(57)【要約】【課題】  パケット転送品質を保証し、かつ、呼損率を目標値以下に抑えることが可能なネットワーク設計する際の支援を可能にする。【解決手段】  本発明は、出回線速度、トラヒック量、品質目標から各スイッチの出改選セッション数Ｓを求め、各スイッチで呼損率とセッション数Ｓから入力条件（ユーザ数Ｕ）を求める。また、最下層のスイッチからスイッチの接続関係を利用して、入り回線数Ｎの上限値を定める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット通信の階層型の集線ネットワークであり、該集線ネットワーク途中段階での繰り返し通信がないネットワークであり、スイッチ単位で通信セッション受付制御を行い、パケットの転送品質保証を行うネットワーク設計を支援する装置における受付制御型パケット集線ネットワークの設計方法において、
入力手段からパケット転送品質目標値、1呼当りのトラフィック量、スイッチの出回線速度が入力されると、該パケット転送品質目標値を満たす条件下で、出回線に流すことができる最大通信セッション数を計算し、計算された値を受付制御セッション数閾値として出力する最大通信セッション数計算過程と、
前記受付制御セッション数閾値と、前記入力手段から入力されるスイッチの呼損率目標値を入力として、各スイッチでの呼損率が該スイッチの呼損率目標値以下となるような各スイッチに収容可能入り回線数を計算し、出力する入り回線数計算過程と、からなることを特徴とする受付制御型パケット集線ネットワークの設計方法。
【請求項２】
パケット通信の階層型の集線ネットワークであり、集線ネットワーク途中段階での折り返し通信がないネットワークであり、最下段スイッチ単位で受付制御を行い、パケットの転送品質保証を行うネットワーク設計を支援する装置における受付制御型パケット集線ネットワークの設計方法において、
入力手段からパケット転送品質目標値、１呼あたりのトラヒック量、スイッチの出回線速度が入力されると、該パケット転送品質目標値を満たす条件下で、出回線に流すことが可能な最大通信セッション数を計算し、最下段スイッチの出回線に流すことができる該最大通信セッション数を、該最下段スイッチの受付制御セッション数閾値として出力する最大通信セッション数計算過程と、
前記最下段スイッチの受付制御セッション数閾値と、前記入力手段から入力された呼損率とを用いて、該呼損率が前記パケット転送品質目標値以下となるような最下段スイッチに収容可能な入り回線数を計算して出力する最下段スイッチ入り回線数計算過程と、
所定のパケット転送品質を保証するための条件から導かれる、最下段スイッチ以外の各スイッチの入り回線数を計算し、出力するｎ段スイッチ入り回線数計算過程と、からなることを特徴とする受付制御型パケット集線ネットワークの設計支援方法。
【請求項３】
前記入力手段から入力される、前記パケット品質目標値として、パケット転送待ち時間を用いる請求項１または、２記載の受付制御型パケット集線ネットワークの設計支援方法。
【請求項４】
前記最大通信セッション数計算過程において、
前記入力手段から入力される、前記パケット品質目標値として、パケットロス率とスイッチのバッファ容量を用いる請求項１または、２記載の受付制御型パケット集線ネットワークの設計方法。
【請求項５】
パケット通信の階層型の集線ネットワークであり、該集線ネットワーク途中段階での繰り返し通信がないネットワークであり、スイッチ単位で通信セッション受付制御を行い、パケットの転送品質保証を行うネットワーク設計を支援する受付制御型パケット集線ネットワークの設計装置であって、
パケット転送品質目標値、1呼当りのトラフィック量、スイッチの出回線速度、及びスイッチの呼損率目標値を入力する入力手段と、
前記入力手段から前記パケット転送品質目標値、前記1呼当りのトラフィック量、前記スイッチの出回線速度が入力されると、該パケット転送品質目標値を満たす条件下で、出回線に流すことができる最大通信セッション数を計算し、計算された値を受付制御セッション数閾値として出力する最大通信セッション数計算手段と、
前記受付制御セッション数閾値と、前記入力手段から入力された前記スイッチの呼損率目標値を入力として、各スイッチでの呼損率が該スイッチの呼損率目標値以下となるような各スイッチに収容可能な入り回線数を計算し、出力する入り回線数計算手段と、を有することを特徴とする受付制御型パケット集線ネットワークの設計装置。
【請求項６】
パケット通信の階層型の集線ネットワークであり、集線ネットワーク途中段階での折り返し通信がないネットワークであり、最下段スイッチ単位で受付制御を行い、パケットの転送品質保証を行うネットワーク設計を支援する受付制御型パケット集線ネットワークの設計装置であって、
パケット転送品質目標値、１呼あたりのトラヒック量、スイッチの出回線速度及び呼損率を入力する入力手段と、
前記入力手段から前記パケット転送品質目標値、前記１呼あたりのトラヒック量、前記スイッチの出回線速度が入力されると、該パケット転送品質目標値を満たす条件下で、出回線に流すことが可能な最大通信セッション数を計算し、最下段スイッチの出回線に流すことができる該最大通信セッション数を、該最下段スイッチの受付制御セッション数閾値として出力する最大通信セッション数計算手段と、
前記最下段スイッチの受付制御セッション数閾値と、前記入力手段から入力された前記呼損率とを用いて、該呼損率が前記パケット転送品質目標値以下となるような最下段スイッチに収容可能な入り回線数を計算して出力する最下段スイッチ入り回線数計算手段と、
所定のパケット転送品質を保証するための条件から導かれる、前記最下段スイッチ以外の各スイッチの入り回線数を計算し、出力するｎ段スイッチ入り回線数計算手段と、を有することを特徴とする受付制御型パケット集線ネットワークの設計支援装置。
【請求項７】
前記入力手段は、
前記パケット品質目標値として、パケット転送待ち時間を入力する請求項５または、６記載の受付制御型パケット集線ネットワークの設計支援装置。
【請求項８】
前記入力手段は、
前記パケット品質目標値として、パケットロス率とスイッチのバッファ容量を用いる請求項５または、６記載の受付制御型パケット集線ネットワークの設計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受付制御型パケット集線ネットワークの設計方法及び設計装置に係り、特に、プログラムされた計算装置によって、ネットワーク設計を行うための受付制御型パケット集線ネットワークの設計方法及び設計装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ネットワーク設計において、収容セッション数と実現されるパケット転送品質の関係を利用して、必要な帯域、回線数を設計する手法がある(例えば、非特許文献１，２参照)。
【非特許文献１】矢田、山田「サーバ負荷状態に基づく適応型サービス受付制御方法の検討」電子情報通信学会２００３年ソサエティ大会
【非特許文献２】岩井、新津、北村、久保田、笠原「ＮＷリソース確保型セッション制御法の位置提案」電子情報通信学会２００３年ソサエティ大会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の手法では、厳密にパケット転送品質を保証するためには、発呼が集中し、過負荷となるのを防止するために、通信セッションの受付制御の仕組みを導入する方式が考えられている。そのような場合、パケット転送品質を保証し、かつ、呼損率を目標値以下に抑えることが可能なネットワークを設計する方法は確立していない。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、パケット転送品質を保証し、かつ、呼損率を目標値以下に抑えることが可能なネットワーク設計する際の支援が可能な受付制御型パケット集線ネットワークの設計方法及び設計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】
【０００５】
図１は、本発明の原理を説明するための図である。
【０００６】
本発明は、パケット通信の階層型の集線ネットワークであり、該集線ネットワーク途中段階での繰り返し通信がないネットワークであり、スイッチ単位で通信セッション受付制御を行い、パケットの転送品質保証を行うネットワーク設計を支援する受付制御型パケット集線ネットワークの設計方法において、
パケット転送品質目標値、1呼当りのトラフィック量、スイッチの出回線速度が入力されると(ステップ１)、該パケット転送品質目標値を満たす条件下で、出回線に流すことができる最大通信セッション数を計算し(ステップ２)、計算された値を受付制御セッション数閾値として出力する(ステップ３)最大通信セッション数計算過程と、
受付制御セッション数閾値と、入力手段から入力されるスイッチの呼損率目標値を入力として、各スイッチでの呼損率が該スイッチの呼損率目標値以下となるような各スイッチに収容可能な入り回線数を計算し、出力する(ステップ４)入り回線数計算過程と、からなる。
【０００７】
本発明は、パケット通信の階層型の集線ネットワークであり、集線ネットワーク途中段階での折り返し通信がないネットワークであり、最下段スイッチ単位で受付制御を行い、パケットの転送品質保証を行うネットワーク設計を支援する装置における受付制御型パケット集線ネットワークの設計方法において、
入力手段からパケット転送品質目標値、１呼あたりのトラヒック量、スイッチの出回線速度が入力されると、該パケット転送品質目標値を満たす条件下で、出回線に流すことが可能な最大通信セッション数を計算し、最下段スイッチの出回線に流すことができる該最大通信セッション数を、該最下段スイッチの受付制御セッション数閾値として出力する最大通信セッション数計算過程と、
最下段スイッチの受付制御セッション数閾値と、入力手段から入力された呼損率とを用いて、該呼損率がパケット転送品質目標値以下となるような最下段スイッチに収容可能な入り回線数を計算して出力する最下段スイッチ入り回線数計算過程と、
所定のパケット転送品質を保証するための条件から導かれる、最下段スイッチ以外の各スイッチの入り回線数を計算し、出力するｎ段スイッチ入り回線数計算過程と、からなる。
【０００８】
また、本発明は、入力手段から入力される、パケット品質目標値として、パケット転送待ち時間を用いる。
【０００９】
また、本発明は、最大通信セッション数計算過程において、入力手段から入力される、パケット品質目標値として、パケットロス率とスイッチのバッファ容量を用いる。
【００１０】
図２は、本発明の原理構成図である。
パケット通信の階層型の集線ネットワークであり、該集線ネットワーク途中段階での繰り返し通信がないネットワークであり、スイッチ単位で通信セッション受付制御を行い、パケットの転送品質保証を行うネットワーク設計を支援する受付制御型パケット集線ネットワークの設計装置であって、
パケット転送品質目標値、1呼当りのトラフィック量、スイッチの出回線速度、及びスイッチの呼損率目標値を入力する入力手段１０と、
入力手段１０からパケット転送品質目標値、1呼当りのトラフィック量、スイッチの出回線速度が入力されると、該パケット転送品質目標値を満たす条件下で、出回線に流すことができる最大通信セッション数を計算し、計算された値を受付制御セッション数閾値として出力する最大通信セッション数計算手段２０と、
受付制御セッション数閾値と、入力手段１０から入力されたスイッチの呼損率目標値を入力として、各スイッチでの呼損率が該スイッチの呼損率目標値以下となるような各スイッチに収容可能な入り回線数を計算し、出力する入り回線数計算手段４０と、を有する。
【００１１】
本発明は、パケット通信の階層型の集線ネットワークであり、集線ネットワーク途中段階での折り返し通信がないネットワークであり、最下段スイッチ単位で受付制御を行い、パケットの転送品質保証を行うネットワーク設計を支援する受付制御型パケット集線ネットワークの設計装置であって、
パケット転送品質目標値、１呼あたりのトラヒック量、スイッチの出回線速度及び呼損率を入力する入力手段と、
入力手段からパケット転送品質目標値、１呼あたりのトラヒック量、スイッチの出回線速度が入力されると、該パケット転送品質目標値を満たす条件下で、出回線に流すことが可能な最大通信セッション数を計算し、最下段スイッチの出回線に流すことができる該最大通信セッション数を、該最下段スイッチの受付制御セッション数閾値として出力する最大通信セッション数計算手段と、
最下段スイッチの受付制御セッション数閾値と、入力手段から入力された呼損率とを用いて、該呼損率がパケット転送品質目標値以下となるような最下段スイッチに収容可能な入り回線数を計算して出力する最下段スイッチ入り回線数計算手段と、
所定のパケット転送品質を保証するための条件から導かれる、最下段スイッチ以外の各スイッチの入り回線数を計算し、出力するｎ段スイッチ入り回線数計算手段と、を有する。
【００１２】
また、本発明の入力手段は、パケット品質目標値として、パケット転送待ち時間を入力する。
【００１３】
また、本発明の入力手段は、パケット品質目標値として、パケットロス率とスイッチのバッファ容量を用いる。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように、本発明によれば、パケット品質を保証し、かつ、呼損率を目標値以下に抑えることが可能なネットワークを設計する際の設計値の計算作業を簡易に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
本実施の形態では、集線ネットワーク途中段階での繰り返し通信がないネットワークにおいて、スイッチ単位で通信セッション受付制御を行い、パケットの転送品質保証を行うネットワーク設計を支援する例を示す。
【００１７】
以下では、スイッチ毎に受付制御を実施する例を示す。
【００１８】
図３は、本発明の第１の実施の形態におけるネットワーク設計問題の例を示し、パケット転送品質目標値及び呼損率目標値を満足させるのに必要な、各段のスイッチの受付制御セッション数閾値と収容可能な入り回線数を計算する問題である。
【００１９】
なお、以下の説明において、ｉ段目スイッチという場合、段数は最下段を１段目とする順で数える。
【００２０】
図４は、本発明の第１の実施の形態における設計支援装置の構成図である。
【００２１】
同図に示す設計支援装置は、入力部１０、最大通信セッション数計算部２０、受付制御閾値出力部３０、ユーザ数条件計算部４０及び収容可能入り回線数出力部５０から構成される。
【００２２】
入力部１０は、パケット転送品質目標値、１呼当たりのトラヒック量、スイッチの出回線速度、呼損率目標値を入力する。入力部１０では、パケット転送品質目標値、１呼あたりのトラヒック量、及びスイッチの出回線速度を、最大通信セッション数計算部２０に入力し、呼損率目標値をユーザ数条件計算部４０に入力する。なお、パケット転送品質目標値としては、パケット転送待ち時間や、パケットロス率、スイッチのバッファ容量を用いる。
【００２３】
最大通信セッション数計算部２０は、内部に出回線セッション数計算モジュール２１を有し、入力部１０からパケット転送品質目標値、１呼あたりのトラヒック量、及びスイッチの出回線速度が入力されると、出回線セッション数計算モジュール２１において、出回線セッション数Ｓｉを求める。
【００２４】
受付制御閾値出力部３０は、最大通信セッション数計算部２０で求められた出回線セッション数Ｓｉを受付制御閾値Ｔｉとしてユーザ数条件計算部４０に出力する。
【００２５】
ユーザ数条件計算部４０は、ユーザ数条件計算モジュール４１を有し、受付制御閾値出力部３０から取得した受付制御セッション数閾値Ｔｉと、入力部１０から入力された呼損率目標値から、ユーザ数がどれほど存在しても呼損率目標値を達成可能なスイッチ毎のユーザ上限値を求める。
【００２６】
収容可能入り回線数出力部５０は、スイッチ配下のユーザ数が、求められたユーザ上限値以下になるように、入り回線数を制限し、その閾値を入り回線数として出力する。
【００２７】
図５は、本発明の第１の実施の形態における全体の動作のフローチャートである。
【００２８】
まず、最大通信セッション数計算部２０において、各段のスイッチ毎にパケット転送品質を満たす範囲で出回線に流すことができる最大セッション数Ｓを計算する(ステップ１００)。この計算には、図６に示すような入力と出力を特徴とする出回線セッション計算モジュール２１を用いる。この出回線セッション計算モジュール２１には、例えば、与えられた出回線速度とトラヒック量を与えると実現される転送品質予測値を導く関係式と計算プログラム、あるいは、実験による実測値データとデータ検索プログラムを備えているものとする。
【００２９】
各スイッチでは、ステップ１００で得られた出回線最大セッション数Ｓｉと同じ数だけ、スイッチに流入するセッション数を制限すれば、パケット転送品質目標値が満足されるので、受付制御閾値出力部３０は、出回線セッション数Ｓｉを、スイッチ毎の受付制御閾値Ｔｉとして出力する(ステップ２００)。
【００３０】
次に、ユーザ上限数計算部４０において、各スイッチ配下にセッションを張る可能性のあるユーザ数がどれほど存在しても、呼損率目標値が達成可能かを求める。この存在してもよいユーザ数のことを「ユーザ数上限Ｕｉ」と呼ぶことにする。図７は、ユーザ数上限Ｕｉの意味を説明するためのものである。ユーザ数上限計算部４０は、このＵｉをスイッチ毎に計算する(ステップ３００)。この計算には、図８に示すように、ユーザ数上限計算モジュール４１が、ステップ２００で求められた受付制御セッション数閾値Ｔと入力部１０から入力された呼損率目標値を入力とし、ユーザ数上限Ｕを計算する。このユーザ数上限計算モジュール４１には、例えば、アーランＢ式を用いる。
【００３１】
次に、収容可能入り回線数出力部５０は、スイッチ配下のユーザ数が、ユーザ数上限Ｕｉ以下となるように、入り回線数を制限し、その閾値を入り回線数Ｎｉとして出力する(ステップ４００，５００)。
【００３２】
具体的には、まず、最下段スイッチの入り回線数Ｎ１をユーザ数上限Ｕ１に一致させれば、最下段スイッチでの呼損率の目標値は達成される。従って、Ｎ１はＵ１に一致させて出力する(ステップ４００)。
【００３３】
次に、それ以外のスイッチについて、ｉ段目のスイッチ配下には１入り回線あたり、最大Ｕｉ−１のユーザが存在するので、ユーザ数上限Ｕｉ以下であるように、Ｎｉを制限すれば各スイッチの呼損率目標が達成される。そこで、Ｎｉは、Ｕｉ／Ｕｉ−１を超えない整数として出力する(ステップ５００)。
【００３４】
これにより、図９に示すように入り回線数が決定される。
【００３５】
［第２の実施の形態］
本実施の形態では、集線ネットワークの途中段階での折り返し通信がないネットワークにおける、最下段スイッチ単位で受付制御を行い、パケットの転送品質保証を行うネットワーク設計支援の例を示す。
【００３６】
図１０は、本発明の第２の実施の形態におけるネットワーク設計問題の例を示す。同図のネットワーク設計問題は、パケット転送品質目標値及び呼損率目標値を満足させるのに必要な、最下段スイッチの受付制御閾値と各段のスイッチの収容可能入り回線数を計算する問題である。
【００３７】
本実施の形態における装置構成については、前述の第１の実施の形態と同様である。但し、受付制御閾値出力部３０、ユーザ上限計算部４０及び収容可能入り回線数出力部５０の動作が異なり、最下段スイッチ単位で受付制御を行うものである。
【００３８】
図１１は、本発明の第２の実施の形態における全体の動作のフローチャートである。
【００３９】
ステップ１００の処理については、図５の動作と同様である。
【００４０】
最下段スイッチでは、ステップ１００で最大通信セッション数計算部２０から得られた出回線セッション数Ｓ１と同じ数だけ、スイッチに流入するセッション数を制限すれば、パケット転送品質が満足されるので、受付制御閾値出力部３０は、出力回線セッション数Ｓ１を最下段スイッチの受付制御閾値Ｔ１として出力する(ステップ６００)。
【００４１】
次に、最下段スイッチ配下にはセッションを張る可能性のあるユーザ数がどれほど存在しても、呼損率目標値を達成可能かを求める。この存在してもよいユーザ数について、前述の第１の実施の形態と同様に、ユーザ数上限Ｕ１と呼ぶことにする。ユーザ数上限計算部４０は、受付制御を実施する最下段スイッチについて、このＵ１をユーザ数計算モジュール４１を用いて計算する(ステップ７００)。
【００４２】
最下段スイッチの入り回線数Ｎ１は、ユーザ数上限Ｕ１に一致させれば、最下段スイッチでの呼損率の目標値は達成される。従って、収容可能回線数出力部５０は、最下段スイッチの要り回線数Ｎ１をユーザ数上限Ｕ１に一致させ、出力する(ステップ８００)。
【００４３】
次に、最下段以外の各段のスイッチについて、パケット転送品質目標を満足させる手段として、受付制御を実施しない代わりとして、スイッチの入り回線数を制限する。
【００４４】
２段目のスイッチ配下には最下段スイッチの受付制御の結果、１入り線あたり最大Ｓ１セッションが流入する。２段目のスイッチのパケット転送品質目標を満足させるには、出力回線に流れていくセッション数をＳ２以下にすればよい。従って、Ｓ１×Ｎ２がＳ２より小さければよいので、Ｎ２は、Ｓ２／Ｓ１を超えない整数とする。
【００４５】
さらに、上段側についても同様に考えればよいので、最下段以外のｉ段目スイッチの入り回線数Ｎ１は、Ｓｉ／Ｓｉ−１を超えない整数とすればよい(ステップ９００)。
【００４６】
これにより、図１２に示すように入り回線数が決定される。
【００４７】
なお、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、通信品質を確保するためのネットワーク設計に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるネットワーク設計問題の例である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における設計支援装置の構成図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における全体の動作のフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態における出回線セッション数計算モジュールを説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるユーザ上限Ｕｉを説明するための図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるユーザ数上限計算モジュールを説明するための図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における入り回線数の計算の例である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるネットワーク設計問題の例である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における全体の動作のフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における入り回線数の計算の例である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  入力手段、入力部
２０  最大通信セッション数計算手段、最大通信セッション数計算部
２１  出回線セッション数計算モジュール
３０  受付制御閾値出力部
４０  入り回線数計算手段、ユーザ数上限計算部
４１  ユーザ数上限計算モジュール
５０  収容可能入り回線数出力部
【図１】
2005229316.tif 000003
【図２】
2005229316.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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