JP2004140541A - Communication system - Google Patents

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JP2004140541A
JP2004140541A JP2002302481A JP2002302481A JP2004140541A JP 2004140541 A JP2004140541 A JP 2004140541A JP 2002302481 A JP2002302481 A JP 2002302481A JP 2002302481 A JP2002302481 A JP 2002302481A JP 2004140541 A JP2004140541 A JP 2004140541A
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Hiroshi Watanabe
渡邉 ひろし
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication system for dynamically reassigning a value of a transmission band exclusively used by each application on a network depending on a band in use by each application when part of paths on the network becomes not available. <P>SOLUTION: The communication system wherein a transmission band on a path of network existing between a server and clients is assigned to an application provided from the server to the clients, is configured such that the transmission band of the application to which the transmission band has been assigned before occurrence of a fault on a path having no fault when a new transmission band on the path having no fault is newly assigned to the application to which the transmission band has been assigned on a path whose communication is disabled due to the occurrence of the fault. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムに関し、特に、IPを用いたネットワーク(以下、「IPネットワーク」という。)上で、映像配信や双方向映像通信などのような主としてストリーミングによるアプリケーションを提供する際に、各アプリケーションがそれぞれ一定値の伝送帯域をそれぞれ専有する通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
IPネットワーク上で提供されるサービスの中心は、現在、電子メールやWebの視聴である。このため、IPネットワークの通信システムの中心は、現在、これらサービスを提供するのに適しているベストエフォート型である。
【0003】
しかしながら、アクセス網の高速化により、TV電話やVoD(Video on Demand)配信などといったブロードバンドを活用するサービスが徐々に展開してきているため、今後は、このブロードバンドを活用するサービスを実現するアプリケーション(たとえば、ストリーミングを主体とするアプリケーションなど)の使用頻度がIPネットワーク上で高まっていくものと想定される。
【0004】
したがって、今後は、IPネットワークの通信システムの中心が、ブロードバンドを活用するサービスを実現するアプリケーションに適した通信システム、すなわち、ネットワークにおいて各アプリケーションが伝送帯域をそれぞれ専有する通信システムに徐々に移行するものと想定される。
【0005】
このような通信システムとしては、たとえば、特許文献1に記載の通信システムが知られているが、この特許文献1に記載の通信システムなどは、従来、IPネットワーク上でDiffserv(Differentiated services)・MPLS(Multi Protocol Label Switching)などの技術を応用することにより、実現されてきた。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−111714号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Diffserv・MPLSなどの技術により実現される従来の通信システムには、次のような問題があった。
【0008】
すなわち、ネットワークにおいては、不慮の障害などにより、一部の経路(たとえば、ルータとルータの間)が使用不能となり、このため、特定のアプリケーションが、あらかじめ割り当てられていた伝送帯域を専有できなくなる場合がある。
【0009】
したがって、この場合は、ネットワーク上の別の経路(迂回経路)上で各アプリケーションに伝送帯域の新たな割り当てを行わなければならないが、Diffserv・MPLSなどの技術により実現される上記従来の通信システムでは、この伝送帯域の新たな割り当てを有効に行うことができないという問題があった。
【0010】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、ネットワーク上で一部の経路が使用不能となった場合に、各アプリケーションがネットワーク上で専有している伝送帯域の値を各アプリケーションの使用帯域に応じて動的に割り当て直す通信システム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】
本発明によれば、上記課題は前記特許請求の範囲に記載の手段により、解決される。
【0012】
すなわち、請求項1に記載の発明は、サーバからクライアントに提供されるアプリケーションに対して、サーバとクライアントとの間に存在するネットワークの経路上の伝送帯域が割り当てられる通信システムであって、発生した障害により通信を行うことが不可能になった経路上の伝送帯域を割り当てられていたアプリケーションに対して前記障害が発生していない経路上の伝送帯域が新たに割り当てられる際に、前記障害が発生していない経路上で前記障害の発生前から伝送帯域を割り当てられているアプリケーションの伝送帯域が変更される、ことを特徴とする通信システムである。
【0013】
請求項2に記載の発明は、サーバからクライアントに提供されるアプリケーションに対して、ネットワークの各経路上における伝送帯域が事前割当帯域として障害発生前にあらかじめ割り当てられ、前記ネットワークの各経路上に、前記アプリケーションが使用できない予備帯域が設けられ、前記アプリケーションについて、ネットワークで障害が発生していない時に使用する平常経路および当該平常経路で障害が発生した時に使用する迂回経路が前記障害発生前にあらかじめ設定され、ネットワークで障害が発生した場合に、ある経路を障害発生時に平常経路として使用するアプリケーションの前記事前割当帯域および前記ある経路を障害発生時に迂回経路として使用するアプリケーションの前記事前割当帯域に基づいて、前記ある経路での前記事前割当帯域の総計である総割当帯域(z)と前記障害が発生した経路での予備帯域(w)の一部との合計値(z+αw; 0<α≦1)を比例配分して割当帯域zi_fが演算され、当該演算した割当帯域(zi_f)が前記平常経路として使用するアプリケーションおよび前記迂回経路として使用するアプリケーションにそれぞれ割り当てられる、ことを特徴とする通信システムである。
【0014】
請求項2に記載の発明によれば、事前使用帯域を超えない範囲でアドミッション制御を行うことができる。また、請求項2に記載の発明によれば、平常経路に障害が発生した直後に、新たに割当帯域を決定できる。
【0015】
