JP5811005B2 - ネットワーク制御装置 - Google Patents

Description

以下の実施形態は、ネットワーク制御装置に関する。

インターネットトラフィックの急激な増加に伴って、ネットワーク全体の消費電力も急速に増加してきており、スイッチやルータなどのネットワーク機器の消費電力は、今後も増加の一途を辿り、ICT（Information Communication Technology）全体に占める割合も無視できなくなると予想される。IPルータなど電気的な処理を行う電気ノードは、転送単位であるパケット単位で処理を行うため、IP ルータを高速・大容量化した場合には、急激に消費電力が増加してしまう。一方、波長分割多重(WDM: Wavelength Division Multiplexing)などの技術を用いた光ノードは、同じトラフィック量を転送する電気ノードと比較した場合、消費する電力量は少ないが、IPルータのようなパケット単位での情報転送はできない。また、全てのノードに情報を転送するにはWDMパスをノード間にフルメッシュに設定する必要があり、波長数に限度があるWDMネットワークでは現実的でない。

そこで、ネットワークを、IP ルータなどの電気ノードとWDM伝送装置などの光ノードとを組み合わせた電気/光ネットワークとして構築することが行われる。電気/光ネットワークでは、光パスと呼ばれる論理パスを設定することで、パケットを中継する電気ノードをカットスルー(cut through)することができる。大容量トラフィックに対して電力効率の悪いパケット処理を削減し、電力効率のよい光パスを用いた大容量トラフィックを転送することによって、ネットワーク全体の省電力化が達成できる。電気/光ネットワークにおいて、発生したトラフィックに対して動的に光パスを設定し、消費電力の観点から適切な経路にトラフィックを収容することでネットワークの省電力化を達成することが要求される。このためには、発生したトラフィックを収容した場合の電気ノードを含む通常のパスの消費電力と光パスを設定した場合に必要となる消費電力を考慮し、既存の論理トポロジを考慮に入れた上で光パスの設定の可否を判断し、消費電力の増分が最小となる経路を決定する必要がある。

図１は、電気/光ネットワークの構成を説明する図である。
電気/光ネットワークには、電気ノード１０ａ〜１０ｅと光ノード１１ａ〜１１ｅが設けられる。電気ノード１０ａ〜１０ｅと光ノード１１ａ〜１１ｅは、１つずつ対応づけられて設けられる。電気ノード間には、論理的な経路が張られ、イーサネット（登録商標）やMPLS(Multi-Protocol Label Switching)などのパスが構成される。光ノードは、光ネットワークを形成し、波長パスやOTN(Optical Transport Network)パスなどが張られる。電気ノード１０ａから電気ノード１０ｂへのパケットは、電気ノード１０ａ〜１０ｅで構成される論理的なパス（１）を通って伝送される。しかし、実際には、電気ノード１０ａに入力されたパケットは、（２）に示されるように、光信号に変換され、光ノード１１ａに送られる。そして、光ノード１１ａから光ノード１１ｃに送られ、更に、電気ノード１０ｃに送られる。電気ノード１０ｃで電気のパケットに変換された後、ルーティングされ、再び、光ノード１１ｃを介して、光ノード１１ｄに送られる。光ノード１１ｄに届いた光信号は、電気ノード１０ｄに送られ、電気のパケットに変換された後、ルーティングされ、光信号に戻されて、光ノード１１ｄへ届けられる。そして、光ノード１１ｄから光ノード１１ｅに伝送され、電気ノード１０ｅに送られる。電気ノード１０ｅで電気のパケットに変換され、ルーティングされ、光信号に変換されて、光ノード１１ｅに伝送される。光ノード１１ｅは、光信号を光ノード１１ｂに伝送し、光ノード１１ｂは、光信号を電気ノード１０ｂに届ける。電気ノード１０ｂは、光信号を電気のパケットに変換し、ルーティングして、ユーザまでパケットを転送する。

このように、電気ノード１０ａから電気ノード１０ｂにパケットを伝送するために、電気ノードと光ノードを行き来する経路をたどらなくてはならない。したがって、効率的な情報伝送を行うには、電気ノードを経由しないカットスルーパスを入口のノードから出口のノードに設定することにより行うことができるようになる。カットスルーされると、（３）に示されるように、光ノード１１ｃ、１１ｄ、１１ｅでは、信号を電気ノードに転送することをせず、光信号のまま信号を光ノード１１ａから１１ｂまで転送する。

