JP2017192096A - ネットワーク制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1の実施形態におけるトランスポートネットワーク制御システムの構成例を示すブロック図である。トランスポートネットワーク制御システムは、ネットワーク制御装置1と、トランスポートネットワーク2とを備える。ネットワーク制御装置1は、トランスポートネットワーク2上の各スライス(論理ネットワーク)に対して割り当てられるパスリソース数の変動を予測し、予測値に基づいて各スライスの信頼性の推移を算出する。ネットワーク制御装置1は、各スライスの信頼性の推移に基づいて、各スライスにおける所望の信頼性を維持するために必要な共用予備パスリソースの数を、トランスポートネットワーク2を構成する各ノードについて算出する。ここで、共用予備パスリソースとは、各ノードに設置されているパスリソースのうちいずれのスライスにも割り当てられていないパスリソースであって、現用パスリソースに不足又は障害が生じた際に現用パスリソースとして割り当て可能なパスリソースである。ネットワーク制御装置1は、算出した各ノードにおける共用予備パスリソース数を含むリソース変更要求を出力する。ネットワーク制御装置1により得られるリソース変更要求に基づいて、トランスポートネットワーク2の管理者又は運用者は、予備のパスリソース数を確保できるトランスポンダ等の装置を各ノードに増設することにより、各スライスの信頼性を維持することができる。
トラヒック変動予測部11は、過去のデータトラヒック量の推移を示す履歴情報と、外部環境に関する環境情報とに基づいて、現時刻t=0からt=(T_L+T_J)までにおける、スライスそれぞれの各パスで伝送されるデータトラヒック量の推移を予測する。
リソース数算出部12は、手順S1で予測されたデータトラヒック量の推移に基づいて、現在時刻t=0から時刻t=(T_L+T_J)までの予測期間における、各ノードに備えられている現用パスリソース数の推移R_mn(t)と共用予備パスリソース数の推移R_n(t)とを算出する(n=1,2,…,N;m=1,2,…,M)。共用予備パスリソース数の変動には、データトラヒック量の推移に起因した変動と、過去に決定した共用予備パスリソース供給数に起因した変動との2種類の変動がある。手順S2において算出される共用予備パスリソース数の推移は、データトラヒック量の推移に起因した変動である。
リソース数算出部12は、これまでに決定した共用予備パスリソース供給数に起因した、共用予備パスリソース数の推移を算出する。時刻tにおいて、ノードnに対して決定した共用予備パスリソース供給数をΔR_n(t)とする。共用予備パスリソース供給数ΔR_nを決定してから実際に各ノードに共用予備パスリソースが備えられるまでのリードタイムはT_Lであるため、手順S2で算出したデータトラヒック量の推移に起因した共用予備パスリソース数の推移をR’_n(t)とすると、正味の共用予備パスリソース数の推移R_n(t)は式(1)で表される。
信頼性算出部13は、手順S3までに算出された現用パスリソース数の推移R_mn(t)と共用予備パスリソース数の推移R_n(t)とに基づいて時刻t=0から時刻t=(T_L+T_J)までの予測期間における、各スライスの信頼性の推移を算出する。スライスmに対する信頼性の推移を、A_m(t)とする。信頼性A_m(t)は、現用パスリソース数の推移{R_m1(t),R_m2(t),…,R_mN(t)}と共用予備パスリソース数の推移{R_1(t),R_2(t),…,R_n(t)}とに依存しているため、より厳密にはA_m(t)は、A_m((R_m1(t),R_m2(t),…,R_mN(t)),(R_1(t),R_2(t),…,R_N(t))と表される。信頼性の指標は、各スライスの信頼性を定量的に表す指標であれば、任意の指標を用いることができる。本実施形態では、スライスに対する単位時間あたりの障害発生率の逆数を、信頼性の指標として用いる。スライスmに対する単位時間あたりの障害発生率をF_mとすると、障害発生率F_mは式(2)を用いて表すことができ、信頼性はA_m=1/F_mと表すことができる。
予備リソース供給数算出部14は、時刻t=0における共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を考慮すると、時刻t=T_Lから時刻t=(T_L+T_J)における各スライスの信頼性の推移は、A_m((R_m1(t),R_m2(t),…,R_mN(t)),(R_1(t)+ΔR_1(0),R_2(t)+ΔR_2(0),…,R_N(t)+ΔR_N(0)))と表される。信頼性の推移A_mの引数のうち、R_n(t)は式(1)で算出される値であり、ΔR_n(0)は手順S6において算出する値である。手順S5で算出した評価関数E_mの値は、ΔR_n(0)=0,(n=1,2,3…,N)の場合に相当する。この値を、E’_mとする。手順S6では、予備リソース供給数算出部14は評価関数E_mが最小となるΔR_n(0)を算出する。以下に、手順S6の詳細な処理を説明する。
予備リソース供給数算出部14は、トランスポートネットワーク2上の各スライスが満足すべき信頼性の大きい順に各スライスに番号付けをする。
[手順S602]
予備リソース供給数算出部14は、初期値として、各ノードに供給する共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)それぞれの値を0にする(ΔR_n(0)←0;n=1,2,…,N)。
[手順S603]
予備リソース供給数算出部14は、処理対象のスライスの番号を示すmの値を0にする初期化(m←0)を行う。
[手順S604]
予備リソース供給数算出部14は、スライスの番号を示すmの値を1増加させる(m←m+1)。
[手順S605]
予備リソース供給数算出部14は、スライスmの信頼性A_mを用いてE_mを算出し、その値をE’_mとする。スライスmの信頼性A_mは、現用パスリソース数R_mn(t)と、共用予備パスリソース数の推移R_n(t)と共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)とに基づいて算出される。初回に算出される信頼性A_mはすべてのΔR_n(0)の値が0である場合の信頼性A_mであり、2回目以降に算出される信頼性A_mは手順S610において更新されたΔR_n(0)を用いて算出される信頼性A_mである。なお、2回目以降にE’_mを算出する際には、前回算出したE’_mに手順S608において選択されるΔE_miを加算して得られる値を新たなE’_mとしてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、ΔR_1(0)の値のみを1増加させた状態、すなわちΔR_1(0)の値を(ΔR_1(0)+1)とした状態で評価関数E_mの値を算出し、算出した値をE_m1とする(手順S606−1)。また、予備リソース供給数算出部14は、ΔR_2(0)の値のみを1増加させた状態、すなわちΔR_2(0)の値を(ΔR_2(0)+1)とした状態で、評価関数E_mの値を算出し、算出したE_mの値をE_m2とする(手順S606−2)。同様に、ΔR_3(0)からΔR_Nそれぞれについてもその値のみを1増加させた状態で評価関数E_mの値を算出し、算出したE_mの値をE_m3,…,E_mNとする(手順S606−3〜S606−N)。評価関数の値E_m1,E_m2,…,E_mNそれぞれの算出(手順S606−1〜S606−N)は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、手順S606で算出したE_m1を用いて、ΔE_m1=E_m1−E’_mを算出する。また、予備リソース供給数算出部14は、手順S606で算出したE_m2を用いて、ΔE_m2=E_m2−E’_mを算出する。同様に、予備リソース供給数算出部14は、ΔE_m3,…,ΔE_mNを算出する。また、ΔE_m1,ΔE_m2,…,ΔE_mNそれぞれの算出は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、手順S607において算出したΔE_m1,…,ΔE_mNのうち、最小の値となるΔE_mi,(1≦i≦N)を選択する。
