JP3125990B2 - トラヒックルーティング法及び方式 - Google Patents
トラヒックルーティング法及び方式Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信ネットワーク
におけるトラヒックルーティングに関し、特に複数のデ
マンドの最適なトラヒックルーティング法及び方式に関
する。
におけるトラヒックルーティングに関し、特に複数のデ
マンドの最適なトラヒックルーティング法及び方式に関
する。
【０００２】
【従来の技術】網の設備コストを最小化するためのトラ
ヒックルーティング法の一例が、’９７年に電子情報通
信学会秋季総合大会で発表された講演番号Ｂ−７−３１
の「既存設備を有効利用する網設計法」と題する論文に
記載されている。以下の説明では、ネットワーク上のあ
るノードからあるノードへ転送しなければならないトラ
ヒックをデマンドと呼ぶことにする。この従来の網設計
法においては、既存の網状態と導入可能設備を踏まえた
コスト関数に基づいて新規のデマンドのルーティングと
新しく導入する網設備を決定する。
ヒックルーティング法の一例が、’９７年に電子情報通
信学会秋季総合大会で発表された講演番号Ｂ−７−３１
の「既存設備を有効利用する網設計法」と題する論文に
記載されている。以下の説明では、ネットワーク上のあ
るノードからあるノードへ転送しなければならないトラ
ヒックをデマンドと呼ぶことにする。この従来の網設計
法においては、既存の網状態と導入可能設備を踏まえた
コスト関数に基づいて新規のデマンドのルーティングと
新しく導入する網設備を決定する。
【０００３】図７は、このような従来の網設計法を示す
図である。同図の網設計法においては、少ないコストで
済むように複数のデマンドをネットワークに収容するよ
うに構成するものである。例えば、リンクＢＤにおいて
既存資源が不足しているなどの理由により、ＡＤ間のデ
マンドを経路Ａ→Ｂ→Ｄで収容することがコストを増加
させると判断された場合、迂回経路Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄを見
つけ出し、これをＡＤ間のデマンドの経路として決定す
る。この従来の網設計法は、リンクＢＤにおいて既存資
源が不足しているためＡＤ間のデマンドを経路Ａ→Ｂ→
Ｄで収容することが適切ではないと判断した場合、既存
網の状態に基づくコスト関数を利用して代替経路Ａ→Ｂ
→Ｃ→Ｄを発見し、ＡＤ間のデマンドのルーティングを
変更するようにしたものである。
図である。同図の網設計法においては、少ないコストで
済むように複数のデマンドをネットワークに収容するよ
うに構成するものである。例えば、リンクＢＤにおいて
既存資源が不足しているなどの理由により、ＡＤ間のデ
マンドを経路Ａ→Ｂ→Ｄで収容することがコストを増加
させると判断された場合、迂回経路Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄを見
つけ出し、これをＡＤ間のデマンドの経路として決定す
る。この従来の網設計法は、リンクＢＤにおいて既存資
源が不足しているためＡＤ間のデマンドを経路Ａ→Ｂ→
Ｄで収容することが適切ではないと判断した場合、既存
網の状態に基づくコスト関数を利用して代替経路Ａ→Ｂ
→Ｃ→Ｄを発見し、ＡＤ間のデマンドのルーティングを
変更するようにしたものである。
【０００４】このように従来の網設計法においては、各
デマンドは他のデマンドとは無関係にネットワーク上の
二点間を結ぶあらゆる経路をとることができることを前
提としている。
デマンドは他のデマンドとは無関係にネットワーク上の
二点間を結ぶあらゆる経路をとることができることを前
提としている。
【０００５】また、もう一つの従来技術として、信頼
性、通信品質、設備導入コストなどに基づくコスト関数
を定め、それが最適になるようにデマンドの経路付けを
行なう問題を数理計画問題に定式化し、数理計画問題の
一般的解法に基づいて最適解を求めるように構成するも
のもある。
性、通信品質、設備導入コストなどに基づくコスト関数
を定め、それが最適になるようにデマンドの経路付けを
行なう問題を数理計画問題に定式化し、数理計画問題の
一般的解法に基づいて最適解を求めるように構成するも
のもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ネットワークのルーテ
ィングは数々のルーティングプロトコルに基づいて行わ
れる。特にＩＰネットワークにおいては、個々データグ
ラム及びルータはコネクション情報を持たず、静的にあ
るいはルーティングプロトコルによって動的に構成され
たルーティングテーブルに基づいた、ホップバイホップ