従来技術には、電気パスの需要に応じて光パスの自律的な設定、変更、解放を行うマルチレイヤ光ネットワークがある。

特開２００３−２９８５１７号

従来技術として、電気ノードと光ノードを組み合わせ、電気ノードのトラフィック輻輳を契機に光パスにそのトラフィックを収容し、ネットワーク全体で多くのトラフィックを転送する技術は、数多く提案されている。

しかしながら、輻輳情報のみを光パスの制御に用いる方法は、電気ノードの輻輳は解消することができるが、消費電力を考慮していないため、例え輻輳が回避できてもネットワーク全体として省電力になっているとは限らない。また、電気ノードとしてIPルータを想定した場合、光パスが新たに光レイヤで設定されると、IPルータは新たな経路が設定されたと判断し、IPレイヤ内にその経路を、ルーティングプロトコルを使用し広告(advertise)してしまう。そのため、IPレイヤ内のルーティング情報が不安定になるという問題点があった。

すなわち、IPネットワークでは、各ルータが自律分散的に経路を計算する。そのため、各ルータは、自らが持っている経路情報を、ルーティングプロトコルを用いて交換する。交換する契機としては、新たな経路が追加された時などで、経路情報が交換されると新しい経路情報で経路計算がその都度行われる。つまり、新たな経路が追加されたことを契機に、全ルータが経路情報を交換し始め、その後、その新たな経路を用いた方が最短経路になる場合は、その経路を選択し、IPパケットを流し始める。

このように、もし、カットスルーにより新たな光パスが追加されると、IPネットワークでは、新たなパスが追加されたと認識し、その経路を用いてルーティング計算を行い、経路の切り替えを行うために、その間一時的にネットワークが不安定になるという問題点があった。

したがって、従来の技術においては、省電力ネットワーク制御の欠如による無駄な電力の消費が起こり、頻繁な光パス生成によるIPネットワークにおけるルーティング情報の不安定化が起こるという問題がある。

以下の実施形態においては、ネットワーク全体の省電力を実現するネットワーク制御装置を提供する。

以下の実施形態の一側面におけるネットワーク制御装置は、情報を電気的な処理を用いて転送する電気ノードから構成される電気レイヤネットワークと、波長分割多重などの光学的な処理を用いて情報の転送を行う、該電気ノードに対応付けられた光ノードから構成される光レイヤネットワークと、を含むネットワークにおける、該電気ノードと、該光ノードとを制御するネットワーク制御装置であって、該電気ノード及び該光ノードが計測した消費電力情報を収集する消費電力収集部と、収集された消費電力情報から光カットスルーパスを計算するカットスルー範囲特定部と、光カットスルーパスを設定した場合のほうが、設定しない場合より消費電力が小さい場合に、光カットスルーパスの設定を、該電気ノートと該光ノードに指示するカットスルーパス設定指示部とを備える。このネットワーク制御装置において、新規に光カットスルーパスを設定した場合に、そのパスの入口の前記電気ノードにおいて、該新規に設定された光カットスルーパスを、該光カットスルーパス上の該電気ノードのみに通知する。

以下の実施形態によれば、ネットワーク全体の省電力を実現するネットワーク制御装置を提供することができる。

電気/光ネットワークの構成を説明する図である。 本実施形態のネットワーク構成を示す図である。 実際に省電力ネットワーク制御を行った場合の動作を説明する図（その１）である。 実際に省電力ネットワーク制御を行った場合の動作を説明する図（その２）である。 本実施形態の動作を説明する図（その１）である。 本実施形態の動作を説明する図（その２）である。 管理サーバのブロック構成図である。 電気ノードのブロック構成図である。 光ノードのブロック構成図である。 管理サーバが有するトポロジや消費電力などを登録するテーブルの例を示している。 カットスルーする場合に、新パスの広告を行わない処理について説明する図である。 管理サーバの処理を示すフローチャート（その１）である。 管理サーバの処理を示すフローチャート（その２）である。 ノードへの省電力指示の具体例を示した図である。 管理サーバの処理をプログラムで実現する場合に要求される管理サーバのハードウェア環境図である。

本実施形態では、IPルータのような電気ノードとWDM伝送装置のような光ノードの情報転送の方法を、各ノードの消費電力量に応じて制御することにより、ネットワーク全体の省電力化を達成する。

