JP2011124757A - Fault-link specifying system and method of determining monitoring path of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネットワークの障害リンクを特定するシステムおよびその監視経路決定方法に係り、特に、複数の監視装置から各監視経路へ監視データを送信することで各監視装置の処理負荷を分散しながら単一リンク障害を漏れなく特定できる障害リンク特定システムおよびその監視経路決定方法に関する。 The present invention relates to a system for identifying a faulty link in a network and a method for determining a monitoring route thereof, and more particularly, by simply transmitting monitoring data from a plurality of monitoring devices to each monitoring route while distributing the processing load of each monitoring device. The present invention relates to a faulty link identification system that can identify a single fault without omission and a monitoring route determination method thereof.
ネットワーク上で監視装置からサーバ装置に向けて監視データを送信し、その応答時間を監視することによって監視装置とサーバ装置との間の障害を検出する技術が特許文献1,2に開示されている。
また、監視装置からサーバ装置に向けて様々な監視経路を通して監視データを送信し、応答時間を監視することにより各経路の障害を検出し、障害が検出された経路が共通に通過するリンクを障害リンクと特定する技術が特許文献3に開示されている。
In addition, monitoring data is sent from the monitoring device to the server device through various monitoring routes, and the failure of each route is detected by monitoring the response time, and the link through which the route in which the failure is detected passes is failed. A technique for specifying a link is disclosed in
しかしながら、上記の先行技術では、監視データを通す監視経路の決定が運用者の経験に委ねられていたため、単一リンク障害を想定した場合の障害リンクを漏れなく特定するためには、多くの監視経路や長い監視経路が必要となり、監視処理の負荷が増加すると共に、障害リンクの特定も複雑化するという技術課題があった。 However, in the above-described prior art, the determination of the monitoring path through which the monitoring data passes is left to the operator's experience. Therefore, in order to identify the faulty link when assuming a single link fault, a lot of monitoring is required. There has been a technical problem that a route or a long monitoring route is required, the load of monitoring processing increases, and the identification of a fault link is complicated.
このような技術課題を解決すべく、本発明の発明者等は、ネットワーク上の監視装置が、当該監視装置とサーバ装置とを接続する複数の監視経路を用いて擬似サービス要求を送信し、それぞれの応答に基づいて、ネットワーク内の単一リンク障害を特定する技術を発明し、特許出願した(特許文献4)。 In order to solve such a technical problem, the inventors of the present invention transmit a pseudo service request using a plurality of monitoring paths that connect the monitoring device and the server device to the monitoring device on the network. Based on the response, a technology for identifying a single link failure in the network was invented and a patent application was filed (Patent Document 4).
特許文献4の技術では、監視装置およびサーバ装置が各一台のシステムが想定されており、複数の監視装置およびサーバ装置を接続することができない。したがって、ネットワークの規模が大きくなって監視経路数が増えると、監視装置およびサーバ装置の処理負荷が増大してしまうという技術課題があった。 In the technique of Patent Document 4, a system in which each of the monitoring device and the server device is assumed is assumed, and a plurality of monitoring devices and server devices cannot be connected. Therefore, there has been a technical problem that the processing load on the monitoring device and the server device increases as the network size increases and the number of monitoring paths increases.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、ネットワークに複数の監視装置を接続することで経路監視の処理負荷を分散できる障害リンク特定システムおよびその監視経路決定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and provide a fault link identification system and a monitoring path determination method thereof that can distribute the processing load of path monitoring by connecting a plurality of monitoring devices to a network. is there.
上記の目的を達成するために、本発明は ネットワーク上のノードに、監視データの送信機能および受信機能の少なくとも一方を備えた複数の品質管理装置をそれぞれ接続し、前記送信機能から受信機能へ、中継ノードを通過する複数の監視経路で監視データを送信し、その到達性に基づいて障害リンクを特定する障害リンク特定システムおよびその監視経路決定方法において、 In order to achieve the above object, the present invention connects a plurality of quality control devices each having at least one of a monitoring data transmission function and a reception function to a node on a network, and the transmission function changes to a reception function. In a failure link identification system for transmitting monitoring data through a plurality of monitoring routes passing through a relay node and identifying a failure link based on the reachability, and a method for determining the monitoring route,
ネットワークの実トポロジを取得する手段(手順)と、実トポロジを仮想トポロジに変形する手段(手順)と、仮想トポロジに基づいて、ネットワークの単一リンク障害を特定するために必要な監視経路数を第1の整数計画法で求解する手段(手順)と、必要監視経路数を監視経路数の初期値として、全ての単一リンク障害を特定でき、かつ経路長の総和が最小となる監視経路群を、第2の整数計画法で実行可能解が求まるまで前記監視経路数を増やしながら求解する手段(手順)とを具備した。そして、前記トポロジを変形する手段では、送信機能を発揮する品質管理装置が接続された複数のノードと仮想リンクで接続される擬似発ノード、および前記受信機能を発揮する品質管理装置が接続された複数のノードと仮想リンクで接続される擬似着ノードが、仮想的に配置され、前記第1求解手段では、前記擬似発ノードから擬似着ノードへ至る監視経路数が求解され、前記第2求解手段では、前記仮想リンクのリンク長がゼロとされるようにした。 A means (procedure) for acquiring the actual topology of the network, a means (procedure) for transforming the real topology into a virtual topology, and the number of monitoring paths required to identify a single link failure in the network based on the virtual topology. Means (procedure) to be solved by the first integer programming method, and the number of necessary monitoring paths as an initial value of the number of monitoring paths. And means (procedure) for solving the problem while increasing the number of monitoring paths until an executable solution is obtained by the second integer programming. And, in the means for transforming the topology, a pseudo-node connected by a virtual link to a plurality of nodes to which a quality management device that exhibits a transmission function is connected, and a quality management device that exhibits the reception function are connected A pseudo arrival node connected to a plurality of nodes by a virtual link is virtually arranged, and the first solving means finds the number of monitoring routes from the pseudo origin node to the pseudo arrival node, and the second solving means Then, the link length of the virtual link is set to zero.
本発明によれば、以下のような効果が達成される。 According to the present invention, the following effects are achieved.
(1)本発明の障害リンク特定システムによれば、複数の品質監視装置をネットワークに接続することで監視処理の負荷分散を図りながら、障害リンクを必ず特定できる最少かつ経路長の総和が最小の監視経路群を利用することにより、単一リンク障害の発生場所を正確に特定できるようになる。 (1) According to the fault link identification system of the present invention, the load path of the monitoring process is distributed by connecting a plurality of quality monitoring apparatuses to the network, and the minimum sum of path lengths can be specified without fail while the fault link is always specified. By using the monitoring path group, the location where the single link failure occurs can be specified accurately.
(2)本発明の監視経路決定方法によれば、複数の品質監視装置がネットワークに接続されて監視処理の負荷が分散される障害リンク特定システムにおいて、障害リンクを必ず特定できる最少かつ経路長の総和が最小の監視経路群を、監視対象ネットワークのトポロジに基づいて論理的に決定できるようになる。 (2) According to the monitoring route determination method of the present invention, in a failure link identification system in which a plurality of quality monitoring devices are connected to a network and the load of monitoring processing is distributed, the minimum and path length that can always identify a failure link A monitoring path group having the smallest sum can be logically determined based on the topology of the monitored network.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の障害リンク特定システムおよびその監視経路決定方法が適用されるネットワークの構成を示したブロック図であり、監視対象のネットワークNWは、多数のネットワーク装置ノードnと、それらを相互に接続する多数のリンクとから構成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a network to which a faulty link identification system and its monitoring route determination method of the present invention is applied. A monitoring target network NW includes a number of network device nodes n and their mutual connections. And a number of links connected to the network.
本発明では、複数のネットワーク装置ノードnに、監視データの送信機能(t)および受信機能(r)の少なくとも一方を備えた品質監視装置1がそれぞれ接続されており、送信機能を備えた品質監視装置1(t)から受信機能を備えた品質監視装置1(r)まで監視経路が設定される。なお、本実施形態では全ての品質監視装置1が監視データの送信機能(r)および受信機能(r)のいずれも備えているものとして説明する。 In the present invention, a quality monitoring device 1 having at least one of a monitoring data transmission function (t) and a reception function (r) is connected to a plurality of network device nodes n, respectively, and quality monitoring with a transmission function is provided. A monitoring path is set from the device 1 (t) to the quality monitoring device 1 (r) having a reception function. In the present embodiment, it is assumed that all the quality monitoring devices 1 have both a monitoring data transmission function (r) and a reception function (r).
障害管理装置2は、監視データ送信機能(t)を備えた品質監視装置1(t)に対して、監視経路を通して監視データを送信することを指示する。監視データ受信機能を備えた品質監視装置1(r)は、監視経路を通して受信した監視データの品質を監視し、品質劣化が検知されると障害管理装置2へ通報する。障害管理装置2は、各監視経路が通過するリンクに関する情報および品質劣化が検知された監視経路情報に基づいて障害リンクを特定する。
The
本発明では、障害リンクを必ず特定できるような監視経路群が障害管理装置2により決定される。すなわち、単一リンク障害を想定して、障害リンクを必ず特定できるような、最少かつ経路長の総和が最小の監視経路群が決定される。但し、監視データ送信機能(t)および監視データ受信機能(r)の両方を有する品質監視装置が接続されているネットワーク装置ノードnを除いて、各監視経路が同一のネットワーク装置ノードnを複数回経由することは無いと仮定する。
In the present invention, the
図2は、前記障害管理装置2の主要部の構成を示したブロック図であり、複数の監視経路を設定する監視経路設定部21と、各品質監視装置1から各監視経路に監視データを送信させて障害リンクを特定するリンク障害特定部22とを含む。前記リンク障害特定部22は、前記設定された複数の監視経路に各品質監視装置1(t)から監視データを送信させ、当該監視データが品質監視装置1(r)に到達しない経路上、および監視データの到達が非常に遅いか、到達した監視データの誤り率が非常に高い経路上に障害が発生したと判定し、障害が発生している監視経路が通過し、かつ障害が発生していない監視経路が通過していないリンクを障害リンクと特定する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the main part of the
前記監視経路設定部21において、トポロジ取得部100は、監視対象ネットワークNWの物理的な実トポロジを取得する。トポロジ変形部101は、図1に示した監視対象ネットワークNWの実トポロジを、後に詳述するように、図3に示した仮想トポロジに変換する。必要監視経路数求解部102は、後に詳述するように、監視対象ネットワークNWの全てのリンクをいずれかの監視経路が通過して単一障害リンクを特定できるようにするために必要な監視経路数Mminを、第1の整数計画法を実行することにより求解する。監視経路群求解部103は、前記必要監視経路数Mminを監視経路数Mの初期値として、障害リンクを必ず特定できる最少かつ経路長の総和が最小の監視経路群の実行可能解が求まるまで、監視経路数MをMminから1ずつ増やしながら第2の整数計画法を繰り返し実行する。
In the monitoring
図4は、前記リンク障害特定部22における障害リンクの特定原理を説明するための図である。一つのネットワーク装置ノード(中継ノード)n0を終点とする入側リンクl1,l2,l3および始点とする出側リンクl4,l5に着目したとき、2つの監視経路p1,p2の入側リンクl1と出側リンクl4とが共通であると、各監視経路p1,p2に障害が発生しても、これが入側リンクl1の障害に起因したものであるのか、あるいは出側リンクl4の障害に起因したものであるのかを判別できない。
FIG. 4 is a diagram for explaining a failure link identification principle in the link
これに対して、一方の監視経路p3の入側および出側の各リンクがl2,l5であり、他方の監視経路p4の入側および出側の各リンクがl3,l5であれば、経路p3のみに障害が発生していれば入側リンクl2を障害リンクと特定でき、経路p4のみに障害が発生していれば入側リンクl3を障害リンクと特定でき、経路p3,p4の双方に障害が発生していれば出側リンクl5を障害リンクと特定できる。 On the other hand, if the incoming and outgoing links of one monitoring path p3 are l2 and l5, and the incoming and outgoing links of the other monitoring path p4 are l3 and l5, the path p3 If only the failure occurs, the incoming link l2 can be identified as the failed link, and if only the route p4 fails, the incoming link l3 can be identified as the failed link, and both the routes p3 and p4 fail. If this occurs, the outgoing link l5 can be identified as a failed link.
このように、本発明ではネットワーク上の任意の2つのリンク(リンクペア)を同一の経路のみが通過することはないという制約を課することで単一リンク障害を確実に特定できるようにしている。 As described above, according to the present invention, it is possible to reliably identify a single link failure by imposing a restriction that only the same route does not pass through any two links (link pairs) on the network. .
次いで、本発明の一実施形態の動作を図5のフローチャートに沿って説明する。ステップS1では、監視対象ネットワークNWの物理的な実トポロジが前記トポロジ取得部100により取得される。ステップS2では、前記取得された実トポロジが、前記トポロジ変形部101により仮想トポロジ(N,Link)に変換される。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S1, the physical real topology of the monitored network NW is acquired by the
図3は、図1に示した実トポロジを変形して得られる仮想トポロジの一例を示した図であり、監視データの送信機能(t)および受信機能(r)の双方を発揮する品質監視装置1(図1)が接続されているネットワーク装置ノードnは、送信機能(t)のみを備える品質監視装置1が接続されているネットワーク装置ノードn(t)と、受信機能(r)のみを備える品質監視装置1が接続されているネットワーク装置ノードn(r)とに仮想的に分割されている。前者のネットワーク装置ノードn(t)には、当該ノードn(t)を始点とするリンクのみが接続される。後者のネットワーク装置ノードn(R)には、当該ノードn(r)を終点とするリンクのみが接続される。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a virtual topology obtained by modifying the real topology shown in FIG. 1, and a quality monitoring device that exhibits both the monitoring data transmission function (t) and the reception function (r). 1 (FIG. 1) is connected to the network device node n (t) to which the quality monitoring device 1 having only the transmission function (t) is connected and only to the reception function (r). It is virtually divided into a network device node n (r) to which the quality monitoring device 1 is connected. Only the link starting from the node n (t) is connected to the former network device node n (t). Only the link whose end point is the node n (r) is connected to the latter network device node n (R).
また、前記仮想トポロジでは、新たに擬似発ノードsおよび擬似着ノードdが追加され、擬似発ノードsには、監視データの送信機能(t)を発揮する品質監視装置1(t)と接続される全てのネットワーク装置ノードn(t)が距離ゼロの仮想リンクによって接続される。同様に、擬似着ノードdには、監視データの受信機能(r)を発揮する品質監視装置1(r)と接続される全てのネットワーク装置ノードn(r)が距離ゼロの仮想リンクによって接続される。 In the virtual topology, a pseudo origin node s and a pseudo destination node d are newly added, and the pseudo origin node s is connected to a quality monitoring device 1 (t) that exhibits a monitoring data transmission function (t). All network device nodes n (t) are connected by a virtual link with a distance of zero. Similarly, all the network device nodes n (r) connected to the quality monitoring device 1 (r) that performs the monitoring data receiving function (r) are connected to the pseudo arrival node d by a virtual link having a distance of zero. The
ステップS3では、前記仮想トポロジ(N,Link)を対象に、前記必要監視経路数求解部102により第1の整数計画法が実行され、監視経路の必要数Mminが求解される。ここでは、各定数が以下の様に定義される。
In step S3, the necessary integer number of monitoring routes Mmin is obtained by executing the first integer programming for the virtual topology (N, Link) by the necessary monitoring route
n:ネットワークを構成するノード。
N:ノードnの集合。
l:ネットワークを構成するリンク。
L:リンクlの集合。
s:擬似発ノード。
d:擬似着ノード。
VL:仮想リンクの集合
MN:入側リンクまたは出側リンクが仮想リンクのみであるノードの集合
nin:ノードnを終点とするリンクの集合。但し、sinは空集合。
nout:ノードnを始点とするリンクの集合。但し、doutは空集合。
|nin|:ノードnを終点とする仮想リンクを除くリンクの数(入側リンク数)。
|nout|:ノードnを始点とする仮想リンクを除くリンクの数(出側リンク数)。
n: A node constituting the network.
N: A set of nodes n.
l: Links that make up the network.
L: A set of links l.
s: Simulated source node.
d: Pseudo destination node.
VL: Set of virtual links
MN: A set of nodes whose incoming links or outgoing links are only virtual links
nin: A set of links that end at node n. However, sin is an empty set.
nout: A set of links starting from node n. However, dout is an empty set.
| Nin |: Number of links (number of incoming links) excluding virtual links that end at node n.
| Nout |: Number of links excluding virtual links starting from node n (number of outgoing links).
また、変数が以下の様に定義される。
pl:リンクlを通過する監視経路数。
Mmin:擬似発ノードsと擬似着ノードdとを接続する必要監視経路数。
The variables are defined as follows:
pl: Number of monitoring routes passing through link l.
Mmin: The number of necessary monitoring paths connecting the pseudo source node s and the pseudo destination node d.
第1の整数計画法では、(i)擬似発ノードsから出て行く監視経路数はMminである、(ii)擬似着ノードdへ入って来る監視経路数はMminである、(iii)擬似発着ノードs, d以外のノードでは、各入側リンクから入って来る監視経路数の総和と各出側リンクから出て行く監視経路数の総和とが等しい、という3つの経路保存則に基づいて、次式(1),(2),(3)が制約式とされる。 In the first integer programming method, (i) the number of monitoring paths exiting from the pseudo origin node s is Mmin, (ii) the number of monitoring paths entering the pseudo destination node d is Mmin, (iii) pseudo For nodes other than the departure and arrival nodes s and d, based on the three path conservation rules that the sum of the number of monitoring routes coming in from each incoming link is equal to the sum of the number of monitoring routes going out from each outgoing link The following equations (1), (2), and (3) are the constraint equations.
さらに、全ての単一リンク障害を検出するためには、仮想リンクを除いた監視対象のネットワークNWを構成する全てのリンクを少なくとも1つの監視経路が通過する必要がある。したがって、全ての単一リンク障害を検出するための経路群の条件として次式(4)が設定される。 Furthermore, in order to detect all single link failures, it is necessary for at least one monitoring path to pass through all the links constituting the monitored network NW excluding the virtual links. Therefore, the following equation (4) is set as a condition of the path group for detecting all single link failures.
さらに、前記図4に関して説明したように、単一リンク障害を特定するためには、少なくとも、仮想リンクを除いた各中継ノードの全ての隣接リンクペアに関して、2つのリンクを通過する監視経路が全く同じであってはならないという制約が課される。そのために、図6に示す様に、入・出側リンク数がm、nであるノードnを通過する監視経路数は、Max (m, n, 3/2(m+n)) 以上でなければならない。 Further, as described above with reference to FIG. 4, in order to identify a single link failure, at least all the adjacent link pairs of each relay node excluding the virtual link have no monitoring path passing through the two links. There is a constraint that they must not be the same. Therefore, as shown in FIG. 6, the number of monitoring paths passing through the node n where the number of incoming and outgoing links is m and n must be greater than or equal to Max (m, n, 3/2 (m + n)). I must.
すなわち、仮にm≧nとして考えると、2n≧m≧nの場合は、2(m-n)本の入側リンクと(m-n)本の出側リンクとの障害を特定するために、互いに異なる入側リンクを通り、2本ずつ同一出側リンクを通るような2(m-n)本の監視経路がノードnを通過する必要がある。更に、残りの2n-m本の入側リンクと2n-m本の出側リンクの障害を特定するためには、互いに異なる入側リンクを通り、2本ずつ同一出側リンクを通るような2(2n-m)/3本の監視経路と、2本ずつ同一入側リンクを通り、互いに異なる出側リンクを通るような2(2n-m)/3本の監視経路とが、ノードnを通過する必要がある。従って、少なくとも、全部で2/3(m+n)本の監視経路が、ノードnを通過する必要がある。 That is, assuming that m ≧ n, if 2n ≧ m ≧ n, in order to identify a failure between 2 (mn) incoming links and (mn) outgoing links, different incoming sides Two (mn) monitoring paths that pass through the link and pass through the same outgoing link two by two must pass through the node n. Furthermore, in order to identify the failure of the remaining 2n-m ingress links and 2n-m egress links, it is necessary to pass 2 different ingress links and 2 each through the same egress link. (2n-m) / 3 monitoring routes and 2 (2n-m) / 3 monitoring routes that pass through the same ingress link and two different egress links two by two. Need to pass. Therefore, at least 2/3 (m + n) monitoring routes in total need to pass through the node n.
m≧2n≧nの場合は、2n本の入側リンクとn本の出側リンクの障害を特定するために、互いに異なる入側リンクを通り、2本ずつ同一出側リンクを通るような2n本の監視経路が、ノードnを通過する必要がある。更に、残りのm-2n本の入側リンクの障害を特定するためには、残りのm-2n本の入側リンクを通り、任意の出側リンクを通るようなm-2n本の監視経路が、ノードnを通過する必要がある。従って、少なくとも、全部でm本の監視経路が、ノードnを通過する必要がある。 If m ≧ 2n ≧ n, in order to identify the failure of 2n incoming links and n outgoing links, 2n passing through different incoming links and passing through the same outgoing link two by two The book monitoring path must pass through node n. Furthermore, in order to identify the failure of the remaining m-2n incoming links, m-2n monitoring routes that pass through the remaining m-2n incoming links and any outgoing links Needs to pass through node n. Therefore, at least m monitoring routes in total need to pass through the node n.
2n≧mの場合は2/3(m+n)≧mであり、m≧2nの場合はm≧2/3(m+n)であるため、2つの場合を併せて、m本の入側リンクとn本の出側リンクの障害を特定するためには、少なくともMax (m, 2/3(m+n)) 本の監視経路が、ノードnを通過する必要がある。同様にして、m≦nの場合は、m本の入側リンクとn本の出側リンクの障害を特定するために、少なくともMax (n, 2/3(m+n)) 本の監視経路が、ノードnを通過する必要がある。以上より、m≧nの場合とm≦nの場合を併せて、少なくともMax (m, n, 2/3(m+n)) 本の監視経路が、ノードnを通過する必要がある。 When 2n ≧ m, 2/3 (m + n) ≧ m, and when m ≧ 2n, m ≧ 2/3 (m + n). In order to identify a failure in the side link and n outgoing links, at least Max (m, 2/3 (m + n)) monitoring routes need to pass through the node n. Similarly, if m ≦ n, at least Max (n, 2/3 (m + n)) monitoring routes are used to identify failures in m ingress links and n egress links. Needs to pass through node n. From the above, it is necessary that at least Max (m, n, 2/3 (m + n)) monitoring paths pass through the node n in the case of m ≧ n and m ≦ n.
以上より、擬似発ノードs、擬似着ノードdおよび入側リンクまたは出側リンクが仮想リンクのみであるノードを除く全ノードnについて次式(5)の制約式が成り立つ。但し、ここでは監視経路数として仮想リンクを通過する監視経路も数えるが、入側・出側リンク数としては仮想リンクを数えない。 From the above, the constraint equation of the following equation (5) is established for all the nodes n except the pseudo source node s, the pseudo destination node d, and the node whose incoming link or outgoing link is only a virtual link. However, here, the monitoring path passing through the virtual link is counted as the number of monitoring paths, but the virtual link is not counted as the number of incoming / outgoing links.
そして、上記の第1の整数計画法では、最小化すべき目的関数が必要監視経路数Mminとされ、上記の各式を解いて必要監視経路数Mminが算出される。 In the first integer programming method, the objective function to be minimized is the necessary number of monitoring paths Mmin, and the necessary number of monitoring paths Mmin is calculated by solving the above equations.
ステップS4以降では、与えられた監視経路数Mの下で第2の整数計画法が実行され、擬似発ノードsと擬似着ノードdとを接続する監視経路群が、その経路長の総和が最小になるように求められる。本実施形態では、監視経路数Mの初期値として、前記第1の整数計画法を実行して求められた必要監視経路数Mminが採用され、監視経路群の実行可能解が求まるまで、監視経路数Mを1ずつ増やしながら第2の整数計画法の実行が繰り返される。 In step S4 and subsequent steps, the second integer programming method is executed under the given number of monitoring routes M, and the total route length of the monitoring route group connecting the pseudo origin node s and the pseudo destination node d is minimum. It is asked to become. In the present embodiment, the necessary number of monitoring routes Mmin obtained by executing the first integer programming method is adopted as the initial value of the number of monitoring routes M, and the monitoring route is obtained until an executable solution of the monitoring route group is obtained. The execution of the second integer programming is repeated while increasing the number M by one.
すなわち、ステップS4では、前記必要監視経路数Mminが監視経路数Mの初期値として設定される。ステップS5では、前記監視経路群求解部103により、障害リンクを必ず特定できる最少かつ経路長の総和が最小の監視経路群を求解する第2の整数計画法が実行される。この第2の整数計画法では、定数が次のように定義される。
That is, in step S4, the necessary number of monitoring routes Mmin is set as the initial value of the number of monitoring routes M. In step S5, the monitoring path
LP:仮想リンクを除くリンクペア集合。
(l1, l2):リンクペア。
dl:リンクlの距離
M:擬似発ノードsと擬似着ノードdとを接続する監視経路数。
LP: A set of link pairs excluding virtual links.
(l1, l2): Link pair.
dl: Link l distance
M: Number of monitoring paths connecting the pseudo source node s and the pseudo destination node d.
更に、ここでは次のような変数が定義される。 Furthermore, the following variables are defined here.
Xl(k):k(1〜M)番目の監視経路がリンクlを通過すれば「1」、通過しなければ「0」であるバイナリ変数。
Y(l1,l2)(k):k(1〜M)番目の監視経路がリンクペア(l1, l2)を通過すれば「1」、通過しなければ「0」であるバイナリ変数。
SumLength:監視経路群における経路長の総和。
Xl (k): A binary variable that is “1” if the k (1 to M) th monitoring path passes through the link l and “0” if it does not pass.
Y (l1, l2) (k): A binary variable that is “1” if the k (1 to M) th monitoring path passes through the link pair (l1, l2), and “0” otherwise.
SumLength: Total route length in the monitoring route group.
第2の整数計画法における制約式は次の通りである。すなわち、全ての監視経路は擬似発ノードsを始点とする全てのリンクlのいずれかを1回だけ通過するので次式(6)が経路保存則の一つとなる。 The constraint equation in the second integer programming method is as follows. That is, since all the monitoring routes pass through one of all the links l starting from the pseudo source node s, the following equation (6) is one of the route conservation rules.
同様に、全ての監視経路は、擬似着ノードdを終点とする全てのリンクlのいずれかを1回だけ通過するので次式(7)が経路保存則の一つとなる。 Similarly, since all the monitoring routes pass through any one of all the links l having the pseudo arrival node d as an end point, the following equation (7) is one of the route conservation rules.
全ての監視経路は、擬似発着ノードs,d以外の各中継ノードを始点とする出側リンクlおよび終点とする入側リンクlを1回だけ通過するか、どちらも通過しないので次式(8)が経路保存則の一つとなる。 All the monitoring routes pass through the outgoing link 1 starting from each relay node other than the pseudo arrival / departure nodes s and d and the incoming link 1 as the end point only once, or neither pass, so the following formula (8 ) Is one of the path conservation laws.
仮想リンクを除く全てのリンクをいずれかの監視経路が必ず通過しなければならないので、次式(9)が全ての単一リンク障害を検出するための経路群の条件となる。 Since any one of the monitoring paths must pass through all links except the virtual link, the following equation (9) is a condition of the path group for detecting all single link failures.
また、次式(10)が仮想リンクを除く各リンクペアを監視経路が通過する条件とされる。 Further, the following equation (10) is a condition for the monitoring path to pass through each link pair excluding the virtual link.
さらに、ネットワーク上の仮想リンクを除く全てのリンクペアについて、一方のリンクを通過した経路の全てが他方のリンクを通過し、かつ一方のリンクを通過しない経路の全てが他方のリンクを通過しないとすると、一方側リンクの障害と他方側リンクの障害とを識別できないので、一方側リンクを通過する経路と他方側リンクを通過する経路とは全く同一であってはならない。したがって、次式(11)が全ての単一リンク障害を特定するための経路群の条件とされる。 Furthermore, for all link pairs except virtual links on the network, all of the paths that pass through one link pass through the other link, and all of the paths that do not pass through one link do not pass through the other link. Then, since the failure of the one side link and the failure of the other side link cannot be identified, the path passing through the one side link and the path passing through the other side link must not be exactly the same. Therefore, the following equation (11) is a condition of the path group for specifying all single link failures.
そして、本実施形態では監視経路長の総和が最小化されるように監視経路が決定されるので、最小化すべき目的関数は次式(12)で与えられる。 In this embodiment, since the monitoring path is determined so that the total of the monitoring path length is minimized, the objective function to be minimized is given by the following equation (12).
本実施形態では、第2の整数計画法を実行して得られたバイナリ変数Xl(k)(1〜M)の値が、経路長の総和が最小になる最小数M本の監視経路群を示すことになる。 In this embodiment, the value of the binary variable Xl (k) (1 to M) obtained by executing the second integer programming is a minimum number M of monitoring route groups in which the total route length is minimized. Will show.
ステップS6では、監視経路群の求解に成功したか否かが判定される。求解に失敗すれば、ステップS7へ進んで監視経路数Mをインクリメントした後にステップS5へ戻り、改めて第2の整数計画法が実行される。 In step S6, it is determined whether the monitoring route group has been successfully solved. If the solution is unsuccessful, the process proceeds to step S7, increments the number M of monitoring routes, returns to step S5, and the second integer programming is executed again.
1…品質監視装置
2…障害管理装置
1 ...
Claims (6)
前記複数の監視経路を含む監視経路群を求解する障害管理装置を具備し、
前記障害管理装置が、
ネットワークの実トポロジを取得するトポロジ取得手段と、
前記実トポロジを仮想トポロジに変形するトポロジ変形手段と、
前記仮想トポロジに基づいて、ネットワークの単一リンク障害を特定するために必要な監視経路数を第1の整数計画法で求解する第1求解手段と、
前記必要監視経路数を監視経路数の初期値として、全ての単一リンク障害を特定でき、かつ経路長の総和が最小となる監視経路群を、第2の整数計画法で実行可能解が求まるまで前記監視経路数を増やしながら求解する第2求解手段とを具備し、
前記トポロジ変形部は、前記送信機能を発揮する品質管理装置が接続された複数のノードと仮想リンクで接続される擬似発ノード、および前記受信機能を発揮する品質管理装置が接続された複数のノードと仮想リンクで接続される擬似着ノードを、仮想的に配置し、
前記第1求解手段では、前記擬似発ノードから擬似着ノードへ至る監視経路数が求解され、
前記第2求解手段では、前記仮想リンクのリンク長がゼロとされることを特徴とする障害リンク特定システム。 A plurality of quality control devices each having at least one of a monitoring data transmission function and a reception function are connected to nodes on the network, and monitoring data is transmitted from the transmission function to the reception function through a plurality of monitoring paths passing through the relay node. In a failed link identification system that identifies a failed link based on its reachability,
Comprising a failure management device for solving a monitoring path group including the plurality of monitoring paths;
The failure management device is
Topology acquisition means for acquiring the actual topology of the network;
Topology modifying means for transforming the real topology into a virtual topology;
First solving means for solving the number of monitoring paths necessary for identifying a single link failure in the network based on the virtual topology by a first integer programming;
Using the number of necessary monitoring paths as an initial value of the number of monitoring paths, a feasible solution can be obtained by the second integer programming method for a monitoring path group that can identify all single link failures and minimize the total path length. A second solution means for solving the problem while increasing the number of monitoring routes until
The topology transformation unit includes a pseudo-originating node connected by a virtual link to a plurality of nodes connected to a quality management device that exhibits the transmission function, and a plurality of nodes connected to a quality management device that exhibits the reception function Virtually placing a pseudo-arrival node connected with a virtual link,
In the first solving means, the number of monitoring routes from the pseudo origin node to the pseudo destination node is obtained,
In the second solution solving means, the link length of the virtual link is set to zero.
ネットワークの実トポロジを取得する手順と、
前記実トポロジを仮想トポロジに変形する手順と、
前記仮想トポロジに基づいて、ネットワークの単一リンク障害を特定するために必要な監視経路数を第1の整数計画法で求解する手順と、
前記必要監視経路数を監視経路数の初期値として、全ての単一リンク障害を特定でき、かつ経路長の総和が最小となる監視経路群を、第2の整数計画法で実行可能解が求まるまで前記監視経路数を増やしながら求解する手順とを含み、
前記トポロジを変形する手順では、前記送信機能を発揮する品質管理装置が接続された複数のノードと仮想リンクで接続される擬似発ノード、および前記受信機能を発揮する品質管理装置が接続された複数のノードと仮想リンクで接続される擬似着ノードが、仮想的に配置され、
前記第1求解手段では、前記擬似発ノードから擬似着ノードへ至る監視経路数が求解され、
前記第2求解手段では、前記仮想リンクのリンク長がゼロとされることを特徴とする障害リンク特定システムの監視経路決定方法。 A plurality of quality control devices each having at least one of a monitoring data transmission function and a reception function are connected to nodes on the network, and monitoring data is transmitted from the transmission function to the reception function through a plurality of monitoring paths passing through the relay node. In the monitoring route determination method of the fault link identification system that identifies the fault link based on its reachability,
To get the actual topology of the network,
Transforming the real topology into a virtual topology;
A step of finding the number of monitoring paths necessary for identifying a single link failure of the network based on the virtual topology by a first integer programming method;
Using the number of necessary monitoring paths as an initial value of the number of monitoring paths, a feasible solution can be obtained by the second integer programming method for a monitoring path group that can identify all single link failures and minimize the total path length. And increasing the number of monitoring routes until the solution is obtained,
In the procedure of transforming the topology, a pseudo source node connected by a virtual link to a plurality of nodes connected to the quality management device that performs the transmission function, and a plurality of connected quality management devices that perform the reception function A pseudo-arrival node connected with a node of the virtual link is virtually arranged,
In the first solving means, the number of monitoring routes from the pseudo origin node to the pseudo destination node is obtained,
The monitoring path determination method for a faulty link identification system, wherein the second link finding unit sets a link length of the virtual link to zero.
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JP2009280393A JP2011124757A (en) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Fault-link specifying system and method of determining monitoring path of the same |
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