のデータグラムフォワーディングに基づいたルーティン
グ（「ホップバイホップルーティング」という。）が主
流である。この方式の長所は、一つ一つのコネクション
を管理せずにすむためルーティング制御に必要な資源を
少なくできることである。
ィングは数々のルーティングプロトコルに基づいて行わ
れる。特にＩＰネットワークにおいては、個々データグ
ラム及びルータはコネクション情報を持たず、静的にあ
るいはルーティングプロトコルによって動的に構成され
たルーティングテーブルに基づいた、ホップバイホップ
のデータグラムフォワーディングに基づいたルーティン
グ（「ホップバイホップルーティング」という。）が主
流である。この方式の長所は、一つ一つのコネクション
を管理せずにすむためルーティング制御に必要な資源を
少なくできることである。
【０００７】目的地ノードアドレスをキーとしてルーテ
ィングテーブルを検索することで、次に送るべきサイト
を決定するホップバイホップルーティングにおいては、
各ノードからある一つのノードに対する経路は分岐する
ことがなく、全体として経路の集合はツリーを構成す
る。例えば、図８に示すように、目的地ノードがともに
Ｄであるような、方角ＰとＱからのトラヒックは、目的
地ノードＤに関する、共通のルーティングテーブル３１
のエントリをひくことによって次ホップとするノードを
決定された場合は、共通のノードＡへと転送され、以降
のＤまでの経路途中で分岐することはない。
ィングテーブルを検索することで、次に送るべきサイト
を決定するホップバイホップルーティングにおいては、
各ノードからある一つのノードに対する経路は分岐する
ことがなく、全体として経路の集合はツリーを構成す
る。例えば、図８に示すように、目的地ノードがともに
Ｄであるような、方角ＰとＱからのトラヒックは、目的
地ノードＤに関する、共通のルーティングテーブル３１
のエントリをひくことによって次ホップとするノードを
決定された場合は、共通のノードＡへと転送され、以降
のＤまでの経路途中で分岐することはない。
【０００８】しかしながら、上述した従来のルーティン
グ法では、各デマンドが独立にデマンドの出発ノードと
目的地ノードの二点間を結ぶ任意の経路をとれることを
前提としているため、上記のようなルーティングを行い
たい場合には適用することができない。
グ法では、各デマンドが独立にデマンドの出発ノードと
目的地ノードの二点間を結ぶ任意の経路をとれることを
前提としているため、上記のようなルーティングを行い
たい場合には適用することができない。
【０００９】一方、信頼性、通信品質、設備導入コスト
などに基づくコスト関数を定め、それが最適になるよう
にデマンドの経路付けを行なうよう定式化された数理計
画問題は、ネットワークの規模が大きくなると探索空間
が組み合わせ的に増加し、現実的な時間で解くことが困
難になる。
などに基づくコスト関数を定め、それが最適になるよう
にデマンドの経路付けを行なうよう定式化された数理計
画問題は、ネットワークの規模が大きくなると探索空間
が組み合わせ的に増加し、現実的な時間で解くことが困
難になる。
【００１０】（発明の目的）本発明の目的は、ホップバ
イホップルーティングを前提としたネットワークにおい
て、目的地ノードを共通とする複数のデマンドの最適な
ルーティング法及び方式を提供することにある。
イホップルーティングを前提としたネットワークにおい
て、目的地ノードを共通とする複数のデマンドの最適な
ルーティング法及び方式を提供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、ホップバイホップル
ーティングを前提としたネットワークにおいて、目的地
ノードを共通とする複数のデマンドを既存の網状態を考
慮して設備導入コストを抑えるルーティング法及び方式
を提供することにある。
ーティングを前提としたネットワークにおいて、目的地
ノードを共通とする複数のデマンドを既存の網状態を考
慮して設備導入コストを抑えるルーティング法及び方式
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によるトラヒック
ルーティング法及び方式は、リンクに割り当てられたコ
スト関数に対し、総ネットワークコストを低下させるよ
うな経路を、経路の集合がツリー構造をしていることに
基づいて探索することを特徴としている。また、経路探
索の過程で必要になる、各ノードにおける当該ノードを
通過するデマンドの大きさの総和を効率的に計算するた
めに各ノード毎に変数領域を設けたことを特徴としてい
る。
ルーティング法及び方式は、リンクに割り当てられたコ
スト関数に対し、総ネットワークコストを低下させるよ