本実施形態では、消費電力を指標とし、ノードの電力の使用状況に応じて電気ノードと光ノードの転送機構を組み合わせてトラフィックを収容することにより、ネットワーク全体の省電力化を図る。電気ノード、光ノードの各ノードにおいて、ポート毎の消費電力を測定・収集し、データベースに保持する。そして、それらのノードの消費電力特性を基に、トラフィックを電気レイヤで収容した方が良いか、光レイヤで収容した方が良いかを判断する。光レイヤで収容した方が良いと判断した場合、光レイヤにおいて光カットスルーパスを設定し、トラフィックを光パスに収容する。光レイヤに設定された光カットスルーパスは、電気レイヤにおいて広告を行わないことで、電気レイヤの安定性を図る。また、光カットスルーパスが設定される前の経路上のパス（電気レイヤ）に、省電力運転をすべき旨のメッセージを転送し、転送経路上の回線インタフェース等の機器を省電力運転状態にし、省電力化を図る。

図２は、本実施形態のネットワーク構成を示す図である。
ネットワークは、IPルータやイーサネットスイッチなどの電気的な処理で情報の転送を行う電気ノード１０、１０ａ〜１０ｅを含む電気レイヤと、WDMなどの光処理技術を用いて情報を転送する光ノード１１、１１ａ〜１１ｅを含む光レイヤと、ネットワーク全体を制御する管理サーバ２０とを備える。

電気レイヤでは、論理的な転送経路のみを管理する。例えば、IPルータなどは下位レイヤに存在する光伝送装置の光パスの経路などは管理対象とせず、電気ノードとその接続構成のみでトラフィックフローの入口のノードから出口のノードまでの転送を行う。しかし、実際のネットワークにおいては、光レイヤにおいて光ノード間に光パスを設定することで、長距離の情報転送が行われている。

本実施形態では、入口の電気ノード１０ａでは、出口の電気ノード１０ｂまでのカットスルーパスを設定する機能、トラフィックフローを迂回する機能、そして設定したカットスルーパスを電気レイヤに広告しない機能を設ける。電気ノード１０、１０ａ〜１０ｅ、光ノード１１、１１ａ〜１１ｅの各ノードでは、機能ブロック毎の消費電力を測定・収集する機能を有している。例えば、回線インタフェース種別毎、回線インタフェースを収容する共通部といった機能ブロック毎に消費電力を収集するようにしても良い。管理サーバ２０には、各ノードで計測・収集された消費電力を収集する機能、得られた消費電力情報をデータベース化する機能、消費電力情報を基に光カットスルーパスを設定するかどうかを判断する機能（省電力効果推定機能）を設ける。更に、管理サーバ２０には、光カットスルーパスの経路を計算する機能、実際に、入口と出口のノード間にカットスルーパス設定を指示する機能を有する。

ネットワーク内の動作としては、（１）各ノードにおける電力情報の収集、（２）管理サーバ２０における省電力が達成できるか等の判断、（３）パス設定指示、（４）ネットワークにおける光カットスルーパスの設定および経路の切り替え、を行う。そして、ネットワークの状況に応じた省電力ネットワーク制御を行う。（１）の収集では、回線インタフェースごとの消費電力を収集する。（２）の判断では、管理サーバ２０は、消費電力を各ノードから収集し、カットスルーした場合の経路計算を行い、その場合に省電力効果があるか判断し、効果がある場合には、カットスルーパスを設定する動作に移行する。（３）のパス設定指示では、管理サーバ２０からネットワークの各ノードに対し、省電力効果のあるカットスルーパスの設定指示を出す。（４）の経路切り替えでは、電気ノード１０、１０ａ〜１０ｅが、カットスルーパスを設定したり、トラフィックを迂回するパスを設定したり、カットスルーパスを、カットスルーパスに含まれない他の電気ノードに広告しないような設定をする。

図３及び図４は、実際に省電力ネットワーク制御を行った場合の動作を説明する図である。

図３においては、電力情報をトリガーとした制御を説明する。電気ノード１０ｃ、１０ｅと、これらを収容する光ノード１１ｃ、１１ｅとを対応付けて管理し、電気ノードの消費電力があらかじめ設定した閾値を超過した場合、電力超過と判断する。図３の左図の消費電力特性のように、一般的にはトラフィック量が少ない場合、電気ノード１０ｃ、１０ｅの消費電力は光ノードの消費電力より少ないが、トラフィック量が多くなってくると電気ノード１０ｃ、１０ｅの方が、消費電力が多くなる傾向がある。電力が超過した電気ノード１０ｃ、１０ｅの位置を特定し、その電気ノード１０ｃ、１０ｅを通過するトラフィックフローを、光レイヤに収容し直すことで電力消費を削減する。光レイヤに収容しなおすとは、電気ノードを切り離し、光ノード１１ｃ、１１ｅのみを通過するように設定するという意味である。電力超過と判断された電気ノード１０ｃ、１０ｅが複数抽出された場合は、それら電気ノード１０ｃ、１０ｅを通過する共通のトラフィックフローを光レイヤに収容する判断を行う。抽出されたトラフィックフローを光レイヤに収容した方が良いと判断した場合、管理サーバ２０は、そのフローを終端する入口（ここでは１０ａ）のノードにカットスルーパスの設定指示を行い、各ノードではカットスルーパスの設定を行う。

上記閾値は、電気ノードの消費電力が光ノードの消費電力を上回ったときを示す値とする。たとえば、図３の左図の消費電力特性をテーブルの形で保持しておき、トラフィック量に対して、電気ノードの消費電力量が光ノードの消費電力量を上回ったときを電力超過時と判断するようにすることができる。

図４では、光カットスルーによるIPレイヤへの影響防止について説明する。光レイヤに設定された光カットスルーパスは、電力消費を削減するための一時的なパスである。したがって、電力消費が少なくなると再度元の経路にトラフィックフローが戻され、設定した光カットスルーパスは削除される。一般的に、IPルータは、新たな経路が設定されると、ルーティングプロトコルを使用し、IPネットワークにその経路を広告する。広告を受け取ったIPルータは、その新たな経路を元に最適な経路を発見するためにルーティング計算を行い始める。つまり、この間、各IPルータにおける経路設定が統一されていないため、IPネットワークでは転送経路が不安定になってしまう。この問題を解決するために、カットスルーを行った入口と出口の電気ノードでは、この経路を電気レイヤでは広告しないことで、IPレイヤにおける転送経路の安定性を図る。

さらに電気レイヤにおいて、元の経路に省電力指示のためのメッセージを流し、該当する電気ノードのインタフェースを状況に応じて省電力モードに移行させる。もしくは、そのような省電力指示メッセージが流せない場合は、管理サーバより直接各ノードに省電力指示を行う。

すなわち、光カットスルーパスにトラフィックフローを迂回させた電気ノードにおいて、その迂回経路を電気レイヤネットワークに広告しないようにする。電気レイヤにおいて、光カットスルーを実施中である旨のメッセージを元のルートに通知する（１）。そして、カットスルー実施中である旨のメッセージを受け取った元のルート上の中継（電気）ノードは、トラフィック量に応じて、該当するポートを省電力モードに移行する（２）。カットスルーの終端ノードでは、通知メッセージを終端する（３）。

本実施形態では、管理サーバ２０からの指示により光カットスルーパスを設定する。つまり、管理サーバ２０からの指示を契機に光カットスルーパスを設定するため、その場合は広告しないようにすれば、通常時との切り分けができる。

通常だと、新たな経路ができた場合、例えば、OSPF（Open Shortest Path First）のようなルーティングプロトコルの場合、Helloパケットを隣接ルータへ送信し、隣接ルータ(neighbor)を発見した場合、データベースに登録する。このHelloパケットを光カットスルーパスに含まれないルータには送信しないようにする。

図５及び図６は、本実施形態の動作を説明する図である。
図５において、電気ノードPBと光ノードOBは対応付けられて管理されている。電気ノードPBのインタフェースPB4の消費電力が上昇し、閾値を超えた場合、管理サーバでは、インタフェースPB4に流入するトラフィックの中で、最も大きいトラフィックを送信している入力ポートを、候補ポートの中から特定する(この場合PB2)。候補ポートとしてはPB4に接続している全てのポートが列挙される。PB2と接続されている電気ノードはPAのPA2であるため、電気ノードPAにおいて光カットスルーパスを設定した場合の経路を、管理サーバ２０において抽出する。この場合は、カットスルーパスの経路はPA1-OA1-OB1-OB3-OC1-PC2となる。管理サーバ２０では、現状の消費電力と、カットスルーした場合の消費電力を算出し、もしカットスルーパスにトラフィックを収容した場合のほうが、消費電力が下がると判断した場合、カットスルーパスの設定指示を電気ノードPAに指示する。電気ノードPAでは、カットスルーパスを電気ノードPCまで設定するが、この経路は電気レイヤには広告しない。管理サーバ２０は、電気ノードPAにカットスルー指示を行い、電気ノードPAは、トラフィックの迂回を行う。元の経路上の各回線インタフェースはポートの省電力運転等を行い、省電力化を図る。

まず、電気ノードPBの回線インタフェースPB4で消費電力が上昇したとする。それが設定された閾値（たとえば、光ノードの消費電力値）を超えた場合、消費電力アラーム判定部３２は、アラームを出す（１）。アラームをトリガーに、管理サーバはPB４をカットスルーできるようなエリア（ネットワーク内のPB4を迂回する経路）を計算する。この場合L2-L4-L8-L10の経路がそれに当たる。管理サーバ２０は、現経路(L1-L3-L5-L6-L7-L9)上の全てのインタフェースの消費電力の和と、カットスルー経路上のインタフェースの消費電力の和を比較する。管理サーバ２０は、カットスルーした方が良いと判断した場合に（２）、各ノードにカットスルーパスの設定指示を出す（３）。電気ノードPAでは、電気レイヤにはこのパスを広告しない（４）。カットスルーパスへの切り替え指示(５)をした後、管理サーバ２０は、旧経路上のインタフェースについて、もし使われていない場合、省電力指示を出す（６）。

図６（ｂ）において、電気ノードPBのインタフェースポートPB4が、消費電力が大きくなっているという状況は、図５と同じである。図６（ａ）は、管理サーバ２０が有するノードごとの消費電力とカットスルー後の推定消費電力を登録するテーブルの例である。

管理サーバ２０が管理するネットワークの各電気ノードと光ノードのＩＤが登録され、各ＩＤについて、各ノードが計測した現在の消費電力が登録される。また、各ＩＤについて、カットスルーした場合の推定消費電力も登録される。カットスルーした場合の推定消費電力は、カットスルーすることにより使用されなくなるポートの消費電力を０Ｗとし、カットスルーする前も使用していたポートの消費電力は、元の測定値を用いて、和を計算することにより得る。

電気ノードPBの消費電力の計算法を説明する。電気ノードPBの総消費電力PBは、以下の式のように、各ポートの消費電力PBiの合計で表される。
PB=ΣPBi=PB2+PB4=600W。

そして、これが、設定された閾値以上と判定された場合、アラームを上げる。ここで、閾値は、あるトラフィック量が与えられた場合の光ノードの消費電力量などであり、これを計測しておき、トラフィック量毎にテーブルにしてもっておくことが可能である。

次に、カットスルー前後の消費電力を比較する。
カットスルー前：PA2+OA2+OB2+PB2+PB4+OB4+OC2+PC1-α=800W-α=800W-200W=600W
(αはPB1、PB3からPB4に入ったトラフィックを起因とする消費電力量)
カットスルー後：PA1+OA1+OB1+OB3+OC1+PC2=400W
カットスルー前>カットスルー後なのでカットスルーを実行する。

図７は、管理サーバのブロック構成図である。
各ノードからの消費電力の情報は、消費電力収集部３０において受信される。受信された消費電力は、消費電力データベース（DB）３１に格納される。消費電力アラーム判定部３２は、消費電力DB３１の消費電力の測定値から、いずれかの電気ノードの消費電力が、閾値を超えているかどうかを判定し、超えている場合には、アラームをあげる。カットスルー判断部３３は、カットスルー範囲特定部３５に、カットスルーするネットワーク範囲をたずねる。カットスルー範囲特定部３５は、管理サーバが有する、ネットワークのトポロジ情報と、装置の情報を、トポロジDB３７と装置DB３６から読み取り、カットスルーすべき範囲を特定する。さらに、カットスルー範囲特定部３５は、カットスルーした場合の推定電力消費量と、現在の電力消費量とを演算する。カットスルー判断部３３は、カットスルー範囲特定部３５が演算した電力消費量から、カットスルーした方が、消費電力量が少なくなるか否かを判断し、少なくなる場合には、カットスルーパス設定・削除、省電力運転指示部３４にカットスルー動作の開始指示を行う。カットスルーパス設定・削除、省電力運転指示部３４は、カットスルー範囲特定部３５からカットスルーすべきネットワークの範囲を取得し、各ノードへカットスルーするよう指示する。また、カットスルーすることにより使用されなくなる電気ノードのポートに対し、省電力運転するように指示を出す。

図８は、電気ノードのブロック構成図である。
回線インタフェース４３−１、４３−２は、光ノードと光回線で接続されるとともに、ユーザ端末と電気回線で接続される。回線インタフェース４３−１、４３−２で受信された信号は、信号が光信号であった場合には電気信号に変換され、ユーザ端末からの信号はそのまま、電気スイッチ部４２に入力される。電気スイッチ部４２においては、各ポートから入力される信号をルーティングする。回線インタフェース４３−１、４３−２と電気スイッチ部４２は、制御部４０によって制御される。制御部４０は、管理サーバと通信を行う。回線インタフェース４３−１、４３−２、電気スイッチ部４２、制御部４０は、電源部４４の供給する電力によって駆動される。制御部４０には、消費電力収集部４１が設けられ、回線インタフェース４３−１、４３−２、電源部４４、電気スイッチ部４２の消費電力の測定結果を収集する。消費電力の測定結果を収集するため、回線インタフェース４３−１、４３−２、電気スイッチ部４２、電源部４４には、消費電力測定部ａがそれぞれ設けられる。消費電力収集部４１で収集された消費電力測定値は、管理サーバに送信される。

図９は、光ノードのブロック構成図である。
回線インタフェース５３は、電気ノードと接続される。ＷＤＭインタフェース５５−１、５５−２は、他の光ノードと接続される。O/E変換のための回線インタフェース５３及びＷＤＭインタフェース５５−１，５５−２で受信された信号は、光クロスコネクト部５２に入力される。光クロスコネクト部５２においては、各ポートから入力される光信号を切り替え接続する。回線インタフェース５３、ＷＤＭインタフェース５５−１、５５−２と光クロスコネクト部５２は、制御部５０によって制御される。制御部５０は、管理サーバと通信を行う。回線インタフェース５３、ＷＤＭインタフェース５５−１、５５−２、光クロスコネクト部５２、制御部５０は、電源部５４の供給する電力によって駆動される。制御部５０には、消費電力収集部５１が設けられ、回線インタフェース５３、ＷＤＭインタフェース５５−１、５５−２、電源部５４、光クロスコネクト部５２の消費電力の測定結果を収集する。消費電力の測定結果を収集するため、回線インタフース５３、ＷＤＭインタフェース５５−１、５５−２、光クロスコネクト部５２、電源部５４には、消費電力測定部ａがそれぞれ設けられる。消費電力収集部５１で収集された消費電力測定値は、管理サーバに送信される。

図１０は、管理サーバが有するトポロジや消費電力などを登録するテーブルの例を示している。

図１０（ａ）は、テーブルの例であり、図１０（ｂ）は、ネットワーク構成を示している。図１０（ｂ）のネットワークの状態は、図５と同じなので、説明を省略する。

図１０（ａ）において、テーブルには、各光ノード、電気ノードのノードＩＤに対応付けて、各ノードの次の通信相手のＩＤである次ホップ（アドレス）が登録される。そして、ノードＩＤで示されるノードから次ホップで示されるノードまでの間のリンクの種別と帯域が登録される。さらに、ノードＩＤで示されるノードにおける、現在の消費電力量、カットスルー後の推定消費電力量が登録される。現在の消費電力量と、カットスルー後の推定消費電力量は、それぞれ、ポートごとに値が登録される。パス全体の消費電力量を演算する場合には、パスに含まれる各ポートの消費電力量を合計する。

図１１は、カットスルーする場合に、新パスの広告を行わない処理について説明する図である。

通常、新しいパスができると、LSA（リンク状態広告;Link State Advertisement）の交換を行い、エリア内の全ルータでデータベースを共有する。

本実施形態の場合は、新たなパスができたルータ間では、データベースの交換を行うが、後述する次ホップ以外の電気ノード（他ルータ）と交換を行わないことで、無差別に広告しないようにする。

LSAの広告処理のやり方の例を説明する。
カットスルーパス(L2-L4-L8-L10)が生成された後、電気ノードPAのルーティングテーブルに、次ホップとしてPC2*が表れる。このPC2*は、カットスルーによってできた次ホップであると認識され、電気ノードPAは、この次ホップ以外の電気ノードにこの情報の広告を行わない。

ここで、次ホップ以外の電気ノードとは、カットスルーパスには含まれない電気ノードのことである。従来は、ネットワークに属する全ての電気ノードに新しいパスの情報を広告していたので、ルーティング計算に時間がかかり、数十分とか一時間とかの間ネットワークが不安定になることが起こっていた。これを、カットスルーパスに含まれる電気ノードのみに通知することにより、ネットワークが不安定になる状態を最小限に抑えることができるようになる。

図１２及び図１３は、管理サーバの処理を示すフローチャートである。
図１２は、カットスルーパスを設定する場合の処理である。ステップＳ１０において、管理サーバの初期設定を行う。ステップＳ１１において、ネットワークトポロジを管理者が入力するか、もしくは、管理対象のネットワークから自動収集する。ステップＳ１２において、ノード構成情報を管理者が入力するか、管理対象のネットワークから自動収集する。ステップＳ１３において、各ノードの消費電力量を収集する。ステップＳ１４において、電気ノードの消費電力が上昇して、前述の閾値より大きくなったか否かを判断する。ステップＳ１４の判断がＮｏの場合には、ステップＳ１３に戻る。ステップＳ１４の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ１５において、カットスルーするネットワークの範囲（エリア）を計算し、エリア内でカットスルー前後の消費電力を算出する。ステップＳ１６において、カットスルー可能か否かを判断する。この場合、カットスルー後の消費電力のほうが小さい場合、カットスルー可能と判断する。ステップＳ１６の判断がＮｏの場合、ステップＳ１３に戻る。ステップＳ１６の判断がＹｅｓの場合、ステップＳ１７において、新規カットスルーパスの設定が必要か否かを判断する。ステップＳ１７の判断がＮｏの場合には、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１７の判断がＹｅｓの場合、ステップＳ１８において、各ノードにカットスルーパスを設定し、ステップＳ１９において、カットスルーパスの入り口ノードに、カットスルーパスへの切り替えを指示する。ステップＳ２０において、旧パス上のネットワーク機器のインタフェースを省電力運転にするための指示を行う。

図１３は、カットスルーパスを解消する場合の処理を示すフローチャートである。ステップＳ２１において、各ノードの消費電力を収集する。ステップＳ２２において、電気ノードの消費電力が低下し、閾値以下となったか、すなわち、光ノードの消費電力より小さくなったか否かを判断する。ステップＳ２２の判断がＮｏの場合には、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ２２の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ２３において、前回のカットスルーパス設定から一定時間経過しているか否かを判断する。ステップＳ２３の判断がＮｏの場合には、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ２３の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、カットスルーパス設定前の旧パス上のネットワーク機器のインタフェースを通常運転にするよう指示する。ステップＳ２５において、旧パスに切り替える。これにより、カットスルーパスは不要となるので、ステップＳ２６において、カットスルーパスを削除可能か否かを判断する。これは、カットスルーパス全体の消費電力のほうが旧パス全体の消費電力よりも消費電力が大きい場合、削除可能とする。ステップＳ２６の判断がＮｏの場合には、ステップｓ２８で、旧パスを再び削除し、カットスルーパスを維持して処理を終了する。ステップＳ２６の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ２７において、カットスルーパスを削除して、処理を終了する。

図１４は、ノードへの省電力指示の具体例を示した図である。
電気レイヤとしてイーサネットを使用していた場合、イーサネットOAM（Operation Administration and Maintenance）のフレームを使用して、各電気ノードに省電力モードへの移行指示を行うことができる。イーサネットOAMの場合、オプションコード（図１４のイーサネットOAMのフレームのOpCode）に省電力モードのためのコードを定義することで実現可能である。各光ノードへは、光レイヤにおいてコントロールプレーンを用いていた場合、コントロールプレーンを用いて各光ノードへの省電力指示が可能である。もし、そのような機能が無い場合、管理サーバが各ノードに直接省電力指示を行うことによっても実現可能である。

図１５は、管理サーバの処理をプログラムで実現する場合に要求される管理サーバのハードウェア環境図である。

バス６０には、CPU６１、ROM６２、RAM６３、ネットワークインタフェース６４、記憶装置６７、媒体ドライブ６８、入出力装置７０が接続される。

CPU６１は、バス６０で接続されたROM６２に格納されたＢＩＯＳなどの基本プログラムを読み込んで、管理サーバの基本機能を実現する。ハードディスクなどの記憶装置６７には、図１２、図１３などの処理を行うプログラムが格納され、バス６０で接続されたRAM６３に展開される。CPU６１は、RAM６３に展開されたプログラムを実行することで、管理サーバの本実施形態における処理を実現する。

本実施形態の処理を実現するプログラムは、可搬記録媒体６９に格納されていてもよく、媒体ドライブ６８によって可搬記録媒体６９からプログラムを読み取ってRAM６３に展開し、CPU６１が実行しても良い。可搬記録媒体６９は、フレキシブルディスクや、CD-ROM、DVD、Blu-ray、ICメモリなどである。

入出力装置７０は、キーボード、マウス、プリンタ、ディスプレイなどの、管理サーバを使用する管理者が情報を入力したり、管理者に情報を提示するのに使われる。

ネットワークインタフェース６４は、回線６５を介して、管理対象のネットワーク６６と通信する。ネットワークインタフェース６４は、ネットワーク６６から送られてきた消費電力の情報を受信したり、ネットワーク６６にカットスルーパスの設定や、省電力運転の指示を送信したりするのに用いられる。

１０、１０ａ〜１０ｅ 電気ノード
１１、１１ａ〜１１ｅ 光ノード
２０ 管理サーバ
３０、４１、５１ 消費電力収集部
３１ 消費電力DB
３２ 消費電力アラーム判定部
３３ カットスルー判断部
３４ カットスルーパス設定・削除、省電力運転指示部
３５ カットスルー範囲特定部
３６ 装置DB
３７ トポロジDB
４０、５０ 制御部
４２ 電気スイッチ部
４３−１、４３−２、５３ 回線インタフェース
４４、５４ 電源部
５２ 光クロスコネクト部
５５−１、５５−２ WDMインタフェース

