JP6123661B2 - 経路探索方法及びネットワーク管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、メッシュ型の光ネットワークにおいて経路探索を行う方法と、その経路探索の方法を扱うネットワーク管理装置に関するものである。

従来の光伝送装置は、接続可能な方向数が２であり、構築できるネットワーク構成は、リニア型及びリング型のネットワークであった。これらのネットワークでは、ある２つの光伝送装置間の通信経路が１通り、もしくは２通りであったが、ネットワーク高信頼化のため、３方向以上に接続可能な光伝送装置が考えられている。このような光伝送装置を用いることで、マルチリング型やメッシュ型のネットワークを構成することが可能となる。

上述のメッシュ型の光ネットワークを介して、外部のネットワークにあるルータやスイッチ等の通信装置が通信を行う場合に、これらの通信装置は光伝送装置に設けられたトランスポンダに接続される。この際、異なる外部ネットワークの通信装置の間で送受信される信号が通過する光ネットワーク上の最短経路は、ネットワークを管理するオペレータがネットワーク管理装置に対し、通信経路の開始点又は終了点となる、光伝送装置のトランスポンダをそれぞれ始端点と終端点に指定することにより、これら２点間の最短経路として求められる。

ここで、障害回避や負荷分散の目的から、これら２点間の最短経路を複数求めたい場合に、複数の最短経路を求める手法としては、非特許文献１のｋ−ｓｈｏｒｔｅｓｔ ｐａｔｈアルゴリズムや、特許文献１の手法が提案されている。特許文献１の手法は、非特許文献１にみられる同一の経路候補を重複して作成する過程を経ることなく、最短経路を求めることが可能な経路探索を提供するものである。

特開２０１０−２８６９７８号公報 ジン・ワイ・イェン（Ｊｉｎ．Ｙ．Ｙｅｎ）著、「Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ（第１７巻）Ｆｉｎｄｉｎｇ ｔｈｅ Ｋ ｓｈｏｒｔｅｓｔ ｌｏｏｐｌｅｓｓ ｐａｔｈｓ ｉｎ ａ ｎｅｔｗｏｒｋ」、１９７１年、ｐ．７１２−７１６

メッシュ型の光ネットワークにおける通信経路は、光の特性を再生する３Ｒ（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ、Ｒｅｔｉｍｉｎｇ、Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）の最適配置や、波長多重のための波長変換などを考慮して設定されるものであるため、最短経路を複数求める必要がある。ここで、非特許文献１や特許文献１での手段を用いて最短経路を求める際の経路探索に要する時間は、ネットワークを構成するノードとリンクの数に依存して増加するという課題がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ネットワークを構成するノード及びリンクからなるネットワークトポロジー上の２点間の経路探索を行うに先立って、ネットワークトポロジーから、当該２点間の最短経路の一部となり得ないノード及びリンクを削除する経路探索の方法とその経路探索の方法を扱うネットワーク管理装置を提供するものである。

ネットワーク管理装置が、当該２点間の最短経路の一部になり得ないノード及びリンクをネットワークトポロジーから削除することにより、ネットワークトポロジーの複雑度合いを下げることができ、これによって最短経路を求めるための経路探索の実施に要する時間を、従来の方法に比べて短縮する効果が得られる。

本発明の実施の形態１における、ネットワークの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１における、光伝送装置２の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１における、ネットワーク管理装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１における、ネットワーク管理装置が記憶するデータ構造を示す図である。 本発明の実施の形態１における、ネットワーク上の２点間の最短経路を求めるフローチャートの例である。 本発明の実施の形態１における、ネットワークトポロジーのダイアグラムを示す図である。 本発明の実施の形態１における、２点間の最短経路の一部になり得ないノードとリンクを削除したネットワークトポロジーのダイアグラムを示す図である。 本発明の実施の形態２における、ネットワークトポロジーのダイアグラムを示す図である。 本発明の実施の形態２における、ネットワークトポロジーのダイアグラムを示す図である。 本発明の実施の形態２における、ネットワーク上の２点間の最短経路を求めるフローチャートの例である。

実施の形態１．
図１は、本発明における実施の形態１のネットワークの構成例であり、複数の光伝送装置によって構成されるメッシュ型の光ネットワークである。

ネットワーク管理装置１は、ネットワーク上のいずれかの光伝送装置にＴＣＰ／ＩＰで接続し、ネットワーク全体の通信経路に関する情報の記憶や、経路探索等の処理を行う。また、ネットワーク管理装置１には、ネットワークを管理するオペレータが入力操作を行うための入力手段が備えられている。

光伝送装置２〜１０は、光ネットワークを構成する装置である。ルータやスイッチ等の通信装置を含む複数の外部ネットワーク１７が、光ネットワークを介して相互に通信を行う場合に、外部ネットワーク１７はそれぞれ光伝送装置２〜１０に設けられたトランスポンダ１８に接続を行う。

