JP2004080267A

JP2004080267A - ネットワークサービスにおけるリソース割り当て方法およびこれを用いるリソース割り当て装置

Info

Publication number: JP2004080267A
Application number: JP2002236571A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Takeda; 武田　知典; Masahiro Goshima; 五島　正浩; Ichiro Inoue; 井上　一郎
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】適切な設備コストによるサービスネットワークの運用，カスタマ満足度の向上，全体最適設計の概念に基づくサービスネットワークのリソース配分などを実現可能な、ネットワークサービスにおけるリソース割り当て方法およびこれを用いるリソース割り当て装置を提供すること。
【解決手段】カスタマに契約した地点への通信路を提供するネットワークサービスにおける、サービス提供業者が運用するネットワークのリソース割り当て方法であって、ネットワークのノードの制御機能を実行するＣＰＵリソース，メモリリソースの各カスタマへの配分ルールとして、各カスタマに対して、最低保証，提供可能な最大限度ならびに優先度を規定し（２）、これに基づいてリソース配分を行う機能１２を備えたことを特徴とするリソース割り当て方法。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークサービスにおけるリソース割り当て方法およびこれを用いるリソース割り当て装置に関し、より具体的には、サービス提供業者によるカスタマへのサービス提供に際して、ネットワークノードの持つリソースのカスタマへの配分、特に制御プレーンのリソース配分に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の各カスタマへのリソース配分方法としては、データプレーンのリソース（帯域，キューなど）配分方法があるが、関連技術の進歩により、現在では、ＣＰＵやメモリを中心とする制御プレーンのリソース配分が関心の的となっている。特に、データプレーンに光パスを提供するオプティカルＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｐｒｉｖａｔｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＩＥＴＦ　ｄｒａｆｔ−ｏｕｌｄｂｒａｈｉｍ−ｐｐｖｐｎ−ｏｖｐｎ−ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−００．ｔｘｔ）では、提供する帯域が固定であるため、Ｌ３ＶＰＮ（ＩＥＴＦ　ＲＦＣ２５４７など）のようなパケットレベルでのＱｏＳ規定は必要ではなく、むしろ光パス設定を行う制御プレーンリソースの各カスタマへの配分が問題である。
【０００３】
また、カスタマが利用できる機能を選択するサービスは存在するが、このサービスでは各カスタマにリソースの利用量，頻度を厳密に制限することはできないという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来の技術における上述のような問題を解消し、適切な設備コストによるサービスネットワークの運用，カスタマ満足度の向上，全体最適設計の概念に基づくサービスネットワークのリソース配分などを実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明においては、複数のユーザ（カスタマ）の使用条件を基に、カスタマへのネットワークリソースの割り当てを制御することを特徴とする。より具体的に述べれば、以下の通りである。
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、カスタマに契約した地点への通信路を提供するネットワークサービスにおけるサービス提供業者が運用するネットワークのリソース割り当て方法であって、ネットワークのノードの制御機能を実行するＣＰＵリソース、メモリリソースの各カスタマへの配分ルールとして、各カスタマに対して、最低保証、提供可能な最大速度、ならびに優先度を規定し、リソース配分を行うことを特徴とするリソース割り当て方法が実現される。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、さらに、前記ネットワークのノードの制御機能を実行するＣＰＵリソース，メモリリソースの各カスタマへの配分比率を規定し、前記優先度が同一である場合、前記比率によりリソースの配分を行うことを特徴とするリソース割り当て方法が実現される。
【０００８】
