(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードと前記ノード間に設けられたリンクとを備え、異なるサービスレベルに対応する複数のネットワークスライスを含むトランスポートネットワークに用いられるネットワーク制御装置であって、
前記トランスポートネットワークにおけるデータトラヒック量の推移を示す履歴情報と、前記トランスポートネットワークが形成されている地域における気温及び天気を示す環境情報とに基づいて、前記ネットワークスライスにおける前記ノード間のパスで伝送されるデータトラヒック量の推移を予測するトラヒック変動予測部と、
前記トラヒック変動予測部により予測されたデータトラヒック量の推移と、前記ネットワークスライスに使用されるパスを構成する現用パスリソースに不足又は障害が生じた際に用いられる共用予備パスリソースであって前記ノードごとに備えられる共用予備パスリソースの数とに基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれで使用されるパスリソース数の推移と前記ノードごとの共用予備パスリソース数の推移とを算出するリソース数算出部と、
前記リソース数算出部により算出された前記ネットワークスライスそれぞれで使用されるパスリソース数の推移と前記ノードごとの共用予備パスリソース数の推移とに基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移を算出する信頼性算出部と、
前記信頼性算出部により算出された前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移に基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれに要求される所望の信頼性以上の信頼性を維持するために必要な共用予備パスリソース数の変更量を共用予備パスリソース供給数として前記ノードごとに算出する予備リソース供給数算出部と、
を備える、ネットワーク制御装置。
【請求項２】
前記トランスポートネットワーク上の前記ノードの数と前記ネットワークスライスの数とをそれぞれＮ、Ｍとし、
時刻ｔにおける、ｎ番目の前記ノードに備えられるｍ番目の前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数をＲ＿ｍｎ（ｔ）とし、前記予備リソース供給数算出部により算出されるｎ番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数をＲ＿ｎ（ｔ）とし、前記リソース数算出部により算出されるｎ番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数をＲ’＿ｎ（ｔ）とし、時刻ｔ＝０におけるｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数をΔＲ＿ｎ（０）とし、
ｍ番目の前記ネットワークスライスの信頼性をＡ＿ｍ（ｔ）とし、ｍ番目の前記ネットワークスライスに要求される所望の信頼性をＡ’＿ｍとし、信頼性Ａ’＿ｍはＡ’＿ｉ＞Ａ’＿ｉ＋１，（ｉ＝１，２，…，Ｍ−１）を満たし、
共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）が決定されてから前記ノードそれぞれにおいて共用予備パスリソース数が変更されるまでのリードタイムをＴ＿Ｌとし、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出する周期をＴ＿Ｊとし、
共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出する際に用いるｍ番目の前記ネットワークスライスに対する評価関数であって信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）と所望の信頼性Ａ’＿ｍとの差に基づいた評価関数をＥ＿ｍとする場合において、
前記トラヒック変動予測部は、前記履歴情報と前記環境情報とに基づいて、現時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊまでの予測期間の各時刻において、前記ネットワークスライスそれぞれの各パスにおいて伝送されるデータトラヒック量の推移を予測し、
前記リソース数算出部は、前記トラヒック変動予測部により算出されたデータトラヒック量の推移に基づいて、現用パスリソース数Ｒ＿ｍｎ（ｔ）と共用予備パスリソース数Ｒ’＿ｎ（ｔ）とを算出し、
前記リソース数算出部は、算出した共用予備パスリソース数Ｒ’＿ｎ（ｔ）と、過去に算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎとに基づいて、前記予測期間における共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）を算出し、
前記信頼性算出部は、前記予測期間における現用パスリソース数Ｒ＿ｍｎ（ｔ）及び共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）に基づいて、信頼性Ａ＿ｍを前記ネットワークスライスごとに算出し、
前記予備リソース供給数算出部は、前記ノードそれぞれにおける共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を０とした場合における評価関数Ｅ＿ｍの値を前記ネットワークスライスごとに算出し、算出した評価関数Ｅ＿ｍの値をＥ’＿ｍとし、
前記予備リソース供給数算出部は、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を更新するごとに算出する評価関数Ｅ＿ｍとＥ’＿ｍとの差分に基づいて、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出する、
請求項１に記載のネットワーク制御装置。
【請求項３】
評価関数Ｅ＿ｍは式（Ａ）で与えられ、
【数１】
0006530345.tif 000036
前記予備リソース供給数算出部は、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の算出において、
共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の現在の値を用いて評価関数Ｅ＿ｍを算出して得られた値を基準値とし、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる差分値を前記ノードごとに算出し、算出した差分値の中で最小の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行う供給数更新処理を、前記ノードごとに算出する差分値のすべてが０又は正の値になるまで繰り返し行い、
前記供給数更新処理の繰り返しをすべての前記ネットワークスライスに対して行うことにより、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出し、
算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）を次回算出する際に用いられる、
請求項２に記載のネットワーク制御装置。
【請求項４】
評価関数Ｅ＿ｍは式（Ａ）で与えられ、
【数２】
0006530345.tif 000037
前記予備リソース供給数算出部は、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の算出において、
ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ）を前記ノードごとに算出し、算出した信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ）の中で最大の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行う第１の供給数更新処理を、前記予測期間における信頼性Ａ＿ｍ（ｔ），（Ｔ＿Ｌ＜ｔ＜Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）の中で最小の値Ａ＿ｍ（Ｔ）がＡ’＿ｍ以上になるまで繰り返し行い、
共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の現在の値を用いて評価関数Ｅ＿ｍを算出して得られた値を基準値とし、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる差分値を前記ノードごとに算出し、算出した差分値の中で最小の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行う第２の供給数更新処理を、前記ノードごとに算出する差分値のすべてが０又は正の値になるまで繰り返し行い、
前記第１の供給数更新処理の繰り返しと、前記第２の供給数更新処理の繰り返しとをすべての前記ネットワークスライスに対して行うことにより、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出し、
算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）を次回算出する際に用いられる、
請求項２に記載のネットワーク制御装置。
【請求項５】
評価関数Ｅ＿ｍは式（Ａ）で与えられ、
【数３】
0006530345.tif 000038
前記予備リソース供給数算出部は、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の算出において、
共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の現在の値を用いて評価関数Ｅ＿ｍを算出して得られた値を基準値とし、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる第１の差分値と、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる第２の差分値とを前記ノードごとに算出し、算出した第１の差分値及び第２の差分値の中で最小の値が第１の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行い、最小の値が第２の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を減少させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させる更新を行う供給数更新処理を、前記ノードごとに算出する第１の差分値及び第２の差分値のすべてが０又は正の値になるまで繰り返し行い、
前記供給数更新処理の繰り返しをすべての前記ネットワークスライスに対して順に行うことにより、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出し、
前記供給数更新処理におけるΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させる更新は、減少対象のΔＲ＿ｎ（０）の前記ノードが、前記供給数更新処理の繰り返しが既に完了した前記ネットワークスライスに含まれる場合には行われず、
算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）を次回算出する際に用いられる、
請求項２に記載のネットワーク制御装置。
【請求項６】
評価関数Ｅ＿ｍは式（Ａ）で与えられ、
【数４】
0006530345.tif 000039
前記予備リソース供給数算出部は、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の算出において、
ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ）を前記ノードごとに算出し、算出した信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ）の中で最大の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行う第１の供給数更新処理を、前記予測期間における信頼性Ａ＿ｍ（ｔ），（Ｔ＿Ｌ＜ｔ＜Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）の中で最小の値Ａ＿ｍ（Ｔ）がＡ’＿ｍ以上になるまで繰り返し行い、
共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の現在の値を用いて評価関数Ｅ＿ｍを算出して得られた値を基準値とし、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる第１の差分値と、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる第２の差分値とを前記ノードごとに算出し、算出した第１の差分値及び第２の差分値の中で最小の値が第１の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行い、最小の値が第２の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を減少させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させる更新を行う第２の供給数更新処理を、前前記ノードごとに算出する第１の差分値及び第２の差分値のすべてが０又は正の値になるまで繰り返し行い、
前記第１の供給数更新処理の繰り返しと、前記第２の供給数更新処理の繰り返しとをすべての前記ネットワークスライスに対して順に行うことにより、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出し、
前記第２の供給数更新処理におけるΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させる更新は、減少対象のΔＲ＿ｎ（０）の前記ノードが、前記第２の供給数更新処理の繰り返しの完了した前記ネットワークスライスに含まれる場合と、減少対象のΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させると所望の信頼性Ａ’＿ｍ未満になる場合とには行われず、
算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）を次回算出する際に用いられる、
請求項２に記載のネットワーク制御装置。
【請求項７】
前記トランスポートネットワークにおいて実際に、ｎ番目の前記ノードに備えられるｍ番目の前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数Ｓ＿ｍｎ（ｔ）とｎ番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数Ｓ＿ｎ（ｔ）とを前記トランスポートネットワークから取得し、取得した前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数Ｓ＿ｍｎ（ｔ）及び共用予備パスリソース数Ｓ＿ｎ（ｔ）を用いて、信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）同様の手法で信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）を算出する信頼性モニタ部、を更に備え、
前記予備リソース供給数算出部は、前記信頼性モニタ部により算出される信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）を信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）に代えて用い、
評価関数Ｅ＿ｍには式（Ａ）に代えて式（Ｂ）が用いられ、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）は式（Ｃ）を満たし、式（Ｃ）におけるσｍは式（Ｄ）で与えられ、式（Ｄ）におけるＰは式（Ｅ）を満たす自然数であり、式（Ｂ）及び式（Ｃ）におけるαは予め定められた値である、
【数５】
0006530345.tif 000040
【数６】
0006530345.tif 000041
【数７】
0006530345.tif 000042
【数８】
0006530345.tif 000043
請求項３から請求項６のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。
【請求項８】
前記トランスポートネットワークにおいて実際に、ｎ番目の前記ノードに備えられるｍ番目の前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数Ｓ＿ｍｎ（ｔ）とｎ番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数Ｓ＿ｎ（ｔ）とを前記トランスポートネットワークから取得し、取得した前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数Ｓ＿ｍｎ（ｔ）及び共用予備パスリソース数Ｓ＿ｎ（ｔ）を用いて、信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）同様の手法で信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）を算出する信頼性モニタ部、を更に備え、
前記予備リソース供給数算出部は、前記信頼性モニタ部により算出される信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）を信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）に代えて用い、
評価関数Ｅ＿ｍには式（Ａ）に代えて式（Ｂ）が用いられ、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）は式（Ｃ）を満たし、式（Ｃ）におけるσｍは式（Ｄ）で与えられ、式（Ｄ）におけるＰは式（Ｅ）を満たす自然数であり、式（Ｂ）及び式（Ｃ）におけるαは予め定められた値である、
【数９】
0006530345.tif 000044
【数１０】
0006530345.tif 000045
【数１１】
0006530345.tif 000046
【数１２】
0006530345.tif 000047
請求項３から請求項６のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。
【請求項９】
ｍ番目の前記ネットワークスライスの信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）は、Ａ＿ｍ（ｔ）＝１／Ｆ＿ｍ（ｔ）で与えられ、
Ｆ＿ｍ（ｔ）は、単位時間あたりにｍ番目の前記ネットワークスライスに障害が発生する確率であり、式（Ｆ）で与えられ、
【数１３】
0006530345.tif 000048
式（Ｆ）におけるＦ＿ｍｎは、単位時間あたりにｎ番目の前記ノードにおけるｍ番目の前記ネットワークスライスに障害が発生する確率であり、式（Ｇ）で与えられ、
【数１４】
0006530345.tif 000049
式（Ｇ）におけるｆ＿Ｔは単位時間あたりのパスリソースの故障率である、
請求項２から請求項８のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。
【請求項１０】
前記予備リソース供給数算出部は、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を、式（Ｈ）に基づいて前記ノードごとに算出し、
【数１５】
0006530345.tif 000050
式（Ｈ）におけるμは予め定められた値であり、δ＿ｉｎはクロネッカーのδであり、ｆ＿Ｔは単位時間あたりのパスリソースの故障率である、
請求項２に記載のネットワーク制御装置。
【請求項１１】
前記トランスポートネットワークは、レイヤ内で生じるパスリソース数の変動が他のレイヤに影響しない複数のレイヤから構成されており、
前記予備リソース供給数算出部は、前記ノードそれぞれの前記共用予備パスリソース供給数を前記レイヤごとに算出する、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。
【請求項１２】
前記トランスポートネットワークは、レイヤ内で生じるパスリソース数の変動が他のレイヤに影響する複数のレイヤから構成されており、
前記信頼性算出部は、前記レイヤ間の依存の度合いを反映させて前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移を算出し、
前記予備リソース供給数算出部は、前記ノードそれぞれにおける各前記レイヤの前記共用予備パスリソース供給数を算出する、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。
【請求項１３】
前記信頼性算出部は、前記ネットワークスライスそれぞれで使用されるパスリソース数の推移と前記ノードごとの共用予備パスリソース数の推移と、前記ネットワークスライスに使用されるパスに収容されるデータフロー数に基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移を算出する、
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。
【請求項１４】
前記ノードは、前記ネットワークスライスそれぞれに対するパスリソースとして割り当て可能な仮想リソースを有し、
前記仮想リソースは、前記ネットワークスライス用の現用パスリソース及び前記ノードにおける共用予備パスリソースとして用いられる、
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。
【請求項１５】
前記トランスポートネットワーク上における前記ネットワークスライスそれぞれに対して、信頼性に加えて帯域及び遅延のいずれか又は両方が前記ネットワークスライスのサービス指標として規定されている、
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットをはじめとするデータトラヒックが急増している。これを支える通信ネットワークには、多量のトラヒックを処理し、通信を行うため、大容量のネットワーク装置及び大容量通信方式が必要となる。ＩＰやイーサネット（登録商標）などのネットワークに、その通信路として用いられるＳＯＮＥＴもしくはＳＤＨ等の通信方式は、通信路の始点と終点との間に、パスを固定的に設定する方式である。パスは時分割多重されたタイムスロットを指定することによって設定され、一度パスを設定すると、ネットワーク内では常に一定の通信容量が確保される。近年、波長分割多重（ＷＤＭ）技術を用いた大容量通信路を提供する技術もあるが、ＳＤＨやＳＯＮＥＴと同様に、通信路の容量は固定的である。
【０００３】
昨今、次世代モバイル通信技術として５Ｇモバイル通信の検討が進められており、５Ｇモバイル通信の普及により、通信ネットワークで伝送されるデータトラヒックの大部分がモバイルトラヒックとなることが予想されている。５Ｇモバイル通信では、様々なサービスレベルを有するアプリケーションに対応したデータトラヒックが伝送されることが考えられ、それらのデータトラヒックを伝送するためのトランスポートネットワークが必要となる。単一のトランスポートネットワーク上に、サービスレベルに対応する複数のネットワークスライスを構成し、それぞれのネットワークスライスにトランスポートネットワークの物理的なパスリソースを動的に割り当てることにより、効率的なトランスポートネットワークの構築を実現する方式が検討されている。ネットワークスライスは、トランスポートネットワーク上における論理ネットワークである。特に、各ネットワークスライスで伝送されるデータトラヒック量の変動を考慮した、動的なパスリソース割り当てが提案されている（非特許文献１、２）。ここで、パスリソースとは、例えば波長パスの提供を実現するトランスポンダ（中継器）などを指す。以下、ネットワークスライスを単に「スライス」という。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】S. Yamamoto, et al., "Theoretical and Experimental Study of Statistical-Decision Method for Link-Capacity Adjustment," Journal of Lightwave Technology, vol.25, no. 9, pp.2864-2873, 2007
【非特許文献２】S. Yamamoto, et al., "Traffic Driven Path Capacity Adjustment Utilizing Adaptive Digital Filter," Proceedings of ECOC2007, pp.754-755, 2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各スライスで伝送されるデータトラヒック量の変動を考慮し、各スライスに対して動的にパスリソースの割り当てを行う技術は、パスリソースの効率的な利用の観点では非常に有用である。一方で、各スライスには異なるサービスレベルが要求されるため、各スライスに割り当てられるパスリソース数が動的に変動する環境下においても、各スライスに求められる所望のサービスレベルを維持し続けることが必須となる。
【０００６】
各スライスに求められるサービスレベルの指標として、帯域、遅延、信頼性などが挙げられる。例えば、帯域を指標とする場合、スライスが収容するデータトラヒックの８０％は、そのスライスが提供するパスで帯域が保証され、データトラヒックの残りの２０％は他のスライスと共用のパスで帯域が保証されるといったサービスレベルが上げられる。また、遅延を指標とする場合、そのスライスを通過することによる最大遅延は１ｍｓ以下であるといったサービスレベルが考えられる。
【０００７】
サービスレベルの指標として特に重要な指標には、スライスの信頼性が挙げられる。例えば、通信システムとしての障害発生率が低いスライスは、信頼性が高いスライスであるといえる。スライスの信頼性は、そのスライスで稼働しているパスリソース数や、そのスライスが利用可能な予備のパスリソース数に依存する。例えば、稼働しているパスリソース数が多ければ多いほど、通信システムとして障害が発生する可能性が高くなるため、そのスライスの信頼性は低くなる。一方で、そのスライスが利用可能な予備のパスリソース数が多ければ多いほど、稼働中のパスリソースに障害が発生したとしても、予備のパスリソースを用いて障害を復旧することができるため、そのスライスの信頼性は高くなる。
【０００８】
したがって、各スライスに割り当てられるパスリソース数（すなわち、スライスで稼働するパスリソース数）及び予備のパスリソース数が動的に変動する環境下では、各スライスの信頼性も動的に変動してしまうため、所望の信頼性を維持し続けることが困難になる場合があった。
【０００９】
前述の事情に鑑み、本発明は、ネットワークにおいて形成されるネットワークスライスの信頼性の維持を容易にすることができるネットワーク制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、複数のノードと前記ノード間に設けられたリンクとを備え、異なるサービスレベルに対応する複数のネットワークスライスを含むトランスポートネットワークに用いられるネットワーク制御装置であって、前記トランスポートネットワークにおけるデータトラヒック量の推移を示す履歴情報と、前記トランスポートネットワークが形成されている地域における気温及び天気を示す環境情報とに基づいて、前記ネットワークスライスにおける前記ノード間のパスで伝送されるデータトラヒック量の推移を予測するトラヒック変動予測部と、前記トラヒック変動予測部により予測されたデータトラヒック量の推移と、前記ネットワークスライスに使用されるパスを構成する現用パスリソースに不足又は障害が生じた際に用いられる共用予備パスリソースであって前記ノードごとに備えられる共用予備パスリソースの数とに基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれで使用されるパスリソース数の推移と前記ノードごとの共用予備パスリソース数の推移とを算出するリソース数算出部と、前記リソース数算出部により算出された前記ネットワークスライスそれぞれで使用されるパスリソース数の推移と前記ノードごとの共用予備パスリソース数の推移とに基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移を算出する信頼性算出部と、前記信頼性算出部により算出された前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移に基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれに要求される所望の信頼性以上の信頼性を維持するために必要な共用予備パスリソース数の変更量を共用予備パスリソース供給数として前記ノードごとに算出する予備リソース供給数算出部と、を備える、ネットワーク制御装置である。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、前記トランスポートネットワーク上の前記ノードの数と前記ネットワークスライスの数とをそれぞれＮ、Ｍとし、時刻ｔにおける、ｎ番目の前記ノードに備えられるｍ番目の前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数をＲ＿ｍｎ（ｔ）とし、前記予備リソース供給数算出部により算出されるｎ番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数をＲ＿ｎ（ｔ）とし、前記リソース数算出部により算出されるｎ番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数をＲ’＿ｎ（ｔ）とし、時刻ｔ＝０におけるｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数をΔＲ＿ｎ（０）とし、ｍ番目の前記ネットワークスライスの信頼性をＡ＿ｍ（ｔ）とし、ｍ番目の前記ネットワークスライスに要求される所望の信頼性をＡ’＿ｍとし、信頼性Ａ’＿ｍはＡ’＿ｉ＞Ａ’＿ｉ＋１，（ｉ＝１，２，…，Ｍ−１）を満たし、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）が決定されてから前記ノードそれぞれにおいて共用予備パスリソース数が変更されるまでのリードタイムをＴ＿Ｌとし、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出する周期をＴ＿Ｊとし、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出する際に用いるｍ番目の前記ネットワークスライスに対する評価関数であって信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）と所望の信頼性Ａ’＿ｍとの差に基づいた評価関数をＥ＿ｍとする場合において、前記トラヒック変動予測部は、前記履歴情報と前記環境情報とに基づいて、現時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊまでの予測期間の各時刻において、前記ネットワークスライスそれぞれの各パスにおいて伝送されるデータトラヒック量の推移を予測し、前記リソース数算出部は、前記トラヒック変動予測部により算出されたデータトラヒック量の推移に基づいて、現用パスリソース数Ｒ＿ｍｎ（ｔ）と共用予備パスリソース数Ｒ’＿ｎ（ｔ）とを算出し、前記リソース数算出部は、算出した共用予備パスリソース数Ｒ’＿ｎ（ｔ）と、過去に算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎとに基づいて、前記予測期間における共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）を算出し、前記信頼性算出部は、前記予測期間における現用パスリソース数Ｒ＿ｍｎ（ｔ）及び共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）に基づいて、信頼性Ａ＿ｍを前記ネットワークスライスごとに算出し、前記予備リソース供給数算出部は、前記ノードそれぞれにおける共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を０とした場合における評価関数Ｅ＿ｍの値を前記ネットワークスライスごとに算出し、算出した評価関数Ｅ＿ｍの値をＥ’＿ｍとし、前記予備リソース供給数算出部は、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を更新するごとに算出する評価関数Ｅ＿ｍとＥ’＿ｍとの差分に基づいて、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出する。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、評価関数Ｅ＿ｍは式（Ａ）で与えられ、
【数１】
0006530345.tif 000002
前記予備リソース供給数算出部は、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の算出において、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の現在の値を用いて評価関数Ｅ＿ｍを算出して得られた値を基準値とし、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる差分値を前記ノードごとに算出し、算出した差分値の中で最小の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行う供給数更新処理を、前記ノードごとに算出する差分値のすべてが０又は正の値になるまで繰り返し行い、前記供給数更新処理の繰り返しをすべての前記ネットワークスライスに対して行うことにより、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出し、算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）を次回算出する際に用いられる。
【００１３】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、評価関数Ｅ＿ｍは式（Ａ）で与えられ、
【数２】
0006530345.tif 000003
前記予備リソース供給数算出部は、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の算出において、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ）を前記ノードごとに算出し、算出した信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ）の中で最大の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行う第１の供給数更新処理を、前記予測期間における信頼性Ａ＿ｍ（ｔ），（Ｔ＿Ｌ＜ｔ＜Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）の中で最小の値Ａ＿ｍ（Ｔ）がＡ’＿ｍ以上になるまで繰り返し行い、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の現在の値を用いて評価関数Ｅ＿ｍを算出して得られた値を基準値とし、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる差分値を前記ノードごとに算出し、算出した差分値の中で最小の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行う第２の供給数更新処理を、前記ノードごとに算出する差分値のすべてが０又は正の値になるまで繰り返し行い、前記第１の供給数更新処理の繰り返しと、前記第２の供給数更新処理の繰り返しとをすべての前記ネットワークスライスに対して行うことにより、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出し、算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）を次回算出する際に用いられる。
【００１４】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、評価関数Ｅ＿ｍは式（Ａ）で与えられ、
【数３】
0006530345.tif 000004
前記予備リソース供給数算出部１４は、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の算出において、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の現在の値を用いて評価関数Ｅ＿ｍを算出して得られた値を基準値とし、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる第１の差分値と、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる第２の差分値とを前記ノードごとに算出し、算出した第１の差分値及び第２の差分値の中で最小の値が第１の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行い、最小の値が第２の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を減少させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させる更新を行う供給数更新処理を、前記ノードごとに算出する第１の差分値及び第２の差分値のすべてが０又は正の値になるまで繰り返し行い、前記供給数更新処理の繰り返しをすべての前記ネットワークスライスに対して順に行うことにより、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出し、前記供給数更新処理におけるΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させる更新は、減少対象のΔＲ＿ｎ（０）の前記ノードが、前記供給数更新処理の繰り返しが既に完了した前記ネットワークスライスに含まれる場合には行われず、算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）を次回算出する際に用いられる。
【００１５】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、評価関数Ｅ＿ｍは式（Ａ）で与えられ、
【数４】
0006530345.tif 000005
前記予備リソース供給数算出部は、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の算出において、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ）を前記ノードごとに算出し、算出した信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ）の中で最大の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行う第１の供給数更新処理を、前記予測期間における信頼性Ａ＿ｍ（ｔ），（Ｔ＿Ｌ＜ｔ＜Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）の中で最小の値Ａ＿ｍ（Ｔ）がＡ’＿ｍ以上になるまで繰り返し行い、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の現在の値を用いて評価関数Ｅ＿ｍを算出して得られた値を基準値とし、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる第１の差分値と、ｎ番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値から前記基準値を減算して得られる第２の差分値とを前記ノードごとに算出し、算出した第１の差分値及び第２の差分値の中で最小の値が第１の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を増加させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１増加させる更新を行い、最小の値が第２の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を減少させたΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させる更新を行う第２の供給数更新処理を、前前記ノードごとに算出する第１の差分値及び第２の差分値のすべてが０又は正の値になるまで繰り返し行い、前記第１の供給数更新処理の繰り返しと、前記第２の供給数更新処理の繰り返しとをすべての前記ネットワークスライスに対して順に行うことにより、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出し、前記第２の供給数更新処理におけるΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させる更新は、減少対象のΔＲ＿ｎ（０）の前記ノードが、前記第２の供給数更新処理の繰り返しの完了した前記ネットワークスライスに含まれる場合と、減少対象のΔＲ＿ｎ（０）の値を１減少させると所望の信頼性Ａ’＿ｍ未満になる場合とには行われず、算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）を次回算出する際に用いられる。
【００１６】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、前記トランスポートネットワークにおいて実際に、ｎ番目の前記ノードに備えられるｍ番目の前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数Ｓ＿ｍｎ（ｔ）とｎ番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数Ｓ＿ｎ（ｔ）とを前記トランスポートネットワークから取得し、取得した前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数Ｓ＿ｍｎ（ｔ）及び共用予備パスリソース数Ｓ＿ｎ（ｔ）を用いて、信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）同様の手法で信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）を算出する信頼性モニタ部、を更に備え、前記予備リソース供給数算出部は、前記信頼性モニタ部により算出される信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）を信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）に代えて用い、評価関数Ｅ＿ｍには式（Ａ）に代えて式（Ｂ）が用いられ、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）は式（Ｃ）を満たし、式（Ｃ）におけるσｍは式（Ｄ）で与えられ、式（Ｄ）におけるＰは式（Ｅ）を満たす自然数であり、式（Ｂ）及び式（Ｃ）におけるαは予め定められた値である。
【数５】
0006530345.tif 000006
【数６】
0006530345.tif 000007
【数７】
0006530345.tif 000008
【数８】
0006530345.tif 000009
【００１７】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、前記トランスポートネットワークにおいて実際に、ｎ番目の前記ノードに備えられるｍ番目の前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数Ｓ＿ｍｎ（ｔ）とｎ番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数Ｓ＿ｎ（ｔ）とを前記トランスポートネットワークから取得し、取得した前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数Ｓ＿ｍｎ（ｔ）及び共用予備パスリソース数Ｓ＿ｎ（ｔ）を用いて、信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）同様の手法で信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）を算出する信頼性モニタ部、を更に備え、前記予備リソース供給数算出部は、前記信頼性モニタ部により算出される信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）を信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）に代えて用い、評価関数Ｅ＿ｍには式（Ａ）に代えて式（Ｂ）が用いられ、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）は式（Ｃ）を満たし、式（Ｃ）におけるσｍは式（Ｄ）で与えられ、式（Ｄ）におけるＰは式（Ｅ）を満たす自然数であり、式（Ｂ）及び式（Ｃ）におけるαは予め定められた値である。
【数９】
0006530345.tif 000010
【数１０】
0006530345.tif 000011
【数１１】
0006530345.tif 000012
【数１２】
0006530345.tif 000013
【００１８】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、ｍ番目の前記ネットワークスライスの信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）は、Ａ＿ｍ（ｔ）＝１／Ｆ＿ｍ（ｔ）で与えられ、Ｆ＿ｍ（ｔ）は、単位時間あたりにｍ番目の前記ネットワークスライスに障害が発生する確率であり、式（Ｆ）で与えられ、
【数１３】
0006530345.tif 000014
式（Ｆ）におけるＦ＿ｍｎは、単位時間あたりにｎ番目の前記ノードにおけるｍ番目の前記ネットワークスライスに障害が発生する確率であり、式（Ｇ）で与えられ、
【数１４】
0006530345.tif 000015
式（Ｇ）におけるｆ＿Ｔは単位時間あたりのパスリソースの故障率である。
【００１９】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、前記予備リソース供給数算出部は、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を、式（Ｈ）に基づいて前記ノードごとに算出し、
【数１５】
0006530345.tif 000016
式（Ｈ）におけるμは予め定められた値であり、δ＿ｉｎはクロネッカーのδであり、ｆ＿Ｔは単位時間あたりのパスリソースの故障率である。
【００２０】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、前記トランスポートネットワークは、レイヤ内で生じるパスリソース数の変動が他のレイヤに影響しない複数のレイヤから構成されており、前記予備リソース供給数算出部は、前記ノードそれぞれの前記共用予備パスリソース供給数を前記レイヤごとに算出する。
【００２１】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、前記トランスポートネットワークは、レイヤ内で生じるパスリソース数の変動が他のレイヤに影響する複数のレイヤから構成されており、前記信頼性算出部は、前記レイヤ間の依存の度合いを反映させて前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移を算出し、前記予備リソース供給数算出部は、前記ノードそれぞれにおける各前記レイヤの前記共用予備パスリソース供給数を算出する。
【００２２】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、前記信頼性算出部は、前記ネットワークスライスそれぞれで使用されるパスリソース数の推移と前記ノードごとの共用予備パスリソース数の推移と、前記ネットワークスライスに使用されるパスに収容されるデータフロー数に基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移を算出する。
【００２３】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、前記ノードは、前記ネットワークスライスそれぞれに対するパスリソースとして割り当て可能な仮想リソースを有し、前記仮想リソースは、前記ネットワークスライス用の現用パスリソース及び前記ノードにおける共用予備パスリソースとして用いられる。
【００２４】
また、本発明の一態様は、上記のネットワーク制御装置において、前記トランスポートネットワーク上における前記ネットワークスライスそれぞれに対して、信頼性に加えて帯域及び遅延のいずれか又は両方が前記ネットワークスライスのサービス指標として規定されている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ネットワークにおいて形成されるネットワークスライスの信頼性の維持を容易にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態におけるトランスポートネットワーク制御システムの構成例を示すブロック図。
【図２】ネットワーク制御装置が制御対象とするトランスポートネットワークの概要を示す図。
【図３】ネットワーク制御装置が共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理を示すフローチャート。
【図４】図３に示した手順Ｓ６における処理を示すフローチャート。
【図５】第２の実施形態における手順Ｓ６における処理を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態における手順Ｓ６における処理を示すフローチャート。
【図７】第３の実施形態におけるトランスポートネットワーク制御システムの構成例を示すブロック図。
【図８】第５の実施形態における手順Ｓ６における処理を示すフローチャート。
【図９】第５の実施形態における手順Ｓ６における処理を示すフローチャート。
【図１０】第６の実施形態における手順Ｓ６における処理を示すフローチャート。
【図１１】第６の実施形態における手順Ｓ６における処理を示すフローチャート。
【図１２】第８の実施形態におけるトランスポートネットワーク制御システムで想定するトランスポートネットワークの構成例を示す図。
【図１３】第１１の実施形態におけるネットワーク制御装置が制御対象とするトランスポートネットワークの概要を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるネットワーク制御装置を説明する。なお、以下の実施形態では、同一の符号を付した構成要素は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜省略する。
【００２８】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態におけるトランスポートネットワーク制御システムの構成例を示すブロック図である。トランスポートネットワーク制御システムは、ネットワーク制御装置１と、トランスポートネットワーク２とを備える。ネットワーク制御装置１は、トランスポートネットワーク２上の各スライス（論理ネットワーク）に対して割り当てられるパスリソース数の変動を予測し、予測値に基づいて各スライスの信頼性の推移を算出する。ネットワーク制御装置１は、各スライスの信頼性の推移に基づいて、各スライスにおける所望の信頼性を維持するために必要な共用予備パスリソースの数を、トランスポートネットワーク２を構成する各ノードについて算出する。ここで、共用予備パスリソースとは、各ノードに設置されているパスリソースのうちいずれのスライスにも割り当てられていないパスリソースであって、現用パスリソースに不足又は障害が生じた際に現用パスリソースとして割り当て可能なパスリソースである。ネットワーク制御装置１は、算出した各ノードにおける共用予備パスリソース数を含むリソース変更要求を出力する。ネットワーク制御装置１により得られるリソース変更要求に基づいて、トランスポートネットワーク２の管理者又は運用者は、予備のパスリソース数を確保できるトランスポンダ等の装置を各ノードに増設することにより、各スライスの信頼性を維持することができる。
【００２９】
図１に示すように、ネットワーク制御装置１は、トラヒック変動予測部１１と、リソース数算出部１２と、信頼性算出部１３と、予備リソース供給数算出部１４とを備える。
【００３０】
トラヒック変動予測部１１は、トランスポートネットワーク２における過去のデータトラヒック量の推移を示す履歴情報と、トランスポートネットワーク２が形成されている地域又は領域における気温、天気などの履歴を含む外部環境に関する環境情報とを取得する。トラヒック変動予測部１１は、履歴情報と環境情報とに基づいて、トランスポートネットワーク２上のスライスそれぞれにおける各パスで伝送されるデータトラヒック量の推移を予測する。トラヒック変動予測部１１は、予測したデータトラヒック量の推移をリソース数算出部１２へ出力する。
【００３１】
リソース数算出部１２は、トラヒック変動予測部１１により予測されたデータトラヒック量の推移に基づいて、各スライスに割り当てられるパスリソース数の推移を算出する。データトラヒック量の推移に応じて各スライスに割り当てられる現用パスリソースの数は、トランスポートネットワーク２、スライス又はスライスを用いるアプリケーションのいずれか又はそれらの組み合わせにおいて定められる運用ポリシに基づいて決定される。例えば、運用ポリシとしては、データトラヒック量がパス容量の８０％を超過した場合に新たな現用パスリソースを割り当てるといったポリシが考えられる。リソース数算出部１２は、算出した現用パスリソース数の推移を信頼性算出部１３へ出力する。また、リソース数算出部１２は、現用パスリソース数の推移から共用予備パスリソース数の推移を算出し、現用パスリソース数の推移とともに共用予備パスリソース数推移を信頼性算出部１３へ出力する。
【００３２】
信頼性算出部１３は、リソース数算出部１２により算出された現用パスリソース数の推移と、各ノードにおける共用予備パスリソース数の推移とに基づいて、各スライスの信頼性の推移を算出する。
【００３３】
予備リソース供給数算出部１４は、信頼性算出部１３により算出された各スライスの信頼性の推移に基づいて、各スライスに要求される所望の信頼性を維持するために必要となる各ノードにおける共用予備パスリソースの数を算出する。予備リソース供給数算出部１４は、算出した各ノードにおける共用予備パスリソースの数を含むリソース変更要求を出力する。リソース変更要求に応じて、トランスポートネットワーク２の各ノードにおける共用予備パスリソースの配備が行われる。共用予備パスリソースの数が正の値の場合にはノードにおける共用予備パスリソースの増設が行われ、共用予備パスリソースの数が負の値の場合にはノードにおける共用予備パスリソースの減設が行われる。
【００３４】
スライスの信頼性を示す指標は、定量的に得られる指標であれば任意の指標を用いることができる。以下では、スライスの信頼性の指標として、スライスにおける障害発生率の逆数を用いて説明する。
【００３５】
図２は、ネットワーク制御装置１が制御対象とするトランスポートネットワーク２の概要を示す図である。トランスポートネットワーク２は、Ｎ台のノードで構成されており、ノード間に通信リンクが確立されている。トランスポートネットワーク２上に構成されるスライス数をＭとする。各ノードには、各スライス用に稼動している現用パスリソースと、各スライス共用の共用予備パスリソースとが備えられる。ノードｎに備えられたスライスｍ用の現用パスリソースの数をＲ＿ｍｎとし、ノードｎに備えられた共用予備パスリソースの数をＲ＿ｎとする。ここで、ｍ＝１，２，…，Ｍ、ｎ＝１，２，…，Ｎである。また、Ｒ＿ｎなどの表記における「＿（アンダースコア）」は、ｎが変数Ｒの添字であることを示す。
【００３６】
また、スライスｍの信頼性をＡ＿ｍとする。スライスｍの信頼性は、一般にスライスｍ用の現用パスリソース数｛Ｒ＿ｍ１，Ｒ＿ｍ２，…，Ｒ＿ｍＮ｝と、共用予備パスリソース数｛Ｒ＿１，Ｒ＿２，…，Ｒ＿Ｎ｝とに依存するため、それぞれを引数としてＡ＿ｍ（（Ｒ＿ｍ１，Ｒ＿ｍ２，…，Ｒ＿ｍＮ），（Ｒ＿１，Ｒ＿２，…，Ｒ＿Ｎ））と表すことができる。各スライスのパス容量は、常にそのスライスで伝送されるデータトラヒック量より大きくなければならないため、データトラヒック量の増大に伴い当該スライス用の現用パスリソース数を増加させなければならない。現用パスリソース数を増加させるために、共用予備パスリソースが現用パスリソースに転用されることになる。
【００３７】
例えば、ノードｎにおけるスライスｍ用の現用パスリソースを１台増加させるためには、ノードｎに備えられる共用予備パスリソース１台をスライスｍ用の現用パスリソースに割り当て、転用する。この転用により、スライスｍ用の現用パスリソース数はＲ＿ｍｎから（Ｒ＿ｍｎ＋１）に増加し、共用予備パスリソースの数はＲ＿ｎから（Ｒ＿ｎ−１）に減少する。この変化は、各スライスで伝送されているデータトラヒック量の変化に伴い、現用パスリソース数と共用予備パスリソース数とが動的に変化することを意味している。また、各スライスの信頼性は、現用パスリソース数と共用予備パスリソース数に依存しているため、データトラヒック量の変化に伴い各スライスの信頼性も動的に変化する。
【００３８】
このように動的に変化する信頼性を一定以上に保ち、常に所望の信頼性を満足し続けるためには、各ノードに適切な量の共用予備パスリソースを備えなければならない。ノードｎに供給する共用予備パスリソース数をΔＲ＿ｎとする。以下、各スライスが常に所望の信頼性を満足し続けるために必要となる、必要最小限の共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎの算出処理を示す。スライスｍが満足しなければならない所望の信頼性をＡ’＿ｍ、ΔＲ＿ｎが決定されてから各ノードに共用予備パスリソースが備えられるまでに掛かるリードタイムをＴ＿Ｌ、ΔＲ＿ｎの決定周期をＴ＿Ｊ、ΔＲ＿ｎの決定を行う時刻をｔ＝０とする。時刻ｔは、リードタイムＴ＿Ｌや決定周期Ｔ＿Ｊに比べて十分に短い時間間隔で離散化されているものとする。すなわち、１＜＜Ｔ＿Ｌ、Ｔ＿Ｊとする。また、スライス番号ｍは、所望の信頼性が大きいスライス順に付与する。すなわち、Ａ’＿１≧Ａ’＿２≧…≧Ａ’＿Ｍを満たすように、各スライスに対して番号付けをする。また、リードタイムＴ＿Ｌは、例えば共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎが決定された後に、ノードに備えるべき装置の発注、搬入、設置などに要する時間が含まれる。
【００３９】
図３は、ネットワーク制御装置１が共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理を示すフローチャートである。ネットワーク制御装置１において、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎの算出が開始されると、手順Ｓ１から手順Ｓ６が行われる。
【００４０】
［手順Ｓ１］
トラヒック変動予測部１１は、過去のデータトラヒック量の推移を示す履歴情報と、外部環境に関する環境情報とに基づいて、現時刻ｔ＝０からｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）までにおける、スライスそれぞれの各パスで伝送されるデータトラヒック量の推移を予測する。
【００４１】
［手順Ｓ２］
リソース数算出部１２は、手順Ｓ１で予測されたデータトラヒック量の推移に基づいて、現在時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）までの予測期間における、各ノードに備えられている現用パスリソース数の推移Ｒ＿ｍｎ（ｔ）と共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）とを算出する（ｎ＝１，２，…，Ｎ；ｍ＝１，２，…，Ｍ）。共用予備パスリソース数の変動には、データトラヒック量の推移に起因した変動と、過去に決定した共用予備パスリソース供給数に起因した変動との２種類の変動がある。手順Ｓ２において算出される共用予備パスリソース数の推移は、データトラヒック量の推移に起因した変動である。
【００４２】
［手順Ｓ３］
リソース数算出部１２は、これまでに決定した共用予備パスリソース供給数に起因した、共用予備パスリソース数の推移を算出する。時刻ｔにおいて、ノードｎに対して決定した共用予備パスリソース供給数をΔＲ＿ｎ（ｔ）とする。共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを決定してから実際に各ノードに共用予備パスリソースが備えられるまでのリードタイムはＴ＿Ｌであるため、手順Ｓ２で算出したデータトラヒック量の推移に起因した共用予備パスリソース数の推移をＲ’＿ｎ（ｔ）とすると、正味の共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）は式（１）で表される。
【数１６】
0006530345.tif 000017
【００４３】
ただし、Ｔ＿Ｊ＞Ｔ＿Ｌの場合、期間０≦ｔ≦（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）における過去の共用予備パスリソース供給数の決定に伴う共用予備パスリソース数に変化は生じないため、Ｒ＿ｎ（ｔ）＝Ｒ’＿ｎ（ｔ）とできる。手順Ｓ３までにより、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）までの予測期間における現用パスリソース数の推移Ｒ＿ｍｎ（ｔ）と、共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）が得られる。
【００４４】
［手順Ｓ４］
信頼性算出部１３は、手順Ｓ３までに算出された現用パスリソース数の推移Ｒ＿ｍｎ（ｔ）と共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）とに基づいて時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）までの予測期間における、各スライスの信頼性の推移を算出する。スライスｍに対する信頼性の推移を、Ａ＿ｍ（ｔ）とする。信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）は、現用パスリソース数の推移｛Ｒ＿ｍ１（ｔ），Ｒ＿ｍ２（ｔ），…，Ｒ＿ｍＮ（ｔ）｝と共用予備パスリソース数の推移｛Ｒ＿１（ｔ），Ｒ＿２（ｔ），…，Ｒ＿ｎ（ｔ）｝とに依存しているため、より厳密にはＡ＿ｍ（ｔ）は、Ａ＿ｍ（（Ｒ＿ｍ１（ｔ），Ｒ＿ｍ２（ｔ），…，Ｒ＿ｍＮ（ｔ）），（Ｒ＿１（ｔ），Ｒ＿２（ｔ），…，Ｒ＿Ｎ（ｔ））と表される。信頼性の指標は、各スライスの信頼性を定量的に表す指標であれば、任意の指標を用いることができる。本実施形態では、スライスに対する単位時間あたりの障害発生率の逆数を、信頼性の指標として用いる。スライスｍに対する単位時間あたりの障害発生率をＦ＿ｍとすると、障害発生率Ｆ＿ｍは式（２）を用いて表すことができ、信頼性はＡ＿ｍ＝１／Ｆ＿ｍと表すことができる。
【数１７】
0006530345.tif 000018
【００４５】
式（２）におけるＦ＿ｍｎは単位時間中にノードｎでスライスｍに影響を与える障害が発生する確率であり、式（３）及び式（４）を用いて表すことができる。
【数１８】
0006530345.tif 000019
【数１９】
0006530345.tif 000020
【００４６】
式（３）におけるｆ＿ｔはパスリソースの単位時間あたりの故障率である。例えば対象とするトランスポートネットワークが波長多重光伝送ネットワークであるならば、波長パスを提供する光トランスポンダの単位時間当たりの故障率に相当する。ｆ＿Ｔが１よりも十分に小さい場合には、式（３）及び式（２）はそれぞれ式（５）及び式（６）のように近似することができる。
【数２０】
0006530345.tif 000021
【数２１】
0006530345.tif 000022
【００４７】
手順Ｓ３までで時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）までの予測期間における現用パスリソース数の推移Ｒ＿ｍｎ（ｔ）と共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）とが算出されているため、信頼性算出部１３は、これらの値に基づいて当該期間における各スライスの信頼性の推移Ａ＿ｍ（ｔ）、（ｍ＝１，２，…，Ｍ＿）を算出できる。
【００４８】
［手順Ｓ５］
予備リソース供給数算出部１４は、式（７）で表される評価関数Ｅ＿ｍの値を算出する。
【数２２】
0006530345.tif 000023
【００４９】
式（７）におけるＡ’＿ｍはスライスｍに要求される所望の信頼性であり、前述のように、Ａ’＿１≧Ａ’＿２≧…≧Ａ’＿Ｍである。評価関数Ｅ＿ｍは、時刻ｔ＝Ｔ＿Ｌから時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）までの予測期間において、スライスｍの信頼性が所望の信頼性からどの程度ずれているのかを表す指標になっている。評価関数Ｅ＿ｍの値が小さいほど、過剰なパスリソースを用いることなく、スライスｍで所望の信頼性が満足されている度合いが大きいことを表している。評価関数Ｅ＿ｍの値は信頼性の推移Ａ＿ｍ（ｔ）に依存しており、信頼性の推移Ａ＿ｍ（ｔ）は現用パスリソース数の推移Ｒ＿ｍｎ（ｔ）と共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）とに依存している。そして、時刻ｔ＝Ｔ＿Ｌから時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）までの予測期間におけるＲ＿ｎ（ｔ）の値は、現在時刻ｔ＝０において決定する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）に依存する。本実施形態では、前述のように、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを決定するタイミングを常に０と定義している。予備リソース供給数算出部１４は、最適なΔＲ＿ｎ（０）を決定することにより、評価関数Ｅ＿ｍの最小化を図る。
【００５０】
［手順Ｓ６］
予備リソース供給数算出部１４は、時刻ｔ＝０における共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を考慮すると、時刻ｔ＝Ｔ＿Ｌから時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）における各スライスの信頼性の推移は、Ａ＿ｍ（（Ｒ＿ｍ１（ｔ），Ｒ＿ｍ２（ｔ），…，Ｒ＿ｍＮ（ｔ）），（Ｒ＿１（ｔ）＋ΔＲ＿１（０），Ｒ＿２（ｔ）＋ΔＲ＿２（０），…，Ｒ＿Ｎ（ｔ）＋ΔＲ＿Ｎ（０）））と表される。信頼性の推移Ａ＿ｍの引数のうち、Ｒ＿ｎ（ｔ）は式（１）で算出される値であり、ΔＲ＿ｎ（０）は手順Ｓ６において算出する値である。手順Ｓ５で算出した評価関数Ｅ＿ｍの値は、ΔＲ＿ｎ（０）＝０，（ｎ＝１，２，３…，Ｎ）の場合に相当する。この値を、Ｅ’＿ｍとする。手順Ｓ６では、予備リソース供給数算出部１４は評価関数Ｅ＿ｍが最小となるΔＲ＿ｎ（０）を算出する。以下に、手順Ｓ６の詳細な処理を説明する。
【００５１】
図４は、図３に示した手順Ｓ６における処理を示すフローチャートである。手順Ｓ６において、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６０１から手順Ｓ６１３を行う。
【００５２】
［手順Ｓ６０１］
予備リソース供給数算出部１４は、トランスポートネットワーク２上の各スライスが満足すべき信頼性の大きい順に各スライスに番号付けをする。
［手順Ｓ６０２］
予備リソース供給数算出部１４は、初期値として、各ノードに供給する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）それぞれの値を０にする（ΔＲ＿ｎ（０）←０；ｎ＝１，２，…，Ｎ）。
［手順Ｓ６０３］
予備リソース供給数算出部１４は、処理対象のスライスの番号を示すｍの値を０にする初期化（ｍ←０）を行う。
［手順Ｓ６０４］
予備リソース供給数算出部１４は、スライスの番号を示すｍの値を１増加させる（ｍ←ｍ＋１）。
［手順Ｓ６０５］
予備リソース供給数算出部１４は、スライスｍの信頼性Ａ＿ｍを用いてＥ＿ｍを算出し、その値をＥ’＿ｍとする。スライスｍの信頼性Ａ＿ｍは、現用パスリソース数Ｒ＿ｍｎ（ｔ）と、共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）と共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）とに基づいて算出される。初回に算出される信頼性Ａ＿ｍはすべてのΔＲ＿ｎ（０）の値が０である場合の信頼性Ａ＿ｍであり、２回目以降に算出される信頼性Ａ＿ｍは手順Ｓ６１０において更新されたΔＲ＿ｎ（０）を用いて算出される信頼性Ａ＿ｍである。なお、２回目以降にＥ’＿ｍを算出する際には、前回算出したＥ’＿ｍに手順Ｓ６０８において選択されるΔＥ＿ｍｉを加算して得られる値を新たなＥ’＿ｍとしてもよい。
【００５３】
［手順Ｓ６０６（Ｓ６０６−１〜Ｓ６０６−Ｎ）］
予備リソース供給数算出部１４は、ΔＲ＿１（０）の値のみを１増加させた状態、すなわちΔＲ＿１（０）の値を（ΔＲ＿１（０）＋１）とした状態で評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出した値をＥ＿ｍ１とする（手順Ｓ６０６−１）。また、予備リソース供給数算出部１４は、ΔＲ＿２（０）の値のみを１増加させた状態、すなわちΔＲ＿２（０）の値を（ΔＲ＿２（０）＋１）とした状態で、評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出したＥ＿ｍの値をＥ＿ｍ２とする（手順Ｓ６０６−２）。同様に、ΔＲ＿３（０）からΔＲ＿Ｎそれぞれについてもその値のみを１増加させた状態で評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出したＥ＿ｍの値をＥ＿ｍ３，…，Ｅ＿ｍＮとする（手順Ｓ６０６−３〜Ｓ６０６−Ｎ）。評価関数の値Ｅ＿ｍ１，Ｅ＿ｍ２，…，Ｅ＿ｍＮそれぞれの算出（手順Ｓ６０６−１〜Ｓ６０６−Ｎ）は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
【００５４】
［手順Ｓ６０７（Ｓ６０７−１〜Ｓ６０７−Ｎ）］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６０６で算出したＥ＿ｍ１を用いて、ΔＥ＿ｍ１＝Ｅ＿ｍ１−Ｅ’＿ｍを算出する。また、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６０６で算出したＥ＿ｍ２を用いて、ΔＥ＿ｍ２＝Ｅ＿ｍ２−Ｅ’＿ｍを算出する。同様に、予備リソース供給数算出部１４は、ΔＥ＿ｍ３，…，ΔＥ＿ｍＮを算出する。また、ΔＥ＿ｍ１，ΔＥ＿ｍ２，…，ΔＥ＿ｍＮそれぞれの算出は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
【００５５】
［手順Ｓ６０８］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６０７において算出したΔＥ＿ｍ１，…，ΔＥ＿ｍＮのうち、最小の値となるΔＥ＿ｍｉ，（１≦ｉ≦Ｎ）を選択する。
［手順Ｓ６０９］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６０８で選択したΔＥ＿ｍｉの値が負であるか否かを判定する。ΔＥ＿ｍｉの値が負である場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６１０を行う。ΔＥ＿ｍｉの値が負でない場合、すなわちΔＥ＿ｍ１，…，ΔＥ＿ｍＮすべての値が０又は正である場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６１１を行う。
【００５６】
［手順Ｓ６１０］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６０８において選択したΔＥ＿ｍｉに対応するΔＲ＿ｉ（０）の値を１増加させ、手順Ｓ６０５以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、選択したΔＥ＿ｍｉとノード番号が一致するΔＲ＿ｉ（０）の値を（ΔＲ＿ｉ（０）＋１）に更新した後に、手順Ｓ６０５から手順Ｓ６０９までを再度行う。
【００５７】
予備リソース供給数算出部１４は、ΔＥ＿ｍ１，ΔＥ＿ｍ２，…，ΔＥ＿ｍＮの値がすべて０又は正の値になるまで、手順Ｓ６０５から手順Ｓ６０９までを繰り返す。このようにして得られたΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）は、評価関数Ｅ＿ｍの値を最小化する値になる。
【００５８】
［手順Ｓ６１１］
予備リソース供給数算出部１４は、ΔＥ＿ｍ１，ΔＥ＿ｍ２，…，ΔＥ＿ｍＮの値がすべて０又は正の値になるまで手順を繰り返すことにより得られた、各ノードに供給する共用予備パスリソース数ΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）を、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎに仮決定する。
【００５９】
［手順Ｓ６１２］
予備リソース供給数算出部１４は、ｍの値がＭであるか否かを判定し、ｍの値がＭでない場合には手順Ｓ６０４以降を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、すべてのスライスに対して手順Ｓ６０５から手順Ｓ６１１までを繰り返し行うことにより、各スライスに対する所望の信頼性Ａ’＿ｍが満足されるように、各ノードに供給する共用予備パスリソース数ΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）の値を更新する。一方、ｍの値がＭである場合には、予備リソース供給数算出部１４は手順Ｓ６１３を行う。
【００６０】
［手順Ｓ６１３］
予備リソース供給数算出部１４は、すべてのスライスに対する所望の信頼性Ａ’＿ｍを満足する最新のΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）を、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎとして採用する。なお、ここで得られたΔＲ＿ｎ（０）は、次回以降の共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する際の手順Ｓ３にて、正味の共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）を算出するときに用いられる。
【００６１】
第１の実施形態のネットワーク制御装置１によれば、スライスごとのデータトラヒック量の推移を予測し、予測結果に基づいて、各スライスの信頼性を所望の信頼性の近傍で安定させるために必要な共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎをノードごとに算出することができる。この各ノードに対する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎに基づいて、パスリソースを設置又は増設することにより、各スライスに割り当てられるパスリソースが変動する環境下においても各スライスの信頼性を維持することが容易になる。
【００６２】
なお、第１の実施形態では、各スライスに対して求められるサービスレベル（サービス指標）として信頼性の値を規定されたスライスを対象とする制御を示したが、信頼性に帯域や遅延といった他のサービスレベルがスライスに対して規定される場合においても、パスリソースの増減が帯域や遅延の値に影響を与えない限り、同様の手順で制御できる。
【００６３】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、式（７）で示される通り、信頼性の時間平均が所望の信頼性にできるだけ近づくように共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を決定していた。第２の実施形態では、各時点における信頼性が所望の信頼性を下回らないという制約条件のもとで、信頼性の時間平均が所望の信頼性にできるだけ近づくようにΔＲ＿ｎ（０）を決定することを特徴とする。第２の実施形態におけるネットワーク制御装置の構成は、第１の実施形態におけるネットワーク制御装置１の構成と同じであるので、説明を省略する。また、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理は、第１の実施形態の図３に示した処理と手順Ｓ１から手順Ｓ５までが同じであり、手順Ｓ６が異なる。本実施形態の共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理における手順Ｓ６を以下に説明する。
【００６４】
［手順Ｓ６］
時刻ｔ＝０における共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を考慮すると、時刻ｔ＝Ｔ＿Ｌから時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）までにおける各スライスの信頼性の推移は、ノードｎに備えられたスライスｍ用の現用パスリソース数Ｒ＿ｍｎ（ｔ）と、ノードｎにおける共用予備パスリソース数Ｒ＿ｎ（ｔ）＋ΔＲ＿ｎ（０）とに依存する。そのため、各スライスｍの信頼性の推移Ａ＿ｍ（ｔ）は、Ａ＿ｍ（（Ｒ＿ｍ１（ｔ），Ｒ＿ｍ２（ｔ），…，Ｒ＿ｍＮ（ｔ）），（Ｒ＿１（ｔ）＋ΔＲ＿１（０），Ｒ＿２（ｔ）＋ΔＲ＿２（０），…，Ｒ＿Ｎ（ｔ）＋ΔＲ＿Ｎ（０）））と表される。手順Ｓ５で算出した評価関数Ｅ＿ｍの値は、ΔＲ＿ｎ（０）＝０，（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の場合に相当する。この値を、Ｅ’＿ｍとする。手順Ｓ６では、予備リソース供給数算出部１４は各スライスの評価関数Ｅ＿ｍが最小となるΔＲ＿ｎ（０）を算出する。ただし、Ａ＿ｍ（ｔ）は、式（８）を満足しなければならない。
【数２３】
0006530345.tif 000024
【００６５】
図５及び図６は、第２の実施形態における手順Ｓ６における処理を示すフローチャートである。手順Ｓ６において、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６２１から手順Ｓ６３９を行う。
【００６６】
［手順Ｓ６２１］
予備リソース供給数算出部１４は、トランスポートネットワーク２上の各スライスが満足すべき信頼性の大きい順に各スライスに番号付けをする。
［手順Ｓ６２２］
予備リソース供給数算出部１４は、初期値として、各ノードに供給する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）それぞれの値を０にする（ΔＲ＿ｎ（０）←０；Ｎ＝１，２，…，Ｎ）。
［手順Ｓ６２３］
予備リソース供給数算出部１４は、処理対象のスライスの番号を示すｍの値を０にする初期化（ｍ←０）を行う。
［手順Ｓ６２４］
予備リソース供給数算出部１４は、スライス番号を示すｍの値を１増加させる（ｍ←ｍ＋１）。
【００６７】
［手順Ｓ６２５］
予備リソース供給数算出部１４は、時刻ｔ（Ｔ＿Ｌ＜ｔ＜Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）それぞれにおけるスライスｍの信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）を算出する。
［手順Ｓ６２６］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６２５で算出した信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）の中で最小の値の信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ），（Ｔ＿Ｌ＜Ｔ＜Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）を選択する。
【００６８】
［手順Ｓ６２７］
予備リソース供給数算出部１４は、選択した信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ）がスライスｍに要求される信頼性Ａ’＿ｍ以上であるか否かを判定する。Ａ＿ｍ（Ｔ）＜Ａ’＿ｍである場合、スライスｍは満足すべき所望の信頼性を満足していない、すなわち式（８）を満足していないことになる。予備リソース供給数算出部１４は、Ａ＿ｍ（Ｔ）＜Ａ’＿ｍである場合には手順Ｓ６２８を行い、Ａ＿ｍ（Ｔ）≧Ａ’＿ｍである場合には手順Ｓ６３１を行う。
【００６９】
［手順Ｓ６２８（Ｓ６２８−１〜Ｓ６２８−Ｎ）］
予備リソース供給数算出部１４は、ΔＲ＿１（０）の値のみを１増加させた状態、すなわちΔＲ＿１（０）の値を（ΔＲ＿１（０）＋１）とした状態で信頼性Ａ＿ｍを算出し、算出した値をＡ＿ｍ１とする。また、予備リソース供給数算出部１４は、ΔＲ＿２（０）の値のみを１増加させた状態、すなわちΔＲ＿２（０）の値を（ΔＲ＿２（０）＋１）とした状態で信頼性Ａ＿ｍを算出し、算出した値をＡ＿ｍ２とする。同様に、ΔＲ＿３（０）からΔＲ＿Ｎそれぞれについてもその値のみを１増加させた状態で信頼性Ａ＿ｍの値を算出し、算出した値をＡ＿ｍ３，…，Ａ＿ｍＮとする。信頼性の値Ａ＿ｍ１，Ａ＿ｍ２，…，Ａ＿ｍＮそれぞれの算出（手順Ｓ６２８−１〜Ｓ６２８−Ｎ）は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
【００７０】
［手順Ｓ６２９］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６２８において算出したＡ＿ｍ１，Ａ＿ｍ２，…，Ａ＿ｍＮの中で最大の値となるＡ＿ｍｉ，（１≦ｉ≦Ｎ）を選択する。
［手順Ｓ６３０］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６２９にて選択したＡ＿ｍｉに対応するΔＲ＿ｉ（０）の値を１増加させ、手順Ｓ６２５以降を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、選択したＡ＿ｍｉとノード番号が一致するΔＲ＿ｉ（０）の値を（ΔＲ＿ｉ（０）＋１）に更新した後に、手順Ｓ６２５以降を再度行う。予備リソース供給数算出部１４は、Ａ＿ｍ（ｔ）（Ｔ＿Ｌ＜ｔ＜Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）の最小値がＡ’＿ｍ以上になるまで、手順Ｓ６２５から手順Ｓ６３０までを繰り返して行う。このようにして得られるΔＲ＿ｎ（０），（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は手順Ｓ６３１で用いられる。
【００７１】
［手順Ｓ６３１］
予備リソース供給数算出部１４は、現在のΔＲ＿ｎ（０），（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を用いて、信頼性Ａ＿ｍ（（Ｒ＿ｍ１（ｔ），Ｒ＿ｍ２（ｔ），…，Ｒ＿ｍＮ（ｔ）），（Ｒ＿１（ｔ）＋ΔＲ＿１（０），Ｒ＿２（ｔ）＋ΔＲ＿２（０），…，Ｒ＿Ｎ（ｔ）＋ΔＲ＿Ｎ（０）））を算出し、算出した信頼性Ａ＿ｍを用いて評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出したＥ＿ｍの値をＥ’＿ｍとする。２回目以降に算出される信頼性Ａ＿ｍは手順Ｓ６３６において更新されたΔＲ＿ｎ（０）を用いて算出される信頼性Ａ＿ｍである。なお、２回目以降にＥ’＿ｍを算出する際には、前回算出したＥ’＿ｍに手順Ｓ６３４において選択されるΔＥ＿ｍｉを加算して得られる値を新たなＥ’＿ｍとしてもよい。
【００７２】
［手順Ｓ６３２（Ｓ６３２−１〜Ｓ６３２−Ｎ）］
予備リソース供給数算出部１４は、ΔＲ＿１（０）の値のみを１増加させた状態、すなわちΔＲ＿１（０）の値を（ΔＲ＿１（０）＋１）とした状態で評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出した値をＥ＿ｍ１とする。また、予備リソース供給数算出部１４は、ΔＲ＿２（０）の値のみを１増加させた状態、すなわちΔＲ＿２（０）の値を（ΔＲ＿２（０）＋１）とした状態で、評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出したＥ＿ｍの値をＥ＿ｍ２とする。同様に、ΔＲ＿３（０）からΔＲ＿Ｎそれぞれについてもその値のみを１増加させた状態で評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出したＥ＿ｍの値をＥ＿ｍ３，…，Ｅ＿ｍＮとする。評価関数の値Ｅ＿ｍ１，Ｅ＿ｍ２，…，Ｅ＿ｍＮそれぞれの算出（手順Ｓ６３２−１〜Ｓ６３２−Ｎ）は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
【００７３】
［手順Ｓ６３３（Ｓ６３３−１〜Ｓ６３３−Ｎ）］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６３２で算出したＥ＿ｍ１を用いて、ΔＥ＿ｍ１＝Ｅ＿ｍ１−Ｅ’＿ｍを算出する。また、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６０６で算出したＥ＿ｍ２を用いて、ΔＥ＿ｍ２＝Ｅ＿ｍ２−Ｅ’＿ｍを算出する。同様に、予備リソース供給数算出部１４は、ΔＥ＿ｍ３，…，ΔＥ＿ｍＮを算出する。また、ΔＥ＿ｍ１，ΔＥ＿ｍ２，…，ΔＥ＿ｍＮそれぞれの算出は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
【００７４】
［手順Ｓ６３４］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６３３において算出したΔＥ＿ｍ１，…，ΔＥ＿ｍＮの中で値が最小のΔＥ＿ｍｉ，（１≦ｉ≦Ｎ）を選択する。
［手順Ｓ６３５］
予備リソース供給数算出部１４は、選択したΔＥ＿ｍｉの値が負であるか否かを判定する。ΔＥ＿ｍｉの値が負である場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６３６を行う。ΔＥ＿ｍｉの値が負でない場合、すなわちΔＥ＿ｍ１，…，ΔＥ＿ｍＮすべての値が０又は正である場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６３７を行う。
【００７５】
［手順Ｓ６３６］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６３４において選択したΔＥ＿ｍｉに対応するΔＲ＿ｉ（０）の値を１増加させ、手順Ｓ６３１以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６３６において更新した共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を用いてＥ’＿ｍを更新し、ΔＥ＿ｍ１，…，ΔＥ＿ｍＮを再度算出する。予備リソース供給数算出部１４は、ΔＥ＿ｍ１，…，ΔＥ＿ｍＮすべての値が０又は正になるまで手順Ｓ６３１から手順Ｓ６３６までを繰り返す。このようにして得られるΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）は、Ａ＿ｍ（ｔ）＞Ａ’＿ｍ，（Ｔ＿Ｌ＜ｔ＜Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）を満足した上で、評価関数Ｅ＿１の値を最小化する。
【００７６】
［手順Ｓ６３７］
予備リソース供給数算出部１４は、ΔＥ＿ｍ１，ΔＥ＿ｍ２，…，ΔＥ＿ｍＮの値がすべて０又は正の値になるまで手順を繰り返すことにより得られた、各ノードに供給する共用予備パスリソース数ΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）を、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎに仮決定する。
【００７７】
［手順Ｓ６３８］
予備リソース供給数算出部１４は、ｍの値がＭであるか否かを判定し、ｍの値がＭでない場合には手順Ｓ６２４以降を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、すべてのスライスに対して手順Ｓ６２５から手順Ｓ６３６までを繰り返すことにより、各スライスに対する所望の信頼性Ａ’＿ｍが満足されるように、各ノードに供給する共用予備パスリソース数ΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）の値を更新する。一方、ｍの値がＭである場合には、予備リソース供給数算出部１４は手順Ｓ６３９を行う。
【００７８】
［手順Ｓ６３９］
予備リソース供給数算出部１４は、すべてのスライスに対する所望の信頼性Ａ’＿ｍを満足する最新のΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）を、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎとして採用する。なお、ここで得られたΔＲ＿ｎ（０）は、次回以降の共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する際の手順Ｓ３にて、正味の共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）を算出するときに用いられる。
【００７９】
第２の実施形態のネットワーク制御装置１によれば、スライスごとのデータトラヒック量の推移を予測し、予測結果に基づいて、各時点における信頼性が所望の信頼性を下回らないという制約条件のもとで、各スライスに対する所望の信頼性を満たすために必要な共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎをノードごとに算出することができる。この各ノードに対する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎに基づいて、パスリソースを設置又は増設することにより、各スライスに割り当てられるパスリソースが変動する環境下においても各スライスの信頼性を維持することが容易になる。
【００８０】
［第３の実施形態］
第１、第２の実施形態のネットワーク制御装置１では、データトラヒック量の推移予測をもとに導出されるパスリソース数の推移に基づいて、各スライスが所望の信頼性を維持し続けるために必要な共用予備パスリソース供給数を決定することを特徴とする。データトラヒック量の推移の予測誤差を考慮した上でパスリソース数の推移が導出されている場合には、データトラヒック量の予測に対する最悪ケースを想定した上でパスリソース数推移が導出されるため、これに紐付いて導出される信頼性も、データトラヒック量予測の最悪ケースを想定した推移となる。したがって、第１、第２の実施形態では、信頼性の推移に対して予測誤差を考慮する必要がなかった。
【００８１】
一方、データトラヒック量推移の予測誤差を考慮せずにパスリソース数の推移を導出する場合は、データトラヒック量予測に対する最悪ケースが想定されていないため、予測が大きく外れたときには、各スライスの信頼性が所望の信頼性を下回ってしまう恐れがある。第３の実施形態では、このような場合に対しても各スライスが所望の信頼性を満足し続けるように、トランスポートネットワーク２を制御する構成について説明する。
【００８２】
図７は、第３の実施形態におけるトランスポートネットワーク制御システムの構成例を示すブロック図である。トランスポートネットワーク制御システムは、ネットワーク制御装置１Ａと、トランスポートネットワーク２とを備える。ネットワーク制御装置１Ａは、トラヒック変動予測部１１と、リソース数算出部１２と、信頼性算出部１３と、予備リソース供給数算出部１４と、信頼性モニタ部１５とを備える。ネットワーク制御装置１Ａは、信頼性モニタ部１５を備える点が第１の実施形態のネットワーク制御装置１と異なる。
【００８３】
信頼性モニタ部１５は、トランスポートネットワーク２において実際に各スライスに割り当てられているパスリソース数及び各ノードに備えられている共用予備リソース数を取得し、各スライスの実際の信頼性を算出する。信頼性算出部１３は、各スライスの信頼性の推移Ａ＿ｍ（ｔ）を算出する際には、過去に決定した共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを用いる。また、信頼性モニタ部１５により算出される各スライスの実際の信頼性を用いることで、信頼性の推移を算出する際の算出精度を向上させる。各スライスにどれくらいのパスリソースが割り当てられるかは、トランスポートネットワーク２及びスライスの運用ポリシに依存するため、各スライスに割り当てられるパスリソース数の推移はリソース数算出部１２から与えられることを前提とし、与えられたパスリソース数の推移を基に、各スライスが所望の信頼性を維持し続けるために必要な共用予備パスリソース供給数を算出する。
【００８４】
第３の実施形態におけるネットワーク制御装置１Ａが行う共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理は、第１の実施形態における図３に示した処理と同様である。なお、各スライスの信頼性の推移に対する予測誤差の影響を評価関数Ｅ＿ｍに含めるために、式（７）の評価関数Ｅ＿ｍに代えて式（９）の評価関数Ｅ＿ｍを用いる。
【数２４】
0006530345.tif 000025
【００８５】
式（９）においてσ＿ｍは、スライスｍにおける信頼性推移の直近の実測値Ｂ＿ｍ（ｔ）と、信頼性算出部１３により算出される信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）との二乗誤差であり、式（１０）で表される。
【数２５】
0006530345.tif 000026
【００８６】
式（１０）におけるＰは、式（１１）を満足する自然数である。
【数２６】
0006530345.tif 000027
【００８７】
また、式（９）におけるαは、危険率係数である。例えば実測の信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）が正規分布に従う場合は、α＝３とすると信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）の時刻ｔ＝Ｔ＿Ｌから時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）までに亘る平均値が所望の信頼性Ａ’＿ｍを下回る確率がおよそ０．１５％となる。したがって、所望の信頼性を下回る確率に応じて危険率係数αを定めることで、所望の信頼性を下回る確率である危険率を任意に設定することができる。信頼性推移の実測値Ｂ＿ｍ（ｔ）は、信頼性推移の予測値Ａ＿ｍ（ｔ）の引数である現用パスリソース数の推移Ｒ＿ｍｎ（ｔ），（ｍ＝１，２，…，Ｍ；ｎ＝１，２，…，Ｎ）と、共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ），（ｎ＝１，２，…，Ｎ）とに代えて、実際の現用パスリソース数の推移Ｓ＿ｍｎ（ｔ）と共用予備パスリソース数の推移Ｓ＿ｎ（ｔ）とを用いることで算出できる。信頼性モニタ部１５は、トランスポートネットワーク２から取得する実際の現用パスリソース数の推移Ｓ＿ｍｎ（ｔ）と共用予備パスリソース数の推移Ｓ＿ｎ（ｔ）とから、信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）を算出する。
【００８８】
なお、第２の実施形態におけるネットワーク制御装置１は、手順Ｓ１から手順Ｓ６を行い、式（８）に示された制約条件を満足しつつ、式（７）に示した評価関数Ｅ＿ｍを最小化するΔＲ＿ｎ（０），（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を共用予備パスリソース供給数として採用する処理を行っている。第２の実施形態の処理において、第３の実施形態のように各スライスの信頼性推移に対する予測誤差の影響を含める場合、式（９）に示した評価関数Ｅ＿ｍを用いることに加え、式（８）に代えて式（１２）を制約条件として用いればよい。
【数２７】
0006530345.tif 000028
【００８９】
第３の実施形態のネットワーク制御装置１Ａによれば、各スライスの信頼性の推移において生じる予測誤差を考慮した上で、各スライスの信頼性を所望の信頼性の近傍で安定させるために必要な共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎをノードごとに算出することができる。この各ノードに対する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎに基づいて、パスリソースを設置又は増設することにより、各スライスに割り当てられるパスリソースが変動する環境下においても各スライスの信頼性を維持することが容易になる。
【００９０】
［第４の実施形態］
データトラヒック量推移の予測誤差が正規分布に従うと仮定した場合、データトラヒック量推移に基づいて導出される各ノードにおけるパスリソース数の推移Ｒ＿ｍｎ（ｔ）、Ｒ＿ｎ（ｔ）も正規分布に従う誤差を有することが想定される。このような場合、信頼性を表す指標として式（２）から式（４）に示した障害発生確率Ｆ＿ｍを用いてＡ＿ｍ＝１／Ｆ＿ｍなどと定めたとき、各スライスの信頼性の推移Ａ＿ｍ（ｔ）の誤差は正規分ではなく対数正規分布に従うことが想定される。第４の実施形態では、信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）の誤差が対数正規分布に従う場合において、各スライスが所望の信頼性を維持し続けるために必要な共用予備パスリソース供給数を決定することを特徴とする。
【００９１】
第４の実施形態におけるネットワーク制御装置は、第３の実施形態におけるネットワーク制御装置１Ａと同様の構成を有する。第４の実施形態における共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理は、第３の実施形態における処理と同様であり、式（７）の評価関数Ｅ＿ｍに代えて式（１３）の評価関数Ｅ＿ｍを用いる。
【数２８】
0006530345.tif 000029
【００９２】
式（１３）におけるσ＿ｍは、スライスｍにおける信頼性推移の直近の実測値Ｂ＿ｍ（ｔ）の対数と想定値Ａ＿ｍ（ｔ）の対数の二乗誤差であり、式（１４）で表される。
【数２９】
0006530345.tif 000030
【００９３】
式（１４）におけるＰは、式（１１）を満足する自然数である。また、αは式（９）と同様に危険率係数である。例えば実測の信頼性Ｂ＿ｍ（ｔ）が正規分布に従う場合は、α＝３とすると信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）の時刻ｔ＝Ｔ＿Ｌから時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）までに亘る平均値が所望の信頼性Ａ’＿ｍを下回る確率がおよそ０．１５％となる。したがって、所望の信頼性を下回る確率に応じて危険率係数αを定めることで、所望の信頼性を下回る確率である危険率を任意に設定することができる。
【００９４】
なお、第２の実施形態におけるネットワーク制御装置１は、手順Ｓ１から手順Ｓ６を行い、式（８）に示された制約条件を満足しつつ、式（７）に示した評価関数Ｅ＿ｍを最小化するΔＲ＿ｎ（０），（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を共用予備パスリソース供給数として採用する処理を行っている。第２の実施形態の処理において、第４の実施形態のように各スライスの信頼性推移に対する予測誤差の影響を含める場合、式（１３）に示した評価関数Ｅ＿ｍを用いることに加え、式（８）に代えて式（１５）を制約条件として用いればよい。
【数３０】
0006530345.tif 000031
【００９５】
第４の実施形態のネットワーク制御装置によれば、各スライスの信頼性の推移において生じる予測誤差を考慮した上で、各スライスの信頼性を所望の信頼性の近傍で安定させるために必要な共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎをノードごとに算出することができる。この各ノードに対する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎに基づいて、パスリソースを設置又は増設することにより、各スライスに割り当てられるパスリソースが変動する環境下においても各スライスの信頼性を維持することが容易になる。
【００９６】
［第５の実施形態］
第１の実施形態では、データトラヒック量の変動に伴い各スライスに割り当てるパスリソース数及び共用予備パスリソース数が変動する環境下においても各スライスが所望の信頼性を維持し続けるために、各ノードへの共用予備パスリソースの供給、すなわち共用予備パスリソースの増設のみを考慮していた。しかし、データトラヒック量の変動に伴い各ノードに備えられた共用予備パスリソースに余剰が生じることも考えられる。各スライスが所望の信頼性を満足できていれば、必要以上に共用予備パスリソースをノードに備えなくともよい。共用予備パスリソースに余剰が生じている場合、各ノードから共用予備パスリソースを撤去する減設を行うことも可能である。減設したパスリソースは、他のノードに備えるパスリソースとして転用することができるため、パスリソースを有効に活用するという観点で、減設を考慮することは有意義である。
【００９７】
第５の実施形態のネットワーク制御装置は、第１の実施形態のネットワーク制御装置１において減設を考慮した構成を備える。第５の実施形態のネットワーク制御装置は、第１の実施形態のネットワーク制御装置１と同様の構成を有する。また、第５の実施形態における共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理は、第１の実施形態における処理と手順Ｓ１から手順Ｓ５までが同じであり、手順Ｓ６が異なる。本実施形態の共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理における手順Ｓ６を以下に説明する。
【００９８】
［手順Ｓ６］
時刻ｔ＝０における共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を考慮すると、時刻ｔ＝Ｔ＿Ｌから時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）における各スライスの信頼性の推移は、Ａ＿ｍ（（Ｒ＿ｍ１（ｔ），Ｒ＿ｍ２（ｔ），…，Ｒ＿ｍＮ（ｔ）），（Ｒ＿１（ｔ）＋ΔＲ＿１（０），Ｒ＿２（ｔ）＋ΔＲ＿２（０），…，Ｒ＿Ｎ（ｔ）＋ΔＲ＿Ｎ（０）））と表される。手順Ｓ５で算出した評価関数Ｅ＿ｍの値は、ΔＲ＿ｎ（０）＝０，（ｎ＝１，２，３…，Ｎ）の場合に相当する。この値を、Ｅ’＿ｍとする。手順Ｓ６では、予備リソース供給数算出部１４は評価関数Ｅ＿ｍが最小となるΔＲ＿ｎ（０）を算出する。以下に、手順Ｓ６の詳細な処理を説明する。
【００９９】
図８及び図９は、第５の実施形態における手順Ｓ６における処理を示すフローチャートである。手順Ｓ６において、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６４１から手順Ｓ６５９を行う。
【０１００】
［手順Ｓ６４１］
予備リソース供給数算出部１４は、トランスポートネットワーク２上の各スライスが満足すべき信頼性の大きい順に各スライスに番号付けをする。
［手順Ｓ６４２］
予備リソース供給数算出部１４は、初期値として、各ノードに供給する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）それぞれの値を０にする（ΔＲ＿ｎ（０）←０；ｎ＝１，２，…，Ｎ）。
［手順Ｓ６４３］
予備リソース供給数算出部１４は、処理対象のスライスの番号を示すｍの値を０にする初期化（ｍ←０）を行う。
［手順Ｓ６４４］
予備リソース供給数算出部１４は、スライスの番号を示すｍの値を１増加させる（ｍ←ｍ＋１）。
【０１０１】
［手順Ｓ６４５］
予備リソース供給数算出部１４は、スライスｍの信頼性Ａ＿ｍを用いてＥ＿ｍを算出し、その値をＥ’＿ｍとする。スライスｍの信頼性Ａ＿ｍは、現用パスリソース数Ｒ＿ｍｎ（ｔ）と、共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）と共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）とに基づいて算出される。初回に算出される信頼性Ａ＿ｍはすべてのΔＲ＿ｎ（０）の値が０である場合の信頼性Ａ＿ｍであり、２回目以降に算出される信頼性Ａ＿ｍは手順Ｓ６５３又は手順Ｓ６５４において更新されたΔＲ＿ｎ（０）を用いて算出される信頼性Ａ＿ｍである。なお、２回目以降にＥ’＿ｍを算出する際には、前回算出したＥ’＿ｍに手順Ｓ６５０において選択されるΔＥ＿ｍｉを加算して得られる値を新たなＥ’＿ｍとしてもよい。
【０１０２】
［手順Ｓ６４６（Ｓ６４６−１〜Ｓ６４６−Ｎ）］
予備リソース供給数算出部１４は、ΔＲ＿１（０）の値のみを１増加させた状態、すなわちΔＲ＿１（０）の値を（ΔＲ＿１（０）＋１）とした状態で評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出した値をＥ＿ｍ１とする（手順Ｓ６４６−１）。また、予備リソース供給数算出部１４は、ΔＲ＿２（０）の値のみを１増加させた状態、すなわちΔＲ＿２（０）の値を（ΔＲ＿２（０）＋１）とした状態で、評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出したＥ＿ｍの値をＥ＿ｍ２とする（手順Ｓ６４６−２）。同様に、ΔＲ＿３（０）からΔＲ＿Ｎそれぞれについてもその値のみを１増加させた状態で評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出したＥ＿ｍの値をＥ＿ｍ３，…，Ｅ＿ｍＮとする（手順Ｓ６４６−３〜Ｓ６４６−Ｎ）。評価関数の値Ｅ＿ｍ１，Ｅ＿ｍ２，…，Ｅ＿ｍＮそれぞれの算出（手順Ｓ６４６−１〜Ｓ６４６−Ｎ）は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
【０１０３】
［手順Ｓ６４７（Ｓ６４７−１〜Ｓ６４７−Ｎ）］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６４６で算出したＥ＿ｍ１を用いて、ΔＥ＿ｍ１＝Ｅ＿ｍ１−Ｅ’＿ｍを算出する（手順Ｓ６４７−１）。また、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６０６で算出したＥ＿ｍ２を用いて、ΔＥ＿ｍ２＝Ｅ＿ｍ２−Ｅ’＿ｍを算出する（手順Ｓ６４７−２）。同様に、予備リソース供給数算出部１４は、ΔＥ＿ｍ３，…，ΔＥ＿ｍＮを算出する（手順Ｓ６４７−３〜Ｓ６４７−Ｎ）。また、ΔＥ＿ｍ１，ΔＥ＿ｍ２，…，ΔＥ＿ｍＮそれぞれの算出は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
【０１０４】
［手順Ｓ６４８（Ｓ６４８−１〜Ｓ６４８−Ｎ）］
予備リソース供給数算出部１４は、ΔＲ＿１（０）の値のみを１減少させた状態、すなわちΔＲ＿１（０）の値を（ΔＲ＿１（０）−１）とした状態で評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出した値をＥ＿ｍ−１とする（手順Ｓ６４８−１）。また、予備リソース供給数算出部１４は、ΔＲ＿２（０）の値のみを１減少させた状態、すなわちΔＲ＿２（０）の値を（ΔＲ＿２（０）−１）とした状態で、評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出したＥ＿ｍの値をＥ＿ｍ−２とする（手順Ｓ６４８−２）。同様に、ΔＲ＿３（０）からΔＲ＿Ｎそれぞれについてもその値のみを１減少させた状態で評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出したＥ＿ｍの値をＥ＿ｍ−３，…，Ｅ＿ｍ−Ｎとする（手順Ｓ６４８−３〜Ｓ６４８−Ｎ）。評価関数の値Ｅ＿ｍ−１，Ｅ＿ｍ−２，…，Ｅ＿ｍ−Ｎそれぞれの算出（手順Ｓ６４８−１〜Ｓ６４８−Ｎ）は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
【０１０５】
［手順Ｓ６４９（Ｓ６４９−１〜Ｓ６４９−Ｎ）］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６４８で算出したＥ＿ｍ−１を用いて、ΔＥ＿ｍ−１＝Ｅ＿ｍ−１−Ｅ’＿ｍを算出する（手順Ｓ６４９−１）。また、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６４８で算出したＥ＿ｍ−２を用いて、ΔＥ＿ｍ−２＝Ｅ＿ｍ−２２−Ｅ’＿ｍを算出する（手順Ｓ６４９−２）。同様に、予備リソース供給数算出部１４は、ΔＥ＿ｍ−３，…，ΔＥ＿ｍ−Ｎを算出する（手順Ｓ６４９−３〜Ｓ６４９−Ｎ）。また、ΔＥ＿ｍ−１，ΔＥ＿ｍ−２，…，ΔＥ＿ｍ−Ｎそれぞれの算出は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
【０１０６】
［手順Ｓ６５０］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６４７及び手順Ｓ６４９において算出したΔＥ＿ｍ−Ｎ，…，ΔＥ＿ｍ−１，ΔＥ＿ｍ１，…，ΔＥ＿ｍＮを含む差分の集合のうち、最小の値となるΔＥ＿ｍｉ，（−Ｎ≦ｉ≦Ｎ）を選択する。
［手順Ｓ６５１］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５０において選択したΔＥ＿ｍｉの値が負であるか否かを判定する。ΔＥ＿ｍｉの値が負である場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５２を行う。ΔＥ＿ｍｉの値が負でない場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５７を行う。
【０１０７】
［手順Ｓ６５２］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５０において選択したΔＥ＿ｍｉの添字ｉが正の値であるか否かを判定する。添字ｉが正の値である場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５３を行う。添字ｉが負の値である場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５４を行う。
【０１０８】
［手順Ｓ６５３］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５０において選択したΔＥ＿ｍｉと添字ｉが一致するΔＲ＿ｉ（０）の値を１増加させ、手順Ｓ６４５以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、選択したΔＥ＿ｍｉとノード番号が一致するΔＲ＿ｉ（０）の値を（ΔＲ＿ｉ（０）＋１）に更新した後に、手順Ｓ６４５以降の手順を繰り返し行う。
【０１０９】
［手順Ｓ６５４］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５０において選択したΔＥ＿ｍｉの添字ｉが示すノード−ｉが、スライスｒ（ｒ＜ｍ）で示される論理ネットワークの構成要素に含まれているか否かを判定する。すなわち、手順Ｓ６（手順Ｓ６４１〜Ｓ６５９）において、ΔＲ＿ｎ（０）を最適化する際に既に判定済みのスライスｒを構成するノードにノード−ｉが含まれるか否かを判定する。ノード−ｉがスライスｒの構成要素に含まれない場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５５を行う。ノード−ｉがスライスｒの構成要素に含まれる場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５６を行う。
【０１１０】
［手順Ｓ６５５］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５０において選択したΔＥ＿ｍｉと添字ｉの絶対値が一致するΔＲ＿−ｉ（０）の値を１減少させ、手順Ｓ６４５以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、選択したΔＥ＿ｍｉとノード番号が一致するΔＲ＿−ｉ（０）の値を（ΔＲ＿−ｉ（０）−１）に更新した後に、手順Ｓ６４５以降の手順を繰り返し行う。
【０１１１】
［手順Ｓ６５６］
予備リソース供給数算出部１４は、差分の集合｛ΔＥ＿ｍ−Ｎ，…，ΔＥ＿ｍ−１，ΔＥ＿ｍ１，…，ΔＥ＿ｍＮ｝から手順Ｓ６５０又は前回の手順Ｓ６５６において選択したΔＥ＿ｍｉを除いて差分の集合を更新し、更新された差分の集合の中で最小の値となるΔＥ＿ｍｉ，（−Ｎ≦ｉ≦Ｎ）を再度選択する。予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５１以降を再度行う。
【０１１２】
［手順Ｓ６５７］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６４５から手順Ｓ６５７までを行うことで更新されたΔＲ＿ｎ，（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を、共用予備パスリソース供給数として仮決定する。
【０１１３】
［手順Ｓ６５８］
予備リソース供給数算出部１４は、ｍの値がＭであるか否かを判定し、ｍの値がＭでない場合には手順Ｓ６４４以降を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、すべてのスライスに対して手順Ｓ６４５から手順Ｓ６５７までを繰り返し行うことにより、各スライスに対する所望の信頼性Ａ’＿ｍが満足されるように、各ノードに増設又は減設する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）の値を更新する。一方、ｍの値がＭである場合には、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６５９を行う。
【０１１４】
［手順Ｓ６５９］
予備リソース供給数算出部１４は、すべてのスライスに対する所望の信頼性Ａ’＿ｍを満足する最新のΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）を、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎとして採用する。なお、ここで得られたΔＲ＿ｎ（０）は、次回以降の共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する際の手順Ｓ３にて、正味の共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）を算出するときに用いられる。
【０１１５】
第５の実施形態のネットワーク制御装置によれば、スライスごとのデータトラヒック量の推移を予測し、予測結果に基づいて、各スライスの信頼性を所望の信頼性の近傍で安定させるために必要な共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎをノードごとに算出することができる。このとき、ネットワーク制御装置は、各ノードにおけるパスリソースの増設に加えて減設も考慮して共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出することにより、各スライスに割り当てられるパスリソースが変動する環境下においても各スライスの信頼性を維持することを容易としつつ、パスリソースの効率的な利用を促すことができる。
【０１１６】
なお、第３及び第４の実施形態のネットワーク制御装置においても、第５の実施形態のネットワーク制御装置と同様に、各ノードにおけるパスリソースの減設を考慮して共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出してもよい。
【０１１７】
［第６の実施形態］
第６の実施形態では、第５の実施形態と同様に、共用予備パスリソースに余剰が生じている場合に各ノードから共用予備パスリソースを撤去する減設を行う。第６の実施形態では、第２の実施形態のネットワーク制御装置において、余剰の共用予備パスリソースを削減する動作を行う場合について説明する。第６の実施形態のネットワーク制御装置は、第１及び第２の実施形態のネットワーク制御装置と同様の構成を有する。また、第６の実施形態における共用予備パスリソース共用数ΔＲ＿ｎを算出する処理は、第２の実施形態における処理と手順Ｓ１から手順Ｓ５までが同じであり、手順Ｓ６が異なる。本実施形態の共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理における手順Ｓ６を以下に説明する。
【０１１８】
［手順Ｓ６］
時刻ｔ＝０における共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を考慮すると、時刻ｔ＝Ｔ＿Ｌから時刻ｔ＝（Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）における各スライスの信頼性の推移は、Ａ＿ｍ（（Ｒ＿ｍ１（ｔ），Ｒ＿ｍ２（ｔ），…，Ｒ＿ｍＮ（ｔ）），（Ｒ＿１（ｔ）＋ΔＲ＿１（０），Ｒ＿２（ｔ）＋ΔＲ＿２（０），…，Ｒ＿Ｎ（ｔ）＋ΔＲ＿Ｎ（０）））と表される。手順Ｓ５で算出した評価関数Ｅ＿ｍの値は、ΔＲ＿ｎ（０）＝０，（ｎ＝１，２，３…，Ｎ）の場合に相当する。この値を、Ｅ’＿ｍとする。手順Ｓ６では、予備リソース供給数算出部１４は評価関数Ｅ＿ｍが最小となるΔＲ＿ｎ（０）を算出する。以下に、手順Ｓ６の詳細な処理を説明する。
【０１１９】
図１０及び図１１は、第６の実施形態における手順Ｓ６における処理を示すフローチャートである。第６の実施形態における手順Ｓ６は、第２の実施形態における手順Ｓ６を構成する図５及び図６の手順Ｓ６２１から手順Ｓ６３９までのうち、手順Ｓ６２１から手順Ｓ６３０までが同じであり、手順Ｓ６３０以降が異なる。図１０及び図１１には、手順Ｓ６３０以降の処理が示されている。ここでは、重複する説明を省き、手順Ｓ６３０以降に行われる手順Ｓ６６１から手順Ｓ６７８について説明する。
【０１２０】
第６の実施形態における予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６２７において、Ａ＿ｍ（Ｔ）≧Ａ’＿ｍである場合に手順Ｓ６６１を行う。
［手順Ｓ６６１］
予備リソース供給数算出部１４は、現在のΔＲ＿ｎ（０），（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を用いて、信頼性Ａ＿ｍ（（Ｒ＿ｍ１（ｔ），Ｒ＿ｍ２（ｔ），…，Ｒ＿ｍＮ（ｔ）），（Ｒ＿１（ｔ）＋ΔＲ＿１（０），Ｒ＿２（ｔ）＋ΔＲ＿２（０），…，Ｒ＿Ｎ（ｔ）＋ΔＲ＿Ｎ（０）））を算出し、算出した信頼性Ａ＿ｍを用いて評価関数Ｅ＿ｍの値を算出し、算出したＥ＿ｍの値をＥ’＿ｍとする。２回目以降に算出される信頼性Ａ＿ｍは手順Ｓ６６９又は手順Ｓ６７４において更新されたΔＲ＿ｎ（０）を用いて算出される信頼性Ａ＿ｍである。なお、２回目以降にＥ’＿ｍを算出する際には、前回算出したＥ’＿ｍに手順Ｓ６６６において選択されるΔＥ＿ｍｉを加算して得られる値を新たなＥ’＿ｍとしてもよい。
【０１２１】
［手順Ｓ６６２（Ｓ６６２−１〜Ｓ６６２−Ｎ）］
［手順Ｓ６６３（Ｓ６６３−１〜Ｓ６６３−Ｎ）］
［手順Ｓ６６４（Ｓ６６４−１〜Ｓ６６４−Ｎ）］
［手順Ｓ６６５（Ｓ６６５−１〜Ｓ６６５−Ｎ）］
［手順Ｓ６６６］
手順Ｓ６６２から手順Ｓ６６６までの動作は、第５の実施形態において説明した手順Ｓ６４６から手順Ｓ６５０までの動作とそれぞれ同じであるので、重複する説明を省略する。
【０１２２】
［手順Ｓ６６７］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６６６において選択したΔＥ＿ｍｉの値が負であるか否かを判定する。ΔＥ＿ｍｉの値が負である場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６６８を行う。ΔＥ＿ｍｉの値が負でない場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６７５を行う。
【０１２３】
［手順Ｓ６６８］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６６６において選択したΔＥ＿ｍｉの添字ｉが正の値であるか否かを判定する。添字ｉが正の値である場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６６９を行う。添字ｉが負の値である場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６７０を行う。
【０１２４】
［手順Ｓ６６９］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６６６において選択したΔＥ＿ｍｉと添字ｉが一致するΔＲ＿ｉ（０）の値を１増加させ、手順Ｓ６６１以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、選択したΔＥ＿ｍｉとノード番号が一致するΔＲ＿ｉ（０）の値を（ΔＲ＿ｉ（０）＋１）に更新した後に、手順Ｓ６６１以降の手順を繰り返し行う。
【０１２５】
［手順Ｓ６７０］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６６６において選択したΔＥ＿ｍｉと添字ｉの絶対値が一致するΔＲ＿−ｉ（０）の値を１減少させた場合における時刻ｔ（Ｔ＿Ｌ＜ｔ＜Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）それぞれにおけるスライスｍの信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）を算出する。
［手順Ｓ６７１］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６７０において算出した信頼性Ａ＿ｍ（ｔ）の中で最小の値の信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ），（Ｔ＿Ｌ＜Ｔ＜Ｔ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｊ）を選択する。
【０１２６】
［手順Ｓ６７２］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６７１において選択した信頼性Ａ＿ｍ（Ｔ）がスライスｍに要求される信頼性Ａ’＿ｍ以上であるか否かを判定する。Ａ＿ｍ（Ｔ）＜Ａ’＿ｍである場合、スライスｍは満足すべき所望の信頼性を満足していない、すなわち式（８）を満足していないことになる。予備リソース供給数算出部１４は、Ａ＿ｍ（Ｔ）＜Ａ’＿ｍである場合には手順Ｓ６７４を行い、Ａ＿ｍ（Ｔ）≧Ａ’＿ｍである場合には手順Ｓ６７３を行う。
【０１２７】
［手順Ｓ６７３］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６６６又は手順Ｓ６７５において選択したΔＥ＿ｍｉの添字ｉが示すノード−ｉが、スライスｒ（ｒ＜ｍ）で示される論理ネットワークの構成要素に含まれているか否かを判定する。すなわち、手順Ｓ６において、ΔＲ＿ｎ（０）を最適化する際に既に判定済みのスライスｒを構成するノードにノード−ｉが含まれるか否かを判定する。ノード−ｉがスライスｒの構成要素に含まれない場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６７４を行う。ノード−ｉがスライスｒの構成要素に含まれる場合、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６７５を行う。
【０１２８】
［手順Ｓ６７４］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６６６又は手順Ｓ６７５において選択したΔＥ＿ｍｉと添字ｉの絶対値が一致するΔＲ＿−ｉ（０）の値を１減少させ、手順Ｓ６６１以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、選択したΔＥ＿ｍｉとノード番号が一致するΔＲ＿−ｉ（０）の値を（ΔＲ＿−ｉ（０）−１）に更新した後に、手順Ｓ６６１以降の手順を繰り返し行う。
【０１２９】
［手順Ｓ６７５］
予備リソース供給数算出部１４は、差分の集合｛ΔＥ＿ｍ−Ｎ，…，ΔＥ＿ｍ−１，ΔＥ＿ｍ１，…，ΔＥ＿ｍＮ｝から手順Ｓ６６６又は前回の手順Ｓ６７５において選択したΔＥ＿ｍｉを除いて差分の集合を更新し、更新された差分の集合の中で最小の値となるΔＥ＿ｍｉ，（−Ｎ≦ｉ≦Ｎ）を再度選択する。予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６６７以降を再度行う。
【０１３０】
［手順Ｓ６７６］
予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６２５から手順Ｓ６３０と、手順Ｓ６６１から手順Ｓ６７５までを行うことで更新されたΔＲ＿ｎ，（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を、共用予備パスリソース供給数として仮決定する。
【０１３１】
［手順Ｓ６７７］
予備リソース供給数算出部１４は、ｍの値がＭであるか否かを判定し、ｍの値がＭでない場合には手順Ｓ６２４以降を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部１４は、すべてのスライスに対して手順Ｓ６２５から手順Ｓ６３０と、手順Ｓ６６１から手順Ｓ６７５までを繰り返し行うことにより、各スライスに対する所望の信頼性Ａ’＿ｍが満足されるように、各ノードに増設又は減設する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）の値を更新する。一方、ｍの値がＭである場合には、予備リソース供給数算出部１４は、手順Ｓ６７８を行う。
【０１３２】
［手順Ｓ６７８］
予備リソース供給数算出部１４は、すべてのスライスに対する所望の信頼性Ａ’＿ｍを満足する最新のΔＲ＿１（０），ΔＲ＿２（０），…，ΔＲ＿Ｎ（０）を、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎとして採用する。なお、ここで得られたΔＲ＿ｎ（０）は、次回以降の共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する際の手順Ｓ３にて、正味の共用予備パスリソース数の推移Ｒ＿ｎ（ｔ）を算出するときに用いられる。
【０１３３】
第６の実施形態のネットワーク制御装置によれば、スライスごとのデータトラヒック量の推移を予測し、予測結果に基づいて、各時点における信頼性が所望の信頼性を下回らないという制約条件のもとで、各スライスに対する所望の信頼性を満たすために必要な共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎをノードごとに算出することができる。このとき、ネットワーク制御装置は、各ノードにおけるパスリソースの増設に加えて減設も考慮して共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出することにより、各スライスに割り当てられるパスリソースが変動する環境下においても各スライスの信頼性を維持することを容易としつつ、パスリソースの効率的な利用を促すことができる。
【０１３４】
［第７の実施形態］
第１、第２、第５及び第６の実施形態では、各ノードの共用予備リソース供給数ΔＲ＿ｎ（０），（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を１つずつ増減させたときの評価関数Ｅ＿ｍの値の変化量に基づいて、共用予備リソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の値を決定していた。このような方法を用いた場合、ΔＲ＿ｎ（０）の値を１つずつ増減させる度に評価関数Ｅ＿ｍの値を算出するため、演算量が大きくなってしまうことがある。第７の実施形態では、最急降下法を用いて共用予備リソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を決定することにより、演算量を削減する。
【０１３５】
第７の実施形態では、第１から第６の実施形態と同様に、式（６）で表される障害発生確率Ｆ＿ｍを用いた、信頼性の指標Ａ＿ｍ＝１／Ｆ＿ｍを用いる。最急降下法より、ΔＲ＿ｎ（０）は、式（１６）で決定される。
【数３１】
0006530345.tif 000032
【０１３６】
評価関数Ｅ＿ｍは、式（７）で表されるため、式（７）のＡ＿ｍに１／Ｆ＿ｍを代入した上で、Ｆ＿ｍに式（６）を代入し、式（１６）に従って、評価関数Ｅ＿ｍをＲ＿ｎで偏微分することにより、式（１７）を得る。
【数３２】
0006530345.tif 000033
【０１３７】
ここで、式（１７）におけるμはトランスポートネットワーク制御システムに応じて任意に設定可能な定数である。δ＿ｉｎはクロネッカーのδであり、添字のｉ，ｎの値が同じ場合（ｎ＝ｉ）のみδ＿ｉｎ＝１であり、それ以外の場合はδ＿ｉｎ＝０である。式（１７）の右辺が正の値でかつ整数でない場合は、右辺の値を超過しない最大の整数を、ΔＲ＿ｎ（０）の値として採用する。右辺の値が負の値でかつ整数でない場合は、右辺を下回らない最小の整数を、ΔＲ＿ｎ（０）の値として採用する。なお、第１及び第２の実施形態における共用予備リソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）の算出のように、ノードにおけるパスリソースの減設を考慮しない場合、式（１７）の右辺が負の値である場合はΔＲ＿（０）＝０とすればよい。また、第３の実施形態のように危険率を考慮する場合は、式（１７）の右辺のＡ’＿ｍをＡ’＿ｍ＋ασ＿ｍに置き換えればよい。また、第４の実施形態のように危険率を考慮する場合は、式（１７）の右辺のＡ’＿ｍを１０（ασ＿ｍ）×Ａ’＿ｍに置き換えればよい。
【０１３８】
第７の実施形態におけるネットワーク制御装置によれば、最急降下法を用いて共用予備リソース供給数ΔＲ＿ｎ（０）を算出するので、各スライスの信頼性を所望の信頼性の近傍で安定させるために必要な共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎをノードごとに少ない演算量で算出することができる。この各ノードに対する共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎに基づいて、パスリソースを設置又は増設することにより、各スライスに割り当てられるパスリソースが変動する環境下においても各スライスの信頼性を維持することが容易になる。
【０１３９】
［第８の実施形態］
第１から第７の実施形態では、トランスポートネットワーク２が単一のレイヤで構成される場合について説明した。第８の実施形態では、トランスポートネットワーク２が複数のレイヤで構成される場合について説明する。ここで、レイヤとは、例えば波長パスを提供する波長レイヤや、ＭＰＬＳ（Multiprotocol Label Switching）パスを提供するＭＰＬＳレイヤである。図１２は、第８の実施形態におけるトランスポートネットワーク制御システムで想定するトランスポートネットワーク２の構成例を示す図である。
【０１４０】
第８の実施形態におけるトランスポートネットワーク２は、複数のレイヤから構成されている。トランスポートネットワーク２におけるレイヤ数はＬである。レイヤｌ（ｌ＝１，２，…，Ｌ）は、Ｎ＿ｌ台のノードで構成されている。Ｎ＿ｌ台のノード間にはリンクが確立されている。トランスポートネットワーク２上には、Ｍ個のスライスが構成されている。各レイヤの各ノードには、各スライス用に稼動している現用のパスリソースと、各スライスに対して共用の予備パスリソースとが備えられている。
【０１４１】
レイヤｌのノードｎ＿ｌに備えられたスライスｍ用の現用パスリソース数をＲ＿ｌｍｎとし、ノードｎ＿ｌに備えられた共用予備パスリソース数をＲ＿ｌｎとする。ここで、ｌ＝１，２，…，Ｌ、ｍ＝１，２，…，Ｍ、ｎ＿ｌ＝１，２，…，Ｎ＿ｌである。スライスｍのレイヤｌにおける信頼性をＡ＿ｌｍとする。信頼性Ａ＿ｌｍは、一般に、レイヤｌにおけるスライスｍ用の現用パスリソース数Ｒ＿ｌｍ１，Ｒ＿ｌｍ２，…，Ｒ＿ｌｍＮ＿ｌと、共用予備リソース数Ｒ＿ｌ１，Ｒ＿ｌ２，…，Ｒ＿ｌＮ＿ｌに依存するため、それぞれを引数としてＡ＿ｌｍ（（Ｒ＿ｌｍ１，Ｒ＿ｌｍ２，…，Ｒ＿ｌｍＮ＿ｌ），（Ｒ＿ｌ１，Ｒ＿ｌ２，…，Ｒ＿ｌＮ＿ｌ））と表すことができる。スライスｍがレイヤｌにおいて満足しなければならない所望の信頼性をＡ’＿ｌｍとする。動的に変化する信頼性を一定に保ち、常に所望の信頼性を満足させ続けるためには、各レイヤの各ノードに適切な数の共用予備パスリソースを共有し備え続けなければならない。ノードｎ＿ｌに供給する供給予備パスリソース数を、ΔＲ＿ｌｎとする。
【０１４２】
第８の実施形態では、各レイヤのパスリソース数やその変動は、他のレイヤの信頼性に影響を与えない。例えば、スライスｍのレイヤｌにおける信頼性は、レイヤｌのパスリソース数のみに依存しているため、スライスｍに関する他のレイヤのパスリソース数が変動した場合においても、スライスｍのレイヤｌにおける信頼性は影響を受けない。各スライスの信頼性は、レイヤごとに独立に設計されていることに相当する。したがって、各レイヤの各ノードへの供給予備パスリソース数供給数は、そのレイヤに閉じた制御によって決定することができる。つまり、レイヤごとに独立に、第１から第７の実施形態におけるいずれかの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理を適用し、算出された共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを、対象とするレイヤにおける共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｌｎとする。これにより、トランスポートネットワーク２が複数のレイヤから構成される場合においても、各スライスが常に所望の信頼性を満足し続けることができる。
【０１４３】
［第９の実施形態］
第８の実施形態では、トランスポートネットワーク２が複数のレイヤから構成され、各レイヤの信頼性は他のレイヤの信頼性に影響を与えない構成を説明した。具体的には、レイヤｌに備えられたパスリソース数の変動は他のレイヤの信頼性に影響を与えることがない。すなわち、各スライスの信頼性がレイヤごとに独立に設計されている状況を想定していた。しかし、レイヤ間連動動作などによって、あるレイヤで発生した障害を他のレイヤで復旧できる場合、各スライスの信頼性は複数のレイヤにまたがって設計されることがある。例えば波長パスレイヤにおける障害をパケットレイヤにおける変更で補うことができる状況である。第９の実施形態では、そのような状況を想定する。
【０１４４】
各スライスの信頼性が複数のレイヤにまたがって設計される場合、各スライスの信頼性は、第８の実施形態において示したようにＡ＿１ｍ，Ａ＿２ｍ，…，Ａ＿Ｌｍという形でレイヤごとに独立に表現されずに、複数のレイヤにまたがった統一的な表記Ａ＿ｍで表現される。このとき、信頼性Ａ＿ｍは、各レイヤｌ（ｌ＝１，２，…，Ｌ）におけるスライスｍの各ノードｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ＿ｌ）に備えられる現用パスリソース数｛Ｒ＿ｌｍ１，Ｒ＿ｌｍ２，…，Ｒ＿ｌｍＮｌ｝と、各レイヤｌにおける各ノードｎに備えられる共用予備パスリソース数｛Ｒ＿ｌ１，Ｒ＿ｌ２，…，Ｒ＿ｌＮ＿ｌ｝とに依存するため、
式（１８）のように表現される。
【数３３】
0006530345.tif 000034
【０１４５】
各スライスの信頼性が複数レイヤにまたがって設計される場合は、各スライスの信頼性を式（１８）で表した上で、評価関数Ｅ＿ｍを最小化するためのノードｎにおけるレイヤｌの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｌｎ，（ｌ＝１，２，…，Ｌ；ｎ＝１，２，…，Ｎ）を決定すればよく、第１から第７の実施形態における共用予備パスリソース供給数を算出する処理を適用して共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｌｎを算出することができる。このとき、各スライスにおける複数のレイヤをまたがった信頼性Ａ＿ｍの算出において、例えば式（２）においてスライスｍを構成するノードごとの障害発生率を累算して得られたスライスｍの障害発生率を用いることに代えて、スライスｍを構成するすべてのレイヤのノードごとの障害発生率を累算して得られたスライスｍの障害発生率を用いてもよいし、トランスポートネットワーク２の運用ポリシに基づいて定まるレイヤ間の依存の度合いを示す係数を用いて各レイヤ間のパスリソース数の依存を反映させてもよい。すなわち、信頼性算出部１３は、レイヤ間の依存の度合いを反映させて各スライスの信頼性の推移を算出する。予備リソース供給数算出部１４は、各スライスの信頼性の推移に基づいて算出される評価関数Ｅ＿ｍを用いて、各ノードにおけるレイヤそれぞれの共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｌｎを算出する。
【０１４６】
第９の実施形態のネットワーク制御装置によれば、各レイヤのパスリソース数やその変動が他のレイヤの信頼性に影響を与える場合であっても、他のレイヤにおけるパスリソース数を含めて各スライスの信頼性と評価関数とが算出され、評価関数の値を最小とする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｌｎを得ることができる。得られた共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｌｎに基づいて共用予備パスリソースの増設又は減設を行うことにより、トランスポートネットワーク２が複数のレイヤから構成される場合においても各スライスが常に所望の信頼性を満足し続けることができる。
【０１４７】
［第１０の実施形態］
第１から第９の実施形態では、信頼性を示す指標として「障害発生率の逆数」を用いる場合を説明したが、他の指標として「パスに収容されるデータフロー数」を信頼性の指標に盛り込むようにしてもよい。一般に、トランスポートネットワーク２内のパスリソースが提供するパス（ここでは「パスＡ」とする。）には、複数のデータフローが収容されている。データフローは、各ユーザが利用している各サービスに対応付けられているので、収容するデータフロー数が多ければ多いほど、パスＡに障害が発生した場合により多くのユーザ／サービスに影響が生じることが想定される。したがって、影響を受けるユーザ／サービス数が多いほど、パスＡの信頼性は低いものであると考えられる。この考えに基づくことで、パスＡに収容されているデータフロー数が多いほど信頼性が低くなるように信頼性の指標を定義することができる。例えば式（２）では、障害発生の原因となるトランスポンダの故障率ｆ＿Ｔは、そのトランスポンダが提供するパスに収容されているデータフロー数によらず一定であるとしている。これに対して、各パスに収容されているデータフロー数を考慮した上で各トランスポンダの故障率を再定義することにより、当該トランスポンダが故障することによるユーザ／サービスへの影響度を加味した形での信頼性を定義できる。例えば式（１９）で表されるように、各トランスポンダの故障率ｆ＿Ｔに、各トランスポンダが提供するパスに収容されているデータフロー数に比例するパラメータβを乗じて得られる、故障率ｆ’＿Ｔを新たに故障率として再定義することにより、ユーザ／サービスへの影響度を加味した信頼性を定義できる。信頼性算出部１３は、再定義された故障率ｆ’＿Ｔを用いることにより、パスに収容されるデータフロー数を加味して信頼性を算出できる。
【数３４】
0006530345.tif 000035
【０１４８】
第１０の実施形態のネットワーク制御装置によれば、パスに収容されるデータフロー数を考慮した上で、評価関数の値を最小とする共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを得ることができる。得られた共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎに基づいて共用予備パスリソースの増設又は減設を行うことにより、パスに収容されるデータフロー数に基づいて常に所望の信頼性を各スライスが満足し続けることができる。
【０１４９】
［第１１の実施形態］
第１から第１０の実施形態では、図２に示したように、各スライスで用いられるパスリソースをトランスポンダに代表される物理的なパスリソースとして想定している。第１１の実施形態では、パスリソースを仮想的なリソースとして扱う。図１３は、第１１の実施形態におけるネットワーク制御装置が制御対象とするトランスポートネットワーク２の概要を示す図である。トランスポートネットワーク２はＮ個のノードから構成されている。各ノードはトランスポートネットワーク２において形成される各スライス内で伝送されるデータパケットを目的の方路へ向けてスイッチする、いわゆるパケットスイッチとしての機能を有する。各ノードは、各スライス向けに個別のパケットスイッチを実現するための仮想リソースを有している。仮想リソースの具体的な例としては、ノード内に設けられた計算機のＣＰＵリソースなどである。
【０１５０】
スライス内で伝送されるデータパケットの増大に伴い、当該スライス内のデータパケットをスイッチするための仮想リソースとして、ノード内のより多くの仮想リソースを当該スライスに割り当てる必要がある。また、各ノードは、仮想リソースに障害が発生した際の予備の仮想リソースとして、各スライス共用の予備仮想リソースを有している。スライス内で伝送されるデータトラヒック量の変動に伴い、各スライスに割り当てられる仮想リソース数も変動する。スライスに割り当てられる仮想リソース数及び予備仮想リソース数の変動に伴い、各スライスに対する障害発生率も変動するため、結果として各スライスの信頼性も変動することになる。
【０１５１】
各スライスが所望の信頼性を維持し続けるためには、動的に予備の仮想リソース数を増大させる必要がある。ノードｎにおける、スライスｍが現用で使用している仮想リソース数をＲ＿ｍｎ、共用予備仮想リソース数をＲ＿ｎとすることで、第１から第１０の実施例形態における共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する処理のいずれかを適用し、共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを算出する。算出した共用予備パスリソース供給数ΔＲ＿ｎを予備仮想リソース供給数とし、各ノードの共用予備仮想リソースを増設又は減設することにより、各スライスが所望の信頼性を維持し続けることが可能となる。
【０１５２】
前述した実施形態におけるネットワーク制御装置のすべて又は一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。例えば、ネットワーク制御装置が有する構成要素それぞれを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって構成要素それぞれを実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また、このプログラムは、前述した構成要素の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した構成要素をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
【０１５３】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
ネットワークにおいて形成されるスライスの信頼性の維持を容易にすることが不可欠な用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０１５５】
１，１Ａ…ネットワーク制御装置
１１…トラヒック変動予測部
１２…リソース数算出部
１３…信頼性算出部
１４…予備リソース供給数算出部
１５…信頼性モニタ部
２…トランスポートネットワーク
【図１】
0006530345.tif 000051
【図２】
0006530345.tif 000052
【図３】
0006530345.tif 000053
【図４】
0006530345.tif 000054
【図５】
0006530345.tif 000055
【図６】
0006530345.tif 000056
【図７】
0006530345.tif 000057
【図８】
0006530345.tif 000058
【図９】
0006530345.tif 000059
【図１０】
0006530345.tif 000060
【図１１】
0006530345.tif 000061
【図１２】
0006530345.tif 000062
【図１３】
0006530345.tif 000063