接続端点１９は、光伝送装置２〜１０の各々に設けられた、対向する２つの光伝送装置同士を光ファイバで繋ぐための構成要素である。本発明では、接続端点１９で繋がれた２つの光伝送装置間の接続関係を装置間リンク２０と呼ぶ。

なお、本発明の実施の形態１では、ネットワークが９つの光伝送装置によって構成されているが、光伝送装置の数が異なるものにも適用が可能である。

図２は、光伝送装置２の内部の構成を示す図である。ここで、図２は光伝送装置における内部構成の代表例であり、その他の光伝送装置においては、構成要素である各機能部の数や配置に異なる点もあるが、基本的な部分は同様となる。各機能部の間は光ファイバによって繋がれている。

接続端点である光増幅機能部１９は、光伝送装置２に対向する対向光伝送装置２２に光の信号を送信する際に、光入力パワーの増幅を行う機能部である。

光クロスコネクト機能部２３は、光伝送装置２に対向する対向光伝送装置２２に光の信号を送信する際に、光の信号の方向を変えるための機能部である。

光合分波機能部２４は、対向光伝送装置２２から受信した光の信号を分波する、又は対向光伝送装置２２へ送信する光の信号を合波するための機能部である。

トランスポンダであるトランスポンダ機能部１８は、外部ネットワーク１７が接続する機能部であり、外部ネットワーク１７と光伝送装置との間で送受信される信号のフォーマット変換を行う。

波長選択スイッチ機能部２５は、トランスポンダ機能部１８が利用する波長を、光ファイバの繋ぎ変えをすることなく変更できるカラーレス機能を実現するための機能部であり、光合分波の機能も有する。カラーレス機能が不要な場合は、波長選択スイッチ機能部２５を光合分波機能部２４に置き換える事が可能である。

光スイッチ機能部２６は、トランスポンダ機能部１８から受信した光の信号を、光ファイバの繋ぎ変えをすることなく任意の対向光伝送装置２２に向けて送信する、ディレクションレス機能を実現するための機能部である。ディレクションレス機能が不要な場合は、トランスポンダ機能部１８は直接に波長選択スイッチ機能部２５、もしくは光合分波機能部２４と接続する。

再生中継機能部２７は、対向光伝送装置２２から受信した光の信号を他の対向光伝送装置２２へと向けて送信する際に、光の信号の特性を再生中継するための機能部である。

本発明では、同一の光伝送装置において、各光増幅機能部１９の間の通信経路、又はトランスポンダ機能部１８と光増幅機能部１９との間の通信経路において接続関係があれば、それを装置内リンク２１と呼ぶ。

図３は、本発明の実施の形態１における、ネットワーク管理装置１の機能ブロックを示す。機能ブロックには、ネットワークの通信経路に関するデータを格納する情報領域であるノード情報３０、装置間リンク情報３１、装置内リンク情報３２、ネットワークトポロジー情報３３、及び最短経路情報３４と、プログラム処理部である情報設定部３５、ネットワークトポロジー生成部３６、リンク削除部３７、及び経路探索部３８がある。尚、これらの情報領域やプログラム処理部の記憶に用いる記憶媒体は１つであっても複数の記憶媒体に跨っても良い。

ノード情報３０は、情報設定部３５がオペレータの入力に基づいて設定するノードデータ３９を格納する情報領域である。ノードデータ３９は、ノードとしてのトランスポンダ１８及び接続端点１９を、光伝送装置２〜１０に区分けして並べたデータであり、各々のノードの故障有無に関する情報や、外部ネットワーク１７を接続するトランスポンダ１８の指定に関する情報と共に、先頭のデータから順に通番によって保持される。本発明では、外部ネットワーク１７が接続する２つのトランスポンダ１８のうち、一方を始端点２８、他方を終端点２９とし、それぞれ経路探索における開始点又は終了点を示す。

装置間リンク情報３１は、情報設定部３５がオペレータの入力に基づいて設定する装置間リンクデータ４０を格納する情報領域である。装置間リンクデータ４０は、装置間リンク２０の両端となる、異なる光伝送装置の接続端点１９の組を並べたデータであり、各々の装置間リンク２０で使用される１又は複数の波長番号があればそれに関する情報や、各々の装置間リンク２０の故障有無に関する情報と共に、先頭のデータから順に通番によって保持される。波長番号については後述する。

装置内リンク情報３２は、情報設定部３５がオペレータの入力に基づいて設定する装置内リンクデータ４１を格納する情報領域である。装置内リンクデータ４１は、同一の光伝送装置において装置内リンク２１の両端となる、２つの接続端点１９又はトランスポンダ１８及び接続端点１９の組を並べたデータであり、先頭のデータから順に通番によって保持される。

ネットワークトポロジー情報３３は、ネットワークトポロジー生成部３６がノードデータ３９、装置間リンクデータ４０、及び装置内リンクデータ４１に基づいて生成するネットワークトポロジーデータ４２を格納する情報領域である。

