JP2004260499A - パケット通信制御方法、キュー制御設定装置、パケット通信制御プログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、優先度に応じて用意されるキューからパケットを読み出して送出するときにあって、品質維持対象のサービスの優先度を直接的に上げることができるようにする新たな技術の提供を目的とする。
【解決手段】キューデータ引き出し時のキュー制御ロジックを変更するための情報として、ボトルネック区間における低位レイヤの帯域情報を使用するのではなくて、サービスを終端するエンドシステムで収集される優先対象クラスに割り当てられているサービスについての受信品質情報を使用するという構成を採る。アプリケーションレベルでのサービス別の通信品質情報を元にして、そのキューのキュー制御ロジックを変更することから、品質維持対象のサービスの優先度を直接的に上げることができるようになるとともに、不必要に他のサービスに影響を及ぼさないことができるようになる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優先度に応じて用意されるキューからパケットを読み出して送出するパケット通信システムで用いられるパケット通信制御方法と、そのパケット通信制御方法を実装するキュー制御設定装置と、そのパケット通信制御方法の実現に用いられるパケット通信制御プログラムと、そのパケット通信制御プログラムを記録した記録媒体とに関する。
【０００２】
さらに説明するならば、本発明は、インタネットを含むパケット通信網において、パケット転送処理時のキューイング制御に関する技術分野に属し、エンドシステム向けのトラヒックを処理する網装置内キューの制御方法を動的に制御する技術に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
パケット通信網での通信品質を保証するための技術として、キューイングによる優先制御方式が一般的である。
【０００４】
このキューイングによる優先制御方式では、パケット通信において情報転送の優先制御を行う場合、パケット送出元が制御対象のパケットに優先度を示すラベルをつけ、これを受けて、パケットキューイング機構は、パケット送信前に、そのラベルの優先度値に応じてキューへの振り分けを行い、パケット転送機構は、パケット送信時に、そのキューからある規則に則ってパケットを引き出して送信する、という処理によって実現されるのが一般的である。
【０００５】
このとき用いられるパケット引出しの規則としては、キュー種別ごとに重みをつけるＷＲＲ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ ｑｕｅｕｉｎｇ）方式や、ＷＦＱ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｆａｉｒ Ｑｕｅｕｉｎｇ） 方式などが知られている。
【０００６】
保証対象の通信経路上で時間的に帯域の変化するパケット転送方式が適用されている場合には、このキューの重みを動的に変化させる必要がでてくる。
【０００７】
この従来技術として、帯域変動区間でのレイヤ２での帯域情報を元に、キューの重みを動的に変化させる方式が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術のように、レイヤ２での帯域情報を元にキューの重みを動的に変化させる方式では、後位回線の帯域の総量を検出して、その検出した総量に応じてキューの重みを動的に変化させることから、帯域低下によって、必要とされる以上に重みの傾斜が強まる場合があるという問題がある。
【０００９】
すなわち、レイヤ２での帯域情報を元にキューの重みを動的に変化させる方式では、後位回線の帯域が総量として低下しただけでキュー間の重みの傾斜を増やすというものであることから、帯域低下によって、必要とされる以上に重みの傾斜が強まる場合があるという問題がある。
【００１０】
また、従来技術のように、レイヤ２での帯域情報を元にキューの重みを動的に変化させる方式では、後位回線の帯域の総量を検出して、その検出した総量に応じてキューの重みを動的に変化させることから、サービスに応じた重みの制御を実現できないという問題がある。
【００１１】
