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WO2015151442A1 - 通信システム、通信方法および制御装置 - Google Patents

通信システム、通信方法および制御装置 Download PDF

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WO2015151442A1
WO2015151442A1 PCT/JP2015/001551 JP2015001551W WO2015151442A1 WO 2015151442 A1 WO2015151442 A1 WO 2015151442A1 JP 2015001551 W JP2015001551 W JP 2015001551W WO 2015151442 A1 WO2015151442 A1 WO 2015151442A1
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node
processing
route
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NEC Corp
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    • H04L45/124—Shortest path evaluation using a combination of metrics
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    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/38—Flow based routing
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    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/64—Routing or path finding of packets in data switching networks using an overlay routing layer

Definitions

  • the present invention is based on the priority claim of Japanese Patent Application No. 2014-071268 filed on March 31, 2014, and the entire contents of the same application are incorporated herein by reference. It shall be.
  • the present invention relates to a route control technique in a communication network.
  • Non-Patent Document 1 In route control (routing) in a network, there is a general method in which each node selects the best route to reach the destination node by referring to the routing table.
  • OpenFlow open flow that realizes route control on a flow basis
  • Non-Patent Document 1 The basic idea of open flow technology is to separate the data plane and the control plane and make them independently deployable. This isolation configuration makes the switch an open platform that can be programmed from a closed system.
  • OpenFlow is a series of communications determined by a combination of identifiers such as physical port number (L1), MAC (Media Access Control) address (L2), IP address (L3) and port number (L4). It defines as "flow” and realizes routing control on a flow basis.
  • the open flow switch (OFS) functioning as a forwarding node operates according to the flow table, and the flow table is added or rewritten according to an instruction from the open flow controller (OFC).
  • the flow table includes, for each flow, a rule, statistical information, and an action that defines processing to be applied to a packet that matches the rule.
  • the load status of the server that processes the path-controlled packet is not taken into consideration. Therefore, for example, when the route to the server is high load and the server is low load, the route to the server is low load and the server can not appropriately handle the situation such as when the load is high. . In other words, it is not possible to solve the optimal route over the network resources of the route and the processing resources of the server.
  • an object of the present invention is to provide a communication system, a communication method and a control device capable of solving an optimal route in consideration of network resources and resources of packet processing nodes.
  • a communication system is a communication system that performs path control of a network, and includes a plurality of network nodes having a path control function, at least one processing node that processes incoming packets, and collected from the network node Using a network load information and the processing load information collected from the processing node to calculate an optimum route to the processing node, and setting a path to each network node.
  • the control device of the present invention is a control device that executes path control of a network, and includes network load information collected from a plurality of network nodes having a path control function and at least one processing node that processes incoming packets.
  • a communication method is a communication method for performing path control of a network, wherein the network includes a plurality of network nodes having a path control function, and at least one processing node for processing an incoming packet.
  • a route calculation unit calculates an optimal route to the processing node using the network load information collected from the network node and the processing load information collected from the processing node, and the route setting unit calculates each route according to the optimum route It is characterized in that the route setting to the network node is performed.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing more detailed configurations of the network node and the host control apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a flow chart showing the overall operation of the system according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic view showing an example of a network to which a communication system according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing the overall operation of the system according to this embodiment.
  • Embodiment> from the transmission source of the packet to the processing node, by acquiring the path load information for performing path control and the processing load information of the processing node that processes the packet arriving by the path control
  • route control that takes into consideration the resources of the network on the route of and the processing resources of the processing node in an integrated manner, and the utilization efficiency of the resources can be maximized.
  • the network 10 comprises a plurality of route control nodes N1 to N5 and a plurality of packet processing nodes 20a and 20b, and each node of the network 10 serves as the host controller 30.
  • the network configuration shown in FIG. 1 is an example for avoiding complication when describing the communication system according to one embodiment of the present invention.
  • the upper control apparatus 30 collects path load information from each of the path control nodes N1 to N5, and further collects packet processing load information from the packet processing nodes 20a and 20b.
  • the host control device 30 calculates the optimum route of the packet arriving at the packet processing node 20a or 20b using the route load information and the packet processing load information, and sets the optimum route for each of the route control nodes N1 to N5. . Therefore, packet routing control can be performed in consideration of not only the route load but also the processing load.
  • FIG. 1 A more detailed apparatus configuration is shown in FIG.
