JP5102804B2 - 輻輳影響度評価装置、リンクトラヒック計算方法およびそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークでの故障発生や交流トラヒックの変化等、ネットワーク状態の変化が発生した際の輻輳発生の可能性を事前に評価する技術に関する。

ＩＰ(Internet Protocol）網等のネットワークにおいては、通常は、信頼性向上の観点から、単一の故障が発生してもサービスの中断が発生しないように、ネットワークを二重化する。さらに、ネットワークの物理的な設備の構成も考慮することで、単一のノードやリンクの故障に対して、ネットワーク全体でのサービス中断を引き起こす可能性を極めて低くすることができる（非特許文献１参照）。一方で、近年のＩＰサービスの動向として、従来は専用線等の高信頼な回線を用いて提供されていたサービスが、ＩＰ網でも提供されるようになっている。そのため、従来のベストエフォートのＩＰ網だけでなく、品質保証を特徴とした新しいＩＰ網が構築されるようになっている。

品質保証を特徴とするサービスでは、ＳＬＡ（Service Level Agreement）に代表されるような品質規定を設けており、ＩＳＰ（Internet Services Provider）等は、常に定められた品質以上のサービスを提供する必要がある。そのため、故障が発生したとしても、従来のように到達性を保証するだけでなく、サービス提供中の品質も担保する必要がある。故障発生時の品質保証を考える上では、迂回先の経路上で輻輳が発生しないことを確かめる必要があるが、このように輻輳が発生しないことを確かめるためには、以下の方法がある。すなわち、まず、システムにより交流トラヒック量（各ルータ間のトラヒック量）と経路情報（各ルータ間の経路情報）とを用いて、故障発生を想定した経路の変化を、ルーティングプロトコルのシミュレーションにより計算する。そして、その経路上のリンクに交流トラヒック量として与えられるトラヒック量を積算していくことで、故障発生時に各リンクにトラヒックがどのくらい流れるのかをシミュレートする。

これを行列演算で表すと、図１５に示すようになる。すなわち、まず、ネットワーク全全体で各フロー（トラヒック）が経由するリンクを、リンク×フローの行列として表したルーティング行列Ａ（経路情報に相当）と、ネットワーク全体の交流トラヒック量をベクトルとして表した交流トラヒックベクトルＴの行列ベクトルとを用意する。そして、このルーティング行列Ａと交流トラヒックベクトルＴとの積演算を実施することで、ネットワーク全体の各リンクのリンクトラヒック量が求められる。そして、このリンクトラヒック量がリンクの上限帯域（最大利用可能帯域）を超えているか否かで、そのリンクにおける輻輳発生の有無を判断できる。

鎌村他、「既存網からの移行を考慮した高信頼ＶＮＴ設計手法の提案」、IEICE 信学技報、NS2007-39、2007年7月

しかし、ネットワーク内のノード数が多くなると、このようなルーティング行列と交流トラヒックベクトルとの積演算によるリンクトラヒック量の計算には、膨大な計算時間を要するという問題がある。例えば、前記したルーティング行列は、リンク数×フロー数の行列として表現されるが、ネットワークの規模をノード数Ｎで考えると、リンク数はＮにほぼ比例して増加する。また、各ノードがフルメッシュで接続される場合を考えると、フロー数は、ほぼＮの二乗に比例して増加する。よって、行列のサイズは、ほぼＮの三乗に比例して増加することになる。リンクトラヒック量の計算時間もほぼ同じオーダで増加するため、例えば、ノード数が数千規模のネットワークにおいて、このような行列とベクトルとの積演算によるリンクトラヒック量の計算を行うと、計算量が膨大となる。そこで、本発明は、前記した課題を解決し、故障発生時におけるネットワーク内のリンクトラヒック量を、ルーティング行列と交流トラヒックベクトルとの積演算により計算する場合における計算負荷を軽減することを目的とする。

