JP6733655B2 - ネットワーク制御装置、ネットワーク制御方法、および、プログラム - Google Patents

Description

本発明はネットワーク制御装置、ネットワーク制御方法、および、プログラムに関し、特に、マルチレイヤネットワークおよびマルチドメインネットワークの制御技術および設計技術に関する。

通信キャリアのネットワークは、複数のレイヤ（ネットワークレイヤ）で構成されている。例えば、統計多重効果によりネットワークリソースを効率良く使えるパケットのレイヤと、長距離・大容量伝送に適した光のレイヤを組み合わせたネットワークが構築されている。パケットのレイヤ技術としては、例えばＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）やＭＰＬＳ−ＴＰ（Multi-Protocol Label Switching-Transport Profile）などが知られている。また、光のレイヤは一般に回線交換型のネットワークであり、代表的な技術としては、ＯＴＮ（Optical Transport Network）が知られている。ＯＴＮは、さらにその内部において、パスの切り替え方法の違いで、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）と、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）のレイヤなどに分かれる。これらのネットワークに対しては、一般に、レイヤごとで独立した制御がなされる。

これに対して、マルチレイヤネットワークの制御を統合する技術が注目されている。その理由は、マルチレイヤネットワークの設定を自動化することで運用コストを削減することができ、また、複数のレイヤの情報を基にリソースをより効率的に利用することで設備コストを削減することができるからである。一例として、特許文献１には、パケットとＷＤＭの２レイヤネットワークにおいて集中的なトポロジ設計によるマルチレイヤパス制御技術が開示されている。

また、特許文献２には、最適なパスを設定できるようにするために、下位レイヤで設定可能なパスの情報をノードまたはリンクの形で抽象化し、上位レイヤのルーティングプロトコルで広告する方法が記載されている。

さらに、特許文献３に記載された技術においては、パケットネットワークと回線交換ネットワークから成るマルチレイヤネットワークにおいて、上位パス（パケットネットワークの論理パス）を流れるトラヒック量の計測結果が取得される。そして、回線交換ネットワークおよびパケットネットワークの経路が計算され、一部の下位リンクにトラヒックが集中することで輻輳が発生した場合、その下位リンクを回避する経路が計算される。特許文献４には、起点ノードと宛先ノードとの間の接続を短時間で確立するための技術が記載されており、特許文献５には、目的地ノードに対する新しい経路を生成するための技術が記載されている。

特開２００８−２１１５５１号公報 米国特許第７８８９６７５号明細書 特開２００６−０１３９２６号公報 特開平１０−０７０５７１号公報 特表２００７−５３０９６７号公報

上記特許文献の全開示内容は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。以下の分析は、本発明者によってなされたものである。

上述したマルチレイヤネットワークの制御統合技術では、上位レイヤネットワークでパス経路を探索する場合、下位レイヤでパス設定済の区間のリンクのみが考慮される。例えば、先に述べたマルチレイヤネットワークでは、パスとリンクとが入れ子状の構成となる。すなわち、下位レイヤネットワークでは、下位レイヤのノード、ポート、リンクをネットワークリソースとして利用してパスを設定する。上位レイヤネットワークでは、下位レイヤで設定済のパスがノード間のリンクとして扱われ、これにノードとポートの情報を加えたものが上位レイヤのネットワークリソースとなり、これを利用して上位レイヤのパスを設定する。

当技術では、例えば、下位レイヤのパスを追加で設定し、上位レイヤのリンクを増やせば、さらに低遅延な上位レイヤのパスが設定できるような場合であっても、上位レイヤはネットワーク全体がそのような状態にあることを知ることができない。このため、上位レイヤでは下位レイヤのパスが設定済みで、上位レイヤのリンクとして既に存在するリソースのみを使わざるを得ない。特許文献１によるマルチレイヤパス制御方法でも、上位レイヤにおいて、未設定なリンクの追加を考慮して上位レイヤのパスを計算・設定することはできない。

特許文献２に記載された、下位レイヤで設定可能なパスの情報をノードまたはリンクの形で抽象化し、上位レイヤのルーティングプロトコルで広告する方法によると、このようなケースにおいても最適なパスを設定することが可能となる。しかしながら、特許文献２の方法によると、広告された下位レイヤのリソース情報を含めても、帯域や遅延などの要求を満たすような上位レイヤのパスが計算できない場合は、パスの設定に失敗することになる。これは、上位レイヤにおいて求められるパスの要件が適切に下位レイヤへ伝えられないことに起因する。

また、特許文献３乃至５に記載された技術によっても、かかる問題を解消することはできない。

そこで、上位レイヤが下位レイヤから所望のリソースの供給を受けられるようにすることが課題となる。本発明の目的は、かかる課題解決に寄与するネットワーク制御装置、ネットワーク制御方法、および、プログラムを提供することにある。

本発明の第１の態様に係るネットワーク制御装置は、上位レイヤネットワークに含まれるノードのポート間を接続する要求を受け付けるデータベースと、下位レイヤネットワークを介して前記ポート間を接続するリンクと前記リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持する階層制御部とを備えている。前記データベースは、前記上位レイヤネットワークに含まれるノード間のフローであって、前記リンクおよび前記性能に応じて選択されたフローを受け付ける。前記階層制御部は、前記フローの経路に前記リンクが含まれる場合、前記リンクに対応するパスを前記下位レイヤネットワークに設定する。

本発明の第２の態様に係るネットワーク制御方法は、ネットワーク制御装置が、上位レイヤネットワークに含まれるノードのポート間を接続する要求を受け付けるステップと、下位レイヤネットワークを介して前記ポート間を接続するリンクと前記リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持するステップと、前記上位レイヤネットワークに含まれるノード間のフローであって、前記リンクおよび前記性能に応じて選択されたフローを受け付けるステップと、前記フローの経路に前記リンクが含まれる場合、前記リンクに対応するパスを前記下位レイヤネットワークに設定するステップと、を含む。

本発明の第３の態様に係るプログラムは、上位レイヤネットワークに含まれるノードのポート間を接続する要求を受け付ける処理と、下位レイヤネットワークを介して前記ポート間を接続するリンクと前記リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持する処理と、前記上位レイヤネットワークに含まれるノード間のフローであって、前記リンクおよび前記性能に応じて選択されたフローを受け付ける処理と、前記フローの経路に前記リンクが含まれる場合、前記リンクに対応するパスを前記下位レイヤネットワークに設定する処理と、をコンピュータに実行させる。なお、プログラムは、非一時的なコンピュータ可読記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されたプログラム製品として提供することもできる。

本発明に係るネットワーク制御装置、ネットワーク制御方法、および、プログラムによると、上位レイヤは下位レイヤから所望のリソースの供給を受けることができる。

一実施形態に係るネットワーク制御装置の構成を例示するブロック図である。 第１の実施形態に係るネットワーク制御装置の構成を例示するブロック図である。 第１の実施形態に係るネットワーク制御装置の階層制御部の構成を例示するブロック図である。 第１の実施形態に係るネットワーク制御装置の仮想ネットワーク情報管理部の構成を例示するブロック図である。 第１の実施形態に係るネットワーク制御装置の動作を説明するためのマルチレイヤネットワークの構成を例示する図である。 第１の実施形態に係るネットワーク制御装置の潜在リンク作成動作（ユーザ向けＮＷＤＢが保持する情報を作成する動作）を例示するフローチャートである。 図６のフローに従ってユーザ向けＮＷＤＢの情報を作成した後の各ＮＷＤＢが保持する情報を説明するための図である。 図６のフローに従ってユーザ向けＮＷＤＢの情報を作成した後のユーザ向けＮＷＤＢのデータ構成を例示する図である。 図６のフローに従ってユーザ向けＮＷＤＢの情報を作成した後の上位レイヤＮＷＤＢのデータ構成を例示する図である。 図６のフローに従ってユーザ向けＮＷＤＢの情報を作成した後の下位レイヤＮＷＤＢのデータ構成を例示する図である。 第１の実施形態に係るネットワーク制御装置のレイヤ境界情報管理部が有するレイヤ境界情報を例示する図である。 第１の実施形態に係るネットワーク制御装置におけるフロー設定動作を例示するフローチャートである。 図１２のフローに従ってフローを設定した後の各ＮＷＤＢ情報が保持する情報を説明するための図である。 図１２のフローに従ってフローを設定した後のユーザ向けＮＷＤＢのデータ構成を例示する図である。 図１２のフローに従ってフローを設定した後の上位レイヤＮＷＤＢのデータ構成を例示する図である。 図１２のフローに従ってフローを設定した後の下位レイヤＮＷＤＢのデータ構成を例示する図である。 第２の実施形態に係るネットワーク制御装置の潜在リンク更新動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係るネットワーク制御装置の潜在リンク更新動作を示すフローチャートである。 第５実施形態に係るネットワーク制御装置の構成を例示するブロック図である。 第５の実施形態に係るネットワーク制御装置による各ユーザ向けＮＷＤＢ情報の作成動作を例示するフローチャートである。 第５の実施形態に係るネットワーク制御装置のフロー設定動作を例示するフローチャートである。