  • each path control node N (N1 to N5) is a node provided at each branch point of the network 10 and having a path control function, for communicating with other nodes in the network 10 and the upper control apparatus 30.
  • a communication unit 101, a route control unit 102, a route load measurement unit 103, and a route load storage unit 104 are included.
  • the communication unit 101 of each route control node N for example, always establishes a session with the host control device 30, and performs transmission of route load information related to routes and network loads and reception of route setting information.
  • the path control unit 102 executes path control in accordance with the path setting information from the host control device 30.
  • the path load measurement unit 103 measures the network bandwidth utilization rate of the network, and the network load such as packet delay or loss occurring in the network, and stores the network load in the path load storage unit 104.
  • the packet processing nodes 20a and 20b are processing devices that process packets that have arrived at their own node as a destination, and for example, are servers that return some service to an arriving packet.
  • the packet processing nodes 20 a and 20 b have a communication unit 201 for communicating with other nodes of the network 10 and the host control apparatus 30, a packet processing unit 202, a node load measurement unit 203 and a node storage unit 204.
  • the node load measurement unit 203 measures the node load such as the CPU utilization rate of the own node and the utilization rate of the network interface, and stores the node load in the node load storage unit 203.
  • the packet processing nodes 20a and 20b do not necessarily have to be physical devices, and may be servers configured of virtual machines (VMs).
  • VMs virtual machines
  • the upper control apparatus 30 is an upper apparatus for setting the route of each route control node N of the network 10, and a communication unit 301, a control unit 302, and the like for communicating with the route control node N and the packet processing nodes 20a and 20b of the network 10. It has a path calculation unit 303 and a load information storage unit 304.
  • the load information storage unit 304 stores the route load information collected from each of the route control nodes N1 to N5 and the packet processing load information collected from the packet processing nodes 20a and 20b, and uses the load information to calculate the route calculation unit 303. Calculates the optimal path of the packet arriving at the packet processing node 20a or 20b. Subsequently, the control unit 302 notifies each route control node N of the route setting information of the optimum route.
  • the route control node N, the packet processing nodes 20a and 20b, and the host control device 30 described above each have a storage device for storing the respective programs and a computer (CPU), and execute the programs on the computer. Can also be implemented.
  • the route load measurement unit 103 of each route control node N measures the above-mentioned network load and stores it in the route load storage unit 104, and the node load measurement unit 203 of the packet processing nodes 20a and 20b The node load is measured and stored in the node load storage unit 204 (Operation S401).
  • the network load information by each path control node N and the node load information by the packet processing nodes 20a and 20b may be periodically collected and stored, or may be collected and stored according to an instruction from the upper control apparatus 30. Good.
  • each route control node N transmits the route load information stored in the route load storage unit 104 to the host controller 30, and the packet processing nodes 20a and 20b transmit the node load information stored in the node load storage unit 204.
  • the host control device 30 (Operation S402).
  • the collection of load information by the host control device 30 may be triggered by the generation of a connection request packet, or may be periodically requested and collected to each node.
  • the host control device 30 calculates the optimum route to the packet processing node using the route load information and the node load information received from each route control node and packet processing node, and sets the route to each route control node according to the optimum route. Information is transmitted (operation S403). Each path control node having received the path setting information performs path control in accordance with the path setting information (Operation S404).
  • the packet processing node 20a and the packet processing node 20b are servers providing the same service, the processing load of the packet processing node 20a is high, and the processing load of the packet processing node 20b is low.
  • a connection request packet addressed to a packet processing node providing the service has arrived at the route control node N1.
  • the host control device 30 learns of the arrival of the connection request packet from the route control node N1, as described above, based on the route load information and the node load information collected from the network 10, the processing load is low from the route control node N1.
  • the optimum route to the packet processing node 20b is calculated, and the route setting is performed for each route control node.
  • the open flow controller 501 controls the open flow switches OFS1 to OFS8, and further has a path control function according to the present embodiment.
  • the path load information of the open flow switches OFS1 to OFS7 and the load information of the access gateways A1 and A2 are collected by the open flow controller 501.
  • An open flow secure channel can be used for information communication between each OFS and access gateway and the open flow controller 501, and protocols such as SNMP (Simple Network Management Protocol) and LLDP (Link Layer Discovery Protocol). Can also be used.
