JPWO2016152712A1 - パラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラム - Google Patents
パラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2016152712A1 JPWO2016152712A1 JP2017508285A JP2017508285A JPWO2016152712A1 JP WO2016152712 A1 JPWO2016152712 A1 JP WO2016152712A1 JP 2017508285 A JP2017508285 A JP 2017508285A JP 2017508285 A JP2017508285 A JP 2017508285A JP WO2016152712 A1 JPWO2016152712 A1 JP WO2016152712A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- node
- group
- transmission rate
- parameter determination
- node pair
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L47/00—Traffic control in data switching networks
- H04L47/70—Admission control; Resource allocation
- H04L47/82—Miscellaneous aspects
- H04L47/829—Topology based
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
- H04L41/12—Discovery or management of network topologies
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
- H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
- H04L43/0876—Network utilisation, e.g. volume of load or congestion level
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L47/00—Traffic control in data switching networks
- H04L47/70—Admission control; Resource allocation
- H04L47/82—Miscellaneous aspects
- H04L47/828—Allocation of resources per group of connections, e.g. per group of users
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
パラメータ決定装置は、通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付ける入出力I/Fと、トポロジ情報およびノード対情報に基づいて、1または2以上のノード対から成るグループとグループに割り当てる送信レートを同時に決定するパラメータ決定部と、グループと送信レートを通信システムに含まれるノードに通知するパラメータ設定部と、を備えている。これにより、ネットワークの利用効率を高める。
Description
[関連出願についての記載]
本発明は、日本国特許出願:特願2015−057989号(2015年3月20日出願)に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明はパラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラムに関し、特に通信を行うノードに設けられた送信制御部のパラメータを決定するパラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラムに関する。
本発明は、日本国特許出願:特願2015−057989号(2015年3月20日出願)に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明はパラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラムに関し、特に通信を行うノードに設けられた送信制御部のパラメータを決定するパラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラムに関する。
ファクトリーオートメーション(FA:Factory Automation)システムや放送映像システムなどのリアルタイムな制御を必要とする産業用組み込みシステムが広く導入されている。これらの産業用組み込みシステムは、地理的に分散した組み込みCPU(Central Processing Unit)間でリアルタイム制御を行う必要があるため、専用の通信プロトコルや専用のフィールドバスを用いてリアルタイム通信を実現している。
しかし、通信ネットワークで広く用いられるイーサネット(登録商標)の広帯域化や低コスト化に伴い、産業用組み込みシステムにおける通信ネットワークをイーサネット(登録商標)で実現する方式が一般化されつつある。
産業用組み込みシステムにおけるネットワークの要件として、リアルタイム制御を実現するための「通信遅延の保証」が挙げられる。イーサネット(登録商標)において通信遅延を保証するために、特許文献1、2にはEnd-to-Endで帯域予約する方式が記載されている。
特許文献1、2に記載された方式では、各ノード対の送信レートをネットワーク帯域の利用率が最大化されるように決定し、決定した送信レートを宛先ノードに対応するレート制御部に設定することで、帯域予約を行う。
上記特許文献1、2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。
上記特許文献1、2に記載された技術において、各ノード対は帯域予約を行った後、つねにネットワークにパケットを送信するわけではない。したがって、上記特許文献1、2に記載された技術によると、帯域予約を行ったノード対が送信していない場合、その予約帯域に無駄が生じる。このような状況を考慮した場合、複数のノード対が1つの送信レート制御部を使用することができたときに、ネットワークの利用効率を高められる可能性がある。すなわち、複数のノードが通信を行う通信システムにおいては、各ノード対の送信レートをグループ化した方がネットワーク利用効率を高められるケースが存在する。
しかしながら、上記特許文献1、2に記載された技術では、このようなケースは考慮されていない。
また、特許文献1、2に記載された技術では、送信レート制御部の個数が送信ノード対の個数以上であることを前提として送信レートを決定する。しかしながら、ソフトウェアやハードウェア等の実装に制限がある場合、送信レート制御部の個数を送信ノード対の個数以上実装することが困難なケースが考えられる。このようなケースでは、ノード対の送信レートをグループ化して決定する必要がある。
しかしながら、上記特許文献1、2に記載された技術では、送信レート制御部の個数に制限がある場合を考慮していないという問題がある。
