背景技术
对于分组交换型网络的资源预约法的相关文献,有非专利文献1(IETF的RFC2205「Resource ReSerVation Protocol(RSVP)」)、非专利文献2(IETF的RFC2814「SBM(Subnet Bandwidth Manager):A Protocol for RSVP-basedAdmission Control over IEEE 802-style networks」)等。
这些文献所记载的资源预约法的概要如下:即,发送接收装置间进行预约消息的交换。因此,中继包含预约消息的分组,中继装置根据该时刻的传送信息做出决定,对接口进行资源预约判定。接着,该分组依据传送信息,向在路径上的中继装置或接收装置反复传送,在通信路径上的全中继装置内,进行接口的资源预约。
以下,用图13、图14进一步详细说明现有技术。图13(a)所示为分组的构造。如图所示,分组由接收方地址、发送方地址及数据字段(data field)构成。
如图13(b)所示,有时在分组中增加优先度字段。该优先度是以分组为单位判定是否使用预约资源的信息。
如图13(c)所示,图13(a)或图13(b)的数据字段可包含预约消息及其以外的消息。
预约消息可包括预约分组类别、预约发送地址、预约接收地址、预约资源。
在预约分组类别字段中设定资源预约、资源预约失败、资源预约解除、资源确保、资源确保失败、资源确保解除等的值。
在预约资源字段中设定优先度、带宽、最大延迟、最大延迟摆动等的值。
下面,用图14说明现有技术的预约顺序。
首先,接收装置100利用预约要求部件101从接口100a向发送装置110的接口110a送出分组。在该分组的预约分组类别中设置资源预约要求的值,在预约发送地址中设置发送装置110的地址,在预约接收地址中设置接收装置100的地址。
此时,运送预约消息的分组的接收方地址是发送装置110,发送方地址是接收装置100的地址。
资源预约(接收装置→发送装置)
运送该预约消息的分组由处于接收装置到发送装置的路径上的中继装置120一次接收。
接收预约消息的中继装置120利用传送信息检索部件123,在传送信息保持部件124内,检索用于分组传送的接口,利用通信资源检索部件125,通过通信资源保持部件126检索由传送信息检索部件123检索到的接口的剩余资源。然后,预约判定部件122,比较预约消息内的预约资源与由通信资源检索部件125检索到的剩余资源,判定预约是否可能。
接着,中继装置120利用传送信息检索部件123,在传送信息保持部件124,检索用于传送预约分组的接口。
中继装置120,对于预约资源指定的资源,在剩余资源不足时,或传送预约分组的接口检索失败时,将预约消息内的预约分组类别由「资源预约」变更为「资源预约失败」,将分组送往运送预约消息的分组的发送方地址,这里指接收装置100。
另一方面,中继装置120,对于预约资源指定的资源,在剩余资源充足时,且传送预约分组的接口检索成功时,则通过由预约分组的发送方地址检索到的接口120b向发送装置110发送预约消息。
路径上有多个中继装置的情况,对以后的中继装置,也重复与以上同样的处理。中继装置120接收到「资源预约失败」的预约消息时,若已经中继了「资源预约」的预约消息,则将减少的剩余资源恢复原样。
(发送装置中预约消息的折返)
最后,接收预约消息的发送装置110,在预约消息类别是「资源预约」时,将预约分组类别变更为「资源确保」,利用预约应答部件111,将分组送往分组的发送方地址,这里指接收装置100。
由发送装置110送出的分组的预约消息(预约消息类别已变更为「资源确保」),按照与预约要求时同一路径的相反方向传送。
资源确保(接收装置←发送装置)
该预约消息由处于发送装置110到接收装置100的路径上的中继装置120一次接收。
接收预约消息的中继装置120,利用传送信息检索部件123,在传送信息保持部件124,检索用于分组传送的接口。
中继装置120,利用通信资源检索部件125,从通信资源保持部件126检索与该接口相关的剩余资源。
预约判定部件122比较预约消息内的预约资源与由通信资源检索部件125检索到的剩余资源,判定预约确保是否可能。
中继装置120,对于预约资源指定的资源的剩余资源不足的情况,将预约消息内的预约分组类别由「资源确保」变更为「资源确保失败」,送往运送预约消息的分组的发送方地址,这里是发送装置110。
对于预约资源指定的资源的剩余资源充足的情况,将预约消息送往运送预约消息的分组的接收方地址,这里是接收装置100。
路径上有多个中继装置的情况,对以后的中继装置,也重复与以上同样的处理。
中继装置120发布或接收到「资源确保失败」的预约消息时,若已经中继了「资源确保」的预约消息,则将减少的剩余资源恢复原样。
接收装置100若接收「资源预约失败」的预约消息,可将要求预约资源减少并尝试再要求,也可进行放弃通信处理。
另一方面,接收装置100若接收「资源确保」的预约消息,则在已预约资源的范围内开始通信。
但是,现有技术存在以下问题。
(1)对于中继接收装置和发送装置的所有的中继装置,都必须处理预约消息,中继装置的负担大。
(2)在预约时,即使资源确保可能,若接收装置或发送装置一方或双方在预约后移动、通信路径变化,移动后到再预约完成之间,通信将通过未预约的路径,不能维持与预约时同等的通信品质。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是本发明实施方式1的分组通信系统的方框图。
图1所示分组通信系统包括:4个终端T1~T4、5个中继装置X0~X4、预约管理装置M。
终端T1~T4作为发送分组的发送装置或接收分组的接收装置动作,分别有一个接口。以下,为了说明简单,终端T1、T3作为发送装置动作,终端T2、T4作为接收装置动作。
本说明书中,这些终端接口,以(终端名).(接口号码)表示,例如,终端T1的号码1的接口,以接口T1.1表示。
中继装置X0拥有5个接口,中继装置X1~X4拥有3个接口。这些中继装置X0~X4在终端T1~T4之间,中继分组。
中继装置的接口的表示与终端的同样。例如,中继装置X0的号码2的接口,以X0.2表示。
本说明书中,发送侧与接收侧的2个接口之间,认为其通过链接接续。例如,图1中接口T1.1→接口X1.2,认为其以最大带宽100Mbps链接。
下面,用图2说明发送装置。由于终端T3与终端T1是同样的构成,以下仅以终端T1进行说明。
如图2所示,终端T1有向预约管理装置M发送预约消息的预约部件10和接口T1.1。
预约部件10作成的预约消息与现有技术同样,包括:预约发送地址(预约管理装置M的地址)、预约接收地址(终端T1自身地址)、预约分组类别、预约资源的各字段。
这里,预约消息的预约发送地址作为预约管理装置M的地址,如果规定为指不特定的预约管理装置的多点发送地址,则作为多点发送地址使用也没问题。但本说明书为说明简单,仅仅说明预约管理装置M的地址已知并使用该地址的情况。
下面用图3说明中继装置。由于中继装置X2~X4与中继装置X1是同样的构成,而中继装置X0仅比中继装置X1多一个接口,以下仅以中继装置X1进行说明。
如图3所示,中继装置X1拥有3个接口X1.1、X1.2、X1.3,经由这些接口,有中继分组的分组中继部件20。
传送信息保持部件21,由存储器等记录介质构成,中继装置X1的传送信息保持部件21,如图5(b)所示保持传送信息。该传送信息由对方的终端(名字或地址)与用以发往该终端分组的中继的接口的号码构成。
同样,中继装置X0如图5(a)所示保持传送信息,中继装置X2、X3、X4分别如图5(c)、(d)、(e)所示保持传送信息。
图3中,传送信息检索部件22从分组中继部件20取得对方终端的名字或地址,传送信息检索部件22对该名字或地址对应的接口号码进行检索,检索结果返回分组中继部件20。
本说明书的网络协议的对象,是以IEEE802.3及TCP/IP等为代表例,中继装置由插孔、交换插孔、路由器等构成,进行分组交换时,可以任意选择。
下面用图4说明预约管理装置M。预约管理装置M的概要如下。
预约管理装置M定义接续2个接口的链接,一并处理与链接相关的接续状态的调查及资源预约。
预约管理装置M将发送装置到接收装置的路径定义为链接集合,至少对构成路径的全部链接,调查接续状态,对构成路径的全部链接,所调查接续状态满足预约要求内容时,根据预约内容预约资源。
而且,预约管理装置M对构成路径的至少一个链接,所调查接续状态不满足预约要求内容时,则拒绝预约。
图4中预约管理装置M内的预约受理部件32受理资源预约。
接续信息管理部件30由存储器等存储媒体构成,管理图6所示的接续信息(详细内容后述),由此保持链接的接续状态。
接续信息检索部件31通过预约判定部件33从接续信息管理部件30检索指定链接的接续状态,将检索结果返回预约判定部件33。
接口M.1如图1所示与中继装置X0的接口X0.0接续,而信息收集部件38经由接口M.1,收集各中继装置的传送信息。
收集的传送信息,保持在由存储器等记录媒体构成的传送信息管理部件36,等待预约判定部件33的指示,传送信息检索部件37检索必要的传送信息,将检索结果报告预约判定部件33。
预约受理部件32接收预约消息,从该消息的发送装置到接收装置的路径构成的链接成为接续状态时,在预约判定部件33对通过预约受理部件32要求的预约内容进行比较,对构成路径的全部链接调查其接续状态,判定是否满足预约要求内容。预约内容可以是带宽、优先度的一方或双方。
下面用图6说明接续信息。图6(a)所示为已形成图1所示链接但仍未进行资源预约的接续信息。
接续信息的各行表示一个链接(但,链接可以是正反2个方向)的各单元,有如下的字段。「中继」字段是中继装置的各接口名,「定向」字段是面对所示中继字段接口的终端或中继装置等的接口名。
而「资源」字段表示剩余带宽值,「预约」字段表示预约的带宽值。带宽值的单位均为Mbps,「资源」的带宽值与「预约」的带宽值的和是该链接的最大带宽值。
图6(a)所示状态中,上数第7行表示接口X1.2与接口T1.1以100Mbps的带宽值链接、完全未进入预约。
在此说明传送信息与接续信息的关系。如图5所示,传送信息是对方的终端名或地址与向对方的终端传送分组时使用的接口的号码的组合。
这里,所示号码的接口与对方的终端可以直接接续,所示号码的接口与对方的终端也可以经由其他中继装置间接接续。
总之,仅由传送信息不能判定所示号码接口与对方终端是否直接接续。
另一方面,接续信息是有关链接的信息,综合各中继装置的传送信息与包含接续信息的接口信息,可决定与对方终端直接接续的中继装置的接口。
在此说明定义各链接、生成图6(a)的接续信息的过程。首先,如图1所示,中继装置X0~X4及中继装置X0与预约管理装置M的链接已知,即使终端T1~T4移动也不变化。
因而,预约判定部件33在图1中除了接口X1.2、X1.3、X3.2、X3.3、X2.2、X2.3、X4.2、X4.3,可直接定义包含「定向」、「资源」、「预约」的与「中继」相关的链接。
但是,接口X1.2、X1.3、X3.2、X3.3、X2.2、X2.3、X4.2、X4.3,作为「中继」链接时,该链接的「定向」接口(以括号表示)不能直接知晓。理由如上所述。
然而对于这些链接,预约判定部件33利用图5(a)~(e)所示传送信息和图6(a)(「定向」不定的链接除外),按如下所示反复审查,可决定「定向」接口。
该审查就是由预约判定部件33调查中继装置X1是与终端T1~T4直接接续还是通过其他中继装置间接接续。
首先,预约判定部件33,从与中继装置X1相关的图5(b)的传送信息,
(见识1)
得知接口X1.2与终端T1接续,接口X1.1与终端T2~T4接续。
预约判定部件33,调查图6(a)中有关中继装置X1的接口X1.1、X1.2、X1.3的链接(第6~8行)。
由结果,预约判定部件33
(见识2)
得知接口X1.1与中继装置X0的接口X0.1接续,接口X1.2、X1.3不定。
因此,预约判定部件33综合(见识1)和(见识2),对于中继装置X1,
得知接口X1.1经由中继装置X0(或经由新的中继装置)与终端T2~T4间接接续,接口X1.2与终端T1直接接续,接口X1.3未与任何接续。
预约判定部件33反复进行以上的审查,确定图6(a)的括号内(「定向」的接口)。
下面,用图1~图7说明,作为发送装置的终端T1对作为接收装置的终端T2进行6Mbps带宽预约并对此予以确认的动作。
首先,终端T1送出预约消息前,状态如图1所示,各中继装置X0~X4的传送信息如图5(a)~图5(e)所示,预约管理装置M的接续信息如图6(a)所示。
终端T1的预约部件10,作成显示上述预约内容(预约分组类别:资源预约,预约发送地址:终端T1的地址,预约接收地址:终端T2的地址,预约资源:带宽6Mbps)的预约消息,向预约管理装置M传送,该预约消息经由中继装置X1、X0,到达预约管理装置M的预约受理部件32。
预约受理部件32受理预约消息后,将其转给预约判定部件33,预约判定部件33从预约消息中取出上述预约内容。
然后,预约判定部件33利用图6(a)所示接续信息,检索与作为发送装置的终端T1的接口T1.1直接接续的接口。结果检测出接口X1.2。
然后,预约判定部件33利用图5(b)所示传送信息,检索中继装置X1中用于送往作为接收装置的终端T2的分组的中继的接口。结果检测出接口X1.1。
然后,预约判定部件33利用图6(a)所示接续信息,检索与接口X1.1直接接续的接口。结果检测出接口X0.1。
然后,预约判定部件33利用图5(a)所示传送信息,检索中继装置X0中用于送往作为接收装置的终端T2的分组的中继的接口。结果检测出接口X0.2。
然后,预约判定部件33利用图6(a)所示接续信息,检索与接口X0.2直接接续的接口。结果检测出接口X2.1。
然后,预约判定部件33利用图5(c)所示传送信息,检索中继装置X2中用于作为接收装置的终端T2的接口。结果检测出接口X2.2。
然后,预约判定部件33利用图6(a)所示接续信息,检索与接口X2.2直接接续的接口。结果检测出接口T2.1。
因此,到达作为接收装置的终端T2,预约判定部件33的检索结束。
结果,从作为发送装置的终端T1到作为接收装置的终端T2的路径被定为T1.1→X1.1→X0.2→X2.2→T2.1的链接的集合。这里,省略接收侧的接口的记述,仅对发送侧的接口进行记述。
然后,预约判定部件33由图6(a)调查这些链接的每一个的剩余资源。结果,预约判定部件33获得T1.1(100)→X1.1(10)→X0.2(10)→X2.2(100)→T2.1的信息。这里,
书写格式(接口名)(剩余资源)→(下一接口名)
表示链接。
这里,若全部链接的剩余资源超过预约资源,预约判定部件33判定预约可能,作成预约分组类别为「资源确保」的预约消息,向送信来的发送装置终端T1送出预约消息。
这里,因为全部链接的剩余资源超过预约资源(6Mbps),该种预约消息向终端T1送出。
资源确保的结果,如图7所示的路径被确保,接续信息如图6(b)所示被更新。该路径的各链接的剩余资源如下:
T1.1(94)→X1.1(4)→X0.2(4)→X2.2(94)→T2.1
下面,用图7说明预约判定部件33拒绝预约要求的例子。
此例中,图7所示资源确保完成后,进而将终端T3到终端T4的6Mbps带宽作为预约要求。
依据来自终端T3的预约要求,预约判定部件33确定图8中由“[”和“]”夹着表示的有关带宽的路径,审查构成该路径的各链接的资源确保是否可能。
然而,链接X0.2(4)→X2.2的剩余资源比预约要求的带宽(6Mbps)少。所以,预约判定部件33拒绝该预约,将预约分组类别为「资源预约失败」的预约消息,向终端T3送出。
通过以上处理,可避开先前预约的通信的通信品质下降的情形。
(实施方式2)
实施方式1中,构成路径的链接依据发送装置预约时的位置和/或接收装置预约时的位置构成路径,仅处理实际路径。
实施方式2中,链接扩展为不仅包括实际链接,还包括依据发送装置移动目的地的位置和/或接收装置移动目的地的位置构成路径的虚拟链接。
图9是本发明实施方式2的预约管理装置M的方框图。相比实施方式1,实施方式2的构成的不同点在于:在预约管理装置M中,追加了虚拟链接信息管理部件39、虚拟链接信息检索部件40。
这里,虚拟链接信息管理部件39保持如图10所示虚拟链接信息,管理虚拟链接的接续状态。而虚拟链接信息检索部件40从虚拟链接信息管理部件39,检索由预约判定部件33指定的虚拟链接的接续状态。
此时,为了能从终端T1~T4输入有关虚拟链接的信息,如图12所示,在终端T1等,设立虚拟链接信息登录部件11,它登录依据终端(发送装置或接收装置)移动目的地位置构成路径的虚拟链接相关信息。
并且,预约管理装置M的预约判定部件33,对同一链接,在依据发送装置预约时的位置和/或接收装置预约时的位置的路径,与依据发送装置移动目的地位置和/或接收装置移动目的地位置的路径重复时,按该链接只存在单一路径处理。
这里,「虚拟接续信息」是假定终端发生移动时所形成的接续信息。
例如,图11所示终端T1,有从实线位置移动到虚线位置的可能性,移动后,终端T1与接口X3.3接续可能时,如图10所示,对中继装置X3设定虚拟接续信息。该虚拟接续信息基本上与图5所示传送信息是同类的。
有移动可能性的终端,利用虚拟链接信息登录部件11,将虚拟接续信息输入预约管理装置M。预约管理装置M有该输入时,在虚拟链接信息管理部件39追加项目,保持如图10所示信息。
下面,说明实施方式2的动作。该动作,简言之,就是向图5的传送信息追加图10所示虚拟接续信息。
如图11所示,图10的虚拟接续信息显示移向虚线的终端T1与接口X3.3接续是可能的。
此时,与实施方式1同样,根据图5及图6,T1.1(94)→X1.1(4)→X0.2(4)→X2.2(94)→T2.1作为实际链接的路径资源被确保。
而且,从图10所示虚拟链接信息,T1.1(94)→X3.1(4)→X0.2(4)→X2.2(94)→T2.1作为虚拟链接的路径资源被确保。
这里,预约判定部件33,对同一链接,实际链接路径与虚拟链接路径有一部分或全部重复时,对重复路径按该链接只存在单一路径处理。
图11的例中,对X0.2(4)→X2.2(94)→T2.1两个链接,实际链接路径与虚拟链接路径重复,将这些重复链接作为只存在单一路径,则全部链接的剩余资源等同或超过预约资源。
因而,预约判定部件33对实际链接及虚拟链接的任意一方判定预约可能性,确保资源。
这里,这样的重复链接在终端移动前、移动中、移动后的任何时候都可使用,而且,只要存在一个链接,通讯就无障碍。而现有预约方法只依据预约分组的传送,不容易知道实际链接与虚拟链接是否重复。
对于这一点,本方式处理除去重复部分的链接,由此,排除了根据预约消息难以判断的重复预约,可不浪费、有效地活用路径。
由于使用虚拟链接,即使预约后接收装置等移动、路径变更,根据虚拟链接,可维持通信品质。
另外,以上将带宽作为预约内容处理,为了分类关于事先进行资源预约通信的分组与这之外的分组,参照分组单位优先度是可能的。
作为带有分组单位优先度的具体例,有IEEE802.1p规定的User-Priority、IPv4的Type-of-Service、IPv6的Traffic-Class等。
对预约消息内的预约要求,这些优先度作为预约应答通知发送装置,发送装置通过设定优先度信息的分组单位,在中途的中继装置,可以容易地判定是否为关于已资源预约通信的分组。
在可以指定多个优先度的场合,将剩余资源按每个优先度分离进行管理,更细致的资源预约是可能的。
以上,依据本发明,有关通信品质保障的必要数据通信,不仅是预约时的发送装置与接收装置间的通信路径,对由于发送装置或接收装置的移动而路径变更的场合,由于预约时已经预约了预定可以变更路径上的资源,也可进行与预约时的路径同等的资源预约。
特别是无线终端中伴随基站切换的移交(handover)等,在通信路径高速切换前后,由于移动前的时刻,预先进行移动后通信路径的资源预约,刚移动之后的时刻,稳定的品质保障是可能的。
而且,与Diffserv等同样,未使用的资源,作为其他通信可使用资源的利用效率没有损失。