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WO2022172409A1 - コントローラ、制御回路、記憶媒体およびリソース割当方法 - Google Patents

コントローラ、制御回路、記憶媒体およびリソース割当方法 Download PDF

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WO2022172409A1
WO2022172409A1 PCT/JP2021/005316 JP2021005316W WO2022172409A1 WO 2022172409 A1 WO2022172409 A1 WO 2022172409A1 JP 2021005316 W JP2021005316 W JP 2021005316W WO 2022172409 A1 WO2022172409 A1 WO 2022172409A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
information
resource
abstract
path
physical
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/005316
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健一 名倉
雄 末廣
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to CN202180092842.2A priority Critical patent/CN116897526A/zh
Priority to JP2022581123A priority patent/JP7254263B2/ja
Priority to PCT/JP2021/005316 priority patent/WO2022172409A1/ja
Publication of WO2022172409A1 publication Critical patent/WO2022172409A1/ja
Priority to US18/223,902 priority patent/US12457526B2/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/70—Admission control; Resource allocation
    • H04L47/74—Admission control; Resource allocation measures in reaction to resource unavailability
    • H04L47/741—Holding a request until resources become available
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/70—Admission control; Resource allocation
    • H04L47/83—Admission control; Resource allocation based on usage prediction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0289—Congestion control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present disclosure relates to a radio access network controller, control circuit, storage medium, and resource allocation method.
  • a slice is a logical network divided logically.
  • a controller that manages a slice secures resources necessary for a requested communication service for each device from available resources of each device existing on the network and allocates them to the slice.
  • the actual usage status, communication quality, etc. of the created slices are monitored, and appropriate measures are taken according to the usage status, communication quality, etc. A case is assumed in which adjustments are made at short time intervals.
  • a controller holds resource information held by each device and connection information between each device in a table format, and when a slice generation request is received, each device existing in the middle of a communication path
  • a technique for sequentially referring to a table of resource information and connection information between devices is disclosed.
  • the controller sequentially refers to the resource information of all the devices existing on the path forming the slice, and allocates available resources. Therefore, there is a problem that a high load is applied to the controller when generating slices.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and while suppressing the load when generating slices, accurately grasps the resource amount of each device in the radio access network, and performs resource allocation that satisfies service requests.
  • the purpose is to obtain a controller capable of
  • the controller of the present disclosure includes a physical network information acquisition unit that acquires resource information of devices on a radio access network and connection information between devices, resource information of devices and A physical path calculation unit that calculates physical path resource information, which is resource information of a physical path between devices, based on connection information between devices, and represents the physical path resource information as a representative based on the physical path resource information.
  • a physical network information acquisition unit that acquires resource information of devices on a radio access network and connection information between devices, resource information of devices and A physical path calculation unit that calculates physical path resource information, which is resource information of a physical path between devices, based on connection information between devices, and represents the physical path resource information as a representative based on the physical path resource information.
  • an abstract path resource calculation unit that calculates abstract path resource information; and an abstract path correlation that generates correlation information between abstract paths based on the abstract path resource information and link information related to the resource information extracted as the abstract path resource information.
  • a calculator that calculates abstract path resource information
  • the controller also includes a resource pool that retains abstract path resource information and correlation information, a temporary resource pool that temporarily retains the abstract path resource information and correlation information that is information retained in the resource pool, and a slice request. Once acquired, based on the information held in the temporary resource pool, it determines whether or not a slice that satisfies the requirements can be generated, and if it is determined that a slice that satisfies the requirements can be generated, it instructs to secure a physical path. It is characterized by comprising an abstract resource allocation unit and a temporary resource calculation unit that updates information of the temporary resource pool based on the abstract resource allocated from the abstract path to the slice by the abstract resource allocation unit.
  • the controller according to the present disclosure has the effect of being able to accurately grasp the resource amount of each device in the radio access network and perform resource allocation that satisfies the service request while suppressing the load when generating slices. .
  • a diagram showing a configuration example of a radio access network according to Embodiment 1 1 is a block diagram showing a configuration example of a controller according to Embodiment 1;
  • FIG. A diagram showing an example of resource information of each device acquired by the physical network information acquisition unit according to the first embodiment.
  • FIG. 1 shows an example of correlation information generated by an abstract path correlation calculator according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 shows an example of correlation information generated by an abstract path correlation calculator according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a processing circuit provided in the controller according to the first embodiment when the processing circuit is realized by a processor and a memory;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a processing circuit when the processing circuit included in the controller according to Embodiment 1 is configured by dedicated hardware;
  • FIG. 1 shows a configuration example of a radio access network according to Embodiment 2
  • a second diagram showing a configuration example of a radio access network according to Embodiment 2
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a radio access network 200 according to Embodiment 1.
  • the radio access network 200 includes lower devices 11 to 13, ONUs (Optical Network Units) 21 to 23, OLTs (Optical Line Terminals) 31 and 32, a CU (Central Unit) 41, and a switch (hereinafter referred to as SW). ) 51 to 55 , a host device 61 , a controller 70 and an orchestrator 80 .
  • the radio access network 200 is composed of network devices that form a physical network, a controller 70 that sets and manages the network devices, and an orchestrator 80 that receives service requests from users and generates slice requests.
  • the network devices include lower devices 11 to 13, ONUs 21 to 23, OLTs 31 and 32, CU 41, SWs 51 to 55, and higher device 61.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a radio access network 200 according to Embodiment 1.
  • the radio access network 200 includes lower devices 11 to 13, ONUs (Opti
  • the lower devices 11 to 13 are devices that generate, transmit, or receive data, such as user terminals and sensors. Alternatively, the lower devices 11 to 13 are network devices that relay data. The lower devices 11 to 13 do not need to be set and managed by the controller 70 for communication resources, calculation resources, and the like.
  • the host device 61 is a device such as an application server that generates, transmits, or receives data. Alternatively, the host device 61 is a network device that relays data. The higher-level device 61 does not need to be set and managed by the controller 70 for communication resources, calculation resources, and the like.
  • the ONUs 21 to 23 are optical line termination units on the subscriber side.
  • the OLTs 31 and 32 are optical line terminal devices on the business side.
  • the CU 41 is an aggregation base station that performs data processing of wireless base stations (not shown).
  • SW51 to 55 are relay devices that have a plurality of ports and relay data.
  • the ONUs 21 to 23, OLTs 31 and 32, CU 41, and SW 51 to 55 relay data, so they have the function of performing transfer processing according to the characteristics of data, the function of performing communication protocol processing, and the processing of applications. It has a function to perform These network devices possess computational functions such as the communication bandwidth, data storage memory, and CPU (Central Processing Unit) necessary for the functions described above as resources, and these resources are secured and released under the control of the controller 70. etc.
  • network devices may be simply referred to as devices.
  • the controller 70 connects to devices on the physical network, grasps the amount of resources possessed by each device, and allocates resources to slices in response to slice requests, which are slice generation requests from the orchestrator 80 .
  • slice requests which are slice generation requests from the orchestrator 80 .
  • connection lines between the controller 70 and each device are omitted.
  • the orchestrator 80 generates slice connection destinations, requirements, etc., in response to a service request from a user, and issues a slice request to the controller 70 .
  • the controller 70 or the orchestrator 80 monitors the communication volume, communication quality, etc. for each service or slice, and adjusts such as increasing or decreasing resources allocated to slices.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the controller 70 according to the first embodiment.
  • the controller 70 includes a physical network information acquisition unit 701, a physical path calculation unit 702, an abstract path resource calculation unit 703, an abstract path correlation calculation unit 704, a resource pool 705, a temporary resource pool 706, and an abstract resource allocation unit. 707 , a temporary resource calculation unit 708 , a physical path allocation unit 709 , and a physical device setting unit 710 .
  • the arrows in the figure represent the flow of data.
  • the physical network information acquisition unit 701 acquires resource information of each device and connection information between each device on the radio access network 200, that is, from each device on the physical network.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of resource information of each device acquired by the physical network information acquisition unit 701 according to the first embodiment.
  • SW 51 indicates that it has four ports 1-4
  • the maximum bandwidth of ports 1-3 is 1 Gbps
  • the maximum bandwidth of port 4 is 10 Gbps.
  • device delay is the transfer delay between the ports of each device.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of connection information between devices acquired by the physical network information acquisition unit 701 according to the first embodiment.
  • link L1 represents the connection between port 1 of ONU 21 and port 1 of OLT 31, has a transmission delay of 100 microseconds, a maximum bandwidth of 1 Gbps, and a currently available bandwidth of 1 Gbps.
  • the physical network information acquisition unit 701 may separately manage connection information between devices according to the direction of communication.
  • the physical path calculation unit 702 calculates physical paths between devices, that is, physical path resource information based on the resource information of each device and the connection information between devices acquired by the physical network information acquisition unit 701. Calculate physical path resource information.
  • the physical path calculation unit 702 calculates the physical path between two specified devices based on the connection information between the devices in FIG.
  • the physical paths calculated by the physical path calculation unit 702 include at least physical paths between devices connected to the upper device 61 and devices connected to any of the lower devices 11-13.
  • the physical path calculated by the physical path calculation unit 702 may further include a physical path between specifically designated devices, or may include physical paths between all devices.
  • the physical path calculation unit 702 calculates the physical path based on the previously calculated physical path between the two devices, the resource information of each device shown in FIG. 3, and the connection information between each device shown in FIG. Calculate resource information.
  • Physical path resource information is resource information of a physical path between two devices.
  • the physical path resource information calculated by the physical path calculator 702 includes, for example, delay amount, maximum bandwidth, operating rate, available bandwidth, and the like.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of physical path resource information between the upper device 61 and the lower device 11 calculated by the physical path calculation unit 702 according to the first embodiment.
  • the delay amount is calculated by accumulating the device delay of each device present on the physical path and the transmission delay between each device.
  • the maximum bandwidth is the maximum bandwidth that can be obtained on the target physical path, and is limited by the bottleneck device if there is one. That is, the maximum bandwidth is the minimum of the maximum bandwidth of each device existing on the physical path and the maximum bandwidth between each device.
  • the available bandwidth is the minimum available bandwidth among the devices existing on the physical path.
  • the abstract path resource calculation unit 703 calculates abstract path resource information representing a plurality of physical path resources between two devices based on the physical path resource information calculated by the physical path calculation unit 702 .
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of abstract path resource information calculated by the abstract path resource calculator 703 according to the first embodiment.
  • the abstract path corresponds to the physical path indicated by endpoints 1 and 2 in FIG.
  • the minimum delay amount is the smallest among the delay amounts of the physical paths.
  • the maximum bandwidth at the minimum delay amount is the available bandwidth of the physical path with the minimum delay amount.
  • the maximum bandwidth not considering the delay is the maximum among the maximum bandwidths of the physical paths.
  • the maximum operating rate is the maximum among the operating rates of physical paths.
  • the abstract path correlation calculator 704 collects the bottleneck link information that is the basis of the maximum bandwidth at the minimum delay amount in each abstract path, which is used when the abstract path resource calculator 703 calculates the abstract path resource information. do.
  • the abstract path correlation calculator 704 uses the bottleneck link information of each abstract path to extract abstract paths having the same bottleneck link information among the abstract paths, and generates correlation information as shown in FIG. That is, the abstract path correlation calculator 704 generates correlation information between abstract paths based on the abstract path resource information and the link information related to the resource information extracted as the abstract path resource information.
  • FIG. 7 is a first diagram showing an example of correlation information generated by abstract path correlation calculation section 704 according to the first embodiment. In FIG.
  • FIG. 8 is a second diagram showing an example of correlation information generated by abstract path correlation calculation section 704 according to the first embodiment.
  • the abstract path correlation calculation unit 704 may notify the identifier indicating the bottleneck link for each abstract path.
  • the resource pool 705 has a function of holding abstract path resource information calculated by the abstract path resource calculator 703 and correlation information generated by the abstract path correlation calculator 704 .
  • the update of the abstract path resource information calculated by the abstract path resource calculation unit 703 and the update of the correlation information generated by the abstract path correlation calculation unit 704 are performed by the physical network information acquisition unit 701 in the controller 70, for example. This is done when resource information and connection information between devices are acquired from the device, or when a physical path assignment unit 709, which will be described later, sets a physical path.
  • the temporary resource pool 706 is abstracted from the resource pool 705 when the resource pool 705 holds new abstract path resource information and correlation information, or when the abstract path resource information and correlation information held by the resource pool 705 are updated. Capture path resource information and correlation information. That is, in the temporary resource pool 706, abstract path resource information is calculated by the abstract path resource calculator 703, correlation information is generated by the abstract path correlation calculator 704, and abstract path resource information and correlation information are held in the resource pool 705. Abstract path resource information and correlation information are obtained from the resource pool 705 each time. The temporary resource pool 706 temporarily holds abstract path resource information and correlation information, which are information held in the resource pool 705 . The abstract path resource information and correlation information captured in the temporary resource pool 706 are updated by the temporary resource calculator 708 .
  • the abstract resource allocation unit 707 assigns an abstract path to the slice according to the requested delay, bandwidth, etc. using the abstract path resource information captured in the temporary resource pool 706. allocates abstract resources for Specifically, when obtaining a slice request, the abstract resource allocation unit 707 determines whether or not a slice that satisfies the request can be generated based on information held in the temporary resource pool 706 . The abstract resource allocation unit 707 instructs the physical path allocation unit 709 to secure a physical path when determining that it is possible to generate a slice that satisfies the required conditions.
  • Temporal resource calculator 708 When the abstract resource allocation unit 707 allocates the abstract resource of the abstract path to the slice, the temporary resource calculation unit 708 subtracts or adds the allocation amount of the abstract resource allocated to the slice from the target abstract path. The temporary resource calculator 708 also subtracts or adds abstract resources of correlated abstract paths using the correlation information of FIG. 7 or 8 captured in the temporary resource pool 706 . That is, the temporary resource calculation unit 708 updates the information of the temporary resource pool 706 based on the abstract resources allocated from the abstract path to the slice by the abstract resource allocation unit 707 . The temporary resource calculation unit 708 updates the abstract resource of the abstract path to which the allocation is performed based on the result of the abstract resource allocation by the abstract resource allocation unit 707, and calculates the abstraction of the affected abstract path based on the correlation information. Update resources.
  • the physical path allocation unit 709 follows the instruction of the abstract resource allocation unit 707 to realize the allocation amount of the abstract resources for the slice. Based on this, the physical path is secured, that is, the physical path is set and the physical resource is secured.
  • the physical device setting unit 710 sets available bandwidth and the like for each device on the physical network based on the physical path setting by the physical path allocation unit 709 .
  • FIG. 9 is a flow chart showing the operation of the controller 70 according to the first embodiment.
  • the abstract resource allocation unit 707 acquires a slice request from the orchestrator 80 (step S1).
  • the abstract resource allocation unit 707 refers to the abstract path resource information held in the temporary resource pool 706, and obtains abstract resources that can be allocated to slices in each abstract path, that is, remaining resources, delays and bandwidths requested by slice requests. etc. are compared (step S2).
  • the abstract resource allocation unit 707 allocates abstract resources to slices from abstract resources that can be allocated to slices in each abstract path, that is, remaining resources (step S3).
  • the temporary resource calculation unit 708 temporarily calculates the abstract resource of the corresponding abstract path in the abstract path resource information held in the temporary resource pool 706. Update (step S4).
  • step S5 If there is a remaining slice request for which no abstract resource has been allocated to the slice among the slice requests acquired from the orchestrator 80 (step S5: No), the abstract resource allocation unit 707 returns to step S1 and performs the same operation as described above. take action. Note that the abstract resource allocation unit 707 may omit the operation of step S1 when a plurality of slice requests have already been acquired and no more slice requests will be acquired. If the number of remaining slice requests is 0 (step S5: Yes), the abstract resource allocation unit 707 notifies the physical path allocation unit 709 of information such as the abstract resource allocated to the slice and the target abstract path. It instructs to secure resources (step S6). A physical path allocation unit 709 and a physical device setting unit 710 set available bandwidth and the like for each device on the physical network. This changes the resource information of each device on the physical network.
  • the physical network information acquisition unit 701 acquires resource information and connection information between each device from each device on the physical network.
  • the physical path calculation unit 702 calculates physical path resource information based on resource information of each device and connection information between each device.
  • the abstract path resource calculator 703 calculates abstract path resource information based on physical path resource information.
  • the abstract path correlation calculator 704 generates correlation information based on the bottleneck link information of each abstract path.
  • the resource pool 705 updates the held abstract path resource information and correlation information with the abstract path resource information calculated by the abstract path resource calculation unit 703 and the correlation information generated by the abstract path correlation calculation unit 704 .
  • the temporary resource pool 706 takes in the abstract path resource information and correlation information from the resource pool 705 and restores the held abstract path resource information and correlation information. to update.
  • the controller 70 performs the above operation if the temporary resource pool 706 has not been updated (step S7: No), and ends the operation if the temporary resource pool 706 has been updated (step S7: Yes).
  • the abstract path resource calculation unit 703 compares the resource amount of each link of the physical paths of the abstract paths sharing even a part of the physical path, and calculates the changeable resource amount between the abstract paths. good.
  • the resource pool 705 holds the modifiable resource amount calculated by the abstract path resource calculator 703 .
  • the temporary resource pool 706 acquires and holds the modifiable resource amount from the resource pool 705 .
  • a physical network information acquisition unit 701 a physical path calculation unit 702, an abstract path resource calculation unit 703, an abstract path correlation calculation unit 704, a resource pool 705, a temporary resource pool 706, an abstract resource allocation unit 707, a temporary resource calculation unit 708, a physical path allocation unit 709, and a physical device setting unit 710 are realized by processing circuits.
  • the processing circuitry may be a processor and memory executing programs stored in the memory, or may be dedicated hardware. Processing circuitry is also called control circuitry.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the processing circuit 300 when the processing circuit included in the controller 70 according to Embodiment 1 is realized by the processor 301 and the memory 302.
  • a processing circuit 300 shown in FIG. 10 is a control circuit and includes a processor 301 and a memory 302 .
  • each function of processing circuit 300 is implemented by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software or firmware is written as a program and stored in memory 302 .
  • each function is realized by the processor 301 reading and executing the program stored in the memory 302.
  • This program can also be said to be a program for causing the controller 70 to execute each function realized by the processing circuit 300 .
  • This program may be provided by a storage medium storing the program, or may be provided by other means such as a communication medium.
  • the physical network information acquisition unit 701 acquires the resource information of the device on the radio access network 200 and the connection information between the devices. a second step of calculating physical path resource information, which is resource information of a physical path between devices, based on the connection information between devices; a third step of calculating abstract path resource information representatively representing information; a fourth step of generating correlation information between abstract paths, a fifth step of having resource pool 705 retain the abstract path resource information and correlation information, and a temporary resource pool 706 being retained in resource pool 705.
  • the processor 301 is, for example, a CPU, a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor).
  • the memory 302 is a non-volatile or volatile memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM), etc.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM), etc.
  • a semiconductor memory, a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, or a DVD (Digital Versatile Disc) is applicable.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the processing circuit 303 when the processing circuit included in the controller 70 according to Embodiment 1 is configured with dedicated hardware.
  • the processing circuit 303 shown in FIG. 11 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination of these thing applies.
  • the processing circuit may be partly implemented by dedicated hardware and partly implemented by software or firmware.
  • the processing circuitry may implement each of the functions described above through dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the controller 70 when the controller 70 acquires a slice request from the orchestrator 80, the controller 70 can generate a slice that satisfies the request based on the information held in the temporary resource pool 706. If it is determined that a slice satisfying the required conditions can be generated, the temporary resource pool 706 is updated based on the abstract resource allocation amount, and the next slice request is processed.
  • the controller 70 can determine whether or not a slice that satisfies the requirements can be generated without referring to resource information of each device and connection information between each device. In addition, the controller 70 also holds the correlation information in the temporary resource pool 706, thereby improving the accuracy of grasping the amount of available resources when generating slices.
  • the controller 70 does not need to update the physical path each time it processes a slice request. There is no need to perform processing by the unit 704 . Therefore, the controller 70 can quickly allocate abstract resources and suppress the load.
  • the controller 70 can accurately grasp the resource amount of each device in the radio access network 200 and perform resource allocation that satisfies the service request while suppressing the load when generating slices.
  • the controller 70 processes slice requests until the number of remaining slice requests reaches 0 in the flowchart shown in FIG. 9, the present invention is not limited to this.
  • the abstract resource allocation unit 707 continuously allocates abstract resources, and when the number of remaining slice requests is 0 or the set value.
  • the physical path allocation unit 709 is instructed to allocate a physical path.
  • each configuration that implements each function provided in the controller 70 does not have to be included in a single device. That is, the radio access network 200 shown in FIG.
  • the abstract resource allocation unit 707, the temporary resource calculation unit 708, the physical path allocation unit 709, and the physical device setting unit 710 may be included.
  • Embodiment 2 In the second embodiment, additional information of correlation information will be described.
  • the configuration of the controller 70 is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
  • FIG. 12 is a first diagram showing a configuration example of the radio access network 201 according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a second diagram showing a configuration example of the radio access network 201 according to the second embodiment.
  • the radio access network 201 includes ONUs 21 to 24, OLTs 31 and 32, SW 51, ER (Edge Routers) 91 to 95, Server 101, controller 70, and orchestrator 80.
  • network devices include ONUs 21-24, OLTs 31, 32, SW51, ERs 91-95, and Server 101.
  • an abstract path 1 is established between ONU 21 and Server 101
  • an abstract path 2 is established between ONU 22 and Server 101
  • an abstract path 3 is established between ONU 23 and Server 101
  • an abstract path 3 is established between ONU 24 and Server 101.
  • an abstract path 4 is generated in between.
  • the actual physical path is the route indicated by the dashed line in FIG. L8 is a bottleneck link that becomes a resource of abstract path 1 and abstract path 4.
  • the abstract path correlation calculator 704 of the controller 70 generates correlation information as shown in FIG. 7 or 8, as described in the first embodiment. Furthermore, in Embodiment 2, abstract path correlation calculation section 704 generates additional information shown in FIG. 14 as additional information for the correlation information in FIG. 7 or FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing additional information of correlation information generated by abstract path correlation calculation section 704 according to the second embodiment.
  • the additional information shown in FIG. 14 indicates a threshold that affects other abstract paths by the allocation amount of abstract resources to an abstract path that is an allocation path. That is, the abstract path correlation calculation unit 704 generates additional information indicating an abstract path affected when an abstract resource is increased or decreased in a certain abstract path.
  • FIG. 14 is a diagram showing additional information of correlation information generated by abstract path correlation calculation section 704 according to the second embodiment.
  • the additional information shown in FIG. 14 indicates a threshold that affects other abstract paths by the allocation amount of abstract resources to an abstract path that is an allocation path. That is, the abstract path correlation calculation unit 704 generates additional information
  • a change in the bottleneck link is, for example, a change in the bottleneck link from L7 to L5.
  • the controller 70 can determine whether to update the resource pool 705 according to the allocation amount of abstract resource allocation. Become. As a result, the controller 70 can quickly determine whether allocation is possible using abstract resources while suppressing an increase in the processing load due to useless updating of the resource pool 705 .
  • the controller 70 allocates a physical path and updates the resource pool 705 when the abstract resource allocation exceeding the threshold indicated by the additional information in FIG. 14 is performed from the abstract path to the slice. I do.

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Abstract

無線アクセスネットワーク上の装置のリソース情報および装置間の接続情報を取得する物理ネットワーク情報取得部（７０１）と、装置のリソース情報および装置間の接続情報に基づいて物理パスリソース情報を算出する物理パス算出部（７０２）と、物理パスリソース情報に基づいて抽象パスリソース情報を算出する抽象パスリソース算出部（７０３）と、抽象パス間の相関情報を生成する抽象パス相関算出部（７０４）と、抽象パスリソース情報および相関情報を保持するリソースプール（７０５）と、抽象パスリソース情報および相関情報を一時的に保持するテンポラリリソースプール（７０６）と、スライス要求の要求条件を満たすスライスを生成可能か否か判定する抽象リソース割当部（７０７）と、テンポラリリソースプール（７０６）の情報を更新するテンポラリリソース算出部（７０８）と、を備える。

Description

コントローラ、制御回路、記憶媒体およびリソース割当方法
　本開示は、無線アクセスネットワークのコントローラ、制御回路、記憶媒体およびリソース割当方法に関する。
　将来的に、通信に対する要求条件が異なる複数のサービス、例えば、高データレートが要求されるモバイルブロードバンドサービス、高信頼性および低遅延が要求されるミッションクリティカルサービス、高密度デバイスの収容が要求されるセンサ情報収集サービスなどを、１つの通信ネットワークで収容することが想定される。現在、これらの通信サービスを、同じ物理ネットワーク上、または仮想ネットワーク上に生成されるスライスに割り当て、混在収容する方式が検討されている。
　スライスは、論理的に分割された論理ネットワークである。スライスを管理するコントローラは、ネットワーク上に存在する各装置の利用可能なリソースから、要求された通信サービスに必要なリソースを装置ごとに確保して、スライスに割り当てる。しかしながら、多数のサービスを収容する場合、同時に複数のスライス要求を処理するケース、また、作成したスライスに対して実際の使用状況、通信品質などを監視し、使用状況、通信品質などに応じて適切なリソース量への調整を短い時間間隔で行うケースなどが想定される。
　要求された通信サービスを実現するために必要なリソースをスライスに割り当てるために、各装置が保有する通信リソース情報を正確に、かつ効率よく収集して管理する技術が検討されている。例えば、特許文献１には、コントローラが、各装置の保有するリソース情報および各装置間の接続情報をテーブル形式で保持し、スライスの生成要求があった際、通信経路の途中に存在する各装置のリソース情報および各装置間の接続情報のテーブルを順次参照する技術が開示されている。
特開２０１６－１１６１８４号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、コントローラは、スライスを形成する経路上に存在する全ての装置のリソース情報を順次参照して、利用可能なリソースから割り当てを行う。そのため、スライスを生成する際に、コントローラに高い負荷がかかる、という問題があった。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、スライスを生成する際の負荷を抑制しつつ、無線アクセスネットワークの各装置のリソース量を正確に把握し、サービス要求を満たすリソース割り当てを行うことが可能なコントローラを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のコントローラは、無線アクセスネットワーク上の装置のリソース情報および装置間の接続情報を取得する物理ネットワーク情報取得部と、装置のリソース情報および装置間の接続情報に基づいて、装置間の物理パスのリソース情報である物理パスリソース情報を算出する物理パス算出部と、物理パスリソース情報に基づいて、物理パスリソース情報を代表して表現する抽象パスリソース情報を算出する抽象パスリソース算出部と、抽象パスリソース情報、および抽象パスリソース情報として抽出したリソース情報に関連するリンク情報に基づいて、抽象パス間の相関情報を生成する抽象パス相関算出部と、を備える。また、コントローラは、抽象パスリソース情報および相関情報を保持するリソースプールと、リソースプールに保持されている情報である抽象パスリソース情報および相関情報を一時的に保持するテンポラリリソースプールと、スライス要求を取得すると、テンポラリリソースプールに保持されている情報に基づいて、要求条件を満たすスライスを生成可能か否か判定し、要求条件を満たすスライスを生成可能と判定した場合に物理パスの確保を指示する抽象リソース割当部と、抽象リソース割当部によって抽象パスからスライスに割り当てられた抽象リソースに基づいて、テンポラリリソースプールの情報を更新するテンポラリリソース算出部と、を備えることを特徴とする。
　本開示に係るコントローラは、スライスを生成する際の負荷を抑制しつつ、無線アクセスネットワークの各装置のリソース量を正確に把握し、サービス要求を満たすリソース割り当てを行うことができる、という効果を奏する。
実施の形態１に係る無線アクセスネットワークの構成例を示す図 実施の形態１に係るコントローラの構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る物理ネットワーク情報取得部によって取得される各装置のリソース情報の一例を示す図 実施の形態１に係る物理ネットワーク情報取得部によって取得される各装置間の接続情報の一例を示す図 実施の形態１に係る物理パス算出部によって算出される、上位装置と下位装置との間の物理パスリソース情報の一例を示す図 実施の形態１に係る抽象パスリソース算出部によって算出される、抽象パスリソース情報の一例を示す図 実施の形態１に係る抽象パス相関算出部によって生成される、相関情報の一例を示す第１の図 実施の形態１に係る抽象パス相関算出部によって生成される、相関情報の一例を示す第２の図 実施の形態１に係るコントローラの動作を示すフローチャート 実施の形態１に係るコントローラが備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図 実施の形態１に係るコントローラが備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図 実施の形態２に係る無線アクセスネットワークの構成例を示す第１の図 実施の形態２に係る無線アクセスネットワークの構成例を示す第２の図 実施の形態２に係る抽象パス相関算出部によって生成される、相関情報の追加情報を示す図
　以下に、本開示の実施の形態に係るコントローラ、制御回路、記憶媒体およびリソース割当方法を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る無線アクセスネットワーク２００の構成例を示す図である。無線アクセスネットワーク２００は、下位装置１１～１３と、ＯＮＵ（Optical　Network　Unit）２１～２３と、ＯＬＴ（Optical　Line　Terminal）３１，３２と、ＣＵ（Central　Unit）４１と、スイッチ（以下、ＳＷと表記する。）５１～５５と、上位装置６１と、コントローラ７０と、オーケストレータ８０と、を備える。無線アクセスネットワーク２００は、物理ネットワークを構成するネットワーク装置と、ネットワーク装置の設定および管理を行うコントローラ７０と、ユーザーからのサービス要求を受け付け、スライス要求を生成するオーケストレータ８０と、から構成される。ネットワーク装置には、下位装置１１～１３、ＯＮＵ２１～２３、ＯＬＴ３１，３２、ＣＵ４１、ＳＷ５１～５５、および上位装置６１が含まれる。
　下位装置１１～１３は、ユーザー端末、センサなど、データを生成、送信、または受信する装置である。または、下位装置１１～１３は、データを中継するネットワーク装置である。下位装置１１～１３は、コントローラ７０による通信用のリソース、計算用のリソースなどの設定、管理などが行われなくてもよい。
　上位装置６１は、アプリケーションサーバなど、データを生成、送信、または受信する装置である。または、上位装置６１は、データを中継するネットワーク装置である。上位装置６１は、コントローラ７０による通信用のリソース、計算用のリソースなどの設定、管理などが行われなくてもよい。
　ＯＮＵ２１～２３は、加入者側の光回線終端装置である。ＯＬＴ３１，３２は、事業者側の光回線終端装置である。ＣＵ４１は、図示しない無線基地局のデータ処理などを行う集約基地局である。ＳＷ５１～５５は、複数のポートを有し、データを中継する中継装置である。
　ネットワーク装置のうち、ＯＮＵ２１～２３、ＯＬＴ３１，３２、ＣＵ４１、およびＳＷ５１～５５は、データを中継するため、データの特性に応じて転送処理を行う機能、通信プロトコルの処理を行う機能、アプリケーションの処理を行う機能などを持つ。これらのネットワーク装置は、前述の機能に必要な通信帯域、データ蓄積用のメモリ、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）などの計算機能をリソースとして保有し、コントローラ７０からの制御によってこれらのリソースの確保、解除などを行う。以降の説明において、ネットワーク装置のことを単に装置と称することがある。
　コントローラ７０は、物理ネットワークの装置と接続し、各装置が保有するリソース量を把握し、オーケストレータ８０からのスライスの生成要求であるスライス要求に応じて、スライスに対してリソースの割り当てを行う。なお、図１に示す無線アクセスネットワーク２００では、コントローラ７０と各装置との接続線は省略している。
　オーケストレータ８０は、ユーザーからのサービス要求に応じて、スライスの接続先、要件などを生成し、コントローラ７０に対してスライス要求を行う。
　無線アクセスネットワーク２００において、コントローラ７０またはオーケストレータ８０は、サービスごと、またはスライスごとの通信量、通信品質などを監視し、スライスへ割り当てたリソースの増減などの調整を行う。
　次に、コントローラ７０の詳細な構成および動作について説明する。図２は、実施の形態１に係るコントローラ７０の構成例を示すブロック図である。コントローラ７０は、物理ネットワーク情報取得部７０１と、物理パス算出部７０２と、抽象パスリソース算出部７０３と、抽象パス相関算出部７０４と、リソースプール７０５と、テンポラリリソースプール７０６と、抽象リソース割当部７０７と、テンポラリリソース算出部７０８と、物理パス割当部７０９と、物理装置設定部７１０と、を備える。なお、図２において、図中の矢印はデータの流れを表している。
　（物理ネットワーク情報取得部７０１）
　物理ネットワーク情報取得部７０１は、無線アクセスネットワーク２００上、すなわち物理ネットワーク上の各装置から、各装置のリソース情報および各装置間の接続情報を取得する。
　図３は、実施の形態１に係る物理ネットワーク情報取得部７０１によって取得される各装置のリソース情報の一例を示す図である。図３において、例えば、ＳＷ５１は、４つのポート１～４を有していることを表しており、ポート１～３の最大帯域は１Ｇｂｐｓ、ポート４の最大帯域は１０Ｇｂｐｓである。図３において、装置遅延は、各装置のポート間の転送遅延である。
　図４は、実施の形態１に係る物理ネットワーク情報取得部７０１によって取得される各装置間の接続情報の一例を示す図である。図４において、例えば、リンクＬ１は、ＯＮＵ２１のポート１とＯＬＴ３１のポート１との接続を表しており、伝送遅延は１００マイクロ秒、最大帯域は１Ｇｂｐｓ、現在の利用可能帯域は１Ｇｂｐｓである。なお、物理ネットワーク情報取得部７０１は、各装置間の接続情報について、通信の方向に応じて別々に管理してもよい。
　物理ネットワーク情報取得部７０１が図３に示す各装置のリソース情報、および図４に示す各装置間の接続情報を取得する具体的な方法としては、各装置への問い合わせ、経路探索プロトコルの利用、ネットワーク管理者の保有する情報の読み込みなどの方法で行うことができる。
　（物理パス算出部７０２）
　物理パス算出部７０２は、物理ネットワーク情報取得部７０１によって取得された、各装置のリソース情報および各装置間の接続情報に基づいて、各装置間の物理経路、すなわち物理パスのリソース情報である、物理パスリソース情報を算出する。
　詳細には、まず、物理パス算出部７０２は、物理ネットワーク情報取得部７０１によって取得された、図４の各装置間の接続情報に基づいて、規定された２装置間の物理パスを算出する。物理パス算出部７０２によって算出される物理パスは、少なくとも、上位装置６１に接続される装置と下位装置１１～１３のいずれかに接続される装置との間の物理パスを含んでいる。また、物理パス算出部７０２によって算出される物理パスは、特に指定された装置間の物理パスをさらに含んでいてもよいし、全ての装置間の物理パスを含んでいてもよい。
　次に、物理パス算出部７０２は、先に算出した２装置間の物理パス、図３に示される各装置のリソース情報、および図４に示される各装置間の接続情報に基づいて、物理パスリソース情報を算出する。物理パスリソース情報とは、２装置間の物理パスのリソース情報である。物理パス算出部７０２によって算出される物理パスリソース情報は、例えば、遅延量、最大帯域、稼働率、利用可能帯域などである。
　図５は、実施の形態１に係る物理パス算出部７０２によって算出される、上位装置６１と下位装置１１との間の物理パスリソース情報の一例を示す図である。途中のＳＷの経路によって２つの物理パスが存在し、各物理パスで使用可能な最大帯域、および物理パスごとに積算した遅延量が抽出される。図５において、遅延量は、物理パス上に存在する各装置の装置遅延および各装置間の伝送遅延を積算することによって算出される。最大帯域は、対象の物理パスで得ることができる最大の帯域であり、ボトルネックとなる装置がある場合、ボトルネックとなる装置によって制限される。すなわち、最大帯域は、物理パス上に存在する各装置の最大帯域および各装置間の最大帯域の中で最小のものである。利用可能帯域は、物理パス上に存在する各装置間の利用可能帯域の中で最小のものである。
　（抽象パスリソース算出部７０３）
　抽象パスリソース算出部７０３は、物理パス算出部７０２によって算出された物理パスリソース情報に基づいて、２装置間の複数の物理パスリソースを代表して表現する、抽象パスリソース情報を算出する。
　図６は、実施の形態１に係る抽象パスリソース算出部７０３によって算出される、抽象パスリソース情報の一例を示す図である。抽象パスは、図６の端点１および端点２で示される物理パスに対応するものである。図６において、例えば、抽象パス１は、図５に示される物理パスリソース情報の中から、最小遅延量、最小遅延量時の最大帯域、遅延を考慮しない最大帯域、および最大稼働率が抽出される。図６において、最小遅延量は、物理パスの各遅延量の中で最小のものである。最小遅延量時の最大帯域は、遅延量が最小の物理パスの利用可能帯域である。遅延を考慮しない最大帯域は、物理パスの各最大帯域の中で最大のものである。最大稼働率は、物理パスの各稼働率の中で最大のものである。
　（抽象パス相関算出部７０４）
　抽象パス相関算出部７０４は、抽象パスリソース算出部７０３が抽象パスリソース情報を算出する際に用いられた、各抽象パスにおいて最小遅延量時の最大帯域の基となったボトルネックリンク情報を収集する。抽象パス相関算出部７０４は、各抽象パスのボトルネックリンク情報を用いて、抽象パス間で同じボトルネックリンク情報を持つ抽象パスを抽出し、図７のように相関情報を生成する。すなわち、抽象パス相関算出部７０４は、抽象パスリソース情報、および抽象パスリソース情報として抽出したリソース情報に関連するリンク情報に基づいて、抽象パス間の相関情報を生成する。図７は、実施の形態１に係る抽象パス相関算出部７０４によって生成される、相関情報の一例を示す第１の図である。図７では、影響のある抽象パスにフラグ“１”を立てる。また、抽象パス相関算出部７０４は、図８のように各抽象パスと相関のある抽象パスを列挙してもよい。図８は、実施の形態１に係る抽象パス相関算出部７０４によって生成される、相関情報の一例を示す第２の図である。なお、抽象パス相関算出部７０４は、ボトルネックとなるリンクを示す識別子を抽象パスごとに通知してもよい。
　（リソースプール７０５）
　リソースプール７０５は、抽象パスリソース算出部７０３で算出された抽象パスリソース情報、および抽象パス相関算出部７０４で生成された相関情報を保持する機能を持つ。
　なお、抽象パスリソース算出部７０３で算出される抽象パスリソース情報の更新、および抽象パス相関算出部７０４で生成される相関情報の更新は、例えば、コントローラ７０において、物理ネットワーク情報取得部７０１が各装置からリソース情報および各装置間の接続情報を取得した場合、または後述する物理パス割当部７０９が物理パスの設定を行った場合に行われる。
　（テンポラリリソースプール７０６）
　テンポラリリソースプール７０６は、リソースプール７０５が新規に抽象パスリソース情報および相関情報を保持した際、またはリソースプール７０５が保持する抽象パスリソース情報および相関情報が更新された際に、リソースプール７０５から抽象パスリソース情報および相関情報を取り込む。すなわち、テンポラリリソースプール７０６は、抽象パスリソース算出部７０３で抽象パスリソース情報が算出され、抽象パス相関算出部７０４で相関情報が生成され、リソースプール７０５に抽象パスリソース情報および相関情報が保持されるごとに、リソースプール７０５から抽象パスリソース情報および相関情報を取得する。テンポラリリソースプール７０６は、リソースプール７０５に保持されている情報である抽象パスリソース情報および相関情報を一時的に保持する。テンポラリリソースプール７０６に取り込まれた抽象パスリソース情報および相関情報は、テンポラリリソース算出部７０８によって更新される。
　（抽象リソース割当部７０７）
　抽象リソース割当部７０７は、オーケストレータ８０から取得したスライス要求に対して、テンポラリリソースプール７０６に取り込まれた抽象パスリソース情報を用いて、要求された遅延、帯域などに応じて、スライスに抽象パスの抽象リソースの割り当てを行う。具体的には、抽象リソース割当部７０７は、スライス要求を取得すると、テンポラリリソースプール７０６に保持されている情報に基づいて、要求条件を満たすスライスを生成可能か否か判定する。抽象リソース割当部７０７は、要求条件を満たすスライスを生成可能と判定した場合、物理パス割当部７０９に対して物理パスの確保を指示する。
　（テンポラリリソース算出部７０８）
　テンポラリリソース算出部７０８は、抽象リソース割当部７０７がスライスに抽象パスの抽象リソースの割り当てを行った場合、対象の抽象パスから、スライスに割り当てられた抽象リソースの割当量を減算または加算する。テンポラリリソース算出部７０８は、テンポラリリソースプール７０６に取り込まれた図７または図８の相関情報を用いて、相関のある抽象パスの抽象リソースについても減算または加算する。すなわち、テンポラリリソース算出部７０８は、抽象リソース割当部７０７によって抽象パスからスライスに割り当てられた抽象リソースに基づいて、テンポラリリソースプール７０６の情報を更新する。テンポラリリソース算出部７０８は、抽象リソース割当部７０７による抽象リソースの割り当て結果に基づいて、割り当てが行われた抽象パスの抽象リソースを更新し、さらに相関情報に基づいて、影響のある抽象パスの抽象リソースを更新する。
　（物理パス割当部７０９）
　物理パス割当部７０９は、抽象リソース割当部７０７においてスライスに対する抽象リソースの割り当てが行われ、割当量が確定した場合、スライスに対する抽象リソースの割当量を実現するため、抽象リソース割当部７０７の指示に基づいて、物理パスの確保、すなわち物理パスの設定および物理リソースの確保を行う。
　（物理装置設定部７１０）
　物理装置設定部７１０は、物理パス割当部７０９による物理パスの設定に基づいて、物理ネットワーク上の各装置に対して、利用可能帯域などの設定を行う。
　図９は、実施の形態１に係るコントローラ７０の動作を示すフローチャートである。コントローラ７０において、抽象リソース割当部７０７は、オーケストレータ８０からスライス要求を取得する（ステップＳ１）。抽象リソース割当部７０７は、テンポラリリソースプール７０６に保持されている抽象パスリソース情報を参照し、各抽象パスにおいてスライスに割り当て可能な抽象リソース、すなわち残リソースと、スライス要求で要求された遅延、帯域などとの比較を行う（ステップＳ２）。抽象リソース割当部７０７は、各抽象パスにおいてスライスに割り当て可能な抽象リソース、すなわち残リソースから、スライスに対して抽象リソースの割り当てを行う（ステップＳ３）。テンポラリリソース算出部７０８は、抽象リソース割当部７０７がスライスに抽象パスの抽象リソースの割り当てを行った場合、テンポラリリソースプール７０６に保持されている抽象パスリソース情報において該当する抽象パスの抽象リソースを仮更新する（ステップＳ４）。
　オーケストレータ８０から取得したスライス要求のうち、スライスに抽象リソースの割り当てを行っていない残スライス要求がある場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、抽象リソース割当部７０７は、ステップＳ１に戻って前述と同様の動作を行う。なお、抽象リソース割当部７０７は、既に複数のスライス要求を取得していてさらにスライス要求を取得することが無い場合、ステップＳ１の動作を省略してもよい。残スライス要求数が０の場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、抽象リソース割当部７０７は、物理パス割当部７０９に対して、スライスに割り当てた抽象リソース、対象の抽象パスなどの情報を通知し、物理リソースの確保を指示する（ステップＳ６）。物理パス割当部７０９および物理装置設定部７１０は、物理ネットワーク上の各装置に対して、利用可能帯域などの設定を行う。これにより、物理ネットワーク上の各装置のリソース情報が変化する。
　コントローラ７０において、物理ネットワーク情報取得部７０１は、物理ネットワーク上の各装置からリソース情報および各装置間の接続情報を取得する。物理パス算出部７０２は、各装置のリソース情報および各装置間の接続情報に基づいて、物理パスリソース情報を算出する。抽象パスリソース算出部７０３は、物理パスリソース情報に基づいて、抽象パスリソース情報を算出する。抽象パス相関算出部７０４は、各抽象パスのボトルネックリンク情報に基づいて、相関情報を生成する。リソースプール７０５は、抽象パスリソース算出部７０３で算出された抽象パスリソース情報、および抽象パス相関算出部７０４で生成された相関情報によって、保持していた抽象パスリソース情報および相関情報を更新する。テンポラリリソースプール７０６は、リソースプール７０５で保持する抽象パスリソース情報および相関情報が更新されると、リソースプール７０５から抽象パスリソース情報および相関情報を取り込み、保持していた抽象パスリソース情報および相関情報を更新する。
　コントローラ７０は、テンポラリリソースプール７０６が更新されていない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、上記動作を行い、テンポラリリソースプール７０６が更新された場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、動作を終了する。
　なお、抽象パスリソース算出部７０３は、物理パスを一部でも共有している抽象パス同士の物理パスの各リンクのリソース量を比較し、抽象パス間での変更可能リソース量を算出してもよい。この場合、リソースプール７０５は、抽象パスリソース算出部７０３で算出された変更可能リソース量を保持する。テンポラリリソースプール７０６は、リソースプール７０５から変更可能リソース量を取得して保持する。
　つづいて、コントローラ７０のハードウェア構成について説明する。コントローラ７０において、物理ネットワーク情報取得部７０１、物理パス算出部７０２、抽象パスリソース算出部７０３、抽象パス相関算出部７０４、リソースプール７０５、テンポラリリソースプール７０６、抽象リソース割当部７０７、テンポラリリソース算出部７０８、物理パス割当部７０９、および物理装置設定部７１０は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。
　図１０は、実施の形態１に係るコントローラ７０が備える処理回路をプロセッサ３０１およびメモリ３０２で実現する場合の処理回路３００の構成例を示す図である。図１０に示す処理回路３００は制御回路であり、プロセッサ３０１およびメモリ３０２を備える。処理回路３００がプロセッサ３０１およびメモリ３０２で構成される場合、処理回路３００の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ３０２に格納される。処理回路３００では、メモリ３０２に記憶されたプログラムをプロセッサ３０１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路３００は、コントローラ７０の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ３０２を備える。このプログラムは、処理回路３００により実現される各機能をコントローラ７０に実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。
　上記プログラムは、物理ネットワーク情報取得部７０１が、無線アクセスネットワーク２００上の装置のリソース情報および装置間の接続情報を取得する第１のステップと、物理パス算出部７０２が、装置のリソース情報および装置間の接続情報に基づいて、装置間の物理パスのリソース情報である物理パスリソース情報を算出する第２のステップと、抽象パスリソース算出部７０３が、物理パスリソース情報に基づいて、物理パスリソース情報を代表して表現する抽象パスリソース情報を算出する第３のステップと、抽象パス相関算出部７０４が、抽象パスリソース情報、および抽象パスリソース情報として抽出したリソース情報に関連するリンク情報に基づいて、抽象パス間の相関情報を生成する第４のステップと、リソースプール７０５が、抽象パスリソース情報および相関情報を保持する第５のステップと、テンポラリリソースプール７０６が、リソースプール７０５に保持されている情報である抽象パスリソース情報および相関情報を一時的に保持する第６のステップと、抽象リソース割当部７０７が、スライス要求を取得すると、テンポラリリソースプール７０６に保持されている情報に基づいて、要求条件を満たすスライスを生成可能か否か判定し、要求条件を満たすスライスを生成可能と判定した場合に物理パスの確保を指示する第７のステップと、テンポラリリソース算出部７０８が、抽象リソース割当部７０７によって抽象パスからスライスに割り当てられた抽象リソースに基づいて、テンポラリリソースプール７０６の情報を更新する第８のステップと、をコントローラ７０に実行させるプログラムであるとも言える。
　ここで、プロセッサ３０１は、例えば、ＣＰＵ、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などである。また、メモリ３０２は、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）などが該当する。
　図１１は、実施の形態１に係るコントローラ７０が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路３０３の例を示す図である。図１１に示す処理回路３０３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、コントローラ７０は、オーケストレータ８０からスライス要求を取得すると、テンポラリリソースプール７０６に保持されている情報に基づいて、要求条件を満たすスライスを生成可能か否か判定し、要求条件を満たすスライスを生成可能と判定した場合、抽象リソースの割当量を基にテンポラリリソースプール７０６の更新を行い、次のスライス要求の処理を行う。
　コントローラ７０は、抽象リソースを用いることで、各装置のリソース情報および各装置間の接続情報を参照することなく、要求条件を満たすスライスを生成可能か否か判定することができる。また、コントローラ７０は、テンポラリリソースプール７０６に相関情報も保持することによって、スライスを生成する際の利用可能なリソース量の把握精度が向上する。
　また、コントローラ７０は、スライス要求の処理を行うごとに、物理パスを更新する必要が無い、すなわち物理ネットワーク情報取得部７０１、物理パス算出部７０２、抽象パスリソース算出部７０３、および抽象パス相関算出部７０４による処理を行う必要が無い。そのため、コントローラ７０は、迅速な抽象リソースの割り当てができるとともに、負荷を抑制することができる。
　このように、コントローラ７０は、スライスを生成する際の負荷を抑制しつつ、無線アクセスネットワーク２００の各装置のリソース量を正確に把握し、サービス要求を満たすリソース割り当てを行うことができる。
　なお、コントローラ７０は、図９に示すフローチャートにおいて、残スライス要求数が０になるまでスライス要求の処理を行うこととしているが、これに限定されない。コントローラ７０は、あらかじめ設定された残スライス要求数Ｎまで処理を行うようにしてもよい。すなわち、コントローラ７０は、残スライス要求数＝Ｎになった場合、ステップＳ６の動作を行う。これにより、コントローラ７０は、テンポラリリソースプール７０６とその時点での真のリソースプール７０５との乖離を抑える効果を得ることができる。コントローラ７０において、抽象リソース割当部７０７は、スライス要求の残数である残スライス要求数が０または設定値より大きい場合、連続して抽象リソースの割り当てを行い、残スライス要求数が０または設定値の場合、物理パス割当部７０９に対して物理パスの割り当てを指示する。
　また、コントローラ７０が備える、各機能を実現する各構成は、単一の装置内に含まれていなくてもよい。すなわち、図１に示す無線アクセスネットワーク２００の中に、物理ネットワーク情報取得部７０１、物理パス算出部７０２、抽象パスリソース算出部７０３、抽象パス相関算出部７０４、リソースプール７０５、テンポラリリソースプール７０６、抽象リソース割当部７０７、テンポラリリソース算出部７０８、物理パス割当部７０９、および物理装置設定部７１０が含まれていればよい。
実施の形態２．
　実施の形態２では、相関情報の追加情報について説明する。実施の形態２において、コントローラ７０の構成は、図２に示す実施の形態１のときの構成と同様とする。
　図１２は、実施の形態２に係る無線アクセスネットワーク２０１の構成例を示す第１の図である。図１３は、実施の形態２に係る無線アクセスネットワーク２０１の構成例を示す第２の図である。無線アクセスネットワーク２０１は、ＯＮＵ２１～２４と、ＯＬＴ３１，３２と、ＳＷ５１と、ＥＲ（Edge　Router）９１～９５と、Ｓｅｒｖｅｒ１０１と、コントローラ７０と、オーケストレータ８０と、を備える。実施の形態２において、ネットワーク装置には、ＯＮＵ２１～２４、ＯＬＴ３１，３２、ＳＷ５１、ＥＲ９１～９５、およびＳｅｒｖｅｒ１０１が含まれる。ここで、リソースの抽象化により、ＯＮＵ２１とＳｅｒｖｅｒ１０１との間に抽象パス１が、ＯＮＵ２２とＳｅｒｖｅｒ１０１との間に抽象パス２が、ＯＮＵ２３とＳｅｒｖｅｒ１０１との間に抽象パス３が、ＯＮＵ２４とＳｅｒｖｅｒ１０１との間に抽象パス４が生成されたとする。実際の物理パスは、図１３の破線で示される経路となっており、ＯＮＵ２１およびＯＮＵ２４は、Ｓｅｒｖｅｒ１０１までの経路においてＬ８を共有している。Ｌ８は、抽象パス１および抽象パス４のリソースとなるボトルネックリンクとなっている。
　このようなケースにおいて、コントローラ７０の抽象パス相関算出部７０４は、実施の形態１で説明したように、図７または図８のような相関情報を生成する。さらに、実施の形態２では、抽象パス相関算出部７０４は、図７または図８の相関情報の追加情報として、図１４に示す追加情報を生成する。図１４は、実施の形態２に係る抽象パス相関算出部７０４によって生成される、相関情報の追加情報を示す図である。図１４に示す追加情報は、割当パスである抽象パスへの抽象リソースの割り当て量により、他の抽象パスに影響を与える閾値を示している。すなわち、抽象パス相関算出部７０４は、ある抽象パスにおいて抽象リソースの増減が発生した際に影響を受ける抽象パスを示す追加情報を生成する。図１４は、例えば、抽象パス１の抽象リソースからスライスに、帯域２００Ｍｂｐｓを割り当てると抽象パス４のボトルネックリンクが変化することを表しており、帯域４００Ｍｂｐｓを割り当てると抽象パス２のボトルネックリンクが変化することを表している。ボトルネックリンクの変化とは、例えば、ボトルネックリンクがＬ７からＬ５に変化することである。
　実施の形態２において、コントローラ７０は、リソースプール７０５のテーブルサイズが実施の形態１と比較して大きくなるが、抽象リソース割当の割当量に応じてリソースプール７０５の更新判断を行うことが可能となる。これにより、コントローラ７０は、無駄なリソースプール７０５の更新による処理負荷増大を抑制しつつ、抽象リソースを用いた迅速な割当可否判断が可能となる。実施の形態２において、コントローラ７０は、抽象パスからスライスに対して、図１４の追加情報で示される閾値を超える抽象リソースの割り当てを行った場合、物理パスの割り当てを行い、リソースプール７０５の更新を行う。
　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１１～１３　下位装置、２１～２４　ＯＮＵ、３１，３２　ＯＬＴ、４１　ＣＵ、５１～５５　ＳＷ、６１　上位装置、７０　コントローラ、８０　オーケストレータ、９１～９５　ＥＲ、１０１　Ｓｅｒｖｅｒ、２００，２０１　無線アクセスネットワーク、７０１　物理ネットワーク情報取得部、７０２　物理パス算出部、７０３　抽象パスリソース算出部、７０４　抽象パス相関算出部、７０５　リソースプール、７０６　テンポラリリソースプール、７０７　抽象リソース割当部、７０８　テンポラリリソース算出部、７０９　物理パス割当部、７１０　物理装置設定部。

Claims (11)

  1. 　無線アクセスネットワーク上の装置のリソース情報および装置間の接続情報を取得する物理ネットワーク情報取得部と、
    　前記装置のリソース情報および前記装置間の接続情報に基づいて、前記装置間の物理パスのリソース情報である物理パスリソース情報を算出する物理パス算出部と、
    　前記物理パスリソース情報に基づいて、前記物理パスリソース情報を代表して表現する抽象パスリソース情報を算出する抽象パスリソース算出部と、
    　前記抽象パスリソース情報、および前記抽象パスリソース情報として抽出したリソース情報に関連するリンク情報に基づいて、抽象パス間の相関情報を生成する抽象パス相関算出部と、
    　前記抽象パスリソース情報および前記相関情報を保持するリソースプールと、
    　前記リソースプールに保持されている情報である前記抽象パスリソース情報および前記相関情報を一時的に保持するテンポラリリソースプールと、
    　スライス要求を取得すると、前記テンポラリリソースプールに保持されている情報に基づいて、要求条件を満たすスライスを生成可能か否か判定し、前記要求条件を満たすスライスを生成可能と判定した場合に物理パスの確保を指示する抽象リソース割当部と、
    　前記抽象リソース割当部によって前記抽象パスから前記スライスに割り当てられた抽象リソースに基づいて、前記テンポラリリソースプールの情報を更新するテンポラリリソース算出部と、
    　を備えることを特徴とするコントローラ。
  2. 　前記抽象パス相関算出部は、前記抽象パスリソース算出部で前記抽象パスリソース情報を算出する際に用いられたボトルネックのリンク情報を用いて、抽象パス間で同じボトルネックリンクを持つものを抽出し、前記相関情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
  3. 　前記抽象パス相関算出部は、ある抽象パスにおいて前記抽象リソースの増減が発生した際に影響を受ける抽象パスを示す追加情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載のコントローラ。
  4. 　前記テンポラリリソースプールは、前記抽象パスリソース算出部で前記抽象パスリソース情報が算出され、前記抽象パス相関算出部で前記相関情報が生成され、前記リソースプールに前記抽象パスリソース情報および前記相関情報が保持されるごとに、前記リソースプールから前記抽象パスリソース情報および前記相関情報を取得する、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のコントローラ。
  5. 　前記テンポラリリソース算出部は、前記抽象リソース割当部による前記抽象リソースの割り当て結果に基づいて、割り当てが行われた前記抽象パスの抽象リソースを更新し、さらに前記相関情報に基づいて、影響のある前記抽象パスの抽象リソースを更新する、
    　ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のコントローラ。
  6. 　前記抽象パスリソース算出部は、前記物理パスを一部でも共有している抽象パス同士の前記物理パスの各リンクのリソース量を比較し、抽象パス間での変更可能リソース量を算出する、
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のコントローラ。
  7. 　前記リソースプールは、前記抽象パスリソース算出部で算出された前記変更可能リソース量を保持し、
    　前記テンポラリリソースプールは、前記変更可能リソース量を保持する、
    　ことを特徴とする請求項６に記載のコントローラ。
  8. 　前記抽象リソース割当部は、前記スライス要求の残数である残スライス要求数が０または設定値より大きい場合、連続して抽象リソースの割り当てを行い、前記残スライス要求数が０または設定値の場合、前記物理パスの割り当てを指示する、
    　ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のコントローラ。
  9. 　無線アクセスネットワークのコントローラを制御するための制御回路であって、
    　無線アクセスネットワーク上の装置のリソース情報および装置間の接続情報を取得、
    　前記装置のリソース情報および前記装置間の接続情報に基づいて、前記装置間の物理パスのリソース情報である物理パスリソース情報を算出、
    　前記物理パスリソース情報に基づいて、前記物理パスリソース情報を代表して表現する抽象パスリソース情報を算出、
    　前記抽象パスリソース情報、および前記抽象パスリソース情報として抽出したリソース情報に関連するリンク情報に基づいて、抽象パス間の相関情報を生成、
    　リソースプールが前記抽象パスリソース情報および前記相関情報を保持、
    　テンポラリリソースプールが前記リソースプールに保持されている情報である前記抽象パスリソース情報および前記相関情報を一時的に保持、
    　スライス要求を取得すると、前記テンポラリリソースプールに保持されている情報に基づいて、要求条件を満たすスライスを生成可能か否か判定し、前記要求条件を満たすスライスを生成可能と判定した場合に物理パスの確保を指示、
    　前記抽象パスから前記スライスに割り当てられた抽象リソースに基づいて、前記テンポラリリソースプールの情報を更新、
    　を前記コントローラに実施させることを特徴とする制御回路。
  10. 　無線アクセスネットワークのコントローラを制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
    　前記プログラムは、
    　無線アクセスネットワーク上の装置のリソース情報および装置間の接続情報を取得、
    　前記装置のリソース情報および前記装置間の接続情報に基づいて、前記装置間の物理パスのリソース情報である物理パスリソース情報を算出、
    　前記物理パスリソース情報に基づいて、前記物理パスリソース情報を代表して表現する抽象パスリソース情報を算出、
    　前記抽象パスリソース情報、および前記抽象パスリソース情報として抽出したリソース情報に関連するリンク情報に基づいて、抽象パス間の相関情報を生成、
    　リソースプールが前記抽象パスリソース情報および前記相関情報を保持、
    　テンポラリリソースプールが前記リソースプールに保持されている情報である前記抽象パスリソース情報および前記相関情報を一時的に保持、
    　スライス要求を取得すると、前記テンポラリリソースプールに保持されている情報に基づいて、要求条件を満たすスライスを生成可能か否か判定し、前記要求条件を満たすスライスを生成可能と判定した場合に物理パスの確保を指示、
    　前記抽象パスから前記スライスに割り当てられた抽象リソースに基づいて、前記テンポラリリソースプールの情報を更新、
    　を前記コントローラに実施させることを特徴とする記憶媒体。
  11. 　無線アクセスネットワークのコントローラのリソース割当方法であって、
    　物理ネットワーク情報取得部が、無線アクセスネットワーク上の装置のリソース情報および装置間の接続情報を取得する第１のステップと、
    　物理パス算出部が、前記装置のリソース情報および前記装置間の接続情報に基づいて、前記装置間の物理パスのリソース情報である物理パスリソース情報を算出する第２のステップと、
    　抽象パスリソース算出部が、前記物理パスリソース情報に基づいて、前記物理パスリソース情報を代表して表現する抽象パスリソース情報を算出する第３のステップと、
    　抽象パス相関算出部が、前記抽象パスリソース情報、および前記抽象パスリソース情報として抽出したリソース情報に関連するリンク情報に基づいて、抽象パス間の相関情報を生成する第４のステップと、
    　リソースプールが、前記抽象パスリソース情報および前記相関情報を保持する第５のステップと、
    　テンポラリリソースプールが、前記リソースプールに保持されている情報である前記抽象パスリソース情報および前記相関情報を一時的に保持する第６のステップと、
    　抽象リソース割当部が、スライス要求を取得すると、前記テンポラリリソースプールに保持されている情報に基づいて、要求条件を満たすスライスを生成可能か否か判定し、前記要求条件を満たすスライスを生成可能と判定した場合に物理パスの確保を指示する第７のステップと、
    　テンポラリリソース算出部が、前記抽象リソース割当部によって前記抽象パスから前記スライスに割り当てられた抽象リソースに基づいて、前記テンポラリリソースプールの情報を更新する第８のステップと、
    　を含むことを特徴とするリソース割当方法。
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