JP6194282B2 - Information processing apparatus, information processing method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、複数以上の通信回線を収容する通信リンクを対象とした、新規の通信回線を追加して収容することを想定した、将来の設計目標期間における必要帯域を算出する情報処理装置、情報処理方法及びプログラムに係り、特に、必要な帯域を算出する際に、設備単位にトラヒック観測周期を最適化して、帯域算出の精度を損なうことなく、トラヒックデータの観測・収集・蓄積コストを削減することを可能とする情報処理装置、情報処理方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an information processing apparatus for calculating a necessary bandwidth in a future design target period, assuming that a new communication line is added and accommodated for a communication link accommodating a plurality of communication lines , and information In connection with processing methods and programs, especially when calculating the required bandwidth, optimize the traffic observation period for each facility to reduce the cost of observing, collecting and accumulating traffic data without compromising the accuracy of bandwidth calculation. The present invention relates to an information processing apparatus , an information processing method, and a program.
従来、通信ネットワークでは、トラヒックに関するパラメータ、例えば、平均トラヒック量や最大バーストサイズなどに代表される決定的に与えられるパラメータ、あるいは、統計的モデルを利用して統計的(確率的)に定められるパラメータを用いることにより、トラヒック特性の評価を行う。また、その通信ネットワークを介して提供される通信サービスの品質の目標値として、QoS(Quality of Service)を定めることにより、その品質を達成するような通信ネットワークの設計・運用・管理を行っている。このとき、定期的なトラヒック観測を行い、その時系列データの統計量に基づいて、将来時点のトラヒック量を予測する技術が重要となる。 Conventionally, in a communication network, parameters relating to traffic, for example, parameters given decisively represented by average traffic volume and maximum burst size, or parameters statistically (probabilistically) determined using a statistical model are used. Is used to evaluate traffic characteristics. In addition, by designating QoS (Quality of Service) as the target value of the quality of the communication service provided via the communication network, the communication network is designed, operated, and managed to achieve that quality. . At this time, a technique for performing periodic traffic observation and predicting a traffic amount at a future time point based on the statistics of the time series data becomes important.
電話サービスのトラヒック量を、観測した時系列トラヒックデータの統計量を用いて予測する技術については、例えば、非特許文献1で参照および提案されている技術がある。 As a technique for predicting the traffic volume of the telephone service using the statistics of the observed time-series traffic data, for example, there is a technique referred to and proposed in Non-Patent Document 1.
企業や個人に対して、事前の契約に基づき、一定の通信帯域を自由に利用できることを提供する通信サービスがある。この通信サービスでは、複数の企業や個人が、単一の帯域設備を共有して利用することから、帯域共有型の通信サービスと呼ぶことにする。 There are communication services that provide companies and individuals with the ability to freely use a certain communication band based on a prior contract. In this communication service, since a plurality of companies and individuals share and use a single band facility, it is called a band sharing type communication service.
帯域共用型の通信サービスを対象として、新規の通信回線を追加した場合を想定した設計目標期間における必要帯域の算出に関する技術として、特許文献1〜3が提案されている。 Patent Documents 1 to 3 have been proposed as technologies relating to calculation of a necessary bandwidth in a design target period assuming a case where a new communication line is added for a shared bandwidth communication service.
帯域共用型の通信サービスを提供するとき、複数以上の通信回線を収容する通信リンクを対象とした、新規の通信回線を追加して収容することを想定した、将来の設計目標期間における必要帯域算出を精度高く行うためには、観測周期ができるだけ短いトラヒックデータを長期間に渡って蓄積していることが重要であり、理想的となる。ただし、そのときには、トラヒックデータの収集・蓄積に必要となるサーバ設備およびストレージ設備のコストが増加してしまうというトレードオフが発生する。 When providing a shared bandwidth communication service, calculate the necessary bandwidth for the future design target period, assuming that a new communication line is added and accommodated for communication links that accommodate multiple communication lines. In order to perform the measurement with high accuracy, it is important that traffic data having an observation period as short as possible is accumulated over a long period of time, which is ideal. However, at that time, a trade-off occurs that the cost of server equipment and storage equipment required for collecting and accumulating traffic data increases.
また、相対的に長い観測周期でトラヒック量を観測している場合には、その瞬間的な変動としてのトラヒック変動の幅は相対的に大きな数値を想定した余剰の大きな設備設計を行わなければならない。したがって、長い観測周期にすることは、設備量は相対的に余剰となる設計をすることになるため、設備コストの増大に作用する。しかも、この変動幅を評価するためには、一般的に、パケットキャプチャ分析が用いられる。パケットキャプチャ分析は、観測しようとする設備を通過するすべての通信パケット個々に関する情報を蓄積するものであって、蓄積される通信パケットのデータ量は極めて膨大である。そのため、実施には、観測周期の長さに比例した、非常に高いコストを要する分析となる。継続的に、例えば、5分周期でトラヒック観測が実施されているときには、5分間を単位にパケットキャプチャを実施して、短時間変動を評価することになるが、60分周期でトラヒック観測が継続的に実施されているときには、60分間を単位にパケットキャプチャを実施する必要がある。つまり、MIB(Management Information Base)の観測周期が長いときには、パケットキャプチャをより長い時間実施することになるため、この点では、キャプチャ実施時のコストが増加する要因となり、臨時に精度の高いトラヒック観測をすることが、かえって、より困難となってしまうという側面もある。 In addition, when the traffic volume is observed with a relatively long observation period, it is necessary to design a facility with a large surplus assuming a relatively large value for the range of the traffic fluctuation as an instantaneous fluctuation. . Therefore, setting a long observation period affects the increase in equipment cost because the equipment amount is designed to be relatively surplus. Moreover, packet capture analysis is generally used to evaluate this fluctuation range. The packet capture analysis accumulates information about all communication packets that pass through the facility to be observed, and the amount of data of the accumulated communication packets is extremely large. Therefore, the implementation is an analysis that requires a very high cost in proportion to the length of the observation period. Continuously, for example, when traffic observation is performed at a cycle of 5 minutes, packet capture is performed every 5 minutes to evaluate short-term fluctuation, but traffic observation continues at a cycle of 60 minutes. When it is carried out automatically, it is necessary to carry out packet capture every 60 minutes. In other words, when the MIB (Management Information Base) observation period is long, packet capture will be performed for a longer time. In this respect, this causes an increase in the cost of performing the capture, and extraordinary high-accuracy traffic observation On the contrary, there is an aspect that it becomes more difficult to do.