請求項3に記載の発明は、サーバからクライアントに提供されるアプリケーションに対して、ネットワークの各経路上における伝送帯域が事前割当帯域として障害発生前にあらかじめ割り当てられ、前記ネットワークの各経路上に、前記アプリケーションが使用できない予備帯域が設けられ、前記アプリケーションについて、ネットワークで障害が発生していない時に使用する平常経路および当該平常経路で障害が発生した時に使用する迂回経路が前記障害発生前にあらかじめ設定され、ネットワークで障害が発生した場合に、ある経路を障害発生時に平常経路として使用するアプリケーションの前記事前割当帯域および前記ある経路を障害発生時に迂回経路として使用するアプリケーションの前記事前割当帯域に基づいて、前記ある経路での前記事前割当帯域の総計である総割当帯域(z)と前記障害が発生した経路での予備帯域(w)の一部との合計値(z+αw; 0<α≦1)を比例配分して割当帯域(zi_f)が演算され、前記ある経路を迂回経路とするアプリケーションに対しては、前記割当帯域(zi_f)の前記ある経路における合計値(Σzi_f)と、障害発生時に前記ある経路を平常経路とするアプリケーションが使用中の伝送帯域である使用帯域(x)から前記割当帯域(zi_f)を差し引いた値の前記ある経路における合計値(Σ(x−zi_f))と、を前記総割当帯域(z)と前記予備帯域(w)との一部の合計値(z+αw; 0<α≦1)から差し引いた伝送帯域(z+αw −(Σzi_f)−Σ(x−zi_f))が、障害発生前の割当帯域に基づいて比例配分させて割り当てられ、他方、前記障害が発生した経路を平常経路とするアプリケーションのうち前記割当帯域(zi_f)を越えて伝送帯域を使用中のアプリケーションに対しては、使用中の伝送帯域である使用帯域(x)が割り当てられ、前記障害が発生した経路を平常経路とするアプリケーションのうち前記割当帯域(zi_f)以下の伝送帯域を使用中のアプリケーションに対しては、前記割当帯域(zi_f)が割り当てられ、一定時間毎に、前記合計値(Σ(x−zi_f))を計算し、当該合計値が0になるまで、前記割り当てが繰り返えされる、ことを特徴とする通信システムである。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。
【0017】
本発明の実施の形態に係る通信システムは、たとえば、IPネットワークで実現することができ、このIPネットワーク上には、図1に示すように、サーバ(AP#1〜AP#N用サーバ)と、クライアント(AP#1〜AP#N用クライアント)と、アドミッション制御装置とが存在する。
なお、「AP」とは、アプリケーションの略であるが、これらの実体は、ビデオ配信、TV電話などを実現するアプリケーションである。そして、これらアプリケーションは、同一のストリーミング系アプリケーションである場合(たとえば、AP#1とAP#2とが、ともにビデオ配信を実現するアプリケーションである場合)もあるが、互いに異なるアプリケーションである場合(たとえば、AP#1がビデオ配信を実現するアプリケーションであり、AP#2がTV電話を実現するアプリケーションである場合)もある。
【0018】
サーバ(AP#1〜AP#N用サーバ)とクライアント(AP#1〜AP#N用クライアント)との間には、複数の経路(経路A、経路B)が存在し、サーバからクライアントに提供される各アプリケーション(AP#1〜AP#N)は、この複数の経路(経路A、経路B)における使用可能な伝送帯域を専有する。
なお、本実施の形態は、説明を簡単にするために経路の数を2つにするが、本発明は、経路の数を2つに限定するものではない。
【0019】
ここで、本明細書においては、あるアプリケーションにネットワーク上で一定の伝送帯域を専有させることを、そのアプリケーションに伝送帯域を割り当てると称する。
【0020】
アドミッション制御装置は、各アプリケーション(AP#1〜AP#N)のネットワーク上での使用帯域を管理し、この管理する使用帯域に基づき、各アプリケーションに新たな伝送帯域を専有させるかどうかの許可・不許可の制御を行う。
【0021】
なお、各経路(経路A、経路B)には、どのアプリケーション(AP#1〜AP#N)も使用することができない予備帯域が設けられているものとする。
また、各ノード(ルータ、レイヤ3スイッチなど)間の伝送帯域を専有する具体的な手法については、たとえば、Diffservなどの既存の技術を利用するものとする。
【0022】
図2は、図1のIPネットワーク上の経路でネットワーク障害が発生した様子を示す図である。
【0023】
図2に示すように、本発明の実施の形態に係る通信システムにおいては、IPネットワーク上のある経路(たとえば、経路A)でネットワーク障害が発生した場合、アドミッション制御装置が、この経路A上で伝送帯域を専有していたアプリケーション(AP#1〜AP#M)に、ネットワーク上の別の経路(たとえば、経路B)で新たな伝送帯域を専有させる。
【0024】
アドミッション制御装置は、アプリケーション(AP#1〜AP#M)が新たに専有する伝送帯域の値を以下のような手法で決定する。
【0025】
・ 経路Bにおいて新たに割り当てる伝送帯域の総伝送帯域値をネットワーク障害が発生する前に各アプリケーション(AP#1〜AP#N)が経路Aまたは経路Bで専有していた伝送帯域に従って比例配分したものを、各アプリケーション(AP#1〜AP#N)の最終的な割当帯域とする。
・ 割り当てる伝送帯域の総伝送帯域値を、経路Bで障害発生前に専有されていた伝送帯域と経路Bの予備帯域の伝送帯域値の何割かとの合計値とする。
・ 経路Aにおけるネットワーク障害発生前から経路Bを使用していたアプリケーション(AP#M+1〜AP#N)が、新たに割り当てられた伝送帯域値以上の伝送帯域を当該ネットワーク障害発生前に使用していた場合には、これらのアプリケーション(AP#M+1〜AP#N)に対しては、その使用していた伝送帯域をそのまま割り当てる。
・ 上記した伝送帯域の新たな割り当てを、この新たな割り当てから一定時間経過した後に、すべてのアプリケーション(AP#1〜AP#N)の割当帯域が最終割当帯域に収束するまで、定期的に(もしくは不定期に)繰り返えす。
【0026】
図3は、本発明の実施の形態に係る通信システムにおけるアドミッション制御装置の動作を詳細に説明する図である。以下、図3を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る通信システムにおけるアドミッション制御装置の動作を説明する。
【0027】
なお、以下では、すべてのアプリケーションに対して平常経路と同量の帯域を準備することが困難な場合を想定し、あらかじめ予備の帯域を準備し、障害発生時に迂回ルートの帯域の増分として利用する場合について説明する。
【0028】
[▲1▼各アプリケーションへの事前割当帯域の設定]
上記したように、本発明の実施の形態に係る通信システムは、複数のルータおよびノードで構成されたIPネットワークで実現される。このIPネットワークにおいては、サーバ・クライアント型でサービス(アプリケーション(AP#1〜AP#N))が提供されている。
【0029】
サーバ・クライアント間には、複数の経路(経路A、経路B)が存在する。各々の経路(経路A、経路B)には、サービス(アプリケーション(AP#1〜AP#N))がそれぞれ割り当てられている。
【0030】
ここで、経路Aには、AP#1、AP#2、AP#3、〜AP#M(Mは正の整数)までM個のアプリケーションが割り当てられているものとする。
【0031】
また、k番目のアプリケーションAP#kには、zk_iの帯域が事前に割り当てられているものとし、またある時刻tでの使用帯域をx(t)とする。
【0032】
また、経路Aの全体の帯域Tのうち、AP#1〜AP#Mに割り当てられていない帯域をWA_iとする。この帯域WA_iは、通常、AP#1〜AP#Mが使用することはできない。
【0033】
そして、AP#1〜AP#Mの事前割当帯域の合計をZA_iとする。
【0034】
したがって、以下の式が成り立つ。
【数1】

Figure 2004140541
【0035】
経路Bには、AP#M+1〜AP#NまでのN−M個のアプリケーションが事前に割り当てられているものとする。
【0036】
また、l番目のアプリケーションAP#lには、zl_i の帯域が事前に割り当てられているものとし、ある時刻tでの使用帯域をx(t)とする。
【0037】
また、経路Bの全体の帯域Tのうち、AP#M+1〜AP#Nに割当てられていない帯域をWB_iとする。この帯域WB_iは通常、AP#M+1〜AP#Nが使用することはできない。
【0038】
そして、AP#M+1〜AP#Nの事前割当帯域の合計をZB_iとする。
【0039】
したがって、以下の式が成り立つ。
【数2】
Figure 2004140541
【0040】
[▲2▼ネットワーク障害の発生]
次に、経路Aにネットワーク障害が発生し、通信が不能になったとする。このとき、アドミッション制御装置は、経路Aの伝送帯域を専有して使用できるように設定されていたアプリケーション(AP#1〜AP#M)が、経路Bの伝送帯域を専有して使用できるように設定しなおすものとする。
したがって、AP#1〜AP#Mにとっては、経路Bが迂回経路となる。
【0041】
[▲3▼各アプリケーションに対する最終割当帯域の算出]
経路Aで障害が発生した時点で、経路Bで提供されていたアプリケーション(AP#M+1〜AP#N)の帯域値を確保しつつ、経路Aで提供されていたアプリケーション(AP#1〜AP#M)に対して伝送帯域が逐次割り当てられていく。
