JP2001036581A - 通信帯域設定システムと方法 - Google Patents

通信帯域設定システムと方法

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JP2001036581A
JP2001036581A JP20832599A JP20832599A JP2001036581A JP 2001036581 A JP2001036581 A JP 2001036581A JP 20832599 A JP20832599 A JP 20832599A JP 20832599 A JP20832599 A JP 20832599A JP 2001036581 A JP2001036581 A JP 2001036581A
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Koichi Nakagawa
広一 中川
Kazunari Irie
一成 入江
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のRSVP等による帯域設定技術では、
経路上の各ノードにおいて順番に帯域設定を行うので、
時間を要してしまう。 【解決手段】 RSVP等、通信端末が要求した通信帯
域を各ノードで確保した後、通信端末間でのパケット転
送を行うコンピュータ通信ネットワークにおいて、サー
バコンピュータを設け、このサーバコンピュータで、各ノ
ードのルーティング情報と使用帯域情報および通信端末
のユーザ毎の最大帯域情報とを取得してデータベース等
で対応付けて記録して一元管理し、各ノードに対して、通
信端末からの通信帯域要求の値を一斉通知することによ
り、各ノードでの通信帯域の確保を一斉に行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル通信ネ
ットワークを利用したコンピュータ間でのパケット伝送
技術に係り、特に、通信に割り当てる帯域(通信レート)
を通信端末からの要求に応じて予め確保するRSVP(R
esource ReSerVation Protocol)等による通信を行うコ
ンピュータ通信ネットワークへの適用に好適な通信帯域
設定システムと方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、コンピュータ間の通信を行うネッ
トワークにおいて通信レート(通信帯域)を可変容量で確
保するための技術として、例えば、丸山修孝著「わかりや
すい通信プロトコルの技術」(1997年、オーム社発
行)の第212頁に記載のようなRSVPと呼ばれるプ
ロトコルが開発されている。
【0003】このRSVPでは、接続要求側の通信端末
のアプリケーションが、接続相手側の通信端末に向けて
帯域確保(予約)要求を出すと、経路上にある交換機やル
ータ、ATM(Asynchronous Transfer Mode)スイッチ
等の各ノードにおいて帯域が設定される。このようなコ
ンピュータ通信ネットワークでの通信端末間におけるR
SVPによる帯域確保の動作例を図を用いて説明する。
【0004】図5は、従来のコンピュータ通信ネットワ
ークでのRSVPによる帯域確保の動作例を示す説明図
であり、図6は、図5におけるノードの構成例を示すブロ
ック図である。図5において、51,52はそれぞれコ
ンピュータからなる接続要求側および接続相手側の通信
端末、53〜56はルータとしてのノード、57,58は
イーサネット等のLAN(Local Area Network)、59
〜61はATMネットワークである。
【0005】接続要求側の通信端末51のアプリケーシ
ョンがRSVPによる帯域確保要求(通信帯域要求)を
出すと、この通信端末51から接続相手側の通信端末5
2までのIP(Internet Protocol)通信におけるルー
ティング経路が設定され、通信端末51からのRSVP
による帯域確保要求を受信したノード53は、経路上に
ある次のノード54に対して、この帯域確保要求を送信
する。ノード54は、要求通り帯域確保できるようであ
れば、次のノード55へノード53からの帯域確保要求
を送信する。
【0006】このような動作を繰り返すことで接続相手
側の通信端末52までRSVPの帯域確保要求を送る。
接続相手側の通信端末52では、受信したRSVPの帯
域確保要求に対して、帯域を予約したという応答を接続
要求側の通信端末51に向けて返す。これにより、ノー
ド53〜56において通信端末51から要求された帯域
が設定される。そして、このようにして通信端末51と
通信端末52のエンド・エンドでの帯域予約が成立する
と、データ送信が開始される。
【0007】しかし、例えば各ノード53〜56間のA
TMネットワーク59〜61が低速であったり、途中の
ノード53〜56の一ヶ所でも帯域確保ができない場合
には、その時点で通信端末51に向けてエラー情報が返
される。また、通信端末51のアプリケーションは、ネッ
トワークに対して定期的に予約情報を確認し(リフレッ
シュと呼ばれる)、一定時間内に応答を受信できない場合
は、予約は自動的に解除される。
【0008】尚、IP通信レイヤにおける帯域を確保す
るためには、下位レイヤでの通信帯域確保が必要であ
る。従来、帯域を確保できるネットワークとしてATM
を対象としたものが多い。この場合、RSVPの要求を
受けて下位レイヤでは、上記丸山修孝著「わかりやすい
通信プロトコルの技術」(1997年、オーム社発
行)の第210頁に記載のようなATMのシグナリング
による回線(バーチャルコネクション、VC:Virtual Con
nection)設定の処理が行われる。
【0009】このようなATMシグナリングやIP通信
レイヤにおける帯域確保を行うノード53の構成を、図
6に基づき説明する。図6において、62はLAN57
との接続制御を行うLANインタフェース部(図中、「L
・IF」と記載)、63はATMネットワーク59との接
続制御を行うATMインタフェース部(図中、「A・IF」
と記載)、64は処理部、65は処理部64の動作制御と
ネットワークリソース情報管理等を行う制御部である。
【0010】IPパケットに対するルーティング処理お
よびLANインタフェース部62からのIPパケットと
ATMインタフェース部63からのATMセルとの間の
カプセル化処理とデカプセル化処理は処理部64におい
て行われる。通信端末51からの帯域確保要求に応じた
帯域設定は、制御部65において行われる。
【0011】図5で説明したように、RSVPによる帯
域確保の処理では、各ノード53〜56の帯域設定を、帯
域確保要求元(接続要求側)の通信端末51側の近くから
順番に行っているため、全ての帯域設定が完了するのに
要する時間は、各ノード53〜56での帯域設定に要す
る時間の累計となり、迅速な帯域設定ができない。
【0012】また、下位レイヤにおけるATMシグナリ
ングによるVC設定にも時間がかかるので、迅速な帯域
設定ができない一因となる。また、通信端末51,52
のユーザに対して割り当てることのできる最大帯域を含
むネットワークリソースの管理や、ユーザID(契約者
の識別情報)、各ノードのアドレス(MACアドレス、M
AC:Media Access Control)等のユーザ情報の管理
が、各ノード個別に行われており、一元的に管理されてお
らず、煩雑となっている。
【0013】尚、このような通信端末51,52のユー
ザ情報を一元的に管理する従来技術として、ポリシーサ
ーバを設置して、このポリシーサーバでユーザ管理を一
元化する技術が開発されている。しかし、この技術にお
いても、各ノードが帯域設定に必要な情報をポリシーサ
ーバに問い合わせるものであり、迅速な帯域設定はでき
ない。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来のRSVP等による帯域設定技術では、経路上
の各ノードにおいて順番に帯域設定を行っているので迅
速な設定ができない点である。
【0015】本発明の目的は、これら従来技術の課題を
解決し、RSVP等、通信端末が要求した通信帯域をノー
ドで確保して通信端末間でのパケット転送を行うコンピ
ュータ通信ネットワークの性能を向上させることが可能
な通信帯域設定システムと方法を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の通信帯域設定システムと方法は、RSVP
等、通信端末が要求した通信帯域を各ノードで確保した
後、通信端末間でのパケット転送を行うコンピュータ通
信ネットワークにおいて、サーバコンピュータを設け、こ
のサーバコンピュータで、各ノードのルーティング情報
と使用帯域情報および通信端末のユーザ毎の最大帯域情
報とを取得してデータベース等で対応付けて記録して一
元管理し、さらに、通信端末から直接、もしくは、この通信
端末を収容するノード(エッジ装置)を介して通信端末か
らの通信帯域要求と宛先情報を受信し、この要求がデー
タベースでの管理内容の条件を満足していれば、すなわ
ち、受信した通信帯域要求の値が最大帯域以下で、かつ経
路上の全てのノードに空き帯域があれば、各ノードに対
して、通信端末からの通信帯域要求の値を一斉通知する
ことにより、各ノードでの通信帯域の確保を一斉に行う
ことを特徴とする。
【0017】尚、サーバコンピュータおよびノードにJav
a Virtual MachineまたはJava Chipなどを設けて、上記
通信帯域設定処理を行う機能モジュールを、Java言語プ
ログラムによりサーバコンピュータおよびノードに実装
させることにより、システム構成・設計を容易とする。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面
により詳細に説明する。図1は、本発明の通信帯域設定
システムの本発明に係る構成例を示すブロック図であ
り、図2は、図1における通信帯域設定システムのネット
ワークでの動作例を示す説明図である。
【0019】図2において、1,2はそれぞれコンピュ
ータからなる接続要求側および接続相手側の通信端末、
3〜6はルータとしてのノード、7,8はイーサネット
等のLAN、9〜11はATMネットワーク、12はサー
バである。尚、ノード3やノード6など通信端末1,2
に最も近くに接続されるノードをエッジ装置とも呼ぶこ
ともあるが、ここでは、全てノードとする。
【0020】ノード3〜6、および、サーバ12のそれぞ
れは、JVM(Java Virtual Machine、仮想マシーン)3
a〜6a、12aを実装しており、JavaRMI(Remote Me
thodInvocation;リモートメソッド起動)を用いた通信
を行う。さらに、ノード3〜6は、JVM3a〜6a上に
通信エージェント(図中、「N・A」と記載)3b〜6bを
実装し、サーバ12は、JVM12a上に通信エージェ
ント(図中、「S・A」と記載)12bを実装しており、こ
れらの通信エージェント3b〜6b、12bによって、本
発明に係る帯域の設定制御を行う。
【0021】このようなノード3〜6とサーバ12の内
部構成を図1に基づき説明する。図1に示すように、ノ
ード3には、LAN7との接続制御を行うLANインタ
フェース部(図中、「L・IF」と記載)13と、ATMネッ
トワーク9との接続制御を行うATMインタフェース部
(図中、「A・IF」と記載)14、IPパケットに対するル
ーティング処理およびLANインタフェース部13から
のIPパケットとATMインタフェース部14からのA
TMセルとの間のカプセル化処理とデカプセル化処理を
行う処理部15、そして、処理部15の動作制御と共にJ
VM3aと通信エージェント3bを実装して通信端末1
からの帯域確保要求に応じた帯域設定処理を行う制御部
16が設けられている。
【0022】また、サーバ12には、JVM12aおよび
通信エージェント12bと共に、この通信エージェント
12bを介して各ノード3〜6から、各ノード3〜6の
ルーティング情報や使用帯域情報などのネットワークリ
ソース情報、および通信端末1,2のユーザ毎の最大帯
域情報などのユーザ情報を取得するDB管理エージェン
ト17と、このDB管理エージェント17で取得された
各情報を管理テーブル18aで対応付けて記録するデー
タベース(図中、「DB」と記載)18が設けられている。
【0023】以下、図2を用いて、このような構成にお
けるサーバコンピュータ12とノード3〜6によるネッ
トワークでの動作例を説明する。接続要求側の通信端末
1のアプリケーションが帯域確保要求(通信帯域要求)
情報を送出すると、LANインタフェース13を介して
これを受けたノード3は、通信エージェント3bにより、
この帯域確保要求情報をサーバ12上の通信エージェン
ト12bに送信して通知する。
【0024】サーバ12上の通信エージェント12b
は、ノード3の通信エージェント3bから受け取った帯
域確保要求情報から、通信端末1が送信するパケットの
送受信アドレスを読み出して、DB管理エージェント1
7に送信・通知する。
【0025】DB管理エージェント17は、通信エージ
ェント12bから受け取った送受信アドレスに基づきユ
ーザ情報の確認および通信経路設定を行うと共に、デー
タベース18の管理テーブル18aに記録してある各ノ
ード3〜6に対するネットワークリソースデータに基づ
き空き情報を確認し、帯域が確保できるようであれば、リ
ソースの割り当て(通信帯域設定情報の生成)を行う。
【0026】尚、データベース18の管理テーブル18
aに記録してあるネットワークリソースデータは、通信
エージェント12bが一定間隔おきに配下の各ノード3
〜6に問い合わせを行い、その結果に基づきDB管理エ
ージェント17により更新される。
【0027】DB管理エージェント17は、リソースの
割り当て情報(通信帯域設定情報)と経路指定情報を通
信エージェント12bに渡す。そして、通信エージェン
ト12bは、図2に示すようにして、経路上の全ノード3
〜6に通信帯域設定情報(帯域要求)と経路指定情報を
一斉通知する。
【0028】各ノード3〜6は、サーバ12から受信し
た通信帯域設定情報(帯域要求)と経路指定情報に基づ
き、一斉に、物理レイヤへシグナリング(ATMシグナリ
ング)を行い、帯域を確保する。このように、各ノード3
〜6において一斉に帯域設定を行うので、迅速な帯域設
定が可能である。
【0029】接続相手先の通信装置2のエッジ装置とな
るノード6は、通信端末2に帯域確保情報を転送する。
ノード6からの帯域確保情報を受信した通信端末2は、
帯域を予約したという応答を通信端末1に向けて返す。
このようにして、通信端末1と通信端末2間でエンド・
エンドでの帯域予約が成立し、データ送信が開始され
る。
【0030】通信端末1のアプリケーションは、ネット
ワークに対して定期的に帯域予約情報を確認(リフレッ
シュ)し、一定時間内に応答を受信できない場合は、予約
は自動的に解除される。この解除も帯域設定と同様にし
て、ノード3を介してサーバ12に通知され、このサーバ
12上の通信エージェント12bが、各ノード3〜6へ
一元的に送信して一斉通知する。
【0031】このように図2におけるシステムでは、通
信端末1,2は、エッジ装置としてのノード3,6を介
してのみ通信を行う構成としており、通信端末1,2と
しては、従来の通信端末をそのまま用いることができ
る。すなわち、従来の通信端末に対しても、迅速な帯域設
定の効果が提供される。
【0032】以下、このような通信端末にもJVMを実
装させ、通信端末とサーバ間で直接通信を行うことを可
能としたシステム構成例を説明する。図3は、図1にお
ける通信帯域設定システムのネットワークでの他の動作
例を示す説明図である。
【0033】図3に示すネットワークにおいて、通信端
末31,32のそれぞれには、JVM31a,32aお
よび通信エージェント(図中、「T・A」と記載)31b,
32bが実装されており、通信端末31,32とサーバ
12間で直接通信が可能である。
【0034】このようなシステムでは、接続要求側の通
信端末31からの帯域確保要求(通信帯域要求)情報
は、通信端末31の通信エージェント31bとサーバ1
2の通信エージェント12bでJavaRMIにより直接や
り取りされ、また、接続相手先の通信端末32への帯域確
保情報の通信も、サーバ12の通信エージェント12b
から通信端末32の通信エージェント32bに直接送ら
れる。さらに、予約解除に関しても、通信端末31の通信
エージェント31bからサーバ12の通信エージェント
12bに直接送信される。
【0035】図4は、図1におけるサーバコンピュータ
の処理動作例を示すフローチャートである。図1のサー
バコンピュータ12は、まず、通信エージェント12b
により、例えば図2における各ノード3〜6の通信エー
ジェント3b〜6bを介して各ノード3〜6から、各ノ
ード3〜6のルーティング情報と使用帯域情報および通
信端末1,2等のユーザ毎の最大帯域情報とを取得し
て、DB管理エージェント17により、データベース1
8の管理テーブル18aで対応付けて記録する(ステッ
プ401)。
【0036】そして、接続要求側の通信端末1から直
接、もしくは、この通信端末1を収容するノード3を介し
て、この通信端末1から通信帯域要求と宛先情報を受信
すると(ステップ402)、管理テーブル18aでの記
録内容を参照し、相手先端末2とその間の各ノード4〜
6を特定して、受信した通信帯域要求の値が最大帯域以
下であり、かつ通信端末1と通信端末2間を接続する全
てのノード3〜6に空き帯域があるか否かを判別する
(ステップ403)。
【0037】この判別の結果、通信帯域要求の値が最大
帯域以下で全てのノードに空き帯域があれば(ステップ
404)、各ノード3〜6に対して、通信端末1が要求し
た通信帯域の値を一斉通知する(ステップ405)。こ
の通知に基づき各ノード3〜6では、通信帯域の確保を
一斉に行う。尚、ステップ404において、通信帯域要
求の値が最大帯域以上、もしくは、各ノード3〜6の一
つに空き帯域がなければ、ノード3を介して通信端末1
にエラー情報を返す(ステップ406)。
【0038】以上、図1〜図4を用いて説明したように、
本例の通信帯域設定システムでは、通信端末1,2や各
ノード3〜6およびサーバ12上に処理エージェントを
常駐させ、ノード3〜6上のエージェントとサーバ12
上のエージェントでJava RMIを用いて通信して情報のや
りとりを行う。そして、サーバ12で各ノードの帯域情
報や経路情報等を一元管理しており、通信端末1が要求
した帯域が各ノード3〜6で確保できるか否かをサーバ
12でまとめて確認し、確保できるようであれば、通信エ
ージェント12bが、各ノード3〜6へ帯域予約の命令
を一斉に送る。
【0039】これにより、各ノード3〜6における帯域
設定を一斉に行うことができ、迅速な帯域確保が可能で
ある。また、サーバ12で、各ノード3〜6の帯域情報や
経路情報等を一元管理しており、設定情報の管理が容易
である。さらに、このように全てのネットワークリソー
スを一元的に管理できるので、帯域予約のみならず、パケ
ットフィルタリング等も行うことが可能である。また、
ユーザに割り当てるネットワークの通信レートを要求に
応じて確保可能であり、ユーザに割り当てる最大帯域を
動的に変更・設定することが可能である。
【0040】尚、本発明は、図1〜図4を用いて説明した
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲において種々変更可能である。例えば、本例では、構成
・設計を容易とするために、Javaを用いてJavaRMIを
利用した例を説明しているが、CORBA(Common Objec
t Request Broker Architecture)等の技術を適用するこ
とでも良い。
【0041】また、本例では、JavaVMを実装してJava
言語のプログラムを実行する構成としているが、Java C
hipを実装してJava言語のプログラムを実行する構成と
しても良い。また、本例では、ノードはルータとしてい
るが、ATMスイッチ等であっても良い。また、ネット
ワークに関してもATMネットワークに限定するもので
はない。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、従来のRSVP等によ
る帯域設定技術のように、経路上の各ノードにおいて順
番に帯域設定を行うのではなく、サーバコンピュータ
で、各ノードのルーティング情報と使用帯域情報および
通信端末のユーザ毎の最大帯域情報とを一元管理し、通
信端末からの通信帯域要求の値を各ノードに対して一斉
通知することにより各ノードでの通信帯域の確保を一斉
に行うことができ、RSVP等、通信端末が要求した通
信帯域を各ノードで確保して通信端末間でのパケット転
送を行うコンピュータ通信ネットワークの性能を向上さ
せることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の通信帯域設定システムの本発明に係る
構成例を示すブロック図である。
【図2】図1における通信帯域設定システムのネットワ
ークでの動作例を示す説明図である。
【図3】図1における通信帯域設定システムのネットワ
ークでの他の動作例を示す説明図である。
【図4】図1におけるサーバコンピュータの処理動作例
を示すフローチャートである。
【図5】従来のコンピュータ通信ネットワークでのRS
VPによる帯域確保の動作例を示す説明図である。
【図6】図5におけるノードの構成例を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1:通信端末(接続要求側)、2:通信端末(接続相手
側)、3〜6:ノード、3a〜6a,12a:JVM(Ja
va Virtual Machine、仮想マシーン)、3b〜6b:通信
エージェント(N・A)、12b:通信エージェント(S・
A)、7,8:LAN(イーサネット等)、9〜11:A
TMネットワーク、12:サーバ、13:LANインタフ
ェース部(L・IF),14:ATMインタフェース部
(A・IF)、15:処理部、16:制御部、17:DB管
理エージェント、18:データベース(DB)、18a:管
理テーブル、31:通信端末(接続要求側)、32:通信
端末(接続相手側)、31a,32a:JVM、31
b,32b:通信エージェント(T・A)、51通信端末
(接続要求側)、52:通信端末(接続相手側)、53
〜56:ノード(ルータ)、57,58:LAN(イー
サネット等)、59〜61:ATMネットワーク、6
2:LANインタフェース部(L・IF)、63:ATM
インタフェース部(A・IF)、64:処理部、65:制御
部。
フロントページの続き Fターム(参考) 5K030 GA01 HA10 HD03 JA11 JL07 JT06 KA01 KA05 KA07 LB02 LB07 LC06 LC08 MA01 9A001 BB03 BB04 CC06 CC08 DD10 FF05 JJ18 JJ27 KK56 LL09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パケットの送受信を行う通信端末と、接
    続要求側の第1の通信端末が要求した通信帯域を確保し
    て該第1の通信端末および接続相手側の第2の通信端末
    間でのパケットのルーティングを行うノードとからなる
    コンピュータ通信ネットワークにおける通信帯域設定シ
    ステムであって、上記ノードのルーティング情報と使用
    帯域情報および上記通信端末のユーザ毎の最大帯域情報
    とを取得して対応付けて記録し、上記第1の通信端末か
    ら直接、もしくは、該第1の通信端末を収容するノードを
    介して上記第1の通信端末から通信帯域要求と宛先情報
    を受信すると、上記記録の内容を参照し、受信した通信帯
    域要求の値が最大帯域以下であり、かつ上記第1の通信
    端末と上記第2の通信端末間を接続する全てのノードに
    空き帯域があれば、各ノードに対して、上記第1の通信
    端末が要求した通信帯域の値を一斉通知するサーバコン
    ピュータを設け、上記第1の通信端末と上記第2の通信
    端末間を接続する全てのノードでの通信帯域の確保を一
    斉に行うことを特徴とする通信帯域設定システム。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の通信帯域設定システム
    において、上記ノードは、上記サーバコンピュータへの上
    記ルーティング情報と使用帯域情報および上記通信端末
    のユーザ毎の最大帯域情報の送信、および、上記サーバコ
    ンピュータからの上記通信帯域の値の受信を行う通信手
    段を有することを特徴とする通信帯域設定システム。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の通信帯域設定システム
    において、上記ノード、および、上記サーバコンピュータ
    は、Java言語のプログラムを実行するJava実行手段を有
    し、上記各ノードでの通信帯域の一斉確保のための上記
    サーバコンピュータと上記ノードとの通信をJavaエージ
    ェント間のJavaRMIを用いたネゴシエーションによっ
    て行うことを特徴とする通信帯域設定システム。
  4. 【請求項4】 パケットの送受信を行う通信端末と、接
    続要求側の第1の通信端末が要求した通信帯域を確保し
    て該第1の通信端末および接続相手側の第2の通信端末
    間でのパケットのルーティングを行うノードとからなる
    コンピュータ通信ネットワークにおいて上記通信帯域の
    設定を行うシステムの通信帯域設定方法であって、上記
    第1の通信端末と直接、もしくは、該第1の通信端末を収
    容するノードと接続されたサーバコンピュータを設け、
    該サーバコンピュータで、上記ノードのルーティング情
    報と使用帯域情報および上記通信端末のユーザ毎の最大
    帯域情報とを取得して対応付けて記録する第1の処理
    と、上記第1の通信端末から直接、もしくは、該第1の通
    信端末を収容するノードを介して上記第1の通信端末か
    ら通信帯域要求と宛先情報を受信する第2の処理と、上
    記第1の処理での記録内容を参照して、上記第2の処理
    で受信した通信帯域要求の値が最大帯域以下であり、か
    つ上記第1の通信端末と上記第2の通信端末間を接続す
    る全てのノードに空き帯域があるか否かを判別する第3
    の処理と、該第3の処理での判別の結果、上記通信帯域要
    求の値が最大帯域以下で全てのノードに空き帯域があれ
    ば、各ノードに対して、上記第1の通信端末が要求した通
    信帯域の値を一斉通知する第4の処理を行い、上記第1
    の通信端末と上記第2の通信端末間を接続する全てのノ
    ードで、上記通信帯域の確保を一斉に行うことを特徴と
    する通信帯域設定方法。
JP20832599A 1999-07-23 1999-07-23 通信帯域設定システムと方法 Pending JP2001036581A (ja)

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