JP4734539B2 - ネットワークに含まれるノード間の最短経路を探索するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
始点ノード1は確定距離D1=0にする点j(=2〜n)に対して一時距離tDj=cij(連結グラフGで(1、J)のリンクがない場合には無限大)とし、最短経路が確定したノードの集合をNとする。この時点ではN=[1]である。
最短経路が確定していないノードの集合tNにおいて、一時距離tDkが最小となるkを見つけ、Dk=tDkとする。複数あるときは最小のノードkをとり、そのノードkを集合Nに加える。集合N=V(tN=0)であればD2からDnを出力して終了する。そうでない場合はステップ3へ進む。
集合tNの全てのノードjに対してtDj=min(tDj、Dk+ckj)とする。その後、ステップ2へ戻る。
1−1.回路が構成された演算ユニットに対して、ネットワーク行列に含まれる、始点ノードを基端とするリンクのコストを、探索対象のリンクのコストとして、演算ユニットに初期入力すること。
1−2.継続探索対象のリンクのコストと、ネットワーク行列に含まれる到達ノードを基端とするリンクのコストとを、探索対象のリンクのコストとして、演算ユニットに再入力すること。
1−3.始点ノードから到達可能な他のノードの全てが到達ノードになるまで演算ユニットへの再入力を繰り返し、始点ノードから他のノードへ至る最短経路を得ること。
1−4.ネットワーク行列に含まれる全てのノードを始点ノードとして、演算ユニットへの初期入力を繰り返し、ネットワーク行列に含まれる各ノードから他の各ノードへ至る最短経路を得ること。
2−1.第1のプロセスにより最短経路を得ること。
2−2.得られた最短経路と、ネットワーク行列より、始点ノードから他のノードへ至る最短コストを得ること。
2−3.ネットワーク行列に含まれる全てのノードを始点ノードとした最短経路を取得し、ネットワーク行列に含まれる各ノードから他の各ノードへ至る最短コストを得ること。
3−1.解析対象ネットワークを、1つのネットワークが最大m個のノードを含む最下層の複数のネットワークに分解すること。
3−2.下位層の複数のネットワークの少なくとも2つのネットワークを接続するための境界ノードを最大m個含む上位層のネットワークを生成すること。
3−3.最下層の複数のネットワークの各々についてネットワーク行列を生成すること。
3−4.第2のプロセスにより、各ノードから他の各ノードへ至る最短コストを得ること。
3−5.上位層のネットワークについて、他の境界ノードとの最短コストをリンクのコストとして含む上位層のネットワーク行列を生成すること。
3−6.上位層のネットワークについて、各々の境界ノードを始点ノードとして、第2のプロセスにより、各境界ノードから他の各境界ノードに至る最短コストを得ること。
3−7.上位層のネットワークに含まれる複数の境界ノードを介して起点ノードから目的地ノードに至る複数の経路の各々について、最下層の複数のネットワークの中の起点ノードを含むネットワークにおける起点ノードから境界ノードに至る最短コスト、上位層のネットワークに含まれる境界ノード間の最短コスト、および最下層の複数のネットワークの中の目的地ノードを含むネットワークにおける境界ノードから目的地ノードまでの最短コストの和を求めること。
3−8.最短コストの和が最小の経路を得ること。
4−1.ルーティングテーブルに基づき、ネクストホップを選択すること。
4−2.ルーティングプロトコルにより、ネクストホップを含むコンピュータネットワークの情報を取得し、解析対象ネットワークとして認識し、第3のプロセスにより、ルーティングテーブルを更新すること。
a1.ルーティングユニットが、当該コンピュータネットワークに含まれる各ノードを基端とし、基端のノードに繋がる他のノードを先端とする各リンクのコストを含むネットワーク行列に含まれる探索対象のリンクのコストから第1の値を減算すること。
a2.ルーティングユニットが、減算によりコストがゼロになる探索対象のリンクの先端のノードを到達ノードとすること。
a3.ルーティングユニットが、ネットワーク行列に含まれるリンクの内、到達ノードを先端とするリンクのコストを探索対象外の値に変更すること。
a4.ルーティングユニットが、減算によりコストがゼロにならない探索対象のリンクのコストの減算後の値を、継続探索対象のリンクのコストとし、この継続探索対象のリンクのコストと、ネットワーク行列に含まれる到達ノードを基端とするリンクのコストとを、探索対象のリンクのコストとし、ステップa1に戻ること。
50 演算ユニット
100 ルータ
Claims (24)
- 複数のノードにより構成されるネットワークに含まれる始点ノードから他のノードへ至る最短経路を、ネットワーク行列を用いて探索するための第1のシステムであって、
前記ネットワーク行列は、当該ネットワークに含まれる各ノードを基端とし、基端のノードに繋がる他のノードを先端とする各リンクのコストを含み、
当該第1のシステムは、複数の回路を構成するための演算ユニットを有し、前記複数の回路は、前記ネットワーク行列に含まれる探索対象のリンクのコストから第1の値を減算することと、
減算によりコストがゼロになる前記探索対象のリンクの先端のノードを到達ノードとすることと、
前記ネットワーク行列に含まれるリンクの内、前記到達ノードを先端とするリンクのコストを探索対象外の値に変更することと、
減算によりコストがゼロにならない前記探索対象のリンクのコストの減算後の値を、継続探索対象のリンクのコストとすることとを実行するための回路を含み、さらに、
当該第1のシステムは、前記ネットワーク行列に含まれる、前記始点ノードを基端とするリンクのコストを、前記探索対象のリンクのコストとして、前記演算ユニットに初期入力するための手段と、
前記継続探索対象のリンクのコストと、前記ネットワーク行列に含まれる前記到達ノードを基端とするリンクのコストとを、前記探索対象のリンクのコストとして、前記演算ユニットに再入力するための手段とを有する第1のシステム。 - 請求項1において、
前記演算ユニットは、前記探索対象のリンクのコストの最小値を検出して前記第1の値とする回路を含む、第1のシステム。 - 請求項1において、
前記第1の値が、前記探索対象のリンクのコストの最小単位である、第1のシステム。 - 請求項1において、
前記始点ノードから到達可能な前記他のノードの全てが前記到達ノードになるまで前記演算ユニットへの前記再入力を繰り返し、前記始点ノードから前記他のノードへ至る最短経路を得るための第1の機能をさらに有する第1のシステム。 - 請求項4において、
前記演算ユニットは、前記探索対象のリンクのコストの最小値を検出して前記第1の値とする回路を含み、
前記第1の機能は、前記ネットワーク行列に含まれる、前記始点ノードに対する前記他のノードの数だけ、前記演算ユニットへの前記再入力を繰り返す、第1のシステム。 - 請求項4において、
前記第1の機能は、さらに、前記ネットワーク行列に含まれる全てのノードを前記始点ノードとして、前記演算ユニットへの前記初期入力を繰り返し、前記ネットワーク行列に含まれる各ノードから他の各ノードへ至る最短経路を得る、第1のシステム。 - 複数のノードにより構成されるネットワークに含まれる始点ノードから他のノードへ至る最短コストを求める第2のシステムであって、
請求項4に記載の第1のシステムと、
前記第1の機能により得られた最短経路と、前記ネットワーク行列とにより、前記始点ノードから前記他のノードへ至る最短コストを得るための第2の機能とを有する第2のシステム。 - 請求項7において、
前記第2の機能は、さらに、前記ネットワーク行列に含まれる全てのノードを前記始点ノードとした最短経路を取得し、前記ネットワーク行列に含まれる各ノードから他の各ノードへ至る最短コストを得る、第2のシステム。 - 請求項7に記載の第2のシステムと、
n個のノードを含む解析対象ネットワークの中の起点ノードから目的地ノードに至る最短経路を得るための第3の機能とを有し、
前記演算ユニットは、最大m個のノードについて演算可能であり、
この第3の機能は、
前記解析対象ネットワークを、1つのネットワークが最大m個のノードを含む最下層の複数のネットワークに分解することと、
下位層の複数のネットワークの少なくとも2つのネットワークを接続するための境界ノードを最大m個含む上位層のネットワークを生成することと、
前記最下層の複数のネットワークの各々について前記ネットワーク行列を生成することと、
前記第2の機能により、各ノードから他の各ノードへ至る最短コストを得ることと、
前記上位層のネットワークについて、他の境界ノードとの最短コストをリンクのコストとして含む上位層のネットワーク行列を生成することと、
前記上位層のネットワークについて、各々の境界ノードを前記始点ノードとして、前記第2の機能により、各境界ノードから他の各境界ノードに至る最短コストを得ることとを含む、第3のシステム。 - 請求項9において、
前記第3の機能は、前記上位層のネットワークに含まれる複数の境界ノードを介して前記起点ノードから前記目的地ノードに至る複数の経路の各々について、前記最下層の複数のネットワークの中の前記起点ノードを含むネットワークにおける前記起点ノードから境界ノードに至る最短コスト、前記上位層のネットワークに含まれる境界ノード間の最短コスト、および前記最下層の複数のネットワークの中の前記目的地ノードを含むネットワークにおける境界ノードから前記目的地ノードまでの最短コストの和を求めることと、
前記最短コストの和が最小の経路を得ることとを、さらに含む、第3のシステム。 - 請求項9において、
コンピュータネットワークに接続され、パケットを送出するネクストホップを選択する機能を備えたルーティングユニットを有し、
前記選択する機能は、
ルーティングテーブルに基づき、前記ネクストホップを選択することと、
ルーティングプロトコルにより、前記ネクストホップを含むコンピュータネットワークの情報を取得し、前記解析対象ネットワークとして認識し、前記第3の機能により、前記ルーティングテーブルを更新することとを含む、第3のシステム。 - 演算ユニットを用い、複数のノードにより構成されるネットワークに含まれる始点ノードから他のノードへ至る最短経路を探索する第1のプロセスを有する方法であって、
前記第1のプロセスは、
当該ネットワークに含まれる各ノードを基端とし、基端のノードに繋がる他のノードを先端とする各リンクのコストを含むネットワーク行列を取得することと、
演算ユニットに複数の回路を構成することとを含み、
前記複数の回路は、前記ネットワーク行列に含まれる探索対象のリンクのコストから第1の値を減算することと、
減算によりコストがゼロになる前記探索対象のリンクの先端のノードを到達ノードとすることと、
前記ネットワーク行列に含まれるリンクの内、前記到達ノードを先端とするリンクのコストを探索対象外の値に変更することと、
減算によりコストがゼロにならない前記探索対象のリンクのコストの減算後の値を、継続探索対象のリンクのコストとすることとを実行するための回路を含み、
前記第1のプロセスは、さらに、
前記ネットワーク行列に含まれる、前記始点ノードを基端とするリンクのコストを、前記探索対象のリンクのコストとして、前記演算ユニットに初期入力することと、
前記継続探索対象のリンクのコストと、前記ネットワーク行列に含まれる前記到達ノードを基端とするリンクのコストとを、前記探索対象のリンクのコストとして、前記演算ユニットに再入力することとを含む、方法。 - 演算ユニットを用い、複数のノードにより構成されるネットワークに含まれる始点ノードから他のノードへ至る最短経路を探索する第1のプロセスを有する方法であって、
当該ネットワークに含まれる各ノードを基端とし、基端のノードに繋がる他のノードを先端とする各リンクのコストを含むネットワーク行列を用いることを含み、
演算ユニットは、前記ネットワーク行列に含まれる探索対象のリンクのコストから第1の値を減算することと、
減算によりコストがゼロになる前記探索対象のリンクの先端のノードを到達ノードとすることと、
前記ネットワーク行列に含まれるリンクの内、前記到達ノードを先端とするリンクのコストを探索対象外の値に変更することと、
減算によりコストがゼロにならない前記探索対象のリンクのコストの減算後の値を、継続探索対象のリンクのコストとすることとを実行するための回路を含み、
前記第1のプロセスは、
前記ネットワーク行列に含まれる、前記始点ノードを基端とするリンクのコストを、前記探索対象のリンクのコストとして、前記演算ユニットに初期入力することと、
前記継続探索対象のリンクのコストと、前記ネットワーク行列に含まれる前記到達ノードを基端とするリンクのコストとを、前記探索対象のリンクのコストとして、前記演算ユニットに再入力することとを含む、方法。 - 請求項13において、前記第1のプロセスは、
前記始点ノードから到達可能な前記他のノードの全てが前記到達ノードになるまで前記演算ユニットへの前記再入力を繰り返し、前記始点ノードから前記他のノードへ至る最短経路を得ることをさらに含む、方法。 - 請求項14において、
前記演算ユニットは、前記探索対象のリンクのコストの最小値を検出して前記第1の値とする回路を含み、
前記第1のプロセスの前記最短経路を得るステップでは、前記ネットワーク行列に含まれる、前記始点ノードに対する前記他のノードの数だけ、前記演算ユニットへの前記再入力を繰り返す、方法。 - 請求項13において、前記第1のプロセスは、
前記ネットワーク行列に含まれる全てのノードを前記始点ノードとして、前記演算ユニットへの前記初期入力を繰り返し、前記ネットワーク行列に含まれる各ノードから他の各ノードへ至る最短経路を得ることをさらに有する、方法。 - 請求項14において、
複数のノードにより構成されるネットワークに含まれる始点ノードから他のノードへ至る最短コストを求める第2のプロセスを有し、
前記第2のプロセスは、
前記第1のプロセスにより最短経路を得ることと、
得られた最短経路と、前記ネットワーク行列とにより、前記始点ノードから前記他のノードへ至る最短コストを得ることとを含む、方法。 - 請求項17において、前記第2のプロセスは、
前記ネットワーク行列に含まれる全てのノードを前記始点ノードとした最短経路を取得し、前記ネットワーク行列に含まれる各ノードから他の各ノードへ至る最短コストを得ることをさらに含む、方法。 - 請求項18において、
n個のノードを含む解析対象ネットワークの中の起点ノードから目的地ノードに至る最短経路を得る第3のプロセスを有し、
前記演算ユニットは、最大m個のノードについて演算可能であり、
前記第3のプロセスは、
前記解析対象ネットワークを、1つのネットワークが最大m個のノードを含む最下層の複数のネットワークに分解することと、
下位層の複数のネットワークの少なくとも2つのネットワークを接続するための境界ノードを最大m個含む上位層のネットワークを生成することと、
前記最下層の複数のネットワークの各々について前記ネットワーク行列を生成することと、
前記第2のプロセスにより、各ノードから他の各ノードへ至る最短コストを得ることと、
前記上位層のネットワークについて、他の境界ノードとの最短コストをリンクのコストとして含む上位層のネットワーク行列を生成することと、
前記上位層のネットワークについて、各々の境界ノードを前記始点ノードとして、前記第2のプロセスにより、各境界ノードから他の各境界ノードに至る最短コストを得ることとを含む、方法。 - 請求項19において、
前記第3のプロセスは、
前記上位層のネットワークに含まれる複数の境界ノードを介して前記起点ノードから前記目的地ノードに至る複数の経路の各々について、前記最下層の複数のネットワークの中の前記起点ノードを含むネットワークにおける前記起点ノードから境界ノードに至る最短コスト、前記上位層のネットワークに含まれる境界ノード間の最短コスト、および前記最下層の複数のネットワークの中の前記目的地ノードを含むネットワークにおける境界ノードから前記目的地ノードまでの最短コストの和を求めることと、
前記最短コストの和が最小の経路を得ることとを、さらに含む、方法。 - 請求項19において、
コンピュータネットワークに接続され、パケットを送出するネクストホップを選択するプロセスを有する方法であって、
前記選択するプロセスは、
ルーティングテーブルに基づき、前記ネクストホップを選択することと、
ルーティングプロトコルにより、前記ネクストホップを含むコンピュータネットワークの情報を取得し、前記解析対象ネットワークとして認識し、前記第3のプロセスにより、前記ルーティングテーブルを更新することとを含む、方法。 - 複数のノードにより構成されるコンピュータネットワークに含まれる始点ノードから他のノードへ至る最短経路を、前記コンピュータネットワークにアクセスするネットワークインターフェイスを含むルーティングユニットが探索する方法であって、
前記ルーティングユニットが、当該コンピュータネットワークに含まれる各ノードを基端とし、基端のノードに繋がる他のノードを先端とする各リンクのコストを含むネットワーク行列に含まれる探索対象のリンクのコストから第1の値を減算するステップと、
減算によりコストがゼロになる前記探索対象のリンクの先端のノードを到達ノードとするステップと、
前記ネットワーク行列に含まれるリンクの内、前記到達ノードを先端とするリンクのコストを探索対象外の値に変更するステップと、
減算によりコストがゼロにならない前記探索対象のリンクのコストの減算後の値を、継続探索対象のリンクのコストとし、この継続探索対象のリンクのコストと、前記ネットワーク行列に含まれる前記到達ノードを基端とするリンクのコストとを、前記探索対象のリンクのコストとし、前記減算するステップに戻るステップとを含む、方法。 - 請求項22において、
前記減算するステップにおいては、前記探索対象のリンクのコストの最小値を前記第1の値とする、方法。 - 請求項22において、
前記減算するステップにおいては、前記探索対象のリンクのコストの最小単位を前記第1の値とする、方法。
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