JP5433024B2 - 自律型通信ネットワークにおけるデータフラックスの交換を管理する方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークの分野であり、より具体的には、該ネットワークに分配された複数のアクセス手段を介してネットワークに接続された複数の情報生成者Piと複数の情報利用者Cjとの間の該ネットワークにおけるフラックスの転送ルールを定義する、全体指針の確立を目的とする中央モジュールを含む、自律型通信ネットワークにおけるデータフラックスの交換を管理する方法に関し、アクセス手段は、ネットワークでのフラックスの転送パラメータの最適化を目的とする、少なくとも一つのフラックスの処理モジュールと、転送のパラメータの最適化のためのルールを動的に定義することを目的とする、少なくとも一つの意思決定モジュールとを含む。また、本方法は、少なくとも一人の情報生成者Piと少なくとも一人の情報利用者Cjとの間の少なくとも一つのフラックスの観察モジュールにより実行されるステップを含む。

また、本発明は、本発明による方法を実行することを目的とする装置に関する。

ネットワークにおける情報転送は、最適で安全な転送サービスを提供するために、転送手段を介したソースからデスティネーションまでの指示情報をスイッチングし、またはルーティングする機器の配備と、情報が最小限のリソースを占め、フラックス間の競合の際でもフラックスの転送特性を維持するように情報を適応する機能とを、ルーティングを制御し適応する機能と共に必要とする。

これらの機能を実行するために、リソースの管理、最適化、及びフィルタ処理用のさらなる装置が、ルーティング装置に追加され、複雑なフラックス認識メカニズム（DPI等）、性能測定メカニズム、転送効率最適化メカニズム、及び、転送手段とアプリケーションを全体的なルールに従い適合させるメカニズムを確立する。

これらの装置は、以下を含む。
・フラックスを観測するプローブから成る観測モジュール、
・性能と安全性の目標を達成するために、フラックスの転送を修正するためのアクチュエータから成る処理モジュール、
・ネットワークを介してのフラックスの転送パラメータを最適化するためのルールを定義するための、意思決定モジュール。

これらの付加的な装置は、データ経路に配置され、ネットワークエリアが大きく、周辺が装備されるほど、その効果は大きくなる。

第一世代ネットワークでは、これらの装置は、ネットワークの計画フェーズの間に算出された当初の一貫したルールにより協調された動作を行い、計画の妥当性及び有効性を判断するために観測値が集められる。観測は、システムの全体像を構築するために全ての観測値を相互に関連付ける責任を負う、中央管理システムの中心点で行われる。調整フェーズは、ニーズの予測と以前の計画で得られた結果とに基づいて、システムのアップグレードを行うために、新しい計画から成る新しいルールの再分配を可能とする。

中央システムは、制御フラックスにより、これらのルールを実行するネットワークのエレメントに、動作ルール（指針）を分配する。これらは、イベントを発生し、管理フラックスにおいて中央システムにより集められる状態に対する読み取りアクセス権を与える。

従って、ネットワークのリソースは、ネットワークを通過するデータフラックスと、ネットワークの転送サービスの円滑な実行に関与する制御及び管理フラックスとの間で共有される。

昨今の通信ネットワークは、強い輻輳に直面しており、専門化により、より柔軟で、より効率的で、より費用のかからない、統合された情報の転送サービスに移行しつつある。

この発展は、ネットワークが処理すべき、非常に多くの転送タイプをもたらす。従って、情報の転送をフラックス毎に適応させる必要があり、各アプリケーションに対して予測可能な全体的な動作を見出し、運用目的に従いアプリケーション間の競合を動的に解決するために、これらの適応を協調する必要がある。

中央システムからの指示により、一連の単純な装置から、≪フラックス≫ 粒度及び転送手段とアプリケーションの転送要求との間の厳密な自動制御に準拠した反応時間で動作可能な一連の装置へ移動する必要が生じる。

この変更は、次の問題に直面する。
−分配された制御システムと協調するために交換する付加情報の量の増大、
−分配される動作の収束の遅延、
−分配されるシステムの複雑さ、
−分配されるシステムの複雑さ、トポロジーの変化、及びデータフラックスを交換するアプリケーションの多様性に留意した、故障への適応の難しさ。

規模増大の影響を制限するために、様々な改良がなされている。一例が、特許文献１に示されており、この文献では、情報収集機構がフラックスのより効果的な集約を可能とし、従って、制御及び管理情報の量を低減し、制御及び管理フラックスを複数の経路に分配する。

しかしながら、情報収集−意思決定−制御及び管理情報伝達回路の遅延により、本文献に記載されるシステムは、管理される環境の急速な変化を可能としない。

本発明の第一の目的は、同一の自律型コアから完全に遠隔制御される異種のエレメントを単一のANA（自律型ネットワークアーキテクチュア）ネットワークにおいてまとめることを可能とする方法と自律型アーキテクチュアにより、先行技術のデメリットを補うことである。

自律型ネットワークは、ANAネットワークのノードで実行される機能ブロック（FBs）と、提供されるサービスを可能とし、また、通信リソースのFBs間での動的な関連付けをも可能とするルールに基づいて、FBsをグループ化する、コンパートメントと、を有することを想起されたい。

公知の自律型ネットワークの問題点の一つは、それらを構成するFBsが、管理フラックスの交換を最小限とするために、データフラックス毎に、互いに協働しない、という事実に由来する。

従って、本発明の他の目的は、事前に定義され、中央で管理されるルールに基づくのではなく、観測フラックスに基づく、自律型ネットワークの恒久的な構築を可能とすることである。

トラフィック管理に対する自律型システムの原理のアプリケーションの例は、“International Workshop on Traffic Management and Traffic Engineering for the Future Internet (FITraMEn 2008)”で発表されている。

