Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2006245874A - Communication path computation system and communication path computation method using partial measurement in overlay network, and program therefor - Google Patents

Communication path computation system and communication path computation method using partial measurement in overlay network, and program therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2006245874A
JP2006245874A JP2005057229A JP2005057229A JP2006245874A JP 2006245874 A JP2006245874 A JP 2006245874A JP 2005057229 A JP2005057229 A JP 2005057229A JP 2005057229 A JP2005057229 A JP 2005057229A JP 2006245874 A JP2006245874 A JP 2006245874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
communication path
nodes
communication
time
calculation method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005057229A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Uchida
真人 内田
Satoshi Kamei
聡 亀井
Ryoichi Kawahara
亮一 川原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2005057229A priority Critical patent/JP2006245874A/en
Publication of JP2006245874A publication Critical patent/JP2006245874A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Computer And Data Communications (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To curtail an amount of computation broadly by computing by using quality information measured partially between partial overlay nodes. <P>SOLUTION: In a means for measuring communication quality q(t, c<SB>i, 1</SB>, c<SB>j, 1</SB>) at a time t between representative nodes, to set a best-fit path from a node c<SB>i, k</SB>to a node c<SB>j, 1</SB>at time a t of communication, a value v' of v is acquired so that q(t, c<SB>i, 1</SB>, c<SB>v, 1</SB>)+q(t, c<SB>v, 1</SB>, c<SB>j, 1</SB>) is minimized, and q(t, c<SB>i, 1</SB>, c<SB>j, 1</SB>) is compared with q(t, c<SB>i, 1</SB>, c<SB>v', 1</SB>)+q(t, c<SB>v', 1</SB>, c<SB>j, 1</SB>). When the former is smaller, a communication path is set as q(c<SB>i, k</SB>→ c<SB>j, 1</SB>), and when the latter is smaller, the communication path is set as c<SB>i, k</SB>→ c<SB>v', 1</SB>→ c<SB>j, 1</SB>. Note that when q(t, c<SB>i, k</SB>, c<SB>j, 1</SB>) or q(t, c<SB>i, 1</SB>, c<SB>j, 1</SB>) is smaller than a threshold, the communication path is set as c<SB>i, k</SB>→ c<SB>j, 1</SB>, and when greater, the communication path may be computed by the above algorithm. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、IPネットワークにおけるエンド・ツー・エンドの通信品質を向上させることが可能な通信経路計算システムおよび通信経路計算方法ならびにそのためのプログラムに関するものである。   The present invention relates to a communication path calculation system, a communication path calculation method, and a program therefor that can improve end-to-end communication quality in an IP network.

インターネットは多様なアプリケーションの収容を可能とすべく発展・普及してきており、昨今では、VoIP(Voice over IP)やストリーミングに代表されるQoS(Quality of Service)に敏感な実時間アプリケーション等の収容も急速に進展している。   The Internet has been developed and spread to accommodate a variety of applications, and nowadays it can also accommodate real-time applications that are sensitive to VoIP (Voice over IP) and QoS (Quality of Service) such as streaming. It is progressing rapidly.

これに伴い、エンド・ツー・エンドでの輻輳を回避し、品質を向上するための技術 --- エンド・ツー・エンドQoS管理技術 --- をインターネット上で実現することが重要な課題となっている。   Along with this, it is an important issue to realize end-to-end congestion avoidance technology and quality improvement technology --- end-to-end QoS management technology-on the Internet. ing.

しかしながら、このような技術を実現する上では、以下に示す問題点がある。
(A)インターネットは既に社会的インフラ化しており、既存のネットワーク構造を大きく変更するような、ネットワークレイヤでの新たな機能拡張は困難である。
However, there are the following problems in realizing such a technique.
(A) The Internet has already become a social infrastructure, and it is difficult to expand new functions at the network layer that greatly change the existing network structure.

(B)インターネットは管理主体の異なる複数のAS(Autonomous System)によって形成されており、全てのASに対して一斉に新たな機能拡張することは困難である。 (B) The Internet is formed by a plurality of ASs (Autonomous Systems) having different management entities, and it is difficult to expand new functions simultaneously to all ASs.

こうした中,下位のネットワークレイヤを変更することなくエンド・ツー・エンドQoSの向上を可能とする有力な技術として、オーバーレイネットワークによるQoS管理技術が注目されている(非特許文献1参照)   Under these circumstances, QoS management technology using an overlay network is attracting attention as a promising technology capable of improving end-to-end QoS without changing the lower network layer (see Non-Patent Document 1).

オーバーレイネットワークとは、既存のリンクを用いて、その上位層における目的に応じて論理的(仮想的)なリンクを形成し、構成するネットワークである(非特許文献2参照)。   An overlay network is a network that uses an existing link to form a logical (virtual) link according to the purpose in the upper layer (see Non-Patent Document 2).

オーバーレイネットワークによるQoS管理の基本的な概念を図5に例示する。
図5において、xからyに向けて、点線の矢印で表されるIPルータR1,R2,R3を介する経路にトラヒックが流れているとする。また、この経路上には輻輳しているIPルータが存在しており、その結果としてx,y間のQoSが低下しているとする。
The basic concept of QoS management by an overlay network is illustrated in FIG.
In FIG. 5, it is assumed that traffic flows from x to y along a route through IP routers R1, R2, and R3 represented by dotted arrows. Further, it is assumed that there is a congested IP router on this route, and as a result, the QoS between x and y is lowered.

このとき、オーバーレイノードa,b,cで形成されるオーバーレイネットワーク(Overlay NW)を用いて、実線の矢印で表される経路(x→オーバーレイノードa→オーバーレイノードb→オーバーレイノードc→y)にトラヒックを迂回させることができれば、上記の輻輳を回避できる。   At this time, using an overlay network (Overlay NW) formed by overlay nodes a, b, and c, a route (x → overlay node a → overlay node b → overlay node c → y) represented by a solid line arrow is used. If the traffic can be detoured, the above congestion can be avoided.

実際、非特許文献3、非特許文献4、非特許文献5では、上記のような迂回経路が実網において多数存在していることを実測に基づいて示している。   In fact, Non-Patent Document 3, Non-Patent Document 4, and Non-Patent Document 5 show that there are many detour paths as described above based on actual measurements.

L.Zhi and P.Mohapatra, “QRON: QoS-aware routing in overlay networks,”IEEE J.Select.Areas Commun., vol.22, pp.29-40, January 2004.L. Zhi and P. Mohapatra, “QRON: QoS-aware routing in overlay networks,” IEEE J. Select. Areas Commun., Vol. 22, pp. 29-40, January 2004. WIDEプロジェクト,“オーバーレイネットワークによる統合分散環境” WIDEプロジェクト研究報告書, 第17部, 2002.WIDE Project, “Integrated Distributed Environment by Overlay Network” WIDE Project Research Report, Part 17, 2002. 亀井, 川原“エンドホストオーバーレイネットワークによるトラヒックエンジニアリングとその有効性” 信学ソ大, BS-5-3, 2004.Kamei, Kawahara “Traffic Engineering with End-Host Overlay Network and Its Effectiveness” Shingaku Sodai, BS-5-3, 2004. S.Rewaskar and J.Kaur,“Testing the Scalability of Overlay Routing Infrastructures, ” Proc. PAM 2004, April 2004.S. Rewaskar and J. Kaur, “Testing the Scalability of Overlay Routing Infrastructures,” Proc. PAM 2004, April 2004. S.Banerjee, T.G.Griffin and M.Pias,“The Interdomain Connectivity of PlanetLab Nodes”, Proc. PAM 2004, April 2004.S. Banerjee, T. G. Griffin and M. Pias, “The Interdomain Connectivity of PlanetLab Nodes”, Proc. PAM 2004, April 2004.

しかし、これらの結果はオーバーレイネットワークのトポロジをフルメッシュとし、全てのオーバーレイノード間で測定した品質情報を利用して理想的な通信経路計算を行った場合の評価となっており、オーバーレイノードの総数が増加した場合のスケーラビリティの低下については考慮されていない。   However, these results are evaluations when the ideal network is calculated using quality information measured between all overlay nodes with the overlay network topology set to full mesh, and the total number of overlay nodes It does not take into account the decrease in scalability when the value increases.

すなわち、オーバーレイノードの総数が大きい場合には、全てのオーバーレイノード間において品質情報の測定を行った上で通信経路の計算を行う事は計算量が膨大になり現実的には不可能であるという問題がある。   That is, when the total number of overlay nodes is large, it is practically impossible to calculate the communication path after measuring quality information between all the overlay nodes because the calculation amount is enormous. There's a problem.

本発明の目的は、上記の問題点を鑑み、全てのオーバーレイノード間における品質情報の測定を行うのではなく、一部のオーバーレイノード間で部分的に測定された品質情報を利用して計算することによって計算量の大幅な削減を可能とした通信経路計算システムおよび方法ならびにそのためのプログラムを提供することにある。   In view of the above problems, the object of the present invention is not to measure quality information among all overlay nodes but to calculate using quality information partially measured between some overlay nodes. It is an object of the present invention to provide a communication path calculation system and method, and a program therefor, which can greatly reduce the amount of calculation.

上記目的を達成するため、本発明では、予めクラスタ化されたオーバーレイネットワークおいて、各クラスタの代表ノード間で測定された品質情報のみを用いて通信経路を計算する。このことにより、オーバーレイノードの総数が大きい場合においても、計算量が削減され、IPネットワークにおけるエンド・ツー・エンドの通信品質を向上し得る通信経路の計算が可能となる。   In order to achieve the above object, in the present invention, a communication path is calculated using only quality information measured between representative nodes of each cluster in an overlay network clustered in advance. As a result, even when the total number of overlay nodes is large, the amount of calculation is reduced, and communication paths that can improve end-to-end communication quality in the IP network can be calculated.

より詳細には、通信経路を計算するために、本発明では次の各手段を具備する。   More specifically, in order to calculate a communication path, the present invention includes the following means.

(a)代表ノード間の時刻tにおける通信品質q(t,ci,1,cj,1)を測定する手段(i,j=1,2,・・・,m、i≠j) (A) Means (i, j = 1, 2,..., M, i ≠ j) for measuring the communication quality q (t, c i, 1 , c j, 1 ) at time t between representative nodes

(b)ノードci,kからノードcj,1へ至る通信の時刻tにおける最適経路を、次の手順で計算する手段(k=1,2,・・・,ni,l=1,2,・・・,nj)
<Step 1>:q(t,ci,1,cv,1)+q(t,cv,1,cj,1)が、最小となるvの値v’を求める(v’=1,2,・・・,m、v’≠i,j)。
<Step 2>:q(t,ci,1,cj,1)とq(t,ci,1,cv’,1)+q(t,cv’,1,cj,1)を比較し、前者が小さい場合は通信経路をci,k→cj,lとし、後者が小さい場合は通信経路をci,k→cv’,1→cj,lとする。
(B) Means (k = 1, 2,..., Ni, l = 1, 2) for calculating the optimum route at time t of communication from the node c i, k to the node c j, 1 in the following procedure. , ..., nj)
<Step 1>: q (t, c i, 1 , c v, 1 ) + q (t, c v, 1 , c j, 1 ) obtains the minimum value v ′ of v (v ′ = 1) , 2,..., M, v ′ ≠ i, j).
<Step 2>: q (t, ci , 1 , cj, 1 ) and q (t, ci , 1 , cv ′, 1 ) + q (t, cv ′, 1 , cj, 1 ) If the former is small, the communication path is set as ci , k.fwdarw.cj, l. If the latter is small, the communication path is set as ci , k.fwdarw.cv ' , 1.fwdarw.cj, l .

なお、q(t,ci,k,cj,l)或いはq(t,ci,1,cj,1)が、予め定められた閾値よりも小さい場合には通信経路をci,k→cj,lとし、大きい場合には上記<Step 1>と上記<Step 2>の手順により通信経路を計算してもよい。 If q (t, ci , k , cj, l ) or q (t, ci , 1 , cj, 1 ) is smaller than a predetermined threshold, the communication path is designated ci , k → c j, l, and if larger, the communication path may be calculated according to the above steps <Step 1> and <Step 2>.

以上のように、本発明によれば、全てのオーバーレイノード間で品質情報を測定することなく、一部のオーバーレイノード間で部分的に測定された品質情報のみを利用することによって通信経路計算を行うことができる。また、計算された通信経路を用いることによって、QoSの向上させることができるため、本発明による通信経路計算は有用である。   As described above, according to the present invention, communication path calculation is performed by using only quality information partially measured between some overlay nodes without measuring quality information between all overlay nodes. It can be carried out. Further, since the QoS can be improved by using the calculated communication path, the communication path calculation according to the present invention is useful.

以下、図を用いて本発明を実施するための最良の形態例を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態を説明する説明図、図2は、本発明に係わる通信経路計算システムの構成例を示すブロック図、図3は、本発明に係わる通信経路計算システムの手順例を示すフローチャートである。   FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a communication path calculation system according to the present invention, and FIG. 3 is a procedure example of the communication path calculation system according to the present invention. It is a flowchart which shows.

なお、オーバーレイネットワークに属する全てのノードは、予めm個のクラスタに分類されているとし、このクラスタをC1,C2,・・・Cmと書き、クラスタCiに属するノードをci,1,ci,2,・・・,ci,niと書く(i=1,2,・・・,m)。したがって、オーバーレイネットワークに属するノードの総数をnとすると、n=n1+n2+・・・・+nとなる。 Note that all nodes belonging to the overlay network in advance and m are classified into individual clusters, the clusters C1, C2, write and · · · Cm, the nodes belonging to the cluster Ci c i, 1, c i , 2 ,..., Ci , ni (i = 1, 2,..., M). Therefore, when the total number of nodes belonging to the overlay network is n, the n = n1 + n2 + ···· + n m.

また、各クラスタCiには予め唯一の代表ノードが設定されているとし、それを一般性を失うことなくci,1とする(i=1,2,・・・,m)。さらに、通信経路を計算する際に参照する通信品質qの基準は予め設定されているとする。 Further, it is assumed that a unique representative node is set in advance for each cluster Ci, and that it is set as ci , 1 (i = 1, 2,..., M) without loss of generality. Furthermore, it is assumed that the standard of the communication quality q referred to when calculating the communication path is set in advance.

通信品質qの基準としては、例えば、ノードa,b間の時刻tにおける遅延時間d(t,a,b)を用いたり、または遅延時間d(t,a,b)の代わりに該遅延時間d(t,a,b)の所定時間内における最小値,平均値,あるいは最大値などの統計値のいすれかを用いるようにしてもよい。   As the standard of the communication quality q, for example, the delay time d (t, a, b) between the nodes a and b at the time t is used, or the delay time d (t, a, b) is used instead of the delay time d (t, a, b). Any of statistical values such as a minimum value, an average value, or a maximum value within a predetermined time of d (t, a, b) may be used.

さらに、通信品質qの基準としては、例えば、ノードa,b間の時刻tにおけるパケット損失率p(t,a,b)を用い、通信品質q(t,a,b)=−log(1−p(t,a,b))を用いたり、または、上記式においてパケット損失率p(t,a,b)の代わりに所定時間内におけるパケット損失率p(t,a,b)の最小値,平均値,あるいは最大値などの統計値のいずれかを用いるようにしてもよい。   Further, as the standard of the communication quality q, for example, the packet loss rate p (t, a, b) between the nodes a and b at the time t is used, and the communication quality q (t, a, b) = − log (1 -P (t, a, b)) or the minimum of the packet loss rate p (t, a, b) within a predetermined time instead of the packet loss rate p (t, a, b) in the above formula Any of statistical values such as a value, an average value, or a maximum value may be used.

時刻tにおいて、ノードca,xからノードcb,yへの通信要求が発生した場合(ステップS1)の動作について説明する。 The operation when a communication request from the node c a, x to the node c b, y occurs at time t (step S1) will be described.

このとき、通信経路計算部1は、情報蓄積部2に蓄積されている代表ノード間の通信品質情報を用いて経路の計算を行う(ステップS2)。   At this time, the communication path calculation unit 1 calculates a path using the communication quality information between the representative nodes stored in the information storage unit 2 (step S2).

なお、通信経路計算部1は、全てのオーバーレイノードに配備されていてもよいし、一部のオーバーレイノード(例えば、代表オーバーレイノード)のみに配備されていてもよいし、或いは、オーバーレイノードではない別のノード(例えば、外部サーバ)等に配備されていてもよい。   Note that the communication path calculation unit 1 may be provided in all overlay nodes, may be provided only in some overlay nodes (for example, representative overlay nodes), or is not an overlay node. It may be deployed in another node (for example, an external server).

一方、通信品質測定部3においては、通信要求の発生の有無に関わらず、全ての代表ノードの対地の組み合わせについて、予め定められた単位時間毎に、代表ノード間の通信品質の測定を実施されており(ステップS3)、その測定結果は情報蓄積部2に集中的、或いは分散的に蓄積されている(ステップS4)。   On the other hand, the communication quality measurement unit 3 measures the communication quality between representative nodes for each predetermined unit time for all combinations of grounds of representative nodes regardless of whether or not a communication request is generated. The measurement results are stored in the information storage unit 2 in a concentrated or distributed manner (step S4).

蓄積されている情報は、例えば、通信品質q(t,c1,ni,c1,nj)である(i,j=1,2,・・・,m,i≠j)。 The stored information is, for example, communication quality q (t, c 1, ni , c 1, nj ) (i, j = 1, 2,..., M, i ≠ j).

また、通信経路計算部1における経路計算手順(ステップS2)の詳細は以下の通りである。   Details of the route calculation procedure (step S2) in the communication route calculation unit 1 are as follows.

<ステップS2−1>:q(t,ca,1,cv,1)+q(t,cv,1,cb,1)が最小となるvの値v’を求める。 <Step S2-1>: The value v ′ of v at which q (t, c a, 1 , c v, 1 ) + q (t, c v, 1 , c b, 1 ) is minimized is obtained.

<ステップS2−2>:q(t,ca,1,cb,1)とq(t,ca,1,cv’,1)+q(t,cv’、1、cb,1)を比較し、前者が小さい場合は通信経路をca,x→cb,yとし、後者が小さい場合は通信経路をca,x→cv’,1→cb,yとする。 <Step S2-2>: q (t, c a, 1 , c b, 1 ) and q (t, c a, 1 , c v ′, 1 ) + q (t, c v ′, 1 , c b, 1 ), if the former is small, the communication path is set to ca , x → c b, y, and if the latter is small, the communication path is set to ca , x → c v ′, 1 → c b, y . .

ただし、q(t,ca,x,cc,y)或いはq(t,ca,1,cb,1)を別途測定した上で、その値が予め定められた閾値よりも小さい場合には通信経路をca,x→cb,yとし、大きい場合には上記<ステップS2−1>および<ステップS2−2>の手順で通信経路を計算してもよい。 However, when q (t, c a, x , c c, y ) or q (t, c a, 1 , c b, 1 ) is separately measured and the value is smaller than a predetermined threshold value The communication path may be c a, x → c b, y, and if larger, the communication path may be calculated according to the procedure of <Step S2-1> and <Step S2-2>.

なお、通信経路計算部1、情報蓄積部2、通信品質測定部3における上記の各処理は、コンピュータプログラム化されてCD−ROM,FD,DVDなどの記録媒体やインターネットなどのネットワークを介して流通させることができる。   The above processes in the communication path calculation unit 1, the information storage unit 2, and the communication quality measurement unit 3 are computerized and distributed via a recording medium such as a CD-ROM, FD, or DVD, or a network such as the Internet. Can be made.

利用者は、これらの記録媒体やネットワークを介して入手したプログラムをコンピュータにインストールしてCPUで実行することにより通信経路計算部1、情報蓄積部2、通信品質測定部3における上記の各処理を実現できる。   The user installs the programs obtained via these recording media and networks into a computer and executes them by the CPU to perform the above-described processes in the communication path calculation unit 1, information storage unit 2, and communication quality measurement unit 3. realizable.

本発明の効果を見るために、実際のインターネット上において測定したデータを用いて、上記の手順を実行した場合の評価結果を示す。   In order to see the effect of the present invention, an evaluation result when the above procedure is executed using data measured on the actual Internet is shown.

評価に利用したデータは、国内で適当に地理的に離れた18箇所のISPに利用者として契約した端末において、各対地での遅延測定(ping)を、1時間毎に毎秒1パケットで3分間(180パケット)実施したものである。分析対象としたのは、一日分のデータの内、対地毎のt時間目における端末x,y間の3分間の測定の中での最大遅延時間である。   The data used for the evaluation is the delay measurement (ping) at each ground at a terminal contracted as a user with 18 geographically separated ISPs in Japan for 3 minutes at 1 packet per second per hour. (180 packets). The analysis target is the maximum delay time in the 3-minute measurement between the terminals x and y at the t-th time for each ground in the data for one day.

本評価では、地理的に近いノードをまとめて4つのクラスタ(クラスタ:C1,C2,C3,C4に分類し(クラスタに含まれるノード数はそれぞれ、4,4,4,6とした)、各々のクラスタについて1つずつ代表ノードを適切に計算した上で(代表ノード:c1,1,c2,1,c3,1,c4,1(本評価では、適切な代表ノードを試行錯誤的に選択した))、代表ノード間で測定された品質情報のみを用いて通信経路計算を行った。 In this evaluation, geographically close nodes are grouped into four clusters (clusters: C1, C2, C3, and C4 (the number of nodes included in each cluster is 4, 4, 4, and 6), respectively. The representative nodes are appropriately calculated one by one for each cluster (representative nodes: c 1,1 , c 2,1 , c 3,1 , c 4,1 (in this evaluation, an appropriate representative node is The communication path was calculated using only the quality information measured between the representative nodes.

図4は、上記の方法で通信経路計算した場合の最大遅延時間の累積分布(line1)、ca,1→cb,1の最大遅延時間が200msを超えた場合のみに上記の方法を適用した場合の最大遅延時間の累積分布(line2)、本発明による通信経路を計算せずにデフォルトの経路を利用した場合の最大遅延時間の累積分布(line3)を示している。 FIG. 4 shows the cumulative distribution (line 1 ) of the maximum delay time when the communication path is calculated by the above method, and the above method is applied only when the maximum delay time of c a, 1 → c b, 1 exceeds 200 ms. The maximum delay time cumulative distribution (line 2) and the maximum delay time cumulative distribution (line 3) when the default route is used without calculating the communication route according to the present invention are shown.

本図より、end-to-endの最大遅延時間がある閾値(ここでは200ms)を超えた場合に、本発明の方法で通信経路を計算することによって、QoSの向上が図れることが分かる。   From this figure, it can be seen that when the maximum end-to-end delay time exceeds a certain threshold (200 ms in this case), the QoS can be improved by calculating the communication path by the method of the present invention.

本発明の実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating embodiment of this invention. 本発明に係わる通信経路計算システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the communication path | route calculation system concerning this invention. 本発明に係わる通信経路計算システムの手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of the communication path | route calculation system concerning this invention. 本発明の方法で通信経路計算した場合の最大遅延時間の累積分布(line1)、ca,1→cb,1の最大遅延時間が200msを超えた場合のみに上記の方法を適用した場合の最大遅延時間の累積分布(line2)、本発明による通信経路を計算せずにデフォルトの経路を利用した場合の最大遅延時間の累積分布(line3)を示す図である。When the above method is applied only when the maximum delay time cumulative distribution (line1) and the maximum delay time of c a, 1 → c b, 1 exceed 200 ms when the communication path is calculated by the method of the present invention. It is a figure which shows the cumulative distribution (line 3) of the maximum delay time at the time of using the default path | route, without calculating the cumulative distribution (line 2) of a maximum delay time, and calculating the communication path | route by this invention. オーバーレイネットワークによるQoS管理の基本的な概念を例示する図である。It is a figure which illustrates the basic concept of QoS management by an overlay network.

符号の説明Explanation of symbols

1:通信経路計算部
2:情報蓄積部
3:通信品質測定部
a,1、Cb、1,Cv1,1,CV2,1:代表ノード
a,2,・・・,ca,x,・・・,ca,na,cb,2,・・・,cb,y,・・・cb,nb,cv1,2,cv1,3,・・・,cv1,nv1,cv2,2,cv2,3,・・・,cv2,nv2:ノード
a,b,c:オーバオレイノード
R1〜R5:IPルータ
Ca,Cb,Cv1,Cv2:クラスタ
1: communication path calculation unit 2: information storage unit 3: communication quality measurement unit c a, 1 , C b, 1 , C v1,1 , C V2,1 : representative node c a, 2 ,..., C a , x, ···, c a, na, c b, 2, ···, c b, y, ··· c b, nb, c v1,2, c v1,3, ···, c v1 , Nv1 , cv2 , 2, cv2 , 3,..., Cv2 , nv2 : Nodes a, b, c: Overlay nodes R1 to R5: IP routers Ca, Cb, Cv1, Cv2: Cluster

Claims (9)

IPネットワーク上に論理的に形成されたオーバーレイネットワークに属する任意の二つのノード間の通信経路を、当該ネットワークにおける部分測定を利用して計算するための通信経路計算システムであって、
前記オーバーレイネットワークに属する全てのノードをm個のクラスタC1,C2,・・・,Cmに分類し、クラスタCiに属するノードをci,1,ci,2,・・・、,ci,niとし、各クラスタCiに予め唯一の代表ノードci,1(i=1,2,・・・,m)を設定しておき、前記オーバーレイネットワークに属する二つのノードa,bについて、時刻tにおいてaからbへデフォルトの経路で通信する際の通信品質をq(t,a,b)と記し、その経路をa→bと記すとき、下記の各手段を具備することを特徴とする通信経路計算システム。
(A)代表ノード間の時刻tにおける通信品質q(t,ci,1,cj,1)を測定する手段(i,j=1,2,・・・,m、i≠j)、
(B)ci,kからcj,lへ至る通信の時刻tにおける最適経路を、q(t,ci,1,cv,1)+q(t,cv,1,cj,1)が、最小となるvの値v’を求め(v’=1,2,・・・,m、v’≠i,j)、q(t,ci,1,cj,1)とq(t,ci,1,cv’,1)+q(t,cv’,1,cj,1)を比較し、前者の方が小さい場合は通信経路をci,k→cj,lとし、後者の方が小さい場合は通信経路をci,k→cv’,1→cj,lとして計算する手段(k=1,2,・・・,ni,l=1,2,・・・,nj)
A communication path calculation system for calculating a communication path between any two nodes belonging to an overlay network logically formed on an IP network by using partial measurement in the network,
Wherein all nodes of m clusters C1 belonging to the overlay network, C2, ···, classified into Cm, the nodes belonging to the cluster Ci c i, 1, c i , 2, ··· ,, c i, ni, and a single representative node c i, 1 (i = 1, 2,..., m) is set in advance in each cluster Ci, and the time t for the two nodes a and b belonging to the overlay network is set. The communication quality when communicating from a to b on a default route in q is denoted as q (t, a, b), and when the route is denoted as a → b, the communication comprises the following means: Route calculation system.
(A) Means (i, j = 1, 2,..., M, i ≠ j) for measuring the communication quality q (t, c i, 1 , c j, 1 ) at time t between the representative nodes,
(B) The optimal route at time t of communication from c i, k to c j, l is q (t, c i, 1 , c v, 1 ) + q (t, c v, 1 , c j, 1 ) Obtains the minimum value v ′ of v (v ′ = 1, 2,..., M, v ′ ≠ i, j), q (t, c i, 1 , c j, 1 ) and q (t, c i, 1 , c v ′, 1 ) + q (t, c v ′, 1 , c j, 1 ) are compared, and if the former is smaller, the communication path is set to c i, k → c j, l, and when the latter is smaller, the means for calculating the communication path as c i, k → c v ′, 1 → c j, l (k = 1, 2,..., ni, l = 1) , 2, ..., nj)
請求項1記載の通信経路計算システムにおいて、さらに、
q(t,ci,k,cj,l)或いはq(t,ci,1,cj,1)と予め定められた閾値を比較する手段を有し、q(t,ci,k,cj,l)或いはq(t,ci,1,cj,1)が、前記予め定められた閾値よりも小さい場合に通信経路をci,k→cj,lとするとともに、予め定められた閾値よりも大きい場合に前記(A)および(B)における各手段の処理を行うようにしたことを特徴とする通信経路計算システム。
The communication path calculation system according to claim 1, further comprising:
q (t, c i, k , c j, l ) or q (t, c i, 1 , c j, 1 ) has a means for comparing a predetermined threshold value, and q (t, c i, If k , c j, l ) or q (t, c i, 1 , c j, 1 ) is smaller than the predetermined threshold, the communication path is set to c i, k → c j, l The communication path calculation system is characterized in that the processing of each means in (A) and (B) is performed when the threshold value is larger than a predetermined threshold value.
IPネットワーク上に論理的に形成されたオーバーレイネットワークに属する任意の二つのノード間の通信経路を、当該ネットワークにおける部分測定を利用して計算するための通信経路計算方法であって、
前記オーバーレイネットワークに属する全てのノードをm個のクラスタC1,C2,・・・,Cmに分類し、クラスタCiに属するノードをci,1,ci,2,・・・、,ci,niとし、各クラスタCiに予め唯一の代表ノードci,1(i=1,2,・・・,m)を設定しておき、前記オーバーレイネットワークに属する二つのノードa,bについて、時刻tにおいてaからbへデフォルトの経路で通信する際の通信品質をq(t,a,b)と記し、その経路をa→bと記すとき、下記の各ステップを具備することを特徴とする通信経路計算方法。
(C)代表ノード間の時刻tにおける通信品質q(t,ci,1,cj,1)を測定するステップ(i,j=1,2,・・・,m、i≠j)、
(D)ci,kからcj,lへ至る通信の時刻tにおける最適経路を、q(t,ci,1,cv,1)+q(t,cv,1,cj,1)が、最小となるvの値v’を求め(v’=1,2,・・・,m、v’≠i,j)、q(t,ci,1,cj,1)とq(t,ci,1,cv’,1)+q(t,cv’,1,cj,1)を比較し、前者の方が小さい場合は通信経路をci,k→cj,lとし、後者の方が小さい場合は通信経路をci,k→cv’,1→cj,lとして計算するステップ(k=1,2,・・・,ni,l=1,2,・・・,nj)
A communication path calculation method for calculating a communication path between any two nodes belonging to an overlay network logically formed on an IP network by using partial measurement in the network,
Wherein all nodes of m clusters C1 belonging to the overlay network, C2, ···, classified into Cm, the nodes belonging to the cluster Ci c i, 1, c i , 2, ··· ,, c i, ni, and a single representative node c i, 1 (i = 1, 2,..., m) is set in advance in each cluster Ci, and the time t for the two nodes a and b belonging to the overlay network is set. The communication quality at the time of communication from a to b via a default route is denoted as q (t, a, b), and when the route is denoted as a → b, the communication comprises the following steps: Route calculation method.
(C) a step (i, j = 1, 2,..., M, i ≠ j) of measuring the communication quality q (t, c i, 1 , c j, 1 ) at time t between the representative nodes;
(D) The optimal route at time t of communication from c i, k to c j, l is q (t, c i, 1 , c v, 1 ) + q (t, c v, 1 , c j, 1 ) Obtains the minimum value v ′ of v (v ′ = 1, 2,..., M, v ′ ≠ i, j), q (t, c i, 1 , c j, 1 ) and q (t, c i, 1 , c v ′, 1 ) + q (t, c v ′, 1 , c j, 1 ) are compared, and if the former is smaller, the communication path is set to c i, k → c If j and l are smaller and the latter is smaller, the communication path is calculated as c i, k → c v ′, 1 → c j, l (k = 1, 2,..., ni, l = 1) , 2, ..., nj)
請求項3記載の通信経路計算方法において、さらに、
q(t,ci,k,cj,l)或いはq(t,ci,1,cj,1)が、予め定められた閾値よりも小さい場合に通信経路をci,k→cj,lとするとともに、予め定められた閾値よりも大きい場合に前記(C)および(D)における各ステップの処理を順次行うようにしたことを特徴とする通信経路計算方法。
The communication path calculation method according to claim 3, further comprising:
When q (t, ci , k , cj, l ) or q (t, ci , 1 , cj, 1 ) is smaller than a predetermined threshold, the communication path is designated ci , k → c. The communication path calculation method is characterized in that j and l are set, and the processing of each step in (C) and (D) is sequentially performed when it is larger than a predetermined threshold value.
請求項3または4記載の通信経路計算方法において、
前記通信品質q(t,a,b)を、ノードa,b間の時刻tにおける遅延時間d(t,a,b)を用いて通信品質q(t,a,b)=d(t,a,b)とすることを特徴とする通信経路計算方法。
In the communication path calculation method according to claim 3 or 4,
Using the delay time d (t, a, b) at the time t between the nodes a and b, the communication quality q (t, a, b) = d (t, a, b) a communication path calculation method.
請求項3または4記載の通信経路計算方法において、
前記通信品質として、ノードa,b間の時刻tにおける遅延時間d(t,a,b)の所定時間における最小値,平均値,あるいは最大値のいずれかを用いたことを特徴とする通信経路計算方法。
In the communication path calculation method according to claim 3 or 4,
A communication path characterized in that any one of a minimum value, an average value, and a maximum value of a delay time d (t, a, b) at a time t between the nodes a and b is used as the communication quality. Method of calculation.
請求項3または4記載の通信経路計算方法において、
前記通信品質q(t,a,b)を、ノードa,b間の時刻tにおけるパケット損失率p(t,a,b)を用いて通信品質q(t,a,b)=−log(1−p(t,a,b))とすることを特徴とする通信経路計算方法。
In the communication path calculation method according to claim 3 or 4,
Using the packet loss rate p (t, a, b) at time t between the nodes a and b, the communication quality q (t, a, b) = − log ( 1-p (t, a, b)).
請求項3または4記載の通信経路計算方法において、
前記通信品質として、ノードa,b間の時刻tにおけるパケット損失率p(t,a,b)の所定時間における最小値,平均値,あるいは最大値のいずれかを用いたことを特徴とする通信経路計算方法。
In the communication path calculation method according to claim 3 or 4,
As the communication quality, any one of a minimum value, an average value, and a maximum value at a predetermined time of the packet loss rate p (t, a, b) at the time t between the nodes a and b is used. Route calculation method.
請求項3から8のいずれかに記載の通信経路計算方法における各ステップの処理をコンピュータに実行させるための通信経路計算用プログラム。   A communication path calculation program for causing a computer to execute the processing of each step in the communication path calculation method according to claim 3.
JP2005057229A 2005-03-02 2005-03-02 Communication path computation system and communication path computation method using partial measurement in overlay network, and program therefor Pending JP2006245874A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005057229A JP2006245874A (en) 2005-03-02 2005-03-02 Communication path computation system and communication path computation method using partial measurement in overlay network, and program therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005057229A JP2006245874A (en) 2005-03-02 2005-03-02 Communication path computation system and communication path computation method using partial measurement in overlay network, and program therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006245874A true JP2006245874A (en) 2006-09-14

Family

ID=37051820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005057229A Pending JP2006245874A (en) 2005-03-02 2005-03-02 Communication path computation system and communication path computation method using partial measurement in overlay network, and program therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006245874A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007227997A (en) * 2006-02-21 2007-09-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Communication path determining method and communication path determining system in overlay network
JP2009044371A (en) * 2007-08-08 2009-02-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Overlay network forming method, overlay node, overlay network, and program
JP2009130667A (en) * 2007-11-26 2009-06-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Overlay multicast distribution network configuration method, system and program
JP2010045725A (en) * 2008-08-18 2010-02-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Communicating path determination system, method, and program
JP2010199972A (en) * 2009-02-25 2010-09-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Path control method, and node device
JP2019036102A (en) * 2017-08-14 2019-03-07 富士通株式会社 Information processing device, information processing system, information processing method, and program
JP2021531684A (en) * 2018-07-11 2021-11-18 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Network performance evaluation methods, systems, and programs that do not use topology information

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007227997A (en) * 2006-02-21 2007-09-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Communication path determining method and communication path determining system in overlay network
JP4553314B2 (en) * 2006-02-21 2010-09-29 日本電信電話株式会社 Communication path determination method and communication path determination system in overlay network
JP2009044371A (en) * 2007-08-08 2009-02-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Overlay network forming method, overlay node, overlay network, and program
JP2009130667A (en) * 2007-11-26 2009-06-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Overlay multicast distribution network configuration method, system and program
JP2010045725A (en) * 2008-08-18 2010-02-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Communicating path determination system, method, and program
JP2010199972A (en) * 2009-02-25 2010-09-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Path control method, and node device
JP2019036102A (en) * 2017-08-14 2019-03-07 富士通株式会社 Information processing device, information processing system, information processing method, and program
JP2021531684A (en) * 2018-07-11 2021-11-18 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Network performance evaluation methods, systems, and programs that do not use topology information
JP7292784B2 (en) 2018-07-11 2023-06-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Network performance evaluation method, system and program without using topology information

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. An efficient routing algorithm based on segment routing in software-defined networking
Applegate et al. Making intra-domain routing robust to changing and uncertain traffic demands: Understanding fundamental tradeoffs
EP3039817B1 (en) Determination and use of link performance measures
WO2018049649A1 (en) Network performance measurement method and device
US20130031240A1 (en) Capacity Evaluation of Computer Network Capabilities
Trestian et al. OFLoad: An OpenFlow-based dynamic load balancing strategy for datacenter networks
EP2774332B1 (en) Service assurance using network measurement triggers
JP2006245874A (en) Communication path computation system and communication path computation method using partial measurement in overlay network, and program therefor
CN111327525B (en) Network routing method and device based on segmented routing
Ghalwash et al. A QoS framework for SDN-based networks
Taha An efficient software defined network controller based routing adaptation for enhancing QoE of multimedia streaming service
JP4749392B2 (en) Communication route determination method and overlay node, overlay network and program in overlay network
Houidi et al. Multi-agent graph convolutional reinforcement learning for intelligent load balancing
JP4437976B2 (en) Overlay network communication path calculation system, method and program
Vdovin et al. Network utilization optimizer for SD-WAN
JP2009284448A (en) Method, system, and program for controlling overlay network communication path
JP4419865B2 (en) Real network traffic management method, program and apparatus for virtual network
JP4553314B2 (en) Communication path determination method and communication path determination system in overlay network
WO2015106794A1 (en) Methods and systems for data routing
Wang et al. Efficient measurement of round-trip link delays in software-defined networks
Tajiki et al. Optimal estimation of link delays based on end-to-end active measurements
Nguyen et al. Accumulative-load aware routing in software-defined networks
JP2011244312A (en) Node device, optimal path determination method, and program
Chamania et al. Achieving IP routing stability with optical bypass
JP4852568B2 (en) Overlay network communication route determination method, system and program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090220

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090416

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090707