状態においては以下の処理がなされる。
First, the
ネットワーク解析部３４は、通信データ記憶部３３に記憶されている通信データを取得する。図４は、通信データ記憶部３３に記憶されている通信帯域幅についての通信データの一例を示す図である。行方向には年月日、列方向には時刻が示されている。例えば２０１０年１月２２日の０時における通信帯域幅は１．２Ｍｂｐｓである。通信帯域幅は、ネットワーク試験部３６による測定によって得られたものである。現在時刻が０時である場合、ネットワーク解析部３４は、各年月日の０時における通信帯域幅の平均値を求め、これを０時における通信帯域幅の予測値とする。図４の場合、２０１０年１月２２日から２０１０年３月５日までの期間の各日付の０時における通信帯域幅の和（１．２Ｍｂｐｓ＋・・・＋１．２Ｍｂｐｓ）を当該期間の日数で除して得られた平均値を予測値とする。図４は、通信帯域幅についての一例であるが、ネットワーク解析部３４は、ジッタ値やパケットロス率についても同様の計算により予測値を算出する。また、同時刻の平均だけでなく、例えば金曜日の０時というように曜日で更に限定した予測値を算出しても良い。
The
ルーティング部３１は、対向側のデータ転送装置２４との間にリンクを確立する。リンク確立後、試験状態に移行する（ステップＳ１３）。図５は、ネットワーク試験部３６による試験状態におけるネットワーク試験処理を示すシーケンス図である。
The
ルーティング部３１は、対向側のデータ転送装置２４との間にリンクを確立する（ステップＳ２１）。詳細には、ルータ１５とルータ２５との間にリンクを確立する場合、ルータ１６とルータ２６との間にリンクを確立する場合がある。ルート監視部３５は、当該リンクを介してデータ転送装置２４との間で正常に通信を行うことができることの確認（以下、正常性確認）の試験を行う（ステップＳ２２）。正常性確認は、例えば、予め登録しているデータ転送装置２４のアドレスに対して、ＲＦＣ７９２：Internet Control Message Protocolで規定されているＰＩＮＧ要求をルート監視部３５が発し、これに対するＰＩＮＧ応答を受信することにより行うことができる。
The
正常性確認後、ネットワーク試験部３６は、データ転送装置１４とデータ転送装置２４との間のネットワーク試験を行う（ステップＳ２３）。詳細には、ネットワーク試験部３６は、例えば通信帯域幅、ジッタ値、パケットロス率などの通信品質指標について測定する。通信帯域幅及びパケットロス率については例えばＰＩＮＧ要求及び応答を用いて算出する。ジッタ値については、例えばＲＦＣ１９９８の規定に準拠した計算方法により算出する。ネットワーク試験部３６は、ネットワーク試験により得られた試験結果を対向側のデータ転送装置２４に通知する（ステップＳ２４）。
After checking the normality, the
図６は、ネットワーク試験部３６によって測定され、通信データ記憶部３３に記憶された測定値の一例を示す図である。行方向にはネットワークインターフェース、列方向には通信品質指標が示されている。ネットワークインターフェースとして、ＷＡＮ３の送信方向、ＷＡＮ３の受信方向、ＷＡＮ４の送信方向、ＷＡＮ４の受信方向が示されている。通信品質指標として、平均帯域、最大帯域、最小帯域、平均ジッタ値、最大ジッタ値、最小ジッタ値、パケットロス率が示されている。例えばＷＡＮ３の送信方向の平均帯域は、１０Ｍｂｐｓである。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of measurement values measured by the
対向側のデータ転送装置２４のネットワーク試験部３６も同様にデータ転送装置１４との間のネットワーク試験を行い（ステップＳ２３）、試験結果を対向側のデータ転送装置１４に通知する（ステップＳ２４）。試験結果を対向側装置に通知する方法としては、ＴＣＰ／ＩＰを用いる方法がある。
Similarly, the
データ転送装置１４は、自身のネットワーク試験部３６による測定値、及び対向側のデータ転送装置２４から受信した測定値を自身の通信データ記憶部３３に記憶する（ステップＳ２５）。データ転送装置２４は、自身のネットワーク試験部３６による測定値、及び対向側のデータ転送装置１４から受信した測定値を自身の通信データ記憶部３３に記憶する（ステップＳ２６）。
The
ネットワーク試験処理終了後、定常状態に移行する（ステップＳ１４）。なお、ネットワーク試験部３６は、リンク確立時だけでなく、例えば休日や夜間などの通信帯域幅が所定量以下になった時（以下、スリープ時と称する）にも、定常状態（ステップＳ１４）から試験状態（ステップＳ１３）に移行し、上記したのと同様のネットワーク試験処理を行う。当該処理により得られた通信品質指標についての測定値も、通信データ記憶部３３に蓄積される。
After the network test process is completed, the process shifts to a steady state (step S14). Note that the