  • the OFS can normally operate as a layer 2 switch or OFS. That is, the OFS can implement the normal layer 2 switch in its own mechanism. Also, when operating as a normal layer 2 switch, the L2 address is used to switch received frames using the L2 address, and when operating as an OFS, path control information is obtained from the OFC in advance, and based on this. Operate.
  • the terminals A and B and the Internet 503 constitute a redundant system, and the path passing through the OFS 2 and OFS 3 between the open flow switches OFS 1 and OFS 7 and the OFS 4 and OFS 5 There is a path, and there is a path through the OFS 6, the access gateway A1 and the packet gateway P1 between the open flow switches OFS 3 and OFS 8, and a path through the OFS 7, the access gateway A2 and the packet gateway P2.
  • a route passing the OFS 2 and the access gateway A1 is a route 1
  • the terminal A is connected to the router 502 and the Internet 503 through the route 1.
  • the processing load of the access gateway A1 is high and the processing load of the access gateway A2 is low.
  • the base station BS2 transfers the attach service request to the OFS 1 (Operation S602).
  • the OFC 501 collects the network load from each OFS as described above, and collects the processing load from the packet processing nodes such as the access gateway and the mobility management node (MME) (Operation S603) .
  • the OFC 501 calculates the optimal route from the OFS 1 to the MME using the collected load information (Operation S604).
  • the route 2 is calculated as the optimum route so as to maximize the overall resource efficiency.
  • the OFC 501 performs path setting for the OFS 1, OFS 4, OFS 5 and OFS 7 so as to set the path 2 (operation S 605), whereby the OFS 1 transfers the attach service request to the MME through the path 2 (operation S 606).
  • the communication between the terminal B and the Internet 503 becomes possible (S607).
  • the OpenFlow switch OFS is a route control node
  • the access gateway is a packet processing node or server
  • the OpenFlow controller 501 is an upper controller 30
  • the present invention can be applied to path control of a network constructed by OpenFlow.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