うな経路を、経路の集合がツリー構造をしていることに
基づいて探索することを特徴としている。また、経路探
索の過程で必要になる、各ノードにおける当該ノードを
通過するデマンドの大きさの総和を効率的に計算するた
めに各ノード毎に変数領域を設けたことを特徴としてい
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。以降、ツリー構造
に関する用語は文献「基本算法／情報構造」（サイエン
ス社刊、Ｄｏｎａｌｄ Ｅ．Ｋｎｕｔｈ著）に従うこと
とする。ただし本明細書では、上記文献における「木」
を「ツリー」、「節」を「ノード」、「根」を「ルート
ノード」と表現する。
いて図面を参照して詳細に説明する。以降、ツリー構造
に関する用語は文献「基本算法／情報構造」（サイエン
ス社刊、Ｄｏｎａｌｄ Ｅ．Ｋｎｕｔｈ著）に従うこと
とする。ただし本明細書では、上記文献における「木」
を「ツリー」、「節」を「ノード」、「根」を「ルート
ノード」と表現する。
【００１４】図１は、本実施の形態の通信ネットワーク
におけるトラヒックルーティング法又は方式を示す流れ
図である。同図において、経路初期値の割り当て手段１
１は、各ノードにおいて目的地ノードへ達するための次
ホップノードの初期値を設定する。経路の変更手段１２
は、経路初期値の割り当て手段１１で割り当てられた経
路を変更することでよりよい経路を探索する。
におけるトラヒックルーティング法又は方式を示す流れ
図である。同図において、経路初期値の割り当て手段１
１は、各ノードにおいて目的地ノードへ達するための次
ホップノードの初期値を設定する。経路の変更手段１２
は、経路初期値の割り当て手段１１で割り当てられた経
路を変更することでよりよい経路を探索する。
【００１５】以降の説明ではネットワークを表すグラフ
をＧ＝（Ｎ，Ｌ）とする。Ｎはノードの集合、ＬはＮ×
Ｎの部分集合で、ネットワーク内のリンクを表す。また
目的地ノードをＤとする。また、Ｇ上の各ノードｅ∈Ｎ
に対し、ｅからＤへのデマンドの大きさを表す量ｄeが
あらかじめ割り当てられているとする。また、Ｇ上の各
リンク（ｅ1，ｅ2）∈Ｌに対し、このリンクを通過する
デマンドの大きさの総和に対するリンクコスト関数ｆ
e1,e2があらかじめ割り当てられているとする。
をＧ＝（Ｎ，Ｌ）とする。Ｎはノードの集合、ＬはＮ×
Ｎの部分集合で、ネットワーク内のリンクを表す。また
目的地ノードをＤとする。また、Ｇ上の各ノードｅ∈Ｎ
に対し、ｅからＤへのデマンドの大きさを表す量ｄeが
あらかじめ割り当てられているとする。また、Ｇ上の各
リンク（ｅ1，ｅ2）∈Ｌに対し、このリンクを通過する
デマンドの大きさの総和に対するリンクコスト関数ｆ
e1,e2があらかじめ割り当てられているとする。
【００１６】経路初期値の割り当て手段１１はルーティ
ングを表現するツリーを一つ決定する。このツリーはＤ
をルートノードとするＧのサブグラフで、しかもＧに含
まれるノードを全て含む。
ングを表現するツリーを一つ決定する。このツリーはＤ
をルートノードとするＧのサブグラフで、しかもＧに含
まれるノードを全て含む。
【００１７】説明のために以下の表記法を導入する。
【００１８】ＧのサブグラフであるツリーＴが、図２に
示すようにルートノードｒと、その子ノードをルートノ
ードとするサブツリーＴ1，Ｔ2，．．．，Ｔnから構成
されていたとする。また、ｒとＴ1，Ｔ2，．．．，Ｔn
を結ぶリンクに割り当てられているリンクコスト関数が
ｆ1，ｆ2，．．．，ｆnであったとする。
示すようにルートノードｒと、その子ノードをルートノ
ードとするサブツリーＴ1，Ｔ2，．．．，Ｔnから構成
されていたとする。また、ｒとＴ1，Ｔ2，．．．，Ｔn
を結ぶリンクに割り当てられているリンクコスト関数が
ｆ1，ｆ2，．．．，ｆnであったとする。
【００１９】この時、ツリーＴに対する関数Ｔｒａ
（Ｔ）を次のように再帰的に定義する。
（Ｔ）を次のように再帰的に定義する。
【００２０】 Ｔｒａ（Ｔ）＝ｄr＋Σi=1,...,nＴｒａ（Ｔi） ここで、Ｔｒａ（Ｔ）は、ツリーＴの各ノードにおける
デマンドをＴに沿って収容した場合にＴのルートノード
を通るデマンドの大きさの総和をあらわす。
デマンドをＴに沿って収容した場合にＴのルートノード
を通るデマンドの大きさの総和をあらわす。
【００２１】また、関数Ｃｏｓｔを次のように定義す
る。
る。
【００２２】Ｃｏｓｔ（Ｔ）＝Σi=1,...,n（ｆi（Ｔｒ
ａ（Ｔi））＋Ｃｏｓｔ（Ｔi）） ここで、Ｃｏｓｔ（Ｔ）は、ツリーＴに従ってトラヒッ
クが運ばれる場合、各リンクにおけるコスト関数ｆ1，
ｆ2，．．．，ｆnに基づいて計算された各リンクのコス
トの総和をあらわしている。
