JP6660283B2 - Traffic demand forecasting device, traffic demand forecasting method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、ネットワークのトラヒック制御技術に関連するものである。   The present invention relates to network traffic control technology.

近年、ネットワークサービスの多様化に伴い、突発的なトラヒック変動が増加している。トラヒック変動として、OSアップデート・人気動画ストリーミング配信や人気アプリケーションの配信・企業拠点間やデータセンター間のバックアップ通信等、ネットワーク全体でトラヒックが急増する場合や、オリンピックやコンサート等のライブイベント・通勤混雑等、トラヒック発生箇所が局所的に集中する場合が想定される。これらの「イベント」が原因で発生する突発的なトラヒックの変動は、ネットワークの輻輳の原因となる。通信事業者は、何らかのイベントにより突発的なトラヒック変動が発生したとしても、ネットワークの輻輳を回避する必要がある。   In recent years, with the diversification of network services, sudden traffic fluctuations have increased. As traffic fluctuations, such as OS updates, popular video streaming distribution, distribution of popular applications, backup communication between corporate locations and data centers, etc., when traffic increases rapidly over the entire network, live events such as Olympics and concerts, commuting congestion, etc. It is assumed that the traffic occurrence locations are locally concentrated. Sudden traffic fluctuations caused by these "events" cause network congestion. The telecommunications carrier needs to avoid network congestion even when sudden traffic fluctuations occur due to some event.

輻輳を回避する方法として、トラヒック量のピーク値に合わせた、ネットワークリソースの増設が考えられる。しかし、リソースの増設には時間を要するため、突発的なイベントトラヒックが原因の輻輳に対して、リソースの増設で対応することは困難である。また、イベント等が原因となって発生する突発的なトラヒックの増加は一時的であることが多く、イベントに対応するためにリソースを増設することは高コストである。   As a method of avoiding congestion, it is conceivable to add network resources in accordance with the peak value of the traffic volume. However, since it takes time to add resources, it is difficult to respond to congestion caused by sudden event traffic by adding resources. In addition, a sudden increase in traffic caused by an event or the like is often temporary, and it is costly to add resources to respond to the event.

限られたネットワークリソースを動的に割り当てることで、トラヒックを効率的に収容する技術として、トラヒックエンジニアリング(TE)技術がある。TEは、トラヒック需要とネットワークリソースの利用状態に応じて、トラヒックの経路を動的に制御することで、トラヒックの収容効率を向上させている。TEの例として、ネットワーク内の最大リンク利用率の最小化や平均遅延時間の最小化を目的とした経路制御等が考えられる。   As a technology for efficiently accommodating traffic by dynamically allocating limited network resources, there is a traffic engineering (TE) technology. TE dynamically controls the traffic route according to the traffic demand and the utilization state of network resources, thereby improving the traffic accommodation efficiency. As an example of TE, path control for minimizing the maximum link utilization rate in the network and minimizing the average delay time can be considered.

TEの中でも、将来のトラヒック需要を予測し、予測結果に基づいたトラヒックの経路制御を実施するTEを、予測型TEと呼ぶ。予測型TEの利点は、将来のトラヒック変動を考慮した経路制御を行うことで、将来発生し得る輻輳を予め回避することが可能であるという点である。予測型TEにより、予めイベントによるトラヒック需要を予測し、動的にトラヒックの経路を変更することで、イベント発生時における突発的なトラヒック変動によるネットワークの輻輳を回避することが可能であると考えられる。   Among the TEs, a TE that predicts a future traffic demand and performs traffic path control based on the prediction result is referred to as a prediction type TE. An advantage of the predictive TE is that by performing route control in consideration of future traffic fluctuation, it is possible to avoid congestion that may occur in the future in advance. By predicting the traffic demand due to the event in advance by the prediction type TE and dynamically changing the route of the traffic, it is considered possible to avoid network congestion due to sudden traffic fluctuation at the time of the event occurrence. .

しかし、予測型TEでは、トラヒック需要の予測を外してしまった場合、特定リンクへトラヒックが集中し、リソース利用効率が低下してしまう。そのため、イベント情報の予測が外れてしまった場合、経路制御の効率が大幅に低下してしまう可能性がある。   However, in the prediction type TE, if the prediction of the traffic demand is missed, the traffic is concentrated on a specific link, and the resource use efficiency is reduced. Therefore, if the prediction of the event information is incorrect, the efficiency of the route control may be significantly reduced.

従って、イベント等で発生する突発的なトラヒック変動に対応したトラヒック制御を実施するためには、イベント情報を活用し、イベント情報の確度 (予測の正確性) に応じ適切な制御を行うことができる、トラヒック制御技術が必要である。   Therefore, in order to implement traffic control corresponding to sudden traffic fluctuations occurring due to events, etc., it is possible to utilize event information and perform appropriate control according to the accuracy (precision accuracy) of the event information , Traffic control technology is required.

トラヒック需要の予測に関連して、非特許文献1には、ニューラルネットワークとファジー理論を組み合わせたモデルを用いて、短期的な予測に関して、学習期間やデータの粒度と予測の精度の関係について調べることが開示されている。また、非特許文献2には、ウェブレット変換による多重解像度分析を用いて、6ヶ月先までのインターネットバックボーンのトラヒック量の予測することが開示されている。   Regarding the prediction of traffic demand, Non-Patent Document 1 uses a model combining a neural network and fuzzy theory to examine the relationship between the learning period and the granularity of data and the accuracy of prediction with respect to short-term prediction. Is disclosed. Further, Non-Patent Document 2 discloses that traffic volume of the Internet backbone is predicted up to six months ahead by using multi-resolution analysis by Weblet transform.

上記の非特許文献1、2のプローチでは、トラヒックの過去の時系列データから、トラヒック生成パターンをモデル化することで、短期的な標準偏差や長期的なトレンドを予測している。しかし、時系列データによるトラヒック予測では、過去の変動をもとに将来の変動を予測しているため、イベント発生時のような過去に類を見ない突発的なトラヒック変動を予測することは困難である。   In the approaches described in Non-Patent Documents 1 and 2, the short-term standard deviation and the long-term trend are predicted by modeling a traffic generation pattern from past time-series data of traffic. However, in traffic prediction using time-series data, future fluctuations are predicted based on past fluctuations, so it is difficult to predict sudden traffic fluctuations unlike any in the past, such as when an event occurs. It is.

上記のアプローチによりイベント情報を活用した経路制御を実施する場合、イベント発生時には、トラヒック需要の予測外れにより、経路制御の効率が大幅に劣化してしまうという課題がある。   When the route control utilizing the event information is performed by the above approach, there is a problem that when the event occurs, the traffic control efficiency is largely degraded due to the prediction failure of the traffic demand.

また、非特許文献3、及び 特許文献1には、5-tuple (送信元アドレス,宛先アドレス,送信元ポート番号,宛先ポート番号,プロトコル番号) が異なる大量のフローを集約し、同様の特性を示すフロー集合であるマクロフローを生成することが開示されている。ここでは、5-tupleフローのトラヒック量を予測可能マクロフローと予測困難マクロフローに分類し、予測可能マクロフローのみに予測型TEを用いることで、予測型TEの課題である予測外れの課題を解決している。本アプローチでは、過去のトラヒックの変動成分を分析し、トラヒック需要を予測可能な成分と予測困難な成分に分離し、それぞれの成分ごとに異なる経路制御を実施している。なお、特許文献1における安定マクロフローが予測可能マクロフローに相当し、安定マクロフローでないものが予測困難マクロフローに相当する。   Non-Patent Document 3 and Patent Document 1 describe that a large number of flows having different 5-tuples (source address, destination address, source port number, destination port number, protocol number) are aggregated, and similar characteristics are obtained. It is disclosed to generate a macro flow that is the set of flows shown. Here, we classify the traffic volume of 5-tuple flows into predictable macro flows and hard-to-predict macro flows, and use predictive TE only for predictable macro flows, thereby eliminating the problem of predictive TE that is a problem of predictive TE. Solved. In this approach, traffic fluctuation components in the past are analyzed, and traffic demand is separated into predictable and unpredictable components, and different route control is performed for each component. Note that a stable macro flow in Patent Document 1 corresponds to a predictable macro flow, and a non-stable macro flow corresponds to a difficult to predict macro flow.

しかし、上記のアプローチをイベントトラヒック制御に適応する場合、イベント等で発生する突発的なトラヒックは、予測困難マクロフローとして分類されてしまう。予測困難マクロフローに対しては、最適な経路を割り当てることが困難であるため、イベントトラヒックの割合が増加するほど、ネットワークリソースの利用効率が低下してしまうという課題がある。   However, when the above approach is applied to event traffic control, sudden traffic generated by an event or the like is classified as an unpredictable macro flow. Since it is difficult to assign an optimal route to a macro flow that is difficult to predict, there is a problem that as the ratio of event traffic increases, the utilization efficiency of network resources decreases.

また、非特許文献4には、過去のトラヒックの時系列データだけではなく、TVの視聴率や人気番組の配信情報等の外部情報を活用し、Video on Demand (VoD)サービス品質を保証するために必要な追加リソース配備量の推定を行うことが開示されている。   Non-Patent Document 4 uses not only time-series data of past traffic but also external information such as TV rating and distribution information of popular programs to guarantee the quality of Video on Demand (VoD) service. It is disclosed that the amount of additional resources to be provided is estimated.

本従来技術では、TVの視聴率とVoD サービスの利用率に負の相関があることや、人気番組が配信される時間帯にトラヒックが増加することを利用し、ピークトラヒック量の予測精度を向上させている。例えば、過去のトラヒック需要から算出したトラヒック需要の予測モデルに対して、「土曜日や祝前日の22:00-23:00」や「人気ドラマが配信される火曜日の22:00-23:00」にトラヒック量が増加するという外部情報に基づき予測モデルを修正することで、予測モデルの予測誤差が減少することを示している。   This conventional technology improves the prediction accuracy of peak traffic volume by taking advantage of the negative correlation between TV ratings and VoD service usage rates and the fact that traffic increases during the time when popular programs are distributed. Let me. For example, the traffic demand forecast model calculated from the past traffic demand, such as "22: 00-23: 00 on Saturdays and public holidays" and "22: 00-23: 00 on Tuesdays when popular dramas are distributed" 2 shows that the prediction error of the prediction model is reduced by modifying the prediction model based on external information that the traffic volume increases.

