JP5757540B2 - 通信システム、ネットワーク制御装置およびそのプログラム、並びに通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークにおける帯域制御技術に関するものである。

イーサネット（登録商標）を広域の通信ネットワークのインフラとして利用し、そのインフラ上でネットワークを論理的に分離し、当該論理的に分離されたネットワークであるＶＬＡＮを利用者（ユーザ）各々に割当てて、ネットワーク設備を複数のユーザにて共用（共同利用）する技術が普及している。さらに、通信帯域を有効に活用するため、ユーザ毎に通信帯域を個別に割当てるのではなく、各ユーザに通信帯域の一部を優先的に割当てるものの、一定以上の通信帯域もしくは利用されずに空いている通信帯域を複数のユーザにて共用する技術が実現されている（非特許文献１，２参照）。

物理的な通信ネットワーク（インフラ）としてイーサネット（登録商標）を構築し運用する通信事業者（一次事業者）から、そのインフラ上で提供される論理的な通信ネットワークであるＶＬＡＮを複数利用し、その複数のＶＬＡＮを用いてユーザにサービスを提供する通信事業者（二次事業者）が登場しつつある。

前述した従来の技術を用いて通信帯域を有効利用する場合、通信帯域を共用できるＶＬＡＮのグループ、即ち各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能な複数のＶＬＡＮを含み、当該一定の通信帯域を超えて割当てられた所定の通信帯域を前記複数のＶＬＡＮ間で共用可能なグループは、１つの物理的な通信ネットワーク（インフラ）に対して１つしか設定できず、１つのインフラ上で複数のグループに対し、グループ毎に通信帯域を分けた帯域制御が出来ない。

つまり、１つの物理的な通信ネットワーク（インフラ）上では、二次事業者ごとに通信帯域を確保し、且つ二次事業者が有する複数のＶＬＡＮ間は通信帯域を共用しつつＶＬＡＮ毎に優先制御を実施することが出来なかった。

図１に、従来技術により複数のＶＬＡＮの通信帯域を制御した場合の模式図を示す。ここでは図示しない通信回線とともに物理的な通信ネットワークを構成する２台のＬ２ＳＷ（ネットワーク装置）１，２を介して４つのＶＬＡＮ＃１〜＃４が当該物理的な通信ネットワークに収容され、各ＶＬＡＮ＃１〜＃４は、ネットワークを管理する機能を有するＯｐＳ（オペレーションシステム：ネットワーク制御装置）３によってＬ２ＳＷ１，２にそれぞれ設定された帯域制御機能４，５により、予め各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能に帯域制御されるとともに当該一定の通信帯域を超えて予め割当てられた所定の通信帯域を共用可能に帯域制御される。

この場合、４つのＶＬＡＮ＃１〜＃４を複数のグループに分割、即ちＶＬＡＮ＃１，＃２をグループＡ、ＶＬＡＮ＃３，＃４をグループＢに分割したとしても、例えばグループＢのＶＬＡＮ＃３や＃４のトラヒック（フレーム）の増加によって、ＶＬＡＮ＃１〜＃４全体のトラヒックが、ＶＬＡＮ＃１〜＃４毎の一定の通信帯域と所定の通信帯域との合計を超えると、グループＡ内のＶＬＡＮ＃１のトラヒックが廃棄される事態が発生することがある。

本発明では、前記課題を解決するため、
各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能な複数のＶＬＡＮを含み、当該一定の通信帯域を超えて割当てられた所定の通信帯域を前記複数のＶＬＡＮ間で共用可能なグループを、物理的な通信ネットワーク上に構築する通信システムであって、
複数のＶＬＡＮを収容した１つの物理的な通信ネットワークを構成するネットワーク装置と、当該ネットワーク装置を制御するネットワーク制御装置とからなり、
前記ネットワーク制御装置は、
前記複数のＶＬＡＮに対し、予め各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能に帯域制御するとともに当該一定の通信帯域を超えて予め割当てられた所定の通信帯域を共用可能に帯域制御することで１つの物理的な通信ネットワーク上に前記グループを構築可能な帯域制御機能を前記ネットワーク装置上に２つ以上設定可能な帯域制御機能設定手段を備えた通信システムを提案する。