[手順S609]
予備リソース供給数算出部14は、手順S608で選択したΔE_miの値が負であるか否かを判定する。ΔE_miの値が負である場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S610を行う。ΔE_miの値が負でない場合、すなわちΔE_m1,…,ΔE_mNすべての値が0又は正である場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S611を行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S608において選択したΔE_miに対応するΔR_i(0)の値を1増加させ、手順S605以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、選択したΔE_miとノード番号が一致するΔR_i(0)の値を(ΔR_i(0)+1)に更新した後に、手順S605から手順S609までを再度行う。
予備リソース供給数算出部14は、ΔE_m1,ΔE_m2,…,ΔE_mNの値がすべて0又は正の値になるまで手順を繰り返すことにより得られた、各ノードに供給する共用予備パスリソース数ΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)を、共用予備パスリソース供給数ΔR_nに仮決定する。
予備リソース供給数算出部14は、mの値がMであるか否かを判定し、mの値がMでない場合には手順S604以降を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、すべてのスライスに対して手順S605から手順S611までを繰り返し行うことにより、各スライスに対する所望の信頼性A’_mが満足されるように、各ノードに供給する共用予備パスリソース数ΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)の値を更新する。一方、mの値がMである場合には、予備リソース供給数算出部14は手順S613を行う。
予備リソース供給数算出部14は、すべてのスライスに対する所望の信頼性A’_mを満足する最新のΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)を、共用予備パスリソース供給数ΔR_nとして採用する。なお、ここで得られたΔR_n(0)は、次回以降の共用予備パスリソース供給数ΔR_nを算出する際の手順S3にて、正味の共用予備パスリソース数の推移R_n(t)を算出するときに用いられる。
第1の実施形態では、式(7)で示される通り、信頼性の時間平均が所望の信頼性にできるだけ近づくように共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を決定していた。第2の実施形態では、各時点における信頼性が所望の信頼性を下回らないという制約条件のもとで、信頼性の時間平均が所望の信頼性にできるだけ近づくようにΔR_n(0)を決定することを特徴とする。第2の実施形態におけるネットワーク制御装置の構成は、第1の実施形態におけるネットワーク制御装置1の構成と同じであるので、説明を省略する。また、共用予備パスリソース供給数ΔR_nを算出する処理は、第1の実施形態の図3に示した処理と手順S1から手順S5までが同じであり、手順S6が異なる。本実施形態の共用予備パスリソース供給数ΔR_nを算出する処理における手順S6を以下に説明する。
時刻t=0における共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を考慮すると、時刻t=T_Lから時刻t=(T_L+T_J)までにおける各スライスの信頼性の推移は、ノードnに備えられたスライスm用の現用パスリソース数R_mn(t)と、ノードnにおける共用予備パスリソース数R_n(t)+ΔR_n(0)とに依存する。そのため、各スライスmの信頼性の推移A_m(t)は、A_m((R_m1(t),R_m2(t),…,R_mN(t)),(R_1(t)+ΔR_1(0),R_2(t)+ΔR_2(0),…,R_N(t)+ΔR_N(0)))と表される。手順S5で算出した評価関数E_mの値は、ΔR_n(0)=0,(n=1,2,…,N)の場合に相当する。この値を、E’_mとする。手順S6では、予備リソース供給数算出部14は各スライスの評価関数E_mが最小となるΔR_n(0)を算出する。ただし、A_m(t)は、式(8)を満足しなければならない。
予備リソース供給数算出部14は、トランスポートネットワーク2上の各スライスが満足すべき信頼性の大きい順に各スライスに番号付けをする。
[手順S622]
予備リソース供給数算出部14は、初期値として、各ノードに供給する共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)それぞれの値を0にする(ΔR_n(0)←0;N=1,2,…,N)。
[手順S623]
予備リソース供給数算出部14は、処理対象のスライスの番号を示すmの値を0にする初期化(m←0)を行う。
[手順S624]
予備リソース供給数算出部14は、スライス番号を示すmの値を1増加させる(m←m+1)。
予備リソース供給数算出部14は、時刻t(T_L<t<T_L+T_J)それぞれにおけるスライスmの信頼性A_m(t)を算出する。
[手順S626]
予備リソース供給数算出部14は、手順S625で算出した信頼性A_m(t)の中で最小の値の信頼性A_m(T),(T_L<T<T_L+T_J)を選択する。
予備リソース供給数算出部14は、選択した信頼性A_m(T)がスライスmに要求される信頼性A’_m以上であるか否かを判定する。A_m(T)<A’_mである場合、スライスmは満足すべき所望の信頼性を満足していない、すなわち式(8)を満足していないことになる。予備リソース供給数算出部14は、A_m(T)<A’_mである場合には手順S628を行い、A_m(T)≧A’_mである場合には手順S631を行う。
予備リソース供給数算出部14は、ΔR_1(0)の値のみを1増加させた状態、すなわちΔR_1(0)の値を(ΔR_1(0)+1)とした状態で信頼性A_mを算出し、算出した値をA_m1とする。また、予備リソース供給数算出部14は、ΔR_2(0)の値のみを1増加させた状態、すなわちΔR_2(0)の値を(ΔR_2(0)+1)とした状態で信頼性A_mを算出し、算出した値をA_m2とする。同様に、ΔR_3(0)からΔR_Nそれぞれについてもその値のみを1増加させた状態で信頼性A_mの値を算出し、算出した値をA_m3,…,A_mNとする。信頼性の値A_m1,A_m2,…,A_mNそれぞれの算出(手順S628−1〜S628−N)は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、手順S628において算出したA_m1,A_m2,…,A_mNの中で最大の値となるA_mi,(1≦i≦N)を選択する。
[手順S630]
予備リソース供給数算出部14は、手順S629にて選択したA_miに対応するΔR_i(0)の値を1増加させ、手順S625以降を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、選択したA_miとノード番号が一致するΔR_i(0)の値を(ΔR_i(0)+1)に更新した後に、手順S625以降を再度行う。予備リソース供給数算出部14は、A_m(t)(T_L<t<T_L+T_J)の最小値がA’_m以上になるまで、手順S625から手順S630までを繰り返して行う。このようにして得られるΔR_n(0),(n=1,2,…,N)は手順S631で用いられる。
