(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のサイトが同時に傷害を起こした場合に不必要なオーバヘッドを回避しつつ復旧を可能にする物理ネットワークにネットワークトポロジー要求をマッピングする改良された手法を提供する。【解決手段】ネットワークトポロジー要求を物理ネットワークにマッピングする方法は、ネットワークトポロジー要求に含まれる複数の１次ノード（Ａ、Ｂ）のそれぞれについて、その１次ノードに関連付けられた１次リソース要件を満たす物理ネットワーク内の複数のノードが決定され、決定されたノードから、１次ノード（Ａ、Ｂ）とそのバックアップノード（Ａ’、Ｂ’）との間の接続のバックアップ接続要件を満たすパスによって物理ネットワーク内で接続された１つ又は複数のノード対が選択される。次に、相互接続された１次ノード（Ａ、Ｂ）に関連付けられたノード対（Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’）間の物理ネットワーク内のパス１３４’が決定される。【選択図】図４（ａ）−４（ｃ）
2014072895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ネットワークトポロジー要求（１３２）に含まれる複数の１次ノード（Ａ〜Ｄ）のそれぞれについて、
（ａ．１）前記１次ノードに関連付けられた１次リソース要件を満たす物理ネットワーク（１３０）内の複数のノード（ａ〜ｋ）を決定するステップと、
（ａ．２）ステップ（ａ．１）において決定された前記ノード（ａ〜ｋ）から、１次ノードとそのバックアップノードとの間の接続のバックアップ接続要件を満たすパスによって前記物理ネットワーク（１３０）内で接続された１つ又は複数のノード対を選択するステップと、
（ｂ）相互接続された１次ノード（Ａ〜Ｄ）に関連付けられたノード対間の前記物理ネットワーク（１３０）内の前記パスを決定するステップと、
を含む、ネットワークトポロジー要求（１３２）を物理ネットワーク（１３０）にマッピングする方法。
【請求項２】
前記バックアップ接続要件は、前記１次ノードとそのバックアップノードとの間のあらかじめ規定された距離を示す第１のパラメータと、前記１次ノードとそのバックアップノードとの間の前記接続のあらかじめ規定された制約を示す第２のパラメータとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ａ．２）は、
前記物理ネットワーク（１３０）内の２つのノード（ａ〜ｋ）間の前記物理ネットワーク（１３０）内のパスが前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータを満たす場合に、前記２つのノード（ａ〜ｋ）をノード対として選択するステップ、
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のパラメータは、前記１次ノードとそのバックアップノードとの間で信号を送信する遅延を含み、前記第２のパラメータは、前記１次ノードとそのバックアップノードとの間で必要な帯域幅を含み、該帯域幅は、前記１次ノードへの／からの前記リンクに関連付けられた前記帯域幅の合計である、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｂ）は、相互接続された全ての１次ノード（Ａ〜Ｄ）について、
相互接続された１次ノード（Ａ〜Ｄ）に関連付けられた２つのノード対間の１次接続要件を満たす前記パスを決定するステップ、
を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記１次接続要件は、第１のパラメータ及び第２のパラメータを含み、ステップ（ｂ）は、
（ｂ．１）パスが前記第１のパラメータを満たすか否かを判断するステップと、
（ｂ．２）前記パスが前記第１のパラメータを満たす場合、前記パスが前記第２のパラメータも満たすか否かを判断するステップと、
（ｂ．３）前記パスが前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータを満たす場合、前記パスを埋め込むステップと、
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のパラメータは、前記相互接続された１次ノード（Ａ〜Ｄ）間の帯域幅を含み、前記第２のパラメータは、前記相互接続された１次ノード（Ａ〜Ｄ）間の遅延を含む、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｂ）において、特定の相互接続された１次ノード対について、前記１次接続要件を満たすパスを見つけることができない場合、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）において以前に決定され、かつ前記特定の相互接続された１次ノード対を接続するパスと少なくとも部分的に重なり合うパスを、該重なり合う部分を含む前記特定の相互接続された１次ノード対を接続する前記パスが前記１次接続要件を満たす場合には、解放するステップ、
を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ（ｃ）は、
前記解放されたパスによって相互接続された前記１次ノード対について、前記１次接続要件を満たす新たなパスを決定するステップ、
を更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ステップ（ｃ）は、
（ｃ．１）ノード対間の前記物理ネットワーク（１３０）内の前記パスから、あらかじめ規定された制約を満たす前記パスを選択するステップと、
（ｃ．２）前記選択されたパスが、以前に決定されたパスと少なくとも部分的に重なり合い、前記以前に決定されたパスを解放した結果、前記選択されたパスが前記１次接続要件を満たすことになる場合、前記以前に決定されたパスを解放し、前記特定の相互接続されたノード対について、選択されたパスを決定し、前記重なり合う部分にマーク付けし、前記解放されたパスによって相互接続された前記１次ノード対について、前記１次接続要件を満たす新たなパスを決定するステップと、
を含む、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記新たなパスを決定するステップ（ｃ．２）において、前記マーク付けされた重なり合う部分は用いられない、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記１次接続要件は、前記相互接続された１次ノード（Ａ〜Ｄ）間の所望の帯域幅を含み、前記ステップ（ｃ．１）において、
前記あらかじめ規定された制約は遅延を含み、最も小さな遅延を有する前記パスが選択されるか、又は
前記あらかじめ決定された制約は距離を含み、最短パスが選択されるか、又は
前記あらかじめ決定された制約は前記パスに沿った重なり合うリンクの数を含み、最小数の重なり合うリンクを有する前記パスが選択される、
請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の１次ノード（Ａ〜Ｄ）のそれぞれは、同じ又は異なる前記バックアップ接続要件に関連付けられている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記選択されたノード対及び前記決定されたパスに従って前記物理ネットワーク（１３０）を構成するステップ、
を更に含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ネットワークトポロジー要求（１３２）は、通信ネットワークを詳細に記述する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記通信ネットワークは、コアネットワークによって接続された１つ又は複数の無線アクセスエリア及び１つ又は複数のノード（ａ〜ｋ）を備える移動通信ネットワークを含み、前記１つ又は複数のノード（ａ〜ｋ）は、パケットデータネットワークゲートウェイ、サービングゲートウェイ、移動管理エンティティノード又はサービスノードを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