そのような原理の実行は、分配されたアルゴリズムの複雑さ、及び、自律型エージェントの多様性に起因する問題に直面し、これは、規模拡大に際し、自律型エージェントはNxNベースで変換する情報の量を表す知識を共有する必要がある、ここで、Nは同じレベルの自律型エージェントの数である、という事実に起因する困難をもたらす。これらは、採られるべき一貫した判断を可能とする一貫したビジョンに対して収束する必要がある。このことは、共有される知識が、局所的意思決定に必要な最小限に低減される、ということを必要とする（近視の原理）。

分配されたアルゴリズムの複雑さは、自律型エージェントにより交換される情報は、ある伝送遅延と、費用のかかるコンテクスト転送を必要とする非同期化の可能性とを伴って伝わる、という事実に由来する。

また、機器の製造者はインターフェース及びプロトコルの標準化に容易に合意に達するが、複数の相当部と相互作用するとともに、複数の動作及び観測手段を有する、自律型エージェントのモデル化は困難である。

本発明の第三の目的は、観測モジュールが、従来のスイッチング／ルーティング設備等の簡単な装置から成る、階層的なシステムを提供することであり、これらの装置は、相当部の事前知識、近傍の探査メカニズム、または、ネットワークを介した管理フラックスの転送のための所定のルールの事前知識を必要とせずに、ネットワークの基盤を構成する。

本発明の目的は、自律型通信ネットワークにおけるデータフラックスの交換を管理する方法であって、該ネットワークに分配される複数のアクセス手段を介して該ネットワークに接続される複数の情報生成者Piと複数の情報利用者Cjとの間での、該ネットワーク全体におけるフラックスの交換指針を定義するための中央モジュールを含み、該アクセス手段が、ネットワークにおけるフラックスの転送パラメータを最適化するための、少なくとも一つの該フラックスの処理モジュールと、該転送パラメータを最適化するルールを動的に定義するための、少なくとも一つの意思決定モジュールとを含む方法により、達成される。

本発明による方法は、以下を含む第一のフェーズ：
ａ−少なくとも一人の情報生成者Piと少なくとも一人の情報利用者Cjとの間の、ルーティングデータ及び転送機能の特性データを、ネットワークで交換される各フラックスの該処理モジュールを介して抽出するステップ、
ｂ−抽出されたルーティングデータを、該意思決定モジュールの間で共有するステップ、
ｃ−転送機能の特性データへのアクセス時間が最小である、少なくとも一つの意思決定モジュールまたは少なくとも一つの処理モジュールを選択するステップ、
及び、以下を含む第二のフェーズ：
ｄ−少なくとも一つの選択したモジュールにより、フラックスの転送パラメータを最適化するための該ルールを、該特性データに従って、動的に定義するステップ、
ｅ−フラックスの転送機能が中央モジュールにより定義されるフラックスの交換指針と一致するように該ルールを適用するために、該フラックスの経路に配置される処理モジュールを選択するステップ、
ｆ−ステップｅで選択されたモジュールにより、該ルールを適用するステップ、
を含む。

本発明の他の特性によれば、ステップａ）及びｆ）は、少なくとも一人の情報生成者Piと少なくとも一人の情報利用者Cjとの間に位置する、少なくとも一つの該フラックスの観測モジュールにより実行され、該観測モジュールが、情報生成者Piからのデータフラックスが通過する最初のモジュール、または情報利用者Cjへ達する前にデータフラックスが通過する最後のモジュールである。

該観測モジュールは、情報生成者Piからのデータフラックスが通過する最初のモジュール、または情報利用者Cjへ達する前にデータフラックスが通過する最後のモジュールである。

所与の観測フラックスに対し、ステップｅ）で選択される該処理または観測モジュールは、それぞれ、生成者からの観測されるフラックスが通過する最初のモジュール及び利用者へ達する前にフラックスが通過する最後のモジュールであることが好ましい。

また、処理モジュールは、中央モジュールにより定義されるセキュリティ指針に従って、ネットワークにおいて交換されるフラックスにフィルタ処理を行う。

本発明による方法の変形実施形態では、観測されるフラックスが情報生成者Piと情報利用者Cjの間の処理または観測モジュールを一つだけ通過する場合、ステップｅ）は、該フラックスが通過する一つのモジュールを選択することから成り立つ。

本発明によれば、処理モジュールは、行動シグネチャー、基準、識別データ等の特性データを観測されるフラックスから抽出し、抽出した特性データに従って、該フラックスの転送パラメータを直接修正し、意思決定モジュールは、ステップｅ）で選択されたモジュールにより抽出された該フラックスの特性データを収集し、選択された該モジュールに課される新しい動作ルールの定義、または、他のフラックスに関しての意思決定のための他の意思決定モジュールへの分配が必要な変化を検出するために、該データを処理し、観測モジュールは、少なくとも一つの下記機能：
−意思決定モジュール及び処理モジュールとのルーティング及び特性データの交換、
−フラックスの開始及び終了の認識、
−データパケットに関連するシグネチャーの算出、
−データパケットのヘッダー及び時刻印されたシグネチャーの一時的記憶、
−交換されるフラックスの基本的な基準の算出、
−意思決定モジュールにより動的に定義されるルールを用いた該フラックスの適用、
を実行する。

また、該処理モジュールは、行動シグネチャー、基準、識別データ等の該フラックスの特性データを抽出し、抽出した特性データに従って、該フラックスの転送パラメータを直接修正する。

処理モジュールの動作は、少なくとも一つの以下の動作：
−該フラックスのフィルタ処理、
−該フラックスに対する出力インターフェースの選択、
−該フラックスの、フラックスの連続レベルへの調整、
−該フラックスの圧縮、
−該フラックスの転送を加速するための、プロトコルエレメントの修正、
を含む。

本発明による方法は、
−交換されるべき制御データを最小化し、
−意思決定に必要なデータに最も速くアクセスする装置から意思決定を行う、
ように、観測モジュール、処理モジュール、及び意思決定モジュールの間で、フラックス毎に役割を動的に分配することが可能である。

