JP5210403B2 - Route determination method and route determination device - Google Patents
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Description
本発明は、複数のノードから構成される通信ネットワークにおける2つのノード間の最短経路を決定する経路決定方法および経路決定装置に関する。 The present invention relates to a route determination method and a route determination device for determining the shortest route between two nodes in a communication network composed of a plurality of nodes.
複数のノードから構成される通信ネットワークにおいては、その複数のノードのいずれかである始点ノードから、その複数のノードのうちの始点ノード以外のノードである終点ノードまでの通信経路が複数ある。そのため、その複数の通信経路のうち、最も効率的な通信経路である最短経路を決定する必要がある。 In a communication network composed of a plurality of nodes, there are a plurality of communication paths from a start point node which is one of the plurality of nodes to an end point node which is a node other than the start point node among the plurality of nodes. Therefore, it is necessary to determine the shortest route that is the most efficient communication route among the plurality of communication routes.
そこで、複数のノードのそれぞれを接続するリンクにコスト値と呼ばれる重み値を設定する。そして、始点ノードから終点ノードまでの複数の通信経路のそれぞれのコスト値を計算することにより、コスト値が最小となる通信経路を最短経路として決定するのが一般的である。 Therefore, a weight value called a cost value is set for a link connecting each of a plurality of nodes. In general, by calculating the cost value of each of the plurality of communication paths from the start node to the end node, the communication path having the minimum cost value is determined as the shortest path.
上述したような計算によって最短経路を決定するためのアルゴリズムの1つであるダイクストラ法が例えば、非特許文献1に開示されている。
For example, Non-Patent
図9は、ダイクストラ法を用いて最短経路を決定する動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of determining the shortest path using the Dijkstra method.
まず、通信ネットワークを構成する複数のノードのうち始点ノードとして選択されていないノードがあるかどうかが判定される(ステップS101)。 First, it is determined whether or not there is a node that is not selected as a starting point node among a plurality of nodes constituting the communication network (step S101).
ステップS101における判定の結果、始点ノードとして選択されていないノードがない場合、処理が終了する。 As a result of the determination in step S101, if there is no node not selected as the start point node, the process ends.
一方、ステップS101における判定の結果、始点ノードとして選択されていないノードがある場合には、始点ノードとして選択されていないノードの1つが始点ノードとして選択される(ステップS102)。なお、始点ノードとして選択されたノードは、決定済みの最短経路の終点ノードとして認識される。 On the other hand, if the result of determination in step S101 is that there is a node not selected as the start point node, one of the nodes not selected as the start point node is selected as the start point node (step S102). Note that the node selected as the start point node is recognized as the end point node of the determined shortest path.
次に、決定済みの最短経路の終点ノードに隣接し、かつ、始点ノードからの最短経路が未決定のノードがあるかどうかが判定される(ステップS103)。なお、「終点ノードに隣接するノード」とは終点ノードとリンクによって直接接続されたノードのことであり、終点ノードとそのノードとの間には他のノードが存在しない。これは、以降の説明においていも同様である。 Next, it is determined whether there is a node that is adjacent to the end point node of the determined shortest path and whose shortest path from the start point node has not been determined (step S103). The “node adjacent to the end point node” is a node directly connected to the end point node by a link, and no other node exists between the end point node and the node. The same applies to the following description.
ステップS103における判定の結果、決定済みの最短経路の終点ノードに隣接し、かつ、始点ノードからの最短経路が未決定のノードがある場合、始点ノードからそのノードまでの通信経路が最短経路候補とされる。 As a result of the determination in step S103, if there is a node adjacent to the end point node of the determined shortest path and the shortest path from the start point node is not determined, the communication path from the start point node to that node is the shortest path candidate. Is done.
そして、最短経路候補のコスト値を算出する計算が行われ、算出されたコスト値が最小となる最短経路候補が最短経路として決定される(ステップS104)。そして、ステップS103の動作へ遷移する。 Then, a calculation for calculating the cost value of the shortest path candidate is performed, and the shortest path candidate that minimizes the calculated cost value is determined as the shortest path (step S104). And it changes to operation | movement of step S103.
一方、ステップS103における判定の結果、決定済みの最短経路の終点ノードに隣接し、かつ、始点ノードからの最短経路が未決定のノードがない場合には、ステップS101の動作へ遷移する。 On the other hand, if the result of determination in step S103 is that there is no node adjacent to the end point node of the determined shortest path and the shortest path from the start point node is not yet determined, the process proceeds to step S101.
図10は、図9に示したフローチャートに従って最短経路を決定する動作の具体例を説明するための図であり、(a)は通信ネットワークの一例を示す図、(b)は最短経路が決定していく推移の一例を示す図である。なお、図10(a)においては、ノードa〜gが黒丸で表されている。また、以降、通信経路を<ノードa→ノードb>のように< >を用いて表記する。 FIG. 10 is a diagram for explaining a specific example of the operation for determining the shortest path according to the flowchart shown in FIG. 9, (a) shows an example of a communication network, and (b) shows the shortest path is determined. It is a figure which shows an example of a transition which goes. In FIG. 10A, nodes a to g are represented by black circles. Further, hereinafter, the communication path is expressed using <> such as <node a → node b>.
まず、上述したステップS101の動作に従い、図10(a)に示す通信ネットワークを構成するノードa〜gのうち始点ノードとして選択されていないノードがあるかどうかが判定される。ここでは、ノードa〜gが始点ノードとして選択されていないものとする。 First, in accordance with the operation of step S101 described above, it is determined whether there is a node that is not selected as the start point node among the nodes a to g configuring the communication network illustrated in FIG. Here, it is assumed that the nodes a to g are not selected as the start point nodes.
従って、上述したステップS102の動作に従い、ノードa〜gのうちの1つを始点ノードとして選択する。ここでは、ノードaが始点ノードとして選択されるものとする。これにより、ノードaは決定済みの最短経路の終点ノードとして認識される。 Therefore, one of the nodes a to g is selected as the start node in accordance with the operation of step S102 described above. Here, it is assumed that the node a is selected as the start point node. Thereby, the node a is recognized as the end point node of the determined shortest path.
次に、上述したステップS103の動作に従い、決定済みの最短経路の終点ノードに隣接し、始点ノードからの最短経路が未決定のノードがあるかどうかが判定される。ここでは、決定済みの最短経路の終点ノードはノードaである。また、始点ノードはノードaである。図10(a)に示した通信ネットワークにおいてノードaに隣接するノードは、ノードbおよびノードeである。また、ここでは、ノードaからの最短経路が決定しているノードはない。従って、<ノードa→ノードb>および<ノードa→ノードe>の2つが最短経路候補となる。 Next, according to the operation of step S103 described above, it is determined whether or not there is a node adjacent to the end point node of the determined shortest path and the shortest path from the start point node is undetermined. Here, the terminal node of the determined shortest path is node a. The starting point node is node a. Nodes adjacent to node a in the communication network shown in FIG. 10A are node b and node e. Here, there is no node for which the shortest path from the node a is determined. Accordingly, two of <node a → node b> and <node a → node e> are shortest path candidates.
次に、<ノードa→ノードb>および<ノードa→ノードe>のコスト値を算出する計算が行われる。ここでは、<ノードa→ノードb>のコスト値の方が<ノードa→ノードe>のコスト値よりも小さいものとする。そのため、上述したステップS104の動作に従い、<ノードa→ノードb>がノードaからノードbまでの最短経路として決定される。ここまでに決定した最短経路が図10(b)の上段に示されている。 Next, a calculation for calculating the cost values of <node a → node b> and <node a → node e> is performed. Here, it is assumed that the cost value of <node a → node b> is smaller than the cost value of <node a → node e>. For this reason, <node a → node b> is determined as the shortest path from node a to node b in accordance with the operation of step S104 described above. The shortest path determined so far is shown in the upper part of FIG.
次に、上述したステップS103の動作へ遷移し、決定済みの最短経路の終点ノードに隣接し、始点ノードからの最短経路が未決定のノードがあるかどうかが判定される。ここでは、決定済みの最短経路の終点ノードはノードaおよびノードbである。また、始点ノードはノードaである。図10(a)に示した通信ネットワークにおいて、ノードaに隣接するノードはノードbおよびノードeであり、ノードbに隣接するノードはノードcおよびノードgである。ここで、<ノードa→ノードb>は最短経路として決定済みである。従って、<ノードa→ノードb→ノードc>と、<ノードa→ノードb→ノードg>と、<ノードa→ノードe>との3つの通信経路が最短経路候補となる。 Next, the process proceeds to the operation of step S103 described above, and it is determined whether there is a node that is adjacent to the end point node of the determined shortest path and whose shortest path from the start point node has not been determined. Here, the terminal nodes of the determined shortest path are the node a and the node b. The starting point node is node a. In the communication network shown in FIG. 10A, nodes adjacent to node a are node b and node e, and nodes adjacent to node b are node c and node g. Here, <node a → node b> has been determined as the shortest path. Accordingly, the three communication paths of <node a → node b → node c>, <node a → node b → node g>, and <node a → node e> are the shortest path candidates.
次に、<ノードa→ノードb→ノードc>と、<ノードa→ノードb→ノードg>と、<ノードa→ノードe>とのコスト値を算出する計算が行われる。ここでは、<ノードa→ノードb→ノードc>のコスト値が<ノードa→ノードb→ノードg>および<ノードa→ノードe>のコスト値よりも小さいものとする。そのため、上述したステップS104の動作に従い、<ノードa→ノードb→ノードc>がノードaからノードcまでの最短経路として決定される。ここまでに決定した最短経路が図10(b)の中段に示されている。 Next, calculation is performed to calculate cost values of <node a → node b → node c>, <node a → node b → node g>, and <node a → node e>. Here, it is assumed that the cost value of <node a → node b → node c> is smaller than the cost value of <node a → node b → node g> and <node a → node e>. For this reason, <node a → node b → node c> is determined as the shortest path from node a to node c in accordance with the operation of step S104 described above. The shortest path determined so far is shown in the middle of FIG.
以降、同様の動作を繰り返すことにより、上述したステップS104の動作に従い、<ノードa→ノードb→ノードc→ノードd>がノードaからノードdまでの最短経路として決定されたものとする。ここまでに決定された最短経路が図10(b)の下段に示されている。 Thereafter, by repeating the same operation, it is assumed that <node a → node b → node c → node d> is determined as the shortest path from node a to node d in accordance with the operation of step S104 described above. The shortest path determined so far is shown in the lower part of FIG.
このように、通信ネットワークを構成する複数のノードのうちの1つを始点ノードとして選択し、始点ノードとして選択されたノードからの最短経路が順次決定していく。その始点ノードからの最短経路が全て決定した後、始点ノードとして選択されていないノードの1つが始点ノードとして選択され、始点ノードとして選択されたノードからの最短経路が順次決定していくことになる。つまり、ダイクストラ法を用いた場合、図10(b)に示したような表の行毎に最短経路が順次決定していくことになる。 In this way, one of the plurality of nodes constituting the communication network is selected as the start point node, and the shortest path from the node selected as the start point node is sequentially determined. After all the shortest paths from the start node are determined, one of the nodes not selected as the start node is selected as the start node, and the shortest path from the node selected as the start node is sequentially determined. . That is, when the Dijkstra method is used, the shortest path is sequentially determined for each row of the table as shown in FIG.
上述したダイクストラ法のようなアルゴリズムは、ある1つのノードから他のノードへの最短経路を決定するためのアルゴリズムである。そのため、最短経路を決定するためのコスト値の計算を複数のノード毎に行うことになる。 An algorithm such as the Dijkstra method described above is an algorithm for determining the shortest path from one node to another node. Therefore, the cost value for determining the shortest path is calculated for each of a plurality of nodes.
この場合、同じ通信経路についてコスト値の計算が複数回行われることになる。つまり、不必要な計算を行うことによって最短経路を決定するまでの時間が必要以上に長くなってしまうという問題点がある。 In this case, the cost value is calculated multiple times for the same communication path. That is, there is a problem that the time until the shortest path is determined becomes longer than necessary by performing unnecessary calculations.
本発明は、最短経路を決定するまでの時間が必要以上に長くなってしまうのを回避することができる経路決定方法および経路決定装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a route determination method and a route determination device that can avoid an unnecessarily long time until determining the shortest route.
上記目的を達成するために本発明の経路決定方法は、通信ネットワークを構成する複数のノードのそれぞれから、前記複数のノードのうち当該ノード以外のノードである終点ノードまでの最短経路を決定する経路決定方法であって、
前記複数のノードのうち、当該ノードからの最短経路が決定していない未決定終点ノードが存在するノードの1つを始点ノードとして選択する選択処理と、
前記始点ノードから前記未決定終点ノードまでの最短経路を決定する処理と、
前記決定された最短経路上の始点ノード以外のノードから、当該最短経路を介して当該最短経路の終点ノードまで至る通信経路を、当該ノードから当該終点ノードまでの最短経路として決定する処理と、を有し、
前記選択処理においては、前記複数のノードのうち前記始点ノードとして選択するノードを、前記未決定終点ノードの数に応じて決定するものである。
In order to achieve the above object, a route determination method of the present invention is a route for determining a shortest route from each of a plurality of nodes constituting a communication network to an end point node that is a node other than the node among the plurality of nodes. A decision method,
A selection process for selecting, as a start point node, one of the plurality of nodes where there is an undetermined end point node for which the shortest path from the node has not been determined;
Processing for determining the shortest path from the start point node to the undetermined end point node;
Determining a communication path from a node other than the start point node on the determined shortest path to the end point node of the shortest path through the shortest path as a shortest path from the node to the end point node; Yes, and
In the selection process, a node to be selected as the start point node among the plurality of nodes is determined according to the number of the undetermined end point nodes .
また、上記目的を達成するために本発明の経路決定装置は、通信ネットワークを構成する複数のノードのそれぞれから、前記複数のノードのうち当該ノード以外のノードである終点ノードまでの最短経路を決定する経路決定装置であって、上記の経路決定方法における処理を実行する。 In order to achieve the above object, the route determination device of the present invention determines the shortest route from each of a plurality of nodes constituting a communication network to an end node that is a node other than the node among the plurality of nodes. The route determination device performs processing in the above route determination method.
本発明は以上説明したように構成されているので、2番目以降に始点ノードとして選択されるノードからの最短経路の一部は、それ以前に始点ノードとして選択されたノードからの最短経路が決定するとともに決定していることになる。 Since the present invention is configured as described above, a part of the shortest path from the node selected as the start node after the second is determined as the shortest path from the node previously selected as the start node. It will be decided as well.
そのため、同じ通信経路について複数回のコスト値の計算が行われることがなくなり、最短経路を決定するまでの時間が必要以上に長くなってしまうのを回避することができる。 Therefore, the calculation of the cost value is not performed a plurality of times for the same communication path, and it can be avoided that the time until the shortest path is determined becomes longer than necessary.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明では、ある2つのノード間の最短経路の一部が、その最短経路上の2つのノード間の最短経路となることを用いて最短経路を決定していく。 In the present invention, the shortest path is determined by using a part of the shortest path between two nodes as a shortest path between two nodes on the shortest path.
図1は、通信ネットワークの一例を示す図である。なお、図1においては、ノードa〜fが黒丸で表されている。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a communication network. In FIG. 1, the nodes a to f are represented by black circles.
ここでは、図1に示す通信ネットワークにおいて、ノードaからノードdまでの最短経路が<ノードa→ノードb→ノードe→ノードc→ノードd>であるならば、ノードbからノードcへの最短経路は、<ノードa→ノードb→ノードe→ノードc→ノードd>の一部である<ノードb→ノードe→ノードc>であることを証明する。 Here, in the communication network shown in FIG. 1, if the shortest path from node a to node d is <node a → node b → node e → node c → node d>, the shortest path from node b to node c. The path proves that it is <node b → node e → node c> which is a part of <node a → node b → node e → node c → node d>.
まず、以下に示す(1)(2)を仮定する。
(1)ノードaからノードdまでの最短経路は<ノードa→ノードb→ノードe→ノードc→ノードd>である
(2)ノードbからノードcまでの最短経路は<ノードb→ノードf→ノードc>である
ここで、上記の(2)が正しいとすると、ノードaからノードdまでの最短経路は<ノードa→ノードb→ノードf→ノードc→ノードdとなり、上記の(1)と(2)とは矛盾する。従って、ノードaからノードdまでの最短経路が<ノードa→ノードb→ノードe→ノードc→ノードd>であれば、ノードbからノードcまでの最短経路は<ノードa→ノードb→ノードe→ノードc→ノードd>の一部である<ノードb→ノードe→ノードc>となる。
First, the following (1) and (2) are assumed.
(1) The shortest path from node a to node d is <node a → node b → node e → node c → node d> (2) The shortest path from node b to node c is <node b → node f If node (2) is correct, the shortest path from node a to node d is <node a → node b → node f → node c → node d, and the above (1) ) And (2) contradict each other. Therefore, if the shortest path from node a to node d is <node a → node b → node e → node c → node d>, the shortest path from node b to node c is <node a → node b → node <node b → node e → node c> which is a part of e → node c → node d>.
このように、ある2つのノード間の最短経路の一部は、その最短経路上の2つのノード間の最短経路となる。本発明においては、ある2つのノード間の最短経路が決定したとき、その最短経路上の始点ノード以外のノードから、その最短経路を介してその最短経路の終点ノードへ至る通信経路も最短経路として決定する。 Thus, a part of the shortest path between two nodes becomes the shortest path between two nodes on the shortest path. In the present invention, when the shortest route between two nodes is determined, a communication route from a node other than the starting point node on the shortest route to the end node of the shortest route through the shortest route is also defined as the shortest route. decide.
図2は、本発明の経路決定装置の実施の一形態の構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the route determination device of the present invention.
図2に示す経路決定装置10は、トポロジ情報部11と、記憶部12、選択部13と、決定部14とを備えている。
The path determination device 10 illustrated in FIG. 2 includes a
トポロジ情報部11は、通信ネットワークを示すトポロジ情報を記憶する。なお、トポロジ情報には、通信ネットワークを構成する複数のノードと、その複数のノードのそれぞれの接続状態とが含まれている。
The
記憶部12は、トポロジ情報部11が記憶するトポロジ情報が示す通信ネットワークを構成する複数のノードのそれぞれを始点ノードとし、その始点ノードから終点ノードまでの最短経路が決定されているかどうかを示す最短経路決定表を備えている。
The
図3は、図2に示した記憶部12が備える最短経路決定表の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the shortest path determination table provided in the
最短経路決定表は図3に示すように、列方向を始点ノードとし、行方向を終点ノードとしている。図3に示す例では、ノードaを始点ノードとした場合の最短経路の全てが決定されている状態を示している。 As shown in FIG. 3, the shortest path determination table has a column direction as a start point node and a row direction as an end point node. The example shown in FIG. 3 shows a state in which all of the shortest paths when the node a is the start node are determined.
再度図2を参照すると、選択部13は、記憶部12に記憶された最短経路決定表を参照する。そして、選択部13は、トポロジ情報が示す通信ネットワークを構成する複数のノードのうち、そのノードを始点ノードとした場合の最短経路が決定していない終点ノードである未決定終点ノードが存在するノードがあるかどうかを判定する。その判定の結果、未決定終点ノードが存在するノードがある場合、選択部13は、未決定終点ノードが存在するノードの1つを始点ノードとして選択する。例えば、最短経路決定表が図3に示した状態である場合、選択部13は、ノードb〜dうちの1つを始点ノードとして選択することになる。そして、選択部13は、始点ノードとして選択したノードを示す選択ノード情報を決定部14へ出力する。
Referring to FIG. 2 again, the
決定部14は、トポロジ情報部11に記憶されたトポロジ情報を取得する。また、決定部14は、選択部13から出力された選択ノード情報を受け付ける。そして、決定部14は、受け付けた選択ノード情報が示すノードを始点ノードとし、取得したトポロジ情報を参照して、その始点ノードから未決定終点ノードまでの最短経路を決定する。具体的には、決定部14は、例えば上述したダイクストラ法を用いてコスト値を計算することによって最短経路を決定する。また、決定部14は、決定した最短経路上の始点ノード以外のノードから、その最短経路を介してその最短経路の終点ノードまで至る経路を、そのノードからその終点ノードまでの最短経路として決定する。そして、決定部14は、決定した最短経路に基づき、記憶部12に記憶された最短経路決定表を更新する。
The
以下に、上記のように構成された経路決定装置が最短経路を決定する動作について説明する。 Hereinafter, an operation in which the route determination device configured as described above determines the shortest route will be described.
図4は、図2および図3に示した経路決定装置10が最短経路を決定する動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart for explaining an operation in which the route determination device 10 shown in FIGS. 2 and 3 determines the shortest route.
まず、選択部13は、記憶部12に記憶された最短経路決定表を参照する。
First, the
そして、選択部13は、トポロジ情報が示す通信ネットワークを構成する複数のノードのうち、未決定終点ノードが存在するノードがあるかどうかを判定する(ステップS1)。
Then, the
ステップS1における判定の結果、未決定終点ノードが存在するノードがない場合、処理を終了する。 If the result of determination in step S <b> 1 is that there is no node with an undetermined end point node, the process ends.
一方、ステップS1における判定の結果、未決定終点ノードが存在するノードがある場合には、選択部13は、未決定終点ノードが存在するノードの1つを始点ノードとして選択する(ステップS2)。なお、始点ノードとして選択されたノードは決定部14において、決定済みの最短経路の終点ノードとして認識される。
On the other hand, if the result of determination in step S1 is that there is a node with an undetermined end point node, the
そして、選択部13は、始点ノードとして選択したノードを示す選択ノード情報を決定部14へ出力する。
Then, the
選択部13から出力された選択ノード情報を受け付けた決定部14は、トポロジ情報を参照して、決定済みの最短経路の終点ノードに隣接し、かつ、受け付けた選択ノード情報が示す始点ノードからの最短経路が未決定のノードがあるかどうかを判定する(ステップS3)。
The
ステップS3における判定の結果、決定済みの最短経路の終点ノードに隣接し、かつ、受け付けた選択ノード情報が示す始点ノードからの最短経路が未決定のノードがある場合、決定部14は、始点ノードからそのノードまでの通信経路を最短経路候補とする。
If the result of determination in step S3 is that there is a node that is adjacent to the end node of the determined shortest path and that has not yet been determined from the start node indicated by the received selected node information, the determining
そして、決定部14は、最短経路候補のコスト値を算出する計算を行い、算出されたコスト値が最小の最短経路候補を最短経路として決定する(ステップS4)。
Then, the
次に、決定部14は、ステップS4において決定した最短経路上の始点ノード以外のノードから、その最短経路を介してその最短経路の終点ノードまで至る通信経路を、そのノードからその終点ノードまでの最短経路として決定する(ステップS5)。
Next, the
そして、決定部14は、ステップS4およびステップS5において決定した最短経路に基づき、記憶部12に記憶された最短経路決定表を更新し(ステップS6)、ステップS3の動作へ遷移する。
And the
一方、ステップS3における判定の結果、決定済みの最短経路の終点ノードに隣接し、かつ、受け付けた選択ノード情報が示す始点ノードからの最短経路が未決定のノードがない場合には、ステップS1の動作へ遷移する。 On the other hand, if the result of determination in step S3 is that there is no node that is adjacent to the end node of the determined shortest path and whose shortest path from the start node indicated by the received selected node information is not yet determined, Transition to operation.
図5は、図2および図3に示した経路決定装置10が最短経路を決定する動作の具体例を説明するための図であり、(a)はトポロジ情報部11に記憶されたトポロジ情報が示す通信ネットワークの一例を示す図、(b)は最短経路決定表の状態の推移の一例を示す図である。なお、図5(a)においては、ノードa〜gが黒丸で表されている。
FIG. 5 is a diagram for explaining a specific example of the operation in which the route determination device 10 shown in FIGS. 2 and 3 determines the shortest route. FIG. 5A shows the topology information stored in the
まず、上述したステップS1の動作に従い、選択部13は、図5(a)に示す通信ネットワークを構成するノードa〜gのうち、未決定終点ノードが存在するノードがあるかどうかを判定する。ここでは、ノードa〜gを始点ノードとした場合の未決定終点ノードが存在するものとする。
First, according to the operation of step S1 described above, the
従って、上述したステップS2の動作に従い、選択部13は、ノードa〜gのうちの1つを始点ノードとして選択する。ここでは、選択部13は、ノードaを始点ノードとして選択するものとする。これにより、ノードaは決定部14において、決定済みの最短経路の終点ノードとして認識される。
Therefore, according to the operation in step S2 described above, the
次に、上述したステップS3の動作に従い、決定部14は、決定済みの最短経路の終点ノードに隣接し、始点ノードからの最短経路が未決定のノードがあるかどうかを判定する。ここでは、決定済みの最短経路の終点ノードはノードaである。また、始点ノードはノードaである。図5(a)に示した通信ネットワークにおいてノードaに隣接するノードは、ノードbおよびノードeである。また、ここでは、ノードaからの最短経路が決定しているノードはないものとする。従って、<ノードa→ノードb>および<ノードa→ノードe>の2つが最短経路候補となる。
Next, according to the operation of step S3 described above, the
次に、決定部14は、<ノードa→ノードb>および<ノードa→ノードe>のコスト値を算出する計算を行う。ここでは、<ノードa→ノードb>のコスト値の方が<ノードa→ノードe>のコスト値よりも小さいものとする。そのため、決定部14は、上述したステップS4の動作に従い、<ノードa→ノードb>をノードaからノードbまでの最短経路として決定する。
Next, the
次に、決定部14は、上述したステップS5に従って動作するが、ここでは、ステップS4において決定された最短経路上の始点ノード以外のノードと、その最短経路の終点ノードとがともにノードbである。そのため、ここでは上述したステップS5の動作は実行されない。
Next, the
そして、決定部14は、上述したステップS6の動作に従い、決定された最短経路に基づいて最短経路決定表を更新する。この更新後の最短経路決定表が図5(b)の上段に示されている。
And the
次に、上述したステップS3の動作へ遷移し、決定部14は、決定済みの最短経路の終点ノードに隣接し、始点ノードからの最短経路が未決定のノードがあるかどうかを判定する。ここでは、決定済みの最短経路の終点ノードはノードaおよびノードbである。また、始点ノードはノードaである。図5(a)に示した通信ネットワークにおいて、ノードaに隣接するノードはノードbおよびノードeであり、ノードbに隣接するノードはノードcおよびノードgである。ここで、<ノードa→ノードb>は最短経路として決定済みである。従って、<ノードa→ノードb→ノードc>と、<ノードa→ノードb→ノードg>と、<ノードa→ノードe>との3つの通信経路が最短経路候補となる。
Next, the process proceeds to the operation of step S3 described above, and the
次に、決定部14は、<ノードa→ノードb→ノードc>と、<ノードa→ノードb→ノードg>と、<ノードa→ノードe>とのコスト値を算出する計算を行う。ここでは、<ノードa→ノードb→ノードc>のコスト値が<ノードa→ノードb→ノードg>および<ノードa→ノードe>のコスト値よりも小さいものとする。そのため、決定部14は、上述したステップS4の動作に従い、<ノードa→ノードb→ノードc>をノードaからノードcまでの最短経路として決定する。
Next, the
また、決定部14は、上述したステップS5の動作に従い、ステップS4において決定した最短経路上の始点ノード以外のノードから、その最短経路を介してその最短経路の終点ノードまで至る通信経路を、そのノードからその終点ノードまでの最短経路として決定する。ここでは、上述したステップS4において決定された最短経路は、<ノードa→ノードb→ノードc>である。従って、始点ノード(ノードa)以外のノードは、ノードbであり、終点ノードはノードcである。従って、決定部14は、<ノードb→ノードc>をノードbからノードcまでの最短経路として決定する。
Further, the
そして、決定部14は、上述したステップS6の動作に従い、決定された最短経路に基づいて最短経路決定表を更新する。この更新後の最短経路決定表が図5(b)の中段に示されている。
And the
以降、同様の動作を繰り返すことにより、決定部14が、上述したステップS4の動作に従い、<ノードa→ノードb→ノードc→ノードd>をノードaからノードdまでの最短経路として決定したとする。
Thereafter, by repeating the same operation, the
この場合、決定された最短経路上の始点ノード(ノードa)以外のノードは、ノードbおよびノードcであり、終点ノードはノードdである。従って、決定部14は、上述したステップS5の動作に従い、<ノードb→ノードc→ノードd>をノードbからノードdまでの最短経路として決定し、<ノードc→ノードd>をノードcからノードdまでの最短経路として決定する。
In this case, the nodes other than the start point node (node a) on the determined shortest path are the node b and the node c, and the end point node is the node d. Therefore, the
そして、決定部14は、上述したステップS6の動作に従い、決定された最短経路に基づいて最短経路決定表を更新する。この更新後の最短経路決定表が図5(b)の下段に示されている。
And the
このように本実施形態において経路決定装置10は、通信ネットワークを構成する複数のノードのうち、当該ノードからの最短経路が決定していない未決定終点ノードが存在するノードの1つを始点ノードとして選択する。そして、経路決定装置10は、始点ノードから未決定終点ノードまでの最短経路を決定する。 As described above, in the present embodiment, the route determination device 10 uses, as a start point node, one of the plurality of nodes constituting the communication network that has an undetermined end point node for which the shortest route from the node is not determined. select. Then, the route determination device 10 determines the shortest route from the start point node to the undetermined end point node.
また、経路決定装置10は、決定された最短経路上の始点ノード以外のノードから、当該最短経路を介して当該最短経路の終点ノードまで至る通信経路を、当該ノードから当該終点ノードまでの最短経路として決定する。 Further, the route determination device 10 determines a communication route from a node other than the start point node on the determined shortest route to the end point node of the shortest route via the shortest route, and the shortest route from the node to the end point node. Determine as.
これにより、2番目以降に始点ノードとして選択されるノードからの最短経路の一部は、それ以前に始点ノードとして選択されたノードからの最短経路が決定するとともに決定していることになる。 As a result, a part of the shortest path from the node selected as the start point node after the second is determined together with the shortest path from the node previously selected as the start point node.
そのため、同じ経路について複数回のコスト値の計算が行われることがなくなり、最短経路を決定するまでの時間が必要以上に長くなってしまうのを回避することができる。 Therefore, the cost value is not calculated multiple times for the same route, and it can be avoided that the time until the shortest route is determined becomes longer than necessary.
ここで、上述した方法では、複数のノードのそれぞれを始点ノードとして選択する順番によっては、最短経路を決定するまでの時間が必要以上に長くなってしまうのを回避できるという効果が十分に得られない場合があり得る。 Here, according to the above-described method, there is a sufficient effect that it is possible to avoid that the time until the shortest path is determined becomes longer than necessary depending on the order of selecting each of the plurality of nodes as the start node. It may not be.
図6は、図2および図3に示した経路決定装置10が最短経路を決定する動作の他の具体例を説明するための図であり、(a)はトポロジ情報部11に記憶されたトポロジ情報が示す通信ネットワークの一例を示す図、(b)は最短経路決定表の状態の推移の一例を示す図である。なお、図6(a)においては、ノードa〜gおよびノードx〜zが黒丸で表されている。
FIG. 6 is a diagram for explaining another specific example of the operation in which the route determination device 10 shown in FIGS. 2 and 3 determines the shortest route. FIG. 6A is a topology stored in the
ここでは、ノードa〜gおよびノードx〜zを始点ノードとした場合の未決定終点ノードが存在するものとする。そして、ノードxが始点ノードとして最初に選択された場合を考えてみる。 Here, it is assumed that there is an undetermined end point node when the nodes a to g and the nodes x to z are set as start point nodes. Consider the case where node x is first selected as the starting point node.
この場合、<ノードx→ノードb→ノードc>がノードxからノードcまでの最短経路として決定したとすると、これに伴って、<ノードb→ノードc>がノードbからノードcまでの最短経路として決定することになる。また、<ノードx→ノードb→ノードc→ノードd>がノードxからノードdまでの最短経路として決定したとすると、これに伴って、<ノードb→ノードc→ノードd>がノードbからノードdまでの最短経路として決定することになる。また、<ノードc→ノードd>がノードcからノードdまでの最短経路として決定することになる。ここまでに決定した最短経路に基づいて更新された最短経路決定表が図6(b)の上段に示されている。 In this case, if <node x → node b → node c> is determined as the shortest path from node x to node c, along with this, <node b → node c> is the shortest path from node b to node c. It will be determined as a route. If <node x → node b → node c → node d> is determined as the shortest path from node x to node d, along with this, <node b → node c → node d> is changed from node b. It is determined as the shortest route to the node d. Also, <node c → node d> is determined as the shortest path from node c to node d. The shortest path determination table updated based on the shortest path determined so far is shown in the upper part of FIG.
この後にノードaが始点ノードとして選択され、<ノードa→ノードb→ノードc>がノードaからノードcまでの最短経路として決定したとする。これに伴って、<ノードb→ノードc>がノードbからノードcまでの最短経路として決定されるはずである。しかし、ノードbからノードcまでの最短経路は図6(b)の上段に示すように、ノードxを始点ノードとして最短経路を決定したときに既に決定済みとなっている。 Thereafter, node a is selected as the start node, and <node a → node b → node c> is determined as the shortest path from node a to node c. Accordingly, <node b → node c> should be determined as the shortest path from node b to node c. However, the shortest path from the node b to the node c has already been determined when the shortest path is determined with the node x as the start node, as shown in the upper part of FIG. 6B.
同様に、<ノードa→ノードb→ノードc→ノードd>がノードaからノードdまでの最短経路として決定したとする。これに伴って、<ノードb→ノードc→ノードd>がノードbからノードdまでの最短経路として決定され、<ノードc→ノードd>がノードcからノードdまでの最短経路として決定されるはずである。しかし、ノードbからノードdまでの最短経路およびノードcからノードdまでの最短経路は図6(b)の上段に示すように、やはり、ノードxを始点ノードとして最短経路を決定したときに既に決定済みとなっている。 Similarly, assume that <node a → node b → node c → node d> is determined as the shortest path from node a to node d. Accordingly, <node b → node c → node d> is determined as the shortest path from node b to node d, and <node c → node d> is determined as the shortest path from node c to node d. It should be. However, the shortest path from the node b to the node d and the shortest path from the node c to the node d are already already determined when the shortest path is determined with the node x as the starting point node, as shown in the upper part of FIG. It has been decided.
このように、複数のノードのそれぞれを始点ノードとして選択する順番によっては、最短経路を決定するまでの時間が必要以上に長くなってしまうのを回避できるという効果が十分に得られない場合があり得る。 Thus, depending on the order in which each of the plurality of nodes is selected as the start point node, there may be a case where it is not possible to sufficiently obtain an effect that it is possible to avoid an unnecessarily long time until the shortest path is determined. obtain.
従って、全体の計算量ができるだけ少なくなるように、複数のノードのそれぞれを始点ノードとして選択する順番を決定する必要がある。 Therefore, it is necessary to determine the order in which each of the plurality of nodes is selected as the start point node so that the total calculation amount is as small as possible.
この順番は、通信ネットワークの構成や、直前に行った計算結果等、始点ノードを選択する時点で知りえる情報、またはその情報を基に算出される情報に基づいて行うようにすればよい。 This order may be performed based on information that can be known at the time of selecting the start point node, such as the configuration of the communication network, the calculation result performed immediately before, or information calculated based on the information.
図7は、図2に示した選択部13が始点ノードを選択する際の動作の一例を説明するための図であり、最短経路決定表を示している。
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of an operation when the
図7に示す最短経路決定表は、ノードaを始点ノードとして選択して最短経路を決定した結果、ノードbおよびノードcを始点ノードとした場合の最短経路の一部も決定済みとなった状態を示している。 The shortest path determination table shown in FIG. 7 is a state in which a part of the shortest path when the node b and the node c are set as the start nodes is already determined as a result of selecting the node a as the start node and determining the shortest path. Is shown.
この状態から、次に始点ノードとして選択するノードを決定する際、選択部13は、未決定終点ノードが存在するノードb〜dのうち、未決定終点ノードの数が最も多いノードを始点ノードとして選択する。図7に示す例において未決定終点ノードの数は、ノードbが1個、ノードcが2個、ノードdが3個である。そのため、選択部13は、ノードdを始点ノードとして選択する。
From this state, when determining the node to be selected as the next start point node, the
あるノードについて未決定終点ノードの数が多いということは、最短経路を決定するためにコスト値の計算が行われた通信経路のうち、そのノードを通過する通信経路の数が少ないということである。そのため、未決定終点ノードの数がより多いノードを優先的に始点ノードとして選択すれば、そのノードからの最短経路を決定するために行われた計算が、他のノードからの最短経路を決定する際に既に行われている確率が低くなる。従って、未決定終点ノードの数がより多いノードを優先的に始点ノードとして選択すれば、そのノードからの最短経路を、より多くの他のノードからの最短経路として利用することができる。 A large number of undetermined end-point nodes for a node means that the number of communication paths that pass through the node among the communication paths for which the cost value has been calculated in order to determine the shortest path is small. . Therefore, if a node with a larger number of undetermined end nodes is preferentially selected as the start node, the calculation performed to determine the shortest path from that node will determine the shortest path from the other nodes The probability of being already done is low. Therefore, if a node having a larger number of undetermined end nodes is preferentially selected as the start node, the shortest path from that node can be used as the shortest path from more other nodes.
また、複数のノードのそれぞれを始点ノードとして選択する順番を決定する他の方法として、複数のノードのそれぞれを接続するリンクのメトリック値を利用する方法がある。なお、メトリック値とは、2つのノード間の仮想的な距離を表すパラメータである。 As another method for determining the order of selecting each of the plurality of nodes as the start point node, there is a method of using a metric value of a link connecting each of the plurality of nodes. The metric value is a parameter that represents a virtual distance between two nodes.
この場合、選択部13は、未決定終点ノードが存在するノードのうち、そのノードと接続されているリンクのメトリック値の平均値が最も大きなノードを、始点ノードとして選択する。
In this case, the
最短経路を決定する際には、リンクのメトリック値がより小さいほど、そのリンクを介した通信経路の距離がより短いものとして認識され、あるノードに接続されているリンクのメトリック値の平均値が大きいと、そのノードを通過する最短経路の数は少なくなる。そのため、接続されているリンクのメトリック値の平均値がより大きなノードを優先的に始点ノードとして選択すれば、そのノードからの最短経路を決定するために行われた計算が、他のノードからの最短経路を決定する際に既に行われている確率が低くなる。つまり、接続されているリンクのメトリック値の平均値がより大きなノードを優先的に始点ノードとして選択すれば、そのノードからの最短経路を、より多くの他のノードからの最短経路として利用することができる。 When determining the shortest path, the smaller the metric value of a link, the shorter the distance of the communication path through the link is recognized, and the average value of the metric values of the links connected to a node is If it is large, the number of shortest paths passing through the node is small. Therefore, if a node with a larger average metric value of connected links is preferentially selected as the start node, the calculation performed to determine the shortest path from that node will be calculated from other nodes. The probability of having already been performed when determining the shortest path is reduced. In other words, if a node with a larger average metric value of connected links is preferentially selected as the start node, the shortest route from that node can be used as the shortest route from many other nodes. Can do.
図8は、図2に示した選択部13が始点ノードを選択する際の動作の他の例を説明するための図であり、(a)はトポロジ情報部11に記憶されたトポロジ情報が示す通信ネットワークの一例を示す図、(b)は複数のノード毎のメトリック値を示す図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining another example of the operation when the
図8(a)においては、ノードA〜Fのそれぞれが四角形で表され、リンクが直線で表されている。そして、各リンクの近傍の数値が各リンクのメトリック値を示している。なお、ここでは、各リンクの上り下りの方向に関わらずメトリック値は同じものとする。 In FIG. 8A, each of the nodes A to F is represented by a square, and the link is represented by a straight line. A numerical value in the vicinity of each link indicates a metric value of each link. Here, it is assumed that the metric value is the same regardless of the uplink / downlink direction of each link.
図8に示す例の場合、選択部13は、ノードA〜Fのそれぞれに接続されたリンクのメトリック値の平均値をノードA〜F毎に算出する。これが図8(b)に示されている。
In the case of the example illustrated in FIG. 8, the
そして、選択部13は、メトリック値の平均値がより大きなノードから順番に始点ノードとして選択していく。従って、図8に示した例において、始点ノードとして最初に選択されるのは、メトリック値の平均値が最も大きなノードDとなる。そして、ノードDの次に始点ノードとして選択されるのは、メトリック値の平均値がノードDの次に大きなノードFとなる。
Then, the
このように、経路決定装置10は、未決定終点ノードの数に応じた順番や、複数のノードのそれぞれが接続されているリンクのメトリック値に応じた順番で、始点ノードとして選択するノードを決定する。これにより、最短経路を決定するまでの時間が必要以上に長くなってしまうのを回避できるという効果を十分に得ることができる。 As described above, the route determination device 10 determines the node to be selected as the start point node in the order according to the number of undecided end nodes or the order according to the metric value of the link to which each of the plurality of nodes is connected. To do. Thereby, it is possible to sufficiently obtain an effect that it is possible to avoid that the time until the shortest path is determined becomes longer than necessary.
10 経路決定装置
11 トポロジ情報部
12 記憶部
13 選択部
14 決定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (3)
前記複数のノードのうち、当該ノードからの最短経路が決定していない未決定終点ノードが存在するノードの1つを始点ノードとして選択する選択処理と、
前記始点ノードから前記未決定終点ノードまでの最短経路を決定する処理と、
前記決定された最短経路上の始点ノード以外のノードから、当該最短経路を介して当該最短経路の終点ノードまで至る通信経路を、当該ノードから当該終点ノードまでの最短経路として決定する処理と、を有し、
前記選択処理においては、前記複数のノードのうち前記始点ノードとして選択するノードを、前記未決定終点ノードの数に応じて決定する経路決定方法。 A route determination method for determining a shortest route from each of a plurality of nodes constituting a communication network to an end point node that is a node other than the node among the plurality of nodes,
A selection process for selecting, as a start point node, one of the plurality of nodes where there is an undetermined end point node for which the shortest path from the node has not been determined;
Processing for determining the shortest path from the start point node to the undetermined end point node;
Determining a communication path from a node other than the start point node on the determined shortest path to the end point node of the shortest path through the shortest path as a shortest path from the node to the end point node; Have
In pre-Symbol selection process, the nodes selected as the start node of the plurality of nodes, path determination method for determining in accordance with the number of the undetermined end node.
前記複数のノードのうち、当該ノードからの最短経路が決定していない未決定終点ノードが存在するノードの1つを始点ノードとして選択する選択処理と、
前記始点ノードから前記未決定終点ノードまでの最短経路を決定する処理と、
前記決定された最短経路上の始点ノード以外のノードから、当該最短経路を介して当該最短経路の終点ノードまで至る通信経路を、当該ノードから当該終点ノードまでの最短経路として決定する処理と、を有し、
前記複数のノードのそれぞれは、リンクによって接続され、
前記選択処理においては、前記複数のノードのうち前記始点ノードとして選択するノードを、前記複数のノードのそれぞれが接続されているリンクのメトリック値に応じて決定する経路決定方法。 A route determination method for determining a shortest route from each of a plurality of nodes constituting a communication network to an end point node that is a node other than the node among the plurality of nodes,
A selection process for selecting, as a start point node, one of the plurality of nodes where there is an undetermined end point node for which the shortest path from the node has not been determined;
Processing for determining the shortest path from the start point node to the undetermined end point node;
Determining a communication path from a node other than the start point node on the determined shortest path to the end point node of the shortest path through the shortest path as a shortest path from the node to the end point node; Have
Each of the previous SL plurality of nodes, connected by links,
In the selection process, a path determination method for determining a node to be selected as the start node among the plurality of nodes according to a metric value of a link to which each of the plurality of nodes is connected.
請求項1または2に記載の経路決定方法における処理を実行する経路決定装置。 A path determination device that determines a shortest path from each of a plurality of nodes constituting a communication network to an end point node that is a node other than the node among the plurality of nodes,
Routing device for performing the process in the path determination method according to claim 1 or 2.
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