WO2016143311A1 - ネットワーク制御装置、ネットワーク制御方法、および、プログラムの記録媒体 - Google Patents

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link
network
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晋哉 石田
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日本電気株式会社
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    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters

Definitions

  • the present invention relates to a network control device, a network control method, and a program, and more particularly, to a control technology and a design technology for a multi-layer network and a multi-domain network.
  • the communication carrier network is composed of a plurality of layers (network layers). For example, a network in which a packet layer that can efficiently use network resources by a statistical multiplexing effect and an optical layer that is suitable for long-distance and large-capacity transmission has been constructed.
  • packet layer technologies include, for example, MPLS (Multi-Protocol Label Switching) and MPLS-TP (Multi-Protocol Label Switching-Transport Profile).
  • MPLS Multi-Protocol Label Switching
  • MPLS-TP Multi-Protocol Label Switching-Transport Profile
  • the optical layer is generally a circuit-switched network, and OTN (Optical Transport Network) is known as a representative technique.
  • the OTN is further divided into TDM (Time Division Division Multiplexing) and WDM (Wavelength Division Division Multiplexing) layers depending on the path switching method. In general, these networks are independently controlled for each layer.
  • Patent Document 1 discloses a multi-layer path control technique based on intensive topology design in a packet and WDM two-layer network.
  • Patent Document 2 describes a method of abstracting path information that can be set in a lower layer in the form of a node or a link and advertising it using an upper layer routing protocol so that an optimum path can be set. Has been.
  • the measurement result of the traffic amount flowing through the upper path (the logical path of the packet network) is acquired in the multilayer network including the packet network and the circuit switching network. Then, the routes of the circuit-switched network and the packet network are calculated, and when congestion occurs due to traffic concentration on some lower links, a route that avoids the lower links is calculated.
  • Patent Document 4 describes that the upper layer traffic volume is measured and the lower layer path setting is changed (for example, control of the number of lower layer paths) based on the traffic volume.
  • Patent Document 5 describes a technique for establishing a connection between an origin node and a destination node in a short time
  • Patent Document 6 discloses a technique for generating a new route for a destination node. Are listed.
  • paths and links have a nested configuration. That is, in a lower layer network, a path is set by using lower layer nodes, ports, and links as network resources. In the upper layer network, the path set in the lower layer is treated as a link between nodes, and the node and port information added to it becomes the upper layer network resource. Set.
  • the path information that can be set in the lower layer is abstracted in the form of a node or link and advertised by the routing protocol of the higher layer, the optimum path is set even in such a case. It becomes possible to do.
  • the advertised lower layer resource information is included, if the upper layer path that satisfies the requirements such as bandwidth and delay cannot be calculated, the path setting fails. become. This is because the path requirement required in the upper layer is not properly transmitted to the lower layer.
  • the upper layer can receive supply of desired resources from the lower layer.
  • An object of the present invention is to provide a network control device, a network control method, and a program that contribute to the solution of the problem.
  • the network control device receives a request for an upper virtual link that can be set to connect between ports of a user connected to an upper layer network, and determines the performance of the settable upper virtual link.
  • a request for a lower virtual link that can be set to connect between the upper layer control unit that is obtained and associated and the ports in the upper layer network via the lower layer network; and
  • a lower layer control unit that obtains performance and associates and holds the performance.
  • the upper layer control unit includes a resource demand prediction unit that predicts a future request for the upper virtual link based on a history of a plurality of settable upper virtual link requests, and a request for the predicted upper virtual link.
  • a capacity design unit that calculates resources of the lower layer network necessary for supplying the upper virtual link, and corresponds to the additional resource calculated by the capacity design unit. Requests a lower virtual link to the lower layer control unit, accepts a request for the upper virtual link selected according to the settable upper virtual link and the settable upper link performance, and requests the upper virtual link
  • the settable lower virtual link Requesting link it sets the flow corresponding to the settable lower virtual link to the lower layer network.
  • the network control device accepts a request for an upper virtual link that can be set for connecting between user ports connected to an upper layer network, and the upper layer that can be set. Determining and associating and holding the performance of the virtual link; accepting a request for a lower virtual link that can be set to connect between ports in the higher layer network via the lower layer network; and Determining and associating and holding a link performance; receiving a request for the settable higher virtual link and a higher virtual link selected according to the settable higher link performance; and the requested higher rank
  • the configurable sub-virtual on the path of the flow corresponding to the virtual link A link corresponding to the configurable lower virtual link is set in the lower layer network, and the future upper virtual link is based on a history of requests for the plurality of configurable upper virtual links. Predicting a link request, and calculating the lower layer network resources necessary to supply the upper virtual link in response to the predicted upper virtual link request.
  • the program according to the third aspect of the present invention receives a request for an upper virtual link that can be set to connect between user ports connected to an upper layer network, and obtains the performance of the settable upper virtual link.
  • the process of associating and holding accepts a request for a lower virtual link that can be set to connect between ports in the upper layer network via the lower layer network, and obtains and associates the performance of the settable lower virtual link.
  • the settable lower virtual link A process for setting a flow corresponding to a link in the lower layer network, a process for predicting a request for the upper virtual link in the future based on a history of requests for a plurality of the settable upper virtual links, and the predicted And causing the computer to execute processing for calculating resources of the lower layer network necessary for supplying the upper virtual link in response to a request for the upper virtual link.
  • the program can also be provided as a program product recorded in a non-transitory computer-readable storage medium.
  • the upper layer can receive supply of desired resources from the lower layer, and appropriately grasp the trend of requests for the resources of the lower layer. It becomes possible.
  • FIG. 4 It is a figure which illustrates the data structure of the network database for users after creating the network database information for users shown in FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow setting operation by the network control apparatus according to the first embodiment. It is a figure for demonstrating the information which each network database information after the flow setting shown in FIG. 14 hold
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a network control device 1 according to an embodiment.
  • the network control device 1 includes an upper layer control unit 2 and a lower layer control unit 3.
  • the upper hierarchy control unit 2 further includes a resource demand prediction unit 208 and a capacity design unit 209. The operation of one embodiment is illustrated in FIG.
  • the upper layer control unit 2 accepts a request to connect the ports of the nodes included in the upper layer network (for example, between the ports P802 and P803, between the ports P804 and P805, and between the ports P801 and P806 in FIG. 15).
  • the lower layer control unit 3 obtains and associates the link (for example, links L901 to L903 in FIG. 15) connecting the ports via the lower layer network and the performance of the link (for example, link bandwidth, delay, etc.). Hold.
  • the upper layer control unit 2 accepts a flow between nodes included in the upper layer network and selected according to the link and the performance. If the link (for example, links L901 and L902 in FIG. 15) is included in the flow path, the upper layer control unit 2 sets the flow corresponding to the link in the lower layer network.
  • the resource demand prediction unit 208 predicts such a future request based on a history of a plurality of the requests (that is, a request for connecting ports of nodes included in the upper layer network).
  • the capacity design unit 209 calculates the resources of the lower layer network necessary for supplying the link in response to the predicted request.
  • the network control device 1 performs the following procedure when controlling a multi-layer network composed of a plurality of layers of networks. That is, the network control device 1 generates a link in the upper layer network based on the topology information of the lower layer network and the request for connecting the ports of the nodes included in the upper layer network presented by the user.
  • a request for connecting ports of nodes included in an upper layer network presented by a user is referred to as a “latent link request”, and a link generated based on the latent link request is referred to as a “latent link”.
  • the generated links are, for example, links L901 to L903 in FIG.
  • the lower layer route (for example, the links L601 and L602 in FIG. 15) corresponding to the potential link. ) To the lower layer network.
  • the upper layer can inform the lower layer of the resource (link) requirements desired by itself.
  • the upper layer can always be supplied with a desired resource.
  • the lower layer can collect resource requirements desired by each individual from a plurality of upper layers, and optimize the resource allocation by performing path design by combining these requirements.
  • the lower network side monitors the process of potential link generation / disappearance based on the latent link request given from the upper layer, thereby the behavior of the resource use of the upper layer network. You can know the tendency. Thereby, the resource deployment plan based on the information can be made.
  • latent link information that satisfies requirements specified in advance for the upper layer network is provided based on the topology information of the lower layer network.
  • the upper layer network calculates a path using the topology obtained by adding the latent link information provided from the lower layer to the topology information of the own layer. As a result, it is possible to efficiently design and set a path in consideration of resource information that can be provided from the lower layer to the upper layer.
  • multilayer network control as “multilayer control” and using the term “flow” synonymously with “path”.
  • the network control apparatus 10 controls the lower layer network 31 and the upper layer network 32 in accordance with a flow request from the user request unit 20 by the user.
  • the network control apparatus 10 includes an NWDB (Network Database) 101 for users, an upper layer NWDB 102, a lower layer NWDB 103, an upper layer control unit 104, a latent link DB 107, and a lower layer control unit 108.