上記のアプローチでは、過去のトラヒックの時系列データ以外の外部情報をトラヒック予測に活用することで、高精度なトラヒック予測を可能にしている。しかし、このアプローチでは、リソースの増設により輻輳を回避しているため、対応までに長時間を必要する、高コストである、といった課題がある。   In the above approach, highly accurate traffic prediction is made possible by utilizing external information other than time-series data of past traffic for traffic prediction. However, in this approach, since congestion is avoided by adding resources, there are problems that it takes a long time to respond and the cost is high.

M. F. Zhani, H. Elbiaze, and F. Kamoun, "Analysis and prediction of real network traffic," Journal of Networks, vol. 4, no. 9, pp. 855-865, nov 2009.M. F. Zhani, H. Elbiaze, and F. Kamoun, "Analysis and prediction of real network traffic," Journal of Networks, vol. 4, no. 9, pp. 855-865, nov 2009. K. Papagiannaki, N. Taft, Z.-L. Zhang, and C. Diot, "Longterm forecasting of internet backbone traffic: Observations and initial models," in Proceedings of INFOCOM, vol. 2, mar 2003, pp. 1178-1188.K. Papagiannaki, N. Taft, Z.-L. Zhang, and C. Diot, "Longterm forecasting of internet backbone traffic: Observations and initial models," in Proceedings of INFOCOM, vol. 2, mar 2003, pp. 1178- 1188. Y. Takahashi, K. Ishibashi, M. Tsujino, N. Kamiyama, K. Shiomoto, T. Otoshi, Y. Ohsita, and M. Murata, "Separating predictable and unpredictable flows via dynamic flow mining for effective traffic engineering." 2016 IEEE International Conference on Communications (ICC). IEEE, 2016.Y. Takahashi, K. Ishibashi, M. Tsujino, N. Kamiyama, K. Shiomoto, T. Otoshi, Y. Ohsita, and M. Murata, "Separating predictable and unpredictable flows via dynamic flow mining for effective traffic engineering." 2016 IEEE International Conference on Communications (ICC). IEEE, 2016. H. Hasegawa, S. Kouno, A. Shiozu, M. Sasaki, and S. Shimogawa, "Predictive network traffic engineering for streaming video service." 2013 IFIP/IEEE International Symposium on Integrated Network Management (IM 2013). IEEE, 2013.H. Hasegawa, S. Kouno, A. Shiozu, M. Sasaki, and S. Shimogawa, "Predictive network traffic engineering for streaming video service." 2013 IFIP / IEEE International Symposium on Integrated Network Management (IM 2013) .IEEE, 2013 .

高橋洋介,石橋圭介,塩本公平,大下裕一,村田正幸,"フロー集約装置及び方法及びプログラム",特開2015-156529Yousuke Takahashi, Keisuke Ishibashi, Kohei Shiomoto, Yuichi Ohshita, Masayuki Murata, "Flow Aggregation Apparatus, Method and Program", JP-A-2015-156529

イベント等による突発的なトラヒック変動が発生するネットワークにおいて、トラヒックの効率的な収容(目標例:最大リンク利用率の最小化、平均遅延時間の最小化)に向けた経路制御を行う場合、従来技術では以下のような課題があった。   In a network in which sudden traffic fluctuations occur due to an event or the like, when performing route control for efficient accommodation of traffic (target example: minimization of maximum link utilization rate, minimization of average delay time), a conventional technique is used. Then, there were the following problems.

すなわち、非特許文献1、2に開示された技術のように、過去の時系列データから、トラヒック需要をモデル化することで、過去のトラヒック需要に基づくトラヒック需要予測により経路制御を行う場合、過去に類を見ない突発的なトラヒック変動には予測できず、予測外れにより経路制御の目標達成度が大幅に劣化する。   That is, as in the technology disclosed in Non-Patent Documents 1 and 2, when route control is performed by predicting traffic demand based on past traffic demand by modeling traffic demand from past time-series data, Unpredictable sudden traffic fluctuations cannot be predicted, and the degree of attainment of the target of the route control is greatly deteriorated due to the prediction failure.

また、非特許文献3、特許文献1に開示された技術のように、トラヒック需要を予測可能と予測困難な成分に分離し、それぞれの成分ごとに異なる経路制御を行う場合、予測外れの問題はある程度改善するが、イベントトラヒックが予測困難な成分に分類されるため、経路制御の目標達成度が劣化する。   Further, when the traffic demand is separated into predictable and difficult-to-predict components as in the techniques disclosed in Non-patent Document 3 and Patent Document 1, and different route control is performed for each component, the problem of mis-prediction occurs. Although it is improved to some extent, the event traffic is classified as a component that is difficult to predict, so that the degree of attainment of the route control target is deteriorated.

また、非特許文献4に開示された技術のように、外部情報に基づくトラヒック需要予測によりリソースを予め増設する場合、高精度なトラヒック予測が可能であるが、対応までに長時間を要し、追加コストも大きい。   Also, when resources are added in advance by traffic demand prediction based on external information as in the technique disclosed in Non-Patent Document 4, highly accurate traffic prediction is possible, but it takes a long time to respond, Additional costs are also large.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、外部情報としてイベント情報を活用し、トラヒック需要を高精度に予測するとともに、背景トラヒックに基づきイベントトラヒックを高精度に分類することを可能とし、短時間でかつ目標達成度が高い経路制御を実現する技術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 makes it possible to use event information as external information to predict traffic demand with high accuracy, and to classify event traffic with high accuracy based on background traffic. It is another object of the present invention to provide a technique for realizing route control in a short time and with a high degree of achievement of a target.

開示の技術によれば、ネットワークにおけるトラヒックの需要を予測するトラヒック需要予測装置であって、
前記ネットワークから収集されたトラヒック情報から、イベント情報に関連しないトラヒックである背景トラヒックを取得する取得手段と、
前記イベント情報におけるイベントトラヒックの予測値の分散と、前記背景トラヒックの平均とを比較し、前記分散が前記背景トラヒックの平均よりも大きい場合、前記イベントトラヒックの特性を予測困難に分類し、前記分散が前記背景トラヒックの平均よりも小さい場合、前記イベントトラヒックの特性を予測可能に分類し、予測困難と予測可能のそれぞれについて、イベントトラヒック需要を集計することによりトラヒックマトリックスを算出する特性別トラヒック需要算出手段と
を備えることを特徴とするトラヒック需要予測装置が提供される。

According to the disclosed technology, it is a traffic demand forecasting device that forecasts a traffic demand in a network,
From traffic information collected from the network, an acquisition unit that acquires background traffic that is traffic that is not related to event information,
And the variance of the predicted value of the event traffic in the event information, compares the average of the background traffic, the if the variance is greater than the average of the background traffic, and unpredictable classify characteristics of the event traffic, the dispersion Is smaller than the average of the background traffic, the characteristics of the event traffic are classified as predictable, and for each of the prediction difficult and the predictable, the event traffic demand is totaled to calculate a traffic matrix. Means for providing a traffic demand forecasting device.

開示の技術によれば、外部情報としてイベント情報を活用し、トラヒック需要を高精度に予測するとともに、背景トラヒックに基づきイベントトラヒックを高精度に分類することを可能とし、短時間でかつ目標達成度が高い経路制御を実現する技術が提供される。   According to the disclosed technology, it is possible to accurately predict traffic demand by utilizing event information as external information, and to classify event traffic with high accuracy based on background traffic. A technology for realizing a route control with a high level of accuracy is provided.

本発明の実施の形態の概要を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for describing an outline of an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態におけるシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram according to an embodiment of the present invention. フロー集約装置100の構成図である。1 is a configuration diagram of a flow aggregation device 100. フローデータベース101を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a flow database 101. フロー集約装置100のハードウェア構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a flow aggregation device 100. 特性別トラヒック需要算出部103のアルゴリズムを示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an algorithm of a traffic demand calculation unit for each characteristic. 特性別トラヒック需要算出部103の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the traffic demand calculation part 103 classified by characteristic. イベントトラヒックの分類例を示す図である。It is a figure which shows the example of a classification of event traffic. 予測可能マクロフローの数理アルゴリズムを示す図である。It is a figure which shows the mathematical algorithm of a predictable macro flow. 予測困難マクロフローの数理アルゴリズムを示す図である。It is a figure which shows the mathematical algorithm of a macro flow which is hard to predict.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態(本実施の形態)を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention (the present embodiment) will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are merely examples, and embodiments to which the present invention is applied are not limited to the following embodiments.

(本実施の形態における制御単位について)
本実施の形態では、トラヒックをフローと呼ばれる単位で制御している。フローにおける単位としては、5-tuple (送信元アドレス,宛先アドレス,送信元ポート番号,宛先ポート番号,プロトコル番号) が異なる固有のフローであるマイクロフローと呼ばれる単位と、マイクロフローを集約したマクロフローと呼ばれる単位を用いることとしている。マクロフローは、フローヘッダ情報 (5-tuple)を任意に組み合わせて識別するフローである。
(About control unit in the present embodiment)
In the present embodiment, traffic is controlled in units called flows. The unit in the flow is a unit called a micro flow, which is a unique flow with different 5-tuple (source address, destination address, source port number, destination port number, protocol number), and a macro flow that aggregates micro flows A unit called is used. A macro flow is a flow that identifies flow header information (5-tuple) in any combination.

(技術の概要)
まず、図1を参照して、本実施の形態に係る技術の概要(イメージ)を説明する。図1は、ある発着ノード間のトラヒック需要の総和を示す。ここでは、あるイベントにより突発的なトラヒックが14:00~14:30, 17:00~17:30,20:00~20:30に発生したとする。図1は、全トラヒックが、予測可能な成分と予測困難な成分に分離されていることを示している(このような分離は、特許文献1の技術により可能である)。
(Overview of technology)
First, an overview (image) of the technology according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the sum of the traffic demand between a certain destination node. Here, it is assumed that a certain event causes sudden traffic to occur at 14:00 to 14:30, 17:00 to 17:30, and 20:00 to 20:30. FIG. 1 shows that all traffic is separated into predictable and unpredictable components (such separation is possible with the technique of Patent Document 1).