はじめに、一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、図面に示されたブロック間の矢印は信号の方向の例を示すものであり、信号の方向を限定しない。

図１は、一実施形態に係るネットワーク制御装置１の構成を例示するブロック図である。図１を参照すると、ネットワーク制御装置１は、データベース２と階層制御部３を備えている。一実施形態の動作は、図１３に例示される。

データベース２は、上位レイヤネットワークに含まれるノードのポート間（例えば、図１３のポートＰ８０２、Ｐ８０３間、ポートＰ８０４、Ｐ８０５間、ポートＰ８０１、Ｐ８０６間）を接続する要求を受け付ける。階層制御部３は、下位レイヤネットワークを介して前記ポート間を接続するリンク（例えば、図１３のリンクＬ９０１〜Ｌ９０３）と前記リンクの性能（例えば、リンクの帯域、遅延など）を求めるとともに関連付けて保持する。さらに、データベース２は、上位レイヤネットワークに含まれるノード間のフローであって、前記リンクおよび前記性能に応じて選択されたフローを受け付ける。階層制御部３は、前記フローの経路に前記リンク（例えば、図１３のリンクＬ９０１、Ｌ９０２）が含まれる場合、前記リンクに対応するフローを下位レイヤネットワークに設定する。

すなわち、一実施形態のネットワーク制御装置１は、複数レイヤのネットワークから成るマルチレイヤネットワークを制御する際、以下の手順を実施する。すなわち、ネットワーク制御装置１は、下位レイヤネットワークのトポロジ情報と、ユーザから提示される上位レイヤネットワークに含まれるノードのポート間を接続する要求と、に基づいて上位レイヤネットワークにおけるリンクを生成する。以下では、ユーザから提示される上位レイヤネットワークに含まれるノードのポート間を接続する要求を「潜在リンク要求」といい、潜在リンク要求に基づいて生成されたリンクを「潜在リンク」という。生成されたリンクは、例えば、図１３のリンクＬ９０１〜Ｌ９０３である。上位レイヤネットワークで与えられた経路（例えば、図１３のフローＦ７０１）に少なくとも１つの潜在リンク（例えば、図１３の潜在リンクＬ９０１、Ｌ９０２）が含まれる場合には、当該潜在リンクに対応する下位レイヤ経路（図１３のリンクＬ６０１、Ｌ６０２）を下位レイヤネットワークに設定する。

本実施形態によれば、上位レイヤは事前に自らが望むリソース（リンク）の要件を下位レイヤに伝えることができる。下位レイヤに対してリソースを設計・準備するために必要な情報を事前に与えることにより、上位レイヤはつねに所望のリソースの供給が受けられるようになる。また、下位レイヤは複数の上位レイヤから、個々が望むリソースの要件を収集し、これらを総合してパス設計を行うことで、リソース割り当てを最適化することができる。

次に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。後述する本発明の実施形態によれば、下位レイヤネットワークのトポロジ情報に基づき、上位レイヤネットワークに対して事前に指定された要件を満たす潜在リンク情報が提供される。上位レイヤネットワークは、自レイヤのトポロジ情報に、下位レイヤから提供される潜在リンク情報を加えたトポロジを用いてパスを計算する。これにより、下位レイヤから上位レイヤに対して提供可能なリソース情報も考慮に入れたパスの設計および設定を効率良く行うことができる。以下、「マルチレイヤネットワーク制御」を「マルチレイヤ制御」と簡略化し、「フロー」という用語を「パス」と同義に用いて、本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜実施形態１＞
本発明の第１実施形態では、２レイヤからなるマルチレイヤネットワークを制御する制御装置の構成および動作について詳細に説明する。

［構成］
図２において、本実施形態によるネットワーク制御装置１０は、ユーザによるユーザ要求部２０からのフロー要求に従って、下位レイヤネットワーク３１および上位レイヤネットワーク３２を制御する。ネットワーク制御装置１０は、ユーザ向けネットワークデータベース（ＮＷＤＢ：Network Database）１０１、上位レイヤＮＷＤＢ１０２、下位レイヤＮＷＤＢ１０３および階層制御部１０４を有する。さらに、ネットワーク制御装置１０は、上位レイヤ制御部１０５および下位レイヤ制御部１０６を有する。上位レイヤ制御部１０５および下位レイヤ制御部１０６は、上位レイヤＮＷＤＢ１０２および下位レイヤＮＷＤＢ１０３におけるそれぞれの情報変更に従って上位レイヤネットワーク３２および下位レイヤネットワーク３１をそれぞれ制御する。なお、ここで、ユーザの代わりに、以降の説明で記述される役割を果たす計算機上で実行されるプログラムまたはプログラム群を用いてもよい。また、以降では単一のユーザを対象として説明するが、ユーザは複数存在しても構わない。

ユーザ向けＮＷＤＢ１０１はユーザ要求部２０からアクセスされ、ユーザが利用可能なリソース情報を格納する。上位レイヤＮＷＤＢ１０２は、上位レイヤネットワーク３２の情報を保持する。一方、下位レイヤＮＷＤＢ１０３は、下位レイヤネットワーク３１の情報を保持する。各ＮＷＤＢは、ノード、ポート、リンクを含むトポロジ情報と、そこに設定されるフロー（パス相当）情報とを含むネットワーク情報を保持する。

階層制御部１０４は、後述するように、下位レイヤＮＷＤＢ１０３におけるフロー情報に基づいてユーザ向けＮＷＤＢ１０１および上位レイヤＮＷＤＢ１０２のリンクへの変換、潜在リンクの生成、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１への登録等の制御を実行する。

図３に示すように、階層制御部１０４は、外部のデータベースである、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１、上位レイヤＮＷＤＢ１０２及び下位レイヤＮＷＤＢ１０３へのアクセス、情報の取得または更新を、外部ＤＢアクセス部２０２を通して実行する。さらに、階層制御部１０４は、仮想ネットワーク情報管理部２０３と、レイヤ境界情報管理部２０４と、ＤＢ情報間対応管理部２０５と、パス計算部２０６とを有する。仮想ネットワーク情報管理部２０３は、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１の潜在リンク情報および仮想ポート情報を作成してそれらの情報を管理する。レイヤ境界情報管理部２０４は、上位レイヤと下位レイヤとのレイヤ境界を管理する。ＤＢ情報間対応管理部２０５は、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１、上位レイヤＮＷＤＢ１０２および下位レイヤＮＷＤＢ１０３に格納された情報の対応を管理する。パス計算部２０６は、ＮＷＤＢのトポロジ情報を基に経路計算を行う。

図４に示すように、仮想ネットワーク情報管理部２０３は、パス計算スケジューラ３０１と、パス計算要求ＤＢ３０２と、潜在リンクＤＢ３０３を有する。パス計算スケジューラ３０１は、パス計算イベントを管理する。パス計算要求ＤＢ３０２は、潜在リンク要求の情報を格納する。潜在リンクＤＢ３０３は、潜在リンク要求に応じて計算したパスと潜在リンクの対応関係を保持する。

なお、階層制御部１０４は、ネットワーク制御装置１０の図示しないメモリに格納されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）等のコンピュータ上で実行することにより、同等の機能を実現することもできる。

