JP3699375B2 - 経路選択装置およびプログラムおよび記録媒体および経路選択方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はIPネットワークにおける経路選択に利用する。特に、経路選択の際の規範としてOSPF(Open Shortest Path First)およびSRLG(Shared Risk
Link Group)の双方の概念を用いる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
IPネットワークで用いられている制御技術を拡張して、IP−subレイヤ(Wavelength,TDM,fiber)を自律分散的に制御できるGeneralized Multi−Protocol Label Switching(GMPLS)の検討が進められている(A.Banerjee,J.Drake,J.P.Lang,B.Turner,K.Komplella,and Y.Rekhter,"Generalized Multiprotocol Label Switching:An Overview of Routing and Management Enhancements,"IEEE Commun.Mag.,pp.144-150,Jan.2001)。
【0003】
GMPLSでは、Open Shortest Path First(OSPF)のようなIPルーティングプロトコルを拡張し、各レイヤのリンク状態を各ノードに通知することにより、各レイヤでのルーティングが可能となる。
【0004】
GMPLSのOSPF拡張では、Shared Risk Link Group(SRLG)という情報をさらに通知する。各レイヤでの信頼性を確保するために、複数の独立な経路が必要となるが、例えば、複数の波長が同一ファイバに属している場合には、ファイバが切断されると、それら波長に影響を受けるため、上位レイヤでの経路選択においても、下位レイヤのSRLGの情報を考慮しなければならない。
【0005】
従来の経路選択装置を図7に示す。図7に例示した従来の経路選択装置は、OSPFリンクコストメモリ10および独立経路計算部40を備え、SRLGについては考慮されていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、k−shortest pathアルゴリズムにより、OSPFで通知されるリンクコストに基づいて、SRLGのある独立経路算出方法はあるが、最初にSRLGに属するメンバが多いリンクを選択した場合には、所望の独立経路数を求めることができないという問題が生じる。
【0007】
この問題点を図8のネットワークの例を用いて説明する。発ノード0から着ノード5まで独立経路を設定することを考える。各リンクに対して、リンクL(i,j)のコストCOSPF(i,j)が与えられる。このリンクコストは、例えば、OSPFというルーティングプロトコルによって各ノードに通知される。srlg(i,j,g)は、SRLGの情報を示すものであり、リンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”をとり、そうでなければ“0”をとる。図8の例では、srlg(4,5,0)=1,srlg(2,5,0)=1となっている。これはSRLGグループ#0には、リンクL(4,5)とリンクL(2,5)が属している。SRLGの例を図9に示した。図9の例ではルータ#4とルータ#5との間のリンクおよびルータ#2とルータ#5との間のリンクが同じSRLGグループ#0に属する。すなわち、リンクL(4,5)およびリンクL(2,5)は、光クロスコネクトを介して、それぞれλ1とλ2という波長で、同一のファイバを使用している。このファイバに属しているSRLGグループをSRLG#0としている。
【0008】
図8に戻り、OSPFのリンクコストCOSPF(i,j)に基づいて、独立経路を選択しようとした場合には、まず、最短経路として、0−1−2−5が選ばれる。次に、ノード独立経路を選ぶ場合は、L(0,1)、L(1,2)、L(2,5)、さらに、SRLGを考慮して、L(4,5)、およびノード1、2を削除しなければならない。リンク独立経路を選ぶ際には、ノード1、2は、削除しなくてよい。ここでは、独立経路とは、特に断らない限り、ノード独立経路のことを示すが、リンク独立経路の場合も、通過ノードを削除するかどうかの違いだけなので、ノード独立経路でもリンク独立経路でも適用できる。除外された後のネットワークトポロジは図10に示すようになる。この場合には、SRLGの影響のため、L(2,5)に関連して、L(4,5)も削除されるので、これ以上、独立経路を設定することができない。したがって、初めにOSPFにより経路選択が行われた場合には、所望の独立経路数を満足することができない事態が発生する可能性がある。
【0009】
本発明は、このような背景に行われたものであり、所望の独立経路数を満足でき、かつ経済的な独立経路を選択することができる経路選択装置およびプログラムおよび記録媒体および経路選択方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、独立経路探索の際に用いる最短経路計算で、リンクコストCOSPF(i,j)とともにsrlg(i,j,g)を考慮することを最も主要な特徴とする。これにより、所望の独立経路数を満足でき、かつ経済的な独立経路を選択することができる。
【0011】
すなわち、本発明の第一の観点は、発ノードsから着ノードdへの経路を選択する手段を備えた経路選択装置であって、本発明の特徴とするところは、前記選択する手段は、ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPFに基づくリンクコストCOSPF(i,j)を保持する手段と、前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)を保持する手段と、パラメータαを保持する手段とを備え、前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する手段を備え、前記α(0≦α≦1)の設定値にしたがって前記計算する手段のパス計算におけるSRLGを考慮する重みが可変に設定されるところにある。
【0012】
これにより、OSPFおよびSRLGの双方の概念を用いて経路選択を行うことができる。なお、パラメータαの値は“1”に近い程、多くの独立経路を探索することができる。
【0013】
さらに詳しく述べると、前記計算する手段は、srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLGのグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
【数5】
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
【数6】
であり、初期値をk=1とし、発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第一のステップと、この第一のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第二のステップと、k=k+1とし前記第一のステップに戻る第三のステップとを発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行する手段を備えることが望ましい。
【0014】
あるいは、本発明の第一の観点は、発ノードsから着ノードdへの経路を選択する手段を備えた経路選択装置であって、本発明の特徴とするところは、前記選択する手段は、ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPFに基づくリンクコストCOSPF(i,j)を保持する手段と、前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)を保持する手段と、パラメータαを設定する手段とを備え、前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する手段を備え、前記α(0≦α≦1)の設定値にしたがって前記計算する手段のパス計算におけるSRLGを考慮する重みが可変に設定され、発ノードsと着ノードdとの間に要求される独立経路数をDcomp(s,d)とし、αの最小値をαminとし、αの最大値をαmaxとし、初期値としてαmin=0.0、αmax=1.0とし、αの収束を判定する値をεとし、発ノードsと着ノードdとの間のパスに要求される独立経路数をDreq(s,d)とし、前記パラメータαを設定する手段は、
α=αmin+αmax
とする第四のステップと、
k−shortest path計算アルゴリズムにより、独立経路数Dnum(s,d)を求める第五のステップと、
Dnum(s,d)<Dreq(s,d)
ならばαmin=αとしそうでなければαmax=αとする第六のステップと、
αmax−αmin>ε
ならば前記第四のステップへ戻りそうでなければ
α=αmax+αmin
としてパラメータαの値を設定する第七のステップとを実行する手段を備え、前記計算する手段は、
Dnum(s,d)−Dreq(s,d)
が最小となる独立経路のセットの中でDpath(s,d)が最小となる独立経路のセットを選択された経路とする第八のステップを実行する手段を備え、前記k−shortest path計算アルゴリズムとしては、srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLGのグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数5]
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数6]であり、初期値をk=1とし、発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第九のステップと、この第九のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第十のステップと、k=k+1とし前記第九のステップに戻る第十一のステップとを発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行する手段を備えるところにある。
【0015】
これにより、αの値を試行錯誤的に設定するのではなく、αの最適値も計算により求めることができる。
【0016】
また、COSPF(i,j)およびSRLG(i,j)の値を
【数7】
としてリンクL(i,j)に関する最大値でそれぞれ規格化したり、あるいは、COSPF(i,j)およびSRLG(i,j)の値を
【数8】
としてリンクL(i,j)に関する和でそれぞれ規格化することもできる。
【0017】
例えば、COSPF(i,j)とSRLG(i,j)との間で極端に値の差が生じてしまうと、αの値を変化させてもいずれかの要素が常に大きくなってしまい、αの値を試行錯誤的に変化させて最適なαの値を見つけようとすることが困難になってしまう場合があるが、これによりそのような事態を回避することができる。
【0018】
本発明の第二の観点は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、発ノードsから着ノードdへの経路を選択する経路選択装置に相応する機能として、ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPFに基づくリンクコストCOSPF(i,j)を保持する機能と、前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)を保持する機能と、パラメータαを保持する機能とを実現させ、前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する機能を実現させ、前記α(0≦α≦1)の設定値にしたがって前記計算する機能のパス計算におけるSRLGを考慮する重みが可変に設定されることを特徴とするプログラムである。
【0019】
さらに詳しく述べると、前記計算する機能として、srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLGのグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数5]
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数6]
であり、初期値をk=1とし、発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第一のステップと、この第一のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第二のステップと、k=k+1とし前記第一のステップに戻る第三のステップとを発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行する機能を実現させることが望ましい。
【0020】
あるいは、本発明の第二の観点は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、発ノードsから着ノードdへの経路を選択する経路選択装置に相応する機能として、ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPFに基づくリンクコストCOSPF(i,j)を保持する機能と、前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)を保持する機能と、パラメータαを設定する機能とを実現させ、前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する機能を実現させ、前記α(0≦α≦1)の設定値にしたがって前記計算する機能のパス計算におけるSRLGを考慮する重みが可変に設定され、発ノードsと着ノードdとの間に要求される独立経路数をDcomp(s,d)とし、αの最小値をαminとし、αの最大値をαmaxとし、初期値としてαmin=0.0、αmax=1.0とし、αの収束を判定する値をεとし、発ノードsと着ノードdとの間のパスに要求される独立経路数をDreq(s,d)とし、前記パラメータαを設定する機能として、
α=αmin+αmax
とする第四のステップと、k−shortest path計算アルゴリズムにより、独立経路数Dnum(s,d)を求める第五のステップと、
Dnum(s,d)<Dreq(s,d)
ならばαmin=αとしそうでなければαmax=αとする第六のステップと、
αmax−αmin>ε
ならば前記第四のステップへ戻りそうでなければ
α=αmax+αmin
としてパラメータαの値を設定する第七のステップとを実現させ、前記選択する機能として、
Dnum(s,d)−Dreq(s,d)
が最小となる独立経路のセットの中でDpath(s,d)が最小となる独立経路のセットを選択された経路とする第八のステップを実行する機能を実現させ、前記k−shortest path計算アルゴリズムとしては、srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLGのグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数5]
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数6]
であり、初期値をk=1とし、発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第九のステップと、この第九のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第十のステップと、k=k+1とし前記第九のステップに戻る第十一のステップとを発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行する機能を実現させることを特徴とするプログラムである。
【0021】
本発明の第三の観点は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読み取り可能な記録媒体である。本発明の記録媒体を用いて本発明のプログラムを前記情報処理装置にインストールすることができる。また、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して前記情報処理装置が本発明のプログラムをダウンロードすることによっても前記情報処理装置は本発明のプログラムをインストールすることができる。
【0022】
本発明の第四の観点は、発ノードsから着ノードdへの経路を選択する経路選択方法であって、本発明の特徴とするところは、ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPFに基づくリンクコストCOSPF(i,j)と、前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)と、パラメータαとを用い、前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する際に、前記α(0≦α≦1)の設定値にしたがって前記独立経路を計算する際のパス計算におけるSRLGを考慮する重みが可変に設定されるところにある。
【0023】
さらに詳しく述べると、srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLGのグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数5]
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数6]
であり、初期値をk=1とし、発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第一のステップと、この第一のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第二のステップと、k=k+1とし前記第一のステップに戻る第三のステップとを発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行することが望ましい。
【0024】
あるいは、本発明の第四の観点は、発ノードsから着ノードdへの経路を選択する経路選択方法であって、本発明の特徴とするところは、ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPFに基づくリンクコストCOSPF(i,j)と、前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)とを用い、前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する際に、α(0≦α≦1)の設定値にしたがって前記独立経路を計算する際のパス計算におけるSRLGを考慮する重みが可変に設定され、発ノードsと着ノードdとの間に要求される独立経路数をDcomp(s,d)とし、αの最小値をαminとし、αの最大値をαmaxとし、初期値としてαmin=0.0、αmax=1.0とし、αの収束を判定する値をεとし、発ノードsと着ノードdとの間のパスに要求される独立経路数をDreq(s,d)とし、
α=αmin+αmax
とする第四のステップと、k−shortest path計算アルゴリズムにより、独立経路数Dnum(s,d)を求める第五のステップと、
Dnum(s,d)<Dreq(s,d)
ならばαmin=αとしそうでなければαmax=αとする第六のステップと、
αmax−αmin>ε
ならば前記第四のステップへ戻りそうでなければ
α=αmax+αmin
としてパラメータαの値を設定する第七のステップとを実行してパラメータαを設定し、
Dnum(s,d)−Dreq(s,d)
が最小となる独立経路のセットの中でDpath(s,d)が最小となる独立経路のセットを選択された経路とする第八のステップを実行し、前記k−shortest path計算アルゴリズムとしては、srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLGのグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数5]
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数6]
であり、初期値をk=1とし、発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第九のステップと、この第九のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第十のステップと、k=k+1とし前記第九のステップに戻る第十一のステップとを発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行するところにある。
【0025】
また、COSPF(i,j)およびSRLG(i,j)の値を
[数7]
としてリンクL(i,j)に関する最大値でそれぞれ規格化したり、あるいは、COSPF(i,j)およびSRLG(i,j)の値を
[数8]
としてリンクL(i,j)に関する和でそれぞれ規格化することもできる。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明実施例を図1ないし図6を参照して説明する。図1は本発明第一実施例の経路選択装置のブロック構成図である。図2は本発明第一実施例のk−shortest pathアルゴリズムを示すフローチャートである。図3は本発明第二実施例の経路選択装置のブロック構成図である。図4は本発明第三実施例の経路選択装置のブロック構成図である。図5は本発明第三実施例のα設定アルゴリズムを示すフローチャートである。図6は本発明実施例の経路選択装置の効果を説明するための図であり、横軸にαの値とり、縦軸に平均非接続リンク数および標準平均リンクコストをとる。
【0027】
本発明は、図1に示すように、発ノードsから着ノードdへの経路を選択する独立経路計算部40を備えた経路選択装置であって、本発明の特徴とするところは、ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPFに基づくリンクコストCOSPF(i,j)を保持するOSPFリンクコストメモリ10と、前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)を保持するSRLGメモリ20と、パラメータαを保持するパラメータαメモリ30とを備え、独立経路計算部40は、前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算し、前記α(0≦α≦1)の設定値にしたがって独立経路計算部40のパス計算におけるSRLGを考慮する重みが可変に設定されるところにある。
【0028】
あるいは、本発明は、図4に示すように、発ノードsから着ノードdへの経路を選択する独立経路計算部40を備えた経路選択装置であって、本発明の特徴とするところは、ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPFに基づくリンクコストCOSPF(i,j)を保持するOSPFリンクコストメモリ10と、前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)を保持するSRLGメモリ20と、パラメータαを設定するパラメータα設定部70とを備え、独立経路計算部40は、前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算し、前記α(0≦α≦1)の設定値にしたがって独立経路計算部40のパス計算におけるSRLG(Shared Risk Link Group)を考慮する重みが可変に設定されるところにある。
【0029】
また、図3または図4に示すように、COSPF(i,j)およびSRLG(i,j)の値を
[数7]
としてリンクL(i,j)に関する最大値でそれぞれ規格化したり、あるいは、COSPF(i,j)およびSRLG(i,j)の値を
[数8]
としてリンクL(i,j)に関する和でそれぞれ規格化して用いることもできる。
【0030】
本発明実施例では、本発明の経路選択装置をコンピュータ装置を用いて実現するが、コンピュータ装置を用いて本発明の経路選択装置を実現させるためには、情報処理装置であるコンピュータ装置にインストールすることにより、そのコンピュータ装置に、本発明の経路選択装置に相応する機能を実現させることを特徴とする本発明のプログラムを用いる。
【0031】
また、本発明のプログラムが記録された前記コンピュータ装置読み取り可能な記録媒体を本発明の記録媒体とし、この本発明の記録媒体を用いて本発明のプログラムを前記コンピュータ装置にインストールすることができる。また、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して前記コンピュータ装置が本発明のプログラムをダウンロードすることによっても前記コンピュータ装置は本発明のプログラムをインストールすることができる。
【0032】
以下では、本発明実施例をさらに詳細に説明する。
【0033】
(第一実施例)
本発明第一実施例を図1、図2、図8を参照して説明する。第一実施例では、k−shortest pathアルゴリズムで最短経路を探索する場合に、次のリンクコストCcomp(i,j)を用いる。
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数6]
ただし、COSPF(i,j):OSPFによって広告されるリンクL(i,j)のコスト、srlg(i,j,g):リンクL(i,j)がグループgに属していれば、1、そうでなければ、0、α:0≦α≦1、パス計算においてSRLGを考慮する重み、G:SRLGのグループ数、である。また、発着ノードs、d間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数5]
と定義する。
【0034】
αの値が大きいほど、SRLG(i,j)を考慮しており、独立経路を見つけ易くなる。しかし、その反面、COSPF(i,j)の寄与が少なくなるので、Dpath(s,d)が大きくなってしまう。独立経路数を優先したいときは、αの値を1に近付ける。
【0035】
SRLGを考慮したk−shortest path計算アルゴリズムは、以下のものを用いる。初期値として、k=1とする。
【0036】
Step1:ノードs,d間のk本目のパスの最短経路を、リンクコストをCcomp(i,j)として求める。ただし、もし、ノードs,d間に経路がないか、または、k=Dreg(s,d)であれば終了する。
【0037】
Step2:Step1で求めたパスの経由リンクL(i,j)について、すべてのgに対して、もし、srlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する。
【0038】
Step3:k=k+1とし、Step1へ進む。図2に、第一実施例のk−shortest pathアルゴリズムを示す。
【0039】
図1に、第一実施例の経路選択装置を示す。経路選択装置は、各ノードに配備される。また、各ノードを集中的に管理するオペレーション装置に配置されてもよい。
【0040】
図8を用いて、経路選択例を説明する。簡単化のために、α=1とする。Ccomp(i,j)をリンクコストとするので、独立経路を計算すると、0−1−3−5、0−4−5と2つの経路を得ることができる。
【0041】
従来の方式では、図8のネットワークでは、0−1−2−5の1経路しか得られなかったのに対し、第一実施例では、2つの経路を得ることができる。
【0042】
このように、第一実施例では、αを1または、1に近い大きい値を設定した場合に、より多くの独立経路を探索することができる。
【0043】
(第二実施例)
本発明第二実施例を図3を参照して説明する。第一実施例では、COSPF(i,j)とSRLG(i,j)は、2つの値に対し、関連性を持たないため、例えば、一般にCOSPF(i,j)の値がSRLG(i,j)に比べて極めて大きい場合に、αの値を変化させても、COSPF(i,j)の要素が常に大きくなってしまう。そこで、第二実施例では、COSPF(i,j)とSRLG(i,j)の値を規格化する。図3に、第二実施例の経路選択装置を示す。
【0044】
[数7]
これは、それぞれのCOSPF(i,j)とSRLG(i,j)の(i,j)に関する最大値で規格化している。また、
[数8]
これは、それぞれのCOSPF(i,j)とSRLG(i,j)の(i,j)に関する和で規格化している。第二実施例では、COSPF(i,j)とSRLG(i,j)との極端な値の差を軽減することができるので、αの値を試行錯誤的に変化させて、適当なαを選択するのに有効となる。
【0045】
(第三実施例)
本発明第三実施例を図4および図5を参照して説明する。第一および第二実施例では、αの値をパラメータとして与えていた。第三実施例では、発着ノードs、d間に要求される独立経路数Dcomp(s,d)を満足しながら、Dpath(s,d)が最小になるような経路を、二分探索を用いて求める。
【0046】
第三実施例の経路選択装置を図4に示す。第三実施例のα設定アルゴリズムを図5に示す。第三実施例のα設定アルゴリズムは、以下のとおりである。初期値として、αmin=0.0、αmax=1.0とする。αの収束を判定する値をεとおく。
【0047】
Step4:α=αmin+αmax
Step5:k−shortest path計算アルゴリズムにより、独立経路数Dnum(s,d)を求める。
Step6:Dnum(s,d)<Dreq(s,d)ならば、αmin=α、そうでなければ、αmax=αとする。
Step7:αmax−αmin>εならば、Step1へ、そうでなければ、Step5へ行く。
Step8:Dnum(s,d)−Dreq(s,d)が最小となる独立経路のセットの中で、Dpath(s,d)が最小となる独立経路のセットを解とする。ただし、Dreq(s,d):ノードs、d間のパスに要求される独立経路数である。
【0048】
SRLGを考慮したk−shortest path計算アルゴリズムは、図2を参照して既に説明したアルゴリズムを用いる。
【0049】
(実施例まとめ)
ノード数20で、乱数を用いてSRLGを考慮し、average nodedegree=6を満足するトポロジ(サンプル数100)を生成し、Ccomp(i,j)をリンクコストとして、α、発着ノード間の平均独立経路数、規格化パスコストDpath(s,d)(従来方式、すなわち、α=0のときのリンクコストを“1”とした)を、第二実施例の方式にしたがって図6に示した。SRLGのグループ数G=16、1グループ当りのメンバ数14とし、srlg(i,j,g)の値を乱数を用いて与えた。図6から、要求条件を満たすαを求めれば、経済的なパス設定ができることがわかる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所望の独立経路数を満足でき、かつ経済的な独立経路を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第一実施例の経路選択装置のブロック構成図。
【図2】本発明第一実施例のk−shortest pathアルゴリズムを示すフローチャート。
【図3】本発明第二実施例の経路選択装置のブロック構成図。
【図4】本発明第三実施例の経路選択装置のブロック構成図。
【図5】本発明第三実施例のα設定アルゴリズムを示すフローチャート。
【図6】本発明実施例の経路選択装置の効果を説明するための図。
【図7】従来の経路選択装置のブロック構成図。
【図8】SRLGを伴うネットワーク構成例を示す図。
【図9】SRLGの例を示す図。
【図10】関与するリンクやノードが除外された後のトポロジを示す図。
【符号の説明】
10 OSPFリンクコストメモリ
20 SRLGメモリ
30 パラメータαメモリ
40 独立経路計算部
50、60 規格化部
70 パラメータα設定部
Claims (14)
- 発ノードsから着ノードdへの経路を選択する手段を備えた経路選択装置において、
前記選択する手段は、
ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPF(Open Shortest Path First)に基づくリンクコストCOSPF(i,j)を保持する手段と、
前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)を保持する手段と、
パラメータαを保持する手段と
を備え、
前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する手段を備え、
前記α(0≦α≦1)の設定値は独立経路数に対する要求条件に応じて可変であり、前記αにしたがって前記計算する手段のパス計算におけるSRLG(Shared Risk Link Group)を考慮する重みが可変に設定される
ことを特徴とする経路選択装置。 - 前記計算する手段は、
srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLG(Shared Risk Link Group)のグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路が無いかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第一のステップと、
この第一のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第二のステップと、
k=k+1とし前記第一のステップに戻る第三のステップと
を発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行する手段を備えた
請求項1記載の経路選択装置。 - 発ノードsから着ノードdへの経路を選択する手段を備えた経路選択装置において、
前記選択する手段は、
ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPF(Open Shortest Path First)に基づくリンクコストCOSPF(i,j)を保持する手段と、
前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)を保持する手段と、
パラメータαを設定する手段と
を備え、
前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する手段を備え、
前記α(0≦α≦1)の設定値にしたがって前記計算する手段のパス計算におけるSRLG(Shared Risk Link Group)を考慮する重みが可変に設定され、
発ノードsと着ノードdとの間に要求される独立経路数をDcomp(s,d)とし、αの最小値をαminとし、αの最大値をαmaxとし、初期値としてαmin=0.0、αmax=1.0とし、αの収束を判定する値をεとし、発ノードsと着ノードdとの間のパスに要求される独立経路数をDreq(s,d)とし、
前記パラメータαを設定する手段は、
α=αmin+αmax
とする第四のステップと、
k−shortest path計算アルゴリズムにより、独立経路数Dnum(s,d)を求める第五のステップと、
Dnum(s,d)<Dreq(s,d)
ならばαmin=αとしそうでなければαmax=αとする第六のステップと、
αmax−αmin>ε
ならば前記第四のステップへ戻りそうでなければ
α=αmax+αmin
としてパラメータαの値を設定する第七のステップと
を実行する手段を備え、
前記計算する手段は、
Dnum(s,d)−Dreq(s,d)
が最小となる独立経路のセットの中でDpath(s,d)が最小となる独立経路のセットを選択された経路とする第八のステップを実行する手段を備え、
前記k−shortest path計算アルゴリズムとしては、
srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLG(Shared Risk Link Group)のグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数1]
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数2]
であり、初期値をk=1とし、
発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第九のステップと、
この第九のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第十のステップと、
k=k+1とし前記第九のステップに戻る第十一のステップと
を発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行する手段を備えた
ことを特徴とする経路選択装置。 - 情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、発ノードsから着ノードdへの経路を選択する経路選択装置に相応する機能として、
ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPF(Open Shortest Path First)に基づくリンクコストCOSPF(i,j)を保持する機能と、
前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)を保持する機能と、
パラメータαを保持する機能と
を実現させ、
前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する機能を実現させ、
前記α(0≦α≦1)の設定値は独立経路数に対する要求条件に応じて可変に設定され、前記αにしたがって前記計算する機能のパス計算におけるSRLG(Shared Risk Link Group)を考慮する重みが可変に設定される
ことを特徴とするプログラム。 - 前記計算する機能として、
srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLG(Shared Risk Link Group)のグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数1]
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数2]
であり、初期値をk=1とし、
発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第一のステップと、
この第一のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第二のステップと、
k=k+1とし前記第一のステップに戻る第三のステップと
を発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行する機能を実現させる
請求項6記載のプログラム。 - 情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、発ノードsから着ノードdへの経路を選択する経路選択装置に相応する機能として、
ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPF(Open Shortest Path First)に基づくリンクコストCOSPF(i,j)を保持する機能と、
前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)を保持する機能と、
パラメータαを設定する機能と
を実現させ、
前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する機能を実現させ、
前記α(0≦α≦1)の設定値にしたがって前記計算する機能のパス計算におけるSRLG(Shared Risk Link Group)を考慮する重みが可変に設定され、
発ノードsと着ノードdとの間に要求される独立経路数をDcomp(s,d)とし、αの最小値をαminとし、αの最大値をαmaxとし、初期値としてαmin=0.0、αmax=1.0とし、αの収束を判定する値をεとし、発ノードsと着ノードdとの間のパスに要求される独立経路数をDreq(s,d)とし、
前記パラメータαを設定する機能として、
α=αmin+αmax
とする第四のステップと、
k−shortest path計算アルゴリズムにより、独立経路数Dnum(s,d)を求める第五のステップと、
Dnum(s,d)<Dreq(s,d)
ならばαmin=αとしそうでなければαmax=αとする第六のステップと、
αmax−αmin>ε
ならば前記第四のステップへ戻りそうでなければ
α=αmax+αmin
としてパラメータαの値を設定する第七のステップと
を実現させ、
前記選択する機能として、
Dnum(s,d)−Dreq(s,d)
が最小となる独立経路のセットの中でDpath(s,d)が最小となる独立経路のセットを選択された経路とする第八のステップを実行する機能を実現させ、
前記k−shortest path計算アルゴリズムとしては、
srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLG(Shared Risk Link Group)のグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数1]
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数2]
であり、初期値をk=1とし、
発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第九のステップと、
この第九のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第十のステップと、
k=k+1とし前記第九のステップに戻る第十一のステップと
を発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行する機能を実現させる
ことを特徴とするプログラム。 - 請求項6ないし8のいずれかに記載のプログラムが記録された前記情報処理装置読み取り可能な記録媒体。
- 発ノードsから着ノードdへの経路を選択する経路選択方法において、
ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPF(Open Shortest Path First)に基づくリンクコストCOSPF(i,j)と、前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)と、パラメータαとを用い、
前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する際に、
前記α(0≦α≦1)の設定値を独立経路数に対する要求条件に応じて可変に設定し、前記αにしたがって前記独立経路を計算する際のパス計算におけるSRLG(Shared Risk Link Group)を考慮する重みが可変に設定される
ことを特徴とする経路選択方法。 - srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLG(Shared Risk Link Group)のグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数1]
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数2]
であり、初期値をk=1とし、
発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第一のステップと、
この第一のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第二のステップと、
k=k+1とし前記第一のステップに戻る第三のステップと
を発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行する
請求項10記載の経路選択方法。 - 発ノードsから着ノードdへの経路を選択する経路選択方法において、
ノードiとノードjとの間のリンクL(i,j)のOSPF(Open Shortest Path First)に基づくリンクコストCOSPF(i,j)と、
前記リンクL(i,j)が他のリンクと一つのファイバを共用するときの当該ファイバに割当てられたグループ識別情報SRLG(i,j)と
を用い、
前記リンクコストCOSPF(i,j)および前記グループ識別情報SRLG(i,j)に基づき複数の経路が互いに同一のリンクまたはノードを経由しない独立経路を計算する際に、
α(0≦α≦1)の設定値にしたがって前記独立経路を計算する際のパス計算におけるSRLG(Shared Risk Link Group)を考慮する重みが可変に設定され、
発ノードsと着ノードdとの間に要求される独立経路数をDcomp(s,d)とし、αの最小値をαminとし、αの最大値をαmaxとし、初期値としてαmin=0.0、αmax=1.0とし、αの収束を判定する値をεとし、発ノードsと着ノードdとの間のパスに要求される独立経路数をDreq(s,d)とし、
α=αmin+αmax
とする第四のステップと、
k−shortest path計算アルゴリズムにより、独立経路数Dnum(s,d)を求める第五のステップと、
Dnum(s,d)<Dreq(s,d)
ならばαmin=αとしそうでなければαmax=αとする第六のステップと、
αmax−αmin>ε
ならば前記第四のステップへ戻りそうでなければα=αmax+αminとしてパラメータαの値を設定する第七のステップと
を実行してパラメータαを設定し、
Dnum(s,d)−Dreq(s,d)
が最小となる独立経路のセットの中でDpath(s,d)が最小となる独立経路のセットを選択された経路とする第八のステップを実行し、
前記k−shortest path計算アルゴリズムとしては、
srlg(i,j,g)はリンクL(i,j)がグループgに属していれば“1”そうでなければ“0”をとり、GはSRLG(Shared Risk Link Group)のグループ数とし、発ノードsと着ノードdとの間の全ての独立経路のコストの和Dpath(s,d)を
[数1]
と定義するときに、
Ccomp(i,j)=
(1−α)COSPF(i,j)+αmax{SRLG(i,j),1}
[数2]
であり、初期値をk=1とし、
発ノードsと着ノードdとの間のk本目のパスの最短経路をリンクコストをCcomp(i,j)として求め発ノードsと着ノードdとの間に経路がないかまたは前記kが要求した独立経路数であれば終了する第九のステップと、
この第九のステップで求めたパスの経由リンクL(i,j)についてすべてのグループgに対してsrlg(i,j,g)=1ならばリンクL(i,j)が属するグループgに属するすべてのリンクをパス計算で用いるトポロジから削除するとともにその経由ノードも削除する第十のステップと、
k=k+1とし前記第九のステップに戻る第十一のステップと
を発ノードsと着ノードdとの間の経路が無くなるまであるいは要求した独立経路数を満足するまで繰り返し実行する
ことを特徴とする経路選択方法。 - COSPF(i,j)およびSRLG(i,j)の値を
[数3]
としてリンクL(i,j)に関する最大値でそれぞれ規格化した請求項10ないし12のいずれかに記載の経路選択方法。 - COSPF(i,j)およびSRLG(i,j)の値を
[数4]
としてリンクL(i,j)に関する和でそれぞれ規格化した請求項10ないし12のいずれかに記載の経路選択方法。
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