JP5314646B2 - Network design system, network design method, and network design apparatus - Google Patents

Network design system, network design method, and network design apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform optimum arrangement of facilities for minimizing a facility operation cost while satisfying a quality condition in a network under a service operation. <P>SOLUTION: A network design device 10 acquires traffic information among respective nodes 30 from a traffic information gathering device 40, and calculates the optimum arrangement of virtual nodes for minimizing the facility operation cost while satisfying the quality condition using the acquired traffic information, and the processing performance information of the respective nodes 30 and facility design model condition information stored in a storage part of the network design device 10. Then, the network design device 10 transmits the configuration change information through a resource pool management device 20 to the nodes 30 which require change from the configuration of the virtual nodes at the present point of time. The resource pool management device 20 acquires resource change information which is completion information of the configuration change from the respective nodes 30 and transmits it to the network design device 10. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ネットワーク設計システム、ネットワーク設計方法およびネットワーク設計装置に関する。   The present invention relates to a network design system, a network design method, and a network design apparatus.

将来、ネットワークにおけるサービスやネットワーク利用形態の多様化に伴い、トラヒック予測の困難性が増し、ネットワーク内に配備すべき、サーバ、ルータ、ストレージ等の設備設計を正確に行うことはより困難になる。   In the future, with the diversification of services and network usage forms in the network, the difficulty of traffic prediction will increase, and it will become more difficult to accurately design equipment such as servers, routers, and storage that should be deployed in the network.

従来のネットワーク設計技術として、対象レイヤのトラヒック予測に基づき、対象レイヤ以下のレイヤのトポロジ計算を同時に実行しながら、配備すべき物理レイヤの設備を算出する、拡張マルチレイヤトラヒックエンジニアリング技術が開示されている（特許文献１参照）。   As a conventional network design technology, an extended multi-layer traffic engineering technology has been disclosed that calculates the physical layer equipment to be deployed while simultaneously performing topology calculation of layers below the target layer based on traffic prediction of the target layer. (See Patent Document 1).

また、新規に要求されるパスの予測を用いて、新たに構築するネットワークの総設備コストを計算し、その総設備コストを最小とするネットワーク設計を行うネットワーク設計システムが開示されている（特許文献２参照）。   Also, a network design system is disclosed that calculates the total equipment cost of a newly constructed network using prediction of a newly required path and performs network design that minimizes the total equipment cost (Patent Document). 2).

特開２００５−８６４８７号公報JP 2005-86487 A 特開２００９−２９６２１１号公報JP 2009-296211 A

しかしながら、特許文献１に記載されたネットワーク設計技術は、将来のトラヒック予測に基づき、将来配備すべき物理レイヤの設備を算出する技術であり、また、特許文献２に記載されたネットワーク設計システムも、将来の設備コストを最小にするための技術である。つまり、特許文献１および特許文献２に記載の技術は、現在運用中のネットワークにおける設備に関するものではなく、将来のトラヒック予測に基づいて、将来配備すべき設備を算出するものである。したがって、これらの技術は、現在運用中の設備に発生するコストを削減するようにネットワーク内の設備を最適化するものではない。よって、設備設計時のトラヒック予測値とサービス導入・運用時における実際のトラヒック値との間に差が生じることに起因した、余剰設備の発生や、リソース不足に伴う運用規模の拡大に基づく設備運用コストの拡大を、解消できるものではない。   However, the network design technique described in Patent Document 1 is a technique for calculating a physical layer facility to be deployed in the future based on future traffic prediction, and the network design system described in Patent Document 2 is also This is a technology for minimizing future equipment costs. In other words, the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 do not relate to equipment in the currently operating network, but calculate equipment to be deployed in the future based on future traffic prediction. Therefore, these technologies do not optimize the equipment in the network so as to reduce the costs incurred for the equipment currently in operation. Therefore, equipment operation based on the generation of surplus equipment and the expansion of the scale of operation due to resource shortage due to the difference between the predicted traffic value at the time of equipment design and the actual traffic value at the time of service introduction / operation The expansion of costs cannot be eliminated.

このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、サービス運用中のネットワークにおいて、品質条件を満たしながら設備運用コストを最小化させる設備の最適配備を可能とする、ネットワーク設計システム、ネットワーク設計方法およびネットワーク設計装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such a background, and the present invention is a network design system that enables optimal deployment of equipment that minimizes equipment operation costs while satisfying quality conditions in a network in service operation. It is an object of the present invention to provide a network design method and a network design apparatus.

前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ネットワークで接続された各ノード間のトラヒック情報を収集するトラヒック情報収集装置と、複数の前記ノードを論理的なグループに束ねたリソースプールに設けられるリソースプール管理装置と、前記リソースプールに属する１つ以上の前記ノードを、仮想的に１つのノードである仮想ノードとして統合し、前記ネットワークにおける前記仮想ノードの最適配備を設計するネットワーク設計装置と、を備えるネットワーク設計システムであって、前記ネットワーク設計装置が、（１）前記ノードごとの処理性能情報と各ノードが属する仮想ノードの構成情報とが記憶されるリソース情報、並びに、（２）前記仮想ノードの配備を設計するための設備設計モデルを構成する品質条件および設備運用コストに関する条件情報が記憶される設備設計モデル条件情報、を格納する記憶部と、前記トラヒック情報収集装置から前記各ノード間のトラヒック情報を取得するトラヒック情報取得部と、前記取得した各ノード間のトラヒック情報および前記仮想ノードの構成情報を用いて、前記仮想ノード間のトラヒック情報を生成し、前記生成した仮想ノード間のトラヒック情報に示される前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、最適配備計算部を起動するトラヒック変化量判定部と、前記取得した各ノード間のトラヒック情報、前記ノードごとの処理性能情報、および前記仮想ノードの設備設計モデルの条件情報に基づき、動的計画法を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算する前記最適配備計算部と、前記計算した仮想ノードの最適配備と、前記記憶部に格納された前記仮想ノードの構成情報とを比較し、前記最適配備の仮想ノードの構成にするため、前記記憶部のリソース情報に記憶された前記各ノードのうち、前記仮想ノードの構成変更の設定が必要な前記ノードを抽出し、前記抽出したノードが属する前記リソースプールの前記リソースプール管理装置に向けて、前記仮想ノードの最適配備に基づく構成変更の設定内容を示す構成変更情報を送信する構成変更情報送信部と、前記リソースプール管理装置から、前記構成変更情報を受信したノードにおいて、前記仮想ノードの構成変更が完了したことを示すリソース変更情報を受信し、前記リソース情報内の前記仮想ノードの構成情報を、前記最適配備計算部が計算した最適配備の構成に更新するリソース変更情報取得部と、を備え、前記リソースプール管理装置が、前記ネットワーク設計装置から、前記構成変更情報を受信する構成変更情報取得部と、前記仮想ノードの構成変更の設定が必要な各ノードに対して、当該各ノードの前記構成変更情報を配信する構成変更情報配信部と、前記構成変更情報を受信した前記各ノードから、前記仮想ノードの構成変更が完了したことを示す前記リソース変更情報を受信し、前記受信した前記各ノードからのリソース変更情報を前記ネットワーク設計装置に送信するリソース変更情報処理部と、を備えることを特徴とするネットワーク設計システムとした。   In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is directed to a traffic information collection device that collects traffic information between nodes connected by a network, and a resource in which a plurality of the nodes are bundled in a logical group. A network that integrates a resource pool management device provided in a pool and one or more of the nodes belonging to the resource pool as a virtual node that is virtually one node, and designs an optimal deployment of the virtual nodes in the network A network design system including: (1) resource information in which processing performance information for each node and configuration information of a virtual node to which each node belongs, and ( 2) Quality conditions constituting the equipment design model for designing the deployment of the virtual node A storage unit that stores facility design model condition information in which condition information related to the facility operation cost is stored, a traffic information acquisition unit that acquires traffic information between the nodes from the traffic information collection device, and the acquired each The traffic information between the virtual nodes is generated using the traffic information between the nodes and the configuration information of the virtual nodes, and the change amount of the traffic between the virtual nodes indicated by the generated traffic information between the virtual nodes is predetermined. When it is determined that the value exceeds the traffic change amount determination unit that activates the optimum deployment calculation unit, the acquired traffic information between each node, the processing performance information for each node, and the facility design model of the virtual node Based on the condition information, using the dynamic programming method, the facility operation cost while satisfying the quality condition The optimal deployment calculation unit that calculates the optimal deployment of the virtual node to be minimized, the optimal deployment of the calculated virtual node, and the configuration information of the virtual node stored in the storage unit are compared, and the optimal deployment In order to make the configuration of the virtual node, the node that needs to be configured to change the configuration of the virtual node is extracted from the nodes stored in the resource information of the storage unit, and the resource to which the extracted node belongs From the resource pool management device, the configuration change information is transmitted from the resource pool management device to the resource pool management device of the pool. In the node that has received the resource change information indicating that the configuration change of the virtual node is completed, the resource information in the resource information A resource change information acquisition unit that updates the configuration information of the virtual node to the optimal deployment configuration calculated by the optimal deployment calculation unit, and the resource pool management device receives the configuration change information from the network design device. A configuration change information acquisition unit that receives the configuration change information distribution unit that distributes the configuration change information of each node to each node that needs to be configured to change the configuration of the virtual node, and receives the configuration change information A resource change information processing unit that receives the resource change information indicating that the configuration change of the virtual node has been completed from each of the nodes and transmits the received resource change information from each of the nodes to the network design device And a network design system characterized by comprising:

また、請求項３に記載の発明は、ネットワークで接続された各ノード間のトラヒック情報を収集するトラヒック情報収集装置と、複数の前記ノードを論理的なグループに束ねたリソースプールに設けられるリソースプール管理装置と、前記リソースプールに属する１つ以上の前記ノードを、仮想的に１つのノードである仮想ノードとして統合し、前記ネットワークにおける前記仮想ノードの最適配備を設計するネットワーク設計装置と、を備えるネットワーク設計システムに用いられるネットワーク設計方法であって、前記ネットワーク設計装置が、（１）前記ノードごとの処理性能情報と各ノードが属する仮想ノードの構成情報とが記憶されるリソース情報、並びに、（２）前記仮想ノードの配備を設計するための設備設計モデルを構成する品質条件および設備運用コストに関する条件情報が記憶される設備設計モデル条件情報、を格納する記憶部を備え、前記トラヒック情報収集装置から前記各ノード間のトラヒック情報を取得するステップと、前記取得した各ノード間のトラヒック情報および前記仮想ノードの構成情報を用いて、前記仮想ノード間のトラヒック情報を生成し、前記生成した仮想ノード間のトラヒック情報に示される前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、仮想ノードの最適配備に決定するステップを実行するように処理するステップと、前記取得した各ノード間のトラヒック情報、前記ノードごとの処理性能情報、および前記仮想ノードの設備設計モデルの条件情報に基づき、動的計画法を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算するステップと、前記計算した仮想ノードの最適配備と、前記記憶部に格納された前記仮想ノードの構成情報とを比較し、前記最適配備の仮想ノードの構成にするため、前記記憶部のリソース情報に記憶された前記各ノードのうち、前記仮想ノードの構成変更の設定が必要な前記ノードを抽出し、前記抽出したノードが属する前記リソースプールの前記リソースプール管理装置に向けて、前記仮想ノードの最適配備に基づく構成変更の設定内容を示す構成変更情報を送信するステップと、を実行し、前記リソースプール管理装置が、前記ネットワーク設計装置から、前記構成変更情報を受信するステップと、前記仮想ノードの構成変更の設定が必要な各ノードに対して、当該各ノードの前記構成変更情報を配信するステップと、前記構成変更情報を受信した前記各ノードから、前記仮想ノードの構成変更が完了したことを示す前記リソース変更情報を受信し、前記受信した前記各ノードからのリソース変更情報を前記ネットワーク設計装置に送信するステップと、を実行し、前記ネットワーク設計装置が、前記リソースプール管理装置から、前記リソース変更情報を受信し、前記リソース情報内の前記仮想ノードの構成情報を、前記最適配備の構成に更新するステップを実行すること、を特徴とするネットワーク設計方法とした。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a traffic information collection device for collecting traffic information between nodes connected by a network, and a resource pool provided in a resource pool in which a plurality of the nodes are bundled in a logical group. A management apparatus, and a network design apparatus that integrates one or more of the nodes belonging to the resource pool as a virtual node that is virtually one node, and designs optimal deployment of the virtual nodes in the network. A network design method used in a network design system, in which the network design apparatus is configured to: (1) resource information in which processing performance information for each node and configuration information of a virtual node to which each node belongs are stored; 2) Configure an equipment design model for designing the deployment of the virtual node A storage unit that stores facility design model condition information in which condition information relating to quality conditions and facility operation costs is stored, and acquiring traffic information between the nodes from the traffic information collection device; The traffic information between the virtual nodes is generated using the traffic information between the nodes and the configuration information of the virtual nodes, and the change amount of the traffic between the virtual nodes indicated by the generated traffic information between the virtual nodes is predetermined. A step of executing the step of determining the optimal deployment of the virtual node when it is determined that the value exceeds the value, the traffic information between the obtained nodes, the processing performance information for each node, and the virtual node Based on the condition information of the equipment design model, the quality condition is satisfied using dynamic programming. Calculating the optimal deployment of the virtual node that minimizes the facility operation cost, comparing the calculated optimal deployment of the virtual node with the configuration information of the virtual node stored in the storage unit, In order to make the configuration of the optimally deployed virtual node, out of each of the nodes stored in the resource information of the storage unit, the node that needs to be configured to change the configuration of the virtual node is extracted, and the extracted node belongs Transmitting, to the resource pool management device of the resource pool, configuration change information indicating configuration change settings based on optimal deployment of the virtual nodes, and the resource pool management device Receiving the configuration change information from a design device, and for each node that needs to be configured to change the configuration of the virtual node And receiving the resource change information indicating that the configuration change of the virtual node is completed from each node that received the configuration change information, and delivering the configuration change information of each node. Transmitting resource change information from each of the nodes to the network design device, wherein the network design device receives the resource change information from the resource pool management device, and the resource information in the resource information The network design method is characterized in that the step of updating the virtual node configuration information to the optimally deployed configuration is executed.

また、請求項５に記載の発明は、ネットワークで接続された各ノード間のトラヒック情報を収集するトラヒック情報収集装置と、複数の前記ノードを論理的なグループに束ねたリソースプールに設けられるリソースプール管理装置と、前記リソースプールに属する１つ以上の前記ノードを、仮想的に１つのノードである仮想ノードとして統合し、前記ネットワークにおける前記仮想ノードの最適配備を設計するネットワーク設計装置と、を備えるネットワーク設計システムに用いられる前記ネットワーク設計装置であって、（１）前記ノードごとの処理性能情報と各ノードが属する仮想ノードの構成情報とが記憶されるリソース情報、並びに、（２）前記仮想ノードの配備を設計するための設備設計モデルを構成する品質条件および設備運用コストに関する条件情報が記憶される設備設計モデル条件情報、を格納する記憶部と、前記トラヒック情報収集装置から前記各ノード間のトラヒック情報を取得するトラヒック情報取得部と、前記取得した各ノード間のトラヒック情報および前記仮想ノードの構成情報を用いて、前記仮想ノード間のトラヒック情報を生成し、前記生成した仮想ノード間のトラヒック情報に示される前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、最適配備計算部を起動するトラヒック変化量判定部と、前記取得した各ノード間のトラヒック情報、前記ノードごとの処理性能情報、および前記仮想ノードの設備設計モデルの条件情報に基づき、動的計画法を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算する前記最適配備計算部と、前記計算した仮想ノードの最適配備と、前記記憶部に格納された前記仮想ノードの構成情報とを比較し、前記最適配備の仮想ノードの構成にするため、前記記憶部のリソース情報に記憶された前記各ノードのうち、前記仮想ノードの構成変更の設定が必要な前記ノードを抽出し、前記抽出したノードが属する前記リソースプールの前記リソースプール管理装置に向けて、前記仮想ノードの最適配備に基づく構成変更の設定内容を示す構成変更情報を送信する構成変更情報送信部と、前記リソースプール管理装置から、前記構成変更情報を受信したノードにおいて、前記仮想ノードの構成変更が完了したことを示すリソース変更情報を受信し、前記リソース情報内の前記仮想ノードの構成情報を、前記最適配備計算部が計算した最適配備の構成に更新するリソース変更情報取得部と、を備えることを特徴とするネットワーク設計装置とした。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a traffic information collecting apparatus that collects traffic information between nodes connected by a network, and a resource pool provided in a resource pool in which a plurality of the nodes are bundled in a logical group. A management apparatus, and a network design apparatus that integrates one or more of the nodes belonging to the resource pool as a virtual node that is virtually one node, and designs optimal deployment of the virtual nodes in the network. The network design apparatus used in a network design system, wherein (1) resource information storing processing performance information for each node and configuration information of a virtual node to which each node belongs, and (2) the virtual node Quality conditions and equipment operations that make up the equipment design model for designing the deployment of equipment A storage unit that stores facility design model condition information in which condition information relating to a strike is stored, a traffic information acquisition unit that acquires traffic information between the nodes from the traffic information collection device, and between the acquired nodes Traffic information between the virtual nodes is generated using the traffic information and the configuration information of the virtual nodes, and the amount of change in traffic between the virtual nodes indicated in the generated traffic information between the virtual nodes exceeds a predetermined value The traffic change amount determination unit that activates the optimal deployment calculation unit, the acquired traffic information between each node, the processing performance information for each node, and the condition information of the facility design model of the virtual node Before using the dynamic programming method to minimize the equipment operating cost while satisfying the quality condition. The optimal deployment calculation unit that calculates the optimal deployment of the virtual node, the optimal deployment of the calculated virtual node, and the configuration information of the virtual node stored in the storage unit are compared, and the virtual node of the optimal deployment In order to make a configuration, out of each of the nodes stored in the resource information of the storage unit, the node that needs to be configured to change the configuration of the virtual node is extracted, and the resource of the resource pool to which the extracted node belongs A configuration change information transmitting unit that transmits configuration change information indicating configuration change setting contents based on the optimal deployment of the virtual node toward the pool management device, and a node that has received the configuration change information from the resource pool management device Receiving the resource change information indicating that the configuration change of the virtual node is completed, and configuring the virtual node in the resource information. A network design apparatus comprising: a resource change information acquisition unit that updates generation information to an optimal deployment configuration calculated by the optimal deployment calculation unit.

このようにすることで、ネットワーク設計装置は、トラヒック情報収集装置から各ノード間のトラヒック情報を取得し、取得したトラヒック情報と仮想ノードの構成情報とを用いて、仮想ノード間のトラヒック情報を生成する。そして、その仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超える場合に、取得した各ノード間のトラヒック情報と、各ノードの処理性能情報と、仮想ノードの設備設計モデルの条件情報とに基づき、仮想ノードの最適配備を決定する。そして、ネットワーク設計装置は、リソースプール管理装置を介して各ノードに構成変更情報を送信し、各ノードから、仮想ノードの構成変更が完了したことを示すリソースプール変更情報を、リソースプール管理装置を介して受信する。   By doing so, the network design device acquires traffic information between the nodes from the traffic information collection device, and generates traffic information between the virtual nodes using the acquired traffic information and the configuration information of the virtual nodes. To do. And when the amount of traffic change between the virtual nodes exceeds a predetermined value, based on the acquired traffic information between each node, the processing performance information of each node, and the condition information of the facility design model of the virtual node, Determine the optimal deployment of virtual nodes. Then, the network design device transmits the configuration change information to each node via the resource pool management device, and the resource pool change information indicating that the configuration change of the virtual node is completed is sent from each node to the resource pool management device. Receive via.

よって、本発明によれば、サービス運用中のネットワークにおいて、品質条件を満たしながら設備運用コストを最小化させる設備の最適配備を可能にする。つまり、新たな設備（ノード）の追加をすることなく、ネットワーク内に設定した仮想ノードに属する各ノードを再配置することにより、設備運用コストの削減や、ネットワーク運用規模の拡大を防止することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to optimally deploy equipment that minimizes equipment operation costs while satisfying quality conditions in a network in service operation. In other words, by relocating each node belonging to a virtual node set in the network without adding new equipment (nodes), it is possible to prevent equipment operation costs from being reduced and network operation scale from being increased. it can.

請求項２に記載の発明は、前記記憶部内の前記設備設計モデル条件情報には、前記品質条件として、前記各ノードの性能を表す関数と、前記各ノードの信頼性を表す関数と、当該関数ごとの重みと、当該各関数の構成要素が最低限満たすべき閾値とが記憶されており、前記ネットワーク設計装置の前記トラヒック変化量判定部が、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量に応じて、前記重みを変更する設備設計モデル変更部を、さらに備え、前記最適配備計算部は、前記性能を表す関数、前記信頼性を表す関数、前記設備設計モデル変更部が変更した当該関数ごとの重み、および前記閾値を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク設計システムとした。   In the invention according to claim 2, in the facility design model condition information in the storage unit, as the quality condition, a function representing the performance of each node, a function representing the reliability of each node, and the function Each of the functions and a threshold that should be satisfied by the constituent elements of each function are stored, and the traffic change amount determination unit of the network design device sets the traffic change amount between the virtual nodes to a predetermined value. And an equipment design model change unit that changes the weight according to the amount of change in traffic between the virtual nodes when it is determined that the maximum deployment calculation unit includes the function representing the performance, the reliability Before the facility operation cost is minimized while satisfying the quality condition using the function representing the property, the weight of each function changed by the facility design model changing unit, and the threshold value. And a network design system according to claim 1, characterized in that calculating the optimum deployment of virtual nodes.

また、請求項４に記載の発明は、前記記憶部内の前記設備設計モデル条件情報には、前記品質条件として、前記各ノードの性能を表す関数と、前記各ノードの信頼性を表す関数と、当該関数ごとの重みと、当該各関数の構成要素が最低限満たすべき閾値とが記憶されており、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量に応じて、前記重みを変更するステップを、さらに実行し、前記仮想ノードの最適配備に決定するステップにおいて、前記性能を表す関数、前記信頼性を表す関数、前記重みを変更するステップで変更された当該関数ごとの重み、および前記閾値を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算することを特徴とする請求項３に記載のネットワーク設計方法とした。   In the invention according to claim 4, in the facility design model condition information in the storage unit, as the quality condition, a function representing the performance of each node, a function representing the reliability of each node, The weight for each function and the threshold value that the constituent elements of each function should satisfy at least are stored, and when it is determined that the amount of change in traffic between the virtual nodes exceeds a predetermined value, between the virtual nodes In the step of further executing the step of changing the weight in accordance with the amount of change in traffic, and determining the optimal deployment of the virtual node, the function representing the performance, the function representing the reliability, and the weight are changed. Using the weight for each function changed in the step of performing and the threshold, the optimal deployment of the virtual node that minimizes the facility operation cost while satisfying the quality condition is calculated. And a network design method according to claim 3, characterized in that.

