(57)【要約】【課題】ＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法により通信ネットワーク内の交流トラヒック量の推定値を計算するときの、計算時間を短縮する。【解決手段】交流トラヒック計算装置１０は、通信ネットワーク４０内のＩＦ単位トラヒック情報１３１および経路情報１３２を収集し、経路情報１３２を示す行列Ａの擬似逆行列pinv（Ａ）を計算しておく。ここで、経路情報１３２の変更がないとき（つまり、通信ネットワークのトポロジに変更がないとき）、予め計算しておいた擬似逆行列pinv（Ａ）を用いて交流トラヒック量の推定値ｔを計算する。一方、経路情報１３２の変更があったとき（つまり、通信ネットワークのトポロジに変更があったとき）、この変更された経路情報１３２をもとに擬似逆行列pinv（Ａ）を再計算し、交流トラヒック計算装置１０は、この再計算された擬似逆行列pinv（Ａ）を用いて交流トラヒック量の推定値ｔを計算する。【選択図】図２
2010130467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法により、ネットワークの任意の２つのノード間におけるフローのトラヒック量である交流トラヒック量の推定値を計算する交流トラヒック計算装置であって、
前記ネットワークを構成する各ノードのインタフェースの識別情報ごとに、そのインタフェースへの入力トラヒックまたは出力トラヒックのトラヒック量を示したインタフェース単位トラヒック情報と、前記ネットワークを流れるフローごとに、そのフローの始点ノードおよび終点ノードの識別情報と、そのフローにおける始点ノードおよび終点ノード間において経由するインタフェースの識別情報とを示した経路情報とを前記ネットワークのノードから収集し、記憶部へ記憶する情報収集部と、
前記インタフェース単位トラヒック情報と、前記経路情報と、予め計算された以下の式（１）を満たす行列Ａの擬似逆行列pinv（Ａ）を記憶する記憶部と、
ｘ＝Ａｔ…式（１）
ｘ：前記インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトル
Ａ：前記経路情報を示される各フローの経由するインタフェースの情報を示す行列
ｔ：交流トラヒック量の推定値を示すベクトル
前記記憶部から読み出した前記擬似逆行列pinv（Ａ）と、前記インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘを、以下の式（２）に代入し、前記交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算する交流トラヒック量計算部とを備えることを特徴とする交流トラヒック計算装置。
ｔ＝pinv（Ａ）ｘ…式（２）
【請求項２】
前記交流トラヒック計算装置は、
前記記憶部における経路情報を参照して、この経路情報に変更があったか否かを判断する再計算判定部と、
前記再計算判定部により、前記経路情報に変更があったと判断されたとき、この変更された経路情報の行列Ａを用いて、前記式（１）を満たす、前記擬似逆行列pinv（Ａ）を再計算し、この再計算した擬似逆行列pinv（Ａ）を前記記憶部に記憶する擬似逆行列計算部とを備え、
前記交流トラヒック量計算部は、
前記再計算された擬似逆行列pinv（Ａ）と、前記インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘとを、前記式（２）に代入し、前記交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算することを特徴とする請求項１に記載のトラヒック計算装置。
【請求項３】
前記交流トラヒック量計算部は、
前記経路情報および前記インタフェース単位トラヒック情報を用いて、Ｇｒａｖｉｔｙ法により、前記交流トラヒック量の推定値の初期値ｔｇを計算し、この計算した初期値ｔｇと、前記再計算された擬似逆行列pinv（Ａ）と、前記インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘとを、以下の式（３）に代入し、前記交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトラヒック計算装置。
ｔ＝pinv（Ａ）（ｘ−Ａｔｇ）+ｔｇ…式（３）
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の交流トラヒック計算装置と、前記通信ネットワーク内の経路情報およびインタフェース単位トラヒック情報を収集し、この収集した経路情報およびインタフェース単位トラヒック情報を、前記交流トラヒック計算装置からの要求に応じて、送信するノードとを含むことを特徴とする交流トラヒック計算システム。
【請求項５】
ＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法により、ネットワークの任意の２つのノード間におけるフローのトラヒック量である交流トラヒック量の推定値を計算する交流トラヒック計算装置が、
前記ネットワークを構成する各ノードのインタフェースの識別情報ごとに、そのインタフェースへの入力トラヒックまたは出力トラヒックのトラヒック量を示したインタフェース単位トラヒック情報と、前記ネットワークを流れるフローごとに、そのフローの始点ノードおよび終点ノードの識別情報と、そのフローにおける始点ノードおよび終点ノード間において経由するインタフェースの識別情報とを示した経路情報とを前記ネットワークのノードから収集し、記憶部へ記憶するステップと、
前記経路情報を参照して、この経路情報に変更がなかったと判断したとき、
前記記憶部から、予め計算された以下の式（１）を満たす行列Ａの擬似逆行列pinv（Ａ）と、前記インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘとを、以下の式（２）に代入し、前記交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算するステップとを実行する交流トラヒック計算方法。
ｘ＝Ａｔ…式（１）
ｔ＝pinv（Ａ）ｘ…式（２）
ｘ：前記インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトル
Ａ：前記経路情報を示される各フローの経由するインタフェースの情報を示す行列
ｔ：交流トラヒック量の推定値を示すベクトル
【請求項６】
前記交流トラヒック計算装置は、
前記経路情報を参照して、この経路情報に変更があったと判断したとき、
この変更された経路情報の行列Ａを用いて、前記式（１）を満たす、前記擬似逆行列pinv（Ａ）を再計算するステップと、
この再計算した擬似逆行列pinv（Ａ）と、前記インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘとを、前記式（２）に代入し、前記交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算するステップとを実行する請求項５に記載の交流トラヒック計算方法。
【請求項７】
前記交流トラヒック計算装置は、
前記交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算するステップにおいて、前記経路情報および前記インタフェース単位トラヒック情報を用いて、Ｇｒａｖｉｔｙ法により、前記交流トラヒック量の推定値の初期値ｔｇを計算し、この計算した初期値ｔｇと、前記再計算された擬似逆行列pinv（Ａ）と、前記インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘとを、以下の式（３）に代入し、前記交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の交流トラヒック計算方法。
ｔ＝pinv（Ａ）（ｘ−Ａｔｇ）+ｔｇ…式（３）
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の交流トラヒック計算方法を、コンピュータである前記交流トラヒック計算装置に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰ（Internet Protocol）やＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）等の通信ネットワークにおける交流トラヒック量の計算技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークにおいて、ネットワークトポロジおよび経路を最適化することで、ネットワーク全体の資源を有効活用し、転送品質の維持、ネットワークコストの低減を図ることが重要である。このようなネットワークのトポロジおよび経路を最適化するためには、ネットワークのトポロジや経路の情報に加えて、任意の２つのノード間のトラヒック量である交流トラヒック量の情報が必要である。従来、ネットワーク内のノードにＮｅｔＦｌｏｗ（登録商標）や、ｓＦＬＯＷ（登録商標）等のｘＦｌｏｗを実装することで、フロー（ネットワーク内の任意の２つのノードを始点・終点とするフロー）単位のトラヒック量の測定が可能である。しかし、このフロー単位のトラヒック量をネットワーク内のすべてのノード間について計測しようとすると、長時間を要し、実用的ではない（非特許文献１参照）。
【０００３】
このような問題点を解決する方法として、ネットワークからの情報収集負荷が比較的低い各ノードのインタフェース単位の入出力トラヒック量（ＩＦ単位トラヒック量）をもとに、重力モデル等を用いて交流トラヒック量(各ノード間の往復のトラヒック量)を推定する交流トラヒック推定法が提案されている（非特許文献２参照）。