以下、図５に例示するマルチレイヤネットワークを参照しながら、本実施形態によるネットワーク制御装置１０の動作について説明する。

「マルチレイヤネットワークの構成例」
図５に示すように、マルチレイヤネットワークは、下位レイヤネットワーク３１、上位レイヤネットワーク３２、および、レイヤ境界４０を含むものとする。具体的には、上位レイヤネットワーク３２は、ノードＮ１１〜Ｎ１３とポートＰ３０１〜Ｐ３１０とを有する。一方、下位レイヤネットワーク３１は、ノードＮ２１〜Ｎ２３と、ポートＰ４０１〜Ｐ４１２と、リンクＬ６０１〜Ｌ６０３とを有する。

さらに、レイヤ境界４０は、境界コネクションＢ５０１〜Ｂ５０６を有する。境界コネクションＢ５０１〜Ｂ５０６は、ポート間を接続するリンクである。境界コネクションＢ５０１は、ポートＰ３０５とＰ４０１とを接続する。境界コネクションＢ５０２は、ポートＰ３０６とＰ４０２とを接続する。境界コネクションＢ５０３は、ポートＰ３０７とＰ４０３とを接続する。境界コネクションＢ５０４は、ポートＰ３０８とＰ４０４とを接続する。境界コネクションＢ５０５は、ポートＰ３０９とＰ４０５とを接続する。境界コネクションＢ５０６は、ポートＰ３１０とＰ４０６を接続する。

ネットワーク制御装置１０の上位レイヤ制御部１０５および下位レイヤ制御部１０６は、図５における上位レイヤネットワーク３２の情報と下位レイヤネットワーク３１の情報とをそれぞれのネットワークから取得する。さらに、上位レイヤ制御部１０５および下位レイヤ制御部１０６は、上位レイヤＮＷＤＢ１０２と下位レイヤＮＷＤＢ１０３とにそれぞれノード、ポートおよびリンクに関する情報を登録しているものとする。また、レイヤ境界４０の情報は、予め階層制御部１０４のレイヤ境界情報管理部２０４に設定されているものとする。

［動作］
以下、ネットワーク制御装置１０の潜在リンク作成動作と、フロー設定動作について図６〜図１６を参照しながら詳細に説明する。潜在リンクは、例えば、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１に作成される。

「潜在リンク作成動作」
図６において、まず、階層制御部１０４の仮想ネットワーク情報管理部２０３は、外部ＤＢアクセス部２０２を通して上位レイヤＮＷＤＢ１０２から上位レイヤのトポロジ情報を取り込み、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１へコピーする（ステップＳ３０１）。このとき、レイヤ境界４０に設定されているポートはコピーしない。

続いて、ユーザはユーザ要求部２０を介してユーザ向けＮＷＤＢ１０１内に潜在リンク要求を作成する（ステップＳ３０２）。潜在リンク要求は、２つの仮想ポートと関連付けられ、両仮想ポートを接続し得る潜在リンクに関する要件を記述する。要件の例として、帯域、遅延、信頼性、優先度などが挙げられる。ユーザは潜在リンク要求を作成するために必要な仮想ポートも作成する。このとき、ユーザは、少なくとも、仮想ポートの位置、すなわち、仮想ポートが関連付けられるノードと仮想ポートの数を指定する。仮想ネットワーク情報管理部２０３は、外部ＤＢアクセス部２０２を介してユーザ向けＮＷＤＢ１０１に追加された潜在リンク要求を取得する。これは、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１から外部ＤＢアクセス部２０２に対するコールバックまたはメッセージ通知によって行われる。あるいは、外部ＤＢアクセス部２０２によるユーザ向けＮＷＤＢ１０１に対するポーリングによって行われる。仮想ネットワーク情報管理部２０３は、取得した潜在リンク要求をパス計算要求ＤＢ３０２に記録する。

続いて、仮想ネットワーク情報管理部２０３は、作成した仮想ポート同士を結ぶリンクの接続可能性の確認と潜在リンクの作成を行う（ステップＳ３０３）。パス計算スケジューラ３０１はパス計算要求ＤＢ３０２内の潜在リンク要求から、パス計算要求を生成する。このとき、先のステップでパス計算要求ＤＢ３０２に記録された潜在リンク要求はそれぞれ、２つの仮想ポートを指定の要件で接続するパスの要求として読み替えられる。これらのパス計算要求には、先のステップで追加された潜在リンク要求の他、それ以前からユーザ向けＮＷＤＢ１０１および、パス計算要求ＤＢ３０２に格納されていた潜在リンク要求に対するパス計算要求が含まれていても構わない。各パス計算要求は、対応する潜在リンク要求を一意に特定可能な情報（例えば、潜在リンク要求の識別子など）を有する。

パス計算スケジューラ３０１は、これらのパス計算要求に対するパス計算を行う時刻を決定する。この時刻は、即時、または、現在からある時間経過後となる。現在からある時間経過後にパス計算を行う場合、その経過時間は、事前にプログラムされ、あるいは設定または指定された値に基づいて固定的または動的に決定されても構わない。あるいは、ネットワーク制御装置１０の負荷状況などを考慮して、経過時間が決定されても構わない。また、ステップＳ３０２で作成される潜在リンク要求のパラメータとして、時刻、時間、または、これらを導出するために用いられる情報を付与し、その情報に基づいて経過時間を決定しても構わない。

パス計算スケジューラ３０１は、所定の時刻にパス計算要求をパス計算部２０６へ渡す。パス計算部２０６は、パス計算スケジューラ３０１から渡されたパス計算要求に対してパス計算を行う。パス計算部２０６はパスの計算をＣＳＰＦ（Constrained Shortest Path First）、遺伝法などのヒューリスティック法、数理計画法、あるいはその他のパス計算アルゴリズムを用いて行う。また、パス計算部２０６は、パス計算の中で、潜在リンクの接続可能性を確認する。接続可能性の確認では、潜在リンクの端点として指定されている仮想ポートに対応する上位レイヤのポートが、下位レイヤのポートと物理的に接続されていることを確認する。これはレイヤ境界情報管理部２０４に記録されている情報を参照して確認される。

例えば、図５のノードＮ１１とＮ１２は接続可能である。ノードＮ１１のポートＰ３０５またはＰ３０６は、ノードＮ２１のポートＰ４０１またはＰ４０２と境界コネクションＢ５０１またはＢ５０２で接続されている。同様に、ノードＮ１２も、ノードＮ２２と境界コネクションＢ５０３またはＢ５０４で接続されている。このとき、ノードＮ２１からノードＮ２２までにパスが設定可能ならば、ノードＮ１１およびＮ１２間には潜在リンクを設定することができる。

ここで、物理的に接続されているとは、文字通り物理的に接続されていることを意味する。なお、上下レイヤのポートが１以上の切換え可能なスイッチなどの装置を挟んで物理的に接続されている場合、同装置内で両ポート間が短絡されていないときでも、同装置の切換え制御により両ポート間を短絡することができるならば、接続可能と判定される。

パス計算部２０６は、パス計算の結果を仮想ネットワーク情報管理部２０３へ渡す。各パス計算の結果は、対応するパス計算要求、または、そのパス計算要求が対応する潜在リンク要求を一意に特定可能な情報を有する。仮想ネットワーク情報管理部２０３は、パス計算部２０６から受け取ったパス計算結果をパス計算要求ＤＢ３０２内の潜在リンク要求と照合する。また、潜在リンク要求に対応する潜在リンク情報を作成し、それとパス計算結果の組み合わせを潜在リンクＤＢ３０３へ格納する。ここで潜在リンク情報は、潜在リンク要求を一意に特定可能な情報に加え、潜在リンク要求で指定された仮想ポート間を同パスで接続する場合のリンクの諸元（帯域、遅延、信頼性、優先度などの性能）を有する。この諸元値は、パスの諸元をそのまま使用しても構わないし、パスの諸元を加工して（帯域の値をパスの帯域よりも小さくする、遅延の値をパスの遅延よりも大きくする、など）得られる値を用いても構わない。なお、パス計算部２０６によってパスが発見されなかった潜在リンクに対しては、パスの情報に代えて、パスが存在しない旨を示す情報とともに潜在リンクを潜在リンクＤＢ３０３へ格納する。あるいは、当潜在リンクを格納しないことによって、潜在リンクが存在しないことを表現してもよい。

続いて、潜在リンク情報をユーザ向けＮＷＤＢ１０１へ追加するために、パス計算スケジューラ３０１または潜在リンクＤＢ３０３は、外部ＤＢアクセス部２０２を介してユーザ向けＮＷＤＢ１０１に潜在リンクの情報を通知する（ステップＳ３０３）。本通知には、潜在リンクの諸元および、対応する潜在リンク要求を一意に特定可能な情報が含まれる。