予備リソース供給数算出部14は、現在のΔR_n(0),(n=1,2,…,N)を用いて、信頼性A_m((R_m1(t),R_m2(t),…,R_mN(t)),(R_1(t)+ΔR_1(0),R_2(t)+ΔR_2(0),…,R_N(t)+ΔR_N(0)))を算出し、算出した信頼性A_mを用いて評価関数E_mの値を算出し、算出したE_mの値をE’_mとする。2回目以降に算出される信頼性A_mは手順S636において更新されたΔR_n(0)を用いて算出される信頼性A_mである。なお、2回目以降にE’_mを算出する際には、前回算出したE’_mに手順S634において選択されるΔE_miを加算して得られる値を新たなE’_mとしてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、ΔR_1(0)の値のみを1増加させた状態、すなわちΔR_1(0)の値を(ΔR_1(0)+1)とした状態で評価関数E_mの値を算出し、算出した値をE_m1とする。また、予備リソース供給数算出部14は、ΔR_2(0)の値のみを1増加させた状態、すなわちΔR_2(0)の値を(ΔR_2(0)+1)とした状態で、評価関数E_mの値を算出し、算出したE_mの値をE_m2とする。同様に、ΔR_3(0)からΔR_Nそれぞれについてもその値のみを1増加させた状態で評価関数E_mの値を算出し、算出したE_mの値をE_m3,…,E_mNとする。評価関数の値E_m1,E_m2,…,E_mNそれぞれの算出(手順S632−1〜S632−N)は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、手順S632で算出したE_m1を用いて、ΔE_m1=E_m1−E’_mを算出する。また、予備リソース供給数算出部14は、手順S606で算出したE_m2を用いて、ΔE_m2=E_m2−E’_mを算出する。同様に、予備リソース供給数算出部14は、ΔE_m3,…,ΔE_mNを算出する。また、ΔE_m1,ΔE_m2,…,ΔE_mNそれぞれの算出は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、手順S633において算出したΔE_m1,…,ΔE_mNの中で値が最小のΔE_mi,(1≦i≦N)を選択する。
[手順S635]
予備リソース供給数算出部14は、選択したΔE_miの値が負であるか否かを判定する。ΔE_miの値が負である場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S636を行う。ΔE_miの値が負でない場合、すなわちΔE_m1,…,ΔE_mNすべての値が0又は正である場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S637を行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S634において選択したΔE_miに対応するΔR_i(0)の値を1増加させ、手順S631以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、手順S636において更新した共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を用いてE’_mを更新し、ΔE_m1,…,ΔE_mNを再度算出する。予備リソース供給数算出部14は、ΔE_m1,…,ΔE_mNすべての値が0又は正になるまで手順S631から手順S636までを繰り返す。このようにして得られるΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)は、A_m(t)>A’_m,(T_L<t<T_L+T_J)を満足した上で、評価関数E_1の値を最小化する。
予備リソース供給数算出部14は、ΔE_m1,ΔE_m2,…,ΔE_mNの値がすべて0又は正の値になるまで手順を繰り返すことにより得られた、各ノードに供給する共用予備パスリソース数ΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)を、共用予備パスリソース供給数ΔR_nに仮決定する。
予備リソース供給数算出部14は、mの値がMであるか否かを判定し、mの値がMでない場合には手順S624以降を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、すべてのスライスに対して手順S625から手順S636までを繰り返すことにより、各スライスに対する所望の信頼性A’_mが満足されるように、各ノードに供給する共用予備パスリソース数ΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)の値を更新する。一方、mの値がMである場合には、予備リソース供給数算出部14は手順S639を行う。
予備リソース供給数算出部14は、すべてのスライスに対する所望の信頼性A’_mを満足する最新のΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)を、共用予備パスリソース供給数ΔR_nとして採用する。なお、ここで得られたΔR_n(0)は、次回以降の共用予備パスリソース供給数ΔR_nを算出する際の手順S3にて、正味の共用予備パスリソース数の推移R_n(t)を算出するときに用いられる。
第1、第2の実施形態のネットワーク制御装置1では、データトラヒック量の推移予測をもとに導出されるパスリソース数の推移に基づいて、各スライスが所望の信頼性を維持し続けるために必要な共用予備パスリソース供給数を決定することを特徴とする。データトラヒック量の推移の予測誤差を考慮した上でパスリソース数の推移が導出されている場合には、データトラヒック量の予測に対する最悪ケースを想定した上でパスリソース数推移が導出されるため、これに紐付いて導出される信頼性も、データトラヒック量予測の最悪ケースを想定した推移となる。したがって、第1、第2の実施形態では、信頼性の推移に対して予測誤差を考慮する必要がなかった。
データトラヒック量推移の予測誤差が正規分布に従うと仮定した場合、データトラヒック量推移に基づいて導出される各ノードにおけるパスリソース数の推移R_mn(t)、R_n(t)も正規分布に従う誤差を有することが想定される。このような場合、信頼性を表す指標として式(2)から式(4)に示した障害発生確率F_mを用いてA_m=1/F_mなどと定めたとき、各スライスの信頼性の推移A_m(t)の誤差は正規分ではなく対数正規分布に従うことが想定される。第4の実施形態では、信頼性A_m(t)の誤差が対数正規分布に従う場合において、各スライスが所望の信頼性を維持し続けるために必要な共用予備パスリソース供給数を決定することを特徴とする。
第1の実施形態では、データトラヒック量の変動に伴い各スライスに割り当てるパスリソース数及び共用予備パスリソース数が変動する環境下においても各スライスが所望の信頼性を維持し続けるために、各ノードへの共用予備パスリソースの供給、すなわち共用予備パスリソースの増設のみを考慮していた。しかし、データトラヒック量の変動に伴い各ノードに備えられた共用予備パスリソースに余剰が生じることも考えられる。各スライスが所望の信頼性を満足できていれば、必要以上に共用予備パスリソースをノードに備えなくともよい。共用予備パスリソースに余剰が生じている場合、各ノードから共用予備パスリソースを撤去する減設を行うことも可能である。減設したパスリソースは、他のノードに備えるパスリソースとして転用することができるため、パスリソースを有効に活用するという観点で、減設を考慮することは有意義である。
時刻t=0における共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を考慮すると、時刻t=T_Lから時刻t=(T_L+T_J)における各スライスの信頼性の推移は、A_m((R_m1(t),R_m2(t),…,R_mN(t)),(R_1(t)+ΔR_1(0),R_2(t)+ΔR_2(0),…,R_N(t)+ΔR_N(0)))と表される。手順S5で算出した評価関数E_mの値は、ΔR_n(0)=0,(n=1,2,3…,N)の場合に相当する。この値を、E’_mとする。手順S6では、予備リソース供給数算出部14は評価関数E_mが最小となるΔR_n(0)を算出する。以下に、手順S6の詳細な処理を説明する。