コンピュータ上で実行されると、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法を実行する、コンピュータ可読媒体に記憶された命令を含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項１８】
物理ネットワーク（１３０）と、
前記物理ネットワーク（１３０）に結合され、かつネットワークトポロジー要求（１３２）を収容するとともに請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法に従って前記ネットワークトポロジー要求（１３２）を前記物理ネットワーク（１３０）にマッピングするように構成されたネットワーク構成プラットフォームと、
を備える、移動通信システム。
【請求項１９】
前記物理ネットワーク（１３０）は、１つ又は複数の無線アクセスエリアと、複数のノード（ａ〜ｋ）と、前記１つ又は複数の無線アクセスエリア及び前記複数のノード（ａ〜ｋ）を接続するコアネットワークとを備える移動通信ネットワークを含む、請求項１８に記載の移動通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークの分野に関し、より具体的には、ネットワークトポロジー要求を物理ネットワーク、例えば、有線通信システム又は無線通信システムの物理ネットワークにマッピングする手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークの分野では、仮想ネットワーク事業者が知られている。仮想ネットワーク事業者は、ネットワークインフラストラクチャを何ら所有する必要なく個別のネットワークソリューションを提供することができる。仮想ネットワーク事業者は、１つ又は複数の電気通信サービスプロバイダのインフラストラクチャ及び技術に基づいて個別のネットワークソリューションを構成する。仮想ネットワーク事業者は、物理データラインを所有することなく、ネットワークサービスのみを提供するので「仮想」と呼ばれる。仮想ネットワーク事業者は、有線通信ネットワークの分野及び無線通信ネットワークの分野の双方において活動している。
【０００３】
図１は、仮想ネットワーク事業者が、物理ネットワークにマッピングする必要があるその所望のネットワークトポロジーをどのように提供するのかの例示的な図を示している。図１は、１つ又は複数の移動ユーザをサービングする１つ又は複数の基地局ＢＳを備える２つの無線アクセスエリア１０２ａ及び１０２ｂ（エリアＡ及びＢ）を含む物理ネットワーク１００を示している。この物理ネットワークは、図示した例では移動通信ネットワークである。物理ネットワーク１００は、オペレーション及び管理サービスを実施する複数のノードクラウド１０４ａ〜１０４ｅを更に備える。より具体的には、各ノードクラウド１０４ａ〜１０４ｂは、これらのノードクラウドのそれぞれの図においてボックスによって示されるように、所望のオペレーション及び管理サービスの実施を可能にする１つ又は複数のリソースを提供する。例えば、ノードクラウド１０４ａ及び１０４ｄは、物理ネットワーク１００によって実施される移動通信ネットワーク向けのサービスゲートウェイＳ−ＧＷ−１及びＳ−ＧＷ−２を実施することができる。ノードクラウド１０４ｂ及び１０４ｅは、移動管理エンティティＭＭＥ−１及びＭＭＥ−２を実施することができる一方、ノードクラウド１０４ｃは、パケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷを実施することができる。物理ネットワーク１００は、１つ又は複数のサービスクラウドを更に備えることができる。これらのサービスクラウドのうちの２つが、図１の１０６ａ及び１０６ｂに示されている。サービスクラウド１０６ａ及び１０６ｂは、ノードクラウド１０４ａ〜１０４ｅと同様に、ボックスによって概略的に図示されるように、特定のサービスを提供するリソースを提供する。ネットワーク１００は、それぞれのノードクラウド、サービスクラウド及びエリアへの接続を提供する複数のインタフェースＡ〜Ｊを備えるコア伝送ネットワーク１０８を更に備える。より具体的には、インタフェースＡ及びＢは、サービスクラウド１０６ａ及び１０６ｂへの接続を提供し、インタフェースＣ、Ｄ及びＥは、ノードクラウド１０４ｃ、１０４ｄ及び１０４ｅへの通信を提供し、インタフェースＦ及びＪは、無線アクセスエリア１０２ａ、１０２ｂへの通信を提供し、インタフェースＨ及びＩは、ノードクラウド１０４ａ及び１０４ｂへの接続を提供する。さらに、インタフェースＪによって、インターネット１１０への接続が可能である。
【０００４】
図１に示す物理ネットワークは、電気通信プロバイダが提供することができ、仮想ネットワーク事業者１１２が自身の顧客に特定のサービスを提供するために所望する特定のトポロジーを実施するようにこの仮想ネットワーク事業者によって用いることができる。仮想ネットワーク事業者１１２は、図１の１１４に概略的に表されているようなネットワークトポロジー要求を提供する。ネットワークトポロジーは、仮想ネットワーク事業者が自身の顧客に提供するそれぞれのサービス及びオペレーションを表している。仮想ネットワーク事業者は、サービスゲートウェイＳ−ＧＷ及び移動管理エンティティＭＭＥにともに接続された２つの無線アクセスエリアＡ及びＢを提供することを所望している。トポロジー１１４によって表される仮想ネットワークは、サービスゲートウェイＳ−ＧＷに接続されたパケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷを更に備える。このパケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷは、インターネットに更に接続されている。加えて、５つの異なるサービスＳ１〜Ｓ５が、図１に概略的に示すように提供されることになる。仮想ネットワーク事業者は、図１に示すようなネットワークトポロジー１１４を含むネットワークトポロジー要求を生成する。このネットワークトポロジー要求は、加えて、リンク帯域幅ＢＷ、遅延及びノード／サイト能力又はリソース要件、例えば、仮想ネットワーク事業者がその仮想ネットを介して提供する所望のサービスを実施するのに必要とされるノードの数又はＣＰＵコアの数を含むことができる。図１に示すように、仮想ネットワーク事業者１１２からのネットワークトポロジー要求を収容するネットワーク構成プラットフォーム１１６が提供される。このネットワーク構成プラットフォーム１１６は、物理ネットワーク１００についての情報を有し、この物理ネットワークがどのように見えるのかを知っている。ネットワーク構成プラットフォーム１１６は、図１に示すような方法で、ＶＮＯネットワークトポロジー要求をＰＮ１００上にマッピングする。より具体的には、ネットワークトポロジー１１４のエリアＡ及びＢは、無線アクセスエリア１０２ａ及び１０２ｂによって実施される。サービスゲートウェイＳ−ＧＷは、必要なリソースを備えるノードクラウド１０４ｄによって実施され、それによって、サービスゲートウェイＳ−ＧＷ−２が提供される。ネットワークトポロジーネットワーク１１４の移動管理エンティティＭＭＥは、ノードクラウド１１４ｂによって、ＭＭＥ−１を実施するリソースによって実施される。ネットワークトポロジー１１４のパケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷは、ノードクラウド１０４ｃによって実施され、サービスＳ１〜Ｓ５は、サービスクラウド１０６ａ及び１０６ｂによって実施され、そのうちのサービスクラウド１０６ａは、サービスＳ１〜Ｓ３を実施し、サービスクラウド１０６ｂは、サービスＳ４及びＳ５を実施する。コアネットワーク１０８によって、物理ネットワークのそれぞれの要素間の必要な接続が実施される。より具体的には、エリアＡ及びＢは、通信パス１１８ａ及び１１８ｂを介してサービスゲートウェイに接続される。さらに、エリアＡ及びＢは、通信パス１２０ａ及び１２０ｂを介して移動管理エンティティに接続される。ノードクラウド１０４ａによって実施されるネットワークトポロジー１１４のサービスゲートウェイＳ−ＧＷは、ノード１０４ｃによって実施されるパケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷに、通信パス１２２を介して接続される。このパケットゲートウェイは、通信パス１２４ａ及び１２４ｂを介してそれぞれのサービスクラウド１０６ａ及び１０６ｂに接続されるとともに、通信パス１２６によってインターネット１１０に接続される。
【０００５】
図２に基づいて、仮想ネットワーク事業者によって提供されるネットワークトポロジーの物理ネットワークへのマッピングを、簡略化した要求を用いて種々の用語で説明することにする。図２は、物理ネットワークと、仮想ネットワーク事業者が要求する仮想ネットワークとの、それぞれのグラフに基づくグラフ表現を示している。物理ネットワークグラフ１３０は、コアネットワーク１００のそれぞれのルータ／スイッチを白抜きの円によって表し、それぞれの内部の通信パス／伝送リンクをそれらの円を接続するラインによって表している。加えて、内部のスイッチ／ルータから外部のノード（ハッチングされた円を参照）、例えば、図１に関して上述したノードクラウド、サービスクラウド及び無線アクセスエリアを実施するノードへの接続が示されている。さらに、図２の右側には、仮想ネットワークグラフ１３２が示されている。この仮想ネットワークグラフは、５つのノードＡ〜Ｄを備える仮想ネットワーク事業者要求の一部とすることができる。仮想ネットワークグラフ１３２は、ノードごとのリソース要件、例えば、ノードＡは１０個のリソースを必要とし、ノードＢは５つのリソースを必要とし、ノードＣは８つのリソースを必要とし、ノードＤは３つのリソースを必要とすることを示す。これらのリソースは、例えば、ＣＰＵコアの数等とすることができる。さらに、仮想ネットワークグラフ１３２は、それぞれのノードＡ〜Ｄが互いにどのように接続されるのかを示している。ノードＡは、ノードＢ及びＣに接続されているが、ノードＣにのみ接続されているノードＤには接続されていない。この接続性も、それぞれのノードＡ〜Ｄ間の伝送リンクのそれぞれのリンク帯域幅ＢＷ及び遅延要件とともに、仮想ネットワーク要求に含まれる。
【０００６】
物理ネットワークグラフ１３０において、コアネットワーク１０８の外部のノード（ハッチングされた円を参照）のうちの幾つかは、物理ネットワーク内のこの物理ノードに利用可能なリソースの数を示す関連付けられた数字とともに示されている。この情報に基づくとともに、コアネットワーク１０８内のルータ／スイッチ間の伝送リンク又は通信パスの特徴に基づいて、仮想ネットワークグラフ１３２によって示すような仮想ネットワークを物理ネットワーク上にマッピングすることができる。図１に示すクラウドは、図２に示すハッチングされたノードとして抽象化することができる。物理ネットワークトポロジー及び仮想ネットワーク事業者要求は、ともに接続グラフ１３０、１３２として表されるので、或るグラフを別のグラフ上にマッピングする必要がある場合には、一般的なネットワーク埋め込み問題が存在する。一般的なネットワーク埋め込みアルゴリズムはＮＰ困難である。
【０００７】
仮想ネットワーク事業者によって所望されるような仮想ネットワークを、図１及び図２に関して上述したような方法で物理ネットワークに基づいて実施するとき、物理ネットワークのノードのうちの１つ又は複数が障害を起こしている状況が存在する場合がある。ここでは、そのような状況を図１に関して説明することにする。図１から見て取ることができるように、クラウド１０４ａ及び１０４ｅによって、サービスゲートウェイ向け及び移動管理エンティティ向けのバックアップノードが、サービスゲートウェイＳ−ＧＷ−１及び移動管理エンティティＭＭＥ−２によって提供される。これは、ノード／サイトの障害からの復旧を可能にするように提供される。例えば、ノード１０４ｄが障害を起こした場合、通信パス１２０ａ、１２０ｂ及び１２２が、バックアップサービスゲートウェイＳ−ＧＷ−１を実施するノードクラウド１０４ａへの通信パス１２０ａ’、１２０ｂ’及び１２２’として「ルート変更」される。したがって、サービスゲートウェイ及び移動管理エンティティが関与している限り、バックアップノードが存在することを条件として、単一のノード障害の復旧が可能である。しかしながら、ノードクラウド１０４ｄ及び１０４ｂの障害に加えて、それぞれ、ノードクラウド１０４ａも傷害を起こすか、又はノードクラウド１０４ｅも傷害を起こす場合、そのような障害から復旧することは可能ではなく、ネットワークは動作しなくなる。同じことは、パケットデータネットワークゲートウェイを実施するサービスクラウドノード又はノードクラウド１０４ｃのあらゆる障害に当てはまる。
【０００８】
したがって、図１に関して上述したような既知のソリューションは、一時に１つのノード／サイト障害の場合の復旧を提供することはできるが、同時に２つ以上のノード／サイト障害の場合の復旧を提供することはできない。当該技術分野において、一時に１つのサイト障害の復旧を可能にする幾つかの手法が知られている。いわゆる「Ｎ＋１保護」が、Hongfang Yu他によって非特許文献１及び非特許文献２に提案されている。更なる手法が、Wai-Leong Yeow他によって非特許文献３に記載されている。物理障害１００におけるノードのうちの１つが傷害を起こした障害状況では、これらの手法は、復旧を可能にすることができる。しかしながら、２つ以上のノード／サイトが同時に傷害を起こした場合、復旧は可能ではない。すなわち、同時のサイト障害復旧は可能ではない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Hongfang Yu他、「Survivable Virtual Infrastructure Mapping in Federated and Networking System under Single Regional Failure」、Globecom 2010
【非特許文献２】Hongfang Yu他、「Cost Efficient Design of Survivable Virtual Infrastructure to Recover from Facility Node Failures」、ICC 2011
【非特許文献３】Wai-Leong Yeow他、「Designing and Embedding Reliable Virtual Infrastructures」、Computer Communications Review, vol. 41-2, 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、複数のサイトが同時に傷害を起こした場合に不必要なオーバヘッドを回避しつつ復旧を可能にする物理ネットワークにネットワークトポロジー要求をマッピングする改良された手法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１に記載の方法、請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品、及び請求項１８に記載の通信システムによって達成される。
【００１２】
本発明は、ネットワークトポロジー要求を物理ネットワークにマッピングする方法であって、
（ａ）前記ネットワークトポロジー要求に含まれる複数の１次ノードのそれぞれについて、
（ａ．１）前記１次ノードに関連付けられた１次リソース要件を満たす前記物理ネットワーク内の複数のノードを決定するステップと、
（ａ．２）ステップ（ａ．１）において決定された前記ノードから、１次ノードとそのバックアップノードとの間の接続のバックアップ接続要件を満たすパスによって前記物理ネットワーク内で接続された１つ又は複数のノード対を選択するステップと、