潜在リンクは、ステップＳ３０１において付与された仮想ポート間を繋ぐリンクとして、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１内に記録される。ただし、潜在リンクは通常のリンクとは異なり、実際には設定されていないリンクであるため、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１には、両者の違いを判別するための情報が含まれる。

以上により、例えば、図５に示すマルチレイヤネットワークにおいて、３つのノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３の間で、フルメッシュ状に潜在リンク要求がある場合の、階層制御部１０４に格納される情報が、図７に示される。すなわち、階層制御部１０４は、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１に上位レイヤのノードに関する情報と、その間の接続可能な潜在リンクに関する情報とを格納する。ここでは、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１に、ノードＮ１１〜Ｎ１３と、各ノードにおける点線の円で示す仮想ポートＰ８０１〜Ｐ８０６と、点線で示す潜在リンクＬ９０１〜Ｌ９０３と、が格納される。

図８は、図５のマルチレイヤネットワークにおけるユーザ向けＮＷＤＢ１０１の具体的なデータ構成を示す。

図８に示すように、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１には、ノード情報１０１Ａ、ポート情報１０１Ｂおよびリンク情報１０１Ｃというトポロジ情報が登録されている。ノード情報１０１Ａは各ノードの識別情報を示す。ポート情報１０１Ｂの"Assigned"は、仮想ポートであるかどうかを示す情報であり、TRUEであれば仮想ポートではなく実在のポート、FALSEであれば仮想ポートであることを示す。リンク情報１０１Ｃの"Established"は、リンクが潜在リンクであるかを示す情報であり、TRUEであれば下位レイヤネットワークに実際にフローが設定されている設定済リンク、FALSEであれば潜在リンクであることを示す。また、リンクの遅延（Delay）には、階層制御部１０４が各潜在リンク作成時に計算した経路上のリンク遅延の総和がメトリック情報として登録される。すなわち、遅延（Delay）は、当該区間に下位レイヤのフローを設定してリンクを作成した場合に生じるリンク遅延を表す。

図９および図１０は、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１の作成時の上位レイヤＮＷＤＢ１０２と下位レイヤＮＷＤＢ１０３とのトポロジ情報を示す。図９に示す上位レイヤＮＷＤＢ１０２には、下位レイヤネットワークにフローがないためリンクはなく、ノード情報１０２Ａおよびポート情報１０２Ｂのみが登録されている。ただし、ネットワークの構成によっては、レイヤ境界でないポート同士を接続するリンクが登録される場合もある。この場合は、リンクも含めた上位レイヤＮＷＤＢ１０２のトポロジ情報がユーザ向けＮＷＤＢ１０１へコピーされる。

図１０に示す下位レイヤＮＷＤＢ１０３には、ノード情報１０３Ａ、ポート情報１０３Ｂ、リンク情報１０３Ｃというトポロジ情報が登録されている。リンク情報１０３Ｃの遅延情報（Delay）は、例えばリンクの物理的な距離に基づく伝搬遅延であり、下位レイヤ制御部１０６により登録される。なお、下位レイヤＮＷＤＢ１０３にはフローが登録されていないが、ネットワークの初期状態によってはフローが登録されている場合もある。この場合は、各フローに対応する設定済のリンクを作成してから潜在リンク作成の動作を行う。

図１１は、階層制御部１０４のレイヤ境界情報管理部２０４が保持するレイヤ境界４０のデータ構成を示す。

なお、各ＮＷＤＢにおけるノード、ポート、リンクおよびフローの情報は、上述したものに限定されない。例えば、各ポートに最大帯域と残り帯域、フローに確保する帯域情報を追加してもよいし、リンクの遅延以外に経路計算のためのコスト情報をメトリック情報として追加してもよい。また、例えば、制御するネットワークが光レイヤのネットワークであれば、ポートに利用可能リソース情報と空リソース情報を追加してもよい。リソース情報とは、ＷＤＭレイヤでは波長、ＴＤＭレイヤではタイムスロット、パケット交換に基づくレイヤでは、ヘッダ内のフロー識別情報（ＭＰＬＳではシムヘッダ内のラベル、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）ではＶＩＤ（VLAN Identifier）、OpenFlowではマッチング可能なタプルの組み合わせ、など）に対応する。

「フロー設定動作」
次に、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１にフローが追加された場合のネットワーク制御装置１０の動作を図１２〜図１６を参照しつつ説明する。

まず、ユーザ要求部２０は、図８に例示するユーザ向けＮＷＤＢ１０１のトポロジ情報を参照し、設定しようとするフローの要求条件を基にフローの経路計算を行う。ここでは、フローの要求条件として、ノードＮ１１のポートＰ３０１からノードＮ１３のポートＰ３０４の間のフロー（図７参照）を遅延最小で要求するものとする。ノードＮ１１からノードＮ１３までのフローの経路候補としては、図７に２つの経路が示される。すなわち、経路候補には、リンクＬ９０１（遅延100msec）とＬ９０２（遅延100msec）を経由する第１経路（合計遅延200msec）と、リンクＬ９０３（遅延300msec）を経由する第２経路（合計遅延300msec）とがある。この場合、第１経路の遅延の方が小さいため、ユーザ要求部２０は第１経路（Ｌ９０１−Ｌ９０２）を選択する。遅延最小の経路を計算するアルゴリズムとして、特に限定されないが、例えば遅延をリンクのコストと見なしたダイクストラアルゴリズムが考えられる。

図１２において、ユーザ要求部２０は、選択した第１経路（Ｌ９０１−Ｌ９０２）を持つフローＦ７０１をユーザ向けＮＷＤＢ１０１に登録する（ステップＳ４０１）。ユーザ向けＮＷＤＢ１０１におけるフローＦ７０１は図１３に模式的に示されている。このとき、図１４に示すユーザ向けＮＷＤＢ１０１におけるフロー情報１０１ＤのStatusは「設定中」としておく。

ユーザ要求部２０からユーザ向けＮＷＤＢ１０１に対してフローＦ７０１が登録されると、階層制御部１０４は、当該フローＦ７０１の経路に潜在リンクが含まれるか否かを確認する（ステップＳ４０２）。この例では、フローＦ７０１には２つの潜在リンクＬ９０１およびＬ９０２が含まれる。

潜在リンクが含まれていれば（ステップＳ４０２のＹｅｓ）、階層制御部１０４は、まず１つの潜在リンク（ここでは潜在リンクＬ９０１）に対応するフローを下位レイヤＮＷＤＢ１０３に登録する（ステップＳ４０３）。具体的には、図１３を参照すると、潜在リンクＬ９０１に対応する下位レイヤの経路は、ノードＮ２１とＮ２２との間のリンクＬ６０１を通る経路である。ここで、フローの端点としてレイヤ境界４０に含まれるノードＮ２１のポートＰ４０２とノードＮ２２のポートＰ４０３とが選択されたものとする。したがって、階層制御部１０４は、図１６に示すように、下位レイヤＮＷＤＢ１０３に対し、リンクＬ６０１を経路としポートＰ４０２とポートＰ４０３とを端点とするフローＦ７０３を登録する。ただし、この時点ではフローＦ７０３のStatusは「設定中」としておく。

下位レイヤＮＷＤＢ１０３にフローＦ７０３が登録されると、下位レイヤ制御部１０６は登録されたフローＦ７０３の情報に従って下位レイヤネットワーク３１の各ネットワーク装置に実際にフローを設定する（ステップＳ４０４）。フロー設定が完了すると、下位レイヤ制御部１０６は、図１６に示すように、下位レイヤＮＷＤＢ１０３におけるフローＦ７０３のStatusを「設定済」に変更する。