  • the network control device 10 includes an upper layer control unit 105 and a lower layer control unit 106.
  • the upper layer control unit 105 and the lower layer control unit 106 control the upper layer network 32 and the lower layer network 31 in accordance with respective information changes in the upper layer NWDB 102 and the lower layer NWDB 103.
  • a program or a group of programs executed on a computer that plays the role described in the following description may be used.
  • a single user will be described, but a plurality of users may exist.
  • the NWDB 101 for users is accessed from the user request unit 20 and stores resource information available to the user.
  • the upper layer NWDB 102 holds information on the upper layer network 32.
  • the lower layer NWDB 103 holds information of the lower layer network 31.
  • Each network database holds network information including topology information including nodes, ports, and links and flow (path equivalent) information set therein.
  • the lower layer control unit 108 provides information on links (latent links) that the lower layer NW 31 can potentially provide to the upper layer NW 32 to the upper layer control unit 104 via the latent link DB 107. .
  • a latent link request and a latent link opening request are received from the upper layer control unit 104 via the latent link DB 107.
  • the upper layer control unit 104 obtains potential link information that can be provided to the user from the latent link obtained in the latent link DB 107 and the topology information of the upper layer NW 32 stored in the upper layer NWDB 102. To the user request unit 20. This information is provided via the NWDB 101 for users. Further, the upper layer control unit 104 receives a latent link request and a latent link opening request from the user request unit 20 via the user-oriented NWDB 101.
  • the upper layer control unit 104 accesses an external database NWDB 101, upper layer NWDB 102, and latent link DB 107, and acquires or updates information to an external database (DB) access unit 202.
  • the upper hierarchy control unit 104 includes a latent link information management unit 203, a layer boundary information management unit 204, a DB information correspondence management unit 205, a path calculation unit 206, a resource demand prediction unit 208, a capacity design unit, 209.
  • the latent link information management unit 203 creates and manages latent link information and virtual port information of the NWDB 101 for users.
  • the layer boundary information management unit 204 manages the layer boundary with each of the upper layer and the lower layer.
  • the DB information correspondence management unit 205 manages the correspondence of information stored in the NWDB 101 for users, the upper layer NWDB 102, and the latent link DB 107.
  • the path calculation unit 206 performs path calculation based on the topology information of the network database.
  • the resource demand prediction unit 208 monitors and records the latent link request from the upper layer network and the utilization status of the latent link, and predicts the demand of the upper layer using the history information.
  • the capacity design unit 209 estimates the amount and arrangement pattern of necessary resources based on the prediction result by the resource demand prediction unit 208.
  • the latent link information management unit 203 includes a path calculation scheduler 301, a path calculation request database 302, and a latent link request database 303.
  • the path calculation scheduler 301 manages path calculation events.
  • the path calculation request database 302 stores information on latent link requests.
  • the latent link request database 303 holds a correspondence relationship between a path and a latent link calculated according to the latent link request.
  • the lower layer control unit 108 is configured in the same manner as the upper layer control unit 104 shown in FIG. However, there are two databases that the lower layer control unit 108 accesses from the external DB access unit 202: the lower layer NWDB 103 and the latent link DB 107.
  • the upper layer control unit 104 is connected to a plurality of latent link DBs 107.
  • the latent link DBs 107 may be connected to a plurality of lower layer networks.
  • the upper layer control unit 104 and the lower layer control unit 108 realize equivalent functions by executing a program stored in a memory (not shown) of the network control device 10 on a computer such as a CPU (Central Processing Unit). You can also Hereinafter, the operation of the network control apparatus 10 according to the present embodiment will be described with reference to the multilayer network illustrated in FIG.
  • the multi-layer network includes a lower layer network 31, an upper layer network 32, and a layer boundary 40.
  • the upper layer network 32 includes nodes N11 to N13 and ports P301 to P310.
  • the lower layer network 31 includes nodes N21 to N23, ports P401 to P412, and links L601 to L603.
  • the layer boundary 40 has boundary connections B501 to B506.
  • the boundary connections B501 to B506 are links that connect ports.
  • the boundary connection B501 connects the ports P305 and P401.
  • the boundary connection B502 connects the ports P306 and P402.
  • the boundary connection B503 connects the ports P307 and P403.
  • the boundary connection B504 connects the ports P308 and P404.
  • the boundary connection B505 connects the ports P309 and P405.
  • a boundary connection B506 connects the ports P310 and P406.
  • the upper layer control unit 105 and the lower layer control unit 106 of the network control apparatus 10 obtain information on the upper layer network 32 and information on the lower layer network 31 in FIG. 5 from the respective networks. Furthermore, it is assumed that the upper layer control unit 105 and the lower layer control unit 106 have registered information on nodes, ports, and links in the upper layer NWDB 102 and the lower layer NWDB 103, respectively. Further, it is assumed that the information on the layer boundary 40 is recorded in the lower layer control unit 108 in advance. Similarly, the upper layer control unit 104 holds information on the layer boundary between the upper layer NW 32 and the user network.
  • the latent link information management unit 203 of the lower layer control unit 108 writes the boundary port information of the upper layer network 32 connected to the lower layer network 31 to the latent link DB 107 through the external DB access unit 202 (FIG. 6). Step S301).
  • the information on the boundary port of the upper layer network is obtained from the information held in the layer boundary information management unit 204 of the upper layer control unit 104.
  • the latent link information management unit 203 of the upper hierarchy control unit 104 acquires information on the port added to the latent link DB 107 via the external DB access unit 202. This is performed by a callback or message notification from the latent link DB 107 to the external DB access unit 202 or via this.
  • the latent link information management unit 203 records the acquired port information in the path calculation request database 302.
  • the information of these ports added to the latent link DB 107 may represent a physical port or may be a virtual port abstracted from the physical port.
  • a virtual port can be associated with any physical port. Therefore, the connection of the upper layer network 32 to the lower layer network 31 can be expressed by a smaller number of virtual ports than the actual number of physical ports. Below, it demonstrates using a virtual port.
  • the latent link information management unit 203 of the upper layer control unit 104 adds a latent link request to the latent link DB 107 via the external DB access unit 202 (step S302).
  • a latent link request is associated with two virtual ports and describes the requirements for potential links that can connect both virtual ports. Examples of requirements include bandwidth, delay, reliability, priority, and the like.
  • the user also creates the virtual ports necessary to create the latent link request. At this time, the user specifies at least the position of the virtual port, that is, the number of nodes and virtual ports with which the virtual port is associated. The contents of these latent link requests may be specified via an input interface to the layer boundary information management unit 204 of the upper layer control unit 104, which is not shown in FIG.
  • the latent link request and latent link information stored in the user-oriented network DB 101 may be acquired, and the request content may be determined based on these.
  • the latent link information management unit 203 of the lower layer control unit 108 acquires the latent link request added to the latent link DB 107 via the external DB access unit 202. This is performed by a callback or message notification from the latent link DB 107 to the external DB access unit 202 or via this. Alternatively, it is performed by polling the latent link DB 107 by or via the external DB access unit 202.
  • the latent link information management unit 203 of the lower layer control unit 108 records the acquired latent link request in the path calculation request database 302.
  • the latent link information management unit 203 of the lower layer control unit 108 checks the connectability of the link connecting the created virtual ports and creates a latent link (step S303).
  • the path calculation scheduler 301 generates a path calculation request from the latent link request in the path calculation request database.
  • each latent link request recorded in the path calculation request database in the previous step is read as a path request for connecting two virtual ports with specified requirements.
  • These path calculation requests include, in addition to the latent link request added in the previous step, path calculation requests for the latent link requests previously stored in the NWDB 101 for users and the path calculation request database 302. It doesn't matter.
  • Each path calculation request has information (for example, an identifier of the latent link request) that can uniquely identify the corresponding latent link request.
  • the path calculation scheduler 301 determines the time for performing path calculation for these path calculation requests. This time is immediately or after a certain time has elapsed since the present time. When path calculation is performed after a certain amount of time has elapsed from the present time, the elapsed time may be fixedly or dynamically determined based on a program or a set / designated value in advance, and the load status of the network control device 10 It may be determined in consideration of the above. Further, time, time, or information used for deriving these may be given as parameters of the latent link request created in step S302, and determination may be made based on the information.
  • the path calculation scheduler 301 passes a path calculation request to the path calculation unit 206 at a predetermined time.
  • the path calculation unit 206 performs path calculation on the path calculation request passed from the path calculation scheduler 301.
  • the path calculation unit 206 performs path calculation using a constrained shortest path first (CSPF), a heuristic method such as a genetic method, a mathematical programming method, or other path calculation algorithms.
