JP2003264592A - パケットネットワークにおいて、統計値を収集するシステム及び方法 - Google Patents
パケットネットワークにおいて、統計値を収集するシステム及び方法Info
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Abstract
るシステム及び方法を提供する。 【解決手段】このシステムは、ネットワーク処理部、ト
ラフィック管理部、ホスト処理部、FPGAを備えてい
る。ネットワーク処理部は、受信したマルチメディアパ
ケットにヘッダーを追加し、トラフィック管理部は、マ
ルチメディアフローレートを計測し、強化する。ホスト
処理部は、一つのフローに基づいたマルチメディアフロ
ー品質計測サービスを行い、ここでマルチメディアフロ
ー品質計測サービスは、統計及び最大/最小の統計値を
記憶したネットワーク処理部において、マルチメディア
フローの現在の統計値を保持している。FPGAは、受
信したマルチメディアパケット或いは、その一部をコピ
ーし、このコピーは、FPGAが、待ち時間エンジン、
損失パケット算出エンジン、RTCPジターエンジン、
RTPジターエンジンで利用されて、統計値の収集を行
う。
Description
信、特にパケットネットワークにおいて、統計値を収集
し計算するシステム及び方法に関する。
tched telephone network)は、ユーザが10億個に近
い数の電話機からいずれか一つを取り上げ、10億近く
の終端点からいずれか一つにダイアルすることにより、
リアルタイムを有効にしマルチメディア通信のセション
ツールとして発展してきた。ナンバリングプラン、電子
スイッチング及びルーティングの設置、ネットワーク向
け信号システムなどのいくつかの開発段階を経て、ネッ
トワークの自動化を達成することができた。
おり、インターネットは、インターネットプロトコル
(IP)に基づいている。IPメッセージ、或いはマル
チメディアパケットは、一つのリンクから別のリンクへ
(例えば、データフローの発信元からデータフローの目
的先へ、など)、ルーティング或いは転送される。それ
ぞれのマルチメディアパケットは、例えば32ビットの
インターネットプロトコルのバージョン4(IPv4)
のIPアドレスを備えている。それぞれのIPアドレス
は、ネットワークの一部分を確実に示すビット番号や、
ホストの一部分を確実に示すビット番号を備えている。
ここで、マルチメディアとは、テキスト、画像、ビデ
オ、アニメーション、音声、データ、離散メディアの全
て、或いはいずれか一つ以上を少なくとも含む。
ー部とIPパケットデータ部を備えている。マルチメデ
ィアパケットのヘッダー部は、そのパケットがどこから
来たのか発信アドレスを識別する発信元と、パケットの
宛先となる目的アドレスを識別する目的先とを少なくと
も備える。マルチメディアパケットのIPパケットデー
タ部は、目的アドレスに配置された目的デバイスに送信
されるデータを備えた、マルチメディアパケットの残存
部(remaining portion)を必然的に伴っている。
トが送信されるように、目的デバイスへの最適なルート
が決定されるのが好ましい。また、マルチメディアパケ
ットの送信より前に、目的デバイスへの最適なルートが
決定されるのがより好ましい。目的デバイスへの最適な
ルートを決定する場合、目的アドレスへのルートに位置
するデバイスに関連づけられたジター、待ち時間、損失
パケットの数などのいずれか一つ以上を考慮して、目的
デバイスへの最適なルートを決定するのが好ましい。目
的デバイスへの別の有効なルートを含むデバイスに、ジ
ター、待ち時間及び損失パケット、その他の要因のいず
れか一つ以上がある場合、目的デバイスへの異なる有効
なルートが複数知られていると、より良いジター、待ち
時間及び欠損パケットのいずれか一つ以上が観測される
ルートが選択されるのが良い。従って、これらを収集
し、他のマルチメディア送信の統計値を収集すること
は、有効である。
ために、本発明の最良の実施の形態は、統計値を収集し
計算するシステム及び方法に関する。
このシステムは、概して、ネットワーク処理部、トラフ
ィック管理部、ホスト処理部及びFPGA(field prog
rammable gate array)を利用している。ネットワーク
処理部は、受信するマルチメディアパケットのヘッダー
を追加し、トラフィック管理部は、マルチメディアフロ
ーの頻度を測定及び強化する。ホスト処理部は、基本と
なるフローごとにマルチメディアフロー品質計測サービ
スを実施している。ここで、マルチメディアフロー品質
計測サービスは、マルチメディアフローの集合と、最大
又は最小の統計値とを含んだネットワーク処理部におい
て、マルチメディアフローの現在の統計値を保持する手
段を備えている。FPGAによって、受信したマルチメ
ディアパケット或いは受信したマルチメディアパケット
の一部をコピーし、待ち時間エンジン、損失パケット計
算エンジン、リアルタイム送信制御プロトコル(RTC
P)パケットジターエンジン、及びリアルタイム送信プ
ロトコル(RTP)パケットジターエンジンで利用され
ることによって、統計の収集を行う。
統計値を収集する方法を提供することを示している。こ
れに関して、この方法は概括的に要約すると、到着時間
を含んだマルチメディアパケットを受信するステップ
と、統計値の収集を行う連続した計算エンジンに送信す
るために、受信したマルチメディアパケットから情報を
決定するステップと、計算エンジンに決定された情報を
送信するステップと、受信したマルチメディアパケット
に基づいて統計値を収集するステップとを備える。
は、具体的には、以下の図面及び詳細な説明を参酌する
ことにより、当業者に明らかになる。改良システム及び
方法、特徴及び効果は、この記載に含まれ、本発明の技
術的範囲は、添付した特許請求の範囲によって保護され
る。
理解されやすい。図面の構成において、スケール及び強
調は、本発明の本質を理解しやすいように記載したもの
である。更に、この図面において、複数の視点を通して
部分によって、数字が参照されている。
ディアパケットを送信する場合、多数のマルチメディア
送信ルートを処理し、最適なマルチメディア送信ルート
を選択するのが好ましい。セションルーターは、多くの
マルチメディア送信ルートを適宜選択し、処理するため