（ｂ）相互接続された１次ノードに関連付けられたノード対間の前記物理ネットワーク内の前記パスを決定するステップと、
を含む、方法を提供する。
【００１３】
本発明は、コンピュータ上で実行されると、該コンピュータに本発明の方法を実行させる、コンピュータ可読媒体に記憶された命令を含む、コンピュータプログラム製品を更に提供する。
【００１４】
本発明は、通信システムであって、
物理ネットワークと、
前記物理ネットワークに結合され、かつネットワークトポロジー要求を収容するとともに本発明の方法に従って前記ネットワークトポロジー要求を前記物理ネットワークにマッピングするように構成されたネットワーク構成プラットフォームと、
を備える、通信システムを更に提供する。
【００１５】
実施の形態によれば、前記バックアップ接続要件は、前記１次ノードとそのバックアップノードとの間のあらかじめ規定された距離を示す第１のパラメータと、前記１次ノードとそのバックアップノードとの間の前記接続のあらかじめ規定された制約を示す第２のパラメータとを含む。ステップ（ａ．２）は、前記物理ネットワーク内の２つのノード間の前記物理ネットワーク内のパスが前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータを満たす場合に、前記２つのノードをノード対として選択するステップ、
を更に含むことができる。
【００１６】
実施の形態によれば、前記第１のパラメータは、前記１次ノードとそのバックアップノードとの間で信号を送信する遅延を含み、前記第２のパラメータは、前記１次ノードとそのバックアップノードとの間で必要な帯域幅を含み、該帯域幅は、前記１次ノードへの／からの前記リンクに関連付けられた前記帯域幅の合計である。
【００１７】
実施の形態によれば、ステップ（ｂ）は、相互接続された全ての１次ノードについて、相互接続された１次ノードに関連付けられた２つのノード対間の１次接続要件を満たす前記パスを決定するステップを含む。前記１次接続要件は、第１のパラメータ及び第２のパラメータを含むことができ、ステップ（ｂ）は、
（ｂ．１）パスが前記第１のパラメータを満たすか否かを判断するステップと、
（ｂ．２）前記パスが前記第１のパラメータを満たす場合、前記パスが前記第２のパラメータも満たすか否かを判断するステップと、
（ｂ．３）前記パスが前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータを満たす場合、前記パスを埋め込むステップと、
を含むことができる。
【００１８】
実施の形態によれば、前記第１のパラメータは、前記相互接続された１次ノード間の帯域幅を含み、前記第２のパラメータは、前記相互接続された１次ノード間の遅延を含む。
【００１９】
実施の形態によれば、ステップ（ｂ）において、特定の相互接続された１次ノード対について、前記１次接続要件を満たすパスを見つけることができない場合、該方法は、
（ｃ）ステップ（ｂ）において以前に決定され、かつ前記特定の相互接続された１次ノード対を接続するパスと少なくとも部分的に重なり合うパスを、該重なり合う部分を含む前記特定の相互接続された１次ノード対を接続する前記パスが前記１次接続要件を満たす場合には、解放するステップ、を含む。
【００２０】
実施の形態によれば、ステップ（ｃ）は、前記解放されたパスによって相互接続された前記１次ノード対について、前記１次接続要件を満たす新たなパスを決定するステップを更に含むことができる。ステップ（ｃ）は、
（ｃ．１）ノード対間の前記物理ネットワーク内の前記パスから、あらかじめ規定された制約を満たす前記パスを選択するステップと、
（ｃ．２）前記選択されたパスが、以前に決定されたパスと少なくとも部分的に重なり合い、前記以前に決定されたパスを解放した結果、前記選択されたパスが前記１次接続要件を満たすことになる場合、前記以前に決定されたパスを解放し、前記特定の相互接続されたノード対について、選択されたパスを決定し、前記重なり合う部分にマーク付けし、前記解放されたパスによって相互接続された前記１次ノード対について、前記１次接続要件を満たす新たなパスを決定するステップと、
を更に含むことができる。
【００２１】
前記新たなパスを決定するステップ（ｃ．２）において、前記マーク付けされた重なり合う部分は用いられない場合がある。
【００２２】
実施の形態によれば、前記１次接続要件は、前記相互接続された１次ノード（Ａ〜Ｄ）間の所望の帯域幅を含み、ステップ（ｃ．１）において、
前記あらかじめ規定された制約は遅延を含み、最も小さな遅延を有する前記パスが選択されるか、又は
前記あらかじめ決定された制約は距離を含み、最短パスが選択されるか、又は
前記あらかじめ決定された制約は前記パスに沿った重なり合うリンクの数を含み、最小数の重なり合うリンクを有する前記パスが選択される。
【００２３】
実施の形態によれば、前記複数の１次ノードのそれぞれは、同じ又は異なる前記バックアップ接続要件に関連付けられている。
【００２４】
実施の形態によれば、該方法は、前記選択されたノード対及び前記決定されたパスに従って前記物理ネットワークを構成するステップを更に含むことができる。
【００２５】
実施の形態によれば、前記ネットワークトポロジー要求は、通信ネットワークを詳細に記述する。前記通信ネットワークは、コアネットワークによって接続された１つ又は複数の無線アクセスエリア及び１つ又は複数のノードを備える移動通信ネットワークを含むことができ、前記１つ又は複数のノードは、パケットデータネットワークゲートウェイ、サービングゲートウェイ、移動管理エンティティノード又はサービスノードを含む。
【００２６】
実施の形態によれば、前記通信システムの前記物理ネットワークは、１つ又は複数の無線アクセスエリアと、複数のノードと、前記１つ又は複数の無線アクセスエリア及び前記複数のノードを接続するコアネットワークとを備える。
【００２７】
したがって、本発明の実施の形態は、複数の同時のサイト障害の場合であっても、オーバヘッドが低減された復旧を可能にする新規なネットワーク埋め込みアルゴリズムを提供する。
【００２８】
従来技術の手法の問題を回避するとともに、低減された計算オーバヘッドで完全な保護を可能にするために、本発明の実施の形態によれば、先ず第一に、要求において指定されたノード及びそのバックアップノードが決定される。次に、これらのノードから、特定のバックアップ接続要件、例えば、実施の形態によれば、接続における所望の距離又は遅延及び所望の帯域幅を満たす１つ又は複数のノード対が選択される。これらの選択された対に基づいて、相互接続されたノードに関連付けられたノード対の間の物理ネットワーク内のパスが決定される。したがって、本発明の実施の形態によれば、仮想ネットワーク要求内の１つ又は複数のノードに対する物理ネットワーク内の１次ノード及びそのバックアップノードがどのように決定されるのかを示す手法が説明され、従来技術とは異なり、２つのノードのみが、バックアップ接続要件に基づいて決定され、次いで、それぞれの対の間の接続のみが決定され、これによって、全体的な計算オーバヘッドが低減される。
【００２９】
さらに、本発明の実施の形態は、従来の手法よりも高速に解を見つけることを可能にする新規な技法に基づいて、それぞれのノード対間のネットワーク内のパスを決定する手法を提供する。
【００３０】
ここで、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】仮想ネットワーク事業者からのネットワークトポロジーを物理ネットワークにマッピングする例示的な図である。
【図２】物理ネットワークと、仮想ネットワーク事業者によって要求された仮想ネットワークとの、それぞれのネットワークグラフに基づくグラフ表現を示す図である。
【図３】仮想ネットワークの全てのサイト／ノードの１＋１保護を実施する概略図である。
【図４（ａ）−４（ｃ）】２つのノードのみを含むＶＮＯ要求の完全な保護を取得する簡略化した例を示す図であり、図４（ａ）は、簡略化したＶＮＯ要求を示す図であり、図４（ｂ）は、従来の手法を適用したときの完全な保護を示す図であり、図４（ｃ）は、本発明の実施形態による手法を適用したときの完全な保護を示す図である。
