JP2006121410A

JP2006121410A - Communication apparatus

Info

Publication number: JP2006121410A
Application number: JP2004306869A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Shoji; 隆浩庄司
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2006-05-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a communication apparatus and a QoS control method capable of performing QoS control of End-to-End even if a router having no RSVP exists, suppressing a load on a network to the necessary minimum, and further performing absolute QoS control. <P>SOLUTION: In a reception node 107, QoS (Quality of Service) of reception data obtained by receiving data transmitted from a transmission node 101, a result of the estimation is compared with required QoS of an application, and a QoS control signal including a parameter for changing the priority of a TOS (Type of Service) field from the result is transmitted to the transmission node 101. Thus, the QoS control of End-to-End can be possible, and further, feedback information of the QoS is used and the absolute value QoS control is possible. Also, since the transmission node 101 does not issue an excessive QoS request, the load on an IP network 102 can be suppressed to the necessary minimum. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インターネット上に音声やデータを流す帯域の制御や優先順位の制御を行う技術であるＱｏＳ(Quality of Service)を用いた通信装置に関する。 The present invention relates to a communication apparatus using QoS (Quality of Service), which is a technique for controlling a bandwidth for sending voice and data over the Internet and controlling priority.

従来、上述したＱｏＳを実現するための技術として、ＲＳＶＰ(Resource reSerVation Protocol)やＤｉｆｆｓｅｒｖ(Differentiated Service)などが開発されている（例えば非特許文献１参照）。 Conventionally, as a technique for realizing the above-described QoS, RSVP (Resource reSerVation Protocol), Diffserv (Differentiated Service), and the like have been developed (for example, see Non-Patent Document 1).

ＲＳＶＰは、ＩＰ(Internet Protocol)ネットワーク上のルータ間で特定の通信チャネルの伝送帯域を管理するためのプロトコルである。図７にＲＳＶＰによるデータの流れを示す。ＲＳＶＰでは、まず送信ノード７０１から受信ノード７０２に向けてＩＰネットワーク７０３を介してＰＡＴＨメッセージＭｐを送信する。ＰＡＴＨメッセージＭｐには、それが経由する各ルータ７０５のＩＰアドレスが記録される。受信ノード７０２は、ＰＡＴＨメッセージＭｐを受信すると、送信ノード７０１に向けて帯域予約のためのＲＥＳＶメッセージＭｒを送信する。 RSVP is a protocol for managing a transmission band of a specific communication channel between routers on an IP (Internet Protocol) network. FIG. 7 shows a data flow by RSVP. In RSVP, first, a PATH message Mp is transmitted from the transmission node 701 to the reception node 702 via the IP network 703. In the PATH message Mp, the IP address of each router 705 through which it passes is recorded. When receiving the PATH message Mp, the receiving node 702 transmits a RESV message Mr for bandwidth reservation to the transmitting node 701.

ＲＥＳＶメッセージＭｒには、ＰＡＴＨメッセージＭｐに記録された送信ノード７０１から受信ノード７０２までの経路における各ルータ７０５のＩＰアドレスが含まれることから、送信ノード７０１から受信ノード７０２の逆順に沿って送信ノード７０１まで経由する全てのルータ７０５に帯域予約が行われて行く。経由するルータ７０５の全てで帯域予約が完了してＲＥＳＶメッセージＭｒが送信ノード７０１に到着すると、送信ノード７０１から受信ノード７０２へデータＤＡの送信が開始される。 Since the RESV message Mr includes the IP address of each router 705 in the path from the transmission node 701 to the reception node 702 recorded in the PATH message Mp, the transmission node along the reverse order of the transmission node 701 to the reception node 702. Bandwidth reservation is performed for all routers 705 that pass through the network 701. When the bandwidth reservation is completed in all the routers 705 that pass through and the RESV message Mr arrives at the transmission node 701, transmission of data DA from the transmission node 701 to the reception node 702 is started.

一方、Ｄｉｆｆｓｅｒｖは、ＩＰネットワーク上に送出するパケットに優先順位を設定し、各ルータがこの優先順位を参照しながらバッファや帯域の割り当てを行うことでＱｏＳを確保しようとするものである。図８にＤｉｆｆｓｅｒｖによるデータの流れを示す。また、図９にＩＰｖ４パケットフォーマットを示す。また、図１０にＩＰｖ４パケットのＴＯＳ(Type Of Service)フィールドを示す。なお、ＴＯＳフィールドとは、ＩＰパケットの優先度などを表すＴＯＳを指定するために使われるものである。例えば、ある特定の値が指定された場合には、そのほかのパケットよりも優先してルーティング処理などを行うという設定を可能にしている。 Diffserv, on the other hand, sets priority for packets to be transmitted on the IP network, and each router attempts to ensure QoS by allocating buffers and bandwidths while referring to the priority. FIG. 8 shows a data flow by Diffserv. FIG. 9 shows the IPv4 packet format. FIG. 10 shows a TOS (Type Of Service) field of the IPv4 packet. The TOS field is used for designating a TOS representing the priority of an IP packet. For example, when a specific value is designated, it is possible to perform setting such that routing processing is performed with priority over other packets.