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、トラヒック予測の精度を損なわない条件で、トラヒック観測周期を最適化することで、トラヒックデータの蓄積コストを削減させることが可能な、情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and information processing that can reduce the storage cost of traffic data by optimizing the traffic observation period under conditions that do not impair the accuracy of traffic prediction. An object is to provide an apparatus , an information processing method, and a program.
一態様によれば、通信リンクに収容されている1つまたは複数の通信回線について、該通信リンクから観測した時系列の観測トラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、
前記時系列の観測トラヒック量を利用して、通信設備に対するトラヒック観測周期の最適化評価を行い、前記ネットワーク情報収集手段に最適化したトラヒック収集周期へ設定変更を指示する観測周期最適化手段とを有し、
前記観測周期最適化手段は、
通信設備に対するトラヒック観測周期の最適化評価を行う際に、周期Tでのトラヒックデータの観測、収集、及び、蓄積に関わるコスト関数と、設備量のコスト関数のそれぞれを、周期Tをパラメータとする多項式として用いる手段を含む情報処理装置が提供される。
According to one aspect, for one or a plurality of communication lines accommodated in a communication link, network information collection means for acquiring a time-series observed traffic amount observed from the communication link;
Using the observed traffic volume of the time series, optimizes evaluation of traffic observation cycle for the communication equipment, and an observation period optimizing means for instructing a setting change to the optimized traffic collection period in the network information collecting means Have
The observation period optimization means includes
When performing an optimization evaluation of the traffic observation period for communication equipment, each of the cost function related to the observation, collection, and accumulation of traffic data in the period T and the cost function of the facility amount is used as a parameter. An information processing apparatus including means used as a polynomial is provided.
一態様によれば、複数の通信回線を収容する通信リンクに必要となる帯域を算出する際に、通信リンク単位にトラヒック観測周期を最適化して、帯域算出の精度を損なうことなく、トラヒックデータの観測・収集・蓄積のコストを削減することが可能となる。 According to one aspect, when calculating a bandwidth required for a communication link that accommodates a plurality of communication lines, the traffic observation period is optimized for each communication link, and the traffic data is calculated without losing the accuracy of bandwidth calculation. It is possible to reduce the cost of observation, collection and storage.
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態における通信帯域算出装置の構成例である。 FIG. 1 is a configuration example of a communication band calculation apparatus according to an embodiment of the present invention.
本発明の一実施の形態では、帯域の算出の実行が、一定の期間を単位に、継続して実施される状況を想定する。つまり、例えば、一カ月あるいは一週間といった、一定期間を単位として、必要となる帯域を算出するものとする。同様に、算出するための観測トラヒック量についても、一定期間分の測定データを集めて統計処理などが実施されるものとする。これらの期間の概念を明確にするために、将来の設計目標期間、あるいは、観測トラヒック量の観測期間のように表現する。 In an embodiment of the present invention, a situation is assumed in which execution of bandwidth calculation is continuously performed in units of a certain period. That is, for example, a necessary bandwidth is calculated in units of a certain period such as one month or one week. Similarly, regarding the observed traffic volume for calculation, it is assumed that statistical processing and the like are performed by collecting measurement data for a certain period. In order to clarify the concept of these periods, it is expressed as a future design target period or an observation period of the observed traffic volume.
本発明の説明では、帯域算出を実行する時点を設計時点と呼ぶが、観測期間に比べて設計時点は未来であり、設計目標期間に比べて過去になる。 In the description of the present invention, the time point at which the bandwidth calculation is performed is referred to as the design time point. However, the design time point is the future compared to the observation period, and the past compared to the design target period.
本発明の通信帯域算出装置10は、全体としてコンピュータを用いたサーバ装置などの情報処理装置からなり、ノード21,22を結ぶ設計対象となる通信リンク30の観測トラヒック量および当該通信リンク30に重畳されている各通信回線に関する契約情報などを含むネットワーク情報を、通信ネットワーク20やこの通信ネットワーク20を管理運用するオペレーションシステム23から取得し、当該ネットワーク情報に基づいて通信リンク30の将来の設計目標期間におけるトラヒック量の疎通を担保するのに必要な通信帯域を算出する機能を有している。
The communication
図2は、通信リンクの構成例である。通信リンク30に対して、複数の通信回線を収容することが可能である。それぞれの通信回線に関する最大通信帯域などの情報を契約情報と定義する。契約情報は、前記ネットワーク情報に含まれる。通信回線iに関する最大通信帯域をBiとする。最大通信帯域を契約帯域とも呼ぶ。契約帯域は、一般には規格化されており、それぞれの規格を契約帯域カテゴリと呼ぶことにすると、図2の例では、3種類の契約帯域カテゴリである31,32,33が、それぞれ、10Mbps未満, 10Mbps以上100Mbp未満, 100Mbps以上1000Mbps未満と規格化されていて、通信リンク30に収容されていることを示すものである。
FIG. 2 is a configuration example of a communication link. A plurality of communication lines can be accommodated for the
