JP2012015837A - Path calculation device, data transfer device, path calculation method, data transfer method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノードと、ノード間を接続するリンクと、により構成されるネットワークにおいて、起点ノードから終点ノードまでたどるべき経路を計算する技術に関する。より詳細には、本発明は、ネットワーク内のリンクまたはノードの故障等によりリンクの優先度（コスト）が変化したときに、事前に計算しておいた起点終点間の経路を利用して、リンクの優先度が変化したネットワークでの起点ノードから終点ノードまでのコスト最小経路を再度計算する技術に関する。 The present invention relates to a technique for calculating a route to be followed from a start node to an end node in a network constituted by nodes and links connecting the nodes. More specifically, the present invention uses a path between a start point and an end point calculated in advance when a link priority (cost) changes due to a failure of a link or a node in the network. The present invention relates to a technique for recalculating a minimum cost route from a start node to an end node in a network in which the priority of the network changes.
分岐の存在しない通路に相当するリンクと、分岐点に相当するノードと、から構成されるネットワークにおいて、新たにノードとリンクが追加され、それまで通れなかった箇所が通れるようになる場合が存在する。コンピュータネットワークにおいては、ルータやリンクの増設が前述の場合に相当する。 In a network composed of a link corresponding to a path that does not have a branch and a node corresponding to a branch point, there may be a case where a node and a link are newly added so that a portion that could not pass until then can be passed. . In a computer network, the addition of routers and links corresponds to the case described above.
また、ネットワークにおいては、リンクに優先度（コスト）を持たせ、２ノード間の経路として、２ノード間の経路のうち経路内のリンクのコストの和が最も小さくなる経路を計算することが多々ある。通常、通したいリンクのコストは小さい値に設定される。そのようなネットワークで、経路内のリンクのコスト和が最小となる経路を計算することは重要な問題である。経路内のリンクのコスト和が最小となる経路をコスト最小経路という。 Also, in a network, a priority (cost) is given to a link, and as a path between two nodes, a path with the smallest sum of the costs of the links in the path among the paths between the two nodes is often calculated. is there. Usually, the cost of the link to be passed is set to a small value. In such a network, calculating a route that minimizes the cost sum of the links in the route is an important issue. The route with the minimum cost sum of the links in the route is called the minimum cost route.
出発地（起点）から目的地（終点）までのコスト最小経路を常に維持する必要がある場合、ネットワークにおけるノードとリンクの敷設状況（トポロジ）やリンクのコストの変化に伴い、変化後のネットワークについて２ノード間を結ぶコスト最小経路を再計算する必要がある。 When it is necessary to always maintain the minimum cost route from the starting point (starting point) to the destination (ending point), the network after the change in accordance with changes in the node and link installation status (topology) and link cost in the network It is necessary to recalculate the minimum cost path connecting the two nodes.
従来のコスト最小経路計算方法では、ネットワーク状況が変化した場合、２ノード間を結ぶコスト最小経路を、変化後のネットワークを示すネットワーク情報（トポロジの情報）のみを用いて、再計算する。 In the conventional minimum cost path calculation method, when the network status changes, the minimum cost path connecting two nodes is recalculated using only network information (topology information) indicating the network after the change.
コスト最小経路計算方法の代表例は、非特許文献１に記載されている。なお、非特許文献１に記載された方法は、ダイクストラのアルゴリズムとして知られている。 A typical example of the minimum cost route calculation method is described in Non-Patent Document 1. The method described in Non-Patent Document 1 is known as a Dijkstra algorithm.
リンクのコストが変化する等のネットワーク状況が変化するネットワークでの２ノード間の経路うち、ネットワーク状況の変化の前後でコスト最小経路に違いが生じない２ノード間の経路が存在することがある。このような状況を、コスト最小経路の再計算をする前に検知すると、ネットワーク状況の変化の前後でコスト最小経路に違いが生じない経路の計算を省くことが可能となる。これにより、計算時間の短縮が可能となる。 Among paths between two nodes in a network where the network status changes, such as a link cost changing, there may be a path between two nodes where there is no difference in the minimum cost path before and after the network status changes. If such a situation is detected before recalculating the minimum cost path, it is possible to omit the calculation of a path that does not cause a difference in the minimum cost path before and after the change of the network condition. Thereby, calculation time can be shortened.
しかし、このような方法は、ネットワーク状況変化前のコスト最小経路を示す情報が必要となるため、変化後のネットワークを示すネットワーク情報のみを使用する従来の方法では実現が困難である。 However, such a method requires information indicating the minimum cost path before the change of the network status, and is difficult to realize by the conventional method using only the network information indicating the network after the change.
ネットワーク状況変化後にすべてのコスト最短経路を再計算することにより計算時間が長くなるという問題を解決する１つめの方法が、非特許文献２に記載されている。非特許文献２に記載の方法は、あるリンクのコストに変化が生じた時に、ネットワーク状況の変化前の最短経路の情報を用いて、変化後の最短経路を計算する方法である。非特許文献２に記載の方法を用いることで、ネットワーク状況変化後にすべてのコスト最短経路を再計算することにより計算時間が長くなるという問題を解決することができる。
ネットワーク状況変化後にすべてのコスト最短経路を再計算することにより計算時間が長くなるという問題を解決する２つめの方法は、予め、すべての故障パターン（ノード故障とリンク故障）についてコスト最小経路を計算し、ノードやリンクが故障したときに、その故障に対応する故障パターンについてのコスト最小経路に従って経路情報を更新する方法である。この方法は、リンクやノードの故障時に経路計算を行う必要がないため、経路を復旧させるために必要な時間が短くなるという特徴を有する。 The second method to solve the problem of long calculation time by recalculating all cost shortest paths after the network status change is to calculate the minimum cost paths for all failure patterns (node failures and link failures) in advance. Then, when a node or link fails, the route information is updated according to the minimum cost route for the failure pattern corresponding to the failure. This method is characterized in that it is not necessary to perform route calculation when a link or node fails, and thus the time required to restore the route is shortened.
非特許文献２に記載の基本的なコスト最小経路の確定動作は、ダイクストラのアルゴリズムと同じである。このアルゴリズムでは、リンクのコストが変わった後のコスト最小経路を、ネットワーク状況変化前のコスト最小経路の情報を用いて計算する。非特許文献２に記載のコスト最小経路の計算方法を、図９を参照して説明する。
The basic cost minimum path determination operation described in
図９では、Ｂ→Ｃ、Ｄ→Ｃの経路が既に確定している、つまり、Ｂ→Ｃ、Ｄ→Ｃの経路では、ネットワーク状況変化によってコスト最小経路に変化がなかったとする。以下、この状況でＡ→Ｃのコスト最小経路を求める場合を説明する。 In FIG. 9, it is assumed that the routes of B → C and D → C have already been determined, that is, in the routes of B → C and D → C, there is no change in the minimum cost route due to a change in network status. Hereinafter, a case where the minimum cost route of A → C is obtained in this situation will be described.
まず、ネットワーク状況変化の影響があった経路の計算を開始する。 First, calculation of a route that is affected by a change in the network status is started.
この計算により、Ａ→Ｂへの経路が確定すると、Ｂ→Ｃの経路は既に確定しているため、Ａ→Ｂ→ＣをＡ→Ｃの経路（コスト最小経路）の候補とする。ここで、Ｂを通らず、よりコストが小さいＡ→Ｃの経路が存在する可能性があるため、Ａ→Ｂ→ＣをＡ→Ｃの経路の確定経路ではなく候補とする。 When the route from A to B is determined by this calculation, the route from B to C is already determined, and therefore A to B to C is a candidate for the route from A to C (minimum cost route). Here, since there is a possibility that a route of A → C that does not pass through B and has a lower cost exists, A → B → C is not a fixed route of the route of A → C but a candidate.
経路計算を続けていき、Ａ→Ｄの経路が確定すると、Ｄ→Ｃの経路は既に確定しているため、Ａ→Ｄ→ＣをＡ→Ｃの経路の候補とする。 If the route calculation is continued and the route A → D is determined, the route D → C is already determined, and therefore A → D → C is selected as a candidate for the route A → C.
続いて、Ａ→Ｂ→ＣとＡ→Ｄ→Ｃのコストを比較し、コストが小さい方をＡ→Ｃの経路の候補として残す。ここで、ＢまたはＤを通らず、よりコストが小さいＡ→Ｃの経路が存在する可能性があるため、コストが小さい方をＡ→Ｃの経路の確定経路ではなく候補とする。 Subsequently, the costs of A → B → C and A → D → C are compared, and the one with the smaller cost is left as a candidate for the route of A → C. Here, there is a possibility that a route of A → C having a lower cost does not pass through B or D, and therefore, the route with a lower cost is not a fixed route of the route of A → C but a candidate.
同様に、他にＡ→Ｃの経路の候補が見つかるたびに、コストが小さい方をＡ→Ｃの経路の候補として残す。ネットワーク全体の経路計算が終了した時点で、残っているＡ→Ｃの経路の候補がＡ→Ｃの経路として確定する。 Similarly, every time another candidate for the A → C route is found, the one with the lower cost is left as a candidate for the A → C route. When the route calculation for the entire network is completed, the remaining A → C route candidates are determined as the A → C route.
このアルゴリズムの場合、Ａ→Ｂ→Ｃ、Ａ→Ｄ→Ｃのように、Ａ→Ｃの経路の候補が何個見つかるか、経路計算を始める前にはわからないため、計算時間の予測が困難である。よって、安定した計算時間を予測することが重要な場合、使いづらいアルゴリズムとなっている。 In the case of this algorithm, it is difficult to predict the calculation time because it is not known before starting the route calculation how many candidates of the route A → C are found like A → B → C and A → D → C. is there. Therefore, when it is important to predict a stable calculation time, the algorithm is difficult to use.
また、２つめの方法については、次のような課題が存在する。想定される故障パターンについてのコスト最小経路を予め計算することで、実際に起こった故障に対応するコスト最小経路を得られるメリットは存在するが、故障するノードや故障するリンクを事前に予測することは不可能であるため、予め用意すべき故障パターンに対応するコスト最小経路が膨大になるというデメリットが存在する。 In addition, the second method has the following problems. There is a merit that the minimum cost path corresponding to the actual failure can be obtained by calculating the minimum cost path for the assumed failure pattern in advance, but it is possible to predict the failed node and the failed link in advance. Therefore, there is a demerit that the minimum cost path corresponding to the failure pattern to be prepared in advance becomes enormous.
これは、ノード数やリンク数、ならびに、同時リンク故障数が増加するにつれて、予め用意すべき故障パターンおよびその故障パターンに対応するコスト最小経路が飛躍的に増大し、現状の計算機リソースで実現できるレベルを超えるほどになる。よって、２つめの方法を実現するために、非常に膨大なメモリと計算に必要な資源ならびに時間が必要になるという課題が存在する。 As the number of nodes, the number of links, and the number of simultaneous link failures increase, the failure pattern to be prepared in advance and the minimum cost path corresponding to the failure pattern increase dramatically, and can be realized with the current computer resources. Beyond the level. Therefore, in order to realize the second method, there is a problem that a very large memory, resources necessary for calculation, and time are required.
本発明は、予め持つべき故障パターンに対応するコスト最小経路の情報量を、全故障パターンに対応するコスト最小経路の情報量と比べて少なくし、かつ、経路の計算時間のばらつきを少なくすることを目的とする。 The present invention reduces the information amount of the minimum cost path corresponding to the failure pattern to have in advance as compared with the information amount of the minimum cost path corresponding to all the failure patterns, and reduces variations in the calculation time of the path. With the goal.
本発明の経路計算装置は、ｎ（ｎは２以上の整数）個の所定ノードとｍ（ｍはｎよりも小さく１以上の整数）個の所定リンクとを有し前記所定リンクが前記所定ノード間を接続し前記所定リンクに優先度を示すコストが付与された所定ネットワークを表す第１情報を受け付け、その後、前記所定リンクのうちコストが変更された変更リンクと当該変更リンクの現況とを表す第２情報と、前記所定ノードのうち経路計算の対象となる起点ノードおよび終点ノードを表す第３情報と、を受け付ける受付手段と、前記第１情報を参照して、前記所定ノードごとに、前記所定ネットワークから当該所定ノードと当該所定ノードに接続する所定リンクとを削除した特定ネットワークのトポロジを作成する作成手段と、前記特定ネットワークのトポロジごとに、当該特定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、当該２つのノード間の経路のうち当該経路内のリンクに付与されたコストの合計が最小となるコスト最小経路を計算する計算手段と、前記第２情報を解析して前記コストの変化の原因を判定する判定手段と、前記コストの変化の原因が、前記所定ノードのいずれかである第１ノードの故障であると判定された場合、前記第１ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算手段にて計算されたコスト最小経路のうち、前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力する第１出力手段と、前記コストの変化の原因が、前記所定リンクのうち前記所定ノードのいずれかである第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更であると判定された場合、前記第１情報と第２情報を参照して、前記コストの変更後の所定ネットワークについて、前記第２ノードを経由する前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、当該コスト最小経路と、前記第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算手段にて計算されたコスト最小経路のうち前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路として出力する第２出力手段と、を含む。 The route calculation apparatus of the present invention has n (n is an integer of 2 or more) predetermined nodes and m (m is an integer of 1 or more smaller than n), and the predetermined link is the predetermined node. First information representing a predetermined network that is connected to each other and is given a cost indicating a priority to the predetermined link is received, and thereafter, the changed link in which the cost is changed among the predetermined links and the current state of the changed link Receiving means for receiving second information and third information representing a starting point node and an ending point node to be subjected to route calculation among the predetermined nodes; and referring to the first information, for each predetermined node, Creating means for creating a topology of a specific network in which the predetermined node and a predetermined link connected to the predetermined node are deleted from the predetermined network; In addition, for all combinations of two nodes among the predetermined nodes in the specific network, a minimum cost route that minimizes the total cost assigned to the links in the route among the routes between the two nodes is selected. A calculating means for calculating; a determining means for analyzing the second information to determine a cause of the cost change; and a cause of the cost change being a failure of the first node which is one of the predetermined nodes. If it is determined, among the minimum cost routes calculated by the calculation means for the topology of the specific network created for the first node, the minimum cost route between the start node and the end node represented by the third information is The first output means for outputting and the cause of the change in the cost are connected to the second node which is one of the predetermined nodes among the predetermined links When it is determined that the cost is changed at two or more predetermined links, the origin node that passes through the second node with respect to the predetermined network after the change of the cost with reference to the first information and the second information And the third information of the minimum cost path calculated by the calculation means for the topology of the specific network created for the minimum cost path and the second node. And a second output means for outputting a path having a low cost as a minimum cost path between the start node and the end node, among the minimum cost paths between the start node and the end node represented by.
本発明の経路計算方法は、経路計算装置での経路計算方法であって、ｎ（ｎは２以上の整数）個の所定ノードとｍ（ｍはｎよりも小さく１以上の整数）個の所定リンクとを有し前記所定リンクが前記所定ノード間を接続し前記所定リンクに優先度を示すコストが付与された所定ネットワークを表す第１情報を受け付け、その後、前記所定リンクのうちコストが変更された変更リンクと当該変更リンクの現況とを表す第２情報と、前記所定ノードのうち経路計算の対象となる起点ノードおよび終点ノードを表す第３情報と、を受け付ける受付ステップと、前記第１情報を参照して、前記所定ノードごとに、前記所定ネットワークから当該所定ノードと当該所定ノードに接続する所定リンクとを削除した特定ネットワークのトポロジを作成する作成ステップと、前記特定ネットワークのトポロジごとに、当該特定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、当該２つのノード間の経路のうち当該経路内のリンクに付与されたコストの合計が最小となるコスト最小経路を計算する計算ステップと、前記第２情報を解析して前記コストの変化の原因を判定する判定ステップと、前記コストの変化の原因が、前記所定ノードのいずれかである第１ノードの故障であると判定された場合、前記第１ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算ステップにて計算されたコスト最小経路のうち、前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力する第１出力ステップと、前記コストの変化の原因が、前記所定リンクのうち前記所定ノードのいずれかである第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更であると判定された場合、前記第１情報と第２情報を参照して、前記コストの変更後の所定ネットワークについて、前記第２ノードを経由する前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、当該コスト最小経路と、前記第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算ステップにて計算されたコスト最小経路のうち前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路として出力する第２出力ステップと、を含む。 The route calculation method of the present invention is a route calculation method in a route calculation device, and n (n is an integer of 2 or more) predetermined nodes and m (m is an integer of 1 or more smaller than n). Receiving a first information representing a predetermined network in which the predetermined link connects between the predetermined nodes and a cost indicating a priority is given to the predetermined link, and then the cost of the predetermined link is changed. A receiving step for receiving second information indicating the changed link and the current status of the changed link, and third information indicating a starting node and an ending node that are subject to path calculation among the predetermined nodes, and the first information For each of the predetermined nodes, a topology of a specific network in which the predetermined node and a predetermined link connected to the predetermined node are deleted from the predetermined network is created. And, for each topology of the specific network, for all combinations of two nodes of the predetermined nodes in the specific network, the cost given to the link in the path among the paths between the two nodes A calculation step for calculating a minimum cost path that minimizes the total; a determination step for analyzing the second information to determine the cause of the change in cost; and the cause for the change in cost is any one of the predetermined nodes. When it is determined that the first node is a failure, the origin node represented by the third information among the minimum cost paths calculated in the calculation step for the topology of the specific network created for the first node And a first output step for outputting a minimum cost route between the end node and the cause of the change in the cost. When it is determined that the cost is changed at one or more predetermined links connected to the second node that is one of the predetermined nodes of the network, referring to the first information and the second information, For the predetermined network after the cost change, the minimum cost path between the start node and the end node via the second node is calculated, and the specific network created for the minimum cost path and the second node is calculated. Among the minimum cost paths calculated in the calculation step for the topology, among the minimum cost paths between the start node and the end node represented by the third information, a path with a low cost is selected from the start node and the end node. And a second output step of outputting as a minimum cost route between.
本発明のプログラムは、コンピュータに、ｎ（ｎは２以上の整数）個の所定ノードとｍ（ｍはｎよりも小さく１以上の整数）個の所定リンクとを有し前記所定リンクが前記所定ノード間を接続し前記所定リンクに優先度を示すコストが付与された所定ネットワークを表す第１情報を受け付け、その後、前記所定リンクのうちコストが変更された変更リンクと当該変更リンクの現況とを表す第２情報と、前記所定ノードのうち経路計算の対象となる起点ノードおよび終点ノードを表す第３情報と、を受け付ける受付手順と、前記第１情報を参照して、前記所定ノードごとに、前記所定ネットワークから当該所定ノードと当該所定ノードに接続する所定リンクとを削除した特定ネットワークのトポロジを作成する作成手順と、前記特定ネットワークのトポロジごとに、当該特定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、当該２つのノード間の経路のうち当該経路内のリンクに付与されたコストの合計が最小となるコスト最小経路を計算する計算手順と、前記第２情報を解析して前記コストの変化の原因を判定する判定手順と、前記コストの変化の原因が、前記所定ノードのいずれかである第１ノードの故障であると判定された場合、前記第１ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算手順にて計算されたコスト最小経路のうち、前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力する第１出力手順と、前記コストの変化の原因が、前記所定リンクのうち前記所定ノードのいずれかである第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更であると判定された場合、前記第１情報と第２情報を参照して、前記コストの変更後の所定ネットワークについて、前記第２ノードを経由する前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、当該コスト最小経路と、前記第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算手順にて計算されたコスト最小経路のうち前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路として出力する第２出力手順と、を実行させる。 The program of the present invention has n (n is an integer of 2 or more) predetermined nodes and m (m is an integer smaller than n and 1 or more) predetermined links, and the predetermined link is the predetermined link. First information representing a predetermined network that connects nodes and is given a cost indicating priority to the predetermined link is received, and then the changed link of the predetermined link whose cost is changed and the current status of the changed link An acceptance procedure for accepting second information to be represented, and third information representing a starting point node and an end point node to be subjected to route calculation among the predetermined nodes, and referring to the first information, for each predetermined node, A creation procedure for creating a topology of a specific network in which the predetermined node and a predetermined link connected to the predetermined node are deleted from the predetermined network; For all the topologies, for all combinations of two nodes of the predetermined nodes in the specific network, the cost that minimizes the sum of the costs given to the links in the path among the paths between the two nodes A calculation procedure for calculating a minimum path; a determination procedure for analyzing the second information to determine a cause of the cost change; and a first node whose cause of the cost change is one of the predetermined nodes. When it is determined that there is a failure, the cost between the start node and the end node represented by the third information among the minimum cost paths calculated in the calculation procedure for the topology of the specific network created for the first node A first output procedure for outputting a minimum path and a second node in which the cause of the change in cost is one of the predetermined nodes of the predetermined link If it is determined that the cost is changed at one or more predetermined links connected to the network, the second node is set for the predetermined network after the change of the cost with reference to the first information and the second information. Calculate the minimum cost path between the origin node and the end node via, and the minimum cost path calculated in the calculation procedure for the topology of the specific network created for the minimum cost path and the second node A second output procedure for outputting, as a minimum cost path between the start node and the end node, a path having a low cost among the minimum cost paths between the start node and the end node represented by the third information; Is executed.
本発明によれば、コストの変化の原因が第１ノードの故障である場合、第１出力手段は、第１ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて計算手段にて計算されたコスト最小経路のうち、起点ノードと終点ノード間のコスト最小経路を出力する。 According to the present invention, when the cause of the change in cost is a failure of the first node, the first output means outputs the minimum cost path calculated by the calculation means for the topology of the specific network created for the first node. Among them, the minimum cost path between the start node and the end node is output.
また、コストの変化の原因が第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更である場合、第２出力手段は、コストの変更後の所定ネットワークについて、第２ノードを経由する起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、そのコスト最小経路と、第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて計算手段にて計算された起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路として出力する。 Further, when the cause of the cost change is a cost change in one or more predetermined links connected to the second node, the second output means passes through the second node for the predetermined network after the cost change. The minimum cost path between the start node and the end node is calculated, and the minimum cost between the start node and the end node calculated by the calculation means for the minimum cost path and the topology of the specific network created for the second node is calculated. Among the routes, a route having a low cost is output as a minimum cost route between the start node and the end node.
このため、ノード故障を想定したときのコスト最小経路のみを予め計算することで、予め全故障パターンのコスト最小経路を持つ場合と比べて、持つべき情報量を削減しながら、単一ノード（第１ノード）故障、もしくは、端点となるノード（第２ノード）が同一である１つ以上のリンクの同時故障が生じた時の経路計算を行うことが可能になる。 Therefore, by calculating in advance only the minimum cost path when a node failure is assumed, it is possible to reduce the amount of information that should be held in advance compared to the case where the minimum cost path of all failure patterns is previously stored. It is possible to perform path calculation when a failure occurs in one node) or a simultaneous failure occurs in one or more links having the same end point node (second node).
また、コスト最小経路の再計算を行う際、既に計算済みのコスト最小経路の他に新たに計算されるコスト最小経路は、第２ノードを経由するコスト最小経路となるため、コスト最小経路の候補の最大数を予測でき、よって、コスト最小経路の計算時間の予測が容易となり、また、計算時間もほぼ一定の時間で高速に計算することが可能となる。 In addition, when recalculating the minimum cost route, the newly calculated minimum cost route in addition to the already calculated minimum cost route becomes the minimum cost route via the second node. Therefore, the calculation time of the minimum cost route can be easily predicted, and the calculation time can be calculated at a high speed in a substantially constant time.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図１は、本発明の一実施形態の経路計算装置１の機能ブロック図である。 FIG. 1 is a functional block diagram of a route calculation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
経路計算装置１は、１本道に相当するリンクと、分岐点に相当するノードと、からなるネットワークを表すネットワーク情報が与えられたときに、ネットワーク内のノード間を結ぶ経路を計算する。リンクには、優先度に相当するコストが付与されている。本実施形態では、コストの値が小さいほど、優先度は高くなる。経路計算装置１は、ノード間を結ぶ経路のうち、経路内のリンクに付与されたコストの合計が最小となるコスト最小経路を計算する。 The route calculation device 1 calculates a route connecting nodes in a network when network information representing a network including a link corresponding to a single road and a node corresponding to a branch point is given. A cost corresponding to the priority is given to the link. In this embodiment, the lower the cost value, the higher the priority. The route calculation device 1 calculates the minimum cost route that minimizes the total cost assigned to the links in the route among the routes connecting the nodes.
図１において、経路計算装置１は、トポロジ情報取得部１１と、経路計算部１２と、インタフェース１３と、を含む。経路計算部１２は、作成部１２ａと、計算部１２ｂと、判定部１２ｃと、出力部１２ｄおよび１２ｅと、を含む。
In FIG. 1, the route calculation device 1 includes a topology
トポロジ情報取得部１１は、受付手段の一例である。
The topology
トポロジ情報取得部１１は、所定ネットワークを表す所定ネットワーク情報を受け付ける。所定ネットワークは、ｎ（ｎは２以上の整数）個の所定ノードと、ｍ（ｍはｎよりも小さく１以上の整数）個の所定リンクと、を有する。所定リンクは、所定ノード間を接続する。所定リンクには、優先度を示すコストが付与されている。所定ネットワーク情報は、第１情報の一例である。
The topology
トポロジ情報取得部１１は、所定ネットワーク情報を受け付けた後、コスト変更情報と、計算対象経路情報と、を受け付ける。
The topology
コスト変更情報は、第２情報の一例である。コスト変更情報は、所定リンクのうちコストが変更された変更リンクと、変更リンクの現況とを、少なくとも表す。 The cost change information is an example of second information. The cost change information represents at least a change link whose cost has been changed among predetermined links and the current state of the change link.
例えば、変更リンクが、削除（故障）された所定リンクである場合、変更リンクの現況は、変更リンクが削除された旨、または、変更リンクのコストが無限大「∞」である旨を表す。また、変更リンクのコストが、ある有限の値に変更された場合、変更リンクの現況は、変更後のコストの値（有限値）を表す。 For example, when the changed link is a predetermined link that has been deleted (failed), the current status of the changed link indicates that the changed link has been deleted or that the cost of the changed link is infinite “∞”. When the cost of the changed link is changed to a certain finite value, the current status of the changed link represents the changed cost value (finite value).
計算対象経路情報は、第３情報の一例である。計算対象経路情報は、所定ノードのうち経路計算の対象となる起点ノードおよび終点ノードを表す。 The calculation target route information is an example of third information. The calculation target route information represents a start node and an end node that are targets of route calculation among predetermined nodes.
本実施形態では、トポロジ情報取得部１１は、所定ネットワーク情報と、コスト変更情報と、計算対象経路情報とを、例えば、入力部（不図示）または外部装置（不図示）から取得することによって受け付ける。なお、トポロジ情報取得部１１は、例えば、外部装置（外部機能）から出力された所定ネットワーク情報、コスト変更情報、および、計算対象経路情報を、受け付けてもよい。
In the present embodiment, the topology
経路計算部１２は、トポロジ情報取得部１１が持っている所定ネットワーク情報、コスト変更情報、および、計算対象経路情報を利用して経路計算を行う。
The
作成部１２ａは、作成手段の一例である。
The
作成部１２ａは、所定ネットワーク情報を参照して、所定ノードごとに、所定ネットワークから所定ノードとその所定ノードに接続する所定リンクとを削除した特定ネットワークのトポロジを作成する。作成部１２ａは、所定ノードごとに作成された特定ネットワークのトポロジを計算部１２ｂに出力する。
The creating
計算部１２ｂは、計算手段の一例である。
The
計算部１２ｂは、特定ネットワークのトポロジごとに、特定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、２つのノード単位で、２つのノード間の経路のうち経路内のリンクに付与されたコストの合計が最小となるコスト最小経路を計算する。
For each topology of the specific network, the
例えば、特定ネットワーク内に所定ノードとしてノードａ１、ａ２およびａ３が存在する場合、所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せは、（ａ１、ａ２）と（ａ１、ａ３）と（ａ２、ａ３）の組合せとなる。 For example, when nodes a1, a2, and a3 exist as predetermined nodes in a specific network, all combinations of two of the predetermined nodes are (a1, a2), (a1, a3), (a2, a3). ).
計算部１２ｂは、例えば、ダイクストラのアルゴリズム等の既存のコスト最小経路を計算するアルゴリズムを使用して、全ての組合せについてコスト最小経路を計算する。計算部１２ｂは、コスト最小経路の計算結果を保持する。
The
判定部１２ｃは、判定手段の一例である。
The
判定部１２ｃは、コスト変更情報を解析して、変更リンクでのコストの変化の原因を判定する。
The
本実施形態では、判定部１２ｃは、所定ノードのうちのある所定ノード（以下「第１ノード」と称する）に接続していた所定リンクの情報が全て削除された場合、または、第１ノードに接続する所定リンクのコストが無限大「∞」に変更された場合、コストの変化の原因が、第１ノードの故障であると判定する。
In the present embodiment, the
例えば、判定部１２ｃは、第１ノードに接続していた全ての所定リンクが変更リンクとしてコスト変更情報に表され、かつ、コスト変更情報に表された変更リンクの現況が、変更リンクが削除された旨、または、変更リンクのコストが無限大「∞」である旨を表す場合、コストの変化の原因が、第１ノードの故障であると判定する。
For example, in the
また、判定部１２ｃは、所定ノードのいずれかである第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクが変更リンクとしてコスト変更情報に表され、かつ、第２ノードに接続された全ての所定リンクが変更リンクでなく、かつ、変更リンクの現況がその変更リンクの変更後のコストを示す場合、コストの変化の原因が、第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更であると判定する。
Further, the
判定の実現手法としては、プログラムにより、コスト変更情報を解析して判定する方法などが例として存在する。 As a method for realizing the determination, for example, there is a method of analyzing and determining cost change information by a program.
判定部１２ｃは、判定結果を出力部１２ｄおよび１２ｅに出力する。
The
出力部１２ｄは、第１出力手段の一例である。
The
出力部１２ｄは、コストの変化の原因が第１ノードの故障であると判定された場合、トポロジ情報取得部１１から計算対象経路情報を取得し、第１ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて計算部１２ｂにて計算されたコスト最小経路のうち、計算対象経路情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力する。
When the
出力部１２ｅは、第２出力手段の一例である。 The output unit 12e is an example of a second output unit.
出力部１２ｅは、コストの変化の原因が第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更であると判定された場合、トポロジ情報取得部１１から、所定ネットワーク情報と、コスト変更情報と、計算対象経路情報と、を取得する。
When it is determined that the cause of the cost change is a cost change in one or more predetermined links connected to the second node, the output unit 12e receives the predetermined network information and the cost change from the topology
出力部１２ｅは、所定ネットワーク情報とコスト変更情報と計算対象経路情報とを取得すると、所定ネットワーク情報とコスト変更情報を参照してコスト変化後の所定ネットワークを特定し、コスト変化後の所定ネットワークについて、第２ノードを経由する起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路を計算する。 When the output unit 12e acquires the predetermined network information, the cost change information, and the calculation target route information, the output unit 12e refers to the predetermined network information and the cost change information to identify the predetermined network after the cost change, and the predetermined network after the cost change The minimum cost path between the start node and the end node via the second node is calculated.
出力部１２ｅは、第２ノードを経由する起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路を計算すると、そのコスト最小経路と、第２ノードについて作成部１２ａにて作成された特定ネットワークのトポロジについて計算部１２ｂにて計算された起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路として出力する。
When the output unit 12e calculates the minimum cost route between the start node and the end node via the second node, the output unit 12e calculates the minimum cost route and the topology of the specific network created by the
例えば、出力部１２ｅは、コスト変化後の所定ネットワークでの第２ノードを起点とし所定ノードのうち第２ノード以外のノードの各々を終点とする各経路での第１コスト最小経路と、コスト変化後の所定ネットワークでの第２ノードを終点とし所定ノードのうち第２ノード以外のノードの各々を起点とする各経路での第２コスト最小経路と、を計算し、第１および第２コスト最小経路を参照して、第２ノードを経由する起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路を計算する。 For example, the output unit 12e includes a first cost minimum path in each path starting from the second node in the predetermined network after the cost change and starting from each of the predetermined nodes other than the second node, and the cost change. Calculating the second minimum cost path in each path starting from a second node in a later predetermined network and starting from each of the predetermined nodes other than the second node, and the first and second minimum cost Referring to the route, the minimum cost route between the start node and the end node via the second node is calculated.
なお、計算対象経路情報は、コスト変化後の所定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、２つのノードの一方を起点ノードとして表し、他方を終点ノードとして表すものでもよい。この場合、出力部１２ｄは、起点ノードおよび終点ノードの組合せごとに、起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力し、出力部１２ｅは、起点ノードおよび終点ノードの組合せごとに、起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力する。
The calculation target route information may represent one of the two nodes as a start node and the other as an end node for all combinations of two nodes of the predetermined nodes in the predetermined network after the cost change. . In this case, the
また、計算対象経路情報は、コスト変化後の所定ネットワーク内の起点ノードと終点ノードとの複数の組合せを表すものでもよい。この場合、出力部１２ｅは、起点ノードおよび終点ノードの組合せごとに行われる、第２ノードを経由する起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、そのコスト最小経路と、第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて計算部１２ｅにて計算された起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路として出力する、という一連の処理を、同時並列に実行してもよい。 Further, the calculation target route information may represent a plurality of combinations of the start node and the end node in the predetermined network after the cost change. In this case, the output unit 12e calculates a minimum cost path between the start node and the end node via the second node, which is performed for each combination of the start node and the end node, and the minimum cost path and the second node Among the minimum cost paths between the source node and the end node calculated by the calculation unit 12e for the topology of the specific network created for the path with the lowest cost, the minimum cost path between the source node and the end node As a series of processes may be executed in parallel.
また、出力部１２ｅは、さらに、コストの変化によってコスト最小経路が変わる起点ノードと終点ノード間の経路を検索し、検索された経路についてのみ、第２ノードを経由する起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、そのコスト最小経路と、第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて計算部１２ｂにて計算された起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路として出力してもよい。
The output unit 12e further searches for a route between the start node and the end node where the minimum cost route changes due to a change in cost, and only the searched route is between the start node and the end node via the second node. The minimum cost path, and the minimum cost path between the start node and the end node calculated by the
ここで、経路計算装置１が有する処理機能を説明する。 Here, processing functions of the route calculation apparatus 1 will be described.
経路計算装置１は、ノード間を結ぶリンクの接続状況であるトポロジと、リンクの優先度を示すコストと、にて構成されるネットワークを示すネットワーク情報（所定ネットワーク情報）が与えられ、かつ、ネットワークでのコストの値が変化したときに、コスト変化後のネットワークのトポロジにおけるコスト最小経路を計算する。 The route calculation device 1 is provided with network information (predetermined network information) indicating a network composed of a topology that is a connection state of links connecting nodes and a cost indicating link priority, and the network When the value of the cost in the network changes, the minimum cost path in the network topology after the cost change is calculated.
経路計算装置１は、処理Ｓ１〜Ｓ８を実行可能である。 The route calculation device 1 can execute the processes S1 to S8.
処理Ｓ１では、作成部１２ａと計算部１２ｂは、トポロジ内の指定された１ノードと、そのノードに接続するリンクとを、元のトポロジ（所定ネットワークのトポロジ）から削除したトポロジ（特定ネットワークのトポロジ）を作成し、そのトポロジにおける全起点終点ノードペア間のコスト最小経路を計算する作業を、元のトポロジにおいて全ノードを個別に指定したときのそれぞれのトポロジ（特定ネットワークのトポロジ）パターンについて行う。
In the process S1, the creating
処理Ｓ２では、計算部１２ｂが、処理Ｓ１で計算された結果を記録し、出力部１２ｄおよび１２ｅは、経路の起点、終点、ならびに削除対象ノードが指定されると、処理Ｓ１での計算結果の中から、削除対象ノードが削除された特定ネットワークのトポロジにおける、指定された起点終点間のコスト最小経路を出力する。
In the process S2, the
処理Ｓ３では、判定部１２ｃは、リンクコストが変化したとき、その変化が、ネットワークからのノードの削除、もしくは、端点が同一の１本以上のリンクのコストが変化したことのいずれかに起因したことかを判断する。
In process S3, when the link cost changes, the
処理Ｓ４では、出力部１２ｅは、トポロジと特定の点（ノード）が与えられると、与えられたトポロジにおける特定の点（ノード）を起点とする全コスト最小経路と、与えられたトポロジにおける特定の点（ノード）を終点とする全コスト最小経路と、を計算する。 In the process S4, when the topology and the specific point (node) are given, the output unit 12e outputs the total cost minimum path starting from the specific point (node) in the given topology, and the specific point in the given topology. The minimum cost path with the point (node) as the end point is calculated.
処理Ｓ５では、出力部１２ｅは、処理Ｓ４で計算された経路のうち、指定された起点終点間のコスト最小経路を出力する。 In the process S5, the output unit 12e outputs the minimum cost path between the designated start point and end point among the paths calculated in the process S4.
処理Ｓ６では、トポロジ情報取得部１１およびインタフェース１３は、コスト最小経路の計算に必要なトポロジやコスト（所定ネットワーク情報、コスト変更情報）、起点終点の情報（計算対象経路情報）の入力、ならびに計算結果の出力を行う。
In the process S6, the topology
経路計算装置１は、処理Ｓ６に基づき入力されたリンクコスト変更前のトポロジとコストを表す所定ネットワーク情報をもとに、処理Ｓ１をリンクコストの変更前に実行する。 The route calculation device 1 executes the process S1 before the link cost is changed based on the topology and the predetermined network information representing the cost before the link cost input based on the process S6.
経路計算装置１は、処理Ｓ６により入力された変更後のリンクコストを表すコスト変更情報に基づき処理Ｓ３を実行してコストの変更原因を判定し、その結果、コストの変更原因が第１ノードの削除（故障）によるものであれば、処理Ｓ２に対し、計算したい経路の起点および終点と、削除対象ノードとして今回故障と判定された第１ノードと、を入力として与えた時の出力結果を、計算したい経路の計算結果として出力する。 The route calculation apparatus 1 determines the cause of the cost change by executing the process S3 based on the cost change information indicating the link cost after the change input in the process S6, and as a result, the cause of the cost change is the first node. If it is due to deletion (failure), the output result when the starting point and end point of the route to be calculated and the first node determined to be the current failure as the node to be deleted is given as input to the processing S2. Output as the calculation result of the route to be calculated.
経路計算装置１は、コストの変更原因が、端点（第２ノード）が同一の１本以上のリンクのコストが変化した場合であれば、所定ネットワーク情報とコスト変更情報とによって特定されるコスト変更後の所定ネットワークのトポロジと、特定の点（ノード）となる第２ノードと、を入力として処理Ｓ４を実行する。 If the cause of the cost change is when the cost of one or more links having the same end point (second node) changes, the route calculation device 1 determines the cost change specified by the predetermined network information and the cost change information. The process S4 is executed with the topology of the later predetermined network and the second node as a specific point (node) as inputs.
経路計算装置１は、指定された起点終点ノードペア間のコスト最小経路として、処理Ｓ２に対し、起点、終点、ならびに、第２ノードを削除対象のノードとして入力した結果となる経路１と、処理Ｓ５を実行して得られる起点と第２ノード間のコスト最小経路および第２ノードと終点間のコスト最小経路の両者を合わせた経路２とを、比較し、コストの小さい方を、出力結果とする。
The route calculation device 1 uses the route 1 that is the result of inputting the starting point, the ending point, and the second node as the nodes to be deleted as the minimum cost route between the designated starting point / ending point node pair and the processing S5. Are compared with the
また、処理Ｓ７では、出力部１２ｅは、並列計算可能なプロセスを同時並列に計算する。 Further, in process S7, the output unit 12e calculates processes that can be calculated in parallel in parallel.
経路計算装置１は、端点（第２ノード）が同一の１本以上のリンクのコストが変化した場合、指定された複数の起点終点間のコスト最小経路を処理Ｓ４で計算した後の計算手順を、処理Ｓ７を用いて同時並列に計算を行う。 When the cost of one or more links having the same end point (second node) changes, the route calculation device 1 performs the calculation procedure after calculating the minimum cost route between a plurality of designated start and end points in step S4. The calculation is performed simultaneously in parallel using the process S7.
また、処理Ｓ８では、出力部１２ｅは、処理Ｓ３にてリンクコストの変更が判明したときに、リンクコストの変化によりコスト最小経路が変わる起点終点間の経路のみを検索する。出力部１２ｅは、処理Ｓ８で検索された経路についてのみ、処理Ｓ４実行後の計算手順を実行する。 Further, in process S8, the output unit 12e searches only the path between the start point and the end point where the minimum cost path changes due to the change in the link cost when the change of the link cost is found in process S3. The output unit 12e executes the calculation procedure after execution of the process S4 only for the route searched in the process S8.
経路計算装置１は、コンピュータにて実現されてもよい。この場合、コンピュータは、コンピュータにて読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）のような記録媒体に記録されたプログラムを読込み実行することによって、トポロジ情報取得部１１および経路計算部１２として機能する。記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭに限らず適宜変更可能である。なお、トポロジ情報取得部１１および経路計算部１２は、ロジック回路にて構成されてもよい。
The route calculation device 1 may be realized by a computer. In this case, the computer reads the program recorded on a recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) readable by the computer and executes it as the topology
図２は、本実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図２を参照して、本実施形態の動作を説明する。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the present embodiment. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG.
作成部１２ａは、トポロジ情報取得部１１が所定ネットワーク情報を受け付けると、所定ネットワーク情報を参照して、ノード（所定ノード）とリンク（所定リンク）との接続状況を示す所定ネットワークのトポロジを調査する。
When the topology
続いて、作成部１２ａは、所定ネットワークのトポロジ内のノードを個別に指定する。作成部１２ａは、ノードを個別に指定するごとに、所定ネットワーク情報が示す所定ネットワークから、その指定されたノードと、その指定されたノードに接続するリンクと、を削除したネットワーク（特定ネットワーク）のトポロジを作成する。
Subsequently, the creating
特定ネットワークのトポロジを作成する作業は、所定ネットワーク情報が表す所定ネットワークを構成するすべてのノードを個別に削除する形で実行される。この作業により、所定ネットワークから単一ノードが削除された特定ネットワークのトポロジとして、作成しうる全トポロジパターンが作成される。 The operation of creating the topology of the specific network is executed in such a manner that all nodes constituting the predetermined network represented by the predetermined network information are individually deleted. With this operation, all the topology patterns that can be created are created as the topology of the specific network in which the single node is deleted from the predetermined network.
次に、計算部１２ｂは、特定ネットワークのトポロジのそれぞれについて、起点終点ノード間を結ぶコスト最小経路を計算する。つまり、計算部１２ｂは、特定ネットワークのトポロジごとに、特定ネットワーク内のノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、２つのノード間の経路のうち経路内のリンクに付与されたコストの合計が最小となるコスト最小経路を計算する（ステップＡ１）。
Next, the
経路計算装置１は、特定ネットワークのトポロジを作成し、各特定ネットワーク内の２ノード間のコスト最小経路を計算する処理を、所定ネットワーク情報の受け付けに応じて行うため、この処理は、将来起こるノード故障やリンクのコスト変更の前に行われることになる。 Since the route calculation device 1 creates a topology of a specific network and calculates a minimum cost route between two nodes in each specific network in response to reception of predetermined network information, this processing is performed in a future node. It will be done before failure or link cost change.
その後、ノード故障やリンクのコスト変更が発生すると、コスト変更情報がトポロジ情報取得部１１に入力される（ステップＡ２）。 Thereafter, when a node failure or a link cost change occurs, the cost change information is input to the topology information acquisition unit 11 (step A2).
判定部１２ｃは、トポロジ情報取得部１１からコスト変更情報を受け付けると、処理Ｓ３を実行して、コスト変更が、ノード故障（第１ノードの故障）によるものか、もしくは、端点となるノード（第２ノード）が同一である１つ以上のリンクのコストが変更したものかを判定する（ステップＡ３）。
When the
コスト変更がノード故障によるものであれば、出力部１２ｄは、処理Ｓ２を実行して、所定ネットワークから第１ノードを抜いた特定ネットワークのトポロジにおける指定した起点終点間のコスト最小経路を得る（ステップＡ４）。計算対象経路情報が全経路の計算を意味する場合は、出力部１２ｄは、指定する起点終点として、所定ネットワークから第１ノードを抜いた特定ネットワーク内のすべてのノードペアを指定する。
If the cost change is due to a node failure, the
コスト変更がリンクのコスト変更によるものであれば、判定部１２ｃは、コストが変更したリンク数が１であるか、２以上であるかをチェックする。コストが変更したリンク数が２以上の場合、判定部１２ｃは、コストが変更したリンクの端点のうちの１つがすべて共通していることをチェックする。そして、判定部１２ｃは、共通している端点ノード（第２ノード）を記録する。コスト変更が起こったリンク数が１の場合、判定部１２ｃは、予め設定されたポリシーに従い、コスト変更が起こったリンクの端点ノードのうちの１つ（第２ノード）を選び、それを記録する。
If the cost change is due to a link cost change, the
出力部１２ｅは、計算対象経路の起点と終点と、記録した端点ノード（第２ノード）を削除対象ノードとして、処理Ｓ２に入力したときに得られる経路を記録する。この経路は、図２における候補経路１とする。 The output unit 12e records the route obtained when the calculation target route is input to the process S2 with the start point and end point of the calculation target route and the recorded end point node (second node) as the deletion target node. This route is assumed to be candidate route 1 in FIG.
次いで、出力部１２ｅは、所定ネットワーク情報とコスト変更情報にて特定される、コスト変更後の所定ネットワークのトポロジと、記録したノード（第２ノード）と、を入力として処理Ｓ４を用いて、コストが変化した後における、記録したノード（第２ノード）を起点とするコスト最小経路と、記録したノード（第２ノード）を終点とするコスト最小経路と、を計算する（ステップＡ５）。 Next, the output unit 12e inputs the topology of the predetermined network after the cost change specified by the predetermined network information and the cost change information and the recorded node (second node) using the process S4 as an input. After the change, the minimum cost path starting from the recorded node (second node) and the minimum cost path starting from the recorded node (second node) are calculated (step A5).
その後、出力部１２ｅは、計算対象経路の起点と終点を入力することで、起点と記録したノード（第２ノード）とを結ぶコスト最小経路と、記録したノード（第２ノード）と終点とを結ぶコスト最小経路とを、処理Ｓ５を実行することによって出力する。そして、出力部１２ｅは、起点と記録したノード（第２ノード）とを結ぶコスト最小経路と、記録したノード（第２ノード）と終点とを結ぶコスト最小経路と、の両者の出力結果を合わせた経路を記録する。この経路は、図２における候補経路２とする。出力部１２ｅは、候補経路１、２を比較し、コストの小さいほうを計算対象経路として出力する（ステップＡ６）。
Thereafter, the output unit 12e inputs the starting point and the ending point of the calculation target route, so that the minimum cost path connecting the starting point and the recorded node (second node), and the recorded node (second node) and ending point are obtained. The minimum cost route to be connected is output by executing step S5. The output unit 12e then combines the output results of both the minimum cost path connecting the starting point and the recorded node (second node) and the minimum cost path connecting the recorded node (second node) and the end point. Record the route. This route is assumed to be
なお、複数の起点終点ノードペア間のコスト最小経路を計算する場合、処理Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５による経路の出力処理と、コストの比較処理を、並列に行うことができる。そのような場合、出力部１２ｅは、処理Ｓ７を用いて、それぞれのノードペアのコスト最小経路に対する候補経路の比較処理を並列に行う。 When calculating a minimum cost route between a plurality of origin and destination node pairs, the route output processing by the processing S2, S4, and S5 and the cost comparison processing can be performed in parallel. In such a case, the output unit 12e performs processing of comparing candidate paths with respect to the minimum cost path of each node pair in parallel using process S7.
次に、一例を挙げて、経路計算装置１の動作を説明する。 Next, an example is given and operation | movement of the route calculation apparatus 1 is demonstrated.
図３（ａ）は、コスト変更が起こる前の所定ネットワークのトポロジを示した図である。図３（ａ）に示した所定ネットワークのトポロジは、ノード（所定ノード）ａ〜ｆと、リンク（所定リンク）ａ−ｂと、リンク（所定リンク）ａ−ｄと、リンク（所定リンク）ｂ−ｃと、リンク（所定リンク）ｂ−ｄと、リンク（所定リンク）ｃ−ｅと、リンク（所定リンク）ｃ−ｆと、リンク（所定リンク）ｄ−ｅと、リンク（所定リンク）ｅ−ｆと、から構成される。リンクａ−ｂのコストは「１」である。リンクａ−ｄのコストは「１」である。リンクｂ−ｃのコストは「１」である。リンクｂ−ｄのコストは「１」である。リンクｃ−ｅのコストは「１」である。リンクｃ−ｆのコストは「１」である。リンクｄ−ｅのコストは「１」である。リンクｅ−ｆのコストは「３」である。 FIG. 3A is a diagram illustrating a topology of a predetermined network before a cost change occurs. The topology of the predetermined network shown in FIG. 3A includes nodes (predetermined nodes) a to f, links (predetermined links) ab, links (predetermined links) ad, and links (predetermined links) b. -C, link (predetermined link) b-d, link (predetermined link) c-e, link (predetermined link) cf, link (predetermined link) de, and link (predetermined link) e -F. The cost of the link a-b is “1”. The cost of the link ad is “1”. The cost of the link bc is “1”. The cost of the link b-d is “1”. The cost of the link ce is “1”. The cost of the link cf is “1”. The cost of the link de is “1”. The cost of the link ef is “3”.
図３（ｂ）〜（ｇ）は、図３（ａ）に示した所定ネットワークのトポロジからノードを１つずつ削除した特定ネットワークのトポロジを示した図である。図３（ａ）に示したトポロジは６つのノードを有するので、図３（ａ）に示したトポロジからノードを１つ削除したトロポジの種類は、図３（ｂ）〜（ｇ）にそれぞれ示した６種類となる。図３（ｂ）〜（ｇ）に示した特定ネットワークのトポロジは、作成部１２ａにて作成される。
FIGS. 3B to 3G are diagrams illustrating the topology of a specific network in which nodes are deleted one by one from the topology of the predetermined network illustrated in FIG. Since the topology shown in FIG. 3 (a) has six nodes, the types of topologies obtained by deleting one node from the topology shown in FIG. 3 (a) are shown in FIGS. 3 (b) to 3 (g), respectively. 6 types. The topology of the specific network shown in FIGS. 3B to 3G is created by the
図４は、図３（ａ）に示したトポロジから１つのノードが削除されたトポロジ（特定ネットワークのトポロジ）におけるコスト最小経路の例を示した図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a minimum cost path in a topology (topology of a specific network) in which one node is deleted from the topology illustrated in FIG.
なお、図４（Ａ）は、図３（ａ）に示したトポロジからノードｃが削除されたトポロジを示した図である。図４（ａ）〜（ｅ）は、ノードｃが削除されたトポロジにおいて、ノードｃ以外のノードを起点とするコスト最小経路を示した図である。図４（ａ）〜（ｅ）に示したようなコスト最小経路は、図３（ａ）に示したトポロジから１つのノードが削除された各トポロジ（図３（ｂ）〜（ｇ）参照）について、計算部１２ｂによって、それぞれ計算される。
FIG. 4A is a diagram illustrating a topology in which the node c is deleted from the topology illustrated in FIG. FIGS. 4A to 4E are diagrams illustrating the minimum cost path starting from a node other than the node c in the topology in which the node c is deleted. The minimum cost paths as shown in FIGS. 4A to 4E are each topology in which one node is deleted from the topology shown in FIG. 3A (see FIGS. 3B to 3G). Are respectively calculated by the
計算部１２ｂは、コスト最小経路の計算方法として、ダイクストラのアルゴリズムなどの既存のアルゴリズムを用いる。これらのコスト最小経路の計算は、ノード故障やリンクコストの変更が生じる前に行われる。
The
本実施形態では、ノード故障が起きたときと、リンクコストが変化したときを、コスト最小経路の再計算のタイミングとして扱う。 In the present embodiment, the time when a node failure occurs and the time when the link cost changes are handled as the timing for recalculating the minimum cost path.
まず、ノード故障が起きた時の動作について説明する。 First, the operation when a node failure occurs will be described.
本実施形態では、ノードｃが故障したときに、残ったノードペア間のコスト最小経路を再計算する場合について述べる。このとき、出力部１２ｄは、ノードｃを削除したトポロジに対して計算部１２ｂが計算した、ノードｃ以外のノードペア間を結ぶコスト最小経路（図４（ａ）〜（ｅ））を計算結果として出力する。よって、図４（ａ）〜（ｅ）に記載されたコスト最小経路が計算結果となる。
In the present embodiment, a case will be described in which when the node c fails, the minimum cost path between the remaining node pairs is recalculated. At this time, the
次に、リンクのコストが変化したときにおける動作を説明する。 Next, the operation when the cost of the link changes will be described.
図５（ａ）は、図３（ａ）に示したトポロジにおいて、リンクｂ−ｃが切断された場合のトポロジを示した図である。 FIG. 5A is a diagram illustrating a topology when the link bc is disconnected in the topology illustrated in FIG.
なお、リンクの切断は、コスト変更情報において、変更リンクの現況として、リンクのコストが無限大「∞」になった状態や、リンクの情報が消去された状態と捉える事が可能である。この時におけるトポロジ内の各ノードペア間のコスト最小経路の計算方法を以下に述べる。 In the cost change information, the link disconnection can be regarded as the state of the changed link as a state where the link cost is infinite “∞” or the link information is deleted. A method for calculating the minimum cost path between each node pair in the topology at this time will be described below.
まず、判定部１２ｃは、切断されたリンクの端点のうち、予め決められたポリシーに従って、端点（第２ノード）を選ぶ。今回はランダムで選ばれた結果、ノードｃが前述の端点（第２ノード）に選ばれたとする。
First, the
次に、出力部１２ｅは、コストが変化したトポロジにおける、選ばれた端点（第２ノード）を起点とするコスト最小経路群と、選ばれた端点（第２ノード）を終点とするコスト最小経路群とを、処理Ｓ４を実行して計算する。 Next, the output unit 12e includes a minimum cost path group starting from the selected end point (second node) and a minimum cost path starting from the selected end point (second node) in the topology whose cost has changed. The group is calculated by executing step S4.
処理Ｓ４についても、ダイクストラのアルゴリズムなどの既存のコスト最小経路計算方法を利用することで実現が可能である。 The process S4 can also be realized by using an existing minimum cost path calculation method such as Dijkstra's algorithm.
図５（ｂ）は、ノードｃを起点とするコスト最小経路群を示した図である。図５（ｃ）は、ノードｃを終点とするコスト最小経路群を示した図である。 FIG. 5B is a diagram showing a minimum cost route group starting from the node c. FIG. 5C is a diagram illustrating a minimum cost route group having the node c as an end point.
これらのコスト最小経路は、処理Ｓ５によりそれぞれ出力される。例として、処理Ｓ５でノードｃからノードａまでの経路を出力させると、経路ｃ→ｅ→ｄ→ａが出力される。 These minimum cost paths are each output in step S5. For example, when a route from node c to node a is output in step S5, route c → e → d → a is output.
ノードｃを起点とするコスト最小経路とノードｃを終点とするコスト最小経路との計算が終了すると、出力部１２ｅは、これらの経路と、事前に計算したノードｃを削除したトポロジにおける指定したノードペア間の経路と、を用いて、経路計算を行う。 When the calculation of the minimum cost path starting from node c and the minimum cost path starting from node c ends, the output unit 12e specifies the specified node pair in the topology in which these paths and the previously calculated node c are deleted. The route calculation is performed using the route between.
図６（ａ）〜（ｃ）は、ノードａとノードｆの間のコスト最小経路の再計算を説明するための図である。 6A to 6C are diagrams for explaining recalculation of the minimum cost path between the node a and the node f.
まず、出力部１２ｅは、処理Ｓ１で得られた、ノードｃを削除したトポロジにおいて計算されたノードａとノードｆとの間のコスト最小経路を、候補経路１とする（図６（ａ）参照）。 First, the output unit 12e sets the minimum cost route between the node a and the node f calculated in the topology obtained by the processing S1 and deleted from the node c as the candidate route 1 (see FIG. 6A). ).
そして、出力部１２ｅは、処理Ｓ４およびＳ５で得られた、ノードａからノードｃまでの経路と、処理Ｓ４およびＳ５で得られた、ノードｃからノードｆまでの経路と、を合わせた経路を、候補経路２とする（図６（ｂ）参照）。 Then, the output unit 12e obtains a route obtained by combining the route from the node a to the node c obtained in the processing S4 and S5 and the route from the node c to the node f obtained in the processing S4 and S5. , Candidate path 2 (see FIG. 6B).
候補経路１のコストは「５」で、候補経路２のコストは「４」である。出力部１２ｅは、 これらの候補経路のうち、コストが小さい方の経路を計算結果として選択する。この場合、候補経路２のコストが小さいので、出力部１２ｅは、候補経路２を計算結果として選択する（図６（ｃ）参照）。
The cost of the candidate route 1 is “5”, and the cost of the
図６（ｄ）〜（ｆ）は、ノードａとノードｂの間のコスト最小経路の再計算を説明するための図である。 FIGS. 6D to 6F are diagrams for explaining the recalculation of the minimum cost path between the node a and the node b.
出力部１２ｅは、上記と同様の方法でノードａとノードｂとの間のコスト最小経路を計算する。 The output unit 12e calculates the minimum cost path between the node a and the node b by the same method as described above.
この場合も、出力部１２ｅは、候補経路１として、ノードｃを削除したトポロジにおけるノードａとノードｂとの間のコスト最小経路を選び（図６（ｄ）参照）、候補経路２として、ノードａとノードｃとの間のコスト最小経路とノードｃとノードｂとの間のコスト最小経路とを合わせた経路（図６（ｅ）参照）を選択する。
Also in this case, the output unit 12e selects the minimum cost route between the node a and the node b in the topology in which the node c is deleted as the candidate route 1 (see FIG. 6D), and the
この場合、候補経路１のほうがコストが小さいので、出力部１２ｅは、候補経路１をコスト最小経路（図６（ｆ）参照）として出力する。他のノードペア間のコスト最小経路を計算する場合も同様の方法で計算することが可能である。 In this case, since the cost of the candidate route 1 is smaller, the output unit 12e outputs the candidate route 1 as the minimum cost route (see FIG. 6F). The same method can be used for calculating the minimum cost path between other node pairs.
以上がコスト最小経路を計算する方法である。 The above is the method for calculating the minimum cost route.
なお、コスト最小経路の再計算であるが、前述のように再計算した結果が、所定ネットワークにおけるコストが変化する前の経路と全く同じ場合が存在する。 In addition, although recalculation of the minimum cost route, there are cases where the result of recalculation as described above is exactly the same as the route before the cost in the predetermined network changes.
全ノードペア間のコスト最小経路を計算する必要がある場合、そのような経路があらかじめ分かっている場合、そのような経路の再計算処理を行わず、コスト変化前の経路を計算結果として採用することで計算時間の短縮を実現することが可能となる。そのような場合の例として、図７に記載した状況について説明する。 When it is necessary to calculate the minimum cost route between all node pairs, if such a route is known in advance, the route before the cost change should be adopted as the calculation result without recalculating the route. This makes it possible to reduce the calculation time. As an example of such a case, the situation described in FIG. 7 will be described.
図７（ａ）は、コスト変化前の所定ネットワークのトポロジを示した図である。この場合におけるノードａ起点のコスト最小経路は、図７（ｂ）に記載される経路である。 FIG. 7A is a diagram illustrating a topology of a predetermined network before a cost change. In this case, the minimum cost route starting from the node a is the route described in FIG.
このとき、ノードｂとノードｃとの間のリンクが切断したとする（図７（ｃ）参照）。 At this time, it is assumed that the link between the node b and the node c is disconnected (see FIG. 7C).
このとき、ノードａ起点のコスト最小経路のうち、ノードｂとノードｃとの間のリンクを使用する経路のみ再計算をする必要がある。 At this time, it is necessary to recalculate only the route using the link between the node b and the node c among the minimum cost routes starting from the node a.
このため、出力部１２ｅは、コストの変化によってコスト最小経路が変わる起点ノードと終点ノード間の経路（ノードｂとノードｃとの間のリンクを使用する経路）を検索し、前述のコスト最小経路計算処理を、ノードａとノードｃとの間のコスト最小経路の計算と、ノードａとノードｆとの間のコスト最小経路の計算に対して行い、残りのノードまでのコスト最小経路は、再計算せず、リンク切断前のコスト最小経路を再利用することで、計算時間を短縮することができる。 For this reason, the output unit 12e searches for a route between the start node and the end node (a route using the link between the node b and the node c) in which the minimum cost route changes due to a cost change, and the above-described minimum cost route. The calculation process is performed for the calculation of the minimum cost path between the node a and the node c and the calculation of the minimum cost path between the node a and the node f. The minimum cost path to the remaining nodes is The calculation time can be shortened by reusing the minimum cost path before link disconnection without calculating.
出力部１２ｅは、その他のノードペア間のコスト最小経路についても同様にリンクｂ−ｃを経由するコスト最小経路のみ再計算を行うことによって、全ノードペア間のコスト最小経路の計算時間を短縮することが可能となる。 The output unit 12e can shorten the calculation time of the minimum cost path between all the node pairs by recalculating only the minimum cost path via the link b-c in the same manner for the minimum cost path between the other node pairs. It becomes possible.
本実施形態によれば、コストの変化の原因が第１ノードの故障である場合、出力部１２ｄは、第１ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて計算部１２ｂにて計算されたコスト最小経路のうち、起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力する。
According to the present embodiment, when the cause of the cost change is a failure of the first node, the
また、コストの変化の原因が第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更である場合、出力部１２ｅは、コストの変更後の所定ネットワークについて、第２ノードを経由する起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、そのコスト最小経路と、第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて計算部１２ｂにて計算された起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路として出力する。
In addition, when the cause of the cost change is a cost change in one or more predetermined links connected to the second node, the output unit 12e starts from the second node with respect to the predetermined network after the cost change. The minimum cost path between the node and the end node is calculated, and the minimum cost between the start node and the end node calculated by the
本実施形態では、ノード故障を想定したときのコスト最小経路のみを予め計算することで、予め全故障パターンのコスト最小経路を持つ場合と比べて、持つべき情報量を削減しながら、単一ノード（第１ノード）故障、もしくは、端点となるノード（第２ノード）が同一である１つ以上のリンクの同時故障が生じた時の経路計算を行うことが可能になる。 In this embodiment, by calculating only the minimum cost path when a node failure is assumed in advance, a single node can be reduced while reducing the amount of information to have compared to the case of having the minimum cost path of all failure patterns in advance. It is possible to perform path calculation when a (first node) failure or a simultaneous failure of one or more links having the same end point node (second node) occurs.
また、コスト最小経路の再計算を行う際、既に計算済みのコスト最小経路の他に新たに計算されるコスト最小経路は、第２ノードを経由するコスト最小経路のみとなるため、コスト最小経路の候補の最大数を予測でき、よって、コスト最小経路の計算時間の予測が容易となり、また、計算時間もほぼ一定の時間で高速に計算することが可能となる。 In addition, when recalculating the minimum cost route, in addition to the already calculated minimum cost route, the newly calculated minimum cost route is only the minimum cost route via the second node. The maximum number of candidates can be predicted. Therefore, the calculation time of the minimum cost path can be easily predicted, and the calculation time can be calculated at a high speed in a substantially constant time.
また、本実施形態では、出力部１２ｅは、コストの変更後の所定ネットワークでの第２ノードを起点とし所定ノードのうち第２ノード以外のノードの各々を終点とする各経路での第１コスト最小経路と、コストの変更後の所定ネットワークでの第２ノードを終点とし所定ノードのうち第２ノード以外のノードの各々を起点とする各経路での第２コスト最小経路と、を計算し、第１および第２コスト最小経路を参照して、第２ノードを経由する起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路を計算する。 Further, in the present embodiment, the output unit 12e uses the second node in the predetermined network after the cost change as the starting point, and the first cost in each route starting from each of the predetermined nodes other than the second node. Calculating the minimum path and the second minimum cost path in each path starting from the second node in the predetermined network after the cost change and starting from each of the predetermined nodes other than the second node; With reference to the first and second minimum cost paths, a minimum cost path between the start node and the end node via the second node is calculated.
この場合、コストの変更後の所定ネットワークでの２ノードの全ての組合せでのコスト最小経路を算出する際、第１および第２コスト最小経路の算出を一度にまとめて行うことが可能になる。 In this case, when calculating the minimum cost path for all combinations of two nodes in the predetermined network after the cost change, the first and second minimum cost paths can be calculated all at once.
また、本実施形態では、計算対象経路情報が、コストの変更後の所定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、２つのノードの一方を起点ノードとして表し、他方を終点ノードとして表すものである場合、出力部１２ｄは、起点ノードおよび終点ノードの組合せごとに、起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力し、出力部１２ｅは、起点ノードおよび終点ノードの組合せごとに、起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力する。
In this embodiment, the calculation target route information represents one of the two nodes as a starting node and the other as an end point for all combinations of two nodes of the predetermined nodes in the predetermined network after the cost change. When expressed as a node, the
この場合、コストの変更後の所定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、コスト最小経路を算出することが可能になる。 In this case, it is possible to calculate the minimum cost path for all combinations of two nodes among the predetermined nodes in the predetermined network after the cost change.
また、本実施形態では、計算対象経路情報が、コストの変更後の所定ネットワーク内の起点ノードと終点ノードとの複数の組合せを表すものである場合、出力部１２ｅは、起点ノードおよび終点ノードの組合せごとに行われる、コストの変更後の所定ネットワークでの第２ノードを経由する起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、そのコスト最小経路と、第２ノードについての特定ネットワークのトポロジについて計算部１２ｂにて計算された起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路として出力する、という一連の処理を、同時並列に実行する。
In the present embodiment, when the calculation target route information represents a plurality of combinations of the start node and the end node in the predetermined network after the cost change, the output unit 12e displays the start node and the end node. Calculate the minimum cost path between the start node and the end node via the second node in the predetermined network after the cost change, which is performed for each combination, and the specific network of the minimum cost path and the second node Among the minimum cost paths between the start node and the end node calculated by the
この場合、さらなる計算時間の高速化を実現することが可能になる。 In this case, it is possible to further increase the calculation time.
また、本実施形態では、出力部１２ｅは、さらに、コストの変化によってコスト最小経路が変わる起点ノードと終点ノード間の経路を検索し、検索された経路についてのみ、コストの変更後の所定ネットワークでの第２ノードを経由する起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、そのコスト最小経路と、第２ノードについての特定ネットワークのトポロジについて計算部１２ｂにて計算された起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、起点ノードと終点ノードの間のコスト最小経路として出力する。
Further, in the present embodiment, the output unit 12e further searches for a route between the start node and the end node where the minimum cost route changes due to a change in cost, and only the searched route in the predetermined network after the cost change. The minimum cost path between the start node and the end node via the second node is calculated, and the start node and end point calculated by the
この場合、再計算の結果、再計算前の経路と同じ結果が計算されることが分かっている経路については、再計算前の経路を再利用することが可能になり、再計算すべき経路数が削減され、さらなる計算時間の短縮が可能となる。 In this case, as a result of recalculation, it is possible to reuse the route before recalculation for the route for which it is known that the same result as the route before recalculation is calculated. And the calculation time can be further shortened.
また、本実施形態では、判定部１２ｃは、コスト変更情報を解析し、第１ノードに接続された全ての所定リンクが変更リンクであり、かつ、その変更リンクの現況がその変更リンクが切断された旨を示す場合、コストの変化の原因が第１ノードの故障であると判定し、第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクが変更リンクであり、かつ、第２ノードに接続された全ての所定リンクが変更リンクでなく、かつ、その変更リンクの現況がその変更リンクの変更後のコストを示す場合、コストの変化の原因が第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更であると判定する。
In the present embodiment, the
この場合、コストの変化の原因を高い精度で判定することが可能になる。 In this case, the cause of the cost change can be determined with high accuracy.
図８は、図１に示した経路計算装置１と通信するデータ転送装置２の機能ブロック図である。なお、図８において、図１に示したものと同一機能を有するものには同一符号を付してある。
FIG. 8 is a functional block diagram of the
データ転送装置２は、例えば、新規追加ネットワーク内の追加ノードまたは既存ネットワーク内の所定ノードであり、図１に示した経路計算装置１から経路計算結果、もしくは、経路計算結果を加工した、データの転送先を表すデータを受け取り、経路計算装置１からの経路計算結果またはデータに従って、新規追加ネットワークまたは既存ネットワークから受け取ったデータを、適切な出力先に転送する。
The
データ転送装置２は、経路情報制御部２１と、データ転送部２２と、インタフェース２３および２４と、を含む。
The
経路情報制御部２１は、設定手段の一例である。
The route
経路情報制御部２１は、経路計算装置１内の経路計算部１２により出力された経路情報（経路計算結果）を受け取り、経路情報に基づいて、データの転送先を設定する。本実施形態では、経路情報制御部２１は、経路情報を、データの宛先に対応する次の転送先を示す転送先情報に変換する。経路情報制御部２１は、データ転送部２２が転送先情報を参照できるように、転送先情報を管理する。
The route
データ転送部２２は、転送手段の一例である。
The
データ転送部２２は、経路情報制御部２１が設定した次のデータの転送先情報から、入力データの宛先に対応する次のデータの転送先を検索し、検索結果へとデータを転送する。
The
インタフェース２３および２４は、外部の機能部ならびに外部装置とデータの入出力を行う。
The
データ転送装置２は、コンピュータにて実現されてもよい。この場合、コンピュータは、コンピュータにて読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録されたプログラムを読込み実行することによって、経路情報制御部２１およびデータ転送部２２として機能する。記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭに限らず適宜変更可能である。なお、経路情報制御部２１およびデータ転送部２２は、ロジック回路にて構成されてもよい。
The
なお、経路計算装置１内の経路計算部１２は、データ転送装置２に含まれてもよいし、ネットワークやコネクタなどを介してデータ転送装置２とつながる外部装置に存在してもよい。
The
本実施形態では、データ転送装置２は、経路計算装置１にて計算されたコスト最小経路を用いて、データの転送先を設定する。経路計算装置１でのコスト最小経路の計算時間が短いため、データ転送装置２は、的確な転送先を早期に設定することが可能になる。
In the present embodiment, the
以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。 In the embodiment described above, the illustrated configuration is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration.
１ 経路計算装置
１１ トポロジ情報取得部
１２ 経路計算部
１２ａ 作成部
１２ｂ 計算部
１２ｃ 判定部
１２ｄ 出力部
１２ｅ 出力部
１３ インタフェース
２ データ転送装置
２１ 経路情報制御部
２２ データ転送部
２３〜２４ インタフェース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Path |
Claims (10)
前記第１情報を参照して、前記所定ノードごとに、前記所定ネットワークから当該所定ノードと当該所定ノードに接続する所定リンクとを削除した特定ネットワークのトポロジを作成する作成手段と、
前記特定ネットワークのトポロジごとに、当該特定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、当該２つのノード間の経路のうち当該経路内のリンクに付与されたコストの合計が最小となるコスト最小経路を計算する計算手段と、
前記第２情報を解析して前記コストの変化の原因を判定する判定手段と、
前記コストの変化の原因が、前記所定ノードのいずれかである第１ノードの故障であると判定された場合、前記第１ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算手段にて計算されたコスト最小経路のうち、前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力する第１出力手段と、
前記コストの変化の原因が、前記所定リンクのうち前記所定ノードのいずれかである第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更であると判定された場合、前記第１情報と前記第２情報を参照して、前記コストの変更後の所定ネットワークについて、前記第２ノードを経由する前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、当該コスト最小経路と、前記第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算手段にて計算されたコスト最小経路のうち前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路として出力する第２出力手段と、を含む経路計算装置。 n (n is an integer greater than or equal to 2) predetermined nodes and m (m is an integer smaller than n and greater than or equal to 1) predetermined links, and the predetermined links connect the predetermined nodes to the predetermined links. First information representing a predetermined network to which a cost indicating priority is given is received, and then second information representing a changed link whose cost has been changed among the predetermined links and the current state of the changed link, and the predetermined node Receiving means for receiving third information representing a starting node and an ending node that are subject to route calculation,
Creating means for creating a topology of a specific network in which the predetermined node and the predetermined link connected to the predetermined node are deleted from the predetermined network for each predetermined node with reference to the first information;
For each topology of the specific network, for all combinations of two nodes among the predetermined nodes in the specific network, the total cost given to the links in the path among the paths between the two nodes is the minimum A calculation means for calculating the minimum cost route,
Determination means for analyzing the second information to determine the cause of the change in cost;
When it is determined that the cause of the change in cost is a failure of the first node which is one of the predetermined nodes, the topology of the specific network created for the first node is calculated by the calculation means A first output means for outputting a minimum cost path between a start node and an end node represented by the third information among the minimum cost paths;
When it is determined that the cause of the cost change is a cost change in one or more predetermined links connected to a second node that is one of the predetermined nodes among the predetermined links, the first information Referring to the second information, for the predetermined network after the cost change, calculate a minimum cost path between the start node and the end node via the second node, the minimum cost path, Of the minimum cost paths calculated by the calculation means for the topology of the specific network created for the second node, the cost is small among the minimum cost paths between the start node and the end node represented by the third information. And a second output unit that outputs a route as a minimum cost route between the start node and the end node.
前記第２出力手段は、前記コストの変更後の所定ネットワークでの前記第２ノードを起点とし前記所定ノードのうち前記第２ノード以外のノードの各々を終点とする各経路での第１コスト最小経路と、前記コストの変更後の所定ネットワークでの前記第２ノードを終点とし前記所定ノードのうち前記第２ノード以外のノードの各々を起点とする各経路での第２コスト最小経路と、を計算し、前記第１および第２コスト最小経路を参照して、前記第２ノードを経由する前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路を計算する、経路計算装置。 The route calculation apparatus according to claim 1,
The second output means is a first cost minimum on each route starting from the second node in the predetermined network after the cost change and starting from each of the predetermined nodes other than the second node. A path and a second minimum cost path in each path starting from the second node in the predetermined network after the cost change and starting from each of the predetermined nodes other than the second node; A path calculation device that calculates and refers to the first and second minimum cost paths to calculate a minimum cost path between the start node and the end node via the second node.
前記第３情報は、前記コストの変更後の所定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、当該２つのノードの一方を前記起点ノードとして表し、他方を前記終点ノードとして表すものであり、
前記第１出力手段は、前記起点ノードおよび前記終点ノードの組合せごとに、前記起点ノードおよび前記終点ノード間のコスト最小経路を出力し、
前記第２出力手段は、前記起点ノードおよび前記終点ノードの組合せごとに、前記起点ノードおよび前記終点ノード間のコスト最小経路を出力する、経路計算装置。 In the route calculation apparatus according to claim 1 or 2,
The third information represents one of the two nodes as the start node and the other as the end node for all combinations of two nodes of the predetermined nodes in the predetermined network after the cost change. Is,
The first output means outputs a minimum cost path between the start node and the end node for each combination of the start node and the end node,
The second output means outputs a minimum cost path between the start node and the end node for each combination of the start node and the end node.
前記第３情報は、前記コストの変更後の所定ネットワーク内の前記起点ノードと前記終点ノードとの複数の組合せを表すものであり、
前記第２出力手段は、前記起点ノードおよび前記終点ノードの組合せごとに行われる、前記コストの変更後の所定ネットワークでの前記第２ノードを経由する前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、当該コスト最小経路と、前記第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算手段にて計算された前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路として出力する、という一連の処理を、同時並列に実行する、経路計算装置。 In the route calculation apparatus according to claim 1 or 2,
The third information represents a plurality of combinations of the start node and the end node in the predetermined network after the cost change,
The second output means performs the minimum cost between the start node and the end node via the second node in the predetermined network after the cost change, which is performed for each combination of the start node and the end node. A path is calculated, and the minimum cost path, and the minimum cost path between the start node and the end node calculated by the calculation unit for the topology of the specific network created for the second node, A path calculation device that executes a series of processes of outputting a path with a low cost as a minimum cost path between the start node and the end node in parallel.
前記第２出力手段は、さらに、前記コストの変化によってコスト最小経路が変わる起点ノードと終点ノード間の経路を検索し、当該検索された経路についてのみ、前記コストの変更後の所定ネットワークでの前記第２ノードを経由する前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、当該コスト最小経路と、前記第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算手段にて計算された前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路として出力する、経路計算装置。 In the route calculation device according to any one of claims 1 to 4,
The second output means further searches for a route between a start node and an end node where a minimum cost route changes due to a change in the cost, and only the searched route in the predetermined network after the change of the cost. The minimum cost path between the origin node and the end node passing through the second node is calculated, and the topology of the specific network created for the minimum cost path and the second node is calculated by the calculation unit. A route calculation apparatus that outputs a route having a low cost among the minimum cost routes between the start node and the end node as a minimum cost route between the start node and the end node.
前記判定手段は、前記第２情報を解析し、前記第１ノードに接続された全ての所定リンクが前記変更リンクであり、かつ、当該変更リンクの現況が当該変更リンクが切断された旨を示す場合、前記コストの変化の原因が前記第１ノードの故障であると判定し、また、前記第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクが変更リンクであり、かつ、前記第２ノードに接続された全ての所定リンクが前記変更リンクでなく、かつ、当該変更リンクの現況が当該変更リンクの変更後のコストを示す場合、前記コストの変化の原因が前記第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更であると判定する、経路計算装置。 In the route calculation device according to any one of claims 1 to 5,
The determination unit analyzes the second information and indicates that all the predetermined links connected to the first node are the changed links, and the current status of the changed links indicates that the changed links have been disconnected. Determining that the cause of the change in cost is a failure of the first node, and that one or more predetermined links connected to the second node are changed links, and the second node When all the predetermined links connected are not the change link and the current status of the change link indicates the cost after the change of the change link, the cause of the change in the cost is connected to the second node 1 A route calculation apparatus that determines a cost change at two or more predetermined links.
前記経路計算装置から経路計算結果を受け取り、当該経路計算結果に基づいて、前記データの転送先を設定する設定手段と、
前記設定された転送先に前記データを転送する転送手段と、を含むデータ転送装置。 A data transfer apparatus, which is the predetermined node, connected to the route calculation apparatus according to any one of claims 1 to 6, and transfers data received from the predetermined network to a destination of the data,
Setting means for receiving a route calculation result from the route calculation device and setting a transfer destination of the data based on the route calculation result;
A data transfer device including transfer means for transferring the data to the set transfer destination.
ｎ（ｎは２以上の整数）個の所定ノードとｍ（ｍはｎよりも小さく１以上の整数）個の所定リンクとを有し前記所定リンクが前記所定ノード間を接続し前記所定リンクに優先度を示すコストが付与された所定ネットワークを表す第１情報を受け付け、その後、前記所定リンクのうちコストが変更された変更リンクと当該変更リンクの現況とを表す第２情報と、前記所定ノードのうち経路計算の対象となる起点ノードおよび終点ノードを表す第３情報と、を受け付ける受付ステップと、
前記第１情報を参照して、前記所定ノードごとに、前記所定ネットワークから当該所定ノードと当該所定ノードに接続する所定リンクとを削除した特定ネットワークのトポロジを作成する作成ステップと、
前記特定ネットワークのトポロジごとに、当該特定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、当該２つのノード間の経路のうち当該経路内のリンクに付与されたコストの合計が最小となるコスト最小経路を計算する計算ステップと、
前記第２情報を解析して前記コストの変化の原因を判定する判定ステップと、
前記コストの変化の原因が、前記所定ノードのいずれかである第１ノードの故障であると判定された場合、前記第１ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算ステップにて計算されたコスト最小経路のうち、前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力する第１出力ステップと、
前記コストの変化の原因が、前記所定リンクのうち前記所定ノードのいずれかである第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更であると判定された場合、前記第１情報と第２情報を参照して、前記コストの変更後の所定ネットワークについて、前記第２ノードを経由する前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、当該コスト最小経路と、前記第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算ステップにて計算されたコスト最小経路のうち前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路として出力する第２出力ステップと、を含む経路計算方法。 A route calculation method in a route calculation device,
n (n is an integer greater than or equal to 2) predetermined nodes and m (m is an integer smaller than n and greater than or equal to 1) predetermined links, and the predetermined links connect the predetermined nodes to the predetermined links. First information representing a predetermined network to which a cost indicating priority is given is received, and then second information representing a changed link whose cost has been changed among the predetermined links and the current state of the changed link, and the predetermined node A receiving step for receiving third information representing a starting node and an ending node that are subject to route calculation,
Creating a topology of a specific network in which the predetermined node and a predetermined link connected to the predetermined node are deleted from the predetermined network with reference to the first information;
For each topology of the specific network, for all combinations of two nodes among the predetermined nodes in the specific network, the total cost given to the links in the path among the paths between the two nodes is the minimum A calculation step for calculating a minimum cost route,
A determination step of analyzing the second information to determine a cause of the cost change;
When it is determined that the cause of the cost change is a failure of the first node which is one of the predetermined nodes, the topology of the specific network created for the first node is calculated in the calculation step. A first output step of outputting a minimum cost path between a start node and an end node represented by the third information among the minimum cost paths;
When it is determined that the cause of the cost change is a cost change in one or more predetermined links connected to a second node that is one of the predetermined nodes among the predetermined links, the first information And the second information, for the predetermined network after the change of the cost, to calculate a minimum cost path between the start node and the end node via the second node, the minimum cost path, Of the minimum cost paths calculated in the calculation step for the topology of the specific network created for the second node, the path with the lowest cost among the minimum cost paths between the start node and the end node represented by the third information And a second output step of outputting as a minimum cost route between the start node and the end node.
前記経路計算装置から経路計算結果を受け取り、当該経路計算結果に基づいて、前記データの転送先を設定する設定ステップと、
前記設定された転送先に前記データを転送する転送ステップと、を含むデータ転送方法。 A data transfer method in a data transfer apparatus, which is the predetermined node, is connected to the route calculation apparatus according to any one of claims 1 to 6 and transfers data received from the predetermined network to a destination of the data. There,
A setting step for receiving a route calculation result from the route calculation device and setting a transfer destination of the data based on the route calculation result;
A data transfer method comprising: transferring the data to the set transfer destination.
ｎ（ｎは２以上の整数）個の所定ノードとｍ（ｍはｎよりも小さく１以上の整数）個の所定リンクとを有し前記所定リンクが前記所定ノード間を接続し前記所定リンクに優先度を示すコストが付与された所定ネットワークを表す第１情報を受け付け、その後、前記所定リンクのうちコストが変更された変更リンクと当該変更リンクの現況とを表す第２情報と、前記所定ノードのうち経路計算の対象となる起点ノードおよび終点ノードを表す第３情報と、を受け付ける受付手順と、
前記第１情報を参照して、前記所定ノードごとに、前記所定ネットワークから当該所定ノードと当該所定ノードに接続する所定リンクとを削除した特定ネットワークのトポロジを作成する作成手順と、
前記特定ネットワークのトポロジごとに、当該特定ネットワーク内の所定ノードのうちの２つのノードの全ての組合せについて、当該２つのノード間の経路のうち当該経路内のリンクに付与されたコストの合計が最小となるコスト最小経路を計算する計算手順と、
前記第２情報を解析して前記コストの変化の原因を判定する判定手順と、
前記コストの変化の原因が、前記所定ノードのいずれかである第１ノードの故障であると判定された場合、前記第１ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算手順にて計算されたコスト最小経路のうち、前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路を出力する第１出力手順と、
前記コストの変化の原因が、前記所定リンクのうち前記所定ノードのいずれかである第２ノードに接続された１つ以上の所定リンクでのコスト変更であると判定された場合、前記第１情報と第２情報を参照して、前記コストの変更後の所定ネットワークについて、前記第２ノードを経由する前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路を計算し、当該コスト最小経路と、前記第２ノードについて作成された特定ネットワークのトポロジについて前記計算手順にて計算されたコスト最小経路のうち前記第３情報が表す起点ノードおよび終点ノード間のコスト最小経路と、のうち、コストが小さい経路を、前記起点ノードと前記終点ノードの間のコスト最小経路として出力する第２出力手順と、を実行させるためのプログラム。 On the computer,
n (n is an integer greater than or equal to 2) predetermined nodes and m (m is an integer smaller than n and greater than or equal to 1) predetermined links, and the predetermined links connect the predetermined nodes to First information representing a predetermined network to which a cost indicating priority is given is received, and then second information representing a changed link whose cost has been changed among the predetermined links and the current state of the changed link, and the predetermined node A reception procedure for receiving third information representing a starting node and an ending node that are subject to route calculation,
A creation procedure for creating a topology of a specific network in which the predetermined node and a predetermined link connected to the predetermined node are deleted from the predetermined network for each predetermined node with reference to the first information;
For each topology of the specific network, for all combinations of two nodes among the predetermined nodes in the specific network, the total cost given to the links in the path among the paths between the two nodes is the minimum A calculation procedure for calculating the minimum cost route,
A determination procedure for analyzing the second information and determining the cause of the cost change;
When it is determined that the cause of the cost change is a failure of the first node which is one of the predetermined nodes, the topology of the specific network created for the first node is calculated by the calculation procedure. A first output procedure for outputting a minimum cost path between a start node and an end node represented by the third information among the minimum cost paths;
When it is determined that the cause of the cost change is a cost change in one or more predetermined links connected to a second node that is one of the predetermined nodes among the predetermined links, the first information And the second information, for the predetermined network after the change of the cost, to calculate a minimum cost path between the start node and the end node via the second node, the minimum cost path, Of the minimum cost paths calculated in the calculation procedure for the topology of the specific network created for the second node, the path with the lowest cost among the minimum cost paths between the start node and the end node represented by the third information Is output as a minimum cost path between the start node and the end node.
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| JP2010150915A JP2012015837A (en) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | Path calculation device, data transfer device, path calculation method, data transfer method and program |
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| JP2010150915A JP2012015837A (en) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | Path calculation device, data transfer device, path calculation method, data transfer method and program |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014138244A (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Fujitsu Ltd | Centralized management network control system |
| JP2015104042A (en) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 株式会社日立製作所 | Transfer device, server and route change method |
| JP2016189520A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 株式会社日立製作所 | Management device of network |
| CN115062443A (en) * | 2022-07-13 | 2022-09-16 | 杭州阳斯信息技术有限公司 | Normalized utilization method of power distribution network in current situation network frame |
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2010
- 2010-07-01 JP JP2010150915A patent/JP2012015837A/en active Pending
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