JP5687972B2 - Fault link identification system and monitoring route setting method thereof - Google Patents
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本発明は、障害リンク特定システムおよびその監視経路設定方法に係り、特に、１つの整数計画問題を解くことにより、全ての単一リンク障害および二重リンク障害を特定でき、経路長の総和が最小となる監視用パス群の経路を設定する障害リンク特定システムおよびその監視経路設定方法に関する。 The present invention relates to a fault link identification system and its monitoring path setting method, and in particular, by solving one integer programming problem, all single link faults and double link faults can be specified, and the total path length is minimized. The present invention relates to a faulty link identification system for setting a route of a monitoring path group to be used and a monitoring route setting method thereof.
特許文献１には、ネットワーク内の監視用パスを終端する品質監視装置において、監視用パスの品質劣化が検知された場合、障害監視装置において、品質劣化の検知された監視用パスが共通に通過するリンクを障害リンクと推定する技術が開示されている。 In Patent Document 1, when quality degradation of a monitoring path is detected in a quality monitoring device that terminates a monitoring path in a network, the monitoring path in which the quality degradation is detected passes commonly in the failure monitoring device. A technique for estimating a link to be a failed link is disclosed.
特許文献２には、ネットワークに接続された複数の品質監視装置によって終端され、かつ全ての単一リンク障害を特定できる最少かつ経路長の総和が最小である監視用パス群の経路を決定する技術が開示されている。 Patent Document 2 discloses a technique for determining a path of a monitoring path group that is terminated by a plurality of quality monitoring apparatuses connected to a network and that can identify all single link faults and has a minimum total path length. Is disclosed.
非特許文献１には、ネットワークに接続された複数の品質監視装置によって終端され、かつ多重リンク障害を含む予め想定したリンク障害を特定できる最少または経路長の総和が最小である監視用パス群を決定する技術が開示されている。 Non-Patent Document 1 describes a monitoring path group that is terminated by a plurality of quality monitoring devices connected to a network and that can identify a presumed link failure including a multiple link failure or has a minimum total path length. Techniques for determining are disclosed.
特許文献１では、単一リンク障害を想定した場合、単一の障害リンクを正確に特定することができない。 In Patent Document 1, when a single link failure is assumed, a single failed link cannot be accurately specified.
特許文献２では、多重リンク障害が発生した場合、障害リンクを特定することができない。 In Patent Document 2, when a multi-link failure occurs, the failed link cannot be specified.
特許文献３では、監視用パス群の経路候補を予め与えて置く必要があり、全ての単一リンク障害および二重リンク障害を特定できるような多数の監視用パス群の経路を効率的に決定することができない。 In Patent Document 3, it is necessary to preliminarily provide route candidates for the monitoring path group, and it is possible to efficiently determine a number of monitoring path group routes that can identify all single link failures and double link failures. Can not do it.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を全て解決し、全ての単一リンク障害および二重リンク障害を特定でき、経路長の総和が最小となる監視用パス群の経路を設定できる障害リンク特定システムおよびその監視経路設定方法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve all the above-mentioned problems of the prior art, identify all single link failures and double link failures, and to set the route of the monitoring path group that minimizes the total route length. It is an object of the present invention to provide a link identification system and a monitoring route setting method thereof.
上記の目的を達成するために、本発明は、ネットワーク上の一部のノードに、監視データの送信機能および受信機能の少なくとも一方を備えた複数の品質監視装置を接続し、前記送信機能から受信機能へ複数の監視経路で監視データを送信し、その到達性に基づいて障害リンクを特定する障害リンク特定システムおよびその監視経路設定方法において、以下のような手段を具備した点に特徴がある。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of quality monitoring devices having at least one of a monitoring data transmission function and a reception function are connected to some nodes on a network and received from the transmission function. The failure link specifying system for transmitting monitoring data to a function through a plurality of monitoring routes and specifying the failed link based on the reachability and the monitoring route setting method are characterized in that the following means are provided.