に配置されている。セションルーターは、様々な統計分
布を利用して、更に、同様のSIP(Session Initiati
on Protocol)のエージェントのセットから、終端点を
選択する。多数のマルチメディアルートを選択し処理す
る場合、SIPエージェントのセットから選択すること
によって、更に、RTP(Real-time Transport Protoc
ol )に起因するパケットフローのパスを管理すること
ができる。
ターは、パケットのヘッダーの点検し、パケットの転送
を決定することによって、早いRTPデータフローパケ
ットを決定し、パケットを転送する。更に、ネットワー
ク処理部は、MPLS(マルチプロトコルラベルスイッ
チング:multi-protocol label switching)、ラベルの
抽出及び挿入に対応している。早いルーティングを行う
いくつかの方法が、ネットワーク処理部によって実施さ
れている。即ち、共有配列ロード、第2パス配列、新し
いルーティングパス配列及びネットワークに適応した方
々のルート配列などである。
ロードを利用する場合について以下で記載する。それぞ
れのRTPデータフローは、好ましくは1から増加しそ
れぞれのパケットに付与されたシーケンス番号を持つR
TPデータパケットを備えている。RTPデータパケッ
トを受信すると、ネットワークの入り口で、例えば、次
のメディアルーターのアルゴリズムの数に従った、偶数
又は奇数の分散アルゴリズムや、剰余分割などに基づい
て、RTPデータパケットは異なる場所に送信される。
発明のその他の実施の形態において、他の分散方法も利
用されても良い。
上のパスを出力する仕組みを提供する。従って、例え
ば、パスの数が3つの場合、0、3、6、9などのシー
ケンス番号を持つRTPデータパケットは、第1のパス
に定められる。更に、1、4、7、10などのシーケン
ス番号を持つRTPデータパケットは、第2のパスに定
められ、2、5、8、11、14などの番号を持つRT
Pデータパケットは、第3のパスに定められる。
2パス配列が配置される。マルチドメインネットワーク
を介したセッションルーティングを利用して第1のパス
が割り当てられ、様々な場所へパケットを転送するため
にメディアルーターが利用されると、同等に活用できる
第2のパスが割り当てられる。本実施の形態において、
メディアルーターのそれぞれは、第1の中継及び第2の
中継のそれぞれに供給されている。ここでは、第2のパ
ス配列を供給する例を説明している。例えば、セション
ルーターからメディアルーターへのマルチメディアパケ
ットフローを管理するためのコマンドは、以下のように
なる。
接続されたデバイスから受信したパケットは、シングル
RTPデータパケットフローの一部である。更に、第1
の発信元及び目的先の対、或いは第2の発信元及び目的
先の対のいずれか一つを備えるリンクに到達したパケッ
トは、中継される。ここでは、第1或いは第2のいずれ
かの外部アドレスへ中継される。特に、RTPデータパ
ケットが129.0.0.1:3000の発信元アドレ
スと、130.0.0.1:5000の目的先アドレス
に到着すると、131.0.0.1:3000の発信元
アドレスと132.0.0.2:4000の目的先アド
レス、或いは133.0.0.1:1000の発信元ア
ドレスと134.0.0.1:7000の目的先アドレ
スのいずれかに転送される。より好ましくは、フローの
中断や、リンク失敗の検出を参照することによって、大
まかに決定される失敗に基づいて、第1或いは第2の中
継の選択が行われる。
送先のパスで失敗を検出すると、メディアルーターの外
部の新しいアドレスに配置される。メディアルーターは
好ましくは、新しい転送パスが配置されると、転送先の
パスでの失敗をセションルーターに報告するのが好まし
い。そしてセションルーターは再接続の指示とともに、
メディアルーターに戻る新しいパスを送信する。
するために、不連続なネットワークアドレスを利用し
て、ネットワーク志向のルートが配置される。OFPF
(Openshortest path first)ルーティングは、数々の
リンクを越えて均一にパケットを流すのに利用される。
リンク上の距離値を慎重にセッティングすることによ
り、メディアルーターは、共通の目的先へ分割してロー
ドすることができる。更に、ボーダーゲートウェイプロ
トコル4(RFC1771)(BGP−4)を用いて、
慎重に公示され、到達可能なルートが受け入れられるよ
うに慎重に管理することにより、多数のリンクを越えて
パケットトラフィックを管理することもできる。OSP
FとBGP−4の両方の実施においてリンクが失敗した
場合、その他によって、トラフィックのバランスが吸収
されるのが好ましい。
フローの帯域幅の割り当てを確実に行うべきである。特
に、メディアルーターを介して直接割り当てが行われた
としても、メディアルーターを介して目的先へ通すため
に、どのデータフローが割り当てられたのか、を確実に
行うべきである。或いは、特定のデータフローを通すた
めにメディアルーターが割り当てられていなければ、デ
ータフローはメディアルーターを介して通されることは
ない。トラフィック管理部はセションルーターによっ
て、割り当てられた帯域幅とビットレートに従った特定
のデータ量を受け入れさせられる。従って、セションル
ーターによって許可されたビットレートよりも高いビッ
トレートでデータが受信された場合、その高いビットレ
ートで受信されたデータは送信されない。セションルー
ターによって明示された特徴は、むしろ、セションルー
ターを用いることなく、メディアルーターに直接プログ
ラムされても良い。
パケットをトラフィック形成することができる。トラフ
ィック形成は、メディアルーターに一時的に保存された
受信したデータパケットを送信するための特定の命令の
ことである。更に、トラフィック形成はデータパケット
の送信において割り当てられる帯域幅を明記させる。
のフローの質の統計値を生成することができる。いくつ
かの場合、統計値はメディアルーター間でのリンクにの
み関連する。言い換えれば、メディアルーターは目的先
や終端点までのフロー質を計測することができる。ジタ
ー及び待ち時間の二つの計測値は、このカテゴリーで取
得されがフロー質である。
に、メディアルーターはこのデータフローのその他の終
端点に接続する。他の終端点とは、おそらく必要ではな
いが別のメディアルーターのことである。好ましくは、