図８において、Ｄｉｆｆｓｅｒｖでは、送信ノード８０１においてデータＤＡを送信する際に、図９に示すＴＯＳフィールドに、アプリケーションが要求するフォワーディングの優先度を入れてＩＰネットワーク８０３に送信する。エッジルータ８０４では、受信したデータＤＡのＴＯＳフィールドや送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス等に基づき図９のＴＯＳフィールドを図１０のＤＳＣＰ(Differentiated Service Code Point)フィールドとして再定義し、ドメイン内で適用されるフォワーディングの優先度パラメータに書き換える。ドメイン内のルータ８０５では、ＤＳＣＰフィールド値に基づいてフォワーディングの優先制御が行われる。ドメインの出口側のエッジルータ８０６では、元のＴＯＳフィールド値に戻し受信ノード８０７へ送信する。
S. Blake and et.al., “An Architecture for Differentiated Services”, IETF, RFC2475, December 1998. In FIG. 8, when Diffserv transmits data DA at the transmission node 801, the forwarding priority requested by the application is put in the TOS field shown in FIG. 9 and transmitted to the IP network 803. The edge router 804 redefines the TOS field of FIG. 9 as a DSCP (Differentiated Service Code Point) field of FIG. 10 based on the TOS field, the source IP address, the destination IP address, etc. of the received data DA, and within the domain. Replace with the applied forwarding priority parameter. The router 805 in the domain performs forwarding priority control based on the DSCP field value. The edge router 806 on the egress side of the domain returns to the original TOS field value and transmits it to the receiving node 807.
S. Blake and et.al., “An Architecture for Differentiated Services”, IETF, RFC2475, December 1998.

しかしながら、従来のＲＳＶＰやＤｉｆｆＳｅｒｖのＱｏＳ制御方法においては、次のような問題がある。 However, the conventional RSVP and DiffServ QoS control methods have the following problems.

すなわち、ＲＳＶＰのＱｏＳ制御方法では、帯域予約が必要で通信開始前に所要のＱｏＳを確保するが、End-to-End（送信ノードから受信ノードまでの間）でＲＳＶＰが実装されていなければならない。また、制御が全ての経路において行われなければならないため、ネットワークの負荷が大きい。また、経路の全てでＲＳＶＰが実装されていない場合はトランスペアレントで可能であるものの、その部分のリカバーはされない。 That is, in the RSVP QoS control method, bandwidth reservation is required and a necessary QoS is ensured before the start of communication, but RSVP must be implemented End-to-End (between the transmission node and the reception node). . In addition, since the control must be performed in all routes, the load on the network is large. Also, when RSVP is not implemented in all of the paths, it is possible to use transparent, but the portion is not recovered.

ＤｉｆｆＳｅｒｖのＱｏＳ制御方法では、あくまで優先制御であって絶対値的なＱｏＳ保証はできない The DiffServ QoS control method is priority control and cannot guarantee absolute QoS.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＲＳＶＰを実装していないルータがあってもEnd-to-EndのＱｏＳ制御が可能であり、またネットワークへの負荷を必要最低限で抑えることができ、さらに絶対的なＱｏＳ制御が可能な通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is capable of end-to-end QoS control even when there is a router that does not implement RSVP, and suppresses the load on the network to a minimum. An object of the present invention is to provide a communication apparatus that can perform absolute QoS control.

（１）本発明の通信装置は、複数のモデムが存在するＩＰネットワークを用いて、相手通信装置から送信されたデータを受信する通信装置において、前記相手通信装置から受信したデータのＱｏＳを推定するＱｏＳ推定手段と、アプリケーション要求ＱｏＳを生成するアプリケーション手段と、前記ＱｏＳ推定手段で推定された受信データのＱｏＳと前記アプリケーション手段で生成されたアプリケーション要求ＱｏＳとを比較して、その比較結果からＴＯＳフィールドの優先度を変更するパラメータを含むＱｏＳ制御信号を生成するＱｏＳ制御信号生成手段と、前記ＱｏＳ制御信号生成手段で生成されたＱｏＳ制御信号を前記相手通信装置へ送信する送信手段と、を具備する。 (1) A communication apparatus according to the present invention estimates a QoS of data received from a partner communication apparatus in a communication apparatus that receives data transmitted from the partner communication apparatus using an IP network including a plurality of modems. The QoS estimation means, the application means for generating the application request QoS, the QoS of the received data estimated by the QoS estimation means and the application request QoS generated by the application means, and the TOS field from the comparison result A QoS control signal generating means for generating a QoS control signal including a parameter for changing the priority of the QoS, and a transmitting means for transmitting the QoS control signal generated by the QoS control signal generating means to the counterpart communication device. .

上記構成によれば、受信側となる通信装置で、送信側となる相手通信装置から送信されたデータを受信して得た受信データのＱｏＳを推定し、推定した受信データのＱｏＳと本装置で動作しているアプリケーションの所要ＱｏＳとを比較して、その比較結果からＴＯＳフィールドの優先度を変更するパラメータを含むＱｏＳ制御信号を生成して相手通信装置へ送信するので、End-to-EndでのＱｏＳ制御が可能となる。しかも、ＩＰネットワーク内にＲＳＶＰを実装していないトランスペアレントルータ（ルーティングは可能であるが、帯域予約の動作は行わないルータ）があってもEnd-to-EndでのＱｏＳ制御が可能である。 According to the above configuration, the communication device serving as the receiving side estimates the QoS of the received data obtained by receiving the data transmitted from the partner communication device serving as the transmitting side, and the estimated QoS of the received data and the present device Compared with the required QoS of the operating application, a QoS control signal including a parameter for changing the priority of the TOS field is generated from the comparison result and transmitted to the counterpart communication device. QoS control becomes possible. Moreover, end-to-end QoS control is possible even when there is a transparent router (router that can perform routing but does not perform bandwidth reservation operation) in which RSVP is not installed in the IP network.

また、Ｄｉｆｆｓｅｒｖをベースにするので、従来のＲＳＶＰのようなEnd-to-Endでの予約を必要としない。また、ＱｏＳのフィードバック情報を用いることから、従来のＤｉｆｆｓｅｒｖのような相対的なＱｏＳ制御ではなく、絶対値的なＱｏＳ制御が可能となる。 Further, since it is based on Diffserv, there is no need for end-to-end reservation as in conventional RSVP. In addition, since QoS feedback information is used, absolute QoS control is possible instead of relative QoS control as in conventional Diffserv.

