JP6148641B2 - 端末収容ルーティング装置、端末収容ルーティング装置の動作方法および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、リアルタイムで網内の通信リソースの利用状況を把握しなくても、十分なルーティング品質を確保できる端末収容ルーティング装置、端末収容ルーティング装置の動作方法および通信システムに関するものである。

一般に通信は、発信者と着信者の間に通信経路を設定して実施される。この発信者と着信者間の通信経路候補は通常複数存在するが、実際に通信に使用する通信経路を選択するのがルーティングである。このルーティングは、発信者からの通信経路が設定された各ノードで利用可能な通信経路の中からより着信者に近いルーティング装置（ノード）に至る通信経路を選択・設定すること繰り返す遂次ルーティングと発信者と着信者間の複数の通信経路候補の中から実際に利用可能な通信経路を一つ選択して実際に通信可能なことを確認する一括ルーティングがある。このうち、遂次ルーティングの場合、各ノードで選択した経路上の次のノードは、より受信者に近いノードではあるが、この選択されたノードで選択候補となる次の経路候補の中に、実際に通信に利用可能な通信経路を見つけられず、呼損または再試行が必要となる。また、一括ルーティングの場合は、実際に利用可能な通信経路を探し出すので呼損または再試行が必要となる可能性は抑えられるが、実際に利用可能な通信経路を的確に探し出すためには、全ての通信経路候補上の通信リソースの利用可否情報を取得しておく必要があるため、このような情報取得のための設備に大きなコストを要した。

図５は、従来の逐次ルーティングの様子を示す図である。逐次ルーティングでは、最も優先度の高い通信リンクを選択する。図では、優先度に従いＡＦ、ＦＧ、ＧＨ、ＨＥが選択される。ＧＨが輻輳している場合、ＧＨ、ＨＥに代えて、ＧＤ、ＤＥが選択される。ＧＤも輻輳している場合、ＡＩ、ＩＪ、ＪＫ、ＫＥが選択される。Ｋが故障している場合、ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、ＤＥが選択される。

従来の遂次ルーティングでは、発信側ノードから遂次着信側ノードにより近いノードに至る通信経路を選択していくが、実際に途中段階で選択したノードは、より着信側ノードに近くなっていたとしても、着信側ノードに至る通信経路の利用可能性については保証されておらず、場合によるとすべての通信経路が使用中で利用可能な空き通信経路が無い場合もある。このように、ルーティングの途中ノードで、着信側に至る通信経路に空きが見つからないとしても、前の段階で別のノードを選択しておけば、着信側ノードまで到達可能な通信経路を見つけ出せた可能性がある。このため、このように途中段階で着信側に至る通信経路に空きが見つからない場合、別経路での通信可能性を無視してこの通信の要求を呼損とするか、別経路による可能性を検証するため再試行を行わなければならない。なお、一般には、再試行を行ったとしても的確に通信可能経路を見つけ出す保証がないことから、呼損とすることが多い。

一括ルーティングの一例であるNGN（Next Generation Network）では、通信の要求に対し、RACF（リソース＆アドミッション制御）を利用して発信側から着信側までの通信経路の関連通信リソースの利用状況を確認した上で、十分な通信品質の確保が可能な通信経路を使い通信を実施する。もし、十分な通信品質の確保が可能な通信経路がみつからない場合は、たとえ接続ができたとしても十分な通信品質が維持できないので、呼損とする。

このようにNGNの一括ルーティングは、ルーティングとしての品質は十分ともいえるが、網内の通信リソースの利用状況をリアルタイムで把握することが必要なため、一般には、コストがかさむという欠点がある。

特開２００８−０２２２４５号公報 特開２０１１−１７１９８０号公報

今まで述べてきた従来の遂次ルーティングは、ルーティング自体は簡単なロジックで、低コストで容易に実現できるが、実際に利用可能な通信経路があっても、時には呼損として扱われるなど、ルーティングの品質には多少の欠点があった。一方、NGNの一括ルーティングでは、RACFを利用することで、候補となる通信経路上の通信リソースの利用状況を確認して、通信品質の確保が可能なことを確認して接続するため、ルーティングの品質には特別の問題は生じないが、網内の通信リソースをリアルタイムで把握する必要があるためコストがかさむという問題点がある。

