JP4702848B2 - Bandwidth restriction setting method and path setting method in link bandwidth restriction control - Google Patents

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Description

本発明は、パスが経由するリンクに、そのパスの品質クラスに応じた帯域制約を設けることで、各パスに品質クラスに応じた品質差を設定するリンク帯域制約制御における帯域制約設定方法およびパス設定方法に関する。   The present invention provides a bandwidth constraint setting method and a path in link bandwidth constraint control in which a bandwidth difference corresponding to a quality class of a path is provided in a link through which the path passes, thereby setting a quality difference corresponding to the quality class for each path. It relates to the setting method.

異なる品質クラスのパス設定を行うネットワークにおいて、各リンク上で、それぞれの品質クラスに属するパスが利用できる帯域に制約を設けることにより、設定されるパスの品質に差を持たせる技術が知られている。   In a network that sets paths for different quality classes, a technology is known that gives a difference in the quality of the set paths by limiting the bandwidth that can be used by paths belonging to each quality class on each link. Yes.

非特許文献1には、各リンクに加わるパスの品質クラス別平均パス呼量に基づいて、各リンクにおける帯域制約を経験的に求める技術が開示されている。各リンク上での帯域制約の与え方として、以下の3種類のモデルが提案されている。
(1) RDM (Russian Doll BC-Model)
Non-Patent Document 1 discloses a technique for empirically obtaining bandwidth constraints in each link based on the average path call volume for each quality class of the path added to each link. The following three types of models have been proposed as methods of giving bandwidth restrictions on each link.
(1) RDM (Russian Doll BC-Model)

図4は、RDMの概念を模式的に表現した図であり、ここでは簡単のために3つの品質クラスを想定して説明する。帯域がBWであるリンクにおいて、高品質クラス0へ割り当てられている帯域がCT0、中品質クラス1へ割り当てられている帯域がCT1、低品質クラス2へ割り当てられている帯域がCT2であると仮定する。RDMでは、各品質クラスへ割り当てられる帯域CTに対して次の様な帯域制約BCが設けられる。   FIG. 4 is a diagram schematically representing the concept of RDM. Here, for the sake of simplicity, description will be made assuming three quality classes. Assuming that the bandwidth assigned to high quality class 0 is CT0, the bandwidth assigned to medium quality class 1 is CT1, and the bandwidth assigned to low quality class 2 is CT2 in the link whose bandwidth is BW To do. In RDM, the following band restriction BC is provided for the band CT allocated to each quality class.

CT0 + CT1 + CT2 ≦BC0
CT1 + CT2 ≦BC1
CT2 ≦BC2
BC0 ≧BC1≧BC2
CT0 + CT1 + CT2 ≦ BC0
CT1 + CT2 ≦ BC1
CT2 ≦ BC2
BC0 ≧ BC1 ≧ BC2

パスを新規に設定することにより、上記の帯域制約が満足されなくなる場合は、そのリンク上においてパス設定要求は損失となる。
(2) MAM (Maximum Allocation BC-Model)
If the above bandwidth restriction is not satisfied by setting a new path, the path setting request is lost on the link.
(2) MAM (Maximum Allocation BC-Model)

図5は、MAMの概念を模式的に表現した図であり、ここでは簡単のため、3つの品質クラスを想定して説明する。帯域がBWであるリンクにおいて、高品質クラス0へ割り当てられている帯域がCT0、中品質クラス1へ割り当てられている帯域がCT1、低品質クラス2へ割り当てられている帯域がCT2であると仮定する。MAMでは、各品質クラスへ割り当てられる帯域CTに対して次の様な帯域制約BCが設けられる。   FIG. 5 is a diagram schematically representing the concept of MAM. Here, for the sake of simplicity, description will be made assuming three quality classes. Assuming that the bandwidth assigned to high quality class 0 is CT0, the bandwidth assigned to medium quality class 1 is CT1, and the bandwidth assigned to low quality class 2 is CT2 in the link whose bandwidth is BW To do. In the MAM, the following band constraint BC is provided for the band CT allocated to each quality class.

CT0 ≦BC0
CT1 ≦BC1
CT2 ≦BC2
CT0 ≦ BC0
CT1 ≦ BC1
CT2 ≦ BC2

パスを新規に設定することにより、上記の帯域制約が満足されなくなる場合は、そのリンク上においてパス設定要求は損失となる。
(3) MAR (Max Allocation with Reservation BC-Model)
If the above bandwidth restriction is not satisfied by setting a new path, the path setting request is lost on the link.
(3) MAR (Max Allocation with Reservation BC-Model)

MARの概念を、ここでは簡単のため、3つの品質クラスを想定して説明する。帯域がBWであるリンクにおいて、仮にパス設定を行った後の高品質クラス0への割り当て帯域がCT0、中品質クラス1への割り当て帯域がCT1、低品質クラス2への割り当て帯域がCT2であるとする。RBWは保留(空き)帯域を示している。MARにおいては、品質クラスi (i =0,1,2) のパス設定を行う時、各品質クラスへ割り当てられる帯域CTに対して次の様な帯域制約が設けられる。   For the sake of simplicity, the MAR concept will be described here assuming three quality classes. In the link where the bandwidth is BW, the assigned bandwidth to the high quality class 0 after setting the path is CT0, the assigned bandwidth to the medium quality class 1 is CT1, and the assigned bandwidth to the low quality class 2 is CT2. And RBW indicates a reserved (free) bandwidth. In the MAR, when the path setting of the quality class i (i = 0, 1, 2) is performed, the following band restrictions are provided for the band CT allocated to each quality class.

