JP2002158700A - QoSサーバ及びリソース割当て制御方法 - Google Patents
QoSサーバ及びリソース割当て制御方法Info
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Abstract
り、呼設定遅延の原因となることなくアプリケーション
との連携を行えてかつ最適なQoSリソース割当てを行
うことができるQoSサーバを提供する。 【解決手段】ネットワーク110の状態を監視するネッ
トワーク監視部103と、ネットワーク監視部103で
取得したネットワーク状態を蓄積するネットワーク状態
データベース106と、ネットワーク状態データベース
106を参照し、リソース要求に基づいてアプリケーシ
ョンへのリソース割当てを計算するリソース割当て計算
部101と、リソース割当て情報を保持するリソース割
当てデータベース104と、リソース割当て情報に基づ
いてネットワークにリソース割当てを設定するネットワ
ーク設定部102と、を設ける。
Description
he Internet)などのネットワークにおいてサービスの品
質を維持した通信を行うためのQoS(Qualityof Servi
ce)サーバ及びリソース割当て制御方法に関し、特に、
既存の電話網による通信などをインターネットなどのネ
ットワークに収容するのに適したQoSサーバシ及びリ
ソース割当て制御方法に関する。
より、グローバルで商業性を含んだ通信インフラストラ
クチャになろうとしている。それにしたがって、インタ
ーネットは、従来からあるデータ通信だけでなく、電話
網などのその他のあらゆる通信ネットワークのサービス
基盤になるものと予想されている。
ーネットに収容するためのプロトコルとして、IETF
(InternetEngineering Task Force)によってRFC(Req
uestfor Comments)2705として提案されているMG
CP(MediaGateway ControlProtocol)がある。図7は、
MGCPが適用されるネットワークシステムの構成を示
すブロック図である。
ムでは、外部網である既存電話網724a,724bの
シグナリング信号(751’,754’,755’,7
56’,757’,759’)とパケット化されたシグ
ナリング(751,754,755,756,757,
759)との変換を行うシグナリングゲートウェイ72
2a,722bにより、既存電話網724a,724b
のシグナリング網と、ネットワーク710(例えばイン
ターネット)内のコールエージェント721とが接続さ
れる。同様に、既存電話網724a,724bの主信号
トランクの音声信号(761’,762’)とパケット
化された音声信号(761,762)との変換を行うト
ランクゲートウェイ(主信号ゲートウェイ)723a,
723bにより、既存電話網724a,724bの主信
号トランクとネットワーク710とが接続される。
における従来のMGCPによる呼設定手順を示すフロー
図である。ここでは既存電話網724a側から発呼がな
されるものとする。
722aからコールエージェント721にIAM(initi
aladdress message)751が送られる(ステップ85
1)。するとコールエージェント721と発呼側のトラ
ンクゲートウェイ723aの間でCRCX/ACK(Cr
eateConnectionとその確認(Acknowledgement))752
がやり取りされ(ステップ852)、その後、コールエ
ージェント721と着呼側のトランクゲートウェイ72
3bの間でCRCX/ACK753がやり取りされ(ス
テップ853)、コールエージェント721から着呼側
のシグナリングゲートウェイ722bに、IAM754
が送られる(ステップ854)。その後、着呼側のシグ
ナリングゲートウェイ722bからコールエージェント
721にACM(addresscomplete message)755が送
られ(ステップ855)、コールエージェント721か
ら発呼側のシグナリングゲートウェイ722aにACM
756が送られる(ステップ856)。引き続き、着呼
側のシグナリングゲートウェイ722bからコールエー
ジェント721にANM(answermessage)757が送ら
れ(ステップ857)、コールエージェント721と発
呼側のトランクゲートウェイ732aの間でMDCX/
ACK(ModifyConnectionとその確認)758がやり取
りされ(ステップ858)、コールエージェント721
から発呼側のシグナリングゲートウェイ722aにAN
M759が送られる(ステップ859)。このようにし
てシグナリング信号751〜759によりトランクゲー
トウェイ723a,723bに呼設定が行われる。その
後、音声信号(音声パケット)であるトラヒック761
が発呼側のトランクゲートウェイ723aからネットワ
ーク710に転送され(ステップ861)、トラヒック
762がネットワーク710から着呼側のトランクゲー
トウェイ723bに転送される(ステップ862)。
ある既存電話網からの電話通信などは多様なアプリケー
ションを収容するようになってきている。それにしたが
い、異なった特性やサービスレベルすなわちQoS(Qua
lityof Service)の要求を持ったアプリケーショントラ
ヒックを転送する必要が生じてきている。インターネッ
トは、本来、ベストエフォート型のネットワークである
ので、QoSを実現するためには何らかの仕組みが必要
である。しかし、上述したMGCPでは、音声パケット
のQoSを実現するメカニズムは考慮されていない。
して、IRTF DRAFTとしてIETFのウェブサ
イト(http://www.ietf.org)から"draft-ietf-mpls-fram
ework-05.txt"としてテキスト文書が入手可能なMPL
S(MultiProtocol Label Switching, IETF RFC2702)や
Diffserv(DifferentiatedService, IETF RFC2
475)などが提案されている。
を付与し、ラベルの値に基づいてパケットを転送する。
このパケットが転送される経路であるLSP(LabelSwit
chedPath)を明示的に制御することにより、トラヒック
の要求QoSに基づいた最適経路の提供や、ネットワー
ク内の経路の負荷分散を行うトラヒックエンジニアリン
グが可能となる。
エッジルータにおいて流入パケットをクラス分けし、ク
ラス識別子であるDSCP(DiffservCode Point)を付与
する。そしてドメイン内部のコアルータでは、DSCP
の値に基づき、クラス別に定義された転送スケジューリ
ングの定義であるPHB(PerHop Behavior)にしたがっ
て、転送スケジューリングを行う。これによりトラヒッ
クの個別のフローにQoS制御を行うのではなく、フロ
ーを集合したクラス別にQoS制御を行うため、大規模
なネットワークにおいてもスケーラブルなQoS提供が
可能となる。
経路や転送スケジューリングといったQoSリソースを
提供するが、ネットワークワイドで見たときに最適なQ
oSリソース割当てを提供するためには、さらに、MG
CPのようなアプリケーションからの要求やネットワー
ク状態を考慮して最適なQoSリソース割当てを計算、
提供する別のメカニズムが必要になる。
ヒックの呼ごとにQoSリソースを確保するプロトコル
であるRSVP(resourcereservation protocol, IETF
RFC2205)に関しては、ネットワークワイドの視点からQ
oSリソース割当ての制御を行うための呼受付制御のメ
カニズムが提案されている(IETFRFC2753)。
御のメカニズムを示すブロック図である。
付部912a〜912cを有するルータ911a〜91
1cが設けられている。ネットワーク710の一端側
は、符号924aで示す他のネットワークまたは端末が
接続し、他端側は、符号924bで示す他のネットワー
クまたは端末が接続している。ルータ911a〜911
cは、それぞれパケット951a〜951cを受け取っ
てルーティングを行い、パケット911b〜911dと
して出力する。呼受付部912a〜912cのそれそれ
は、隣接する他のルータの呼受付部あるいは他のネット
ワークまたは端末924a,924bの間で、シグナリ
ング915a〜915dをやり取りする。さらに、ポリ
シー決定部917とポリシーDB(データベース)91
8を有するポリシーサーバ913が設けられている。
11a〜911cがRSVPシグナリング915a〜9
15cを受信すると、ルータ911a〜911c内の呼
受付部912a〜912cは、ポリシーサーバ913に
対して、呼を受け付けてよいか否かを呼受付可否メッセ
ージ916a〜916cによって問い合わせる。ポリシ
ーサーバ913では、呼受付可否メッセージ916a〜
916cを受け取ると、ポリシー決定部917がポリシ
ーデータベース918内に保持されているポリシー91
9に従い、呼の受付の可否を決定し、その結果をルータ
911a〜911cの呼受付部912a〜912cに返
す。
915a〜915cに示されているアプリケーショント
ラヒックのQoS要求、リソース要求と、ポリシーデー
タベース918内に保持されているポリシー919によ
り呼受付が決定されるが、最適なリソース割当てを行う
ためのメカニズムは提案されていない。また、呼到着の
たびにリソース割当てを計算するのは呼設定遅延につな
がるなどの問題がある。
グナリングと綿密に連携を取り、分散管理環境によって
リソース割当てを提供するアーキテクチャDOSA(Pa
wanGoyal, et al., "Integration of Call Signaling a
nd ResourceManagement foeIP Telephony", IEEE Netwo
rk, May 1999)を提案している。しかし、このアーキテ
クチャでは、VoIPシグナリングとリソース割当てシ
ーケンスが密に連携しているため、呼ごとのリソース割
当てが呼設定遅延の原因になったり、リソース割当てシ
ステムが障害などで機能しなくなったときにVoIP自
体も機能しなくなったりするという問題がある。また分
散管理環境によってリソース割当てを提供するため、ネ
ットワークワイドで見たときに最適なQoSリソース割
当てを行うことができない。
ia, et al., "RATES:A Server forMPLS Traffic Engine
ering", IEEE Network, March2000)は、ポリシーサー
バがネットワーク状態収集機能、ルート計算機能等のモ
ジュールと連携を行うアーキテクチャである。しかしな
がらこのアーキテクチャは、集中制御により分散管理環
境での問題を解決しているが、VoIPなどのアプリケ
ーションとの連携が考慮されていない。
MGCP自体はQoSへの考慮がなされておらず、ま
た、既存のQoS技術も、アプリケーションとの連携が
十分でなかったり、最適なQoSリソース割当てを行え
なかったり、あるいは、呼設定遅延の原因となったりと
いう問題点を抱えている。
ルに対して親和性があり、呼設定遅延の原因となること
なくアプリケーションとの連携を行えてかつ最適なQo
Sリソース割当てを行うことができるQoSサーバとそ
のリソース割当て制御方法とを提供することにある。
ーバは、ネットワークと、ネットワークに外部網を収容
し外部網とネットワークとの間で主信号の変換を行う主
信号ゲートウェイと、呼設定を行う呼設定サーバと、呼
設定サーバと外部網との間でシグナリングの変換を行う
シグナリングゲートウェイとを有するネットワークシス
テムにおいて使用されるQoSサーバであって、ネット
ワークの状態を監視するネットワーク監視部と、ネット
ワーク監視部で取得したネットワーク状態を蓄積するネ
ットワーク状態データベースと、ネットワーク状態を参
照し、リソース要求に基づいてアプリケーションへのリ
ソース割当てを計算するリソース割当て計算部と、リソ
ース割当て情報を保持するリソース割当てデータベース
と、リソース割当て情報に基づいてネットワークにリソ
ース割当てを設定するネットワーク設定部と、を有す
る。
接続したネットワークと、ネットワークに対するポリシ
ーを決定してネットワークに対してリソース割当てを設
定するポリシーサーバとを有するネットワークシステム
において使用されるQoSサーバであって、ネットワー
クの状態を監視するネットワーク監視部と、ネットワー
ク監視部で取得したネットワーク状態を蓄積するネット
ワーク状態データベースと、ネットワーク状態を参照
し、リソース要求に基づいてアプリケーションへのリソ
ース割当てを計算してポリシーサーバに通知するリソー
ス割当て計算部と、を有する。
接続するネットワークに対してリソース割当てを設定す
るQoSサーバであって、ネットワークの状態を監視す
るネットワーク監視部と、ネットワーク監視部で取得し
たネットワーク状態を蓄積するネットワーク状態データ
ベースと、設定情報を保持するユーザ情報データベース
と、ネットワーク状態データベースに蓄積されたネット
ワーク状態とユーザ情報データベースに保持された設定
情報とを参照してリソース要求を発生するリソース要求
部と、ネットワーク状態を参照し、リソース要求に基づ
いてアプリケーションへのリソース割当てを計算するリ
ソース割当て計算部と、リソース割当て情報を保持する
リソース割当てデータベースと、リソース割当て情報に
基づいてネットワークにリソース割当てを設定するネッ
トワーク設定部と、を有する。
は、ネットワークと、ネットワークに外部網を収容し外
部網とネットワークとの間で主信号の変換を行う主信号
ゲートウェイと、呼設定を行う呼設定サーバと、呼設定
サーバと外部網との間でシグナリングの変換を行うシグ
ナリングゲートウェイとを有するネットワークシステム
におけるリソース割当て制御方法において、ネットワー
クの状態を監視してネットワーク状態をネットワーク状
態データベースに蓄積し、ネットワーク状態データベー
スに蓄積されたネットワーク状態を参照するとともにリ
ソース要求に基づいて、アプリケーションへのリソース
割当てを計算し、リソース割当て情報をリソース割当て
データベースに保持し、リソース割当てデータベースに
保持されたリソース割当て情報に基づいてネットワーク
にリソース割当てを設定する。
は、外部網が接続したネットワークと、ネットワークに
対するポリシーを決定してネットワークに対してリソー
ス割当てを設定するポリシーサーバとを有するネットワ
ークシステムにおけるリソース割当て制御方法であっ
て、ネットワークの状態を監視してネットワーク状態を
ネットワーク状態データベースに蓄積し、ネットワーク
状態データベースに蓄積されたネットワーク状態を参照
するとともにリソース要求に基づいて、アプリケーショ
ンへのリソース割当てを計算してポリシーサーバに通知
する。
は、外部網に接続するネットワークに対してリソース割
当てを設定するリソース割当て制御方法であって、ネッ
トワークの状態を監視してネットワーク状態をネットワ
ーク状態データベースに蓄積し、ネットワーク状態デー
タベースに蓄積されたネットワーク状態とユーザ情報デ
ータベースに保持された設定情報とを参照してリソース
要求を発生し、ネットワーク状態データベースに蓄積さ
れたネットワーク状態を参照し、リソース要求に基づい
てアプリケーションへのリソース割当てを計算し、リソ
ース割当て情報をリソース割当てデータベースに保持
し、リソース割当てデータベースに保持されたリソース
割当て情報に基づいてネットワークにリソース割当てを
設定する。
ションとのインタフェースを持つことによりアプリケー
ションの要求QoS、要求リソースを得て、さらにネッ
トワークを監視することによりネットワークの網状態、
トラヒック状態をフィードバックすることにより、リソ
ース割当てを計算、提供することを特徴とする。これに
より、オペレータの設定を介することなく動的なトラヒ
ックエンジニアリングが可能となる。
の呼の到来前にまとまった呼単位で行われるため、リソ
ース割当て処理がアプリケーションの呼設定遅延の原因
になることがなく、また、呼設定のシグナリングとリソ
ース割当てのシグナリングは分離しているので、QoS
サーバの障害時でも、アプリケーションは呼設定を続け
ることができる。
態について、図面を参照して説明する。図1は本発明の
実施の一形態のQoSサーバを備えたネットワークシス
テムを示すブロック図である。ここでは、インターネッ
トに代表されるネットワーク110において、MGCP
(IETFRFC2705)を使用したVoIPをアプリケーション
とした場合のQoS(サービス品質)制御について説明
する。
と同様に、外部網である既存電話網124a,124b
間の音声通信をネットワーク110を介して転送するた
めに、ネットワーク110に呼設定を行うコールエージ
ェント121と、コールエージェント121と既存電話
網124a,124bのシグナリング信号を接続するシ
グナリングゲートウェイ122a,122bと、既存電
話網124a,124bの主信号トランクとネットワー
ク110を接続するトランクゲートウェイ123a,1
23bとが設けられている。さらに、この実施形態で
は、従来のものと異なって、ネットワーク110を設定
監視するQoSサーバ100が設けられている。トラン
クゲートウェイ123a,123bは、主信号を変換す
る主信号ゲートウェイである。
2bは、既存電話網124a,124bのシグナリング
信号(151’,154’,155’,156’,15
7’,159’)とパケット化されたシグナリング(1
51,154,155,156,157,159)との
変換を行うことにより、既存電話網124a,124b
のシグナリング網とコールエージェント121とを接続
している。同様に、トランクゲートウェイ123a,1
23bは、既存電話網124a,124bの主信号トラ
ンクの音声信号(161’,162’)とパケット化さ
れた音声信号(161,162)との変換を行うによ
り、既存電話網124a,124bの主信号トランクを
ネットワーク110に接続している。ここでは、QoS
制御の対象となるアプリケーションは、既存電話網12
4a,124bとコールエージェント121とシグナリ
ングゲートウェイ122a,122bとトランクゲート
ウェイ123a,123bから構成されることになる。
21には、QoSサーバ100にQoS、リソース要求
を行うリソース要求部107が装備されている。
からのQoS、リソース要求に基づいてそのアプリケー
ションへのリソース割当てを計算するリソース計算部1
01と、リソース割当てをネットワーク110に設定す
るネットワーク設定部102と、ネットワーク状態を監
視するネットワーク監視部103と、リソース割当て情
報を保持するリソース割当てデータベース(DB)10
4と、アプリケーションからのQoS、リソース要求を
保持するユーザ情報データベース105と、ネットワー
ク状態を保持するネットワーク(NW)状態データベー
ス106とから構成されている。
QoS制御の動作について、図1及び図2を用いて説明
する。
が行われる(ステップ240)。このとき、QoSサー
バ100のネットワーク監視部103は、ネットワーク
110から入力する信号131によって、ネットワーク
110の初期設定時から常時ネットワーク110を監視
しており(ステップ231)、ネットワークのトポロジ
ー情報、リンクメトリック、帯域使用状態をネットワー
ク情報132としてネットワーク状態データベース10
6に蓄積している(ステップ232)。
ルエージェント121内のリソース要求部107は、呼
の到来に先立ち、前もってまとまった呼数分のトラヒッ
クが使用するリソース、図3でいうところのN0呼分の
リソース要求を行う(ステップ233)。リソース要求
133には、トラヒックの要求遅延、使用帯域、パケッ
トの識別情報(ヘッダ情報など)、ソース・宛先アドレ
スが示されている。
部101は、ネットワーク監視部103が収集してネッ
トワーク状態データベース106に蓄積されたネットワ
ーク、ユーザ監視情報134を元に、リソース要求13
3に対するリソース割当て計算する(ステップ23
4)。リソース割当て計算には、トラヒックのソース−
宛先アドレス間の要求遅延を満足する経路、経路上のリ
ンク帯域、ネットワークノード内のバッファ割当ての計
算がある。
ソース割当てをリソース割当て情報135としてリソー
ス割当データベース104に蓄積し(ステップ23
5)、リソース割当て要求136を出すことにより、ネ
ットワーク設定部102に設定を行うように通知する
(ステップ236)。
当データベース104に蓄積されたリソース割当て情報
137を読出し(ステップ237)、ネットワーク11
0に対してリソース割当て設定138を送出することに
より、ネットワークにおけるリソース割当ての設定を行
う(ステップ238)。これにより、ネットワーク11
0の設定が終了する。
と、ネットワーク設定部102はリソース割当計算部1
01に設定完了を応答信号(ACK)139として通知
する(ステップ239)。
リソース要求をユーザ情報140としてユーザ情報デー
タベース105に蓄積し(ステップ240)、リソース
割当てが成功したことを応答信号(ACK)141とし
てコールエージェント121に通知する(ステップ24
1)。
トウェイ122a,122bを経由して呼設定信号が到
来し、呼設定が行われる(ステップ250)。
のMGCPによる手順と同様である。すなわち、既存電
話網124a側から発呼する場合を考えると、まず、シ
グナリングゲートウェイ122aからコールエージェン
ト121にIAM151が送られ(ステップ251)、
コールエージェント121とトランクゲートウェイ12
3aの間でCRCX/ACK152がやり取りされ(ス
テップ252)、その後、コールエージェント121と
トランクゲートウェイ123bの間でCRCX/ACK
753がやり取りされ(ステップ253)、コールエー
ジェント121からシグナリングゲートウェイ122b
に、IAM154が送られる(ステップ254)。その
後、シグナリングゲートウェイ122bからコールエー
ジェント121にACM155が送られ(ステップ25
5)、コールエージェント121からシグナリングゲー
トウェイ122aにACM156が送られる(ステップ
256)。引き続き、シグナリングゲートウェイ122
bからコールエージェント121にANM157が送ら
れ(ステップ257)、コールエージェント121とト
ランクゲートウェイ132aの間でMDCX/ACK1
58がやり取りされ(ステップ258)、コールエージ
ェント121からシグナリングゲートウェイ122aに
ANM159が送られる(ステップ259)。
ランクゲートウェイ123aからネットワーク110へ
のトラヒック161の転送が開始される(ステップ26
1)。転送されたトラヒックは、ネットワーク110に
おいて設定されたりソース割当て、すなわち経路、リン
ク帯域、バッファを使用して、トラヒック162とし
て、トランクゲートウェイ123bに転送される(ステ
ップ262)。
00は、ネットワーク110を監視し、障害回避を行う
(ステップ270)。
は、QoSサーバ100内のネットワーク監視部103
は、ユーザ情報データベース105に蓄積されているユ
ーザ情報171から、リソース割当て計算部101がど
のようなリソース要求を受け付けたかを知る(ステップ
271)。また、ネットワーク監視部103は、ネット
ワーク110から入力する信号(監視したリソース情
報)172により、トラヒックに割当てられたリソース
を監視する(ステップ272)。さらにネットワーク監
視部103は、受信側のトランクゲートウェイ123b
に対しても、アプリケーショントラヒック情報173に
より、トラヒックが要求どおりの品質で受信されている
かを問い合わせる(ステップ273)。その後、ネット
ワーク監視機能103は、監視したリソース情報172
及びアプリケーショントラヒック情報173をユーザ監
視情報174として、ネットワーク状態データベース1
06に蓄積する(ステップ274)。そしてネットワー
ク監視部103は、リソースの障害が発生したりトラヒ
ックが要求品質どおりに転送されていないことを検知す
ると、リソース割当計算機能101に障害情報(障害通
知175)を通知する(ステップ275)。
計算部101は、ユーザ情報データベース105に蓄積
されているユーザ情報176から、アプリケーションの
要求条件を引き出し(ステップ276)、ネットワーク
状態データベース106に蓄積されているネットワーク
状態、障害内容(ネットワーク、ユーザ監視情報17
7)を元に、障害を回避するようにリソース割当てを再
計算する(ステップ277)。そしてリソース割当計算
部101は、その計算結果をリソース割当て変更情報1
78としてリソース割当データベース104に蓄積し
(ステップ278)、ネットワーク設定部102に、リ
ソース割当て変更要求179として、再設定要求を通知
する(ステップ279)。リソース割当ての再計算に
は、バックアップ経路の計算などがあるが、ステップ1
34のリソース割当計算時に障害を想定してあらかじめ
バックアップ経路も計算し、リソース割当データベース
104に蓄積しておいてもよい。
ース割当データベース104に蓄積されたリソース割当
て変更情報180を読出し(ステップ280)、読出し
リソース割当て変更情報180に従ってリソース割当て
再設定281をネットワーク110に送出することによ
ってネットワークを再設定し(ステップ281)、再設
定完了後、リソース割当計算部101に対し、応答信号
182により、設定完了を通知する(ステップ28
2)。
ース要求部107は、接続呼数を監視し、接続呼数に従
い追加リソース割当あるいはリソース解放をQoSサー
バ100に要求する。追加リソース割当、リソース解放
の手順自体は、上述したステップ240(リソース割当
て)の場合と同様である。以下、図3を用いて、追加リ
ソース割当、リソース解放のタイミングを説明する。
る。あらかじめN0呼分のリソース304aが割当てら
れており、このリソースの範囲内で既にリソース追加要
求しきい値302aaが定められているものとする。こ
こで接続呼数301aがリソース追加要求しきい値30
2aaを越えると、使用リソース303a(図示斜線
部)が割当てられたリソース304aを越えないうち
に、コールエージェント121は、N1呼分の追加リソ
ース305を要求し、新たなリソース追加要求しきい値
132abを設定する。もちろん、新たなしきい値13
2abは、N0+N1呼の範囲内に設定される。
に、N0+N1+N2呼分のリソースが割当てられてお
り、また、リソース解放要求しきい値302baが設定
されているものとする。接続呼数301bがリソース解
放要求しきい値302baを下回ると、コールエージェ
ント121はN2呼分のリソース306の解放を要求
し、新たなリソース解放要求しきい値132bbを設定
する。図において斜線部は使用リソース303bであ
る。
施の形態のネットワークシステムでは、QoSサーバが
アプリケーション側とのインタフェースを備えているの
で、QoSサーバは、アプリケーションの要求QoS、
要求リソースを取得することができ、アプリケーション
の要求に応じたリソース割当てを行うことができる。ま
たネットワークを監視してネットワーク状態、トラヒッ
ク状態をアプリケーションへのリソース割当てにフィー
ドバックすることにより、ネットワーク状態に応じたリ
ソース割当てを行うことができる。この際、リソースの
障害やリソースを割当てたアプリケーショントラヒック
の品質低下を検出し、リソース割当て変更を行うことに
より、障害回避を行うことができる。
ることなく、動的なリソース割当て、ネットワーク設計
が可能となる。
ョンの呼の到来前に、まとまった呼単位で行われるた
め、リソース割当て処理がアプリケーションの呼設定遅
延の原因になることがない。呼設定のシグナリングとリ
ソース割当てのシグナリングは分離しているので、Qo
Sサーバの障害時でも、アプリケーションは呼設定を続
けることができる。
する。本発明において、リソース要求部107の設けら
れる位置は、コールエージェント(呼設定サーバ)12
1内に限定されるものではない。例えば、実際に音声パ
ケットを取扱うトランクゲートウェイの内部や、QoS
サーバ自体の内部にリソース要求部107を設けること
が可能である。
るQoSサーバを備えたネットワークシステムの構成を
示すブロック図である。図4は、リソース要求部107
がトランクゲートウェイ123a内に存在する例を示し
ている。ここでは、リソース要求部107は、トランク
ゲートウェイ123aがコールエージェント121から
受けた呼設定シグナリング158に従い設定した呼の数
を監視し、設定した呼の数に従いリソース要求133を
行う。その他の動作は、第1の実施の形態の場合と同様
である。すなわちこの実施の形態でも、呼の到着前に
前もってトラヒックの要求品質、要求リソースを得て、
経路、リソース割当てを計算し、経路、リソース割当て
を行い、複数呼のトラヒックの要求品質、要求リソー
スを得て、経路、リソース割当てを計算し、経路、リソ
ース割当てを行い、接続呼数があるしきい値を越える
と追加の複数呼のトラヒックの要求品質、要求リソース
を得て、リソース割当てを再計算してリソースの追加割
当てを行うようにし、接続呼数があるしきい値を下回
ると削減された複数呼のトラヒックのリソース解放要求
を得て、リソース割当てを解放し、割当てたリソース
上を流れるトラヒックを監視し、要求品質が満たされて
いないことを検出すると経路、リソース割当てを再計算
し、経路、リソース割当てを修正するようにしている。
説明する。ここに示す例は、RSVPなどのように、シ
グナリングを集中制御するコールエージェントや呼接続
を行うトランクゲートウェイを持たないアプリケーショ
ンに、本発明を適用した場合の例である。コールエージ
ェント(呼設定サーバ)及びトランクゲートウェイを設
けない代わりに、呼受付決定を行うポリシーサーバが設
けられている。
るQoSサーバ及びポリシーサーバを備えたネットワー
クシステムの構成を示すブロック図である。
内には、それぞれ呼受付部512a〜512cを有する
ルータ511a〜511cが設けられている。ネットワ
ーク110の一端側は、符号524aで示す他のネット
ワークまたは端末が接続し、他端側は、符号524bで
示す他のネットワークまたは端末が接続している。ここ
では、他のネットワークまたは端末524a,524b
は、外部網の範疇に属する。ルータ511a〜511c
は、それぞれパケット551a〜551cを受け取って
ルーティングを行い、パケット511b〜511dとし
て出力する。呼受付部512a〜512cのそれそれ
は、隣接する他のルータの呼受付部あるいは他のネット
ワークまたは端末524a,524bの間で、シグナリ
ング515a〜515dをやり取りする。
算部101、ネットワーク監視部103、ユーザ情報デ
ータベース105及びネットワーク情報データベース1
06を備えている。図1あるいは図4に示す例における
QoSサーバと比べ、図5に示すQoSサーバには、ネ
ットワーク設定部及びリソース割当てデータベースが設
けられていないが、それらの機能は、後述するようにポ
リシーサーバ513によって実行される。
うポリシーサーバ513内に設けられる。さらにポリシ
ーサーバ513には、ポリシーを決定するポリシー決定
部517と、ポリシーとリソース割当て情報135,1
78を蓄積するリソース割当て・ポリシーデータベース
518とを備えている。ポリシー決定部517は、ネッ
トワーク設定部としての機能も果たし、また、リソース
割当て・ポリシーデータベース518は、リソース割当
てデータベースとしての機能も果たす。
リング515〜515cを受信した各ルータ511a〜
511c内の呼受付部512a〜512cからの呼受付
決定要求516a〜516cに対して呼受付決定を行
う。また、リソース要求部107は、リソース割当て・
ポリシーデータベース518から得られる情報593を
利用して、ポリシー決定部が管理している受け付けた呼
の情報(ポリシー519)を監視し、受け付けた呼の数
にしたがってリソース要求133を行う。これにより、
受付呼数にしたがって事前に新たな呼のためのネットワ
ークのリソース設定138が行われるので、ポリシーサ
ーバ513が新たに呼受付決定要求516a〜516c
を受けたときにはリソース割当て情報137を参照する
だけで、呼受付決定ができる。したがって、この実施の
形態によれば、リソース割当て計算が呼設定遅延の原因
になることがない。
形態と同様である。すなわちこの実施の形態でも、呼
の到着前に前もってトラヒックの要求品質、要求リソー
スを得て、経路、リソース割当てを計算し、経路、リソ
ース割当てを行い、複数呼のトラヒックの要求品質、
要求リソースを得て、経路、リソース割当てを計算し、
経路、リソース割当てを行い、接続呼数があるしきい
値を越えると追加の複数呼のトラヒックの要求品質、要
求リソースを得て、リソース割当てを再計算してリソー
スの追加割当てを行うようにし、接続呼数があるしき
い値を下回ると削減された複数呼のトラヒックのリソー
ス解放要求を得て、リソース割当てを解放し、割当て
たリソース上を流れるトラヒックを監視し、要求品質が
満たされていないことを検出すると経路、リソース割当
てを再計算し、経路、リソース割当てを修正するように
している。
説明する。本発明はシグナリングを持たないアプリケー
ションに対しても有効である。図6は、シグナリングを
持たないアプリケーションに対して適用した場合のネッ
トワークシステムを示している。ここではネットワーク
110は、符号624a,624bにより示される他の
ネットワークまたは端末と接続している。ここでは、他
のネットワークまたは端末624a,624bは、外部
網の範疇に属する。
ナリングゲートウェイやコールエージェントは存在しな
いことになる。図示する例の場合、リソース要求部10
7はQoSサーバ100内に存在する。
がサポートすべきアプリケーションのトラヒック識別情
報、要求QoS情報を、設定情報691として、ユーザ
情報データベース105に設定する。リソース要求部1
07は、ユーザ情報データベース105に設定された設
定情報から、サポートすべきアプリケーションの情報6
92を得て、ネットワークの初期設定時に、第1の実施
の形態と同様に、リソース割当て計算部101に対して
リソース要求133を行う。リソース割当ての完了後、
リソース要求部107は、ネットワーク監視部103が
信号172によってネットワーク110を監視すること
によってネットワーク状態データベース106に蓄積し
たアプリケーショントラヒック情報174から、アプリ
ケーショントラヒックの呼の増減693を検知し、第1
の実施の形態と同様に、リソース割当て計算部101に
対して、リソースの追加要求、解放要求141を行う。
除けば、図6に示すように、このネットワークシステム
における上述したもの以外の配置及び動作は、図1、図
4に示したものにおける配置及び動作を同様である。す
なわちこの実施の形態でも、呼の到着前に前もってト
ラヒックの要求品質、要求リソースを得て、経路、リソ
ース割当てを計算し、経路、リソース割当てを行い、
複数呼のトラヒックの要求品質、要求リソースを得て、
経路、リソース割当てを計算し、経路、リソース割当て
を行い、接続呼数があるしきい値を越えると追加の複
数呼のトラヒックの要求品質、要求リソースを得て、リ
ソース割当てを再計算してリソースの追加割当てを行う
ようにし、接続呼数があるしきい値を下回ると削減さ
れた複数呼のトラヒックのリソース解放要求を得て、リ
ソース割当てを解放し、割当てたリソース上を流れる
トラヒックを監視し、要求品質が満たされていないこと
を検出すると経路、リソース割当てを再計算し、経路、
リソース割当てを修正するようにしている。
ーバがアプリケーション側とのインタフェースを備えて
いるので、QoSサーバは、アプリケーションの要求Q
oS、要求リソースを取得することができ、アプリケー
ションの要求に応じたリソース割当てを行うことができ
るという効果がある。またネットワークを監視してネッ
トワーク状態、トラヒック状態をアプリケーションへの
リソース割当てにフィードバックすることにより、ネッ
トワーク状態に応じたリソース割当てを行うことができ
るという効果がある。この際、リソースの障害やリソー
スを割当てたアプリケーショントラヒックの品質低下を
検出し、リソース割当て変更を行うことにより、障害回
避を行うことができる。したがって、本発明によれば、
オペレータによる設定を介することなく、動的なリソー
ス割当て、ネットワーク設計が可能となる。
アプリケーションの呼の到来前に、まとまった呼単位で
行われるため、リソース割当て処理がアプリケーション
の呼設定遅延の原因になることがない。呼設定のシグナ
リングとリソース割当てのシグナリングは分離している
ので、QoSサーバの障害時でも、アプリケーションは
呼設定を続けることができる。
バを備えたネットワークシステムの構成を示すブロック
図である。
S制御を説明するフロー図である。
を説明する図である。
バを備えたネットワークシステムの構成を示すブロック
図である。
バとポリシーサーバを備えたネットワークシステムの構
成を示すブロック図である。
バを備えたネットワークシステムの構成を示すブロック
図である。
テムの構成を示すブロック図である。
ー図である。
メカニズムを示すブロック図である。
Claims (24)
- 【請求項1】 ネットワークと、前記ネットワークに外
部網を収容し前記外部網と前記ネットワークとの間で主
信号の変換を行う主信号ゲートウェイと、呼設定を行う
呼設定サーバと、前記呼設定サーバと前記外部網との間
でシグナリングの変換を行うシグナリングゲートウェイ
とを有するネットワークシステムにおいて使用されるQ
oSサーバであって、 前記ネットワークの状態を監視するネットワーク監視部
と、 前記ネットワーク監視部で取得したネットワーク状態を
蓄積するネットワーク状態データベースと、 前記ネットワーク状態を参照し、リソース要求に基づい
てアプリケーションへのリソース割当てを計算するリソ
ース割当て計算部と、 リソース割当て情報を保持するリソース割当てデータベ
ースと、 前記リソース割当て情報に基づいて前記ネットワークに
リソース割当てを設定するネットワーク設定部と、 を有するQoSサーバ。 - 【請求項2】 呼設定サーバ内に設けられリソース要求
を発するリソース要求部からの前記リソース要求に応じ
てリソース割当てを実行する請求項1に記載のQoSサ
ーバ。 - 【請求項3】 主信号ゲートウェイ内に設けられリソー
ス要求を発するリソース要求部からの前記リソース要求
に応じてリソース割当てを実行する請求項1に記載のQ
oSサーバ。 - 【請求項4】 外部網が接続したネットワークと、前記
ネットワークに対するポリシーを決定して前記ネットワ
ークに対してリソース割当てを設定するポリシーサーバ
とを有するネットワークシステムにおいて使用されるQ
oSサーバであって、 前記ネットワークの状態を監視するネットワーク監視部
と、 前記ネットワーク監視部で取得したネットワーク状態を
蓄積するネットワーク状態データベースと、 前記ネットワーク状態を参照し、リソース要求に基づい
てアプリケーションへのリソース割当てを計算して前記
ポリシーサーバに通知するリソース割当て計算部と、 を有するQoSサーバ。 - 【請求項5】 ポリシーサーバ内に設けられリソース要
求を発するリソース要求部からの前記リソース要求に応
じてリソース割当てを実行する請求項4に記載のQoS
サーバ。 - 【請求項6】 外部網に接続するネットワークに対して
リソース割当てを設定するQoSサーバであって、 前記ネットワークの状態を監視するネットワーク監視部
と、 前記ネットワーク監視部で取得したネットワーク状態を
蓄積するネットワーク状態データベースと、 設定情報を保持するユーザ情報データベースと、 前記ネットワーク状態データベースに蓄積されたネット
ワーク状態と前記ユーザ情報データベースに保持された
設定情報とを参照してリソース要求を発生するリソース
要求部と、 前記ネットワーク状態を参照し、前記リソース要求に基
づいてアプリケーションへのリソース割当てを計算する
リソース割当て計算部と、 リソース割当て情報を保持するリソース割当てデータベ
ースと、 前記リソース割当て情報に基づいて前記ネットワークに
リソース割当てを設定するネットワーク設定部と、 を有するQoSサーバ。 - 【請求項7】 ネットワークへの呼の到着前に前もって
トラヒックの要求品質、要求リソースを得て、経路、リ
ソース割当てを計算し、経路、リソース割当てを実行す
る請求項1乃至6いずれか1項に記載のQoSサーバ。 - 【請求項8】 複数呼のトラヒックの要求品質、要求リ
ソースを得て、経路、リソース割当てを計算し、経路、
リソース割当てを実行する請求項1乃至6に記載のQo
Sサーバ。 - 【請求項9】 接続呼数がしきい値を越えたときに、追
加の複数呼のトラヒックの要求品質、要求リソースを得
て、経路、リソース割当てを計算し、経路、リソース割
当てを行い、前記しきい値を更新する請求項1乃至6い
ずれか1項に記載のQoSサーバ。 - 【請求項10】 接続呼数がしきい値を下回ったとき
に、削減された複数呼のトラヒックのリソース解放要求
を得て、経路、リソース割当てを解放し、前記しきい値
を更新する請求項1乃至6いずれか1項に記載のQoS
サーバ。 - 【請求項11】 前記リソース要求を保持するユーザ情
報データベースをさらに有し、 割当てたリソースに対応するトラヒックを監視し、要求
品質が満たされていないことを検出した場合に、前記ユ
ーザ情報データベースを参照して経路、リソース割当て
を再計算し、経路、リソース割当てを修正する請求項1
乃至5いずれか1項に記載のQoSサーバ。 - 【請求項12】 割当てたリソースに対応するトラヒッ
クを監視し、要求品質が満たされていないことを検出し
た場合に、経路、リソース割当てを再計算し、経路、リ
ソース割当てを修正する請求項6に記載のQoSサー
バ。 - 【請求項13】 ネットワークと、前記ネットワークに
外部網を収容し前記外部網と前記ネットワークとの間で
主信号の変換を行う主信号ゲートウェイと、呼設定を行
う呼設定サーバと、前記呼設定サーバと前記外部網との
間でシグナリングの変換を行うシグナリングゲートウェ
イとを有するネットワークシステムにおけるリソース割
当て制御方法において、 前記ネットワークの状態を監視してネットワーク状態を
ネットワーク状態データベースに蓄積し、 前記ネットワーク状態データベースに蓄積されたネット
ワーク状態を参照するとともにリソース要求に基づい
て、アプリケーションへのリソース割当てを計算し、 リソース割当て情報をリソース割当てデータベースに保
持し、 前記リソース割当てデータベースに保持されたリソース
割当て情報に基づいて前記ネットワークにリソース割当
てを設定する、リソース割当て制御方法。 - 【請求項14】 呼設定サーバからのリソース要求に応
じてリソース割当てを実行する請求項13に記載のリソ
ース割当て制御方法。 - 【請求項15】 主信号ゲートウェイからのリソース要
求に応じてリソース割当てを実行する請求項13に記載
のリソース割当て制御方法。 - 【請求項16】 外部網が接続したネットワークと、前
記ネットワークに対するポリシーを決定して前記ネット
ワークに対してリソース割当てを設定するポリシーサー
バとを有するネットワークシステムにおけるリソース割
当て制御方法であって、 前記ネットワークの状態を監視してネットワーク状態を
ネットワーク状態データベースに蓄積し、 前記ネットワーク状態データベースに蓄積されたネット
ワーク状態を参照するとともにリソース要求に基づい
て、アプリケーションへのリソース割当てを計算して前
記ポリシーサーバに通知する、リソース割当て制御方
法。 - 【請求項17】 ポリシーサーバ内においてリソース要
求が発生する、請求項16に記載のリソース割当て制御
方法。 - 【請求項18】 外部網に接続するネットワークに対し
てリソース割当てを設定するリソース割当て制御方法で
あって、 前記ネットワークの状態を監視してネットワーク状態を
ネットワーク状態データベースに蓄積し、 前記ネットワーク状態データベースに蓄積されたネット
ワーク状態とユーザ情報データベースに保持された設定
情報とを参照してリソース要求を発生し、 前記ネットワーク状態データベースに蓄積されたネット
ワーク状態を参照し、前記リソース要求に基づいてアプ
リケーションへのリソース割当てを計算し、 リソース割当て情報をリソース割当てデータベースに保
持し、 前記リソース割当てデータベースに保持されたリソース
割当て情報に基づいて前記ネットワークにリソース割当
てを設定する、リソース割当て制御方法。 - 【請求項19】 ネットワークへの呼の到着前に前もっ
てトラヒックの要求品質、要求リソースを得て、経路、
リソース割当てを計算し、経路、リソース割当てを実行
する請求項13乃至18いずれか1項に記載のリソース
割当て制御方法。 - 【請求項20】 複数呼のトラヒックの要求品質、要求
リソースを得て、経路、リソース割当てを計算し、経
路、リソース割当てを実行する請求項13乃至18に記
載のリソース割当て制御方法。 - 【請求項21】 接続呼数がしきい値を越えたときに、
追加の複数呼のトラヒックの要求品質、要求リソースを
得て、経路、リソース割当てを計算し、経路、リソース
割当てを行い、前記しきい値を更新する請求項13乃至
18いずれか1項に記載のリソース割当て制御方法。 - 【請求項22】 接続呼数がしきい値を下回ったとき
に、削減された複数呼のトラヒックのリソース解放要求
を得て、経路、リソース割当てを解放し、前記しきい値
を更新する請求項13乃至18いずれか1項に記載のリ
ソース割当て制御方法。 - 【請求項23】 リソース要求をユーザ情報データベー
スに保持し、 割当てたリソースに対応するトラヒックを監視し、要求
品質が満たされていないことを検出した場合に、前記ユ
ーザ情報データベースを参照して経路、リソース割当て
を再計算し、経路、リソース割当てを修正する請求項1
3乃至17いずれか1項に記載のリソース割当て制御方
法。 - 【請求項24】 割当てたリソースに対応するトラヒッ
クを監視し、要求品質が満たされていないことを検出し
た場合に、経路、リソース割当てを再計算し、経路、リ
ソース割当てを修正する請求項18に記載のリソース割
当て制御方法。
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