JP2000253052A - IP通信をサポートする異なるネットワーク内の端末間にQoSセッションを構築する方法 - Google Patents
IP通信をサポートする異なるネットワーク内の端末間にQoSセッションを構築する方法Info
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Abstract
内の端末間にQoSセッションを構築する方法を提供す
ること。 【解決手段】 本発明のIP通信をサポートする異なる
ネットワーク内の端末間にQoSセッションを構築する
方法は、複数のネットワークのうちの少なくとも1つの
ネットワーク内にそのネットワークの少なくとも1つの
端末に関連し、前記1つの端末と別のネットワーク内の
端末との間にQoSセッションを構築する手段を具備す
るステップを有することを特徴とする。
Description
トコール(Internet protocol=IP)パケットルーテ
ィングにおけるクオリティオブサービス(quality of s
ervice=QoS)の要件をサポートする方法に関する。
Sは、異なるネットワーク内の複数のホスト端末間でI
Pパケットを伝送する際維持される。通常QoSは、I
Pパケットから識別情報を抽出する交換機を経由するこ
とにより維持される。インタネット内で使用するよう提
案されているQoSの条項は標準により規定され、Qo
Sの信号発信に関するIP標準は、RSVP(Resource
Reservation Protocol・資源予約プロトコール)と称
する。
ンテグレートサービスモデル(Integrated Services Mo
del=IntServ)のQoSのフレームワーク内で
使用される。このIntServは、ある種類のトラフ
ィックに対する特別の処理を与えるよう規定され、その
トラフィックにデリバリサービスを行う複数のレベル間
でアプリケーションが選択されるようなメカニズムを提
供し、かつOSI RMのレイヤー3におけるQoSの
パラメータ用の信号処理技術を提供している。
義している。このControlled LoadClassは、ネットワー
クがロードされていないとき(最適のデリバリより良い
状態)と同様な方法でトラフィックのデリバリを提供し
ている。この補償されたQoSサービスクラスは、バン
ド幅の補償と遅延限界をアプリケーション用のトラフィ
ックに分配している。IntServは、QoSがノー
ドと信号処理用プロトコールに対し、アプリケーション
とノードとの間および複数のノード間でQoS要件をや
り取りできるよう要求している。
QoS信号処理プロトコールである。RSVPは、受信
機に対しトラフィックの転送パスに沿って全てのルータ
ノードに対しQoS要求を与え、ソフト状態(パス/予
約状態)を維持し、その結果資源が各ルータ内で予約さ
れるようにしている。
できるようにフロー識別情報は、IPパケットの一定場
所になければならない。RSVPセッションは、データ
伝送する前にいわゆるパスメッセージと予約メッセージ
を交換するホスト端末により構成される。QoSが同等
レベルのホスト端末間の転送パスを制御できるようにす
るためには、各ホスト端末は必要なメッセージを構成す
る機能を有し、RSVPセッションに対応するQoSリ
クエストを認識しなければならない。
は、それらはプラットフォームとアプリケーションに対
し独立していることである。端末は、システムが特定し
たRSVPデモン(daemon)および/またはアプリケー
ションに組み込まれたRSVPAPIを有している。現
在のRSVPの実行に際してのプラットフォームとアプ
リケーションの独立性により、あるオペレーティングシ
ステムにおいては、RSVPの使用が限定され、これら
のアプリケーションではRSVPの実行が不可能とな
る。
るネットワーク内の複数のホスト端末間で特定のQoS
セッションを設定するのに必要な要件を単純かつ幅広く
与えることができるような技術を提供することである。
具体的には、本発明はIP通信をサポートできる異なる
ネットワーク内の複数の端末間でQoSセッションを構
成する方法を提供することである。
1に記載した特徴を有する。本発明は、QoSセッショ
ンを構成する2つの端末間でのリクエストを用いメッセ
ージに応答するあらゆる種類のQoSセッションに適用
できる。