本実施の形態に係る技術では、イベント情報(発着ノード、任意の5-tupleマクロフロー、イベント開始時刻、イベント終了時刻、トラヒック量の情報等を有する情報)の確度 (予測の正確性) に応じた適切なトラヒック制御を可能としている。例えば、14:00からのイベント情報におけるイベントトラヒック量の分散が背景トラヒックに比べて大きい場合には、当該イベント情報は確度が低いと判断され、当該イベント情報を予測困難に分類した方が適切と判断される。   In the technology according to the present embodiment, the event information (information including information on the destination node, an arbitrary 5-tuple macro flow, the event start time, the event end time, the traffic amount, and the like) (according to the accuracy of prediction) is used. And appropriate traffic control is possible. For example, when the variance of the event traffic volume in the event information from 14:00 is large compared to the background traffic, the event information is determined to have low accuracy, and it is more appropriate to classify the event information as difficult to predict. Is determined.

また、例えば、20:00からのイベント情報におけるイベントトラヒック量の分散が背景トラヒックに比べて小さいような場合、当該イベント情報は確度が高いと判断され、当該イベント情報を予測可能に分類した方が適切と判断される。   Further, for example, when the variance of the event traffic amount in the event information from 20:00 is smaller than the background traffic, the event information is determined to have high accuracy, and it is better to classify the event information as predictable. Deemed appropriate.

このような判断により、従来のように全てのイベントトラヒックを予測困難な成分に分類するといったことがなくなり、適切な経路制御を実現できる。   By such a determination, it is not necessary to classify all event traffic into components that are difficult to predict as in the related art, and appropriate route control can be realized.

なお、イベント情報の確度が高い(イベント情報が正確である、と言い換えてもよい)とは、一例として、「背景トラヒックの量に対して、イベントトラヒックの量の分散が低いこと」、及び、「イベントマクロフローが、背景トラヒックとイベントトラヒックを適切に分離できていること」を満たすイベント情報のことを指す。   Note that the event information has a high degree of accuracy (it may be rephrased that the event information is accurate), for example, “the variance of the amount of event traffic with respect to the amount of background traffic is low”, and It refers to event information that satisfies that “event macro flow can appropriately separate background traffic and event traffic”.

イベント情報の確度に関して、例えば,"人気動画配信により、19:00~19:30に200~250Mbpsのイベントトラヒックが発生する"というイベント情報を考えた場合、イベントの確度とは、"200~250Mbps"に相当する。"229~230Mbps"であれば確度の高いイベント情報であり、"100~500Mbps"であれば確度の低いイベント情報であると考えられる。ただし、確度は、背景トラヒックにより相対的に決定される。例えば、過去の背景トラヒック量の平均値が10Mbpsであれば、"200~250Mbps"は背景トラヒックの5倍近くの分散があるため確度が低いと考えられるが、過去の背景トラヒック量の平均値が10Gbpsであれば"200~250Mbps"は確度が高いと考えることができる。これが、上記の、「背景トラヒックの量に対して、イベントトラヒックの量の分散が低いこと」に相当する。   As for the accuracy of event information, for example, when considering event information that "event traffic of 200 to 250 Mbps occurs from 19:00 to 19:30 due to popular video distribution", the event accuracy is "200 to 250 Mbps". Equivalent to " "229 to 230 Mbps" is considered to be event information with high accuracy, and "100 to 500 Mbps" is considered to be event information with low accuracy. However, the accuracy is relatively determined by the background traffic. For example, if the average value of the background traffic in the past is 10 Mbps, the accuracy of “200 to 250 Mbps” is considered to be low because there is a variance nearly five times that of the background traffic. If it is 10 Gbps, "200 to 250 Mbps" can be considered to have high accuracy. This corresponds to the above-mentioned "variance of the amount of event traffic with respect to the amount of background traffic".

「イベントマクロフローが、背景トラヒックとイベントトラヒックを適切に分離できていること」について、イベントマクロフローとは、イベント情報に含まれるマクロフロー (送信元アドレス,宛先アドレス,送信元ポート番号,宛先ポート番号,プロトコル番号) のことであり、例えば、当該マクロフローは"10.0.0.1,*,*,*,6"と表わされる。「*」は特定の値を指定していないことを示す。   Regarding "the event macro flow can appropriately separate the background traffic and the event traffic", the event macro flow is defined as the macro flow (source address, destination address, source port number, destination port) included in the event information. Number, protocol number), for example, the macro flow is represented as "10.0.0.1, *, *, *, 6". "*" Indicates that no specific value is specified.

ここでは、例えば、"*,*,*,*,6"を確度の低いイベント情報、"10.0.0.1,20.0.0.1,80,*,6"を確度の高いイベント情報と考えることができる。すなわち、"*,*,*,*,6"は、TCP (プロトコル番号6) による全ての通信を表すことから、「TCPで送られているイベントが発生する」というイベント情報は、背景トラヒックとイベントトラヒックを適切に分離できず、確度が低いイベント情報と考えることができる。また、"10.0.0.1,20.0.0.1,80,*,6"は,10.0.0.1 から 20.0.0.1 に送られる、TCP (プロトコル番号6) 、Http (ポート番号80) による全ての通信を表すことから、背景トラヒックとイベントトラヒックを適切に分離でき、このイベント情報は確度が高いと考えることができる。   Here, for example, “*, *, *, *, 6” can be considered as low-accuracy event information, and “10.0.0.1,20.0.0.1,80, *, 6” can be considered as high-accuracy event information. That is, since "*, *, *, *, 6" indicates all communications by TCP (protocol number 6), the event information that "the event sent by TCP occurs" is regarded as background traffic. Event traffic cannot be appropriately separated, and can be considered as event information with low accuracy. In addition, "10.0.0.1,20.0.0.1,80, *, 6" means all communication by TCP (protocol number 6) and Http (port number 80) sent from 10.0.0.1 to 20.0.0.1 Therefore, the background traffic and the event traffic can be appropriately separated, and the event information can be considered to have high accuracy.

なお、イベント情報の確度が高いことの要件として、「背景トラヒックの量に対して、イベントトラヒックの量の分散が低いこと」、及び、「イベントマクロフローが、背景トラヒックとイベントトラヒックを適切に分離できていること」の両方を用いることは一例である。例えば、「背景トラヒックの量に対して、イベントトラヒックの量の分散が低いこと」のみ、あるいは、「背景トラヒックの量に対して、イベントトラヒックの量の分散が低いこと」と、「イベントマクロフローが、背景トラヒックとイベントトラヒックを適切に分離できていること」以外の事項とを要件としてもよい。また、「背景トラヒックの量に対して、イベントトラヒックの量の分散が低いこと」と「イベントマクロフローが、背景トラヒックとイベントトラヒックを適切に分離できていること」のいずれとも異なる事項を要件としてもよい。   The requirements for high accuracy of the event information include “the variance of the amount of event traffic with respect to the amount of background traffic is low” and “the event macro flow appropriately separates background traffic and event traffic. Using both "what can be done" is an example. For example, only "the variance of the amount of event traffic with respect to the amount of background traffic is low", or "the variance of the amount of event traffic with respect to the amount of background traffic is low"; However, the background traffic and the event traffic must be properly separated from each other. Also, the requirement is that the variance of the amount of event traffic is low relative to the amount of background traffic and that the event macro flow can appropriately separate the background traffic from the event traffic. Is also good.

(システム構成)
図2に、本実施の形態におけるシステム構成図を示す。図2に示すとおり、本実施の形態におけるシステムは、フロー集約装置100、経路計算装置200、制御設定装置300(コントローラと称してもよい)、転送装置401〜403(ノードと称してもよい)、端末501〜504を有し、図示のとおりに装置間で情報の送受信が可能なように通信接続がなされている。なお、以下、転送装置401〜403を総称する場合、転送装置400とし、端末501〜504を総称する場合、端末500とする。また、フロー集約装置100をトラヒック需要予測装置と称してもよい。
(System configuration)
FIG. 2 shows a system configuration diagram in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the system according to the present embodiment includes a flow aggregation device 100, a route calculation device 200, a control setting device 300 (may be referred to as a controller), and transfer devices 401 to 403 (may be referred to as nodes). , Terminals 501 to 504, and are connected to each other so that information can be transmitted and received between the devices as illustrated. Hereinafter, the transfer devices 401 to 403 are collectively referred to as a transfer device 400, and the terminals 501 to 504 are collectively referred to as a terminal 500. Further, the flow aggregation device 100 may be referred to as a traffic demand prediction device.

フロー集約装置100は、入力されるトラヒック情報、及びイベント情報に従い、トラヒック需要の予測値、イベントトラヒック需要の予測値を算出し、これら予測値を経路計算装置200に送信する機能を有する。   The flow aggregation device 100 has a function of calculating a predicted value of a traffic demand and a predicted value of an event traffic demand in accordance with the input traffic information and event information, and transmitting these predicted values to the route calculation device 200.

経路計算装置200は、入力されるネットワーク構成情報、トラヒック需要予測、及びイベントトラヒック需要予測に従い、最適経路を計算する装置であり、制御設定装置300に経路情報を送信する機能を有する。   The route calculation device 200 is a device that calculates an optimum route according to the input network configuration information, traffic demand forecast, and event traffic demand forecast, and has a function of transmitting the route information to the control setting device 300.

制御設定装置300は、ネットワーク内の全ての転送装置300に経路情報を設定する装置であり、転送装置400から送信されたトラヒック情報を集約する機能、及び、トラヒック情報をフロー集約装置100に転送する機能を有する。   The control setting device 300 is a device that sets route information for all the transfer devices 300 in the network, and has a function of aggregating the traffic information transmitted from the transfer device 400 and transfers the traffic information to the flow aggregating device 100. Has functions.

転送装置400は、トラヒックを転送する装置であり、経路情報に従ってパケットを処理する。また、転送装置400は、トラヒック量を計測し、トラヒック情報を収集し、トラヒック情報を制御設定装置300に送信する機能を有する。端末500はトラヒックを発生させる装置である。なお、端末500と転送装置400とからなる構成を「ネットワーク」と称してもよい。   The transfer device 400 is a device that transfers traffic, and processes a packet according to route information. Further, the transfer device 400 has a function of measuring a traffic amount, collecting traffic information, and transmitting the traffic information to the control setting device 300. The terminal 500 is a device that generates traffic. Note that a configuration including the terminal 500 and the transfer device 400 may be referred to as a “network”.

