(57)【要約】【課題】キャリアポリシを反映したネットワークトポロジの設計を実現する。【解決手段】物理トポロジおよび交流トラヒックに基づいて論理トポロジを設計するネットワーク設計装置１は、物理トポロジを複数の区画に分割し、分割した区画を結合して仮想物理トポロジを作成し、区画の各々の間を流れるトラヒック量を計算し、計算したトラヒック量に基づいて、仮想物理トポロジで発生する仮想交流トラヒックを計算し、仮想物理トポロジおよび仮想交流トラヒックを入力とした最適化演算により仮想論理トポロジを出力し、仮想論理トポロジに対して、区画の区画内に関しては、所定のキャリアポリシに基づく論理トポロジを設計し、仮想論理トポロジに対して、区画の区画間に関しては、最適化演算に基づく論理トポロジを設計する論理トポロジ設計部１２、を備える、ことを特徴とする。【選択図】図２
2018182648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理トポロジおよび交流トラヒックに基づいて論理トポロジを設計するネットワーク設計装置であって、
前記物理トポロジを複数の区画に分割し、前記分割した区画を結合して仮想物理トポロジを作成し、
前記区画の各々の間を流れるトラヒック量を計算し、前記計算したトラヒック量に基づいて、前記仮想物理トポロジで発生する仮想交流トラヒックを計算し、
前記仮想物理トポロジおよび前記仮想交流トラヒックを入力とした最適化演算により仮想論理トポロジを出力し、
前記仮想論理トポロジに対して、前記区画の区画内に関しては、所定のキャリアポリシに基づく論理トポロジを設計し、
前記仮想論理トポロジに対して、前記区画の区画間に関しては、前記最適化演算に基づく論理トポロジを設計する論理トポロジ設計部、を備える、
ことを特徴とするネットワーク設計装置。
【請求項２】
前記論理トポロジ設計部は、前記区画の区画間に関する論理トポロジを設計する際、
前記論理トポロジの接続関係を変更する制御行列に基づく論理トポロジを設計する、
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク設計装置。
【請求項３】
物理トポロジおよび交流トラヒックに基づいて論理トポロジを設計するネットワーク設計装置におけるネットワーク設計方法であって、
前記ネットワーク設計装置は、
前記物理トポロジを複数の区画に分割し、前記分割した区画を結合して仮想物理トポロジを作成するステップと、
前記区画の各々の間を流れるトラヒック量を計算し、前記計算したトラヒック量に基づいて、前記仮想物理トポロジで発生する仮想交流トラヒックを計算するステップと、
前記仮想物理トポロジおよび前記仮想交流トラヒックを入力とした最適化演算により仮想論理トポロジを出力するステップと、
前記仮想論理トポロジに対して、前記区画の区画内に関しては、所定のキャリアポリシに基づく論理トポロジを設計するステップと、
前記仮想論理トポロジに対して、前記区画の区画間に関しては、前記最適化演算に基づく論理トポロジを設計するステップと、を実行する、
ことを特徴とするネットワーク設計方法。
【請求項４】
前記ネットワーク設計装置は、前記区画の区画間に関する論理トポロジを設計するステップを実行する際、
前記論理トポロジの接続関係を変更する制御行列に基づく論理トポロジを設計する、
ことを特徴とする請求項３に記載のネットワーク設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク設計装置およびネットワーク設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワーク事業者においては、キャリア特有の信頼性や品質に関する様々なポリシを満足しつつトラヒックを効率的に収容するために、通信ネットワークを構成するネットワークトポロジを適切に設計する必要がある。一般的に、物理ノード（局舎ビルに設定される）や物理リンク（例：管路、ファイバ）から構成される物理トポロジが設定されており、そこに伝送レイヤのパス（波長パス、ＯＤＵ（Optical channel Data Unit）、MPLS-TP（Multi-Protocol Label Switching-Transport Profile）パス）を張ることで、上位のパケットレイヤに対する論理的なトポロジが提供される。すなわち、ネットワークトポロジの設計問題とは、物理トポロジ、および、物理ノード間の交流トラヒックが与えられたときに、設備コスト等の目的関数値を最適化する論理トポロジを設計する問題として定義される。なお、論理トポロジ上のノード（ＩＰ（Internet Protocol）ルータ等）は、通常は、局舎に収容されるため物理ノードと一対一となるため、論理トポロジの設計問題は伝送レイヤのパスを設計する問題としても捉えることができる。
