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ネットワーク設計方法、設計装置およびそのプログラム

国内特許コード P140010837
整理番号 1788
掲載日 2014年8月11日
出願番号 特願2007-218461
公開番号 特開2009-053828
登録番号 特許第4936544号
出願日 平成19年8月24日(2007.8.24)
公開日 平成21年3月12日(2009.3.12)
登録日 平成24年3月2日(2012.3.2)
発明者
  • 亀井 聡
  • 川原 亮一
  • 笠原 正治
  • 高橋 豊
出願人
  • 日本電信電話株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 ネットワーク設計方法、設計装置およびそのプログラム
発明の概要 【課題】ネットワークの構造変化に対して利用者が短期間に利用方法を変えるような環境下でも、効率的なネットワークを設計すること。
【解決手段】需要予測21に基づき生成されたトラヒックマトリクス24と、物理トポロジ設計22と優先クラス設計23に基づいて生成された論理トポロジ25と、トラヒックマトリクス24を生成した後、アプリケーションの変化を想定し、ロジックを動作させ、そのロジックの変化をトラヒックマトリクス24にフィードバックするフィードバック&ロジック部26と、生成され、フィードバックを受けたトラヒックマトリクス24および論理トポロジ25に基づいて経路制御計算を行う経路計算部27と、評価結果を出力する評価結果28とを設ける。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要



ネットワークサービスの提供に際しては、最初にネットワークトポロジ(ネットワークの構造)を決める必要がある。

近年は、さらに高い品質や信頼性を要求するネットワークサービスが必要とされており、このようなサービス提供のためには上記に加えて経路制御方式や優先制御のためのクラスをどのように設計するかも重要な事項となる。

トポロジの設計は、特に物理的な工事が必要となることも多いので、事前に設計を行うことが重要となる。このため、このようなネットワークをあらかじめ評価するための方法として、シミュレーション等によるネットワーク設計技術が重要となる。





実際のネットワーク設計においては、図1に示すように、何等かの需要予測11に基づいて通信の始発点と到着点、要求トラヒック量の組からなるトラヒックマトリクス14を作成し、その需要に対してネットワークトポロジと優先制御方式から生成した論理トポロジ15に対して、経路制御アルゴリズムに基づく収容を行い、そこから得られたリンク使用率や収容効率を評価するのが一般的である。

例えば、文献WANDL,“BBDsgn”,(http://www.wandl.com/html/npat/NPAT_backbone.cfm)(非特許文献1参照)に記載の先行方式は、このようなトポロジ設計を主目的とした設計ツールで、トポロジと経路制御方式、完全に分離された優先制御等を考慮したネットワーク設計が可能となっている。





電話やWeb等のように、定常的な需要変化が少ない通信を収容するためには、以上のような評価で充分であった。

しかし、近年ブロードバンドの急速な普及の中で、特にインターネット上では回線間の歪みのある構造を利用して回線利用率が比較的低いところを積極的に利用するP2P等の特殊なトラヒックパターンを持つアプリケーションや、コストの高いバックボーン回線を回避することにより、収益を上げるようなビジネス等が登場し、トラヒックマトリクスがネットワーク設計の変化に応じて短かいサイクルで変化するようになっている。

このため、既存のトラヒックマトリクスを固定したネットワーク設計では、このような変化に追従することが困難となっている。





【非特許文献1】

ANDL,“BBDsgn”,(http://www.wandl.com/html/npat/NPAT_backbone.cfm)

