JP2008219067A - Route calculation apparatus, method and program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a route calculation apparatus capable of selecting a route for excellently reducing power consumption in a network for dynamically controlling the processing speed or transfer speed of packets of a data transfer device. <P>SOLUTION: The route calculation part 21 calculates the increase of the power consumption of the network when a path to be set is set for a plurality of candidates of a transfer route from the origin to the terminal pint of the path to be set, on the basis of the input path information of the path to be set, network topology information managed by an information management part 22 and the path information of the already set path. Further, the route calculation part 21 determines the transfer route of the path to be set on the basis of the calculated increase of the power consumption of the plurality of candidates. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、パケットを転送するデータ転送装置の消費電力を抑制する装置に関し、特に経路計算を用いて問題を解決する技術に関する。   The present invention relates to an apparatus for suppressing power consumption of a data transfer apparatus that transfers packets, and more particularly to a technique for solving a problem using path calculation.

データ通信においてはスイッチなどのデータ転送装置によるパケットの転送によりパケットがあて先に送り届けられる。ネットワーク上では複数のデータ転送装置がリンクによって相互に接続されている。各データ転送装置はリンクを介して受信したパケットをあて先に応じて転送する。   In data communication, a packet is delivered to a destination by transferring the packet by a data transfer device such as a switch. On the network, a plurality of data transfer devices are connected to each other by links. Each data transfer device transfers the packet received via the link according to the destination.

コンピュータに用いられるアプリケーションとしてネットワークを利用するものが増加しており、それによりネットワーク内のデータ転送装置が処理すべきパケット量は増加する傾向にある。このパケット量の増加に対応するために、データ転送装置の処理速度を向上させ、転送速度を増加させることが要求されている。   Applications using the network are increasing as applications used in computers, and as a result, the amount of packets to be processed by data transfer apparatuses in the network tends to increase. In order to cope with the increase in the amount of packets, it is required to improve the processing speed of the data transfer apparatus and increase the transfer speed.

しかし、データ転送装置の処理速度を向上させると、それに伴って消費電力が増加する。一般に消費電力の増加は処理速度の向上に対して乗数倍で増加すると言われている。   However, when the processing speed of the data transfer apparatus is improved, the power consumption increases accordingly. In general, the increase in power consumption is said to increase by a multiple of the processing speed.

そのような状況を受けてデータ転送装置の処理速度を確保しながら消費電力を抑制する技術の重要性が高まっている。処理速度を確保しながら消費電力を抑制する技術の１つとして、パケット量に応じて処理速度を変化させ、それによって消費電力を適切に制御する技術がある。この技術はＤＶＳ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｃａｌｉｎｇ）技術と呼ばれる。   Under such circumstances, the importance of technology for suppressing power consumption while ensuring the processing speed of the data transfer apparatus is increasing. One technique for suppressing power consumption while ensuring the processing speed is a technique for appropriately controlling power consumption by changing the processing speed in accordance with the amount of packets. This technology is called DVS (Dynamic Voltage Scaling) technology.

ＤＶＳ技術をデータ転送装置に適用すれば、処理すべきパケット量が少ないときには処理速度を低下させることにより消費電力を抑えることができる。ＤＶＳ技術を、ネットワークを構成する複数のデータ転送装置に適用する場合、パケットを特定のデータ転送装置に集中させるよりも各データ転送装置に均等に分配した方が、ネットワーク全体での消費電力の低減効果が大きくなる。これは消費電力が処理速度の乗数倍に比例するため、特定のデータ転送装置にパケットが集中すると、そのデータ転送装置の消費電力が大きく上昇し、ネットワーク全体としての消費電力を大きく上昇させるからである。したがって、ＤＶＳ技術をデータ転送装置に適用すると共に、ＤＶＳ技術による消費電力低減の効果を高めるために、各データ転送装置にパケットを均等化することが望ましい。例えば、新たなパスを設定するときに、処理すべきパケット量の少ない経路、あるいは処理速度が低い値に設定されている経路を選択することでパケットを均等化できる。   If the DVS technique is applied to a data transfer apparatus, power consumption can be suppressed by reducing the processing speed when the amount of packets to be processed is small. When the DVS technology is applied to a plurality of data transfer devices constituting a network, it is more efficient to distribute the packets evenly to each data transfer device than to concentrate the packets on a specific data transfer device. The effect is increased. This is because the power consumption is proportional to the multiplier of the processing speed, so if packets are concentrated on a specific data transfer device, the power consumption of that data transfer device will increase significantly, and the power consumption of the entire network will increase greatly. is there. Therefore, it is desirable to apply the DVS technology to the data transfer device and equalize the packets to each data transfer device in order to enhance the effect of reducing the power consumption by the DVS technology. For example, when a new path is set, packets can be equalized by selecting a route with a small amount of packets to be processed or a route with a low processing speed.

各データ転送装置を通過するパケットの量をデータ転送装置間で均等化する方法として、パケットの転送経路をパス単位で明示指定することのできるトラフィックエンジニアリングによる方法がある。具体例としては各データ転送装置の処理すべきパケット量が均等となるようにパス単位でパケットの転送経路を指定すればよい。このようなトラフィックエンジニアリングを実現する技術の例としてＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）がある。   As a method of equalizing the amount of packets passing through each data transfer device among the data transfer devices, there is a method by traffic engineering that can explicitly specify a packet transfer route in units of paths. As a specific example, a packet transfer path may be designated in units of paths so that the amount of packets to be processed by each data transfer apparatus is equal. An example of a technique for realizing such traffic engineering is MPLS (Multi-Protocol Label Switching).

パケットの転送経路を決定するアルゴリズムには、最短経路計算アルゴリズム、最小木計算アルゴリズム、あるいはシュタイナー経路計算アルゴリズムがある。最短経路計算アルゴリズムの代表的な例としてダイクストラやベルマンフォードがある。最小木計算アルゴリズムは、ネットワーク内の全装置を通る経路のうち最もコストの小さい経路を計算するアルゴリズムであり、代表的な例としてプリムやクラスカルがある。シュタイナー経路計算アルゴリズムは、ネットワーク内の特定装置を通る経路のうち最もコストの小さい経路を計算するアルゴリズムであり、代表的な例としてＫＭＢ、ＫＰＰ、ＤＤＭＣがある。   There are a shortest path calculation algorithm, a minimum tree calculation algorithm, and a Steiner path calculation algorithm as an algorithm for determining a packet transfer path. Typical examples of the shortest path calculation algorithm include Dijkstra and Bellman Ford. The minimum tree calculation algorithm is an algorithm for calculating a path with the lowest cost among paths passing through all devices in the network, and typical examples include prim and Kruskal. The Steiner route calculation algorithm is an algorithm for calculating a route with the lowest cost among routes passing through a specific device in the network, and representative examples include KMB, KPP, and DDMC.

パケットを転送する経路の選択においては、アルゴリズムに従って、経路を選択するための指標（選択指標）の算出方法を規定し、ネットワーク内のデータ転送装置およびリンクについての選択指標を算出し、算出した選択指標に基づいて選択したデータ転送装置およびリンクを経路の一部に組み入れていく。   In selecting a route for transferring a packet, a calculation method of an index (selection index) for selecting a route is defined according to an algorithm, a selection index for a data transfer device and a link in a network is calculated, and the calculated selection is calculated. The data transfer device and the link selected based on the index are incorporated into a part of the route.

これらのアルゴリズムで使用される選択指標として、データ転送装置の最大処理速度の逆数に相当する固定値（例えば非特許文献１参照）、あるいはデータ転送装置およびリンクの残余帯域（例えば非特許文献２参照）がある。
ＣＩＳＣＯ Ｓｙｓｔｅｍｓ、“ＯＳＰＦ ＦＡＱ”、２００４年８月１９日更新、＜http://www.cisco.com/Japanese/warp/public/3/jp/service/tac/104/9-j.pdf＞ Ｇｕｅｒｉｎ， Ｒ．Ａ．； Ｏｒｄａ， Ａ．； Ｗｉｌｌｉａｍｓ， Ｄ．， “ＱｏＳ ｒｏｕｔｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ＯＳＰＦ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ，” ＩＥＥＥ ＧＬＯＢＥＣＯＭ， ｖｏｌ．３， ｎｏ．ｐｐ．１９０３−１９０８ ｖｏｌ．３， ３−８ Ｎｏｖ １９９７ As a selection index used in these algorithms, a fixed value corresponding to the reciprocal of the maximum processing speed of the data transfer apparatus (for example, see Non-Patent Document 1), or the remaining bandwidth of the data transfer apparatus and the link (for example, see Non-Patent Document 2). )
CISCO Systems, “OSPF FAQ”, updated on August 19, 2004, <http://www.cisco.com/Japanese/warp/public/3/jp/service/tac/104/9-j.pdf> Guerin, R.A. A. Orda, A .; Williams, D .; , “QoS routing mechanisms and OSPF extensions,” IEEE GLOBECOM, vol. 3, no. pp. 1903-1908 vol. 3, 3-8 Nov 1997

一般的に、ＤＶＳを実装したプロセッサなどのほとんどの製品は動作電圧を段階的に変化させる。それ故、動作電圧と共に変化する処理速度も段階的に変化する。それに対して、パケットをロスなく処理し、転送するのに必要な処理速度は連続的な値を取りうる。そこで、パケットをロスなく転送するのに必要な処理速度以上であり、かつ消費電力量が最小（すなわち処理速度が最低）となるような処理速度をデータ転送装置に対して設定し、その処理速度で動作させることで消費電力をできるだけ抑えている。   In general, most products such as processors that implement DVS change the operating voltage in stages. Therefore, the processing speed that changes with the operating voltage also changes stepwise. On the other hand, the processing speed required to process and transfer a packet without loss can take a continuous value. Therefore, a processing speed is set for the data transfer device that is equal to or higher than the processing speed necessary to transfer the packet without loss, and the power consumption is minimum (that is, the processing speed is the lowest). Power consumption is suppressed as much as possible by operating with.

このような処理速度の制御では、データ転送装置に設定されデータ転送装置が実際に動作している処理速度と、データ転送装置がパケットをロスなく転送するために必要な処理速度との間には差があるので、例えばパケット量の増加がその差の範囲内であればデータ転送装置の処理速度は上げなくて済む。   In such processing speed control, there is a difference between the processing speed set in the data transfer apparatus and the data transfer apparatus actually operating and the processing speed required for the data transfer apparatus to transfer packets without loss. Since there is a difference, for example, if the increase in packet amount is within the range of the difference, the processing speed of the data transfer apparatus does not need to be increased.

しかし、上述したパケットの転送経路を決定する方法では、この差について考慮しておらず、処理すべきパケット量の少ない経路、あるいは処理速度が遅く設定されている経路を選択する。それ故、他の経路を選択すればデータ転送装置の処理速度を上げなくて済む場合にデータ転送速度の処理速度が上がるような経路の選択が行なわれることがあった。   However, the above-described method for determining the packet transfer route does not consider this difference, and selects a route with a small amount of packets to be processed or a route set with a low processing speed. Therefore, there is a case where a route is selected so as to increase the processing speed of the data transfer speed when it is not necessary to increase the processing speed of the data transfer device if another path is selected.

また、近年では、データ転送にリアルタイム性が要求されるようなサービスのアプリケーションが普及してきている。このようなアプリケーションではネットワークでの転送遅延が大きくなるとサービス品質が低下するので、サービス品質を保証するために転送遅延を一定以内に抑える必要がある。そのため、この種のアプリケーションでは端末間の転送遅延に上限値が存在し、それに依存してデータ転送装置にはサービス品質を保証するために必要な処理速度が要求される。   In recent years, service applications that require real-time data transfer have become widespread. In such an application, if the transfer delay in the network increases, the service quality deteriorates. Therefore, in order to guarantee the service quality, it is necessary to suppress the transfer delay within a certain range. Therefore, in this type of application, there is an upper limit value for the transfer delay between terminals, and the data transfer apparatus is required to have a processing speed necessary for guaranteeing the service quality.

そのため、データ転送装置は、パケットをロスなく転送するのに必要な処理速度と、転送遅延に依存するサービス品質を保証するために必要な処理速度の両方を確保することが要求されることになる。パケットをロスなく転送するのに必要な処理速度は同じ部分を通る複数のパスについての値の合計として算出されるのに対して、転送遅延に依存するサービス品質を保証するために必要な処理速度は、同じ部分を通る複数のパスの各々に要求される値の中の最大値として算出される。   For this reason, the data transfer apparatus is required to ensure both the processing speed required to transfer the packet without loss and the processing speed required to guarantee the service quality depending on the transfer delay. . The processing speed required to transfer a packet without loss is calculated as the sum of values for multiple paths through the same part, whereas the processing speed required to guarantee a quality of service that depends on transfer delay Is calculated as the maximum value among the values required for each of a plurality of paths passing through the same portion.

例えば、転送遅延に依存するサービス品質を保証するために必要な処理速度が、パケットをロスなく転送するために必要な処理速度より大きければ、転送遅延に依存するサービス品質を保証するために必要な処理速度によって、データ転送装置が動作すべき処理速度が決まる。そのため、パスを追加しても、転送遅延に依存するサービス品質を保証するために必要な処理速度が変わらず、かつパケットをロスなく転送するために必要な処理速度が依然として、転送遅延に依存するサービス品質を保証するために必要な処理速度より低ければ、データ転送装置が動作すべき処理速度は変わらず、消費電力値も増加しない。   For example, if the processing speed required to guarantee the service quality depending on the transfer delay is larger than the processing speed required to transfer the packet without loss, it is necessary to guarantee the service quality depending on the transfer delay. The processing speed at which the data transfer apparatus should operate is determined by the processing speed. Therefore, even if a path is added, the processing speed required to guarantee the service quality depending on the transfer delay does not change, and the processing speed required to transfer the packet without loss still depends on the transfer delay. If the processing speed is lower than the processing speed required to guarantee the service quality, the processing speed at which the data transfer apparatus should operate does not change and the power consumption value does not increase.