前記した課題を解決するため、本発明は、コアネットワーク経由で通信を行うエッジノードを備えるネットワークにおいて、故障発生時におけるネットワークの各リンクの輻輳影響度をシミュレーションするため、リンクそれぞれのリンクトラヒック量を計算する輻輳影響度評価装置であって、エッジノード間の交流トラヒック量を示した交流トラヒック情報と、コアネットワークを構成するコアノードとエッジノードとの間の１以上の故障リンクを示した故障箇所情報と、エッジノードごとに、当該エッジノードに接続されるコアノードの識別情報、当該コアノードが利用可能か否かおよび利用中か否かを示したコアノード接続情報と、コアネットワーク内のフローごとに、故障箇所情報に示されるリンクが故障した場合に経由するリンクを示したルーティング行列との入力を受け付ける。そして、輻輳影響度評価装置は、コアノード接続情報においてエッジノードが利用するコアノードを、故障箇所情報に示される故障リンク以外のリンクを利用するコアノードを補正する。つまり、コアルータ接続情報に故障箇所情報を反映する。次に、交流トラヒック情報に示されるエッジノード間の交流トラヒック量と、補正したコアノード接続情報に示される各エッジノードに接続しているコアノードの識別情報を参照して、コアノードそれぞれの間を流れるフローのトラヒック量（コア区間交流トラヒックベクトル）を計算する。つまり、エッジノードと、コアノードとを接続するリンクが故障したときの、コアノード間の交流トラヒック量を計算する。そして、この後、コアネットワークのルーティング行列と、コア区間交流トラヒックベクトルとを積算することで、コアネットワークの各リンクのリンクトラヒック量を計算する。このように、輻輳影響度評価装置は、故障発生時のリンクトラヒック量計算のための行列演算の対象を、コアネットワークにおけるルーティング行列および交流トラヒック量に絞り込むので、リンクトラヒック量計算のための負荷を軽減できる。

また、本発明の輻輳影響度評価装置のコアノード接続情報は、エッジノードごとに、このエッジノードが利用するコアノードそれぞれが利用される場合の優先度を示す値を含む。そして、コアノード接続情報補正部は、コアノード接続情報に示されるエッジノードにより利用中のコアノードを変更するとき、当該エッジノードが利用可能なコアノードのうち、故障箇所情報に示される故障リンク以外のリンクにより接続され、かつ、優先度が高いコアノードを選択して変更する。これにより、輻輳影響度評価装置は、リンク故障発生時に、エッジノードが利用するコアノードを優先度に基づき選択する場合における、コアネットワークのリンクトラヒック量を計算することができる。

また、本発明の輻輳影響度評価装置の記憶部は、ネットワークにおけるリンクごとの最大利用可能帯域を示したネットワーク設定情報を記憶する。そして、輻輳影響度評価装置は、リンクトラヒック情報に示されるリンクトラヒック量が、ネットワーク設定情報に示される当該リンクの最大利用可能帯域以上である輻輳発生リンクがあるとき、輻輳発生リンクの識別情報を出力する。これにより、輻輳影響度評価装置は、故障発生時におけるネットワーク内の輻輳発生リンクを特定することができる。

また、本発明のプログラムは、請求項４に記載のリンクトラヒック計算方法をコンピュータに実行させる。これにより、一般的なコンピュータに請求項４に記載のリンクトラヒック計算方法を実行させることができる。

本発明によれば、故障発生時におけるネットワーク内のリンクトラヒック量を、ルーティング行列と交流トラヒックベクトルとの積演算により計算する場合における計算負荷を軽減できる。