（２）本発明の通信装置は、複数のモデムが存在するＩＰネットワークを用いて、相手通信装置へデータを送信する通信装置において、前記相手通信装置から受信したＱｏＳ制御信号に基づいてＴＯＳフィールド値を設定するＣｏＳ制御手段と、前記ＣｏＳ制御手段で設定されたＴＯＳフィールド値でＩＰパケットを前記相手通信装置へ送信する送信手段と、を具備する。 (2) A communication device according to the present invention is a communication device that transmits data to a partner communication device using an IP network in which a plurality of modems are present. The TOS field value is based on a QoS control signal received from the partner communication device. CoS control means for setting the IP packet, and transmission means for transmitting the IP packet to the counterpart communication device with the TOS field value set by the CoS control means.

上記構成によれば、受信側となる通信装置との間でＱｏＳ制御を実現できるので、過剰なＱｏＳ要求を出すことがなく、ＩＰネットワークへの負荷を必要最低限で抑えることができる。 According to the above configuration, since QoS control can be realized with the communication device on the receiving side, an excessive QoS request is not issued, and the load on the IP network can be suppressed to the minimum necessary.

（３）本発明の通信システムは、複数のモデムが存在するＩＰネットワークを用いて、２つのノード間でデータの送受信を行う通信システムにおいて、上記（１）に記載の通信装置を送信側とする送信ノードと、上記（２）に記載の通信装置を受信側とする受信ノードと、を具備する。 (3) A communication system according to the present invention is a communication system in which data is transmitted and received between two nodes using an IP network in which a plurality of modems are present. A transmission node; and a reception node having the communication device described in (2) as a reception side.

上記構成によれば、受信ノードで、送信ノードから送信されたデータを受信して得た受信データのＱｏＳを推定し、推定した受信データのＱｏＳと本ノードで動作しているアプリケーションの所要ＱｏＳとを比較して、その比較結果からＴＯＳフィールドの優先度を変更するパラメータを含むＱｏＳ制御信号を生成して送信ノードへ送信するので、End-to-EndでのＱｏＳ制御が可能となる。しかも、ＩＰネットワーク内にＲＳＶＰを実装していないトランスペアレントルータがあってもEnd-to-EndでのＱｏＳ制御が可能である。 According to the above configuration, the receiving node estimates the QoS of the received data obtained by receiving the data transmitted from the transmitting node, and the estimated QoS of the received data and the required QoS of the application operating at this node Are compared, and a QoS control signal including a parameter for changing the priority of the TOS field is generated from the comparison result and transmitted to the transmitting node, so that end-to-end QoS control is possible. Moreover, end-to-end QoS control is possible even if there is a transparent router that does not have RSVP installed in the IP network.

また、Ｄｉｆｆｓｅｒｖをベースにするので、従来のＲＳＶＰのようなEnd-to-Endでの予約を必要としない。また、ＱｏＳのフィードバック情報を用いることから、従来のＤｉｆｆｓｅｒｖのような相対的なＱｏＳ制御ではなく、絶対値的なＱｏＳ制御が可能となる。また、送信ノードは、過剰なＱｏＳ要求を出すことないので、ＩＰネットワークへの負荷を必要最低限で抑えることができる。 Further, since it is based on Diffserv, there is no need for end-to-end reservation as in conventional RSVP. In addition, since QoS feedback information is used, absolute QoS control is possible instead of relative QoS control as in conventional Diffserv. Further, since the sending node does not issue an excessive QoS request, the load on the IP network can be suppressed to the minimum necessary.

（４）本発明のＣｏＳ制御方法は、複数のモデムが存在するＩＰネットワークを用いて、相手通信装置へデータを送信する通信装置におけるＣｏＳ制御方法において、初回送信時に、動作しているアプリケーションの所要ＱｏＳ情報からＣｏＳ値を取得するＣｏＳ値取得工程と、前記ＣｏＳ値取得工程で取得されたＣｏＳ値を記憶する記憶工程と、前記記憶工程で記憶されたＣｏＳ値をＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込み前記相手通信装置へ送信する第１送信工程と、初回送信以降で前記相手通信装置から送信されるＱｏＳ制御信号を受信する受信工程と、前記受信工程で受信された前記相手通信装置からのＱｏＳ制御信号内に記述されたＣｏＳ情報を取得し、ＣｏＳ値の増加又は維持又は減少の判定を行う判定工程と、前記判定工程にて前記ＣｏＳ値を維持する場合は、記憶している前回送信したＣｏＳ値をＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込んで前記相手通信装置へ送信する第２送信工程と、前記判定工程にて前記ＣｏＳ値を増加する場合は、増加可能かどうか判定し、増加可能であれば前記ＣｏＳ値を増加させてその値をＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込んで前記相手通信装置へ送信し、前記ＣｏＳ値を減少する場合は、減少可能かどうか判定し、減少可能であれば前記ＣｏＳ値を減少させてその値をＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込んで前記相手通信装置へ送信し、前記ＣｏＳ値を増加も減少もできない場合は、記憶している前回送信したＣｏＳ値をＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込んで前記相手通信装置へ送信する第３送信工程と、を具備する。 (4) The CoS control method of the present invention is a requirement for an application operating at the first transmission in a CoS control method in a communication device that transmits data to a partner communication device using an IP network having a plurality of modems. A CoS value acquisition step of acquiring a CoS value from QoS information; a storage step of storing the CoS value acquired in the CoS value acquisition step; and writing the CoS value stored in the storage step into the TOS field of the IP header. A first transmission step of transmitting to the counterpart communication device; a reception step of receiving a QoS control signal transmitted from the counterpart communication device after the initial transmission; and a QoS control signal from the counterpart communication device received in the reception step A determination step of acquiring the CoS information described in and determining whether to increase or maintain or decrease the CoS value, and the determination step When the CoS value is maintained, the previously transmitted CoS value stored in the TOS field of the IP header is written in the TOS field and transmitted to the counterpart communication device, and the CoS value is determined in the determination step. When increasing, it is determined whether or not it can be increased, and if it can be increased, the CoS value is increased, the value is written in the TOS field of the IP header and transmitted to the counterpart communication device, and the CoS value is decreased. If it is possible to decrease, if the decrease is possible, the CoS value is decreased, the value is written in the TOS field of the IP header and transmitted to the counterpart communication device, and the CoS value cannot be increased or decreased. Comprises a third transmission step of writing the previously transmitted CoS value stored in the TOS field of the IP header and transmitting the same to the counterpart communication device. That.