【0042】
経路Aと経路BのアプリケーションAP#1〜AP#Nで経路Bの帯域T+αWを比例配分する(ここでαは、0 < α≦ 1.0。 )。各々のアプリケーション(AP#1〜AP#N)の最終の割当帯域は、以下のように表される。
【数3】
Figure 2004140541
【数4】
Figure 2004140541
【0043】
[▲4▼割当可能帯域の検証]
ここで、障害発生前から経路Bを使用していたAP#l(M+1≦l≦N)については使用中の帯域が維持される。これらAP#l(M+1≦l≦N)に割り当てた伝送帯域は、サービス終了時(たとえば、TV電話であれば、回線断後)に変動される。したがって、提供中のサービスの品質は保証される。
【0044】
そして、経路Aに障害が発生した時刻tにAP#M+1〜AP#Nの帯域使用状況を検知し、空き帯域をAP#1〜AP#Mに割り当てる。
経路BでAP#l[M+1≦l≦N]が使用中の伝送帯域(使用帯域)x(t)は以下のいずれかに該当する。
(1) 使用帯域x(t)が再配分後の最終割当帯域zl_f 以下の場合、すなわち、
【数5】
Figure 2004140541
の場合、AP#lの時刻tの割当帯域z(t)をzl_fとする。
(2) 使用帯域x(t)が再配分後の最終割当帯域zl_f より大きい場合、
【数6】
Figure 2004140541
の場合、AP#lの時刻tの割当帯域z(t)をx(t)とする。
【0045】
各AP#l[M+1≦l≦N]に対して、(1)〜(2)のいずれに該当するか判別して、AP#M+1〜AP#Nで使用していない帯域のうち、新たにAP#1〜AP#Mで使用できる帯域を見積もる。
【0046】
ここで(2)より、
【数7】
Figure 2004140541
が、AP#l[M+1≦l≦N]が最終割当帯域を超過して使用している帯域である。
【0047】
また、AP#1〜AP#Nに対して最終割当帯域ZA_fの合計は、
【数8】
Figure 2004140541
【0048】
となるが、AP#1〜AP#Nの時刻tにおける割当帯域z(t)は、
【数9】
Figure 2004140541
となる。
【0049】
[▲5▼帯域割当の継続]
次に、上記▲4▼の手順を、ある時間ごとに繰り返す。ここでは説明の簡略化のため、一定時間間隔Δt毎に繰り返すものとする。すなわち、以下のような手順となる。
【0050】
時刻t+nΔt (nは正の整数)において、経路Bで使用中のAP#l[M+1≦l≦N]の使用帯域x(t+nΔt )は以下のいずれかに該当する。
【0051】
(3) 使用帯域x(t+nΔt)が再配分後の最終割当帯域zl_f以下の場合、すなわち、
【数10】
Figure 2004140541
の場合、AP#lの時刻t+nΔtの割当帯域z(t+nΔt )をzl_fとする。
(4) 使用帯域x(t+nΔt )が再配分後の最終割当帯域zl_fより大きい場合、
【数11】
Figure 2004140541
の場合、AP#lの時刻t+nΔtの割当帯域z(t+nΔt)をその時点での割当帯域、すなわち、x(t+nΔt)とする。
【0052】
各AP#l[M+1≦l≦N]に対して、(3)〜(4)のいずれに該当するか判別して、AP#M+1〜AP#Nで使用されていない帯域の内、新たにAP#1〜AP#Mで使用できる割当帯域を算出する。
【0053】
ここで(2)より、
【数12】
Figure 2004140541
が、AP#l[M+1≦l≦N]が最終割当帯域を超過して使用している帯域である。
【0054】
また、AP#1〜AP#Mの時刻t+nΔtにおける割当帯域z(t+nΔt)は、
【0055】
【数13】
Figure 2004140541
となる。
【0056】
[▲6▼帯域割当手順の終了]
各AP#1〜AP#Nの割当帯域zが最終割当帯域zl_fと同じになった時点で、帯域割当作業は終了する。
【0057】
図4は、本発明の実施の形態に係る通信システムにおけるアドミッション制御装置の動作の一例を説明する図である。
【0058】
アドミッション制御装置は、各アプリケーション(AP#1〜AP#5)に対して事前割当帯域としての伝送帯域を経路Aおよび経路Bで以下のように割り当てているものとする。
【0059】
経路A(総伝送帯域はT=100Mbps、総事前割当帯域ZA_i=80Mbpsとする)
AP#1(TV電話サービスA 1呼あたり2Mbps) z1_i = 40Mbps(20呼分接続可能)
AP#2(TV電話サービスB 1呼あたり1Mbps) z2_i = 20Mbps(20呼分接続可能)
AP#3(TV電話サービスC 1呼あたり0.5Mbps)z3_i = 20Mbps(40呼分接続可能)
なお、残り20Mbpsに関しては、各アプリケーション#1〜3がこの時点では使用不可能な、予備の帯域とする。
【0060】
経路B(総伝送帯域TB =100Mbps、総事前割当帯域ZA_i=80Mbpsとする)
AP#4(VoDサービスA 1ストリームあたり0.5Mbps) z4_i = 40Mbps(80ストリーム分接続可能)
AP#5(VoDサービスB 1ストリームあたり1Mbps) z5_i = 40Mbps(40ストリーム分接続可能)
なお、残り20Mbpsに関しては、各アプリケーション#4、5がこの時点では使用不可能な帯域である予備の帯域とする。
【0061】
ここで、ネットワーク障害発生直前の時点tでの各アプリケーションの使用帯域は、
AP#1  x(t) =30Mbps(15呼分接続)
AP#2  x(t) =20Mbps(20呼分接続)
AP#3  x(t) =10Mbps(20呼分接続)
AP#4  x(t) =30Mbps(60ストリーム分接続)
AP#5  x(t) =30Mbps(30ストリーム分接続)
であったとする。
【0062】
上記のような状況で、経路Aにネットワーク障害が発生し、AP#1〜AP#3がこの経路Aで伝送帯域を使用できなくなったとする。このとき、アドミッション制御装置は、経路Aで伝送帯域を専有していたAP#1〜AP#3に対して経路Bにおいて新たな伝送帯域を以下のようにして割り当てる。
【0063】
アドミッション制御装置は、経路BでAP#4およびAP#5で確保していた帯域の80Mbpsと、AP#4およびAP#5で使用していなかった帯域20Mbpsのうち10Mbpsの合計90Mbpsを、障害発生前の事前確保帯域に基づいて比例配分してAP#1〜AP#5に割り当てるものとする。
【0064】
すなわち、90Mbpsを当初の事前確保帯域の比 40:20:20:40:40=2:1:1:2:2 で割り当てるので、AP#1〜AP#5に対して最終的に割り当てられる各伝送帯域(最終割当帯域)は、
AP#1  z1_f =22.5Mbps
AP#2  z2_f =11.25Mbps
AP#3  z3_f =11.25Mbps
AP#4  z4_f =22.5Mbps
AP#5  z5_f =22.5Mbps
となる。
【0065】
しかしながら、直ちにこの最終割当帯域を実行すれば、あるアプリケーションに対しては、使用可能となる伝送帯域が減少し、使用中の呼やサービスなどが中断されてしまうケースが想定される。そこで、アドミッション制御装置は次のような動作を行うものとする。
【0066】
経路Aで障害発生したときに、経路Bでは、AP#4が30Mbps、AP#5が30Mbpsの帯域を使用中である。したがって、この時点で各々のAPの使用帯域は最終割当帯域を超過しているが、このAP#4およびAP#5の帯域は確保されるものとする。
すなわち、この時点tでの各々の割当帯域は、AP#4が30MbpsおよびAP#5が30Mbpになる。
【0067】
一方、AP#1〜AP#3に対しては、合計45Mbpsの帯域が最終的に割り当てられることになるが、この時点ではAP#4とAP#5とが最終割当帯域を超過して合計60Mbpsを使用中であるため、30Mbps(=90−60)がAP#1〜AP#3に割り当てられる。
すなわち、この時点での割当帯域は、AP#1が15Mbps、AP#2が7.5 Mbps、AP#3が7.5Mbps、となる。
【0068】
アドミッション制御装置は、AP#4およびAP#5に関しては当面、最終割当帯域の22.5Mbpsを参照値としてアドミッション制御を行う。また、アドミッション制御装置は、AP#1〜AP#3に関しては15Mbps、7.5Mbps、7.5Mbpsを基準としてアドミッション制御を行う。
【0069】
次に、一定時間経過後の時刻tにおけるAP#4およびAP#5での使用帯域が、
AP#4  x(t) =22Mbps(VoDサービスAが44ストリーム分)
AP#5  x(t) =24Mbps(VoDサービスBが24ストリーム分)
であったとする。
【0070】
この時刻t〜時刻tでは、AP#4およびAP#5については新たなストリームが加わることなく、各サービス終了と同時に使用帯域は減少していくはずである。
【0071】
この時点では、AP#5の使用帯域が最終割当帯域を超過しているため、AP#5の割当帯域は24Mbpsとする。
