JP5429292B2 - 経路検索方法及びノード装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークの経路検索方法及びノード装置に関する。

近年、通信キャリアでは、ＪｉＴ（Ｊｕｓｔ Ｉｎ Ｔｉｍｅ ｓｅｒｖｉｃｅ）というサービスを立ち上げようとしている。このサービスの目的は、従来数カ月のオーダで時間のかかっていた回線サービス提供までの時間を、数週間や数日といったレベルにまで早めることにある。

このＪｉＴを支える基礎技術としてＧＭＰＬＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）が使われる。ＧＭＰＬＳは、ネットワークの運用を自律分散的に行う技術であり、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）のＣＣＡＭＰ（Ｃｏｍｍｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｐｌａｎｅ）−ＷＧ（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｏｐ），ＯＩＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｆｏｒｕｍ），ＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ）等で議論されて標準化作業がすすめられている技術である。

ＧＭＰＬＳを導入することにより、各ネットワークエレメント（以降ノードと呼ぶ）が自律的に隣接関係や各ノードでの光ファイバの本数とその空き帯域情報等であるネットワークトポロジーを検出し、ユーザが要求するノード間の経路を自動的に構築することが可能となっている。

ＧＭＰＬＳでは、ユーザは、図１Ａに示すネットワークＮＷを意識する必要はなく、始点と終点を指定すると、図１Ｂに示すように始点から終点までパスを自動構築する。また、ＧＭＰＬＳでは、図２Ａに示すように、例えば「一定の回線品質以上の経路だけを通る」等のように経路検索に制約条件をつけて、自動的にノード間に経路（図２Ｂ）を構築することも可能である。図２Ａにおいて破線は品質の悪い経路を表している。

制約条件については、一般的に伝送品質などに関係する指標や経路上のハードやソフトの機能や信頼性による指標などが有効である。ＧＭＰＬＳでは、このような数々の制約条件に基づいて経路検索する技術はＣＳＰＦ（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆａｓｔ）と呼ばれており、以下のようなメカニズムにより最短経路を算出している。

ＣＳＰＦでは、図３Ａに示すように、制約条件全てをネットワークトポロジーの情報に適用し、図３Ｂに示すように制約条件に適さない部分（品質が悪い経路）をネットワークトポロジーからいったん除去する。これにより、検索するべき対象（ネットワークグラフ）が決定する。次に、図３Ｃに示すネットワークグラフをＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）のアルゴリズムによって検索することで、ＯＳＰＦコストの累積がもっとも少ない最短経路がユニークに決定する。決定した最短経路は、始点から終点までのノードと、ノード間の経路であるリンクによって表現される。

なお、動的制御を実現する通信システムでリソース量が適切であるか否かを判定し、不適切の場合にパスの設定又は解放を行うことにより、利用可能な動的制御用ネットワークのリソース量を調整する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

また、短時間に集中的に通信路割当要求が発生する状況において、特定の通信路がリソースを占有してしまうことを回避する技術が知られている（例えば特許文献２参照）。

特開２００７−７４０５５号公報 特開２００９−５５３５７号公報

ＣＳＰＦを使っても最短経路が見つからない場合は、ユーザの要求する数々の制約条件とネットワークのどの部分が問題なのかユーザには具体的に分らないため、そもそものサービス提供の条件（制約条件）を見直すべきか、ネットワークのリソースを改善するべきか、また、具体的にネットワークのどこを改善するべきかを判断するのに時間がかかる。このため、サービス提供が遅れてしまうという問題があった。

ネットワークのどの部分が問題であるのか具体的に分らない理由は、経路の検索にＣＳＰＦを使用しているためである。ＣＳＰＦは、制約条件に適さない部分をネットワークトポロジーからいったん除去するため、原理的に最短経路の有無しか分らなくなる。また、人が問題箇所の判断に時間がかかる理由は、膨大なネットワークトポロジー情報に対して、制約条件を見直すためである。

制約条件数が多ければ多いほど、また取り得る制約条件のパラメータの変動範囲が大きければ大きいほど、制約条件がサービス提供条件と密接に関係すればするほど、その調整には時間がかかる。また、ネットワークに対して、ある部分に絞って問題かどうかを調べることも時間がかかる。これは、調査の対象となる経路は、始点と終点、制約条件によって常に変動して行くため、ある状況における調査結果は有効であるかもしれないが、別の異なる状況ではまったく使えないことになる。全ての状況における調査（例えば、仮に全ての始点終点の組み合わせにおける最短経路を抽出すること）を事前に行うことは、その計算量や経路情報量が膨大になるため、装置負荷や常時使用するメモリが大量に必要なため、極めて不利である。更に、サービス提供の条件の見直しと、ネットワークのリソースの改善とは、別々に実施されるため、どちらの方法をとった方が、より対処が早いかという点は考慮されにくい。

そこで、目的の一つは、上記の点に鑑みなされたものであり、経路検索の問題箇所特定のための判断情報を提示できるノード装置を提供することである。

複数の制約条件と始点と終点を指定されてネットワークの経路検索を行うノード装置において、前記ネットワークを構成するノード装置及びノード装置間を接続するリンクについて検出した前記複数の制約条件それぞれに対応する指標をネットワークトポロジー情報として保持する保持手段と、前記複数の制約条件から一部の制約を除外した組み合わせを生成する生成手段と、前記生成手段により生成された制約条件の組み合わせそれぞれで前記始点から前記終点までの経路を検索する検索手段と、前記検索で発見された経路の経路情報にて前記ネットワークトポロジー情報を検索して得られた結合結果としてのネットワークトポロジー情報について、検索で除外した全ての制約条件と比較し制約条件に合わない不適合箇所を抽出し前記結合結果の経路情報と共に結果リストに格納してユーザに提示する提示手段と、を有する。

本実施形態によれば、経路検索の問題箇所特定のための判断情報を提示できる。

ＧＭＰＬＳを説明するための図である。 ＧＭＰＬＳを説明するための図である。 ＧＭＰＬＳを説明するための図である。 ＧＭＰＬＳを説明するための図である。 ＯＳＰＦを説明するための図である。 ＯＳＰＦを説明するための図である。 ＯＳＰＦを説明するための図である。 ノード装置の一実施形態の構成図である。 ネットワークの一実施形態の構成図である。 リンクステートパケットの構成を示す図である。 リンクステートパケットの構成を示す図である。 ネットワークトポロジー情報を示す図である。 ネットワークグラフの作成を説明するための図である。 ネットワークグラフの作成を説明するための図である。 最短経路を示す図である。 経路情報を示す図である。 結合結果を示す図である。 結果リストを示す図である。 第１実施形態の処理フローチャートである。 再検索候補抽出部の動作を説明するための図である。 再検索候補抽出部の動作を説明するための図である。 再検索候補抽出部の動作を説明するための図である。 再検索候補抽出部の動作を説明するための図である。 再検索候補抽出部の動作を説明するための図である。 結合結果のテーブルを示す図である。 結果リストを示す図である。 第２実施形態の処理フローチャートである。 中間ノード数と第２実施形態の計算量の関係を説明するための図である。 第１実施形態の方法と第２実施形態の方法を選択する処理のフローチャートである。 第１実施形態の方法と第２実施形態の方法を選択する処理のフローチャートである。 第１のケースの結果リストを示す図である。 第２のケースの結果リストを示す図である。 第３のケースの結果リストを示す図である。

以下、図面に基づいて実施形態を説明する。

＜ノード装置の構成＞
図４は、ＧＭＰＬＳの自動パス生成機能を持つノード装置の一実施形態の構成図を示す。図４において、ノード装置１０はユーザインタフェース部１１によりネットワークの監視装置３０に接続されている。また、ノード装置１０はインタフェースユニット１２によって隣接する他のノード装置と接続されており、データ（主信号）のやりとりを行う。また、ＧＭＰＬＳの通信はノード間通信ユニット１３によって行う。

ＧＭＰＬＳにおける自動パス生成の流れは、監視装置３０より始点、終点、制約条件を指定したコマンドを投入する。このコマンドはユーザインタフェース部１１を通り、コマンド処理部１４にて、制約条件をネットワークトポロジー情報の指標に関連付けてＣＳＰＦ部１５に渡す。

ＣＳＰＦ部１５では、ＬＳＤＢ２１に格納されているネットワークトポロジー情報を用いて制約条件に適合しない経路情報を全て取り除いたネットワークグラフを作成し、ＯＳＰＦ部１６に経路計算を依頼する。

ＯＳＰＦ部１６では、始点から終点までネットワークグラフを巡回することで最短経路を算出し、算出結果を経路判定部１７に渡す。

経路判定部１７は、算出経路があるか、また、算出経路に矛盾がないかを判定し、判定結果をコマンド処理部１４に渡す。判定結果を受け取ったコマンド処理部１４は、装置制御部１８に経路設定を依頼して、ＧＭＰＬＳ機能により自動的にパスが生成される。パスが生成された結果は、ユーザインタフェース部１１を介し、監視装置３０にレスポンス（応答）として通知される。

指標検出部２０は、リンク毎の回線ビットエラーレートや伝送遅延（距離）時間、自ノード装置の平均稼動時間（ＭＴＢＦ）等の指標を自律的に収集する。収集された各指標は、ＯＳＰＦ部１６のトポロジー管理機能によって、ＬＳＤＢ２１に格納されるネットワークトポロジー情報に反映される。また、上記のトポロジー情報はＯＳＰＦ部１６のリンクステートパケットとしてノード間通信ユニット１３を経由して隣接ノード装置に広告され、ネットワーク全体に広告される。このとき、ＯＳＰＦ部１６のリンクステートパケットは、リンク単位に広告するため、ノード装置毎の指標は、ノード装置に属する全てのリンクに対して同値にして広告する。

不適合箇所判定部２２は、経路判定部１７によって経路が見つからなかった場合に、ある制約条件のみ限定したケース、全ての制約条件の組み合わせによる制約条件の限定したケースを抽出する。例えば、制約条件が制約Ａかつ制約Ｂかつ制約Ｃである場合、この制約条件の限定パターンとして制約Ａのみ、制約Ｂのみ、制約Ｃのみ、制約Ａかつ制約Ｂ、制約Ｂかつ制約Ｃ、制約Ｃかつ制約Ａのケースが抽出される。不適合箇所判定部２２は抽出された各ケースにおいて、順番にＣＳＰＦ部１５による制約条件つき経路検索を行う。

これにより、ＣＳＰＦ部１５は、各ケースに適さない部分をネットワークトポロジーより除去してネットワークグラフを作成する。その後、ＯＳＰＦ部１６によって、ネットワークグラフをＯＳＰＦアルゴリズムで検索して経路を求め、不適合箇所判定部２２へ通知する。不適合箇所判定部２２では、通知された各ケースの経路情報（ノードＩＤとリンクＩＤ）とネットワークトポロジー情報について、テーブル情報の結合（ＪＯＩＮ演算）を行う。すなわち、経路情報のノードＩＤとリンクＩＤでネットワークトポロジー情報を検索して、検索で得られたネットワークトポロジー情報を結合結果とする。そして、結合結果から不適合箇所のノードＩＤを求める。

再検索候補抽出部２３は、経路が見つかないと判定されたとき不適合箇所判定部２２から始点・終点情報を渡され、始点から終点まで取り得る全ての経路をネットワークトポロジー情報より算出して、不適合箇所判定部２２に渡す。なお、再検索候補抽出部２３は後述する第２実施形態でのみ必要とされる。

＜第１実施形態＞
図５にネットワークの一実施形態の構成図を示す。図５において、○印はノードであり○印内の数字はノードＩＤを示し、ａ〜ｌはリンクＩＤであり括弧内にＯＰＳＦコストを示している。ＯＰＳＦコストはユーザがリンク毎に設定する値であり、例えばリンクの帯域が大きいほど小さくなる値である。

図５のネットワークにおいて、ユーザより以下に示す具体的な３つの制約条件が指定されたものとする。
（制約Ａ）リンク毎の回線ビットエラーレート（ＢＥＲ）が、１０^−６（１００万ビットに１個の誤り）以下であること。
（制約Ｂ）リンク毎の伝送遅延時間が１０ｍｓ以下であること。
（制約Ｃ）ノード装置毎の平均稼動時間（ＭＴＢＦ）が１２ヶ月以上であること。

これらの考慮される指標は、各ノード装置の指標検出部２０やノード装置に接続される監視装置３０により自律的に収集される。収集された各指標は、ＯＳＰＦ部１６のトポロジー管理機能によって、ＬＳＤＢ２１に格納されるネットワークトポロジー情報に反映される。このネットワークトポロジー情報は隣接ノード装置に広告される。

ネットワークトポロジー情報を隣接ノード装置に広告するために、図６及び図７に示すようにフィールド拡張したリンクステートパケットを用いる。リンクステートパケットはタイプ１〜タイプ１６までは従来通りである。タイプＸＸ（ＸＸは例えば１７）でリンク毎の回線ビットエラーレートを広告し、タイプＸＹ（ＸＹは例えば１８）でリンク毎の伝送遅延時間を広告し、タイプＹＹ（ＹＹは例えば１９）でノード装置の平均稼動時間（ＭＴＢＦ）を広告する。

これにより、図５に示すネットワークにおいては、図８に示すようなネットワークトポロジー情報が全ノード装置（図５でノード１Ｄ＝１〜７のノード装置）で共有される。図８ではノードＩＤとリンクＩＤ毎にネットワークトポロジー情報が収集されている。エラーレートの表示「１０＾−８」は「１０^−８」を表しており、伝送遅延時間の単位はｍｓｅｃであり、ノードＭＴＢＦの単位は月である。

ネットワークトポロジー情報を全ノード装置で共有した状態で、ユーザから始点と終点情報が入力されると、ＣＳＰＦ部１５、ＯＳＰＦ部１６によってネットワークトポロジー情報から経路算出が行われるが、経路判定部１７にて経路が見つからない場合が発生したとする。なお、経路が見つかった場合は従来通り結果をユーザに応答すれば良く、説明を割愛する。

経路判定部１７によって、経路が見つからなかった場合は、まず不適合箇所判定部２２において、ある制約条件のみ限定したケース、全ての制約条件の組み合わせによる制約条件の限定したケースを抽出する。この場合、ある制約条件の限定パターンとして制約Ａのみ、制約Ｂのみ、制約Ｃのみ、制約Ａかつ制約Ｂ、制約Ｂかつ制約Ｃ、制約Ｃかつ制約Ａのケースが抽出される。

抽出された各ケースにおいて、順番にＣＳＰＦ部１５による制約条件つき経路検索を行う。例えば、制約Ａのみに限定したケースを説明する。不適合箇所判定部２２より、制約Ａのみに限定した条件を渡されたＣＳＰＦ部１５は、図９（Ａ）に示すネットワーク（ネットワークトポロジー情報）から制約Ａに適さないリンク（破線で示すリンク）をネットワークトポロジーより除去し、図９（Ｂ）に示すネットワークグラフを作成する。なお、図９（Ａ）で二重線のリンクは制約Ｂに適さないリンクを示し、梨地のノードは制約Ｃに適さないノードを示している。

その後、ＯＳＰＦ部１６によって、ネットワークグラフをＯＳＰＦアルゴリズムで検索することで、図１０に示す最短経路を得て、その経路算出結果を図１１に示すノードＩＤとリンクＩＤからなる経路情報として、不適合箇所判定部２２に通知する。

不適合箇所判定部２２では、通知された図１１の経路情報と図８に示すネットワークトポロジー情報について、テーブル情報の結合（ＪＯＩＮ演算）を行って図１２に示す結合結果を得る。すなわち、経路情報のノードＩＤとリンクＩＤでネットワークトポロジー情報を検索して、検索で得られたネットワークトポロジー情報を結合結果とする。

ここで、不適合箇所判定部２２では、制約Ａかつ制約Ｂかつ制約Ｃで検索した場合は経路がなく、制約Ａだけに限定して検索した場合は経路が見つかったという結果から、算出された経路には制約Ｂ又は制約Ｃの条件に適さないリンクが含まれていることが分るため、結合情報テーブルから制約Ｂと制約Ｃについて、要求された制約条件（エラーレートが１０^−６以下、ノードＭＴＢＦが１２ヶ月以上）との比較演算を行い、ノードＩＤ＝５のリンクＩＤ＝ｉが制約Ｃ（ＭＴＢＦ＝８）に違反していると分る。このため、上記の経路情報（リンクＩＤ＝ｉ）と不適合箇所の抽出結果（制約Ｃ（ＭＴＢＦ＝８））を結果リストに格納する（図１３の５項を参照）。なお、制約Ｃについてはノード装置の制約になるため、不適合箇所はノードＩＤとする。

このようにして残りの制約条件を限定した全てのケース（制約Ｂのみ、制約Ｃのみ、制約Ａかつ制約Ｂ、制約Ｂかつ制約Ｃ、制約Ｃかつ制約Ａ）を実施することにより、問題箇所特定のための判断情報として図１３に示す結果リストを作成し、この図１３に示す結果リストをユーザに応答する。

＜第１実施形態の処理フローチャート＞
図１４に第１実施形態の処理フローチャートを示す。なお、この処理はユーザから経路検索を指示されたノード装置であれば、どのノード装置であっても処理可能である。

図１４において、ステップＳ１で不適合箇所判定部２２は結果リストを初期化する。ステップＳ２で経路判定部１７はユーザから与えられた制約条件を適用した上で、ＣＳＰＦ部１５及びＯＳＰＦ部１６により経路が発見できたか否かを判定する。経路が発見できた場合はステップＳ３で発見した経路を結果リストに格納してステップＳ１１に進む。

経路が発見できなかった場合、不適合箇所判定部２２はステップＳ４で全てのケース（制約Ａのみ、制約Ｂのみ、制約Ｃのみ、制約Ａかつ制約Ｂ、制約Ｂかつ制約Ｃ、制約Ｃかつ制約Ａ）を検査し終ったか否かを判別する。検査し終ってなければ、不適合箇所判定部２２はステップＳ５で与えられた制約条件（制約Ａ，Ｂ，Ｃ）の組み合わせから一部の制約を除外した組み合わせを例えば制約の厳しい順（制約条件が多い順）に生成する。

不適合箇所判定部２２はステップＳ６で生成した制約条件の組み合わせでＣＳＰＦ部１５及びＯＳＰＦ部１６により経路が発見できたか否かを判定する。経路が発見できない場合には不適合箇所判定部２２はステップＳ７で「経路なし」を結果リストに格納してステップＳ４に進む。経路が発見できた場合にはステップＳ８で発見した経路情報とネットワークトポロジー情報とのテーブル結合（ＪＯＩＮ演算）を行う。

次に、不適合箇所判定部２２はステップＳ９でテーブル結合の結合結果について今回の検索で除外した全ての制約と比較演算を行い、条件に合わない不適合箇所（ノード又はリンク）とその指標値を抽出する。不適合箇所判定部２２はステップＳ１０で発見した経路情報と不適合箇所とその指標値を結果リストに格納してステップＳ４に進む。

一方、ステップＳ４で検査し終った場合、又はステップＳ３を実行した後は、不適合箇所判定部２２はステップＳ１１で結果リストをユーザに応答する。

＜第２実施形態＞
ここでは、ユーザから指定される制約条件は、先の実施形態と同一とする。これによって、図５に示すネットワークにおいては、図８に示すようなネットワークトポロジー情報が全ノード装置で共有される。

ネットワークトポロジー情報を全ノード装置で共有した状態で、ユーザから始点と終点情報が入力されると、ＣＳＰＦ部１５、ＯＳＰＦ部１６によってネットワークトポロジー情報から経路算出が行われるが、経路判定部１７にて経路が見つからない場合が発生したとする。経路が見つからなかった場合、経路判定部１７から不適合箇所判定部２２に処理が依頼される。不適合箇所判定部２２は始点と終点情報を再検索候補抽出部２３に渡す。

再検索候補抽出部２３は、始点から終点までの取り得る全ての経路をネットワークトポロジー情報より抽出し、不適合箇所判定部２２に通知する。例えば図１５Ａに示すネットワークでは、図１５Ｂ，図１５Ｃ等に示す経路が算出され、図１５Ｂに示す経路は図１５Ｄに示す経路情報として不適合箇所判定部２２に通知され、図１５Ｃに示す経路は図１５Ｅに示す経路情報として不適合箇所判定部２２に通知される。

不適合箇所判定部２２では、通知されたそれぞれの経路情報と、図８に示すネットワークトポロジー情報について、テーブル情報の結合（ＪＯＩＮ演算）を行って結合結果を得る。なお、図１６は、図１５Ｄに示す経路情報とネットワークトポロジー情報の結合結果のテーブルを示す。

ここで、不適合箇所判定部２２では、制約Ａかつ制約Ｂかつ制約Ｃで検索した場合は経路がないことから、前述の結合結果のテーブルには、制約Ａ、又は制約Ｂ、又は制約Ｃのいずれか、又はそのどれも適さないリンクが含まれていることが分るため、結合結果のテーブルについて、要求された制約条件Ａ、Ｂ、Ｃ（エラーレートが１０^−６以下、伝送遅延１０ｍｓ以下、ノード装置ＭＴＢＦが１２ヶ月以上）それぞれとの比較演算を行い、ノードＩＤ＝４のリンクＩＤ＝ｈリンクが制約Ａと制約Ｃを違反していると分る。その後、上記の経路情報と不適合箇所の抽出結果を結果リストに格納する。このとき、制約Ｃはノード装置の制約になるため、不適合箇所としては、ノード装置４とリンクｈの２箇所として格納する（図１７の１項を参照）。

このようにして始点から終点までの取り得る全ての経路について実施すると、問題箇所特定のための判断情報として図１７に示す結果リストを作成し、経路の総コスト順にソートして図１７に示す結果リストをユーザに応答する。

＜第２実施形態の処理フローチャート＞
図１８に第２実施形態の処理フローチャートを示す。なお、この処理はユーザから経路検索を指示されたノード装置であれば、どのノード装置であっても処理可能である。

図１８において、ステップＳ２１で不適合箇所判定部２２は結果リストを初期化する。ステップＳ２２で経路判定部１７はユーザから与えられた制約条件を適用した上で、ＣＳＰＦ部１５及びＯＳＰＦ部１６により経路が発見できたか否かを判定する。経路が発見できた場合はステップＳ２３で発見した経路を結果リストに格納してステップＳ２９に進む。

経路が発見できなかった場合、再検索候補抽出部２３はステップＳ２４で始点から終点までの取り得る全ての経路を抽出する。次に、ステップＳ２５で全ての経路を検査し終ったか否かを判別する。検査し終ってなければ、不適合箇所判定部２２はステップＳ２６で今回検査する経路情報とネットワークトポロジー情報について、テーブル情報の結合（ＪＯＩＮ演算）を行う。

不適合箇所判定部２２はステップＳ２７で結合結果のテーブルについて、要求された制約条件Ａ、Ｂ、Ｃとの比較演算を行い、制約条件に合わない不適合箇所（ノード又はリンク）とその指標値を抽出する。そして、ステップＳ２８で経路情報と不適合箇所とその指標値を結果リストに格納してステップＳ２５に進む。

一方、ステップＳ２５で検査し終った場合、又はステップＳ２３を実行した後は、不適合箇所判定部２２はステップＳ２９で結果リストを経路の総コスト順にソートし、ステップＳ３０で結果リストをユーザに応答する。

＜第１実施形態と第２実施形態の選択＞
中間ノード数と第２実施形態の計算量の関係を説明する。例えば、図５のネットワークを考えると、始点からノード装置（１）を見るとノード装置（１）でノード装置（２），（３），（５），（７）に４分岐し、ノード装置（１）からノード装置（２）を見るとノード装置（２）でノード装置（３），（４）に分岐していることが分る。このようにして、ノード装置と分岐の関係を表すと、図１９に示すようなツリー構造したグラフができあがる。このツリー構造の頂点のノード装置は、始点ノード装置であり、ツリーの末端の葉に位置するのが全て終点ノード装置である。第２実施形態の始点から終点までの取り得る全ての経路数は、このツリーの葉のノード装置の総数と等しくなる。

図１９のようにツリーの葉の総数はおおよそｍ^ｎ［ｍは平均分岐数、ｎは中間ノード数］となる。ここで、平均分岐数を便宜的に「２」とすると、第１実施形態における組み合わせ数（２^ｋ）−１［ｋは制約条件数］と等価になる。一般的なパス生成要求時に同時に１０以上の制約条件を指定するケースがほとんどないとすると、ネットワーク規模によらず計算量が大幅増加しない点で第１実施形態は有利であるといえる。

この点に鑑みて、ノード装置では第１実施形態の方法と第２実施形態の方法を選択することが可能である。図２０及び図２１に第１実施形態の方法と第２実施形態の方法を選択する処理のフローチャートを示す。

図２０において、ノード装置では、ステップＳ４１でネットワークの規模を見積もるために図８に示すようなネットワークトポロジー情報におけるノード数（ノードＩＤの重複を除いた数）をカウントする。ステップＳ４２でカウントしたノード数が一定数（例えば、数１０から１００程度）を超えるか否かを判別し、超えた場合はステップＳ４３で第１実施形態を選択して図１４のフローチャートの開始に進む。超えない場合にはステップＳ４４で第２実施形態を選択して図１８のフローチャートの開始に進む。これは、ネットワークのノード数が増加するほど、第２実施形態で計算すべき経路数が膨大になるからである。

図２１において、ノード装置では、ステップＳ５１で制約条件を完全に無視した最短経路を最初に検索する。ステップＳ５２で検索した経路の中間ノード数をカウントして所定値（例えば１０）を超えるか否かを判別し、超えた場合はステップＳ５３で第１実施形態を選択して図１４のフローチャートの開始に進む。超えない場合にはステップＳ５４で第２実施形態を選択して図１８のフローチャートの開始に進む。これも中間ノード数が増加するほど、第２実施形態で計算すべき経路数が膨大になるからである。

＜不適合箇所の内容＞
次に、経路毎に表示される不適合箇所の内容がどのように判断にできるかという事例について説明する。

第１のケースは、明らかに特定の制約条件が原因で経路が見つからない場合である。この場合は第１実施形態で見られ、図２２に示すような結果リストが得られる。特定の制約条件がネットワークに対して厳しすぎる場合は、特定の制約条件の緩和により解消する（経路が見つかる）場合が多い。図２２の楕円で囲った部分の「経路なし」の項から制約Ａと制約Ｃが厳しすぎることが疑われる。なお、制約条件が提供サービスに直結する場合は、変更に対して慎重な判断が必要となる。

第２のケースは、特定の制約条件による不適合箇所が多い場合である。この場合は、第１実施形態第と２実施形態で共に見られ、第１実施形態では図２３に示すような結果リストが得られる。これも第１のケースと同様、制約条件自体が主な原因となっている場合が多い。図２３の楕円で囲った部分から制約Ａが厳しすぎることが疑われる。この場合も制約条件の変更には慎重であるべきである。

第３のケースは、算出された経路候補によらず、特定のノード装置やリンクが不適合箇所になっている場合である。この場合は、第１実施形態第と２実施形態で共に見られ、第１実施形態では図２４に示すような結果リストが得られる。図２４の楕円で囲った部分からリンクｈが制約Ｃに適合していないことが示されており、特定されている不適合箇所（リンクｈ）を集中して調査すべきと判断できる。

上記以外のケースでは、基本的にユーザの判断で更に経路候補を絞った上で、その経路上の不適合箇所を集中して調査することになる。ユーザが経路候補を絞る上での判断材料は、変更可能な制約条件や不適合箇所の総数などによって変わる。

このように、本実施形態によれば、制約条件つき経路検索で経路が見つからなかった場合に、結果リストとして経路毎に表示される不適合箇所の判断情報から、原因となる制約条件、又は、問題となっているノードやリンクを効率的に調整又は調査できることで、問題解決までの時間を短縮でき、サービス提供までのリードタイムを短縮することができる。また、適用するネットワークの規模によって、計算量に見合った現実的な方法を使うことができる。

１０ ノード装置
１１ ユーザインタフェース部
１２ インタフェースユニット
１３ ノード間通信ユニット
１４ コマンド処理部
１５ ＣＳＰＦ部
１６ ＯＳＰＦ部
１７ 経路判定部
１８ 装置制御部
２０ 指標検出部
２１ ＬＳＤＢ
２２ 不適合箇所判定部
２３ 再検索候補抽出部
３０ 監視装置

Claims (5)

1. 複数の制約条件と始点と終点を指定されてネットワークの経路検索を行うノード装置において、
   前記ネットワークを構成するノード装置及びノード装置間を接続するリンクについて検出した前記複数の制約条件それぞれに対応する指標をネットワークトポロジー情報として保持する保持手段と、
   前記複数の制約条件から一部の制約を除外した組み合わせを生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成された制約条件の組み合わせそれぞれで前記始点から前記終点までの経路を検索する検索手段と、
   前記検索で発見された経路の経路情報にて前記ネットワークトポロジー情報を検索して得られた結合結果としてのネットワークトポロジー情報について、検索で除外した全ての制約条件と比較し制約条件に合わない不適合箇所を抽出し前記結合結果の経路情報と共に結果リストに格納してユーザに提示する提示手段と、
   を有することを特徴とするノード装置。
2. 請求項１記載のノード装置において、
   前記提示手段は、前記不適合箇所と共に前記不適合箇所の指標値を前記結果リストに格納してユーザに提示する
   ことを特徴とするノード装置。
3. 複数の制約条件と始点と終点を指定してネットワークの経路検索を行う経路検索方法において、
   前記ネットワークを構成するノード装置及びノード装置間を接続するリンクについて検出した前記複数の制約条件それぞれに対応する指標をネットワークトポロジー情報として保持し、
   前記複数の制約条件から一部の制約を除外した組み合わせを生成し、
   生成した制約条件の組み合わせそれぞれで前記始点から前記終点までの経路を検索し、
   前記検索で発見された経路の経路情報にて前記ネットワークトポロジー情報を検索して得られた結合結果としてのネットワークトポロジー情報について、検索で除外した全ての制約条件と比較し制約条件に合わない不適合箇所を抽出し前記結合結果の経路情報と共に結果リストに格納してユーザに提示する
   ことを特徴とする経路検索方法。
4. 複数の制約条件と始点と終点を指定されてネットワークの経路検索を行うノード装置において、
   前記ネットワークを構成するノード装置及びノード装置間を接続するリンクについて検出した前記複数の制約条件それぞれに対応する指標をネットワークトポロジー情報として保持する保持手段と、
   前記複数の制約条件から一部の制約を除外した組み合わせを生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成された制約条件の組み合わせそれぞれで前記始点から前記終点までの経路を検索する検索手段と、
   前記検索で発見された経路の経路情報にて前記ネットワークトポロジー情報を検索して得られた第１結合結果としてのネットワークトポロジー情報について、検索で除外した全ての制約条件と比較し制約条件に合わない不適合箇所を抽出し前記第１結合結果の経路情報と共に結果リストに格納してユーザに提示する第１提示手段と、
   前記始点から前記終点までの取り得る全ての経路を再検索候補として抽出する抽出手段と、
   抽出した再検索候補それぞれの経路の経路情報にて前記ネットワークトポロジー情報を検索して得られた第２結合結果としてのネットワークトポロジー情報について、前記複数の制約条件それぞれと比較し制約条件に合わない不適合箇所を抽出し前記第２結合結果の経路情報と共に結果リストに格納してユーザに提示する第２提示手段と、
   ネットワークの規模が所定規模を超えた場合に前記第１提示手段を選択し、超えない場合に前記第２提示手段を選択して前記結果リストをユーザに提示する選択手段と、
   を有することを特徴とするノード装置。
5. 複数の制約条件と始点と終点を指定されてネットワークの経路検索を行う経路検索方法において、
   前記ネットワークを構成するノード装置及びノード装置間を接続するリンクについて検出した前記複数の制約条件それぞれに対応する指標をネットワークトポロジー情報として保持し、
   前記複数の制約条件から一部の制約を除外した組み合わせを生成し、
   生成した制約条件の組み合わせそれぞれで前記始点から前記終点までの経路を検索し、
   前記検索で発見された経路の経路情報にて前記ネットワークトポロジー情報を検索して得られた第１結合結果としてのネットワークトポロジー情報について、検索で除外した全ての制約条件と比較し制約条件に合わない不適合箇所を抽出し前記第１結合結果の経路情報と共に結果リストに格納してユーザに提示し、
   前記始点から前記終点までの取り得る全ての経路を再検索候補として抽出し、
   抽出した再検索候補それぞれの経路の経路情報にて前記ネットワークトポロジー情報を検索して得られた第２結合結果としてのネットワークトポロジー情報について、前記複数の制約条件それぞれと比較し制約条件に合わない不適合箇所を抽出し前記第２結合結果の経路情報と共に結果リストに格納してユーザに提示し、
   ネットワークの規模が所定規模を超えた場合に前記不適合箇所を前記第１結合結果の経路情報と共に前記結果リストに格納することを選択し、超えない場合に前記不適合箇所を前記第２結合結果の経路情報と共に前記結果リストに格納することを選択して前記結果リストをユーザに提示する
   ことを特徴とする経路検索方法。

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