JP2013009181A - 複数経路探索方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、始点ノードから接続可能な全てのリンクを選択して経路候補を作成し、各リンクの終端ノードあるいは終端点に対応する経路候補リスト内に格納し、ネットワーク上のすべての経路候補リストの中で、経路コストが最小となる1本の経路候補を検索し経路候補リストから削除するが、当該経路候補の終端ノードが所望の終端ノードの場合は、当該終端ノードに対応する経路リスト内に当該経路候補を格納し、検索された経路候補の終端ノードから接続可能な全てのリンクを更に選択し、当該経路候補に選択された各リンクを加えた新たな経路候補を作成し、各リンクの終端ノードあるいは終端点に対応する経路候補リスト内に格納し、所望のすべての終端ノードに対応する経路リストに必要数の経路候補が格納されるまで上記の処理を続ける。
【選択図】 図6
Description
また、k shortest pathアルゴリズムは経路コストが小さい経路から順番にk 本の経路を算出するが、これらの経路がトラフィック分散の観点で最適ではない場合がある。つまり、複数の経路が同一のリンクを使う可能性が高く、そのリンクの利用帯域が大きくなり、結果的にボトルネックとなるリンクを作成してしまう課題がある。
経路候補作成手段が、前記始点ノードから接続可能な全てのリンクを選択して経路候補を作成し、記憶手段内の、各リンクの終端ノードあるいは終端点に対応する経路候補リスト内に格納する第1の経路候補作成ステップと、
経路候補リスト制御手段が、前記記憶手段内のすべての経路候補リストの中で、経路コストが最小となる1本の経路候補を検索し、該経路候補リストから削除する最小コスト経路削除ステップと、
前記経路候補リスト制御手段が、前記検索された経路候補の終端ノードから接続可能な全てのリンクを更に選択し、当該経路候補に選択された各リンクを加えた新たな経路候補を作成し、各リンクの終端ノードあるいは終端点に対応する経路候補リスト内に格納する第2の経路候補作成ステップと、
必要数判定手段が、所望のすべての終端ノードに対応する経路リストに必要数の経路候補が格納されるまで上記の処理を続ける繰り返しステップと、
を行い、
前記最小コスト経路削除ステップにおいて、
当該経路候補の終端ノードが所望の終端ノードの場合は、当該終端ノードに対応する経路リスト内に当該経路候補を格納するステップを含む。
前記第1の経路候補作成ステップ及び前記第2の経路候補作成ステップにおいて、
前記経路候補数上限を超えない範囲で、経路候補リスト内に経路候補を格納する経路候補格納判定ステップを含む。
新経路候補を、当該経路候補リストの終端ノード/リンク終端点に対応する経路候補リストに格納するかどうかを決定する際に、当該経路候補リスト内で最小経路として削除された経路候補数が当該経路候補リストの経路候補数上限値に達している場合は、当該新経路候補を当該経路候補リストに格納しない。
新経路候補を、当該経路候補リストの終端ノード/リンク終端点に対応する経路候補リストに格納するかどうかを決定する際に、(1)当該経路候補リスト内で最小経路として削除された経路候補数が当該経路候補リストの経路候補数上限値に達しておらず、且(2)当該経路候補リストで最小経路として削除された経路候補数と経路候補リスト内の経路候補数の合計が経路候補数上限と等しい場合は、当該新経路候補の経路コストが当該経路候補リスト中で最大経路コストを持つ経路候補と比較し、その最大経路コストより新経路候補の経路コストが小さい場合は、最大経路コストを持つ経路候補を当該経路候補リストから削除し、新たに新経路候補を当該経路候補リストに格納する。
経路候補の経路コストを、経路を構成するリンクのコストの総計とするのではなく、前記始点ノードからの経由するリンク数が大きい経路は経路コストが大きくなるようにリンクコストに比重をつける経路コスト調整ステップを含む。
すべての経路候補リストの中で最小経路コストを持つ経路候補をpath(s, u)とし、その終端ノードからのリンクをE(u, v)とし、その経路候補とリンクを繋げて新しくできた経路候補をpath(s, v)とした場合、その新経路候補の経路コスト|path(s, v)|を、
|path(s, v)| = |path(s, u)|+|E(u, v)| +β|hop(path(s, v))|
と定義する(ここで|E(u, v)|はリンクコスト、|hop(path(s, v))|はpath(s, v)が経由するリンク数、βは正数)。
経路候補リストを格納する記憶手段と、
前記始点ノードから接続可能な全てのリンクを選択して経路候補を作成し、前記記憶手段の各リンクの終端ノードあるいは終端点に対応する経路候補リスト内に格納する第1の経路候補作成手段と、
前記記憶手段のすべての経路候補リストの中で、経路コストが最小となる1本の経路候補を検索し、該経路候補リストから削除する最小コスト経路削除手段と、
前記検索された経路候補の終端ノードから接続可能な全てのリンクを更に選択し、当該経路候補に選択された各リンクを加えた新たな経路候補を作成し、各リンクの終端ノードあるいは終端点に対応する経路候補リスト内に格納する第2の経路候補作成手段と、
必要数判定手段が、所望のすべての終端ノードに対応する経路リストに必要数の経路候補が格納されるまで前記第1の経路候補作成手段、前記最小コスト経路削除手段、前記第2の経路候補作成手段の各処理を繰り返す必要数判定手段と、
を有し、
前記最小コスト経路削除手段は、
当該経路候補の終端ノードが所望の終端ノードの場合は、当該終端ノードに対応する経路リスト内に当該経路候補を格納する手段を含む。
|path(s, v)| = |path(s, u)|+|E(u, v)| + β|hop(path(s, v))|
と定義することも可能である。ここで、βを正数とするとリンク数に応じて比重が設定されるが、βを0に設定すると従来手法の経路コストと同じとなる。当該処理を行うことで、始点ノードからの経由数が小さいリンクのコストが、経由数が大きいリンクのコストに比較して小さくなり、結果として経由数が小さいリンクが均等に複数の経路を探索する際に選択されることになる。このため、k shortest pathアルゴリズムの結果として多く見られる複数経路による固定リンクの過剰利用が避けられる。
本実施の形態では、経路候補数の管理方法について説明する。
2 始点ノード
3〜6 ノード
7,12,15,18 マルチパス終端ノード
10 ノード選択部
11 始点ノード
13,14,16,17,19,20 ネットワークノード
20 リンク選択部
21 経路候補
22 フィボナッチヒープ
30 経路候補作成部
40 経路リスト制御部
41 経路候補数上限管理メモリ
42 最小経路として削除された経路候補数管理メモリ
43 最小経路として削除された経路候補数を含めた経路候補数管理メモリ
50 経路リスト記憶部
122,152,182 経路リスト
121,131,141,151,161,171,181,191,201 経路候補リスト
Claims (8)
- コストが付与されたリンクによって複数のノードが互いに接続されて形成されるネットワーク上で、所望の始点ノードから所望の終端ノード(複数可)に至るまでの経路を複数本探索する複数経路探索方法であって、
経路候補作成手段が、前記始点ノードから接続可能な全てのリンクを選択して経路候補を作成し、記憶手段の、各リンクの終端ノードあるいは終端点に対応する経路候補リスト内に格納する第1の経路候補作成ステップと、
経路候補リスト制御手段が、前記記憶手段内のすべての経路候補リストの中で、経路コストが最小となる1本の経路候補を検索し、該経路候補リストから削除する最小コスト経路削除ステップと、
前記経路候補リスト制御手段が、前記検索された経路候補の終端ノードから接続可能な全てのリンクを更に選択し、当該経路候補に選択された各リンクを加えた新たな経路候補を作成し、各リンクの終端ノードあるいは終端点に対応する経路候補リスト内に格納する第2の経路候補作成ステップと、
必要数判定手段が、所望のすべての終端ノードに対応する経路リストに必要数の経路候補が格納されるまで上記の処理を続ける繰り返しステップと、
を行い、
前記最小コスト経路削除ステップにおいて、
当該経路候補の終端ノードが所望の終端ノードの場合は、当該終端ノードに対応する経路リスト内に当該経路候補を格納するステップを含む
ことを特徴とする複数経路探索方法。 - 前記記憶手段に、各経路候補リストで、すでに最小経路として削除された経路候補数も含めた経路候補数上限を設定し、
前記第1の経路候補作成ステップ及び前記第2の経路候補作成ステップにおいて、
前記経路候補数上限を超えない範囲で、経路候補リスト内に経路候補を格納する経路候補格納判定ステップを含む
請求項1記載の複数経路探索方法。 - 経路候補格納判定ステップにおいて、
新経路候補を、当該経路候補リストの終端ノード/リンク終端点に対応する経路候補リストに格納するかどうかを決定する際に、当該経路候補リスト内で最小経路として削除された経路候補数が当該経路候補リストの経路候補数上限値に達している場合は、当該新経路候補を当該経路候補リストに格納しない
請求項2記載の複数経路探索方法。 - 前記経路候補格納判定ステップにおいて、
新経路候補を、当該経路候補リストの終端ノード/リンク終端点に対応する経路候補リストに格納するかどうかを決定する際に、(1)当該経路候補リスト内で最小経路として削除された経路候補数が当該経路候補リストの経路候補数上限値に達しておらず、且(2)当該経路候補リストで最小経路として削除された経路候補数と経路候補リスト内の経路候補数の合計が経路候補数上限と等しい場合は、当該新経路候補の経路コストが当該経路候補リスト中で最大経路コストを持つ経路候補と比較し、その最大経路コストより新経路候補の経路コストが小さい場合は、最大経路コストを持つ経路候補を当該経路候補リストから削除し、新たに新経路候補を当該経路候補リストに格納する
請求項3記載の複数経路探索方法。 - 前記最小コスト経路削除ステップ、または、前記経路候補判定ステップにおいて、
経路候補の経路コストを、経路を構成するリンクのコストの総計とするのではなく、前記始点ノードからの経由するリンク数が大きい経路は経路コストが大きくなるようにリンクコストに比重をつける経路コスト調整ステップを含む
請求項1または4記載の複数経路探索方法。 - 前記経路コスト調整ステップにおいて、
すべての経路候補リストの中で最小経路コストを持つ経路候補をpath(s, u)とし、その終端ノードからのリンクをE(u, v)とし、その経路候補とリンクを繋げて新しくできた経路候補をpath(s, v)とした場合、その新経路候補の経路コスト|path(s, v)|を、
|path(s, v)| = |path(s, u)|+|E(u, v)| + β|hop(path(s, v))|
と定義する(ここで|E(u, v)|はリンクコスト、|hop(path(s, v))|はpath(s, v)が経由するリンク数、βは正数)
請求項5記載の複数経路探索方法。 - コストが付与されたリンクによって複数のノードが互いに接続されて形成されるネットワーク上で、所望の始点ノードから所望の終端ノード(複数可)に至るまでの経路を複数本探索する複数経路探索装置であって、
経路候補リストを格納する記憶手段と、
前記始点ノードから接続可能な全てのリンクを選択して経路候補を作成し、前記記憶手段の各リンクの終端ノードあるいは終端点に対応する経路候補リスト内に格納する第1の経路候補作成手段と、
前記記憶手段のすべての経路候補リストの中で、経路コストが最小となる1本の経路候補を検索し、該経路候補リストから削除する最小コスト経路削除手段と、
前記検索された経路候補の終端ノードから接続可能な全てのリンクを更に選択し、当該経路候補に選択された各リンクを加えた新たな経路候補を作成し、各リンクの終端ノードあるいは終端点に対応する経路候補リスト内に格納する第2の経路候補作成手段と、
必要数判定手段が、所望のすべての終端ノードに対応する経路リストに必要数の経路候補が格納されるまで前記第1の経路候補作成手段、前記最小コスト経路削除手段、前記第2の経路候補作成手段の各処理を繰り返す必要数判定手段と、
を有し、
前記最小コスト経路削除手段は、
当該経路候補の終端ノードが所望の終端ノードの場合は、当該終端ノードに対応する経路リスト内に当該経路候補を格納する手段を含む
ことを特徴とする複数経路探索装置。 - コンピュータを、
請求項7に記載の複数経路探索装置の各手段として機能させるための複数経路探索プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011140852A JP5595342B2 (ja) | 2011-06-24 | 2011-06-24 | 複数経路探索方法及び装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101527826B1 (ko) * | 2013-04-01 | 2015-06-10 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | 데이터 전송 방법, 장치, 및 시스템 |
JP2017076894A (ja) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | 富士通株式会社 | 経路探索装置及び経路探索方法 |
-
2011
- 2011-06-24 JP JP2011140852A patent/JP5595342B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Title |
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CSNG201001040006; 松浦 洋: '計算量最小化を実現するk shortest simple pathアルゴリズム提案' 電子情報通信学会技術研究報告 Vol.110 No.341 第110巻 IN2010-107, 20101209, 57-62, 社団法人電子情報通信学会 The Institute of Electro * |
JPN6014007433; 松浦 洋: '計算量最小化を実現するk shortest simple pathアルゴリズム提案' 電子情報通信学会技術研究報告 Vol.110 No.341 第110巻 IN2010-107, 20101209, 57-62, 社団法人電子情報通信学会 The Institute of Electro * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101527826B1 (ko) * | 2013-04-01 | 2015-06-10 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | 데이터 전송 방법, 장치, 및 시스템 |
JP2017076894A (ja) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | 富士通株式会社 | 経路探索装置及び経路探索方法 |
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