JP2009212798A - ネットワークシステム、その制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】冗長構成を有するネットワークで、処理すべきトラフィック量が少ないときに省電力化を図る。
【解決手段】ＩＰネットワークシステム１００の管理サーバ２００は、冗長構成でネットワーク内に接続された複数のネットワーク機器４１０、４２０のトラフィック量を取得するトラフィック量監視手段２０１と、ネットワーク機器が処理するトラフィック量と所定のしきい値とを比較する比較手段２０２と、比較手段による比較結果に従って、ネットワーク機器を全て作動させる通常モードと、冗長な部分のネットワーク機器を停止させる縮退モードとの何れかを選択するモード選択手段２０３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークシステム、その制御方法及びプログラムに関し、更に詳しくは、ネットワーク内に冗長構成で接続された複数のネットワーク機器を有するネットワークシステム、そのネットワークシステムを管理する管理サーバにおける制御方法及びプログラムに関する。

従来、複数のネットワーク機器を冗長構成に接続して、トラフィック処理の負荷分散を行うネットワークが知られている。このようなネットワーク環境下では、ピーク時のトラフィック量が処理できるように、冗長構成となるネットワーク機器の台数設計を行っている。この場合には、処理すべきトラフィック量の少ない時間帯では、各機器のトラフィック処理量が少ない状態であるにも拘わらず、必要以上のネットワーク機器が稼動する状態がある。昨今、環境問題への意識が高まってきており、各種ネットワーク機器の電力消費の低減が進んでいるものの、ネットワークシステム全体として考えた場合の省電力化についても考慮する必要が生じている。

特許文献１は、ネットワークに接続されるネットワーク装置（ネットワーク機器）の省電力化について記載している。該特許文献では、ネットワークに接続される各ネットワーク装置が、アクセス数の大小に応じて通常動作モード及び省電力モードの何れかを選択して作動可能である。各ネットワーク装置は、他のネットワークとの接続関係を監視しており、ネットワークの接続変更があると、変更後のネットワークの構成を自装置のネットワーク情報記憶手段に記憶する。次いで、変更されたネットワーク接続情報に基づいて、アクセス数に応じて省電力モードで作動すべきか否かを判定する。この判定の際には、他のネットワーク装置との関係、例えば、自装置が他の装置の親装置であるか否か、或いは、他の装置間の中継ノードであるか否かなどを考慮する。
特開２０００−２０１１６６号公報

上記特許文献では、ネットワークに接続される各ネットワーク装置が、他の装置からのアクセス数に応じて、自装置のモードを変更する。このとき、自装置が他のネットワーク装置の中継ノードである場合には、他のネットワーク装置への影響を考慮してモードの変更を抑制している。このため、上記特許文献のネットワーク装置によって得られる省電力化の効果は限定的であった。

本発明は、上記に鑑み、冗長構成に接続された複数のネットワーク機器を有するネットワークシステムにおいて、ネットワーク機器が処理すべきトラフィック量の状態に応じて省電力化を実現できるネットワークシステムを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、冗長構成でネットワーク内に接続された複数のネットワーク機器を有するネットワークシステムにおいて、
前記複数のネットワーク機器のそれぞれが処理するトラフィック量を間欠的に取得するトラフィック量監視手段と、
前記ネットワーク機器が処理するトラフィック量と、所定のしきい値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に従って、前記複数のネットワーク機器を全て作動させる通常モードと、前記複数のネットワーク機器の少なくとも１つを停止させる縮退モードとの何れかを選択するモード選択手段とを備えることを特徴とするネットワークシステム提供する。

また、本発明は、冗長構成でネットワーク内に接続された複数のネットワーク機器を有するネットワークシステムを管理する管理サーバにおけるネットワークシステムの制御方法において、
前記管理サーバが、前記複数のネットワーク機器のそれぞれが処理するトラフィック量を間欠的に取得するステップと、
前記管理サーバが、前記ネットワーク機器が処理するトラフィック量と、所定のしきい値とを比較するステップと、
前記管理サーバが、前記比較ステップでの比較結果に従って、前記複数のネットワーク機器を全て作動させる通常モードと、前記複数のネットワーク機器の少なくとも１つを停止させる縮退モードとの何れかを選択するステップとを有することを特徴とするネットワークシステムの制御方法を提供する。

更に、本発明は、冗長構成でネットワーク内に接続された複数のネットワーク機器を有するネットワークシステムを管理する管理サーバを作動させるためのプログラムであって、前記管理サーバに、
前記複数のネットワーク機器のそれぞれが処理するトラフィック量を間欠的に取得する処理と、
前記取得されたネットワーク機器のトラフィック量と、所定のしきい値とを比較する処理と、
前記比較ステップでの比較結果に従って、前記複数のネットワーク機器を全て作動させる通常モードと、前記複数のネットワーク機器の少なくとも１つを停止させる縮退モードとの何れかを選択する処理とを実行させることを特徴とするプログラムを提供する。

本発明のネットワークシステム、その制御方法及びプログラムは、通常モードで作動するときはネットワーク機器の能力の限度までトラフィックが処理でき、また、縮退モードで作動するときには、その時点で必要な台数のネットワーク機器のみを作動させ、他のネットワーク機器を停止させることで、システムの省電力化が可能になる。

以下、図面を参照し、本発明の例示的な実施形態について説明する。なお、理解を容易にするために、全図を通して同様な要素には同じ符号を付している。図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るネットワークシステムであるＩＰネットワークシステムを示すブロック図である。また、同図（ｂ）は、管理プログラムで作動する管理サーバの機能ブロック図である。ＩＰネットワークシステム１００は、管理サーバ２００、レイヤ３スイッチ（Ｌ３ＳＷ）４００、Ｌ３ＳＷ４１０、Ｌ３ＳＷ４２０、リモート電源制御装置５００、端末６００、端末６０１、及び、１台以上のサーバ７００を含む。これらは、図１に示すように、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークシステム１００内で接続されている。

管理サーバ２００は、管理プログラム３００を実行している。管理プログラム３００は次の３つの機能、（１）ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）通信によりＬ３ＳＷ４１０、Ｌ３ＳＷ４２０、Ｌ３ＳＷ４００の情報を取得する機能、（２）ＳＮＭＰ通信によりリモート電源制御装置５００へ設定を行う機能、及び、（３）Ｌ３ＳＷ４２０にログインし、コマンドを実行する機能、を有する。

Ｌ３ＳＷ４００、Ｌ３ＳＷ４１０、及び、Ｌ３ＳＷ４２０のそれぞれは、次の６つの機能、（１）レイヤ３スイッチやルータの機能、（２）管理プログラム３００からのＳＮＭＰ通信に対して装置情報を応答する機能、（３）管理サーバ２００からのログインを可能とする機能、（４）コマンド実行によりポートをアップ（開）／シャットダウン（閉）させる機能、（５）コマンド実行により自装置をシャットダウンさせる機能、及び、（６）ＶＲＲＰ（Virtual Router Redundancy Protocol）対応機能を有する。

管理サーバ２００は、管理プログラム３００によって、Ｌ３ＳＷ４１０、Ｌ３ＳＷ４２０から処理しているトラフィック量を含む情報を取得するトラフィック量監視手段２０１と、取得したトラフィック量と所定のしきい値とを比較する比較手段２０２と、比較手段による比較結果に応じて、通常モード又は縮退モードを選択し、その選択に応じてＬ３ＳＷ４１０、Ｌ３ＳＷ４２０、及び、リモート電源制御装置５００を制御するモード選択手段として作動する。

リモート電源制御装置５００は、制御対象であるＬ３ＳＷ４２０の電源に接続され、Ｌ３ＳＷ４２０に対する電源供給制御を行っている。この制御において、外部からのＳＮＭＰ通信による設定により、制御対象の装置への電源供給をオン／オフする機能を有する。

端末６００、６０１は、サーバ７００とＩＰ通信を行う。サーバ７００は、端末６００、及び、端末６０１とＩＰ通信を行う。この目的のため、端末６００、６０１は、Ｌ３ＳＷ４１０のポート４１００及びＬ３ＳＷ４２０のポート４２００に接続され、Ｌ３ＳＷ４１０のポート４１０１及びＬ３ＳＷ４２０のポート４２０１はそれぞれ、Ｌ３ＳＷ４００のポート４００１及びポート４００２に接続される。また、Ｌ３ＳＷ４００のポート４０００は、サーバ７００及び管理サーバ２００に接続される。