CT0 + CT1 + CT2 ≦BW CT i <BC i の時
CT0 + CT1 + CT2 ≦BW - RBW CT i ≧BC i の時
CT0 + CT1 + CT2 ≤ BW CT i <BC i
CT0 + CT1 + CT2 ≤ BW-RBW CT i ≥ BC i

品質クラスi のパスを新規に設定することにより、上記の帯域制約が満足されなくなる場合は、そのリンク上においてパス設定要求は損失となる。   If the above bandwidth restriction is not satisfied by setting a new path of quality class i, the path setting request is lost on the link.

上記した従来のリンク帯域制約制御方式においては、各リンクに加わる品質クラス別平均パス呼量に基づき、各リンクの帯域制約BCが経験的に求められる。以下、品質クラスが3つの場合を例にして、従来技術による帯域制約BCの決め方を説明する。
(1) RDMの場合
In the conventional link bandwidth constraint control system described above, the bandwidth constraint BC of each link is empirically obtained based on the average path call volume for each quality class applied to each link. Hereinafter, how to determine the bandwidth restriction BC according to the prior art will be described by taking the case of three quality classes as an example.
(1) For RDM

各リンクに加わる品質クラスi (i =0,1,2)の平均パス呼量をAiとすれば、   If the average path call volume of quality class i (i = 0, 1, 2) added to each link is Ai,

BC0 = BW
BC1 = Minimum (Factor1×BW×(A1 + A2) / (A0 + A1 + A2), BW)
BC2 = Minimum (Factor2×BW×A2 / (A0 + A1 + A2) , BW)
BC0 = BW
BC1 = Minimum (Factor1 × BW × (A1 + A2) / (A0 + A1 + A2), BW)
BC2 = Minimum (Factor2 × BW × A2 / (A0 + A1 + A2), BW)

ここで、Factor i (i =1,2)は経験的に決められ、例えば、Factor1 =1.0,Factor2 =1.0に設定される。
(2) MAMの場合
Here, Factor i (i = 1, 2) is determined empirically, for example, Factor 1 = 1.0 and Factor 2 = 1.0.
(2) For MAM

各リンクに加わる品質クラスi (i =0,1,2)の平均パス呼量をAiとすれば、   If the average path call volume of quality class i (i = 0, 1, 2) added to each link is Ai,

BC0 = Minimum (Factor0×BW×A0 / (A0 + A1 + A2), BW)
BC1 = Minimum (Factor1×BW×A1 / (A0 + A1 + A2), BW)
BC2 = Minimum (Factor2×BW×A2 / (A0 + A1 + A2), BW)
BC0 = Minimum (Factor0 × BW × A0 / (A0 + A1 + A2), BW)
BC1 = Minimum (Factor1 × BW × A1 / (A0 + A1 + A2), BW)
BC2 = Minimum (Factor2 × BW × A2 / (A0 + A1 + A2), BW)

ここでも、Factor i は経験的に決められ、例えば、Factor0 =3.0、Factor1 =2.0、Factor2 =1.0に設定される。
(3) MARの場合
Again, Factor i is determined empirically, and for example, Factor 0 = 3.0, Factor 1 = 2.0, and Factor 2 = 1.0 are set.
(3) For MAR

各リンクに加わる品質クラスi (i =0,1,2)の平均パス呼量をAiとすれば、   If the average path call volume of quality class i (i = 0, 1, 2) added to each link is Ai,

BC0 = Minimum (Factor0×BW×A0 / (A0 + A1 + A2), BW - RBW)
BC1 = Minimum (Factor1×BW×A1 / (A0 + A1 + A2), BW - RBW)
BC2 = Minimum (Factor2×BW×A2 / (A0 + A1 + A2), BW - RBW)
RBW = Maximum ( 1.0 , BW × Alpha )
BC0 = Minimum (Factor0 × BW × A0 / (A0 + A1 + A2), BW-RBW)
BC1 = Minimum (Factor1 × BW × A1 / (A0 + A1 + A2), BW-RBW)
BC2 = Minimum (Factor2 × BW × A2 / (A0 + A1 + A2), BW-RBW)
RBW = Maximum (1.0, BW × Alpha)

ここでも、Factor i およびAlphaは経験的に決められ、例えば、Factor0 =2.0、Factor1 =1.5、Factor2 =1.0、Alpha =0.01に設定される。
J. Ash, "Max Allocation with Reservation Bandwidth Constraints Model for Diffserv-aware MPLS Traffic Engineering & Performance Comparisons," IETF RFC4126, June 2005.
Here, Factor i and Alpha are determined empirically, and for example, Factor 0 = 2.0, Factor 1 = 1.5, Factor 2 = 1.0, and Alpha = 0.01 are set.
J. Ash, "Max Allocation with Reservation Bandwidth Constraints Model for Diffserv-aware MPLS Traffic Engineering & Performance Comparisons," IETF RFC4126, June 2005.

上記した従来技術では、帯域制約BCがパスの特徴とは無関係に経験的に求められていたので、帯域制約BCを適正値に設定することができなかった。   In the above-described prior art, the bandwidth constraint BC has been determined empirically regardless of the path characteristics, and thus the bandwidth constraint BC cannot be set to an appropriate value.