本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、リアルタイムで網内の通信リソースの利用状況を把握しなくても、十分なルーティング品質を確保できる端末収容ルーティング装置、端末収容ルーティング装置の動作方法および通信システムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、第１の本発明は、複数のルーティング装置が通信リンクにより網状に接続され、１以上の端末を収容するルーティング装置である端末収容ルーティング装置が前記複数のルーティング装置に２以上含まれる通信システムの端末収容ルーティング装置において、前記通信システムは、前記各通信リンクにつき当該通信リンクの通信容量である通信リンク容量に占める使用中の通信容量の率である通信リンク使用率を取得する監視サーバとともに用いられ、前記端末収容ルーティング装置は、前記通信リンクごとに当該通信リンクの通信リンク容量および通信リンク使用率が記憶される通信リンク情報を含む通信リンク情報記憶部と、前記監視サーバから前記各通信リンクの通信リンク使用率を逐次取得し、前記通信リンク情報記憶部の通信リンク情報内の通信リンク使用率を更新する通信リンク使用率更新部と、当該端末収容ルーティング装置に収容された端末から発信して当該端末と他の端末収容ルーティング装置に収容された端末との間で通信を行うのに際し、該端末収容ルーティング装置から当該他の端末収容ルーティング装置に達する複数の通信ルートの少なくともいずれかに含まれる通信リンクの通信リンク情報を前記通信リンク情報記憶部から読み出し、当該通信リンク情報内の通信リンク容量および通信リンク使用率を用いて、当該各通信ルートにつき、当該通信ルートで通信できる可能性を示す通信可能性値を算出する通信可能性値算出部と、前記複数の通信ルートから前記通信可能性値の最大値に対応する通信ルートを前記通信に用いる通信ルートとして選択する通信ルート選択部と を備えることを特徴とする。

第２の本発明は、複数のルーティング装置が通信リンクにより網状に接続され、１以上の端末を収容するルーティング装置である端末収容ルーティング装置が前記複数のルーティング装置に２以上含まれる通信システムの端末収容ルーティング装置の動作方法において、前記通信システムは、前記各通信リンクにつき当該通信リンクの通信容量である通信リンク容量に占める使用中の通信容量の率である通信リンク使用率を取得する監視サーバとともに用いられ、前記各端末収容ルーティング装置は、前記通信リンクごとに当該通信リンクの通信リンク容量および通信リンク使用率が記憶される通信リンク情報を含む通信リンク情報記憶部を備え、前記動作方法は、いずれかの前記端末収容ルーティング装置の通信リンク使用率更新部が、前記監視サーバから前記各通信リンクの通信リンク使用率を逐次取得し、前記通信リンク情報記憶部の通信リンク情報内の通信リンク使用率を更新し、当該端末収容ルーティング装置の通信可能性値算出部が、当該端末収容ルーティング装置に収容された端末から発信して当該端末と他の端末収容ルーティング装置に収容された端末との間で通信を行うのに際し、当該端末収容ルーティング装置から当該他の端末収容ルーティング装置に達する複数の通信ルートの少なくともいずれかに含まれる通信リンクの通信リンク情報を前記通信リンク情報記憶部から読み出し、当該通信リンク情報内の通信リンク容量および通信リンク使用率を用いて、当該各通信ルートにつき、当該通信ルートで通信できる可能性を示す通信可能性値を算出し、当該端末収容ルーティング装置の通信ルート選択部が、前記複数の通信ルートから前記通信可能性値の最大値に対応する通信ルートを前記通信に用いる通信ルートとして選択することを特徴とする。

第３の本発明は、複数のルーティング装置が通信リンクにより網状に接続され、１以上の端末を収容するルーティング装置である端末収容ルーティング装置が前記複数のルーティング装置に２以上含まれる通信システムにおいて、前記通信システムは、前記各通信リンクにつき当該通信リンクの通信容量である通信リンク容量に占める使用中の通信容量の率である通信リンク使用率を取得する監視サーバとともに用いられ、前記各端末収容ルーティング装置は、前記通信リンクごとに当該通信リンクの通信リンク容量および通信リンク使用率が記憶される通信リンク情報を含む通信リンク情報記憶部と、前記監視サーバから前記各通信リンクの通信リンク使用率を逐次取得し、前記通信リンク情報記憶部の通信リンク情報内の通信リンク使用率を更新する通信リンク使用率更新部と、当該端末収容ルーティング装置に収容された端末から発信して当該端末と他の端末収容ルーティング装置に収容された端末との間で通信を行うのに際し、当該端末収容ルーティング装置から当該他の端末収容ルーティング装置に達する複数の通信ルートの少なくともいずれかに含まれる通信リンクの通信リンク情報を前記通信リンク情報記憶部から読み出し、当該通信リンク情報内の通信リンク容量および通信リンク使用率を用いて、当該各通信ルートにつき、当該通信ルートで通信できる可能性を示す通信可能性値を算出する通信可能性値算出部と、前記複数の通信ルートから前記通信可能性値の最大値に対応する通信ルートを前記通信に用いる通信ルートとして選択する通信ルート選択部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、リアルタイムで網内の通信リソースの利用状況を把握しなくても、十分なルーティング品質を確保できる。

