JP2007158742A - Node device and communication network system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the communication path control to be improved in responsive performance, even if the bursts of traffic are made smooth. <P>SOLUTION: A traffic data collecting unit 21 collects traffic data, and the traffic data are stored in a traffic data storage unit 31. An accumulated distribution data calculation unit 22 calculates the accumulated distribution data from the traffic data, and the accumulated distribution data are stored in an accumulated distribution data storage unit 32. A feature parameter extraction unit 23 extracts feature parameters, which can be made correspond to the magnitude of the bursts from the accumulated distribution data. A moving average parameter acquisition unit 24 acquires moving average parameters, corresponding to the extracted feature parameters that refer to the moving average parameter storage unit 33. A moving average calculation unit 25 calculates the moving average of the traffic data by using the moving average parameters. A communication path control unit 26 controls the communication paths based on the moving average of the traffic data. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、送受信する通信データのトラヒックデータを取得し、その取得したトラヒックデータに基づき通信パスを制御するノード装置およびそのノード装置を用いた通信ネットワークシステムに関する。   The present invention relates to a node device that acquires traffic data of communication data to be transmitted and received and controls a communication path based on the acquired traffic data, and a communication network system using the node device.

近年の通信ネットワークにおいては、GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)技術などの導入により、複数のレイヤにまたがったリソースの管理やパス制御が容易にできるようになった。そのため、より短い時間間隔で、通信パスの設定や解放をすることが可能となり、例えば、昼夜のトラヒックの増減に応じて、通信パスの設定や解放を行うことも可能になった。   In recent communication networks, the introduction of GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching) technology, etc. has made it easier to manage resources and control paths across multiple layers. For this reason, it is possible to set and release communication paths at shorter time intervals. For example, it is possible to set and release communication paths according to increase or decrease in traffic during the day and night.

ちなみに、特許文献1には、GMPLSを用いた光通信ネットワークにおいてトラヒックに応じた通信パスを設定する技術の例が開示されている。この技術によれば、ネットワークを流れるトラヒックを考慮した上で、ネットワーク全体としてのコストを効率よく最適化することが可能な通信パスを設定することができる。
E. Oki, K. Shiomoto, S. Okamoto, W. Imajuku, and N. Yamanaka, “A Heuristic Multi-Layer Optimum Topology Design Scheme Based on Traffic Measurement for IP + Photonic Networks”, Optical Fiber Communication Conference and Exhibit, pp.17-22, Mar. 2002.
Incidentally, Patent Document 1 discloses an example of a technique for setting a communication path according to traffic in an optical communication network using GMPLS. According to this technique, it is possible to set a communication path capable of efficiently optimizing the cost of the entire network in consideration of traffic flowing through the network.
E. Oki, K. Shiomoto, S. Okamoto, W. Imajuku, and N. Yamanaka, “A Heuristic Multi-Layer Optimum Topology Design Scheme Based on Traffic Measurement for IP + Photonic Networks”, Optical Fiber Communication Conference and Exhibit, pp .17-22, Mar. 2002.

一般に、インターネットなどの通信ネットワークを流れるトラヒックは、自己相似性があるといわれ、また、バースト性が大きい。そのため、そのトラヒックをモニタして利用する場合には、そのモニタしたトラヒックデータを直接利用するのではなく、移動平均をとるなどして、そのバースト性を平滑化したデータを利用する。しかしながら、こうした平滑化の処理を行うと、現在モニタされているトラヒックデータが通信パスの制御に反映されるまでに時間が掛かることになる。すなわち、従来の技術においては、トラヒックのバースト性の問題を解決しようとすると、制御の応答性能が低下するという問題があった。   In general, traffic flowing through a communication network such as the Internet is said to have self-similarity and has a large burstiness. Therefore, when the traffic is monitored and used, the monitored traffic data is not directly used, but the data obtained by smoothing the burstiness by using a moving average is used. However, when such a smoothing process is performed, it takes time until the traffic data currently monitored is reflected in the control of the communication path. That is, in the conventional technology, there is a problem that the response performance of the control is lowered when trying to solve the problem of traffic burstiness.

そこで、本発明は、トラヒックのバースト性を平滑化しても、モニタしたトラヒックデータが通信パスの制御に反映されるまでの時間、つまり、制御の応答性能を向上させることが可能なノード装置および通信ネットワークシステムを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a node device and a communication that can improve the time until the monitored traffic data is reflected in the control of the communication path, that is, the response performance of the control, even if the traffic burstiness is smoothed. An object is to provide a network system.

請求項1に記載の発明は、通信ネットワークを構成する通信回線に接続され、その通信回線を介して通信される通信データの通信パスを制御するノード装置であって、(1)前記通信される通信データに設定された通信パスそれぞれについて、所定の時間ごとにその通信データのトラヒックデータを収集するトラヒックデータ収集手段と、(2)前記収集したトラヒックデータを蓄積するトラヒックデータ蓄積手段と、(3)前記所定の時間より充分に長い時間に対して前記トラヒックデータ蓄積手段に蓄積されたトラヒックデータについて、そのトラヒックデータの統計データを求め、その統計データの特徴を表わす特徴パラメータを抽出する特徴パラメータ抽出手段と、(4)前記トラヒックデータのバースト性を適切に平滑化するローパスフィルタの平滑度パラメータの値を、前記特徴パラメータの値に対応させて蓄積した平滑度パラメータ蓄積手段と、(5)前記抽出した特徴パラメータの値に基づき前記平滑度パラメータ蓄積手段を参照し、前記平滑化に適したローパスフィルタの平滑度パラメータの値を取得する平滑度パラメータ取得手段と、(6)前記取得した平滑度パラメータの値をもつローパスフィルタを構成し、そのローパスフィルタによって前記収集したトラヒックデータを平滑化し、平滑化トラヒックデータを算出するトラヒックデータ平滑化手段と、(7)前記算出した平滑化トラヒックデータに基づき、前記通信ネットワークにおける通信パスを制御する通信パス制御手段とを備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a node device that is connected to a communication line constituting a communication network and controls a communication path of communication data communicated via the communication line. For each communication path set in the communication data, traffic data collecting means for collecting traffic data of the communication data at a predetermined time; (2) traffic data accumulating means for accumulating the collected traffic data; (3 ) Feature parameter extraction for obtaining traffic data statistical data for traffic data stored in the traffic data storage means for a time sufficiently longer than the predetermined time, and extracting feature parameters representing the characteristics of the statistical data And (4) a low-level smoother that appropriately smoothes the burstiness of the traffic data. A smoothness parameter accumulating means for accumulating the smoothness parameter value of the filter corresponding to the characteristic parameter value; and (5) referring to the smoothness parameter accumulating means based on the extracted characteristic parameter value; (6) a low-pass filter having the acquired smoothness parameter value is configured, and the collected data is obtained by the low-pass filter. Traffic data smoothing means for smoothing traffic data and calculating smoothed traffic data; and (7) a communication path control means for controlling a communication path in the communication network based on the calculated smoothed traffic data. It is characterized by that.

請求項1に記載の発明によれば、特徴パラメータ抽出手段は、トラヒックデータ収集手段によって収集され、トラヒックデータ蓄積手段に蓄積されたトラヒックデータについて、そのトラヒックデータの統計データを求め、その統計データが有する特徴パラメータを抽出する。この特徴パラメータは、トラヒックデータの統計データから求められるトラヒックデータのバースト性の大きさの程度を示す量に対応している。   According to the first aspect of the present invention, the characteristic parameter extracting means obtains statistical data of the traffic data for the traffic data collected by the traffic data collecting means and accumulated in the traffic data accumulating means. The characteristic parameter which has is extracted. This characteristic parameter corresponds to an amount indicating the degree of the burstiness of the traffic data obtained from the statistical data of the traffic data.

一方で、トラヒックデータ平滑化手段は、前記収集されたトラヒックデータをローパスフィルタによって平滑化する。このとき、トラヒックデータ平滑化手段は、前記特徴パラメータ抽出手段によって求められた特徴パラメータ、つまり、トラヒックデータのバースト性の大きさの程度に応じて、適宜、そのローパスフィルタの平滑度パラメータを定める。すなわち、平滑度パラメータ取得手段は、その特徴パラメータに基づき平滑度パラメータ蓄積手段を参照して、トラヒックデータのバースト性を適切に平滑化するローパスフィルタの平滑度パラメータの値を求め、トラヒックデータ平滑化手段は、その平滑度パラメータの値に基づきローパスフィルタを構成する。   On the other hand, the traffic data smoothing means smoothes the collected traffic data with a low-pass filter. At this time, the traffic data smoothing means appropriately determines the smoothness parameter of the low-pass filter according to the feature parameter obtained by the feature parameter extraction means, that is, the degree of the burstiness of the traffic data. That is, the smoothness parameter acquisition means refers to the smoothness parameter storage means based on the characteristic parameter, obtains the smoothness parameter value of the low-pass filter that appropriately smoothes the burstiness of the traffic data, and smoothes the traffic data. The means constitutes a low-pass filter based on the value of the smoothness parameter.

従って、トラヒックデータ平滑化手段によって算出される平滑化トラヒックデータは、トラヒックデータのバースト性の大きさの程度に応じて適切に平滑化することができる。また、前記平滑度パラメータ取得手段は、トラヒックデータを適切に平滑化することが可能なローパスフィルタの平滑度パラメータのうちでも、できるだけ弱い平滑化を行う、つまり、ローパスフィルタの応答性能がいいものを選ぶことができる。よって、トラヒックのバースト性を平滑化しても、そのトラヒックデータを通信パスの制御にできるだけ迅速に反映することが可能な応答性能のいいノード装置を実現することができる。   Therefore, the smoothed traffic data calculated by the traffic data smoothing means can be appropriately smoothed according to the degree of burstiness of the traffic data. In addition, the smoothness parameter acquisition means performs smoothing as weak as possible among the smoothness parameters of the low-pass filter that can appropriately smooth the traffic data, that is, the response performance of the low-pass filter is good. You can choose. Therefore, even if the traffic burstiness is smoothed, it is possible to realize a node device with good response performance capable of reflecting the traffic data to the communication path control as quickly as possible.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のノード装置において、そのローパスフィルタを前記収集したトラヒックデータを移動平均する移動平均手段によって構成したことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the node device according to the first aspect, the low-pass filter is configured by a moving average means for moving average the collected traffic data.

請求項2に記載の発明によれば、ローパスフィルタを簡単な数値演算処理で実現することができる。   According to the second aspect of the present invention, the low-pass filter can be realized by a simple numerical calculation process.

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のノード装置において、前記特徴パラメータ抽出手段が、前記トラヒックデータの統計データをパレート累積分布関数にフィッティングすることによって、前記特徴パラメータを抽出することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the node device according to the first or second aspect, the feature parameter extracting means fits the statistical data of the traffic data to a Pareto cumulative distribution function, thereby the feature parameter. Is extracted.

請求項3に記載の発明によれば、特徴パラメータ抽出手段は、トラヒックデータの統計データをパレート累積分布関数にフィッティングするので、トラヒックが輻輳している場合に適した特徴パラメータを抽出することができる。   According to the third aspect of the present invention, the feature parameter extraction means fits the statistical data of the traffic data to the Pareto cumulative distribution function, so that it is possible to extract a feature parameter suitable for the case where the traffic is congested. .

請求項4に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のノード装置において、前記特徴パラメータ抽出手段が、前記トラヒックデータの統計データを指数累積分布関数にフィッティングすることによって、前記特徴パラメータを抽出することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the node device according to the first or second aspect, the feature parameter extracting means fits the statistical data of the traffic data to an exponential cumulative distribution function, thereby the feature parameter. Is extracted.

請求項4に記載の発明によれば、特徴パラメータ抽出手段は、トラヒックデータの統計データを指数累積分布関数にフィッティングするので、トラヒックが輻輳していない場合に適した特徴パラメータを抽出することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the feature parameter extraction means fits the statistical data of the traffic data to the exponential cumulative distribution function, so that it is possible to extract a feature parameter suitable for a case where the traffic is not congested. .

請求項5に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のノード装置において、前記特徴パラメータ抽出手段が、(1)前記トラヒックデータの統計データをパレート累積分布関数にフィッティングすることにより、前記統計データの特徴パラメータとして第1の特徴パラメータを抽出するとともに、前記統計データと前記パレート累積分布関数との相関の強さを示す第1の相関データを算出し、(2)前記トラヒックデータの統計データを指数累積分布関数にフィッティングすることにより前記統計データの特徴パラメータとして第2の特徴パラメータを抽出するとともに、前記統計データと前記指数累積分布関数との相関の強さを示す第2の相関データを算出し、(3)前記第1の相関データと第2の相関データとを比較し、(4)前記第1の相関データが第2の相関データよりも相関が強いことを示す場合には、前記統計データの特徴パラメータとして前記第1の特徴パラメータを選択し、(5)前記第2の相関データが第1の相関データよりも相関が強いことを示す場合には、前記統計データの特徴パラメータとして前記第2の特徴パラメータを選択することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the node device according to the first or second aspect, the feature parameter extraction unit (1) fits the statistical data of the traffic data to a Pareto cumulative distribution function, A first feature parameter is extracted as a feature parameter of the statistical data, and first correlation data indicating the strength of correlation between the statistical data and the Pareto cumulative distribution function is calculated, and (2) the traffic data A second feature parameter is extracted as a feature parameter of the statistical data by fitting the statistical data to the exponential cumulative distribution function, and a second correlation indicating the strength of the correlation between the statistical data and the exponential cumulative distribution function Data is calculated, (3) the first correlation data and the second correlation data are compared, and (4) the previous When the first correlation data indicates that the correlation is stronger than the second correlation data, the first feature parameter is selected as the feature parameter of the statistical data, and (5) the second correlation data is When the correlation is stronger than the first correlation data, the second feature parameter is selected as the feature parameter of the statistical data.

請求項5に記載の発明によれば、特徴パラメータ抽出手段は、トラヒックデータの統計データをパレート累積分布関数および指数累積分布関数の両方にフィッティングし、さらに、トラヒックデータの統計データとそれぞれの累積分布関数との間の相関データを算出する。そして、その相関データに基づき、相関が強い方の累積分布関数に対してフィッティングした特徴パラメータを選択する。従って、特徴パラメータ抽出手段は、トラヒックが輻輳しているか否かを判定しなくても、自動的に相関が強い方の累積分布関数が選択され、その累積分布関数に基づく特徴パラメータを取得することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the feature parameter extraction means fits the statistical data of the traffic data to both the Pareto cumulative distribution function and the exponential cumulative distribution function, and further, the statistical data of the traffic data and the respective cumulative distributions Calculate correlation data with the function. Then, based on the correlation data, a feature parameter fitted to the cumulative distribution function having the stronger correlation is selected. Therefore, the feature parameter extraction means automatically selects the cumulative distribution function having the stronger correlation without acquiring whether or not the traffic is congested, and acquires the feature parameter based on the cumulative distribution function. Can do.

請求項6に記載の発明は、請求項3ないし請求項5のいずれか1項に記載のノード装置において、前記特徴パラメータ抽出手段が前記フィッティングを最小2乗法によって行うことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the node device according to any one of the third to fifth aspects, the feature parameter extracting unit performs the fitting by a least square method.

請求項6に記載の発明によれば、特徴パラメータ抽出手段は、フィッティングを簡単な数値演算処理で行うことができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the feature parameter extracting means can perform the fitting by a simple numerical calculation process.

請求項7に記載の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のノード装置において、前記トラヒックデータ平滑化手段が算出した平滑化トラヒックデータが、1回もしくは所定の上限の閾値を所定の複数回連続して上回ったとき、または、所定の下限の閾値を1回もしくは所定の複数回連続して下回ったときに、前記通信パス制御手段が所定の通信パスの制御を行うことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the node device according to any one of the first to sixth aspects, the smoothed traffic data calculated by the traffic data smoothing means is once or a predetermined upper limit. The communication path control means controls the predetermined communication path when the threshold value is continuously exceeded a predetermined number of times, or when the predetermined lower limit threshold value is continuously decreased once or a predetermined number of times. It is characterized by that.

請求項7に記載の発明によれば、通信パス制御手段は、平滑化トラヒックデータが所定の上限または下限の閾値を上回ったまたは下回ったときに所定の通信パスの制御を行うので、バースト性が大きいトラヒックデータに対しても安定した通信パスの制御を行うことができる。また、所定の上限または下限の閾値を上回ったまたは下回った回数を、複数回連続とすることによって、通信パスの制御の安定性をさらに向上させることができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the communication path control means controls the predetermined communication path when the smoothed traffic data exceeds or falls below the predetermined upper limit or lower limit threshold. Stable communication path control can be performed even for large traffic data. Further, the stability of control of the communication path can be further improved by setting the number of times that exceeds or falls below the predetermined upper limit or lower limit threshold to be a plurality of times.

請求項8に記載の発明の通信ネットワークシステムは、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のノード装置を含んで構成されることを特徴とする。   A communication network system according to an eighth aspect of the invention includes the node device according to any one of the first to seventh aspects.

請求項8に記載の発明によれば、その通信ネットワークで用いられるノード装置においては、トラヒックのバースト性を平滑化しても、そのトラヒックデータを通信パスの制御にできるだけ迅速に反映することが可能なので、安定性があり、かつ、応答性能のよい通信パスの制御が行われる通信ネットワークを実現することができる。   According to the eighth aspect of the present invention, the node device used in the communication network can reflect the traffic data in the control of the communication path as quickly as possible even if the traffic burstiness is smoothed. Therefore, it is possible to realize a communication network that performs control of a communication path that is stable and has good response performance.

請求項1ないし請求項7に記載の発明によれば、トラヒックのバースト性を平滑化しても、そのトラヒックデータを通信パスの制御にできるだけ迅速に反映することが可能なノード装置を実現することができる。また、請求項8に記載の発明によれば、安定性があり、かつ、応答性能のよい通信パスの制御が行われる通信ネットワークを実現することができる。   According to the first to seventh aspects of the present invention, it is possible to realize a node device capable of reflecting traffic data as quickly as possible in communication path control even if the traffic burstiness is smoothed. it can. According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to realize a communication network that performs control of a communication path that is stable and has good response performance.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳しく説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係るノード装置の構成の例を示した図である。図1に示すように、ノード装置1は、有線または無線の複数の通信回線5が接続されるリンク接続部10と、そのリンク接続部10を制御することによって、通信回線5を介して通信される通信データの通信パスを制御する制御部20とによって構成される。具体的には、いわゆるルータなどがこのノード装置1に相当する。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a node device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the node device 1 is communicated via a communication line 5 by controlling the link connection unit 10 to which a plurality of wired or wireless communication lines 5 are connected and the link connection unit 10. And a control unit 20 that controls a communication path of communication data. Specifically, a so-called router or the like corresponds to the node device 1.

リンク接続部10は、入力リンクIF(Interface)11、リンクスイッチ12、出力リンクIF13などを含んで構成される。入力リンクIF11は、通信回線5から入力される信号を復調し、その通信データのパケットに含まれるパス情報などを抽出し、適宜、制御部20へ入力する。また、出力リンクIF13は、制御部20の指示に基づき、出力する通信データのパケットにパス情報などを、適宜、付加し、その通信データを変調して通信回線5へ出力する。また、リンクスイッチ12は、制御部20からの指示に従って、通信データのパケットごとに入力される通信回線5と出力される通信回線5との接続切り替えを行うスイッチ群である。   The link connection unit 10 includes an input link IF (Interface) 11, a link switch 12, an output link IF 13, and the like. The input link IF 11 demodulates the signal input from the communication line 5, extracts path information included in the packet of the communication data, and inputs it to the control unit 20 as appropriate. Further, the output link IF 13 appropriately adds path information or the like to the packet of communication data to be output based on an instruction from the control unit 20, modulates the communication data, and outputs it to the communication line 5. The link switch 12 is a switch group that switches connection between the communication line 5 that is input for each packet of communication data and the communication line 5 that is output in accordance with an instruction from the control unit 20.

制御部20は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、記憶装置などからなるいわゆるコンピュータによって構成され、トラヒックデータ収集部21、累積分布データ算出部22、特徴パラメータ抽出部23、移動平均パラメータ取得部24、移動平均算出部25、通信パス制御部26などの機能ブロックを備えている。これらの機能ブロックの機能は、CPUが記憶装置に記憶されたそれぞれの機能ブロックのためのプログラムを実行することによって実現される。また、制御部20は、その記憶部にトラヒックデータ蓄積部31、累積分布データ蓄積部32、移動平均パラメータ蓄積部33、通信パス情報蓄積部34などを含む。   The control unit 20 is configured by a so-called computer including a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and the like (not shown), a traffic data collection unit 21, a cumulative distribution data calculation unit 22, a feature parameter extraction unit 23, and a moving average parameter acquisition unit 24. And a functional block such as a moving average calculation unit 25 and a communication path control unit 26. The functions of these functional blocks are realized by the CPU executing programs for the respective functional blocks stored in the storage device. The control unit 20 includes a traffic data storage unit 31, a cumulative distribution data storage unit 32, a moving average parameter storage unit 33, a communication path information storage unit 34, and the like in its storage unit.

ここで、前記の記憶装置は、通常は、半導体のRAM(Random Access Memory)やフラッシュメモリなどによって構成されるが、必要に応じて、ハードディスク記憶装置などを併用して構成することもある。   Here, the storage device is normally configured by a semiconductor random access memory (RAM), a flash memory, or the like, but may be configured by using a hard disk storage device or the like as necessary.

なお、図1におけるトラヒックデータ収集部21は、請求項のトラヒックデータ収集手段に、累積分布データ算出部22および特徴パラメータ抽出部23は、請求項の特徴パラメータ抽出手段に、移動平均パラメータ取得部24は、請求項の平滑度パラメータ取得手段に、移動平均算出部25は、請求項のトラヒックデータ平滑化手段に、通信パス制御部26は、請求項の通信パス制御手段に、トラヒックデータ蓄積部31は、トラヒックデータ蓄積手段に、移動平均パラメータ蓄積部33は、平滑度パラメータ蓄積手段に、それぞれ、対応している。   The traffic data collection unit 21 in FIG. 1 is the traffic data collection unit in the claims, the cumulative distribution data calculation unit 22 and the feature parameter extraction unit 23 are the feature parameter extraction unit in the claims, and the moving average parameter acquisition unit 24. Are the smoothing parameter acquisition means of the claims, the moving average calculation unit 25 is the traffic data smoothing means of the claims, the communication path control unit 26 is the communication path control means of the claims, and the traffic data storage unit 31. Corresponds to the traffic data storage means, and the moving average parameter storage section 33 corresponds to the smoothness parameter storage means.

図2は、本発明の実施形態においてトラヒックデータを収集してそのトラヒックデータに基づき通信パスを制御するに到るまでの手順を示した図である。以下、図2の手順に従って、制御部20の各機能ブロックの詳細な機能について説明する。   FIG. 2 is a diagram showing a procedure from collecting traffic data to controlling a communication path based on the traffic data in the embodiment of the present invention. Hereinafter, detailed functions of the functional blocks of the control unit 20 will be described in accordance with the procedure of FIG.

(ステップS01)
まず、制御部20は、トラヒックデータ収集部21により、あらかじめ定められたモニタ周期の時間Tごとにその時間Tの間に入力リンクIF11に到来する通信データの量、つまり、トラヒックデータを、その通信データの通信パスごとに分けて収集し、収集したトラヒックデータをトラヒックデータ蓄積部31に蓄積する。
(Step S01)
First, the control unit 20, the traffic data collecting unit 21, the amount of communication data arriving at the input link IF11 during which time T M for each time T M of the monitor a predetermined cycle, that is, the traffic data, The communication data is collected separately for each communication path, and the collected traffic data is stored in the traffic data storage unit 31.

すなわち、以上のようにして収集されたトラヒックデータがトラヒックデータ蓄積部31に、通信パスごと、かつ、モニタ周期の時間Tで刻んだ時刻(例えば、1分刻みの時刻)ごとのデータとして蓄積される。このとき蓄積されるトラヒックデータは、単位時間あたりに通信されたデータの量、つまり、単位時間あたりのトラヒック量に換算した値であり、その単位は、例えば、bps(bit per second)などで表わされる。 That accumulation, the traffic data is traffic data storage unit 31 collected as described above, each communication path, and, as the data for each time chopped in a monitor interval time T M (e.g., in increments of 1 minute time) Is done. The traffic data accumulated at this time is the amount of data communicated per unit time, that is, a value converted into the traffic amount per unit time, and the unit is represented by, for example, bps (bit per second). It is.

(ステップS02)
次に、制御部20は、累積分布データ算出部22により、前記の所定の時間Tよりも充分に長い第2の所定の時間である分析単位時間T(例えば、1時間)ごとに、その分析単位時間Tの間にトラヒックデータ蓄積部31に蓄積されたトラヒックデータについて、累積分布データを算出し、算出した累積分布データを累積分布データ蓄積部32に蓄積する。
(Step S02)
Next, the control unit 20 uses the cumulative distribution data calculation unit 22 to analyze every analysis unit time T A (for example, 1 hour) that is a second predetermined time sufficiently longer than the predetermined time T M. for traffic data accumulated in the traffic data storage unit 31 during the analysis unit time T a, and calculates the cumulative distribution data, and accumulates the calculated cumulative distribution data on the cumulative distribution data storage unit 32.

図3は、本実施形態に係るトラヒックデータの累積分布データの例を示した図である。図3において、グラフの横軸は、トラヒックデータ、つまり、単位時間あたりのトラヒック量xを表し、グラフの縦軸は、そのトラヒック量xに対する累積分布データpを表している。ここで、トラヒック量xにおける累積分布データpとは、前記分析単位時間Tの間に収集され、蓄積されたトラヒックデータのうち、その値がトラヒック量x以下であるトラヒックデータの割合をいう。すなわち、累積分布データpは、トラヒック量xの累積確率密度であるということができる。なお、図3において、斜線入り丸印は、ステップS02で算出された累積分布データpをプロットした例を示したものである。 FIG. 3 is a diagram showing an example of cumulative distribution data of traffic data according to the present embodiment. In FIG. 3, the horizontal axis of the graph represents traffic data, that is, the traffic amount x per unit time, and the vertical axis of the graph represents cumulative distribution data p with respect to the traffic amount x. Here, the cumulative distribution data p in traffic volume x, the collected during the analysis unit time T A, among the accumulated traffic data, the value means the ratio of traffic data is less traffic x. That is, it can be said that the cumulative distribution data p is the cumulative probability density of the traffic amount x. In FIG. 3, the hatched circle indicates an example in which the cumulative distribution data p calculated in step S02 is plotted.

以上のように、制御部20は、ステップS02において、図3に示すようなグラフを表わすことが可能なトラヒック量xと累積分布データpとを対応させたテーブルのデータを作成し、そのテーブルのデータを累積分布データ蓄積部32に蓄積する。   As described above, in step S02, the control unit 20 creates table data in which the traffic amount x capable of representing the graph as shown in FIG. 3 and the cumulative distribution data p are associated with each other. Data is stored in the cumulative distribution data storage unit 32.

(ステップS03)
次に、制御部20は、特徴パラメータ抽出部23により、累積分布データ蓄積部32に蓄積された通信パスそれぞれについての累積分布データを分析し、その分析結果に基づき、通信パスそれぞれについて、その累積分布データの特徴パラメータαおよびγを算出する。以下、ステップS03における処理について詳しく説明する。
(Step S03)
Next, the control unit 20 analyzes the cumulative distribution data for each communication path accumulated in the cumulative distribution data accumulation unit 32 by the feature parameter extraction unit 23, and based on the analysis result, accumulates the communication path for each communication path. The feature parameters α and γ of the distribution data are calculated. Hereinafter, the process in step S03 will be described in detail.

一般に、インターネットなどの通信ネットワークにおいて、このようなトラヒックデータの累積分布のグラフは、トラヒックが輻輳している場合には、パレート累積分布関数に従い、トラヒックが輻輳していない場合には、指数累積分布関数に従うといわれている。ここで、パレート累積分布関数F(x)および指数累積分布関数G(x)は、それぞれ、次に示す式(1)および式(2)によって表わされる。
F(x)=1−(β/x)α (1)
G(x)=1−exp(−x/γ) (2)
In general, in a communication network such as the Internet, the graph of the cumulative distribution of such traffic data follows the Pareto cumulative distribution function when the traffic is congested, and the exponential cumulative distribution when the traffic is not congested. It is said to follow a function. Here, the Pareto cumulative distribution function F (x) and the exponential cumulative distribution function G (x) are represented by the following expressions (1) and (2), respectively.
F (x) = 1− (β / x) α (1)
G (x) = 1−exp (−x / γ) (2)

そこで、特徴パラメータ抽出部23により、これらの累積分布関数のパラメータα、β、γを、前記分析単位時間Tの間に累積分布データ蓄積部32に蓄積されたそれぞれの通信パスのトラヒックデータに適合するようにフィッティングする。そのパラメータα、β、γのフィッティングには、従来しばしば利用されている最小2乗法を利用する。すなわち、最小2乗法によって累積分布関数のパラメータα、β、γを算出する。 Therefore, the feature parameter extraction unit 23, the parameter α of the cumulative distribution function, beta, gamma, and the traffic data for each communication path that is accumulated in the cumulative distribution data storage unit 32 during the analyzing unit time T A Fit to fit. For fitting the parameters α, β, and γ, a least square method that is often used in the past is used. That is, the parameters α, β, and γ of the cumulative distribution function are calculated by the least square method.

図4は、図3のトラヒックデータの累積分布をパレート累積分布関数F(x)でフィッティングする様子を示した図である。図4において、斜線入り丸印は、ステップS02で算出された累積分布データをプロットしたものであり、実線は、パレート累積分布関数F(x)が表わす曲線を示したものである。制御部20は、パレート累積分布関数F(x)のパラメータα、βを、最小2乗法により、ステップS02で算出した累積分布データとパレート累積分布関数F(x)の値との差の2乗和が最小になるように決定する。すなわち、次に示す式(3)が最小になるようにパラメータα、βを決定する。
ΔF=Σ(p−F(x)) (3)
FIG. 4 is a diagram showing how the cumulative distribution of traffic data in FIG. 3 is fitted with the Pareto cumulative distribution function F (x). In FIG. 4, the hatched circles plot the cumulative distribution data calculated in step S02, and the solid line shows the curve represented by the Pareto cumulative distribution function F (x). The control unit 20 sets the parameters α and β of the Pareto cumulative distribution function F (x) to the square of the difference between the cumulative distribution data calculated in step S02 and the value of the Pareto cumulative distribution function F (x) by the least square method. Decide to minimize the sum. That is, the parameters α and β are determined so that the following expression (3) is minimized.
ΔF 2 = Σ (p i −F (x i )) 2 (3)

また、同様に、制御部20は、指数累積分布関数G(x)について、次に示す式(4)が最小になるようにパラメータγを決定する。
ΔG=Σ(p−G(x)) (4)
Similarly, the control unit 20 determines the parameter γ for the exponential cumulative distribution function G (x) so that the following expression (4) is minimized.
ΔG 2 = Σ (p i −G (x i )) 2 (4)

ここで、パレート累積分布関数F(x)のパラメータαおよびβは、それぞれ、シェイプパラメータ(Shape Parameter)およびスケールパラメータ(Scale Parameter)と呼ばれる。このうち、シェイプパラメータαは、トラヒックデータのバースト性との関係が強いので、ここでは、シェイプパラメータαを、パレート累積分布関数F(x)を特徴付ける特徴パラメータと定義する。同様に、指数累積分布関数G(x)のパラメータγを、指数累積分布関数G(x)の特徴パラメータと定義する。   Here, the parameters α and β of the Pareto cumulative distribution function F (x) are called a shape parameter and a scale parameter, respectively. Of these, the shape parameter α is strongly related to the burstiness of traffic data, and therefore, here, the shape parameter α is defined as a characteristic parameter characterizing the Pareto cumulative distribution function F (x). Similarly, a parameter γ of the exponential cumulative distribution function G (x) is defined as a characteristic parameter of the exponential cumulative distribution function G (x).

以上によって、制御部20は、パレート累積分布関数F(x)の特徴パラメータαと指数累積分布関数G(x)の特徴パラメータγとが算出されることになる。そこで、制御部20は、ステップS02で算出した累積分布データがパレート累積分布関数F(x)と指数累積分布関数G(x)とのどちらに相関が強いかを判定をする。そして、式(3)および式(4)によって算出されるΔFの最小値とΔGの最小値とを比較し、その値が小さい方の累積分布関数に相関が強いと判定する。 Thus, the control unit 20 calculates the characteristic parameter α of the Pareto cumulative distribution function F (x) and the characteristic parameter γ of the exponential cumulative distribution function G (x). Therefore, the control unit 20 determines whether the cumulative distribution data calculated in step S02 has a strong correlation with the Pareto cumulative distribution function F (x) or the exponential cumulative distribution function G (x). Then, the minimum value of ΔF 2 calculated by Expression (3) and Expression (4) is compared with the minimum value of ΔG 2 , and it is determined that the cumulative distribution function having the smaller value has a strong correlation.

(ステップS04)
次に、制御部20は、移動平均パラメータ取得部24により、移動平均パラメータ蓄積部33を参照して、特徴パラメータαまたはγに適合した移動平均パラメータkを取得する。以下、ステップS04における処理に関し、ここでは、特徴パラメータがパレート累積分布関数F(x)のシェイプパラメータαである場合について詳しく説明する。なお、移動平均パラメータkは、請求項の平滑度パラメータに対応する。
(Step S04)
Next, the control unit 20 refers to the moving average parameter storage unit 33 by the moving average parameter acquisition unit 24 and acquires the moving average parameter k that matches the feature parameter α or γ. Hereinafter, regarding the process in step S04, the case where the characteristic parameter is the shape parameter α of the Pareto cumulative distribution function F (x) will be described in detail. The moving average parameter k corresponds to the smoothness parameter in the claims.

パレート累積分布関数F(x)のシェイプパラメータαは、通常、1<α<2を満たす値をとるが、バースト性が大きく不安定なトラヒックであるほど、シェイプパラメータαが小さくなり、バースト性が小さく安定したトラヒックであるほど、シェイプパラメータαが大きくなることが知られている。すなわち、本実施形態では、シェイプパラメータαをバースト性の大小を示すパラメータとして利用する。   The shape parameter α of the Pareto cumulative distribution function F (x) usually takes a value satisfying 1 <α <2. However, the more the burstiness and the unstable traffic, the smaller the shape parameter α and the burstiness. It is known that the smaller and more stable traffic, the larger the shape parameter α. That is, in the present embodiment, the shape parameter α is used as a parameter indicating the magnitude of the burst property.

一方、詳細は後記するが、本実施形態においては、通信パス制御部26が通信パスを制御する場合には、トラヒックデータ収集部21によって収集されたトラヒックデータをそのまま使用せず、それ以前に収集されたトラヒックデータとの移動平均をとった移動平均値を使用する。すなわち、トラヒックデータ収集部21がn回目の時点で収集したトラヒックデータXに対するトラヒックデータの移動平均値Rは、次の式(5)によって算出される。
=k*X+(1−k)*Rn−1 (5)
ここで、kは、移動平均パラメータとよばれ、0<k≦1を満たす数値である。この式(5)によれば、トラヒックデータの移動平均値Rは、kが小さいほど、バースト性が抑制されたものとなる。
On the other hand, although details will be described later, in the present embodiment, when the communication path control unit 26 controls the communication path, the traffic data collected by the traffic data collection unit 21 is not used as it is, but collected before that. A moving average value obtained by taking a moving average with the traffic data thus obtained is used. That is, the moving average value R n of the traffic data for the traffic data X n collected by the traffic data collection unit 21 at the n-th time is calculated by the following equation (5).
R n = k * X n + (1-k) * R n-1 (5)
Here, k is a moving average parameter, and is a numerical value satisfying 0 <k ≦ 1. According to this equation (5), the moving average value R n of the traffic data is such that the burst property is suppressed as k is smaller.

そこで、本実施形態においては、ステップS03で算出した特徴パラメータα(すなわち、シェイプパラメータα)で表わされるトラヒックデータのバースト性の程度に応じて、適切な移動平均パラメータkを決定する。ただし、シェイプパラメータαと適切な移動平均パラメータkとの間には、具体的に知られた関係式などが存在しないので、ここでは、その関係を実験的に求めたものを使用する。なお、適切な移動平均パラメータkとは、バースト性の大きいトラヒックデータに対しては、適切な平滑化が可能であり、また、バースト性の小さいトラヒックデータに対しては、制御の時間遅れを最小にする、つまり、制御の応答性能を向上させることが可能な移動平均パラメータkをいう。   Therefore, in this embodiment, an appropriate moving average parameter k is determined according to the degree of burstiness of the traffic data represented by the characteristic parameter α (that is, the shape parameter α) calculated in step S03. However, since there is no specifically known relational expression between the shape parameter α and the appropriate moving average parameter k, the experimentally obtained relation is used here. Note that the appropriate moving average parameter k means that appropriate smoothing is possible for traffic data with a large burstiness, and the time delay of control is minimized for traffic data with a low burstiness. That is, the moving average parameter k that can improve the response performance of the control.

図5は、パレート累積分布関数F(x)のシェイプパラメータαに対し、実験的に取得した適切な移動平均パラメータkのプロファイルを示した図である。図5のグラフにおいて、横軸は、シェイプパラメータαを表わし、縦軸は、移動平均パラメータkを表わす。そして、その下限値と上限値との間に挟まれた網掛け表示部分の領域が、移動平均算出に適用可能な移動平均パラメータkであることを示している。   FIG. 5 is a diagram showing a profile of an appropriate moving average parameter k obtained experimentally with respect to the shape parameter α of the Pareto cumulative distribution function F (x). In the graph of FIG. 5, the horizontal axis represents the shape parameter α, and the vertical axis represents the moving average parameter k. The area of the shaded display portion sandwiched between the lower limit value and the upper limit value indicates that the moving average parameter k is applicable to the moving average calculation.

この図5に示した適切な移動平均パラメータkのプロファイルは、あらかじめ実験的に構成した通信ネットワークに種々のシェイプパラメータαに対応するトラヒックを流す実験を行い、さらに、種々の移動平均パラメータkに対する移動平均データを求めることによって、その移動平均データの平滑性と応答性能とを評価し、適切な移動平均パラメータkの範囲を定めたものである。   The appropriate profile of the moving average parameter k shown in FIG. 5 is obtained by conducting an experiment in which traffic corresponding to various shape parameters α is passed through a communication network that has been experimentally configured in advance, and further moving for various moving average parameters k. By obtaining average data, the smoothness and response performance of the moving average data are evaluated, and an appropriate range of the moving average parameter k is determined.

図5に示されている移動平均パラメータkのプロファイルによれば、シェイプパラメータαが小さい場合には、トラヒックデータのバースト性が大きいので、移動平均パラメータkは、小さい値のほうがトラヒックデータの移動平均算出に適切な値となる。この場合には、トラヒックデータの移動平均算出において、トラヒックデータ取得現在時点でのトラヒックデータがそれ以前に取得されたトラヒックデータよりも小さく評価されるので、バースト性が大きいトラヒックデータであっても適切に平滑化される。   According to the profile of the moving average parameter k shown in FIG. 5, when the shape parameter α is small, the traffic data has a large burstiness. Therefore, the moving average parameter k has a smaller value as the moving average of the traffic data. It is an appropriate value for calculation. In this case, in the moving average calculation of the traffic data, the traffic data at the current traffic data acquisition time is evaluated smaller than the traffic data acquired before that, so even traffic data having a large burstiness is appropriate. To be smoothed.

また、シェイプパラメータαが大きい場合には、トラヒックデータのバースト性が小さいので、移動平均パラメータkは、大きい値のほうがトラヒックデータの移動平均算出に適切な値となる。この場合には、トラヒックデータの移動平均算出において、取得現在時点でのトラヒックデータがそれ以前のトラヒックデータよりも大きく評価されるので、制御の応答性能が向上する。   In addition, when the shape parameter α is large, the burstiness of the traffic data is small. Therefore, a larger value of the moving average parameter k is a more appropriate value for calculating the moving average of the traffic data. In this case, in the moving average calculation of the traffic data, the traffic data at the acquisition current time point is evaluated to be larger than the traffic data before that, so that the control response performance is improved.

なお、図5において、上限値を超えた移動平均パラメータkを移動平均に適用すると、トラヒックのバースト性が充分に平滑化されないので、トラヒックのバースト性に過敏に応答する通信パスの制御が行われる可能性がある。また、下限値を下回った移動平均パラメータkを移動平均に適用すると、平滑化が過度に行われて、トラヒックの増減に応答不能な通信パスの制御が行われる可能性がある。   In FIG. 5, when the moving average parameter k exceeding the upper limit value is applied to the moving average, the traffic burstiness is not sufficiently smoothed, so that the communication path that responds to the traffic burstiness is controlled. there is a possibility. Further, when the moving average parameter k that is lower than the lower limit value is applied to the moving average, smoothing is excessively performed, and there is a possibility that control of a communication path that cannot respond to increase / decrease in traffic may be performed.

以上のようにして実験によって求められた移動平均パラメータkのプロファイルのデータは、あらかじめ、制御部20の移動平均パラメータ蓄積部33に蓄積される。そこで、制御部20は、ステップS03でシェイプパラメータαが算出されると、その算出されたシェイプパラメータαに基づき、移動平均パラメータ蓄積部33を参照して、そのシェイプパラメータαに適合する移動平均パラメータkを取得する。   The profile data of the moving average parameter k obtained by experiments as described above is stored in advance in the moving average parameter storage unit 33 of the control unit 20. Therefore, when the shape parameter α is calculated in step S03, the control unit 20 refers to the moving average parameter accumulating unit 33 based on the calculated shape parameter α, and the moving average parameter suitable for the shape parameter α. Get k.

図6は、本実施形態において、シェイプパラメータαに基づき移動平均パラメータ蓄積部を参照して、そのシェイプパラメータαに適合する移動平均パラメータkを取得する様子を示した図である。移動平均パラメータ蓄積部33には、シェイプパラメータαの値に対応させて、適切な移動平均パラメータkの範囲が上限値および下限値のデータとして蓄積されているので、制御部20は、ステップS03で算出したシェイプパラメータαに応じて移動平均パラメータkの上限値および下限値を取得する。このとき、移動平均パラメータ蓄積部33に蓄積されているシェイプパラメータαおよびそれに対応する移動平均パラメータkの上限値および下限値が存在しない場合には、例えば、その前後のデータを用いて直線補間することによって求める。図6の例で、α=1.37に対する移動平均パラメータkを求めると、その上限値は、0.67であり、下限値は、0.3である。従って、0.3<k<0.67を満たすkが適切な移動平均パラメータとなる。   FIG. 6 is a diagram showing how the moving average parameter k matching the shape parameter α is acquired by referring to the moving average parameter accumulating unit based on the shape parameter α in the present embodiment. Since the appropriate moving average parameter k range is stored as the upper limit value and lower limit value data in the moving average parameter storage unit 33 in association with the value of the shape parameter α, the control unit 20 determines in step S03. The upper limit value and the lower limit value of the moving average parameter k are acquired according to the calculated shape parameter α. At this time, when there is no upper limit value and lower limit value of the shape parameter α and the moving average parameter k corresponding to the shape parameter α stored in the moving average parameter storage unit 33, for example, linear interpolation is performed using data before and after that. Ask by. In the example of FIG. 6, when the moving average parameter k for α = 1.37 is obtained, the upper limit value is 0.67 and the lower limit value is 0.3. Therefore, k satisfying 0.3 <k <0.67 is an appropriate moving average parameter.

制御部20は、以上のようにして適切な移動平均パラメータkの上限値および下限値を求めると、その上限値と下限値の間に含まれるkのうちできるだけ大きい値、通常は、その上限値を実際に移動平均に適用する移動平均パラメータkとして選択する。なお、ここで、できるだけ大きい移動平均パラメータkを選択するのは、移動平均パラメータkが大きいほどそれを用いた制御の応答性能がよいからである。   When the control unit 20 obtains the upper limit value and the lower limit value of the appropriate moving average parameter k as described above, it is as large as possible out of k included between the upper limit value and the lower limit value, usually the upper limit value. Is selected as a moving average parameter k that is actually applied to the moving average. Here, the reason why the moving average parameter k as large as possible is selected is that the larger the moving average parameter k is, the better the response performance of the control using it.

なお、以上においては、パレート累積分布関数F(x)のシェイプパラメータαについて移動平均パラメータkのプロファイル情報を移動平均パラメータ蓄積部33に蓄積しておくことによって、シェイプパラメータαから適切な移動平均パラメータkを取得する手順について説明した。この手順は、指数累積分布関数G(x)の特徴パラメータγと移動平均パラメータkとの間の関係についても同様に適用することができる。すなわち、あらかじめ実験的に特徴パラメータγに対する移動平均パラメータkのプロファイル情報を取得し、その情報を移動平均パラメータ蓄積部33に蓄積しておけば、制御部20は、ステップS03で算出した特徴パラメータγに基づき移動平均パラメータ蓄積部33を参照することにより、その特徴パラメータγに適合した適切な移動平均パラメータkを取得することができる。   In the above description, the profile information of the moving average parameter k for the shape parameter α of the Pareto cumulative distribution function F (x) is accumulated in the moving average parameter accumulating unit 33, so that an appropriate moving average parameter is obtained from the shape parameter α. The procedure for obtaining k has been described. This procedure can be similarly applied to the relationship between the characteristic parameter γ of the exponential cumulative distribution function G (x) and the moving average parameter k. That is, if the profile information of the moving average parameter k with respect to the characteristic parameter γ is experimentally acquired in advance and the information is accumulated in the moving average parameter accumulating unit 33, the control unit 20 calculates the characteristic parameter γ calculated in step S03. By referring to the moving average parameter accumulating unit 33 based on the above, an appropriate moving average parameter k suitable for the feature parameter γ can be acquired.

(ステップS05)
次に、制御部20は、移動平均算出部25により、ステップS04で算出した移動平均パラメータkを用いてトラヒックデータの移動平均値を算出する。その移動平均値は、前記した式(5)に従って算出される。なお、トラヒックデータの移動平均をとるということは、トラヒックデータを平滑化するということであり、従って、移動平均算出部25は、請求項のローパスフィルタに相当する。
(Step S05)
Next, the control unit 20 uses the moving average calculation unit 25 to calculate the moving average value of the traffic data using the moving average parameter k calculated in step S04. The moving average value is calculated according to the equation (5) described above. Note that taking the moving average of the traffic data means smoothing the traffic data, and therefore the moving average calculating unit 25 corresponds to a low-pass filter in the claims.

(ステップS06)
次に、制御部20は、通信パス制御部26により、ステップS05で算出したトラヒックデータの移動平均値に応じて通信パスを制御する。以下、その通信パスの制御について説明する。
(Step S06)
Next, the control unit 20 controls the communication path by the communication path control unit 26 according to the moving average value of the traffic data calculated in step S05. Hereinafter, control of the communication path will be described.

ステップS05までの過程で算出されたトラヒックデータの移動平均値は、様々な形態の通信パスの制御に適用可能である。ここでは、その1つの例として、トラヒックデータの移動平均値をL1(Layer 1)パスとパケットレイヤのパスで構成された階層構造の通信ネットワークにおける通信パスの制御に適用する。この場合、この通信ネットワークにおけるL1パスは波長パス、パケットレイヤのパスはMPLSパスであるとする。   The moving average value of traffic data calculated in the process up to step S05 is applicable to control of various forms of communication paths. Here, as one example, the moving average value of traffic data is applied to control of a communication path in a hierarchical communication network composed of an L1 (Layer 1) path and a packet layer path. In this case, it is assumed that the L1 path in this communication network is a wavelength path, and the packet layer path is an MPLS path.

以上のような通信ネットワークにおける通信パスの制御の例として、トラヒック量の増減によって通信パスを新設したり、削除したりする制御がある。通常、1つの波長パスの中には複数のMPLSパスが収容されているが、その波長パスに収容可能な最大のトラヒック量は、物理的な限界量としてあらかじめ決まっている。   As an example of communication path control in the communication network as described above, there is control for newly establishing or deleting a communication path by increasing or decreasing the traffic volume. Normally, a plurality of MPLS paths are accommodated in one wavelength path, but the maximum amount of traffic that can be accommodated in the wavelength path is determined in advance as a physical limit amount.

そこで、制御部20は、波長パスに収容可能なトラヒック量の上限の閾値を、例えば、物理的な限界量の50%などと設定しておく。制御部20は、ステップS05までの処理によって、MPLSパスそれぞれについてのトラヒック量をその移動平均値として取得することができる。そこで、制御部20は、波長パスごとに、その波長パスに収容されているMPLSパスのトラヒック量の総和を算出する。そして、そのトラヒック量の総和があらかじめ設定されている閾値を超えて増加した場合には、そのMPLSパスの一部を他の波長パスへ移し替える。   Therefore, the control unit 20 sets the upper limit threshold of the traffic amount that can be accommodated in the wavelength path, for example, 50% of the physical limit amount. The control unit 20 can acquire the traffic amount for each MPLS path as the moving average value by the processing up to step S05. Therefore, the control unit 20 calculates, for each wavelength path, the total traffic amount of the MPLS path accommodated in the wavelength path. When the total traffic volume increases beyond a preset threshold value, a part of the MPLS path is transferred to another wavelength path.

同様に、制御部20は、波長パスに収容するトラヒック量の下限の閾値を、例えば、前記の物理的な限界量の10%などと設定しておく。そして、ある波長パスに収容されているMPLSパスのトラヒック量の総和がその下限の閾値を下回った場合には、それだけのトラヒック量で1つの波長パスを占有するのでは無駄があるので、制御部20は、その波長パスに収容されているMPLSパスを他の波長パスへ移し替える。そして、空になった波長パスを削除する。   Similarly, the control unit 20 sets a lower limit threshold of the traffic amount accommodated in the wavelength path, for example, 10% of the physical limit amount. If the total traffic amount of the MPLS paths accommodated in a certain wavelength path is below the lower threshold, it is useless to occupy one wavelength path with that much traffic amount. 20 transfers the MPLS path accommodated in the wavelength path to another wavelength path. Then, the empty wavelength path is deleted.

以上のような通信パスの制御を行うことによって、通信ネットワーク全体としての通信効率などを向上させることができる。また、本実施形態においては、バースト性の大きさ程度を考慮したトラヒック量の移動平均値に基づいて、その通信パスの制御を行うので、バースト性のあるトラヒックデータを適切に平滑化することができるようになるとともに、制御の応答性能を向上させることができる。   By controlling the communication path as described above, it is possible to improve the communication efficiency of the entire communication network. In the present embodiment, since the communication path is controlled based on the moving average value of the traffic amount considering the degree of burstiness, the traffic data with burstiness can be appropriately smoothed. As a result, control response performance can be improved.

以上に説明した実施形態は、その一部を様々に変形することが可能である。   A part of the embodiment described above can be variously modified.

(実施形態の変形例1)
まず、以上に説明した実施形態においては、トラヒックデータを平滑化するのにローパスフィルタの1つである移動平均処理を用いたが、移動平均処理に代えて他のディジタル信号処理(アナログ信号処理でもよい)に基づくローパスフィルタを利用してもよい。この場合、移動平均パラメータkには、ローパスフィルタの時定数の逆数を対応させる。従って、この場合には、あらかじめ、パレート累積分布関数F(x)または指数累積分布関数G(x)の特徴パラメータαまたはγに対するローパスフィルタの時定数のプロファイル情報を準備しておき、トラヒックデータのバースト性の大きさに応じて定められる時定数を有するローパスフィルタによって、トラヒックデータを平滑化することになる。
(Modification 1 of embodiment)
First, in the embodiment described above, the moving average process, which is one of the low-pass filters, is used to smooth the traffic data. However, instead of the moving average process, other digital signal processing (analog signal processing is also used). May be used. In this case, the moving average parameter k is associated with the reciprocal of the time constant of the low-pass filter. Therefore, in this case, profile information of the low-pass filter time constant for the characteristic parameter α or γ of the Pareto cumulative distribution function F (x) or the exponential cumulative distribution function G (x) is prepared in advance, and the traffic data Traffic data is smoothed by a low-pass filter having a time constant determined according to the magnitude of burstiness.

(実施形態の変形例2)
以上に説明した実施形態においては、トラヒックデータのモニタ周期の時間T(例えば、1分)よりも充分に長い分析単位時間T(例えば、1時間)ごとに、累積分布データを算出(ステップS02)以降の処理を実行するとしているが、累積分布データの算出をモニタ周期の時間Tごと、または、分析単位時間Tよりも短い時間ごとに、それらの処理を実行するようにしてもよい。この場合には、パレート累積分布関数F(x)または指数累積分布関数G(x)の特徴パラメータαまたはγが分析単位時間Tよりも短い時間で算出されるので、トラヒックデータのバースト性の変化をより速く通信パスの制御に反映することができるようになる。
(Modification 2 of embodiment)
In the embodiment described above, the cumulative distribution data is calculated for each analysis unit time T A (for example, 1 hour) sufficiently longer than the time T M (for example, 1 minute) of the monitoring period of the traffic data (step S02) and subsequent processes are executed, but the calculation of the cumulative distribution data may be executed at every monitoring period time T M or every time shorter than the analysis unit time T A. Good. In this case, since the feature parameter α or γ Pareto cumulative distribution function F (x) or exponential cumulative distribution function G (x) is calculated in a shorter time than the analysis unit time T A, the traffic data burst Changes can be reflected in communication path control more quickly.

(実施形態の変形例3)
以上に説明した実施形態においては、通信パスの制御は、トラヒックデータの移動平均値が上限の閾値または下限の閾値を1回上回るまたは下回るたびに行うとしているが、複数回連続して上回るまたは下回ったときに通信パスの制御をするようにしてもよい。こうすることによって、制御の応答性能は低下するが、トラヒックのバースト性の程度そのものが短い周期で変動するような場合にも、安定した通信パスの制御を行うことができる。特に、前記の変形例2の実施形態においては、短い周期でトラヒックデータの移動平均値が算出されるので、安定した通信パスの制御を行う効果の意義は大きいと考えられる。
(Modification 3 of embodiment)
In the embodiment described above, the control of the communication path is performed every time the moving average value of traffic data exceeds or falls below the upper limit threshold or the lower limit threshold once. The communication path may be controlled at this time. By doing so, the response performance of the control is reduced, but stable communication path control can be performed even when the degree of traffic burst itself fluctuates in a short cycle. In particular, in the embodiment of the modified example 2, the moving average value of traffic data is calculated in a short cycle, so that the effect of performing stable communication path control is considered to be significant.

なお、このとき、トラヒックデータの移動平均値が何回(1回または指定する複数回)上限または下限の閾値を上回るまたは下回ったときに通信パスの制御を行うかについては、通信ネットワークの管理者またはオペレータが適宜設定できるものとしてもよい。   At this time, the communication network administrator determines how many times the moving average value of traffic data (one time or a plurality of designated times) exceeds or falls below the upper or lower threshold. Or it is good also as what an operator can set suitably.

本発明の実施形態に係るノード装置の構成の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the structure of the node apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態においてトラヒックデータを収集してそのトラヒックデータに基づき通信パスを制御するに到るまでの手順を示した図である。It is the figure which showed the procedure until it arrives at the embodiment of this invention until traffic data is collected and a communication path is controlled based on the traffic data. 本発明の実施形態に係るトラヒックデータの累積分布データの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the cumulative distribution data of the traffic data which concern on embodiment of this invention. 図3のトラヒックデータの累積分布をパレート累積分布関数F(x)でフィッティングする様子を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of fitting the cumulative distribution of traffic data in FIG. 3 with a Pareto cumulative distribution function F (x). パレート累積分布関数F(x)のシェイプパラメータαに対し、実験的に取得した適切な移動平均パラメータkのプロファイルを示した図である。It is the figure which showed the profile of the suitable moving average parameter k acquired experimentally with respect to the shape parameter (alpha) of the Pareto cumulative distribution function F (x). 本発明の実施形態において、シェイプパラメータαに基づき移動平均パラメータ蓄積部を参照して、そのシェイプパラメータαに適合する移動平均パラメータkを取得する様子を示した図である。In the embodiment of the present invention, referring to the moving average parameter accumulating unit based on the shape parameter α, it is a diagram showing how to obtain a moving average parameter k that matches the shape parameter α.

符号の説明Explanation of symbols

1 ノード装置
5 通信回線
10 リンク接続部
11 入力リンクIF
12 リンクスイッチ
13 出力リンクIF
20 制御部
21 トラヒックデータ収集部(トラヒックデータ収集手段)
22 累積分布データ算出部(特徴パラメータ抽出手段)
23 特徴パラメータ抽出部(特徴パラメータ抽出手段)
24 移動平均パラメータ取得部(平滑度パラメータ取得手段)
25 移動平均算出部(トラヒックデータ平滑化手段)
26 通信パス制御部(通信パス制御手段)
31 トラヒックデータ蓄積部(トラヒックデータ蓄積手段)
32 累積分布データ蓄積部
33 移動平均パラメータ蓄積部(平滑度パラメータ蓄積手段)
34 通信パス情報蓄積部
1 Node device 5 Communication line 10 Link connection 11 Input link IF
12 Link switch 13 Output link IF
20 control unit 21 traffic data collecting unit (traffic data collecting means)
22 Cumulative distribution data calculation unit (feature parameter extraction means)
23 feature parameter extraction unit (feature parameter extraction means)
24 Moving average parameter acquisition unit (smoothness parameter acquisition means)
25 Moving average calculator (traffic data smoothing means)
26 Communication path control unit (communication path control means)
31 Traffic data storage unit (Traffic data storage means)
32 Cumulative distribution data storage unit 33 Moving average parameter storage unit (smoothness parameter storage means)
34 Communication path information storage unit

Claims (8)

通信ネットワークを構成する通信回線に接続され、その通信回線を介して通信される通信データの通信パスを制御するノード装置であって、
前記通信される通信データに設定された通信パスそれぞれについて、所定の時間ごとにその通信データのトラヒックデータを収集するトラヒックデータ収集手段と、
前記収集したトラヒックデータを蓄積するトラヒックデータ蓄積手段と、
前記所定の時間より充分に長い時間に対して前記トラヒックデータ蓄積手段に蓄積されたトラヒックデータについて、そのトラヒックデータの統計データを求め、その統計データの特徴を表わす特徴パラメータを抽出する特徴パラメータ抽出手段と、
前記トラヒックデータのバースト性を適切に平滑化するローパスフィルタの平滑度パラメータの値を、前記特徴パラメータの値に対応させて蓄積した平滑度パラメータ蓄積手段と、
前記抽出した特徴パラメータの値に基づき前記平滑度パラメータ蓄積手段を参照し、前記平滑化に適したローパスフィルタの平滑度パラメータの値を取得する平滑度パラメータ取得手段と、
前記取得した平滑度パラメータの値をもつローパスフィルタを構成し、そのローパスフィルタによって前記収集したトラヒックデータを平滑化し、平滑化トラヒックデータを算出するトラヒックデータ平滑化手段と、
前記算出した平滑化トラヒックデータに基づき、前記通信ネットワークにおける通信パスを制御する通信パス制御手段と
を備えたことを特徴とするノード装置。
A node device connected to a communication line constituting a communication network and controlling a communication path of communication data communicated via the communication line,
For each communication path set in the communication data to be communicated, traffic data collection means for collecting traffic data of the communication data at predetermined time intervals;
Traffic data storage means for storing the collected traffic data;
Feature parameter extraction means for obtaining statistical data of traffic data for the traffic data stored in the traffic data storage means for a time sufficiently longer than the predetermined time, and extracting characteristic parameters representing the characteristics of the statistical data When,
Smoothness parameter accumulating means for accumulating a smoothness parameter value of a low-pass filter that appropriately smoothes the burstiness of the traffic data in correspondence with the value of the feature parameter;
Smoothness parameter acquisition means for referring to the smoothness parameter storage means based on the extracted feature parameter value and acquiring a smoothness parameter value of a low-pass filter suitable for the smoothing;
Configuring a low-pass filter having the value of the obtained smoothness parameter, smoothing the collected traffic data by the low-pass filter, and calculating traffic data smoothing traffic data;
A node device comprising: communication path control means for controlling a communication path in the communication network based on the calculated smoothed traffic data.
前記収集したトラヒックデータを移動平均する移動平均手段によって、前記ローパスフィルタを構成したこと
を特徴とする請求項1に記載のノード装置。
The node apparatus according to claim 1, wherein the low-pass filter is configured by moving average means for moving average of the collected traffic data.
前記特徴パラメータ抽出手段は、
前記トラヒックデータの統計データをパレート累積分布関数にフィッティングすることによって、前記特徴パラメータを抽出すること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のノード装置。
The feature parameter extraction means includes
The node device according to claim 1, wherein the feature parameter is extracted by fitting statistical data of the traffic data to a Pareto cumulative distribution function.
前記特徴パラメータ抽出手段は、
前記トラヒックデータの統計データを指数累積分布関数にフィッティングすることによって、前記特徴パラメータを抽出すること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のノード装置。
The feature parameter extraction means includes
The node device according to claim 1, wherein the feature parameter is extracted by fitting statistical data of the traffic data to an exponential cumulative distribution function.
前記特徴パラメータ抽出手段は、
前記トラヒックデータの統計データをパレート累積分布関数にフィッティングすることにより前記統計データの特徴パラメータとして第1の特徴パラメータを抽出するとともに、前記統計データと前記パレート累積分布関数との相関の強さを示す第1の相関データを算出し、
前記トラヒックデータの統計データを指数累積分布関数にフィッティングすることにより前記統計データの特徴パラメータとして第2の特徴パラメータを抽出するとともに、前記統計データと前記指数累積分布関数との相関の強さを示す第2の相関データを算出し、
前記第1の相関データと第2の相関データとを比較し、
前記第1の相関データが第2の相関データよりも相関が強いことを示す場合には、前記統計データの特徴パラメータとして前記第1の特徴パラメータを選択し、
前記第2の相関データが第1の相関データよりも相関が強いことを示す場合には、前記統計データの特徴パラメータとして前記第2の特徴パラメータを選択すること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のノード装置。
The feature parameter extraction means includes
A first feature parameter is extracted as a feature parameter of the statistical data by fitting the statistical data of the traffic data to the Pareto cumulative distribution function, and indicates the strength of the correlation between the statistical data and the Pareto cumulative distribution function Calculating first correlation data;
A second feature parameter is extracted as a feature parameter of the statistical data by fitting the statistical data of the traffic data to an exponential cumulative distribution function, and indicates the strength of correlation between the statistical data and the exponential cumulative distribution function Calculating second correlation data;
Comparing the first correlation data and the second correlation data;
When the first correlation data indicates that the correlation is stronger than the second correlation data, the first feature parameter is selected as a feature parameter of the statistical data;
The second feature parameter is selected as the feature parameter of the statistical data when the second correlation data indicates that the correlation is stronger than that of the first correlation data. Item 3. The node device according to Item 2.
前記特徴パラメータ抽出手段は、
前記フィッティングを、最小2乗法によって行うこと
を特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれか1項に記載のノード装置。
The feature parameter extraction means includes
The node device according to claim 3, wherein the fitting is performed by a least square method.
前記通信パス制御手段は、
前記トラヒックデータ平滑化手段が算出した平滑化トラヒックデータが、所定の上限の閾値を1回もしくは所定の複数回連続して上回ったとき、または、所定の下限の閾値を1回もしくは所定の複数回連続して下回ったときに、所定の通信パスの制御を行うこと
を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のノード装置。
The communication path control means includes
When the smoothed traffic data calculated by the traffic data smoothing means exceeds a predetermined upper limit threshold value once or a predetermined plural times continuously, or once or exceeds a predetermined lower limit threshold value The node device according to any one of claims 1 to 6, wherein a predetermined communication path is controlled when continuously falling.
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のノード装置を含んで構成されること
を特徴とする通信ネットワークシステム。
A communication network system comprising the node device according to any one of claims 1 to 7.
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