ョンの両方が独立したQoSセッションを構成できる。
QoSセッションを確立する専用手段を具備することに
より、現在および将来のQoS信号処理が可能なホスト
端末は、QoSセッションを設定でき、かくしてそのQ
oSの制御がそれらの通信相手に対し転送パスに亘って
可能となる。多くのQoS制御信号処理および制御メカ
ニズムで誘導される複雑かつ集約的なコンピューティン
グに対する要件およびワイアレス/モービル端末に対す
るバッテリパワーに対する依存性が回避される。
からのQoSリクエストに応答して構築される。このQ
oSリクエストは、サポートされるべきQoSを表す。
このQoSリクエストは、サポートされるべきQoSを
正確に特定する。QoSリクエストは、QoSセッショ
ンが確立されると送信されるべきデータの特性を示す。
このQoSセッションは、RSVPセッションでも良
く、パスメッセージは、QoSリクエストに応答した手
段により生成される。前記の少なくとも1つの端末は、
QoSセッションが構築されたことを示す手段から確認
信号を受信する。このQoSセッションはRSVPセッ
ションで、前記手段がリザベーションメッセージ(Rese
rvation message)に応答する確認信号を生成する。
始に応答して少なくとも前記の1つの端末に対し生成さ
れる。この手段は、少なくとも1つの端末からのQoS
応答信号に応答するQoSセッションの構築を完了させ
る。このQoSセッションはRSVPセッションであ
り、QoSセッションの開始はパスメッセージにより指
示される。そしてQoSセッションの構築は、リザベー
ションメッセージの受信により完了する。
ットワーク内の端末との間でQoSセッションを確立す
るために、IP通信をサポートできる少なくとも1つの
端末とこの端末に関連した手段とを有する。そしてこの
手段は、好ましくはプロキシサーバ(代理サーバ)であ
る。
oSをサポートする手段が本発明によりサポートされる
ネットワークの接続状態を示す。
0を有し、これらは全て第1ネットワークプロキシサー
バFN PS42に接続されている。第2ネットワーク
4もまた複数のホスト端末44を有し、これらもまた第
2ネットワークプロキシサーバ46に接続されている。
それぞれのネットワークのホスト端末間の通信は、複数
の相互接続を確立することにより行われる。第2ネット
ワークのホスト端末44aは、第2ネットワークプロキ
シサーバ46にネットワークリンク62を介して接続さ
れている。
第1ネットワークプロキシサーバ42にネットワークリ
ンク72を介して接続されている。この第2ネットワー
クプロキシサーバ46は、複数のルーティングスイッチ
12bの1つにネットワークリンク64を介して接続さ
れている。第1ネットワークプロキシサーバ42はルー
ティングスイッチ12cにネットワークリンク68を介
して接続されている。ルーティングスイッチ12b,1
2cがネットワークリンク66を介して接続されてい
る。
ステムにおいては、QoSセッションがIPパケットの
伝送が行われるように通信リンクの各端部のホスト端末
間で構築しなければならない。IPパケットの一般的フ
ォーマットを図3(a)ないし(c)に示す。ネットワ
ーク間で伝送されるIPデータパケットは、図3(a)
のIPデータパケット14で示されている。このIPデ
ータパケットは、IPヘッダ30とIPペイロード22
とを有する。
部分である。図2(b)に示されているIPヘッダ30
は、ソースアドレス16と宛先アドレス18とプロトコ
ールID20とを有する。IPヘッダ30は、図3
(b)に示されていない他のフィールドも含む。図3
(c)において、IPペイロード32は、ソースポート
番号34と宛先ポート番号36とを含む。IPペイロー
ド32は、さらに別のフィールドも含む。
トが送信されてきたホスト端末(即ち、第2ネットワー
クのホスト端末44a)のIPアドレスであり、宛先ア
ドレス18はIPデータパケットがそこに送信されるホ
スト端末のアドレスである。ソースポート番号34は、
IPデータパケット14に関連するソースホスト端末に
おけるアプリケーションで用いられるポート番号であ
る。宛先ポート番号は、IPデータパケット14が送信
される先の宛先ホスト端末のアプリケーションにより使
用されるポート番号である。
0はソースアプリケーションから宛先アプリケーション
にIPパケットを送信する際にサポートされるべきQo
Sを表すものの1つである。本明細書においては、宛先
アドレスとソースアドレスは、IPデータパケットをそ
の宛先に経路指定するルーティングスイッチで用いられ
る。
oSをサポートする場合には、あるQoS制御条項(例
えば、RSVPとIntServ)においては、プロト
コールID20は、必要なQoS制御を課し、フローを
区別するためにソースアドレス16と宛先アドレス18
とエンドアプリケーションの通信ポート番号(即ち、ソ
ースポート番号34と宛先ポート番号36)と共に用い
られる。
フローに課されるQoS制御は、システム独立性のもの
である。例えば、それはいわゆるWFQ(Weighted Fai
r Queuing)あるいはCBQ(Class Based Queuing)で
ある。これらは標準ではなく、実際のユーザのプロトコ
ールIDから通常独立したベンダー特有のものである。
は、QoS仕様とQoS制御メカニズム以外の信号処理
メカニズムを定義するために規定されている。IntS
erv/RSVPは、実際のQoS制御メカニズム(例
えば、WFQ,CBQ等)から独立している。QoS制
御が行われるのに基づいた状態は、特定のQoS信号処
理プロトコール、例えば、RSVPの手段によりデータ
伝送が行われる前に、ルーティングスイッチ内に設定さ
れる。
ークのホスト端末44aがホスト端末40aとの通信を
開始すると仮定する。この実施例においては、ステップ
50において、QoSセッションを開始する第2ネット
ワークのホスト端末44aがQoSリクエストをネット
ワークリンク62を介して第2のプロキシサーバ46に
送信する。
示的でも良い。ホスト端末からの明示的なQoSリクエ
ストは、正確なQoS要件を規定する。かくして明示的
なQoSリクエストは、特定のQoSの明示的ステート
メントをサポートする機能を有するホスト端末によって
のみ提供される。ホスト端末からの非明示的なQoSリ
クエストは、行われるべき伝送の特性のみを規定する。
例えば、非明示的なQoSリクエストは、送信されるべ
きデータはあるビデオコーデックを用いて符号化された
ビデオデータであることを示す。そしてプロキシサーバ
が、この種のデータの指示に基づいて適宜のQoSを決
定する。
トワークのプロキシサーバは、ステップ52で標準のR
SVPパスメッセージを送信する。このパスメッセージ
は、第2ネットワークのホスト端末がルーティングスイ
ッチ12bと12cを介して通信しようとするホスト端
末に関連する第1ネットワークの宛先アドレス18に通
信される。
ジのIPパケットは図3(a)ないし(c)に示された
フォーマットを有していない。図3(a)ないし(c)
のIPパケットは、データメッセージのIPパケットで
ある。図4(a)に示されたパスメッセージ70のIP
パケットは、第2ネットワークのホスト端末44aのア
ドレスに対応するソースアドレス78と、第1ネットワ
ークのホスト端末40aのアドレスに対応する宛先アド
レス80(ホストターミナルホームアドレス)を有す
る。
SVPメッセージ)は、さらにIPパケット内のペイロ
ード内に他のフロー識別情報を含む。当業者には、この
他のフロー識別情報については公知である。
パスメッセージは、第2ネットワークのプロキシサーバ
により送信される。図1の実施例においては、このパス
メッセージのIPパケットは、従来方法により(ソース
アドレスと宛先アドレスに基づいて)ルーティングスイ
ッチ12bに経路指定される。
oSをサポートしている場合には、これらのスイッチ
は、IPパスメッセージのIPパケットのIPペイロー
ド内のフロー識別情報を抽出し、このフロー識別情報を
記憶する。このフロー識別情報は、ソースアドレスと宛
先アドレスとソースポート番号と宛先ポート番号とプロ
トコールIDを含む。このプロトコールIDは、QoS
セッションが設定された後、ソースから宛先に送信され
た全てのIPデータパケットに含まれる。
パスメッセージのIPパケットを別のルーティングスイ
ッチに経路指定し、その後さらにIPパケットから抽出
されたフロー識別情報と、それがメッセージ(次のホッ
プ)に送信するルーティングスイッチのアドレスと、そ
れがメッセージを受信するルーティングスイッチのアド
レス(前のホップ)と共に記憶する。
2にルーティングスイッチ12b,12cを介して到着