そこで、ネットワークの利用効率を高め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パラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラムを提供することにある。
本発明の第1の態様に係るパラメータ決定装置は、通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付ける入出力I/F(Interface)と、前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、1または2以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定するパラメータ決定部と、前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知するパラメータ設定部と、を備えている。
本発明の第2の態様に係るパラメータ決定方法は、パラメータ決定装置が、通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付けるステップと、前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、1または2以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定するステップと、前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知するステップと、を含む。
本発明の第3の態様に係るプログラムは、通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付ける処理と、前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、1または2以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定する処理と、前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知する処理と、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。
本発明に係るパラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラムによると、ネットワークの利用効率を高めることが可能となる。
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。
図1は、一実施形態に係るパラメータ決定装置1の構成を例示するブロック図である。図10は、ノード1〜6を備えた通信システムの接続構成を例示する図である。図11は、互いに通信を行うノード対を例示する図である。
図1を参照すると、パラメータ決定装置1は、通信システムに含まれるノード間の接続(例えば、図10)を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対(例えば、図11)を示すノード対情報を受け付ける入出力I/F(Interface)10と、トポロジ情報およびノード対情報に基づいて、1または2以上のノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レート(例えば、図15)を同時に決定するパラメータ決定部11と、決定したグループと送信レートを通信システムに含まれるノードに通知するパラメータ設定部12と、を備えている。
一実施形態によると、ネットワークの利用効率を高めることができる。その理由は、ノードが通信していない時間を加味し、ノード対を可能な限り多くグループ化するように送信レートを決定することができるからである。
<実施形態1>
次に、第1の実施形態に係るパラメータ決定装置について、図面を参照して詳細に説明する。
次に、第1の実施形態に係るパラメータ決定装置について、図面を参照して詳細に説明する。
[構成]
図2は、本実施形態のパラメータ決定装置1を備えた通信システムの構成を例示するブロック図である。図2を参照すると、通信システムは、データを送受信するノード3−1〜3−Nと、ノード3−1〜3−Nに設けられた送信制御部のパラメータを決定するパラメータ決定装置1と、ノード3−1〜3−Nとパラメータ決定装置1を接続するネットワーク2とを備えている。
図2は、本実施形態のパラメータ決定装置1を備えた通信システムの構成を例示するブロック図である。図2を参照すると、通信システムは、データを送受信するノード3−1〜3−Nと、ノード3−1〜3−Nに設けられた送信制御部のパラメータを決定するパラメータ決定装置1と、ノード3−1〜3−Nとパラメータ決定装置1を接続するネットワーク2とを備えている。
また、パラメータ決定装置1は、ネットワークトポロジ、送受信ノード対を入力して結果を出力する入出力I/F(Interface)10と、入力されたネットワークトポロジ・送受信ノード対から送信制御部パラメータを決定するパラメータ決定部11と、決定したパラメータをノードに設定するパラメータ設定部12とを備えている。
図3は、パラメータ決定装置1のパラメータ決定部11の構成を例示するブロック図である。図3を参照すると、パラメータ決定部11は、送信レート/グループ算出部112、制約条件メモリ111、トポロジ情報メモリ113、ノード情報メモリ114、および、ノード間ツリー(tree)情報メモリ115を備えている。
送信レート/グループ算出部112は、送信レートおよび通信ノード対のグループを算出する。制約条件メモリ111と、送信レートおよび通信ノード対のグループを算出するための制約条件である「送信レート/グループ決定制約条件」を保持する。トポロジ情報メモリ113は、ネットワークトポロジの帯域情報やノード間の接続情報を保持する。ノード情報メモリ114は、各ノードがどのノードと通信するか、および、ノード内の送信制御部の情報を保持する。ノード間ツリー情報メモリ115は、ネットワークから取り出したノードで構成される部分木の全通り(全パターン)を保持する。
図4は、ノード3の構成を例示するブロック図である。図4を参照すると、ノード3は、送信制御部31とネットワークI/F32を備えている。
送信制御部31は、パケット送信を行う際に送信レートを制御する。ネットワークI/F32は、ネットワーク2に送信するためのインタフェース(I/F:Interface)である。
また、送信制御部31は、パラメータレジスタ311と、送信バッファ312−1〜312−Mと、レート制御部313−1〜313−Mを備えている。
パラメータレジスタ311は、パラメータ決定装置1のパラメータ決定部11によって決定されたグループと送信レートを保持する。送信バッファ312−1〜312−Mは、パラメータレジスタ311のグループ情報に基づいて、送信するパケットをバッファリングする。レート制御部#313−1〜313−Mは、パラメータレジスタ311の送信レートに基づいて送信バッファ#312−1〜312−Mにおける対応するパケットを送信する。
次に、「送信レート/グループ決定制約条件」を、図5の変数を用いて説明する。図5の(given)の表記がある変数については、パラメータ決定部11によって、トポロジ情報メモリ113、ノード情報メモリ114、および、ノード間ツリー情報メモリ115に格納された変数である。一方、図5において(given)の表記のないものは、パラメータ決定部11により制約条件に応じて求める変数である。