  • CSPF constrained shortest path first
  • the path calculation unit 206 confirms the possibility of connection of a latent link in the path calculation. In confirming the connection possibility, it is confirmed that the upper layer port corresponding to the virtual port designated as the end point of the latent link is physically connected to the lower layer port. This is confirmed with reference to information recorded in the layer boundary information management unit 204.
  • the nodes N11 and N12 in FIG. 5 can be connected.
  • the port P305 or P306 of the node N11 is connected to the port P401 or P402 of the node N21 by a boundary connection B501 or B502.
  • the node N12 is connected to the node N22 by the boundary connection B503 or B504.
  • a latent link can be set between the nodes N11 and N12.
  • being physically connected means literally physically connected.
  • the upper and lower layer ports are physically connected across one or more switchable devices such as a switch, even if both ports are not short-circuited in the same device, the switching control of the same device If the two ports can be short-circuited, it is determined that connection is possible.
  • the path calculation unit 206 passes the path calculation result to the latent link information management unit 203.
  • the result of each path calculation has information that can uniquely identify the corresponding path calculation request or the potential link request to which the path calculation request corresponds.
  • the latent link information management unit 203 collates the path calculation result received from the path calculation unit 206 with the latent link request in the path calculation request database 302. Also, latent link information corresponding to the latent link request is created, and a combination of the link information and the path calculation result is stored in the latent link request database 303.
  • the potential link information is information that uniquely identifies the potential link request, and the link specifications (bandwidth, delay, reliability, etc.) when the virtual ports specified in the potential link request are connected by the same path. Performance such as priority).
  • the specification of the path may be used as it is, or the specification of the path is processed (the bandwidth value is made smaller than the path bandwidth, the delay value is made larger than the path delay).
  • the obtained value may be used.
  • the latent link is stored in the latent link request database 303 together with information indicating that the path does not exist, or Do not store this potential link. This expresses that there is no latent link.
  • the path calculation scheduler 301 or the latent link request database 303 notifies the latent link DB 107 of the latent link information via the external DB access unit 202 (step S303). ).
  • This notification includes information of the potential link specification and the corresponding potential link request that can be uniquely identified.
  • the latent link is recorded in the latent link DB 107 as a link connecting the virtual ports assigned in step S301.
  • a latent link is a link that is not actually set, so the latent link information or the latent link DB 107 includes information for determining the difference between the two.
  • the lower layer control unit 108 stores information on potential links connectable between upper layer boundary ports in the potential link DB 107.
  • virtual ports P801 to P806 corresponding to the physical boundary ports of the nodes N11 to N13 and latent links L901 to L903 indicated by dotted lines are stored in the latent link DB 107.
  • FIG. 8 shows a specific data configuration of the latent link DB 107 in the multi-layer network of FIG.
  • topology information such as port information 107B and link information 107C is registered in the latent link DB 107.
  • “Assigned” in the port information 107B is information indicating whether or not the port is a virtual port. If TRUE, it indicates that the port is not a virtual port but an actual port, and if FALSE, the port is a virtual port. “Established” in the link information 107C is information indicating whether the link is a latent link. If TRUE, the link is a set link in which a flow is actually set in the lower layer network. If FALSE, the link is a latent link. It shows that.
  • the delay (Delay) represents a link delay that occurs when a link is created by setting a lower layer flow in the section.
  • FIG. 9 and 10 respectively show the upper layer network DB 102 and the lower layer network DB 103 when the latent link DB 107 is created.
  • NWDB 102 since there is no flow in the lower layer network, there is no link and only node information 102A and port information 102B are registered. However, depending on the network configuration, a link connecting ports that are not layer boundaries may be registered. In this case, the link including the link is copied to the NWDB for users.
  • topology information such as node information 103A, port information 103B, and link information 103C is registered.
  • the delay information (Delay) of the link information 103C is a propagation delay based on the physical distance of the link, for example, and is registered by the lower layer control unit 106.
  • the flow may be registered depending on the initial state of the network. In this case, a latent link creation operation is performed after creating a set link corresponding to each flow.
  • FIG. 11 shows the data structure of the layer boundary 40 held by the layer boundary information management unit 204 of the lower layer control unit 108.
  • the node, port, link, and flow information in each network database is not limited to that described above.
  • the maximum bandwidth, the remaining bandwidth, and bandwidth information reserved for the flow may be added to each port, or cost information for route calculation may be added as metric information in addition to link delay.
  • the network to be controlled is an optical layer network
  • available resource information and empty resource information may be added to the port.
  • the resource information is the wavelength in the WDM layer, the time slot in the TDM layer, the flow identification information in the header in the layer based on packet switching (the label in the shim header in MPLS, the VID (VLAN Identifier) in VLAN (Virtual Local Area Network)) , OpenFlow supports matching tuple combinations, etc.).
  • the user request unit 20 and the upper layer control unit 104 request and provide latent link information that can be provided to the user by the upper layer network 32 through the user network DB 101 by the same processing as in FIG. Perform (FIG. 12).
  • the path calculation unit 206 of the upper layer control unit 104 performs path calculation in a combined topology in which the latent link stored in the latent link DB 107 is added as a link to the topology stored in the upper layer network DB 102.
  • the route candidates include a first route (total delay 200 msec) via links L901 (delay 100 msec) and L902 (delay 100 msec), and a second route (total delay 300 msec) via link L903 (delay 300 msec).
  • a latent link (X) based on the first route (L901-L902) is created.
  • the user request unit 20 selects a potential link to be used from the potential links stored in the user network DB 101, and adds a corresponding flow to the user network DB 101. (Step S401).
  • the latent link information management unit 203 of the upper layer control unit 104 detects the update of the user network DB 101 by a callback or message notification from the user network DB 101 to the external DB access unit 202 or via this. Alternatively, it is detected by polling the external DB access unit 202 or the user network DB 101 via the external DB access unit 202.
  • the upper layer control unit 104 Upon receiving the flow setting request from the user request unit 20, the upper layer control unit 104 starts a flow setting process for setting the latent link X used by the flow. First, it is determined whether or not the latent link corresponding to the designated flow is provided only by the upper layer network 32 (step S402). As an example, the route in the upper layer network corresponding to the latent link X is L901-L902 (Yes in step S402). Therefore, in order to set a flow that passes through each latent link, the flow is registered in the latent link DB 107 (step S403). A flow F701 in the latent link DB 107 is schematically shown in FIG. At this time, the status of the flow information 107D in the latent link DB 107 shown in FIG.
  • the lower layer control unit 108 Upon receiving the flow setting request from the upper layer control unit 104, the lower layer control unit 108 starts processing for setting the latent link used by the flow.
  • the latent link information management unit 203 of the lower layer control unit 108 sets the latent links L901 and L902 corresponding to the flows F901 and F902 as actual links.
  • the lower layer control unit 106 sets the flows F703 and F704 that form both latent links (step S404).
  • the lower layer control unit 106 changes the status of the flow F703 in the lower layer NWDB 103 to “set” as illustrated in FIG.
  • the lower layer control unit 108 changes the latent link L901 in the latent link DB 107 corresponding to the set flow F703 to “set” (step S405). Specifically, as shown in FIG. 16, the Established (set) of the latent link L901 is changed to “TRUE”. Further, the virtual ports P802 and P803 at the end points of the latent link L901 are also associated with the ports of the higher layer NWDB 102. The end point ports of the flow F703 of the lower layer NWDB 103 are the port P402 of the node N21 and the port P403 of the node N22. Therefore, by referring to the layer boundary information shown in FIG.
  • the DB information correspondence management unit 205 of the lower layer control unit 108 associates the virtual port P802 of the latent link DB 107 with the port P306 of the node N11 of the upper layer network DB 102.
  • the DB information correspondence management unit 205 further associates the port P307 of the node N12 of the higher layer network DB 102 with the virtual port P803 of the latent link DB 107, and holds these port correspondences.
  • the latent link information management unit 203 of the lower layer control unit 108 changes the assigned values of the virtual ports P802 and P803 in the port information 107B of the latent link DB 107 to “TRUE”.
  • the upper layer control unit 104 registers the link of the latent link DB 107 changed to the already set in the previous step as a link in the upper layer network DB 102 (step S406). More specifically, a link L001 corresponding to the link L901 of the user-facing NWDB 101 is registered between the ports P306 and P307 of the higher layer NWDB 102 based on the correspondence between the DB information held previously. At this time, other link information such as delay is also copied.
  • the DB information correspondence management unit 205 also holds the correspondence relationship between the link L901 of the user-oriented NWDB 101 and the link L001 of the upper layer NWDB 102 as the correspondence between DB information.
  • the lower layer control unit 108 recalculates the latent links (Step S407). Specifically, the processing shown in FIG. 6 is performed after excluding the port at the layer boundary used by the link flow setting so far from the nodes of the upper layer network 32.