また、請求項６に記載の発明は、前記記憶部内の前記設備設計モデル条件情報には、前記品質条件として、前記各ノードの性能を表す関数と、前記各ノードの信頼性を表す関数と、当該関数ごとの重みと、当該各関数の構成要素が最低限満たすべき閾値とが記憶されており、前記ネットワーク設計装置の前記トラヒック変化量判定部が、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量に応じて、前記重みを変更する設備設計モデル変更部を、さらに備え、前記最適配備計算部は、前記性能を表す関数、前記信頼性を表す関数、前記設備設計モデル変更部が変更した当該関数ごとの重み、および前記閾値を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算することを特徴とする請求項５に記載のネットワーク設計装置とした。   In the invention according to claim 6, in the facility design model condition information in the storage unit, as the quality condition, a function representing the performance of each node, a function representing the reliability of each node, The weight for each function and the threshold value that should be satisfied by the constituent elements of each function are stored, and the traffic change amount determination unit of the network design device determines the traffic change amount between the virtual nodes to be predetermined. A facility design model changing unit that changes the weight according to the amount of change in traffic between the virtual nodes when it is determined that the value exceeds the value, and the optimum deployment calculating unit includes a function representing the performance, Using the function representing the reliability, the weight for each function changed by the facility design model changing unit, and the threshold value, the facility operation cost is minimized while satisfying the quality condition. That was network designing apparatus according the to claim 5, characterized in that calculating the optimum deployment of virtual nodes.

このようにすることで、ネットワークの品質条件に関する重みを変更して、仮想ノードの最適配備を計算することができる。よって、例えば、性能の高い（例えば、電話サービスにおいて呼損率が低い）通信が要求されるトラヒックが増加した場合に、性能の表す関数の重みを変更し、性能を重視するような設定で、最適配備を計算させることができる。つまり、仮想ノード間のトラヒックの変化量に応じた最適配備の設計が可能となる。   By doing so, it is possible to calculate the optimal placement of the virtual nodes by changing the weight related to the quality condition of the network. Therefore, for example, when traffic requiring high-performance communication (for example, low call loss rate in telephone service) increases, the function weights are changed and the optimal deployment is performed with settings that emphasize performance. Can be calculated. That is, it is possible to design an optimal deployment according to the traffic change amount between the virtual nodes.

本発明によれば、サービス運用中のネットワークにおいて、品質条件を満たしながら設備運用コストを最小化させる設備の最適配備を可能とする、ネットワーク設計システム、ネットワーク設計方法およびネットワーク設計装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a network design system, a network design method, and a network design device capable of optimally deploying equipment that minimizes equipment operation costs while satisfying quality conditions in a network in service operation. it can.

本実施形態に係るネットワーク設計システムの概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the network design system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るリソースプール管理装置の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of the resource pool management apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るリソース設定情報のデータ構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a data structure of the resource setting information which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るネットワーク設計装置の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of the network design apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るリソース情報のデータ構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data structure of the resource information which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る設備設計モデル条件情報のデータ構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data structure of the equipment design model condition information which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るネットワーク設計装置の最適配備設計処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the optimal deployment design process of the network design apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るリソースプール管理装置の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the resource pool management apparatus which concerns on this embodiment.

次に、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本実施形態に係るネットワーク設計システム１の概要について説明する。   Next, modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. First, an overview of the network design system 1 according to the present embodiment will be described.

＜概要＞
図１は、本実施形態に係るネットワーク設計システム１の概要を説明するための図である。
図１に示すように、本実施形態に係るネットワーク設計システム１は、複数のノードからなるリソースプール（ＲＰ）と、リソースプール管理装置２０と、トラヒック情報収集装置４０と、ネットワーク設計装置１０とを含んで構成される。 <Overview>
FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of a network design system 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a network design system 1 according to the present embodiment includes a resource pool (RP) composed of a plurality of nodes, a resource pool management device 20, a traffic information collection device 40, and a network design device 10. Consists of including.

ここで、リソースプール（ＲＰ：ＲＰ１〜ＲＰ５）は、ネットワーク上の複数のノード３０を論理的なグループに束ねたものである。ここでは、例えば、通信事業者が設置する複数のデータセンタそれぞれに、複数のノード３０がリソースとして設置されており、その複数のノード３０をまとめた単位をリソースプールと想定する。 Here, the resource pool (RP: RP 1 to RP 5 ) is obtained by bundling a plurality of nodes 30 on the network into a logical group. Here, for example, a plurality of nodes 30 are installed as resources in each of a plurality of data centers installed by a telecommunications carrier, and a unit in which the plurality of nodes 30 are collected is assumed to be a resource pool.

リソースプール管理装置２０は、リソースプール内のリソースである各ノード３０（例えば、サーバ、ルータ、ストレージ等）の処理性能情報や使用状態等の情報を記憶する。   The resource pool management device 20 stores information such as processing performance information and usage status of each node 30 (eg, server, router, storage, etc.) that is a resource in the resource pool.

トラヒック情報収集装置４０は、各リソースプールに属するノード３０から、各ノード３０間の情報の流れであるトラヒック情報を収集する。そして、その収集したトラヒック情報を、ネットワーク設計装置１０に送信する。   The traffic information collection device 40 collects traffic information that is a flow of information between the nodes 30 from the nodes 30 belonging to each resource pool. Then, the collected traffic information is transmitted to the network design apparatus 10.

ネットワーク設計装置１０は、トラヒック情報収集装置４０から取得したトラヒック情報に基づき、後記する仮想ノードのトラヒック変化量を監視する。そして、所定値以上のトラヒック変化量を検出した場合に、品質条件を満たしながら、設備運用コストを最小化する最適配備を計算する。このネットワーク設計装置１０が計算する最適配備は、１つ以上のリソースプールに属する１つ以上のノード３０を統合し、仮想的に１つのノードを構成する仮想ノードの構成として計算される。そして、最適な仮想ノードの構成が計算されると、ネットワーク設計装置１０は、現時点での仮想ノードの構成と比較し、差異となる部分であり仮想ノードとしての構成の変更が必要な各ノード３０に対して、各リソースプール管理装置２０を介して、構成変更情報を送信する。この構成変更情報は、例えば、あるノード３０が現在仮想ノード「１」に属する場合に、構成変更情報に基づく指示により仮想ノード「２」に属する設定に変更したり、あるいは、現在仮想ノード「１」に属するノード３０を、どこの仮想ノードにも設定されない「未使用」の設定に変更するといった指示情報である。   Based on the traffic information acquired from the traffic information collection device 40, the network design device 10 monitors the traffic change amount of a virtual node to be described later. When a traffic change amount equal to or greater than a predetermined value is detected, an optimal deployment that minimizes facility operation costs while satisfying the quality condition is calculated. The optimum deployment calculated by the network design apparatus 10 is calculated as a configuration of a virtual node that integrates one or more nodes 30 belonging to one or more resource pools to virtually constitute one node. Then, when the optimal virtual node configuration is calculated, the network design device 10 compares the current virtual node configuration with each other, and each node 30 that is a difference and requires a configuration change as a virtual node. In response to this, the configuration change information is transmitted via each resource pool management device 20. For example, when a certain node 30 belongs to the current virtual node “1”, the configuration change information is changed to a setting belonging to the virtual node “2” by an instruction based on the configuration change information, or the current virtual node “1”. The node 30 belongs to the “not used” setting that is not set to any virtual node.

そして、構成変更情報を受信した各ノード３０から、構成変更が完了したことを示すリソース変更情報を、リソースプール管理装置２０が受信し、そのリソース変更情報をネットワーク設計装置１０に送信する。   Then, the resource pool management device 20 receives resource change information indicating that the configuration change has been completed from each node 30 that has received the configuration change information, and transmits the resource change information to the network design device 10.

ネットワーク設計装置１０は、各リソースプール管理装置２０から、リソース変更情報を受信し、自身が記憶する現時点の仮想ノードの構成を、計算した最適配備の構成に更新する。   The network design device 10 receives the resource change information from each resource pool management device 20, and updates the current virtual node configuration stored by itself to the calculated optimally deployed configuration.

このように、ネットワーク設計装置１０が、現時点でのネットワークに設置されている各ノードを再構成して、仮想ノードの最適配備を計算する。そのため、新たなリソースの増設を行うことなく、ネットワークの構成を最適な状態に変更することが可能となる。   In this way, the network design device 10 reconfigures each node installed in the current network, and calculates the optimal deployment of the virtual nodes. Therefore, it is possible to change the network configuration to an optimum state without adding new resources.

＜システム構成＞
次に、図１に示すネットワーク設計システム１を構成する各装置について説明する。 <System configuration>
Next, each device constituting the network design system 1 shown in FIG. 1 will be described.

（リソースプール管理装置）
リソースプール管理装置２０は、ネットワーク設計装置１０と、各データセンタに属する各ノード３０とに接続される。図２は、本実施形態に係るリソースプール管理装置２０の構成例を示す機能ブロック図である。 (Resource pool management device)
The resource pool management device 20 is connected to the network design device 10 and each node 30 belonging to each data center. FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the resource pool management apparatus 20 according to the present embodiment.

図２に示すように、リソースプール管理装置２０は、制御部２００と、入出力部２１０と、一次記憶部２２０と、記憶部２３０とを備える。   As illustrated in FIG. 2, the resource pool management device 20 includes a control unit 200, an input / output unit 210, a primary storage unit 220, and a storage unit 230.

入出力部２１０は、ネットワーク設計装置１０および各ノード３０とのデータの入出力を司り、入出力インタフェースとネットワークインタフェースから構成される。   The input / output unit 210 controls input / output of data to / from the network design apparatus 10 and each node 30 and includes an input / output interface and a network interface.

一次記憶部２２０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一次記憶装置からなり、ネットワーク設計装置１０から受信した構成変更情報や、各ノード３０から受信したリソース変更情報を一時的に記憶する。   The primary storage unit 220 includes a primary storage device such as a RAM (Random Access Memory), and temporarily stores configuration change information received from the network design device 10 and resource change information received from each node 30.

記憶部２３０は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶装置からなり、リソース設定情報５００が記憶される。図３は、本実施形態に係るリソース設定情報５００のデータ構成の一例を示す図である。   The storage unit 230 includes a storage device such as a hard disk or a flash memory, and stores resource setting information 500. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the resource setting information 500 according to the present embodiment.

