JP7464151B2 - 位置制御装置、方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、位置制御装置、方法およびプログラムに関する。

通信ネットワーク（network）を運用および監視するシステム（system）において、大規模ネットワークの構成図を表示装置における画面に表示させる場合、画面上のネットワーク構成のエリアを複数のエリア（area）に分割した上で、各エリアのノード（node）（装置）を画面上で自動的に配置することが望ましい。

ネットワーク構成図を画面上で自動的に描画するための技術として、例えば非特許文献１に開示される力学モデル（dynamic model）が利用されるFruchterman-Reingoldアルゴリズム（algorithm）により、ノードを画面上で自動的に配置する技術が挙げられる。このモデルは、ノード間には斥力（repulsion）が働き、接続関係にあるノード間には引力（attraction）が働くと仮定して、ノードの最適な位置を求めるためのモデルである。

当該技術は、ノード間に、各ノードが理想距離で釣り合う引力および斥力が働くと仮定し、シミュレーション（simulation）により安定状態を探すことで、画面上でノード等が重ねて表示されないように描画される位置を計算するものであり、ノードの自動配置アルゴリズムのデファクトスタンダード（de facto standard）の一種である。

T. M. J. Fruchterman, and E. M. Reingold, "Graph drawing by forcedirected placement," Software practice and experience, John Wiley & Sons, Ltd., U.S.A, 1991, pp. 1129-1164. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.13.8444&rep=rep1&type=pdf

しかし、既存の力学モデルによりノードを自動的に配置する技術では、運用および監視組織等における配置ポリシー（policy）、詳しくは、異なる種別のノードのそれぞれを、どの位置に表示したいかが考慮された上で各ノードの位置が自動的に決定されることは困難であった。

例えば、ある組織で、ルータ（router）と、レイヤ２スイッチ（layer2 switch）、と、サーバ（server）とで構成されるネットワークが描画対象である場合、ルータが画面上層に配置され、レイヤ２スイッチが画面中層に配置され、サーバが画面下層に配置されるなど、ツリー（tree）構造が表現された描画がシステムの利用者または管理者（利用者などと称されることがある）に望まれるケース（case）が考えられる。
一方で、別の組織では、同じネットワークについて、画面中央にルータを配置し、この位置から放射状に、レイヤ２スイッチおよびサーバをそれぞれ配置することが利用者などに望まれるケースも考えられる。
また、ネットワークにおけるノードの種別、上記の例ではルータ、レイヤ２スイッチ、およびサーバの種別が、管理対象のネットワークによって異なることも考えられる。

既存の力学モデルでは、ノード間の距離のみが考慮されるため、上記のような配置ポリシーには対応しない。このため、ネットワークを運用および監視するシステムでは、配置に係るポリシーごとに機能開発または設定が必要であった。

この発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、複数のエリアにおけるノードを適切に配置することができるようにした位置制御装置、方法およびプログラムを提供することにある。

本発明の一態様に係る位置制御装置は、画面のエリアに表示可能である複数種別のノードに対する、前記ノードの種別に応じた引力または斥力が生じる仮想的なノードに係る情報を入力し、画面の複数のエリアのそれぞれについて、当該エリアに表示可能である複数種別のノードおよび前記複数種別のノード同士を接続するリンクに係る情報を入力する第１の入力部と、前記複数のエリアの少なくとも１つについて、前記第１の入力部により入力された情報で示される前記ノードの任意の表示位置の設定に係る情報を入力する第２の入力部と、前記第１および第２の入力部により入力された情報に基づいて、前記第１の入力部により入力した情報で示される前記仮想的なノードが、前記第２の入力部により入力した情報で示される前記ノードの表示位置における前記ノードに与える引力または斥力を計算するためのパラメータを前記ノードの種別ごとに算出するパラメータ算出部と、前記パラメータ算出部により算出された前記パラメータに基づいて、前記第１の入力部により入力した情報で示される前記仮想的なノードが、前記第２の入力部により入力した情報で示される表示位置における前記ノードに与える引力または斥力を計算し、前記計算された引力または斥力に基づいて、前記第２の入力部により入力した情報で示される前記ノードの表示位置を前記エリアごとに決定する決定部と、を備える。

本発明の一態様に係る位置制御方法は、位置制御装置が行なう方法であって、画面のエリアに表示可能である複数種別のノードに対する、前記ノードの種別に応じた引力または斥力が生じる仮想的なノードに係る情報を入力し、画面の複数のエリアのそれぞれについて、当該エリアに表示可能である複数種別のノードおよび前記複数種別のノード同士を接続するリンクに係る情報を入力することと、前記複数のエリアの少なくとも１つについて、前記入力された情報で示される前記複数種別のノードの任意の表示位置の設定に係る情報を入力することと、前記入力された情報に基づいて、前記入力した情報で示される前記仮想的なノードが、前記入力した情報で示される前記ノードの表示位置における前記ノードに与える引力または斥力を計算するためのパラメータを前記ノードの種別ごとに算出することと、前記算出された前記パラメータに基づいて、前記入力した情報で示される前記仮想的なノードが、前記入力した情報で示される前記ノードの表示位置における前記ノードに与える引力または斥力を計算し、前記計算された引力または斥力に基づいて、前記入力した情報で示される前記ノードの表示位置を前記エリアごとに決定することと、を備える。