【0072】
また、AP#4に関しては、使用帯域が最終割当帯域以下に減少したため、割当帯域を22.5Mbpsとする。
【0073】
ここで、AP#1〜AP#3に対しては、新たに発生した帯域13.5Mbpsが比例配分して割り当てられる。したがって、AP#1〜AP#3の割当帯域は、
AP#1 z(t)=21.75Mbps
AP#2 z(t)=10.875Mbps
AP#3 z(t)=10.875Mbps
となる。
【0074】
さらに、一定時間経過後の時刻tにおけるAP#5での使用帯域がx(t)=22Mbps(VoDサービスBが22ストリーム分)であったとすると、この時点でのAP#1〜AP#3の割当帯域は、最終割当帯域と一致する。すなわち、
AP#1 z(t)=22.5Mbps(=z1_f
AP#2 z(t)=11.25Mbps(=z2_f
AP#3 z(t)=11.25Mbps(=z3_f
また、AP#4およびAP#5に対して、
AP#4 z(t)=22.5Mbps(=z4_f
AP#5 z(t)=22.5Mbps(=z5_f
となる。
【0075】
アドミッション制御装置は、この時点で割当帯域変更の手順を完了する。
【0076】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ネットワーク上の経路で障害が発生した場合に、当該障害が発生した経路上の伝送帯域を割り当てられていたアプリケーションの使用経路を別の経路(迂回経路)に切り替えることにより、各アプリケーションに新たな伝送帯域を割り当てることができる。
そして、本発明によれば、この新たに割り当てられる伝送帯域の値を各アプリケーションの使用帯域に応じて決定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。
【図2】図1のIPネットワーク上の経路でネットワーク障害が発生した様子を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る通信システムにおけるアドミッション制御装置の動作を詳細に説明する図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る通信システムにおけるアドミッション制御装置の動作の一例を説明する図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication system, and particularly to a method for providing mainly streaming applications such as video distribution and two-way video communication on a network using IP (hereinafter referred to as “IP network”). The present invention relates to a communication system in which each application occupies a fixed transmission band.
[0002]
[Prior art]
The center of the services provided on the IP network is currently viewing e-mails and the Web. For this reason, the center of the communication system of the IP network is currently a best-effort type suitable for providing these services.
[0003]
However, with the speeding up of the access network, services utilizing broadband such as TV telephones and VoD (Video on Demand) distribution have been gradually developed. In the future, applications realizing services utilizing this broadband (for example, , Streaming-based applications, etc.) are expected to increase on IP networks.
[0004]
Therefore, in the future, the center of the communication system of the IP network will gradually shift to a communication system suitable for an application that realizes a service utilizing broadband, that is, a communication system in which each application occupies a transmission band in the network. Is assumed.
[0005]
As such a communication system, for example, a communication system described in Patent Literature 1 is known, and the communication system described in Patent Literature 1 has conventionally been a Diffserv (Differentiated services) MPLS on an IP network. (Multi Protocol Label Switching) and the like.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-111714 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional communication system realized by a technology such as Diffserv / MPLS has the following problems.
[0008]
That is, in a network, some routes (for example, between routers) become unusable due to an accidental failure or the like, so that a specific application cannot occupy a transmission band allocated in advance. There is.
[0009]
Therefore, in this case, a new transmission band must be assigned to each application on another route (a detour route) on the network. However, in the above-described conventional communication system realized by a technology such as Diffserv / MPLS, However, there is a problem that this new allocation of the transmission band cannot be effectively performed.
[0010]
Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and when some routes are unavailable on the network, the value of the transmission bandwidth occupied by each application on the network is determined according to the bandwidth used by each application. An object of the present invention is to provide a communication system that dynamically reassigns data.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above-mentioned object is solved by the means described in the claims.
[0012]
In other words, the invention according to claim 1 is a communication system in which a transmission band on a path of a network existing between a server and a client is allocated to an application provided from the server to the client. The failure occurs when a transmission band on a path in which the failure has not occurred is newly assigned to an application to which a transmission band on a path in which communication cannot be performed due to the failure is newly assigned. A communication system in which a transmission band of an application to which a transmission band is allocated before the occurrence of the failure is changed on a path where the transmission is not performed.
[0013]
In the invention according to claim 2, a transmission band on each path of the network is pre-allocated as a pre-allocated band before a failure occurs to an application provided from a server to a client, and on each path of the network, A spare band that cannot be used by the application is provided, and a normal path to be used when a failure does not occur in the network and a detour path to be used when a failure occurs in the normal path are preset for the application before the failure occurs. When a failure occurs in the network, the pre-allocated bandwidth of an application that uses a certain route as a normal route when a fault occurs and the pre-allocated bandwidth of an application that uses the certain route as a bypass route when a fault occurs. Based on the certain route The total value (z + αw; 0 <α ≦ 1) of the total allocated bandwidth (z), which is the total of the pre-allocated bandwidth, and a part of the spare bandwidth (w) on the path where the failure has occurred is proportionally distributed. Assigned band z i_f Is calculated, and the calculated allocated band (z i_f ) Are respectively assigned to the application used as the normal route and the application used as the bypass route.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, admission control can be performed within a range not exceeding the previously used band. According to the second aspect of the present invention, a new allocated bandwidth can be determined immediately after a failure occurs in the normal route.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, for an application provided from a server to a client, a transmission band on each path of a network is pre-allocated as a pre-allocated band before a failure occurs, and on each path of the network, A spare band that cannot be used by the application is provided, and a normal path to be used when a failure does not occur in the network and a detour path to be used when a failure occurs in the normal path are preset for the application before the failure occurs. When a failure occurs in the network, the pre-allocated bandwidth of an application that uses a certain route as a normal route when a fault occurs and the pre-allocated bandwidth of an application that uses the certain route as a bypass route when a fault occurs. Based on the certain route The total value (z + αw; 0 <α ≦ 1) of the total allocated bandwidth (z), which is the total of the pre-allocated bandwidth, and a part of the spare bandwidth (w) on the path where the failure has occurred is proportionally distributed. Assigned bandwidth (z i_f ) Is calculated, and for an application that uses the certain route as a bypass route, the assigned bandwidth (z i_f ) For the certain route (Σz i_f ) And a used band (x) which is a transmission band used by an application that makes the certain path a normal path when a failure occurs. i ) To the allocated band (z i_f ) Is subtracted from the total value (あ る (x i -Z i_f )), And a transmission band (z + αw− (Σz), which is subtracted from a total value (z + αw; 0 <α ≦ 1) of a part of the total allocated band (z) and the spare band (w). i_f ) -Σ (x i -Z i_f )) Is allocated proportionally based on the allocated bandwidth before the occurrence of the failure, and the allocated bandwidth (z i_f ), The application using the transmission band (x), which is the transmission band in use, i ) Is assigned and the assigned band (z i_f ) For applications using the following transmission bands, the allocated band (z i_f ) Is assigned, and the total value (Σ (x i -Z i_f )), And the assignment is repeated until the total value becomes zero.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a communication system according to an embodiment of the present invention.
[0017]
The communication system according to the embodiment of the present invention can be realized by, for example, an IP network. On this IP network, as shown in FIG. 1, servers (AP # 1 to AP # N servers) Client (AP # 1 to AP # N client) and an admission control device.
Note that “AP” is an abbreviation for application, but these entities are applications that implement video distribution, TV phone, and the like. These applications may be the same streaming application (for example, AP # 1 and AP # 2 are both applications that implement video distribution), but may be different applications (for example, , AP # 1 is an application that implements video distribution, and AP # 2 is an application that implements a TV phone).
[0018]
A plurality of paths (path A and path B) exist between the server (AP # 1 to AP # N server) and the client (AP # 1 to AP # N client), and are provided from the server to the client. Each of the applications (AP # 1 to AP # N) occupies a usable transmission band in the plurality of paths (path A and path B).
In the present embodiment, the number of paths is two for the sake of simplicity, but the present invention does not limit the number of paths to two.
[0019]
Here, in this specification, allocating a certain application to a certain transmission band on a network is referred to as allocating a transmission band to the application.
[0020]
The admission control device manages the bandwidth used on the network for each application (AP # 1 to AP # N) and, based on the bandwidth used, allows each application to occupy a new transmission bandwidth.・ Perform non-permission control.
[0021]
It is assumed that each path (path A, path B) has a spare band that cannot be used by any application (AP # 1 to AP # N).
In addition, as a specific method of exclusively using a transmission band between each node (router, layer 3 switch, and the like), for example, an existing technology such as Diffserv is used.
[0022]
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a network failure has occurred on the route on the IP network in FIG.
[0023]
As shown in FIG. 2, in the communication system according to the embodiment of the present invention, when a network failure occurs on a certain path (for example, path A) on the IP network, the admission control device transmits the information on this path A The application (AP # 1 to AP # M), which has occupied the transmission band in step (1), occupies a new transmission band on another path (for example, path B) on the network.
[0024]
The admission control device determines the value of the transmission band newly occupied by the application (AP # 1 to AP # M) by the following method.
[0025]
The total transmission bandwidth value of the transmission bandwidth newly allocated in the path B is proportionally distributed according to the transmission bandwidth occupied by the application (AP # 1 to AP # N) in the path A or the path B before the network failure occurs. This is the final allocated bandwidth of each application (AP # 1 to AP # N).
The total transmission bandwidth value of the transmission bandwidth to be allocated is the sum of the transmission bandwidth occupied by the path B before the occurrence of the failure and some percentage of the transmission bandwidth value of the protection bandwidth of the path B.
An application (AP # M + 1 to AP # N) that has been using the route B before the occurrence of the network failure in the route A uses a transmission bandwidth equal to or greater than the newly allocated transmission bandwidth value before the occurrence of the network failure. In this case, the used transmission band is allocated to these applications (AP # M + 1 to AP # N) as they are.
The above-mentioned new allocation of the transmission band is periodically performed until a predetermined time elapses from the new allocation until the allocated bandwidths of all the applications (AP # 1 to AP # N) converge on the final allocated bandwidth. (Or irregularly).
[0026]
FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the admission control device in the communication system according to the embodiment of the present invention in detail. Hereinafter, the operation of the admission control device in the communication system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0027]
In the following, it is assumed that it is difficult to prepare the same amount of bandwidth as the normal route for all applications, and a spare bandwidth is prepared in advance and used as an increment of the bypass route bandwidth when a failure occurs. The case will be described.
[0028]
[(1) Setting of pre-allocated bandwidth to each application]
As described above, the communication system according to the embodiment of the present invention is implemented by an IP network including a plurality of routers and nodes. In this IP network, services (applications (AP # 1 to AP # N)) are provided in a server / client type.
[0029]
A plurality of routes (route A, route B) exist between the server and the client. A service (application (AP # 1 to AP # N)) is assigned to each route (route A, route B).
[0030]
Here, it is assumed that M applications from AP # 1, AP # 2, AP # 3 to AP # M (M is a positive integer) are allocated to the route A.
[0031]
Also, the k-th application AP # k has z k_i Band is allocated in advance, and the band used at a certain time t is x k (T).
[0032]
Further, the entire band T of the path A A Of the bandwidths not allocated to AP # 1 to AP # M, A_i And This band W A_i Cannot normally be used by AP # 1 to AP # M.
[0033]
Then, the sum of the pre-allocated bands of AP # 1 to AP # M is Z A_i And
[0034]
Therefore, the following equation holds.
(Equation 1)
Figure 2004140541
[0035]
It is assumed that NM applications from AP # M + 1 to AP # N are assigned to the route B in advance.
[0036]
Also, the l-th application AP # l has z l_i Band is allocated in advance, and the band used at a certain time t is x l (T).
[0037]
Also, the entire band T of the path B B Of the bandwidths not allocated to AP # M + 1 to AP # N, B_i And This band W B_i Is normally not available to AP # M + 1 to AP # N.
[0038]
Then, the sum of the pre-allocated bands of AP # M + 1 to AP # N is Z B_i And
[0039]
Therefore, the following equation holds.
(Equation 2)
Figure 2004140541
[0040]
[[2] Occurrence of network failure]
Next, it is assumed that a network failure has occurred in the path A and communication has been disabled. At this time, the admission control device allows the applications (AP # 1 to AP # M) that are set to exclusively use the transmission band of the path A so that they can exclusively use the transmission band of the path B. Shall be reset to
Therefore, for AP # 1 to AP # M, path B is a detour path.
[0041]
[3] Calculation of final allocated bandwidth for each application
When a failure occurs in the route A, the applications (AP # 1 to AP #) provided in the route A are secured while securing the bandwidth values of the applications (AP # M + 1 to AP # N) provided in the route B. A transmission band is sequentially allocated to M).
[0042]
The bandwidth T of the route B by the applications AP # 1 to AP # N B + ΑW B (Where α is 0 <α ≦ 1.0.). The final allocated bandwidth of each application (AP # 1 to AP # N) is expressed as follows.
[Equation 3]
Figure 2004140541
(Equation 4)
Figure 2004140541
[0043]
[4] Verification of allocatable bandwidth
Here, the band in use is maintained for AP # 1 (M + 1 ≦ l ≦ N) that used the path B before the failure occurred. The transmission band assigned to these AP # 1 (M + 1 ≦ l ≦ N) fluctuates at the end of service (for example, after a line disconnection for a TV phone). Therefore, the quality of the service being provided is guaranteed.
[0044]
Then, the time t at which the failure occurred in the route A 0 , The band usage status of AP # M + 1 to AP # N is detected, and an empty band is allocated to AP # 1 to AP # M.
Transmission band (used band) x used by AP # 1 [M + 1 ≦ l ≦ N] on route B l (T) corresponds to any of the following.
(1) Bandwidth x l (T 0 ) Is the final allocated bandwidth z after redistribution. l_f In the following cases:
(Equation 5)
Figure 2004140541
, The time t of AP # 1 0 Assigned bandwidth z l (T 0 ) To z l_f And
(2) Bandwidth x l (T 0 ) Is the final allocated bandwidth z after redistribution. l_f If greater than,
(Equation 6)
Figure 2004140541
, The time t of AP # 1 0 Assigned bandwidth z l (T 0 ) To x l (T 0 ).
[0045]
For each AP # 1 [M + 1 ≦ l ≦ N], it is determined which one of (1) and (2) is applicable, and a new one among the bands not used by AP # M + 1 to AP # N is newly determined. The bandwidth that can be used by AP # 1 to AP # M is estimated.
[0046]
Here, from (2),
(Equation 7)
Figure 2004140541
Is a band used by AP # 1 [M + 1 ≦ l ≦ N] exceeding the final allocated band.
[0047]
Also, the final allocated bandwidth Z for AP # 1 to AP # N A_f Is the sum of
(Equation 8)
Figure 2004140541
[0048]
At time t of AP # 1 to AP # N 0 Assigned bandwidth z at k (T 0 )
(Equation 9)
Figure 2004140541
It becomes.
[0049]
[5] Continuation of bandwidth allocation
Next, the procedure of the above (4) is repeated every certain time. Here, for simplification of the description, it is assumed that the process is repeated at regular time intervals Δt. That is, the procedure is as follows.
[0050]
Time t 0 + NΔt (n is a positive integer), the used band x of AP # 1 [M + 1 ≦ l ≦ N] being used in the path B l (T 0 + NΔt) corresponds to any of the following.
[0051]
(3) Bandwidth x l (T 0 + NΔt) is the final allocated band z after redistribution. l_f In the following cases:
(Equation 10)
Figure 2004140541
, The time t of AP # 1 0 + NΔt assigned bandwidth z l (T 0 + NΔt) to z l_f And
(4) Bandwidth x l (T 0 + NΔt) is the final allocated band z after redistribution. l_f If greater than,
[Equation 11]
Figure 2004140541
, The time t of AP # 1 0 + NΔt assigned bandwidth z l (T 0 + NΔt) is assigned bandwidth at the time, that is, x l (T 0 + NΔt).
[0052]
For each AP # 1 [M + 1 ≦ l ≦ N], it is determined which of (3) and (4) applies, and a new band among the bands not used by AP # M + 1 to AP # N is newly determined. The allocated bandwidth that can be used by AP # 1 to AP # M is calculated.
[0053]
Here, from (2),
(Equation 12)
Figure 2004140541
Is a band used by AP # 1 [M + 1 ≦ l ≦ N] exceeding the final allocated band.
[0054]
Also, the time t of AP # 1 to AP # M 0 + NΔt assigned bandwidth z k (T 0 + NΔt) is
[0055]
(Equation 13)
Figure 2004140541
It becomes.
[0056]
[6] End of bandwidth allocation procedure
Assigned bandwidth z of each AP # 1 to AP # N k Is the final assigned band z l_f At this point, the bandwidth allocation operation ends.
[0057]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an operation of the admission control device in the communication system according to the embodiment of the present invention.
[0058]
It is assumed that the admission control device allocates a transmission band as a pre-allocated band to each application (AP # 1 to AP # 5) on route A and route B as follows.
[0059]
Route A (total transmission bandwidth is T A = 100 Mbps, total pre-allocated bandwidth Z A_i = 80Mbps)
AP # 1 (TV phone service A 2 Mbps per call) z 1_i = 40Mbps (connectable for 20 calls)
AP # 2 (TV Mbps service B 1Mbps per call) z 2_i = 20Mbps (connectable for 20 calls)
AP # 3 (TV phone service C 0.5Mbps per call) z 3_i = 20Mbps (40 calls can be connected)
Note that the remaining 20 Mbps is a spare band that cannot be used by each of the applications # 1 to # 3 at this time.
[0060]
Path B (total transmission bandwidth T B = 100 Mbps, total pre-allocated bandwidth Z A_i = 80Mbps)
AP # 4 (VoD service A 0.5 Mbps per stream) z 4_i = 40Mbps (80 streams can be connected)
AP # 5 (1 Mbps per stream for VoD service B) z 5_i = 40Mbps (40 streams can be connected)
In addition, regarding the remaining 20 Mbps, each of the applications # 4 and # 5 is a spare band that is unusable at this time.
[0061]
Here, the time t just before the network failure occurs 0 The bandwidth used by each application at
AP # 1 x 1 (T 0 ) = 30Mbps (15 calls)
AP # 2 x 2 (T 0 ) = 20 Mbps (connection for 20 calls)
AP # 3 x 3 (T 0 ) = 10Mbps (connection for 20 calls)
AP # 4x 4 (T 0 ) = 30Mbps (connection for 60 streams)
AP # 5x 5 (T 0 ) = 30Mbps (connection for 30 streams)
Assume that
[0062]
In the above situation, it is assumed that a network failure occurs in the route A, and the AP # 1 to AP # 3 cannot use the transmission band in the route A. At this time, the admission control device allocates a new transmission band on the path B to the APs # 1 to # 3 that have occupied the transmission band on the path A as follows.
[0063]
The admission control device causes a failure of 80 Mbps of the band secured by AP # 4 and AP # 5 on route B and a total of 90 Mbps of 10 Mbps among the 20 Mbps not used by AP # 4 and AP # 5. It is assumed that proportional allocation is made to AP # 1 to AP # 5 based on the pre-reserved bandwidth before occurrence.
[0064]
That is, since 90 Mbps is allocated at the ratio 40: 20: 20: 40: 40 = 2: 1: 1: 2: 2 of the initially reserved bandwidth, each of the APs to be finally allocated to AP # 1 to AP # 5 is allocated. The transmission band (final allocation band)
AP # 1z 1_f = 22.5Mbps
AP # 2z 2_f = 11.25 Mbps
AP # 3z 3_f = 11.25 Mbps
AP # 4z 4_f = 22.5Mbps
AP # 5z 5_f = 22.5Mbps
It becomes.
[0065]
However, if this final allocated bandwidth is immediately executed, a transmission band that can be used for a certain application is reduced, and a call or a service in use may be interrupted. Therefore, the admission control device performs the following operation.
[0066]
When a failure occurs in the path A, in the path B, the AP # 4 uses the bandwidth of 30 Mbps, and the AP # 5 uses the bandwidth of 30 Mbps. Therefore, at this point, the used bandwidth of each AP exceeds the final allocated bandwidth, but the bandwidths of AP # 4 and AP # 5 are to be secured.
That is, at this time t 0 Are 30 Mbps for AP # 4 and 30 Mbps for AP # 5.
[0067]
On the other hand, a total bandwidth of 45 Mbps is finally allocated to AP # 1 to AP # 3, but at this time, AP # 4 and AP # 5 exceed the final allocated bandwidth and a total of 60 Mbps is allocated. Is being used, 30 Mbps (= 90-60) is allocated to AP # 1 to AP # 3.
That is, the allocated bandwidth at this time is 15 Mbps for AP # 1, 7.5 Mbps for AP # 2, and 7.5 Mbps for AP # 3.
[0068]
For the time being, the admission control device performs admission control on AP # 4 and AP # 5 with reference to 22.5 Mbps of the final allocated bandwidth. Further, the admission control device performs admission control on the basis of 15 Mbps, 7.5 Mbps, and 7.5 Mbps for AP # 1 to AP # 3.
[0069]
Next, the time t after a certain time has passed 1 Bandwidth used by AP # 4 and AP # 5 in
AP # 4x 4 (T 1 ) = 22 Mbps (44 streams of VoD service A)
AP # 5x 5 (T 1 ) = 24 Mbps (24 streams of VoD service B)
Assume that
[0070]
This time t 0 To time t 1 Then, for AP # 4 and AP # 5, the used bandwidth should decrease at the end of each service without adding a new stream.
[0071]
At this point, the allocated bandwidth of AP # 5 is 24 Mbps because the bandwidth used by AP # 5 exceeds the final allocated bandwidth.
[0072]
For AP # 4, the allocated bandwidth is set to 22.5 Mbps because the used bandwidth has been reduced below the final allocated bandwidth.
[0073]
Here, a newly generated bandwidth of 13.5 Mbps is allocated to AP # 1 to AP # 3 in proportion. Therefore, the allocated bandwidth of AP # 1 to AP # 3 is:
AP # 1z 1 (T 1 ) = 21.75 Mbps
AP # 2z 2 (T 1 ) = 1.875 Mbps
AP # 3z 3 (T 1 ) = 1.875 Mbps
It becomes.
[0074]
Further, the time t after a certain time has passed 2 The bandwidth used by AP # 5 is x 5 (T 2 ) = 22 Mbps (22 streams of VoD service B), the allocated bandwidth of AP # 1 to AP # 3 at this time coincides with the final allocated bandwidth. That is,
AP # 1z 1 (T 2 ) = 22.5 Mbps (= z 1_f )
AP # 2z 2 (T 2 ) = 11.25 Mbps (= z 2_f )
AP # 3z 3 (T 2 ) = 11.25 Mbps (= z 3_f )
Also, for AP # 4 and AP # 5,
AP # 4z 4 (T 2 ) = 22.5 Mbps (= z 4_f )
AP # 5z 5 (T 2 ) = 22.5 Mbps (= z 5_f )
It becomes.
[0075]
At this point, the admission control device completes the procedure for changing the allocated bandwidth.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a failure occurs on a route on a network, the use route of the application to which the transmission band on the failed route has been allocated is changed to another route (a bypass route). ), A new transmission band can be allocated to each application.
Then, according to the present invention, the value of the newly allocated transmission band can be determined according to the band used by each application.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a network failure has occurred on a route on the IP network in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating in detail an operation of the admission control device in the communication system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an operation of the admission control device in the communication system according to the embodiment of the present invention.

Claims (3)

サーバからクライアントに提供されるアプリケーションに対して、サーバとクライアントとの間に存在するネットワークの経路上の伝送帯域が割り当てられる通信システムであって、
発生した障害により通信を行うことが不可能になった経路上の伝送帯域を割り当てられていたアプリケーションに対して前記障害が発生していない経路上の伝送帯域が新たに割り当てられる際に、前記障害が発生していない経路上で前記障害の発生前から伝送帯域を割り当てられているアプリケーションの伝送帯域が変更される、ことを特徴とする通信システム。
A communication system in which a transmission band on a network path existing between a server and a client is allocated to an application provided from a server to the client,
When a transmission band on a path where no failure has occurred is newly assigned to an application to which a transmission band on a path where communication has become impossible due to a failure that has occurred has been assigned, the failure occurs. A transmission bandwidth of an application to which a transmission bandwidth has been allocated before the occurrence of the failure on a path where no failure has occurred.
サーバからクライアントに提供されるアプリケーションに対して、ネットワークの各経路上における伝送帯域が事前割当帯域として障害発生前にあらかじめ割り当てられ、
前記ネットワークの各経路上に、前記アプリケーションが使用できない予備帯域が設けられ、
前記アプリケーションについて、ネットワークで障害が発生していない時に使用する平常経路および当該平常経路で障害が発生した時に使用する迂回経路が前記障害発生前にあらかじめ設定され、
ネットワークで障害が発生した場合に、ある経路を障害発生時に平常経路として使用するアプリケーションの前記事前割当帯域および前記ある経路を障害発生時に迂回経路として使用するアプリケーションの前記事前割当帯域に基づいて、前記ある経路での前記事前割当帯域の総計である総割当帯域(z)と前記障害が発生した経路での予備帯域(w)の一部との合計値(z+αw; 0<α≦1)を比例配分して割当帯域zi_fが演算され、当該演算した割当帯域(zi_f)が前記平常経路として使用するアプリケーションおよび前記迂回経路として使用するアプリケーションにそれぞれ割り当てられる、
ことを特徴とする通信システム。
For the application provided from the server to the client, the transmission bandwidth on each path of the network is pre-allocated as a pre-allocated bandwidth before a failure occurs,
A spare band that cannot be used by the application is provided on each path of the network,
For the application, a normal path to be used when a failure has not occurred in the network and a detour path to be used when a failure has occurred in the normal path are set in advance before the occurrence of the failure,
When a failure occurs in the network, based on the pre-allocated bandwidth of an application that uses a certain route as a normal route when a fault occurs and the pre-allocated bandwidth of an application that uses the certain route as a bypass route when a fault occurs. Sum (z + αw; 0 <α ≦ 1) of the total allocated bandwidth (z), which is the total of the pre-allocated bandwidths on the certain path, and a part of the spare bandwidth (w) on the failed path. ) Is proportionally distributed to calculate an allocated bandwidth z i_f , and the calculated allocated bandwidth (z i_f ) is allocated to the application used as the normal route and the application used as the bypass route, respectively.
A communication system, comprising:
サーバからクライアントに提供されるアプリケーションに対して、ネットワークの各経路上における伝送帯域が事前割当帯域として障害発生前にあらかじめ割り当てられ、
前記ネットワークの各経路上に、前記アプリケーションが使用できない予備帯域が設けられ、
前記アプリケーションについて、ネットワークで障害が発生していない時に使用する平常経路および当該平常経路で障害が発生した時に使用する迂回経路が前記障害発生前にあらかじめ設定され、
ネットワークで障害が発生した場合に、ある経路を障害発生時に平常経路として使用するアプリケーションの前記事前割当帯域および前記ある経路を障害発生時に迂回経路として使用するアプリケーションの前記事前割当帯域に基づいて、前記ある経路での前記事前割当帯域の総計である総割当帯域(z)と前記障害が発生した経路での予備帯域(w)の一部との合計値(z+αw; 0<α≦1)を比例配分して割当帯域(zi_f)が演算され、
前記ある経路を迂回経路とするアプリケーションに対しては、前記割当帯域(zi_f)の前記ある経路における合計値(Σzi_f)と、障害発生時に前記ある経路を平常経路とするアプリケーションが使用中の伝送帯域である使用帯域(x)から前記割当帯域(zi_f)を差し引いた値の前記ある経路における合計値(Σ(x−zi_f))と、を前記総割当帯域(z)と前記予備帯域(w)との一部の合計値(z+αw; 0<α≦1)から差し引いた伝送帯域(z+αw −(Σzi_f)−Σ(x−zi_f))が、障害発生前の割当帯域に基づいて比例配分させて割り当てられ、
他方、前記障害が発生した経路を平常経路とするアプリケーションのうち前記割当帯域(zi_f)を越えて伝送帯域を使用中のアプリケーションに対しては、使用中の伝送帯域である使用帯域(x)が割り当てられ、
前記障害が発生した経路を平常経路とするアプリケーションのうち前記割当帯域(zi_f)以下の伝送帯域を使用中のアプリケーションに対しては、前記割当帯域(zi_f)が割り当てられ、
一定時間毎に、前記合計値(Σ(x−zi_f))を計算し、当該合計値が0になるまで、前記割り当てが繰り返えされる、
ことを特徴とする通信システム。
For the application provided from the server to the client, the transmission bandwidth on each path of the network is pre-allocated as a pre-allocated bandwidth before a failure occurs,
A spare band that cannot be used by the application is provided on each path of the network,
For the application, a normal path to be used when a failure has not occurred in the network and a detour path to be used when a failure has occurred in the normal path are set in advance before the occurrence of the failure,
When a failure occurs in the network, based on the pre-allocated bandwidth of an application that uses a certain route as a normal route when a fault occurs and the pre-allocated bandwidth of an application that uses the certain route as a bypass route when a fault occurs. Sum (z + αw; 0 <α ≦ 1) of the total allocated bandwidth (z), which is the total of the pre-allocated bandwidths on the certain path, and a part of the spare bandwidth (w) on the failed path. ) Is proportionally distributed to calculate an allocated band ( zi_f ),
For applications detour path said certain path, the the allocated bandwidth the certain sum in the path of (z i_f) (Σz i_f) , applications that the certain path normal path when a failure occurs in use the certain sum in the path of a value obtained by subtracting the allocated bandwidth (z i_f) from a transmission band using band (x i) and (Σ (x i -z i_f) ) and, the total allocated bandwidth (z) the portion of the sum of the backup band (w); transmission band obtained by subtracting from the (z + αw 0 <α ≦ 1) (z + αw - (Σz i_f) -Σ (x i -z i_f)) is, failure of the previous generation Allocated proportionally based on the allocated bandwidth,
On the other hand, for an application that uses the transmission band beyond the allocated band (z i_f ) among the applications in which the path in which the failure has occurred is a normal path, the used band (x i) that is the used transmission band is used. ) Is assigned,
The assigned bandwidth (z i_f ) is assigned to an application that uses a transmission bandwidth equal to or less than the assigned bandwidth (z i_f ) among the applications in which the faulty path is a normal path,
At predetermined time intervals, the sum (Σ (x i -z i_f) ) was calculated, until the total value becomes 0, the allocation is repeated Kaee,
A communication system, comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013251845A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Nec Corp Communication management device, method of controlling the same, and computer program
JP2014236367A (en) * 2013-06-03 2014-12-15 株式会社日立製作所 Transmission system, path construction method, and network management device
JP2016152479A (en) * 2015-02-17 2016-08-22 日本電信電話株式会社 Method and system for fault switchover

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