図3は、通信回線の構成例である。通信リンク30に収容される契約帯域カテゴリ毎の通信回線数の例である。このうち、契約帯域カテゴリ31である10Mbps未満の通信回線数は200回線、契約帯域カテゴリ32である10Mbps以上100Mbps未満の通信回線数は10回線、契約帯域カテゴリ33である100Mbps以上1000Mbps未満の通信回線数は3回線、それぞれ収容されているような事例となる。
FIG. 3 is a configuration example of a communication line. It is an example of the number of communication lines for each contracted bandwidth category accommodated in the
本実施の形態の通信帯域算出装置10は、
(1)対象となる通信リンク30から時系列で観測した観測トラヒック量を取得し、
(2)これら観測トラヒック量のうちから異常値を除去した後、残りの観測トラヒック量について時系列で複数の代表値を算出し、
(3)これら代表値毎に、当該通信リンク全体に収容されている通信回線毎の契約帯域の総和(これを「総契約帯域」と呼ぶ)に対する当該代表値の割合を示すトラヒック利用率をそれぞれ算出し、
(4)トラヒック利用率のうち、トラヒック利用率が予め設定されている上限値より大きく、かつ当該トラヒック利用率に関する観測トラヒック量が通信リンクの物理帯域に対して予め設定されている許容トラヒック量以下であるものを、上限値とすることにより、補正した補正トラヒック利用率を算出し、
(5)通信回線毎に、当該通信回線に関する時系列の補正トラヒック利用率に基づき、将来の設計目標期間において、新規に収容する通信回線の期待利用率を算出し、
(6)通信回線ごとの期待利用率に基づいて、設計目標期間に新たに必要となる通信リンクの必要帯域を算出する処理を行う。
The communication
(1) Obtain the observed traffic volume observed in time series from the
(2) After removing abnormal values from these observed traffic volumes, calculate a plurality of representative values in time series for the remaining observed traffic volumes,
(3) For each of these representative values, a traffic usage rate indicating the ratio of the representative value to the total sum of contracted bandwidths (referred to as “total contracted bandwidth”) for each communication line accommodated in the entire communication link. Calculate
(4) Of the traffic usage rates, the traffic usage rate is greater than a preset upper limit value, and the observed traffic volume related to the traffic usage rate is less than or equal to the allowable traffic volume set in advance for the physical bandwidth of the communication link By calculating the corrected traffic usage rate by setting the upper limit to
(5) For each communication line, calculate the expected utilization rate of the newly accommodated communication line in the future design target period based on the time-series corrected traffic utilization rate for the communication line,
(6) Based on the expected usage rate for each communication line, processing is performed to calculate the necessary bandwidth of the communication link that is newly required during the design target period.
次に、図1及び必要帯域算出処理のフローを示す図4を参照して、本実施の形態にかかる通信帯域算出装置10の構成について詳細に説明する。
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 4 showing a flow of necessary band calculation processing, the configuration of the communication
通信帯域算出装置10には、主な機能部として、通信インターフェース部(以下、通信I/F部という)11、操作入力部12、画面表示部13、ネットワーク情報データベース(以下、ネットワーク情報DBという)14、記憶部15、および演算処理部16が設けられており、内部バスを介して相互にデータやり取り可能に接続されている。
The communication
通信I/F部11は、専用のデータ通信回路からなり、通信ネットワーク20のノード21,22やオペレーションシステム23などの外部装置とパケット通信を行う機能を有している。
The communication I /
操作入力部12は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操
作を検出して演算処理部16へ出力する機能を有している。
The
画面表示部13は、LCD(Liquid Crystal Display)やPDP(Plasma Display Panel)などの画面表示装置からなり、演算処理部16からの指示に応じて操作メニューや算出結果などの各種情報を画面表示する機能を有している。
The
ネットワーク情報DB14は、ハードディスクなどの記憶装置からなり、演算処理部16での必要帯域算出処理に用いる各種処理情報を保存蓄積する機能を有している。具体的には、観測トラヒック量{y(t)}、契約帯域Bi、代表値x(t)毎にトラヒック利用率xr(t)、契約帯域の集合S(t)を格納する。
The
記憶部15は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置からなり、演算処理部16での必要帯域算出処理に用いる各種処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。
The
演算処理部16は、CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部15のプログラムを読み込んで実行することにより、主な処理部として、ネットワーク情報収集部16A、トラヒック利用率算出部16B、トラヒック利用率補正部16C、期待利用率算出部16D、必要帯域算出部16E、および、観測周期最適化部16Fを実現する機能を有している。
The
ネットワーク情報収集部16Aは、対象となる通信リンクについて、当該通信リンクを時系列で観測した観測トラヒック量{y(t)}、および、当該通信リンクに収容されている通信回線iに関する契約帯域Biを含むネットワーク情報を取得し、ネットワーク情報DB14へ保存する機能を有している(図4,ステップ100)。
The network
トラヒック利用率算出部16Bは、ネットワーク情報DB14から当該観測トラヒック量{y(t)}と契約帯域Biを受け取り(図4,ステップ110)、異常値を除去し、残りの観測トラヒック量について、観測期間毎に観測トラヒック量の代表値をそれぞれ算出する機能(図4,ステップ120)と、これら代表値毎に、通信リンク30の総契約帯域に対する当該代表値の割合を示すトラヒック利用率をそれぞれ算出し、ネットワーク情報DB14へ保存する機能(図4,ステップ130)とを有している。
Traffic utilization rate calculation unit 16B receives the observed traffic from network information DB14 and {y (t)} the contracted bandwidth B i (Fig. 4, step 110) to remove outliers, for the remaining observations traffic volume, A function for calculating a representative value of the observed traffic amount for each observation period (FIG. 4, step 120), and a traffic utilization rate indicating a ratio of the representative value to the total contracted bandwidth of the
以下に、ステップ120について、詳しく説明する。
Hereinafter,
統計多重効果が得られるほど十分な通信回線が通信リンク30に収容されていない過渡的な期間には、任意の通信リンクについて、極めて大きな観測トラヒック量が瞬時的に観測される場合がある。このように帯域を算出するために参照することが適切ではない極めて大きな観測トラヒック量を排除するために、例えば、ある観測期間Tに観測された観測トラヒック量のうち最も大きな値を示すものから順に、予め設定されている除去しきい値分の数だけ異常値として除去すればよい。当該観測期間をtとするとき、当該期間内で観測されたトラヒック量であって帯域算出において参照すべきトラヒック量を代表値x(t)と定義する。ここでは、異常値を除去した後の観測トラヒック量の最大値を代表値x(t)として具体的に定めるものとする。これ以外の当該代表値の算出方法については、必要帯域算出ポリシーに基づいて、最大値、平均値などの一般的な統計処理を用いて算出してもよい。