本実施の形態の輻輳影響度評価装置が評価対象とするネットワークの構成例を示した図である。 本実施の形態の輻輳影響度評価装置によるリンクトラヒック量の計算の概要を示した図である。 本実施の形態の輻輳影響度評価装置が評価対象とするネットワークの構成例を示した図である。 本実施の形態の輻輳影響度評価装置の構成を示した図である。 本実施の形態の交流トラヒック情報を例示した図である。 本実施の形態のコアルータ接続情報を例示した図である。 本実施の形態の故障箇所情報を例示した図である。 本実施の形態のルーティング行列を例示した図である。 本実施の形態のコア区間交流トラヒックベクトルを例示した図である。 本実施の形態の輻輳影響度評価装置が出力するリンクトラヒック量を例示した図である。 本実施の形態の輻輳影響度評価装置におけるコアルータ接続情報補正部の処理手順を示した図である。 本実施の形態の輻輳影響度評価装置におけるコア区間交流トラヒック生成部の処理手順を示した図である。 （ａ）は、補正前（故障発生前）のコアルータ接続情報を例示した図であり、（ｂ）は、補正後（故障発生後）のコアルータ接続情報を例示した図である。 （ａ）は、補正前（故障発生前）のコア区間交流トラヒックベクトルを例示した図であり、（ｂ）は、補正後（故障発生後）のコア区間交流トラヒックベクトルを例示した図である。 比較例となるリンクトラヒック量の計算方法を示した図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態とする）について説明する。まず、図１を用いて、本実施の形態の輻輳影響度評価装置が評価対象とするネットワークの構成例を説明する。図１に示すようにネットワークは、コアルータ（コアノード）Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を備えるコアネットワークと、そのコアネットワークに接続されるエッジルータＥ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４とを備える。

ここで、エッジルータＥ１，Ｅ２は、通信経路の冗長化を図るため２つのコアルータに接続されている。なお、このコアネットワークにおいてはＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）等の動的ルーティングが用いられるが、通常、コアルータとエッジルータとの間はStaticルーティング（静的ルーティング）が用いられる。よって、エッジルータは、コアネットワーク内にいかなる故障が発生してもフローの始点ノードまたは終点ノードとなり、中継ノードとなることはない。例えば、コアルータＲ１，Ｒ２間のリンク故障が発生した場合でも、このコアルータＲ１→コアルータＲ２のトラヒックについて、コアルータＲ１→エッジルータＥ１→コアルータＲ２という経路はとらない。よって、ネットワーク全体のリンクトラヒック量のうち、コアルータとエッジルータ間のリンクのトラヒック量は、交流トラヒック量から容易に推定可能である。つまり、特に問題となるのは、コアネットワーク内の交流トラヒック量である。

そこで、本実施の形態では、この点に着目し、従来、ネットワーク内のエッジルータまで含めたネットワーク全体のルーティング行列を用いる代わりに、コアネットワークのルーティング行列を用いてリンクトラヒック量の計算を行う。また、リンクトラヒック量の計算に用いる交流トラヒック量もコアノード間の交流トラヒック量を用いる。このようにすることで、行列演算の対象をコアネットワーク内に絞り込むことができるので、ネットワークの各リンクのリンクトラヒック量の計算負荷を軽減できる。

ここで、本実施の形態の輻輳影響度評価装置によるリンクトラヒック量の計算の概要を、図２を用いて説明する。輻輳影響度評価装置は、まず、故障発生時におけるネットワークのコアネットワークのルーティング行列Ａを作成する。このルーティング行列Ａは、故障リンクを迂回するコアネットワーク内のフローが経由する一連のリンク（経路）を「０（経由しない）」、「１（経由する）」で示した行列である。例えば、図２に示すルーティング行列Ａにおけるフロー１は、故障発生後、リンク０，１を経由することを示す。また、輻輳影響度評価装置は、ネットワークのエッジルータ間の交流トラヒック量と、故障発生後のコアルータ接続情報（各エッジルータがどのコアノードを利用するかを示した情報）とを参照して、故障発生後のコアネットワークの交流トラヒックベクトルＴ（コア区間交流トラヒックベクトル）を作成する。この交流トラヒックベクトルＴは、コアネットワーク内の各フローのトラヒック量を示した情報であり、例えば、図２の交流トラヒックベクトルＴにおいて、フロー１のトラヒック量は「２５．０（Ｍｂｐｓ）」であることを示す。そして、このルーティング行列Ａと交流トラヒックベクトルＴとを積算することで、故障発生後のコアネットワークの各リンクのリンクトラヒック量を求めることができる。

なお、図１においては、コアネットワークにはエッジルータＥ１〜Ｅ４のみが接続される場合を例に説明したが、コアネットワークのコアルータには多数のエッジルータが接続される（図３参照）。例えば、コアネットワークのコアルータ１台あたり１００台以上のエッジルータが接続される場合もある。よって、本実施の形態の輻輳影響度評価装置のように、故障発生時におけるネットワークのリンクトラヒック量の計算を行うときの行列演算を、コアネットワーク内に絞り込むことによる計算負荷の軽減効果は極めて高い。