図４は、ネットワークトポロジーデータ４２のデータ構造を示す。ネットワークトポロジーデータ４２は、ノード、装置間リンク２０、及び装置内リンク２１のデータに分けられている。ノードのデータには、ノードデータ３９から抽出された、始端点２８又は終端点２９となるトランスポンダ１８のデータ、並びに各光伝送装置２〜１０の接続端点１９のデータが、光伝送装置２〜１０に区分されてコピーされる。装置間リンク２０のデータには、装置間リンクデータ４０から抽出された接続端点１９の組のデータと、その組を両端とする装置間リンク２０で使用される１又は複数の波長番号があればそのデータがコピーされる。装置内リンク２１のデータには、装置内リンクデータ４１から抽出された、接続端点１９の組のデータ、若しくはトランスポンダ１８及び接続端点１９の組のデータがコピーされる。ノード、装置間リンク２０、及び装置内リンク２１のデータは、各々の先頭のデータから順に通番によって保持される。

尚、始端点２８又は終端点２９を含む光伝送装置２〜１０の装置内リンク２１は、始端点２８又は終端点２９となるトランスポンダ１８を一端とするリンクのみ抽出され、それ以外の光伝送装置２〜１０の装置内リンク２１は、接続端点１９を両端とするリンクのみ抽出されるものとする。

また、ネットワークトポロジーデータ４２の各々のデータには削除対象であることを示す情報が付与されている。この情報は、ネットワークトポロジーデータ４２からデータを削除する際に、削除対象となるデータを即時に削除せず、削除対象として印付けを行うことにより、一通りの処理が済んだ後に削除対象のデータを一括で削除を行えるようにするためのものである。

最短経路情報３４は、経路探索部３８がネットワークトポロジーデータ４２に対し経路探索を行って得られる最短経路データ４３を格納する情報領域である。

情報設定部３５は、ノードデータ３９、装置間リンクデータ４０、及び装置内リンクデータ４１に対してオペレータが入力する情報に基づき、各データの整合を取りながら設定をするための機能ブロックである。

ネットワークトポロジー生成部３６は、ノードデータ３９、装置間リンクデータ４０、及び装置内リンクデータ４１から、ネットワークトポロジーデータ４２を生成する機能ブロックである。

リンク削除部３７は、ネットワークトポロジーデータ４２から、始端点２８と終端点２９との間の最短経路の一部となり得ないノードとリンクを削除する機能ブロックである。

経路探索部３８は、ネットワークトポロジーデータ４２から、始端点２８と終端点２９との間の最短経路を求める機能ブロックである。経路探索のアルゴリズムとしては、非特許文献１のｋ−ｓｈｏｒｔｅｓｔ ｐａｔｈアルゴリズム等を用いる。

尚、図４のデータ構造は本発明における例であって、この例とデータ構造が異なる場合であっても、本発明を適用する事は可能である。

図５は、ネットワーク管理装置１が、始端点２８から終端点２９までの通信経路を求めるフローチャートである。ここからは、ネットワーク管理装置１によって通信経路が決定される過程を図４と図５を用いて説明する。

ここで、図５のフローチャートを開始する前の段階において、ノードデータ３９、装置間リンクデータ４０、及び装置内リンクデータ４１は、オペレータからの入力とそれに基づく情報設定部３５の処理により、既に設定された状態であるとする。

ステップＳ１では、オペレータは、ノードデータ３９に対して始端点２８及び終端点２９となるトランスポンダ１８の指定と、ノードデータ３９及び装置間リンクデータ４０に対して故障状態にあるノード及び装置間リンク２０の指定を行う。情報設定部３５は、故障に指定されたノード及び装置間リンク２０の情報に基づき、これらと関連するノード、装置間リンク２０、及び装置内リンク２１をノードデータ３９、装置間リンクデータ４０、及び装置内リンクデータ４１より削除する。その後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、ネットワークトポロジー生成部３６は、ノードデータ３９から、始端点２８、終端点２９、及び接続端点１９をノードとして抽出する。次に、装置間リンクデータ４０及び装置内リンクデータ４１から、抽出したノードを両端とする装置間リンク２０及び装置内リンク２１を抽出し、これらのノード、装置間リンク２０、及び装置内リンク２１からネットワークトポロジーデータ４２を生成する。生成したネットワークトポロジーデータ４２は、ネットワークトポロジー情報３３に格納される。その後、ステップＳ３に進む。

図６は、ステップＳ２で生成されたネットワークトポロジーデータ４２のノード、装置間リンク２０、及び装置内リンク２１のデータの相関をダイアグラムで表したものである。破線枠は、図２の各機能部をまとめた光伝送装置２〜１０に対応する。また実線枠はノードであり、始端点２８及び終端点２９はそれぞれ光伝送装置２と光伝送装置１０に設けられたトランスポンダ１８に対応し、その他の２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｅ、４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｆ、６ａ〜６ｈ、７ａ〜７ｆ、８ａ〜８ｄ、９ａ〜９ｆ、及び１０ａ〜１０ｄはそれぞれ光伝送装置２〜１０に設けられた接続端点１９に対応する。実線はリンクであり、装置間リンク２０又は装置内リンク２１に対応する。