するよう示されているが、実際にはIPパケットは、第
1ネットワークにより多くの数のルーティングスイッチ
を介して到着し、そして各ルーティングスイッチは、パ
スメッセージのIPパケットから抽出したフロー識別情
報を、IPパケットが送信されたルーティングスイッチ
の識別子とIPパケットが到着するルーティングスイッ
チの識別子と共に記憶する。
は、第2ネットワークホスト端末から第1ネットワーク
にルーティングネットワークを介して移動する。各ルー
ティングスイッチは、IPパケットが送信された前のホ
ップのアドレスとIPパケットを受信する次のホップの
アドレスとIPパケットのフロー識別情報を記憶する。
ルーティングスイッチは、パスメッセージ内の他のトラ
フィック関連情報を処理するが、その特質は、本発明の
議論とは無関係であるので省略する。
Pパケットがルーティングスイッチメモリ内に記憶され
ていた同一のフロー識別情報を有する特定のルーティン
グスイッチに到着すると、このルーティングスイッチは
それを全く同一の次のホップに転送し、そのホップのア
ドレスをメモリに記憶する。データパケット用のフロー
識別情報は、図3(a)ないし(c)に示されたIPデ
ータパケットのフィールドから抽出される。
ティングスイッチ(ただし、それがRSVPのQoSを
サポートするもの)は、パスメッセージのIPパケット
の固定位置からフロー識別情報を取り出し、それらを次
のホップと前のホップのアドレスと共にメモリに記憶す
る。かくして、IPパケット内のフロー識別情報は、メ
ッセージフローを唯一に特定するのを補助し、かくして
そのメッセージフローに関連した全てのIPパケット
は、ソースから宛先に正確に同一のネットワークパスを
介して配送される。
は、パスメッセージを受信し、ステップ54において、
QoS指示信号をネットワークリンク72の上でホスト
端末40aに送り、第2ネットワークのホスト端末44
aにより要求されたQoSを示す。このQoSレベルが
ホスト端末40aにとって受け入れ可能なものである場
合には、ホスト端末40aはネットワークリンク72上
にステップ56で第1ネットワークのプロキシサーバ4
2に受領確認通知を出す方法でQoSの応答を送信す
る。
クのプロキシサーバは、リザベーションメッセージを第
2ネットワークのプロトコールID20に送信し、Qo
Sセッションを確認する。このリサベーションメッセー
ジは、パスメッセージへの同一ルートを流れる(逆
に)。
戻されたリザベーションメッセージ77の一般的フォー
マットを図4(b)に示す。同図に示すように、ソース
アドレス115はホスト端末40aのアドレスで、宛先
アドレス117は第2ネットワークホスト端末44aの
アドレスで、RSVPセッション内のパスメッセージと
リザベーションメッセージのソースアドレスと宛先アド
レスとの間の正確な関係が存在し、かくしてRSVPセ
ッションがサポートされる。
IPパケットが、ホップバイホップでパスメッセージの
IPパケットと同一のネットワークパスを介して送信さ
れ戻される。かくしてリザベーションメッセージのIP
パケットのソースアドレスと宛先アドレスは、正確に次
のホップと前のホップである。ソースアドレスと宛先ア
ドレスの値は、かくしてリザベーションメッセージがパ
スを通して転送されるに毎にダイナミックに決定され
る。
IPパケットの構造は、図4(b)に示す通りであり、
これはリザベーションメッセージのトランスポート層を
表す。かくして図4(b)に示した構造は、リザベーシ
ョンメッセージの一般的概念を示し、これは発信された
ソースアドレスと最終的な宛先アドレスである。リザベ
ーションメッセージのこの解析は幾分人工的であるが、
本発明においては、RSVPの原理を示す最適なものと
思われる。本明細書における例は、標準的なRSVPを
用いている。標準的なRSVPの変更は考えていないし
あるいは提案されていない。
内のフロー識別情報は、ルーティングスイッチに到着し
たIPパケットのような各ルーティングスイッチのメモ
リから取り出される。このルーティングスイッチは、特
定のメッセージフロー用のパス情報をそれらのメモリか
ら取り出し、このIPパケットを記憶されたホップ情報
に指示された前のホップに送る。かくしてリザベーショ
ンメッセージは、ライン68,66,64を介してパス