In a transient period in which sufficient communication lines are not accommodated in the
以下に、ステップ130について、詳しく説明する。
Hereinafter,
当該通信リンク30の観測期間tの代表値x(t)に対する、トラヒック利用率xr(t)は、次の式(1)で算出される。つまり、当該観測期間tにおいて、当該通信リンク30に収容されて既に利用されている通信回線の契約帯域の集合S(t)とすると、S(t)に含まれる通信回線iの契約帯域Biの和、つまり、総契約帯域で、当該代表値x(t)を除した値として、定義する。
The traffic utilization rate xr (t) for the representative value x (t) of the observation period t of the
以下に、ステップ150について、詳しく説明する。
Hereinafter,
通信リンクにトラヒック量が少ない時期においては、不安定もしくは高い値を持つトラヒック利用率を算出することがある。そのため、このようなトラヒック利用率を用いて、将来の必要帯域を計算した場合、不安定な帯域設計、過剰な必要帯域を算出してしまう要因となる。したがって、十分なトラヒック量が出ていない場合には、トラヒック利用率に上限値を設けることで、安定的なトラヒック利用率の算出を行う。 When the amount of traffic on the communication link is small, an unstable or high traffic utilization rate may be calculated. For this reason, when the future required bandwidth is calculated using such a traffic utilization rate, an unstable bandwidth design and an excessive required bandwidth are calculated. Therefore, when a sufficient traffic volume is not obtained, a stable traffic usage rate is calculated by setting an upper limit value for the traffic usage rate.
例えば、通信リンク30の物理帯域をpbとし、この物理帯域pbに対するトラヒック量の割合の閾値をξとし、トラヒック利用率の上限値をubとしたとき、次の式(2)により、将来の設計目標期間t+の補正トラヒック利用率xrB(t+)を求める。
For example, assuming that the physical bandwidth of the
期待利用率Q(t+)は、将来の設計目標期間t+に新たにトラヒック量を加える通信回性の利用率であり、品質劣化を起こさないために、既に通信リンク30に収容している通信回線の補正トラヒック利用率xrB(t+)に、適切なリスク量を加えた値であるものとすべきである。
The expected usage rate Q (t +) is a usage rate of communication routing that newly adds a traffic amount in the future design target period t +, and communication already accommodated in the
未知な新規の通信回線の期待利用率Q(t+)としては、例えば、xrB(t+)の平均値に所定の係数を乗算した値や、xrB(t+)の標準偏差値に所定の係数を乗算した値をxrB(t+)の平均値に加えた値などを用いればよい。 As the expected utilization factor Q (t +) of an unknown new communication line, for example, a value obtained by multiplying the average value of xr B (t +) by a predetermined coefficient, or a standard deviation value of xr B (t +), a predetermined coefficient A value obtained by multiplying a value obtained by multiplying xr B (t +) by an average value may be used.
必要帯域算出部16Eは、当該通信リンクの期待利用率Q(t+)を受け取り(図4,ステップ180)、将来の設計目標期間t+に必要となる当該通信リンクの必要帯域を算出する機能を有している(図4,ステップ190)。 The required bandwidth calculation unit 16E has a function of receiving the expected utilization rate Q (t +) of the communication link (FIG. 4, step 180) and calculating the required bandwidth of the communication link required for the future design target period t +. (FIG. 4, step 190).
ここでは、例えば、ネットワーク情報収集部16Aにより、観測トラヒック量と比較できる観測可能な単位での帯域の算出を行い、さらに、その観測単位間に発生しうる短時間変動に対する帯域との和として、将来の設計目標期間t+の当該通信リンクに対する必要帯域の計算を行う。
Here, for example, the network
将来の設計目標期間t+において、利用開始されている通信回線の集合をS(t+)とすると、
ネットワーク情報DB14から取得することができる(図4、ステップ195)。
In the future design target period t +, let S (t +) be the set of communication lines that have been started.
It can be acquired from the network information DB 14 (FIG. 4, step 195).
将来の設計目標期間t+における必要帯域をF(t+)とする。上記の観測可能な単位での帯域をFm(t+)とし、短時間変動に対する帯域をFsd(t+)とする。各式は、以下の式(3)から(7)を用いて算出する。 Let F (t +) be the required bandwidth in the future design target period t +. The band in the above observable unit is Fm (t +), and the band for short-time fluctuation is Fsd (t +). Each formula is calculated using the following formulas (3) to (7).
S0は、観測期間tで既に利用されている通信回線であって、かつ、将来の設計目標期間t+でも継続して利用されている通信回線の集合とする。
S1は、観測期間tでは未だ利用されていない通信回線であって、かつ、将来の設計目標期間t+では利用されている通信回線の集合とする。
つまり、
S0 is a set of communication lines that are already used in the observation period t and that are continuously used in the future design target period t +.
S1 is a set of communication lines that are not used in the observation period t and are used in the future design target period t +.
That means
ステップ100)まず、通信帯域算出装置10の演算処理部16は、ネットワーク情報収集部16Aにより、対象となる通信リンク30に収容されている1つまたは複数の通信回線について、当該通信回線から時系列で観測した観測トラヒック量{y(t)}、さらには当該通信回線の最大通信帯域Biを取得し、ネットワーク情報DB14へ保存する。
Step 100) First, the
ステップ110)次に、演算処理部16は、トラヒック利用率算出部16Bにより、ネットワーク情報DB14に保存された時系列の観測トラヒック量{y(t)}と通信回線の最大通信帯域Biを取得する。
Step 110) Next, the
ステップ120)トラヒック利用率算出部16Bは、時系列の観測トラヒック量 {y(t)}
のうちから異常値を除去した後、残りの観測トラヒック量 について観測期t毎に代表値x(t)を算出し、代表値x(t)毎に、当該通信リンク30全体の通信帯域に対する代表値x(t)の割合を示すトラヒック利用率xr(t)を、前述した式(1)に基づき算出する。
Step 120) The traffic utilization rate calculation unit 16B sets the time-series observed traffic amount {y (t)}.
