(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理ノード間が物理リンクで接続されている光ネットワークと、前記物理ノードに接続されたルータが前記物理ノードおよび前記物理リンクを介して接続されているＩＰネットワークとを備えるネットワークの設備量計算装置であって、
前記物理リンクのトポロジ情報、および、前記物理ノード間の波長パスに係る最短ホップ閾値の入力と、各前記物理ノード間の交流トラヒック量および交流トラヒック閾値の入力とを受け付ける網情報取得部と、
各前記波長パスに係る最短ホップ数を算出するホップ数算出部と、
当該最短ホップ数が、前記波長パスの当該最短ホップ閾値以上であり、かつ、前記交流トラヒック量が前記交流トラヒック閾値未満である前記物理ノード間の各当該波長パスの数を０とする物理ノード判断部と、
を備えることを特徴とするネットワークの設備量計算装置。
【請求項２】
前記網情報取得部は更に、前記波長パスの当該最短ホップ数に係る重み付けパラメータの入力を受け付け、
前記物理ノード判断部は更に、当該最短ホップ数が、前記波長パスの当該最短ホップ閾値以上であり、かつ、前記波長パスの当該最短ホップ数に係る当該重み付けパラメータと当該交流トラヒック量との積が前記交流トラヒック閾値以下である前記物理ノード間の各当該波長パスの数を０とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークの設備量計算装置。
【請求項３】
前記重み付けパラメータは、当該最短ホップ数の逆数である、
ことを特徴とする請求項２に記載のネットワークの設備量計算装置。
【請求項４】
前記最短ホップ閾値は、２以上であることを特徴とする、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のネットワークの設備量計算装置。
【請求項５】
物理ノード間が物理リンクで接続されている光ネットワークと、前記物理ノードに接続されたルータが前記物理ノードおよび前記物理リンクを介して接続されているＩＰネットワークとを備えるネットワークの設備量計算方法であって、
前記物理リンクのトポロジ情報、および、前記物理ノード間の波長パスに係る最短ホップ閾値の入力と、各前記物理ノード間の交流トラヒック量および交流トラヒック閾値の入力とを受け付ける網情報取得ステップと、
各前記波長パスに係る最短ホップ数を算出するホップ数算出ステップと、
当該最短ホップ数が、前記波長パスの当該最短ホップ閾値以上であり、かつ、前記交流トラヒック量が前記交流トラヒック閾値未満である前記物理ノード間の各当該波長パスの数を０とする物理ノード判断ステップと、
を実行することを特徴とするネットワークの設備量計算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長パスが物理トポロジ上に設定され、ＩＰ（Internet Protocol）トラヒックが波長パスにより構成された論理トポロジ上に設定された光ＩＰネットワークに於けるネットワーク設備量計算装置、および、ネットワーク設備量計算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ＩＰネットワークは、波長パスが物理トポロジ上に設定され、ＩＰトラヒックが波長パスで構成された論理トポロジ上に設定される。この光ＩＰネットワークは、波長パス経路およびＩＰトラヒック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、転送品質を維持し、ネットワークコストを低減することが求められる。
【０００３】
図６は、光ＩＰネットワークに於ける交流トラヒック量と波長パスとの関係を示す図である。
光ＩＰネットワーク１００は、光レイヤ６０と、ＩＰレイヤ７０とを備えている。光ＩＰネットワーク１００は、ＩＰトラヒックを波長パス６３ａ，６３ｂ上に流すネットワークである。
【０００４】
光レイヤ６０は、複数の光クロスコネクト６１−１〜６１−３（物理ノード）と、光ファイバ６２ａ〜６２ｃ（物理リンク）とを備えている。光レイヤ６０は、例えば、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）技術やＤＷＤＭ（Dense WDM）技術によって、光ファイバ６２ａ〜６２ｃを介して光クロスコネクト６１−１〜６１−３などを波長パス６３ａ，６３ｂで接続するネットワークである。以下、実施形態および図面に於いて、光クロスコネクト６１−１，…をＯＸＣ（Optical Cross Connect）と記載している場合がある。光クロスコネクト６１−１〜６１−３を特に区別しないときには、単に光クロスコネクト６１と記載している場合がある。更に、波長パス６３ａ，６３ｂなどを特に区別しないときには、単に波長パス６３と記載している場合がある。
【０００５】
ＩＰレイヤ７０は、複数のルータ７１−１〜７１−３を備えている。ＩＰレイヤ７０は、ＩＰトラヒックをルータ７１−１〜７１−３間で相互に通信するネットワークである。