下位レイヤ制御部１０６によるフロー設定が完了すると、階層制御部１０４は、設定したフローＦ７０３に対応するユーザ向けＮＷＤＢ１０１における潜在リンクを「設定済」に変更する（ステップＳ４０５）。具体的には、図１４に示すように、潜在リンクＬ９０１のEstablished（設定済）を"TRUE"に変更する。また、潜在リンクＬ９０１の端点の仮想ポートＰ８０２およびＰ８０３と、上位レイヤＮＷＤＢ１０２のポートとの対応づけも併せて行う。下位レイヤＮＷＤＢ１０３のフローＦ７０３の端点ポートはノードＮ２１のポートＰ４０２とノードＮ２２のポートＰ４０３である。このため、図１１に示すレイヤ境界情報を参照することで、これらのポートに対応する上位レイヤネットワーク３２のポートは、それぞれポートＰ３０６およびＰ３０７であることがわかる。したがって、ＤＢ情報間対応管理部２０５は、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１の仮想ポートＰ８０２に上位レイヤＮＷＤＢ１０２のノードＮ１１のポートＰ３０６を対応させる。ＤＢ情報間対応管理部２０５は、さらに、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１の仮想ポートＰ８０３に上位レイヤＮＷＤＢ１０２のノードＮ１２のポートＰ３０７を対応させ、これらのポートの対応関係を保持する。階層制御部１０４の仮想ネットワーク情報管理部２０３は、図１４に示すように、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１のポート情報１０１Ｂにおける仮想ポートＰ８０２およびＰ８０３のAssignedをそれぞれ"TRUE"に変更する。

続いて、階層制御部１０４は、ステップＳ４０５で設定済に変更したユーザ向けＮＷＤＢ１０１のリンクを上位レイヤＮＷＤＢ１０２にリンクとして登録する（ステップＳ４０６）。具体的には、先に保持したＤＢ情報間対応を基に、上位レイヤＮＷＤＢ１０２のポートＰ３０６とＰ３０７との間にユーザ向けＮＷＤＢ１０１のリンクＬ９０１に対応するリンクＬ００１を登録する。その際、遅延などリンクの他の情報も併せてコピーする。また、ＤＢ情報間対応管理部２０５は、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１のリンクＬ９０１と上位レイヤＮＷＤＢ１０２のリンクＬ００１との対応関係もＤＢ情報間対応として保持する。

上位レイヤＮＷＤＢ１０２へのリンク登録が終わると、階層制御部１０４は、潜在リンクの再計算を行う（ステップＳ４０７）。具体的には、上位レイヤネットワーク３２のノードのうち、ここまでのリンク・フロー設定によってレイヤ境界のポートすべてにリンクが設定されたノードを、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１の仮想ポート作成対象ノードから除外する。これにより除外されたノードの仮想ポートおよび潜在リンクもユーザ向けＮＷＤＢ１０１から削除される。逆に、上位レイヤにてリンクの設定されていないレイヤ境界のポートがあるにも拘わらず、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１に仮想ポートのないノードがあれば、仮想ポートおよび潜在リンクを追加する。例えば、潜在リンクをフルメッシュで作成している場合、そのノードを含むすべての仮想ポート作成対象ノードに仮想ポートを追加し、図６のステップＳ３０３と同様の動作により、潜在リンクの作成を行う。仮に、この潜在リンク再配置によりユーザ向けＮＷＤＢ１０１へ登録されたフローが通る潜在リンクがなくなれば、フローの設定失敗となるため、フローのStatus情報を設定失敗に変更する。
この場合、例えば、ユーザ要求部２０が、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１のトポロジ情報を用いて、別の経路にフローを設定し直す。

階層制御部１０４は、以上のステップＳ４０３〜Ｓ４０７を、最初にユーザ向けＮＷＤＢ１０１へ登録されたフローが経由するすべての潜在リンクに対して行う（ステップＳ４０８）。上述したように、フローＦ７０１に含まれる２つの潜在リンクＬ９０１およびＬ９０２のうち潜在リンクＬ９０１に対しての処理は完了したが、他方の潜在リンクＬ９０２が残っている（ステップＳ４０８のＮｏ）。したがって、潜在リンクＬ９０２に対して、上記ステップＳ４０３〜Ｓ４０７を実行する。

すべての潜在リンクに対してパス設定が完了した場合（ステップＳ４０８のＹｅｓ）、または、フローＦ７０１の経路に潜在リンクが含まれない場合（ステップＳ４０２のＮｏ）、階層制御部１０４は、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１へ登録されたフローの情報を上位レイヤＮＷＤＢ１０２へコピーする（ステップＳ４０９）。この例では、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１におけるフローＦ７０１の情報がコピーされ、上位レイヤＮＷＤＢ１０２のフロー情報１０２ＤにフローＦ７０２として登録されるが、図１５に示すフローＦ７０２のStatusは「設定中」とされる。

上位レイヤＮＷＤＢ１０２にフローが登録されると、上位レイヤ制御部１０５が登録されたフローＦ７０２の情報に従い、上位レイヤネットワーク３２の各ネットワーク装置に実際にフローを設定する（ステップＳ４１０）。設定が完了すると、上位レイヤ制御部１０５は、図１５に示すように、上位レイヤＮＷＤＢ１０２のフローＦ７０２のStatus情報を「設定済」に変更する。階層制御部１０４は、この変更を検出すると、図１４に示すように、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１におけるフローＦ７０１のStatusを「設定済」に変更する。ユーザ要求部２０は、このユーザ向けＮＷＤＢ１０１のフロー情報変更により、フロー設定完了を知ることができる。

以上の動作により、階層制御部１０４は、図１３に示すように、下位レイヤネットワーク３１および上位レイヤネットワーク３２に必要なフローの設定を行う。上述したように、図１３に示すユーザ向けＮＷＤＢ１０１、上位レイヤＮＷＤＢ１０２および下位レイヤＮＷＤＢ１０３のそれぞれのデータ構成が図１４、図１５および図１６に例示されている。

図１４に示すユーザ向けＮＷＤＢ１０１では、トポロジ情報（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）に加えて、フロー情報１０１Ｄが追加されている。また、設定済になったリンクのEstablished情報が"TRUE"に、上位レイヤネットワークのポートと対応づけられたポートのAssigned情報が"TRUE"になっている。このようにユーザ向けＮＷＤＢ１０１にフローが追加された場合、ネットワーク制御装置１０が下位レイヤネットワーク３１、上位レイヤネットワーク３２のそれぞれに必要な設定を行う。

図１５に示す上位レイヤＮＷＤＢ１０２では、下位レイヤネットワーク３１にフローが設定されたためにリンクＬ００１、Ｌ００２が追加されている。また、設定されたフローの情報も追加されている。

図１６に示す下位レイヤＮＷＤＢ１０３では、トポロジ情報（１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ）に加え、フロー情報１０３Ｄが追加されている。Pathには、フローの経路情報が、経由するリンクのリストの形で保持される。また、Matchにはフローの入力側端点のノードとポートの情報が、Actionにはフローの出力側端点のノードとポートの情報が保持される。

［効果］
以上述べたように、本発明の第１実施形態によれば、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１に潜在リンクを作成し、下位レイヤにフローを設定した場合の遅延などの見込み情報を入れる。
これにより、まだ下位レイヤにフローが設定されておらず上位レイヤにリンクの無い状態であっても、ユーザがリンク追加を考慮して、設定しようとするフローの要求に合う経路を決定しパス設定をすることができる。すなわち、下位レイヤネットワーク３１でリンクの無い区間に対するリンク追加を考慮してパス設定を行うことができる。

＜実施形態２＞
本発明の第２の実施形態に係るネットワーク制御装置は、第１の実施形態に係るネットワーク制御装置と同様の構成を有する。以下では、本実施形態に係るネットワーク制御装置と第１の実施形態に係るネットワーク制御装置の間の動作に関する差分を説明する。

［動作］
第２の実施形態によるネットワーク制御装置は、第１の実施形態で説明した動作の他、図１７に示した動作を行う。

仮想ネットワーク情報管理部２０３は、定期的に潜在リンク情報を更新する（ステップＳ５０２）。ステップＳ５０２で行われる処理は、第１の実施形態におけるステップＳ３０２と同等のものである。

仮想ネットワーク情報管理部２０３は、最新の潜在リンク情報をユーザ向けＮＷＤＢ１０１へ通知する（ステップＳ５０３）。ステップＳ５０３で行われる処理は、第１の実施形態におけるステップＳ３０３と同等のものである。

これらのステップを繰り返し行う際の前後の時間間隔は、パス計算スケジューラ３０１によって決定される。この時間は、事前にプログラムまたは設定・指定された値に基づいて固定的または動的に決定しても構わないし、ネットワーク制御装置１０の負荷状況などを考慮して決定しても構わない。また、ステップＳ３０２で作成される潜在リンク要求のパラメータとして、時刻、時間、または、これらを導出するために用いられる情報を付与し、その情報に基づいて決定しても構わない。

