JP3938487B2 - Network management apparatus and network system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークを管理するネットワーク管理装置及び同装置を用いたネットワークシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ネットワークの一例である計算機ネットワークには、種々の形態のネットワークが存在し、ネットワークを構成する要素となる計算機(コンピュータ等)の規模から以下の2種類のネットワークに分類することができる。
【0003】
一方のネットワークは、パーソナルコンピュータ及びワークステーションを結合したLAN(ローカル・エリア・ネットワーク)等のネットワークであり、他方のネットワークは宇宙開発事業団及び日本原子力研究所が協力して進めている地球シミュレータ計画や米国におけるASCI(Accelerated Strategic Computing Initiative)計画に代表される超並列計算機のように全体が単体として動作する計算機システムのネットワークである。
【0004】
上記のネットワークのうち前者のネットワークは、後者のネットワークに比べて通信量及び通信速度はそれほど大きくないため、ネットワーク構造の重要性はあまり大きくないが、高速通信が可能なネットワークが実現された場合、ルーターに代表される中継機器の数を減少させることができるので、通信経路を決定するルーティングアルゴリズムを簡易化することができる。
【0005】
一方、後者のネットワークは、ネットワーク構造がシステムの性能に大きな影響を与える。このような超並列計算機におけるプロセッサ(中央演算装置)間のネットワークの構造としては、種々の構造が提案され、n次元ハイパーキューブによるネットワーク、ツリーによるネットワーク、クロスバーによるネットワークが広く使用されている。これらのネットワークは規則的な構造を有し、ルーティングが比較的容易である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クロスバーによるネットワークでは、ネットワーク構築費用が高く、n次元ハイパーキューブによるネットワークでも、ある程度緩和されているが、同様の問題がある。一方、ツリーによるネットワークの場合、ネットワークのある点に通信負荷が集中するという問題がある。さらに、これらのネットワークでは、あるプロセッサから他の全プロセッサへの通信(ブロードキャスト)の性能が低く、特に、ツリーによるネットワーク及びn次元ハイパーキューブによるネットワークでは、送信側のプロセッサのネットワーク内の位置によってブロードキャスト速度が大きく変化するという問題もある。
【0007】
また、単一のプロセッサを有する計算機システムでは計算速度の増加が見込めないため、近年の計算機のアーキテクチャは並列計算機へ移行しつつある。この場合、並列アルゴリズムが問題となるが、プロセッサ間で通信を行わない並列アルゴリズムの実現は困難であり、現在使用されている並列アルゴリズムのほとんどはプロセッサ間の通信を要求し、ブロードキャストに対する要求が大きくなっている。このような現状から、高速且つ高効率なブロードキャストを行うことができるネットワーク構造が必要となるが、従来のネットワークでは、高速なブロードキャストは実現されていない。
【0008】
上記のブロードキャストに要する時間は、ネットワーク内のある計算機からネットワーク内の全ての計算機へ情報を送信する時間であり、ネットワーク内の任意の計算機間の最大通信時間と同値となる。したがって、高速なブロードキャストを行うことができるネットワークは、計算機間の通信が高速なネットワークを意味する。このことは、イーサネットやブルートゥースに代表される計算機ネットワークにおいても、ブロードキャスト速度が重要な判断基準になることを意味する。特に、リアルタイムなマルチメディア情報の通信に代表される大量情報の通信は、高速なネットワークを要求し、例えば、インターネットライブではブロードキャストに近いネットワークの通信能力を要求する。
【0009】
また、各計算機が複数の接続数を持ち、ネットワークに対して同時通信できる通信チャンネル数が複数ある場合、同時に通信できる計算機のグループ数が増加するため、ネットワーク全体の通信速度が向上する。しかしながら、計算機は、通常一つのプロセッサしか持っていないため、複数の接続先からの情報を同時に処理できず、逐次的に情報を処理することになる。したがって、接続数の増加は、全処理時間のうち通信処理に必要な割合の増加を意味し、計算機当たりの接続数とネットワーク全体の通信速度は相反する。
【0010】
また、計算機に使用されるプロセッサの処理速度の向上は目覚しいが、多数のプロセッサを接続した計算機システムの処理速度の増加率は、プロセッサの処理速度の増加率に追従できていない。計算機システムの性能はシステムを構成する全てのプロセッサの性能に左右されるため、ネットワークの形状(トポロジー)によってシステムの性能を向上させる必要がある。
【0011】
さらに、無線ネットワークの普及によって重要視されるようになってきたのが、ネットワークの動的な変化であり、具体的には、(1)計算機の動的な追加及び削除、(2)各計算機が通信に必要とする情報量の動的な変化、(3)各計算機が使用可能な通信チャンネル数の動的な変化である。このような変化に対応してネットワークの性能(通信速度)を維持する方法が必要となる。
【0012】
上記の(1)の対処法として、追加された計算機に単にID番号を割り当てるDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)があり、(2)の対処法として、IEEE1394のようにプロトコルの設定によって(2)に対処する方法がある。しかしながら、どちらの方法も、ネットワークの構造自体を変化させるものではないため、ブロードキャスト速度は固定されたままであり、(3)には対処できていない。このように、従来のネットワークでは、ネットワークの動的な変化に対処することができず、高速なブロードキャストを実現することができなかった。
【0013】
本発明の目的は、ネットワークが動的に変化しても高速なブロードキャストを実現することができるネットワーク管理装置及び同装置を用いたネットワークシステムを提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
(1)第1の発明
第1の発明に係るネットワーク管理装置は、情報を伝送する複数の通信チャンネルを有する情報伝送手段と、情報伝送手段を介して情報を送信及び受信する複数の通信手段とを含むネットワークを管理するネットワーク管理装置であって、通信手段間の通信速度を計測する通信速度計測手段と、通信手段間の全接続数に対する通信手段間のランダムな接続数の割合を表すランダム接続割合pを順次変更しながら、通信速度計測手段によって計測された通信速度及び情報伝送手段の通信チャンネル数を用いて各ランダム接続割合pで通信した場合に一の通信手段から他の全ての通信手段へ情報が伝達されるまでのブロードキャスト通信時間を算出し、ブロードキャスト通信時間が最短となるランダム接続割合pを決定する算出手段と、各通信手段において、当該通信手段と他の通信手段との接続数をkとしたときに、k(1−p)個の接続がランダムでない通常の接続となり、kp個の接続がランダムな接続となるように、情報伝送手段を介する通信手段間の接続状態を決定する決定手段とを備えるものである。
【0015】
本発明に係るネットワーク管理装置においては、ネットワークを構成する通信手段間の通信速度が計測され、計測された通信速度とネットワークを構成する情報伝送手段の通信チャンネル数とに基づいて通信手段間のランダムな接続数の割合を表すランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合に基づいて通信手段間の接続状態が決定される。
【0016】
したがって、計測された通信速度及び通信チャンネル数に応じてブロードキャスト速度を高速化することができるように通信手段間のランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合を達成するように通信手段間の接続状態が決定されるので、ネットワークが動的に変化しても高速なブロードキャストを実現することができる。