図３に示すように、リソース設定情報５００は、自身が管理するリソースプール内の各ノード３０が属するデータセンタ５０１、各データセンタ内でノード３０の固有の番号であるリソース番号５０２、各ノード３０の処理性能５０３、不稼働率５０４、使用状態５０５、および仮想ノード構成情報５０６を含んで構成される。ここでリソース番号５０２は、例えば、各データセンタ内での固有の番号として（ラック番号−ノード番号）等から構成される。使用状態５０５は、各ノード３０が、ネットワーク設計装置１０が設定したどの仮想ノードに属している状態かが、例えば、「仮想ノード『１』」として記憶される。使用状態５０５が「未使用」となっているものは、どこの仮想ノードにも設定されていない状態を示す。仮想ノード構成情報５０６には、１つの仮想ノードを共同して構成するネットワーク内のノード３０の識別情報が記憶される。例えば、データセンタ５０１が「Ａ」でリソース番号５０２が「１−１」のノード３０は、使用状態５０５として「仮想ノード『１』」に設定され、その仮想ノード「１」を構成するノード３０は、仮想ノード構成情報５０６に示される「Ａ−１−１，Ａ−１−５，Ｃ−２−１」の３つのノードである。   As shown in FIG. 3, the resource setting information 500 includes a data center 501 to which each node 30 in the resource pool managed by itself belongs, a resource number 502 that is a unique number of the node 30 in each data center, and each node 30 Processing performance 503, non-operation rate 504, usage state 505, and virtual node configuration information 506. Here, the resource number 502 is composed of, for example, (rack number−node number) as a unique number in each data center. In the usage state 505, the state to which each node 30 belongs to which virtual node set by the network design device 10 is stored as, for example, “virtual node“ 1 ””. A state in which the usage state 505 is “unused” indicates a state where no virtual node is set. The virtual node configuration information 506 stores identification information of the nodes 30 in the network that jointly configure one virtual node. For example, the node 30 having the data center 501 “A” and the resource number 502 “1-1” is set to “virtual node“ 1 ”” as the usage state 505, and the node 30 configuring the virtual node “1”. Are three nodes “A-1-1, A-1-5, C-2-1” indicated in the virtual node configuration information 506.

図２に戻り、制御部２００は、構成変更情報取得部２０１と、構成変更情報配信部２０２と、リソース変更情報処理部２０３と、仮想化制御部２０４とを含んで構成される。なお、この制御部２００は、例えば、リソースプール管理装置２０の記憶部２３０に格納されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）が、一次記憶部２２０であるＲＡＭに展開し実行することで実現される。   Returning to FIG. 2, the control unit 200 includes a configuration change information acquisition unit 201, a configuration change information distribution unit 202, a resource change information processing unit 203, and a virtualization control unit 204. The control unit 200 is realized by, for example, a CPU (Central Processing Unit) developing and executing a program stored in the storage unit 230 of the resource pool management apparatus 20 in a RAM that is the primary storage unit 220. .

構成変更情報取得部２０１は、入出力部２１０を介して、ネットワーク設計装置１０から、仮想ノードの最適配備を構成するために変更が必要なノード３０の設定内容に関する情報である構成変更情報を取得する。   The configuration change information acquisition unit 201 acquires configuration change information, which is information regarding the setting contents of the node 30 that needs to be changed in order to configure the optimal deployment of the virtual node, from the network design apparatus 10 via the input / output unit 210. To do.

構成変更情報配信部２０２は、構成変更情報取得部２０１が取得した構成変更情報に示される変更対象となる各ノード３０に対して、そのノード３０ごとの変更内容を示した構成変更情報を配信する。   The configuration change information distribution unit 202 distributes the configuration change information indicating the change contents for each node 30 to each node 30 to be changed indicated by the configuration change information acquired by the configuration change information acquisition unit 201. .

リソース変更情報処理部２０３は、構成変更情報を受信した各ノード３０から、構成変更が完了した旨を示すリソース変更情報を受信する。そして、リソース変更情報処理部２０３は、受信したリソース変更情報に基づき、記憶部２３０内のリソース設定情報５００を、最適配備の構成に更新する。また、リソース変更情報処理部２０３は、リソース設定情報５００の更新を終えたことを契機として、そのリソース変更情報を、ネットワーク設計装置１０に送信する。   The resource change information processing unit 203 receives resource change information indicating that the configuration change has been completed from each node 30 that has received the configuration change information. Then, the resource change information processing unit 203 updates the resource setting information 500 in the storage unit 230 to the optimum deployment configuration based on the received resource change information. In addition, the resource change information processing unit 203 transmits the resource change information to the network design apparatus 10 when the update of the resource setting information 500 is completed.

仮想化制御部２０４は、リソースプール管理装置２０自身のリソースプール内の各ノード３０が、仮想ノードとして処理を実行するように制御を行う。なお、このリソースの仮想化は既存の仮想化技術を用いて実現することができる。   The virtualization control unit 204 performs control so that each node 30 in the resource pool of the resource pool management device 20 itself executes processing as a virtual node. Note that this resource virtualization can be realized by using existing virtualization technology.

（トラヒック情報収集装置）
図１に戻り、トラヒック情報収集装置４０は、各リソースプール内のノード３０と接続されており、各ノード３０間を流れるトラヒック量に関する情報を各ノード３０から収集する装置である。そして、トラヒック情報収集装置４０は、その収集したトラヒック情報をネットワーク設計装置１０に送信する。なお、このトラヒック情報収集装置４０による各ノード間のトラヒック情報の収集は、例えば、所定の間隔で実行され、その収集したトラヒック情報を、トラヒック情報収集装置４０が、その収集ごとにネットワーク設計装置１０に送信する。 (Traffic information collection device)
Returning to FIG. 1, the traffic information collection device 40 is connected to the nodes 30 in each resource pool, and is a device that collects information on the traffic volume flowing between the nodes 30 from each node 30. Then, the traffic information collection device 40 transmits the collected traffic information to the network design device 10. The traffic information collection between the nodes by the traffic information collection device 40 is performed at a predetermined interval, for example, and the traffic information collection device 40 collects the collected traffic information for each collection. Send to.

（ネットワーク設計装置）
次に、ネットワーク設計装置１０について説明する。ネットワーク設計装置１０は、トラヒック情報収集装置４０とリソースプール管理装置２０とに、通信ネットワークを介して接続される。図４は、本実施形態に係るネットワーク設計装置１０の構成例を示す機能ブロック図である。 (Network design equipment)
Next, the network design apparatus 10 will be described. The network design device 10 is connected to the traffic information collection device 40 and the resource pool management device 20 via a communication network. FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the network design apparatus 10 according to the present embodiment.

図４に示すように、ネットワーク設計装置１０は、制御部１００と、入出力部１１０と、一次記憶部１２０と、記憶部１３０とを備える。   As illustrated in FIG. 4, the network design device 10 includes a control unit 100, an input / output unit 110, a primary storage unit 120, and a storage unit 130.

入出力部１１０は、トラヒック情報収集装置４０から送信されたトラヒック情報を受信したり、リソースプール管理装置２０との間の情報の入出力を行う。また、不図示のネットワーク管理装置から設備設計モデル条件情報７００（後記する図６参照）を受信する。この入出力部１１０は、不図示のキーボード等の入力装置やモニタの表示装置等との間で入出力を行う入出力インタフェースと、ネットワークを介して情報の送受信を行うネットワークインタフェースとから構成される。   The input / output unit 110 receives traffic information transmitted from the traffic information collection device 40 and inputs / outputs information to / from the resource pool management device 20. In addition, equipment design model condition information 700 (see FIG. 6 described later) is received from a network management apparatus (not shown). The input / output unit 110 includes an input / output interface that performs input / output with an input device such as a keyboard (not shown), a monitor display device, and the like, and a network interface that transmits and receives information via a network. .

制御部１００は、ネットワーク設計装置１０全体の制御を司り、トラヒック情報取得部１０１と、トラヒック変化量判定部１０２と、設備設計モデル変更部１０３と、最適配備計算部１０４と、構成変更情報送信部１０５と、リソース変更情報取得部１０６とを含んで構成される。なお、この制御部１００は、例えば、ネットワーク設計装置１０の記憶部１３０に格納されたプログラムをＣＰＵが、一次記憶部１２０であるＲＡＭに展開し実行することで実現される。   The control unit 100 is responsible for overall control of the network design apparatus 10, and includes a traffic information acquisition unit 101, a traffic change amount determination unit 102, an equipment design model change unit 103, an optimum deployment calculation unit 104, and a configuration change information transmission unit. 105 and a resource change information acquisition unit 106. In addition, this control part 100 is implement | achieved when CPU expand | deploys and executes the program stored in the memory | storage part 130 of the network design apparatus 10, for example in RAM which is the primary memory | storage part 120. FIG.

トラヒック情報取得部１０１は、各リソースプール（ＲＰ）内のノード３０からトラヒック情報収集装置４０が収集した各ノード３０間のトラヒック情報を、入出力部１１０を介して取得し、一次記憶部１２０に記憶する。   The traffic information acquisition unit 101 acquires the traffic information between the nodes 30 collected by the traffic information collection device 40 from the nodes 30 in each resource pool (RP) via the input / output unit 110, and stores the traffic information in the primary storage unit 120. Remember.

トラヒック変化量判定部１０２は、トラヒック情報取得部１０１が取得したトラヒック情報と記憶部１３０内の後記するリソース情報６００（図５参照）とを用いて、仮想ノード間のトラヒック情報を生成する。そして、トラヒック変化量判定部１０２は、その仮想ノード間のトラヒック量が、所定の変化量を超えたか否かを判定する。仮想ノード間のトラヒック量が所定の変化量を超えたとトラヒック変化量判定部１０２が判定した場合、仮想ノードの最適配備の再計算のため、その情報を、設備設計モデル変更部１０３に出力する。
なお、このトラヒック変化量判定部１０２が判定する仮想ノード間のトラヒック変化量の基準値は、例えば、現在各ノード３０に設定している仮想ノードの構成を設定した時点に収集した各ノード３０間のトラヒック情報を用いて、トラヒック変化量判定部１０２が生成した仮想ノード間のトラヒック情報を、一次記憶部１２０に基準となる仮想ノード間のトラヒック情報として記憶しておく。そして、この記憶した仮想ノード間のトラヒック情報を基準として、その後に生成した仮想ノード間のトラヒックの変化量を判定するようにする。 The traffic change amount determination unit 102 generates traffic information between virtual nodes using the traffic information acquired by the traffic information acquisition unit 101 and resource information 600 (see FIG. 5) described later in the storage unit 130. Then, the traffic change amount determination unit 102 determines whether or not the traffic amount between the virtual nodes exceeds a predetermined change amount. When the traffic change amount determination unit 102 determines that the traffic amount between the virtual nodes exceeds a predetermined change amount, the information is output to the facility design model change unit 103 for recalculation of the optimal deployment of the virtual nodes.
The reference value of the traffic change amount between the virtual nodes determined by the traffic change amount determination unit 102 is, for example, between the nodes 30 collected at the time when the configuration of the virtual node currently set in each node 30 is set. The traffic information between virtual nodes generated by the traffic change amount determination unit 102 is stored in the primary storage unit 120 as traffic information between virtual nodes serving as a reference. Then, based on the stored traffic information between the virtual nodes, a traffic change amount between the virtual nodes generated thereafter is determined.