すなわち、優先クラスがサービス種別によって分けられている場合に、後位回線の帯域総量が低下しても、実際にサービス品質が低下するかどうかは優先対象の当該サービスの特性に依存するし、また、一律に他のサービスの品質を落としてまで優先するべきか否かについては、優先対象となっていない他のサービスとのサービス種別の組み合わせにも依存する。
【００１２】
しかるに、従来技術では、このようなことを考慮せずに、後位回線の帯域の総量に応じてキューの重みを動的に変化させることから、サービスに応じた重みの制御を実現できないのである。
【００１３】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、優先度に応じて用意されるキューからパケットを読み出して送出するときにあって、品質維持対象のサービスの優先度を直接的に上げることができるようにするとともに、不必要に他のサービスに影響を及ぼさないことができるようにする新たな技術の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明のパケット通信制御方法は、優先度に応じて用意されるキューからパケットを読み出して送出するパケット通信システムで用いられるときにあって、▲１▼エンドシステムにおけるサービスの受信品質情報を収集する過程と、▲２▼その収集した品質情報に基づいて制御されることになるキューを特定する過程と、▲３▼その収集した品質情報に基づいて、特定したキューのキュー制御ロジックを決定する過程と、▲４▼その特定したキューが決定したキュー制御ロジックで動作することになるようにと設定する過程とを備えるように構成する。
【００１５】
以上の各処理過程はコンピュータプログラムで実現できるものであり、このコンピュータプログラムは、半導体メモリなどの記録媒体に記録して提供したり、ネットワークを介して提供することができる。
【００１６】
また、この目的を達成するために、本発明のキュー制御設定装置は、本発明のパケット通信制御方法を実装するものであって、▲１▼エンドシステムにおけるサービスの受信品質情報を収集する収集手段と、▲２▼収集手段の収集した品質情報に基づいて制御されることになるキューを特定する特定手段と、▲３▼収集手段の収集した品質情報に基づいて、特定手段の特定したキューのキュー制御ロジックを決定する決定手段と、▲４▼特定手段の特定したキューが決定手段の決定したキュー制御ロジックで動作することになるようにと設定する設定手段とを備えるように構成する。
【００１７】
このように構成される本発明では、キューデータ引き出し時のキュー制御ロジックを変更するための情報として、ボトルネック区間における低位レイヤ（レイヤ２など）の帯域情報を使用するのではなくて、サービスを終端するエンドシステムで収集される優先対象クラスに割り当てられているサービス（以下、優先対象サービスと称する）についての受信品質情報を使用するという構成を採る。
【００１８】
すなわち、本発明では、エンドシステムでの優先対象サービスの受信品質情報を収集すると、その収集した品質情報に基づいて制御されることになるキューを特定する。続いて、その収集した品質情報に基づいて、優先対象サービスの割り当てられているキュー部分の優先度を上げるようにと、特定したキューのキュー制御ロジックを決定して、特定したキューが決定したキュー制御ロジックで動作することになるようにと設定を行う。
【００１９】
このようにして、本発明では、優先度に応じて用意されるキューからパケットを読み出して送出するときにあって、アプリケーションレベルでのサービス別の通信品質情報を元にして、そのキューのキュー制御ロジックを変更するようにすることから、品質維持対象のサービスの優先度を直接的に上げることができるようになるとともに、不必要に他のサービスに影響を及ぼさないことができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に従って本発明を詳細に説明する。
【００２１】
図１に、本発明の一実施形態例を図示する。
【００２２】
図中、１は本発明を具備する制御サーバ、２は本発明を具備する制御サーバ１によりパケット優先のキュー制御ロジックが制御されるエッジルータ、３−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）はエッジルータ２に収納される回線に接続されているサービスを終端するエンドシステムである。
【００２３】
この制御サーバ１は、例えば、図２に示すようにコア網内に設けられることになる。ここで、図２では、コア網内に１つの制御サーバ１が設けられることで説明してあるが、複数設けられることであってもよい。
【００２４】
エッジルータ２は、コア網のエッジ位置に設けられて、回線毎に、１個の絶対優先クラスのキューと、複数個の相対優先クラスのキューと、１個のベストエフォートクラス（非優先のクラス）のキューとからなるキューシステム２０を備える。
【００２５】
このキューシステム２０は、図３に示すように、相対優先クラスに属する複数のキューからのパケット引き出し論理として、ＷＲＲ方式やＷＦＱ方式などのような重み付けキュー論理（重みに応じてキューの選択頻度を決定してパケットを引き出す論理）を有している。そして、この論理の下流側に、絶対優先クラスとの合流点として、絶対優先キュー論理（図中のＰＱ）を有しており、さらに、この絶対優先キュー論理の下流側に、ベストエフォートクラスとの合流点として、絶対優先キュー論理（図中のＰＱ）を有している。
【００２６】
これらの絶対優先キュー論理には、ＰＱ（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｑｕｅｕｉｎｇ）方式などが適用されて、優先度の高い方のキューにキューイングされるパケットがなくなるまで、その優先度の高い方のキューにキューイングされるパケットが優先的に取り出されることになる。
【００２７】
なお、重み付けキュー論理の部位には、キュー論理として、ＰＱ等の他の論理を適用する場合や、ＰＱ、ＷＲＲ、ＷＦＱ等のキュー論理を多段に適用する場合もある。
【００２８】
そして、これらのキューシステム２０から取り出されたパケットは、さらに下流側に公平制御が設けられる場合には、この公平制御に従って、エンドシステム３−ｉに送出されることになる。
【００２９】
エッジルータ２は、これらのキューシステム２０に加えて、これらのキューシステム２０を制御するキュー制御機能部２１を備える。
【００３０】
このキュー制御機能部２１は、本発明の制御サーバ１からの設定指示に従って、制御対象となるキューシステム２０の持つ相対優先クラスの重み（図３に示すＡＦｉ−ｊ）を変更したり、図４に例示するように、その相対優先クラスのキュー構成を変更することなどにより、キューシステム２０のキュー制御ロジックを変更する処理を行う。
【００３１】
一方、本発明の制御サーバ１は、情報収集機能部１０と、制御ノード特定機能部１１と、情報分析機能部１２とを備える。
【００３２】
情報収集機能部１０は、エンドシステム３−ｉでのサービス品質情報（パケット損失率などの情報）を、エンドシステム３−ｉから収集する処理を行う。
【００３３】
例えば、エンドシステム３−ｉに対して、図５に示すような相対優先クラスについての映像（音声を含むこともある）を表示しているときに、その全ての相対優先クラスの映像についてのサービス品質情報を収集したり、その一部の相対優先クラスの映像についてのサービス品質情報を収集するのである。
【００３４】
制御ノード特定機能部１１は、情報収集機能部１０の収集したサービス品質情報に基づいて、帯域変動区間と、その帯域変動区間の上流側に位置するノードとを特定する処理を行う。
【００３５】
例えば、エンドシステム３−ｉとそのエンドシステム３−ｉに最も近いエッジルータ２（ユーザの設置するルータはキュー制御機能部２１を備えないので、エッジルータ２がエンドシステム３−ｉに最も近くなる）との間を帯域変動区間として想定する場合には、情報収集機能部１０の収集したサービス品質情報に基づいて、そのサービスのパケットを転送する回線を収納するエッジルータ２との間を帯域変動区間として特定するとともに、そのエッジルータ２を帯域変動区間の上流側に位置するノードとして特定することになる。
【００３６】
また、エンドシステム３−ｉに転送される相対優先クラスのパケットについては、コア網内を別々のパスで転送されてくるので、それらのパスの違いを評価することで帯域変動区間を特定することも可能であり、そのような評価処理を実行することで、帯域変動区間と、その帯域変動区間の上流側に位置するノードとを特定することもある。
【００３７】
情報分析機能部１２は、情報収集機能部１０の収集したサービス品質情報に基づいて、制御ノード特定機能部１１の特定したノードの持つ制御対象のキューシステム２０についての設定パラメータ（キュー制御ロジックを変更するためのパラメータ）を決定して、そのノードのキュー制御機能部２１に対して、その設定パラメータの設定を指示することで、制御対象のキューシステム２０のキュー制御ロジックを変更する処理を行う。
【００３８】
この情報分析機能部１２は、キューシステム２０の持つ相対優先クラスの重みを変更することによりキューシステム２０のキュー制御ロジックを変更する場合には、制御ノード特定機能部１１の特定したノードに対して、回線を識別するための情報と、その回線に接続されるキューシステム２０の持つ相対優先クラスの内の制御対象となるキューを識別するための情報と、そのキューに対する重みの情報とを通知することで、設定パラメータの設定を指示することになる。
【００３９】
ここで、図１では、本発明の制御サーバ１が情報収集機能部１０／制御ノード特定機能部１１／情報分析機能部１２を備えるという構成を採ったが、これらの機能の全てあるいはその一部をエッジルータ２に備えるようにしてもよい。
【００４０】
次に、図１中に示す▲１▼〜▲６▼の順番に従って、このように構成される本発明の処理について詳細に説明する。
【００４１】
情報収集機能部１０は、ある回線におけるエンドシステム３−ｉでのサービスの品質の低下を検出すると（図中の▲１▼）、制御ノード特定機能部１１に対して、帯域変動区間と、その帯域変動区間の上流側のノードとの特定を要求することで（図中の▲２▼）、帯域変動区間の情報と、その帯域変動区間の上流側のノードの情報とを取得する（図中の▲３▼）。
【００４２】
この取得結果を受けて、情報収集機能部１０は、サービス品質の低下した回線のＩＤと、サービス品質低下情報と、帯域変動区間の上流側のノードの情報とを情報分析機能部１２に通知する（図中の▲４▼）。
【００４３】
この通知を受けて、情報分析機能部１２は、サービス品質の低下した回線のＩＤと、サービス品質低下情報と、帯域変動区間の上流側のノードの情報とに基づいて、制御対象となるキュー（キューシステム２０の持つ相対優先クラスの内の制御対象となるキュー）を特定するとともに、相対優先クラスの重みを変更することによりキューシステム２０のキュー制御ロジックを変更する場合には、その特定したキューに対する重み値を計算する。
【００４４】
続いて、情報分析機能部１２は、制御ノード特定機能部１１の特定したノード（この例の場合にはエッジルータ２）に対して、回線を識別するための情報と、その回線に接続されるキューシステム２０の持つ相対優先クラスの内の制御対象となるキューを識別するための情報と、そのキューに対する重みの情報とを通知することで、設定パラメータの設定を指示する（図中の▲５▼）。
【００４５】
この設定指示を受けて、エッジルータ２のキュー制御機能部２１は、制御サーバ１からの設定指示に従って、制御対象となるキューシステム２０の持つ相対優先クラスの重みを変更することで、そのキューシステム２０のキュー制御ロジックを変更する（図中の▲６▼）。
【００４６】
この処理を行うときにあって、帯域変動区間をエンドシステム３−ｉとエッジルータ２との間の区間であると想定する場合には、帯域変動区間の上流側のノードがエッジルータ２となることから、以上に説明した処理は簡単となって、本発明の制御サーバ１は、図６の処理フローに示す処理を実行することで、エッジルータ２に対して、回線を識別するための情報と、その回線に接続されるキューシステム２０の持つ相対優先クラスの内の制御対象となるキューを識別するための情報と、そのキューに対する重みの情報とを通知することで、設定パラメータの設定を指示することになる。
【００４７】
次に、情報分析機能部１２により計算される重み値の計算例について説明する。
【００４８】
ここでは、制御対象となるキューシステム２０に４つの相対優先クラス（サービス１〜４）が存在することを想定するとともに、そのキューシステム２０の持つ複数の相対優先キューの内の１番目の相対優先クラス（サービス１）の優先度をある一定率にまで高めるという分析結果が出ているものとすることで説明する。
【００４９】
この重みの増加分を他のどの相対優先キューの重みから差し引くかについては、各相対優先キューに割り当てられている通信サービスのサービス特性や、エンドシステム３−ｉの利用者との契約による。
【００５０】
以下では、２つのパターンについて計算例を示す。
【００５１】
（１）パターン１
サービス特性としてサービス２の帯域減少特性が強い場合や、契約によってサービス１をサービス２よりも優先することになっている場合には、図７（ａ）に示すように、サービス２を含めた残りの全てのサービス２，３，４の重み（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を切り下げることでサービス１の重み（Ｓ１）を大きくすることにより、サービス１の優先度を上げるようにする。
【００５２】
（２）パターン２
サービス特性としてサービス２もサービス１と同様に帯域減少の影響を受けることが予め分かっている場合や、契約によってサービス２をサービス１と一定比率で連動させることになっている場合には、図７（ｂ）に示すように、サービス３，４の重み（Ｓ２，Ｓ３）を切り下げることでサービス１，２の重み（Ｓ１，Ｓ２）を大きくすることにより、サービス１，２の優先度を上げるようにする。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、優先度に応じて用意されるキューからパケットを読み出して送出するときにあって、アプリケーションレベルでのサービス別の通信品質情報を元にして、そのキューのキュー制御ロジックを変更するようにすることから、品質維持対象のサービスの優先度を直接的に上げることができるようになるとともに、不必要に他のサービスに影響を及ぼさないことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例である。
【図２】制御サーバの配置例を示す図である。
【図３】キューシステムの一例を示す図である。
【図４】キュー制御ロジックの変更処理の一例を示す図である。
【図５】相対優先クラスについての映像の一例を示す図である。
【図６】制御サーバの実行する処理フローの一例である。
【図７】キューの重みの計算例を示す図である。
【符号の説明】
１ 制御サーバ
２ エッジルータ
３ エンドシステム
１０ 情報収集機能部
１１ 制御ノード特定機能部
１２ 情報分析機能部
２０ キューシステム
２１ キュー制御機能部

Claims (4)

1. 優先度に応じて用意されるキューからパケットを読み出して送出するパケット通信システムで用いられるパケット通信制御方法であって、
   エンドシステムにおけるサービスの受信品質情報を収集する過程と、
   上記収集した品質情報に基づいて制御されることになるキューを特定する過程と、
   上記収集した品質情報に基づいて、上記特定したキューのキュー制御ロジックを決定する過程と、
   上記特定したキューが上記決定したキュー制御ロジックで動作することになるようにと設定する過程とを備えることを、
   特徴とするパケット通信制御方法。
2. 優先度に応じて用意されるキューからパケットを読み出して送出するパケット通信システムで用いられるキュー制御設定装置であって、
   エンドシステムにおけるサービスの受信品質情報を収集する収集手段と、
   上記収集手段の収集した品質情報に基づいて制御されることになるキューを特定する特定手段と、
   上記収集手段の収集した品質情報に基づいて、上記特定手段の特定したキューのキュー制御ロジックを決定する決定手段と、
   上記特定手段の特定したキューが上記決定手段の決定したキュー制御ロジックで動作することになるようにと設定する設定手段とを備えることを、
   特徴とするキュー制御設定装置。
3. 優先度に応じて用意されるキューからパケットを読み出して送出するパケット通信システムで用いられるパケット通信制御プログラムであって、
   エンドシステムにおけるサービスの受信品質情報を収集する処理と、
   上記収集した品質情報に基づいて制御されることになるキューを特定する処理と、
   上記収集した品質情報に基づいて、上記特定したキューのキュー制御ロジックを決定する処理と、
   上記特定したキューが上記決定したキュー制御ロジックで動作することになるようにと設定する処理とをコンピュータに実行させるためのパケット通信制御プログラム。
4. 優先度に応じて用意されるキューからパケットを読み出して送出するパケット通信システムで用いられるパケット通信制御プログラムを記録した記録媒体であって、
   エンドシステムにおけるサービスの受信品質情報を収集する処理と、
   上記収集した品質情報に基づいて制御されることになるキューを特定する処理と、
   上記収集した品質情報に基づいて、上記特定したキューのキュー制御ロジックを決定する処理と、
   上記特定したキューが上記決定したキュー制御ロジックで動作することになるようにと設定する処理とをコンピュータに実行させるためのパケット通信制御プログラムを記録した記録媒体。

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