経路計算装置200に与えられるネットワーク構成情報は、ノードやリンク等ネットワークのトポロジ情報である。転送装置400から制御設定装置300に送信されるトラヒック情報は、マイクロフローの時系列データである。端末500から送信されたトラヒックが、トラヒック情報として、ノードとコントローラを介して入手される。   The network configuration information provided to the route calculation device 200 is network topology information such as nodes and links. The traffic information transmitted from the transfer device 400 to the control setting device 300 is time-series data of a micro flow. The traffic transmitted from the terminal 500 is obtained as traffic information via the node and the controller.

<イベント情報について>
フロー集約装置100に与えられるイベント情報は、発着ノード、任意の5-tupleマクロフロー、イベント開始時刻、イベント終了時刻、トラヒック量の情報を有している。これら全ての情報を有しなくてもよいが、少なくとも、発着ノード、イベント開始時刻、イベント終了時刻の情報を必要とする。
<About event information>
The event information provided to the flow aggregating apparatus 100 includes information of a destination node, an arbitrary 5-tuple macro flow, an event start time, an event end time, and a traffic volume. It is not necessary to have all the information, but at least information on the originating and terminating node, the event start time, and the event end time is required.

ノードには通り番号が割り当てられており、上記の「発着ノード」は、送信ノードの番号と着信ノードの番号である。「任意の5-tupleマクロフロー」は、イベントトラヒックを表現するマクロフローである。トラヒック量の情報は、例えば、イベントトラヒックの予測値、及び、イベントトラヒックの予測値の幅(分散)である。   A street number is assigned to each node, and the above-mentioned “destination node” is the number of the transmission node and the number of the destination node. The “arbitrary 5-tuple macro flow” is a macro flow that represents event traffic. The information on the traffic volume is, for example, the predicted value of the event traffic and the width (variance) of the predicted value of the event traffic.

イベント情報は、企業のプレスリリース、ニュース、SNS、OSアップデートの告知、人気アプリの配信の告知、コンサートの開催情報等の公開情報、又は、通信事業者の運用情報等の非公開情報から取得し、通信事業者のオペレータがマクロフロー形式でシステム(具体的にはフロー集約装置100)に投入する。   Event information is obtained from public information such as company press releases, news, SNS, OS update announcements, popular application distribution announcements, concert holding information, etc., or non-public information such as telecommunications carrier operation information. Then, the operator of the communication carrier inputs the macro flow format to the system (specifically, the flow aggregation device 100).

イベントに起因するトラヒックは、任意の5-tuple マクロフローにより指定される。また、予測できない箇所は、「任意」を意味する「*」で指定することができる。また、イベントトラヒック量の予測精度があいまいである場合、トラヒック量の標準偏差や予測されるトラヒック量の最大値と最小値等、上記のように、トラヒック量に幅を持たせて指定することができる。   The traffic resulting from the event is specified by an optional 5-tuple macro flow. Further, an unpredictable portion can be designated by “*” meaning “arbitrary”. In addition, when the prediction accuracy of the event traffic volume is ambiguous, it is possible to designate the traffic volume with a width as described above, such as the standard deviation of the traffic volume and the maximum and minimum values of the predicted traffic volume. it can.

「From: 4, To: 7, "10.0.0.1,*,*,*,6", 14:00~14:30, 50Mbps, ±0Mbps」は、イベント情報の例である。このイベント情報は、ノード4からノード7へ、"10.0.0.1,*,*,*,6"という50Mbpsのイベントトラヒックが14:00~14:30に発生するという予測を示す。なお、"10.0.0.1,*,*,*,6"は、送信元サーバのIPアドレスが"10.0.0.1"であるTCPプロトコルの通信を意味する。   “From: 4, To: 7,“ 10.0.0.1, *, *, *, 6 ”, 14:00 to 14:30, 50 Mbps, ± 0 Mbps” is an example of event information. This event information indicates a prediction that a 50 Mbps event traffic "10.0.0.1, *, *, *, 6" will occur from node 4 to node 7 from 14:00 to 14:30. Note that "10.0.0.1, *, *, *, 6" means TCP protocol communication in which the IP address of the transmission source server is "10.0.0.1".

また、例えば、「From: 5, To: 2, "*,*,80,*,6", 14:00~14:30, 110Mbps, ±10Mbps」というイベント情報は、ノード5からノード2へ、"*,*,80,*,6"という100~120Mbpsのイベントトラヒックが14:00~14:30に発生するという予測を示す。なお、"*,*,80,*,6"は、TCPプロトコルを利用したHttpの通信を意味する。   Also, for example, event information such as “From: 5, To: 2,“ *, *, 80, *, 6 ”, 14:00 to 14:30, 110 Mbps, ± 10 Mbps” is transmitted from node 5 to node 2. This shows a prediction that event traffic of “*, *, 80, *, 6” of 100 to 120 Mbps will occur from 14:00 to 14:30. Note that “*, *, 80, *, 6” means Http communication using the TCP protocol.

図2に示すシステムを構成する装置のうち、フロー集約装置100以外の装置は、従来技術を利用して実現することが可能である。以下、フロー集約装置100の構成を説明する。   Among the devices constituting the system shown in FIG. 2, devices other than the flow aggregation device 100 can be realized by using the conventional technology. Hereinafter, the configuration of the flow aggregation device 100 will be described.

(フロー集約装置100の構成について)
図3は、フロー集約装置100の構成図である。図3に示すように、フロー集約装置100は、フローデータベース101、マクロフロー生成部102、特性別トラヒック需要算出部103を有する。
(About the configuration of the flow aggregation device 100)
FIG. 3 is a configuration diagram of the flow aggregation device 100. As shown in FIG. 3, the flow aggregation device 100 includes a flow database 101, a macro flow generation unit 102, and a traffic demand calculation unit 103 for each characteristic.

フローデータベース101は、例えば特開2015-75896に開示されている多次元フローデータベースの機能を有する。すなわち、フローデータベース101は、トラヒック情報、及びイベント情報を入力として、トラヒック情報をイベントに該当するマイクロフローとイベントに該当しないマイクロフローに分離する機能を有する。   The flow database 101 has a function of a multidimensional flow database disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-75896. That is, the flow database 101 has a function of receiving traffic information and event information and separating the traffic information into microflows corresponding to events and microflows not corresponding to events.

図4を参照して、フローデータベース101の機能について説明する。図4(a)に示すように、上記のイベント情報(具体的には、イベント情報に含まれる任意の5-tupleのマクロフロー)に相当するマクロフロークエリと、上記のトラヒック情報に相当するフローデータが入力され、該当するマイクロフロー情報(イベントに該当するトラヒック情報を指す)が出力される。なお、該当しないマイクロフロー情報(イベントに該当しないトラヒック情報を指す)も出力することができる。   The function of the flow database 101 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, a macro flow query corresponding to the above event information (specifically, an arbitrary 5-tuple macro flow included in the event information) and a flow corresponding to the above traffic information The data is input, and the corresponding microflow information (indicating the traffic information corresponding to the event) is output. In addition, non-applicable microflow information (pointing to traffic information not applicable to an event) can also be output.

図4(b)にマクロフロークエリの例を示し、図4(c)に該当するマイクロフロー情報例を示す。フローデータベース101の機能により、トラヒック情報から、イベントに関するマクロフローを分離することができる。   FIG. 4B shows an example of a macro flow query, and FIG. 4C shows an example of micro flow information corresponding to the macro flow query. With the function of the flow database 101, a macro flow relating to an event can be separated from the traffic information.

図3に戻り、マクロフロー生成部102は、マイクロフローデータから、特性の異なるマクロフローを出力する機能(例:特許文献1に開示されている機能)を有する。具体的には、マクロフロー生成部102は、背景トラヒックの予測可能・予測困難トラヒックマトリックスを算出する。   Returning to FIG. 3, the macro flow generation unit 102 has a function of outputting macro flows having different characteristics from the micro flow data (for example, a function disclosed in Patent Document 1). Specifically, the macro flow generation unit 102 calculates a predictable / predictable traffic matrix of the background traffic.

特性別トラヒック需要算出部103は、マクロフロー(イベントに関するマクロフロー・それ以外のマクロフロー)情報を入力とし、特性別のトラヒック需要(全てのノード間のトラヒック量)の予測値を算出する機能、及び、特性別のトラヒック需要予測を経路計算装置200に送信する機能を有する。   The characteristic-specific traffic demand calculation unit 103 receives macro flow (macro flow relating to an event / other macro flow) information as an input, and calculates a predicted value of traffic demand (traffic amount between all nodes) by characteristic. Further, it has a function of transmitting a traffic demand forecast for each characteristic to the route calculation device 200.

上記のように、本実施の形態では、例として、トラヒックの特性を「予測可能」と「予測困難」としており、特性別トラヒック需要算出部103における「特性別」は、「予測可能」と「予測困難」の別を示している。本実施の形態における「予測可能」なフローは、過去からのトラヒック変動が少なく、将来のトラヒック需要が予測可能なフローであり、「予測困難」なフローは、突発的にトラヒック需要が急増し、将来のトラヒック需要が予測困難なフローである。   As described above, in the present embodiment, as an example, the characteristics of the traffic are “predictable” and “difficult to predict”, and the “specific characteristics” in the characteristic traffic demand calculation unit 103 are “predictable” and “ Difficult to predict ". The “predictable” flow in the present embodiment is a flow in which traffic fluctuation from the past is small and the future traffic demand is predictable, and the “unpredictable” flow is a sudden increase in traffic demand suddenly. This is a flow for which future traffic demand is difficult to predict.

(ハードウェア構成例)
本実施の形態に係るフロー集約装置100は、例えば、1つ又は複数のコンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、フロー集約装置100が有する機能は、当該コンピュータに内蔵されるCPUやメモリ、ハードディスクなどのハードウェア資源を用いて、フロー集約装置100で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。また、上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(可搬メモリ等)に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。
(Example of hardware configuration)
The flow aggregation device 100 according to the present embodiment can be realized, for example, by causing one or a plurality of computers to execute a program describing the processing content described in the present embodiment. That is, the functions of the flow aggregation device 100 are realized by executing a program corresponding to the processing performed by the flow aggregation device 100 using hardware resources such as a CPU, a memory, and a hard disk built in the computer. It is possible to Further, the above-mentioned program can be recorded on a computer-readable recording medium (a portable memory or the like) and can be stored or distributed. Further, it is also possible to provide the above program through a network such as the Internet or e-mail.

図5は、フロー集約装置100をコンピュータで実現する場合における当該フロー集約装置100のハードウェア構成例を示す図である。図5のフロー集約装置100は、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置150、補助記憶装置152、メモリ装置153、CPU154、インタフェース装置155、表示装置156、及び入力装置157等を有する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the flow aggregation device 100 when the flow aggregation device 100 is implemented by a computer. 5 includes a drive device 150, an auxiliary storage device 152, a memory device 153, a CPU 154, an interface device 155, a display device 156, an input device 157, and the like, which are interconnected by a bus B.

フロー集約装置100での処理を実現するプログラムは、例えば、CD−ROM又はメモリカード等の記録媒体151によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体151がドライブ装置150にセットされると、プログラムが記録媒体151からドライブ装置150を介して補助記憶装置152にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体151より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置152は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。   A program for realizing the processing in the flow aggregation device 100 is provided by a recording medium 151 such as a CD-ROM or a memory card. When the recording medium 151 storing the program is set in the drive device 150, the program is installed from the recording medium 151 to the auxiliary storage device 152 via the drive device 150. However, the program need not always be installed from the recording medium 151, and may be downloaded from another computer via a network. The auxiliary storage device 152 stores installed programs and also stores necessary files and data.

メモリ装置153は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置152からプログラムを読み出して格納する。CPU154は、メモリ装置153に格納されたプログラムに従ってフロー集約装置100に係る機能を実現する。インタフェース装置155は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置156はプログラムによるGUI(Graphical User Interface)等を表示する。入力装置157はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。   The memory device 153 reads the program from the auxiliary storage device 152 and stores it when there is an instruction to start the program. The CPU 154 implements functions related to the flow aggregation device 100 according to a program stored in the memory device 153. The interface device 155 is used as an interface for connecting to a network. The display 156 displays a GUI (Graphical User Interface) by a program. The input device 157 includes a keyboard, a mouse, buttons, a touch panel, and the like, and is used to input various operation instructions.

(システムの全体動作例)
次に、システムの全体動作例として、イベント情報を活用したトラヒック制御の例を説明する。本実施の形態に係るシステムでは、以下のステップS1〜S6の手順がタイムステップ (単位時間) ごとに繰り返される。例えば、タイムステップが10分であれば、ある時刻(例えば12:00)で1回目の制御を行い、次の時刻(例えば12:10)で2回目の制御を行う、といったように以下の手順が繰り返される。
(Example of overall system operation)
Next, an example of traffic control utilizing event information will be described as an example of the overall operation of the system. In the system according to the present embodiment, the following steps S1 to S6 are repeated for each time step (unit time). For example, if the time step is 10 minutes, the first control is performed at a certain time (for example, 12:00), and the second control is performed at the next time (for example, 12:10). Is repeated.

ステップS1)フロー集約装置100におけるフローデータベース101(例:前述した特開2015-75896等に開示されている多次元フローデータベース)が、制御設定装置300から入力されたトラヒック情報を、イベント情報に関連するイベントトラヒックと、イベント情報に関連しないそれ以外のトラヒック (以下、背景トラヒックと呼ぶ) に分離する。フローデータベース101は、イベント情報を特性別トラヒック需要算出部103に送信し、背景トラヒックのマイクロフローデータをマクロフロー生成部102に送信する。   Step S1) The flow database 101 (eg, the above-described multidimensional flow database disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-75896) in the flow aggregation device 100 associates the traffic information input from the control setting device 300 with the event information. Event traffic and other traffic not related to event information (hereinafter referred to as background traffic). The flow database 101 transmits the event information to the traffic demand calculation unit 103 for each characteristic, and transmits the microflow data of the background traffic to the macroflow generation unit 102.

ステップS2)マクロフロー生成部102は、例えば特許文献1に開示されているフロー集約手法を用いて、背景トラヒックのマイクロフローを、特性ごと(例:予測可能、予測困難)のマクロフローに集約し、特性ごとのマクロフローとマクロフローサイズを、特性別トラヒック需要計算部103に送る。   Step S2) The macro flow generation unit 102 aggregates the background traffic micro flows into macro flows for each characteristic (eg, predictable, difficult to predict) using, for example, a flow aggregation method disclosed in Patent Document 1. Then, the macro flow and the macro flow size for each characteristic are sent to the traffic demand calculation unit 103 for each characteristic.

ステップS3)特性別トラヒック需要算出部103は、フローデータベース101から入力されたイベント情報と、マクロフロー生成部102から入力された背景トラヒックのマクロフロー情報とから、特性別のトラヒック需要を算出し、経路計算装置200に送信する。本実施の形態における特性別トラヒック需要は、特性(予測可能又は予測困難)、時刻、発着ノード、発着ノード別トラヒック量の情報を有する。   Step S3) The characteristic-specific traffic demand calculation unit 103 calculates the characteristic-specific traffic demand from the event information input from the flow database 101 and the macro flow information of the background traffic input from the macro flow generation unit 102, It is transmitted to the route calculation device 200. The traffic demand by characteristic in the present embodiment has information on characteristics (predictable or difficult to predict), time, destination node, and traffic volume per destination node.

ステップS4)経路計算装置200により、経路計算を行う。経路計算装置200は、経路計算の解 (送信ノードから受信ノードへの各リンクを経由するトラヒック分割比)、マクロフロー情報を制御設定装置300に送信する。本実施の形態では、経路計算装置200は、予測可能マクロフローの経路を計算し、その後、残余帯域に対して、予測困難マクロフローの経路を計算している。   Step S4) The route calculation device 200 performs a route calculation. The route calculation device 200 transmits the solution of the route calculation (the traffic division ratio via each link from the transmission node to the reception node) and the macro flow information to the control setting device 300. In the present embodiment, the path calculation device 200 calculates the path of the predictable macro flow, and then calculates the path of the macro flow that is difficult to predict with respect to the remaining band.

ステップS5)制御設定装置300は、全ての転送装置400に対して、フローテーブルの更新を行う。   Step S5) The control setting device 300 updates the flow table for all the transfer devices 400.

ステップS6)各転送装置400は、フローテーブルに基づき、端末500が発生させたトラヒックを転送する。   Step S6) Each transfer device 400 transfers the traffic generated by the terminal 500 based on the flow table.

(特性別トラヒック需要の算出方法)
次に、特性別トラヒック需要算出部103により実行される特性別トラヒック需要の算出方法について詳細に説明する。
(Method of calculating traffic demand by characteristics)
Next, a method for calculating the traffic demand by characteristic performed by the traffic demand calculation unit 103 by characteristic will be described in detail.

<特性別トラヒック需要算出のための全体の処理手順>
特性別トラヒック需要算出部103は、以下の手順を実行することで特性別トラヒック需要を算出する。
<Overall processing procedure for calculating traffic demand by characteristics>
The characteristic-specific traffic demand calculation unit 103 calculates the characteristic-specific traffic demand by executing the following procedure.

ステップS11)フローデータベース101から、イベント情報を受け取る。   Step S11) Event information is received from the flow database 101.

ステップS12)マクロフロー生成部102から、背景トラヒックの特性別・発着ノード別マクロフロー情報を受け取る。   Step S12) The macro flow generation unit 102 receives the macro flow information for each characteristic and destination node of the background traffic.

ステップS13)イベントを予測可能に分類すべきか、予測困難に分類すべきかを判断し、イベントトラヒックの予測可能・予測困難トラヒックマトリックスを算出する。この算出方法の詳細については後述する。   Step S13) It is determined whether the event should be classified as predictable or difficult to predict, and a predictable / predictable traffic matrix of the event traffic is calculated. Details of this calculation method will be described later.

特性別トラヒック需要算出部103は、イベント情報の予測が正確だと判断した場合、イベントマクロフローを予測可能マクロフローとして処理し、イベント情報の予測が不正確だと判断した場合、イベントマクロフローを予測困難マクロフローとして処理する。   The characteristic-specific traffic demand calculation unit 103 processes the event macro flow as a predictable macro flow when determining that the prediction of the event information is accurate, and processes the event macro flow when determining that the prediction of the event information is incorrect. Process as a macro flow that is difficult to predict.

ステップS14)マクロフロー生成部102で算出した背景トラヒックの予測可能・予測困難トラヒックマトリックスと、イベントトラヒックの予測可能・予測困難トラヒックマトリックスの和をとり、全トラヒックの予測可能・予測困難トラヒックマトリックスを算出する。   Step S14) The sum of the predictable / predictable traffic matrix of the background traffic calculated by the macro flow generation unit 102 and the predictable / predictable traffic matrix of the event traffic is calculated to calculate the predictable / predictable traffic matrix of all the traffic. I do.

ステップS15)全トラヒックの予測可能・予測困難トラヒックマトリックスを経路計算装置200に送信する。   Step S15) The predictable / predictable traffic matrix of all traffic is transmitted to the route calculation device 200.

以下、特性別トラヒック需要算出部103により実行される、イベントトラヒックの予測可能・予測困難トラヒックマトリックスの算出方法の例について説明する。まず、算出において使用される記号の定義を以下に示す。   Hereinafter, an example of a method for calculating a predictable / difficult-to-predict traffic matrix of event traffic, which is executed by the traffic demand calculating unit 103 for each characteristic, will be described. First, the definitions of the symbols used in the calculation are shown below.

<記号の定義>
−時刻:t∈T
−発着ノード:p,q
−イベント情報に関する定式化:
<Definition of symbols>
−Time: t∈T
-Departure and arrival nodes: p, q
-Formulation of event information:

Figure 0006660283
−時刻tにおける全トラヒック需要:
Figure 0006660283
− Total traffic demand at time t:

Figure 0006660283
−背景トラヒック需要:
Figure 0006660283
− Background traffic demand:

Figure 0006660283
−背景トラヒック需要の平均:
Figure 0006660283
− Average background traffic demand:

Figure 0006660283
−時刻t における予測可能マクロフローのトラヒックマトリックス:
Figure 0006660283
− Traffic matrix of predictable macro flow at time t:

Figure 0006660283
−時刻tにおける予測困難マクロフローのトラヒックマトリックス:
Figure 0006660283
-The traffic matrix of the unpredictable macro flow at time t:

Figure 0006660283
なお、「イベント情報に関する定式化」に関して、「実際のイベントトラヒック需要」は、観測(トラヒック情報)から得られた情報であり、それ以外は、「イベント情報」として与えられる情報である。
Figure 0006660283
As for “formulation regarding event information”, “actual event traffic demand” is information obtained from observation (traffic information), and the other information is information given as “event information”.