【０００４】
この交流トラヒック推定法において、交流トラヒック量の推定値は、以下の式（１）に示すベクトルｔを計算することで求められる。なお、式（１）におけるｘは、インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェース（ＩＦ）のトラヒック量を示すベクトルであり、Ａは、経路情報を示す行列（ルーティング行列）である。式（４）は、ＩＦの数が３、フローの数も３である場合の式（１）の例を示した式である。
【数１】
2010130467.tif 000003
【０００５】
ここで、一般的な通信ネットワークでは、インタフェースの数よりもフロー数の方が多いため、前記した式（１）の方程式の解を一意に決定できない。そこで、まず、ＩＦ単位トラヒック情報から、重力モデルに従って、交流トラヒック量の推定値の初期値ｔｇを計算する。そして、この初期値ｔｇと、前記した式（１）の交流トラヒック量の推定値ｔとの最小二乗誤差が最小となる交流トラヒック量の推定値ｔを見つけ、その推定値ｔを交流トラヒック量の推定値とするＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法が提案されている（非特許文献３参照）。
【０００６】
この交流トラヒック量の推定値ｔを求めるためには、この推定値ｔと、交流トラヒック量の推定値の初期値ｔｇとの最小二乗誤差の最小化するような、式（１）のルーティング行列Ａの擬似逆行列pinv（Ａ）を計算し、この擬似逆行列pinv（Ａ）とＩＦ単位トラヒック量ｘとを乗算する必要がある。つまり、交流トラヒック量の推定値ｔを求める以下の式（２）を計算する必要がある。
ｔ＝pinv（Ａ）ｘ…式（２）
【非特許文献１】N.Benameur  and  J.W.Roberts,"Traffic Matrix Inference in IP Networks ,"    Networks and Spatial Economics Volume 4, Number 1 ,p103-114 ,2004年3月
【非特許文献２】Y.Ohsita,et al. ,"Estimation of current traffic matrices from long-term traffic variations,"Broadnets2008,  2008年9月
【非特許文献３】Y.Zhang et al.,"Fast，accurate  computation  of large-scale IP traffic matrics from link measurements",ACM  SGMETRICS  2003年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記したＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法による交流トラヒック量の推定における経路情報を示す行列Ａの擬似逆行列pinv（Ａ）の計算には、この行列Ａの特異値分解等を行う必要がある。この行列の特異値分解は、行列のサイズが大きくなると、計算時間が莫大になり、計算負荷が大きい。一般的には、交流トラヒック量の計算装置は、ネットワーク内のＩＦ単位トラヒック量および経路情報を収集し、その収集したＩＦ単位トラヒック量および経路情報をもとに交流トラヒック量の推定値を計算する。ここで、ＩＦ単位トラヒック情報はネットワーク内のトラヒック量の変化に応じて、頻繁に変更される可能性がある。よって、ＩＦ単位トラヒック情報の変更のたびに、計算装置が、行列Ａの擬似逆行列pinv（Ａ）を計算し、交流トラヒック量の推定値を計算したのでは、推定値の計算に時間を要する。そこで、本発明は、前記した課題を解決し、通信ネットワーク内の交流トラヒック量の推定値の計算時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法により、ネットワークの任意の２つのノード間におけるフローのトラヒック量である交流トラヒック量の推定値を計算する交流トラヒック計算装置であって、ネットワークを構成する各ノードのインタフェースの識別情報ごとに、そのインタフェースの入出力トラヒック量を示したインタフェース単位トラヒック情報と、ネットワークを流れるフローごとに、そのフローの始点ノードおよび終点ノードの識別情報と、そのフローにおける始点ノードおよび終点ノード間において経由するインタフェースの識別情報とを示した経路情報とをネットワークのノードから収集し、記憶部へ記憶する情報収集部と、インタフェース単位トラヒック情報と、経路情報と、予め計算された以下の式（１）を満たす行列Ａの擬似逆行列pinv（Ａ）を記憶する記憶部と、
ｘ＝Ａｔ…式（１）
ｘ：インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトル
Ａ：経路情報を示される各フローの経由するインタフェースの情報を示す行列
ｔ：交流トラヒック量の推定値を示すベクトル
記憶部から読み出した擬似逆行列pinv（Ａ）と、インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘを、以下の式（２）に代入し、交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算する交流トラヒック量計算部とを備えることを特徴とする。
ｔ＝pinv（Ａ）ｘ…式（２）
【０００９】
請求項５に記載の発明は、ＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法により、ネットワークの任意の２つのノード間におけるフローのトラヒック量である交流トラヒック量の推定値を計算する交流トラヒック計算装置が、ネットワークを構成する各ノードのインタフェースの識別情報ごとに、そのインタフェースの入出力トラヒック量を示したインタフェース単位トラヒック情報と、ネットワークを流れるフローごとに、そのフローの始点ノードおよび終点ノードの識別情報と、そのフローにおける始点ノードおよび終点ノード間において経由するインタフェースの識別情報とを示した経路情報とをネットワークのノードから収集し、記憶部へ記憶するステップと、経路情報を参照して、この経路情報に変更がなかったと判断したとき、記憶部から、予め計算された以下の式（１）を満たす行列Ａの擬似逆行列pinv（Ａ）と、インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘとを、以下の式（２）に代入し、交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算するステップを実行する交流トラヒック計算方法とした。
ｘ＝Ａｔ…式（１）
ｔ＝pinv（Ａ）ｘ…式（２）
ｘ：前記インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトル
Ａ：前記経路情報を示される各フローの経由するインタフェースの情報を示す行列
ｔ：交流トラヒック量の推定値を示すベクトル
【００１０】
このようにすることで、交流トラヒック計算装置は、ＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法により通信ネットワークの交流トラヒック量の推定値を計算するとき、予め計算しておいた行列Ａ（経路情報を示す行列）の擬似逆行列pinv（Ａ）を用いて計算するので、計算時間を短縮することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のトラヒック計算装置における交流トラヒック計算装置が、記憶部における経路情報を参照して、この経路情報に変更があったか否かを判断する再計算判定部と、再計算判定部により、経路情報に変更があったと判断されたとき、この変更された経路情報の行列Ａを用いて、式（１）を満たす、擬似逆行列pinv（Ａ）を再計算し、この再計算した擬似逆行列pinv（Ａ）を記憶部に記憶する擬似逆行列計算部とを備え、交流トラヒック量計算部は、再計算された擬似逆行列pinv（Ａ）と、インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘとを、式（２）に代入し、交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の交流トラヒック計算方法において、交流トラヒック計算装置が、経路情報を参照して、この経路情報に変更があったと判断したとき、この変更された経路情報の行列Ａを用いて、式（１）を満たす、擬似逆行列pinv（Ａ）を再計算するステップと、この再計算した擬似逆行列pinv（Ａ）と、インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘとを、式（２）に代入し、交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算するステップとを実行することを特徴とする。
【００１３】