【０００３】
論理トポロジの設計問題は古くから数多くの研究がされており、代表的な方法は、非特許文献１，２に記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】D. Banerjee and B. Mukherjee, "Wavelength-Routed Optical Networks: Linear Formulation, Resource Budgeting Tradeoffs, and a Reconfiguration Study," IEEE/ACM Transactions on Networking (TON), Vol. 8, no. 5, pp. 598-607, Oct. 2000.（IEEEは、登録商標）
【非特許文献２】Y. Koizumi, T. Miyamura, S. Arakawa, E. Oki, K. Shiomoto, and M. Murata, "Adaptive Virtual Network Topology Control Based on Attractor Selection," IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, Vol. 28, no. 11, pp. 1720-1731, Jun. 2010.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
論理トポロジの設計問題に関する従来のアルゴリズムでは、波長衝突の回避や物理ポート数上限等の物理的なネットワーク制約のもとで設備コスト、波長効率、最大リンク使用率等のトラヒック収容効率のみを目的とした最適化を行っている。しかし、現存のキャリアは、キャリアネットワーク特有の、信頼性、品質条件、パケットレイヤのプロトコル特性に起因する（障害）信号伝搬の影響抑制等に関するキャリアポリシを定めているにも関わらず、従来のアルゴリズムでは、このようなキャリアポリシを反映したネットワークトポロジの設計が存在しない。非特許文献１，２の技術も、キャリアポリシを反映した上で、ネットワークトポロジの設計を行っているわけではない。
【０００６】
このような事情に鑑みて、本発明は、キャリアポリシを反映したネットワークトポロジの設計を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、物理トポロジおよび交流トラヒックに基づいて論理トポロジを設計するネットワーク設計装置であって、前記物理トポロジを複数の区画に分割し、前記分割した区画を結合して仮想物理トポロジを作成し、前記区画の各々の間を流れるトラヒック量を計算し、前記計算したトラヒック量に基づいて、前記仮想物理トポロジで発生する仮想交流トラヒックを計算し、前記仮想物理トポロジおよび前記仮想交流トラヒックを入力とした最適化演算により仮想論理トポロジを出力し、前記仮想論理トポロジに対して、前記区画の区画内に関しては、所定のキャリアポリシに基づく論理トポロジを設計し、前記仮想論理トポロジに対して、前記区画の区画間に関しては、前記最適化演算に基づく論理トポロジを設計する論理トポロジ設計部、を備える、ことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、物理トポロジおよび交流トラヒックに基づいて論理トポロジを設計するネットワーク設計装置におけるネットワーク設計方法であって、前記ネットワーク設計装置は、前記物理トポロジを複数の区画に分割し、前記分割した区画を結合して仮想物理トポロジを計算するステップと、前記区画の各々の間を流れるトラヒック量を計算し、前記計算したトラヒック量に基づいて、前記仮想物理トポロジで発生する仮想交流トラヒックを作成するステップと、前記仮