JP2003060691A - ネットワークルータおよび交換機におけるリソースの割当て方法および装置 - Google Patents
ネットワークルータおよび交換機におけるリソースの割当て方法および装置Info
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- H04L69/322—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions
- H04L69/329—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions in the application layer [OSI layer 7]
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ネットワーク内で異なったレベルの通信サー
ビスを可能とした動的なリソース割当て方法とルータシ
ステムを提供する。 【解決手段】 ルータシステムが使用するフロー制御テ
ーブルの各エントリが、送信元アドレス、宛先アドレ
ス、優先度情報とを含む。上記優先度情報は、異なるネ
ットワークユーザに異なったサービス品質（ＱｏＳ）を
提供するために、異なる複数の優先度を備える。
ビスを可能とした動的なリソース割当て方法とルータシ
ステムを提供する。 【解決手段】 ルータシステムが使用するフロー制御テ
ーブルの各エントリが、送信元アドレス、宛先アドレ
ス、優先度情報とを含む。上記優先度情報は、異なるネ
ットワークユーザに異なったサービス品質（ＱｏＳ）を
提供するために、異なる複数の優先度を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークトラ
フィックを制御するためのルータシステムに関し、特
に、ネットワーク内で異なる情報に異なるサービス優先
度を柔軟に割当て可能なルータシステムに関する。
フィックを制御するためのルータシステムに関し、特
に、ネットワーク内で異なる情報に異なるサービス優先
度を柔軟に割当て可能なルータシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】インターネットの出現は、通信網とその
世界中での利用を身近なものとした。これらの通信網
は、現在、更に大きな帯域を必要としながら、提供する
サービスの品質に追加的な制約を課して、データ、音声
および映像を搬送している。インターネットプロトコル
のネットワークシステム（以下、“ＩＰ”と言う）技術
は、比較的最近になって開発された通信技術であり、伝
統的ネットワークに付随する各種の制約を克服するため
に設計されたものである。
世界中での利用を身近なものとした。これらの通信網
は、現在、更に大きな帯域を必要としながら、提供する
サービスの品質に追加的な制約を課して、データ、音声
および映像を搬送している。インターネットプロトコル
のネットワークシステム（以下、“ＩＰ”と言う）技術
は、比較的最近になって開発された通信技術であり、伝
統的ネットワークに付随する各種の制約を克服するため
に設計されたものである。
【０００３】ＩＰ技術は、殆ど全ての形式のネットワー
ク上で、データ、音声、映像と、他の如何なる形式のデ
ータ送信にも利用できる。ＩＰが出現する前は、殆どの
ネットワークは、転送すべきデータの形式に基づいてい
た。例えば、公衆交換電話網と高速ディジタル伝送設備
は、主として、音声や映像のように、遅延に対して敏感
な情報の転送用に設計し、使用されていた。逆に、多く
のパケットベースのネットワークは、遅延に対して寛大
なデータ情報用に開発された。そのため、ユーザは、彼
らに特有のアプリケーションで必要となる性能を提供す
るネットワーク技術を採用したが、結果的には、多数の
組織が多数の異なったタイプのネットワークを支えるこ
ととなった。
ク上で、データ、音声、映像と、他の如何なる形式のデ
ータ送信にも利用できる。ＩＰが出現する前は、殆どの
ネットワークは、転送すべきデータの形式に基づいてい
た。例えば、公衆交換電話網と高速ディジタル伝送設備
は、主として、音声や映像のように、遅延に対して敏感
な情報の転送用に設計し、使用されていた。逆に、多く
のパケットベースのネットワークは、遅延に対して寛大
なデータ情報用に開発された。そのため、ユーザは、彼
らに特有のアプリケーションで必要となる性能を提供す
るネットワーク技術を採用したが、結果的には、多数の
組織が多数の異なったタイプのネットワークを支えるこ
ととなった。
【０００４】従来のＩＰネットワークシステムは、各々
が多数のバイトを含むデータパケットを適用している。
これらのパケットは、例えば、１秒間に数百メガビット
の比較的高速度で転送し、スイッチングすることができ
る。各ＩＰパケットは、典型的には２０バイト（バージ
ョン４の場合）のヘッダ部と、最大長よりも短い任意長
さの“ペイロード”部とを含んでいる。これらのネット
ワークで採用されるパケットスイッチングは、入力回線
からの到着パケットを該パケットのヘッダ内容に基づい
て所望の出力回線または所望のアドレスに転送してい
る。これを実現するため、スイッチングシステムは、パ
ケットヘッダを検査して、パケットを転送すべき所望の
アドレスを決定し、その宛先に向けてパケットを転送す
る。例えば、ＡＴＭシステムのように固定長パケットが
使用された場合は、比較的簡単なハードウェアでスイッ
チングを行うことができる。
が多数のバイトを含むデータパケットを適用している。
これらのパケットは、例えば、１秒間に数百メガビット
の比較的高速度で転送し、スイッチングすることができ
る。各ＩＰパケットは、典型的には２０バイト（バージ
ョン４の場合）のヘッダ部と、最大長よりも短い任意長
さの“ペイロード”部とを含んでいる。これらのネット
ワークで採用されるパケットスイッチングは、入力回線
からの到着パケットを該パケットのヘッダ内容に基づい
て所望の出力回線または所望のアドレスに転送してい
る。これを実現するため、スイッチングシステムは、パ
ケットヘッダを検査して、パケットを転送すべき所望の
アドレスを決定し、その宛先に向けてパケットを転送す
る。例えば、ＡＴＭシステムのように固定長パケットが
使用された場合は、比較的簡単なハードウェアでスイッ
チングを行うことができる。
【０００５】ＩＰパケットのヘッダは、仮想パス識別
子、仮想チャネル識別子、ペイロードタイプ、エラー制
御、その他の特徴を含む多くの異機能のデータを与えて
いる。パケットの使用は、データ搬送パケット、音声搬
送パケットおよび映像搬送パケットの混合を可能にして
いる。従って、パケットタイプの変動は、他のパケット
タイプの待ち時間（latency）に強く影響する可能性が
ある。
子、仮想チャネル識別子、ペイロードタイプ、エラー制
御、その他の特徴を含む多くの異機能のデータを与えて
いる。パケットの使用は、データ搬送パケット、音声搬
送パケットおよび映像搬送パケットの混合を可能にして
いる。従って、パケットタイプの変動は、他のパケット
タイプの待ち時間（latency）に強く影響する可能性が
ある。
【０００６】一般的にルータとして知られているＩＰ装
置は、通常、多数の異なった入回線から情報を受信し、
それらの情報を多数の異なった出回線にスイッチするよ
うに接続されている。結果として、ルータに到着したＩ
Ｐパケットは、互いに混合、すなわち、各回線からの到
着パケットが他の回線からのパケットと混ぜ合わせられ
る。しかしながら、個々のコネクションからのパケット
は、それらのヘッダに従って、ルータからルータに転送
される。従来のルータでは、個々のパケットは、パケッ
トヘッダに保持された情報に依存して、１つの入力回線
から１つの出力回線にルーティングされる。
置は、通常、多数の異なった入回線から情報を受信し、
それらの情報を多数の異なった出回線にスイッチするよ
うに接続されている。結果として、ルータに到着したＩ
Ｐパケットは、互いに混合、すなわち、各回線からの到
着パケットが他の回線からのパケットと混ぜ合わせられ
る。しかしながら、個々のコネクションからのパケット
は、それらのヘッダに従って、ルータからルータに転送
される。従来のルータでは、個々のパケットは、パケッ
トヘッダに保持された情報に依存して、１つの入力回線
から１つの出力回線にルーティングされる。
【０００７】ネットワーク管理は、例えば、帯域や遅延
など、サービス品質（quality of service：以下、Ｑｏ
Ｓと言う）リソース割当ての概念を含む。データタイプ
の相違や所望される配送特性に相違があるため、ネット
ワークは、ＱｏＳリソースの割当てのために各種の技術
を採用してきた。例えば、音声データは、１秒の数分の
１の遅延でも目立つため、迅速に配送することが重要で
ある。逆に、電子メール（email）メッセージの配送で
は、数秒または数分の遅れは一般ユーザには目立たな
い。更に、音声、映像転送のためのネットワーク利用の
増加は、ＱｏＳの割り当てを益々重要にしている。
など、サービス品質（quality of service：以下、Ｑｏ
Ｓと言う）リソース割当ての概念を含む。データタイプ
の相違や所望される配送特性に相違があるため、ネット
ワークは、ＱｏＳリソースの割当てのために各種の技術
を採用してきた。例えば、音声データは、１秒の数分の
１の遅延でも目立つため、迅速に配送することが重要で
ある。逆に、電子メール（email）メッセージの配送で
は、数秒または数分の遅れは一般ユーザには目立たな
い。更に、音声、映像転送のためのネットワーク利用の
増加は、ＱｏＳの割り当てを益々重要にしている。
【０００８】典型的なネットワークにおいて、典型的に
は網管理システムが実行するＱｏＳの割当て機構は、比
較的静的な動作である。例えば、ネットワーク制御用に
結合されたコンピュータを使用している典型的な網管理
システムでは、ＱｏＳは、リソースの要求に先立って、
予め決められた時刻と予め決められた期間について適切
に設定される。
は網管理システムが実行するＱｏＳの割当て機構は、比
較的静的な動作である。例えば、ネットワーク制御用に
結合されたコンピュータを使用している典型的な網管理
システムでは、ＱｏＳは、リソースの要求に先立って、
予め決められた時刻と予め決められた期間について適切
に設定される。
【０００９】ＩＰ上での音声伝送（voice over IP）技
術の出現に伴って、ＱｏＳ割当て機構は、以前よりも更
にダイナミックな構成を取り扱う必要がでてきた。ＩＰ
上での音声伝送、またはＩＰ上での画像音声伝送（vide
o-phone over IP）は、時刻や期間を予め決めていない
会話用に利用されるため、ネットワークリソースの割当
てと解放は、より頻繁に行われなければならない。これ
は、リソースが所定期間予約される事前準備型のビデオ
またはオーディオ会議とは逆である。更には、マルチメ
ディアデータの利用、例えば、ビデオによる見出し広告
の利用も増加しつつある。インターネット利用の本質を
考慮すると、Ｑｏｓ割当て機構は、存続期間が非常に短
くて高頻度で発生するトランザクション、例えば、単位
時間当たりのトランザクション数が大きいＷｅｂブラウ
ジングを処理できなければならない。
術の出現に伴って、ＱｏＳ割当て機構は、以前よりも更
にダイナミックな構成を取り扱う必要がでてきた。ＩＰ
上での音声伝送、またはＩＰ上での画像音声伝送（vide
o-phone over IP）は、時刻や期間を予め決めていない
会話用に利用されるため、ネットワークリソースの割当
てと解放は、より頻繁に行われなければならない。これ
は、リソースが所定期間予約される事前準備型のビデオ
またはオーディオ会議とは逆である。更には、マルチメ
ディアデータの利用、例えば、ビデオによる見出し広告
の利用も増加しつつある。インターネット利用の本質を
考慮すると、Ｑｏｓ割当て機構は、存続期間が非常に短
くて高頻度で発生するトランザクション、例えば、単位
時間当たりのトランザクション数が大きいＷｅｂブラウ
ジングを処理できなければならない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ネットワークにおける
ＱｏＳ制御の従来技術として、次の３つの典型的アプロ
ーチがある。“区別化サービス(differentiated servic
e)アプローチ”では、ネットワーク装置が、パケットヘ
ッダ内の“ＤＳＣＰ（differentiated service code po
intfield）”として知られているフィールドを使用し
て、各パケットを特定の送信優先度にマップする。通
常、ＤＳＣＰの値と送信優先度との間のマッピングは網
管理システムによって設定され、基本的には変更するこ
となく保存される。上記割当ては、特定のエンド・ツー
・エンドの送信とは独立している。上記体系は、同一の
ＤＣＳＰ値をもつパケットからなるフローの集合を、異
なるＤＣＳＰ値をもつフロー集合とは異なった扱いをす
る。送信パラメータは、送信の開始に先立って確立さ
れ、送信の終了まで変更されない。本方式の体系では、
送信中のマッピングの変更は考慮されていない。このア
プローチは、IETF、“An Architecture for Differenti
ated Services”、RFC2475 (December 1998)に更に詳細
に記述されている。
ＱｏＳ制御の従来技術として、次の３つの典型的アプロ
ーチがある。“区別化サービス(differentiated servic
e)アプローチ”では、ネットワーク装置が、パケットヘ
ッダ内の“ＤＳＣＰ（differentiated service code po
intfield）”として知られているフィールドを使用し
て、各パケットを特定の送信優先度にマップする。通
常、ＤＳＣＰの値と送信優先度との間のマッピングは網
管理システムによって設定され、基本的には変更するこ
となく保存される。上記割当ては、特定のエンド・ツー
・エンドの送信とは独立している。上記体系は、同一の
ＤＣＳＰ値をもつパケットからなるフローの集合を、異
なるＤＣＳＰ値をもつフロー集合とは異なった扱いをす
る。送信パラメータは、送信の開始に先立って確立さ
れ、送信の終了まで変更されない。本方式の体系では、
送信中のマッピングの変更は考慮されていない。このア
プローチは、IETF、“An Architecture for Differenti
ated Services”、RFC2475 (December 1998)に更に詳細
に記述されている。
【００１１】第２アプローチは、一般に“アクティブネ
ットワーク”として知られている。このアプローチで
は、各々のパケットが、そのパケットが到着した時にネ
ットワーク装置で実行されるプログラム（または、ファ
イル名やプログラムへのポインタのような参照）を携え
ている。ネットワークノードでのＱｏＳの動きを制御す
るためのプログラムを記述することによって、パケット
フローのＱｏＳを制御できる。アクティブネットワーク
の重大な問題点は、パケットへのプログラムのカプセル
化が搬送可能なペイロード情報量を制限することにあ
る。更に、パケット毎にＱｏＳ設定を制御できるという
点で柔軟性があるものの、各ネットワーク装置でソフト
ウェアを実行する必要があり、ネットワーク送信システ
ム全体の性能が制限される。ＤＡＲＰＡはこのアプロー
チを、例えば、パケット制御に実施している。より詳し
いことは、Tennenhouse、D.L., et al.、“Towards an
ActiveNetwork Architecture”、SPIE Computer Commun
ication Review、Vol.26、No.2 (1996)、およびTennenh
ouse、D.L., et al.、“A Survey of Active NetworkRe
search”、IEEE Communications Magazine (January 19
97)、pp.80-86に記載されている。
ットワーク”として知られている。このアプローチで
は、各々のパケットが、そのパケットが到着した時にネ
ットワーク装置で実行されるプログラム（または、ファ
イル名やプログラムへのポインタのような参照）を携え
ている。ネットワークノードでのＱｏＳの動きを制御す
るためのプログラムを記述することによって、パケット
フローのＱｏＳを制御できる。アクティブネットワーク
の重大な問題点は、パケットへのプログラムのカプセル
化が搬送可能なペイロード情報量を制限することにあ
る。更に、パケット毎にＱｏＳ設定を制御できるという
点で柔軟性があるものの、各ネットワーク装置でソフト
ウェアを実行する必要があり、ネットワーク送信システ
ム全体の性能が制限される。ＤＡＲＰＡはこのアプロー
チを、例えば、パケット制御に実施している。より詳し
いことは、Tennenhouse、D.L., et al.、“Towards an
ActiveNetwork Architecture”、SPIE Computer Commun
ication Review、Vol.26、No.2 (1996)、およびTennenh
ouse、D.L., et al.、“A Survey of Active NetworkRe
search”、IEEE Communications Magazine (January 19
97)、pp.80-86に記載されている。
【００１２】Ｑｏｓを制御する第３のアプローチは、
“プログラマブル網”として知られている。プログラマ
ブル網では、ネットワーク装置のリソースを抽象化し、
ソフトウェアで制御可能にしている。ソフトウェアは、
標準化された一組のアプリケーションプログラミング・
インタフェース（ＡＰＩｓ）を通してネットワーク装置
と相互作用する。キュー・リソースのようにＱｏＳに関
係するリソースを抽出し、それらをＡＰＩｓを通して制
御できるようにすることによって、人がコントローラソ
フトウェアからＱｏＳ設定を操作できる。また、標準化
されたＡＰＩｓは、新たなネットワークサービスのより
簡単かつ迅速な開発を許容する。
“プログラマブル網”として知られている。プログラマ
ブル網では、ネットワーク装置のリソースを抽象化し、
ソフトウェアで制御可能にしている。ソフトウェアは、
標準化された一組のアプリケーションプログラミング・
インタフェース（ＡＰＩｓ）を通してネットワーク装置
と相互作用する。キュー・リソースのようにＱｏＳに関
係するリソースを抽出し、それらをＡＰＩｓを通して制
御できるようにすることによって、人がコントローラソ
フトウェアからＱｏＳ設定を操作できる。また、標準化
されたＡＰＩｓは、新たなネットワークサービスのより
簡単かつ迅速な開発を許容する。
【００１３】プログラマブル網アプローチの問題点は、
実時間態様でのリソースの制御効果について考慮してい
ないことにあり、その範囲は、上述した特殊化されたサ
ービスアプローチと同様、静的制御に限定されている。
プログラマブル網の概念は、Lazar,A.、Programming Te
lecommunication Networks”、IEEE Network (Septembe
r/October 1997)、PP.8-18、およびBiswas,J., et a
l.、“The IEEE P1520 Standards Initiative for Prog
rammable Network Interfaces”、IEEE Communication
s, Special Issue on Programable Networks、Vol.36、
No.10 (October 1998)に記載されている。
実時間態様でのリソースの制御効果について考慮してい
ないことにあり、その範囲は、上述した特殊化されたサ
ービスアプローチと同様、静的制御に限定されている。
プログラマブル網の概念は、Lazar,A.、Programming Te
lecommunication Networks”、IEEE Network (Septembe
r/October 1997)、PP.8-18、およびBiswas,J., et a
l.、“The IEEE P1520 Standards Initiative for Prog
rammable Network Interfaces”、IEEE Communication
s, Special Issue on Programable Networks、Vol.36、
No.10 (October 1998)に記載されている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ネットワーク
システムにおけるＱｏＳの割当てに２つのフェーズを提
供する。第１フェーズでは、一般的なＱｏＳ割当て方法
が使用される。この技術は、比較的長期のＱｏＳ割当て
を含む状況に適用される。この技術を使用することによ
って、サービスプロバイダは、網管理システムから“リ
ソースプール”を入手する。サービスプロバイダが、ネ
ットワークプロバイダに所定の料金を支払うと、例え
ば、リソースプールを予約するためのアプリケーション
プログラム・インタフェースの呼出しが、ネットワーク
プロバイダの網管理システムに与えられる。この時、提
供中の比較的長期のＱｏＳについて、ネットワークプロ
バイダ間でサービスレベル契約が交わされる。この第１
フェースの割当てにおいて、管理システムの負荷は、サ
ービス／アプリケーション数と要求頻度とノード数の積
の係数となる。
システムにおけるＱｏＳの割当てに２つのフェーズを提
供する。第１フェーズでは、一般的なＱｏＳ割当て方法
が使用される。この技術は、比較的長期のＱｏＳ割当て
を含む状況に適用される。この技術を使用することによ
って、サービスプロバイダは、網管理システムから“リ
ソースプール”を入手する。サービスプロバイダが、ネ
ットワークプロバイダに所定の料金を支払うと、例え
ば、リソースプールを予約するためのアプリケーション
プログラム・インタフェースの呼出しが、ネットワーク
プロバイダの網管理システムに与えられる。この時、提
供中の比較的長期のＱｏＳについて、ネットワークプロ
バイダ間でサービスレベル契約が交わされる。この第１
フェースの割当てにおいて、管理システムの負荷は、サ
ービス／アプリケーション数と要求頻度とノード数の積
の係数となる。
【００１５】ＱｏＳ割当ての第２フェーズは、この長期
のソースプール全体割当量の範囲内で、サービスプロバ
イダが短期のＱｏＳ割当てを提供するものである。一般
的なアプローチとは異なり、各ルータ上のＱｏＳリソー
スを予約または解放するためのＡＰＩ呼出しは、網管理
システムには行かず、その代りのものが局所的に決定さ
れて、ＱｏＳ保証パスが迅速に確立される。この第２フ
ェースの割当てでは、管理システムの負荷は、サービス
／アプリケーション数と要求頻度との積の係数となる。
ノード数は係数にはならず、リソースの割当ては、従来
システムのように事前と言うよりは、要求発生時に行わ
れる。
のソースプール全体割当量の範囲内で、サービスプロバ
イダが短期のＱｏＳ割当てを提供するものである。一般
的なアプローチとは異なり、各ルータ上のＱｏＳリソー
スを予約または解放するためのＡＰＩ呼出しは、網管理
システムには行かず、その代りのものが局所的に決定さ
れて、ＱｏＳ保証パスが迅速に確立される。この第２フ
ェースの割当てでは、管理システムの負荷は、サービス
／アプリケーション数と要求頻度との積の係数となる。
ノード数は係数にはならず、リソースの割当ては、従来
システムのように事前と言うよりは、要求発生時に行わ
れる。
【００１６】リソースプールが完全に消費された状態
で、追加サービスのためのＡＰＩ呼出しが受信される
と、ＡＰＩからの情報はＱｏＳ制御機構に送られる。こ
れをトリガーとして利用することによって、長期で比較
的安定したＱｏＳ割当てを再割当てすることができる。
この再割当てのトリガーは、既知の任意のアルゴリズム
で設定できるが、典型的には、リソースプールの所定部
分、例えば、９０％が消費された時点で発生するように
設定される。長期と短期の両方のリソースが割り当てら
れるＡＰＩにおいては、好ましくは、パス、サービスク
ラス、帯域も特定される。
で、追加サービスのためのＡＰＩ呼出しが受信される
と、ＡＰＩからの情報はＱｏＳ制御機構に送られる。こ
れをトリガーとして利用することによって、長期で比較
的安定したＱｏＳ割当てを再割当てすることができる。
この再割当てのトリガーは、既知の任意のアルゴリズム
で設定できるが、典型的には、リソースプールの所定部
分、例えば、９０％が消費された時点で発生するように
設定される。長期と短期の両方のリソースが割り当てら
れるＡＰＩにおいては、好ましくは、パス、サービスク
ラス、帯域も特定される。
【００１７】好ましい実施例では、本発明によるシステ
ムは、異なるネットワークユーザに異なったレベルのサ
ービス提供をできるように、リソースを動的に割り当て
る能力を含んでいる。ネットワークの一部にはルータが
含まれる。ルータは、送信元から情報を受信するための
少なくとも１つの入力ポートと、送信元からの情報を宛
先に提供するための少なくとも１つの出力ポートを含ん
でいる。各ルータは、更に、例えば、複数のエントリを
格納したフロー制御テーブルを使用して、比較的ダイナ
ミックな態様でＱｏＳを割り当てるための機構を含む。
フロー制御テーブルのエントリは、ＱｏＳを特定してお
り、網管理システムへの要求または網管理システムから
の承認を得なくても、局所的に変更される。
ムは、異なるネットワークユーザに異なったレベルのサ
ービス提供をできるように、リソースを動的に割り当て
る能力を含んでいる。ネットワークの一部にはルータが
含まれる。ルータは、送信元から情報を受信するための
少なくとも１つの入力ポートと、送信元からの情報を宛
先に提供するための少なくとも１つの出力ポートを含ん
でいる。各ルータは、更に、例えば、複数のエントリを
格納したフロー制御テーブルを使用して、比較的ダイナ
ミックな態様でＱｏＳを割り当てるための機構を含む。
フロー制御テーブルのエントリは、ＱｏＳを特定してお
り、網管理システムへの要求または網管理システムから
の承認を得なくても、局所的に変更される。
【００１８】フロー制御テーブルは、入力ポートに到着
した情報の送信元を表す送信元アドレスと、出力ポート
から送信すべき上記到着情報の宛先を表す宛先アドレス
とに基づいている。エントリは、アドレス毎の優先度情
報を含み、この優先度情報は異なった複数の優先度を含
み得る。上記システムに応答して、送信元からルータへ
の到着情報は、データの送信元アドレスおよび宛先アド
レスに対応した上記フロー制御テーブル内の優先度情報
に基づく優先度で、宛先に転送される。
した情報の送信元を表す送信元アドレスと、出力ポート
から送信すべき上記到着情報の宛先を表す宛先アドレス
とに基づいている。エントリは、アドレス毎の優先度情
報を含み、この優先度情報は異なった複数の優先度を含
み得る。上記システムに応答して、送信元からルータへ
の到着情報は、データの送信元アドレスおよび宛先アド
レスに対応した上記フロー制御テーブル内の優先度情報
に基づく優先度で、宛先に転送される。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、ネットワークの典型例、
特に、ネットワーク上でのＱｏＳの制御技術を示す図で
ある。図１に示したシステムにおいて、映像（ビデオ）
番組は、ビデオサーバ１０からネットワーク２０を通し
て各種のクライアント３０、３１に送信される。上記ネ
ットワークは、ビデオサーバ１０からの受信データをネ
ットワーク２０を通して最終的にクライアント３０、３
１にルーティングするために使用されるルータ４０、４
１、４２を含む。
特に、ネットワーク上でのＱｏＳの制御技術を示す図で
ある。図１に示したシステムにおいて、映像（ビデオ）
番組は、ビデオサーバ１０からネットワーク２０を通し
て各種のクライアント３０、３１に送信される。上記ネ
ットワークは、ビデオサーバ１０からの受信データをネ
ットワーク２０を通して最終的にクライアント３０、３
１にルーティングするために使用されるルータ４０、４
１、４２を含む。
【００２０】各クライアント３０、３１は、それぞれの
クライアント端末で、映像受信をいつでも開始、終了で
きる。また、上記クライアントは、ビデオサーバ１０に
異なった映像ストリームを異なったＱｏＳ要求で上記ネ
ットワーク２０に送信することを要求する“チャネル”
の変更能力を備えている。網管理システム（ＮＭＳ）
は、ビデオサーバ１０から受信したＱｏＳ要求に応答し
て、ルータ４０、４１、４２の各々を制御する。後述す
るように、本発明は、迅速に変更することが想定される
ネットワーク用のＱｏＳ設定を可能とし、短いセッショ
ンでも大量のデータの処理を可能とするものである。
クライアント端末で、映像受信をいつでも開始、終了で
きる。また、上記クライアントは、ビデオサーバ１０に
異なった映像ストリームを異なったＱｏＳ要求で上記ネ
ットワーク２０に送信することを要求する“チャネル”
の変更能力を備えている。網管理システム（ＮＭＳ）
は、ビデオサーバ１０から受信したＱｏＳ要求に応答し
て、ルータ４０、４１、４２の各々を制御する。後述す
るように、本発明は、迅速に変更することが想定される
ネットワーク用のＱｏＳ設定を可能とし、短いセッショ
ンでも大量のデータの処理を可能とするものである。
【００２１】図２は、本発明を実施するためのネットワ
ーク構成の１例を示すブロック図である。ここに示すよ
うに、このシステムは、アプリケーションサーバ６０
と、網管理サーバ７０と、オープンプログラマブル・ル
ータ８０とからなっている。
ーク構成の１例を示すブロック図である。ここに示すよ
うに、このシステムは、アプリケーションサーバ６０
と、網管理サーバ７０と、オープンプログラマブル・ル
ータ８０とからなっている。
【００２２】アプリケーションサーバ６０は、サービス
ソフトウェア６１を実行する。上記サービスソフトウェ
ア６１は、アプリケーションプログラム・インタフェー
ス（ＡＰＩ）６２とコントローラソフトウェア６３とを
介して、網管理サーバ７０に制御情報を供給する。
ソフトウェア６１を実行する。上記サービスソフトウェ
ア６１は、アプリケーションプログラム・インタフェー
ス（ＡＰＩ）６２とコントローラソフトウェア６３とを
介して、網管理サーバ７０に制御情報を供給する。
【００２３】網管理サーバ７０は、管理ソフトウェア７
１の制御下で動作し、オープンプログラマブル・ルータ
８０を制御する。これはサーバ７０からルータ８０内の
コントローラ８１へのデータ送信によって達成される。
コントローラ８１は、典型的にはコンピュータであり、
アプリケーションソフトウェア・インタフェース８２を
介してアクセスされるコントローラソフトウェア８３を
含んでいる。
１の制御下で動作し、オープンプログラマブル・ルータ
８０を制御する。これはサーバ７０からルータ８０内の
コントローラ８１へのデータ送信によって達成される。
コントローラ８１は、典型的にはコンピュータであり、
アプリケーションソフトウェア・インタフェース８２を
介してアクセスされるコントローラソフトウェア８３を
含んでいる。
【００２４】コントローラソフトウェア８３は、ルータ
コントローラ９１に情報を送ることによってルータ９０
を制御している。ルータコントローラ９１は、バスまた
はスイッチ９２を通して転送コントローラ９４、９５に
制御情報を供給するように動作する。コントローラ９４
と９５は、それぞれフロー制御テーブル９６、９７を含
む。これらのテーブルの機能については後述する。これ
らのコントローラは、ネットワークインタフェース９８
を介してネットワーク２０に接続されている。
コントローラ９１に情報を送ることによってルータ９０
を制御している。ルータコントローラ９１は、バスまた
はスイッチ９２を通して転送コントローラ９４、９５に
制御情報を供給するように動作する。コントローラ９４
と９５は、それぞれフロー制御テーブル９６、９７を含
む。これらのテーブルの機能については後述する。これ
らのコントローラは、ネットワークインタフェース９８
を介してネットワーク２０に接続されている。
【００２５】動作において、ネットワーク２０に到着し
たパケットは、ネットワークインタフェース９８を通し
てコントローラ９４と９５に接続される。これらのコン
トローラは、パケットのヘッダ情報を用いて、ヘッダ情
報の除去、新アドレス情報でのヘッダ情報の置き換え、
その他の公知の操作を含むパケットへの適切な操作を実
行する。
たパケットは、ネットワークインタフェース９８を通し
てコントローラ９４と９５に接続される。これらのコン
トローラは、パケットのヘッダ情報を用いて、ヘッダ情
報の除去、新アドレス情報でのヘッダ情報の置き換え、
その他の公知の操作を含むパケットへの適切な操作を実
行する。
【００２６】転送コントローラ９４と９５は、フロー制
御テーブル９６と９７の設定に基づいて、パケットの一
部を制御する。フロー制御テーブルは、ルータコントロ
ーラ９１によって保守されており、ルータコントローラ
自体は、コントローラ８１から情報を受信している。こ
こで、コントローラ８１は、１つ以上のルータを制御す
ることができ、良く知られているように、各ルータは、
ネットワークとの間で情報を送受信するための多数のネ
ットワークインタフェースを備え得ると言うことを理解
すべきである。
御テーブル９６と９７の設定に基づいて、パケットの一
部を制御する。フロー制御テーブルは、ルータコントロ
ーラ９１によって保守されており、ルータコントローラ
自体は、コントローラ８１から情報を受信している。こ
こで、コントローラ８１は、１つ以上のルータを制御す
ることができ、良く知られているように、各ルータは、
ネットワークとの間で情報を送受信するための多数のネ
ットワークインタフェースを備え得ると言うことを理解
すべきである。
【００２７】後述するように、コントローラ８１内での
ＡＰＩｓの利用は、アプリケーションソフトウェアに、
他の場所での実行とプログラマブルルータ８０との容易
な通信を許容する。図２に示したシステムの動作につい
て図３〜図８で説明する。
ＡＰＩｓの利用は、アプリケーションソフトウェアに、
他の場所での実行とプログラマブルルータ８０との容易
な通信を許容する。図２に示したシステムの動作につい
て図３〜図８で説明する。
【００２８】図３は、１例としてテーブル９６を使用し
たフロー制御テーブルの詳細例を示す。ネットワーク２
０を通してネットワークインタフェース９８にパケット
が到着した時、転送コントローラ９４は、フロー制御テ
ーブル９６を検索して、入力パケットのヘッダ情報がテ
ーブルに登録されているか否かを判定する。これは、テ
ーブル９６のフロー部１１０の各エントリと上記パケッ
トのそれぞれのフィールドとマッチングによって行われ
る。例えば、テーブル９６のフロー部１１０は、送信元
アドレス（SER_ADDR）と宛先アドレス（DES_ADDR）の欄
を含む。ルータで受信されたパケットはヘッダ情報とペ
イロード情報とからなっているため、上記テーブルのフ
ロー部は、典型的にはヘッダ情報にのみ関係付けられて
いる。
たフロー制御テーブルの詳細例を示す。ネットワーク２
０を通してネットワークインタフェース９８にパケット
が到着した時、転送コントローラ９４は、フロー制御テ
ーブル９６を検索して、入力パケットのヘッダ情報がテ
ーブルに登録されているか否かを判定する。これは、テ
ーブル９６のフロー部１１０の各エントリと上記パケッ
トのそれぞれのフィールドとマッチングによって行われ
る。例えば、テーブル９６のフロー部１１０は、送信元
アドレス（SER_ADDR）と宛先アドレス（DES_ADDR）の欄
を含む。ルータで受信されたパケットはヘッダ情報とペ
イロード情報とからなっているため、上記テーブルのフ
ロー部は、典型的にはヘッダ情報にのみ関係付けられて
いる。
【００２９】入力パケットをフローテーブル１１０でチ
ェックした後、テーブル１１２の“Action”部に示す適
当なアクションが実行される。例えば、アドレスIP-dd
に送信すべき送信元IP-ccからの入力パケットは、優先
度が“yy”で、少なくとも“70”の帯域でもって転送さ
れる。換言すると、フローの帯域が“70”以下に留まっ
ている限り、ルータはパケットを優先度“yy”で送信す
る。もし、帯域が“70”を超えた場合、ルータは、帯域
の最初の“70”については優先度“yy”で送信するが、
超過部分については保証しない。フローを許容帯域“7
0”に合わせるためにパケットを（ランダムに）ドロッ
プしてもよいし、“70”部分を優先度“yy”で送信し、
残りはベストエフォート“Best Effort”で送ってもよ
い。同様に、送信元IP-eeから位置IP-ff宛のパケット
は、優先度“zz”で不特定帯域で発送される。
ェックした後、テーブル１１２の“Action”部に示す適
当なアクションが実行される。例えば、アドレスIP-dd
に送信すべき送信元IP-ccからの入力パケットは、優先
度が“yy”で、少なくとも“70”の帯域でもって転送さ
れる。換言すると、フローの帯域が“70”以下に留まっ
ている限り、ルータはパケットを優先度“yy”で送信す
る。もし、帯域が“70”を超えた場合、ルータは、帯域
の最初の“70”については優先度“yy”で送信するが、
超過部分については保証しない。フローを許容帯域“7
0”に合わせるためにパケットを（ランダムに）ドロッ
プしてもよいし、“70”部分を優先度“yy”で送信し、
残りはベストエフォート“Best Effort”で送ってもよ
い。同様に、送信元IP-eeから位置IP-ff宛のパケット
は、優先度“zz”で不特定帯域で発送される。
【００３０】ヘッダ情報がフローテーブルのエントリと
対応しないパケットは、行１１５に示すように、デフォ
ルトアクションに従って処理される。このデフォルトア
クションは、典型的にはＱｏＳの長期“静的”割り当
て、換言すれば、前述したフェーズ１によって設定され
る。フロー制御テーブル９６のアクションは、ハードウ
ェア処理またはソフトウェア処理によって修正できる。
対応しないパケットは、行１１５に示すように、デフォ
ルトアクションに従って処理される。このデフォルトア
クションは、典型的にはＱｏＳの長期“静的”割り当
て、換言すれば、前述したフェーズ１によって設定され
る。フロー制御テーブル９６のアクションは、ハードウ
ェア処理またはソフトウェア処理によって修正できる。
【００３１】従来のシステムでは、アプリケーションサ
ーバ６０からのＱｏＳ要求は、最初に網管理システム７
０に入り、次に要求パス上に位置する全てのルータに向
かっていた。これらの要求は、割当て要求と解放要求の
双方と、既に割り当てられたパスのリソース量変化と、
他の類似の制御動作とを含む。反対に、ここでは、後述
するように、フロー制御テーブルと、動的割当てが可能
なリソースプールが、ＱｏＳ要求の制御を可能とする。
ーバ６０からのＱｏＳ要求は、最初に網管理システム７
０に入り、次に要求パス上に位置する全てのルータに向
かっていた。これらの要求は、割当て要求と解放要求の
双方と、既に割り当てられたパスのリソース量変化と、
他の類似の制御動作とを含む。反対に、ここでは、後述
するように、フロー制御テーブルと、動的割当てが可能
なリソースプールが、ＱｏＳ要求の制御を可能とする。
【００３２】図４は、典型的には図２で議論したアプリ
ケーションサーバ６０上に存在するコントローラソフト
ウェアの詳細を示す。図４に示すように、コントローラ
ソフトウェア６３は、リソース割当て要求を処理するた
めのコード１２４を含む。上記コントローラソフトウェ
ア６３は、リソース割当てを制御するためのコード１２
５と、網管理システムと通信するためのコード１２０も
含んでいる。
ケーションサーバ６０上に存在するコントローラソフト
ウェアの詳細を示す。図４に示すように、コントローラ
ソフトウェア６３は、リソース割当て要求を処理するた
めのコード１２４を含む。上記コントローラソフトウェ
ア６３は、リソース割当てを制御するためのコード１２
５と、網管理システムと通信するためのコード１２０も
含んでいる。
【００３３】以下、要求処理メソッド１２４、リソース
割当て制御メソッド１２５、網管理システムと通信する
ための通信ソフトウェア１２０の各々のコードについて
説明する。
割当て制御メソッド１２５、網管理システムと通信する
ための通信ソフトウェア１２０の各々のコードについて
説明する。
【００３４】コントローラソフトウェア６３は、リソー
スプール１２２に関する情報も含み、その詳細をリソー
スプールの１実施例を示す図５を参照して説明する。リ
ソースプール１２２は、基本的には、特定アプリケーシ
ョンに既に割当て済みのＱｏＳリソース量と、リソース
使用率とを管理するデータベースからなっている。
スプール１２２に関する情報も含み、その詳細をリソー
スプールの１実施例を示す図５を参照して説明する。リ
ソースプール１２２は、基本的には、特定アプリケーシ
ョンに既に割当て済みのＱｏＳリソース量と、リソース
使用率とを管理するデータベースからなっている。
【００３５】図５に示すように、リソースプールは、割
当てパスに関する部分１３０と、リソース使用率を追跡
する部分１３２とを含む。例えば、リソースデータベー
スの各エントリは、ソースアドレス（ＳＲＣ）１３５
と、宛先アドレス（ＤＳＴ）１３６と、そのサービスの
コスト表示（ＣｏＳ）１３８と、割り当てられた帯域を
示すエントリＢＷ１３９とを含む。データベースの使用
部１３２における対応する行は、リソースの使用率を示
している。
当てパスに関する部分１３０と、リソース使用率を追跡
する部分１３２とを含む。例えば、リソースデータベー
スの各エントリは、ソースアドレス（ＳＲＣ）１３５
と、宛先アドレス（ＤＳＴ）１３６と、そのサービスの
コスト表示（ＣｏＳ）１３８と、割り当てられた帯域を
示すエントリＢＷ１３９とを含む。データベースの使用
部１３２における対応する行は、リソースの使用率を示
している。
【００３６】コントローラソフトウェア６３は、アプリ
ケーションサーバ６０上に配置されるものとして説明し
たが、コントローラソフトウェアは、他の場所に位置し
てもよく、２以上のアプリケーションサーバを制御して
もよい。CORBA（Common Object Request Broker Archit
ecture）のような良く知られた技術を使用して、上記ソ
フトウェアを所望の位置に分散することもできる。
ケーションサーバ６０上に配置されるものとして説明し
たが、コントローラソフトウェアは、他の場所に位置し
てもよく、２以上のアプリケーションサーバを制御して
もよい。CORBA（Common Object Request Broker Archit
ecture）のような良く知られた技術を使用して、上記ソ
フトウェアを所望の位置に分散することもできる。
【００３７】図６は、本システムによるリソース割当て
要求の処理態様を示すフローチャートである。図６に示
された各ステップは、好ましくは、図２と図４に示した
ようにアプリケーションサーバ６０上に位置したコント
ローラソフトウェア６３によって実行される。図６に示
すように、プロセスは、リソース割当てＡＰＩ１５０へ
の呼出しによって開始し、要求がリソース割当て制御メ
ソッド１２５に転送される。制御メソッド１２５は、判
定ポイント１５２で上記要求を受諾または拒絶する。も
し、要求が受諾された場合、適当なメッセージまたは返
送値（成功メッセージ）１５４がＡＰＩの呼出元のシス
テムに返送される。
要求の処理態様を示すフローチャートである。図６に示
された各ステップは、好ましくは、図２と図４に示した
ようにアプリケーションサーバ６０上に位置したコント
ローラソフトウェア６３によって実行される。図６に示
すように、プロセスは、リソース割当てＡＰＩ１５０へ
の呼出しによって開始し、要求がリソース割当て制御メ
ソッド１２５に転送される。制御メソッド１２５は、判
定ポイント１５２で上記要求を受諾または拒絶する。も
し、要求が受諾された場合、適当なメッセージまたは返
送値（成功メッセージ）１５４がＡＰＩの呼出元のシス
テムに返送される。
【００３８】一方、要求が拒絶された場合は、要求がＮ
ＭＳ通信メソッドソフトウェア１２０に転送され、受諾
するか否かが判定される。もし、要求が受諾された場合
は、リソース割当て制御メソッド１２５に転送される。
一方、拒絶された場合は、エラーメッセージ１５５がＡ
ＰＩの呼出元のシステムに返送される。もし、制御メソ
ッド１２５が判定ポイント１６０で要求を受諾した場合
は、ブロック１５４に示すように、ＡＰＩの呼出元に成
功メッセージが返送される。
ＭＳ通信メソッドソフトウェア１２０に転送され、受諾
するか否かが判定される。もし、要求が受諾された場合
は、リソース割当て制御メソッド１２５に転送される。
一方、拒絶された場合は、エラーメッセージ１５５がＡ
ＰＩの呼出元のシステムに返送される。もし、制御メソ
ッド１２５が判定ポイント１６０で要求を受諾した場合
は、ブロック１５４に示すように、ＡＰＩの呼出元に成
功メッセージが返送される。
【００３９】図７は、図６に示したリソース割当て制御
を実行するメソッド１２５を示すフローチャートであ
る。このフローチャートは、図４で概略を述べたメソッ
ドを説明している。図７に示すように、ステップ１７０
でリソース割当ての要求が受信される。要求が一旦受信
されると、リソースの入手可能性を判定するために、リ
ソースプール（図５に示す）に対するチェックが行われ
る。このチェック１７４には、特定パスについて入手可
能性の統計的尤度を決定するための適当なアルゴリズ
ム、または他のサービス基準を使用できる。もし要求処
理を処理できない場合は、エラーメッセージ１７６が返
送される。一方、ステップ１７５で要求が受け入れられ
た場合は、リソースプール１２２が更新され、成功メッ
セージ１７８が返送される。
を実行するメソッド１２５を示すフローチャートであ
る。このフローチャートは、図４で概略を述べたメソッ
ドを説明している。図７に示すように、ステップ１７０
でリソース割当ての要求が受信される。要求が一旦受信
されると、リソースの入手可能性を判定するために、リ
ソースプール（図５に示す）に対するチェックが行われ
る。このチェック１７４には、特定パスについて入手可
能性の統計的尤度を決定するための適当なアルゴリズ
ム、または他のサービス基準を使用できる。もし要求処
理を処理できない場合は、エラーメッセージ１７６が返
送される。一方、ステップ１７５で要求が受け入れられ
た場合は、リソースプール１２２が更新され、成功メッ
セージ１７８が返送される。
【００４０】図８は、図６で示したＮＭＳ通信メソッド
１２０のフローチャートである。このメソッドは、網管
理サーバとリソース割当て要求との間の通信を説明して
いる。要求が受信された時、リソースプールで少なくと
も１つの初期または元の要求を処理できるように、ステ
ップ１８０でＮＭＳ要求が生成される。この要求は、ス
テップ１８２で網管理サーバに送られ、応答待ちとな
る。もし要求が処理されない場合、エラーメッセージ１
８５が返送される。一方、要求が処理される場合は、そ
の要求の一部だけが処理される場合も含めて、ステップ
１２２でリソースプールが更新され、成功メッセージ１
８８が返送される。
１２０のフローチャートである。このメソッドは、網管
理サーバとリソース割当て要求との間の通信を説明して
いる。要求が受信された時、リソースプールで少なくと
も１つの初期または元の要求を処理できるように、ステ
ップ１８０でＮＭＳ要求が生成される。この要求は、ス
テップ１８２で網管理サーバに送られ、応答待ちとな
る。もし要求が処理されない場合、エラーメッセージ１
８５が返送される。一方、要求が処理される場合は、そ
の要求の一部だけが処理される場合も含めて、ステップ
１２２でリソースプールが更新され、成功メッセージ１
８８が返送される。
【００４１】上述した技術を使用して、アプリケーショ
ンが、そのデータ、例えば、ビデオを新たなクライアン
トに送信するためのＱｏＳパスを要求した時、ＱｏＳ構
成プロセスをアプリケーションサーバ内で完了できる。
これによって、サービスプロバイダとネットワークプロ
バイダとの間でのトランザクションの課金を含めて、ア
プリケーションサーバと網管理システムとの間でトラン
ザクションを行わせるためのオーバーヘッドを排除でき
る。更に、ルータにおけるフローテーブル設定要求の負
担を回避できる。ＱｏＳ要求が満たされなかった時にの
み、リソースプロトコルが使用され、要求および関連処
理がネットワークに出て行く。
ンが、そのデータ、例えば、ビデオを新たなクライアン
トに送信するためのＱｏＳパスを要求した時、ＱｏＳ構
成プロセスをアプリケーションサーバ内で完了できる。
これによって、サービスプロバイダとネットワークプロ
バイダとの間でのトランザクションの課金を含めて、ア
プリケーションサーバと網管理システムとの間でトラン
ザクションを行わせるためのオーバーヘッドを排除でき
る。更に、ルータにおけるフローテーブル設定要求の負
担を回避できる。ＱｏＳ要求が満たされなかった時にの
み、リソースプロトコルが使用され、要求および関連処
理がネットワークに出て行く。
【００４２】次に、特定のＱｏＳ設定を要求するために
アプリケーションサーバで使用されるＡＰＩについて、
例えば、図２で示したサーバ６０からのＡＰＩ６２につ
いて説明する。説明の都合上、ここではＡＰＩを２つの
異なったアプローチ、長期アプローチと短期アプローチ
に分割する。
アプリケーションサーバで使用されるＡＰＩについて、
例えば、図２で示したサーバ６０からのＡＰＩ６２につ
いて説明する。説明の都合上、ここではＡＰＩを２つの
異なったアプローチ、長期アプローチと短期アプローチ
に分割する。
【００４３】ＱｏＳ設定の長期の要求はリソースプール
内に留保され、短期の要求はリソースプールから入手さ
れる。長期ＡＰＩ要求は、網管理施設に制御を送る。上
記網管理施設は、値段その他の変数を長期割当て決定用
のパラメータとして使用して、これらの要求をアドレス
する。逆に、ＱｏＳ変更のために短期の要求が生成され
た時、これらの要求は、期待される存続時間をパラメー
タとして含むことができる。上記要求があった時、制御
はアプリケーションサーバ内で終結される。
内に留保され、短期の要求はリソースプールから入手さ
れる。長期ＡＰＩ要求は、網管理施設に制御を送る。上
記網管理施設は、値段その他の変数を長期割当て決定用
のパラメータとして使用して、これらの要求をアドレス
する。逆に、ＱｏＳ変更のために短期の要求が生成され
た時、これらの要求は、期待される存続時間をパラメー
タとして含むことができる。上記要求があった時、制御
はアプリケーションサーバ内で終結される。
【００４４】上記要求が満たされない場合、エラーメッ
セージが返送され、同一パスに関して別コストのサービ
スまたは帯域での割当てが考慮される。この場合、１つ
のパラメータとして、最小限度の許容ＱｏＳを特定する
パラメータがアプリケーションサーバによって予め供給
されていてもよい。
セージが返送され、同一パスに関して別コストのサービ
スまたは帯域での割当てが考慮される。この場合、１つ
のパラメータとして、最小限度の許容ＱｏＳを特定する
パラメータがアプリケーションサーバによって予め供給
されていてもよい。
【００４５】ソースプールでこれらの代替アプローチで
も上記要求が満たせない場合、エラーメッセージが返送
される。上記エラーメッセージは、リソースプールが完
全に消費されているか、或いは、完全消費に近いために
必要なＱｏＳ要求を満たせないことを示す。この場合、
アプリケーションプログラムは、長期ＡＰＩを呼出し、
長期のリソース割当てに成功した時、短期のＡＰＩを再
度呼出す。
も上記要求が満たせない場合、エラーメッセージが返送
される。上記エラーメッセージは、リソースプールが完
全に消費されているか、或いは、完全消費に近いために
必要なＱｏＳ要求を満たせないことを示す。この場合、
アプリケーションプログラムは、長期ＡＰＩを呼出し、
長期のリソース割当てに成功した時、短期のＡＰＩを再
度呼出す。
【００４６】期間に応じた別々のＡＰＩｓの使用によっ
て、サービスプロバイダは、長期ＡＰＩを使用して、仮
想施設網の生成を可能にし、彼等自身の仮想網内で多数
クライエントとのサーバトランザクションを収容する。
このようなシステムにおいて、サーバプロバイダは、典
型的にはネットワークプロバイダに対して、仮想網に割
り当てられたリソースについての支払を行う。
て、サービスプロバイダは、長期ＡＰＩを使用して、仮
想施設網の生成を可能にし、彼等自身の仮想網内で多数
クライエントとのサーバトランザクションを収容する。
このようなシステムにおいて、サーバプロバイダは、典
型的にはネットワークプロバイダに対して、仮想網に割
り当てられたリソースについての支払を行う。
【００４７】仮想網内で、サービスプロバイダは、ネッ
トワークトラフィクに最適化または誂えられた自分自身
の管理案を採用して、リソースを使用できる。割り当て
るべき長期リソースは、サービスプロバイダによって、
ユーザからの全ての要求を満たすべく網リソースのニー
ズについて自分自身の期待または計画に従って決定され
る。これは、時刻に応じたＱｏＳ予約の変更、例えば、
ビジネス時間帯で長期予約を増加し、週末にそれらを減
少することを可能にする。また、サービスプロバイダ
に、自分自身のネットワークを形成する別々のＡＰＩｓ
でもって、単一のエンド・ツー・エンド様式よりもむし
ろ、組み合せのパスの予約を可能にする。
トワークトラフィクに最適化または誂えられた自分自身
の管理案を採用して、リソースを使用できる。割り当て
るべき長期リソースは、サービスプロバイダによって、
ユーザからの全ての要求を満たすべく網リソースのニー
ズについて自分自身の期待または計画に従って決定され
る。これは、時刻に応じたＱｏＳ予約の変更、例えば、
ビジネス時間帯で長期予約を増加し、週末にそれらを減
少することを可能にする。また、サービスプロバイダ
に、自分自身のネットワークを形成する別々のＡＰＩｓ
でもって、単一のエンド・ツー・エンド様式よりもむし
ろ、組み合せのパスの予約を可能にする。
【００４８】ＡＰＩｓを含むＱｏＳの割当てを処理する
ためのもう一つのアプローチは、長期ＡＰＩと短期ＡＰ
Ｉを結合して１つのＡＰＩにする。この場合、ＡＰＩが
呼出された時、割当て済みの適当なリソースプールがな
ければ、リソースプールからリソースを取得するため
に、ＡＰＩ呼出しが網管理施設に供給される。この時点
で割り当てられるリソースプールは、ＡＰＩからの現在
の要求を満たすリソース用のものだけではなく、結果と
して将来の要求に素早く応答できるように大型化された
リソースプールとなっていてもよい。既に割当て済みの
適当なリソースプールが存在する時にＡＰＩが呼出され
た場合、アプリケーションサーバ内で制御が完結する。
ためのもう一つのアプローチは、長期ＡＰＩと短期ＡＰ
Ｉを結合して１つのＡＰＩにする。この場合、ＡＰＩが
呼出された時、割当て済みの適当なリソースプールがな
ければ、リソースプールからリソースを取得するため
に、ＡＰＩ呼出しが網管理施設に供給される。この時点
で割り当てられるリソースプールは、ＡＰＩからの現在
の要求を満たすリソース用のものだけではなく、結果と
して将来の要求に素早く応答できるように大型化された
リソースプールとなっていてもよい。既に割当て済みの
適当なリソースプールが存在する時にＡＰＩが呼出され
た場合、アプリケーションサーバ内で制御が完結する。
【００４９】長期、短期のＱｏＳ制御のための単一ＡＰ
Ｉの使用は、単一のサービス用、例えば、サービスが動
的な変更と設定とを要求する固定のサーバ、クライアン
ト用として一層適している。通常、このようなアプロー
チは、帯域要求が変化しているか、サービスを構成する
フローの数が変化する場合により効果的となる。
Ｉの使用は、単一のサービス用、例えば、サービスが動
的な変更と設定とを要求する固定のサーバ、クライアン
ト用として一層適している。通常、このようなアプロー
チは、帯域要求が変化しているか、サービスを構成する
フローの数が変化する場合により効果的となる。
【００５０】上記単一ＡＰＩによって、最初の呼出しで
割り当てられる長期リソースは、ＡＰＩの呼出元ではな
く、そのシステムによって決定される。従って、単一の
ＡＰＩ案は、一般的に、仮想施設網での使用と比較し
て、エンド・ツー・エンド・コネクションの制御用に適し
ている。勿論、長期リソースが割当て済みで、それが使
用中でなければ、本発明の技術を用いて、上記リソース
を他のトラフィック用として使用しても良い。これによ
って、ネットワーク全体のより効果的な利用が可能とな
る。
割り当てられる長期リソースは、ＡＰＩの呼出元ではな
く、そのシステムによって決定される。従って、単一の
ＡＰＩ案は、一般的に、仮想施設網での使用と比較し
て、エンド・ツー・エンド・コネクションの制御用に適し
ている。勿論、長期リソースが割当て済みで、それが使
用中でなければ、本発明の技術を用いて、上記リソース
を他のトラフィック用として使用しても良い。これによ
って、ネットワーク全体のより効果的な利用が可能とな
る。
【００５１】長期パスの管理がサービスプロバイダ自身
で行われる時、サービスプロバイダは、自分の特性に応
じて、負荷の管理に関する自分自身のアルゴリズムを使
用できる。このようにして、サービスプロバイダは、多
数のフローを長期パスに適合するように最適化すること
ができ、ネットワークのコストを最小化し、且つ、一定
量のトラフィックを顧客に必要に応じて分配する。サー
ビスプロバイダに、より多くのトラフィックを一定のタ
イプに合せるための自分自身のアルゴリズムのアクセス
を許容することによって、ネットワークのリソースを現
在よりも一層効率的に利用することができる。
で行われる時、サービスプロバイダは、自分の特性に応
じて、負荷の管理に関する自分自身のアルゴリズムを使
用できる。このようにして、サービスプロバイダは、多
数のフローを長期パスに適合するように最適化すること
ができ、ネットワークのコストを最小化し、且つ、一定
量のトラフィックを顧客に必要に応じて分配する。サー
ビスプロバイダに、より多くのトラフィックを一定のタ
イプに合せるための自分自身のアルゴリズムのアクセス
を許容することによって、ネットワークのリソースを現
在よりも一層効率的に利用することができる。
【００５２】或る実施例においては、既に割当て済みの
リソースをリソースプールから解放するためのＡＰＩを
備えることが望ましい。これは、例えば、リソース割当
て期間でトリガーされる自動解放機構を用いて達成でき
る。どれだけのリソースを解放するかは網管理者の方針
に依存し、統計的手法を用いて実施できる。
リソースをリソースプールから解放するためのＡＰＩを
備えることが望ましい。これは、例えば、リソース割当
て期間でトリガーされる自動解放機構を用いて達成でき
る。どれだけのリソースを解放するかは網管理者の方針
に依存し、統計的手法を用いて実施できる。
【００５３】本発明の主たる利点の１つは、網管理シス
テム内でのトランザクション数の削減にある。現在の網
管理システムは、全てのサービスパスを数週間または数
日オーダーの期間で制御し、設定するように設計されて
おり、時間を基準とするものは稀である。上述した本発
明のシステムは、例えば、事前予約によって、所定期間
持続する仮想施設網を所定の時刻に確立するために使用
できる。このアプローチは、電話をかける時のようなそ
の場限り（“アドホック：adhoc”）の要求とは逆に、
事前に計画された電話会議に利用できる。
テム内でのトランザクション数の削減にある。現在の網
管理システムは、全てのサービスパスを数週間または数
日オーダーの期間で制御し、設定するように設計されて
おり、時間を基準とするものは稀である。上述した本発
明のシステムは、例えば、事前予約によって、所定期間
持続する仮想施設網を所定の時刻に確立するために使用
できる。このアプローチは、電話をかける時のようなそ
の場限り（“アドホック：adhoc”）の要求とは逆に、
事前に計画された電話会議に利用できる。
【００５４】網管理システムは中央制御であるため、該
管理システムにとって、トランザクションのアドホック
パターンを扱うことは、特に上記パターンが大きくなっ
た時、非常に困難である。更に、要求が一旦管理システ
ムに到着すると、管理システムは、ＱｏＳリソース予約
のために、そのコマンドをネットワーク要素、例えば、
ルータやスイッチに送らなければならない。それ故、要
求数の増加に伴って、ネットワーク要素にとって処理能
力に負担がかかる。
管理システムにとって、トランザクションのアドホック
パターンを扱うことは、特に上記パターンが大きくなっ
た時、非常に困難である。更に、要求が一旦管理システ
ムに到着すると、管理システムは、ＱｏＳリソース予約
のために、そのコマンドをネットワーク要素、例えば、
ルータやスイッチに送らなければならない。それ故、要
求数の増加に伴って、ネットワーク要素にとって処理能
力に負担がかかる。
【００５５】ネットワーキングにおけるインターネット
プロトコル利用の増加は、上述したＱｏＳを装備した通
信パスの更にダイナミックな確立を益々重要なものとす
る。事前に予定されたセッションと対照的なアドホック
なセッション数が増加すると、サービスアプリケーショ
ンと網管理システムとの間、網管理システムとネットワ
ーク要素自体との間のトランザクション数を減少させる
ことが望まれる。
プロトコル利用の増加は、上述したＱｏＳを装備した通
信パスの更にダイナミックな確立を益々重要なものとす
る。事前に予定されたセッションと対照的なアドホック
なセッション数が増加すると、サービスアプリケーショ
ンと網管理システムとの間、網管理システムとネットワ
ーク要素自体との間のトランザクション数を減少させる
ことが望まれる。
【００５６】本発明では、リソースプールと、事前予約
プール内でＱｏＳニーズを管理するアプリケーションの
能力が、これまで実行できたものよりも卓越した性能を
可能とする。事実上リソースのキャッシュである上記プ
ールは、ネットワークユーザのすぐ傍で管理される。
プール内でＱｏＳニーズを管理するアプリケーションの
能力が、これまで実行できたものよりも卓越した性能を
可能とする。事実上リソースのキャッシュである上記プ
ールは、ネットワークユーザのすぐ傍で管理される。
【００５７】以上、本発明の好ましい実施例について説
明したが、添付の特許請求の範囲内で多数の変形が可能
である。例えば、異なるＡＰＩまたは特別のＡＰＩが、
ネットワークの更なる改良と制御を可能とする付加的な
特徴を与えるために使用されてもよい。
明したが、添付の特許請求の範囲内で多数の変形が可能
である。例えば、異なるＡＰＩまたは特別のＡＰＩが、
ネットワークの更なる改良と制御を可能とする付加的な
特徴を与えるために使用されてもよい。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、ネットワーク装置間の
トランザクション・オーバーヘッドを軽減して、リソー
スの動的な割当てが可能となり、異なるネットワークユ
ーザに異なったレベルの通信サービスを提供できる。
トランザクション・オーバーヘッドを軽減して、リソー
スの動的な割当てが可能となり、異なるネットワークユ
ーザに異なったレベルの通信サービスを提供できる。
【図１】ルータを適用した典型的なネットワーク映像配
信サービスシステムの概要を示す図。
信サービスシステムの概要を示す図。
【図２】ネットワーク構成の詳細を示すブロック図。
【図３】フロー制御テーブルの１例を示す図。
【図４】コントローラソフトウェアを示す図。
【図５】リソースプールの構造を示す図。
【図６】リソース割り当て要求の処理方法を示すフロー
チャート。
チャート。
【図７】リソース割り当ての制御方法を示すフローチャ
ート。
ート。
【図８】ＮＭＳ通信方法のフローチャート。
１０：ビデオサーバ、２０：ネットワーク、３０、３
１：クライアント、４０−４２：ルータ、５０：網管理
システム、６０：アプリケーションサーバ、６１：サー
ビスソフトウェア、６２：アプリケーションプログラム
・インタフェース（ＡＰＩ）、６３：コントローラソフ
トウェア、７０：網管理サーバ、８０：オープンプログ
ラマブル・ルータ、８１：コントローラ、８２：アプリ
ケーションプログラム・インタフェース（ＡＰＩ）、８
３：コントローラソフトウェア、９０：ルータ、９１：
ルータコントローラ、９６、９７：フロー制御テーブ
ル、９８：網インタフェース。
１：クライアント、４０−４２：ルータ、５０：網管理
システム、６０：アプリケーションサーバ、６１：サー
ビスソフトウェア、６２：アプリケーションプログラム
・インタフェース（ＡＰＩ）、６３：コントローラソフ
トウェア、７０：網管理サーバ、８０：オープンプログ
ラマブル・ルータ、８１：コントローラ、８２：アプリ
ケーションプログラム・インタフェース（ＡＰＩ）、８
３：コントローラソフトウェア、９０：ルータ、９１：
ルータコントローラ、９６、９７：フロー制御テーブ
ル、９８：網インタフェース。
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フロントページの続き
(72)発明者 大槻 兼市
アメリカ合衆国 カリフォルニア州95070、
サンタ・クララ、タスマン・ドライブ
＃140、3101
Ｆターム(参考） 5K030 HA08 HD03 LA03 LC01 LC09
Claims (25)
- 【請求項１】種々のパスに沿って情報を送出するための
ルータシステムが配置された複数のノードをもつネット
ワークの異なるユーザ毎に、レベルの異なったサービス
の提供を可能とするリソース割当てシステムであって、 １つのノードにおけるリソースの第１の割当てを行う第
１管理システムと、上記ノードにおけるリソースの第２
の割当てを行う第２管理システムとからなり、 上記第１管理システムは、上記ノードの外部で上記ネッ
トワークの少なくとも一部を管理するものであり、上記
第２管理システムは、上記第１管理システムよりも限定
された能力を備え、上記ノードによって、該ノードで決
定した優先度に従って利用されるものであることを特徴
とするリソース割当てシステム。 - 【請求項２】前記ノードにおいて前記第２管理システム
の制御下で動作し、複数のエントリが格納されるフロー
制御テーブルを有し、上記各エントリが、 入力ポートへの到着情報の少なくとも１つの送信元を示
す送信元アドレスと、 送信ポートから送信される上記到着情報の少なくとも１
つの宛先を示す宛先アドレスと、 送信元からの到着情報の宛先への転送を制御するための
少なくとも２つの異なった優先度を含むアドレス毎の優
先度情報とを含み、 上記優先度情報が前記第１管理システムを参照すること
なく前記ノードで変更可能となっていることを特徴とす
る請求項１に記載のリソース割当てシステム。 - 【請求項３】前記ルータシステムが、情報をスイッチン
グするルータと、該ルータに結合されたコントローラと
からなり、 上記コントローラが、前記フロー制御テーブルを格納
し、該テーブルによって上記ルータを制御することを特
徴とする請求項２に記載のリソース割当てシステム。 - 【請求項４】前記優先度情報が、前記フロー制御テーブ
ル内にエントリを持たない情報の制御に使用されるデフ
ォルト優先度情報を含むことを特徴とする請求項３に記
載のリソース割当てシステム。 - 【請求項５】前記ルータが所定の容量を有し、前記コン
トローラによってルータ能力の一部を割り当てられるこ
とを特徴とする請求項３に記載のリソース割当てシステ
ム。 - 【請求項６】前記容量の未割当て部分が仮想私設網とし
て使用するために留保されることを特徴とする請求項５
に記載のリソース割当てシステム。 - 【請求項７】前記コントローラが、２つのアプリケーシ
ョンプログラム・インタフェースを使用して前記フロー
制御テーブルを管理することを特徴とする請求項６に記
載のリソース割当てシステム。 - 【請求項８】前記２つのアプリケーションプログラム・
インタフェースが、長期利用のためのデフォルト優先度
情報を管理する第１アプリケーションプログラム・イン
タフェースと、短期利用のための前記フロー制御テーブ
ルの残りエントリを管理する第２アプリケーションプロ
グラム・インタフェースとを含むことを特徴とする請求
項７に記載のリソース割当てシステム。 - 【請求項９】前記第１、第２のアプリケーションプログ
ラム・インタフェースが網管理システムの制御下にある
ことを特徴とする請求項８に記載のリソース割当てシス
テム。 - 【請求項１０】前記網管理システムがネットワークサー
ビス・プロバイダによって制御されることを特徴とする
請求項９に記載のリソース割当てシステム。 - 【請求項１１】前記第１アプリケーションプログラム・
インタフェースが、ネットワークサービス・プロバイダ
によって制御され、前記第２アプリケーションプログラ
ム・インタフェースが、前記情報送信元のプロバイダに
よって制御されることを特徴とする請求項９に記載のリ
ソース割当てシステム。 - 【請求項１２】前記コントローラが単一のアプリケーシ
ョンプログラム・インタフェースを使用して前記フロー
制御テーブルを管理することを特徴とする請求項６に記
載のリソース割当てシステム。 - 【請求項１３】前記アプリケーションプログラム・イン
タフェースが、長期利用のためのデフォルト優先度情報
と、短期利用のためのフロー制御テーブルの残りエント
リとを管理することを特徴とする請求項１２に記載のリ
ソース割当てシステム。 - 【請求項１４】種々のパスに沿って情報を送出するため
のルータが配置された複数のノードをもつネットワーク
の異なるユーザ毎に、レベルの異なったサービスの提供
を可能とする動的なリソース割当て方法であって、 リモートソースから第１レベルのサービスを割り当てる
ステップと、 ローカルソースから、上記第１レベルのサービスから入
手可能なリソースを使用する第２レベルのサービスを割
り当てるステップと、 送信元からの情報を入力ポートで受信するステップと、 フロー制御テーブルに、入力ポートへの到着情報の送信
元を示す送信元アドレスと、上記到着情報を送信すべき
宛先を示す宛先アドレスと、少なくとも２つの異なった
優先度を含むアドレス毎の優先度情報とを含むエントリ
を格納するステップと、 送信元からの到着情報を上記フロー制御テーブル内の優
先度情報に基づく優先度で宛先アドレスに転送するステ
ップとからなることを特徴とするリソース割当て方法。 - 【請求項１５】前記ルータに結合されたコントローラに
よって、前記フロー制御テーブルを管理し、該テーブル
に従って上記ルータを制御することを特徴とする請求項
１４に記載のリソース割当て方法。 - 【請求項１６】デフォルト優先度情報を使用して前記フ
ロー制御テーブル内にエントリを持たない到着情報を制
御することを特徴とする請求項１５に記載のリソース割
当て方法。 - 【請求項１７】前記ルータが所定の容量を有し、前記コ
ントローラによって、上記ルータに全容量より少ない能
力の割り当てることを特徴とする請求項１６に記載のリ
ソース割当て方法。 - 【請求項１８】前記容量の未割当て部分を仮想私設網と
して使用するために留保することを特徴とする請求項１
７に記載のリソース割当て方法。 - 【請求項１９】アプリケーションプログラム・インタフ
ェースによって、前記コントローラに前記フロー制御テ
ーブルの管理させることを特徴とする請求項１８に記載
のリソース割当て方法。 - 【請求項２０】第１アプリケーションプログラム・イン
タフェースによって、長期利用のためのデフォルト優先
度情報を管理し、第２アプリケーションプログラム・イ
ンタフェースによって、短期利用のための前記フロー制
御テーブルの残りエントリを管理することを特徴とする
請求項１９に記載のリソース割当て方法。 - 【請求項２１】網管理システムによって、前記第１、第
２のアプリケーションプログラム・インタフェースを制
御することを特徴とする請求項２０に記載のリソース割
当て方法。 - 【請求項２２】ネットワークサービス・プロバイダによ
って、前記網管理システムを制御することを特徴とする
請求項２１に記載のリソース割当てシステム。 - 【請求項２３】ネットワークサービス・プロバイダによ
って、前記第１アプリケーションプログラム・インタフ
ェースを制御し、前記情報送信元のプロバイダによっ
て、前記第２アプリケーションプログラム・インタフェ
ースを制御することを特徴とする請求項２２に記載のリ
ソース割当て方法。 - 【請求項２４】単一のアプリケーションプログラム・イ
ンタフェースで、前記フロー制御テーブルを管理するこ
とを特徴とする請求項１９に記載のリソース割当て方
法。 - 【請求項２５】前記アプリケーションプログラム・イン
タフェースによって、長期利用のためのデフォルト優先
度情報と、短期利用のためのフロー制御テーブルの残り
エントリとを管理することを特徴とする請求項２４に記
載のリソース割当て方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/925,182 US20030033467A1 (en) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | Method and apparatus for resource allocation in network router and switch |
| US09/925,182 | 2001-08-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003060691A true JP2003060691A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=25451344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002198480A Pending JP2003060691A (ja) | 2001-08-08 | 2002-07-08 | ネットワークルータおよび交換機におけるリソースの割当て方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030033467A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003060691A (ja) |
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