ステップＳ３は、ネットワークトポロジーデータ４２において、同一の光伝送装置２〜１０内で始端点２８又は終端点２９と接続関係にない接続端点１９、その接続端点１９を一端とする装置間リンク２０、その装置間リンク２０を一端とする対向光伝送装置２２の接続端点１９、及びその対向光伝送装置２２の接続端点１９を一端とする装置内リンク２１の削除を行うものである。

この処理は、始端点２８又は終端点２９を含む光伝送装置２〜１０の接続端点１９が装置間リンク２０を一端としていても、その接続端点１９が始端点２８又は終端点２９とは装置内リンク２１を持たない場合には、その装置間リンク２０は最短経路の一部になり得ないため、このようなリンクを予め削除することで経路探索に要する時間の短縮を図る目的で行われる。

本発明では、ステップＳ３の処理を処理１〜処理５に分けて説明をする。各処理は、始端点２８及び終端点２９の各々を起点として行われるが、どちらを起点とする場合も要領は同様である。

まず処理１では、リンク削除部３７は、ネットワークトポロジーデータ４２から、始端点２８又は終端点２９を含む光伝送装置２〜１０において、始端点２８又は終端点２９とは装置内リンク２１を持たない接続端点１９を抽出し、これを削除対象として印付けをする。

次に処理２では、リンク削除部３７は、ネットワークトポロジーデータ４２から、削除対象に印付けされた接続端点１９を一端とする装置間リンク２０を抽出し、これを削除対象の装置間リンク２０として印付けをする。

次に処理３では、リンク削除部３７は、ネットワークトポロジーデータ４２から、削除対象に印付けされた装置間リンク２０の両端にあるノードのうち、削除対象に印付けられていない接続端点１９を抽出し、これを削除対象の接続端点１９として印付けをする。

次に処理４では、リンク削除部３７は、ネットワークトポロジーデータ４２から、削除対象に印付けされた接続端点１９を一端とする装置内リンク２１を抽出し、これを削除対象の装置内リンク２１として印付けをする。

最後に処理５では、リンク削除部３７は、ネットワークトポロジーデータ４２から、削除対象として印付けされた接続端点１９、装置間リンク２０、及び装置内リンク２１を削除する。また、この時点のネットワークトポロジーデータ４２をバックアップデータとして保持しておく。

図７は、上述のステップＳ３の各処理の進め方を、図６のネットワークトポロジーのダイアグラムに適用し、説明するものである。

まず処理１で、始端点２８のある光伝送装置２と終端点２９のある光伝送装置１０に含まれる接続端点２ａ〜２ｄ及び接続端点１０ａ〜１０ｄのうち、始端点２８又は終端点２９とは装置内リンク２１を持たない接続端点２ｂ及び接続端点１０ｂを抽出し、これらを削除対象として印付けをする。図４のネットワークトポロジーデータ４２では、ノードの通番３と通番４６のデータを削除対象に印付ける。

次の処理２で、接続端点２ｂを一端とする装置間リンク２ｂ−３ｄと接続端点１０ｂを一端とする装置間リンク７ｃ−１０ｂとを抽出し、これらを削除対象として印付けをする。図４のネットワークトポロジーデータ４２では、装置間リンクの通番２と通番１８のデータを削除対象に印付ける。

次の処理３で、装置間リンク２ｂ−３ｄの一端をなす光伝送装置３の接続端点３ｄと装置間リンク７ｃ−１０ｂの一端をなす光伝送装置７の接続端点７ｃとを抽出し、これらを削除対象として印付けをする。図４のネットワークトポロジーデータ４２では、ノードの通番９と通番３０のデータを削除対象に印付ける。

次の処理４で、接続端点３ｄを一端とする光伝送装置３の装置内リンク３ａ−３ｄ、３ｂ−３ｄ、及び３ｃ−３ｄと接続端点７ｃを一端とする光伝送装置７の装置内リンク７ａ−７ｃ及び７ｂ−７ｃとを抽出し、これらを削除対象として印付けをする。図４のネットワークトポロジーデータ４２では、装置内リンクの通番６、通番８、通番１０、通番４４、及び通番４８のデータを削除対象に印付ける。

最後の処理５で、削除対象に印付けられた接続端点２ｂ、接続端点３ｄ、接続端点７ｃ、接続端点１０ｂ、装置間リンク２ｂ−３ｄ、装置間リンク７ｃ−１０ｂ、装置内リンク３ａ−３ｄ、装置内リンク３ｂ−３ｄ、装置内リンク３ｃ−３ｄ、装置内リンク７ａ−７ｃ、及び装置内リンク７ｂ−７ｃをネットワークトポロジーデータ４２から削除する。図７に、削除するノードとリンクを一点鎖線で示す。図４のネットワークトポロジーデータ４２では、ノードの通番３、通番９、通番３０、及び通番４６のデータ、装置間リンクの通番２及び通番１８のデータ、装置内リンクの通番６、通番８、通番１０、通番４４、及び通番４８のデータを削除する。この時点でのネットワークトポロジーデータ４２はバックアップされる。