想物理トポロジおよび前記仮想交流トラヒックを入力とした最適化演算により仮想論理トポロジを出力するステップと、前記仮想論理トポロジに対して、前記区画の区画内に関しては、所定のキャリアポリシに基づく論理トポロジを設計するステップと、前記仮想論理トポロジに対して、前記区画の区画間に関しては、前記最適化演算に基づく論理トポロジを設計するステップと、を実行する、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項１，３に記載の発明によれば、区画内では、画一的にキャリアポリシを満足する論理トポロジを設計し、区画間では、最適化された論理トポロジを設計することができる。このため、トラヒック収容効率を目的とした最適化に関するネットワークトポロジの設計問題において、キャリアポリシを満足する機構を容易に導入することができる。
したがって、キャリアポリシを反映したネットワークトポロジの設計を実現することができる。
その結果、従来では実現できなかった、平常時、障害時におけるパケットレイヤルーティングのトレーサビリティの提供、区画内におけるアクトスタンバイ系確保による信頼性設計の提供、区画内における局舎を地理的に分散（例えば50km隔離）することによる激甚対策設計の提供、および、障害信号伝搬範囲の区画内への局所化の提供、などといったキャリアポリシにしたがった設計結果を提供することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のネットワーク設計装置であって、前記論理トポロジ設計部は、前記区画の区画間に関する論理トポロジを設計する際、前記論理トポロジの接続関係を変更する制御行列に基づく論理トポロジを設計する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のネットワーク設計方法であって、前記区画の区画間に関する論理トポロジを設計するステップを実行する際、前記ネットワーク設計装置は、前記論理トポロジの接続関係を変更する制御行列に基づく論理トポロジを設計する、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項２，４に記載の発明によれば、制御行列を用いることで、区画間においてもキャリアポリシを反映させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、キャリアポリシを反映したネットワークトポロジの設計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のネットワーク設計装置を含むシステム全体の構成図の例である。
【図２】ネットワーク設計装置の機能構成図の例である。
【図３】ネットワーク設計装置におけるトポロジ設計処理を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）が物理トポロジの例を示す図、（ｂ）が物理トポロジの分割の例を示す図、（ｃ）が作成された仮想物理トポロジの例を示す図である。
【図５】区画内の設計の例を示す図であり、（ａ）がリング型の物理クラスタの例を示す図、（ｂ）が２階梯アクトスタンバイ論理トポロジの例を示す図、（ｃ）が便宜上ノードを見やすく配置した２階梯アクトスタンバイ論理トポロジの例を示す図である。
【図６】制御行列の説明図であり、（ａ）が制御行例演算子の定義の説明図、（ｂ）が隣接行列に制御行列を作用させたときの例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
≪全体構成≫
図１に示すように、本実施形態のシステムは、ネットワーク設計装置１と、ネットワーク運用装置２と、通信ＮＷ（ネットワーク）とを備えている。
通信ＮＷは、多数の物理ノードＮと、各物理ノードＮ間を結ぶ物理リンクＬとを有する物理トポロジである。物理ノードＮは、例えば、局舎に備えた通信設備であり、物理ノードＮ内部に、ルータ等のパケットノード、または光伝送装置を収容する。物理リンクＬは、例えば、管路または光ファイバである。
【００１７】
ネットワーク設計装置１は、通信ＮＷに対するネットワークトポロジの設計問題を解決する装置である。
