(57)【要約】【課題】ネットワークを構成するノードに配備するインタフェースの数を減らして経済的なネットワークを構築する【解決手段】初期の網トポロジを起点として、各ノード間の最短経路に基づいて算出される各リンクのトラヒック量をインタフェース１枚あたりの帯域で除して得られる各リンクの使用率と、それぞれのリンクに必要なインタフェースの数と、ネットワーク全体で必要となるインタフェースの総数である総インタフェース数とを計算するステップと、リンクの使用率が所定の最小リンク使用率よりも小さく、かつ当該リンクを削除しても両端ノードのリンク数が所定数以上となるすべてのリンクを未使用リンクとして削除した変更後の網トポロジを生成するステップとを、最小リンク使用率を変化させながら繰り返し実行することによって、総インタフェース数が最小となる経路を探索する。【選択図】図２
2015165638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノードとリンクから構成され、ノード間の交流トラヒック量が与えられているネットワークにおけるノード間交流トラヒックの経路を設定する経路設定装置による経路設定方法であって、
与えられたノードとリンクからなる初期の網トポロジを起点として、
各ノード間の最短経路を探索する最短経路探索アルゴリズムを使って決定した各ノード間の経路に基づいて各リンクのトラヒック量を算出し、算出した各リンクのトラヒック量をノードに配備されるインタフェース１枚あたりの帯域で除して得られる各リンクの使用率と、それぞれのリンクに必要なインタフェースの数と、ネットワーク全体に配備すべきインタフェースの総数である総インタフェース数とを計算するステップと、
前記リンクの使用率が所定の最小リンク使用率よりも小さく、かつ当該リンクを削除したとしても当該リンクの両端ノードのリンク数が所定数以上となるすべてのリンクを未使用リンクとして選定し、選定した前記未使用リンクをすべて削除した変更後の網トポロジを生成するステップとを、
前記最小リンク使用率を変化させながら繰り返し実行することによって、前記総インタフェース数が最小となる経路を探索する
ことを特徴とする経路設定方法。
【請求項２】
ノードとリンクから構成され、ノード間の交流トラヒック量が与えられているネットワークにおけるノード間交流トラヒックの経路を設定する経路設定装置による経路設定方法であって、
与えられたノードとリンクからなる初期の網トポロジを起点として、
リンクあたりのインタフェースの数は所定の上限数以下であるという制約条件のもとで各ノード間の最短経路を探索する制約条件付き最短経路探索アルゴリズムを使って決定した各ノード間の経路に基づいて各リンクのトラヒック量を算出し、算出した各リンクのトラヒック量をノードに配備されるインタフェース１枚あたりの帯域で除して得られる各リンクの使用率と、それぞれのリンクに必要なインタフェースの数と、ネットワーク全体に配備すべきインタフェースの総数である総インタフェース数とを計算するステップと、
前記リンクの使用率が所定の最小リンク使用率よりも小さく、かつ当該リンクを削除したとしても当該リンクの両端ノードのリンク数が所定数以上となるすべてのリンクを未使用リンクとして選定し、選定した前記未使用リンクをすべて削除した変更後の網トポロジを生成するステップとを、
前記上限数および前記最小リンク使用率を変化させながら繰り返し実行することによって、前記総インタフェース数が最小となる経路を探索する
ことを特徴とする経路設定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の経路設定方法において、
前記制約条件付き最短経路探索アルゴリズムでは、
各ノード間の最短経路を探索する最短経路探索アルゴリズムを使って決定した各ノード間の経路に基づいて算出されるリンクのトラヒック量に対応して必要となるインタフェースの数が前記所定の上限数を超えるリンクについて、
当該リンクに必要なインタフェースの数が、前記所定の上限数以内となるように、当該リンクを経由するすべてまたは一部のノード間トラヒックを迂回させる経路を再設定する
ことを特徴とする経路設定方法。
【請求項４】
ノードとリンクから構成され、ノード間の交流トラヒック量が与えられているネットワークにおけるノード間交流トラヒックの経路を設定する経路設定装置であって、
制御部と記憶部とを備え、
前記記憶部は、ノードとリンクからなる網トポロジの情報を記憶し、
前記制御部は、
与えられたノードとリンクからなり前記記憶部に記憶される初期の網トポロジを起点として、
各ノード間の最短経路を探索する最短経路探索アルゴリズムを使って各ノード間の経路を決定する最短経路探索部と、決定された前記経路に基づいて各リンクのトラヒック量を算出し、算出した各リンクのトラヒック量をノードに配備されるインタフェース１枚あたりの帯域で除して得られる各リンクの使用率を算出するリンク使用率算出部と、算出された前記各リンクの使用率からそれぞれのリンクに必要なインタフェースの数と、ネットワーク全体に配備すべきインタフェースの総数である総インタフェース数とを計算する総インタフェース数算出部と、
前記リンクの使用率が所定の最小リンク使用率よりも小さく、かつ当該リンクを削除したとしても当該リンクの両端ノードのリンク数が所定数以上となるすべてのリンクを未使用リンクとして選定する迂回対象リンク選定部と、選定された前記未使用リンクをすべて削除した変更後の網トポロジを生成して前記記憶部に記憶させる網トポロジ変更部と、
最小リンク使用率変更部とを備え、
前記最小リンク使用率変更部は、前記最小リンク使用率を変化させながら、前記総インタフェース数の算出と、前記網トポロジの変更とを繰り返し実行させることによって、前記総インタフェース数が最小となる経路を探索する
ことを特徴とする経路設定装置。
【請求項５】
ノードとリンクから構成され、ノード間の交流トラヒック量が与えられているネットワークにおけるノード間交流トラヒックの経路を設定する経路設定装置であって、
制御部と記憶部とを備え、
前記記憶部は、ノードとリンクからなる網トポロジの情報を記憶し、
前記制御部は、
与えられたノードとリンクからなり前記記憶部に記憶される初期の網トポロジを起点として、
リンクあたりのインタフェースの数は所定の上限数以下であるという制約条件のもとで各ノード間の最短経路を探索する制約条件付き最短経路探索アルゴリズムを使って各ノード間の経路を決定する最短経路探索部と、決定された前記経路に基づいて各リンクのトラヒック量を算出し、算出した各リンクのトラヒック量をノードに配備されるインタフェース１枚あたりの帯域で除して得られる各リンクの使用率を算出するリンク使用率算出部と、算出された前記各リンクの使用率からそれぞれのリンクに必要なインタフェースの数と、ネットワーク全体に配備すべきインタフェースの総数である総インタフェース数とを計算する総インタフェース数算出部と、
前記リンクの使用率が所定の最小リンク使用率よりも小さく、かつ当該リンクを削除したとしても当該リンクの両端ノードのリンク数が所定数以上となるすべてのリンクを未使用リンクとして選定する迂回対象リンク選定部と、選定された前記未使用リンクをすべて削除した変更後の網トポロジを生成して前記記憶部に記憶させる網トポロジ変更部と、
最小リンク使用率変更部とを備え、
前記最小リンク使用率変更部は、前記上限数および前記最小リンク使用率を変化させながら、前記総インタフェース数の算出と、前記網トポロジの変更とを繰り返し実行させることによって、前記総インタフェース数が最小となる経路を探索する
ことを特徴とする経路設定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の経路設定装置において、
前記最短経路探索部は、
前記制約条件付き最短経路探索アルゴリズムでは、
各ノード間の最短経路を探索する最短経路探索アルゴリズムを使って決定した各ノード間の経路に基づいて算出されるリンクのトラヒック量に対応して必要となるインタフェースの数が前記所定の上限数を超えるリンクについて、
当該リンクに必要なインタフェースの数が、前記所定の上限数以内となるように、当該リンクを経由するすべてまたは一部のノード間トラヒックを迂回させる経路を再設定する
ことを特徴とする経路設定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経路設定方法および経路設定装置に係り、特に、ネットワークを構成するノードのインタフェースの使用率を高め、ネットワーク全体で使用するインタフェース数を減らし、経済的なネットワークを構成するための経路設定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Dijkstra等の最短経路アルゴリズムによる経路設定技術（非特許文献１参照）は、個々のノード間を最短経路で接続する技術であり、設備量や設備使用効率は考慮されず、ネットワーク全体を通したノードの設備配備の点からは非効率となる恐れがある。
【０００３】
図８のネットワークトポロジ（ノード数２０、リンク数４１のWaxmanモデル）において、最短経路アルゴリズムを使って経路設定した場合の「リンク使用率Ｕ」と「リンク数Ｌ」との関係を図９に示す。ここで「リンク使用率Ｕ」は、各リンクのトラヒックをノードのインタフェースあたりの帯域で正規化した値を、0.1単位に切り上げた値である。本例は、すべてのノード間の交流トラヒックＴは均一であり、インタフェース帯域の0.01/0.05/0.1とした場合の結果である。
【０００４】
図９において、破線で囲んだ「領域Ａ」に含まれるリンクは、リンク使用率が低く、トラヒック量が小さいにも関わらず、両端のノードにそれぞれ１枚のインタフェースを配備する必要があるため、非効率となる。また、別の破線で囲んだ「領域Ｂ」のように、リンク使用率が1.0を超えるリンク（Ｕ＞1.0）については、トラヒックがインタフェースあたりの帯域を超えるため、複数枚のインタフェースが必要となる。しかし、インタフェースの分割損が発生するために、一部のインタフェースの使用率が低くなる場合がある。結果として、ネットワーク全体としては必ずしも経済的でない設備設計となる恐れがある。
【０００５】
一方、ネットワークの省電力化を目的として、トラヒックを特定のリンクに片寄せすることで、ネットワーク全体で使用するリンク数を削減する経路設定技術がある（非特許文献２参照）。本技術によれば、リンクの削減に伴って削減されたリンクの両端ノードのインタフェースを削減できる。しかしながら、削減されたリンクのトラヒックが他の経路に迂回されることで、迂回先のリンクのインタフェースを追加する必要が生じる場合があるため、ネットワーク全体の総インタフェース数が増加する恐れがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Dijkstra, E.W.，”A note on two problems in connexion with graphs”，Numerische Mathematik Vol.1/1959, Springer Berlin Heidelberg，pp.269〜271，1959.
【非特許文献２】米津、外6名、”リンクパワーオフによるネットワーク省電力化のための高速トポロジ計算手法”、電子情報通信学会技術研究報告、110巻20号（CS2010 1-8）、pp.17-22、2010年4月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、ネットワークを構成するノードに配備するインタフェースの使用率を高め、ネットワーク全体で使用するインタフェースの数を減らして経済的なネットワークを構築することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、第一の本発明は、ノードとリンクから構成され、ノード間の交流トラヒック量が与えられているネットワークにおけるノード間交流トラヒックの経路を設定する経路設定装置による経路設定方法であって、与えられたノードとリンクからなる初期の網トポロジを起点として、各ノード間の最短経路を探索する最短経路探索アルゴリズムを使って決定した各ノード間の経路に基づいて各リンクのトラヒック量を算出し、算出した各リンクのトラヒック量をノードに配備されるインタフェース１枚あたりの帯域で除して得られる各リンクの使用率と、それぞれのリンクに必要なインタフェースの数と、ネットワーク全体に配備すべきインタフェースの総数である総インタフェース数とを計算するステップと、前記リンクの使用率が所定の最小リンク使用率よりも小さく、かつ当該リンクを削除したとしても当該リンクの両端ノードのリンク数が所定数以上となるすべてのリンクを未使用リンクとして選定し、選定した前記未使用リンクをすべて削除した変更後の網トポロジを生成するステップとを、前記最小リンク使用率を変化させながら繰り返し実行することによって、前記総インタフェース数が最小となる経路を探索するものとした。
【０００９】
このようにすることで、トラヒックの低いリンクに割り当てられるインタフェースの数を少なくすることができる。
【００１０】
また、第二の本発明は、ノードとリンクから構成され、ノード間の交流トラヒック量が与えられているネットワークにおけるノード間交流トラヒックの経路を設定する経路設定装置による経路設定方法であって、与えられたノードとリンクからなる初期の網トポロジを起点として、リンクあたりのインタフェースの数は所定の上限数以下であるという制約条件のもとで各ノード間の最短経路を探索する制約条件付き最短経路探索アルゴリズムを使って決定した各ノード間の経路に基づいて各リンクのトラヒック量を算出し、算出した各リンクのトラヒック量をノードに配備されるインタフェース１枚あたりの帯域で除して得られる各リンクの使用率と、それぞれのリンクに必要なインタフェースの数と、ネットワーク全体に配備すべきインタフェースの総数である総インタフェース数とを計算するステップと、前記リンクの使用率が所定の最小リンク使用率よりも小さく、かつ当該リンクを削除したとしても当該リンクの両端ノードのリンク数が所定数以上となるすべてのリンクを未使用リンクとして選定し、選定した前記未使用リンクをすべて削除した変更後の網トポロジを生成するステップとを、前記上限数および前記最小リンク使用率を変化させながら繰り返し実行することによって、前記総インタフェース数が最小となる経路を探索するものとした。
【００１１】
このようにすることで、トラヒックの低いリンクに割り当てられるインタフェースの数と、トラヒックの高いリンクに割り当てられるインタフェースの分割損によって使用率が低くなるインタフェースの数とを少なくすることができる。
【００１２】
また、第三の本発明は、前記第二の本発明の経路設定方法において、前記制約条件付き最短経路探索アルゴリズムでは、各ノード間の最短経路を探索する最短経路探索アルゴリズムを使って決定した各ノード間の経路に基づいて算出されるリンクのトラヒック量に対応して必要となるインタフェースの数が前記所定の上限数を超えるリンクについて、当該リンクに必要なインタフェースの数が、前記所定の上限数以内となるように、当該リンクを経由するすべてまたは一部のノード間トラヒックを迂回させる経路を再設定するものとした。
【００１３】
このようにすることで、インタフェースの分割損を回避するために削除すべきインタフェースを、迂回すべきトラヒック量とその迂回経路を考慮して決定することができる。
【００１４】
また、第四の本発明は、ノードとリンクから構成され、ノード間の交流トラヒック量が与えられているネットワークにおけるノード間交流トラヒックの経路を設定する経路設定装置であって、制御部と記憶部とを備え、前記記憶部は、ノードとリンクからなる網トポロジの情報を記憶し、前記制御部は、与えられたノードとリンクからなり前記記憶部に記憶される初期の網トポロジを起点として、各ノード間の最短経路を探索する最短経路探索アルゴリズムを使って各ノード間の経路を決定する最短経路探索部と、決定された前記経路に基づいて各リンクのトラヒック量を算出し、算出した各リンクのトラヒック量をノードに配備されるインタフェース１枚あたりの帯域で除して得られる各リンクの使用率を算出するリンク使用率算出部と、算出された前記各リンクの使用率からそれぞれのリンクに必要なインタフェースの数と、ネットワーク全体に配備すべきインタフェースの総数である総インタフェース数とを計算する総インタフェース数算出部と、前記リンクの使用率が所定の最小リンク使用率よりも小さく、かつ当該リンクを削除したとしても当該リンクの両端ノードのリンク数が所定数以上となるすべてのリンクを未使用リンクとして選定する迂回対象リンク選定部と、選定された前記未使用リンクをすべて削除した変更後の網トポロジを生成して前記記憶部に記憶させる網トポロジ変更部と、最小リンク使用率変更部とを備え、前記最小リンク使用率変更部は、前記最小リンク使用率を変化させながら、前記総インタフェース数の算出と、前記網トポロジの変更とを繰り返し実行させることによって、前記総インタフェース数が最小となる経路を探索するものとした。
【００１５】
このようにすることで、トラヒックの低いリンクに割り当てられるインタフェースの数を少なくすることができる。
【００１６】
また、第五の本発明は、ノードとリンクから構成され、ノード間の交流トラヒック量が与えられているネットワークにおけるノード間交流トラヒックの経路を設定する経路設定装置であって、制御部と記憶部とを備え、前記記憶部は、ノードとリンクからなる網トポロジの情報を記憶し、前記制御部は、与えられたノードとリンクからなり前記記憶部に記憶される初期の網トポロジを起点として、リンクあたりのインタフェースの数は所定の上限数以下であるという制約条件のもとで各ノード間の最短経路を探索する制約条件付き最短経路探索アルゴリズムを使って各ノード間の経路を決定する最短経路探索部と、決定された前記経路に基づいて各リンクのトラヒック量を算出し、算出した各リンクのトラヒック量をノードに配備されるインタフェース１枚あたりの帯域で除して得られる各リンクの使用率を算出するリンク使用率算出部と、算出された前記各リンクの使用率からそれぞれのリンクに必要なインタフェースの数と、ネットワーク全体に配備すべきインタフェースの総数である総インタフェース数とを計算する総インタフェース数算出部と、前記リンクの使用率が所定の最小リンク使用率よりも小さく、かつ当該リンクを削除したとしても当該リンクの両端ノードのリンク数が所定数以上となるすべてのリンクを未使用リンクとして選定する迂回対象リンク選定部と、選定された前記未使用リンクをすべて削除した変更後の網トポロジを生成して前記記憶部に記憶させる網トポロジ変更部と、最小リンク使用率変更部とを備え、前記最小リンク使用率変更部は、前記上限数および前記最小リンク使用率を変化させながら、前記総インタフェース数の算出と、前記網トポロジの変更とを繰り返し実行させることによって、前記総インタフェース数が最小となる経路を探索するものとした。
【００１７】
このようにすることで、トラヒックの低いリンクに割り当てられるインタフェースの数と、トラヒックの高いリンクに割り当てられるインタフェースの分割損によって使用率が低くなるインタフェースの数とを少なくすることができる。
【００１８】
また、第六の本発明は、前記第五の発明の経路設定装置において、前記最短経路探索部は、前記制約条件付き最短経路探索アルゴリズムでは、各ノード間の最短経路を探索する最短経路探索アルゴリズムを使って決定した各ノード間の経路に基づいて算出されるリンクのトラヒック量に対応して必要となるインタフェースの数が前記所定の上限数を超えるリンクについて、当該リンクに必要なインタフェースの数が、前記所定の上限数以内となるように、当該リンクを経由するすべてまたは一部のノード間トラヒックを迂回させる経路を再設定するものとした。
【００１９】
このようにすることで、インタフェースの分割損を回避するために削除すべきインタフェースを、迂回すべきトラヒック量とその迂回経路を考慮して決定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ネットワークを構成するノードに配備するインタフェースの使用率を高め、ネットワーク全体で使用するインタフェースの数を減らして経済的なネットワークを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る経路設定装置の機能構成例を示す図である。
【図２】第１の経路設定処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第２の経路設定処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】制約条件付き最短経路探索アルゴリズムによる経路設定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図５】制約条件付き最短経路探索アルゴリズムにおけるトラヒックの迂回方法についての説明図である。
【図６】第１の経路設定処理による経路設定結果の例を示すグラフである。
【図７】第２の経路設定処理による経路設定結果の例を示すグラフである。
【図８】Waxmanモデルに基づくノード数２０、リンク数４１のネットワークトポロジを示す無向グラフである。
【図９】最短経路探索アルゴリズムによる経路設定結果に基づいたリンク使用率の分布を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態を、適宜図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る経路設定装置１００の機能構成例を示す図である。図１に示すように、経路設定装置１００は、制御部１と記憶部２と入出力部３とを有してなるコンピュータによって構成される。
【００２４】
制御部１は、迂回対象リンク選定部１１、網トポロジ変更部１２、最短経路探索部１３、リンク使用率算出部１４、総インタフェース数算出部１５、および最小リンク使用率変更部１６の各機能部を備える。これら各機能部は、制御部１が内蔵する不図示のＣＰＵ（Central Processor Unit）が、記憶部２に記憶された所定の制御プログラムを不図示の主メモリにロードして実行することによって具現化される。
【００２５】
迂回対象リンク選定部１１は、リンク使用率が所定の最小リンク使用率よりも小さく、当該リンクを未使用とすることでトラヒックを迂回させるすべてのリンクを未使用リンクとして選定する。網トポロジ変更部１２は、迂回対象リンク選定部１１によって選定されたすべての未使用リンクを元の網トポロジから削除した変更後の網トポロジ（変更網トポロジ）を生成する。最短経路探索部１３は、探索対象の網トポロジにおける交流トラヒックについて最短経路探索を行いすべてのノード間のトラヒックの経路を設定する。
【００２６】
リンク使用率算出部１４は、最短経路探索部１３によって設定された経路に基づいて、各リンクのリンク使用率を算出する。総インタフェース数算出部１５は、リンク使用率算出部１４によって算出された各リンクのリンク使用率から、リンクの両端ノードに配備すべきインタフェースの数を定め、その総数である総インタフェース数を算出する。最小リンク使用率変更部１６は、迂回対象リンク選定部１１が未使用リンクを選定するための所定の閾値となる最小リンク使用率の値を、所定の規則にしたがって変更する。
【００２７】
記憶部２には、初期網トポロジ情報２１と、変更網トポロジ情報２２と、経路設定情報、リンク使用率、総インタフェース数を含む複数の経路設定結果２３とが記憶される。初期網トポロジ情報２１には、経路設定の対象として与えられる初期の網トポロジの情報が記憶される。変更網トポロジ情報２２には、網トポロジ変更部１２によって変更されたのちの網トポロジ（変更網トポロジ）の情報が記憶される。経路設定結果２３には、それぞれの最小リンク使用率に対して求められた最小の総インタフェース数と、そのときの経路設定情報が記憶される。
【００２８】
また、入出力部３は、不図示のキーボードやマウスなどの入力手段と液晶ディスプレイなどの出力手段とを備え、経路設定の対象となる初期の網トポロジの情報を入力し、経路設定結果を示す画面などを出力する。
【００２９】
図２は、経路設定装置１００が実行する第１の経路設定処理の流れを示すフローチャートである。この第１の経路設定処理は、トラヒックの低いリンクへのインタフェース割り当てを回避することを目的としている。具体的には、最短経路探索アルゴリズムによって設定された経路を出発点とし、パラメータとなる最小リンク使用率の値を変化させながら未使用とするリンクの範囲を決定して最小の総インタフェース数を求める、というヒューリスティックな処理である。
【００３０】
図２に示すように、まずステップＳ２１にて、網トポロジ変更部１２は、初期網トポロジ情報２１を読み出してその内容を変更網トポロジ情報２２に格納する。次にステップＳ２２にて、最短経路探索部１３は、変更網トポロジ情報２２に格納されている網トポロジに対して最短経路探索を実行することですべてのノード間交流トラヒックの経路を設定する。次にステップＳ２３にて、リンク使用率算出部１４は、設定された経路に基づいて各リンクのリンク使用率を算出し、総インタフェース数算出部１５は、算出された各リンクのリンク使用率に基づいて網全体で必要となる総インタフェース数を算出する。ここで、リンク使用率とは、リンクのトラヒック量をインタフェース１枚あたりの帯域で除すことで正規化した値である。また、各リンクの両端ノードのインタフェース数は、リンク使用率を整数値に切り上げることによって求められる。
【００３１】
次のステップＳ２４では、最小リンク使用率変更部１６が、最小リンク使用率の変更に関する繰返し条件が満たされるか否かを判定する。ここで、繰返し条件が満たされない場合には、最小リンク使用率を増加させると値が1.0以上となってしまう場合と、現在の最小リンク使用率で解が得られなかった場合とがある。最小リンク使用率変更部１６は、条件が満たされる場合は（ステップＳ２４で「Ｙｅｓ」）ステップＳ２５に処理を進め、そうでない場合は（ステップＳ２４で「Ｎｏ」）ステップＳ２８に処理を進める。
【００３２】
ステップＳ２５では、最小リンク使用率変更部１６は、所定の規則にしたがって最小リンク使用率を変更する。次にステップＳ２６にて、迂回対象リンク選定部１１は、算出されたリンク使用率が最小リンク使用率以下となっており、かつ、当該リンクを削除しても両端ノードのリンク数が所定の「最小リンク数」以上となるすべてのリンクを未使用リンクとして選定する。次にステップＳ２７にて、網トポロジ変更部１２は、変更網トポロジ情報２２に格納されている現在の網トポロジから、迂回対象リンク選定部１１によって選定されたすべての未使用リンクを削除した変更後の網トポロジを生成し、変更網トポロジ情報２２に格納したのち、前記のステップＳ２２に処理を戻す。
【００３３】
一方、ステップＳ２８では、最小リンク使用率変更部１６は、その時点で総インタフェース数が最小となっている経路設定結果２３を出力して処理を終了する。
【００３４】
図３は、経路設定装置１００が実行する第２の経路設定処理の流れを示すフローチャートである。この第２の経路設定処理は、トラヒックの高いリンクにおけるインタフェースの分割損を回避しつつ、トラヒックの低いリンクへのインタフェース割り当てを回避することを目的としている。具体的には、インタフェースの分割損を回避するという制約条件付きの最短経路探索アルゴリズムによって設定された経路を出発点とし、パラメータとなる最小リンク使用率の値を変化させながら未使用とするリンクの範囲を決定して最小の総インタフェース数を求める、というヒューリスティックな処理である。
【００３５】
この第２の経路設定処理が、図２を用いて前記した第１の経路設定処理と異なるのは、ステップＳ２２の最短経路探索アルゴリズムに代えて、ステップＳ３２にて制約条件付き最短経路探索アルゴリズムを用いてノード間の経路を設定する点にある。それ以外のステップＳ３１およびステップＳ３３〜ステップＳ３８は、図２のステップＳ２１およびステップＳ２３〜ステップＳ２８と同じであるので、重複となる説明を省略する。
【００３６】
図４は、図３のステップＳ３２における制約条件付き最短経路探索アルゴリズムによる経路設定処理の詳細を示すフローチャートである。図４に示すように、まずステップＳ４１にて、最短経路探索部１３は、変更網トポロジ情報２２に格納されている網トポロジに対して最短経路探索を実行することですべてのノード間交流トラヒックの経路を設定する。次にステップＳ４２にて、図２のステップＳ２２と同様に、リンク使用率算出部１４は、各リンクのリンク使用率を算出し、総インタフェース数算出部１５は、網全体で必要となる総インタフェース数を算出する。
【００３７】
次のステップＳ４３では、最短経路探索部１３が、すべてのノードのインタフェース数が所定の上限数以下となっているか否かを判定する。最短経路探索部１３は、すべて上限数以下である場合は（ステップＳ４３で「Ｙｅｓ」）ステップＳ４７に処理を進め、そうでない場合は（ステップＳ４３で「Ｎｏ」）ステップＳ４４に処理を進める。
【００３８】
ステップＳ４４では、最短経路探索部１３は、インタフェース数が上限数を超えるすべてのリンクについて、それらのトラヒックを迂回させる経路を再設定する。この迂回経路の再設定方法としては、図５に示すような４通りがあり、最短経路探索部１３は、これら４通りのなかのいずれか一つにより経路の再設定、または４通りのなかで最も総インタフェース数が小さくなる迂回経路を選択して経路の再設定を行う。
【００３９】
図５において、ノードｓからノードｔにおける最短経路上の×印を付したリンクのインタフェース数が所定の上限数を超えたものとする。（ａ）は、当該リンクを網トポロジから削除することで、当該リンクの全トラヒックをすべてのノード間で迂回させる方法である。（ｂ）は、当該リンクの全トラヒックを当該リンクの近傍で迂回させる方法である。（ｃ）は、当該リンクのインタフェース数が上限数を超える部分に相当するトラヒックだけを、すべてのノード間で迂回させる方法である。（ｄ）は、当該リンクのインタフェース数が上限数を超える部分に相当するトラヒックだけを、当該リンクの近傍で迂回させる方法である。
【００４０】
次のステップＳ４５では、最短経路探索部１３は、対象となるすべてのトラヒックを迂回させることができる迂回経路があったか否かを判定する。最短経路探索部１３は、そのような迂回経路があった場合は（ステップＳ４５で「Ｙｅｓ」）ステップＳ４３に処理を戻し、そうでなかった場合は（ステップＳ４５で「Ｎｏ」）ステップＳ４６に処理を進める。
【００４１】
ステップＳ４６では、最短経路探索部１３は、インタフェースの上限数を１だけ増加させたのち、ステップＳ４１に処理を戻す。
【００４２】
一方、ステップＳ４７では、最短経路探索部１３は、現在の経路を最短経路として経決定して経路設定結果２３に格納し、処理を終了する。
【００４３】
図６は、第１の経路設定処理による経路設定結果の例を示すグラフである。この結果は、図８のネットワークトポロジ（ノード数２０、リンク数４１のWaxmanモデル）において、第１の経路設定処理によって経路設定した場合の「最小リンク使用率ｘ」と「総インタフェース数（総ＩＦ数）ｉ」との関係を示したものである。また、グラフの各点の下の（）内の数値は、初期の網トポロジから削除した未使用リンクの数である。なお、すべてのノード間の交流トラヒックＴは均一で、インタフェース帯域の0.01/0.05/0.1とし、ノードの最小リンク数は「２」とした。
【００４４】
図６に示すように、第１の経路設定処理によれば、従来の最短経路探索アルゴリズムを使用した場合（図中のｘ＝0に相当）よりも、総インタフェース数を削減することができる。また、Ｔ＝0.05のときに総インタフェース数ｉが最小となるのは、ｘ＝0.4の場合であり、そのときの未使用リンク数は「９」となっている。これに対し、例えばｘ＝0.8の場合の未使用リンク数は「１２」であるが、総インタフェース数ｉはｘ＝0.4の場合よりも大きくなっている。このことから、従来の未使用リンク数を極力増やす方法よりも、第１の経路設定処理の方が総インタフェース数を少なくすることができるものと考えられる。つまり、トラヒックを最大限集約して使用するリンク数を極力減らすことによって総インタフェース数が最小化できるわけではない。
【００４５】
図７は、第２の経路設定処理による経路設定結果の例を示すグラフである。この結果は、図６と同じネットワークトポロジおよびトラヒック条件において、第２の経路設定処理によって経路設定した場合の「最小リンク使用率ｘ」と「総インタフェース数（総ＩＦ数）ｉ」との関係を示したものである。ただし、交流トラヒックＴが0.01の場合は、インタフェースの分割損が発生しないので、記載を省いている。また、最も右に図示した点よりもｘの値が大きい範囲については、妥当な経路が存在しなかったため記載を省略している。
【００４６】
図７に示すように、第２の経路設定処理によれば、従来の最短経路探索アルゴリズムを使用した場合（図６中のｘ＝0に相当）よりも、総インタフェース数を削減することができる。また、Ｔ＝0.05のときに総インタフェース数ｉが最小となるのは、ｘ＝0.25の場合であり、Ｔ＝0.1のときに総インタフェース数ｉが最小となるのは、ｘ＝0.4の場合であることがわかる。これら総インタフェース数ｉの最小値は、図６に示した第１の経路設定処理の最小値よりも小さくなっており、第２の経路設定処理の方が第１の経路設定処理よりも総インタフェース数を少なくできることがわかる。
【００４７】
以上説明したように、第１の経理設定処理によれば、従来の最短経路探索アルゴリズムを使用した場合よりも、総インタフェース数を削減することができ、第２の経理設定処理によれば、第１の経理設定処理よりもさらに総インタフェース数を削減することができる。したがって、本実施形態によれば、ネットワーク全体で使用するインタフェースの数を減らして経済的なネットワークを構築することができる。
【００４８】
以上にて、本発明を実施する形態の説明を終えるが、本発明の実施の態様はこれに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各種の変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１    制御部
１１  迂回対象リンク選定部
１２  網トポロジ変更部
１３  最短経路探索部
１４  リンク使用率算出部
１５  総インタフェース数算出部
１６  最小リンク使用率変更部
２    記憶部
２１  初期網トポロジ情報
２２  変更網トポロジ情報
２３  経路設定結果
３    入出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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