［効果］
本発明の第２実施形態によれば、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１に記録される潜在リンク情報を更新し続けることができる。これにより、第１の実施形態による効果を持続することができる。

＜実施形態３＞
本発明の第３の実施形態に係るネットワーク制御装置は、第１および第２の実施形態に係るネットワーク制御装置と同様の構成を有する。動作に関して、本実施形態と、第１および第２の実施形態との差分のみを説明する。

［動作］
図１８のフローチャートを参照して第３の実施形態の動作を説明する。仮想ネットワーク情報管理部２０３は上位レイヤＮＷＤＢ１０２または下位レイヤＮＷＤＢ１０３を介して、上位および下位レイヤネットワーク３２、３１のいずれかのレイヤのネットワークの状態に変化が起きたことを検知する（ステップＳ６０１）。これは上位レイヤＮＷＤＢ１０２または下位レイヤＮＷＤＢ１０３から外部ＤＢアクセス部２０２に対するコールバックまたはメッセージ通知によって行われる。あるいは、外部ＤＢアクセス部２０２による上位レイヤＮＷＤＢ１０２または下位レイヤＮＷＤＢ１０３に対するポーリングによって行われる。

続いて、仮想ネットワーク情報管理部２０３は、潜在リンク情報を更新して、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１へ最新の潜在リンク情報を通知する（ステップＳ６０２）。ステップＳ６０２で行われる処理は、第２の実施形態におけるステップＳ５０２と同等のものである。

続いて、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１内の潜在リンクは、仮想ネットワーク情報管理部２０３から通知されたもので更新される（ステップＳ６０３）。ステップＳ６０３で行われる処理は、第２の実施形態におけるステップＳ５０３と同等のものである。

［効果］
本発明の第３実施形態によれば、ネットワーク制御装置１０によらない事由による上位レイヤネットワーク３２または下位レイヤネットワーク３１の状態変化に応じて、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１に記録される潜在リンク情報を直ちに更新できる。これにより、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１に記録されている潜在リンクの接続可能性を維持できる。なお、ネットワーク制御装置１０によらない事由には、障害、別系統からの制御や設定変更、設備工事、などがある。

＜実施形態４＞
本発明の第４の実施形態に係るネットワーク制御装置は、第１ないし第３の実施形態に係るネットワーク制御装置と同様の構成を有する。動作に関して、本実施形態と第１ないし第３の実施形態との差分を説明する。

［動作］
本発明の第４の実施形態によると、ユーザはユーザ要求部２０を介して任意のタイミングでユーザ向けＮＷＤＢ１０１内の潜在リンク要求を更新できる。これに伴い、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１内の潜在リンク要求情報が更新される。仮想ネットワーク情報管理部２０３は本更新を第１の実施形態におけるステップＳ３０２と同様の動作によって検知する。そして、仮想ネットワーク情報管理部２０３は、第２の実施形態のステップＳ５０２と同様の動作によって潜在リンク情報を更新し、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１へ最新の潜在リンク情報を通知する。ユーザ向けＮＷＤＢ１０１は、第２の実施形態のステップＳ５０３と同様の動作によって、通知された最新の潜在リンク情報によって更新される。

ユーザが潜在リンク要求を追加する場合、ユーザはユーザ要求部２０を介して任意のタイミングでユーザ向けＮＷＤＢ１０１に潜在リンク要求を追加する。潜在リンク要求を追加した後の動作は、第１の実施形態の動作に準ずる。

ユーザが潜在リンク要求を削除する場合、ユーザはユーザ要求部２０を介して任意のタイミングでユーザ向けＮＷＤＢ１０１から潜在リンク要求を削除する。潜在リンク要求を削除した後の動作は、第３の実施形態のステップＳ６０２以降の動作に準ずる。あるいは、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１が潜在リンク要求をソフトステートで管理しても構わない。
すなわち、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１が各潜在リンク要求に対してタイマを保持し、タイマが所定時間を経過すると、潜在リンク情報を削除する。同タイマが所定時間を経過するまでにユーザから同一の潜在リンク要求、または、同一の要求に対する更新があった場合、同タイマはリセットされる。

［効果］
本発明の第４の実施形態によれば、ユーザは潜在リンクに対する要求の変化をつねにユーザ向けＮＷＤＢ１０１を介してネットワーク制御装置１０へ伝えることが可能となる。
これにより、ユーザは自身が望む潜在リンクの供給をつねに受けることができる。

＜実施形態５＞
本発明の第５実施形態に係るネットワーク制御装置は３レイヤのネットワークを制御対象とする。下位のレイヤから順に、第１レイヤ、第２レイヤ、第３レイヤとする。

［構成］
図１９において、本実施形態によるネットワーク制御装置５０は、ユーザによるユーザ要求部２０からのフロー要求に従って、第１ないし第３レイヤネットワーク３３ないし３５を制御する。ネットワーク制御装置５０は、第１および第２階層制御部５１０１、５１０２と、第１および第２ユーザ向けＮＷＤＢ５２０１、５２０２と、第１ないし第３レイヤＮＷＤＢ５３０１〜５３０３と、第１ないし第３レイヤ制御部５４０１〜５４０３を有する。

第１ユーザ向けＮＷＤＢ５２０１は、第１階層制御部５１０１のユーザ向けＮＷＤＢであり、かつ、第２階層制御部５１０２の下位レイヤＮＷＤＢである。第２ユーザ向けＮＷＤＢ５２０２は、第２階層制御部５１０２のユーザ向けＮＷＤＢである。

第１レイヤＮＷＤＢ５３０１は、第１階層制御部５１０１の下位レイヤＮＷＤＢであり、第１レイヤネットワーク３３のネットワーク情報を保持する。第２レイヤＮＷＤＢ５３０２は、第１階層制御部５１０１の上位レイヤＮＷＤＢであり、第２レイヤネットワーク３４のネットワーク情報を保持する。第３レイヤＮＷＤＢ５３０３は、第２階層制御部５１０２の上位レイヤＮＷＤＢであり、第３レイヤネットワーク３５のネットワーク情報を保持する。

第１ないし第３レイヤ制御部５４０１〜５４０３は、第１ないし第３レイヤＮＷＤＢ５３０１〜５３０３におけるそれぞれの情報変更に従って第１ないし第３レイヤネットワーク３３〜３５をそれぞれ制御する。

「ユーザ向けＮＷＤＢの作成」
前提として、ネットワーク制御装置５０の第１ないし第３レイヤ制御部５４０１〜５４０３は、第１ないし第３レイヤネットワーク３３〜３５からそれぞれのネットワーク情報を取得しているとする。そして、第１ないし第３レイヤ制御部５４０１〜５４０３は、第１ないし第３レイヤＮＷＤＢ５３０１〜５３０３に、ノード、ポートおよびリンクの情報をそれぞれ登録しているものとする。また、第１レイヤと第２レイヤとのレイヤ境界情報、第２レイヤと第３レイヤとのレイヤ境界情報は、それぞれ、第１階層制御部５１０１および第２階層制御部５１０２に設定されているものとする。

図２０において、第１階層制御部５１０１は、第１レイヤＮＷＤＢ５３０１を下位レイヤＮＷＤＢとし、第２レイヤＮＷＤＢ５３０２を上位レイヤＮＷＤＢとして、第１ユーザ向けＮＷＤＢ５２０１の情報を作成する（ステップＳ５５０１）。具体的な生成動作は、図６に示す第１実施形態の動作と同様である。

次に、第２階層制御部５１０２は、第１ユーザ向けＮＷＤＢ５２０１を下位レイヤＮＷＤＢとし、第３レイヤＮＷＤＢ５３０３を上位レイヤＮＷＤＢとして、第２ユーザ向けＮＷＤＢ５２０２の情報を作成する（ステップＳ５５０２）。具体的な生成動作は、図６に示す第１実施形態の動作と同様である。以上の動作により、第１および第２ユーザ向けＮＷＤＢ５２０１および５２０２の情報作成が完了する。