  • the upper layer control unit 104 performs the above steps S403 to S407 for all the latent links through which the flow is first registered in the user NWDB 101 (step S408). As described above, among the two potential links L901 and L902 included in the flow F701, the processing for the potential link L901 is completed, but the other potential link L902 remains (No in step S408). Therefore, the above steps S403 to S407 are executed for the latent link L902.
  • Step S410 the flow is actually set in each network device of the upper layer network 32 according to the information of the flow F701 registered by the upper layer control unit 105.
  • the upper layer control unit 105 changes the status information of the flow F702 of the upper layer NWDB 102 to “set” as illustrated in FIG.
  • the upper layer control unit 104 changes the status of the flow F701 in the user NWDB 101 to “set”, as shown in FIG.
  • the user request unit 20 can know the completion of the flow setting by changing the flow information of the NWDB 101 for users.
  • the upper layer control unit 104 sets a flow necessary for the lower layer network 31 and the upper layer network 32 as shown in FIG.
  • the data structures of the latent link DB 107, the upper layer NWDB 102, and the lower layer NWDB 103 shown in FIG. 15 are illustrated in FIGS. 16, 17, and 18, respectively.
  • flow information 107D is added in addition to the topology information (107B, 107C).
  • the established information of the link that has been set is “TRUE”, and the assigned information of the port associated with the port of the upper layer network is “TRUE”.
  • flow information 103D is added.
  • flow path information is held in the form of a list of links through which it passes.
  • the information of the node and port at the input side end point of the flow is held in Match.
  • the action stores information on nodes and ports at the output end points of the flow.
  • Resource demand forecast The resource demand prediction unit 208 of the upper layer control unit 104 monitors information on latent links set as links in the operations from step S402 to S408 in the flowchart of FIG. This can be known about the potential link information of the user NWDB 101 by polling the user NWDB 101 or receiving a change notification from the database.
  • the resource demand prediction unit 208 records fluctuations in the number, specifications, distribution, etc. of latent link requests obtained by monitoring, and predicts future demand based on the history. The prediction result is obtained as the number, specifications, and distribution of latent link requests.
  • the capacity design unit 209 determines the amount of resources required to supply potential links that can be connected to the potential link requests. And calculate the distribution. This calculation is performed in consideration of a link existing in the upper layer NWDB 102 and resources in use or available from the potential link recorded in the potential link DB 107. When the potential link for the predicted potential link request cannot be provided by only the current resource, the capacity designing unit 209 calculates the amount and arrangement of the additional required resources. Also, a corresponding latent link request is generated based on information on the amount and arrangement of resources that are additionally required, newly registered in the latent link DB 107, and additionally supplied with potential links from lower layers.
  • the above resource demand prediction and capacity design can be performed in the same manner in the lower layer control unit 108.
  • the lower layer network 31 is a network physically located at the lowest layer, such as a WDM network
  • the additional deployment of resources calculated by the capacity design unit 209 involves the addition of physical facilities.
  • latent link information including specifications such as performance is stored in the NWDB 101 for users and the latent link DB 107.
  • the upper layer will It is possible to design and set a path that meets the flow requirements on the premise of supply.
  • On the lower network side it is possible to know the trend of the resource usage behavior of the upper layer network by monitoring the process of generating and disappearing the latent link based on the latent link request given from the upper layer. For this reason, a resource deployment plan based on the information can be made.
  • the network control device according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as the network control device according to the first embodiment. Regarding the operation, a difference between the present embodiment and the first embodiment will be described.
  • the network control apparatus performs the operation shown in FIG. 19 in addition to the operation described in the first embodiment.
  • the latent link information management unit 203 of the upper layer control unit 104 periodically updates the latent link request information (step S502).
  • the process performed in step S502 is equivalent to the process in step S302 in the first embodiment.
  • the latent link information management unit 203 notifies the latent link DB 107 of the latest latent link request information (step S503).
  • the process performed in step S503 is equivalent to the process in step S303 in the first embodiment.
  • the time interval before and after performing these steps repeatedly is determined by the path calculation scheduler 301. This time may be determined fixedly or dynamically based on a program or a set / designated value in advance, or may be determined in consideration of the load status of the network control device 10. Further, time, time, or information used for deriving these may be assigned as parameters of the latent link request created in step S502, and the determination may be made based on the information.
  • the update of the latent link request information by the latent link information management unit 203 of the upper layer control unit 104 may be synchronized with the update of the latent link request information from the user to the NWDB 101 for the user. That is, when the user updates the latent link request information and notifies the user-oriented NWDB 101 in the same manner as in step S502, the upper layer control unit 104 recalculates the latent links in the user-oriented NWDB 101 as in step S503. ,Update. As a result, when the route associated with the latent link in the user-oriented NWDB 101 changes, the upper layer control unit 104 changes the latent link request to the lower layer to secure additional resources or release surplus resources. (Step S502).
  • the latent link information recorded in the latent link DB 107 can be continuously updated. Thereby, the effect by 1st Embodiment can be maintained.
  • the network control device according to the third embodiment of the present invention has the same configuration as the network control device according to the first and second embodiments. Regarding the operation, a difference between the present embodiment and the first and second embodiments will be described.
  • the latent link information management unit 203 detects that a change has occurred in the network state of one of the upper layer network 32 and the lower layer network 31 via the upper layer NWDB 102 or the lower layer NWDB 103 (step S601). This is performed by callback or message notification from the upper layer NWDB 102 or the lower layer NWDB 103 to the external DB access unit 202. Alternatively, it is performed by polling the upper layer NWDB 102 or the lower layer NWDB 103 by the external DB access unit 202.
  • the latent link information management unit 203 updates the latent link request information and notifies the latent link DB 107 of the latest latent link request information (step S602).
  • the process performed in step S602 is equivalent to the process in step S502 in the second embodiment.
  • step S603 the latent link in the latent link DB 107 is updated with the one notified from the latent link information management unit 203 (step S603).
  • the process performed in step S603 is equivalent to the process in step S503 in the second embodiment.
  • the latent link information recorded in the latent link DB 107 can be immediately updated in response to a change in the state of the upper layer network 32 or the lower layer network 31 due to a reason not depending on the network control device 10. .
  • the connection possibility of the latent link currently recorded on latent link DB107 is maintainable. Note that reasons that do not depend on the network control device 10 include failures, control and setting changes from another system, facility construction, and the like.
  • the network control device according to the fourth embodiment of the present invention has the same configuration as the network control device according to the first to third embodiments. Regarding the operation, a difference between the present embodiment and the first to third embodiments will be described.
  • the user can update the latent link request in the latent link DB 107 at any timing via the user request unit 20.
  • the latent link request information in the latent link DB 107 is updated.
  • the latent link information management unit 203 detects this update through an operation similar to that in step S302 in the first embodiment, updates the latent link information through an operation similar to that in step S502 in the second embodiment, and transfers the latent link information to the latent link DB 107. Notify the latest potential link information.
  • the latent link DB 107 is updated with the latest latent link information notified by the same operation as in step S503 of the second embodiment.
  • the user When a user adds a latent link request, the user adds a latent link request to the latent link DB 107 through the user request unit 20 at an arbitrary timing.
  • the operation after adding the latent link request is in accordance with the operation of the first embodiment.
  • the user When the user deletes the latent link request, the user deletes the latent link request from the latent link DB 107 through the user request unit 20 at an arbitrary timing.
  • the operation after deleting the latent link request conforms to the operation after step S602 in the third embodiment.
  • the NWDB 101 for users may manage the latent link request in the soft state. That is, the NWDB 101 for users holds a timer for each latent link request, and deletes the latent link information when the predetermined time has elapsed. If there is an update to the same latent link request or the same request from the user before the timer expires, the timer is reset.
  • the user can always notify the network control apparatus 10 of the change in the request for the latent link via the latent link DB 107.
  • the user can always be supplied with the latent link he / she desires.
  • a predetermined field of a PCEP (Path Computation Element communication Protocol) message is used as a message including a latent link request or a message notifying a generated latent link (for example, from a lower layer to an upper layer).
  • a predetermined value can be used.
  • storage means for holding a policy regarding disclosure of latent links for each upper layer may be provided.
  • the input of path calculation and / or the latent link information notified to each higher layer is changed according to the policy.
  • flexible control according to the policy can be performed for each of a plurality of upper layers.
  • the present invention can be applied to a service in which a carrier quickly provides a virtual network on demand to a user.
  • the present invention can be applied to a VPN (Virtual Private Network) service that connects user base networks, a network control portion of a data center and a user base, or a cloud service that connects data centers to each other.
  • VPN Virtual Private Network
  • the configurable lower virtual link performance includes at least one of bandwidth, delay, reliability, and priority of the configurable lower virtual link.
  • the lower layer control unit may configure the configurable lower virtual link and the configurable based on topology information of a layer boundary between the upper layer network and the lower layer network and topology information of the lower layer network. Find the performance of the lower virtual link, The network control device according to appendix 1 or 2.
  • the upper layer control unit obtains a path of the flow based on topology information of the upper layer network and the configurable lower virtual link; The network control device according to any one of appendices 1 to 3.
  • the lower layer control unit periodically performs an operation of obtaining and maintaining the performance of the settable lower virtual link and the settable lower virtual link in association with each other, The network control device according to any one of appendices 1 to 4.
  • the lower layer control unit obtains the performance of the configurable lower virtual link and the configurable lower virtual link and associates and holds the operation to at least one of the upper layer network and the lower layer network When network conditions change, The network control device according to any one of appendices 1 to 5.
  • the network control method according to the second aspect is as described above.
  • the configurable lower virtual link performance includes at least one of bandwidth, delay, reliability, and priority of the configurable lower virtual link.
  • the network control device based on topology information of a layer boundary between the upper layer network and the lower layer network, and topology information of the lower layer network, the configurable lower virtual link and the configurable lower layer Find the performance of the virtual link, The network control method according to appendix 7 or 8.
  • [Appendix 10] The network control according to any one of appendices 7 to 9, including a step in which the network control device obtains a route of the flow based on topology information of the upper layer network and the configurable lower virtual link. Method.
  • the network control device periodically performs an operation of obtaining and holding the settable lower virtual link and the performance of the settable lower virtual link in association with each other, The network control method according to any one of appendices 7 to 10.
  • [Appendix 12] The network control device obtains and associates and holds the performance of the configurable lower virtual link and the configurable lower virtual link in at least one of the upper layer network and the lower layer network. To be performed when the status of The network control method according to any one of appendices 7 to 11.
  • the program according to the third aspect is as described above.
  • the configurable lower virtual link performance includes at least one of bandwidth, delay, reliability, and priority of the configurable lower virtual link.
  • [Appendix 15] Based on the topology information of the layer boundary between the upper layer network and the lower layer network and the topology information of the lower layer network, the performance of the configurable lower virtual link and the configurable lower virtual link is obtained. Causing the computer to execute a process; The program according to appendix 13 or 14.
  • [Appendix 16] Causing the computer to execute processing for obtaining a path of the flow based on topology information of the upper layer network and the configurable lower virtual link; The program according to any one of appendices 13 to 15.
  • [Appendix 17] Causing the computer to execute processing for periodically performing an operation of obtaining and associating and holding the settable lower virtual link and the performance of the settable lower virtual link.
  • [Appendix 18] The state of at least one of the first layer network and the second layer network changes the operation of obtaining and maintaining the performance of the configurable lower virtual link and the configurable lower virtual link. Causing the computer to execute processing to be performed when The program according to any one of appendices 13 to 17.

Landscapes

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Abstract

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とともに、下位レイヤのリソースに対する要求の動向を適切に把握できるようにするために、ネットワーク制御装置は、上位レイヤネットワークに接続するユーザのポート間を接続するために設定可能な上位仮想リンクの要求を受け付け、設定可能な上位仮想リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持する上位階層制御部と、下位レイヤネットワークを介して上位レイヤネットワーク内のポート間を接続するために設定可能な下位仮想リンクの要求を受け付け、設定可能な下位仮想リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持する下位階層制御部とを備え、上位階層制御部は、設定可能な上位仮想リンクの要求の履歴に基づいて、将来の要求を予測するリソース需要予測部と、予測した要求に対して必要な下位レイヤネットワークのリソースを算出する容量設計部と、を有し、算出されたリソースに相当する、設定可能な下位仮想リンクを下位階層制御部に要求し、設定可能な下位仮想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。

Description

ネットワーク制御装置、ネットワーク制御方法、および、プログラムの記録媒体
　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に記載された技術では、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。
　また、特許文献４には、上位レイヤトラフィック量を測定し、トラフィック量に基づき下位レイヤパスの設定変更（例えば、下位レイヤパスの本数の制御）を行うことが記載されている。特許文献５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６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２００３－３２４４７３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６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。
　したがって、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望まれる。
　ところで、上位レイヤによる下位レイヤのリソースの消費が増大すると、下位レイヤのリソースが不足するおそれがある。特許文献４に記載された技術は、上位レイヤのトラフィック量に応じて下位レイヤパスのリソースの使用態様が変更されるにすぎない。例えば、上位レイヤで特定のリンクを張るために必要とされる下位レイヤのノード、リンク、ポートのような、下位レイヤのリソースに対する詳細なニーズやその動向を把握することができない。
　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とともに、下位レイヤのリソースに対する要求の動向を適切に把握でき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接続するユーザのポート間を接続するために設定可能な上位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な上位仮想リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持する上位階層制御部と、下位レイヤネットワークを介して前記上位レイヤネットワーク内のポート間を接続するために設定可能な下位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持する下位階層制御部と、を備えている。前記上位階層制御部は、複数の前記設定可能な上位仮想リンクの要求の履歴に基づいて、将来の前記上位仮想リンクの要求を予測するリソース需要予測部と、予測した前記上位仮想リンクの要求に対して前記上位仮想リンクを供給するために必要な前記下位レイヤネットワークのリソースを算出する容量設計部と、をさらに有し、前記容量設計部により算出された追加リソースに相当する、前記設定可能な下位仮想リンクを前記下位階層制御部に要求し、前記設定可能な上位仮想リンクおよび前記設定可能な上位リンクの性能に応じて選択された上位仮想リンクの要求を受け付け、要求された前記上位仮想リンクに対応するフローの経路に前記設定可能な下位仮想リンクが含まれる場合、前記下位階層制御部に対して前記設定可能な下位仮想リンクを要求し、前記設定可能な下位仮想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。
　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接続するユーザのポート間を接続するために設定可能な上位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な上位仮想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、下位レイヤネットワークを介して前記上位レイヤネットワーク内のポート間を接続するために設定可能な下位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な下位仮想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、前記設定可能な上位仮想リンクおよび前記設定可能な上位リンクの性能に応じて選択された上位仮想リンクの要求を受け付けるステップと、要求された前記上位仮想リンクに対応するフローの経路に前記設定可能な下位仮想リンクが含まれる場合、前記設定可能な下位仮想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ステップと、複数の前記設定可能な上位仮想リンクの要求の履歴に基づいて、将来の前記上位仮想リンクの要求を予測するステップと、予測した前記上位仮想リンクの要求に対して前記上位仮想リンクを供給するために必要な前記下位レイヤネットワークのリソースを算出するステップと、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接続するユーザのポート間を接続するために設定可能な上位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な上位仮想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、下位レイヤネットワークを介して前記上位レイヤネットワーク内のポート間を接続するために設定可能な下位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な下位仮想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、前記設定可能な上位仮想リンクおよび前記設定可能な上位仮想リンクの性能に応じて選択された上位仮想リンクの要求を受け付ける処理と、要求された前記上位仮想リンクに対応するフローの経路に前記設定可能な下位仮想リンクが含まれる場合、前記設定可能な下位仮想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、複数の前記設定可能な上位仮想リンクの要求の履歴に基づいて、将来の前記上位仮想リンクの要求を予測する処理と、予測した前記上位仮想リンクの要求に対して前記上位仮想リンクを供給するために必要な前記下位レイヤネットワークのリソースを算出する処理と、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とともに、下位レイヤのリソースに対する要求の動向を適切に把握することが可能となる。
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潜在リン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における潜在リンクデータベース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に示す潜在リンクデータベース情報作成後の各ネットワークデータベースが保持する情報を説明するための図である。 図６に示す潜在リンクデータベース情報作成後の潜在リンクデータベースのデータ構成を例示する図である。 図６に示す潜在リンクデータベース情報作成後の上位レイヤネットワークデータベースのデータ構成を例示する図である。 図６に示す潜在リンクデータベース情報作成後の下位レイヤネットワークデータベース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保持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のユーザ向けＮＷＤＢ情報の作成動作を例示するフローチャートである。 図１２に示すユーザ向けネットワークデータベース情報作成後のユーザ向けネットワークデータベース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によるフロー設定動作を例示するフローチャートである。 図１４に示すフロー設定後の各ネットワークデータベース情報が保持する情報を説明するための図である。 図１４に示すフロー設定後のユーザ向けネットワークデータベースのデータ構成を例示する図である。 図１４に示すフロー設定後の上位レイヤネットワークデータベースのデータ構成を例示する図である。 図１４に示すフロー設定後の下位レイヤネットワークデータベース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例示する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、上位階層制御部２と下位階層制御部３を備えている。上位階層制御部２は、さらに、リソース需要予測部２０８と容量設計部２０９を有する。一実施形態の動作は、図１５に例示される。
　上位階層制御部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１５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。下位階層制御部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１５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、上位階層制御部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。上位階層制御部２は、前記フローの経路に前記リンク（例えば、図１５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。
　リソース需要予測部２０８は、複数の前記要求（すなわち、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）の履歴に基づいて、将来のかかる要求を予測する。容量設計部２０９は、予測した要求に対して前記リンクを供給するために必要な下位レイヤネットワークのリソースを算出する。
　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１５のリンクＬ９０１～Ｌ９０３である。上位レイヤネットワークでの与えられた経路（例えば、図１５のフローＦ７０１）に少なくとも１つの潜在リンク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（例えば、図１５のリンクＬ６０１、Ｌ６０２）を下位レイヤネットワークに設定する。
　ネットワーク制御装置１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。また、ネットワーク制御装置１によれば、下位のネットワーク側では、上位のレイヤから与えられる潜在リンク要求に基づいた潜在リンクの生成・消滅の過程を監視することにより、上位レイヤネットワークのリソース使用の挙動の傾向を知ることができる。これにより、その情報に基づくリソース配備計画を立てることができる。
　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を提供する。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ＮＷＤＢ（Network Database：ネットワークデータベース）１０１、上位レイヤＮＷＤＢ１０２、下位レイヤＮＷＤＢ１０３、上位階層制御部１０４、潜在リンクＤＢ１０７、下位階層制御部１０８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に説明するが、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。各ネットワークデータベースは、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。
　下位階層制御部１０８は、後述するように、下位レイヤＮＷ３１が潜在的に上位レイヤＮＷ３２に提供可能なリンク（潜在リンク）の情報を、潜在リンクＤＢ１０７を介して、上位階層制御部１０４へ提供する。また、潜在リンクＤＢ１０７を介して、上位階層制御部１０４から潜在リンク要求、および、潜在リンクの開通要求を受ける。
　上位階層制御部１０４は、後述するように、潜在リンクＤＢ１０７で得られる潜在リンクと、上位レイヤＮＷＤＢ１０２に格納されている上位レイヤＮＷ３２のトポロジ情報から、ユーザに対して提供可能な潜在リンクの情報を、ユーザ要求部２０へ提供する。この情報は、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１を介して提供される。また、上位階層制御部１０４は、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１を介して、ユーザ要求部２０から潜在リンク要求、および、潜在リンクの開通要求を受ける。
　図３に示すように、上位階層制御部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及び潜在リンクＤＢ１０７へのアクセス、情報の取得または更新を、外部データベース（ＤＢ）アクセス部２０２を通して実行する。さらに、上位階層制御部１０４は、潜在リンク情報管理部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、リソース需要予測部２０８と、容量設計部２０９を有する。潜在リンク情報管理部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・管理する。レイヤ境界情報管理部２０４は、上位レイヤおよび下位レイヤそれぞれ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、潜在リンクＤＢ１０７に格納された情報の対応を管理する。パス計算部２０６は、ネットワークデータベースのトポロジ情報を基に経路計算を行う。リソース需要予測部２０８は、上位レイヤネットワークからの潜在リンク要求ならびに、潜在リンクの利用状況を監視・記録し、その履歴情報を用いて上位レイヤの需要を予測する。容量設計部２０９は、リソース需要予測部２０８による予測結果を元に必要となるリソースの量および配置パターンを見積る。
　図４に示すように、潜在リンク情報管理部２０３は、パス計算スケジューラ３０１と、パス計算要求データベース３０２と、潜在リンク要求データベース３０３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。パス計算要求データベース３０２は、潜在リンク要求の情報を格納する。潜在リンク要求データベース３０３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。
　下位階層制御部１０８は、図３に示す上位階層制御部１０４と同様にして構成される。
ただし、下位階層制御部１０８が外部ＤＢアクセス部２０２からアクセスするデータベースは、下位レイヤＮＷＤＢ１０３と潜在リンクＤＢ１０７の２つである。
　なお、１つの上位レイヤネットワークに対して、下位レイヤネットワークは複数存在しても構わない。この場合、上位階層制御部１０４は、複数の潜在リンクＤＢ１０７と接続することになる。ただし、ここでは簡単のために、１つの下位レイヤネットワークが存在する場合について説明する。
　また、上位階層制御部１０４および下位階層制御部１０８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。
　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を接続する。境界コネクションＢ５０２は、ポートＰ３０６とＰ４０２を接続する。境界コネクションＢ５０３は、ポートＰ３０７とＰ４０３を接続する。境界コネクションＢ５０４は、ポートＰ３０８とＰ４０４を接続する。境界コネクションＢ５０５は、ポートＰ３０９とＰ４０５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、予め下位階層制御部１０８に記録されているものとする。同様に、上位階層制御部１０４は、上位レイヤＮＷ３２とユーザのネットワークとのレイヤ境界の情報を保持するものとする。
［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（例えば、潜在リンクＤＢ１０７内に作成）と、フロー設定動作について、図６～図１８を参照しつつ詳細に説明する。
「潜在リンク作成動作」
　まず、下位階層制御部１０８の潜在リンク情報管理部２０３は外部ＤＢアクセス部２０２を通して潜在リンクＤＢ１０７へ、下位レイヤネットワーク３１と接続されている上位レイヤネットワーク３２の境界ポートの情報を書き込む（図６のステップＳ３０１）。上位レイヤネットワークの境界ポートの情報は、上位階層制御部１０４のレイヤ境界情報管理部２０４で保持されている情報から得られる。上位階層制御部１０４の潜在リンク情報管理部２０３は、外部ＤＢアクセス部２０２を介して、潜在リンクＤＢ１０７に追加されたポートの情報を取得する。これは潜在リンクＤＢ１０７から外部ＤＢアクセス部２０２に対する、または、これを介したコールバックもしく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またはこれを介した、潜在リンクＤＢ１０７に対するポーリングによって行われる。潜在リンク情報管理部２０３は、取得したポートの情報をパス計算要求データベース３０２に記録する。ここで、潜在リンクＤＢ１０７に追加される、これらのポートの情報は物理ポートを表現するものでも構わないし、物理ポートを抽象化した仮想ポートでも構わない。仮想ポートは、任意の物理ポートと関連づけることができる。したがって、実際の物理ポート数よりも少ない数の仮想ポートで、上位レイヤネットワーク３２の下位レイヤネットワーク３１への接続を表現することができる。以下では、仮想ポートを用いて説明する。
　続いて、上位階層制御部１０４の潜在リンク情報管理部２０３は、外部ＤＢアクセス部２０２を介して潜在リンクＤＢ１０７に、潜在リンク要求を追加する（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。これら、潜在リンク要求の内容は、図３に図示されていない、上位階層制御部１０４のレイヤ境界情報管理部２０４に対する入力インタフェースを介して指定されてもよい。また、レイヤ境界情報管理部２０４が参照すべきデフォルトの要求内容が予め設定されていても構わない。あるいは、後述するように、ユーザ向けネットワークＤＢ１０１に格納される潜在リンク要求および潜在リンクの情報が取得され、これらに基づいて要求内容が決定されてもよい。下位階層制御部１０８の潜在リンク情報管理部２０３は、外部ＤＢアクセス部２０２を介して潜在リンクＤＢ１０７に追加された潜在リンク要求を取得する。これは潜在リンクＤＢ１０７から外部ＤＢアクセス部２０２に対する、または、これを介したコールバックもしく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、または、これを介した、潜在リンクＤＢ１０７に対するポーリングによって行われる。下位階層制御部１０８の潜在リンク情報管理部２０３は、取得した潜在リンク要求をパス計算要求データベース３０２に記録する。
　続いて、下位階層制御部１０８の潜在リンク情報管理部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はパス計算要求データベース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データベース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、パス計算要求データベース３０２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。
　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、下位レイヤネットワーク３１のトポロジにおいて、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、または、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、接続可能と判定する。
　パス計算部２０６は、パス計算の結果を潜在リンク情報管理部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。潜在リンク情報管理部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データベース３０２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要求データベース３０３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要求データベース３０３へ格納するか、または、当潜在リンクを格納しない。これにより、潜在リンクが存在しないことを表現する。
　続いて、潜在リンク情報を潜在リンクＤＢ１０７へ追加するために、パス計算スケジューラ３０１または潜在リンク要求データベース３０３は、外部ＤＢアクセス部２０２を介して潜在リンクＤＢ１０７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潜在リンクＤＢ１０７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、実際には設定のされていないリンクのため、潜在リンク情報あるいは、潜在リンクＤＢ１０７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、上位階層制御部１０４からフルメッシュ状に潜在リンク要求がある場合の、潜在リンクＤＢ１０７に格納される情報が、図７に示される。すなわち、下位階層制御部１０８は、潜在リンクＤＢ１０７に、上位レイヤの境界ポート間に接続可能な潜在リンクに関する情報を格納する。ここでは、潜在リンクＤＢ１０７に、ノードＮ１１～Ｎ１３の物理境界ポートに対応する仮想ポートＰ８０１～Ｐ８０６と、点線の囲みで示す潜在リンクＬ９０１～Ｌ９０３と、が格納されている。図８に、図５のマルチレイヤネットワークにおける潜在リンクＤＢ１０７の具体的なデータ構成を示す。
　図８に示すように、潜在リンクＤＢ１０７には、ポート情報１０７Ｂおよびリンク情報１０７Ｃというトポロジ情報が登録されている。ポート情報１０７Ｂ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１０７Ｃ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、下位階層制御部１０８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、潜在リンクＤＢ１０７の作成時の上位レイヤネットワークＤＢ１０２と下位レイヤネットワークＤＢ１０３をそれぞれ示す。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、リンクも含めてユーザ向けＮＷＤＢへコピーする。
　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、下位階層制御部１０８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、各ネットワークデータベースにおけるノード、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５および図７の構成を例に、図１２～図１８を参照しつつ説明する。
　まず、ユーザ要求部２０と上位階層制御部１０４は、ユーザ向けネットワークＤＢ１０１を介して、図６と同様の処理によって、上位レイヤネットワーク３２がユーザに対して提供可能な潜在リンク情報の要求および提供を行う（図１２）。ただし、上位階層制御部１０４のパス計算部２０６は、上位レイヤネットワークＤＢ１０２に格納されているトポロジに、潜在リンクＤＢ１０７に格納されている潜在リンクをリンクとして付与した合成トポロジにおいてパス計算を行う。
　ここでは、一例として、ユーザはノードＮ１１とＮ１３と接続されたポートを使用しており、両ポート間で遅延が最小となる潜在リンクを要求するものとする。上位階層制御部１０４において、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、第１経路（Ｌ９０１－Ｌ９０２）に基づく潜在リンク（Ｘとする）が作成される。
　続いて、図１３のように、ユーザ要求部２０は、ユーザ向けネットワークＤＢ１０１に格納されている潜在リンクの中で、使用したい潜在リンクを選択し、それに対応するフローをユーザ向けネットワークＤＢ１０１に追加する（ステップＳ４０１）。このとき、図１３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。上位階層制御部１０４の潜在リンク情報管理部２０３は、このユーザ向けネットワークＤＢ１０１の更新を、ユーザ向けネットワークＤＢ１０１から外部ＤＢアクセス部２０２に対する、または、これを介したコールバックもしくはメッセージ通知によって検知する。または、外部ＤＢアクセス部２０２、または、これを介した、ユーザ向けネットワークＤＢ１０１に対するポーリングによって検知する。
　ユーザ要求部２０からフロー設定要求を受けた上位階層制御部１０４は、当フローが使用する潜在リンクＸを設定するためのフロー設定処理を開始する。まず、指定されたフローに対応する潜在リンクが、上位レイヤネットワーク３２のみで提供されるかどうかを判定する（ステップＳ４０２）。例として挙げた、潜在リンクＸに対応する上位レイヤネットワークでの経路はＬ９０１－Ｌ９０２である（ステップＳ４０２のＹｅｓ）。このため、それぞれの潜在リンクを通過するフローを設定するために、潜在リンクＤＢ１０７へ当該フローを登録する（ステップＳ４０３）。潜在リンクＤＢ１０７におけるフローＦ７０１は図１５に模式的に示されている。このとき、図１６に示す潜在リンクＤＢ１０７におけるフロー情報１０７ＤのStatusは「設定中」としておく。
　上位階層制御部１０４からフロー設定要求を受けた下位階層制御部１０８は、当フローが使用する潜在リンクを設定するための処理を開始する。潜在リンクＤＢ１０７にフローＦ９０１とＦ９０２が登録されると、下位階層制御部１０８の潜在リンク情報管理部２０３は、フローＦ９０１とＦ９０２に対応する潜在リンクＬ９０１およびＬ９０２を、実際のリンクとして設定する。このために、下位レイヤ制御部１０６は、両潜在リンクを成すフローＦ７０３およびＦ７０４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１８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、下位階層制御部１０８は、設定したフローＦ７０３に対応する潜在リンクＤＢ１０７における潜在リンクＬ９０１を「設定済」に変更する（ステップＳ４０５）。具体的には、図１６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Ｐ３０６およびＰ３０７であることが分かる。したがって、下位階層制御部１０８のＤＢ情報間対応管理部２０５は、潜在リンクＤＢ１０７の仮想ポートＰ８０２に上位レイヤネットワークＤＢ１０２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、潜在リンクＤＢ１０７の仮想ポートＰ８０３に上位レイヤネットワークＤＢ１０２のノードＮ１２のポートＰ３０７を対応させ、これらのポート対応関係を保持する。下位階層制御部１０８の潜在リンク情報管理部２０３は、図１６に示すように、潜在リンクＤＢ１０７のポート情報１０７Ｂ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、上位階層制御部１０４は、前ステップで設定済に変更した潜在リンクＤＢ１０７のリンクを上位レイヤネットワークＤＢ１０２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。
　また、下位階層制御部１０８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使用されたレイヤ境界のポートを除外した上で、図６の処理を行う。
　上位階層制御部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の通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ものの、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）、上位レイヤネットワーク３２にフローが設定される（ステップＳ４１０）。ステップＳ４１０では、上位レイヤ制御部１０５が登録されたフローＦ７０１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が設定される。設定が完了すると、上位レイヤ制御部１０５は、図１７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。上位階層制御部１０４は、この変更を検出すると、図１３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、上位階層制御部１０４は、図１５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１５に示す潜在リンクＤＢ１０７、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１６、図１７および図１８に例示されている。
　図１６に示す潜在リンクＤＢ１０７では、トポロジ情報（１０７Ｂ、１０７Ｃ）に加えて、フロー情報１０７Ｄ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。このように潜在リンクＤＢ１０７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１７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１８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保持される。さらに、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。
「リソースの需要予測」
　上位階層制御部１０４のリソース需要予測部２０８は、図１４のフローチャートのステップＳ４０２からＳ４０８までの動作においてリンクとして設定される潜在リンクの情報を監視する。これは、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１の潜在リンク情報について、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１をポーリングするか、または、同データベースから変更通知を受けることで知ることができる。
　リソース需要予測部２０８は監視によって得られる潜在リンク要求の数・諸元・分布などの変動を記録し、その履歴に基づいて将来の需要を予測する。予測結果は潜在リンク要求の数・諸元・分布として得る。
　容量設計部２０９はリソース需要予測部２０８によって予測された潜在リンク要求の数・諸元・分布を元に、それら潜在リンク要求に対して接続可能な潜在リンクを供給するために必要なリソースの量および分布を計算する。この計算は、上位レイヤＮＷＤＢ１０２に存在するリンクおよび、潜在リンクＤＢ１０７に記録されている潜在リンクに由来する使用中または使用可能なリソースを考慮して行う。予測された潜在リンク要求に対する潜在リンクが現在のリソースのみで提供できない場合、容量設計部２０９は追加で必要となるリソースの量および配置を算出する。また、追加で必要となるリソースの量および配置の情報を元に、対応する潜在リンク要求を生成し、潜在リンクＤＢ１０７へ新たに登録し、下位レイヤからの潜在リンクの追加供給を受ける。
　以上のリソース需要予測および容量設計は下位階層制御部１０８においても同様にして行うことができる。ただし、下位レイヤネットワーク３１がＷＤＭ網など、物理的に最下層に位置するネットワークである場合、容量設計部２０９が算出したリソースの追加配備は、物理的な設備追加を伴う。
　また、上位階層制御部１０４と下位階層制御部１０８の双方において、容量設計部２０９が算出したリソース量を確保するための境界ポート数が不足している場合は、物理的な設備追加によって補充される。
［効果］
　以上述べたように、第１の実施形態によれば、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１および潜在リンクＤＢ１０７に、性能等の諸元も含めた潜在リンクの情報を格納する。事前に下位のレイヤに対して要求を通知することにより、まだ下位のレイヤでフローが設定されておらず、上位レイヤにリンクが存在しない状態であっても、上位のレイヤでは、所望のリンクの供給を前提に、フローの要求に合うパスを設計・設定することができる。また、下位のネットワーク側では、上位のレイヤから与えられる潜在リンク要求に基づいた潜在リンクの生成・消滅の過程を監視することにより、上位レイヤネットワークのリソース使用の挙動の傾向を知ることができる。このため、その情報に基づくリソース配備計画を立てることができる。
＜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。動作に関して、本実施形態と第１の実施形態との差分を説明する。
［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１９に示した動作を行う。
　上位階層制御部１０４の潜在リンク情報管理部２０３は、定期的に潜在リンク要求情報を更新する（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の処理と同等のものである。
　潜在リンク情報管理部２０３は、最新の潜在リンク要求情報を潜在リンクＤＢ１０７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の処理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Ｓ５０２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。
　なお、上位階層制御部１０４の潜在リンク情報管理部２０３による潜在リンク要求情報の更新は、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１に対する、ユーザからの潜在リンク要求情報の更新と同期させても構わない。すなわち、ステップＳ５０２と同様にして、ユーザが潜在リンク要求情報を更新してユーザ向けＮＷＤＢ１０１へ通知すると、ステップＳ５０３と同様にして、上位階層制御部１０４はユーザ向けＮＷＤＢ１０１内の潜在リンクを再計算し、更新する。これにより、ユーザ向けＮＷＤＢ１０１内で潜在リンクと関連付けられる経路が変わった場合、上位階層制御部１０４は、追加のリソースを確保、もしくは余剰リソースを解放するために、下位レイヤに対する潜在リンク要求を変更する(ステップＳ５０２)。
［効果］
　本発明の第２実施形態によれば、潜在リンクＤＢ１０７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を説明する。
［動作］
　図２０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。潜在リンク情報管理部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、潜在リンク情報管理部２０３は、潜在リンク要求情報を更新して、潜在リンクＤＢ１０７へ最新の潜在リンク要求情報を通知する（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の処理と同等のものである。