以下、定常状態（ステップＳ１４）において支社１の電話端末１１から支社２の電話端末２１への新規の通話セッションが開始された場合について説明する。電話端末１１は、通話セッションの開始に際して、パケット送信先として初期設定されているデータ転送装置１４にパケットを送信する。データ転送装置１４は、当該パケットを受信したときに通話セッションをＷＡＮ３及びＷＡＮ４のどちらに割り振るかを決定する。図７は、データ転送装置１４によるセッション振り分け処理ルーチンを示すフローチャートである。
Hereinafter, a case where a new call session from the
以下、図７を参照しつつ、セッション振り分け処理について説明する。 Hereinafter, the session distribution process will be described with reference to FIG.
データ転送装置１４のルーティング部３１は、対向側のデータ転送装置２４へ転送すべきパケットを電話端末１１又はＰＣサーバ１３から受信した場合に（ステップＳ３１）、当該パケットがルーティングテーブルに既に記憶されているセッションについてのものか否かを判定する（ステップＳ３２）。図８は、ルーティングテーブルの一例を示す図である。ルーティングテーブルは、セッション、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、アプリケーションプロトコル種類、送信元ポート番号、宛先ポート番号、Ｑｏｓレベル、ネットワークインターフェースについてのデータからなる。ルーティング部３１は、受信パケットの送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、アプリケーションプロトコル種類、送信元ポート番号、宛先ポート番号が、ルーティングテーブルに既に登録されているセッションのものと同一であれば、これと同一セッションのパケットであると判定する。なお、ルーティング部３１は、パケットの宛先アドレスが電話端末１１又はＰＣサーバ１３である場合には、自身が保持するルーティングテーブルの設定に従って当該パケットを電話端末１１又はＰＣサーバ１３へ転送する。
When the
ルーティング部３１は、受信パケットが登録済みセッションについてのパケットであると判定した場合（ステップＳ３２）、当該受信パケットを当該セッションに対応するＷＡＮ（３又は４）へ転送する（ステップＳ３３）。
When the
ルーティング部３１によって受信パケットが未登録セッションについてのパケットであると判定された場合には（ステップＳ３２）、制御部３７は、ネットワーク解析部３４によって算出された予測量と、Ｑｏｓデータ記憶部３２に記憶されているＱｏｓ要求値とを比較し（ステップＳ３４）、その比較結果に基づいてＷＡＮ３及びＷＡＮ４のいずれか一方にセッションを振り分けることをルーティング部３１に指示する。
When the
図９は、通話セッションについてのＱｏｓ要求値の一例を示す図である。行方向にはユーザ要求によるＱｏｓレベル、列方向には通信品質指標が示されている。Ｑｏｓレベルとして、ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３が示されている。通信品質指標として、平均帯域、最大帯域、最小帯域、平均ジッタ値、最大ジッタ値、最小ジッタ値、パケットロス率が示されている。例えばＬＶ１における平均帯域は６４Ｋｂｐｓである。これは、ＬＶ１についてのアプリケーションについては、平均帯域６４Ｋｂｐｓを確保することをユーザが望んでいることを示している。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a QoS request value for a call session. The QoS level according to the user request is shown in the row direction, and the communication quality index is shown in the column direction. LV1, LV2, and LV3 are shown as the Qos level. As the communication quality index, an average band, a maximum band, a minimum band, an average jitter value, a maximum jitter value, a minimum jitter value, and a packet loss rate are shown. For example, the average band in LV1 is 64 Kbps. This indicates that the user wants to secure an average bandwidth of 64 Kbps for the application for LV1.