(1)本発明の障害リンク特定システムは、複数の監視経路を設定する障害管理装置を含む。そして、この障害管理装置が、ネットワークの実トポロジを取得するトポロジ取得手段と、前記実トポロジを、前記送信機能を備えた品質監視装置が接続された複数のノードのそれぞれと仮想リンクで接続される擬似発ノード、および前記受信機能を備えた品質監視装置が接続された複数のノードのそれぞれと仮想リンクで接続される擬似着ノードが仮想的に配置された仮想トポロジに変形するトポロジ変形手段と、前記仮想トポロジに基づいて、ネットワークの単一リンク障害および二重リンク障害を特定するための監視用パスの経路群であって、前記擬似発ノードから中継ノードを経由して擬似着ノードへ至る複数の監視経路を、整数計画問題を解くことにより算出する監視経路算出手段とを具備し、監視経路算出手段は、仮想トポロジのネットワーク上で、二重リンク障害を含む任意の２種類のリンク障害によって品質が劣化する監視経路の組み合わせが全く同じでは無いことを制約条件に含む整数計画問題を解くようにした。 (1) The fault link identifying system of the present invention includes a fault management apparatus that sets a plurality of monitoring paths. Then, the fault management apparatus connects the actual topology with a virtual link to each of the plurality of nodes to which the quality monitoring apparatus having the transmission function is connected, and topology acquisition means for acquiring the actual topology of the network. Topology modifying means for transforming into a virtual topology in which a pseudo arrival node connected by a virtual link with each of a plurality of nodes to which a quality monitoring device having a reception function is connected is simulated; A path group of monitoring paths for identifying a single link failure and a double link failure in a network based on the virtual topology, and a plurality of routes from the pseudo source node to the pseudo destination node via the relay node Monitoring route calculating means for calculating the monitoring route by solving an integer programming problem, and the monitoring route calculating means comprises a virtual topology On the network, and to solve the integer programming problem including the constraints that a combination of monitoring path is not exactly the same and deteriorate by any two of link failures including dual link failures.
本発明の監視経路設定方法は、ネットワークの実トポロジを、前記送信機能を備えた品質監視装置が接続された複数のノードのそれぞれと仮想リンクで接続される擬似発ノード、および前記受信機能を備えた品質監視装置が接続された複数のノードのそれぞれと仮想リンクで接続される擬似着ノードが仮想的に配置された仮想トポロジに変形する手順と、前記仮想トポロジに基づいて、ネットワークの単一リンク障害および二重リンク障害を特定するための監視用パスの経路群であって、前記擬似発ノードから中継ノードを経由して擬似着ノードへ至る複数の監視経路を、整数計画問題を解くことにより算出する手順とを含み、前記監視経路を算出する手順では、前記仮想トポロジのネットワーク上で、二重リンク障害を含む任意の２種類のリンク障害によって品質が劣化する監視経路の組み合わせが全く同じでは無いことを制約条件に含む整数計画問題を解くようにした。 The monitoring route setting method of the present invention includes a pseudo-originating node connected by virtual links to each of a plurality of nodes to which a quality monitoring device having the transmission function is connected, and the reception function. A virtual topology in which pseudo arrival nodes connected by virtual links to each of a plurality of nodes to which the quality monitoring device is connected are virtually arranged, and a single link of the network based on the virtual topology A path group of monitoring paths for identifying a failure and a double link failure, wherein a plurality of monitoring routes from the pseudo source node to the pseudo destination node via a relay node are solved by solving an integer programming problem In the procedure for calculating the monitoring route, any two types including a double link failure on the network of the virtual topology are included. The combination of monitoring path and deteriorate the link failure to solve the integer programming problem including the constraints that not exactly the same.
本発明によれば、以下のような効果が達成される。 According to the present invention, the following effects are achieved.
(1)本発明の障害リンク特定システムによれば、複数の品質監視装置をネットワークに接続することで監視処理の負荷分散を図りながら、単一リンク障害および二重リンク障害を必ず特定でき、かつ経路長の総和が最小となる監視用パスの経路群を用いて、単一リンク障害および二重リンク障害の発生場所を正確に特定できるようになる。 (1) According to the fault link identification system of the present invention, a single link fault and a double link fault can be identified without fail while distributing the load of the monitoring process by connecting a plurality of quality monitoring devices to the network, and By using the path group of the monitoring path that minimizes the total path length, it is possible to accurately identify the location where the single link failure and the double link failure occur.
(2)本発明の監視経路設定方法によれば、複数の品質監視装置がネットワークに接続されて監視処理の負荷が分散される障害リンク特定システムにおいて、単一リンク障害および二重リンク障害を必ず特定でき、経路長の総和が最小となる監視用パスの経路群を、監視対象ネットワークのトポロジに基づいて論理的に設定できるようになる。 (2) According to the monitoring path setting method of the present invention, a single link failure and a double link failure must be detected in a fault link identification system in which a plurality of quality monitoring devices are connected to a network and the monitoring processing load is distributed. A route group of monitoring paths that can be specified and has the smallest total route length can be logically set based on the topology of the monitored network.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の障害リンク特定システムおよびその監視経路設定方法が適用されるネットワークの構成を示したブロック図であり、監視対象のネットワークNWは、多数のノード装置nと、各ノード装置nを相互に接続する多数のリンクとから構成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a network to which a faulty link identification system and its monitoring route setting method of the present invention are applied. A network NW to be monitored includes a number of node devices n and each node device n. And a number of links that interconnect each other.
本発明では、複数のノード装置nに、監視データの送信機能(t)および受信機能(r)の少なくとも一方を備えた品質監視装置１がそれぞれ接続されており、送信機能を備えた品質監視装置１(t)から受信機能を備えた品質監視装置１(r)まで監視経路が設定される。なお、本実施形態では全ての品質監視装置１が監視データの送信機能(r)および受信機能(r)のいずれも備えているものとして説明する。 In the present invention, a quality monitoring device 1 having at least one of a monitoring data transmission function (t) and a reception function (r) is connected to each of a plurality of node devices n, and the quality monitoring device has a transmission function. A monitoring route is set from 1 (t) to the quality monitoring device 1 (r) having a receiving function. In the present embodiment, it is assumed that all the quality monitoring devices 1 have both a monitoring data transmission function (r) and a reception function (r).
障害管理装置２は、監視データ送信機能(t)を備えた各品質監視装置１(t)に対して、監視経路を通して監視データを送信することを指示する。監視データ受信機能を備えた品質監視装置１(r)は、監視経路を通して受信した監視データの品質を監視し、品質劣化が検知されると障害管理装置２へ通報する。障害管理装置２は、各監視経路が通過するリンクに関する情報および品質劣化が検知された監視経路情報に基づいて障害リンクを特定する。これにより、リンク毎に品質監視装置１を設ける場合と比較して、必要な品質監視装置数の削減が図られる。前記障害管理装置２は、ネットワークNW上の各ノード装置nと通信するための入出力インターフェースおよびそのアプリケーションが実装されたコンピュータで実現できる。 The failure management apparatus 2 instructs each quality monitoring apparatus 1 (t) having the monitoring data transmission function (t) to transmit monitoring data through the monitoring path. The quality monitoring device 1 (r) having the monitoring data receiving function monitors the quality of the monitoring data received through the monitoring path, and notifies the failure management device 2 when quality deterioration is detected. The failure management device 2 identifies a failure link based on information related to a link through which each monitoring route passes and monitoring route information in which quality degradation is detected. Thereby, compared with the case where the quality monitoring apparatus 1 is provided for every link, the required number of quality monitoring apparatuses can be reduced. The failure management device 2 can be realized by a computer on which an input / output interface for communicating with each node device n on the network NW and its application are mounted.
本発明では、障害リンクを必ず特定できるような複数の監視経路（監視用パスの経路群）が障害管理装置２により設定される。すなわち、本発明では単一リンク障害および二重リンク障害を想定し、これらのリンク障害が発生したとき、障害リンクを必ず特定できるような、経路長の総和が最小となる監視用パスの経路群が、後述する整数計画問題を解くことで算出される。但し、監視データ送信機能(t)および監視データ受信機能(r)の両方を有する品質監視装置が接続されているノード装置nを除いて、各監視経路が同一のノード装置nを複数回経由することは無いと仮定する。 In the present invention, the failure management apparatus 2 sets a plurality of monitoring paths (a group of monitoring paths) that can always identify a failure link. That is, the present invention assumes a single link failure and a double link failure, and when these link failures occur, the route group of the monitoring path that minimizes the total route length so that the failed link can be identified without fail. Is calculated by solving the integer programming problem described later. However, except for the node device n to which the quality monitoring device having both the monitoring data transmission function (t) and the monitoring data reception function (r) is connected, each monitoring path passes through the same node device n multiple times. Assume nothing.
図２は、前記障害管理装置２の主要部の構成を示したブロック図であり、複数の監視経路を設定する監視経路設定部２１と、各品質監視装置１から各監視経路に監視データを送信させて障害リンクを特定するリンク障害特定部２２とを含む。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the main part of the failure management device 2, and transmits monitoring data from each quality monitoring device 1 to each monitoring route, and a monitoring route setting unit 21 for setting a plurality of monitoring routes. And a link failure identification unit 22 that identifies the failure link.
前記リンク障害特定部２２は、前記設定された複数の監視経路に各品質監視装置１(t)から監視データを送信させ、当該監視データが品質監視装置１(r)に到達しない経路上、および監視データの到達が非常に遅いか、到達した監視データの誤り率が非常に高い経路上に障害が発生したと判定し、障害が発生している監視経路が通過し、かつ障害が発生していない監視経路が通過していないリンクを障害リンクと特定する。 The link failure identification unit 22 transmits monitoring data from each quality monitoring device 1 (t) to the set plurality of monitoring routes, and the monitoring data does not reach the quality monitoring device 1 (r). It is determined that the monitoring data arrives very slowly, or that a failure has occurred on a route that has a very high error rate in the arrived monitoring data. The failure monitoring route has passed, and a failure has occurred. A link that does not pass through any monitoring path is identified as a failed link.
前記監視経路設定部２１において、トポロジ取得部１００は、監視対象ネットワークNWの物理的な実トポロジを取得する。トポロジ変形部１０１は、図１に示した監視対象ネットワークNWの実トポロジを、後に詳述するように、図４に示したような仮想トポロジに変換する。監視経路算出部１０２は、後に詳述するように、監視対象ネットワークNWの全てのリンクをいずれかの監視経路が通過して単一リンク障害および二重リンク障害を特定できる、経路長の総和が最小となる監視用パスの経路群を、整数計画問題を解くことで算出する。 In the monitoring route setting unit 21, the topology acquisition unit 100 acquires the physical real topology of the monitoring target network NW. The topology transformation unit 101 converts the actual topology of the monitoring target network NW shown in FIG. 1 into a virtual topology as shown in FIG. 4, as will be described in detail later. As will be described in detail later, the monitoring path calculation unit 102 can identify a single link failure and a double link failure by passing any monitoring path through all the links of the monitoring target network NW. The route group of the minimum monitoring path is calculated by solving the integer programming problem.
本発明では、この整数計画問題が、仮想トポロジのネットワーク上で、二重リンク障害を含む任意の２種類のリンク障害によって品質が劣化する監視経路の組み合わせが全く同じでは無いこと、換言すれば、任意の異なるリンク障害によって品質が劣化する監視用パス数の和が、どちらのリンク障害によっても品質が劣化する監視用パスの２倍よりも大きくなること、を制約条件に含む点に特徴がある。 In the present invention, this integer programming problem is that the combination of monitoring paths whose quality deteriorates due to any two types of link failures including a double link failure on the virtual topology network is not exactly the same. It is characterized in that the constraint condition includes that the sum of the number of monitoring paths whose quality deteriorates due to any different link failure is greater than twice the number of monitoring paths whose quality deteriorates due to either link failure. .
次いで、本発明の一実施形態の動作を図３のフローチャートに沿って説明する。なお、前記障害管理装置２がコンピュータで実現される場合、以下の各ステップで実行される処理は、所定のプログラミング言語で記述されたコンピュータプログラムとして前記障害管理装置２に提供、インストールされる。 Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. When the fault management device 2 is realized by a computer, the processes executed in the following steps are provided and installed in the fault management device 2 as a computer program described in a predetermined programming language.
ステップＳ１では、監視対象ネットワークNWの物理的な実トポロジが前記トポロジ取得部１００により取得される。ステップＳ２では、前記取得された実トポロジが、前記トポロジ変形部１０１により仮想トポロジに変換される。 In step S1, the physical real topology of the monitored network NW is acquired by the topology acquisition unit 100. In step S <b> 2, the acquired real topology is converted into a virtual topology by the topology deforming unit 101.
図４は、図１に示した実トポロジを変形して得られる仮想トポロジの一例を示した図であり、監視データの送信機能(t)および受信機能(r)の双方を発揮する品質監視装置１（図１）が接続されているノード装置nは、送信機能(t)のみを備える品質監視装置１が接続されているノード装置n(t)と、受信機能(r)のみを備える品質監視装置１が接続されているノード装置n(r)とに仮想的に分割され、両ノード装置n(t)，n(r)は距離がゼロの仮想リンクによって接続される。また、前者のノード装置n(t)には、当該ノードn(t)を始点とするリンクのみが接続される。後者のノード装置n(R)には、当該ノードn(r)を終点とするリンクのみが接続される。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a virtual topology obtained by modifying the real topology shown in FIG. 1, and a quality monitoring apparatus that exhibits both the monitoring data transmission function (t) and the reception function (r) 1 (FIG. 1) is connected to a node device n (t) to which a quality monitoring device 1 having only a transmission function (t) is connected and a quality monitoring having only a reception function (r). The node device n (r) to which the device 1 is connected is virtually divided, and both node devices n (t) and n (r) are connected by a virtual link having a distance of zero. Further, only the link starting from the node n (t) is connected to the former node device n (t). Only the link having the node n (r) as the end point is connected to the latter node device n (R).
さらに、前記仮想トポロジでは、新たに擬似発ノードsおよび擬似着ノードdが追加され、擬似発ノードsには、監視データの送信機能(t)を発揮する品質監視装置１(t)と接続される全てのノード装置n(t)が距離ゼロの仮想リンクによって接続される。同様に、擬似着ノードdには、監視データの受信機能(r)を発揮する品質監視装置１(r)と接続される全てのノード装置n(r)が距離ゼロの仮想リンクによって接続される。ステップＳ３では、前記仮想トポロジを対象に、前記監視経路算出部１０２により整数計画法が実行され、整数計画問題を解くことで監視用パスの経路群が算出される。ここでは、各定数が以下の様に定義される。
Furthermore, in the virtual topology, a pseudo origin node s and a pseudo destination node d are newly added, and the pseudo origin node s is connected to a quality monitoring device 1 (t) that exhibits a monitoring data transmission function (t). All node devices n (t) are connected by a virtual link with a distance of zero. Similarly, all the node devices n (r) connected to the quality monitoring device 1 (r) that exhibits the monitoring data reception function (r) are connected to the pseudo arrival node d by a virtual link with a distance of zero. . In step S3, an integer programming method is executed by the monitoring route calculation unit 102 for the virtual topology, and a route group of the monitoring path is calculated by solving the integer planning problem. Here, each constant is defined as follows.
n：監視対象ネットワークを構成するノード装置。
N：ノード装置nの集合。
l：監視対象ネットワークを構成するリンク。
L：リンクlの集合。
VL：仮想リンクの集合
l(s)：リンクlの始点ノード
l(t)：リンクlの終点ノード
s：擬似発ノード。
d：擬似着ノード。
nin：ノードnを終点とするリンクの集合。但し、sinは空集合。
nout：ノードnを始点とするリンクの集合。但し、doutは空集合。
｜nin｜：ノードnを終点とする仮想リンクを除くリンクの数（入側リンク数）。
｜nout｜：ノードnを始点とする仮想リンクを除くリンクの数（出側リンク数）。
LP：仮想リンクを除くリンクのペア集合
lp，lp1，lp2：リンクペア
(l1，l2)：リンクペア
dl：リンクlの距離
M：擬似発ノードsと擬似着ノードdとを接続する監視用パス数
A：十分に大きな値
n: Node device constituting the monitoring target network.
N: A set of node devices n.
l: Links that make up the monitored network.
L: A set of links l.
VL: Set of virtual links
l (s): Start node of link l
l (t): End node of link l
s: Simulated source node.
d: Pseudo destination node.
n in : A set of links whose end point is node n. However, it s in the empty set.
n out : A set of links starting from node n. However, d out is an empty set.
| N in |: Number of links excluding virtual links whose end point is node n (number of incoming links).
| N out |: Number of links excluding virtual links starting from node n (number of outgoing links).
LP: Link pair set excluding virtual links
lp, lp1, lp2: Link pair
(l1, l2): Link pair
dl: Link l distance
M: Number of monitoring paths connecting pseudo source node s and pseudo destination node d
A: A sufficiently large value
また、変数が以下の様に定義される。
The variables are defined as follows:
Xl(k)：k(1〜M)番目の監視用パスがリンクlを通過する時に"1"、そうでない時に"0"であるバイナリー変数。 Xl (k): a binary variable that is “1” when the k (1 to M) th monitoring path passes through the link l, and “0” otherwise.
Y(l1,l2)(k)：k（1〜M）番目の監視用パスが、リンクl1またはリンクl2を通過する時に"1"、そうでない時に"0"であるバイナリー変数。 Y (l1, l2) (k): A binary variable that is “1” when the k (1 to M) th monitoring path passes through link l1 or link l2, and “0” otherwise.
Zn(k)：k（1〜M）番目の監視用パスにおける、ノードnのポテンシャルを示す整数変数。ノードnのポテンシャルは、k番目の監視用パスの発ノードのポテンシャルに対して、k番目の監視用パス上での発ノードからのホップ数を加算した値である。 Zn (k): An integer variable indicating the potential of the node n in the k (1 to M) th monitoring path. The potential of the node n is a value obtained by adding the number of hops from the source node on the kth monitoring path to the potential of the source node of the kth monitoring path.
SumLength：監視用パス群における経路長の総和。
SumLength: Sum of route lengths in the monitoring path group.
本実施形態では、整数計画問題の制約式が次のように設定される。初めに、各監視経路は、擬似発ノード(s)から出発して擬似着ノード(d)に到着する。また、擬似発ノード(s)および擬似着ノード(d)以外の中継ノードについては、１度だけ通過するか、あるいは全く通過しなかのいずれかである。従って経路保存則を示す次式(1)-(3)が制約式とされる。 In this embodiment, the constraint equation for the integer programming problem is set as follows. First, each monitoring path starts from the pseudo origin node (s) and arrives at the pseudo destination node (d). Further, relay nodes other than the pseudo source node (s) and the pseudo destination node (d) are either passed once or not passed at all. Therefore, the following equations (1) to (3) indicating the path conservation law are used as constraint equations.
すなわち、全ての監視経路は擬似発ノード(s)を始点とする全てのリンクlのいずれかを１回だけ通過するので、次式(1)が経路保存則の一つとなる。 That is, since all the monitoring routes pass through one of all the links 1 starting from the pseudo source node (s) only once, the following equation (1) is one of the route conservation rules.
同様に、全ての監視経路は、擬似着ノード(d)を終点とする全てのリンクlのいずれかを１回だけ通過するので、次式(2)が経路保存則の一つとなる。 Similarly, since all the monitoring routes pass through any one of all the links l having the pseudo arrival node (d) as an end point, the following equation (2) is one of the route conservation rules.
さらに、全ての監視経路は、擬似発着ノード(s)，(d)以外の各ノード装置（中継ノード）を始点とする出側リンクlおよび終点とする入側リンクlを１回だけ通過するか、どちらも通過しないので、次式(3)が経路保存則の一つとなる。 Furthermore, does all the monitoring routes pass through the outgoing link 1 starting from each node device (relay node) other than the pseudo arrival / departure nodes (s) and (d) and the incoming link 1 starting from the end point only once? Since neither passes, the following equation (3) is one of the path conservation laws.
また、仮想的な監視対象ネットワークにおいて、各監視経路はループを含まないので、各監視経路上の各ノードのポテンシャルは一意に決まらなければならない。従って、次の制約式(4)が満足される必要がある。
（経路がループを含まない条件）
Further, in the virtual monitoring target network, each monitoring path does not include a loop, so the potential of each node on each monitoring path must be uniquely determined. Therefore, the following constraint equation (4) needs to be satisfied.
