JP2010199886A - 故障影響度評価装置、故障影響度評価方法およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】行列計算により故障後のリンク単位トラヒック量を計算するときの計算時間を短縮する。
【解決手段】故障影響度評価装置１０は、故障箇所の指定を受け付けると、この故障発生による経路変更フロー（故障影響フロー）を抽出する。そして、この故障発生前後におけるルーチング行列を比較することで、各フローの経路がどのように変化したかを０（変更なし），１（故障発生後、新たに利用されるようになった），−１（故障発生後、利用しなくなった）で示した経路変更フロー行列を作成する。そして、この経路変更フロー行列と、故障影響フローの交流トラヒック量とを積算して、故障によるリンク単位トラヒック量の差分を計算する。そして、この差分の計算結果と、正常時（故障発生前）のリンク単位トラヒック量との和により、故障後のリンク単位トラヒック量を求める。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＩＰ（Internet Protocol）網等のパケット交換網におけるルーチング設計技術に関する。

ネットワーク内の機器の故障発生によりサービスが停止するのを防ぐため故障箇所を速やかに特定する技術が提案されている（特許文献１参照）。ここで、ネットワーク事業者は、このような故障発生に対する影響を事前に把握し、その故障発生時の迂回経路に対し、事前に帯域を増強しておき、安全かつ信頼性の高いサービスを提供することも非常に重要である。

ここで、ネットワークのトポロジ情報と、そのネットワーク内の交流トラヒック情報（ネットワーク内のノード間を流れるフローのトラヒック量を示した情報）とが与えられている場合、これらの情報をもとに、故障発生時における各リンクのトラヒック量を計算し、帯域の増強が必要なリンクを特定する技術が提案されている。

図８は、比較例となる故障影響度評価装置の処理手順を示したフローチャートである。図９（ａ）（ｂ）は、トポロジを例示した図である。図８に示すように、故障影響度評価装置は、トポロジ情報と、交流トラヒック情報との入力を受け付け、ネットワーク内における故障箇所の指定を受け付けると（Ｓ１）、この故障箇所を迂回するすべての迂回経路を計算する（Ｓ２）。ここで計算する迂回経路は、ダイクストラ法により、その迂回経路のリンクのリンクコストの総和が最小になる経路とする。例えば、図９（ａ）に示すような入力トポロジに対し、ノードＮ１，Ｎ３間のリンクが故障箇所として指定された場合、まず、故障影響度評価装置は、図９（ｂ）に示すノードＮ１，Ｎ３間のリンクを削除したトポロジを作成し、そのトポロジにおいてリンクのリンクコストの総和が最小になる経路を計算する。そして、故障影響度評価装置は、入力された交流トラヒック情報と、計算した迂回経路の経路情報とを用いて故障後のリンク単位トラヒック量を計算し（Ｓ３）、この計算した故障後のリンク単位トラヒック量を出力する（Ｓ４）。

故障影響度評価装置は、このような処理を、故障箇所ごとに繰り返すことで、各故障箇所に故障が発生した場合のネットワーク内のリンク単位トラヒック量を計算することができる。例えば、図９（ａ）に示すような入力トポロジに対し、すべての故障箇所の故障影響度を考えるのであれば、故障影響度評価装置が、ノード４箇所、リンク５箇所の合計９箇所について前記した処理を実行すればよい。そして、故障影響度評価装置は、この計算したリンク単位トラヒック量の、当該リンクの最大利用可能帯域に対する割合（リンク容量）を求め、その値が所定の閾値を超えるリンクを帯域の増強が必要なリンクとして特定する。

ここで、図８のＳ３におけるリンク単位トラヒック量の計算方法を、図１０を用いて詳細に説明する。図１０は、比較例となる故障影響度評価装置の計算方法を概念的に説明した図である。まず、故障影響度評価装置は、図９（ｂ）に示すトポロジにおけるフローごとの経路を示したルーチング行列１０１を作成する。このルーチング行列１０１は、例えば、図１０に示すように、フローごとに、そのフローの経路で経由するリンクを「１」、そのフローが経由しないリンクを「０」で示した行列である。このルーチング行列１０１において、フローＡの経路で経由するリンクはリンク「Ｎ０−Ｎ１」、つまり、ノードＮ０,Ｎ１間のリンクであり、他のリンクを経由しないことを示す。故障影響度評価装置が、このようなルーチング行列１０１と、入力トポロジにおける交流トラヒック量１０２（フローごとのトラヒック量を示したベクトル）との積を求めることで、入力トポロジのリンク単位トラヒック量１０３を求めることができる。このような方法によれは、ルーチング行列と交流トラヒック量との行列演算でリンク単位トラヒック量を計算できるので、リンク単位トラヒック量の計算を高速化できる。

特開２００２−６４４９３号公報

しかし、このような行列演算に用いるルーチング行列のネットワーク内のフロー数は、このネットワーク内のノード数が増加すると、そのノード数の二乗に比例して増加する。このため、ネットワークの規模が大きくなると行列サイズも大きくなり、故障発生後のリンク単位トラヒック量の計算時間が増加するという問題がある。そこで、本発明は、前記した課題を解決し、故障発生後のリンク単位トラヒック量を計算するときの計算時間を短縮することを目的とする。

前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ネットワーク内の各ノード間を流れるフローごとに、そのフローのトラヒック量を示した交流トラヒック情報と、交流トラヒック情報に示されるフローごとに、当該フローにおいて経由する最短経路を示したルーチング行列とを用いて、故障後のリンクそれぞれのリンク単位トラヒック量を計算する故障影響度評価装置であって、ネットワークのトポロジおよびそのネットワークにおけるリンクごとのリンクコストを示したトポロジ情報と、ルーチング行列とを記憶する記憶部と、交流トラヒック情報と、ネットワーク内のリンク単位トラヒック量を示すリンク単位トラヒック情報とを取得し、記憶部に記憶するネットワーク情報取得部と、ネットワークにおける故障箇所である故障リンクまたは故障ノードを示した故障箇所情報の入力を受け付ける入力部と、ルーチング行列から、故障箇所情報に示される故障箇所を経路に含む故障影響フローのルーチング行列を抽出する経路変更フロー抽出部と、トポロジ情報を参照して、故障影響フローそれぞれが、故障箇所情報に示される故障箇所を迂回する場合の最短経路を計算し、この計算した最短経路を示した故障後ルーチング行列を作成するルーチング計算部と、故障影響フローのルーチング行列および故障後ルーチング行列に示される故障影響フローそれぞれの経路を比較して、（１）故障影響フローのルーチング行列と故障後ルーチング行列とで変更がないリンクを０、（２）故障影響フローのルーチング行列では利用されていなかったが故障後ルーチング行列において新たに利用されるようにされたリンクを１、（３）故障影響フローのルーチング行列では利用されていたが、故障前ルーチング行列では利用されなくなったリンクを−１として示した経路変更フロー行列を作成する経路変更フロー行列作成部と、交流トラヒック情報から、故障影響フローのトラヒック量を抽出した故障影響フロートラヒック情報を作成し、この作成した故障影響フロートラヒック情報と経路変更フロー行列との積算結果と、故障前のリンクそれぞれのリンク単位トラヒック量との和を、故障後のリンクそれぞれのリンク単位トラヒック量として出力する行列演算部とを備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、ネットワーク内の各ノード間を流れるフローごとに、そのフローのトラヒック量を示した交流トラヒック情報と、交流トラヒック情報に示されるフローごとに、当該フローにおいて経由する最短経路を示したルーチング行列と、ネットワークのトポロジおよびそのネットワークにおけるリンクごとのリンクコストを示したトポロジ情報とを記憶する記憶部と備える故障影響度評価装置が、交流トラヒック情報と、ネットワーク内のリンク単位トラヒック量を示すリンク単位トラヒック情報とを取得し、記憶部に記憶するステップと、ネットワークにおける故障箇所である故障リンクまたは故障ノードを示した故障箇所情報の入力を受け付けるステップと、ルーチング行列から、故障箇所情報に示される故障箇所を経路に含む故障影響フローのルーチング行列を抽出するステップと、トポロジ情報を参照して、故障影響フローそれぞれが、故障箇所情報に示される故障箇所を迂回する場合の最短経路を計算し、この計算した最短経路を示した故障後ルーチング行列を作成するステップと、故障影響フローのルーチング行列および故障後ルーチング行列に示される故障影響フローそれぞれの経路を比較して、（１）故障影響フローのルーチング行列と故障後ルーチング行列とで変更がないリンクを０、（２）故障影響フローのルーチング行列では利用されていなかったが故障後ルーチング行列において新たに利用されるようにされたリンクを１、（３）故障影響フローのルーチング行列では利用されていたが、故障前ルーチング行列では利用されなくなったリンクを−１として示した経路変更フロー行列を作成するステップと、交流トラヒック情報から、故障影響フローのトラヒック量を抽出した故障影響フロートラヒック情報を作成し、この作成した故障影響フロートラヒック情報と経路変更フロー行列との積算結果と、故障前のリンクそれぞれのリンク単位トラヒック量との和を、故障後のリンクそれぞれのリンク単位トラヒック量として出力ステップとを実行する故障影響度評価方法とした。

このようにすることで、故障影響度評価装置は、故障箇所情報に示される故障箇所に故障が発生したときに、影響を受ける故障影響フロー（故障により経路変更が発生するフロー）を特定する。そして、ネットワーク全体の経路情報を示すルーチング行列から、この故障影響フローのルーチング行列（故障前ルーチング行列）を抽出する。また、故障箇所における故障発生後の故障影響フローのルーチング行列（故障後ルーチング行列）を計算する。この故障後ルーチング行列は、ネットワークにおいて故障箇所を迂回する最短経路である。そして、故障影響度評価装置は、故障後ルーチング行列から故障前ルーチング行列を減算することで、故障影響フローごとに、その故障影響フローの経路となるリンクがどのように変化するかを示した経路変更フロー行列を作成する。この経路変更フロー行列は、故障後も変更のないリンクを「０」、故障後に新たに利用されるようになったリンクを「１」、故障後に利用されなくなったリンクを「−１」として示した行列である。そして、故障影響度評価装置は、故障影響フローのトラヒック量と、この経路変更フロー行列とを積算することにより、各リンクのトラヒック量の差分量を計算する。そして、この積算結果と、故障前のリンク単位トラヒック量との和を求めることにより、故障後のリンク単位トラヒック量を求める。つまり、故障影響度評価装置は、故障発生によって変化が発生する箇所を対象としてトラヒック量の行列演算を行うので、故障発生後のリンク単位トラヒック量を計算するときの計算時間を短縮することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の故障影響度評価装置におけるトポロジ情報が、リンクそれぞれの最大利用可能帯域をさらに含み、故障影響度評価装置は、故障箇所情報に示される故障パターンごとに、故障後のリンクそれぞれのリンク単位トラヒック量のうち、トポロジ情報に示される当該リンクの最大利用可能帯域に対する割合が所定の閾値を超えるリンクを示した故障影響度情報を作成し、出力する故障影響度情報作成部を備えることを特徴とする。

このようにすることで、故障影響度評価装置は、故障発生により、そのリンクのトラヒック量÷そのリンクの最大利用可能帯域＝リンク容量が所定の閾値（例えば、８０％）を超えるリンクを示した故障影響度評価情報を出力することができる。これにより、この故障影響度評価装置は、故障発生により、どのリンクの帯域増強が必要かを確認することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の故障影響度評価方法をコンピュータである故障影響度評価装置に実行させるためのプログラム。

このようなプログラムによれば、一般的なコンピュータに請求項３に記載の故障影響度評価方法を実行させることができる。

本発明によれば、故障発生後のリンク単位トラヒック量を計算するときの計算時間を短縮することができる。

本実施の形態の故障影響度評価装置における処理概要を説明した図である。 本実施の形態の故障影響度評価装置を含むシステムの構成例を示した図である。 本実施の形態の故障影響度評価装置の機能ブロック図である。 本実施の形態の故障影響度評価装置における経路変更フロー行列の作成手順を概念的に示した図である。 本実施の形態の故障影響度評価装置における故障前リンク単位トラヒック情報の作成手順を例示した図である。 本実施の形態の故障影響度評価装置における故障後リンク単位トラヒック量の計算処理を概念的に示した図である。 本実施の形態の故障影響度評価装置における故障後リンク単位トラヒック情報の作成手順を示したフローチャートである。 比較例となる故障影響度評価装置の処理手順を示したフローチャートである。 トポロジを例示した図である。 比較例となる故障影響度評価装置の計算方法を概念的に説明した図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態とする）について説明する。まず、図１を用いて本実施の形態の故障影響度評価装置の処理概要を説明する。

故障影響度評価装置は、ネットワーク内の故障箇所（故障ノード、故障リンク）の指定の入力を受け付ける。そして、ネットワークのトポロジ等を参照して、その故障箇所における故障発生により経路が変更されるフロー（故障影響フロー）を抽出する。次に、その抽出した故障影響フローそれぞれについての、経路変更フロー行列を作成する。この経路変更フロー行列は、故障発生後もそのまま利用されるリンクを「０」、故障発生後に新たに利用されるようになったリンク「１」、故障発生後に利用されなくなったリンクを「−１」として示した行列である。この経路変更フロー行列の詳細は後記する。

次に、故障影響度評価装置は、この経路変更フロー行列（サイズは、全リンク数Ｌ×経路が変更されるフロー数Ｆ’）と、故障影響フローそれぞれの交流トラヒック量を示すベクトル（サイズは、経路が変更されるフロー数Ｆ’×１）とを積算して、故障によるリンク単位トラヒック量の差分計算を行う。ここでの差分計算結果は、故障発生後もそのまま利用されるリンクのトラヒック量は「０」、新たに利用されるようになったリンクのトラヒック量は、その増加トラヒック量、利用されなくなったリンクのトラヒック量は、その減少トラヒック量となる。そして、故障影響度評価装置は、この差分計算結果と、測定しておいた正常時リンク単位トラヒック量（サイズは、全リンク数Ｌ×１）とを加算して、ネットワーク故障時のリンク単位トラヒック量を求める。

このように故障影響度評価装置は、故障影響フローを抽出し、この故障発生により経路変更が生じる部分を対象として行列演算を行うので、リンク単位トラヒック量の計算のための行列演算に用いる行列サイズを縮小することができる。つまり、図１に示すように、ネットワーク故障時のリンク単位トラヒック量の計算において、行列演算に用いるフロー数は全フロー数Ｆではなく、経路が変更されるフロー数Ｆ’であるので、行列演算に用いる行列サイズを縮小でき、行列演算にかかる時間を短縮できる。

次に、このような故障影響度評価装置１０を含むシステム構成例を説明する。図２に示すように、システムは、端末装置４０同士が通信を行うためのネットワークと、ネットワーク内のネットワーク情報（ネットワークのトポロジ情報、リンク単位トラヒック量、交流トラヒック量等）を取得するネットワーク情報取得装置２０と、故障影響度評価装置１０とを含んで構成される。なお、ネットワークは、端末装置４０から送信されたパケットを転送する複数のノード３０（ノードＮ）により構成される。このノード３０同士、および、ノード３０と端末装置４０とはリンクにより接続される。このノード３０は、例えば、ＩＰルータである。故障影響度評価装置１０は、ネットワーク情報取得装置２０からネットワーク情報を取得し、故障箇所の入力を受け付けると、ネットワークにおいて、当該故障箇所に故障が発生した場合のリンク単位トラヒック量を計算する。

このような故障影響度評価装置１０の構成を、図３を用いて説明する。図３に示すように、故障影響度評価装置１０の機能は大きく、入出力部１１、処理部１２および記憶部１３に分けられる。入出力部１１は、ネットワーク情報取得装置２０からネットワーク情報の入力を受け付けたり、入力装置（図示省略）等から故障箇所情報の入力を受け付けたりする。なお、この故障箇所情報は、ネットワークにおける故障箇所となる故障ノード、故障リンクを示した情報である。処理部１２は、この故障影響度評価装置１０全体の制御を司り、ここでは主に、故障箇所に故障が発生した場合のリンク単位トラヒック量を計算する。記憶部１３は、この処理部１２が、故障箇所に故障が発生した場合のリンク単位トラヒック量の計算処理に用いるトポロジ情報１３１、交流トラヒック情報１３２（後記）等を記憶する。

入出力部１１は、入出力インタフェースや通信インタフェースから構成される。また、処理部１２は、この故障影響度評価装置１０が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。さらに、記憶部１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成される。なお、故障影響度評価装置１０をプログラム実行処理により実現する場合、記憶部１３には、この故障影響度評価装置１０の機能を実現するためのプログラムが記憶される。なお、このプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ等）に記憶されていてもよい。

次に、処理部１２を詳細に説明する。処理部１２は、ネットワーク情報取得部１２０と、経路変更フロー抽出部１２１と、ルーチング計算部１２２と、経路変更フロー行列作成部１２３と、行列演算部１２４とを備える。破線で示した故障影響度情報作成部１２５については後記する。

ネットワーク情報取得部１２０は、入出力部１１経由でネットワーク情報取得装置２０から、トポロジ情報１３１、ネットワークにおける交流トラヒック情報１３２、リンク単位トラヒック情報１３３それぞれのもととなる情報を取得する。取得した各情報は、記憶部１３に記憶する。なお、このトポロジ情報１３１は、ネットワーク内のトポロジ、そのネットワークにおけるリンクごとのリンクコスト、当該リンクの最大利用可能帯域等を示した情報である。また、交流トラヒック情報１３２は、ネットワーク内のフローごとのトラヒック量を示した情報である。リンク単位トラヒック情報１３３は、ネットワーク内のリンクごとにそのリンクを流れるトラヒック量を示した情報である。なお、このリンク単位トラヒック情報１３３は、故障発生前の状態（つまり正常な状態）におけるリンク単位トラヒック量を示した情報である。このリンク単位トラヒック量は、例えば、ネットワーク情報取得装置２０により測定された値である。

ルーチング計算部１２２は、トポロジ情報１３１に示されるネットワークのトポロジおよび各リンクのリンクコストの値を用いて、ダイクストラ法等により各フローの最短経路を計算する。このルーチング計算部１２２は、ネットワーク内のフローごとに当該フローの経路情報であるルーチング行列１３４を作成する。作成したルーチング行列１３４は、記憶部１３に記憶する。このルーチング行列１３４は、例えば、図１０のルーチング行列１０１に示すように、フローごとに各リンクを経由するか否かを「１」および「０」で示した行列である。また、このルーチング計算部１２２は、経路変更フロー抽出部１２１により抽出された故障影響フローの迂回経路を計算する。つまり、ルーチング計算部１２２は、トポロジ情報１３１を参照して、故障影響フローが、故障箇所情報に示される故障箇所を迂回する場合の最短経路を計算する。そして、この計算した最短経路を示した故障後ルーチング行列を作成する。作成した故障後ルーチング行列は記憶部１３に記憶する。

例えば、故障前において故障影響フローの経路が、図４の符号４０２に示すような経路であった場合において、ノードＮ１，Ｎ２間を接続するリンクに故障が発生すると、ルーチング計算部１２２は、このリンクを迂回する最短経路として符号４０１に示すような経路を計算する。そして、この計算した経路を示す故障後ルーチング行列Ａ１を作成する。なお、以下の説明においてルーチング行列において、「０」はそのリンクを経由しないことを示し、「１」はそのリンクを経由することを示す。例えば、図４の故障後ルーチング行列Ａ１において、フローＡは、リンク「Ｎ１−Ｎ２（ノードＮ１，Ｎ２間のリンク）」は経由せず、リンク「Ｎ２−Ｎ３（ノードＮ２，Ｎ３間のリンク）」と、リンク「Ｎ３−Ｎ１（ノードＮ３，Ｎ１間のリンク）」とを経由することを示す。

図３の経路変更フロー抽出部１２１は、ルーチング行列１３４から、故障影響フロー（経路変更フロー）のルーチング行列を抽出する。例えば、図５の符号５０１に示すトポロジにおいて、リンク「Ｎ１−Ｎ２」に故障が発生した場合、このトポロジにおける経路情報であるルーチング行列５０２において、このリンク「Ｎ１−Ｎ２」を経由するフロー、すなわち故障影響フローは「Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ」である。よって、経路変更フロー抽出部１２１は、ルーチング行列５０２から、この故障影響フロー「Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ」の情報を抜き出して故障前ルーチング行列Ａ０を作成する。この故障前ルーチング行列Ａ０は、経路変更フロー行列の作成に用いられ、作成された経路変更フロー行列は、後記する行列演算部１２４が行列演算を行うときに用いられる。なお、このようにルーチング行列１３４から、故障影響フローのルーチング行列を抽出するのは、故障箇所を経由しないフロー（故障影響フロー以外のフロー）の最短経路について、故障発生後も経路が変化しないので、行列演算の処理対象とする必要がないからである。

図３の経路変更フロー行列作成部１２３は、故障影響フローのルーチング行列（故障前ルーチング行列）と故障後ルーチング行列とを比較して、（１）故障前ルーチング行列から変更がないリンクを「０」、（２）故障前ルーチング行列では利用されていなかったが故障後ルーチング行列において新たに利用されるようにされたリンク（移動先リンク）を「１」、（３）故障前ルーチング行列では利用されていたが故障後ルーチング行列では利用されなくなったリンク（移動元リンク）を「−１」として示した経路変更フロー行列を作成する。

例えば、経路変更フロー行列作成部１２３は、図４に示す故障後ルーチング行列Ａ１から、故障前ルーチング行列Ａ０を差し引いて、経路変更フロー行列Ａ２を作成する。この経路変更フロー行列Ａ２には、フローＡにおいてリンク「Ｎ１−Ｎ２」は、故障発生前では利用していたが、故障発生後は利用されなくなったリンクであり、リンク「Ｎ２−Ｎ３」およびリンク「Ｎ３−Ｎ１」は、故障発生前は利用していなかったが、故障発生後に新たに利用されるようになったリンクであること等が示されている。

図３の行列演算部１２４は、経路変更フロー行列と、故障影響フロートラヒック情報（交流トラヒック情報１３２から、故障影響フローそれぞれのトラヒック量を抽出した情報）との積を計算する。そして、行列演算部１２４は、この計算結果と、正常時の各リンクのリンク単位トラヒック量との和を求める。

この行列演算部１２４による処理を、図６を用いて説明する。行列演算部１２４は、経路変更フロー行列作成部１２３により作成された経路変更フロー行列（サイズ＝Ｌ×Ｆ’）と、故障影響フロートラヒック情報（サイズ＝Ｆ’×１）との積を求めることで、故障発生によるリンク単位トラヒック量の差分計算を行う。前記したとおり、経路変更フロー行列は、故障発生前後で変更がないリンクを「０」、故障発生後に新たに利用されるようになったリンク（移動先リンク）を「１」、故障発生後に利用されなくなったリンク（移動元リンク）を「−１」として示した行列である。よって、行列演算部１２４が、この経路変更フロー行列と故障影響フロートラヒック情報（Ｆ’×１）との積を求めると、経路変更の影響を受けていないリンクのトラヒック量は「０」となる。また、経路変更の影響を受けるフロー（故障影響フロー）によって新規に利用されるようになったリンクは、そのフローにより新規に追加される増加トラヒック量となる。さらに、経路変更の影響を受けるフロー（故障影響フロー）によってこれまで利用されていたリンクが利用されなくなった場合には、そのリンク分の減少トラヒック量となる。

例えば、図６の経路変更フロー行列に、符号７０１に示すフローＸの経路変更の情報「０，１，−１，０」が含まれていた場合、このフローＸのトラヒック量「１０」との積を求めると、このフローＸに関するトラヒック量の差分は「０，１０，−１０，０」となる。つまり、これらの差分がそれぞれリンク「Ｎ０−Ｎ１」、リンク「Ｎ１−Ｎ０」、リンク「Ｎ１−Ｎ２」、リンク「Ｎ２−Ｎ１」の差分を示すとすると、故障発生前→故障発生後で、リンク「Ｎ０−Ｎ１」の差分は「０」、リンク「Ｎ１−Ｎ０」の差分は「＋１０」、リンク「Ｎ１−Ｎ２」の差分は「−１０」、リンク「Ｎ２−Ｎ１」の差分は「０」であることが分かる。

図３の説明に戻る。行列演算部１２４は、故障によるリンク単位トラヒック量の差分計算結果と、リンク単位トラヒック情報１３３に示される正常時のリンク単位トラヒック量との和を計算すると、その計算結果を故障後リンク単位トラヒック情報１３５として、記憶部１３等に出力する。

次に、記憶部１３を説明する。記憶部１３は、トポロジ情報１３１と、交流トラヒック情報１３２と、リンク単位トラヒック情報１３３と、ルーチング行列（経路情報）１３４とを記憶する。また、この記憶部１３は、行列演算部１２４による演算結果である故障後リンク単位トラヒック情報１３５を所定領域に記憶する。破線で示す故障影響度情報１３６については後記する。

トポロジ情報１３１は、ネットワークのトポロジ、そのネットワークにおけるリンクごとのリンクコストおよびそのリンクの最大利用可能帯域を示した情報である。このトポロジ情報１３１は、表１に示すように、ネットワーク内のノード３０（図２参照）の識別情報と、そのノード３０のインタフェースの識別情報ごとに、そのノード３０の対向ノードの識別情報と、そのリンクコストと、そのリンクの最大利用可能帯域とが記憶される。例えば、ノード「Ｎ１」のインタフェースＩＦ１のリンクにより接続される対向ノードは、ノード「Ｎ２」であり、そのリンクのリンクコストは「１０」であることを示す。また、このリンクの最大利用可能帯域は「１０００Ｍｂｐｓ」であることを示す。このトポロジ情報１３１は、ルーチング計算部１２２が、経路計算を行うときに参照される。

交流トラヒック情報１３２は、例えば、図１０の交流トラヒック量１０２のようにフローごとのトラヒック量を示した情報である。なお、この交流トラヒック情報１３２は、表２に例示するように、各フローがどの送信元ノードからどの宛先ノードまでのフローかを示した情報を含む。例えば、表２に示す交流トラヒック情報１３２において、フローＩＤ「Ａ」のフローは、送信元ノードが「Ｎ１」であり、宛先ノードが「Ｎ２」であること示し、このフローには「１０Ｍｂｐｓ」のトラヒックが流れていることを示す。

リンク単位トラヒック情報１３３は、正常時のリンク単位トラヒック量を示した情報である。このリンク単位トラヒック情報１３３は、表３に例示するようにリンクごとに、そのリンクを流れるトラヒック量を示した情報である。このリンク単位トラヒック情報１３３は、図２のネットワーク情報取得装置２０により取得されたネットワーク内のリンク単位トラヒック量の測定値であるものとするが、ルーチング行列１３４と、交流トラヒック情報１３２とを積算することにより計算された値であってもよい。

ルーチング行列１３４は、交流トラヒック情報１３２に示されるフローごとに、当該フローにおいて経由する最短経路を示した経路情報である。このルーチング行列１３４は、例えば、図１０のルーチング行列１０１に示すように各フローで経由するリンクを「０：そのリンクを経由しない」、「１：そのリンクを経由する」により示した行列である。このルーチング行列１３４は、ルーチング計算部１２２が、交流トラヒック情報１３２およびトポロジ情報１３１を参照することで作成される。

故障後リンク単位トラヒック情報１３５は、行列演算部１２４により作成された故障後リンク単位トラヒック量を示す情報である。この故障後リンク単位トラヒック情報１３５は、表４に例示するようにリンクごとに、故障発生後、当該リンクを流れるトラヒック量が示される。なお、故障後リンク単位トラヒック情報１３５のうち、故障箇所情報で指示された故障箇所のトラヒック量の欄には、故障を示す識別子を記載するようにしてもよい。

次に、適宜図３〜図６を参照しつつ、図７を用いて、故障影響度評価装置１０の処理手順を説明する。まず、図３の故障影響度評価装置１０は入出力部１１経由で、ネットワーク情報取得装置２０から、トポロジ情報１３１、リンク単位トラヒック情報１３３、交流トラヒック情報１３２の入力を受け付けると、ルーチング計算部１２２は、トポロジ情報１３１、交流トラヒック情報１３２を用いて、ルーチング行列１３４を作成し、記憶部１３に記憶しておく。この後、故障箇所情報により故障箇所の指定を受け付けると（Ｓ１１）、経路変更フロー抽出部１２１は、ルーチング行列１３４から、指定された故障箇所の故障により経路変更を生じるフロー（故障影響フロー）のルーチング行列の抽出を行う（Ｓ１２）。つまり、経路変更フロー抽出部１２１は、ルーチング行列１３４から、この故障影響フローの情報を抜き出して、故障前ルーチング行列を作成する（図５参照）。

そして、故障影響度評価装置１０は、行列演算により、故障後リンク単位トラヒック量を計算する（Ｓ１３）。すなわち、Ｓ１３において、故障影響度評価装置１０のルーチング計算部１２２は、故障影響フローそれぞれが、当該故障箇所を迂回する場合の最短経路を計算し、この計算した最短経路を示した故障後ルーチング行列を作成する。そして、経路変更フロー行列作成部１２３は、故障後ルーチング行列から故障前ルーチング行列を減算して、経路変更フロー行列を求める（図４参照）。そして、行列演算部１２４は、交流トラヒック情報１３２から、故障影響フローのトラヒック量を抽出した故障影響フロートラヒック量を示すベクトルと、経路変更フロー行列とを積算して、故障によるリンク単位トラヒック量の差分を計算する。次に、行列演算部１２４は、この差分の計算結果と、故障前のリンク単位トラヒック量との和を求め（図６参照）、その結果を、故障後リンク単位トラヒック情報１３５として、記憶部１３等へ出力する（Ｓ１４）。このような処理を故障箇所分繰り返す。

以上説明した故障影響度評価装置１０によれば、故障後のリンク単位トラヒック量を計算するとき、ルーチング行列１３４のうち、故障発生により経路変更が生じる部分を対象として行列演算を行うので、行列演算の対象となる行列サイズを縮小することができる。よって、故障後のリンク単位トラヒック量を、行列演算を用いて計算するときの計算時間を短縮できる。

なお、前記した故障影響度評価装置１０は、故障影響度情報作成部１２５により、各リンクの故障影響度を示した故障影響度情報を作成してもよい。この故障影響度情報作成部１２５は、故障後リンク単位トラヒック情報１３５に示されるリンク単位トラヒック量のうち、トポロジ情報１３１に示される当該リンクの最大利用可能帯域に対する割合（リンク容量）が所定の閾値を超えるリンクと、そのリンク容量とを示した故障影響度情報１３６を作成し、記憶部１３等へ出力する。この故障影響度情報１３６は、故障箇所情報に示される故障箇所ごとに、作成するものとする。このような故障影響度情報１３６によれば、この故障影響度評価装置１０の利用者が、指定された故障箇所に故障が発生したときに、どのリンクに、どの程度の影響が出るかを確認することができる。よって、利用者は、故障発生に備え、事前に帯域の増強を行うべきリンクを特定しやすくなる。

１０ 故障影響度評価装置
１１ 入出力部
１２ 処理部
１３ 記憶部
２０ ネットワーク情報取得装置
３０ ノード
４０ 端末装置
１２０ ネットワーク情報取得部
１２１ 経路変更フロー抽出部
１２２ ルーチング計算部
１２３ 経路変更フロー行列作成部
１２４ 行列演算部
１２５ 故障影響度情報作成部
１３１ トポロジ情報
１３２ 交流トラヒック情報
１３３ リンク単位トラヒック情報
１３４ ルーチング行列
１３５ 故障後リンク単位トラヒック情報
１３６ 故障影響度情報

Claims (4)

1. ネットワーク内の各ノード間を流れるフローごとに、そのフローのトラヒック量を示した交流トラヒック情報と、前記交流トラヒック情報に示されるフローごとに、当該フローにおいて経由する最短経路を示したルーチング行列とを用いて、故障後の前記リンクそれぞれのリンク単位トラヒック量を計算する故障影響度評価装置であって、
   前記ネットワークのトポロジおよびそのネットワークにおけるリンクごとのリンクコストを示したトポロジ情報と、前記ルーチング行列とを記憶する記憶部と、
   前記交流トラヒック情報と、前記ネットワーク内のリンク単位トラヒック量を示すリンク単位トラヒック情報とを取得し、前記記憶部に記憶するネットワーク情報取得部と、
   前記ネットワークにおける故障箇所である故障リンクまたは故障ノードを示した故障箇所情報の入力を受け付ける入力部と、
   前記ルーチング行列から、前記故障箇所情報に示される故障箇所を経路に含む故障影響フローのルーチング行列を抽出する経路変更フロー抽出部と、
   前記トポロジ情報を参照して、前記故障影響フローそれぞれが、前記故障箇所情報に示される故障箇所を迂回する場合の最短経路を計算し、この計算した最短経路を示した故障後ルーチング行列を作成するルーチング計算部と、
   前記故障影響フローのルーチング行列および前記故障後ルーチング行列に示される故障影響フローそれぞれの経路を比較して、（１）前記故障影響フローのルーチング行列と前記故障後ルーチング行列とで変更がないリンクを０、（２）前記故障影響フローのルーチング行列では利用されていなかったが前記故障後ルーチング行列において新たに利用されるようにされたリンクを１、（３）前記故障影響フローのルーチング行列では利用されていたが、前記故障前ルーチング行列では利用されなくなったリンクを−１として示した経路変更フロー行列を作成する経路変更フロー行列作成部と、
   前記交流トラヒック情報から、前記故障影響フローのトラヒック量を抽出した故障影響フロートラヒック情報を作成し、この作成した故障影響フロートラヒック情報と前記経路変更フロー行列との積算結果と、故障前の前記リンクそれぞれのリンク単位トラヒック量との和を、故障後の前記リンクそれぞれのリンク単位トラヒック量として出力する行列演算部とを備えることを特徴とする故障影響度評価装置。
2. 前記トポロジ情報は、前記リンクそれぞれの最大利用可能帯域をさらに含み、
   前記故障影響度評価装置は、前記故障箇所情報に示される故障パターンごとに、故障後の前記リンクそれぞれのリンク単位トラヒック量のうち、前記トポロジ情報に示される当該リンクの最大利用可能帯域に対する割合が所定の閾値を超えるリンクを示した故障影響度情報を作成し、出力する故障影響度情報作成部を備えることを特徴とする請求項１に記載の故障影響度評価装置。
3. ネットワーク内の各ノード間を流れるフローごとに、そのフローのトラヒック量を示した交流トラヒック情報と、前記交流トラヒック情報に示されるフローごとに、当該フローにおいて経由する最短経路を示したルーチング行列と、前記ネットワークのトポロジおよびそのネットワークにおけるリンクごとのリンクコストを示したトポロジ情報とを記憶する記憶部と備える故障影響度評価装置が、
   前記交流トラヒック情報と、ネットワーク内のリンク単位トラヒック量を示すリンク単位トラヒック情報とを取得し、前記記憶部に記憶するステップと、
   前記ネットワークにおける故障箇所である故障リンクまたは故障ノードを示した故障箇所情報の入力を受け付けるステップと、
   前記ルーチング行列から、前記故障箇所情報に示される故障箇所を経路に含む故障影響フローのルーチング行列を抽出するステップと、
   前記トポロジ情報を参照して、前記故障影響フローそれぞれが、前記故障箇所情報に示される故障箇所を迂回する場合の最短経路を計算し、この計算した最短経路を示した故障後ルーチング行列を作成するステップと、
   前記故障影響フローのルーチング行列および前記故障後ルーチング行列に示される故障影響フローそれぞれの経路を比較して、（１）前記故障影響フローのルーチング行列と前記故障後ルーチング行列とで変更がないリンクを０、（２）前記故障影響フローのルーチング行列では利用されていなかったが前記故障後ルーチング行列において新たに利用されるようにされたリンクを１、（３）前記故障影響フローのルーチング行列では利用されていたが、前記故障前ルーチング行列では利用されなくなったリンクを−１として示した経路変更フロー行列を作成するステップと、
   前記交流トラヒック情報から、前記故障影響フローのトラヒック量を抽出した故障影響フロートラヒック情報を作成し、この作成した故障影響フロートラヒック情報と前記経路変更フロー行列との積算結果と、故障前の前記リンクそれぞれのリンク単位トラヒック量との和を、故障後の前記リンクそれぞれのリンク単位トラヒック量として出力ステップとを実行する故障影響度評価方法。
4. 請求項３に記載の故障影響度評価方法をコンピュータである故障影響度評価装置に実行させるためのプログラム。

Images