本発明による方法は、自律型通信ネットワークにおけるデータフラックスの交換を管理する装置であって、該ネットワークに分配される複数の機能エレメントを介して該ネットワークに接続される複数の情報生成者Piと複数の情報利用者Cjとの間での、該ネットワーク全体におけるフラックスの交換指針を定義するための中央モジュールを含み、該機能エレメントが、ネットワークにおけるフラックスの転送パラメータを最適化するための、少なくとも一つの該フラックスの処理モジュールと、該転送パラメータを最適化するためのルールを動的に定義するための、少なくとも一つの意思決定モジュールと、を含む装置により実行される。

また、本発明による装置は、少なくとも一人の情報生成者Piと少なくとも一人の情報利用者Cjとの間に位置する、該フラックスの観測モジュールを含む。

また、本発明による装置は、
ａ−少なくとも一人の情報生成者Piと少なくとも一人の情報利用者Cjとの間の、ルーティングデータ及び転送機能の特性データを、ネットワークで交換される各フラックスから抽出する手段、
ｂ−抽出されたルーティングデータを、該意思決定モジュール間で共有する手段、
ｃ−転送機能の特性データへのアクセス時間が最小である、少なくとも一つの意思決定モジュールまたは少なくとも一つの処理モジュールを選択する手段、
ｄ−選択したモジュールの少なくとも一つに、フラックスの転送パラメータを最適化するための該ルールを、該特性データに従って、動的に定義可能とする手段、
ｅ−フラックスの転送機能が中央モジュールにより定義されるフラックスの交換指針と一致するように該ルールを適用するために、該フラックスの経路に位置する処理または観測モジュールを選択する手段、
を含む。

好ましい実施形態では、フラックスの観測モジュールは、ネットワークのルーティング機器に組み込まれ、
−全ての意思決定モジュール及び全ての処理モジュールと情報を交換する手段、
−モジュールを通過する各フラックスの開始及び終了を認識する手段、
−パケットシグネチャーを算出する算出手段、
−パケットのヘッダー及び時刻印されたシグネチャーを一時的に記憶する手段、
−フラックスの基本的な基準を算出する手段、
−意思決定モジュール及び処理モジュールにより各フラックスに対して動的に確立される基本的なルールに従って、モジュールを通過するフラックスを適応させる手段、
を含む。

また、該フラックスの観測モジュールは、意思決定モジュールまたは処理モジュールの要求に応じてモジュールを通過するフラックスから抽出されるデータを供給し、この要求モジュールから該フラックスを処理するためのパラメータを折り返し受け取ることが可能であり、該意思決定モジュールは、ネットワークに分配される全ての意思決定モジュール及び全ての処理モジュールにより問い合わせ可能な共有データベースを構成するために、互いに同期可能である。

さらに、意思決定モジュール及び処理モジュールは、個々の動作を統合し、フラックス毎に意思決定するために、相互作用が可能である。

好ましい実施形態では、観測モジュール及び処理モジュールは、それぞれ、第一のインターフェース及び第二のインターフェースを有し、これら双方は、フラックスが、観測モジュールまたは処理モジュールに、第一（第二）のインターフェースを介して入り、観測モジュールまたは処理モジュールから、第二（第一）のインターフェースを介して抜け出し、フラックスの起点（行き先）が、自己学習または設定ルールにより、該観測モジュール及び該処理モジュールと関連付けられるように、適応される。

本発明による装置における、複数の情報の収集及び意思決定のループの存在は、分配された自律型ネットワーク内における階層構造の意思決定（微小な意思決定、全体的な意思決定）を確実にし得る。従って、動作の速度及び動作の正確さに関する側面に対する規模の増大の影響は、ネットワークに分配される意思決定モジュールによって自律的な形態で行われる微小な意思決定により、低減される。

さらに、観測モジュールの単純性は、ネットワークの基盤を構成する全てのスイッチング／ルーティング機器に、これらの装置が含まれることを可能にする。

本発明による方法及び装置は、自律型ネットワークの動作原理の大規模及び低コストでの展開を可能とし、従って、ネットワークに展開の柔軟性を与え、同時に、時と共に徐々に組み込まれ得る処理容量、及び、これらのネットワークを構築するために必要な管理動作の最適化を可能とする。

本発明の他の特性及び利点は、添付図面を参照して非限定的な例として示される、以下の説明により明示される。

本発明による分配制御方法が実行されるネットワークに分配される情報システムの全体図を示す。 本発明による自律型ネットワークにおける分配された機能エレメントの相互作用を図式的に示す。 本発明によるフラックスを管理する方法により処理されるフラックスの例を示す。 図３に示すフラックス制御の情報交換を最適化するための、機能エレメントの動的関連付けの例を示す。 本発明による自律型ネットワークにおいて、機能エレメントの協調に必要な知識の分配結合を示す。 本発明による自律型ネットワークにおいて分配される機能エレメント間における初期パラメータの分配結合を示す。 転送機能の特性データへのアクセス時間が最小である、本発明によるモジュールの選択の例を示す。

以下の定義が、以下の記述で用いられる。

情報生成者は、転送手段を用いて情報を配信する、通信ネットワークの参加者である。

情報利用者は、転送手段を用いて情報生成者により配信される情報にアクセスする、通信ネットワークの参加者である。

中継ネットワークは、情報生成者と情報利用者との間の情報転送時に用いられる転送容量を表し、複数のネットワークアプリケーション参加者（装置または人）の間で大いに共有される。

アクセス手段は、各ネットワークアプリケーションの参加者を中継ネットワークに関連付けるために実行される手段である。

機能エレメントは、一連の機能を実行する、ソフトウェア、及び／または、ハードウェアモジュールである。これは、処理モジュール、意思決定モジュール、または、観測モジュールであってもよい。