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、パスの品質クラスに応じた帯域制約BCを、各品質クラスのパスの特徴に基づいて適応的に適正に設定および更新できるリンク帯域制約制御における帯域制約設定方法およびパス設定方法を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and link bandwidth constraint that can appropriately and appropriately set and update the bandwidth constraint BC according to the quality class of the path based on the characteristics of the path of each quality class. It is an object to provide a bandwidth restriction setting method and a path setting method in control.

上記した目的を達成するために、本発明は、ネットワークのリンクに、パスの品質クラスに応じた帯域制約を設けることで、各パスに品質差を設定するリンク帯域制約制御方法において、以下の手順を含むことを特徴とする。
(1)品質クラスごとに各パスの使用帯域を測定する手順と、パス使用帯域に基づいて、リンクにパスを設定することにより得られる収益を品質クラスごとに求める手順と、パス使用帯域に基づいて、リンクにパスを設定することにより損なわれる収益損失を品質クラスごとに求める手順と、収益と収益損失とが所定の関係を示すパス設定要求に対しては、そのパス設定により帯域制約の条件が満足されなくなるように、各品質クラスに割り当てる帯域制約を設定する手順とを含むことを特徴とする。
(2)パス使用帯域の測定から帯域制約の設定までの各手順を定期的に繰り返して、 各品質クラスに割り当てる帯域制約を更新する手順を含むことを特徴とする。
(3)リンクにパスを設定することにより得られる収益よりも収益損失が大きくなると、そのパス設定により帯域制約の条件が満足されなくなるように各品質クラスに割り当てる帯域制約を設定することを特徴とする。
(4)送信元ノードおよび宛先ノード、ならびに品質クラスを少なくとも含むパス設定要求を検知する手順と、送信元ノードから宛先ノードに至る経路のうち、品質クラスに応じた帯域制約の条件が満足される最小コストの経路にパスを設定する手順とを含むことを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides the following procedure in a link bandwidth constraint control method for setting a quality difference for each path by providing a bandwidth constraint in accordance with a path quality class for a link of a network. It is characterized by including.
(1) Based on the procedure for measuring the bandwidth used for each path for each quality class, the procedure for obtaining the revenue obtained by setting a path on a link based on the path bandwidth used for each quality class, and the bandwidth used for the path For a path setup request that shows a predetermined relationship between revenue and revenue loss, the procedure for obtaining revenue loss for each quality class, which is damaged by setting a path on the link, And a procedure for setting a bandwidth constraint to be assigned to each quality class so as not to be satisfied.
(2) It is characterized in that it includes a procedure for updating the bandwidth constraint to be assigned to each quality class by periodically repeating each procedure from the measurement of the used bandwidth to the setting of the bandwidth constraint.
(3) It is characterized by setting bandwidth restrictions to be assigned to each quality class so that the bandwidth restriction condition is not satisfied by the path setting when the revenue loss becomes larger than the revenue obtained by setting the path on the link. To do.
(4) Out of the procedure for detecting the path setting request including at least the transmission source node and the destination node and the quality class, and the condition of the bandwidth restriction corresponding to the quality class is satisfied among the routes from the transmission source node to the destination node. And a procedure for setting a path to a route with the lowest cost.

本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)リンクにパスを設定することにより得られる収益よりも、リンクにパスを設定することにより損なわれる収益損失の方が大きくなるパス設定要求では、帯域制約の条件が満足されなくなるので、パスの設定要求損失に起因する長期的な収益損失が最小化されるリンク帯域制約を求められるようになる。
(2)パス使用帯域の測定結果に基づいて帯域制約が定期的に更新されるようにしたので、帯域制約を常に最適値に維持できるようになる。
(3)送信元ノードから宛先ノードに至る経路のうち、品質クラスに応じた帯域制約の条件が各リンクで満足される最小コストの経路にパスを設定するようにしたので、ネットワーク全体で、パスの設定要求損失に起因する長期的な収益損失を低く抑えられる最適な経路にパスを設定できるようになる。
According to the present invention, the following effects are achieved.
(1) A path setting request in which the loss of revenue that is lost by setting a path on a link is greater than the revenue obtained by setting a path on the link. The link bandwidth constraint that minimizes the long-term profit loss caused by the set request loss is required.
(2) Since the bandwidth constraint is regularly updated based on the measurement result of the path usage bandwidth, the bandwidth constraint can always be maintained at the optimum value.
(3) Of the routes from the source node to the destination node, the path is set to the route with the minimum cost that satisfies the bandwidth constraint condition according to the quality class for each link. It is possible to set a path to an optimum route that can suppress a long-term profit loss caused by a set request loss.

以下、図面を参照して本発明の最良の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明のリンク帯域制約制御が適用されるMPLS (Multi Protocol Label Switching)ネットワークの主要部の構成を示した図であり、複数のノードNと、各ノードNを管理するネットワーク管理部Mとを含んでいる。ノード間の各リンクLには、パスの品質クラスごとに帯域制約BC(BC0,BC1,BC2…)が設けられており、新たに設定されるパスには、その品質クラスに応じた帯域制約が課せられる。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of an MPLS (Multi Protocol Label Switching) network to which the link bandwidth restriction control of the present invention is applied, and a plurality of nodes N and a network management unit for managing each node N Includes M. Each link L between nodes has a bandwidth constraint BC (BC0, BC1, BC2 ...) for each path quality class, and a newly set path has a bandwidth constraint according to the quality class. Imposed.