このトラヒック変化量判定部１０２による、仮想ノード間のトラヒック情報の生成は、記憶部１３０内のリソース情報６００を用いて行う。図５は、本実施形態に係るリソース情報６００のデータ構成の一例を示す図である。図５に示すように、リソース情報６００は、図３で示した各リソースプール管理装置２０が備えるリソース設定情報５００を、リソースプール６０１ごとにまとめた情報である。トラヒック変化量判定部１０２は、トラヒック情報取得部１０１が取得した各ノード３０間のトラヒック情報と、このリソース情報６００の使用状態５０５および仮想ノード構成情報５０６と用いて、現在設定されている仮想ノード間におけるトラヒック量を計算する。そして、その仮想ノード間のトラヒック量が、所定の変化量を超えたか否か、つまり、トラヒック量が所定量より増加ないし減少したか否か判定する。   The traffic change amount determination unit 102 generates traffic information between virtual nodes using the resource information 600 in the storage unit 130. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the resource information 600 according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 5, the resource information 600 is information in which the resource setting information 500 included in each resource pool management device 20 illustrated in FIG. 3 is collected for each resource pool 601. The traffic change amount determination unit 102 uses the traffic information between the nodes 30 acquired by the traffic information acquisition unit 101, the use state 505 of the resource information 600, and the virtual node configuration information 506, and the virtual node that is currently set Calculate the amount of traffic between them. Then, it is determined whether the traffic amount between the virtual nodes exceeds a predetermined change amount, that is, whether the traffic amount is increased or decreased from the predetermined amount.

なお、このトラヒック変化量判定部１０２は、仮想ノード間のトラヒック量が所定の変化量を超えた場合に、その情報を、入出力部１１０を介して、不図示のネットワーク管理装置に送信したり、表示部（不図示）に表示する等を行い、後記する設備設計モデル変更部１０３による重みパラメータの管理者からの変更指示を促すようにしてもよい。   The traffic change amount determination unit 102 transmits information to a network management device (not shown) via the input / output unit 110 when the traffic amount between virtual nodes exceeds a predetermined change amount. It may be displayed on a display unit (not shown) or the like, and an instruction to change the weight parameter by the facility design model changing unit 103 to be described later may be urged.

設備設計モデル変更部１０３は、仮想ノードの設備設計モデルの重みｗを変更する。この設備設計モデルは、品質条件関数（品質モデル）と設備運用コスト関数（設備運用コストモデル）とから構成され、仮想ノード間のトラヒックの変化量やネットワーク管理者のネットワーク運用方針に応じて変更されるものである。   The equipment design model changing unit 103 changes the weight w of the equipment design model of the virtual node. This equipment design model consists of a quality condition function (quality model) and equipment operation cost function (equipment operation cost model), and is changed according to the amount of change in traffic between virtual nodes and the network operation policy of the network administrator. Is.

具体的には、品質モデルＱ（Quality）は、次の（式１）で表される。
Ｑt ＝ ｗ1tＰ ＋ ｗ2tＤ … （式１）
ここで、Ｐは性能を表す関数であり、例えば、接続遅延や、電話サービスにおける呼損率等が設定される。Ｄは、信頼性を表す関数であり、例えば、不稼動率や、平均故障間隔等が設定される。また、ｗ1tは、性能Ｐの重みパラメータであり、ｗ2tは信頼性Ｄの重みパラメータである。 Specifically, the quality model Q (Quality) is expressed by the following (Equation 1).
Q t = w 1t P + w 2t D (Formula 1)
Here, P is a function representing performance, and for example, a connection delay, a call loss rate in a telephone service, and the like are set. D is a function representing reliability, and for example, an inoperative rate, an average failure interval, and the like are set. Further, w 1t is a weight parameter for performance P, and w 2t is a weight parameter for reliability D.

また、設備運用コストモデルＣ（Cost）は、次の（式２）で表される。
Ｃt ＝ ｗ3tＥ ＋ ｗ4tＮ ＋ ｗ5tＭ ＋ ｗ6tＳ … （式２）
ここで、Ｅは装置コストであり、例えば、装置の運用に伴う消費電力等である。Ｎは回線コストであり、例えば、回線の運用に伴う消費電力等である。Ｍは保守コストであり、例えば、メンテナンスにかかる人件費等である。Ｓは構成変更コストであり、例えば、仮想ノードの構成変更に伴い設定が変更されるノード数である。なお、この構成変更コストＳは、現在設定されている仮想ノードの構成から、仮想ノードの最適配置の構成を再計算する場合において、できるだけ設定変更するノードの数を抑えるために設けられたパラメータである。また、ｗ3tは、装置コストの重みパラメータであり、ｗ4tは、回線コストの重みパラメータであり、ｗ5tは、保守コストの重みパラメータであり、ｗ6tは、構成変更コストの重みパラメータである。 The facility operation cost model C (Cost) is expressed by the following (Equation 2).
Ct = w3tE + w4tN + w5tM + w6tS (Formula 2)
Here, E is an apparatus cost, for example, power consumption accompanying operation of the apparatus. N is a line cost, for example, power consumption associated with line operation. M is a maintenance cost, for example, a labor cost for the maintenance. S is a configuration change cost, for example, the number of nodes whose settings are changed in accordance with the configuration change of the virtual node. The configuration change cost S is a parameter provided to reduce the number of nodes whose settings are changed as much as possible when recalculating the configuration of the optimal arrangement of virtual nodes from the configuration of the currently set virtual nodes. is there. Further, w 3t is a weight parameter for device cost, w 4t is a weight parameter for circuit cost, w 5t is a weight parameter for maintenance cost, and w 6t is a weight parameter for configuration change cost. .

図６は、本実施形態に係る設備設計モデル条件情報７００のデータ構成の一例を示す図である。図６に示すように、設備設計モデル条件情報７００には、品質モデルおよび設備運用コストモデルの各構成要素に、その構成要素が最低限満たすべき閾値や重みｗ（ｗ1t, ｗ2t, …）が記憶される。例えば、品質モデルのＰ（性能）の要素である「接続遅延」の閾値が、１５０ｍｓｅｃと設定される。後記する最適配備計算部１０４は、品質条件関数（式１）において、この設備設計モデル条件情報７００に設定された閾値を超えず品質や性能に関する条件を満たし、かつ、設備運用コスト（式２）が最小となる、最適な設備設計モデルを計算する。なお、この各構成要素の閾値は、予めネットワーク管理者等により設定されるものである。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the equipment design model condition information 700 according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the equipment design model condition information 700 includes, in each constituent element of the quality model and the equipment operation cost model, thresholds and weights w (w 1t , w 2t ,...) Is memorized. For example, the threshold value of “connection delay” which is an element of P (performance) of the quality model is set to 150 msec. The optimum deployment calculation unit 104, which will be described later, satisfies the quality and performance conditions in the quality condition function (Equation 1) without exceeding the threshold set in the equipment design model condition information 700, and the equipment operation cost (Equation 2). Calculate the optimal equipment design model that minimizes. The threshold value of each component is set in advance by a network administrator or the like.

そして、設備設計モデル変更部１０３は、例えば、仮想ノード間のトラヒックを考慮して、高性能（例えば、呼損率の低い）を要求するサービスの需要が増えれば、品質条件関数内の性能の条件を厳しくするように、性能Ｐの重みｗt1を変更する。また、設備設計モデル変更部１０３は、消費電力をより少なくするというネットワーク運用方針をとる場合、例えば、設備運用コストの装置コストＥの重みｗt3の値を大きくするように変更する。なお、この設備設計モデル変更部１０３による重みｗの変更は、必ず行われなければならないものではなく、トラヒック状況（仮想ノードのトラヒックの変化量）やネットワーク管理者のネットワーク運用方針に応じて実行される。 Then, the facility design model changing unit 103 considers traffic between virtual nodes, for example, if the demand for a service that requires high performance (for example, low call loss rate) increases, the performance condition in the quality condition function is set. The weight w t1 of the performance P is changed so as to be strict. In addition, when taking a network operation policy of reducing power consumption, the facility design model changing unit 103 changes, for example, to increase the value of the weight w t3 of the device cost E of the facility operation cost. Note that the change of the weight w by the equipment design model changing unit 103 is not necessarily performed, and is executed according to the traffic situation (change amount of traffic of the virtual node) and the network operation policy of the network administrator. The

最適配備計算部１０４は、トラヒック情報取得部１０１が取得したトラヒック情報と、リソース情報６００（図５参照）に記憶された各ノード３０の処理性能５０３の情報（処理性能情報）と、設備設計モデル条件情報７００（図６参照）に記憶された設備設計モデルの閾値および重みｗの情報（条件情報）とに基づき、例えば、動的計画法を用いて、ネットワーク全体で品質条件を満たしながら設備運用コストを最小化する仮想ノードの最適配備を計算する。
なお、動的計画法以外の局所探索法や欲張り法等を用いて、仮想ノードの最適配備を計算してもよい。 The optimum deployment calculation unit 104 includes the traffic information acquired by the traffic information acquisition unit 101, the information (processing performance information) of the processing performance 503 of each node 30 stored in the resource information 600 (see FIG. 5), and the facility design model. Based on the equipment design model threshold value and weight w information (condition information) stored in the condition information 700 (see FIG. 6), for example, using dynamic programming, the equipment operation is performed while satisfying the quality conditions in the entire network. Calculate the optimal deployment of virtual nodes that minimizes costs.
Note that the optimal deployment of virtual nodes may be calculated using a local search method or a greedy method other than dynamic programming.

構成変更情報送信部１０５は、最適配備計算部１０４が計算した仮想ノードの最適配備と、記憶部１３０内のリソース情報６００の仮想ノード構成情報５０６に記憶されている現時点での仮想ノードの配備を比較し、最適配備の仮想ノードを構成するため、リソース情報６００に記憶された各ノード３０のうち、仮想ノードの構成変更が必要なノード３０を抽出する。例えば、仮想ノード「１」から仮想ノード「２」にその属する仮想ノードを変更する場合や、現在「未使用」だったノード３０を仮想ノード「３」に設定したり、現在仮想ノード「３」に属していたノード３０を「未使用」に変更したりするようなノード３０を抽出する。なお、この処理は、構成変更の必要のないノード３０に関する情報を送信しないことにより、システム全体としての処理負荷を低減するために行うものである。   The configuration change information transmission unit 105 performs the optimal deployment of the virtual node calculated by the optimal deployment calculation unit 104 and the current virtual node deployment stored in the virtual node configuration information 506 of the resource information 600 in the storage unit 130. In comparison, in order to configure an optimally deployed virtual node, a node 30 that requires a configuration change of the virtual node is extracted from each node 30 stored in the resource information 600. For example, when the virtual node belonging to the virtual node “2” is changed from the virtual node “1”, the node 30 that is currently “unused” is set to the virtual node “3”, or the current virtual node “3” The node 30 that changes the node 30 that belonged to “unused” is extracted. This process is performed in order to reduce the processing load of the entire system by not transmitting information related to the node 30 that does not require a configuration change.

そして、構成変更情報送信部１０５は、構成変更が必要なノード３０が属するリソースプールごとに、そのリソースプール管理装置２０に向けて、各ノード３０の構成変更の設定内容を通知する構成変更情報を、入出力部１１０を介して送信する。   The configuration change information transmission unit 105 then sends configuration change information for notifying the resource pool management device 20 of the configuration change settings of each node 30 to each resource pool to which the node 30 that needs the configuration change belongs. The data is transmitted via the input / output unit 110.

