JPH0241053A - データ通信ネツトワークにおけるルート選択方法 - Google Patents

データ通信ネツトワークにおけるルート選択方法

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JPH0241053A
JPH0241053A JP1124575A JP12457589A JPH0241053A JP H0241053 A JPH0241053 A JP H0241053A JP 1124575 A JP1124575 A JP 1124575A JP 12457589 A JP12457589 A JP 12457589A JP H0241053 A JPH0241053 A JP H0241053A
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、通信ネットワークに関し、特にネットワーク
中の２つのエンド・ノード間で最も重みが少ないルート
を選択する手段に関する。
Ｂ、従来技術及びその問題点 以下の説明において、通信ネットワークとは、複数のネ
ットワーク・ノードを複数のエンド・ノードが通信リン
クを介して接続されたものと一般的に定義する。ネット
ワーク・ノードはネットワーク中においである種の機能
（例えば、ネットワーク・ノードとそれに隣接するノー
ド間でのメツセージ・ルートの確立、２つのノード間で
のメツセージ・ルートの確立、接続されたエンド・ノー
ドに対するディレクトリ・サービスの提供−跨提供する
データ処理システムである。ノード間のすンクは通常の
ケーブル接続のように固定的な通信リンクでも、あるい
はダイアル式電話接続のように必要に応じて接続される
リンクでもよい。エンド・ノードとは、例えばデイスプ
レィ、知能ワークステーション、プリンタ等のように、
ネットワーク内の他のノードに対しルート選択や、ディ
レクトリ・サービスを提供しないものである。ネットワ
ーク・ノード、エンド・ノード及びノード間のリンクは
、全体としてネットワーク資源と呼ばれる。ネットワー
ク中の様々なノード及びリンクの物理的構造及び特性は
、当該ネットワークのトポロジーであると云われる。
１つのエンド・ノードにあるユーザが、他のエンド・ノ
ードにある他のユーザとデータの交換を行なうためには
、経路又はルートがネットワーク内において設定されな
ければならない。このルートは、第１ユーザが位置する
エンド・ノード（起点エンド・ノード）と、第２ユーザ
が位置するエンド・ノード（宛先エンド・ノード）と、
１以上のネットワーク・ノードと、これらのノードを接
続するリンク又は伝送グループとを含む。一般に、伝送
グループとは、当該グループ内の各々のリンクよりも高
いキャパシティを有する１つの論理リンクを形成し且つ
これに類似した特性を持つ１組の並列リンクとして定義
される。以下の説明において、伝送グループという用語
は１つの物理的リンクをも包含するものとして説明する
。従って、これらの用語は以下で交換可能な形式で使用
される。
理想的ネットワークとは、第１ユーザから第２ユーザへ
データを伝送する際、２つのユーザ間に存在するノード
及び伝送グループの数に影響されることなく、全く遅れ
を発生せず、しかも高信頼性をもって、確実にデータが
送られるものである。
しかしながら、現実のネットワークはこのような理想的
な特性を欠いている。すなわち、種々のルートに可変量
の遅延が、導入されることがありうる。あるタイプの伝
送グループは他の伝送グループよりもコスト高でかつ、
大きい遅延を導入するものがある。伝送データの完全性
は、伝送グループの種類によってその度合が変わるもの
である。
現実のネットワークにおいては、上述したちの以外にも
様々な不具合が生じる。
実際のネットワークにおけるノード及び伝送グループは
異なる特性を有しているので、ノード及び伝送グループ
の両者に重みを割り当て、これらの重みを使用して第１
のユーザから他ユーザへ至る最適の、又は最も重みの少
ないルートを計算するのが一般的である。一般に、この
重みは、所与のノード又は伝送グループが、所定の性能
基準をどの程度一致しているかとういことを反映する。
例えば、もし遅延特性のみに基いて重みが割り当てられ
るならば、遅延の大きい伝送グループは、遅延が小さい
伝送グループよりも大きな重みを割り当てられる筈であ
る。
Ｃ０問題点を解決するだめの手段 １つのエンド・ノードに位置する第１ユーザから他のエ
ンド・ノードに位置する第２ユーザに至るネットワーク
中の最適のルートを決定する場合、種々の潜在的ルート
におけるノード及び伝送グループの重みが加算される。
最小の合計重みを有するルート、すなわち、最小重みル
ートが、これらユーザ間の最適ルートであるとみなされ
る。
ノードや伝送グループに重みを割りあてる基準や、これ
らの重みに基づいて最適のルートを計算するアルゴリズ
ムは本発明の理解に不可欠なものではないので、その詳
細な説明は省略する。
上述したごとく、ルートの計算はネットワーク・ノード
で行なわれる。このネットワーク・ノードは、ネットワ
ーク中の種々のノード及び伝送グループの特性又は重み
をアクセス可能でなければならない。この情報は、この
ノードに記憶されたトポロジー・データベースの形式を
取る。
典型的なデータ通信ネットワークでは、ネットワーク・
ノードの数は当該ネットワーク・ノードに接続されたエ
ンド・ノードの数よりかなり少ない。もしトポロジー・
データベースが、エンド・ノード及びこれらのエンド・
ノードをネットワーク・ノードに接続する伝送グループ
についての情報をすべて含まなければならないとしたら
、このデータベースは、それがネットワーク・ノード及
び当該ネットワーク・ノードを接続する伝送グループに
ついてのみの情報を有する場合に比較して、はるかに大
きくかつ複雑なものになってしまう。
本発明は、ネットワーク・ノードに保持されたネットワ
ーク・トポロジー・データベースがネットワーク・ノー
ド及びこれらのノードを相互接続する伝送グループに関
する情報のみを含む場合に、ネットワークを介した成る
エンド・ノードからネットワークを介して他のエンド・
ノードへ至る最適のルートを算出することのできる方法
を提供するものである。
第１のユーザがネットワークを介して第２ユーザへ至る
経路の設定を要求する場合、夫々のユーザのエンド・ノ
ードをネットワーク・ノードに結合する伝送グループに
関する情報が、ユーザのエンド・ノードからルートを算
出するネットワーク・ノードに供給される。このネット
ワーク・ノードは、段階的なプロセスを経てネットワー
ク中の最適ルートを算出する。まず、エンド・ノードか
ら受け取られた情報は、これらのエンド・ノードから当
該エンド・ノードが接続されたすべてのネットワーク・
ノードへ至る最適ルートを計算するために使用される。
次に、このネットワーク・ノードはそれ自体のネットワ
ーク・トポロジー・データベースに記憶された情報を使
用して、第１セツトのネットワーク・ノードセットから
第２セツトのネットワーク・ノードへ至る最善ルートを
算出する。第１セツトのネットワーク・ノードとは第１
ユーザのエンド・ノードに接続されたすべてのネットワ
ーク・ノードであり、第２セツトのネットワーク・ノー
ドとは第２ユーザのエンド・ノードに接続されたすべて
のネットワーク・ノードである。エンド・ノード−エン
ド・ノード間の計算結果及びネットワーク・ノード−ネ
ットワーク・ノード間の計算結果は連結又は結合されて
、ネットワークを介したエンド・ノード−エンド・ノー
、ド間の最善ルートを決定する。
ユーザのエンド・ノードからその隣接するネットワーク
・ノードに至る最適ルートの算出とは切り離してネット
ワークを介した（ネットワーク・ノード−ネットワーク
・ノード間の）最適ルートを算出することは、重要な意
義がある。一般的なネットワークでは、エンド・ノード
の数はネットワーク・ノードの数に比較して、はるかに
多い。
従来の構成によ（見られる如く、エンド・ノードからエ
ンド・ノードへのルートを単一ステップで算出するには
、エンド・ノードと当該エンド・ノードに隣接するネッ
トワーク・ノード間の伝送グループに関する情報を、か
かる計算を行うネットワーク・ノードに記憶されたネッ
トワーク・トポロジー・データベースに含ましめる必要
がある。
これは当然トポロジー・データベースの記憶に要求され
るメモリの量を増大させることになる。さらに、各ネッ
トワーク・ノードがそれ自体のデータベースのコピーを
記憶するだけでなく、当ネットワーク・ノードが接続さ
れた各ネ・ントワーク・ノードとトポロジー・データ・
メツセージをやりとりしてデータベースを更新する必要
があるから、トポロジー・データベースにエンド・ノー
ドの伝送グループに関する情報を記憶することはネット
ワークを介して同報通信される更新用メツセージ含まれ
る情報量がきわめて大となってしまう。
Ｄ、実施例 第１図は、複数のネットワーク・ノードＮＮＡ。
ＮＮＢ、ＮＮＣ，ＮＮＤ、ＮＮＥ％ＮＮＦを持つネット
ワークを示す。複数のネットワーク・ノードは、伝送グ
ループ（図中では１本の線で示しである）により相互接
続されている。ＥＮＩ〜ＥＮ１０で示す複数のエンド・
ノードは、ネットワーク・ノードのいくつかに各々接続
されている。あるエンド・ノードは、２以上のネットワ
ーク・ノードに接続され、あるものは同じネットワーク
・ノードに対し並列の伝送グループを持っている。
例えば、エンド・ノードＥＮ２はネットワーク・ノード
ＮＮＡ、ＮＮＢに接続され、ＮＮＢに対しては２つの並
行伝送グループにより接続されている。同様に、エンド
・ノードＥＮ６はネットワーク・ノードＮＮＤ、ＮＮＦ
に接続され、ＮＮＦにループ、及びネットワーク・ノー
ドに割り当てられる。これらの重みはデータを伝送する
ための当該ノード及び伝送グループの使用“コスト”を
表わす。第１図中、ネットワーク・ノード及び伝送グル
ープの重みは夫々数値で示しである。
図面中に現われる重みの数値は任意に書き表わしたもの
であり、現実のネットワークで割り当てられる実際の数
値を表わすものではない。エンド・ノードを隣接するネ
ットワーク・ノードへ接続する伝送グループの数値につ
いても同様である。
エンド・ノードの伝送グループに割り当てられた重みの
数値は当該エンド・ノードには既知ですが、もしネット
ワーク・ノードがそれ自身及び当８亥ネットワーク・ノ
ードを相互接続する伝送グループに関する情報のみを保
持するトポロジー・データベースを保持するのであれば
、これらの重みは前記ネットワーク・ノート性未知であ
る。前記ネットワーク・ノードに記憶された情報は任意
の２ネツトワーク・ノード間の最適ルートを算出するの
に十分であるが、所与のネットワーク・ノードが２つの
エンド・ノード間の最適ルートを算出するには不十分で
ある。
所与のネットワーク・ノードが、エンド・ノード間の最
適ルートを算出できるようにするには、これらのエンド
・ノードを隣接するネットワーク・ノードへ接続する伝
送グループに関する情報が、ルート算出を行なうネット
ワーク・ノードに利用可能でなければならない。このよ
うな情報を利用可能にするプロセスを、第２図に示す。
第２図は、エンド・ノードＥＮ２に位置するユーザがＥ
Ｎ６に位置するユーザ通信を望む場合に、ネットワーク
を介して流れるメツセージのタイミング図を示す。起点
エンド・ノードＥＮ２はメツセージ・ユニツｌ−（ＭＵ
）を、ＥＮ２にルーティング・サービスを行なっている
ネットワーク・ノードＮＮＢに送る。このメツセージは
、ＥＮ２をＮＮＡ及びＮＮＢに接続する（起点）伝送グ
ループに関する情報又はベクトルを含む。伝送グループ
・ベクトルはＮＮＢに保存され、メツセージはネットワ
ーク・ノードＮＮＣ，及びＮＮＦを介してエンド・ノー
ドＥＮ６に送られる。エンド・ノードＥＮ６はメツセー
ジ・ユニット応答（ＭＰＵ）で応答する。ＭＵＲは、エ
ンド・ノードＥＮ６をその隣接ネットワーク・ノードＮ
ＮＤ及びＮＮＦに接続する伝送グループに関する情報を
含む。この応答はネットワークを通して保存用ネットワ
ーク・ノードＮＮＢに送られ、該ノードはそこに宛先伝
送グループ・ベクトルを保存する。
この時点で、ネットワーク・ノードＮＮＢは、起点エン
ド・ノードＥＮ２と宛先エンド・ノードＥＮ６との間の
最適ルートを計算するのに必要な情報を有することとな
る。先にも述べたように、かかる計算は、エンド・ノー
ドとネットワーク・ノード間の最適ルートについて行な
われ、これはネットワーク・ノード相互間のルートとは
切り離して行なわれる。第３図は動作の流れ図を示す。
この流れ図及びこれに関連する説明において、将来のデ
ータ交換に適した伝送グループ（すなわち、適正なサー
ビス・クラスを有する伝送グループ）のみがこれらの計
算に関係することを仮定している。
動作ブロック３０では、保存用ネットワーク・ノードは
、起点エンド・ノードの伝送グループに対するベクトル
を検索する。第１図のネットワークでは、これらの伝送
グループは、起点エンド・ノードＥＮ２をネットワーク
・ノードＮＮＢへ接続する１対の並行伝送グループと、
起点エンド・ノードＥＮ２をＮＮＡへ接続する単一の伝
送グループから成る。検索されたベクトルは、動作ブロ
ック３２において、起点エンド・ノードと当該エンド・
ノードが接続されたネットワーク・ノードとの間のすべ
てのルートの重みを確立するのに利用される。動作ブロ
ック３４では、無限大の重み（利用不能）を有するルー
トが排除される。判断ブロック３６では、起点エンド・
ノードから１つのネットワーク・ノードに至る並行な伝
送グループがあるか否かが判定される。もし存在すれば
、最も重みの少ない最適の並行グループを除（すべてが
動作ブロック３８で排除される。結果として、起点エン
ド・ノードからこのエンド・ノードが有限の重みを有す
る伝送グループを介して接続されたネットワーク・ノー
ドへの最適ルートが算出される。重みを含む最適ルート
は後の使用のために動作ブロック４０で記憶される。
次の判断ブロック４２では、上記のプロセスが宛先エン
ド・ノードＥＮ６をその隣接ネットワーク・ノードに接
続する伝送グループについて完了εたかどうかチエツク
される。もし必要ならば、宛先エンド・ノードと隣接ネ
ットワーク・ノード間を結ぶ伝送グループのベクトルが
動作ブロック４４で検索ｍされ、そして宛先エンド・ノ
ードから当該エンド・ノードが接続された各ネットワー
ク・ノードへの最適ルートを決定するために動作ブロッ
ク３２．３４．３６．３８．４０が反復される。
エンド・ノードとネットワーク・ノード間の最適ルート
が算出されると、サービスを行うネットワーク・ノード
はネットワーク・ノードの第１１７ストを作成する（動
作ブロック４６）。この第１リストと起点エンド・ノー
ドへ接続されたすべてのネットワーク・ノードのリスト
である。サービスを行うネットワーク・ノードはさらに
動作ブロック４８でネットワーク・ノードの第２リスト
を作成する。この第２リストは宛先エンド・ノードへ接
続されたすべてのネットワーク・ノードのリストである
。動作ブロック５０では、第１リストのネットワーク・
ノードから第２リストのネットワーク・ノードへ至るす
べての可能なルートの重みが計算される。これらのルー
ト重みを計算するために利用されるアルゴリズムは通常
のものでよい。もし必要であれば、ルート算出結果は動
作ブロック５２で示すようにサービスを行うネットワー
ク・ノードに記憶され、その後のルート計算のために使
用可能とすることができる。
この時点で、サービスを行うネットワーク・ノードは、
起点エンド・ノードから当該エンド・ノードが接続され
たすべてのネットワーク・ノードに至る最適ルート、宛
先エンド・ノードから当該エンド・ノードが接続された
すべてのネットワーク・ノードに至る最適ルート、起点
エンド・ノードへ接続されたすべてのネットワーク・ノ
ードから宛先エンド・ノードへ接続されたすべてのネッ
トワーク・ノードへ至る最適ルートを算出法である。ネ
ットワークを介したエンド・ノード−エンド・ノード間
の最適ルートを決定するために、別個の計算結果が動作
ブロック５４で連結あるいは結合される。連結された結
果、最小重みのルートが、動作ブロック５６でネットワ
ークを介したエンド・ノード−エンド・ノード間の最適
ルートとして選択される。
エンド・ノード−エンド・ノード間の直接接続の可能性
もあるので、この有無が判断ブロック５８でチエツクさ
れる。もしこのような直接接続があれば、ブロック６０
では選択された最適ルートの重みと直接接続に割り当て
られた重みが比較される。もし、直接接続の重みがネッ
トワーク・ルートの重みより小さければ、動作ブロック
６２で直接接続が選択される。しかし、もし直接接続が
存在しないか、又は直接接続に割り当てられた重みがネ
ットワークを介したルートの重みよりも大きければ、動
作ブロック６４で、ネットワーク・ルートが選択される
。
表１にネットワーク中のルート算出結果の例を示す。こ
れらの計算により起点エンド・ノードへの接続されたす
べてのネットワーク・ノードから宛先エンド・ノードへ
の接続されたすべてのネットワーク・ノードに至る最適
ルートが選択される。
表１．ＮＮ−ＮＮルート 起点エンド・ノードＥＮ２に接続された２つのネットワ
ーク・ノードＮＮＡ、ＮＮＢ、そして宛先エンド・ノー
ドＥＮ６に接続された２つのネットワーク・ノードＮＮ
Ｄ、ＮＮＦが存在するので、これら４つのネットワーク
・ノードを結ぶ４つの最適ルートが存在する。これらの
最適ルートは単に可能なルート上の伝送グループ及びノ
ードに割り当てられた重みを加算することによって計算
される。例えばネットワーク・ノードＮＮＡ、ＮＮＢ、
ＮＮＤを含む可能なルートに割り当てられた重みは、こ
れらの３つのノードの重みとこれら３ノードを結ぶ伝送
グループに割り当てられた重みを加えたものに等しい。
ネットワークを介した可能なルートは、起点ネットワー
ク・ノード及び宛先ネットワーク・ノードに従ってグル
ープ分けされる。第１グループには３つの可能なルート
が存在することが理解されよう。すなわち、このグルー
プは起点ネットワーク・ノードにＮＮＡ、宛先ネットワ
ーク・ノードＮＮＤを有するのである。可能なルートの
各々に割り当てられた重みの計算結果が表１に記載され
ている。表１から各グループにおいて最も重みの少ない
ルートが、最終的なエンド・ノード−エンド・ノード間
の最小重みルートとして選択されることが分かる。
４つのグループにおける選択ルートを表２に示す。
エンド・ノード−エンド・ノード間のルート計算を完成
させるため、起点エンド・ノードとそのネットワーク・
ノードの間にある最適ルートの重みはネットワーク中の
選択されたルートの重みと結合される。例えば、起点エ
ンド・ノードＥＮ２から可能な起点ネットワーク・ノー
ドＮＮＡに至る最適ルートの重みと、宛先エンド・ノー
ドＥＮ６からネットワーク・ノードＮＮＤに至る最適ル
ートの重みが、ネットワーク・ノードＮＮＡ、ＮＮＤの
間にある最適ルートの重みに加算される。
記載された重みについては、このルートのトータル重み
は１９である。表２によれば、ネットワークを介した最
小重みのルートは、ＥＮ６とネットワーク・ノードＮＮ
Ｄを結ぶ単一伝送グループ、ネットワーク・ノードＮＮ
Ｄを結ぶ単一伝送グループ、ネットワーク・ノードＮＮ
Ｄ、ネットワーク・ノードＮＮＤとネットワーク・ノー
ドＮＮＢを結ぶ伝送グループ、ネットワーク・ノードＮ
ＮＢとエンド・ノードＥＮ２を結ぶ重みの少ない方の伝
送グループを含むルートであることが分かる。
ルート算出が完了すると、サービスを行うネットワーク
・ノードはエンド・ノード伝送グループに対するベクト
ルを排除し、又は次のルート計算時にこれらのベクトル
の重ね書きが可能な状態とされる。
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、発
明概念の範囲で、様々な態様が考えられることは明らか
である。例えばここではエンド・ノード間のルートを仮
定したが、エンド・ノードとネットワーク・ノード間に
のみルートが存在する場合がありうる。本発明はこのよ
うなルートについても適用できる。
Ｅ０発明の効果 上述した如く、本発明によれば、ネットワーク中のルー
ト検索に際し、効率のよいルートの選択が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図はネットワーク・ノード（ＮＮ）及びエンド・ノ
ード（ＥＮ）を示すネットワーク・マツプ、第２図はル
ート算出を行うネットワーク・ノードに対しエンド・ノ
ードの伝送グループに関する情報を与えるために取られ
る各ステップを示すタイミング図、第３図は本発明に従
ったルート算出を行う際にネットワーク・ノードにより
実行される動作を示す流れ図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数のエンド・ノード及びネットワーク・ノードが複数
    の伝送グループにより相互接続されたデータ通信ネット
    ワークにおいて、所与のネットワーク・ノードにより上
    記データ通信ネットワークを介する最適ルートを選択す
    る方法であつて、上記エンド・ノードをネットワーク・
    ノードに接続する伝送グループに関する情報を上記エン
    ド・ノードから受け取るステップ、 上記情報を使用して上記エンド・ノードからネットワー
    ク・ノードへの最適ルートを計算するステップ、 ネットワーク・トポロジー・データベースに記憶された
    情報を使用してネットワーク・ノード間の最適ルートを
    計算するステップ、 上記の２計算ステップにおいて得られた結果を連結して
    上記エンド・ノード間の最適ルートを決定するステップ からなることを特徴とするデータ通信ネットワークにお
    けるルート選択方法。
JP1124575A 1988-06-23 1989-05-19 データ通信ネツトワークにおけるルート選択方法 Expired - Fee Related JPH0693680B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US07/210,273 US4873517A (en) 1988-06-23 1988-06-23 Method for selecting least weight end node to end node route in a data communications network
US210273 1988-06-23

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Publication Number Publication Date
JPH0241053A true JPH0241053A (ja) 1990-02-09
JPH0693680B2 JPH0693680B2 (ja) 1994-11-16

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EP (1) EP0348327B1 (ja)
JP (1) JPH0693680B2 (ja)
DE (1) DE68923489T2 (ja)

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