上記構成において、Ｌ３ＳＷ４１０とＬ３ＳＷ４２０とは、ネットワークシステム内でＶＲＲＰにより冗長構成に接続され、また負荷分散を行っている。双方のＬ３ＳＷ４１０、４２０が正常に稼動している状態では、端末６００からサーバ７００への通信はＬ３ＳＷ４１０を経由し、また、端末６０１からサーバ７００への通信はＬ３ＳＷ４２０を経由する。Ｌ３ＳＷ４２０がシャットダウンされたときには、端末６００からサーバ７００への通信はＬ３ＳＷ４１０を経由し、端末６０１からサーバ７００への通信もＬ３ＳＷ４１０を経由する。このような動作は、ＶＲＲＰと各端末の設定で可能になる。

管理プログラム３００は、表１に示すデータを格納している。

図２は、上記ＩＰネットワークシステムにおける処理を示すフローチャートである。図１、図２及び表１を参照して、ＩＰネットワークシステム１００の処理を説明する。管理サーバ２００に搭載される管理プログラム３００は、ＩＰネットワークシステム１００の現在のトラフィックの状態に依存して、通常状態（通常モード）と縮退状態（縮退モード）の２つの状態を持つ。通常状態は、ＩＰネットワークシステム１００の全装置が稼動している状態を示し、縮退状態は、一部の装置の処理を停止した状態を示す。

図２において、管理プログラム３００は、通常状態のＩＰネットワークシステム１００において、表１の通常状態の監視ポートに指定されたポート、つまり、Ｌ３ＳＷ４１０のポート４１０１と、Ｌ３ＳＷ４２０のポート４２０１とを流れるトラフィック量をＳＮＭＰ通信により取得する（ステップＳ１）。監視ポートが複数あるため、それらの値を合計し、合計したトラフィック量Ｔ１と、表１に示された通常状態の切替えトラフィック量（Ｔｈ_１）との間で比較を行う（ステップＳ２）。比較の結果、取得した値が切替えトラフィック量よりも大きい（Ｔ１＞Ｔｈ_１）と判定した場合には（ステップＳ３）、一定時間スリープした後に（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ３を繰り返す。

ステップＳ３で、取得した値が切替えトラフィック量以下（Ｔ１≦Ｔｈ_１）の場合には、表１の通常状態の切替え操作に設定された処理を順に行い、縮退状態に移行する（ステップＳ５）。表１に示した例では、Ｌ３ＳＷ４２０のポート４２００及び４２０１を閉としてシャットダウンを行い、その後、ＳＮＭＰ通信により、リモート電源制御装置５００に対し、Ｌ３ＳＷへの電源供給ＯＦＦの設定を行う。本実施形態では、この処理が終了した状態を縮退状態とする。

管理プログラム３００は、縮退状態のＩＰネットワークシステム１００では、表１の縮退状態の監視ポートに指定されたポート、つまりＬ３ＳＷ４１０のポート４１０１を流れるトラフィック量をＳＮＭＰ通信により取得する（ステップＳ６）。取得したトラフィック量（Ｔ２）と縮退状態の切替えトラフィック量（Ｔｈ_２、但しＴｈ_２＞Ｔｈ_１））との間で比較を行う（ステップＳ７）。比較の結果、取得したトラフィック量Ｔ２値が切替えトラフィック量（Ｔｈ_２）より小さいと判定すると（ステップＳ８）、一定時間スリープした後に（ステップＳ９）、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６〜Ｓ８を繰り返す。

ステップＳ８で、取得したトラフィック量Ｔ２が切替えトラフィック量Ｔｈ_２以上であると判定した場合には、表１に示された縮退状態の切替え操作に設定された処理を行い、通常状態に移行する（ステップＳ１０）。表１に示した例では、Ｌ３ＳＷ４２０のポートを開とし、ＳＮＭＰ通信によりリモート電源制御装置５００へ電源供給ＯＮの設定を行うことで、ＩＰネットワークシステム１００は通常状態に戻る。