ルータ７１−１は、光クロスコネクト６１−１に接続されている。同様に、ルータ７１−２は、光クロスコネクト６１−２に接続され、ルータ７１−３は、光クロスコネクト６１−３に接続されている。ルータ７１−１〜７１−３は更に、図示しない外部装置や外部ネットワークに接続されている。ルータ７１−１〜７１−３は、外部装置（不図示）や外部ネットワーク（不図示）からのＩＰトラヒックを、光レイヤ６０を介して相互に通信するものである。以下、ルータ７１−１〜７１−３を特に区別しないときには、単にルータ７１と記載している場合がある。
【０００６】
光クロスコネクト６１−１は、ルータ７１−１に接続され、光クロスコネクト６１−２に光ファイバ６２ｂを介して接続され、光クロスコネクト６１−３に光ファイバ６２ａを介して接続されている。
光クロスコネクト６１−２は、ルータ７１−２に接続され、光クロスコネクト６１−１に光ファイバ６２ｂを介して接続され、光クロスコネクト６１−３に光ファイバ６２ｃを介して接続されている。
光クロスコネクト６１−３は、ルータ７１−３に接続され、光クロスコネクト６１−１に光ファイバ６２ａを介して接続され、光クロスコネクト６１−２に光ファイバ６２ｃを介して接続されている。
光クロスコネクト６１−１〜６１−３は、各ルータ７１−１〜７１−３からのＩＰトラヒックを他のルータ７１−１〜７１−３に中継するものである。光ファイバ６２ａ〜６２ｃを特に区別しないときには、単に光ファイバ６２と記載している場合がある。
【０００７】
例えば、ルータ７１−２から、ルータ７１−１を介してルータ７１−３に流れる交流トラヒックｒ２，３１，３を考える。当該交流トラヒックは、一旦、ルータ７１−２から光クロスコネクト６１−２を介して光ファイバ６２ｂを通る波長パスλ２，１２，１上を流れ、光クロスコネクト６１−１を介してルータ７１−１に到達する。
その後、当該交流トラヒックは、ルータ７１−１から光クロスコネクト６１−１を介して光ファイバ６２ａを通る波長パスλ１，３１，３上を流れ、光クロスコネクト６１−３を介してルータ７１−３に到達する。なお、交流トラヒックｒと、波長パスλの詳細については後記する。
【０００８】
このような波長パス経路およびＩＰトラヒック経路を最適化するためには、波長パスとＩＰ経路をそれぞれ独立に設定するのではなく、波長パス経路とＩＰトラヒック経路を同時に考慮して最適化することが重要である（非特許文献１参照）。
【０００９】
具体的には、波長パスの物理トポロジ上の経路を表す変数とＩＰトラヒックの波長パス上の経路を表す変数に対して、数理計画法などによって、設備量を最小化させるような波長パスの物理トポロジ上の経路を表す変数と、ＩＰトラヒックの波長パス上の経路表す変数とを同時に解くことで最適経路が得られる。各変数の制約式は、以下の（式１）〜（式１４）で表される。当該数理計画法の目的関数は、以下の（式１５）で表される。
【００１０】
（ＩＰレイヤ）
以下の（式１）は、ルータｓを始点とし、ルータｄを終点とする交流トラヒックに於いて、ルータｉ，ｊを端点とする論理リンクの少なくとも１つを通る交流トラヒック量の割合ｒｓ，ｄｉ，ｊは、０から１のいずれかの値をとることを示している。
【数１】
0005814850.tif 000002
【００１１】
以下の（式２）は、ルータｓを始点とし、ルータｄを終点とする交流トラヒックに於いて、ルータｓを端点とする全ての論理リンクを通る交流トラヒック量の割合は、１となることを示している。すなわち、（式２）は、当該交流トラヒックの始点ルータｓに於ける交流トラヒック量が１．０であることを示している。
【数２】
0005814850.tif 000003
【００１２】
以下の（式３）は、ルータｓを始点とし、ルータｄを終点とする交流トラヒックに於いて、ルータｄを端点とする全ての論理リンクを通る交流トラヒック量の割合は、１となることを示している。すなわち、（式３）は、当該交流トラヒックの終点ルータｄに於ける交流トラヒック量が１．０であることを示している。
【数３】
0005814850.tif 000004
【００１３】
以下の（式４）は、ルータｓを始点とし、ルータｄを終点とする交流トラヒックに於いて、ルータｋを一方の端点とする全ての論理リンクを通る交流トラヒック量の割合と、ルータｋを他方の端点とする全ての論理リンクを通る交流トラヒック量の割合とは同一となることを示している。すなわち、（式４）は、中間ルータｋに於いて、入力される交流トラヒック量と、出力される交流トラヒック量とが同一になることを示している。この（式４）は、「フローの保存則」を示している。
【数４】
0005814850.tif 000005
【００１４】
（ＩＰレイヤと光レイヤ）
以下の（式５）の左辺によって、ルータｉ，ｊを端点とする論理リンクを通る交流トラヒック量が算出される。ここで（式５）は、ルータsを始点とし、ルータｄを終点とする交流トラヒック量をｔｓ，ｄで示している。
（式５）の右辺は、光クロスコネクトｉ，ｊを端点とする物理リンクを通る交流トラヒック帯域制約量を示している。ここでは、論理リンクの最大帯域をＢとし、ルータｉの論理リンクの最大入力／出力ポート数Ｒｉが与えられているときに、ルータｉを始点とし、ルータｊを終点とする論理リンクの数をλｉ，ｊとする。この論理リンクの数λｉ，ｊは、光クロスコネクトｉを始点とし、光クロスコネクトｊを終点とする波長パスの数と同一である。
【数５】
0005814850.tif 000006
【００１５】
以下の（式６）は、右辺に示すルータｊのルーチング容量Ｇｊよりも、左辺に示すルータｊを流れる交流トラヒック量の総和が小さくなることを示している。
【数６】
0005814850.tif 000007
【００１６】
以下の（式７）は、右辺に示すルータｉの論理リンクの最大入力／出力ポート数Ｒｉよりも、左辺に示す論理リンクｉの波長パスの数の総和が小さくなることを示している。
【数７】
0005814850.tif 000008
【００１７】
以下の（式８）は、右辺に示すルータｊの論理リンクの最大入力／出力ポート数Ｒｊよりも、左辺に示す論理リンクｊの波長パスの数の総和が小さくなることを示している。
【数８】
0005814850.tif 000009
【００１８】
以下の（式９）は、ルータｉを始点とし、ルータｊを終点とする論理リンクの数λｉ，ｊは０以上であることを示している。更に（式９）は、当該論理リンクのうち、光クロスコネクトｍ，ｎを端点とする物理リンクを通る波長パスの数λｉ，ｊｍ，ｎの数は、０以上であることを示している。
【数９】
0005814850.tif 000010
【００１９】
（光レイヤ）
以下の（式１０）は、始点の光クロスコネクトｉに於ける波長パスの本数（左辺）は、ルータｉを始点とし、ルータｊを終点とする論理リンクの数λｉ，ｊ（右辺）と等しいことを示している。（式１０）は、前記した（式２）に対応している。
【数１０】
0005814850.tif 000011
【００２０】
以下の（式１１）は、終点の光クロスコネクトｊに於ける波長パスの本数（左辺）は、ルータｉを始点とし、ルータｊを終点とする論理リンクの数λｉ，ｊ（右辺）と等しいことを示している。（式１１）は、前記した（式３）に対応している。
【数１１】
0005814850.tif 000012
【００２１】
以下の（式１２）は、波長パスの中間の光クロスコネクトｌに入力される波長パスの本数の総和（左辺）は、当該光クロスコネクトｌから出力される波長パスの本数の総和（右辺）に等しくなることを示している。この（式１２）は、前記した（式４）に対応している。この（式１２）は、「波長パスの本数保存則」を示している。
【数１２】
0005814850.tif 000013
【００２２】
以下の（式１３）は、光クロスコネクトｍ，ｎを端点とする物理リンクを通る波長パス（左辺）は、光クロスコネクトｍ，ｎを端点とする物理リンクの最大波長多重数Ｐｍ，ｎに制約されることを示している。この（式１３）は、前記した（式５）に対応している。
【数１３】
0005814850.tif 000014
【００２３】
以下の（式１４）は、光クロスコネクトｎを通る波長パス（左辺）は、光クロスコネクトｎの最大波長スイッチ数Ｏｎに制約されることを示している。この（式１４）は、前記した（式６）に対応している。
【数１４】
0005814850.tif 000015
【００２４】
以下の（式１５）は、必要設備量を算出する目的関数を示している。ここで（式１５）の第１項は、ＩＰインタフェースの設備の総和を示し、（式１５）の第２項は、各光クロスコネクトの実波長パスの設備の総和を示している。ここで、αは、ルータのインタフェースと光クロスコネクトのポートとの価格比を示している。
【数１５】
0005814850.tif 000016
【００２５】
この（式１５）に示す目的関数の値を最小化させるように数理計画法で各変数を求めると、最適な波長パス、ＩＰトラヒックの経路、および、設備量を求めることができる。
しかしながら、この最適化問題を数理計画法で解こうとすると、計算時間が長時間かかってしまい実用的でない．これは、変数λｉ，ｊｍ，ｎと、変数ｒｓ，ｄｉ，ｊの数はノード数のおよそ４乗となり、１０ノードからなる小規模なネットワークでも変数の数は、およそ２０，０００となってしまうためである。
【００２６】
非特許文献１には、各ノード間の波長パスの経路について、最短経路からホップ数が大きく上回る経路は最初から経路の候補として除外する方法が記載されている。具体的にいうと、この方法は、変数λｉ，ｊｍ，ｎについて、対地間（ｉ，ｊ）毎に波長のホップ数の上限となる閾値Ｌｍａｘ（ｉ，ｊ）を設け、この閾値Ｌｍａｘ（ｉ，ｊ）を超える波長経路に対して、その経路上の各物理リンク（ｍ，ｎ）の波長本数λｉ，ｊｍ，ｎ＝０（既知）としている。ここでホップ数とは、ＩＰトラヒックが通過するノード（ルータ）の台数をいう。これにより、非特許文献１に記載の方法によれば、既知の変数を、数理計画法で求める対象変数から除外し（既知変数除外）、変数の数を減らすことで計算時間の高速化を実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２７】
【非特許文献１】F. Ricciato, S. Salsano, Angelo Belmonte, and M. Listanti, “Off-line Configuration of a MPLS over WDM Network under Time-Varying Offered Traffic”, INFOCOM2002
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
近年のネットワークの大規模化に伴い、従来よりも更に大規模なネットワークの最適設備量を求めることが要請されている。
そこで、本発明は、大規模なネットワークの最適設備量を短時間のうちに求めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明では、物理ノード間が物理リンクで接続されている光ネットワークと、前記物理ノードに接続されたルータが前記物理ノードおよび前記物理リンクを介して接続されているＩＰネットワークとを備えるネットワークの設備量計算装置であって、前記物理リンクのトポロジ情報、および、前記物理ノード間の波長パスに係る最短ホップ閾値の入力と、各前記物理ノード間の交流トラヒック量および交流トラヒック閾値の入力とを受け付ける網情報取得部と、各前記波長パスに係る最短ホップ数を算出するホップ数算出部と、当該最短ホップ数が、前記波長パスの当該最短ホップ閾値以上であり、かつ、前記交流トラヒック量が前記交流トラヒック閾値未満である前記物理ノード間の各当該波長パスの数を０とする物理ノード判断部と、を備えることを特徴とするネットワークの設備量計算装置とした。
【００３０】
このようにすることで、交流トラヒック量が少ない波長パスを除外するので、大規模なネットワークの最適設備量を短時間のうちに求めることができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明では、前記網情報取得部は更に、前記波長パスの当該最短ホップ数に係る重み付けパラメータの入力を受け付け、前記物理ノード判断部は更に、当該最短ホップ数が、前記波長パスの当該最短ホップ閾値以上であり、かつ、前記波長パスの当該最短ホップ数に係る当該重み付けパラメータと当該交流トラヒック量との積が前記交流トラヒック閾値以下である前記物理ノード間の各当該波長パスの数を０とする、ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークの設備量計算装置とした。
【００３４】
このようにすることで、交流トラヒック量に重み付けパラメータを掛けた結果に基づいて、波長パスを除外するので、大規模なネットワークの最適設備量を短時間のうちに求めることができる。
【００３５】
請求項３に記載の発明では、前記重み付けパラメータは、当該最短ホップ数の逆数である、ことを特徴とする請求項２に記載のネットワークの設備量計算装置とした。
【００３６】
このようにすることで、最短ホップ数が大きい波長パスを容易に除外できるので、大規模なネットワークの最適設備量を短時間のうちに求めることができる。
【００３７】
請求項４に記載の発明では、前記最短ホップ閾値は、２以上であることを特徴とする、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のネットワークの設備量計算装置とした。
【００３８】
このようにすることで、波長パスを除外する最短ホップ数の閾値を適切に設定し、大規模なネットワークの最適設備量を短時間のうちに求めることができる。
【００３９】
請求項５に記載の発明では、物理ノード間が物理リンクで接続されている光ネットワークと、前記物理ノードに接続されたルータが前記物理ノードおよび前記物理リンクを介して接続されているＩＰネットワークとを備えるネットワークの設備量計算方法であって、前記物理リンクのトポロジ情報、および、前記物理ノード間の波長パスに係る最短ホップ閾値の入力と、各前記物理ノード間の交流トラヒック量および交流トラヒック閾値の入力とを受け付ける網情報取得ステップと、各前記波長パスに係る最短ホップ数を算出するホップ数算出ステップと、当該最短ホップ数が、前記波長パスの当該最短ホップ閾値以上であり、かつ、前記交流トラヒック量が前記交流トラヒック閾値未満である前記物理ノード間の各当該波長パスの数を０とする物理ノード判断ステップと、を実行することを特徴とするネットワークの設備量計算方法とした。
【００４０】
このようにすることで、交流トラヒック量が少ない波長パスを除外するので、大規模なネットワークの最適設備量を短時間のうちに求めることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、大規模なネットワークの最適設備量を短時間のうちに求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施形態に於けるネットワーク設備量計算装置を示す概略の構成図である。
【図２】第１の実施形態に於けるネットワーク設備量計算処理を示す図である。
【図３】第１の実施形態に於ける波長パス／ＩＰトラヒック経路計算処理を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態に於ける波長パス／ＩＰトラヒック経路計算処理を示すフローチャートである。
【図５】第３の実施形態に於ける波長パス／ＩＰトラヒック経路計算処理を示すフローチャートである。
【図６】光ＩＰネットワークに於ける交流トラヒック量と波長パスとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
【００４４】
（第１の実施形態の概要）
本実施形態のネットワーク設備量計算方法は、数理計画法で各変数を求めるよりも前に、各ノード間の波長パスの最短経路が閾値以上である変数を対象から除外するというものである。ＩＰトラヒックは、複数の波長パスを経由することが可能である。したがって、ノード間の最短経路が閾値以上のとき、ＩＰトラヒックは、複数の波長パスを経由して通信が行われる。したがって、所定閾値よりも長い波長パスが無くても、ＩＰトラヒックによる通信を行うことができる。
【００４５】
（第１の実施形態の構成）
【００４６】
図１は、第１の実施形態に於けるネットワーク設備量計算装置を示す概略の構成図である。
ネットワーク設備量計算システム１０１は、ネットワーク設備量計算装置１０と、光ＩＰネットワーク１００とを備えている。ネットワーク設備量計算装置１０は、光ＩＰネットワーク１００の光レイヤ６０に接続されている。
光ＩＰネットワーク１００は、光レイヤ６０と、ＩＰレイヤ７０とを備えている。光ＩＰネットワーク１００は、ＩＰレイヤ７０上のＩＰトラヒックを、光レイヤ６０を介して通信するネットワークである。
【００４７】
光レイヤ６０は、例えば、ＷＤＭネットワークまたはＤＷＤＭネットワークであり、複数の光クロスコネクト６１と、これら光クロスコネクト６１を相互に接続する光ファイバ６２とを備えている。これら光クロスコネクト６１間は、光ファイバ６２上に設定された波長パス６３を介して通信可能に接続されている。光レイヤ６０は、当該ルータ７１から受信した情報を当該光クロスコネクト６１と波長パス６３と他の光クロスコネクト６１とを介して他のルータ７１に送信し、他のルータ７１が送信した情報を他の光クロスコネクト６１と波長パス６３と当該光クロスコネクト６１とを介して当該ルータ７１に送信するネットワークである。
【００４８】
ＩＰレイヤ７０は、各光クロスコネクト６１に接続されている複数のルータ７１を備えている。ＩＰレイヤ７０は、ＩＰトラヒックをルータ７１間で相互に通信するネットワークであり、光レイヤ６０を介してＩＰトラヒックを相互に通信する。論理リンク７２は、このＩＰレイヤ７０上に於けるルータ７１の論理的な接続である。
ネットワーク設備量計算装置１０は、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０と、設備量計算部３０と、記憶部４０と、通信部５０とを備えている。ネットワーク設備量計算装置１０は、当該光ＩＰネットワーク１００に必要な設備量を計算する装置である。
波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０は、物理ノード判断部２１と、ホップ数算出部２２と、網情報取得部２３とを備えている。この波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０は、波長パス６３の各経路とＩＰトラヒックの各経路とを計算し、所定条件を満たす波長パス６３の経路を、数理計画法の対象変数から除外するものである。
【００４９】
物理ノード判断部２１は、当該最短ホップ数が、前記波長パスの前記最短ホップ閾値以上である当該物理ノード間の波長パスの数を０とするものである。
ホップ数算出部２２は、物理ノード間に於ける当該波長パスの最短ホップ数を算出するものである。ここでホップ数とは、ＩＰトラヒックが通過するルータの台数をいう。最短ホップ数とは、物理ノード間の波長パス経路に係るホップ数のうち、最小の値である。
網情報取得部２３は、光ＩＰネットワーク１００の情報を取得して記憶部４０に格納するものである。網情報取得部２３は、前記物理ノード間を接続する物理リンクのトポロジ情報、および、波長パスの最短ホップ閾値の入力を受け付ける。
【００５０】
設備量計算部３０は、数理計画法実行部３１を備えている。設備量計算部３０は、数理計画法実行部３１によって、光ＩＰネットワーク１００の必要設備量の最適値を算出するものである。設備量計算部３０は、各物理ノード間の波長パスの数に基づき、実験計画法で設備量を計算する。
記憶部４０は、論理リンク数４１と、波長パス数４２と、交流トラヒック量割合４３とを格納している。
論理リンク数４１は、始点ルータｉと終点ルータｊとの組み合わせによる論理リンクの数λｉ，ｊを格納している。
波長パス数４２は、論理リンクのうち、光クロスコネクトｍ，ｎを端点とする光ファイバ６２（物理リンク）を通る波長パスの数λｉ，ｊｍ，ｎを格納している。
交流トラヒック量割合４３は、ルータｓを始点とし、ルータｄを終点とする交流トラヒックに於いて、ルータｉ，ｊを端点とする論理リンクの少なくとも１つを通る各交流トラヒック量の割合ｒｓ，ｄｉ，ｊを格納している。
【００５１】
通信部５０は、光レイヤ６０に接続されている。通信部５０は、各光クロスコネクト６１と相互に通信するものである。
【００５２】
（第１の実施形態の動作）
【００５３】
図２は、第１の実施形態に於けるネットワーク設備量計算処理を示す図である。
処理を開始すると、ステップＳ１０に於いて、ネットワーク設備量計算装置１０の網情報取得部２３は、ルータｉを始点、ルータｊを終点とする論理リンク７２の入力を受け付ける。ステップＳ１０の処理により、論理リンク７２の接続情報（トポロジ）が、記憶部４０に格納される。
ステップＳ１１に於いて、網情報取得部２３は、前記した論理リンク７２のうち、光クロスコネクト（ＯＸＣ）ｍ，ｎを端点とする光ファイバ６２を通る波長パス６３の入力を受け付ける。ステップＳ１１の処理により、波長パス６３の接続情報（トポロジ）が、記憶部４０に格納される。
ステップＳ１２に於いて、ネットワーク設備量計算装置１０の波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０は、後記する波長パス／ＩＰトラヒック経路計算処理（図３）を行う。この波長パス／ＩＰトラヒック経路計算処理によって、所定経路に於ける波長パス６３の本数は既知（０）となり、数理計画法の演算対象から除外される。
ステップＳ１３に於いて、ネットワーク設備量計算装置１０の設備量計算部３０は、数理計画法実行部３１によって、記憶部４０に格納された各変数と前記した（式１）〜（式１５）とに基づき、当該光ＩＰネットワーク１００に必要な設備量を計算する。
ステップＳ１４に於いて、ネットワーク設備量計算装置１０の設備量計算部３０は、出力部（不図示）を介して、最適な波長パス６３の経路と、最適なＩＰトラヒックの経路と、その際の光ＩＰネットワーク１００の設備量とを出力する。ネットワーク設備量計算装置１０は、ステップＳ１４の処理が終了すると、図２の処理を終了する。
【００５４】
図３は、第１の実施形態に於ける波長パス／ＩＰトラヒック経路計算処理を示すフローチャートである。
処理を開始すると、ステップＳ２０に於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０の網情報取得部２３は、物理リンクである光クロスコネクト６１のトポロジ情報の入力を受け付ける。
ステップＳ２１に於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０の網情報取得部２３は、波長パス６３の最短ホップ閾値の入力を受け付ける。本実施形態に於いて、波長パス６３の最短ホップ閾値は、例えば２以上である。
【００５５】
ステップＳ２２〜Ｓ２６に於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０は、全ての光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１の組み合わせについて繰り返す。
ステップＳ２３に於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０のホップ数算出部２２は、２つの光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１間の最短ホップ数を算出する。
ステップＳ２４に於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０の物理ノード判断部２１は、当該最短ホップ数が最短ホップ閾値以上であるか否かを判断する。物理ノード判断部２１は、当該判断条件が成立しなかったとき（Ｎｏ）、ステップＳ２６の処理を行い、当該判断条件が成立したとき（Ｙｅｓ）、ステップＳ２５の処理を行う。
ステップＳ２５に於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０の物理ノード判断部２１は、当該光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１間の波長パスの数λｉ，ｊｍ，ｎに、全て０を設定する。すなわち、物理ノード判断部２１は、記憶部４０の波長パス数４２の変数のうち、所定の条件を満たしたものに０を設定して、既知の変数とする。これにより、物理ノード判断部２１は、所定条件の変数を実験計画法で求める対象から除外し、当該実験計画法を短時間で終了させることができる。
ステップＳ２６に於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０は、全ての光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１の組み合わせについて、処理を繰り返したか否かを判断する。波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０は、当該判断条件が成立しなかったとき、ステップＳ２２の処理に戻り、当該判断条件が成立したとき、図３の処理を終了する。
【００５６】
（第１の実施形態の効果）
以上説明した第１の実施形態では、次の（Ａ）のような効果がある。
【００５７】
（Ａ）  ネットワーク設備量計算装置１０は、大規模なネットワークの最適設備量を短時間のうちに求めることができる。
【００５８】
（第２の実施形態の概要）
第２の実施形態のネットワーク設備量計算方法は、第１の実施形態のネットワーク設備量計算方法に対して、更に交流トラヒック量が閾値未満であるノード間に対応した波長パスを、予め求める対象から除外するというものである。交流トラヒック量が閾値未満であるとき、当該交流トラヒックを無視してネットワーク設備量を計算しても、大きな誤差は発生しないことによる。
【００５９】
（第２の実施形態の構成）
第２の実施形態のネットワーク設備量計算装置１０は、第１の実施形態のネットワーク設備量計算装置１０（図１）と同様に構成されている。
【００６０】
（第２の実施形態の動作）
【００６１】
図４は、第２の実施形態に於ける波長パス／ＩＰトラヒック経路計算処理を示すフローチャートである。第１の実施形態の波長パス／ＩＰトラヒック経路計算処理（図３）と同一の要素には同一の符号を付与している。
処理を開始したのち、ステップＳ２０，Ｓ２１の処理は、第１の実施形態のステップＳ２０，Ｓ２１の処理（図３）と同様である。
ステップＳ２１Ａに於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０の網情報取得部２３は、全ノードの交流トラヒック量の入力を受け付ける。
ステップＳ２２〜Ｓ２４の処理は、第１の実施形態のステップＳ２２〜Ｓ２４の処理（図３）と同様である。
ステップＳ２４Ａに於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０の物理ノード判断部２１は、当該光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１間に対応するノード間の交流トラヒック量がトラヒック閾値よりも小さいか否かを判断する。物理ノード判断部２１は、当該判断条件が成立しなかったとき（Ｎｏ）、ステップＳ２６の処理を行い、当該判断条件が成立したとき（Ｙｅｓ）、ステップＳ２５の処理を行う。すなわち、物理ノード判断部２１は、交流トラヒック量が閾値未満であるノード間の波長パスの数に０を設定して、既知の変数とする。これにより、物理ノード判断部２１は、これらの波長パスの数を実験計画法で求める対象から除外し、当該実験計画法を短時間で終了させることができる。
ステップＳ２５，Ｓ２６の処理は、第１の実施形態のステップＳ２５，Ｓ２６の処理（図３）と同様である。
【００６２】
（第２の実施形態の効果）
以上説明した第２の実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて更に、次の（Ｂ）のような効果がある。
【００６３】
（Ｂ）  ネットワーク設備量計算装置１０は、ノード間の交流トラヒック量がトラヒック閾値よりも小さいとき、このノード間の波長パスの数を０に設定している。これにより、実験計画法で求める対象変数を更に多く既知として除外し、よって、大規模なネットワークの最適設備量を、更に短時間のうちに求めることができる。
【００６４】
（第３の実施形態の概要）
第３の実施形態のネットワーク設備量計算方法は、第１の実施形態のネットワーク設備量計算方法に対して、更に交流トラヒック量と重み付けパラメータ（ホップ数の逆数）との積が、当該トラヒック閾値未満であるノード間に対応した波長パスの数を、予め求める対象から除外するというものである。交流トラヒック量と重み付けパラメータ（ホップ数の逆数）との積が閾値未満であるとき、当該交流トラヒック量が小さいか、または、ホップ数が大きいことを意味する。ノード間の交流トラヒック量が小さいとき、それを無視してネットワーク設備量を計算しても、大きな誤差は発生しない。また、ノード間のホップ数が大きいとき、間接的に２以上の波長パスで接続されるため、直接に波長パスで接続しなくても問題は発生しない。
【００６５】
（第３の実施形態の構成）
第３の実施形態のネットワーク設備量計算装置１０は、第１の実施形態のネットワーク設備量計算装置１０（図１）と同様に構成されている。
【００６６】
（第３の実施形態の動作）
【００６７】
図５は、第３の実施形態に於ける波長パス／ＩＰトラヒック経路計算処理を示すフローチャートである。第２の実施形態の波長パス／ＩＰトラヒック経路計算処理（図４）と同一の要素には同一の符号を付与している。
処理を開始したのち、ステップＳ２０〜Ｓ２４の処理は、第２の実施形態のステップＳ２０〜Ｓ２４の処理（図４）と同様である。
ステップＳ２４Ｂに於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０の物理ノード判断部２１は、当該光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１間の最短ホップ数の逆数を計算し、当該光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１間に於ける重み付けパラメータとする。最短ホップ数が大きいほど、重み付けパラメータは小さな値となる。
ステップＳ２４Ｃに於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０の物理ノード判断部２１は、当該光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１間に対応するノード間の交流トラヒック量と当該重み付けパラメータとの積が、トラヒック閾値よりも小さいか否かを判断する。物理ノード判断部２１は、当該判断条件が成立しなかったとき（Ｎｏ）、ステップＳ２６の処理を行い、当該判断条件が成立したとき（Ｙｅｓ）、ステップＳ２５の処理を行う。すなわち、物理ノード判断部２１は、最短ホップ数が大きく、かつ、交流トラヒック量が少ないノード間の波長パスの数を、実験計画法で求める対象から除外し、当該実験計画法を短時間で終了させることができる。
ステップＳ２５，Ｓ２６の処理は、第１の実施形態のステップＳ２５，Ｓ２６の処理（図４）と同様である。
【００６８】
（第３の実施形態の効果）
以上説明した第３の実施形態では、次の（Ｃ）のような効果がある。
【００６９】
（Ｃ）  ネットワーク設備量計算装置１０は、ノード間の交流トラヒック量がトラヒック閾値よりも小さいとき、このノード間の波長パスの数を０に設定している。これにより、更に多くのノード間の波長パスの数を予め０に設定して、実験計画法で求める対象変数を除外する。これにより、大規模なネットワークの最適設備量を、更に短時間のうちに求めることができる。
【００７０】
（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、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
【００７１】
（ａ）  第１〜第３の実施形態の光ＩＰネットワーク１００は、各ルータ７１と各光クロスコネクト６１とが一対一で接続されている。しかし、これに限られず、光クロスコネクト６１がルータ７１の機能を有する一体型装置であってもよく、ルータ７１が光クロスコネクト６１の機能を有する一体型装置であってもよい。
【００７２】
（ｂ）  第１〜第３の実施形態のネットワーク設備量計算装置１０は、単体のサーバである。しかし、これに限られず、複数のサーバに各機能が分散している構成であってもよい。例えば、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０の機能を有する第１のサーバと、設備量計算部３０の機能を有する第２のサーバとが連携してネットワーク設備量を計算する構成であってもよい。
【００７３】
（ｃ）  第３の実施形態のステップＳ２４Ｂ（図５）に於いて、波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部２０の物理ノード判断部２１は、当該光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１間の最短ホップ数の逆数を計算し、当該光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１間に於ける重み付けパラメータとしている。しかし、これに限られず、当該光クロスコネクト（ＯＸＣ）６１間の最短ホップ数に基づき、入力値が増大するほど出力値が減少する任意の関数によって、重み付けパラメータを算出してもよい。入力値が増大すると出力値が減少する任意の関数とは、例えば、入力値が増大すると出力値が減少するように構成された任意のテーブルを参照する関数や、入力値が増大すると出力値が減少するように構成された区分線形関数などである。
【符号の説明】
【００７４】
１０  ネットワーク設備量計算装置
２０  波長パス／ＩＰトラヒック経路計算部
２１  物理ノード判断部
２２  ホップ数算出部
２３  網情報取得部
３０  設備量計算部
３１  数理計画法実行部
４０  記憶部
４１  論理リンク数
４２  波長パス数
４３  交流トラヒック量割合
５０  通信部
６０  光レイヤ
６１  光クロスコネクト（物理ノード）
６２  光ファイバ（物理リンク）
６３  波長パス
７０  ＩＰレイヤ
７１  ルータ
７２  論理リンク
１００  光ＩＰネットワーク
１０１  ネットワーク設備量計算システム
【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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