JP4200522B2 - Resource calculation apparatus and resource calculation method - Google Patents

Resource calculation apparatus and resource calculation method Download PDF

Info

Publication number
JP4200522B2
JP4200522B2 JP2004235545A JP2004235545A JP4200522B2 JP 4200522 B2 JP4200522 B2 JP 4200522B2 JP 2004235545 A JP2004235545 A JP 2004235545A JP 2004235545 A JP2004235545 A JP 2004235545A JP 4200522 B2 JP4200522 B2 JP 4200522B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
provider edge
evaluation value
route
contract
edge device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004235545A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006054722A (en
Inventor
知典 武田
巧 大羽
一郎 井上
重雄 漆谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2004235545A priority Critical patent/JP4200522B2/en
Publication of JP2006054722A publication Critical patent/JP2006054722A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4200522B2 publication Critical patent/JP4200522B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

本発明は、リソース算出装置およびリソース算出方法に関する。   The present invention relates to a resource calculation device and a resource calculation method.

VPN(Virtual Private Network)などの仮想網サービスを提供するネットワーク事業者において、ユーザとの契約内容に応じて、仮想網ごとに割り当てるネットワークリソース(帯域)の計算方法には、前提となる契約のモデルとしてホースモデルとパイプモデルがあり、それぞれのモデルに対して、リソース割り当て方法がある(非特許文献1、非特許文献2)。   A network operator that provides a virtual network service such as VPN (Virtual Private Network), etc., has a contract model as a precondition for the calculation method of network resources (bandwidth) allocated to each virtual network according to the contract contents with the user. There are a hose model and a pipe model, and there is a resource allocation method for each model (Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2).

まず、ホースモデルは、プロバイダエッジ装置への流入/流出トラヒック上限のみをカスタマと契約するモデルである。ホースモデルに対するリソース割り当て方法は、ユーザ側の装置(カスタマエッジ装置)を収容する事業者側のエッジ装置(プロバイダエッジ装置)への流入/流出トラヒックの上限値のみを契約で規定して帯域を割り当てる計算方法である。具体的には、ツリー構成のトポロジーを作り、ツリー上の各リンクで割り当てるべきリソースを計算する方法である。そして、流入/流出上限以内であれば、どのプロバイダエッジ装置間のトラヒックであっても許容する。   First, the hose model is a model in which only the upper limit of the inflow / outflow traffic to the provider edge device is contracted with the customer. In the resource allocation method for the hose model, only the upper limit value of the inflow / outflow traffic to the edge device (provider edge device) that accommodates the user side device (customer edge device) is specified in the contract, and the bandwidth is allocated. It is a calculation method. Specifically, this is a method of creating a topology of a tree structure and calculating resources to be allocated at each link on the tree. The traffic between any provider edge devices is allowed as long as it is within the upper limit of the inflow / outflow.

一方、パイプモデルとは、プロバイダエッジ装置間のトラヒック上限のみをカスタマと契約するモデルである。このモデルに対するリソース割り当て計算方法としては、プロバイダエッジ装置間トラヒックの上限のみを契約で規定して帯域を割り当てる計算方法がある。つまり、プロバイダエッジ装置間の最短経路を計算し、最短経路上にリソースを割り当てる方法である。
A.Juttner at al.,"On bandwidth efficiency of the hose resource management model in virtual private networks",IEEE INFOCOM 2003. A.Kumar et al.,"Algorithms of provisioning virtual private networks in the hose model",IEEE Trans.Networking,Aug.2002.
On the other hand, the pipe model is a model in which only the upper limit of traffic between provider edge devices is contracted with a customer. As a resource allocation calculation method for this model, there is a calculation method in which only the upper limit of traffic between provider edge devices is specified in a contract and a bandwidth is allocated. That is, it is a method of calculating the shortest path between provider edge devices and allocating resources on the shortest path.
A. Juttner at al., "On bandwidth efficiency of the hose resource management model in virtual private networks", IEEE INFOCOM 2003. A. Kumar et al., “Algorithms of provisioning virtual private networks in the hose model”, IEEE Trans. Networking, Aug. 2002.

ところで、トラヒックパターンが数パターン(例えば昼夜)想定できる場合には、プロバイダエッジ装置への流入/流出トラヒック上限、および、プロバイダエッジ装置間トラヒック上限、という2種類の上限を組み合わせて表されるトラヒック契約を結ぶことが想定される。   By the way, when several traffic patterns can be assumed (for example, day and night), a traffic contract expressed by combining two types of upper limits, that is, an inflow / outflow traffic upper limit to the provider edge device and an upper limit traffic between provider edge devices. It is assumed that

しかしながら、従来のモデルでは、プロバイダエッジ装置間のトラヒックパターンが固定的か(パイプモデル)、全くの任意か(ホースモデル)、という極端な前提をとっている。つまり、従来のモデルおよびそのためのリソース割り当て方法は、いずれも1種類の上限により表させることを前提としているため、2種類の上限により表される契約を結ぶ際には、適さない。   However, the conventional model has an extreme premise that the traffic pattern between provider edge devices is fixed (pipe model) or completely arbitrary (hose model). That is, since the conventional model and the resource allocation method therefor are all assumed to be expressed by one type of upper limit, they are not suitable for making a contract expressed by two types of upper limit.

具体的には、ホースモデルのためのリソース割り当て方法では、前記で表される契約に対して、プロバイダエッジ装置間のトラヒック上限を考慮しない。そのため、ホースモデルではプロバイダエッジ装置間のトラヒックは上限値を規定せず、プロバイダエッジ装置から流入する可能性のある最大のトラヒックを想定して網のリソースを確保する。そのため、その最大値が実際の契約値よりも上回った場合、上回った分の網のリソースが、本来確保する必要のない余分なリソースとなってしまう。その上、従来のホースモデルに対するリソース割り当て方法は、ツリー構成を前提としており、必ずしも最適解(契約を守りつつ最小となるリソース)を得ることができない。   Specifically, the resource allocation method for the hose model does not consider the traffic upper limit between provider edge devices for the contract expressed above. Therefore, in the hose model, the traffic between the provider edge devices does not define an upper limit value, and network resources are secured by assuming the maximum traffic that may flow from the provider edge device. Therefore, if the maximum value exceeds the actual contract value, the excess network resources become extra resources that do not need to be secured. In addition, the resource allocation method for the conventional hose model is based on a tree structure, and it is not always possible to obtain an optimal solution (a minimum resource while keeping a contract).

パイプモデルでは逆にプロバイダエッジ装置への流入/流出トラヒックを考慮しないため、その流入/流出トラヒックを、プロバイダエッジ装置間の最大値と想定して、網のリソースを確保している。その場合にも、やはり最大値と契約値との差分が、余分に確保されたリソースとなっていた。そのため、契約で使用されないリソースが無駄に確保されてしまうことで、網リソースの利用効率が低いという問題点があった。   On the contrary, in the pipe model, inflow / outflow traffic to the provider edge device is not taken into consideration, the inflow / outflow traffic is assumed to be the maximum value between the provider edge devices, and network resources are secured. Even in such a case, the difference between the maximum value and the contract value is also an additionally secured resource. For this reason, resources that are not used in the contract are reserved unnecessarily, and there is a problem that the utilization efficiency of network resources is low.

そこで、本発明は、前記した問題を解決し、網リソースの利用効率を高めるようなネットワークのリソース割り当てを計算することを主な目的とする。   Accordingly, the main object of the present invention is to calculate a network resource allocation that solves the above-described problems and enhances the utilization efficiency of network resources.

前記課題を解決するため、本発明は、プロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限、ならびに、各プロバイダエッジ装置に流入および流出するトラヒック量上限によって規定される契約の対象となる所定のネットワークにおいて、ネットワークに割り当てるリソースを計算するリソース算出装置であって、前記所定のネットワークのネットワークトポロジおよび前記契約を示すプロファイルを記憶する記憶手段と、前記ネットワークトポロジから前記プロバイダエッジ装置間の経路を計算する経路計算手段と、後記する最大フロー問題および線形計画問題のいずれかを解くことにより、前記経路上のリンクに割り当てるリソースを計算するリンクリソース計算手段と、を含めて構成されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a network in a predetermined network subject to a contract defined by an upper limit of traffic volume between provider edge devices and an upper limit of traffic volume flowing into and out of each provider edge device. A resource calculation device for calculating a resource to be allocated, the storage means for storing a network topology of the predetermined network and a profile indicating the contract, and a route calculation means for calculating a route between the provider edge devices from the network topology; And a link resource calculation means for calculating a resource to be allocated to a link on the route by solving any of a maximum flow problem and a linear programming problem to be described later .

これにより、プロバイダエッジ装置間のトラヒック上限およびプロバイダエッジ装置への流入/流出トラヒック上限の両方を考慮した上で、なるべく、網全体の消費リソースが少なくなるように、リソースを計算することで、ネットワークに割り当てるリソースを削減することができる。   Accordingly, the network is calculated by calculating the resource so that the consumption resource of the entire network is reduced as much as possible in consideration of both the upper limit of traffic between provider edge devices and the upper limit of inflow / outflow traffic to the provider edge device. Resources allocated to can be reduced.

本発明は、前記経路計算手段が、前記リンクリソース計算手段が求めたリンクリソースについて、前記所定のネットワークの全リンクでの合計値が少ないほど高評価とする経路の評価値について、前回の評価値となる経路から、今回の評価値となる経路の候補を生成し、その候補の評価値が前回の評価値を上回る時に、その候補を今回の評価値となる経路として採用する処理を繰り返し、前回の評価値と今回の評価値とを比較して評価値が上昇しなくなると繰り返しを終了することを特徴とする。
The present invention relates to the evaluation value of the previous time with respect to the evaluation value of the route that the route calculation means evaluates higher as the total value of all the links of the predetermined network is smaller for the link resource obtained by the link resource calculation means. If the candidate of the route that becomes the current evaluation value is generated from the route that becomes and the evaluation value of the candidate exceeds the previous evaluation value, the process of adopting the candidate as the route that becomes the current evaluation value is repeated. The evaluation value is compared with the current evaluation value, and the repetition is terminated when the evaluation value does not increase.

これにより、評価値は計算の度に徐々に上昇することはあっても、下降することはない。それにより、計算が早く収束するので、計算が終了するまでに計算を繰り返す回数が少なくて済み、早く計算結果を得ることが出来る。   As a result, the evaluation value may gradually increase with each calculation, but does not decrease. Thereby, since the calculation converges quickly, the number of times of repeating the calculation is reduced before the calculation is completed, and the calculation result can be obtained quickly.

本発明は、前記経路計算手段が、前記リンクリソース計算手段が求めたリンクリソースについて、前記所定のネットワークの全リンクでの合計値が少ないほど高評価とする経路の評価値について、前回の評価値となる経路から、今回の評価値となる経路の候補を生成し、その候補の評価値が、前回の評価値より上回るのであれば、その候補を今回の評価値となる経路として採用し、一方、その候補の評価値が、前回の評価値より上回らないのであれば、その候補を今回の評価値となる経路として採用するかどうかが、所定の確率によって決定される処理を繰り返し、評価値となる経路が所定の回数だけ連続して変更されない場合には、これ以上評価値を改良する余地がないとして、繰り返しを終了することを特徴とする。
The present invention relates to the evaluation value of the previous time with respect to the evaluation value of the route that the route calculation means evaluates higher as the total value of all the links of the predetermined network is smaller for the link resource obtained by the link resource calculation means. If a candidate for the route that becomes the current evaluation value is generated from the route that becomes the current evaluation value and the evaluation value of the candidate exceeds the previous evaluation value, the candidate is adopted as the route that becomes the current evaluation value. If the evaluation value of the candidate does not exceed the previous evaluation value, whether or not to adopt the candidate as a route that becomes the current evaluation value is repeatedly determined by a predetermined probability, If a given route is not continuously changed a predetermined number of times, it is determined that there is no room for further improvement of the evaluation value, and the repetition is terminated.