本実施の形態に係る通信システムの利用形態を示す図である。 ノードＳ（Ｒ）における通信ルート選択に関する機能を示すブロック図である。 通信リンク情報記憶部１１の構成の一例を示す図である。 通信可能性値記憶部１２の構成の一例を示す図である。 従来の逐次ルーティングの様子を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係る通信システムの利用形態を示す図である。

通信システムは、複数のルーティング装置（ノード）が通信リンクにより網状に接続され、１以上の端末を収容するルーティング装置である端末収容ルーティング装置が複数のルーティング装置に２以上含まれるものである。

図でノードＳは、複数の端末ＳＴを収容する端末収容ルーティング装置であり、ノードＲは、複数の端末ＲＴを収容する端末収容ルーティング装置である。ノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、ここでは、端末を収容しないノードとする。各ノードは、通信リンクＳＡ、ＡＢ、ＢＲ、ＳＣ、ＣＤ、ＤＲ、ＡＤ、ＢＣで接続される。なお、通信システムのノード数、通信リンク数、接続形態は図の例に限らない。

通信システムは、各通信リンクにつき当該通信リンクの通信容量である通信リンク容量に占める使用中の通信容量の率である通信リンク使用率を取得する監視サーバ１０とともに用いられる。監視サーバ１０は、ここでは、ノードＡ〜Ｄ、Ｒ、Ｓから全ての通信リンク使用率を取得することとする。

図２は、ノードＳにおける通信ルート選択に関する機能を示すブロック図である。図はノードＳのものであるが、ノードＲも同様の構成である。

ノードＳは、通信リンクごとに当該通信リンクの通信リンク容量および通信リンク使用率が記憶される通信リンク情報を含む通信リンク情報記憶部１１と、ノードＳに収容された端末ＳＴから発信して端末ＳＴと他の端末収容ルーティング装置であるノードＲに収容された端末ＲＴとの間での通信に用いることができる各通信ルートにつき、当該通信ルートで通信できる可能性を示す通信可能性値が記憶される通信可能性値記憶部１２と、監視サーバ１０から各通信リンクの通信リンク使用率を逐次取得し、通信リンク情報記憶部１１の通信リンク情報内の通信リンク使用率を更新する通信リンク使用率更新部１３と、端末ＳＴと端末ＲＴとの間で通信を行うのに際し、ノードＳからノードＲに達する複数の通信ルートの少なくともいずれかに含まれる通信リンクの通信リンク情報を通信リンク情報記憶部１１から読み出し、当該通信リンク情報内の通信リンク容量および通信リンク使用率を用いて、当該各通信ルートにつき、当該通信ルートで通信できる可能性を示す通信可能性値を算出する通信可能性値算出部１４と、複数の通信ルートから通信可能性値の最大値に対応する通信ルートを端末ＳＴ、ＲＴの通信に用いる通信ルートとして選択する通信ルート選択部１５とを備える。

図３は、通信リンク情報記憶部１１の構成の一例を示す図である。

通信リンク情報記憶部１１は、各通信リンクＳＡ、ＡＢ、ＢＲ、ＳＣ、ＣＤ、ＤＲ、ＡＤ、ＢＣにつき、通信リンクの通信リンク容量および通信リンク使用率が記憶される通信リンク情報を含む。

図４は、通信可能性値記憶部１２の構成の一例を示す図である。

通信可能性値記憶部１２は、ノードＳ、Ａ、Ｂ、Ｒをこの順で接続する通信ルートＳＡＢＲ、ノードＳ、Ａ、Ｄ、Ｒをこの順で接続する通信ルートＳＡＤＲ、ノードＳ、Ｃ、Ｄ、Ｒをこの順で接続する通信ルートＳＣＤＲ、ノードＳ、Ｃ、Ｂ、Ｒをこの順で接続する通信ルートＳＣＢＲのそれぞれについて算出された通信可能性値が書き込まれる。

（ノードＳの動作）
図２に戻り、ノードＳの動作について説明する。

通信リンク使用率更新部１３は、監視サーバ１０から各通信リンクＳＡ、ＡＢ、ＢＲ、ＳＣ、ＣＤ、ＤＲ、ＡＤ、ＢＣの通信リンク使用率を逐次取得し、通信リンク情報記憶部１１の通信リンク情報内の通信リンク使用率を更新する。例えば、通信リンク使用率更新部１３は、更新を予め設定された時間間隔ごとに実行する。