また、本発明では、前記課題を解決するため、
複数のＶＬＡＮを収容した１つの物理的な通信ネットワークを構成するネットワーク装置を制御することにより、各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能な複数のＶＬＡＮを含み、当該一定の通信帯域を超えて割当てられた所定の通信帯域を前記複数のＶＬＡＮ間で共用可能なグループを、物理的な通信ネットワーク上に構築するネットワーク制御装置であって、
前記複数のＶＬＡＮに対し、予め各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能に帯域制御するとともに当該一定の通信帯域を超えて予め割当てられた所定の通信帯域を共用可能に帯域制御することで１つの物理的な通信ネットワーク上に前記グループを構築可能な帯域制御機能を前記ネットワーク装置上に２つ以上設定可能な帯域制御機能設定手段を備えたネットワーク制御装置を提案する。

ここで、前記帯域制御機能設定手段としては、
ユーザもしくは二次事業者からの通信制御に関するオーダ情報とともに、当該オーダ情報に従う通信制御を実現するための各ネットワーク装置に対するコマンド情報を格納するデータベースと、
運用者より投入された前記オーダ情報を受け付け、データベースに格納するオーダ受付部と、
データベースから前記オーダ情報を読み出し、当該オーダ情報で指定された区間の各ネットワーク装置およびそれらの間の通信回線について、同じく指定された通信制御を実現するための各ネットワーク装置に対するコマンド情報を設計し、データベースに格納するネットワーク情報設計部と、
データベースから前記各ネットワーク装置に対するコマンド情報を読み出し、各ネットワーク装置に設定するネットワーク情報設定部とを含むものを提案する。

また、本発明では、前記課題を解決するため、
各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能な複数のＶＬＡＮを含み、当該一定の通信帯域を超えて割当てられた所定の通信帯域を前記複数のＶＬＡＮ間で共用可能なグループを、物理的な通信ネットワーク上に構築する通信方法であって、
複数のＶＬＡＮを収容した１つの物理的な通信ネットワークを構成するネットワーク装置と、当該ネットワーク装置を制御するネットワーク制御装置とを用い、
前記ネットワーク制御装置が、
運用者より投入されたユーザもしくは二次事業者からの通信制御に関するオーダ情報を受け付け、データベースに格納するオーダ受付工程と、
データベースから前記オーダ情報を読み出し、当該オーダ情報で指定された区間の各ネットワーク装置およびそれらの間の通信回線について、同じく指定された通信制御を実現するための各ネットワーク装置に対するコマンド情報を設計し、データベースに格納するネットワーク情報設計工程と、
データベースから前記各ネットワーク装置に対するコマンド情報を読み出し、各ネットワーク装置に設定するネットワーク情報設定工程とを含む通信方法を提案する。

なお、前述した「（複数のＶＬＡＮに）各々優先的に割当てられた一定の通信帯域」とは、各ＶＬＡＮにおいて同一の場合のみに限られず、ＶＬＡＮ毎に異なる場合も含まれるものとする。同様に、「（グループ単位に）前記一定の通信帯域を超えて割当てられた所定の通信帯域」とは、各グループにおいて同一の場合のみに限られず、グループ毎に異なる場合も含まれるものとする。

本発明によれば、各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能な複数のＶＬＡＮを含み、当該一定の通信帯域を超えて割当てられた通信帯域を前記複数のＶＬＡＮ間で共用可能なグループを、１つの物理的な通信ネットワーク上に２以上構築することが可能となる。従って、二次事業者はこのグループを単位として一次事業者からＶＬＡＮの提供を受ければ、ユーザに各々一定の通信帯域を確保しつつ当該一定の通信帯域を超える部分については他のユーザのトラヒックの影響を受けることなく共用可能な複数のＶＬＡＮ（で構成されたネットワーク）を販売できるようになる。

従来技術により複数のＶＬＡＮの通信帯域を制御した場合の模式図 本発明により複数のＶＬＡＮの通信帯域を制御した場合の模式図 本発明のネットワーク制御装置を含む通信システムの実施の形態の一例を示す構成図

上述した従来のＯｐＳでは、複数のＶＬＡＮを収容するネットワーク装置であるＬ２ＳＷに対し、ＶＬＡＮ毎に通信帯域を制御する機能とは別に複数のＶＬＡＮをグループ化し、そのグループに対して通信帯域を制御する機能を１つしか設定できなかった。そのため、１台のＬ２ＳＷにて通信帯域を共用できるＶＬＡＮのグループは１つに限られ、ひいては複数台のＬ２ＳＷで構成される物理的な通信ネットワークにおいても通信帯域を共用できるグループは１つとなっていた。

本発明では、ネットワークを管理する機能を有するネットワーク制御装置であるＯｐＳ（オペレーションシステム）を用い、通信帯域を共用するＶＬＡＮのグループを複数設計し、グループの数に応じた通信帯域の制御機能をＬ２ＳＷに対して設定することを特徴とする。

また、通信帯域をＶＬＡＮ単位に制御するだけではなく、グループ毎に通信帯域を独立して確保する制御や、グループ間で通信帯域を共用する制御をともに可能とすることを特徴とする。

なお、本発明では、Ｌ２ＳＷについては、従来技術を適用するものとする。

図２に、本発明により複数のＶＬＡＮの通信帯域を制御した場合の模式図を示す。ここでは従来技術の場合と同様、図示しない通信回線とともに物理的な通信ネットワークを構成する２台のＬ２ＳＷ１，２を介して４つのＶＬＡＮ＃１〜＃４が当該物理的な通信ネットワークに収容されているが、各ＶＬＡＮ＃１〜＃４のうち、ＶＬＡＮ＃１，＃２はＯｐＳ３０によってＬ２ＳＷ１，２にそれぞれ設定された帯域制御機能４ａ，５ａにより、予め各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能に帯域制御されるとともに当該一定の通信帯域を超えて予め割当てられた所定の通信帯域を共用可能に帯域制御され、また、ＶＬＡＮ＃３，＃４はＯｐＳ３０によってＬ２ＳＷ１，２にそれぞれ設定された帯域制御機能４ｂ，５ｂにより、予め各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能に帯域制御されるとともに当該一定の通信帯域を超えて予め割当てられた所定の通信帯域を共用可能に帯域制御される。

この場合、ＶＬＡＮ＃１，＃２を含むグループをＡ、ＶＬＡＮ＃３，＃４を含むグループをＢとすると、例えばグループＢのＶＬＡＮ＃３や＃４のトラヒックの増加によってＶＬＡＮ＃３，＃４全体のトラヒックが、ＶＬＡＮ＃３，＃４毎の一定の通信帯域と所定の通信帯域との合計を超えた場合、廃棄されるのは当該グループＢ内のＶＬＡＮ＃３または＃４（図２では＃３）のトラヒックであり、グループＡのＶＬＡＮ＃１や＃２のトラヒックが廃棄されることはない。

同様に、グループＡのＶＬＡＮ＃１や＃２のトラヒックが増加し、ＶＬＡＮ＃１，＃２全体のトラヒックが、ＶＬＡＮ＃１，＃２毎の一定の通信帯域と所定の通信帯域との合計を超えた場合には、当該グループＡ内のＶＬＡＮ＃１または＃２（図２では＃１）のトラヒックが廃棄され、グループＢのＶＬＡＮ＃３や＃４のトラヒックが廃棄されることはない。

図３は本発明のネットワーク制御装置を含む通信システムの実施の形態の一例を示すもので、本発明のネットワーク制御装置、ここではＯｐＳ３０はデータベース３１と、オーダ受付部３２と、ネットワーク情報設計部３３と、ネットワーク情報設定部３４と含み、通信回線とともに物理的な（管理対象）通信ネットワークを構成するネットワーク装置、ここではＬ２ＳＷ６と（図中、破線で示す）設定用通信回線を介して通信可能に接続され、通信システムを構成している。

データベース３１は、ユーザまたは二次事業者からの通信制御に関するオーダ情報、即ち複数のＶＬＡＮを作成する区間、各ＶＬＡＮに対して優先的に確保したい帯域（一定の通信帯域）の大きさ、区間上で共用したい帯域（所定の通信帯域）の大きさに関する情報とともに、当該オーダ情報に従う通信制御を実現するための各Ｌ２ＳＷ６に対するコマンド情報を記憶（格納）する。オーダ受付部３２は、例えばクライアント端末７を介して、運用者（一次事業者）より投入された前記オーダ情報を受け付け、データベース３１に格納する。

ネットワーク情報設計部３３は、データベース３１から前記オーダ情報を読み出し、当該オーダ情報で指定された区間の各Ｌ２ＳＷ６およびそれらの間の通信回線について、同じく指定された通信制御を実現するための各Ｌ２ＳＷ６に対するコマンド情報を自動的または運用者からの指示や入力に従って設計し、データベース３１に格納する。ネットワーク情報設定部３４は、データベース３１から前記各Ｌ２ＳＷ６に対するコマンド情報を読み出し、各Ｌ２ＳＷ６に設定する。

前記構成において、運用者（一次事業者）がクライアント端末７より、ユーザまたは二次事業者からの通信制御に関するオーダ情報をＯｐＳ３０へ投入すると、オーダ受付部３２は当該オーダ情報をデータベース３１に格納するとともに、オーダ情報の受付をネットワーク情報設計部３３へ通知する。

前記通知を受けたネットワーク情報設計部３３では、データベース３１に格納された前記オーダ情報を読み出し、当該オーダ情報で指定された区間の各Ｌ２ＳＷ６およびそれらの間の通信回線について、同じく指定された通信制御を実現するための各Ｌ２ＳＷ６に対するコマンド情報を生成（設計）し、データベース３１に格納するとともに、コマンド情報の生成をネットワーク情報設定部３４へ通知する。

前記通知を受けたネットワーク情報設定部３４では、データベース３１に格納された前記各Ｌ２ＳＷ６に対するコマンド情報を読み出し、各Ｌ２ＳＷ６に設定する。

これにより、複数のＶＬＡＮに対し、予め各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能に帯域制御するとともに当該一定の通信帯域を超えて予め割当てられた所定の通信帯域を共用可能に帯域制御する帯域制御機能を前記Ｌ２ＳＷ６上に２つ以上設定可能となり、１つの物理的な通信ネットワーク上に、各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能な複数のＶＬＡＮを含み、当該一定の通信帯域を超えて割当てられた所定の通信帯域を前記複数のＶＬＡＮ間で共用可能なグループを２以上構築することができる。

なお、前述したデータベース３１、オーダ受付部３２、ネットワーク情報設計部３３およびネットワーク情報設定部３４により、請求項でいう「複数のＶＬＡＮに対し、予め各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能に帯域制御するとともに当該一定の通信帯域を超えて予め割当てられた所定の通信帯域を共用可能に帯域制御することで１つの物理的な通信ネットワーク上に前記グループを構築可能な帯域制御機能を前記ネットワーク装置上に２つ以上設定可能な帯域制御機能設定手段」が実現される。

なお、本発明は、周知のコンピュータに媒体もしくは通信回線を介して、図３の構成図に示された機能を実現するプログラムをインストールすることによっても実現可能である。

［適用例１］
ネットワーク事業者が、ユーザに２以上の拠点をつなぐネットワークサービス、例えばＩＰ電話サービスやファイル共有サービスを提供するに当たって、あるＶＬＡＮではＩＰ電話サービスを、別のＶＬＡＮではファイル共有サービスを提供する等、複数のＶＬＡＮを使い分けて提供し、さらにこのようなサービスを複数のユーザに対して提供している。本発明を用いて広域に物理的なネットワークを構築することで、あるユーザのＩＰ電話サービスの通信量が少ない時は、当該ＩＰ電話サービスに優先的に確保されている通信帯域をそのユーザのファイル共有サービスで使うことを可能にする。従来技術では、物理的なネットワークを共有する全てのＶＬＡＮ、即ち全てのユーザで帯域を共有するため、ユーザ毎に利用可能な通信帯域を把握することが困難であるが、本発明を用いることで、ユーザ毎に利用する複数のＶＬＡＮを１つのグループとして通信帯域を制御することが可能になる。具体的には、ユーザごとの複数のＶＬＡＮをまとめて１つのグループに含まれるように設計し、ネットワークを構成するネットワーク装置に設定することで、ユーザ毎に複数のＶＬＡＮ間で通信帯域を共用しつつ、ＶＬＡＮ毎の優先制御を可能にする。

［適用例２］
複数の一次事業者が、従来技術を用いて通信帯域を複数のＶＬＡＮで共用しつつＶＬＡＮ毎の優先制御を実現するネットワークを構築している。複数の一次事業者同士が物理的な通信ネットワークを相互接続する場合、従来技術では、一次事業者ごとに通信帯域を分けることが出来ず、相互接続する一次通信事業者間で通信帯域を共用することになる。その場合は、ある一次事業者のユーザの通信量が多いと、別の一次通信事業者と共用する通信帯域まで利用してしまうが、本発明を用いたインフラであれば、相互接続する一次事業者間で利用可能な通信帯域を分けることが出来るため、ユーザの通信量によらず相互接続する事業者ごとに割当てた通信帯域を確保できる。

［適用例３］
一次事業者が複数の拠点間がつながるインフラを本発明を用いて構築し、二次事業者に対して、複数のＶＬＡＮを含む１つあるいは２つ以上のグループを割当てる。二次事業者は、ユーザに対し、一次事業者から割当られたグループ内のＶＬＡＮおよび通信帯域の範囲内で、ユーザ毎に閉域、且つユーザ間で通信帯域を共用できるネットワークを販売することが可能になる。

一次事業者は、Ｌ２ネットワークのインフラを複数の二次事業者に提供でき、効率的にインフラを活用できる。二次事業者は、物理的なインフラを構築することなく、安価に複数の拠点間をつなぐネットワーク（ＶＬＡＮ）をユーザに提供できるようになる。

［適用例４］
一次事業者は、従来より管理しているＬ２ＳＷ間のＶＬＡＮ毎の帯域やリング毎の通信帯域の制御に加え、グループ毎の通信帯域を制御することが可能になる。ＯｐＳは、ユーザフレームの優先／非優先の通信量や廃棄量をグループ毎に取得し、グループに収容されたユーザの利用状況に応じて、グループ毎の通信帯域の設定値を変更する。

ＯｐＳにてグループ毎の通信帯域を自動的に変更することで、ネットワークの運用作業を効率化できる。

１，２，６：Ｌ２ＳＷ（ネットワーク装置）、３，３０：ＯｐＳ（ネットワーク制御装置）、４，５，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ：帯域制御機能、７：クライアント端末、３１：データベース、３２：オーダ受付部、３３：ネットワーク情報設計部、３４：ネットワーク情報設定部。

ビジネスコミュニケーション、Ｖｏｌ．４７、Ｎｏ．８、株式会社ビジネスコミュニケーション社、２０１０年８月発行、１４〜１５頁（特集 次世代の確かな通信基盤と豊かなコミュニケーション環境の創造を目指す ＮＴＴアクセスサービスシステム研究所の取り組み「高信頼性と保守運用の向上を実現するキャリアグレードのイーサネット技術」） 広域イーサネット技術概論、株式会社コロナ社、社団法人電子情報通信学会、阿留多伎明良 編著、平成１７年６月１日発行、６５〜７７頁（第６章 広域イーサネットＱｏＳ基礎技術）

Claims (6)

1. 各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能な複数のＶＬＡＮを含み、当該一定の通信帯域を超えて割当てられた所定の通信帯域を前記複数のＶＬＡＮ間で共用可能なグループを、物理的な通信ネットワーク上に構築する通信システムであって、
   複数のＶＬＡＮを収容した１つの物理的な通信ネットワークを構成するネットワーク装置と、当該ネットワーク装置を制御するネットワーク制御装置とからなり、
   前記ネットワーク制御装置は、
   前記複数のＶＬＡＮに対し、予め各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能に帯域制御するとともに当該一定の通信帯域を超えて予め割当てられた所定の通信帯域を共用可能に帯域制御することで１つの物理的な通信ネットワーク上に前記グループを構築可能な帯域制御機能を前記ネットワーク装置上に２つ以上設定可能な帯域制御機能設定手段を備えた
   ことを特徴とする通信システム。
2. 前記帯域制御機能設定手段は、
   ユーザもしくは二次事業者からの通信制御に関するオーダ情報とともに、当該オーダ情報に従う通信制御を実現するための各ネットワーク装置に対するコマンド情報を格納するデータベースと、
   運用者より投入された前記オーダ情報を受け付け、データベースに格納するオーダ受付部と、
   データベースから前記オーダ情報を読み出し、当該オーダ情報で指定された区間の各ネットワーク装置およびそれらの間の通信回線について、同じく指定された通信制御を実現するための各ネットワーク装置に対するコマンド情報を設計し、データベースに格納するネットワーク情報設計部と、
   データベースから前記各ネットワーク装置に対するコマンド情報を読み出し、各ネットワーク装置に設定するネットワーク情報設定部とを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 複数のＶＬＡＮを収容した１つの物理的な通信ネットワークを構成するネットワーク装置を制御することにより、各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能な複数のＶＬＡＮを含み、当該一定の通信帯域を超えて割当てられた所定の通信帯域を前記複数のＶＬＡＮ間で共用可能なグループを、物理的な通信ネットワーク上に構築するネットワーク制御装置であって、
   前記複数のＶＬＡＮに対し、予め各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能に帯域制御するとともに当該一定の通信帯域を超えて予め割当てられた所定の通信帯域を共用可能に帯域制御することで１つの物理的な通信ネットワーク上に前記グループを構築可能な帯域制御機能を前記ネットワーク装置上に２つ以上設定可能な帯域制御機能設定手段を備えた
   ことを特徴とするネットワーク制御装置。
4. 前記帯域制御機能設定手段は、
   ユーザもしくは二次事業者からの通信制御に関するオーダ情報とともに、当該オーダ情報に従う通信制御を実現するための各ネットワーク装置に対するコマンド情報を格納するデータベースと、
   運用者より投入された前記オーダ情報を受け付け、データベースに格納するオーダ受付部と、
   データベースから前記オーダ情報を読み出し、当該オーダ情報で指定された区間の各ネットワーク装置およびそれらの間の通信回線について、同じく指定された通信制御を実現するための各ネットワーク装置に対するコマンド情報を設計し、データベースに格納するネットワーク情報設計部と、
   データベースから前記各ネットワーク装置に対するコマンド情報を読み出し、各ネットワーク装置に設定するネットワーク情報設定部とを含む
   ことを特徴とする請求項３に記載のネットワーク制御装置。
5. コンピュータを、請求項３または４に記載のネットワーク制御装置の各部として機能させるためのプログラム。
6. 各々優先的に割当てられた一定の通信帯域を利用可能な複数のＶＬＡＮを含み、当該一定の通信帯域を超えて割当てられた所定の通信帯域を前記複数のＶＬＡＮ間で共用可能なグループを、物理的な通信ネットワーク上に構築する通信方法であって、
   複数のＶＬＡＮを収容した１つの物理的な通信ネットワークを構成するネットワーク装置と、当該ネットワーク装置を制御するネットワーク制御装置とを用い、
   前記ネットワーク制御装置が、
   運用者より投入されたユーザもしくは二次事業者からの通信制御に関するオーダ情報を受け付け、データベースに格納するオーダ受付工程と、
   データベースから前記オーダ情報を読み出し、当該オーダ情報で指定された区間の各ネットワーク装置およびそれらの間の通信回線について、同じく指定された通信制御を実現するための各ネットワーク装置に対するコマンド情報を設計し、データベースに格納するネットワーク情報設計工程と、
   データベースから前記各ネットワーク装置に対するコマンド情報を読み出し、各ネットワーク装置に設定するネットワーク情報設定工程とを含む
   ことを特徴とする通信方法。

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