図2は、本発明に係るリンク帯域制約制御における帯域制約設定方法の手順を示したフローチャートであり、前記ネットワーク管理部Mにおいて実行される。ここでは、品質クラスが3つである場合を例にして説明する。   FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the bandwidth constraint setting method in the link bandwidth constraint control according to the present invention, which is executed in the network management unit M. Here, a case where there are three quality classes will be described as an example.

本実施形態では、以下に詳述するように、予め決められた帯域制約の設定周期ごとに、各リンクにおけるパスの平均使用帯域が品質クラスごとに実測され、この実測値に基づいて、パス呼量(単位時間当たりのパス設定要求数×平均保留時間)の平均値が品質クラスごとに推定される。そして、この品質クラス別平均パス呼量推定値に基づいて、各リンクにパスを新たに設定することによって得られる収益よりも、パスを新たに設定することに起因する将来的な収益損失の方が大きい時にパス設定要求が損失となるように、各リンクの帯域制約が設定・更新されるようにした点に特徴がある。   In this embodiment, as will be described in detail below, the average used bandwidth of the path in each link is measured for each quality class at each predetermined bandwidth constraint setting period, and the path call is determined based on the measured value. An average value of the amount (number of path setting requests per unit time × average holding time) is estimated for each quality class. Based on the estimated average path call volume by quality class, the future revenue loss caused by setting a new path rather than the revenue obtained by setting a new path for each link. This is characterized in that the bandwidth restriction of each link is set / updated so that the path setting request is lost when the value is large.

ステップS1では、ネットワーク上の各リンクにおいて、各品質クラスi (i = 0, 1, 2) に属するパスの平均使用帯域bi (i = 0, 1, 2)が測定される。各品質クラスに属するパスの平均使用帯域は、予め決められたパス使用帯域の測定周期毎に各品質クラスに属するパスの使用帯域を測定し、これらの測定値を平均化することによって得られる。測定値の算出は、各ノードNが自ら行って計算結果をネットワーク管理部Mへ通知しても良いし、あるいはネットワーク管理部Mが各ノードNから各パスの使用帯域の計算結果を取得し、その平均値を計算して求めるようにしても良い。   In step S1, the average used bandwidth bi (i = 0, 1, 2) of the path belonging to each quality class i (i = 0, 1, 2) is measured at each link on the network. The average used bandwidth of the paths belonging to each quality class is obtained by measuring the used bandwidth of the paths belonging to each quality class at every predetermined measurement period of the path used bandwidth and averaging these measured values. The calculation of the measured value may be performed by each node N and notify the calculation result to the network management unit M, or the network management unit M obtains the calculation result of the used bandwidth of each path from each node N, You may make it obtain | require by calculating the average value.

ステップS2では、予め決められた帯域制約の制御周期であるか否かが判定され、制御周期であればステップS3へ進む。ステップS3では、各リンクに加わる品質クラス別平均パス呼量ai (i = 0, 1, 2) が推定される。この品質クラス別平均パス呼量aiは、パスの設定および解放過程のマルコフ性(未来の挙動が 現在の値だけで決定され、過去の挙動と無関係であるという性質)を仮定して、3つの帯域制約方式ごとに、以下の3つの連立方程式(1)−(3),(4)−(6),(7)−(9)の非線形解として推定される。
[RDMの場合]
In step S2, it is determined whether or not the control period is a predetermined bandwidth restriction. If the control period is the control period, the process proceeds to step S3. In step S3, an average path call amount ai (i = 0, 1, 2) for each quality class applied to each link is estimated. This average path call volume ai by quality class is calculated based on the Markov nature of the path setup and release process (the nature that the future behavior is determined only by the current value and is independent of the past behavior). For each band constraint method, it is estimated as a nonlinear solution of the following three simultaneous equations (1)-(3), (4)-(6), (7)-(9).
[For RDM]

Figure 0004702848
[MAMの場合]
Figure 0004702848
[For MAM]

Figure 0004702848
[MARの場合]
Figure 0004702848
[For MAR]

Figure 0004702848
Figure 0004702848

ステップS4では、各リンク状態に対応する将来的な収益損失が計算される。ここでは簡単のため、全ての品質クラスにおいてパスの帯域が1.0であり、全ての品質クラスにおいてパスの平均保留時間が等しいと仮定して説明する。また、パスの平均保留時間を単位時間と考える。   In step S4, future revenue loss corresponding to each link state is calculated. Here, for the sake of simplicity, description will be made on the assumption that the bandwidth of the path is 1.0 in all quality classes, and the average hold time of the paths is the same in all quality classes. Further, the average holding time of the path is considered as a unit time.

各品質クラスに属するパスの収容数ni (i =0,1,2) をリンク状態と考えた時、帯域制約が全く存在しないと仮定すれば、品質クラス0,1,2のそれぞれにパスがn0, n1, n2ずつ収容される確率、すなわちリンク状態確率S(n0, n1, n2) は次式(10),(11)で与えられる。   Assuming that the number of accommodated paths ni (i = 0, 1, 2) belonging to each quality class is a link state, assuming that there is no bandwidth limitation, there are paths in each of the quality classes 0, 1, 2 The probability of accommodating n0, n1, and n2, that is, the link state probability S (n0, n1, n2) is given by the following equations (10) and (11).

