JP2002374286A

JP2002374286A - 通信品質制御システムおよび通信品質制御方法

Info

Publication number: JP2002374286A
Application number: JP2001178155A
Authority: JP
Inventors: Yoko Shiga; 陽子志賀; Kenji Kimoto; 賢司木元; Yoshitsugu Ono; 能嗣小野; Minoru Koizumi; 稔小泉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ネットワーク管理者が定める資源管理ポリシ
ーに基づいて、通信経路が一意に決まらない場合に、通
信品質保証要求に対する資源の割当てを管理し、通信品
質の保証制御を行なう。【解決手段】ネットワーク管理者が、資源管理の対象
部分を指定した資源管理ポリシーを設定する機能と、複
数のユーザネットワークからのネットワーク通信品質保
証要求を受け付ける機能と、ネットワーク装置が保持す
る資源を管理する機能と、資源管理ポリシーに照合して
通信品質保証要求に対してネットワーク資源の割当て制
御を行なう機能と、ネットワーク資源の割当て制御の結
果に基づいてルータにＱｏＳ制御命令を発行する機能と
をポリシーサーバに持たせ、ルータは制御命令を受信し
て通信サービス品質保証のための制御を行なうことによ
り、通信品質の保証を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信のサービス品
質（ＱｏＳ：Quality of Service）を保証するための制
御を行う通信品質制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインターネット上の通信サービス
は、通信サービスの帯域、遅延時間などの通信品質を保
証しない。しかし、インターネットやイントラネットを
VoIP(Voice over IP)やＴＶ会議などのリアルタイム・
マルチメディアストリームのような様々なアプリケーシ
ョンで共有する場合には、各通信に必要な品質を確保す
る必要がある。この通信品質を保証するための技術をＱ
ｏＳ制御技術と呼ぶ。ＱｏＳ制御技術としては、エンド
ユーザーが通信を確実に行うため、通信帯域を確保した
伝送路を確保するよう通信路上のルータに対して逐次的
に要求を行うＲＳＶＰ（ＲｅｓｏｕｒｃｅＲｅｓｅｒ
ｖａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）や、送信元や宛先Ｉ
Ｐアドレス、アプリケーションなどにより通信をクラス
分けし、通信品質を差別化するＤｉｆｆＳｅｒｖ等が、
標準化団体アイ・イー・ティー・エフ（ＩＥＴＦ：Ｉ
ｎｔｅｒｎｅｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴａｓｋ
Ｆｏｒｃｅ）で策定されている。

【０００３】また、サービスをより安価に提供するため
ＱｏＳ制御のコスト削減が必要であり、このためにポリ
シーベースＱｏＳ管理が提案されている。ポリシーベー
スＱｏＳ管理では、網管理者が作成したＱｏＳポリシー
と呼ばれる運用ルールに基づいてネットワークの管理を
行う。ＱｏＳポリシーは、一つ又は複数のルールから構
成され、ルールは、コンディションと呼ばれるＱｏＳ制
御実行の条件と、アクションと呼ばれる具体的な制御内
容によって構成される。ＱｏＳポリシーサーバと呼ばれ
るサーバプログラムは、このＱｏＳポリシーに基づい
て、ＱｏＳ制御情報を一元管理し、複数のネットワーク
機器やアプリケーションに対し一括してＱｏＳ制御命令
を配布する。

【０００４】このＱｏＳポリシーに基づいて、ネットワ
ーク上の資源と、資源に対する割当て要求を、ネットワ
ーク管理者が一元管理することにより、通信の品質を確
実に保証する通信品質の制御・管理システムが特開2000
-316025号公報で開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、Ｑｏ
Ｓポリシーサーバが、ネットワークの経路及び各経路上
のネットワーク装置が保持する資源を管理し、複数のエ
ンドノード(ユーザ、ユーザネットワーク)からのネット
ワーク資源設定要求を受け付け、エンドノードからの要
求に対し、ネットワーク資源の割付制御をおこなうこと
で、通信品質を保証する。

【０００６】しかし、この従来の技術はネットワーク全
体の資源管理を前提としており、ＱｏＳポリシーサーバ
がエンドノードの要求する通信の経路に基づいて、経由
する全てのリンクに対して帯域を確保する。このため、
経路が一意に定まる場合でなければ、資源割付ができな
いという問題があった。即ち、現在広く利用されている
ＩＰネットワークの経路決定方法であるダイナミックル
ーティングが採用されている場合には、ネットワークト
ポロジーの変化によって経路が動的に変化し、どういう
経路を通って通信が行なわれるか判らないため、ネット
ワーク全体を経路ごとに品質管理する従来の方法を適用
することが出来なかった。

【０００７】また、通信が経由する全てのリンクにおい
て帯域の割り当て管理をおこなうため、帯域割り当ての
ためのオーバーヘッドが高いという問題があった。

【０００８】さらに、品質管理は２つのエンドノード間
の通信を基本として行なわれるため、特定の相手ノード
を指定せず、あるエンドノードとあるネットワークの部
分間のサービス品質を保証することや、ネットワークの
ボトルネック部分に限定した資源管理をおこなうことが
不可能であった。通信事業者のＩＰネットワークは、ロ
ーカルエリアネットワークがボトムアップ的に接続され
て広がっていったインターネットとは異なり、計画的に
構築された網であるため高い転送性能を持つ基幹ネット
ワークと、その基幹ネットワークとユーザネットワーク
とを接続する分配ネットワークからなる階層構造をとる
ことが多い。このようなネットワークでは分配ネットワ
ークがボトルネックとなることが考えられるが従来の技
術ではこの部分に限定した資源管理は出来なかった。

【０００９】本発明の目的は、ネットワークの部分的な
資源の管理をおこなうことで、エンドノードが要求する
通信の経路が一意に決まらない場合でも、通信品質を保
証する手段を提供することである。

【００１０】本発明の他の目的は、ネットワークの部分
的な資源の管理をおこなうことで、帯域割り当てのオー
バーヘッドの低い資源の管理手段を提供することであ
る。

【００１１】本発明の他の目的は、ネットワークの部分
的な資源の管理をおこなうことで、エンドノードとネッ
トワークのある部分の間を保証する手段を提供すること
である。

【００１２】本発明の他の目的は、ネットワークの部分
的な資源の管理をおこなうことで、ネットワークのボト
ルネック部分に限定した資源管理を可能にする手段を提
供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による通信品質制御システムでは以下の構成
をとる。ネットワーク管理者が、資源管理の対象部分を
指定した資源管理ポリシーを設定する機能、複数のエン
ドノードからのネットワーク資源設定要求であるサービ
ス要求を受け付ける機能、ネットワーク装置が保持する
資源を管理する機能、エンドノードからの要求を、資源
管理ポリシーと照合してネットワーク資源の割付制御を
行う機能、を有するポリシーサーバにより、個々の通信
の品質を保証する手段を提供する、ポリシーベース通信
経路の品質制御システム。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施例では例えば、基幹
ネットワークは十分な通信品質を持っているものとして
制御の対象から外して考慮し、分配ネットワークなどの
基幹ネットワークより通信容量の大きくないネットワー
クにおける経路を指定し、その経路の通信品質を制御す
るものである。

【００１５】図１は本発明の実施例のシステム構成図で
ある。本実施例のネットワークシステムは、広域ネット
ワーク（１０２）と、広域ネットワーク（１０２）を介
して相互に通信をおこなうユーザネットワーク（１０
３）に分かれる。ユーザネットワーク（１０３）は１つ
以上のエンドノードがネットワークにより接続されたも
のである。広域ネットワーク（１０２）を構成する高性
能ルータをコアルータ（１０４、１１０）、コアルータ
（１０４、１１０）とユーザネットワーク（１０３）を
結ぶルータをエッジルータ（１０５、１１１）と呼ぶ。
各ルータは、1つ以上のネットワークインタフェース
（１０６、１０７）を持ち、ネットワークインタフェー
ス（１０６、１０７）を介して相互に接続する。ユーザ
ネットワーク（１０３）を収容するネットワークインタ
フェースをエッジネットワークインタフェース（１０
７）、それ以外のネットワークインタフェースをコアネ
ットワークインタフェース（１０６）と呼ぶ。広域ネッ
トワーク（１０２）には、各ルータが持つネットワーク
資源を一括管理・制御するＱｏＳポリシーサーバ（１０
１）が接続されている。ＱｏＳポリシーサーバ（１０
１）は資源割り当ての制御ルールである資源管理ポリシ
ー（１０８）を保持する。ネットワークを介し、ユーザ
サイト間には様々な通信サービスが提供される。ＱｏＳ
ポリシーサーバ（１０１）は、ユーザサイトからの通信
品質保証要求であるサービス要求（１０９）を受け、資
源管理ポリシー（１０８）に基づいて処理をおこなう。

【００１６】本実施例では管理者から与えられた資源管
理ポリシー（１０８）はＱｏＳポリシーサーバとは別体
として記憶されているが、ＱｏＳポリシーサーバ（１０
１）の中のデータベースの一部として構成されても良
い。資源管理ポリシー（１０８）をＱｏＳポリシーサー
バ（１０１）と別体として構成した場合はＱｏＳポリシ
ーサーバ（１０１）の記憶装置の量が少なくて済むとい
う利点がある。また、資源管理ポリシー（１０８）をＱ
ｏＳポリシーサーバ（１０１）のデータベースの一部と
して構成した場合はＱｏＳポリシーサーバ（１０１）の
オーバヘッドが低いという利点がある。

【００１７】図２はＱｏＳポリシーサーバ（１０１）の
機能構成図である。ＱｏＳポリシーサーバ（１０１）
は、広域ネットワークの構成情報を保持するネットワー
ク構成ＤＢ（２０１）と、広域ネットワークの資源情報
を管理する資源管理ＤＢ（２０２）と、ユーザネットワ
ークの情報を保持するユーザ情報ＤＢ（２０３）とを持
つ。上記ネットワーク構成ＤＢ（２０１）はＱｏＳポリ
シーサーバ（１０１）の管理対象となるルータの情報を
保持するルータテーブル（８００）とルータに含まれる
インタフェースの情報を保持するインタフェーステーブ
ル（９００）を持つ。上記資源管理ＤＢ（２０２）はイ
ンタフェース毎の帯域情報を保持する帯域テーブル（１
１００）を持つ。上記ユーザ情報ＤＢ（２０３）は各ユ
ーザネットワークがどのエッジルータによって広域ネッ
トワークとに接続されているかを記録するユーザサイト
テーブル（１２００）を持つ。

【００１８】ＱｏＳポリシーサーバ（１０１）はこれら
のＤＢに加え、当該システムに対する通信品質保証サー
ビス要求（１３００）を受け取るサービス要求受付け部
（２０５）、前記ネットワーク構成情報と、管理者によ
って与えられた資源管理ポリシー（１０００）に基づい
て、資源管理ＤＢ（２０２）を生成する資源管理ＤＢ生
成部（２０７）、前記サービス要求に対して資源の割り
当てをおこなう帯域在庫管理部（２０８）と、ルータの
ＱｏＳ機能に対する制御内容を決定し、ＱｏＳ制御指示
（１６００）をルータに送るＱｏＳ制御部（２０９）と
を備えている。前記特定の通信保証サービスとは、一般
にニーズの高い通信サービスの代表であり、音声通信の
ため一定帯域、一定値以下の遅延を保証するサービス
や、業務アプリケーション通信を大量データの一括転送
と区別し、相対的な優先転送を保証するサービス等があ
る。

【００１９】図３はＱｏＳポリシーサーバ（１０１）の
ハードウェア構成である。ＣＰＵ（３０１）とメモリ
（３０２）と２次記憶装置（３０３）とネットワークイ
ンタフェース（３０４）を備えた情報処理装置である。
サーバとしての働きは２次記憶装置に格納されているプ
ログラムをメモリ上にロードして実行することで実現さ
れる。ネットワークインタフェース（３０４）はＱｏＳ
ポリシーサーバ（１０１）とルータとの間の通信機能を
もっている。

【００２０】図４はルータの機能構成図である。制御命
令受信部（４０１）では、ＱｏＳポリシーサーバ（１０
１）からの制御指示を受信し、経路制御部（４０２）又
はＱｏＳ制御部（４０３）に指示を出す。受信部（４０
４）は複数のインタフェースから情報を受信し、送信部
（４０６）は複数のインタフェースから情報を送信す
る。

【００２１】受信部（４０４）で受信した複数のインタ
フェースからのパケットはスイッチ（４０５）で経路制
御部（４０２）の中継指示に従って宛先ごとに振り分け
られ、送信部（４０６）の複数のインタフェースのそれ
ぞれから送信される。即ち、スイッチ（４０５）はどの
インタフェースからの情報をどのインタフェースから転
送するかの切り替えの働きをする。

【００２２】ＱｏＳ制御部（４０３）では中継の際に受
信部と送信部でのＱｏＳ制御指示を行う。即ち、フロー
をどのキューに割り当てるかを示す。

【００２３】図５は図４で示したルータのハードウェア
構成図である。ルータ全体の制御をするＣＰＵ（５０
１）、メモリ（５０２）、２次記憶装置（５０３）と、
出力インタフェース毎のＣＰＵ（５０４）、メモリ（５
０５）、パケットバッファ（５０６）を備える。ＣＰＵ
（５０１、５０４）のそれぞれは対応するメモリ（５０
２，５０５）のプログラムを実行する。バスまたはスイ
ッチ５０７はネットワークインタフェース相互、および
ＣＰＵ５０１、メモリ５０２、２次記憶装置５０３と各
ネットワークインタフェースとを接続している。この結
果、図４に示されるような機能が実現される。

【００２４】図６はルータ内の出力キューでのＱｏＳ制
御の仕組みを示す図である。（ａ）は帯域制御の場合、
（ｂ）は優先度制御の場合を示す。（ａ）のルータでは
パケット中継時、ネットワークへの出力キュー（６０
１）に帯域を割当て、出力量を調節することにより帯域
の制御を行う。Ａ、Ｃ、Ｆ、Ｘなどはそれぞれ異なるユ
ーザからのパケットを表す。どのＩＰアドレスを持った
パケットをどの出力キューに与えるかは予め定めてあ
る。ルータはパケットに付されたＩＰアドレスを調べる
ことによってそのパケットを定められた出力キューに対
して与える。

【００２５】（ｂ）のルータではパケット中継時、ネッ
トワークへの出力キュー（６０２）に優先度（レベル１
が最高とする）を割当て、出力順を制御する。例えば、
レベル１の出力キューのパケットの転送が総て終われ
ば、次に、レベル２の出力キューのパケットが転送され
る。どのユーザのパケットがどの優先度を持つかは予め
決められている（ＱｏＳポリシーの一部をなす）。具体
的なＱｏＳ制御実行時には、出力キュー毎に（ａ）の場
合は帯域を（ｂ）の場合は優先度を指定する必要があ
る。

【００２６】図７は、ＩＥＴＦで標準化されたＤｉｆｆ
Ｓｅｒｖと呼ばれる優先制御のフレームワークに基づい
て、ルータのＱｏＳ制御機能を用いて、通信品質の保証
をおこなう仕組みを示す図である。図６をネットワーク
全体に広げて説明している。複数のルータによって構成
されるネットワークに、複数のユーザサイトが接続して
いる。ここでサイトとはユーザネットワークのことを示
している。サイト１からサイト４への通信に対して帯域
保証を行なうためには、ルータ（７０５，７０６，７０
７）の出力キューを優先キュー（７０１）と非優先キュ
ー（７０２）に分け、ＩＰパケットのヘッダに優先キュ
ー通過の許可の印を持つパケットしか通さないようにす
る。そして、サイト１からサイト４へのパケット（７０
３）にはネットワークの入り口であるエッジルータでＩ
ＰパケットのＴＯＳフィールドに優先度を示す値を書き
込み、優先キューの通過を許す印を与える。このように
すれば、他サイト間の通信に影響されずに、サイト１と
サイト4間で、通信品質の保証ができる。この値をＤＳ
ＣＰ（ＤｉｆｆＳｅｒｖＣｏｄｅＰｏｉｎｔ）と呼
ぶ。

【００２７】図８はネットワーク構成ＤＢに含まれるル
ータテーブル（８００）を示す図である。ルータテーブ
ルは、同一ルータに含まれるネットワークインタフェー
スを表し、ルータの管理用ＩＰアドレス（８０１）と、
ルータがコアルータであるか、ユーザネットワークとの
中継をおこなうエッジルータであるかを示す種別（８０
２）と、当該ルータに含まれるネットワークインタフェ
ースのＩＰアドレス（８０３）から成る。これはＱｏＳ
サーバが通信品質制御すべき対象となるルータを表す。

【００２８】なお、ルータの管理用ＩＰアドレスとネッ
トワークインタフェースＩＰアドレスに同じものがある
のはネットワークインタフェースＩＰアドレスの一つを
ルータの管理用ＩＰアドレスとして使用しているからで
ある。

【００２９】図９はネットワーク構成ＤＢに含まれるネ
ットワークインタフェーステーブル（９００）を示す図
である。ネットワークインタフェーステーブルは、ルー
タの持つネットワークインタフェースの情報を表し、当
該ネットワークインタフェースに割り付けられたＩＰア
ドレス（９０１）、ユーザネットワークを収容している
エッジインタフェースか、それ以外かを示す種別（９０
２）と、当該リンクの情報転送能力である物理帯域（９
０３）と、当該ネットワークインタフェースと物理的な
通信路によって接続されるネットワークインタフェース
のＩＰアドレスである対向ＩＰアドレス（９０４）とか
ら成る。これは互いに接続されるインタフェースの対応
関係を示したものであり、さらに、そのデータ転送のた
めの物理帯域を示したものである。

【００３０】ＱｏＳポリシーサーバはルータテーブル
（８００）とネットワークインタフェーステーブル（９
００）を参照して管理対象ネットワークの構成を把握す
る。

【００３１】図１０の（ａ）は資源管理ポリシールール
（１０００）の構造を示す図である。資源管理ポリシー
（１０８）は複数の資源管理ポリシールールから構成さ
れ、各資源管理ポリシールールは資源管理の対象となる
ネットワークインタフェースを指定しその管理条件の値
を定めるものである。資源管理ポリシールールは、資源
管理の対象となるネットワークインタフェースの条件で
あるコンディション（１００１）と、コンディションに
該当するネットワークインタフェースの上限帯域を決め
るアクション（１００２）からなる。コンディションは
複数の条件（１００３）からなり、条件は、ネットワー
クインタフェースの持つ属性（１００５）とその値（１
００６）の組である。アクション（１００２）は、ネッ
トワークインタフェースの物理帯域に対する上限帯域の
割合を示す上限割合（１００４）である。

【００３２】（ｂ）は具体的な資源管理ポリシールール
を示す図である。ポリシールール１（１００７）は、エ
ッジルータに含まれるネットワークインタフェースは資
源管理の対象であり、通信要求に対して割り当て可能な
帯域は物理帯域の３０％までとすることを示す。ポリシ
ールール２（１００８）は、接続している対向ルータが
エッジルータであるネットワークインタフェースは資源
管理の対象であり、通信要求に対して割り当て可能な帯
域は物理帯域の２０％までとすることを示す。

【００３３】ポリシールールのコンディションに当ては
まらないネットワークインタフェースについては資源管
理を行なわない。以上のように部分的ルータ間で通信品
質管理ポリシーを設定する。

【００３４】図１１は、帯域テーブル（１１００）を示
す図である。帯域テーブルは、ネットワークインタフェ
ース毎に帯域の在庫管理を行なうためのものであり、帯
域管理の対象であるネットワークインタフェースについ
て、ネットワークインタフェースを一意に識別するため
のＩＰアドレス（１１０１）と、既にサービス要求に対
して割り付けられた帯域である予約済み帯域（１１０
２）と、通信要求に対して割付可能な帯域の上限である
上限予約帯域（１１０３）と、当該インタフェースが持
つ情報転送能力である物理帯域（１１０４）とを持つ。
予約済み帯域（１１０２）は一般に複数のユーザに対し
て予約された出力のための帯域の合計を示す。

【００３５】ＱｏＳポリシーサーバは当該帯域テーブル
を用い、ネットワークの情報転送能力を上回らないよう
サービス要求の受付をコントロールすることで通信品質
を保証する。ここで、上限予約帯域を設ける理由は通信
品質を保証するサービス以外のトラフィックが利用する
帯域を空けておくためである。

【００３６】図１２はユーザテーブル（１２００）を示
す図である。ユーザテーブルは、ユーザのサイトを一意
に識別するためのサイトＩＤ（１２０１）と、サイトを
収容するエッジルータの代表ＩＰアドレス（１２０２）
と、サイトを収容するインタフェースのＩＰアドレス
（１２０３）と、サイトのサブネットＩＰアドレス（１
２０４）からなる。サイトＩＤ（１２０１）はそれぞれ
ユーザネットワークを特定するものである。収容エッジ
ルータ（１２０２）はユーザネットワークが接続されて
いるエッジルータのアドレスを示す。収容インタフェー
ス（１２０３）はユーザネットワークが収容エッジルー
タ（１２０２）のどのインタフェースに接続されている
かを示す。サブネットＩＰアドレス（１２０４）はユー
ザネットワークのアドレスを示す。

【００３７】ユーザテーブルは各ユーザサイトから広域
ネットワークに入ってくるパケットが経由する入り口の
エッジルータとインタフェースおよびパケットが持つサ
ブネットＩＰアドレス（１２０４）を示している。本実
施例におけるサービス要求は送信元と受信先のユーザサ
イトを含むので、要求を受け取ったＱｏＳポリシーサー
バはこのユーザテーブルを参照し、保証すべきパケット
が経由するエッジルータ、インタフェースおよびサブネ
ットＩＰアドレスを得ることが出来る。

【００３８】このようにして得たインタフェース、サブ
ネットＩＰアドレスは、図７で説明したＤｉｆｆＳｅｒ
ｖでパケットに優先度を示す値を書き込む際に利用され
る。経由する入り口のインタフェースが書き込みを実行
するインタフェースであり、サブネットＩＰアドレスは
書き込み対象のパケットを識別する条件として利用され
る。また、本実施例のネットワーク構成においては、入
り口のエッジルータが分かれば例えば図１のエッジルー
タ（１０５）とコアルータ（１０４）を結ぶ分配ネット
ワークの内どこを経由するかが分かる。

【００３９】ＱｏＳポリシーサーバはサービス要求に対
してどのネットワークインタフェースの資源を割り当て
るべきか決定するため当該ユーザテーブルを参照する。

【００４０】図１３はサービス要求（１３００）を示す
図である。サービス要求は、保証対象であるフローの始
点であるサイトを示す始点ＩＤ（１３０１）と、保証対
象であるフローの終点であるサイトを示す終点ＩＤ（１
３０２）と、保証対象であるフローが片方向か双方向か
を示す方向（１３０４）と、当該サービスオーダで要求
する保証帯域である要求帯域（１３０３）とから成る。

【００４１】図１４はＱｏＳポリシーサーバの実行する
資源割付のフローチャート図である。通信事業者はサー
ビス開始の前に、当該ＱｏＳポリシーサーバを利用して
ネットワークに対しＱｏＳ設定を行い、通信品質を保証
したサービスの提供を可能にする。この時、当該ＱｏＳ
ポリシーサーバの持つ前記ネットワーク構成ＤＢ（２０
１）には、通信事業者がサービス提供に利用できるネッ
トワーク構成情報が格納されていることが前提である。
一旦ＱｏＳ設定を行ってサービスを開始した後、当該ネ
ットワーク構成情報や当該サービス要求が変更された場
合は、ＱｏＳ設定を再度実行することで、適切なＱｏＳ
制御を行うことができる。

【００４２】まず、ＱｏＳポリシーサーバの資源管理Ｄ
Ｂ生成部（２０７）は、ネットワーク構成ＤＢからネッ
トワーク構成情報を取得し（１４０１）、次に資源管理
ポリシー（１０００）を読込む（１４０２）。この資源
管理ポリシーはオペレータが与える。そして、前記資源
管理ＤＢ生成部は、ネットワーク構成ＤＢのネットワー
クインタフェーステーブル（９００）の中から、資源管
理ポリシーが指定する管理対象ネットワークインタフェ
ースを取り出し、資源管理ＤＢ（２０２）を生成する
（１４０３）。具体的には、帯域テーブル（１１００）
の各ネットワークインタフェースのＩＰアドレス（１１
０１）、物理帯域（１１０４）はネットワークインタフ
ェーステーブルから取得する。一方、上限予約帯域（１
１０３）は資源管理ポリシーが指定する値を用いる。予
約済み帯域（１１０２）は０にする。

【００４３】続いて、サービス要求受付部（２０５）
は、サービス要求（１３００）を読み込み（１４０
４）、帯域在庫管理部（２０８）に渡す。帯域在庫管理
部（２０８）は、資源管理ポリシーとサービス要求か
ら、帯域管理の対象を決定する（１４０５）。そして、
帯域管理の対象であるネットワークインタフェースにつ
いて、帯域在庫管理を行う（１４０６）。具体的には、
図１１の予約済み帯域の値が上限予約帯域の値に達して
いるかどうかが調べられる。

【００４４】ＱｏＳ制御部（２０９）は、帯域割付が成
功した場合（予約済み帯域の値が上限予約帯域の値に達
していないとき（１４０７ＹＥＳ））、ルータが保証の
対象となるパケットを識別し、優先転送するように、Ｑ
ｏＳ制御命令（１６００）を作成して対象ルータに発行
する（１４０８）。ＱｏＳ制御部（２０９）は、ルータ
テーブル（８００）から、サービス要求の始点ＩＤ（１
３０１）で指定されるユーザサイトを収容しているネッ
トワークインタフェースを選択し、このネットワークイ
ンタフェースに対してＱｏＳ制御命令（１６００）を発
行する。

【００４５】具体的な配布操作（ＱｏＳサーバで設定し
た制御情報(帯域の割り付け)をルータにセットするこ
と）は、ＱｏＳポリシーサーバが、各ネットワークイン
タフェースの管理用ＩＰアドレスに接続してログイン
し、ＱｏＳ制御命令をルータ毎のコマンドに変換し、入
力することで実現する。上記の制御情報をルータにセッ
トすることとは図６でどのユーザのパケットをどの出力
キューに割り当てるかを決めること、または、各出力キ
ューに所定の帯域を割り当てることを意味する。

【００４６】ＱｏＳ制御指示をした場合はその旨を示す
サービス要求応答を返す（１４０９）。また、在庫がな
い場合（予約済みの帯域の値が上限予約帯域の値に達し
ている場合（１４０７ＮＯ））、サービス要求を拒否す
る旨のサービス要求応答を返す（１４０９）。

【００４７】図１５に管理対象リスト（１５００）を示
す。管理対象リストは、０以上のネットワークインタフ
ェースのＩＰアドレス（１５０１）からなる。

【００４８】これは、帯域の在庫管理を厳密に行なわな
ければならないインタフェースを示す。図１では細い通
信路につながるインタフェースを指す。

【００４９】図１６にＱｏＳ制御命令（１６００）を示
す。ＱｏＳ制御命令は、帯域保証の対象となるフローを
識別するための条件である、送信元サブネット(ユーザ
ネット)ＩＰアドレス（１６０１）と、受信先サブネッ
ト(ユーザネット)ＩＰアドレス（１６０２）と、この条
件に合致するパケットに付与する前述したＤＳＣＰ値
（１６０３）からなる。送信元サブネットＩＰアドレス
（１６０１）は、ユーザサイトテーブル（１２００）か
ら、始点ＩＤ（１３０１）で指定されるユーザサイトの
サブネットＩＰアドレスを取得する。受信先サブネット
ＩＰアドレス（１６０２）は、終点ＩＤ（１３０２）で
指定されるユーザサイトのサブネットＩＰアドレスを取
得する。ＤＳＣＰ値（１６０３）は、あらかじめネット
ワーク管理者が決めた値とする。

【００５０】図１７は本実施例の帯域在庫管理部（２０
８）の管理対象決定処理を説明するフローチャートであ
る。サービス要求（１３００）の始点ＩＤ（１３０１）
で指定されたユーザサイトを収容しているエッジルータ
がコアルータと接続しているネットワークインタフェー
スを、管理対象リスト（１８００）に追加する（１７０
１）。サービス要求（１３００）の終点ＩＤ（１３０
２）で、フローの終点になるユーザサイトが指定されて
いれば（１７０２ＹＥＳ）、当該ユーザサイトを収容し
ているエッジルータと接続するコアルータの、エッジル
ータと接続するネットワークインタフェースを、管理対
象リスト（１８００）に追加する（１７０３）。図１で
ユーザ１からユーザ４に転送する場合、エッジルータ
（１０５）のコアルータ（１０４）に向かうインタフェ
ースとコアルータ（１１０）のエッジルータ（１１１）
に向かうインタフェースが登録される。

【００５１】方向が双方向であれば（１７０４ＹＥ
Ｓ）、登録済みネットワークインタフェースの対向する
ネットワークインタフェースを管理対象リスト（１８０
０）に追加する（１７０５）。例えば、図１のエッジル
ータ（１０５）のコアルータ（１０４）に向かうインタ
フェースが登録されており、これが双方向の通信である
場合コアルータ（１０４）のエッジルータ（１０５）に
向かうインタフェースも登録する。また、更に図１のコ
アルータ（１１０）のエッジルータ（１１１）に向かう
インタフェースが登録されており、これが双方向の通信
である場合はエッジルータ（１１１）のコアルータ（１
１０）に向かうインタフェースも登録される。

【００５２】図１８は、帯域在庫管理部（２０８）の帯
域確保処理を説明するフローチャートである。まず、管
理対象リスト（１８００）から、未処理の管理対象イン
タフェースのＩＰアドレスを取得する（１８０１）。帯
域テーブル（１１００）から、取得したＩＰアドレスを
持つインタフェースを探し、その予約済み帯域（１１０
２）に要求帯域を加算（１８０２）、上限値を超過しな
いか確認する（１８０３）。超過する場合は、帯域確保
の結果（失敗）を応答し、終了する（１８０６）。超過
しない場合は、予約済み帯域を更新する（１８０４）。
そして、帯域在庫管理が未処理であるネットワークイン
タフェースが管理対象リスト（１８００）中に無いか確
認し（１８０５）、無い場合は帯域確保の結果（成功）
を応答し、終了する（１８０６）。未処理であるネット
ワークインタフェースがある場合は、当該インタフェー
スを管理対象リストから取得し（１８０１）、処理を続
行する。

【００５３】以上により、エンドノードが要求する通信
の経路が一意に決まらない場合でも、通信品質を保証す
ることが可能になる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ネットワーク管理者が作成する資源管理ポリシーに基づ
いて、ネットワークの指定された部分について帯域の割
り当て管理をおこなうため、通信の経路が一意に決まら
ない場合でも、通信品質を保証することが可能になる。

【００５５】また、本発明によれば、ネットワーク管理
者が作成する資源管理ポリシーに基づいて、ネットワー
クの指定された部分について帯域の割り当て管理をおこ
なうため、通信品質保証制御の運用コストを削減するこ
とができる。

【００５６】さらに、本発明によれば、ネットワーク管
理者が作成する資源管理ポリシーに基づいて、ネットワ
ークの指定された部分について帯域の割り当て管理をお
こなうため、エンドノードとネットワークのある部分の
間を保証することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるシステム構成図であ
る。

【図２】本発明の実施例におけるＱｏＳポリシーサーバ
の機能構成図である。

【図３】本発明の実施例におけるＱｏＳポリシーサーバ
のハードウェア構成図である。

【図４】本発明の実施例におけるルータの機能構成図で
ある。

【図５】本発明の実施例におけるルータのハードウェア
構成図である。

【図６】本発明の実施例におけるルータ内のキューを示
す図である。

【図７】本発明の実施例における帯域保証の仕組みを示
す図である。

【図８】本発明の実施例におけるルータテーブルを示す
図である。

【図９】本発明の実施例におけるネットワークインタフ
ェーステーブルを示す図である。

【図１０】本発明の実施例における資源管理ポリシーを
示す図である。

【図１１】本発明の実施例における帯域テーブルを示す
図である。

【図１２】本発明の実施例におけるユーザテーブルを示
す図である。

【図１３】本発明の実施例におけるサービス要求を示す
図である。

【図１４】本発明の実施例における資源割付のフローチ
ャート図である。

【図１５】本発明の実施例における管理対象リストを示
す図である。

【図１６】本発明の実施例におけるＱｏＳ制御命令を示
す図である。

【図１７】本発明の実施例における帯域在庫管理部の管
理対象決定処理のフローチャート図である。

【図１８】本発明の実施例における帯域在庫管理部の帯
域確保処理のフローチャート図である。

【符号の説明】

１０１…ＱｏＳポリシーサーバ、１０２…広域ネットワ
ーク、１０３…ユーザネットワーク、１０４、１１０…
コアルータ、１０５、１１１…エッジルータ、１３００
…サービス要求、２０５…サービス要求受付部、２０７
…資源管理ＤＢ生成部、２０８…帯域在庫管理部、２０
９…ＱｏＳ制御部、２０１…ネットワーク構成ＤＢ、２
０２…資源管理ＤＢ、２０３…ユーザ情報ＤＢ、３０１
…ＣＰＵ、３０２…メモリ、３０３…二次記憶装置、３
０４…ネットワークインタフェース、４０１…制御命令
受信部、４０２…経路制御部、４０３…ＱｏＳ制御部、
４０４…受信部、４０５…スイッチ、４０６…送信部、
１０００…資源管理ポリシー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野能嗣神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地株式会社日立製作所ソフトウェア事業部内 (72)発明者小泉稔神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内Ｆターム(参考） 5B089 GA04 GB01 KA12 KB03 5K030 GA01 GA08 HA08 HB08 HD03 JT06 LB05 LC09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ネットワークに接続され前記ネットワーク
における通信の品質を制御するサーバと、前記サーバか
ら出力された情報に従い、通信の品質を制御するルータ
とを有し、前記サーバは、ネットワーク管理者によって選択的に指
定された前記ルータの資源管理の対象部分について資源
管理ポリシーを設定する手段と、複数のエンドノードか
らのネットワーク資源設定要求である通信品質保証要求
を受け付ける手段と、前記エンドノードからの通信品質
保証要求に応答し、前記資源管理ポリシーに照合してネ
ットワーク資源の割付制御を行なう手段と、前記割付制
御に従い前記ルータにＱｏＳ制御命令を発行する手段と
を備えることを特徴とする通信品質制御システム。
【請求項２】ネットワークに接続された通信品質制御サ
ーバであって、ネットワーク管理者によって選択的に指
定された前記ネットワークの通信資源の資源管理の対象
部分について資源管理ポリシーを設定する手段と、複数
のエンドノードからのネットワーク資源予約要求である
通信品質保証要求を受け付ける手段と、前記エンドノー
ドからの通信品質保証要求に対し、前記資源管理ポリシ
ーに照合してネットワークの資源の割付制御を行なう手
段と、前記割付制御に従い前記ネットワークに接続され
たルータにＱｏＳ制御命令を発行する手段とを備えるこ
とを特徴とする通信品質制御サーバ。
【請求項３】前記サーバは更に、前記ネットワークの資
源の情報伝送性能である物理帯域と、前記エンドノード
からの資源設定要求によって確保された予約済み帯域
と、予約済み帯域の上限である上限帯域を示す情報を保
持することを特徴とする請求項１記載の通信品質制御シ
ステム。
【請求項４】更に、前記ネットワークの資源の情報伝送
性能である物理帯域と、前記エンドノードからの資源予
約要求によって確保された予約済み帯域と、予約済み帯
域の上限である上限帯域を示す情報を保持することを特
徴とする請求項２記載の通信品質制御サーバ。
【請求項５】前記資源管理ポリシーは、資源管理の対象
となるネットワークの資源を識別する条件と、各ネット
ワーク資源の通信品質保証要求に対して割り付ける上限
帯域を示す情報とを含み、資源管理の対象となるネット
ワークの資源において、各上限帯域を超過しないよう
に、前記通信品質保証要求の受付を制限することを特徴
とする請求項１記載の通信品質制御システム。
【請求項６】前記資源管理ポリシーは、資源管理の対象
となるネットワークの資源を識別する条件と、各ネット
ワーク資源の通信品質保証要求に対して割り付ける上限
帯域を示す情報とを含み、資源管理の対象となるネット
ワークの資源において、各上限帯域を超過しないよう
に、前記通信品質保証要求の受付を制限することを特徴
とする請求項２記載の通信品質制御サーバ。
【請求項７】ネットワークに接続された前記ネットワー
クにおける通信の品質を制御するサーバと、前記サーバ
から出力された情報に従い、通信の品質を制御するルー
タとを有し、前記サーバは、ネットワーク管理者によって選択的に指
定された前記ルータの資源管理の対象部分について資源
管理ポリシーを設定する手段と、複数のエンドノードか
らのネットワーク資源設定要求である通信品質保証要求
を受け付ける手段と、前記エンドノードからの要求に応
答し、前記資源管理ポリシーに照合してネットワーク資
源の割付制御を行なう手段と、前記割付制御に従い前記
ルータにサービス品質を制御する指示を発行する手段と
を備え、前記ルータは、前記サービス品質を制御する指示を受け
取るネットワークインタフェースと、ＱｏＳ制御可能な
キューと、前記指示に基づいて、要求されたサービス品
質を満たすように、前記キューへのＱｏＳを制御する制
御部を備えることを特徴とする通信品質制御システム。
【請求項８】ネットワークのエンドノードを収容する第
１のルータと、第１のルータに対向する第２のルータ
と、第１のルータにあって第２のルータに対向する第１
のインタフェースと、第２のルータにあって第１のルー
タに対向する第２のインタフェースと、前記第１第２の
ルータの通信品質を制御するサーバとを有し、前記サーバは前記第１および／または第２のインタフェ
ースの通信品質を指定するポリシーに従い、ユーザの通
信品質保証要求に応答して前記第１および／または第２
のインタフェースの通信資源を前記ユーザに割り当てる
ことを特徴とする通信品質制御システム。
【請求項９】前記通信資源は第１および／または第２の
インタフェースに設けられた出力キューの帯域であるこ
とを特徴とする請求項８記載の通信品質制御システム。
【請求項１０】前記ポリシーはユーザの要求に対して予
約可能な帯域の上限値を含むことを特徴とする請求項９
記載の通信品質制御システム。
【請求項１１】前記サーバは前記通信品質保証要求を受
け入れることにより予約される帯域が前記上限値を超え
るかどうかを判断し、前記上限値を超えない場合当該ユ
ーザに要求された帯域を予約し、前記上限値を超える場
合は前記通信品質保証要求を拒否することを示す応答を
返すことを特徴とする請求項１０記載の通信品質制御シ
ステム。
【請求項１２】前記サーバはインタフェースを特定する
アドレス情報と、前記インタフェース毎にユーザに予約
された帯域の合計を表す情報と、前記インタフェース毎
に前記上限値を表す情報とを記憶する帯域テーブルを備
えたことを特徴とする請求項１０記載の通信品質制御シ
ステム。
【請求項１３】第２のルータは基幹ネットワークに接続
され、第１のルータと第２のルータ間で分配ネットワー
クが構成され、前記分配ネットワークは前記基幹ネット
ワークより通信容量が小さいことを特徴とする請求項８
記載の通信品質制御システム。
【請求項１４】前記ポリシーは前記分配ネットワークに
対してのみ与えられることを特徴とする請求項１３記載
の通信品質制御システム。
【請求項１５】前記サーバは第１第２のルータに対して
のみＱｏＳ制御命令を発行することを特徴とする請求項
８記載の通信品質制御システム。
【請求項１６】ネットワークのエンドノードを収容する
第１のルータと、第１のルータに対向する第２のルータ
と、第１のルータにあって第２のルータに対向する第１
のインタフェースと、第２のルータにあって第１のルー
タに対向する第２のインタフェースと、前記第１第２の
ルータの通信品質を制御するサーバとを有するネットワ
ークにおいて、前記サーバによって実行される方法であ
って、前記第１および／または第２のインタフェースの通信品
質を指定するポリシーに従い、ユーザの通信品質保証要
求に応答して前記第１および／または第２のインタフェ
ースの通信資源を前記ユーザに割り当てるステップと、
前記通信品質保証要求に従って前記通信資源を割り当て
ると予め定められた前記通信資源の上限値を超えること
を検出するとき前記通信品質保証要求を拒否するステッ
プとを有することを特徴とする通信品質制御方法。