この方法によれば、受信側となる相手通信装置との間でＱｏＳ制御を実現できるので、過剰なＱｏＳ要求を出すことがなく、ＩＰネットワークへの負荷を必要最低限で抑えることができる。 According to this method, since QoS control can be realized with the partner communication apparatus on the receiving side, an excessive QoS request is not issued, and the load on the IP network can be suppressed to the minimum necessary.

本発明によれば、上記によって以下の効果がある。
データ送信側の通信装置が、データ送信に、ＴＯＳフィールドにアプリケーションが要求する優先度を送信するＤｉｆｆｅｒｖをベースにしているので、従来のＲＳＶＰのようなEnd-to-Endでの予約を必要としない。また、ＱｏＳのフィードバック情報を用いるので、従来のＤｉｆｆｓｅｒｖの様な相対的なＱｏＳ制御ではなく、絶対値的なＱｏＳ制御が可能となる。また、ＩＰネットワーク内にＲＳＶＰを実装していないトランスペアレントルータ(ルーティングは可能だが帯域予約の動作は行わない)があってもEnd-to-EndのＱｏＳ制御が可能。また、送信側の通信装置の過剰なＱｏＳ要求を抑えることが可能となり、ネットワークへの負荷を必要最低限で抑えることができる。 According to the present invention, the following effects are obtained.
Since the communication device on the data transmission side is based on Differv which transmits the priority requested by the application to the TOS field for data transmission, it does not require an end-to-end reservation like conventional RSVP. . Further, since QoS feedback information is used, absolute QoS control is possible instead of relative QoS control as in conventional Diffserv. In addition, end-to-end QoS control is possible even if there is a transparent router that does not implement RSVP in the IP network (routing is possible but bandwidth reservation is not performed). In addition, it is possible to suppress an excessive QoS request of the communication device on the transmission side, and the load on the network can be suppressed to the minimum necessary.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施の形態に係る通信システムの動作の概略を説明するための図である。この通信システムには、通信装置としての送信ノード１０１及び受信ノード１０７が存在し、ＩＰネットワーク１０２には、ルータ１０３、１０５、１０６が存在する。なお、ルータ１０３とルータ１０６は、ともにネットワーク境界にあるためエッジルータと呼ばれる。 FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the operation of a communication system according to an embodiment of the present invention. In this communication system, there are a transmission node 101 and a reception node 107 as communication devices, and an IP network 102 includes routers 103, 105, and 106. Note that the router 103 and the router 106 are both called edge routers because they are at the network boundary.

初回の送信では、従来のＤｉｆｆｓｅｒｖの制御と同様に、送信ノード１０１でアプリケーションが必要とする優先度をＴＯＳフィールドに記述し、ＩＰネットワーク１０２のエッジルータ１０３へデータＤＡを送信する。エッジルータ１０３では、ＴＯＳフィールドや送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス等に基づきＴＯＳフィールドをＤＳＣＰフィールドとして再定義し、ドメイン内で適用されるフォワーディングの優先度パラメータに書き換える。ドメイン内のルータ１０５ではＤＳＣＰフィールド値に基づいたフォワーディングの優先制御が行われ、エッジルータ１０６で元のＴＯＳフィールドに書き直された上で受信ノード１０７へ送信される。 In the first transmission, similar to the conventional Diffserv control, the priority required by the application in the transmission node 101 is described in the TOS field, and the data DA is transmitted to the edge router 103 of the IP network 102. The edge router 103 redefines the TOS field as a DSCP field based on the TOS field, the source IP address, the destination IP address, and the like, and rewrites it as a forwarding priority parameter applied within the domain. The router 105 in the domain performs forwarding priority control based on the DSCP field value, and is rewritten to the original TOS field by the edge router 106 before being transmitted to the receiving node 107.

受信ノード１０７は、受信したデータＤＡのＱｏＳを推定し、ＱｏＳを満たしている場合にはＴＯＳフィールドの優先度を下げ、ＱｏＳを満たしていない場合にはＴＯＳフィールドの優先度を上げるなどのパラメータを含むＱｏＳ制御信号Ｓ_ｃｏｎｔを送信ノード１０１へ送信する。受信ノード１０７から送信されたＱｏＳ制御信号Ｓ_ｃｏｎｔを受信した送信ノード１０１は、例えば初回送信時に図２に示す中優先度Ｓｉｌｖｅｒサービスを選択していたとして、ＱｏＳ制御信号Ｓ_ｃｏｎｔに優先度を上げるパラメータが記載されていたとすると、さらに優先度の高いＧｏｌｄサービスを設定して次のデータを送信する。 The receiving node 107 estimates the QoS of the received data DA, and when the QoS is satisfied, the receiving node 107 decreases the priority of the TOS field, and when the QoS is not satisfied, the receiving node 107 increases the parameter of the TOS field. The included QoS control signal S _cont is transmitted to the transmission node 101. The transmission node 101 that has received the QoS control signal S _cont transmitted from the reception node 107 raises the priority to the QoS control signal S _cont on the assumption that the medium priority Silver service shown in FIG. If the parameter is described, the Gold service having a higher priority is set and the next data is transmitted.

以上のように、受信ノード１０７が、受信データＤＡのＱｏＳを推定し、推定したＱｏＳに基づくＱｏＳ制御信号Ｓ_ｃｏｎｔを送信ノード１０１へ送信することによって、End-to-EndでのＱｏＳ制御が実現する。 As described above, the reception node 107 estimates the QoS of the reception data DA, and transmits the QoS control signal S _cont based on the estimated QoS to the transmission node 101, thereby realizing end-to-end QoS control. To do.

以下、送信ノード１０１と受信ノード１０７について詳細に説明する。 Hereinafter, the transmitting node 101 and the receiving node 107 will be described in detail.

（受信ノード１０７）
受信ノード１０７は、図３のブロック図に示すように、リンク制御部３０１と、ＩＰ制御部３０２と、ＴＣＰ(Transmission Control Protocol )制御部３０３と、ＵＤＰ(User Datagram Protocol)制御部３０４と、ＲＴＰ(Real-time Transport Protocol)制御部３０５と、ＣｏＳ(Class Of Service)制御部３０６と、ＱｏＳ推定部３０７と、アプリケーション部３０８とを備えている。なお、ＱｏＳ推定部３０７はＱｏＳ推定手段に対応し、アプリケーション部３０８はアプリケーション手段に対応する。また、ＣｏＳ(Class Of Service)制御部３０６はＱｏＳ制御信号生成手段に対応する。また、リンク制御部３０１、ＩＰ制御部３０２及びＵＤＰ制御部３０４は送信手段を構成する。 (Reception node 107)
As shown in the block diagram of FIG. 3, the receiving node 107 includes a link control unit 301, an IP control unit 302, a TCP (Transmission Control Protocol) control unit 303, a UDP (User Datagram Protocol) control unit 304, an RTP (Real-time Transport Protocol) control unit 305, CoS (Class Of Service) control unit 306, QoS estimation unit 307, and application unit 308 are provided. The QoS estimation unit 307 corresponds to a QoS estimation unit, and the application unit 308 corresponds to an application unit. A CoS (Class Of Service) control unit 306 corresponds to a QoS control signal generating unit. In addition, the link control unit 301, the IP control unit 302, and the UDP control unit 304 constitute a transmission unit.

リンク制御部３０１は、ネットワーク上でデータ伝送制御を行う。ＩＰ制御部３０２は、ネットワーク層での各種制御を行うものであり、例えばネットワークに参加している機器のアドレッシングや、相互に接続された複数のネットワーク内でのルーティング（通信経路の選定）を行う。ＴＣＰ制御部３０３は、トランスポート層での各種制御を行うものであり、ネットワーク層のＩＰと、セッション層以上のプロトコルの橋渡しをする。ＵＤＰ制御部３０４は、ＴＣＰ制御部３０３と同様にトランスポート層での各種制御を行うものであり、ＴＣＰ制御部３０３と逆に転送速度が高い反面信頼性が低い（即ち、ＴＣＰ制御部３０３は、転送速度は低いが信頼性は高い）。ＲＴＰ制御部３０５は、音声や映像をストリーミング再生するための制御を行う。ＣｏＳ制御部３０６は、ＩＰパケットのルーティング優先度などを示すＣｏＳと呼ばれるフィールドによるＱｏＳ制御を行う。ＱｏＳ推定部３０７は、受信データのＱｏＳ情報を推定する。 The link control unit 301 performs data transmission control over the network. The IP control unit 302 performs various types of control in the network layer, and performs, for example, addressing of devices participating in the network and routing (selection of communication paths) in a plurality of interconnected networks. . The TCP control unit 303 performs various controls in the transport layer, and bridges the network layer IP and the protocol higher than the session layer. The UDP control unit 304 performs various controls in the transport layer in the same manner as the TCP control unit 303. On the contrary to the TCP control unit 303, the transfer rate is high, but the reliability is low (that is, the TCP control unit 303 is , Transfer speed is low but reliability is high). The RTP control unit 305 performs control for streaming reproduction of audio and video. The CoS control unit 306 performs QoS control using a field called CoS indicating the routing priority of the IP packet. The QoS estimation unit 307 estimates QoS information of received data.

リンク制御部３０１とＩＰ制御部３０２とによって、ＩＰネットワーク１０２経由で送られてくるデータが受信されると、受信データのＩＰヘッダに含まれるプロトコル番号に従って該受信データがＴＣＰ制御部３０３もしくはＵＤＰ制御部３０４に入力される。ＵＤＰ制御部３０４に入力された受信データはＵＤＰ制御部３０４を介してＲＴＰ制御部３０５にも入力される。ＲＴＰ制御部３０５は、ＲＴＰヘッダに含まれるタイムスタンプ情報をＣｏＳ制御部３０６に入力する。また、受信データをＱｏＳ推定部３０７経由でアプリケーション部３０８へ送る。ＴＣＰ制御部３０３もＲＴＰ制御部３０５と同様に受信データをＱｏＳ推定部３０７経由でアプリケーション部３０８へ送る。 When data sent via the IP network 102 is received by the link control unit 301 and the IP control unit 302, the received data is sent to the TCP control unit 303 or the UDP control according to the protocol number included in the IP header of the received data. Input to the unit 304. The received data input to the UDP control unit 304 is also input to the RTP control unit 305 via the UDP control unit 304. The RTP control unit 305 inputs time stamp information included in the RTP header to the CoS control unit 306. Also, the received data is sent to the application unit 308 via the QoS estimation unit 307. Similarly to the RTP control unit 305, the TCP control unit 303 also sends received data to the application unit 308 via the QoS estimation unit 307.

ＱｏＳ推定部３０７は、ＴＣＰパケットもしくはＵＤＰパケットのＱｏＳ情報を推定し、推定した情報をＣｏＳ制御部３０６に入力する。アプリケーション部３０８は、現在動作しているアプリケーションで要求されるＱｏＳをＣｏＳ制御部３０６に入力する。ＣｏＳ制御部３０６は、アプリケーション部３０８から入力される所要ＱｏＳとＱｏＳ推定部３０７から入力される受信データのＱｏＳとを比較する。ここで、図４にＣｏＳ制御部３０６で行われる閾値判定処理の概要を示す。この判定によりＣｏＳ制御部３０６は、受信データのＱｏＳが閾値Ｔｈ１以上の場合はＱｏＳを下げ、閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２との間の場合はＱｏＳを維持し、閾値Ｔｈ２以下の場合はＱｏＳを上げるパラメータ（ＣｏＳ情報）を記述したＱｏＳ制御信号Ｓ_ｃｏｎｔを生成し、ＵＤＰ制御部３０４からＩＰ制御部３０２、リンク制御部３０１を介して送信ノード１０１へ送信する。ただし、ＱｏＳ制御信号Ｓ_ｃｏｎｔの送信ではＴＣＰ制御部３０３を介して送信しても良い。 The QoS estimation unit 307 estimates the QoS information of the TCP packet or the UDP packet, and inputs the estimated information to the CoS control unit 306. The application unit 308 inputs the QoS required by the currently operating application to the CoS control unit 306. The CoS control unit 306 compares the required QoS input from the application unit 308 with the QoS of received data input from the QoS estimation unit 307. Here, FIG. 4 shows an outline of threshold determination processing performed by the CoS control unit 306. By this determination, the CoS control unit 306 decreases the QoS when the QoS of the received data is equal to or higher than the threshold Th1, maintains the QoS when the received data is between the threshold Th1 and the threshold Th2, and increases the QoS when the received data is equal to or lower than the threshold Th2. A QoS control signal S _cont describing (CoS information) is generated and transmitted from the UDP control unit 304 to the transmission node 101 via the IP control unit 302 and the link control unit 301. However, the QoS control signal S _cont may be transmitted via the TCP control unit 303.

（送信ノード１０１）
送信ノード１０１は、図５のブロック図に示すように、アプリケーション部５０１と、ＣｏＳ制御部５０２と、ＲＴＰ制御部５０３と、ＵＤＰ制御部５０４と、ＴＣＰ制御部５０５と、ＩＰ制御部５０６と、リンク制御部５０７とを備えている。上述した受信ノード１０７とはＱｏＳ推定部３０７を有していない点以外は同一の構成となっている。なお、ＣｏＳ制御部５０２はＣｏＳ制御手段に対応する。また、ＵＤＰ制御部５０４、ＩＰ制御部５０６及びリンク制御部５０７は送信手段を構成する。 (Sending node 101)
As shown in the block diagram of FIG. 5, the transmission node 101 includes an application unit 501, a CoS control unit 502, an RTP control unit 503, a UDP control unit 504, a TCP control unit 505, an IP control unit 506, A link control unit 507. The receiving node 107 has the same configuration as that of the receiving node 107 except that the QoS estimating unit 307 is not provided. The CoS control unit 502 corresponds to CoS control means. Also, the UDP control unit 504, the IP control unit 506, and the link control unit 507 constitute a transmission unit.

送信ノード１０１では、初回送信時に、まずアプリケーション部５０１からＣｏＳ制御部５０２にアプリケーションの所要ＱｏＳ情報が入力される。また、アプリケーション部５０１からＲＴＰ制御部５０３経由でＵＤＰ制御部５０４もしくはＴＣＰ制御部５０５へ、さらにはＩＰ制御部５０６へとアプリケーションデータが送られる。ＩＰ制御部５０６は、ＣｏＳ制御部５０２で推定されたＣｏＳ値を取得し、そのＣｏＳ値をＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込む。そして、リンク制御部５０７経由でＩＰネットワーク１０２へ送信する。また、送信したデータのＱｏＳ値(即ちＴＯＳフィールド値)はＣｏＳ制御部５０２で記憶される。 In the transmission node 101, the required QoS information of the application is first input from the application unit 501 to the CoS control unit 502 at the time of initial transmission. In addition, application data is sent from the application unit 501 to the UDP control unit 504 or the TCP control unit 505 via the RTP control unit 503 and further to the IP control unit 506. The IP control unit 506 acquires the CoS value estimated by the CoS control unit 502 and writes the CoS value in the TOS field of the IP header. Then, the data is transmitted to the IP network 102 via the link control unit 507. Further, the QoS value (that is, the TOS field value) of the transmitted data is stored in the CoS control unit 502.

また、送信ノード１０１では、受信ノード１０７から送信されたＱｏＳ制御信号Ｓ_ｃｏｎｔを受信すると、ＣｏＳ制御部５０２が、ＱｏＳ制御信号Ｓ_ｃｏｎｔ内に記述されたＣｏＳ情報を取得し、ＣｏＳ値の増加／維持／減少の判定を行う。ＣｏＳ値維持の場合は、記憶している前回送信したＣｏＳ値をＩＰ制御部５０６に入力する。ＣｏＳ値増加の場合は、ＣｏＳ値が増加させることができるかの判定即ちＣｏＳ値が最高値であるか否かの判定を行い、増加させることが可能であればＣｏＳ値を増加させて、受信ノード１０７のＩＰ制御部３０２に送る。ＣｏＳ値減少の場合は、ＣｏＳ値を減少させることができるかの判定を行い、減少させることが可能であればＣｏＳ値を減少させて、受信ノード１０７のＩＰ制御部３０２へ送る。受信ノード１０７のＩＰ制御部３０２では、送られてきたＣｏＳ値をＴＯＳフィールドに書き込み、データＤＡを送信し、次のＱｏＳ制御信号Ｓ_ｃｏｎｔの受信待ち状態となる。 In addition, when the transmission node 101 receives the QoS control signal S _cont transmitted from the reception node 107, the CoS control unit 502 acquires the CoS information described in the QoS control signal S _cont and increases / decreases the CoS value. Make a maintenance / decrease decision. In the case of maintaining the CoS value, the previously stored CoS value transmitted is input to the IP control unit 506. When the CoS value is increased, it is determined whether the CoS value can be increased, that is, whether the CoS value is the maximum value. If the CoS value can be increased, the CoS value is increased and received. This is sent to the IP control unit 302 of the node 107. When the CoS value is decreased, it is determined whether the CoS value can be decreased. If the CoS value can be decreased, the CoS value is decreased and sent to the IP control unit 302 of the receiving node 107. The IP control unit 302 of the receiving node 107 writes the sent CoS value in the TOS field, transmits data DA, and waits for reception of the next QoS control signal S _cont .

図６は、送信ノード１０１のＣｏＳ制御部５０２の動作をフローチャートで示したものである。
まず初回送信かどうか判定し（ステップＳ１０）、初回送信である場合は、送信ノード１０１のアプリケーション部５０１で動作しているアプリケーションの所要ＱｏＳ情報からＣｏＳ値を取得する（ステップＳ１１）。そして、取得したＣｏＳ値を記憶し（ステップＳ１２）、さらに記憶したＣｏＳ値をＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込み、受信ノード１０７へ送信する（ステップＳ１３）。 FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the CoS control unit 502 of the transmission node 101.
First, it is determined whether or not the transmission is the first transmission (step S10). If the transmission is the first transmission, the CoS value is acquired from the required QoS information of the application operating in the application unit 501 of the transmission node 101 (step S11). Then, the acquired CoS value is stored (step S12), and the stored CoS value is written in the TOS field of the IP header and transmitted to the receiving node 107 (step S13).

一方、初回送信でなければ、受信ノード１０７から送信されるＱｏＳ制御信号を受信し、受信したＱｏＳ制御信号内に記述されたＣｏＳ情報を取得する（ステップＳ１４）。次いで、取得したＣｏＳ値の増加又は維持又は減少の判定を行う（ステップＳ１５）。この判定において、ＣｏＳ値を維持する場合は、記憶している前回送信したＣｏＳ値をＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込んで受信ノード１０７へ送信する（ステップＳ１３）。ＣｏＳ値を増加する場合は、増加可能かどうか判定し（ステップＳ１６）、増加可能であればＣｏＳ値を増加させる（ステップＳ１７）。そして、値を増加させたＣｏＳ値を記録し（ステップＳ１２）、その後、ＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込んで受信ノード１０７へ送信する（ステップＳ１３）。 On the other hand, if it is not the first transmission, the QoS control signal transmitted from the receiving node 107 is received, and the CoS information described in the received QoS control signal is acquired (step S14). Next, it is determined whether the acquired CoS value is increased, maintained, or decreased (step S15). In this determination, when the CoS value is maintained, the stored previously transmitted CoS value is written in the TOS field of the IP header and transmitted to the receiving node 107 (step S13). If the CoS value is to be increased, it is determined whether it can be increased (step S16). If the CoS value can be increased, the CoS value is increased (step S17). Then, the increased CoS value is recorded (step S12), and then written in the TOS field of the IP header and transmitted to the receiving node 107 (step S13).

ＣｏＳ値を減少する場合は、減少可能かどうか判定し（ステップＳ１８）、減少可能であればＣｏＳ値を減少させる（ステップＳ１９）。そして、値を減少させたＣｏＳ値を記録し（ステップＳ１２）、その後、ＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込んで受信ノード１０７へ送信する（ステップＳ１３）。ＣｏＳ値を増加も減少もできない場合は、記憶している前回送信したＣｏＳ値をＩＰヘッダのＴＯＳフィールドに書き込んで受信ノード１０７へ送信する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。 When the CoS value is decreased, it is determined whether or not the CoS value can be decreased (step S18). If the CoS value can be decreased, the CoS value is decreased (step S19). Then, the CoS value with the value decreased is recorded (step S12), and then written in the TOS field of the IP header and transmitted to the receiving node 107 (step S13). If the CoS value cannot be increased or decreased, the stored previously transmitted CoS value is written in the TOS field of the IP header and transmitted to the receiving node 107 (steps S12 and S13).

このように本実施の形態の通信システムによれば、受信ノード１０７で、送信ノード１０１から送信されたデータを受信して得た受信データのＱｏＳを推定し、推定した受信データのＱｏＳと受信ノード１０７で動作しているアプリケーションの所要ＱｏＳとを比較して、その比較結果からＴＯＳフィールドの優先度を変更するパラメータを含むＱｏＳ制御信号を生成して送信ノード１０１へ送信するので、End-to-EndでのＱｏＳ制御が可能となる。しかも、ＩＰネットワーク１０２内にＲＳＶＰを実装していないトランスペアレントルータがあってもEnd-to-EndでのＱｏＳ制御が可能である。 As described above, according to the communication system of the present embodiment, the reception node 107 estimates the QoS of the reception data obtained by receiving the data transmitted from the transmission node 101, and the estimated QoS of the reception data and the reception node Compared with the required QoS of the application operating in 107, a QoS control signal including a parameter for changing the priority of the TOS field is generated from the comparison result and transmitted to the transmitting node 101. Therefore, End-to- QoS control at the end becomes possible. Moreover, even if there is a transparent router in which no RSVP is installed in the IP network 102, end-to-end QoS control is possible.

また、Ｄｉｆｆｓｅｒｖをベースにするので、従来のＲＳＶＰのようなEnd-to-Endでの予約を必要としない。また、ＱｏＳのフィードバック情報を用いることから、従来のＤｉｆｆｓｅｒｖのような相対的なＱｏＳ制御ではなく、絶対値的なＱｏＳ制御が可能となる。また、送信ノード１０１が過剰なＱｏＳ要求を出すことがないので、ＩＰネットワーク１０２への負荷を必要最低限で抑えることができる。 Further, since it is based on Diffserv, there is no need for end-to-end reservation as in conventional RSVP. In addition, since QoS feedback information is used, absolute QoS control is possible instead of relative QoS control as in conventional Diffserv. In addition, since the sending node 101 does not issue an excessive QoS request, the load on the IP network 102 can be suppressed to the minimum necessary.

なお、ＤｉｆｆｓｅｒｖのＱｏＳクラス毎で異なる課金方式が実施されているような場合(優先度大の場合は高通信料金が必要な場合等)では、Ｄｉｆｆｓｅｒｖのような固定的なクラス設定ではなく、ＱｏＳを満たす最低限のサービス料金で所要ＱｏＳを満たすこともできる。 In cases where different charging methods are implemented for each Diffserv QoS class (such as when high communication charges are required if the priority is high), QoS is not a fixed class setting like Diffserv. The required QoS can be satisfied with a minimum service charge that satisfies the above requirement.

本発明は、ＩＰネットワークを利用してデータの送受信を行う通信装置に適用して好適である。 The present invention is preferably applied to a communication apparatus that transmits and receives data using an IP network.

本発明の一実施の形態に係る通信システムの動作の概略を説明するためのブロック図The block diagram for demonstrating the outline of operation | movement of the communication system which concerns on one embodiment of this invention. 一実施の形態に係る通信システムに用いられるＤｉｆｆｓｅｒｖにおける優先度の一例を示す図The figure which shows an example of the priority in Diffserv used for the communication system which concerns on one Embodiment 一実施の形態に係る通信システムの受信ノードの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the receiving node of the communication system which concerns on one embodiment 一実施の形態に係る通信システムの受信ノードのＱｏＳ閾値判定方法を説明するための図The figure for demonstrating the QoS threshold value judging method of the receiving node of the communication system which concerns on one embodiment 一実施の形態に係る通信システムの送信ノードの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the transmission node of the communication system which concerns on one embodiment 一実施の形態に係る通信システムのＣｏＳ制御部の動作を説明するためのフローチャートThe flowchart for demonstrating operation | movement of the CoS control part of the communication system which concerns on one Embodiment. ＲＳＶＰのＱｏＳ制御方式を採用した従来の通信システムの動作の概略を説明するためのブロック図Block diagram for explaining the outline of the operation of a conventional communication system adopting the RSVP QoS control method ＤｉｆｆｓｅｒｖのＱｏＳ制御方式を採用した従来の通信システムの動作の概略を説明するためのブロック図Block diagram for explaining the outline of the operation of a conventional communication system adopting the Diffserv QoS control system. ＩＰｖ４のパケットフォーマットを示す図The figure which shows the packet format of IPv4 ＩＰｖ４のパケットのＴＯＳフィールドを示す図The figure which shows the TOS field of the packet of IPv4

Explanation of symbols

１０１送信ノード
１０２ＩＰネットワーク
１０３、１０６エッジルータ
１０５ルータ
１０７受信ノード
３０１、５０７リンク制御部
３０２、５０６ＩＰ制御部
３０３、５０５ＴＣＰ制御部
３０４、５０４ＵＤＰ制御部
３０５、５０３ＲＴＰ制御部
３０６、５０２ＣｏＳ制御部
３０７ＱｏＳ推定部
３０８、５０１アプリケーション部 101 Sending node 102 IP network 103, 106 Edge router 105 Router 107 Receiving node 301, 507 Link control unit 302, 506 IP control unit 303, 505 TCP control unit 304, 504 UDP control unit 305, 503 RTP control unit 306, 502 CoS Control unit 307 QoS estimation unit 308, 501 Application unit

Claims

In a communication device that receives data transmitted from a partner communication device using an IP network in which a plurality of modems exist,
QoS estimation means for estimating the QoS of data received from the counterpart communication device;
Application means for generating an application request QoS;
The QoS of the received data estimated by the QoS estimation means is compared with the application request QoS generated by the application means, and a QoS control signal including a parameter for changing the priority of the TOS field is generated from the comparison result. QoS control signal generation means;
Transmitting means for transmitting the QoS control signal generated by the QoS control signal generating means to the counterpart communication device;
A communication apparatus comprising:

In a communication device that transmits data to a partner communication device using an IP network in which a plurality of modems exist,
CoS control means for setting a TOS field value based on a QoS control signal received from the counterpart communication device;
Transmitting means for transmitting an IP packet to the counterpart communication device with a TOS field value set by the CoS control means;
A communication apparatus comprising:

In a communication system that transmits and receives data between two nodes using an IP network having a plurality of modems,
A transmission node having the communication device according to claim 1 as a transmission side;
A receiving node having the communication device according to claim 2 as a receiving side;
A communication system comprising:

In a CoS control method in a communication device that transmits data to a partner communication device using an IP network in which a plurality of modems exist,
A CoS value acquisition step of acquiring a CoS value from required QoS information of an operating application at the time of initial transmission;
A storage step of storing the CoS value acquired in the CoS value acquisition step;
A first transmission step of writing the CoS value stored in the storage step into a TOS field of an IP header and transmitting the same to the counterpart communication device;
A receiving step of receiving a QoS control signal transmitted from the counterpart communication device after the initial transmission;
A determination step of acquiring CoS information described in a QoS control signal from the counterpart communication device received in the reception step, and determining whether to increase or maintain or decrease a CoS value;
When maintaining the CoS value in the determination step, a second transmission step of writing the stored previously transmitted CoS value in the TOS field of the IP header and transmitting it to the counterpart communication device;
When the CoS value is increased in the determination step, it is determined whether or not the CoS value can be increased. If the CoS value can be increased, the CoS value is increased and the value is written in the TOS field of the IP header and transmitted to the partner communication apparatus. If the CoS value is to be decreased, it is determined whether or not the CoS value can be decreased. If the CoS value can be decreased, the CoS value is decreased and the value is written in the TOS field of the IP header and transmitted to the counterpart communication device. If the CoS value cannot be increased or decreased, a third transmission step of writing the stored previously transmitted CoS value in the TOS field of the IP header and transmitting it to the counterpart communication device;
A CoS control method comprising: