JP2003244199A - 帯域管理方式および帯域管理方法 - Google Patents
帯域管理方式および帯域管理方法Info
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- JP2003244199A JP2003244199A JP2002038631A JP2002038631A JP2003244199A JP 2003244199 A JP2003244199 A JP 2003244199A JP 2002038631 A JP2002038631 A JP 2002038631A JP 2002038631 A JP2002038631 A JP 2002038631A JP 2003244199 A JP2003244199 A JP 2003244199A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コネクションレスなＩＰデータグラムを転送
するネットワークにおいて、障害時に転送経路が変更さ
れても帯域を保証する。 【解決手段】 新規の帯域保証要求があった時点で前も
って、ネットワーク内のリンクやノードの障害等により
生じるトポロジーの変更を考慮して、受付判定を行う。
するネットワークにおいて、障害時に転送経路が変更さ
れても帯域を保証する。 【解決手段】 新規の帯域保証要求があった時点で前も
って、ネットワーク内のリンクやノードの障害等により
生じるトポロジーの変更を考慮して、受付判定を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コネクションレス
なＩＰデータグラムネットワークにおいて、ＩＰデータ
グラムを転送するのに必要な帯域があるかどうかを調べ
る技術に関する。特に、障害を考慮した帯域管理に関す
る。
なＩＰデータグラムネットワークにおいて、ＩＰデータ
グラムを転送するのに必要な帯域があるかどうかを調べ
る技術に関する。特に、障害を考慮した帯域管理に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】コネクションレス型のネットワークにお
いては、end-to-endでの経路は決まっていない。つま
り、入力するデータグラムが、前もってどの経路を通っ
てルーテイングされるかは決まっていない。データグラ
ムがネットワーク内に入力された時に、データグラムの
ヘッダ内にある宛先アドレスを見て、ルータ内にあるフ
ォワーデイング表を参照し、その宛先に応じた次に進む
べき経路が決定される。
いては、end-to-endでの経路は決まっていない。つま
り、入力するデータグラムが、前もってどの経路を通っ
てルーテイングされるかは決まっていない。データグラ
ムがネットワーク内に入力された時に、データグラムの
ヘッダ内にある宛先アドレスを見て、ルータ内にあるフ
ォワーデイング表を参照し、その宛先に応じた次に進む
べき経路が決定される。
【０００３】フォワーデイング表はＳＰＦ（Shortest P
ath First）という最短経路等により決定される。ＳＰ
Ｆの場合は、コストという各ノード間のリンクに重みを
つけた値について入力から出力（宛先）までのコスト合
計が最小となるような経路を選択する。したがって、こ
れに限らず、ネットワークのトポロジーデータベース情
報に基づきルーテイングプロトコルを用いて経路を決定
する限り、同じ入力ノードと出力ノード（宛先アドレ
ス）を持つ場合は、トポロジーの変更がない限りは、常
に同じ経路を選択して転送される。
ath First）という最短経路等により決定される。ＳＰ
Ｆの場合は、コストという各ノード間のリンクに重みを
つけた値について入力から出力（宛先）までのコスト合
計が最小となるような経路を選択する。したがって、こ
れに限らず、ネットワークのトポロジーデータベース情
報に基づきルーテイングプロトコルを用いて経路を決定
する限り、同じ入力ノードと出力ノード（宛先アドレ
ス）を持つ場合は、トポロジーの変更がない限りは、常
に同じ経路を選択して転送される。
【０００４】しかし、ＳＰＦにより最経路が選択される
ので、輻輳状態に陥り、パケット廃棄が行われる場合も
ある。
ので、輻輳状態に陥り、パケット廃棄が行われる場合も
ある。
【０００５】リアルタイム性が強く、遅延やパケット廃
棄が起きて欲しくないトラヒックが、帯域不足によるパ
ケット廃棄という状況に陥らないように、Diffserv（Di
fferentiated Services）というアーキテクチャが提案
されている。（IETF RFC2475）。これは、複数の優先ク
ラスを設けサービスに格差を持たせることでインターネ
ットの品質を向上させるサービスで、このサービスの中
でＥＦ（Expedited Forwarding）クラスのサービス（IE
TF RFC2598）は、各ユーザーがそれぞれ使いたい帯域を
契約し、それを保証するサービスに用いることができ
る。
棄が起きて欲しくないトラヒックが、帯域不足によるパ
ケット廃棄という状況に陥らないように、Diffserv（Di
fferentiated Services）というアーキテクチャが提案
されている。（IETF RFC2475）。これは、複数の優先ク
ラスを設けサービスに格差を持たせることでインターネ
ットの品質を向上させるサービスで、このサービスの中
でＥＦ（Expedited Forwarding）クラスのサービス（IE
TF RFC2598）は、各ユーザーがそれぞれ使いたい帯域を
契約し、それを保証するサービスに用いることができ
る。
【０００６】しかし、契約されているのはネットワーク
ヘの入力時の帯域であり、どの宛先行きのパケットが入
力されるかは不明である。
ヘの入力時の帯域であり、どの宛先行きのパケットが入
力されるかは不明である。
【０００７】そこで、本願発明者らは、Diffservを用い
てＩＰデータグラムのままユーザの要求帯域を保証する
技術として、特願2001-121834「帯域管理装置および方
法およびプログラムおよび記録媒体」ならびに特願2001