次に、図４を用いて、輻輳影響度評価装置１０の構成を説明する。この輻輳影響度評価装置１０は、前記したとおり、ネットワーク内の交流トラヒック情報から、コアネットワークの交流トラヒック情報（コア区間交流トラヒックベクトル）を作成する。そして、このコア区間交流トラヒックベクトルと、故障発生時のコアネットワークのルーティング行列との積算を行うことで、コアネットワークのリンクトラヒック量を計算する。このような輻輳影響度評価装置１０は、入力部（図示省略）経由で、交流トラヒック情報、コアルータ接続情報、故障箇所情報、および、ルーティング行列の入力を受け付ける。そして、これらの情報をもとに、交流トラヒック情報１３１、コアルータ接続情報１３２、故障箇所情報１３３、および、故障発生時における経路情報であるルーティング行列１３４を作成し、この輻輳影響度評価装置の記憶部（図示省略）に記憶する。また、輻輳影響度評価装置１０は、故障箇所情報１３３に示される故障リンクをコアルータ接続情報１３２に反映するコアルータ接続情報補正部１２２と、故障リンクを反映したコアルータ接続情報１３２および交流トラヒック情報１３１に基づきコア区間交流トラヒックベクトル１３５を生成するコア区間交流トラヒック生成部１２１と、ルーティング行列１３４およびコア区間交流トラヒックベクトル１３５から故障発生後のリンクトラヒック量を計算するリンクトラヒック量算出部１２３とを備える。

輻輳影響度評価装置１０は、各種情報の入力を受け付ける入力部および演算処理結果を出力する出力部を備え、この入力部および出力部は、入出力インタフェースや通信インタフェースから構成される。また、輻輳影響度評価装置１０のコア区間交流トラヒック生成部１２１、コアルータ接続情報補正部１２２およびリンクトラヒック量算出部１２３は、この輻輳影響度評価装置１０の備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。さらに、記憶部は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成される。この記憶部には、交流トラヒック情報１３１、コアルータ接続情報１３２、故障箇所情報１３３、ルーティング行列１３４等が記憶される。なお、輻輳影響度評価装置１０をプログラム実行処理により実現する場合、この記憶部には、この輻輳影響度評価装置１０の機能を実現するためのプログラムが格納される。

図４の交流トラヒック情報１３１は、ネットワーク内のすべてのエッジルータ間の交流トラヒック量を示した情報である。この交流トラヒック情報１３１は、図５に例示するように、フローの識別情報（フローＩＤ）ごとに、このフローの送信元エッジルータ（始点ノード）および宛先エッジルータ（終点ノード）、そのフローのトラヒック量を含んで構成され、送信元エッジルータから、宛先エッジルータに対してどのくらいのトラヒックが流れているかを示した情報である。この交流トラヒック情報１３１に示される、交流トラヒック量は、ネットワーク内のトラヒック量を実際に測定してもよいし、各リンクのトラヒック量から推定してもよい。

図４のコアルータ接続情報１３２は、ネットワーク内の各エッジルータが、どのコアルータに接続されているかを示した情報である。このコアルータ接続情報１３２は、図６に例示するように、エッジルータの識別情報ごとに、そのエッジルータが接続しているコアルータ、そのコアルータの優先度、状態（エッジルータがそのコアルータを利用可能か否か）、利用中（エッジルータがそのコアルータを利用中か否か）等の欄を含んで構成される。例えば、図１のエッジルータＥ１，Ｅ２のように複数のコアルータに接続されている場合、コアルータ接続情報１３２にはエッジルータＥ１，Ｅ２に接続されるすべてのコアルータが記載される。また、コアルータ接続情報１３２の優先度は、エッジルータが複数のコアルータに接続されている場合に、どのコアルータを優先的に利用するかを示した情報である。この優先度は、値が高い程、優先度が高いことを示す。例えば、図６に示すコアルータ接続情報１３２において、エッジルータＥ１は、コアルータＲ２よりも、コアルータＲ１を優先的に利用し、エッジルータＥ２は、コアルータＲ５よりも、コアルータＲ３を優先的に利用することを示す。このコアルータ接続情報１３２の、状態の欄には、エッジルータと当該コアルータとの間のリンクが利用可能であるか否かを示す情報が記載される。例えば、エッジルータと当該コアルータとの間のリンクが利用可能であれば「○」が記載され、故障等により利用不可能であれば「×」が記載される。また、このコアルータ接続情報１３２の、利用中の欄には、エッジルータが当該コアルータを利用中か（つまり、トラヒックを送受信している）か否かを示す情報が記載される。なお、本実施の形態のネットワークにおけるエッジルータは、接続しているコアルータとのリンク故障等により接続が切れたとき、次に優先度の高いコアルータへ経路を迂回経路として選択するものとする。なお、このコアルータ接続情報１３２は、優先度の情報を含まないものであってもよい。

図４の故障箇所情報１３３は、ネットワーク内の故障リンク（故障箇所）の集合を示した情報である。本実施の形態において、故障箇所情報１３３に示される故障リンクは、エッジルータとコアルータとの間のリンクとする。例えば、この故障箇所情報１３３には図７に示すように、故障リンクの両端となるエッジルータとコアルータとが示される。この故障箇所１３３に示される故障リンクの数は複数であってもよい。なお、この故障箇所情報１３３は、ネットワーク内のあらゆるリンクに故障が発生した場合について用意される。

図４のルーティング行列１３４は、故障箇所情報１３３に示される故障箇所に故障が発生した場合における、コアネットワーク内のルーティング経路（迂回経路）を示した情報である。なお、このルーティング経路は、コアネットワークで利用されているＯＳＰＦ等のルーティングプロトコルを、コンピュータ上でシミュレートして生成する。このルーティング行列１３４は、図８に例示するように、フローごとに、そのフローで経由するコアネットワークのリンクを示した情報である。ここでは、各フローが経由するリンクを「１」、経由しないリンクを「０」とした行列を例示している。

図４のコアルータ接続情報補正部１２２は、故障箇所情報１３３（図７参照）に示される故障により、エッジルータが優先的に利用するコアルータが変更されることを、コアルータ接続情報１３２に反映する。つまり、コアルータ接続情報補正部１２２は、コアノード接続情報１３２に示されるエッジノードにより利用中のコアノードを、当該エッジノードが利用可能なコアノードのうち、故障箇所情報１３３に示される故障リンク以外のリンクにより接続されるコアノードに変更する。なお、この故障リンク以外のリンクにより接続されるコアノードが複数あれば、コアルータ接続情報補正部１２２は、このうち最も優先度が高いコアノードを優先的に選択して変更する。このコアルータ接続情報補正部１２２の処理手順の詳細は、後記する。

コア区間交流トラヒック生成部１２１は、交流トラヒック情報１３１と、故障箇所情報１３３を反映したコアルータ接続情報１３２とを用いて、故障発生後のコアネットワーク内の交流トラヒック量を示したコア区間交流トラヒックベクトル１３５を生成する。つまり、コア区間交流トラヒック生成部１２１は、交流トラヒック情報１３１に示されるエッジノード間の交流トラヒック量を読み出す。そして、故障箇所情報１３３を反映したコアルータ接続情報１３２を参照して、故障発生後、各エッジノードがどのコアルータに接続するかを調べ、交流トラヒック情報１３１を参照して、故障発生後におけるコアルータ間の交流トラヒック量の合計値を示したコア区間交流トラヒックベクトル１３５を生成する。このコア区間交流トラヒックベクトル１３５は、例えば、図９に示すように、コアルータの識別番号が小さいものから順に、すべてのコアルータの組み合わせを列記し、その組み合わせのコアルータ間に流れるトラヒック量を示した情報である。図９に例示するコア区間交流トラヒックベクトル１３５において、コアルータＲ１→コアルータＲ２のフロー「０」のトラヒック量は「１００Ｍｂｐｓ」であることを示す。コア区間交流トラヒック生成部１２１の処理手順の詳細は後記する。