以下、一例として平均帯域に着目して説明する。ＷＡＮ３についての平均帯域の予測値が例えば１．２Ｍｂｐｓであり、且つ通話セッションについてのＱｏｓレベルがＬＶ１の場合、予測値１．２ＭｂｐｓがＱｏｓレベルＬＶ１の平均帯域６４Ｋｂｐｓを上回っているので（ステップＳ３５）、制御部３７はルーティング部３１に対して当該通話セッションをＷＡＮ３に割り振り、受信パケットをＷＡＮ３へ転送するように指示する。ルーティング部３１は、当該指示に応じて受信パケットをＷＡＮ３へ転送する（ステップＳ３６）。なお、予測値はネットワーク解析部３４によってリンク確立時に算出されたものである。
Hereinafter, description will be given focusing on the average band as an example. When the predicted value of the average bandwidth for WAN3 is, for example, 1.2 Mbps and the QoS level for the call session is LV1, the predicted value 1.2 Mbps exceeds the average bandwidth of 64 kbps for the QoS level LV1 (step S35). The
一方、ＷＡＮ３についての平均帯域の予測値がＱｏｓレベルの平均帯域を下回った場合には（ステップＳ３５）、制御部３７はＷＡＮ４について同様の判定を行う（ステップＳ３７）。ＷＡＮ４についての平均帯域の予測値がＱｏｓレベルの平均帯域を上回っている場合には（ステップＳ３７）、制御部３７はルーティング部３１に対して当該通話セッションをＷＡＮ４に割り振り、受信パケットをＷＡＮ４へ転送するように指示する。ルーティング部３１は、当該指示に応じて受信パケットをＷＡＮ４へ転送する（ステップＳ３８）。
On the other hand, when the predicted value of the average bandwidth for WAN3 falls below the average bandwidth of the QoS level (step S35), the
他方、ＷＡＮ４についての平均帯域の予測値もＱｏｓレベルの平均帯域を下回った場合でも（ステップＳ３７）、制御部３７は、平均帯域以外の例えば最大帯域、最小帯域、平均ジッタ値、最大ジッタ値、最小ジッタ値、パケットロス率の各々について予測値とＱｏｓ要求値とを比較して、予測値がＱｏｓ要求値を上回る項目の多い方のＷＡＮへ通話セッションを割り振るようにルーティング部３１に対して指示する（ステップＳ３９）。また、制御部３７は、ＷＡＮ３及び４において予測値がＱｏｓ要求値を満足しない旨を、ディスプレイ（図示せず）に表示するなどしてユーザに通知する（ステップＳ３９）。
On the other hand, even when the predicted value of the average band for
データ転送装置２４は、ステップＳ３６、Ｓ３７又はＳ３９において転送されたパケットをルータ２５又は２６を経由して受信する。データ転送装置２４のルーティング部３１は、当該パケットの宛先アドレスと、自身が保持するルーティングテーブルの設定とに基づいて当該パケットを電話端末２１又はサーバＰＣ２３へ転送する。
The
ルーティング部３１は、ルーティングテーブルに当該セッションを追加する（ステップＳ４０）。その後、ルーティング部３１は、一定時間内に同一セッションのパケットを受信した場合には（ステップＳ４１）、ステップＳ３１から同様の処理を行う。一方、ルーティング部３１は、あるセッションについてのパケットを一定時間内に受信しなかった場合には、ルーティングテーブルから当該セッションについてのデータを削除する（ステップＳ４２）。
The
定常状態（ステップＳ１４）においては、ルート監視部３５が、ルート正常性確認及び通信品質指標測定の処理も実行し、制御部３７が、これらの処理の結果に応じてセッションルートの切替処理を行う。ルート監視部３５は、これらの処理を例えば６０秒毎に１回などの定期的に行う。図１０は、ルート正常性確認時及び通信品質指標測定時におけるデータ中継システム１００を示すブロック図である。
In the steady state (step S14), the
ルート正常性確認については、ルート監視部３５は、ルータ１５を経由するルートに対してＰＩＮＧ要求Ｎ１を行い、ＰＩＮＧ応答Ｎ２を受信できた場合には、当該ルートについては正常であると判断する。一方、ルート監視部３５は、ＰＩＮＧ応答Ｎ２を受信できなかった場合には、当該ルートについて異常であると判断する。ルート監視部３５は、ルータ１６を経由するルートについても同様にＰＩＮＧ要求Ｎ３及びＰＩＮＧ応答Ｎ４により正常性を判断する。