上記第１の実施形態では、処理するトラフィック量が少なくなったことを検出すると、ＩＰネットワーク１００をリアルタイムで縮退状態に切り替えることにより、ＩＰネットワーク１００内で使用するネットワーク機器の台数を減らすことができ、ＩＰネットワークシステム全体の消費電力を抑えることができる。

図３は、本発明の第２の実施形態に係るネットワークシステムであるＩＰネットワークシステムの構成を示すブロック図である。ＩＰネットワークシステム１００は、管理サーバ２００、Ｌ３ＳＷ４００、Ｌ３ＳＷ４１０、Ｌ３ＳＷ４２０、・・・、Ｌ３ＳＷ４ｎ０、リモート電源制御装置５２０、・・・、リモート電源制御装置５ｎ０、端末６０１、端末６０２、・・・、端末６０ｎ、及び、サーバ７００を含む。これら装置は、図１に示すように、ＩＰネットワークで接続されている。なお、ｎは任意の整数である。

管理サーバ２００は、管理プログラム３００を実行している。管理プログラム３００は次の３つの機能、（１）ＳＮＭＰ通信により、Ｌ３ＳＷ４１０、・・・、Ｌ３ＳＷ４ｎ０、４００の情報を取得する機能、（２）ＳＮＭＰ通信により、リモート電源制御装置５２０、・・・、リモート電源制御装置５ｎ０へ設定を行う機能、（３）Ｌ３ＳＷ４２０、・・・、Ｌ３ＳＷ４ｎ０にログインし、コマンドを実行する機能、を有する。

Ｌ３ＳＷ４００、Ｌ３ＳＷ４１０、Ｌ３ＳＷ４２０、・・・、Ｌ３ＳＷ４ｎ０は次の６つの機能、（１）レイヤ３スイッチやルータの機能、（２）管理プログラムからのＳＮＭＰ通信に対して装置情報を応答する機能、（３）管理サーバからのログインを可能とする機能、（４）コマンド実行によりポートをアップ／シャットダウンさせる機能、（５）コマンド実行により自装置をシャットダウンさせる機能、及び、（６）ＶＲＲＰ対応機能、を有する。

リモート電源制御装置５２０は、Ｌ３ＳＷ４２０の電源に接続され、Ｌ３ＳＷ４２０への電源供給制御を行っている。リモート電源制御装置５ｎ０は、Ｌ３ＳＷ４ｎ０の電源に接続されＬ３ＳＷ４ｎ０への電源供給制御を行っている。また、リモート電源制御装置５ｎ０は、外部からのＳＮＭＰ通信による設定により制御対象の装置への電源供給をオン／オフする機能を有する。

端末６０１、端末６０２、．．．、端末６０ｎは、サーバ７００とＩＰ通信を行う。サーバ７００は端末６０１、端末６０２、・・・、端末６０ｎとＩＰ通信を行う。Ｌ３ＳＷ４１０、４２０、．．、４ｎ０のポート４１００、４２００、．．．、４ｎ００は、端末６０１、６０２、．．．６０ｎに接続され、Ｌ３ＳＷ４１０、４２０、．．、４ｎ０のポート４１０１、４２０１、．．．、４ｎ０１はそれぞれ、Ｌ３ＳＷ４００のポート４００１、４００２、．．．、４００ｎに接続される。Ｌ３ＳＷ４００のポート４０００は、サーバ７００及び管理サーバ２００に接続される。

上記構成により、Ｌ３ＳＷ４１０とＬ３ＳＷ４２０、・・・、Ｌ３ＳＷ４ｎ０はＶＲＲＰにより冗長構成となっており、また負荷分散を行っている。これらｎ個の装置が全て正常に稼動している状態では、端末６０１からサーバ７００への通信はＬ３ＳＷ４１０を経由し、端末６０２からサーバ７００への通信はＬ３ＳＷ４２０を経由し、端末６０ｎからサーバ７００への通信はＬ３ＳＷ４ｎ０を経由する。Ｌ３ＳＷ４２０、・・・、Ｌ３ＳＷ４ｎ０がシャットダウンされた場合には、端末６０１からサーバ７００への通信はＬ３ＳＷ４１０を経由し、端末６０ｎからサーバ７００への通信もＬ３ＳＷ４１０を経由する。この動作は、ＶＲＲＰ及び端末の設定によって可能になる。

管理プログラム３００は、表２に示すデータを記録している。

管理プログラムは、図２に示した処理を行う。管理プログラム３００は、通常状態のＩＰネットワークシステム１００において、表２の通常状態の監視ポートに指定されたポート、つまり、Ｌ３ＳＷ４１０のポート４１０１と、Ｌ３ＳＷ４２０のポート４２０１と、．．．Ｌ３ＳＷ４ｎ０のポート４ｎ０１とを流れるトラフィック量をＳＮＭＰ通信により取得する（ステップＳ１）。監視ポートが複数あるため、それらの値を合計し、合計したトラフィック量Ｔ１と、表２に示された通常状態の切替えトラフィック量（Ｔｈ_１＝２０Ｍｂｐｓ）との間で比較を行う（ステップＳ２）。比較の結果、取得した値が切替えトラフィック量よりも大きい（Ｔ１＞Ｔｈ_１）と判定した場合には（ステップＳ３）、一定時間スリープした後に（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ３を繰り返す。

ステップＳ３で、取得した値が切替えトラフィック量以下（Ｔ１≦Ｔｈ_１）の場合には、表２の通常状態の切替え操作に設定された処理を順に行い、縮退状態に移行する（ステップＳ５）。表２に示した例では、Ｌ３ＳＷ４２０のシャットダウンを行い、その後、ＳＮＭＰ通信によりリモート電源制御装置５２０へ電源供給ＯＦＦの設定を行う。この処理は、Ｌ３ＳＷ４３０〜４ｎ０、及び、リモート電源制御装置５３０〜５ｎ０の全てについて行う。本実施形態では、この処理が終了した状態を縮退状態とする。

管理プログラム３００は、縮退状態のＩＰネットワークシステム１００では、表２の縮退状態の監視ポートに指定されたポート、つまりＬ３ＳＷ４１０のポート４１０１を流れるトラフィック量をＳＮＭＰ通信により取得する（ステップＳ６）。取得したトラフィック量（Ｔ２）と縮退状態の切替えトラフィック量（Ｔｈ_２＝３０Ｍｂｐｓ）との間で比較を行う（ステップＳ７）。比較の結果、取得したトラフィック量Ｔ２値が切替えトラフィック量（Ｔｈ_２）より小さいと判定すると（ステップＳ８）、一定時間スリープした後に（ステップＳ９）、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６〜Ｓ８を繰り返す。

ステップＳ８で、取得したトラフィック量Ｔ２が切替えトラフィック量Ｔｈ_２以上であると判定した場合には、表２に示された縮退状態の切替え操作に設定された処理を行い、通常状態に移行する（ステップＳ１０）。表２に示した例では、ＳＮＭＰ通信によりリモート電源制御装置５２０〜５ｎ０へ電源供給ＯＮの設定を順次に行うことで、ＩＰネットワークシステム１００は通常状態に戻る。

本実施形態でも第１の実施形態と同様な効果が得られる。本実施形態では、冗長構成の機器が複数（ｎ；ｎ＞２）あるので、切換トラフィック量Ｔｈ_１、Ｔｈ_２を多段階に設定し、１つ以上のＬ３ＳＷを停止又は稼働させて、きめ細かな処理を行うことも出来る。この場合、より大規模なネットワークで、通常モードを選択し、或いは、複数の態様の縮退モードの何れかの態様をリアルタイムで選択することにより、よりきめ細かな制御が可能となる。

上記各実施形態では、トラフィックの負荷分散を行っているネットワーク機器のポートを流れるパケットの量を監視する。監視中にパケット量が一定の値を下回った時点で、あらかじめ指定された複数のネットワーク機器の設定変更と電源オフとを行って、ネットワーク機器の使用数を減らす。またその状態において、監視しているパケット量が一定値を超えた場合には、指定された複数のネットワーク機器の設定変更と電源オンを行い、ネットワーク機器の使用数を増やす。このようにすることで、その時点で必要な機器を作動させつつ、不必要な機器を停止させることで、消費電力の削減が可能になる。

