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公開番号2025021529
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023125284
出願日2023-08-01
発明の名称網設計装置、網設計方法、及び、網設計プログラム
出願人日本電信電話株式会社
代理人個人,個人
主分類H04L 41/142 20220101AFI20250206BHJP(電気通信技術)
要約【課題】網構成の柔軟性を高め、より大きな網容量を得ることが可能な技術を提供する。
【解決手段】算出部12は、リンク数vを相異なる2つのリンク数v₁、v₂に分け、2つのリンク数v₁、v₂によって複数の中間スイッチを2つのグループに分け、複数の入出スイッチの入力ポート又は出力ポートに接続中のターミナル数nが第1のターミナル数n₁ ^snbと第2のターミナル数n₂ ^snbとの合計数以下の場合、第1のグループに係る各閉塞発生確率の合計確率が所定の閉塞率ε₁を超えず、第2のグループに係る各閉塞発生確率の合計確率が許容閉塞率εを超えないように、ターミナル数n、入出スイッチ数k、第1のグループの中間スイッチ数m₁、第2のグループの中間スイッチ数m₂、1つの入出スイッチと第1のグループの1つの中間スイッチとの間のリンク数v₁、1つの入出スイッチと第2のグループの1つの中間スイッチとの間のリンク数v₂を算出する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
複数の中間スイッチと１つの前記中間スイッチを介して接続される複数の入出スイッチとを用いて、所定の網容量を満たす網を設計する網設計装置において、
スイッチのポート数、前記ポート数の入力ポート及び前記ポート数の出力ポートを備える複数の入出スイッチ及び複数の中間スイッチの合計数、前記複数の入出スイッチに接続されるターミナルのターミナル利用率、前記複数の入出スイッチに接続される２つのターミナル間で通信できないことを許容する許容閉塞率を取得する取得部と、
前記ポート数と前記合計数と前記ターミナル利用率とを満たす網において、前記網が非閉塞となるときのターミナル数の最大値からターミナル数を１ずつ増加した場合の各閉塞発生確率の合計確率が前記許容閉塞率を超えず、ターミナル数と入出スイッチ数とを乗算した網容量が最大となるように、ターミナル数、入出スイッチ数、中間スイッチ数、１つの前記入出スイッチと１つの前記中間スイッチとの間のリンク数を算出する算出部と、を備え、
前記算出部は、
前記リンク数を相異なる２つのリンク数に分け、前記２つのリンク数によって前記複数の中間スイッチを２つのグループに分け、
前記複数の入出スイッチの入力ポート又は出力ポートに接続中のターミナル数が第１のターミナル数と第２のターミナル数との合計数以下の場合、第１のグループに係る前記各閉塞発生確率の合計確率が所定の閉塞率（前記許容閉塞率以上、１以下）を超えず、第２のグループに係る前記各閉塞発生確率の合計確率が前記許容閉塞率を超えないように、
ターミナル数、入出スイッチ数、第１のグループの中間スイッチ数、第２のグループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと第１のグループの１つの中間スイッチとの間のリンク数、１つの入出スイッチと第２のグループの１つの中間スイッチとの間のリンク数を算出する網設計装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記算出部は、
前記複数の入出スイッチの入力ポート又は出力ポートに接続中のターミナル数が第１のターミナル数以下の場合、第１のグループに係る前記各閉塞発生確率の合計確率が前記許容閉塞率を超えないように、
ターミナル数、入出スイッチ数、第１のグループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと第１のグループの１つの中間スイッチとの間のリンク数を算出する請求項１に記載の網設計装置。
【請求項３】
複数の中間スイッチと１つの前記中間スイッチを介して接続される複数の入出スイッチとを用いて、所定の網容量を満たす網を設計する網設計方法において、
網設計装置が、
スイッチのポート数、前記ポート数の入力ポート及び前記ポート数の出力ポートを備える複数の入出スイッチ及び複数の中間スイッチの合計数、前記複数の入出スイッチに接続されるターミナルのターミナル利用率、前記複数の入出スイッチに接続される２つのターミナル間で通信できないことを許容する許容閉塞率を取得する第１のステップと、
前記ポート数と前記合計数と前記ターミナル利用率とを満たす網において、前記網が非閉塞となるときのターミナル数の最大値からターミナル数を１ずつ増加した場合の各閉塞発生確率の合計確率が前記許容閉塞率を超えず、ターミナル数と入出スイッチ数とを乗算した網容量が最大となるように、ターミナル数、入出スイッチ数、中間スイッチ数、１つの前記入出スイッチと１つの前記中間スイッチとの間のリンク数を算出する第２のステップと、を行い、
前記第２のステップでは、
前記リンク数を相異なる２つのリンク数に分け、前記２つのリンク数によって前記複数の中間スイッチを２つのグループに分け、
前記複数の入出スイッチの入力ポート又は出力ポートに接続中のターミナル数が第１のターミナル数と第２のターミナル数との合計数以下の場合、第１のグループに係る前記各閉塞発生確率の合計確率が所定の閉塞率（前記許容閉塞率以上、１以下）を超えず、第２のグループに係る前記各閉塞発生確率の合計確率が前記許容閉塞率を超えないように、
ターミナル数、入出スイッチ数、第１のグループの中間スイッチ数、第２のグループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと第１のグループの１つの中間スイッチとの間のリンク数、１つの入出スイッチと第２のグループの１つの中間スイッチとの間のリンク数を算出する網設計方法。
【請求項４】
請求項１に記載の網設計装置としてコンピュータを機能させる網設計プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、網設計装置、網設計方法、及び、網設計プログラムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
パスの閉塞率を理論的に保証する網設計技術がある（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Haruto Taka、外２名、“Design of Twisted and Folded Clos Network with Guaranteeing Admissible Blocking Probability”、IEEE Networking Letters、pp.1-1、2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１において、出力スイッチと中間スイッチとの間のリンク数を完全に自由にすると、定式化されるＩＬＰ（ＩｎｔｅｇｅｒＬｉｎｅａｒＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）の変数が膨大になるため、現実的な時間内にＩＬＰの数式を解くことが困難であった。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、網構成の柔軟性を高め、より大きな網容量を得ることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様の網設計装置は、複数の中間スイッチと１つの前記中間スイッチを介して接続される複数の入出スイッチとを用いて、所定の網容量を満たす網を設計する網設計装置において、スイッチのポート数、前記ポート数の入力ポート及び前記ポート数の出力ポートを備える複数の入出スイッチ及び複数の中間スイッチの合計数、前記複数の入出スイッチに接続されるターミナルのターミナル利用率、前記複数の入出スイッチに接続される２つのターミナル間で通信できないことを許容する許容閉塞率を取得する取得部と、前記ポート数と前記合計数と前記ターミナル利用率とを満たす網において、前記網が非閉塞となるときのターミナル数の最大値からターミナル数を１ずつ増加した場合の各閉塞発生確率の合計確率が前記許容閉塞率を超えず、ターミナル数と入出スイッチ数とを乗算した網容量が最大となるように、ターミナル数、入出スイッチ数、中間スイッチ数、１つの前記入出スイッチと１つの前記中間スイッチとの間のリンク数を算出する算出部と、を備え、前記算出部は、前記リンク数を相異なる２つのリンク数に分け、前記２つのリンク数によって前記複数の中間スイッチを２つのグループに分け、前記複数の入出スイッチの入力ポート又は出力ポートに接続中のターミナル数が第１のターミナル数と第２のターミナル数との合計数以下の場合、第１のグループに係る前記各閉塞発生確率の合計確率が所定の閉塞率（前記許容閉塞率以上、１以下）を超えず、第２のグループに係る前記各閉塞発生確率の合計確率が前記許容閉塞率を超えないように、ターミナル数、入出スイッチ数、第１のグループの中間スイッチ数、第２のグループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと第１のグループの１つの中間スイッチとの間のリンク数、１つの入出スイッチと第２のグループの１つの中間スイッチとの間のリンク数を算出する。
【０００７】
本開示の一態様の網設計方法は、複数の中間スイッチと１つの前記中間スイッチを介して接続される複数の入出スイッチとを用いて、所定の網容量を満たす網を設計する網設計方法において、網設計装置が、スイッチのポート数、前記ポート数の入力ポート及び前記ポート数の出力ポートを備える複数の入出スイッチ及び複数の中間スイッチの合計数、前記複数の入出スイッチに接続されるターミナルのターミナル利用率、前記複数の入出スイッチに接続される２つのターミナル間で通信できないことを許容する許容閉塞率を取得する第１のステップと、前記ポート数と前記合計数と前記ターミナル利用率とを満たす網において、前記網が非閉塞となるときのターミナル数の最大値からターミナル数を１ずつ増加した場合の各閉塞発生確率の合計確率が前記許容閉塞率を超えず、ターミナル数と入出スイッチ数とを乗算した網容量が最大となるように、ターミナル数、入出スイッチ数、中間スイッチ数、１つの前記入出スイッチと１つの前記中間スイッチとの間のリンク数を算出する第２のステップと、を行い、前記第２のステップでは、前記リンク数を相異なる２つのリンク数に分け、前記２つのリンク数によって前記複数の中間スイッチを２つのグループに分け、前記複数の入出スイッチの入力ポート又は出力ポートに接続中のターミナル数が第１のターミナル数と第２のターミナル数との合計数以下の場合、第１のグループに係る前記各閉塞発生確率の合計確率が所定の閉塞率（前記許容閉塞率以上、１以下）を超えず、第２のグループに係る前記各閉塞発生確率の合計確率が前記許容閉塞率を超えないように、ターミナル数、入出スイッチ数、第１のグループの中間スイッチ数、第２のグループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと第１のグループの１つの中間スイッチとの間のリンク数、１つの入出スイッチと第２のグループの１つの中間スイッチとの間のリンク数を算出する。
【０００８】
本開示の一態様の網設計プログラムは、上記網設計装置としてコンピュータを機能させる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、網構成の柔軟性を高め、より大きな網容量を得ることが可能な技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、パスの設定例を示す図である。
図２は、パスの閉鎖状況を示す図である。
図３は、従来のＣｌｏｓ網を示す図である。
図４は、本実施形態に係るＣｌｏｓ網の構築例を示す図である。
図５は、アルゴリズム１、２の例を示す図である。
図６は、網設計装置の機能ブロック構成例を示す図である。
図７は、網設計処理フローを示す図である。
図８は、許容閉塞率に対する網容量の数値実験結果を示す図である。
図９は、閉塞を説明するための参照図である。
図１０は、網設計装置のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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