産業上の利用分野



本発明は、インターネット等のネットワークサービスを提供するに際して、ネットワークのトポロジ、経路制御法、優先制御法の設計を効率的に実施するためのネットワーク設計方法、設計装置およびそのプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
コンピュータ制御によるネットワーク設計装置であって、
需要予測に基づき生成されたトラヒックマトリクスを記憶する第一の記憶部と、
物理トポロジ設計と優先クラス設計に基づいて生成された論理トポロジを記憶する第二の記憶部と、
前記トラヒックマトリクスを生成した後、アプリケーションの挙動によりネットワーク内部でのトラヒック交流が変化することを想定して、ロジックを動作させ、該ロジックの変化をトラヒックマトリクスを記憶する前記第一の記憶部にフィードバックするフィードバック&ロジック部と、
前記第一記憶部から読み出されたトラヒックマトリクスおよび前記第二記憶部から読み出された論理トポロジに基づいて経路制御計算を行う経路計算部と、
該経路計算部の計算結果から評価結果を出力する評価結果出力部とを設けることを特徴とするネットワーク設計装置。

【請求項2】
需要予測に基づき生成されたトラヒックマトリクスと、物理トポロジ設計と優先クラス設計に基づいて生成された論理トポロジの構成を基に、経路制御計算を行う、コンピュータ制御によるネットワーク設計方法であって、
該コンピュータは、トラヒックマトリクスを生成した後、アプリケーションの挙動によりネットワーク内部でのトラヒック交流が変化することを想定して、ロジックを動作させ、
次に該ロジックの変化を上記トラヒックマトリクスにフィードバックさせ、
次に、フィードバックを受けたトラヒックマトリクスおよび論理トポロジに基づいて経路制御計算を行い、
経路制御計算を行った結果、評価結果を出力することを特徴とするネットワーク設計方法。

【請求項3】
前記フィードバック&ロジック部は、同じ始発点から異なる到着点d1,d2,d3に向かうトラヒックをまとめたものに、トラヒックマトリクス((始発点,到達点,利用帯域)を要素とする集合)を変換するロジックとして、
始点が同じsから発しているトラヒックをトラヒックマトリクスから抽出し、その中で不等式dist(s,d1)+dist(s,d2)+dist(s,d3)>dist(s,r)+dist(r,d1)+dist(r,d2)+dist(r,d3)(なお、distは距離を示す)に当て嵌まるような中継点rが存在する場合、トラヒックマトリクスの要素(s,d1,a),(s,d2,a),(s,d3,a)についてロジックを適用し、(s,r,3a),(r,d1,a),(r,d2,a),(r,d3,a)が要素となるようにトラヒックマトリクスを変換することを特徴とする請求項1に記載のネットワーク設計装置。

【請求項4】
前記フィードバック&ロジック部は、同じ始発点から異なる経路上にある中継点r1,r2,r3を経由して同じ到着点に向かうトラヒックをまとめたものに、トラヒックマトリクス((始発点,到達点,利用帯域)を要素とする集合)を変換するロジックとして、
始発点sと到着点dとの間で、不等式 dist(s,d)>(dist(s,r1,d)+dist(s,r2,d)+dist(s,r3,d))/3(なお、distは距離を示す)が成立するような中継点r1,r2,r3が存在する場合に、中継点r1,r2,r3をそれぞれ中継したトラヒックへと分割し、
トラヒックマトリクスの要素(s,d,a)から(s,r1,a/3),(r1,d,a/3),(s,r2,a/3),(r2,d,a/3),(s,r3,a/3),(r3,d,a/3)が要素となるようにトラヒックマトリクスを変換することを特徴とする請求項1のネットワーク設計装置。

【請求項5】
ネットワーク設計装置のコンピュータに、需要予測に基づいてトラヒックマトリクスを生成する手順、物理トポロジ設計と優先クラス設計に基づいて論理トポロジを生成する手順、アプリケーションの変化があったか否かを検出する手順、変化が検出されたときには、変化によりロジックが変化したか否かを検出する手順、変化があれば、アプリケーションの挙動によりネットワーク内部でのトラヒック交流が変化することを想定して、ロジックを動作させる手順、ロジックの変化をトラヒックマトリクスにフィードバックさせる手順、フィードバックを受けたトラヒックマトリクスと、生成された論理トポロジとを基に、経路制御計算を実行する手順、計算を実行した結果、評価結果を出力する手順を、それぞれ実行させるためのネットワーク設計プログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007218461thum.jpg
出願権利状態 登録
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