ここで、前記制御機能を、シグナリングにより前記通信路を設定する機能とすること、前記制御機能を、ルーティングによりネットワークのリソース情報を収集する機能とすること、前記制御機能を、アクセス制限によりシグナリング時の接続要求先の許可確認を行う機能とすること、さらに、前記制御機能を、ディスジョイント経路計算により、主経路の障害と同時に障害が起きないような予備経路の算出を行う機能とすることが有効である。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、各カスタマが実際に利用したＣＰＵリソース量，メモリリソース量を観測し、この観測結果に基づいてリソース使用料金の計算を行うことを特徴とするリソース割り当て方法が実現される。
また、本発明の第４の態様によれば、各カスタマの制御およびデータプレーンに関するリソース要求に基づきネットワークの最適設計を行い、前記ネットワークの最適設計を各カスタマへのＣプレーン課金体系およびＵプレーン課金体系に反映し、リソース割り当てを最適化することを特徴とするリソース割り当て方法が実現される。
【００１０】
また、本発明に係るリソース割り当て方法は、これをコンピュータ制御によって実行させることが可能であり、本発明の権利範囲は、そのような実施形態に用いられる前記方法のプログラム、さらには、このプログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体にも及ぶことはいうまでもない。
【００１１】
一方、本発明は、上述のリソース割り当て方法を用いるリソース割り当て装置としても具体化可能である。すなわち、本発明の第７の態様によれば、カスタマに契約した地点への通信路を提供するネットワークサービスにおける、サービス提供業者が運用するネットワークのリソース割り当て装置であって、ネットワークのノードの制御機能を実行するＣＰＵリソース，メモリリソースの各カスタマへの配分ルールとしての、少なくとも、各カスタマに対して、最低保証，提供可能な最大限度ならびに優先度の規定を有し、これに基づいて各カスタマごとにリソース配分を行うリソース割り当て機能部を有することを特徴とするリソース割り当て装置が実現される。
【００１２】
ここで、前記制御機能を、シグナリングにより前記通信路を設定する機能とすること、前記制御機能を、ルーティングによりネットワークのリソース情報を収集する機能とすること、前記制御機能を、アクセス制限によりシグナリング時の接続要求先の許可確認を行う機能とすること、さらに、前記制御機能を、ディスジョイント経路計算により、主経路の障害と同時に障害が起きないような予備経路の算出を行う機能とすることが有効であることは、リソース割り当て方法の場合と同様である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す好適実施例に基づいて、詳細に説明する。なお、以下の図面では、本発明を実現する上で同じ機能を持つ構成要素には、同じ符号・番号を付与する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るネットワークサービスにおけるリソース割り当てシステムの構成と機能を説明する図であって、１はサービス提供者のノード、１１は制御プレーンリソース（ＣＰＵ，メモリ）、１２はリソース割り当て機能、１３は制御機能、１４は制御機能実行受付機能、１５はＤＢ設定機能、１６は各カスタマへのサービス提供状況を格納するデータベース（ＤＢ）、２はリソース利用量の規定をそれぞれ示す。
【００１５】
本実施形態に係るリソース割り当てシステムにおいては、図１で、２に示すように、サービス提供者のノード１が提供するカスタマ、例えばカスタマＡに対する使用可能な最大限度と使用を保証する最低のリソースを規定する。カスタマＡに対して規定したノードのリソース使用条件は、サービス提供者のノードのリソース割り当て機能１２によりノードのデータベース１６に格納される。
【００１６】
従って、カスタマＡは、ノードリソースを最低保証から最大限度の範囲で、規定された優先度またはリソース配分比率に応じて自由に使用することができる。優先度の高いカスタマへ順次リソースが割り当てられ、カスタマＡへのリソース配分量は、カスタマＡへの最低保証量に加え、カスタマＡへの優先度より高い優先度をもつカスタマへの割り当てが終了した後の、残りのリソースから、カスタマＡが必要とする量となる。また、カスタマ間で優先度が同じであるが、リソース配分比率が規定されている場合、カスタマＡへのリソース配分量は、カスタマＡへの優先度より高い優先度をもつカスタマへの割り当てが終了した後、（ノードのもつ余剰リソース）に（カスタマＡへの配分比率）をかけ、更に、（カスタマＡと同じ優先度をもつカスタマのうち、リソースを必要とするカスタマの配分比率の和）で上限が与えられ、この値と最大限度ならびにカスタマＡが必要とする量のうち、最も小さい値となる。
【００１７】
本実施形態に係るネットワークにおけるリソース割り当てシステムは、上述のような構成になっているので、以下に詳述するように、ネットワークノードの限られた制御プレーンリソースを、必要とするカスタマに効率的に割当てることができ、カスタマ満足度の向上が得られる。
【００１８】
図２は、本本実施形態に係るネットワークサービスにおけるリソース割り当て方法の流れを示すものである。まず、ＤＢ設定機能１５により、ＤＢ１６にカスタマごとの最低保証リソース量，｛優先度，比｝を設定する。ここで、｛優先度，比｝とは、優先度のみの場合（請求項１）と、優先度と比を組み合わせる場合（請求項２）のどちらかを意味する。
【００１９】
その後、制御機能実行受付機能１４により、外部からの制御機能の実行要求があるかどうかを判断する（ステップ２１）。外部からの制御機能の実行要求として、例えば、カスタマからのパス設定要求がある。外部からの制御機能の実行要求があった場合、制御機能を実行する（ステップ２２）。制御機能の実行がある場合には、制御機能ごとに、制御機能が終了したか（ステップ２３）、リソースの増加が必要か（ステップ２４）、の判断を行う。
【００２０】
リソース増加が必要な場合（例えば、計算を多く必要とするルーチンに処理が移った場合）、リソース割り当て機能１２により、当該カスタマに対して、リソース増加が可能かどうか判断を行い（ステップ２５）、可能な場合には、リソースを増加させる（ステップ２６）。一方、制御が終了した場合は、リソースを解放し（ステップ２７）、制御の実行を終了する（ステップ２８）。
【００２１】
図３は、本発明の他の実施形態に係るネットワークサービスにおけるリソース割り当て方法の機能を説明する図であって、１７はリソース利用監視機能、１８は料金計算機能である。
【００２２】
図３で、サービス提供者ノードの有するリソース利用監視機能１７は、実際にカスタマが利用するリソース量を観測し、観測結果をデータベース１６に格納する。カスタマのリソース利用が終了すると、本実施形態に係るノードの持つ料金計算機能１８は、データベース１６に格納されたカスタマのリソース利用結果のデータに基づき、リソース料金を計算する。
【００２３】
本実施形態に係るネットワークサービスにおけるリソース割り当て方法は、以上のような構成としているので、サービス提供者は、サービスメニューに応じた課金を行うことができ、カスタマによる制御プレーンのリソース利用を適切に制御できる。従って、収入に応じた設備配置が可能になる。
【００２４】
図４（ａ）〜図４（ｄ）は、データプレーンリソースの割り当てを考慮した、本実施形態に係るネットワークサービスにおけるリソース割り当ての最適化を説明する図であって、図４（ａ）は、例としてカスタマＡ，Ｂ，Ｃの制御プレーンリソースの使用量に対するデータプレーンリソースの使用量のモデルを示す図、図４（ｂ）は各カスタマの制御プレーンリソースの使用量に対するデータプレーンリソースの使用量の合計を示す図、図４（ｃ）は各カスタマが使用するデータプレーンリソースと制御プレーンリソースを合計したネットワークコストを示す図、図４（ｄ）は本実施形態に係るネットワークサービスにおけるリソース割り当て方法による各カスタマへのリソースを最適に割り当てたときの各カスタマのリソース使用料をそれぞれ示す。
【００２５】
カスタマＡ，Ｂ，Ｃの制御プレーンリソースの使用量に対するデータプレーンリソースの使用量が、図４（ａ）に示すようになっているとすると、全カスタマについては図４（ｂ）にしめすようになる。ここで、データプレーンリソース，制御プレーンリソースの価格は、それぞれの量に対して一意に決定されるものと仮定すると、ネットワークサービス提供者のネットワークコストは、図４（ｃ）に示すように、▲１▼＋▲２▼で表わされる。また、各カスタマが、負担することになる使用量に基づく課金額（使用料）は、図４（ｄ）に示すようになる。
【００２６】
図４（ｄ）から、本実施形態に係るネットワークサービスにおけるリソース割り当て方法によれば、各カスタマの制御プレーンリソースの割り当てに応じたリソース使用料に、データプレーンリソースの割り当てに応じたリソース使用料を組み合わせた最適なネットワーク設計およびリソース割り当てが可能なことがわかる。
【００２７】
なお、上記実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこれに限定されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、適宜の変更・改良を行ってもよいことは、いうまでもない。
【００２８】
例えば、前記制御機能として、シグナリングにより前記通信路を設定する機能，ルーティングによりネットワークのリソース情報を収集する機能，アクセス制限によりシグナリング時の接続要求先の許可確認を行う機能，ディスジョイント経路計算により、主経路の障害と同時に障害が起きないような予備経路の算出を行う機能とすることにより、本発明に係るリソース割り当て方法をより効果的に実行することが可能になる。
【００２９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によるネットワークサービスにおけるリソース割り当て方法は、各カスタマに割り当てる制御プレーンリソースの最低保証および最大利用限度を規定し、各カスタマに付与する優先度または配分比により制御プレーンリソースを各カスタマに割り当てるので、カスタマ満足度の向上，効率的設備配置，最適なネットワーク設計およびリソース割り当てが可能となるという顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるネットワークサービスにおけルリソース割り当て方法の構成と機能を説明する図である。
【図２】本発明によるネットワークサービスにおけるリソース割り当て方式のフローを説明する図である。
【図３】本発明によるネットワークサービスにおけるリソース割り当て方式を用いた効率的設備配置の機能を説明する図である。
【図４】
（ａ）は各カスタマのデータプレーンリソース使用量のモデルを例示する図、（ｂ）は各カスタマのデータプレーンリソース使用量の合計を示す図、（ｃ）は各カスタマが使用するデータプレーンリソースと制御プレーンリソースを合計したネットワークコストを示す図、また、（ｄ）は本発明によるリソース割り当て方法を用いたりソース最適割り当ての場合の各カスタマのリソース使用料を示す図である。
【符号の説明】
１　サービス提供者のノード
１１　制御プレーンリソース
１２　リソース割り当て機能
１３　制御機能
１４　制御機能実行受付機能
１５　ＤＢ設定機能
１６　データベース（ＤＢ）
１７　リソース利用監視機能
１８　料金計算機能
２　リソース利用量の規定

Claims

カスタマに契約した地点への通信路を提供するネットワークサービスにおける、サービス提供業者が運用するネットワークのリソース割り当て方法であって、
ネットワークのノードの制御機能を実行するＣＰＵリソース，メモリリソースの各カスタマへの配分ルールとして、各カスタマに対して、最低保証，提供可能な最大限度ならびに優先度を規定し、これに基づいてリソース配分を行うことを特徴とするリソース割り当て方法。
さらに、前記ネットワークのノードの制御機能を実行するＣＰＵリソース，メモリリソースの各カスタマへの配分比率を規定し、前記優先度が同一である場合に、前記比率に基づいてリソースの配分を行うことを特徴とする請求項１に記載のリソース割り当て方法。
さらに、各カスタマが実際に利用したＣＰＵリソース量，メモリリソース量を観測し、この観測結果に基づいてリソース使用料金の計算を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のリソース割り当て方法。
さらに、制御機能を実行する制御プレーンリソース、および主データを転送するデータプレーンリソースの各カスタマの要求に基づきネットワークの最適設計を行い、前記ネットワークの最適設計を各カスタマへの制御プレーン課金体系およびデータプレーン課金体型に反映し、リソース割り当てを最適化することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリソース割り当て方法。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のリソース割り当て方法を、コンピュータによる制御で実現するためのプログラム。
請求項５に記載のリソース割り当て方法のプログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
カスタマに契約した地点への通信路を提供するネットワークサービスにおける、サービス提供業者が運用するネットワークのリソース割り当て装置であって、
ネットワークのノードの制御機能を実行するＣＰＵリソース，メモリリソースの各カスタマへの配分ルールとして、少なくとも、各カスタマに対して、最低保証，提供可能な最大限度ならびに優先度の規定を有し、これに基づいて各カスタマごとにリソース配分を行うリソース割り当て機能部を有することを特徴とするリソース割り当て装置。
前記リソース割り当て機能部は、さらに、前記ネットワークのノードの制御機能を実行するＣＰＵリソース，メモリリソースの各カスタマへの配分比率の規定を有し、前記優先度が同一である場合に、前記比率に基づいてリソースの配分を行う機能を有することを特徴とする請求項７に記載のリソース割り当て装置。
前記リソース割り当て機能部は、さらに、各カスタマが実際に利用したＣＰＵリソース量，メモリリソース量を観測し、前記観測に基づいてリソース使用料金の計算を行う機能を有することを特徴とする請求項７または８に記載のリソース割り当て装置。
前記リソース割り当て機能部は、さらに、制御機能を実行する制御プレーンリソース、および主データを転送するデータプレーンリソースの各カスタマの要求に基づきネットワークの最適設計を行い、前記ネットワークの最適設計を各カスタマへの制御プレーン課金体系およびデータプレーン課金体型に反映し、リソース割り当てを最適化する機能を有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のリソース割り当て装置。