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公開番号2025102193
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219495
出願日2023-12-26
発明の名称網設計装置、網設計方法およ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G06F 15/173 20060101AFI20250701BHJP(計算;計数)
要約【課題】Clos網において、中間スイッチを3つ以上のグループにわけて、網構成の柔軟性を高め、より大きな網容量を得る。
【解決手段】複数の中間スイッチをS個のグループに分け、S個の各ステップにおいて、そのステップに割り当てられた中間スイッチを利用する。網設計装置1の算出部12は、接続要求された入出スイッチの入力側あるいは出力側で接続中のターミナル数が、1つ前のステップの上限値を超えて、当該ステップの上限値以下の場合、当該ステップに対応する中間スイッチのいずれかを利用して接続するように、ターミナル数n、入出スイッチ数k、各グループの中間スイッチ数m₁、m₂、…、m_S、1つの入出スイッチと各グループの1つの中間スイッチとの間のリンク数v₁、v₂、…、v_Sを算出する。
【選択図】図5
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備え、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およ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およ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、および中間スイッチのグループ数（≧３）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、
前記複数の中間スイッチをＳ個のグループに分け、Ｓ個の各ステップにおいて、そのステップに割り当てられた中間スイッチを利用し、
接続要求された入出スイッチの入力側あるいは出力側で接続中のターミナル数が、１つ前のステップの上限値を超えて、当該ステップの上限値以下の場合、当該ステップに対応する中間スイッチのいずれかを利用して接続するように、
ターミナル数、入出スイッチ数、各グループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと各グループの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 1,600 文字）【請求項２】
前記算出部は、各グループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと各グループの１つの中間スイッチとの間のリンク数、および各ステップにおける、接続要求された入出スイッチの入力側あるいは出力側で接続中のターミナル数の上限値の各値の組み合わせについて総当たりで、前記ターミナル数、および入出スイッチ数については二分探索で、網容量を最大とする値を探索する
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備え、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、
コンピュータが、
スイッチのポート数、前記ポート数の入力ポートおよ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およ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、および中間スイッチのグループ数（≧３）を取得し、
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し、
算出する際、
前記複数の中間スイッチをＳ個のグループに分け、Ｓ個の各ステップにおいて、そのステップに割り当てられた中間スイッチを利用し、
接続要求された入出スイッチの入力側あるいは出力側で接続中のターミナル数が、１つ前のステップの上限値を超えて、当該ステップの上限値以下の場合、当該ステップに対応する中間スイッチのいずれかを利用して接続するように、
ターミナル数、入出スイッチ数、各グループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと各グループの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】
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備え、所定の網容量を満たす網を設計するコンピュータを、
スイッチのポート数、前記ポート数の入力ポートおよ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およ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、および中間スイッチのグループ数（≧３）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、として機能させ、
前記算出部は、
前記複数の中間スイッチをＳ個のグループに分け、Ｓ個の各ステップにおいて、そのステップに割り当てられた中間スイッチを利用し、
接続要求された入出スイッチの入力側あるいは出力側で接続中のターミナル数が、１つ前のステップの上限値を超えて、当該ステップの上限値以下の場合、当該ステップに対応する中間スイッチのいずれかを利用して接続するように、
ターミナル数、入出スイッチ数、各グループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと各グループの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、網設計方法および網設計プログラムに関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のＣｌｏｓ網から構成されるＭＰＰ網よりも収容効率が良く、閉塞のない網構造のＭＰＰ網がある（特許文献１）。特許文献１は、外側のＭＰＰの両面に、入出力用ポートｍおよび中間のＭＰＰとの接続用ポートｎを設置した構成とするＭＰＰ網を開示する。特許文献１は、要求される接続用ポートの数ｒとＭＰＰのサイズＮが入力されるパラメータ入力部と、入力されたｒとＮを用い、所定条件を満たしつつ、ＭＰＰの数（ｋ＋ｌ個）を最少とする外側ＭＰＰの数ｋ、中間ＭＰＰの数ｌ、ｍ、及びｎを全探索する。
【０００３】
Ｃｌｏｓ網において、パスの閉塞率を理論的に保証し、網構成の柔軟性を高め、より大きな網容量を得る技術がある（非特許文献１）。非特許文献１は、中間スイッチを２つのグループにわけて、それぞれのグループの中間スイッチを順次使う技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－０４７１６０号公報
【非特許文献】
【０００５】
H. Taka, T. Inoue, and E. Oki, “Twisted and folded clos-network design model with two-step blocking probability guarantee,” IEEE Networking Letters, pp. 1-1, 2023.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１は、中間スイッチを２つのグループに分ける場合を開示するが、３以上のグループに分けた場合に、さらに、自由度が高まり、より大きな網容量を得られることが期待される。
【０００７】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、Ｃｌｏｓ網において、中間スイッチを３つ以上のグループにわけて、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である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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備え、所定の網容量を満たす網を設計する。網設計装置は、スイッチのポート数、前記ポート数の入力ポートおよ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およ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、および中間スイッチのグループ数（≧３）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、を備える。前記算出部は、前記複数の中間スイッチをＳ個のグループに分け、Ｓ個の各ステップにおいて、そのステップに割り当てられた中間スイッチを利用し、接続要求された入出スイッチの入力側あるいは出力側で接続中のターミナル数が、１つ前のステップの上限値を超えて、当該ステップの上限値以下の場合、当該ステップに対応する中間スイッチのいずれかを利用して接続するように、
ターミナル数、入出スイッチ数、各グループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと各グループの１つの中間スイッチとの間のリンク数を算出する。
【０００９】
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備え、所定の網容量を満たす網を設計する。網設計装置は、コンピュータが、スイッチのポート数、前記ポート数の入力ポートおよ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およ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、および中間スイッチのグループ数（≧３）を取得し、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。算出する際、前記複数の中間スイッチをＳ個のグループに分け、Ｓ個の各ステップにおいて、そのステップに割り当てられた中間スイッチを利用し、コンピュータが、接続要求された入出スイッチの入力側あるいは出力側で接続中のターミナル数が、１つ前のステップの上限値を超えて、当該ステップの上限値以下の場合、当該ステップに対応する中間スイッチのいずれかを利用して接続するように、ターミナル数、入出スイッチ数、各グループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと各グループの１つの中間スイッチとの間のリンク数を算出する。
【００１０】
本開示の一態様の網設計プログラムは、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備え、所定の網容量を満たす網を設計するコンピュータを、スイッチのポート数、前記ポート数の入力ポートおよ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およ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、および中間スイッチのグループ数（≧３）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、として機能させる。前記算出部は、前記複数の中間スイッチをＳ個のグループに分け、Ｓ個の各ステップにおいて、そのステップに割り当てられた中間スイッチを利用し、接続要求された入出スイッチの入力側あるいは出力側で接続中のターミナル数が、１つ前のステップの上限値を超えて、当該ステップの上限値以下の場合、当該ステップに対応する中間スイッチのいずれかを利用して接続するように、ターミナル数、入出スイッチ数、各グループの中間スイッチ数、１つの入出スイッチと各グループの１つの中間スイッチとの間のリンク数を算出する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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