このようにすることで、交流トラヒック計算装置は、通信ネットワークの設定変更やノードやリンクの故障により経路情報の変更があった場合、この変更された経路情報の行列Ａの擬似逆行列pinv（Ａ）を再計算する。そして、この再計算された擬似逆行列pinv（Ａ）を用いて交流トラヒック量の推定値を計算する。よって、交流トラヒック計算装置は、経路情報が変更された場合でも、正確に交流トラヒック量の推定値を計算できる。つまり、交流トラヒック計算装置は、経路情報が変更されていないときは、予め計算しておいた擬似逆行列pinv（Ａ）を用いて交流トラヒック量の推定値を計算し、経路情報が変更されていたときには、この擬似逆行列pinv（Ａ）を再計算して交流トラヒック量の推定値を計算する。よって、交流トラヒック量の推定値の計算のたびに、擬似逆行列pinv（Ａ）を計算する必要がなくなるので、交流トラヒック量の推定値を正確に計算しつつ、全体として計算時間を短縮できる。なお、インタフェース単位トラヒック情報に比べ、経路情報の更新頻度は極めて少ないと考えられるので、本発明の適用効果は高いと考えられる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のトラヒック計算装置において、交流トラヒック量計算部が、経路情報およびインタフェース単位トラヒック情報を用いて、Ｇｒａｖｉｔｙ法により、交流トラヒック量の推定値の初期値ｔｇを計算し、この計算した初期値ｔｇと、再計算された擬似逆行列pinv（Ａ）と、インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘとを、以下の式（３）に代入し、交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算することを特徴とする。
ｔ＝pinv（Ａ）（ｘ−Ａｔｇ）+ｔｇ…式（３）
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の交流トラヒック計算方法において、交流トラヒック計算装置が、交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算するステップにおいて、経路情報およびインタフェース単位トラヒック情報を用いて、Ｇｒａｖｉｔｙ法により、交流トラヒック量の推定値の初期値ｔｇを計算し、この計算した初期値ｔｇと、再計算された擬似逆行列pinv（Ａ）と、インタフェース単位トラヒック情報に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘとを、以下の式（３）に代入し、交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算することを特徴とする。
ｔ＝pinv（Ａ）（ｘ−Ａｔｇ）+ｔｇ…式（３）
【００１６】
このようにすることで、交流トラヒック計算装置は、交流トラヒック量の推定値を計算するとき、Ｇｒａｖｉｔｙ法により計算した交流トラヒック量の初期値ｔｇを用いて計算するので、推定精度を向上させることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の交流トラヒック計算装置と、通信ネットワーク内の経路情報およびインタフェース単位トラヒック情報を収集し、この収集した経路情報およびインタフェース単位トラヒック情報を、交流トラヒック計算装置からの要求に応じて、送信するノードとを含むことを特徴とする交流トラヒック計算システムとした。
【００１８】
このようにすることで、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された交流トラヒック計算装置を含むシステムを実現できる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の交流トラヒック計算方法を、コンピュータである前記交流トラヒック計算装置に実行させるためのプログラムとした。
【００２０】
このようなプログラムによれば、請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の交流トラヒック計算方法を、一般的なコンピュータに実行させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、通信ネットワーク内の交流トラヒック量の計算時間を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜概要＞
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態という）について説明する。まず、図１および図２を用いて、本実施の形態の交流トラヒック計算装置による交流トラヒック量の推定値の計算処理の概要を説明する。図１および図２は、本実施の形態の交流トラヒック計算装置による交流トラヒック量の推定値の計算処理の概要を概念的に説明した図である。
【００２３】
