JP3782063B2 - PATH ALLOCATION METHOD, PROGRAM THEREOF, AND STORAGE MEDIUM CONTAINING THE PROGRAM - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワーク内のフローを効率良く収容するパス割り当て方法に係り、特に、フォトニック転送技術によって構築された大規模ネットワークにおいて、効率的にパス配置を算出するのに最適なパス割り当て方法及びそのプログラム並びにそのプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ネットワーク内のフローを収容するパス割り当て方法として、近似解法の一つである欲張り法を用いた例が考えられる。一般に、欲張り法は、目的関数への貢献度を示す局所的な評価値に基づいて、実行可能解を直接構成する方法である(非特許文献1,2を参照)。
【0003】
パケットを中継する複数の転送装置から成るネットワークにおいて、このネットワーク内のフローを収容するパス割り当て方法に欲張り法を適用した場合の動作を以下に示す。すなわち、発生したフローを帯域(容量)によって降順に並べ、上位のフローから順にフローの帯域と転送装置間のパスの容量を比較する。フローの帯域がパスの容量以下である場合には、フローをそのパスへ割り当て、割り当てられたパスから順に転送装置のポートを割り当てることを繰り返す。そして、フローの帯域がパスの容量よりも大きい場合には、割り当てを終了する。
【0004】
【非特許文献1】
柳浦、茨木著,「組合せ最適化問題に対するメタ戦略について」,電子情報通信学会論文誌,電子情報通信学会,2000年1月25日,VOL.J83−D−I NO.1,p.3−25
【非特許文献2】
柳浦睦憲、“組合せ最適化の数理”、[online]、2002年12月、京都大学、[平成15年2月19日検索]、インターネット<URL:http://www-or.amp.i.kyoto-u.ac.jp/members/yagiura/papers/surikagaku200212.pdf>
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の欲張り法を適用したパス割り当て方法は、以下の2つの問題があった。第1の問題は、最適なパスの割り当てができないことである。欲張り法は帯域の大きなフローから順にパスへ割り当てるため、割り当て対象となったフローの帯域がパスの容量よりも大きい場合は割り当てを終了する。この場合、割り当て対象となったフローの帯域よりも小さいフローの帯域がパスの容量と等しいまたは小さいときがあり、フローをパスへ割り当てることができる可能性を無視することになるからである。第2の問題は、パス割り当て方法に対して様々な解法を適用した場合には、その適応性を検証することが難しいことである。これは、パス割り当て方法は、欲張り法を前提としてその動作の設計を行っているため、他の解法をその設計に適用させるのが困難だからである。
【0006】
本発明はこのような問題を考慮してなされたものであり、その目的は、最適な割り当てができない従来の欲張り法を適用したパス割り当て方法を改善し、欲張り法以外の様々な解法を適用可能なパス割り当て方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、有限個の出力ポートと入力ポートとを各々備えた有限個の転送装置と該転送装置に接続される経路制御装置とを備え、転送装置に備えた1つの出力ポートと他の転送装置に備えた1つの入力ポートとが接続され、前記出力ポートから入力ポートへフローを流すパスを有限個設定して構成されるネットワークにおいて、各々のパスは転送可能な有限の容量を有し、転送装置から他の転送装置へ流れる有限個のフローが存在し、各々のフローは有限の帯域を有し、フローの帯域がパスの容量以下の場合には前記フローがパスを流れ、フローの帯域がパスの容量を越える場合には前記フローがパスを流れず、複数のフローの組合せの帯域の合計値が1つのパスの容量以下の場合には前記複数のフローの組合せが1つのパスを流れ、複数のフローの組合せの帯域の合計値が1つのパスの容量を越える場合には前記複数のフローの組合せが1つのパスを流れない場合に、経路制御装置は、ネットワーク内のそれぞれの転送装置から他の転送装置へ流れるフローの帯域の合計値が前記転送装置の出力ポートから他の転送装置の入力ポートへ接続されているパスの容量の合計値を越えない条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置から接続されているパスの合計数が前記転送装置に備えた出力ポートの数を超えない条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置へ接続されているパスの合計数が前記転送装置に備えた入力ポートの数を超えない条件と、ネットワーク内の第1の転送装置から他の第2の転送装置へ向かって接続されているパスの合計数と前記他の第2の転送装置から第1の転送装置へ向かって接続されているパスの合計数とが等しい条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置に備えた出力ポートの数と入力ポートの数とが等しい条件とをそれぞれ満たし、ネットワーク内の全てのパスを流れる全てのフローの帯域の合計値が最大となるように、単体法及び欲張り法を含む線形計画法毎に、パスを設定し、該設定したパスに割り当てられるフローの帯域を算出し、該フローの帯域の合計値を算出し、前記線形計画法毎に設定したパス、算出したフローの帯域及びその合計値をそれぞれ比較し、前記複数の線形計画法のうちの一つの線形計画法を選択し、該選択した線形計画法により転送装置とパスとの接続関係を決定することを特徴とするパス割り当て方法である。