-048819「帯域管理装置および方法およびプログラムお
よび記録媒体」において、各エッジノードから他の他の
エッジノードヘ向けた最短経路からなるツリーに沿って
契約帯域を予約することを提案した。
てＩＰデータグラムのままユーザの要求帯域を保証する
技術として、特願2001-121834「帯域管理装置および方
法およびプログラムおよび記録媒体」ならびに特願2001
-048819「帯域管理装置および方法およびプログラムお
よび記録媒体」において、各エッジノードから他の他の
エッジノードヘ向けた最短経路からなるツリーに沿って
契約帯域を予約することを提案した。
【０００８】また、本願発明者らは、特願2001-182148
「帯域管理システムおよび方法およびプログラムおよび
記録媒体」において、各エッジノードが自エッジノード
からの網内への入力予約帯域量を網内の他の全てのエッ
ジノードへ通知し、網内の全エッジノードから網内にど
れだけの契約帯域が予約されているかを知る技術を提案
した。
「帯域管理システムおよび方法およびプログラムおよび
記録媒体」において、各エッジノードが自エッジノード
からの網内への入力予約帯域量を網内の他の全てのエッ
ジノードへ通知し、網内の全エッジノードから網内にど
れだけの契約帯域が予約されているかを知る技術を提案
した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した特願2001-121
834ならびに特願2001-048819に開示した技術では、各エ
ッジノードから他のエッジノードヘの最短経路ツリーに
沿って帯域を保証している。帯域保証においては、網内
で保証されている帯域が障害等により保証不可能になら
ないようにすることで、より高いグレードのサービスを
提供できる。前述のように、最短経路によりルーティン
グされる限りは、障害発生時にもルーティングプロトコ
ルを用いて動的に新たな最短経路で、その経路を通る。
したがって、障害等のトポロジーの変更によりトラヒッ
クの通る経路が変更され、その変更後の経路での保証が
できなくなり、今まで保証されていた帯域が保証できな
くなる場合がある。
834ならびに特願2001-048819に開示した技術では、各エ
ッジノードから他のエッジノードヘの最短経路ツリーに
沿って帯域を保証している。帯域保証においては、網内
で保証されている帯域が障害等により保証不可能になら
ないようにすることで、より高いグレードのサービスを
提供できる。前述のように、最短経路によりルーティン
グされる限りは、障害発生時にもルーティングプロトコ
ルを用いて動的に新たな最短経路で、その経路を通る。
したがって、障害等のトポロジーの変更によりトラヒッ
クの通る経路が変更され、その変更後の経路での保証が
できなくなり、今まで保証されていた帯域が保証できな
くなる場合がある。
【００１０】本発明は、このような課題を解決し、障害
等のトポロジー変更があっても帯域を保証することので
きる帯域管理方法を提供することを目的とする。
等のトポロジー変更があっても帯域を保証することので
きる帯域管理方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点によ
ると、複数のノードと、この複数のノード間を接続する
複数のリンクとから構成されたネットワークに設けら
れ、前記複数のノードのうちユーザまたは他のネットワ
ークに接続されるノードをエッジノードとし、各エッジ
ノードから他のエッジノードへの最短経路ツリーに沿っ
て帯域を確保するとともに、障害発生時には新たな最短
経路で帯域を保証する手段を備えた帯域管理方式におい
て、前記帯域を保証する手段は、各エッジノードからネ
ットワーク内に入力するトラヒックの新規帯域保証の要
求時に、ネットワーク内のトポロジー変更があっても帯
域を保証できるかどうかを判定する受付判定手段とを含
むことを特徴とする帯域管理方式が提供される。
ると、複数のノードと、この複数のノード間を接続する
複数のリンクとから構成されたネットワークに設けら
れ、前記複数のノードのうちユーザまたは他のネットワ
ークに接続されるノードをエッジノードとし、各エッジ
ノードから他のエッジノードへの最短経路ツリーに沿っ
て帯域を確保するとともに、障害発生時には新たな最短
経路で帯域を保証する手段を備えた帯域管理方式におい
て、前記帯域を保証する手段は、各エッジノードからネ
ットワーク内に入力するトラヒックの新規帯域保証の要
求時に、ネットワーク内のトポロジー変更があっても帯
域を保証できるかどうかを判定する受付判定手段とを含
むことを特徴とする帯域管理方式が提供される。
【００１２】本発明では、障害等のトポロジー変更があ
ったときに変更後の経路がその変更後のトラヒックを受
け入れることができないということがないように、受付
判定時に前もって、保証する必要のある全ての障害によ
るトポロジ一変化も考慮して、新規要求帯域を受け入れ
られるかどうかの受付判定を行う。これにより、ＭＰＬ
Ｓのようにパスを張って帯域を確保し帯域保証を行うの
ではなく、ＩＰデータグラムのままで耐障害性を持った
帯域保証を行う。保証する必要のある障害とは、サービ
スレベルやユーザの要求などにより、どこまでの障害を
考慮して帯域を予約する必要があるかということであ
る。
ったときに変更後の経路がその変更後のトラヒックを受
け入れることができないということがないように、受付
判定時に前もって、保証する必要のある全ての障害によ
るトポロジ一変化も考慮して、新規要求帯域を受け入れ
られるかどうかの受付判定を行う。これにより、ＭＰＬ
Ｓのようにパスを張って帯域を確保し帯域保証を行うの
ではなく、ＩＰデータグラムのままで耐障害性を持った
帯域保証を行う。保証する必要のある障害とは、サービ
スレベルやユーザの要求などにより、どこまでの障害を
考慮して帯域を予約する必要があるかということであ
る。
【００１３】前記受付判定手段は、可能性のある障害パ
ターンに対してその障害部を除いたネットワークトポロ
ジーで帯域を保証できるかどうかを判定する手段を含ん
でもよく、トポロジーが変更されたときのリンクの経路
ツリー情報から、予約する必要のあるリンクと予約帯域
量とを算出して、帯域を保証できるかどうかを判定する
手段を含んでもよい。
ターンに対してその障害部を除いたネットワークトポロ
ジーで帯域を保証できるかどうかを判定する手段を含ん
でもよく、トポロジーが変更されたときのリンクの経路
ツリー情報から、予約する必要のあるリンクと予約帯域
量とを算出して、帯域を保証できるかどうかを判定する
手段を含んでもよい。
【００１４】本願発明者らは前記受付判定手段が各エッ
ジノードに分散して設けられることを想定しているが、
集中管理サーバに設けることも可能である。
ジノードに分散して設けられることを想定しているが、
集中管理サーバに設けることも可能である。
【００１５】本発明の第二の観点によると、複数のノー
ドとこの複数のノード間を接続する複数のリンクとから
構成されたネットワークに適用され、前記複数のノード
のうちユーザまたは他のネットワークに接続されるノー
ドをエッジノードとし、各エッジノードから他のエッジ
ノードへの最短経路ツリーに沿って帯域を確保するとと
もに、障害発生時には新たな最短経路で帯域を保証する
帯域管理方法において、各エッジノードからネットワー
ク内に入力するトラヒックの新規帯域保証の要求に対す
る受付判定時に、障害を考慮しないトポロジーで前記新
規帯域保証の要求を受け付けることができるかどうかを
判定するとともに、この判定により受付可と判定された
要求に対して、障害パターンに対してその障害部を除い
たネットワークトポロジーで前記新規帯域保証の要求を
受け付けることができるかどうかを判定し、全ての可能
性のある障害パターンに対して受付可と判定されたこと
を条件として、前記新規帯域保証の要求を受け付けるこ
とを特徴とする帯域管理方法が提供される。
ドとこの複数のノード間を接続する複数のリンクとから
構成されたネットワークに適用され、前記複数のノード
のうちユーザまたは他のネットワークに接続されるノー
ドをエッジノードとし、各エッジノードから他のエッジ
ノードへの最短経路ツリーに沿って帯域を確保するとと
もに、障害発生時には新たな最短経路で帯域を保証する
帯域管理方法において、各エッジノードからネットワー
ク内に入力するトラヒックの新規帯域保証の要求に対す
る受付判定時に、障害を考慮しないトポロジーで前記新
規帯域保証の要求を受け付けることができるかどうかを
判定するとともに、この判定により受付可と判定された
要求に対して、障害パターンに対してその障害部を除い
たネットワークトポロジーで前記新規帯域保証の要求を
受け付けることができるかどうかを判定し、全ての可能
性のある障害パターンに対して受付可と判定されたこと
を条件として、前記新規帯域保証の要求を受け付けるこ
とを特徴とする帯域管理方法が提供される。
【００１６】本発明の第三の観点によると、複数のノー
ドとこの複数のノード間を接続する複数のリンクとから
構成されたネットワークに適用され、前記複数のノード
のうちユーザまたは他のネットワークに接続されるノー
ドをエッジノードとし、各エッジノードから他のエッジ
ノードへの最短経路ツリーに沿って帯域を確保するとと
もに、障害発生時には新たな最短経路で帯域を保証する
帯域管理方法において、各エッジノードからネットワー
ク内に入力するトラヒックの新規帯域保証の要求に対す
る受付判定時に、障害を考慮しないトポロジーで前記新
規帯域保証の要求を受け付けることができるかどうかを
判定するとともに、この判定により受付可と判定された
要求に対して、障害をあらかじめ考慮した経路ツリー情
報から、予約する必要のあるリンクと予約帯域とを算出
して前記新規帯域保証の要求を受け付けることができる
と判定されたことを条件として、前記新規帯域保証の要
求を受け付けることを特徴とする帯域管理方法が提供さ
れる。異なる障害に対し経路ツリーが同じになるときに
は、それらをひとつの経路ツリーとすることが望まし
い。
ドとこの複数のノード間を接続する複数のリンクとから
構成されたネットワークに適用され、前記複数のノード
のうちユーザまたは他のネットワークに接続されるノー
ドをエッジノードとし、各エッジノードから他のエッジ
ノードへの最短経路ツリーに沿って帯域を確保するとと
もに、障害発生時には新たな最短経路で帯域を保証する
帯域管理方法において、各エッジノードからネットワー
ク内に入力するトラヒックの新規帯域保証の要求に対す
る受付判定時に、障害を考慮しないトポロジーで前記新
規帯域保証の要求を受け付けることができるかどうかを
判定するとともに、この判定により受付可と判定された
要求に対して、障害をあらかじめ考慮した経路ツリー情
報から、予約する必要のあるリンクと予約帯域とを算出
して前記新規帯域保証の要求を受け付けることができる
と判定されたことを条件として、前記新規帯域保証の要
求を受け付けることを特徴とする帯域管理方法が提供さ
れる。異なる障害に対し経路ツリーが同じになるときに
は、それらをひとつの経路ツリーとすることが望まし
い。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明を実施するネットワ
ークの構成例を示す。この構成例では、複数のノードと
してルータを備え、これらが物理リンクにより接続され
る。ルータは、ユーザまたは他のネットワークに接続さ
れるエッジノードに設けられたボーダールータ（Border
Router）ＢＲ１〜ＢＲ４と、それ以外のコアルータ（C
ore Router）ＣＲ１〜ＣＲ３とに分類される。ボーダル
ータＢＲ１からボーダルータＢＲ２〜ＢＲ４へは、最短
経路からなるツリーに沿って契約帯域が予約される。あ
るひとつのＢＲからネットワーク内の他のＢＲへの最短
経路ツリーを以下、ＳＡ−ＳＰＴ（Source-border rout
er to All-border router Shortest Path Tree）とい
う。
ークの構成例を示す。この構成例では、複数のノードと
してルータを備え、これらが物理リンクにより接続され
る。ルータは、ユーザまたは他のネットワークに接続さ
れるエッジノードに設けられたボーダールータ（Border
Router）ＢＲ１〜ＢＲ４と、それ以外のコアルータ（C
ore Router）ＣＲ１〜ＣＲ３とに分類される。ボーダル
ータＢＲ１からボーダルータＢＲ２〜ＢＲ４へは、最短
経路からなるツリーに沿って契約帯域が予約される。あ
るひとつのＢＲからネットワーク内の他のＢＲへの最短
経路ツリーを以下、ＳＡ−ＳＰＴ（Source-border rout
er to All-border router Shortest Path Tree）とい
う。
【００１８】図２はボーダールータＢＲ１からボーダー
ルータＢＲ４のリンクで障害が発生し、その経路をコア
ルータＣＲ１、ＣＲ２を経由するようにルーティングプ
ロトコルにより動的に変更したものの、その変更した経
路で輻輳に陥った例を示す。変更後の経路がその変更後
のトラヒックを受け入れられなければ、帯域保証されて
いるはずのトラヒックがパケットロスを生じる可能性が
ある。
ルータＢＲ４のリンクで障害が発生し、その経路をコア
ルータＣＲ１、ＣＲ２を経由するようにルーティングプ
ロトコルにより動的に変更したものの、その変更した経
路で輻輳に陥った例を示す。変更後の経路がその変更後
のトラヒックを受け入れられなければ、帯域保証されて
いるはずのトラヒックがパケットロスを生じる可能性が
ある。
【００１９】そこで本発明では、障害等によるトポロジ
ー変更が生じても帯域保証を可能とするために、それら
の変更を前もって考慮することで帯域管理および帯域保
証を行う。各ＢＲが分散して管理する場合には、それら
のＢＲに、特願2001-121834あるいは特願2001-048819に
示された構成に加え、トポロジー変更を前もって考慮し
た場合に受付可能な帯域情報を算出するために必要な情
報をもつデータベースを保持する。この情報としては、
障害考慮方式に応じたＳＡ−ＳＰＴパターン情報が考え
られる。また、これらの機能を集中管理サーバなどによ
り単独で用いることも可能である。
ー変更が生じても帯域保証を可能とするために、それら
の変更を前もって考慮することで帯域管理および帯域保
証を行う。各ＢＲが分散して管理する場合には、それら
のＢＲに、特願2001-121834あるいは特願2001-048819に
示された構成に加え、トポロジー変更を前もって考慮し
た場合に受付可能な帯域情報を算出するために必要な情
報をもつデータベースを保持する。この情報としては、
障害考慮方式に応じたＳＡ−ＳＰＴパターン情報が考え
られる。また、これらの機能を集中管理サーバなどによ
り単独で用いることも可能である。
【００２０】本発明では、帯域保証の要求時に、網内の
各ＢＲにおいて、保証要求がある帯域を網内で保証する
ことができるかどうかの受付判定を行う。その時に、要
求に対して保証すべき障害等によるトポロジーの変更を
全て考慮した上で、保証可能かどうかの判定を行う。保
証すべき障害とは、１リンクの障害までは保証する等、
どこまでの障害を保証するかという管理者の運用方針
（ポリシー）やサービス内容に依存するものである。こ
れにより、ＭＰＬＳのようにパスを張って予備経路を確
保する等の技術を用いることなく、障害等によるネット
ワークのトポロジーが変更されることにより最短経路に
よるＩＰデータグラムの転送経路が変更しても、ＩＰデ
ータグラムのままで今まで帯域保証できていたトラヒッ
クも継続して保証可能となる。
各ＢＲにおいて、保証要求がある帯域を網内で保証する
ことができるかどうかの受付判定を行う。その時に、要
求に対して保証すべき障害等によるトポロジーの変更を
全て考慮した上で、保証可能かどうかの判定を行う。保
証すべき障害とは、１リンクの障害までは保証する等、
どこまでの障害を保証するかという管理者の運用方針
（ポリシー）やサービス内容に依存するものである。こ
れにより、ＭＰＬＳのようにパスを張って予備経路を確
保する等の技術を用いることなく、障害等によるネット
ワークのトポロジーが変更されることにより最短経路に
よるＩＰデータグラムの転送経路が変更しても、ＩＰデ
ータグラムのままで今まで帯域保証できていたトラヒッ
クも継続して保証可能となる。
【００２１】図３は本発明の第一の実施形態を示すフロ
ーチャートであり、図４は１リンク障害の場合の受付判
定例、図５は障害箇所の例を示す。
ーチャートであり、図４は１リンク障害の場合の受付判
定例、図５は障害箇所の例を示す。
【００２２】あるＢＲからネットワーク内に入力するト
ラヒックの新規帯域保証の要求が、そのＢＲに到着する
（Ｓ１）と、最初に、障害を考慮しない元々のトポロジ
ー（フルトポロジーという）において新規要求が受付可
能かどうか判定する（Ｓ２）。ここで、受付不可能であ
れば、新規帯域保証要求が受付不可能時の処理を行う
（Ｓ３）。受付可能であれば、フルトポロジーから障害
を考慮した受付判定に移る。
ラヒックの新規帯域保証の要求が、そのＢＲに到着する
（Ｓ１）と、最初に、障害を考慮しない元々のトポロジ
ー（フルトポロジーという）において新規要求が受付可
能かどうか判定する（Ｓ２）。ここで、受付不可能であ
れば、新規帯域保証要求が受付不可能時の処理を行う
（Ｓ３）。受付可能であれば、フルトポロジーから障害
を考慮した受付判定に移る。
【００２３】障害を考慮した受付判定では、まず、障害
を仮定するリンクもしくはノードを１グループ仮想的に
削除し、トポロジーを計算する（Ｓ４）。ここで、障害
を仮定した「グループ」とは考慮する障害のまとまりの
ことで、あるリンクが落ちたら他のもう一つのリンクも
必然的に落ちる時等に、これらをまとめて１グループと
する。また、１ノードが完全に障害となることを考える
と、そのノードから隣接ノード間のリンク全てが使えな
くなるので、これらを１グループとみなす。
を仮定するリンクもしくはノードを１グループ仮想的に
削除し、トポロジーを計算する（Ｓ４）。ここで、障害
を仮定した「グループ」とは考慮する障害のまとまりの
ことで、あるリンクが落ちたら他のもう一つのリンクも
必然的に落ちる時等に、これらをまとめて１グループと
する。また、１ノードが完全に障害となることを考える
と、そのノードから隣接ノード間のリンク全てが使えな
くなるので、これらを１グループとみなす。
【００２４】図５に、障害グループの例として、１リン
クの場合と１ノードの場合のＳＡ−ＳＰＴのパターン例
を示す。１リンク障害の場合の障害パターンはリンク数
Ｌと無障害時１との計Ｌ＋１パターンあり、ノード障害
の場合の障害パターンはノード数分ある。しかし、これ
らの障害を考慮することで、disjointとなりＢＲがどれ
かのＢＲへの経路を持つことができない場合が起きない
ようにトポロジーを設計すべきであるが、disjointにな
る場合は障害対象外とした場合について例示している。
クの場合と１ノードの場合のＳＡ−ＳＰＴのパターン例
を示す。１リンク障害の場合の障害パターンはリンク数
Ｌと無障害時１との計Ｌ＋１パターンあり、ノード障害
の場合の障害パターンはノード数分ある。しかし、これ
らの障害を考慮することで、disjointとなりＢＲがどれ
かのＢＲへの経路を持つことができない場合が起きない
ようにトポロジーを設計すべきであるが、disjointにな
る場合は障害対象外とした場合について例示している。
【００２５】続いて、計算されたトポロジー（一つのパ
ターンの障害を考慮したネットワークトポロジー）にお
いて、帯域要求があった受付判定を行うＢＲから宛先と
なりうるＢＲ（もしくはネットワーク全体）への経路を
再計算する。全ＢＲを宛先とする場合もあるが、要求に
よっては限定したＢＲへ（例えばＢＲ１からＢＲ２、３
へ）の要求もある。例えば、図４に示すようにその入力
がトラヒツクを送りたい宛先となるＢＲ（複数でも全て
でも良い）への最短経路上の各リンク（ＢＲ１−ＢＲ
２）間のリンクの受付判定が終わり、このリンクが障害
になったと仮定したときに予約する必要のある全リンク
（ＢＲ１−ＣＲ３−ＣＲ１−ＢＲ２上の全リンク）の残
余帯域と要求帯域（予約帯域）とを比較することによ
り、全てのリンクで要求を満たすことが可能であれば受
付可能とみなす。
ターンの障害を考慮したネットワークトポロジー）にお
いて、帯域要求があった受付判定を行うＢＲから宛先と
なりうるＢＲ（もしくはネットワーク全体）への経路を
再計算する。全ＢＲを宛先とする場合もあるが、要求に
よっては限定したＢＲへ（例えばＢＲ１からＢＲ２、３
へ）の要求もある。例えば、図４に示すようにその入力
がトラヒツクを送りたい宛先となるＢＲ（複数でも全て
でも良い）への最短経路上の各リンク（ＢＲ１−ＢＲ
２）間のリンクの受付判定が終わり、このリンクが障害
になったと仮定したときに予約する必要のある全リンク
（ＢＲ１−ＣＲ３−ＣＲ１−ＢＲ２上の全リンク）の残
余帯域と要求帯域（予約帯域）とを比較することによ
り、全てのリンクで要求を満たすことが可能であれば受
付可能とみなす。
【００２６】受付判定結果が受付不可能の時は、それに
応じた処理を行う（Ｓ６）。この処理は、フルトポロジ
ー時のものと同じかもしれないし、サービスによっては
異なるかもしれない。
応じた処理を行う（Ｓ６）。この処理は、フルトポロジ
ー時のものと同じかもしれないし、サービスによっては
異なるかもしれない。
【００２７】全ての障害パターンについてＳ４、Ｓ５を
繰り返し（Ｓ７）、全ての障害パターンを考慮し終えて
も受付可能ならばその受付を許可し、新規帯域要求が使
用する可能性のあるリンク上に、障害を考慮して、帯域
を予約する。予約方式としては種々の方式が考えられる
が、例えばＸ［Mb/s］の帯域要求に対して完全に帯域を
保証したい場合は、障害を考慮して、用いる可能性のあ
る全リンクの用いる方向に、Ｘ［Mb/s］が最大値として
流れる可能性があるとして、その帯域を予約する。
繰り返し（Ｓ７）、全ての障害パターンを考慮し終えて
も受付可能ならばその受付を許可し、新規帯域要求が使
用する可能性のあるリンク上に、障害を考慮して、帯域
を予約する。予約方式としては種々の方式が考えられる
が、例えばＸ［Mb/s］の帯域要求に対して完全に帯域を
保証したい場合は、障害を考慮して、用いる可能性のあ
る全リンクの用いる方向に、Ｘ［Mb/s］が最大値として
流れる可能性があるとして、その帯域を予約する。
【００２８】以上の方式では、Ｓ３の処理において、各
ＢＲが一つの障害を考えて、その部分が使えなくなった
場合を想定して経路を再計算する必要がある。しかし、
各ＢＲがＳＡ−ＳＰＴのような経路ツリー情報を保持す
ることで、そのツリー情報を参照し、その障害を考慮し
たときの経路上の残余帯域と要求帯域とを比較して受付
判定を行うことで、障害を考慮するグループを仮想的に
削除したトポロジーにおける最短経路計算時間が短縮さ
れる。
ＢＲが一つの障害を考えて、その部分が使えなくなった
場合を想定して経路を再計算する必要がある。しかし、
各ＢＲがＳＡ−ＳＰＴのような経路ツリー情報を保持す
ることで、そのツリー情報を参照し、その障害を考慮し
たときの経路上の残余帯域と要求帯域とを比較して受付
判定を行うことで、障害を考慮するグループを仮想的に
削除したトポロジーにおける最短経路計算時間が短縮さ
れる。
【００２９】図６および図７は、受付要求がある度に再
経路計算を行わないように、あらかじめ起こりうる障害
に対するＳＡ−ＳＰＴ（もしくは使用するリンクの経路
ツリー）を保持する方法を示す。また、図８は、異なる
障害に対してＳＡ−ＳＰＴが同じになる場合の例を示
す。
経路計算を行わないように、あらかじめ起こりうる障害
に対するＳＡ−ＳＰＴ（もしくは使用するリンクの経路
ツリー）を保持する方法を示す。また、図８は、異なる
障害に対してＳＡ−ＳＰＴが同じになる場合の例を示
す。
【００３０】図６に示す例では、１リンク障害を考慮す
る場合について、全障害パターンについての各ＢＲから
の入力に対するＳＡ−ＳＰＴ情報を用いる。図示したよ
うに、Ｌ＋１パターン分のＳＡ−ＳＰＴ情報を各ＢＲが
保持する。つまりこの場合は、障害（無障害も含む）と
ＳＡ−ＳＰＴのような経路情報が１対１の形で保持され
ることになり、リンク１が障害の時は上側の実線囲み内
の情報を参照し、リンクＬが障害の時は、下側の点線囲
み内の情報を参照し、受付判定を行う。つまり、各ＢＲ
に対してＬ個のＳＡ−ＳＰＴ情報を保持する必要があ
る。これら全てで、 （Ｌ＋１）×ＢＲ数 のＳＡ−ＳＰＴを保持する。
る場合について、全障害パターンについての各ＢＲから
の入力に対するＳＡ−ＳＰＴ情報を用いる。図示したよ
うに、Ｌ＋１パターン分のＳＡ−ＳＰＴ情報を各ＢＲが
保持する。つまりこの場合は、障害（無障害も含む）と
ＳＡ−ＳＰＴのような経路情報が１対１の形で保持され
ることになり、リンク１が障害の時は上側の実線囲み内
の情報を参照し、リンクＬが障害の時は、下側の点線囲
み内の情報を参照し、受付判定を行う。つまり、各ＢＲ
に対してＬ個のＳＡ−ＳＰＴ情報を保持する必要があ
る。これら全てで、 （Ｌ＋１）×ＢＲ数 のＳＡ−ＳＰＴを保持する。
【００３１】例えば、ＢＲ１からＢＲ２、３と限定した
宛先における受付判定も考えられるが、この時も、ＢＲ
１からのＳＡ−ＳＰＴ情報を参照して、ＢＲ２、３への
経路上のリンクの残余帯域が要求帯域を満たしているか
により判断すればよい。
宛先における受付判定も考えられるが、この時も、ＢＲ
１からのＳＡ−ＳＰＴ情報を参照して、ＢＲ２、３への
経路上のリンクの残余帯域が要求帯域を満たしているか
により判断すればよい。
【００３２】しかし、図８に示すように、異なるリンク
が障害になっても同じＳＡ−ＳＰＴ情報となる場合が考
えられるので、それらを合わせて一つのＳＡ−ＳＰＴと
して持ち、情報量を削減すると、全ての場合で図６のパ
ターン数以下（例えばＢＲ１からの入力に対してはＳＡ
(1)≦Ｌ）のＳＡ−ＳＰＴ情報を保持すれば十分であ
る。
が障害になっても同じＳＡ−ＳＰＴ情報となる場合が考
えられるので、それらを合わせて一つのＳＡ−ＳＰＴと
して持ち、情報量を削減すると、全ての場合で図６のパ
ターン数以下（例えばＢＲ１からの入力に対してはＳＡ
(1)≦Ｌ）のＳＡ−ＳＰＴ情報を保持すれば十分であ
る。
【００３３】図７に示す例では、リンク１が障害の時を
考慮すると、ＢＲ１からの入力に対しては、一番上のＳ
Ａ−ＳＰＴがそれを考慮したときのＳＡ−ＳＰＴで、Ｂ
Ｒｎからの入力に対しては、一番下のＳＡ−ＳＰＴがそ
れを考慮したときのＳＡ−ＳＰＴとなるので、障害とＳ
Ａ−ＳＰＴ情報を関連付けてもたせておき、その格納Ｄ
Ｂから取り出し計算する。
考慮すると、ＢＲ１からの入力に対しては、一番上のＳ
Ａ−ＳＰＴがそれを考慮したときのＳＡ−ＳＰＴで、Ｂ
Ｒｎからの入力に対しては、一番下のＳＡ−ＳＰＴがそ
れを考慮したときのＳＡ−ＳＰＴとなるので、障害とＳ
Ａ−ＳＰＴ情報を関連付けてもたせておき、その格納Ｄ
Ｂから取り出し計算する。
【００３４】また、このような情報を持てば、上記フロ
ーチャート1のように障害を一つずつ見て受付判定を行
うのではなく、考慮して予約すべき帯域を算出した後に
まとめてリンクの残余帯域情報から受付判定を行うこと
も可能となる。そのような受信判定の例を以下に説明す
る。
ーチャート1のように障害を一つずつ見て受付判定を行
うのではなく、考慮して予約すべき帯域を算出した後に
まとめてリンクの残余帯域情報から受付判定を行うこと
も可能となる。そのような受信判定の例を以下に説明す
る。
【００３５】図９は本発明の第二の実施形態を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【００３６】このフローチャートに示す受信判定では、
あるＢＲからネットワーク内に入力するトラヒックの新
規帯域保証の要求がそのＢＲに到着する（Ｓ１１）と、
障害を考慮しない元々のトポロジー（フルトポロジー）
において新規要求が受付可能かどうか判定する（Ｓ１
２）。ここで、受付不可能であれば新規帯域保証要求が
受付不可能時の処理を行う（Ｓ１３）。受付可能であれ
ば、フルトポロジーから障害を考慮した受付判定に移
る。
あるＢＲからネットワーク内に入力するトラヒックの新
規帯域保証の要求がそのＢＲに到着する（Ｓ１１）と、
障害を考慮しない元々のトポロジー（フルトポロジー）
において新規要求が受付可能かどうか判定する（Ｓ１
２）。ここで、受付不可能であれば新規帯域保証要求が
受付不可能時の処理を行う（Ｓ１３）。受付可能であれ
ば、フルトポロジーから障害を考慮した受付判定に移
る。
【００３７】各ＢＲが保持するＳＡ−ＳＰＴ情報を基に
障害を保証すべき障害を考慮した時に、帯域予約方法に
基づき、帯域予約する必要のあるリンクと予約量を算出
する（Ｓ１４）。そして、残余帯域と要求帯域とを各リ
ンクで比較し、受付判定を行う（Ｓ１５）。受付不可能
時はその処理を行い（Ｓ１６）、受付可能ならば、その
受付を許可し、新規帯域要求が使用する可能性のあるリ
ンク上と障害を考慮して、予約すべき帯域について予約
する（Ｓ１７）。
障害を保証すべき障害を考慮した時に、帯域予約方法に
基づき、帯域予約する必要のあるリンクと予約量を算出
する（Ｓ１４）。そして、残余帯域と要求帯域とを各リ
ンクで比較し、受付判定を行う（Ｓ１５）。受付不可能
時はその処理を行い（Ｓ１６）、受付可能ならば、その
受付を許可し、新規帯域要求が使用する可能性のあるリ
ンク上と障害を考慮して、予約すべき帯域について予約
する（Ｓ１７）。
【００３８】この処理において、ステップＳ１２、Ｓ１
４、Ｓ１５の処理をまとめて実行することもできる。図
１０に、これらのステップの処理をまとめて実行し、予
約するリンクを算出した例を示す。１リンク障害までを
考慮した時に予約する必要のあるリンクが矢印方向で示
すリンクであるとしたときに、このリンクの残余帯域情
報と要求帯域による予約する必要のある帯域量を比較す
ればよい。
４、Ｓ１５の処理をまとめて実行することもできる。図
１０に、これらのステップの処理をまとめて実行し、予
約するリンクを算出した例を示す。１リンク障害までを
考慮した時に予約する必要のあるリンクが矢印方向で示
すリンクであるとしたときに、このリンクの残余帯域情
報と要求帯域による予約する必要のある帯域量を比較す
ればよい。
【００３９】図１１は全障害パターン保持方式と異なる
ツリーパターン保持方式とのＳＡ−ＳＰＴ情報の保持パ
ターン数の比率を示す。ここでは、１リンク障害までを
考慮し、障害グループはリンク１本ずつとした。また、
ＢＲ１からＢＲ２へのリンクが障害になると、ＢＲ２か
らＢＲ１へのリンクも使えなくなることとした。
ツリーパターン保持方式とのＳＡ−ＳＰＴ情報の保持パ
ターン数の比率を示す。ここでは、１リンク障害までを
考慮し、障害グループはリンク１本ずつとした。また、
ＢＲ１からＢＲ２へのリンクが障害になると、ＢＲ２か
らＢＲ１へのリンクも使えなくなることとした。
【００４０】全障害パターン保持方式の場合、リンク数
×ＢＲ数の情報を保持する必要がある。これに対して異
なるツリーパターン保持方式の場合、各ＢＲについて取
り得るＳＡ−ＳＰＴの和の情報を保持する必要がある。
×ＢＲ数の情報を保持する必要がある。これに対して異
なるツリーパターン保持方式の場合、各ＢＲについて取
り得るＳＡ−ＳＰＴの和の情報を保持する必要がある。
【００４１】全障害パターン保持方式を１とした時の異
なるツリーパターン保持方式が必要とするメモリ量の比
率を計算した。ここで、簡単のために、ＳＡ−ＳＰＴ保
持枚数を計算した。ルータ数は50、30、10、（ＮBR）／
（ＮBR＋ＮCR＝0.7、すわなち（Ｎ、ＮBR、ＮCR）＝（5
0、35、15）、（30、21、9）、（10、7、3）、ただし、
Ｎは全ノード（ルータ）数、ＮBRはＢＲ数、ＮCRはＣＲ
数、とし、トポロジーをランダムに20個選び計算を行
い、その結果の平均値をとった。計算点は、α'＝１の
ときフルメッシュトポロジーとなるフルメッシュ率α'
を0.1から0.5まで刻み数８個の９点とした。
なるツリーパターン保持方式が必要とするメモリ量の比
率を計算した。ここで、簡単のために、ＳＡ−ＳＰＴ保
持枚数を計算した。ルータ数は50、30、10、（ＮBR）／
（ＮBR＋ＮCR＝0.7、すわなち（Ｎ、ＮBR、ＮCR）＝（5
0、35、15）、（30、21、9）、（10、7、3）、ただし、
Ｎは全ノード（ルータ）数、ＮBRはＢＲ数、ＮCRはＣＲ
数、とし、トポロジーをランダムに20個選び計算を行
い、その結果の平均値をとった。計算点は、α'＝１の
ときフルメッシュトポロジーとなるフルメッシュ率α'
を0.1から0.5まで刻み数８個の９点とした。
【００４２】全ノード数Ｎが大きく、フルメッシュ率
α'が大きい場合、ネットワークトポロジー内の全リン
ク数が多くなるために、全障害パターン保持方式の場
合、各障害パターンの結果できるＳＡ−ＳＰＴが同じと
なる場合が多くなる。このため、図１１に示したよう
に、異なるツリーパターン保持方式のほうがメモリ量が
少なくてすむ。
α'が大きい場合、ネットワークトポロジー内の全リン
ク数が多くなるために、全障害パターン保持方式の場
合、各障害パターンの結果できるＳＡ−ＳＰＴが同じと
なる場合が多くなる。このため、図１１に示したよう
に、異なるツリーパターン保持方式のほうがメモリ量が
少なくてすむ。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、パスという観念を用い
ることなくＩＰデータグラムレベルで障害を考慮した受
付判定を行うことが可能となり、陣営発生等によるトポ
ロジー変更に対しても、既保証帯域を保証することが可
能となる。また、各ＢＲが計算に用いる経路情報（ＳＡ
−ＳＰＴのような経路ツリーの状態で）を各ＢＲもしく
は集中管理サーバが保持することで、受付判定毎に、障
害を考慮して毎回計算する必要がなくなり、計算時間が
短縮される。
ることなくＩＰデータグラムレベルで障害を考慮した受
付判定を行うことが可能となり、陣営発生等によるトポ
ロジー変更に対しても、既保証帯域を保証することが可
能となる。また、各ＢＲが計算に用いる経路情報（ＳＡ
−ＳＰＴのような経路ツリーの状態で）を各ＢＲもしく
は集中管理サーバが保持することで、受付判定毎に、障
害を考慮して毎回計算する必要がなくなり、計算時間が
短縮される。
【００４４】また、ＳＡ−ＳＰＴパターンについて、異
なる障害に対しても同じＳＡ−ＳＰＴとなる場合にはこ
れらを一つとすることで、保持情報量（メモリ量）を削
減できる。
なる障害に対しても同じＳＡ−ＳＰＴとなる場合にはこ
れらを一つとすることで、保持情報量（メモリ量）を削
減できる。
【図１】本発明を実施するネットワークの構成例を示す
図。
図。
【図２】変更した経路で輻輳に陥った例を示す図。
【図３】本発明の第一の実施形態を示すフローチャー
ト。
ト。
【図４】１リンク障害の場合の受付判定例を示す図。
【図５】障害箇所の例を示す図。
【図６】あらかじめ起こりうる障害に対する全障害パタ
ーンのＳＡ−ＳＰＴを保持する方法を説明する図。
ーンのＳＡ−ＳＰＴを保持する方法を説明する図。
【図７】あらかじめ起こりうる障害に対する異なるツリ
ーパターンのＳＡ−ＳＰＴを保持する方法を説明する
図。
ーパターンのＳＡ−ＳＰＴを保持する方法を説明する
図。
【図８】異なる障害に対してＳＡ−ＳＰＴが同じになる
場合の例を示す図。
場合の例を示す図。
【図９】本発明の第二の実施形態を示すフローチャー
ト。
ト。
【図１０】障害を考慮しない受付判定と障害を考慮した
受付判定とを同時に行った例を示す図。
受付判定とを同時に行った例を示す図。
【図１１】全障害パターン保持方式と異なるツリーパタ
ーン保持方式とのＳＡ−ＳＰＴ情報の保持パターン数の
比率を示す図。
ーン保持方式とのＳＡ−ＳＰＴ情報の保持パターン数の
比率を示す図。
ＢＲ１〜ＢＲ４ ボーダールータ
ＣＲ１〜ＣＲ３ コアルータ
フロントページの続き
(72)発明者 塩本 公平
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
Ｆターム(参考） 5K030 GA12 HC01 LB08 LC09
Claims (9)
- 【請求項１】 複数のノードと、この複数のノード間を
接続する複数のリンクとから構成されたネットワークに
設けられ、 前記複数のノードのうちユーザまたは他のネットワーク
に接続されるノードをエッジノードとし、各エッジノー
ドから他のエッジノードへの最短経路ツリーに沿って帯
域を確保するとともに、障害発生時には新たな最短経路
で帯域を保証する手段を備えた帯域管理方式において、 前記帯域を保証する手段は、各エッジノードからネット
ワーク内に入力するトラヒックの新規帯域保証の要求時
に、ネットワーク内のトポロジー変更があっても帯域を
保証できるかどうかを判定する受付判定手段を含むこと
を特徴とする帯域管理方式。 - 【請求項２】 前記受付判定手段は、可能性のある障害
パターンに対してその障害部を除いたネットワークトポ
ロジーで帯域を保証できるかどうかを判定する手段を含
む請求項１記載の帯域管理方式。 - 【請求項３】 前記受付判定手段は、トポロジーが変更
されたときのリンクの経路ツリー情報から、予約する必
要のあるリンクと予約帯域量とを算出して、帯域を保証
できるかどうかを判定する手段を含む請求項１記載の帯
域管理方式。 - 【請求項４】 前記受付判定手段は各エッジノードに分
散して設けられた請求項１記載の帯域管理方式。 - 【請求項５】 複数のノードとこの複数のノード間を接
続する複数のリンクとから構成されたネットワークに適
用され、 前記複数のノードのうちユーザまたは他のネットワーク
に接続されるノードをエッジノードとし、各エッジノー
ドから他のエッジノードへの最短経路ツリーに沿って帯
域を確保するとともに、障害発生時には新たな最短経路
で帯域を保証する帯域管理方法において、 各エッジノードからネットワーク内に入力するトラヒッ
クの新規帯域保証の要求に対する受付判定時に、障害を
考慮しないトポロジーで前記新規帯域保証の要求を受け
付けることができるかどうかを判定するとともに、この
判定により受付可と判定された要求に対して、 障害パターンに対してその障害部を除いたネットワーク
トポロジーで前記新規帯域保証の要求を受け付けること
ができるかどうかを判定し、 全ての可能性のある障害パターンに対して受付可と判定
されたことを条件として、前記新規帯域保証の要求を受
け付けることを特徴とする帯域管理方法。 - 【請求項６】 複数のノードとこの複数のノード間を接
続する複数のリンクとから構成されたネットワークに適
用され、 前記複数のノードのうちユーザまたは他のネットワーク
に接続されるノードをエッジノードとし、各エッジノー
ドから他のエッジノードへの最短経路ツリーに沿って帯
域を確保するとともに、障害発生時には新たな最短経路
で帯域を保証する帯域管理方法において、 各エッジノードからネットワーク内に入力するトラヒッ
クの新規帯域保証の要求に対する受付判定時に、障害を
考慮しないトポロジーで前記新規帯域保証の要求を受け
付けることができるかどうかを判定するとともに、この
判定により受付可と判定された要求に対して、 障害をあらかじめ考慮した経路ツリー情報から、予約す
る必要のあるリンクと予約帯域とを算出して前記新規帯
域保証の要求を受け付けることができると判定されたこ
とを条件として、前記新規帯域保証の要求を受け付ける
ことを特徴とする帯域管理方法。 - 【請求項７】 異なる障害に対し経路ツリーが同じにな
るときにはそれらをひとつの経路ツリーとする請求項６
記載の帯域管理方法。 - 【請求項８】 コンピュータを請求項１ないし４のいず
れか記載の帯域管理方式の各手段として機能させるため
のプログラム。 - 【請求項９】 請求項８記載のプログラムが記録された
記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038631A JP2003244199A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 帯域管理方式および帯域管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038631A JP2003244199A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 帯域管理方式および帯域管理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003244199A true JP2003244199A (ja) | 2003-08-29 |
Family
ID=27779899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002038631A Pending JP2003244199A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 帯域管理方式および帯域管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003244199A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006319758A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 通信装置、通信システムおよび通信プログラム |
| JP2010130272A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Fujitsu Ltd | 経路計算方法及びノード装置 |
-
2002
- 2002-02-15 JP JP2002038631A patent/JP2003244199A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006319758A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 通信装置、通信システムおよび通信プログラム |
| JP2010130272A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Fujitsu Ltd | 経路計算方法及びノード装置 |
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