　続いて、潜在リンクＤＢ１０７内の潜在リンクは、潜在リンク情報管理部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の処理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に依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、潜在リンクＤＢ１０７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、潜在リンクＤＢ１０７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潜在リンクＤＢ１０７内の潜在リンク要求を更新できる。これに伴い、潜在リンクＤＢ１０７内の潜在リンク要求情報が更新される。潜在リンク情報管理部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し、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、潜在リンクＤＢ１０７へ最新の潜在リンク情報を通知する。潜在リンクＤＢ１０７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潜在リンクＤＢ１０７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潜在リンクＤＢ１０７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じ潜在リンク要求、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潜在リンクＤＢ１０７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、ユーザはつねに自身が望む潜在リンクの供給を受けることができる。
＜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がいずれも１つの場合について説明したが、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］
　前記設定可能な下位仮想リンクの性能は、前記設定可能な下位仮想リンクの帯域、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］
　前記下位階層制御部は、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、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求める、
　付記１または２に記載のネットワーク制御装置。
［付記４］
　前記上位階層制御部は、前記上位レイヤネットワークのトポロジ情報、および、前記設定可能な下位仮想リンクに基づいて、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］
　前記下位階層制御部は、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの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］
　前記下位階層制御部は、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求める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］
　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８］
　前記設定可能な下位仮想リンクの性能は、前記設定可能な下位仮想リンクの帯域、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７に記載のネットワーク制御方法。
［付記９］
　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、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求める、
　付記７または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、前記設定可能な下位仮想リンクに基づいて、前記フローの経路を求めるステップを含む、　付記７ないし９のいずれか一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は、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの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７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、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求める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７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］
　上記第３の態様に係るプログラムのとおりである。
［付記１４］
　前記設定可能な下位仮想リンクの性能は、前記設定可能な下位仮想リンクの帯域、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１３に記載のプログラム。
［付記１５］
　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、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの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１３または１４に記載のプログラム。
［付記１６］
　前記上位レイヤネットワークのトポロジ情報、および、前記設定可能な下位仮想リンクに基づいて、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１３ないし１５のいずれか一に記載のプログラム。
［付記１７］
　前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの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１３ないし１６のいずれか一に記載のプログラム。
［付記１８］
　前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求めるともに関連付けて保持する動作を、前記第１レイヤネットワークおよび前記第２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１３ないし１７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。この出願は、２０１５年３月６日に出願された日本出願特願２０１５－０４４７３８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　　上位階層制御部
３　　下位階層制御部
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
４０　　レイヤ境界
１０１　　ユーザ向けネットワークデータベース
１０１Ｂ、１０２Ｂ、１０３Ｂ、１０７Ｂ　　ポート情報
１０１Ｃ、１０２Ｃ、１０３Ｃ、１０７Ｃ　　リンク情報
１０１Ｄ、１０２Ｄ、１０３Ｄ、１０７Ｄ　　フロー情報
１０２　　上位レイヤネットワークデータベース
１０２Ａ、１０３Ａ　　ノード情報
１０３　　下位レイヤネットワークデータベース
１０４　　上位階層制御部
１０５　　上位レイヤ制御部
１０６　　下位レイヤ制御部
１０７　　潜在リンクデータベース
１０８　　下位階層制御部
２０２　　外部データベースアクセス部
２０３　　潜在リンク情報管理部
２０４　　レイヤ境界情報管理部
２０５　　データベース情報間対応管理部
２０６　　パス計算部
２０８　　リソース需要予測部
２０９　　容量設計部
３０１　　パス計算スケジューラ
３０２　　パス計算要求データベース
３０３　　潜在リンク要求データベース
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　　下位レイヤの設定されたフロー
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 (10)

  1. 　上位レイヤネットワークに接続するユーザのポート間を接続するために設定可能な上位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な上位仮想リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持する上位階層制御手段と、
    　下位レイヤネットワークを介して前記上位レイヤネットワーク内のポート間を接続するために設定可能な下位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持する下位階層制御手段と、を備え、
    　前記上位階層制御手段は、複数の前記設定可能な上位仮想リンクの要求の履歴に基づいて、将来の前記上位仮想リンクの要求を予測するリソース需要予測手段と、
    　予測した前記上位仮想リンクの要求に対して前記上位仮想リンクを供給するために必要な前記下位レイヤネットワークのリソースを算出する容量設計手段と、をさらに有し、
    　前記容量設計手段により算出された追加リソースに相当する、前記設定可能な下位仮想リンクを前記下位階層制御手段に要求し、
    　前記設定可能な上位仮想リンクおよび前記設定可能な上位リンクの性能に応じて選択された上位仮想リンクの要求を受け付け、要求された前記上位仮想リンクに対応するフローの経路に前記設定可能な下位仮想リンクが含まれる場合、前記下位階層制御手段に対して前記設定可能な下位仮想リンクを要求し、前記設定可能な下位仮想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。
  2. 　前記設定可能な下位仮想リンクの性能は、前記設定可能な下位仮想リンクの帯域、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. 　前記下位階層制御手段は、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、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求める、
    　請求項１または２に記載のネットワーク制御装置。
  4. 　前記上位階層制御手段は、前記上位レイヤネットワークのトポロジ情報、および、前記設定可能な上位仮想リンクに基づいて、前記フローの経路を求める、
    　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. 　前記下位階層制御手段は、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの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４のいずれか１項に記載のネットワーク制御装置。
  6. 　前記下位階層制御手段は、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求める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５のいずれか１項に記載の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接続するユーザのポート間を接続するために設定可能な上位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な上位仮想リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持し、
    　下位レイヤネットワークを介して前記上位レイヤネットワーク内のポート間を接続するために設定可能な下位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求めるとともに関連付けて保持し、
    　前記設定可能な上位仮想リンクおよび前記設定可能な上位リンクの性能に応じて選択された上位仮想リンクの要求を受け付け、
    　要求された前記上位仮想リンクに対応するフローの経路に前記設定可能な下位仮想リンクが含まれる場合、前記設定可能な下位仮想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、
    　複数の前記設定可能な上位仮想リンクの要求の履歴に基づいて、将来の前記上位仮想リンクの要求を予測し、
    　予測した前記上位仮想リンクの要求に対して前記上位仮想リンクを供給するために必要な前記下位レイヤネットワークのリソースを算出する、
    　ことを特徴とする、ネットワーク制御方法。
  8. 　前記設定可能な下位仮想リンクの性能は、前記設定可能な下位仮想リンクの帯域、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. 　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、前記設定可能な下位仮想リンクと前記設定可能な下位仮想リンクの性能を求める、
    　請求項７または８に記載のネットワーク制御方法。
  10. 　上位レイヤネットワークに接続するユーザのポート間を接続するために設定可能な上位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な上位仮想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、
    　下位レイヤネットワークを介して前記上位レイヤネットワーク内のポート間を接続するために設定可能な下位仮想リンクの要求を受け付け、前記設定可能な下位仮想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、
    　前記設定可能な上位仮想リンクおよび前記設定可能な上位仮想リンクの性能に応じて選択された上位仮想リンクの要求を受け付ける処理と、
    　要求された前記上位仮想リンクに対応するフローの経路に前記設定可能な下位仮想リンクが含まれる場合、前記設定可能な下位仮想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、
    　複数の前記設定可能な上位仮想リンクの要求の履歴に基づいて、将来の前記上位仮想リンクの要求を予測する処理と、
    　予測した前記上位仮想リンクの要求に対して前記上位仮想リンクを供給するために必要な前記下位レイヤネットワークのリソースを算出する処理と、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の記録媒体。
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