Figure 0004702848
Figure 0004702848

また、各リンク状態から出発した時の将来的な単位時間当たりの収益損失をV(n0, n1, n2) とすれば、マルコフ決定理論によって、各リンク状態について以下の式が成立する。   If the future profit loss per unit time when starting from each link state is V (n0, n1, n2), the following formula is established for each link state by Markov decision theory.

すなわち、パス設定要求の到着および設定パスの解放がマルコフ過程に従うと仮定し、十分短い時間Δtを考える。この時、全ての品質クラスのパスの平均保留時間が1.0であるため、全ての品質クラスの(1本当たりの)設定パスの単位時間当たりの終了率は1.0となり、品質クラス別平均パス呼量(推定値)が、単位時間当たりの品質クラス別パス設定要求到着率になる。   That is, it is assumed that the arrival of the path setting request and the release of the setting path follow a Markov process, and consider a sufficiently short time Δt. At this time, since the average hold time of all quality class paths is 1.0, the end rate per unit time of the set paths (per one) of all quality classes is 1.0, and each quality class The average path call volume (estimated value) is the quality class path setting request arrival rate per unit time.

ここで、状態(n0,n1,n2)から出発して、kΔt時間が経過するまでの収益損失をV(k)(n0,n1,n2)として、[n0+n1+n2<BW]の場合を考えると、状態(n0,n1,n2)は時間Δtの間に、   Here, starting from the state (n0, n1, n2), and assuming that the profit loss until kΔt time elapses is V (k) (n0, n1, n2), consider the case of [n0 + n1 + n2 <BW] State (n0, n1, n2) is during time Δt,

確率a0Δtで状態(n0+1,n1,n2)に遷移し、
確率a1Δtで状態(n0,n1+1,n2)に遷移し、
確率a2Δtで状態(n0,n1,n2+1)に遷移し、
確率n0Δtで状態(n0-1,n1,n2)に遷移し、
確率n1Δtで状態(n0,n1-1,n2)に遷移し、
確率n2Δtで状態(n0,n1,n2-1)に遷移し、
確率(1-a0Δt-a1Δt-a2Δt-n0Δt-n1Δt-n2Δt)で状態(n0,n1,n2)に留まる。
従って、収益損失V(k)(n0,n1,n2)は次式(12)で表現できる。
Transition to state (n0 + 1, n1, n2) with probability a0Δt,
Transition to state (n0, n1 + 1, n2) with probability a1Δt,
Transition to state (n0, n1, n2 + 1) with probability a2Δt,
Transition to state (n0-1, n1, n2) with probability n0Δt,
Transition to state (n0, n1-1, n2) with probability n1Δt,
Transition to state (n0, n1, n2-1) with probability n2Δt,
Stay in state (n0, n1, n2) with probability (1-a0Δt-a1Δt-a2Δt-n0Δt-n1Δt-n2Δt).
Therefore, the profit loss V (k) (n0, n1, n2) can be expressed by the following equation (12).

Figure 0004702848
Figure 0004702848

これを変形すると次式(13)が得られる。   When this is modified, the following equation (13) is obtained.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

ここで、V(k)(n0,n1,n2)は状態(n0,n1,n2)から出発してkΔt時間経過するまでの収益損失、V(k-1)(n0,n1,n2)は状態(n0,n1,n2)から出発して(k-1)Δt時間経過するまでの収益損失なので、kを十分大きくすれば両者の差は初期状態(n0,n1,n2)に依存せず、Δt時間当たりの平均収益損失となる。従って、kが十分大きければ次式(14)が成立する。但し、単位時間当たりの平均収益損失をRevLossとする。   Here, V (k) (n0, n1, n2) is the revenue loss from the state (n0, n1, n2) until kΔt time elapses, and V (k-1) (n0, n1, n2) is Since it is a profit loss from the state (n0, n1, n2) until (k-1) Δt time elapses, the difference between the two does not depend on the initial state (n0, n1, n2) if k is sufficiently large , Δt is the average revenue loss per hour. Therefore, if k is sufficiently large, the following equation (14) is established. However, RevLoss is the average revenue loss per unit time.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

上式(13)において、kを十分大きくして、左辺をRevLoss*Δtで置き換え、kは十分大きいのでV(k-1)(,,)をV(,,)で置き換え、さらに両辺をΔtで割れば、平均収益損失RevLossに関して次式(15)が得られる。   In the above equation (13), k is sufficiently large, the left side is replaced with RevLoss * Δt, and k is sufficiently large, so V (k-1) (,,) is replaced with V (,,), and both sides are Δt By dividing by the following equation (15), the average profit loss RevLoss is obtained.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

一方、[n0+n1+n2=BW]の場合を考えると、状態(n0,n1,n2)から時間Δtの間に、   On the other hand, considering the case of [n0 + n1 + n2 = BW], during the time Δt from the state (n0, n1, n2),