【図５（ａ）．５（ｂ）】ＶＮＯ要求（ノードは大文字によって示される）及び物理ネットワーク（ノードは小文字によって示される）の一例を示す図であり、図５（ａ）は、図２の仮想ネットワークグラフの例を示す図であり、図５（ｂ）は、内部スイッチ／ルータ、伝送リンク及び外部ノードを有する物理ネットワークグラフを示す図である。
【図６】図５に関して説明するパス探索が失敗したことによってパスを見つけることができない状況への対処を説明するのに用いられる物理ネットワークグラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明の実施形態を説明する。本発明によれば、例えば、仮想ネットワーク事業者の要求に基づいて実施されるネットワークのサービス提供源であるサイトの１＋１保護を可能にする手法が教示される。
【００３３】
図３は、仮想ネットワークの全てのサイト／ノードの１＋１保護を実施する概略図を示している。左側において、図３は、図２に関して既に上述した仮想ネットワークグラフ１３２を示している。図３の右側には、修正グラフ１３２’が示されている。このグラフは、ここでは、複数の同時のサイト障害中に復旧を可能にする、すなわち、サイトの１＋１保護を実現するのに必要とされるそれぞれのノード及び接続を実施している。ネットワークグラフ１３２から見て取ることができるように、ノードＡ〜Ｄのそれぞれは、バックアップノードＡ’〜Ｄ’を有する。障害の場合に、バックアップノードがそれに応じて通知を受け、傷害を起こした１次ノードの機能を引き継ぐことができるように、バックアップノードＡ’〜Ｄ’のそれぞれは、その１次ノードＡ〜Ｄに接続されている必要がある。バックアップノードのそれぞれについて、１次ノード向けに実施される接続も実施される必要がある。すなわち、ノードＡ’については、１次ノードＢ及びＣへの接続だけでなく、それらのそれぞれのバックアップノードＢ’及びＣ’への接続も必要とされる。修正ネットワークグラフ１３２’を実施することによって、同時のマルチサイト／ノード保護を提供することが可能である。これは、ＶＮＯ要求１３２内の全てのノード／サイトを復旧することができることを意味する。要求されたＶＮＯノード／サイトＡ〜Ｄごとに、バックアップノード／サイトＡ’〜Ｄ’及びそれらのバックアップノード／サイト間のリンクが、図３の１３２’に示すように、ＶＮＯ要求を２回実際に作成するように見つけ出される。加えて、１次ノード／サイトとバックアップノード／サイトとの間のリンク、バックアップノード／サイトと、その１次ノード／サイトに接続された全てのノードと間の接続が、マルチサイト障害復旧をサポートするのに必要とされる。ノードＡが傷害を起こし、ノードＡ’が引き継いだ場合、Ａ’−Ｂ間の接続及びＡ’−Ｃ間の接続が必要であり、これは、他の全てのバックアップノード／サイトについても同じである。しかしながら、これらの追加の接続は、図２の右側部分に全て示されているわけではなく、図の複雑さを減らすようにノードＡ’についてしか示されていない。
【００３４】
図４は、従来の手法及び本発明の実施形態の手法による、２つのノードのみを含むＶＮＯ要求の完全な保護を取得する簡略化した例を示している。図４（ａ）は、簡略化したＶＮＯ要求を示し、図４（ｂ）は、従来の手法を適用したときの完全な保護を示し、図４（ｃ）は、本発明の実施形態による手法を適用したときの完全な保護を示している。
【００３５】
図４（ａ）には、ＶＮＯ要求のＶＮＯ要求グラフ１３２が示されている。図示した例では、ＶＮＯ要求は、図３に関して上記で説明したような要件（例えば、帯域幅、遅延）を有する伝送リンク１３４によって接続された第１のノード又はサイトＡ及び第２のノード又はサイトＢを含む。リンク１３４を間に有する２つのノードＡ及びＢを含むＶＮＯ要求１３２の完全な保護を提供することが所望されている場合に、物理ネットワークにおいて、ＭＩＬＰ／ＭＣＦのような従来の技法を適用すると、１＋１ノード／サイト保護を実現するには、図４（ｂ）に示すように、２＋２＝４つのノード（２つの１次ノード及び２つのバックアップノード）と６つのリンクとを明示的に探索することが必要である。したがって、完全な保護を提供する図４（ａ）のＶＮＯ要求を実施するには、物理ノードにおいて、ノードＡ及びＢと、２つのバックアップノードＡ‘及びＢ’と、更にこれらのノード及びバックアップノードのそれぞれを互いに接続する６つの伝送リンクとを探索することが必要である。明らかに、この手法は、計算及び探索にかなりのオーバヘッドを必要とするので不利である。
【００３６】
したがって、本発明の実施形態は、図４（ｃ）に関して更に詳細に説明される新規な手法を提供する。図４（ｂ）に関して説明した従来技術の手法とは異なり、本発明の実施形態によれば、先ず第一に、物理ネットワークにおいて、仮想ネットワーク事業者要求内のノードごとの１次−バックアップ対が決定される。したがって、物理ネットワーク内の候補ノードが最初に選別される。例えば、仮想ノードＡに対応する必要なリソースを提供する複数のノードが物理ネットワークに存在する場合がある。これらのノードが決定（選別）されると、これらのノード間のそれぞれの伝送リンク又はパスが決定され、１次ノードとそのバックアップノードとの間の関係を表すパラメータ「ｄ」が、実施形態に従って導入される。換言すれば、パラメータ「ｄ」によって、１次ノードとバックアップノードとの間の接続の要件が決定される。実施形態によれば、このパラメータは、１次ノードとバックアップノードとの間の通信の許容可能な遅延を示すことができる。図４（ｃ）は、上記手法を概略的に示している。ここで説明する実施形態によれば、先ず第一に、物理ネットワークの物理ノード（例えば、図１を参照）から、仮想ネットワークのノードＡ及びＢを実施するのに必要な要件を提供するノードが選択される。これらのノード（選択されたノード）の中で、パラメータｄを満たすノードが選択される（図４（ｃ）の左側部分を参照）。Ａの候補ノードの中でパスを探索するとき、制約ベースの最短パス優先手法（ＣＳＰＦ手法）を用いることができ、制約は、伝送リンク又はパス上の帯域幅とすることができる。帯域幅を制約とみなす例では、１次−バックアップノード対間で必要な帯域幅は、仮想ネットワーク事業者要求におけるノードＡからの／への全てのリンクの帯域幅の合計である。候補ノードから、２つのノード間のパスが必要な帯域幅を有するとともに、パラメータ「ｄ」の値を満たすほど十分短い２つのノードが存在する場合、１次−バックアップ対が選択される。このようにして、先ず第一に、Ａ−Ａ’及びＢ−Ｂ’が選択される。
【００３７】
次のステップにおいて、本発明の実施形態によれば、選択された対からのノードのうちの一方、すなわち、Ａ−Ａ’について一方のノード及びＢ−Ｂ’からの一方のノードが選択され、制約ベースの最短パス優先手法が、帯域幅値の制約を用いて適用される。この帯域幅値は、ＶＮＯ要求によって与えられ、リンク１３４に関連付けられている。要求された帯域幅を有するパス又は要求された帯域幅を提供するパスが見つかり、かつ、そのパスの長さ／遅延が、ＶＮＯ要求がＡとＢとの間の接続１３４に要求しているものよりも小さい場合、そのパスが選択され、図４（ｃ）の右側部分の１３４’に示すリンクＡ−Ｂが埋め込まれる。最短パスが長さ／遅延値を充足していない場合、それよりも長いパスも、この要件を充足していないことになる。
【００３８】
したがって、１次ノード及びバックアップノードを選択してそれらのノードを接続する本発明の実施形態の重要な態様は、１次ノードとバックアップノードとの間の距離「ｄ」の提供である。ここで、この距離は、例えば、ノードＡ及びＢに関してこのパラメータを示す図４（ａ）に示されたＶＮＯ要求を介して、仮想ネットワーク事業者によって規定された要件に従って満たす必要がある、物理ネットワーク内の伝送リンクに関連付けられた遅延又は帯域幅とすることができる。ＶＮＯ要求内のノードのそれぞれについての１次バックアップノードのそれぞれの対が見つかると、ＶＮＯ要求に従って、バックアップ／１次ノードの相互接続された対からの２つのノード間のパスが決定される。これは、従来の手法を用いて行うこともできるし、本発明の実施形態による新規な手法に基づいて行うこともできる。この新規な手法によれば、物理ネットワーク内のパスは、ＣＳＰＦ手法を用いて探索され、制約は、帯域幅とすることができる。決定されたパスが遅延要件も満たす場合、そのパスが、バックアップ／１次ノードの一方の対とバックアップノード及び１次ノードの他方の対との間の物理ネットワーク内の接続として選択される。