このように、ステップＳ３の処理を行うことで、始端点２８から終端点２９までの経路探索の対象となるノードとリンクを予め減らすことが出来る。ステップＳ３の後はステップＳ４に進む。

ステップＳ４以降の処理は光の波長を区別して行われる。これは、光波長多重通信では一般に同じ光の波長を持つ信号は同時に同じ通信経路を通ることが出来ないという制約があるため、異なる通信経路において同じ光の波長を持つ信号が通る経路を重複して含むことがないようにする目的による。

光の波長を区別するために、特定の範囲の帯域によって光の波長を区分したものを処理の単位として扱う。そして各々の区分に対し、０から最大ｎまでの整数列で対応付けを行うことで、光の波長を整数を用いて区別することができる。この時の整数を波長番号と呼び、装置間リンクデータ４０及びネットワークトポロジーデータ４２の波長番号はこれに該当する。

ステップＳ４以降の処理はこの波長番号を基に行われるものであり、オペレータが始端点２８と終端点２９との間の通信経路で使用する波長を波長番号から指定し、使用する波長が上述の光波長多重通信の制約にかからずに通過できる通信経路を求める場合と、オペレータがこの間の通信経路で使用する波長を指定せず、ネットワーク管理装置が取り得る波長番号を順に試行することで、同制約にかからずに通信経路を確立できる波長とその時の通信経路とを求める場合の２つのモードから選べる。

ステップＳ４では、経路探索で使用する波長番号に対し、オペレータからの指定があるかどうかを判定する。波長番号の指定があればステップＳ５へ進み、指定がなければステップＳ１２へ進む。先ずは、オペレータより波長番号の指定があるとして、ステップＳ５に進む場合の説明を行う。

ステップＳ５では、ネットワークトポロジーデータ４２から、オペレータが指定する波長番号を使用している装置間リンク２０があれば削除する。その後にステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、経路探索部３８が、ネットワークトポロジーデータ４２に対して経路探索を行い、始端点２８から終端点２９までの最短経路を求める。ステップＳ６で得られた最短経路データ４３は、最短経路情報３４に記憶される。その後、ステップＳ７に進む。本発明では、経路探索に非特許文献１のｋ−ｓｈｏｒｔｅｓｔ ｐａｔｈアルゴリズムを用いており、ネットワークトポロジーの各リンクのコストを１として、ｋ番目までの最短経路の導出を行う。ｋは求めたい最短経路の数であり１以上の任意の整数とする。ここで、ステップＳ６での経路探索に他のアルゴリズムを用いても良い。

ステップＳ７では、ステップＳ６で少なくとも１本の最短経路が求められたかどうかを判定する。これは、最短経路がｋ番目まで求まらなくとも、探索された１本の最短経路が通信経路として採択される可能性があるからである。少なくとも１本の最短経路が求められた場合は、ステップＳ８に進む。最短経路を１本も求められなかった場合は、処理を終了する。

ステップＳ８では、ステップＳ６で求められた最短経路のうち最短のものから順に、３Ｒの観点から光の伝送が可能かどうかの判定を行う。その後にステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、ステップＳ８で伝送可能な最短経路が見つかったかどうかの判定を行う。伝送可能な最短経路が見つかった場合はステップＳ１０に進む。伝送可能な最短経路が見つからない場合はステップＳ１１に進む。

ステップＳ１０では、ステップＳ８で見つかった伝送可能な最短経路を始端点２８と終端点２９との間の通信経路として決定し処理を終了する。この時の通信経路に含まれる装置間リンク２０で使用した波長番号は、情報設定部３５によって装置間リンクデータ４０の対応する装置間リンク２０の波長番号に追記される。

ステップＳ１１では、ステップＳ４と同様に、オペレータからの波長番号の指定の有無を判定する。ここでは、前述した通り波長番号の指定があるため、指定の波長番号では伝送可能な最短経路が見つからなかったとして処理を終了する。

次に、ステップＳ４でオペレータより波長番号の指定がなく、ステップＳ１２に進む場合を説明する。

ステップＳ１２では、波長番号ｉに０を設定する。その後、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、設定された波長番号ｉが最大値ｎを超えていないかどうかを判定する。波長番号ｉがｎを超える場合は、最短経路が１つも求まっていないことから、処理を終了する。波長番号ｉが最大値ｎを超えていない場合はステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、ネットワークトポロジーデータ４２から、設定された波長番号ｉを使用している装置間リンク２０があればそれを削除する。その後にステップＳ６に進む。

ステップＳ６の処理と、その後のステップＳ７の判定において少なくとも１本の最短経路が求められた場合に行われるステップＳ８の処理と、その後のステップＳ９の判定において伝送可能な最短経路が見つかった場合に行われるステップＳ１０の処理は、上述のステップＳ４においてオペレータにより波長番号が指定された場合と同様である。

また、ステップＳ７で最短経路が１本も求められなかったと判定された場合、または、ステップＳ９で伝送可能な最短経路が見つからなかったと判定された場合はステップＳ１１に進み、ここで前述した通り波長番号の指定がないため、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、設定中の波長番号ｉに１を加算した値を改めて波長番号ｉに設定する。その後にステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、ネットワークトポロジー生成部３６は、ステップＳ３で予め保持しておいたネットワークトポロジーデータ４２のバックアップデータを用い、ネットワークトポロジーデータ４２をステップＳ３の終了時点の状態に戻す。その後はステップＳ１３に進む。以降は波長番号ｉが最大値ｎに達するまで、伝送可能な最短経路を求める処理を繰り返す。

尚、図５のフローチャートは、光ネットワークにおいて経路探索を行うための例であり、ステップＳ６の経路探索の前にステップＳ３の処理を行うものであれば、フローチャートに対して処理の追加、削除、又は入れ替え等の変更をしても良い。

また、実施の形態１では、相互に通信を行う外部ネットワーク１７が接続するトランスポンダ１８はそれぞれ異なる光伝送装置２〜１０に設けられたものとして記載され、それに伴い始端点２８と終端点２９もそれぞれ異なる光伝送装置２〜１０に含まれるものとして記載されているが、始端点２８及び終端点２９が同一の光伝送装置に含まれる場合であっても、本発明を適用することは可能である。

また、実施の形態１では、外部ネットワーク１７の接続先としてトランスポンダ機能部１８を扱ったが、トランスポンダ機能部１８の代わりにパケット転送機能部を用い、この機能部を始端点１８又は終端点１９に指定しても良い。パケット転送機能部は、外部ネットワーク１７から受信した信号をパケット化し、ラベルの付与を行う。そのラベルによりパケット転送機能部の間での経路制御が可能となる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ネットワークトポロジーにおける始端点２８及び終端点２９の間の最短経路の一部となり得ないノードとリンクを、通信経路の両端のノードである始端点２８及び終端点２９を起点として選出し削除することで、ネットワークトポロジーの複雑度を下げる手段を提案した。実施の形態２では、通信経路の途中のノードである、光伝送装置に設けられた接続端点を指定し、この接続端点によって分割された各々のネットワークトポロジーにおいて経路探索を行うことで、最短経路の一部となり得ないノードとリンクを削除し、ネットワークトポロジーの複雑度を下げる手段を提案する。

図８は、実施の形態２におけるネットワークトポロジーを表す。実線枠はノードであり、始端点２８及び終端点２９、並びに破線枠で示す光伝送装置２〜１４に含まれる、接続端点２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｅ、４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｆ、６ａ〜６ｈ、７ａ〜７ｈ、８ａ〜８ｄ、９ａ〜９ｄ、１０ａ〜１０ｆ、１１ａ〜１１ｈ、１２ａ〜１２ｆ、１３ａ〜１３ｄ、及び１４ａ〜１４ｄに対応する。実線はリンクであり、装置間リンク２０又は装置内リンク２１に対応する。これらのノードとリンクによって構成されるネットワークトポロジー４４を二点鎖線枠で示す。

先ず、オペレータは、始端点２８と終端点２９を含まない光伝送装置３〜１３より、始端点２８と終端点２９との間の最短経路の一部となり得る、互いに装置内リンクを持つ接続端点の組を選択する。図８では、光伝送装置７にある接続端点７ｄと接続端点７ｈの組を選択している。

次に、オペレータは、接続端点７ｄと接続端点７ｈの組を指定した後に、ネットワークトポロジー４４を、始端点２８及び光伝送装置７を含むネットワークトポロジー４５と、終端点２９及び光伝送装置７を含むネットワークトポロジー４６に分割する。ネットワークトポロジー４５及びネットワークトポロジー４６をそれぞれ二点鎖線枠で示す。

このネットワークトポロジー４４の分割に伴い、オペレータは、光伝送装置３〜６及び光伝送装置８〜１３が、ネットワークトポロジー４５又はネットワークトポロジー４６のどちらに属するかを指定する。尚、図８の光伝送装置１１のように、ネットワークトポロジーの分割において、異なるネットワークトポロジーの双方に属する光伝送装置があっても良い。ここで、オペレータにより選択された、光伝送装置７を中間光伝送装置７、接続端点７ｈをネットワークトポロジー４５の終端接続端点７ｈ、及び接続端点７ｄをネットワークトポロジー４６の始端接続端点７ｄとする。

次に、ネットワーク管理装置１は、オペレータの入力に従って、ネットワークトポロジー４５及びネットワークトポロジー４６の各々に属する光伝送装置２〜１４を記憶する。

次に、ネットワーク管理装置１は、オペレータが選択した中間光伝送装置７に含まれる接続端点７ａ〜７ｈのうち、始端接続端点７ｄ及び終端接続端点７ｈを除く接続端点を抽出し、更に抽出された接続端点が持つ装置間リンクを抽出し、抽出された接続端点と装置間リンクをネットワークトポロジー４５及びネットワークトポロジー４６から削除する。