これにより、評価値は計算の度に上昇することもあるし、下降することもある。それにより、狭い範囲での最適解(局所最適解)を発見しても計算が続けられることで、全体最適となる解を発見する可能性があり、評価値の高い計算結果を得ることが出来る。   As a result, the evaluation value may rise or fall every time it is calculated. As a result, even if an optimal solution (local optimal solution) in a narrow range is found, the calculation can be continued, so that there is a possibility of finding a solution that is totally optimal, and a calculation result with a high evaluation value can be obtained. .

本発明は、前記リンクリソース計算手段が、前記ネットワークトポロジから後記の(a)(b)(c)の作成手順によって作成される所定のグラフにおいて、後記の(d)の最大フロー問題を解くことによって得られる解をリソースとして算出することを特徴とする。(a)Nをプロバイダエッジ装置数とすると、始点ノード→入側のプロバイダエッジ装置群→出側のプロバイダエッジ装置群→終点ノード、の順に接続するノード数2N+2のグラフを構成する(b)始点ノード→入側のプロバイダエッジ装置群の間の帯域を、前記契約として指定された流入トラヒック量上限とし、出側のプロバイダエッジ装置群→終点ノードの間の帯域を、前記契約として指定された流出トラヒック量上限とする(c)入側のプロバイダエッジ装置群→出側のプロバイダエッジ装置群の帯域を、前記契約として指定されたプロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限とする(d)始点ノード→終点ノードの最大フロー問題   In the present invention, the link resource calculation means solves the maximum flow problem of (d) described later in a predetermined graph created from the network topology by the creation procedures of (a), (b), and (c) described later. The solution obtained by the above is calculated as a resource. (A) When N is the number of provider edge devices, a graph of 2N + 2 nodes connected in the order of start point node → incoming provider edge device group → outgoing provider edge device group → end point node is constructed (b) start point The bandwidth between the node and the incoming provider edge device group is the upper limit of the inflow traffic specified as the contract, and the bandwidth between the outgoing provider edge device group and the end node is the outflow specified as the contract. (C) The bandwidth of the incoming provider edge device group → the outgoing provider edge device group is set as the upper limit of the traffic amount between the provider edge devices specified as the contract. (D) Start point node → End point Maximum flow problem for nodes

これにより、ネットワークの経路がツリー構成ではない場合においても、各リンクのリソースを計算することができる。また、プロバイダエッジ装置間のトラヒック上限およびプロバイダエッジ装置への流入/流出量上限の両方を考慮して各リンクのリソースを計算することができる。   Thereby, even when the network route is not a tree configuration, the resource of each link can be calculated. Further, it is possible to calculate the resources of each link in consideration of both the traffic upper limit between provider edge devices and the upper limit of inflow / outflow amount to the provider edge device.

本発明は、前記リンクリソース計算手段が、前記プロファイルを元に生成される条件式を満たしつつ、割り当てるリソースを示す所定の目的関数を最適化するような線形計画問題を解くアルゴリズムを実行し、リンクi→jで仮想網に割り当てるべきリソース量として、プロバイダエッジ装置数をN、F(x、y)を変数とすると、前記所定の目的関数の最適化が、プロバイダエッジ装置x→y間経路がリンクi→jを通っている(x、y)について、F(x、y)の合計を最大化することとし、前記条件式が、後記(1)〜(3)とすることを特徴とする。(1)0≦F(x、y)≦(該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置x→プロバイダエッジ装置y間のトラヒック量上限)(2)任意のプロバイダエッジ装置aについて、F(a、z)(0≦z≦N)のzに関する和が、該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置aへの流入トラヒック量上限以下になること(3)任意のプロバイダエッジ装置aについて、F(z、a)のzに関する和が、該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置aからの流出トラヒック量上限以下になること   In the present invention, the link resource calculation means executes an algorithm for solving a linear programming problem that optimizes a predetermined objective function indicating a resource to be allocated while satisfying a conditional expression generated based on the profile, Assuming that the number of provider edge devices is N and F (x, y) is a variable as the amount of resources to be allocated to the virtual network with i → j, the optimization of the predetermined objective function is as follows. For (x, y) passing through the link i → j, the sum of F (x, y) is maximized, and the conditional expressions are defined as (1) to (3) below. . (1) 0 ≦ F (x, y) ≦ (Upper limit traffic volume between provider edge device x and provider edge device y designated as a contract of the virtual network) (2) For any provider edge device a, F ( a, z) (0 ≦ z ≦ N) with respect to z being equal to or less than the upper limit of the inflow traffic amount to the provider edge device a designated as the contract of the virtual network (3) for any provider edge device a , F (z, a) with respect to z is less than or equal to the upper limit of the outflow traffic amount from the provider edge device a designated as the contract of the virtual network.

これにより、ネットワークの経路がツリー構成ではない場合においても、各リンクのリソースを計算することができる。また、プロバイダエッジ装置間のトラヒック上限およびプロバイダエッジ装置への流入/流出量上限の両方を考慮して各リンクのリソースを計算することができる。   Thereby, even when the network route is not a tree configuration, the resource of each link can be calculated. Further, it is possible to calculate the resources of each link in consideration of both the traffic upper limit between provider edge devices and the upper limit of inflow / outflow amount to the provider edge device.

本発明は、前記リソース算出装置が、前記リンクリソース計算手段によって算出されたリソースを、所定のネットワークに割り当てるように制御するリソース割り当て手段を、さらに含めて構成されることを特徴とする。   The present invention is characterized in that the resource calculation device further includes resource allocation means for controlling the resource calculated by the link resource calculation means to be allocated to a predetermined network.

これにより、契約を元に計算した効率的なリソースを、ネットワークの運用に反映させることができる。   As a result, efficient resources calculated based on the contract can be reflected in the operation of the network.

本発明は、前記リソース算出装置が、前記契約対象者に関するトラヒックが、前記契約によるトラヒック量上限を守っているかどうかを判断し、トラヒック量上限を超えるトラヒックが通信されることを抑制するように前記所定のネットワークを制御する受付制御手段を、さらに含めて構成されることを特徴とする。   In the present invention, the resource calculation device determines whether the traffic related to the contract target person observes the traffic volume upper limit according to the contract, and suppresses traffic exceeding the traffic volume upper limit from being communicated. It is characterized by further including admission control means for controlling a predetermined network.

これにより、契約違反となるトラヒックをネットワークから除外出来るので、円滑なネットワークの運用が可能となる。   As a result, traffic that violates the contract can be excluded from the network, so that smooth network operation is possible.

本発明は、プロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限、ならびに、各プロバイダエッジ装置に流入および流出するトラヒック量上限によって規定される契約の対象となる所定のネットワークにおいて、ネットワークに割り当てるリソースを計算するリソース算出方法であって、コンピュータが、前記所定のネットワークのネットワークトポロジおよび前記契約を示すプロファイルを記憶手段に記憶する手順と、前記ネットワークトポロジから前記プロバイダエッジ装置間の経路を計算する手順と、前記した最大フロー問題および線形計画問題のいずれかを解くことにより、前記経路上のリンクに割り当てるリソースを計算する手順と、を実行することを特徴とする。
The present invention provides a resource calculation for calculating a resource allocated to a network in a predetermined network subject to a contract defined by an upper limit of traffic volume between provider edge devices and an upper limit of traffic amount flowing into and out of each provider edge device. A method in which a computer stores a network topology of the predetermined network and a profile indicating the contract in a storage unit, a procedure for calculating a path between the provider edge devices from the network topology, and the maximum And calculating a resource to be allocated to the link on the route by solving either a flow problem or a linear programming problem .

これにより、プロバイダエッジ装置間のトラヒック上限およびプロバイダエッジ装置への流入/流出トラヒック上限の両方を考慮した上で、なるべく、網全体の消費リソースが少なくなるように、リソースを計算することで、ネットワークに割り当てるリソースを削減することができる。   Accordingly, the network is calculated by calculating the resource so that the consumption resource of the entire network is reduced as much as possible in consideration of both the upper limit of traffic between provider edge devices and the upper limit of inflow / outflow traffic to the provider edge device. Resources allocated to can be reduced.

本発明は、2種類の契約から生成される制約を同時に満たすようにリソースを計算することを特徴とする。これにより、プロバイダエッジ装置間のトラヒック上限およびプロバイダエッジ装置への流入/流出トラヒック上限の両方を考慮した上で、なるべく、網全体の消費リソースが少なくなるように、リソースを計算することで、ネットワークに割り当てるリソースを最低必要な分は確保しつつ、無駄な分を削減することができる。よって、網リソースの利用効率を高めるようなネットワークのリソース割り当てを計算することが、可能となる。   The present invention is characterized in that resources are calculated so as to satisfy the constraints generated from two types of contracts simultaneously. Accordingly, the network is calculated by calculating the resource so that the consumption resource of the entire network is reduced as much as possible in consideration of both the upper limit of traffic between provider edge devices and the upper limit of inflow / outflow traffic to the provider edge device. It is possible to reduce the useless amount while securing the minimum necessary resources to be allocated to the. Therefore, it is possible to calculate network resource allocation that enhances network resource utilization efficiency.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態が適用されるネットワーク構成を示している。このネットワークは、一つ以上のカスタマを同一の網に収容しながら、同一カスタマのカスタマエッジ装置CE間にのみの通信を可能とするものである。ここで、カスタマとは、網の管理者と異なる管理者であっても、同じ管理者であっても構わない。   FIG. 1 shows a network configuration to which an embodiment of the present invention is applied. This network enables communication only between the customer edge devices CE of the same customer while accommodating one or more customers in the same network. Here, the customer may be an administrator different from the network administrator or the same administrator.

よって、図1に示すネットワークは、1つのプロバイダ網と、2つの仮想網(#1,#2)とが接続されているものである。そして、ある仮想網に属する装置は、同じ仮想網に属する装置と通信することができるが、別の仮想網に属する装置とは、通信することは、出来ない。これは、仮想網が、VPNであることを意味する。そして、同じ仮想網に属する装置が、互いに物理的に離れた位置に存在する場合、それらの装置間の通信は、プロバイダ網を中継して行われる。そして、仮想網ごとの契約を守りつつ、かつ、ネットワーク全体で確保すべきリソースをなるべく少なくするような、仮想網リソース割り当ての方式を提案することが、本実施形態の主な特徴である。   Therefore, the network shown in FIG. 1 is one in which one provider network and two virtual networks (# 1, # 2) are connected. A device belonging to one virtual network can communicate with a device belonging to the same virtual network, but cannot communicate with a device belonging to another virtual network. This means that the virtual network is VPN. When devices belonging to the same virtual network exist at positions physically separated from each other, communication between these devices is performed via the provider network. The main feature of the present embodiment is to propose a virtual network resource allocation method that keeps the contract for each virtual network and reduces the resources to be secured in the entire network as much as possible.

図1のCE(Customer Edge)とは、カスタマエッジ装置CEを意味する。カスタマエッジ装置CEは、カスタマが所有し、一つ以上のPE(Provider Edge)と接続されている。このPEとは、プロバイダエッジ装置PEを意味する。プロバイダエッジ装置PEは、プロバイダが所有し、一つ以上のカスタマエッジ装置CEと接続されている。P(Provider)とは、プロバイダ装置Pを意味する。プロバイダ装置Pは、プロバイダが所有し、プロバイダエッジ装置PEもしくは他のプロバイダ装置Pと接続されている。リンクとは、カスタマエッジ装置CE−プロバイダエッジ装置PE、プロバイダエッジ装置PE−プロバイダ装置P、プロバイダエッジ装置PE−プロバイダエッジ装置PE間に存在し、情報転送の媒体となる。プロバイダエッジ装置PE、プロバイダ装置P、リンクにより構成されるプロバイダ網は、同一仮想網内のカスタマエッジ装置CE間にのみ、通信を可能とする。   The CE (Customer Edge) in FIG. 1 means the customer edge device CE. The customer edge device CE is owned by a customer and is connected to one or more PEs (Provider Edge). This PE means a provider edge device PE. The provider edge device PE is owned by the provider and is connected to one or more customer edge devices CE. P (Provider) means the provider device P. The provider device P is owned by the provider and is connected to the provider edge device PE or another provider device P. The link exists between the customer edge device CE-provider edge device PE, provider edge device PE-provider device P, provider edge device PE-provider edge device PE, and serves as an information transfer medium. The provider network composed of the provider edge device PE, the provider device P, and the link enables communication only between the customer edge devices CE in the same virtual network.

カスタマエッジ装置CE、プロバイダエッジ装置PE、プロバイダ装置Pとしては、例えば、ルータやL2SW(Layer 2 Switch)、TDM(Time Division Multiplexing)クロスコネクト、波長クロスコネクト、MPLS(MultiProtocol Label Switching)のLSR(Label Switch Router)、などが相当する。   As the customer edge device CE, provider edge device PE, and provider device P, for example, router, L2SW (Layer 2 Switch), TDM (Time Division Multiplexing) cross-connect, wavelength cross-connect, MPLS (MultiProtocol Label Switching) LSR (Label) Switch Router), etc.

図2は、リソース算出装置の構成を示している。なお、リソース算出装置は、演算処理を行う際に用いられる記憶手段としてのメモリと、前記演算処理を行う演算処理装置とを少なくとも備えるコンピュータとして構成される。なお、メモリは、RAM(Random Access Memory)などにより構成される。演算処理は、CPU(Central Processing Unit)によって構成される演算処理装置が、メモリ上のプログラムを実行することで、実現される。   FIG. 2 shows the configuration of the resource calculation device. Note that the resource calculation device is configured as a computer including at least a memory serving as a storage unit used when performing arithmetic processing, and an arithmetic processing device that performs the arithmetic processing. The memory is constituted by a RAM (Random Access Memory) or the like. Arithmetic processing is realized by an arithmetic processing unit constituted by a CPU (Central Processing Unit) executing a program on a memory.

仮想網ごとの契約の一例として、流入トラヒック量上限とは、該プロバイダエッジ装置PEへの流入トラヒック量の上限を示す。流出トラヒック量上限とは、該プロバイダエッジ装置PEからの流出トラヒック量の上限を示す。流入トラヒック量とは、該プロバイダエッジ装置PEへの現在の流入トラヒック量を示す。   As an example of the contract for each virtual network, the upper limit of the inflow traffic amount indicates the upper limit of the inflow traffic amount to the provider edge device PE. The outflow traffic amount upper limit indicates the upper limit of the outflow traffic amount from the provider edge device PE. The inflow traffic amount indicates the current inflow traffic amount to the provider edge device PE.

仮想網ごとの契約の別の一例として、PE間トラヒック量上限とは、該プロバイダエッジ装置PE間のトラヒック量の上限を示す。なお、PE−ID→PE−IDとは、その間にリソースを確保すべきプロバイダエッジ装置PEのペアを示し、→はトラヒックの流れる方向を示す。例えば、A→Bとなっている場合、AからBにトラヒックが流れる。   As another example of the contract for each virtual network, the inter-PE traffic volume upper limit indicates the upper limit of the traffic volume between the provider edge devices PE. Note that PE-ID → PE-ID indicates a pair of provider edge apparatuses PE in which resources should be secured, and → indicates a direction in which traffic flows. For example, when A → B, traffic flows from A to B.

さらに、現在のトラヒック量として、流出トラヒック量とは、該プロバイダエッジ装置PEからの現在の流出トラヒック量を示す。PE間トラヒック量とは、該プロバイダエッジ装置PE間の現在のトラヒック量を示す。   Further, as the current traffic volume, the outflow traffic volume indicates the current outflow traffic volume from the provider edge apparatus PE. The inter-PE traffic volume indicates the current traffic volume between the provider edge apparatuses PE.

網トポロジーDB22は、プロバイダ網のトポロジー情報を格納するものである。リンクIDとは、リンクを一意に識別する情報である。上流装置IDとは、リンクの上流側の装置(ある装置から見て、トラヒックが流入される相手となる装置)を一意に示す情報である。下流装置IDとは、リンクの下流側の装置(ある装置から見て、トラヒックを流出する相手となる装置)を一意に示す情報である。この網トポロジーDB22では、ネットワークを構成する全ての装置およびそれらの装置間の全てのリンクを定義しているので、これらの定義された情報をもとに、図1などに示すネットワークトポロジを図示することができる。   The network topology DB 22 stores provider network topology information. The link ID is information that uniquely identifies the link. The upstream device ID is information that uniquely indicates a device on the upstream side of the link (a device that is a partner into which traffic flows in as viewed from a certain device). The downstream device ID is information that uniquely indicates a device on the downstream side of the link (a device that is a partner that flows out traffic as viewed from a certain device). In this network topology DB 22, all devices constituting the network and all links between these devices are defined. Based on the defined information, the network topology shown in FIG. 1 is illustrated. be able to.

経路DB24は、各仮想網に対する、プロバイダエッジ装置PE間の経路を格納するものである。VPN−IDは、仮想網を一意に識別する情報である。PE−ID→PE−IDとは、プロファイルDB26同様、その間にリソースを確保すべきプロバイダエッジ装置PEのペアを示し、→はトラヒックの流れる方向を示す。リンクIDリストとは、リンクIDのリストであり、経路を示す。図1の例で、PE1→PE2の経路が、PE1→P1→PE2である場合、リンクIDリスとは、〈PE1、P1、PE2〉となる。   The path DB 24 stores paths between provider edge devices PE for each virtual network. VPN-ID is information that uniquely identifies a virtual network. Like the profile DB 26, PE-ID → PE-ID indicates a pair of provider edge apparatuses PE in which resources should be secured, and → indicates the direction of traffic flow. The link ID list is a list of link IDs and indicates a route. In the example of FIG. 1, when the route of PE1 → PE2 is PE1 → P1 → PE2, the link ID list is <PE1, P1, PE2>.

プロファイルDB26は、仮想網ごとの契約と、現在のトラヒック量を格納するものである。VPN−IDは、仮想網を一意に識別する情報である。PE−IDとは、プロバイダエッジ装置PEを一意に識別する情報であり、例えば、IPアドレスが相当する。   The profile DB 26 stores a contract for each virtual network and the current traffic volume. VPN-ID is information that uniquely identifies a virtual network. The PE-ID is information for uniquely identifying the provider edge device PE, and corresponds to, for example, an IP address.

リンクリソースDB28は、各仮想網に対する、各リンクでの割り当てリソース量を格納するものである。VPN−IDは、仮想網を一意に識別する情報である。リンクIDとは、リンクを一意に識別する情報である。リソース量とは、該仮想網の該リンクにおける割り当てリソース量を示す。   The link resource DB 28 stores the allocated resource amount in each link for each virtual network. VPN-ID is information that uniquely identifies a virtual network. The link ID is information that uniquely identifies the link. The resource amount indicates an allocated resource amount in the link of the virtual network.

経路計算手段12は、計算すべき仮想網を示すVPN−IDを与えられると、該仮想網におけるプロバイダエッジ装置PE間の経路を計算するものである。リソース割り当て手段16は、計算すべき仮想網を示すVPN−IDを与えられると、該仮想網におけるプロバイダエッジ装置PE間の経路を計算するように指示し、経路DB24に値を格納し、また、各リンクにおける割り当てリソース量を計算するように指示し、リンクリソースDB28に値を格納するものである。   When given a VPN-ID indicating a virtual network to be calculated, the route calculation means 12 calculates a route between provider edge devices PE in the virtual network. When given a VPN-ID indicating a virtual network to be calculated, the resource allocation means 16 instructs to calculate a route between provider edge devices PE in the virtual network, stores a value in the route DB 24, and An instruction is given to calculate the allocated resource amount in each link, and a value is stored in the link resource DB 28.

受付制御手段18は、ある仮想網に対して、プロバイダエッジ装置PE間にリソース増加要求があった場合、プロバイダエッジ装置PEへの流入/流出トラヒック量上限以内であり、かつ該プロバイダエッジ装置PE間のトラヒック量上限以内である場合は、リソースの増加を許可するとともに、プロファイルDB26のトラヒック量を更新し、また、プロバイダエッジ装置PE間にリソース減少要求があった場合、プロファイルDB26のトラヒック量を更新することで、契約に従った受付制御を行うものである。なお、トラヒック量の更新は,プロファイルDB26のデータベースの中身(トラヒック量)を書き換える処理である。そして、受付処理手段18の具体的な処理として、契約違反のトラヒックを除外する処理は、例えば、契約が10Mbpsのユーザが、15Mbpsのトラヒックを流した場合、契約違反となる5Mbps分のトラヒックをネットワークの通信対象から除外するように、ネットワークの転送装置に指示するような処理である。   When there is a resource increase request between provider edge devices PE for a certain virtual network, the reception control means 18 is within the upper limit of the inflow / outflow traffic amount to the provider edge device PE and between the provider edge devices PE If the traffic amount is within the upper limit of the traffic amount, the increase of the resource is permitted, the traffic amount of the profile DB 26 is updated, and if there is a resource reduction request between the provider edge devices PE, the traffic amount of the profile DB 26 is updated. By doing so, admission control is performed according to the contract. The updating of the traffic volume is a process of rewriting the contents (traffic volume) of the profile DB 26 database. As a specific process of the reception processing means 18, the process of excluding traffic that violates the contract is, for example, when a user whose contract is 10 Mbps flows 15 Mbps of traffic, traffic for 5 Mbps that violates the contract is networked. In this process, the network transfer apparatus is instructed to be excluded from communication targets.

リソース割り当て手段16は、リンクリソース計算手段14によって計算されたリンクリソースをネットワークに割り当てる手段であり、例えば、SNMP(Simple Network Management Protocol)により実現される。   The resource allocation unit 16 is a unit that allocates the link resource calculated by the link resource calculation unit 14 to the network, and is realized by, for example, SNMP (Simple Network Management Protocol).

リンクリソース計算手段14は、計算すべき仮想網を示すVPN−IDと、計算すべきリンクを示すリンクIDを与えられると、該仮想網の該リンクにおける割り当てリソース量を計算するものである。このリンクリソース計算手段14の構成については、後記において詳細に説明する。   The link resource calculation means 14 calculates the allocated resource amount in the link of the virtual network, given the VPN-ID indicating the virtual network to be calculated and the link ID indicating the link to be calculated. The configuration of the link resource calculation unit 14 will be described in detail later.

以下、リンクリソース計算手段14が行うリソース量計算方法について、2つ例示する。説明のため、図1の仮想網#1の契約を図7(a)および図7(b)に示す。   Hereinafter, two examples of the resource amount calculation method performed by the link resource calculation unit 14 will be described. For the sake of explanation, the contract of the virtual network # 1 of FIG. 1 is shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b).

図3は、第1のリソース量計算方法を示す。つまり、図7(a)および図7(b)であらわされる契約に対して、リンクリソース計算手段14により、得られるノード数2N+2のネットワークの構成を示している。なお、リンクの記号(I1,I2,I3,O1,O2,O3)は、図7に示したリソース量に対応する。ノード2−6、ノード2−7、ノード3−6、ノード3−7、ノード4−5、ノード4−6間については、プロバイダエッジ装置PE間の経路が注目リンクを通っている場合は、リンクが存在するが、通っていない場合は存在しない。例えば、注目リンクを図1のPE1−P1とすると、PE1→PE2の経路は注目リンクを通っている場合、図3のノード2−6間にはリンクが存在する。なお、図3のノードと、図1のノードとの対応は、図3(b)のようになっている。例えば、図3のノード2−3間は、図1でPE1→PE2に対応することとなる。   FIG. 3 shows a first resource amount calculation method. That is, the network configuration of the number of nodes 2N + 2 obtained by the link resource calculation unit 14 with respect to the contract shown in FIGS. 7A and 7B is shown. The link symbols (I1, I2, I3, O1, O2, and O3) correspond to the resource amounts shown in FIG. For the node 2-6, node 2-7, node 3-6, node 3-7, node 4-5, and node 4-6, when the path between the provider edge devices PE passes the attention link, If a link exists but does not pass, it does not exist. For example, if the link of interest is PE1-P1 in FIG. 1, when the route PE1 → PE2 passes through the link of interest, a link exists between the nodes 2-6 in FIG. The correspondence between the nodes in FIG. 3 and the nodes in FIG. 1 is as shown in FIG. For example, the node 2-3 in FIG. 3 corresponds to PE1 → PE2 in FIG.

第1のリソース量計算方法では、このようにして得られたネットワークにおいて、最大フロー問題を解くことで、該リンクにおけるリソース量を計算する。最大フロー問題を解く方法としては、ラベリング法やPreflow−Push法がある。   In the first resource amount calculation method, the resource amount in the link is calculated by solving the maximum flow problem in the network thus obtained. As a method of solving the maximum flow problem, there are a labeling method and a Preflow-Push method.

図8は、第2のリソース量計算方法を示す。第2の方法では、図8に示す線形計画問題を解くことで、該リンクにおけるリソース量を計算する。なお、線形計画問題は、例えば、シンプレックス法(単体法)によって、解を求めることができる。そして、算出するリソース量(例えば、帯域)は、図8の目的関数の値である。   FIG. 8 shows a second resource amount calculation method. In the second method, the amount of resources in the link is calculated by solving the linear programming problem shown in FIG. Note that the linear programming problem can be solved by, for example, the simplex method (single method). The resource amount (for example, bandwidth) to be calculated is the value of the objective function in FIG.

次に、経路計算手段12が行う経路計算方法について、図4ならびに図5および図6に示すフローチャートを参照しつつ、説明する。これらのフローチャートは、ヒューリスティック法の一例を示すものである。   Next, a route calculation method performed by the route calculation means 12 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 4, 5, and 6. These flowcharts show an example of a heuristic method.

図4は、プロバイダエッジ装置PE間の経路を計算する手順を、グリーディアルゴリズム(Greedy algorithm)により行うフローチャートを示している。このグリーディアルゴリズムは、初めから最高の評価値となるデータを算出するのではなく、初回の評価値となるデータから、徐々に評価値を上げるように計算を繰り返す、改良型のアルゴリズムである。そして、前回の評価値となるデータから、今回の評価値となるデータの候補を生成し、その候補の評価値が前回の評価値を上回る時に、その候補を今回の評価値となるデータとして採用する。さらに、前回の評価値と今回の評価値とを比較して評価値が上昇しなくなると、これ以上評価値を改良する余地がないとして、計算を終了することを特徴とする。   FIG. 4 shows a flowchart in which a procedure for calculating a route between provider edge devices PE is performed by a greedy algorithm. This greedy algorithm is an improved algorithm that does not calculate the data with the highest evaluation value from the beginning, but repeats the calculation so as to gradually increase the evaluation value from the data with the first evaluation value. Then, from the data that becomes the previous evaluation value, a candidate for the data that becomes the current evaluation value is generated, and when the candidate's evaluation value exceeds the previous evaluation value, the candidate is adopted as the data that becomes the current evaluation value To do. Furthermore, when the previous evaluation value and the current evaluation value are compared and the evaluation value does not increase, the calculation is terminated because there is no room for further improvement of the evaluation value.

そのため、評価値は計算の度に徐々に上昇することはあっても、下降することはない。それにより、計算が早く収束するので、計算が終了するまでに計算を繰り返す回数が少なくて済み、早く計算結果を得ることができる。   For this reason, the evaluation value may gradually increase with each calculation, but does not decrease. Thereby, since the calculation converges quickly, the number of times of repeating the calculation is reduced until the calculation is completed, and the calculation result can be obtained quickly.

リンクリソース計算手段14は、各リンクについて、必要なリンクリソースを計算する。この値をR(1)とする(S101)。リンクリソース計算手段14は、S101で求めたリンクリソースの全リンクでの合計を求める。この値をRとする(S102)。経路計算手段12は、変数MINに大きな値を入力する(S103)。   The link resource calculation means 14 calculates necessary link resources for each link. This value is R (1) (S101). The link resource calculation unit 14 obtains the sum of all the link resources obtained in S101. This value is R (S102). The route calculation means 12 inputs a large value for the variable MIN (S103).

リンクリソース計算手段14は、プロバイダエッジ装置PE間のトラヒック上限が0より大きいプロバイダエッジ装置PEsrc→dst間経路の一つに注目する(S104)。リンクリソース計算手段14は、各リンクについて、このプロバイダエッジ装置PE間のトラヒック量上限を0にした場合の必要なリンクリソースを計算する。この値を、R'(l)とする(S105)。経路計算手段12は、各リンクについて、[R(l)−R'(l)]×X+1(X:定数)をリンクコストとする(S106)。経路計算手段12は、前記リンクコストに基づき、プロバイダエッジ装置PEsrc→dst間について、最短経路を計算する(S107)。リンクリソース計算手段14は、プロバイダエッジ装置PEsrc→dst間経路を、S107で求めた経路に置き換えたことを想定し、各リンクについて、必要なリソースを計算する(S108)。リンクリソース計算手段14は、前記得られたリンクリソースの全リンクでの合計を求める。この値をR'とする(S109)。   The link resource calculation means 14 pays attention to one of the paths between the provider edge devices PEsrc → dst whose traffic upper limit between the provider edge devices PE is larger than 0 (S104). The link resource calculation means 14 calculates the necessary link resource when the traffic volume upper limit between the provider edge devices PE is set to 0 for each link. This value is R ′ (l) (S105). The route calculation means 12 sets [R (l) −R ′ (l)] × X + 1 (X: constant) as the link cost for each link (S106). The route calculation means 12 calculates the shortest route between the provider edge device PEsrc → dst based on the link cost (S107). The link resource calculation unit 14 calculates necessary resources for each link assuming that the path between the provider edge devices PEsrc → dst is replaced with the path obtained in S107 (S108). The link resource calculation means 14 calculates the sum of the obtained link resources for all links. This value is set as R ′ (S109).

経路計算手段12は、R'−R<0かつ、R'<MINであるか確認する(S110)。経路計算手段12は、S110がYESの場合、MIN=R'とする(S111)。経路計算手段12は、全プロバイダエッジ装置PE間について計算が終了しているか確認する(S120)。経路計算手段12は、S120でNOの場合、S104に戻る。経路計算手段12は、MINがS103で設定した大きい値のままであるかどうか確認する(S130)。経路計算手段12は、S130がNOである場合(S130、N)、MINとなるプロバイダエッジ装置PE間について経路を置き換え、S101に戻る(S131)。経路計算手段12は、S130がYESである場合(S130、Y)、経路の計算処理を終了する。   The route calculation means 12 confirms whether R′−R <0 and R ′ <MIN (S110). The route calculation means 12 sets MIN = R ′ when S110 is YES (S111). The route calculation means 12 confirms whether the calculation has been completed for all provider edge devices PE (S120). The route calculation means 12 returns to S104 if NO in S120. The route calculation means 12 confirms whether the MIN remains the large value set in S103 (S130). When S130 is NO (S130, N), the route calculation means 12 replaces the route between the provider edge devices PE to be MIN, and returns to S101 (S131). When S130 is YES (S130, Y), the route calculation unit 12 ends the route calculation process.

図5および図6は、プロバイダエッジ装置PE間の経路を計算する手順を、シミュレーティッドアニーリング(simulated annealing)により行うフローチャートを示している。この手法は、初めから最高の評価値となるデータを算出するのではなく、初回の評価値となるデータから、徐々に評価値を上げるように計算を繰り返す、改良型のアルゴリズムである。そして、前回の評価値となるデータから、今回の評価値となるデータの候補を生成する。そして、その候補の評価値が、前回の評価値より上回るのであれば、その候補を今回の評価値となるデータとして採用する(S220、S221参照)。一方、その候補の評価値が、前回の評価値より上回らないのであれば、その候補を今回の評価値となるデータとして採用するかどうかは、所定の確率によって決定される(S224、S225参照)。さらに、評価値となるデータが所定の回数だけ連続して変更されない場合には、これ以上評価値を改良する余地がないとして、計算を終了する(S240参照)ことを特徴とする。   FIG. 5 and FIG. 6 show flowcharts in which the procedure for calculating the path between the provider edge devices PE is performed by simulated annealing. This method is an improved algorithm that does not calculate the data with the highest evaluation value from the beginning, but repeats the calculation so as to gradually increase the evaluation value from the data with the first evaluation value. Then, a candidate for data that becomes the current evaluation value is generated from the data that becomes the previous evaluation value. If the evaluation value of the candidate is higher than the previous evaluation value, the candidate is adopted as data that becomes the current evaluation value (see S220 and S221). On the other hand, if the evaluation value of the candidate does not exceed the previous evaluation value, whether or not to adopt the candidate as data that becomes the current evaluation value is determined by a predetermined probability (see S224 and S225). . Further, when the data that becomes the evaluation value is not continuously changed a predetermined number of times, the calculation is terminated assuming that there is no room for further improvement of the evaluation value (see S240).

そのため、評価値は計算の度に上昇することもあるし、下降することもある。それにより、狭い範囲での最適解(局所最適解)を発見しても計算が続けられることで、全体最適となる解を発見する可能性があり、評価値の高い計算結果を得ることができる。   Therefore, the evaluation value may increase or decrease every time calculation is performed. As a result, even if an optimal solution in a narrow range (local optimal solution) is found, calculation can be continued, so that there is a possibility of finding an overall optimal solution, and a calculation result with a high evaluation value can be obtained. .

経路計算手段12は、c_a=0、c_r=0、c_c=0、c_s=0、T=T0(T0:定数)とする(S201)。リンクリソース計算手段14は、各リンクについて、必要なリンクリソースを計算し、この値を、R(1)とする(S202)。リンクリソース計算手段14は、S202で求めたリンクリソースの全リンクでの合計を求める、この値を、Rとする(S203)。   The route calculation means 12 sets c_a = 0, c_r = 0, c_c = 0, c_s = 0, and T = T0 (T0: constant) (S201). The link resource calculation means 14 calculates a necessary link resource for each link, and sets this value as R (1) (S202). The link resource calculation means 14 obtains the sum of the link resources obtained in S202 for all links, and sets this value as R (S203).

経路計算手段12は、ランダムにリンクi→jを選択する(S204)。経路計算手段12は、経路がリンクi→jを通るプロバイダエッジ装置PEsrc→dst間をランダムに選択する(S205)。リンクリソース計算手段14は、プロバイダエッジ装置PEsrc→dst間のトラヒック上限を0とした場合の必要な各リンクのリンクリソースを計算する。この値を、R'(l)とする(S206)。経路計算手段12は、各リンクについて、リンクコストを、[R(l)−R'(l)]×X+1とする。ただし、S204で選択したリンクi→jのリンクコストを大きい値にする(S207)。経路計算手段12は、S207で求めたリンクコストに基づき、S205で選択したプロバイダエッジ装置PEsrc→dst間について、最短経路を計算する(S208)。リンクリソース計算手段14は、プロバイダエッジ装置PEsrc→dst間経路を、S208で求めた経路に置き換えたことを想定し、各リンクについて、必要なリソースを計算する(S209)。   The route calculation means 12 randomly selects the link i → j (S204). The route calculation means 12 randomly selects between the provider edge devices PEsrc → dst whose route passes the link i → j (S205). The link resource calculation means 14 calculates the link resource of each necessary link when the traffic upper limit between the provider edge devices PEsrc → dst is set to zero. This value is R ′ (l) (S206). The route calculation means 12 sets the link cost for each link as [R (l) −R ′ (l)] × X + 1. However, the link cost of the link i → j selected in S204 is set to a large value (S207). The route calculation means 12 calculates the shortest route between the provider edge device PEsrc → dst selected in S205 based on the link cost obtained in S207 (S208). The link resource calculation means 14 calculates necessary resources for each link assuming that the path between the provider edge devices PEsrc → dst has been replaced with the path obtained in S208 (S209).

経路計算手段12は、c_cの値を1増やすとともに、S209で得られたリンクリソースの全リンクでの合計を求める。この値を、R'とする(S210)。経路計算手段12は、R'−Rの値が負である場合(S220、Y)、経路を置き換えるとともに、c_aの値を1増やし、c_s、c_rの値を0にする(S221)。経路計算手段12は、R'−Rの値が0である場合(S222、Y)、経路を置き換えるとともに、c_aの値とc_sの値を1増やし、c_rの値を0にする(S223)。経路計算手段12は、R'−Rの値が正である場合、確率e(=(−R'+R)/T)で経路を置き換えるかどうか判断する(S224)。経路計算手段12は、経路を置き換える場合は(S224,Y)、c_aの値を1増やし、c_s、c_rの値を0にし、(S225)。経路計算手段12は、経路を置き換えない場合は(S224,N)、c_rの値を1増やす(S226)。経路計算手段12は、c_a=C_A(C_A:定数)もしくは、c_c=C_C(C_C:定数)の場合(S230、Y)、T=α×T(α:定数)とすると同時に、c_a=0、c_c=0とする(S231)。経路計算手段12は、c_r=C_R(C_R:定数)もしくは、c_s=C_S(C_S:定数)でない場合(S240、N)、S202に戻るが、そうである場合(S240、Y)は終了する。この結果、算出された経路は、全体最適となる可能性がある。   The route calculation means 12 increases the value of c_c by 1, and obtains the sum of all link resources obtained in S209. This value is set as R ′ (S210). When the value of R′−R is negative (S220, Y), the route calculation unit 12 replaces the route, increases the value of c_a by 1, and sets the values of c_s and c_r to 0 (S221). When the value of R′−R is 0 (S222, Y), the route calculation unit 12 replaces the route, increases the values of c_a and c_s by 1, and sets the value of c_r to 0 (S223). When the value of R′−R is positive, the route calculation unit 12 determines whether to replace the route with a probability e (= (− R ′ + R) / T) (S224). When replacing the route (S224, Y), the route calculation unit 12 increments the value of c_a by 1, and sets the values of c_s and c_r to 0 (S225). If the route is not replaced (S224, N), the route calculation means 12 increases the value of c_r by 1 (S226). In the case of c_a = C_A (C_A: constant) or c_c = C_C (C_C: constant) (S230, Y), the route calculation means 12 sets T = α × T (α: constant) and c_a = 0, c_c = 0 is set (S231). The route calculation means 12 returns to S202 if c_r = C_R (C_R: constant) or c_s = C_S (C_S: constant) is not satisfied (S240, N), but ends if it is (S240, Y). As a result, the calculated route may be totally optimized.

以上説明した本発明は、以下のようにその趣旨を逸脱しない範囲で広く変形実施することができる。   The present invention described above can be widely modified without departing from the spirit thereof as follows.

例えば、図2に示されるリソース算出装置は、独立した1つの装置として構成されてもよいし、PE、P内に収納されてもよい。さらに、リソース算出装置は、計算対象となるネットワーク内において、トラヒックを転送する機能(ルータ機能)を有していてもよいし、リソース計算を行い、その結果をもとにネットワークを製御する制御装置として構成されてもよい。   For example, the resource calculation device shown in FIG. 2 may be configured as an independent device, or may be accommodated in PEs and Ps. Furthermore, the resource calculation device may have a function to transfer traffic (router function) in the network to be calculated, or control to perform resource calculation and control the network based on the result. It may be configured as a device.

さらに、図1に示す一実施形態では、プロバイダ網と仮想網との2つに分けて、ネットワークを構成することとしたが、これはあくまで一例である。つまり、本発明は、VPNに限定されず、トラヒック量上限を契約で規定するようなネットワークであれば、適用が可能である。   Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 1, the network is divided into two parts, the provider network and the virtual network, but this is only an example. In other words, the present invention is not limited to VPN, and can be applied to any network in which a traffic volume upper limit is specified by a contract.

本発明の一実施形態に関するネットワーク構成を示している。1 shows a network configuration according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に関するリソース算出装置の構成を示している。1 shows a configuration of a resource calculation apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に関するリンクリソース計算手段がリンクリソースを計算する際に用いられるノード数2N+2のネットワークの構成を示している。The link resource calculation means concerning one Embodiment of this invention shows the structure of the network of the number of nodes 2N + 2 used when calculating a link resource. 本発明の一実施形態に関するプロバイダエッジ装置間の経路を計算する手順を、グリーディアルゴリズムにより行うフローチャートを示している。The flowchart which performs the procedure which calculates the path | route between the provider edge apparatuses regarding one Embodiment of this invention by a greedy algorithm is shown. 本発明の一実施形態に関するプロバイダエッジ装置間の経路を計算する手順を、シミュレーティッドアニーリングにより行うフローチャートを示している。The flowchart which performs the procedure which calculates the path | route between the provider edge apparatuses regarding one Embodiment of this invention by simulated annealing is shown. 本発明の一実施形態に関するプロバイダエッジ装置間の経路を計算する手順を、シミュレーティッドアニーリングにより行うフローチャートを示している。The flowchart which performs the procedure which calculates the path | route between the provider edge apparatuses regarding one Embodiment of this invention by simulated annealing is shown. 本発明の一実施形態に関する最大フロー問題を説明する図である。It is a figure explaining the maximum flow problem regarding one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に関する線形計画問題を示す図である。FIG. 4 illustrates a linear programming problem for one embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

PE プロバイダエッジ装置
12 経路計算手段
14 リンクリソース計算手段
16 リソース割り当て手段
18 受付制御手段
22 網トポロジーDB
24 経路DB
26 プロファイルDB
28 リンクリソースDB


PE provider edge device 12 route calculation means 14 link resource calculation means 16 resource allocation means 18 admission control means 22 network topology DB
24 Route DB
26 Profile DB
28 Link Resource DB


Claims (8)

プロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限、ならびに、各プロバイダエッジ装置に流入および流出するトラヒック量上限によって規定される契約の対象となる所定のネットワークにおいて、ネットワークに割り当てるリソースを計算するリソース算出装置であって、
前記所定のネットワークのネットワークトポロジおよび前記契約を示すプロファイルを記憶する記憶手段と、
前記ネットワークトポロジから前記プロバイダエッジ装置間の経路を計算する経路計算手段と、
前記契約から定義される制約条件を満たすように、前記経路上のリンクに割り当てるリソースを計算するリンクリソース計算手段と、を含めて構成され、
前記経路計算手段は、前記リンクリソース計算手段が求めたリンクリソースについて、前記所定のネットワークの全リンクでの合計値が少ないほど高評価とする経路の評価値について、前回の評価値となる経路から、今回の評価値となる経路の候補を生成し、その候補の評価値が前回の評価値を上回る時に、その候補を今回の評価値となる経路として採用する処理を繰り返し、前回の評価値と今回の評価値とを比較して評価値が上昇しなくなると繰り返しを終了し、
前記リンクリソース計算手段は、前記ネットワークトポロジから後記の(a)(b)(c)の作成手順によって作成される所定のグラフにおいて、後記の(d)の最大フロー問題を解くことによって得られる解をリソースとして算出することを特徴とするリソース算出装置。
(a)Nをプロバイダエッジ装置数とすると、始点ノード→入側のプロバイダエッジ装置群→出側のプロバイダエッジ装置群→終点ノード、の順に接続するノード数2N+2のグラフを構成する
(b)始点ノード→入側のプロバイダエッジ装置群の間の帯域を、前記契約として指定された流入トラヒック量上限とし、出側のプロバイダエッジ装置群→終点ノードの間の帯域を、前記契約として指定された流出トラヒック量上限とする
(c)入側のプロバイダエッジ装置群→出側のプロバイダエッジ装置群の帯域を、前記契約として指定されたプロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限とする
(d)始点ノード→終点ノードの最大フロー問題
A resource calculation device for calculating resources allocated to a network in a predetermined network subject to a contract defined by an upper limit of traffic volume between provider edge devices and an upper limit of traffic amount flowing into and out of each provider edge device. ,
Storage means for storing a network topology of the predetermined network and a profile indicating the contract;
A route calculation means for calculating a route between the provider edge devices from the network topology;
Link resource calculation means for calculating resources to be allocated to links on the route so as to satisfy the constraint defined by the contract ,
For the link resource obtained by the link resource calculation unit, the route calculation unit determines the evaluation value of a route that is highly evaluated as the total value of all links of the predetermined network is small. When the candidate for the route that becomes the current evaluation value is generated and the evaluation value of the candidate exceeds the previous evaluation value, the process of adopting the candidate as the route that becomes the current evaluation value is repeated, When the evaluation value does not increase by comparing with the evaluation value this time,
The link resource calculation means obtains a solution obtained by solving a maximum flow problem (d) described later in a predetermined graph created from the network topology according to a procedure (a) (b) (c) described later. Is calculated as a resource.
(A) When N is the number of provider edge devices, a graph of 2N + 2 nodes connected in the order of start point node → incoming provider edge device group → outgoing provider edge device group → end point node is constructed.
(B) The bandwidth between the starting node → the incoming provider edge device group is set as the upper limit of the inflow traffic specified as the contract, and the bandwidth between the outgoing provider edge device group → the end node is set as the contract. Specified spill traffic upper limit
(C) The bandwidth of the provider edge device group on the input side → the band of the provider edge device group on the output side is set as the traffic volume upper limit between the provider edge devices designated as the contract.
(D) Maximum flow problem from start node to end node
プロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限、ならびに、各プロバイダエッジ装置に流入および流出するトラヒック量上限によって規定される契約の対象となる所定のネットワークにおいて、ネットワークに割り当てるリソースを計算するリソース算出装置であって、
前記所定のネットワークのネットワークトポロジおよび前記契約を示すプロファイルを記憶する記憶手段と、
前記ネットワークトポロジから前記プロバイダエッジ装置間の経路を計算する経路計算手段と、
前記契約から定義される制約条件を満たすように、前記経路上のリンクに割り当てるリソースを計算するリンクリソース計算手段と、を含めて構成され、
前記経路計算手段は、前記リンクリソース計算手段が求めたリンクリソースについて、前記所定のネットワークの全リンクでの合計値が少ないほど高評価とする経路の評価値について、前回の評価値となる経路から、今回の評価値となる経路の候補を生成し、その候補の評価値が前回の評価値を上回る時に、その候補を今回の評価値となる経路として採用する処理を繰り返し、前回の評価値と今回の評価値とを比較して評価値が上昇しなくなると繰り返しを終了し、
前記リンクリソース計算手段は、前記プロファイルを元に生成される条件式を満たしつつ、割り当てるリソースを示す所定の目的関数を最適化するような線形計画問題を解くアルゴリズムを実行し、
リンクi→jで仮想網に割り当てるべきリソース量として、プロバイダエッジ装置数をN、F(x、y)を変数とすると、前記所定の目的関数の最適化は、プロバイダエッジ装置x→y間経路がリンクi→jを通っている(x、y)について、F(x、y)の合計を最大化することとし、前記条件式は、後記(1)〜(3)とすることを特徴とするリソース算出装置。
(1)0≦F(x、y)≦(該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置x→プロバイダエッジ装置y間のトラヒック量上限)
(2)任意のプロバイダエッジ装置aについて、F(a、z)(0≦z≦N)のzに関する和が、該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置aへの流入トラヒック量上限以下になること
(3)任意のプロバイダエッジ装置aについて、F(z、a)のzに関する和が、該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置aからの流出トラヒック量上限以下になること
A resource calculation device for calculating resources allocated to a network in a predetermined network subject to a contract defined by an upper limit of traffic volume between provider edge devices and an upper limit of traffic amount flowing into and out of each provider edge device. ,
Storage means for storing a network topology of the predetermined network and a profile indicating the contract;
A route calculation means for calculating a route between the provider edge devices from the network topology;
Link resource calculation means for calculating resources to be allocated to the links on the route so as to satisfy the constraint defined by the contract ,
For the link resource obtained by the link resource calculation unit, the route calculation unit determines the evaluation value of a route that is highly evaluated as the total value of all links of the predetermined network is small. When the candidate for the route that becomes the current evaluation value is generated and the evaluation value of the candidate exceeds the previous evaluation value, the process of adopting the candidate as the route that becomes the current evaluation value is repeated, When the evaluation value does not increase compared with the evaluation value this time, the repetition is terminated.
The link resource calculation means executes an algorithm for solving a linear programming problem that optimizes a predetermined objective function indicating a resource to be allocated while satisfying a conditional expression generated based on the profile,
Assuming that the number of provider edge devices is N and F (x, y) is a variable as the amount of resources to be allocated to the virtual network by link i → j, the optimization of the predetermined objective function is the path between provider edge devices x → y. , The total of F (x, y) is maximized for (x, y) passing through the link i → j, and the conditional expressions are the following (1) to (3). Resource calculation device.
(1) 0 ≦ F (x, y) ≦ (Upper limit traffic amount between provider edge device x and provider edge device y designated as a contract of the virtual network)
(2) For any provider edge device a, the sum of z of F (a, z) (0 ≦ z ≦ N) is less than or equal to the upper limit of the inflow traffic amount to the provider edge device a designated as the contract of the virtual network To become
(3) For any provider edge device a, the sum of F (z, a) with respect to z is less than or equal to the upper limit of outflow traffic from the provider edge device a designated as the contract of the virtual network.
プロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限、ならびに、各プロバイダエッジ装置に流入および流出するトラヒック量上限によって規定される契約の対象となる所定のネットワークにおいて、ネットワークに割り当てるリソースを計算するリソース算出装置であって、
前記所定のネットワークのネットワークトポロジおよび前記契約を示すプロファイルを記憶する記憶手段と、
前記ネットワークトポロジから前記プロバイダエッジ装置間の経路を計算する経路計算手段と、
前記契約から定義される制約条件を満たすように、前記経路上のリンクに割り当てるリソースを計算するリンクリソース計算手段と、を含めて構成され、
前記経路計算手段は、前記リンクリソース計算手段が求めたリンクリソースについて、前記所定のネットワークの全リンクでの合計値が少ないほど高評価とする経路の評価値について、前回の評価値となる経路から、今回の評価値となる経路の候補を生成し、その候補の評価値が、前回の評価値より上回るのであれば、その候補を今回の評価値となる経路として採用し、一方、その候補の評価値が、前回の評価値より上回らないのであれば、その候補を今回の評価値となる経路として採用するかどうかは、所定の確率によって決定される処理を繰り返し、評価値となる経路が所定の回数だけ連続して変更されない場合には、これ以上評価値を改良する余地がないとして、繰り返しを終了し、
前記リンクリソース計算手段は、前記ネットワークトポロジから後記の(a)(b)(c)の作成手順によって作成される所定のグラフにおいて、後記の(d)の最大フロー問題を解くことによって得られる解をリソースとして算出することを特徴とするリソース算出装置。
(a)Nをプロバイダエッジ装置数とすると、始点ノード→入側のプロバイダエッジ装置群→出側のプロバイダエッジ装置群→終点ノード、の順に接続するノード数2N+2のグラフを構成する
(b)始点ノード→入側のプロバイダエッジ装置群の間の帯域を、前記契約として指定された流入トラヒック量上限とし、出側のプロバイダエッジ装置群→終点ノードの間の帯域を、前記契約として指定された流出トラヒック量上限とする
(c)入側のプロバイダエッジ装置群→出側のプロバイダエッジ装置群の帯域を、前記契約として指定されたプロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限とする
(d)始点ノード→終点ノードの最大フロー問題
A resource calculation device for calculating resources allocated to a network in a predetermined network subject to a contract defined by an upper limit of traffic volume between provider edge devices and an upper limit of traffic amount flowing into and out of each provider edge device. ,
Storage means for storing a network topology of the predetermined network and a profile indicating the contract;
A route calculation means for calculating a route between the provider edge devices from the network topology;
Link resource calculation means for calculating resources to be allocated to links on the route so as to satisfy the constraint defined by the contract ,
For the link resource obtained by the link resource calculation unit, the route calculation unit determines the evaluation value of a route that is highly evaluated as the total value of all links of the predetermined network is small. If a candidate for the route that will be the current evaluation value is generated and the evaluation value of the candidate is higher than the previous evaluation value, the candidate is adopted as the route that will be the current evaluation value. If the evaluation value does not exceed the previous evaluation value, whether or not the candidate is adopted as the route that becomes the current evaluation value is determined by repeating a process determined by a predetermined probability, and the route that becomes the evaluation value is predetermined. If it is not changed continuously for the number of times, it is assumed that there is no room for further improvement of the evaluation value, and the iteration is terminated.
The link resource calculation means obtains a solution obtained by solving a maximum flow problem (d) described later in a predetermined graph created from the network topology according to a procedure (a) (b) (c) described later. Is calculated as a resource.
(A) When N is the number of provider edge devices, a graph of 2N + 2 nodes connected in the order of start point node → incoming provider edge device group → outgoing provider edge device group → end point node is constructed.
(B) The bandwidth between the starting node → the incoming provider edge device group is set as the upper limit of the inflow traffic specified as the contract, and the bandwidth between the outgoing provider edge device group → the end node is set as the contract. Use specified spill traffic upper limit
(C) The bandwidth of the provider edge device group on the input side → the band of the provider edge device group on the output side is set as the traffic volume upper limit between the provider edge devices designated as the contract.
(D) Maximum flow problem from start node to end node
プロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限、ならびに、各プロバイダエッジ装置に流入および流出するトラヒック量上限によって規定される契約の対象となる所定のネットワークにおいて、ネットワークに割り当てるリソースを計算するリソース算出装置であって、
前記所定のネットワークのネットワークトポロジおよび前記契約を示すプロファイルを記憶する記憶手段と、
前記ネットワークトポロジから前記プロバイダエッジ装置間の経路を計算する経路計算手段と、
前記契約から定義される制約条件を満たすように、前記経路上のリンクに割り当てるリソースを計算するリンクリソース計算手段と、を含めて構成され、
前記経路計算手段は、前記リンクリソース計算手段が求めたリンクリソースについて、前記所定のネットワークの全リンクでの合計値が少ないほど高評価とする経路の評価値について、前回の評価値となる経路から、今回の評価値となる経路の候補を生成し、その候補の評価値が、前回の評価値より上回るのであれば、その候補を今回の評価値となる経路として採用し、一方、その候補の評価値が、前回の評価値より上回らないのであれば、その候補を今回の評価値となる経路として採用するかどうかは、所定の確率によって決定される処理を繰り返し、評価値となる経路が所定の回数だけ連続して変更されない場合には、これ以上評価値を改良する余地がないとして、繰り返しを終了し、
前記リンクリソース計算手段は、前記プロファイルを元に生成される条件式を満たしつつ、割り当てるリソースを示す所定の目的関数を最適化するような線形計画問題を解くアルゴリズムを実行し、
リンクi→jで仮想網に割り当てるべきリソース量として、プロバイダエッジ装置数をN、F(x、y)を変数とすると、前記所定の目的関数の最適化は、プロバイダエッジ装置x→y間経路がリンクi→jを通っている(x、y)について、F(x、y)の合計を最大化することとし、前記条件式は、後記(1)〜(3)とすることを特徴とするリソース算出装置。
(1)0≦F(x、y)≦(該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置x→プロバイダエッジ装置y間のトラヒック量上限)
(2)任意のプロバイダエッジ装置aについて、F(a、z)(0≦z≦N)のzに関する和が、該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置aへの流入トラヒック量上限以下になること
(3)任意のプロバイダエッジ装置aについて、F(z、a)のzに関する和が、該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置aからの流出トラヒック量上限以下になること
A resource calculation device for calculating resources allocated to a network in a predetermined network subject to a contract defined by an upper limit of traffic volume between provider edge devices and an upper limit of traffic amount flowing into and out of each provider edge device. ,
Storage means for storing a network topology of the predetermined network and a profile indicating the contract;
A route calculation means for calculating a route between the provider edge devices from the network topology;
Link resource calculation means for calculating resources to be allocated to links on the route so as to satisfy the constraint defined by the contract ,
For the link resource obtained by the link resource calculation unit, the route calculation unit determines the evaluation value of a route that is highly evaluated as the total value of all links of the predetermined network is small. If a candidate for the route that will be the current evaluation value is generated and the evaluation value of the candidate is higher than the previous evaluation value, the candidate is adopted as the route that will be the current evaluation value. If the evaluation value does not exceed the previous evaluation value, whether or not the candidate is adopted as the route that becomes the current evaluation value is determined by repeating a process determined by a predetermined probability, and the route that becomes the evaluation value is predetermined. If it is not changed continuously for the number of times, it is assumed that there is no room for further improvement of the evaluation value, and the iteration is terminated.
The link resource calculation means executes an algorithm for solving a linear programming problem that optimizes a predetermined objective function indicating a resource to be allocated while satisfying a conditional expression generated based on the profile,
Assuming that the number of provider edge devices is N and F (x, y) is a variable as the amount of resources to be allocated to the virtual network by link i → j, the optimization of the predetermined objective function is the path between provider edge devices x → y. , The total of F (x, y) is maximized for (x, y) passing through the link i → j, and the conditional expressions are the following (1) to (3). Resource calculation device.
(1) 0 ≦ F (x, y) ≦ (Upper limit traffic amount between provider edge device x and provider edge device y designated as a contract of the virtual network)
(2) For any provider edge device a, the sum of z of F (a, z) (0 ≦ z ≦ N) is less than or equal to the upper limit of the inflow traffic amount to the provider edge device a designated as the contract of the virtual network To become
(3) For any provider edge device a, the sum of F (z, a) with respect to z is less than or equal to the upper limit of outflow traffic from the provider edge device a designated as the contract of the virtual network.
プロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限、ならびに、各プロバイダエッジ装置に流入および流出するトラヒック量上限によって規定される契約の対象となる所定のネットワークにおいて、ネットワークに割り当てるリソースを計算するリソース算出装置によるリソース算出方法であって、
前記リソース算出装置は、
前記所定のネットワークのネットワークトポロジおよび前記契約を示すプロファイルを記憶する記憶手段と、
前記ネットワークトポロジから前記プロバイダエッジ装置間の経路を計算する経路計算手段と、
前記契約から定義される制約条件を満たすように、前記経路上のリンクに割り当てるリソースを計算するリンクリソース計算手段と、を含めて構成され、
前記経路計算手段は、前記リンクリソース計算手段が求めたリンクリソースについて、前記所定のネットワークの全リンクでの合計値が少ないほど高評価とする経路の評価値について、前回の評価値となる経路から、今回の評価値となる経路の候補を生成し、その候補の評価値が前回の評価値を上回る時に、その候補を今回の評価値となる経路として採用する処理を繰り返し、前回の評価値と今回の評価値とを比較して評価値が上昇しなくなると繰り返しを終了し、
前記リンクリソース計算手段は、前記ネットワークトポロジから後記の(a)(b)(c)の作成手順によって作成される所定のグラフにおいて、後記の(d)の最大フロー問題を解くことによって得られる解をリソースとして算出することを特徴とするリソース算出方法。
(a)Nをプロバイダエッジ装置数とすると、始点ノード→入側のプロバイダエッジ装置群→出側のプロバイダエッジ装置群→終点ノード、の順に接続するノード数2N+2のグラフを構成する
(b)始点ノード→入側のプロバイダエッジ装置群の間の帯域を、前記契約として指定された流入トラヒック量上限とし、出側のプロバイダエッジ装置群→終点ノードの間の帯域を、前記契約として指定された流出トラヒック量上限とする
(c)入側のプロバイダエッジ装置群→出側のプロバイダエッジ装置群の帯域を、前記契約として指定されたプロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限とする
(d)始点ノード→終点ノードの最大フロー問題
Resource calculation by a resource calculation device that calculates resources allocated to a network in a predetermined network subject to a contract defined by the upper limit of traffic volume between provider edge devices and the upper limit of traffic amount flowing into and out of each provider edge device A method,
The resource calculation device includes:
Storage means for storing a network topology of the predetermined network and a profile indicating the contract;
A route calculation means for calculating a route between the provider edge devices from the network topology;
Link resource calculation means for calculating resources to be allocated to links on the route so as to satisfy the constraint defined by the contract ,
For the link resource obtained by the link resource calculation unit, the route calculation unit determines the evaluation value of a route that is highly evaluated as the total value of all links of the predetermined network is small. When the candidate for the route that becomes the current evaluation value is generated and the evaluation value of the candidate exceeds the previous evaluation value, the process of adopting the candidate as the route that becomes the current evaluation value is repeated, When the evaluation value does not increase by comparing with the evaluation value this time,
The link resource calculation means obtains a solution obtained by solving a maximum flow problem (d) described later in a predetermined graph created from the network topology according to a procedure (a) (b) (c) described later. A resource calculation method characterized by calculating as a resource.
(A) When N is the number of provider edge devices, a graph of 2N + 2 nodes connected in the order of start point node → incoming provider edge device group → outgoing provider edge device group → end point node is constructed.
(B) The bandwidth between the starting node → the incoming provider edge device group is set as the upper limit of the inflow traffic specified as the contract, and the bandwidth between the outgoing provider edge device group → the end node is set as the contract. Specified spill traffic upper limit
(C) The bandwidth of the provider edge device group on the input side → the band of the provider edge device group on the output side is set as the traffic volume upper limit between the provider edge devices designated as the contract.
(D) Maximum flow problem from start node to end node
プロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限、ならびに、各プロバイダエッジ装置に流入および流出するトラヒック量上限によって規定される契約の対象となる所定のネットワークにおいて、ネットワークに割り当てるリソースを計算するリソース算出装置によるリソース算出方法であって、
前記リソース算出装置は、
前記所定のネットワークのネットワークトポロジおよび前記契約を示すプロファイルを記憶する記憶手段と、
前記ネットワークトポロジから前記プロバイダエッジ装置間の経路を計算する経路計算手段と、
前記契約から定義される制約条件を満たすように、前記経路上のリンクに割り当てるリソースを計算するリンクリソース計算手段と、を含めて構成され、
前記経路計算手段は、前記リンクリソース計算手段が求めたリンクリソースについて、前記所定のネットワークの全リンクでの合計値が少ないほど高評価とする経路の評価値について、前回の評価値となる経路から、今回の評価値となる経路の候補を生成し、その候補の評価値が前回の評価値を上回る時に、その候補を今回の評価値となる経路として採用する処理を繰り返し、前回の評価値と今回の評価値とを比較して評価値が上昇しなくなると繰り返しを終了し、
前記リンクリソース計算手段は、前記プロファイルを元に生成される条件式を満たしつつ、割り当てるリソースを示す所定の目的関数を最適化するような線形計画問題を解くアルゴリズムを実行し、
リンクi→jで仮想網に割り当てるべきリソース量として、プロバイダエッジ装置数をN、F(x、y)を変数とすると、前記所定の目的関数の最適化は、プロバイダエッジ装置x→y間経路がリンクi→jを通っている(x、y)について、F(x、y)の合計を最大化することとし、前記条件式は、後記(1)〜(3)とすることを特徴とするリソース算出方法。
(1)0≦F(x、y)≦(該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置x→プロバイダエッジ装置y間のトラヒック量上限)
(2)任意のプロバイダエッジ装置aについて、F(a、z)(0≦z≦N)のzに関する和が、該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置aへの流入トラヒック量上限以下になること
(3)任意のプロバイダエッジ装置aについて、F(z、a)のzに関する和が、該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置aからの流出トラヒック量上限以下になること
Resource calculation by a resource calculation device that calculates resources allocated to a network in a predetermined network subject to a contract defined by the upper limit of traffic volume between provider edge devices and the upper limit of traffic amount flowing into and out of each provider edge device A method,
The resource calculation device includes:
Storage means for storing a network topology of the predetermined network and a profile indicating the contract;
A route calculation means for calculating a route between the provider edge devices from the network topology;
Link resource calculation means for calculating resources to be allocated to links on the route so as to satisfy the constraint defined by the contract ,
For the link resource obtained by the link resource calculation unit, the route calculation unit determines the evaluation value of a route that is highly evaluated as the total value of all links of the predetermined network is small. When the candidate for the route that becomes the current evaluation value is generated and the evaluation value of the candidate exceeds the previous evaluation value, the process of adopting the candidate as the route that becomes the current evaluation value is repeated, When the evaluation value does not increase compared with the evaluation value this time, the repetition is terminated.
The link resource calculation means executes an algorithm for solving a linear programming problem that optimizes a predetermined objective function indicating a resource to be allocated while satisfying a conditional expression generated based on the profile,
Assuming that the number of provider edge devices is N and F (x, y) is a variable as the amount of resources to be allocated to the virtual network by link i → j, the optimization of the predetermined objective function is the path between provider edge devices x → y. , The total of F (x, y) is maximized for (x, y) passing through the link i → j, and the conditional expressions are the following (1) to (3). Resource calculation method.
(1) 0 ≦ F (x, y) ≦ (Upper limit traffic amount between provider edge device x and provider edge device y designated as a contract of the virtual network)
(2) For any provider edge device a, the sum of z of F (a, z) (0 ≦ z ≦ N) is less than or equal to the upper limit of the inflow traffic amount to the provider edge device a designated as the contract of the virtual network To become
(3) For any provider edge device a, the sum of F (z, a) with respect to z is less than or equal to the upper limit of outflow traffic from the provider edge device a designated as the contract of the virtual network.
プロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限、ならびに、各プロバイダエッジ装置に流入および流出するトラヒック量上限によって規定される契約の対象となる所定のネットワークにおいて、ネットワークに割り当てるリソースを計算するリソース算出装置によるリソース算出方法であって、
前記リソース算出装置は、
前記所定のネットワークのネットワークトポロジおよび前記契約を示すプロファイルを記憶する記憶手段と、
前記ネットワークトポロジから前記プロバイダエッジ装置間の経路を計算する経路計算手段と、
前記契約から定義される制約条件を満たすように、前記経路上のリンクに割り当てるリソースを計算するリンクリソース計算手段と、を含めて構成され、
前記経路計算手段は、前記リンクリソース計算手段が求めたリンクリソースについて、前記所定のネットワークの全リンクでの合計値が少ないほど高評価とする経路の評価値について、前回の評価値となる経路から、今回の評価値となる経路の候補を生成し、その候補の評価値が、前回の評価値より上回るのであれば、その候補を今回の評価値となる経路として採用し、一方、その候補の評価値が、前回の評価値より上回らないのであれば、その候補を今回の評価値となる経路として採用するかどうかは、所定の確率によって決定される処理を繰り返し、評価値となる経路が所定の回数だけ連続して変更されない場合には、これ以上評価値を改良する余地がないとして、繰り返しを終了し、
前記リンクリソース計算手段は、前記ネットワークトポロジから後記の(a)(b)(c)の作成手順によって作成される所定のグラフにおいて、後記の(d)の最大フロー問題を解くことによって得られる解をリソースとして算出することを特徴とするリソース算出方法。
(a)Nをプロバイダエッジ装置数とすると、始点ノード→入側のプロバイダエッジ装置群→出側のプロバイダエッジ装置群→終点ノード、の順に接続するノード数2N+2のグラフを構成する
(b)始点ノード→入側のプロバイダエッジ装置群の間の帯域を、前記契約として指定された流入トラヒック量上限とし、出側のプロバイダエッジ装置群→終点ノードの間の帯域を、前記契約として指定された流出トラヒック量上限とする
(c)入側のプロバイダエッジ装置群→出側のプロバイダエッジ装置群の帯域を、前記契約として指定されたプロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限とする
(d)始点ノード→終点ノードの最大フロー問題
Resource calculation by a resource calculation device that calculates resources allocated to a network in a predetermined network subject to a contract defined by the upper limit of traffic volume between provider edge devices and the upper limit of traffic amount flowing into and out of each provider edge device A method,
The resource calculation device includes:
Storage means for storing a network topology of the predetermined network and a profile indicating the contract;
A route calculation means for calculating a route between the provider edge devices from the network topology;
Link resource calculation means for calculating resources to be allocated to links on the route so as to satisfy the constraint defined by the contract ,
For the link resource obtained by the link resource calculation unit, the route calculation unit determines the evaluation value of a route that is highly evaluated as the total value of all links of the predetermined network is small. If a candidate for the route that will be the current evaluation value is generated and the evaluation value of the candidate is higher than the previous evaluation value, the candidate is adopted as the route that will be the current evaluation value. If the evaluation value does not exceed the previous evaluation value, whether or not the candidate is adopted as the route that becomes the current evaluation value is determined by repeating a process determined by a predetermined probability, and the route that becomes the evaluation value is predetermined. If it is not changed continuously for the number of times, it is assumed that there is no room for further improvement of the evaluation value, and the iteration is terminated.
The link resource calculation means obtains a solution obtained by solving a maximum flow problem (d) described later in a predetermined graph created from the network topology according to a procedure (a) (b) (c) described later. A resource calculation method characterized by calculating as a resource.
(A) When N is the number of provider edge devices, a graph of 2N + 2 nodes connected in the order of start point node → incoming provider edge device group → outgoing provider edge device group → end point node is constructed.
(B) The bandwidth between the starting node → the incoming provider edge device group is set as the upper limit of the inflow traffic specified as the contract, and the bandwidth between the outgoing provider edge device group → the end node is set as the contract. Specified spill traffic upper limit
(C) The bandwidth of the provider edge device group on the input side → the band of the provider edge device group on the output side is set as the traffic volume upper limit between the provider edge devices designated as the contract.
(D) Maximum flow problem from start node to end node
プロバイダエッジ装置間のトラヒック量上限、ならびに、各プロバイダエッジ装置に流入および流出するトラヒック量上限によって規定される契約の対象となる所定のネットワークにおいて、ネットワークに割り当てるリソースを計算するリソース算出装置によるリソース算出方法であって、
前記リソース算出装置は、
前記所定のネットワークのネットワークトポロジおよび前記契約を示すプロファイルを記憶する記憶手段と、
前記ネットワークトポロジから前記プロバイダエッジ装置間の経路を計算する経路計算手段と、
前記契約から定義される制約条件を満たすように、前記経路上のリンクに割り当てるリソースを計算するリンクリソース計算手段と、を含めて構成され、
前記経路計算手段は、前記リンクリソース計算手段が求めたリンクリソースについて、前記所定のネットワークの全リンクでの合計値が少ないほど高評価とする経路の評価値について、前回の評価値となる経路から、今回の評価値となる経路の候補を生成し、その候補の評価値が、前回の評価値より上回るのであれば、その候補を今回の評価値となる経路として採用し、一方、その候補の評価値が、前回の評価値より上回らないのであれば、その候補を今回の評価値となる経路として採用するかどうかは、所定の確率によって決定される処理を繰り返し、評価値となる経路が所定の回数だけ連続して変更されない場合には、これ以上評価値を改良する余地がないとして、繰り返しを終了し、
前記リンクリソース計算手段は、前記プロファイルを元に生成される条件式を満たしつつ、割り当てるリソースを示す所定の目的関数を最適化するような線形計画問題を解くアルゴリズムを実行し、
リンクi→jで仮想網に割り当てるべきリソース量として、プロバイダエッジ装置数をN、F(x、y)を変数とすると、前記所定の目的関数の最適化は、プロバイダエッジ装置x→y間経路がリンクi→jを通っている(x、y)について、F(x、y)の合計を最大化することとし、前記条件式は、後記(1)〜(3)とすることを特徴とするリソース算出方法。
(1)0≦F(x、y)≦(該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置x→プロバイダエッジ装置y間のトラヒック量上限)
(2)任意のプロバイダエッジ装置aについて、F(a、z)(0≦z≦N)のzに関する和が、該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置aへの流入トラヒック量上限以下になること
(3)任意のプロバイダエッジ装置aについて、F(z、a)のzに関する和が、該仮想網の契約として指定されたプロバイダエッジ装置aからの流出トラヒック量上限以下になること
Resource calculation by a resource calculation device that calculates resources allocated to a network in a predetermined network subject to a contract defined by the upper limit of traffic volume between provider edge devices and the upper limit of traffic amount flowing into and out of each provider edge device A method,
The resource calculation device includes:
Storage means for storing a network topology of the predetermined network and a profile indicating the contract;
A route calculation means for calculating a route between the provider edge devices from the network topology;
Link resource calculation means for calculating resources to be allocated to links on the route so as to satisfy the constraint defined by the contract ,
For the link resource obtained by the link resource calculation unit, the route calculation unit determines the evaluation value of a route that is highly evaluated as the total value of all links of the predetermined network is small. If a candidate for the route that will be the current evaluation value is generated and the evaluation value of the candidate is higher than the previous evaluation value, the candidate is adopted as the route that will be the current evaluation value. If the evaluation value does not exceed the previous evaluation value, whether or not the candidate is adopted as the route that becomes the current evaluation value is determined by repeating a process determined by a predetermined probability, and the route that becomes the evaluation value is predetermined. If it is not changed continuously for the number of times, it is assumed that there is no room for further improvement of the evaluation value, and the iteration is terminated.
The link resource calculation means executes an algorithm for solving a linear programming problem that optimizes a predetermined objective function indicating a resource to be allocated while satisfying a conditional expression generated based on the profile,
Assuming that the number of provider edge devices is N and F (x, y) is a variable as the amount of resources to be allocated to the virtual network by link i → j, the optimization of the predetermined objective function is the path between provider edge devices x → y. , The total of F (x, y) is maximized for (x, y) passing through the link i → j, and the conditional expressions are the following (1) to (3). Resource calculation method.
(1) 0 ≦ F (x, y) ≦ (Upper limit traffic amount between provider edge device x and provider edge device y designated as a contract of the virtual network)
(2) For any provider edge device a, the sum of z of F (a, z) (0 ≦ z ≦ N) is less than or equal to the upper limit of the inflow traffic amount to the provider edge device a designated as the contract of the virtual network To become
(3) For any provider edge device a, the sum of F (z, a) with respect to z is less than or equal to the upper limit of outflow traffic from the provider edge device a designated as the contract of the virtual network.
JP2004235545A 2004-08-12 2004-08-12 Resource calculation apparatus and resource calculation method Expired - Fee Related JP4200522B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004235545A JP4200522B2 (en) 2004-08-12 2004-08-12 Resource calculation apparatus and resource calculation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004235545A JP4200522B2 (en) 2004-08-12 2004-08-12 Resource calculation apparatus and resource calculation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006054722A JP2006054722A (en) 2006-02-23
JP4200522B2 true JP4200522B2 (en) 2008-12-24

Family

ID=36031896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004235545A Expired - Fee Related JP4200522B2 (en) 2004-08-12 2004-08-12 Resource calculation apparatus and resource calculation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4200522B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5219214B2 (en) * 2009-01-23 2013-06-26 国立大学法人電気通信大学 Route calculation apparatus and method, and program
JP2013046371A (en) * 2011-08-26 2013-03-04 Ntt Docomo Inc Traffic information extractor, traffic information extraction system and traffic information extraction method
JP6129038B2 (en) * 2013-09-27 2017-05-17 Kddi株式会社 Control device and program for communication device accommodating subscriber device
JP6178723B2 (en) * 2013-12-26 2017-08-09 Kddi株式会社 Traffic flow allocation method and apparatus
JP6178740B2 (en) * 2014-03-13 2017-08-09 Kddi株式会社 Traffic flow allocation method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006054722A (en) 2006-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4828865B2 (en) Efficient and robust routing independent of traffic pattern variability
US7796607B2 (en) Scalable multiprotocol label switching based virtual private networks and methods to implement the same
US6584071B1 (en) Routing with service level guarantees between ingress-egress points in a packet network
CN103379042B (en) The equal cost multipath of weights
Awduche et al. Internet traffic engineering using multi-protocol label switching (MPLS)
KR20060022680A (en) Method and system for global routing and bandwidth sharing
US9049145B2 (en) Method and apparatus for calculating MPLS traffic engineering paths
Shirmarz et al. An adaptive greedy flow routing algorithm for performance improvement in software‐defined network
Altın et al. OSPF routing with optimal oblivious performance ratio under polyhedral demand uncertainty
CN101841487A (en) Configuration method for aggregating link service flow and packet switching device
Yang et al. Traffic uncertainty models in network planning
US20150295654A1 (en) System architecture for global optimization of flexible grid optical network and global optimization method therefor
WO2017136186A1 (en) Mutually compatible path search
El-Alfy et al. A Pareto-based hybrid multiobjective evolutionary approach for constrained multipath traffic engineering optimization in MPLS/GMPLS networks
Kashyap et al. Routing and traffic engineering in hybrid RF/FSO networks
JP4200522B2 (en) Resource calculation apparatus and resource calculation method
Shirmarz et al. A novel flow routing algorithm based on non-dominated ranking and crowd distance sorting to improve the performance in SDN
US20050174934A1 (en) Traffic-independent allocation of working and restoration capacity in networks
JP2004336209A (en) Traffic distribution control apparatus, and traffic distribution control method
Kumar et al. Routing path determination using QoS metrics and priority based evolutionary optimization
Geng et al. Algebra and algorithms for efficient and correct multipath QoS routing in link state networks
US7061869B2 (en) Apparatus and method for graceful reassignment of out-of-kilter communications paths
Ruiz-Rivera et al. On the performance of online and offline green path establishment techniques
US11489758B1 (en) Path computation for unordered inclusion and regional revisit constraints
Toguyéni et al. Quality of service of Internet service provider networks: State of the art and new trends

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060719

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080605

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080624

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080820

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080924

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20080926

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4200522

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131017

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees