JP2004274368A - Quality guarantee controller and load distributing device - Google Patents

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JP2004274368A
JP2004274368A JP2003061996A JP2003061996A JP2004274368A JP 2004274368 A JP2004274368 A JP 2004274368A JP 2003061996 A JP2003061996 A JP 2003061996A JP 2003061996 A JP2003061996 A JP 2003061996A JP 2004274368 A JP2004274368 A JP 2004274368A
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Inventor
Hitoshi Yamada
仁 山田
Koji Nakamichi
耕二 仲道
Akiko Okamura
亜紀子 岡村
Akira Nagata
晃 永田
Katsuichi Nakamura
勝一 中村
Seiji Nomiyama
誠次 野見山
Mitsunori Fukazawa
光規 深沢
Nobuhiro Kawamura
信宏 川村
Sugiko Itagaki
杉子 板垣
Koji Iwasaki
孝司 岩崎
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the burden of quality guarantee control by a service provider. <P>SOLUTION: When a quality guarantee server receives a use request for a network service including a quality guarantee request, the quality guarantee server detects the use frequency level of a service per hour and sets a QoS path which can house traffic flow to the use request and collect traffic flow to a use request that is generated thereafter as provisioning of quality guarantee control corresponding to the use frequency level. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、 ネットワークにおける品質保証制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)やFTTH(Fiber To The Home)等の広帯域アクセスインタフェースが普及している。これにともなって、インターネット等のネットワークを介して、VOD(Video On Demand)やライブ放送等に代表される広帯域情報サービス,或いはVoIP(Voice over Internet Protocol)等に代表される双方向音声通信サービスへの要求が高まっている。キャリア、ISP(Internet Services Provider)、IDC(Internet Data Center)等が、上記サービスを提供する際には、以下のような品質保証が必要となる。
(1)帯域をEnd−to−End(エンド−トゥ−エンド)でコンスタントに割り当てる必要がある。
(2)割り当てられた帯域は、一定時間、使用され続け、割り当てられた帯域を使用している間は、他のトラヒックによる悪影響を受けてはならない。
(3)ネットワーク利用者が利用するサービスによって、割り当てられる帯域が異なる。このため、割り当てられる帯域はサービス内容に柔軟に対応する必要がある。
【0003】
広帯域情報サービスや双方向音声通信サービスを実現するためには、上記(1)〜(3)に示した品質保証をネットワークにおいて行う必要がある。ネットワークはキャリア網で閉じても良い。ネットワークにおける品質保証方式の従来技術を以下に示す。
【0004】
〈DiffServ方式〉
DiffServ方式とは、複数のネットワーク機器が協調してフローの転送品質を高く保つためのアーキテクチャである。DiffServ方式では、フローがいくつかのクラスに分類され,それらに転送品質の格差が設けられ、パケット転送が行われる。これによって、相対的に高品質なパケット転送の提供が可能となる。DiffServ方式は、ネットワークの入り口のルータがクラス分けを行うためのクラス識別子をパケットに書込み、ネットワークの内部のルータがクラス識別子による優先順位付けに従ったパケット転送を行う仕組みを持つ。
【0005】
〈ASIC技術を使った柔軟な帯域制御方式〉
帯域制御とは、QoS(Quality of Service)の一種で、パケットの種類ごとに、使用できる回線容量(通信速度)を制限することである。ネットワークを構成するネットワーク機器(ルータ)が持つ機能であり、優先度の高いパケットをスムーズに送受信したり、予め、通信速度を調整してパケットの喪失を防止したりするために使用される。
【0006】
ASIC(Application Specific Integrated Circuit)は、ある特定の用途のために設計、製造される集積回路であり、ネットワーク機器(ルータ)を提供するベンダーは、柔軟な帯域制御機能を実現するために、ASIC技術を用いた集積回路をネットワーク機器に実装する。
【0007】
ASIC技術を使った柔軟な帯域制御方式は、送信元または宛先のIPアドレス,送信元または宛先のTCP/UDPポート番号およびプロトコルタイプによって識別できるポート,パケットの優先順位,レイヤ4セッション・フローに基づいたワイヤスピードで提供可能な帯域制御を実現する。
【0008】
〈MPLS QoSパス方式〉
MPLS(MultiProtocol Label Switching)とは、ラベルスイッチング方式を用いたパケット転送技術である。ネットワークを構成するネットワーク機器(ルータ、MPLSにおいては“Label Switching Router:LSR”と呼ばれる)にMPLS機能が実装されると、MPLSネットワーク内では、パケットの行き先に応じて、次にどのルータに転送するかという情報をLSRが保持し、それぞれの経路はラベルによって識別される。このネットワークの入口にあるネットワーク機器(エッジルータ)にパケットが届くと、パケット内の経路情報にラベルが付加され、次のルータに転送される。次のネットワーク機器(コアルータ)は、パケットに付加されたラベルを見て、どのルータに転送すべきかを判断し、適切な転送先にパケットを送る。外部ネットワークへの出口にあるネットワーク機器(エッジルータ)は、到着したパケットからラベルを取り除き、外のルータへ転送する。MPLS QoSパス方式とは、MPLSのLSP(Label Switching Path)と呼ばれる予め設定されたパス(経路)に対して、RSVP(Resource reSerVation Protocol)を用いて各ネットワーク機器(ルータ)で帯域を確保する技術である。
【0009】
上述した“DiffServ方式”、“ASIC技術を使った柔軟な帯域制御方式”、或いは“MPLS QoSパス方式”を用いてネットワークにおける品質制御を行う場合には、ネットワークを構成するネットワーク機器(ルータ)に対し、各種設定を予め行う必要がある。さらに、End−to−Endで品質保証が行われる場合には、パス(経路)上の全てのネットワーク機器(ルータ)に対し、品質保証を行うために必要な設定を行う必要がある。全てのネットワーク機器(ルータ)に対し、ネットワーク運用者が品質制御のための設定を人手で行うことは、非常に困難である。そのため、ネットワーク運用コストを減少させるための従来技術として、ポリシーサーバ方式がある。
【0010】
〈ポリシーサーバ方式〉
ポリシーサーバ方式とは、例えば、End−to−Endの品質保証要求(帯域確保要求)を行う等、ネットワークを構成する複数のネットワーク機器(ルータ)に対して、ネットワークワイドなQoS設定を一括して実施する等の機能を持つネットワーク運用管理サーバを用いる方式である。ポリシーとは、ネットワーク機器(ルータ)に対する品質保証(帯域確保)や経路選択等の設定指針である。ポリシーサーバを利用すれば、ネットワークを構成するネットワーク機器(ルータ)毎に品質保証の設定を行う必要がなく、比較的容易にEnd−to−Endの品質保証(帯域確保)や経路選択等のQoS保証を行うことが可能となる。
【0011】
〈品質保証要求受付方式(アドミッション制御方式)〉
品質保証要求受付方式(アドミッション制御方式)は、“ポリシーサーバ方式”を介したVODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービス、或いはVoIP等に代表される双方向音声通信サービスを提供する際に、ポリシーサーバがEnd−to−Endにおける品質保証要求をネットワーク利用者から受付け、ネットワーク利用者からの品質保証要求を分析し、ネットワーク機器(ルータ)に対して品質保証の設定を行う方式である。
【0012】
さらに、品質保証要求受付方式(アドミッション制御方式)の拡張方式として、フロー集約方式がある。フロー集約方式は、“DiffServ方式”、“ASIC技術を使った柔軟な帯域制御方式”、または“MPLS QoSパス方式”のように、ネットワークにおける品質制御としてEnd−to−Endの各フローに対する帯域保証等のQoS保証を行うのではなく、コンテンツ提供者やネットワーク運用者がサービス提供のために必要となるネットワーク・リソースを予測し、必要と予測されるネットワーク・リソース(例えば、複数のフロー分の帯域)を予め確保しておく。
【0013】
フロー集約方式を用いて品質保証要求受付方式(アドミッション制御方式)が実現される場合には、必要と予測されるネットワーク・リソースについてのプロビジョニングがポリシーサーバ等を用いて事前に行われる。その後、ネットワーク利用者からの品質保証要求を受付けた際に、その要求を許容できるネットワーク・リソースが残っているか否かが判定され、ネットワーク・リソースが残っていたら、ネットワーク利用者に対し、サービス利用が許可される。
【0014】
〈マルチパスを用いた動的負荷分散方式〉
また、非保証トラヒックの転送方式として、最短経路ベースのホップバイホップ転送方式と、マルチパスを用いた動的負荷分散方式がある。最短経路ベースのホップバイホップ転送方式では、OSPF(Open Shortest Path First)等のIGP(Interior Gateway Protocol)の経路検索機構により最短経路が選択され、選択された最短経路がネットワーク機器(ルータ)のルーティングテーブルに反映される。転送されるパケットは、各ネットワーク機器(ルータ)でパケット単位にルーティングテーブルを参照しながら、ネクストホップへ転送される。マルチパスを用いた動的負荷分散方式とは、MPLSによって複数のパス(経路)を設定し、設定された複数のパス(経路)にトラヒックを分散して転送する方式である。
【0015】
マルチパスを用いた動的負荷分散方式に係る先行技術として、特許文献1に開示された通信網のパス選択装置及びその方法、特許文献2に開示された伝送経路制御装置及び伝送経路制御方法並びに伝送経路制御プログラムを記録した記録媒体がある。
【0016】
また、本願発明に係る先行技術として、特許文献3に開示された通信品質制御システムおよび通信品質制御方法がある。
【0017】
【特許文献1】
特開2001−144804号公報
【特許文献2】
特開2001−320420号公報
【特許文献3】
特開2002−374286号公報
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
上述した“DiffServ方式”、“ASIC技術を使った柔軟な帯域制御方式”、“MPLS QoSパス方式”といったネットワークにおける品質制御を行う際に、ネットワークにおける運用管理の効率化を目指し、“ポリシーサーバ方式”を利用して、VODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービスや、VoIP等に代表される双方向音声通信サービスにおける品質保証を実現することを考える。この場合、コンテンツ提供者やネットワーク運用者は、最悪のケースでは、ポリシーサーバを介して、ネットワーク機器(ルータ)に対し、ユーザ単位に個々のポリシー(“DiffServ方式”、“ASIC技術を使った柔軟な帯域制御方式”、“MPLS QoSパス方式”といった品質制御)を設定していく必要がある。このため、ネットワークを日常的に運用するコンテンツ提供者やネットワーク運用者は、非常に煩雑な設定を行うスキルを必要とする。さらに、コンテンツ提供者やネットワーク運用者が高いスキルを保持していても、設定に要する時間も無視できない。さらに、人件費等を含む運用コストが増大することになる。
【0019】
また、品質保証要求受付方式(アドミッション制御方式)を用いる場合では、“DiffServ方式”、“ASIC技術を使った柔軟な帯域制御方式”、“MPLS QoSパス方式”といったネットワークにおける品質制御がポリシーサーバを介してEnd−to−Endのフロー毎に行われる。このため、ネットワーク機器(ルータ)に対する制御が増大し、ポリシーサーバにおける処理性能が劣化し、ネットワーク利用者への品質保証要求に対する応答が悪化する。さらに、ネットワーク機器(ルータ)には、End−to−Endのフロー毎に品質制御を設定可能な上限値があるため、サービスの許容数に限界がある。
【0020】
一方、フロー集約方式を用いた品質保証要求受付方式(アドミッション制御方式)を用いて、VODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービスや、VoIP等に代表される双方向音声通信サービスと連携した効果的なネットワークにおける品質保証を行う場合を考える。この場合には、コンテンツ提供者やネットワーク運用者がサービス提供のために必要となるネットワーク・リソースを予測し、必要と予測されるネットワーク・リソース(例えば、複数のフロー分の帯域)を事前に確保しておく必要がある。さらに、コンテンツ提供者やネットワーク運用者が事前に設定し確保されたネットワーク・リソースの上限を超えた要求を受付けた場合では、他のパス(経路)に空きがあっても、サービスを許可する事が出来ない。このため、ネットワーク・リソースを効果的に活用することが出来ない。
【0021】
以上説明したように、VODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービスや、VoIP等に代表される双方向音声通信サービスにおける品質保証を実現しようとすると、品質保証を行うための運用コストが増大する。これに対し、ネットワーク利用者の品質保証要求を受付け、運用コストを削減しようとしても次の問題がある。
(i)フロー集約なしの場合
・ 品質保証要求毎にネットワーク機器(ルータ)に対する設定を行うので、品質保証要求に対する応答が悪化する。
・ ネットワーク機器(ルータ)が持つフロー毎に設定可能な上限値に、サービスの許容数が依存する。
(ii) フロー集約ありの場合
・ サービス提供のために必要となるネットワーク・リソースを予測し、必要と予測されるネットワーク・リソースの確保を事前に行う必要がある。
・ 事前に確保したネットワーク・リソースの上限を超えた要求を受付けた場合、他のパス(経路)に空きがあっても、サービスを許可する事が出来ない。
【0022】
よって、上述したような課題を解決しない限り、VODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービスや、VoIP等に代表される双方向音声通信サービスにおける品質保証を実現できない。また、キャリア、ISP、IDC等は、サービス利用料を徴収できるようなサービスが提供できないので、ビジネス展開において大きな障害となる可能性がある。
【0023】
加えて、VODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービスや、VoIP等に代表される双方向音声通信サービスを提供するキャリア、ISP、IDCは、品質保証を行うトラヒックを考慮するだけではなく、非保証トラヒックをできる限り輻輳させないように考慮する必要がある。“マルチパスを用いた動的負荷分散方式”では、複数のパス(経路)にどのような割合(分散比率)でトラヒックを流すかが決定される。このため、実際にネットワークを流れているトラヒックが計測され、複数のパス(経路)上を効率良く分散してトラヒックが流れるように分散比率が決定される。しかし、“マルチパスを用いた動的負荷分散方式”がフロー集約ありの品質保証要求受付方式(アドミッション制御方式)とともに適用される場合には、既に確保された(これから使用されるであろう)ネットワーク・リソースを考慮した上で複数のパス(経路)を流れるトラヒックの分散比率が決定される必要がある。
【0024】
本発明の目的は、ネットワーク・サービスの提供者の負担を軽減することのできる品質保証制御技術を提供することである。
【0025】
本発明の他の目的は、利用要求に対する即答性を高めることができる品質保証制御技術を提供することである。
【0026】
本発明の他の目的は、品質保証トラフィックを考慮して経路に対する分散比率を決定することができる負荷分散技術を提供することである。
【0027】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の構成を採用する。
【0028】
すなわち、本発明の第1の態様は、品質保証機能を備えたネットワーク機器で構成されるネットワークに設けられ、
利用者からの品質保証要求を含むネットワーク・サービスへの利用要求の頻度としての利用要求頻度を求める利用要求頻度取得手段と、
前記利用要求頻度に基づく品質保証ネットワーク制御を行う制御手段と、
を含む品質保証制御装置である。
【0029】
本発明によれば、利用要求頻度に応じて自動的に利用要求に対するプロビジョニングを行うようなネットワーク制御を行うことが可能となる。
【0030】
好ましくは、第1の態様における制御手段は、或る利用要求に対するトラフィック・フローとともに他のトラフィック・フローを割り当て可能な品質保証用のネットワーク・リソースを確保する品質保証ネットワーク制御を行い、その後に発生した利用要求に対するトラフィック・フローを前記品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる。
【0031】
このような品質保証ネットワーク制御は、例えば、利用者からのネットワーク・サービスへの利用要求の頻度が監視され、継続して利用要求が発生する傾向にあると判断された場合に行うように構成することができる。
【0032】
また、利用者からのネットワーク・サービスへの利用要求の頻度が監視され、継続して利用要求が発生しない傾向にあると判断される場合には、サービスが必要とするトラヒック・フローだけの品質保証ネットワーク制御を制御手段が行うように構成することも可能である。
【0033】
好ましくは、第1の態様における制御手段は、複数のトラフィック・フローを収容可能な品質保証用のネットワーク・リソースを予約する品質保証ネットワーク制御を行い、その後に発生した利用要求に対するトラフィック・フローを予約された品質保証用のネットワーク・リソースに収容する。
【0034】
このような構成によれば、利用者からのネットワーク・サービスへの利用要求の頻度を監視し、利用者からのネットワーク・サービスへの利用要求を受付ける前に、予め、複数のトラヒック・フローを収容(集約)可能とする品質保証ネットワーク制御を行うことが可能となる。
【0035】
以上の構成によれば、次の利用要求に対するプロビジョニング(例えば、ネットワーク・リソースの確保)が、他のトラフィック・フローを収容(集約)可能な品質保証用のネットワーク・リソース(例えば、品質保証パス(QoSパス))の確保、又は品質保証用のネットワーク・リソースの予約(事前確保)により、自動的に行われる。このため、次の利用要求に対する応答の即答性を高めることができる。また、ネットワーク・サービスの提供者は、利用要求毎にネットワーク・リソースの確保を行わなくて済む。これによって、提供者の負担が軽減される。
【0036】
また、第1の態様は、利用要求頻度が複数のレベルに分類され、制御手段が現在のレベルに応じて上述したような品質保証ネットワーク制御を行うようにするのが好ましい。この場合に用意されるレベル数、レベルに応じて行われる品質保証ネットワーク制御の内容は適宜組み合わせることが可能である。
【0037】
また、好ましくは、第1の態様における制御手段は、新たに受け付けられた利用要求に対するトラフィック・フローを既に確保されている品質保証用のネットワーク・リソースに収容できない場合には、この利用要求に対するトラフィック・フローを割り当て可能な新たな品質保証用のネットワーク・リソースを確保する。
【0038】
この場合には、1つの利用要求に対するトラフィック・フローのみを割り当てるための品質保証用のネットワーク・リソースを確保するように構成することもできる。但し、複数の利用要求に対するトラフィック・フローを割り当て可能な新たな品質保証用のネットワーク・リソースが確保され、次の利用要求に対するトラフィック・フローが当該品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てられる構成を適用するのが好ましい。
【0039】
このような構成によれば、例えば、複数のトラヒック・フローを収容(集約)可能とする品質保証ネットワーク制御によって確保されたネットワーク・リソースのサービス利用要求の許容能力を超えた場合(例えば、確保されたネットワーク・リソースの帯域を超えた場合)、品質保証可能な代替経路があるか検索し、代替経路が検出されれば、自動的に代替経路のプロビジョニングを行うことが可能となる。これによって、ネットワーク・リソースの効果的な利用を行うことができる。
【0040】
また、好ましくは、第1の態様における制御手段は、前記品質保証パスに収容されるトラフィック・フローが無くなった場合でも、当該品質保証用のネットワーク・リソースを一定期間維持し、その間に新たな利用要求が発生したときには、この利用要求に対するトラフィック・フローを当該品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる。
【0041】
このような構成によると、例えば、複数のトラヒック・フローを収容(集約)可能とする品質保証ネットワーク制御によって確保されたネットワーク・リソースの品質保証可能なサービス利用要求の許容能力を超えた場合(例えば、確保された帯域を超えた場合)に新たに確保された品質保証用のネットワーク・リソースについては、利用頻度が高い品質保証用のネットワーク・リソースとしてマーキングを行い、マーキングされた品質保証用のネットワーク・リソースについては、利用者がいなくなっても、一定時間、予約された品質保証用のネットワーク・リソースとして扱う。これによって、効率の良いネットワーク・リソース管理を行うことが可能となる。
【0042】
上記構成によれば、確保済みの品質保証用のネットワーク・リソースに次の利用要求に対するトラフィック・フローを割り当てることができる。これによって、利用要求に対する応答の即答性を高めることができる。また、サービスの提供者が利用要求毎に品質保証用のネットワーク・リソースを確保しなくて済む。
【0043】
また、好ましくは、第1の態様における制御手段は、前記品質保証用のネットワーク・リソースの空き帯域を監視し、空き帯域が所定の閾値を上回っている場合には、新たに確保される品質保証用のネットワーク・リソースの帯域の設定値を小さくする。
【0044】
このような構成では、品質保証用のネットワーク・リソースの空き帯域が監視され、その品質保証用のネットワーク・リソースが十分に使用されていない場合には、次に設定される品質保証用のネットワーク・リソースが以前よりも小さい帯域で確保される。これによって、ネットワーク・リソース全体のの有効利用を図ることができる。
【0045】
本発明の第2の態様は、ネットワークを流れるトラフィックを複数のルートに動的に分散させる負荷分散装置であって、
各ルートのリンクの空き帯域を算出する空き帯域算出手段と、
各ルートのリンクの空き帯域に基づいて前記複数のルートに対するトラフィックの分散比率を決定する手段とを含み、
前記空き帯域算出手段は、リンクに品質保証用の帯域が確保されている場合には、その品質保証用の帯域中の空き帯域と当該リンクの実使用帯域とをリンク帯域から減じて当該リンクの空き帯域を求める。
【0046】
第2の態様によると、例えば、非保証トラヒックに対して動的負荷分散を適用する際に、ネットワークを流れるトラヒックを複数の経路(ルート)に分散させる分散比率を決定する情報として、ネットワークを流れる実測トラヒックだけではなく、既に確保された品質保証可能なサービス許容能力の残能力(例えば、確保された帯域の残り帯域)は、すぐに使用される可能性が高いと判断し、実測トラヒックに加算したものを分散比率の決定情報として用いることができる。
【0047】
第2の態様によれば、複数のルートに対するトラフィックの分散比率の決定において、空き帯域の算出に品質保証用の帯域の空き帯域が考慮される。これによって、例えば、ベストエフォートで転送される非保証トラフィックが或るルートに設定された後に、品質保証用の帯域の空き帯域に品質保証トラフィックが割り当てられ、非保証トラフィックの帯域が狭まり、伝送速度が落ちるといった弊害を抑えることが可能となる。
【0048】
好ましくは、第2の態様における空き帯域算出手段は、品質保証パス中の空き帯域が使用される可能性が高いと判断される場合にのみ、品質保証用の帯域中の空き帯域をリンク帯域から減じる。
【0049】
このような構成によれば、上記した非保証トラフィックに対する弊害が発生する可能性が高い場合にのみ、品質保証用の帯域中の空き帯域を考慮したリンクの空き帯域の計算が行われる。
【0050】
この場合には、例えば、品質保証可能なサービス許容能力の残能力(例えば、確保された品質保証用の帯域の残り帯域)はすぐに使用される可能性が高いと判断する際に、利用者からのネットワーク・サービスへの利用要求の頻度が高い品質保証用の帯域の空き帯域だけを予測トラヒックとして、実測トラヒック(実使用帯域)に加算したものを、分散比率の決定情報として用いることができる。これによって、より精度の高い予測的な要素を取り入れたマルチパスを用いた動的負荷分散方式を実現できる。
【0051】
本発明の第3の態様は、品質保証機能を備えたネットワーク機器で構成されるネットワークに設けられる品質保証制御装置が、
利用者からの品質保証要求を含むネットワーク・サービスへの利用要求の頻度としての利用要求頻度を求め、
前記利用要求頻度に応じた品質保証ネットワーク制御を行う
ことを含む品質保証制御方法である。
【0052】
本発明の第4の態様は、ネットワークを流れるトラフィックを複数のルートに動的に分散させる負荷分散装置が、
各ルートのリンクの空き帯域を算出するときに、対象のリンクに品質保証用の帯域が確保されている場合には、その品質保証用の帯域中の空き帯域と当該リンクの実使用帯域とをリンク帯域から減じて当該リンクの空き帯域を求め、
各ルートのリンクの空き帯域に基づいて前記複数のルートに対するトラフィックの分散比率を決定する
ことを含む負荷分散方法である。
【0053】
また、本発明は、コンピュータを本発明に係る品質保証制御装置や負荷分散装置として機能させるプログラム、または当該プログラムを記録した記録媒体として特定することも可能である。
【0054】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態における構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【0055】
〔概要〕
最初に、本発明の実施形態の概要を説明する。本発明に関連する従来技術の概要図を図1に示す。上述した課題を解決する本発明の実施形態の概要図を図2に示す。
【0056】
図1に示すように、ポリシーサーバは、品質制御機能を持つネットワーク機器(ルータ)で構成されるネットワークに接続される。各ネットワーク機器は、“Diffserv方式”,“ASIC技術を用いた柔軟な帯域制御方式”,“MPLS QoSパス方式”を適用した品質保証機能を持つ。
【0057】
ポリシーサーバは、ポリシーサーバ方式を実現する構成として、ネットワーク機器に対するポリシーを作成するポリシー作成手段と、ポリシー作成のためのGUI(Graphical User Interface)を提供するポリシー作成GUI手段と、作成されたポリシーを管理および制御するポリシー管理制御手段と、ポリシーを各ネットワーク機器に適用するポリシー適用手段と、ポリシーに係る情報を格納するポリシー管理DBを備える。また、ポリシーサーバは、品質要求受付方式を実現する構成として、ネットワークの利用者からの品質保証要求を受け付ける品質保証要求受付手段と、品質保証要求に応じたネットワーク・リソースの確保等を行うアドミッション制御手段と、ネットワーク・リソースの使用状況等の情報を格納するネットワーク・リソース管理DBとを備えている。
【0058】
また、図1に示すように、マルチパスを用いた動的負荷分散方式を実現するサーバ(負荷分散サーバ)は、ネットワークに接続されている。負荷分散サーバは、ネットワークにおける各経路(パス)のトラフィック量を計測するネットワーク・トラフィック計測手段と、各経路のトラフィック量に基づいて各経路に対するトラフィックの分散比率を計算する負荷分散計算手段と、各経路に対するトラフィックが適正な分散比率の範囲に収まるようにトラフィックの分散処理を行う負荷分散制御手段と、計測手段によって計測された各経路のトラフィック量等のネットワークに係る統計情報を格納するネットワーク統計情報DBとを備える。なお、“マルチパスを用いた動的負荷分散方式”は、サーバ単独、ネットワーク機器単独、サーバおよびネットワーク機器併用で実装可能である。
【0059】
図2において、ネットワーク100は、複数のネットワーク機器(ルータ)101から104で構成される。ただし、ネットワーク機器(ルータ)の数はネットワークの規模に依存する。ネットワーク100は、複数のパス(経路:「ルート」ともいう)が存在するネットワーク構成となっている。例えば、クライアント105とサーバ106との間におけるネットワーク100のルートは、ルータ102−ルータ101−ルータ104のパスと、ルータ102−ルータ103−ルータ104のルートとがある。各ルートは、ノード(ネットワーク機器)と、ノード間を結ぶリンク(物理回線)とで構成される。ネットワーク100では、ネットワーク100におけるエンド−トゥ−エンド間のルート上に、QoSパス(LSP)を設定することが可能な構成となっている。
【0060】
ネットワーク機器(ルータ)101〜104は、「DiffServ方式」、「ASIC技術を使った柔軟な帯域保証方式」、「MPLS QoSパス方式」等の品質保証方式を実現する品質保証機能を備えている。
【0061】
クライアント105は、ネットワーク利用者が使用するマシン(端末装置)であり、ネットワーク100に接続されている。
【0062】
サーバ106は、VODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービスや、VoIP等に代表される双方向音声通信サービスを提供する装置であり、ネットワーク100に接続されている。
【0063】
品質保証サーバ107は、本発明に係る品質保証制御方式を備えた制御装置(品質保証制御装置)であり、ネットワーク100に接続されている。品質保証サーバ107は、以下に示す手段とDB(Database)を備えている。品質保証サーバ107は、専用のサーバマシン,パーソナルコンピュータ,ワークステーション等のネットワーク機器との通信機能を持つコンピュータ(情報処理装置)を用いて構成することができる。品質保証サーバ107を構成するコンピュータは、CPU等のプロセッサと、主記憶および補助記憶(プログラムおよびデータを記録している)を含む記録媒体を含み、プロセッサが補助記憶に記憶された各種のプログラムを主記憶にロードして実行することにより、図2に示すような各手段(各部)およびデータベース(DB)を持つ品質保証サーバ107として機能する。なお、以下の各手段及びDB(構成要素)の説明において、「(改造)」は既存の構成要素を改造することで実現可能な構成要素であることを示し、「(新規)」は、本発明を実現するための新規な構成要素であることを示し、「(既存)」は既存の構成要素であることを示す。
【0064】
・品質保証要求受付手段200(改造)
品質保証要求受付手段200は、クライアント105からの品質保証要求を受付ける通信部である。
【0065】
・品質保証要求分析手段201(新規)
品質保証要求分析手段201は、品質保証パラメータのQoSパスリクエスト種別が“設定”の時、要求があった時刻のタイムスタンプ処理を行う。
【0066】
・利用状況蓄積手段202(新規)
利用状況蓄積手段202は、ネットワーク利用者から品質保証要求を受付けた場合に、サービス利用状況管理DB301にサービス利用頻度の情報を登録し、サービス利用頻度の情報を更新する。サービス利用頻度は、ネットワーク利用者が使用しようとしているコンテンツ単位、サーバ単位、ネットワーク単位(セグメント単位)で、管理可能である。また、サービス利用状況管理DB301の更新処理を行う。
【0067】
・利用状況判定手段203(新規)
利用状況判定手段203は、時間あたりのサービス利用頻度を算出する。
【0068】
・QoSパス設定手段204(新規)
QoSパス設定手段204は、まず、受付制御手段205に対して、既に“フロー集約あり”のパス(経路)があるか否かのチェックを行う。既に確保された“フロー集約あり”のパス(経路)があれば、サービス許可をネットワーク利用者へ返信する。
【0069】
これに対し、QoSパス設定手段204は、既に確保された“フロー集約あり”のパス(経路)がなければ、他のパス(経路)の検索を行うために、経路検索手段206に対して、代替経路の検索を行う。代替経路も見つからない場合には、QoSパス設定手段204は、サービス不許可をネットワーク利用者へ返信する。
【0070】
これに対し、QoSパス設定手段204は、代替経路が見つかれば、QoSパス管理手段207に対して、ネットワーク機器(ルータ)への制御を要求すると共に、ネットワーク・リソース管理DB302にQoSパス設定情報を設定する。そして、QoSパス制御手段204は、ネットワーク機器への制御が終了したら、サービス利用者に対して、サービス許可を返信する。
【0071】
・受付制御手段205(新規)
受付制御手段205は、受付制御パラメータで指定されたパス(経路)が、既に“フロー集約あり”のパス(経路)としてネットワーク・リソース管理DB302に登録されているか否かをチェックする。
【0072】
・経路検索手段206(改造)
経路検索手段206は、指定されたEnd−to−Endのパス(経路)の検索を行う。
【0073】
・QoSパス管理手段207(新規)
QoSパス管理手段207は、ネットワーク制御手段208に対して、ネットワーク機器(ルータ)への制御を要求し、新規に確保したパス(経路)をネットワーク・リソース管理DB302に登録する。
【0074】
・ネットワーク制御手段208(改造)
ネットワーク制御手段208は、帯域設定パラメータを解析し、ネットワーク機器(ルータ)への制御を行う。
【0075】
・フロー集約マーキング手段209(新規)
フロー集約マーキング手段209は、受付制御手段205による処理において、予約帯域を超えたことを示すフラグをネットワーク・リソース管理DB301に登録する。
【0076】
・Dijkstra(ダイクストラ)計算手段210(改造)
ダイクストラ計算手段210は、Dijkstra計算(ダイクストラ法による最短経路探索)を行う。
【0077】
・QoSパス周期管理手段211(新規)
QoSパス周期管理手段211は、周期的に起動し、予約型QoSパスの管理を行う。
【0078】
・QoSパス周期解放手段212(新規)
QoSパス周期開放手段は、周期的に起動し、予約帯域を超えたことを示すフラグが設定されているネットワーク・リソース管理DB301に格納されるQoSパス設定情報があれば、そのQoSパスを解放する。
【0079】
・QoSパス集約フロー管理手段213(新規)
QoSパス集約フロー管理手段213は、QoSパス集約フローが適切な予約帯域を確保しているか否かを定期的にチェックする。
【0080】
・負荷分散計算手段214(改造)
負荷分散計算手段214は、周期的に起動し、負荷分散処理を行う否かのチェックを行い、負荷分散を行う必要があれば、負荷分散制御処理を行う。
【0081】
・ネットワーク・トラヒック計測手段215(既存)
ネットワーク・トラヒック計測手段215は、SNMP(Simple Network Management Protocol)を介して、ネットワーク機器(ルータ)に流れるトラヒックを計測し、ネットワーク統計情報DB303に登録する。
【0082】
・負荷分散制御手段216(既存)
負荷分散制御手段216は、ネットワーク機器(ルータ)に対して、トラヒックの負荷分散制御を行う。
【0083】
・サービス利用状況管理DB301
サービス利用状況管理DB301は、ネットワーク利用者が使用しようとしているコンテンツ単位、サーバ単位、ネットワーク単位(セグメント単位)で、サービスの利用頻度に係る情報を格納・管理するデータベースである。
【0084】
・ネットワーク・リソース管理DB302
ネットワーク・リソース管理DB302は、ネットワークのパス(経路)に係る情報を格納・管理するデータベースである。
【0085】
・ネットワーク統計情報DB303
ネットワーク統計情報DB303は、ネットワーク統計情報(各パスのトラフィック量等)を格納・管理するデータベースである。
【0086】
図3は、サービス利用状況に応じたプロビジョニング方法の説明図であり、図4は、サービス利用状況に応じたフロー再利用型プロビジョニング方法の説明図である。本発明においては、ネットワーク利用者が使用しようとしているコンテンツ単位、サーバ単位、ネットワーク単位(セグメント単位)で管理を行う利用状況管理(利用状況蓄積手段202、利用状況判定手段203が対応する)を設ける。これによって、時間あたりのサービス利用頻度に従ったプロビジョニング(QoSパス管理手段207、QoSパス周期管理手段211が対応する)を可能とする。
【0087】
具体的に説明すると、サービスに対する時間当たりの利用状況(利用要求頻度)に応じた複数のレベル、例えば、図3に示すようなレベル1〜4を用意することができる。この例では、レベルの値が高いほど利用要求頻度が高い。ここに、レベル1は“オンデマンド型フロー集約なし”であり、レベル2は“オンデマンド型フロー集約あり”であり、レベル3は“予約型フロー集約なし”であり、レベル4は“予約型フロー集約あり”である。そして、現在のレベル値に応じたトラフィック・フロー(以下、「フロー」と表記)を確保するための処理が行われる。
【0088】
利用状況管理は、利用状況の問い合わせにより現在のレベル値を検出する。このとき、レベル値がレベル1であれば、利用者から現在行われている利用要求に対するフロー(オンデマンド型フロー)の帯域幅だけが確保されたQoSパス(品質保証パス:品質保証用のネットワーク・リソース)をQoSパス設定に設定させる。これに対し、現在のレベル値がレベル2であれば、利用状況管理は、利用者から現在要求されている利用要求に対するフローとともに他のフローを集約可能な帯域幅が確保されたQoSパスをQoSパス設定に設定させる。また、レベル値がレベル3であれば、利用状況管理は、利用者からの利用要求が予測されるフローの帯域幅だけが確保された予約フローのQoSパスをQoSパス設定(周期)に設定させる。これに対し、レベル値がレベル4であれば、利用状況管理は、複数のフローを集約可能な帯域幅が確保された予約フローのQoSパスをQoSパス設定(周期)に設定させる。
【0089】
このように、本発明の実施形態は、利用頻度が高くなる傾向にある場合には、複数のフローを集約可能なQoSパスや予約型のQoSパスを設定させ、利用要求に応じたフローを既設のQoSパス内に設定可能とする。これによって、利用要求に対する迅速な応答(即答性の向上)が可能となる。
【0090】
また、オンデマンド型の“フロー集約あり”で確保されるQoSパスは、良く使われる(使用頻度が高い)と考えられる。このため、図4に示すように、レベル2において、一度でもフロー集約を超える利用要求を受付けた場合には、当該フロー集約のQoSパスを利用する利用者がいなくなっても、一定時間、QoSパスの解放を行わずQoSパスが設定されたネットワーク・リソースを保持するように構成することが可能である。
【0091】
これによって、その後に利用要求を受け付けた場合に、空き状態のQoSパスがあれば、このQoSパスを用いて利用要求に応答することができる。したがって、利用要求に対する即答性が向上する。
【0092】
図5は、QoSパス(GS(Guaranteed Services)フロー)と非保証トラヒック(BES(Best Effort Services)フロー)の関係を示す図であり、図6は、QoSパスのレベル遷移について示す図であり、図7は、複数の集約パスがあるリンクについて示す図である。
【0093】
GSフローとは、本発明で記述している品質保証を行うQoSパスを確保してネットワークを利用するようなGuaranteed Services用のフローである。BESフローとは、非保証でネットワークを利用するようなBest Effort Services用のフローである。
【0094】
従来技術によるマルチパスを用いた動的負荷分散方式では、GSフローとBESフローが混在した際に、図5に示すように、GSフローとBESフローが合わさった実使用帯域(図5の▲2▼)を、リンク帯域から減算して空き帯域とし、マルチパスの空き帯域が平均化するような負荷分散が行われる。図5に示す空き帯域の定義では、GS未確保分の帯域(図5の▲1▼)も使用帯域としてみなされる。すなわち、実際にGSフロー(GSトラフィック)が流れていなくても使用帯域としてカウントされる。
【0095】
これに対し、これから使うであろう帯域、GSの予約帯域内の未確保帯域分を考慮して負荷分散を行うことは、GSフローとBESフローとが混在したときにおける効果的な負荷分散を可能とする。また、GSフローの中には、あまり使われていないGSフロー(実際は、使われる迄に時間が空いているので、BESフローを流した方が効果的にネットワーク・リソースを活用できる)がある。このため、マルチパスを用いた動的負荷分散処理を行う際に全てのGSフローを考慮することは適切であるとは言えない。
【0096】
したがって、本発明においては、より適切な予測を行うために、QoSパスのレベルに応じた空き帯域計算方式を行う。QoSパスのレベル遷移は、図6に示すようなケースA,B,Cとに分けて考えることができる。
【0097】
ケースAは、レベル1(初期状態)において、GSフロー毎にQoSパス(レベル1のパス)が設定されるケースである(図6のA)。ケースBは、レベル2(利用頻度が高い状態)において、複数のGSフローが集約されるQoSパス(レベル2の集約パス)が予約設定され、GSフローのトラフィックが設定されたQoSパスを用いて流れているケースである(図6のB)。ケースCは、レベル1(利用頻度が低い)において、フローを集約するQoSパス(レベル2の集約パス)に空きは残っているが、収容されるGSフローが減少しているケースである(図6のC)。
【0098】
ケースBは、利用頻度が高く、図6に示したレベル2の集約パス中の未確保帯域(図6の▲1▼:品質保証用の帯域中の空き帯域)がすぐに使われる可能性が高い。このため、マルチパスを用いた動的負荷分散方式における空き帯域計算時に考慮すべき予測トラヒックと考えられる。これに対し、ケースAは、集約フロー(予約QoSパス)による予約帯域を持たないので、マルチパスを用いた動的負荷分散方式における空き帯域計算において考慮を図る必要はない。また、ケースCは、利用頻度が低く、集約パス中のGSフローは時間経過と共に、ある一定時間経過後、解放されると考えられる。このため、マルチパスを用いた動的負荷分散方式における空き帯域計算において、レベル2の集約パス中の未確保帯域(図6の▲2▼)をすぐに使用される可能性が高い予測トラヒックと考えるのは、適切ではないと考えられる。したがって、本発明では、ケースBの集約フローだけを、マルチパスを用いた動的負荷分散方式における空き帯域計算時に考慮すべき予測トラヒックとして適用する。
【0099】
また、図7に示すように、ある一つのリンク内に複数の集約フローがあった場合においても、ケースBの集約フローのみを考慮するものとする。尚、本発明では、QoSパスの集約フローが適切に割り当てられているか否かを定期的にチェックを行う機構を備える。
【0100】
本発明において、ケースBの集約フローだけを考慮する手段として、ネットワーク・トラヒック計測手段209、負荷分散計算手段214、負荷分散制御手段216、QoSパス集約フロー監視手段213で実現する。
【0101】
〔実施例〕
本発明の実施例を以下に示す。図8は、本発明の実施例を説明するためのシステム構成図である。実施例においては、広帯域情報サービスであるVODサービスを例として説明を行う。
【0102】
図8において、キャリア、ISP、IDC等がVODサービスを提供するネットワーク100は、代表アドレス(ネットワーク機器を特定するIPアドレス)として“172.27.1.1”を持つネットワーク機器Aと、代表アドレスとして“172.27.2.1”を持つネットワーク機器Bと、代表アドレスとして“172.27.3.1”を持つネットワーク機器Cと、代表アドレスとして“172.27.4.1”を持つネットワーク機器Dとで構成される。
【0103】
また、ネットワーク機器Aは、ネットワーク機器B(ネットワーク機器Aが持つ“172.27.10.1”のインタフェースで接続)と、ネットワーク機器D(ネットワーク機器Aが持つ“172.27.40.2”のインタフェースで接続)とのリンクを持つ。ネットワーク機器Bは、ネットワーク機器A(ネットワーク機器Bが持つ“172.27.10.2”のインタフェースで接続)とネットワーク機器C(ネットワーク機器Bが持つ“172.27.20.2”のインタフェースで接続)とのリンクを持つ。ネットワーク機器Cは、ネットワーク機器B(ネットワーク機器Cが持つ“172.27.20.2”のインタフェースで接続)と、ネットワーク機器D(ネットワーク機器Cが持つ“172.27.30.1”のインタフェースで接続)とのリンクを持つ。ネットワーク機器Dは、ネットワーク機器A(ネットワーク機器Dが持つ“172.27.40.1”のインタフェースで接続)とネットワーク機器C(ネットワーク機器Dが持つ“172.27.30.2”のインタフェースで接続)とのリンクを持っている。
【0104】
また、本発明に係る各種の手段(図2)を実現する各部を備えた品質保証サーバ107(IPアドレス:172.27.5.100)と、VODサービスに対する利用者からの要求を受付けるサービス受付サーバ108(IPアドレス:172.27.5.200)とがネットワーク機器Aに接続され、VODサービスを提供するサーバとして、VODサーバ106A(IPアドレス:172.27.7.100)と、VODサーバ106B(IPアドレス:172.27.6.100)とがネットワークに接続されている。
【0105】
VODサーバ106Aはネットワーク機器Cに、VODサーバ106Bはネットワーク機器Dに接続されている。また、VODサービスを利用する利用者は、ネットワーク機器Bに接続されるクライアント105(IPアドレス:172.27.8.100)を介して行う。
【0106】
VODサービスを利用しようとする利用者は、クライアント105を操作してサービス受付サーバ108にアクセスする。すると、利用者が使用するクライアント108のディスプレイには、ログインを行うためのログイン画面14(図9の表示例参照)が表示される。
【0107】
利用者はログイン画面14に対してユーザIDとパスワードを入力し、ログインボタンをクリックする。すると、サービス受付サーバ108に対する認証処理が行われ、ログインが許可されると、クライアント105のディスプレイには、利用者が希望するコンテンツと、品質保証のレベルを選択するコンテンツ一覧画面15(図10の表示例参照)が表示される。
【0108】
利用者は、コンテンツ一覧画面15を用いて、希望するコンテンツと、品質保証のレベルとを選択し、リクエストボタンをクリックする。すると、希望するコンテンツと品質保証のレベルを示す情報がサービス受付サーバ108に送信される。
【0109】
サービス受付サーバ108は、利用者からコンテンツを参照する際に(VODサービスを利用する際に)、品質保証が必要か否かをチェックし、品質保証が必要であれば、品質保証要求を品質保証サーバ107に送信する。
【0110】
品質保証サーバ107は、利用者が希望する品質保証制御処理を行い、その結果をサービス受付サーバ108に返す。品質保証制御処理が正常に終了すれば、クライアント105に対し、利用者の希望する品質(転送レート:伝送帯域)でコンテンツがVODサーバ(例えばVODサーバ106B)から転送され、クライアント105のディスプレイに表示されるコンテンツ再生画面16(図11の表示例参照)において、選択したコンテンツの再生が行われる。
【0111】
図12は、利用者によるログインからコンテンツの再生が行われるまでの品質保証制御処理の流れ図である。図13は、利用者がログインする場合にサービス受付サーバ108へ送信されるログイン・メッセージの内容を示す図である。図14は、サービス受付サーバ108が認証を行う際に使用するデータであるユーザ情報の内容を示す図である。図15は、サービス受付サーバ108がコンテンツ一覧を表示する際に参照するコンテンツ情報の内容を示す図である。図16は、利用者がコンテンツや品質保証のレベルを選択した際に、サービス受付サーバ108に送信されるコンテンツ選択メッセージの内容を示す図である。図17は、サービス受付サーバ108が品質保証を要すると判断した場合に、品質保証サーバ107に送付する品質保証メッセージの内容を示す図である。図18は、品質保証制御処理の結果である保証応答メッセージの内容を示す図である。図19は、品質保証制御処理の結果を受けたサービス受付サーバ108がクライアント105に対して返信するコンテンツ選択応答メッセージの内容を示す図である。
【0112】
図12において、利用者(ユーザ)がログイン画面14を介してユーザID及びパスワードを入力し、ログインボタンをクリックすると、ユーザID,パスワード、ユーザIPアドレス(ユーザ端末(クライアント)のIPアドレス)を含むログイン・メッセージ31(図13)がクライアント105からネットワーク100を介してサービス受付サーバ108に送信される(S1)。
【0113】
サービス受付サーバ108は、ログイン・メッセージ31を受け取ると、認証処理を行うためのユーザ情報32(ユーザID及びパスワード:図14)を取得し、このユーザ情報32とログイン・メッセージ31に含まれたユーザID及びパスワードを照合し、ユーザ名とパスワードとが正しいか否かを判定する(S2)。このとき、ユーザ名及びパスワードが正しくない場合(S2;NO)には、サービス受付サーバ108は、NGメッセージをクライアント105に送信する。
【0114】
これに対し、ユーザ名及びパスワードが正しい場合には、サービス受付サーバ12は、コンテンツ情報33(図15)を収集及び参照し(S3)、コンテンツ情報33をクライアント105に送信し、コンテンツ選択画面(例えば、コンテンツ一覧画面15:図10)をクライアント105に表示させる(S4)。
【0115】
利用者が、コンテンツ選択画面に対して必要な事項を入力すると、コンテンツ選択メッセージ34(図16)がクライアント105からネットワーク100を介してサービス受付サーバ108に送信される(S5)。図16に示すように、コンテンツ選択メッセージ34は、コンテンツID,QoSパスリクエスト種別,転送レート,ユーザIPアドレス,保証フラグを含むことができる。
【0116】
サービス受付サーバ108は、クライアント105からのコンテンツ選択メッセージ34に含まれた保証フラグが保証有り(オン)か保証なし(オフ)かを判定する(S6)。このとき、保証フラグがオンであれば(S6;YES)、品質保証要求メッセージ35(図17)がサービス受付サーバ108からネットワーク100を介して品質保証サーバ107に送信される。図17に示すように、品質保証要求メッセージ35は、コンテンツ選択メッセージに含まれたコンテンツID,QoSパスリクエスト種別,転送レート,ユーザIPアドレスを含む。
【0117】
品質保証サーバ107の品質保証要求受付手段(品質保証要求受付部)200は、品質保証要求メッセージを受け取ると、品質保証制御処理(S8;後述)を行い、その結果に応じた品質保証応答メッセージ36(図18)をサービス受付サーバ108にネットワーク100を介して送信する(S9)。図18に示すように、品質保証応答メッセージ36は、コンテンツ選択の応答結果(OK/NG)と、選択されたサーバのIPアドレスとを含んでいる。
【0118】
サービス受付サーバ108は、品質保証応答メッセージ36を受け取ると、これに含まれた内容(応答結果、サービスIPアドレス)を含むコンテンツ選択応答メッセージ37(図19)をクライアント105にネットワーク100を介して送信する(S10)。
【0119】
そして、クライアント105において、コンテンツをユーザに提供するためのアプリケーションが起動し、コンテンツが品質保証された状態でVODサーバ106Aおよび/又は106Bからネットワーク100を介してユーザ(クライアント105)に提供される(S11)。例えば、利用者が選択した映像コンテンツが利用者の要求した帯域でダウンロード再生される。
【0120】
図20は、品質保証サーバ107の品質保証要求受付手段200の処理を示すフローチャートである。図20において、品質保証要求受付手段200は、サービス受付サーバ12からの品質保証要求メッセージ35の受信を待つ(S20001)。
【0121】
品質保証受付手段200は、品質保証要求メッセージ35が受信されると(S20001;YES)、品質保証要求分析手段(品質保証要求分析部)201を起動させ、処理を渡す(S20002,S20003)。このとき、品質保証要求メッセージ35は品質保証パラメータ38(図21)として品質保証要求分析手段201に渡される。
【0122】
図21に示すように、品質保証パラメータ38は、コンテンツIDと、QoSパスリクエスト種別と、転送レート(帯域幅)と、ユーザIPアドレスとを含む。コンテンツIDは、利用者が選択したコンテンツを識別するための識別子である。QoSパスリクエスト識別子は、品質保証を要求(設定)するものか解除するものかを示す識別子である。転送レートは、利用者が選択した品質レベル(“Gold”や“Sliver”等で表現されるサービスレベル)が帯域等のQoSパラメータに変換されたデータである。ユーザIPアドレスは、End−To−Endの品質制御を行うために必要なクライアントのIPアドレスである。本実施例においては、クライアント13のIPアドレス“172.27.8.100”が設定されている。
【0123】
その後、品質保証要求受付手段200は、品質保証要求分析手段201から処理結果を受け取り、サービス受付サーバ108へ返信し(S20004)、処理を終了する。
【0124】
図22は、品質保証要求分析手段201の処理を示すフローチャートである。図22において、品質保証要求分析手段201は、品質保証要求受付手段200から受け取った品質保証パラメータ38に含まれるQoSパスリクエスト種別の判定処理を行う(S20101)。
【0125】
このとき、品質保証パラメータ38のQoSパスリクエスト種別が“設定”であれば(S20101;YES)、品質保証要求分析手段201は、品質保証要求受付手段201によって自身が起動した時の時刻をシステム関数により抽出する(S20102)。そして、品質保証要求分析手段201は、抽出した時刻データが要求時刻として含まれる利用状況蓄積パラメータ39(図23)を利用状況蓄積手段(利用状況蓄積部)202に渡す。これによって、処理が利用状況蓄積手段202に渡される(S20103)。
【0126】
図23に示すように、利用状況蓄積パラメータ39は、コンテンツIDと、QoSパスリクエスト種別(設定)と、転送レートと、ユーザIPアドレスと、要求時刻とを含んでいる。その後、品質保証要求分析手段201は、利用状況蓄積手段202から処理結果を受け取り、品質保証要求受付手段200に返信し(S20104)、処理を終了する。
【0127】
S20101において、品質保証パラメータのQoSパスリクエスト種別が“解除”であれば(S20101;NO)、品質保証要求分析手段201は、QoSパス設定手段(QoSパス設定部)204に処理を渡す(S20105)。このとき、品質保証要求分析手段201は、QoSパス設定解除パラメータ40(図24)を入力パラメータとして、QoSパス設定手段204に与える。
【0128】
図24に示すように、QoSパス設定解除パラメータ40は、コンテンツIDと、QoSパスリクエスト種別(設定/解除)と、転送レートと、ユーザIPアドレスと、利用頻度レベル値とを含むことができる。但し、利用頻度レベル値は、QoSパスリクエスト種別が“設定”の場合にのみQoSパス設定解除パラメータに含まれ、“解除”の場合には含まれない。
【0129】
その後、品質保証要求分析手段201は、QoSパス設定手段204から処理結果を受け取り、品質保証要求受付手段200に返信し(S20106)、処理を終了する。
【0130】
図25は、利用状況蓄積手段202の処理を示すフローチャートである。図25において、利用状況蓄積手段202は、品質保証パラメータのQoSパスリクエスト種別が“設定”の場合に起動する。すなわち、利用状況蓄積手段202は、“設定”のQoSパスリクエスト種別を含む利用状況蓄積パラメータ39(図23)を品質保証要求分析手段201から受け取ることで起動する。
【0131】
利用状況蓄積手段202は、品質制御要求を受付けた時刻(入力パラメータ中の要求時刻)をコンテンツID毎にサービス利用状況管理DB301(図26)に蓄積する(S20201)。そして、利用状況蓄積手段202は、利用状況判定手段(利用状況判定部)203に処理を渡す(S20202)。このとき、利用状況蓄積手段202は、利用状況判定要求パラメータ41(図27)を入力パラメータとして、利用状況判定手段203に渡す。
【0132】
図26に示すように、サービス利用状況管理DB301は、コンテンツID(コンテンツ)毎に、これに対する品質保証要求の要求時刻を複数個(少なくとも状況判定キュー数)格納可能な要求時刻キューを有している。利用状況蓄積パラメータに含まれた要求時刻は、要求時刻キューの所定位置(最新の位置)に格納される。
【0133】
また、サービス利用状況管理DB301には、利用頻度のレベルと、各レベル間の境界となる利用頻度の閾値と、状況判定キュー数とが登録されている。状況判定キュー数は、利用頻度の計算を行う際に、要求時刻キューから最新のデータを抽出する数である。レベルの数,利用頻度の閾値,および状況判定キュー数は、サービスの提供者等(キャリア,ISP,IDC等)によって適宜設定可能である。
【0134】
また、図27に示すように、利用状況判定要求パラメータ41は、コンテンツIDと、QoSパスリクエスト種別(設定)と、転送レートと、ユーザIPアドレスとを含んでいる。
【0135】
図28は、利用状況判定手段203の処理を示すフローチャートである。利用状況判定手段203は、コンテンツ毎の利用頻度を分析する。最初に、利用状況判定手段203は、サービス利用状況管理DB301にから状況判定キュー数を抽出する(S20301)。
【0136】
次に、利用状況判定手段203は、利用状況蓄積手段202からの利用状況判定要求パラメータ41に含まれるコンテンツIDでサービス利用状況管理DB301を検索し、対応するコンテンツIDの要求時刻キューを、状況判定キュー数分だけ新しいものから順に抽出する(S20302)。
【0137】
次に、利用状況判定手段203は、抽出したデータの先頭時刻と最後尾時刻とから、利用頻度値を算出する(S20303)。利用頻度値は、下記の算出式で求められる。
【0138】
(状況判定キュー数)/(抽出された最新の要求時刻)−(抽出されたキューの中で最も古い要求時刻)
例えば、抽出された最新の要求時刻が10時10分で、抽出されたキューの中で最も古い要求時刻が10時5分で、抽出キュー数が10である場合、利用頻度は2[要求数/分]となる。このようにして、利用状況判定手段203は、或る時間内における利用要求数を利用頻度値として算出することができる。
【0139】
次に、利用状況判定手段203は、利用頻度値に対応するレベル(利用頻度を示すレベル)を求める。すなわち、利用状況判定手段203は、サービス利用状況管理DB301を参照し、利用頻度値を利用頻度のレベル値に変換する(S20304)。具体的には、利用状況判定手段203は、サービス利用状況管理DB301に登録されている利用頻度の閾値と算出された利用頻度値とを対比し、対応するレベル値を取り出す。
【0140】
例えば、算出された利用頻度値がレベル1の閾値未満であればレベル1がレベル値として算出され、レベル1の閾値以上レベル2の閾値未満であれば、レベル2がレベル値として算出される。レベル3以上が設定されている場合には、レベル3以降もレベル2の決定方法と同様にして決定される。
【0141】
次に、利用状況判定手段203は、利用頻度のレベル値を含むQoSパス設定解除パラメータ40(図24)を入力パラメータとして、QoSパス設定手段(QoSパス設定部)204に処理を渡す(S20305)。このように、QoSパス設定解除パラメータ40は、“設定”の時だけ利用頻度のレベル値を含む。
【0142】
図29は、QoSパス設定解除パラメータ40のQoSパスリクエスト種別が“設定”である場合におけるQoSパス設定手段204の処理を示すフローチャートである。図29において、QoSパス設定手段204は、最初に、利用者からの利用要求に対して使用可能な“フロー集約あり”のQoSパスが既に登録されているか否かを確認するために、QoSパス設定解除パラメータ40から受付制御パラメータ42(図30)を作成し、受付制御パラメータ42を入力パラメータに設定し、受付制御手段205に処理を渡す(S20401)。
【0143】
図30に示すように、受付制御パラメータ42は、ユーザIPアドレス,予約帯域(利用者が希望する転送レートに応じた帯域幅),コンテンツIDを含む。
【0144】
QoSパス設定手段204は、受付制御手段(受付制御部)205から返信される処理結果(図31:受付制御応答パラメータ43)中の応答結果が“OK”であれば(S20402;YES)、サービス許可を示す値を返す。ここに、応答結果が“OK”の受付制御応答パラメータ43は、利用要求に応じたフローを収容可能なQoSパスが既に設定されており、このQoSパスを用いて当該利用要求に応答できることを示す。
【0145】
図31に示すように、受付制御応答パラメータ43は、アドミッション要求の応答結果(OK/NG)と、ユーザエッジIPアドレスと、サーバエッジIPアドレスと、経路エッジIPアドレスリストと、サーバIPアドレスとを含む。ユーザエッジIPアドレスは、ユーザ端末(クライアント)を収容するエッジノード(ネットワーク機器)のIPアドレスであり、この例ではネットワーク機器BのIPアドレスが設定される。また、サーバエッジIPアドレスは、コンテンツを提供するサーバを収容するエッジノード(ネットワーク機器)のIPアドレスであり、この例では、VODサーバ106Aまたは106Bを収容するネットワーク機器CまたはDのIPアドレスが設定される。経路エッジIPアドレスリストは、最適な経路として選択された経路上のエッジIPアドレスのリストであり、サーバIPアドレスは、コンテンツを提供するサーバ(VODサーバ106Aまたは106B)のIPアドレスである。
【0146】
受付制御応答パラメータ43中の応答結果が“OK”でない場合(S20402;NO)には、QoSパス設定手段204は、ネットワーク・リソース管理DB302(図32)に格納されたキャッシュサーバ情報44(図33)と、エッジ情報45(図34)とを参照し(S20403)、図35に示すような経路検索パラメータ46を作成し、経路探索パラメータ46を入力パラメータに設定して、経路検索手段(経路選択部)206に処理を渡す(S20404)。
【0147】
これは、利用要求に応じたフローを収容可能なQoSパスがない、または、既存のQoSパスが当該フローを収容する能力がない(許容能力を超えている)ので、当該フローを収容するための代替経路(新規のQoSパス)をネットワーク100上に設定するためである。
【0148】
ここに、図32に示すように、ネットワーク・リソース管理DB302は、VODサービスを提供するキャッシュサーバ(この例では、VODサーバ106A,106B)に係る情報としてのキャッシュサーバ情報44と、ネットワークにおけるエッジノードに係る情報としてのエッジ情報45と、QoSパス設定に関する情報としてのQoSパス設定情報50と、QoSパス設定に関する設定方法情報としてのQoSパス集約方法情報51とを保持・管理している。
【0149】
ネットワーク・リソース管理DB302のキャッシュサーバ情報44は、図33に示すように、コンテンツ固有の識別IDであるコンテンツIDと、キャッシュサーバのIPアドレスであるサーバIPアドレスと、キャッシュサーバが収容されるエッジノードのIPアドレスであるサーバエッジIPアドレスとを含む。
【0150】
また、ネットワーク・リソース管理DB302のエッジ情報45は、図34に示すように、エッジノード(ラベルスイッチングルータ(LSR))のIPアドレスを示すエッジIPアドレスと、LSRに収容されるセグメント(ネットワーク)のネットワークアドレスを示すネットワークアドレスと、このネットワークアドレスのサブネットマスクを示すサブネットマスクとを含む。
【0151】
さらに、経路選択(経路検索)パラメータ46は、図35に示すように、コンテンツIDと、キャッシュサーバIPアドレスリストと、ユーザエッジIPアドレスと、予約帯域と、キャッシュサーバに関する制約条件の適用可否と、計算する経路数と、最大許容ホップ数制限の適用可否と、最大許容ホップ数と、非通過ノード制約の適用可否と、非通過リンク制約の適用可否と、非通過ノード情報と、非通過リンク情報と、通過ノード制約の適用可否と、通過ノードリストとを含む。
【0152】
QoSパス設定手段204は、経路検索手段206から返信される処理結果(図36:経路検索応答パラメータ47)中の応答結果が“OK”でない(NG)場合(S20405;NO)には、品質保証を行うことができるQoSパスがないので、サービス不許可を示す値を、利用状況判定手段203に返す(S20405)。
【0153】
これに対し、経路検索応答パラメータ47中の処理結果が“OK”であれば(S20505;YES)、QoSパス設定手段204は、経路検索応答パラメータ47からQoSパス管理パラメータ48(図37)を作成し、QoSパス管理パラメータ48を入力パラメータに設定し、QoSパス管理手段207に処理を渡す(S20406)。
【0154】
経路検索応答パラメータ47は、図36に示すように、経路選択要求の応答結果(OK/NG)と、ユーザエッジIPアドレスと、サーバエッジIPアドレスと、経路エッジIPアドレスリストと、サーバIPアドレスと、予約帯域とを含む。
【0155】
また、QoSパス管理パラメータ48は、図37に示すように、ホップ数と、ユーザエッジIPアドレスと、サーバエッジIPアドレスと、経路エッジIPアドレスと、サーバIPアドレスと、予約帯域と、コンテンツIDと、パスの契機と、利用頻度レベルと、シーケンス番号とを含む。
【0156】
QoSパス管理処理手段207は、実際のネットワーク機器A、ネットワーク機器B、ネットワーク機器C、ネットワーク機器Dで構成されるネットワークに対して、End−To−EndのQoSパス設定を行うと共に、利用頻度レベルに応じて異なるQoSパスの設定を行う。
【0157】
QoSパス設定手段204は、QoSパス管理手段207から返信された処理結果(図38:QoSパス管理応答パラメータ49)が“OK”でなければ、サービス不許可を示す値(“NG”)を返す(S20407)。これに対し、QoSパス管理手段207からの処理結果が“OK”であれば、サービス許可を示す値を返す(S20408)。
【0158】
QoSパス管理応答パラメータは、図38に示すように、経路登録要求の応答結果(OK/NG)を含んでいる。
【0159】
図39は、受付制御手段(受付制御部)205の処理を示すフローチャートである。図39において、受付制御手段205は、ネットワーク・リソース管理DB302に格納されているQoSパス設定情報50(図40)の使用帯域を参照し(S20501)、要求に対応する帯域に空きがあるか否かを判定し(S20502)、空きがあれば(S20501;YES)、要求の帯域分、ネットワーク・リソース管理DB302に格納されたQoSパス設定情報50の使用帯域を加算し、判定結果を返す(S20503)。
【0160】
QoSパス設定情報50は、図40に示すように、ホップ数と、ユーザエッジIPアドレスと、サーバエッジIPアドレスと、経路エッジIPアドレスリストと、サーバIPアドレスと、予約帯域と、使用帯域と、コンテンツIDと、パスの契機と、シーケンス番号と、タイムスタンプと、予約帯域オーバーフラグと、利用頻度レベルと、使用中ユーザ情報とを含み、使用中ユーザ情報は、ユーザ毎に、ユーザIPアドレスと、使用帯域とを含む。なお、QoSパス設定情報50は、コンテンツ毎且つQoSパス毎に用意・管理される。
【0161】
図41は、経路検索手段(経路探索部)206の処理を示すフローチャートである。経路検索手段206は、ネットワーク・リソース管理DB302に格納されるキャッシュサーバ情報44(図33)を参照し、エッジ情報45(図34)を抽出する(S20601)。続いて、経路探索手段206は、抽出したエッジノードが通過ノードとして指定されているか否かの判定を行う(S20602)。指定されていれば、最短経路探索を行うDijkstra計算手段(Dijkstra計算部)210に処理を渡す(S20603)。
【0162】
続いて、経路検索手段206は、Dijkstra計算手段の戻り値(判定結果)の判定を行う(S20604)。このとき、判定結果がNGであれば(S20604;YES)、NGを経路探索手段206に返信し、処理が終了する。これに対し、判定結果がOKであれば(S20604;NO)、ユーザエッジと通過エッジノード間の経路情報を保存する(S20605)。そして、再びDijkstra計算を行うため、Dijkstra計算手段210に処理を渡す(S20606)。
【0163】
続いて、経路検索手段206は、Dijkstra計算手段の戻り値の判定を行う(S20607)。経路探索手段206は、判定結果がNGであれば(S20607;NO)、処理をスキップし、OKであれば(S20607;YES)、キャッシュサーバのコストを求める(S20608)。
【0164】
次に、経路検索手段206は、リンクコストとキャッシュサーバコストの合計値が前回計算したコスト値より小さいか否かの判定を行う(S20609)。このとき、合計値がコスト値より大きければ(S20609;NO)、経路検索手段206は処理をスキップし、小さければ(S20609;YES)、前回求めた経路情報と入れ替える(S20610)。
【0165】
次に、経路検索手段206は、全てのキャッシュサーバに対して、Dijkstra計算手段210による処理が収容したか否かの判定を行う(S20611)。このとき、残りのキャッシュサーバがあれば、処理を継続し、全て終了していれば、処理を終了する。
【0166】
図42は、Dijkstra計算手段210の処理を示すフローチャートである。Dijkstra計算手段210は、キャッシュサーバのエッジ情報(キャッシュサーバが接続されているエッジノードの情報)をダイクストラ計算の開始に設定する(S21001)。
【0167】
次に、Dijkstra計算手段210は、ネットワーク統計情報DB303より、処理対象のエッジノードのリンク情報を読み出す(S21001)。次に、Dijkstra計算手段210は、利用要求された帯域分の空きがあるか否かの判定を行う(S21003)。空きがなければ(S21003;NO)、Dijkstra計算手段210は、処理をスキップし、空きがあれば(S21003;YES)、リンクの接続先が非通過エッジノード以外であるか否かの判定を行う(S21004)。
【0168】
このとき、Dijkstra計算手段210は、リンクの接続先が非通過エッジノード以外でなければ(S21004;NO)、処理をスキップし、非通過エッジノード以外であれば(S21004;YES)、リンクが非通過リンク以外であるか否かの判定を行う(S21005)。
【0169】
このとき、Dijkstra計算手段210は、リンクの接続先が非通過リンク以外でなければ(S21005;NO)、処理をスキップし、非通過リンク以外であれば(S21005;YES)、最大ホップ数を超えていないか否かの判定を行う(S21006)。このとき、Dijkstra計算手段210は、最大ホップ数を超えていれば(S21006;NO)、処理をスキップし、最大ホップ数を超えていなければ(S21006;YES)、リンクコストを求める(S21007)。
【0170】
次に、Dijkstra計算手段210は、S21007で求めたリンクコストが前回処理したコスト値より小さいか否かの判定を行う(S21008)。Dijkstra計算手段210は、リンクコストが前回よりも大きければ(S21008;NO)、処理をスキップし、小さければ(S21008;YES)、リンクコスト値を入れ替える(S21009)。
【0171】
次に、Dijkstra計算手段210は、全てのリンクについての処理を行ったか否かの判定を行う(S21010)。残りがあれば(S21010;NO)、処理を継続し、全て終了していれば(S21010;YES)、該当エッジノードを経路として確定する(S21011)。
【0172】
次に、Dijkstra計算手段210は、全てのエッジノードに対して処理を行ったか否かの判定を行う(S21012)。このとき、Dijkstra計算手段210は、残りがあれば(S21012;NO)、処理を継続し、全て終了していれば(S21012;YES)、経路情報を求めて(S21013)、処理を終了する。
【0173】
以上のようにして、Dijkstra計算手段210は、ダイクストラ法を用いてキャッシュサーバエッジとユーザエッジとを結ぶ最適な経路を探索し、品質保証可能な最適経路が探索できた場合には、経路検索手段206に対し、OKの判定結果とともに経路情報を渡す。これに対し、最適経路が探索できなかった場合には、NGの判定結果を経路検索手段206に渡す。
【0174】
図43は、QoSパス管理手段(QoSパス管理部)207の処理を示すフローチャートである。QoSパス管理手段207は、ネットワーク機器A、ネットワーク機器B、ネットワーク機器C、ネットワーク機器Dで構成されるネットワークに対して、QoSパス管理パラメータ48で渡されたユーザエッジIPアドレスとサーバエッジIPアドレスをEnd−To−Endで品質保証を行う要求を、ネットワーク制御手段208に要求する。
【0175】
その際には、QoSパス管理手段207は、ネットワーク制御手段208に対し、入力パラメータとして、ネットワーク制御パラメータ52(図44)を与える。ネットワーク制御パラメータ52は、ユーザIPアドレスと、ユーザエッジIPアドレスと、予約帯域と、コンテンツIDとを含む。そして、ネットワーク制御が正常終了したか否かの結果は、ネットワーク制御応答パラメータ53(図45)で返信される。ネットワーク制御応答パラメータ53は、帯域登録要求の応答結果(OK/NG)を含む。
【0176】
図43において、QoSパス管理手段207は、最初に、QoSパス管理パラメータ48中の利用頻度レベルを参照し、ネットワーク・リソース管理DB302において利用頻度レベル毎に用意されているQoSパス集約方法情報51(図46)から、パラメータ48中の利用頻度レベルに対応するQoSパス集約方法情報を抽出する(S20701)。図46に示すように、QoSパス集約方法情報51は、利用頻度レベルと、QoSパス設定に関する設定方法フラグとしてのQoSパス設定方法フラグとを含むことができる。例えば、フラグがオフであれば、“フロー集約無し”のオンデマンド型のQoSパスが設定され、フラグがオンであれば、“フロー集約あり”のオンデマンド型のQoSパスが設定される。
【0177】
次に、QoSパス管理手段207は、抽出したQoSパス集約方法情報(レベル及びフラグの値)にしたがって、フロー集約を行うか否かの判断を行う(S20702)。このとき、QoSパス管理手段207は、フロー集約を行う場合(S20702;YES)には、集約フローフラグを設定し(S20703)、処理をS20705へ進める。フロー集約を行わない場合(S20702;NO)には、処理をS20705へ進める。
【0178】
次に、QoSパス管理手段207は、集約フローフラグが設定されているか否かの判定を行う(S20705)。このとき、集約フローフラグが設定されている場合(S20705;YES)には、QoSパス管理手段207は、“オンデマンド型フロー集約あり”(例えば、図4におけるレベル2)でQoSパスを設定するために、ネットワーク制御手段208に処理を渡す(S20706)。
【0179】
これに対し、集約フローフラグが設定されていない場合(S20705;NO)には、QoSパス管理手段207は、オンデマンド型フロー集約なし(例えば、図4におけるレベル1)でQoSパスを設定するために、ネットワーク制御手段208に処理を渡す(S20707)。
【0180】
このように、QoSパス管理手段207は、QoSパス収集方法情報を変更することで、フロー集約を行ったり、オンデマンドでQoSパスを設定したりすることを可能とする。そして、QoSパス管理手段207は、QoSパス設定方法が決定したら、QoSパス管理パラメータ48で渡されたユーザエッジIPアドレスとサーバエッジIPアドレスをEnd−To−Endで品質保証を行う要求を、ネットワーク制御手段208に要求する。
【0181】
図48は、ネットワーク制御手段(ネットワーク制御部)208の処理を示すフローチャートである。ネットワーク制御手段208は、QoSパス管理手段207からの要求に従って、ネットワーク機器A、ネットワーク機器B、ネットワーク機器C、ネットワーク機器Dで構成されるネットワークに対して、ネットワーク制御パラメータ52として渡されたユーザエッジIPアドレスとサーバエッジIPアドレスとの間をEnd−To−Endで品質保証を行う(S20801)。
【0182】
すなわち、ネットワーク制御手段208は、少なくとも利用要求で指定された帯域(ネットワーク制御パラメータ52中で指定された予約帯域)が確保されたGSフローを収容可能な利用頻度レベルに応じたQoSパスを、ユーザエッジノード,サーバエッジノードおよびこれらの間の通過エッジノードを制御することで設定する。そして、QoSパスの設定の可否(帯域登録要求の応答結果(OK/NG))を含むネットワーク制御パラメータ53を、QoSパス管理手段207に渡す。
【0183】
このとき、QoSパス管理手段207は、ネットワーク制御手段208からの応答結果に応じた応答結果(OK/NG)を、QoSパス設定手段204に与える。QoSパス設定手段204は、QoSパス管理手段207からの応答結果に応じた応答結果(OK/NG)を、利用状況判定手段203に返信する(S20408)。
【0184】
なお、利用者からのサービスに係るフロー(トラフィック・フロー)は、利用者からの解除要求やサービスの提供終了を契機として、QoSパス設定手段204による解除処理によって解除(開放)することができる。このとき、QoSパス内を流れるフローが0になった場合には、QoSパスを解除することもできる。
【0185】
これに対し、図4に示したような品質制御を行うため、フロー集約マーキング手段(フロー集約マーキング部)209が次のような処理を行う。図49は、フロー集約マーキング手段209の処理を示すフローチャートである。
【0186】
フロー集約マーキング手段209は、受付制御手段205において、利用者の利用要求に係る帯域が予約帯域(既設定のQoSパスにより集約可能な帯域)を超えた場合(S20502)に起動する。フロー集約マーキング手段209は、ネットワーク・リソース管理DB302に格納されるQoSパス設定情報50の予約帯域オーバフラグ(図40)をオンに設定し(S20901)、処理を終了する。
【0187】
予約帯域オーバフラグがオンに設定されているQoSパスは、使用中ユーザ数が0となってもQoSパスの解放が行われない。これによって、次の利用要求に対するフローを当該QoSパスに割り当てることができる。このようなQoSパスを解放するのは、QoSパス周期解放手段212である。
【0188】
図50は、QoSパス周期解放手段(QoSパス周期解放部)212の処理を示すフローチャートである。QoSパス周期解放手段212は、周期的に起動し、ネットワーク・リソース管理DB302に格納されるQoSパス設定情報50を先頭から順に参照し、予約帯域オーバフラグがオンに設定され、使用中ユーザ数が0となっているQoSパスが存在しないか否か判定を行う(S21201)。そして、QoSパス周期開放手段212は、該当するQoSパスが存在すれば、当該QoSパスを解放する(S21202)。
【0189】
このように、予約帯域オーバフラグがオンに設定されたQoSパスは、使用中ユーザ数が0になっても、QoSパス周期解放手段212によって解放されるまでは、有効に存続する。そして、当該QoSパスに次の利用要求に係るフローが設定される場合には、使用中ユーザ数が0を上回るので、QoSパス周期解放手段212によって当該QoSパスは解放されない。
【0190】
図51は、QoSパス集約フロー管理手段(QoSパス集約フロー管理部)213の処理を示すフローチャートである。QoSパス集約フロー管理手段213は、ネットワーク・リソース管理DB302に格納されるQoSパス設定情報50における予約帯域から確保帯域(使用帯域)を減算する(S21301)。
【0191】
次に、QoSパス集約フロー管理手段213は、減算した値が設定された閾値(予め用意されている)より小さいか否かの判定を行う(S21302)。このとき、減算値が閾値より小さくない(大きい)場合(S21302;NO)には、QoSパス集約フロー管理手段213は、集約フローを確保する際の予約帯域を小さく設定する(S21303)。
【0192】
次に、QoSパス集約フロー管理手段213は、全てのQoSパス設定情報50をチェック完了しているか否かの判定を行う(S21304)。このとき、チェックが完了していなければ(S21304;NO)、処理を継続し、完了していれば(S21304;YES)、処理を終了する。
【0193】
このようにして、QoSパス集約フロー管理手段213は、QoSパスの空き帯域が閾値よりも大きい場合には、次に確保される集約フローのQoSパスの予約帯域の設定値を小さくする。これによって、事前に予約される帯域を少なくすることができる。
【0194】
また、図52は、負荷分散計算手段(負荷分散計算部)214の処理を示すフローチャートである。負荷分散計算手段214による計算は、従来の手法では、GSフローとBESフローとが混在した実トラヒックだけを用いてリンクの空き帯域の計算を行っていた。
【0195】
これに対し、実施例における負荷分散計算手段214は、ネットワーク・リソース管理DB302で管理されるQoSパス設定情報50の利用頻度レベルが利用頻度が高いことを示すQoSパス(フロー集約マーキング手段209によってマーキングが行われた“フロー集約あり”のQoSパス)について、予約帯域から使用帯域を減じた分(品質保証用の帯域中の空き帯域)を、予測トラヒックとして加味してリンクの空き帯域の計算を行う(S21001)。
【0196】
このようにして、負荷分散計算手段214は、ネットワークの複数のルートにおける各リンクの空き帯域を算出し、この空き帯域に基づいて、各ルートに対するトラフィックの分散比率を決定する。そして、トラフィックが決定された分配比率で流れるように(例えば、分配比率が所望の範囲(例えば、平均化)となるするように)、負荷分散制御手段216が負荷分散処理(ルートに対するトラフィックの割り当て)を行う。このような負荷分散計算手段214の処理(分散比率の決定)は、例えば、周期的に行うことが好ましい。また、例えば、非保証トラフィックが発生し、この非保証トラフィックをどのルートに割り当てるかを決定するときに行われるようにしても良い。
【0197】
このような負荷分散計算手段214によれば、負荷分散によってトラフィックが複数の経路(ルート)を所望の分配比率で流れるように、分散比率を決定する。このとき、分配比率を決定する際の空き帯域の定義において、近い将来における使用が予測されるQoSパスの空き帯域が考慮される。そして、各ルートを構成するリンクの空き帯域が求められ、求められたリンクの空き帯域に基づいて分配比率が決定される。
【0198】
これによって、例えば、或る経路のリンク(フロー集約可能なQoSパスが既に設定されている)において、従来のような空き帯域の計算に基づいて非保証トラフィックが流された後に、QoSパスに保証トラフィック(フロー)が設定されることによって、そのリンクの使用帯域が上昇し、トラフィックの分散比率が偏ることを防止することができる。また、QoSパスに保証トラフィックが設定されることによって、非保証トラフィックに輻輳が発生することを抑えることもできる。
【0199】
また、負荷分散計算手段214は、リンク中のQoSパスのうち、空き帯域が使用される可能性の高いQoSパスを抽出し、抽出したQoSパスのみについて空き帯域を考慮するように構成することができる。例えば、負荷分散計算手段214は、ルートのリンクの空き帯域を求める場合に、そのリンク中に設定されているフロー集約可能なQoSパス(マーキングされているQoSパス)を抽出し、このQoSパスに対する現在の利用頻度レベルを求める。このとき、利用頻度レベルが低い(例えば、図3や図4におけるレベル1)場合にには、負荷分散計算手段214は、当該QoSパスの状態は図6や7に示すケースCに該当するとして、当該QoSパスの空き帯域をリンク帯域からの減算の考慮に入れない。これに対し、現在の利用頻度レベルが高い(例えば、図3や図4におけるレベル2)場合には、負荷分散計算手段214は、当該QoSパスの状態は図6や7に示すケースBに該当するとして、当該QoSパスの空き帯域をリンク帯域からの減算の考慮に入れる。
【0200】
〈変形例〉
上述した実施例は、次のように変形することができる。上記実施例におけるQoSパス管理手段207,ネットワーク制御手段208,フロー集約マーキング手段209,およびQoSパス周期解放手段212による動作は、図4に示した品質保証制御方式を想定して行われる。これに対し、図3に示した品質保証制御方式は次のようにして実現される。
【0201】
利用頻度レベル1および2における動作は、上述した説明通りである。これに対し、利用頻度レベル3および4における品質保証制御は、QoSパス周期管理手段211による次の動作で実現される。
【0202】
図47は、QoSパス周期管理手段(QoSパス周期管理部)211の処理を示すフローチャートである。QoSパス周期管理手段211は、周期的(定期的)に起動し、サービス利用状況管理DB301を参照して、現在の利用頻度レベルを求める(S21100)。利用頻度レベルは、上述したような手法で、利用頻度値を求め、これに対応する利用頻度レベルを得ることで求めることができる。
【0203】
次に、QoSパス周期管理手段211は、現在のレベルが3か4かを求める(S21101)。このとき、レベルがレベル4であれば、“予約型フロー集約”でQoSパス設定を行うために、ネットワーク制御手段208に処理を渡す(S21102)。これに対し、QoSパス周期管理手段211は、レベルがレベル3であれば、“予約型フロー集約なし”でQoSパス設定を行うために、ネットワーク制御手段208に処理を渡す(S21103)。その後、ネットワーク制御手段208が、予約型のQoSパスを設定するためのネットワーク制御パラメータ(設定対象のQoSパスの帯域幅等のデータ)にしたがって、予約型のQoSパスを設定する。これによって、利用頻度レベルが3や4になった場合には、予約型のQoSパスが既に設定されている(空き状態の帯域がある)状態となる。したがって、レベル3や4において、利用者からの利用要求があった場合には、受付制御手段205のS20502(図39)で、常にYESの判定が行われ、空き状態の帯域(予約済みのQoSパス)に、利用要求に係るフローが割り当てられることになる。
【0204】
QoSパス周期管理手段211による動作は、設定に応じてオン/オフ可能に構成することができる。また、QoSパス周期管理手段211のオンに応じて、フロー集約マーキング手段209およびQoSパス周期解放手段212がオフとなるように構成することもできる。また、QoSパス周期管理手段211,フロー集約マーキング手段209およびQoSパス周期解放手段212がそれぞれ動作するように構成することもできる。
【0205】
また、別の実施例として、図53および図54に示すような構成を適用することもできる。図53では、QoSパス管理手段207が、利用頻度レベルが所定のレベルより上(例えばレベル3’,レベル4’とする)か否かを判定することによって、利用頻度レベルが予約を行うレベルか否かを判定する(S20704)。予約が行われるレベルである場合には、QoSパス管理手段207は、QoS周期管理手段211を起動させ(S20708)、図54に示すような予約型フロー集約のQoSパス(レベル4’に応じたQoSパス),または予約型フロー集約なしのQoSパス(レベル3’に応じたQoSパス)を設定させる。さらに、QoSパス管理手段207は、利用要求に応じたフローを収容するためのオンデマンド型のQoSパスを、利用頻度レベル(3’(フロー集約なし),レベル4’(フロー集約有り))にしたがって設定する。なお、図53に示す実施例では、利用頻度がレベル1又は2である場合には、図43に示した動作と同様の動作が行われる。
【0206】
また、QoSパス集約フロー管理手段213は、次のようにして、予約帯域の帯域幅を大きくするような処理を行うように構成することもできる。すなわち、ネットワーク・リソース管理DB302は、フロー集約マーキング手段209によってQoSパスにマーキングが行われた時刻(マーキング時刻)が所定数格納されるように構成される。そして、QoSパス集約フロー管理手段213が周期的に起動し、ネットワーク・リソース管理DB302に格納されたマーキング時刻を用いて時間当たりのマーキング数(マーキング頻度)を求める。マーキング頻度は、利用頻度と同様の手法により求めることができる。そして、QoSパス集約フロー管理手段213は、マーキング頻度が予め用意された所定の閾値を越えている場合には、QoSパス設定情報50における集約フローを確保する際の予約帯域の値を大きくする。このような処理は、図51に示した処理とともに、或いは図51の処理の代わりに行うことができる。
【0207】
〔実施例の効果〕
実施例によれば、ネットワークにおける品質制御を必要とするVODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービスや、VoIP等に代表される双方向音声通信サービスを提供する際に、コンテンツ提供者やネットワーク運用者は、ネットワーク装置(ルータ)に対して、非常に煩雑な品質制御を設定をする必要がない。したがって、コンテンツ提供者やネットワーク運用者は、高いスキルを有しなくても容易にサービスの運用管理が可能となる。これによって、人件費等を含む運用コストが大幅に減少させることができる。
【0208】
また、品質保証要求受付方式(アドミッション制御方式)を用いた場合では、サービスの利用頻度の低いサービスだけに対し、ネットワークにおける品質制御がEnd−to−Endのフロー毎に設定される。これによって、ネットワーク機器(ルータ)に対する制御が減少する。さらに、ネットワーク機器(ルータ)におけるEnd−to−Endのフロー毎に設定可能な上限値があることに起因するサービスの許容数を向上させることもできる。
【0209】
一方、フロー集約方式を用いた品質保証要求受付方式(アドミッション制御方式)を用いて、VODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービスや、VoIP等に代表される双方向音声通信サービスと連携した効果的なネットワークにおける品質保証を行う場合においても、サービス利用頻度の高いものだけフロー集約方式を適用可能となる。
【0210】
さらに、フロー集約で確保したネットワーク・リソースの上限を超えた要求を受付けた場合、他のパス(経路)に空きがあるか検索し、代りのパス(経路)を利用可能とするので、ネットワーク・リソースを効果的に活用することができる。
【0211】
副次的な効果として、VODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービスや、VoIP等に代表される双方向音声通信サービスにおける品質保証を容易に実現できることで、キャリア、ISP、IDC等は、サービス利用料を徴収できるようなサービスが提供でき、新たなビジネス展開を可能とする。
【0212】
加えて、VODやライブ放送等に代表される広帯域情報サービスや、VoIP等に代表される双方向音声通信サービスを提供するキャリア、ISP、IDCが考慮しなければならないトラヒックである非保証トラヒックについても、できる限り保護することができ、効果的なマルチパスを用いた動的負荷分散を実現できる。
【0213】
〔その他〕
上記した実施の形態は、以下の発明を開示する。また、下記の発明は、必要に応じて適宜組み合わせることができる。
(付記1) 品質保証機能を備えたネットワーク機器で構成されるネットワークに設けられ、
利用者からの品質保証要求を含むネットワーク・サービスへの利用要求の頻度としての利用要求頻度を求める利用要求頻度取得手段と、
前記利用要求頻度に基づく品質保証ネットワーク制御を行う制御手段と、
を含む品質保証制御装置。(1)
(付記2) 前記制御手段は、或る利用要求に対するトラフィック・フローとともに他のトラフィック・フローを割り当て可能な品質保証用のネットワーク・リソースを設定する品質保証ネットワーク制御を行い、その後に発生した利用要求に対するトラフィック・フローを前記品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
付記1記載の品質保証制御装置。(2)
(付記3) 前記制御手段は、1つの利用要求に対するトラフィック・フローを割り当てるための品質保証用のネットワーク・リソースを確保する品質保証ネットワーク制御を行う
付記1または2記載の品質保証制御装置。
(付記4) 前記制御手段は、複数のトラフィック・フローを割り当て可能な品質保証用のネットワーク・リソースを予約(予め確保)する品質保証ネットワーク制御を行い、その後に発生した利用要求に対するトラフィック・フローを予め確保された品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
付記1〜3のいずれかに記載の品質保証制御装置。(3)
(付記5) 前記制御手段は、1つの利用要求に対するトラフィック・フローを割り当て可能な品質保証用のネットワーク・リソースを予約(予め確保)する品質保証ネットワーク制御を行い、その後に発生した利用要求に対するトラフィック・フローを予め確保された品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
付記1〜4のいずれかに記載の品質保証制御装置。
(付記6) 前記利用要求頻度が複数のレベルに分類され、
前記制御手段は、現在の利用要求頻度に応じたレベルに従って前記品質保証ネットワーク制御を行う
付記1〜5のいずれかに記載の品質保証制御装置。
(付記7) 前記制御手段は、新たに受け付けられた利用要求に対するトラフィック・フローを既に設定されている品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てることができない場合には、この利用要求に対するトラフィック・フローを割り当て可能な品質保証用のネットワーク・リソースを新たに確保する
付記2又は4記載の品質保証制御装置。(4)
(付記8) 前記制御手段は、前記品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てられるトラフィック・フローが無くなった場合でも、当該品質保証用のネットワーク・リソースを一定期間維持し、その間に新たな利用要求が発生したときには、この利用要求に対するトラフィック・フローを当該品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
付記7記載の品質保証制御装置。(5)
(付記9) 前記制御手段は、前記品質保証用のネットワーク・リソースの空き帯域を監視し、空き帯域が所定の閾値を上回っている場合には、新たに確保される品質保証用のネットワーク・リソースの帯域の設定値を小さくする
付記7又は8記載の品質保証制御装置。(6)
(付記10) 前記制御手段は、品質保証用のネットワーク・リソースの新たな設定の頻度が所定の閾値を上回る場合には、新たに確保される品質保証用のネットワーク・リソースの帯域の設定値を大きくする
付記7〜9のいずれかに記載の品質保証制御装置。
(付記11) ネットワークを流れるトラフィックを複数のルートに動的に分散させる負荷分散装置であって、
各ルートのリンクの空き帯域を算出する空き帯域算出手段と、
各ルートのリンクの空き帯域に基づいて前記複数のルートに対するトラフィックの分散比率を決定する手段とを含み、
前記空き帯域算出手段は、リンクに品質保証用の帯域が確保されている場合には、その品質保証用の帯域中の空き帯域と当該リンクの実使用帯域とをリンク帯域から減じて当該リンクの空き帯域を求める負荷分散装置。(7)
(付記12) 前記空き帯域算出手段は、品質保証用の帯域中の空き帯域が使用される可能性が高いと判断される場合にのみ、品質保証用の帯域中の空き帯域をリンク帯域から減じる
付記11記載の負荷分散装置。(8)
(付記13) 前記品質保証用の帯域の空き帯域を監視し、空き帯域が所定の閾値を上回っている場合には、前記リンクに新たに設定される品質保証用の帯域の設定値を小さくする手段をさらに含む
付記11又は12記載の負荷分散装置。
【0214】
このような構成では、複数のトラヒック・フローを集約可能とする品質保証のネットワーク制御を行った場合に、定期的に、予約帯域から確保帯域の差分である未使用帯域が、余剰に確保されたままになっていないかを監視し、過度に確保されている際には、複数のトラヒック・フローを集約可能とする予約帯域を小さくすることができる。
(付記14) 前記リンクに対する品質保証用の帯域の新たな確保の頻度が所定の閾値を上回る場合には、前記リンクに新たに設定される品質保証用の帯域の設定値を大きくする手段をさらに含む
付記11〜13のいずれかに記載の負荷分散装置。
【0215】
このような構成では、確保した品質保証可能なサービス利用要求の許容能力、例えば、確保された帯域を超えることが頻繁に発生する場合、複数のトラヒック・フローを集約可能とする予約帯域を大きくすることができる。
(付記15) 品質保証機能を備えたネットワーク機器で構成されるネットワークに設けられ品質保証制御装置が、
利用者からの品質保証要求を含むネットワーク・サービスへの利用要求の頻度としての利用要求頻度を求め、
前記利用要求頻度に応じた品質保証ネットワーク制御を行う
ことを含む品質保証制御方法。(9)
(付記16) 前記利用要求頻度に基づいて、或る利用要求に対するトラフィック・フローとともに他のトラフィック・フローを割り当て可能な品質保証用のネットワーク・リソースを確保する品質保証ネットワーク制御を行い、その後に発生した利用要求に対するトラフィック・フローを前記品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
付記15記載の品質保証制御方法。
(付記17) 前記利用要求頻度に基づいて、1つの利用要求に対するトラフィック・フローを割り当てるための品質保証用のネットワーク・リソースを確保する品質保証ネットワーク制御を行う
付記15または16記載の品質保証制御方法。
(付記18) 前記利用要求頻度に基づいて、複数のトラフィック・フローを割り当て可能な品質保証用のネットワーク・リソースを予約(予め確保)する品質保証ネットワーク制御を行い、その後に発生した利用要求に対するトラフィック・フローを予め確保された品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
付記15〜17のいずれかに記載の品質保証制御方法。
(付記19) 前記利用要求頻度に基づいて、1つの利用要求に対するトラフィック・フローを割り当てるための品質保証用のネットワーク・リソースを予約(予め確保)する品質保証ネットワーク制御を行い、その後に発生した利用要求に対するトラフィック・フローを予め確保された品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
付記15〜18のいずれかに記載の品質保証制御方法。
(付記20) 前記利用要求頻度が複数のレベルに分類され、
前記制御手段は、現在の利用要求頻度に応じたレベルに従って前記品質保証ネットワーク制御を行う
付記15〜19のいずれかに記載の品質保証制御方法。
(付記21) 新たに受け付けられた利用要求に対するトラフィック・フローを既に設定されている品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てることができない場合には、この利用要求に対するトラフィック・フローを割り当て可能な新たな品質保証用のネットワーク・リソースを確保する
付記16又は18記載の品質保証制御方法。
(付記22) 前記制御手段は、前記品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てられるトラフィック・フローが無くなった場合でも、当該品質保証用のネットワーク・リソースを一定期間維持し、その間に新たな利用要求が発生したときには、この利用要求に対するトラフィック・フローを当該品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
付記21記載の品質保証制御方法。
(付記23) 前記制御手段は、前記品質保証用のネットワーク・リソースの空き帯域を監視し、空き帯域が所定の閾値を上回っている場合には、新たに設定される品質保証用のネットワーク・リソースの帯域の設定値を小さくする
付記21又は22記載の品質保証制御方法。
(付記24) 前記制御手段は、新たな品質保証用のネットワーク・リソースの設定の頻度が所定の閾値を上回る場合には、新たに設定される品質保証用のネットワーク・リソースの帯域の設定値を大きくする
付記21〜23のいずれかに記載の品質保証制御方法。
(付記25) ネットワークを流れるトラフィックを複数のルートに動的に分散させる負荷分散装置が、
各ルートのリンクの空き帯域を算出するときに、対象のリンクに品質保証用の帯域が確保されている場合には、その品質保証用の帯域中の空き帯域と当該リンクの実使用帯域とをリンク帯域から減じて当該リンクの空き帯域を求め、
各ルートのリンクの空き帯域に基づいて前記複数のルートに対するトラフィックの分散比率を決定する
ことを含む負荷分散方法。(10)
(付記26) 前記品質保証用の帯域中の空き帯域が使用される可能性が高いと判断される場合にのみ、この空き帯域をリンク帯域から減じる
付記25記載の負荷分散方法。
(付記27) 前記品質保証用の帯域中の空き帯域を監視し、空き帯域が所定の閾値を上回っている場合には、前記リンクに新たに設定される品質保証用のネットワーク・リソースの帯域の設定値を小さくする
ことをさらに含む付記25又は26記載の負荷分散方法。
(付記28) 前記リンクに対する品質保証用の帯域の新たな設定の頻度が所定の閾値を上回る場合には、前記リンクに新たに設定される品質保証用のネットワーク・リソースの帯域の設定値を大きくする
ことをさらに含む付記25〜27のいずれかに記載の負荷分散方法。
(付記29) コンピュータを品質保証機能を備えたネットワーク機器で構成されるネットワークに設けられる品質保証制御装置として機能させるプログラムを記録した記録媒体であって、
利用者からの品質保証要求を含むネットワーク・サービスへの利用要求の頻度としての利用要求頻度を求めるステップと、
前記利用要求頻度に応じた品質保証ネットワーク制御を行うステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。
(付記30) コンピュータをネットワークを流れるトラフィックを複数のルートに動的に分散させる負荷分散装置として機能させるプログラムを記録した記録媒体であって、
各ルートのリンクの空き帯域を算出するときに、対象のリンクに品質保証用の帯域が確保されている場合には、その品質保証用の帯域中の空き帯域と当該リンクの実使用帯域とをリンク帯域から減じて当該リンクの空き帯域を求めるステップと、
各ルートのリンクの空き帯域に基づいて前記複数のルートに対するトラフィックの分散比率を決定するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。
(付記31) コンピュータを品質保証機能を備えたネットワーク機器で構成されるネットワークに設けられる品質保証制御装置として機能させるプログラムであって、
利用者からの品質保証要求を含むネットワーク・サービスへの利用要求の頻度としての利用要求頻度を求めるステップと、
前記利用要求頻度に応じた品質保証ネットワーク制御を行うステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
(付記32) コンピュータをネットワークを流れるトラフィックを複数のルートに動的に分散させる負荷分散装置として機能させるプログラムであって、
各ルートのリンクの空き帯域を算出するときに、対象のリンクに品質保証用の帯域が確保されている場合には、その品質保証用の帯域中の空き帯域と当該リンクの実使用帯域とをリンク帯域から減じて当該リンクの空き帯域を求めるステップと、
各ルートのリンクの空き帯域に基づいて前記複数のルートに対するトラフィックの分散比率を決定するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【0216】
【発明の効果】
本発明によれば、ネットワーク・サービスの提供者の負担を軽減することのできる品質保証制御技術を提供することができる。
【0217】
また、本発明によれば、利用要求に対する即答性を高めることができる品質保証制御技術を提供することができる。
【0218】
また、本発明によれば、品質保証トラフィックを考慮して複数の経路(ルート)に対する分散比率を決定することができる負荷分散技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に関連する従来の原理図である。
【図2】図2は、本発明の原理図である。
【図3】図3は、サービス利用状況に応じたプロビジョニング方法を示す図である。
【図4】図4は、サービス利用状況に応じたフロー再利用型プロビジョニング方法を示す図である。
【図5】図5は、QoSパス(GSフロー)と非保証トラヒック(BESフロー)の関係を示す説明図である。
【図6】図6は、QoSパスのレベル遷移についての説明図である。
【図7】図7は、複数の集約パスがあるリンクについて示す図である。
【図8】図8は、本発明の実施例を説明するためのシステム構成図である。
【図9】図9は、本発明の実施例におけるログイン画面である。
【図10】図10は、本発明の実施例におけるサービスコンテンツ一覧画面の表示例を示す図である。
【図11】図11は、本発明の実施例におけるコンテンツ再生画面である。
【図12】図12は、本発明の実施例における利用者からの品質保証制御処理の流れ図である。
【図13】図13は、ログイン・メッセージの説明図である。
【図14】図14は、ユーザ情報の説明図である。
【図15】図15は、コンテンツ情報の説明図である。
【図16】図16は、コンテンツ選択メッセージの説明図である。
【図17】図17は、品質保証要求メッセージの説明図である。
【図18】図18は、品質保証応答メッセージの説明図である。
【図19】図19は、コンテンツ選択メッセージの説明図である。
【図20】図20は、品質保証サーバの品質保証要求受付手段200の処理フローの説明図である。
【図21】図21は、品質保証パラメータの説明図である。
【図22】図22は、品質保証要求分析手段の処理フローの説明図である。
【図23】図23は、利用状況蓄積パラメータの説明図である。
【図24】図24は、QoSパス設定解除パラメータの説明図である。
【図25】図25は、利用状況蓄積手段の処理フローの説明図である。
【図26】図26は、サービス利用状況管理DBの説明図である。
【図27】図27は、利用状況判定要求パラメータの説明図である。
【図28】図28は、利用状況判定手段の処理フローの説明図である。
【図29】図29は、QoSパス設定手段の処理フローの説明図である。
【図30】図30は、受付制御パラメータの説明図である。
【図31】図31は、受付制御応答パラメータの説明図である。
【図32】図32は、ネットワーク・リソース管理DBの説明図である。
【図33】図33は、ネットワーク・リソース管理DBに格納されたキャッシュサーバ情報の説明図である。
【図34】図34は、ネットワーク・リソース管理DBに格納されたエッジ情報の説明図である。
【図35】図35は、経路検索パラメータの説明図である。
【図36】図36は、経路検索応答パラメータの説明図である。
【図37】図37は、QoSパス管理パラメータの説明図である。
【図38】図38は、QoSパス管理応答パラメータの説明図である。
【図39】図39は、受付制御手段の処理フローの説明図である。
【図40】図40は、ネットワーク・リソース管理DBに格納されたQoSパス設定情報の説明図である。
【図41】図41は、経路検索手段の処理フローの説明図である。
【図42】図42は、Dijkstra計算手段の処理フローの説明図である。
【図43】図43は、QoSパス管理手段の処理フローの説明図である。
【図44】図44は、ネットワーク制御パラメータの説明図である。
【図45】図45は、ネットワーク制御応答パラメータの説明図である。
【図46】図46は、ネットワーク・リソース管理DBに格納されるQoSパス集約方法情報の説明図である。
【図47】図47は、QoSパス周期管理手段の処理フローの説明図である。
【図48】図48は、ネットワーク制御手段の処理フローの説明図である。
【図49】図49は、フロー集約マーキング手段の処理フローの説明図である。
【図50】図50は、QoSパス周期解放手段の処理フローの説明図である。
【図51】図51は、QoSパス集約フロー管理手段の処理フローの説明図である。
【図52】図52は、負荷分散計算手段の処理フローの説明図である。
【図53】図53は、QoSパス管理手段の別の処理フローの説明図である。
【図54】図54は、QoSパス周期管理手段の別の処理フローの説明図である。
【符号の簡単な説明】
A〜D,101〜104 ネットワーク機器
100 ネットワーク
105 クライアント
106 サーバ
106A,106B VODサーバ
107 品質保証サーバ
108 サービス受付サーバ
200 品質保証要求受付手段
201 品質保証要求分析手段
202 利用状況蓄積手段
203 利用状況判定手段
204 QoSパス設定手段
205 受付制御手段
206 経路検索手段
207 QoSパス管理手段
208 ネットワーク制御手段
209 フロー集約マーキング手段
210 Dijkstra計算手段
211 QoSパス周期管理手段
212 QoSパス周期解放手段
213 QoSパス集約フロー管理手段
214 負荷分散計算手段
215 ネットワーク・トラヒック計測手段
216 負荷分散制御手段
301 サービス利用状況管理DB
302 ネットワーク・リソース管理DB
303 ネットワーク統計情報DB
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a quality assurance control method in a network.
[0002]
[Prior art]
In recent years, broadband access interfaces such as ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) and FTTH (Fiber To The Home) have become widespread. Accordingly, via a network such as the Internet, a broadband information service represented by VOD (Video On Demand) or live broadcasting, or a two-way voice communication service represented by VoIP (Voice over Internet Protocol) is provided. The demand for is increasing. When a carrier, an ISP (Internet Services Provider), an IDC (Internet Data Center), or the like provides the above services, the following quality assurance is required.
(1) It is necessary to constantly allocate a band in End-to-End (end-to-end).
(2) The allocated bandwidth is kept used for a certain period of time, and must not be adversely affected by other traffic while using the allocated bandwidth.
(3) The assigned bandwidth differs depending on the service used by the network user. For this reason, it is necessary to flexibly assign the allocated bandwidth to the service content.
[0003]
In order to realize a broadband information service and a two-way voice communication service, it is necessary to perform the quality assurance shown in the above (1) to (3) in a network. The network may be closed by a carrier network. The prior art of the quality assurance method in the network is shown below.
[0004]
<DiffServ method>
The DiffServ method is an architecture for coordinating a plurality of network devices to maintain a high transfer quality of a flow. In the DiffServ method, flows are classified into several classes, there is a difference in transfer quality between them, and packet transfer is performed. This enables provision of relatively high-quality packet transfer. The DiffServ method has a mechanism in which a router at the entrance of a network writes a class identifier for classifying a packet into a packet, and a router inside the network performs packet transfer according to the prioritization based on the class identifier.
[0005]
<Flexible bandwidth control using ASIC technology>
Bandwidth control is a type of QoS (Quality of Service), and limits the available line capacity (communication speed) for each type of packet. It is a function of a network device (router) that constitutes a network, and is used to smoothly transmit and receive high-priority packets and to prevent loss of packets by adjusting the communication speed in advance.
[0006]
An ASIC (Application Specific Integrated Circuit) is an integrated circuit that is designed and manufactured for a specific application. Vendors that provide network devices (routers) use ASIC technology to realize a flexible bandwidth control function. Implements an integrated circuit using a network device.
[0007]
Flexible bandwidth control using ASIC technology is based on source or destination IP address, source or destination TCP / UDP port number and port identified by protocol type, packet priority, layer 4 session flow Realizes bandwidth control that can be provided at a reduced wire speed.
[0008]
<MPLS QoS path method>
MPLS (MultiProtocol Label Switching) is a packet transfer technique using a label switching method. When the MPLS function is implemented in a network device (router, called “Label Switching Router: LSR” in the case of a router or MPLS) constituting a network, in the MPLS network, the packet is forwarded to any router according to the destination of the packet. LSR holds such information, and each route is identified by a label. When a packet arrives at a network device (edge router) at the entrance of the network, a label is added to the route information in the packet, and the packet is transferred to the next router. The next network device (core router) determines which router to forward by looking at the label added to the packet, and sends the packet to an appropriate destination. The network device (edge router) at the exit to the external network removes the label from the arriving packet and transfers the packet to the external router. The MPLS QoS path method is a technique for securing a band in each network device (router) using a Resource reSerVation Protocol (RSVP) for a preset path (path) called an MPLS LSP (Label Switching Path). It is.
[0009]
When performing quality control in a network using the above-mentioned "DiffServ method", "flexible bandwidth control method using ASIC technology", or "MPLS QoS path method", a network device (router) configuring the network is required. On the other hand, it is necessary to make various settings in advance. Further, when quality assurance is performed by end-to-end, it is necessary to perform settings necessary for quality assurance for all network devices (routers) on a path (route). It is very difficult for a network operator to manually make settings for quality control for all network devices (routers). Therefore, there is a policy server method as a conventional technique for reducing the network operation cost.
[0010]
<Policy server method>
The policy server method is a method of collectively setting network-wide QoS settings for a plurality of network devices (routers) constituting a network, such as making an end-to-end quality assurance request (bandwidth reservation request). This is a method that uses a network operation management server that has functions such as performing. A policy is a setting guideline such as quality assurance (bandwidth reservation) and route selection for a network device (router). If a policy server is used, there is no need to perform quality assurance settings for each network device (router) that configures the network, and QoS such as end-to-end quality assurance (bandwidth reservation) and route selection is relatively easy. Guarantees can be made.
[0011]
<Quality assurance request reception method (admission control method)>
The quality assurance request reception method (admission control method) is used to provide a broadband information service represented by VOD or live broadcasting via a "policy server method" or a two-way voice communication service represented by VoIP or the like. In this method, the policy server receives an end-to-end quality assurance request from a network user, analyzes the quality assurance request from the network user, and performs quality assurance setting on a network device (router). .
[0012]
Further, there is a flow aggregation method as an extension of the quality assurance request reception method (admission control method). The flow aggregation method, such as “DiffServ method”, “flexible bandwidth control method using ASIC technology”, or “MPLS QoS path method”, guarantees the bandwidth for each end-to-end flow as quality control in the network. Instead of performing QoS guarantees such as, for example, a content provider or a network operator predicts network resources required for providing a service, and predicts the required network resources (for example, a bandwidth for a plurality of flows). ) Is reserved in advance.
[0013]
When the quality assurance request reception method (admission control method) is realized by using the flow aggregation method, provisioning of network resources predicted to be necessary is performed in advance using a policy server or the like. Thereafter, when a quality assurance request is received from a network user, it is determined whether there are any remaining network resources that can accept the request. If there are any remaining network resources, the service is provided to the network user. Is allowed.
[0014]
<Dynamic load balancing method using multipath>
As a non-guaranteed traffic transfer method, there are a shortest path-based hop-by-hop transfer method and a dynamic load distribution method using multipath. In the shortest path-based hop-by-hop transfer method, a shortest path is selected by a path search mechanism of an IGP (Interior Gateway Protocol) such as OSPF (Open Shortest Path First), and the selected shortest path is routed by a network device (router). Reflected in the table. The transferred packet is transferred to the next hop in each network device (router) while referring to the routing table in packet units. The dynamic load distribution method using a multipath is a method in which a plurality of paths (routes) are set by MPLS, and traffic is distributed and transferred to the set plurality of paths (routes).
[0015]
As prior art relating to a dynamic load distribution method using multipath, a path selection device and method for a communication network disclosed in Patent Document 1, a transmission path control device and a transmission path control method disclosed in Patent Document 2, and There is a recording medium on which a transmission path control program is recorded.
[0016]
As a prior art according to the present invention, there is a communication quality control system and a communication quality control method disclosed in Patent Document 3.
[0017]
[Patent Document 1]
JP 2001-144804 A
[Patent Document 2]
JP 2001-320420 A
[Patent Document 3]
JP 2002-374286 A
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
When performing quality control in a network such as the “DiffServ method”, the “flexible bandwidth control method using ASIC technology”, and the “MPLS QoS path method”, the “policy server method” It is considered to realize quality assurance in a broadband information service represented by VOD, live broadcasting, and the like, and a two-way voice communication service represented by VoIP, etc. In this case, in the worst case, the content provider or the network operator can use the policy server to provide a network device (router) with individual policies (“DiffServ method”, “flexible using ASIC technology”) for each user. It is necessary to set quality control such as “a suitable bandwidth control method” and “MPLS QoS path method”. For this reason, a content provider or a network operator who operates the network on a daily basis needs skills for performing extremely complicated settings. Furthermore, even if the content provider or the network operator has high skills, the time required for setting cannot be ignored. Further, operation costs including labor costs and the like increase.
[0019]
When the quality assurance request reception method (admission control method) is used, quality control in a network such as “DiffServ method”, “flexible bandwidth control method using ASIC technology”, and “MPLS QoS path method” is performed by a policy server. Is performed for each End-to-End flow. For this reason, the control of the network device (router) increases, the processing performance of the policy server deteriorates, and the response to the quality assurance request to the network user deteriorates. Furthermore, since the network device (router) has an upper limit value for which quality control can be set for each end-to-end flow, the allowable number of services is limited.
[0020]
On the other hand, using a quality assurance request reception method (admission control method) using a flow aggregation method, cooperates with a broadband information service represented by VOD or live broadcasting, and a two-way voice communication service represented by VoIP, etc. Consider a case where quality assurance in an effective network is performed. In this case, the content provider or the network operator predicts the network resources required for providing the service, and secures the required network resources (for example, the bandwidth for a plurality of flows) in advance. It is necessary to keep. In addition, if a content provider or network operator accepts a request that exceeds the upper limit of network resources set and secured in advance, the service shall be permitted even if other paths (paths) are available. Can not do. For this reason, network resources cannot be used effectively.
[0021]
As described above, when trying to achieve quality assurance in a broadband information service typified by VOD or live broadcasting or a two-way voice communication service typified by VoIP, operation costs for quality assurance increase. I do. On the other hand, there is the following problem even if the quality assurance request of the network user is accepted and the operation cost is reduced.
(I) Without flow aggregation
-Since the setting for the network device (router) is performed for each quality assurance request, the response to the quality assurance request deteriorates.
-The allowable number of services depends on the upper limit that can be set for each flow of the network device (router).
(Ii) With flow aggregation
-It is necessary to predict the network resources required for providing the service and to secure the required network resources in advance.
-When a request that exceeds the upper limit of the network resources secured in advance is accepted, the service cannot be permitted even if other paths (paths) are available.
[0022]
Therefore, unless the problems described above are solved, quality assurance cannot be realized in a broadband information service represented by VOD or live broadcasting or a two-way voice communication service represented by VoIP. In addition, carriers, ISPs, IDCs, and the like cannot provide a service that can collect a service usage fee, which may be a major obstacle to business development.
[0023]
In addition, carriers, ISPs, and IDCs that provide broadband information services such as VOD and live broadcasting, and two-way voice communication services such as VoIP, not only consider traffic for quality assurance, Care must be taken to minimize non-guaranteed traffic as much as possible. In the “dynamic load distribution method using multipaths”, what ratio (distribution ratio) traffic flows to a plurality of paths (routes) is determined. For this reason, the traffic actually flowing in the network is measured, and the distribution ratio is determined so that the traffic flows efficiently by distributing the traffic on a plurality of paths (routes). However, if the “dynamic load distribution method using multipath” is applied together with the quality assurance request reception method with flow aggregation (admission control method), it is already secured (will be used in the future). 2.) The distribution ratio of traffic flowing through a plurality of paths (routes) needs to be determined in consideration of network resources.
[0024]
An object of the present invention is to provide a quality assurance control technique that can reduce the burden on a network service provider.
[0025]
Another object of the present invention is to provide a quality assurance control technique capable of improving the responsiveness to a use request.
[0026]
It is another object of the present invention to provide a load distribution technique capable of determining a distribution ratio for a path in consideration of quality assurance traffic.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following configuration.
[0028]
That is, the first aspect of the present invention is provided in a network configured by network devices having a quality assurance function,
Use request frequency acquisition means for obtaining a use request frequency as a frequency of a use request for a network service including a quality assurance request from a user;
Control means for performing quality assurance network control based on the use request frequency,
And a quality assurance control device.
[0029]
According to the present invention, it is possible to perform network control such that provisioning for a use request is automatically performed according to the use request frequency.
[0030]
Preferably, the control means in the first aspect performs a quality assurance network control for securing a network resource for quality assurance capable of allocating another traffic flow together with a traffic flow for a certain use request, and The traffic flow corresponding to the use request is allocated to the network resource for quality assurance.
[0031]
Such quality assurance network control is configured to be performed, for example, when the frequency of use requests from users for network services is monitored, and it is determined that the use requests tend to occur continuously. be able to.
[0032]
Also, the frequency of usage requests from users for network services is monitored, and if it is determined that usage requests do not tend to occur continuously, quality assurance of only the traffic flows required by the services is guaranteed. It is also possible to configure so that the control means performs network control.
[0033]
Preferably, the control means in the first aspect performs quality assurance network control for reserving a network resource for quality assurance capable of accommodating a plurality of traffic flows, and reserves a traffic flow for a use request generated thereafter. The network resources for quality assurance.
[0034]
According to such a configuration, the frequency of use requests for network services from users is monitored, and a plurality of traffic flows are accommodated before receiving a use request for network services from users. It is possible to perform quality assurance network control that can be (aggregated).
[0035]
According to the above configuration, provisioning (for example, securing network resources) for the next use request is performed for a network resource for quality assurance (for example, quality assurance path (for example, quality assurance path) that can accommodate (aggregate) other traffic flows. This is automatically performed by securing a QoS path)) or by reserving network resources for quality assurance (prior reservation). Therefore, it is possible to improve the promptness of the response to the next use request. Further, the network service provider does not need to secure network resources for each use request. This reduces the burden on the provider.
[0036]
In the first aspect, it is preferable that the use request frequency is classified into a plurality of levels, and the control means performs the above-described quality assurance network control according to the current level. In this case, the number of levels prepared and the contents of the quality assurance network control performed according to the levels can be appropriately combined.
[0037]
Preferably, the control means according to the first aspect, when the traffic flow for the newly accepted use request cannot be accommodated in the already secured network resource for quality assurance, -Reserve new quality assurance network resources to which flows can be assigned.
[0038]
In this case, it may be configured to secure a network resource for quality assurance for allocating only a traffic flow for one use request. However, a configuration is adopted in which a new network resource for quality assurance that can allocate traffic flows for multiple usage requests is secured, and the traffic flow for the next usage request is allocated to the network resources for quality assurance. Is preferred.
[0039]
According to such a configuration, for example, when the allowable capacity of the service use request of the network resource secured by the quality assurance network control capable of accommodating (aggregating) a plurality of traffic flows is exceeded (for example, when the capacity is secured). (If the bandwidth exceeds the bandwidth of the network resource), it is searched for an alternative route for which quality assurance is possible, and if the alternative route is detected, the alternative route can be automatically provisioned. This allows effective use of network resources.
[0040]
Preferably, the control means in the first aspect maintains the network resource for quality assurance for a certain period of time even when there is no traffic flow accommodated in the quality assurance path, and newly uses the network resource during that time. When a request occurs, the traffic flow for the use request is allocated to the quality assurance network resource.
[0041]
According to such a configuration, for example, when the allowable capacity of the service use request capable of guaranteeing the quality of the network resource secured by the quality assurance network control capable of accommodating (aggregating) a plurality of traffic flows is exceeded (for example, , If the bandwidth exceeds the secured bandwidth), the newly secured network resource for quality assurance is marked as a frequently used network resource for quality assurance, and the marked network for quality assurance is marked. -Regarding resources, even if there are no users, they are treated as reserved network resources for quality assurance for a certain period of time. As a result, efficient network resource management can be performed.
[0042]
According to the above configuration, the traffic flow for the next use request can be allocated to the secured network resources for quality assurance. As a result, the promptness of the response to the use request can be improved. In addition, the service provider does not need to secure network resources for quality assurance for each use request.
[0043]
Preferably, the control means according to the first aspect monitors an available bandwidth of the network resource for quality assurance, and when the available bandwidth exceeds a predetermined threshold, the quality assurance newly secured. The setting value of the bandwidth of the network resource for communication.
[0044]
In such a configuration, the free bandwidth of the network resource for quality assurance is monitored, and if the network resource for quality assurance is not sufficiently used, the network resource for quality assurance set next is set. Resources are reserved with a smaller bandwidth than before. Thereby, effective use of the entire network resources can be achieved.
[0045]
A second aspect of the present invention is a load distribution device for dynamically distributing traffic flowing through a network to a plurality of routes,
Free bandwidth calculation means for calculating the free bandwidth of the link of each route;
Means for determining a distribution ratio of traffic to the plurality of routes based on an available bandwidth of a link of each route,
When a band for quality assurance is secured in the link, the free band calculation means subtracts the free band in the band for quality assurance and the actually used band of the link from the link band, and Find a free band.
[0046]
According to the second aspect, for example, when dynamic load balancing is applied to non-guaranteed traffic, traffic flowing through the network is used as information for determining a distribution ratio for distributing traffic flowing through the network to a plurality of routes (routes). In addition to the measured traffic, the remaining capacity of the service allowance that can be guaranteed and already secured (for example, the remaining bandwidth of the reserved bandwidth) is determined to be likely to be used immediately, and is added to the measured traffic. This can be used as the determination information of the dispersion ratio.
[0047]
According to the second aspect, in determining the traffic distribution ratio for a plurality of routes, the free bandwidth of the quality assurance bandwidth is taken into account in calculating the free bandwidth. As a result, for example, after the non-guaranteed traffic transferred by the best effort is set to a certain route, the quality assurance traffic is allocated to the free band of the band for the quality assurance, the bandwidth of the non-guaranteed traffic is narrowed, and the transmission speed is reduced. Can be suppressed.
[0048]
Preferably, the vacant band calculation means in the second aspect converts the vacant band in the band for quality assurance from the link band only when it is determined that there is a high possibility that the vacant band in the quality guaranteed path is used. Reduce.
[0049]
According to such a configuration, only when there is a high possibility that the adverse effect on the non-guaranteed traffic will occur, the calculation of the free bandwidth of the link in consideration of the free bandwidth in the bandwidth for quality assurance is performed.
[0050]
In this case, for example, when it is determined that there is a high possibility that the remaining capacity of the service allowable capacity that can guarantee the quality (for example, the remaining bandwidth of the secured bandwidth for quality assurance) is likely to be used immediately, Only the vacant bandwidth of the bandwidth for quality assurance, which is frequently used by the user for network services, is added to the actually measured traffic (actually used bandwidth) as predicted traffic, and can be used as the distribution ratio determination information. . This makes it possible to realize a dynamic load distribution method using a multipath that incorporates a more accurate predictive element.
[0051]
According to a third aspect of the present invention, a quality assurance control device provided in a network including network devices having a quality assurance function includes:
Obtain the usage request frequency as the frequency of usage requests for network services including quality assurance requests from users,
Perform quality assurance network control according to the usage request frequency
Quality assurance control method.
[0052]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a load distribution device for dynamically distributing traffic flowing through a network to a plurality of routes,
When calculating the available bandwidth of the link of each route, if a bandwidth for quality assurance is secured for the target link, the available bandwidth in the bandwidth for quality assurance and the actually used bandwidth of the link are used. Subtract the link bandwidth to determine the free bandwidth of the link,
Determining a traffic distribution ratio for the plurality of routes based on an available bandwidth of a link of each route;
And a load distribution method.
[0053]
The present invention can also be specified as a program that causes a computer to function as the quality assurance control device or the load distribution device according to the present invention, or as a recording medium on which the program is recorded.
[0054]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration in the embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration in the embodiment.
[0055]
〔Overview〕
First, an outline of an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic diagram of the prior art related to the present invention. FIG. 2 shows a schematic diagram of an embodiment of the present invention that solves the above-described problems.
[0056]
As shown in FIG. 1, the policy server is connected to a network including network devices (routers) having a quality control function. Each network device has a quality assurance function to which a "Diffserv method", a "flexible bandwidth control method using ASIC technology", and an "MPLS QoS path method" are applied.
[0057]
The policy server is configured to implement the policy server method. The policy creation unit creates a policy for a network device, the policy creation GUI unit provides a GUI (Graphical User Interface) for creating a policy, and the policy creation unit creates a policy. It comprises a policy management control unit for managing and controlling, a policy application unit for applying the policy to each network device, and a policy management DB for storing information on the policy. In addition, the policy server is configured to implement a quality request reception method, and a quality assurance request receiving means for receiving a quality assurance request from a network user, and an admission for securing network resources according to the quality assurance request. It has a control means and a network resource management DB for storing information such as the usage status of network resources.
[0058]
Also, as shown in FIG. 1, a server (load distribution server) that implements a dynamic load distribution method using multipath is connected to a network. The load distribution server includes a network traffic measurement unit that measures a traffic amount of each path (path) in the network, a load distribution calculation unit that calculates a traffic distribution ratio for each path based on the traffic amount of each path, Load balancing control means for performing a traffic distribution process so that traffic for a route falls within a range of an appropriate distribution ratio; and network statistical information for storing network-related statistical information such as a traffic amount of each route measured by the measuring means. DB. The “dynamic load distribution method using multipath” can be implemented by a server alone, a network device alone, or a server and a network device together.
[0059]
In FIG. 2, a network 100 includes a plurality of network devices (routers) 101 to 104. However, the number of network devices (routers) depends on the scale of the network. The network 100 has a network configuration in which a plurality of paths (routes: also referred to as “routes”) exist. For example, the route of the network 100 between the client 105 and the server 106 includes a route of the router 102-the router 101-the router 104 and a route of the router 102-the router 103-the router 104. Each route is composed of nodes (network devices) and links (physical lines) connecting the nodes. The network 100 has a configuration in which a QoS path (LSP) can be set on an end-to-end route in the network 100.
[0060]
The network devices (routers) 101 to 104 have a quality assurance function for realizing a quality assurance method such as a "DiffServ method", a "flexible bandwidth guarantee method using ASIC technology", and an "MPLS QoS path method".
[0061]
The client 105 is a machine (terminal device) used by a network user, and is connected to the network 100.
[0062]
The server 106 is a device that provides a broadband information service typified by VOD, live broadcasting, and the like, and a two-way voice communication service typified by VoIP and the like, and is connected to the network 100.
[0063]
The quality assurance server 107 is a control device (quality assurance control device) having the quality assurance control method according to the present invention, and is connected to the network 100. The quality assurance server 107 includes the following means and a DB (Database). The quality assurance server 107 can be configured using a computer (information processing device) having a communication function with a network device such as a dedicated server machine, a personal computer, or a workstation. The computer constituting the quality assurance server 107 includes a processor such as a CPU and a recording medium including a main storage and an auxiliary storage (recording programs and data). The processor stores various programs stored in the auxiliary storage. By loading the program into the main memory and executing it, it functions as the quality assurance server 107 having each unit (each unit) and a database (DB) as shown in FIG. In the following description of each means and DB (component), “(remodeling)” indicates a component that can be realized by remodeling an existing component, and “(new)” indicates This indicates a new component for realizing the invention, and “(existing)” indicates an existing component.
[0064]
-Quality assurance request receiving means 200 (modification)
The quality assurance request receiving unit 200 is a communication unit that receives a quality assurance request from the client 105.
[0065]
-Quality assurance request analysis means 201 (new)
When the QoS path request type of the quality assurance parameter is “set”, the quality assurance request analysis unit 201 performs a time stamp process at the time of the request.
[0066]
-Usage status storage means 202 (new)
When the quality assurance request is received from the network user, the usage status storage unit 202 registers the service usage frequency information in the service usage status management DB 301 and updates the service usage frequency information. The service use frequency can be managed for each content, server, and network (segment) that the network user is trying to use. In addition, the service use status management DB 301 is updated.
[0067]
・ Usage status judgment means 203 (new)
The usage status determination unit 203 calculates a service usage frequency per time.
[0068]
-QoS path setting means 204 (new)
First, the QoS path setting unit 204 checks with the reception control unit 205 whether or not there is already a path (route) with “flow aggregation”. If there is already a path (route) with “flow aggregation”, the service permission is returned to the network user.
[0069]
On the other hand, if there is no already secured path (route) with “flow aggregation”, the QoS path setting unit 204 sends a request to the route search unit 206 to search for another path (route). Search for an alternative route. If no alternative route is found, the QoS path setting means 204 returns service rejection to the network user.
[0070]
On the other hand, if an alternative route is found, the QoS path setting unit 204 requests the QoS path management unit 207 to control the network device (router) and stores the QoS path setting information in the network resource management DB 302. Set. Then, when the control of the network device is completed, the QoS path control means 204 returns a service permission to the service user.
[0071]
・ Reception control means 205 (new)
The reception control unit 205 checks whether the path (path) specified by the reception control parameter is already registered in the network / resource management DB 302 as a path (path) with “flow aggregation”.
[0072]
-Route search means 206 (modification)
The route search unit 206 searches for a specified end-to-end path (route).
[0073]
-QoS path management means 207 (new)
The QoS path management unit 207 requests the network control unit 208 to control the network device (router) and registers the newly secured path (route) in the network resource management DB 302.
[0074]
・ Network control means 208 (modification)
The network control unit 208 analyzes the band setting parameters and controls network devices (routers).
[0075]
-Flow aggregation marking means 209 (new)
The flow aggregation marking unit 209 registers a flag indicating that the reserved band has been exceeded in the network / resource management DB 301 in the processing by the reception control unit 205.
[0076]
-Dijkstra calculation means 210 (remodeling)
The Dijkstra calculation means 210 performs Dijkstra calculation (search for the shortest path by the Dijkstra method).
[0077]
-QoS path cycle management means 211 (new)
The QoS path cycle management unit 211 starts periodically and manages a reservation type QoS path.
[0078]
-QoS path cycle release means 212 (new)
The QoS path period releasing unit periodically starts and releases the QoS path if there is QoS path setting information stored in the network resource management DB 301 in which a flag indicating that the reserved band has been exceeded is set. .
[0079]
-QoS path aggregation flow management means 213 (new)
The QoS path aggregation flow management unit 213 periodically checks whether or not the QoS path aggregation flow has secured an appropriate reserved bandwidth.
[0080]
・ Load distribution calculation means 214 (modification)
The load distribution calculation unit 214 is started periodically, checks whether or not to perform load distribution processing, and performs load distribution control processing when it is necessary to perform load distribution.
[0081]
・ Network traffic measurement means 215 (existing)
The network traffic measuring unit 215 measures the traffic flowing to the network device (router) via SNMP (Simple Network Management Protocol) and registers the traffic in the network statistical information DB 303.
[0082]
-Load distribution control means 216 (existing)
The load distribution control unit 216 performs traffic load distribution control on network devices (routers).
[0083]
-Service usage status management DB 301
The service usage status management DB 301 is a database that stores and manages information related to service usage frequency in units of content, server, and network (segment) that a network user intends to use.
[0084]
・ Network resource management DB 302
The network resource management DB 302 is a database that stores and manages information related to a network path (route).
[0085]
・ Network statistics information DB303
The network statistical information DB 303 is a database that stores and manages network statistical information (such as the traffic volume of each path).
[0086]
FIG. 3 is an explanatory diagram of a provisioning method according to a service use status, and FIG. 4 is an explanatory diagram of a flow reuse type provisioning method according to a service use status. In the present invention, there is provided a usage status management (corresponding to the usage status storage unit 202 and the usage status determination unit 203) that manages content units, server units, and network units (segment units) that the network user intends to use. . This makes it possible to perform provisioning according to the service usage frequency per time (corresponding to the QoS path management means 207 and the QoS path cycle management means 211).
[0087]
More specifically, a plurality of levels, for example, levels 1 to 4 as shown in FIG. 3 can be prepared according to the usage status (use request frequency) per hour for the service. In this example, the higher the level value, the higher the usage request frequency. Here, level 1 is “without on-demand type flow aggregation”, level 2 is “with on-demand type flow aggregation”, level 3 is “without reservation type flow aggregation”, and level 4 is “reservation type flow aggregation”. There is flow aggregation ". Then, processing for securing a traffic flow (hereinafter, referred to as “flow”) according to the current level value is performed.
[0088]
The usage status management detects the current level value by inquiring of the usage status. At this time, if the level value is level 1, the QoS path (quality assurance path: network for quality assurance) in which only the bandwidth of the flow (on-demand type flow) for the user's current use request is secured. Resource) is set in the QoS path setting. On the other hand, if the current level value is level 2, the usage status management sets the QoS path having the bandwidth that can aggregate other flows together with the flow for the usage request currently requested by the user to the QoS level. Set to path setting. If the level value is level 3, the usage status management sets the QoS path of the reserved flow, in which only the bandwidth of the flow for which the usage request from the user is predicted is secured, to the QoS path setting (period). . On the other hand, if the level value is level 4, the usage status management causes the QoS path of the reserved flow in which the bandwidth that can aggregate a plurality of flows is secured to be set to the QoS path setting (period).
[0089]
As described above, according to the embodiment of the present invention, when the usage frequency tends to increase, a QoS path that can aggregate a plurality of flows or a reservation-type QoS path is set, and the flow according to the usage request is established. Can be set in the QoS path. As a result, a quick response (improvement in promptness) to the use request is possible.
[0090]
In addition, it is considered that an on-demand type QoS path secured by “with flow aggregation” is frequently used (frequently used). For this reason, as shown in FIG. 4, when a use request exceeding the flow aggregation is received at least once at level 2, even if there is no user using the QoS path of the flow aggregation, the QoS path is maintained for a certain period of time. Can be configured so as to retain the network resources for which the QoS path is set without releasing the network resources.
[0091]
As a result, when a use request is subsequently received, if there is an empty QoS path, it is possible to respond to the use request using this QoS path. Therefore, the responsiveness to the use request is improved.
[0092]
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a QoS path (GS (Guaranteed Services) flow) and non-guaranteed traffic (BES (Best Effort Services) flow). FIG. 6 is a diagram showing a level transition of the QoS path. FIG. 7 is a diagram illustrating a link having a plurality of aggregation paths.
[0093]
The GS flow is a flow for Guaranteed Services in which a QoS path for performing quality assurance described in the present invention is secured and a network is used. The BES flow is a flow for Best Effort Services that uses a network without guarantee.
[0094]
In the dynamic load balancing method using the multipath according to the conventional technology, when the GS flow and the BES flow are mixed, as shown in FIG. 5, the actually used bandwidth where the GS flow and the BES flow are combined ((2) in FIG. 5). ▼) is subtracted from the link bandwidth to make it an available bandwidth, and load balancing is performed so that the available bandwidth of the multipath is averaged. In the definition of the free band shown in FIG. 5, the band (1) in FIG. 5 that is not reserved for GS is also regarded as the used band. That is, even if the GS flow (GS traffic) is not actually flowing, it is counted as the used band.
[0095]
On the other hand, by performing load distribution in consideration of the band that will be used in the future and the unreserved band in the reserved band of GS, effective load distribution can be achieved when GS flows and BES flows are mixed. And Further, among the GS flows, there is a GS flow that is not used much (actually, the BES flow allows more effective utilization of network resources because the GS flow has a vacant time before it is used). For this reason, it is not appropriate to consider all GS flows when performing dynamic load balancing using multipath.
[0096]
Therefore, in the present invention, in order to perform more appropriate prediction, a free band calculation method according to the level of the QoS path is performed. The level transition of the QoS path can be considered in cases A, B, and C as shown in FIG.
[0097]
Case A is a case in which a QoS path (level 1 path) is set for each GS flow in level 1 (initial state) (A in FIG. 6). Case B uses a QoS path in which a plurality of GS flows are aggregated (level 2 aggregated path) in level 2 (a state of high use frequency), and the traffic of the GS flow is set. This is the case that is flowing (B in FIG. 6). Case C is a case in which at level 1 (infrequently used), a QoS path (aggregation path of level 2) for aggregating flows has free space, but the number of GS flows accommodated is reduced (FIG. 6C).
[0098]
In case B, the frequency of use is high, and there is a possibility that the unreserved band (1 in FIG. 6: free band in the band for quality assurance) in the level 2 aggregated path shown in FIG. 6 is used immediately. high. For this reason, it is considered to be predicted traffic to be considered when calculating the available bandwidth in the dynamic load distribution method using multipath. On the other hand, in case A, since there is no reserved bandwidth due to the aggregated flow (reserved QoS path), it is not necessary to consider the free bandwidth calculation in the dynamic load distribution method using multipath. In case C, the usage frequency is low, and it is considered that the GS flow in the aggregated path is released with a lapse of time and after a certain period of time. Therefore, in the calculation of the available bandwidth in the dynamic load distribution method using the multipath, the predicted traffic that is highly likely to use the unsecured bandwidth ((2) in FIG. 6) in the aggregated path of level 2 immediately is used. Thinking is not considered appropriate. Therefore, in the present invention, only the aggregated flow of case B is applied as the predicted traffic to be considered when calculating the available bandwidth in the dynamic load distribution method using multipath.
[0099]
In addition, as shown in FIG. 7, even when a plurality of aggregated flows exist in one link, only the aggregated flow of case B is considered. The present invention includes a mechanism for periodically checking whether or not the aggregated flow of the QoS path is appropriately assigned.
[0100]
In the present invention, as means for considering only the aggregated flow of case B, the network traffic measuring unit 209, the load distribution calculating unit 214, the load distribution control unit 216, and the QoS path aggregated flow monitoring unit 213 realize the operation.
[0101]
〔Example〕
Examples of the present invention will be described below. FIG. 8 is a system configuration diagram for explaining an embodiment of the present invention. In the embodiment, a description will be given using a VOD service which is a broadband information service as an example.
[0102]
In FIG. 8, a network 100 in which a carrier, an ISP, an IDC, and the like provide a VOD service includes a network device A having “172.27.1.1” as a representative address (an IP address for specifying the network device), and a representative address. Network device B having “172.27.2.1” as the representative address, network device C having “172.27.3.1” as the representative address, and “172.27.4.1” as the representative address. It is configured with a network device D.
[0103]
The network device A is connected to the network device B (connected by the interface of “172.27.10.1” of the network device A) and the network device D (“172.27.40.2” of the network device A). Connection with the interface). The network device B is connected to the network device A (connected by the interface 172.27.10.2 of the network device B) and the network device C (connected by the interface 172.27.20.2 of the network device B). Connection) with a link. The network device C is connected to a network device B (connected by an interface of “172.220.2” of the network device C) and a network device D (interface of “172.27.30.1” of the network device C). With a link). The network device D is connected to the network device A (connected by the interface “172.27.40.1” of the network device D) and the network device C (interface “172.27.30.2” of the network device D). Connection) and have a link.
[0104]
Also, a quality assurance server 107 (IP address: 172.27.5.100) provided with various units for realizing various means (FIG. 2) according to the present invention, and a service reception for receiving a user request for the VOD service The server 108 (IP address: 172.27.5.200) is connected to the network device A, and as servers for providing a VOD service, a VOD server 106A (IP address: 172.27.7.100) and a VOD server 106B (IP address: 172.27.6.100) is connected to the network.
[0105]
The VOD server 106A is connected to the network device C, and the VOD server 106B is connected to the network device D. Further, the user who uses the VOD service performs the operation via the client 105 (IP address: 172.27.8.100) connected to the network device B.
[0106]
A user who intends to use the VOD service operates the client 105 to access the service reception server 108. Then, on the display of the client 108 used by the user, a login screen 14 (see the display example in FIG. 9) for performing login is displayed.
[0107]
The user inputs a user ID and a password on the login screen 14 and clicks a login button. Then, an authentication process is performed on the service reception server 108, and when login is permitted, a content list screen 15 (FIG. 10) for selecting a content desired by the user and a quality assurance level is displayed on the display of the client 105. Display example) is displayed.
[0108]
The user selects a desired content and a quality assurance level using the content list screen 15, and clicks a request button. Then, information indicating the desired content and the quality assurance level is transmitted to the service reception server 108.
[0109]
The service reception server 108 checks whether or not quality assurance is necessary when referring to the content from the user (when using the VOD service). Send it to server 107.
[0110]
The quality assurance server 107 performs a quality assurance control process desired by the user, and returns the result to the service reception server 108. When the quality assurance control process is completed normally, the content is transferred from the VOD server (for example, the VOD server 106B) to the client 105 at the quality desired by the user (transfer rate: transmission band) and displayed on the display of the client 105. The selected content is reproduced on the displayed content reproduction screen 16 (see the display example in FIG. 11).
[0111]
FIG. 12 is a flowchart of the quality assurance control process from the login of the user to the reproduction of the content. FIG. 13 is a diagram illustrating the contents of a login message transmitted to the service reception server 108 when a user logs in. FIG. 14 is a diagram showing the contents of user information, which is data used when the service reception server 108 performs authentication. FIG. 15 is a diagram illustrating the content of the content information referred to when the service reception server 108 displays the content list. FIG. 16 is a diagram showing the content of the content selection message transmitted to the service reception server 108 when the user selects the content or the quality assurance level. FIG. 17 is a diagram showing the contents of a quality assurance message sent to the quality assurance server 107 when the service reception server 108 determines that quality assurance is required. FIG. 18 is a diagram showing the contents of a guarantee response message as a result of the quality assurance control process. FIG. 19 is a diagram illustrating the content of a content selection response message returned from the service reception server 108 to the client 105 after receiving the result of the quality assurance control process.
[0112]
In FIG. 12, when the user (user) inputs a user ID and a password via the login screen 14 and clicks the login button, the user ID, the password, and the user IP address (the IP address of the user terminal (client)) are included. The login message 31 (FIG. 13) is transmitted from the client 105 to the service reception server 108 via the network 100 (S1).
[0113]
Upon receiving the login message 31, the service reception server 108 acquires the user information 32 (user ID and password: FIG. 14) for performing the authentication process, and obtains the user information 32 and the user included in the login message 31. The ID and the password are collated to determine whether the user name and the password are correct (S2). At this time, if the user name and the password are incorrect (S2; NO), the service receiving server 108 transmits an NG message to the client 105.
[0114]
On the other hand, if the user name and the password are correct, the service reception server 12 collects and refers to the content information 33 (FIG. 15) (S3), transmits the content information 33 to the client 105, and displays the content selection screen ( For example, the client 105 displays the content list screen 15 (FIG. 10) (S4).
[0115]
When the user inputs necessary items on the content selection screen, a content selection message 34 (FIG. 16) is transmitted from the client 105 to the service reception server 108 via the network 100 (S5). As shown in FIG. 16, the content selection message 34 can include a content ID, a QoS path request type, a transfer rate, a user IP address, and a guarantee flag.
[0116]
The service reception server 108 determines whether the guarantee flag included in the content selection message 34 from the client 105 has a guarantee (on) or no guarantee (off) (S6). At this time, if the guarantee flag is on (S6; YES), the quality assurance request message 35 (FIG. 17) is transmitted from the service reception server 108 to the quality assurance server 107 via the network 100. As shown in FIG. 17, the quality assurance request message 35 includes a content ID, a QoS path request type, a transfer rate, and a user IP address included in the content selection message.
[0117]
Upon receiving the quality assurance request message, the quality assurance request receiving means (quality assurance request receiving unit) 200 of the quality assurance server 107 performs quality assurance control processing (S8; described later), and the quality assurance response message 36 according to the result. (FIG. 18) is transmitted to the service reception server 108 via the network 100 (S9). As shown in FIG. 18, the quality assurance response message 36 includes the response result (OK / NG) of the content selection and the IP address of the selected server.
[0118]
Upon receiving the quality assurance response message 36, the service reception server 108 transmits a content selection response message 37 (FIG. 19) including the content (response result, service IP address) included in the message to the client 105 via the network 100. (S10).
[0119]
Then, an application for providing the content to the user is activated in the client 105, and the content is provided to the user (client 105) from the VOD server 106A and / or 106B via the network 100 in a state where the quality is guaranteed ( S11). For example, the video content selected by the user is downloaded and reproduced in the band requested by the user.
[0120]
FIG. 20 is a flowchart showing the processing of the quality assurance request receiving means 200 of the quality assurance server 107. 20, the quality assurance request receiving means 200 waits for reception of a quality assurance request message 35 from the service reception server 12 (S20001).
[0121]
When the quality assurance request message 35 is received (S20001: YES), the quality assurance reception unit 200 activates the quality assurance request analysis unit (quality assurance request analysis unit) 201 and passes the processing (S20002, S20003). At this time, the quality assurance request message 35 is passed to the quality assurance request analyzer 201 as a quality assurance parameter 38 (FIG. 21).
[0122]
As shown in FIG. 21, the quality assurance parameters 38 include a content ID, a QoS path request type, a transfer rate (bandwidth), and a user IP address. The content ID is an identifier for identifying the content selected by the user. The QoS path request identifier is an identifier indicating whether to request (set) or cancel the quality assurance. The transfer rate is data obtained by converting a quality level (a service level represented by “Gold” or “Sliver”) selected by a user into a QoS parameter such as a band. The user IP address is an IP address of a client necessary for performing End-To-End quality control. In this embodiment, the IP address “172.27.8.100” of the client 13 is set.
[0123]
After that, the quality assurance request receiving means 200 receives the processing result from the quality assurance request analyzing means 201, returns it to the service receiving server 108 (S20004), and ends the processing.
[0124]
FIG. 22 is a flowchart showing the processing of the quality assurance request analysis means 201. In FIG. 22, the quality assurance request analysis unit 201 performs a determination process of the QoS path request type included in the quality assurance parameter 38 received from the quality assurance request reception unit 200 (S20101).
[0125]
At this time, if the QoS path request type of the quality assurance parameter 38 is “setting” (S20101; YES), the quality assurance request analysis unit 201 sets the time when the quality assurance request reception unit 201 starts up by using the system function. (S20102). Then, the quality assurance request analysis unit 201 passes the usage status storage parameter 39 (FIG. 23) including the extracted time data as the request time to the usage status storage unit (use status storage unit) 202. As a result, the process is passed to the use status storage unit 202 (S20103).
[0126]
As shown in FIG. 23, the usage status accumulation parameter 39 includes a content ID, a QoS path request type (setting), a transfer rate, a user IP address, and a request time. After that, the quality assurance request analysis unit 201 receives the processing result from the use status storage unit 202, returns it to the quality assurance request reception unit 200 (S20104), and ends the process.
[0127]
If the QoS path request type of the quality assurance parameter is “released” in S20101 (S20101; NO), the quality assurance request analysis unit 201 transfers the processing to the QoS path setting unit (QoS path setting unit) 204 (S20105). . At this time, the quality assurance request analysis means 201 gives the QoS path setting release parameter 40 (FIG. 24) to the QoS path setting means 204 as an input parameter.
[0128]
As shown in FIG. 24, the QoS path setting release parameter 40 can include a content ID, a QoS path request type (setting / release), a transfer rate, a user IP address, and a use frequency level value. However, the use frequency level value is included in the QoS path setting release parameter only when the QoS path request type is “set”, and is not included when the QoS path request type is “release”.
[0129]
After that, the quality assurance request analysis unit 201 receives the processing result from the QoS path setting unit 204, returns it to the quality assurance request reception unit 200 (S20106), and ends the processing.
[0130]
FIG. 25 is a flowchart showing the processing of the usage status accumulation means 202. In FIG. 25, the usage status storage unit 202 is activated when the QoS path request type of the quality assurance parameter is “setting”. That is, the usage status storage unit 202 is activated by receiving the usage status storage parameter 39 (FIG. 23) including the QoS path request type of “setting” from the quality assurance request analysis unit 201.
[0131]
The usage status storage unit 202 stores the time at which the quality control request was received (request time in the input parameters) in the service usage status management DB 301 (FIG. 26) for each content ID (S20201). Then, the usage status storage unit 202 passes the process to the usage status determination unit (use status determination unit) 203 (S20202). At this time, the usage status storage unit 202 passes the usage status determination request parameter 41 (FIG. 27) to the usage status determination unit 203 as an input parameter.
[0132]
As shown in FIG. 26, the service use status management DB 301 has a request time queue capable of storing a plurality of (at least the number of status determination queues) request times of a quality assurance request for each content ID (content). I have. The request time included in the usage status accumulation parameter is stored in a predetermined position (latest position) of the request time queue.
[0133]
In the service usage management DB 301, usage frequency levels, usage frequency thresholds that are boundaries between the levels, and the number of status determination queues are registered. The number of status determination queues is a number for extracting the latest data from the request time queue when calculating the use frequency. The number of levels, the threshold of the use frequency, and the number of status determination queues can be appropriately set by the service provider or the like (carrier, ISP, IDC, etc.).
[0134]
Also, as shown in FIG. 27, the usage status determination request parameter 41 includes a content ID, a QoS path request type (setting), a transfer rate, and a user IP address.
[0135]
FIG. 28 is a flowchart showing the processing of the usage status determining means 203. The use status determination unit 203 analyzes the use frequency of each content. First, the usage status determination unit 203 extracts the number of status determination queues from the service usage status management DB 301 (S20301).
[0136]
Next, the usage status determination unit 203 searches the service usage status management DB 301 with the content ID included in the usage status determination request parameter 41 from the usage status storage unit 202, and stores the request time queue of the corresponding content ID in the status determination. Extraction is performed in ascending order of the number of queues (S20302).
[0137]
Next, the usage status determination unit 203 calculates a usage frequency value from the head time and the tail time of the extracted data (S20303). The use frequency value is obtained by the following formula.
[0138]
(Number of status determination queues) / (extracted latest request time)-(oldest request time in extracted queues)
For example, when the extracted latest request time is 10:10, the oldest request time in the extracted queue is 10:05, and the number of extracted queues is 10, the usage frequency is 2 [request number. / Min]. In this way, the use status determination unit 203 can calculate the number of use requests within a certain time as a use frequency value.
[0139]
Next, the use status determining unit 203 obtains a level (a level indicating the use frequency) corresponding to the use frequency value. That is, the usage status determination unit 203 refers to the service usage status management DB 301 and converts the usage frequency value to a usage frequency level value (S20304). Specifically, the usage status determining unit 203 compares the threshold value of the usage frequency registered in the service usage status management DB 301 with the calculated usage frequency value, and extracts a corresponding level value.
[0140]
For example, if the calculated usage frequency value is less than the level 1 threshold, level 1 is calculated as the level value, and if it is greater than or equal to the level 1 threshold and less than the level 2 threshold, level 2 is calculated as the level value. When level 3 or higher is set, level 3 and subsequent levels are determined in the same manner as the level 2 determination method.
[0141]
Next, the use state determination unit 203 passes the process to the QoS path setting unit (QoS path setting unit) 204 using the QoS path setting release parameter 40 (FIG. 24) including the use frequency level value as an input parameter (S20305). . As described above, the QoS path setting release parameter 40 includes the use frequency level value only at the time of “setting”.
[0142]
FIG. 29 is a flowchart showing the processing of the QoS path setting means 204 when the QoS path request type of the QoS path setting release parameter 40 is “setting”. In FIG. 29, the QoS path setting unit 204 first checks whether a QoS path of “with flow aggregation” that can be used in response to a use request from a user is already registered or not. The reception control parameter 42 (FIG. 30) is created from the setting release parameter 40, the reception control parameter 42 is set as an input parameter, and the process is passed to the reception control unit 205 (S20401).
[0143]
As shown in FIG. 30, the reception control parameter 42 includes a user IP address, a reserved band (a bandwidth corresponding to a transfer rate desired by the user), and a content ID.
[0144]
If the response result in the processing result (the reception control response parameter 43 in FIG. 31) returned from the reception control unit (reception control unit) 205 is “OK” (S20402; YES), the QoS path setting unit 204 executes the service. Returns a value indicating permission. Here, the reception control response parameter 43 whose response result is “OK” indicates that a QoS path capable of accommodating the flow according to the use request has already been set, and that the use request can be used to respond to the use request. .
[0145]
As shown in FIG. 31, the admission control response parameter 43 includes a response result (OK / NG) of the admission request, a user edge IP address, a server edge IP address, a path edge IP address list, and a server IP address. including. The user edge IP address is an IP address of an edge node (network device) accommodating a user terminal (client). In this example, the IP address of the network device B is set. The server edge IP address is an IP address of an edge node (network device) that accommodates a server that provides content. In this example, the IP address of the network device C or D that accommodates the VOD server 106A or 106B is set. Is done. The route edge IP address list is a list of edge IP addresses on the route selected as the optimal route, and the server IP address is the IP address of the server (VOD server 106A or 106B) that provides the content.
[0146]
If the response result in the reception control response parameter 43 is not “OK” (S20402; NO), the QoS path setting means 204 executes the cache server information 44 (FIG. 33) stored in the network / resource management DB 302 (FIG. 32). ) And the edge information 45 (FIG. 34) (S20403), create a route search parameter 46 as shown in FIG. 35, set the route search parameter 46 as an input parameter, and use a route search means (route selection). Unit) 206 to pass the process (S20404).
[0147]
This is because there is no QoS path capable of accommodating the flow corresponding to the use request, or the existing QoS path has no capability of accommodating the flow (exceeding the permissible capability). This is for setting an alternative route (new QoS path) on the network 100.
[0148]
Here, as shown in FIG. 32, the network resource management DB 302 includes cache server information 44 as information relating to a cache server that provides a VOD service (in this example, VOD servers 106A and 106B), and an edge node in the network. , And QoS path setting information 50 as information relating to QoS path setting, and QoS path aggregation method information 51 as setting method information relating to QoS path setting.
[0149]
As shown in FIG. 33, the cache server information 44 of the network resource management DB 302 includes, as shown in FIG. 33, a content ID which is an identification ID unique to the content, a server IP address which is an IP address of the cache server, and an edge node in which the cache server is accommodated. And a server edge IP address.
[0150]
As shown in FIG. 34, the edge information 45 of the network resource management DB 302 includes an edge IP address indicating an IP address of an edge node (label switching router (LSR)) and a segment (network) accommodated in the LSR. It includes a network address indicating a network address and a subnet mask indicating a subnet mask of the network address.
[0151]
Further, as shown in FIG. 35, the route selection (route search) parameter 46 includes a content ID, a cache server IP address list, a user edge IP address, a reserved bandwidth, and whether or not a constraint condition regarding the cache server can be applied. Number of routes to be calculated, applicability of maximum allowable hop number limit, maximum allowable hop number, applicability of non-passing node constraint, applicability of non-passing link constraint, non-passing node information, non-passing link information And whether or not a passing node constraint can be applied, and a passing node list.
[0152]
If the response result in the processing result (FIG. 36: route search response parameter 47) returned from the route searching unit 206 is not “OK” (NG) (S20405; NO), the QoS path setting unit 204 guarantees the quality. Since there is no QoS path that can perform the service, a value indicating service non-permission is returned to the use status determination unit 203 (S20405).
[0153]
On the other hand, if the processing result in the route search response parameter 47 is “OK” (S20505; YES), the QoS path setting unit 204 creates the QoS path management parameter 48 (FIG. 37) from the route search response parameter 47. Then, the QoS path management parameter 48 is set as an input parameter, and the process is passed to the QoS path management means 207 (S20406).
[0154]
As shown in FIG. 36, the route search response parameter 47 includes a response result (OK / NG) of the route selection request, a user edge IP address, a server edge IP address, a route edge IP address list, and a server IP address. , Reserved bandwidth.
[0155]
The QoS path management parameters 48 include, as shown in FIG. 37, the hop count, the user edge IP address, the server edge IP address, the route edge IP address, the server IP address, the reserved bandwidth, the content ID, and the like. , A pass trigger, a use frequency level, and a sequence number.
[0156]
The QoS path management processing unit 207 performs End-To-End QoS path setting for a network including the actual network devices A, B, C, and D, and sets the usage frequency level. Different QoS paths are set in accordance with.
[0157]
If the processing result (FIG. 38: QoS path management response parameter 49) returned from the QoS path management unit 207 is not “OK”, the QoS path setting unit 204 returns a value (“NG”) indicating that the service is not permitted. (S20407). On the other hand, if the processing result from the QoS path management unit 207 is “OK”, a value indicating service permission is returned (S20408).
[0158]
As shown in FIG. 38, the QoS path management response parameter includes a response result (OK / NG) of the route registration request.
[0159]
FIG. 39 is a flowchart showing the processing of the reception control means (reception control unit) 205. In FIG. 39, the reception control unit 205 refers to the used bandwidth of the QoS path setting information 50 (FIG. 40) stored in the network resource management DB 302 (S20501), and determines whether there is a free bandwidth in the request. (S20502; YES), and if there is a vacancy (S20501; YES), the used bandwidth of the QoS path setting information 50 stored in the network / resource management DB 302 is added to the requested bandwidth, and the determination result is returned (S20503). ).
[0160]
The QoS path setting information 50 includes, as shown in FIG. 40, a hop count, a user edge IP address, a server edge IP address, a route edge IP address list, a server IP address, a reserved band, a used band, It includes a content ID, a pass trigger, a sequence number, a time stamp, a reserved band over flag, a use frequency level, and in-use user information. The in-use user information includes, for each user, a user IP address and , Used band. Note that the QoS path setting information 50 is prepared and managed for each content and each QoS path.
[0161]
FIG. 41 is a flowchart showing the processing of the route search means (route search unit) 206. The route search unit 206 extracts the edge information 45 (FIG. 34) by referring to the cache server information 44 (FIG. 33) stored in the network / resource management DB 302 (S20601). Next, the route search unit 206 determines whether the extracted edge node is specified as a passing node (S20602). If it is specified, the process is passed to Dijkstra calculation means (Dijkstra calculation unit) 210 that performs the shortest route search (S20603).
[0162]
Subsequently, the route search unit 206 determines the return value (determination result) of the Dijkstra calculation unit (S20604). At this time, if the determination result is NG (S20604; YES), NG is returned to the route searching means 206, and the process ends. On the other hand, if the determination result is OK (S20604; NO), the route information between the user edge and the passing edge node is stored (S20605). Then, in order to perform the Dijkstra calculation again, the process is passed to the Dijkstra calculation means 210 (S20606).
[0163]
Subsequently, the route search unit 206 determines the return value of the Dijkstra calculation unit (S20607). If the determination result is NG (S20607; NO), the route search means 206 skips the process, and if OK (S20607; YES), obtains the cost of the cache server (S20608).
[0164]
Next, the route search unit 206 determines whether the total value of the link cost and the cache server cost is smaller than the previously calculated cost value (S20609). At this time, if the total value is larger than the cost value (S20609; NO), the route search means 206 skips the process, and if smaller (S20609; YES), replaces the route information with the previously obtained route information (S20610).
[0165]
Next, the route search unit 206 determines whether or not the processing by the Dijkstra calculation unit 210 has been accommodated for all the cache servers (S20611). At this time, if there are remaining cache servers, the processing is continued, and if all the cache servers have been completed, the processing is terminated.
[0166]
FIG. 42 is a flowchart showing the processing of the Dijkstra calculation means 210. The Dijkstra calculation unit 210 sets the edge information of the cache server (information of the edge node to which the cache server is connected) at the start of the Dijkstra calculation (S21001).
[0167]
Next, the Dijkstra calculation unit 210 reads out the link information of the processing target edge node from the network statistical information DB 303 (S21001). Next, the Dijkstra calculation unit 210 determines whether there is a vacancy for the requested bandwidth (S21003). If there is no free space (S21003; NO), the Dijkstra calculating means 210 skips the process, and if there is a free space (S21003; YES), determines whether or not the connection destination of the link is other than the non-passing edge node. (S21004).
[0168]
At this time, the Dijkstra calculation means 210 skips the processing if the connection destination of the link is not a non-passing edge node (S21004; NO), and if the link is not a non-passing edge node (S21004; YES), the link is deactivated. It is determined whether or not the link is other than the passing link (S21005).
[0169]
At this time, the Dijkstra calculating means 210 skips the process if the link destination is not a non-passing link (S21005; NO), and exceeds the maximum hop number if the link is not a non-passing link (S21005; YES). It is determined whether or not it has not been performed (S21006). At this time, the Dijkstra calculation means 210 skips the processing if the number of hops exceeds the maximum hop number (S21006; NO), and calculates the link cost if the number does not exceed the maximum hop number (S21006; YES) (S21007).
[0170]
Next, the Dijkstra calculation unit 210 determines whether the link cost calculated in S21007 is smaller than the cost value processed last time (S21008). The Dijkstra calculation means 210 skips the processing if the link cost is higher than the previous one (S21008; NO), and replaces the link cost value if the link cost is lower (S21008; YES) (S21009).
[0171]
Next, the Dijkstra calculation means 210 determines whether or not processing has been performed for all links (S21010). If there is any remaining (S21010; NO), the process is continued, and if all the processes have been completed (S21010; YES), the corresponding edge node is determined as a route (S21011).
[0172]
Next, the Dijkstra calculation unit 210 determines whether or not processing has been performed on all edge nodes (S21012). At this time, the Dijkstra calculation means 210 continues the processing if there is any remaining (S21012; NO), and if all the processing has been completed (S21012; YES), obtains the route information (S21013) and ends the processing.
[0173]
As described above, the Dijkstra calculation unit 210 searches for the optimal route connecting the cache server edge and the user edge by using the Dijkstra method. The path information is passed to 206 along with the determination result of OK. On the other hand, if the optimum route cannot be found, the result of the NG determination is passed to the route search means 206.
[0174]
FIG. 43 is a flowchart showing the processing of the QoS path management means (QoS path management unit) 207. The QoS path management unit 207 converts the user edge IP address and the server edge IP address passed by the QoS path management parameter 48 for the network including the network device A, the network device B, the network device C, and the network device D. A request for quality assurance in End-To-End is sent to the network control means 208.
[0175]
At this time, the QoS path management means 207 gives the network control parameters 208 (FIG. 44) to the network control means 208 as input parameters. The network control parameters 52 include a user IP address, a user edge IP address, a reserved band, and a content ID. Then, a result indicating whether or not the network control has been normally completed is returned as a network control response parameter 53 (FIG. 45). The network control response parameter 53 includes a response result (OK / NG) of the bandwidth registration request.
[0176]
In FIG. 43, the QoS path management unit 207 first refers to the use frequency level in the QoS path management parameter 48, and stores the QoS path aggregation method information 51 (prepared for each use frequency level in the network / resource management DB 302). From FIG. 46), QoS path aggregation method information corresponding to the use frequency level in the parameter 48 is extracted (S20701). As shown in FIG. 46, the QoS path aggregation method information 51 can include a usage frequency level and a QoS path setting method flag as a setting method flag related to the QoS path setting. For example, if the flag is off, an “on-demand” QoS path “without flow aggregation” is set, and if the flag is on, an “on-demand” QoS path with “flow aggregation” is set.
[0177]
Next, the QoS path management unit 207 determines whether or not to perform flow aggregation according to the extracted QoS path aggregation method information (level and flag values) (S20702). At this time, when performing flow aggregation (S20702; YES), the QoS path management unit 207 sets an aggregation flow flag (S20703), and advances the processing to S20705. If flow aggregation is not to be performed (S20702; NO), the process proceeds to S20705.
[0178]
Next, the QoS path management unit 207 determines whether or not the aggregation flow flag is set (S20705). At this time, if the aggregation flow flag is set (S20705; YES), the QoS path management unit 207 sets the QoS path with “on-demand flow aggregation” (for example, level 2 in FIG. 4). For this purpose, the process is passed to the network control means 208 (S20706).
[0179]
On the other hand, if the aggregation flow flag is not set (S20705; NO), the QoS path management unit 207 sets the QoS path without on-demand type flow aggregation (for example, level 1 in FIG. 4). Then, the process is passed to the network control unit 208 (S20707).
[0180]
As described above, the QoS path management unit 207 changes the QoS path collection method information, thereby enabling flow aggregation and setting a QoS path on demand. Then, when the QoS path setting method is determined, the QoS path management unit 207 issues a request to perform quality assurance by End-To-End with the user edge IP address and the server edge IP address passed in the QoS path management parameter 48. Request to control means 208.
[0181]
FIG. 48 is a flowchart showing the processing of the network control means (network control unit) 208. In response to a request from the QoS path management unit 207, the network control unit 208 sends the user edge passed as the network control parameter 52 to the network including the network device A, the network device B, the network device C, and the network device D. Quality is guaranteed between the IP address and the server edge IP address by End-To-End (S20801).
[0182]
That is, the network control unit 208 sets a QoS path corresponding to a use frequency level that can accommodate a GS flow in which at least the band specified by the use request (reserved band specified in the network control parameter 52) is secured, It is set by controlling the edge node, the server edge node, and the passing edge node between them. Then, network control parameters 53 including whether or not the QoS path can be set (response result (OK / NG) of the bandwidth registration request) are passed to the QoS path management unit 207.
[0183]
At this time, the QoS path management means 207 gives a response result (OK / NG) according to the response result from the network control means 208 to the QoS path setting means 204. The QoS path setting unit 204 returns a response result (OK / NG) corresponding to the response result from the QoS path management unit 207 to the usage status determining unit 203 (S20408).
[0184]
The flow (traffic flow) relating to the service from the user can be released (released) by the release processing by the QoS path setting means 204, triggered by the release request from the user or the end of the service provision. At this time, when the flow flowing in the QoS path becomes 0, the QoS path can be released.
[0185]
On the other hand, in order to perform the quality control as shown in FIG. 4, the flow aggregation marking means (flow aggregation marking unit) 209 performs the following processing. FIG. 49 is a flowchart showing the processing of the flow aggregation marking means 209.
[0186]
The flow aggregation marking means 209 is activated by the reception control means 205 when the bandwidth related to the user's use request exceeds the reserved bandwidth (the bandwidth that can be aggregated by the already set QoS path) (S20502). The flow aggregation marking unit 209 sets the reserved bandwidth over flag (FIG. 40) of the QoS path setting information 50 stored in the network / resource management DB 302 to ON (S20901), and ends the processing.
[0187]
For a QoS path for which the reserved band over flag is set to ON, the QoS path is not released even if the number of active users becomes zero. As a result, a flow for the next use request can be allocated to the QoS path. It is the QoS path period releasing means 212 that releases such a QoS path.
[0188]
FIG. 50 is a flowchart showing the processing of the QoS path cycle releasing means (QoS path cycle releasing unit) 212. The QoS path period releasing means 212 starts periodically, refers to the QoS path setting information 50 stored in the network resource management DB 302 in order from the top, sets the reserved band over flag to ON, and sets the number of in-use users to 0. It is determined whether or not there is a QoS path of (S21201). Then, if there is a corresponding QoS path, the QoS path period releasing unit 212 releases the QoS path (S21202).
[0189]
In this way, the QoS path for which the reserved band over flag is set to ON remains effective until released by the QoS path period releasing unit 212 even if the number of in-use users becomes zero. Then, when the flow relating to the next use request is set in the QoS path, the number of users in use exceeds 0, so the QoS path period releasing unit 212 does not release the QoS path.
[0190]
FIG. 51 is a flowchart showing the processing of the QoS path aggregation flow management unit (QoS path aggregation flow management unit) 213. The QoS path aggregation flow management unit 213 subtracts the reserved band (used band) from the reserved band in the QoS path setting information 50 stored in the network resource management DB 302 (S21301).
[0191]
Next, the QoS path aggregation flow management unit 213 determines whether or not the subtracted value is smaller than a set threshold value (prepared in advance) (S21302). At this time, if the subtraction value is not smaller (larger) than the threshold value (S21302; NO), the QoS path aggregated flow management unit 213 sets a smaller reserved bandwidth when securing the aggregated flow (S21303).
[0192]
Next, the QoS path aggregation flow management unit 213 determines whether all the QoS path setting information 50 has been checked (S21304). At this time, if the check is not completed (S21304; NO), the process is continued, and if it is completed (S21304; YES), the process is ended.
[0193]
In this manner, when the available bandwidth of the QoS path is larger than the threshold, the QoS path aggregated flow management unit 213 reduces the set value of the reserved bandwidth of the QoS path of the aggregated flow to be secured next. Thereby, the band reserved in advance can be reduced.
[0194]
FIG. 52 is a flowchart showing the processing of the load distribution calculation means (load distribution calculation unit) 214. In the calculation by the load distribution calculation unit 214, in the conventional method, the calculation of the free bandwidth of the link is performed using only the actual traffic in which the GS flow and the BES flow are mixed.
[0195]
On the other hand, the load balancing calculation unit 214 in the embodiment uses a QoS path (marked by the flow aggregation marking unit 209) indicating that the usage frequency level of the QoS path setting information 50 managed by the network / resource management DB 302 is high. For the “QoS path with flow aggregation” on which the processing has been performed, the calculation of the available bandwidth of the link is performed by taking into account the amount obtained by subtracting the used bandwidth from the reserved bandwidth (the available bandwidth in the bandwidth for quality assurance) as predicted traffic. Performed (S21001).
[0196]
In this way, the load distribution calculation unit 214 calculates the free bandwidth of each link in a plurality of routes in the network, and determines the traffic distribution ratio for each route based on the free bandwidth. Then, the load distribution control unit 216 executes the load distribution processing (allocation of traffic to routes) so that the traffic flows at the determined distribution ratio (for example, so that the distribution ratio is within a desired range (for example, averaging)). )I do. It is preferable that the processing of the load distribution calculation unit 214 (determination of the distribution ratio) be performed, for example, periodically. Further, for example, non-guaranteed traffic may be generated, and the determination may be made when deciding which route to allocate this non-guaranteed traffic to.
[0197]
According to the load distribution calculation means 214, the distribution ratio is determined so that traffic flows through a plurality of routes at a desired distribution ratio by load distribution. At this time, in the definition of the free bandwidth when determining the distribution ratio, the free bandwidth of the QoS path expected to be used in the near future is considered. Then, the available bandwidth of the link constituting each route is determined, and the distribution ratio is determined based on the determined available bandwidth of the link.
[0198]
As a result, for example, after a non-guaranteed traffic flows on a link of a certain path (a QoS path capable of flow aggregation has already been set) based on the calculation of the available bandwidth as in the related art, the QoS path is guaranteed. By setting the traffic (flow), it is possible to prevent the band used by the link from increasing and the traffic distribution ratio from being biased. Also, by setting guaranteed traffic on the QoS path, it is possible to suppress occurrence of congestion in non-guaranteed traffic.
[0199]
Further, the load distribution calculation unit 214 may be configured to extract a QoS path that is likely to use an available bandwidth from the QoS paths in the link, and to consider the available bandwidth only for the extracted QoS path. it can. For example, the load balancing calculation unit 214 extracts a QoS path (marked QoS path) capable of flow aggregation set in the link when obtaining an available bandwidth of the link of the route, and Find the current usage frequency level. At this time, when the usage frequency level is low (for example, level 1 in FIGS. 3 and 4), the load balancing calculation unit 214 determines that the state of the QoS path corresponds to the case C shown in FIGS. And does not take into account the subtraction of the available bandwidth of the QoS path from the link bandwidth. On the other hand, when the current usage frequency level is high (for example, level 2 in FIGS. 3 and 4), the load balancing calculation unit 214 determines that the state of the QoS path corresponds to the case B shown in FIGS. Therefore, the available bandwidth of the QoS path is taken into account in the subtraction from the link bandwidth.
[0200]
<Modified example>
The embodiment described above can be modified as follows. The operations of the QoS path management means 207, the network control means 208, the flow aggregation marking means 209, and the QoS path cycle release means 212 in the above embodiment are performed assuming the quality assurance control method shown in FIG. On the other hand, the quality assurance control method shown in FIG. 3 is realized as follows.
[0201]
The operations at the usage frequency levels 1 and 2 are as described above. On the other hand, the quality assurance control at the use frequency levels 3 and 4 is realized by the following operation by the QoS path cycle management unit 211.
[0202]
FIG. 47 is a flowchart showing the processing of the QoS path cycle management means (QoS path cycle management unit) 211. The QoS path cycle management means 211 starts periodically (periodically), and obtains the current usage frequency level by referring to the service usage management DB 301 (S21100). The use frequency level can be obtained by obtaining a use frequency value by the above-described method and obtaining a use frequency level corresponding to the use frequency value.
[0203]
Next, the QoS path cycle management unit 211 determines whether the current level is 3 or 4 (S21101). At this time, if the level is level 4, the process is passed to the network control unit 208 in order to perform QoS path setting by “reservation type flow aggregation” (S21102). On the other hand, if the level is level 3, the QoS path cycle management unit 211 passes the process to the network control unit 208 to perform the QoS path setting without “reservation type flow aggregation” (S21103). Thereafter, the network control unit 208 sets the reservation type QoS path according to the network control parameters (data such as the bandwidth of the setting target QoS path) for setting the reservation type QoS path. As a result, when the usage frequency level becomes 3 or 4, the reservation type QoS path is already set (there is a vacant band). Therefore, when there is a use request from the user at level 3 or 4, the determination of YES is always made in S20502 (FIG. 39) of the reception control unit 205, and the band in the empty state (reserved QoS) Path), the flow related to the use request is allocated.
[0204]
The operation of the QoS path cycle management means 211 can be configured to be turned on / off according to the setting. Also, the flow aggregation marking means 209 and the QoS path cycle releasing means 212 may be turned off in response to the turning on of the QoS path cycle managing means 211. Further, the QoS path cycle management unit 211, the flow aggregation marking unit 209, and the QoS path cycle release unit 212 may be configured to operate.
[0205]
Further, as another embodiment, a configuration as shown in FIGS. 53 and 54 can be applied. In FIG. 53, the QoS path management unit 207 determines whether or not the usage frequency level is a level at which a reservation is made by determining whether or not the usage frequency level is higher than a predetermined level (for example, level 3 ′, level 4 ′). It is determined whether or not it is (S20704). If it is the level at which the reservation is made, the QoS path management means 207 activates the QoS cycle management means 211 (S20708), and the QoS path of reservation type flow aggregation as shown in FIG. (QoS path) or a QoS path without reservation type flow aggregation (QoS path according to level 3 '). Further, the QoS path management unit 207 converts the on-demand type QoS path for accommodating the flow according to the use request to the use frequency level (3 ′ (no flow aggregation), level 4 ′ (with flow aggregation)). Therefore set. In the embodiment shown in FIG. 53, when the use frequency is level 1 or 2, the same operation as the operation shown in FIG. 43 is performed.
[0206]
In addition, the QoS path aggregation flow management unit 213 can be configured to perform processing for increasing the bandwidth of the reserved bandwidth as follows. That is, the network resource management DB 302 is configured to store a predetermined number of times (marking times) when marking is performed on the QoS path by the flow aggregation marking unit 209. Then, the QoS path aggregation flow management means 213 is periodically activated, and obtains the number of markings per hour (marking frequency) using the marking time stored in the network resource management DB 302. The marking frequency can be obtained by the same method as the usage frequency. Then, when the marking frequency exceeds a predetermined threshold value prepared in advance, the QoS path aggregated flow management unit 213 increases the value of the reserved bandwidth for securing the aggregated flow in the QoS path setting information 50. Such a process can be performed together with or instead of the process shown in FIG.
[0207]
[Effects of the embodiment]
According to the embodiment, when providing a broadband information service typified by VOD or live broadcasting that requires quality control in a network, or a two-way voice communication service typified by VoIP, a content provider or a network The operator does not need to set very complicated quality control for the network device (router). Therefore, the content provider and the network operator can easily operate and manage the service without having high skills. As a result, operation costs including labor costs and the like can be significantly reduced.
[0208]
When the quality assurance request reception method (admission control method) is used, the quality control in the network is set for each end-to-end flow for only the services that are not frequently used. As a result, control over the network device (router) is reduced. Further, it is possible to improve the allowable number of services due to the upper limit that can be set for each end-to-end flow in the network device (router).
[0209]
On the other hand, using a quality assurance request reception method (admission control method) using a flow aggregation method, cooperates with a broadband information service represented by VOD or live broadcasting, and a two-way voice communication service represented by VoIP, etc. Even in the case of performing effective quality assurance in a network, the flow aggregation method can be applied only to those having a high frequency of service use.
[0210]
Further, when a request exceeding the upper limit of the network resources secured by the flow aggregation is received, it is searched for a free path in another path (route), and an alternative path (route) can be used. Resources can be used effectively.
[0211]
As a secondary effect, carriers, ISPs, IDCs, and the like can easily realize quality assurance in a broadband information service represented by VOD or live broadcasting and a two-way voice communication service represented by VoIP. Services that can collect service usage fees can be provided, enabling new business development.
[0212]
In addition, non-guaranteed traffic, which is a traffic that must be considered by carriers, ISPs, and IDCs that provide broadband information services represented by VOD and live broadcasting, and two-way voice communication services represented by VoIP, etc. , As much as possible, and effective dynamic load distribution using multipath can be realized.
[0213]
[Others]
The embodiment described above discloses the following invention. Further, the following inventions can be appropriately combined as needed.
(Appendix 1) Installed in a network composed of network devices with a quality assurance function,
Use request frequency acquisition means for obtaining a use request frequency as a frequency of a use request for a network service including a quality assurance request from a user;
Control means for performing quality assurance network control based on the use request frequency,
Including quality assurance control equipment. (1)
(Supplementary Note 2) The control means performs a quality assurance network control for setting a network resource for quality assurance to which a traffic flow for a certain use request can be allocated together with another traffic flow, and a use request generated thereafter. Traffic flows to the network resources for quality assurance
The quality assurance control device according to attachment 1. (2)
(Supplementary Note 3) The control unit performs quality assurance network control for securing a network resource for quality assurance for allocating a traffic flow for one use request.
The quality assurance control device according to attachment 1 or 2.
(Supplementary Note 4) The control means performs a quality assurance network control for reserving (pre-securing) a network resource for quality assurance to which a plurality of traffic flows can be allocated, and controlling a traffic flow for a use request generated thereafter. Allocate to pre-allocated network resources for quality assurance
The quality assurance control device according to any one of supplementary notes 1 to 3. (3)
(Supplementary Note 5) The control unit performs quality assurance network control for reserving (preliminarily securing) a network resource for quality assurance to which a traffic flow for one use request can be allocated, and for traffic for a use request generated thereafter. Allocate flows to network resources reserved for quality assurance in advance
The quality assurance control device according to any one of supplementary notes 1 to 4.
(Supplementary Note 6) The use request frequency is classified into a plurality of levels,
The control unit performs the quality assurance network control according to a level corresponding to a current use request frequency.
The quality assurance control device according to any one of supplementary notes 1 to 5.
(Supplementary Note 7) If the traffic flow for the newly accepted use request cannot be allocated to the already set network resource for quality assurance, the control unit assigns the traffic flow to the use request. Secure new assignable network resources for quality assurance
The quality assurance control device according to attachment 2 or 4. (4)
(Supplementary Note 8) Even when there is no traffic flow allocated to the quality assurance network resource, the control means maintains the quality assurance network resource for a certain period of time, during which a new use request is issued. When it occurs, the traffic flow for this use request is allocated to the network resource for quality assurance.
The quality assurance control device according to attachment 7. (5)
(Supplementary Note 9) The control unit monitors an available bandwidth of the network resource for quality assurance, and when the available bandwidth exceeds a predetermined threshold, a network resource for quality assurance newly secured. Decrease the bandwidth setting
The quality assurance control device according to attachment 7 or 8. (6)
(Supplementary Note 10) When the frequency of the new setting of the network resource for quality assurance exceeds a predetermined threshold, the control unit changes the set value of the bandwidth of the newly secured network resource for quality assurance. Enlarge
The quality assurance control device according to any one of supplementary notes 7 to 9.
(Supplementary Note 11) A load distribution device for dynamically distributing traffic flowing through a network to a plurality of routes,
Free bandwidth calculation means for calculating the free bandwidth of the link of each route;
Means for determining a distribution ratio of traffic to the plurality of routes based on an available bandwidth of a link of each route,
When a band for quality assurance is secured in the link, the free band calculation means subtracts the free band in the band for quality assurance and the actually used band of the link from the link band, and A load balancer that seeks free bandwidth. (7)
(Supplementary Note 12) The vacant band calculation means subtracts the vacant band in the band for quality assurance from the link band only when it is determined that the vacant band in the band for quality assurance is likely to be used.
The load distribution device according to attachment 11. (8)
(Supplementary Note 13) The vacant bandwidth of the bandwidth for quality assurance is monitored, and if the vacant bandwidth exceeds a predetermined threshold, the set value of the bandwidth for quality assurance newly set for the link is reduced. Further includes means
13. The load distribution device according to supplementary note 11 or 12.
[0214]
In such a configuration, when a network control of quality assurance that enables aggregation of a plurality of traffic flows is performed, an unused band, which is a difference between a reserved band and a reserved band, is periodically reserved. It is possible to monitor whether the traffic flow is not left, and when the traffic flow is excessively secured, it is possible to reduce a reserved bandwidth that can aggregate a plurality of traffic flows.
(Supplementary Note 14) If the frequency of newly securing a band for quality assurance for the link exceeds a predetermined threshold, a means for increasing the set value of the band for quality assurance newly set for the link is further provided. Including
14. The load distribution device according to any one of supplementary notes 11 to 13.
[0215]
In such a configuration, when the allowable capacity of the service use request that can ensure the quality assurance, for example, frequently exceeds the secured bandwidth, the reserved bandwidth that can aggregate a plurality of traffic flows is increased. be able to.
(Supplementary Note 15) A quality assurance control device provided in a network including network devices having a quality assurance function
Obtain the usage request frequency as the frequency of usage requests for network services including quality assurance requests from users,
Perform quality assurance network control according to the usage request frequency
Quality assurance control method. (9)
(Supplementary Note 16) Based on the use request frequency, a quality assurance network control for securing a network resource for quality assurance that can allocate a traffic flow to a certain use request and another traffic flow is performed. A traffic flow for the requested use request to the network resource for quality assurance
The quality assurance control method according to supplementary note 15.
(Supplementary Note 17) Based on the use request frequency, quality assurance network control for securing a network resource for quality assurance for allocating a traffic flow for one use request is performed.
The quality assurance control method according to attachment 15 or 16.
(Supplementary Note 18) Based on the use request frequency, a quality assurance network control for reserving (preliminarily securing) a network resource for quality assurance to which a plurality of traffic flows can be allocated, Allocate flows to network resources reserved for quality assurance in advance
18. The quality assurance control method according to any one of supplementary notes 15 to 17.
(Supplementary Note 19) Based on the use request frequency, quality assurance network control for reserving (preliminarily securing) a network resource for quality assurance for allocating a traffic flow for one use request is performed. Allocate the traffic flow for the request to pre-reserved network resources for quality assurance
19. The quality assurance control method according to any one of supplementary notes 15 to 18.
(Supplementary Note 20) The use request frequency is classified into a plurality of levels,
The control unit performs the quality assurance network control according to a level corresponding to a current use request frequency.
20. The quality assurance control method according to any one of supplementary notes 15 to 19.
(Supplementary Note 21) If the traffic flow for the newly accepted use request cannot be assigned to the already set network resource for quality assurance, a new traffic flow for assigning the traffic flow to the use request can be assigned. Secure network resources for quality assurance
The quality assurance control method according to attachment 16 or 18.
(Supplementary Note 22) Even when there is no longer a traffic flow allocated to the quality assurance network resource, the control means maintains the quality assurance network resource for a certain period of time, during which a new use request is issued. When it occurs, the traffic flow for this use request is allocated to the network resource for quality assurance.
The quality assurance control method according to attachment 21.
(Supplementary Note 23) The control unit monitors an available bandwidth of the network resource for quality assurance, and when the available bandwidth exceeds a predetermined threshold, a newly set network resource for quality assurance. Decrease the bandwidth setting
The quality assurance control method according to attachment 21 or 22.
(Supplementary Note 24) When the frequency of setting a new network resource for quality assurance exceeds a predetermined threshold value, the control unit may change the set value of the bandwidth of the newly set network resource for quality assurance. Enlarge
24. The quality assurance control method according to any one of supplementary notes 21 to 23.
(Supplementary Note 25) A load distribution device that dynamically distributes traffic flowing through a network to a plurality of routes is provided by:
When calculating the available bandwidth of the link of each route, if a bandwidth for quality assurance is secured for the target link, the available bandwidth in the bandwidth for quality assurance and the actually used bandwidth of the link are used. Subtract the link bandwidth to determine the free bandwidth of the link,
Determining a traffic distribution ratio for the plurality of routes based on an available bandwidth of a link of each route;
And a load balancing method. (10)
(Supplementary Note 26) Only when it is determined that a vacant band in the band for quality assurance is likely to be used, this vacant band is subtracted from the link band.
The load distribution method according to attachment 25.
(Supplementary Note 27) The vacant band in the band for quality assurance is monitored, and when the vacant band exceeds a predetermined threshold, the bandwidth of the network resource for quality assurance newly set to the link is monitored. Decrease the set value
27. The load distribution method according to supplementary note 25 or 26, further comprising:
(Supplementary Note 28) If the frequency of setting a new bandwidth for quality assurance for the link exceeds a predetermined threshold, the set value of the bandwidth of the network resource for quality assurance newly set for the link is increased. Do
28. The load balancing method according to any one of supplementary notes 25 to 27, further comprising:
(Supplementary Note 29) A recording medium recording a program for causing a computer to function as a quality assurance control device provided in a network including network devices having a quality assurance function,
Obtaining a usage request frequency as a frequency of a usage request for a network service including a quality assurance request from a user;
Performing quality assurance network control according to the use request frequency;
Recording medium that stores a program for causing a computer to execute the program.
(Supplementary Note 30) A recording medium recording a program that causes a computer to function as a load distribution device that dynamically distributes traffic flowing through a network to a plurality of routes,
When calculating the available bandwidth of the link of each route, if a bandwidth for quality assurance is secured for the target link, the available bandwidth in the bandwidth for quality assurance and the actually used bandwidth of the link are used. Subtracting from the link bandwidth to determine the free bandwidth of the link;
Determining a traffic distribution ratio for the plurality of routes based on an available bandwidth of a link of each route;
Recording medium that stores a program for causing a computer to execute the program.
(Supplementary Note 31) A program for causing a computer to function as a quality assurance control device provided in a network including network devices having a quality assurance function,
Obtaining a usage request frequency as a frequency of a usage request for a network service including a quality assurance request from a user;
Performing quality assurance network control according to the use request frequency;
A program that causes a computer to execute.
(Supplementary Note 32) A program that causes a computer to function as a load distribution device that dynamically distributes traffic flowing through a network to a plurality of routes,
When calculating the available bandwidth of the link of each route, if a bandwidth for quality assurance is secured for the target link, the available bandwidth in the bandwidth for quality assurance and the actually used bandwidth of the link are used. Subtracting from the link bandwidth to determine the free bandwidth of the link;
Determining a traffic distribution ratio for the plurality of routes based on an available bandwidth of a link of each route;
A program that causes a computer to execute.
[0216]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the quality assurance control technique which can reduce the burden of a network service provider can be provided.
[0219]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a quality assurance control technique capable of improving prompt response to a use request.
[0218]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a load distribution technique capable of determining a distribution ratio for a plurality of routes in consideration of quality assurance traffic.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conventional principle diagram related to the present invention.
FIG. 2 is a principle diagram of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a provisioning method according to a service use situation;
FIG. 4 is a diagram illustrating a flow reuse type provisioning method according to a service use situation.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a QoS path (GS flow) and non-guaranteed traffic (BES flow).
FIG. 6 is an explanatory diagram of a level transition of a QoS path.
FIG. 7 is a diagram illustrating a link having a plurality of aggregated paths;
FIG. 8 is a system configuration diagram for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a login screen according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a display example of a service content list screen according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a content reproduction screen according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart of a quality assurance control process from a user in the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a login message.
FIG. 14 is an explanatory diagram of user information.
FIG. 15 is an explanatory diagram of content information.
FIG. 16 is an explanatory diagram of a content selection message.
FIG. 17 is an explanatory diagram of a quality assurance request message.
FIG. 18 is an explanatory diagram of a quality assurance response message.
FIG. 19 is an explanatory diagram of a content selection message.
FIG. 20 is an explanatory diagram of a processing flow of a quality assurance request receiving means 200 of the quality assurance server.
FIG. 21 is an explanatory diagram of quality assurance parameters.
FIG. 22 is an explanatory diagram of a processing flow of quality assurance request analysis means;
FIG. 23 is an explanatory diagram of a usage status accumulation parameter;
FIG. 24 is an explanatory diagram of QoS path setting release parameters.
FIG. 25 is an explanatory diagram of a processing flow of a usage status accumulating unit;
FIG. 26 is an explanatory diagram of a service usage status management DB;
FIG. 27 is an explanatory diagram of a usage status determination request parameter;
FIG. 28 is an explanatory diagram of a processing flow of a usage status determination unit;
FIG. 29 is an explanatory diagram of a processing flow of a QoS path setting unit.
FIG. 30 is an explanatory diagram of reception control parameters.
FIG. 31 is an explanatory diagram of a reception control response parameter.
FIG. 32 is an explanatory diagram of a network resource management DB.
FIG. 33 is an explanatory diagram of cache server information stored in a network / resource management DB;
FIG. 34 is an explanatory diagram of edge information stored in a network resource management DB;
FIG. 35 is an explanatory diagram of a route search parameter.
FIG. 36 is an explanatory diagram of a route search response parameter.
FIG. 37 is an explanatory diagram of QoS path management parameters.
FIG. 38 is an explanatory diagram of a QoS path management response parameter.
FIG. 39 is an explanatory diagram of a processing flow of a reception control unit;
FIG. 40 is an explanatory diagram of QoS path setting information stored in a network resource management DB.
FIG. 41 is an explanatory diagram of a processing flow of a route search unit;
FIG. 42 is an explanatory diagram of a processing flow of Dijkstra calculation means;
FIG. 43 is an explanatory diagram of a processing flow of a QoS path management unit;
FIG. 44 is an explanatory diagram of network control parameters.
FIG. 45 is an explanatory diagram of a network control response parameter.
FIG. 46 is an explanatory diagram of QoS path aggregation method information stored in the network resource management DB.
FIG. 47 is an explanatory diagram of a processing flow of QoS path cycle management means;
FIG. 48 is an explanatory diagram of a processing flow of a network control unit;
FIG. 49 is an explanatory diagram of the processing flow of the flow aggregation marking means.
FIG. 50 is an explanatory diagram of a processing flow of QoS path cycle releasing means;
FIG. 51 is an explanatory diagram of a processing flow of QoS path aggregation flow management means;
FIG. 52 is an explanatory diagram of a processing flow of a load distribution calculation unit;
FIG. 53 is an explanatory diagram of another processing flow of the QoS path management means;
FIG. 54 is an explanatory diagram of another processing flow of the QoS path cycle management unit;
[Brief description of reference numerals]
A to D, 101 to 104 Network equipment
100 networks
105 clients
106 servers
106A, 106B VOD server
107 Quality Assurance Server
108 Service reception server
200 Quality Assurance Request Acceptance Method
201 Quality assurance requirement analysis means
202 Usage status storage means
203 Usage status determination means
204 QoS path setting means
205 reception control means
206 Route search means
207 QoS path management means
208 Network control means
209 Flow aggregation marking means
210 Dijkstra calculation means
211 QoS path cycle management means
212 QoS path cycle release means
213 QoS path aggregation flow management means
214 load balancing calculation means
215 Network traffic measurement means
216 Load distribution control means
301 Service Usage Status Management DB
302 Network Resource Management DB
303 Network Statistics DB

Claims (10)

品質保証機能を備えたネットワーク機器で構成されるネットワークに設けられ、
利用者からの品質保証要求を含むネットワーク・サービスへの利用要求の頻度としての利用要求頻度を求める利用要求頻度取得手段と、
前記利用要求頻度に基づく品質保証ネットワーク制御を行う制御手段と、
を含む品質保証制御装置。
Installed in a network consisting of network devices with quality assurance functions,
Use request frequency acquisition means for obtaining a use request frequency as a frequency of a use request for a network service including a quality assurance request from a user;
Control means for performing quality assurance network control based on the use request frequency,
Including quality assurance control equipment.
前記制御手段は、或る利用要求に対するトラフィック・フローとともに他のトラフィック・フローを割り当て可能な品質保証用のネットワーク・リソースを確保する品質保証ネットワーク制御を行い、その後に発生した利用要求に対するトラフィック・フローを前記品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
請求項1記載の品質保証制御装置。
The control means performs quality assurance network control for securing a network resource for quality assurance that can allocate a traffic flow to another use flow together with a traffic flow to a certain use request. 2. The quality assurance control device according to claim 1, wherein the network resource is allocated to the network resource for quality assurance.
前記制御手段は、複数のトラフィック・フローを割り当て可能な品質保証用のネットワーク・リソースを予約する品質保証ネットワーク制御を行い、その後に発生した利用要求に対するトラフィック・フローを予約された品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
請求項1又は2記載の品質保証制御装置。
The control means performs a quality assurance network control for reserving a network resource for quality assurance to which a plurality of traffic flows can be allocated, and a network for quality assurance in which a traffic flow for a use request generated thereafter is reserved. 3. The quality assurance control device according to claim 1, wherein the quality assurance control device is assigned to a resource.
前記制御手段は、新たに受け付けられた利用要求に対するトラフィック・フローを既に設定されている品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てることができない場合には、この利用要求に対するトラフィック・フローを割り当て可能な新たな品質保証用のネットワーク・リソースを確保する
請求項2又は3記載の品質保証制御装置。
If the control means cannot allocate the traffic flow for the newly accepted use request to the already set network resource for quality assurance, 4. The quality assurance control device according to claim 2, wherein a network resource for quality assurance is secured.
前記制御手段は、前記品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てられるトラフィック・フローが無くなった場合でも、当該品質保証用のネットワーク・リソースを一定期間維持し、その間に新たな利用要求が発生したときには、この利用要求に対するトラフィック・フローを当該品質保証用のネットワーク・リソースに割り当てる
請求項4記載の品質保証制御装置。
The control means maintains the network resource for quality assurance for a certain period of time even when there is no traffic flow allocated to the network resource for quality assurance, and when a new use request occurs during that time, 5. The quality assurance control device according to claim 4, wherein a traffic flow corresponding to the use request is allocated to the quality assurance network resource.
前記制御手段は、前記品質保証用のネットワーク・リソースの空き帯域を監視し、空き帯域が所定の閾値を上回っている場合には、新たに設定される品質保証用のネットワーク・リソースの帯域の設定値を小さくする
請求項4又は5記載の品質保証制御装置。
The control means monitors an available bandwidth of the quality assurance network resource, and when the available bandwidth exceeds a predetermined threshold, sets a newly set quality assurance network resource bandwidth. The quality assurance control device according to claim 4 or 5, wherein the value is reduced.
ネットワークを流れるトラフィックを複数のルートに動的に分散させる負荷分散装置であって、
各ルートのリンクの空き帯域を算出する空き帯域算出手段と、
各ルートのリンクの空き帯域に基づいて前記複数のルートに対するトラフィックの分散比率を決定する手段とを含み、
前記空き帯域算出手段は、リンクに品質保証用の帯域が確保されている場合には、その品質保証用の帯域中の空き帯域と当該リンクの実使用帯域とをリンク帯域から減じて当該リンクの空き帯域を求める負荷分散装置。
A load balancing device for dynamically distributing traffic flowing through a network to a plurality of routes,
Free bandwidth calculation means for calculating the free bandwidth of the link of each route;
Means for determining a distribution ratio of traffic to the plurality of routes based on an available bandwidth of a link of each route,
When a band for quality assurance is secured in the link, the free band calculation means subtracts the free band in the band for quality assurance and the actually used band of the link from the link band, and A load balancer that seeks free bandwidth.
前記空き帯域算出手段は、品質保証用の帯域中の空き帯域が使用される可能性が高いと判断される場合にのみ、品質保証用の帯域中の空き帯域をリンク帯域から減じる請求項7記載の負荷分散装置。The said free band calculation means subtracts the free band in the band for quality assurance from the link band only when it is judged that there is a high possibility that the free band in the band for quality assurance is used. Load balancer. 品質保証機能を備えたネットワーク機器で構成されるネットワークに設けられる品質保証制御装置が、
利用者からの品質保証要求を含むネットワーク・サービスへの利用要求の頻度としての利用要求頻度を求め、
前記利用要求頻度に応じた品質保証ネットワーク制御を行う
ことを含む品質保証制御方法。
A quality assurance control device provided in a network composed of network devices with a quality assurance function,
Obtain the usage request frequency as the frequency of usage requests for network services including quality assurance requests from users,
A quality assurance control method including performing quality assurance network control according to the use request frequency.
ネットワークを流れるトラフィックを複数のルートに動的に分散させる負荷分散装置が、
各ルートのリンクの空き帯域を算出するときに、対象のリンクに品質保証用の帯域が確保されている場合には、その品質保証用の帯域中の空き帯域と当該リンクの実使用帯域とをリンク帯域から減じて当該リンクの空き帯域を求め、
各ルートのリンクの空き帯域に基づいて前記複数のルートに対するトラフィックの分散比率を決定する
ことを含む負荷分散方法。
A load balancer that dynamically distributes traffic flowing through the network to multiple routes,
When calculating the available bandwidth of the link of each route, if a bandwidth for quality assurance is secured for the target link, the available bandwidth in the bandwidth for quality assurance and the actually used bandwidth of the link are used. Subtract the link bandwidth to determine the free bandwidth of the link,
A load distribution method, comprising: determining a traffic distribution ratio for the plurality of routes based on an available bandwidth of a link of each route.
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