このような場合にも、上述した処理速度の制御では、他の経路を選択すればデータ転送装置の処理速度を上げなくて済む場合にデータ転送速度の処理速度が上がるような経路の選択が行なわれることがあった。   Even in such a case, in the processing speed control described above, a path is selected so that the processing speed of the data transfer speed is increased when it is not necessary to increase the processing speed of the data transfer apparatus if another path is selected. It was sometimes.

本発明の目的は、データ転送装置のパケットの処理速度あるいは転送速度を動的に制御するネットワークにおいて消費電力を良好に低減するような経路の選択が可能な装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an apparatus capable of selecting a route that favorably reduces power consumption in a network that dynamically controls a packet processing speed or a transfer speed of a data transfer apparatus.

上記目的を達成するために、本発明の経路計算装置は、複数のデータ転送装置がリンクで相互に接続され、パスの起点となるデータ転送装置から終点となるデータ転送装置までデータを転送するための転送経路をパス単位で設定することができ、前記データ転送装置のデータの処理速度と前記リンクのデータの転送速度とをデータ量に応じて制御することにより消費電力を変化させるネットワークにおいて、パスの起点から終点までのデータの転送経路を計算する経路計算装置であって、
前記ネットワークにおける前記データ転送装置と前記リンクの接続構成を示すネットワークトポロジ情報と、前記ネットワーク上に既に設定されているパスの起点および終点と該パスのデータを転送するのに要求される要求速度とを含むパス情報と、を管理する情報管理部と、
これから設定しようするパスの起点および終点と該パスのデータを転送するのに要求される要求速度とを含むパス情報を入力として、入力された前記設定しようとするパスのパス情報と、前記情報管理部に管理されているネットワークトポロジ情報および前記既に設定されているパスのパス情報とに基づいて、前記設定しようとするパスの前記起点から前記終点までの転送経路の複数の候補について、前記設定しようとするパスを設定したときの前記ネットワークの消費電力の増加分を算出し、算出した前記複数の候補の前記消費電力の増加分に基づいて、前記設定しようとするパスの転送経路を決定する経路計算部と、を有している。 In order to achieve the above object, the route calculation device of the present invention is configured to transfer data from a data transfer device that is a starting point of a path to a data transfer device that is an end point by connecting a plurality of data transfer devices to each other through a link. In a network in which power consumption is changed by controlling the data processing speed of the data transfer device and the data transfer speed of the link according to the amount of data, the transfer path can be set in units of paths. A route calculation device for calculating a data transfer route from the start point to the end point of
Network topology information indicating a connection configuration of the data transfer device and the link in the network, a starting point and an ending point of a path already set on the network, and a required speed required to transfer the data of the path An information management unit for managing path information including
The path information including the starting and ending points of the path to be set and the request speed required to transfer the data of the path is input, and the path information of the input path to be set and the information management Based on the network topology information managed by the network and the path information of the already set path, the plurality of transfer route candidates from the start point to the end point of the path to be set are set. A path for calculating an increase in power consumption of the network when a path to be set is set, and determining a transfer path of the path to be set based on the calculated increase in power consumption of the plurality of candidates And a calculation unit.

本発明によれば、データの処理速度および転送速度を動的に制御するネットワークにおいて、パスを設定する候補の経路に新たなパスを設定した場合の消費電力の増加分を計算し、各候補の消費電力の増加分の比較から、実際に新たなパスを設定する転送経路を決定するので、消費電力を良好に低減するような経路の選択が可能である。   According to the present invention, in a network that dynamically controls the data processing speed and transfer speed, an increase in power consumption when a new path is set for a candidate path setting path is calculated, and Since the transfer path for actually setting a new path is determined from the comparison of the increase in power consumption, it is possible to select a path that favorably reduces power consumption.

また、前記データ転送装置の処理速度は、離散的な値が選択可能であり、前記データ転送装置に設定されたパスの合計の要求速度以上でありかつ最も小さな値を選択するように制御され、
前記リンクの転送速度は、離散的な値が選択可能であり、前記リンクに設定されたパスの合計の要求速度以上でありかつ最も小さな値を選択するように制御され、
前記経路計算部は、前記データ転送装置の処理速度と前記リンクの転送速度とが前記制御によって選択されたとき、前記ネットワークの消費電力の増加分が小さくなるように、前記設定しようとするパスの転送経路を決定することにしてもよい。 The processing speed of the data transfer device can be selected as a discrete value, and is controlled to select the smallest value that is equal to or higher than the total required speed of the paths set in the data transfer device,
The transfer speed of the link can be selected as a discrete value, and is controlled to select the smallest value that is equal to or higher than the total required speed of the paths set for the link,
The path calculation unit is configured to reduce the increase in power consumption of the network when the processing speed of the data transfer apparatus and the transfer speed of the link are selected by the control. The transfer path may be determined.

これによれば、データ転送装置の処理速度とリンクの転送速度の選択可能な値が離散的であるようなネットワークにおいて、消費電力の増加分に基づいて新たなパスを設定する転送経路を決定するので、データを処理あるいは転送するために要求される速度と、実際に設定されている処理速度あるいは転送速度との差による消費電力の無駄を削減することができる。   According to this, in a network in which selectable values of the processing speed of the data transfer apparatus and the transfer speed of the link are discrete, a transfer path for setting a new path is determined based on the increase in power consumption. Therefore, it is possible to reduce waste of power consumption due to the difference between the speed required for processing or transferring data and the actually set processing speed or transfer speed.

また、前記設定されているパスのパス情報と前記設定しようとするパスのパス情報とには、該パスのアプリケーションのサービス品質を保証するために要求されるサービス保証速度が更に含まれており、
前記データ転送装置の処理速度は、前記データ転送装置に設定されたパスの要求速度の合計値以上でありかつ前記データ転送装置に設定されたパスのサービス保証速度の最大値以上である値を選択するように制御され、
前記リンクの処理速度は、前記リンクに設定されたパスの要求速度の合計値以上でありかつ前記リンクに設定されたパスのサービス保証速度の最大値以上である値を選択するように制御され、
前記経路計算部は、前記データ転送装置の処理速度と前記リンクの転送速度とが前記制御によって選択されたとき、前記ネットワークの消費電力の増加分が小さくなるように、前記設定しようとするパスの転送経路を決定することにしてもよい。 Further, the path information of the set path and the path information of the path to be set further include a service guarantee speed required to guarantee the service quality of the application of the path,
The processing speed of the data transfer apparatus is selected to be a value that is equal to or greater than the total value of the requested speeds of the paths set in the data transfer apparatus and equal to or greater than the maximum value of the service guarantee speed of the paths set in the data transfer apparatus. Controlled to
The processing speed of the link is controlled to select a value that is equal to or greater than the total value of the requested speeds of the paths set for the link and equal to or greater than the maximum value of the service guarantee speed of the path set for the link;
The path calculation unit is configured to reduce the increase in power consumption of the network when the processing speed of the data transfer apparatus and the transfer speed of the link are selected by the control. The transfer path may be determined.

これによれば、データを転送するのに要求される要求速度の他に、サービス品質を保証するのに要求されるサービス保証速度を満たすように、データ転送装置の処理速度とリンクの転送速度を制御するネットワークにおいて、消費電力の増加分に基づいて新たなパスを設定する転送経路を決定するので、データを転送するのに要求される要求速度と、サービス品質を保証するのに要求されるサービス保証速度との差による消費電力の無駄を削減することができる。   According to this, in addition to the required speed required to transfer data, the processing speed of the data transfer device and the transfer speed of the link are set so as to satisfy the guaranteed service speed required to guarantee the quality of service. In the network to be controlled, the transfer path for setting a new path is determined based on the increase in power consumption, so the required speed required to transfer data and the service required to guarantee the service quality Waste of power consumption due to a difference from the guaranteed speed can be reduced.

また、前記経路計算部は、前記データ転送装置の前記処理速度の３乗を前記データ転送装置による消費電力に相当する指標とし、前記リンクの前記転送速度の３乗を前記リンクによる消費電力に相当する指標として、前記ネットワークの消費電力の増加分を算出することにしてもよい。   Further, the path calculation unit uses the cube of the processing speed of the data transfer device as an index corresponding to the power consumption by the data transfer device, and the cube of the transfer speed of the link corresponds to the power consumption by the link. As an index to be used, an increase in power consumption of the network may be calculated.

また、前記経路計算部は、最短経路計算アルゴリズム、シュタイナー経路計算アルゴリズム、または最小木経路計算アルゴリズムのいずれかを用いて、前記設定しようとするパスの転送経路を決定することにしてもよい。   The route calculation unit may determine the transfer route of the path to be set by using any one of a shortest route calculation algorithm, a Steiner route calculation algorithm, and a minimum tree route calculation algorithm.

また、前記経路計算部は、前記消費電力の増加分が小さくかつ互いに等しい複数の候補が見つかったとき、見つかった前記複数の候補の中でホップ数の最も少ない経路を、前記設定しようとするパスの転送経路に選択することにしてもよい。   In addition, when a plurality of candidates having a small increase in power consumption and equal to each other are found, the route calculation unit selects a route with the smallest number of hops among the found candidates. It may be selected as the transfer path.

これによれば、ホップ数の少ない経路でパケットを転送することにより転送遅延を小さく抑えることができる。また、トラヒックが流れるリンク数が減るのでリンク容量を節約することができる。   According to this, a transfer delay can be suppressed small by transferring a packet along a route with a small number of hops. Further, since the number of links through which traffic flows decreases, link capacity can be saved.

本発明によれば、データの処理速度および転送速度を動的に制御するネットワークにおいて、パスを設定する候補の経路に新たなパスを設定した場合の消費電力の増加分を計算し、各候補の消費電力の増加分の比較から、実際に新たなパスを設定する転送経路を決定するので、消費電力を良好に低減するような経路の選択が可能である。   According to the present invention, in a network that dynamically controls the data processing speed and transfer speed, an increase in power consumption when a new path is set for a candidate path setting path is calculated, and Since the transfer path for actually setting a new path is determined from the comparison of the increase in power consumption, it is possible to select a path that favorably reduces power consumption.

本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。   Embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の経路選択方法によってパケットの転送経路が決定されるネットワークについて説明するための図である。図１を参照すると、本実施形態のネットワークは複数のデータ転送装置１１とそれらを結ぶリンク１２とで構成されている。ネットワークにはトラフィックエンジニアリング機能が実装されており、パケットの転送経路を明示的に設定できるものとする。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining a network in which a packet transfer route is determined by the route selection method of the present embodiment. Referring to FIG. 1, the network according to the present embodiment includes a plurality of data transfer apparatuses 11 and links 12 connecting them. It is assumed that a traffic engineering function is implemented in the network, and a packet transfer route can be explicitly set.

各データ転送装置１１には、処理すべきパケット量に応じて、パケットの処理速度および転送速度を変化させるＤＶＳ技術が適用されている。処理速度は、データ転送装置１１内での処理の速度であり、転送速度はリンク１２でのデータ転送の速度である。そして、データ転送装置１１による処理速度および転送速度の変化は段階的であり、選択可能な離散的な複数の値の中から選択した値が設定される。   Each data transfer apparatus 11 is applied with a DVS technique for changing the packet processing speed and the transfer speed in accordance with the amount of packets to be processed. The processing speed is the processing speed in the data transfer apparatus 11, and the transfer speed is the data transfer speed on the link 12. The change in processing speed and transfer speed by the data transfer device 11 is stepwise, and a value selected from a plurality of selectable discrete values is set.

データ転送装置１１は、パス毎に指定された転送経路でパケットを転送するための処理速度および転送速度を選択する。例えば処理速度については、データ転送装置１１は、選択可能な離散的な複数の値の中から、パケットをロス無く処理するための処理速度以上で、かつ最小の値を選択する。また転送速度についても同様に、データ転送装置１１は、選択可能な離散的な複数の値の中から、パケットをロス無く処理するための転送速度以上で、かつ最小の値を選択する。   The data transfer device 11 selects a processing speed and a transfer speed for transferring a packet through a transfer path designated for each path. For example, regarding the processing speed, the data transfer apparatus 11 selects a minimum value that is equal to or higher than the processing speed for processing a packet without loss, from a plurality of selectable discrete values. Similarly, for the transfer rate, the data transfer device 11 selects a minimum value that is equal to or higher than the transfer rate for processing a packet without loss, from a plurality of selectable discrete values.

本実施形態ではパス毎のパケットの転送経路は不図示の転送経路計算装置から各データ転送装置１１に指示されるものとする。転送経路計算装置は、新たに設定するパスの起点および終点と、そのパスのパケットをロス無く転送するのに要求される要求速度とが与えられ、それらに基づいてパスの転送経路を計算する。転送経路計算装置は、いずれか１つのデータ転送装置１１内に配置されてもよく、また複数のデータ転送装置１１に分散配置されてもよい。あるいは転送経路計算装置はデータ転送装置１１とは別に独立した装置として存在してもよい。さらに転送経路計算装置は、コンピュータでプログラムを実行することにより実現することもできる。   In this embodiment, it is assumed that a packet transfer path for each path is instructed to each data transfer apparatus 11 from a transfer path calculation apparatus (not shown). The transfer route calculation apparatus is given a start point and an end point of a newly set path and a request speed required to transfer the packet of the path without loss, and calculates the transfer route of the path based on them. The transfer path calculation device may be arranged in any one of the data transfer devices 11 or may be distributed in a plurality of data transfer devices 11. Alternatively, the transfer path calculation device may exist as a device independent of the data transfer device 11. Furthermore, the transfer path calculation device can also be realized by executing a program on a computer.

図２は、データ転送装置を経由するパスに要求される要求速度と、データ転送装置に設定される処理速度との関係を示す図である。図２では、図１に示したデータ転送装置１１ａを経由しているパスの要求速度と、データ転送装置１１ａに設定されている処理速度との関係が示されている。データ転送装置１１ａは他のデータ転送装置１１と同じものであるがパスの転送経路を説明するために特定されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a request speed required for a path passing through the data transfer apparatus and a processing speed set in the data transfer apparatus. FIG. 2 shows the relationship between the requested speed of the path passing through the data transfer apparatus 11a shown in FIG. 1 and the processing speed set in the data transfer apparatus 11a. The data transfer device 11a is the same as the other data transfer devices 11, but is specified for explaining the transfer route of the path.

図１を参照すると、データ転送装置１１ａにはパス１およびパス２が設定されている。パス１およびパス２には、それぞれのパスのパケットをロス無く転送するための要求速度が決まっている。パス１およびパス２の要求速度は図２においてパイプ形で示されている。また、データ転送装置１１ａにおける選択可能な離散的な処理速度の値は図２においてＡ、Ｂ、Ｃであるとする。   Referring to FIG. 1, path 1 and path 2 are set in the data transfer apparatus 11a. For path 1 and path 2, the required speeds for transferring the packets of the respective paths without loss are determined. The required speeds for pass 1 and pass 2 are shown in pipe form in FIG. In addition, it is assumed that the discrete processing speed values that can be selected in the data transfer apparatus 11a are A, B, and C in FIG.

データ転送装置１１ａがパケットをロス無く処理するために要求される処理速度は、パス１の要求速度とパス２の要求速度の合計である。そして、データ転送装置１１ａは、パス１の要求速度とパス２の要求速度の合計の値以上であり、かつ最小の値であるＢを処理速度として選択することになる。   The processing speed required for the data transfer apparatus 11a to process the packet without loss is the sum of the request speed of the path 1 and the request speed of the path 2. Then, the data transfer apparatus 11a selects B, which is equal to or greater than the sum of the requested speed of the path 1 and the requested speed of the path 2, and is the minimum value as the processing speed.

転送経路計算装置は、ネットワークにおけるデータ転送装置１１とリンク１２の接続構成を示すネットワークトポロジ情報と、ネットワークに設定されているパスのパス情報（起点、終点、要求速度、転送経路）と、それらによって定まる、各データ転送装置１１に設定されている処理速度と、各リンク１２に設定されている転送速度とを動的に管理している。また、転送経路計算装置は、各データ転送装置１１において選択可能な離散的な複数の処理速度の値、および各リンク１２において選択可能な離散的な複数の転送速度の値を静的に管理している。そして、転送経路計算装置は、それらの管理している情報と、新たに設定しようとするパスのパス情報（起点、終点、要求速度）とに基づいて、ネットワーク全体での消費電力の増加ができるだけ小さくなるような転送経路を計算する。   The transfer route calculation device includes network topology information indicating the connection configuration of the data transfer device 11 and the link 12 in the network, path information (start point, end point, requested speed, transfer route) of a path set in the network, and The processing speed set for each data transfer device 11 and the transfer speed set for each link 12 are dynamically managed. Further, the transfer path calculation device statically manages a plurality of discrete processing speed values that can be selected in each data transfer device 11 and a plurality of discrete transfer speed values that can be selected in each link 12. ing. Then, the transfer route calculation device can increase the power consumption of the entire network based on the information managed by them and the path information (start point, end point, request speed) of the path to be newly set. Calculate a transfer path that will be smaller.

パスの転送経路を決定するとき、与えられた起点から終点までを結ぶ複数の経路の中から、追加したときのシステムの消費電力の増加ができるだけ小さい経路を、経路上のデータ転送装置の選択指標の値およびリンクの選択指標の値に基づいて選択し、選択した経路をパスの転送経路として設定する。選択指標は消費電力の増加分に相当する値であり、ここでは消費電力の増加分そのものを選択指標とする。   When determining the transfer route of a path, select the route that minimizes the increase in power consumption of the system when added from the multiple routes that connect from the given start point to the end point. And the selected route is set as a path transfer route. The selection index is a value corresponding to the increase in power consumption. Here, the increase in power consumption itself is used as the selection index.

データ転送装置の選択指標は、そのデータ転送装置でパケットをロスなく処理できる処理速度以上で選択可能な値に処理速度をしたときの電力の増加分である。リンクの選択指標は、リンクでパケットをロス無く転送できる転送速度以上で選択可能な値に転送速度をしたときの電力の増加分である。そのリンクの選択指標は、送信側のデータ転送装置１１がその転送速度でパケットを送信するための電力の増加分と、受信側のデータ転送装置１１がその転送速度でパケットを受信するための電力の増加分との和である。   The selection index of the data transfer device is an increase in power when the processing speed is increased to a value selectable at a processing speed higher than the processing speed at which the data transfer apparatus can process a packet without loss. The link selection index is an increase in power when the transfer rate is set to a value that can be selected at a transfer rate higher than the transfer rate at which packets can be transferred without loss on the link. The link selection index includes an increase in power for the transmitting data transfer device 11 to transmit a packet at the transfer rate, and a power for the receiving data transfer device 11 to receive a packet at the transfer rate. Is the sum of the increase.

転送経路の具体的な決定手順の例としては、経路に組み入れる可能性のある複数の候補のデータ転送装置１１およびリンク１２の選択指標を算出し、それらの候補の中で最も選択指標の値が小さくなるデータ転送装置１１およびリンク１２を経路に組み入れていくという作業を繰り返して、起点から終点まで１ホップずつ経路を延ばしていくというものがある。   As an example of a specific procedure for determining a transfer route, a selection index of a plurality of candidate data transfer apparatuses 11 and links 12 that may be included in the route is calculated, and the value of the selection index is the largest among these candidates. There is a method of extending the route by one hop from the starting point to the ending point by repeating the operation of incorporating the data transfer device 11 and the link 12 that become smaller in the route.

データ転送装置１１の選択指標は式（１）により算出することができ、リンク１２の選択指標は式（２）により算出することができる。   The selection index of the data transfer apparatus 11 can be calculated by the equation (1), and the selection index of the link 12 can be calculated by the equation (2).

Figure 2008219067
Figure 2008219067

式（１）、（２）において、電力［ｘ］は処理速度ｘに対応する消費電力の値である。Ｍｉｎ｛ ｝は最小値を示す。式（１）においてＷはデータ転送装置１１の処理速度として選択可能な離散的な複数の値の集合である。式（２）においてＷ’はリンク１２の転送速度として選択可能な離散的な複数の値の集合である。   In equations (1) and (2), power [x] is a power consumption value corresponding to the processing speed x. Min {} indicates a minimum value. In Expression (1), W is a set of discrete values that can be selected as the processing speed of the data transfer apparatus 11. In Expression (2), W ′ is a set of discrete values that can be selected as the transfer rate of the link 12.

式（１）および式（２）から分かるように、選択指標は、パスを追加したことによる消費電力の増加分である。式（１）を参照すると、集合Ｗに含まれている複数の処理速度の値の中から、データ転送装置１１がパケットをロス無く処理するのに必要な処理速度以上であり、かつ最小の処理速度が選択される。式（２）を参照すると、集合Ｗ’に含まれている複数の転送速度の値の中から、リンク１２にてパケットをロス無く転送するのに必要な転送速度以上であり、かつ最小の転送速度が選択される。   As can be seen from the equations (1) and (2), the selection index is an increase in power consumption due to the addition of the path. Referring to Equation (1), the minimum processing that is equal to or higher than the processing speed necessary for the data transfer apparatus 11 to process a packet without loss, from among a plurality of processing speed values included in the set W. Speed is selected. Referring to Equation (2), the minimum transfer rate that is equal to or higher than the transfer rate necessary for transferring the packet through the link 12 without loss from among a plurality of transfer rate values included in the set W ′. Speed is selected.

パスを追加することにより、パケットをロス無く処理するために必要な処理速度と、パケットをロス無く転送するために必要な転送速度とは増加する。その結果としてデータ転送装置１１の処理速度またはリンク１２の転送速度を上げる必要が生じれば、その処理速度あるいは転送速度の上昇に伴って消費電力が増加する。また、データ転送装置１１の処理速度またはリンク１２の転送速度を上げる必要が生じなければ消費電力は増加しない。   By adding a path, the processing speed required to process the packet without loss and the transfer speed required to transfer the packet without loss are increased. As a result, if it is necessary to increase the processing speed of the data transfer device 11 or the transfer speed of the link 12, the power consumption increases with the increase of the processing speed or the transfer speed. Further, the power consumption does not increase unless it is necessary to increase the processing speed of the data transfer device 11 or the transfer speed of the link 12.

図３は、転送経路計算装置の構成を示すブロック図である。図３を参照すると、転送経路計算装置２０は、経路計算部２１、情報管理部２２、および外部インタフェース２３を有している。経路計算部２１は経路計算モジュール２４および記憶媒体２５を有し、情報管理部２２は管理情報処理モジュール２６および記憶媒体２７を有している。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the transfer route calculation apparatus. Referring to FIG. 3, the transfer route calculation device 20 includes a route calculation unit 21, an information management unit 22, and an external interface 23. The route calculation unit 21 has a route calculation module 24 and a storage medium 25, and the information management unit 22 has a management information processing module 26 and a storage medium 27.

一例として転送経路計算装置２０は外部インタフェース２３によって、ネットワークを構成する各データ転送装置１１と接続している。そして、転送経路計算装置２０はデータ転送装置１１から外部インタフェース２３を介して入力された、設定しようとするパスのパス情報を含む計算要求情報に基づきそのパスの転送経路を決定し、データ転送装置１１に指示する。   As an example, the transfer path calculation device 20 is connected to each data transfer device 11 constituting the network by an external interface 23. Then, the transfer path calculation device 20 determines the transfer path of the path based on the calculation request information including the path information of the path to be set, which is input from the data transfer apparatus 11 via the external interface 23, and the data transfer apparatus 11 is instructed.

情報管理部２２は、経路計算に用いられる各種の情報を記憶媒体２７に記憶して管理している。情報管理部２２で管理されている情報には、ネットワークトポロジ情報と、設定されているパスのパス情報と、各データ転送装置１１の転送装置情報とが含まれている。ネットワークトポロジ情報は、ネットワーク内のデータ転送装置１１とリンク１２の接続構成を示す情報である。設定されているパスのパス情報は、そのパスの起点、終点、および要求速度と、設定されている転送経路の情報を含んでいる。データ転送装置１１の転送装置情報は、データ転送装置１１における選択可能な離散的な複数の処理速度の値とそれらの処理速度に対応する消費電力の値と、データ転送装置１１による選択可能な離散的な複数の転送速度の値とそれらの転送速度に対応する消費電力の値とを含んでいる。   The information management unit 22 stores various types of information used for route calculation in the storage medium 27 for management. The information managed by the information management unit 22 includes network topology information, path information of the set path, and transfer device information of each data transfer device 11. The network topology information is information indicating a connection configuration between the data transfer apparatus 11 and the link 12 in the network. The path information of the set path includes information on the start point, end point, and requested speed of the path, and the set transfer path. The transfer device information of the data transfer device 11 includes a plurality of discrete processing speed values that can be selected in the data transfer device 11, power consumption values corresponding to these processing speeds, and discrete data that can be selected by the data transfer device 11. A plurality of typical transfer rate values and power consumption values corresponding to these transfer rates.

管理情報処理モジュール２６は、記憶媒体２７に記憶されている各種の情報を更新したり、経路計算部２１へ提供したりする。管理情報処理モジュール２６は、外部インタフェース２３から入力される経路設定の結果情報や、経路計算部２１による計算結果に応じて、記憶媒体２７内の情報を更新する。   The management information processing module 26 updates various types of information stored in the storage medium 27 or provides the information to the route calculation unit 21. The management information processing module 26 updates the information in the storage medium 27 according to the route setting result information input from the external interface 23 and the calculation result by the route calculation unit 21.

経路計算部２１は、情報管理部２２にて管理されている各種の情報と、外部インタフェース２３から入力された計算要求情報とを用いて、パスの転送経路を計算する。記憶媒体２５には、計算に用いるアルゴリズムが記憶されており、計算結果が記憶される。経路計算モジュール２４は、外部インタフェース２３から計算要求情報が入力されると、記憶媒体２５に記憶されているアルゴリズムを呼び出して実行することにより、計算要求情報にて要求されたパスの転送経路を決定する。その際、経路計算モジュール２４は、データ転送装置１１およびリンク１２の選択指標を、情報管理部２２にて管理されている情報を用いて計算する。   The route calculation unit 21 calculates a path transfer route by using various information managed by the information management unit 22 and calculation request information input from the external interface 23. The storage medium 25 stores an algorithm used for calculation, and stores a calculation result. When calculation request information is input from the external interface 23, the route calculation module 24 calls and executes an algorithm stored in the storage medium 25, thereby determining a transfer route of the path requested by the calculation request information. To do. At that time, the route calculation module 24 calculates the selection index of the data transfer device 11 and the link 12 using information managed by the information management unit 22.

本実施形態においてパスを設定するときの選択指標の計算と転送経路の決定との具体例について図４〜６を参照して説明する。   A specific example of calculation of a selection index and determination of a transfer route when setting a path in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図４は、パス追加前のネットワークの状態を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a state of the network before the path is added.

図４では各データ転送装置１１間のリンク１２が矢印で示されている。またこの例では、設定しようとするパスは、起点がデータ転送装置１１1であり、終点がデータ転送装置１１6であり、要求速度が２Ｇｂｐｓである。図４において起点と終点には旗印が表示されている。また、各データ転送装置１１の選択可能な処理速度は４Ｇｂｐｓの整数倍であることにする。 In FIG. 4, the links 12 between the data transfer apparatuses 11 are indicated by arrows. In this example, the path to be set has a data transfer device 11 1 as a starting point, a data transfer device 11 6 as an end point, and a requested speed of 2 Gbps. In FIG. 4, flags are displayed at the start and end points. The selectable processing speed of each data transfer device 11 is assumed to be an integer multiple of 4 Gbps.

また電力は電圧の２乗と処理速度あるいは転送速度とに比例する。また、一般に電圧は処理速度あるいは転送速度とほぼ線形比例すると言われている。そこで、ここでは、処理速度に対応する消費電力は処理速度の３乗であるとし、転送速度に対応する消費電力は転送速度の３乗であるとし、それを選択指標として用いる。   The power is proportional to the square of the voltage and the processing speed or transfer speed. In general, the voltage is said to be approximately linearly proportional to the processing speed or transfer speed. Therefore, here, it is assumed that the power consumption corresponding to the processing speed is the cube of the processing speed, and the power consumption corresponding to the transfer speed is the cube of the transfer speed, which is used as a selection index.

図４では、各データ転送装置１１の近傍に表示された吹き出しにおいて、上段にはパケットをロス無く処理するために必要な処理速度が示され、下段にはデータ転送速度１１に設定され実際に用いられている処理速度が示されている。   In FIG. 4, in the balloon displayed in the vicinity of each data transfer device 11, the processing speed necessary for processing the packet without loss is shown in the upper stage, and the data transfer speed 11 is set in the lower stage and actually used. The processing speed being displayed is shown.

例えば、データ転送装置１１1の近傍の吹き出しには、上段に１４Ｇｂｐｓが記載され、下段に１６Ｇｂｐｓが記載されている。したがって、データ転送装置１１1は、設定されているパスのパケットをロス無く処理するために必要な処理速度が１４Ｇｂｐｓであり、実際に設定されている処理速度が１６Ｇｂｐｓである。 For example, the balloon in the vicinity of the data transfer device 11 1 is described 14Gbps in the upper, 16Gbps the lower is described. Therefore, the data transfer device 11 1, the processing speed required for processing the packet path that is set without loss is 14Gbps, a processing speed that is actually set is 16Gbps.

また、図４では、各リンク１２の近傍において、上段にはパケットをロス無く転送するために必要な転送速度が示され、下段にはリンク１２に設定され実際に用いられている転送速度が示されている。   In FIG. 4, in the vicinity of each link 12, the upper part shows the transfer rate necessary to transfer the packet without loss, and the lower part shows the transfer rate actually set and used for the link 12. Has been.

例えば、リンク１２3Aの近傍には、上段に７Ｇｂｐｓが記載され、下段には８Ｇｂｐｓが記載されている。したがって、リンク１２3Aは、設定されているパスのパケットをロス無く転送するために必要な転送速度が７Ｇｂｐｓであり、実際に設定されている転送速度が８Ｇｂｐｓである。 For example, in the vicinity of the link 12 3A, is described 7Gbps the upper describes a 8Gbps is the lower. Thus, the link 12 3A, the transfer rate needed to transfer a packet of paths set without loss is 7 Gbps, a transfer rate that is actually set 8Gbps.

図５は、データ転送装置１１1からの経路を選択するための選択指標の計算について説明するための図である。本実施形態では最短経路検索アルゴリズムであるダイクストラアルゴリズムが用いられるものとする。ダイクストラアルゴリズムでは、複数存在する候補となる経路の中から、選択指標に従っていずれか１つを選択し、選択指標を計算結果の一部としながら、起点から終点までの経路を決定していく。 Figure 5 is a diagram for explaining the calculation of the selection index for selecting a path from the data transfer device 11 1. In this embodiment, the Dijkstra algorithm, which is the shortest path search algorithm, is used. In the Dijkstra algorithm, one of a plurality of candidate routes is selected according to the selection index, and the path from the start point to the end point is determined while using the selection index as a part of the calculation result.

候補となる経路は、パスの起点から既に選択されている最後のデータ転送装置１１までの経路に、最後のデータ転送装置１１とそれに隣接する未だ選択されていないデータ転送装置１１とを結ぶ経路を加えた経路である。最後のデータ転送装置１１に隣接する未だ選択されていないデータ転送装置１１が複数あれば候補は複数となる。候補となる各経路の選択指標は、その経路に含まれているデータ転送装置１１の選択指標とリンク１２の選択指標の総和である。   The candidate route is a route connecting the last data transfer device 11 and the unselected data transfer device 11 adjacent to the last data transfer device 11 from the path start point to the last data transfer device 11 already selected. This is the added route. If there are a plurality of unselected data transfer apparatuses 11 adjacent to the last data transfer apparatus 11, a plurality of candidates are obtained. The selection index of each candidate path is the sum of the selection index of the data transfer device 11 and the selection index of the link 12 included in the path.

図５では、パスの起点となるデータ転送装置１１1から次にいずれのデータ転送装置１１を経路に組み込むかを判断するときの計算が示されている。 In Figure 5, the calculation is shown when determining whether to incorporate the data transfer device 11 1 of any next from the data transfer apparatus 11 as the starting point of the path to path.

上述したとおり、消費電力の増加分は、データ転送装置１１の処理速度が変化することによる消費電力の増加分と、リンク１２の転送速度が変化することによる消費電力の増加分の和である。パスの起点のデータ転送装置１１1にはデータ転送装置１１2、１１4、１１5が隣接している。したがって、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１2までの経路と、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１4までの経路と、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１5までの経路とが候補となる。 As described above, the increase in power consumption is the sum of the increase in power consumption due to the change in the processing speed of the data transfer device 11 and the increase in power consumption due to the change in the transfer speed of the link 12. Data transfer devices 11 2 , 11 4 , 11 5 are adjacent to the data transfer device 11 1 at the origin of the path. Therefore, there are a path from the data transfer apparatus 11 1 to the data transfer apparatus 11 2 , a path from the data transfer apparatus 11 1 to the data transfer apparatus 11 4, and a path from the data transfer apparatus 11 1 to the data transfer apparatus 11 5. Be a candidate.

それら候補の選択指標（消費電力の増加分）は次のように計算される。   These candidate selection indices (increased power consumption) are calculated as follows.

まず、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１2までの経路に関する消費電力の増加分を計算する。この増加分は、データ転送装置１１2の選択指標と、リンク１２1Aの選択指標との和である。 First, an increase in power consumption related to the path from the data transfer device 11 1 to the data transfer device 11 2 is calculated. This increase is the sum of the selection indicator of the data transfer apparatus 11 2, a selection indicator link 12 1A.

データ転送装置１１2の選択指標について図４を参照すると、パスを追加する前の状態ではデータ転送装置１１2における、パケットをロス無く処理するのに必要な処理速度は２Ｇｂｐｓである。また、データ転送装置１１2が実際に動作している処理速度は４Ｇｂｐｓである。設定しようとするパスの要求速度が２Ｇｂｐｓなので、データ転送装置１１2にパスを追加しても動作する処理速度は４Ｇｂｐｓのままでよく、消費電力の増加分はゼロである。 Referring to FIG. 4 for the selection indicator of the data transfer device 11 2, in the data transfer apparatus 11 2 is in a state before adding the path, the processing speed needed to process a packet without any loss is 2Gbps. The processing speed of the data transfer apparatus 11 2 is actually operating is 4Gbps. So request speed of path to be set is 2Gbps, the processing speed of work by adding the path to the data transfer device 11 2 may remain 4Gbps, the increase in power consumption of zero.

同様にして、リンク１２1Aの選択指標について図４を参照すると、パスを追加する前の状態ではリンク１２1Aにおける、パケットをロス無く転送するのに必要な転送速度は１Ｇｂｐｓである。また、リンク１２1Aに実際に設定されている転送速度は４Ｇｂｐｓである。設定しようとするパスの要求速度が２Ｇｂｐｓなので、リンク１２1Aにパスを追加しても設定する転送速度は４Ｇｂｐｓのままでよく、電力の増加分はゼロである。 Similarly, referring to FIG. 4 for the selection indicator of the link 12 1A, the link 12 1A is in a state before adding the path, the transfer rate needed to forward the packet without loss is 1Gbps. Further, the transfer rate that is actually set to the link 12 1A is 4Gbps. So request speed of path to be set is 2Gbps, it can remain the transfer rate to be set even add the path to the link 12 1A is a 4Gbps, the increase in power of zero.

次に、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１4までの経路に関する消費電力の増加分を計算する。この増加分は、データ転送装置１１4の選択指標と、リンク１２2Aの選択指標との和である。 Next, an increase in power consumption related to the path from the data transfer device 11 1 to the data transfer device 11 4 is calculated. This increase is the sum of a selection indicator of the data transfer device 11 4, a selection indicator link 12 2A.

データ転送装置１１4の選択指標について図４を参照すると、パスを追加する前の状態ではデータ転送装置１１4における、パケットをロス無く処理するのに必要な処理速度は７Ｇｂｐｓである。また、データ転送装置１１4が実際に動作している処理速度は８Ｇｂｐｓである。設定しようとするパスの要求速度が２Ｇｂｐｓなので、データ転送装置１１4にパスを追加すると、データ転送装置１１4における、パケットをロス無く処理するのに必要な処理速度は９Ｇｂｐｓとなる。したがって、動作する処理速度は１２Ｇｂｐｓに上げる必要があり、選択指標である消費電力の増加分を計算すると（１２3−８3）＝“１２１６”となる。 Referring to FIG. 4 for the selection indicator of the data transfer device 11 4, in the data transfer device 11 4 in a state before adding the path, the processing speed needed to process a packet without any loss is 7 Gbps. The processing speed of the data transfer device 11 4 is actually operating is 8Gbps. Set so will the required speed of the path that is 2Gbps try and add the path to the data transfer device 11 4, in the data transfer device 11 4, required processing speed for processing a packet without any loss becomes 9Gbps. Therefore, the operating processing speed needs to be increased to 12 Gbps, and (12 3 −8 3 ) = “1216” is calculated when an increase in power consumption, which is a selection index, is calculated.

同様にして、リンク１２2Aの選択指標について図４を参照すると、パスを追加する前の状態ではリンク１２2Aにおける、パケットをロス無く転送するのに必要な転送速度は６Ｇｂｐｓである。また、リンク１２2Aに実際に設定されている転送速度は８Ｇｂｐｓである。設定しようとするパスの要求速度が２Ｇｂｐｓなので、リンク１２2Aにパスを追加しても設定する転送速度は８Ｇｂｐｓのままでよく、電力の増加分はゼロである。 Similarly, referring to FIG. 4 for the selection indicator of the link 12 2A, the links 12 2A is in a state before adding the path, the transfer rate needed to forward the packet without loss is 6Gbps. Further, the transfer rate that is actually set to the link 12 2A is 8Gbps. So request speed of path to be set is 2Gbps, it can remain the transfer rate to be set even add the path to the link 12 2A is a 8Gbps, the increase in power of zero.

したがって、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１4までの経路に関する消費電力の増加分は“１２１８”である。 Therefore, the increase in power consumption related to the path from the data transfer device 11 1 to the data transfer device 11 4 is “1218”.

同様にして、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１5までの経路に関する消費電力の増加分を計算すると、｛（１２3−８3）＋（１６3−１２3）｝＝“７０４０”である。 Similarly, when an increase in power consumption related to the path from the data transfer device 11 1 to the data transfer device 11 5 is calculated, {(12 3 −8 3 ) + (16 3 −12 3 )} = “7040”. is there.

以上のようにして３つの候補について算出した選択指標の中では、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１2までの経路に関する消費電力の増加分が最も小さいので、経路計算モジュール２４によってその経路が選択される。経路計算モジュール２４は、データ転送装置１１2の選択指標と、リンク１２1Aの選択指標とを計算結果の一部として記憶媒体２５に記録する。 Among the selection indexes calculated for the three candidates as described above, the increase in power consumption related to the path from the data transfer apparatus 11 1 to the data transfer apparatus 11 2 is the smallest. Selected. Route calculation module 24 records the selection indicator of the data transfer device 11 2, in the storage medium 25 and a selection indicator link 12 1A as part of the calculation results.

ダイクストラアルゴリズムでは、リンク１２やデータ転送装置１１を新たに経路の一部として選択する毎に、その新たに選択したデータ転送装置１１に隣接し未だ選択されていないデータ転送装置１１と、その新たに選択したデータ転送装置１１とその選択されていないデータ転送装置１１を結ぶリンク１２との組を新たな候補とする。そして各候補についての選択指標を算出し、算出した選択指標の値が最も小さい経路を選択する。新たな候補についての選択指標は、新たな候補となったリンク１２およびデータ転送装置１１の選択指標を、既に経路の一部に選択されているデータ転送装置１１およびリンク１２の選択指標の和に加算することで算出される。既に経路の一部に選択されているデータ転送装置１１およびリンク１２の選択指標の和は前回までの計算結果として算出済みなので、その値に更に、新たな候補となったリンク１２およびデータ転送装置１１の選択指標を加算することになる。   In the Dijkstra algorithm, each time a link 12 or a data transfer device 11 is newly selected as a part of a path, a data transfer device 11 that is adjacent to the newly selected data transfer device 11 and is not yet selected, A set of the selected data transfer apparatus 11 and the link 12 connecting the non-selected data transfer apparatuses 11 is set as a new candidate. Then, a selection index for each candidate is calculated, and a route with the smallest value of the calculated selection index is selected. The selection index for the new candidate is the sum of the selection indices for the data transfer apparatus 11 and the link 12 that have already been selected as part of the path. Calculated by adding. Since the sum of the selection indexes of the data transfer device 11 and the link 12 already selected as a part of the path has been calculated as the previous calculation result, the link 12 and the data transfer device that became a new candidate are added to the value. Eleven selection indexes are added.

図６は、図５に続く経路選択の選択指標の計算について説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining calculation of a selection index for route selection following FIG.

図５を参照して上述した処理によってリンク１２1Aとデータ転送装置１１2が経路の一部に含まれた。そのためパスの起点のデータ転送装置１１1から、隣接する転送装置１１3までの経路が新たに選択の候補となる。 The link 12 1A and the data transfer device 11 2 are included in a part of the path by the process described above with reference to FIG. Therefore, a path from the data transfer device 11 1 at the starting point of the path to the adjacent transfer device 11 3 becomes a new selection candidate.

新たな候補の選択指標は、既に経路の一部に選択されているデータ転送装置１１1からデータ転送装置１１2までの選択指標の和に、リンク１２4Aおよびデータ転送装置１１3の選択指標を加算した値である。選択指標である消費電力の増加分を計算すると、０＋（４3−４3）＋（８3−８3）＝“０”となる。したがって、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１3までの経路に関する消費電力の増加分が最も小さいので、経路計算モジュール２４によってその経路が選択される。そして、経路計算モジュール２４は、データ転送装置１１3の選択指標と、リンク１２4Aの選択指標とを計算結果の一部として記憶媒体２５に記録する。 The new candidate selection index is obtained by adding the selection index of the link 12 4A and the data transfer apparatus 11 3 to the sum of the selection indices from the data transfer apparatus 11 1 to the data transfer apparatus 11 2 already selected as a part of the path. It is the added value. When the increase in power consumption, which is a selection index, is calculated, 0+ (4 3 −4 3 ) + (8 3 −8 3 ) = “0”. Therefore, since the increase in power consumption regarding the route from the data transfer device 11 1 to the data transfer device 11 3 is the smallest, the route calculation module 24 selects the route. Then, the path calculation module 24 records the selection index of the data transfer device 11 3 and the selection index of the link 12 4A in the storage medium 25 as part of the calculation result.

更に、新たな経路の選択指標の計算と、得られた選択指標の値を用いた経路の選択とを繰り返すことによって、図６に示すようなパスの起点であるデータ転送装置１１1からデータ転送装置１１2、１１3を経由して、パスの終点であるデータ転送装置１１6に到達する転送経路が決定される。 Furthermore, the calculation of the selection index of the new path, by repeating the route selection using the obtained values of the selected indicator, the data transferred from the data transfer device 11 1 which is the starting point of the path as shown in FIG. 6 A transfer path that reaches the data transfer device 11 6 that is the end point of the path is determined via the devices 11 2 and 11 3 .

以上説明したように、本実施形態によれば、パケットの処理速度および転送速度を動的に制御するネットワークにおいて、パスを設定する候補の経路に新たなパスを設定した場合の消費電力の増加分を計算し、各候補の消費電力の増加分の比較から、実際に新たなパスを設定する転送経路を決定するので、消費電力を良好に低減するような経路の選択が可能である。   As described above, according to the present embodiment, an increase in power consumption when a new path is set as a candidate path setting path in a network that dynamically controls packet processing speed and transfer speed. And a transfer path for actually setting a new path is determined from the comparison of the increase in power consumption of each candidate, and therefore, it is possible to select a path that favorably reduces power consumption.

また、本実施形態によれば、データ転送装置１１の処理速度とリンク１２の転送速度の選択可能な値が離散的であるようなネットワークにおいて、消費電力の増加分に基づいて新たなパスを設定する転送経路を決定するので、パケットをロス無く処理するために必要な処理速度あるいは転送速度と、実際に設定されている処理速度あるいは転送速度との差による消費電力の無駄を削減することができる。   Further, according to the present embodiment, a new path is set based on an increase in power consumption in a network in which selectable values of the processing speed of the data transfer device 11 and the transfer speed of the link 12 are discrete. Since the transfer path to be determined is determined, it is possible to reduce waste of power consumption due to the difference between the processing speed or transfer speed necessary for processing the packet without loss and the actually set processing speed or transfer speed. .

なお、本実施形態では経路計算アルゴリズムとしてダイクストラアルゴリズムを用いる例を示した。しかし本発明には他のアルゴリズムを適用することもできる。経路計算アルゴリズムとしては、ダイクストラアルゴリズムのような最短経路計算アルゴリズムの他にシュタイナー経路計算アルゴリズムや最小木計算アルゴリズムなどが存在する。シュタイナー経路計算アルゴリズムは、マルチキャスト用パスに使用する、特定多数の装置を通る経路のうち、最も選択指標の和が小さくなるような経路を計算するアルゴリズムである。最小木計算アルゴリズムは、ネットワーク内の全ノードを通る経路のうち、最も選択指標の和が小さくなるような経路を計算するアルゴリズムである。これらのアルゴリズムを本実施形態の経路計算に用いてもよい。   In the present embodiment, an example in which the Dijkstra algorithm is used as the route calculation algorithm is shown. However, other algorithms can be applied to the present invention. As a route calculation algorithm, there are a Steiner route calculation algorithm and a minimum tree calculation algorithm in addition to the shortest route calculation algorithm such as the Dijkstra algorithm. The Steiner route calculation algorithm is an algorithm for calculating a route that is used for a multicast path and that has the smallest selection index among routes that pass through a large number of specific devices. The minimum tree calculation algorithm is an algorithm for calculating a route that has the smallest sum of selection indexes among routes passing through all nodes in the network. These algorithms may be used for the route calculation of this embodiment.

また、本実施形態の転送経路計算装置２０は、ネットワーク全体での消費電力が小さい経路を選択するための選択指標の計算において、複数の経路による消費電力の増加が等しければ、得られた複数の経路の中でホップ数の最も少ない経路をパスの転送経路に選択することにしてもよい。これによればネットワーク全体での消費電力を低減できるとともに、ホップ数の少ない経路でパケットを転送することにより転送遅延を小さく抑えることができる。また、トラヒックが流れるリンク数が減るので、リンク容量を節約することができ、他のパスのトラヒックをより多く転送することが可能となる。   In addition, the transfer route calculation apparatus 20 according to the present embodiment can calculate a plurality of obtained multiple indexes if the increase in power consumption by a plurality of routes is equal in calculation of a selection index for selecting a route with low power consumption in the entire network. The route having the smallest number of hops among the routes may be selected as the path transfer route. According to this, power consumption in the whole network can be reduced, and a transfer delay can be suppressed small by transferring a packet through a route with a small number of hops. Also, since the number of links through which traffic flows decreases, link capacity can be saved, and more traffic on other paths can be transferred.

（第２の実施形態）
パケット処理量に応じてパケットの処理速度や転送速度を変化させるデータ転送装置が存在するネットワークは、端末間の転送遅延がサービス品質に影響を及ぼすようなアプリケーションによって使用されることがある。この種のアプリケーションでは、端末間の転送遅延に上限値が存在する。端末間の転送遅延に上限値が存在すれば、それに依存してデータ転送装置にはサービス品質を保証できるだけの処理速度や転送速度が要求される。 (Second Embodiment)
A network including a data transfer apparatus that changes a packet processing speed and a transfer speed according to a packet processing amount may be used by an application in which a transfer delay between terminals affects service quality. In this type of application, there is an upper limit for the transfer delay between terminals. If there is an upper limit for the transfer delay between terminals, the data transfer apparatus is required to have a processing speed and a transfer speed that can guarantee the quality of service.

第２の実施形態では、データ転送装置に一定以上の処理速度および転送速度が要求されるアプリケーションに用いられるネットワークにおけるデータ転送装置がパケットの処理速度あるいは転送速度を動的に制御する場合の転送経路を選択する構成および動作を例示する。本実施形態では、第１の実施形態と異なり、各データ転送装置１１の選択可能な処理速度および各リンク１２の選択可能な転送速度は離散的でないものとする。ただし、それらに上限（最大処理速度、最大転送速度）はある。   In the second embodiment, a transfer path in a case where a data transfer device in a network used for an application that requires a certain processing speed and transfer rate of a data transfer device to dynamically control the packet processing rate or the transfer rate is used. The structure and operation | movement which select are illustrated. In this embodiment, unlike the first embodiment, the selectable processing speed of each data transfer device 11 and the selectable transfer speed of each link 12 are not discrete. However, they have upper limits (maximum processing speed, maximum transfer speed).

本実施形態の経路選択方法によってパケットの転送経路が決定されるネットワークは図１に示した第１の実施形態と同じものである。   The network in which the packet transfer route is determined by the route selection method of this embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

消費電力をできるだけ低減するために、データ転送装置１１の動作する処理速度とリンク１２に設定する転送速度は、パケットをロスなく転送でき、かつアプリケーションのサービス品質を保証できる範囲で、できるだけ低く抑えることが望ましい。   In order to reduce power consumption as much as possible, the processing speed at which the data transfer apparatus 11 operates and the transfer speed set for the link 12 should be kept as low as possible within a range where packets can be transferred without loss and the service quality of the application can be guaranteed. Is desirable.

本実施形態では、パスの転送経路を選択するためのパラメータとして、第１の実施形態と同様のパケットをロス無く処理するために必要なデータ転送装置１１の処理速度およびパケットをロス無く転送するために必要なリンク１２の転送速度に加えて、アプリケーションのサービス品質を保証するために必要なデータ転送装置１１の処理速度およびリンク１２の転送速度がある。転送遅延に依存するサービス品質を保証するために必要な処理速度や転送速度は、同じ部分を通る複数のパスの各々に要求される値の中の最大値として算出される。   In the present embodiment, as a parameter for selecting a path transfer path, the processing speed of the data transfer apparatus 11 and the packet that are necessary for processing a packet similar to the first embodiment without loss are transferred without loss. In addition to the link 12 transfer rate required for the data transfer, there is a processing rate of the data transfer device 11 and a transfer rate of the link 12 required to guarantee the service quality of the application. The processing speed and the transfer speed necessary to guarantee the service quality depending on the transfer delay are calculated as the maximum value among the values required for each of a plurality of paths passing through the same portion.

したがって、データ転送装置１１は、パケットをロス無く処理するための処理速度と、アプリケーションのサービス品質を保証するための処理速度のいずれか大きいほう以上の処理速度で動作する必要がある。また、リンク１２には、パケットをロス無く転送するための転送速度と、アプリケーションのサービス品質を保証するための転送速度のいずれか大きい方以上の転送速度を設定する必要がある。   Therefore, the data transfer apparatus 11 needs to operate at a processing speed higher than the processing speed for processing a packet without loss or the processing speed for guaranteeing the service quality of an application. In addition, the link 12 needs to be set to a transfer rate higher than the higher one of the transfer rate for transferring packets without loss and the transfer rate for guaranteeing the service quality of the application.

また、新たに設定しようとするパスについてのパス情報として、パスの起点および終点と、そのパスのパケットをロス無く転送するのに要求される要求速度とに加えて、そのパスのアプリケーションのサービス品質を保証するのに要求されるサービス保証速度とが与えられる。同様に、既に転送経路が設定されているパスのパス情報にも、そのパスのアプリケーションのサービス品質を保証するのに要求されるサービス保証速度が含まれている。転送経路計算装置は、それらのパス情報に基づいてパスの転送経路を計算する。   Also, as path information for the path to be newly set, in addition to the path start and end points and the required speed required to transfer packets of the path without loss, the service quality of the application of the path Service guarantee speed required to guarantee the service. Similarly, the path information of a path for which a transfer path has already been set includes the service guarantee speed required to guarantee the service quality of the application of that path. The transfer path calculation device calculates a path transfer path based on the path information.

図７は、データ転送装置を経由するパスの要求速度およびサービス保証速度と、データ転送装置に設定される処理速度との関係を示す図である。図７では、図１に示したデータ転送装置１１ａを経由しているパスの要求速度およびサービス保証速度と、データ転送装置１１ａに設定される処理速度の関係が示されている。データ転送装置１１ａは他のデータ転送装置１１と同じものであるがパスの転送経路を説明するために特定されている。   FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a request speed and a service guarantee speed of a path passing through the data transfer apparatus, and a processing speed set in the data transfer apparatus. FIG. 7 shows the relationship between the requested speed and service guarantee speed of the path passing through the data transfer apparatus 11a shown in FIG. 1, and the processing speed set in the data transfer apparatus 11a. The data transfer device 11a is the same as the other data transfer devices 11, but is specified for explaining the transfer route of the path.

図１を参照すると、データ転送装置１１ａにはパス１およびパス２が設定されている。パス１およびパス２には、それぞれのパスのパケットをロス無く転送するのに要求される要求速度が決まっている。パス１およびパス２の要求速度は図７においてパイプ形で示されている。また、パス１およびパス２のサービス保証速度が図７中のＡ、Ｂである。また、データ転送装置１１ａの最大処理速度が図７中のＣである。   Referring to FIG. 1, path 1 and path 2 are set in the data transfer apparatus 11a. For path 1 and path 2, the required speed required to transfer the packets of the respective paths without loss is determined. The required speeds for pass 1 and pass 2 are shown in pipe form in FIG. Further, the service guaranteed speeds of the path 1 and the path 2 are A and B in FIG. The maximum processing speed of the data transfer device 11a is C in FIG.

データ転送装置１１ａがパケットをロス無く処理するために必要な処理速度は、パス１の要求速度とパス２の要求速度の合計である。そして、データ転送装置１１ａは、パス１の要求速度とパス２の要求速度の合計の値と、パス１のサービス保証速度と、パス２のサービス保証速度との中の最大の値であるＢを処理速度として選択することになる。   The processing speed required for the data transfer apparatus 11a to process the packet without loss is the sum of the request speed of the path 1 and the request speed of the path 2. Then, the data transfer apparatus 11a calculates B, which is the maximum value among the total value of the requested speed of path 1 and the requested speed of path 2, the service guaranteed speed of path 1, and the service guaranteed speed of path 2. It will be selected as the processing speed.

転送経路計算装置は、各データ転送装置１１に設定されているパスのパス情報（起点および終点と要求速度およびサービス保証速度）、各データ転送装置１１に設定されている処理速度、および各リンク１２に設定されている転送速度を動的に管理している。また、転送経路計算装置は、それらの管理している情報と、新たに設定しようとするパスのパス情報とに基づいて、ネットワーク全体での消費電力の増加ができるだけ小さくなるような転送経路を計算する。   The transfer path calculation device includes path information (start point and end point, request speed, and service guarantee speed) set for each data transfer device 11, processing speed set for each data transfer device 11, and each link 12. The transfer rate set in is managed dynamically. In addition, the transfer route calculation device calculates a transfer route that minimizes the increase in power consumption in the entire network based on the information managed and the path information of the path to be newly set. To do.

パスの転送経路を決定するとき、与えられた起点から終点までを結ぶ複数の経路の中から、追加したときのシステムの消費電力の増加ができるだけ小さい経路を、経路上のデータ転送装置の選択指標の値およびリンクの選択指標の値に基づいて選択し、選択した経路をパスの転送経路として設定する。選択指標は消費電力の増加分に相当する値であり、ここでは消費電力の増加分そのものを選択指標とする。   When determining the transfer route of a path, select the route that minimizes the increase in power consumption of the system when added from the multiple routes that connect from the given start point to the end point. And the selected route is set as a path transfer route. The selection index is a value corresponding to the increase in power consumption. Here, the increase in power consumption itself is used as the selection index.

データ転送装置の選択指標は、そのデータ転送装置でパケットをロスなく処理できる処理速度と、そのデータ転送装置を通るパスのサービス保証速度の最大値とのいずれか大きい値に処理速度をしたときの電力の増加分である。リンクの選択指標は、リンクでパケットをロス無く転送できる転送速度と、そのリンクを通るパスのサービス保証速度の最大値とのいずれか大きい値に転送速度をしたときの電力の増加分である。そのリンクの選択指標は、送信側のデータ転送装置１１がその転送速度でパケットを送信するための電力の増加分と、受信側のデータ転送装置１１がその転送速度でパケットを受信するための電力の増加分との和である。   The selection index of the data transfer device is the value when the processing speed is set to the larger value of the processing speed at which the data transfer apparatus can process the packet without loss and the maximum service guaranteed speed of the path passing through the data transfer apparatus. This is an increase in power. The link selection index is an increase in power when the transfer rate is set to a larger value of the transfer rate at which packets can be transferred without loss on the link and the maximum service guaranteed rate of the path passing through the link. The link selection index includes an increase in power for the transmitting data transfer device 11 to transmit a packet at the transfer rate, and a power for the receiving data transfer device 11 to receive a packet at the transfer rate. Is the sum of the increase.

第２の実施形態における転送経路の決定手順は基本的に第１の実施形態と同じであるが、選択指標の算出方法が第１の実施形態とは異なる。   The procedure for determining the transfer path in the second embodiment is basically the same as that in the first embodiment, but the method for calculating the selection index is different from that in the first embodiment.

データ転送装置１１の選択指標は式（３）により算出することができ、リンク１２の選択指標は式（４）により算出することができる。   The selection index of the data transfer device 11 can be calculated by the equation (3), and the selection index of the link 12 can be calculated by the equation (4).

Figure 2008219067
Figure 2008219067

式（３）、（４）において、電力［ｚ］は処理速度ｚに対応する消費電力の値である。Ｍａｘ｛ ｝は最大値を示す。   In equations (3) and (4), power [z] is a power consumption value corresponding to the processing speed z. Max {} indicates the maximum value.

式（３）において、Ｘ1は、パス追加後のパケットをロス無く処理するための処理速度であり、Ｙ1は、パス追加後のサービス保証速度の最大値である。また、Ｘ2は、パス追加前のパケットをロス無く処理するための処理速度であり、Ｙ2は、パス追加前のサービス保証速度の最大値である。 In Expression (3), X 1 is a processing speed for processing the packet after the path addition without loss, and Y 1 is a maximum value of the service guarantee speed after the path addition. X 2 is a processing speed for processing a packet before path addition without loss, and Y 2 is a maximum service guarantee speed before path addition.

また、式（４）において、Ｘ3は、パス追加後のパケットをロス無く転送するための転送速度であり、Ｙ3は、パス追加後のサービス保証速度の最大値である。また、Ｘ4は、パス追加前のパケットをロス無く転送するための転送速度であり、Ｙ4は、パス追加前のサービス保証速度の最大値である。 In Expression (4), X 3 is a transfer rate for transferring the packet after the path addition without loss, and Y 3 is a maximum value of the service guarantee rate after the path addition. X 4 is a transfer rate for transferring a packet before adding a path without loss, and Y 4 is a maximum service guarantee rate before adding a path.

式（３）を見て分かるように、データ転送装置１１の動作する処理速度は、パケットをロス無く処理するために必要な処理速度と、サービス保証速度の最大値のうちの大きい方の値になる。また、式（４）を見て分かるように、リンク１２に設定される転送速度は、パケットをロス無く転送するために必要な転送速度と、サービス保証速度の最大値のうちの大きい方の値になる。   As can be seen from the equation (3), the processing speed at which the data transfer apparatus 11 operates is set to the larger one of the processing speed required to process the packet without loss and the maximum value of the service guarantee speed. Become. As can be seen from the equation (4), the transfer rate set for the link 12 is the larger of the transfer rate necessary for transferring the packet without loss and the maximum service guaranteed rate. become.

データ転送装置１１においてパケットをロス無く処理するために必要な処理速度は、そのデータ転送装置１１を通過する全てのパスの要求速度の総和である。一方、データ転送装置１１を通過する全てのパスのサービス品質を保証することのできる処理速度は、全てのパスのサービス保証速度の中の最大値である。同様に、リンク１２においてパケットをロス無く転送するために必要な転送速度は、そのリンク１２を通過する全てのパスの要求転送速度の総和である。一方、リンク１２を通過する全てのパスのサービス品質を保証することのできる転送速度は、全てのパスのサービス保証速度の中の最大値である。   The processing speed necessary for processing a packet without loss in the data transfer apparatus 11 is the sum of the required speeds of all paths passing through the data transfer apparatus 11. On the other hand, the processing speed that can guarantee the service quality of all the paths passing through the data transfer apparatus 11 is the maximum value among the service guaranteed speeds of all the paths. Similarly, the transfer rate required to transfer a packet without loss on the link 12 is the sum of the required transfer rates of all paths passing through the link 12. On the other hand, the transfer rate that can guarantee the service quality of all the paths passing through the link 12 is the maximum value among the service guaranteed speeds of all the paths.

したがって、パスを追加することにより、パケットをロス無く処理するために必要な処理速度と、パケットをロス無く転送するために必要な転送速度は必ず増加する。しかし、全てのパスのサービス品質を保証することのできる処理速度および転送速度は増加するとは限らない。   Therefore, by adding a path, the processing speed required to process a packet without loss and the transfer speed required to transfer a packet without loss are necessarily increased. However, the processing speed and transfer speed that can guarantee the quality of service of all paths does not always increase.

例えば、パス追加前において、パケットをロス無く処理するための処理速度よりも、サービス保証速度の最大値の方が大きければ、データ転送装置１１の実際に動作する処理速度はサービス保証速度の最大値に設定されている。その状態でパスを追加したとき、サービス保証速度の最大値が変化せず、かつパス追加後のパケットをロス無く処理するための処理速度が、以前としてサービス保証速度の最大値より小さければ、データ転送装置１１は処理速度を上げる必要が無く、そのため消費電力は増加しない。これと同様のことがリンク１２の転送速度にも言える。   For example, if the maximum service guarantee speed is greater than the processing speed for processing packets without loss before the path is added, the processing speed at which the data transfer apparatus 11 actually operates is the maximum service guarantee speed. Is set to When a path is added in that state, if the maximum service guaranteed speed does not change and the processing speed for processing packets after adding a path without loss is less than the maximum service guaranteed speed, the data The transfer device 11 does not need to increase the processing speed, and thus power consumption does not increase. The same can be said for the transfer rate of the link 12.

本実施形態においてパスを設定するときの選択指標の計算と転送経路の決定との具体例について図８〜１０を参照して説明する。   A specific example of calculation of a selection index and determination of a transfer route when setting a path in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図８は、パス追加前のネットワークの状態を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a state of the network before the path is added.

図８では各データ転送装置１１間のリンク１２が矢印で示されている。またこの例では、設定しようとするパスは、起点がデータ転送装置１１1であり、終点がデータ転送装置１１6であり、要求速度が２Ｇｂｐｓであり、サービス保証速度が４Ｇｂｐｓである。図８において起点と終点には旗印が表示されている。 In FIG. 8, the links 12 between the data transfer apparatuses 11 are indicated by arrows. In this example, the path to be set has a data transfer device 11 1 as a starting point, a data transfer device 11 6 as an end point, a request speed of 2 Gbps, and a service guarantee speed of 4 Gbps. In FIG. 8, flags are displayed at the start and end points.

また電力は電圧の２乗と処理速度あるいは転送速度とに比例する。また、一般に電圧は処理速度あるいは転送速度とほぼ線形比例すると言われている。そこで、ここでは、第１の実施形態と同様に、処理速度に対応する消費電力は処理速度の３乗であるとし、転送速度に対応する消費電力は転送速度の３乗であるとする。   The power is proportional to the square of the voltage and the processing speed or transfer speed. In general, the voltage is said to be approximately linearly proportional to the processing speed or transfer speed. Therefore, here, as in the first embodiment, the power consumption corresponding to the processing speed is assumed to be the cube of the processing speed, and the power consumption corresponding to the transfer speed is assumed to be the cube of the transfer speed.

図８では、各データ転送装置１１の近傍に表示された吹き出しにおいて、上段にはパケットをロス無く処理するために必要な処理速度が示され、下段には、データ転送装置１１を通過するパスのサービス保証速度の最大値が示されている。データ転送速度１１に設定され実際に用いられている処理速度はそれらのうちの大きい方となる。   In FIG. 8, in the balloon displayed near each data transfer device 11, the upper row shows the processing speed necessary for processing the packet without loss, and the lower row shows the path passing through the data transfer device 11. The maximum service guaranteed speed is shown. The processing speed that is set to the data transfer speed 11 and is actually used is the larger one of them.

例えば、データ転送装置１１1の近傍の吹き出しには、上段に１６Ｇｂｐｓが記載され、下段に１０Ｇｂｐｓが記載されている。したがって、データ転送装置１１1は、設定されているパスのパケットをロス無く処理するために必要な処理速度が１６Ｇｂｐｓであり、データ転送装置１１1を通過するパスのサービス保証速度の最大値が１０Ｇｂｐｓである。そして、データ転送装置１１1で実際に設定されている処理速度は１６Ｇｂｐｓである。 For example, the balloon in the vicinity of the data transfer device 11 1 is described 16Gbps in the upper, 10 Gbps are shown in the second line. Therefore, the data transfer apparatus 11 1 has a processing speed of 16 Gbps necessary for processing packets of the set path without loss, and the maximum service guaranteed speed of the path passing through the data transfer apparatus 11 1 is 10 Gbps. It is. The processing speed actually set in the data transfer apparatus 11 1 is 16 Gbps.

また、図８では、各リンク１２の近傍において、上段にはパケットをロス無く転送するために必要な転送速度が示され、下段には、リンク１２を通過するパスのサービス保証速度の最大値が示されている。リンク１２に設定され実際に用いられている転送速度はそれらのうちの大きい方となる。   In FIG. 8, in the vicinity of each link 12, the upper part shows the transfer speed necessary for transferring the packet without loss, and the lower part shows the maximum service guarantee speed of the path passing through the link 12. It is shown. The transfer rate set for the link 12 and actually used is the larger of them.

例えば、リンク１２3Aの近傍には、上段に７Ｇｂｐｓが記載され、下段に９Ｇｂｐｓが記載されている。したがって、リンク１２3Aは、設定されているパスのパケットをロス無く処理するために必要な処理速度が７Ｇｂｐｓであり、リンク１２3Aを通過するパスのサービス保証速度の最大値が９Ｇｂｐｓである。そして、リンク１２3Aで実際に設定されている転送速度は９Ｇｂｐｓである。 For example, in the vicinity of the link 12 3A, it is described 7Gbps the upper, 9Gbps the lower is described. Therefore, the link 12 3A has a processing speed of 7 Gbps necessary for processing packets of the set path without loss, and the maximum service guarantee speed of the path passing through the link 12 3A is 9 Gbps. Then, the transfer rate that is actually set in the link 12 3A is 9Gbps.

本実施形態では、図８に示したネットワークのトポロジおよび各情報と、新たに設定しようとするパスの起点および終点と要求速度およびサービス保証速度と、を用いて、各データ転送装置１１および各リンク１２の選択指標を計算する。   In the present embodiment, each data transfer apparatus 11 and each link are obtained by using the network topology and each information shown in FIG. 8, the starting point and ending point of the path to be newly set, the requested speed and the service guarantee speed. Twelve selection indices are calculated.

図９は、データ転送装置１１1からの経路を選択するための選択指標の計算について説明するための図である。本実施形態では最短経路検索アルゴリズムであるダイクストラアルゴリズムが用いられるものとする。 Figure 9 is a diagram for explaining the calculation of the selection index for selecting a path from the data transfer device 11 1. In this embodiment, the Dijkstra algorithm, which is the shortest path search algorithm, is used.

図９では、パスの起点となるデータ転送装置１１1から次にいずれのデータ転送装置１１を経路に組み込むかを判断するときの計算が示されている。 In Figure 9, the calculation is shown when determining whether to incorporate the data transfer device 11 1 of any next from the data transfer apparatus 11 as the starting point of the path to path.

上述したとおり、消費電力の増分は、データ転送装置１１の処理速度が変化することによる消費電力の増加分と、リンク１２の転送速度が変化することによる消費電力の増加分との和である。パスの起点のデータ転送装置１１1にはデータ転送装置１１2、１１4、１１5が隣接している。したがって、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１2までの経路と、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１4までの経路と、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１5までの経路とが候補となる。 As described above, the increase in power consumption is the sum of the increase in power consumption due to the change in the processing speed of the data transfer device 11 and the increase in power consumption due to the change in the transfer speed of the link 12. Data transfer devices 11 2 , 11 4 , 11 5 are adjacent to the data transfer device 11 1 at the origin of the path. Therefore, there are a path from the data transfer apparatus 11 1 to the data transfer apparatus 11 2 , a path from the data transfer apparatus 11 1 to the data transfer apparatus 11 4, and a path from the data transfer apparatus 11 1 to the data transfer apparatus 11 5. Be a candidate.

それら候補の選択指標（消費電力の増加分）は次のように計算される。   These candidate selection indices (increased power consumption) are calculated as follows.

まず、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１2までの経路に関する消費電力の増加分を計算する。この増加分は、データ転送装置１１2の選択指標と、リンク１２1Aの選択指標との和である。 First, an increase in power consumption related to the path from the data transfer device 11 1 to the data transfer device 11 2 is calculated. This increase is the sum of the selection indicator of the data transfer apparatus 11 2, a selection indicator link 12 1A.

データ転送装置１１2の選択指標について図８を参照すると、パスを追加する前の状態ではデータ転送装置１１2における、パケットをロス無く処理するのに必要な処理速度は２Ｇｂｐｓである。また、データ転送装置１１2を通るパスのサービス保証速度の最大値は４Ｇｂｐｓである。したがって、データ転送装置１１2が実際に動作している処理速度は２Ｇｂｐｓである。設定しようとするパスの要求速度が２Ｇｂｐｓであり、サービス保証速度が４Ｇｂｐｓなので、データ転送装置１１2にパスを追加しても動作する処理速度は４Ｇｂｐｓのままでよく、消費電力の増加分はゼロである。 Referring to FIG. 8 for the selection indicator of the data transfer device 11 2, in the data transfer apparatus 11 2 is in a state before adding the path, the processing speed needed to process a packet without any loss is 2Gbps. The maximum value of the service guaranteed rate path through the data transfer apparatus 11 2 is 4Gbps. Therefore, processing speed data transfer device 11 2 is actually operating is 2Gbps. A request speed of the path to be set is 2Gbps, since service guaranteed rate is 4Gbps, the processing speed of work by adding the path to the data transfer device 11 2 may remain 4Gbps, the increase in power consumption of zero It is.

同様にして、リンク１２1Aの選択指標について図８を参照すると、パスを追加する前の状態ではリンク１２1Aにおける、パケットをロス無く転送するために必要な転送速度は１Ｇｂｐｓである。また、リンク１２1Aを通るパスのサービス保証速度の最大値は４Ｇｂｐｓである。したがって、リンク１２1Aに実際に設定されている転送速度は４Ｇｂｐｓである。設定しようとするパスの要求速度が２Ｇｂｐｓであり、サービス保証速度が４Ｇｂｐｓなので、リンク１２1Aにパスを追加しても動作する転送速度は４Ｇｂｐｓのままでよく、消費電力の増加分はゼロである。 Similarly, referring to FIG. 8 for the selection indicator of the link 12 1A, the link 12 1A is in a state before adding the path, the transfer rate required to forward packets without loss is 1Gbps. The maximum value of the service guaranteed rate pass through the link 12 1A is 4Gbps. Accordingly, the transfer rate that is actually set to the link 12 1A is 4Gbps. Request speed of path to be set is 2Gbps, since service guaranteed rate is 4Gbps, the transfer rate that works to add the path to the link 12 1A may remain 4Gbps, increase in power consumption is zero .

次に、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１4までの経路に関する消費電力の増加分を計算する。この増加分は、データ転送装置１１4の選択指標と、リンク１２2Aの選択指標との和である。 Next, an increase in power consumption related to the path from the data transfer device 11 1 to the data transfer device 11 4 is calculated. This increase is the sum of the selection indicator of the data transfer device 11 4, a selection indicator link 12 2A.

データ転送装置１１4の選択指標について図８を参照すると、パスを追加する前の状態ではデータ転送装置１１4における、パケットをロス無く処理するのに必要な処理速度は６Ｇｂｐｓである。また、データ転送装置１１4を通るパスのサービス保証速度の最大値は６Ｇｂｐｓである。したがって、データ転送装置１１4が実際に動作している処理速度は６Ｇｂｐｓである。設定しようとするパスの要求速度が２Ｇｂｐｓであり、サービス保証速度が４Ｇｂｐｓなので、データ転送装置１１4にパスを追加すると、データ転送装置１１4における、パケットをロス無く処理するのに必要な処理速度は８Ｇｂｐｓとなる。したがって、動作する処理速度は８Ｇｂｐｓに上げる必要がある。 Referring to FIG. 8 for the selection indicator of the data transfer device 11 4, in the data transfer device 11 4 in a state before adding the path, the processing speed needed to process a packet without any loss is 6Gbps. The maximum value of the service guaranteed rate path through the data transfer unit 11 4 is 6Gbps. Therefore, processing speed data transfer device 11 4 is actually operating is 6Gbps. Request speed of path to be set is 2Gbps, since service guaranteed rate is 4Gbps, when you add the path to the data transfer device 11 4, the processing speed required in the data transfer device 11 4, to process a packet without any loss Is 8 Gbps. Therefore, the operating processing speed needs to be increased to 8 Gbps.

同様にして、リンク１２2Aの選択指標について図８を参照すると、パスを追加する前の状態ではリンク１２2Aにおける、パケットをロス無く転送するために必要な転送速度は６Ｇｂｐｓである。また、リンク１２2Aを通るパスのサービス保証速度の最大値は６Ｇｂｐｓである。したがって、リンク１２2Aに実際に設定されている転送速度は６Ｇｂｐｓである。設定しようとするパスの要求速度が２Ｇｂｐｓであり、サービス保証速度が４Ｇｂｐｓなので、リンク１２2Aにパスを追加すると、データ転送装置１１4における、パケットをロス無く転送するのに必要な転送速度は８Ｇｂｐｓとなる。したがって、設定する転送速度は８Ｇｂｐｓに上げる必要がある。 Similarly, referring to FIG. 8 for the selection indicator of the link 12 2A, the links 12 2A is in a state before adding the path, the transfer rate required to forward packets without loss is 6Gbps. The maximum service guaranteed speed of the path passing through the link 12 2A is 6 Gbps. Accordingly, the transfer rate that is actually set to the link 12 2A is 6Gbps. Since the requested speed of the path to be set is 2 Gbps and the service guarantee speed is 4 Gbps, when a path is added to the link 12 2A , the transfer speed required to transfer the packet without loss in the data transfer apparatus 11 4 is 8 Gbps. It becomes. Therefore, the transfer rate to be set needs to be increased to 8 Gbps.

したがって、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１4までの経路に関する消費電力の増加分を計算すると、｛（８3−６3）＋（８3−６3）｝＝“５９６”となる。 Therefore, when the increase in power consumption related to the path from the data transfer device 11 1 to the data transfer device 11 4 is calculated, {(8 3 −6 3 ) + (8 3 −6 3 )} = “596”.

同様にして、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１5までの経路に関する消費電力の増加分を計算すると、｛（９3−９3）＋（１３3−１１3）｝＝“８６６”である。 Similarly, when an increase in power consumption related to the path from the data transfer device 11 1 to the data transfer device 11 5 is calculated, {(9 3 −9 3 ) + (13 3 −11 3 )} = “866”. is there.

以上のようにして３つの候補について算出した選択指標の中では、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１2までの経路に関する消費電力の増加分が最も小さいので、経路計算モジュール２４によってその経路が選択される。経路計算モジュール２４は、データ転送装置１１2の選択指標と、リンク１２1Aの選択指標とを計算結果の一部として記憶媒体２５に記録する。 Among the selection indexes calculated for the three candidates as described above, the increase in power consumption related to the path from the data transfer apparatus 11 1 to the data transfer apparatus 11 2 is the smallest. Selected. Route calculation module 24 records the selection indicator of the data transfer device 11 2, in the storage medium 25 and a selection indicator link 12 1A as part of the calculation results.

図１０は、図９に続く経路選択の選択指標の計算について説明するための図である。   FIG. 10 is a diagram for explaining calculation of a selection index for route selection following FIG.

図９を参照して上述した処理によってリンク１２1Aとデータ転送装置１１2が経路の一部に含まれた。そのためパスの起点のデータ転送装置１１1から、隣接する転送装置１１3までの経路が新たに選択の候補となる。 By the process described above with reference to FIG. 9, the link 12 1A and the data transfer device 11 2 are included in a part of the path. Therefore, a path from the data transfer device 11 1 at the starting point of the path to the adjacent transfer device 11 3 becomes a new selection candidate.

新たな候補の選択指標は、既に経路の一部に選択されているデータ転送装置１１1からデータ転送装置１１2までの選択指標の和に、リンク１２4Aおよびデータ転送装置１１3の選択指標を加算した値である。選択指標である消費電力の増加分を計算すると、０＋（４3−１3）＋（７3−６3）＝“１９０”となる。したがって、データ転送装置１１1からデータ転送装置１１3までの経路に関する消費電力の増加分が最も小さいので、経路計算モジュール２４によってその経路が選択される。そして、経路計算モジュール２４は、データ転送装置１１3の選択指標と、リンク１２4Aの選択指標とを計算結果の一部として記憶媒体２５に記録する。 The new candidate selection index is obtained by adding the selection index of the link 12 4A and the data transfer apparatus 11 3 to the sum of the selection indices from the data transfer apparatus 11 1 to the data transfer apparatus 11 2 already selected as a part of the path. It is the added value. When the increase in power consumption, which is a selection index, is calculated, 0+ (4 3 −1 3 ) + (7 3 −6 3 ) = “190”. Therefore, since the increase in power consumption regarding the route from the data transfer device 11 1 to the data transfer device 11 3 is the smallest, the route calculation module 24 selects the route. Then, the path calculation module 24 records the selection index of the data transfer device 11 3 and the selection index of the link 12 4A in the storage medium 25 as part of the calculation result.

更に、新たな経路の選択指標の計算と、得られた選択指標の値を用いた経路の選択とを繰り返すことによって、図１０に示すようなパスの起点であるデータ転送装置１１1からデータ転送装置１１2、１１3を経由して、パスの終点であるデータ転送装置１１6に到達する転送経路が決定される。 Furthermore, the calculation of the selection index of the new path, by repeating the route selection using the obtained values of the selected indicator, the data transferred from the data transfer device 11 1 which is the starting point of the path as shown in FIG. 10 A transfer path that reaches the data transfer device 11 6 that is the end point of the path is determined via the devices 11 2 and 11 3 .

以上説明したように、本実施形態によれば、パケットの処理速度および転送速度を動的に制御するネットワークにおいて、パスを設定する候補の経路に新たなパスを設定した場合の消費電力の増加分を計算し、各候補の消費電力の増加分の比較から、実際に新たなパスを設定する転送経路を決定するので、消費電力を良好に低減するような経路の選択が可能である。   As described above, according to the present embodiment, an increase in power consumption when a new path is set as a candidate path setting path in a network that dynamically controls packet processing speed and transfer speed. And a transfer path for actually setting a new path is determined from the comparison of the increase in power consumption of each candidate, and therefore, it is possible to select a path that favorably reduces power consumption.

また、本実施形態によれば、パケットをロス無く処理するために必要な処理速度の他に、サービス品質を保証するために必要な処理速度を満たすように、データ転送装置１１の処理速度とリンク１２の転送速度を制御するネットワークにおいて、消費電力の増加分に基づいて新たなパスを設定する転送経路を決定するので、パケットをロス無く処理するために必要な処理速度あるいは転送速度と、サービス品質を保証するために必要な処理速度との差による消費電力の無駄を削減することができる。   In addition, according to the present embodiment, in addition to the processing speed necessary for processing packets without loss, the processing speed and link of the data transfer apparatus 11 are set so as to satisfy the processing speed necessary for guaranteeing service quality. Since a transfer path for setting a new path is determined based on an increase in power consumption in a network that controls 12 transfer speeds, the processing speed or transfer speed required to process packets without loss, and service quality It is possible to reduce waste of power consumption due to a difference from the processing speed necessary to guarantee the above.

なお、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、経路計算アルゴリズムとしてダイクストラアルゴリズムを用いる例を示した。しかし本発明には他のアルゴリズムを適用することもできる。経路計算アルゴリズムとしては、ダイクストラアルゴリズムのような最短経路計算アルゴリズムの他にシュタイナー経路計算アルゴリズムや最小木計算アルゴリズムなどが存在する。これらのアルゴリズムを本実施形態の経路計算に用いてもよい。   Note that, in the present embodiment, as in the first embodiment, an example in which the Dijkstra algorithm is used as the route calculation algorithm has been described. However, other algorithms can be applied to the present invention. As a route calculation algorithm, there are a Steiner route calculation algorithm and a minimum tree calculation algorithm in addition to the shortest route calculation algorithm such as the Dijkstra algorithm. These algorithms may be used for the route calculation of this embodiment.

また、本実施形態の転送経路計算装置２０は、ネットワーク全体での消費電力が小さい経路を選択するための選択指標の計算において、複数の経路による消費電力の増加が等しければ、得られた複数の経路の中でホップ数の最も少ない経路をパスの転送経路に選択することにしてもよい。これによればネットワーク全体での消費電力を低減できるとともに、ホップ数の少ない経路でパケットを転送することにより転送遅延を小さく抑えることができる。また、トラヒックが流れるリンク数が減るので、リンク容量を節約することができ、他のパスのトラヒックをより多く転送することが可能となる。   In addition, the transfer route calculation apparatus 20 according to the present embodiment can calculate a plurality of obtained multiple indexes if the increase in power consumption by a plurality of routes is equal in calculation of a selection index for selecting a route with low power consumption in the entire network. The route having the smallest number of hops among the routes may be selected as the path transfer route. According to this, power consumption in the whole network can be reduced, and a transfer delay can be suppressed small by transferring a packet through a route with a small number of hops. Also, since the number of links through which traffic flows decreases, link capacity can be saved, and more traffic on other paths can be transferred.

経路選択方法によってパケットの転送経路が決定されるネットワークについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the network by which the transfer path | route of a packet is determined by the path | route selection method. 第１の実施形態における、データ転送装置を経由するパスに必要な要求速度と、データ転送装置に設定される処理速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the request speed required for the path | route which passes along a data transfer apparatus, and the processing speed set to a data transfer apparatus in 1st Embodiment. 転送経路計算装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a transfer path | route calculation apparatus. 第１の実施形態におけるパス追加前のネットワークの状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the network before the path addition in 1st Embodiment. 第１の実施形態における、経路を選択するための選択指標の計算について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation of the selection parameter | index for selecting a path | route in 1st Embodiment. 図５に続く経路選択の選択指標の計算について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation of the selection parameter | index of the route selection following FIG. 第２の実施形態における、データ転送装置を経由するパスの要求速度およびサービス保証速度と、データ転送装置に設定される処理速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the request | requirement speed | rate and service guarantee speed | rate of the path | route which passes along a data transfer apparatus, and the processing speed set to a data transfer apparatus in 2nd Embodiment. 第２の実施形態における、パス追加前のネットワークの状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the network before path addition in 2nd Embodiment. 第２の実施形態における、経路を選択するための選択指標の計算について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation of the selection parameter | index for selecting a path | route in 2nd Embodiment. 図９に続く経路選択の選択指標の計算について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation of the selection parameter | index of the route selection following FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１１ データ転送装置
１２ リンク
２０ 転送経路計算装置
２１ 経路計算部
２２ 情報管理部
２３ 外部インタフェース
２４ 経路計算モジュール
２５ 記憶媒体
２６ 管理情報処理モジュール
２７ 記憶媒体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Data transfer apparatus 12 Link 20 Transfer route calculation apparatus 21 Path calculation part 22 Information management part 23 External interface 24 Path calculation module 25 Storage medium 26 Management information processing module 27 Storage medium

Claims (11)

複数のデータ転送装置がリンクで相互に接続され、パスの起点となるデータ転送装置から終点となるデータ転送装置までデータを転送するための転送経路をパス単位で設定することができ、前記データ転送装置のデータの処理速度と前記リンクのデータの転送速度とをデータ量に応じて制御することにより消費電力を変化させるネットワークにおいて、パスの起点から終点までのデータの転送経路を計算する経路計算装置であって、
前記ネットワークにおける前記データ転送装置と前記リンクの接続構成を示すネットワークトポロジ情報と、前記ネットワーク上に既に設定されているパスの起点および終点と該パスのデータを転送するのに要求される要求速度とを含むパス情報と、を管理する情報管理部と、
これから設定しようするパスの起点および終点と該パスのデータを転送するのに要求される要求速度とを含むパス情報を入力として、入力された前記設定しようとするパスのパス情報と、前記情報管理部に管理されているネットワークトポロジ情報および前記既に設定されているパスのパス情報とに基づいて、前記設定しようとするパスの前記起点から前記終点までの転送経路の複数の候補について、前記設定しようとするパスを設定したときの前記ネットワークの消費電力の増加分を算出し、算出した前記複数の候補の前記消費電力の増加分に基づいて、前記設定しようとするパスの転送経路を決定する経路計算部と、を有する経路計算装置。 A plurality of data transfer devices are connected to each other through a link, and a transfer path for transferring data from the data transfer device that is the starting point of the path to the data transfer device that is the end point can be set in units of paths, and the data transfer A path calculation apparatus for calculating a data transfer path from a path start point to an end point in a network in which power consumption is changed by controlling a data processing speed of the apparatus and a data transfer speed of the link according to a data amount Because
Network topology information indicating a connection configuration of the data transfer device and the link in the network, a starting point and an ending point of a path already set on the network, and a required speed required to transfer the data of the path An information management unit for managing path information including
The path information including the starting and ending points of the path to be set and the request speed required to transfer the data of the path is input, and the path information of the input path to be set and the information management Based on the network topology information managed by the network and the path information of the already set path, the plurality of transfer route candidates from the start point to the end point of the path to be set are set. A path for calculating an increase in power consumption of the network when a path to be set is set, and determining a transfer path of the path to be set based on the calculated increase in power consumption of the plurality of candidates A route calculation device having a calculation unit. 前記データ転送装置の処理速度は、離散的な値が選択可能であり、前記データ転送装置に設定されたパスの合計の要求速度以上でありかつ最も小さな値を選択するように制御され、
前記リンクの転送速度は、離散的な値が選択可能であり、前記リンクに設定されたパスの合計の要求速度以上でありかつ最も小さな値を選択するように制御され、
前記経路計算部は、前記データ転送装置の処理速度と前記リンクの転送速度とが前記制御によって選択されたとき、前記ネットワークの消費電力の増加分が小さくなるように、前記設定しようとするパスの転送経路を決定する、請求項１に記載の経路計算装置。 The processing speed of the data transfer device can be selected as a discrete value, and is controlled to select the smallest value that is equal to or higher than the total required speed of the paths set in the data transfer device,
The transfer speed of the link can be selected as a discrete value, and is controlled to select the smallest value that is equal to or higher than the total required speed of the paths set for the link,
The path calculation unit is configured to reduce the increase in power consumption of the network when the processing speed of the data transfer apparatus and the transfer speed of the link are selected by the control. The route calculation apparatus according to claim 1, wherein a transfer route is determined. 前記設定されているパスのパス情報と前記設定しようとするパスのパス情報とには、該パスのアプリケーションのサービス品質を保証するために要求されるサービス保証速度が更に含まれており、
前記データ転送装置の処理速度は、前記データ転送装置に設定されたパスの要求速度の合計値以上でありかつ前記データ転送装置に設定されたパスのサービス保証速度の最大値以上である値を選択するように制御され、
前記リンクの処理速度は、前記リンクに設定されたパスの要求速度の合計値以上でありかつ前記リンクに設定されたパスのサービス保証速度の最大値以上である値を選択するように制御され、
前記経路計算部は、前記データ転送装置の処理速度と前記リンクの転送速度とが前記制御によって選択されたとき、前記ネットワークの消費電力の増加分が小さくなるように、前記設定しようとするパスの転送経路を決定する、請求項１または２に記載の経路計算装置。 The path information of the set path and the path information of the path to be set further include a service guarantee speed required to guarantee the service quality of the application of the path,
The processing speed of the data transfer apparatus is selected to be a value that is equal to or greater than the total value of the requested speeds of the paths set in the data transfer apparatus and equal to or greater than the maximum value of the service guarantee speed of the paths set in the data transfer apparatus. Controlled to
The processing speed of the link is controlled to select a value that is equal to or greater than the total value of the requested speeds of the paths set for the link and equal to or greater than the maximum value of the service guarantee speed of the path set for the link;
The path calculation unit is configured to reduce the increase in power consumption of the network when the processing speed of the data transfer apparatus and the transfer speed of the link are selected by the control. The route calculation apparatus according to claim 1, wherein a transfer route is determined. 前記経路計算部は、前記データ転送装置の前記処理速度の３乗を前記データ転送装置による消費電力に相当する指標とし、前記リンクの前記転送速度の３乗を前記リンクによる消費電力に相当する指標として、前記ネットワークの消費電力の増加分を算出する、請求項１から３のいずれか１項に記載の経路計算装置。   The path calculation unit uses the third power of the processing speed of the data transfer device as an index corresponding to power consumption by the data transfer device, and the third power of the link as an index corresponding to power consumption by the link. The route calculation device according to claim 1, wherein an increase in power consumption of the network is calculated. 前記経路計算部は、最短経路計算アルゴリズム、シュタイナー経路計算アルゴリズム、または最小木経路計算アルゴリズムのいずれかを用いて、前記設定しようとするパスの転送経路を決定する、請求項１から４のいずれか１項に記載の経路計算装置。   5. The method according to claim 1, wherein the route calculation unit determines a transfer route of the path to be set using any one of a shortest route calculation algorithm, a Steiner route calculation algorithm, and a minimum tree route calculation algorithm. The route calculation apparatus according to item 1. 前記経路計算部は、前記消費電力の増加分が小さくかつ互いに等しい複数の候補が見つかったとき、見つかった前記複数の候補の中でホップ数の最も少ない経路を、前記設定しようとするパスの転送経路に選択する、請求項１から５のいずれか１項に記載の経路計算装置。   The path calculation unit, when a plurality of candidates having a small increase in power consumption and equal to each other is found, transfers a path having the smallest number of hops among the found candidates to the path to be set The route calculation apparatus according to claim 1, wherein the route calculation device selects a route. 複数のデータ転送装置がリンクで相互に接続され、パスの起点となるデータ転送装置から終点となるデータ転送装置までデータを転送するための転送経路をパス単位で設定することができ、前記データ転送装置のデータの処理速度と前記リンクのデータの転送速度とをデータ量に応じて制御することにより消費電力を変化させるネットワークにおいて、パスの起点から終点までのデータの転送経路を計算するための経路計算方法であって、
前記ネットワークにおける前記データ転送装置と前記リンクの接続構成を示すネットワークトポロジ情報と、前記ネットワーク上に既に設定されているパスの起点および終点と該パスのデータを転送するのに要求される要求速度とを含むパス情報と、を予め保持しており、
これから設定しようするパスの起点および終点と該パスのデータを転送するのに要求される要求速度とを含むパス情報を入力として、入力された前記設定しようとするパスのパス情報と、前記情報管理部に管理されているネットワークトポロジ情報および前記既に設定されているパスのパス情報とに基づいて、前記設定しようとするパスの前記起点から前記終点までの転送経路の複数の候補について、前記設定しようとするパスを設定したときの前記ネットワークの消費電力の増加分を算出し、
算出した前記複数の候補の前記消費電力の増加分に基づいて、前記設定しようとするパスの転送経路を決定する、経路計算方法。 A plurality of data transfer devices are connected to each other through a link, and a transfer path for transferring data from the data transfer device that is the starting point of the path to the data transfer device that is the end point can be set in units of paths, and the data transfer A path for calculating a data transfer path from the start point to the end point of a path in a network in which power consumption is changed by controlling the data processing speed of the device and the data transfer speed of the link according to the data amount A calculation method,
Network topology information indicating a connection configuration of the data transfer device and the link in the network, a starting point and an ending point of a path already set on the network, and a required speed required to transfer the data of the path And path information including
The path information including the starting and ending points of the path to be set and the request speed required to transfer the data of the path is input, and the path information of the input path to be set and the information management Based on the network topology information managed by the network and the path information of the already set path, the plurality of transfer route candidates from the start point to the end point of the path to be set are set. Calculate the increase in power consumption of the network when setting the path
A route calculation method for determining a transfer route of the path to be set based on the calculated increase in power consumption of the plurality of candidates. 前記データ転送装置の処理速度は、離散的な値が選択可能であり、前記データ転送装置に設定されたパスの合計の要求速度以上でありかつ最も小さな値を選択するように制御され、
前記リンクの転送速度は、離散的な値が選択可能であり、前記リンクに設定されたパスの合計の要求速度以上でありかつ最も小さな値を選択するように制御され、
前記データ転送装置の処理速度と前記リンクの転送速度とが前記制御によって選択されたとき、前記ネットワークの消費電力の増加分が小さくなるように、前記設定しようとするパスの転送経路を決定する、請求項７に記載の経路計算方法。 The processing speed of the data transfer device can be selected as a discrete value, and is controlled to select the smallest value that is equal to or higher than the total required speed of the paths set in the data transfer device,
The transfer speed of the link can be selected as a discrete value, and is controlled to select the smallest value that is equal to or higher than the total required speed of the paths set for the link,
When the processing speed of the data transfer device and the transfer speed of the link are selected by the control, the transfer path of the path to be set is determined so that the increase in power consumption of the network is reduced. The route calculation method according to claim 7. 前記設定されているパスのパス情報と前記設定しようとするパスのパス情報とには、該パスのアプリケーションのサービス品質を保証するために要求されるサービス保証速度が更に含まれており、
前記データ転送装置の処理速度は、前記データ転送装置に設定されたパスの要求速度の合計値以上でありかつ前記データ転送装置に設定されたパスのサービス保証速度の最大値以上である値を選択するように制御され、
前記リンクの処理速度は、前記リンクに設定されたパスの要求速度の合計値以上でありかつ前記リンクに設定されたパスのサービス保証速度の最大値以上である値を選択するように制御され、
前記データ転送装置の処理速度と前記リンクの転送速度とが前記制御によって選択されたとき、前記ネットワークの消費電力の増加分が小さくなるように、前記設定しようとするパスの転送経路を決定する、請求項７または８に記載の経路計算方法。 The path information of the set path and the path information of the path to be set further include a service guarantee speed required to guarantee the service quality of the application of the path,
The processing speed of the data transfer apparatus is selected to be a value that is equal to or greater than the total value of the requested speeds of the paths set in the data transfer apparatus and equal to or greater than the maximum value of the service guarantee speed of the paths set in the data transfer apparatus. Controlled to
The processing speed of the link is controlled to select a value that is equal to or greater than the total value of the requested speeds of the paths set for the link and equal to or greater than the maximum value of the service guarantee speed of the path set for the link;
When the processing speed of the data transfer device and the transfer speed of the link are selected by the control, the transfer path of the path to be set is determined so that the increase in power consumption of the network is reduced. The route calculation method according to claim 7 or 8. 前記データ転送装置の前記処理速度の３乗を前記データ転送装置による消費電力に相当する指標とし、前記リンクの前記転送速度の３乗を前記リンクによる消費電力に相当する指標として、前記ネットワークの消費電力の増加分を算出する、請求項７から９のいずれか１項に記載の経路計算方法。   The third power of the processing speed of the data transfer device is an index corresponding to power consumption by the data transfer device, and the third power of the link is an index corresponding to power consumption by the link. The route calculation method according to claim 7, wherein an increase in power is calculated. 請求項７から１０のいずれか１項に記載の経路計算方法をコンピュータに実行させるための経路計算プログラム。   A route calculation program for causing a computer to execute the route calculation method according to claim 7.
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