例えば、ある端末ＳＴから１つの端末ＲＴへの通信要求があったこととする。

通信可能性値算出部１４は、この通信要求を契機に、通信ルートＳＡＢＲ、ＳＡＤＲ、ＳＣＤＲ、ＳＣＢＲの少なくともいずれかに含まれる通信リンクの通信リンク情報（図３に示す全通信リンク情報）を通信リンク情報記憶部１１から読み出す。

次に、通信可能性値算出部１４は、通信リンク情報内の通信リンク容量および通信リンク使用率を用いて、各通信ルートＳＡＢＲ、ＳＡＤＲ、ＳＣＤＲ、ＳＣＢＲにつき、通信可能性値を算出し、通信可能性値記憶部１２に書き込む。

通信可能性値は、次式により算出される。

ただし、Ｕｉ、Ｐｉはそれぞれ該当の通信ルートに含まれる任意の通信リンクｉの通信リンク使用率、通信リンク容量、Ｌは通信リンクｉでの通信可能性を示すリンク通信可能性値、Ｍは該当の通信ルートの通信可能性値であり、Ｍは全てのＬｉの積である。

例えば、通信ルートＳＡＢＲの通信可能性値Ｍは、次式のように算出される。

ただし、Ｕ（ＳＡ）、Ｐ（ＳＡ）は、通信リンクＳＡの通信リンク使用率、通信リンク容量である。Ｕ（ＡＢ）、Ｐ（ＡＢ）は、通信リンクＡＢの通信リンク使用率、通信リンク容量である。Ｕ（ＢＲ）、Ｐ（ＢＲ）は、通信リンクＢＲの通信リンク使用率、通信リンク容量である。Ｕ（ＳＡ）、Ｐ（ＳＡ）は、通信リンクＳＡの通信リンク使用率、通信リンク容量である。また、他の通信ルートＳＡＤＲ、ＳＣＤＲ、ＳＣＢＲの通信可能性値も同様に算出される。

なお、通信リンクの通信可能性値（リンク通信可能性値）、通信ルートの通信可能性値は、別の方法で算出してもよい。

図３の例によれば、各通信ルートＳＡＢＲ、ＳＡＤＲ、ＳＣＤＲ、ＳＣＢＲの通信可能性値は、それぞれ、２３８７２８、３３４２１９、２５５７８０、１６４８３６となる（図４）。

通信ルート選択部１５は、通信可能性値記憶部１２を参照し、この例の場合、通信可能性値の最大値「３３４２１９」に対応する通信ルートＳＣＤＲを、先に受信した通信要求により行う端末ＳＴ、ＲＴの通信に用いる通信ルートとして選択する。この通信ルートを使用すれば、通信可能性値は最大なので、十分なルーティング品質を確保できる。

したがって、本実施の形態によれば、監視サーバ１０から通信リンク使用率を逐次取得し、通信リンク使用率を用いて通信可能性値を算出し、通信可能性値の最大値に対応する通信ルートを選択するので、リアルタイムで網内の通信リソースの利用状況を把握しなくても、十分なルーティング品質を確保できる。

なお、本実施の形態に係るルートＳ、Ｒ（端末収容ルーチング装置）としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録でき、また、インターネットなどの通信網を介して伝送させて、広く流通させることができる。

１０…監視サーバ
１１…通信リンク情報記憶部
１２…通信可能性値記憶部
１３…通信リンク使用率更新部
１４…通信可能性値算出部
１５…通信ルート選択部
Ｓ、Ｒ…端末収容ルーティング装置

Claims (5)

1. 複数のルーティング装置が通信リンクにより網状に接続され、１以上の端末を収容するルーティング装置である端末収容ルーティング装置が前記複数のルーティング装置に２以上含まれる通信システムの端末収容ルーティング装置において、
   前記通信システムは、前記各通信リンクにつき当該通信リンクの通信容量である通信リンク容量に占める使用中の通信容量の率である通信リンク使用率を取得する監視サーバとともに用いられ、
   前記端末収容ルーティング装置は、
   前記通信リンクごとに当該通信リンクの通信リンク容量および通信リンク使用率が記憶される通信リンク情報を含む通信リンク情報記憶部と、
   前記監視サーバから前記各通信リンクの通信リンク使用率を逐次取得し、前記通信リンク情報記憶部の通信リンク情報内の通信リンク使用率を更新する通信リンク使用率更新部と、
   当該端末収容ルーティング装置に収容された端末から発信して当該端末と他の端末収容ルーティング装置に収容された端末との間で通信を行うのに際し、当該端末収容ルーティング装置から当該他の端末収容ルーティング装置に達する複数の通信ルートの少なくともいずれかに含まれる通信リンクの通信リンク情報を前記通信リンク情報記憶部から読み出し、当該通信リンク情報内の通信リンク容量および通信リンク使用率を用いて、当該各通信ルートにつき、当該通信ルートで通信できる可能性を示す通信可能性値を算出する通信可能性値算出部と、
   前記複数の通信ルートから前記通信可能性値の最大値に対応する通信ルートを前記通信に用いる通信ルートとして選択する通信ルート選択部と
   を備えることを特徴とする端末収容ルーティング装置。
2. 前記通信可能性値は、
   