この接続の目的は、終端点でループしてメディアルータ
ーに戻るテストパケットを用いて、RTPデータフロー
の待ち時間を決定することである。メディアルーター
は、ループしたパケットを受信し、パケットが送信され
たときと、パケットが受信されたときとを比較する。往
復の飛行時間の半分は、片道の飛行時間、即ち待ち時間
に近似される。その他の実施の形態においては、経過し
た時間を計測するために、RTCPパケットは(メディ
アルーターによって作成された送信レポートから)送信
者によって挿入されたタイムスタンプを抽出して変更し
ても良い。
ケット間の間隔の変化の測定値である。もう一つの定義
は、フローの待ち時間における変化である。マルチメデ
ィアルーターは、メディアルーターを介したパケットで
あるRTPデータフローのジターを計測することができ
る。データパケットが、メディアルーターに備えられた
ネットワーク処理部によって処理されると、タイマーが
開始し、RTPデータフローの次のパケットが到着する
まで継続する。パケット間の間隔は、ジター値の”中間
値(mean)”を生成するのに使われる集合値に追加され
る。
ロップしたパケット或いは損失パケットの処理は、パケ
ットが損失したとき、及びジター窓においてパケットが
現れたか否かを追跡するために利用される、ブーリアン
登録の二つのスコアボード配列を用いたRTPフローに
よって行われる。一般的には、ジター窓は、ネットワー
ク状態の変化を安定させるボイスゲートウェイにおいて
実行されることが示されている。ジター窓は、圧縮して
転送する前の特定の時間、入ってきたパケットを保存す
るパケットバッファである。この処理はパケットフロー
をスムーズにする効果があり、その方法によって、パケ
ット損失、パケット遅延、その他の送信影響の生成に対
するCODEC(compressor/de-compressor)の回復力
を増加させることができる。ジター窓はメディアルータ
ーによって直接定義されても良いが、セションルーター
によって定義づけられるのが好ましい。
ケンス番号を備えたパケットがメディアルーターから受
信されたかを示している。スコアボードレスは、ネット
ワーク処理部のメモリ内或いは様々なローカル或いは遠
隔地のメモリに位置する。ブーリアン登録の各列は、い
くつの登録が「損失」とマークされているかを追跡する
カウンターを備えている。全ての登録は、初期値として
「受信済み」とマークされるのが好ましい。
号が追跡され、損失パケットが検出されると、即ち、処
理されたパケットが、前に処理したパケットより1カウ
ント以上高いシーケンス番号を含んでいるとき、現在の
スコアボード配列において、関連づけられた登録は「損
失」とマークされ、損失カウンターが一つカウントアッ
プする。ジター窓において、パケットの最大数に従っ
て、二つの列はサイズが変更するのが好ましい。これら
の二つの配列は、現在の配列と、古い配列との参照に基
づいたものである。現在の配列が、最大のジター窓が経
過した持続時間を示す最後の登録にたどり着いたとき、
古い配列は、再び初期化され、現在の配列になり、現在
の配列は古い配列となる。古い配列が消去される前に、
ドロップしたパケットのカウンターは回復する。
れると、即ち、処理されたパケットに、前に処理したパ
ケットのシーケンス番号よりも少ないシーケンス番号が
含まれている場合、ネットワーク処理部は、パケットの
タイミングに基づいた現在の或いは古い配列のいずれか
から、そのシーケンス番号を持つ登録を検索する。ネッ
トワーク処理部が「損失」のマークと関連づけられた登
録を発見し、その登録を変更した場合、ネットワーク処
理部は、損失パケットを追跡している損失パケットカウ
ンターを一つ減らす。損失とマークされたパケットがな
い場合、ネットワーク処理部は2倍のパケットを意味す
る。シーケンス番号は、ジター窓の深さよりも更に古い
パケット日付である場合、ネットワーク処理部は検索を
行わない。ドロップパケットのカウントを実行するこの
方法は、RTCPを用いるより、更に正確に得ることが
できる。
ルーターは、IPネットワークにおいて、適切に高品質
なインタフェースを生成するのが好ましい。セションル
ーターとメディアルーターを利用しないと、データパケ
ットは、基本的なネットワークに従って、様々な経路を
横断することになる。
一部分については、同一の符号番号が振られている。図
1は、本発明に係る統計値を収集するシステムにおい
て、セションルーターとメディアルーターを利用する通
信ネットワーク102のブロック図である。
るデバイスは、ネットワーク112及び132の間で通
信を要求する第1及び第2のキャリアネットワーク11
2及び132を備えていることが記載されている。他の
RTPデータ発信源は、IAD(integrated access de
vices)、VoIP(voice over Internet protoco
l)、Cisco AS5300やSonus GSXなどのゲートウェイ、PC
s、IP-PBXsなどのマルチメディア発信源を備えている
が、これらに限定されるものではない。更に、第1のキ
ャリアネットワーク112と第2のキャリアネットワー
ク132間の通信は、WAN(wide area network)
や、LAN(local area network)を介して供給され
る。また、インターネット122は、メディアルーター
118及び136はインターネットに含まれる二つのド
メインの間で利用されており、データネットワークドメ
インの役割を果たしている。
いがボーダールーターなどであり、第1及び第2のキャ
リアネットワーク112及び132の間の通信を支援す
る第1及び第2のメディアルーター118及び136の
間に位置する。第1のSIP電話114から第2のSI
P電話134への通信は、第1及び第2のメディアルー
ター118及び136により供給される。しかしなが
ら、ボーダールーターなどの追加するルーターは、第1
及び第2のキャリアネットワーク112及び132間の
通信において、必ずしも必要なものではない。第1及び
第2のセションルーター116及び138は、インター
ネットプロトコル(TRIP)の支援を介して、SIPや電
話のルーティングなどを供給している。
アルーター118と第2のメディアルーター136間に
供給されても良い。図2は、図1に示した通信システム
において、本発明の別の実施の形態として、追加したメ
ディアルーターを利用した場合を示したブロック図であ
る。このように、第1のメディアルーター118は、第
1のキャリアネットワーク112に位置しており、イン
ターネット122を介して第3のメディアルーター13
7と通信を行う。第3のメディアルーター137は、順
番に、インターネット122を介して、第2のキャリア
ネットワーク132において、第2のメディアルーター
136と通信を行う。これを繰り返すことにより、第1
のメディアルーターから、LAN、WAN、或いはその
他の場所に位置する第2のメディアルーター、セション
ルーター、SIPデバイス、non−SIPデバイスの
いずれか一つ以上のデバイスに向けて通信が行われる。
ィアルーター118)から受信したマルチメディアパケ
ットの一例を示したブロック図である。詳述すると、図
3に示したように、マルチメディアパケットのヘッダー
部は、発信元/目的地ヘッダー141、RTPヘッダー
142、RTCP(real-time transport control prot
ocol)ヘッダー143、VIX−V3ヘッダー144を
備えている。サイズやフォーマットなどを含む様々なヘ
ッダーの様相は、通信ネットワーク102(図1に示し
た)によって利用されるプロトコルに従って異なる。ヘ
ッダー部140の発信元/目的地ヘッダー141は、マ
ルチメディアパケットの発信元アドレス、目的先アドレ
ス、発信元ポート、目的先ポートのいずれか一つ以上を
備えており、ここで、アドレスやポートは、マルチメデ
ィアパケットの発信元及び目的地を明記している。
義領域145及びフロー識別領域(フローID領域)1
49を更に備えている。ユーザ定義領域145は、更
に、分類ID146、検索ビット147、コピー領域
(コピービット)148を更に備えている。分類ID1
46は、現在のマルチメディアパケットがRTPパケッ
トなのかRTCPパケットなのかを明記している。検索
ビット147は、FPGAが位置するどの検索エンジン
(後述する)が、メディアルーター(ここではメディア
ルーター118)において利用するためにメディアパケ
ットをコピーするのかをFPGA(後述する)が決定す
るために、利用される。コピー領域148は、RTPマ
ルチメディアパケットのデータ部のコピーを、ネットワ
ーク処理部類はネットワーク処理部とFPGAの両方に
提供するかをトラフィック管理部が決定するために利用
される。更に、コピー領域148に位置するコピービッ
トは、マルチメディアパケットの全てか、マルチメディ
アパケットの一部が、検索エンジンによってコピーされ
るかをFPGAが明記するために利用される。
は、メディアルーターが特定のマルチメディアパケット
フローに含まれる全てのマルチメディアパケットを識別
するために、利用される。マルチメディアパケットの上
述した部分のそれぞれは、以下に更に詳細に説明され
る。
ルーター(ここではメディアルーター118)を更に示
したブロック図である。図4に示したメディアルーター
118は、一つの実施の形態であり、その他の実施の形
態もあることを明記しておく。図4に示すように、第1
の通信インタフェース152及び第2の通信インタフェ
ース154が、メディアルーターに備えられており、メ
ディアルーター118が外部と通信を行う手段を供給す
る。更に、メディアルーター118に備えられた通信ネ
ットワークは、これより多いくても少なくても良い。
第2の通信インタフェース152及び154に接続され
ている。入力デバイスの一例としては、キーボード或い
はマウスなどが含まれるが、これらに限定されるもので
はない。更に、図示しないが出力デバイスが第1及び第
2の通信インタフェースに接続されていても良い。出力
デバイスの一例としては、モニター或いはプリンターな
どが含まれるが、これらに限定されるものではない。
118には、二つのネットワーク処理部を備えている。
特に、第1のネットワーク処理部162及び第2のネッ
トワーク処理部164がメディアルーター118に備え
られており、それぞれは、通信インタフェース152及
び154に接続されている。メディアルーター118に
備えられるネットワークプロセッサはこれより多くても
少なくても良いことを記載しておく。ネットワーク処理
部162及び164は、マルチメディアパケットのヘッ
ダーw検査する。更に、ネットワーク処理部162及び
164は、MPLS(multi-protocol label switchin
g)のラベルの取り除き及び付加を支援する。ここで
は、マルチメディアルーター118は、マルチメディア
パケットのIPヘッダーにおいて、MPLSタグを取り
除き或いは挿入することができる。
メディアルーター118における中継サービスも供給す
る。ネットワーク処理部162及び164による中継サ
ービスは、発信元アドレス、目的先アドレス、発信元ポ
ート、目的先ポート、或いはマルチメディアパケットに
含まれるこれらの領域のあらゆる組合せを中継すること
ができる。更に、ネットワーク処理部162及び164
は、マルチメディアパケットのヘッダー部140(図3
に示す)において、diffserve codepointを挿入したり
変更することができ、パケット送信する前に、マルチメ
ディアパケットを優先するように変更することができ
る。
164は、これに限られるものではないが、Vix−V
3インタフェースなどのインタフェースを備えている。
Vix−V3インタフェースは、ネットワーク処理部1
62及び164が、受信したRTPマルチメディアパケ
ットを、Vix−V3の固定長セルを参照して多数の固
定長のセルに変換するのに利用される。Vix−V3固
定長セルは、下記で詳細に記載されるトラフィック管理
部及びFPGAの両方によって、知らされる。RTPマ
ルチメディアパケットをVix−V3の固定長セルに変
換するために、ネットワーク処理部162及び164
は、RTPまるちめでぃあパケットにVix−V3ヘッ
ダー144(図3に示す)を追加する。Vix−V3ヘ
ッダー部を、特に、ユーザ定義領域145(図3)及び
フロー識別領域149(図3)は、下記に示す理由に基
づいて、トラフィック管理部及びFPGAによって利用
される。例えば、Vix−V3ヘッダー144(図3)
のフロー識別領域149(図3)部分は、トラフィック
管理部、FPGA、ネットワーク処理部162及び16