ネットワーク運用装置２は、通信ＮＷを監視する装置である。ネットワーク運用装置２は、通信ＮＷの監視結果として、例えば、トラヒック発生状態（トラヒック量）の情報を、ネットワーク設計装置１または他の装置（図示せず）に送信する。
【００１８】
ネットワーク設計装置１およびネットワーク運用装置２は、記憶部、制御部、通信部、入力部、出力部といったハードウェアを備えたコンピュータである。制御部は、例えば、記憶部に記憶されているプログラムを記憶部の記憶領域に展開し実行することにより、以下に示す各処理を実行することができる。
【００１９】
＜ネットワーク設計装置１の機能構成＞
ネットワーク設計装置１の機能構成について説明する。
図２に示すように、ネットワーク設計装置１は、経路設計部１１と、論理トポロジ設計部１２と、他装置ＩＦ１３と、パケット経路管理ＤＢ１４と、論理網構成情報ＤＢ１５と、物理網構成情報ＤＢ１６と、トラヒック情報ＤＢ１７といった機能部を備える。
【００２０】
経路設計部１１は、論理網構成情報ＤＢ１５に格納された情報に基づいて、パケットレイヤの経路を計算する。
論理トポロジ設計部１２は、物理網構成情報ＤＢ１６の情報、および、トラヒック情報ＤＢ１７の情報に基づいて、通信ＮＷに対する論理トポロジを計算する。
他装置ＩＦ１３は、ネットワーク運用装置２とのインタフェース、または、他の装置とのインタフェースである。他の装置とは、例えば、ネットワークオペレータが使用する管理コンソールである。
【００２１】
パケット経路管理ＤＢ１４は、通信ＮＷのパケットレイヤにおける対地ごとの経路情報を格納する。経路情報は、経路設計部１１の計算結果として取得されたり、ネットワークオペレータからの投入によって取得されたりする。
【００２２】
論理網構成情報ＤＢ１５は、通信ＮＷの論理トポロジの内容を示す論理トポロジ情報と、通信ＮＷの伝送レイヤにおける伝送パスを示す伝送パス情報を格納する。論理トポロジの内容には、例えば、論理ノードと論理リンクの接続関係が含まれる。伝送パス情報が示す伝送パスは、例えば、対地、経路である。論理トポロジ情報および伝送パス情報は、論理トポロジ設計部１２からの出力結果となる。論理リンクの実体は伝送パス（図１の物理リンクＬに相当）であることから、論理トポロジ情報と伝送パス情報とを同じＤＢで管理することが好ましい。しかし、論理トポロジ情報と伝送パス情報とを異なるＤＢで管理してもよい。
【００２３】
物理網構成情報ＤＢ１６は、通信ＮＷとしての物理トポロジの内容を示す物理トポロジ情報を格納する。物理トポロジの内容には、例えば、物理ノードＮと物理リンクＬとの接続関係が含まれる。ネットワーク設計装置１は、物理トポロジ情報を、例えば、ネットワーク運用装置２から取得したり、ネットワークオペレータからの投入によって取得したりすることができる。
【００２４】
トラヒック情報ＤＢ１７は、論理リンクごとのトラヒックを示すトラヒック情報や、当該トラヒック情報に基づく物理ノードＮ（または論理ノード）間の交流トラヒック情報を格納する。ネットワーク設計装置１は、トラヒック情報および交流トラヒック情報を、例えば、ネットワーク運用装置２から取得することができる。
【００２５】
＜ネットワーク設計装置１の処理＞
ネットワーク設計装置１における、通信ＮＷ（図１）に対するネットワークトポロジの設計問題を解決するトポロジ設計処理について説明する。
【００２６】
図３に示すように、まず、ネットワーク設計装置１は、論理トポロジ設計部１２によって、第１の事前処理として、仮想物理トポロジの作成を実行する（ステップＳ１）。具体的には、ネットワーク設計装置１は、設計対象となる物理トポロジを、一定の規則性（例：物理ノード間の地理的な位置が所定距離内にある：地理特性）を持った区画（クラスタ）に分割し、分割後の各クラスタを結合する。結合されたクラスタ群は、仮想物理トポロジと呼ぶ。
【００２７】