ここで、交流トラヒック計算装置は、前記したＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法により、図１に示す通信ネットワーク（ネットワーク）４０内の任意の２つのノード２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）間の交流トラヒック量の推定値ｔを計算する場合を例に説明する。この推定値ｔは、通信ネットワーク４０のフローごとの交流トラヒック量の推定値ｔｍの集合であり、ベクトルとして表現される。ＩＦ（インタフェース）単位トラヒック情報１３１は、通信ネットワーク４０内の各ノード２０のインタフェース単位の入出力トラヒック量を示した情報である。経路情報１３２は、通信ネットワーク４０内のフローごとに、そのフローの発側（始点）ノードおよび着側（終点）ノードの識別情報、そのフローにおいて経由するノード２０のインタフェースの識別情報をその経由順に示した情報である。つまり、経路情報１３２は、通信ネットワーク４０におけるトポロジと、そのトポロジ上の各フローについて、そのフローが経由するリンクを、そのリンクの両端となるインタフェースの識別情報により記述した情報である。
【００２４】
ここで交流トラヒック計算装置は、前記した交流トラヒック量の推定値ｔを求める場合、以下の式（１）を満たす、推定値ｔを求めればよい。
ｘ＝Ａｔ…式（１）
Ａ：経路情報１３２を示される各フローの経由するインタフェースの情報を示す行列（ルーティング行列）
ｔ：交流トラヒック量の推定値を示すベクトル
ｘ：ＩＦ単位トラヒック情報１３１に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトル
【００２５】
よって、交流トラヒック計算装置は、図２に示すように、ＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法により、この交流トラヒック量の推定値ｔを求めるため、以下の式（２）を満たす擬似逆行列pinv（Ａ）を計算すればよい。
ｔ＝pinv（Ａ）ｘ…式（２）
【００２６】
ここで、ＩＦ単位トラヒック量ｘは、比較的常時変化するが、擬似逆行列pinv（Ａ）のもととなる行列Ａ（ルーティング行列Ａ）は、ルーティングが変化したときに変化するものである。よって、交流トラヒック計算装置は、図２に示すように、（１）ルーティング行列Ａに変化がないときには、予め計算しておいた擬似逆行列pinv（Ａ）を用いて、式（２）に基づく交流トラヒック量の推定値ｔの計算を行う。一方、（２）ルーティング行列Ａに変化があったときには、その変化を反映したルーティング行列（変更されたルーティング行列Ａ）を用いて、擬似逆行列pinv（Ａ）を計算する。そして、この計算した擬似逆行列pinv（Ａ）を用いて交流トラヒック量の推定値ｔの計算を行う。
【００２７】
このようにすることで、交流トラヒック計算装置は、この交流トラヒック量の推定値ｔを計算するとき、ルーティングの変化がないときには擬似逆行列pinv（Ａ）を計算する必要がなくなるので、計算時間を短縮できる。
【００２８】
＜構成＞
ここで、交流トラヒック計算装置を含むシステム（交流トラヒック計算システム）の構成例を説明する。図３は、本実施の形態の交流トラヒック計算装置を含むシステムの構成例を示した図である。
【００２９】
図３に示すように、通信ネットワーク４０は端末装置３０同士のデータ通信を行うためのネットワークであり、複数のノード２０を含んで構成される。この通信ネットワーク４０は、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）網やＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）網であり、ノード２０はＩＰルータやＭＰＬＳ用のルータである。交流トラヒック計算装置１０は、ノード２０から通信ネットワーク４０内の経路情報１３２やＩＦ単位トラヒック情報１３１を取得し、通信ネットワーク４０の任意の２つのノード２０間の交流トラヒック量の推定値を計算する。
【００３０】
このような交流トラヒック計算装置１０の構成を、図４を用いて説明する。図４は、図３の交流トラヒック計算装置の構成を示した図である。
【００３１】
図４に示すように、交流トラヒック計算装置１０の機能は大きく、入出力部１１、処理部１２および記憶部１３に分けられる。入出力部１１は、通信ネットワーク４０のＩＦ単位トラヒック情報１３１や経路情報１３２等の入力を受け付ける。処理部１２は、この交流トラヒック計算装置１０全体の制御を司り、ここでは主に交流トラヒック量の推定値の計算を行う。記憶部１３は、交流トラヒック量の推定値の計算処理時に参照される、ＩＦ単位トラヒック情報１３１や経路情報１３２等を記憶する。入出力部１１は、通信ネットワーク４０との通信インタフェースや、外部装置とのデータ入出力を行うため入出力インタフェースから構成される。また、処理部１２は、この交流トラヒック計算装置１０が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。さらに、記憶部１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成される。なお、交流トラヒック計算装置１０をプログラム実行処理により実現する場合、記憶部１３には、この交流トラヒック計算装置１０の機能を実現するためのプログラムが格納される。なお、この交流トラヒック計算装置１０には、この交流トラヒック計算装置１０へ各種指示入力を行うためのキーボードやマウス等の入力装置や、交流トラヒック計算装置１０の記憶部１３に記憶された各種情報を出力する液晶モニタ等の出力装置等が接続されていてもよい。
【００３２】
処理部１２は、情報収集部１２１と、交流トラヒック計算部１２２と、再計算判定部１２３と、擬似逆行列計算部１２４と、交流トラヒック出力部１２５とを備える。
【００３３】
情報収集部１２１は、入出力部１１経由で図３の通信ネットワーク４０のノード２０から、各ノード２０のＩＦ単位トラヒック情報１３１および通信ネットワーク４０の経路情報１３２を収集する。収集したＩＦ単位トラヒック情報１３１および経路情報１３２は記憶部１３に記憶する。なお、このＩＦ単位トラヒック情報１３１および経路情報１３２の収集は、定期的に行ってもよいし、不定期に行ってもよい。また、ＩＦ単位トラヒック情報１３１および経路情報１３２の収集タイミングは、同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００３４】
交流トラヒック計算部１２２は、記憶部１３から読み出した擬似逆行列１３３（擬似逆行列pinv（Ａ））と、ＩＦ単位トラヒック情報１３１に示される各インタフェースのトラヒック量を示すベクトルｘを、前記した式（２）に代入し、交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算する。
【００３５】
ここで交流トラヒック計算部１２２は、経路情報１３２が変更されていた場合には、式（２）に、この変更された経路情報１３２をもとに計算された擬似逆行列pinv（Ａ）を用いて交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算する。一方、経路情報１３２が変更されていなかった場合には、交流トラヒック計算部１２２は、式（２）に、記憶部１３に記憶された擬似逆行列１３３（擬似逆行列pinv（Ａ））を代入して交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算する。
【００３６】
再計算判定部１２３は、記憶部１３の経路情報１３２の変更の有無を監視し、経路情報１３２に変更があったとき、擬似逆行列計算部１２４による擬似逆行列pinv（Ａ）の再計算が必要と判断する。一方、記憶部１３の経路情報１３２に変更がなかった場合、擬似逆行列計算部１２４による擬似逆行列pinv（Ａ）の再計算は不要と判断する。
【００３７】
擬似逆行列計算部１２４は、再計算判定部１２３により、擬似逆行列pinv（Ａ）の再計算が必要と判断されたとき（つまり、経路情報１３２に変更があったとき）、前記した式（１）に示す方程式を満たす行列Ａの特異値分解等を行い、擬似逆行列pinv（Ａ）を求める。求めた擬似逆行列pinv（Ａ）は、記憶部１３の擬似逆行列１３３として記憶しておく。
【００３８】
交流トラヒック出力部１２５は、交流トラヒック計算部１２２により計算された交流トラヒック量の推定値ｔを記憶部１３へ出力したり、入出力部１１経由で外部装置へ出力したりする。
【００３９】
記憶部１３は、ＩＦ単位トラヒック情報１３１と、経路情報１３２と、擬似逆行列１３３と、交流トラヒック情報１３４とを記憶する。
【００４０】
ＩＦ単位トラヒック情報１３１（図１参照）は、前記したとおり、通信ネットワーク４０内の各ノード２０のインタフェース単位の入出力トラヒック量を示した情報である。また、経路情報１３２（図１参照）は、通信ネットワーク４０内のフローごとに、そのフローの発側ノードおよび着側ノードの識別情報、そのフローにおいて経由するノード２０のインタフェースの識別情報をその経由順に示した情報である。これらの情報は、情報収集部１２１により収集される。なお、経路情報１３２は、過去に収集した経路情報１３２も記憶し、再計算判定部１２３は、最新の経路情報１３２と過去（前回）収集された経路情報１３２とを比較して、その経路情報１３２に変更があったか否かを判断する。
【００４１】
擬似逆行列１３３は、擬似逆行列計算部１２４により計算された擬似逆行列pinv（Ａ）である。この擬似逆行列pinv（Ａ）は、交流トラヒック計算部１２２が、前記した式（２）に基づき、交流トラヒック量の推定値ｔを計算するときに用いられる。この擬似逆行列１３３は、擬似逆行列計算部１２４が計算を行うたびに最新の値に書き換えられる。
【００４２】
＜処理手順＞
次に、図４を参照しつつ、図５を用いて、交流トラヒック計算装置１０の処理手順を説明する。図５は、図４の交流トラヒック計算装置の処理手順を示したフローチャートである。
【００４３】
まず、交流トラヒック計算装置１０の情報収集部１２１は、所定期間ごとに通信ネットワーク４０（図１参照）のＩＦ単位トラヒック情報１３１と経路情報１３２とを収集する（Ｓ１１）。収集したＩＦ単位トラヒック情報１３１と経路情報１３２は記憶部１３に記憶しておく。
【００４４】
ここで、擬似逆行列計算部１２４は、情報収集部１２１により最初に収集された経路情報１３２について、１回目の擬似逆行列pinv（Ａ）の計算を行う（Ｓ１２）。そして、その計算結果（擬似逆行列pinv（Ａ））を、擬似逆行列１３３として記憶部１３に記憶しておく。
【００４５】
この後、交流トラヒック計算装置１０は、外部装置等からの交流トラヒック量の推定値ｔの計算指示の入力を受け付けると（Ｓ１３のＹｅｓ）、再計算判定部１２３は、記憶部１３の経路情報１３２に変更があるか否かを判断する（Ｓ１４）。一方、交流トラヒック量の推定値ｔの計算指示の入力を受け付けがなければ（Ｓ１３のＮｏ）、計算指示の入力を待つ。ここで、経路情報１３２に変更があれば（Ｓ１４のＹｅｓ）、再計算判定部１２３は、擬似逆行列計算部１２４による擬似逆行列pinv（Ａ）の再計算が必要と判断する。そして、擬似逆行列計算部１２４は、この変更された経路情報１３２に基づき、擬似逆行列pinv（Ａ）の再計算を行う（Ｓ１５）。そして、この擬似逆行列pinv（Ａ）を擬似逆行列１３３として記憶部１３に記憶し、Ｓ１６へ進む。一方、記憶部１３の経路情報１３２に変更がなければ（Ｓ１４のＮｏ）、そのままＳ１６へ進む。
【００４６】
交流トラヒック計算部１２２は、記憶部１３に記憶された擬似逆行列１３３と、記憶部１３に記憶された最新のＩＦ単位トラヒック情報１３１とを用いて交流トラヒック量の推定値ｔを計算する（Ｓ１６）。そして、交流トラヒック出力部１２５は、この計算した交流トラヒック量の推定値ｔを出力する（Ｓ１７）。例えば、交流トラヒック出力部１２５は、この計算した交流トラヒック量の推定値ｔを記憶部１３の交流トラヒック情報１３４として記憶する。そして、Ｓ１３へ戻り、再度交流トラヒック量の推定値ｔの計算指示が入力されるのを待つ。
【００４７】
このようにすることで交流トラヒック計算装置１０は、交流トラヒック量の推定値ｔの計算のたびに、行列Ａ（経路情報１３２を示す行列）擬似逆行列pinv（Ａ）を計算する必要がなくなるので、全体として交流トラヒック量の推定値ｔの計算時間を短縮できる。
【００４８】
なお、前記した実施の形態において、交流トラヒック計算装置１０の交流トラヒック計算部１２２は、通信ネットワーク４０の交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算するとき、経路情報１３２およびＩＦ単位トラヒック情報１３１を用いて、Ｇｒａｖｉｔｙ法（非特許文献２参照）により、交流トラヒック量の推定値の初期値ｔｇを計算する。そして、この初期値ｔｇを用いて以下の式（３）により、交流トラヒック量の推定値であるベクトルｔを計算するようにしてもよい。
ｔ＝pinv（Ａ）（ｘ−Ａｔｇ）+ｔｇ…式（３）
このようにすることで、交流トラヒック計算装置１０は、交流トラヒック量の推定精度を向上させることができる。
【００４９】
本実施の形態に係る交流トラヒック計算装置１０は、前記したような処理を実行させるプログラムによって実現することができ、そのプログラムをコンピュータによる読み取り可能な記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ等）に記憶して提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施の形態の交流トラヒック計算装置による交流トラヒック量の推定値の計算処理の概要を概念的に説明した図である。
【図２】本実施の形態の交流トラヒック計算装置による交流トラヒック量の推定値の計算処理の概要を概念的に説明した図である。
【図３】本実施の形態の交流トラヒック計算装置を含むシステムの構成例を示した図である。
【図４】図３の交流トラヒック計算装置の構成を示した図である。
【図５】図４の交流トラヒック計算装置の処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１０    交流トラヒック計算装置
１１    入出力部
１２    処理部
１３    記憶部
２０    ノード
３０    端末装置
４０    通信ネットワーク
１２１  情報収集部
１２２  交流トラヒック計算部
１２３  再計算判定部
１２４  擬似逆行列計算部
１２５  交流トラヒック出力部
１３１  ＩＦ（インタフェース）単位トラヒック情報
１３２  経路情報
１３３  擬似逆行列
１３４  交流トラヒック情報
【図１】
2010130467.tif 000004
【図２】
2010130467.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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