また、「イベント情報に関する定式化」における「時刻tにおけるイベントトラヒック需要の予測値」、及びその「幅」に関して、tがイベント期間でなくても、当該予測値が入る。例えば、あるイベントeに対して、100±10Mbpsという予測がある場合、tに依らず、イベント開始前であっても、「イベントトラヒック需要の予測値」は100、その「幅」は10である。また、「実際のイベントトラヒック需要」については、観測値なので、tがイベント開始前であれば空欄(0と考えても良い)、tがイベント開始後であれば実測値(例えば、95Mbpsなど)が入力される。   Further, regarding the “predicted value of event traffic demand at time t” in “formulation on event information” and the “width” thereof, the predicted value is entered even if t is not an event period. For example, if a certain event e is predicted to be 100 ± 10 Mbps, regardless of t, even before the start of the event, the “predicted value of event traffic demand” is 100 and its “width” is 10. . Also, since “actual event traffic demand” is an observed value, if t is before the start of the event, it is blank (it may be considered to be 0), and if t is after the start of the event, the measured value (for example, 95 Mbps) Is entered.

「時刻tにおける全トラヒック需要」は、時刻tのトラヒック情報から得られる値である。   “All traffic demand at time t” is a value obtained from the traffic information at time t.

<イベントトラヒックの予測可能・予測困難トラヒックマトリックスの算出手順>
図6は、イベントトラヒックの予測可能・予測困難トラヒックマトリックスの算出のために、特性別トラヒック需要算出部103が実行する手順のアルゴリズムの例を示す。各行の意味は図示のとおりである。なお、イベントトラヒックの予測可能・予測困難トラヒックマトリックスの算出に用いられる背景トラヒックは、特性ごとに得られた背景トラヒックの合計(図3の102から103への線で渡される情報(特性ごとのマクロフロー情報)の合計)である。
<Calculation procedure of predictable and difficult-to-predict event traffic matrix>
FIG. 6 shows an example of an algorithm of a procedure executed by the traffic demand calculating unit 103 for each characteristic to calculate a predictable / predictable traffic matrix of event traffic. The meaning of each line is as shown. The background traffic used for calculating the predictable / difficult-to-predict traffic matrix of the event traffic is the sum of the background traffic obtained for each characteristic (information passed by a line from 102 to 103 in FIG. 3 (macro for each characteristic) Flow information).

なお、図6において、α、βは予め定めたパラメータである。また、第5行における例外マクロフローリスト(MacroFlow_List_of_Exeption)は、「*」が多すぎて、イベント情報からイベントトラヒックを背景トラヒックから適切に分離できないマクロフローを集めたリストである。例えば、ポート番号でイベントの対象を絞ることができない場合、送信先アドレスと宛先アドレスが両方「*」の場合、等を指す(例:"*,*,*,*,*", "*,*,*,*,6", "*,*,80,*,*", …)。   In FIG. 6, α and β are predetermined parameters. The exception macro flow list (MacroFlow_List_of_Exeption) in the fifth line is a list of macro flows that have too many "*" s and cannot appropriately separate event traffic from background traffic from event information. For example, when it is not possible to narrow down the event targets by port number, when both the destination address and the destination address are "*", it indicates such as "*, *, *, *, *", "*, *, *, *, 6 "," *, *, 80, *, * ",…).

なお、意味のない5-tupleの除外は、イベント情報を活用したトラヒック量の予測精度を向上させることに寄与する。例えば、イベントマクロフローを"*,*,*,*,*"と指定すると、背景トラヒック量が0になるため、特性別にイベントトラヒックを適切に分離することが困難になる。そこで、意味のない5-tupleを除外することで、あいまい過ぎるイベント情報を無視することができ、イベントにより発生するトラヒック需要の予測外れを防ぐことができ、経路制御の効率の劣化を防ぐことが可能となる。   The elimination of the meaningless 5-tuple contributes to improving the prediction accuracy of the traffic volume using the event information. For example, when the event macro flow is designated as "*, *, *, *, *", the background traffic amount becomes 0, so that it becomes difficult to appropriately separate the event traffic for each characteristic. Therefore, by excluding the meaningless 5-tuple, it is possible to ignore the event information that is too ambiguous, prevent the traffic demand caused by the event from being disturbed, and prevent the deterioration of the efficiency of the route control. It becomes possible.

図6に示すアルゴリズムに基づき特性別トラヒック需要算出部103が実行する処理手順を、図7のフローチャートを参照して説明する。以下の説明では、各ステップが、図6のどの行に対応するかを、ステップ番号の後に記載している。   A processing procedure executed by the traffic demand calculating unit 103 according to characteristics based on the algorithm shown in FIG. 6 will be described with reference to the flowchart in FIG. In the following description, the line corresponding to each step in FIG. 6 is described after the step number.

まず、時刻ごと、発着ノードごと、イベントごとに処理を分割する(ステップS101、第2〜第4行)。   First, the process is divided for each time, each destination node, and each event (step S101, second to fourth rows).

なお、「時刻ごと」に関して、例えば、タイムステップが10分で、現在時刻が12:00であれば、12:10~12:20の「イベント情報」に対して処理(イベントの分類)を実行する。また、現在時刻が12:10になったら、12:00に行った処理に従って制御を実行する。それと同時に12:20~12:30の「イベント情報」に対して処理を実行する。   As for “every time”, for example, if the time step is 10 minutes and the current time is 12:00, processing (event classification) is performed on “event information” from 12:10 to 12:20. I do. When the current time becomes 12:10, control is performed according to the processing performed at 12:00. At the same time, processing is performed on the “event information” from 12:20 to 12:30.

また、タイムステップが10分の例で、時刻ごとに分割するとは、全てのイベント情報をT=0 (12:00-12:10のイベント情報)、T=1 (12:10-12:20のイベント情報)、…のように分割することを指す。   Also, in the example where the time step is 10 minutes, dividing by time means that all event information is T = 0 (event information of 12:00-12:10), T = 1 (12:10-12:20 Event information), ....

また、図6の第2行のfor each tのtは現在時刻(例:10分きざみ)を表し、例えば、t=12:00の場合、12:10-12:20の(各)イベント情報に対して、第5行以降の処理が実行される。   In addition, t of for each t in the second line in FIG. 6 represents the current time (eg, every 10 minutes). For example, when t = 12: 00, (each) event information of 12: 10-12: 20 , The processing of the fifth and subsequent rows is executed.

また、例えば、システムに入力されるイベント情報が、「13:00-14:00に100Mのトラヒックが発生」というものであった場合、「12:10-12:20のイベント情報」は、空(0)であり、「13:10-13:20のイベント情報」は、予測値(100M)になる。t(例:12:00)がイベント期間内かどうかの判断について、例えば、(分類対象の)「12:10-12:20のイベント情報」の(分割前の)イベントの期間が11:30-12:30であれば、tはイベント期間内であると判断される。   Also, for example, if the event information input to the system is “100M traffic occurs at 13: 00-14: 00”, “12: 10-12: 20 event information” is empty. (0), and “13: 10-13: 20 event information” is a predicted value (100M). Regarding the determination of whether or not t (eg, 12:00) is within the event period, for example, the event period (before division) of “event information of 12: 10-12: 20” (for classification) is 11:30 If -12: 30, t is determined to be within the event period.

次に、イベントマクロフローが例外マクロフローリストに入っているか否かを判定し(ステップS102、第5行)、Yesであればイベント情報を無視する(ステップS110、第6行)。   Next, it is determined whether or not the event macro flow is included in the exception macro flow list (step S102, line 5). If Yes, the event information is ignored (step S110, line 6).

ステップS102の判定結果がNoの場合、tにおいてイベントが開始しているか否かを判定する(ステップS103、第8行、第13行)。イベント開始前の場合、過去の背景トラヒックの平均と比して、イベントトラヒックの分散が大きいかどうか判定する(ステップS104、第9行)。   If the determination result in step S102 is No, it is determined whether or not the event has started at t (step S103, lines 8 and 13). Before the start of the event, it is determined whether or not the variance of the event traffic is larger than the average of the past background traffic (step S104, line 9).

ステップS104の判定結果がYesの場合、イベントを予測困難に分類する(ステップS105、第10行)。ステップS104の判定結果がNoの場合、イベントを予測可能に分類する(ステップS106、第12行)。   If the determination result in step S104 is Yes, the event is classified as difficult to predict (step S105, line 10). If the determination result in step S104 is No, the event is classified as predictable (step S106, line 12).

ステップS103の判定により、イベント期間内である場合、イベントトラヒックの予測値と比して、実際のイベントトラヒックが大きいかどうかを判定する(ステップS107、第14行)。   If it is determined in step S103 that the event is within the event period, it is determined whether the actual event traffic is greater than the predicted value of the event traffic (step S107, line 14).

ステップS107の判定結果がYesの場合、イベントを予測困難に分類する(ステップS108、第15行)。ステップS107の判定結果がNoの場合、イベントを予測可能に分類する(ステップS109、第17行)。   If the determination result in step S107 is Yes, the event is classified as difficult to predict (step S108, line 15). If the determination result in step S107 is No, the event is classified as predictable (step S109, line 17).

そして、特性別トラヒック需要算出部103は、特性ごとに・発着ノードごとに、トラヒック需要を集計し、トラヒックマトリックスを算出する(ステップS111)。   Then, the traffic demand calculation unit 103 for each characteristic totals the traffic demand for each characteristic and for each destination node, and calculates a traffic matrix (step S111).

図8に、上述した手法によるイベントトラヒックの分類例(イメージ)を示す。図8(a)は、背景トラヒックの平均と比して、イベントトラヒックの分散が小さいため、予測可能に分類される例を示す。図8(b)は、背景トラヒックの平均と比して、イベントトラヒックの分散が大きいため、予測困難に分類される例を示す。   FIG. 8 shows an example (image) of classifying event traffic by the above-described method. FIG. 8A shows an example in which the variance of the event traffic is smaller than the average of the background traffic, so that the event traffic is classified as predictable. FIG. 8B shows an example in which event traffic is classified as difficult to predict because the variance of event traffic is larger than the average of background traffic.

図8(c)は、イベントトラヒックの予測値と比して、実際のイベントトラヒックが大きくなったため、ある時刻から、予測可能から予測困難に分類される例を示す。このように、イベントトラヒックの制御結果をフィードバックすることで、イベント情報の正しさを検証でき、イベント情報の予測外れによる輻輳を回避できる。   FIG. 8C shows an example in which the actual event traffic is larger than the predicted value of the event traffic, and is classified from predictable to difficult to predict from a certain time. In this way, by feeding back the control result of the event traffic, the correctness of the event information can be verified, and congestion due to the disappointment of the event information can be avoided.

<分類のための基準例>
上述した特性別トラヒック需要算出部103が実行する手順における「背景トラヒックの平均」は、イベントトラヒックを予測可能な成分・予測困難な成分に分類するための基準の一例である。イベントトラヒックを予測可能な成分・予測困難な成分に分類するための基準はこれに限定されない。例えば、「背景トラヒックの分散」、「背景トラヒックの平均及び分散」、「予測可能トラヒックの平均及び分散」、「背景トラヒックの変動係数(C.V.)」、「予測可能トラヒックの変動係数(C.V.)」のいずれも基準として使用することができる。ここでの「予測可能トラヒック」とは、マクロフロー生成部102で生成される特性ごとのマクロフローのうちの、予測可能トラヒックに相当する。
<Example of criteria for classification>
The “average of background traffic” in the procedure executed by the traffic demand calculating unit 103 by characteristics described above is an example of a criterion for classifying event traffic into components that are predictable and components that are difficult to predict. The criterion for classifying the event traffic into a predictable component and a component that is difficult to predict is not limited to this. For example, `` variance of background traffic '', `` average and variance of background traffic '', `` average and variance of predictable traffic '', `` coefficient of variation of background traffic (CV) '', `` coefficient of variation of predictable traffic (CV) '' Can be used as a reference. Here, “predictable traffic” corresponds to predictable traffic in a macro flow for each characteristic generated by the macro flow generation unit 102.

上記のC.V.は以下のとおりである。   The above C.V. is as follows.

Figure 0006660283
Figure 0006660283

Figure 0006660283
vt:時刻t におけるトラヒック量
上記の基準を用いた場合でも、「背景トラヒックの平均」を用いた場合と同様にイベントトラヒックを分類することが可能である。
Figure 0006660283
v t : Traffic volume at time t Even when the above criterion is used, it is possible to classify event traffic in the same manner as when using “average of background traffic”.

なお、「予測可能・予測困難」は、トラヒック分類の一例であり、これに限定されるわけではない。例えば、「通話・テキスト・動画」等、ユーザのアプリケーションによる分類、「固定・モバイル」等、ユーザの端末による分類も可能である。これらの場合で、DPI(Deep Packet Inspection)装置等を利用し、パケット情報を取得することで、「予測可能・予測困難」での分類と同様に分類することが可能である。   Note that "predictable / difficult to predict" is an example of a traffic classification, and is not limited to this. For example, classification by a user application such as "call / text / movie" or classification by a user terminal such as "fixed / mobile" is also possible. In these cases, by obtaining packet information using a DPI (Deep Packet Inspection) device or the like, it is possible to perform classification in the same manner as the classification of “predictable / predictable”.

(経路計算装置200が実行する数理最適化計算について)
以下、経路計算装置200における経路計算の一例としての数理最適化計算について説明する。なお、ここでの計算は一例であり、これに限られるわけではない。
(About mathematical optimization calculation executed by the route calculation device 200)
Hereinafter, a mathematical optimization calculation as an example of the route calculation in the route calculation device 200 will be described. Note that the calculation here is an example, and the present invention is not limited to this.

<予測可能マクロフローに対する数理最適化モデル>
予測可能マクロフローに対する数理最適化モデルは、多品種フロー問題により定式化される。多品種フロー問題による数理最適化モデルは以下のとおりである。
<Mathematical optimization model for predictable macro flow>
A mathematical optimization model for a predictable macro flow is formulated by a multi-product flow problem. The mathematical optimization model based on the multi-product flow problem is as follows.

ネットワークは有効グラフG(V,E)で表現する。ここで、Vはノードの集合、Eはリンクの集合を表している。また、ノードi∈Vからノードj∈Vまでのリンクはlink(i,j)∈Eと表す。link(i,j)∈Eの使用可能な帯域の容量はcijと表す。 The network is represented by an effective graph G (V, E). Here, V represents a set of nodes, and E represents a set of links. The link from the node i∈V to the node j∈V is represented as link (i, j) ∈E. The usable bandwidth capacity of link (i, j) ∈E is represented by c ij .

ノードpからノードqまでのトラヒック需要tpqを表すトラヒック行列は、Q={tpq}と表す。xij pqはリンク(i,j)を通過するトラヒック需要tpqの通過割合を示し、ルーティング変数と呼ばれる。Ulinkはネットワークの混雑割合を示しており、後述する式ではUlinkを最小化するようなルーティング変数の値を求めている。 The traffic matrix representing the traffic demand tpq from the node p to the node q is represented as Q = { tpq }. x ij pq indicates a passing rate of the traffic demand t pq passing through the link (i, j), and is called a routing variable. U link indicates the congestion rate of the network, and a value of a routing variable that minimizes U link is obtained in an equation described later.

本実施の形態で使用される多品種フロー問題と呼ばれる数理計画問題の例を図9の式(1.1)〜式(1.6)に示す。   An example of a mathematical programming problem called a multi-product flow problem used in the present embodiment is shown in equations (1.1) to (1.6) in FIG.

式(1.1) はネットワークの混雑割合を最小化する目的関数を示しており、(1.2)〜(1.6) は制約条件である。式(1.2)及び式(1.3)はフロー保存則を示している。式(1.4)はリンク(i,j)を通過するトラヒックの総和がリンク容量×混雑割合を超えないことを示している。式(1.5)及び(1.6) はルーティング変数xij pqとネットワークの混雑割合Ulinkは値域を示している。 Equation (1.1) shows an objective function that minimizes the congestion rate of the network, and (1.2) to (1.6) are constraints. Equations (1.2) and (1.3) show the flow conservation rule. Equation (1.4) indicates that the sum of traffic passing through link (i, j) does not exceed link capacity × congestion ratio. Equations (1.5) and (1.6) indicate that the routing variable x ij pq and the congestion ratio U link of the network indicate a value range.

経路計算装置200は、上記の数理最適化計算を行うことで、予測可能マクロフローに対する経路を算出する。   The path calculation device 200 calculates the path for the predictable macro flow by performing the above mathematical optimization calculation.

<予測困難マクロフローに対する数理最適化モデル>
予測困難マクロフローに対する数理最適化モデルは、負荷分散フロー問題により定式化される。負荷分散フロー問題による数理最適化モデルは以下のとおりである。
<Mathematical optimization model for macro flow that is difficult to predict>
The mathematical optimization model for hard-to-predict macro flows is formulated by the load balancing flow problem. The mathematical optimization model based on the load distribution flow problem is as follows.

ネットワークは有効グラフG(V,E)で表現する。ここで、Vはノードの集合、Eはリンクの集合を表している。また、ノードi∈Vからノードj∈Vまでのリンクはlink(i,j)∈Eと表す。link(i,j)∈Eの使用可能な帯域の容量はcijと表す。 The network is represented by an effective graph G (V, E). Here, V represents a set of nodes, and E represents a set of links. The link from the node i∈V to the node j∈V is represented as link (i, j) ∈E. The usable bandwidth capacity of link (i, j) ∈E is represented by c ij .

hequarityはノードpからノードqへのトラヒックの公平性を示す。xij pqはノードpからノードqへのリンク(i,j)を通過するトラヒック需要の通過割合を示し,
ルーティング変数と呼ばれる。ノードpからノードqへのトラヒックの通過割合は、トラヒックの公平性から決定する。後述する式(2.1)ではhequarityの和を最小化するようなルーティング変数の値を求めている。すなわち、各ノードのペア(p, q)ごとにトラヒックの公平性を最大化している。
h equarity indicates the fairness of traffic from node p to node q. x ij pq indicates the rate of traffic demand passing through the link (i, j) from node p to node q,
Called routing variables. The traffic passing ratio from the node p to the node q is determined from the fairness of the traffic. In the expression (2.1) described later, the value of the routing variable that minimizes the sum of hequarity is obtained. That is, the fairness of traffic is maximized for each pair (p, q) of each node.

本実施の形態で使用される負荷分散フロー問題の数理計画問題の例を図10の式(2.1)〜式(2.6)に示す。   Examples of the mathematical programming problem of the load distribution flow problem used in the present embodiment are shown in equations (2.1) to (2.6) in FIG.

式(2.1)は通過するトラヒックの公平性を最大化する(不公平性を最小化する)目的関数を示しており,(2.2)〜(2.6)は制約条件である。   Equation (2.1) shows an objective function that maximizes fairness of traffic passing through (minimizes unfairness), and (2.2) to (2.6) are constraints.

式(2.2)及び式(2.3) はフロー保存則を示している。式(2.4)はリンク(i,j)を通過するトラヒックがリンク容量×トラヒックの公平性の割合を超えないことを示している。式(2.5)及び(2.6) はルーティング変数xij pqとネットワークの公平性hequarityの値域を示している。 Equations (2.2) and (2.3) show the flow conservation rule. Equation (2.4) indicates that the traffic passing through link (i, j) does not exceed the ratio of link capacity × traffic fairness of traffic. Equations (2.5) and (2.6) show the range of the routing variable x ij pq and the network fairness hequarity .

経路計算装置200は、上記の数理最適化計算を行うことで、予測困難マクロフローに対する経路を算出する。   The path calculation device 200 calculates the path for the macro flow that is difficult to predict by performing the above mathematical optimization calculation.

(実施の形態の効果)
イベント情報をトラヒック制御に活用することで、イベント等による突発的なトラヒック変動が発生した際にも、輻輳を回避しつつ高効率な経路制御を実現することができる。
(Effects of Embodiment)
By utilizing event information for traffic control, it is possible to realize highly efficient route control while avoiding congestion even when a sudden traffic fluctuation due to an event or the like occurs.

また、イベント情報のヘッダをマクロフロー(任意の5-tupleの組合せ)で柔軟に指定することができるため、あいまいなイベント情報であっても経路制御に活用することができる。例えば、動画配信の情報から、どのユーザが(宛先アドレス)が動画を視聴するかを予測することは困難であるが、本技術では、宛先アドレスを任意という意味の「*」で指定することができるため、このようなあいまいなイベント情報であっても経路制御に活用することができる。   Further, since the header of the event information can be flexibly specified by a macro flow (arbitrary 5-tuple combination), even ambiguous event information can be used for path control. For example, it is difficult to predict which user (destination address) will watch a video from the video distribution information, but in the present technology, it is possible to specify the destination address with "*" meaning arbitrary. Therefore, even such ambiguous event information can be used for route control.