Claims (8)

1. 情報を電気的な処理を用いて転送する電気ノードから構成される電気レイヤネットワークと、波長分割多重などの光学的な処理を用いて情報の転送を行う、該電気ノードに対応付けられた光ノードから構成される光レイヤネットワークと、を含むネットワークにおける、該電気ノードと、該光ノードとを制御するネットワーク制御装置であって、
   該電気ノード及び該光ノードが計測した消費電力情報を収集する消費電力収集部と、
   収集された消費電力情報から光カットスルーパスを計算するカットスルー範囲特定部と、
   光カットスルーパスを設定した場合のほうが、設定しない場合より消費電力が小さい場合に、光カットスルーパスの設定を、該電気ノートと該光ノードに指示するカットスルーパス設定指示部と、
   を備え、
   新規に光カットスルーパスを設定した場合に、そのパスの入口の前記電気ノードにおいて、該新規に設定された光カットスルーパスを、該光カットスルーパス上の該電気ノードのみに通知する、
   ことを特徴とするネットワーク制御装置。
2. 前記各電気ノード及び各光ノードが回線インタフェース毎、もしくは、回線ポート毎の消費電力、および、ノード全体での消費電力を計測し、前記カットスルーパス設定指示部がそれら消費電力情報に基づき光カットスルーパスの設定指示処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク制御装置
3. 前記各電気ノード及び各光ノードで計測され、前記消費電力収集部によって収集された消費電力情報をノードごとに保持することを特徴とする請求項２に記載のネットワーク制御装置。
4. 前記光カットスルーパスを終端する入口の前記電気ノードが、出口の前記電気ノードまでの電気レイヤの経路に沿って省電力指示メッセージを転送し、そのメッセージを受け取った前記電気ノードでは、該当するインタフェースを省電力運転することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク制御装置。
5. 前記カットスルーパス設定指示部が、前記光カットスルーパスに収容する前の元のパス上のノードに対して、該当するインタフェースの省電力運転の指示を行うことを特徴とする請求項２に記載のネットワーク制御装置。
6. 前記カットスルーパス設定指示部が、元のパスの消費電力量が前記光カットスルーパスの消費電力量を下回った場合、該光カットスルーのためのパスを削除することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク制御装置。
7. 情報を電気的な処理を用いて転送する電気ノードから構成される電気レイヤネットワークと、波長分割多重などの光学的な処理を用いて情報の転送を行う、該電気ノードに対応付けられた光ノードから構成される光レイヤネットワークと、を含むネットワークにおけるネットワーク制御システムであって、
   消費電力を測定する消費電力測定部、
   を備えた該電気ノード及び該光ノードと、
   該電気ノード及び該光ノードが計測した消費電力情報を収集する消費電力収集部と、
   収集された消費電力情報から光カットスルーパスを計算するカットスルー範囲特定部と、
   光カットスルーパスを設定した場合のほうが、設定しない場合より消費電力が小さい場合に、光カットスルーパスの設定を、該電気ノートと該光ノードに指示するカットスルーパス設定指示部と、
   を備えた管理サーバと、
   を備え、
   新規に光カットスルーパスを設定した場合に、そのパスの入口の前記電気ノードにおいて、該新規に設定された光カットスルーパスを、該光カットスルーパス上の該電気ノードのみに通知する、
   ことを特徴とするネットワーク制御システム。
8. 情報を電気的な処理を用いて転送する電気ノードから構成される電気レイヤネットワークと、波長分割多重などの光学的な処理を用いて情報の転送を行う、該電気ノードに対応付けられた光ノードから構成される光レイヤネットワークと、を含むネットワークにおける、該電気ノードと、該光ノードとを制御するネットワーク制御方法であって、
   該電気ノード及び該光ノードが計測した消費電力情報を収集し、
   収集された消費電力情報から光カットスルーパスを計算し、
   光カットスルーパスを設定した場合のほうが、設定しない場合より消費電力が小さい場合に、光カットスルーパスの設定を、該電気ノードと該光ノードに指示し、
   新規に光カットスルーパスを設定した場合に、そのパスの入口の前記電気ノードにおいて、該新規に設定された光カットスルーパスを、該光カットスルーパス上の該電気ノードのみに通知する、
   ことを特徴とするネットワーク制御方法。