(Condition that route does not include loop)
さらに、単一リンク障害を特定するためには、監視用パスが障害リンクを通る必要がある。また、障害リンクを通る監視用パスが１本のみであると、当該監視用パスが通過する他のリンクで障害が生じた際、当該他のリンクの単一障害なのか、あるいは当該他のリンクと前記監視用パスが１本のみ通過するリンクとの二重リンク障害なのかを識別できない。従って、各リンクに対しては、２本以上の監視用パスの通過が必要であり、次式(5)が全ての単一リンク障害および二重リンク障害を検出するための経路群の条件となる。
（各リンクを通過する経路数の条件）
Furthermore, in order to identify a single link failure, the monitoring path needs to pass through the failed link. In addition, if there is only one monitoring path that passes through the faulty link, when a fault occurs in another link that passes through the monitoring path, it is a single fault of the other link or the other link Cannot be identified as a double link failure with a link through which only one monitoring path passes. Therefore, it is necessary for each link to pass through two or more monitoring paths, and the following equation (5) shows the condition of the route group for detecting all single link failures and double link failures. Become.
(Conditions for the number of routes passing through each link)
さらに、変数Y(l1,l2)(k)の値は、k（1〜M）番目の監視用パスが、リンクl1またはリンクl2を通過する時に「１」、通過しないときに「０」であるため、以下の条件が成り立つ。
（リンクペアを経路が通過する条件）
Furthermore, the value of the variable Y (l1, l2) (k) is “1” when the k (1 to M) th monitoring path passes through the link l1 or the link l2, and “0” when it does not pass through. Therefore, the following conditions hold.
(Condition that the route passes through the link pair)
さらに、任意の２種類のリンク障害を特定するためには、各リンク障害によって品質が劣化する監視用パスの組合せが、全く同じであってはならない。すなわち、任意の異なるリンク障害によって品質が劣化する監視用パス数の和は、どちらのリンク障害によっても品質が劣化する監視用パス数の２倍よりも大きくなければならない。従って、２つの単一リンク障害を識別するための経路に関する制約式として次式(9)が成り立つ。
Furthermore, in order to identify any two types of link failures, the combination of monitoring paths whose quality is degraded by each link failure must not be exactly the same. That is, the sum of the number of monitoring paths whose quality deteriorates due to any different link failure must be larger than twice the number of monitoring paths whose quality deteriorates due to any link failure. Therefore, the following equation (9) is established as a constraint equation regarding a path for identifying two single link failures.
同様に、単一リンク障害と二重リンク障害を識別するための経路の制約式として、次式(10)が成り立つ。
Similarly, the following equation (10) holds as a constraint equation for a path for identifying a single link failure and a double link failure.
同様に、２つの二重リンク障害を識別するための経路の制約式として、次式(11)が成り立つ。 Similarly, the following equation (11) is established as a route constraint equation for identifying two double link failures.
そして、本実施形態では監視経路長の総和が最小化されるように監視用パスの経路群が設定されるので、最小化すべき目的関数は次式(12)で与えられる。 In this embodiment, since the route group of the monitoring path is set so that the total sum of the monitoring route lengths is minimized, the objective function to be minimized is given by the following equation (12).
本実施形態では、上記の整数計画問題を解いて得られたXl(k)（1〜M）の値が、経路長の総和が最小になる監視用パスの経路群を示す。各々の監視経路について、当該監視経路が通過する仮想リンクによって、始点となる品質監視装置と終点となる品質監視装置を知る事ができる。 In the present embodiment, the value of Xl (k) (1 to M) obtained by solving the integer programming problem indicates the route group of the monitoring path that minimizes the total route length. For each monitoring route, the quality monitoring device as the start point and the quality monitoring device as the end point can be known by the virtual link through which the monitoring route passes.
以上により、１つの整数計画問題を解くことにより、複数の品質監視装置を利用して全ての単一リンク障害および二重リンク障害を特定できる経路長の総和が最小となる監視用パスの経路群を効率的に設定できるようになる。 As described above, a route group of monitoring paths that minimizes the sum of route lengths that can identify all single link failures and double link failures using a plurality of quality monitoring devices by solving one integer programming problem Can be set efficiently.
１…品質監視装置，２…障害管理装置，２１…監視経路設定部，２２…リンク障害特定部，１００…トポロジ取得部，１０１…トポロジ変形部，１０２…監視経路算出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quality monitoring apparatus, 2 ... Fault management apparatus, 21 ... Monitoring path setting part, 22 ... Link fault specific | specification part, 100 ... Topology acquisition part, 101 ... Topology deformation | transformation part, 102 ... Monitoring path calculation part
Claims (7)
前記複数の監視経路を設定する障害管理装置を具備し、
前記障害管理装置が、
ネットワークの実トポロジを取得するトポロジ取得手段と、
前記実トポロジを、前記送信機能を備えた品質監視装置が接続された複数のノードのそれぞれと仮想リンクで接続される擬似発ノード、および前記受信機能を備えた品質監視装置が接続された複数のノードのそれぞれと仮想リンクで接続される擬似着ノードが仮想的に配置された仮想トポロジに変形するトポロジ変形手段と、
前記仮想トポロジに基づいて、ネットワークの単一リンク障害および二重リンク障害を特定するための監視用パスの経路群であって、前記擬似発ノードから中継ノードを経由して擬似着ノードへ至る複数の監視経路を、整数計画問題を解くことにより算出する監視経路算出手段とを具備し、
前記監視経路算出手段は、前記仮想トポロジのネットワーク上で、二重リンク障害を含む任意の２種類のリンク障害によって品質が劣化する監視経路の組み合わせが全く同じでは無いことを制約条件に含む整数計画問題を解くことを特徴とする障害リンク特定システム。 A plurality of quality monitoring devices having at least one of a monitoring data transmission function and a reception function are connected to some nodes on the network, and the monitoring data is transmitted from the transmission function to the reception function through a plurality of monitoring paths. In a failure link identification system that identifies a failure link based on its reachability,
Comprising a failure management device for setting the plurality of monitoring paths;
The failure management device is
Topology acquisition means for acquiring the actual topology of the network;
The real topology is a pseudo-originating node connected by a virtual link to each of a plurality of nodes to which the quality monitoring device having the transmission function is connected, and a plurality of quality monitoring devices having the reception function are connected. Topology transformation means for transforming into a virtual topology in which pseudo-arrival nodes connected to each of the nodes by virtual links are virtually arranged;
A path group of monitoring paths for identifying a single link failure and a double link failure in a network based on the virtual topology, and a plurality of routes from the pseudo source node to the pseudo destination node via the relay node Monitoring route calculation means for calculating the monitoring route by solving an integer programming problem,
The monitoring route calculation means includes, as a constraint, an integer plan that includes a combination of monitoring routes whose quality deteriorates due to any two types of link failures including a double link failure on the virtual topology network. Fault link identification system characterized by solving problems.
ネットワークの実トポロジを、前記送信機能を備えた品質監視装置が接続された複数のノードのそれぞれと仮想リンクで接続される擬似発ノード、および前記受信機能を備えた品質監視装置が接続された複数のノードのそれぞれと仮想リンクで接続される擬似着ノードが仮想的に配置された仮想トポロジに変形する手順と、
前記仮想トポロジに基づいて、ネットワークの単一リンク障害および二重リンク障害を特定するための監視用パスの経路群であって、前記擬似発ノードから中継ノードを経由して擬似着ノードへ至る複数の監視経路を、整数計画問題を解くことにより算出する手順とを含み、
前記監視経路を算出する手順では、前記仮想トポロジのネットワーク上で、二重リンク障害を含む任意の２種類のリンク障害によって品質が劣化する監視経路の組み合わせが全く同じでは無いことを制約条件に含む整数計画問題を解くことを特徴とする障害リンク特定システムの監視経路設定方法。 A plurality of quality monitoring devices having at least one of a monitoring data transmission function and a reception function are connected to some nodes on the network, and the monitoring data is transmitted from the transmission function to the reception function through a plurality of monitoring paths. In the monitoring route setting method of the failure link identification system that identifies the failure link based on the reachability,
A real topology of the network, a plurality of nodes connected by virtual links to each of a plurality of nodes connected to the quality monitoring device having the transmission function, and a plurality of connected quality monitoring devices having the reception function A procedure for transforming into a virtual topology in which pseudo-arrival nodes connected to each of the nodes by virtual links are virtually arranged;
A path group of monitoring paths for identifying a single link failure and a double link failure in a network based on the virtual topology, and a plurality of routes from the pseudo source node to the pseudo destination node via the relay node And a procedure for calculating the monitoring route of by solving an integer programming problem,
In the procedure for calculating the monitoring path, the constraint condition includes that the combination of monitoring paths whose quality deteriorates due to any two types of link faults including a double link fault is not the same on the network of the virtual topology. A monitoring route setting method for a faulty link identification system characterized by solving an integer programming problem.
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