図5において、rateigは、ノードiに対するグループgに対して与える送信レートである。validigは、ノードiに対するグループgを使用するか否かを示すフラグである。ここでは、ノードiに対するグループgを使用する場合には、フラグvalidigの値を1とし、それ以外の場合にフラグvalidigの値を0とする。Giは、ノードiに対するグループの総数を表す。rateminは送信レートの最小値を示す。
treeigは、ノードiに対するグループgに参加する宛先ノードとノードiで構成されるツリー配列である。treeig eは、配列treeigのe番目の要素である。leafigは、ノードiに対するグループgに参加する宛先ノード配列である。leafig nは、配列leafigのn番目の要素である。Destiは、ノードiの宛先ノード配列である。Rは、最小送信レートである。Ngは、ノード3の送信制御部31に設けられたレート制御部313の最大個数である。BWeは、ネットワーク2のリンクeに与えられたリンク容量である。Eは、総リンク数である。Nは、総ノード数である。また、δ1、δ2は、送信レートに対して無視できる程度の微小な値である。
[1]目的関数
式(1)は「送信レート/グループ決定制約条件」における目的関数であり、送信レート/グループ算出部112は、式(1)の目的関数を最大化する。式(1)の第1項はノードiのグループgのうち、使用するグループgに与える送信レートをすべてのノード・グループについて合計したものを表す。一方、式(1)の第2項は、全ノードのグループの総数を表す。式(1)の第1項は静的な通信を考慮してネットワーク利用効率を最大化するように作用し、一方、式(1)の第2項は各ノードのグループ数ができる限り少なくなるように作用する。
式(1)は「送信レート/グループ決定制約条件」における目的関数であり、送信レート/グループ算出部112は、式(1)の目的関数を最大化する。式(1)の第1項はノードiのグループgのうち、使用するグループgに与える送信レートをすべてのノード・グループについて合計したものを表す。一方、式(1)の第2項は、全ノードのグループの総数を表す。式(1)の第1項は静的な通信を考慮してネットワーク利用効率を最大化するように作用し、一方、式(1)の第2項は各ノードのグループ数ができる限り少なくなるように作用する。
[2]制約条件1
式(2)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式(2)の左辺は、ネットワークのリンクeを通過する全ノード全グループの送信レートの合計を表す。一方、式(2)の右辺は、ネットワークのリンクeに与えられたリンク帯域を表す。式(2)によると、リンクeを通過するフローの送信レートの合計がリンク帯域(リンク容量)以下になる。
式(2)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式(2)の左辺は、ネットワークのリンクeを通過する全ノード全グループの送信レートの合計を表す。一方、式(2)の右辺は、ネットワークのリンクeに与えられたリンク帯域を表す。式(2)によると、リンクeを通過するフローの送信レートの合計がリンク帯域(リンク容量)以下になる。
[3]制約条件2
式(3)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式(3)の左辺は、ノードiの使用する全グループに含まれる宛先の配列を示す。一方、式(3)の右辺はノードiが送信する宛先の配列を示す。式(3)によると、ノードiの送信すべき宛先が必ず1つずつ含まれるようにグループが決定される。
式(3)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式(3)の左辺は、ノードiの使用する全グループに含まれる宛先の配列を示す。一方、式(3)の右辺はノードiが送信する宛先の配列を示す。式(3)によると、ノードiの送信すべき宛先が必ず1つずつ含まれるようにグループが決定される。
[4]制約条件3
式(4)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式(4)の両辺は、ノードiの使用するグループ数の総数を示す。式(4)によると、各ノードが使用するグループ数の総数が算出される。
式(4)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式(4)の両辺は、ノードiの使用するグループ数の総数を示す。式(4)によると、各ノードが使用するグループ数の総数が算出される。
送信レート/グループ算出部112は、「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる制約条件を満たしつつ、目的関数を最大化するような、変数の組み合わせを算出する。この問題は、計画問題として解くことが可能である。送信レート/グループ算出部112は、一例として、算出方法としてシンプレックス法などのアルゴリズムを使用することができる。ただし、本発明において使用可能なアルゴリズムは、これに限定されない。
[動作]
次に、本実施形態の動作について、図6ないし図9のフローチャートと、図10ないし図15に示す例を参照して詳細に説明する。
次に、本実施形態の動作について、図6ないし図9のフローチャートと、図10ないし図15に示す例を参照して詳細に説明する。
まず、パラメータ決定装置1の入出力I/F10の動作について説明する。ここでは、ネットワーク管理者がネットワークトポロジ情報とノード情報を送信し、ノードの送信レート設定およびグループ設定を出力したい場合について説明する。
図6を参照すると、ネットワーク管理者が入出力I/F10に対して、ネットワークトポロジ情報とノード情報を入力する(ステップA1)。このときのノード情報は、互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を含む。
次に、情報を受け取った入出力I/F10は、パラメータ決定部11へ入力された情報を送信する(ステップA2)。
次に、入出力I/F10は、入力した情報に対する結果をパラメータ決定部11から受信する(ステップA3)。パラメータ決定部11から受信する結果には、ネットワーク2に接続された全ノード3の全レート制御部313にどのような送信レートが割り当てられたかの情報が含まれる。一方、割り当てに失敗した場合は、パラメータ決定部11から受信する結果には、失敗した旨の情報が含まれる。
次に、入出力I/F10は、ネットワーク管理者へ結果を表示する(ステップA4)。入出力I/F10による表示方法として、GUI(Graphical User Interface)などのいくつかの表示方法が考えられる。ただし、本実施形態では、表示方法については特に限定しない。
次に、ネットワーク管理者が「送信レート/グループ決定制約条件」に対するパラメータを入力した場合について説明する。
図7を参照すると、入出力I/F10は、ネットワーク管理者から、「送信レート/グループ決定制約条件」のパラメータを受信する(ステップA5)。このパラメータとは、例えば、図5の「R」や「Ng」や「δ1、δ2」などである。
次に、入出力I/F10は、入力されたパラメータをパラメータ決定部11へ送信する(ステップA6)。
次に、パラメータ決定部11は、パラメータをパラメータ決定部11の各情報メモリに格納する(ステップA7)。
次に、パラメータ決定装置1のパラメータ決定部11の動作について説明する。
図8を参照すると、パラメータ決定部11は、入出力I/F10からネットワークトポロジ情報とノード情報を受け取ると(ステップB1)、トポロジ情報メモリ113とノード情報メモリ114へ受信したデータを入力する(ステップB2)。このとき、パラメータ決定部11は、トポロジ情報メモリ113およびノード情報メモリ114内の情報を用いて、本実施形態で使用する図5のgiven変数を算出し、トポロジ情報メモリ113、ノード情報メモリ114、および、ノード間ツリー情報メモリ115に格納する。
次に、送信レート/グループ算出部112は、送信レートおよびグループの計算を行う(ステップB3)。計算の詳細については、後述のステップC1以降で説明する。
計算結果が「計算可」であった場合(図8のYes)、パラメータ決定部11は、送信レート/グループ算出部112の計算結果を、パラメータ設定部12へ送信し、さらに、入出力I/F10に対しても結果を送信する(ステップB4)。
一方、計算結果が「計算不可」であった場合(図8のNo)、パラメータ決定部11は、入出力I/F10に対して結果を送信する(ステップB5)。
次に、図8のステップB3の動作の詳細について説明する。
図9を参照すると、送信レート/グループ算出部112は、パラメータ決定部11から計算命令を受け付けると、トポロジ情報メモリ113、ノード情報メモリ114、および、ノード間ツリー情報メモリ115を用いて「送信レート/グループ決定制約条件」に記載された制約条件を満たし、目的関数を最大化する送信レート/通信ノード対のグループを算出する(ステップC1)。送信レート/グループ算出部112は、この算出方法として、前述したシンプレックス法などのアルゴリズムを用いることができる。
次に、送信レート/グループ算出部112は、計算結果を判定し(ステップC2)、計算可能な場合(ステップC2のYes)、計算結果として「計算可」と「送信レート」と「通信ノード対グループ」を送信する(ステップC3)。一方、計算不可な場合(ステップC2のNo)、送信レート/グループ算出部112は、計算結果として「計算不可」を送信する(ステップC4)。
ここで、図10ないし図15に示す具体例に基づいて、本実施形態のパラメータ決定装置1の動作について説明する。
ここでは、図10に示すノード間の接続構成を表すトポロジ情報と、図11に示す互いに通信するノード対を表すノード対情報がネットワーク管理者から入力されたものとする。このとき、図5の「tree」、「leaf」、「Dest」の各配列は、図12ないし図14のように与えられる。また、ネットワークトポロジから「BWe」と「E」と「N」が決定され、ネットワーク管理者からのパラメータ入力により「R」と「δ1、δ2」が決定される。送信レート/グループ算出部112は、これらの情報を用いて、「送信レート/グループ決定制約条件」の目的関数を最大化する送信レートと送信ノード対グループを算出する。この例の場合、例えば図15のような結果が得られる。
最適解は複数存在する場合もあるが、どの最適解を結果として出力するかはアルゴリズムに依存する。なお、最適解が複数存在する場合であっても、目的関数の最大値は一意に決定する。
次に、パラメータ決定装置1のパラメータ設定部12の動作について説明する。
パラメータ決定装置1のパラメータ設定部12は、パラメータ決定部11から受信した結果を、ノード3内のパラメータレジスタ311へ送信する。
[効果]
本実施形態に係るパラメータ決定装置1によると、ネットワークの利用効率を高めることができる。その理由は、ノード3が通信していない時間を考慮し、送信ノード対を可能な限り多くグループ化するように送信レートを決定するためである。これは、「送信レート/グループ決定制約条件」が、できる限り多くグループ化し、かつ送信レートを最大化するような変数を計算できるように与えられていることによる。
本実施形態に係るパラメータ決定装置1によると、ネットワークの利用効率を高めることができる。その理由は、ノード3が通信していない時間を考慮し、送信ノード対を可能な限り多くグループ化するように送信レートを決定するためである。これは、「送信レート/グループ決定制約条件」が、できる限り多くグループ化し、かつ送信レートを最大化するような変数を計算できるように与えられていることによる。
<実施形態2>
[構成]
次に、第2の実施形態に係るパラメータ決定装置について詳細に説明する。
[構成]
次に、第2の実施形態に係るパラメータ決定装置について詳細に説明する。
本実施形態のパラメータ決定装置の構成は、第1の実施形態のパラメータ決定装置の構成(図2〜図4)と同様である。
本実施形態では、第1の実施形態の「送信レート/グループ決定制約条件」[1]〜[4]に加えて、下記の制約条件が追加される
[5]制約条件4
式(5)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式(5)の左辺は、ノード3−iの持つグループの総数を示す。一方、式(5)の右辺は、ノード3のレート制御部313の最大個数を示す。式(5)によると、レート制御部313の個数が少ない場合を考慮することが可能となる。
式(5)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式(5)の左辺は、ノード3−iの持つグループの総数を示す。一方、式(5)の右辺は、ノード3のレート制御部313の最大個数を示す。式(5)によると、レート制御部313の個数が少ない場合を考慮することが可能となる。
その他の条件については、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[動作]
第1の実施形態の動作(図6ないし図9)と同様であるため、説明を省略する。
第1の実施形態の動作(図6ないし図9)と同様であるため、説明を省略する。
[効果]
本実施形態のパラメータ決定装置によると、ノード3のレート制御部313の個数に制限がある場合にも送信レートを決定することができる。その理由は、レート制御部313の個数の制限を考慮して、できる限りネットワーク利用効率が高くなるように送信ノード対のグループを決定することができるからである。
本実施形態のパラメータ決定装置によると、ノード3のレート制御部313の個数に制限がある場合にも送信レートを決定することができる。その理由は、レート制御部313の個数の制限を考慮して、できる限りネットワーク利用効率が高くなるように送信ノード対のグループを決定することができるからである。
<実施形態3>
[構成]
次に、第3の実施形態に係るパラメータ決定装置について詳細に説明する。
[構成]
次に、第3の実施形態に係るパラメータ決定装置について詳細に説明する。
本実施形態のパラメータ決定装置の構成は、第1の実施形態のパラメータ決定装置の構成(図2〜図4)と同様である。
本実施形態では、第1の実施形態における「送信レート/グループ決定制約条件」[1]〜[4]を下記のように追加・変更したものを採用する。
[1]目的関数
式(6)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数である。送信レート/グループ算出部112は、式(6)の目的関数を最大化する。式(6)の目的関数では、第1の実施形態における式(1)の目的関数に対して第3項が追加されている。式(6)の第3項は、すべてのグループに割り当てられた送信レートのうち最小のものを指す。目的関数に第3項を加えることで、送信レートの最小値ができるだけ大きいものを解とすることが可能となる。
式(6)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数である。送信レート/グループ算出部112は、式(6)の目的関数を最大化する。式(6)の目的関数では、第1の実施形態における式(1)の目的関数に対して第3項が追加されている。式(6)の第3項は、すべてのグループに割り当てられた送信レートのうち最小のものを指す。目的関数に第3項を加えることで、送信レートの最小値ができるだけ大きいものを解とすることが可能となる。
[6]制約条件5
式(7)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式(7)の左辺は、ノードiのグループgに与えられる送信レートであり、式(7)の右辺は式(7)の左辺よりも小さい値を取り得る。式(7)によると、送信レートの最小値を求めることが可能となる。
式(7)は「送信レート/グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式(7)の左辺は、ノードiのグループgに与えられる送信レートであり、式(7)の右辺は式(7)の左辺よりも小さい値を取り得る。式(7)によると、送信レートの最小値を求めることが可能となる。
その他の条件については、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[動作]
第1の実施形態の動作(図6ないし図9)と同様であるため、説明を省略する。
第1の実施形態の動作(図6ないし図9)と同様であるため、説明を省略する。
[効果]
本実施形態のパラメータ決定装置1によると、ネットワーク利用効率を落とさないようにしつつ、ノードの送信レート間の公平性を高めることが可能となる。その理由は、ネットワーク利用効率を落とさない範囲で、最小レートを目的関数に加味することで、最小レートと最大レートの差ができる限り小さくなるようにすることができるからである。
本実施形態のパラメータ決定装置1によると、ネットワーク利用効率を落とさないようにしつつ、ノードの送信レート間の公平性を高めることが可能となる。その理由は、ネットワーク利用効率を落とさない範囲で、最小レートを目的関数に加味することで、最小レートと最大レートの差ができる限り小さくなるようにすることができるからである。
なお、本発明において、下記の形態が可能である。
[形態1]
上記第1の態様に係るパラメータ決定装置のとおりである。
[形態2]
前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を保持する制約条件メモリを備え、
前記パラメータ決定部は、前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する、
形態1に記載のパラメータ決定装置。
[形態3]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
形態2に記載のパラメータ決定装置。
[形態4]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
形態2または3に記載のパラメータ決定装置。
[形態5]
前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
形態2ないし4のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
[形態6]
前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
形態2ないし5のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
[形態7]
前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
形態2ないし6のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
[形態8]
前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
形態2ないし7のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
[形態9]
上記第2の態様に係るパラメータ決定方法のとおりである。
[形態10]
前記パラメータ決定装置が、前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を制約条件メモリに保持するステップを含み、
前記パラメータ決定装置は、前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する、
形態9に記載のパラメータ決定方法。
[形態11]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
形態10に記載のパラメータ決定方法。
[形態12]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
形態10または11に記載のパラメータ決定方法。
[形態13]
前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
形態10ないし12のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
[形態14]
前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
形態10ないし13のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
[形態15]
前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
形態10ないし14のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
[形態16]
前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
形態10ないし15のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
[形態17]
上記第3の態様に係るプログラムのとおりである。
[形態18]
前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を記憶部に保持する処理と、
前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する処理と、を前記コンピュータに実行させる、
形態17に記載のプログラム。
[形態19]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
形態18に記載のプログラム。
[形態20]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
形態18または19に記載のプログラム。
[形態21]
前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
形態18ないし20のいずれか一に記載のプログラム。
[形態22]
前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
形態18ないし21のいずれか一に記載のプログラム。
[形態23]
前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
形態18ないし22のいずれか一に記載のプログラム。
[形態24]
前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
