JP2016140004A - 階層型パス制御システム、パス制御方法およびプログラム、並びに、下位制御装置 - Google Patents

階層型パス制御システム、パス制御方法およびプログラム、並びに、下位制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】大規模網における複数のドメインに跨った故障が発生した場合において、パス制御（再設定）の計算時間短縮効果が得られる、階層型パス制御システム、パス制御方法およびプログラム、並びに、下位制御装置を提供する。【解決手段】階層型パス制御システムの上位制御装置は、境界ノードの故障情報を受信した場合に、その境界ノードが属するドメインを抽象化解除ドメインとして決定し、下位制御装置に送信する。下位制御装置は、故障情報に示される境界ノードを経由するパスの端点となる端点ノードの抽象化を解除したトポロジである抽象化トポロジ情報を生成し、上位制御装置に送信する。上位制御装置は、受信した抽象化トポロジ情報を用いてネットワーク全体として結合したトポロジを生成し、当該ドメイン間を転送するパスの経路情報であるドメイン間パス情報を計算して、下位制御装置に送信する。【選択図】図８

Description

本発明は、大規模な通信ネットワークにおけるパスの設定・復旧を制御する、階層型パス制御システム、パス制御方法およびプログラム、並びに、下位制御装置に関する。
ネットワーク事業者においては、ネットワーク全体の資源を有効に利用し、転送品質の維持、ネットワークコストの低減を図ることが重要である。キャリア網では、物理的な光インフラ網上に光パスを設定し、光パスによって上位レイヤネットワーク（例えば、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークやＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）ネットワーク等）上の転送装置を接続する論理的なリンクを提供する。転送装置と論理リンクから構成される上位レイヤネットワークにおいて、ＭＰＬＳ等の転送パスを設定することで、ユーザトラヒックの転送を実現する。
ここで、ネットワークの運用時に故障等を契機に、光パスや転送パスを再構成するシナリオを考える。通常、故障資源には複数の光パス・転送パスが収容されるため、正常状態に復旧するには複数回の光パス・転送パスの再設定が必要となり、これらのパスの本数はネットワーク規模に応じて増加する。例えば、転送パスは転送装置間にフルメッシュで設定されるため、転送装置数の２乗に比例して増加する。このため、ユーザ収容局等を含めた１万ノード規模のネットワークの再構成を想定すると、制御装置の並列制御数限界（例えば、ＣＰＵコア数、物理インタフェース数等の制限）による、パス設定時間の増大や、パス計算アルゴリズムの計算時間の増大が課題となる。パス計算アルゴリズムとしては、転送装置間の経路を計算するダイクストラアルゴリズムや、パスの設定順序を計算するアルゴリズム（非特許文献１参照）が含まれる。
また、大規模化する通信網を効率的に制御する手法として、複数のネットワーク制御装置を階層配備し、ドメイン分割されたネットワークに対して分散処理を行うことで各装置（ＩＰルータや伝送装置）への設定を高速化する手法が提案されている（非特許文献２参照）。図１に示すように、この階層型のネットワーク制御装置を用いたシステム（階層型パス制御システム１ａ）では、ネットワーク（全体）を複数の管理範囲であるドメイン（通信ネットワーク５０）に分割する。そして、当該システムは、各ドメイン内の光パスや転送パスを制御する複数の下位制御装置２０ａと、ドメイン間の転送パスを制御する上位制御装置１０ａとを備える。
各下位制御装置２０ａは、自ドメイン内のネットワーク情報（トポロジ情報やトラヒック情報）を集約（抽象化）し「ドメイン内ネットワーク情報（ドメイン内ＮＷ情報）」として上位制御装置１０ａに通知する（図１参照）。これにより、上位制御装置１０ａ上で管理されるドメイン内ネットワーク情報のサイズが抑えられ、上位制御装置１０ａ内に配備したパス経路や設定順序を計算するアルゴリズム（非特許文献１参照）の計算時間を短縮させる。
一方で、上位制御装置１０ａにおける管理情報を必要以上に削減（抽象化）すると、アルゴリズムの計算精度が低下する。例えば、ドメイン内部をブラックボックスとしてパスの経路計算をする場合を考える。このとき、経路長を最小とするため、経由するドメイン数が最小となる経路を計算したとしても、選択したドメイン内部が長経路である場合には、経路長を最小とする目的は達成されない。そこで、非特許文献２に記載の手法では、例えば、故障が発生したドメイン（図１においては、ドメイン「Ａ」）に関しては集約を解除し、詳細情報を上位制御装置１０ａに通知することにより、計算時間の短縮とアルゴリズムの精度向上を両立させる。
S. Kamamura, et al., "Optimization of Light-path Configuration Order in IP over WDM Networks using Fast Traffic Matrix Estimation," OSA OFC 2014, Mar. 鎌村星平、他６名、"階層型網制御アーキテクチャによる大規模障害からの高速障害復旧に関する検討"、社団法人電子情報通信学会 ＮＳ研究会、信学技報、2014.3
しかしながら、上記した非特許文献２に記載の手法では、故障が単一ドメイン内で発生していることを想定している。そのため、ドメイン間の境に位置する境界ノードでの故障のように、複数のドメインに跨った故障が発生した場合、複数ドメインの詳細情報が上位制御装置に通知されることとなる。上位制御装置内のアルゴリズムの計算時間は、例えばノード数の３乗に比例するため（非特許文献１参照）、複数のドメインに跨った故障が発生すると十分な計算時間短縮効果が得られないケースが発生してしまう課題がある。
このような背景を鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、大規模網における複数のドメインに跨った故障が発生した場合において、パス制御（再設定）の計算時間短縮効果を得ることができる、階層型パス制御システム、パス制御方法およびプログラム、並びに、下位制御装置を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、複数のノード、および、前記ノード間を接続するリンクで構成されるネットワーク全体を、所定の管理範囲に分割した個々のネットワークを示すドメイン毎に設けられ、当該ドメイン内のパス制御を行う下位制御装置と、前記下位制御装置それぞれに接続され、前記ネットワーク全体のパス制御を行う上位制御装置とを備える階層型パス制御システムであって、前記下位制御装置のそれぞれが、自身の前記ドメインに属する前記複数のノード間の接続関係を示すトポロジが記憶される記憶部と、自身の前記ドメインに属するノードの故障情報を受け取り、前記上位制御装置に送信するネットワーク情報収集部と、自身の前記ドメインの前記トポロジを参照して、自身以外の他のドメインとの間に位置するノードを示す境界ノードと、前記境界ノード以外の前記自身のドメインに属するノードの全てを１つのノードとして抽象化したノードとに集約したトポロジである集約トポロジ情報を生成するとともに、前記集約トポロジ情報の抽象化を解除する要求である抽象化解除要求を前記上位制御装置から受信した場合に、前記集約トポロジ情報において、前記故障情報に示される境界ノードを経由するパスの端点となる端点ノードの抽象化を解除したトポロジである抽象化トポロジ情報を生成する抽象網トポロジ情報生成部と、前記生成した集約トポロジ情報を含むドメイン内ネットワーク情報を、前記上位制御装置に送信するとともに、前記生成した抽象化トポロジ情報を含むドメイン内抽象網情報を、前記上位制御装置に送信するドメイン内抽象網情報送信部と、前記上位制御装置が計算したドメイン間を転送するパスの経路情報であるドメイン間パス情報を受信し、自身の前記ドメインの前記トポロジに沿ったパス情報に展開するドメイン間パス展開部と、前記展開したパス情報を、自身の前記ドメイン内の前記ノードに対して設定するパス設定部と、を備え、前記上位制御装置が、前記下位制御装置それぞれから、前記故障情報、前記ドメイン内ネットワーク情報および前記ドメイン内抽象網情報を受信するドメイン内情報収集部と、前記下位制御装置それぞれから受信した、前記ドメイン内ネットワーク情報に含まれる前記集約トポロジ情報を結合し、または、前記ドメイン内抽象網情報に含まれる前記抽象化トポロジ情報を結合し、前記ネットワーク全体のトポロジを示す結合トポロジ情報を生成する結合トポロジ情報生成部と、前記故障情報で示される故障したノードが、前記境界ノードである場合に、前記境界ノードが属する前記ドメインを抽象化解除ドメインとして決定し、前記決定した抽象化解除ドメインを制御対象とする下位制御装置に、前記抽象化解除要求を送信する抽象化解除ドメイン決定部と、前記生成した結合トポロジ情報に基づき、前記ドメイン間を転送するパスの経路を計算するドメイン間パス計算部と、前記ドメイン間を転送するパスの経路を、前記ドメインそれぞれの管理範囲に対応させて分割した経路を示す前記ドメイン間パス情報を生成し、前記下位制御装置それぞれに送信するドメイン間パス設定部と、を備えることを特徴とする階層型パス制御システムとした。
また、請求項２に記載の発明は、複数のノード、および、前記ノード間を接続するリンクで構成されるネットワーク全体を、所定の管理範囲に分割した個々のネットワークを示すドメイン毎に設けられ、当該ドメイン内のパス制御を行う下位制御装置と、前記下位制御装置それぞれに接続され、前記ネットワーク全体のパス制御を行う上位制御装置とを備える階層型パス制御システムのパス制御方法であって、前記下位制御装置のそれぞれが、自身の前記ドメインに属する前記複数のノード間の接続関係を示すトポロジが記憶される記憶部を備えており、自身の前記ドメインに属するノードの故障情報を受け取り、前記上位制御装置に送信するステップと、自身の前記ドメインの前記トポロジを参照して、自身以外の他のドメインとの間に位置するノードを示す境界ノードと、前記境界ノード以外の前記自身のドメインに属するノードの全てを１つのノードとして抽象化したノードとに集約したトポロジである集約トポロジ情報を生成するステップと、前記生成した集約トポロジ情報を含むドメイン内ネットワーク情報を、前記上位制御装置に送信するステップと、を実行し、前記上位制御装置が、前記下位制御装置それぞれから受信した前記ドメイン内ネットワーク情報に含まれる前記集約トポロジ情報を結合し、前記ネットワーク全体のトポロジを示す第１の結合トポロジ情報を生成するステップと、受信した前記故障情報で示される故障したノードが、前記第１の結合トポロジ情報を参照して前記境界ノードであると判定した場合に、前記境界ノードが属する前記ドメインを抽象化解除ドメインとして決定し、前記決定した抽象化解除ドメインを制御対象とする下位制御装置に、前記集約トポロジ情報の抽象化を解除する要求である抽象化解除要求を送信するステップと、を実行し、前記抽象化解除要求を受信した下位制御装置が、前記集約トポロジ情報において、前記故障情報に示される境界ノードを経由するパスの端点となる端点ノードの抽象化を解除したトポロジである抽象化トポロジ情報を生成するステップと、前記生成した抽象化トポロジ情報を含むドメイン内抽象網情報を、前記上位制御装置に送信するステップと、を実行し、前記上位制御装置が、受信した前記ドメイン内抽象網情報に含まれる前記抽象化トポロジ情報を結合し、第２の結合トポロジ情報を生成するステップと、前記生成した第２の結合トポロジ情報に基づき、前記ドメイン間を転送するパスの経路を計算するステップと、前記ドメイン間を転送するパスの経路を、前記ドメインそれぞれの管理範囲に対応させて分割した経路を示すドメイン間パス情報を生成し、前記抽象化解除要求を受信した下位制御装置に送信するステップと、を実行し、前記抽象化解除要求を受信した下位制御装置が、前記受信したドメイン間パス情報を、自身の前記ドメインの前記トポロジに沿ったパス情報に展開するステップと、前記展開したパス情報を、自身の前記ドメイン内の前記ノードに対して設定するステップと、を実行することを特徴とするパス制御方法とした。
このようにすることで、階層型パス制御システムは、ドメイン間の境界に位置する境界ノードが故障した場合において、下位制御装置が、故障情報に示される境界ノードを経由するパスの端点ノードの抽象化を解除したトポロジである抽象化トポロジ情報を生成し、上位制御装置に送信する。上位制御装置は、受信した抽象化トポロジ情報を用いて結合トポロジ情報を生成し、当該ドメイン間を転送するパスの経路情報であるドメイン間パス情報を計算して、下位制御装置に送信し、パス設定を実行させることができる。
つまり、大規模網における複数のドメインに跨った故障が発生した場合において、その故障により影響を受けるノード、即ち、故障ノードを経由するパスの端点ノードのみの抽象化を解除すればよいため、上位制御装置において網構成情報を効率的に管理し、パス制御（再設定）の十分な計算時間短縮効果を得ることができる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のパス制御方法を、コンピュータである、前記上位制御装置および前記下位制御装置それぞれに実行させるためのプログラムとした。
このようなプログラムによれば、請求項２に記載のパス制御方法を、一般的なコンピュータで構成される、上位制御装置および下位制御装置それぞれにおいて実現することができる。
請求項４に記載の発明は、複数のノード、および、前記ノード間を接続するリンクで構成されるネットワーク全体を、所定の管理範囲に分割した個々のネットワークを示すドメイン毎に設けられ、当該ドメイン内のパス制御を行う下位制御装置であって、自身の前記ドメインに属する前記複数のノード間の接続関係を示すトポロジが記憶される記憶部と、自身の前記ドメインに属するノードの故障情報を受け取るネットワーク情報収集部と、自身の前記ドメインの前記トポロジを参照して、自身以外の他のドメインとの間に位置するノードを示す境界ノードと、前記境界ノード以外の前記自身のドメインに属するノードの全てを１つのノードとして抽象化したノードとに集約したトポロジである集約トポロジ情報を生成するとともに、前記集約トポロジ情報の抽象化を解除する要求である抽象化解除要求を受信した場合に、前記集約トポロジ情報において、前記故障情報に示される境界ノードを経由するパスの端点となる端点ノードの抽象化を解除したトポロジである抽象化トポロジ情報を生成する抽象網トポロジ情報生成部と、前記生成した抽象化トポロジ情報を含むドメイン内抽象網情報を送信するドメイン内抽象網情報送信部と、前記ドメイン内抽象網情報を前記ネットワーク全体として結合したトポロジに基づき計算された、前記ドメイン間を転送するパスの経路情報であるドメイン間パス情報を受信し、自身の前記ドメインの前記トポロジに沿ったパス情報に展開するドメイン間パス展開部と、前記展開したパス情報を、自身の前記ドメイン内の前記ノードに対して設定するパス設定部と、を備えることを特徴とする下位制御装置とした。
このようにすることにより、下位制御装置は、自ドメインのトポロジを集約した集約トポロジ情報の抽象化を解除する抽象化解除要求を受信した場合に、故障情報に示される境界ノードを経由するパスの端点ノードの抽象化を解除したトポロジである抽象化トポロジ情報を生成する。そして、下位制御装置は、ドメイン内抽象網情報をネットワーク全体として結合したトポロジに基づき計算されたドメイン間パス情報を受信し、自身のドメインのトポロジに沿ったパス情報に展開し、各ノードに対して設定することができる。
よって、大規模網における複数のドメインに跨った故障が発生した場合において、その故障により影響を受けるノード、即ち、故障ノードを経由するパスの端点ノードのみの抽象化を解除すればよいため、下位制御装置は、パス制御（再設定）の十分な計算時間短縮効果を得ることができる。
本発明によれば、大規模網における複数のドメインに跨った故障が発生した場合において、パス制御（再設定）の計算時間短縮効果が得られる、階層型パス制御システム、パス制御方法およびプログラム、並びに、下位制御装置を提供することができる。
従来技術における階層型パス制御システムが実行するドメインの集約解除を説明するための図である。 従来技術における階層型パス制御システムが実行するトポロジの集約処理と展開処理を説明するための図である。 比較例の階層型パス制御システムの処理概要と本実施形態に係る階層型パス制御システムの処理概要とを説明するための図である。 本実施形態に係る階層型パス制御システムを含むネットワークシステムの全体構成を示す図である。 本実施形態に係る下位制御装置の構成例を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係るネットワークのドメイン分割とトポロジの抽象化とを説明するための図である。 本実施形態に係る抽象網作成処理を説明するための図である。 本実施形態に係る結合トポロジ情報の生成処理を説明するための図である。 本実施形態に係る上位制御装置の構成例を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係る結合トポロジ情報とその経路計算を説明するための図である。 本実施形態に係る階層型パス制御システムの処理の流れを示すフローチャートである。
＜比較例の階層型パス制御システム＞
まず、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について説明する前に、比較例として、非特許文献２に記載の階層型パス制御システム１ａ（図１参照）について説明する。なお、ここでは、階層型パス制御システム１ａの下位制御装置２０ａが実行するドメイン内のトポロジ情報の集約処理と、上位制御装置１０ａが実行するパス制御（再設定）の計算結果の展開処理について、図２を参照して説明する。なお、図２においては、複数の下位制御装置２０ａのうちの１つと上位制御装置１０ａとの間の情報のやりとりを例示して、処理を説明する（図２（ａ）参照）。
まず、下位制御装置２０ａは、自身のネットワークのトポロジ情報を集約する。具体的には、下位制御装置２０ａは、自身のドメイン内のトポロジ（図２（ｂ）参照）について、自身以外の他のドメインとの間の境界ノードおよび境界ノード間の論理リンクを保持しつつ、その他のノードやリンクは全て、ダミーノードと、ダミーノードと境界ノードとを接続するリンクとして抽象化する（図２（ｃ）参照）。そして、この集約したトポロジ情報（集約トポロジ情報）等を含むネットワーク情報（ドメイン内ネットワーク情報）を上位制御装置１０へ送信する（ステップＳ１００）。
上位制御装置１０ａは、下位制御装置２０ａそれぞれから受信したネットワーク情報（ドメイン内ネットワーク情報）に含まれる各ドメインの集約トポロジ情報を結合して、ネットワーク全体の抽象化されたトポロジ情報（後記する、「結合トポロジ情報１００」）を生成する。そして、上位制御装置１０は、この生成されたネットワーク全体の抽象化されたトポロジ情報に基づき、転送パスの経路を計算し、その計算した転送パスの経路の設定順序を決定する。上位制御装置１０ａは、決定した設定順序にしたがい、計算結果である、抽象化された転送パスの情報（後記する、「ドメイン間パス情報」、図２（ｄ）参照）を各下位制御装置２０ａに送信する（ステップＳ１０１）。
下位制御装置２０ａは、ドメイン間のパス設定情報を自ドメインのトポロジ情報に基づき展開する機能を備え、上位制御装置１０ａから受信した、抽象化された転送パスの情報（ドメイン間パス情報）を、自身が管理するドメイン内のトポロジに沿った経路（図２（ｅ）参照））に変換（展開）する。
このように、上位制御装置１０ａに、各下位制御装置２０ａから集約されたトポロジ情報（集約トポロジ情報）を含むネットワーク情報（ドメイン内ネットワーク情報）が送信されることで、上位制御装置１０ａに入力される経路計算や設定順序計算の入力ネットワーク規模を削減し、計算負荷を低減させることができる。
ここで、上位制御装置１０ａは、図２を参照して説明したように、集約（抽象化）されたドメイン内のネットワーク情報を受け取るが、この集約された情報を用いた場合、パスの経路計算や設定順序計算の計算精度が低下してしまう。
そこで、非特許文献２に記載の手法では、さらに、集約解除処理を行う。具体的には、図１に示したように、上位制御装置１０ａは、故障が発生したノードが属するドメイン（図１においては、ドメイン「Ａ」）に関しては当該ドメインに属するノードすべての抽象化を解除し、パス経路計算や設定順序計算の精度を向上させる。
しかしながら、非特許文献２に記載の手法では、前記したように、故障が単一ドメイン内で発生していることを想定している。そのため、ドメイン間の境に位置する境界ノードでの故障のように、複数のドメインに跨った故障が発生した場合、図３（ａ）に示すように、その境界ノードが属する複数のドメインすべてが集約解除されてしまう。よって、複数のドメインに跨った故障が発生すると、処理対象となるノード数が増大し、十分な計算時間短縮効果が得られないケースが発生する。図３（ａ）においては、境界ノードＫ１が故障した場合において、その境界ノードＫ１が属する、ドメイン「１」およびドメイン「２」が集約解除された例を示している。
これに対し、以下において説明する、本実施形態に係る階層型パス制御システム１（図４参照）では、境界ノードＫが故障した場合に、その境界ノードＫが属するすべてのドメインを集約解除するのではなく、その故障した境界ノードＫを経由する転送パスの端点となるノード（以下、「端点ノードＴ」と称する。）のみについて抽象化を解除する。例えば、図３（ｂ）に示すように、ドメイン「１」とドメイン「２」との間の境界ノードＫ１が故障した場合に、その境界ノードＫ１を経由する転送パスの端点ノードである、ドメイン「１」の端点ノードＴａ、ドメイン「２」の端点ノードＴｂ，Ｔｃについてのみ抽象化を解除する。このようにすることにより、本実施形態に係る階層型パス制御システム１は、パス経路計算や設定順序計算の時間短縮との精度向上とを両立することができる。
次に、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）における、階層型パス制御システム１、上位制御装置１０および下位制御装置２０について説明する。
＜本実施形態のシステム構成＞
まず、本実施形態に係る階層型パス制御システム１を含むネットワークシステムの全体構成について、図４を参照して説明する。
図４（ａ）に示すように、ネットワークシステムは、複数のドメイン（ドメイン「１」「２」…「Ｎ」）それぞれにより構成される通信ネットワーク５０（物理インフラ網）と、各ドメイン上の光パスおよび転送パスを設定する下位制御装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，…，２０Ｎ）と、各下位制御装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，…，２０Ｎ）に接続する上位制御装置１０とから構成される。なお、ドメインは、前記したように、ネットワーク（全体）を複数の管理範囲（個々の通信ネットワーク５０）に分割したものである。このドメインを生成するためのネットワークの分割手法については後記する。また、ネットワークシステム全体のうち、複数の下位制御装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，…，２０Ｎ）と上位制御装置１０とが階層型パス制御システム１を構成する。
通信ネットワーク５０は、図４（ｂ）に示すように、物理網と論理網からなり、この物理網は、転送ノード、伝送ノードおよびそれらを結ぶ物理リンクから構成される。ここで、転送ノードは、例えばＩＰルータ、ＭＰＬＳルータ等である。伝送ノードは、例えば、ＯＸＣ（Optical Cross Connect：光クロスコネクト）等である。また、物理リンクは、例えば、光ファイバ等である。そして、転送ノード（ＩＰルータ等）を始終点として光パスが物理網上に設定され、その光パスが上位レイヤでは論理的なリンク（論理網）を構成する。さらに、論理網上に転送パスを設定することにより、ユーザトラヒックの転送路（転送パス）が生成される。
この下位制御装置２０は、図４（ａ）においては、ドメイン（ドメイン「１」「２」…「Ｎ」）毎に１台ずつ配備される例を示しているが、後記するように下位制御装置２０は、情報収集やパス設定等の複数の機能を備えるため、機能毎に複数台で構築したり、制御対象のノード種別毎、対象ノード数毎に同一機能の装置を複数台設置するものとしてもよい。なお、以下の説明においては、各ドメインに対して下位制御装置２０が１台ずつ配備されるものとして説明する。
＜装置構成＞
続いて、本実施形態に係る階層型パス制御システム１を構成する下位制御装置２０と上位制御装置１０について、具体的に説明する。
≪下位制御装置≫
まず、下位制御装置２０について説明する。
図５は、本実施形態に係る下位制御装置２０の構成例を示す機能ブロック図である。下位制御装置２０は、制御部２１と、入出力部２２と、記憶部２３とを備える。
入出力部２２は、通信回線を介して、上位制御装置１０や、ドメイン内の各ノード、ネットワーク管理装置（不図示）等との間で、情報の送受信を行う通信インタフェースと、不図示のキーボード等の入力手段やモニタ等の出力手段等との間で情報の入出力を行う入出力インタフェースとから構成される。
制御部２１は、下位制御装置２０全体の制御を司り、ネットワーク情報収集部（ＮＷ情報収集部）２１１と、抽象網作成部２１２と、ドメイン間パス展開部２１６と、パス計算部２１７と、パス設定順序計算部２１８と、パス設定部２１９と、抽象化解除要求受信部２２０とを含んで構成される。なお、この制御部２１は、例えば、記憶部２３に格納されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）がＲＡＭ（Random Access Memory）に展開し実行することで実現される。
ネットワーク情報収集部（ＮＷ情報収集部）２１１は、ネットワーク管理装置（不図示）やその下位制御装置２０自身が制御対象とするドメイン内の各ノード等から、制御対象とするドメインのトポロジ情報や、各論理リンク（光パス）のトラヒック量の情報、故障情報等を収集する。なお、ここで、トポロジ情報とは、物理ノード（転送ノード・伝送ノード）とリンクの接続関係を示す情報やリンク帯域の情報を含むものである。
そして、ネットワーク情報収集部２１１は、収集した、制御対象とするドメインのトポロジ情報を、記憶部２３内のドメイン内網トポロジＤＢ（DataBase）２３１に記憶する。また、ネットワーク情報収集部２１１は、収集したドメイン内の各論理リンク（光パス）のトラヒック量の情報を、記憶部２３内のドメイン内トラヒックＤＢ２３２に記憶する。さらに、ネットワーク情報収集部２１１は、自ドメイン内の各ノード等から、故障情報を受信した場合に、その故障情報に基づき、故障したノードを特定して記憶部２３に記憶するとともに、当該故障情報を、上位制御装置１０に送信する。
ここで、ネットワーク情報収集部２１１が情報を収集する対象とするドメイン、つまり、下位制御装置２０それぞれが制御対象とするドメインについて、図６を参照して説明する。
ネットワーク（全体）は、複数の管理範囲である（制御対象となる）ドメインにより構成される。図６（ａ）は、論理網をマルチドメイン（ドメイン「１」，「２」，「３」）として管理する例を示している。このドメインは、ネットワーク管理者のポリシー（例えば、地域毎、サービス毎、収容するノード数毎など）によって分割される。このとき、ポリシーに基づきドメインを分割する境界ノードＫ（Ｋ１〜Ｋ５）が定義され、ドメインは境界ノードＫを基準に分割される。この境界ノードＫは、図６（ａ）に示すように複数のドメインに所属する。ここでは、境界ノードＫ１は、ドメイン「１」，「２」に所属し、境界ノードＫ２は、ドメイン「１」，「２」，「３」に所属し、境界ノードＫ３は、ドメイン「１」，「３」に所属し、境界ノードＫ４，Ｋ５は、ドメイン「２」，「３」に所属する例を示している。つまり、ドメイン間の論理リンク（光パス）は定義されないものとなる。よって、図６（ａ）に示すように、ドメイン「１」は、ノードＡ１〜Ａ３と境界ノードＫ１〜Ｋ３とにより構成される。ドメイン「２」は、ノードＢ１〜Ｂ６と境界ノードＫ１，Ｋ２，Ｋ４，Ｋ５とにより構成される。また、ドメイン「３」は、ノードＣ１〜Ｃ３と境界ノードＫ２〜Ｋ５とにより構成される。なお、図６（ｂ）の説明は後記する。
図５に戻り、抽象網作成部２１２は、自ドメイン内のトポロジ情報とトラヒック情報を抽象化し、上位制御装置１０に送信する。また、抽象網作成部２１２は、上位制御装置１０から、抽象化解除要求を、抽象化解除要求受信部２２０を介して受信した場合に、故障した境界ノードＫを経由する転送パスの端点ノードＴを特定し、その端点ノードＴとダミーノードＤと（故障していない）境界ノードとで構成される抽象網を作成し、その抽象網のネットワーク情報（抽象化したトポロジ情報、抽象化したトラヒック情報）を示すドメイン内抽象網情報を生成し、上位制御装置１０に送信する。
この抽象網作成部２１２は、抽象網トポロジ情報生成部２１３、抽象網トラヒック情報生成部２１４およびドメイン内抽象網情報送信部２１５を備える。
抽象網トポロジ情報生成部２１３は、記憶部２３内のドメイン内網トポロジＤＢ２３１に記憶された（自ドメインの）トポロジ情報に基づき、制御対象とするドメインのトポロジを抽象化する。
具体的には、抽象網トポロジ情報生成部２１３は、初期状態として、自ドメイン内のノードから故障情報を受信していない場合（つまり、後記する抽象化解除要求を受信していない場合）において、自ドメイン内のトポロジについて、境界ノードＫ、および、境界ノードＫ間の論理リンクを保持しつつ、その他のノードやリンクは全て、ダミーノードＤと、ダミーノードＤと境界ノードＫとを接続するリンクとして抽象化する。
図６（ａ）に示すドメイン「１」，「２」，「３」を例に、ドメイン内の（初期状態における）トポロジの抽象化（集約）を説明する。図６（ｂ）に示すように、ドメイン「１」では、ノードＡ１〜Ａ３がダミーノードＤＡとして集約される。つまり、ダミーノードＤＡと境界ノードＫ１〜Ｋ３と、これらを結ぶリンクとにトポロジが抽象化される。ドメイン「２」では、ノードＢ１〜Ｂ６がダミーノードＤＢとして集約される。つまり、ダミーノードＤＢと境界ノードＫ１，Ｋ２，Ｋ４，Ｋ５と、これらを結ぶリンクとにトポロジが抽象化される。ドメイン「３」では、ノードＣ１〜Ｃ３がダミーノードＤＣとして集約される。つまり、ダミーノードＤＣと境界ノードＫ２〜Ｋ５と、これらを結ぶリンクとにトポロジが抽象化される。
このようにして、抽象網トポロジ情報生成部２１３は、ドメイン内のトポロジを集約した集約トポロジ情報を生成する。
また、抽象網トポロジ情報生成部２１３は、抽象化解除要求受信部２２０を介して、上位制御装置１０から、抽象化解除要求を受信した場合には、故障した境界ノードＫを経由する転送パスの端点ノードＴの抽象化を解除した抽象網を作成する。なお、この場合、ネットワーク情報収集部２１１が、自ドメイン内のノード等から故障した境界ノードＫの情報を受信しており、その故障した境界ノードＫの情報が記憶部２３に格納された状態となっている。以下、図７および図８を参照して詳細に説明する。
まず、抽象網トポロジ情報生成部２１３は、抽象化解除要求を受信すると、故障した境界ノードＫを経由する転送パスの端点となるノードを、記憶部２３内のドメイン内転送パスＤＢ２３４を参照することにより抽出する。ここでは、図７（ａ）に示すように、ドメイン「１」とドメイン「２」との間の境界ノードＫ１が故障し、境界ノードＫ１および境界ノードＫ１を経由するリンクが使用できない状態であるとする。この場合に、ドメイン「１」を制御対象とする下位制御装置２０およびドメイン「２」を制御対象とする下位制御装置２０の各抽象網トポロジ情報生成部２１３は、故障した境界ノードＫ１を経由する転送パスの端点ノードＴを抽出する。ここでは、境界ノードＫ１を経由する転送パスとして、ドメイン「１」のノードＡ３とドメイン「２」のノードＢ２との間の転送パス、ドメイン「１」のノードＡ３とドメイン「２」のノードＢ４との間の転送パスが検索されることにより、端点ノードＴとして、ノードＡ３，Ｂ２，Ｂ４が抽出される。なお、説明の便宜上、ここで抽出されたノードＡ３，Ｂ２，Ｂ４を、それぞれ端点ノードＴ１，Ｔ２，Ｔ３と表記して説明する。
次に、抽象網トポロジ情報生成部２１３は、図８に示すように、端点ノードＴと境界ノードＫとを結ぶリンクを設定する。そして、端点ノードＴを除くノードをダミーノードＤとして集約し、境界ノードＫと結ぶリンクを設定する。
このようにすることにより、ドメイン「１」を制御対象とする下位制御装置２０の抽象網トポロジ情報生成部２１３は、図８のドメイン「１」に示す抽象網を作成する。また、ドメイン「２」を管理する下位制御装置２０の抽象網トポロジ情報生成部２１３は、図８のドメイン「２」に示す抽象網を作成する。なお、ドメイン「３」を制御対象とする下位制御装置２０は、抽象化解除要求を受信していないため、当該ドメインは初期状態のまま抽象化（集約）される。
このようにして、抽象網トポロジ情報生成部２１３は、故障した境界ノードＫを経由する転送パスの端点ノードＴの抽象化を解除し、他のノードはダミーノードＤとして集約して抽象網トポロジ情報を作成する。
図５に戻り、抽象網トラヒック情報生成部２１４は、抽象網トポロジ情報生成部２１３が生成した集約トポロジ情報と、記憶部２３内のドメイン内トラヒックＤＢ２３２に記憶された、各論理リンク（光パス）のトラヒック量の情報との基づき、集約されたトポロジ（集約トポロジ情報）に対応付けて、各トラヒック量を集約した集約トラヒック情報を生成する。具体的には、抽象網トラヒック情報生成部２１４は、抽象化された論理リンク（ダミーノードＤと境界ノードＫとの間のリンクトラヒック）のトラヒック量を、境界ノードＫに接続するリンクの入出力トラヒック量の総計とする。
例えば、図６（ａ）のドメイン「３」に示すように、境界ノードＫ５からノードＣ１に向けてのトラヒック量が「１０Ｇ」であり、同じく境界ノードＫ５からノードＣ３に向けてのトラヒック量が「５Ｇ」であるとする。この場合に、抽象網トラヒック情報生成部２１４は、図６（ｂ）のドメイン「３」に示すように、境界ノードＫ５からダミーノードＤＣに向けてのトラヒック量を、両方のトラヒック量を合計して「１５Ｇ」とする。
このようにして、抽象網トラヒック情報生成部２１４は、ドメイン内のトラヒック量を集約した集約トラヒック情報を生成する。
また、抽象網トラヒック情報生成部２１４は、抽象網トポロジ情報生成部２１３が生成した抽象網トポロジ情報と、記憶部２３内のドメイン内トラヒックＤＢ２３２に記憶された、各論理リンク（光パス）のトラヒック量の情報との基づき、故障した境界ノードＫを経由する転送パスの端点ノードＴの抽象化を解除した抽象網のトポロジ（抽象網トポロジ情報）に対応付けて、各トラヒック量を集約したトラヒック情報を生成する。具体的には、抽象網トラヒック情報生成部２１４は、端点ノードＴと境界ノードＫとの間のリンクのトラヒック量を、端点ノードＴからのリンクの入出力トラヒック量と同じとして設定する。また、抽象網トラヒック情報生成部２１４は、ダミーノードＤと境界ノードＫとの間のリンクトラヒックのトラヒック量を、境界ノードＫに接続するリンクの入出力トラヒック量の総計とする。
このようにして、抽象網トラヒック情報生成部２１４は、端点ノードＴの抽象化を解除した抽象網のトラヒック量を抽象化した抽象網トラヒック情報を生成する。
図５に戻り、ドメイン内抽象網情報送信部２１５は、抽象網トポロジ情報生成部２１３が生成した集約トポロジ情報と、抽象網トラヒック情報生成部２１４が生成した集約トラヒック情報とを含むドメイン内ネットワーク情報を生成し、入出力部２２を介して、上位制御装置１０に送信する。
また、ドメイン内抽象網情報送信部２１５は、抽象化解除要求受信部２２０を介して、上位制御装置１０からの抽象網作成部２１２が抽象化解除要求を受信した場合に、抽象網トポロジ情報生成部２１３が生成した抽象網トポロジ情報と、抽象網トラヒック情報生成部２１４が生成した抽象網トラヒック情報とを含むドメイン内抽象網情報を生成し、入出力部２２を介して、上位制御装置１０に送信する。
ドメイン間パス展開部２１６は、上位制御装置１０から、入出力部２２を介して受信したドメイン間パス情報（抽象化されたパス情報）を取得し、パス計算部２１７連携し、ダミーノードＤから境界ノードＫまでの経路や、端点ノードＴから境界ノードＫまでの経路を自身が管理するドメイン内のトポロジに沿ったパス経路に変換（展開）する。なお、このドメイン間パス展開部２１６のドメイン間パス情報の展開処理は、非特許文献２に記載された手法と同様であるので、詳細な説明は省略する。
また、ドメイン間パス展開部２１６は、展開したパス経路の情報をパス設定順序計算部２１８に出力する。
パス計算部２１７は、ドメイン内網トポロジＤＢ２３１に記憶された自身のドメインのトポロジ情報に基づいて、光パスおよび転送パスの経路を、例えば、ダイクストラ法を用いて計算する。
また、パス計算部２１７は、ドメイン間パス展開部２１６と連携し、上位制御装置１０が計算したドメイン間パス情報（抽象化されたパス情報）を、自身のトポロジに沿ったパス情報に変換する。
パス設定順序計算部２１８は、パス計算部２１７が計算したパス情報（光パス・転送パスの経路情報）や、ドメイン間パス展開部２１６が展開したパス情報（光パス・転送パスの経路情報）について、効率的な設定順序を計算する。なお、ここで「効率的な」とは、複数のパスを再設定する際に、トラヒック量の多いパスを優先して設定し、トラヒック疎通流量が例えば８０％に達するまでの設定時間が短縮されることを意味する。そして、パス設定順序計算部２１８は、効率的な設定順序にソートした光パスの情報を、ドメイン内光パスＤＢ２３３に記憶する。また、パス設定順序計算部２１８は、効率的な設定順序にソートした転送パスの情報を、ドメイン内転送パスＤＢ２３４に記憶する。
