(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1においてトラフィックが増加したと判定される条件は、送信バッファ空き待ち発生回数および受信バッファ枯渇回数の少なくとも一方が所定の閾値以上となった時である。たとえば、送信に関して言えば、特許文献1における回線容量の拡張は、送信バッファ空き待ち発生回数が所定の閾値以上とならないと実行されない。すなわち、問題が発生してから(初回の送信バッファ空き待ちが発生してから)、回線容量が拡張されるまでの間にタイムラグが発生する。このタイムラグの間に、たとえば、即時性が要求されるハイクオリティデータが急激に増加した場合には、パケットの遅延やロスが発生する可能性がある。
【0007】
また、リングアグリゲーションは、適応変調方式を採用した無線通信システムにも適応することができるが、適応変調方式の場合、無線回線の状態(たとえば、電波環境)によって回線容量が急激に減少することがある。上記タイムラグの間に、適応変調が実行されて回線容量が急激に減少した場合も、上記ハイクオリティデータの急激な増加の場合と同様に、パケットの遅延やロスが発生する可能性がある。
【0008】
すなわち、特許文献1に記載された方法では、QoS(Quality of Service)を満足させることは困難である。
【0009】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、QoSを満足したリンクアグリゲーション制御を実行することが可能な、リンクアグリゲーション制御装置、リンクアグリゲーション制御方法、およびリンクアグリゲーション制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の第1のリンクアグリゲーション制御装置は、データを一時的に格納するバッファを含む複数の回線の中から所定数の回線をグループ化するリンクアグリゲーション制御装置であって、前記グループ化された回線のうちのいずれかの回線の前記バッファの格納状態が所定の格納状態となったか否かを監視する格納状態監視手段と、前記格納状態が前記所定の格納状態となった場合、前記グループの回線数を変更する制御手段と、を備える。
【0011】
本発明の第2のリンクアグリゲーション制御装置は、データを一時的に格納するバッファを含む複数の回線の中から所定数の回線をグループ化するリンクアグリゲーション制御装置であって、前記グループ化された回線の容量状態が所定の容量状態となったか否かを監視する容量状態監視手段と、前記容量状態が前記所定の容量状態となった場合、前記グループの回線数を変更する制御手段と、を備える。
【0012】
本発明のリンクアグリゲーション制御方法は、データを一時的に格納するバッファを含む複数の回線の中から所定数の回線をグループ化するリンクアグリゲーション制御方法であって、 前記グループ化された回線のうちのいずれかの回線の前記バッファの格納状態が所定の格納状態となった場合、または、前記グループ化された回線の容量状態が所定の容量状態となった場合、前記グループの回線数が変更される。
【0013】
本発明のリンクアグリゲーション制御プログラムは、データを一時的に格納するバッファを含む複数の回線の中から所定数の回線をグループ化するリンクアグリゲーション制御装置のコンピュータに、前記グループ化された回線のうちのいずれかの回線の前記バッファの格納状態が所定の格納状態となった場合、または、前記グループ化された回線の容量状態が所定の容量状態となった場合、前記グループの回線数を変更する処理を実行させる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、QoSを満足したリンクアグリゲーション制御を実行することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
[第1の実施形態]
[構成の説明]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るリンクアグリゲーション制御装置50の構成例を示すブロック図である。
図1では、説明を明瞭なものとするため、リンクアグリゲーションの対象となる無線回線が4つある場合を例に挙げる。もちろん、無線回線の数は、4つに限定されることはない。
【0017】
リンクアグリゲーション制御装置50は、入出力部1と、データ制御部2と、信号処理部3と、監視制御部4(制御手段に相当)と、送受信部5と、を備える。
【0018】
入出力部1は、外部機器(
図1において不図示、たとえば、LAN(Local Area Network)機器)にアクセスするための4つの入出力ポート1−1〜1−4を備える。入出力ポート1−1〜1−4は、外部機器からの信号を内部用の信号に変換する機能および内部用の信号を外部機器用の信号に変換する機能を有する。入出力部1は、たとえば、LANシステムにおけるPHYに相当する。PHYは、ネットワークにおけるプロトコルの機能を表したOSI(Open Systems Interconnection)参照モデルにおいて、最も物理的な接続形式を規定している通信モデルのことであり、全7階層のうち第1層目に位置している。
【0019】
データ制御部2は、例えば、MAC(Media Access Control)アドレスによるブリッジ機能のように、入出力部1からの送信データ信号を、アグリゲーション構成に応じて信号処理部3の信号処理回路3−1〜3−4に振り分ける。また、データ制御部2は、信号処理部3からの受信データ信号を、アグリゲーション構成に応じて集約し、入出力部1の入出力ポート1−1〜1−4に出力する。データ制御部2におけるデータ振り分けは、監視制御部4から受信する制御信号に基づいて実行される。制御信号は、アグリゲーション構成(すなわち、束ねる回線)を指定する。なお、データ制御部2における、送信データ信号の振り分け単位はあくまで任意であるが、たとえば、パケット単位またはビット単位で振り分けることができる。
【0020】
信号処理部3は、4つの独立した信号処理回路3−1〜3−4を備える。
図2は、信号処理回路3−1の構成例を示すブロック図である。なお、信号処理回路3−1〜3−4の構成は、すべて同一である。従って、
図2では、信号処理回路3−1のみを示すとともに、以下の説明では、他の信号処理回路3−2〜3−4の説明は省略する。
【0021】
信号処理回路3−1は、送信用バッファ回路6(第1監視手段に相当)と、送信ベースバンド処理回路7と、変調回路8と、受信用バッファ回路9(第1監視手段に相当)と、受信ベースバンド処理回路10と、復調回路11と、変調情報抽出回路12(制御手段に相当)と、を備える。
【0022】
送信用バッファ回路6は、データ制御部2から受信した送信データ信号の速度を、LAN信号用の速度から無線信号用の速度に変換する。
【0023】
送信ベースバンド処理回路7は、送信データ信号に対して所定の信号処理を施す。たとえば、送信ベースバンド処理回路7は、送信データ信号に対して、誤り訂正用の冗長信号や変調方式を示す情報などを付加する。
【0024】
変調回路8は、送信ベースバンド処理回路7から受信した送信データ信号を、変調情報抽出回路12から受信した変調方式情報に基づいて変調する。
【0025】
復調回路11は、送受信部5(具体的には、ペアとなる送受信機5−1)から受信した受信データ信号を復調する。
【0026】
受信ベースバンド処理回路10は、復調された受信データ信号から、誤り訂正時や送信時に付加された無線用の情報等を取り除く。
【0027】
受信用バッファ回路9は、受信データ信号の速度を、無線信号用の速度からLAN信号用の速度に変換する。
【0028】
変調情報抽出回路12は、復調された受信データ信号から変調方式情報を抽出する。変調方式情報は、監視制御部4へ通知されるとともに、変調回路8に設定される。変調方式情報は、現在の変調方式を表しており、対向装置側における適応変調動作に伴って変化する。
【0029】
図3は、送信用バッファ回路6および受信用バッファ回路9におけるバッファの構造、およびデータ格納状態の監視手法の概念を説明するための図である。送信用バッファ回路6および受信用バッファ回路9の各バッファは、いずれもFIFO(First In, First Out)メモリ構造となっている。さらに、送信用バッファ回路6および受信用バッファ回路9は、それぞれのバッファにおけるデータ格納状態を監視している。送信用バッファ回路6は、自己のバッファにおけるデータ格納状態が所定の格納状態となった場合、「送信用バッファ格納量変化通知」を、監視制御部4へ送信する。受信用バッファ回路9は、自己のバッファにおけるデータ格納状態が所定の格納状態となった場合、「受信用バッファ格納量変化通知」を、監視制御部4へ送信する。
【0030】
送信用バッファ格納量変化通知および受信用バッファ格納量変化通知には、たとえば、バッファにおけるデータ格納量が所定の上限閾値(
図3参照)を上回った場合には“High”がセットされ、バッファにおけるデータ格納量が所定の下限閾値(
図3参照)を下回った場合には“Low”がセットされる。
【0032】
監視制御部4は、処理対象のリンクアグリゲーショングループについて、送信用バッファ格納量変化通知および受信用バッファ格納量変化通知のうちの少なくとも一方を受信したか否かを監視し、受信した通知内容に基づいてリンクアグリゲーション制御(上記グループにおける回線数の増減)を実行する。
【0033】
なお、バッファ(送信用バッファ、受信用バッファ)は、回線毎に存在する。従って、処理対象のリンクアグリゲーショングループが複数の回線でグループ化されている場合、監視制御部4は、処理対象のリンクアグリゲーショングループ内のすべての回線のバッファの格納状態を個別に監視し、少なくとも1つのバッファの格納状態が変化した場合にリンクアグリゲーション制御を実行する。
【0034】
さらに、監視制御部4は、処理対象となるリンクアグリゲーショングループの回線の容量状態が所定の容量状態となったか否かを監視し、容量状態が所定の容量状態となった場合、リンクアグリゲーション制御(上記グループにおける回線数の増減)を実行する。
【0035】
具体的には、監視制御部4は、処理対象となるリンクアグリゲーショングループにおける、現在の変調方式に基づく回線容量の合計値および過去の変調方式に基づく回線容量の合計値を算出する。なお、現在および過去の変調方式は、変調方式情報から知ることができる。また、変調方式と回線容量とは予めテーブル等で関連付られていてもよい。この場合、回線容量は、変調方式をキーにこのテーブルをサーチすることにより導出される。すなわち、回線容量の合計値は、現在および過去いずれの場合も、まず、各回線の変調方式が既知となり、それにより各回線の回線容量が既知となる。そして、各回線の回線容量を合計することにより、処理対象となるリンクアグリゲーショングループにおける、回線容量の合計値が算出される。
【0036】
現在の回線容量の合計値から過去の回線容量の合計値を引いた結果が、例えば“0”(あくまで一例)未満である場合、監視制御部4は、現状のままでは容量が足りない、換言すればQoSを満足することができないと判断し、処理対象となるリンクアグリゲーショングループの回線数を増加させる。ここで、増加とは、たとえば、使用されていない回線を本グループの回線とする場合もあれば、他のグループが使用中の回線を強制的に本グループの回線として割り当てる場合がある。
【0037】
一方、現在の回線容量の合計値から過去の回線容量の合計値を引いた結果が、例えば“0”以上である場合、必要以上の回線容量がある、換言すれば、他のグループに回線容量を与えることでシステム全体のQoSを満足させることができると判断し、監視制御部4は、処理対象となるリンクアグリゲーショングループの回線数を減少させる。
【0038】
送受信部5は、4つの独立した送受信機5−1〜5−4を備える。各送受信機5−1〜5−4は、信号処理部3から受信した信号(変調された送信データ信号)を無線信号として対向装置(
図1において不図示)へ出力するための無線周波数変換や送信出力制御を行う送信機能と、対向装置から受信した無線信号に対してレベル補正を実施し、ベースバンド信号に変換する受信機能と、を有する。
[動作の説明]
図4Aおよび
図4Bは、バッファの格納状態が所定の格納状態となった場合のリンクアグリゲーション制御装置50の動作を説明するための図である。
図4Aは、リンクアグリゲーション構成を変更する前の状態を示し、
図4Bは、リンクアグリゲーション構成を変更した後の状態を示す。
【0039】
まず前提として、
図4Aおよび
図4Bに示されるように、リンクアグリゲーション制御装置50において、入出力ポート1−1を外部機器側のポートとするアグリゲーショングループ1と、入出力ポート1−4を外部機器側のポートとするアグリゲーショングループ2とが形成されているものとする。この構成は、リンクアグリゲーション構成の変更前後で変化はないものとする。
【0040】
そして、リンクアグリゲーション構成が変更される前、
図4Aに示されるように、アグリゲーショングループ1では、信号処理回路3−1および送受信機5−1で構成される回線と、信号処理回路3−2および送受信機5−2で構成される回線とがグループ化されている。一方、アグリゲーショングループ2では、信号処理回路3−3および送受信機5−3で構成される回線と、信号処理回路3−4および送受信機5−4で構成される回線とがグループ化されている。
【0041】
この状態で、たとえば、ハイクオリティデータの処理が増加することに伴って送信データ量が増加すると、信号処理回路3−1および信号処理回路3−2の少なくとも一方の送信用バッファ回路6では、書き込みデータ量の増加によりFIFOメモリに格納されるデータ量が増加する。格納されるデータ量が上限閾値を超えると、送信用バッファ回路6は、監視制御部4に対して、送信用バッファ格納量変化通知を出力する。この場合、送信用バッファ格納量変化通知には、“High”がセットされる。
【0042】
“High”がセットされた送信用バッファ格納量変化通知を受けた監視制御部4は、たとえば、
図4Bに示すように、ネットワークインタフェース(一対の信号処理回路および送受信機で構成される回線)の振り分け数を2から1つ増やして3に変更する決定を行う。この決定は、制御信号としてデータ制御部2に出力される。データ制御部2は、制御信号(回線数が増加した)に基づいてデータ振り分けを実行する。
【0043】
その後、送信データ量が減少すると、信号処理回路3−1および信号処理回路3−2における送信用バッファ回路6では、書き込みデータ量の減少によりFIFOメモリに格納されるデータ量が減少する。格納されたデータが下限閾値を下回ると、送信用バッファ回路6は、監視制御部4に対して、送信用バッファ格納量変化通知を出力する。この場合、送信用バッファ格納量変化通知には、“Low”がセットされる。
【0044】
“Low”がセットされた送信用バッファ格納量変化通知を受けた監視制御部4は、たとえば、
図4Aに示すように、ネットワークインタフェースの振り分け数を3から1つ減らして2に変更する決定を行う。この決定は、制御信号としてデータ制御部2に出力される。データ制御部2は、制御信号(回線数が減少した)に基づいてデータ振り分けを実行する。
【0045】
図5Aおよび
図5Bは、回線の容量状態が所定の容量状態となった場合のリンクアグリゲーション制御装置50の動作を説明するための図である。
図5Aおよび
図5Bでは、具体的な回線容量の値を用いて説明する。
図5Aは、リンクアグリゲーション構成を変更する前の状態を示し、
図5Bは、リンクアグリゲーション構成を変更する前の状態を示す。
【0046】
まず前提として、
図5Aおよび
図5Bに示されるように、リンクアグリゲーション制御装置50において、入出力ポート1−1を外部機器側のポートとするアグリゲーショングループ1と、入出力ポート1−4を外部機器側のポートとするアグリゲーショングループ2とが形成されているものとする。この構成は、リンクアグリゲーション構成の変更前後で変化はないものとする。
【0047】
そして、リンクアグリゲーション構成が変更される前、
図5Aに示されるように、アグリゲーショングループ1では、信号処理回路3−1および送受信機5−1で構成される回線と、信号処理回路3−2および送受信機5−2で構成される回線とがグループ化されている。一方、アグリゲーショングループ2は、信号処理回路3−3および送受信機5−3で構成される回線と、信号処理回路3−4および送受信機5−4で構成される回線とがグループ化されている。
【0048】
そして、たとえば、送受信機5−1の過去の回線容量が200Mbpsであり、送受信機5−2の過去の回線容量が200Mbpsであったとする。この場合、リンクアグリゲーショングループ1の過去の回線容量の合計は、400Mbpsとなる。
【0049】
この状態で、たとえば、適応変調が実行された結果、送受信機5−1の現在の回線容量が100Mbpsとなり、送受信機5−2の回線容量が100Mbpsとなった場合、リンクアグリゲーショングループ1の現在の回線容量の合計は、200Mbpsとなる。
【0050】
現在の回線容量の合計値200Mbpsから過去の回線容量の合計値400Mbpsを引いた結果はマイナス(すなわち、“0”未満)となるので、監視制御部4は、現状のままでは容量が足りない、換言すればQoSを満足することができないと判断する。そこで、監視制御部4は、リンクアグリゲーショングループ1に、たとえば、リンクアグリゲーション実行後の回線容量の合計値が過去の回線容量の合計値400Mbpsとなるように、回線容量が200Mbpsである回線(たとえば、送受信機5−3)を追加する。