予備リソース供給数算出部14は、トランスポートネットワーク2上の各スライスが満足すべき信頼性の大きい順に各スライスに番号付けをする。
[手順S642]
予備リソース供給数算出部14は、初期値として、各ノードに供給する共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)それぞれの値を0にする(ΔR_n(0)←0;n=1,2,…,N)。
[手順S643]
予備リソース供給数算出部14は、処理対象のスライスの番号を示すmの値を0にする初期化(m←0)を行う。
[手順S644]
予備リソース供給数算出部14は、スライスの番号を示すmの値を1増加させる(m←m+1)。
予備リソース供給数算出部14は、スライスmの信頼性A_mを用いてE_mを算出し、その値をE’_mとする。スライスmの信頼性A_mは、現用パスリソース数R_mn(t)と、共用予備パスリソース数の推移R_n(t)と共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)とに基づいて算出される。初回に算出される信頼性A_mはすべてのΔR_n(0)の値が0である場合の信頼性A_mであり、2回目以降に算出される信頼性A_mは手順S653又は手順S654において更新されたΔR_n(0)を用いて算出される信頼性A_mである。なお、2回目以降にE’_mを算出する際には、前回算出したE’_mに手順S650において選択されるΔE_miを加算して得られる値を新たなE’_mとしてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、ΔR_1(0)の値のみを1増加させた状態、すなわちΔR_1(0)の値を(ΔR_1(0)+1)とした状態で評価関数E_mの値を算出し、算出した値をE_m1とする(手順S646−1)。また、予備リソース供給数算出部14は、ΔR_2(0)の値のみを1増加させた状態、すなわちΔR_2(0)の値を(ΔR_2(0)+1)とした状態で、評価関数E_mの値を算出し、算出したE_mの値をE_m2とする(手順S646−2)。同様に、ΔR_3(0)からΔR_Nそれぞれについてもその値のみを1増加させた状態で評価関数E_mの値を算出し、算出したE_mの値をE_m3,…,E_mNとする(手順S646−3〜S646−N)。評価関数の値E_m1,E_m2,…,E_mNそれぞれの算出(手順S646−1〜S646−N)は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、手順S646で算出したE_m1を用いて、ΔE_m1=E_m1−E’_mを算出する(手順S647−1)。また、予備リソース供給数算出部14は、手順S606で算出したE_m2を用いて、ΔE_m2=E_m2−E’_mを算出する(手順S647−2)。同様に、予備リソース供給数算出部14は、ΔE_m3,…,ΔE_mNを算出する(手順S647−3〜S647−N)。また、ΔE_m1,ΔE_m2,…,ΔE_mNそれぞれの算出は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、ΔR_1(0)の値のみを1減少させた状態、すなわちΔR_1(0)の値を(ΔR_1(0)−1)とした状態で評価関数E_mの値を算出し、算出した値をE_m−1とする(手順S648−1)。また、予備リソース供給数算出部14は、ΔR_2(0)の値のみを1減少させた状態、すなわちΔR_2(0)の値を(ΔR_2(0)−1)とした状態で、評価関数E_mの値を算出し、算出したE_mの値をE_m−2とする(手順S648−2)。同様に、ΔR_3(0)からΔR_Nそれぞれについてもその値のみを1減少させた状態で評価関数E_mの値を算出し、算出したE_mの値をE_m−3,…,E_m−Nとする(手順S648−3〜S648−N)。評価関数の値E_m−1,E_m−2,…,E_m−Nそれぞれの算出(手順S648−1〜S648−N)は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、手順S648で算出したE_m−1を用いて、ΔE_m−1=E_m−1−E’_mを算出する(手順S649−1)。また、予備リソース供給数算出部14は、手順S648で算出したE_m−2を用いて、ΔE_m−2=E_m−22−E’_mを算出する(手順S649−2)。同様に、予備リソース供給数算出部14は、ΔE_m−3,…,ΔE_m−Nを算出する(手順S649−3〜S649−N)。また、ΔE_m−1,ΔE_m−2,…,ΔE_m−Nそれぞれの算出は、並行して行われてもよいし、順に行われてもよい。
予備リソース供給数算出部14は、手順S647及び手順S649において算出したΔE_m−N,…,ΔE_m−1,ΔE_m1,…,ΔE_mNを含む差分の集合のうち、最小の値となるΔE_mi,(−N≦i≦N)を選択する。
[手順S651]
予備リソース供給数算出部14は、手順S650において選択したΔE_miの値が負であるか否かを判定する。ΔE_miの値が負である場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S652を行う。ΔE_miの値が負でない場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S657を行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S650において選択したΔE_miの添字iが正の値であるか否かを判定する。添字iが正の値である場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S653を行う。添字iが負の値である場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S654を行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S650において選択したΔE_miと添字iが一致するΔR_i(0)の値を1増加させ、手順S645以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、選択したΔE_miとノード番号が一致するΔR_i(0)の値を(ΔR_i(0)+1)に更新した後に、手順S645以降の手順を繰り返し行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S650において選択したΔE_miの添字iが示すノード−iが、スライスr(r<m)で示される論理ネットワークの構成要素に含まれているか否かを判定する。すなわち、手順S6(手順S641〜S659)において、ΔR_n(0)を最適化する際に既に判定済みのスライスrを構成するノードにノード−iが含まれるか否かを判定する。ノード−iがスライスrの構成要素に含まれない場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S655を行う。ノード−iがスライスrの構成要素に含まれる場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S656を行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S650において選択したΔE_miと添字iの絶対値が一致するΔR_−i(0)の値を1減少させ、手順S645以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、選択したΔE_miとノード番号が一致するΔR_−i(0)の値を(ΔR_−i(0)−1)に更新した後に、手順S645以降の手順を繰り返し行う。
