JP2005252394A - リソース管理装置、システムおよび方法、並びに、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リソース管理装置に大きな負荷をかけずに、リンクリソースを有効活用できるようにする。
【解決手段】リソース管理装置１Ａと１Ｂから、リンクｃの使用リソース量を取得する。取得した使用リソース量に基づいて、リソース管理装置１Ａと１Ｂの間で、それぞれが管理しているリンクｃの使用リソース量を調整する。これにより、リソース管理装置１Ａと１Ｂがそれぞれ管理しているリンクｃの使用リソース量を平衡に保つことができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、リソース管理装置および方法に関し、特に、ネットワーク中の各リンクのリソース容量の一部が管理範囲として割り当てられたリソース管理装置およびこのリソース管理装置を複数用いたリソース管理方法に関する。

ＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク上での映像・音声などの通信サービスでは、ネットワークのリソース容量を超える利用要求によって発生する輻輳などによる品質劣化に対しては、再送制御などのアプリケーションレベルの品質向上技術では大きな効果が望めず、ネットワークレイヤにおいて各通信フローに対し排他的に利用リソースを確保する必要がある。
各通信フローの利用リソースを確保するためには、ネットワークにおけるリソース利用状況を管理し、新規の通信サービス利用要求に対して利用を許容するかどうかの受付判定を行う受付制御機能が必要となる。この機能を実現するには、転送レイヤにおいてルータ・スイッチなどの自律的な動作によって行う方法と、制御レイヤにおいてルータ・スイッチとは独立したサーバ内での処理によって行う方法とがあり、それぞれについて研究が行われている。

受付制御を制御レイヤで行う場合には、リソース管理装置において、転送レイヤで決定される各通信フローのネットワーク上における経路、すなわちどのリンクを利用するかの特定と、各リンクのリソース利用状況の管理とを行わなければならない。リンクのリソース利用状況の管理にあたっては、そのリンクのリソース容量と現在利用中のリソースとを基に利用可能な残りのリソースを求め、これらの管理を行う。受付制御を制御レイヤで行う従来例として、例えば次のような方法が提案されている

まず、リソース管理装置でネットワーク内のルーティング情報を収集する。このルーティング情報には、ネットワーク中の各リンクのリソース容量および接続情報が含まれている。次いで、各リンクの接続情報を基に、通信がどのリンクを通過するかの経路計算を行う。そして、経路計算の結果を基に経路テーブルを作成し、各リンクのリソース容量からリンクリソース管理テーブルを作成する。これらのテーブルは、ネットワークを運用する前に予め作成しておく。

そして、ネットワークの運用開始後、リソース管理装置で通信サービスの利用要求を受信すると、要求された通信の発着ＩＰアドレスを基に、経路テーブルからどのリンクを利用する通信であるかを特定する。そして、特定されたリンクのそれぞれについて、リンクリソース管理テーブルから、要求された通信が必要とするリソースがそのリンクに残っているかどうかをチェックする。リソースの残りが足りれば、リンクリソース管理テーブルにおける利用中リソースに上記通信が必要とするリソースの値を加算し、通信サービスの利用要求に対して許諾応答する。逆にリソースの残りが足りなければ、利用要求に対して拒絶応答する（例えば、非特許文献１参照。）。

このような受付制御技術をサービスに適用する場合、サービスによっては大規模なネットワークを対象にする可能性がある。この場合には、リソース管理装置１台では処理能力が不足するため、リソース管理装置の台数を増やし、複数台のリソース管理装置に分散並列処理を行わせる必要がある。しかし、各リンクのリソース利用状況を管理するにあたって、リンクリソース管理テーブルとその検索・更新処理は、すべてのリソース管理装置で共有する必要がある。

そこで、各リンクのリソース容量を分割し、各リソース管理装置がすべてのリンクについて、分割されたリソースのそれぞれを管理する技術が提案された。この技術では、リソース管理装置において利用要求に対する処理を行う際に、あるリンクについての残リソースが少なく、要求されたリソースを確保できない場合には、分散配備された別のリソース管理装置に同一リンクのリソース確保要求を転送し、リソースを確保させる（例えば、非特許文献２参照。）。

なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
矢口、他：「大規模ＩＰ網における管理サーバを用いたリソース管理方式の一提案と具体例」、信学総合大会、Ｂ−６−３１（２００２） 増田、他：「受付制御のためのＮＷリソース管理方法の提案」、信学技報、ＮＳ２００３−１７０、ｐｐ．５−８（２００３）」

各リンクのリソース容量を分割し、分割されたリソース容量のそれぞれを別々のリソース管理装置で管理する場合には、各リンクの使用リソース量がリソース管理装置ごとに異なる。リソース管理装置間で同一リンクの使用リソース量のバランスが悪いと、利用要求を処理しているリソース管理装置では、あるリンクについてリソースが不足しているのに対し、別のリソース管理装置では同一リンクについてリソースが余っているという状態が頻発することになる。この場合には、利用要求を処理しているリソース管理装置だけではリソースを確保できないので、対処法としては利用要求を拒否するか、別のリソース管理装置でリソースを確保するかの二通りが考えられる。

前者では、別のリソース管理装置の余っているリソースを無駄にし、リソースを有効に活用できないという問題がある。これに対し、後者では、別のリソース管理装置のリソースを有効に活用できる。しかし、別のリソース管理装置でリソースを確保するためには、利用要求を処理しているリソース管理装置から別のリソース管理装置にリソース確保要求を転送する必要があるので、リソースの不足になるような利用要求が何度もあると、その都度この転送処理を行うため、リソース管理装置に大きな負荷がかかってしまうという問題がある。また、複数のリンクがリソースの不足を起こした場合には、そのリンク分だけ一斉に転送処理が行われるため、リソース管理装置に大きな負荷がかかってしまうという問題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、リソース管理装置に大きな負荷をかけずに、リンクリソースを有効活用できるようにすることにある。

このような目的を達成するために、本発明に係るリソース管理装置は、ネットワーク中の各リンクのリソース容量の一部が管理範囲として割り当てられたリソース管理装置であって、割り当てられたリソース容量に対するリソース使用状況の情報を保持するリソース情報保持手段と、リソース情報保持手段から読み出された所定リンクのリソース使用状況の情報を他のリソース管理装置に通知するリンク情報通知手段と、他のリソース管理装置から通知された所定リンクのリソース使用状況の情報を受け取るリンク情報受取手段と、リソース情報手段で受け取った所定リンクのリソース使用状況の情報に基づき、リソース情報保持手段に保持されている所定リンクと同一リンクのリソース使用状況の情報を調整するリソース調整手段とを備えることを特徴とする。

このリソース管理装置は、リソース情報保持手段に保持されているリンクそれぞれのリソース使用状況が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する閾値超え判定手段を更に備え、リンク情報通知手段は、リソース使用状況が閾値を超えたリンクのリソース使用状況の情報を通知するものであってもよい。
ここで、閾値超え判定手段は、リソース使用状況が閾値を超えているか否かの判定を定期的に行うようにしてもよい。または、通信に必要なリソースの確保の要求を受け付けたときに、リソース使用状況が閾値を超えているか否かの判定を行うようにしてもよい。

また、上述したリソース管理装置は、リソース情報受取手段で受け取ったすべてのリンクのリソース使用状況の情報とリソース保持手段に保持されているすべてのリンクのリソース使用状況の情報に基づき、同一リンクのリソース使用状況の最大値と最小値との差が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する閾値超え判定手段を更に備え、リソース調整手段は、リソース使用状況の最大値と最小値との差が閾値を超えたリンクのリソース使用状況を調整するものであってもよい。
また、上述したリソース管理装置において、リソース調整手段は、同一リンクの総使容量をリソース管理装置の数で割り、得られた容量とリソース管理装置のそれぞれで使用中の容量との差を解放または確保するものであってもよい。

また、本発明に係るリソース管理システムは、ネットワーク中の各リンクのリソース容量の一部ずつが管理範囲として割り当てられた複数のリソース管理装置からなるリソース管理システムであって、少なくとも２つのリソース管理装置から同一リンクのリソース使用状況の情報を取得するリンク情報取得手段と、前記情報を提供したリソース管理装置の間で、それぞれが管理している同一リンクのリソース使用状況を前記情報に基づいて調整するリソース調整手段とを備えることを特徴とする。
このリソース管理システムは、リソース管理装置が管理しているリンクそれぞれのリソース使用状況が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する閾値超え判定手段を更に備え、リンク情報取得手段は、リソース使用状況が閾値を超えたリンクのリソース使用状況の情報を取得するものであってもよい。

また、本発明に係るリソース管理方法は、複数のリソース管理装置のそれぞれにネットワーク中の各リンクのリソース容量を一部ずつ管理範囲として割り当てるリソース管理方法であって、少なくとも２つのリソース管理装置から同一リンクのリソース使用状況の情報を取得するステップと、前記情報を提供したリソース管理装置の間で、それぞれが管理している同一リンクのリソース使用状況を前記情報に基づいて調整するステップとを備えることを特徴とする。

このリソース管理方法は、リソース管理装置が管理しているリンクそれぞれのリソース使用状況が予め設定された閾値を超えているか否かを判定するステップを更に備え、前記情報を取得するステップは、リソース使用状況が閾値を超えたリンクのリソース使用状況の情報を取得するステップを備えるものであってもよい。
ここで、閾値を超えているか否かを判定するステップは、リソース使用状況が閾値を超えているか否かの判定を定期的に行うステップを備えるようにしてもよい。または、通信に必要なリソースの確保の要求をリソース管理装置が受け付けたときに、リソース使用状況が閾値を超えているか否かの判定を行うステップを備えるようにしてもよい。

また、前記情報を取得するステップは、少なくとも２つのリソース管理装置からすべてのリンクのリソース使用状況の情報を取得するステップを備え、リソース管理装置のそれぞれから取得したリソース使用状況の情報に基づき、同一リンクのリソース使用状況の最大値と最小値との差が予め設定された閾値を超えているか否かを判定するステップを更に備え、リソース使用状況を調整するステップは、リソース使用状況の最大値と最小値との差が閾値を超えたリンクのリソース使用状況を調整するステップを備えるものであってもよい。
また、上述したリソース管理方法において、リソース使用状況を調整するステップは、前記情報として取得された同一リンクの総使用容量を前記情報を提供したリソース管理装置の数で割り、得られた容量とリソース管理装置のそれぞれで使用中の容量との差を解放または確保するステップを備えるものであってもよい。

また、本発明に係るプログラムは、管理範囲として割り当てられたネットワーク中の各リンクのリソース容量の一部を管理するリソース管理装置をコンピュータに実現させるプログラムであって、割り当てられたリソース容量に対するリソース使用状況の情報を保持するリソース情報保持手段と、リソース情報保持手段から読み出された所定リンクのリソース使用状況の情報を他のリソース管理装置に通知するリンク情報通知手段と、他のリソース管理装置から通知された所定リンクのリソース使用状況の情報を受け取るリンク情報受取手段と、リソース情報手段で受け取った所定リンクのリソース使用状況の情報に基づき、リソース情報保持手段に保持されている所定リンクと同一リンクのリソース使用状況の情報を調整するリソース調整手段とをコンピュータに実現させるものである。

このプログラムは、リソース情報保持手段に保持されているリンクそれぞれのリソース使用状況が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する閾値超え判定手段と、リンク情報通知手段に設けられリソース使用状況が閾値を超えたリンクのリソース使用状況の情報を通知する手段とを更にコンピュータに実現させるものであってもよい。
ここで、閾値超え判定手段は、リソース使用状況が閾値を超えているか否かの判定を定期的に行うようにしてもよい。または、通信に必要なリソースの確保の要求を受け付けたときに、リソース使用状況が閾値を超えているか否かの判定を行うようにしてもよい。

また、上述したプログラムは、リソース情報受取手段で受け取ったすべてのリンクのリソース使用状況の情報とリソース保持手段に保持されているすべてのリンクのリソース使用状況の情報に基づき、同一リンクのリソース使用状況の最大値と最小値との差が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する閾値超え判定手段と、リソース調整手段に設けられリソース使用状況の最大値と最小値との差が閾値を超えたリンクのリソース使用状況を調整する手段とを更にコンピュータに実現させるものであってもよい。
また、上述したプログラムにおいて、リソース調整手段に設けられ、同一リンクの総使容量をリソース管理装置の数で割り、得られた容量とリソース管理装置のそれぞれで使用中の容量との差を解放または確保する手段を更にコンピュータに実現させるものであってもよい。

本発明では、各リンクのリソース使用状況を調整することにより、複数のリソース管理装置がそれぞれ管理している各リンクのリソース使用状況を平衡に保つことができる。このような平衡が保たれている状態の下では、利用要求を処理するリソース管理装置にリソースが不足しているリンクがあった場合には、別のリソース管理装置が管理している同一リンクもリソース使用状況が同等であるから、やはりリソースが不足している可能性が非常に高い。このため、リソース管理装置は利用要求を拒否できるので、リソース管理装置間でリソース確保要求の転送処理を行わず高速、低負荷の処理が可能であり、かつリソースも有効に活用することができる。

また、利用要求の受付判定とは別にバックグラウンド処理として使用リソース量の調整を行うことにより、リソース管理装置の負荷状態が大きいときは調整を行わないなど、柔軟な処理が可能である。
したがって、本発明によれば、リソースの無駄を最小限に抑え、かつリソース管理装置間で転送処理が不要となることにより、処理負荷の低減が可能となる。その結果、リソース管理装置を複数にしたメリットが生かされ、リソース管理装置の処理容量の向上が可能となる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るリソース管理システムが適用されるＩＰネットワークの概要を示す図である。説明を簡単にするため、ＩＰネットワーク５の構成要素としてコアルータ５１，５２，５３およびエッジルータ６１，６２，６３，６４のみを示している。エッジルータ６１〜６４は、ネットワーク５を利用する端末４１，４２，４３，４４，４５，４６を収容するものとする。

アプリケーションサーバ３は、ユーザ向けに通信サービスの利用手段を提供するサーバであり、ユーザの端末４１から希望する通信サービスの利用要求があると、リソース管理システムに対し、その通信に必要なネットワーク５のリソース確保を要求する。
ロードバランサ２は、アプリケーションサーバ３からのリソース確保要求を、後述するリソース管理システムを構成する何れかのリソース管理装置に振り分ける。なお、ロードバランサ２の代わりに、利用要求の送信側または受信側でリソース確保要求を振り分けるようにしてもよい。

リソース管理システムは、分散配備された複数台のリソース管理装置からなる。本実施の形態では、同じ構成の２台のリソース管理装置１Ａ，１Ｂからなるものとする。リソース管理装置１Ａ，１Ｂは、ＩＰネットワーク５に接続される２つの端末の間の通信における経路を特定し、その通信に必要なリソースをその経路上の各リンクで確保できるかどうかを判定し、そのリソースを確保できる場合には確保し、確保できない場合には通信サービスの利用要求を拒む応答を行う装置である。このため、リソース管理装置１Ａ，１Ｂは、それぞれネットワーク５中で利用される可能性のあるすべてのリンクのリソース利用状況を管理する。具体的には、各リンクのリソース容量、現在利用中のリソース、利用可能な残りのリソースを管理する。

ここで、リソース管理装置１Ａ，１Ｂは、各リンクのリソース容量を２分割したその一部ずつを管理する。例えば、図２及び図３に示すように、リンクａ〜ｆのリソース容量が１００Ｍｂｐｓの場合、リソース管理装置１Ａ，１Ｂではそれぞれリンクａ〜ｆのリソース容量を５０Ｍｂｐｓとして管理する。したがって、リソース管理装置１Ａ，１Ｂは、それぞれリンクａ〜ｆのすべてのリソース利用状況を管理するが、リンクａ〜ｆそれぞれの全リソース容量の管理は行わない。
なお、リソース管理装置１Ａ，１ＢはＩＰネットワーク５内のいずれかのルータに接続される。

次に、リソース管理装置１Ａの構成について説明する。図４は、リソース管理装置１Ａおよびアプリケーションサーバ３の構成を示すブロック図である。
リソース管理装置１Ａは、端末情報入力部１１と、端末収容エッジ対応情報記憶部１２と、リンク情報収集部１３と、経路算出部１４と、経路情報記憶部１５と、リンクリソース管理テーブル作成部１６と、リンクリソース管理テーブル記憶部１７と、リソース確保要求受付判定部１８と、平衡化処理部２０とを有している。

ここで、端末情報入力部１１には、管理者の操作やアプリケーションサーバ経由によるユーザの操作などによって、ネットワーク５を利用する端末４１〜４６に関する情報が入力される。例えば、端末４１〜４６のＩＰアドレス、および端末４１〜４６のそれぞれが収容されるエッジノード（ノード名、ノードＩＰアドレスなど）が入力される。これらの情報を端末収容エッジ対応情報１１Ａと呼ぶ。端末収容エッジ対応情報１１Ａの一例を図５（ａ）に示す。
端末収容エッジ対応情報記憶部１２は、端末情報入力部１１から入力される端末収容エッジ対応情報１１Ａを保持する。

リンク情報収集部１３は、ネットワーク５中で利用される可能性のあるすべてのリンクについて、そのリンクのリソース容量５Ａおよび接続情報５Ｂを収集する。ここで、リンクの接続情報５Ｂとは、どのノードのどのインタフェースと、どのノードのどのインタフェースが接続されているリンクであるかを示す情報である。リソース容量５Ａおよび接続情報５Ｂの収集は、例えばＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）によるＭＩＢ（Management Information Base）情報の収集によって行うことができる。

経路算出部１４は、リンク情報収集部１３によって収集された各リンクの接続情報５Ｂを基に、利用される可能性のあるすべてのエッジノードについて、あるエッジノードから他のエッジノードヘの通信がどのリンクを通過するかという経路計算を行い、経路情報１４Ａを作成する。経路情報１４Ａの一例を図５（ｂ）に示す。
経路情報記憶部１５は、経路算出部１４によって作成された経路情報１４Ａを保持する。

リンクリソース管理テーブル作成部１６は、リンク情報収集部１３によって収集された各リンクのリソース容量５Ａから、リンクリソース管理テーブル１６Ａを作成する。リンクリソース管理テーブル１６Ａは、例えば図５（ｃ）に示すように、ネットワーク５中で利用される可能性のあるすべてのリンクに、それぞれのリソース容量と現在利用中のリソースとが対応付けられたテーブルである。リソース容量から現在利用中のリソースを減算することによって、利用可能な残りのリソースを求めることができる。

上述したように、リソース管理装置１Ａ，１Ｂは、各リンクのリソース容量を２分割したその一部ずつを管理するようになっている。したがって、リソース管理装置１Ａにおけるリンクリソース管理テーブル１６Ａは、リソース管理装置１Ａに割り当てられたリソース容量に基づいて作成される。例えば、リソース容量が１００Ｍｂｐｓのリンクについて、リソース管理装置１Ａに５０Ｍｂｐｓが割り当てられている場合、リンクリソース管理テーブル１６Ａは割り当てられた５０Ｍｂｐｓに基づいて作成される。なお、リソース管理装置１Ａ，１Ｂに対する各リンクのリソース容量の割り当ては、予め設定されている。
リンクリソース管理テーブル記憶部１７は、リンクリソース管理テーブル作成部１６によって作成されたリンクリソース管理テーブル１６Ａを保持する。

リソース確保要求受付判定部１８は、ロードバランサ２によって振り分けられたアプリケーションサーバ３からのリソース確保要求２Ａを受け付け、端末収容エッジ対応情報１１、経路情報１４およびリンクリソース管理テーブル１６Ａを参照してリソース確保が可能かどうかを判定する。
平衡化処理部２０は、リソース管理装置１Ｂの平衡化処理部（図示せず）とともに、リソース管理装置１Ａ，１Ｂのそれぞれが管理している各リンクの使用リソース量を平衡にする平衡化処理を行う。平衡化処理部２０の構成および動作については後で詳しく説明する。

なお、図２に示すように、アプリケーションサーバ３は、ユーザが使用する端末４１からの通信サービスの利用要求を受け付ける利用要求受付部３１と、その通信が利用するネットワーク５のリソース確保をロードバランサ２を介してリソース管理装置１Ａ，１Ｂに対して要求するリソース確保要求部３２とを有している。リソース確保要求部３２がリソース管理装置１Ａ，１Ｂに対して送信するリソース確保要求３２Ａには、ユーザが要求する通信における発側・着側端末のＩＰアドレス、およびその通信に必要なリソースの情報が含まれている。
また、本実施の形態におけるリソース管理装置１Ａ，１Ｂの各部の機能は、所定のプログラムにしたがってコンピュータを動作させることによって実現することができる。

次に、本実施の形態の通信開始時の処理について説明する。ここでは、映像配信サービスにおいて、帯域リソースを確保する場合を例にして説明する。
ユーザは、端末４１からアプリケーションサーバ３の利用要求受付部３１を用いて、希望する通信サービスの利用要求を行う。利用要求受付手段３１が映像コンテンツの一覧を提供するＷｅｂアプリケーションサーバ機能を有している場合には、ユーザはＷｅｂ（ＨＴＴＰ）で希望するコンテンツの視聴を選択するればよい。ユーザが端末４６の配信サーバから６Ｍｂｐｓのビットレートをもつ映像ストリームコンテンツを受信し視聴する通信サービスを選択したとすると、アプリケーションサーバ３ではユーザの端末ＩＰアドレスと、コンテンツの配信元である端末４６のＩＰアドレス、またコンテンツを視聴するのに確保が必要な帯域幅（６Ｍｂｐｓ）の情報を含むリソース確保要求３２Ａを、リソース確保要求部３２からロードバランサ２に対して送信する。

リソース確保要求部３２からのリソース確保要求３２Ａは、ロードバランサ２によって、リソース管理装置１Ａ，１Ｂの何れかに振り分けられる。ここでは、リソース確保要求２Ａとして、リソース管理装置１Ａに振り分けられたとする。

リソース管理装置１Ａでは、リソース確保要求２Ａをリソース確保要求受付判定部１８で受け付け、帯域確保が可能どうかを判定する。具体的にはまず、その通信における発側端末４６および着側端末４１のそれぞれのＩＰアドレスを基に、端末収容エッジ対応情報１１Ａから発側・着側端末４６，４１を収容しているエッジノードを検索し、発エッジがルータ６４、着エッジがルータ６１であることを知る。次いで、経路情報１４Ａからその通信が通過するリンクを検索し、ルータ６４−ルータ５２，ルータ５２−ルータ６１の２リンクを利用することを知る。次いで、リンクリソース管理テーブル１６Ａから、各リンクの残帯域を検索する。次いで、各リンクの残帯域と通信に必要な帯域６Ｍｂｐｓとを比較し、各リンクにおいて通信に必要な帯域が確保できるかどうかを判定する。

この結果、すべてのリンクについて帯域確保が可能であると判定した場合には、ロードバランサ２に対して、帯域確保が可能である旨の応答１８Ａを返信する。また、該当するリンクについて、リンクリソース管理テーブル１６Ａにおける利用中帯域の値に６Ｍｂｐｐｓを加算する。
リソース管理装置１Ａからの応答１８Ａは、ロードバランサ２、アプリケーションサーバ３を介して、ユーザが使用する端末４１に返信される。これにより、端末４１は端末４６の配信サーバと通信を開始する。

これに対し、リソース管理装置１Ａのリソース確保要求受付判定部１８で、何れかのリンクについて帯域確保が不可能であると判定した場合には、帯域確保が不可能である旨の応答１８Ａがロードバランサ２、アプリケーションサーバ３を介して、ユーザが使用する端末４１に返信される。この場合には、端末４１は通信サービスを利用することができない。

次に、本実施の形態の平衡化処理について説明する。
リソース管理装置１Ａ，１Ｂは、上述したリソース確保要求２Ａ，２Ｂの受付処理とは別に、バックグラウンド処理として、リソース管理装置１Ａ，１Ｂのそれぞれの平衡化処理部２０で各リンクの使用リソース量を平衡にする平衡化処理を行う。ここで、平衡化処理の方法について説明する。
仮に、リソース管理装置１Ａで管理されているリンクａの使用リソース量をＲ₁、リソース管理装置１Ｂで管理されているリンクａの使用リソース量をＲ₂（≦Ｒ₁）とする。

リソース管理装置１Ａでは、リンクａの使用リソース量を（Ｒ₁−Ｒ₂）／２だけ減算し、Ｒ₁−（Ｒ₁−Ｒ₂）／２＝（Ｒ₁＋Ｒ₂）／２に使用リソース量を変更する。一方、リソース管理装置１Ｂでは、リンクａの使用リソース量を（Ｒ₁−Ｒ₂）／２だけ加算し、Ｒ₂＋（Ｒ₁−Ｒ₂）／２＝（Ｒ₁＋Ｒ₂）／２に使用リソース量を変更する。すなわち、平均値になるよう使用リソース量を調整する。これにより、リンクａの使用リソース量がリソース管理装置１Ａ，１Ｂで平衡になる。この処理を平衡化処理と呼ぶ。この平衡化処理を行うことにより、リソース管理装置１Ａ，１Ｂの両方で管理される同一リンクの使用リソース量は平衡に保たれる。
平衡化処理においては、リソース管理装置１Ａ，１Ｂのそれぞれが管理している使用リソース量Ｒ₁とＲ₂を同じ値にするように調整することが望ましい。しかし、必ずしも同じ値にする必要はなく、使用リソース量Ｒ₁とＲ₂との差を小さくするだけでもよい。

以下、リソース管理装置１Ａ，１Ｂにおいて平衡化処理を行う平衡化処理部の構成例について説明する。
［第１の構成例］
図４に、平衡化処理部の第１の構成例が示されている。この平衡化処理部２０は、閾値オーバリンクリスト作成部２１と、管理装置間通信部２２、リンクリソース調整部２３とから構成されている。図４および図６を参照し、平衡化処理部２０の動作について説明する。図６は、平衡化処理部２０の動作を説明するための説明図である。

リソース管理装置１Ａにおいて、閾値オーバリンクリスト作成部２１は、リンクリソース管理テーブル記憶部１７にアクセスし、各リンクの使用リソース量と閾値とを比較し、使用リソース量が閾値を超えたリンクがあったときには、そのリンクの情報を閾値オーバリンクリスト２１Ａに登録する。この例では、リンクｃの使用リソース量（４５Ｍ）が閾値（４０Ｍ）を超えているので、そのリンク（リンクｃ）および使用リソース量（４５Ｍ）をリスト２１Ａに登録する（ステップＳ１）。この処理を定期的（一定時間間隔、一定時刻）に繰り返し行う。
このリスト２１Ａを管理装置間通信部２２を介してリソース管理装置１Ｂに転送する（ステップＳ２）。

リソース管理装置１Ｂにおいて、管理装置間通信部２２を介してリスト２１Ａを受け取ったリンクリソース調整部２３は、リンクリソース管理テーブル記憶部１７にアクセスし、リスト２１Ａに登録されているリンクｃについて、自装置１Ｂが管理する使用リソース量を取得する（ステップＳ３）。これにより、リンクリソース調整部２３は、リンクｃについて他装置１Ａが管理する使用リソース量および自装置１Ｂが管理する使用リソース量を取得したことになる。

自装置１Ｂが管理するリンクｃの使用リソース量が閾値以下である場合には、平衡化処理を行い、閾値を超えている場合には、平衡化処理を行わない。この例では、自装置１Ｂが管理するリンクｃの使用リソース量（１５Ｍ）が閾値（４０Ｍ）以下であるから、平衡化処理を行う。具体的には、まず、リソース量の計算（（４５−１５）／２＝１５Ｍ）を行う（ステップＳ４）。そして、求められた値１５Ｍを自装置１Ｂが管理するリンクｃの使用リソース量１５Ｍに加算する。これにより、１５Ｍの使用リソース量が確保され、合計３０Ｍとなる（ステップＳ５）。
このようにしてリソースの確保を行ったリソース管理装置１Ｂのリンクリソース調整部２３は、管理装置間通信部２２を介してリソース管理装置１Ａに１５Ｍのリソース解放要求２３Ｂを送る（ステップＳ６）。

リソース管理装置１Ａにおいて、管理装置間通信部２２を介してリソース解放要求２３Ｂを受け取ったリンクリソース調整部２３は、自装置１Ａが管理するリンクｃの使用リソース量４５Ｍから１５Ｍを減算する。これにより、１５Ｍの使用リソース量が解放され、合計３０Ｍとなる（ステップＳ７）。
最後に、リソース解放が終了したことを、リソース管理装置１Ａからリソース管理装置１Ｂに通知する（ステップＳ８）。
以上の処理により、リソース管理装置１Ａ，１Ｂのそれぞれが管理するリンクｃの使用リソース量がともに３０Ｍとなり、平衡が保たれる。

なお、平衡化処理については、リソース管理装置１Ａ，１Ｂの処理負荷が予め定められた閾値よりも大きい場合には行わないなどの柔軟な処理が可能である。リソース管理装置１Ａ，１Ｂの処理負荷は、例えばリソース管理装置１Ａ，１Ｂを構成するコンピュータの演算処理装置（ＭＰＵなど）の処理負荷や、単位時間当たりの利用要求数などから導かれる。

［第２の構成例］
図７は、平衡化処理部の第２の構成例を示すブロック図である。図８は、この構成例の動作を説明するための説明図である。
この平衡化処理部１２０では、リソース確保要求受付判定部に閾値オーバリンクリストを作成する機能をもたせたものを閾値オーバリンクリスト作成部１２１として用いている。すなわち、この閾値オーバリンクリスト作成部１２１は、リソース確保要求２Ａによるリソース確保ごとに、リソース確保量（使用リソース量）が予め設定された閾値を超えているか否かを判定し、超えてたリンクがあったときには、そのリンクの情報を閾値オーバリンクリスト１２１Ａに登録し（ステップＳ１１）、そのリスト１２１Ａを他のリソース管理装置の平衡化処理部１２０に転送する（ステップＳ１２）。その後の処理は第１の構成例に係る平衡化処理部２０と同じであるから、その説明を省略する。

このように、第１の構成例に係る平衡化処理部２０では、定期的に各リンクの使用リソース量を監視しているのに対し、本構成例に係る平衡化処理部１２０では、リソース確保要求２Ａによりリソースを確保したときに、リソース確保量が閾値を超えているか否かをリソース確保要求２Ａ毎に判定している点で相違している。
なお、残リソースが不足しているリンクを含むリソース確保要求２Ａがあったときに、リソース管理装置の処理負荷が大きくない場合には、非特許文献２に記載されているようにリソース確保要求の転送を行い、他のリソース管理装置でリソースを確保するようにしてもよい。
［第３の構成例］
図９は、平衡化処理部の第３の構成例を示すブロック図である。この平衡化処理部２２０と第１の構成例に係る平衡化処理部２０とは、平衡化処理の対象となるリンクの決定方法が相違している。
平衡化処理部２２０は、閾値オーバリンクリスト作成部２２１と、管理装置間通信部２２２、リンクリソース調整部２２３とから構成されている。図９および図１０を参照し、平衡化処理部２２０の動作について説明する。図１０は、平衡化処理部２２０の動作を説明するための説明図である。

リソース管理装置２０１Ａにおいて、閾値オーバリンクリスト作成部２２１は、自装置２０１Ａのリンクリソース管理テーブル記憶部１７にアクセスし、すべてのリンクのリンク名および使用リソース量を読み出し、リンクリスト２２１Ａに登録する（ステップＳ２１）。この処理を定期的（一定時間間隔、一定時刻）に繰り返し行う。
このリスト２２１Ａを管理装置間通信部２２２を介してリソース管理装置２０１Ｂに転送する（ステップＳ２２）。

リソース管理装置２０１Ｂにおいて、管理装置間通信部２２２を介してリスト２２１Ａを受け取ったリンクリソース調整部２２３は、自装置２０１Ｂのリンクリソース管理テーブル記憶部１７にアクセスし、各リンク毎に自装置２０１Ｂが管理する使用リソース量を取得し、リスト２２１Ａに登録された使用リソース量との差を求める。その差と予め設定された閾値をと比較し、差が閾値を超えたリンクがあったときには、そのリンクについて平衡化処理を行う。この例では、リンクｃについては、リスト２２１Ａには４５Ｍと登録されているのに対し、自装置２０１Ｂが管理する使用リソース量は１５Ｍである。したがって、使用リソース量の差が４５−１５＝３０Ｍであり、閾値２５Ｍを超えるので、リンクｃについて平衡化処理を行う。その後の処理は第１の構成例に係る平衡化処理部２０と同じであるから、その説明を省略する。