なお、このパス設定順序計算部２１８は、例えば、前記した非特許文献１に記載の手法により、効率的なパスの設定順序を決定する。
パス設定部２１９は、ドメイン内光パスＤＢ２３３に記憶された光パスの情報と、ドメイン内転送パスＤＢ２３４に記憶された転送パスの情報とを、パス設定順序計算部２１８が決定した設定順序に基づき、自身が管理するドメイン内のノードに対して設定する。
抽象化解除要求受信部２２０は、入出力部２２を介して、上位制御装置１０から抽象化解除要求を受信する。そして、抽象化解除要求受信部２２０は、その受信した抽象化解除要求を、抽象網作成部２１２に出力する。
記憶部２３は、ハードディスクやフラッシュメモリ、ＲＡＭ等の記憶手段からなり、前記した、ドメイン内網トポロジＤＢ２３１と、ドメイン内トラヒックＤＢ２３２と、ドメイン内光パスＤＢ２３３と、ドメイン内転送パスＤＢ２３４とを格納する。
このように、本実施形態に係る下位制御装置２０によれば、大規模網における複数のドメインに跨った故障が発生した場合において、その故障により影響を受けるノード、即ち、故障ノードを経由するパスの端点ノードＴのみの抽象化を解除すればよいため、パス制御（再設定）の十分な計算時間短縮効果を得ることができる。
≪上位制御装置≫
次に、上位制御装置１０について説明する。
図９は、本実施形態に係る上位制御装置１０の構成例を示す機能ブロック図である。上位制御装置１０は、制御部１１と、入出力部１２と、記憶部１３とを備える。
入出力部１２は、通信回線を介して、各下位制御装置２０やネットワーク管理装置（不図示）等との間で、情報の送受信を行う通信インタフェースと、不図示のキーボード等の入力手段やモニタ等の出力手段等との間で情報の入出力を行う入出力インタフェースとから構成される。
制御部１１は、上位制御装置１０全体の制御を司り、ドメイン内情報収集部１１１と、結合トポロジ情報生成部１１２と、ドメイン間パス計算部１１３と、ドメイン間パス設定順序計算部１１４と、ドメイン間パス設定部１１５と、抽象化解除ドメイン決定部１１６とを含んで構成される。なお、この制御部１１は、例えば、記憶部１３に格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに展開し実行することで実現される。
ドメイン内情報収集部１１１は、各ドメインを管理する下位制御装置２０それぞれから、ドメイン内ネットワーク情報を取得する。そして、ドメイン内情報収集部１１１は、取得したドメイン内ネットワーク情報に含まれる、集約トポロジ情報を記憶部１３内の網トポロジＤＢ１３１に記憶し、同じく取得したドメイン内の集約トラヒック情報を記憶部１３内のトラヒックＤＢ１３２に記憶する。そして、ドメイン内情報収集部１１１は、取得したドメイン内ネットワーク情報を、結合トポロジ情報生成部１１２に出力する。
また、ドメイン内情報収集部１１１は、各下位制御装置２０から各ドメイン内の故障情報を取得する。そして、ドメイン内情報収集部１１１は、取得した故障情報を、抽象化解除ドメイン決定部１１６に出力する。
さらに、ドメイン内情報収集部１１１は、各ドメインを管理する下位制御装置２０それぞれから、ドメイン内抽象網情報を取得する。そして、ドメイン内情報収集部１１１は、取得したドメイン内抽象網情報に含まれる、抽象網トポロジ情報を記憶部１３内の網トポロジＤＢ１３１に記憶し、同じく取得したドメイン内の抽象網トラヒック情報を記憶部１３内のトラヒックＤＢ１３２に記憶する。そして、ドメイン内情報収集部１１１は、取得したドメイン内抽象網情報を、結合トポロジ情報生成部１１２に出力する。
結合トポロジ情報生成部１１２は、各下位制御装置２０から収集したドメイン内のトポロジ情報を結合し、１つのトポロジ情報（結合トポロジ情報１００）を生成する。
具体的には、結合トポロジ情報生成部１１２は、各下位制御装置２０からドメイン内ネットワーク情報（初期状態で各ドメイン内のノードが故障していない状態でのネットワーク情報）を取得した場合には、そのドメイン内ネットワーク情報に含まれる集約トポロジ情報（図６（ｂ）参照）を用いて、図１０（ａ）に示すように、境界ノードＫ（Ｋ１〜Ｋ５）において各ドメイン（「１」〜「３」）を結合させ、結合トポロジ情報１００を生成する。
また、結合トポロジ情報生成部１１２は、各下位制御装置２０からドメイン内抽象網情報（故障した境界ノードＫを経由する転送パスの端点ノードＴの抽象化を解除した抽象網の情報）を取得した場合には、そのドメイン内抽象網情報に含まれる抽象網トポロジ情報を用いて、図８に示すように、故障した境界ノードＫ（ここでは境界ノードＫ１）を除いた、境界ノードＫ（ここでは境界ノードＫ２〜Ｋ５）において、各ドメイン（「１」〜「３」）を結合させ、結合トポロジ情報１００を生成する。
図９に戻り、ドメイン間パス計算部１１３は、結合トポロジ情報生成部１１２が生成した、結合トポロジ情報１００に基づき、転送パスの経路計算を行う。
具体的には、ドメイン間パス計算部１１３は、結合トポロジ情報生成部１１２が生成した結合トポロジ情報１００が、図１０（ａ）に示す情報である場合には、境界ノードＫ（Ｋ１〜Ｋ５）を除いたダミーノードＤ（ＤＡ，ＤＢ，ＤＣ）間の転送パスの経路計算を行う。この計算は、例えば、ダイクストラアルゴリズムを用いて、最短経路を計算することにより、図１０（ｂ）に示すように、ダミーノードＤＡとダミーノードＤＢ間の経路（転送パスＡ−Ｂ）、ダミーノードＤＡとダミーノードＤＣ間の経路（転送パスＡ−Ｃ）、ダミーノードＤＢとダミーノードＤＣ間の経路（転送パスＢ−Ｃ）が計算される。
同様に、ドメイン間パス計算部１１３は、結合トポロジ情報生成部１１２が生成した結合トポロジ情報１００が、図８に示す情報である場合には、境界ノードＫ（Ｋ２〜Ｋ５）を除いた、ダミーノードＤ（ＤＡ，ＤＢ，ＤＣ）および端点ノードＴ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）間の転送パスの経路計算を行う。
図９に戻り、ドメイン間パス設定順序計算部１１４は、ドメイン間パス計算部１１３が計算したドメイン間の転送パスについて、効率的な設定順序を計算する。そして、ドメイン間パス設定順序計算部１１４は、効率的な設定順序にソートしたドメイン間の転送パスの情報（転送パス情報）を記憶部１３内の転送パスＤＢ１３３に記憶する。
なお、このドメイン間パス設定順序計算部１１４は、例えば、前記した非特許文献１に記載の手法により、効率的な転送パスの設定順序を決定し、そのドメイン間の転送パス情報を転送パスＤＢ１３３に記憶する。
ドメイン間パス設定部１１５は、転送パスＤＢ１３３に記憶されたドメイン間の転送パス情報を各ドメインの管理範囲に対応させて分割した経路を示す情報であるドメイン間パス情報を生成する。そして、ドメイン間パス設定部１１５は、ドメイン間パス設定順序計算部１１４が決定した設定順序にしたがい、そのドメイン間パス情報を各下位制御装置２０に対して送信する。
抽象化解除ドメイン決定部１１６は、各下位制御装置２０から故障情報を受信すると、その故障情報に示されるノードが、境界ノードＫであるか否かを網トポロジＤＢ１３１に記憶されたトポロジ情報（集約トポロジ情報）に基づき判定し、境界ノードＫの故障情報である場合に、その境界ノードＫが属するドメイン（複数のドメイン）を抽象化解除ドメインとして決定する。そして、抽象化解除ドメイン決定部１１６は、抽象化解除ドメインとして決定したドメインを制御対象とする下位制御装置２０に、故障した境界ノードＫを経由する転送パスの端点ノードＴの抽象化を解除させる指示情報として、抽象化解除要求を送信する。
なお、抽象化解除ドメイン決定部１１６は、故障情報に示されるノード（故障ノード）が、境界ノードＫではない場合に、非特許文献２に記載の技術と同様に、その故障ノードが属するドメイン内のノードの集約（抽象化）をすべて解除する指示情報（集約解除情報）を生成し、当該ドメインを管理する下位制御装置２０に送信するようにしてもよい。
記憶部１３は、ハードディスクやフラッシュメモリ、ＲＡＭ等の記憶手段からなり、前記した、網トポロジＤＢ１３１と、トラヒックＤＢ１３２と、転送パスＤＢ１３３とを格納する。
＜処理に流れ＞
次に、本実施形態に係る階層型パス制御システム１全体の処理の流れを説明する。
図１１は、本実施形態に係る階層型パス制御システム１の処理に流れを示すフローチャートである。
ここでは、図７（ａ）に示すように、ドメイン「１」とドメイン「２」との間の境界ノードＫ１において、故障が発生したものとして説明する。また、図１１においては、ドメイン「１」を制御対象とする下位制御装置２０（２０Ａ）と、ドメイン「２」を制御対象とする下位制御装置２０（２０Ｂ）とを示し、その他の下位制御装置２０の記載を省略している。
まず、初期状態として、以下に示す処理が行われているものとする。
各下位制御装置２０のネットワーク情報収集部２１１は、制御対象とする自ドメインのトポロジ情報や各論理リンク（光パス）のトラヒック量の情報等を収集する。そして、各下位制御装置２０の抽象網作成部２１２は、ドメイン内のトポロジを集約した集約トポロジ情報と、ドメイン内のトラヒック量を集約した集約トラヒック情報とを含むドメイン内ネットワーク情報を生成して、上位制御装置１０に送信する（ステップＳ０）。
これにより、図示を省略するが、上位制御装置１０が各ドメインのトポロジ情報を集約した結合トポロジ情報１００（図１０（ａ）参照）を生成し、転送パス経路やパス設定順序を計算した上で、その情報を各下位制御装置２０に送信し、パス設定が行われているものとする。
ここで、境界ノードＫ（ここでは、境界ノードＫ１）に故障が発生した場合、その自ドメイン内のノード等から下位制御装置２０のネットワーク情報収集部２１１がその故障情報を受け付ける。そして、ネットワーク情報収集部２１１は、その故障情報を自身の記憶部２３に記憶した上で、上位制御装置１０に送信する（ステップＳ１）。
ここで、境界ノードＫにおいて故障が発生した場合、通常、複数のドメインを管理する下位制御装置２０から、故障情報が上位制御装置１０に送信される。
次に、上位制御装置１０のドメイン内情報収集部１１１は、下位制御装置２０から故障情報を受信すると、その故障情報を抽象化解除ドメイン決定部１１６に出力する。
そして、抽象化解除ドメイン決定部１１６は、各下位制御装置２０から故障情報を受信すると、その故障情報に示されるノードが、境界ノードＫであるか否かを網トポロジＤＢ１３１に記憶されたトポロジ情報（集約トポロジ情報）に基づき判定し、境界ノードＫの故障情報である場合に、その境界ノードＫが属するドメインを抽象化解除ドメインとして決定する（ステップＳ２）。ここでは、故障情報に示されるノードが境界ノードＫ１であり、その境界ノードＫ１が属するドメインとして、ドメイン「１」およびドメイン「２」が、抽象化解除ドメインとして決定されたものとする。
続いて、抽象化解除ドメイン決定部１１６は、決定した抽象化解除ドメインを制御対象とする下位制御装置２０に対して、抽象化解除要求を送信する（ステップＳ３）。
下位制御装置２０の抽象網作成部２１２は、抽象化解除要求を受信すると、故障した境界ノードＫを経由する転送パスの端点ノードＴの抽象化を解除し、他のノードはダミーノードＤとして集約して抽象網トポロジ情報を作成する（ステップＳ４：抽象網作成処理）。
そして、下位制御装置２０の抽象網作成部２１２は、作成した抽象網トポロジ情報と、そのトポロジ情報に基づき、ドメイン内のトラヒック量を抽象化した抽象網トラヒック情報とを含むドメイン内抽象網情報を生成して、上位制御装置１０に送信する（ステップＳ５）。
次に、上位制御装置１０の結合トポロジ情報生成部１１２は、各下位制御装置２０からドメイン内抽象網情報を取得し、そのドメイン内抽象網情報に含まれる抽象網トポロジ情報に基づき、境界ノードＫ（ここでは故障した境界ノードＫ１を除く、境界ノードＫ２〜Ｋ５）において、各ドメイン（ドメイン「１」〜「３」）を結合させ、結合トポロジ情報１００（図８参照）を生成する（ステップＳ６）。
そして、その結合トポロジ情報１００に基づき、ドメイン間パス計算部１１３が転送パスの経路を計算し、ドメイン間パス設定順序計算部１１４がその設定順序を計算する（ステップＳ７）。続いて、上位制御装置１０のドメイン間パス設定部１１５は、計算した転送パスの経路をドメイン毎に分割したドメイン間パス情報を生成し、抽象化解除ドメインに決定されたドメインを制御対象とする下位制御装置２０それぞれに送信する（ステップＳ８）。
次に、各下位制御装置２０において、ドメイン間パス展開部２１６が、受信したドメイン間パス情報を、自身が管理するドメイン内のトポロジに沿ったパス情報（光パス・転送パスの経路情報）に変換（展開）する。そして、パス設定順序計算部２１８が、展開したパス情報の効率的な設定順序を計算し、パス設定部２１９が、自身が管理するドメイン内のノードに、パス（光パス、転送パス）設定する（ステップＳ９）。
このようにすることにより、本実施形態に係る、階層型パス制御システム１、パス制御方法およびプログラム、並びに、下位制御装置２０によれば、大規模網における複数のドメインに跨った故障が発生した場合において、その故障により影響を受けるノード、つまり、故障ノードを経由するパスの端点ノードＴのみの抽象化を解除すればよいため、上位制御装置１０において網構成情報を効率的に管理し、パス制御（再設定）の十分な計算時間短縮効果を得ることができる。
１ 階層型パス制御システム
１０ 上位制御装置
１１，２１ 制御部
１２，２２ 入出力部
１３，２３ 記憶部
２０ 下位制御装置
５０ 通信ネットワーク（ドメイン）
１００ 結合トポロジ情報
１１１ ドメイン内情報収集部
１１２ 結合トポロジ情報生成部
１１３ ドメイン間パス計算部
１１４ ドメイン間パス設定順序計算部
１１５ ドメイン間パス設定部
１１６ 抽象化解除ドメイン決定部
１３１ 網トポロジＤＢ
１３２ トラヒックＤＢ
１３３ 転送パスＤＢ
２１１ ネットワーク情報収集部（ＮＷ情報収集部）
２１２ 抽象網作成部
２１３ 抽象網トポロジ情報生成部
２１４ 抽象網トラヒック情報生成部
２１５ ドメイン内抽象網情報送信部
２１６ ドメイン間パス展開部
２１７ パス計算部
２１８ パス設定順序計算部
２１９ パス設定部
２２０ 抽象化解除要求受信部
２３１ ドメイン内網トポロジＤＢ
２３２ ドメイン内トラヒックＤＢ
２３３ ドメイン内光パスＤＢ
２３４ ドメイン内転送パスＤＢ
Ｋ 境界ノード
Ｄ ダミーノード
Ｔ 端点ノード

Claims (4)

  1. 複数のノード、および、前記ノード間を接続するリンクで構成されるネットワーク全体を、所定の管理範囲に分割した個々のネットワークを示すドメイン毎に設けられ、当該ドメイン内のパス制御を行う下位制御装置と、前記下位制御装置それぞれに接続され、前記ネットワーク全体のパス制御を行う上位制御装置とを備える階層型パス制御システムであって、
    前記下位制御装置のそれぞれは、
    自身の前記ドメインに属する前記複数のノード間の接続関係を示すトポロジが記憶される記憶部と、