形態18ないし23のいずれか一に記載のプログラム。
[形態1]
上記第1の態様に係るパラメータ決定装置のとおりである。
[形態2]
前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を保持する制約条件メモリを備え、
前記パラメータ決定部は、前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する、
形態1に記載のパラメータ決定装置。
[形態3]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
形態2に記載のパラメータ決定装置。
[形態4]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
形態2または3に記載のパラメータ決定装置。
[形態5]
前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
形態2ないし4のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
[形態6]
前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
形態2ないし5のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
[形態7]
前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
形態2ないし6のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
[形態8]
前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
形態2ないし7のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
[形態9]
上記第2の態様に係るパラメータ決定方法のとおりである。
[形態10]
前記パラメータ決定装置が、前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を制約条件メモリに保持するステップを含み、
前記パラメータ決定装置は、前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する、
形態9に記載のパラメータ決定方法。
[形態11]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
形態10に記載のパラメータ決定方法。
[形態12]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
形態10または11に記載のパラメータ決定方法。
[形態13]
前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
形態10ないし12のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
[形態14]
前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
形態10ないし13のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
[形態15]
前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
形態10ないし14のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
[形態16]
前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
形態10ないし15のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
[形態17]
上記第3の態様に係るプログラムのとおりである。
[形態18]
前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を記憶部に保持する処理と、
前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する処理と、を前記コンピュータに実行させる、
形態17に記載のプログラム。
[形態19]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
形態18に記載のプログラム。
[形態20]
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
形態18または19に記載のプログラム。
[形態21]
前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
形態18ないし20のいずれか一に記載のプログラム。
[形態22]
前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
形態18ないし21のいずれか一に記載のプログラム。
[形態23]
前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
形態18ないし22のいずれか一に記載のプログラム。
[形態24]
前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
形態18ないし23のいずれか一に記載のプログラム。
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。
1 パラメータ決定装置
2 ネットワーク
3−1〜3−N ノード
10 入出力I/F
11 パラメータ決定部
12 パラメータ設定部
31 送信制御部
32 ネットワークI/F
111 制約条件メモリ
112 送信レート/グループ算出部
113 トポロジ情報メモリ
114 ノード情報メモリ
115 ノード間ツリー情報メモリ
311 パラメータレジスタ
312−1〜312−M 送信バッファ
313−1〜313−M レート制御部
2 ネットワーク
3−1〜3−N ノード
10 入出力I/F
11 パラメータ決定部
12 パラメータ設定部
31 送信制御部
32 ネットワークI/F
111 制約条件メモリ
112 送信レート/グループ算出部
113 トポロジ情報メモリ
114 ノード情報メモリ
115 ノード間ツリー情報メモリ
311 パラメータレジスタ
312−1〜312−M 送信バッファ
313−1〜313−M レート制御部
Claims (10)
- 通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付ける入出力I/Fと、
前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、1または2以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定するパラメータ決定部と、
前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知するパラメータ設定部と、を備える、
ことを特徴とするパラメータ決定装置。 - 前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を保持する制約条件メモリを備え、