After the abnormal value is removed, the representative value x (t) is calculated for each observation period t with respect to the remaining observed traffic volume, and the representative value for the communication bandwidth of the
ステップ130)トラヒック利用率算出部16Bは、算出されたトラヒック利用率xr(t)をネットワーク情報DB14へ保存する。
Step 130) The traffic usage rate calculation unit 16B stores the calculated traffic usage rate xr (t) in the
ステップ140)続いて、演算処理部16は、トラヒック利用率補正部16Cにより、前述した式(2)に基づいて、ネットワーク情報DB14に保存されたトラヒック利用率xr(t)を読み出す。
Step 140) Subsequently, the
ステップ150)トラヒック利用率補正部16Cは、トラヒック利用率xr(t)のうち、記憶部15に予め設定されている予め設定されている上限値ubより大きな値を示し、かつ当該トラヒック利用率xr(t)に関する時系列の観測トラヒック量{y(t)}が通信リンク30の物理帯域pbに対して、記憶部15で予め設定されている許容トラヒック量pb×ξ以下であるものを、上限値ubとすることにより、トラヒック利用率を上限値以下に補正した補正トラヒック利用率xrB(t+)を算出する。
Step 150) The traffic utilization
ステップ160)トラヒック利用率補正部16Cは、算出した補正トラヒック利用率xrB(t+)を期待利用率算出部16Dに出力する。
Step 160) The traffic usage
ステップ170)次に、演算処理部16は、期待利用率算出部16Dにより、通信回線毎に、トラヒック利用率補正部16Cで補正された、当該通信回線に関する時系列の補正トラヒック利用率 xrB(t+)に基づき、将来の設計目標期に通信リンク30で新たに必要となる通信回線の期待利用率Q(t+)を算出する。
Step 170) Next, the
ステップ180)期待利用率算出部16Dは、通信回線の期待利用率Q(t+)を必要帯域算出部16Eに出力する。
Step 180) The expected usage
ステップ190)この後、演算処理部16は、必要帯域算出部16Eにより、トラヒック利用率補正部16Cで算出した期待利用率Q(t+)と、ネットワーク情報DB14から取得した計算対象とする通信回線の集合S(t+)、外部から与えられたパラメータc1,c2,c3とを用いて、前述した式(3)〜(7)に基づき、設計目標期間t+に必要となる通信リンクの必要帯域F(t+)を算出する。
Step 190) Thereafter, the
以下に、観測周期最適化部16Fの動作を詳しく説明する。
Hereinafter, the operation of the observation
図5は、本発明の一実施の形態における観測周期最適化部のブロック図である。観測周期最適化部16Fは、トラヒック分布作成部16Fa、比較評価部16Fb、最適周期決定部16Fc、観測周期設定部16Fdから構成される。
FIG. 5 is a block diagram of the observation period optimization unit in one embodiment of the present invention. The observation
図6は、本発明の一実施の形態における観測周期最適化部の処理を示すフロー図である。 FIG. 6 is a flowchart showing processing of the observation period optimization unit in the embodiment of the present invention.
ステップ200)トラヒック分布作成部16Faでは、まず、ネットワーク情報DB14から、観測周期を最適化しようとする設備の時系列の観測トラヒック量を受け取る。ここで、当該観測トラヒック量の観測周期は5分であるものとするが、説明を分かりやすくするためであり、異なる周期であっても同様となる。次に、通信サービスの提供品質の維持・管理する目的から、当該設備の観測トラヒック量からトラヒック分布を作成する。より具体的には、トラヒック分布のあらかじめ設定するパーセント点、例えば、99%点の算出を行っているものとする。この機能により、5分周期のトラヒックデータでの99%点が、例えば、100Mbpsであるという結果が算出されているものとする。
Step 200) The traffic distribution creating unit 16Fa first receives from the
次に、観測周期を延長した場合のトラヒック分布を作成する。ここでは、60分周期に延長した場合のトラヒック分布を作成するものとして説明議論を進めるが、5分周期の観測周期の定数倍のトラヒック分布を作成できることは自明である。60分周期に延長した場合のトラヒック分布では、例えば、99%点が103Mbpsであるということが算出されたものとする。ここでは、トラヒック分布の99%点として議論したが、より一般には、時間に依存して大きく変動する多数のトラヒック観測値を入力として、あらかじめ定めた任意の計算手順によって求められる統計的な数値を出力として作成してもよい。 Next, a traffic distribution when the observation period is extended is created. Here, the discussion will be made assuming that the traffic distribution is extended when the period is extended to 60 minutes, but it is obvious that a traffic distribution that is a constant multiple of the observation period of 5 minutes can be created. In the traffic distribution when the period is extended to 60 minutes, it is assumed that, for example, the 99% point is calculated to be 103 Mbps. In this example, the 99% point of the traffic distribution has been discussed. More generally, however, a statistical numerical value obtained by an arbitrary predetermined calculation procedure using a large number of traffic observation values that vary greatly depending on time as an input. It may be created as output.