［動作］
「フロー設定動作」
次に、図２１を参照しつつ、第２ユーザ向けＮＷＤＢ５２０２にフローが追加された場合の本実施形態によるマルチレイヤ制御動作を説明する。

ユーザ要求部２０は、第２ユーザ向けＮＷＤＢ５２０２のトポロジ情報を参照し、設定しようとするフローの要求条件を基に、フローの経路計算を行い、第２ユーザ向けＮＷＤＢ５２０２にフローを登録する（ステップＳ５６０１）。具体的な動作は図１２のステップＳ４０１と同様である。

ユーザ要求部２０から第２ユーザ向けＮＷＤＢ５２０２にフローが登録されると、第２階層制御部５１０２は、登録されたフローの経路に潜在リンクが含まれるか否かを確認する（ステップＳ５６０２）。潜在リンクが含まれる場合（ステップＳ５６０２のＹｅｓ）、第２階層制御部５１０２は、自身からみて下位レイヤＮＷＤＢに相当する第１ユーザ向けＮＷＤＢ５２０１に潜在リンクに対応するフローを登録する（ステップＳ５６０３）。
具体的な動作は図１２のステップＳ４０２と同様である。

第１ユーザ向けＮＷＤＢ５２０１にフローが登録されると、第１階層制御部５１０１は登録されたフローの経路に潜在リンクが含まれるか否かを確認する（ステップＳ５６０４）。潜在リンクが含まれる場合（ステップＳ５６０４のＹｅｓ）、第１階層制御部５１０１による第１レイヤＮＷＤＢ５３０１へのフロー登録、第１レイヤ制御部５４０１によるフロー設定が実行される。さらに、第１階層制御部５１０１による第１ユーザ向けＮＷＤＢ５２０１のリンク情報変更、第２レイヤＮＷＤＢ５３０２のリンク情報変更が実行される（ステップＳ５６０５）。具体的な動作は、第１実施形態と同様であり、図１２のステップＳ４０３〜Ｓ４０８（Ｙｅｓ）までの動作である。

ステップＳ５６０５の完了後、または、潜在リンクが含まれない場合（ステップＳ５６０４のＮｏ）、第１ユーザ向けＮＷＤＢ５２０１に登録されたフローについて、第１階層制御部５１０１による第２レイヤＮＷＤＢ５３０２へのフロー情報コピーが行われる。さらに、第２レイヤ制御部５４０２による第２レイヤネットワーク３４へのフローの設定が行われる（ステップＳ５６０６）。具体的な動作は、第１実施形態と同様であり、図１２のステップＳ４０９〜Ｓ４１０である。

ステップＳ５６０６により第２階層制御部５１０２の下位レイヤＮＷＤＢである第１ユーザ向けＮＷＤＢ５２０１のフロー設定が完了する。このため、第２階層制御部５１０２は、第２ユーザ向けＮＷＤＢ５２０２の潜在リンクの設定済リンクへの変更および第３レイヤＮＷＤＢ５３０３のリンク情報登録を行う（ステップＳ５６０７）。具体的な動作は、第１実施形態の動作と同様であり、図１２のステップＳ４０５〜Ｓ４０７に相当する。

ステップＳ５６０７の完了後、または、登録されたフローの経路に潜在リンクが含まれない場合（ステップＳ５６０２のＮｏ）、第２階層制御部５１０２は、ステップＳ５６０１で登録されたフローを第３レイヤＮＷＤＢ５３０３へ登録する。さらに、第３レイヤ制御部５４０３が第３レイヤネットワーク３５へフローを設定する（ステップＳ５６０８）。

以上のようにして、第２ユーザ向けＮＷＤＢ５２０２にフローが追加された場合、ネットワーク制御装置５０が第１レイヤ、第２レイヤおよび第３レイヤのネットワーク３３〜３５にそれぞれ必要な設定を行う。

ここでは、３レイヤから構成されるマルチレイヤネットワークの例を示したが、同様にして、ネットワーク制御装置が［（レイヤ数）−１］個の階層制御部を含むことにより、３レイヤ以上のマルチレイヤネットワークを制御することができる。

［効果］
以上述べたように、第１ないし第４のいずれかの実施形態のネットワーク制御装置の内部構成を図１９に例示するように２以上組み合わせることにより、３レイヤ以上のネットワークへの制御に適用することが可能となる。

＜変形例＞
上記実施形態において、潜在リンク要求を含むメッセージ、または、生成された潜在リンクを（例えば、下位のレイヤから上位のレイヤへ）通知するメッセージとして、ＰＣＥＰ（Path Computation Element communication Protocol）メッセージの所定のフィールドに所定の値を設定したものを用いることができる。

また、上記実施形態では、説明の簡単化のため、上位レイヤネットワークおよび下位レイヤネットワークの数、または、第１ないし第３レイヤネットワークがいずれも１つの場合について説明した。しかし、これらの少なくともいずれかのレイヤのネットワークが複数であってもよい。

さらに、複数の上位レイヤが存在する場合には、各上位レイヤに対する潜在リンクの開示に関するポリシを保持する記憶手段を設けてもよい。このとき、パス計算の入力、および／または、各上位レイヤに通知する潜在リンク情報は、ポリシに従って変更される。かかる構成によると、複数の上位レイヤのそれぞれに対してポリシに従った柔軟な制御が可能になる。

＜適用例＞
本発明は、例えばキャリアがユーザに対し、オンデマンドにて迅速に仮想ネットワークを提供するサービスについて、適用することができる。具体的には、ユーザの拠点ネットワーク同士を接続するＶＰＮ（Virtual Private Network）サービスや、データセンタとユーザ拠点、または、データセンタ同士を接続するクラウドサービスのネットワーク制御部分などに適用することができる。

なお、本発明の実施形態は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。
［付記１］
上記第１の態様に係るネットワーク制御装置のとおりである。
［付記２］
前記性能は、前記リンクの帯域、遅延、信頼性、および、優先度のうちの少なくともいずれかを含む、
付記１に記載のネットワーク制御装置。
［付記３］
前記階層制御部は、前記上位レイヤネットワークと前記下位レイヤネットワークの間のレイヤ境界のトポロジ情報、および、前記下位レイヤネットワークのトポロジ情報に基づいて、前記リンクと前記性能を求める、
付記１または２に記載のネットワーク制御装置。
［付記４］
前記階層制御部は、前記上位レイヤネットワークのトポロジ情報、および、前記リンクに基づいて、前記フローの経路を求める、
付記１ないし３のいずれか一に記載のネットワーク制御装置。
［付記５］
前記階層制御部は、前記リンクと前記性能を求めるとともに関連付けて保持する動作を、定期的に行う、
付記１ないし４のいずれか一に記載のネットワーク制御装置。
［付記６］
前記階層制御部は、前記リンクと前記性能を求めるとともに関連付けて保持する動作を、前記上位レイヤネットワークおよび前記下位レイヤネットワークのうちの少なくともいずれかのネットワークの状態が変化した場合に行う、
付記１ないし５のいずれか一に記載のネットワーク制御装置。
［付記７］
付記１ないし６のいずれか一に記載のネットワーク制御装置によるネットワーク制御動作を、３階層以上の複数のネットワークのうちの上下に隣接する２つネットワークから成る組の少なくともいずれかに対して適用する、
ことを特徴とするネットワーク制御装置。
［付記８］
上記第２の態様に係るネットワーク制御方法のとおりである。
［付記９］
前記性能は、前記リンクの帯域、遅延、信頼性、および、優先度のうちの少なくともいずれかを含む、
付記８に記載のネットワーク制御方法。
［付記１０］
前記ネットワーク制御装置は、前記上位レイヤネットワークと前記下位レイヤネットワークの間のレイヤ境界のトポロジ情報、および、前記下位レイヤネットワークのトポロジ情報に基づいて、前記リンクと前記性能を求める、
付記８または９に記載のネットワーク制御方法。
［付記１１］
前記ネットワーク制御装置が、前記上位レイヤネットワークのトポロジ情報、および、前記リンクに基づいて、前記フローの経路を求めるステップを含む、
付記８ないし１０のいずれか一に記載のネットワーク制御方法。
［付記１２］
前記ネットワーク制御装置は、前記リンクと前記性能を求めるとともに関連付けて保持する動作を、定期的に行う、
付記８ないし１１のいずれか一に記載のネットワーク制御方法。
［付記１３］
前記ネットワーク制御装置は、前記リンクと前記性能を求めるとともに関連付けて保持する動作を、前記上位レイヤネットワークおよび前記下位レイヤネットワークのうちの少なくともいずれかのネットワークの状態が変化した場合に行う、
付記８ないし１２のいずれか一に記載のネットワーク制御方法。
［付記１４］
前記ネットワーク制御装置は、付記８ないし１３のいずれか一に記載のネットワーク制御方法を、３階層以上の複数のネットワークのうちの上下に隣接する２つネットワークから成る組の少なくともいずれかに対して適用する、
ことを特徴とするネットワーク制御方法。
［付記１５］
上記第３の態様に係るプログラムのとおりである。
［付記１６］
前記性能は、前記リンクの帯域、遅延、信頼性、および、優先度のうちの少なくともいずれかを含む、
付記１５に記載のプログラム。
［付記１７］
前記上位レイヤネットワークと前記下位レイヤネットワークの間のレイヤ境界のトポロジ情報、および、前記下位レイヤネットワークのトポロジ情報に基づいて、前記リンクと前記性能を求める処理を、前記コンピュータに実行させる、
付記１５または１６に記載のプログラム。
［付記１８］
前記上位レイヤネットワークのトポロジ情報、および、前記リンクに基づいて、前記フローの経路を求める処理を、前記コンピュータに実行させる、
付記１５ないし１７のいずれか一に記載のプログラム。
［付記１９］
前記リンクと前記性能を求めるとともに関連付けて保持する動作を、定期的に行う処理を、前記コンピュータに実行させる、
付記１５ないし１８のいずれか一に記載のプログラム。
［付記２０］
前記リンクと前記性能を求めるとともに関連付けて保持する動作を、前記上位レイヤネットワークおよび前記下位レイヤネットワークのうちの少なくともいずれかのネットワークの状態が変化した場合に行う処理を、前記コンピュータに実行させる、
付記１５ないし１９のいずれか一に記載のプログラム。
［付記２１］
付記１５ないし２０のいずれか一に記載のプログラムによるネットワーク制御動作を、３階層以上の複数のネットワークのうちの上下に隣接する２つネットワークから成る組の少なくともいずれかに対して適用する処理、を前記コンピュータに実行させる、
ことを特徴とするプログラム。