    自身の前記ドメインに属するノードの故障情報を受け取り、前記上位制御装置に送信するネットワーク情報収集部と、
    自身の前記ドメインの前記トポロジを参照して、自身以外の他のドメインとの間に位置するノードを示す境界ノードと、前記境界ノード以外の前記自身のドメインに属するノードの全てを１つのノードとして抽象化したノードとに集約したトポロジである集約トポロジ情報を生成するとともに、
    前記集約トポロジ情報の抽象化を解除する要求である抽象化解除要求を前記上位制御装置から受信した場合に、前記集約トポロジ情報において、前記故障情報に示される境界ノードを経由するパスの端点となる端点ノードの抽象化を解除したトポロジである抽象化トポロジ情報を生成する抽象網トポロジ情報生成部と、
    前記生成した集約トポロジ情報を含むドメイン内ネットワーク情報を、前記上位制御装置に送信するとともに、
    前記生成した抽象化トポロジ情報を含むドメイン内抽象網情報を、前記上位制御装置に送信するドメイン内抽象網情報送信部と、
    前記上位制御装置が計算したドメイン間を転送するパスの経路情報であるドメイン間パス情報を受信し、自身の前記ドメインの前記トポロジに沿ったパス情報に展開するドメイン間パス展開部と、
    前記展開したパス情報を、自身の前記ドメイン内の前記ノードに対して設定するパス設定部と、を備え、
    前記上位制御装置は、
    前記下位制御装置それぞれから、前記故障情報、前記ドメイン内ネットワーク情報および前記ドメイン内抽象網情報を受信するドメイン内情報収集部と、
    前記下位制御装置それぞれから受信した、前記ドメイン内ネットワーク情報に含まれる前記集約トポロジ情報を結合し、または、前記ドメイン内抽象網情報に含まれる前記抽象化トポロジ情報を結合し、前記ネットワーク全体のトポロジを示す結合トポロジ情報を生成する結合トポロジ情報生成部と、
    前記故障情報で示される故障したノードが、前記境界ノードである場合に、前記境界ノードが属する前記ドメインを抽象化解除ドメインとして決定し、前記決定した抽象化解除ドメインを制御対象とする下位制御装置に、前記抽象化解除要求を送信する抽象化解除ドメイン決定部と、
    前記生成した結合トポロジ情報に基づき、前記ドメイン間を転送するパスの経路を計算するドメイン間パス計算部と、
    前記ドメイン間を転送するパスの経路を、前記ドメインそれぞれの管理範囲に対応させて分割した経路を示す前記ドメイン間パス情報を生成し、前記下位制御装置それぞれに送信するドメイン間パス設定部と、を備えること
    を特徴とする階層型パス制御システム。
  2. 複数のノード、および、前記ノード間を接続するリンクで構成されるネットワーク全体を、所定の管理範囲に分割した個々のネットワークを示すドメイン毎に設けられ、当該ドメイン内のパス制御を行う下位制御装置と、前記下位制御装置それぞれに接続され、前記ネットワーク全体のパス制御を行う上位制御装置とを備える階層型パス制御システムのパス制御方法であって、
    前記下位制御装置のそれぞれは、
    自身の前記ドメインに属する前記複数のノード間の接続関係を示すトポロジが記憶される記憶部を備えており、
    自身の前記ドメインに属するノードの故障情報を受け取り、前記上位制御装置に送信するステップと、
    自身の前記ドメインの前記トポロジを参照して、自身以外の他のドメインとの間に位置するノードを示す境界ノードと、前記境界ノード以外の前記自身のドメインに属するノードの全てを１つのノードとして抽象化したノードとに集約したトポロジである集約トポロジ情報を生成するステップと、
    前記生成した集約トポロジ情報を含むドメイン内ネットワーク情報を、前記上位制御装置に送信するステップと、を実行し、
    前記上位制御装置は、
    前記下位制御装置それぞれから受信した前記ドメイン内ネットワーク情報に含まれる前記集約トポロジ情報を結合し、前記ネットワーク全体のトポロジを示す第１の結合トポロジ情報を生成するステップと、
    受信した前記故障情報で示される故障したノードが、前記第１の結合トポロジ情報を参照して前記境界ノードであると判定した場合に、前記境界ノードが属する前記ドメインを抽象化解除ドメインとして決定し、前記決定した抽象化解除ドメインを制御対象とする下位制御装置に、前記集約トポロジ情報の抽象化を解除する要求である抽象化解除要求を送信するステップと、を実行し、
    前記抽象化解除要求を受信した下位制御装置は、
    前記集約トポロジ情報において、前記故障情報に示される境界ノードを経由するパスの端点となる端点ノードの抽象化を解除したトポロジである抽象化トポロジ情報を生成するステップと、
    前記生成した抽象化トポロジ情報を含むドメイン内抽象網情報を、前記上位制御装置に送信するステップと、を実行し、
    前記上位制御装置は、
    受信した前記ドメイン内抽象網情報に含まれる前記抽象化トポロジ情報を結合し、第２の結合トポロジ情報を生成するステップと、
    前記生成した第２の結合トポロジ情報に基づき、前記ドメイン間を転送するパスの経路を計算するステップと、
    前記ドメイン間を転送するパスの経路を、前記ドメインそれぞれの管理範囲に対応させて分割した経路を示すドメイン間パス情報を生成し、前記抽象化解除要求を受信した下位制御装置に送信するステップと、を実行し、
    前記抽象化解除要求を受信した下位制御装置は、
    前記受信したドメイン間パス情報を、自身の前記ドメインの前記トポロジに沿ったパス情報に展開するステップと、
    前記展開したパス情報を、自身の前記ドメイン内の前記ノードに対して設定するステップと、を実行すること
    を特徴とするパス制御方法。
  3. 請求項２に記載のパス制御方法を、コンピュータである、前記上位制御装置および前記下位制御装置それぞれに実行させるためのプログラム。
  4. 複数のノード、および、前記ノード間を接続するリンクで構成されるネットワーク全体を、所定の管理範囲に分割した個々のネットワークを示すドメイン毎に設けられ、当該ドメイン内のパス制御を行う下位制御装置であって、
    自身の前記ドメインに属する前記複数のノード間の接続関係を示すトポロジが記憶される記憶部と、
    自身の前記ドメインに属するノードの故障情報を受け取るネットワーク情報収集部と、
    自身の前記ドメインの前記トポロジを参照して、自身以外の他のドメインとの間に位置するノードを示す境界ノードと、前記境界ノード以外の前記自身のドメインに属するノードの全てを１つのノードとして抽象化したノードとに集約したトポロジである集約トポロジ情報を生成するとともに、
    前記集約トポロジ情報の抽象化を解除する要求である抽象化解除要求を受信した場合に、前記集約トポロジ情報において、前記故障情報に示される境界ノードを経由するパスの端点となる端点ノードの抽象化を解除したトポロジである抽象化トポロジ情報を生成する抽象網トポロジ情報生成部と、
    前記生成した抽象化トポロジ情報を含むドメイン内抽象網情報を送信するドメイン内抽象網情報送信部と、
    前記ドメイン内抽象網情報を前記ネットワーク全体として結合したトポロジに基づき計算された、前記ドメイン間を転送するパスの経路情報であるドメイン間パス情報を受信し、自身の前記ドメインの前記トポロジに沿ったパス情報に展開するドメイン間パス展開部と、
    前記展開したパス情報を、自身の前記ドメイン内の前記ノードに対して設定するパス設定部と、
    を備えることを特徴とする下位制御装置。
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