本発明によれば、複数のエリアにおけるノードを適切に配置することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るネットワーク構成図生成装置の適用例を示すブロック図（block diagram）である。 図２は、仮想ノード情報記憶部に記憶される仮想ノード情報の一例を表形式で示す図である。 図３は、構成情報記憶部に記憶されるノード情報の一例を表形式で示す図である。 図４は、構成情報記憶部に記憶されるリンク（link）情報の一例を表形式で示す図である。 図５は、サンプル（sample）配置情報記憶部に記憶されるサンプル配置情報の一例を表形式で示す図である。 図６は、配置情報記憶部に記憶される配置情報の一例を表形式で示す図である。 図７は、本発明の一実施形態に係るネットワーク構成図生成装置による処理動作の手順の一例を示すフローチャート（flow chart）である。 図８は、構成情報入力部による処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。 図９は、サンプル配置情報入力部による処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。 図１０は、パラメータ（parameter）算出部による処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。 図１１は、パラメータの算出における前提について説明する図である。 図１２は、配置情報出力部による処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。 図１３は、仮想ノードの位置が登録された仮想ノード情報の一例を表形式で示す図である。 図１４は、仮想ノード情報に登録された各仮想ノードの位置の一例を示す図である。 図１５は、更新されたノード情報の一例を表形式で示す図である。 図１６は、更新されたリンク情報の一例を表形式で示す図である。 図１７は、更新された配置情報の一例を表形式で示す図である。 図１８は、ノードの種別が追加された仮想ノードの情報の一例を表形式で示す図である。 図１９は、サンプル配置情報の入力の一例を説明する図である。 図２０は、仮想ノード情報のパラメータの算出の一例を説明する図である。 図２１は、算出されたパラメータが反映された仮想ノード情報の一例を表形式で示す図である。 図２２は、配置情報の決定の一例を説明する図である。 図２３は、配置情報の計算結果を表形式で示す図である。 図２４は、配置情報の画面表示結果の一例を示す図である。 図２５は、配置情報の画面表示結果の一例を示す図である。 図２６は、サンプル配置情報およびパラメータ算出結果の別の例を説明する図である。 図２７は、配置情報の画面表示結果の一例を示す図である。 図２８は、本発明の一実施形態に係るネットワーク構成図生成装置のハードウエア（hardware）構成の一例を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら、この発明に係わる一実施形態を説明する。
本発明の一実施形態では、従来の力学モデルをベース（base）に、複数種別のノードの種別毎に異なる力を当該ノードに与える任意の数の仮想ノードが配置された上で、システムの利用者などにより手動、すなわち任意の入力操作によりで配置された、一部エリアのノードの位置から、仮想ノードと各種別のノードとの間の距離が取得され、各種別のノードについて上記取得された距離の平均値およびばらつきが算出される。

そして、本発明の一実施形態では、各仮想ノードは、各種別のノードに対し、自ノードとの距離を上記取得された距離の平均値（後述する理想距離）に近付ける力を、上記取得された距離のばらつきが小さいほど強い力として与える。これによって、上記手動で配置された、上記エリアのノードの位置が、他のエリアの同種別のノードの位置に自動で反映される。

本発明の一実施形態によって、ネットワークの運用および監視を行なう組織毎の、ノードの自動配置機能の開発および設定を不要とし、上記組織でのノードの配置ポリシーが反映されたネットワーク構成図の自動的な生成が実現され得る。
これにより、ネットワークを運用および監視するシステムの開発に要するコスト（cost）または運用稼働が低減される効果が期待できる。

図１は、本発明の一実施形態に係るネットワーク構成図生成装置の適用例を示すブロック図である。
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係るネットワーク構成図生成装置（ネットワーク構成図自動生成装置または位置制御装置と称されることもある）１００は、構成情報入力部１１、サンプル配置情報入力部１２、記憶部１３、配置情報決定部１４、パラメータ算出部１５、および配置情報出力部１６を備える。
記憶部１３は、仮想ノード情報記憶部１３ａ、構成情報記憶部１３ｂ、サンプル配置情報記憶部１３ｃ、および配置情報記憶部１３ｄを備える。

構成情報入力部１１は、ネットワーク構成情報を外部から入力する。サンプル配置情報入力部１２および配置情報出力部１６は、ネットワーク構成図生成装置１００のシステムの利用者などにより利用される。

仮想ノード情報記憶部１３ａには、任意の数の仮想ノードの位置情報が含まれる仮想ノード情報が記憶される。この仮想ノード情報は、上記入力されるネットワーク構成情報に含まれ得る。
構成情報入力部１１は、ネットワーク構成情報として、通常のノード（装置）とリンク（複数のノード（装置）同士を通信可能に接続するケーブル（cable））のそれぞれについて、複数のエリア分の情報を入力する。上記通常のノードは単にノードと称されることがある。

サンプル配置情報入力部１２は、ネットワーク構成情報で示される少なくとも１つのエリアのノードの任意の配置情報を利用者などによる入力操作により入力する。
パラメータ算出部１５は、ノードに与えられる引力および斥力の計算に用いられるパラメータを算出する。このパラメータは、（１）仮想ノードと各種別のノードとの間の理想距離、ならびに（２）ノードに与えられる引力および斥力の係数（以下、単に係数と称されることがある）を含む。これらについては後述する。

配置情報決定部１４は、パラメータ算出部１５により算出されたパラメータを用いて、力学モデルによるノードの自動的な配置を実行することで、全エリアのノードの位置を決定する。
配置情報出力部１６は、エリア毎に、ノードと、複数のノード同士を通信可能に接続するリンクとを、それぞれ画面表示等により出力する。

次に、各情報記憶部に記憶される情報のカラム（column）の例を説明する。
図２は、仮想ノード情報記憶部に記憶される仮想ノード情報の一例を表形式で示す図である。
図２に示されるように、仮想ノード情報は、（１）画面内に配置される仮想ノードの識別子、（２）仮想ノードの位置(ｘ座標,ｙ座標)、および（３）仮想ノードが各種別のノードに与える引力および斥力の計算に用いられるパラメータ、を含む。図２の符号ａで示される上記パラメータは、（１）仮想ノードと各種別のノードとの間の理想距離、ならびに（２）ノードに与えられる引力および斥力の係数を含み、上記各種別のノードの種別毎に設定される。
構成情報記憶部１３ｂには、下記で説明する各種別のノード情報およびリンク情報が記憶される。これらのノード情報およびリンク情報は構成情報と称されることがあり、上記入力されるネットワーク構成情報に含まれ得る。

図３は、構成情報記憶部に記憶されるノード情報の一例を表形式で示す図である。
図３に示されるように、ノード情報はノードごとに設定され、（１）ノードの識別子、（２）ノードの種別、および（３）ノードが設けられるエリアの識別子、を含む。

図４は、構成情報記憶部に記憶されるリンク情報の一例を表形式で示す図である。
図４に示されるように、リンク情報は、（１）リンクの識別子および（２）当該リンクの両端に設けられるノードである接続ノードの識別子、を含む。図４の「接続１」は、リンクの一端に設けられるノードの識別子のカラムであり、「接続２」は、リンクの「他端に設けられるノードの識別子のカラムである。

サンプル配置情報記憶部１３ｃには、下記で説明するサンプル配置情報が記憶される。
図５は、サンプル配置情報記憶部に記憶されるサンプル配置情報の一例を表形式で示す図である。
図５に示されるように、サンプル配置情報は、（１）各エリアの中からシステムの利用者などにより手動で設定（選択）されたエリアのノードの識別子、および（２）画面内における当該ノードの位置（ｘ座標,ｙ座標）、を含む。

配置情報記憶部１３ｄには、下記で説明する配置情報が記憶される。
図６は、配置情報記憶部に記憶される配置情報の一例を表形式で示す図である。
図６に示されるように、配置情報は、（１）構成情報記憶部１３ｂに記憶される構成情報のノード情報で示される全てのノードの識別子、および（２）画面内における当該ノードの位置（ｘ座標,ｙ座標）、を含む。

次に、ネットワーク構成図生成装置１００による処理動作について説明する。
図７は、本発明の一実施形態に係るネットワーク構成図生成装置による処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。
ネットワーク構成図生成装置１００の構成情報入力部１１は、以下で説明する構成情報入力処理を行なう（Ｓ１）。このＳ１では、構成情報入力部１１は、外部から入力されたネットワーク構成情報をもとに、構成情報記憶部１３ｂに記憶されるノード情報と、仮想ノード情報記憶部１３ａに記憶される仮想ノード情報とを更新する。

Ｓ１の詳細について説明する。図８は、構成情報入力部による処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。
まず、構成情報入力部１１は、入力されたネットワーク構成情報を構成情報記憶部１３ｂに記憶する（Ｓ１１）。

ネットワーク構成情報に存在する一方で、配置情報記憶部１３ｄに記憶される配置情報に存在しないノードがある場合、構成情報入力部１１は、当該ノードの情報を、配置情報記憶部１３ｄに記憶される配置情報に追加する。配置情報における、当該追加されたノードの位置のｘ座標およびｙ座標の値は任意の値で初期化される（Ｓ１２）。

構成情報入力部１１は、ネットワーク構成情報における「種別」の情報、すなわち構成情報記憶部１３ｂに記憶されるノード情報における種別の情報から、ノードの全ての種別を抽出し、仮想ノード情報記憶部１３ａに記憶される仮想ノード情報における「理想距離」および「係数」に、上記抽出した各種別に対応するカラムを追加する（Ｓ１３）。この追加されたカラムの値は任意の値で初期化される。これによりＳ１が終了する。

Ｓ１の後、ネットワーク構成図生成装置１００のサンプル配置情報入力部１２は、以下で説明するサンプル配置情報入力処理を行なう（Ｓ２）。このＳ２では、サンプル配置情報入力部１２は、システムの利用者などによる画面操作によりサンプル配置情報を取得する。この取得は、画面操作に限らず、例えばファイル（file）形式での入力によりなされてもよい。

Ｓ２の詳細について説明する。図９は、サンプル配置情報入力部による処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。
まず、サンプル配置情報入力部１２は、構成情報記憶部１２ｂに記憶されるノード情報で登録されているエリアの一覧を画面表示する。システムの利用者などは、この表示されたエリアのうち何れか１つのエリアを画面操作により選択できる（Ｓ２１）。

サンプル配置情報入力部１２は、この選択されたエリアのノードとリンクを示す情報を画面に表示する（Ｓ２２）。
この表示では、画面上における、配置情報記憶部１３ｄに記憶される配置情報における「位置（ｘ座標,ｙ座標）」に対応する位置に、該当する種別のノードに対応するアイコン（icon）が表示される。
また、Ｓ２２における表示では、構成情報記憶部１２ｂに記憶されるリンク情報で示される、接続先のノード同士が繋がれた線がリンクとして画面に表示される。

Ｓ２２の次に、システムの利用者などによる画面操作により、サンプル配置情報入力部１２は、Ｓ２１で選択されたエリアにおける、Ｓ２２で表示された各ノードを、画面内の任意の位置に配置する（Ｓ２３）。

Ｓ２２による配置に従って、サンプル配置情報入力部１２は、Ｓ２１で選択されたノードに係る、画面内の、Ｓ２３での配置先の「位置（ｘ座標,ｙ座標）」をサンプル配置情報記憶部１３ｃに格納する（Ｓ２４）。これによりＳ２が終了する。

Ｓ２の後、ネットワーク構成図生成装置１００のパラメータ算出部１５は、以下で説明するパラメータ算出処理を行なう（Ｓ３）。
このＳ３では、パラメータ算出部１５は、仮想ノード情報記憶部１３ａ、サンプル配置情報記憶部１３ｃ、および構成情報記憶部１３ｂにそれぞれ記憶される情報を用いて、各仮想ノードが各種別のノードに与える引力および斥力を計算するためのパラメータである、理想距離および係数をそれぞれ算出する。

Ｓ３の詳細について説明する。図１０は、パラメータ算出部による処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。
まず、パラメータ算出部１５は、各記憶部から情報を取得する（Ｓ３１）。
具体的には、パラメータ算出部１５は、仮想ノード情報記憶部１３ａに記憶される仮想ノード情報から、各仮想ノードの位置を取得する。次に、パラメータ算出部１５は、サンプル配置情報記憶部１３ｃに記憶されるサンプル配置情報から、上記配置された各ノードの位置を取得する。
次に、パラメータ算出部１５は、構成情報記憶部１３ｂに記憶されるノード情報から、各ノードに係るエリアと種別をそれぞれ取得する。これによりＳ３１が終了する。

次に、Ｓ３１で取得された位置に係る全ての仮想ノードについて、下記のＳ３３およびＳ３４の処理の完了前であれば（Ｓ３２のＮｏ）、パラメータ算出部１５は、処理対象の仮想ノードの位置と、サンプル配置情報における各種別のノードの位置とから、仮想ノードと各種別のノードとの間の距離を取得する。
パラメータ算出部１５は、当該仮想ノードが各種別のノードに与える引力および斥力を計算するためのパラメータである理想距離および係数をそれぞれ算出する（Ｓ３３）。

パラメータ算出部１５は、Ｓ３３で算出された、各種別のノードに対する理想距離および係数の値を、仮想ノード情報における該当するカラムに記憶する（Ｓ３４）。
Ｓ３１で取得された位置に係る全ての仮想ノードについて、Ｓ３３およびＳ３４の処理が完了したときは（Ｓ３２のＹｅｓ）、Ｓ３の処理が終了する。

次に、パラメータの算出における前提について説明する。図１１は、パラメータの算出における前提について説明する図である。
仮想ノードが各種別のノードに与える引力および斥力は、従来の力学モデルに、（１）種別毎の理想距離および（２）種別毎の係数、が導入されて表わされる。ここでは、各仮想ノードが、各種別のノードに対し、自ノードとの距離を上記取得した距離の平均値に近付ける力を、上記取得した距離のばらつきが小さいほど強い力として与えるとして、仮想ノードが各ノードに与える引力および斥力が表される。

具体的には、下記の条件（ａ）～（ｆ）において、仮想ノードiが種別cのノードに与える引力F_aicおよび斥力F_ricは、下記の式（１）および（２）で表される。
（ａ） c：引力または斥力が与えられるノードの種別
（ｂ） M：仮想ノード数
（ｃ） i：仮想ノード番号(i=1,…,M)
（ｄ） d:仮想ノードと各種別のノードとの間の距離
（ｅ） k_ic：仮想ノードiと種別cのノードとの間の理想距離
（ｆ） α_ic：仮想ノードiから種別cのノードに与えられる引力および斥力の係数（0≦α_ic≦1）

図１１に示された例では、図１１の符号Ａで示される「仮想ノード1」が図１１の符号Ｂで示される「ノード（種別1）」に与える引力F_a1１(d)および斥力F_R11(d)の例が示される。

次に、パラメータの算出における理想距離について説明する。
仮想ノードiと種別cのノードとの理想距離k_icは、サンプル配置情報における仮想ノードと種別cの各ノードとの距離の平均値であって、下記の条件（ｇ）～（ｉ）において、下記の式（３）で示される。
（ｇ） m：種別cのノード数
（ｈ） j：種別cのノード番号(j=1,…m)
（ｉ） d_ij：サンプル配置情報における仮想ノードiとノードjとの距離

次に、パラメータの算出における係数について説明する。
本実施形態では、仮想ノードiから種別cのノードに与えられる引力および斥力の係数α_ic(0≦α_ic≦1)は、サンプル配置情報における仮想ノードiと種別cの各ノードとの距離のばらつきの関数である。

例えば、サンプル配置情報における仮想ノードiと種別cのノードとの間の距離の変動係数（coefficient of variation）V_ic（当該距離の標準偏差を平均値で除した値）を変数とする関数を上記ノードに与えられる引力および斥力の係数としたときに、この係数は、以下の式（４）または（５）で計算され得る。式（５）のｘは任意の閾値である。

上記Ｓ３の後で、配置情報決定部１４は、従来の力学モデルによるノードの位置決定方法に基づいて、構成情報記憶部１３ｂに記憶されるノード情報における各ノードの位置を決定する（Ｓ４）。

本実施形態では、従来の力学モデルにおけるノード間に働く引力および斥力に加えて、仮想ノードから各ノードに与えられる引力および斥力が考慮される。
また、仮想ノードの位置の計算、および当該仮想ノードから各ノードに与えられる引力および斥力の計算には、仮想ノード情報記憶部１３ａに記憶される仮想ノード情報における理想距離および係数が用いられる。

上記決定された、各ノードの位置を示す情報は、配置情報記憶部１３ｄに記憶される配置情報に設定される。
なお、サンプル配置情報における位置情報がサンプル配置情報記憶部１３ｃに記憶されているノードについては、上記Ｓ４の処理がスキップされて、当該位置情報が配置情報記憶部１３ｄに記憶される配置情報に設定されてもよい。

配置情報決定部１４によるＳ４の処理が実行されるタイミングは任意である。例えば、システムの利用者などによる画面操作等により指示が行われた場合、または構成情報として新たなノードの情報が入力された場合に処理が実行されてもよい。

Ｓ４の後、ネットワーク構成図生成装置１００の配置情報出力部１６は、以下で説明する配置情報出力処理を行なう（Ｓ５）。
このＳ５では、配置情報出力部１６は、配置情報記憶部１３ｄと構成情報記憶部１３ｂに記憶される情報をもとに、ノードとリンクを画面に表示する。配置情報出力処理は、画面表示に代えて、例えばファイル形式での出力によりなされてもよい。

Ｓ５の詳細について説明する。図１２は、配置情報出力部による処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。
配置情報出力部１６は、構成情報記憶部１３ｂに記憶されるノード情報で登録されているエリアの一覧を画面表示する。システムの利用者などは、この表示されたエリアのうち何れか１つのエリアを画面操作により選択できる（Ｓ５１）。

配置情報出力部１６は、この選択されたエリアのノードとリンクを示す情報を画面に表示する（Ｓ５２）。
この表示では、画面上における、配置情報記憶部１３ｄに記憶される配置情報における「位置（ｘ座標,ｙ座標）」に対応する位置に、該当する種別のノードに対応するアイコンが表示される。
また、Ｓ５２における表示では、構成情報記憶部１３ｂに記憶されるリンク情報で示される、接続先のノード同士が繋がれた線がリンクとして画面に表示される。

次に、本実施形態における具体例について説明する。
まず、ネットワーク構成図生成装置１００による処理に係る事前準備について説明する。
構成情報入力部１１は、システムの利用者または管理者による入力操作に従って、各仮想ノードの位置情報を仮想ノード情報記憶部１３ａに記憶される仮想ノード情報に登録する。

図１３は、仮想ノードの位置が登録された仮想ノード情報の一例を表形式で示す図である。図１４は、仮想ノード情報に登録された各仮想ノードの位置の一例を示す図である。
図１３に示された例では、３つの仮想ノードの位置情報であるｘ座標およびｙ座標が仮想ノード情報に登録された例が示される。

この図１３に示された例では、第１に、識別子「vNode-01」の仮想ノードは、図１４の画面Ｇ１で示されるような点状の仮想ノードであって、位置（ｘ座標,ｙ座標）が(50,50)であることが示される。
図１３に示された例では、第２に、識別子「vNode-02」の仮想ノードは、図１４の画面Ｇ１で示されるような線状の仮想ノードであって、位置（ｘ座標,ｙ座標）が、ｘ座標が「0」から「100」にわたる(0-100, 100)であることが示される。
図１３に示された例では、第３に、識別子「vNode-03」の仮想ノードは、図１４の画面Ｇ１で示されるような線状の仮想ノードであって、位置（ｘ座標,ｙ座標）が、ｘ座標が「0」から「100」にわたる(0-100, 0)であることが示される。

ここでは、仮想ノードの位置は、ノード間の引力または斥力によっても変わらないと仮定する。
また、線状の仮想ノードは、各ノードに対して、当該ノードから最も近い位置にある線上の点に仮想ノードがある場合と同じように振る舞うものと仮定する。

構成情報入力部１１は、システムの利用者などによる操作に従って、ネットワーク構成情報を各情報記憶部に記憶させる。
例えば、構成情報入力部１１は、構成情報記憶部１３ｂ、配置情報記憶部１３ｄ、および仮想ノード情報記憶部１３ａに記憶される情報を更新する。

図１５は、更新されたノード情報の一例を表形式で示す図である。図１６は、更新されたリンク情報の一例を表形式で示す図である。
図１５および図１６に示された例では、更新されたノード情報およびリンク情報では、エリアＡにおいて、１台のルータに４台のサーバが接続される構成、およびエリアＢにおいて１台のルータに３台のサーバが接続される構成が示される。

図１５および図１６に示された例では、装置の種別であるルータおよびサーバが、そのままノードの種別として設定されるが、これに限らず、複数のエリアのノードに共通する種別であれば、装置の種別によらず任意の種別に設定されても良い。

図１７は、更新された配置情報の一例を表形式で示す図である。
図１７では、図１５に示されたノード情報および図１６に示されたリンク情報に対応する各ノードの位置情報が示される。
更新された配置情報において、新たに登録された位置である各ノードの位置は任意の値、例えばランダムの値に初期化される。

図１８は、ノードの種別が追加された仮想ノードの情報の一例を表形式で示す図である。
図１８では、図１４に示された仮想ノード情報における理想距離のカラム、および係数のカラムに、ノードの種別であるルータまたはサーバ、および各種別のノードに係る理想距離の値および係数の値が追加された例が示される。
ここで、新たに追加されたカラムの値は任意の値で初期化される。
図１８に示された例では、係数は０に設定され、ノードに引力および斥力は与えられないものと仮定した。

次に、サンプル配置情報の入力の例について説明する。図１９は、サンプル配置情報の入力の一例を説明する図である。
サンプル配置情報入力部１２は、システムの利用者などによる入力操作に従って、構成情報のノード情報で示される各エリアのうち任意のエリアのノードに係る手動での配置結果が示されるサンプル配置情報を入力し、この入力に応じて、サンプル配置情報記憶部１３ｃに記憶されるサンプル配置情報を更新する。
図１９に示された例では、エリアＡにて５つのノードが手動で任意の位置に配置された例としての画面Ｇ２が示される。

次に、パラメータの算出の例について説明する。図２０は、仮想ノード情報のパラメータの算出の一例を説明する図である。図２１は、算出されたパラメータが反映された仮想ノード情報の一例を表形式で示す図である。
パラメータ算出部１５は、仮想ノード情報記憶部１３ａ、サンプル配置情報記憶部１３ｃ、および構成情報記憶部１３ｂに記憶される情報を用いて、各仮想ノードから、サンプル配置情報にて上記任意の位置に配置された各種別のノードに与えられる引力および斥力の計算のためのパラメータである理想距離および係数をそれぞれ算出する。

具体的には、パラメータ算出部１５は、上記各情報記憶部に記憶される情報に基づいて、各仮想ノードと、上記任意の位置に配置された各種別の各ノードとの間の距離を取得し、仮想ノード情報に係る理想距離および係数をノードの種別ごとにそれぞれ計算する。

図２０に示された画面Ｇ３では、（１）仮想ノード「vNode-01」と各種別の各ノードとの間の距離、（２）仮想ノード「vNode-02」と各種別の各ノードとの間の距離、および（３）仮想ノード「vNode-03」と各種別の各ノードとの間の距離、が示される。

また、図２１に示された例では、（１）図２０に示された各距離に基づいて、上記式（３）に従って計算された理想距離、および（２）図２０に示された各距離に基づいて、上記式（４）または（５）に従って計算された係数、が仮想ノード情報にそれぞれ反映された例が示される。

次に、配置情報の決定の一例を説明する。図２２は、配置情報の決定の一例を説明する図である。
配置情報決定部１４は、力学モデルにより、各エリアにおける各種別の各ノードの位置を自動的に決定する。仮想ノードから各種別の各ノードに与えられる引力または斥力は、仮想ノード情報記憶部１３ａに記憶されている仮想ノード情報が参照されて決定される。

図２２に示された例では、エリアＢにおける各種別の各ノードの配置の初期状態（画面Ｇ４）から、力学モデルによるシミュレーションにより、各種別のノード間に働く引力または斥力の他、仮想ノードから各種別のノードに与えられる引力または斥力が加えられて、エリアＢにおける各種別の各ノードの配置の安定状態（画面Ｇ５）が探索される例が示される。

このような探索により、仮想ノードが各種別の各ノードに対し、各種別のノード間の距離を理想距離へ近付ける力を与えるため、図２２に示されるように、エリアＢでの各種別の各ノードの配置が、図１９に示されるようなサンプルであるエリアＡでの各ノードの配置と似た配置になる効果が期待される。

次に、配置情報の決定および出力の一例を説明する。図２３は、配置情報の計算結果を表形式で示す図である。
配置情報決定部１４は、上記配置情報の計算結果を配置情報記憶部１３ｄに記憶される配置情報に反映する。

配置情報出力部１６は、上記配置情報に従って、各エリアのネットワーク構成図を画面に表示する。これにより、システムの利用者などは、各エリアのネットワーク構成図を画面上で確認できる。
図２４および図２５は、配置情報の画面表示結果の一例を示す図である。
本実施形態ではネットワーク構成図の表示対象であるエリアを任意で選択できる。システムの利用者などによる操作に従って、配置情報出力部１６は、上記選択されたエリアに係る配置情報に従って、当該エリアに係るネットワーク構成図を画面に表示する。

図２４に示された画面Ｇ６は、エリアＡが選択されたときの、当該エリアＡに係るネットワーク構成図の表示例である。このネットワーク構成図は、図２３に示された配置情報におけるノード「Node-01」～「Node-05」に係る配置情報に従って表示された構成図である。

図２５に示された画面Ｇ７は、エリアＢが選択されたときの、当該エリアＢに係るネットワーク構成図の表示例である。このネットワーク構成図は、図２３に示された配置情報におけるノード「Node-11」～「Node-14」に係る配置情報に従って表示された構成図である。

次に、サンプル配置情報の入力の変形例を説明する。図２６は、サンプル配置情報およびパラメータ算出結果の別の例を説明する図である。図２７は、配置情報の画面表示結果の一例を示す図である。
上記で説明したサンプル配置情報の入力で、上記の図１９に示された例と異なるサンプル配置情報が図２６に示されたように入力された場合、パラメータ算出結果は、図２１に示された結果とは異なる、図２６に示されたような結果となる。また、配置情報の最終的な表示結果は、上記図２４などに示された結果とは異なる、図２７に示された画面Ｇ８のような結果となる。

図２８は、本発明の一実施形態に係るネットワーク構成図生成装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
図２８に示された例では、上記の実施形態に係るネットワーク構成図生成装置１００は、例えばサーバコンピュータ（server computer）またはパーソナルコンピュータ（personal computer）により構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウエアプロセッサ（hardware processor）１１１Ａを有する。そして、このハードウエアプロセッサ１１１Ａに対し、プログラムメモリ（program memory）１１１Ｂ、データメモリ（data memory）１１２、入出力インタフェース（interface）１１３及び通信インタフェース１１４が、バス（bus）１２０を介して接続される。

通信インタフェース１１４は、例えば１つ以上の無線の通信インタフェースユニットを含んでおり、通信ネットワークＮＷとの間で情報の送受信を可能にする。無線インタフェースとしては、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの小電力無線データ通信規格が採用されたインタフェースが使用される。

入出力インタフェース１１３には、ネットワーク構成図生成装置１００に付設される、利用者などにより用いられる入力デバイス（device）２００および出力デバイス３００が接続される。
入出力インタフェース１１３は、キーボード、タッチパネル（touch panel）、タッチパッド（touchpad）、マウス（mouse）等の入力デバイス２００を通じて利用者などにより入力された操作データを取り込むとともに、出力データを液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等が用いられた表示デバイスを含む出力デバイス３００へ出力して表示させる処理を行なう。なお、入力デバイス２００および出力デバイス３００には、ネットワーク構成図生成装置１００に内蔵されたデバイスが使用されてもよく、また、ネットワーク（network）ＮＷを介してネットワーク構成図生成装置１００と通信可能である他の情報端末の入力デバイスおよび出力デバイスが使用されてもよい。

プログラムメモリ１１１Ｂは、非一時的な有形の記憶媒体として、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）等の随時書込みおよび読出しが可能な不揮発性メモリ（non-volatile memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリとが組み合わせて使用されたもので、一実施形態に係る各種制御処理等を実行する為に必要なプログラムが格納されている。

データメモリ１１２は、有形の記憶媒体として、例えば、上記の不揮発性メモリと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリ（volatile memory）とが組み合わせて使用されたもので、各種処理が行なわれる過程で取得および作成された各種データが記憶される為に用いられる。

本発明の一実施形態に係るネットワーク構成図生成装置１００は、ソフトウエア（software）による処理機能部として、図１に示される構成情報入力部１１、サンプル配置情報入力部１２、配置情報決定部１４、パラメータ算出部１５、および配置情報出力部１６を有するデータ処理装置として構成され得る。

記憶部１３および記憶部１３内の各情報記憶部は、図２８に示されたデータメモリ１１２が用いられることで構成され得る。ただし、これらの構成される記憶領域はネットワーク構成図生成装置１００内に必須の構成ではなく、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどの外付け記憶媒体、又はクラウド（cloud）に配置されたデータベースサーバ（database server）等の記憶装置に設けられた領域であってもよい。

上記の構成情報入力部１１、サンプル配置情報入力部１２、配置情報決定部１４、パラメータ算出部１５、および配置情報出力部１６の各部における処理機能部は、いずれも、プログラムメモリ１１１Ｂに格納されたプログラムを上記ハードウエアプロセッサ１１１Ａにより読み出させて実行させることにより実現され得る。なお、これらの処理機能部の一部または全部は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの集積回路を含む、他の多様な形式によって実現されてもよい。

以上説明したように、本発明の一実施形態に係るネットワーク構成図生成装置は、画面のエリアに表示可能である複数種別のノードに対する、ノードの種別に応じた引力または斥力が生じる仮想的なノードに係る情報を入力し、画面の複数のエリアのそれぞれについて、当該エリアに表示可能である複数種別のノードおよび複数種別のノード同士を接続するリンクに係る情報を入力し、複数のエリアの少なくとも１つについて、複数種別のノードの任意の表示位置の設定に係る情報を入力し、入力された情報に基づいて、仮想的なノードが、ノードの表示位置におけるノードに与える引力または斥力を計算するためのパラメータをノードの種別ごとに算出し、算出されたパラメータに基づいて、仮想的なノードが、ノードの表示位置におけるノードに与える引力または斥力を計算し、計算された引力または斥力に基づいて、ノードの表示位置をエリアごとに決定するので、複数のエリアにおけるノードを適切に配置することができる。

上記説明した実施形態では、ネットワーク構成の表示に適用される例について説明したが、これに限らず、例えば画面上での一般的なグラフ（graph）のプロット（plot）の配置についても適用可能である。

また、各実施形態に記載された手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク（Floppy disk）、ハードディスク（hard disk）等）、光ディスク（optical disc）（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash memory）等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布され得る。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブル（table）、データ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１１…構成情報入力部
１２…サンプル配置情報入力部
１３…記憶部
１３ａ…仮想ノード情報記憶部
１３ｂ…構成情報記憶部
１３ｃ…サンプル配置情報記憶部
１３ｄ…配置情報記憶部
１４…配置情報決定部
１５…パラメータ算出部
１６…配置情報出力部

Claims (7)

1. 画面のエリアに表示可能である複数種別のノードに対する、前記ノードの種別に応じた引力または斥力が生じる仮想的なノードに係る情報を入力し、画面の複数のエリアのそれぞれについて、当該エリアに表示可能である複数種別のノードおよび前記複数種別のノード同士を接続するリンクに係る情報を入力する第１の入力部と、
   前記複数のエリアの少なくとも１つについて、前記第１の入力部により入力された情報で示される前記ノードの任意の表示位置の設定に係る情報を入力する第２の入力部と、
   前記第１および第２の入力部により入力された情報に基づいて、前記第１の入力部により入力した情報で示される前記仮想的なノードが、前記第２の入力部により入力した情報で示される前記ノードの表示位置における前記ノードに与える引力または斥力を計算するためのパラメータを前記ノードの種別ごとに算出するパラメータ算出部と、
   前記パラメータ算出部により算出された前記パラメータに基づいて、前記第１の入力部により入力した情報で示される前記仮想的なノードが、前記第２の入力部により入力した情報で示される表示位置における前記ノードに与える引力または斥力を計算し、前記計算された引力または斥力に基づいて、前記第２の入力部により入力した情報で示される前記ノードの表示位置を前記エリアごとに決定する決定部と、
   を備える位置制御装置。
2. 前記パラメータ算出部は、
   前記第１および第２の入力部により入力された情報に基づいて、前記第１の入力部により入力した情報で示される前記仮想的なノードと前記第２の入力部により入力した情報で示される前記ノードの表示位置における前記ノードとの理想距離、および前記仮想的なノードと前記第２の入力部により入力した情報で示される前記ノードの表示位置における前記ノードとの距離のばらつきの関数を前記パラメータとして計算する、
   請求項１に記載の位置制御装置。
3. 前記決定部により決定された表示位置に応じて、所定の前記エリアにおける前記ノードの位置が示される画面を出力する出力部をさらに備える、
   請求項１に記載の位置制御装置。
4. 位置制御装置が行なう方法であって、
   画面のエリアに表示可能である複数種別のノードに対する、前記ノードの種別に応じた引力または斥力が生じる仮想的なノードに係る情報を入力し、画面の複数のエリアのそれぞれについて、当該エリアに表示可能である複数種別のノードおよび前記複数種別のノード同士を接続するリンクに係る情報を入力することと、
   前記複数のエリアの少なくとも１つについて、前記入力された情報で示される前記複数種別のノードの任意の表示位置の設定に係る情報を入力することと、
   前記入力された情報に基づいて、前記入力した情報で示される前記仮想的なノードが、前記入力した情報で示される前記ノードの表示位置における前記ノードに与える引力または斥力を計算するためのパラメータを前記ノードの種別ごとに算出することと、
   前記算出された前記パラメータに基づいて、前記入力した情報で示される前記仮想的なノードが、前記入力した情報で示される前記ノードの表示位置における前記ノードに与える引力または斥力を計算し、前記計算された引力または斥力に基づいて、前記入力した情報で示される前記ノードの表示位置を前記エリアごとに決定することと、
   を備える位置制御方法。
5. 前記パラメータを算出することは、
   前記入力された前記ノードおよびリンクの情報、および前記入力された前記仮想的なノードに係る情報に基づいて、前記入力した情報で示される前記仮想的なノードと前記入力した情報で示される前記ノードの表示位置における前記ノードとの理想距離、および前記仮想的なノードと前記入力した情報で示される前記ノードの表示位置における前記ノードとの距離のばらつきの関数を前記パラメータとして計算する、ことを含む、
   請求項４に記載の位置制御方法。
6. 前記決定された表示位置に応じて、所定の前記エリアにおける前記ノードの位置が示される画面を出力することをさらに備える、
   請求項４に記載の位置制御方法。
7. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置制御装置の前記各部としてプロセッサを機能させる位置制御処理プログラム。

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