以上、本発明をその好適な実施態様に基づいて説明したが、本発明のネットワークシステム、その制御方法及びプログラムは、上記実施態様の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施態様の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るネットワークシステムのブロック図、（ｂ）は管理サーバの機能ブロック図。 図１及び図３のネットワークシステムの処理を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係るネットワークシステムのブロック図。

符号の説明

１００：ＩＰネットワークシステム
２００：管理サーバ
３００：管理プログラム
４００、４１０、４２０、．．．、４ｎ０：Ｌ３ＳＷ
４０００、４１００、４２００、．．．、４ｎ００：ポート
４００１、４００２、４１０１、４２０１、．．．、４ｎ０１：ポート
５００、５２０、５３０、．．．、５ｎ０：リモート電源制御装置
６００、６０１、．．．、６０ｎ：端末
７００：サーバ

Claims (8)

1. 冗長構成でネットワーク内に接続された複数のネットワーク機器を有するネットワークシステムにおいて、
   前記複数のネットワーク機器のそれぞれが処理するトラフィック量を間欠的に取得するトラフィック量監視手段と、
   前記ネットワーク機器が処理するトラフィック量と、所定のしきい値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に従って、前記複数のネットワーク機器を全て作動させる通常モードと、前記複数のネットワーク機器の少なくとも１つを停止させる縮退モードとの何れかを選択するモード選択手段とを備えることを特徴とするネットワークシステム。
2. 前記モード選択手段は、前記通常モードにおいて前記複数のネットワーク機器のトラフィック量が第１のしきい値よりも小さくなると前記縮退モードを選択し、該縮退モードにおいて前記複数のネットワーク機器のうちで作動中のネットワーク機器のトラフィック量が、第２のしきい値よりも大きくなると前記通常モードを選択する、請求項１に記載のネットワークシステム。
3. 前記縮退モードで停止されるネットワーク機器では、ネットワークに接続されたポートが閉じられ、且つ、電源供給が停止される、請求項１又は２に記載のネットワークシステム。
4. 前記モード選択手段は、遠隔制御によって前記ネットワーク機器の電源供給を停止する、請求項３に記載のネットワークシステム。
5. 前記縮退モードでは、前記複数のネットワーク機器のうちで１つのネットワーク機器のみを作動させる、請求項１〜４の何れか一に記載のネットワークシステム。
6. 前記縮退モードでは、作動中のネットワーク機器が処理するトラフィック量に応じて段階的に停止するネットワーク機器を増加させる、請求項１〜４の何れか一に記載のネットワークシステム。
7. 冗長構成でネットワーク内に接続された複数のネットワーク機器を有するネットワークシステムを管理する管理サーバにおけるネットワークシステムの制御方法において、
   前記管理サーバが、前記複数のネットワーク機器のそれぞれが処理するトラフィック量を間欠的に取得するステップと、
   前記管理サーバが、前記ネットワーク機器が処理するトラフィック量と、所定のしきい値とを比較するステップと、
   前記管理サーバが、前記比較ステップでの比較結果に従って、前記複数のネットワーク機器を全て作動させる通常モードと、前記複数のネットワーク機器の少なくとも１つを停止させる縮退モードとの何れかを選択するステップとを有することを特徴とするネットワークシステムの制御方法。
8. 冗長構成でネットワーク内に接続された複数のネットワーク機器を有するネットワークシステムを管理する管理サーバを作動させるためのプログラムであって、前記管理サーバに、
   前記複数のネットワーク機器のそれぞれが処理するトラフィック量を間欠的に取得する処理と、
   前記取得されたネットワーク機器のトラフィック量と、所定のしきい値とを比較する処理と、
   前記比較ステップでの比較結果に従って、前記複数のネットワーク機器を全て作動させる通常モードと、前記複数のネットワーク機器の少なくとも１つを停止させる縮退モードとの何れかを選択する処理とを実行させることを特徴とするプログラム。

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