[効果の説明]
以上説明した第1の実施形態では、処理対象のリンクアグリゲーショングループにおいて、バッファ(送信用バッファまたは受信用バッファ)のデータ格納状態が所定の格納状態となった場合、あるいは、回線容量状態が所定の回線容量状態となった場合に、所定のグループの回線数を変更する。
【0051】
バッファのデータ格納状態および回線容量状態は、いずれも回線の状態をリアルタイムに反映する。これらの状態の変化に基づいて回線数の変更処理を行うことにより、特許文献1のように問題発生から回線数の変更までに大きなタイムラグを発生させることなく、即座にリンクアグリゲーション制御を実行することが可能となる。従って、たとえば、即時性が要求されるハイクオリティデータを扱う場合や、適応変調方式を採用した無線通信システムに適用する場合であっても、パケットの遅延やロスを防ぐことが可能となる。
【0052】
すなわち、以上説明した第1の実施形態によれば、QoSを満足したリンクアグリゲーション制御を実行することが可能となる。
【0053】
なお、以上説明した第1の実施形態では、対向装置とのインターフェースが無線である場合を例に挙げたが、上記インターフェースは、有線であってもよい。その場合、少なくとも送受信部50を有線に対応した構成に変更すればよい。
【0054】
また、以上説明した第1の実施形態において、監視制御部4が、処理対象のリンクアグリゲーショングループについて、バッファ(送信用バッファ、受信用バッファ)の格納状態と、回線(たとえば、全ての回線)の容量状態の両方を監視し、いずれか一方の状態が変化した場合にリンクアグリゲーション制御を実行するケースを示した。このような構成とすることにより、問題発生をより迅速に把握することができる(すなわち、より早く現象として現れるタイミングでリンクアグリゲーション制御を実行することができる)。
【0055】
しかしながら、そもそもバッファの格納状態および回線容量状態はいずれも特許文献1の方法よりも早く変化するので、いずれか一方のみを監視する構成であっても、発明の目的は達成される。
[第2の実施形態]
図6は、本発明の第2の実施形態に係るリンクアグリゲーション制御装置100の構成例を示すブロック図である。リンクアグリゲーション制御装置100は、CPU(Central Processing Unit)102と、メモリ104と、を備える。
【0056】
メモリ104は、リンクアグリゲーション制御プログラム200を記憶する。CPU102は、リンクアグリゲーション制御プログラム200を実行する。メモリ104の例としては、非一時的な記憶手段、たとえば、ROM(Read Only Memory)、ハードディスク、リムーバブルメディア、あるいはリムーバブルディスク等を挙げることができる。
【0057】
図7は、リンクアグリゲーション制御プログラム200の構成例を示すブロック図である。リンクアグリゲーション制御プログラム200は、第1プログラム202と、第2プログラム204と、第3プログラム206と、を備える。
【0058】
第1プログラム202は、所定のグループにおけるバッファのデータ格納状態が所定の格納状態となったか否かを監視するためのプログラムである。第1プログラム202は、換言すれば、送信用バッファ回路6および受信用バッファ回路9の機能を実現するためのプログラムである。
【0059】
第2プログラム204は、所定のグループにおける回線の容量状態が所定の容量状態となったか否かを監視するためのプログラムである。第2プログラム204は、換言すれば、監視制御部4の一部機能(回線の容量状態が所定の容量状態となったか否かを監視する機能)を実現するためのプログラムである。
【0060】
第3プログラム206は、バッファのデータ格納状態が所定の格納状態となった場合、あるいは、容量状態が所定の容量状態となった場合、所定のグループの回線数を変更するためのプログラムである。第3プログラム206は、換言すれば、監視制御部4の一部機能(バッファのデータ格納状態が所定の格納状態となった場合、あるいは、容量状態が所定の容量状態となった場合、所定のグループの回線数を変更する機能)を実現するためのプログラムである。
【0061】
第1の実施形態と同一の理由により、以上説明した第2の実施形態によって、QoSを満足したリンクアグリゲーション制御を実行することが可能となる。