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1に記載のパス割り当て方法において、経路制御装置は、転送装置の数、転送装置が備える入出力ポート数、フローの数、転送装置間のフロー帯域、入出力ポートとパスとの関係及びパスとフローとの関係を有限集合として明示的に規定して、該有限集合の値を組合せて前記各条件を線形関数で表し、該線形関数に基づいて、ネットワーク内の全てのパスを流れる全てのフローの帯域の合計を算出し、転送装置とパスとの接続関係を求めることを特徴とするものである。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1に記載のパス割り当て方法において、経路制御装置は、ネットワーク内の全てのパスを流れる全てのフローの帯域の合計値が最大となるときの、転送装置間のパスを設定し、該設定したパスに割り当てられるフローの帯域を算出し、前記フローの帯域の合計値を算出することを特徴とするものである。
【0010】
請求項4の発明は、有限個の出力ポートと入力ポートとを各々備えた有限個の転送装置と該転送装置に接続される経路制御装置とを備え、転送装置に備えた1つの出力ポートと他の転送装置に備えた1つの入力ポートとが接続され、前記出力ポートから入力ポートへフローを流すパスを有限個設定して構成されるネットワークにおける経路制御装置を構成するコンピュータに、各々のパスは転送可能な有限の容量を有し、転送装置から他の転送装置へ流れる有限個のフローが存在し、各々のフローは有限の帯域を有し、フローの帯域がパスの容量以下の場合には前記フローがパスを流れ、フローの帯域がパスの容量を越える場合には前記フローがパスを流れず、複数のフローの組合せの帯域の合計値が1つのパスの容量以下の場合には前記複数のフローの組合せが1つのパスを流れ、複数のフローの組合せの帯域の合計値が1つのパスの容量を越える場合には前記複数のフローの組合せが1つのパスを流れない場合に、ネットワーク内のそれぞれの転送装置から他の転送装置へ流れるフローの帯域の合計値が前記転送装置の出力ポートから他の転送装置の入力ポートへ接続されているパスの容量の合計値を越えない条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置から接続されているパスの合計数が前記転送装置に備えた出力ポートの数を超えない条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置へ接続されているパスの合計数が前記転送装置に備えた入力ポートの数を超えない条件と、ネットワーク内の第1の転送装置から他の第2の転送装置へ向かって接続されているパスの合計数と前記他の第2の転送装置から第1の転送装置へ向かって接続されているパスの合計数とが等しい条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置に備えた出力ポートの数と入力ポートの数とが等しい条件とをそれぞれ満たす機能と、ネットワーク内の全てのパスを流れる全てのフローの帯域の合計値が最大となるように、単体法及び欲張り法を含む線形計画法毎に、パスを設定し、該設定したパスに割り当てられるフローの帯域を算出し、該フローの帯域の合計値を算出する機能と、前記線形計画法毎に設定したパス、算出したフローの帯域及びその合計値をそれぞれ比較し、前記複数の線形計画法のうちの一つの線形計画法を選択する機能と、該選択した線形計画法により転送装置とパスとの接続関係を決定する機能とを実現させることを特徴とするパス割り当てプログラムである。
【0011】
請求項5の発明は、請求項4に記載のパス割り当てプログラムにおいて、経路制御装置を構成するコンピュータに、転送装置の数、転送装置が備える入出力ポート数、フローの数、転送装置間のフロー帯域、入出力ポートとパスとの関係及びパスとフローとの関係を有限集合として明示的に規定して、該有限集合の値を組合せて前記各条件を線形関数で表す機能と、該線形関数に基づいて、ネットワーク内の全てのパスを流れる全てのフローの帯域の合計を算出し、転送装置とパスとの接続関係を求める機能とを実現させることを特徴とするものである。
【0012】
請求項6の発明は、請求項4に記載のパス割り当てプログラムにおいて、経路制御装置を構成するコンピュータに、ネットワーク内の全てのパスを流れる全てのフローの帯域の合計値が最大となるときの、転送装置間のパスを設定する機能と、該設定したパスに割り当てられるフローの帯域を算出する機能と、前記フローの帯域の合計値を算出する機能とを実現させることを特徴とするものである。