予備リソース供給数算出部14は、差分の集合{ΔE_m−N,…,ΔE_m−1,ΔE_m1,…,ΔE_mN}から手順S650又は前回の手順S656において選択したΔE_miを除いて差分の集合を更新し、更新された差分の集合の中で最小の値となるΔE_mi,(−N≦i≦N)を再度選択する。予備リソース供給数算出部14は、手順S651以降を再度行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S645から手順S657までを行うことで更新されたΔR_n,(n=1,2,…,N)を、共用予備パスリソース供給数として仮決定する。
予備リソース供給数算出部14は、mの値がMであるか否かを判定し、mの値がMでない場合には手順S644以降を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、すべてのスライスに対して手順S645から手順S657までを繰り返し行うことにより、各スライスに対する所望の信頼性A’_mが満足されるように、各ノードに増設又は減設する共用予備パスリソース供給数ΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)の値を更新する。一方、mの値がMである場合には、予備リソース供給数算出部14は、手順S659を行う。
予備リソース供給数算出部14は、すべてのスライスに対する所望の信頼性A’_mを満足する最新のΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)を、共用予備パスリソース供給数ΔR_nとして採用する。なお、ここで得られたΔR_n(0)は、次回以降の共用予備パスリソース供給数ΔR_nを算出する際の手順S3にて、正味の共用予備パスリソース数の推移R_n(t)を算出するときに用いられる。
第6の実施形態では、第5の実施形態と同様に、共用予備パスリソースに余剰が生じている場合に各ノードから共用予備パスリソースを撤去する減設を行う。第6の実施形態では、第2の実施形態のネットワーク制御装置において、余剰の共用予備パスリソースを削減する動作を行う場合について説明する。第6の実施形態のネットワーク制御装置は、第1及び第2の実施形態のネットワーク制御装置と同様の構成を有する。また、第6の実施形態における共用予備パスリソース共用数ΔR_nを算出する処理は、第2の実施形態における処理と手順S1から手順S5までが同じであり、手順S6が異なる。本実施形態の共用予備パスリソース供給数ΔR_nを算出する処理における手順S6を以下に説明する。
時刻t=0における共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を考慮すると、時刻t=T_Lから時刻t=(T_L+T_J)における各スライスの信頼性の推移は、A_m((R_m1(t),R_m2(t),…,R_mN(t)),(R_1(t)+ΔR_1(0),R_2(t)+ΔR_2(0),…,R_N(t)+ΔR_N(0)))と表される。手順S5で算出した評価関数E_mの値は、ΔR_n(0)=0,(n=1,2,3…,N)の場合に相当する。この値を、E’_mとする。手順S6では、予備リソース供給数算出部14は評価関数E_mが最小となるΔR_n(0)を算出する。以下に、手順S6の詳細な処理を説明する。
[手順S661]
予備リソース供給数算出部14は、現在のΔR_n(0),(n=1,2,…,N)を用いて、信頼性A_m((R_m1(t),R_m2(t),…,R_mN(t)),(R_1(t)+ΔR_1(0),R_2(t)+ΔR_2(0),…,R_N(t)+ΔR_N(0)))を算出し、算出した信頼性A_mを用いて評価関数E_mの値を算出し、算出したE_mの値をE’_mとする。2回目以降に算出される信頼性A_mは手順S669又は手順S674において更新されたΔR_n(0)を用いて算出される信頼性A_mである。なお、2回目以降にE’_mを算出する際には、前回算出したE’_mに手順S666において選択されるΔE_miを加算して得られる値を新たなE’_mとしてもよい。
[手順S663(S663−1〜S663−N)]
[手順S664(S664−1〜S664−N)]
[手順S665(S665−1〜S665−N)]
[手順S666]
手順S662から手順S666までの動作は、第5の実施形態において説明した手順S646から手順S650までの動作とそれぞれ同じであるので、重複する説明を省略する。
予備リソース供給数算出部14は、手順S666において選択したΔE_miの値が負であるか否かを判定する。ΔE_miの値が負である場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S668を行う。ΔE_miの値が負でない場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S675を行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S666において選択したΔE_miの添字iが正の値であるか否かを判定する。添字iが正の値である場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S669を行う。添字iが負の値である場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S670を行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S666において選択したΔE_miと添字iが一致するΔR_i(0)の値を1増加させ、手順S661以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、選択したΔE_miとノード番号が一致するΔR_i(0)の値を(ΔR_i(0)+1)に更新した後に、手順S661以降の手順を繰り返し行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S666において選択したΔE_miと添字iの絶対値が一致するΔR_−i(0)の値を1減少させた場合における時刻t(T_L<t<T_L+T_J)それぞれにおけるスライスmの信頼性A_m(t)を算出する。
[手順S671]
予備リソース供給数算出部14は、手順S670において算出した信頼性A_m(t)の中で最小の値の信頼性A_m(T),(T_L<T<T_L+T_J)を選択する。
予備リソース供給数算出部14は、手順S671において選択した信頼性A_m(T)がスライスmに要求される信頼性A’_m以上であるか否かを判定する。A_m(T)<A’_mである場合、スライスmは満足すべき所望の信頼性を満足していない、すなわち式(8)を満足していないことになる。予備リソース供給数算出部14は、A_m(T)<A’_mである場合には手順S674を行い、A_m(T)≧A’_mである場合には手順S673を行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S666又は手順S675において選択したΔE_miの添字iが示すノード−iが、スライスr(r<m)で示される論理ネットワークの構成要素に含まれているか否かを判定する。すなわち、手順S6において、ΔR_n(0)を最適化する際に既に判定済みのスライスrを構成するノードにノード−iが含まれるか否かを判定する。ノード−iがスライスrの構成要素に含まれない場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S674を行う。ノード−iがスライスrの構成要素に含まれる場合、予備リソース供給数算出部14は、手順S675を行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S666又は手順S675において選択したΔE_miと添字iの絶対値が一致するΔR_−i(0)の値を1減少させ、手順S661以降の手順を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、選択したΔE_miとノード番号が一致するΔR_−i(0)の値を(ΔR_−i(0)−1)に更新した後に、手順S661以降の手順を繰り返し行う。