物理トポロジの分割には、例えば、参考文献（鎌村他、“高速グラフマイニングによるネットワークトポロジ主成分分析法、”in IEICE 信学技報 2016年10月13日発行、NS2016-99、pp.57-62）に記載の技術内容を用いることができる。参考文献の技術内容の詳細については説明を省略する。参考文献によれば、クラスタは、サブグラフ（対象のグラフの部分集合となる部分グラフ）であり、本実施形態では、リンググラフ（後記）とする。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、地理的に異なる位置に配置されている物理ノードと物理リンクとの集合からなる物理トポロジに対して、参考文献による分割を行う。すると、図４（ｂ）に示すような複数個のリンググラフ（各物理ノードに少なくとも２個の物理リンクが接続しているグラフ）を作成する。リンググラフとなる各クラスタは、仮想物理トポロジのノードとして登録される。図４（ｃ）には、丸付き数字０〜７で表現されるクラスタ群がリンク（実線で示す）で接続されてなる仮想物理トポロジが図示されている。クラスタ同士を接続するリンクに関しては、例えば、クラスタｉに所属する物理ノードｌとクラスタｊに所属する物理ノードｍ（ｉ、ｊ、ｌ、ｍはすべての組み合わせ）が接続している場合に、クラスタｉ、ｊ間にリンクが追加されるとすることができるが、これに限らない。
【００２９】
分割後の複数の区画に関して、区画内では、例えば、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）によるルーティングを実行し、区画間では、例えば、ＢＧＰ（Border Gateway Protocol）によるルーティングを実行するという態様をとることができる。
【００３０】
従来のように、区画として分割をせず、１つの大規模な物理トポロジに対してルーティング設計を行う場合は、リンクコストなどのトラヒック収容効率に基づく間接的なルーティング設計となってしまうため、所望のルーティングを実現できない可能性が高かった。これに対し、本実施形態のように、物理トポロジを複数の区画に分割することにより、区画内では画一的なルーティング設計を実現することができ、所望のルーティングを容易に実現できるようになる。
【００３１】
また、従来のように、区画として分割をしない物理トポロジでは、概して訪路に規則性が存在せず、経路トレーサビリティが低かった。これに対し、本実施形態によれば、高い経路トレーサビリティが提供可能となるような区画分割を実行することができる。また、区画として分割すれば、障害伝搬を１つの区画内に抑制することができ、高信頼性のネットワークトポロジ設計を実現することができる。
【００３２】
図３に戻って、次に、ネットワーク設計装置１は、論理トポロジ設計部１２によって、第２の事前処理として、仮想交流トラヒックの計算を実行する（ステップＳ２）。具体的には、ネットワーク設計装置１は、トラヒック情報ＤＢ１７に基づいて、第１の事前処理で作成された仮想物理トポロジで発生する交流トラヒックを仮想交流トラヒックとして計算する。仮想交流トラヒックの計算の際、例えば、仮想物理トポロジを構成するすべてのクラスタに対して、クラスタｉからクラスタｊへ流れるトラヒック量を、クラスタｉに所属する各物理ノードからクラスタｊに所属する各物理ノードへ流れるトラヒック量の総和とする。
【００３３】
次に、ネットワーク設計装置１は、論理トポロジ設計部１２によって、本処理として、論理トポロジの設計問題に関する最適化演算を行う（ステップＳ３）。具体的には、ネットワーク設計装置１は、第１の事前処理で作成した仮想物理トポロジと、第２の事前処理で作成した仮想交流トラヒックとを入力として最適化演算を行い、その演算結果を仮想論理トポロジとして出力する。最適化演算の手法は、既存の手法でよく、例えば、非特許文献１で提案されているＩ−ＭＬＴＤＡ法を用いることができる。
【００３４】
次に、ネットワーク設計装置１は、論理トポロジ設計部１２によって、第１の事後処理として、ステップＳ３で出力された仮想論理トポロジに対する区画内の設計を実行する（ステップＳ４）。区画内の設計とは、キャリアポリシに基づいたマニュアル設計である。本実施形態では、区間内の物理網はリング型となるため、区間内の物理ノードのうち２つを中継ノードとして選択し、残りをエッジノードとすることで、物理的にも排他的な経路を選択可能なアクトスタンバイ系をなす論理トポロジを設計することができる。
【００３５】
例えば、図５（ａ）に示す区画Ｃ（図４（ｂ）に示す区画Ｃに相当し、図４（ｃ）に示す丸付き数字７で表現されるクラスタに相当）に対して、図５（ｂ）に示すように２つの中継ノードｒ１，ｒ２と、６つのエッジノードｅ１〜ｅ６とを選択する。また、図５（ｂ）には、最適化演算（ステップＳ３）によって、区画Ｃに対応する仮想論理トポロジを構成する論理ノードＬ１〜Ｌ８および論理リンク（太線で図示）が設定されている。論理ノードＬ１〜Ｌ８はそれぞれ、中継ノードｒ１，ｒ２およびエッジノードｅ１〜ｅ６に対して用意されている。また、図５（ｂ）には、アクト系となる論理ノードとスタンバイ系となる論理ノードとの組を２点鎖線で表現しており（例：アクト系となる論理ノードＬ３と、スタンバイ系となる論理ノードＬ４）、２階梯アクトスタンバイ論理トポロジが示されている。
【００３６】
図５（ｃ）は、中継ノードｒ１，ｒ２の論理ノードＬ１，Ｌ２と、エッジノードｅ１〜ｅ６の論理ノードＬ３〜Ｌ８との配置を変更して、中継ノードとエッジノードとの関係性、および、アクトスタンバイ系の関係性を見やすくしたものである。なお、論理ノードＬ１はアクト系であり、論理ノードＬ２はスタンバイ系である。
【００３７】
ステップＳ４による論理トポロジの設計の際、所定の距離以上に隔離された中継ノードを２つ選択することで、激甚災害による障害は、片方の中継ノードにしか発生しないように済ませることができるため、激甚災害の対策が可能となる。
論理トポロジ設計部１２は、第１の事後処理の最終出力となる論理トポロジを論理トポロジ情報として論理網構成情報ＤＢ１５に格納する。また、論理トポロジ設計部１２は、出力された仮想論理トポロジに対する区画について、伝送レイヤにおける伝送パス情報も出力し、論理網構成情報ＤＢ１５に格納する。この伝送パス情報は、区画内の論理ノードおよび論理リンクに関する接続関係を表す。
【００３８】
図３に戻って、次に、ネットワーク設計装置１は、論理トポロジ設計部１２によって、第２の事後処理として、ステップＳ３で出力された仮想論理トポロジに対する区画間の設計を実行する（ステップＳ５）。具体的には、ネットワーク設計装置１は、クラスタ間の接続を計算し、ステップＳ３の最適化演算に基づく論理トポロジを設計する。その計算の際、各クラスタにおいて、クラスタを構成する物理ノードのうち１つを代表ノードとして選択する。代表ノードは、例えば、ネットワークオペレータからの投入によって事前パラメータとして与えられている。
【００３９】
クラスタｉに所属する代表ノードと、クラスタｊに所属する代表ノードとの間にリンクを接続することで、クラスタｉ、ｊ（ｉ、ｊはすべての組み合わせ）間に仮想リンクを設定することができ、区間間の設計を実現することができる。区間間の設計に要する、異なるクラスタの代表ノード同士の接続は、ステップＳ３の最適化演算の結果に従う。
【００４０】
また、１つのクラスタについて代表ノードは複数定義することが可能であり、この場合、例えば、ラウンドロビン方式によって接続する代表ノードを順次変更することができる。
論理トポロジ設計部１２は、第２の事後処理の最終出力となる、区間間の接続を表す仮想リンクを、論理トポロジ情報として論理網構成情報ＤＢ１５に格納する。
【００４１】
次に、ネットワーク設計装置１は、論理トポロジ設計部１２によって、第３の事後処理として、制御行列を用いた設計を実行する（ステップＳ６）。第２の事後処理までの処理によって、区間内についてはキャリアポリシに従って接続関係が決定された論理トポロジが設計され、区間間については最適化演算に基づいて接続関係が決定された論理トポロジが設計された。区間間の接続も含めてキャリアポリシを適用したい場合には、つまり、キャリアポリシに基づく区画間の接続関係を決定したい場合には、第３の事後処理として、制御行列を用いた設計を行う。
【００４２】
制御行列は、論理トポロジの接続関係を所望の接続関係に強制的に変更する作用を有する。図６（ａ）に示すように、制御行列は、任意の行列「Ａ」に和算される制御行列演算子を有する。制御行列演算子は、「−１」、「１」、「０」という３種類の値をとる。
【００４３】
制御行列演算子「−１」は、ドントケアを表し、行列「Ａ」を変更しない。
制御行列演算子「１」は、ノード間の接続有りを表し、行列「Ａ」の成分のうち、ノード間の接続無しを表す成分をノード間の接続有りの成分に変更する。
制御行列演算子「０」は、ノード間の接続無しを表し、行列「Ａ」の成分のうち、ノード間の接続有りを表す成分をノード間の接続無しの成分に変更する。
【００４４】
論理トポロジの接続関係は、接続有りのノード間について「１」、接続無しのノード間について「０」という値を持つ隣接行列（Adjacency Matrix）として表現することができる。この隣接行列に制御行列を和算することで、論理トポロジの形状を強制的に変更することができる。
【００４５】
図６（ｂ）に示すように、Osaka(a0)、Tokyo(a1)、Nagoya(a2)のラベル値を持つノード群の接続関係を表す隣接行列に制御行列を和算する場合を説明する。Osaka(a0)とNagoya(a2)とのノード間、および、Tokyo(a1)とNagoya(a2)とのノード間に接続が有るため、隣接行列の該当成分は、「１」となり、Osaka(a0)とTokyo(a1)とのノード間には接続が無いため、隣接行列の該当成分は、「０」となる。隣接行列の対角成分は、自分自身のノードとの接続を表してしまい、意味のない成分なので、便宜上「０」となる。
【００４６】
制御行列の成分の値が「１」、「０」の場合は、図６（ａ）に示すように、これらの値で隣接行列の成分の値を上書きする。その結果、図６（ｂ）に示す制御行列を、Osaka(a0)、Tokyo(a1)、Nagoya(a2)に関する隣接行列に和算した場合、隣接行列の各成分の値が上書きされ、修正した隣接行列が算出される。結果としては、Osaka(a0)とNagoya(a2)とのノード間の接続が無しに変更され、Osaka(a0)とTokyo(a1)とのノード間には接続が有りに変更される。このように、ネットワーク設計装置１は、制御行列を用いて、Osaka(a0)、Nagoya(a2)のラベル値を持つノードは、Tokyo(a1)のラベル値を持つノードと接続を行うように規制を書けることができる。
【００４７】
以上で、図３に示す、ネットワーク設計装置１におけるトポロジ設計処理が完了する。
なお、図３に示すトポロジ設計処理の後、ネットワーク設計装置１は、経路設計部１１によって、パケットレイヤの経路を計算する。経路設計部１１による計算結果は、パケット経路管理ＤＢ１４に格納される。
【００４８】
（まとめ）
本実施形態によれば、区画内では、画一的にキャリアポリシを満足する論理トポロジを設計し、区画間では、最適化された論理トポロジを設計することができる。このため、トラヒック収容効率を目的とした最適化に関するネットワークトポロジの設計問題において、キャリアポリシを満足する機構を容易に導入することができる。
したがって、キャリアポリシを反映したネットワークトポロジの設計を実現することができる。
【００４９】
その結果、従来では実現できなかった、平常時、障害時におけるパケットレイヤルーティングのトレーサビリティの提供、区画内におけるアクトスタンバイ系確保による信頼性設計の提供、区画内における局舎を地理的に分散（例えば50km隔離）することによる激甚対策設計の提供、および、障害信号伝搬範囲の区画内への局所化の提供、などといったキャリアポリシにしたがった設計結果を提供することができる。
【００５０】
また、制御行列を用いることで、区画間においてもキャリアポリシを反映させることができる。
【００５１】
≪変形例≫
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、物理トポロジを分割したときの複数の区画の各々に対して異なるキャリアポリシを適用することができる。
【００５２】
また、本実施形態で説明した種々の技術を適宜組み合わせた技術を実現することもできる。
また、本実施形態で説明したソフトウェアをハードウェアとして実現することもでき、ハードウェアをソフトウェアとして実現することもできる。
その他、ハードウェア、ソフトウェア、処理手順などについて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１      ネットワーク設計装置
１１    経路設計部
１２    論理トポロジ設計部
１３    他装置ＩＦ
１４    パケット経路管理ＤＢ
１５    論理網構成情報ＤＢ
１６    物理網構成情報ＤＢ
１７    トラヒック情報ＤＢ
【図１】
2018182648.tif 000003
【図２】
2018182648.tif 000004
【図３】
2018182648.tif 000005
【図４】
2018182648.tif 000006
【図５】
2018182648.tif 000007
【図６】
2018182648.tif 000008