【0013】
請求項7の発明は、請求項4から6のいずれか1項に記載のパス割り当てプログラムを記録した記録媒体である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面及び数式を参照して詳細に説明する。数1は、本発明の実施の形態に基づいて、線形計画の枠組みに沿って、パス割り当て方法を定式化した数式である。
【数1】
【0015】
数1は、その値を最大化することを目的とする目的関数100と、当該目的関数100を最大化する際の変数の範囲を制約するための制約式101〜106とから成る。ここで、変数は、n台の転送装置からなる有限集合N、mn(n−1)通りのフローからなる有限集合M(1台の転送装置あたりm通りのフローが発生するとする)、転送装置i(i∈N)から転送装置j(j∈N)へ向かうk番目(k∈N)のフロー帯域fijk、転送装置iの出力ポート数IF_OUTi、転送装置iの入力ポート数IF_INi、パス容量w、転送装置iから転送装置jへのパス数Xij、フローfijkがパスを通るとき1、通らないとき0である0−1変数yijkに設計されている。
【0016】
制約式101は、転送装置からパスへ出力するフロー帯域の合計が転送装置から出るパスの合計容量を越えないという制約条件を満たすために設計されている。制約式102は、転送装置iから出るパスの総数がIF_OUTiを超えないという制約条件を満たすために設計されている。制約式103は、転送装置iに入るパスの総数がIF_INiを超えないという制約条件を満たすために設計されている。
【0017】
制約式104は、転送装置iから転送装置jへのパスと同数のパスが転送装置jから転送装置iへ向かうという制約条件を満たすために設計されている。制約式105は、ネットワーク内のそれぞれの転送装置に備えた出力ポートの数と入力ポートの数が等しいという制約条件を満たすために設計されている。制約式106は、0または1のみをとることができるという0−1変数yijkの性質を表すために設定されている。また、目的関数100は、制約式101〜106を満たす条件の下で、パスを通るフロー帯域の合計を最大にするように、有限集合Mからフローを選択することを示すために設計されている。
【0018】
次に、本発明の実施の形態の動作について、具体的な実施例を用いて説明する。図4は、本発明の実施の形態に係るパス割り当て方法を用いるネットワークの概略構成図である。本ネットワークは、互いに接続される転送装置1〜3、管理網4及び経路制御装置10を備えている。図1に示すように、転送装置1は出力と入力とを兼ねたポート301〜303を備え、転送装置2は出力と入力とを兼ねたポート311〜313を備え、転送装置3は出力と入力とを兼ねたポート321〜323を備えている。また、経路制御装置10は、管理網4を介して転送装置1〜3と接続され、フローの帯域及びパスの容量等を管理し、目的関数100及び制約式101〜106により、以下に説明する手順に従って、パスの割り当てを行う。
【0019】
表1は、各転送装置1〜3間に流れるフローの帯域の一例である。
【表1】
【0020】
表1において、fijkは、転送装置iから転送装置jへ向かうk番目のフロー帯域を示している。例えば、f121は転送装置1から転送装置2へ向かう1番目のフロー帯域を示しており、表1によりその値は9である。
【0021】
図1に示したネットワークに数1を適用すると、目的関数100は数2に示す数式に、制約式101〜106は数3〜8に示す数式に、それぞれ展開される。
【数2】
【数3】
【数4】
【数5】
【数6】
【数7】
【数8】
【0022】
数1〜8及び表1を基に、線形計画の解法の一つである単体法を適用すると、図2に示すように転送装置1〜3間にパスが設定され、各パスに割り当てられるフローの帯域は表2に示すようになり、目的関数値であるフロー帯域の合計は38となる。
【表2】
【0023】
一方、数1〜8及び表1を基に、線形計画の解法の一つである欲張り法を適用すると、図3に示すように転送装置1〜3間にパスが設定され、各パスに割り当てられるフローの帯域は表3に示すようになり、目的関数値であるフロー帯域の合計は30となる。さらに、同様の手順で、数2〜8及び表1を基に、任意の線形計画の解法を適用し、パス配置及びフロー帯域並びに目標関数値を求めることができる。
【表3】
【0024】
また、同様の手順で、任意のネットワーク形態におけるパス割り当て方法を、線形計画の枠組みに沿って、例えば、数2〜8及び表1に示したように展開し、全ての線形計画の解法を適用し、パス配置及びフローの帯域並びに目標関数値を比較評価することができる。これにより、ネットワーク形態に適した解法を選択することができ、パス割り当ての最適性を改善することができる。
【0025】
このように、経路制御装置10は、転送装置1〜3のフローの帯域及びパスの容量等を管理することにより、表1に示した転送装置1〜3間に流れるフロー帯域のテーブルを生成し、数1に示した数式から数2〜8に示した数式に展開する。そして、単体法や欲張り法等の線形計画の解法を用いて、表2や表3に示したような、転送装置1〜3間のパスを設定し、設定したパスに割り当てられるフローの帯域を算出し、目的関数値であるフローの帯域の合計値を算出する。
【0026】
次に、図5を参照して、経路制御装置10の内部構造を説明する。経路制御装置10は、オペレータIF11、パス割り当て機能12、フロー帯域/パス容量ファイル13及びパス転送テーブル設定IF14を有する。また、パス割り当て機能12は、フロー帯域/パス容量管理機能21、フロー帯域テーブル生成機能22、線形計画数式展開/実行機能23及びパス配置等算出機能24を有する。
【0027】
オペレータIF11は、オペレータが、図示しないキーボードや表示装置等を用いて、転送装置の数、転送装置が備える入力ポート数、出力ポート数等の必要な変数、目的関数100、制約式101〜106、線形計画の解法等を入力すると、これらの情報をパス割り当て機能12に受け渡す。パス割り当て機能12のフロー帯域/パス容量管理機能21は、転送装置1〜3とそれぞれ通信を行い、フロー帯域やパスの容量等の情報を受信し、これらの情報をフロー帯域/パス容量ファイル13に格納して管理する。フロー帯域テーブル生成機能22は、フロー帯域/パス容量ファイル13に格納された情報に基づいて、表1に示したような転送装置1〜3間に流れるフローの帯域のテーブルを生成する。線形計画数式展開/実行機能23は、線形計画の解法を用いるために、数2〜8に示した数式のように、前記変数を目的関数100や制約式の数式に当てはめて展開するとともに、前記数式に従って様々な線形計画の解法を実行する。パス配置等算出機能24は、前記解法によってパスを設定し、設定したパスに割り当てられるフローの帯域を算出し、目的関数値を算出することにより、表2または表3に示したパス転送テーブルを生成する。パス転送テーブル設定IF14は、パス配置等算出機能24が生成したパス転送テーブルのパス配置等の情報を管理網4を介して転送装置1〜3に送信する。
【0028】
実際には、上記のそれぞれの機能は、ソフトウェアを組み込んだコンピュータによって実現される。また、このソフトウェアは、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に格納して頒布することもできる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、経路制御装置が、任意のネットワーク形態におけるパス割り当て方法を、線形計画の枠組みに沿って、例えば数2〜8及び表1に示したように展開するようにした。このため、様々な線形計画の解法を適用して、パス配置及びフローの帯域並びに目的関数値を求め、これらを比較評価することができる。これにより、ネットワーク形態に適した解法を選択することによって、パス割り当ての最適性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 転送装置のポートを説明する概略構成図である。
【図2】 単体法を適用した場合におけるパスが設定された転送装置の概略構成図である。
【図3】 欲張り法を適用した場合におけるパスが設定された転送装置の概略構成図である。
【図4】 本発明の実施の形態に係るパス割り当て方法を用いるネットワークの概略構成図である。
【図5】 経路制御装置の内部機能を説明する内部構造図である。
【符号の説明】
1〜3 転送装置
4 管理網
10 経路制御装置
11 オペレータIF
12 パス割り当て機能
13 フロー帯域/パス容量ファイル
14 パス転送テーブル設定IF
21 フロー帯域/パス容量管理機能
22 フロー帯域テーブル生成機能
23 線形計画数式展開/実行機能
24 パス配置等算出機能
301〜303,311〜313,321〜323 ポート
400〜406 パス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a path allocation method for efficiently accommodating the flow in the network, in particular, in a large-scale network built by photonic transfer technology, optimal path allocation method to calculate efficiently pass arrangement and The present invention relates to the program and a recording medium on which the program is recorded.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an example using a greedy method, which is one of approximate solutions, can be considered as a path allocation method for accommodating flows in a network. In general, the greedy method is a method of directly constructing an executable solution based on a local evaluation value indicating the degree of contribution to the objective function (see Non-Patent
[0003]
An operation when the greedy method is applied to a path allocation method for accommodating flows in the network in a network composed of a plurality of transfer devices that relay packets will be described below. That is, the generated flows are arranged in descending order according to the bandwidth (capacity), and the bandwidth of the flow and the capacity of the path between the transfer devices are compared in order from the upper flow. If the bandwidth of the flow is less than or equal to the capacity of the path, the flow is assigned to that path, and the port of the transfer device is assigned in order from the assigned path. If the flow bandwidth is larger than the path capacity, the allocation is terminated.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
Yanagiura and Ibaraki, “Meta-strategy for combinatorial optimization problems”, IEICE Transactions, IEICE, 25 January 2000, VOL. J83-DI NO. 1, p. 3-25
[Non-Patent Document 2]
Yasunori Yanagiura, "Mathematics of combinatorial optimization", [online], December 2002, Kyoto University, [searched February 19, 2003], Internet <URL: http: //www-or.amp.i. kyoto-u.ac.jp/members/yagiura/papers/surikagaku200212.pdf>
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the path allocation method to which the conventional greedy method is applied has the following two problems. The first problem is that an optimal path cannot be allocated. Since the greedy method assigns to the path in order from the flow with the largest bandwidth, the assignment is terminated when the bandwidth of the flow to be assigned is larger than the capacity of the path. In this case, there is a case where the bandwidth of the flow smaller than the bandwidth of the flow to be assigned is equal to or smaller than the capacity of the path, and the possibility that the flow can be assigned to the path is ignored. The second problem is that it is difficult to verify the adaptability when various solutions are applied to the path allocation method. This is because the path assignment method is designed for operation based on the greedy method, and it is difficult to apply other solutions to the design.