以上では、リソース監視システムが２つのリソース監視装置からなる例について説明したが、３つ以上のリソース監視装置からなるものであってもよい。３つ以上のリソース監視装置の間で平衡化処理を行うには、そのうち２つのリソース監視装置の間で平衡化処理を行い、その処理を終えた２つのリソース監視装置の少なくとも一方が、次に別のリソース監視装置との間で再び平衡化処理を行い、この処理がすべてのリソース監視装置に対して行われるまで繰り返し行う方法が考えられる。この場合には、隣同士のリソース監視装置の間で平衡化処理を行なうようにするとよい。また、すべてのリソース監視装置の中の１つの監視装置に閾値オーバリンクリスト等の情報を集中させ、その監視装置に平衡化処理に必要な計算を行わせ、計算結果をその他の監視装置に配信し、すべての監視装置で一斉に平衡化処理を行う方法も考えられる。また、上述した平衡化処理に必要な計算を計算を独立した装置に行わせる方法も考えられる。

本発明は，例えばＩＰネットワークを利用した映像・音声通信などのサービスを高品質に提供する際に利用できる．

本発明の一実施の形態に係るリソース管理システムが適用されるＩＰネットワークの概要を示す図である。 端末間の通信路を示す図である。 リンクリソース管理テーブルの分割を概念的に示す図である。 リソース管理装置およびアプリケーションサーバの構成を示すブロック図である。 リソース管理装置で保持される各種情報の一例を示す図である。 平衡化処理部の第１の構成例の動作を説明するための説明図である。 平衡化処理部の第２の構成例を示すブロック図である。 平衡化処理部の第２の構成例の動作を説明するための説明図である。 平衡化処理部の第３の構成例を示すブロック図である。 平衡化処理部の第３の構成例の動作を説明するための説明図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ…リソース管理装置、２…ロードバランサ、２Ａ，２Ｂ…リソース確保要求、２Ｃ，１８Ａ，１８Ｂ…リソース確保要求の応答、３…アプリケーションサーバ、５…ＩＰネットワーク、５Ａ…リソース容量、５Ｂ…接続情報、１１…端末情報入力部、１１Ａ…端末収容エッジ対応情報、１２…端末収容エッジ対応情報記憶部、１３…リンク情報収集部、１４…経路算出部、１４Ａ…経路情報、１５…経路情報記憶部、１６…リンクリソース管理テーブル作成部、１６Ａ…リンクリソース管理テーブル、１７…リンクリソース管理テーブル記憶部、１８…リソース確保要求受付判定部、２０，１２０，２２０…平衡化処理部、２１，１２１，２２１…閾値オーバリンクリスト作成部、２１Ａ，１２１Ａ，２２１Ａ…閾値オーバリンクリスト、２２，１２２，２２２…管理装置間通信部、２３，１２３，２２３…リンクリソース調整部、２３Ｂ，１２３Ｂ，２２３Ｂ…リソース解放要求、３１…利用要求受付部、３１Ａ…通信利用要求の応答、３２…リソース確保要求部、３２Ａ…リソース確保要求、４１〜４６…端末、４１Ａ…通信利用要求、５１〜５３…コアルータ、６１〜６４…エッジルータ、Ａｃｋ…リソース解放完了通知。

Claims (20)

1. ネットワーク中の各リンクのリソース容量の一部が管理範囲として割り当てられたリソース管理装置において、
   割り当てられたリソース容量に対するリソース使用状況の情報を保持するリソース情報保持手段と、
   リソース情報保持手段から読み出された所定リンクのリソース使用状況の情報を他のリソース管理装置に通知するリンク情報通知手段と、
   他のリソース管理装置から通知された所定リンクのリソース使用状況の情報を受け取るリンク情報受取手段と、
   リソース情報手段で受け取った前記所定リンクのリソース使用状況の情報に基づき、前記リソース情報保持手段に保持されている前記所定リンクと同一リンクのリソース使用状況の情報を調整するリソース調整手段と
   を備えることを特徴とするリソース管理装置。
2. 請求項１に記載のリソース管理装置において、
   前記リソース情報保持手段に保持されている前記リンクそれぞれのリソース使用状況が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する閾値超え判定手段を更に備え、
   前記リンク情報通知手段は、前記リソース使用状況が前記閾値を超えたリンクのリソース使用状況の情報を通知することを特徴とするリソース管理装置。
3. 請求項２に記載のリソース管理装置において、
   前記閾値超え判定手段は、前記リソース使用状況が前記閾値を超えているか否かの判定を定期的に行うことを特徴とするリソース管理装置。
4. 請求項２に記載のリソース管理装置において、
   前記閾値超え判定手段は、通信に必要なリソースの確保の要求を受け付けたときに、前記リソース使用状況が前記閾値を超えているか否かの判定を行うことを特徴とするリソース管理装置。
5. 請求項１に記載のリソース管理装置において、
   前記リソース情報受取手段で受け取ったすべてのリンクのリソース使用状況の情報と前記リソース保持手段に保持されているすべてのリンクのリソース使用状況の情報に基づき、同一リンクのリソース使用状況の最大値と最小値との差が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する閾値超え判定手段を更に備え、
   前記リソース調整手段は、前記リソース使用状況の最大値と最小値との差が前記閾値を超えたリンクのリソース使用状況を調整することを特徴とするリソース管理装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のリソース管理装置において、
   前記リソース調整手段は、前記同一リンクの総使容量をリソース管理装置の数で割り、得られた容量と前記リソース管理装置のそれぞれで使用中の容量との差を解放または確保することを特徴とするリソース管理装置。
7. ネットワーク中の各リンクのリソース容量の一部ずつが管理範囲として割り当てられた複数のリソース管理装置からなるリソース管理システムにおいて、
   少なくとも２つのリソース管理装置から同一リンクのリソース使用状況の情報を取得するリンク情報取得手段と、
   前記情報を提供した前記リソース管理装置の間で、それぞれが管理している同一リンクのリソース使用状況を前記情報に基づいて調整するリソース調整手段と
   を備えることを特徴とするリソース管理システム。
8. 請求項７に記載のリソース管理システムにおいて、
   前記リソース管理装置が管理している前記リンクそれぞれのリソース使用状況が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する閾値超え判定手段を更に備え、
   前記リンク情報取得手段は、前記リソース使用状況が前記閾値を超えたリンクのリソース使用状況の情報を取得することを特徴とするリソース管理システム。
9. 複数のリソース管理装置のそれぞれにネットワーク中の各リンクのリソース容量を一部ずつ管理範囲として割り当てるリソース管理方法において、
   少なくとも２つのリソース管理装置から同一リンクのリソース使用状況の情報を取得するステップと、
   前記情報を提供した前記リソース管理装置の間で、それぞれが管理している同一リンクのリソース使用状況を前記情報に基づいて調整するステップと
   を備えることを特徴とするリソース管理方法。
10. 請求項９に記載のリソース管理方法において、
    前記リソース管理装置が管理している前記リンクそれぞれのリソース使用状況が予め設定された閾値を超えているか否かを判定するステップを更に備え、
    前記情報を取得するステップは、前記リソース使用状況が前記閾値を超えたリンクのリソース使用状況の情報を取得するステップを備えることを特徴とするリソース管理方法。
11. 請求項１０に記載のリソース管理方法において、
    前記閾値を超えているか否かを判定するステップは、前記リソース使用状況が前記閾値を超えているか否かの判定を定期的に行うステップを備えることを特徴とするリソース管理方法。
12. 請求項１０に記載のリソース管理方法において、
    前記閾値を超えているか否かを判定するステップは、通信に必要なリソースの確保の要求を前記リソース管理装置が受け付けたときに、前記リソース使用状況が前記閾値を超えているか否かの判定を行うステップを備えることを特徴とするリソース管理方法。
13. 請求項９に記載のリソース管理方法において、
    前記情報を取得するステップは、少なくとも２つのリソース管理装置からすべてのリンクのリソース使用状況の情報を取得するステップを備え、
    前記リソース管理装置のそれぞれから取得したリソース使用状況の情報に基づき、同一リンクのリソース使用状況の最大値と最小値との差が予め設定された閾値を超えているか否かを判定するステップを更に備え、
    前記リソース使用状況を調整するステップは、前記リソース使用状況の最大値と最小値との差が前記閾値を超えたリンクのリソース使用状況を調整するステップを備えることを特徴とするリソース管理方法。
14. 請求項９〜１３のいずれか１項に記載のリソース管理方法において、
    前記リソース使用状況を調整するステップは、前記情報として取得された前記同一リンクの総使用容量を前記情報を提供した前記リソース管理装置の数で割り、得られた容量と前記リソース管理装置のそれぞれで使用中の容量との差を解放または確保するステップを備えることを特徴とするリソース管理方法。
15. 管理範囲として割り当てられたネットワーク中の各リンクのリソース容量の一部を管理するリソース管理装置をコンピュータに実現させるプログラムであって、
    割り当てられたリソース容量に対するリソース使用状況の情報を保持するリソース情報保持手段と、
    リソース情報保持手段から読み出された所定リンクのリソース使用状況の情報を他のリソース管理装置に通知するリンク情報通知手段と、
    他のリソース管理装置から通知された所定リンクのリソース使用状況の情報を受け取るリンク情報受取手段と、
    リソース情報手段で受け取った前記所定リンクのリソース使用状況の情報に基づき、前記リソース情報保持手段に保持されている前記所定リンクと同一リンクのリソース使用状況の情報を調整するリソース調整手段と
    を前記コンピュータに実現させるプログラム。
16. 請求項１５に記載のプログラムにおいて、
    前記リソース情報保持手段に保持されている前記リンクそれぞれのリソース使用状況が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する閾値超え判定手段と、
    前記リンク情報通知手段に設けられ、前記リソース使用状況が前記閾値を超えたリンクのリソース使用状況の情報を通知する手段と
    を更に前記コンピュータに実現させるプログラム。
17. 請求項１６に記載のプログラムにおいて、
    前記閾値超え判定手段に設けられ、前記リソース使用状況が前記閾値を超えているか否かの判定を定期的に行う手段を更に前記コンピュータに実現させるプログラム。
18. 請求項１６に記載のプログラムにおいて、
    前記閾値超え判定手段に設けられ、通信に必要なリソースの確保の要求を受け付けたときに、前記リソース使用状況が前記閾値を超えているか否かの判定を行う手段を更に前記コンピュータに実現させるプログラム。
19. 請求項１５に記載のプログラムにおいて、
    前記リソース情報受取手段で受け取ったすべてのリンクのリソース使用状況の情報と前記リソース保持手段に保持されているすべてのリンクのリソース使用状況の情報に基づき、同一リンクのリソース使用状況の最大値と最小値との差が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する閾値超え判定手段と、
    前記リソース調整手段に設けられ、前記リソース使用状況の最大値と最小値との差が前記閾値を超えたリンクのリソース使用状況を調整する手段と
    を更に前記コンピュータに実現させるプログラム。
20. 請求項１５〜１９のいずれか１項に記載のプログラムにおいて、
    前記リソース調整手段に設けられ、前記同一リンクの総使容量をリソース管理装置の数で割り、得られた容量と前記リソース管理装置のそれぞれで使用中の容量との差を解放または確保する手段を更に前記コンピュータに実現させるプログラム。
    

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