【0017】
(2)第2の発明
第2の発明に係るネットワーク管理装置は、第1の発明に係るネットワーク管理装置の構成において、情報伝送手段に対する通信手段の接続状態を検出する接続状態検出手段をさらに備え、通信速度計測手段は、接続状態検出手段の検出結果に基づいて通信手段間の通信速度を計測する。
【0018】
この場合、情報伝送手段に対する通信手段の接続状態が検出されるので、情報伝送手段に新たに通信手段が追加されたり、情報伝送手段から通信手段が切り離されて削除されたりしたことを検出することができ、通信手段の動的な追加及び削除を検出することができる。
【0019】
したがって、通信手段の動的な追加及び削除に応じて通信手段間の通信速度が計測され、計測された通信速度及び通信チャンネル数に応じてブロードキャスト速度を高速化することができるように通信手段間のランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合を達成するように通信手段間の接続状態が決定されるので、通信手段の動的な追加及び削除によりネットワークが動的に変化しても高速なブロードキャストを実現することができる。
【0020】
(3)第3の発明
第3の発明に係るネットワーク管理装置は、第1又は第2の発明に係るネットワーク管理装置の構成において、情報伝送手段の使用可能な通信チャンネル数を検出する通信チャンネル数検出手段をさらに備え、算出手段は、ランダム接続割合pを順次変更しながら、通信速度計測手段によって計測された通信速度及び通信チャンネル数検出手段によって検出された通信チャンネル数を用いて各ランダム接続割合pで通信した場合のブロードキャスト通信時間を算出し、ブロードキャスト通信時間が最短となるランダム接続割合pを決定する。
【0021】
この場合、通信手段間の通信速度が計測されるとともに、情報伝送手段の使用可能な通信チャンネル数が検出されるので、計測された通信速度及び検出された通信チャンネル数に応じてブロードキャスト速度を高速化することができるように通信手段間のランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合を達成するように通信手段間の接続状態が決定される。したがって、使用可能な通信チャンネル数の動的な変化によりネットワークが動的に変化しても高速なブロードキャストを実現することができる。
【0022】
(4)第4の発明
第4の発明に係るネットワーク管理装置は、第1〜第3のいずれかの発明に係るネットワーク管理装置の構成において、通信手段間の通信量を計測する通信量計測手段をさらに備え、算出手段は、ランダム接続割合pを順次変更しながら、通信速度計測手段によって計測された通信速度、情報伝送手段の通信チャンネル数及び通信量計測手段によって計測された通信量を用いて各ランダム接続割合pで通信した場合のブロードキャスト通信時間を算出し、ブロードキャスト通信時間が最短となるランダム接続割合pを決定する。
【0023】
この場合、通信手段間の通信速度が計測されるとともに、通信手段間の通信量が計測されるので、計測された通信速度、情報伝送手段の通信チャンネル数及び計測された通信量に応じてブロードキャスト速度を高速化することができるように通信手段間のランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合を達成するように通信手段間の接続状態が決定される。したがって、通信手段間の通信量すなわち通信手段が通信に必要とする情報量の動的な変化によりネットワークが動的に変化しても高速なブロードキャストを実現することができる。
【0024】
(5)第5の発明
第5の発明に係るネットワークシステムは、情報を伝送する複数の通信チャンネルを有する情報伝送手段と、情報伝送手段を介して情報を送信及び受信する複数の通信手段とを含むネットワークと、ネットワークを管理する第1〜第4のいずれかの発明に係るネットワーク管理装置とを備えるものである。
【0025】
本発明に係るネットワークシステムにおいては、複数の通信チャンネルを有する情報伝送手段と、情報伝送手段を介して情報を送信及び受信する複数の通信手段とを含むネットワークが上記のネットワーク管理装置によって管理される。このとき、通信手段間の通信速度が計測され、計測された通信速度及び情報伝送手段の通信チャンネル数に基づいて通信手段間のランダムな接続数の割合を表すランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合に基づいて通信手段間の接続状態が決定される。
【0026】
したがって、計測された通信速度及び通信チャンネル数に応じてブロードキャスト速度を高速化することができるように通信手段間のランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合を達成するように通信手段間の接続状態が決定されるので、ネットワークが動的に変化しても高速なブロードキャストを実現することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態によるネットワークシステムについて図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態によるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【0028】
図1において、ネットワークシステムは、通信ネットワーク100及びネットワーク管理装置200を備える。通信ネットワーク100は、複数のノード11〜1n及び伝送路2を含む。ネットワーク管理装置200は、通信速度計測装置3、ネットワーク構造制御装置4及びネットワーク構造改変装置5を含む。
【0029】
各ノード11〜1nは、ネットワークを構成する要素となり、例えば、計算機(コンピュータ)等から構成される。各ノード11〜1nは、伝送路2に接続され、伝送路2を介して必要な情報を送信及び受信する。
【0030】
伝送路2は、無線又は有線により多重通信可能な単数又は複数の伝送媒体からなり、情報を伝送するために同時に利用可能な複数の通信チャンネル21〜2mを有する。例えば、無線の場合、使用可能な各周波数帯域をチャンネルに割り当てたり、有線の場合、波長多重通信方式の光ファイバー等を用いることができる。なお、ノード11〜1nの数及び通信チャンネル21〜2mの数は特に限定されないが、例えば、ノード11〜1nが100個の場合、10個の通信チャンネル21〜2mを用いることができる。
【0031】
通信速度計測装置3は、複数のノード11〜1nの任意のノード間の通信速度を計測する。通信速度の計測としては、全てのノード11〜1n間の通信速度を直接計測してもよく、また、複数のノード11〜1nの中の任意のノード間の通信速度を計測し、この一部の計測結果から統計的手法等を用いて全体の通信速度を推定してもよい。
【0032】
ネットワーク構造制御装置4は、通信速度計測装置3によって計測された通信速度及び通信チャンネル21〜2mの数に基づいてノード11〜1n間のランダムな接続数の割合を表すランダム接続割合を制御する。
【0033】
例えば、通信ネットワーク100の各ノード11〜1nに接続するノードの数すなわちノード当たりの接続数をk、ランダム接続割合をpとすると、k(1−p)個の接続はランダムでない通常の接続となり、ノードは近傍に位置する他のノードに接続され、一方、kp個の接続はランダムな接続となり、ノードはランダムに選択された遠距離に位置する他のノードに接続される。
【0034】
上記のノード当たりの接続数kが大きいほど、各ノードが関係する全ての通信チャンネルを走査する時間が長くなるとともに、通信ネットワークの構築費用が高くなるが、通信ネットワークの構造は整礎となり、ノードを追加又は削除しても、通信ネットワークの再構築がより簡単になる。一方、接続数kが小さいほど、より高いランダム接続割合が必要となる。
【0035】
本実施の形態では、ランダム接続割合pの値を0.3以下に設定し、例えば、0.001以上0.3以下の範囲に設定している。このようにして構築されたネットワークは、f=k- γ(ここで、fは任意の接続数を有するノードの頻度、γは正の実数)に従う。