[0006]
The present invention has been made in consideration of such problems, and its purpose is to improve the path allocation method using the conventional greedy method, which cannot be optimally allocated, and to apply various solutions other than the greedy method. Is to provide a simple path allocation method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the path allocation method according to the first aspect, the route control device includes: the number of transfer devices, the number of input / output ports included in the transfer device, the number of flows, the flow bandwidth between the transfer devices, and the input / output The relationship between the port and the path and the relationship between the path and the flow are explicitly specified as a finite set, and the values of the finite set are combined to express each of the conditions as a linear function. Based on the linear function, The total of the bandwidths of all the flows flowing through all the paths is calculated, and the connection relationship between the transfer device and the path is obtained.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the path allocation method according to the first aspect, the path control apparatus is configured to transfer the transfer between the transfer apparatuses when the total value of the bandwidths of all the flows flowing through all the paths in the network is the maximum. A path is set, a bandwidth of a flow assigned to the set path is calculated, and a total value of the bandwidth of the flow is calculated.
[0010]
The invention of
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the path allocation program according to the fourth aspect, the number of transfer devices, the number of input / output ports provided in the transfer device, the number of flows, and the flow between transfer devices are included in the computer constituting the route control device. A bandwidth, a relationship between an input / output port and a path, and a relationship between a path and a flow are explicitly defined as a finite set, and each linear condition is expressed by combining the values of the finite set, and the linear function Based on the above, it is possible to realize a function of calculating a sum of bandwidths of all flows flowing through all paths in the network and obtaining a connection relationship between the transfer apparatus and the paths.
[0012]
The invention of claim 6 is the path allocation program according to
[0013]
A seventh aspect of the invention is a recording medium on which the path assignment program according to any one of the fourth to sixth aspects is recorded.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and mathematical expressions.
[Expression 1]
[0015]
[0016]
The constraint equation 101 is designed to satisfy the constraint condition that the total flow bandwidth output from the transfer apparatus to the path does not exceed the total capacity of the paths output from the transfer apparatus. The constraint equation 102 is designed to satisfy a constraint condition that the total number of paths from the transfer device i does not exceed IF_OUTi. The constraint equation 103 is designed to satisfy the constraint condition that the total number of paths entering the transfer device i does not exceed IF_INi.
[0017]
The constraint equation 104 is designed to satisfy the constraint condition that the same number of paths from the transfer device i to the transfer device j are directed from the transfer device j to the transfer device i. The constraint equation 105 is designed to satisfy the constraint condition that the number of output ports and the number of input ports provided in each transfer device in the network are equal. The constraint equation 106 is set to represent the property of the 0-1 variable yijk that can take only 0 or 1. The objective function 100 is also designed to show that a flow is selected from the finite set M so as to maximize the total flow bandwidth passing through the path under the conditions satisfying the constraint equations 101-106. .
[0018]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described using specific examples. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a network using the path allocation method according to the embodiment of the present invention. This network includes
[0019]
Table 1 shows an example of the bandwidth of the flow that flows between the
[Table 1]
[0020]
In Table 1, fijk represents the k-th flow band from the transfer apparatus i to the transfer apparatus j. For example, f121 indicates the first flow band from the
[0021]
When
[Expression 2]
[Equation 3]
[Expression 4]
[Equation 5]
[Formula 6]
[Expression 7]
[Equation 8]
[0022]
When a simplex method, which is one of linear programming methods, is applied based on
[Table 2]
[0023]
On the other hand, when the greedy method, which is one of the linear programming methods, is applied based on
[Table 3]
[0024]
Further, in the same procedure, the path allocation method in an arbitrary network form is expanded as shown in
[0025]
In this way, the
[0026]
Next, the internal structure of the
[0027]
The operator IF 11 uses an unillustrated keyboard, display device, or the like to allow the operator to use necessary variables such as the number of transfer devices, the number of input ports provided in the transfer device, the number of output ports, the objective function 100, constraint equations 101 to 106, When a linear programming solution or the like is input, the information is transferred to the
[0028]
Actually, each of the above functions is realized by a computer incorporating software. The software can also be stored and distributed in a recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, or a semiconductor memory as a program that can be executed by a computer.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the path control device develops a path allocation method in an arbitrary network form as shown in, for example,
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a port of a transfer device.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a transfer apparatus in which a path is set when the simplex method is applied.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a transfer apparatus in which a path is set when the greedy method is applied.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a network using a path allocation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an internal structure diagram illustrating an internal function of the route control device.