すなわち、従来技術では、トラヒック量の予測が常に正しく行われる前提で経路制御を行っているため、イベント情報を活用するべきかどうかをオペレータが判断する必要があり、そのため、従来技術では、あいまいなイベント情報は全て予測困難に分類され、経路制御の精度を上げることが困難であった。   That is, in the related art, since the route control is performed on the assumption that the traffic volume is always correctly predicted, it is necessary for the operator to determine whether or not to use the event information. All event information is classified as difficult to predict, and it is difficult to improve the accuracy of route control.

それに対し、本実施の形態に係る技術では、イベントで発生するトラヒック量の予測値が幅を持たせて与えられた場合であっても、予測可能として分類するべきか、予測困難として分類するべきかを適切に判断することが可能である。あいまいなイベント情報を予測可能に分類することで、経路制御の精度を上げることが可能となる。なお、本実施の形態では、背景トラヒックの平均と比して、イベントトラヒックの分散が大きいかどうかを判断することで、あいまいさを許容している。図6で示したMacroFlow_List_Exceptionは、あいまい過ぎるイベント情報を除外することで、予測外れによる経路制御の精度の劣化を回避することに寄与している。   On the other hand, in the technology according to the present embodiment, even when the predicted value of the traffic volume generated in the event is given with a certain width, it should be classified as predictable or classified as difficult to predict. Can be appropriately determined. By classifying ambiguous event information in a predictable manner, it is possible to improve the accuracy of route control. In the present embodiment, ambiguity is allowed by determining whether the variance of the event traffic is greater than the average of the background traffic. The MacroFlow_List_Exception shown in FIG. 6 contributes to avoiding deterioration of path control accuracy due to mis-prediction by excluding event information that is too vague.

以上、説明したように、本実施の形態に係る技術により、外部情報としてイベント情報を活用し、トラヒック需要を高精度に予測するとともに、背景トラヒックに基づきイベントトラヒックを高精度に分類することを可能とし、短時間でかつ目標達成度が高い経路制御が実現される。   As described above, the technology according to the present embodiment makes it possible to use event information as external information to predict traffic demand with high accuracy, and to classify event traffic with high accuracy based on background traffic. Thus, a route control with a high degree of achievement of the target in a short time is realized.

また、イベントトラヒックを基準値(例:背景トラヒックの分散)に基づいて分類することで、あいまいなイベント情報も外部情報として幅広く適用可能となる。更に、極端にあいまいなイベント情報の除外や、イベント発生後のイベントトラヒックと予測値の乖離に応じたイベント情報の再分類により、さらに高精度な予測が可能となる。   In addition, by classifying event traffic based on a reference value (eg, variance of background traffic), ambiguous event information can be widely applied as external information. Furthermore, highly accurate prediction is possible by excluding extremely ambiguous event information and re-classifying event information according to the difference between the event traffic after the event has occurred and the predicted value.

(実施の形態のまとめ)
以上、説明したように、本実施の形態により、ネットワークにおけるトラヒックの需要を予測するトラヒック需要予測装置であって、前記ネットワークから収集されたトラヒック情報から、イベント情報に関連しないトラヒックである背景トラヒックを取得する取得手段と、前記イベント情報におけるイベントトラヒックの予測値の分散と、前記背景トラヒックとを比較することにより、当該イベントトラヒックの特性を判定し、特性別のトラヒック需要を算出する特性別トラヒック需要算出手段とを備えることを特徴とするトラヒック需要予測装置が提供される。
(Summary of Embodiment)
As described above, according to the present embodiment, a traffic demand prediction device that predicts a traffic demand in a network, comprising, from traffic information collected from the network, The acquisition means for acquiring, and the variance of the predicted value of the event traffic in the event information, and the background traffic, determine the characteristics of the event traffic, and calculate the traffic demand for each characteristic. A traffic demand prediction device, comprising: a calculation unit.

前記特性別トラヒック需要算出手段は、前記イベント情報におけるイベントトラヒックの予測値と、実際のイベントトラヒックとを比較することにより、前記イベントトラヒックの特性を変更することとしてもよい。   The characteristic traffic demand calculation means may change the characteristic of the event traffic by comparing a predicted value of the event traffic in the event information with actual event traffic.

前記特性は、予測可能又は予測困難であり、前記特性別トラヒック需要算出手段は、前記イベントトラヒックの予測値の分散と前記背景トラヒックとの比較に基づき、前記イベント情報におけるイベントトラヒックの予測が正確であると推定される場合に前記特性を予測可能とし、前記イベント情報におけるイベントトラヒックの予測が正確でないと推定される場合に前記特性を予測困難とすることとしてもよい。   The characteristic is predictable or difficult to predict, and the characteristic-specific traffic demand calculating means is configured to accurately predict the event traffic in the event information based on a comparison between the variance of the predicted value of the event traffic and the background traffic. The characteristic may be predicted when it is estimated that there is, and the characteristic may be difficult to predict when it is estimated that the prediction of the event traffic in the event information is not accurate.

なお、フロー集約装置100は、トラヒック需要予測装置の例である。また、フローデータベース101及びマクロフロー生成部102は、取得手段の例である。また、特性別トラヒック需要算出部103は、特性別トラヒック需要算出手段の例である。   Note that the flow aggregation device 100 is an example of a traffic demand prediction device. The flow database 101 and the macro flow generation unit 102 are examples of an acquisition unit. The traffic demand calculation unit 103 is an example of a traffic demand calculation unit.

以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes may be made within the scope of the present invention described in the appended claims. It is possible.

100 フロー集約装置
200 経路計算装置
300 制御設定装置
401〜403 転送装置
501〜504 端末
101 フローデータベース
102 マクロフロー生成部
103 特性別トラヒック需要算出部
150 ドライブ装置
152 補助記憶装置
153 メモリ装置
154 CPU
155 インタフェース装置
156 表示装置
157 入力装置
Reference Signs List 100 Flow aggregation device 200 Route calculation device 300 Control setting device 401 to 403 Transfer device 501 to 504 Terminal 101 Flow database 102 Macro flow generation unit 103 Traffic demand calculation unit by characteristic 150 Drive device 152 Auxiliary storage device 153 Memory device 154 CPU
155 Interface device 156 Display device 157 Input device

Claims (5)

ネットワークにおけるトラヒックの需要を予測するトラヒック需要予測装置であって、
前記ネットワークから収集されたトラヒック情報から、イベント情報に関連しないトラヒックである背景トラヒックを取得する取得手段と、
前記イベント情報におけるイベントトラヒックの予測値の分散と、前記背景トラヒックの平均とを比較し、前記分散が前記背景トラヒックの平均よりも大きい場合、前記イベントトラヒックの特性を予測困難に分類し、前記分散が前記背景トラヒックの平均よりも小さい場合、前記イベントトラヒックの特性を予測可能に分類し、予測困難と予測可能のそれぞれについて、イベントトラヒック需要を集計することによりトラヒックマトリックスを算出する特性別トラヒック需要算出手段と
を備えることを特徴とするトラヒック需要予測装置。
A traffic demand forecasting device for forecasting traffic demand in a network,
From traffic information collected from the network, an acquisition unit that acquires background traffic that is traffic that is not related to event information,
And the variance of the predicted value of the event traffic in the event information, compares the average of the background traffic, the if the variance is greater than the average of the background traffic, and unpredictable classify characteristics of the event traffic, the dispersion Is smaller than the average of the background traffic, the characteristics of the event traffic are classified as predictable, and for each of the prediction difficult and the predictable, the event traffic demand is totaled to calculate a traffic matrix. And a means for predicting traffic demand.
前記特性別トラヒック需要算出手段は、前記イベント情報におけるイベントトラヒックの予測値と、実際のイベントトラヒックとを比較することにより、前記イベントトラヒックの特性を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載のトラヒック需要予測装置。
The said characteristic traffic demand calculation means changes the characteristic of the said event traffic by comparing the predicted value of the event traffic in the said event information with the actual event traffic. The characteristic of Claim 1 characterized by the above-mentioned. Traffic demand forecasting device.
ネットワークにおけるトラヒックの需要を予測するトラヒック需要予測装置が実行するトラヒック需要予測方法であって、
前記ネットワークから収集されたトラヒック情報から、イベント情報に関連しないトラヒックである背景トラヒックを取得する取得ステップと、
前記イベント情報におけるイベントトラヒックの予測値の分散と、前記背景トラヒックの平均とを比較し、前記分散が前記背景トラヒックの平均よりも大きい場合、前記イベントトラヒックの特性を予測困難に分類し、前記分散が前記背景トラヒックの平均よりも小さい場合、前記イベントトラヒックの特性を予測可能に分類し、予測困難と予測可能のそれぞれについて、イベントトラヒック需要を集計することによりトラヒックマトリックスを算出する特性別トラヒック需要算出ステップと
を備えることを特徴とするトラヒック需要予測方法。
A traffic demand forecasting method executed by a traffic demand forecasting device that forecasts traffic demand in a network,
From traffic information collected from the network, an acquisition step of acquiring background traffic that is traffic not related to event information,
And the variance of the predicted value of the event traffic in the event information, compares the average of the background traffic, the if the variance is greater than the average of the background traffic, and unpredictable classify characteristics of the event traffic, the dispersion Is smaller than the average of the background traffic, the characteristics of the event traffic are classified as predictable, and for each of the prediction difficult and the predictable, the event traffic demand is totaled to calculate a traffic matrix. And a traffic demand forecasting method.
前記特性別トラヒック需要算出ステップにおいて、前記トラヒック需要予測装置は、前記イベント情報におけるイベントトラヒックの予測値と、実際のイベントトラヒックとを比較することにより、前記イベントトラヒックの特性を変更する
ことを特徴とする請求項に記載のトラヒック需要予測方法。
In the characteristic traffic demand calculation step, the traffic demand prediction device changes the characteristic of the event traffic by comparing a predicted value of the event traffic in the event information with actual event traffic. The traffic demand forecasting method according to claim 3 .
コンピュータを、請求項1又は2に記載のトラヒック需要予測装置における各手段として機能させるためのプログラム。 Program for causing a computer to function as each unit in the traffic demand prediction apparatus according to claim 1 or 2.
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