【0036】
上式に基づき、ネットワーク構造制御装置4は、通信速度計測装置3によって計測された通信速度及び通信ネットワーク100に存在する通信チャンネル21〜2mの数等から、ノード11〜1n間の通信速度が最高速度となるランダム接続割合pをシミュレーションによって計算し、各ノード11〜1nに接続する通信チャンネル及びその数を決定する。最適なランダム接続割合pを求める方法としては、例えば、以下の方法を用いることができる。
【0037】
まず、通信ネットワーク100のノード当たりの接続数k及びノード11〜1nの数nと、仮に決定したランダム接続割合pからネットワークを仮想的に構築し、構築したネットワークの通信速度をシミュレーションによって求める。
【0038】
上記の通信速度のシミュレーションとしては、各ノード11〜1n間の通信速度として通信速度計測装置3により計測された通信速度を用いて、情報を伝送する初期ノードから全ノードへ情報が伝達されるまでの通信時間を求め、この処理を異なる初期ノードを選択して所定回数行い、求めた複数の通信時間からその平均及び分散を求める。
【0039】
次に、ランダム接続割合pを順次変更し、上記と同様にして各ランダム接続割合pに対する通信時間の平均及び分散を求め、通信時間が最短となる、すなわち通信速度が最高速度となるランダム接続割合pを決定する。なお、上記の説明では、通信速度計測装置3により通信速度を計測したが、通信速度として通信時間を計測してもよく、この場合も、上記と同様にして通信速度が最高速度となるランダム接続割合pを決定することができる。
【0040】
ネットワーク構造改変装置5は、上記のようにして求められたランダム接続割合、各ノード11〜1nに接続する通信チャンネル及びその数に基づいて伝送路2に対するノード11〜1nの接続状態を決定し、このランダム接続割合等を実現するように通信ネットワーク100の構造を変化させる。なお、通信ネットワーク100におけるノード11〜1n間の接続制御方法として、特に限定されず、中央制御方式及び分散制御方式のいずれの方式でも用いることができる。
【0041】
例えば、分散制御方式の場合、通信ネットワーク100の構造に関する情報を各ノード11〜1nが保持し、構造が変化すると、構造の変更点が全てのノード11〜1nへブロードキャストされる。また、他の分散制御方式の場合、各ノード11〜1nから情報を送信する際に必ず情報に送信時間と送信したノードを特定するためのID番号とを添付し、受信するノードは受信時間から通信ネットワーク100の構造を推定する。
【0042】
本実施の形態では、通信ネットワーク100がネットワークに相当し、ネットワーク管理装置200がネットワーク管理装置に相当し、伝送路2が情報伝送手段に相当し、ノード11〜1nが通信手段に相当し、通信速度計測装置3が通信速度計測手段に相当し、ネットワーク構造制御装置4が制御手段に相当し、ネットワーク構造改変装置5が決定手段に相当する。
【0043】
上記のようにして、ネットワーク管理装置200は、通信ネットワーク100の通信速度を計測し、計測した通信速度及び通信チャンネル21〜2mの数に応じてブロードキャスト速度を高速化することができるようにノード11〜1n間のランダム接続割合を制御し、このランダム接続割合を達成するようにノード11〜1n間の接続状態を決定するので、情報を送信するノードの通信ネットワーク100内の位置によるブロードキャスト速度の変化を小さくすることができ、ネットワークが動的に変化しても高速なブロードキャストを実現することができる。
【0044】
また、ブロードキャスト速度は、通信ネットワーク100内のあるノードから他の全てのノードへ情報を伝達する速度であり、通信ネットワーク100内の任意のノード間の通信速度の最悪値となるので、高速なブロードキャストを行うことにより通信ネットワーク100内の任意のノード間の通信を高速に行うことができる。
【0045】
また、本実施の形態では、通信ネットワーク100を構成するノード11〜1nを次元数の低い空間、例えば、2次元又は3次元の空間に配置してノード11〜1n間の接続に低いランダム性を持たせているので、少ないノード当たりの接続数で高速なブロードキャストを実現することができ、通信チャンネル21〜2mの数を削減することができ、通信ネットワーク100を容易に構築することができる。
【0046】
例えば、本実施の形態では、k次元ハイパーキューブによるネットワークと比較して、ノード当たりの接続数kが同じ場合、2倍のブロードキャスト速度を実現することができ、ブロードキャスト速度を同じにした場合、ノード当たりの接続数を約半分にすることができる。また、クロスバーによる完全結合ネットワークと比較して、ブロードキャスト速度を同程度にした場合、ノード当たりの接続数をより少なくすることができる。
【0047】
さらに、本実施の形態では、各ノード11〜1nの接続数が異なる場合でも、全体として高速なブロードキャストを行うことができるネットワーク構造を維持することができ、また、各ノード11〜1nの処理能力の変動に動的に対応することもできる。
【0048】
図2は、本発明の第2の実施の形態によるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図2に示すネットワークシステムと図1に示すネットワークシステムとで異なる点は、ネットワーク管理装置200が要素追加/削除検出装置6をさらに含むネットワーク管理装置200aに変更されるとともに、通信速度計測装置3が要素追加/削除検出装置6の検出結果に基づいて通信速度を計測する通信速度計測装置3aに変更された点であり、その他の点は図1に示すネットワークシステムとほぼ同様であるので同一部分には同一符号を付し、以下本実施の形態の特徴的な点について説明する。
【0049】
要素追加/削除検出装置6は、伝送路2に対するノード11〜1nの接続状態を検出し、通信速度計測装置3aは、要素追加/削除検出装置6の検出結果に基づいてノード11〜1n間の通信速度を計測する。
【0050】
具体的には、要素追加/削除検出装置6は、伝送路2に新たにノードが追加されたり、伝送路2からノード11〜1nの中のノードが切り離されて削除されたことを検出し、ノードの動的な追加及び削除を検出する。したがって、通信速度計測装置3aは、要素追加/削除検出装置6の検出結果から現在どのノードが伝送路2に接続されているかについて知ることができ、現在接続されているノード間の通信速度を効率よく計測することができる。
【0051】
本実施の形態では、ネットワーク管理装置200aがネットワーク管理装置に相当し、通信速度計測装置3aが通信速度計測手段に相当し、要素追加/削除検出装置6が接続状態検出手段に相当し、その他の点は第1の実施の形態と同様である。
【0052】
上記の構成により、図2に示すネットワークシステムでは、図1に示すネットワークシステムと上記の処理を除いて同様に動作し、図1に示すネットワークシステムと同様の効果を得ることができるとともに、ノードの動的な追加及び削除に応じてノード間の通信速度が計測され、計測された通信速度及び通信チャンネル数に応じてブロードキャスト速度を高速化することができるようにノード間のランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合を達成するようにノード間の接続状態が決定される。したがって、ノードの動的な追加及び削除により通信ネットワーク100が動的に変化しても高速なブロードキャストを実現することができる。また、上記のようにノードの増減に対応することができるため、各ノードの故障等にも柔軟に対応することができる。
【0053】
図3は、本発明の第3の実施の形態によるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図3に示すネットワークシステムと図1に示すネットワークシステムとで異なる点は、ネットワーク管理装置200が通信チャンネル数検出装置7をさらに含むネットワーク管理装置200bに変更されるとともに、ネットワーク構造制御装置4が通信チャンネル数検出装置7によって検出された通信チャンネル数に基づいてランダム接続割合を制御するネットワーク構造制御装置4aに変更された点であり、その他の点は図1に示すネットワークシステムとほぼ同様であるので同一部分には同一符号を付し、以下本実施の形態の特徴的な点について説明する。
【0054】
通信チャンネル数検出装置7は、伝送路2の使用可能な通信チャンネル数を検出し、ネットワーク構造制御装置4aは、通信速度計測装置3によって計測された通信速度及び通信チャンネル数検出装置7によって検出された通信チャンネル数に基づいて各ノード11〜1nのランダム接続割合を制御する。
【0055】
例えば、伝送路2として無線方式の伝送路を使用しているときに妨害電波等により本来の通信チャンネル数より少ない数の通信チャンネル数しか使用できない場合、通信チャンネル数検出装置7は、伝送路2の現在使用可能な通信チャンネル数を検出し、検出結果をネットワーク構造制御装置4aへ出力する。
【0056】
このとき、ネットワーク構造制御装置4aは、伝送路2の通信チャンネル21〜2mの数mではなく、伝送路2の現在使用可能な通信チャンネル数を用いて、ノード11〜1n間の通信速度が最高速度となるランダム接続割合をシミュレーションによって計算し、各ノード11〜1nに接続する通信チャンネル及びその数を決定する。
【0057】
本実施の形態では、ネットワーク管理装置200bがネットワーク管理装置に相当し、ネットワーク構造制御装置4aが制御手段に相当し、通信チャンネル数検出装置7が通信チャンネル数検出手段に相当し、その他の点は第1の実施の形態と同様である。
【0058】
上記の構成により、図3に示すネットワークシステムでは、図1に示すネットワークシステムと上記の処理を除いて同様に動作し、図1に示すネットワークシステムと同様の効果を得ることができるとともに、ノード11〜1n間の通信速度が計測されるとともに、伝送路2の使用可能な通信チャンネル数が検出されるので、計測された通信速度及び検出された通信チャンネル数に応じてブロードキャスト速度を高速化することができるようにノード11〜1n間のランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合を達成するようにノード11〜1n間の接続状態が決定される。したがって、使用可能な通信チャンネル数の動的な変化により通信ネットワーク100が動的に変化しても高速なブロードキャストを実現することができる。
【0059】
図4は、本発明の第4の実施の形態によるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図4に示すネットワークシステムと図1に示すネットワークシステムとで異なる点は、ネットワーク管理装置200が通信量計測装置8をさらに含むネットワーク管理装置200cに変更されるとともに、ネットワーク構造制御装置4が通信量計測装置8によって計測された通信量にも基づいてランダム接続割合を制御するネットワーク構造制御装置4bに変更された点であり、その他の点は図1に示すネットワークシステムとほぼ同様であるので同一部分には同一符号を付し、以下本実施の形態の特徴的な点について説明する。
【0060】
通信量計測装置8は、複数のノード11〜1nの任意のノード間の通信量を計測し、後述するシミュレーションに用いられる全てのノード間の通信量を計測する。ネットワーク構造制御装置4bは、通信速度計測装置3によって計測された通信速度、伝送路2の通信チャンネル21〜2mの数及び通信量計測装置8によって計測された通信量に基づいてノード11〜1n間のランダム接続割合を制御する。
【0061】
ここで、各ノード11〜1nは、他のノードとの通信量及び/又は必要な通信速度を要求することができ、単位時間当たりの通信量V(単位通信量)を用いて、各ノード11〜1nに接続する通信チャンネルすなわちノード当たりの接続数kを決定することができる。
【0062】
例えば、あるノードi(iは1〜nの整数)の単位通信量をViとすると、接続数kは、F=α(kVi)- γから求めることができる。ここで、Fは特定の通信量を有するノードの頻度であり、αは正規化のための係数、γは正の実数である。また、各ノード11〜1nの接続数kは、通信量の関数、例えば、比例関数によって表すことができる。
【0063】
上記の仮定に基づき、ネットワーク構造制御装置4bは、通信速度計測装置3によって計測された通信速度、通信ネットワーク100に存在する通信チャンネル21〜2mの数及び通信量計測装置8によって計測された通信量等から、第1の実施の形態とほぼ同様にして、計測された通信量に対してノード11〜1n間の通信速度が最高速度となるランダム接続割合をシミュレーションによって計算し、各ノード11〜1nに接続する通信チャンネル及びその数を決定する。
【0064】
ネットワーク構造改変装置5は、通信量計測装置8によって常時計測されているノード11〜1n間の通信量等に基づいて各ノード11〜1nに接続する通信チャンネル及びその数を変更し、通信ネットワーク100の構造を部分的に又は全体的に変更する。
【0065】
本実施の形態では、ネットワーク管理装置200cがネットワーク管理装置に相当し、ネットワーク構造制御装置4bが制御手段に相当し、通信量計測装置8が通信量計測手段に相当し、その他の点は第1の実施の形態と同様である。
【0066】
上記の構成により、図4に示すネットワークシステムでは、図1に示すネットワークシステムと上記の処理を除いて同様に動作し、図1に示すネットワークシステムと同様の効果を得ることができるとともに、ノード11〜1n間の通信速度が計測されるとともに、ノード11〜1n間の通信量が計測されるので、計測された通信速度、伝送路2の通信チャンネル数及び計測された通信量に応じてブロードキャスト速度を高速化することができるようにノード11〜1n間のランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合を達成するようにノード11〜1n間の接続状態が決定される。したがって、各ノード11〜1nが通信に必要とする情報量の動的な変化により通信ネットワーク100が動的に変化しても高速なブロードキャストを実現することができる。
【0067】
図5は、本発明の第5の実施の形態によるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図5に示すネットワークシステムと図1に示すネットワークシステムとで異なる点は、ネットワーク管理装置200が要素追加/削除検出装置6、通信チャンネル数検出装置7及び通信量計測装置8をさらに含むネットワーク管理装置200dに変更されるとともに、通信速度計測装置3が要素追加/削除検出装置6の検出結果に基づいて通信速度を計測する通信速度計測装置3aに変更され、さらに、ネットワーク構造制御装置4が通信チャンネル数検出装置7によって検出された通信チャンネル数及び通信量計測装置8によって計測された通信量にも基づいてランダム接続割合を制御するネットワーク構造制御装置4cに変更された点であり、その他の点は図1に示すネットワークシステムとほぼ同様であるので同一部分には同一符号を付し、以下本実施の形態の特徴的な点について説明する。
【0068】
要素追加/削除検出装置6及び通信速度計測装置3aは上記の第2の実施の形態と同様に動作し、通信チャンネル数検出装置7は上記の第3の実施の形態と同様に動作し、通信量計測装置8は上記の第4の実施の形態と同様に動作する。
【0069】
ネットワーク構造制御装置4cは、通信速度計測装置3aによって計測された通信速度、通信チャンネル数検出装置7によって検出された通信チャンネル数及び通信量計測装置8によって計測された通信量に基づいて各ノード11〜1nのランダム接続割合を制御する。なお、このときのネットワーク構造制御装置4cの動作は、通信速度として要素追加/削除検出装置6の検出結果に応じて通信速度計測装置3aによって計測された通信速度が使用され、通信チャンネル数として通信チャンネル数検出装置7によって検出された通信チャンネル数が使用される点を除き、ネットワーク構造制御装置4bの動作とほぼ同様である。
【0070】
本実施の形態では、ネットワーク管理装置200dがネットワーク管理装置に相当し、通信速度計測装置3aが通信速度計測手段に相当し、ネットワーク構造制御装置4cが制御手段に相当し、要素追加/削除検出装置6が接続状態検出手段に相当し、通信チャンネル数検出装置7が通信チャンネル数検出手段に相当し、通信量計測装置8が通信量計測手段に相当し、その他の点は第1の実施の形態と同様である。
【0071】
上記の構成により、図5に示すネットワークシステムでは、図1に示すネットワークシステムと上記の各処理を除いて同様に動作し、図1に示すネットワークシステムと同様の効果を得ることができるとともに、ノードの動的な追加及び削除に応じてノード間の通信速度が計測されるとともに、伝送路2の使用可能な通信チャンネル数が検出され、さらに、ノード11〜1n間の通信量が計測されるので、計測された通信速度、検出された通信チャンネル数及び計測された通信量に応じてブロードキャスト速度を高速化することができるようにノード11〜1n間のランダム接続割合が制御され、このランダム接続割合を達成するようにノード11〜1n間の接続状態が決定される。したがって、ノード11〜1nの動的な追加及び削除によるノード数の変化、ノード11〜1nが使用可能な通信チャンネル数の動的な変化並びに各ノード11〜1nが通信に必要とする情報量の動的な変化により通信ネットワーク100が動的に変化しても、高速なブロードキャストを実現することができる。
【0072】
なお、上記の説明では、ネットワーク管理装置を専用のハードウエアを用いて構成する場合について説明したが、ネットワーク管理装置の各機能の一部又は全部をソフトウエアを用いて構成するようにしてもよい。また、本発明が適用されるネットワークは、上記の計算機ネットワークに特に限定されず、種々のネットワークに同様に適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態によるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態によるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態によるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の第5の実施の形態によるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
100 通信ネットワーク
200,200a〜200d ネットワーク管理装置
11〜1n ノード
21〜2m 通信チャンネル
2 伝送路
3 通信速度計測装置
4 ネットワーク構造制御装置
5 ネットワーク構造改変装置
6 要素追加/削除検出装置
7 通信チャンネル数検出装置
8 通信量計測装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a network management apparatus for managing a network and a network system using the apparatus.
[0002]
[Prior art]
A computer network, which is an example of a network, has various types of networks, and can be classified into the following two types of networks based on the scale of a computer (computer or the like) that is an element constituting the network.
[0003]
One network is a network such as a LAN (local area network) that combines personal computers and workstations, and the other network is the Earth Simulator Project being promoted by the Japan Space Development Agency and the Japan Atomic Energy Research Institute. And a network of computer systems that operate as a single unit, such as a massively parallel computer represented by the ASCI (Accelerated Strategic Computing Initiative) plan in the United States.
[0004]
Of the above networks, the former network has less communication volume and speed than the latter network, so the importance of the network structure is not so great, but when a network capable of high-speed communication is realized, Since the number of relay devices represented by routers can be reduced, a routing algorithm for determining a communication path can be simplified.
[0005]
On the other hand, in the latter network, the network structure greatly affects the performance of the system. As a network structure between processors (central processing units) in such a massively parallel computer, various structures have been proposed, and a network based on an n-dimensional hypercube, a network based on a tree, and a network based on a crossbar are widely used. These networks have a regular structure and are relatively easy to route.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the network based on the crossbar, the network construction cost is high, and even in the network based on the n-dimensional hypercube, it is mitigated to some extent. On the other hand, in the case of a tree network, there is a problem that communication load is concentrated on a certain point of the network. Furthermore, in these networks, the performance of communication (broadcasting) from one processor to all other processors is low. In particular, in networks based on trees and networks based on n-dimensional hypercubes, broadcasting is performed depending on the position of the transmitting processor in the network. There is also a problem that the speed changes greatly.
[0007]
In addition, since a computer system having a single processor cannot be expected to increase the calculation speed, the architecture of a computer in recent years is shifting to a parallel computer. In this case, a parallel algorithm becomes a problem, but it is difficult to realize a parallel algorithm that does not communicate between processors, and most of the currently used parallel algorithms require communication between processors, and the demand for broadcasting is large. It has become. From such a current situation, a network structure capable of performing high-speed and high-efficiency broadcasting is required, but high-speed broadcasting is not realized in conventional networks.
[0008]
The time required for the broadcast is a time for transmitting information from a computer in the network to all the computers in the network, and is equivalent to the maximum communication time between arbitrary computers in the network. Therefore, a network capable of performing high-speed broadcasting means a network in which communication between computers is high-speed. This means that the broadcast speed is an important criterion in computer networks represented by Ethernet and Bluetooth. In particular, a large amount of information communication represented by real-time multimedia information communication requires a high-speed network. For example, Internet live requires a network communication capability close to broadcasting.
[0009]
In addition, when each computer has a plurality of connections and there are a plurality of communication channels that can communicate simultaneously with the network, the number of computer groups that can communicate simultaneously increases, so the communication speed of the entire network improves. However, since a computer usually has only one processor, information from a plurality of connection destinations cannot be processed simultaneously, and information is processed sequentially. Therefore, the increase in the number of connections means an increase in the ratio required for communication processing in the total processing time, and the number of connections per computer and the communication speed of the entire network are contradictory.
[0010]
Further, although the processing speed of the processor used in the computer is remarkably improved, the increase rate of the processing speed of the computer system in which a large number of processors are connected cannot follow the increase rate of the processing speed of the processor. Since the performance of a computer system depends on the performance of all processors constituting the system, it is necessary to improve the performance of the system depending on the network shape (topology).
[0011]
Further, the dynamic change of networks has come to be regarded as important by the spread of wireless networks. Specifically, (1) dynamic addition and deletion of computers, (2) each computer Is a dynamic change in the amount of information required for communication, and (3) a dynamic change in the number of communication channels that can be used by each computer. A method for maintaining network performance (communication speed) in response to such changes is required.
[0012]
As a countermeasure for the above (1), there is DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) that simply assigns an ID number to the added computer. As a countermeasure for (2), (2) can be set by setting the protocol as in IEEE 1394. There is a way to deal with it. However, since neither method changes the network structure itself, the broadcast speed remains fixed, and (3) cannot be dealt with. As described above, the conventional network cannot cope with the dynamic change of the network and cannot realize the high-speed broadcast.
[0013]
An object of the present invention is to provide a network management apparatus capable of realizing high-speed broadcasting even when the network dynamically changes, and a network system using the apparatus.
[0014]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
(1) First invention
A network management apparatus according to a first aspect of the present invention is a network for managing a network including an information transmission unit having a plurality of communication channels for transmitting information, and a plurality of communication units for transmitting and receiving information via the information transmission unit. A management device, a communication speed measuring means for measuring a communication speed between the communication means;For the total number of connections between communication meansRandom connection ratio representing the ratio of random connections between communication meansWhen communicating at each random connection ratio p using the communication speed measured by the communication speed measuring means and the number of communication channels of the information transmission means while sequentially changing p, from one communication means to all other communication means Calculate broadcast communication time until information is transmitted and calculate random connection ratio p that makes broadcast communication time shortestMeans,In each communication means, when k is the number of connections between the communication means and other communication means, k (1-p) connections are normal connections that are not random, and kp connections are random connections. Via the information transmission meansDetermining means for determining a connection state between the communication means.
[0015]
In the network management apparatus according to the present invention, the communication speed between the communication means constituting the network is measured, and the random communication between the communication means is determined based on the measured communication speed and the number of communication channels of the information transmission means constituting the network. The random connection ratio representing the ratio of the number of connections is controlled, and the connection state between the communication means is determined based on the random connection ratio.
[0016]
Therefore, the random connection ratio between the communication means is controlled so that the broadcast speed can be increased according to the measured communication speed and the number of communication channels, and the connection between the communication means so as to achieve this random connection ratio. Since the state is determined, high-speed broadcasting can be realized even if the network changes dynamically.
[0017]
(2) Second invention
A network management apparatus according to a second invention further comprises a connection state detection means for detecting a connection state of the communication means with respect to the information transmission means in the configuration of the network management apparatus according to the first invention, and the communication speed measurement means comprises: The communication speed between the communication means is measured based on the detection result of the connection state detection means.
[0018]
In this case, since the connection state of the communication means to the information transmission means is detected, it is detected that a communication means is newly added to the information transmission means or the communication means is disconnected from the information transmission means and deleted. And dynamic addition and deletion of communication means can be detected.
[0019]
Accordingly, the communication speed between the communication means is measured according to the dynamic addition and deletion of the communication means, and the broadcast speed can be increased according to the measured communication speed and the number of communication channels. The random connection ratio is controlled, and the connection state between the communication means is determined so as to achieve the random connection ratio. Broadcast can be realized.
[0020]
(3) Third invention
A network management device according to a third aspect of the present invention further comprises communication channel number detection means for detecting the number of communication channels usable by the information transmission means in the configuration of the network management device according to the first or second invention,CalculationMeansWhile changing the random connection ratio p sequentially,The communication speed measured by the communication speed measuring means and the number of communication channels detected by the communication channel number detecting meansIs used to calculate the broadcast communication time when communicating at each random connection rate p, and the random connection rate p that minimizes the broadcast communication time is determined..
[0021]
In this case, the communication speed between the communication means is measured and the number of usable communication channels of the information transmission means is detected. Therefore, the broadcast speed is increased according to the measured communication speed and the detected number of communication channels. The random connection ratio between the communication means is controlled so that the communication means can be realized, and the connection state between the communication means is determined so as to achieve this random connection ratio. Therefore, high-speed broadcasting can be realized even when the network dynamically changes due to a dynamic change in the number of usable communication channels.
[0022]
(4) Fourth invention
A network management device according to a fourth aspect of the present invention is the network management device according to any one of the first to third aspects, further comprising communication amount measuring means for measuring the communication amount between the communication means,CalculationMeansWhile changing the random connection ratio p sequentially,The communication speed measured by the communication speed measuring means, the number of communication channels of the information transmission means, and the communication volume measured by the communication amount measuring means.Is used to calculate the broadcast communication time when communicating at each random connection rate p, and the random connection rate p that minimizes the broadcast communication time is determined..
[0023]
In this case, since the communication speed between the communication means is measured and the communication amount between the communication means is measured, broadcast is performed according to the measured communication speed, the number of communication channels of the information transmission means, and the measured communication amount. The random connection ratio between the communication means is controlled so that the speed can be increased, and the connection state between the communication means is determined so as to achieve this random connection ratio. Therefore, high-speed broadcasting can be realized even when the network dynamically changes due to a dynamic change in the amount of communication between communication means, that is, the amount of information required for communication by the communication means.
[0024]
(5) Fifth invention
A network system according to a fifth invention includes a network including an information transmission unit having a plurality of communication channels for transmitting information, a plurality of communication units for transmitting and receiving information via the information transmission unit, and a network management And a network management device according to any one of the first to fourth inventions.
[0025]
In the network system according to the present invention, a network including an information transmission unit having a plurality of communication channels and a plurality of communication units for transmitting and receiving information via the information transmission unit is managed by the network management apparatus. . At this time, the communication speed between the communication means is measured, and the random connection ratio representing the ratio of the random number of connections between the communication means is controlled based on the measured communication speed and the number of communication channels of the information transmission means. A connection state between the communication means is determined based on the connection ratio.
[0026]
Therefore, the random connection ratio between the communication means is controlled so that the broadcast speed can be increased according to the measured communication speed and the number of communication channels, and the connection between the communication means so as to achieve this random connection ratio. Since the state is determined, high-speed broadcasting can be realized even if the network changes dynamically.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The network system according to each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a network system according to the first embodiment of the present invention.
[0028]
In FIG. 1, the network system includes a communication network 100 and a network management device 200. The communication network 100 includes a plurality of
[0029]
Each of the
[0030]
The transmission path 2 is composed of one or a plurality of transmission media capable of multiplex communication by radio or wire, and has a plurality of
[0031]
The communication speed measuring device 3 measures the communication speed between arbitrary nodes of the plurality of
[0032]
The network
[0033]
For example, if the number of nodes connected to each of the
[0034]
As the number of connections k per node is larger, the time for scanning all communication channels related to each node becomes longer and the construction cost of the communication network becomes higher. Even if the network is added or deleted, it becomes easier to reconstruct the communication network. On the other hand, the smaller the number k of connections, the higher the random connection ratio is required.
[0035]
In the present embodiment, the value of the random connection ratio p is set to 0.3 or less, for example, in the range of 0.001 to 0.3. The network constructed in this way is f = k- γ(Where f is the frequency of nodes having an arbitrary number of connections, and γ is a positive real number).
[0036]
Based on the above equation, the network
[0037]
First, a network is virtually constructed from the number k of connections per node of the communication network 100, the number n of
[0038]
As a simulation of the communication speed, the communication speed measured by the communication speed measuring device 3 is used as the communication speed between the
[0039]
Next, the random connection ratio p is sequentially changed, and the average and variance of the communication time for each random connection ratio p is obtained in the same manner as described above, and the random connection ratio in which the communication time is the shortest, that is, the communication speed is the maximum speed. p is determined. In the above description, the communication speed is measured by the communication speed measuring device 3. However, the communication time may be measured as the communication speed, and in this case as well, the random connection in which the communication speed becomes the maximum speed in the same manner as described above. The ratio p can be determined.
[0040]
The network
[0041]
For example, in the case of the distributed control method, each
[0042]
In the present embodiment, the communication network 100 corresponds to a network, the network management device 200 corresponds to a network management device, the transmission path 2 corresponds to information transmission means, the
[0043]
As described above, the network management apparatus 200 measures the communication speed of the communication network 100 and increases the broadcast speed according to the measured communication speed and the number of
[0044]
The broadcast speed is a speed at which information is transmitted from one node in the communication network 100 to all other nodes, and is the worst value of the communication speed between arbitrary nodes in the communication network 100. By performing this, communication between arbitrary nodes in the communication network 100 can be performed at high speed.
[0045]
Further, in the present embodiment, the
[0046]
For example, in the present embodiment, when the number of connections k per node is the same as in the k-dimensional hypercube network, twice the broadcast speed can be realized, and when the broadcast speed is the same, the node The number of connections per can be halved. In addition, the number of connections per node can be reduced when the broadcast speed is set to the same level as compared to a fully coupled network using a crossbar.
[0047]
Furthermore, in this embodiment, even when the number of connections of each of the
[0048]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a network system according to the second embodiment of the present invention. The network system shown in FIG. 2 differs from the network system shown in FIG. 1 in that the network management device 200 is changed to a network management device 200a further including an element addition /
[0049]
The element addition /
[0050]
Specifically, the element addition /
[0051]
In the present embodiment, the network management device 200a corresponds to the network management device, the communication
[0052]
With the above configuration, the network system shown in FIG. 2 operates in the same manner as the network system shown in FIG. 1 except for the above processing, and can obtain the same effects as the network system shown in FIG. The communication speed between nodes is measured according to dynamic addition and deletion, and the random connection ratio between nodes is controlled so that the broadcast speed can be increased according to the measured communication speed and the number of communication channels. The connection state between the nodes is determined so as to achieve this random connection ratio. Therefore, high-speed broadcasting can be realized even if the communication network 100 changes dynamically due to dynamic addition and deletion of nodes. In addition, since it is possible to cope with the increase / decrease of the nodes as described above, it is possible to flexibly cope with the failure of each node.
[0053]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a network system according to the third embodiment of the present invention. The network system shown in FIG. 3 differs from the network system shown in FIG. 1 in that the network management device 200 is changed to a network management device 200b further including a communication channel
[0054]
The communication channel
[0055]
For example, when a wireless transmission path is used as the transmission path 2 and only a smaller number of communication channels than the original number of communication channels can be used due to jamming radio waves, etc., the communication channel
[0056]
At this time, the network
[0057]
In the present embodiment, the network management device 200b corresponds to the network management device, the network
[0058]
With the above configuration, the network system shown in FIG. 3 operates in the same manner as the network system shown in FIG. 1 except for the above processing, and can obtain the same effects as the network system shown in FIG. The communication speed between ˜1n is measured and the number of usable communication channels on the transmission path 2 is detected, so that the broadcast speed is increased according to the measured communication speed and the detected number of communication channels. The random connection ratio between the
[0059]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a network system according to the fourth embodiment of the present invention. The network system shown in FIG. 4 is different from the network system shown in FIG. 1 in that the network management device 200 is changed to a network management device 200c that further includes the communication
[0060]
The communication
[0061]
Here, each of the
[0062]
For example, the unit communication amount of a certain node i (i is an integer of 1 to n) is expressed as ViThen, the number of connections k is F = α (kVi)- γCan be obtained from Here, F is the frequency of a node having a specific traffic, α is a coefficient for normalization, and γ is a positive real number. Further, the connection number k of each of the
[0063]
Based on the above assumption, the network
[0064]
The network
[0065]
In the present embodiment, the network management device 200c corresponds to the network management device, the network
[0066]
With the above configuration, the network system shown in FIG. 4 operates in the same manner as the network system shown in FIG. 1 except for the above processing, and can obtain the same effects as the network system shown in FIG. Since the communication speed between ˜1n is measured and the communication volume between the nodes 11-1n is measured, the broadcast speed depends on the measured communication speed, the number of communication channels on the transmission path 2 and the measured communication volume. The random connection ratio between the
[0067]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a network system according to the fifth embodiment of the present invention. The network system shown in FIG. 5 is different from the network system shown in FIG. 1 in that the network management device 200 further includes an element addition /
[0068]
The element addition /
[0069]
The network structure control device 4c is configured so that each
[0070]
In the present embodiment, the network management device 200d corresponds to the network management device, the communication
[0071]
With the above configuration, the network system shown in FIG. 5 operates in the same manner as the network system shown in FIG. 1 except for the above-described processes, and can obtain the same effects as the network system shown in FIG. Since the communication speed between nodes is measured according to the dynamic addition and deletion of, the number of communication channels that can be used in the transmission path 2 is detected, and the communication volume between the
[0072]
In the above description, the case where the network management device is configured using dedicated hardware has been described. However, some or all of the functions of the network management device may be configured using software. . The network to which the present invention is applied is not particularly limited to the computer network described above, and can be similarly applied to various networks, and the same effects can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a network system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a network system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a network system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a network system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a network system according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 communication network
200, 200a to 200d Network management device
11 to 1n nodes
21-2m communication channel
2 transmission lines
3 Communication speed measuring device
4 Network structure control device
5 Network structure modification device
6 Element addition / deletion detection device
7 Communication channel number detection device
8 Communication volume measuring device
Claims (5)
前記通信手段間の通信速度を計測する通信速度計測手段と、
前記通信手段間の全接続数に対する前記通信手段間のランダムな接続数の割合を表すランダム接続割合pを順次変更しながら、前記通信速度計測手段によって計測された通信速度及び前記情報伝送手段の通信チャンネル数を用いて各ランダム接続割合pで通信した場合に一の通信手段から他の全ての通信手段へ情報が伝達されるまでのブロードキャスト通信時間を算出し、ブロードキャスト通信時間が最短となるランダム接続割合pを決定する算出手段と、
各通信手段において、当該通信手段と他の通信手段との接続数をkとしたときに、k(1−p)個の接続がランダムでない通常の接続となり、kp個の接続がランダムな接続となるように、前記情報伝送手段を介する前記通信手段間の接続状態を決定する決定手段とを備えることを特徴とするネットワーク管理装置。A network management apparatus for managing a network including information transmission means having a plurality of communication channels for transmitting information, and a plurality of communication means for transmitting and receiving information via the information transmission means,
A communication speed measuring means for measuring a communication speed between the communication means;
The communication speed measured by the communication speed measuring means and the communication of the information transmission means while sequentially changing the random connection ratio p representing the ratio of the random number of connections between the communication means to the total number of connections between the communication means. When communicating at each random connection ratio p using the number of channels, the broadcast communication time until information is transmitted from one communication means to all other communication means is calculated, and the random connection that minimizes the broadcast communication time A calculating means for determining the ratio p ;
In each communication means, when k is the number of connections between the communication means and other communication means, k (1-p) connections are normal connections that are not random, and kp connections are random connections. The network management apparatus comprising: a determination unit that determines a connection state between the communication units via the information transmission unit .
前記通信速度計測手段は、前記接続状態検出手段の検出結果に基づいて前記通信手段間の通信速度を計測することを特徴とする請求項1記載のネットワーク管理装置。A connection state detection unit for detecting a connection state of the communication unit with respect to the information transmission unit;
The network management apparatus according to claim 1, wherein the communication speed measurement unit measures a communication speed between the communication units based on a detection result of the connection state detection unit.
前記算出手段は、ランダム接続割合pを順次変更しながら、前記通信速度計測手段によって計測された通信速度及び前記通信チャンネル数検出手段によって検出された通信チャンネル数を用いて各ランダム接続割合pで通信した場合のブロードキャスト通信時間を算出し、ブロードキャスト通信時間が最短となるランダム接続割合pを決定することを特徴とする請求項1又は2記載のネットワーク管理装置。A communication channel number detecting means for detecting the number of usable communication channels of the information transmission means;
The calculating means performs communication at each random connection ratio p using the communication speed measured by the communication speed measuring means and the number of communication channels detected by the communication channel number detecting means while sequentially changing the random connection ratio p. 3. The network management apparatus according to claim 1 or 2 , wherein a broadcast communication time is calculated and a random connection ratio p that minimizes the broadcast communication time is determined .
前記算出手段は、ランダム接続割合pを順次変更しながら、前記通信速度計測手段によって計測された通信速度、前記情報伝送手段の通信チャンネル数及び前記通信量計測手段によって計測された通信量を用いて各ランダム接続割合pで通信した場合のブロードキャスト通信時間を算出し、ブロードキャスト通信時間が最短となるランダム接続割合pを決定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のネットワーク管理装置。A communication amount measuring unit for measuring a communication amount between the communication units;
The calculation unit, while sequentially changing the random access rate p, the communication speed measured by the communication speed measurement unit, by using the traffic measured by the communication channel number and the communication volume measuring unit of the information transmission device The network management apparatus according to claim 1, wherein a broadcast communication time when communication is performed at each random connection ratio p is calculated, and a random connection ratio p that minimizes the broadcast communication time is determined. .
前記ネットワークを管理する請求項1〜4のいずれかに記載のネットワーク管理装置とを備えることを特徴とするネットワークシステム。A network including information transmission means having a plurality of communication channels for transmitting information, and a plurality of communication means for transmitting and receiving information via the information transmission means;
A network system comprising: the network management device according to claim 1 that manages the network.
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