図４のリンクトラヒック量算出部１２３は、ルーティング行列１３４と、コア区間交流トラヒックベクトル１３５との積算を行うことにより、コアネットワーク内の各リンクのリンクトラヒック量を計算する。計算したリンクトラヒック量は、出力部（図示省略）経由で出力する。このリンクトラヒック量は、図１０に例示するように、コアネットワーク内のリンクのリンクＩＤごとに、そのリンクにおけるトラヒック量を示した情報である。

このようにして輻輳影響度評価装置１０は、故障箇所情報１３３に示される故障が発生した場合の各リンクのトラヒック量を計算する。そして、輻輳影響度評価装置１０は、この計算したリンクトラヒック量が、当該リンクの最大利用可能帯域以上か否かを判断する。そして、リンクトラヒック量が、当該リンクの最大利用可能帯域のリンクがあれば、そのリンクを輻輳発生リンクと判断する。これにより、ネットワーク内の故障が発生した場合の輻輳発生リンクを特定できる。なお、ネットワークにおけるリンクごとの最大利用可能帯域は、記憶部の所定領域に記憶されるネットワーク設定情報に示される。

＜処理手順＞
ここで、図４を参照しつつ、図１１を用いて、前記した図４のコアルータ接続情報補正部１２２の処理手順を説明する。まず、コアルータ接続情報補正部１２２は、故障箇所情報１３３から故障箇所（故障リンク）を１つ読み込む（Ｓ１１）。このとき、この故障箇所としてエッジルータＥｆ−コアルータＲｆが示されているものとする。次に、コアルータ接続情報補正部１２２は、コアルータ接続情報１３２（図６参照）のエッジルータの欄から、エッジルータＥｆを探し、このエッジルータＥｆに接続する「（コアルータ）Ｒｆ」の「状態」欄を「不可能（×）」に変更する。そして、このコアルータ接続情報１３２のエッジルータＥｆに接続するコアルータのうち、「状態」欄が「可能（○）」のコアルータの中で、コアルータＲｆの次に優先度の高いコアルータ（例えば、コアルータＲａ）に関する「利用中」欄を「利用中（○）」に変更する（Ｓ１２）。そして、コアルータ接続情報補正部１２２は、故障箇所情報１３３にまだ読み込んでいない行（故障箇所）があれば（Ｓ１３のＹｅｓ）、Ｓ１１へ戻り、すべての行（故障箇所）を読み込み済みであれば（Ｓ１３のＮｏ）、処理を終了する。

このようにすることでコアルータ接続情報補正部１２２は、故障箇所情報１３３の内容を、コアルータ接続情報１３２に反映する。

次に、引き続き、図４を参照しつつ、図１２を用いて、図４のコア区間交流トラヒック生成部１２１の処理手順を説明する。まず、コア区間交流トラヒック生成部１２１は、交流トラヒック情報１３１からフローの情報を１行読み込む（Ｓ１）。すなわち、交流トラヒック情報１３１から１つのフローに関する、送信元エッジルータｓ、宛先エッジルータｄおよびトラヒック量をＴｓｄの情報を読み込む。

そして、コア区間交流トラヒック生成部１２１は、補正後のコアルータ接続情報１３２を参照して、この送信元エッジルータｓ、宛先エッジルータｄが接続しているコアルータＲｓ，Ｒｄを求める（Ｓ２）。なお、各エッジルータが複数のコアルータと接続している場合は、コアルータ接続情報１３２に示されるコアルータのうち最も優先度の高いコアルータを選択する。

コア区間交流トラヒック生成部１２１は、Ｓ２によりコアルータＲｓ，Ｒｄを求めると、コア区間交流トラヒックベクトル１３５のコアルータＲｓからコアルータＲｄへのトラヒック量として、交流トラヒック情報１３１の送信元エッジルータｓ→宛先エッジルータｄのトラヒック量をＴｓｄを加算する（Ｓ３）。そして、交流トラヒック情報１３１に、まだ読み込んでいない行があれば（Ｓ４のＹｅｓ）、Ｓ１へ戻る。一方、交流トラヒック情報１３１のすべての行を読み込み済みであれば（Ｓ４のＮｏ）、処理を終了する。

このようにすることでコア区間交流トラヒック生成部１２１は、故障発生後のコアネットワークの交流トラヒックを示したコア区間交流トラヒックベクトル１３５（図９参照）を生成することができる。

次に、輻輳影響度評価装置１０に、図５の交流トラヒック情報１３１、図６のコアルータ接続情報１３２、図７の故障箇所情報１３３、図８のルーティング行列１３４が与えられたときの処理例を説明する。

まず、図４の輻輳影響度評価装置１０のコアルータ接続情報補正部１２２は、故障箇所情報１３３として、図６に例示するように「（エッジルータ）Ｅ１−（コアルータ）Ｒ１」、「（エッジルータ）Ｅ２−（コアルータ）Ｒ３」の２箇所が与えられたとき、コアルータ接続情報補正部１２２は、図１３（ａ）に示す補正前のコアルータ接続情報１３２を、図１３（ｂ）に示す補正後のコアルータ接続情報１３２に書き換える。すなわち、コアルータ接続情報補正部１２２は、「（エッジルータ）Ｅ１−（コアルータ）Ｒ１」のリンク故障により、エッジルータＥ１が接続するコアルータをコアルータＲ２に変更する。また、「（エッジルータ）Ｅ２−（コアルータ）Ｒ３」のリンク故障により、エッジルータＥ２が接続するコアルータをコアルータＲ５に変更する。

次に、図４のコア区間交流トラヒック生成部１２１は、図１３（ｂ）に示す補正後のコアルータ接続情報１３２と、図５に示す交流トラヒック情報１３１とを用いて、図１４（ａ）に示すコア区間交流トラヒックベクトル１３５を、図１４（ｂ）に示すコア区間交流トラヒックベクトル１３５に補正する。すなわち、エッジルータＥ１がコアルータＲ２を利用し、エッジルータＥ２がコアルータＲ５を利用するようになったため、すべてのエッジルータがコアルータＲ２，Ｒ５を利用するようになる。このため、図１４（ｂ）に示すように、コア区間交流トラヒックベクトル１３５のコアルータ間のトラヒック量は、コアルータＲ２−コアルータＲ５間に集約される。つまり、コア区間交流トラヒックベクトル１３５においてコアルータＲ２→コアルータＲ５のトラヒック量は「７００Ｍｂｐｓ」となり、コアルータＲ５→コアルータＲ２のトラヒック量は「５００Ｍｂｐｓ」となる。

そして、図４の輻輳影響度評価装置１０のリンクトラヒック量算出部１２３が、図８に示すルーティング行列１３４と、図１４（ｂ）に示すコア区間交流トラヒックベクトル１３５とを積算することで、図１０に示すリンクトラヒック量を得る。

この後、輻輳影響度評価装置１０は、輻輳影響度評価部（図示省略）により、このリンクトラヒック量に示される各リンクのトラヒック量について、そのリンクの最大利用可能帯域を超えているリンクがあるか否かを判断し、最大利用可能帯域を超えているリンクを輻輳発生リンクとして出力してもよい。また、この輻輳発生リンクにおいて、輻輳発生の原因となる故障箇所（故障リンク）、および、そのリンクの最大利用可能帯域を超えている度合いを輻輳影響度として出力してもよい。

１０ 輻輳影響度評価装置
１２１ コア区間交流トラヒック生成部
１２２ コアルータ接続情報補正部
１２３ リンクトラヒック量算出部
１３１ 交流トラヒック情報
１３２ コアルータ接続情報
１３３ 故障箇所情報
１３４ ルーティング行列
１３５ コア区間交流トラヒックベクトル

Claims (5)

1. コアネットワーク経由で通信を行うエッジノードを備えるネットワークにおいて、故障発生時における前記ネットワークの各リンクの輻輳影響度をシミュレーションするため、前記リンクそれぞれのリンクトラヒック量を計算する輻輳影響度評価装置であって、
   前記エッジノード間の交流トラヒック量を示した交流トラヒック情報と、前記コアネットワークを構成するコアノードと前記エッジノードとの間の１以上の故障リンクを示した故障箇所情報と、前記エッジノードごとに、当該エッジノードに接続されるコアノードの識別情報、当該コアノードが利用可能か否かおよび利用中か否かを示したコアノード接続情報と、前記コアネットワーク内のフローごとに、前記故障箇所情報に示されるリンクが故障した場合に経由するリンクを示したルーティング行列との入力を受け付ける入力部と、
   前記交流トラヒック情報、故障箇所情報、コアノード接続情報、および、ルーティング行列を記憶する記憶部と、
   前記コアノード接続情報に示される前記エッジノードにより利用中のコアノードを、当該エッジノードが利用可能なコアノードのうち、前記故障箇所情報に示される故障リンク以外のリンクにより接続されるコアノードに変更するコアノード接続情報補正部と、
   前記交流トラヒック情報に示される前記エッジノード間の交流トラヒック量および前記補正したコアノード接続情報において当該エッジノードが利用中のコアノードの識別情報を参照して、前記コアノードそれぞれの間を流れるフローのトラヒック量を示したコア区間交流トラヒックベクトルを生成するコア区間交流トラヒック生成部と、
   前記ルーティング行列と、前記コア区間交流トラヒックベクトルとを積算して、前記コアネットワークのリンクそれぞれのリンクトラヒック量を計算し、この計算したリンクトラヒック量を出力部経由で出力するリンクトラヒック量算出部とを備えることを特徴とする輻輳影響度評価装置。
2. 前記コアノード接続情報は、
   前記エッジノードごとに、当該エッジノードに接続されるコアノードそれぞれが利用される場合の優先度を示す値を含み、
   前記コアノード接続情報補正部は、前記コアノード接続情報に示される前記エッジノードにより利用中のコアノードを変更するとき、当該エッジノードが利用可能なコアノードのうち、前記故障箇所情報に示される故障リンク以外のリンクにより接続され、かつ、前記優先度が高いコアノードを優先的に選択して変更することを特徴とする請求項１に記載の輻輳影響度評価装置。
3. 前記記憶部は、
   前記ネットワークにおけるリンクごとの最大利用可能帯域を示したネットワーク設定情報を記憶し、
   前記リンクトラヒック情報に示されるリンクトラヒック量が、前記ネットワーク設定情報に示される当該リンクの最大利用可能帯域以上である輻輳発生リンクがあるとき、前記輻輳発生リンクの識別情報を前記出力部経由で出力する輻輳影響度評価部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の輻輳影響度評価装置。
4. コアネットワーク経由で通信を行うエッジノードを備えるネットワークにおいて、故障発生時における前記ネットワークの各リンクの輻輳影響度をシミュレーションするため、前記リンクそれぞれのリンクトラヒック量を計算する輻輳影響度評価装置が、
   前記エッジノード間の交流トラヒック量を示した交流トラヒック情報と、前記コアネットワークを構成するコアノードと前記エッジノードとの間の１以上の故障リンクを示した故障箇所情報と、前記エッジノードごとに、当該エッジノードに接続されるコアノードの識別情報、当該コアノードが利用可能か否かおよび利用中か否かを示したコアノード接続情報と、前記コアネットワーク内のフローごとに、前記故障箇所情報に示されるリンクが故障した場合に経由するリンクを示したルーティング行列との入力を受け付けるステップと、
   前記入力された交流トラヒック情報、故障箇所情報、コアノード接続情報、および、ルーティング行列を記憶部に記憶するステップと、
   前記コアノード接続情報に示される前記エッジノードにより利用中のコアノードを、当該エッジノードが利用可能なコアノードのうち、前記故障箇所情報に示される故障リンク以外のリンクにより接続されるコアノードに変更するステップと、
   前記交流トラヒック情報に示される前記エッジノード間の交流トラヒック量および前記補正したコアノード接続情報において当該エッジノードが利用中のコアノードの識別情報を参照して、前記コアノードそれぞれの間を流れるフローのトラヒック量を示したコア区間交流トラヒックベクトルを生成するステップと、
   前記ルーティング行列と、前記コア区間交流トラヒックベクトルとを積算して、前記コアネットワークのリンクそれぞれのリンクトラヒック量を計算し、この計算したリンクトラヒック量を出力するステップとを実行するリンクトラヒック計算方法。
5. 請求項４に記載のリンクトラヒック計算方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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