予備リソース供給数算出部14は、差分の集合{ΔE_m−N,…,ΔE_m−1,ΔE_m1,…,ΔE_mN}から手順S666又は前回の手順S675において選択したΔE_miを除いて差分の集合を更新し、更新された差分の集合の中で最小の値となるΔE_mi,(−N≦i≦N)を再度選択する。予備リソース供給数算出部14は、手順S667以降を再度行う。
予備リソース供給数算出部14は、手順S625から手順S630と、手順S661から手順S675までを行うことで更新されたΔR_n,(n=1,2,…,N)を、共用予備パスリソース供給数として仮決定する。
予備リソース供給数算出部14は、mの値がMであるか否かを判定し、mの値がMでない場合には手順S624以降を繰り返し行う。すなわち、予備リソース供給数算出部14は、すべてのスライスに対して手順S625から手順S630と、手順S661から手順S675までを繰り返し行うことにより、各スライスに対する所望の信頼性A’_mが満足されるように、各ノードに増設又は減設する共用予備パスリソース供給数ΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)の値を更新する。一方、mの値がMである場合には、予備リソース供給数算出部14は、手順S678を行う。
予備リソース供給数算出部14は、すべてのスライスに対する所望の信頼性A’_mを満足する最新のΔR_1(0),ΔR_2(0),…,ΔR_N(0)を、共用予備パスリソース供給数ΔR_nとして採用する。なお、ここで得られたΔR_n(0)は、次回以降の共用予備パスリソース供給数ΔR_nを算出する際の手順S3にて、正味の共用予備パスリソース数の推移R_n(t)を算出するときに用いられる。
第1、第2、第5及び第6の実施形態では、各ノードの共用予備リソース供給数ΔR_n(0),(n=1,2,…,N)を1つずつ増減させたときの評価関数E_mの値の変化量に基づいて、共用予備リソース供給数ΔR_n(0)の値を決定していた。このような方法を用いた場合、ΔR_n(0)の値を1つずつ増減させる度に評価関数E_mの値を算出するため、演算量が大きくなってしまうことがある。第7の実施形態では、最急降下法を用いて共用予備リソース供給数ΔR_n(0)を決定することにより、演算量を削減する。
第1から第7の実施形態では、トランスポートネットワーク2が単一のレイヤで構成される場合について説明した。第8の実施形態では、トランスポートネットワーク2が複数のレイヤで構成される場合について説明する。ここで、レイヤとは、例えば波長パスを提供する波長レイヤや、MPLS(Multiprotocol Label Switching)パスを提供するMPLSレイヤである。図12は、第8の実施形態におけるトランスポートネットワーク制御システムで想定するトランスポートネットワーク2の構成例を示す図である。
第8の実施形態では、トランスポートネットワーク2が複数のレイヤから構成され、各レイヤの信頼性は他のレイヤの信頼性に影響を与えない構成を説明した。具体的には、レイヤlに備えられたパスリソース数の変動は他のレイヤの信頼性に影響を与えることがない。すなわち、各スライスの信頼性がレイヤごとに独立に設計されている状況を想定していた。しかし、レイヤ間連動動作などによって、あるレイヤで発生した障害を他のレイヤで復旧できる場合、各スライスの信頼性は複数のレイヤにまたがって設計されることがある。例えば波長パスレイヤにおける障害をパケットレイヤにおける変更で補うことができる状況である。第9の実施形態では、そのような状況を想定する。
式(18)のように表現される。
第1から第9の実施形態では、信頼性を示す指標として「障害発生率の逆数」を用いる場合を説明したが、他の指標として「パスに収容されるデータフロー数」を信頼性の指標に盛り込むようにしてもよい。一般に、トランスポートネットワーク2内のパスリソースが提供するパス(ここでは「パスA」とする。)には、複数のデータフローが収容されている。データフローは、各ユーザが利用している各サービスに対応付けられているので、収容するデータフロー数が多ければ多いほど、パスAに障害が発生した場合により多くのユーザ/サービスに影響が生じることが想定される。したがって、影響を受けるユーザ/サービス数が多いほど、パスAの信頼性は低いものであると考えられる。この考えに基づくことで、パスAに収容されているデータフロー数が多いほど信頼性が低くなるように信頼性の指標を定義することができる。例えば式(2)では、障害発生の原因となるトランスポンダの故障率f_Tは、そのトランスポンダが提供するパスに収容されているデータフロー数によらず一定であるとしている。これに対して、各パスに収容されているデータフロー数を考慮した上で各トランスポンダの故障率を再定義することにより、当該トランスポンダが故障することによるユーザ/サービスへの影響度を加味した形での信頼性を定義できる。例えば式(19)で表されるように、各トランスポンダの故障率f_Tに、各トランスポンダが提供するパスに収容されているデータフロー数に比例するパラメータβを乗じて得られる、故障率f’_Tを新たに故障率として再定義することにより、ユーザ/サービスへの影響度を加味した信頼性を定義できる。信頼性算出部13は、再定義された故障率f’_Tを用いることにより、パスに収容されるデータフロー数を加味して信頼性を算出できる。
第1から第10の実施形態では、図2に示したように、各スライスで用いられるパスリソースをトランスポンダに代表される物理的なパスリソースとして想定している。第11の実施形態では、パスリソースを仮想的なリソースとして扱う。図13は、第11の実施形態におけるネットワーク制御装置が制御対象とするトランスポートネットワーク2の概要を示す図である。トランスポートネットワーク2はN個のノードから構成されている。各ノードはトランスポートネットワーク2において形成される各スライス内で伝送されるデータパケットを目的の方路へ向けてスイッチする、いわゆるパケットスイッチとしての機能を有する。各ノードは、各スライス向けに個別のパケットスイッチを実現するための仮想リソースを有している。仮想リソースの具体的な例としては、ノード内に設けられた計算機のCPUリソースなどである。
11…トラヒック変動予測部
12…リソース数算出部
13…信頼性算出部
14…予備リソース供給数算出部
15…信頼性モニタ部
2…トランスポートネットワーク
Claims (15)
- 複数のノードと前記ノード間に設けられたリンクとを備え、異なるサービスレベルに対応する複数のネットワークスライスを含むトランスポートネットワークに用いられるネットワーク制御装置であって、
前記トランスポートネットワークにおけるデータトラヒック量の推移を示す履歴情報と、前記トランスポートネットワークが形成されている地域における気温及び天気を示す環境情報とに基づいて、前記ネットワークスライスにおける前記ノード間のパスで伝送されるデータトラヒック量の推移を予測するトラヒック変動予測部と、
前記トラヒック変動予測部により予測されたデータトラヒック量の推移と、前記ネットワークスライスに使用されるパスを構成する現用パスリソースに不足又は障害が生じた際に用いられる共用予備パスリソースであって前記ノードごとに備えられる共用予備パスリソースの数とに基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれで使用されるパスリソース数の推移と前記ノードごとの共用予備パスリソース数の推移とを算出するリソース数算出部と、
前記リソース数算出部により算出された前記ネットワークスライスそれぞれで使用されるパスリソース数の推移と前記ノードごとの共用予備パスリソース数の推移とに基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移を算出する信頼性算出部と、
前記信頼性算出部により算出された前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移に基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれに要求される所望の信頼性以上の信頼性を維持するために必要な共用予備パスリソース数の変更量を共用予備パスリソース供給数として前記ノードごとに算出する予備リソース供給数算出部と、
を備える、ネットワーク制御装置。 - 前記トランスポートネットワーク上の前記ノードの数と前記ネットワークスライスの数とをそれぞれN、Mとし、
時刻tにおける、n番目の前記ノードに備えられるm番目の前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数をR_mn(t)とし、前記予備リソース供給数算出部により算出されるn番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数をR_n(t)とし、前記リソース数算出部により算出されるn番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数をR’_n(t)とし、時刻t=0におけるn番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数をΔR_n(0)とし、
m番目の前記ネットワークスライスの信頼性をA_m(t)とし、m番目の前記ネットワークスライスに要求される所望の信頼性をA’_mとし、信頼性A’_mはA’_i>A’_i+1,(i=1,2,…,M−1)を満たし、
共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)が決定されてから前記ノードそれぞれにおいて共用予備パスリソース数が変更されるまでのリードタイムをT_Lとし、共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を算出する周期をT_Jとし、
共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を算出する際に用いるm番目の前記ネットワークスライスに対する評価関数であって信頼性A_m(t)と所望の信頼性A’_mとの差に基づいた評価関数をE_mとする場合において、
前記トラヒック変動予測部は、前記履歴情報と前記環境情報とに基づいて、現時刻t=0から時刻t=T_L+T_Jまでの予測期間の各時刻において、前記ネットワークスライスそれぞれの各パスにおいて伝送されるデータトラヒック量の推移を予測し、
前記リソース数算出部は、前記トラヒック変動予測部により算出されたデータトラヒック量の推移に基づいて、現用パスリソース数R_mn(t)と共用予備パスリソース数R’_n(t)とを算出し、
前記リソース数算出部は、算出した共用予備パスリソース数R’_n(t)と、過去に算出された共用予備パスリソース供給数ΔR_nとに基づいて、前記予測期間における共用予備パスリソース数R_n(t)を算出し、
前記信頼性算出部は、前記予測期間における現用パスリソース数R_mn(t)及び共用予備パスリソース数R_n(t)に基づいて、信頼性A_mを前記ネットワークスライスごとに算出し、
前記予備リソース供給数算出部は、前記ノードそれぞれにおける共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を0とした場合における評価関数E_mの値を前記ネットワークスライスごとに算出し、算出した評価関数E_mの値をE’_mとし、
前記予備リソース供給数算出部は、共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を更新するごとに算出する評価関数E_mとE’_mとの差分に基づいて、評価関数E_mの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を算出する、
請求項1に記載のネットワーク制御装置。 - 評価関数E_mは式(A)で与えられ、
共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の現在の値を用いて評価関数E_mを算出して得られた値を基準値とし、n番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の値を1増加させたときの評価関数E_mの値から前記基準値を減算して得られる差分値を前記ノードごとに算出し、算出した差分値の中で最小の値を算出した際に値を増加させたΔR_n(0)の値を1増加させる更新を行う供給数更新処理を、前記ノードごとに算出する差分値のすべてが0又は正の値になるまで繰り返し行い、
前記供給数更新処理の繰り返しをすべての前記ネットワークスライスに対して行うことにより、評価関数E_mの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を算出し、
算出された共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数R_n(t)を次回算出する際に用いられる、
請求項2に記載のネットワーク制御装置。 - 評価関数E_mは式(A)で与えられ、
n番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の値を1増加させたときの信頼性A_m(T)を前記ノードごとに算出し、算出した信頼性A_m(T)の中で最大の値を算出した際に値を増加させたΔR_n(0)の値を1増加させる更新を行う第1の供給数更新処理を、前記予測期間における信頼性A_m(t),(T_L<t<T_L+T_J)の中で最小の値A_m(T)がA’_m以上になるまで繰り返し行い、
共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の現在の値を用いて評価関数E_mを算出して得られた値を基準値とし、n番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の値を1増加させたときの評価関数E_mの値から前記基準値を減算して得られる差分値を前記ノードごとに算出し、算出した差分値の中で最小の値を算出した際に値を増加させたΔR_n(0)の値を1増加させる更新を行う第2の供給数更新処理を、前記ノードごとに算出する差分値のすべてが0又は正の値になるまで繰り返し行い、
前記第1の供給数更新処理の繰り返しと、前記第2の供給数更新処理の繰り返しとをすべての前記ネットワークスライスに対して行うことにより、評価関数E_mの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を算出し、
算出された共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数R_n(t)を次回算出する際に用いられる、
請求項2に記載のネットワーク制御装置。 - 評価関数E_mは式(A)で与えられ、
共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の現在の値を用いて評価関数E_mを算出して得られた値を基準値とし、n番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の値を1増加させたときの評価関数E_mの値から前記基準値を減算して得られる第1の差分値と、n番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の値を1減少させたときの評価関数E_mの値から前記基準値を減算して得られる第2の差分値とを前記ノードごとに算出し、算出した第1の差分値及び第2の差分値の中で最小の値が第1の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を増加させたΔR_n(0)の値を1増加させる更新を行い、最小の値が第2の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を減少させたΔR_n(0)の値を1減少させる更新を行う供給数更新処理を、前記ノードごとに算出する第1の差分値及び第2の差分値のすべてが0又は正の値になるまで繰り返し行い、
前記供給数更新処理の繰り返しをすべての前記ネットワークスライスに対して順に行うことにより、評価関数E_mの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を算出し、
前記供給数更新処理におけるΔR_n(0)の値を1減少させる更新は、減少対象のΔR_n(0)の前記ノードが、前記供給数更新処理の繰り返しが既に完了した前記ネットワークスライスに含まれる場合には行われず、
算出された共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数R_n(t)を次回算出する際に用いられる、
請求項2に記載のネットワーク制御装置。 - 評価関数E_mは式(A)で与えられ、
n番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の値を1増加させたときの信頼性A_m(T)を前記ノードごとに算出し、算出した信頼性A_m(T)の中で最大の値を算出した際に値を増加させたΔR_n(0)の値を1増加させる更新を行う第1の供給数更新処理を、前記予測期間における信頼性A_m(t),(T_L<t<T_L+T_J)の中で最小の値A_m(T)がA’_m以上になるまで繰り返し行い、
共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の現在の値を用いて評価関数E_mを算出して得られた値を基準値とし、n番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の値を1増加させたときの評価関数E_mの値から前記基準値を減算して得られる第1の差分値と、n番目の前記ノードの共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)の値を1減少させたときの評価関数E_mの値から前記基準値を減算して得られる第2の差分値とを前記ノードごとに算出し、算出した第1の差分値及び第2の差分値の中で最小の値が第1の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を増加させたΔR_n(0)の値を1増加させる更新を行い、最小の値が第2の差分値のいずれかである場合に最小の値を算出した際に値を減少させたΔR_n(0)の値を1減少させる更新を行う第2の供給数更新処理を、前前記ノードごとに算出する第1の差分値及び第2の差分値のすべてが0又は正の値になるまで繰り返し行い、
前記第1の供給数更新処理の繰り返しと、前記第2の供給数更新処理の繰り返しとをすべての前記ネットワークスライスに対して順に行うことにより、評価関数E_mの値を最小にする共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)を算出し、
前記第2の供給数更新処理におけるΔR_n(0)の値を1減少させる更新は、減少対象のΔR_n(0)の前記ノードが、前記第2の供給数更新処理の繰り返しの完了した前記ネットワークスライスに含まれる場合と、減少対象のΔR_n(0)の値を1減少させると所望の信頼性A’_m未満になる場合とには行われず、
算出された共用予備パスリソース供給数ΔR_n(0)は、前記リソース数算出部が共用予備パスリソース数R_n(t)を次回算出する際に用いられる、
請求項2に記載のネットワーク制御装置。 - 前記トランスポートネットワークにおいて実際に、n番目の前記ノードに備えられるm番目の前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数S_mn(t)とn番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数S_n(t)とを前記トランスポートネットワークから取得し、取得した前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数S_mn(t)及び共用予備パスリソース数S_n(t)を用いて、信頼性A_m(t)同様の手法で信頼性B_m(t)を算出する信頼性モニタ部、を更に備え、
前記予備リソース供給数算出部は、前記信頼性モニタ部により算出される信頼性B_m(t)を信頼性A_m(t)に代えて用い、
評価関数E_mには式(A)に代えて式(B)が用いられ、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性A_m(t)は式(C)を満たし、式(C)におけるσmは式(D)で与えられ、式(D)におけるPは式(E)を満たす自然数であり、式(B)及び式(C)におけるαは予め定められた値である、
- 前記トランスポートネットワークにおいて実際に、n番目の前記ノードに備えられるm番目の前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数S_mn(t)とn番目の前記ノードにおける共用予備パスリソース数S_n(t)とを前記トランスポートネットワークから取得し、取得した前記ネットワークスライス用の現用パスリソース数S_mn(t)及び共用予備パスリソース数S_n(t)を用いて、信頼性A_m(t)同様の手法で信頼性B_m(t)を算出する信頼性モニタ部、を更に備え、
前記予備リソース供給数算出部は、前記信頼性モニタ部により算出される信頼性B_m(t)を信頼性A_m(t)に代えて用い、
評価関数E_mには式(A)に代えて式(B)が用いられ、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性A_m(t)は式(C)を満たし、式(C)におけるσmは式(D)で与えられ、式(D)におけるPは式(E)を満たす自然数であり、式(B)及び式(C)におけるαは予め定められた値である、
- 前記トランスポートネットワークは、レイヤ内で生じるパスリソース数の変動が他のレイヤに影響しない複数のレイヤから構成されており、
前記予備リソース供給数算出部は、前記ノードそれぞれの前記共用予備パスリソース供給数を前記レイヤごとに算出する、
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。 - 前記トランスポートネットワークは、レイヤ内で生じるパスリソース数の変動が他のレイヤに影響する複数のレイヤから構成されており、
前記信頼性算出部は、前記レイヤ間の依存の度合いを反映させて前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移を算出し、
前記予備リソース供給数算出部は、前記ノードそれぞれにおける各前記レイヤの前記共用予備パスリソース供給数を算出する、
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。 - 前記信頼性算出部は、前記ネットワークスライスそれぞれで使用されるパスリソース数の推移と前記ノードごとの共用予備パスリソース数の推移と、前記ネットワークスライスに使用されるパスに収容されるデータフロー数に基づいて、前記ネットワークスライスそれぞれの信頼性の推移を算出する、
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。 - 前記ノードは、前記ネットワークスライスそれぞれに対するパスリソースとして割り当て可能な仮想リソースを有し、
前記仮想リソースは、前記ネットワークスライス用の現用パスリソース及び前記ノードにおける共用予備パスリソースとして用いられる、
請求項1から請求項13のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。 - 前記トランスポートネットワーク上における前記ネットワークスライスそれぞれに対して、信頼性に加えて帯域及び遅延のいずれか又は両方が前記ネットワークスライスのサービス指標として規定されている、
請求項1から請求項14のいずれか一項に記載のネットワーク制御装置。
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