前記パラメータ決定部は、前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する、
請求項1に記載のパラメータ決定装置。 - 前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
請求項2に記載のパラメータ決定装置。 - 前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
請求項2または3に記載のパラメータ決定装置。 - 前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
請求項2ないし4のいずれか1項に記載のパラメータ決定装置。 - 前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
請求項2ないし5のいずれか1項に記載のパラメータ決定装置。 - 前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
請求項2ないし6のいずれか1項に記載のパラメータ決定装置。 - 前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
請求項2ないし7のいずれか1項に記載のパラメータ決定装置。 - パラメータ決定装置が、通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付けるステップと、
前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、1または2以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定するステップと、
前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知するステップと、を含む、
ことを特徴とするパラメータ決定方法。 - 通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付ける処理と、
前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、1または2以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定する処理と、
前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知する処理と、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。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015057989 | 2015-03-20 | ||
JP2015057989 | 2015-03-20 | ||
PCT/JP2016/058470 WO2016152712A1 (ja) | 2015-03-20 | 2016-03-17 | パラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016152712A1 true JPWO2016152712A1 (ja) | 2018-01-25 |
JP6662375B2 JP6662375B2 (ja) | 2020-03-11 |
Family
ID=56977581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017508285A Active JP6662375B2 (ja) | 2015-03-20 | 2016-03-17 | パラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10291549B2 (ja) |
JP (1) | JP6662375B2 (ja) |
WO (1) | WO2016152712A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11341485B2 (en) | 2019-08-06 | 2022-05-24 | Bank Of America Corporation | Machine learning based system for authorization of autonomous resource transfers between distributed IOT components |
US11405414B2 (en) | 2019-08-06 | 2022-08-02 | Bank Of America Corporation | Automated threat assessment system for authorizing resource transfers between distributed IoT components |
US10921787B1 (en) | 2019-08-06 | 2021-02-16 | Bank Of America Corporation | Centralized resource transfer engine for facilitating resource transfers between distributed internet-of-things (IoT) components |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07245626A (ja) | 1994-03-04 | 1995-09-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 可変帯域適応型経路制御方法 |
JP4364404B2 (ja) | 2000-05-29 | 2009-11-18 | ローランド株式会社 | 通信装置 |
JP4421978B2 (ja) | 2004-09-03 | 2010-02-24 | 富士通株式会社 | 遅延保証パス設定システム |
JP4852069B2 (ja) | 2008-06-03 | 2012-01-11 | 日本電信電話株式会社 | 帯域割当方法、帯域割当装置、および帯域割当プログラム |
JP2011249979A (ja) | 2010-05-25 | 2011-12-08 | Nec Corp | 通信システム |
US9032077B1 (en) * | 2012-06-28 | 2015-05-12 | Amazon Technologies, Inc. | Client-allocatable bandwidth pools |
US9853826B2 (en) * | 2013-02-25 | 2017-12-26 | Qualcomm Incorporated | Establishing groups of internet of things (IOT) devices and enabling communication among the groups of IOT devices |
US9450817B1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-09-20 | Juniper Networks, Inc. | Software defined network controller |