ステップ210)比較評価部16Fbでは、観測周期延長によるコスト削減効果の比較評価を行う。前記の例では、5分周期と60分周期では、トラヒックデータ量は12分の1になるので、トラヒックデータの観測・収集・蓄積に関わるコストも、単純には、12分の1に変わると考えることができる。一方、観測されるトラヒック分布の99%値が、3%増加したため、当該設備において同等品質の通信サービスを提供するために、単純には設備量を3%多く必要とすると考えれば、設備コストが3%程度増大すると評価することができる。観測、収集及び蓄積のコスト情報と設備コストの情報を内部に所持させることで、トラヒック観測が5分周期であるのに対して、60分周期に変更することによる全体コストへの効果を評価することができる。 Step 210) The comparative evaluation unit 16Fb performs comparative evaluation of the cost reduction effect by extending the observation period. In the above example, the traffic data amount is 1/12 in the 5-minute period and 60-minute period. Therefore, the cost related to the observation, collection, and accumulation of traffic data is simply changed to 1/12. Can think. On the other hand, the 99% value of the observed traffic distribution has increased by 3%. Therefore, in order to provide a communication service of the same quality in the equipment, if the equipment amount is simply required to be 3%, the equipment cost is reduced. It can be evaluated that it increases by about 3%. By having the cost information of observation, collection and accumulation and the information of equipment cost held inside, the traffic observation is in a 5-minute period, but the effect on the overall cost by changing to a 60-minute period is evaluated. be able to.
より一般的には、観測周期lでのトラヒックデータの観測、収集及び蓄積に関わるコスト関数Co(l)とし、設備量の設計基準となるトラヒック分布の%値を、Bp(l)としたとき、設備量のコスト関数をK(Bp(l))とする。このとき、現在の観測周期がl=τであるとき、周期をl=τ'に延長する場合には、全体コストの削減効果は、
Co(τ)−Co(τ')+K(Bp(τ))−K(Bp(τ'))
となる。このようなコスト関数を、観測周期lをパラメータとする多項式として、あらかじめ内部に備えてもよい。
More generally, when the cost function Co (l) is related to the observation, collection, and accumulation of traffic data at the observation period l, and the percentage value of the traffic distribution that serves as the design standard for the facility quantity is Bp (l) Let K (Bp (l)) be the cost function of the amount of equipment. At this time, when the current observation period is l = τ, when the period is extended to l = τ ′, the overall cost reduction effect is
Co (τ) −Co (τ ′) + K (Bp (τ)) − K (Bp (τ ′))
It becomes. Such a cost function may be provided in advance as a polynomial having the observation period l as a parameter.
ステップ220)最適周期決定部16Fcでは、比較評価部16Fbからのコスト評価を入力として、現在の5分周期のままでよいのか、周期延長の候補としての60分周期に変更するのかを、コスト削減効果の尺度から決定する。あるいは、60分に加えて、20分、30分など他の周期と比較して、コスト削減効果が最適な観測周期を選択的に決定してもよい。 Step 220) In the optimum cycle determining unit 16Fc, the cost evaluation from the comparative evaluation unit 16Fb is used as an input to reduce the cost whether the current 5-minute cycle can be left or the cycle is changed to a 60-minute cycle as a candidate for cycle extension. Determine from the measure of effectiveness. Alternatively, in addition to 60 minutes, an observation period with an optimal cost reduction effect may be selectively determined as compared with other periods such as 20 minutes and 30 minutes.
ただし、以下の考慮を加えることを特徴とする。一般に、観測周期が長ければ長いほど、トラヒックデータの観測・収集・蓄積に関する設備コストは削減できるが、逆に、パケットレベルの瞬間的な短時間変動の推定が難しくなり、その分余計に安全側に設備量を増やす必要が生じる、というトレードオフの側面が存在する。パケットレベルの瞬間的な短時間変動は、利用される通信アプリケーションの進展・進化や通信端末・サーバの転送性能の向上、通信プロトコルの機能開発などによって、従来、次第に変動が大きくなっている。適切な精度での短時間変動推定を行うためには、可能な限り短い周期でトラヒックデータを一貫継続して観測・蓄積していることの重要性が存在する。 However, it is characterized by adding the following considerations. In general, the longer the observation period, the lower the equipment cost for traffic data observation, collection, and storage, but conversely, it becomes difficult to estimate instantaneous short-term fluctuations at the packet level. However, there is a trade-off aspect that it is necessary to increase the amount of equipment. The momentary short-time fluctuations at the packet level have been gradually increasing due to the progress and evolution of the communication applications used, the improvement of the transfer performance of communication terminals and servers, and the development of communication protocol functions. In order to estimate short-term fluctuations with appropriate accuracy, it is important to consistently observe and accumulate traffic data in the shortest possible cycle.
そのため、一部の通信設備に対しては、トラヒック観測周期は最小時間(例えば、5分)を一貫して維持するものとする。通信設備には多様な種類が存在すること、通信サービスの種類によって短時間変動の特徴が異なるため、同じ観測周期で観測されるトラヒック量が同等であっても必要となる設備量を変える必要があること、トラヒックデータは一定以上の長い期間(例えば、少なくとも2年以上)のデータ蓄積が無ければ有効な統計的処理が出来ないことなどを考慮しなければならない。そのため、設備の種類や、設備を経由するトラヒック量を占める主要な通信サービスの組合せ条件などによらず、少なくとも1台以上の設備が含まれるような設備グループを設定し、あるいは、設備の利用率に関して上位設備が含まれるような設備グループを設定し、トラヒック観測周期を最短周期のまま維持する設備グループリストを保持することを特徴とする。その設備グループに含まれない設備に対しては、コスト削減効果が見込まれることを考慮して、最適な観測周期への変更を決定するものとする。前記最短周期を維持する設備グループリストに変更があれば、追加登録・削除などの更新処理を行う。 Therefore, for some communication facilities, the traffic observation period is consistently maintained at the minimum time (for example, 5 minutes). Because there are various types of communication equipment and the characteristics of short-term fluctuations differ depending on the type of communication service, it is necessary to change the amount of equipment required even if the traffic volume observed in the same observation period is the same. In addition, it is necessary to consider that traffic data cannot be statistically processed effectively unless it has been accumulated for a long period of time (for example, at least 2 years). Therefore, regardless of the type of equipment or the combination conditions of major communication services that occupy the traffic passing through the equipment, set up equipment groups that include at least one equipment, or the equipment utilization rate. An equipment group that includes higher-order equipment is set, and a equipment group list that maintains the traffic observation period with the shortest period is maintained. For equipment not included in the equipment group, the change to the optimum observation cycle shall be determined in consideration of the expected cost reduction effect. If there is a change in the equipment group list that maintains the shortest cycle, update processing such as additional registration and deletion is performed.
ステップ230)観測周期設定部16Fdでは、最適周期決定部16Fcから入力を受けて、ネットワーク情報収集部16Aに対して、各設備のトラヒックデータ観測周期を設定・変更を実施する。
Step 230) The observation cycle setting unit 16Fd receives the input from the optimum cycle determination unit 16Fc, and sets / changes the traffic data observation cycle of each facility for the network
なお、上記の図1の通信帯域算出装置10の演算処理部16の各構成要素の動作をプログラムとして構築し、通信帯域算出装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。
The operation of each component of the
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of the claims.
10 通信帯域算出装置
11 通信I/F部
12 操作入力部
13 画面表示部
14 ネットワーク情報DB
15 記憶部
16 演算処理部
16A ネットワーク情報収集部
16B トラヒック利用率算出部
16C トラヒック利用率補正部
16D 期待利用率算出部
16E 必要帯域算出部
16F 観測周期最適化部
16Fa トラヒック分布作成部
16Fb 比較評価部
16Fc 最適周期決定部
16Fd 観測周期設定部
30 通信リンク
31,32,33 契約帯域カテゴリ
10 Communication
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記時系列の観測トラヒック量を利用して、通信設備に対するトラヒック観測周期の最適化評価を行い、前記ネットワーク情報収集手段に最適化したトラヒック収集周期へ設定変更を指示する観測周期最適化手段とを有し、
前記観測周期最適化手段は、
通信設備に対するトラヒック観測周期の最適化評価を行う際に、周期Tでのトラヒックデータの観測、収集、及び、蓄積に関わるコスト関数と、設備量のコスト関数のそれぞれを、周期Tをパラメータとする多項式として用いる手段を含む
情報処理装置。 For one or more communication lines are accommodated in communications link, the network information acquisition unit that acquires observation traffic time series observed from the communication link,
Using the observed traffic volume of the time series, optimizes evaluation of traffic observation cycle for the communication equipment, and an observation period optimizing means for instructing a setting change to the optimized traffic collection period in the network information collecting means Have
The observation period optimization means includes
When performing an optimization evaluation of the traffic observation period for communication equipment, each of the cost function related to the observation, collection, and accumulation of traffic data in the period T and the cost function of the facility amount is used as a parameter. Includes means for use as a polynomial
Information processing device.
前記時系列の観測トラヒック量を利用して、通信設備に対するトラヒック観測周期の最適化評価を行い、前記ネットワーク情報収集手段に最適化したトラヒック収集周期へ設定変更を指示する観測周期最適化手段とを有し、
前記観測周期最適化手段は、
各設備単位にトラヒック観測周期の最適化評価を行う際に、
設備の種類や該設備を経由するトラヒック量を占める主要な通信サービスの組合せ条件毎に少なくとも1台以上の設備が含まれるような設備グループを設定し、あるいは、設備の利用率に関して上位設備が含まれるような設備グループを設定し、トラヒック観測周期を最短周期のまま維持する設備グループリストを有し、該設備グループリストに含まれない設備に対して最適な観測周期を決定する手段を含む
情報処理装置。 For one or more communication lines are accommodated in communications link, the network information acquisition unit that acquires observation traffic time series observed from the communication link,
Using the observed traffic volume of the time series, optimizes evaluation of traffic observation cycle for the communication equipment, and an observation period optimizing means for instructing a setting change to the optimized traffic collection period in the network information collecting means Have
The observation period optimization means includes
When optimizing the traffic observation period for each equipment unit,
Set up an equipment group that includes at least one equipment for each type of equipment and combination conditions of major communication services that occupy traffic through the equipment, or include higher-order equipment in terms of equipment utilization A facility group list that sets the equipment group to be maintained and maintains the traffic observation cycle with the shortest cycle, and includes means for determining an optimum observation cycle for equipment not included in the equipment group list
Information processing device.
前記トラヒック利用率のうち、該トラヒック利用率が予め設定されている上限値より大きく、かつ該トラヒック利用率に関する前記観測トラヒック量が前記通信リンクの物理帯域に対して予め設定されている許容トラヒック量以下であるトラヒック利用率を、該上限値とし、該上限値以下に補正した補正トラヒック利用率を算出するトラヒック利用率補正手段と、
前記通信回線毎に、該通信回線に関する時系列の前記補正トラヒック利用率に基づき、将来の設計目標期に新たに必要となる通信回線の期待利用率を算出する期待利用率算出手段と、
前記通信回線毎の前記期待利用率に基づいて、前記設計目標期に新たに必要となる前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段と
を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の情報処理装置。 After removing abnormal values from the observed traffic volume, a plurality of representative values are calculated in time series for the remaining observed traffic volume, and the ratio of the representative value to the communication band of the entire communication link for each representative value Traffic usage rate calculating means for calculating traffic usage rates indicating
Among the traffic utilization rates, the traffic utilization rate is larger than a preset upper limit value, and the observed traffic amount related to the traffic utilization rate is preset for the physical bandwidth of the communication link. Traffic utilization rate correction means for calculating a corrected traffic utilization rate that is corrected to be equal to or less than the upper limit value with the traffic utilization rate being:
For each communication line, based on the time-series corrected traffic utilization rate related to the communication line, expected utilization rate calculating means for calculating an expected utilization rate of the communication line that is newly required in the future design target period;
Necessary bandwidth calculating means for calculating a necessary bandwidth of the communication line that is newly required in the design target period based on the expected utilization rate for each of the communication lines;
The information processing apparatus according to claim 1, further comprising:
観測単位時間に発生しうる短時間変動に対する帯域の和として新規の通信回線に対する必要帯域の求める手段を含む
請求項3記載の情報処理装置。 The necessary bandwidth calculating means includes
The information processing apparatus according to claim 3 further comprising means for determining a required bandwidth for the communication line of new Te Shun Kazu of bands for a short time fluctuations that may occur in the observation unit time.
観測期tを代表する観測トラヒック量に相当する帯域成分であるトラヒックの平均量と、該観測トラヒック量の観測周期より短い短期時間における観測トラヒック量の変動分に相当する必要帯域成分である短期時間変動量の和を用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する手段を含む
請求項4記載の情報処理装置。 The necessary bandwidth calculating means includes
The average amount of traffic that is the band component corresponding to the observed traffic volume representing the observation period t, and the short-term time that is the necessary bandwidth component corresponding to the fluctuation of the observed traffic volume in a short time shorter than the observation period of the observed traffic volume The information processing apparatus according to claim 4, further comprising means for calculating a necessary bandwidth of the communication line using a sum of fluctuation amounts.
通信リンクに収容されている1つまたは複数の通信回線について、該通信リンクから観測した時系列の観測トラヒック量を取得するネットワーク情報収集ステップと、
前記時系列の観測トラヒック量を利用して、通信設備に対するトラヒック観測周期の最適化評価を行い、前記ネットワーク情報収集ステップに最適化したトラヒック収集周期へ設定変更を指示する観測周期最適化ステップとを実行し、
前記観測周期最適化ステップは、
通信設備に対するトラヒック観測周期の最適化評価を行う際に、周期Tでのトラヒックデータの観測、収集、及び、蓄積に関わるコスト関数と、設備量のコスト関数のそれぞれを、周期Tをパラメータとする多項式として用いる
ことを特徴とする情報処理方法。 Information processing device
For one or more communication lines are accommodated in communications link, the network information collection step of acquiring observation traffic time series observed from the communication link,
Using the observed traffic amount before Symbol time series, optimizes evaluation of traffic observation period for communication facilities, the observation cycle optimization step of instructing the setting change to the optimized traffic collection period in the network information collection step Run
The observation period optimization step includes:
When performing an optimization evaluation of the traffic observation period for communication equipment, each of the cost function related to the observation, collection, and accumulation of traffic data in the period T and the cost function of the facility amount is used as a parameter. An information processing method characterized by being used as a polynomial .
通信リンクに収容されている1つまたは複数の通信回線について、該通信リンクから観測した時系列の観測トラヒック量を取得するネットワーク情報収集ステップと、
前記時系列の観測トラヒック量を利用して、通信設備に対するトラヒック観測周期の最適化評価を行い、前記ネットワーク情報収集ステップに最適化したトラヒック収集周期へ設定変更を指示する観測周期最適化ステップとを実行し、
前記観測周期最適化ステップは、
各設備単位にトラヒック観測周期の最適化評価を行う際に、
設備の種類や該設備を経由するトラヒック量を占める主要な通信サービスの組合せ条件毎に少なくとも1台以上の設備が含まれるような設備グループを設定し、あるいは、設備の利用率に関して上位設備が含まれるような設備グループを設定し、トラヒック観測周期を最短周期のまま維持する設備グループリストを有し、該設備グループリストに含まれない設備に対して最適な観測周期を決定する
ことを特徴とする情報処理方法。 Information processing device
For one or more communication lines are accommodated in communications link, the network information collection step of acquiring observation traffic time series observed from the communication link,
Using the observed traffic amount before Symbol time series, optimizes evaluation of traffic observation period for communication facilities, the observation cycle optimization step of instructing the setting change to the optimized traffic collection period in the network information collection step Run
The observation period optimization step includes:
When optimizing the traffic observation period for each equipment unit,
Set up an equipment group that includes at least one equipment for each type of equipment and combination conditions of major communication services that occupy traffic through the equipment, or include higher-order equipment in terms of equipment utilization An equipment group list that maintains the traffic observation period with the shortest period, and determines an optimum observation period for equipment that is not included in the equipment group list. An information processing method characterized by the above.
前記トラヒック利用率のうち、該トラヒック利用率が予め設定されている上限値より大きく、かつ該トラヒック利用率に関する前記観測トラヒック量が前記通信リンクの物理帯域に対して予め設定されている許容トラヒック量以下であるトラヒック利用率を該上限値とし、該上限値以下に補正した補正トラヒック利用率を算出するトラヒック利用率補正ステップと、
前記通信回線毎に、該通信回線に関する時系列の前記補正トラヒック利用率に基づき、将来の設計目標期に新たに必要となる通信回線の期待利用率を算出する期待利用率算出ステップと、
前記通信回線毎の前記期待利用率に基づいて、前記設計目標期に新たに必要となる前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出ステップと
を前記情報処理装置が実行することを特徴とする請求項6又は7記載の情報処理方法。 After removing abnormal values from the observed traffic volume, a plurality of representative values are calculated in time series for the remaining observed traffic volume, and the ratio of the representative value to the communication band of the entire communication link for each representative value A traffic usage rate calculating step for calculating traffic usage rates indicating
Among the traffic utilization rates, the traffic utilization rate is larger than a preset upper limit value, and the observed traffic amount related to the traffic utilization rate is preset for the physical bandwidth of the communication link. A traffic usage rate correction step for calculating a corrected traffic usage rate that is corrected to be equal to or lower than the upper limit value with the traffic usage rate being:
An expected utilization rate calculating step for calculating an expected utilization rate of a communication line that is newly required in a future design target period based on the time-series corrected traffic utilization rate for the communication line for each communication line;
A necessary bandwidth calculating step of calculating a necessary bandwidth of the communication line that is newly required in the design target period based on the expected utilization rate for each of the communication lines;
The information processing method according to claim 6 or 7 , wherein the information processing apparatus executes .
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の情報処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。 Computer
Program to function as each unit of the information processing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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