JPH0637807A - Packet switching network and its designing method - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain a packet switching network having the reduced variance regardless of the distance between the nodes by deciding the link capacity based on the limitation of distribution of the delay time caused between the nodes. CONSTITUTION:A main device CPU which designs network sets the least capacity as the initial one of each link of the network in a 1st step S1. Then a distribution function is calculated in a 2nd step S2 to decide the limitation of distribution in regard of the delay time and the probability where an occurred node reaches a target node within the largest allowed time. In a 3rd step S3, the most congested path and class are decided. Then Pmin is compared with FXpogoko (Tko) in a 4th step S4. If Pmin is equal to or smaller than FXpogoko(Tko), the link capacity is decided and a designing process 15 ends. If not, the link capacity is repetitively repeated until those preceding conditions are satisfied in the step S5-S7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には通信ネット
ワークに関し、特に、異なる要求品質のサービスを必要
とするマルチメディア情報を伝送するのに適したパケッ
ト交換ネットワークに関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to communication networks, and more particularly to packet switched networks suitable for transmitting multimedia information requiring different quality of service requirements.

【０００２】[0002]

【従来の技術】最近になって発達してきたマルチメディ
アネットワークは、音声、画像、データ等といった異な
る要求品質のサービスを必要とする様々な種類の情報を
扱うことが期待されている。従来のネットワーク設計方
法は、この種のネットワークには適用することができな
い。なぜなら、従来の方法は、ネットワーク全体のコス
トを最適化するために、ネットワーク全体の平均遅延時
間を設計の制約条件として採用しているからである。2. Description of the Related Art Recently developed multimedia networks are expected to handle various kinds of information such as voice, image, data, etc. which require services of different required quality. Conventional network design methods cannot be applied to this type of network. This is because the conventional method adopts the average delay time of the entire network as a design constraint condition in order to optimize the cost of the entire network.

【０００３】従来のパケット交換ネットワークの設計に
おいては、ネットワークのノード間に形成される各リン
クの容量割り当てを決定するための設計基準は、ネット
ワーク平均遅延時間、つまりネットワークの全てのリン
クの遅延時間を平均化した平均パケット遅延時間であっ
た。平均パケット遅延時間Ｔは、以下のように表すこと
ができる。In the design of conventional packet-switched networks, the design criterion for determining the capacity allocation of each link formed between the nodes of the network is the network average delay time, that is, the delay time of all the links of the network. The average packet delay time was averaged. The average packet delay time T can be expressed as follows.

【０００４】[0004]

【数１】 [Equation 1]

【０００５】 γ_i：パスｉでの平均パケット発生率 Ｚ_i：パスｉでの平均パケット遅延時間 λ_j：リンクｊでの平均パケット発生率 Ｔ_j：リンクｊでの平均パケット遅延時間 例えば、KleinrockのQUEUEING SYSTEMS Volume II: Com
puter Applications.New York: John Wiley, 1976、並
びにGerla及びKleinrockの"On the Topological Design
of Distributed Computer Networks", IEEE Transacti
ons on Communications, vol.COM-25, pp.48-60, Jan.
1977を参照されたい。Γ _i : average packet occurrence rate on path i Z _i : average packet delay time on path i λ _j : average packet occurrence rate on link j T _j : average packet delay time on link j For example, Kleinrock QUEUEING SYSTEMS Volume II: Com
puter Applications. New York: John Wiley, 1976, and "On the Topological Design" by Gerla and Kleinrock.
of Distributed Computer Networks ", IEEE Transacti
ons on Communications, vol.COM-25, pp.48-60, Jan.
See 1977.

【０００６】上記の従来の設計アプローチは、ネットワ
ーク設計者又はネットワーク提供者の立場から見ると費
用対効果に優れたネットワークを構築することができ
る。しかしながら、利用者の立場から見ると、そのよう
な設計方法によれば、ネットワーク全体の平均パケット
遅延時間Ｔより長い遅延時間を経験する利用者を必ず伴
うことになる。ネットワーク全体の平均遅延時間に基づ
いて設計されたネットワークの欠点の１つは、特定のパ
スのトラヒック量が小さい場合に、そのパスが伴う遅延
時間がネットワーク全体の平均遅延時間にほとんど影響
を与えないという点にある。その結果、そのパス上のト
ラヒックに対する遅延時間は、平均遅延時間Ｔを大きく
越えてしまうことになる。この問題を解決するために、
ネットワーク全体の平均遅延制約条件の代わりに、２つ
の端点ノード間における平均遅延制約条件を用いること
が、ネットワークを設計するために採用されてきた。例
えば、Nakajima及びMiyakeの"Optimization of Packet-
Switched Networks Under End-to-End Packet Transit
Delay Constraints"、Transactions of IEICE of Japa
n, Vol.J70-A, pp.271-277, Feb. 1987、並びにSaksena
の"Topological Analysis of Packet Networks", IEEE
Journal on Selected Areas in Communications, vol.
7, pp.1243-1252, Oct. 1989を参照されたい。The above conventional design approach can construct a network which is cost-effective from the viewpoint of a network designer or a network provider. However, from the user's point of view, such a design method necessarily involves a user who experiences a delay time longer than the average packet delay time T of the entire network. One of the drawbacks of a network designed based on the average delay time of the entire network is that when the traffic volume of a particular path is small, the delay time associated with that path has little effect on the average delay time of the entire network. There is a point. As a result, the delay time for traffic on that path greatly exceeds the average delay time T. to solve this problem,
The use of the average delay constraint between two endpoint nodes instead of the average delay constraint of the entire network has been adopted to design the network. For example, Nakajima and Miyake's "Optimization of Packet-
Switched Networks Under End-to-End Packet Transit
Delay Constraints ", Transactions of IEICE of Japa
n, Vol.J70-A, pp.271-277, Feb. 1987, and Saksena
"Topological Analysis of Packet Networks", IEEE
Journal on Selected Areas in Communications, vol.
7, pp.1243-1252, Oct. 1989.

【０００７】従来の設計方法のもう１つの欠点は、異な
る要求品質のサービスを必要とする情報が区別されて扱
われないことである。例えば、マルチメディアネットワ
ークは、音声、画像、データ等の様々な種類の情報を扱
うことが期待されている。これらの異なる種類の情報
は、異なる要求品質のサービスを必要とする。例えば、
音声及び画像等の情報は、高速に伝送されることが必要
であるが、コンピュータデータは一般に比較的長い遅延
時間を許容することができる。このように、異なる要求
品質に基づいてマルチディア情報の伝送を可能とするマ
ルチディアネットワークを設計する方法が求めらてい
る。Another drawback of the conventional design method is that information that requires different quality of service is not treated separately. For example, multimedia networks are expected to handle various types of information such as voice, images and data. These different types of information require different quality of service requirements. For example,
Information such as voice and images needs to be transmitted at high speed, but computer data can generally tolerate relatively long delay times. As described above, there is a demand for a method of designing a multi-dia network capable of transmitting multi-dia information based on different quality requirements.

【０００８】異なるトラヒッククラスを有するネットワ
ークを設計する方法がいくつか提案されている。各トラ
ヒッククラスに対して、ネットワーク全体の異なる平均
遅延時間を設計基準とする方法については、例えば、Ma
ruyama及びTangの"DiscreteLink Capacity and Priorit
y Assignments in Communiation Networks", IBM Journ
al Research and Development, vol.21, pp.254-263, M
ay 1977、並びにMaruyama, Fratta及びTangの"Heuristi
c Design Algorithm for Computer Communication Netw
orks with Different Classes of Packets", IBM Journ
al Research and Development, vol.21, pp.360-369, J
uly 1977を参照されたい。Several methods have been proposed for designing networks with different traffic classes. For a method of designing different average delay times of the entire network for each traffic class, see, for example, Ma
"Discrete Link Capacity and Priorit" by ruyama and Tang
y Assignments in Communiation Networks ", IBM Journ
al Research and Development, vol.21, pp.254-263, M
ay 1977, and "Heuristi" by Maruyama, Fratta and Tang.
c Design Algorithm for Computer Communication Netw
orks with Different Classes of Packets ", IBM Journ
al Research and Development, vol.21, pp.360-369, J
See uly 1977.

【０００９】各トラヒッククラスに対して、２つの端点
ノード間の平均遅延時間を設計基準とする方法について
は、例えば、Maruyama及びTangの"Discrete Link Capac
ityAssignment in Communication Networks", Proceedi
ngs of the Third International Computer Communicat
ion Conference (Toronto), pp.92-97, Aug. 1976を参
照されたい。For the method of designing the average delay time between two endpoint nodes for each traffic class, see, for example, "Discrete Link Capac" by Maruyama and Tang.
ityAssignment in Communication Networks ", Proceedi
ngs of the Third International Computer Communicat
See ion Conference (Toronto), pp.92-97, Aug. 1976.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特にＢ
−ＩＳＤＮ(Integrated Service Digital Network)など
の高速ネットワークを設計する場合に重要な性能尺度
は、各トラヒッククラスに対する任意の端点ノード間の
遅延時間の分布又は最大遅延時間である。例えば、音声
や画像等を伝送する場合には、遅延時間をできるだけ短
くするとともに、遅延時間のばらつきをできるだけ抑え
る必要がある。ネットワークを設計するための従来のア
プローチは、上記のような設計基準が一切考慮されてい
なかった。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
An important performance measure when designing a high speed network such as ISDN (Integrated Service Digital Network) is a distribution of delay times between arbitrary end point nodes for each traffic class or a maximum delay time. For example, when transmitting voice, images, etc., it is necessary to make the delay time as short as possible and suppress the variation in the delay time as much as possible. Conventional approaches to designing networks have not considered the above design criteria at all.

【００１１】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、（１）各トラヒッククラスのパケット
が、任意のノードから任意のノードへ予め決められた最
大許容遅延時間以内に一定の確率値以上の確率で伝送さ
れるパケット交換ネットワーク、その設計方法及びその
構築方法、並びにその設計装置を提供すること、（２）
パケットが伝送される際の遅延時間がノード間の距離か
かわらずほぼ一定であり、遅延時間のばらつきの小さい
マルチメディア情報の伝送に適したパケット交換ネット
ワーク、その設計方法及びその構築方法、並びにその設
計装置を提供することを目的としている。The present invention has been made to solve the above problems, and (1) packets of each traffic class are sent from any node to any node within a predetermined maximum allowable delay time. To provide a packet switching network which is transmitted with a probability equal to or higher than a probability value, a design method and a construction method thereof, and a design device thereof,
A packet switching network suitable for transmission of multimedia information in which a delay time when a packet is transmitted is almost constant regardless of a distance between nodes, and a delay time variation is small, a design method thereof, a construction method thereof, and a design thereof The purpose is to provide a device.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明による方法は、パ
ケットを伝送するための少なくとも２つのノード及びノ
ードからノードへの少なくとも１つのリンクを有するパ
ケット交換ネットワークを設計するための方法であっ
て、（１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定
するステップ、（２）遅延時間とパケットが発生ノード
から目的ノードへ該遅延時間以内に到達する確率との関
係を定義する分布関数に基づいて、最も混雑したリンク
を決定するステップ、（３）該最も混雑したリンクの容
量を修正するステップ、及び（４）予め決められた最大
許容遅延時間での各分布関数の値が、発生ノードから目
的ノードへの任意のパスに対して一定の確率値以上にな
るまで、ステップ（２）及び（３）を繰り返すステップ
を包含し、それにより、すべてのパケットが発生ノード
から目的ノードまで該予め決められた最大許容遅延時間
以内に該一定の確率値以上の確率で到達するネットワー
クを得ることにより、上記目的が達成される。The method according to the invention is for designing a packet switched network having at least two nodes for transmitting packets and at least one link from node to node, (1) a step of setting an initial capacity of each link of the network; (2) based on a distribution function defining a relationship between a delay time and a probability that a packet arrives at a destination node from a generation node within the delay time, The step of determining the most congested link, (3) the step of correcting the capacity of the most congested link, and (4) the value of each distribution function at a predetermined maximum allowable delay time is changed from the generation node to the target node. Comprising repeating steps (2) and (3) until a certain probability value for any path to By all packets get network reached in the certain probability value or probability within a maximum allowable delay time which is said predetermined to the target node from the generator node, the above-mentioned object can be achieved.

【００１３】前記分布関数は、前記パケットの全てのト
ラヒッククラスに対して決定され、それによって、各ト
ラヒッククラスの全てのパケットが、発生ノードから目
的ノードに前記予め決められた最大許容遅延時間以内に
前記一定の確率値以上の確率で到達することが好まし
い。The distribution function is determined for all traffic classes of the packet so that all packets of each traffic class are delivered from the originating node to the destination node within the predetermined maximum allowable delay time. It is preferable to arrive at a probability higher than the certain probability value.

【００１４】前記予め決められた最大許容遅延時間は各
トラヒッククラスに対して設定されることが好ましい。The predetermined maximum allowable delay time is preferably set for each traffic class.

【００１５】本発明による他の方法は、ノード間の複数
のパスを有するネットワークの複数のリンクに容量を割
り当てるための方法であって、該複数のパスのそれぞれ
は該複数のリンクの少なくとも１つを含んでおり、該方
法は、（１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設
定するステップ、（２）該ネットワークのパスの全ての
中から最小確率パスを見つけ出すステップであって、該
最小確率パスは、パケットが該最小確率パスの一方の端
点から他方の端点まで予め決められた最大許容遅延時間
以内に伝送される最小の確率Ｐを有するステップ、
（３）該最小確率パスに含まれる全てのリンクの中から
最小確率リンクを見つけ出すステップであって、該最小
確率リンクは、パケットが該最小確率リンクの一方の端
点から他方の端点まで該予め決められた最大許容遅延時
間以内に伝送される最小の確率を有するステップ、
（４）該最小確率リンクの容量を修正するステップ、及
び（５）該最小確率パスの該最小の確率Ｐが一定の確率
値よりも小さい場合にステップ（３）及び（４）を繰り
返すステップを包含し、それにより、全てのパケットが
発生ノードから目的ノードに該予め決められた最大許容
遅延時間以内に該一定の確率値以上の確率で到達するネ
ットワークを得ることにより、上記目的が達成される。Another method according to the invention is a method for allocating capacity to a plurality of links of a network having a plurality of paths between nodes, each of the plurality of paths being at least one of the plurality of links. The method comprises: (1) setting an initial capacity of each link of the network; (2) finding a least-probability path from all of the paths of the network, The path has a minimum probability P that a packet will be transmitted from one endpoint of the minimum probability path to the other endpoint within a predetermined maximum allowable delay time,
(3) A step of finding a minimum-probability link from all the links included in the minimum-probability path, wherein the minimum-probability link is such that the packet is predetermined from one end point to the other end point of the minimum-probability link. The smallest probability of being transmitted within the maximum allowed delay time given,
(4) modifying the capacity of the minimum-probability link, and (5) repeating steps (3) and (4) when the minimum probability P of the minimum-probability path is smaller than a certain probability value. The above-mentioned object is achieved by including a network in which all the packets arrive at the destination node from the source node within the predetermined maximum allowable delay time with a probability equal to or higher than the certain probability value. .

【００１６】前記最小確率パスは前記パケットの全ての
トラヒッククラスに対して見つけ出されることが好まし
い。Preferably, the least-probability path is found for all traffic classes of the packet.

【００１７】前記最小確率リンクは前記パケットの全て
のトラヒッククラスに対して見つけ出されることが好ま
しい。Preferably the least-probability link is found for all traffic classes of the packet.

【００１８】本発明の他の方法は、パケットを伝送する
ための少なくとも２つのノード及びノードからノードへ
の少なくとも１つのリンクを有するパケット交換ネット
ワークを設計するための方法であって、（１）該ネット
ワークの各リンクの初期容量を設定するステップ、
（２）全てのｐ、ｑ、ｋに対してｔ_k＝Ｔ_kでのＦｘ_pqk
（ｔ_k）の値を計算するステップであって、Ｆｘ_pqk（ｔ
_k）は、遅延時間ｔ_kとトラヒッククラスｋのパケットが
発生ノードｐから目的ノードｑに該遅延時間ｔ_k以内に
到達する確率との関係を定義する分布関数であり、Ｔ_k
は、各トラヒッククラスｋに対して予め決められた最大
許容遅延時間であるステップ、（３）以下の式を満たす
トラヒッククラスｋ₀、及び該ネットワークのノード対
ｐ₀−ｑ₀によって定義されるパスを決定するステップ、
全てのｐ、ｑ、ｋに対して、Ｆｘ_{p0q0 k0}（Ｔ_k0）＝ｍｉ
ｎ｛Ｆｘ_pqk（Ｔ_k）｝、（４）該パスに含まれる全ての
リンクｌ_iに対してｔ_k＝Ｔ_k0でのＦｘ_ik0（ｔ_k）の値を
計算するステップであって、Ｆｘ_ik0（ｔ_k）は、遅延時
間ｔ_kとトラヒッククラスｋ₀のパケットがリンクｌ_iの
一方の端点から他方の端点まで該遅延時間ｔ_k以内に伝
送される確率との関係を定義する分布関数であり、Ｔ_k0
は、トラヒッククラスｋ₀に対して予め決められた最大
許容遅延時間であるステップ、（５）以下の式を満たす
リンクｌ_i0を決定するステップ、該パスに含まれる全て
のリンクｌ_iに対してＦｘ_i0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉｎ｛Ｆｘ
_ik0（Ｔ_k0）｝、（６）該リンクｌ_i0の容量を増加させ
るステップ、及び（７）Ｐ_minが一定の確率値であり、
Ｆｘ_p0q0k0（Ｔ_k0）＜Ｐ_minならば、ステップ（２）か
ら（６）を繰り返すステップを包含し、それにより、各
トラヒッククラスに対して全てのパケットが発生ノード
から目的ノードに該予め決められた最大許容遅延時間以
内に該一定の確率値以上の確率で到達するネットワーク
を得ることにより、上記目的が達成される。Another method of the present invention is a method for designing a packet switched network having at least two nodes for transmitting packets and at least one link from node to node, the method comprising: Steps to set the initial capacity of each link in the network,
(2) Fx _pqk at t _k = T _k for all p, q, k
Calculating the value of (t _k ), Fx _pqk (t
_k) is the distribution function that defines the relationship between the probability of packet delay time t _k and the traffic class k is reached within the delay time t _k to the destination node q from the generation node p, T _k
Is a step that is a predetermined maximum allowable delay time for each traffic class k, (3) a traffic class k ₀ that satisfies the following expression, and a path defined by the node pair p ₀ -q _{0 of the} network. The step of determining
Fx _{p0q0 k0} (T _k0 ) = mi for all p, q and k
n {Fx _pqk (T _k )}, (4) a step of calculating the value of Fx _ik0 (t _k ) at t _k = T _k0 for all links l _i included in the path. _IK0 (t _k) is the distribution function that defines the relationship between the probability of packet delay time t _k and the traffic class k ₀ is transmitted from one end point of a link l _i within the other of the delay time t _k until the end point And T _k0
Is a maximum allowable delay time predetermined for the traffic class k ₀ , (5) determining a link l _i0 satisfying the following expression, and for all links l _i included in the path Fx _i0k0 (T _k0 ) = min {Fx
_ik0 (T _k0 )}, (6) increasing the capacity of the link l _i0 , and (7) P _min is a constant probability value,
If Fx _p0q0k0 (T _k0 ) <P _min , the step of repeating steps (2) to (6) is included, whereby all packets for each traffic class are predetermined from the _source node to the destination node. The above object is achieved by obtaining a network that arrives at a probability equal to or higher than the certain probability value within the maximum allowable delay time.

【００１９】本発明のネットワークは、複数のトラヒッ
ククラスのパケットを伝送するための少なくとも２つの
ノード及びノードからノードへの少なくとも１つのリン
クを備えたパケット交換ネットワークであって、該パケ
ット交換ネットワークは、以下の遅延時間制約を満たす
ことにより、上記目的が達成される：全てのｐ，ｑ，ｋ
に対して、Ｐ_min≦Ｐ｛ｔ_pqk≦Ｔ_k｝、ここで、Ｐ｛ｔ
_pqk≦Ｔ_k｝は、トラヒッククラスｋのパケットが発生ノ
ードｐから目的ノードｑに予め決められた最大許容遅延
時間以内に到達する確率であり、Ｐ_minは、予め決めら
れた一定の値である。The network of the present invention is a packet switched network comprising at least two nodes for transmitting packets of a plurality of traffic classes and at least one link from node to node, the packet switched network comprising: The above objective is achieved by satisfying the following delay time constraints: all p, q, k
, Where P _{min ≤P} {t _{pqk ≤T k} }, where P {t
_pqk ≦ T _k} is the probability of reaching from packet generating node p of traffic class k within a maximum allowable delay time predetermined to the destination node q, P _min is a fixed value determined in advance .

【００２０】本発明の他のネットワークは、複数のノー
ド、該ノードの対を相互接続する複数のリンク、及び該
複数のノードの２つ以上のノード間の複数のパスを備
え、該複数のリンクのそれぞれは情報を伝送するための
容量を有し、該複数のパスのそれぞれは該複数のリンク
の少なくとも１つを有するパケット交換ネットワークで
あって、該複数のパスの全てのパスが予め決められた最
大許容遅延時間以内に予め決められた一定の確率値以上
の確率で情報を伝送するように、該複数のリンクの全て
のリンクの容量が割り当てられていることにより、上記
目的が達成される。Another network of the present invention comprises a plurality of nodes, a plurality of links interconnecting pairs of the nodes, and a plurality of paths between two or more nodes of the plurality of nodes, the plurality of links. Each has a capacity for transmitting information, each of the plurality of paths is a packet-switched network having at least one of the plurality of links, and all paths of the plurality of paths are predetermined. The above object is achieved by allocating the capacity of all links of the plurality of links so that information is transmitted with a probability equal to or higher than a predetermined probability value within a maximum allowable delay time. .

【００２１】前記容量は実質的に最小化されることが好
ましい。It is preferred that the capacity is substantially minimized.

【００２２】本発明の他のネットワークは、トラヒック
クラスに基づく優先順位に応じて予めきめられた最大許
容遅延時間以内に一定の確率値以上の確率でパケットの
分配を行うパケット交換ネットワークであって、該ネッ
トワークは、複数のノード、該ノードのノード対を相互
接続する複数のリンクであって、それぞれがパケットを
伝送するための容量を有しているリンク、及び複数のパ
スであって、それぞれが少なくとも１つの該リンクを有
しているパスを備えており、トラヒッククラスに基づく
優先順位に従って、パケットが任意の発生ノードから任
意の目的ノードへ予めきめられた最大許容遅延時間以内
に一定の確率値以上の確率で伝送されるように、該容量
が該リンクの全てに割り当てられていることにより、上
記目的が達成される。Another network of the present invention is a packet-switching network which distributes packets with a probability of a certain probability value or more within a maximum allowable delay time predetermined according to a priority order based on a traffic class, The network comprises a plurality of nodes, a plurality of links interconnecting node pairs of the nodes, each link having a capacity for transmitting a packet, and a plurality of paths, each of which is a path. A path having at least one of the links, the packet having a certain probability value within a predetermined maximum allowable delay time from any source node to any destination node according to a priority based on a traffic class. The above object is achieved by assigning the capacity to all of the links so that they are transmitted with the above probability. .

【００２３】本発明の装置は、パケットを伝送するため
の少なくとも２つのノード及びノードからノードへの少
なくとも１つのリンクを有するパケット交換ネットワー
クを設計するための装置であって、（１）該ネットワー
クの各リンクの初期容量を設定する手段、（２）遅延時
間とパケットが発生ノードから目的ノードへ該遅延時間
以内に到達する確率との関係を定義する分布関数に基づ
いて、最も混雑したリンクを決定する手段、（３）該最
も混雑したリンクの容量を修正する手段、及び（４）予
め決められた最大許容遅延時間での各分布関数の値が、
発生ノードから目的ノードへの任意のパスに対して一定
の確率値以上になるまで、（２）及び（３）を繰り返さ
せる手段を備え、それにより、すべてのパケットが発生
ノードから目的ノードまで該予め決められた最大許容遅
延時間以内に該一定の確率値以上の確率で到達するネッ
トワークを得ることにより、上記目的が達成される。The device of the invention is a device for designing a packet-switched network having at least two nodes for transmitting packets and at least one link from node to node, comprising: (1) Means for setting the initial capacity of each link, (2) determining the most congested link based on a distribution function that defines the relationship between the delay time and the probability that a packet will reach the destination node from the source node within the delay time Means, (3) a means for correcting the capacity of the most congested link, and (4) a value of each distribution function at a predetermined maximum allowable delay time,
A means is provided for repeating (2) and (3) until an arbitrary path from the source node to the destination node is equal to or greater than a certain probability value, whereby all packets are transmitted from the source node to the destination node. The above object is achieved by obtaining a network that arrives at a probability equal to or higher than the certain probability value within a predetermined maximum allowable delay time.

【００２４】本発明の他の装置は、ノード間の複数のパ
スを有するネットワークの複数のリンクに容量を割り当
てるための装置であって、該複数のパスのそれぞれは該
複数のリンクの少なくとも１つを含んでおり、該装置
は、（１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定
する手段、（２）該ネットワークのパスの全ての中から
最小確率パスを見つけ出す手段であって、該最小確率パ
スは、パケットが該最小確率パスの一方の端点から他方
の端点まで予め決められた最大許容遅延時間以内に伝送
される最小の確率Ｐを有する手段、（３）該最小確率パ
スに含まれる全てのリンクの中から最小確率リンクを見
つけ出す手段であって、該最小確率リンクは、パケット
が該最小確率リンクの一方の端点から他方の端点まで該
予め決められた最大許容遅延時間以内に伝送される最小
の確率を有する手段、（４）該最小確率リンクの容量を
修正する手段、及び（５）該最小確率パスの該最小の確
率Ｐが一定の確率値よりも小さい場合に（３）及び
（４）を繰り返させる手段を備え、それにより、全ての
パケットが発生ノードから目的ノードに該予め決められ
た最大許容遅延時間以内に該一定の確率値以上の確率で
到達するネットワークを得ることにより、上記目的が達
成される。Another device of the present invention is a device for allocating capacity to a plurality of links of a network having a plurality of paths between nodes, each of the plurality of paths being at least one of the plurality of links. The apparatus includes (1) means for setting an initial capacity of each link of the network, (2) means for finding a minimum probability path from all paths of the network, and the minimum probability The path is a means having a minimum probability P that a packet is transmitted within a predetermined maximum allowable delay time from one end point to the other end point of the minimum probability path, (3) All included in the minimum probability path Of the minimum probability links among the links of the minimum probability links, the packet having a predetermined maximum from the one end point of the minimum probability link to the other end point of the packet. Means having the smallest probability of being transmitted within a delay time, (4) means for modifying the capacity of the smallest probability link, and (5) the smallest probability P of the smallest probability path is less than a certain probability value. When it is small, a means for repeating (3) and (4) is provided, whereby all packets are transmitted from the generation node to the destination node within the predetermined maximum allowable delay time with a probability equal to or higher than the certain probability value. By obtaining the network to reach, the above objective is achieved.

【００２５】本発明の他の装置は、パケットを伝送する
ための少なくとも２つのノード及びノードからノードへ
の少なくとも１つのリンクを有するパケット交換ネット
ワークを設計するための装置であって、（１）該ネット
ワークの各リンクの初期容量を設定する手段、（２）全
てのｐ、ｑ、ｋに対してｔ_k＝Ｔ_kでのＦｘ_pqk（ｔ_k）の
値を計算する手段であって、Ｆｘ_pqk（ｔ_k）は、遅延時
間ｔ_kとトラヒッククラスｋのパケットが発生ノードｐ
から目的ノードｑに該遅延時間ｔ_k以内に到達する確率
との関係を定義する分布関数であり、Ｔ_kは、各トラヒ
ッククラスｋに対して予め決められた最大許容遅延時間
である手段、（３）以下の式を満たすトラヒッククラス
ｋ₀、及び該ネットワークのノード対ｐ₀−ｑ₀によって
定義されるパスを決定する手段、全てのｐ、ｑ、ｋに対
して、Ｆｘ_p0q0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉｎ｛Ｆｘ
_pqk（Ｔ_k）｝、（４）該パスに含まれる全てのリンクｌ
_iに対してｔ_k＝Ｔ_k0でのＦｘ_ik0（ｔ_k）の値を計算する
手段であって、Ｆｘ_ik0（ｔ_k）は、遅延時間ｔ_kとトラ
ヒッククラスｋ₀のパケットがリンクｌ_iの一方の端点か
ら他方の端点まで該遅延時間ｔ_k以内に伝送される確率
との関係を定義する分布関数であり、Ｔ_k0は、トラヒッ
ククラスｋ₀に対して予め決められた最大許容遅延時間
である手段、（５）以下の式を満たすリンクｌ_i0を決定
する手段、該パスに含まれる全てのリンクｌ_iに対して
Ｆｘ_i0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉｎ｛Ｆｘ_ik0（Ｔ_k0）｝、
（６）該リンクｌ_i0の容量を増加させる手段、及び
（７）Ｐ_minが一定の確率値であり、Ｆｘ
_p0q0k0（Ｔ_k0）＜Ｐ_minならば、（２）から（６）を繰
り返させる手段を備え、それにより、各トラヒッククラ
スに対して全てのパケットが発生ノードから目的ノード
に該予め決められた最大許容遅延時間以内に該一定の確
率値以上の確率で到達するネットワークを得ることによ
り、上記目的が達成される。Another aspect of the invention is an apparatus for designing a packet switched network having at least two nodes for transmitting packets and at least one link from node to node, comprising: (1) Means for setting the initial capacity of each link of the network, (2) means for calculating the value of Fx _pqk (t _k ) at t _k = T _k for all p, q, k, and Fx _pqk (T _k ) is the node p where the packet with the delay time t _k and the traffic class k occurs.
Is a distribution function that defines the relationship with the probability that the target node q will arrive within the delay time t _k , where T _k is a maximum allowable delay time that is predetermined for each traffic class k, 3) A traffic class k ₀ satisfying the following equation and a means for determining a path defined by a node pair p ₀ -q _{0 of the} network, Fx _p0q0k0 (T _k0 ) for all p, q, k = Min {Fx
_pqk (T _k )}, (4) All links l included in the path
and means for calculating the value of Fx _IK0 (t _k) at t _k = T _k0 relative to _{i, Fx} ik0 (t _k), the link packet delay time t _k and the traffic class k ₀ is l _i Is a distribution function that defines a relationship with the probability of transmission from one end point to the other end point within the delay time t _k , and T _k0 is a maximum allowable delay time predetermined for the traffic class k ₀ . And (5) means for determining the link l _i0 satisfying the following expression, Fx _i0k0 (T _k0 ) = min {Fx _ik0 (T _k0 )} for all the links l _i included in the path,
(6) means for increasing the capacity of the link l _i0 , and (7) P _min is a constant probability value, and Fx
_{If p0q0k0} (T _k0 ) <P _min , a means for repeating (2) to (6) is provided, whereby all packets for each traffic class are transmitted from the _source node to the target node by the predetermined maximum. The above object is achieved by obtaining a network that arrives with a probability equal to or higher than the certain probability value within the allowable delay time.

【００２６】本発明による方法は、パケットを伝送する
ための少なくとも２つのノード及びノードからノードへ
の少なくとも１つのリンクを有するパケット交換ネット
ワークを構築するための方法であって、（１）該ネット
ワークの各リンクの初期容量を設定するステップ、
（２）遅延時間とパケットが発生ノードから目的ノード
へ該遅延時間以内に到達する確率との関係を定義する分
布関数に基づいて、最も混雑したリンクを決定するステ
ップ、（３）該最も混雑したリンクの容量を修正するス
テップ、及び（４）予め決められた最大許容遅延時間で
の各分布関数の値が、発生ノードから目的ノードへの任
意のパスに対して一定の確率値以上になるまで、ステッ
プ（２）及び（３）を繰り返すステップ、及び（５）上
述のステップ（１）から（４）により得られた容量を有
するリンクを該ネットワークに実装するステップを包含
し、それにより、すべてのパケットが発生ノードから目
的ノードまで該予め決められた最大許容遅延時間以内に
該一定の確率値以上の確率で到達するネットワークを得
ることにより、上記目的が達成される。The method according to the invention is a method for constructing a packet switched network having at least two nodes for transmitting packets and at least one link from node to node, the method comprising: Steps to set the initial capacity of each link,
(2) determining the most congested link based on a distribution function that defines the relationship between the delay time and the probability that a packet will reach the destination node from the source node within the delay time, (3) the most congested link Step of modifying the capacity of the link, and (4) until the value of each distribution function at a predetermined maximum allowable delay time becomes a certain probability value or more for an arbitrary path from the origin node to the destination node. ,, repeating steps (2) and (3), and (5) implementing in the network a link having the capacity obtained by steps (1) to (4) above, whereby all By obtaining a network in which the packet of from the source node to the destination node arrives within the predetermined maximum allowable delay time with a probability equal to or higher than the certain probability value, The purpose is achieved.

【００２７】本発明の他の方法は、ネットワークにおけ
る複数のリンクを構築するための方法であって、該ネッ
トワークはノード間の複数のパスを有し、該複数のパス
のそれぞれは該複数のリンクの少なくとも１つを含んで
おり、該方法は、（１）該ネットワークの各リンクの初
期容量を設定するステップ、（２）該ネットワークのパ
スの全ての中から最小確率パスを見つけ出すステップで
あって、該最小確率パスは、パケットが該最小確率パス
の一方の端点から他方の端点まで予め決められた最大許
容遅延時間以内に伝送される最小の確率Ｐを有するステ
ップ、（３）該最小確率パスに含まれる全てのリンクの
中から最小確率リンクを見つけ出すステップであって、
該最小確率リンクは、パケットが該最小確率リンクの一
方の端点から他方の端点まで該予め決められた最大許容
遅延時間以内に伝送される最小の確率を有するステッ
プ、（４）該最小確率リンクの容量を修正するステッ
プ、（５）該最小確率パスの該最小の確率Ｐが一定の確
率値よりも小さい場合にステップ（３）及び（４）を繰
り返すステップ、及び（６）上述のステップ（１）から
（５）により得られた容量を有するリンクを該ネットワ
ークに実装するステップを包含し、それにより、全ての
パケットが発生ノードから目的ノードに該予め決められ
た最大許容遅延時間以内に該一定の確率値以上の確率で
到達するネットワークを得ることにより、上記目的が達
成される。Another method of the present invention is a method for constructing a plurality of links in a network, the network having a plurality of paths between nodes, each of the plurality of paths being the plurality of links. The method comprises: (1) setting an initial capacity of each link of the network; and (2) finding a least probable path among all the paths of the network. The minimum probability path has a minimum probability P that a packet will be transmitted from one endpoint of the minimum probability path to the other endpoint within a predetermined maximum allowable delay time, (3) the minimum probability path A step of finding the minimum probability link from all the links included in
The minimum probability link has a minimum probability that a packet will be transmitted from one endpoint of the minimum probability link to the other endpoint within the predetermined maximum allowable delay time, (4) Modifying the capacity, (5) repeating steps (3) and (4) when the minimum probability P of the minimum probability path is less than a certain probability value, and (6) the above step (1). ) To (5), the link having the capacity obtained in (5) is implemented in the network so that all packets are transmitted from the source node to the destination node within the predetermined maximum allowable delay time. The above object is achieved by obtaining a network that arrives with a probability equal to or higher than the probability value of.

【００２８】本発明の他の方法は、パケットを伝送する
ための少なくとも２つのノード及びノードからノードへ
の少なくとも１つのリンクを有するパケット交換ネット
ワークを構築するための方法であって、（１）該ネット
ワークの各リンクの初期容量を設定するステップ、
（２）全てのｐ、ｑ、ｋに対してｔ_k＝Ｔ_kでのＦｘ_pqk
（ｔ_k）の値を計算するステップであって、Ｆｘ_pqk（ｔ
_k）は、遅延時間ｔ_kとトラヒッククラスｋのパケットが
発生ノードｐから目的ノードｑに該遅延時間ｔ_k以内に
到達する確率との関係を定義する分布関数であり、Ｔ_k
は、各トラヒッククラスｋに対して予め決められた最大
許容遅延時間であるステップ、（３）以下の式を満たす
トラヒッククラスｋ₀、及び該ネットワークのノード対
ｐ₀−ｑ₀によって定義されるパスを決定するステップ、
全てのｐ、ｑ、ｋに対して、Ｆｘ_p0q0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉ
ｎ｛Ｆｘ_pqk（Ｔ_k）｝、（４）該パスに含まれる全ての
リンクｌ_iに対してｔ_k＝Ｔ_k0でのＦｘ_{i k0}（ｔ_k）の値を
計算するステップであって、Ｆｘ_ik0（ｔ_k）は、遅延時
間ｔ_kとトラヒッククラスｋ₀のパケットがリンクｌ_iの
一方の端点から他方の端点まで該遅延時間ｔ_k以内に伝
送される確率との関係を定義する分布関数であり、Ｔ_k0
は、トラヒッククラスｋ₀に対して予め決められた最大
許容遅延時間であるステップ、（５）以下の式を満たす
リンクｌ_i0を決定するステップ、該パスに含まれる全て
のリンクｌ_iに対してＦｘ_i0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉｎ｛Ｆｘ
_ik0（Ｔ_k0）｝、（６）該リンクｌ_i0の容量を増加させ
るステップ、（７）Ｐ_minが一定の確率値であり、Ｆｘ
_p0q0k0（Ｔ_k0）＜Ｐ_minならば、ステップ（２）から
（６）を繰り返すステップ、及び（８）上述のステップ
（１）から（７）により得られた容量を有するリンクを
該ネットワークに実装するステップを包含し、それによ
り、各トラヒッククラスに対して全てのパケットが発生
ノードから目的ノードに該予め決められた最大許容遅延
時間以内に該一定の確率値以上の確率で到達するネット
ワークを得ることにより、上記目的が達成される。Another method of the present invention is a method for constructing a packet switched network having at least two nodes for transmitting packets and at least one link from node to node, the method comprising: Steps to set the initial capacity of each link in the network,
(2) Fx _pqk at t _k = T _k for all p, q, k
Calculating the value of (t _k ), Fx _pqk (t
_k) is the distribution function that defines the relationship between the probability of packet delay time t _k and the traffic class k is reached within the delay time t _k to the destination node q from the generation node p, T _k
Is a step that is a predetermined maximum allowable delay time for each traffic class k, (3) a traffic class k ₀ that satisfies the following expression, and a path defined by the node pair p ₀ -q _{0 of the} network. The step of determining
Fx _p0q0k0 (T _k0 ) = mi for all p, q and k
n {Fx _pqk (T _k )}, (4) calculating the value of Fx _{i k0} (t _k ) at t _k = T _k0 for all links l _i included in the path, fx _IK0 (t _k) is the distribution that defines the relationship between the probability of packet delay time t _k and the traffic class k ₀ is transmitted from one end point of a link l _i within the other of the delay time t _k until the end point A function, T _k0
Is a maximum allowable delay time predetermined for the traffic class k ₀ , (5) determining a link l _i0 satisfying the following expression, and for all links l _i included in the path Fx _i0k0 (T _k0 ) = min {Fx
_ik0 (T _k0 )}, (6) a step of increasing the capacity of the link l _i0 , (7) P _min is a constant probability value, and Fx
_{If p0q0k0} (T _k0 ) <P _min , the steps (2) to (6) are repeated, and (8) the link having the capacity obtained by the above steps (1) to (7) is implemented in the network. To obtain a network in which all packets for each traffic class arrive at the destination node from the originating node within the predetermined maximum allowable delay time with a probability equal to or higher than the certain probability value. As a result, the above object is achieved.

【００２９】[0029]

【実施例】図１は、後述される分布関数に基づいて、ネ
ットワークにおける各リンクの容量割り当てを決定する
ための装置１を示す。DETAILED DESCRIPTION FIG. 1 shows an apparatus 1 for determining the capacity allocation of each link in a network based on the distribution function described below.

【００３０】図１の装置１において、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）２は各種の処理を実行する。入出力装置（Ｉ／
Ｏ）３は、オペレータがパラメータを入力することを許
す。これらのパラメータには、ｍ個のリンクとｎ個のノ
ードを含むネットワークトポロジー（例えば、後述の図
２参照）、ノードからノードへのトラヒック率マトリク
スγ（例えば、後述の表２参照）、平均パケット長１／
μ_k、ルート選択表（例えば、後述の表１参照）、最大
許容遅延時間Ｔ_k、及び設計基準として選択される一定
の確率値Ｐ_minなどがある。メモリ４に格納されるこれ
らのパラメータは以下に詳述される。ＣＰＵ２は、メモ
リ４に格納されたパラメータを参照して、図３のフロー
チャートに示されるプログラムに従って順次計算を行
い、ネットワークの各リンクの容量Ｃ_i及びネットワー
ク全体のコストＤなどの結果をＩ／Ｏ３を通して出力す
る。その出力結果は、表示又はプリントされて、所定の
トポロジーを有するネットワークを設計するために及び
／又は構築するために間接的又は直接的に用いられる。
例えば、その出力結果に基づいて各リンクの容量が決定
され、それらの容量を有するリンクがネットワークに実
装(implement)され得る。その出力結果は、後述のネッ
トワーク１０又は他のネットワークの設計及び／又は構
築に用いられ得る。In the apparatus 1 of FIG. 1, the central processing unit (C
PU) 2 executes various processes. Input / output device (I /
O) 3 allows the operator to enter parameters. These parameters include a network topology containing m links and n nodes (see, for example, FIG. 2 below), a node-to-node traffic rate matrix γ (see, for example, Table 2 below), and an average packet. Long 1 /
There are μ _k , a route selection table (for example, refer to Table 1 described later), a maximum allowable delay time T _k , and a certain probability value P _min selected as a design standard. These parameters stored in the memory 4 are detailed below. CPU2 refers to the parameter stored in the memory 4, performs a sequential computation according to the program shown in the flowchart of FIG. 3, the results of such capacitance C _i and the overall network costs D of each link of the network I / O3 Output through. The output results are displayed or printed and used indirectly or directly to design and / or build a network with a given topology.
For example, the capacity of each link may be determined based on the output result, and the links having those capacities may be implemented in the network. The output result can be used for designing and / or constructing the network 10 or another network described later.

【００３１】本発明によるネットワークは、異なる要求
品質のサービスを扱うことができる。そのネットワーク
のトラヒックは複数個のクラスに分類されている。各ク
ラスは、要求品質のサービスに基づいて優先順位を与え
られている。各ノードにおいてパケットがその優先順位
に従って伝送される。装置１からの出力結果は、任意の
トラヒッククラスの任意のパケットが、ネットワークの
全てのパスに対して、予め決められた最大許容遅延時間
以内に所定の確率でその目的地に到達できることを保証
し、さらにネットワーク全体のコスト又は結合されたリ
ンクの容量を実質的に最小化する。予め決められた最大
許容遅延時間は、距離に関わらず各クラスにおいて同一
である。The network according to the invention can handle services of different quality requirements. The traffic of the network is classified into several classes. Each class is prioritized based on required quality of service. At each node, packets are transmitted according to their priority. The output result from the device 1 guarantees that any packet of any traffic class can reach its destination with a predetermined probability within a predetermined maximum allowable delay time for all paths of the network. Furthermore, it substantially minimizes the cost of the entire network or the capacity of the combined links. The predetermined maximum allowable delay time is the same in each class regardless of the distance.

【００３２】図２は、本発明によるネットワークの一例
を示す。図２において、ネットワーク１０は、４個のノ
ードｎ₁〜ｎ₄（これらのノードはパケット交換ノードと
呼ばれることもある）と７個のリンクｌ₁〜ｌ₇を有す
る。それらのノードとリンクはそのネットワークのトポ
ロジーを定義する。それぞれのリンクの容量割り当て
は、リンクに対して要求される容量、予め決められた時
間以内に情報が単数の又は複数のリンクに沿って伝送さ
れる確率、及びある一定の容量を有するリンクのコスト
を考慮して以下のように決定される。それぞれのリンク
の容量割り当ては、上記以外のパラメータに基づいて決
定されることも可能である。FIG. 2 shows an example of a network according to the present invention. In FIG. 2, the network 10 has four nodes n _{1 to} n ₄ (these nodes are sometimes referred to as packet switching nodes) and 7 links l _{1 to} l ₇ . The nodes and links define the topology of the network. The capacity allocation for each link is the capacity required for the link, the probability that information will be transmitted along one or more links within a predetermined time, and the cost of a link with a certain capacity. Is determined as follows. The capacity allocation of each link can be determined based on parameters other than the above.

【００３３】ネットワーク１０のリンクｌ_iは、ノード
ｎ_iを互いに接続しており、各リンクに示された矢印の
向きに沿って、パケットの情報をあるノードから別のノ
ードへ送る。その情報は、音声、画像、データなどを表
す。図２ではノード同士が接続されているが、他のネッ
トワークトポロジーでは、これらのノードは端末、コン
ピュータ、ファクシミリなどの装置に接続されていても
よい。また、これらのノードは、端末、コンピュータ、
ファクシミリなどの装置であってもよい。The links l _{i of the} network 10 connect the nodes n _i to each other and send packet information from one node to another along the direction of the arrow shown on each link. The information represents voice, images, data, and the like. In FIG. 2, the nodes are connected to each other, but in other network topologies, these nodes may be connected to devices such as terminals, computers and facsimiles. In addition, these nodes are terminals, computers,
It may be a device such as a facsimile.

【００３４】また、ネットワーク１０は、特定の数のノ
ード及びリンク並びに特定のリンク配置（接続されてい
るノード及びそのノード間で情報が伝送される向き）を
有しているが、ネットワーク１０と異なる数のノード及
びリンク及び／又はリンク配置を有する他のネットワー
クも同様に、本発明に従って設計され、構築され、使用
されることもできる。The network 10 has a specific number of nodes and links and a specific link arrangement (connected nodes and a direction in which information is transmitted between the nodes), but is different from the network 10. Other networks with a number of nodes and links and / or link arrangements can likewise be designed, constructed and used according to the invention.

【００３５】図３は、後述される分布関数に基づいて、
ネットワーク１０の各リンクｌの容量を決定するための
方法を実行するために、図１に示される装置１によって
実行されるプロセス１５を示すフローチャートである。
プロセス１５のステップは、これらのステップに従って
装置１を操作するために、当業者によって適切なコンピ
ュータ言語又はコードで書かれてもよい。FIG. 3 is based on the distribution function described below.
2 is a flow chart showing a process 15 performed by the device 1 shown in FIG. 1 for carrying out the method for determining the capacity of each link 1 of the network 10.
The steps of process 15 may be written by a person skilled in the art in a suitable computer language or code for operating the device 1 according to these steps.

【００３６】図３のプロセス１５に示されるステップ
は、以下の記号及び前提条件を用いて説明される。The steps shown in process 15 of FIG. 3 are described using the following symbols and preconditions.

【００３７】記号 ｍ ：ネットワークにおけるリンクの数 ｎ ：ネットワークにおけるノードの数 Ｄ ：ネットワーク全体のコスト ｌ_i ：リンクｉ ｄ_i ：リンクｌ_iの単位容量あたりのコスト Ｃ_i ：リンクｌ_iの容量 １／μ_k：クラスｋの平均パケット長 γ_pqk ：発生ノードｐから目的ノードｑへのクラスｋ
の平均トラヒック率 λ_ik ：リンクｌ_iのクラスｋのトラヒック率 π_pq ：ノードｐからｑへのパスに含まれるリンクの
組 Ｔ_k ：ノード間の距離に関係なく同一であるクラス
ｋの遅延時間制約 Ｐ_min ：一定の確率値前提条件 １．ネットワークトポロジー：ネットワークはｍ個のリ
ンク及びｎ個のノードを有しており、そのトポロジーは
与えられるものとする。The symbol m: the number of links in the network n: number of nodes in the network D: cost of the entire network l _i: link i d _i: link l _i cost C _i per unit volume of: links l _i capacity of 1 / Μ _k : average packet length of class k γ _pqk : class k from _source node p to destination node q
Average traffic rate λ _ik : traffic rate of class k of link l _i π _pq : set of links included in the path from node p to q T _k : delay time of class k that is the same regardless of the distance between the nodes Constraint P _min : constant probability value precondition 1. Network Topology: The network has m links and n nodes, the topology of which is given.

【００３８】２．トラヒッククラス：トラヒックはＫ個
のクラスに分類されており、各クラスは、品質要求のサ
ービスに基づいて優先順位を与えられている。2. Traffic Class: Traffic is classified into K classes, and each class is given priority based on the service of quality demand.

【００３９】３．リンクコスト及びネットワークコス
ト：ネットワークの各リンクのコストはその容量に比例
する。ネットワーク全体のコストＤは各リンクのコスト
の総計である。3. Link cost and network cost: The cost of each link in the network is proportional to its capacity. The cost D of the entire network is the total cost of each link.

【００４０】[0040]

【数２】 [Equation 2]

【００４１】４．トラヒック率：発生ノードｐから目的
ノードｑへの各クラスｋにおけるトラヒックはポアソン
分布に従い、この平均トラヒック率はγ_pqkである。4. Traffic rate: The traffic in each class k from the generation node p to the destination node q follows Poisson distribution, and the average traffic rate is γ _pqk .

【００４２】５．パケット長：各クラスｋに対するパケ
ット長は指数分布に従い、平均パケット長は１／μ_kで
ある。5. Packet Length: Packet length for each class k in accordance with an exponential distribution, the mean packet length is 1 / mu _k.

【００４３】６．ルート選択表：ルート選択表はそのネ
ットワークにおいては固定である。これは、発生ノード
ｐから目的ノードｑへの同じクラスの全てのパケットが
そのルート選択表に従って所定のパスを通ることを意味
する。従って、リンクｌ_i上のクラスｋのトラヒック率
は以下のように示される。6. Route selection table: The route selection table is fixed in the network. This means that all packets of the same class from the originating node p to the destination node q follow a given path according to its route selection table. Therefore, the traffic rate for class k on link l _i is shown as:

【００４４】[0044]

【数３】 [Equation 3]

【００４５】７．リンク容量：各リンクは離散的な容量
を有する。7. Link capacity: Each link has a discrete capacity.

【００４６】ネットワークにおける各リンクｌ_iは、上
記の前提条件４及び５、及び上記Kleinrockの文献に記
載されている周知の独立前提条件を考慮して、Ｍ／Ｍ／
１ノンプリエンプティブな優先順位（Head-of-the-Lin
e）待ち行列システムとしてモデル化されることができ
る。Each link l _{i in the} network is M / M /, considering the above assumptions 4 and 5 and the well-known independent assumptions described in the above Kleinrock reference.
1 Non-preemptive priority (Head-of-the-Lin
e) Can be modeled as a queuing system.

【００４７】上記の前提条件に基づき、ネットワークの
各リンクの容量Ｃ_iを割り当てるための方法が与えられ
る。この方法により、ノードからノードへの遅延時間分
布制約（下式）の下でネットワーク全体のコストを最小
とすることができる。Based on the above prerequisites, a method is provided for allocating the capacity C _i of each link of the network. With this method, the cost of the entire network can be minimized under the constraint of the delay time distribution from node to node (equation below).

【００４８】[0048]

【数４】 [Equation 4]

【００４９】ここで、Ｐ_minは選択された設計基準の確
率値（例えば、０．９９又はそのネットワークに対して
望まれる他の値）であり、Ｐ｛ｔ_pqk≦Ｔ_k｝は、クラス
ｋのパケットが予め決められた最大許容遅延時間Ｔ_k以
内に発生ノードｐから目的ノードｑに到達する確率であ
る。Where P _min is the probability value of the selected design criterion (eg, 0.99 or other value desired for the network) and P {t _{pqk ≤T k} } is the class k. Is a probability that the packet arrives at the destination node q from the originating node p within a predetermined maximum allowable delay time T _k .

【００５０】次に、数４を評価するために、各パスの各
トラヒッククラスに対して分布関数Ｆｘ_pqk（ｔ）が導
かれる。発生ノードｐから目的ノードｑへのパスは１組
のリンクｌ_i（ｉ＝１，．．．，Ｌ、Ｌ＝‖π_pq‖）か
らなる。リンクｌ_i上のクラスｋの遅延時間に対する確
率変数はＸ_ikで示される。パスπ_pq上のクラスｋの遅延
時間に対する確率変数はＸ_pqkで示される。Ｘ_ik及びＸ
_pqkの分布関数は、Ｆｘ_ik（・）及びＦｘ_pqk（・）で、
それぞれ示される。Ｘ_ikは統計的に独立していると仮定
されるので、Ｘ_pqkはＸ_ikの和によって与えられる。こ
のようにして、分布関数Ｆｘ_pqk（・）は、以下のよう
に関数Ｆｘ_ik（・）のたたみこみによって得ることがで
きる。Next, in order to evaluate the equation 4, the distribution function Fx _pqk (t) is derived for each traffic class of each path. The path from the source node p to the destination node q consists of a set of links l _i (i = 1, ..., L, L = ‖π _pq ‖). The random variable for the delay time of class k on link l _i is denoted by X _ik . A random variable for the delay time of the class k on the path π _pq is represented by X _pqk . X _ik and X
The distribution function of _pqk is Fx _ik (•) and Fx _pqk (•),
Shown respectively. Since X _ik is assumed to be statistically independent, X _pqk is given by the sum of X _ik . In this way, the distribution function Fx _pqk (·) can be obtained by convolution of the function Fx _ik (·) as follows.

【００５１】[0051]

【数５】 [Equation 5]

【００５２】ここで、○の中に×を有する記号はたたみ
こみ演算を示す。Here, a symbol having an X in the circle indicates a convolution operation.

【００５３】数５のラプラス−スチルチェス変換は以下
のように与えられる。The Laplace-Stilches transform of equation 5 is given as follows.

【００５４】[0054]

【数６】 [Equation 6]

【００５５】ここで、Ｆ^*ｘ_pqk（ｓ）及びＦ^*ｘ
_ik（ｓ）はそれぞれ、分布関数Ｆｘ_pqk（・）及びＦｘ
_ik（・）のラプラス−スチルチェス変換を示している。Where F ^* x _pqk (s) and F ^* x
_ik (s) are the distribution functions Fx _pqk (.) and Fx, respectively.
_It shows the Laplace-Stilches conversion of _ik (•).

【００５６】或いは、Ｘ_ikに対する確率密度関数のラプ
ラス変換のためにｆ^*ｘ_ik（ｓ）を用いることによっ
て、以下のようになる。Alternatively, by using f ^* x _ik (s) for the Laplace transform of the probability density function for X _ik :

【００５７】[0057]

【数７】 [Equation 7]

【００５８】リンクｌ_i上のクラスｋの遅延時間に対す
る確率変数Ｘ_ikは、待ち行列での待ち時間及びサービス
時間（パケット伝送時間）からなるので、以下のように
なる。Since the random variable X _ik for the delay time of the class k on the link l _i consists of the waiting time in the queue and the service time (packet transmission time), it becomes as follows.

【００５９】[0059]

【数８】 [Equation 8]

【００６０】ここで、ｗ^* _ik（ｓ）及びｂ^* _ik（ｓ）はそ
れぞれ、リンクｌ_i上のトラヒッククラスｋに対する待
ち時間及びサービス時間の分布関数のラプラス変換であ
る。上記の前提条件５から、ｂ^* _ik（ｓ）は以下のよう
に与えられる。Where w ^* _ik (s) and b ^* _ik (s) are the Laplace transforms of the distribution functions of the waiting time and service time for the traffic class k on the link l _i , respectively. From the above precondition 5, b ^* _ik (s) is given as follows.

【００６１】[0061]

【数９】 [Equation 9]

【００６２】各待ち行列で"Head-of-the-Line"優先順位
規則が考慮されるので、ｗ^* _ik（ｓ）は以下の式によっ
て与えられる（上記のKleinrockの文献参照）。Since the "Head-of-the-Line" priority rule is considered in each queue, w ^* _ik (s) is given by the following equation (see Kleinrock reference above).

【００６３】[0063]

【数１０】 [Equation 10]

【００６４】優先順位クラスが２つの場合には、以下の
式を得ることができる。When there are two priority classes, the following equation can be obtained.

【００６５】[0065]

【数１１】 [Equation 11]

【００６６】及びAnd

【００６７】[0067]

【数１２】 [Equation 12]

【００６８】上記の式を導くために、"Head-of-the-Lin
e"優先順位待ち行列からの出力処理もまた、ポワソン分
布に従うという独立前提条件を仮定している。また、数
７から数１０は、数４を評価するために用いられること
ができる。数４を評価するために、ＷＥＥＫＳと呼ばれ
るラプラス変換ソウトウエアパッケージにおいて用いら
れる逆ラプラス変換が使用可能である。Garbow, Giunta
及びLynessの"Software for an Implementation of Wee
ks' Method for the Inverse Laplace Transform Probl
em", ACM Transactions on Mathematical Software, vo
l.14, pp.163-170, June 1988、並びにGarbow, Giunta
及びLynessの"A FORTRAN Software Package for the Nu
merical Inversion of the Laplace Transform based o
n WEEKS'Method", ACM Transactions on Mathematical
Software vol.14, pp.171-176, June 1988を参照された
い。To derive the above equation, "Head-of-the-Lin
The output processing from the e "priority queue also assumes the independent precondition that it follows a Poisson distribution. Also, Equations 7 to 10 can be used to evaluate Equation 4. Equation 4 The inverse Laplace transform used in the Laplace transform software package called WEEKS can be used to evaluate the value of Garbow, Giunta.
And Lyness's "Software for an Implementation of Wee"
ks' Method for the Inverse Laplace Transform Probl
em ", ACM Transactions on Mathematical Software, vo
l.14, pp.163-170, June 1988, and Garbow, Giunta
And Lyness's "A FORTRAN Software Package for the Nu"
merical Inversion of the Laplace Transform based o
n WEEKS'Method ", ACM Transactions on Mathematical
See Software vol.14, pp.171-176, June 1988.

【００６９】図３において、ステップＳ１では、ＣＰＵ
２は各リンクｌ_iの初期最小容量を設定する。これは、
リンクｌ_iを通してパケットを伝送するために必要な最
小容量値である。リンクｌ_iの容量は下式を満たすよう
に設定される。In FIG. 3, in step S1, the CPU
2 sets the initial minimum capacity of each link l _i . this is,
It is the minimum capacity value required to transmit a packet over the link l _i . The capacity of the link l _i is set so as to satisfy the following equation.

【００７０】[0070]

【数１３】 [Equation 13]

【００７１】ステップＳ２では、ＣＰＵ２は、全ての
ｐ、ｑ、ｋに対してｔ_k＝Ｔ_kでのＦｘ_pqk（ｔ_k）の値を
計算する。ここで、Ｆｘ_pqk（ｔ_k）は、遅延時間ｔ
_kと、トラヒッククラスｋのパケットが遅延時間ｔ_k以内
に発生ノードｐから目的ノードｑに到達する確率との関
係を定義する分布関数である。Ｔ_kは、各トラヒックク
ラスｋに対して予め決められた最大許容遅延時間であ
る。In step S2, the CPU 2 calculates the value of Fx _pqk (t _k ) at t _k = T _k for all p, q and k. Here, Fx _pqk (t _k ) is the delay time t
and _k, the distribution function that defines the relationship between the probability of reaching the destination node q from the generation node p within the packet delay time t _k for traffic class k. T _k is a predetermined maximum allowable delay time for each traffic class k.

【００７２】ステップＳ３では、ＣＰＵ２は、最も混雑
したパス、すなわち、下式を満たすノード対ｐ₀−ｑ₀及
びクラスｋ₀を決定する。In step S3, the CPU 2 determines the most congested path, that is, the node pair p ₀ -q ₀ and the class k ₀ satisfying the following expression.

【００７３】[0073]

【数１４】 [Equation 14]

【００７４】ここで、Ｆｘ_p0q0k0（Ｔ_k0）は、パケット
が予め決められた最大許容遅延時間以内に発生ノードか
ら目的ノードに到達する確率の最小値に等しい。Here, Fx _p0q0k0 (T _k0 ) is equal to the minimum value of the probability that the packet will reach the destination node from the _source node within a predetermined maximum allowable delay time.

【００７５】ステップ４では、ＣＰＵ２はＰ_minと、Ｆ
ｘ_p0q0k0（Ｔ_k0）とを比較する。ここで、Ｐ_minは一定
の確率値である。Ｐ_min≦Ｆｘ_p0q0k0（Ｔ_k0）であれ
ば、プロセス１５は終了する。そうでなければ、ステッ
プＳ５に進む。In step 4, the CPU 2 sets P _min and F
Compare with x _p0q0k0 (T _k0 ). Here, P _min is a constant probability value. If P _min ≦ Fx _p0q0k0 (T _k0 ), the process 15 ends. If not, the process proceeds to step S5.

【００７６】ステップＳ５では、ＣＰＵ２は、最も混雑
したパスに含まれる全てのリンクｌ_iに対してｔ_k＝Ｔ_k0
でのＦｘ_ik0（ｔ_k）の値を計算する。ここで、Ｆｘ_ik0
（ｔ_k）は、遅延時間ｔ_kと、トラヒッククラスｋ₀のパ
ケットが遅延時間ｔ_k以内にリンクｌ_iの一方の端点から
他方の端点まで伝送される確率との関係を定義する分布
関数である。Ｔ_k0は、トラヒッククラスｋ₀に対して予
め決められた最大許容遅延時間である。In step S5, the CPU 2 sets t _k = T _k0 for all links l _i included in the most congested path.
Calculate the value of Fx _ik0 (t _k ) at Where Fx _ik0
(T _k) is the delay time t _k, with distribution function which defines the relationship between the probability of packet traffic class k ₀ is transmitted from one end point of a link l _i within the delay time t _k until the other endpoint is there. T _k0 is a predetermined maximum allowable delay time for the traffic class k ₀ .

【００７７】ステップＳ６では、ＣＰＵ２は、上記の最
も混雑したパス（ノード対ｐ₀−ｑ₀）において、下式を
満たす最も混雑したリンクｌ_i0を決定する。In step S6, the CPU 2 determines the most congested link l _i0 satisfying the following expression in the most congested path (node pair p ₀ -q ₀ ).

【００７８】[0078]

【数１５】 [Equation 15]

【００７９】ここで、Ｆｘ_i0k0（Ｔ_k0）は、上記の最も
混雑したパスに含まれるリンクにおいて、パケットが予
め決められた最大許容遅延時間以内にそのリンクの一方
の端点から他方の端点まで伝送される確率の最小値に等
しい。Here, Fx _i0k0 (T _k0 ) is the packet transmitted from one end point to the other end point of the link within the predetermined maximum allowable delay time in the link included in the most congested path. Is equal to the minimum probability of being

【００８０】ステップＳ７では、リンクｌ_i0の容量が増
大され、ステップＳ２に戻る。In step S7, the capacity of the link l _i0 is increased, and the process returns to step S2.

【００８１】リンクｌ_iの容量が増大される量は任意に
設定されることが可能である。ステップ２からステップ
７は、ステップ４の条件が満たされるまで繰り返され
る。The amount by which the capacity of the link l _i is increased can be set arbitrarily. Steps 2 to 7 are repeated until the condition of step 4 is satisfied.

【００８２】ネットワーク設計の従来方法と本発明の方
法との比較結果を示す例を図２及び表１から表６を用い
て説明する。図２は、本発明の方法によって設計された
ネットワークの例であり、前提条件として以下の値が与
えられている。An example showing the result of comparison between the conventional method of network design and the method of the present invention will be described with reference to FIG. 2 and Tables 1 to 6. FIG. 2 is an example of a network designed by the method of the invention, given the following values as preconditions.

【００８３】・リンクの数：ｍ＝７、ノードの数：ｎ＝
４。Number of links: m = 7, number of nodes: n =
4.

【００８４】・ネットワークのトポロジーは図２に示さ
れている。The network topology is shown in FIG.

【００８５】・ネットワークのルート選択マトリクスは
表１に示されている。The network route selection matrix is shown in Table 1.

【００８６】・トラヒッククラスの数：Ｋ＝１。Number of traffic classes: K = 1.

【００８７】・平均パケット長：１／μ₁＝１０００
０。Average packet length: 1 / μ ₁ = 1000
0.

【００８８】・２つのノード間のトラヒック率マトリク
スは表２に示されている。A traffic rate matrix between two nodes is shown in Table 2.

【００８９】・最大許容遅延時間：Ｔ_k＝Ｔ₁＝３．０。Maximum allowable delay time: T _k = T ₁ = 3.0.

【００９０】・一定の確率値：Ｐ_min＝０．９９。Constant probability value: P _min = 0.99.

【００９１】・各リンクの許容容量は、１５０００から
６５０００まで、５０００の倍数で変化する。The allowable capacity of each link varies from 15000 to 65000 in multiples of 5000.

【００９２】・全てのリンクｌ_iに対して、単位容量あ
たりのコスト：ｄ_i＝１．０。Cost per unit capacity for all links l _i : d _i = 1.0.

【００９３】[0093]

【表１】 [Table 1]

【００９４】[0094]

【表２】 [Table 2]

【００９５】表３の第２欄は、上記の前提条件の下で、
本発明による方法によって決定された容量割り当ての結
果を示している。表４の第２欄は、表３の容量割り当て
結果から導かれた実際の確率を示している。The second column of Table 3 is:
5 shows the result of capacity allocation determined by the method according to the invention. The second column of Table 4 shows the actual probabilities derived from the capacity allocation results of Table 3.

【００９６】表３の第２欄に示された容量割り当て結果
は、図２に示されるネットワーク１０における各ノード
間のリンクを構成する際に用いられることが可能であ
り、好ましくは実際に用いられる。ネットワーク１０
は、リンクｌ₁〜ｌ₇の容量が表３に与えられた容量に調
整されている既存のネットワークであってもよいし、表
３に与えられた容量割り当てを有するリンクを用いて既
知のトポロジーに従って新しく構築されてもよい。或い
は、本発明は、既存のトポロジーにリンクを追加する場
合、又は、既存のトポロジーに他の単数又は複数のノー
ド及びリンクを追加する場合にリンクの容量を決定する
ために用いられることもできる。The capacity allocation result shown in the second column of Table 3 can be, and is preferably, actually used when configuring the links between the nodes in the network 10 shown in FIG. . Network 10
May be an existing network in which the capacity of the links l _{1 to} l ₇ is adjusted to the capacity given in Table 3, or a known topology using links with the capacity allocation given in Table 3. May be newly constructed according to. Alternatively, the present invention can be used to determine the capacity of a link when adding a link to an existing topology, or when adding another node or nodes and links to an existing topology.

【００９７】数２の前提条件の下で、ネットワーク全体
のコストＤは１８００００である。表３の第３欄は、ネ
ットワーク全体のコストＤ＝１８００００という制約条
件の下で、上述のKleinrockの文献に記載されている従
来の方法により割り当てられたリンクの容量を示してい
る。Under the precondition of Equation 2, the cost D of the entire network is 180,000. The third column of Table 3 shows the capacity of the links allocated by the conventional method described in the above-mentioned Kleinrock document under the constraint that the total network cost D = 18000.

【００９８】ネットワーク全体のコストＤが与えられた
場合に、ネットワークの平均遅延時間を最小とする各容
量Ｃ_iを計算するための従来の方法による式を以下に示
す。The following is a conventional method for calculating each capacity C _i that minimizes the average delay time of the network when the cost D of the entire network is given.

【００９９】[0099]

【数１６】 [Equation 16]

【０１００】数１６によって得られる結果は、比較のた
めに表３の第３欄及び表４の第３欄に示される。The results obtained by Equation 16 are shown in the third column of Table 3 and the third column of Table 4 for comparison.

【０１０１】表３及び表４に示される結果は、従来設計
のネットワークがネットワークの平均遅延時間におい
て、本発明のネットワークよりも優れていることを示し
ている。しかしながら、表４に示されるように、従来例
におけるパス３は、本発明の設計基準である遅延時間制
約（数４）を満たさない。The results shown in Tables 3 and 4 show that the conventionally designed network outperforms the network of the present invention in the average delay time of the network. However, as shown in Table 4, the path 3 in the conventional example does not satisfy the delay time constraint (Equation 4) which is the design criterion of the present invention.

【０１０２】[0102]

【表３】 [Table 3]

【０１０３】[0103]

【表４】 [Table 4]

【０１０４】図２をさらに参照して、異なる優先順位を
有する複数のトラヒッククラスの情報を扱うネットワー
クの設計に本発明を適用した例を以下に説明する。An example in which the present invention is applied to the design of a network that handles information of a plurality of traffic classes having different priorities will be described below with further reference to FIG.

【０１０５】前提条件として以下の値が与えられてい
る。The following values are given as preconditions.

【０１０６】・トラヒッククラスの数：Ｋ＝２。Number of traffic classes: K = 2.

【０１０７】・平均パケット長：１／μ₁＝１／μ₂＝１
００００。Average packet length: 1 / μ ₁ = 1 / μ ₂ = 1
0000.

【０１０８】・２つのノード間のトラヒック率マトリク
スは表２に示されている。The traffic rate matrix between two nodes is shown in Table 2.

【０１０９】・最大許容遅延時間：Ｔ₁＝２．０、Ｔ₂＝
４．０。Maximum allowable delay time: T ₁ = 2.0, T ₂ =
4.0.

【０１１０】・一定の確率値：Ｐ_min＝０．９９。A constant probability value: P _min = 0.99.

【０１１１】他の全てのパラメータは上述の例と同じで
ある。All other parameters are the same as in the example above.

【０１１２】[0112]

【表５】 [Table 5]

【０１１３】[0113]

【表６】 [Table 6]

【０１１４】表５は、本発明の方法によって決定される
リンクの容量割り当てを示している。表６は、各パスに
対して最大許容遅延時間Ｔ_i（ｉ＝１，２）以内にパケ
ットが目的地に到達する確率値を示している。本実施例
において、ネットワーク全体のコストは２６５０００で
ある。表６から、トラヒッククラス１が全体のコストの
主要な要因であることは明らかである。Table 5 shows the capacity allocation of the links determined by the method of the present invention. Table 6 shows the probability value that the packet reaches the destination within the maximum allowable delay time T _i (i = 1, 2) for each path. In this example, the cost of the entire network is 265,000. From Table 6, it is clear that traffic class 1 is the major contributor to overall cost.

【０１１５】本発明に従って、ネットワークにおける各
リンクの容量を割り当てる上述したアプローチは、以下
のように要約することができる。According to the present invention, the above-mentioned approach of allocating the capacity of each link in the network can be summarized as follows.

【０１１６】（ａ）それぞれのリンクに最小の容量を与
える。(A) Give each link a minimum capacity.

【０１１７】（ｂ）分布関数に基づいて、ボトルネック
リンク（すなわち、最も混雑したリンク）を見つけ、そ
の容量を増加させる。(B) Find the bottleneck link (ie, the busiest link) based on the distribution function and increase its capacity.

【０１１８】（ｃ）遅延時間制約（数４）を満たすま
で、（ｂ）を繰り返す。(C) Repeat (b) until the delay time constraint (Equation 4) is satisfied.

【０１１９】図４は、回線ｌ₁〜ｌ₇によって相互接続さ
れた５個のパケット交換装置２２、２３、２４、２５及
び２６を有するパケット交換ネットワーク２１を示す。
パケット交換装置２２は、回線ｌ_PH1によって第１のホ
ストコンピュータ２８に接続されている。パケット交換
装置２６は、回線ｌ_PH2によって第２のホストコンピュ
ータ２９に接続されている。端末３１、３２、及び３３
並びにＧＩＶ（グループＩＶ）ファクシミリ３４は、そ
れぞれ、回線ｌ_PT1、ｌ_PT2、ｌ_PT3及びｌ_PF1によってパ
ケット交換装置２３に接続されている。端末３５、３６
及び３７並びにＧＩＶファクシミリ３８は、それぞれ、
回線ｌ_PT4、ｌ_PT5、ｌ_PT6及びｌ_PF2によってパケット交
換装置２５に接続されている。回線ｌはネットワークの
「リンク」とみなすことができる。回線ｌによって相互
に接続された要素、すなわち、パケット交換装置、ホス
トコンピュータ、端末、及びＧＩＶファクシミリのそれ
ぞれは、ネットワークの「ノード」とみなすことができ
る。FIG. 4 shows a packet switching network 21 having five packet switching devices 22, 23, 24, 25 and 26 interconnected by lines l _{1 to} l ₇ .
The packet switching device 22 is connected to the first host computer 28 by the line l _PH1 . The packet switching device 26 is connected to the second host computer 29 by the line l _PH2 . Terminals 31, 32 and 33
The GIV (group IV) facsimile 34 is connected to the packet switching apparatus 23 by the lines l _PT1 , l _PT2 , l _PT3 and l _PF1 , respectively. Terminals 35, 36
And 37 and the GIV facsimile 38,
It is connected to the packet switching device 25 by lines l _PT4 , l _PT5 , l _PT6 and l _PF2 . The line 1 can be regarded as a "link" of the network. Each of the elements connected to each other by the line l, that is, the packet switching device, the host computer, the terminal, and the GIV facsimile machine can be regarded as a "node" of the network.

【０１２０】本発明による方法によって、ネットワーク
２１の各リンクｌの容量は、各トラヒッククラスのパケ
ットが任意のノードから任意のノードへ最大許容遅延時
間以内に一定の確率値以上の確率で伝送されるように設
定される。例えば、トラヒッククラス１に対する最大許
容遅延時間が２．０秒であり、一定の確率値が９９％で
あるとすると、トラヒッククラス１のパケットが端末３
３からホストコンピュータ２９に２．０秒以内に到達す
る確率は９９％以上である。同様に、端末３１から端末
３２までの距離、パケット交換装置２２からパケット交
換装置２４までの距離、及びホストコンピュータ２８か
らＧＩＶファクシミリ３８までの距離等のノード間の距
離にかかわらず、トラヒッククラス１のパケットが任意
のノードから任意のノードに２．０秒以内に到達する確
率は、９９％以上である。By the method according to the present invention, the capacity of each link 1 of the network 21 is such that a packet of each traffic class is transmitted from any node to any node within a maximum allowable delay time with a probability of a certain probability value or more. Is set as follows. For example, assuming that the maximum allowable delay time for traffic class 1 is 2.0 seconds and the certain probability value is 99%, a packet of traffic class 1 is transmitted to terminal 3
The probability of reaching the host computer 29 from 3 within 2.0 seconds is 99% or more. Similarly, regardless of the distance between the nodes such as the distance from the terminal 31 to the terminal 32, the distance from the packet switching device 22 to the packet switching device 24, and the distance from the host computer 28 to the GIV facsimile 38, traffic class 1 The probability that a packet will reach any node from any node within 2.0 seconds is 99% or more.

【０１２１】結論として、本発明は、異なる要求品質の
サービスを必要とするマルチメディア情報の伝送に適し
たパケット交換ネットワークを設計するための方法を与
える。本発明においては、従来の設計方法において採用
されていた「平均」遅延時間の代わりに、ノードからノ
ードへの遅延時間の分布が設計基準として考えらてい
る。それゆえ、各トラヒッククラスのパケットが、任意
のノードから任意のノードへ最大許容遅延時間以内に一
定の確率値以上の確率で伝送されることが可能になる。
この特性は、音声や画像等のように遅延時間が短いこ
と、さらに遅延時間のばらつきが小さいことを要求され
る情報を伝送するためのネットワークに適している。In conclusion, the invention provides a method for designing a packet-switched network suitable for the transmission of multimedia information requiring different quality of service requirements. In the present invention, the distribution of delay time from node to node is considered as a design criterion instead of the “average” delay time employed in the conventional design method. Therefore, each traffic class packet can be transmitted from any node to any node within a maximum allowable delay time with a probability equal to or higher than a certain probability value.
This characteristic is suitable for a network for transmitting information that requires a short delay time, such as voice and image, and has a small delay time variation.

【０１２２】さらに、本発明を他のネットワーク設計技
法と組み合わせることも本発明の範囲内である。例え
ば、本発明による設計方法は、最適なルーティングを決
定するステップ、つまり各クラスに対して各リンクへの
フロー割り当てを決定するステップを包含することも可
能である。上述の任意の２端点間の遅延時間制約（数
４）の下で、各クラスに対して異なるルーティングを行
うことにより、さらに費用対効果に優れたネットワーク
が構築されることもあり得る。加えて、ネットワークの
性能尺度の１つであり、設計制約の１つとして含まれ得
るパケット損失の割合を考慮することも可能である。Further, it is within the scope of the invention to combine the invention with other network design techniques. For example, the design method according to the present invention may include a step of determining an optimum routing, that is, a step of determining a flow allocation to each link for each class. It is possible that a more cost-effective network is constructed by performing different routing for each class under the delay time constraint between any two endpoints (Equation 4). In addition, it is also possible to consider the rate of packet loss, which is one of the performance measures of the network and can be included as one of the design constraints.

【０１２３】本発明が、ノードからノードへの遅延時間
分布制約に基づいてネットワーク内のリンクの容量割り
当てを決定するための方法を提供することは理解される
であろう。しかしながら、他の理由から、ある特定の単
数又は複数のリンクにおいて、さらに大きな容量又は小
さな容量が用いられ又は与えられることも可能である。
このことも本発明の範囲内である。It will be appreciated that the present invention provides a method for determining capacity allocation of links in a network based on node-to-node delay time distribution constraints. However, for other reasons, greater or lesser capacity may be used or provided in a particular link or links.
This is also within the scope of the present invention.

【０１２４】[0124]

【発明の効果】本発明によれば、各トラヒッククラスの
パケットが、任意のノードから任意のノードへ予め決め
られた最大許容遅延時間以内に一定の確率値以上の確率
で伝送されることが可能になる。これにより、パケット
が伝送される際の遅延時間がノード間の距離かかわらず
ほぼ一定であり、遅延時間のばらつきの小さいマルチメ
ディア情報の伝送に適したパケット交換ネットワークを
提供することが可能になる。According to the present invention, a packet of each traffic class can be transmitted from any node to any node within a predetermined maximum allowable delay time with a probability of a certain probability value or more. become. This makes it possible to provide a packet switching network suitable for transmission of multimedia information in which the delay time when a packet is transmitted is almost constant regardless of the distance between nodes, and the variation in delay time is small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an apparatus of the present invention.

【図２】ネットワークのトポロジーを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a topology of a network.

【図３】本発明によるネットワークの各リンクの容量を
決定するためのプロセスを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart showing a process for determining the capacity of each link of a network according to the present invention.

【図４】本発明によるパケット交換ネットワークを示す
図である。FIG. 4 shows a packet switched network according to the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ネットワークを設計するための装置 ２ 中央処理装置（ＣＰＵ） ３ 入出力装置（Ｉ／Ｏ） ４ メモリ １０ ネットワーク ｎ１〜ｎ４ ノード ｍ１〜ｍ７ リンク １５ リンク容量を決定するプロセス Ｓ１〜Ｓ７ リンク容量を決定するプロセスのステップ ２１ ネットワーク ２２〜２６ パケット交換装置 ２８、２９ ホストコンピュータ ３１〜３３、３５〜３７ 端末 ３４、３８ ＧＩＶファクシミリ 1 device for designing network 2 central processing unit (CPU) 3 input / output device (I / O) 4 memory 10 network n1 to n4 nodes m1 to m7 link 15 process for determining link capacity S1 to S7 determining link capacity Steps of the process 21 Network 22-26 Packet switching device 28, 29 Host computer 31-33, 35-37 Terminal 34, 38 GIV facsimile

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】パケットを伝送するための少なくとも２つ
のノード及びノードからノードへの少なくとも１つのリ
ンクを有するパケット交換ネットワークを設計するため
の方法であって、 （１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定する
ステップ、 （２）遅延時間とパケットが発生ノードから目的ノード
へ該遅延時間以内に到達する確率との関係を定義する分
布関数に基づいて、最も混雑したリンクを決定するステ
ップ、 （３）該最も混雑したリンクの容量を修正するステッ
プ、及び （４）予め決められた最大許容遅延時間での各分布関数
の値が、発生ノードから目的ノードへの任意のパスに対
して一定の確率値以上になるまで、ステップ（２）及び
（３）を繰り返すステップを包含し、それにより、すべ
てのパケットが発生ノードから目的ノードまで該予め決
められた最大許容遅延時間以内に該一定の確率値以上の
確率で到達するネットワークを得る方法。1. A method for designing a packet switched network having at least two nodes for transmitting packets and at least one link from node to node, comprising: (1) initializing each link of the network. (2) determining the most congested link based on a distribution function that defines the relationship between the delay time and the probability that a packet will reach the destination node from the source node within the delay time; 3) correcting the capacity of the most congested link, and (4) the value of each distribution function at a predetermined maximum allowable delay time is constant for any path from the originating node to the destination node. Including the steps of repeating steps (2) and (3) until the probability value is exceeded, whereby all packets are A method for obtaining a network from a target node to a target node within a predetermined maximum allowable delay time with a probability equal to or higher than the certain probability value. 【請求項２】請求項１に記載の方法であって、前記分布
関数が前記パケットの全てのトラヒッククラスに対して
決定され、それによって、各トラヒッククラスの全ての
パケットが、発生ノードから目的ノードに前記予め決め
られた最大許容遅延時間以内に前記一定の確率値以上の
確率で到達する方法。2. The method according to claim 1, wherein the distribution function is determined for all traffic classes of the packet, whereby all packets of each traffic class are transmitted from a source node to a destination node. A method of arriving at a probability equal to or higher than the predetermined probability value within the predetermined maximum allowable delay time. 【請求項３】請求項２に記載の方法であって、前記予め
決められた最大許容遅延時間は各トラヒッククラスに対
して設定される方法。3. The method of claim 2, wherein the predetermined maximum allowable delay time is set for each traffic class. 【請求項４】ノード間の複数のパスを有するネットワー
クの複数のリンクに容量を割り当てるための方法であっ
て、該複数のパスのそれぞれは該複数のリンクの少なく
とも１つを含んでおり、該方法は、 （１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定する
ステップ、 （２）該ネットワークのパスの全ての中から最小確率パ
スを見つけ出すステップであって、該最小確率パスは、
パケットが該最小確率パスの一方の端点から他方の端点
まで予め決められた最大許容遅延時間以内に伝送される
最小の確率Ｐを有するステップ、 （３）該最小確率パスに含まれる全てのリンクの中から
最小確率リンクを見つけ出すステップであって、該最小
確率リンクは、パケットが該最小確率リンクの一方の端
点から他方の端点まで該予め決められた最大許容遅延時
間以内に伝送される最小の確率を有するステップ、 （４）該最小確率リンクの容量を修正するステップ、及
び （５）該最小確率パスの該最小の確率Ｐが一定の確率値
よりも小さい場合にステップ（３）及び（４）を繰り返
すステップを包含し、それにより、全てのパケットが発
生ノードから目的ノードに該予め決められた最大許容遅
延時間以内に該一定の確率値以上の確率で到達するネッ
トワークを得る方法。4. A method for allocating capacity to a plurality of links of a network having a plurality of paths between nodes, each of the plurality of paths comprising at least one of the plurality of links, The method comprises: (1) setting an initial capacity of each link of the network; (2) finding a minimum probability path from all of the paths of the network, wherein the minimum probability path is
A step of having a minimum probability P that a packet is transmitted from one end point of the minimum probability path to the other end point within a predetermined maximum allowable delay time, (3) of all links included in the minimum probability path Finding the least-probability link from among the least-probability links, wherein the least-probability link is a minimum probability that a packet will be transmitted from one endpoint of the minimum-probability link to the other endpoint within the predetermined maximum allowable delay time. And (4) modifying the capacity of the minimum-probability link, and (5) steps (3) and (4) if the minimum probability P of the minimum-probability path is less than a certain probability value. The step of repeating all the packets from the source node to the destination node within the predetermined maximum allowable delay time and the probability of being equal to or higher than the certain probability value. How to obtain the arriving network. 【請求項５】請求項４に記載の方法であって、前記最小
確率パスは前記パケットの全てのトラヒッククラスに対
して見つけ出される方法。5. The method according to claim 4, wherein the least-probability path is found for all traffic classes of the packet. 【請求項６】請求項４に記載の方法であって、前記最小
確率リンクは前記パケットの全てのトラヒッククラスに
対して見つけ出される方法。6. The method according to claim 4, wherein the least-probability link is found for all traffic classes of the packet. 【請求項７】パケットを伝送するための少なくとも２つ
のノード及びノードからノードへの少なくとも１つのリ
ンクを有するパケット交換ネットワークを設計するため
の方法であって、 （１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定する
ステップ、 （２）全てのｐ、ｑ、ｋに対してｔ_k＝Ｔ_kでのＦｘ_pqk
（ｔ_k）の値を計算するステップであって、Ｆｘ_pqk（ｔ
_k）は、遅延時間ｔ_kとトラヒッククラスｋのパケットが
発生ノードｐから目的ノードｑに該遅延時間ｔ_k以内に
到達する確率との関係を定義する分布関数であり、Ｔ_k
は、各トラヒッククラスｋに対して予め決められた最大
許容遅延時間であるステップ、 （３）以下の式を満たすトラヒッククラスｋ₀、及び該
ネットワークのノード対ｐ₀−ｑ₀によって定義されるパ
スを決定するステップ、 全てのｐ、ｑ、ｋに対して、Ｆｘ_p0q0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉ
ｎ｛Ｆｘ_pqk（Ｔ_k）｝ （４）該パスに含まれる全てのリンクｌ_iに対してｔ_k＝
Ｔ_k0でのＦｘ_ik0（ｔ_k）の値を計算するステップであっ
て、Ｆｘ_ik0（ｔ_k）は、遅延時間ｔ_kとトラヒッククラ
スｋ₀のパケットがリンクｌ_iの一方の端点から他方の端
点まで該遅延時間ｔ_k以内に伝送される確率との関係を
定義する分布関数であり、Ｔ_k0は、トラヒッククラスｋ
₀に対して予め決められた最大許容遅延時間であるステ
ップ、 （５）以下の式を満たすリンクｌ_i0を決定するステッ
プ、 該パスに含まれる全てのリンクｌ_iに対してＦｘ
_i0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉｎ｛Ｆｘ_{i k0}（Ｔ_k0）｝ （６）該リンクｌ_i0の容量を増加させるステップ、及び （７）Ｐ_minが一定の確率値であり、Ｆｘ
_p0q0k0（Ｔ_k0）＜Ｐ_minならば、ステップ（２）から
（６）を繰り返すステップを包含し、それにより、各ト
ラヒッククラスに対して全てのパケットが発生ノードか
ら目的ノードに該予め決められた最大許容遅延時間以内
に該一定の確率値以上の確率で到達するネットワークを
得る方法。7. A method for designing a packet switched network having at least two nodes for transmitting packets and at least one link from node to node, comprising: (1) initializing each link of the network. (2) Fx _pqk at t _k = T _k for all p, q, k
Calculating the value of (t _k ), Fx _pqk (t
_k) is the distribution function that defines the relationship between the probability of packet delay time t _k and the traffic class k is reached within the delay time t _k to the destination node q from the generation node p, T _k
Is a step that is a predetermined maximum allowable delay time for each traffic class k, (3) A traffic class k ₀ satisfying the following expression, and a path defined by a node pair p ₀ -q _{0 of the} network. Determining Fx _p0q0k0 (T _k0 ) = mi for all p, q and k
n {Fx _pqk (T _k )} (4) t _k = for all links l _i included in the path
Calculating the value of Fx _ik0 (t _k ) at T _k0, where Fx _ik0 (t _k ) is a packet of delay time t _k and traffic class k ₀ from one endpoint of link l _i to the other. A distribution function that defines the relationship with the probability of transmission to the end point within the delay time t _k , where T _k0 is the traffic class k
_A step of being a maximum allowable delay time predetermined for ₀ , (5) a step of determining a link l _i0 satisfying the following expression, Fx for all links l _i included in the path
_i0k0 (T _k0 ) = min {Fx _{i k0} (T _k0 )} (6) increasing the capacity of the link l _i0 , and (7) P _min is a constant probability value and Fx
_{If p0q0k0} (T _k0 ) <P _min , the step of repeating steps (2) to (6) is included, whereby all packets for each traffic class are predetermined from the _source node to the destination node. A method for obtaining a network that arrives at a probability equal to or higher than the certain probability value within the maximum allowable delay time. 【請求項８】複数のトラヒッククラスのパケットを伝送
するための少なくとも２つのノード及びノードからノー
ドへの少なくとも１つのリンクを備えたパケット交換ネ
ットワークであって、 該パケット交換ネットワークは、以下の遅延時間制約を
満たすパケット交換ネットワーク：全てのｐ，ｑ，ｋに
対して、Ｐ_min≦Ｐ｛ｔ_pqk≦Ｔ_k｝ここで、Ｐ｛ｔ_pqk≦
Ｔ_k｝は、トラヒッククラスｋのパケットが発生ノード
ｐから目的ノードｑに予め決められた最大許容遅延時間
以内に到達する確率であり、Ｐ_minは、予め決められた
一定の値である。8. A packet switched network comprising at least two nodes for transmitting packets of a plurality of traffic classes and at least one link from a node to a node, the packet switched network comprising: packet switched network satisfy the constraints: all p, q, relative to _{k, P min ≦ P {t} pqk ≦ T k} where, P {t _pqk ≦
T _k } is the probability that a packet of traffic class k will arrive at the destination node q from the originating node p within a predetermined maximum allowable delay time, and P _min is a predetermined constant value. 【請求項９】複数のノード、該ノードの対を相互接続す
る複数のリンク、及び該複数のノードの２つ以上のノー
ド間の複数のパスを備え、該複数のリンクのそれぞれは
情報を伝送するための容量を有し、該複数のパスのそれ
ぞれは該複数のリンクの少なくとも１つを有するパケッ
ト交換ネットワークであって、 該複数のパスの全てのパスが予め決められた最大許容遅
延時間以内に予め決められた一定の確率値以上の確率で
情報を伝送するように、該複数のリンクの全てのリンク
の容量が割り当てられているパケット交換ネットワー
ク。9. A plurality of nodes, a plurality of links interconnecting pairs of the nodes, and a plurality of paths between two or more nodes of the plurality of nodes, each of the plurality of links transmitting information. Is a packet-switched network having at least one of the plurality of links, wherein all paths of the plurality of paths are within a predetermined maximum allowable delay time. A packet-switched network in which the capacity of all links of the plurality of links is allocated so that information is transmitted with a probability equal to or higher than a predetermined probability value. 【請求項１０】請求項９に記載の方法であって、前記容
量は実質的に最小化されるパケット交換ネットワーク。10. The method of claim 9, wherein the capacity is substantially minimized. 【請求項１１】トラヒッククラスに基づく優先順位に応
じて予めきめられた最大許容遅延時間以内に一定の確率
でパケットの分配を行うパケット交換ネットワークであ
って、該ネットワークは、 複数のノード、 該ノードのノード対を相互接続する複数のリンクであっ
て、それぞれがパケットを伝送するための容量を有して
いるリンク、及び複数のパスであって、それぞれが少な
くとも１つの該リンクを有しているパスを備えており、 トラヒッククラスに基づく優先順位に従って、パケット
が任意の発生ノードから任意の目的ノードへ予めきめら
れた最大許容遅延時間以内に一定の確率値以上の確率で
伝送されるように、該容量が該リンクの全てに割り当て
られているパケット交換ネットワーク。11. A packet-switched network that distributes packets within a predetermined maximum allowable delay time according to a priority order based on a traffic class with a certain probability, the network comprising a plurality of nodes and the nodes. A plurality of links interconnecting a pair of nodes, each having a capacity for transmitting packets, and a plurality of paths, each having at least one such link It is equipped with a path, and according to the priority based on the traffic class, packets are transmitted from any source node to any destination node within a predetermined maximum allowable delay time with a probability of a certain probability value or more, A packet switched network in which the capacity is assigned to all of the links. 【請求項１２】パケットを伝送するための少なくとも２
つのノード及びノードからノードへの少なくとも１つの
リンクを有するパケット交換ネットワークを設計するた
めの装置であって、 （１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定する
手段、 （２）遅延時間とパケットが発生ノードから目的ノード
へ該遅延時間以内に到達する確率との関係を定義する分
布関数に基づいて、最も混雑したリンクを決定する手
段、 （３）該最も混雑したリンクの容量を修正する手段、及
び （４）予め決められた最大許容遅延時間での各分布関数
の値が、発生ノードから目的ノードへの任意のパスに対
して一定の確率値以上になるまで、（２）及び（３）を
繰り返させる手段を備え、それにより、すべてのパケッ
トが発生ノードから目的ノードまで該予め決められた最
大許容遅延時間以内に該一定の確率値以上の確率で到達
するネットワークを得る装置。12. At least two for transmitting packets.
A device for designing a packet switched network having one node and at least one link from node to node, comprising: (1) means for setting an initial capacity of each link of the network; (2) delay time and packet. Means for determining the most congested link on the basis of a distribution function that defines the relationship between the occurrence node and the destination node within the delay time, and (3) means for correcting the capacity of the most congested link. And (4) until the value of each distribution function at a predetermined maximum allowable delay time becomes a certain probability value or more for an arbitrary path from the generation node to the destination node, (2) and (3 ) Is repeated so that all the packets from the source node to the destination node within the predetermined maximum allowable delay time are A device that gets a network that arrives with the above probability. 【請求項１３】ノード間の複数のパスを有するネットワ
ークの複数のリンクに容量を割り当てるための装置であ
って、該複数のパスのそれぞれは該複数のリンクの少な
くとも１つを含んでおり、該装置は、 （１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定する
手段、 （２）該ネットワークのパスの全ての中から最小確率パ
スを見つけ出す手段であって、該最小確率パスは、パケ
ットが該最小確率パスの一方の端点から他方の端点まで
予め決められた最大許容遅延時間以内に伝送される最小
の確率Ｐを有する手段、 （３）該最小確率パスに含まれる全てのリンクの中から
最小確率リンクを見つけ出す手段であって、該最小確率
リンクは、パケットが該最小確率リンクの一方の端点か
ら他方の端点まで該予め決められた最大許容遅延時間以
内に伝送される最小の確率を有する手段、 （４）該最小確率リンクの容量を修正する手段、及び （５）該最小確率パスの該最小の確率Ｐが一定の確率値
よりも小さい場合に（３）及び（４）を繰り返させる手
段を備え、それにより、全てのパケットが発生ノードか
ら目的ノードに該予め決められた最大許容遅延時間以内
に該一定の確率値以上の確率で到達するネットワークを
得る装置。13. A device for allocating capacity to a plurality of links of a network having a plurality of paths between nodes, each of the plurality of paths comprising at least one of the plurality of links, The device is (1) means for setting an initial capacity of each link of the network, (2) means for finding a minimum-probability path from all paths of the network, and the minimum-probability path is a packet Means having a minimum probability P that is transmitted within a predetermined maximum allowable delay time from one end point of the minimum probability path to the other end point, (3) The minimum among all links included in the minimum probability path A means for finding a stochastic link, wherein the minimum probability link is a packet within a predetermined maximum allowable delay time from one endpoint of the minimum probability link to the other endpoint. Means for having the least probability transmitted, (4) means for modifying the capacity of the least probability link, and (5) if the least probability P of the least probability path is less than a certain probability value (3 ) And (4) are repeated, thereby obtaining a network in which all packets arrive from the source node to the target node within the predetermined maximum allowable delay time with a probability equal to or higher than the certain probability value. apparatus. 【請求項１４】パケットを伝送するための少なくとも２
つのノード及びノードからノードへの少なくとも１つの
リンクを有するパケット交換ネットワークを設計するた
めの装置であって、 （１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定する
手段、 （２）全てのｐ、ｑ、ｋに対してｔ_k＝Ｔ_kでのＦｘ_pqk
（ｔ_k）の値を計算する手段であって、Ｆｘ_pqk（ｔ_k）
は、遅延時間ｔ_kとトラヒッククラスｋのパケットが発
生ノードｐから目的ノードｑに該遅延時間ｔ_k以内に到
達する確率との関係を定義する分布関数であり、Ｔ
_kは、各トラヒッククラスｋに対して予め決められた最
大許容遅延時間である手段、 （３）以下の式を満たすトラヒッククラスｋ₀、及び該
ネットワークのノード対ｐ₀−ｑ₀によって定義されるパ
スを決定する手段、 全てのｐ、ｑ、ｋに対して、Ｆｘ_p0q0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉ
ｎ｛Ｆｘ_pqk（Ｔ_k）｝ （４）該パスに含まれる全てのリンクｌ_iに対してｔ_k＝
Ｔ_k0でのＦｘ_ik0（ｔ_k）の値を計算する手段であって、
Ｆｘ_ik0（ｔ_k）は、遅延時間ｔ_kとトラヒッククラスｋ₀
のパケットがリンクｌ_iの一方の端点から他方の端点ま
で該遅延時間ｔ_k以内に伝送される確率との関係を定義
する分布関数であり、Ｔ_k0は、トラヒッククラスｋ₀に
対して予め決められた最大許容遅延時間である手段、 （５）以下の式を満たすリンクｌ_i0を決定する手段、 該パスに含まれる全てのリンクｌ_iに対してＦｘ
_i0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉｎ｛Ｆｘ_{i k0}（Ｔ_k0）｝ （６）該リンクｌ_i0の容量を増加させる手段、及び （７）Ｐ_minが一定の確率値であり、Ｆｘ
_p0q0k0（Ｔ_k0）＜Ｐ_minならば、（２）から（６）を繰
り返させる手段を備え、それにより、各トラヒッククラ
スに対して全てのパケットが発生ノードから目的ノード
に該予め決められた最大許容遅延時間以内に該一定の確
率値以上の確率で到達するネットワークを得る装置。14. At least two for transmitting packets.
A device for designing a packet switched network having one node and at least one link from node to node, comprising: (1) means for setting an initial capacity of each link of the network, (2) all p, q, Fx _pqk at t _k = T _k for k
A means for calculating the value of (t _k ), which is Fx _pqk (t _k ).
Is a distribution function that defines the relationship between the probability of packet delay time t _k and the traffic class k is reached within the delay time t _k to the destination node q from the generation node p, T
_k is defined by means that is a maximum allowable delay time predetermined for each traffic class k, (3) a traffic class k ₀ satisfying the following expression, and a node pair p ₀ -q _{0 of the} network. A means for determining a path, Fx _p0q0k0 (T _k0 ) = mi for all p, q and k
n {Fx _pqk (T _k )} (4) t _k = for all links l _i included in the path
Means for calculating the value of Fx _ik0 (t _k ) at T _k0 ,
Fx _ik0 (t _k ) is the delay time t _k and the traffic class k _0.
Is a distribution function that defines the relationship with the probability that a packet of 1 will be transmitted from one endpoint of the link l _{i to} the other endpoint within the delay time t _k , where T _k0 is predetermined for the traffic class k ₀ . Means for determining the maximum allowable delay time, (5) means for determining a link l _i0 satisfying the following expression, Fx for all links l _i included in the path
_i0k0 (T _k0 ) = min {Fx _{i k0} (T _k0 )} (6) A means for increasing the capacity of the link l _i0 , and (7) P _min is a constant probability value, and Fx
_{If p0q0k0} (T _k0 ) <P _min , a means for repeating (2) to (6) is provided, whereby all packets for each traffic class are transmitted from the _source node to the target node by the predetermined maximum. A device for obtaining a network that arrives at a probability equal to or higher than the certain probability value within an allowable delay time. 【請求項１５】パケットを伝送するための少なくとも２
つのノード及びノードからノードへの少なくとも１つの
リンクを有するパケット交換ネットワークを構築するた
めの方法であって、 （１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定する
ステップ、 （２）遅延時間とパケットが発生ノードから目的ノード
へ該遅延時間以内に到達する確率との関係を定義する分
布関数に基づいて、最も混雑したリンクを決定するステ
ップ、 （３）該最も混雑したリンクの容量を修正するステッ
プ、及び （４）予め決められた最大許容遅延時間での各分布関数
の値が、発生ノードから目的ノードへの任意のパスに対
して一定の確率値以上になるまで、ステップ（２）及び
（３）を繰り返すステップ、及び （５）上述のステップ（１）から（４）により得られた
容量を有するリンクを該ネットワークに実装するステッ
プを包含し、それにより、すべてのパケットが発生ノー
ドから目的ノードまで該予め決められた最大許容遅延時
間以内に該一定の確率値以上の確率で到達するネットワ
ークを得る方法。15. At least two for transmitting packets
A method for constructing a packet switched network having one node and at least one link from node to node, comprising: (1) setting an initial capacity of each link of the network; (2) delay time and packet Determining the most congested link based on a distribution function that defines the relationship between the probability that the node arrives at the destination node from the source node within the delay time, and (3) modifying the capacity of the most congested link. And (4) Steps (2) and () until the value of each distribution function at a predetermined maximum allowable delay time becomes a certain probability value or more for an arbitrary path from the generation node to the destination node. Step 3) is repeated, and (5) The link having the capacity obtained by the above steps (1) to (4) is installed in the network. It encompasses the step, whereby the method all packets to obtain a network that reaches at the certain probability value or probability within a maximum allowable delay time determined the advance to the target node from the generator node. 【請求項１６】ネットワークにおける複数のリンクを構
築するための方法であって、該ネットワークはノード間
の複数のパスを有し、該複数のパスのそれぞれは該複数
のリンクの少なくとも１つを含んでおり、該方法は、 （１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定する
ステップ、 （２）該ネットワークのパスの全ての中から最小確率パ
スを見つけ出すステップであって、該最小確率パスは、
パケットが該最小確率パスの一方の端点から他方の端点
まで予め決められた最大許容遅延時間以内に伝送される
最小の確率Ｐを有するステップ、 （３）該最小確率パスに含まれる全てのリンクの中から
最小確率リンクを見つけ出すステップであって、該最小
確率リンクは、パケットが該最小確率リンクの一方の端
点から他方の端点まで該予め決められた最大許容遅延時
間以内に伝送される最小の確率を有するステップ、 （４）該最小確率リンクの容量を修正するステップ、 （５）該最小確率パスの該最小の確率Ｐが一定の確率値
よりも小さい場合にステップ（３）及び（４）を繰り返
すステップ、及び （６）上述のステップ（１）から（５）により得られた
容量を有するリンクを該ネットワークに実装するステッ
プを包含し、それにより、全てのパケットが発生ノード
から目的ノードに該予め決められた最大許容遅延時間以
内に該一定の確率値以上の確率で到達するネットワーク
を得る方法。16. A method for establishing a plurality of links in a network, the network having a plurality of paths between nodes, each of the plurality of paths comprising at least one of the plurality of links. Therefore, the method comprises: (1) setting an initial capacity of each link of the network; (2) finding a minimum-probability path from all of the paths of the network; ,
A step of having a minimum probability P that a packet is transmitted from one end point of the minimum probability path to the other end point within a predetermined maximum allowable delay time, (3) of all links included in the minimum probability path Finding the least-probability link from among the least-probability links, wherein the least-probability link is the minimum probability that a packet will be transmitted from one endpoint of the minimum-probability link to the other endpoint within the predetermined maximum allowable delay time. And (4) modifying the capacity of the minimum-probability link, (5) performing steps (3) and (4) when the minimum probability P of the minimum-probability path is smaller than a certain probability value. Repeating, and (6) implementing in the network a link having the capacity obtained by steps (1) to (5) above, whereby A method for obtaining a network in which all packets arrive at a destination node from a source node within a predetermined maximum allowable delay time with a probability equal to or higher than a certain probability value. 【請求項１７】パケットを伝送するための少なくとも２
つのノード及びノードからノードへの少なくとも１つの
リンクを有するパケット交換ネットワークを構築するた
めの方法であって、 （１）該ネットワークの各リンクの初期容量を設定する
ステップ、 （２）全てのｐ、ｑ、ｋに対してｔ_k＝Ｔ_kでのＦｘ_pqk
（ｔ_k）の値を計算するステップであって、Ｆｘ_pqk（ｔ
_k）は、遅延時間ｔ_kとトラヒッククラスｋのパケットが
発生ノードｐから目的ノードｑに該遅延時間ｔ_k以内に
到達する確率との関係を定義する分布関数であり、Ｔ_k
は、各トラヒッククラスｋに対して予め決められた最大
許容遅延時間であるステップ、 （３）以下の式を満たすトラヒッククラスｋ₀、及び該
ネットワークのノード対ｐ₀−ｑ₀によって定義されるパ
スを決定するステップ、 全てのｐ、ｑ、ｋに対して、Ｆｘ_p0q0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉ
ｎ｛Ｆｘ_pqk（Ｔ_k）｝ （４）該パスに含まれる全てのリンクｌ_iに対してｔ_k＝
Ｔ_k0でのＦｘ_ik0（ｔ_k）の値を計算するステップであっ
て、Ｆｘ_ik0（ｔ_k）は、遅延時間ｔ_kとトラヒッククラ
スｋ₀のパケットがリンクｌ_iの一方の端点から他方の端
点まで該遅延時間ｔ_k以内に伝送される確率との関係を
定義する分布関数であり、Ｔ_k0は、トラヒッククラスｋ
₀に対して予め決められた最大許容遅延時間であるステ
ップ、 （５）以下の式を満たすリンクｌ_i0を決定するステッ
プ、 該パスに含まれる全てのリンクｌ_iに対してＦｘ
_i0k0（Ｔ_k0）＝ｍｉｎ｛Ｆｘ_{i k0}（Ｔ_k0）｝ （６）該リンクｌ_i0の容量を増加させるステップ、 （７）Ｐ_minが一定の確率値であり、Ｆｘ
_p0q0k0（Ｔ_k0）＜Ｐ_minならば、ステップ（２）から
（６）を繰り返すステップ、及び （８）上述のステップ（１）から（７）により得られた
容量を有するリンクを該ネットワークに実装するステッ
プを包含し、それにより、各トラヒッククラスに対して
全てのパケットが発生ノードから目的ノードに該予め決
められた最大許容遅延時間以内に該一定の確率値以上の
確率で到達するネットワークを得る方法。17. At least two for transmitting packets
A method for constructing a packet-switched network having one node and at least one link from node to node comprising: (1) setting an initial capacity of each link of the network; (2) all p, q, Fx _pqk at t _k = T _k for k
Calculating the value of (t _k ), Fx _pqk (t
_k) is the distribution function that defines the relationship between the probability of packet delay time t _k and the traffic class k is reached within the delay time t _k to the destination node q from the generation node p, T _k
Is a step that is a predetermined maximum allowable delay time for each traffic class k, (3) A traffic class k ₀ satisfying the following expression, and a path defined by a node pair p ₀ -q _{0 of the} network. Determining Fx _p0q0k0 (T _k0 ) = mi for all p, q and k
n {Fx _pqk (T _k )} (4) t _k = for all links l _i included in the path
Calculating the value of Fx _ik0 (t _k ) at T _k0, where Fx _ik0 (t _k ) is a packet of delay time t _k and traffic class k ₀ from one endpoint of link l _i to the other. A distribution function that defines the relationship with the probability of transmission to the end point within the delay time t _k , where T _k0 is the traffic class k
_A step of being a maximum allowable delay time predetermined for ₀ , (5) a step of determining a link l _i0 satisfying the following expression, Fx for all links l _i included in the path
_i0k0 (T _k0 ) = min {Fx _{i k0} (T _k0 )} (6) A step of increasing the capacity of the link l _i0 , (7) P _min is a constant probability value, and Fx
_{If p0q0k0} (T _k0 ) <P _min , steps (2) to (6) are repeated, and (8) a link having the capacity obtained in steps (1) to (7) is mounted on the network. To obtain a network in which all packets for each traffic class reach the destination node from the originating node within the predetermined maximum allowable delay time with a probability equal to or higher than the certain probability value. Method.