JP2001189754A - QoS提供方式、ルータ装置、QoSサーバ、ユーザ端末及びQoS提供方法 - Google Patents

QoS提供方式、ルータ装置、QoSサーバ、ユーザ端末及びQoS提供方法

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JP2001189754A
JP2001189754A JP37547099A JP37547099A JP2001189754A JP 2001189754 A JP2001189754 A JP 2001189754A JP 37547099 A JP37547099 A JP 37547099A JP 37547099 A JP37547099 A JP 37547099A JP 2001189754 A JP2001189754 A JP 2001189754A
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qos
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Kazuo Nogami
和男 野上
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベストエフォート型とリアルタイム型とのト
ラヒックカテゴリを区分けしてサービス品質を保証す
る。 【解決手段】 ユーザサイトAが、IPパケットを送信
する際に、IPヘッダのTOSフィールド内にトラヒッ
クカテゴリ(CBR、VBR−rt、VBR−nrt、
UBR、GFRのいずれか1つ)を設定する。各ルータ
装置30,30a〜30d,40は、IPパケットを受
信すると、そのIPヘッダのTOSフィールドに基づい
て、複数のトラヒックカテゴリ(CBR、VBR−r
t、VBR−nrt、UBR、GFR)のいずれかを選
択し、該当するトラヒックカテゴリのサービス品質を保
証する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、QoS(Quality
of Service;サービス品質)提供方式、ルータ装置、Q
oSサーバ、ユーザ端末及びQoS提供方法に関する。
【0002】
【従来の技術】インターネットは、メール交換、ファイ
ル転送及びWebアクセスによる閲覧などを主に図るた
めのインフラストラクチャである。このインフラストラ
クチャは、ルータと呼ばれる中継用の経路制御装置(以
下、ルータ装置という)が相互に接続されたネットワー
クである。このネットワークには適宜、端末が接続され
る。送信元の端末は、TCP/IP(Transmission con
trol protocol / Internet Protocol )パケットを送信
し、このパケットは、ルータ装置により、次のルータ装
置に中継されて順次、転送される。
【0003】ここで、ルータ装置は、TCP/IPパケ
ットを中継処理する機能(Forwarding)と、宛先に最適
なパスを選択し、そのパス上の次のルータが接続された
インターフェースへTCP/IPパケットを送出処理す
る機能とから構成されている。すなわち、図18に示す
ように、ルータ装置1は、IPヘッダ内で宛先を示すI
Pアドレスに従って送信ポートへパケットを送出すると
いう非常にシンプルな機能から構成される。
【0004】このようなルータ装置1は、TCP/IP
トラヒックをベストエフォート(Best Effort ;保証が
ない)型のサービスとして位置付けており、転送するパ
ケットが処理可能な量よりも多いか、あるいは、バッフ
ァメモリの許容容量を越えるとき、パケットを廃棄す
る。このため、ルータ装置1では、パケットの損失や遅
延を必然的に伴う。従って、ルータ装置1自体は、廃棄
されたパケットをEnd-End (端末−端末)間の再送手順
により救済するという安易な中継システムに位置付けさ
れる。
【0005】なお、この安易なシステムという位置付け
は、純粋なIP網のルータ装置に限らず、MPLS(Mul
ti Protocol Label Switching)網にて、図19に示す如
きラベルによるパケット転送を実行するラベルエッジル
ータ装置2及び図20に示す如きラベルスイッチルータ
装置3においても同様である。なお、ラベルは、次のル
ータを示す、IPアドレスよりも短いアドレスである。
【0006】一方、インターネットの大きな特徴の一つ
は、相手との距離を気にせずに相手先にデータを送信し
得ることである。例えば、ユーザが電話回線を介して最
寄りのキャリアISP(internet service provider ;
接続事業者)が用意した最も料金が割安なアクセスポイ
ントに電話を接続する、あるいは専用線を介して最寄り
の最も料金が割安となるキャリアの局に接続すると、イ
ンターネットがこの接続点以降から相手先までの間を中
継網としてパケットを転送する。
【0007】つまり、インターネットは、専用線におい
て費用の高い長距離中継部分(最寄りの接続点から相手
先までの間)を無料で受け持つので、ユーザが距離によ
る料金を気にする必要がない利点を有する。
【0008】この利点は、魅力が大きく、インターネッ
トの爆発的なブームを呼んだといっても過言ではない。
係るインターネットは、従来の電話網や専用線網からな
るネットワーク構造の考えと大きく異なる。
【0009】近年、係るインターネットを提供するキャ
リアISPのビジネスとして注目される2つの動きがあ
る。第1の動きは、ベストエフォート的なインターネッ
トの利用ではなく、従来の電話交換サービスや映像サー
ビスなどのリアルタイムトラヒックをインターネットで
送信することである。電話や映像受信の加入者をインタ
ーネットの加入者にできるので、キャリアISPには加
入者を増やす絶好の機会となる。
【0010】第2の動きは、VPN(Virtual Private N
etwork) と呼ばれるIP仮想専用線(IP-VPN)を提供する
ことである。従来の専用線は遠隔地間を固定接続するネ
ットワークプラットフォームにより実現され、各サイト
間のインターフェースにはTDM(Time Division Multi
plex) やATM(Asynchronous Transfer Mode;非同期転
送モード) が使用されている。この専用線の場合、料金
の課金は、サイト間の接続距離と回線帯域に依存してい
る。
【0011】一方、IP−VPNは、ネットワークプラ
ットフォームがIPネットワークとなるので、サイトと
キャリアISPとの間はIPインタフェースとなり、I
Pルータで相互に接続される。
【0012】このIP−VPNの場合、インフラストラ
クチャの提供者はキャリアISPである。このIP−V
PNの最大の利点は低い料金である。例えば、IP−V
PNにおいては、ユーザは、IPルータ装置1の設置さ
れたキャリアISPまでの専用線料金のみを支払えば、
高度なセキュリティの仮想専用線を長距離に渡り安価に
使用可能である。
【0013】キャリアISPは、IP−VPNサービス
加入及び使用料金を従来の専用線の課金よりも大幅に安
価に設定する。IP−VPNは、安全で高い信頼性をも
ち且つ安い料金のサービスなので多くのユーザが利用
し、キャリアISPの大きな市場となることが期待され
ている。
【0014】キャリアISPとしては、上述したリアル
タイムトラフィック及びIP−VPNサービスを提供す
る観点から、自営の光ファイバなどの物理線あるいは無
線を利用し、膨大なTCP/IPトラヒックを収容する
ルータ装置1にて長距離中継部分を太いパイプとして扱
える高性能なインターネットにインフラストラクチャを
置換し始めている。
【0015】また、ルータ装置1のベンダは、音声や映
像などのリアルタイムトラヒックをTCP/IPパケッ
トに流すために、VoIP(Voice over IP )あるいは
映像圧縮によるMPEG over IP等を用いた電話やT
Vに代わる次世代装置を開発し始めている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら本発明者
は、以上の状況から、キャリアISPを中心としたイン
ターネットの推進により、将来的に、メールやWebア
クセス等のベストエフォート型のトラヒック利用と、音
声や映像等のリアルタイム型のトラヒック利用といった
トラヒックカテゴリを区分けして料金を定義する新規な
サービスメニューが出現すると予想する。係るサービス
メニューにおいては、キャリアISPは、料金に相応し
いサービス品質を保証することが重要になる。
【0017】とは言え、このような新規のサービスメニ
ューでは、各トラヒックカテゴリに応じたサービス品質
を保証するためのユーザ側及びキャリアISP側に必要
な仕組みが全く不明となっている。
【0018】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、ベストエフォート型とリアルタイム型とのトラヒッ
クカテゴリを区分けしてサービス品質を保証し得るQo
S提供方式、ルータ装置、QoSサーバ、ユーザ端末及