US9641452B2 (en) * | 2014-11-25 | 2017-05-02 | Vmware, Inc. | Resolving a convex optimization problem to optimize network traffic in a distributed system |
US10333821B2 (en) * | 2014-11-25 | 2019-06-25 | Vmware, Inc. | Method and system for optimizing network traffic in a distributed system with a point of convergence |
US10084643B2 (en) * | 2014-11-28 | 2018-09-25 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Systems and methods for providing customized virtual wireless networks based on service oriented network auto-creation |
US9622019B2 (en) * | 2014-11-28 | 2017-04-11 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Systems and methods for generating a virtual network topology for M2M communications |
US9967709B2 (en) * | 2014-12-30 | 2018-05-08 | Fortinet, Inc. | Automatic generation of logical maps for access point layouts |
US10148510B2 (en) * | 2015-03-02 | 2018-12-04 | Spidercloud Wireless, Inc. | Topology discovery and management and SON orchestration |
-
2016
- 2016-03-17 US US15/559,938 patent/US10291549B2/en active Active
- 2016-03-17 WO PCT/JP2016/058470 patent/WO2016152712A1/ja active Application Filing
- 2016-03-17 JP JP2017508285A patent/JP6662375B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180077085A1 (en) | 2018-03-15 |
US10291549B2 (en) | 2019-05-14 |
WO2016152712A1 (ja) | 2016-09-29 |
JP6662375B2 (ja) | 2020-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6093867B2 (ja) | インターコネクトにおける不均一なチャネル容量 | |
US8644328B2 (en) | Methods for intelligent NIC bonding and load-balancing | |
JP5900353B2 (ja) | 通信システム、制御装置、通信ノードおよび通信方法 | |
EP2701342A1 (en) | Method and system for implementing elastic network interface and interconnection | |
CN107294852B (zh) | 一种使用拓扑分散短路径集的网络路由方法 | |
JP5943431B2 (ja) | ネットワーク、データ転送ノード、通信方法およびプログラム | |
US11095553B2 (en) | Method, apparatus and system for controlling routing information advertising | |
CN112804151B (zh) | 一种数据处理的方法、装置以及电子设备 | |
JP6662375B2 (ja) | パラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラム | |
WO2018198479A1 (ja) | 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム | |
CN104639437A (zh) | 堆叠系统中广播报文的转发方法及装置 | |
CN102055657B (zh) | Fc数据报文的负载分担方法和fc交换机系统 | |
CN107431656B (zh) | 控制设备、通信系统、控制方法及程序 | |
EP2549794A1 (en) | Communication node apparatus, communication system, and method for selecting destination reception interface used for same | |
Raj et al. | Secure cloud communication for effective cost management system through msbe | |
JP2006287919A (ja) | 通信ネットワーク、コンテンツ配信ノード、ツリー構築方法、コンテンツ配信制御プログラム | |
CN116074236A (zh) | 报文转发方法及装置 | |
KR101491698B1 (ko) | 소프트웨어 정의 네트워크에서 제어 장치 및 그 동작 방법 | |
US9385961B2 (en) | Parallel computing device, communication control device, and communication control method | |
JP2017085442A (ja) | 制御装置、通信システム、制御方法、および、プログラム | |
JP2014086891A (ja) | 通信中継装置、仮想マシンサーバ、帯域制御システム、帯域制御方法およびプログラム | |
JP2019003345A (ja) | 情報処理システム及び情報処理方法 | |
Sankar et al. | Back-Pressure Algorithm Using Shadow Queues in Communication Networks | |
JP2009534000A (ja) | ネットワークにおける効率的なトラフィック分散のためのシステム及び方法 | |
JP2016158224A (ja) | 通信システム、コントローラ、通信方法、および、プログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190204 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200114 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200127 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6662375 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |