JP2012147271A - Monitoring controller, communication route setting method, and program - Google Patents

Monitoring controller, communication route setting method, and program Download PDF

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Keiji Nomura
啓仁 野村
Takeshi Yada
健 矢田
Ryoichi Kawahara
亮一 川原
Hiroshi Yamada
博司 山田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption by introducing sleep to line cards at both ends of a link.SOLUTION: The invention calculates a utilization rate of a link on a network from load information collected from the network; makes a calculation using Dijkstra's algorithm from a traffic matrix generated from flow information, the load information, and network configuration information when the maximum utilization rate oversteps the thresholds defining the range between upper and lower limits; sequentially extracts links to which sleep can be introduced until the utilization rate of the link having the largest load oversteps the threshold; and calculates a set of weighting values of the links so that loads are maximally distributed in an OSPF protocol for topology performing sleep to the extracted links. When the threshold is overstepped, the invention acquires link topology before overstepping the threshold and calculates a link cost, determines final link cost and a route based on the link cost, and sets the link cost to a real network and introduces the sleep to links that are not used.

Description

本発明は、監視制御装置及び通信経路設定方法及びプログラムに係り、特に、管理されているIP(Internet Protocol)中継網において、ルータの消費電力を削減するためのネットワーク装置及び通信経路設定方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a monitoring control apparatus, a communication path setting method, and a program, and more particularly, to a network apparatus, a communication path setting method, and a program for reducing power consumption of a router in a managed IP (Internet Protocol) relay network. About.

ルータでは、サーバとは異なり、待機状態における消費電力は最大負荷時に比べ大きな差異が生じない(約7%ほどの差異となる)ため、待機電力を大きく削減するためにはスリープ状態を活用することが提示されてきた(例えば、非特許文献1参照)。   In routers, unlike servers, power consumption in standby does not differ significantly from maximum load (about 7% difference), so use the sleep state to greatly reduce standby power. Has been presented (see, for example, Non-Patent Document 1).

ネットワーク単位での通信経路制御を行うことによって特定のルータに流れるトラヒックを他のルータへ配分し、スリープを導入するような技術も発展してきている(例えば、非特許文献2参照)。   A technique has also been developed in which traffic flowing in a specific router is distributed to other routers by performing communication path control in units of networks and sleep is introduced (for example, see Non-Patent Document 2).

また、ルータ単位では、ラインカードバッファを利用してノード稼動中に小規模のスリープを導入することにより待機電力を削減するRate Adaptation(例えば、非特許文献3参照)も注目されている。   In addition, for each router, Rate Adaptation (see, for example, Non-Patent Document 3) that reduces standby power by introducing a small-scale sleep during node operation using a line card buffer is also attracting attention.

Joseph Chabarek, Joel Sommers, Paul Barford, et.al "Power Awareness in Network Design and Routing" In Proc. IEEE INFOCOM, 2008. http://pages.cs.wisc.edu/~pb/infocom08a_final.pdfJoseph Chabarek, Joel Sommers, Paul Barford, et.al "Power Awareness in Network Design and Routing" In Proc. IEEE INFOCOM, 2008. http://pages.cs.wisc.edu/~pb/infocom08a_final.pdf 野村啓仁、矢田健、山田博司、"機器の電力特性を考慮したネットワーク省電力化に関する一考察"、電子情報通信学会、ソサエティ大会、2010年9月.Hirohito Nomura, Ken Yada, Hiroshi Yamada, "A Study on Network Power Saving Considering Device Power Characteristics", IEICE, Society Conference, September 2010. Serigiu Nedvschi, Lucian Popa, et. al, "Reducing Network Energy consumption via Rate-Adaptation and Sleeping", 2008 http://www.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRps/2007/EECS-2007-128.pdfSerigiu Nedvschi, Lucian Popa, et. Al, "Reducing Network Energy consumption via Rate-Adaptation and Sleeping", 2008 http://www.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRps/2007/EECS-2007-128.pdf

しかしながら、現在提案されているルータの消費電力を削減するための手法のほとんどでは、MPLS(Multi-Protocol Label Switching)やRoute Adaptation(非特許文献3)などを実装したルータの導入などが必要となっている。   However, most of the currently proposed methods for reducing the power consumption of routers require the introduction of routers equipped with MPLS (Multi-Protocol Label Switching) and Route Adaptation (Non-patent Document 3). ing.

そのため、MPLSを利用できるルータを持たなかったり、OSPF(Open Shortest Path First)をルーティングに用いるような現在の一般的なネットワークでは、スリープ状態になったルータは電源OFFと判断されて経路から削除されてしまうこととなり、容易にこれらのルータのスリープを導入する技術を用いることができない。   For this reason, in a current general network that does not have a router that can use MPLS or that uses OSPF (Open Shortest Path First) for routing, a router that has entered a sleep state is determined to be powered off and is deleted from the path. Therefore, it is not possible to use a technology for easily introducing sleep of these routers.

また、OSPFルーティングに適応した手法も提案されているが(非特許文献2)、最大リンク利用率を終了条件としたアルゴリズムであるため、特定の回線への負荷の集中が発生すると、スリープ導入の余地があっても導入を終了してしまうという問題がある。   Although a method adapted to OSPF routing has also been proposed (Non-patent Document 2), it is an algorithm that uses the maximum link utilization rate as the termination condition. There is a problem that the introduction ends even if there is room.

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、OSPFルーティングプロトコルで網内の通信経路が制御されている通信ネットワークにおいて、リンク両端のラインカードへスリープを導入し、消費電力を削減することが可能なネットワーク装置及び通信経路設定方法及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and in a communication network in which a communication path in the network is controlled by an OSPF routing protocol, it is possible to reduce power consumption by introducing sleep to the line cards at both ends of the link. An object of the present invention is to provide a possible network device, a communication path setting method, and a program.

上記の課題を解決するために、本発明(請求項1)は、OSPFルーティングプロトコルでネットワーク内の通信経路が制御されている通信ネットワークにおいて省電力化を行うための監視制御装置であって、
ネットワーク構成情報、ネットワークトポロジ、トラヒックフロー情報、インタフェース負荷情報を格納する記憶手段と、
前記ネットワークとの間で通信を行い、前記トラヒックフロー情報、インタフェース負荷情報を取得して前記記憶手段に格納する通信インタフェース手段と、
前記トラヒックフロー情報からトラヒック行列を生成するトラヒック行列生成手段と、
前記インタフェース負荷情報から前記トラヒック行列に基づいてリンク利用率を求めるリンク利用率計算手段と、
前記リンク利用率が所定の上限及び下限の閾値を越えた場合に、各リンクの重み値を変更することによりトラヒックの流れないスリープ対象のリンクを前記記憶手段のネットワークトポロジから除外してスリープ対象のリンクを除いた新たなトポロジを作成するスリープ導入計算手段と、
前記スリープ導入計算手段で作成された前記新たなトポロジに対してトラヒックを平準化するリンクの重み値の組み合わせを算出する組み合わせ算出手段と、
前記最大リンク利用率が所定の閾値を超えるまで前記スリープ導入計算手段及び前記組み合わせ算出手段を行い、該閾値を超えた場合は、該閾値を超える直前のトポロジを取得して、該トポロジに対してリンクコストを計算し、該リンクコストから前記OSPFルーティングプロトコルで最も負荷が分散されるようなリンクの重み値の組み合わせを計算する負荷分散手段と、
前記重み値の組み合わせ及びスリープ可能なリンク情報に基づいて、スリープ対象のリンクを除いたトポロジを前記ネットワークに適用する適用・導入手段と、を有する。
In order to solve the above problems, the present invention (Claim 1) is a monitoring control device for performing power saving in a communication network in which a communication path in the network is controlled by an OSPF routing protocol,
Storage means for storing network configuration information, network topology, traffic flow information, interface load information;
Communication interface means for performing communication with the network, acquiring the traffic flow information and interface load information and storing the information in the storage means;
Traffic matrix generation means for generating a traffic matrix from the traffic flow information;
Link utilization rate calculating means for obtaining a link utilization rate based on the traffic matrix from the interface load information;
When the link utilization rate exceeds the predetermined upper and lower thresholds, the sleep target link that does not flow traffic is excluded from the network topology of the storage means by changing the weight value of each link. Sleep introduction calculation means to create a new topology excluding the link,
A combination calculation means for calculating a combination of link weight values for leveling traffic with respect to the new topology created by the sleep introduction calculation means;
The sleep introduction calculation means and the combination calculation means are performed until the maximum link utilization rate exceeds a predetermined threshold value, and when the threshold value is exceeded, the topology immediately before the threshold value is obtained, and the topology is obtained. Load distribution means for calculating a link cost and calculating a combination of link weight values such that the load is most distributed in the OSPF routing protocol from the link cost;
Applying / introducing means for applying a topology excluding a link to be sleep to the network based on the combination of the weight values and link information capable of sleeping.

上記のように、本発明はMPLSやRate Adaptationなどの、現状では実装できていない機器が存在する手法を用いることなく、一般的なOSPFプロトコルのネットワークにおいて、各ルータで設定しているOSPFのリンク重み値(リンクの重み)の変更操作のみで、スリープを導入した通信経路の再設定を可能とし、ルータの省電力化を実現することが可能となる。   As described above, the present invention does not use a technique such as MPLS or Rate Adaptation, which has devices that cannot be implemented at present, and in the general OSPF protocol network, the OSPF link set in each router. Only by changing the weight value (link weight), it is possible to reset the communication path in which sleep is introduced, and to realize power saving of the router.

また、スリープを導入していないリンクからなるネットワークにおいても、OSPFリンクの重み値の操作のみで負荷分散を行うことにより、特定リンクへの高負荷を緩和すると共に、更なるスリープの導入も期待できるようになる。   In addition, in a network consisting of links that do not introduce sleep, load distribution is performed only by manipulating the weight value of the OSPF link, thereby reducing the high load on a specific link and further introduction of sleep can be expected. It becomes like this.

本発明の一実施の形態におけるネットワーク構成図である。It is a network block diagram in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における監視制御装置の構成図である。It is a block diagram of the monitoring control apparatus in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における演算部の構成図である。It is a block diagram of the calculating part in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるネットワーク全体の概要動作を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary operation | movement of the whole network in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるスリープ導入計算処理のフローチャートである。It is a flowchart of the sleep introduction calculation process in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態における負荷分散計算処理のフローチャートである。It is a flowchart of the load distribution calculation process in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における演算部で求められるca=1におけるφ(la,caa)の値の例である。It is an example of the values of φ at c a = 1 obtained by the arithmetic unit according to an embodiment of the present invention (l a, c a a) . 本発明の一実施の形態における監視制御装置の全体動作のフローチャートである。It is a flowchart of the whole operation | movement of the monitoring control apparatus in one embodiment of this invention.

以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、最初に本明細書で用いる用語について説明する。   First, terms used in this specification will be described.

・重み値:ネットワーク管理者が個別のルータ毎に設定する、OSPFの経路計算に用いるリンクの重み。   Weight value: The link weight used for OSPF route calculation set by the network administrator for each individual router.

・経路コスト:ダイクストラ法で算出した2つのノード間の最短パス上のリンクの重み値の和。   Route cost: the sum of the link weight values on the shortest path between two nodes calculated by the Dijkstra method.

・コスト:負荷分散計算で用いるコスト関数の値。   Cost: The value of the cost function used in load balancing calculations.

次に、本発明の前提条件について説明する。   Next, the preconditions of the present invention will be described.

1.ルータの消費電力は、約半分をシャーシが、残りの殆どをラインカードによって構成されている。ラインカードはその処理速度が高いほど消費電力が大きくなる(非特許文献1参照)。   1. About half of the power consumption of the router is constituted by the chassis, and most of the rest is constituted by the line cards. The power consumption of the line card increases as the processing speed increases (see Non-Patent Document 1).

2.ネットワークを構成する各ルータでは、その構成部品単位でのスリープを導入することができる。なお、スリープ状態では、消費電力がほぼゼロになるが、処理を行うことができなくなる。   2. In each router constituting the network, sleep can be introduced for each component. In the sleep state, power consumption is almost zero, but processing cannot be performed.

3.NetFlowやsFlowなどのトラヒックフロー測定技術を用いることよって、特定の装置(フローコレクタ)に各機器を流れるフローの情報を収集することができる(例えば、「文献1:"Cisco NetFlow v3" http://www.cisco.com/warp/public/cc/pd/nemnsw/nesv/prodlit/2033_pp.pdf」、「文献2:sFlow http://www.sflow.org/about/index.php」参照)。   3. By using traffic flow measurement technology such as NetFlow and sFlow, it is possible to collect information on the flow that flows through each device to a specific device (flow collector) (for example, “Reference 1:“ Cisco NetFlow v3 ”http: / /www.cisco.com/warp/public/cc/pd/nemnsw/nesv/prodlit/2033_pp.pdf "," Reference 2: sFlow http://www.sflow.org/about/index.php ").

4.上記の3.で収集したフロー情報から文献3(田中喜明、立花大祐、内田真人ら、"実ネットワークにおける集約フロー流量からのフロー毎流量統計の推定")などの技術によりトラヒック行列を推定することが可能である。   4). 3. above. It is possible to estimate the traffic matrix from the flow information collected in step 3 using techniques such as Document 3 (Yoshiaki Tanaka, Daisuke Tachibana, Masato Uchida et al. .

5.SNMPなどを介して、ネットワーク機器は自身のインタフェースの負荷情報を特定の監視装置へ通知することができる。   5). A network device can notify load information of its interface to a specific monitoring device via SNMP or the like.

まず、本発明のネットワーク構成について説明する。   First, the network configuration of the present invention will be described.

図1は、本発明の一実施の形態におけるネットワークの構成を示す。   FIG. 1 shows a network configuration according to an embodiment of the present invention.

本発明が対象とするネットワーク1は、OSPFをルーティングプロトコルとした単一のAS(Autonomous System)であり、冗長性を持つ構造である。ネットワーク1を流れるトラヒックは、昼夜や平日または休日などで各対地毎、及び、全体の流量が大きく変動する。   The network 1 targeted by the present invention is a single AS (Autonomous System) using OSPF as a routing protocol, and has a redundant structure. The traffic flowing through the network 1 varies greatly for each ground and the entire flow rate during the day and night, weekdays or holidays.

ネットワーク1には、複数のAS境界ルータ10があり、これらのルータ10のラインカードでは待機電力が大きいものとする。また、各ルータ10は、自らを流れるトラヒックフロー情報を監視制御装置20へ通知するものとする。   The network 1 includes a plurality of AS boundary routers 10, and it is assumed that standby power is large in the line cards of these routers 10. Each router 10 notifies the monitoring control device 20 of traffic flow information flowing through itself.

監視制御装置20は、ネットワーク1に接続され、ネットワーク1の構成情報を管理する装置であり、フローコレクタとして働き、各ルータ10からのフロー情報及び負荷情報を取得し、トラヒック状況に応じた経路を演算する。また、各ルータ10にTelnetまたはSSH(Secure SHell)でアクセスし、設定を変更することができる。   The monitoring control device 20 is a device that is connected to the network 1 and manages the configuration information of the network 1. The monitoring control device 20 functions as a flow collector, acquires flow information and load information from each router 10, and routes routes according to traffic conditions. Calculate. Further, each router 10 can be accessed by Telnet or SSH (Secure SHell) to change the setting.

図2は、本発明の一実施の形態における監視制御装置の構成を示す。監視制御装置20は、通信インタフェース部21、記憶部22、演算部23から構成される。   FIG. 2 shows a configuration of the monitoring control apparatus according to the embodiment of the present invention. The monitoring control device 20 includes a communication interface unit 21, a storage unit 22, and a calculation unit 23.

通信インタフェース部21は、ネットワーク1に接続され、IPアドレスを持ち、各管理対象機器との通信処理を行う。   The communication interface unit 21 is connected to the network 1, has an IP address, and performs communication processing with each managed device.

記憶部22は、ネットワーク機器の設定情報、スリープ導入前、スリープ導入後、閾値超え、スリープ導入後、閾値直前等のネットワークトポロジ、フロー行列、各インタフェースの負荷情報等を格納する。   The storage unit 22 stores network device setting information, network topology before sleep introduction, after sleep introduction, exceeding a threshold, after network introduction, immediately before the threshold, flow matrix, load information of each interface, and the like.

演算部23は、定期的なネットワーク機器の管理とスリープ導入のための計算や、記憶部22とのやり取りにより、演算に必要な情報の取得、計算結果や機器情報の格納を行う。具体的には、定期的な情報取得処理と省電力化処理を行う。   The calculation unit 23 acquires information necessary for calculation and stores calculation results and device information through calculations for periodic network device management and sleep introduction, and exchange with the storage unit 22. Specifically, periodic information acquisition processing and power saving processing are performed.

定期的な情報取得処理としては、SNMPなどにより、定期的にネットワークの各機器の負荷情報、設定情報を取得する処理や、NetFlow等によりルータ10からのフロー情報を取得して、記憶部22に格納する。   Periodic information acquisition processing includes processing for periodically acquiring load information and setting information of each device in the network by SNMP and the like, and acquiring flow information from the router 10 by NetFlow or the like, and storing it in the storage unit 22. Store.

省電力化処理としては、フロー情報からのトラヒック行列の推定、スリープ可能リンクの算出、負荷分散計算によって負荷を分散させる重み値の組み合わせの算出、スリープ導入計算と負荷分散計算の組み合わせ処理、算出した設定の実ネットワークへの適用及びスリープ導入処理等を行う。   As power saving processing, estimation of traffic matrix from flow information, calculation of sleep possible link, calculation of weight value combination to distribute load by load distribution calculation, combination processing of sleep introduction calculation and load distribution calculation, Apply the settings to the actual network and perform sleep introduction processing.

図3は、本発明の一実施の形態における演算部の構成を示す。   FIG. 3 shows the configuration of the calculation unit in one embodiment of the present invention.

演算部23は、上記の定期的な情報取得処理を行う情報管理部231、リンク利用率(負荷)を計算するリンク利用率計算部232、記憶部22から取得したフロー情報から、前述の文献3に示す手法によりトラヒック行列を生成するトラヒック行列作成部233、スリープ導入計算を行うスリープ導入計算部234、リンク利用率に基づいて負荷を分散させる計算を行う負荷分散部235、実ネットワークへの適用及びスリープ導入を行う適用・導入部236、演算部23内で計算された計算結果等を格納するメモリ237から構成される。   The calculation unit 23 uses the information management unit 231 that performs the above-described periodic information acquisition processing, the link usage rate calculation unit 232 that calculates the link usage rate (load), and the flow information acquired from the storage unit 22 described above in Reference 3. A traffic matrix generation unit 233 that generates a traffic matrix by the method shown in FIG. 5, a sleep introduction calculation unit 234 that performs sleep introduction calculation, a load distribution unit 235 that performs calculation to distribute a load based on the link utilization rate, An application / introduction unit 236 that introduces sleep and a memory 237 that stores calculation results calculated in the calculation unit 23.

次に、上記の構成における動作の概要を説明する。   Next, an outline of the operation in the above configuration will be described.

図4は、本発明の一実施の形態におけるネットワーク全体の概要動作を示す。   FIG. 4 shows an outline operation of the entire network in the embodiment of the present invention.

ステップ0) 初期状態では、ネットワーク1は、それぞれ事前に設定されているルーティングプロトコルに従い経路を決定する。   Step 0) In an initial state, the network 1 determines a route according to a routing protocol set in advance.

ステップ1) 各ルータ10は、自身の各インタフェースに掛かる負荷情報をSNMPによって監視制御装置20通知する。また、エッジルータは、トラヒック行列を作成するのに必要なフロー情報を収集し、一定の間隔で監視制御装置20へと送信する。   Step 1) Each router 10 notifies the monitoring control device 20 of the load information applied to its own interface by SNMP. Further, the edge router collects flow information necessary for creating a traffic matrix and transmits the flow information to the monitoring controller 20 at regular intervals.

ステップ2) 監視制御装置20の通信インタフェース部21は、各ルータ10から通知された負荷情報、フロー情報を取得して記憶部22に格納する。演算部23のリンク利用率計算部232は、記憶部22から負荷情報を取得し、ネットワーク1上のリンクの利用率を求める。演算部23は、最大利用率が所定の閾値によって定められた範囲(上限値と下限値の間)を超えた場合に、以下の動作により電力効率を考慮した経路決定を行う。詳細については後述する。   Step 2) The communication interface unit 21 of the monitoring control device 20 acquires the load information and flow information notified from each router 10 and stores them in the storage unit 22. The link usage rate calculation unit 232 of the calculation unit 23 acquires load information from the storage unit 22 and obtains the usage rate of the link on the network 1. When the maximum utilization rate exceeds a range (between the upper limit value and the lower limit value) determined by a predetermined threshold, the calculation unit 23 performs route determination considering power efficiency by the following operation. Details will be described later.

ステップ3) 演算部23は、トラヒック行列作成部233において、記憶部22からフロー情報を読み出してトラヒック行列を作成する。   Step 3) The computing unit 23 reads the flow information from the storage unit 22 and creates a traffic matrix in the traffic matrix creating unit 233.

ステップ4) 演算部23は、スリープ導入計算部234において、ステップ3で作成したトラヒック行列と負荷情報、及びネットワーク構成情報からダイクストラ法を利用した計算を行い、最も負荷の大きいリンクの利用率が閾値θを超えるまで、順次スリープ導入可能なリンクを選別する。詳細については後述する。   Step 4) In the sleep introduction calculation unit 234, the calculation unit 23 performs a calculation using the Dijkstra method from the traffic matrix and the load information generated in Step 3 and the network configuration information, and the utilization rate of the link with the largest load is a threshold value. The links where sleep can be introduced are selected until θ is exceeded. Details will be described later.

ステップ5) 演算部23は、負荷分散部235において、上記のステップ4で算出されたリンクをスリープしたトポロジに対して、OSPFプロトコルで最も負荷が分散されるようなリンクの重み値の組み合わせを計算する。   Step 5) The calculation unit 23 calculates, in the load distribution unit 235, a combination of link weight values such that the load is most distributed in the OSPF protocol with respect to the topology in which the link calculated in Step 4 is sleeping. To do.

ステップ6) 上記のステップ5の計算によって最大リンク利用率が閾値θを下回る間は、上記のステップ4,5を繰り返す。   Step 6) While the maximum link utilization rate falls below the threshold θ by the calculation in Step 5, the above Steps 4 and 5 are repeated.

ステップ7) 負荷分散部235は、閾値θを超えた場合は、ステップ4において閾値θを超える直前のリンクトポロジを取得し、ステップ5における負荷分散を用いて最終的なリンクコストとする。   Step 7) When the threshold value θ exceeds the threshold θ, the load distribution unit 235 obtains the link topology immediately before exceeding the threshold value θ in Step 4 and uses the load distribution in Step 5 as the final link cost.

ステップ8) 最終的なリンクコスト及びそれに基づく経路決定がなされたら、監視制御装置20の通信インタフェース部21を介して実ネットワーク1へのリンクコストの設定及び非使用リンクへのスリープの導入が行われる。詳細については後述する。   Step 8) When the final link cost and the route determination based on the final link cost are determined, the link cost is set to the actual network 1 and the sleep is introduced to the unused link via the communication interface unit 21 of the monitoring control device 20. . Details will be described later.

次に、上記のステップ4におけるスリープ導入計算処理について説明する。   Next, the sleep introduction calculation process in step 4 will be described.

図5は、本発明の一実施の形態におけるスリープ導入計算処理のフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart of the sleep introduction calculation process according to the embodiment of the present invention.

スリープ導入計算処理の前に、演算部23のトラヒック行列作成部233は、通信インタフェース部21を介して記憶部22に格納されたトラヒックフロー情報に基づいて、ネットワーク1を流れるトラヒックの行列を作成し、当該演算部23内部のメモリ237に格納する。当該トラヒックの行列を作成する方法としては、例えば、文献4「sFlow http://www.sflow.org/about /index.php」による方法を用いるものとする。この際に、全エッジ間の疎通性を確保するために、フローが観測されなかったエッジ対地には最低トラヒック量よりも低い値のトラヒックを与えるものとする。   Prior to the sleep introduction calculation process, the traffic matrix creation unit 233 of the computation unit 23 creates a matrix of traffic flowing through the network 1 based on the traffic flow information stored in the storage unit 22 via the communication interface unit 21. And stored in the memory 237 inside the calculation unit 23. As a method for creating the traffic matrix, for example, a method according to Reference 4 “sFlow http://www.sflow.org/about/index.php” is used. At this time, in order to ensure the communication between all the edges, it is assumed that traffic having a value lower than the minimum traffic amount is given to the edge-to-ground where no flow is observed.

また、通信インタフェース部21では、SNMPによって取得したネットワークの全リンクの負荷情報を記憶部22に格納しておき、演算部23では、当該全リンクの負荷情報を基に、利用率が閾値θを超えるリンクが存在するかを判断する。閾値θを超えるリンクが存在しなければ、図5に示す処理を行い、閾値θを超えるリンクが存在する場合は図5に示す処理は行わず、ステップ5の負荷分散処理に移行する。   Further, the communication interface unit 21 stores the load information of all the links of the network acquired by SNMP in the storage unit 22, and the calculation unit 23 sets the usage rate to the threshold θ based on the load information of all the links. Determine if there are more links. If there is no link exceeding the threshold θ, the process shown in FIG. 5 is performed. If there is a link exceeding the threshold θ, the process shown in FIG. 5 is not performed, and the process proceeds to the load distribution process in step 5.

ステップ401) 演算部23の情報管理部231は、ステップ3で生成されたトラヒック行列、及び、記憶部22から帯域、重み値を含むネットワークトポロジ、各リンクの負荷情報を取得する。   Step 401) The information management unit 231 of the calculation unit 23 obtains the traffic matrix generated in Step 3, the network topology including the bandwidth and the weight value, and the load information of each link from the storage unit 22.

ステップ402) スリープ導入計算部234は、予め設定された閾値θを超える利用率のリンクがある場合、または、全リンクのスリープ導入の検証が終了した場合は、現在のリンク重み値の設定及び閾値を超えないリンク重み値設定を持つ、前回のステップ403〜408の処理でメモリ237に記憶したリンク重み値設定を読み込み、負荷分散部235に出力する。閾値θを超えるリンクが無い場合は、ステップ403に移行する。   Step 402) The sleep introduction calculation unit 234 sets the current link weight value and the threshold value when there is a link having a utilization rate exceeding a preset threshold value θ or when verification of the sleep introduction of all links is completed. The link weight value setting stored in the memory 237 in the previous processing of Steps 403 to 408 having the link weight value setting not exceeding the value is read and output to the load distribution unit 235. If there is no link exceeding the threshold θ, the process proceeds to step 403.

ステップ403) スリープ導入計算部234は、現在の全リンクの重み値をメモリ237に格納する。   Step 403) The sleep introduction calculation unit 234 stores the current weight values of all links in the memory 237.

ステップ404) 利用率が低いが代替経路が存在しないリンクをスリープ導入対象から外すために、後述するスリープフラグを設定したリンクを除いたリンク情報リストを作成し、内部のメモリ237に格納する。   Step 404) In order to remove a link having a low utilization rate but no alternative route from the sleep introduction target, a link information list excluding links to which a sleep flag described later is set is created and stored in the internal memory 237.

ステップ405) スリープ導入計算部234は、作成したリンクリストにおいて、閾値θ未満で最小の利用率を持つリンクを特定し、スリープフラグ"1"を立てる。   Step 405) The sleep introduction calculation unit 234 identifies a link having a minimum utilization rate that is less than the threshold θ in the created link list, and sets the sleep flag “1”.

ステップ406) さらに、スリープフラグを立てたリンクのコストを増大させ、トラヒックが流れないようにする。例えば、設定コストを全リンクの重みの和+1とする。   Step 406) Further, the cost of the link with the sleep flag set is increased, and traffic is prevented from flowing. For example, the set cost is set to the sum of the weights of all links + 1.

ステップ407) メモリ237内のトラヒック行列と記憶部22から読み出したネットワーク構成情報に基づいてダイクストラ法に基づいた計算を行い、各リンクの利用率を算出し、メモリ237に格納する。   Step 407) Based on the traffic matrix in the memory 237 and the network configuration information read from the storage unit 22, the calculation based on the Dijkstra method is performed, and the utilization rate of each link is calculated and stored in the memory 237.

ステップ408) スリープ導入計算部234は、ステップ407で算出した全リンクの利用率に対して、まず、閾値θを超える利用率のリンクが存在するかを判断し、閾値θを超える利用率のリンクがあれば、スリープを導入した場合のネットワークトポロジ(閾値を超えたもの/超えないもの)を負荷分散部235に出力する。一方、閾値θを超える利用率のリンクがなければ、ステップ409に移行する。   Step 408) The sleep introduction calculation unit 234 first determines whether there is a link having a utilization rate exceeding the threshold θ with respect to the utilization rate of all links calculated in Step 407, and the link having the utilization rate exceeding the threshold θ. If there is a network topology, the network topology (that exceeds / does not exceed the threshold) when sleep is introduced is output to the load distribution unit 235. On the other hand, if there is no utilization rate link exceeding the threshold θ, the process proceeds to step 409.

ステップ409) 直前にスリープフラグを立てたリンクの利用率が0であるかを判断し、利用率が0であればステップ410に移行し、利用率が0よりも大きければ当該リンクにスリープを導入すると疎通性が失われる対地間が発生するため、スリープを導入せずにステップ402に移行する。   Step 409) It is determined whether the utilization rate of the link for which the sleep flag was set immediately before is 0. If the utilization rate is 0, the process proceeds to step 410. If the utilization rate is greater than 0, sleep is introduced to the link. As a result, a ground-to-ground connection is lost, and the process proceeds to step 402 without introducing sleep.

ステップ410) ステップ409において、利用率が0であれば、当該リンクをネットワークから除き、ステップ402に移行し、利用率が閾値θを超えるか、スリープフラグリストに全リンクが登録されることによりリンク情報リストが作成できなくなるまで、上記の処理を繰り返す。   Step 410) If the utilization rate is 0 in Step 409, the link is removed from the network, and the process proceeds to Step 402, where the utilization rate exceeds the threshold θ or all links are registered in the sleep flag list. The above processing is repeated until an information list cannot be created.

次に、上記のステップ5の負荷分散計算処理について説明する。   Next, the load distribution calculation process in step 5 will be described.

演算部23の負荷分散部235は、ステップ5における負荷分散計算として、文献5「Fortz, B. Thorup, M. "Internet traffic engineering by optimizing OSPF weights", Proc. 19th IEEE Conf. Computer Communications (INFOCOM),pp. 519-528 http://ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=832225&tag=1」に記載の方法に基づいて、タブーサーチを利用した局所探索法に基づいて、各リンクの利用率が平準化されるようなリンク重み値の組み合わせを算出する。この負荷平準化には、あるノード間に複数の経路コストが等しいパスが存在する際に、トラヒックが分散されるというOSPFの性質を利用し、閾値θに合わせてコスト関数の傾斜が変動するように変更を行っている。 The load distribution unit 235 of the calculation unit 23 performs the load distribution calculation in Step 5 as document 5 “Fortz, B. Thorup, M.“ Internet traffic engineering by optimizing OSPF weights ”, Proc. 19 th IEEE Conf. Computer Communications (INFOCOM ), pp. 519-528 http://ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=832225&tag=1 ” A combination of link weight values for equalizing the utilization rate is calculated. This load leveling uses the property of OSPF that traffic is distributed when there are multiple paths with the same path cost between certain nodes, so that the slope of the cost function varies according to the threshold θ. Changes have been made.

図6は、本発明の一実施の形態における負荷分散計算処理のフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart of the load distribution calculation process according to the embodiment of the present invention.

以下に示す負荷分散部235による負荷分散計算では、各リンクの利用率が閾θ未満となるように、図7に示す形状をとる、以下に示すコスト関数を用いる。ネットワークのコストΦは、コスト関数φ(la,ca)、ネットワークのリンクaの集合A,リンクaの負荷l、リンクaの容量cとして、以下の式により求められる。 In the load distribution calculation by the load distribution unit 235 shown below, the cost function shown below is used which takes the shape shown in FIG. 7 so that the utilization rate of each link is less than the threshold θ. The cost Φ of the network is obtained by the following formula as a cost function φ (l a , c a ), a set A of the link a of the network, a load l a of the link a, and a capacity c a of the link a.

Figure 2012147271
ステップ501) 前述のスリープ導入計算部234から出力されたネットワークトポロジとメモリ237からトラヒック行列、及び閾値θを取得し、上記のコスト関数のパラメータを決定する。
Figure 2012147271
Step 501) The network topology output from the sleep introduction calculation unit 234 and the traffic matrix and the threshold value θ are acquired from the memory 237, and the parameters of the cost function are determined.

ステップ502) 負荷分散部235は、初期解として、W={1,…,wmax}からランダムに値を取得し、各リンクの重み値として設定する(このリンクに対する重み値の組み合わせを初期解とする)。 Step 502) The load distribution unit 235 obtains a random value from W = {1,..., W max } as an initial solution and sets it as a weight value for each link (a combination of weight values for this link is set as an initial solution). And).

ステップ503) 負荷分散部235は、Shortest Pathを算出する。   Step 503) The load distribution unit 235 calculates a Shortest Path.

ステップ504) リンク利用率計算部232は、トラヒック行列と初期解、ネットワークトポロジを用いて各リンクの利用率を算出する。   Step 504) The link usage rate calculation unit 232 calculates the usage rate of each link using the traffic matrix, the initial solution, and the network topology.

ステップ505) 負荷分散部235は、リンク利用率計算部232で算出された利用率を上記のコスト関数に適用し、初期解のコストを算出する。なお、コスト関数はリンク利用率が大きいほどコストが増大する性質を持つ。   Step 505) The load distribution unit 235 applies the usage rate calculated by the link usage rate calculation unit 232 to the above cost function to calculate the cost of the initial solution. The cost function has a property that the cost increases as the link utilization rate increases.

ステップ506) 負荷分散部235は、現在の解とコストをメモリ237上のハッシュテーブル1(HT1)に格納し、これをタブーリストとして利用する。   Step 506) The load distribution unit 235 stores the current solution and cost in the hash table 1 (HT1) on the memory 237, and uses this as a tabu list.

ステップ507) HT1に格納された現在の解から上記の文献5の手法に従いN個の近傍解w'を作成する。 Step 507) N n neighboring solutions w ′ are created from the current solution stored in HT1 according to the technique of the above-mentioned document 5.

ステップ508) 求められた近傍解w'がHT1に含まれるかを判定し、含まれる場合にはステップ509に移行し、含まれない場合はステップ510に移行する。   Step 508) It is determined whether the obtained neighborhood solution w ′ is included in HT1. If included, the process proceeds to Step 509. If not included, the process proceeds to Step 510.

ステップ509) 近傍解w'を破棄し、ステップ507に移行する。   Step 509) The neighborhood solution w ′ is discarded, and the process proceeds to Step 507.

ステップ510) 近傍解w'がNnに達したかを判定し、達した場合はステップ511に移行し、達していない場合はステップ507に移行する。 Step 510) It is determined whether or not the neighborhood solution w ′ has reached N n . If reached, the process proceeds to Step 511, and if not, the process proceeds to Step 507.

ステップ511) コスト評価済みの解とコスト値を格納するハッシュテーブル2(HT2)に含まれていない近傍解を抽出する。   Step 511) Extract neighboring solutions that are not included in the hash table 2 (HT2) storing the cost-evaluated solution and the cost value.

ステップ512) ステップ511で抽出した近傍解のShortest Pathを算出する。   Step 512) The Shortest Path of the neighborhood solution extracted in Step 511 is calculated.

ステップ513) リンク利用率計算部232は、抽出された解の負荷を算出する。   Step 513) The link usage rate calculation unit 232 calculates the load of the extracted solution.

ステップ514) 負荷分散部235は、抽出した解のコストを算出する。算出方法はステップ505と同様である。   Step 514) The load distribution unit 235 calculates the cost of the extracted solution. The calculation method is the same as in step 505.

ステップ515) 抽出した解及びそのコストをメモリ237上のHT2に格納する。   Step 515) The extracted solution and its cost are stored in HT2 on the memory 237.

ステップ516) 負荷分散部235は、近傍解のうち、最もコストが低いものを次の解として抽出する。   Step 516) The load distribution unit 235 extracts the nearest solution having the lowest cost as the next solution.

ステップ517) 抽出された最低コストの解とコスト値をHT1に格納する。   Step 517) The extracted lowest cost solution and cost value are stored in HT1.

ステップ518) HT1の要素数がNに達したかを判定し、達していない場合はステップ507に移行し、達した場合はステップ519に移行する。 Step 518) HT1 number of elements in it is determined whether reaches N i, if not reached then proceeds to step 507, if it reaches the process proceeds to step 519.

ステップ519) 上記のステップ507〜518の処理をN回繰り返し、HT1において最もコストが低かった解を最適解(重み値の組み合わせ)として適用・導入部236に出力する。なお、一定の繰り返し回数毎に、解の要素の一部に摂動を与えて新規解とし、探索範囲を変更する。 Step 519) The process of steps 507-518 repeated N i times, and outputs the application-introducing portion 236 most cost a was low solution as the optimal solution (the combination weight values) in HT1. It should be noted that at a certain number of repetitions, a part of the solution elements are perturbed to form a new solution, and the search range is changed.

次に、監視制御装置23における全体動作を説明する。   Next, the overall operation in the monitoring control device 23 will be described.

図8は、本発明の一実施の形態における監視制御装置の全体動作のフローチャートである。以下の処理の前提として、演算部23の情報管理部231では、常に一定の時間間隔で通信インタフェース21を介してネットワーク1の各機器の負荷情報を収集し、記憶部22に格納しているものとする。   FIG. 8 is a flowchart of the overall operation of the monitoring control apparatus according to the embodiment of the present invention. As an assumption of the following processing, the information management unit 231 of the calculation unit 23 always collects load information of each device of the network 1 via the communication interface 21 at a constant time interval and stores it in the storage unit 22. And

ステップ701) 演算部23のリンク利用率計算部232において、計算されたネットワーク1の各機器のインタフェースの負荷情報を計算し、最も利用率の大きいリンクの利用率が所定の上限閾値α以上、または、下限閾値β未満である場合はステップ702に移行し、β以上α未満の場合は何もせず待機する。   Step 701) The link usage rate calculation unit 232 of the calculation unit 23 calculates the calculated load information of the interface of each device of the network 1, and the usage rate of the link with the highest usage rate is equal to or higher than a predetermined upper threshold α. If it is less than the lower threshold β, the process proceeds to step 702, and if β is less than α, the process waits without doing anything.

ステップ702) 演算部23のトラヒック行列作成部233は、ネットワーク1のルータ10から得られたフロー情報を記憶部22から読み出して、トラヒック行列を作成し、メモリ237に格納する。   Step 702) The traffic matrix creation unit 233 of the computation unit 23 reads out the flow information obtained from the router 10 of the network 1 from the storage unit 22, creates a traffic matrix, and stores it in the memory 237.

ステップ703) 演算部23のスリープ導入計算部234は、メモリ237からトラヒック行列を、記憶部22からトポロジ情報を読み出して、スリープ導入処理を行い、スリープ導入可能なリンクを特定する。この際、以下の2つの条件によりスリープ導入後のトポロジを記憶する。   Step 703) The sleep introduction calculation unit 234 of the calculation unit 23 reads the traffic matrix from the memory 237 and the topology information from the storage unit 22, performs a sleep introduction process, and identifies a link where sleep introduction is possible. At this time, the topology after sleep introduction is stored under the following two conditions.

条件a:最大リンク利用率が閾値θを超過した直後のトポロジ;
条件b:最大リンク利用率が閾値θを超過する直前のトポロジ;
上記の条件aは、負荷分散処理により最大リンク利用率低下を起し、更なるスリープを導入するために利用する。条件bは、負荷分散処理による抑制後の最大リンク利用率がθを超過した場合に利用する。
Condition a: Topology immediately after the maximum link utilization exceeds the threshold value θ;
Condition b: Topology immediately before the maximum link utilization rate exceeds the threshold θ;
The above condition a is used to introduce a further sleep by causing the maximum link utilization rate to decrease due to the load distribution process. Condition b is used when the maximum link utilization rate after suppression by load distribution processing exceeds θ.

ステップ704) スリープ導入計算部234は、分散処理後の最大リンク利用率が閾値θを超過しているかを判定し、超過していた場合(over flag=1)は、ステップ706に移行し、それ以外の場合はステップ705に移行する。   Step 704) The sleep introduction calculation unit 234 determines whether or not the maximum link utilization rate after the distributed processing exceeds the threshold θ, and if it exceeds (over flag = 1), the process proceeds to Step 706. Otherwise, the process proceeds to step 705.

ステップ705) 入力トポロジとして、条件aを選択し、ステップ707に移行する。   Step 705) Select condition a as the input topology, and proceed to Step 707.

ステップ706) 入力トポロジとして、条件bを選択し、ステップ707に移行する。   Step 706) The condition b is selected as the input topology, and the process proceeds to Step 707.

ステップ707) 負荷分散部235は、スリープ導入後のトポロジでリンク利用率が平準化するような重み値の組み合わせを算出する。   Step 707) The load distribution unit 235 calculates a combination of weight values so that the link utilization rate is leveled in the topology after sleep introduction.

ステップ708) リンク利用率計算部232において、各リンクの利用率を算出し、負荷分散部235は、当該リンクの利用率を取得して、最大リンク利用率が閾値θを上回っているかを判定する。上回っている場合はステップ709に移行し、そうでない場合はステップ710に移行する。   Step 708) The link usage rate calculation unit 232 calculates the usage rate of each link, and the load distribution unit 235 acquires the usage rate of the link and determines whether the maximum link usage rate exceeds the threshold θ. . If so, the process proceeds to step 709; otherwise, the process proceeds to step 710.

ステップ709) 最大リンク利用率>θであればover_flag=1とし、ステップ704に移行し、条件bでのトポロジでの負荷分散計算処理を開始する(ステップ706,707)。   Step 709) If the maximum link utilization rate> θ, over_flag = 1 is set, the process proceeds to Step 704, and the load distribution calculation process in the topology under the condition b is started (Steps 706, 707).

ステップ710) 最大リンク利用率≦θであれば、over_flag=1であるかを判定し、over_flag=1である場合はステップ711に移行し、over_flag=0(初期値)である場合はステップ703に移行し、出力した重み値でのトポロジを入力としてスリープ導入処理を行う。   Step 710) If the maximum link utilization rate ≦ θ, it is determined whether over_flag = 1. If over_flag = 1, the process proceeds to step 711. If over_flag = 0 (initial value), the process proceeds to step 703. The sleep introduction process is performed using the topology with the output weight value as input.

ステップ711) 負荷分散部235は、スリープリンクの重み値を設定する。このとき、スリープ扱いとなっているリンクの重み値を、他のリンクの和よりも大きい値に設定する。   Step 711) The load distribution unit 235 sets the sleep link weight value. At this time, the weight value of the link treated as sleep is set to a value larger than the sum of the other links.

ステップ712) 適用・導入部236は、通信インタフェース21を介してTelnetやSSHを用いて実際のネットワーク1の各ルータ10にアクセスし、最終的なリンクの重み値を設定する。   Step 712) The application / introduction unit 236 accesses each router 10 of the actual network 1 using Telnet or SSH via the communication interface 21, and sets a final link weight value.

ステップ713) 適用・導入部236は、ルート再設定によりスリープ対象のリンクにトラヒックが流れなくなったらこれらの両端のインタフェースをスリープし、消費電力を削減する。   Step 713) The application / introduction unit 236 sleeps the interfaces at both ends when the traffic does not flow on the sleep target link due to the route reset, and reduces power consumption.

本発明は、上記の実施の形態における図2、図3に示す監視制御装置20の構成要素の動作をプログラムとして構築し、監視制御装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。   The present invention constructs the operation of the constituent elements of the monitoring control device 20 shown in FIGS. 2 and 3 in the above-described embodiment as a program, and installs and executes it on a computer used as the monitoring control device, or a network It is possible to circulate through.

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications can be made within the scope of the claims.

1 ネットワーク
10 AS境界ルータ
20 監視制御装置
21 通信インタフェース部
22 記憶部
23 演算部
231 情報管理部
232 リンク利用率計算部
233 トラヒック行列作成部
234 スリープ導入計算部
235 負荷分散部
236 適用・導入部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Network 10 AS border router 20 Monitoring control apparatus 21 Communication interface part 22 Storage part 23 Calculation part 231 Information management part 232 Link utilization rate calculation part 233 Traffic matrix preparation part 234 Sleep introduction calculation part 235 Load distribution part 236 Application | installation / introduction part

Claims (9)

OSPF(Open shortest Path First)ルーティングプロトコルでネットワーク内の通信経路が制御されている通信ネットワークにおいて省電力化を行うための監視制御装置であって、
ネットワーク構成情報、ネットワークトポロジ、トラヒックフロー情報、インタフェース負荷情報を格納する記憶手段と、
前記ネットワークとの間で通信を行い、前記トラヒックフロー情報、インタフェース負荷情報を取得して前記記憶手段に格納する通信インタフェース手段と、
前記トラヒックフロー情報からトラヒック行列を生成するトラヒック行列生成手段と、
前記インタフェース負荷情報から前記トラヒック行列に基づいてリンク利用率を求めるリンク利用率計算手段と、
前記リンク利用率が所定の上限及び下限の閾値を越えた場合に、各リンクの重み値を変更することによりトラヒックの流れないスリープ対象のリンクを前記記憶手段のネットワークトポロジから除外してスリープ対象のリンクを除いた新たなトポロジを作成するスリープ導入計算手段と、
前記スリープ導入計算手段で作成された前記新たなトポロジに対してトラヒックを平準化するリンクの重み値の組み合わせを算出する組み合わせ算出手段と、
前記最大リンク利用率が所定の閾値を超えるまで前記スリープ導入計算手段及び前記組み合わせ算出手段を行い、該閾値を超えた場合は、該閾値を超える直前のトポロジを取得して、該トポロジに対してリンクコストを計算し、該リンクコストから前記OSPFルーティングプロトコルで最も負荷が分散されるようなリンクの重み値の組み合わせを計算する負荷分散手段と、
前記重み値の組み合わせ及びスリープ可能なリンク情報に基づいて、スリープ対象のリンクを除いたトポロジを前記ネットワークに適用する適用・導入手段と、
を有することを特徴とする監視制御装置。
A monitoring and control device for power saving in a communication network in which the communication path in the network is controlled by the OSPF (Open shortest Path First) routing protocol,
Storage means for storing network configuration information, network topology, traffic flow information, interface load information;
Communication interface means for performing communication with the network, acquiring the traffic flow information and interface load information and storing the information in the storage means;
Traffic matrix generation means for generating a traffic matrix from the traffic flow information;
Link utilization rate calculating means for obtaining a link utilization rate based on the traffic matrix from the interface load information;
When the link utilization rate exceeds the predetermined upper and lower thresholds, the sleep target link that does not flow traffic is excluded from the network topology of the storage means by changing the weight value of each link. Sleep introduction calculation means to create a new topology excluding the link,
A combination calculation means for calculating a combination of link weight values for leveling traffic with respect to the new topology created by the sleep introduction calculation means;
The sleep introduction calculation means and the combination calculation means are performed until the maximum link utilization rate exceeds a predetermined threshold value, and when the threshold value is exceeded, the topology immediately before the threshold value is obtained, and the topology is obtained. Load distribution means for calculating a link cost and calculating a combination of link weight values such that the load is most distributed in the OSPF routing protocol from the link cost;
Applying / introducing means for applying a topology excluding a link to be sleep to the network based on the combination of the weight values and link information capable of sleeping;
A monitoring control apparatus comprising:
前記スリープ導入計算手段は、
全てのリンクから前記リンク利用率が所定の閾値より低いが代替経路が存在しないリンクをスリープ導入対象から外したリンクリストを生成し、該リンクリストにおいて所定の閾値未満でかつ最小の利用率のリンクの重み値を増大する第1の手段と、
前記トラヒック行列と前記ネットワーク構成情報に基づいて動的計画法を用いて各リンク利用率を求め、所定の閾値を超える利用率のリンクが無い場合は、直前のリンクの利用率が0であるかを判定し、0であれば該リンクを前記リンクリストから除き、該利用率が0よりも大きければスリープ対象とはせず、該所定の閾値を超える利用率のリンクがある場合は、該リンクの現在のリンク重み値または直前の重み値を前記組み合わせ算出手段に出力する第2の手段と、
を含む請求項1記載の監視制御装置。
The sleep introduction calculation means includes:
A link list in which links that have a link utilization rate lower than a predetermined threshold value but no alternative route are excluded from the sleep introduction targets is generated from all links, and links that are less than the predetermined threshold value and have the lowest utilization rate in the link list A first means for increasing the weight value of
Based on the traffic matrix and the network configuration information, each link usage rate is obtained using dynamic programming. If there is no link with a usage rate exceeding a predetermined threshold, is the usage rate of the previous link 0? If the link is 0, the link is removed from the link list, and if the usage rate is greater than 0, the link is not a sleep target. If there is a link with a usage rate exceeding the predetermined threshold, the link Second means for outputting the current link weight value or the immediately preceding weight value to the combination calculating means;
The monitoring control device according to claim 1, comprising:
前記第2の手段は、
最大リンク利用率が前記所定の閾値を超えている場合は、最大リンク利用率が閾値を超過する直前のリンク重み値を、それ以外の場合は、最大リンク利用率が閾値を超過した直後のリンク重み値を前記組み合わせ算出手段に出力する
請求項2記載の監視制御装置。
The second means includes
If the maximum link utilization rate exceeds the predetermined threshold, the link weight value immediately before the maximum link utilization rate exceeds the threshold value. Otherwise, the link immediately after the maximum link utilization rate exceeds the threshold value. The monitoring control apparatus according to claim 2, wherein a weight value is output to the combination calculation unit.
前記負荷分散手段は、
前記リンクの重み値の組み合わせの最大リンク利用率が、所定の閾値を超えた場合には、該閾値を超える直前のリンクトポロジを取得し、リンク利用率が大きいほどコストが増大するコスト関数を用いて最終的なリンクコストを計算し、最もリンクコストが低いリンクの重み値を求める手段を含む
請求項1記載の監視制御装置。
The load balancing means includes
When the maximum link utilization rate of the combination of the link weight values exceeds a predetermined threshold, the link topology immediately before exceeding the threshold is acquired, and a cost function that increases the cost as the link utilization rate increases is used. The monitoring control apparatus according to claim 1, further comprising means for calculating a final link cost and obtaining a weight value of a link having the lowest link cost.
OSPFルーティングプロトコルでネットワーク内の通信経路が制御されている通信ネットワークにおいて省電力化を行うための監視制御方法であって、
装置内の記憶手段にネットワーク構成情報、ネットワークトポロジを格納しておき、
通信インタフェース手段が、前記ネットワークとの間で通信を行い、前記記憶手段から前記トラヒックフロー情報、インタフェース負荷情報を取得して前記記憶手段に格納する通信インタフェースステップと、
トラヒック行列生成手段が、前記トラヒックフロー情報からトラヒック行列を生成するトラヒック行列生成ステップと、
リンク利用率計算手段が、前記インタフェース負荷情報から前記トラヒック行列に基づいてリンク利用率を求めるリンク利用率計算ステップと、
スリープ導入計算手段が、前記リンク利用率が所定の上限及び下限の閾値を越えた場合に、各リンクの重み値を変更することによりトラヒックの流れないスリープ対象のリンクを前記記憶手段のネットワークトポロジから除外してスリープ対象のリンクを除いた新たなトポロジを作成するスリープ導入計算ステップと、
負荷分散手段が、前記スリープ導入計算ステップで作成された前記新たなトポロジに対してトラヒックを平準化するリンクの重み値の組み合わせを算出する組み合わせ算出ステップと、
前記負荷分散手段が、前記最大リンク利用率が所定の閾値を超えるまで前記スリープ導入計算ステップ及び前記組み合わせ算出ステップを行い、該閾値を超えた場合は、該閾値を超える直前のトポロジを取得して、該トポロジに対してリンクコストを計算し、該リンクコストから前記OSPFルーティングプロトコルで最も負荷が分散されるようなリンクの重み値の組み合わせを計算する負荷分散ステップと、
適用・導入手段が、前記重み値の組み合わせ及びスリープ可能なリンク情報に基づいて、スリープ対象のリンクを除いたトポロジを前記ネットワークに適用する適用・導入ステップと、
を行うことを特徴とする監視制御方法。
A monitoring control method for power saving in a communication network in which a communication path in the network is controlled by the OSPF routing protocol,
Store network configuration information and network topology in storage means in the device,
A communication interface means for performing communication with the network, acquiring the traffic flow information and interface load information from the storage means and storing them in the storage means;
A traffic matrix generating means for generating a traffic matrix from the traffic flow information;
A link utilization rate calculating means for obtaining a link utilization rate based on the traffic matrix from the interface load information;
When the link utilization rate exceeds a predetermined upper limit and lower limit threshold, the sleep introduction calculation means changes the weight value of each link to change the sleep target link that does not flow traffic from the network topology of the storage means. A sleep introduction calculation step of creating a new topology excluding the sleep target link,
A load calculating means for calculating a combination of link weight values for leveling traffic with respect to the new topology created in the sleep introduction calculating step;
The load distribution means performs the sleep introduction calculation step and the combination calculation step until the maximum link utilization rate exceeds a predetermined threshold value, and if it exceeds the threshold value, acquires the topology immediately before the threshold value is exceeded. A load distribution step of calculating a link cost for the topology and calculating a combination of link weight values such that the load is most distributed in the OSPF routing protocol from the link cost;
An application / introduction step in which the application / introduction means applies a topology excluding the link to be sleep-based to the network based on the combination of the weight values and the sleepable link information;
A monitoring control method characterized by:
前記スリープ導入計算ステップにおいて、
全てのリンクから前記リンク利用率が所定の閾値より低いが代替経路が存在しないリンクをスリープ導入対象から外したリンクリストを生成し、該リンクリストにおいて所定の閾値未満でかつ最小の利用率のリンクの重み値を増大させる第1のステップと、
前記トラヒック行列と前記ネットワーク構成情報に基づいて動的計画法を用いて各リンク利用率を求め、所定の閾値を超える利用率のリンクが無い場合は、直前のリンクの利用率が0であるかを判定し、0であれば該リンクを前記リンクリストから除き、該利用率が0よりも大きければスリープ対象とはせず、該所定の閾値を超える利用率のリンクがある場合は、該リンクの現在のリンク重み値または直前の重み値を出力する第2のステップと、
を含む請求項5記載の監視制御方法。
In the sleep introduction calculation step,
A link list in which links that have a link utilization rate lower than a predetermined threshold value but no alternative route are excluded from the sleep introduction targets is generated from all links, and links that are less than the predetermined threshold value and have the lowest utilization rate in the link list A first step of increasing the weight value of
Based on the traffic matrix and the network configuration information, each link usage rate is obtained using dynamic programming. If there is no link with a usage rate exceeding a predetermined threshold, is the usage rate of the previous link 0? If the link is 0, the link is removed from the link list, and if the usage rate is greater than 0, the link is not a sleep target. If there is a link with a usage rate exceeding the predetermined threshold, the link A second step of outputting the current link weight value or the previous weight value of
The monitoring control method according to claim 5 comprising:
前記第2のステップにおいて、
最大リンク利用率が前記所定の閾値を超えている場合は、最大リンク利用率が閾値を超過する直前のリンク重み値を、それ以外の場合は、最大リンク利用率が閾値を超過した直後のリンク重み値を出力する
請求項6記載の監視制御方法。
In the second step,
If the maximum link utilization rate exceeds the predetermined threshold, the link weight value immediately before the maximum link utilization rate exceeds the threshold value. Otherwise, the link immediately after the maximum link utilization rate exceeds the threshold value. The monitoring control method according to claim 6, wherein a weight value is output.
前記負荷分散ステップにおいて、
前記リンクの重み値の組み合わせの最大リンク利用率が、所定の閾値を超えた場合には、該閾値を超える直前のリンクトポロジを取得し、リンク利用率が大きいほどコストが増大するコスト関数を用いて最終的なリンクコストを計算し、最もリンクコストが低いリンクの重み値を求める
請求項5記載の監視制御方法。
In the load balancing step,
When the maximum link utilization rate of the combination of the link weight values exceeds a predetermined threshold, the link topology immediately before exceeding the threshold is acquired, and a cost function that increases the cost as the link utilization rate increases is used. 6. The monitoring control method according to claim 5, wherein a final link cost is calculated and a weight value of a link having the lowest link cost is obtained.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の監視制御装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させるための監視制御プログラム。   The monitoring control program for functioning a computer as each means which comprises the monitoring control apparatus of any one of Claims 1 thru | or 4.
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