リソース変更情報取得部１０６は、構成変更情報を受信した各ノード３０の設定変更が完了したことを示すリソース変更情報を、各リソースプール管理装置２０から受信する。そして、リソース変更情報取得部１０６は、リソース変更情報を受信すると、記憶部１３０内のリソース情報６００のうち、使用状態５０５および仮想ノード構成情報５０６の変更箇所を最適配備として計算された設定に更新する。このことにより、最適配備計算部１０４が計算した仮想ノードによる最適配備が実際に完了し、その情報がリソース情報６００に記憶される。   The resource change information acquisition unit 106 receives, from each resource pool management apparatus 20, resource change information indicating that the setting change of each node 30 that has received the configuration change information has been completed. When the resource change information acquisition unit 106 receives the resource change information, the resource change information in the storage unit 130 in the storage unit 130 is updated to the setting calculated as the optimum deployment in the changed use state 505 and virtual node configuration information 506. To do. Thus, the optimum deployment by the virtual node calculated by the optimum deployment calculation unit 104 is actually completed, and the information is stored in the resource information 600.

一次記憶部１２０は、ＲＡＭ等の一次記憶装置からなり、トラヒック情報取得部１０１がトラヒック情報収集装置４０から取得したトラヒック情報や、トラヒック変化量判定部１０２が生成した仮想ノード間のトラヒック情報、最適配備計算部１０４が計算した仮想ノードの最適配備に関する情報等を一時的に記憶する。   The primary storage unit 120 includes a primary storage device such as a RAM. The traffic information acquired by the traffic information acquisition unit 101 from the traffic information collection device 40, the traffic information between virtual nodes generated by the traffic change amount determination unit 102, and the optimum Information regarding the optimal deployment of the virtual node calculated by the deployment calculation unit 104 is temporarily stored.

記憶部１３０は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶装置からなり、リソース情報６００（図５参照）、および設備設計モデル条件情報７００（図６参照）が記憶される。なお、このリソース情報６００内のリソースプール６０１〜不稼働率５０４の各情報、および設備設計モデル条件情報７００内の各情報は、不図示のネットワーク管理装置等から入出力部１１０を介して、予め取得し記憶しておくものである。   The storage unit 130 includes a storage device such as a hard disk or a flash memory, and stores resource information 600 (see FIG. 5) and facility design model condition information 700 (see FIG. 6). Each information of the resource pool 601 to the unavailability 504 in the resource information 600 and each information in the facility design model condition information 700 are preliminarily received from the network management device (not shown) via the input / output unit 110. It is acquired and stored.

＜処理手順＞
次に、図１から図６を参照して、ネットワーク設計システム１による仮想ノードの最適配備の設定処理の流れを説明する。図７は、ネットワーク設計装置１０による最適配備設計処理の流れを示すフローチャートである。また、図８は、ネットワーク設計装置１０から構成変更情報を受け取ったリソースプール管理装置２０の処理の流れを示すフローチャートである。 <Processing procedure>
Next, with reference to FIGS. 1 to 6, the flow of the setting process of the optimal deployment of virtual nodes by the network design system 1 will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the flow of optimum deployment design processing by the network design apparatus 10. FIG. 8 is a flowchart showing a processing flow of the resource pool management apparatus 20 that has received the configuration change information from the network design apparatus 10.

（ネットワーク設計装置の処理手順）
まず、ネットワーク設計装置１０のトラヒック情報取得部１０１（図４参照）は、トラヒック情報収集装置４０から、各ノード３０間のトラヒック情報を取得し（ステップＳ１０１）、取得したトラヒック情報を一次記憶部１２０に記憶する。 (Processing procedure of network design device)
First, the traffic information acquisition unit 101 (see FIG. 4) of the network design device 10 acquires the traffic information between the nodes 30 from the traffic information collection device 40 (step S101), and the acquired traffic information is the primary storage unit 120. To remember.

次に、トラヒック変化量判定部１０２は、一次記憶部１２０に記憶されたトラヒック情報と、記憶部１３０内のリソース情報６００（図５参照）に記憶された使用状態５０５および仮想ノード構成情報５０６とを用いて、現在設定されている仮想ノード間のトラヒック量を計算する。そして、トラヒック変化量判定部１０２は、その仮想ノード間のトラヒック変化量が、所定値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。   Next, the traffic change amount determination unit 102 includes the traffic information stored in the primary storage unit 120, the usage state 505 and the virtual node configuration information 506 stored in the resource information 600 (see FIG. 5) in the storage unit 130. Is used to calculate the traffic volume between currently set virtual nodes. Then, the traffic change amount determination unit 102 determines whether or not the traffic change amount between the virtual nodes exceeds a predetermined value (step S102).

ここで、仮想ノード間のトラヒック変化量が所定値を超えていない場合には（ステップＳ１０２→Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、次のトラヒック情報を取得するまで待つ。一方、トラヒック変化量が所定値を超えている場合には（ステップＳ１０２→Ｙｅｓ）、次のステップＳ１０３に進む。   If the traffic change amount between the virtual nodes does not exceed the predetermined value (step S102 → No), the process returns to step S101 and waits until the next traffic information is acquired. On the other hand, when the traffic change amount exceeds the predetermined value (step S102 → Yes), the process proceeds to the next step S103.

ステップＳ１０３において、設備設計モデル変更部１０３は、仮想ノード間のトラヒックの変化量に応じて、また、ネットワーク管理者のネットワーク運用方針に基づく指示情報に基づき、設備設計モデル条件情報７００に記憶された設備設計モデルの重みｗ（ｗ1t, ｗ2t, ｗ3t,…）の設定を変更する。なお、この重みｗの変更は、トラヒック変化量に合わせて重みｗの設定を変更する所定のアルゴリズムを記憶部１３０に設定しておき、そのアルゴリズムに基づいて重みｗの変更値を設備設計モデル変更部１０３が計算し、変更するようにしてもよいし、不図示のネットワーク管理装置からの指示情報に基づいて行ってもよい。また、設備設計モデル変更部１０３は、重みｗの設定を変更しない設定にすることもできる。 In step S103, the facility design model changing unit 103 stores the facility design model condition information 700 in accordance with the amount of change in traffic between virtual nodes and based on the instruction information based on the network management policy of the network administrator. The setting of the weight w (w 1t , w 2t , w 3t ,...) Of the equipment design model is changed. The weight w is changed by setting a predetermined algorithm for changing the setting of the weight w in accordance with the traffic change amount in the storage unit 130, and changing the change value of the weight w based on the algorithm. The unit 103 may perform calculation and change, or may be performed based on instruction information from a network management apparatus (not shown). In addition, the facility design model changing unit 103 can set the weight w not to change.

次に、最適配備計算部１０４は、トラヒック情報取得部１０１がステップＳ１０１で取得したトラヒック情報と、リソース情報６００（図５参照）に記憶された各ノードの処理性能等の情報（処理性能情報）と、設備設計モデル条件情報７００（図６参照）に記憶された設備設計モデルの閾値および重みｗ（ｗ1t, ｗ2t,…）に関する情報（条件情報）とに基づき、例えば、動的計画法を用いて、品質条件を満たしながら設備運用コストを最小とする仮想ノードの最適配備を計算する（ステップＳ１０４）。この動的計画法の計算では、（式１）に示した品質モデルの品質条件（閾値等）を満たす制約条件のもと、（式２）の設備運用コストモデルに基づき、設備運用コストが最小となる仮想ノードの最適配備を計算する。 Next, the optimum deployment calculation unit 104 includes the traffic information acquired by the traffic information acquisition unit 101 in step S101 and information such as the processing performance of each node stored in the resource information 600 (see FIG. 5) (processing performance information). And the information (condition information) on the threshold value and weight w (w 1t , w 2t ,...) Of the equipment design model stored in the equipment design model condition information 700 (see FIG. 6), for example, dynamic programming Is used to calculate the optimal deployment of the virtual node that satisfies the quality condition and minimizes the facility operation cost (step S104). In this dynamic programming calculation, the equipment operation cost is minimized based on the equipment operation cost model of (Equation 2) under the constraints satisfying the quality conditions (threshold, etc.) of the quality model shown in (Equation 1). Calculate the optimal deployment of the virtual node.

続いて、最適配備計算部１０４は、計算した仮想ノードの最適配備を一次記憶部１２０に記憶する。   Subsequently, the optimal deployment calculation unit 104 stores the calculated optimal deployment of the virtual node in the primary storage unit 120.

そして、構成変更情報送信部１０５は、最適配備計算部１０４が決定した仮想ノードの最適配備と、記憶部１３０内のリソース情報６００（図５参照）内の使用状態５０５および仮想ノード構成情報５０６に記憶されている現時点での仮想ノードの配備とを比較し、仮想ノードの構成変更が必要なノード３０を抽出する。そして、構成変更情報送信部１０５は、構成変更が必要なノード３０が属するリソースプールごとに、そのリソースプール管理装置２０に向けて、各ノード３０の構成変更の設定内容を通知する構成変更情報を送信する（ステップＳ１０５）。   Then, the configuration change information transmission unit 105 includes the optimal deployment of the virtual node determined by the optimal deployment calculation unit 104, the usage state 505 and the virtual node configuration information 506 in the resource information 600 (see FIG. 5) in the storage unit 130. The stored virtual node is compared with the current deployment of the virtual node, and a node 30 that requires a change in the configuration of the virtual node is extracted. The configuration change information transmission unit 105 then sends configuration change information for notifying the resource pool management device 20 of the configuration change settings of each node 30 to each resource pool to which the node 30 that needs the configuration change belongs. Transmit (step S105).

次に、リソース変更情報取得部１０６は、各ノード３０が設定変更が完了したことを示すリソース変更情報を、リソースプール管理装置２０を介して取得する（ステップＳ１０６）。そして、リソース変更情報取得部１０６は、一次記憶部１２０に記憶された最適配備と現時点での配備との変更箇所について、リソース変更情報に基づき、リソース情報６００を更新する（ステップＳ１０７）。具体的には、リソース情報６００のうち、構成変更を行ったノード３０の使用状態５０５および仮想ノード構成情報５０６の該当箇所を更新する。   Next, the resource change information acquisition unit 106 acquires resource change information indicating that the setting change has been completed for each node 30 via the resource pool management apparatus 20 (step S106). Then, the resource change information acquisition unit 106 updates the resource information 600 based on the resource change information for the change location between the optimal deployment stored in the primary storage unit 120 and the current deployment (step S107). Specifically, in the resource information 600, the usage state 505 of the node 30 whose configuration has been changed and the corresponding part of the virtual node configuration information 506 are updated.

（リソースプール管理装置の処理手順）
次に、リソースプール管理装置２０の処理手順を説明する。
まず、リソースプール管理装置２０の構成変更情報取得部２０１（図２参照）は、ネットワーク設計装置１０から構成変更情報を取得したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。 (Processing procedure of resource pool management device)
Next, the processing procedure of the resource pool management device 20 will be described.
First, the configuration change information acquisition unit 201 (see FIG. 2) of the resource pool management device 20 determines whether or not configuration change information has been acquired from the network design device 10 (step S201).

構成変更情報取得部２０１が構成変更情報を取得していない場合には（ステップＳ２０１→Ｎｏ）、構成変更情報を取得するまで待つ。一方、構成変更情報取得部２０１が、構成変更情報を取得した場合には（ステップＳ２０１→Ｙｅｓ）、次のステップＳ２０２へ進む。   When the configuration change information acquisition unit 201 has not acquired the configuration change information (step S201 → No), the process waits until the configuration change information is acquired. On the other hand, when the configuration change information acquisition unit 201 acquires the configuration change information (step S201 → Yes), the process proceeds to the next step S202.

ステップＳ２０２において、構成変更情報配信部２０２は、ステップＳ２０１で構成変更情報取得部２０１が取得した構成変更情報に示される変更対象となる各ノード３０に対して、そのノード３０ごとの変更内容を示した構成変更情報を、それぞれのノード３０に配信する。   In step S <b> 202, the configuration change information distribution unit 202 indicates the change content for each node 30 for each node 30 to be changed indicated in the configuration change information acquired by the configuration change information acquisition unit 201 in step S <b> 201. The configuration change information is distributed to each node 30.

次に、リソース変更情報処理部２０３は、構成変更情報を受信した各ノード３０から、構成変更が完了したことを示すリソース変更情報を受信する。そして、リソース変更情報処理部２０３は、受信したリソース変更情報に基づき、記憶部２３０内のリソース設定情報５００（図３参照）を、最適配備の構成に更新する（ステップＳ２０３）。   Next, the resource change information processing unit 203 receives resource change information indicating that the configuration change has been completed from each node 30 that has received the configuration change information. Then, the resource change information processing unit 203 updates the resource setting information 500 (see FIG. 3) in the storage unit 230 to the optimum deployment configuration based on the received resource change information (step S203).

続いて、リソース変更情報処理部２０３は、リソース設定情報５００の更新を契機として、そのリソース変更情報を、ネットワーク設計装置１０に送信する（ステップＳ２０４）。   Subsequently, the resource change information processing unit 203 transmits the resource change information to the network design apparatus 10 when the resource setting information 500 is updated (step S204).

以上のように、本実施形態に係るネットワーク設計システム、ネットワーク設計方法およびネットワーク設計装置によれば、サービス運用中のネットワークにおいて、ノードの増設等を行うことなく、品質条件を満たしながら設備運用コストを最小化させる設備の最適配備を可能とする。よって、設備設計時のトラヒック予測値とサービス導入・運用時における実際のトラヒック値との間に差が生じた場合においても、余剰設備の発生や、リソース不足に伴う運用規模の拡大を防止し、設備運用コストの拡大を抑えることができる。   As described above, according to the network design system, the network design method, and the network design apparatus according to the present embodiment, the equipment operation cost can be reduced while satisfying the quality condition without adding a node or the like in the network in service operation. Enables optimal deployment of equipment to be minimized. Therefore, even if there is a difference between the predicted traffic value at the time of facility design and the actual traffic value at the time of service introduction / operation, the occurrence of surplus facilities and the expansion of the operation scale due to lack of resources are prevented. Expansion of facility operation costs can be suppressed.

１ ネットワーク設計システム
１０ ネットワーク設計装置
２０ リソースプール管理装置
３０ ノード
４０ トラヒック情報収集装置
１００，２００ 制御部
１０１ トラヒック情報取得部
１０２ トラヒック変化量判定部
１０３ 設備設計モデル変更部
１０４ 最適配備計算部
１０５ 構成変更情報送信部
１０６ リソース変更情報取得部
１１０，２１０ 入出力部
１２０，２２０ 一次記憶部
１３０，２３０ 記憶部
２０１ 構成変更情報取得部
２０２ 構成変更情報配信部
２０３ リソース変更情報処理部
２０４ 仮想化制御部
５００ リソース設定情報
６００ リソース情報
７００ 設備設計モデル条件情報 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Network design system 10 Network design apparatus 20 Resource pool management apparatus 30 Node 40 Traffic information collection apparatus 100,200 Control part 101 Traffic information acquisition part 102 Traffic change amount determination part 103 Equipment design model change part 104 Optimal deployment calculation part 105 Configuration change Information transmission unit 106 Resource change information acquisition unit 110, 210 Input / output unit 120, 220 Primary storage unit 130, 230 Storage unit 201 Configuration change information acquisition unit 202 Configuration change information distribution unit 203 Resource change information processing unit 204 Virtualization control unit 500 Resource setting information 600 Resource information 700 Equipment design model condition information

Claims (6)

ネットワークで接続された各ノード間のトラヒック情報を収集するトラヒック情報収集装置と、複数の前記ノードを論理的なグループに束ねたリソースプールに設けられるリソースプール管理装置と、前記リソースプールに属する１つ以上の前記ノードを、仮想的に１つのノードである仮想ノードとして統合し、前記ネットワークにおける前記仮想ノードの最適配備を設計するネットワーク設計装置と、を備えるネットワーク設計システムであって、
前記ネットワーク設計装置は、
（１）前記ノードごとの処理性能情報と各ノードが属する仮想ノードの構成情報とが記憶されるリソース情報、並びに、（２）前記仮想ノードの配備を設計するための設備設計モデルを構成する品質条件および設備運用コストに関する条件情報が記憶される設備設計モデル条件情報、を格納する記憶部と、
前記トラヒック情報収集装置から前記各ノード間のトラヒック情報を取得するトラヒック情報取得部と、
前記取得した各ノード間のトラヒック情報および前記仮想ノードの構成情報を用いて、前記仮想ノード間のトラヒック情報を生成し、前記生成した仮想ノード間のトラヒック情報に示される前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、最適配備計算部を起動するトラヒック変化量判定部と、
前記取得した各ノード間のトラヒック情報、前記ノードごとの処理性能情報、および前記仮想ノードの設備設計モデルの条件情報に基づき、動的計画法を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算する前記最適配備計算部と、
前記計算した仮想ノードの最適配備と、前記記憶部に格納された前記仮想ノードの構成情報とを比較し、前記最適配備の仮想ノードの構成にするため、前記記憶部のリソース情報に記憶された前記各ノードのうち、前記仮想ノードの構成変更の設定が必要な前記ノードを抽出し、前記抽出したノードが属する前記リソースプールの前記リソースプール管理装置に向けて、前記仮想ノードの最適配備に基づく構成変更の設定内容を示す構成変更情報を送信する構成変更情報送信部と、
前記リソースプール管理装置から、前記構成変更情報を受信したノードにおいて、前記仮想ノードの構成変更が完了したことを示すリソース変更情報を受信し、前記リソース情報内の前記仮想ノードの構成情報を、前記最適配備計算部が計算した最適配備の構成に更新するリソース変更情報取得部と、を備え、
前記リソースプール管理装置は、
前記ネットワーク設計装置から、前記構成変更情報を受信する構成変更情報取得部と、
前記仮想ノードの構成変更の設定が必要な各ノードに対して、当該各ノードの前記構成変更情報を配信する構成変更情報配信部と、
前記構成変更情報を受信した前記各ノードから、前記仮想ノードの構成変更が完了したことを示す前記リソース変更情報を受信し、前記受信した前記各ノードからのリソース変更情報を前記ネットワーク設計装置に送信するリソース変更情報処理部と、を備える
ことを特徴とするネットワーク設計システム。 A traffic information collection device that collects traffic information between nodes connected by a network, a resource pool management device provided in a resource pool in which a plurality of the nodes are bundled in a logical group, and one belonging to the resource pool A network design system comprising: a network design device that integrates the above nodes as a virtual node that is virtually one node, and designs an optimal deployment of the virtual nodes in the network,
The network design device includes:
(1) Resource information in which processing performance information for each node and configuration information of a virtual node to which each node belongs are stored, and (2) quality constituting an equipment design model for designing the deployment of the virtual node A storage unit for storing facility design model condition information in which condition information related to conditions and facility operation costs is stored;
A traffic information acquisition unit for acquiring traffic information between the nodes from the traffic information collection device;
Using the acquired traffic information between the nodes and the configuration information of the virtual nodes, traffic information between the virtual nodes is generated, and traffic between the virtual nodes indicated in the generated traffic information between the virtual nodes is generated. When it is determined that the amount of change exceeds a predetermined value, a traffic change amount determination unit that activates the optimum deployment calculation unit;
Based on the acquired traffic information between the nodes, processing performance information for each node, and condition information of the facility design model of the virtual node, the facility operation cost is satisfied while satisfying the quality condition by using dynamic programming. The optimal deployment calculator for calculating the optimal deployment of the virtual node that minimizes
In order to compare the calculated optimal deployment of the virtual node with the configuration information of the virtual node stored in the storage unit and to obtain the configuration of the optimally deployed virtual node, stored in the resource information of the storage unit Based on the optimal deployment of the virtual node, the node that needs to be configured to change the configuration of the virtual node is extracted from the nodes, and the resource pool management apparatus of the resource pool to which the extracted node belongs is extracted. A configuration change information transmission unit for transmitting configuration change information indicating the configuration content of the configuration change;
From the resource pool management device, the node that received the configuration change information receives resource change information indicating that the configuration change of the virtual node has been completed, and the configuration information of the virtual node in the resource information is A resource change information acquisition unit that updates to the optimal deployment configuration calculated by the optimal deployment calculation unit,
The resource pool management device
A configuration change information acquisition unit that receives the configuration change information from the network design device;
A configuration change information distribution unit that distributes the configuration change information of each node to each node that needs to be configured to change the configuration of the virtual node;
The resource change information indicating that the configuration change of the virtual node is completed is received from each node that has received the configuration change information, and the received resource change information from each node is transmitted to the network design device. And a resource change information processing unit. 前記記憶部内の前記設備設計モデル条件情報には、前記品質条件として、前記各ノードの性能を表す関数と、前記各ノードの信頼性を表す関数と、当該関数ごとの重みと、当該各関数の構成要素が最低限満たすべき閾値とが記憶されており、
前記ネットワーク設計装置の前記トラヒック変化量判定部が、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量に応じて、前記重みを変更する設備設計モデル変更部を、さらに備え、
前記最適配備計算部は、前記性能を表す関数、前記信頼性を表す関数、前記設備設計モデル変更部が変更した当該関数ごとの重み、および前記閾値を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算すること
を特徴とする請求項１に記載のネットワーク設計システム。 The facility design model condition information in the storage unit includes, as the quality condition, a function representing the performance of each node, a function representing the reliability of each node, a weight for each function, The threshold value that the component must satisfy at least is stored,
When the traffic change amount determination unit of the network design apparatus determines that the traffic change amount between the virtual nodes exceeds a predetermined value, the weight is changed according to the traffic change amount between the virtual nodes. An equipment design model changing unit for
The optimal deployment calculation unit uses the function representing the performance, the function representing the reliability, the weight for each function changed by the facility design model changing unit, and the threshold value, while satisfying the quality condition. The network design system according to claim 1, wherein an optimal deployment of the virtual node that minimizes an operation cost is calculated. ネットワークで接続された各ノード間のトラヒック情報を収集するトラヒック情報収集装置と、複数の前記ノードを論理的なグループに束ねたリソースプールに設けられるリソースプール管理装置と、前記リソースプールに属する１つ以上の前記ノードを、仮想的に１つのノードである仮想ノードとして統合し、前記ネットワークにおける前記仮想ノードの最適配備を設計するネットワーク設計装置と、を備えるネットワーク設計システムに用いられるネットワーク設計方法であって、
前記ネットワーク設計装置は、
（１）前記ノードごとの処理性能情報と各ノードが属する仮想ノードの構成情報とが記憶されるリソース情報、並びに、（２）前記仮想ノードの配備を設計するための設備設計モデルを構成する品質条件および設備運用コストに関する条件情報が記憶される設備設計モデル条件情報、を格納する記憶部を備え、
前記トラヒック情報収集装置から前記各ノード間のトラヒック情報を取得するステップと、
前記取得した各ノード間のトラヒック情報および前記仮想ノードの構成情報を用いて、前記仮想ノード間のトラヒック情報を生成し、前記生成した仮想ノード間のトラヒック情報に示される前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、仮想ノードの最適配備に決定するステップを実行するように処理するステップと、
前記取得した各ノード間のトラヒック情報、前記ノードごとの処理性能情報、および前記仮想ノードの設備設計モデルの条件情報に基づき、動的計画法を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算するステップと、
前記計算した仮想ノードの最適配備と、前記記憶部に格納された前記仮想ノードの構成情報とを比較し、前記最適配備の仮想ノードの構成にするため、前記記憶部のリソース情報に記憶された前記各ノードのうち、前記仮想ノードの構成変更の設定が必要な前記ノードを抽出し、前記抽出したノードが属する前記リソースプールの前記リソースプール管理装置に向けて、前記仮想ノードの最適配備に基づく構成変更の設定内容を示す構成変更情報を送信するステップと、を実行し、
前記リソースプール管理装置は、
前記ネットワーク設計装置から、前記構成変更情報を受信するステップと、
前記仮想ノードの構成変更の設定が必要な各ノードに対して、当該各ノードの前記構成変更情報を配信するステップと、
前記構成変更情報を受信した前記各ノードから、前記仮想ノードの構成変更が完了したことを示す前記リソース変更情報を受信し、前記受信した前記各ノードからのリソース変更情報を前記ネットワーク設計装置に送信するステップと、を実行し、
前記ネットワーク設計装置は、
前記リソースプール管理装置から、前記リソース変更情報を受信し、前記リソース情報内の前記仮想ノードの構成情報を、前記最適配備の構成に更新するステップを実行すること、
を特徴とするネットワーク設計方法。 A traffic information collection device that collects traffic information between nodes connected by a network, a resource pool management device provided in a resource pool in which a plurality of the nodes are bundled in a logical group, and one belonging to the resource pool A network design method for use in a network design system comprising: a network design apparatus that integrates the above nodes as a virtual node that is virtually one node and designs an optimal deployment of the virtual nodes in the network. And
The network design device includes:
(1) Resource information in which processing performance information for each node and configuration information of a virtual node to which each node belongs are stored, and (2) quality constituting an equipment design model for designing the deployment of the virtual node A storage unit for storing facility design model condition information in which condition information related to conditions and facility operation costs is stored;
Obtaining traffic information between the nodes from the traffic information collection device;
Using the acquired traffic information between the nodes and the configuration information of the virtual nodes, traffic information between the virtual nodes is generated, and traffic between the virtual nodes indicated in the generated traffic information between the virtual nodes is generated. When determining that the amount of change exceeds a predetermined value, processing to execute the step of determining the optimal deployment of the virtual node;
Based on the acquired traffic information between the nodes, processing performance information for each node, and condition information of the facility design model of the virtual node, the facility operation cost is satisfied while satisfying the quality condition by using dynamic programming. Calculating an optimal deployment of the virtual node that minimizes
In order to compare the calculated optimal deployment of the virtual node with the configuration information of the virtual node stored in the storage unit and to obtain the configuration of the optimally deployed virtual node, stored in the resource information of the storage unit Based on the optimal deployment of the virtual node, the node that needs to be configured to change the configuration of the virtual node is extracted from the nodes, and the resource pool management apparatus of the resource pool to which the extracted node belongs is extracted. Executing configuration change information indicating configuration change settings, and
The resource pool management device
Receiving the configuration change information from the network design device;
Distributing the configuration change information of each node to each node that needs to be configured to change the configuration of the virtual node;
The resource change information indicating that the configuration change of the virtual node is completed is received from each node that has received the configuration change information, and the received resource change information from each node is transmitted to the network design device. And perform the steps
The network design device includes:
Receiving the resource change information from the resource pool management device, and executing the step of updating the configuration information of the virtual node in the resource information to the configuration of the optimal deployment;
A network design method characterized by the above. 前記記憶部内の前記設備設計モデル条件情報には、前記品質条件として、前記各ノードの性能を表す関数と、前記各ノードの信頼性を表す関数と、当該関数ごとの重みと、当該各関数の構成要素が最低限満たすべき閾値とが記憶されており、
前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量に応じて、前記重みを変更するステップを、さらに実行し、
前記仮想ノードの最適配備に決定するステップにおいて、前記性能を表す関数、前記信頼性を表す関数、前記重みを変更するステップで変更された当該関数ごとの重み、および前記閾値を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算すること
を特徴とする請求項３に記載のネットワーク設計方法。 The facility design model condition information in the storage unit includes, as the quality condition, a function representing the performance of each node, a function representing the reliability of each node, a weight for each function, The threshold value that the component must satisfy at least is stored,
When it is determined that the traffic change amount between the virtual nodes exceeds a predetermined value, the step of changing the weight according to the traffic change amount between the virtual nodes is further executed,
In the step of determining the optimal deployment of the virtual nodes, the quality is expressed using the function representing the performance, the function representing the reliability, the weight of each function changed in the step of changing the weight, and the threshold. The network design method according to claim 3, wherein an optimal deployment of the virtual node that minimizes the facility operation cost while satisfying a condition is calculated. ネットワークで接続された各ノード間のトラヒック情報を収集するトラヒック情報収集装置と、複数の前記ノードを論理的なグループに束ねたリソースプールに設けられるリソースプール管理装置と、前記リソースプールに属する１つ以上の前記ノードを、仮想的に１つのノードである仮想ノードとして統合し、前記ネットワークにおける前記仮想ノードの最適配備を設計するネットワーク設計装置と、を備えるネットワーク設計システムに用いられる前記ネットワーク設計装置であって、
（１）前記ノードごとの処理性能情報と各ノードが属する仮想ノードの構成情報とが記憶されるリソース情報、並びに、（２）前記仮想ノードの配備を設計するための設備設計モデルを構成する品質条件および設備運用コストに関する条件情報が記憶される設備設計モデル条件情報、を格納する記憶部と、
前記トラヒック情報収集装置から前記各ノード間のトラヒック情報を取得するトラヒック情報取得部と、
前記取得した各ノード間のトラヒック情報および前記仮想ノードの構成情報を用いて、前記仮想ノード間のトラヒック情報を生成し、前記生成した仮想ノード間のトラヒック情報に示される前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、最適配備計算部を起動するトラヒック変化量判定部と、
前記取得した各ノード間のトラヒック情報、前記ノードごとの処理性能情報、および前記仮想ノードの設備設計モデルの条件情報に基づき、動的計画法を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算する前記最適配備計算部と、
前記計算した仮想ノードの最適配備と、前記記憶部に格納された前記仮想ノードの構成情報とを比較し、前記最適配備の仮想ノードの構成にするため、前記記憶部のリソース情報に記憶された前記各ノードのうち、前記仮想ノードの構成変更の設定が必要な前記ノードを抽出し、前記抽出したノードが属する前記リソースプールの前記リソースプール管理装置に向けて、前記仮想ノードの最適配備に基づく構成変更の設定内容を示す構成変更情報を送信する構成変更情報送信部と、
前記リソースプール管理装置から、前記構成変更情報を受信したノードにおいて、前記仮想ノードの構成変更が完了したことを示すリソース変更情報を受信し、前記リソース情報内の前記仮想ノードの構成情報を、前記最適配備計算部が計算した最適配備の構成に更新するリソース変更情報取得部と、
を備えることを特徴とするネットワーク設計装置。 A traffic information collection device that collects traffic information between nodes connected by a network, a resource pool management device provided in a resource pool in which a plurality of the nodes are bundled in a logical group, and one belonging to the resource pool A network design device for use in a network design system comprising: a network design device that integrates the above nodes as a virtual node that is virtually one node, and designs an optimal deployment of the virtual nodes in the network. There,
(1) Resource information in which processing performance information for each node and configuration information of a virtual node to which each node belongs are stored, and (2) quality constituting an equipment design model for designing the deployment of the virtual node A storage unit for storing facility design model condition information in which condition information related to conditions and facility operation costs is stored;
A traffic information acquisition unit for acquiring traffic information between the nodes from the traffic information collection device;
Using the acquired traffic information between the nodes and the configuration information of the virtual nodes, traffic information between the virtual nodes is generated, and traffic between the virtual nodes indicated in the generated traffic information between the virtual nodes is generated. When it is determined that the amount of change exceeds a predetermined value, a traffic change amount determination unit that activates the optimum deployment calculation unit;
Based on the acquired traffic information between the nodes, processing performance information for each node, and condition information of the facility design model of the virtual node, the facility operation cost is satisfied while satisfying the quality condition by using dynamic programming. The optimal deployment calculator for calculating the optimal deployment of the virtual node that minimizes
In order to compare the calculated optimal deployment of the virtual node with the configuration information of the virtual node stored in the storage unit and to obtain the configuration of the optimally deployed virtual node, stored in the resource information of the storage unit Based on the optimal deployment of the virtual node, the node that needs to be configured to change the configuration of the virtual node is extracted from the nodes, and the resource pool management apparatus of the resource pool to which the extracted node belongs is extracted. A configuration change information transmission unit for transmitting configuration change information indicating the configuration content of the configuration change;
From the resource pool management device, the node that received the configuration change information receives resource change information indicating that the configuration change of the virtual node has been completed, and the configuration information of the virtual node in the resource information is A resource change information acquisition unit for updating to the optimal deployment configuration calculated by the optimal deployment calculation unit;
A network design apparatus comprising: 前記記憶部内の前記設備設計モデル条件情報には、前記品質条件として、前記各ノードの性能を表す関数と、前記各ノードの信頼性を表す関数と、当該関数ごとの重みと、当該各関数の構成要素が最低限満たすべき閾値とが記憶されており、
前記ネットワーク設計装置の前記トラヒック変化量判定部が、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量が所定値を超えると判定した場合に、前記仮想ノード間のトラヒックの変化量に応じて、前記重みを変更する設備設計モデル変更部を、さらに備え、
前記最適配備計算部は、前記性能を表す関数、前記信頼性を表す関数、前記設備設計モデル変更部が変更した当該関数ごとの重み、および前記閾値を用いて、前記品質条件を満たしながら前記設備運用コストを最小とする前記仮想ノードの最適配備を計算すること
を特徴とする請求項５に記載のネットワーク設計装置。 The facility design model condition information in the storage unit includes, as the quality condition, a function representing the performance of each node, a function representing the reliability of each node, a weight for each function, The threshold value that the component must satisfy at least is stored,
When the traffic change amount determination unit of the network design apparatus determines that the traffic change amount between the virtual nodes exceeds a predetermined value, the weight is changed according to the traffic change amount between the virtual nodes. An equipment design model changing unit for
The optimal deployment calculation unit uses the function representing the performance, the function representing the reliability, the weight for each function changed by the facility design model changing unit, and the threshold value, while satisfying the quality condition. The network design apparatus according to claim 5, wherein an optimal deployment of the virtual node that minimizes an operation cost is calculated.
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