図９は、図８のネットワークトポロジー４５及びネットワークトポロジー４６から、始端接続端点７ｄ及び終端接続端点７ｈを除く中間光伝送装置７の接続端点と、それらの接続端点が持つ装置間リンクとを削除したものである。一点鎖線は削除した接続端点と装置間リンクを示す。

ここからは、図９を用いて始端点２８と終端点２９との間の最短経路を導出する過程を説明する。

先ず、ネットワーク管理装置１は、ネットワークトポロジー４５において、始端点２８と終端接続端点７ｈとの間で経路探索を行い、ｋ本の最短経路を導出する。

次に、ネットワーク管理装置１は、ネットワークトポロジー４６において、始端接続端点７ｄと終端点２９との間で経路探索を行い、ｋ本の最短経路を導出する。

次に、ネットワーク管理装置１は、ネットワークトポロジー４５及びネットワークトポロジー４６の各々で導出されたｋ本の最短経路を組み合わせ、得られた経路からコストの低い順に、ｋ本の通信経路を決定する。

尚、実施の形態２は、ネットワークトポロジー４４を３以上に分割し、分割された各々のネットワークトポロジーにおいて経路探索を行い、各々のネットワークトポロジーで得られた最短経路を組み合わせることで、始端点２８と終端点２９との間の最短経路を求める場合にも適用できる。

図１０は、実施の形態２に実施の形態１を適用し、２点間の最短経路の導出を行うフローチャートである。実施の形態２は単独で実施することも、例えば実施の形態１のような他の手段と合わせて実施することも可能である。

図１０のフローチャートは、図５のフローチャートに基づいて作成された、実施の形態２の処理を表すものである。図１０の処理と図５の処理とを対比すると、Ｓ２１はＳ１、Ｓ２２はＳ２、Ｓ２４はＳ３、Ｓ２５はＳ４、Ｓ２６はＳ５、Ｓ２９はＳ７、Ｓ３０はＳ８、Ｓ３１はＳ９、Ｓ３２はＳ１０、Ｓ３３はＳ１１、Ｓ３４はＳ１２、Ｓ３５はＳ１３、Ｓ３６はＳ１４、Ｓ３７はＳ１５、及びＳ３８はＳ１６にそれぞれ対応する。

Ｓ２３では、オペレータは、中間光伝送装置及び中間光伝送装置に含まれる始端接続端点と終端接続端点の組を指定する操作、並びにネットワークトポロジー４４を、始端点２８と中間光伝送装置を含むネットワークトポロジー４５と、終端点２９と中間光伝送装置を含むネットワークトポロジー４６に分割する操作を行い、続いてオペレータが入力した情報をネットワーク管理装置１が記憶する処理が行われる。

Ｓ２７では、ネットワーク管理装置１は、分割されたネットワークトポロジーの各々において経路探索を行う。

Ｓ２８では、ネットワーク管理装置１は、分割されたネットワークトポロジーの各々で導出された最短経路を組み合わせて、コストの低い順にｋ本の通信経路の導出を行う。

実施の形態２では、２点間の経路探索を行うネットワークトポロジーにおいて、最短経路の一部となり得るノードやリンクの見当がつく場合に、経路探索を行うのに先だって、これらを指定することにより経路探索に要する時間を短縮する効果が得られる。

１ ネットワーク管理装置
２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６ 光伝送装置
１７ 外部ネットワーク
１８ トランスポンダ（トランスポンダ機能部）
１９ 接続端点（光増幅機能部）
２０ 装置間リンク
２１ 装置内リンク
２２ 対向光伝送装置
２３ 光クロスコネクト機能部
２４ 光合分波機能部
２５ 波長選択スイッチ機能部
２６ 光スイッチ機能部
２７ 再生中継機能部
２８ 始端点
２９ 終端点
３０ ノード情報
３１ 装置間リンク情報
３２ 装置内リンク情報
３３ ネットワークトポロジー情報
３４ 最短経路情報
３５ 情報設定部
３６ ネットワークトポロジー生成部
３７ リンク削除部
３８ 経路探索部
３９ ノードデータ
４０ 装置間リンクデータ
４１ 装置内リンクデータ
４２ ネットワークトポロジーデータ
４３ 最短経路データ
４５ 分割された始端点２８と光伝送装置７を含むネットワークトポロジー
４６ 分割された終端点２９と光伝送装置７を含むネットワークトポロジー

Claims (4)

1. 通信ネットワークを構成する各装置に設けられた接続端点
   並びに前記装置に設けられた経路探索の開始点又は終了点となる始端点及び終端点を
   ノード集合とし、
   異なる前記装置の前記接続端点を両端とする装置間リンク
   並びに同一の前記装置内にあって前記接続端点を両端とする
   若しくは前記始端点又は前記終端点と前記接続端点とを両端とする装置内リンク
   をリンク集合とし、
   前記ノード集合及び前記リンク集合からなるネットワークトポロジーを生成するネットワークトポロジー生成工程と、
   前記始端点又は前記終端点を含む前記装置内にあって、前記始端点又は前記終端点との間に前記装置内リンクがない前記接続端点を削除対象として印付ける第１のリンク削除工程と、
   前記第１のリンク削除工程で削除対象に印付けられた前記接続端点を一端とする前記装置間リンクを削除対象として印付ける第２のリンク削除工程と、
   前記第２のリンク削除工程で削除対象に印付けられた前記装置間リンクの両端にある前記接続端点のうち、削除対象に印付けられていない側の前記接続端点を削除対象に印付ける第３のリンク削除工程と、
   前記第３のリンク削除工程で削除対象に印付けられた前記接続端点を一端とする前記装置内リンクを削除対象として印付ける第４のリンク削除工程と、
   前記第１のリンク削除工程、前記第２のリンク削除工程、前記第３のリンク削除工程、及び前記第４のリンク削除工程で削除対象に印付けられた前記接続端点、前記装置間リンク、及び前記装置内リンクを前記ネットワークトポロジーから削除する第５のリンク削除工程と、
   前記ネットワークトポロジー上で前記始端点から前記終端点までの１又は複数の最短経路を求める経路探索工程と、
   を有することを特徴とする経路探索方法。
2. 通信ネットワークを構成する各装置に設けられた接続端点
   並びに前記装置に設けられた経路探索の開始点又は終了点となる始端点及び終端点を
   ノード集合とし、
   異なる前記装置の前記接続端点を両端とする装置間リンク
   並びに同一の前記装置内にあって前記接続端点を両端とする
   若しくは前記始端点又は前記終端点と前記接続端点とを両端とする装置内リンク
   をリンク集合とし、
   前記ノード集合及び前記リンク集合からなるネットワークトポロジーを生成するネットワークトポロジー生成部と、
   前記始端点又は前記終端点を含む前記装置の前記接続端点のうち、
   前記始端点又は前記終端点とは前記装置内リンクを持たないものを第１の削除対象の接続端点とし、
   前記装置間リンクのうち、前記第１の削除対象の接続端点を一端とするものを削除対象の装置間リンクとし、
   前記接続端点のうち、前記削除対象の装置間リンクの一端であって、前記第１の削除対象の接続端点の他端を第２の削除対象の接続端点とし、
   前記装置内リンクのうち、前記第２の削除対象の接続端点を一端とするものを削除対象の装置内リンクとし、
   前記第１の削除対象の接続端点、前記削除対象の装置間リンク、
   前記第２の削除対象の接続端点、及び前記削除対象の装置内リンクを
   前記ネットワークトポロジーから削除するリンク削除部と、
   前記ネットワークトポロジー上で前記始端点から前記終端点までの
   １又は複数の最短経路を求める経路探索部と、
   を備えることを特徴とするネットワーク管理装置。
3. 前記ネットワークトポロジー生成工程は、
   前記ネットワークトポロジー上にある、
   前記始端点又は前記終端点を持たない前記装置に含まれる、
   互いに前記装置内リンクを持つ２つの前記接続端点を
   始端接続端点及び終端接続端点として、
   前記始端点及び前記終端接続端点をそれぞれ経路探索の開始点又は終了点とする第一のネットワークトポロジー、
   並びに前記始端接続端点及び前記終端点をそれぞれ経路探索の開始点又は終了点とする第二のネットワークトポロジーを生成し、
   前記経路探索工程は、
   前記第一のネットワークトポロジー上で前記始端点から前記終端接続端点までの
   １又は複数の第一の最短経路、
   並びに前記第二のネットワークトポロジー上で前記始端接続端点から前記終端点までの１又は複数の第二の最短経路を導出し、
   前記第一の最短経路及び前記第二の最短経路を組み合わせて
   前記始端点から前記終端点までの１又は複数の最短経路を求める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の経路探索方法。
4. 前記ネットワークトポロジー生成部は、
   前記ネットワークトポロジー上にある、
   前記始端点又は前記終端点を持たない前記装置に含まれる、
   互いに前記装置内リンクを持つ２つの前記接続端点を
   始端接続端点及び終端接続端点として、
   前記始端点及び前記終端接続端点をそれぞれ経路探索の開始点又は終了点とする第一のネットワークトポロジー、
   並びに前記始端接続端点及び前記終端点をそれぞれ経路探索の開始点又は終了点とする第二のネットワークトポロジーを生成し、
   前記経路探索部は、
   前記第一のネットワークトポロジー上で前記始端点から前記終端接続端点までの
   １又は複数の第一の最短経路、
   並びに前記第二のネットワークトポロジー上で前記始端接続端点から前記終端点までの１又は複数の第二の最短経路を導出し、
   前記第一の最短経路及び前記第二の最短経路を組み合わせて
   前記始端点から前記終端点までの１又は複数の最短経路を求める、
   ことを特徴とする請求項２に記載のネットワーク管理装置。

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