CN100377529C

CN100377529C - 路由设计方法

Info

Publication number: CN100377529C
Application number: CNB2005100005716A
Authority: CN
Inventors: 永田晃; 宫崎启二; 上野仁
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-01-13
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2025-01-07
Also published as: JP2005203885A; US20050154790A1; JP4398263B2; US8185616B2; CN1642111A

Abstract

路由设计方法。提供一种容易地进行用于有效容纳用户业务的路由设计的技术。当在与通过多个中继节点和链路把多个用户站点彼此连接的网络中的中继节点相连接的网络管理设备中设计用户站点间的通信路由时，执行以下操作：接受用户信息的输入，该用户信息包含关于接入链路的带宽的信息和表示中继节点的信息，该接入链路用作将各用户站点连接到中继节点的链路，该中继节点通过所述接入链路连接到用户站点；获取用于对用户站点之间的通信进行中继的网络的拓扑结构信息；基于用户信息和拓扑结构信息获得通信中继端口和通信非中继端口；获得通信中继端口上的用户可用的通信带宽上限；执行路由设计以使得用户站点由树形路由连接；以及输出路由设计的结果。

Description

路由设计方法

技术领域

本发明涉及一种通过在由连接多个节点而构成的网络中适当地设计节点中继业务(traffic)所沿着的路由以及业务分配，从而使得能够高效利用该网络的技术。

本发明是用于管理和操作例如虚拟LAN(局域网)服务(示例：广域以太网(注册商标))的技术，所述虚拟LAN服务用于在跨多个点延伸的用户站点之间提供多点到多点的通信。具体来说，本发明涉及这样一种技术，其在虚拟LAN操作系统中逐用户地确定容纳用户业务和带宽的路由，以获得高效的容纳，同时确保速度足够而不超过用户站点与中继网络之间的连接线路(接入链路)的预订带宽。

背景技术

作为用于在多个用户站点之间提供多点到多点通信的服务，迄今已广泛知晓一种所谓的广域以太网服务和TLS(透明LAN服务)，其中，在中继网络中设置有以太交换节点，并且通过使用以太网VLAN技术来容纳用户业务。在下文中，将通过例示广域以太网来进行论述。

在容纳多点LAN的广域以太网中，用于提供服务的公共载波确定连接所有要彼此连接的用户站点的路由(树状拓扑)，并把路由作为逻辑广播域(VLAN)分配给用户。此时，在以太交换节点中的每个输出端口设置可传输的VLAN和不可传输的VLAN。这使得能够确定用户业务的可达范围，从而可以通过向每个用户分配不同的VLAN来防止从用户A的站点发送的业务到达另一用户B的站点。即，同一网络能够容纳多个不同的用户业务。

在此，包括在分配给某一用户的逻辑广播域中的节点或链路的集合被称为路由，确定逻辑广播域的范围的处理被称作路由设计。具体地，该路由设计包括：确定在中继网络上的每个节点中在哪个端口可对业务进行传输以及在哪个端口不可以对业务进行传输，并且确定要分配给这些端口中的每一个的带宽。

例如，通过在中继网络的入口节点处把IEEE 802.1Q中定义的VLAN标记附加到用户所发送的每个以太网帧中来实现对用户业务的VLAN分配。所述标记包含用于标识业务的标识符(VLANID)。

假定用户A的VLANID被确定为例如No.100(例如，由恰当地确定不与其它用户的值重叠的唯一值的操作员，来执行确定分配什么VLANID号码以及该VLANID被分配给哪个用户的过程)，则VLANID 100被写入用户A的以太网帧的VLAN标记中。在中继网络的内部(包括中继网络的入口节点)，通过查看该VLANID来确定业务可传输端口。基于标准以太网技术来具体确定业务要被传输到多个可传输端口中的哪个端口。即，这取决于包含在各以太网帧中的目的地MAC地址并且取决于节点(这在下文中也称为以太网设备)的功能。

如果以太网设备具有MAC地址学习功能并且如果MAC地址学习表具有目的地MAC地址和传输目的地端口的条目，则所述帧被转发到该端口。在以太网帧包含未输入MAC地址学习表的目的地MAC地址或者以太网设备不具有MAC地址学习功能的情况下，接收到的帧被复制并由此转发(广播)到除接收端口之外的所有可传输端口。当所述帧通过中继网络被转发并到达中继网络的出口节点时，出口节点从该帧中移除VLAN标记并把该帧输出给对应于这个VLANID的端口，从而完成向期望用户的业务传输。

在广域以太网中，当前主要情况是：用户与服务供应商为每个希望连接的站点确定(预订)接入链路的速度(带宽)，并且用户被提供(接收)服务。接入链路表示把站点连接到中继网络的电路。在这种情况下，用户业务在受限低至不超过站点的接入链路中的预订值的业务速度之后，流入中继网络。在中继网络内，在分配给用户的逻辑广播域内基于以太网系统(广播、MAC地址学习等)转发所述业务。

认为在接入链路中其业务速度已经受限变低的用户业务由此在中继网络中的路由上的各个链路中沿着操作者(服务供应商)所确定(例如手动地确定)的路由以其带宽流动而不受特别的控制，或者以向其分配大得足以容纳用户业务的带宽(例如，带宽达到不会在所有站点中执行的通信中引起冲突的程度)的方式来流动。在后一种情况下，只分配大带宽，例如，比沿着路由的所有站点的接入链路带域(band)之和90Mbps大的100Mbps(图1)等等。

与本申请的发明相关的现有技术例如是在下列专利文献1到3中公开的技术。

[专利文献1]

日本专利申请特开平公报No.9-83546

[专利文献2]

日本专利申请特开平公报No.11-341154

[专利文献3]

日本专利申请特开公报No.2002-141932

发明内容

因此，在执行各自预订不同带宽的两个站点之间的通信的情况下，从发送侧发送等于或大于接收侧的接入链路预订带宽的业务，从而可能发生如下情况：恰在接收侧的接入链路之前丢弃超额的业务量。从中继网络看来，这意味着转发了要被丢弃的无用业务，这是对带宽的浪费。

带宽的浪费可能引起对其它用户的服务质量下降。此外，为了增加网络中容纳的用户数量，希望用户所用带宽的总和(这称为可消耗带宽)尽可能小，而带宽的浪费妨碍了这一点。

一种用于避免这一点的方案是：可以在中继网络上的每条链路中对每个用户的可用带宽进行设置和控制。然而，存在多个容纳站点，并且，来自站点的业务请求被假定为，使得将来自站点的业务的最大速度简单地给出为接入链路的预订带宽，且不对哪个站点接收所述业务请求以及向其给出了多少业务请求进行确定。不存在任何有效确定可用带宽的方法。

这里的一个前提是：给出了路由。如果每个路由都连接所有站点并且不是环型的，则无论什么路由都是可用的。例如，路由也可以是由如通过鼠标点击等从管理屏面等中选择链路的操作者确定的路由。

本发明的一个目的是提供一种能够容易地进行用于有效容纳用户业务的路由设计的技术。

本发明采用以下措施以解决以上问题。

(1)根据本发明的路由设计方法是一种在网络管理设备中设计多个用户站点之间的通信路由的方法，所述网络管理设备连接到网络中的中继节点，所述网络通过多个中继节点和多条链路将多个用户站点彼此连接，所述方法包括以下步骤：接受用户信息的输入的步骤，所述用户信息包含关于接入链路的带宽的信息以及表示通过所述接入链路连接到用户站点的中继节点的信息，所述接入链路用作用于把每个用户站点连接到中继节点的链路；获取用于对多个用户站点之间的通信进行中继的网络的拓扑结构信息，其中，每个用户站点是一用户业务流进/流出网络所经过的点；根据用户信息和拓扑结构信息获得通信中继端口和通信非中继端口，获得通信中继端口的通信带宽上限，并进行路由设计以使得用户站点由树形路由连接；以及输出路由设计的结果。

利用这个方案，确定了用于有效容纳用户业务的路由和分配带宽，此外可以将其结果自动设置在网络设备中，从而可以限制操作所需的工作和时间。

(2)根据本发明的路由设计方法是根据第(1)项的路由设计方法，其中进行路由设计的步骤包括：对于连接所有用户站点的路由上的每个中继节点，设置分配给任意端口上的用户的通信带宽上限，使其等于或小于分配给属于该节点的其它端口上的用户的通信带宽上限的和。

利用这个方案，用户业务无论何时被中继网络内的节点转发，都被通过丢弃超过从这个节点到接收侧站点的部分的许可量的超额业务量来加以限制。即，可以将各个中继节点的可用带宽分配成使得在初期就丢弃超过接收侧接入链路的通信带宽的应被丢弃的业务，并且可以使业务丢弃点尽可能地靠近业务发送侧。因此，可以设计出能够限制中继网络上的无用业务传输的路由。

(3)在根据本发明的路由设计方法中，进行路由设计的步骤包括：获得以每个中继节点作为树根的树形路由，定义表示通信非中继节点的条件，以及通过从构成树形路由的多个中继节点中排除适合所述条件的中继节点来获得通信路由。

由于此方案，可以节省与对用户站点之间的通信进行中继无关的过程并且以小计算成本来设计路由。

(4)所述进行路由设计的步骤包括：获得树形路由，其树根是作为通过接入链路连接到用户站点的中继节点的站点容纳节点；对于构成树形路由的所有中继节点获得评估值，该评估值是根据将每个用户站点连接到中继节点的接入链路上的可用带宽并且根据从每个用户站点到达所需的中继节点的数量而获取的；以及获得通过以最小跳跃计数把基于评估值选择的中继节点连接到每个站点而建立的最短逐跳(hop-by-hop)路由。

当(站点容纳节点计数)＜(总中继节点计数)时，此方案使得能够在比较短的时间内设计路由。

(5)所述进行路由设计的步骤包括：获得以每个中继节点作为树根的树形路由，定义表示通信非中继节点的条件，从构成树形路由的多个中继节点中排除适合所述条件的中继节点，以及在对树形路由进行排除之后针对该树形路由以使分配给各链路的带宽的总和最小化的方式分配带宽。

此方案使得可以在相当短的时间内确定路由和分配带宽以最小化可消耗带宽。

(6)所述进行路由设计的步骤包括：获得树形路由，其树根是作为通过接入链路连接到用户站点的中继节点的站点容纳节点；对于构成树形路由的所有中继节点获得评估值，该评估值是根据将每个用户站点连接到中继节点的接入链路上的可用带宽并且根据从每个用户站点到达所需的中继节点的数量而获取的；获得通过以最小跳跃计数把基于评估值选择的中继节点连接到每个站点而建立的最短逐跳路由；以及为最短逐跳路由分配通信带宽。

利用这个方案，当(站点容纳节点计数)＜(中继节点计数)时，在比较短的时间内指定最短逐跳路由，并且仅仅针对这个指定路由实现带宽分配，从而可以在比较短的时间内确定恰当的路由和带宽。

(7)在根据本发明的路由设计方法中，预先获得和存储关于其树根是能够成为站点容纳节点的中继节点的树形路由的信息，并且当进行路由设计时将其读出并由此进行使用。

此方案使得不必多次执行相同的最短路由树计算，因此可以限制用于个体用户的计算时间。

(8)在根据本发明的路由设计方法中，在从设计目标中排除端口计数为“1”且不是用户站点容纳节点的中继节点以及与其相连接的所有链路之后，进行路由设计。

此方案使得能够减少作为设计目标的节点和链路，并因此减少最短路由树计算所需的时间，这导致设计时间的减少。

(9)在根据本发明的路由设计方法中，如果以把网络划分成多个子域的方式来管理网络，则在从设计目标中排除属于不包括通过接入链路连接到用户站点的中继节点的子域的节点并且还排除与其相连接的所有链路之后，进行路由设计。

(10)在根据本发明的路由设计方法中，如果在获得树形路由时获取了可以从未指定的中继节点以相同的中继计数到达根节点的不同路由，则将关于该不同路由的信息保留为属于该节点的信息。

在改变由路由设计所获取的路由的情况下，不必重新执行计算就可以迅速提出能够以相同跳跃计数进行旁路的路由(替代路由)。

(11)在根据本发明的路由设计方法中，在完成路由设计之后，保留路由设计的结果和关于不同路由的信息。

在完成路由设计之后，在改变由路由设计所获取的路由的情况下，不必重新执行计算就可以迅速提出能够以相同跳跃计数进行旁路的路由(替代路由)。

此外，本发明可以是一种路由设计程序，其用于使网络管理设备执行上述(1)到(11)中的过程。而且，本发明也可以是存储有程序以使可由设备(网络管理设备，计算机)进行读取以执行该程序的存储介质。然后，各设备读取并执行该存储介质上的程序，从而可以提供其功能。

可由设备读取的存储介质包括能够以电方式、磁方式、光方式以及机械方式或者通过化学反应来存储诸如数据、程序等的信息的存储介质，其可以由诸如计算机等的设备读取。在这些存储介质中可从设备卸下的可以是：例如，软盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R/W、DVD、DAT、8mm磁带、存储卡等等。

此外，硬盘、ROM(只读存储器)等是固定在计算机内的存储介质。

此外，根据本发明，一种网络系统包括用于通过多个中继节点和链路将多个用户站点彼此连接的网络以及连接到中继节点的网络管理设备。在该网络系统中，所述网络管理设备包括：用于接受用户信息输入的输入单元，所述用户信息包含关于接入链路的带宽的信息和表示中继节点的信息，所述接入链路用作用于将每个用户站点连接到中继节点的链路，所述中继节点通过所述接入链路连接到用户站点；拓扑结构获取单元，用于获取用于对多个用户站点之间的通信进行中继的网络的拓扑结构信息，其中每个用户站点是一用户业务流进/流出网络所经过的点；路由设计单元，用于根据用户信息和拓扑结构信息获得通信中继端口和通信非中继端口，获得通信中继端口上的用户可用的通信带宽的上限，并进行路由设计以使得用户站点由树形路由来连接；以及用于输出路由设计结果的路由输出单元。并且在所述网络系统中，所述中继节点包括：用于接受通信业务的输入单元；用于通过端口把业务输出到下一节点的输出单元；用于接收来自网络管理设备的设置信息的设置获取单元；以及用于根据设置信息对输出单元的端口进行设置的设置单元。

根据本发明，可以提供能够容易地进行用于有效容纳用户业务的路由设计的技术。

附图说明

图1是示出本发明实施例1中的网络系统的整个体系结构的图。

图2是通信传输速率控制的说明图。

图3是实施例1的网络系统中的路由设计的说明图。

图4是示出保持在网络管理设备上的拓扑结构信息的示例的图。

图5是示出容纳目标用户信息的示例的图。

图6是路由设计方法的流程图。

图7是示出针对图5中的用户信息的设计结果的图。

图8是示出针对图5中的用户信息的设计结果的图。

图9A-9D是分配带宽时的一种算法的说明图。

图10是示出带宽分配的示例的图。

图11是示出用户信息的示例的图。

图12是示出最短路由树的示例的图。

图13是示出网络体系结构的示例的图。

图14是示出图13中的拓扑结构信息的图。

图15是示出排除节点之后的树的示例的图。

图16是示出带宽分配结果的图。

图17是示出狄杰克斯特拉算法(Dijkstra algorithm)的示例的图。

图18是示出树的评估值的示例的图。

图19是示出总评估值的示例的图。

图20是示出向其添加基点容纳节点候选者的拓扑结构信息的示例的图。

图21A-21D是示出树表的示例的图。

图22是示出网络体系结构的示例的图。

图23是示出拓扑结构信息的示例的图。

图24是示出排除节点之后的拓扑结构信息的示例的图。

图25是示出分级(hierarchized)网络体系结构的示例的图。

图26是示出包含子域属性的拓扑结构信息的示例的图。

图27是示出子域信息表的示例的图。

图28是示出排除节点之后的拓扑结构信息的示例的图。

图29A-29C是示出等成本的不同路由的示例的图。

图30A-30D是示出由对树获取评估值时创建的狄杰克斯特拉算法进行的处理的结果的图。

图31是示出图13中的拓扑结构信息的示例的图。

图32是实施例10中的不同路由的说明图。

图33是示出图19中的设计结果的图。

图34是示出图32中的设计结果的图。

图35是示出图13中的拓扑结构信息的示例的图。

图36是示出在容纳用户1的业务之后的拓扑结构信息的图。

图37A-37B是示出用户信息的示例的图。

图38A-38D是示出旁路之前的设计结果的图。

图39是示出旁路之后的设计结果的图。

图40是示出转换用户1的容纳之后的拓扑结构信息的图。

具体实施方式

在下文中将参照附图描述实现本发明的最佳模式。下列实施例中的配置是示例性的，本发明不限于这些实施例中的配置。

<实施例1>

图1是示出作为本发明实施例1的网络系统的整个体系结构的视图。

如图1所示，实施例1中的网络系统包括：具有路由设计功能的网络管理设备10、用于中继用户业务的多个中继节点(网络设备)N、以及将这些设备彼此连接的网络。通过链路3连接各个中继节点N，从而构成中继网络。用于设置的网络4例如可以是以太网。设置网络4可以把网络管理设备10连接到每个中继节点，也可以把网络管理设备10只连接到一个未指定的中继节点N，其中，该中继节点N可以通过用于传输(转发)用户业务的中继网络把设置命令(设置信息)发送给其它中继节点N。

中继节点N包括：输入单元21，用于接受在用户站点之间的通信业务(用户业务)的输入；输出单元22，用于通过稍后将解释的端口把用户业务输出到下一节点(中继节点或用户站点)；设置获取单元23，用于接收来自网络管理设备10的设置信息；以及设置单元24，用于根据设置信息来对输出单元的端口进行设置。

中继节点N将在多个用户站点100之间流动的全部业务作为一个组进行处理，并从输出单元22所具有的多个端口中为每组设置的端口中输出组业务。利用这个方案，每个中继节点N都沿着网络管理设备10所设计的路由来中继业务。

在用于实现逐组中继的中继节点N中，设置获取单元23通过设置网络4从网络管理设备10中接收设置信息，并且设置单元24基于这条设置信息在输出单元22中逐组地设置哪个端口能够传输业务以及哪个端口不能传输业务。此外，设置单元24还设置针对可传输端口的组的业务速度(输出率)的上限。

在广域以太网的情况下，中继节点N被归类为以太网设备，并且以把业务安排为组的方式来处理用户业务的技术可以包括使用由IEEE802.1Q限定的VLAN技术。如果设备支持VLAN技术，则此设备能够逐组(VLAN)地设置可传输端口和不可传输端口。此外，逐端口地设置组(VLAN)的业务传输速率上限的过程与已知设备(例如，富士通公司制造的以太网设备FlashWave5550)所执行的过程相同。图2示出了在中继节点N中按VLAN的业务传输速率控制的图像。如图2所示，中继节点N具有在每个输出端口处只选择性地输出预定组的业务(帧)的功能。

在中继节点N中，设置获取单元23通过手动命令线路或者设置网络4预先接受来自网络管理设备10的控制命令(设置信息)，设置单元24基于这个命令为每个端口在VLANID到队列映射表(VLANID-to-queue mappingtable)中以及队列传输速率表中设置对应项。即，设置单元24更新VLANID到队列映射表中以及队列传输速率表中的对应项，所述VLANID到队列映射表以及队列传输速率表存储在输出单元22内的存储器中。然后，中继节点N的输出单元22通过参考这个VLANID到队列映射表来把接收到的帧分配给与映射到(对应于)VLANID的队列，然后确定所述对应帧具有哪个VLANID和该帧要被传输到哪个端口，然后基于队列传输速率表以一个速率(带宽)输出具有预定队列号的队列。在随后的论述中，设置目标只是与VLANID对应的可传输端口以及指定给该VLANID的输出速率，并且为了简单，省略了具体示出要设置的VLANID所对应的队列号、○○bps速率所写入的队列传输速率表中的条目号等等的项。注意：这个输出单元22进行的处理可以是任何已知的处理，只要它能够根据设置从预定端口以预定带宽输出各组的业务，而不限于上述那些处理。

网络管理设备10是由运算处理单元11(它由CPU和主存储器构成)、输入单元12、存储单元(硬盘)13、通信控制单元(CCU)14等构成的通用型的计算机。

存储单元13存储有诸如用于管理并操作网络以及执行路由设计的程序的软件组、以及操作系统等。此外，存储单元13具有存储有中继网络的拓扑结构信息的构建拓扑结构信息数据库，所述拓扑结构信息是自动收集或者由操作者手动输入的。

输入单元12接受来自操作者的用户站点信息以便进行用户容纳网络设计。可以以某些格式化文件的形式或者通过利用GUI(图形用户接口)的操作或者通过文本输入和命令输入来进行该信息接受。

通信控制单元14通过设置网络4连接到各个中继节点N，并且控制用于传送设置信息和用于获取拓扑结构信息的通信。

运算处理单元11根据存储在存储单元13处的程序来处理来自输入单元12和来自CUU 14的信息，从而还充当路由设计单元、网络设置单元(对应于路由输出单元)和拓扑结构获取单元。

拓扑结构获取单元从存储单元13中的拓扑结构信息数据库获取中继网络的拓扑结构信息。拓扑结构信息数据库中的拓扑结构信息可以如在通常公知的网络管理系统中那样被自动收集并被保持，也可以每当进行设计时由操作者手动输入。拓扑结构信息包含中继节点N的信息(例如工D等)和由中继网络上的节点保持的端口信息(端口号、链接到端口的点对点链路中继节点N的ID、以及通过链接端口构成的链路3的信息(例如带宽，分配的带宽)等)。

路由设计单元以参照拓扑结构信息数据库的方式来设计树形路由，该树形路由连接输入单元所接受的用户站点。

网络设置单元把设置信息发送到中继节点，并使得每个中继节点都根据路由设计单元作出的设计结果来设置中继路由及其带宽。

图3是实施例1中的网络系统中的路由设计的说明图。在图3中，由N1到N6表示的正方形物体表示中继节点N，链接这些节点N的实线表示链路3，端口○○表示设备所具有的端口号，虚线表示设置网络4，三角形101到105表示用户站点(它们具体是各站点处的边沿路由器等等)2。在这种情况下，中继网络表示由中继节点N1到N6和链路(接入链路)3构成的网络，链路3把中继节点N1到N6和用户站点100彼此连接。

图4示出此时保持在网络管理设备10上的拓扑结构信息的示例。以Mbps作为链路带宽的单位对链路带宽进行描述。(注意：为了简化起见，通过摘录来示出部分拓扑结构信息。有关中继网络到站点的信息(如接入链路的端口号等)未在其中示出。)

图5是示出个体用户站点100的用户信息的示例的图。站点容纳节点表示站点2通过接入链路所连接到的点对点链路中继节点N。

然后，图6是示出网络管理设备10的路由设计过程的流程图。

(步骤1)

首先，操作者操作网络管理设备10上的键盘，从而输入接入链路的带宽信息和用户信息等等，其中所述接入链路用作用于建立个体用户站点100到中继节点N的连接的链路，所述用户信息例如是表示用户站点通过接入链路连接到的中继节点的信息等；由此网络管理设备10接受用户信息并将其存储在存储单元13处。

(步骤2)

接下来，在网络管理设备10中，拓扑结构获取单元从存储单元13中的拓扑结构信息数据库中获取网络的拓扑结构信息，其中通过所述网络中继用户站点之间的通信。

(步骤3)

此外，在网络管理设备10中，路由设计单元根据用户信息和拓扑结构信息获得通信中继端口和通信非中继端口，并且还获得通信中继端口的上限，从而进行路由设计以沿着树形路由连接用户站点。

(步骤4)

然后，网络管理设备10基于路由设计结果来输出(传送)设置信息，该设置信息包含表示关于各中继节点N的通信中继端口和通信非中继端口的信息以及表示通信中继端口到各中继节点N的通信带域的上限的信息。接收到所述设置信息的各中继设备基于该设置信息来更新每个端口的VLANID到队列映射表和队列传输速率表，并进行设置以沿着上述路由中继用户业务。另外，实施例1中的方案是：网络管理设备10的网络设置单元(路由输出单元)通过输出设置信息来在各中继节点中设置路由，然而，不限于这个方案，可以有另外的方案，其中，设置信息或者路由设计结果仅仅显示在(输出到)显示器上或者被输出以进行打印，对于每个中继节点的设置，操作者在参照这个输出时手动地设置。

对个体用户分配VLANID的步骤可以包括例如使用由操作者确定的内容，也可以由容纳网络设计功能来恰当地进行以免重叠。无论如何，应该有一种使得能够识别用户、应由网络管理设备10分配给用户的VLANID、以及各中继节点的端口之间的映射的格式。

例如，假定A是分配给包含图5所示信息的用户信息的VLANID，而且基于图5中的用户信息做出的路由设计的结果变为如图7所示。图7中暗示出：对于节点1，端口1能够传输具有VLANID“A”的帧，并且其输出速率(通信带域)最大为20Mbps。在这种情况下，如果具有限定VLANID“A”的帧标记的以太帧以超过20Mbps的速度(例如25Mbps)从用户站点100到达，则节点1在输出端口1的输出队列中丢弃超额的5Mbps。此外，这意味着虽然这里没有关于节点1的端口2的描述，但是具有VLANID“A”的帧不可传输到端口2。

网络管理设备10的网络设置单元通过把路由设计的结果传送给每个中继节点N来使设置生效。该设置是例如通过经由设置网络4以Telnet远程登录到设置目标中继节点、以及通过输入设置命令(设置信息)来进行的。对具体使用什么类型的命令的选择取决于中继节点N的规格，然而，如果设置了图7中表示的内容，则无论什么命令都是可用的。作为如此设置的结果，接着对网络上的该用户业务(VLANID“1”的帧)执行如图8所示的设置。在图8中由粗线表示广播域。此外，如图8所示，在实施例1中的网络管理设备10中，进行设计以使树形路由从任意用户站点100延伸到其它用户站点100。

如上所述，根据实施例1，确定了有效容纳用户业务的路由和分配带宽，此外，可以在网络设备中自动设置其结果，从而可以限制操作所需要的劳动和时间。

<实施例2>

与上面论述的实施例1相比，实施例2具有由路由设计单元来分配通信带域的不同方法，而其它配置是相同的。因此，省略对与上述实施例1中的配置相同的配置的重复说明。

实施例2中的路由设计单元以与上述相同的方式获得连接所有用户站点的路由，并分配通信带域以使得分配给任意端口的通信带宽的上限等于或小于分配给其它端口的通信带域的上限之和。即，采用由位于路由上的各链路两端处的中继节点N中继的多个业务总值中的较小一个作为分配带域。

在此分配带域表示分配给在其两端处的输出端口的输出速率。确定链路分配带域，并且基于这些带域确定在其两端处的端口的输出速率。

链路带域的分配可以按照如下方法实现。

此时，路由设计单元为每个中继节点N定义处理标志(flag)。例如，将与各中继节点N相关联的处理标志存储在存储器处，并且，当开始路由设计时，对其进行初始化以将该标志的值设置为0，即处于未处理状态，而将与分配带宽已确定的中继节点N相关联的标志的值设置为1，即，处于已处理状态。基于此处理标志，执行如下三个步骤。注意：这个算法在给出路由之后执行，因此忽略业务非中继端口(链路)。

(步骤11)

选择其处理标志为0并且具有带域仍未被设置的少量链路的多个中继节点N(它们是具有一条带域仍未被设置的链路的节点)中的一个。

(步骤12)

对于这个选定的中继节点N，将该节点连接的链路的带宽(其即为用于通过所述链路来中继业务的端口的带宽，在下文中也简称为链路带域)设置为等于或小于分配给连接到该节点的其它链路的带域的总和(＝α)。具体地说，此设置满足下面给出的条件(a)到条件(c)。

(a)在仍未设置带宽的链路中设置了α。

(b)对于带宽已被设置的链路，如果该带宽大于总和α，则对其设置α。在这种情况下，计算(算法)需要在通过这个中继节点的另一侧重新操作，因此，将另一点对点链路节点的处理标志设置为0。

(c)对于带宽已被设置的链路，如果该带宽等于或小于α，则该带宽保持不变。

在为所有的链路完成所述处理之后，将中继节点N的处理标志设置为1。

(步骤13)

重复步骤11到12直到处理标志为0的中继节点N消失为止。

下面是一个具体的示例。在图9A中，假定三角形101到103表示用户站点，正方形N1到N3表示由路由指定的中继节点N，所述用户业务(VLAN)沿着所述路由在中继网络内转发。此时，假定站点101预订50M作为接入链路带域，站点102预订20M作为接入链路带域，站点103预订20M作为接入链路带域。在此，用于通过链路1-3和链路2-3来中继业务的端口是带宽分配目标。注意：通过把标记“X”置于中继节点上来表示算法中所使用的处理标志的状态。在具有标记“X”的中继节点N中处理标志被设置为1，而在没有标记“X”的节点中处理标志被设置为0。

首先，选择处理标志为0并且具有的带域仍未被设置的中继链路的数量最少的中继节点(步骤11)。在此，候选节点是中继节点N1和N2。最初，选择这两个节点中的中继节点N1(例如，如果存在多个候选节点，则在序列中从最小的ID值开始选择它们中之一)，在链路1-3中设置50M，作为其它链路的带域总和，并且将中继节点N1的处理标志设置为1(步骤12)。然后，仍然存在处理标志为0的节点，因此操作返回到步骤11(步骤13)。

接下来，选择中继节点N2(步骤11)，在链路2-3中设置20M作为其它链路的带域总和，并且将节点N2的处理标志设置为1(步骤12)。图9B示出了迄今为止的带域分配状况。

然后，因为存在处理标志为0的中继节点N，所以操作回到步骤11(步骤13)，其中选择中继节点N3(步骤11)。链路2-3在条件(c)下可以保持原样，然而，由于链路1-3的带宽等于或大于其它链路带域的总和(50M＞20M+20M)，所以在条件(b)下，在链路1-3中设置由20M+20M＝40M给出的带宽，然后，将作为其它点对点链路节点的中继节点N1的处理标志设置为0，同时将中继节点N3的处理标志设置为1(步骤12)。图9C示出了迄今为止的带域设置状况。

存在处理标志为0的中继节点N，因此操作返回到步骤11(步骤13)，其中选择中继节点N1(步骤11)。在条件(c)下，该节点可以保持不变，并且处理标志被设置为1。

由于处理标志为0的节点消失，所以处理结束(步骤13)。结果，带域被设置为如图9D所示。

因此，根据实施例2，当从中继网络中的各节点发送业务时，可获得一种带宽分配以使得丢弃超过这个传输链路的点对点链路节点的另一侧上的许可业务量的超额，并且可以避免通过中继网络的无用业务传输(要分配的只是用户可以基本上传输业务的带域)。

示例：在图10中的链路1-2(节点N1和N2之间的链路)中，节点1能够以由40M+30M＝70M给出的带宽进行中继，而节点N2能够以诸如10M+10M＝20M给出的带宽进行中继，因此，较小的带宽，即20M，被设置为分配带域。

由于迄今中继网络内的带域一般被分配成具有裕度，所以在从用户站点101向用户站点104传送40Mbps业务的情况下，中继节点N6丢弃30Mbps业务，结果只有10Mbps的业务到达用户站点104。因此这意味着中继网络中继了高达30Mbps的无用业务，导致了降低网络利用率的因素。

相反，在如实施例2进行路由设计的中继网络中，基于用户信息(接入链路的带宽)来设置每个链路的带宽。因此，在从用户站点101向用户站点104发送40Mbps业务的情况下，中继节点N1丢弃20Mbps业务，并且中继节点N6丢弃10Mbps业务，结果10Mbps业务到达用户站点104。因此，在初期就(由上流侧的中继节点N)丢弃了无用的业务，由此可以有效地利用网络。

<实施例3>

与上面所述的实施例2相比，实施例3具有由路由设计单元来确定通信路由的不同方法，而其它配置是相同的。因此，省略对与上述实施例2中的配置相同的配置的重复说明。

在使用根据上述实施例2的带宽分配方法的情况下，具有最小可消耗带宽的路由总是存在于最短路由树上，在该最短路由树中，中继网络内的任何一个节点都作为一个起源(树根)。

既然如此，则在实施带宽分配的情况下可以以很低的计算(算法)成本来确定具有最小可消耗带宽的路由。

即，网络管理设备10的路由设置单元获得以各中继节点分别作为树根的最短路由树，然后通过将与业务中继无关的链路和节点从树中删除来获取路由，为每条获取的路由(最短路由树)尝试带宽设计，并且选择具有最小可消耗带宽的路由作为该尝试的结果。

具体地，由如下方法实现路由设计。

在这个示例中假定为图13所示的网络设计路由，所述路由容纳具有如图11所示的用户信息的用户的业务。此时，路由设计单元根据如图14所示的拓扑结构信息来完全地计算最短路由树的六种模式(pattern)，其中中继网络中的节点N1到N6中的每一个都用作为起源(树根)节点Nr。可以通过使用计算算法(所述计算算法用于获得使从根节点Nr开始的成本最小化的树)来获得最短路由树，其中，每条链路的成本例如被设置为1。例如狄杰克斯特拉算法是一种非常公知的算法。假定每条链路的成本例如被设置为1，随后获得从根节点Nr开始的最短逐跳路由。在此，将发源于作为根的节点X的最短路由树称为树X。图17示出了利用狄杰克斯特拉算法对树1进行处理的结果的示例。父节点被定义为位于当从中继节点沿着最小成本路由(在这种情况下，这是最短逐跳路由)到达根节点Nr时离根节点近一个节点的节点。对于节点1，父节点由“__”表示，这表示该节点本身为根节点Nr。实际上，存储了表示根节点Nr的诸如0的数值。图12是其图形表示。标记有斜线的节点是各树的根节点Nr。接下来，路由设计单元执行如下处理以便去除与容纳用户业务的节点无关的节点。

(步骤21)

首先，根据相关用户的用户信息，限定用于指定不对用户业务进行中继的中继节点N的条件(例如，节点不是与相关用户的用户站点相连接的站点容纳节点，而是端口计数为1的节点)。

(步骤22)

接下来，通过参照图11中的站点容纳节点信息来判断各树中是否存在适于上述条件的中继节点，即，与用户业务的中继不相关的节点。如果不存在适于这个条件的中继节点，则不存在无关的节点，因此结束处理。此外，如果存在适于所述条件的中继节点，则处理进行到下一步骤22。

(步骤22)

从设计目标的拓扑结构信息中排除适于上述条件的中继节点N以及连接到这个中继节点的链路。

(步骤23)

然后，处理返回到步骤21，其中重复所述步骤直到适于所述条件的中继节点消失为止。

作为此处理的结果，如图15所示，获得了除去无关中继节点和链路的树形路由。尝试对各路由进行带宽分配。图16示出了尝试结果。当在各个树的可消耗带域之间进行比较时，树1具有70Mbps，树2具有70Mbps，树3具有80Mbps，树4具有80Mbps，树5具有100Mbps，树6具有150Mbps。在这种情况下，选择树1或2作为最小可消耗带宽树。

因此，根据实施例3，以去除与中继无关的中继节点的方式来获得带宽分配，因此，计算(算法)的成本被限制为比通过以对于网络中包含的节点进行循环的方式来获得带宽分配的低。然后，可以容易地以达到由(最短路由树的计算)×(中继节点数量)给出的程度的计算成本来确定使得可消耗带宽最小化的路由。

<实施例4>

与上述实施例3相比，实施例4具有由路由设计单元确定通信路由的不同方法，而其它配置是相同的。因此，省略对与上述实施例3中相同的配置的重复说明。

正如也在实施例3中描述的，将可消耗带域最小化的路由总是存在于最短路由树上，在该最短路由树中，中继网络内的任何一个节点都用作为起源(树根)。在此情况下，实施例4的特征在于有效地发现包括希望路由的最短路由树的根节点。

具体地，路由设计通过如下方法来进行。

网络管理设备10的路由设计单元通过如下评估公式来评估每个中继节点N，并选择呈现最小评估值的中继节点N。

节点a的总评估值＝∑_{i∈|所有站点容纳节点|}{节点a在树i中的评估值}

节点a在树i中的评估值＝(站点容纳节点i与节点a之间的最短跳跃计数)×(连接到站点容纳节点i的接入链路的预订带宽)

在这个示例中假定为图13所示网络设计路由，所述路由容纳具有如图11所示用户信息的用户的业务。此时，路由设计单元基于如图14所示的拓扑结构信息来计算最短路由树，在该最短路由树中，中继网络中包括的中继节点N被设置为起源(树根)节点Nr。注意：根据实施例4，获得以站点容纳节点作为根节点Nr的最短路由树，以限制计算成本。即，以中继节点N1、N3、N4、N6作为根节点的目标，从而获得树1、3、4、6。获得最短路由树的方法可以与前述的相同。

然后，获得节点a在各树中的评估值。通过使用基于狄杰克斯特拉算法的处理结果，很容易获得这个评估值。图18示出了如何获得该评估值。在图18的树1中，节点N2标有“40×1”，这是中继节点N2的评估值。这个评估值表示(连接到中继节点N1的接入链路的预订带宽＝40Mbps)×(从节点N1起的跳跃计数＝1)。为了计算评估值所使用的预订带域的单位可以适当改变，然而，在为同一用户进行设计期间，对所有树的全部计算应用相同的单位。在此例中，按Mbps来处理计算。

在获得相应节点N1、N3、N4、N6的所有树1、3、4、6的评估值之后，获得每一节点N1、N3、N4、N6的总评估值。通过对相应节点的所有树的评估值求和来获得这个总评估值。对于中继节点N2，作为树1中的评估值40、树3中的评估值30、树4中的评估值60、以及树6中的评估值10之和的值120是要获得的总评估值。在获得所有节点N1、N3、N4、N6的总评估值之后，选择呈现最低总评估值的节点。在这种情况下，中继节点N1的70是最小值，因此路由设计单元选择中继节点N1。所选择的中继节点N1成为作为容纳用户业务的路由的最短路由树的根节点Nr。

然后，路由设计单元确定把作为根节点Nr的选定节点连接到每个站点容纳节点的路由(最短逐跳路由)。将选定节点与每个站点容纳节点相连接的最短逐跳路由可以在另一时刻来计算，也可以通过将执行各树计算时的狄杰克斯特拉计算结果保留到这个时间点并转用(divert)这个计算结果来获得。在后一种情况中，例如节点1与6之间的路由是通过在树6中搜索节点1并依次找出其父节点N2以及节点N2的父节点N6而获得的。图19示出了这些操作。图19中的设计结果例如表示为如图33所示。

根据这种方法，给出计算成本，例如(最短路由树的计算)×(站点数目)。即，在设计目标具有诸如(站点数目)＜(中继节点数目)的大小的环境中，呈现出比实施例3中的方法更显著的效果。

例如，在通过使用10000作为节点数目来为10个用户站点进行路由设计的情况下，对于通过获得关于所有中继节点的最短路由树来进行路由设计的情况，需要大约5小时。相反，在由实施例4中的方法进行路由设计的情况下，计算时间在一分钟的量级。

<实施例5>

如上述实施例3所示，对于不含不对用户站点之间的通信进行中继的中继节点的路由，如上述实施例2所示，可以分配通信带域，以将分配给各中继节点的任意端口的通信带宽的上限设置为等于或小于分配给其它端口的通信带域的上限之和。

这个方案使得能够以去除与业务中继无关的中继节点的方式来分配带域，因此可以通过更为容易的处理来进行路由设计。

<实施例6>

正如上述实施例4中所示，获得了根据评估值选择的中继节点和通过连接具有最小跳跃计数的各个站点而建立的最短逐跳路由。对于最短逐跳路由，如上述实施例2中所示，可以将通信带域分配成使分配给各中继节点的任意端口的通信带宽的上限被设置为等于或小于分配给其它端口的通信带域的上限之和。

利用这个方案，可以只对最短逐跳路由分配带域，并且可以通过简单的处理来进行路由设计。

<实施例7>

与上述实施例4相比，实施例7的区别在于预先获得树形最短路由，在所述树形最短路由中，能够成为站点容纳节点的节点用作树根，而其它配置相同。因此，省略对与上述实施例4中相同的配置的重复说明。

上述的实施例4示出了基于获得其中基点容纳节点用作树根的最短路由树的方案的设计方法。在进行设计时所参照的信息是设计目标用户信息和拓扑结构信息。实施例7的目的在于通过预先获得该最短路由树来减少路由设计时间。

为了达到此目的，根据实施例7，路由设计单元针对所有中继节点N(每一个都可能成为站点容纳节点)预先获得其中该中继节点作为起源(树根)的最短路由树，并且在存储单元13上存储(保留)其结果。

具体地说，可能成为站点容纳节点的中继节点N是就拓扑结构而言位于中继网络的端部的节点。(中继网络中的节点在大多数情况下可以被理解为大体分成：被设置为只用于在内部转发业务的节点、以及被设置为用于与用户站点相连接而不限于转发业务的节点，根据本方法，后一种情况中的节点被理解为能够成为站点容纳节点。)

在获取拓扑结构信息的情况下，在给出用户信息之前，预先提取可能成为站点容纳节点的中继节点，然后，创建这些节点分别用作树根的最短路由树，并且可以保留关于这些树的信息。为了提取可能成为站点容纳节点的中继节点N，例如，操作者可以将可能成为站点容纳节点的节点手动输入到获取的拓扑结构信息中，并且，通过识别和自动输入已经容纳了其它用户站点的节点来指定这些节点，因此，可以在接受用户信息时在添加一元素(站点容纳节点的候选者)的情况下保留拓扑结构信息，该元素是可能或不可能成为站点容纳节点的元素。例如，在如图13所示的网络中，将可能或不可能成为站点容纳节点的元素(站点容纳节点的候选者)添加到上述的拓扑结构信息(图14)中，并且将拓扑结构信息存储在如图20所示的拓扑结构信息数据库中。参见图20，在基点容纳节点候选者字段中，1的节点是可能成为站点容纳节点的节点，而0的节点是不可能成为站点容纳节点的节点。

当给出拓扑结构信息时，路由设计单元提取可能成为站点容纳节点的中继节点N，并且创建如图21A-21D所示的树表并将其存储在存储单元13处。

然后，在接受用户信息和进行路由设计的时候，路由设计单元不进行最短路由树的计算，而通过从所述树表中搜索相关树来获取它们。

一旦创建了树表，该方法就使得可以减少每当进行用户网络容纳设计时用于执行最短路由树计算的工作，因此可以限制个体用户的设计时间。

<实施例8>

与上述实施例3或实施例4相比较，实施例8的区别在于预先将与路由设计无关的中继节点和链路排除在设计目标的拓扑结构信息之外，而其它配置是相同的。因此，省略对与上述实施例3或4中相同的配置的重复说明。

实施例8的目的是在给出用户信息之后节省设计的计算工作并限制设计时间。

与该路由设计无关的节点和链路是不对用户站点之间的通信进行中继的节点和链路。具体地说，这些节点和链路表示“不是用户站点容纳节点且其端口计数为1的中继节点，以及连接到这些中继节点的链路”。在实施例8中，这被称作删除条件。如果检测到符合所述删除条件的中继节点，则从设计目标中删除这些中继节点N和连接到这些节点N的链路3。在删除链路3的情况下，其它点对点链路节点的端口数据也被删除。然而，如果从拓扑结构信息数据库中彻底地删除关于节点N和链路3的信息，则该彻底删除可能会对将来的设计造成麻烦。因此，从当路由设计单元进行路由设计时被读入存储器的拓扑结构信息中移除关于节点N和链路3的信息，并由此使用该信息。所述删除应该是从读出信息的删除。

在如图22所示的网络(NW)中，在获取如图23所示的拓扑结构信息、把所述拓扑结构信息存储在拓扑结构信息数据库处以及被提供图5所示的用户信息的情况下，路由设计单元在把拓扑结构信息读入存储器中之后，根据这些拓扑结构信息来搜索符合删除条件的中继节点的拓扑结构信息。在此例中，中继节点N7符合这个节点。路由设计单元从读出的拓扑结构信息中删除中继节点N7和链路5-7。在删除之后，拓扑结构稍有变化，因此，路由设计单元再次检查是否存在符合删除条件的节点。在这种情况下，在删除之后的拓扑结构信息中，中继节点N5被重新检测为删除目标，从而节点N5和链路5-2被删除。通过这些过程，删除目标拓扑结构信息变成如图24所示。

在执行上述过程之后，通过实现路由设计大大减少了例如狄杰克斯特拉计算所花费的工作，并因此可以大大减少各个体用户所需的设计时间。

<实施例9>

与上述实施例8相比较，实施例9的区别在于将与按子域的路由设计无关的中继节点和链路排除在设计目标的拓扑结构信息之外，而其它配置是相同的。因此，省略了对与上述实施例8中相同的配置的重复说明。

为了简化管理，可以以对网络分级的方式来处理中继网络。图25示出其示例。在此，将虚线包围的节点作为一个子域来处理。中继节点N1、N4被定义为子域1，中继节点N2被定义为子域2，中继节点N3、N6被定义为子域3，并且中继节点N5、N7、N8被定义为子域4。例如，以例如向拓扑结构信息添加子域属性的方式来处理这些子域。图26示出其示例。实施例9的方案如下：当在与上述实施例8中相同的删除条件下删除与用户站点无关的节点和链路时，从针对每个子域的设计目标中删除它们。

为了获得逐子域删除，例如，如图27所示，如果存在包含表示该子域是否为包括站点容纳节点的子域的元素的子域信息就足够了。这里，含有输入站点容纳候选者字段中的“1”的子域是包括站点容纳节点候选者(可能成为站点容纳节点)的子域，而在其中输入的“0”表示不包括这种候选者的子域。操作者将子域信息预先输入到拓扑结构信息数据库，并且，在例如给出如图26所示的拓扑结构信息之后，可以创建一表，在该表中将包含在所述拓扑结构信息中的所属子域ID和站点容纳候选者彼此相互关联。

在准备好图26中的(拓扑结构)信息和图27中的(子域)信息之后，在开始设计用户容纳网络时，开始删除节点和链路的过程。在此假定给出如图5所示的用户信息。路由设计单元搜索是否存在符合图27中的站点容纳候选者(其中输入有“1”)并适合删除条件(不包括站点容纳节点)的子域，即，搜索是否不存在不包括图5中的用户站点容纳节点的子域。搜索目标子域为子域1、3、4。然而，在此例中，属于子域4的节点N5、N7、N8中没有一个包括在用户信息中的基点容纳节点中，因此检测到子域4。从设计目标中删除属于检测到的子域4的节点和链路。具体地，删除中继节点N5、N7、N8和链路5-7、5-8、7-8、2-5。

在删除之后，拓扑结构信息变成如图28所示。如果通过使用处理后的拓扑结构信息来进行用户容纳网络设计，则可以减少路由设计所需要的工作，并且可以大大减少所需时间。

<实施例10>

与上述实施例1到9相比较，实施例10的区别在于保留有关不同路由的信息，而其它配置是相同的。因此，省略对与上述实施例1到9中相同的配置的重复说明。

路由设计的基础是进行最短路由树计算。使用其中将“1”设置为每条链路成本的狄杰克斯特拉算法作为最短路由树算法。根据狄杰克斯特拉算法，唯一地确定从根节点Nr起具有最小成本的树。例如，如果在如图13所示的网络中给出如图14所示的拓扑结构信息，则当计算树1时获得如图29A所示的结果。然而，实际上，存在如图29B所示的树，这两棵树从每个节点上溯至根节点都具有相同的成本。在这种情况下，当由狄杰克斯特拉算法对中继节点N6进行处理时，给出中继节点N2和中继节点N5作为使到达根节点的成本为“2”的父节点的候选者。可以任意地设置选择哪个节点。然而，例如在获得具有相同成本值的多个父节点候选者的情况下，预先设置如下规则：采用具有较小节点ID值的候选者等，在此情况下采用节点N2作为父节点。

在如此获得成本值相同的两个父节点的情况下，采用一个节点作为父节点，然而，作为替代父节点的其它候选者可以保留节点ID。如果获得了三个或更多父节点候选者，则恰当地选择排除一个已采用节点之外的剩余父节点候选者之一。例如，选择节点ID值最小的节点候选者。

图29C示出了在把替代父节点的信息添加到狄杰克斯特拉算法的处理结果的情况下的树1的处理结果。如果获得替代父节点，则在替代父节点信息中保留其节点ID。在此情况下，节点N2是中继节点N6的父节点。这样，存在作为以相同成本“2”呈现对根节点Nr的可达性的父节点的中继节点N5，因此将节点N5保存作为替代父节点。由于在中继节点N1到N5中不存在替代父节点候选者，所以通过一条替代父节点信息来保留表示不存在的值，例如“0”。

在执行狄杰克斯特拉算法过程的时候，在具有通过使用由获取上述替代父节点信息的设计结果而获得的路由来容纳用户业务的方案的情况下，由于诸如路由上剩余带域不足的原因，所以不能在指定的中继节点N处容纳业务，从而有必要改变路由。在这种情况下，通过查询包括此中继节点N的树的替代父节点信息，搜索是否存在旁路(bypass)该链路的任何替代父节点，并且，如果存在这种节点，则以此替代父节点来取代父节点，因此变至具有相同可消耗带域的不同路由。此方案消除了从头开始重新设计的必要，并使得能够快速进行路由设计。

假定网络管理设备10对于图13中的网络保持图31中的拓扑结构信息。在此，路由设计单元例如通过实施例4中所述的方法来进行路由设计。当在各树中获得评估值的时候，如上所述在狄杰克斯特拉算法计算过程中获取替代父节点信息。图30A-30D示出其结果。此时，与前述情况相同，假定中继节点N1被选为具有最小总评估值的节点并且如图19所示地分配带域。在此，如图31所示，链路2-6具有5Mbps小的带宽(在此所指的带宽可以是物理带宽或者是剩余带域)，并且判断链路2-6不能容纳要求分配10Mbps的用户业务。此判断可以由路由设计单元做出，也可以由操作者做出并输入。

在判断不能容纳此业务的情况下，路由设计单元通过使用图30中的树信息来检查是否存在对链路2-6进行旁路并具有相同可消耗带域的不同路由。在此例中，已获取的路由是其根节点Nr为中继节点N1的树的一部分，因此路由设计单元通过参照树1的表来检查是否存在关于位于链路2-6下游的中继节点N6的替代父节点信息。结果，对于中继节点N6，路由设计单元选择输入替代父节点信息中的中继节点N5作为可以以相同成本到达中继节点N1的节点，并获得通过中继节点N5到达中继节点N1的路由。因此，依照中继节点N5的父节点信息，路由设计单元选择链路5-6和链路1-5作为从中继节点N6延伸到中继节点N1的路由，然后从当前路由信息中删除链路2-6，并利用关于新路由链路5-6、节点N5、链路1-5及其端口的信息来取代它，从而使得可以获得如图32中的新路由所示的路由，即具有相同可消耗带域的不同路由。图32中的设计结果例如在图33中示出。

<实施例11>

与上述的实施例10相比较，实施例11的区别在于即使在完成路由设计之后也保留有关设计的信息，而其它配置是相同的。因此，省略对与上述实施例10中相同的配置的重复说明。

在实施例11中，路由设计单元在完成路由设计时把树信息作为关于用户设计的信息存储(保留)在存储单元13处，从而以后可以迅速改变已设计好的用户路由。要保留的树信息包含如上述实施例10中的替代父节点信息。

假定网络管理设备10为图13所示的网络保留如图35所示的拓扑结构信息。在实施例11中，接受图37A所示的用户1的用户信息，并且路由设计单元通过执行如上述实施例4中的设计来获取如图38A所示的设计结果。注意，假定A是分配给用户1的VLANID。此时，以与实施例10中执行的相同方式，在狄杰克斯特拉算法计算时获取替代父节点信息，并且获得如图38C所示的树信息。在此，只描述关于树1的信息。

路由设计单元保留图38A中的设计结果以及图38C中的树信息作为用户1的设计相关信息。例如，可以在存储单元13中建立用于管理用户信息的数据库，并且可以将设计相关信息保留在此数据库中或者也可以将其存储在存储器中。

由于容纳了用户1，所以要将拓扑结构信息改变为如图36所示。图36示出了从图35中的拓扑结构信息中减去分配给用户1的带宽量而构成的拓扑结构信息。

此外，假定接受如图37B所示的用户2的用户信息的情况。与用户1的情况一样，路由设计单元获取如图38B和38D所示的信息项。注意，B是分配给用户2的VLANID。此时，从图36中可以理解：在链路2-6中必须分配给用户2的带宽不足。

在此，如果用户2必须采用此路由，或者如果因此发生冲突，则路由设计单元在设置诸如给予向最新路由优先级等的规则的情况下改变用于用户1的路由。首先，路由设计单元从已容纳的用户中搜索使用链路2-6的用户，如果存在这样的用户，则路由设计单元检查对于此用户是否存在可以对链路2-6进行旁路并具有相同可消耗带宽的路由。

在此例中，从图38A中的信息中检测到用户1为使用链路2-6的已容纳用户。然后，从图38C中的树信息中识别出如上述实施例10存在由链路1-5、中继节点N5和链路5-6构成的旁路路由，并且将用于用户1的路由改变为如图39所示。因此，对于用户1存在具有相同可消耗带宽的不同路由，从而容纳用户1的路由被改变为现在获取的新路由，因此拓扑结构信息变成如图40所示。结果，在图36中呈现不足的链路2-6的带宽变为大得足以容纳用户2，从而可以没有任何困难地容纳用户2。

本发明不限于上述的说明性示例，而是当然可以在不偏离本发明主旨的范围之内以各种形式进行修改。

Claims

1.一种路由设计方法，用于在网络管理设备中设计多个用户站点之间的通信路由，所述网络管理设备连接到网络中的中继节点，所述网络通过多个中继节点和多条链路将多个用户站点彼此连接，

该方法包括以下步骤：

接受用户信息的输入，所述用户信息包含关于接入链路的带宽的信息和表示中继节点的信息，所述接入链路用作用于将各用户站点连接到中继节点的链路，所述中继节点通过所述接入链路连接到用户站点；

获取用于对多个用户站点之间的通信进行中继的网络的拓扑结构信息，其中，每个用户站点是一用户业务流进/流出网络所经由的点；

根据所述用户信息和所述拓扑结构信息获得通信中继端口和通信非中继端口，获得通信中继端口的通信带宽的上限，并进行路由设计以使得用户站点由树形路由连接；以及

输出所述路由设计的结果。

2.根据权利要求1所述的路由设计方法，其中，通过将位于多个用户站点之间的每个中继节点中的任意端口的通信带宽上限分配为，等于或小于该任意端口所属节点中的其它端口的通信带宽上限的总和，来进行所述路由设计。

3.根据权利要求1所述的路由设计方法，其中，所述进行路由设计的步骤包括：获得以每个中继节点作为树根的树形路由；定义表示通信非中继节点的条件；以及通过从构成树形路由的多个中继节点中排除适合该条件的中继节点来获得通信路由。

4.根据权利要求1所述的路由设计方法，其中，所述进行路由设计的步骤包括：获得树形路由，其树根是作为通过接入链路连接到用户站点的中继节点的站点容纳节点；对于构成树形路由的所有中继节点，根据将每个用户站点连接到中继节点的接入链路上的可用带域以及组成从每个用户站点出发的路由的中继节点的数量，获得成本作为评估值；以及获得通过以最小跳跃计数、并且基于到每个站点的成本的计算算法而建立的最短逐跳路由。

5.根据权利要求2所述的路由设计方法，其中，所述进行路由设计的步骤包括：获得以每个中继节点作为树根的树形路由；定义表示通信非中继节点的条件；从构成树形路由的多个中继节点中排除适合该条件的中继节点；以及在对树形路由进行排除之后，针对该树形路由以使分配给各链路的带域的总和最小化的方式来分配带域。

6.根据权利要求2所述的路由设计方法，其中，所述进行路由设计的步骤包括：获得树形路由，其树根是作为通过接入链路连接到用户站点的中继节点的站点容纳节点；对于构成树形路由的所有中继节点，根据将每个用户站点连接到中继节点的接入链路上的可用带域以及组成从每个用户站点出发的路由的中继节点的数量，获得成本作为评估值；获得通过以最小跳跃计数、并且基于到每个站点的成本的计算算法而建立的最短逐跳路由；以及为最短逐跳路由分配通信带域。

7.根据权利要求4所述的路由设计方法，其中，预先获得和存储关于其树根是能够成为站点容纳节点的中继节点的树形路由的信息，并且当进行路由设计时，将其读出并由此进行使用。

8.根据权利要求3或4所述的路由设计方法，其中，在从设计目标中排除端口计数为“1”并且不是用户站点容纳节点的中继节点以及与其相连接的所有链路之后，进行所述路由设计。

9.根据权利要求3或4所述的路由设计方法，其中，如果以把网络划分成多个子域的方式来管理该网络，则在从设计目标中排除属于不包括通过接入链路连接到用户站点的中继节点的子域的节点并且还排除与其相连接的所有链路之后，进行所述路由设计。

10.根据权利要求1到7中的任何一项所述的路由设计方法，其中，如果在获得树形路由时获取了可以从其它中继节点以相同中继计数到达根节点的不同路由，则将关于该不同路由的信息保留为属于该节点的信息。

11.根据权利要求1到7中的任何一项所述的路由设计方法，其中，如果在获得树形路由时获取了可以从其它中继节点以相同中继计数到达根节点的不同路由，则将关于该不同路由的信息保留为属于该节点的信息，并且其中，在完成路由设计之后，保留路由设计的结果和关于所述不同路由的信息。

12.根据权利要求1到7中的任何一项所述的路由设计方法，还包括向各中继节点传送设置信息并使中继节点设置路由的步骤，该设置信息包含：用于指定用于对多个用户站点之间的通信进行中继的端口的信息；以及用于指示关于每个中继节点的通信带域的信息。

13.一种与网络中的中继节点相连接的网络管理设备，所述网络通过多个中继节点和多条链路将多个用户站点彼此连接，所述网络管理设备包括：

输入单元，其接受用户信息的输入，所述用户信息包含关于接入链路的带宽的信息和表示中继节点的信息，所述接入链路用作用于将每个用户站点连接到中继节点的链路，所述中继节点通过所述接入链路连接到用户站点；

拓扑结构获取单元，其获取用于对多个用户站点之间的通信进行中继的网络的拓扑结构信息，其中每个用户站点是一用户业务流进/流出网络所经过的点；

路由设计单元，其根据用户信息和拓扑结构信息获得通信中继端口和通信非中继端口，获得通信中继端口的通信带宽上限，并进行路由设计以使得由树形路由来连接用户站点；以及

路由输出单元，其输出路由设计的结果。

14.根据权利要求13所述的网络管理设备，其中，所述路由设计单元将位于多个用户站点之间的每个中继节点中的任意端口的通信带宽上限分配成，等于或小于该任意端口所属节点中的其它端口的通信带宽上限的总和。

15.根据权利要求13所述的网络管理设备，其中，所述路由设计单元获得以每个中继节点作为树根的树形路由，定义表示通信非中继节点的条件，并且通过从构成树形路由的多个中继节点中排除适合该条件的中继节点来获得通信路由。

16.根据权利要求13所述的网络管理设备，其中，所述路由设计单元执行以下操作：获得树形路由，该树形路由的树根是作为通过接入链路连接到用户站点的中继节点的站点容纳节点；对于构成树形路由的所有中继节点，根据将每个用户站点连接到中继节点的接入链路上的可用带域以及组成从每个用户站点出发的路由的中继节点的数量，获得成本作为评估值；以及获得通过以最小跳跃计数、并且基于到每个站点的成本的计算算法而建立的最短逐跳路由。

17.根据权利要求14所述的网络管理设备，其中，所述路由设计单元获得以每个中继节点作为树根的树形路由，定义表示通信非中继节点的条件，从构成树形路由的多个中继节点中排除适合该条件的中继节点，以及在对树形路由进行排除之后针对该树形路由以使分配给各链路的带域的总和最小化的方式分配带域。

18.根据权利要求14所述的网络管理设备，其中，所述路由设计单元执行以下操作：获得树形路由，该树形路由的树根是作为通过接入链路连接到用户站点的中继节点的站点容纳节点；对于构成树形路由的所有中继节点，根据将每个用户站点连接到中继节点的接入链路上的可用带域以及组成从每个用户站点出发的路由的中继节点的数量，获得成本作为评估值；获得通过以最小跳跃计数、并且基于到每个站点的成本的计算算法而建立的最短逐跳路由；以及为最短逐跳路由分配通信带域。

19.根据权利要求16所述的网络管理设备，其中，所述路由设计单元预先获得和存储关于其树根是能够成为站点容纳节点的中继节点的树形路由的信息，并且当进行路由设计时读出并由此使用所述关于树形路由的信息。

20.根据权利要求15或16所述的网络管理设备，其中，所述路由设计单元在从设计目标中排除端口计数为“1”并且不是用户站点容纳节点的中继节点以及与其相连接的所有链路之后进行路由设计。

21.根据权利要求15或16所述的网络管理设备，其中，如果以把网络划分成多个子域的方式来管理该网络，则所述路由设计单元在从设计目标中排除属于不包括通过接入链路连接到用户站点的中继节点的子域的节点并且还排除与其相连接的所有链路之后，进行路由设计。

22.根据权利要求13到19中的任何一项所述的网络管理设备，其中，如果在获得树形路由时获取了可以从其它中继节点以相同中继计数到达根节点的不同路由，则所述路由设计单元保留关于该不同路由的信息作为属于该节点的信息。

23.根据权利要求13到19中的任何一项所述的网络管理设备，其中，如果在获得树形路由时获取了可以从其它中继节点以相同中继计数到达根节点的不同路由，则所述路由设计单元保留关于该不同路由的信息作为属于该节点的信息，并且其中在完成路由设计之后，保留路由设计的结果和关于所述不同路由的信息。

24.根据权利要求13到19中的任何一项所述的网络管理设备，还包括用于向各个中继节点传送设置信息并使中继节点设置路由的网络设置单元，所述设置信息包含：用于指定用于对多个用户站点之间的通信进行中继的端口的信息；以及用于指示关于每个中继节点的通信带域的信息。

25.一种网络系统，包括：

网络，用于通过多个中继节点和多条链路将多个用户站点彼此连接；和

连接到所述中继节点的网络管理设备，

所述网络管理设备包括：

路由输出单元，其输出路由设计的结果，

所述中继节点包括：

输入单元，其接受通信业务；

输出单元，其通过端口把业务输出到下一节点；

设置获取单元，其接收所述路由设计的结果作为来自网络管理设备的路由输出单元的设置信息；以及

设置单元，其根据所述设置信息对输出单元的端口进行设置。

26.一种在网络系统中操作的网络管理方法，所述网络系统包括：用于通过多个中继节点和多条链路将多个用户站点彼此连接的网络，和连接到所述中继节点的网络管理设备，

所述网络管理设备执行以下步骤：

接受用户信息的输入，所述用户信息包含关于接入链路的带宽的信息和表示中继节点的信息，所述接入链路用作用于将每个用户站点连接到中继节点的链路，所述中继节点通过所述接入链路连接到用户站点；

获取用于对多个用户站点之间的通信进行中继的网络的拓扑结构信息，其中，每个用户站点是一用户业务流进/流出网络所经过的点；

根据所述用户信息和所述拓扑结构信息获得通信中继端口和通信非中继端口，获得通信中继端口的通信带宽上限，并进行路由设计以使得由树形路由连接用户站点；以及

输出路由设计的结果，

所述中继节点执行以下步骤：

接收所述路由设计的结果作为来自网络管理设备的设置信息；以及

根据所述设置信息来设置输出单元的端口。