JP5313275B2

JP5313275B2 - リンク割当装置及びリンク割当方法

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Publication number: JP5313275B2
Application number: JP2011029263A
Authority: JP
Inventors: 猛仁山本; 幸男築島; 紀之高橋; 允滝澤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2031-02-15
Also published as: JP2012169874A

Description

本発明は、物理ネットワーク上へ論理ネットワークを割り当てるリンク割当装置及びリンク割当方法に関する。

新世代ネットワークに関する検討の中でＰｏｓｔ−ＩＰ，Ｐｏｓｔ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）と言ったこれまでにない新しいプロトコルが考えられていると共に、それらを試験するためのテストベッドが重要視されている（例えば、非特許文献１参照。）。

その実現方法の一つとして、物理ネットワーク上に論理ネットワーク（仮想ネットワーク）を生成し、その論理ネットワーク上でたとえば新しいプロトコルをテストするなどして利用する、ネットワーク仮想化という方法がある。この方法では一つの物理ネットワーク上に複数の論理ネットワークを生成することで同時に多数のテストが可能である。

このとき論理ネットワークの構成は、例えば新しいプロトコルをテストする開発者或いは研究者が物理ネットワークの管理者もしくは物理ネットワークの管理システムに伝える必要がある。

伝えられた構成をもとに、物理ネットワーク上の物理ノードや物理リンクに論理ネットワークの論理ノードや論理リンクの割り当てが行われ、物理ネットワーク上の物理ノードや物理リンクに論理ネットワークの論理ノードや論理リンクが生成され結合されることで論理ネットワークの生成が行われる。

ここでは論理ネットワークの構成として論理リンクや論理ノードといった部品の数や種類などを伝えるが、その方法はたとえばＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）上で部品の絵を組み合わせる方法や、特定の記法に従ってテキストによって記述する方法などがある。ここで言う物理ノード又は論理ノードとはルータやスイッチといったネットワークプロトコル処理を行う装置（論理的な装置を含む）を主に意図しているが、より上位のレイヤを処理する装置或いは新しいプロトコルに基づいた処理を行う装置も含む。

複数の論理ネットワークを収容する物理ネットワーク内の物理ノード及び物理リンク数と比較し、１つの論理ネットワーク内の論理ノードや論理リンク数は少ないと考えられるため、ある論理ネットワーク構成が与えられたとき、物理ネットワーク上への割り当ての組み合わせには幾通りも考えられる。ただし、物理ネットワーク上の物理ノードや物理リンクには、生成できる論理ネットワークの論理ノードや論理リンク数には限度があると考えられる（物理ノードや物理リンク生成のためのリソースに限りがある）ため、この点は考慮する必要がある。この割り当てを行う主体者として、開発者或いは研究者と、管理者或いは管理システムと、の２つが考えられる。第１は、開発者或いは研究者である。

主体者が開発者或いは研究者の場合、これらの者が論理ネットワークの構成に明示的に表すことになる。この場合、開発者或いは研究者は物理ネットワークのトポロジや物理ネットワーク上の物理ノードや物理リンクの残余リソース量を把握する必要があるが、管理者としては物理ネットワークの情報を開示することには大きな抵抗がある。

主体者が管理者或いは管理システムの場合、これらの者が与えられた論理ネットワーク構成をもとに決定する。この場合、開発者或いは研究者は物理ネットワークのトポロジや残余リソース量を知る必要がないが、管理者には多くの論理ネットワーク生成要求が来ることも考えられる。その場合、１つ１つの論理ネットワークに対してその割り当てを手作業で考えることは現実的ではない。そのため、論理ネットワーク構成と物理ネットワーク構成の割り当てを自動化する、「自動リソース探索／割当」の仕組みが必要となる。

ＮｉＣＴ報道発表、「新たなネットワークの実現を支えるネットワーク仮想化ノードの実証実験を産学官で開始」、２０１０年３月３０日、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ２．ｎｉｃｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｐｕｂ／ｗｈａｔｓｎｅｗ／ｐｒｅｓｓ／ｈ２１／１００３３０／１００３３０．ｈｔｍｌ竹房あつ子、他「性能を保証する計算・ネットワーク資源のコアロケーション手法の評価」、情報処理学会研究報告２００９−ＨＰＣ−１２１、２００９林通秋、他「グリッドアプリケーションのためのＧＭＰＬＳネットワーク資源の管理制御」、電子情報通信学会技術研究報告、ＰＮ２００６−８、２００６

従来の「リソース探索及び割当」においては、図１４に示すように、論理ネットワークの論理ノードや論理リンクを割り当てるのに十分なリソースを有する物理ネットワーク上の物理ノードや物理リンクを探しだし、割り当てを行っていた。この方法ではリソースが十分であるか否かのみをもとにしているため、物理ネットワークのトポロジ、特に論理ネットワークの物理ノード間の物理ネットワーク上でのホップ数又は遅延が考慮されていない。そのため、条件によっては生成された論理ネットワークの構成が、図１５（ｃ）に示すように、物理ネットワーク上では非効率な状態となることも考えられる。

そこで、本発明は、物理ネットワーク上への論理ネットワークの割り当てを自動化し、かつ、物理ネットワーク上で非効率な状態になるような割り当てを避けることの可能なリンク割当装置、リンク割当方法及びプログラムの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明は、物理ネットワーク上に論理ネットワーク（仮想ネットワーク）を生成する方法において、物理ネットワーク上における物理ノード間のホップ数または遅延を取得し、取得したホップ数または遅延を含む指標に基づく優先順位に従って、論理ネットワーク上の論理ノードおよび論理リンクを割り当てる、物理ネットワーク上の物理ノードおよび物理リンクを選択する。

具体的には、本願発明のリンク割当装置は、依頼者から論理ネットワークの構成を取得する論理ネットワーク構成受付部と、物理ネットワークを構成する物理ノード及び物理リンクを取得する物理ネットワーク構成取得部と、論理ネットワークを構成する論理ノード及び論理リンクを前記論理ネットワーク構成受付部から取得し、前記物理ネットワーク構成取得部で取得した前記物理ノード及び前記物理リンクで構成される物理ネットワーク構成を用いて、前記論理ネットワークを構築しうる前記物理ノードの組み合わせを導出する論理ネットワーク割当候補導出部と、前記論理ネットワーク割当候補導出部で導出した前記物理ノードの組み合わせを用いた場合の、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延を用いて、前記論理ネットワーク割当候補導出部で導出した前記物理ノードの組み合わせのうちの１つを選択する論理ネットワーク割当決定部と、前記論理ネットワーク割当決定部の割当結果を前記依頼者に通知する割り当て結果通知部と、を備え、前記論理ネットワーク割当決定部は、前記論理ネットワーク割当候補導出部で導出した前記物理ノードの組み合わせのうち、まだ使われていない物理リンクを利用する物理ノードが割り当てられにくくするように重み付けした上で、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延を用いて前記物理ノードの組み合わせのうちの１つを選択することを特徴とする。

本願発明のリンク割当装置は、物理ネットワーク構成取得部及び論理ネットワーク割当候補導出部を備えるため、論理ネットワーク上の論理ノードを割当可能な物理ネットワーク上の物理ノードの候補を列挙することができる。本願発明のリンク割当装置は、論理ネットワーク割当決定部を備えるため、物理ネットワーク上の物理ノード間のホップ数又は遅延を小さくすることの可能な物理ノードの組み合わせを選択して決定することができる。したがって、本願発明のリンク割当装置は、物理ネットワーク上への論理ネットワークの割り当てを自動化し、かつ、物理ネットワーク上で非効率な状態になるような割り当てを避けることができる。

本願発明のリンク割当装置では、前記論理ネットワーク割当決定部は、前記論理ネットワーク割当候補導出部で導出した前記物理ノードの組み合わせのうち、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延が最小になる前記物理ノードの組み合わせを選択してもよい。

具体的には、本願発明のリンク割当方法は、物理ネットワークを構成する物理ノード及び物理リンクを取得する物理ネットワーク構成取得ステップと、依頼者から論理ネットワークの構成を取得する論理ネットワーク構成受付ステップと、論理ネットワークを構成する論理ノード及び論理リンクを取得し、前記物理ネットワーク構成取得ステップで取得した前記物理ノード及び物理リンクで構成される物理ネットワーク構成を用いて、前記論理ネットワークを構築しうる前記物理ノードの組み合わせを導出する論理ネットワーク割当候補導出ステップと、前記論理ネットワーク割当候補導出ステップで導出した前記物理ノードの組み合わせを用いた場合の、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延を用いて、前記論理ネットワーク割当候補導出ステップで導出した前記物理ノードの組み合わせのうちの１つを選択する論理ネットワーク割当決定ステップと、前記論理ネットワーク割当決定ステップにおける割当結果を前記依頼者に通知する割り当て結果通知ステップと、を順に有し、前記論理ネットワーク割当決定ステップは、前記論理ネットワーク割当候補導出ステップで導出した前記物理ノードの組み合わせのうち、まだ使われていない物理リンクを利用する物理ノードが割り当てられにくくするように重み付けした上で、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延を用いて前記物理ノードの組み合わせのうちの１つを選択する。

本願発明のリンク割当方法は、物理ネットワーク構成取得ステップ及び論理ネットワーク割当候補導出ステップを有するため、論理ネットワーク上の論理ノードを割当可能な物理ネットワーク上の物理ノードの候補を列挙することができる。本願発明のリンク割当方法は、論理ネットワーク割当決定ステップを有するため、物理ネットワーク上の物理ノード間のホップ数又は遅延を小さくすることの可能な物理ノードの組み合わせを選択して決定することができる。したがって、本願発明のリンク割当方法は、物理ネットワーク上への論理ネットワークの割り当てを自動化し、かつ、物理ネットワーク上で非効率な状態になるような割り当てを避けることができる。

本願発明のリンク割当方法では、前記論理ネットワーク割当決定ステップにおいて、前記論理ネットワーク割当候補導出ステップで導出した前記物理ノードの組み合わせのうち、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延が最小になる前記物理ノードの組み合わせを選択してもよい。

具体的には、本願発明のプログラムは、物理ネットワーク構成取得ステップ、論理ネットワーク割当候補導出ステップ及び論理ネットワーク割当決定ステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムである。
本願発明のプログラムは、本願発明のリンク割当方法をコンピュータに実行させるため、物理ネットワーク上への論理ネットワークの割り当てを自動化し、かつ、物理ネットワーク上で非効率な状態になるような割り当てを避けることができる。

本発明によれば、物理ネットワーク上への論理ネットワークの割り当てを自動化し、かつ、物理ネットワーク上で非効率な状態になるような割り当てを避けることの可能なリンク割当装置、リンク割当方法及びプログラムを提供することができる。

実施形態１に係るネットワークシステムの構成例を示す。リンク割当装置１０の構成例を示す。本実施形態に係るリンク割当方法の一例を示す。本実施形態に係るリンク割当方法の他の一例を示す。実施形態１に係る物理ノードの組み合わせの列挙及び指標値の一例を示す。実施形態２に係る各論理ノードに割当可能な物理ノードの抽出例を示す。実施形態２に係る物理ノードの組み合わせの列挙の第１例を示す。指標値算出部２２の算出した指標値の第１例を示す。物理ノードの組み合わせの列挙の第２例を示す。指標値算出部２２の算出した指標値の第２例を示す。実施形態３に係るリンク割当方法の一例を示す。実施形態４に係る論理ネットワーク構成を示す。実施形態４に係る物理ネットワーク構成を示す。従来の「リソース探索及び割当」方法の一例を示す。従来の割当例を示し、（ａ）は論理ネットワーク構成を示し、（ｂ）は物理ネットワーク構成を示し、（ｃ）は割当結果を示す。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図１に、実施形態１に係るネットワークシステムの構成例を示す。本実施形態に係るネットワークシステムは、物理ネットワーク１００と、リンク割当装置１０と、管理装置２０と、を備える。物理ネットワーク１００は、複数の物理ノードＰＮ１〜ＰＮ５が接続されてなる。リンク割当装置１０は、論理ネットワークのリソースの割当の依頼を受け、物理ネットワーク１００上の物理ノードや物理リンクに、論理ネットワーク上の論理ノードや論理リンクを割り当てる。そして、リンク割当装置１０は、割当結果を依頼者に通知する。

図２に、リンク割当装置１０の構成例を示す。リンク割当装置１０は、物理ネットワーク構成取得部１１と、論理ネットワーク構成受付部１２と、論理ネットワーク割当候補導出部１３と、指標値算出部２２と、論理ネットワーク割当決定部２３と、を備える。

図３に、本実施形態に係るリンク割当方法の一例を示す。本実施形態に係るリンク割当方法は、物理ネットワーク構成取得ステップＳ１０１と、論理ネットワーク構成受付ステップＳ１０２と、論理ネットワーク割当候補導出ステップＳ１０３と、指標値算出ステップＳ１２２と、論理ネットワーク割当決定ステップＳ１２３と、を順に有する。

図３に示す物理ネットワーク構成取得ステップＳ１０１では、物理ネットワーク構成取得部１１は、物理ネットワーク１００を構成する物理ノードＰＮ１〜ＰＮ５及び物理リンクを取得して記憶する。物理ノードは、例えば、Ｈｏｓｔ又はストレージである。これにより、物理ネットワーク１００の物理ネットワーク構成を把握することができる。ここで同時に各物理ノードＰＮ１〜ＰＮ５間のホップ数や１Ｈｏｐ遅延を把握して記憶してもいい。物理ノードＰＮ１〜ＰＮ５及び物理リンクの取得並びに物理ノードＰＮ１〜ＰＮ５間のホップ数又は物理ノードＰＮ１〜ＰＮ５間の遅延は、例えば、物理ネットワーク１００の管理装置２０から自動的に取得する。

図３に示す論理ネットワーク構成受付ステップＳ１０２では、論理ネットワーク構成受付部１２は、リソースの割当の依頼者から論理ネットワークの構成を取得する。例えば、開発者或いは研究者から所望の論理ネットワーク構成を受ける。受付方はＧＵＩ上で設計してもらう方法、テキストファイルを受信する方法など様々ある。

図３に示す論理ネットワーク割当候補導出ステップＳ１０３では、論理ネットワーク割当候補導出部１３は、記憶した物理ネットワークに論理ネットワークを割り当てる候補を挙げる。例えば、論理ネットワーク割当候補導出部１３は、論理ネットワーク構成受付部１２から論理ネットワークを構成する論理ノード及び論理リンクを取得し、物理ネットワーク構成取得部１１で取得した物理ノードＰＮ１〜ＰＮ５及び物理リンクで構成される物理ネットワーク構成を用いて、論理ネットワークを構築しうる物理ノードの組み合わせを導出する。候補は幾通りもあると考えられる。

組み合わせの導出は、例えば、まず各論理ノードを割当可能な物理ノードを抽出し、次に物理ノードの組み合わせを列挙する。ここで、割当可能であるか否かは、リソース量も考慮する。残余リソースが十分でない場合には論理ネットワークの論理ノードや論理リンクを生成できない。そこで、論理ネットワーク割当候補導出部１３は、物理ネットワーク１００上の物理ノードＰＮ１〜ＰＮ５や物理リンクの残余リソース量を見て割り当てられるか判断することが好ましい。残余リソース量は、管理装置２０から自動的に取得する。

図４に、本実施形態に係るリンク割当方法の他の一例を示す。図４に示す方法は、論理ネットワーク割当候補導出ステップＳ１０３と指標値算出ステップＳ１２２の間に、Ｈｏｐまたは遅延導出ステップＳ１０６を有する。Ｈｏｐまたは遅延導出ステップＳ１０６では、候補として導出した物理ノードについて、その論理ノード間或いは論理リンクの物理ネットワーク上におけるＨｏｐ数或いは遅延を導出する。予め全物理ネットワークの物理ノード間、物理リンクのＨｏｐ数或いは遅延を記憶しておき、必要分を加算してもいい。

図３に示す指標値算出ステップＳ１２２では、指標値算出部２２は、割り当て候補に対してホップ数又は遅延を用いた指標値を算出する。ここで、遅延は、運ぶべきデータそのものを転送する網であるＤ−Ｐｌａｎｅ（ＤａｔａＰｌａｎｅ）における遅延である。例えば、論理リンクで結ばれた物理ノードＰＮ１〜ＰＮ５間のホップ数又は遅延を含む指標を算出する。ホップ数又は遅延の合計値をそのまま用いる方法や、それと他の指標に重み付けして加減算する方法などがある。

すべての論理リンクにおいて、それが結ぶ論理ノードが存在する物理ノード間のホップ数合計を指標として算出する場合、図１５（ｃ）の割当例であれば、論理ノードＡと論理ノードＢとのホップ数は２であり、論理ノードＡと論理ノードＣとのホップ数は１であり、論理ノードＢと論理ノードＣとのホップ数は１であり、論理ノードＤと論理ノードＢとのホップ数は３であり、論理ノードＤと論理ノードＣとのホップ数は２であるので、論理リンクで結ばれたすべてのノード間のホップ数合計である９を指標値として算出する。

論理リンクで結ばれたすべての物理ノードＰＮ１〜ＰＮ５間の遅延合計を指標値として算出する場合、図１５（ｃ）の割当例であれば、論理ノードＡと論理ノードＢとの遅延はＤ_ＡＢであり、論理ノードＡと論理ノードＣとの遅延はＤ_ＡＣであり、論理ノードＢと論理ノードＣとの遅延はＤ_ＢＣであり、論理ノードＤと論理ノードＢとの遅延はＤ_ＤＢであり、論理ノードＤと論理ノードＣとの遅延はＤ_ＤＣであるとすれば、論理リンクで結ばれたすべてのノード間の遅延合計である（Ｄ_ＡＢ＋Ｄ_ＡＣ＋Ｄ_ＢＣ＋Ｄ_ＤＢ＋Ｄ_ＤＣ）を指標値として算出する。

なお、物理ネットワーク１００上への論理ネットワークの論理ノードや論理リンクの割り当てを線形計画法を用いて数式的に解く場合、その目的関数を論理ノード間の物理ネットワーク１００上におけるホップ数合計としてもよい。この場合、図３に示す指標値算出ステップＳ１２２において、指標値算出部２２は、その目的関数を指標値として算出してもよい。

例えば、次式を目的関数とする。

ここで、ＶＮは論理ネットワーク上の全論理ノード、ｉ，ｊは論理ネットワーク上の各論理ノードである。Ｈｏｐは論理ノードｉと論理ノードｊと間の物理ネットワーク上のＨｏｐ数である。Ｌｉｎｋは論理ノードｉと論理ノードｊと間に論理リンクがあるか否かを示し、あれば「１」、なければ「０」となる。

また、次式のように、物理ネットワーク上のＨｏｐ数を含む目的関数としてもよい。

ここで、α、βは重み定数であり、ｘはその他の評価値である。その他の評価値は、Ｈｏｐ数及び物理ノード間の論理リンクの有無以外の評価値であり、例えばリソース量である。

図５に、物理ノードの組み合わせとその指標値の一例を示す。例えば、候補１では物理ノードＰＮ１、ＰＮ５、ＰＮ４に論理ノードＶＮ１、ＶＮ２、ＶＮ３を割り当て、候補２では物理ノードＰＮ３、ＰＮ５、ＰＮ２に論理ノードＶＮ１、ＶＮ２、ＶＮ３を割り当て、候補３では物理ノードＰＮ１、ＰＮ６、ＰＮ４に論理ノードＶＮ１、ＶＮ２、ＶＮ３を割り当てる。物理ノードの組み合わせの候補１の指標値が４５であり、物理ノードの組み合わせの候補２の指標値が４０であり、物理ノードの組み合わせの候補３の指標値が５５となっている。このように、各物理ノードの組み合わせについて指標値を算出する。なお、本実施形態ではノードの置き方を表にしているが、論理リンクの張り方によって論理ネットワークを表してもよい。

ここで、図３において破線で示すように、指標値算出ステップＳ１２２は、論理ネットワーク割当候補導出ステップＳ１０３で物理ノードの組み合わせを導出する度に行っても良い。例えば、図５に示す候補１を導出すると、候補１について指標値算出ステップＳ１２２を行う。その後、論理ネットワーク割当候補導出ステップＳ１０３に戻って候補２を導出し、候補２について指標値算出ステップＳ１２２を行う。そして、全ての候補を導出したか否かを判定し、全ての候補を導出した場合に、論理ネットワーク割当決定ステップＳ１２３へ移行する。

また、まだ使われていない物理リンクや物理ノードがあるか否かを考慮することが好ましい。できる限り使われていないノードを増やすことで、消費電力を抑えることができる。この場合、指標値算出部２２は、まだ使われていない物理リンクを利用する物理ノードが割り当てられにくくするように重み付けを行った上で、指標を算出する。

図３に示す論理ネットワーク割当決定ステップＳ１２３では、論理ネットワーク割当決定部２３は、指標値算出部２２の算出した指標値を用いて、論理ネットワーク割当候補導出部１３で導出した物理ノードの組み合わせのうちの１つを選択する。例えば、論理ネットワーク割当決定部２３は、挙げた候補の中から指標値がもっとも適切（高い又は低い）ものを探し、実際に割り当てを実行するものとして決定する。また、選択は、残余リソース量の多い物理ノードが割り当てられやすくなるように重み付けした上で、論理ノードに割り当てられた物理ノード間のホップ数又は遅延が最小になる物理ノードの組み合わせを選択してもよい。

例えば、物理ノード間のホップ数合計を指標に用いる場合、物理ノードの割当においてはホップ数は少ない方が物理ネットワークの消費リソースを低減することができる。そこで、論理ネットワーク割当決定部２３は、候補１から候補９までの指標値のなかで最小の値となる候補４の物理ノードの組み合わせを選択する。生成された論理ネットワークにおける物理ノード間ホップ数を小さくすることができるため、論理ネットワーク上の論理リンクが通過する物理リンク数を低減することができる。これにより、物理ネットワークのリソース消費量および障害発生時に影響を受ける可能性の低減が可能となる。

また、物理ノード間の遅延合計を指標値に用いる場合、物理ノードの割当においては遅延は少ない方が物理ネットワークの消費リソースを低減することができる。そこで、論理ネットワーク割当決定部２３は、候補１から候補９までの指標値のなかで最小の値となる候補４の物理ノードの組み合わせを選択する。遅延の少ない物理ノードの組み合わせを選択するため、消費リソースを低減することができる。また、生成された論理ネットワークにおける物理ノード間遅延の低減することができる。

配置すべき複数の論理ノードとそれら論理ノード同士を接続する論理リンクから構成される論理ネットワークについて、その論理ノードを割り当てるために物理ネットワークの物理ノードのリソース量のみを考慮して物理ネットワークに割り当てると、論理ネットワーク上で隣接する論理ノード間であっても物理ネットワーク上では離れたところに配置される可能性がある。しかし、本実施形態のリンク割当装置１０は、ホップ数又遅延の少ない物理ノードの組み合わせを選択するため、物理ネットワーク１０の消費リソースを低減することができる。特に物理ノード間ホップ数が小さくなることによる物理リンクリソースを低減し、それによる生成可能論理ネットワーク最大数を増大することができる。

また、論理ノードの配置が予め定められている（固定である）場合には、その論理ノード間を最短の物理リンクで接続する事がなされているのに対し、本発明は論理ノードの配置に自由度がある点が異なる。そのため論理リンク１本毎を最短に決定することだけではなく、論理ノードの配置を含めて全体最適を図ることができる。

なお、本発明の装置はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

（実施形態２）
本実施形態では、図３に示す論理ネットワーク割当候補導出ステップＳ１０３及び論理ネットワーク割当決定ステップＳ１２３の具体例について説明する。

論理ネットワーク割当候補導出部１３における各論理ノードに割当可能な物理ノードの抽出例を示す。図６は、各論理ノードに割当可能な物理ノードの抽出例である。例えば、論理ネットワークが論理ノードＶＮ１，ＶＮ２，ＶＮ３，ＶＮ４で構成されていた場合、各論理ノードＶＮ１，ＶＮ２，ＶＮ３，ＶＮ４を割当可能な物理ノードを抽出する。物理ノードＰＮ１，ＰＮ２，ＰＮ４には論理ノードＶＮ１が割当可能であり、物理ノードＰＮ１，ＰＮ２には論理ノードＶＮ２が割当可能であり、物理ノードＰＮ３，ＰＮ４には論理ノードＶＮ３が割当可能であり、物理ノードＰＮ１，ＰＮ３，ＰＮ５には論理ノードＶＮ４が割当可能であるとする。

論理ネットワーク割当候補導出部１３における論理ネットワークを構築しうる物理ノードの組み合わせの列挙例を示す。図７に、物理ノードの組み合わせの列挙の第１例を示す。論理ノードＶＮ１，ＶＮ２，ＶＮ３，ＶＮ４を構成しうる物理ノードの組み合わせを、マトリックス状に列挙する。例えば、候補１の物理ノードの組み合わせを第１行目に記載し、候補２の物理ノードの組み合わせを第２行目に記載する。候補１の物理ノードの組み合わせは、物理ノードＰＮ１に論理ノードＶＮ１を割り当て、物理ノードＰＮ２に論理ノードＶＮ２を割り当て、物理ノードＰＮ３に論理ノードＶＮ３を割り当て、物理ノードＰＮ５に論理ノードＶＮ４を割り当てている。候補２の物理ノードの組み合わせは、論理ノードＶＮ３への割当が物理ノードＰＮ４になっている。

図８に、指標値算出部２２の算出した指標値の第１例を示す。論理ノードＶＮ１，ＶＮ２，ＶＮ３，ＶＮ４を構成しうる物理ノードの組み合わせごとに、指標値を算出する。候補１であれば指標値は２３であり、候補２であれば指標値は２４であり、・・・候補４であれば指標値は２１であり、・・・候補９であれば指標値は３０となっている。

図９に、物理ノードの組み合わせの列挙の第２例を示す。図６に示すリストから論理ネットワーク割り当て候補をツリー化してもよい。ここで、本実施形態では、列挙の際に、同じ物理ノードに異なる論理ノードが割り当てられないようにするが、同じ物理ノードに異なる論理ノードを割り当ててもよい。

図１０に、指標値算出部２２の算出した指標値の第２例を示す。割り当てできない物理ノードの組み合わせの場合には、指標値を無限大にしている。この場合、論理ネットワーク割当決定部２３は、指標値に従って並び替えしてもよい。例えば、左から指標値の小さい順に並べ替える。そして、論理ネットワーク割当決定部２３は、左端に位置する物理ノードの組み合わせに決定する。

（実施形態３）
図１１に、実施形態３に係るリンク割当方法の一例を示す。実施形態３に係るリンク割当方法では、実施形態１の論理ネットワーク割当候補導出ステップＳ１０３、指標値算出ステップＳ１２２及び論理ネットワーク割当決定ステップＳ１２３に代えて、配置論理ノード選出ステップＳ１０７、割当先及び指標値算出ステップＳ１０８及び割当物理ノード決定ステップＳ１０９を有する。

配置論理ノード選出ステップＳ１０７では、割り当てが決まっていない論理ノードから次に割当を決める論理ノードを選出する。既に割り当ての決まっている論理ノードに論理ネットワーク上で隣接している論理ノードを選ぶ方法や接続する論理リンク数の多い論理ノードを選ぶ方法などがある。

割当先及び指標値算出ステップＳ１０８では、割り当てを決めたい論理ノードに対して、割り当て先となる物理ノード候補それぞれに割り当てたときのホップ数又は遅延を用いた指標値を算出する。指標値算出に当たっては既に割り当てが決まっている論理ノードとの論理リンクだけを考慮する方法もある。また、物理ノードの残余リソース量を同時に考慮することも考えられる。

割当物理ノード決定ステップＳ１０９では、算出した指標値を基に論理ノードをどの物理ノードに割り当てるかを決定する。ここで、指標値は、物理ノードの残余リソース量を考慮してもよい。

（実施形態４）
図１２に、実施形態４に係る論理ネットワーク構成を示す。図１３に、実施形態４に係る物理ネットワーク構成を示す。図１３に示すカッコつきの数字は、物理リンク遅延を示す。

はじめに、物理ノードＰＮ２に論理ノードＶＮ１を割り当てる。

次に、論理ノードＶＮ２を割り当て可能な物理ノードＰＮ１、ＰＮ３、ＰＮ４、ＰＮ５を導出し、各物理ノードに割り当てたときの指標値を算出する。例えば、物理ノードＰＮ１のときの指標値が４であり、物理ノードＰＮ３のときの指標値が８であり、物理ノードＰＮ４のときの指標値が５であり、物理ノードＰＮ５のときの指標値が６である。
次に、指標値が最も小さい物理ノードＰＮ１に論理ノードＶＮ２を割り当てる。

次に、論理ノードＶＮ１及び論理ノードＶＮ２と論理リンクを持ち、最も論理リンクが多い論理ノードＶＮ３を導出する。そして、論理ノードＶＮ３を割り当て可能な物理ノードＰＮ３、ＰＮ４、ＰＮ５、ＰＮ６、ＰＮ７を導出し、各物理ノードに割り当てたときの指標値を算出する。例えば、物理ノードＰＮ３のときの指標値が（４＋（５＋３））であり、物理ノードＰＮ４のときの指標値が（３＋５）であり、物理ノードＰＮ５のときの指標値が（（３＋２）＋６）であり、物理ノードＰＮ６のときの指標値が（（４＋５）＋（６＋３＋５））であり、物理ノードＰＮ７のときの指標値が（（３＋４）＋（６＋３））である。
次に、指標値が最も小さい物理ノードＰＮ４に論理ノードＶＮ３を割り当てる。

上記のように、既に割り当ての決まっている論理ノードと論理リンクを保有し、保有する論理リンクが多い論理ノードから割り当てを決める。これにより、物理ネットワーク上でノードが近くに寄るため、論理ネットワークの割り当て完了時に遅延（ホップ数）総和を小さくすることができる。また、本実施形態では、指標値の算出に当たっては、既に割り当ての決まっている論理ノードとの間の遅延合計を考慮した。なお、グラフ理論における最短経路問題を解くためのアルゴリズムであるダイクストラアルゴリズムと組み合わせてもよい。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１０：リンク割当装置
１１：物理ネットワーク構成取得部
１２：論理ネットワーク構成受付部
１３：論理ネットワーク割当候補導出部
２０：管理装置
２２：指標値算出部
２３：論理ネットワーク割当決定部
１００：物理ネットワーク
ＰＮ１、ＰＮ２、ＰＮ３、ＰＮ４、ＰＮ５、ＰＮ６、ＰＮ７、ＰＮ１１、ＰＮ１２、ＰＮ１３、ＰＮ１４、ＰＮ１５、ＰＮ１６、ＰＮ１７：物理ノード
ＶＮ１、ＶＮ２、ＶＮ３、ＶＮ４、ＶＮ５、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ：論理ノード

Claims

依頼者から論理ネットワークの構成を取得する論理ネットワーク構成受付部と、
物理ネットワークを構成する物理ノード及び物理リンクを取得する物理ネットワーク構成取得部と、
論理ネットワークを構成する論理ノード及び論理リンクを前記論理ネットワーク構成受付部から取得し、前記物理ネットワーク構成取得部で取得した前記物理ノード及び前記物理リンクで構成される物理ネットワーク構成を用いて、前記論理ネットワークを構築しうる前記物理ノードの組み合わせを導出する論理ネットワーク割当候補導出部と、
前記論理ネットワーク割当候補導出部で導出した前記物理ノードの組み合わせを用いた場合の、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延を用いて、前記論理ネットワーク割当候補導出部で導出した前記物理ノードの組み合わせのうちの１つを選択する論理ネットワーク割当決定部と、
前記論理ネットワーク割当決定部の割当結果を前記依頼者に通知する割り当て結果通知部と、を備え、
前記論理ネットワーク割当決定部は、前記論理ネットワーク割当候補導出部で導出した前記物理ノードの組み合わせのうち、まだ使われていない物理リンクを利用する物理ノードが割り当てられにくくするように重み付けした上で、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延を用いて前記物理ノードの組み合わせのうちの１つを選択することを特徴とするリンク割当装置。
前記論理ネットワーク割当決定部は、前記論理ネットワーク割当候補導出部で導出した前記物理ノードの組み合わせのうち、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延が最小になる前記物理ノードの組み合わせを選択することを特徴とする請求項１に記載のリンク割当装置。
物理ネットワークを構成する物理ノード及び物理リンクを取得する物理ネットワーク構成取得ステップと、
依頼者から論理ネットワークの構成を取得する論理ネットワーク構成受付ステップと、
論理ネットワークを構成する論理ノード及び論理リンクを取得し、前記物理ネットワーク構成取得ステップで取得した前記物理ノード及び物理リンクで構成される物理ネットワーク構成を用いて、前記論理ネットワークを構築しうる前記物理ノードの組み合わせを導出する論理ネットワーク割当候補導出ステップと、
前記論理ネットワーク割当候補導出ステップで導出した前記物理ノードの組み合わせを用いた場合の、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延を用いて、前記論理ネットワーク割当候補導出ステップで導出した前記物理ノードの組み合わせのうちの１つを選択する論理ネットワーク割当決定ステップと、
前記論理ネットワーク割当決定ステップにおける割当結果を前記依頼者に通知する割り当て結果通知ステップと、
を順に有し、
前記論理ネットワーク割当決定ステップは、前記論理ネットワーク割当候補導出ステップで導出した前記物理ノードの組み合わせのうち、まだ使われていない物理リンクを利用する物理ノードが割り当てられにくくするように重み付けした上で、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延を用いて前記物理ノードの組み合わせのうちの１つを選択する
ことを特徴とするリンク割当方法。
前記論理ネットワーク割当決定ステップにおいて、前記論理ネットワーク割当候補導出ステップで導出した前記物理ノードの組み合わせのうち、前記論理ノードに割り当てられた前記物理ノード間のホップ数又は遅延が最小になる前記物理ノードの組み合わせを選択することを特徴とする請求項３に記載のリンク割当方法。
請求項３または４に記載のリンク割当方法の前記物理ネットワーク構成取得ステップ、前記論理ネットワーク割当候補導出ステップ及び前記論理ネットワーク割当決定ステップを、コンピュータに実行させるためのプログラム。