メッセージへの同一のルートに従う(逆に)。
パスメッセージとリザベーションメッセージのルーティ
ングは、従来のRSVPと同じである。第2ネットワー
クのプロキシサーバは、リザベーションメッセージを受
信し、第2ネットワークの14aに受領確認通知を送る
方法によりネットワークリンク62上にQoS確認情報
を送信し、QoSセッションが設定されたことを示す。
これは図2のステップ60で示されている。
ータパケット(データメッセージ内の)は、第2ネット
ワークプロキシサーバあるいは第1ネットワークプロキ
シサーバのいずれを介しては流れない。このIPパケッ
トは、第2ネットワークのホスト端末44aからホスト
端末40aにフロー識別情報により決定され、QoSセ
ッションが設定される間構築されたネットワークパスに
従うルーティングスイッチ12を含むルーティングネッ
トワークを介して直接送られる(そしてその逆も行われ
る)。
を容易にするような、それ自身では機能を有しないこれ
らの端末に対し、RSVPパスメッセージとリザベーシ
ョンメッセージのようなQoSセッションを提供する。
これらの端末は、QoSセッション機能が全くない端末
である。別の構成例としてこれらの端末は、QoSセッ
ション機能が制限された端末であり、プロキシサーバを
具備することにより、このような端末によりサポートさ
れるQoSセッションが端末の機能とは独立できるよう
になる。広範なQoSセッション機能を有するこれらの
端末に対しプロキシサーバを具備することにより端末は
処理タスクから開放される。
ある各ホスト端末は、ネットワーク内のプロキシサーバ
の存在を認識していなければならない。即ち、ホスト端
末がプロキシサーバを発見できるプロセスがなければな
らない。これが行われるには2つの方法がある。第1の
方法は、ネットワーク内のホスト端末は、サーバソリシ
ケーティングメッセージ(server-soliciting message
=SSM)を放送する。ネットワ−ク内のプロキシサー
バは、サーバ応答メッセージ(server response messag
e=SRM)をホスト端末に送信して戻すことにより応
答する。
サーバがクライアントリクエストメッセージ(client r
equest message=CRQM)をローカルネットワークに
放送する。それに応答してホスト端末(これはプロキシ
サーバクライアントと見なされる)は、クライアント登
録メッセージ(client registration message=CRG
M)を送り戻す。このようにしてネットワーク内のプロ
キシサーバの存在がネットワーク内のホスト端末により
登録されるが、これはエージェント(ホームエージェン
ト,フォロインエージェント)の存在が標準の移動IP
により現在登録されるのと同じ方法で行われる。プロキ
シサーバにノードを登録する技術は、当業者に公知であ
る。
のみに具備されるが、ホスト端末により具備されるQo
Sセッションの設定は、1つあるいは複数のネットワー
ク内で行われる。かくして図1の実施例は、プロキシサ
ーバを含む第1ネットワークと第2ネットワークの両方
と、2つのそれぞれのプロキシサーバを用いて確立され
たRSVPセッションを示しているが、実際には2つの
プロキシサーバのうちの一方のみ(第1ネットワークプ
ロキシサーバまたは第2ネットワークプロキシサーバの
何れか)のみが具備され、プロキシ端末の1つと端末と
の間にQoSセッションが確立される。QoSセッショ
ンを要求する端末の1つは、プロキシサーバを具備する
ことあるいはQoSセッションに応答する端末の1つが
プロキシサーバを具備することは必ずしも必要ではな
い。
ク内のホスト端末の一部のみと関連している。数個のプ
ロキシサーバが異なるホスト端末をサポートするために
1つのネットワーク内に具備することもできる。
2205と他のRSVP IntServ関連のRFC
と適合性を有し、現在入手可能なRSVPの実行と共に
内部動作する。プロキシサーバにより具備されるアプリ
ケ−ションとプラットフォームの独立性は、Sun Solari
s, Linux and Windows 95/NT を含む利用可能なオペレ
ーティングプラットフォーム上でライブビデオ/オーデ
ィオを含む全てのアプリケーションをサポートする。
アプリケーションとプラットフォームの独立性は、ノー
ド/端末そのもののRSVP機能の除去に起因する。R
SVP機能を有する端末は、RSVPプロキシサーバと
共に動作して、アプリケーション/プラットフォームの
独立性を可能とし処理負荷を取り払うことができる。
/またはバッテリの寿命が限られているこれらの端末に
対するRSVPメッセージ処理に起因する計算負荷の問
題を解決する。このプロキシサーバは、フロントエンド
エージェントとして動作してRSVPが可能なネットワ
ークノードとQoS具備の要素と共に相互作用し、RS
VP信号処理をするために計算集約的な処理タスクを与
えることができる。
リザベーションメッセージを用いるRSVP QoSセ
ッションの例を挙げて説明したが、本発明はQoSセッ
ションを構築するために、2つの端末間でのリクエスト
メッセージとリプライメッセージを利用するいかなるQ
oSサービスセッションにも適用可能なものである。
ワークを設定した状態を表す図
定するための主要ステップを表すフローチャート図
表す図
るためのパスメッセージの一般的フォーマットを表す図 (b) RSVP QoSセッションを構築するための
リザベーションメッセージの一般的フォーマットを表す
図
Claims (13)
- 【請求項1】 複数のネットワークのうちの少なくとも
1つのネットワーク内に、そのネットワークの少なくと
も1つの端末に関連し、前記1つの端末と前記別のネッ
トワーク内の端末との間にQoSセッションを構築する
手段を具備するステップを有することを特徴とするIP
通信をサポートする異なるネットワーク内の端末間にQ
oSセッションを構築する方法。 - 【請求項2】 前記QoSセッションは、前記少なくと
も1つの端末からQoSリクエストに応答して構築され
ることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記QoSリクエストは、サポートされ
るべきQoSを示すことを特徴とする請求項2記載の方
法。 - 【請求項4】 前記QoSリクエストは、サポートされ
るべきQoSを正確に特定することを特徴とする請求項
2または3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記QoSリクエストは、QoSセッシ
ョンが確立されると送信されるべきデータの特徴を示す
ことを特徴とする請求項2または3に記載の方法。 - 【請求項6】 前記QoSセッションは、RSVPセッ
ションであり、パスメッセージは、QoSリクエストに
応答する手段により生成されることを特徴とする請求項
2ないし5の何れかに記載の方法。 - 【請求項7】 前記少なくとも1つの端末は、QoSセ
ッションが構築されたことを示す手段から確認信号を受
信することを特徴とする請求項2ないし6の何れかに記
載の方法。 - 【請求項8】 前記QoSセッションは、RSVPセッ
ションであり、 前記手段は、リザベーションメッセージに応答して確認
信号を生成することを特徴とする請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 前記QoS指示信号は、QoSセッショ
ンの開始に応答して前記少なくとも1つの端末に対し生
成されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項10】 前記手段は、前記少なくとも1つの端
末からのQoS応答信号に応じて、QoSセッションの
構築を完了することを特徴とする請求項9記載の方法。 - 【請求項11】 前記QoSセッションは、RSVPセ
ッションであり、 前記QoSセッションの開始は、パスメッセージにより
指示され、前記QoSセッションの構築は、リザベーシ
ョンメッセージの受領により完了することを特徴とする
請求項9記載の方法。 - 【請求項12】 IP通信をサポートできる少なくとも
1つの端末と、請求項2ないし11の何れかに記載の手
段とを有するネットワークにおいて、 前記少なくとも1つの端末に関連し、前記少なくとも1
つの端末と別のネットワークの端末との間にQoSセッ
ションを構築することを特徴とする方法。 - 【請求項13】 前記手段は、プロキシサーバであるこ
とを特徴とする請求項1ないし12に記載の方法または
ネットワーク。
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