処理モジュールE3は、データフラックスを直接観測（動作シグネチャー、基準、及び、識別としての情報の抽出）可能であり、修正（フィルタ処理、外部インターフェースの選択、計画フラックスに対するフラックスの調整、圧縮、加速のために重要なエレメントの修正、等）可能である、機能エレメントである。

意思決定モジュールE2は、処理点により抽出された情報を収集し、動作の新しいルールを処理点に与える必要のある変化を検出するために、この情報を処理することが可能である、機能エレメントである。

処理モジュールE3及び意思決定モジュールE2は、自律型ネットワークのコアを構成する。

観測モキュールE4は、自律型ネットワークのコアに付加されるエレメントであり、処理モジュール及び／または意思決定モジュールにより観測モジュールに提供される動的な処理パラメータに従う、フラックス毎の簡易化された処理により、処理及び意思決定モジュールから区別される。

通信ネットワークのアプリケーションは、生成者と利用者の役割を持った参加者のセットと、生成者と利用者とにより転送される情報の性質と、利用者による情報の利用の性質とにより、定義される。

パケットとして知られるデータフラックスのエレメントは、フラックスの行き先と起点とを知る手段と、フラックスの開始及び終了を決定する手段とを含む。

データフラックスの転送機能は、利用者への情報配信時に、転送手段の影響を各時点で特性化する。

図１に示すネットワークは、複数の情報生成者Pi２、複数の情報利用者Cj４、及び、複数のアプリケーションAｋ中における該生成者２と該利用者４との間での該情報の転送手段を含む。

以下の説明では、転送手段は、生成者２と利用者４との間で定義される交換プロトコルに従って情報の配信が可能な、全てのメカニズムを指し、通信という表現は、情報の転送、及び、通信の構成要素間の、または通信の構成要素と仲介物との間の交換用のプロトコル双方を指す。

通信ネットワークにおける情報の利用とは、利用者に利用可能であり、各時点で生成者２により配信が可能な、全ての情報を表す。

生成者２及び利用者４は、末端の利用者にサービスを提供する目的として、ソフトウェア及び／またはハードウェアのリソースを利用するアプリケーションの意味として考えられる。

アプリケーションは、電話通信、テレビ電話、ビデオ会議等のマルチメディア通信アプリケーション、ビデオオンデマンド、放送、コンテンツ放送番組等のマルチメディア配信アプリケーション、電話番号案内、WeBインタラクティブサービス等の相談アプリケーション、ピアツーピア交換、分配データベース等の情報共有アプリケーション、及び、一般に、遠隔装置でエレメントが実行され、互いに同期して、ネットワークで情報を交換する、コンピュータアプリケーションであってもよい。

図２では、４つの機能エレメントE1、E2、E3、及びE4が示されており、それぞれ、ネットワークにおけるフラックスの転送ルールを定義する全体指針を確立するための中央モジュール、意思決定モジュール、処理モジュール、及び、観測モジュールを表している。機能エレメントE1、E2、E3、及び、E4は、機能エレメントE1、E2、E3、及びE4の間の接続を表す複数の同心回路１０、１２、１４を含む、階層アーキテクチュアに従って、ネットワークに分配される。

第一の回路１０は、第一に、モジュールE2、E3、及び、E4に対する動作の全体ルールの提供を中央モジュールE1に提供可能とし、第二に、情報生成者と情報利用者との間のデータフラックスの転送に続いて、これらのモジュールE2、E3、及びE4により生成されるデータを収集可能とするために、ネットワークの全ての機能エレメントを接続する。

全体指針は、性能、及びセキュリティ、及び、ネットワークリソースの利用時にフラックス間で競合が生じた場合に適用される、調停のための一貫したルールの、全体的な目標を定義することである。

中央モジュールE1は、交換されたデータフラックスの処理と、モジュールE2、E3、及びE4により行われる動作のフラックス毎の協調のどちらにも、干渉しない。

第二の回路１２は、動作の協調及び意思決定を、意思決定モジュールE2と処理モジュールE3にフラックス毎に可能とする、フラックス制御情報の交換を、意思決定モジュールE2と処理モジュールE3に可能とするために、意思決定モジュールE2を処理モジュールE3に接続する。一例として、この回路は、意思決定モジュールE2と処理モジュールE3に、協働して、フラックスが取る必要のある最適な経路を選択させ、パケットの遅延、ジッター、および損失レート等の、フラックスの端末相互間の特性を測定させ、パッケージ化されたフラックスに対する一貫したルールを動的に設定させ、圧縮及び加速の方法を設定させ、セキュリティ指針を実行させることを可能とする。このプロセスでは、意思決定モジュールE2と処理モジュールE3それぞれは、意思決定点としてのみ動作可能であればよく、処理ポイントとしては必ずしも動作する必要ない。フラックス開始時に、潜在的なルールがこれらのモジュールの一つを選択し、フラックスで行われる動作の意思決定点とする。

第三の回路１４は、意思決定モジュールE2を接続して、これらに、時間基準、一貫した分配データベース、および同期データキャッシュの生成を可能とする。また、学習により、パケットヘッダー領域により識別されるフラックスに通過される処理モジュールE3または観測モジュールE4の決定を、意思決定モジュールE2から可能とする、マトリクスフラックスの構成を可能とする。

この目的のために、意思決定モジュールE2は、動作の一貫性に必要な動的パラメータを分配する機能を含む。

意思決定モジュールE2の要求で、処理されたフラックスの転送から抽出されたデータを提供し、ネットワークを通過するフラックスの処理に必要な指示を意思決定モジュールから折り返し受け取るために、観測モジュールE4が、第一の回路１０におけるネットワークに追加される。

この目的のために、観測モジュールE4は、以下を含む。
−既知の全ての処理モジュールE3と意思決定モジュールE2との情報交換手段、
−フラックスの開始及び終了の認識手段、
−パケットシグネチャーの算出手段、
−パケットヘッダーと時刻印されたシグネチャーの一時的な記憶手段、
−基本的な“フラックス”基準の算出手段、
−処理モジュールE3または意思決定モジュールE2により各フラックスに対して動的に設定される基本的なルールに基づいて利用可能な、多様な固有の手段によるフラックスの適応手段。

本来、観測モジュールE4は、フラックスを細かく分類する手段を持たない。観測モジュールは、フラックスの基点で、例えば認識すべきWeBサーバーへのアクセスを可能にするパケットおよびパケットシーケンスの内容の解析による、音声、ビデオ、またはファイル転送等のアプリケーションの認識ができない。エレメントE2及びE3からの指示がない場合、観測モジュールE4は、中央エレメントE1により分配される計画に応じて、静的なルールを適用する。

意思決定モジュールE2及び処理モジュールE3の数、及び、ネットワークの物理的アーキテクチュアにおけるこれらのモジュールの分配及び配置は、提供される最適なサービスコストの妥協案を得るために、調整可能である。低コストの配備は、ネットワークのルーティング機器と、中央モジュールE1及び意思決定モジュールE2を含む中央ユニットとに組み込まれた、モジュールE4のセットに基づく。ネットワークの周辺、または、アクセス手段のベース、または、収集ネットワークが中継ネットワークと合流する点に、処理モジュールE3を配置することにより、より良好な性能が得られる。

本発明による方法は、例えば、モデム、ルーター、または他の全てのLAN/WAN境界機器等のアクセス機器を含む、企業の仮想ネットワークにも適用される。これらの機器の幾つかは、観測モジュールE4の機能を果たし、他の機器は、意思決定モジュールE2の機能、または、処理モジュールE3の機能を果たす。処理モジュールE3は、本発明の範囲を逸脱することなく、中央サイトに挿入され、処理機能及び意思決定機能の双方を実行可能であり、または、意思決定機能のみを実行可能である。

本発明による方法は、モデム、ルーター、または、観測モジュールE4として機能する他の全てのLAN/WAN境界機器等のアクセス機器により遠隔制御される、自律型ネットワークコアを形成するために、互いに相互作用する処理モジュールE3及び／または意思決定モジュールE2の機能を果たす機器を含む、オペレーターの存在点でも実行可能である。

本発明による方法は、NodeBsと呼ばれる無線局が観測モジュールE4の機能を果たす3GPP（第三世代提携プロジェクト）を用い、アクセスネットワークへのゲートウェイに配置された意思決定モジュールを含む、無線アクセスネットワークにおいても、実行可能である。これらは、処理モジュールE3、及び／または、他の処理モジュールE3と相互作用する意思決定モジュールE2、及び／または、私設の仮想ネットワークに配備される意思決定モジュールE2であってもよい。

図３は、本発明による自律型ネットワークにおけるフラックスの生成者２と利用者４との間の制御フラックスのフローの例を示し、そこでは、第一のデータフラックス２０が単一の観測モジュール２２を通り、第二のデータフラックス２４が観測モジュール２２と他の観測モジュール２６とを通り、これらの観測モジュールは転送機能が制御されるネットワーク部位の両側に配置され、生成者２から二人の利用者４への第三のデータフラックス２８が、観測モジュール２６と、処理モジュール３０と、他の観測モジュール３２とを通過し、第四のデータフラックス３４が、処理モジュール３０と第二の処理モジュール３６とを通過する。

図４は、各フラックスの起点に設けられた、ネットワークに分配された多様な機能エレメントの間の制御接続を示す。

観測モジュール２２は、データフラックス２０から抽出した情報を、意思決定モジュール４０に与える。意思決定モジュール４０は、第一の制御フラックス４２において、データフラックス２０の転送の制御に必要なデータを、観測モジュール２２に送る。

データフラックス２４の経路に配置された観測モジュール２２及び２６は、データフラックス２４から抽出された情報を、意思決定モジュール５０に提供する。意思決定モジュール５０は、受け取るデータと、ネットワークに分配された他の処理及び意思決定モジュールから回路１４を介して受け取るネットワークリソースの状態の全体的な知識とに基づいて、転送手段の設定に対する動的ルールを生成し、第二の制御フラックス５２においてデータフラックス２４の転送の制御に必要なデータを、観測モジュール２２及び２６に送る。観測モジュール２２及び２６は、意思決定モジュール５０により動的に生成されたルールを適用する。

データフラックス２８の経路に配置される観測モジュール２６及び３２は、データフラックス２８から抽出された情報を、処理モジュール３０に提供する。

処理モジュール３０は、受け取るデータと、ネットワークに分配された他の処理及び意思決定モジュールから回路１４を介して受け取るネットワークリソースの状態の全体的な知識とに基づいて、転送手段の設定に対する動的ルールを生成し、第二の制御フラックス６０においてデータフラックス２８の転送の制御に必要なデータを、観測モジュール２６及び３２に送る。観測モジュール２６及び３２は、意思決定モジュール６０により動的に生成されたルールを適用する。

データフラックス３４の転送機能が制御されるネットワーク部位の両側に配置される処理モジュール３０及び３６は、ネットワークに分配される他の処理及び意思決定モジュールに基づき回路１４を介して受け取るネットワークリソースの状態の全体的な知識に従って、このデータフラックス３４上で局所的に動作するために、協調し、制御データを交換する。

本発明による方法は、パケットモード通信ネットワークの遍在の利点を得る。また、自律型ネットワークのすべての機能エレメントが、ネットワークにおいて、それらの間の制御接続を動的に確立するという利点を得る。制御フラックスの寿命は、データフラックスと同等である。これらの制御フラックスは、処理点に最も近く配置された意思決定モジュールの選択と、このフラックス毎の制御計画の最適化によって、データフラックスと比較して、最小のネットワークリソースを利用する。

さらに、フラックス毎の制御計画の最適化は、動作の関連性と、制御情報の転送時間を低減しながらの制御データの正確さを保証する。

図５は、観測モジュールE4により観測され、これら観測モジュールE4により意思決定モジュールE2及び処理モジュールE3に転送される、フラックスにおける情報を運ぶ、接続８０を示し、従って、これらは、ネットワークリソースの状態の知識を共有する。これらの接続は、意思決定モジュールE2の挿入（それぞれの除去）により、ネットワークにおいて確立され、（それぞれネットワークから）切断される。意思決定モジュールE2は、ネットワークの状態の一貫した分配を保証するために、互いに同期する。各処理モジュールE3は、意思決定モジュールE2の一つに付され、生成する状態を提供し、フラックスの転送の処理に関する決定を行うために必要な状態を受け取る。従って、多数の分配されたモジュールE2／E3は、共通の共用知識への強固なアクセスを有する。この共用知識は、全モジュールE2／E3／E4によるフラックスの観測によって学習されるフラックスルールを含んでもよい。これらのルールは、図４に示す制御計画を、フラックス毎に動的に構築可能である。

図６は、ネットワークにおいて中央モジュールE1が各機能モジュールと有する接続１００を示す。これらの接続１００は、接続１０２により延長され、エレメントE2を介してエレメントE4に達する。これらの接続は、ネットワークにおいて、エレメントE2／E3／E4の挿入／除去により、確立され切断される。中央モジュールE1は、これらの挿入／除去動作を制御し、従って、システムが一貫性のあることを保証する。また、中央モジュールは、全体的な動作ルールを提供し、ネットワークに分配された機能エレメントにより生成されるデータを収集する。

図７は、ネットワークにおいて利用者２と生成者４との間で交換される各フラックスからルーティングデータを抽出する、観測モジュール１２０及び１２６を示す。このルーティング情報は、それぞれ接続１２４及び１３０により、意思決定モジュール１２２及び１２８に供給される。利用者２と生成者４との間でデータフラックス１３４が確立された場合、観測モジュール１２０及び１２６は、このフラックスの開始を検出し、意思決定モジュール１２２及び１２８に知らせる。フラックス１３４の転送機能を管理するため、第一のフェーズで、意思決定モジュール１２２及び１２８は、正確にはフラックス１３４の経路にはないが、観測モジュールにより連続的に生成される特性データの関連性を探ることにより特性データの抽出を課される処理モジュール１３２を選択する。

第二のフェーズでは、意思決定モジュール１２２及び１２８は、それぞれ生成者と利用者とにより近く配置された、２つの観測モジュールを選択する。選択された処理モジュール１３２は、観測モジュール１２６により生成される情報に高速でアクセスする。また、それぞれ観測モジュール１２６及び１２０との制御接続１３６及び１３８を、動的に確立し、抽出された特性データに従って、フラックス１３４の転送パラメータを直接修正する。

通信ネットワークRの分配された制御／指令システムの一部として、本発明は、関連エレメントとして知られるエレメントE4に本システムを拡張する方法を提供する。

本発明による方法は、４つのステップでの取り扱いにより、特徴付けされる。
ａ−ネットワークにおける、中央エレメントE1により検証された機能エレメントの挿入、
ｂ−処理された情報転送から抽出されるデータの配信を可能とする、挿入された機能エレメントと意思決定モジュールE2とのマッチング、
ｃ−ステップｂで得られたデータを用いて、意思決定モジュールE2または処理エレメントから初期化され、分配された制御に必要な、抽出されるデータの配信を可能とする、挿入された機能エレメントの動的なフラックス毎のマッチング、
ｄ−ステップｃで得られるデータの処理から得られる指示での、情報転送の処理パラメータのフラックス毎の調整。

ステップａは、自律型ネットワークに観測モジュールモジュールE4を導入することから成る。このステップは、ネットワークの事前構成、または、調査手続きを伴い、確認手続きを含んでもよい。ステップｂへの遷移は、意思決定モジュールE2の負荷を分配する手続きを生じる。

ステップｂは、ネットワークにおけるフラックスのフローの動的パラメータを知る手段により、機能エレメントを提供する。このステップは、意思決定モジュールE2により初期化される意思決定モジュールE2との論理的接続から成ってもよく、そこでは、意思決定モジュールは観測モジュールE4に指示を送り、該観測モジュールE4は、受け取った指示に対して返答する。

これらの受け渡しは、意思決定モジュールE2にネットワークにおけるフラックスのフローの動的パラメータを知らせることを可能とする、イベント関連の、または周期的な情報に関係する。

これらのパラメータは、フラックスの単純な観測により学習され、起点処理点から行き先処理点の予測を可能とする、端末相互間のフロールールを含む。

すべてのパケットモードネットワークにおいて、フラックスのパケットは、観測手段E4に、フラックスの起点及び行き先の観測値を意思決定モジュールE2に提供させ得る、フラックスの起点と行き先とを指定する手段を含むことを想起されたい。

この情報に基づいて、意思決定モジュールE2は、処理モジュールE3または意思決定モジュールE2に配置された意思決定モジュールから問い合わせが可能な、共有データベースを保持することができる。また、このデータベースは、中央モジュールE1により提供される静的なルールにより、構築可能である。

動作中に、観測モジュールE4により新たなフラックスが検出された場合、意思決定モジュールE2または処理モジュールE3は、データベースにおいて、フラックスの経路にある可能性の高い意思決定モジュールE2または処理モジュールE3または観測モジュールを探し、及び、利用者／生成者に最も近い機能エレメントを選択するために、フラックスの起点及び／または行き先情報を利用する。続いて、ステップｃを開始する。

ステップｃでは、観測モジュールE4は、意思決定モジュールから、一つまたは二つのフラックス処理点においてフラックスから抽出されたデータを収集する。

抽出されたデータでは、パケットシグネチャーと経過時間の記録とが、相互に関連付けられる。これらの相互相関処理は、フラックスの転送機能の性能基準を提供する。

フラックスの最初のパケットから得られたデータは、フラックスの分類を可能とする。この分類は、フラックスを、最適な、許可された転送機能に関連付ける。

これらの相互相関及び分類処理を引き受ける処理モジュールは、意思決定モジュールE2を介して、共有知識にアクセスする。処理モジュールは、実時間で、測定された転送機能の特性及びネットワークの全体状態にアクセスする。従って、処理モジュールは、全体的な最適化及びセキュリティ方針に従って、転送機能の動作パラメータを調整するために、ネットワークにおける他の意思決定モジュールと協働する。

ステップｄでは、処理モジュールE3は、遠隔点で、フラックスの転送機能パラメータを修正する。ステップｃで、意思決定モジュールは、遠隔点で利用可能なフラックスの処理容量を取得し、これらの処理容量を遠隔制御することにより、フラックスを削除するフィルタ処理機能、フラックスを定量化する保護機能、フラックス間の優先度を確立するシーケンス機能、フラックスの転送に利用されるリソースを低減する圧縮機能、または、フラックスの転送エラーを低減する整合機能、または、フラックスの転送時間を低減する加速機能等の、転送機能の動作パラメータを調整する。

意思決定モジュールE2及び処理モジュールE3の数、及び、ネットワークの物理的アーキテクチュアにおけるこれらのモジュールの分配及び配置は、提供される最適なサービスコストの妥協案を得るために、調整可能である。低コストの配備は、ネットワークのルーティン機器と、中央モジュールE1及び意思決定モジュールE2を含む中央ユニットとに組み込まれた、モジュールE4のセットに基づく。ネットワークの周辺、または、アクセス手段のベース、または、収集ネットワークが中継ネットワークと合流する点に、処理モジュールE3を配置することにより、より良好な性能が得られる。

本発明による方法は、例えば、モデム、ルーター、または他の全てのLAN/WAN境界機器等のアクセス機器を含む、企業の仮想ネットワークにも適用される。これらの機器の幾つかは、観測モジュールE4の機能を果たし、他の機器は、意思決定モジュールE2の機能、または、処理モジュールE3の機能を果たす。処理モジュールE3は、本発明の範囲を逸脱することなく、中央サイトに挿入され、処理機能及び意思結滞機能の双方を実行可能であり、または、意思決定機能のみを実行可能である。

本発明による方法は、モデム、ルーター、または、観測モジュールE4として機能する他の全てのLAN/WAN境界機器等のアクセス機器により遠隔制御される、自律型ネットワークコアを形成するために、互いに相互作用する処理モジュールE3及び／または意思決定モジュールE2の機能を果たす機器を含む、オペレーターの存在点でも実行可能である。

本発明による方法は、NodeBsと呼ばれる無線局が観測モジュールE4の機能を果たす3GPP（第三世代提携プロジェクト）を用い、アクセスネットワークへのゲートウェイに配置された意思決定モジュールを含む、無線アクセスネットワークにおいても、実行可能である。これらは、処理モジュールE3、及び／または、他の処理モジュールE3と相互作用する意思決定モジュールE2、及び／または、私設の仮想ネットワークに配備される意思決定モジュールE2であってもよい。

分配された制御／指令システムは、ネットワークの転送手段で、ルーティング情報を情報の生成者から利用者へ届けるために、ネットワークの主要な機能に加えて設計される。従って、基本的なフローのルールは、修正の必要はない。これらのルールの後に、スイッチング／ルーティング機器が続く。分配された制御／指令システムは、これらの基本的なルールに適応するだけでなく、フラックスが存在する場合は、フラックス毎に、あるフローのルールを最適化する。

本システムを展開する方法の一つは、ネットワークのアクセスインターフェースに追加装置を挿入することである。

WO/2002/005141

Claims (16)

1. 自律型通信ネットワークにおけるデータフラックスの交換を管理する方法であって、該ネットワークに分配される複数の機能エレメントを介して該ネットワークに接続される複数の情報生成者Piと複数の情報利用者Cjとの間での、該ネットワーク全体におけるフラックスの交換指針を定義するための中央モジュールを含み、該機能エレメントが、ネットワークにおけるフラックスの転送パラメータを最適化するための、少なくとも一つの該フラックスの処理モジュールと、該転送パラメータを最適化するルールを動的に定義するための、少なくとも一つの意思決定モジュールとを含み、
   以下を含む第一のフェーズ：
   ａ−少なくとも一人の情報生成者Piと少なくとも一人の情報利用者Cjとの間の、ルーティングデータ及び転送機能の特性データを、ネットワークで交換される各フラックスの該処理モジュールを介して抽出するステップ、
   ｂ−抽出されたルーティングデータを、該意思決定モジュールと共有するステップ、
   ｃ−転送機能の特性データへのアクセス時間が最小である、少なくとも一つの意思決定または処理モジュールを選択するステップ、
   及び、以下を含む第二のフェーズ：
   ｄ−少なくとも一つの選択したモジュールにより、フラックスの転送パラメータを最適化するための該ルールを、該特性データに従って、動的に定義するステップ、
   ｅ−フラックスの転送機能が中央モジュールにより定義される前記フラックスの交換指針と一致するように該ルールを適用するために、該フラックスの経路に配置される処理モジュールを選択するステップ、
   ｆ−ステップｅで選択されたモジュールにより、該ルールを適用するステップ、
   を含むことを特徴とする方法。
2. ステップａ）及びｆ）が、少なくとも一人の情報生成者Piと少なくとも一人の情報利用者Cjとの間に位置する、少なくとも一つの該フラックスの観測モジュールにより実行され、該観測モジュールが、情報生成者Piからのデータフラックスが通過する最初のモジュール、または情報利用者Cjへ達する前にデータフラックスが通過する最後のモジュールである、
   請求項１に記載の方法。
3. 所与の観測フラックスに対し、ステップｅ）で選択される該処理または観測モジュールが、それぞれ、生成者からの観測されるフラックスが通過する最初のモジュール及び利用者へ達する前にフラックスが通過する最後のモジュールである、
   請求項２に記載の方法。
4. 所与のフラックスに対し、このフラックスが生成者と利用者の間のモジュールを一つだけ通過する場合、通過されるモジュールが選択される、
   請求項３に記載の方法。
5. 処理モジュールが、中央モジュールにより定義されるセキュリティ指針に従って、ネットワークにおいて交換されるフラックスにフィルタ処理を行う、
   請求項１に記載の方法。
6. 観測モジュールが、中央モジュールにより定義されるセキュリティ指針に従って、ネットワークにおいて交換されるフラックスにフィルタ処理を行う、
   請求項２に記載の方法。
7. 該観測モジュールが、少なくとも一つの下記機能を実行する、請求項２に記載の方法。
   −意思決定モジュール及び処理モジュールとのルーティング及び特性データの交換、
   −フラックスの開始及び終了の認識、
   −データパケットに関連するシグネチャーの算出、
   −データパケットのヘッダー及び時刻印されたシグネチャーの一時的記憶、
   −交換されるフラックスの基本的な基準の算出、
   −意思決定モジュールにより動的に定義されるルールを用いた該フラックスの適用。
8. 該処理モジュールが、
   −行動シグネチャー、基準、識別データ等の該フラックスの特性データを抽出し、
   −抽出した特性データに従って、該フラックスの転送パラメータを直接修正する、
   請求項１に記載の方法。
9. 該意思決定モジュールが、
   −ステップｅ）で選択されたモジュールにより抽出された該フラックスの特性データを収集し、
   −選択された該モジュールに課される新しい動作ルールの定義が必要な変化を検出するために、該データを処理する、
   請求項１に記載の方法。
10. 該処理モジュールが、少なくとも一つの以下の動作を実行する、
    請求項５に記載の方法。
    −該フラックスに対する出力インターフェースの選択、
    −該フラックスの、フラックスの連続レベルへの調整、
    −該フラックスの圧縮、
    −該フラックスの転送を加速するための、プロトコルエレメントの修正。
11. 自律型通信ネットワークにおけるデータフラックスの交換を管理する装置であって、該ネットワークに分配される複数の機能エレメントを介して該ネットワークに接続される複数の情報生成者Piと複数の情報利用者Cjとの間での、該ネットワーク全体におけるフラックスの交換指針を定義するための中央モジュールを含み、該機能エレメントが、ネットワークにおけるフラックスの転送パラメータを最適化するための、少なくとも一つの該フラックスの処理モジュールと、該転送パラメータを最適化するためのルールを動的に定義するための、少なくとも一つの意思決定モジュールとを含み、
    装置が、
    −少なくとも一人の情報生成者Piと少なくとも一人の情報利用者Cjとの間の、ルーティングデータ及び転送機能の特性データを、ネットワークで交換される各フラックスから抽出する抽出手段、
    −抽出されたルーティングデータを、該意思決定モジュール間で共有する共有手段、
    −転送機能の特性データへのアクセス時間が最小である、少なくとも一つの意思決定モジュールを選択する選択手段、
    を含み、
    選択された意思決定モジュールが、
    −フラックスの転送パラメータを最適化するための該ルールを、該特性データに従って、動的に定義する定義手段、
    −フラックスの転送機能が中央モジュールにより定義される前記フラックスの交換指針と一致するように該ルールを適用するために、最大２つの処理モジュールを選択する選択手段、
    を含むこと、
    を特徴とする装置。
12. ネットワークのルーティング機器に組み込まれた少なくとも一つのフラックスの観測モジュールと、
    −全ての意思決定モジュール及び全ての処理モジュールと情報を交換する手段、
    −モジュールを通過する各フラックスの開始及び終了を認識する手段、
    −パケットシグネチャーを算出する算出手段、
    −パケットのヘッダー及び時刻印されたシグネチャーを一時的に記憶する手段、
    −フラックスの基本的な基準を算出する手段、
    −意思決定モジュール及び処理モジュールにより各フラックスに対して動的に確立される基本的なルールに従って、モジュールを通過するフラックスを適応させる手段、
    と、
    をさらに含む、請求項１１に記載の装置。
13. 該フラックスの観測モジュールが、意思決定モジュールまたは処理モジュールの要求でモジュールを通過するフラックスから抽出されるデータを提供し、この要求モジュールから該フラックスを処理するためのパラメータを折り返し受け取るように構成される、
    請求項１２に記載の装置。
14. 意思決定モジュールが、ネットワークに分配される全ての意思決定モジュール及び全ての処理モジュールにより問い合わせ可能な共有データベースを構成するために、互いに同期可能である、
    請求項１１に記載の装置。
15. 該意思決定モジュール及び該処理モジュールが、個々の動作を統合し、フラックス毎に意思決定するために、相互作用が可能である、
    請求項１１に記載の装置。
16. 該観測モジュール及び該処理モジュールが、２つのタイプのインターフェース、すなわち、第一のタイプＡ及び第二のタイプＢを含み、フラックスは、観測モジュールまたは処理モジュールを、タイプＡ（Ｂ）のインターフェースから入って、タイプＢ（Ａ）のインターフェースで抜け出し、タイプＡのインターフェースにおいて、フラックスの起点が、自己学習または設定ルールにより、該観測モジュール及び該処理モジュールと関連付けられ、タイプＢのインターフェースにおいて、フラックスの行き先が、自己学習または設定ルールにより、該観測モジュール及び該処理モジュールと関連付けられること、
    を特徴とする請求項１３に記載の装置。