【００３９】
図４（ｂ）に関して説明した従来の手法と比較すると、本発明の手法は明らかに有利である。なぜならば、完全な保護を実施する、物理ネットワーク内の必要なノード及び伝送パスを決定することに関するオーバヘッドが、明らかに低減されているからである。１次ノード及びバックアップノードを実施する４つのノードを見つけ出すことが依然として必要ではあるが、１次ノード及びバックアップノードを実施することができる物理ネットワーク内のノード間のありとあらゆる可能なリンクを決定及び評価することはもはや必要ではない。逆に、先ず第一に、それぞれの対の１次ノード及びバックアップノードの間の物理ネットワーク内の接続が、距離パラメータに関して決定される。次に、各対のノードのうちの一方、例えば、図４（ｃ）に示すノードＡ及びノードＢ’が選択され、これらの仮想ノードＡ及びＢ’を実施する２つのノード間の物理ネットワーク内の伝送パスが、ＶＮＯ要求に規定された特定の伝送リンク判定基準に関して評価され、この要件を満たすリンクが見つかった場合には、そのリンクが、ノードＡとＢ’との間（より具体的には、物理ネットワーク内の関連付けられた物理ノード間）の接続として選択される。対における残りのノード、すなわち、ノードＢ及びＡ’は、それぞれの距離要件を満たす、対における他方のノードへの接続と既に関連付けられているので、ＡとＢ’との間で見つかった接続は、Ａ’とＢ’との間又はＡ’とＢとの間のどの接続も充足することになることから、更なる接続を探索することはもはや必要ではない。
【００４０】
以下に、仮想ネットワーク事業者のトポロジーを物理ネットワーク上にマッピングする上述した本発明の手法を実施する本発明の更なる実施形態を説明する。図５は、ＶＮＯ要求及び物理ネットワークの一例を示している。より具体的には、図５（ａ）は、図２に関して上述した仮想ネットワークグラフ１３２の例を示し、図５（ｂ）は、物理ネットワークグラフ１３０を、その内部スイッチ／ルータ及び伝送リンク並びにその外部ノードとともに示している。
【００４１】
より具体的には、図５（ａ）は、４つのノードＡ〜Ｄを含むＶＮＯ要求１３２を示している。これらのノードのうちのノードＡは、ノードＢ及びＣに接続され、これらのノードのうちのノードＤは、ノードＣにのみ接続されている。ノードＣは、他の全てのノードＡ、Ｂ及びＤに接続されている。各ノードは、そのノードのリソース要件を示す数字に関連付けられており、例えば、ノードＡは１０個のリソースを必要とし、ノードＢは５つのリソースを必要とし、ノードＣは８つのリソースを必要とし、ノードＤは３つのリソースを必要とする。さらに、これらのノード間のそれぞれのリンクが、それぞれのノードを接続するラインによって示され、各ラインは、必要とされる伝送リンクパラメータを示すそれぞれのパラメータに関連付けられている。この例では、全てのリンクは、５の帯域幅を必要とし、それぞれのリンク上の遅延は、５０とすることができる。
【００４２】
図５（ｂ）には、コアネットワーク１０８が、コアネットワーク１０８のスイッチ／ルータを表す白抜きの円の周囲のラインによって概略的に表されている。スイッチ／ルータを接続するラインは、コアネットワーク１０８内の伝送リンクを表している。さらに、ノードＡ〜Ｋが、コアネットワーク１０８の周辺部を取り囲んで示され、図１に関して上述したインタフェースを形成する選択されたスイッチ／ルータにそれぞれの伝送リンクを介して接続されている。ノードＡ〜Ｋのそれぞれは、このノードにおいて利用可能なリソースの数、例えば、利用可能なＣＰＵコア、サーバ等の数を示す数字に関連付けられている。
【００４３】
本発明の手法によれば、第１のステップにおいて、ＶＮＯ要求１３２に基づいて、ＶＮＯ要求に示されたノード／サイトが、それらのリソース需要に従ってソートされる。この第１のステップは、ＶＮＯ要求１３２からノードの以下の順序を与える。
Ａ（１０）＞Ｃ（８）＞Ｂ（５）＞Ｄ（３）
【００４４】
ステップ２において、図５（ｂ）に示す物理ネットワークの物理ノードＡ〜Ｋから、ＶＮＯ要求１３２によって規定されたノードＡ、Ｃ、Ｂ及びＤを実施する候補ノードが見つけられる。より具体的には、ＶＮＯノードのリソース要件に従って、ＶＮＯノード／サイトに関する、物理ネットワーク内の候補ノードが見つけられる。ステップ１から、ＶＮＯ要求のノードＡは、最も高いリソース要件を有することがわかっており、そのため、ステップ２は、ノードＡから開始する。図５（ｂ）から見て取ることができるように、物理ノードａ〜ｋのうち、ノードａ、ｂ及びｆは、ノードＡの要件に対応するのに十分なリソース（リソース≧１０）を有する。したがって、Ａの候補セットは以下のとおりである。
Ｃａｎ．Ａ（１０）＝｛ａ（１５），ｂ（１５），ｆ（２０）｝
【００４５】
この候補から、ＶＮＯ要求からのノードＡの１次ノードを実施する物理ノードと、そのバックアップノードを実施する物理ノードとを決定するのに、ＣＳＰＦ手法が、帯域幅を制約として、可能な候補ノード対間に適用される。この帯域幅は、ＶＮＯ要求におけるノードＡへの／からの総帯域幅に基づいて求められる。図５（ａ）から見て取ることができるように、ノードＡに入力／出力する総帯域幅は１０（リンクＡ−Ｂ上の帯域幅及びリンクＡ−Ｃ上の帯域幅）に等しい。したがって、これらの２つの付随するリンクを考慮すると、総帯域幅は１０である。求められた１０の帯域幅需要に基づいて、ＣＳＰＦ手法が、物理ノードａ−ｂ、ａ−ｆ及びｂ−ｆ間、すなわち、ＶＮＯ要求ノードＡの候補セットとして決定されたノード間の全ての可能な接続間に適用される。実施形態によれば、パラメータｄは、一対のそれぞれのノード間で信号を送信する遅延である。この遅延は、図５に関して説明する実施形態では、「ホップ」の数に基づいて求められる。ホップの数は、信号が、物理コアネットワーク１０８を通って第１の物理ノードから別の物理ノードに進むときに通過する必要がある伝送リンクの数、すなわち、コア及び内部のスイッチ／ルータの間の伝送リンクの数によって求められる。図５の実施形態では、パラメータｄは、４以下となるように設定されるものと仮定される。すなわち、２つのノードを、ＶＮＯ要求によって記述されたノードのうちの１つの１次ノード及びバックアップノードとする判定基準は、信号が、コアネットワーク１０８の多くとも４つのリンクを進むということである。先ず第一に、ノードａ及びｂを考えると、ホップの数は４である。ノードａとノードｆとの間のホップの数は、少なくとも６であり、ノードｄとｆとの間のホップの数は、少なくとも５である。したがって、コアネットワーク内のスイッチ／ルータ間の部分／伝送リンクの全てが、少なくとも１０以上である十分な帯域幅を提供するという仮定の下で、対ａ−ｆ及びｂ−ｆは、それらの間の接続の長さがｄ＝４よりも大きいので適していないと判断される。したがって、物理ノード対ａ−ｂが、図５（ａ）に示すＶＮＯ要求に従ったノードＡ及びそのバックアップを実施する物理ノード対となる。ノードｆは、もはやノードＡを実施する候補ではないので、「解放」され、残りのＶＮＯノードＢ、Ｃ、Ｄの候補セットのノードとして用いることができる。
【００４６】
上記で議論したステップ２は、ステップ１において決定された順序に従って、ＶＮＯ要求１３２のノードＣ、Ｂ及びＤについて繰り返され、そのため、候補ノードを見つけるステップ２は、以下のように記述することができる。
Ｃａｎ．Ａ（１０）＝｛ａ（１５），ｂ（１５），ｆ（２０）｝／／ＢＷ＝５＋５＝１０
ａ＜−−＞ｂ＜＝４
→物理ノードａ、ｂをノード対として選択する
Ｃａｎ．Ｃ（８）＝｛ｄ（８），ｇ（９），ｊ（９）｝＋｛ｆ（２０）｝／／ＢＷ＝１５
ｄ＜−−＞ｇ＜＝４、ｄ＜−−＞ｆ＜＝４
→物理ノードｄ、ｇ及び物理ノードｄ、ｆをノード対として選択する
Ｃａｎ．Ｂ（５）＝｛ｃ（７），ｋ（５）｝＋｛ｊ（９）｝／／ＢＷ＝１０
ｋ＜−−＞ｊ＜＝４、ｋ＜−−＞ｃ＜＝４
→物理ノードｊ、ｋ及び物理ノードｋ、ｃをノード対として選択する
Ｃａｎ．Ｄ（３）＝｛ｈ（４），ｉ（３）｝／／ＢＷ＝５
ｈ＜−−＞Ｉ＜＝４
物理ノードｈ、ｉをノード対として選択する
これらによって、ＶＮＯ要求１３２に指定されたＶＮＯノードＡ〜Ｄを実施するノードａ〜ｋ間の物理ネットワーク内の以下の可能なＰＮノード対が得られる。
Ｃａｎｐａｉｒ：Ａ＝｛ａ，ｂ｝，Ｃ＝｛（ｄ，ｇ），（ｄ，ｆ）｝，Ｂ＝｛（ｊ，ｋ），（ｋ，ｃ）｝，Ｄ＝｛ｈ，ｉ｝
【００４７】
ＶＮＯ要求ノードＡ〜Ｄの１次／バックアップノードを実施するのに利用可能である可能な物理ノード対の決定に続いて、本発明によれば、ステップ３において、ＰＮ候補ノード対間のパスが、仮想ネットワーク事業者によって要求されるようなネットワークを実現するように決定される。換言すれば、ＶＮＯ要求１３２に規定され、関連付けられた要件、例えば、帯域幅要件及び遅延要件を満たす伝送リンクＡ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ａ−Ｃ及びＣ−Ｄを実現するパスを見つけ出す必要がある。
【００４８】
１つの実施形態によれば、ＰＮ候補ノード対間のパスを決定するステップ３は、従来の方法を用いることができ、例えば、各対から一方のノードしか利用しないが、ｘＩＬＰをＣａｎｐａｉｒ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に適用することができる。しかしながら、ｘＩＬＰ／ＭＣＦＰ手法のような従来の手法は、１つの制約にのみ基づいて最適化を行い、ｘＩＬＰ又はマルチコモディティフロー（ＭＣＦ）手法のような従来の更なる整数線形計画技法は、解を見つけるのに過度に長い時間を要する。そのため、本発明の更なる実施形態によれば、ステップ３において、ＰＮ候補ノード対間の接続を決定する従来の手法の代わりに、後述する異なる手法を用いることができる。
【００４９】
本発明の一実施形態によれば、ステップ３において、先ず第一に、最も多くの数の付随するリンクを有する、ＶＮＯ要求１３２内のＶＮＯノードが決定される。付随するリンクの数は、図５（ａ）の実施形態では、
Ｃ＞Ａ＝Ｂ＞Ｄ
を与える。
【００５０】
したがって、ステップ３の場合、ＶＮＯ要求からのノードＣが１次候補であり、物理ネットワークのコアネットワーク１０８において、伝送リンクＣ−Ａ、Ｃ−Ｂ及びＣ−Ｄを規定するパスを見つけ出すことが必要である。上述したステップ２から、仮想ネットワークノードＣの物理ネットワーク候補ノードは、物理ノードｄ、ｆ及びｇである。仮想ノードＣに利用可能な物理ノード対ごとに、一方のノードが選ばれ（ノードのいずれもが障害を起こしていない）、帯域幅を制約として用いるＣＳＰＦ手法が、選ばれたノード（ｄ、ｆ又はｇ）から、ノードａ又はｂ（仮想ノードＡに関連付けられている）のうちの一方、ノードｃ、ｋ又はｊ（仮想ノードＢに関連付けられたノード対について可能なノード）のうちの１つ、及びノードｉ又はｈ（仮想ノードＤのノード対を実施するノード）のうちの一方への接続について適用される。例えば、コアネットワーク１０８を通る以下のリンクが考慮される。
ｄ←→ａ、ｄ←→ｋ、ｄ←→ｈ
【００５１】
パスの中で、帯域幅要件を充足する１つのパスが存在するか否かが判断され、このパスが存在する場合、このパスが遅延要件を満たすか否かが判断される。遅延要件が満たされない場合、最短パスが遅延を充足していない状況と同様に、パスを見つけることはできず、十分な帯域幅を有していても、それよりも長いどのパスも、遅延要件を充足することはできない。パスを見つけることができない状況に対処する実施形態を以下で説明する。更なる議論のために、上記パス又はリンクのそれぞれが帯域幅要件及び遅延要件を満たすものと仮定する。ステップ３は、仮想ノードＣの処理を完了した後、仮想ノードＡ又は仮想ノードＢに移る。これらのノードはともに、同じ数の付随するリンクを有するからである。更なる議論のために、仮想ノードＡが検討されるものと仮定する。仮想ノードＡの場合、仮想ノードＢ及び仮想ノードＣへのリンクが存在するが、ステップ３の第１の反復において、仮想ノードＣについては、仮想ノードＡ、Ｂ及びＤへのそれぞれのパスは既に見つけられており、そのため、この時点では、仮想ノードＡを実施する物理ノードと仮想ノードＢを実施する物理ノードとの間のパスを決定することだけが必要である。物理ノードａ及びｂのうちの一方が選択され、物理ノードｊ、ｋのうちの一方及び物理ノードｋ、ｃのうちの一方へのコアネットワーク１０８を通る伝送パスが、その帯域幅及びその遅延要件に関して評価され、この実施形態では、ａとｋとの間のリンクについてこれらの要件が満たされていると判断される。
【００５２】
したがって、図５（ａ）の仮想ネットワーク事業者要求の場合、全てのリンクが探索されて見つけられ、第１の反復において、仮想ノードＣからＢへのリンク及び仮想ノードＣからのＤへのリンクも探索されて見つけられているので、仮想ノードＢ及び仮想ノードＤからのリンクを探す必要はない。
【００５３】
以下に、上述したパス探索が失敗したためにパスを見つけることができない状況に対処する一実施形態を説明する。実施形態によれば、コアネットワーク１０８を介して２つの物理ノードを接続するのに利用可能な帯域幅が、仮想ネットワーク事業者における仮想ノード間の接続を実施するには十分でないために、パスを見つけることができない場合、以下の２つの手法が可能である。後の議論のために、図６に示すような物理ネットワークグラフを仮定し、物理ノードｏとｐとの間に十分な帯域幅を有するパスを見つけることができなかったものと更に仮定する。
【００５４】
第１の実施形態によれば、ロバスト手法が用いられる。この手法によれば、先ず第一に、遅延制約を満たす、図６に示すノード間の全てのパスが見つけ出される。図６では、物理ノードｍとｔとの間の全てのパスがこの遅延制約を満たすものと仮定される。換言すれば、帯域幅制約に関係なく、遅延制約を満たす全てのパスが見つけ出される。遅延制約を満たすとまさに判断されたパスから、ｏとｐとの間の最短パスが選択され、その最短パスが、以前に埋め込まれたいずれかのパスと重なり合うか否かが判断される。図６に示す実施形態では、パスｏ−ｐは、以前に埋め込まれたパスｍ−ｎと部分的に重なり合う（伝送リンク１４０を参照）。以前に埋め込まれたいずれのパスとも重なり合う部分が見つからない場合、これは、ｏとｐとの間の接続に十分な帯域幅を有する利用可能なパスがないことを意味し、この場合、この方法は終了し、失敗したことを示す。
【００５５】
しかしながら、図６に示す状況では、パスの利用可能な部分１４０が見つかり、以前に埋め込まれたパスｍ−ｎを解放することによって、重なり合う単数又は複数のリンク上で物理ノードｏ−ｐの接続に十分な帯域幅が提供され、それによって、帯域幅要件が満たされるか否かが確認される。十分な帯域幅が提供されず、帯域幅要件が満たされない場合、次の最短パスが選択され、上記ステップが繰り返される。十分な帯域幅が解放される場合、以前に埋め込まれた接続ｍ−ｎが解放され、接続ｏ−ｐが代わりに埋め込まれる。接続ｍ−ｎを「再埋め込み」するように、この手法は、上記で議論したステップ３に戻る。ただし、ステップ３に戻るとき、重なり合う部分１４０は、その後の参照のためにマーク付けされる。すなわち、この重なり合う部分は、ステップ３を再実行するときに、接続ｍ−ｎを「再埋め込み」するのに用いることができない。また、他の接続にステップ４を繰り返す場合、重なり合う部分１４０は、利用可能でないものとしてマーク付けされる。
【００５６】
上述した手法は、ロバスト手法と呼ばれるが、第２の実施形態によれば、グリーディ（greedy：貪欲）手法も適用することができる。このグリーディ手法は、上述したものと同様であるが、第１のステップでは、遅延制約を満たす全てのパスを見つけ出すのではなく、この手法では、最短パスのみが見つけられ、その最短パスが成功しなかった場合、全ての可能なパスが尽きるまで、次の最短パスが見つけ出される。したがって、これらの２つの手法は、ロバスト手法が最小数の重なり合うリンクを有するパスから開始する一方、グリーディ手法は最短手法から開始する点で、開始点が異なる。
【００５７】
本発明の実施形態によれば、従来技術の手法が改良されている。なぜならば、効率が高められるとともに遅延及び帯域幅の双方を考慮して仮想ネットワークトポロジーを物理ネットワーク上にマッピングすることによって、一時に複数のサイト障害に対処することができるからである。仮想ネットワーク事業者と呼ばれるエンティティが、実施を望むネットワークトポロジーを提供し、物理ネットワークのトポロジー情報及びリソース情報を有するネットワーク構成プラットフォーム（図１を参照）と呼ばれるエンティティにそのネットワークトポロジーを渡し、ネットワーク構成プラットフォームが、全てのサイト保護を確保する物理ネットワーク上にＶＮＯ要求をどのように埋め込むのかに関するマッピング決定を行うネットワーキングシステムが提供される。実施形態によれば、ネットワーク構成プラットフォームにおけるこのマッピング決定は、仮想ネットワーク事業者からの帯域幅要件及び／又は遅延要件を満たす。実施形態によれば、マッピング決定アルゴリズムは、各仮想ネットワーク事業者要求サイトに対応する適切なサイトを物理ネットワークにおいて見つけ出すステップと、あらかじめ決定された帯域幅要件及び遅延要件を満たすそのようなサイト間の利用可能なパスを見つけ出すステップと、各ＶＮＯ要求サイトのサイトの対を作成するステップとからなることができる。この対は、ＶＮＯ要求サイトの１次サイト及びバックアップサイトの候補である。このアルゴリズムは、２つの相互接続されたＶＮＯ要求サイトの候補である２つのＰＮ対サイトの間の帯域幅要件を満たすパスを見つけ出すステップと、全ての相互接続されたＶＮＯサイトの全てのパスが物理ネットワーク内で見つけられるまで、このステップを繰り返すこととを更に含むことができる。このアルゴリズムは、２つのＰＮサイト間のパス、例えば、帯域幅要件を満たすパスを見つけることができない状況に対処するステップを更に含むことができる。以前に見つけられたパスを確認することができ、以前のパス（以前に埋め込まれたパス）が取得した帯域幅を解放して、現在のパスの帯域幅要件を満たすことができ、そのようなパスが見つかった場合、そのパスは解放される。
【００５８】
さらに、本発明の実施形態は、上述したマッピング決定アルゴリズムに基づいてネットワーク構成プラットフォームによって行われたマッピング決定が物理ネットワーク要素に伝達されて、ＮＣＰが指示したリソース（NCP directed resources）と、特定の仮想ネットワーク事業者要求の物理ネットワーク及びリソースを識別する適切なＩＤとが確保されるネットワークシステムを提供する。
【００５９】
物理ネットワーク要素は、コンピュータ、ルータ、サイト管理システム等を含むことができる。ＮＣＰが指示するリソース、例えば、ＶＮＯネットワーク要求によって規定されたリソースは、ＣＰＵサイクル／コア、メモリ素子、仮想マシン、伝送帯域幅、データ転送優先順位等を含むことができる。ＩＤは、ＩＰアドレス、トンネルＩＤ等を含むことができる。
【００６０】
幾つかの態様を装置との関連で説明してきたが、これらの態様は、対応する方法の記述も表していることは明らかであり、この対応する方法では、ブロック又はデバイスが、方法ステップ又は方法ステップの特徴に対応する。同様に、方法ステップとの関連で説明した態様も、対応する装置の対応するブロック又は項目又は特徴の記述を表している。
【００６１】
或る特定の特定の実施態様要件に依拠して、本発明の実施形態はハードウェア又はソフトウェアにおいて実施することができる。実施態様は、電子的に読取り可能な制御信号が記憶されたデジタル記憶媒体、例えばフロッピーディスク、ＤＶＤ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリを用いて実行することができ、それらは、それぞれの方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと連携する（又は連携可能である）。
【００６２】
本発明による幾つかの実施形態は、本明細書に記載される方法のうちの１つが実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと連携することができる電子的に読取り可能な制御信号を有する非一時的データキャリアを含む。
【００６３】
概して、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装することができる。該プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されると、方法のうちの１つを実行するように動作可能である。プログラムコードは、例えば機械可読キャリア上に記憶することができる。
【００６４】
他の実施形態は、機械可読キャリア上に記憶された、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを含む。
【００６５】
したがって、換言すれば、本発明の方法の一実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【００６６】
したがって、本発明の方法の更なる実施形態は、データキャリア（又はデジタル記憶媒体若しくはコンピュータ可読媒体）であって、該データキャリア上に記録された、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを含む、データキャリアである。
【００６７】
したがって、本発明の方法の更なる実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを表すデータストリーム又は信号シーケンスである。データストリーム又は信号シーケンスは、例えば、データ通信接続を介して、例えばインターネットを介して転送されるように構成することができる。
【００６８】
更なる実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するように構成又は適合された処理手段、例えばコンピュータ又はプログラム可能な論理デバイスを含む。
【００６９】
更なる実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを含む。
【００７０】
幾つかの実施形態では、プログラム可能な論理デバイス（例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ）を用いて、本明細書に記載された方法の機能のうちの幾つか又は全てを実行することができる。幾つかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するためにマイクロプロセッサと連携することができる。概して、本方法は任意のハードウェア装置によって実行されることが好ましい。
【００７１】
上述した実施形態は、単に本発明の原理を説明するものである。本明細書において記載される構成並びに詳細の変更及び変形は当業者には明らかであることが理解される。したがって、本発明は、同封の特許請求の範囲の範囲によってのみ制限され、本明細書における実施形態の記述及び説明のために提示された特定の詳細によって制限されるものではないことが意図される。
【図１】
2014072895.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）−４（ｃ）】
2014072895.tif 000006
【図５（ａ）．５（ｂ）】
2014072895.tif 000007
【図６】
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【外国語明細書】
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