なお、上記特許文献の全開示内容は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。この出願は、２０１５年３月６日に出願された日本出願特願２０１５−０４４７３７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ ネットワーク制御装置
２ データベース
３ 階層制御部
１０ ネットワーク制御装置
２０ ユーザ要求部
３１ 下位レイヤネットワーク
３２ 上位レイヤネットワーク
３３ 第１レイヤネットワーク
３４ 第２レイヤネットワーク
３５ 第３レイヤネットワーク
４０ レイヤ境界
５０ ネットワーク制御装置
１０１ ユーザ向けＮＷＤＢ
１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａ ノード情報
１０１Ｂ、１０２Ｂ、１０３Ｂ ポート情報
１０１Ｃ、１０２Ｃ、１０３Ｃ リンク情報
１０１Ｄ、１０２Ｄ、１０３Ｄ フロー情報
１０２ 上位レイヤＮＷＤＢ
１０３ 下位レイヤＮＷＤＢ
１０４ 階層制御部
１０５ 上位レイヤ制御部
１０６ 下位レイヤ制御部
２０２ 外部ＤＢアクセス部
２０３ 仮想ネットワーク情報管理部
２０４ レイヤ境界情報管理部
２０５ ＤＢ情報間対応管理部
２０６ パス計算部
３０１ パス計算スケジューラ
３０２ パス計算要求ＤＢ
３０３ 潜在リンクＤＢ
５１０１ 第１階層制御部
５１０２ 第２階層制御部
５２０１ 第１ユーザ向けＮＷＤＢ
５２０２ 第２ユーザ向けＮＷＤＢ
５３０１ 第１レイヤＮＷＤＢ
５３０２ 第２レイヤＮＷＤＢ
５３０３ 第３レイヤＮＷＤＢ
５４０１ 第１レイヤ制御部
５４０２ 第２レイヤ制御部
５４０３ 第３レイヤ制御部
Ｂ５０１〜Ｂ５０６ 境界コネクション（リンク）
Ｆ７０１ 要求されたフロー
Ｆ７０２ 上位レイヤフロー
Ｆ７０３、Ｆ７０４ 下位レイヤに設定されたフロー
Ｌ００１、Ｌ００２ 上位レイヤリンク
Ｌ６０１〜Ｌ６０３ 下位レイヤリンク
Ｌ９０１〜Ｌ９０３ 潜在リンク
Ｎ１１〜Ｎ１３、Ｎ２１〜Ｎ２３ ノード
Ｐ３０１〜Ｐ３１０、Ｐ４０１〜Ｐ４１２ ポート
Ｐ８０１〜Ｐ８０６ 仮想ポート

Claims (9)

1. 上位レイヤネットワークに含まれるノードのポート間を接続する要求を受け付けるデータベースと、
   下位レイヤネットワークを介して前記ポート間を接続するリンクと前記リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持する階層制御手段と、を備え、
   前記データベースは、前記上位レイヤネットワークに含まれるノード間のフローであって、前記リンクおよび前記性能に応じて選択されたフローを受け付け、
   前記階層制御手段は、前記フローの経路に前記リンクが含まれる場合、前記リンクに対応するフローを前記下位レイヤネットワークに設定する、
   ことを特徴とするネットワーク制御装置であって、
   前記階層制御手段は、前記上位レイヤネットワークと前記下位レイヤネットワークの間のレイヤ境界のトポロジ情報、および、前記下位レイヤネットワークのトポロジ情報に基づいて、前記リンクと前記性能を求める、
   ネットワーク制御装置。
2. 前記性能は、前記リンクの帯域、遅延、信頼性、および、優先度のうちの少なくともいずれかを含む、
   請求項１に記載のネットワーク制御装置。
3. 前記階層制御手段は、前記上位レイヤネットワークのトポロジ情報、および、前記リンクに基づいて、前記フローの経路を求める、
   請求項１又は２に記載のネットワーク制御装置。
4. 前記階層制御手段は、前記リンクと前記性能を求めるとともに関連付けて保持する動作を、定期的に行う、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のネットワーク制御装置。
5. 前記階層制御手段は、前記リンクと前記性能を求めるとともに関連付けて保持する動作を、前記上位レイヤネットワークおよび前記下位レイヤネットワークのうちの少なくともいずれかのネットワークの状態が変化した場合に行う、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のネットワーク制御装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のネットワーク制御装置によるネットワーク制御動作を、３階層以上の複数のネットワークのうちの上下に隣接する２つネットワークから成る組の少なくともいずれかに対して適用する、
   ことを特徴とするネットワーク制御装置。
7. ネットワーク制御装置が、上位レイヤネットワークに含まれるノードのポート間を接続する要求を受け付け、
   下位レイヤネットワークを介して前記ポート間を接続するリンクと前記リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持し、
   前記上位レイヤネットワークに含まれるノード間のフローであって、前記リンクおよび前記性能に応じて選択されたフローを受け付け、
   前記フローの経路に前記リンクが含まれる場合、前記リンクに対応するフローを前記下位レイヤネットワークに設定し、
   前記上位レイヤネットワークと前記下位レイヤネットワークの間のレイヤ境界のトポロジ情報、および、前記下位レイヤネットワークのトポロジ情報に基づいて、前記リンクと前記性能を求める、
   ことを特徴とするネットワーク制御方法。
8. 前記性能は、前記リンクの帯域、遅延、信頼性、および、優先度のうちの少なくともいずれかを含む、
   請求項７に記載のネットワーク制御方法。
9. 上位レイヤネットワークに含まれるノードのポート間を接続する要求を受け付ける処理と、
   下位レイヤネットワークを介して前記ポート間を接続するリンクと前記リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持する処理と、
   前記上位レイヤネットワークに含まれるノード間のフローであって、前記リンクおよび前記性能に応じて選択されたフローを受け付ける処理と、
   前記フローの経路に前記リンクが含まれる場合、前記リンクに対応するフローを前記下位レイヤネットワークに設定する処理と、
   前記上位レイヤネットワークと前記下位レイヤネットワークの間のレイヤ境界のトポロジ情報、および、前記下位レイヤネットワークのトポロジ情報に基づいて、前記リンクと前記性能を求める処理と、をコンピュータに実行させる、
   ことを特徴とするプログラム。

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