確率a0Δtで収益損失Rev0が発生して状態(n0,n1,n2)に留まり、
確率a1Δtで収益損失Rev1が発生して状態(n0,n1,n2)に留まり、
確率a2Δtで収益損失Rev2が発生して状態(n0,n1,n2)に留まり、
確率n0Δtで状態(n0-1,n1,n2)に遷移し、
確率n1Δtで状態(n0,n1-1,n2)に遷移し、
確率n2Δtで状態(n0,n1,n2-1)に遷移し、
確率(1-a0Δt-a1Δt-a2Δt-n0Δt-n1Δt-n2Δt)で状態(n0,n1,n2)に留まる。
Revenue loss Rev0 occurs with probability a0Δt and stays in the state (n0, n1, n2)
Revenue loss Rev1 occurs with probability a1Δt and stays in the state (n0, n1, n2)
Revenue loss Rev2 occurs with probability a2Δt and stays in the state (n0, n1, n2)
Transition to state (n0-1, n1, n2) with probability n0Δt,
Transition to state (n0, n1-1, n2) with probability n1Δt,
Transition to state (n0, n1, n2-1) with probability n2Δt,
Stay in state (n0, n1, n2) with probability (1-a0Δt-a1Δt-a2Δt-n0Δt-n1Δt-n2Δt).

従って次式(16)が成立する。但し、品質クラスi の設定パスから得られる収益をRevi とする。   Therefore, the following equation (16) is established. However, the revenue obtained from the quality class i setting pass is Revi.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

これを上記と同様に変形すれば次式(17)が得られる。   If this is modified in the same manner as described above, the following equation (17) is obtained.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

ここで、値がゼロになる項は無視し、例えば、V(0, 0, 0) =0と置いて上記の連立一次方程式を解くことにより、各リンク状態での収益損失V(n0, n1, n2) の値が求まる。   Here, ignoring the term whose value is zero, for example, by setting V (0, 0, 0) = 0 and solving the above simultaneous linear equations, the revenue loss V (n0, n1 in each link state , n2) is obtained.

図2のフローチャートへ戻り、ステップS5では、パスを設定することによって得られる収益よりも、パスを設定したことに起因する将来的な収益損失の方が大きい時にパス設定要求が損失となるように帯域制約BCが求められる。各帯域制約モデルにおける帯域制約の求め方は、以下の通りである。
[RDMの場合]
BC0=BWとする。
Returning to the flowchart of FIG. 2, in step S5, the path setting request is lost when the future profit loss caused by setting the path is larger than the profit obtained by setting the path. A bandwidth constraint BC is required. The method for obtaining the bandwidth constraint in each bandwidth constraint model is as follows.
[For RDM]
BC0 = BW.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

上式は、リンク帯域制約を超えてパスを設定したことによる将来的な収益損失の増加(左辺)が、そのパスを設定したことによって得られる収益(右辺)よりも大きいことを表している。また、左辺はリンク帯域制約を超えてパスを設定した場合と設定しなかった場合の将来的な収益損失の差(2つのV(,,)の差として表現)を、それぞれのケースが起きる確率S(,,)で重み付け平均した形で表現している。   The above formula represents that the future increase in profit loss (left side) due to setting a path exceeding the link bandwidth constraint is larger than the profit (right side) obtained by setting the path. In addition, the left side shows the future profit loss difference (expressed as the difference between two V (,,)) when the path is set beyond the link bandwidth constraint and the probability that each case will occur Expressed in weighted average form with S (,,).

ここで、この不等式を満足する最小のBC1' ( <BW ) の値をBC1とする。上記の不等式を満足するBC1' ( <BW ) が存在しない時は、BC1 = BWとする。   Here, the minimum value of BC1 ′ (<BW) that satisfies this inequality is defined as BC1. If BC1 ′ (<BW) satisfying the above inequality does not exist, BC1 = BW.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

上記の不等式(19)を満足する最小のBC2' ( ≦BC1 ) の値をBC2とする。上記の不等式を満足するBC2' (≦BC1 ) が存在しない時は、BC2 = BC1とする。
[MAMの場合]
The minimum value of BC2 ′ (≦ BC1) that satisfies the above inequality (19) is defined as BC2. When there is no BC2 ′ (≦ BC1) that satisfies the above inequality, BC2 = BC1.
[For MAM]

Figure 0004702848
Figure 0004702848

上記の不等式(20)を満足する最小のBC0' ( <BW ) の値をBC0とする。上記の不等式を満足するBC0' ( <BW ) が存在しない時は、BC0 = BWとする。   Let BC0 be the minimum value of BC0 ′ (<BW) that satisfies the above inequality (20). If BC0 ′ (<BW) that satisfies the above inequality does not exist, BC0 = BW.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

上記の不等式を満足する最小のBC1' ( <BW ) の値をBC1とする。上記の不等式(21)を満足するBC1' ( <BW ) が存在しない時は、BC1 = BWとする。   Let BC1 be the minimum value of BC1 ′ (<BW) that satisfies the above inequality. When there is no BC1 ′ (<BW) that satisfies the above inequality (21), BC1 = BW.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

上記の不等式(22)を満足する最小のBC2' ( <BW ) の値をBC2とする。上記の不等式を満足するBC2' ( <BW ) が存在しない時は、BC2 = BWとする。
[MARの場合]
Let BC2 be the minimum value of BC2 ′ (<BW) that satisfies the above inequality (22). If there is no BC2 ′ (<BW) that satisfies the above inequality, then BC2 = BW.
[For MAR]

Figure 0004702848
Figure 0004702848

上記の不等式(23)を満足する最小のBC0' ( ≦BW - RBW ) の値をBC0とする。上記の不等式を満足するBC0' ( ≦BW - RBW ) が存在しない時は、BC0 = BW - RBWとする。   The minimum BC0 ′ (≦ BW−RBW) satisfying the above inequality (23) is defined as BC0. When BC0 ′ (≦ BW−RBW) satisfying the above inequality does not exist, BC0 = BW−RBW.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

上記の不等式(24)を満足する最小のBC1' (≦BW - RBW ) の値をBC1とする。上記の不等式を満足するBC1' (≦BW - RBW ) が存在しない時は、BC1= BW - RBWとする。   Let BC1 be the minimum value of BC1 ′ (≦ BW−RBW) that satisfies the above inequality (24). When there is no BC1 ′ (≦ BW−RBW) that satisfies the above inequality, BC1 = BW−RBW.

Figure 0004702848
Figure 0004702848

上記の不等式(25)を満足する最小のBC2' ( ≦BW - RBW ) の値をBC2とする。上記の不等式を満足するBC2' ( ≦BW - RBW ) が存在しない時は、BC2 = BW - RBWとする。   The minimum BC2 ′ (≦ BW−RBW) satisfying the above inequality (25) is defined as BC2. When BC2 ′ (≦ BW−RBW) satisfying the above inequality does not exist, BC2 = BW−RBW.

次いで、図3のフローチャートを参照して、本発明の第2実施形態に係るパス設定方法について説明する。本実施形態では、パス設定を要求されたノード間に、各リンクにおいて帯域制約が満足される最小コスト経路を最適経路とみなしてパスを設定するようにしている。   Next, a path setting method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. In the present embodiment, a path is set between nodes that have been requested to set a path by regarding the minimum cost path that satisfies the bandwidth constraint in each link as an optimum path.

ステップS20において、送信元ノードおよび宛先ノードのペア、ならびに品質クラスを指定する情報を含むパス設定要求が検知されると、ステップS21では、ネットワーク内の各リンクに関して、設定しようとしているパスの品質クラスに応じて、次式(26),(27),(28)のいずれかに基づいてリンクコストが計算される。但し、パスを設定することにより帯域制約が満足されなくなるようなリンクのコストは、無条件に無限大と見なす。   When a path setting request including information specifying the source node and destination node pair and the quality class is detected in step S20, the quality class of the path to be set for each link in the network is detected in step S21. Accordingly, the link cost is calculated based on one of the following formulas (26), (27), and (28). However, the cost of a link that does not satisfy the bandwidth constraint by setting a path is unconditionally regarded as infinite.

(品質クラス0のパスを設定する時の状態が(n0, n1, n2)であるリンクのコスト) (The cost of a link whose status when setting a quality class 0 path is (n0, n1, n2))

Figure 0004702848
(品質クラス1のパスを設定する時の状態が(n0, n1, n2)であるリンクのコスト)
Figure 0004702848
(The cost of a link whose status when setting a quality class 1 path is (n0, n1, n2))

Figure 0004702848
(品質クラス2のパスを設定する時の状態が(n0, n1, n2)であるリンクのコスト)
Figure 0004702848
(The cost of a link whose status when setting a quality class 2 path is (n0, n1, n2))

Figure 0004702848
Figure 0004702848

ステップS22では、前記リンクコストに基づいて、最小コスト経路が最適経路として決定される。なお、コストが無限大でない経路が全く存在しない場合はパスの設定要求が損失となる。ステップS23では、決定された最適経路にパスが設定される。   In step S22, the minimum cost route is determined as the optimum route based on the link cost. Note that when there is no route whose cost is not infinite, a path setting request is lost. In step S23, a path is set to the determined optimum route.

本実施形態によれば、経路コストの観点から最適な経路にパスを設定できるようになるので、ネットワーク全体で、パスの設定要求損失に起因する長期的な収益損失を低く抑えられるようになる。   According to the present embodiment, since a path can be set to an optimum route from the viewpoint of route cost, a long-term profit loss caused by a path setting request loss can be suppressed to be low in the entire network.

発明のリンク帯域制約制御が適用されるMPLS ネットワークの構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the MPLS network to which the link bandwidth restriction control of invention is applied. 本発明に係るリンク帯域制約制御の手順を示したフローチャートである。5 is a flowchart showing a procedure of link bandwidth restriction control according to the present invention. 本発明の第2実施形態に係る経路探索方法の手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure of the route search method which concerns on 2nd Embodiment of this invention. RDMの帯域制約方式を模式的に表現した図である。FIG. 3 is a diagram schematically representing a bandwidth restriction method of RDM. MAMの帯域制約方式を模式的に表現した図である。It is the figure which expressed typically the bandwidth restriction method of MAM.

符号の説明Explanation of symbols

N…複数のノード
M…ネットワーク管理部
N ... multiple nodes
M ... Network Management Department

Claims (3)

パスの品質クラスに応じた帯域制約をネットワークの各リンクに設けることで各パスに品質差を設定するリンク帯域制約制御方法において、
各リンクにおいてパス使用帯域を品質クラスごとに測定する手順と、
前記パス使用帯域の測定結果に基づいて、前記品質クラスごとに平均パス呼量を算出する手順と、
前記平均パス呼量に基づいて、各リンクにパスを新たに設定することにより将来的に得られる収益を品質クラスごとに求める手順と、
前記平均パス呼量に基づいて、各リンクにパスを新たに設定することにより将来的に損なわれる収益損失を品質クラスごとに求める手順と、
前記収益よりも収益損失が大きくなるパス設定要求に対しては、そのパス設定により帯域制約の条件が満足されなくなるように、各品質クラスに割り当てる帯域制約を設定する手順と、
前記パス呼量の算出から帯域制約の設定までの各手順を所定の制御周期ごとに繰り返して、各品質クラスに割り当てる帯域制約を更新する手順とを含むことを特徴とするリンク帯域制約制御における帯域制約設定方法。
In a link bandwidth constraint control method for setting a quality difference for each path by providing a bandwidth constraint according to a path quality class on each link of the network,
A procedure for measuring the bandwidth used by each quality class for each link;
A procedure for calculating an average path call volume for each of the quality classes based on the measurement result of the path use bandwidth;
A procedure for obtaining, based on the average path call volume , revenue for each quality class in the future by newly setting a path for each link;
Based on the average path call volume , a procedure for obtaining a profit loss for each quality class that will be damaged in the future by newly setting a path for each link;
For a path setting request in which revenue loss is greater than the revenue, a procedure for setting bandwidth restrictions to be assigned to each quality class so that the bandwidth restriction condition is not satisfied by the path setting;
A bandwidth for link bandwidth constraint control, including a procedure for updating bandwidth constraints assigned to each quality class by repeating each procedure from calculation of path call volume to bandwidth constraint setting for each predetermined control period. Constraint setting method.
パスの品質クラスに応じた帯域制約をリンクに設けることで各パスに品質差を設定するネットワーク上で、送信元ノードから宛先ノードに至る最適経路にパスを設定するパス設定方法において、
各リンクにおいてパス使用帯域を品質クラスごとに測定する手順と、
前記パス使用帯域の測定結果に基づいて、前記品質クラスごとに平均パス呼量を算出する手順と、
前記平均パス呼量に基づいて、各リンクにパスを新たに設定することにより将来的に得られる収益を品質クラスごとに求める手順と、
前記平均パス呼量に基づいて、各リンクにパスを新たに設定することにより将来的に損なわれる収益損失を品質クラスごとに求める手順と、
前記収益よりも収益損失が大きくなるパスの設定要求に対しては、そのパス設定により帯域制約の条件が満足されなくなるように、各品質クラスに割り当てる帯域制約を設定する手順と、
前記パス呼量の算出から帯域制約の設定までの各手順を所定の制御周期ごとに繰り返して、各品質クラスに割り当てる帯域制約を更新する手順と
送信元ノードおよび宛先ノード、ならびに品質クラスを少なくとも含むパス設定要求を検知する手順と、
設定しようとしているパスの品質クラスに応じて、各リンクのコストを計算する手順と、
前記品質クラスに応じた帯域制約の条件が満足される最小コスト経路にパスを設定する手順とを含むことを特徴とするパス設定方法。
In a path setting method for setting a path to an optimum route from a source node to a destination node on a network in which a quality difference is set for each path by providing a bandwidth restriction corresponding to the quality class of the path in the link,
A procedure for measuring the bandwidth used by each quality class for each link;
A procedure for calculating an average path call volume for each of the quality classes based on the measurement result of the path use bandwidth;
A procedure for obtaining, based on the average path call volume , revenue for each quality class in the future by newly setting a path for each link;
Based on the average path call volume , a procedure for obtaining a profit loss for each quality class that will be damaged in the future by newly setting a path for each link;
For a path setting request in which revenue loss is greater than the previous revenue, a procedure for setting bandwidth constraints to be assigned to each quality class so that the bandwidth constraint condition is not satisfied by the path setting;
A procedure for updating the bandwidth constraint assigned to each quality class by repeating each procedure from the calculation of the path call volume to the setting of the bandwidth constraint for each predetermined control period ;
A procedure for detecting a path setup request including at least a source node and a destination node, and a quality class;
Depending on the quality class of the path you are trying to set up, calculate the cost of each link,
A path setting method comprising: setting a path to a minimum cost route that satisfies a bandwidth constraint condition according to the quality class.
前記各リンクのコストとして、パスを新たに設定した場合の将来的な収益損失とパスを設定しない場合の将来的な収益損失との差を用い、またパスを設定することにより帯域制約が満足されなくなるような場合は、リンクコストを無限大と見なすことを特徴とする請求項に記載のパス設定方法。 As the cost of each link, the bandwidth constraint is satisfied by using the difference between the future revenue loss when a path is newly set and the future revenue loss when the path is not set, and by setting the path. 3. The path setting method according to claim 2 , wherein the link cost is regarded as infinite when the link cost is lost.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003152647A (en) * 2001-11-16 2003-05-23 Kddi Corp Optical path price determining method
JP2003198727A (en) * 2001-10-19 2003-07-11 Kddi Corp Link cost calculating method
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003198727A (en) * 2001-10-19 2003-07-11 Kddi Corp Link cost calculating method
JP2003152647A (en) * 2001-11-16 2003-05-23 Kddi Corp Optical path price determining method
JP2005086530A (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Fujitsu Ltd Communication unit and communication method
JP2006074452A (en) * 2004-09-02 2006-03-16 Kddi Corp Highly reliable path route calculating system

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