【課題】ネットワークリソースとパケット処理ノードのリソースとを考慮して最適経路を解決できる通信システム、通信方法および制御装置を提供する。 【解決手段】経路制御機能を有する複数のネットワークノード（Ｎ１～Ｎ５）と、到着パケットの処理を行う少なくとも一つの処理ノード（２０ａ、２０ｂ）と、ネットワークノードから収集されたネットワーク負荷情報と処理ノードから収集された処理負荷情報とを用いて処理ノードまでの最適経路を計算し、各ネットワークノードに経路設定を行う上位制御装置（３０）と、を有する。

Description

通信システム、通信方法および制御装置
　本発明は、２０１４年３月３１日に出願された日本国特許出願：特願２０１４－０７１２６８号の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用を持って本書に組み込まれているものとする。
　本発明は通信ネットワークにおける経路制御技術に関する。
　ネットワークにおける経路制御（ルーティング）では、各ノードがルーティングテーブルを参照することで宛先ノードに到達する最も良い経路を選択する方法が一般的であるが、近年、フロー単位で経路制御を実現するオープンフロー(OpenFlow)技術も注目されている（非特許文献１）。オープンフロー技術の基本的アイデアはデータプレーンと制御プレーンとを分離し、それらを独立に展開可能にしたことにある。この分離構成によりスイッチは閉じたシステムからプログラム可能なオープンプラットフォームとなる。
　より詳しくは、オープンフローは、物理ポート番号（Ｌ１）、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス（Ｌ２）、ＩＰアドレス（Ｌ３）、ポート番号（Ｌ４）などの識別子の組み合わせによって決定される一連の通信を「フロー」として定義し、フロー単位での経路制御を実現する。転送ノードとして機能するオープンフロースイッチ（ＯＦＳ）はフローテーブルに従って動作し、フローテーブルはオープンフローコントローラ（ＯＦＣ）からの指示により追加され、あるいは書き換られる。フローテーブルには、フロー毎に、ルールと、統計情報と、ルールにマッチしたパケットに対して適用する処理を規定したアクションとが含まれる。
OpenFlow Specification Version 1.3.2 (Wire Protocol 0x04) April 25, 2013  <URL https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-specifications/openflow/openflow-spec-v1.3.2.pdf>
　しかしながら、上述した経路制御方法では、経路制御されたパケットを処理するサーバの負荷状況が考慮されていない。そのために、たとえばサーバまでの経路は高負荷でサーバが低負荷である場合、逆にサーバまでの経路が低負荷でサーバが高負荷の場合などの状況に適切に対応したルーティングを行うことができない。言い換えれば、経路のネットワークリソースとサーバの処理リソースとを俯瞰して最適経路を解決することができない。
　そこで、本発明の目的は、ネットワークリソースとパケット処理ノードのリソースとを考慮して最適経路を解決できる通信システム、通信方法および制御装置を提供することにある。
　本発明の通信システムは、ネットワークの経路制御を実行する通信システムであって、経路制御機能を有する複数のネットワークノードと、到着パケットの処理を行う少なくとも一つの処理ノードと、前記ネットワークノードから収集されたネットワーク負荷情報と前記処理ノードから収集された処理負荷情報とを用いて、前記処理ノードまでの最適経路を計算し、各ネットワークノードに経路設定を行う上位制御装置と、を有することを特徴とする。
　本発明の制御装置は、ネットワークの経路制御を実行する制御装置であって、経路制御機能を有する複数のネットワークノードから収集されたネットワーク負荷情報と、到着パケットの処理を行う少なくとも一つの処理ノードから収集された処理負荷情報とを格納する格納手段と、前記ネットワーク負荷情報と前記処理負荷情報とを用いて、前記処理ノードまでの最適経路を計算し、各ネットワークノードに経路設定を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
　本発明による通信方法は、ネットワークの経路制御を実行する通信方法であって、前記ネットワークが、経路制御機能を有する複数のネットワークノードと、到着パケットの処理を行う少なくとも一つの処理ノードと、を含み、経路計算手段が前記ネットワークノードから収集されたネットワーク負荷情報と前記処理ノードから収集された処理負荷情報とを用いて前記処理ノードまでの最適経路を計算し、経路設定手段が前記最適経路に従って各ネットワークノードに経路設定を行う、ことを特徴とする。
　本発明によれば、ネットワークリソースとパケット処理ノードのリソースとを考慮して最適経路を設定することができる。
図１は本発明の一実施形態による通信システムの一例を示す模式図である。 図２は本実施形態によるネットワークノードおよび上位制御装置のより詳細な構成を示すブロック図である。 図３は本実施形態によるシステムの全体的な動作を示すフローチャートである。 図４は本発明の一実施例による通信システムを適用したネットワークの一例をしめす模式図である。 図５は本実施例によるシステムの全体的な動作を示すシーケンス図である。
　＜実施形態の概要＞
　本発明の実施形態によれば、経路制御を行うための経路負荷情報と、経路制御によって到達するパケットを処理する処理ノードの処理負荷情報とを取得することで、パケットの送信元から処理ノードまでの経路上のネットワークのリソースと、当該処理ノードの処理リソースと、を統合的に考慮した経路制御が可能となり、リソースの利用効率を最大化することができる。以下、本発明の実施形態および実施例について図面を参照しながら説明する。
　１．一実施形態
　１．１）通信システム
　図１に示すように、ネットワーク１０が複数の経路制御ノードＮ１～Ｎ５および複数のパケット処理ノード２０ａおよび２０ｂからなり、ネットワーク１０の各ノードが上位制御装置３０に接続されている構成を一例として取り上げる。ただし、図１に示すネットワーク構成は、本発明の一実施形態による通信システムを説明する際の煩雑化を回避するための一例である。
　図１において、上位制御装置３０は、経路制御ノードＮ１～Ｎ５の各々から経路負荷情報を収集し、さらにパケット処理ノード２０ａおよび２０ｂからパケット処理負荷情報を収集する。上位制御装置３０は経路負荷情報およびパケット処理負荷情報を用いてパケット処理ノード２０ａあるいは２０ｂへ到達するパケットの最適経路を計算し、経路制御ノードＮ１～Ｎ５の各々に対して当該最適経路設定を行う。したがって、経路負荷だけでなく処理負荷をも考慮してパケットの経路制御を行うことができる。より詳細な装置構成を図２に示す。
　図２において、各経路制御ノードＮ（Ｎ１～Ｎ５）はネットワーク１０の各分岐点に設けられ、経路制御機能を有するノードであり、ネットワーク１０の他のノードおよび上位制御装置３０と通信するための通信部１０１、経路制御部１０２、経路負荷測定部１０３および経路負荷格納部１０４を有する。各経路制御ノードＮの通信部１０１は上位制御装置３０と、たとえば常時セッションを確立しており、経路およびネットワーク負荷に関する経路負荷情報の送信および経路設定情報の受信を行う。経路制御部１０２は、上位制御装置３０からの経路設定情報に従って経路制御を実行する。経路負荷測定部１０３は、ネットワークの帯域利用率、ネットワークで生じているパケット遅延あるいは損失などのネットワーク負荷を測定し、経路負荷格納部１０４に格納する。
　パケット処理ノード２０ａ、２０ｂは、自ノードを宛先として到着したパケットを処理する処理装置であり、たとえば到着パケットに対して何らかのサービスを返すサーバである。パケット処理ノード２０ａ、２０ｂは、ネットワーク１０の他のノードおよび上位制御装置３０と通信するための通信部２０１、パケット処理部２０２、ノード負荷測定部２０３およびノード格納部２０４を有する。ノード負荷測定部２０３は、自ノードのＣＰＵ利用率、ネットワークインターフェースの利用率などのノード負荷を測定し、ノード負荷格納部２０３に格納する。なお、パケット処理ノード２０ａ、２０ｂは、必ずしも物理的な装置である必要はなく、仮想マシン（ＶＭ）で構成されたサーバであってもよい。
　上位制御装置３０はネットワーク１０の各経路制御ノードＮの経路設定をする上位装置であり、ネットワーク１０の経路制御ノードＮおよびパケット処理ノード２０ａおよび２０ｂと通信するための通信部３０１、制御部３０２、経路計算部３０３および負荷情報格納部３０４を有する。負荷情報格納部３０４は、経路制御ノードＮ１～Ｎ５の各々から収集した経路負荷情報とパケット処理ノード２０ａおよび２０ｂから収集したパケット処理負荷情報とを格納し、この負荷情報を用いて経路計算部３０３はパケット処理ノード２０ａあるいは２０ｂへ到達するパケットの最適経路を計算する。続いて、制御部３０２は、最適経路の経路設定情報を各経路制御ノードＮへ通知する。
　なお、上述した経路制御ノードＮ、パケット処理ノード２０ａ、２０ｂおよび上位制御装置３０は、それぞれのプログラムを記憶する記憶装置とコンピュータ（ＣＰＵ）とを有し、プログラムをコンピュータ上で実行することにより上述した機能を実現することもできる。
　１．２）動作
　図３において、各経路制御ノードＮの経路負荷測定部１０３は上記ネットワーク負荷を測定して経路負荷格納部１０４に格納し、パケット処理ノード２０ａおよび２０ｂのノード負荷測定部２０３はノード負荷を測定してノード負荷格納部２０４に格納する（動作Ｓ４０１）。なお、各経路制御ノードＮによるネットワーク負荷情報およびパケット処理ノード２０ａおよび２０ｂによるノード負荷情報は、定期的に収集され格納されてもよいし、上位制御装置３０からの指示に従って収集され格納されてもよい。
　続いて、各経路制御ノードＮは、経路負荷格納部１０４に格納された経路負荷情報を上位制御装置３０へ送信し、パケット処理ノード２０ａおよび２０ｂはノード負荷格納部２０４に格納されたノード負荷情報を上位制御装置３０へ送信する（動作Ｓ４０２）。なお、上位制御装置３０による負荷情報の収集は、接続要求パケットの発生を契機にしてもよいし、定期的に各ノードへ要求して収集してもよい。
　上位制御装置３０は、各経路制御ノードおよびパケット処理ノードからそれぞれ受信した経路負荷情報およびノード負荷情報を用いて、パケット処理ノードまでの最適経路を計算し、最適経路に従って各経路制御ノードへ経路設定情報を送信する（動作Ｓ４０３）。経路設定情報を受信した各経路制御ノードは、経路設定情報に従って経路制御を行う（動作Ｓ４０４）。
　次に、図１に示すネットワーク１０を一例として、本実施形態の全体的な動作について説明する。ここでは、パケット処理ノード２０ａとパケット処理ノード２０ｂが同じサービスを提供するサーバであり、パケット処理ノード２０ａの処理負荷が高い状態、パケット処理ノード２０ｂの処理負荷が低い状態にあるものとする。この状況で当該サービスを提供するパケット処理ノードを宛先とする接続要求パケットが経路制御ノードＮ１に到着したものとする。上位制御装置３０は、経路制御ノードＮ１から接続要求パケットの到着を知ると、上述したようにネットワーク１０から収集された経路負荷情報およびノード負荷情報に基づいて、経路制御ノードＮ１から処理負荷の低いパケット処理ノード２０ｂまでの最適経路を計算し、各経路制御ノードに対して経路設定を行う。
　１．３）効果
　上述したように、本実施形態によれば、パケットの送信元から処理負荷に余裕のあるパケット処理ノードまでの経路を最適化することができ、ネットワークのリソースと当該パケット処理ノードの処理リソースとを統合的に考慮した経路制御が可能となる。
　２．一実施例
　以下、本発明の一実施例として、オープンフロー技術を用いたネットワークにおける通信システムについて説明する。
　２．１）ネットワーク構成
　図４において、オープンフローコントローラ５０１はオープンフロースイッチＯＦＳ１～ＯＦＳ８を制御し、さらに本実施例による経路制御機能を有するものとする。ただし、ここでは，一例として、オープンフロースイッチＯＦＳ１～ＯＦＳ７の経路負荷情報とアクセスゲートウェイＡ１およびＡ２の負荷情報とがオープンフローコントローラ５０１によって収集されるものとする。なお、各ＯＦＳおよびアクセスゲートウェイとオープンフローコントローラ５０１との間の情報通信にはオープンフローのセキュアチャネルを用いることができ、またＳＮＭＰ(Simple Network Management Protocol)、ＬＬＤＰ(Link Layer Discovery Protocol)等のプロトコルを用いることもできる。
　なお、ＯＦＳは、通常レイヤ２スイッチあるいはＯＦＳとして動作することができる。すなわち、ＯＦＳは自身の仕組みの中で通常レイヤ２スイッチを実現することができる。また、通常レイヤ２スイッチとして動作する場合はネットワークに配置されてＬ２アドレスを用いて受信したフレームのスイッチングを行い、ＯＦＳとして動作する場合は事前にＯＦＣから経路制御情報を取得し、これに基づいて動作する。
　また、図４に示すネットワークでは、端末Ａ、Ｂとインターネット５０３との間が冗長系を構成しており、オープンフロースイッチＯＦＳ１とＯＦＳ７との間にＯＦＳ２およびＯＦＳ３を通る経路とＯＦＳ４およびＯＦＳ５を通る経路とがあり、オープンフロースイッチＯＦＳ３とＯＦＳ８との間にＯＦＳ６、アクセスゲートウェイＡ１およびパケットゲートウェイＰ１を通る経路と、ＯＦＳ７、アクセスゲートウェイＡ２およびパケットゲートウェイＰ２を通る経路とがある。ここでは、ＯＦＳ２とアクセスゲートウェインＡ１とを通る経路を経路１とし、この経路１を通して端末Ａがルータ５０２およびインターネット５０３に接続しているものとする。また、アクセスゲートウェイＡ１の処理負荷が高く、アクセスゲートウェイＡ２の処理負荷が低いものとする。この状態で端末Ｂが接続要求を行った場合の動作について図５を参照しながら説明する。
　２．２）動作
　図５に示すように、端末Ｂが基地局ＢＳ２に対してアタッチサービス要求を送信すると（動作Ｓ６０１）、基地局ＢＳ２はアタッチサービス要求をＯＦＳ１へ転送する（動作Ｓ６０２）。ＯＦＳ１に新たな要求が到着したことで、ＯＦＣ５０１は上述したように各ＯＦＳからネットワーク負荷を収集し、アクセスゲートウェイ、移動管理ノード（ＭＭＥ）等のパケット処理ノードから処理負荷を収集する（動作Ｓ６０３）。収集された負荷情報を用いて、ＯＦＣ５０１はＯＦＳ１からＭＭＥまでの最適経路を計算する（動作Ｓ６０４）。ここでは、ネットワーク負荷とアクセスゲートウェイの処理負荷とを考慮して、図４に示すように、全体のリソース効率が最大となるように経路２が最適経路として算出されたものとする。
　ＯＦＣ５０１は、経路２を設定するようにＯＦＳ１、ＯＦＳ４、ＯＦＳ５およびＯＦＳ７に対して経路設定を行い（動作Ｓ６０５）、これによってＯＦＳ１はアタッチサービス要求を経路２を通してＭＭＥへ転送する（動作Ｓ６０６）。こうして、端末Ｂとインターネット５０３との間が通信可能状態となる（Ｓ６０７）。
　２．３）効果
　以上述べたように、本発明の実施例によれば、オープンフロースイッチＯＦＳを経路制御ノードとし、アクセスゲートウェイをパケット処理ノードあるいはサーバとし、オープンフローコントローラ５０１を上位制御装置３０とすることで、ＯＦＳの負荷状況とアクセスゲートウェイの処理負荷状況との両方を考慮した負荷分散を行うことができる。これにより負荷の低い経路およびサーバを優先的に割り当てることができ、個々のパケットの経路遅延および処理遅延を低減することが可能となる。
　本発明は、オープンフロー(OpenFlow)で構築されたネットワークの経路制御に適用することができる。
１０　ネットワーク
２０　パケット処理ノード
３０　上位制御装置
Ｎ１～Ｎ５　経路制御ノード

Claims (10)

  1. 　ネットワークの経路制御を実行する通信システムであって、
    　経路制御機能を有する複数のネットワークノードと、
    　到着パケットの処理を行う少なくとも一つの処理ノードと、
    　前記ネットワークノードから収集されたネットワーク負荷情報と前記処理ノードから収集された処理負荷情報とを用いて、前記処理ノードまでの最適経路を計算し、各ネットワークノードに経路設定を行う上位制御装置と、
    　を有することを特徴とする通信システム。
  2. 　前記ネットワークノードがネットワーク負荷情報を測定して保持し、前記処理ノードが処理負荷情報を測定して保持し、前記上位制御装置がそれぞれ保持されたネットワーク負荷情報および処理負荷情報を収集することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
  3. 　前記ネットワークノードがデータ転送を行うスイッチであり、前記上位制御装置が前記スイッチを経路制御するコントローラであることを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。
  4. 　ネットワークの経路制御を実行する制御装置であって、
    　経路制御機能を有する複数のネットワークノードから収集されたネットワーク負荷情報と、到着パケットの処理を行う少なくとも一つの処理ノードから収集された処理負荷情報とを格納する格納手段と、
    　前記ネットワーク負荷情報と前記処理負荷情報とを用いて、前記処理ノードまでの最適経路を計算し、各ネットワークノードに経路設定を行う制御手段と、
    　を有することを特徴とする制御装置。
  5. 　前記ネットワークノードがネットワーク負荷情報を測定して保持し、前記処理ノードが処理負荷情報を測定して保持し、それぞれ保持されたネットワーク負荷情報および処理負荷情報を収集して前記格納手段に格納することを特徴とする請求項４記載の制御装置。
  6. 　前記ネットワークノードがデータ転送を行うスイッチであり、前記制御手段が前記スイッチを経路制御するコントローラであることを特徴とする請求項４または５記載の制御装置。
  7. 　ネットワークの経路制御を実行する通信方法であって、
    　前記ネットワークが、経路制御機能を有する複数のネットワークノードと、到着パケットの処理を行う少なくとも一つの処理ノードと、を含み、
    　経路計算手段が前記ネットワークノードから収集されたネットワーク負荷情報と前記処理ノードから収集された処理負荷情報とを用いて前記処理ノードまでの最適経路を計算し、
    　経路設定手段が前記最適経路に従って各ネットワークノードに経路設定を行う、
    　ことを特徴とする通信方法。
  8. 　前記ネットワークノードがネットワーク負荷情報を測定して保持し、前記処理ノードが処理負荷情報を測定して保持し、前記上位制御装置がそれぞれ保持されたネットワーク負荷情報および処理負荷情報を収集することを特徴とする請求項７記載の通信方法。
  9. 　前記ネットワークノードがスイッチによりデータ転送を行い、前記上位制御装置が前記スイッチを経路制御することを特徴とする請求項７または８記載の通信方法。
  10. 　ネットワークの経路制御を実行する制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
    　経路制御機能を有する複数のネットワークノードから収集されたネットワーク負荷情報と、到着パケットの処理を行う少なくとも一つの処理ノードから収集された処理負荷情報とを格納手段に格納する機能と、
    　前記ネットワーク負荷情報と前記処理負荷情報とを用いて、前記処理ノードまでの最適経路を計算し、各ネットワークノードに経路設定を行う制御機能と、
    を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
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