4によって、識別されたRTPマルチメディアフローに
パケットの統計値を保存して、RTPマルチメディアパ
ケットを識別するために利用される。
マルチメディアパケットのヘッダー部140(図3)に
おいて、検索ビット147(図3)を設定するために利
用される。下記に説明するように、検索ビット147
(図3)は、FPGAが、FPGAに位置するどの検索
エンジン(以下に説明する)が、メディアルーター11
8で利用するために、マルチメディアパケットの全て或
いは一部をコピーするか、を決定するのに利用される。
例えば、マルチメディアパケットの一部のみがコピーに
必要な場合は、FPGAが統計目的で保存するのに必要
なマルチメディアパケットに関連づけられた情報が、パ
ケットの発信元或いは目的地である場合である。更に、
RTPマルチメディアパケットをVix−V3の固定長
セルに変換した後、ネットワーク処理部162及び16
4は、Vix−V3ヘッダー144(図3)のコピー領
域148において、RTPマルチメディアパケットのコ
ピーをネットワーク処理部162及び164に、或い
は、ネットワーク処理部162及び164、及びFPG
A182及び184の両方に供給するかを明記する。
部172は、メディアルーター118に備えられてい
る。トラフィック管理部172は、好ましくは、4つの
入出力ポートを備えており、二つのネットワーク処理部
162及び164は、4つの入出力ポートのうちの二つ
に接続しており、メディアルーター118において、ト
ラフィック管理部172が通信を行うことができるよう
になっている。残った二つの入出力ポートは、二つのF
PGA182及び184に接続されており、ネットワー
ク統計値の取得及び計算のために利用される。FPGA
182及び184、及びFPGA182及び184によ
って粉割れる機能は、後述する。
識別領域149(図3)は、トラフィック管理部172
が、受信したマルチメディアパケットの送信において、
トラフィック管理部(トラフィック管理手段)172の
どの入出力ポートを利用するかを決定するのに利用され
る。好ましくは、トラフィック管理メモリ174は、ト
ラフィック管理部172の内部に備えられており、フロ
ー識別領域149(図3)の位置情報を保存している。
それぞれのフロー識別領域149(図3)との関連にお
いて、トラフィック管理メモリ174は、目的先のトラ
フィック管理部の入出力ポートを保存している。従っ
て、トラフィック管理メモリ174は、受信したRTP
マルチメディアパケットの送信において、トラフィック
管理部172のどの入出力ポートが利用されるかを決定
するために、受信したRTPマルチメディアパケットに
関連づけられた値をフロー識別領域149(図3)にお
いて検索される。
部172は、RTPマルチメディアパケットフローを監
視し、RTPマルチメディアパケットフローに割り当て
られた帯域幅外である場合、ドロップしたRTPマルチ
メディアパケット或いはマークしたそれらを適切に捨て
るように、最大データ送信レートを強化する。トラフィ
ック管理部172は、セションルーター116(図1)
によって割り当てられた帯域幅及びビットレートに従っ
た特定の量のマルチメディアを受け入れ、より高いビッ
トレートで受信したマルチメディアは、メディアルータ
ー118によって、送信されない。セションルーター1
16(図1)によって明記される特徴は、セションルー
ター116(図1)を利用することなく、メディアルー
ター118によって直接プログラムされても良い。
フィック計測として観察されるIPセションRTPマル
チメディアフローレート或いは、トラフィック、プロセ
スを計測及び/又は強化するのに利用される。商業的に
適切なトラフィック管理部172の一例としては、米国
カリフォルニアにあるMMCネットワークより販売され
ているNPX5700トラフィックマネージャーがあげ
られる。本質的に、トラフィック管理部は、通信インタ
フェース152及び154を介して流れるマルチメディ
アパケットの数を計測する。
信したRTPマルチメディアパケットを一時的に保存す
るために利用される。更に、一度マルチメディアルータ
ーによって転送が決定されると、トラフィック管理部
は、ネットワーク処理部162及び164、及びFPG
A(後述する)と提携して、受信したRTPマルチメデ
ィアパケットを、そのそれぞれのIPマルチメディアパ
ケットフローの待ち行列に優先的に入れる。従って、ト
ラフィック管理部172は、トラフィック管理メモリ1
74に一時的に保存された受信したRTPマルチメディ
アパケットが、マルチメディアルーター118から目的
地へ送信される順番を決定することができる。
したマルチメディアパケットのデータ部がトラフィック
管理部172によってコピーされ送信されているかを決
定するために、受信したRTPマルチメディアパケット
のヘッダー部140のコピー領域148(図3)を検査
する。上述した様にコピー領域148(図3)の記載を
参照すると、コピー領域148(図3)は、また、コピ
ーされたデータ部をネットワーク処理部162及び16
4に送信するか、或いはネットワーク処理部162及び
164、及びFPGA182及び184の両方に送信す
るかを明記している。
及び184は、メディアルーター118に備えられてい
る。それぞれのFPGA182及び184は、メディア
ルーター118に統計値を収集させており、ここで、ジ
ター、待ち時間、損失パケットが決定される。図5は、
FPGA182及び184を図示したブロック図であ
る。
ローカルリンク154を介してFPGA182及び18
4に接続されており、FPGA182及び184によっ
て統計値を生成された後、マルチメディアを受信するこ
とができる。ホスト処理部202は、初期化を支援する
ために、ローカルリンク154を介して、メディアルー
ター118の他の部分によって、通信することができ
る。ネットワーク処理部は、ネットワーク処理部によっ
て実行される機能コードを保持していないと定義されて
いるので、ホスト処理部202は、機能コードを補い、
そのコードをネットワーク処理部162及び164に送
信する。ここで、機能コードは、記憶素子203に記憶
されているのが好ましい。当業者には良く知られている
ように、機能コードは、ネットワーク処理部162及び
164によって実行される機能を定義している。
ィアパケットの送信において、上流及び下流の失敗を検
出及び収集し。マルチメディアフロー品質計測サービス
を行う。ホスト処理部202がRTPマルチメディアパ
ケットの送信において、上流及び下流の失敗を検出及び
収集する方法は、これに限らないがリンク失敗、外部管
理イベントなどを含んでいる。ホスト処理部202によ
るマルチメディアフロー品質計測サービスは、一つのフ
ローに基づいて供給され、RTPマルチメディアフロー
は、発信元のIPアドレス、目的地のIPアドレス、発
信元のポート、目的先のポートのいずれか一つ以上によ
り定義づけられている。品質計測サービスは、ネットワ
ーク処理部162及び164においてRTPメディアフ
ローの現在の統計値、即ち、適切なRTPマルチメディ
アフローの集合、最小/最大の統計値を保持することを
含んでいる。
計値としては、予め定義された時間窓における待ち時
間、ジター、パケット損失などが一例としてあげられ
る。これらの統計値は、FPGA182及び184によ
って予め計測され、FPGAメモリ183及び185に
保存されている。予め定義づけされた時間窓は、セショ
ンルーター116及び/又はメディアルーター118に
よって定義づけられている。ホスト処理部202は、ト
ラフィック管理部の方針と、方針の管理を形成すること
ができ、FPGA182及び184によって供給されな
いネットワーク処理部によってポーリングした統計値を
収集する。
るメモリ:content addressable memory)或いは外部検
索エンジンは、メディアルーター118に備えられ、メ
ディアルーター118において、ネットワーク処理部1
62及び164に備えられた特定の外部検索メモリイン
タフェースを介して通信を行うのが好ましい。CAM2
12は、中継或いはバインドであり、好ましくは、ネッ
トワーク処理部162及び164による早い接続で”オ
ープン/バインド”のリクエストが決定される。外部検
索エンジンの一例としては、カリフォルニアのマウンテ
ンビューにあるNetlogic Microsyst
emsにより製造されているものがある。
rays))メディアルーター118とその一部を説明して
きたが、以下においては、FPGA182及び184を
図示した図5を参照して、メディアルーター118の統
計値生成部分について記載する。ソフトウェアを使用す
ることにより、ソフトウェアを介して統計値の収集が行
われる場合、メディアルーター118よりも、このFP
GA182及び184を備えたメディアルーター118
が行う方が、早く実行されることを明記しておく。
84がRTPマルチメディアパケットを受信すると、そ
のパケットは、タイムスタンプエンジン222によっ
て、タイムスタンプが行われる。タイムスタンプエンジ
ン222は、稼働時計であり、FPGA182及び18
4において、パケットが送信される前に、受信したRT
Pマルチメディアパケットに到着時刻を割り当てること
ができる。RTPマルチメディアパケットのヘッダー
に、参照時間は提供されていないので、到着時刻は、以
下で詳細に説明するような実際のジター及び待ち時間を
決定するために利用される。
チメディアパケットを受信し、マルチメディアパケット
のユーザ定義領域145を参照して、パケットが保存さ
れるかを決定する分類エンジン224を備えている。特
に、FPGA182及び184は、RTPマルチメディ
アパケットヘッダー部140の検索ビット147を参照
して、RTPマルチメディアパケットをコピーするか否
かを決定する。
れる場合、分類エンジン224は、パケットを検索エン
ジン225に送信する。受信したマルチメディアパケッ
トヘッダー部140の検索ビットがセットされている場
合、検索エンジン225は、RTPマルチメディアパケ
ットヘッダー部140のコピービットを参照して、マル
チメディアパケットの全て或いは、マルチメディアパケ
ットのヘッダー部分のみのいずれかをコピーするか否か
を決定する。検索エンジン225が全てのマルチメディ
アパケットをコピーする場合、パケットは記憶素子20
3、或いはホスト処理部202が接続できる他の記憶デ
バイスに送信され、マルチメディアパケット或いは検索
したヘッダーを補う。
ットのコピーが記憶素子203に送信される、或いはマ
ルチメディアパケットがコピーされない場合、受信した
マルチメディアパケットは、パケット分解手段226に
送信される。マルチメディアパケットがパケット分解手
段226に送信されると、内部信号が、コンテキストエ
ンジン240に送信される。コンテキストエンジン24
0は、Vix−V3ヘッダー144のフロー識別領域1
49を利用して、それぞれの計算エンジンに情報を送信
した後、FPGA182及び184に備えた計算エンジ
ンが必要な情報を照合する。好ましくは、この情報は、
FPGA182に接続されたFPGAメモリ183で保
存されており、その結果、マルチメディアルーター11
8の他の部分との最小限の相互作用によって、素早く統
計値を収集することができる。
好ましくは配線によって行われており、これにより、ソ
フトウェアを利用することなく、必要な情報を予め定義
することができる。後述するように、計算エンジンは、
RTCPジターエンジン234、RTPジターエンジン
232、待ち時間エンジン236及び損失パケット算出
エンジン238を備えたFPGA182及び184に備
えられている。以下に、それぞれの計算エンジンに必要
な情報の例を記載する。
時間エンジン236は、DLSR(LSR から現在までの
遅延:delay since last send report)、RTCPヘッ
ダー143(図3)にあるNTP(network timing pro
tocol)タイムスタンプ、及びLSRからの時間が必要
である。RTCPジターエンジン234は、RTCPヘ
ッダー143(図3)によって定義されるRTCPジタ
ー値が日宇様である。損失パケット算出エンジン238
は、RTPヘッダー142(図3)からシーケンス番号
が必要である。他に、RTPジターエンジン232は、
FPGAエンジン183及び183(図4)からの情報
は必要としない。
は、コンテキストエンジン240によって補われたFP
GAメモリ183及び185から保存したデータと、受
信したマルチメディアパケットから受信したリアルタイ
ムデータが必要である。パケット分解手段226は、ジ
ター、待ち時間及び損失パケットのいずれか一つ以上の
正確な計測値を得て比較するために、リクエスト計算エ
ンジンにリアルタイムデータを供給している。パケット
分解手段226はまた、ヘッダー部140(図3)の分
類ID146(図3)を利用して、受信したマルチメデ
ィアパケットがRTPパケットであるか、RTCPパケ
ットであるかを識別する。受信したマルチメディアパケ
ットがRTPパケットである場合、パケット分解手段2
26は、マルチメディアパケットからリアルタイムデー
タを隔離し、そのデータをRTPジターエンジン232
に送信する。一方、受信したマルチメディアパケットが
RTCPパケットである場合、パケット分解手段は、マ
ルチメディアパケットからリアルタイムデータを隔離
し、RTCPジターエンジン234にそのデータを送信
する。
隔の変化の計測値である。別の定義では、ジターは、R
TPマルチメディアパケットフローの待ち時間の変化で
ある。RTPジターエンジン232は、メディアルータ
ー118を介したRTPマルチメディアパケットフロー
のジターを計測する。RTPマルチメディアパケット
が、RTPジターエンジン232に到達すると、タイマ
ーが開始され、そのマルチメディアフローの次のRTP
マルチメディアパケットが到達するまでタイマーは稼働
する。マルチメディアパケットの到着時間の間隔は、内
部パケットの間隔に参照される。二つの内部パケットの
間隔の偏差によって、ジター値が決定される。偏差は、
ジター値の中間値(“mean”)を生成し保存するため
の、偏差の集合に付加される。
は、RTCPヘッダー144(図3)において、ジター
値を備えている。従って、RTCPジターエンジン23
4がRTCPマルチメディアパケットを受信すると、R
TCPジターエンジン234は、RTCPヘッダーを分
解し、ジター値を取り除く。ジター計算は、特に、RT
Pジターエンジン232或いはRTCPジターエンジン
234のいずれか一つによって、配線によって行われる
ので、ジターの計算は、メディアルーター118におい
て、処理部が必ず必要な訳ではない。
ジターエンジン及びRTPジターエンジン232に送信
されると、パケット分解手段226は、また、RTCP
マルチメディアパケットからリアルタイムデータを隔離
し、そのデータを待ち時間エンジン236に送信する。
待ち時間エンジン236は、メディアルーター118か
ら終端点のRTCPマルチメディアパケット送信におい
て、待ち時間を計測する。おそらく、出暗転は、これに
限定されるものではないが、SIP電話などの通信手段
である。メディアルーター118と終端点との通信の対
象(subject)は、テストパケットである。送信された
テストパケットを受信する終端点は、終端点によってテ
ストパケットが受信された時刻と、テストパケットがメ
ディアルーター118によって送信された時刻とを比較
して、往復の飛行時間を決定する。往復の飛行時間の半
分は、マルチメディアパケット送信における待ち時間と
なる、片道の飛行時間と考えられる。
というよりも、RTCPパケットフォーマットが利用さ
れることを記載する。RTCPパケットフォーマットに
よって、送信元の(送信レポートから)タイムスタンプ
を取得し、ループしているテストパケット(の受信レポ
ートに)にタイムスタンプを設置することができ、ま
た、テストパケットのループにどれくらいの時間がかか
ったのかを判定することができる。
ターエンジン232に送信されると、RTPマルチメデ
ィアパケットは、また、損失パケット算出エンジン23
8に送信される。更に、損失パケット処理を参照して、
以下のようなステップを実行して、マルチメディアフロ
ーにおけるドロップしたパケット処理を成し遂げる。損
失パケット算出エンジン238はパケット分解手段22
6からシーケンス番号を受信し、そのシーケンス番号
が、FPGAメモリ183及び185に記憶された最大
シーケンス番号よりも大きい場合、損失パケット算出エ
ンジン238は、カウンターを一つあげる。損失パケッ
ト算出エンジン238は、最大値と受信したシーケンス
番号の違いだけカウンターをあげる。損失パケット算出
エンジン238がFPGAメモリ183及び185に記
憶された最大シーケンス番号よりも小さい場合、損失パ
ケット算出エンジン238は、カウンターを一つ下げ
る。損失パケットパケットヘッダー部140(図3)か
ら受信したシーケンス番号が、”とても遠い”最大シー
ケンス番号よりも離れている数字である場合、ホスト処
理部202によって予め定義されている様に、遅すぎて
いると認定され、シーケンス番号の損失パケット算出エ
ンジン238は、受信したシーケンス番号の増加、減少
を行わない。損失パケット算出エンジン238が算出す
るカウンター番号は、損失パケットの数を示している。
ルチメディアパケットをホスト処理部202へ送信し、
ホストに、取得した統計値にアクセスさせ、蓄積したあ
らゆるカウンターをクリアさせる。FPGA182及び
184は、マルチメディアパケットが継続して受信さ
れ、それぞれのクロック端においてFPGA182及び
184によって解析されるのが好ましい。
トワーク処理部162、164、166、168は、そ
れよりも多い或いは少ないネットワーク処理部がトラフ
ィック管理部172に接続されていても良いし、トラフ
ィック管理部172はそれ以上或いはそれ以下のポート
を備えていても良い。更に、メディアルーター118に
おいて、FPGA182及び184は、それ以上或いは
それ以下のFPGAを備えていても良い。
ゆる好ましい実施の形態は、単に実施の一例であり、単
に、本発明の本質を理解しやすくするものである。本発
明の本質及び主題からはずれることなく、上述した本発
明の実施の形態に、様々な変更及び改良が加えられても
良い。全てのこの変更及び改良は、この開示及び本発明
の範囲に含められ、特許請求の範囲により保護される。
われる通信ネットワークを示したブロック図である。
メディアルーターを追加した場合を示したブロック図で
ある。
したマルチメディアパケットの例を示すブロック図であ
る。
たブロック図である。
GAを示したブロック図である。
Claims (10)
- 【請求項1】受信したマルチメディアパケットに、ユー
ザ定義領域(145)と前記フロー識別領域(149)
備えるヘッダー(140)を加えることにより、前記受
信したマルチメディアパケットを複数の固定長セルに変
換する、少なくとも一つのネットワーク処理部(16
2)と、 マルチメディアフローレートを計測及び強化するトラフ
ィック管理部(172)と、 前記ネットワーク処理部において生成された前記マルチ
メディアフローの集合及び最小又は最大統計値を含む現
在の統計値の保存を含むマルチメディアフロー品質計測
サービスを、一つのフローについて実行するホスト処理
部(202)と、 少なくとも受信したマルチメディアパケットの一部をコ
ピーすることにより、前記受信したマルチメディアパケ
ットのコピーによって、計算エンジン列を介して前記統
計値の収集を実行する少なくとも一つのFPGA(プロ
グラム可能なゲートアレイ)(182)を備えることを
特徴とするマルチメディアパケットネットワーク(10
2)において統計値を収集するシステム。 - 【請求項2】前記受信したマルチメディアパケットは更
に、RTCPヘッダー(143)を備えており、 前記統計値を収集するシステムは、 前記システムに接続された所定の終端点を介して往復す
るように設計されたマルチメディアテストパケットと、
テストパケット送信時刻とを関連づけ、 前記マルチメディアテストパケットが往復して到着した
とき、テストパケット受信時刻とを関連づけ、 前記テストパケット送信時刻と前記テストパケット受信
時刻とをから往復時間を生成し、 前記往復時間から前記マルチメディアパケットの送信に
おける待ち時間を生成して、前記マルチメディアパケッ
トの送信における待ち時間を決定する待ち時間計算エン
ジン(236)を更に備えることを特徴とする請求項1
に記載のシステム。 - 【請求項3】前記受信したマルチメディアパケットは、
前記受信したマルチメディアパケットで保存されたシー
ケンス番号を含むRTPパケットヘッダー(142)を
更に備えており、 前記統計値を収集するシステムは、 前記シーケンス番号を受信し、前記シーケンス番号は保
存されたシーケンス番号の最大値より大きい場合、前記
最大値と受信した前記シーケンス番号との違いによっ
て、受信した前記シーケンス番号のカウンターをあげ、 前記シーケンス番号が、前記保存されたシーケンス番号
の最大値より小さい場合、前記カウンターの値は、損失
パケットの数にして、前記カウンターを下げて、損失パ
ケットの処理を供給する損失パケット算出エンジン(2
38)を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の
システム。 - 【請求項4】前記受信したマルチメディアパケットは、
ジター値を含むRTCPパケットヘッダー(143)を
更に備えており、 前記統計値を収集するシステムは、 前記RTCPパケットヘッダーを解剖し、RTCPジタ
ー値を削除することにより、RTCPジターを決定する
RTCPジターエンジン(234)を更に備えることを
特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項5】前記統計値を収集するシステムは、 第1のRTPマルチメディアパケットを受信したときに
タイマーを開始し、 前記第1のRTPマルチメディアパケットと同一のRT
Pマルチメディアフローから生成された第2のRTPマ
ルチメディアパケットを受信したときに前記タイマーを
停止し、 前記第1のRTPマルチメディアパケットと、前記第2
のマルチメディアパケットとの到着時刻の時間間隔を、
内部パケットの間隔として参照し、 前記RTPジター値を取得するために、二つの内部パケ
ットの間隔を偏差を決定することにより、RTPジター
値を決定するRTPジターエンジン(232)を更に備
えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項6】前記トラフィック管理部(172)は、前
記マルチメディアパケットが、マルチメディアパケット
フローに割り当てられた所定の帯域幅外である場合、適
切に放棄して、マルチメディアパケットをドロップし或
いは前記マルチメディアパケットをマークすることによ
り、予め決められたデータ送信レートの最大値を強化し
て、マルチメディアフローを計測及び強化を行うことを
特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項7】前記ヘッダー(140)は、更にVix−
V3ヘッダー(144)を備えていることを特徴とする
請求項1に記載のシステム。 - 【請求項8】受信したマルチメディアパケットと、到着
時刻を関連づけるステップと、 前記受信したマルチメディアパケットからフロー情報を
識別するステップと、少なくとも一つの統計計算エンジ
ンに、前記フロー情報を送信するステップと、 マルチメディアパケット送信における待ち時間、損失パ
ケット、RTPパケットのジター及びRTCPパケット
のジターのうち、少なくとも一つを含むマルチメディア
フローの統計値を決定するステップと、 前記マルチメディアフローの統計値を収集するステップ
とを備えることを特徴とするパケットネットワーク(1
02)における統計値を収集する方法。 - 【請求項9】前記マルチメディアパケット送信における
待ち時間を決定する場合、前記マルチメディアフローの
統計値を決定するステップは、 所定の終端点を介して往復するように設計されたマルチ
メディアテストパケットと、テストパケット送信時刻と
を関連づけるステップと、 往復して前記マルチメディアテストパケットが到着した
ときの、テストパケット受信時刻と関連づけるステップ
と、 前記テストパケット送信時刻と前記テストパケット受信
時刻とから往復時間を生成するステップと、 前記往復時間から前記マルチメディアパケットの送信に
おける待ち時間を生成するステップとを備えることを特
徴とする請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】マルチメディアパケット送信における前
記RTPパケットのジター及びRTCPパケットのジタ
ーを決定する場合、前記マルチメディアフローの統計値
を決定するステップは、 第1のマルチメディアパケットと、前記第1のマルチメ
ディアパケットに続いた第2のマルチメディアパケット
との到着時刻差から、複数の内部パケットの間隔を決定
するステップと、 前記複数の内部パケットの間隔から、統計値を決定する
ステップとを備えることを特徴とする請求項8に記載の
方法。
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