Regarding route normality confirmation, the
通信品質指標測定については、ルート監視部３５は、ＰＩＮＧ要求及び応答の時間及び数に基づいて、通信帯域幅、パケットロス率、ジッタ値を計算する。通信帯域幅については、通信帯域幅＝（ＰＩＮＧパケットのデータサイズを２倍した値）÷（ＰＩＮＧ要求からＰＩＮＧ応答までに要した時間）の計算式により求める。パケットロス率については、パケットロス率＝（ＰＩＮＧ応答数）÷（ＰＩＮＧ要求数）×１００の計算式により求める。ジッタ値については、ルーティング部３１においてルーティングされているＲＴＰプロトコルを監視し、セッションのＲＴＰタイムスタンプと、ＰＩＮＧパケットの到来時間の実測値とからＲＦＣ１９９８に準拠した算出方法により算出する。
For communication quality index measurement, the
制御部３７は、ルート監視部３５によるルート正常性確認及び通信品質指標測定の処理結果に応じて以下の処理を行う。
The
ルート正常性確認の処理結果については、制御部３７は以下の処理を行う。制御部３７は、ルート監視部３５によって例えばＷＡＮ３が異常状態（すなわちリンクダウン状態）であると判定された場合には、以後の受信パケットをＷＡＮ４に転送するようにルーティング部３１に指示する。ルーティング部３１は当該指示に応じて以後の受信パケットをＷＡＮ４に転送する。一方、ＷＡＮ４がリンクダウン状態であると判定された場合には、制御部３７は受信パケットをＷＡＮ３に転送するように指示する。
For the processing result of the route normality confirmation, the
また、ＷＡＮ３がリンクダウン状態の場合、制御部３７は、対向側のデータ転送装置２４に対して警報を通知すると共に、ルータ１５に対して再起動を指示する。データ転送装置２４の側も同様の処理を行い、当該ルートの復旧を試みる。これらの処理は、図３の異常状態（ステップＳ１６）における処理である。ルートが復旧した場合には、図３の定常状態（ステップＳ１４）に戻る。
When the
通信品質指標測定の処理結果については、制御部３７は以下の処理を行う。制御部３７は、例えば３分毎などの一定時間毎に、ルート監視部３５の測定によって得られた例えば通信帯域幅、ジッタ値、パケットロス率などの通信品質指標についての測定値が、Ｑｏｓデータ記憶部３２に記憶されているＱｏｓ要求値を上回っているか判定する。制御部３７は、以下の図１１〜図１３に示される各テーブルを参照して当該判定を行う。
For the processing result of the communication quality index measurement, the
図１１は、通信データ記憶部３３に記憶されているセッションテーブルの一例を示す図である。「セッション」欄にはセッション番号が示されている。「アプリケーション」欄には、例えば映像配信、ＴＶ電話、データ転送等のアプリケーション種類が示されている。「通信方向」には、支社１から支社２への単方向送信、支社２から支社１への単方向送信、支社１と支社２との間の双方向送信のいずれか１つが示されている。「要求Ｑｏｓレベル」には、ユーザの望むＱｏｓレベルがＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３として示されている。「Ｑｏｓ保障状態」には、Ｑｏｓ保障状態（図３のステップＳ１５）にあるときに、当該セッションがＷＡＮ３及びＷＡＮ４のうちのどちらに振り分けられているかが示されている。「定常状態」には、定常状態（図３のステップＳ１４）にあるときに、当該セッションがＷＡＮ３及びＷＡＮ４のうちのどちらに振り分けられているかが示されている。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a session table stored in the communication
図１２は、Ｑｏｓデータ記憶部３２に記憶されているユーザ要求Ｑｏｓテーブルの一例を示す図である。通信品質指標についてユーザが望むＱｏｓ要求値が映像配信、ＴＶ電話、データ転送の各々について示されている。通信品質指標は、平均帯域、最大帯域、最小帯域、平均ジッタ値、最大ジッタ値、最小ジッタ値、パケットロス率である。Ｑｏｓレベルは、ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３の３つのレベルである。例えば、支社間のＴＶ電話セッションについてはリアルタイムでの通信を実現するために、「ＴＶ電話」についてのＱｏｓレベルを比較的高く設定する。一方、バックアップのためのデータ転送セッションについては伝送処理に時間がかかっても良いので、「データ転送」の場合の平均帯域についてのＱｏｓレベルを比較的低く設定する。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the user request QoS table stored in the QoS
図１３は、ルート監視部３５によって測定され、通信データ記憶部３３に記憶されているネットワーク状態テーブルの一例を示す図である。行方向にはネットワークインターフェース、列方向には通信品質指標が示されている。ネットワークインターフェースとして、ＷＡＮ３の送信方向、ＷＡＮ３の受信方向、ＷＡＮ４の送信方向、ＷＡＮ４の受信方向が示されている。通信品質指標として、平均帯域、最大帯域、最小帯域、平均ジッタ値、最大ジッタ値、最小ジッタ値、パケットロス率が示されている。例えばＷＡＮ３の送信方向の平均帯域は、１０Ｍｂｐｓである。ネットワーク状態テーブルは、ルート監視部３５による通信品質指標の測定値により一定時間毎に更新される。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a network state table measured by the
以下、一例としてセッション１の平均帯域に着目して説明する。ネットワーク状態テーブル（図１３）より、ＷＡＮ３についての平均帯域の測定値が３Ｍｂｐｓである。また、セッションテーブル（図１１）より、セッション１のアプリケーションは「映像配信」であり、要求Ｑｏｓレベルは「ＬＶ１」である。更に、ユーザ要求Ｑｏｓテーブル（図１２）より、「映像配信」の場合の「ＬＶ１」の平均帯域についてのＱｏｓ要求値は１Ｍｂｐｓである。以上より、測定値３ＭｂｐｓがＱｏｓ要求値１Ｍｂｐｓを上回っているので、制御部３７は、現状の設定のまま受信パケットの転送を継続する。
In the following, description will be given focusing on the average bandwidth of
仮にＷＡＮ３についての平均帯域の測定値が例えば０．５Ｍｂｐｓとなった場合には、ＷＡＮ３についての測定値０．５ＭｂｐｓがＱｏｓ要求値１Ｍｂｐｓを下回るので、定常状態（図３のステップＳ１４）からＱｏｓ保証状態（図３のステップＳ１５）に移行し、制御部３７はセッションルート切替処理を行う。
If the average bandwidth measurement value for
図１４は、制御部３７によるセッションルート切替処理ルーチンを示すフローチャートである。以下、一例としてセッション１の平均帯域に着目して、セッションルート切替処理について説明する。
FIG. 14 is a flowchart showing a session route switching process routine by the
先ず、データ転送装置１４の制御部３７は、データ転送装置２４との間で通信セッションが確立しているときに、例えば６０秒毎などの定期的に、ルート監視部３５の測定によって得られた平均帯域についての測定値と、Ｑｏｓデータ記憶部３２に記憶されているＱｏｓ要求値とを比較する（ステップＳ５１）。当該平均帯域の測定値が例えば０．５Ｍｂｐｓであるとする。また、ネットワーク状態テーブル（図１３）より、ＷＡＮ４の送信方向についての平均帯域の測定値は２Ｍｂｐｓである。測定値０．５ＭｂｐｓがＱｏｓ要求値２Ｍｂｐｓを下回るので（ステップＳ５２）、制御部３７は、当該セッションをＷＡＮ３からＷＡＮ４への切替指示をルーティング部３１に与える（ステップＳ５３）。また、制御部３７は、対向側のデータ転送装置２４にも同様の切替指示を与える（ステップＳ５３）。切替支持の送受信後、データ転送装置１４及び２４は、セッション１をＷＡＮ２へ切り替える（ステップＳ５４）。なお、データ転送装置１４の制御部３７は、通信セッションが確立していないとき、すなわちデータ転送装置２４へ転送すべきパケットが存在しないときには当該処理を行わない。
First, the
仮にＷＡＮ４の送信方向についての平均帯域の測定値も０．５Ｍｂｐｓである場合には、ＷＡＮ４についても測定値０．５ＭｂｐｓがＱｏｓ要求値１Ｍｂｐｓを下回る（ステップＳ５２）。この場合、制御部３７は、ＷＡＮ３についての測定値がＱｏｓ要求値１Ｍｂｐｓを上回るか再確認する（ステップＳ５５）。上回っている場合には、セッション１についての切替処理は行わない。反対に測定値がＱｏｓ要求値を下回る場合には、制御部３７は、ディスプレイ（図示せず）に表示するなどしてユーザに対してその旨を通知する（ステップＳ５６）。
If the measured value of the average band in the transmission direction of WAN4 is also 0.5 Mbps, the measured value of 0.5 Mbps is also lower than the QoS requirement value of 1 Mbps for WAN4 (step S52). In this case, the
その後、制御部３７は、当該処理ルーチンを終了し、定常状態（図３のＳ１４）に移行する。なお、測定値がＱｏｓ要求値を一定量及び／又は一定時間上回った場合に定常状態（図３のＳ１４）に移行するようにしても良い。
Then, the
以上、セッション１の平均帯域に着目して説明したが、制御部３７は、平均ジッタなどの他の通信品質指標についても同様の処理を行う。また、制御部３７は、セッション１以外の各セッションについても同様の処理を行う。なお、上記の説明は、ある一時点において測定値がＱｏｓ要求値を下回った場合にセッションの切替処理を行う例であるが、例えば１分間などの所定期間に亘って測定値がＱｏｓ要求値を下回った場合に限って切替処理を行うようにしても良い。また、測定値がＱｏｓ要求値を所定量だけ下回った場合に切替処理を行うようにしても良い。例えばＱｏｓ要求値３Ｍｂｐｓで所定量を１Ｍｂｐｓとした場合、測定値が２Ｍｂｐｓ以下となったときに切替処理を行うようにしても良い。
As described above, the focus is on the average bandwidth of
上記したように本実施例によるデータ転送装置１４は、通信帯域幅などの通信品質指標の測定値をリンク確立時やセッション継続中に蓄積し、初期状態において当該測定値に基づいて現在時刻における通信帯域幅などの通信品質指標の予測値を算出する。また、ユーザが望むＱｏｓについての要求値を予め保持する。そして、セッション確立時に当該予測値と当該要求値とに基づいて、セッションを複数の通信網のうちのいずれに割り当てるかを決定する。かかる処理により、セッション確立時にセッションを適切な通信網に対して割り当てることができ、通信負荷の分散効率を向上させることができる。
As described above, the
また、本実施例によるデータ転送装置１４は、セッション確立後にも定期的にルート毎の通信品質指標を測定し、当該測定値とＱｏｓ要求値とに基づいて、セッションルートを切り替える。かかる処理により、セッション継続中にセッションを割り振るべき適切な通信路を選択してセッションを切り替えられるので、通信負荷の分散効率を更に向上させることができる。
Further, the
また、リンクダウン時にデータ転送装置１４からルータ１５及び／又はルータ１６に対して再起動指示をするので、早期に障害状態から回復できる。また、ルートの正常性を定期的に確認し、障害が発生した場合にはセッションを正常なルートに切り替えるので、障害に対するバックアップが可能になる。
Further, since the
上記した例は２つの通信網（ＷＡＮ３及び４）を用いた場合の例であるが、本発明のデータ転送装置においては３つ以上の通信網を用いることもできる。
In the above example, two communication networks (
１００ データ中継システム
１、２ 支社
３、４ 通信網（ＷＡＮ）
１１、２１ 電話端末
１２、２２ ＧＷ
１３、２３ サーバＰＣ
１４、２４ データ転送装置
１５、１６、２５、２６ ルータ
１７、２７ ＬＡＮ
３１ ルーティング部（転送部）
３２ Ｑｏｓデータ記憶部（要求値記憶部）
３３ 通信データ記憶部（データ記憶部）
３４ ネットワーク解析部（予測値算出部）
３５ ルート監視部（現在値算出部）
３６ ネットワーク試験部（現在値算出部）
３７ 制御部（通信路選択部）
100
11, 21
13, 23 Server PC
14, 24
31 Routing part (forwarding part)
32 QoS data storage unit (required value storage unit)
33 Communication data storage unit (data storage unit)
34 Network analysis unit (predicted value calculation unit)
35 Route monitoring unit (current value calculation unit)
36 Network Testing Department (Current Value Calculation Department)
37 Control unit (communication channel selection unit)
Claims (5)
通信品質指標についての要求値を通信セッション種類毎に記憶する要求値記憶部と、
前記通信路の各々の現在通信量に基づいて前記通信品質指標についての現在値を前記通信路毎に算出して取得する現在値算出部と、
当該到来した通信セッションデータの通信セッション種類に対応する前記要求値の１つと前記通信セッションデータの到来時における前記現在値との比較結果に基づいて前記複数の通信路のうちの１つを選択する通信路選択部と、
当該選択された通信路の１つを介して前記通信セッションデータを転送する転送部と、 前記現在値をその算出日時と共に記憶するデータ記憶部と、
動作トリガに応じて現在時刻に対応する前記現在値に基づいて予測値を算出する予測値算出部と、を含み、
前記通信路選択部は、前記通信セッションデータの通信セッション種類に対応する前記要求値と前記予測値との比較結果に基づいて前記複数の通信路のうちの１つを選択する選択手段を更に含み、
前記現在値算出部は、リンク確立時及びスリープ状態時に前記現在値を算出することを特徴とするデータ転送装置。 A data transfer device for transferring incoming communication session data via a plurality of communication paths,
A request value storage unit that stores a request value for a communication quality index for each communication session type;
A current value calculation unit that calculates and acquires a current value for the communication quality indicator for each communication path based on a current communication amount of each of the communication paths;
One of the plurality of communication paths is selected based on a comparison result between one of the request values corresponding to the communication session type of the communication session data that has arrived and the current value when the communication session data arrives. A communication path selection unit;
A transfer unit that transfers the communication session data via one of the selected communication paths; a data storage unit that stores the current value together with its calculation date;
A predicted value calculation unit that calculates a predicted value based on the current value corresponding to the current time according to an operation trigger, and
The communication path selection unit further includes selection means for selecting one of the plurality of communication paths based on a comparison result between the request value corresponding to the communication session type of the communication session data and the predicted value. ,
The data transfer device according to claim 1, wherein the current value calculation unit calculates the current value when a link is established and in a sleep state .
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