   

   ただし、Ｕｉ、Ｐｉはそれぞれ該当の通信ルートに含まれる任意の通信リンクｉの通信リンク使用率、通信リンク容量、Ｌは通信リンクｉでの通信可能性を示すリンク通信可能性値、Ｍは該当の通信ルートの通信可能性値であり、Ｍは全てのＬｉの積
   により算出される
   ことを特徴とする請求項１記載の端末収容ルーティング装置。
3. 複数のルーティング装置が通信リンクにより網状に接続され、１以上の端末を収容するルーティング装置である端末収容ルーティング装置が前記複数のルーティング装置に２以上含まれる通信システムの端末収容ルーティング装置の動作方法において、
   前記通信システムは、前記各通信リンクにつき当該通信リンクの通信容量である通信リンク容量に占める使用中の通信容量の率である通信リンク使用率を取得する監視サーバとともに用いられ、
   前記各端末収容ルーティング装置は、
   前記通信リンクごとに当該通信リンクの通信リンク容量および通信リンク使用率が記憶される通信リンク情報を含む通信リンク情報記憶部を備え、
   前記動作方法は、
   いずれかの前記端末収容ルーティング装置の通信リンク使用率更新部が、前記監視サーバから前記各通信リンクの通信リンク使用率を逐次取得し、前記通信リンク情報記憶部の通信リンク情報内の通信リンク使用率を更新し、
   当該端末収容ルーティング装置の通信可能性値算出部が、当該端末収容ルーティング装置に収容された端末から発信して当該端末と他の端末収容ルーティング装置に収容された端末との間で通信を行うのに際し、当該端末収容ルーティング装置から当該他の端末収容ルーティング装置に達する複数の通信ルートの少なくともいずれかに含まれる通信リンクの通信リンク情報を前記通信リンク情報記憶部から読み出し、当該通信リンク情報内の通信リンク容量および通信リンク使用率を用いて、当該各通信ルートにつき、当該通信ルートで通信できる可能性を示す通信可能性値を算出し、
   当該端末収容ルーティング装置の通信ルート選択部が、前記複数の通信ルートから前記通信可能性値の最大値に対応する通信ルートを前記通信に用いる通信ルートとして選択する
   ことを特徴とする端末収容ルーティング装置の動作方法。
4. 複数のルーティング装置が通信リンクにより網状に接続され、１以上の端末を収容するルーティング装置である端末収容ルーティング装置が前記複数のルーティング装置に２以上含まれる通信システムにおいて、
   前記通信システムは、前記各通信リンクにつき当該通信リンクの通信容量である通信リンク容量に占める使用中の通信容量の率である通信リンク使用率を取得する監視サーバとともに用いられ、
   前記各端末収容ルーティング装置は、
   前記通信リンクごとに当該通信リンクの通信リンク容量および通信リンク使用率が記憶される通信リンク情報を含む通信リンク情報記憶部と、
   前記監視サーバから前記各通信リンクの通信リンク使用率を逐次取得し、前記通信リンク情報記憶部の通信リンク情報内の通信リンク使用率を更新する通信リンク使用率更新部と、
   当該端末収容ルーティング装置に収容された端末から発信して当該端末と他の端末収容ルーティング装置に収容された端末との間で通信を行うのに際し、当該端末収容ルーティング装置から当該他の端末収容ルーティング装置に達する複数の通信ルートの少なくともいずれかに含まれる通信リンクの通信リンク情報を前記通信リンク情報記憶部から読み出し、当該通信リンク情報内の通信リンク容量および通信リンク使用率を用いて、当該各通信ルートにつき、当該通信ルートで通信できる可能性を示す通信可能性値を算出する通信可能性値算出部と、
   前記複数の通信ルートから前記通信可能性値の最大値に対応する通信ルートを前記通信に用いる通信ルートとして選択する通信ルート選択部と
   を備えることを特徴とする通信システム。
5. 請求項１または２記載の端末収容ルーティング装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
   

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