ａ（Ｔi））＋Ｃｏｓｔ（Ｔi）） ここで、Ｃｏｓｔ（Ｔ）は、ツリーＴに従ってトラヒッ
クが運ばれる場合、各リンクにおけるコスト関数ｆ1，
ｆ2，．．．，ｆnに基づいて計算された各リンクのコス
トの総和をあらわしている。
【００２３】経路初期値の割り当て手段１１は、たとえ
ば目的地ノードから各ノードまでの最短経路すべてから
構成されるツリーを初期経路Ｔ0に割り当てる。
ば目的地ノードから各ノードまでの最短経路すべてから
構成されるツリーを初期経路Ｔ0に割り当てる。
【００２４】経路の変更手段１２において採用する処理
アルゴリズムにより、いくつかの実施の形態が構成でき
る。
アルゴリズムにより、いくつかの実施の形態が構成でき
る。
【００２５】第一の実施の形態としては、ツリーＴに含
まれるあるノードＡが、ＡをルートノードとするＴの部
分ツリーに含まれないノードＢとリンクで直接結ばれて
いる場合に、Ａの親ノードをＢに変更することによって
できるツリーをＴ’とすると、Ｃｏｓｔ（Ｔ’）＜Ｃｏ
ｓｔ（Ｔ）となっているかどうかを調べ、もしそうなら
ばＴをＴ’に更新するという操作を、経路初期値の割り
当て手段１１で与えられた初期経路から出発して有限回
繰り返す方法がある。このようにして総ネットワークコ
ストを低く抑えるような経路の探索を実現する。
まれるあるノードＡが、ＡをルートノードとするＴの部
分ツリーに含まれないノードＢとリンクで直接結ばれて
いる場合に、Ａの親ノードをＢに変更することによって
できるツリーをＴ’とすると、Ｃｏｓｔ（Ｔ’）＜Ｃｏ
ｓｔ（Ｔ）となっているかどうかを調べ、もしそうなら
ばＴをＴ’に更新するという操作を、経路初期値の割り
当て手段１１で与えられた初期経路から出発して有限回
繰り返す方法がある。このようにして総ネットワークコ
ストを低く抑えるような経路の探索を実現する。
【００２６】また、図３は、経路の変更手段１２で異な
る処理アルゴリズムを採用した第二の実施の形態を示す
図である。
る処理アルゴリズムを採用した第二の実施の形態を示す
図である。
【００２７】経路の変更手段１２においてサブツリーの
ルートノードの親ノードを、そのサブツリーに属さない
ノードに付け替えることによってネットワークの総コス
トの削減を図るようにしたものである。
ルートノードの親ノードを、そのサブツリーに属さない
ノードに付け替えることによってネットワークの総コス
トの削減を図るようにしたものである。
【００２８】図４は、経路変更手段１２における一操作
例を説明する流れ図であり、同図を例として以下手続の
詳細を説明する。
例を説明する流れ図であり、同図を例として以下手続の
詳細を説明する。
【００２９】Ｔ0を経路初期値の割り当て手段が割り当
てた初期経路とする（処理５０）。Ｄは目的地ノードで
ある。
てた初期経路とする（処理５０）。Ｄは目的地ノードで
ある。
【００３０】［アルゴリズム開始］ Ｓｔｅｐ１ Ｔ←Ｔ0、Ｓ←｛Ｄ｝、Ｆ←「ツリーＴにおける、ノー
ドＤの子ノードすべての集合」、とする（処理５１）。
ドＤの子ノードすべての集合」、とする（処理５１）。
【００３１】Ｓｔｅｐ２ Ｆ’←「ツリーＴにおける、Ｆに含まれるノードの子ノ
ードすべての集合」Ｓ←Ｓ∪Ｆ、とする（処理５２）。
Ｆ＝｛Ｆ1，Ｆ2，．．．，Ｆn｝であったとする（ｎ≧
０）。Ｓに含まれる全てのノードからなるＧのサブグラ
フの中で、Ｆ1の親ノードを付け替えることができたと
き、付け替えてできたツリーをＴ’とする。ただし、Ｆ
1の親ノードは、Ａ∈Ｓかつ（Ｆ1，Ａ）∈Ｌであるよう
なノードＡにのみ付け替えることができる。たとえば、
図４のケースでは、ノードＦ1はＳ1、Ｆ2ともリンクで
直接結ばれているので、Ｆ1の親ノードはＳ2からＳ1あ
るいはＦ2へ付け替えることができる。Ｃｏｓｔ
（Ｔ’）＜Ｃｏｓｔ（Ｔ）ならばＴ←Ｔ’とする。これ
を残りのノードＦ2，．．．，Ｆnについても繰り返す
（処理５３）。Ｆ←Ｆ’とする（処理５４）。Ｆ≠Φな
らばＳｔｅｐ２へ、そうでない場合Ｓｔｅｐ３へ進む
（処理５５）。
ードすべての集合」Ｓ←Ｓ∪Ｆ、とする（処理５２）。
Ｆ＝｛Ｆ1，Ｆ2，．．．，Ｆn｝であったとする（ｎ≧
０）。Ｓに含まれる全てのノードからなるＧのサブグラ
フの中で、Ｆ1の親ノードを付け替えることができたと
き、付け替えてできたツリーをＴ’とする。ただし、Ｆ
1の親ノードは、Ａ∈Ｓかつ（Ｆ1，Ａ）∈Ｌであるよう
なノードＡにのみ付け替えることができる。たとえば、
図４のケースでは、ノードＦ1はＳ1、Ｆ2ともリンクで
直接結ばれているので、Ｆ1の親ノードはＳ2からＳ1あ
るいはＦ2へ付け替えることができる。Ｃｏｓｔ
（Ｔ’）＜Ｃｏｓｔ（Ｔ）ならばＴ←Ｔ’とする。これ
を残りのノードＦ2，．．．，Ｆnについても繰り返す
（処理５３）。Ｆ←Ｆ’とする（処理５４）。Ｆ≠Φな
らばＳｔｅｐ２へ、そうでない場合Ｓｔｅｐ３へ進む
（処理５５）。
【００３２】Ｓｔｅｐ３ Ｃｏｓｔ（Ｔ）＜Ｃｏｓｔ（Ｔ0）ならばＴ0←Ｔとして
Ｓｔｅｐ１へ、そうでない場合は終了する（処理５
６）。
Ｓｔｅｐ１へ、そうでない場合は終了する（処理５
６）。
【００３３】［アルゴリズム終了］
【００３４】このように、上記実施の形態では、ルーテ
ィングポリシーをツリー状に制限した場合に総ネットワ
ークコストを低く抑えるような経路の探索をおこなうこ
とができる。
ィングポリシーをツリー状に制限した場合に総ネットワ
ークコストを低く抑えるような経路の探索をおこなうこ
とができる。
【００３５】本実施の形態では組み合わせ的な経路の探
索を行わないので、ネットワークの規模の増大に伴う計
算量の指数関数的増加を回避することができる。
索を行わないので、ネットワークの規模の増大に伴う計
算量の指数関数的増加を回避することができる。
【００３６】本実施の形態では、リンクのコスト関数に
指定はないため、様々なコスト関数について実行するこ
とが可能である。
指定はないため、様々なコスト関数について実行するこ
とが可能である。
【００３７】しかも、初期経路の与えかたに指定がない
ので、既存のルーティングから出発することで既存網の
状態を踏まえた拡張設計に応用することができる。
ので、既存のルーティングから出発することで既存網の
状態を踏まえた拡張設計に応用することができる。
【００３８】次に、本発明の更に他の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００３９】本実施の形態は、基本的構成は前記実施の
形態とほぼ同様のものであるが、経路の変更手段におけ
る複数のツリーのコストを比較する場合のコスト計算方
法を工夫したものである。
形態とほぼ同様のものであるが、経路の変更手段におけ
る複数のツリーのコストを比較する場合のコスト計算方
法を工夫したものである。
【００４０】まず、経路の変更手段において、ツリーＴ
のサブツリーＵの親ノードＡ1をＡ1からＢ1へ変更した
結果できるツリーをＴ’とし、Ｃｏｓｔ（Ｔ）とＣｏｓ
ｔ（Ｔ’）の比較を行う必要があるとする。Ｕのルート
ノードＡ0から目的地ノードＤまでのＴにおける経路
と、Ｕの新しい親ノードＢ1からＤまでのＴにおける経
路が合流する最初のノードをＤ’とする。Ａ0からＤ’
までのＴにおける経路上のノードは、順番にＡ0，Ａ1，
…，Ａm＝Ｄ’（ｍ＞０）であったとし、Ｂ1からＤ’ま
でのＴにおける経路上のノードは、順番にＢ1，Ｂ2，
…，Ｂn＝Ｄ’（ｎ＞０）であったとする。
のサブツリーＵの親ノードＡ1をＡ1からＢ1へ変更した
結果できるツリーをＴ’とし、Ｃｏｓｔ（Ｔ）とＣｏｓ
ｔ（Ｔ’）の比較を行う必要があるとする。Ｕのルート
ノードＡ0から目的地ノードＤまでのＴにおける経路
と、Ｕの新しい親ノードＢ1からＤまでのＴにおける経
路が合流する最初のノードをＤ’とする。Ａ0からＤ’
までのＴにおける経路上のノードは、順番にＡ0，Ａ1，
…，Ａm＝Ｄ’（ｍ＞０）であったとし、Ｂ1からＤ’ま
でのＴにおける経路上のノードは、順番にＢ1，Ｂ2，
…，Ｂn＝Ｄ’（ｎ＞０）であったとする。
【００４１】ＴAは、ノードＡをルートノードとするツ
リーＴのサブツリーを表し、ｆA,Bは、ノードＡからＢ
へのリンクに割り当てられているコスト関数を表すこと
にする。このとき、
リーＴのサブツリーを表し、ｆA,Bは、ノードＡからＢ
へのリンクに割り当てられているコスト関数を表すこと
にする。このとき、
【数１】 であるから、この式の右辺が計算できればＣｏｓｔ
（Ｔ）とＣｏｓｔ（Ｔ’）とを比較することができる。
（Ｔ）とＣｏｓｔ（Ｔ’）とを比較することができる。
【００４２】図５を用いて上記の式の右辺を計算する方
法を説明する。図５（ａ）にはネットワークとネットワ
ークの各ノードを通過するデマンドの大きさの総和が記
されている。図５（ｂ）はこのネットワーク上での経路
ツリーの例Ｔである。図５（ｂ）の各ノードＮiを表す
円の中にはＴｒａ（ＴNi）の値が記入されている。
法を説明する。図５（ａ）にはネットワークとネットワ
ークの各ノードを通過するデマンドの大きさの総和が記
されている。図５（ｂ）はこのネットワーク上での経路
ツリーの例Ｔである。図５（ｂ）の各ノードＮiを表す
円の中にはＴｒａ（ＴNi）の値が記入されている。
【００４３】このように各ノードＮiに一つずつ変数領
域を設けておけばＴｒａ（ＴNi）の値を保持できる。さ
らに、図５（ｂ）のツリーにおけるノードＮ3の親ノー
ドをＮ1からＮ4へ変更したツリーＴ’を図５（ｃ）に示
す。ツリーＴ’のノードＮiにおいてＴｒａ（Ｔ’Ni）
≠Ｔｒａ（ＴNi）となるのはｉ＝１，２，４の場合のみ
であり、Ｔｒａ（Ｔ’N1）＝Ｔｒａ（ＴN1）−Ｔｒａ
（ＴN3）＝Ｔｒａ（ＴN1）−９，Ｔｒａ（Ｔ’Ni）＝Ｔ
ｒａ（ＴNi）＋Ｔｒａ（ＴN3）＝Ｔｒａ（ＴNi）＋９
（ｉ＝２，４）で更新される。従ってノード毎に設けた
変数領域の値を部分的に参照することで上記の式の右辺
を計算するために必要な値が得られる。またＣｏｓｔ
（Ｔ’）＜Ｃｏｓｔ（Ｔ）であることが判明した場合に
は変数領域の値を部分的に変更するのみで速やかにＴか
らＴ’へ移行することができる。
域を設けておけばＴｒａ（ＴNi）の値を保持できる。さ
らに、図５（ｂ）のツリーにおけるノードＮ3の親ノー
ドをＮ1からＮ4へ変更したツリーＴ’を図５（ｃ）に示
す。ツリーＴ’のノードＮiにおいてＴｒａ（Ｔ’Ni）
≠Ｔｒａ（ＴNi）となるのはｉ＝１，２，４の場合のみ
であり、Ｔｒａ（Ｔ’N1）＝Ｔｒａ（ＴN1）−Ｔｒａ
（ＴN3）＝Ｔｒａ（ＴN1）−９，Ｔｒａ（Ｔ’Ni）＝Ｔ
ｒａ（ＴNi）＋Ｔｒａ（ＴN3）＝Ｔｒａ（ＴNi）＋９
（ｉ＝２，４）で更新される。従ってノード毎に設けた
変数領域の値を部分的に参照することで上記の式の右辺
を計算するために必要な値が得られる。またＣｏｓｔ
（Ｔ’）＜Ｃｏｓｔ（Ｔ）であることが判明した場合に
は変数領域の値を部分的に変更するのみで速やかにＴか
らＴ’へ移行することができる。
【００４４】このように、本実施の形態では、トラヒッ
クがツリー状にルーティングされているという性質を利
用してＣｏｓｔ（Ｔ）とＣｏｓｔ（Ｔ’）の比較に要す
る計算を簡略化しているので、経路変更手段における計
算量を削減する効果が得られる。
クがツリー状にルーティングされているという性質を利
用してＣｏｓｔ（Ｔ）とＣｏｓｔ（Ｔ’）の比較に要す
る計算を簡略化しているので、経路変更手段における計
算量を削減する効果が得られる。
【００４５】経路初期値の割り当て手段１１において、
経路初期値としてたとえば目的地ノードＤへの最短距離
経路あるいは最小ホップ経路からなるツリーを与えるこ
とができる。
経路初期値としてたとえば目的地ノードＤへの最短距離
経路あるいは最小ホップ経路からなるツリーを与えるこ
とができる。
【００４６】経路の変更手段１２において、既存網の状
態を反映した関数をリンクコスト関数として割り当てる
ことによって、新たなサーバが投入されるなどの理由で
既存のネットワークのトラヒック増加が見込まれる場合
のネットワークの拡張設計法が得られる。
態を反映した関数をリンクコスト関数として割り当てる
ことによって、新たなサーバが投入されるなどの理由で
既存のネットワークのトラヒック増加が見込まれる場合
のネットワークの拡張設計法が得られる。
【００４７】図６のリンクコスト関数の例を用いて説明
する。あるリンクには５の容量を持つ通信ケーブルが既
に配置されており、必要ならば７、２０の容量を持つ通
信ケーブルを導入可能と仮定する。また、このノードは
既に収容されているトラヒックによって３の帯域を消費
されているとする。つまり、通信ケーブルの空き帯域は
５−３＝２である。このリンクに新たにトラヒックを収
容るためのコスト関数は図６に示すように２までは０、
２より大きく４以下の範囲では容量７の通信ケーブルの
導入コスト、４より大きく１７以下の範囲では容量２０
の通信ケーブルの導入コストをとるような階段状の関数
となる。
する。あるリンクには５の容量を持つ通信ケーブルが既
に配置されており、必要ならば７、２０の容量を持つ通
信ケーブルを導入可能と仮定する。また、このノードは
既に収容されているトラヒックによって３の帯域を消費
されているとする。つまり、通信ケーブルの空き帯域は
５−３＝２である。このリンクに新たにトラヒックを収
容るためのコスト関数は図６に示すように２までは０、
２より大きく４以下の範囲では容量７の通信ケーブルの
導入コスト、４より大きく１７以下の範囲では容量２０
の通信ケーブルの導入コストをとるような階段状の関数
となる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、デマンドの経路の集合が目的地ノードをルートノー
ドとするツリー状をしているという性質を前提としたア
ルゴリズムを適用しているから、ホップバイホップルー
ティングが行われているという制約のもとで総ネットワ
ークコストを低下させるような経路付けを行うことがで
きる。
は、デマンドの経路の集合が目的地ノードをルートノー
ドとするツリー状をしているという性質を前提としたア
ルゴリズムを適用しているから、ホップバイホップルー
ティングが行われているという制約のもとで総ネットワ
ークコストを低下させるような経路付けを行うことがで
きる。
【００４９】また、本発明においては、組み合わせ的な
探索を行うものではなく、ツリーの形状を逐次的に変更
していくヒューリスティックなアルゴリズムを使用して
いるため、実行にかかる計算量を少なくすることができ
る。
探索を行うものではなく、ツリーの形状を逐次的に変更
していくヒューリスティックなアルゴリズムを使用して
いるため、実行にかかる計算量を少なくすることができ
る。
【００５０】更に、本発明におけるリンクコスト関数と
しては特定の関数以外でも動作するため、既存網の状態
を反映したリンクコスト関数を使用することで、既存網
に基づいた拡張的設計を容易に行うことができる。
しては特定の関数以外でも動作するため、既存網の状態
を反映したリンクコスト関数を使用することで、既存網
に基づいた拡張的設計を容易に行うことができる。
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態を示す流れ図である。
【図２】導入した関数を説明する図である
【図３】経路変更手段１２における処理アルゴリズムを
説明する流れ図である。
説明する流れ図である。
【図４】経路変更手段１２における一操作を説明する流
れ図である。
れ図である。
【図５】経路変更手段１２におけるコスト計算例を説明
する流れ図である。
する流れ図である。
【図６】リンクコスト関数の例を示す図である。
【図７】従来の技術を説明する図である。
【図８】経路の集合がツリーをなすことを説明する図で
ある。
ある。
１１ 経路初期値の割り当て手段 １２ 経路の変更手段 ３１ ルーティングテーブル ５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６ 処理 ｔ1、ｔ2、ｔn サブツリー ｆ1、ｆ2、ｆn リンクコスト関数 ｒ ルートノード Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ ノード
Claims (9)
- 【請求項１】 ホップバイホップルーティングが行われ
るネットワークのトラヒックルーティング法であって、
同一目的地ノードへの経路の集合からなるツリー構造に
基づき、一般のリンクコスト関数により総ネットワーク
コストを求め、該総ネットワークコストをより低く抑え
るようにトラフィックルーティングを行うようにしたこ
とを特徴とする複数デマンドのトラヒックルーティング
法。 - 【請求項２】 ホップバイホップルーティングが行われ
るネットワークのトラヒックルーティング法であって、
同一目的地ノードへのトラヒックを、各ネットワークリ
ンクにあらかじめ割り当てられたリンクコスト関数の総
和である総ネットワークコストを低下させるように経路
付けするために、目的地ノードをルートノードとし、ネ
ットワークのすべてのノードを含むツリーを初期経路と
して与える経路初期値の割り当てを行い、前記経路初期
値の割り当てにより与えられた経路をもとに、ツリーの
ノードの親ノードを付け替えることによって総ネットワ
ークコストを低下できるかどうかを調べ、低下できるな
らばツリーを更新することを繰り返すことにより総ネッ
トワークコストを低下させる経路変更を行うことを特徴
とするトラヒックルーティング法。 - 【請求項３】 前記経路変更において、経路初期値の割
り当てによって与えられた経路をもとに、まずルートノ
ードの各子ノードの親ノードを付け替えることによって
総ネットワークコストを低下できるかどうか調べ、低下
できるならばツリーを更新し、さらに下位のノードに対
しネットワークのすべてのノードについて調べ終わるま
で同様の操作を繰り返した後、再度ルートノードに戻り
同様の操作をコストの低下がなくなるまで繰り返すこと
を特徴とする請求項２記載のトラヒックルーティング
法。 - 【請求項４】 前記経路変更において、ツリーＴに従っ
てデマンドをルーティングした場合の総ネットワークコ
ストＣｏｓｔ（Ｔ）と該ツリー中のノードの親ノードを
付けことによってできるツリーＴ’に従ってデマンドを
ルーティングした場合の総ネットワークコストＣｏｓｔ
（Ｔ’）とを比較するために、各ノードＮに一つずつ変
数領域を設けてＮを通過するデマンドによるトラフィッ
ク量の総和を表す値Ｔｒａ（ＴN）を保持し、これらの
値を部分的に参照および変更することでＣｏｓｔ（Ｔ）
とＣｏｓｔ（Ｔ’）との比較に要する計算を簡略化する
ことを特徴とする請求項２又は３記載のトラヒックルー
ティング法。 - 【請求項５】 既存設備と既存網の使用状況及び導入可
能な通信ケーブルなどに基づくリンクコスト関数を使用
することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のト
ラヒックルーティング法。 - 【請求項６】 ホップバイホップルーティングが行われ
るネットワークのトラフィックルーティング方式におい
て、同一目的地ノードへのトラヒックを、各ネットワー
クリンクにあらかじめ割り当てられたリンクコスト関数
の総和である総ネットワークコストを低下させるように
経路付けするための、目的地ノードをルートノードと
し、ネットワークのすべてのノードを含むツリーを初期
経路として与える経路初期値割り当て手段と、経路初期
値割り当て手段によって与えられた経路をもとに、ツリ
ーのノードの親ノードを付け替えることによって総ネッ
トワークコストを低下できるかどうかを調べ、低下でき
るならばツリーを更新することを繰り返すことによって
総ネットワークコストを低下させる経路変更手段とを有
することを特徴とするトラヒックルーティング方式。 - 【請求項７】 前記経路変更手段は、前記経路初期値割
り当て手段によって与えられた経路をもとに、まずルー
トノードの各子ノードの親ノードを付け替えることによ
って総ネットワークコストを低下できるかどうか調べ、
低下できるならばツリーを更新し、さらに下位のノード
に対しネットワークのすべてのノードについて調べ終わ
るまで同様の操作を繰り返した後、再度ルートノードに
戻り同様の操作をコストの低下がなくなるまで繰り返す
経路変更手段であることを特徴とする請求項６記載のト
ラヒックルーティング方式。 - 【請求項８】 前記経路変更手段は、ツリーＴに従って
デマンドをルーティングした場合の総ネットワークコス
トＣｏｓｔ（Ｔ）と該ツリー中のノードの親ノードを付
けことによってできるツリーＴ’に従ってデマンドをル
ーティングした場合の総ネットワークコストＣｏｓｔ
（Ｔ’）とを比較するために、各ノードＮに一つずつ変
数領域を設けてＮを通過するデマンドによるトラフィッ
ク量の総和を表す値Ｔｒａ（ＴN）を保持し、これらの
値を部分的に参照および変更することでＣｏｓｔ（Ｔ）
とＣｏｓｔ（Ｔ’）との比較を行う経路変更手段である
ことを特徴とする請求項６及び７記載のトラヒックルー
ティング方式。 - 【請求項９】 前記リンクコスト関数として、既存設備
と既存網の使用状況及び導入可能な通信ケーブルなどに
基づくリンクコスト関数を使用することを特徴とする請
求項６、７又は８記載のトラヒックルーティング方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042198A JP3125990B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | トラヒックルーティング法及び方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042198A JP3125990B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | トラヒックルーティング法及び方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220484A JPH11220484A (ja) | 1999-08-10 |
| JP3125990B2 true JP3125990B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=12303500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3042198A Expired - Fee Related JP3125990B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | トラヒックルーティング法及び方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3125990B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003087310A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 通信ネットワークにおけるルーティング方法及びそれを用いた通信システム |
-
1998
- 1998-01-29 JP JP3042198A patent/JP3125990B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11220484A (ja) | 1999-08-10 |
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