びQoS提供方法を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の骨子について説明する。本発明は、TCP/
IP通信において、(i)サービス種別を明確にし、
(ii)サービス種別に必要とされるQoS(Quality
of Service)のトラヒックパラメータを明確にすること
により、QoS提供のためのルールを統一したものであ
る。
【0020】ここで、特に、サービス種別及びQoSの
トラヒックパラメータを既存のATMにおけるQoS機
能に基づいて定義している。これにより、次の(1)〜
(4)の作用効果を得ることができる。 (1)従来、QoS提供の唯一の手段とされたATM
(Asynchronous TransferMode)に置き換わり、低価格
なIP専用線(IP−VPN)によるQoS提供が可能
になる。すなわち、既に実績があり且つ周知のATMの
QoS機能をIPルータに適用することにより、定義及
び評価の困難なQoSを容易且つ確実にIP−VPNに
提供することができる。
【0021】(2)ユーザにはQoSカテゴリが明示的
に示され、サービス内容が理解される。また、ATMの
QoS機能が適用されるので、特に、従来のATMのユ
ーザには容易に理解させることができる。
【0022】(3)キャリアISPは、明示的に示され
たトラヒックパラメータに基づいたネットワーク設計が
可能になる。すなわち、キャリアISPはその中継網
で、サービスとパラメータに従った方針(ポリシー)に
より、QoS提供可能なネットワーク設計が可能にな
る。
【0023】(4)本発明を全てのキャリアISPが採
用すると、1つのキャリアISP内でのend-end 通信に
限らず、世界中のどのキャリアISPに加入しても統一
したサービス品質をend-end に提供することができる。
【0024】さて、以上のような本発明の骨子を実現す
るため、具体的には以下のような手段が用いられる。請
求項1に対応する発明は、TCP/IPに基づき送信さ
れたIPヘッダを含むIPパケットを転送可能な複数の
ルータ装置を備えたネットワークに使用されるQoS提
供方式であって、前記各ルータ装置としては、前記IP
ヘッダのTOSフィールドの内容又は送信元アドレスに
基づいて、複数のトラヒックカテゴリのいずれかを選択
するトラヒックカテゴリ選択手段と、前記トラヒックカ
テゴリ選択手段により選択されたトラヒックカテゴリの
サービス品質を保証するQoS保証手段とを備え、前記
各トラヒックカテゴリとしては、帯域保証型の一定レー
ト転送CBRと、統計的多重効果を利用した実時間性の
帯域保証型の可変レート転送VBR−rtと、統計的多
重効果を利用した非実時間性の帯域保証型の可変レート
転送VBR−nrtと、非実時間性の非帯域保証型のレ
ート転送UBRと、最小帯域保証型のレート転送GFR
と、を含んでいるQoS提供方式である。
【0025】また、請求項2に対応する発明は、請求項
1に対応するQoS提供方式において、前記TOSフィ
ールドとしては、1つのトラヒックカテゴリと、前記I
Pパケット毎の処理優先度とが設定されたQoS提供方
式である。
【0026】さらに、請求項3に対応する発明は、請求
項1又は請求項2に対応するQoS提供方式において、
前記ネットワークを介して受けた要求により、前記各ト
ラヒックカテゴリを要求元に提示するカテゴリ提示手段
と、前記カテゴリ提示手段により提示される各トラヒッ
クカテゴリにおけるサービス品質の保証内容を前記要求
元に提示するサービス提示手段と、前記サービス提示手
段により提示された保証を実行するための複数のパラメ
ータのうち、複数の固定パラメータを提示し、複数の可
変パラメータを複数の時間情報毎に個別に前記要求元に
設定させるパラメータ設定手段と、前記パラメータ設定
手段により設定された時間情報に基づいて、現在の時間
情報に対応する各可変パラメータを前記各ルータ装置に
配信するパラメータ配信手段と、前記カテゴリ提示手
段、前記サービス提示手段、前記パラメータ設定手段及
びパラメータ配信手段とを有するQoSサーバとを備
え、前記固定パラメータが、前記各ルータ装置のパケッ
ト遅延耐力PDV、最大パケット遅延時間変動値Peak-t
o-Peak PDV、最大パケット遅延時間Max CTD及び
パケット廃棄率CLRを含み、前記可変パラメータが、
所定期間中、前記ネットワーク内の所定の仮想専用網V
PNを流れるトラヒックの単位時間当りの要求保証レー
トの最大値PPR、平均値APR及び最小値MPRであ
るQoS提供方式である。
【0027】また、請求項4に対応する発明は、TCP
/IPに基づき送信されたIPヘッダを含むIPパケッ
トを転送可能なルータ装置であって、前記IPヘッダの
TOSフィールドの内容又は送信元アドレスに基づい
て、複数のトラヒックカテゴリのいずれかを選択するト
ラヒックカテゴリ選択手段と、前記トラヒックカテゴリ
選択手段により選択されたトラヒックカテゴリのサービ
ス品質を保証するQoS保証手段とを備え、前記各トラ
ヒックカテゴリとしては、帯域保証型の一定レート転送
CBRと、統計的多重効果を利用した実時間性の帯域保
証型の可変レート転送VBR−rtと、統計的多重効果
を利用した非実時間性の帯域保証型の可変レート転送V
BR−nrtと、非実時間性の非帯域保証型のレート転
送UBRと、最小帯域保証型のレート転送GFRと、を
含んでいるルータ装置である。
【0028】さらに、請求項5に対応する発明は、請求
項4に対応するルータ装置において、前記TOSフィー
ルドとしては、1つのトラヒックカテゴリと、前記IP
パケット毎の処理優先度とが設定されており、前記Qo
S保証手段としては、前記トラヒックカテゴリ選択手段
により選択されたトラヒックカテゴリに関し、前記TO
Sフィールド内の処理優先度に基づいて、サービス品質
を保証するルータ装置である。
【0029】また、請求項6に対応する発明は、TCP
/IPに基づき送信されたIPヘッダを含むIPパケッ
トを転送可能な複数のルータ装置を備えたネットワーク
に使用されるQoSサーバであって、前記ネットワーク
を介して受けた要求により、前記各トラヒックカテゴリ
を要求元に提示するカテゴリ提示手段と、前記カテゴリ
提示手段により提示される各トラヒックカテゴリにおけ
るサービス品質の保証内容を前記要求元に提示する保証
内容提示手段と、前記サービス提示手段により提示され
た保証を実行するための複数のパラメータのうち、複数
の固定パラメータを提示し、複数の可変パラメータを複
数の時間情報毎に個別に前記要求元に設定させるパラメ
ータ設定手段と、前記パラメータ設定手段により設定さ
れた時間情報に基づいて、現在の時間情報に対応する各
可変パラメータを前記各ルータ装置に配信するパラメー
タ配信手段とを備え、前記固定パラメータが、前記各ル
ータ装置のパケット遅延耐力PDV、最大パケット遅延
時間変動値Peak-to-PeakPDV、最大パケット遅延時間
Max CTD及びパケット廃棄率CLRを含み、前記可変
パラメータが、所定期間中、前記ネットワーク内の所定
の仮想専用網VPNを流れるトラヒックの単位時間当り
の要求保証レートの最大値PPR、平均値APR及び最
小値MPRであるQoSサーバである。
【0030】さらに、請求項7に対応する発明は、TC
P/IPに基づき、IPヘッダを含むIPパケットを送
信可能なユーザ端末であって、前記IPパケットを送信
する際に、前記IPヘッダのTOSフィールド内にトラ
ヒックカテゴリを設定するカテゴリ設定手段を備え、前
記トラヒックカテゴリとしては、帯域保証型の一定レー
ト転送CBRと、統計的多重効果を利用した実時間性の
帯域保証型の可変レート転送VBR−rtと、統計的多
重効果を利用した非実時間性の帯域保証型の可変レート
転送VBR−nrtと、非実時間性の非帯域保証型のレ
ート転送UBRと、最小帯域保証型のレート転送GFR
と、のいずれか1つであるユーザ端末である。
【0031】また、請求項8に対応する発明は、TCP
/IPに基づき、IPヘッダを含むIPパケットをネッ
トワークに送信可能なユーザ端末であって、前記ネット
ワークに接続されたQoSサーバからトラヒック管理用
の可変パラメータの設定を促されたとき、外部からの操
作により、前記ネットワーク内の仮想専用網VPNを流
れるトラヒックの単位時間当りの要求保証レートの最大
値PPR、平均値APR及び最小値MPRを前記QoS
サーバに送信するパラメータ送信手段を備えたユーザ端
末である。
【0032】さらに、請求項9に対応する発明は、TC
P/IPにおけるIPパケットを受信したルータ装置が
前記IPパケットのIPヘッダに基づいて、前記IPパ
ケットのトラヒックカテゴリにおけるサービス品質を保
証するQoS提供方法であって、前記トラヒックカテゴ
リとしては、帯域保証型の一定レート転送CBRと、統
計的多重効果を利用した実時間性の帯域保証型の可変レ
ート転送VBR−rtと、統計的多重効果を利用した非
実時間性の帯域保証型の可変レート転送VBR−nrt
と、非実時間性の非帯域保証型のレート転送UBRと、
最小帯域保証型のレート転送GFRと、のいずれか1つ
であるQoS提供方法である。
【0033】(作用)従って、請求項1,4,7,9に
対応する発明は以上のような手段を講じたことにより、
ユーザ端末が、IPパケットを送信する際に、IPヘッ
ダのTOSフィールド内にトラヒックカテゴリ(CB
R、VBR−rt、VBR−nrt、UBR、GFRの
いずれか1つ)を設定し、各ルータ装置としては、トラ
ヒックカテゴリ選択手段が、IPパケットを受信する
と、そのIPヘッダのTOSフィールドの内容又は送信
元アドレスに基づいて、複数のトラヒックカテゴリ(C
BR、VBR−rt、VBR−nrt、UBR、GF
R)のいずれかを選択し、QoS保証手段が、トラヒッ
クカテゴリ選択手段により選択されたトラヒックカテゴ
リのサービス品質を保証するので、ベストエフォート型
とリアルタイム型とのトラヒックカテゴリを区分けして
サービス品質を保証することができる。
【0034】また、請求項2,5に対応する発明は、T
OSフィールドには、1つのトラヒックカテゴリと、I
Pパケット毎の処理優先度とが設定されており、ルータ
装置のQoS保証手段として、トラヒックカテゴリ選択
手段により選択されたトラヒックカテゴリに関し、TO
Sフィールド内の処理優先度に基づいて、サービス品質
を保証するので、請求項1,4に対応する作用と同様の
作用に加え、IPパケット毎の処理優先度を考慮したき
め細かいサービス品質の保証を実現させることができ
る。
【0035】さらに、請求項3,6,8に対応する発明
は、QoSサーバとしては、カテゴリ提示手段が、ネッ
トワークを介して受けた要求により、各トラヒックカテ
ゴリを要求元に提示し、保証内容提示手段が、カテゴリ
提示手段により提示される各トラヒックカテゴリにおけ
るサービス品質の保証内容を要求元に提示し、パラメー
タ設定手段が、サービス提示手段により提示された保証
を実行するための複数のパラメータのうち、複数の固定
パラメータ(PDV、Peak-to-Peak PDV、Max CT
D、CLR)を提示し、複数の可変パラメータ(PP
R、APR、MPR)を複数の時間情報毎に個別に要求
元に設定させる。
【0036】一方、要求元のユーザ端末は、パラメータ
送信手段が、ネットワークに接続されたQoSサーバか
らトラヒック管理用の可変パラメータの設定を促された
とき、外部からの操作により、各可変パラメータ(PP
R、APR、MPR)をQoSサーバに送信する。
【0037】QoSサーバでは、パラメータ設定手段
が、この送信内容に従い、各可変パラメータを複数の時
間情報毎に個別に設定し、パラメータ配信手段が、パラ
メータ設定手段により設定された時間情報に基づいて、
現在の時間情報に対応する各可変パラメータを各ルータ
装置に配信する。
【0038】このように、請求項1,2,4,5,7に
対応する作用と同様の作用に加え、時間・日・月によっ
て変動するトラヒックパターンに対応して可変パラメー
タを変更するので、ネットワークをより有効に使用で
き、より多くのユーザを収容することができる。
【0039】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。 (第1の実施形態)図1に本発明の第1の実施形態に係
るQoS提供方式の適用されたネットワークシステムの
構成を示す概略図である。このネットワークシステム
は、キャリアISPの運営するQoSサーバ10がキャ
リアISPの管理するMPLS網20、ラベルエッジル
ータ装置(図中、LER)30,30a〜30d、専用
線21a〜21d及び通常のIPルータ装置1a〜1d
を介して各ユーザサイトA〜Dに個別に接続されてい
る。また、各ユーザサイトA〜Dも同様に、IPルータ
装置1a〜1d、専用線21a〜21d、ラベルエッジ
ルータ装置30a〜30d及びラベルスイッチルータ
(図中、LSR)装置40を介して互いに接続されてい
る。
【0040】ここで、QoSサーバ10は、時刻・日・
月毎に変化するトラヒックパターンに応じて予め契約さ
れた内容に沿ってトラヒックパラメータを変更し、定期
的にネットワークを再設計するためのものであり、ユー
ザとキャリアISPとの間のサービス規約を実現するS
LA(Service Level Agreement )サーバとしても機能
する。このQoSサーバ10によれば、トラヒックパラ
メータの定期的な変更により、トラヒックパラメータを
固定した際に予想される、従来のTDMやATM等の専
用線方式と同様なネットワークの無駄な使用や少数のユ
ーザのみ収容可能といった欠点を解消可能となってい
る。
【0041】具体的にはQoSサーバ10は、図2に示
すように、QoS契約プログラム11、トラヒックパラ
メータ配信プログラム12及びトラヒックパラメータテ
ーブル13を備え、QoS契約プログラム11により、
ユーザ毎に契約内容に基づくトラヒックパラメータテー
ブル13を作成する機能と、トラヒックパラメータ配信
プログラム12により、定期的に現在の時点(月、日、
曜日、時刻)に基づいてトラヒックパラメータテーブル
13内の該当するトラヒックパラメータをMPLS網2
0のラベルエッジルータ装置に配信する機能とをもって
いる。
【0042】ここで、QoS契約プログラム11は、図
2及び図3に示すように、ユーザサイトUとキャリアI
SPサイトC間において、キャリアISPサイトCに運
営されるQoSカテゴリ例メニューガイド11、Qo
Sサービスメニュー11及びトラヒックパラメータメ
ニュー11をユーザサイトA〜Dに提示する機能と、
トラヒックパラメータメニュー11にてユーザサイト
A〜Dから設定されたトラヒックパラメータをトラヒッ
クパラメータテーブル13に書込む機能とを実現させる
ためのものである。
【0043】QoSカテゴリ例メニューガイド11
は、図4に示すように、CBR、VBRrt、VBR
nrt、UBR、GFRという5つのQoSカテゴリを
示す画面情報を表示させるためのプログラムであり、ユ
ーザにとっては、どのようなQoSサービスが使用可能
であるか、どのようなアプリケーションに適用すべきか
をアドバイスする機能を有し、メニューの概要を把握し
得る利点を有する。
【0044】ここで、各QoSカテゴリは、既存のAT
M(Asynchronous Transfer Mode;非同期転送モード) に
おける同一名称のQoS機能が適用されている。例え
ば、CBR(Constant Bit Rate )サービスは、疑似回
線交換サービスであり、一定ビットレートの動画や音声
等のストリームを固定帯域の回線上に流すような使い方
を対象にしたIPトラヒックと定義される。係るCBR
は、十分滑らかなトラヒックを持ったアプリケーション
や、ユーザサイトA〜Dの応答時間要求がCBRにより
予約された帯域を完全に占有するアプリケーションを前
提としたサービスである。また、CBRでは、この前提
を有する上で、例えば相互ビデオ(ビデオ会議)、相互
音声(電話)、ビデオ配布(テレビ、分散教室)、音声
配布(ラジオ、音声供給)、ビデオ検索(VOD)、音
声検索(音声図書館)、任意のデータ/文書/画像転送
といったアプリケーションが対象とされる。
【0045】VBRrt(Real Time Variable Bit Rat
e )は、CBRと類似するが、必ずしも情報源が一定レ
ートではなく、変動レートであることを活かして有意な
統計多重利得を得る使い方を対象にしたIPトラヒック
と定義される。係るVBRrtでは、例えば、実時間ア
プリケーション(CBR用)を可変レートの端末で送る
ことにより、統計的多重効果を得るか又は転送による綱
資源の有効利用を図るもの、非ゼロの小さな損失レート
から回復可能又は寛容なアプリケーションが対象とされ
る。
【0046】VBRnrt(Non Real Time Variable B
it Rate )は、非実時間型のサービスに属する。情報源
が変動レートであることを活かして有為な統計多重利得
を得られる場合に使用されるが、遅延条件の厳しい通信
には使用不可となっている。係るVBRnrtは、フレ
ームリレー網の相互接続時や航空券予約、銀行処理など
のトランザクション処理や、応答時間に厳しい処理
(例、航空券予約、銀行処理、プロセス監視)の使用が
想定されている。
【0047】UBR(Unspecified Bit Rate)は、ベス
トエフォート型サービスに属し、ファイル転送や電子メ
ール等、実時間性や情報損失補償等を下位レイヤ(AT
Mレイヤ)に期待しない多くのアプリケーションが動作
する場合の使用が想定されている。UBRでは、例え
ば、相互文書/データ/画像転送(銀行処理、クレジッ
トカード、認証)、文書/データ/画像通信(電子メー
ル、FAX)、文書/データ/画像配布(ニュース供
給、天気衛星画像)、文書/データ/画像検索(ファイ
ル転送、図書館閲覧)、遠隔端末(遠隔通信、Telnet)
等の使用が想定される。
【0048】GFR(Guaranteed Frame Rate )は、上
述したUBR的な使用が想定されるが、最低帯域保証を
行うベストエフォート+的なサービスである。
【0049】QoSサービスメニュー11は、QoS
保証の提供においてIPトラヒックの何が、どのように
保証されるかを示すものであり、図5に示すように、各
QoSカテゴリ毎に、具体的な保証内容を示す画面情報
を表示させるためのプログラムであって、5つのIP−
QoS転送サービスの種類が区分けされて定義付けされ
ている。ここで、UBRを除く、以下の4つは、保証と
いう、従来のIPに無いサービスカテゴリとその対象を
示している。
【0050】すなわち、IP−CBRサービスは、非圧
縮の音声や映像を対象とする。IP−VBRrtサービ
スは、圧縮した音声と映像を対象とする。IP−VBR
nrtサービスは、ファイル転送を対象とする。GFR
サービスは、メール、Webアクセスを対象とし、最小
帯域保証を行うUBR+的な性質をもつ。
【0051】なお、従来のIPでは、IP−UBRサー
ビスつまり運がよければパケットがたどり着くベストエ
フォート型のサービスが定義されている。一方、本発明
は、ベストエフォート型のサービスを保証する、という
新しい概念が定義されている。本発明では、保証によ
り、そのトラヒックを帯域保証、最低遅延保証、最小帯
域保証及び廃棄という4つの特徴で性格付けている。
【0052】トラヒックパラメータメニュー11は、
上述したIP−QoSサービスメニューの各サービスの
動作をトラヒックパラメータにて規定するためのメニュ
ーであり、図6(a)に示す如き、キャリアISPが提
示するトラヒックパラメータ(PDV、MPBS、Peak
to Peak PDV、PLR、RED)と、図6(b)に
示す如き、ユーザが提示するトラヒックパラメータ(P
PR、APR、MPR)とを示す画面情報を表示させ、
ユーザに各トラヒックパラメータを時間情報毎に設定さ
せるためのプログラムである。
【0053】なお、各トラヒックパラメータは、図7に
示すように、既存のATMのQoSを保証するためのト
ラヒックパラメータと対応させて定義されている。例え
ば、PDV(Packet Delay Tolerance; パケット遅延耐
力)は、ATMのCDVT(セル遅延耐力)に対応して
定義されている。なお、PDVは、キャリアISPのル
ータ装置30,30a〜30d,40で一意的に決まる
固定値であり、ユーザはPDV値を提示しない。キャリ
アISPのネットワークはPDV値の保証を前提とす
る。
【0054】PPR(Peak Packet Rate; 最大保証帯
域)は、ATMのPCR(最大セル速度)に対応して定
義されたものであり、1日又は1ヶ月等の固定期間中、
カスタマサイト間を流れる閉域グループ(VPN; Virt
ual Private Network )の単位期間当たりの最大要求保
証レートを図5のトラヒックカテゴリの品質サービス毎
に示す。ユーザはPPR値を提示する。キャリアISP
はPPR値を守るようにネットワークを設計する。具体
的には、PPRは、複数のマイクロフローの総計(Aggre
gate) 値として保証帯域を5つのIP−QoSカテゴリ
毎に表現する。PPRの値は、最大バーストサイズ(M
PBS)と、マイクロフローの送受信回数の合計値にて
次式のように決定可能である。 5つのカテゴリの夫々のPPR={Σ(1500 byte 換算
per VPN毎の帯域)+Σ( 512 byte 換算 per V
PN毎の帯域)+Σ( 80 byte 換算 per VPN毎の
帯域)} APR(Average Packet Rate; 平均保証帯域)は、A
TMのSCR(平均セル速度)に対応して定義されたも
のであり、1日又は1ヶ月等の固定期間中、カスタマサ
イト間を流れる閉域グループ(VPN)の単位期間当た
りの送受信回数の平均要求保証レートを図5のトラヒッ
クカテゴリの品質サービス毎に示す。ユーザはAPR値
を提示する。キャリアISPはAPR値を守るようにネ
ットワークを設計する。具体的には、APRは、複数の
マイクロフローの総計(Aggregate) 値として保証帯域を
5つのIP−QoSカテゴリ毎に表現する。APRの値
は、最大平均バーストサイズ(MPBS)と、マイクロ
フローの送受信回数の合計値にて次式のように決定可能
である。 5つのカテゴリの夫々のAPR={Σ(1500 byte 換算
per VPN毎の帯域)+Σ( 512 byte 換算 per V
PN毎の帯域)+Σ( 80 byte 換算 per VPN毎の
帯域)} なお、APRは、パケットスケジューリングやキューイ
ング及び帯域保証を実現するための処理を簡単にする観
点から、PPRの半分と定義することが好ましい。
【0055】MPR(Minimum Packet Rate; 最小保証
帯域)は、ATMのMCR(最小セル速度)に対応して
定義されたものであり、1日又は1ヶ月等の固定期間
中、カスタマサイト間を流れる閉域グループ(VPN)
の単位期間当たりの送受信回数の最小要求保証レートを
図5のトラヒックカテゴリの品質サービス毎に示す。ユ
ーザはMPR値を提示する。キャリアISPはMPR値
を守るようにネットワークを設計する。具体的には、M
PRは、複数のマイクロフローの総計(Aggregate) 値と
して保証帯域を5つのIP−QoSカテゴリ毎に表現す
る。MPRの値は、最大平均バーストサイズ(MPB
S)と、マイクロフローの送受信回数の合計値にて次式
のように決定可能である。 5つのカテゴリの夫々のMPR={Σ(1500 byte 換算
per VPN毎の帯域)+Σ( 512 byte 換算 per V
PN毎の帯域)+Σ( 80 byte 換算 per VPN毎の
帯域)} MPBS(Maximum Packet Burst Size; 最大バースト
サイズ)は、ATMのMBS(最大バーストサイズ)に
対応して定義されたものであり、以下の3つから選択さ
れる。 (1)Ethernetの最大パケット長1500 byte (2)TCP/IPの最高の利用度のパケット長512 by
te (3)音声などの遅延の最小用のパケット長80 byte Peak-to-Peak PDV(Peak-to-Peak Packet Delay Va
riation; 最大パケット遅延変動)は、ATMのPeak t
o Peak CDV(最大セル遅延変動)に対応して定義さ
れたものである。なお、Peak-to-Peak PDVは、キャ
リアISPのルータ装置30,30a〜30d,40で
一意的に決まる固定値であり、ユーザはPeak-to-Peak
PDV値を提示しない。キャリアISPのネットワーク
はPeak-to-Peak PDV値の保証を前提とする。
【0056】MPTD(Max Packet Transit Delay; 最
大パケット遅延)は、ATMのMaxCTD(最大セル遅
延)に対応して定義されたものである。なお、Max CT
Dは、キャリアISPのルータ装置30,30a〜30
d,40で一意的に決まる固定値であり、ユーザはMax
CTD値を提示しない。キャリアISPのネットワーク
はMax CTD値の保証を前提とする。
【0057】PLR(Packet Loss Rate; パケット廃棄
率)は、ATMのCLR(セル損失率)に対応して定義
されたものである。なお、PLRは、網が輻輳しない限
りパケットを廃棄しないことを示し、輻輳時の値として
キャリアISPに提示される。ユーザはPLR値を提示
しない。キャリアISPはPLRを守るようにネットワ
ークを設計する。
【0058】RED(Random Early Detection; 確率早
期検出)は、ATMのフィードバックに対応して定義さ
れたものである。なお、REDは、上位層TCPのフロ
ー制御に依存し、再送割合の増加による(Retransmissi
on)網の輻輳をネットワークから隔離するようにパケッ
トを廃棄する。REDは、輻輳時のみ発生する。キャリ
アISPはユーザに対し、輻輳時の不安定さを提示す
る。ユーザはREDの実行を指示する必要がない。キャ
リアISPは、輻輳をネットワーク全体に波及させない
ようにネットワークを設計する。
【0059】なお、各トラフィックパラメータは、Qo
Sの実現に必要なものであるが、特に、PPR(最大保
証帯域)、APR(平均保証帯域)及びMPR(最小保
証帯域)は、ユーザがキャリアISPに提示することに
より、End-to-EndのQoSを提供可能とし、且つ、サー
ビス料金に反映される性質を有する。換言すると、PP
R、APR及びMPRの提示により、従来のATMのQ
oSをIPレベルのネットワークに置換えたIP−Qo
Sサービスがエミュレーション可能となる。
【0060】トラヒックパラメータテーブル13は、図
8に示すように、各ユーザにより、任意の時間情報毎
に、5つのQoSカテゴリに個別に対応する3つのトラ
ヒックパラメータ(PPR、APR、MPR)がQoS
プログラム11により設定されるデータテーブルであ
り、定期的(又は設定された時間情報の区切れ毎)にト
ラヒックパラメータ配信プログラム12により読出され
る。なお、時間情報としては、図8では、平日(月〜
金)と休日(土・日・祝日)とを設定した例を示した
が、これに限らず、トラヒックパラメータを変更したい
時間帯であれば、月、日、時刻等の任意の期間が設定可
能となっている。また、契約期間としては、時間/日/
周/月/年単位といった任意のものが適用可能となって
いる。また、課金は、任意の形態で実現可能であるが、
安い料金でサービスを提供する観点から、トラヒックの
利用頻度とは無関係に契約毎に行なうことが好ましい。
一方、ラベルエッジルータ装置30,30a〜30d
は、図9に示すように、公知のカプセリング機能やラベ
リング機能などの経路制御機能に加え、トラヒックパラ
メータテーブル31、QoS保証プログラム32を備
え、入力されるIPパケットに基づいて、QoSの各カ
テゴリ(CBR, VBRnt, VBRnrt, UBR, GFR)を保証する機
能を個別に実現可能としている。
【0061】ここで、トラヒックパラメータテーブル3
1は、現在の時間情報に基づいてQoSサーバ10のト
ラヒックパラメータ配信プログラム13により配信され
た各ユーザにおける各QoSカテゴリ毎の最大保証帯域
PPR、平均保証帯域APR及び最低保証帯域MPRと
いう3つのQoSパラメータが格納されている。
【0062】QoS保証プログラム32は、CBR保証
機能32、VBRrt保証機能32、VBRnrt
保証機能32、UBR保証機能32及びGFR保証
機能32からなり、図10に示すように、受信したI
PパケットにおけるIPヘッダ内の送信元アドレス(ユ
ーザに相当)及びTOS(Type Of Service) フィールド
の値(以下、TOS値ともいう)に基づいてトラヒック
パラメータテーブル13を検索し、各QoS保証機能3
〜32のうち、該当する保証機能32(図10
の例では、CBR保証機能32)を実行するためのも
のである。
【0063】なお、各CBR保証機能32、VBRr
t保証機能32、VBRnrt保証機能32、UB
R保証機能32及びGFR保証機能32自体の処理
動作としては、既存のATMに用いられる同一名称の保
証機能と同じ内容がQoS保証プログラム32に記述さ
れている。
【0064】また、TOSフィールドは、IPv4では
8ビットで規定されており、本実施形態では、3ビット
分に5つのQoSカテゴリが書込まれ、残りに処理優先
度が書込まれる。「処理優先度」の語は、種々解釈可能
であるが、ここでは低遅延優先度として割当てる。低遅
延優先度値を設けた理由は、各ルータベンダから提供さ
れる優先制御方式が色々あり、単純なPriority あるい
は Class Basedのキューイングを採用した際に、低遅延
優先度値を用いてQueuing やスケジューリングをする
と、優先制御及び帯域保証などが実現可能となるからで
ある。なお、TOSフィールドのBit4〜8を全て使
う場合、各低遅延優先度にもグレードを設定可能であ
る。多くのグレードは、細かなサブクラスを意味し、き
め細かい優先度処理を実現可能とする。但し、「処理優
先度」の語は、低遅延優先度に限らず、低廃棄優先度と
してもよい。いずれにしても、処理優先度の定義は、一
意に決める必要がある。
【0065】なお、IPv6の場合、多少コーディング
の値を変える必要があるかもしれないが、概念的には本
発明を適用可能である。すなわち、IPv6であって
も、QoSカテゴリと、パケット処理優先度とをIPヘ
ッダ内にコーディングすると、パケットのIP処理のみ
で各ルータのIP QoSが提供可能となる。
【0066】また、本実施形態では、TOSフィールド
を使用するが、他のフィールドを使用する構成に変形し
てもよい。但し、IPレベルでは、処理の簡単さの観点
から、TOSフィールドの使用が好ましい。
【0067】なお、以上に述べたTOSフィールドの設
定は、図11に変形例を示すように、パケットの処理優
先度を省略してもよい。すなわち、契約時のパラメータ
をベースにルータのQoS提供のためのパケットスケジ
ューリングをルータが実行してもよい。図10あるいは
図11はルータ装置30が支援可能な方を選ぶインプリ
メントマター(実施事項)である。但し、図11の場
合、契約時のパラメータをベースにルータ装置30のQ
oS提供を考える必要がある。
【0068】また、TOSフィールドに限らず、図12
に他の変形例を示すように、IPパケットを受信したと
き、送信元アドレス(及び/又は宛先アドレス)により
ユーザを判定し、プロトコルタイプ(及び/又はID)
によりデータ内容(例、音声、画像等)を判定し、判定
内容と、ユーザ毎の契約内容とに基づいて、各QoSカ
テゴリを決定する構成としてもよい。
【0069】また一方、ラベルスイッチルータ装置40
は、図13に示すように、公知のカプセリング機能やラ
ベリング機能などの経路制御機能に加え、トラヒックパ
ラメータテーブル41、QoS保証プログラム42を備
え、入力されるIPパケットに基づいて、QoSの各カ
テゴリ(CBR, VBRnt, VBRnrt, UBR, GFR)を保証する機
能を個別に実現可能としている。なお、トラヒックテー
ブル41及びQoS保証プログラム42は、前述したト
ラヒックテーブル31及びQoS保証プログラム32と
同じ内容である。すなわち、ラベルスイッチルータ装置
40は、公知のラベリング機能のみが前述したラベルエ
ッジルータ装置30と異なる構成である。
【0070】但し、ラベルスイッチルータ装置40は、
トラヒックパラメータテーブル41、QoS保証プログ
ラム42を省略した従来の構成としてもよい。すなわ
ち、本発明は、キャリアISPの出入り口に相当するラ
ベルエッジルータ装置30a〜30dにおいて、QoS
を保証する構成31,32があれば実施可能である。
【0071】また、IPルータ装置1a〜1dは、図1
8に示した構成と同様の公知のルータ構成をもってい
る。一方、ユーザサイトA〜Dは、基本的には企業ユー
ザ又は個人ユーザのいずれでも使用可能であるが、ここ
では特に、大きな収入源となり得る企業ユーザを対象と
した場合(企業側にルータ装置をもつユーザ;企業内ネ
ットワークに複数のユーザ端末が接続されている形態)
を想定する。すなわち、本発明は、近年、各キャリアI
SPが提供する大きなサービスである専用線技術に変わ
るIP−VPN(IPによる仮想専用線サービス)に相
当する。
【0072】なお、ユーザサイトA〜D内のユーザ端末
(図示せず)としては、通常のコンピュータ機能に加
え、契約時に使用される機能として、QoSサーバ10
に対してデータを授受する機能、QoSサーバ10から
受けたメニュー画面情報を表示する機能、QoSサーバ
からトラヒックパラメータの設定を促されたとき、外部
からの操作により、トラヒックパラメータ(PPR、A
PR、MPR)を時間情報毎にQoSサーバに送信する
機能を有し、また、QoS保証時に使用される機能とし
て、IPパケットを送信する際に、IPヘッダのTOS
フィールド内にトラヒックカテゴリ(CBR、VBR−
rt、VBR−nrt、UBR、GFRのいずれか1
つ)を設定する機能を備えている。
【0073】次に、以上のように構成されたQoS提供
方式の適用されたネットワークシステムの動作をユーザ
契約時、QoS保証時の順に説明する。 (ユーザ契約時)例えばユーザサイトA内のユーザ端末
(以下、ユーザサイトAという)は、図14に示すよう
に、ユーザの操作により、QoSサーバ10に接続し
(ST1)、QoSサービスの案内を要求する。QoS
サーバ10は、この要求に従い、QoS契約プログラム
11を起動し、図4に示したQoSカテゴリ例メニュー
11をユーザサイトAに提示すると共に(ST1)、
図5に示したQoSサービスメニューを11をユーザ
サイトAに提示する(ST2)。
【0074】続いて、QoSサーバ10は、図6(a)
に示したように、キャリアISP側で決定されるトラヒ
ックパラメータ(PDV、MPBS、Peak to Peak P
DV、PLR、RED)をユーザサイトAに提示すると
共に、ユーザ側に設定されるトラヒックパラメータをユ
ーザサイトAに提示し(ST4)、契約するか否かの回
答をユーザサイトAに促す(ST5)。
【0075】ここで、QoSサーバ10は、契約しない
旨の回答を得ると、処理を終了するが、ここでは契約す
る旨の回答を得るので、ユーザサイトAに対し、トラヒ
ックパラメータの設定を促す。
【0076】ユーザサイトAは、ユーザの操作により、
各トラヒックパラメータPPR、APR、MPRを時間
情報毎にQoSサーバに送信する。QoSサーバ10
は、ユーザサイトAの送信内容に従い、図6(b)に示
したように、時間情報とQoSカテゴリ毎にトラヒック
パラメータPPR,APR,MPRをトラヒックパラメ
ータテーブル13に設定する(ST6)。ステップST
6の完了後、QoSサーバ10は、契約処理を終了す
る。これにより、QoSサーバ10がユーザとの契約内
容に基づいて、3つのトラヒックパラメータPPR,A
PR,MPRを各ルータ装置30,30a〜30d,4
0のトラヒックパラメータテーブル31,41に設定す
ると、QoS保証のサービスが実行可能となる。
【0077】(QoS保証時)QoSサーバ10は、図
15に示すように、定期的に、現在の時間情報に基づい
て、ユーザ毎に設定されたトラヒックパラメータPP
R,APR,MPRを各ルータ装置30,30a〜30
d,40に配信する(ST11)。
【0078】各ルータ装置30,30a〜30d,40
は、このトラヒックパラメータを受けると、自己のトラ
ヒックパラメータテーブル31,41内のトラヒックパ
ラメータPPR,APR,MPRを更新する(ST1
2)。これにより、時間情報に応じたトラヒックパラメ
ータPPR,APR,MPRが各ルータ装置30,30
a〜30d,40に設定される。
【0079】次に、例えばユーザサイトAがユーザサイ
トCにIPパケットを送信するとする。ユーザサイトA
は、IPヘッダのTOSフィールド内にトラヒックカテ
ゴリ(CBR、VBR−rt、VBR−nrt、UB
R、GFRのいずれか1つ)を設定した後、IPパケッ
トを送信する。
【0080】このIPパケットは、IPルータ1a及び
専用線21aを介してラベルエッジルータ30aに受信
される。
【0081】ラベルエッジルータ装置30aは、ユーザ
からのIPパケットを受信すると(ST13)、図10
に示したように、IPパケット内のTOS値に基づい
て、QoSカテゴリを選択し(ST14)、TOSフィ
ールド内の低遅延優先度値に基づいて、当該QoSカテ
ゴリに対応する保証機能32を実行し、QoSを保証
する(ST15)。
【0082】しかる後、ラベルエッジルータ装置30a
は、IPパケットをMPLSにカプセリングして、IP
パケット over MPLS技術にてラベル付きIPパケッ
トを次のラベルエッジルータ装置30cに転送する経路
制御処理を実行する(ST16)。
【0083】ラベルエッジルータ装置30cは、このラ
ベル付きIPパケットからラベルを剥がし、取出された
IPパケットを専用線21cを介してIPルータ装置1
cに転送する。IPルータ装置1cはこのIPパケット
をユーザサイトcに転送する。これにより、MPLS網
20内におけるQoS保証を伴う、ユーザサイトAから
ユーザサイトCまでのパケット転送処理が完了する。ま
た、係るパケット転送において、ユーザサイトAのユー
ザが支払う料金は、図1の下方に示すように、キャリア
ISPのMPLS網20までの最も近くの専用線21の
収容点(ラベルエッジルータ装置30a)までの距離に
依存した料金区間料金と、VPNサービス使用料金と、
QoSサービス利用料金とを合計した金額となる。な
お、この支払い料金は、他のユーザサイトB〜Dから送
信した場合も同様に算出される。
【0084】上述したように本実施形態によれば、まず
契約時においては、QoSサーバ10としては、QoS
カテゴリ例メニューガイド11により、各QoSカテ
ゴリ(CBR、VBR−rt、VBR−nrt、UB
R、GFR)をユーザサイトAに提示し、QoSサービ
スメニュー11により、QoSの保証内容をユーザサ
イトAに提示する。これにより、ユーザにはQoSカテ
ゴリが明示的に示され、サービス内容が理解される。
【0085】また、QoSサーバ10は、トラヒックパ
ラメータメニュー11により、QoSを保証するため
の各トラヒックパラメータのうち、複数の固定パラメー
タ(PDV、Peak-to-Peak PDV、Max CTD、CL
R)を提示し、複数の可変パラメータ(PPR、AP
R、MPR)を複数の時間情報毎に個別に設定させ、ト
ラヒックパラメータ配信プログラム12により、トラヒ
ックパラメータテーブル13内の時間情報に基づいて、
現在の時間情報に対応する各可変パラメータを各ルータ
装置30,30a〜30d,40に配信する。
【0086】これにより、時間・日・月によって変動す
るトラヒックパターンに対応して可変パラメータを変更
するので、ネットワークをより有効に使用でき、より多
くのユーザを収容することができる。また、キャリアI
SPにとっては、明示的に示されたトラヒックパラメー
タに基づいて、ネットワークを設計することができる。
次にQoS保証時においては、ユーザサイトAが、IP
パケットを送信する際に、IPヘッダのTOSフィール
ド内にトラヒックカテゴリ(CBR、VBR−rt、V
BR−nrt、UBR、GFRのいずれか1つ)を設定
し、各ルータ装置30,30a〜30d,40として
は、IPパケットを受信すると、そのIPヘッダのTO
Sフィールドに基づいて、複数のトラヒックカテゴリ
(CBR、VBR−rt、VBR−nrt、UBR、G
FR)のいずれかを選択し、該当するトラヒックカテゴ
リのサービス品質を保証するので、ベストエフォート型
とリアルタイム型とのトラヒックカテゴリを区分けして
サービス品質を保証することができる。すなわち、既に
実績のあるATMの統計多重効果及びQoS提供機能に
基づき、低価格なIP専用線(IP-VPN)によるQoS提供
を実現できる。
【0087】また、本実施形態では、TOSフィールド
には、1つのトラヒックカテゴリと、IPパケット毎の
処理優先度とが設定されており、ルータ装置30aが、
QoS保証手段32により、TOSフィールドに示され
たトラヒックカテゴリに関し、同じくTOSフィールド
に示された処理優先度に基づいて、サービス品質を保証
するので、IPパケット毎の処理優先度を考慮したきめ
細かいサービス品質の保証を実現させることができる。
【0088】また、係るパケット転送において、各ユー
ザサイトAのユーザが支払う料金は、自己のルータ装置
1aからキャリアISPのMPLS網20のラベルエッ
ジルータ装置30aまでの距離に依存した料金区間料金
と、VPNサービス使用料金と、QoSサービス利用料
金とを合計した金額となる。
【0089】さらに、本発明を全てのキャリアISPが
採用すると、1つのキャリアISP内でのend-end 通信
に限らず、世界中のどのキャリアISPに加入しても統
一したサービス品質をend-end に提供することができ
る。
【0090】続いて、マルチベンダ環境下のルータ装置
の工夫について補足的に説明する。
【0091】本発明は、IPルータ装置が直接インタフ
ェースとなるため、従来のATMで規定されたQoSの
厳密なトラヒックパラメータを申告しても、トラヒック
パラメータが実現されない場合がある。
【0092】実現されない理由は、キャリアISPの各
ルータ装置が1つのベンダで構築されることが少ないこ
とに起因する。換言すると、マルチベンダによる複数の
ルータ装置を用いた場合、ルータ装置で一意に決まるト
ラヒックパラメータにバラツキが生じ、トラヒックパラ
メータが統一されない。このため、マルチベンダ環境下
でのルータ装置を想定する必要がある。
【0093】本実施形態では、マルチベンダの場合、キ
ャリアISPのエッジつまり、ユーザのルータ装置との
入口・出口のラベルエッジルータ装置30,30a〜3
0dのルータ装置に、トラヒックパラメータテーブル3
1及びQoS保証プログラム32が搭載されることによ
り、マルチベンダの場合であっても、トラヒックパラメ
ータを実現させることができる。
【0094】(第2の実施形態)図16は本発明の第2
の実施形態に係るQoS提供方式の適用されたネットワ
ークシステムの構成を示す概略図であり、図1と同一部
分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここ
では異なる部分について主に述べる。
【0095】すなわち、本実施形態は、第1の実施形態
の変形例であり、キャリアISPのIP中継網をMPL
S網20に代えて、IP網22としたものである。これ
に伴い、一部のラベルエッジルータ装置30及びラベル
スイッチルータ装置40を省略し、且つ、ラベルエッジ
ルータ装置30a〜30dに代えて、ルータ装置50a
〜50dが配置されている。
【0096】ここで、ルータ装置50a〜50dは、図
17に示すように、公知のルーティング機能、ARP(A
ddress Resolution Protocol; アドレス解決プロトコ
ル) 機能やフィルタリング機能などの経路制御機能に加
え、トラヒックパラメータテーブル51、QoS保証プ
ログラム52を備え、入力されるIPパケットに基づい
て、QoSの各カテゴリ(CBR, VBRnt, VBRnrt, UBR, G
FR)を保証する機能を個別に実現可能としている。な
お、トラヒックテーブル51及びQoS保証プログラム
52は、前述したトラヒックテーブル31及びQoS保
証プログラム32と同じ内容である。すなわち、ルータ
装置50は、公知の経路制御機能のみが前述したラベル
エッジルータ装置30と異なる構成である。なお、ルー
タ装置50a〜50dとしては、POS(Packet over
SONET )方式を実行可能な構成としてもよい。
【0097】以上のような構成としても、MPLS網2
0上の転送動作がIP網23上の転送動作に変わったこ
とを除き、第1の実施形態と同様にQoSの保証契約並
びに保証処理を実施して同様の効果を得ることができ
る。また、ユーザの支払い料金についても同様に算出す
ることができる。
【0098】なお、上記実施形態に記載した手法は、Q
oSサーバ10や各ルータ装置30,30a〜30d,
40,50のコンピュータに実行させることのできるプ
ログラムとして、磁気ディスク(フロッピーディスク、
ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、C
D−R、DVDなど)、光磁気ディスク(MO)、半導
体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することもでき
る。なお、記憶媒体としては、プログラムを記憶でき、
かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、
その記憶形式は何れの形態であっても良い。
【0099】また、記憶媒体からコンピュータにインス
トールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上
で稼働しているOS(オペレーティングシステム)や、
データベース管理ソフト、ネットワークソフト等のMW
(ミドルウェア)等が本実施形態を実現するための各処
理の一部を実行しても良い。
【0100】さらに、本発明における記憶媒体は、コン
ピュータと独立した媒体に限らず、LANやインターネ
ット等により伝送されたプログラムをダウンロードして
記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【0101】また、記憶媒体は1つに限らず、複数の媒
体から本実施形態における処理が実行される場合も本発
明における記憶媒体に含まれ、媒体構成は何れの構成で
あっても良い。
【0102】尚、本発明におけるコンピュータは、記憶
媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態にお
ける各処理を実行するものであって、パソコン等の1つ
からなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシ
ステム等の何れの構成であっても良い。
【0103】また、本発明におけるコンピュータとは、
パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装
置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の機
能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
【0104】また、上記実施形態では、QoSサーバ1
0、ラベルエッジルータ装置30,30a〜30d、ラ
ベルスイッチルータ装置40及びルータ装置50a〜5
0dの各機能を説明するために便宜的に、QoS契約プ
ログラム11、トラヒックパラメータ配信プログラム1
2、トラヒックパラメータテーブル13,31,41,
51、QoS保証プログラム32,42,52なる機能
ブロックを用いて説明したが、これに限らず、全体とし
て同様に動作するものであれば、本発明の範囲に包含さ
れる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施できる。
【0105】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ベ
ストエフォート型とリアルタイム型とのトラヒックカテ
ゴリを区分けしてサービス品質を保証できるQoS提供
方式、ルータ装置、QoSサーバ、ユーザ端末及びQo
S提供方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るQoS提供方式
の適用されたネットワークシステムの構成を示す概略図
【図2】同実施形態におけるQoSサーバの構成を示す
模式図
【図3】同実施形態におけるQoS契約プログラムを説
明するための模式図
【図4】同実施形態におけるQoSカテゴリ例メニュー
ガイドを説明するための模式図
【図5】同実施形態におけるQoSサービスメニューを
説明するための模式図
【図6】同実施形態におけるトラヒックパラメータメニ
ューを説明するための模式図
【図7】同実施形態におけるトラヒックパラメータを従
来ATMのトラヒックパラメータと比較して示す図
【図8】同実施形態におけるトラヒックパラメータテー
ブルを説明するための模式図
【図9】同実施形態におけるラベルエッジルータ装置の
構成を示す模式図
【図10】同実施形態におけるTOSフィールドの設定
を説明するための模式図
【図11】同実施形態におけるTOSフィールドの設定
の変形例を説明するための模式図
【図12】同実施形態におけるQoSカテゴリの決定過
程の変形例を説明するための模式図
【図13】同実施形態におけるラベルスイッチルータ装
置の構成を示す模式図
【図14】同実施形態におけるユーザ契約時の動作を説
明するためのフローチャート
【図15】同実施形態におけるQoS保証時の動作を説
明するためのフローチャート
【図16】本発明の第2の実施形態に係るQoS提供方
式の適用されたネットワークシステムの構成を示す概略
【図17】同実施形態におけるルータ装置の構成を示す
模式図
【図18】従来のルータ装置の構成を示す模式図
【図19】従来のラベルエッジルータ装置の構成を示す
模式図
【図20】従来のラベルスイッチルータ装置の構成を示
す模式図
【符号の説明】
1a〜1d,50…IPルータ装置 10…QoSサーバ 11…QoS契約プログラム 11…QoSカテゴリ例メニューガイド 11…QoSサービスメニュー 11…トラヒックパラメータメニュー 12…トラヒックパラメータ配信プログラム 13…トラヒックパラメータテーブル 20…MPLS網 21a〜21d,23a〜23d…専用線 22…IP網 30,30a〜30d…ラベルエッジルータ装置 31,41,51…トラヒックパラメータテーブル 32,42,52…QoS保証プログラム 40…ラベルスイッチルータ装置 A〜D,U…ユーザサイト C…キャリアISPサイト

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 TCP/IPに基づき送信されたIPヘ
    ッダを含むIPパケットを転送可能な複数のルータ装置
    を備えたネットワークに使用されるQoS提供方式であ
    って、 前記各ルータ装置は、 前記IPヘッダのTOSフィールドの内容又は送信元ア
    ドレスに基づいて、複数のトラヒックカテゴリのいずれ
    かを選択するトラヒックカテゴリ選択手段と、 前記トラヒックカテゴリ選択手段により選択されたトラ
    ヒックカテゴリのサービス品質を保証するQoS保証手
    段とを備え、 前記各トラヒックカテゴリは、 帯域保証型の一定レート転送CBRと、 統計的多重効果を利用した実時間性の帯域保証型の可変
    レート転送VBR−rtと、 統計的多重効果を利用した非実時間性の帯域保証型の可
    変レート転送VBR−nrtと、 非実時間性の非帯域保証型のレート転送UBRと、 最小帯域保証型のレート転送GFRと、 を含んでいることを特徴とするQoS提供方式。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のQoS提供方式におい
    て、 前記TOSフィールドは、1つのトラヒックカテゴリ
    と、前記IPパケット毎の処理優先度とが設定されたこ
    とを特徴とするQoS提供方式。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載のQoS提
    供方式において、 前記ネットワークを介して受けた要求により、前記各ト
    ラヒックカテゴリを要求元に提示するカテゴリ提示手段
    と、 前記カテゴリ提示手段により提示される各トラヒックカ
    テゴリにおけるサービス品質の保証内容を前記要求元に
    提示するサービス提示手段と、 前記サービス提示手段により提示された保証を実行する
    ための複数のパラメータのうち、複数の固定パラメータ
    を提示し、複数の可変パラメータを複数の時間情報毎に
    個別に前記要求元に設定させるパラメータ設定手段と、 前記パラメータ設定手段により設定された時間情報に基
    づいて、現在の時間情報に対応する各可変パラメータを
    前記各ルータ装置に配信するパラメータ配信手段と、 前記カテゴリ提示手段、前記サービス提示手段、前記パ
    ラメータ設定手段及びパラメータ配信手段とを有するQ
    oSサーバとを備え、 前記固定パラメータは、前記各ルータ装置のパケット遅
    延耐力PDV、最大パケット遅延時間変動値Peak-to-Pe
    ak PDV、最大パケット遅延時間Max CTD及びパケ
    ット廃棄率CLRを含み、 前記可変パラメータは、所定期間中、前記ネットワーク
    内の所定の仮想専用網VPNを流れるトラヒックの単位
    時間当りの要求保証レートの最大値PPR、平均値AP
    R及び最小値MPRであることを特徴とするQoS提供
    方式。
  4. 【請求項4】 TCP/IPに基づき送信されたIPヘ
    ッダを含むIPパケットを転送可能なルータ装置であっ
    て、 前記IPヘッダのTOSフィールドの内容又は送信元ア
    ドレスに基づいて、複数のトラヒックカテゴリのいずれ
    かを選択するトラヒックカテゴリ選択手段と、 前記トラヒックカテゴリ選択手段により選択されたトラ
    ヒックカテゴリのサービス品質を保証するQoS保証手
    段とを備え、 前記各トラヒックカテゴリは、 帯域保証型の一定レート転送CBRと、 統計的多重効果を利用した実時間性の帯域保証型の可変
    レート転送VBR−rtと、 統計的多重効果を利用した非実時間性の帯域保証型の可
    変レート転送VBR−nrtと、 非実時間性の非帯域保証型のレート転送UBRと、 最小帯域保証型のレート転送GFRと、 を含んでいることを特徴とするルータ装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載のルータ装置において、 前記TOSフィールドは、1つのトラヒックカテゴリ
    と、前記IPパケット毎の処理優先度とが設定されてお
    り、 前記QoS保証手段は、前記トラヒックカテゴリ選択手
    段により選択されたトラヒックカテゴリに関し、前記T
    OSフィールド内の処理優先度に基づいて、サービス品
    質を保証することを特徴とするルータ装置。
  6. 【請求項6】 TCP/IPに基づき送信されたIPヘ
    ッダを含むIPパケットを転送可能な複数のルータ装置
    を備えたネットワークに使用されるQoSサーバであっ
    て、 前記ネットワークを介して受けた要求により、前記各ト
    ラヒックカテゴリを要求元に提示するカテゴリ提示手段
    と、 前記カテゴリ提示手段により提示される各トラヒックカ
    テゴリにおけるサービス品質の保証内容を前記要求元に
    提示する保証内容提示手段と、 前記サービス提示手段により提示された保証を実行する
    ための複数のパラメータのうち、複数の固定パラメータ
    を提示し、複数の可変パラメータを複数の時間情報毎に
    個別に前記要求元に設定させるパラメータ設定手段と、 前記パラメータ設定手段により設定された時間情報に基
    づいて、現在の時間情報に対応する各可変パラメータを
    前記各ルータ装置に配信するパラメータ配信手段とを備
    え、 前記固定パラメータは、前記各ルータ装置のパケット遅
    延耐力PDV、最大パケット遅延時間変動値Peak-to-Pe
    ak PDV、最大パケット遅延時間Max CTD及びパケ
    ット廃棄率CLRを含み、 前記可変パラメータは、所定期間中、前記ネットワーク
    内の所定の仮想専用網VPNを流れるトラヒックの単位
    時間当りの要求保証レートの最大値PPR、平均値AP
    R及び最小値MPRであることを特徴とするQoSサー
    バ。
  7. 【請求項7】 TCP/IPに基づき、IPヘッダを含
    むIPパケットを送信可能なユーザ端末であって、 前記IPパケットを送信する際に、前記IPヘッダのT
    OSフィールド内にトラヒックカテゴリを設定するカテ
    ゴリ設定手段を備え、 前記トラヒックカテゴリは、 帯域保証型の一定レート転送CBRと、 統計的多重効果を利用した実時間性の帯域保証型の可変
    レート転送VBR−rtと、 統計的多重効果を利用した非実時間性の帯域保証型の可
    変レート転送VBR−nrtと、 非実時間性の非帯域保証型のレート転送UBRと、 最小帯域保証型のレート転送GFRと、 のいずれか1つであることを特徴とするユーザ端末。
  8. 【請求項8】 TCP/IPに基づき、IPヘッダを含
    むIPパケットをネットワークに送信可能なユーザ端末
    であって、 前記ネットワークに接続されたQoSサーバからトラヒ
    ック管理用の可変パラメータの設定を促されたとき、外
    部からの操作により、前記ネットワーク内の仮想専用網
    VPNを流れるトラヒックの単位時間当りの要求保証レ
    ートの最大値PPR、平均値APR及び最小値MPRを
    前記QoSサーバに送信するパラメータ送信手段を備え
    たことを特徴とするユーザ端末。
  9. 【請求項9】 TCP/IPにおけるIPパケットを受
    信したルータ装置が前記IPパケットのIPヘッダに基
    づいて、前記IPパケットのトラヒックカテゴリにおけ
    るサービス品質を保証するQoS提供方法であって、 前記トラヒックカテゴリは、 帯域保証型の一定レート転送CBRと、 統計的多重効果を利用した実時間性の帯域保証型の可変
    レート転送VBR−rtと、 統計的多重効果を利用した非実時間性の帯域保証型の可
    変レート転送VBR−nrtと、 非実時間性の非帯域保証型のレート転送UBRと、 最小帯域保証型のレート転送GFRと、 のいずれか1つであることを特徴とするQoS提供方
    法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005008977A1 (ja) * 2003-07-18 2005-01-27 Fujitsu Limited パケット転送方法及び装置
WO2005050931A1 (ja) * 2003-11-19 2005-06-02 Fujitsu Limited 中継装置,帯域制御方法,帯域制御装置,帯域制御プログラム,及び、帯域制御プログラムを格納したコンピュータ可読媒体
WO2005104450A1 (fr) * 2004-04-21 2005-11-03 Zte Corporation Procede de regulation du flux separe de signalisation et de media dans un reseau telephonique ip
JP2007519345A (ja) * 2004-01-20 2007-07-12 ▲ふぁ▼▲うぇい▼技▲しゅう▼有限公司 仮想私設網においてサービス品質を保証するためのシステムおよびその方法
JP2010213098A (ja) * 2009-03-11 2010-09-24 Mitsubishi Electric Corp 優先制御装置および優先制御方法
JP2018500827A (ja) * 2014-12-19 2018-01-11 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. データ伝送方法及び装置
CN114531415A (zh) * 2022-03-08 2022-05-24 北京世纪互联宽带数据中心有限公司 一种网络通信的方法、数据中心、装置及可读存储介质

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005008977A1 (ja) * 2003-07-18 2005-01-27 Fujitsu Limited パケット転送方法及び装置
US7856021B2 (en) 2003-07-18 2010-12-21 Fujitsu Limited Packet transfer method and apparatus
WO2005050931A1 (ja) * 2003-11-19 2005-06-02 Fujitsu Limited 中継装置,帯域制御方法,帯域制御装置,帯域制御プログラム,及び、帯域制御プログラムを格納したコンピュータ可読媒体
JP2007519345A (ja) * 2004-01-20 2007-07-12 ▲ふぁ▼▲うぇい▼技▲しゅう▼有限公司 仮想私設網においてサービス品質を保証するためのシステムおよびその方法
WO2005104450A1 (fr) * 2004-04-21 2005-11-03 Zte Corporation Procede de regulation du flux separe de signalisation et de media dans un reseau telephonique ip
CN1564562B (zh) * 2004-04-21 2011-04-06 中兴通讯股份有限公司 一种控制ip电话网中信令、媒体分流的方法
JP2010213098A (ja) * 2009-03-11 2010-09-24 Mitsubishi Electric Corp 優先制御装置および優先制御方法
JP2018500827A (ja) * 2014-12-19 2018-01-11 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. データ伝送方法及び装置
KR102061772B1 (ko) * 2014-12-19 2020-01-02 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 데이터 전송 방법 및 장치
US10560382B2 (en) 2014-12-19 2020-02-11 Huawei Technologies Co., Ltd. Data transmission method and apparatus
CN114531415A (zh) * 2022-03-08 2022-05-24 北京世纪互联宽带数据中心有限公司 一种网络通信的方法、数据中心、装置及可读存储介质
CN114531415B (zh) * 2022-03-08 2023-11-21 北京世纪互联宽带数据中心有限公司 一种网络通信的方法、数据中心、装置及可读存储介质

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