[Explanation of symbols]
1-3
12
21 Flow Band / Path
Claims (7)
各々のパスは転送可能な有限の容量を有し、転送装置から他の転送装置へ流れる有限個のフローが存在し、各々のフローは有限の帯域を有し、フローの帯域がパスの容量以下の場合には前記フローがパスを流れ、フローの帯域がパスの容量を越える場合には前記フローがパスを流れず、複数のフローの組合せの帯域の合計値が1つのパスの容量以下の場合には前記複数のフローの組合せが1つのパスを流れ、複数のフローの組合せの帯域の合計値が1つのパスの容量を越える場合には前記複数のフローの組合せが1つのパスを流れない場合に、
経路制御装置は、ネットワーク内のそれぞれの転送装置から他の転送装置へ流れるフローの帯域の合計値が前記転送装置の出力ポートから他の転送装置の入力ポートへ接続されているパスの容量の合計値を越えない条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置から接続されているパスの合計数が前記転送装置に備えた出力ポートの数を超えない条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置へ接続されているパスの合計数が前記転送装置に備えた入力ポートの数を超えない条件と、ネットワーク内の第1の転送装置から他の第2の転送装置へ向かって接続されているパスの合計数と前記他の第2の転送装置から第1の転送装置へ向かって接続されているパスの合計数とが等しい条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置に備えた出力ポートの数と入力ポートの数とが等しい条件とをそれぞれ満たし、ネットワーク内の全てのパスを流れる全てのフローの帯域の合計値が最大となるように、単体法及び欲張り法を含む線形計画法毎に、パスを設定し、該設定したパスに割り当てられるフローの帯域を算出し、該フローの帯域の合計値を算出し、
前記線形計画法毎に設定したパス、算出したフローの帯域及びその合計値をそれぞれ比較し、前記複数の線形計画法のうちの一つの線形計画法を選択し、
該選択した線形計画法により転送装置とパスとの接続関係を決定することを特徴とするパス割り当て方法。A finite number of transfer devices each having a finite number of output ports and input ports and a path control device connected to the transfer device are provided. One output port provided in the transfer device and another transfer device are provided. In a network configured by connecting a single input port and setting a finite number of paths through which flows flow from the output port to the input port,
Each path has a finite capacity that can be transferred, there is a finite number of flows that flow from the transfer device to other transfer devices, each flow has a finite bandwidth, and the flow bandwidth is less than the capacity of the path If the flow flows through the path, and the flow bandwidth exceeds the path capacity, the flow does not flow through the path, and the total bandwidth of the combination of multiple flows is less than the capacity of one path When the combination of the plurality of flows flows through one path, and the total bandwidth of the combination of the plurality of flows exceeds the capacity of one path, the combination of the plurality of flows does not flow through one path In addition,
The path control device is a total of the capacities of paths in which the total value of the flow flows from each transfer device to another transfer device in the network is connected from the output port of the transfer device to the input port of the other transfer device. A condition that does not exceed the value, a condition that the total number of paths connected from each transfer device in the network does not exceed the number of output ports provided in the transfer device, and a connection to each transfer device in the network The total number of paths connected to the second transfer device from the first transfer device in the network under the condition that the total number of existing paths does not exceed the number of input ports provided in the transfer device And the total number of paths connected from the other second transfer device to the first transfer device, and the output ports provided in each transfer device in the network. Satisfies the number of the number of bets and the input port and the same conditions, respectively, so that the total value of the bandwidth of all flows through all the paths in the network is maximized, linear programming, including a simplex method and greedy Each time, a path is set, the bandwidth of the flow allocated to the set path is calculated, the total value of the bandwidth of the flow is calculated,
Each of the paths set for each linear programming method, the calculated flow bandwidth and the total value thereof are compared, and one linear programming method is selected from the plurality of linear programming methods,
A path assignment method, wherein a connection relation between a transfer device and a path is determined by the selected linear programming .
各々のパスは転送可能な有限の容量を有し、転送装置から他の転送装置へ流れる有限個のフローが存在し、各々のフローは有限の帯域を有し、フローの帯域がパスの容量以下の場合には前記フローがパスを流れ、フローの帯域がパスの容量を越える場合には前記フローがパスを流れず、複数のフローの組合せの帯域の合計値が1つのパスの容量以下の場合には前記複数のフローの組合せが1つのパスを流れ、複数のフローの組合せの帯域の合計値が1つのパスの容量を越える場合には前記複数のフローの組合せが1つのパスを流れない場合に、
ネットワーク内のそれぞれの転送装置から他の転送装置へ流れるフローの帯域の合計値が前記転送装置の出力ポートから他の転送装置の入力ポートへ接続されているパスの容量の合計値を越えない条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置から接続されているパスの合計数が前記転送装置に備えた出力ポートの数を超えない条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置へ接続されているパスの合計数が前記転送装置に備えた入力ポートの数を超えない条件と、ネットワーク内の第1の転送装置から他の第2の転送装置へ向かって接続されているパスの合計数と前記他の第2の転送装置から第1の転送装置へ向かって接続されているパスの合計数とが等しい条件と、ネットワーク内のそれぞれの転送装置に備えた出力ポートの数と入力ポートの数とが等しい条件とをそれぞれ満たす機能と、
ネットワーク内の全てのパスを流れる全てのフローの帯域の合計値が最大となるように、単体法及び欲張り法を含む線形計画法毎に、パスを設定し、該設定したパスに割り当てられるフローの帯域を算出し、該フローの帯域の合計値を算出する機能と、
前記線形計画法毎に設定したパス、算出したフローの帯域及びその合計値をそれぞれ比較し、前記複数の線形計画法のうちの一つの線形計画法を選択する機能と、
該選択した線形計画法により転送装置とパスとの接続関係を決定する機能とを実現させることを特徴とするパス割り当てプログラム。A finite number of transfer devices each having a finite number of output ports and input ports and a path control device connected to the transfer device are provided. One output port provided in the transfer device and another transfer device are provided. A computer that constitutes a path control device in a network that is connected to one input port and that is configured by setting a finite number of paths that flow from the output port to the input port.
Each path has a finite capacity that can be transferred, there is a finite number of flows that flow from the transfer device to other transfer devices, each flow has a finite bandwidth, and the flow bandwidth is less than the capacity of the path If the flow flows through the path, and the flow bandwidth exceeds the path capacity, the flow does not flow through the path, and the total bandwidth of the combination of multiple flows is less than the capacity of one path When the combination of the plurality of flows flows through one path, and the total bandwidth of the combination of the plurality of flows exceeds the capacity of one path, the combination of the plurality of flows does not flow through one path In addition,
A condition that the total value of the bandwidth of the flow flowing from each transfer device in the network to another transfer device does not exceed the total value of the capacity of the path connected from the output port of the transfer device to the input port of the other transfer device And the condition that the total number of paths connected from each transfer device in the network does not exceed the number of output ports provided in the transfer device, and the total number of paths connected to each transfer device in the network The number of input ports provided in the transfer device does not exceed the number of input ports, the total number of paths connected from the first transfer device to another second transfer device in the network, and the other The total number of paths connected from the two transfer devices to the first transfer device, and the number of output ports and input ports provided in each transfer device in the network. And functions to meet Doo number are equal conditions and, respectively,
A path is set for each linear programming method including the simplex method and the greedy method so that the sum of the bandwidths of all the flows flowing through all the paths in the network is maximized . A function of calculating a bandwidth and calculating a total value of the bandwidth of the flow;
A function for comparing each of the paths set for each of the linear programming methods, the calculated bandwidth of the flow and the total value thereof, and selecting one of the plurality of linear programming methods;
A path allocation program that realizes a function of determining a connection relationship between a transfer apparatus and a path by the selected linear programming.
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