JP2006174156A - Network congestion scale determining method and system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、IPネットワークにおいて、アプリケーション品質またはトランスポート品質を測定し、その品質測定結果とトポロジ情報とを組み合わせて管理することにより、リンク単位に輻輳規模の把握を行うネットワーク輻輳判定方法及びシステムに関するものである。 The present invention relates to a network congestion judgment method and system for measuring the application quality or transport quality in an IP network, and managing the quality measurement result and topology information in combination, thereby grasping the congestion scale for each link. Is.
近年のユーザのブロードバンド化に伴い、インターネット上のコンテンツは、ストリーム配信、VoIP、テレビ会議等のリッチコンテンツの需要が高まりつつある。しかし、現在のインターネット接続ユーザは、様々な端末をネットワーク環境に接続することでサービスを利用している。また、その多くのユーザは、通信帯域幅や通信遅延等に関する品質保証がない、いわゆるベストエフォート型のサービスを利用している。このため、ユーザからのアクセスがある点に集中した場合は、パケット損失等の品質劣化が発生しアプリケーションの品質にも影響が出てしまう。 With the recent trend toward broadband users, demand for rich content such as stream distribution, VoIP, and video conferencing is increasing. However, current Internet-connected users use services by connecting various terminals to a network environment. In addition, many users use so-called best-effort services that do not have a quality guarantee regarding communication bandwidth, communication delay, and the like. For this reason, when the user concentrates on a point where there is access, quality degradation such as packet loss occurs and the quality of the application is affected.
そのため、現在、ストリーム配信やVoIP、テレビ会議等についてリアルタイムアプリケーション品質の維持及び向上を図るために、ユーザの受信品質を集約してネットワークの輻輳規模を判定し、その結果によって収容制限やレート制御等の品質制御技術を実施する方式の検討(例えば、特許文献1、非特許文献1、2)が進められている。
Therefore, in order to maintain and improve real-time application quality for stream distribution, VoIP, video conferencing, etc., the user's reception quality is aggregated to determine the congestion level of the network. Studies on methods for implementing the quality control technology (for example,
しかし、従来方式による輻輳判定のための受信品質の集約方法は、ネットワークを任意の点で区分したネットワークエリアをユーザと関連付けして静的に設定する方法で検討されており、ネットワークトポロジを把握して管理していない。そのため、従来方式は、例えば、通信先がサーバとなるストリーム配信のような固定された状態で、構成がスター網等のように単純な場合には、動作可能であるが、通信先が変更されるテレビ会議のような固定されていない状態で、構成が複雑な場合には、動作が困難になる。また、実際のネットワークトポロジを把握していないため、リンク単位に輻輳把握を実施しておらず、ネットワークエリアとして設定された何点かのエリアに区分された単位で輻輳把握を実施している。 However, the conventional method of consolidating received quality for congestion determination is studied by statically setting a network area that divides the network at an arbitrary point in association with the user to understand the network topology. Are not managed. For this reason, the conventional method can operate when the communication destination is fixed, such as stream distribution where the communication destination is a server, and the configuration is simple such as a star network, but the communication destination is changed. If the configuration is complicated in an unfixed state such as a video conference, the operation becomes difficult. Further, since the actual network topology is not grasped, congestion is not grasped for each link, and congestion is grasped in units divided into several areas set as network areas.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ネットワークリンクの経路情報を把握し、その把握した経路情報に各ユーザセッションから測定した品質情報を反映し管理することによって、ネットワーク内の輻輳状態をネットワークリンク単位に把握することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to grasp the route information of the network link, and to reflect and manage the quality information measured from each user session in the grasped route information. Thus, the congestion state in the network is grasped for each network link.
本発明は、経路測定手段、品質測定手段及び輻輳判定手段を備えたエンドホスト間通信に用いるネットワーク輻輳規模判定方法及びシステムであって、経路測定手段が、エンドホスト間セッションの通過リンク情報を測定して輻輳判定手段に通知し、品質測定手段が、エンドホスト間通信におけるネットワークの通信品質を測定して品質判定結果を輻輳判定手段に通知し、輻輳判定手段が、経路測定手段から通知されたセッションの通過リンク情報と品質測定手段から通知された品質判定結果とを保持し、セッションの通過リンク単位に品質判定結果を反映し、リンク単位のネットワーク輻輳規模を判定することを特徴とする。 The present invention relates to a network congestion scale determination method and system used for communication between end hosts provided with route measurement means, quality measurement means, and congestion determination means, wherein the route measurement means measures passing link information of the session between end hosts. To the congestion determination means, the quality measurement means measures the communication quality of the network in the communication between end hosts and notifies the quality determination result to the congestion determination means, and the congestion determination means is notified from the route measurement means. The session passing link information and the quality determination result notified from the quality measuring means are held, the quality determination result is reflected in the passing link unit of the session, and the network congestion scale in the link unit is determined.
また、本発明は、経路測定手段が、ルート検索に対する各ネットワークノード(ネットワーク上の通信装置)からの応答情報に基づいて測定したエンドホスト間セッションの通過リンク情報を輻輳判定手段に通知することを特徴とする。また、本発明は、さらにトポロジ管理手段を備え、経路測定手段が、トポロジ管理手段により収集されたトポロジ情報に基づいてエンドホスト間セッションの通過リンク情報を測定し、輻輳判定手段に通知することを特徴とする。また、本発明は、経路測定手段が通信経路を測定しまたはルート検索を行い、トポロジ管理手段がトポロジ情報を収集するタイミングを、セッションの開示時または定期的とすることを特徴とする。 In the present invention, the route measuring unit notifies the congestion determining unit of the passing link information of the session between end hosts measured based on the response information from each network node (communication device on the network) with respect to the route search. Features. The present invention further comprises topology management means, wherein the path measurement means measures passing link information of the session between end hosts based on the topology information collected by the topology management means and notifies the congestion judgment means. Features. In addition, the present invention is characterized in that the path measurement unit measures a communication path or performs a route search, and the topology management unit collects the topology information at the time of session disclosure or periodically.
また、本発明は、品質測定手段が、例えばネットワークノードやエンドホスト内で動作するアプリケーション等より受信帯域、パケット受信/パケット再送/パケットロス、遅延、フレームレート、バッファ量等のうちの少なくとも1つ以上のネットワークレベルまたはアプリケーションレベルでの通信品質を測定し、閾値と比較することによってセッション単位の品質判定を行うことを特徴とする。 Further, according to the present invention, the quality measurement means may include at least one of a reception band, packet reception / packet retransmission / packet loss, delay, frame rate, buffer amount, and the like from an application operating in a network node or an end host, It is characterized in that the communication quality at the network level or application level is measured and compared with a threshold value to determine the quality in units of sessions.
また、本発明は、輻輳判定手段が、ネットワークリンク単位の全体、正常及び異常セッション数と少なくとも1つ以上のこれらに対する閾値とを比較し、ネットワーク輻輳規模を判定することを特徴とする。また、本発明は、輻輳判定手段が、輻輳問合せ要求を受信し、ネットワーク輻輳規模の判定結果を応答することを特徴とする。 In addition, the present invention is characterized in that the congestion determining means determines the network congestion scale by comparing the total number of normal, abnormal and abnormal sessions in units of network links with at least one threshold for these. Further, the present invention is characterized in that the congestion determination means receives a congestion inquiry request and responds with a determination result of the network congestion scale.
本発明によれば、ネットワーク内のリンク単位に輻輳点を把握し、輻輳規模を把握することが可能となる。また、収容制限及び迂回制御等の他の品質制御方式と組み合わせることによって、エンドホストの品質へ影響が発生する前にリンク単位に輻輳状態を検知し、他の制御のトリガーとすることによって、ネットワーク品質の安定化が実現可能となる。 According to the present invention, it is possible to grasp a congestion point for each link in a network and grasp a congestion scale. In addition, by combining with other quality control methods such as accommodation restriction and bypass control, the network can detect the congestion status on a link basis before the end host quality is affected, and use it as a trigger for other control. Quality stabilization can be realized.
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す好適実施例に基づいて、詳細に説明する。尚、以下の説明では、ネットワークノードからトポロジ情報を収集する方法としてOSPF(Open Shortest Path First)プロトコルを、エンドホスト間経路を把握する方法としてSPF(Shortest Path Find)アルゴリズムをそれそれ利用し記述しているが、本発明はもちろんこれに限定されるものではない。これ以外の、ネットワークトポロジ情報の収集手段や経路把握手段も本発明の範疇である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on preferred examples shown in the drawings. In the following description, the OSPF (Open Shortest Path First) protocol is used as a method for collecting topology information from network nodes, and the SPF (Shortest Path Find) algorithm is used as a method for grasping the path between end hosts. Of course, the present invention is not limited to this. Other network topology information collecting means and route grasping means are within the scope of the present invention.
図1は、本発明の第1の実施例を説明するためのネットワーク輻輳規模判定システムの概略構成図である。このネットワーク輻輳規模判定システムは、エンドホスト7a,7b、ネットワーク管理サーバ8及びネットワーク6から構成される。エンドホスト7a,7bは、所定の処理を実行する通信アプリケーション手段(Application)1a,1b、ネットワーク6の品質を測定する品質測定手段4a,4b、及び、エンドホスト7a,7b間の通信経路を測定する経路測定手段2a,2bをそれぞれ備えている。ネットワーク管理サーバ8は、ネットワーク6のトポロジ情報を管理するトポロジ管理手段3、及び、ネットワーク6におけるリンク間の輻輳を判定する輻輳判定手段5を備えている。エンドホスト7a,7bは、同一端末内または外部端末内に設置された品質測定手段4a、4bを介してネットワーク6に接続され、エンドホスト間で通信を行う。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a network congestion scale determination system for explaining a first embodiment of the present invention. This network congestion scale determination system includes
ネットワーク管理サーバ8のトポロジ管理手段3は、ネットワーク6に接続され、OSPFプロトコルを利用し、Neighborルータ(図示せず)との間でLSA(Link−State Advertisement)を送受信することにより、リンクステートデータベース(トポロジ情報)を作成する。図5及び図6は、図4に示すネットワーク構成の下で、トポロジ管理手段3が管理するトポロジ情報の例を示している。図4において、User1〜10は図1に示したエンドホストに相当し、RT1〜7はルータを、N1〜7はネットワークを、RT1〜7の左右に付された数字はコストを示している。図5は、図4に示したネットワーク構成におけるネットワーク管理テーブルの図である。このネットワーク管理テーブルは、ネットワークアドレス、ルータID、及びルータからネットワークへのコストの情報を有している。図6は、図4に示したネットワーク構成におけるリンク管理テーブルの図である。このリンク管理テーブルは、ルータID(Source及びNextHop)及びSourceからNextHopへのコストの情報を有している。ここで、リンク(ネットワークリンク)とは、エンドホスト7a,7b間の通信経路において、隣接するルータ間の通信経路をいう。このように、トポロジ管理手段3は、図5及び図6に示したトポロジ情報から成るネットワーク管理テーブル及びリンク管理テーブルを管理する。
The topology management means 3 of the
エンドホスト7a内の通信アプリケーション手段1aが動作すると、通信アプリケーション1a,1b間のセッションが開始する。このセッションが開始する前に、エンドホスト7aの経路測定手段2aは、エンドホスト7a,7bのIPアドレスを付与した経路問合せ要求を、ネットワーク管理サーバ8のトポロジ管理手段3へ通知する。トポロジ管理手段3は、経路測定手段2aから経路問合せ要求を受信すると、図5及び図6に示したネットワーク管理テーブル及びリンク管理テーブルのトポロジ情報からDijkstraアルゴリズムを使用してエンドホスト7a,7b間の経路を推定し、推定した経路情報を経路測定手段2aへ通知する。経路測定手段2aは、トポロジ管理手段3から経路情報を受信すると、IPアドレス等のエンドホスト7a,7bの情報及び経路情報を、輻輳判定手段5へ通知する。
When the communication application means 1a in the
セッション開始後、エンドホスト7a,7bの品質測定手段4a、4bは、定期的に受信帯域、パケット受信/パケット再送/パケットロス、遅延、フレームレート、バッファ量等のうちの少なくとも1つ以上のネットワークレベルまたはアプリケーションレベルでの品質を測定し、この測定結果と閾値とを比較してネットワーク6の品質を評価し、この品質測定結果を輻輳判定手段5へ通知する。ここで、ネットワークレベルの品質とは、品質測定手段4a,4bがエンドホスト7a,7bとは異なるネットワーク6上の外部端末内に設置された場合の通信品質をいい、アプリケーションレベルの品質とは、品質測定手段4a,4bがエンドホスト7a,7bと同一の端末内に設けられた場合の通信品質をいう。
After the session is started, the quality measuring means 4a, 4b of the
輻輳判定手段5は、経路測定手段2aからエンドホスト情報及び経路情報を、品質測定手段4aから品質測定結果を受信すると、これらの情報を保持する。図7は、図4に示したネットワーク構成において、輻輳判定手段5が保持するユーザ管理テーブルの例を示している。このユーザ管理テーブルは、送信元・送信先ユーザIDまたはIPアドレス、経路情報、及び品質測定結果を有している。ここで、送信元・送信先ユーザIDまたはIPアドレスはエンドホスト情報に相当する。図7を参照して、例えば、エンドホストがUser1及びUser6の場合、エンドホスト情報として、送信元ユーザIDが「User1」、送信先ユーザIDが「User6」、経路情報が「RT1→RT3→RT6→RT5=>N4」品質測定結果が「NG」である。また、品質測定結果は、ユーザ管理テーブルに加えてリンク管理テーブルにも品質情報として保持される。図8は、輻輳判定手段5が保持するリンク管理テーブルの例を示している。このリンク管理テーブルは、ルータID、全セッション数、正常セッション数、異常セッション数、及び異常比率を有している。図4において、User6、User7、User8で品質測定結果が異常(NG)となる場合、輻輳判定手段5は、ユーザ管理テーブルの品質測定結果(品質)及び経路情報(Route)より、リンク管理テーブルの該当するリンクのセッション数を更新する。図8を参照して、例えば、ルータがRT1(Source)及びRT3(NextHop)の場合(上から2行目)、図7の上から1行目及び3行目の経路情報が「RT1→RT3」であり、1行目が品質NG、3行目が品質OKだから、全セッション数は「2」、正常セッション数は「1」、異常セッション数は「1」、異常比率は50となる。
When the congestion determination unit 5 receives the end host information and the route information from the
また、輻輳判定手段5は、定期的にリンク管理テーブルから、全セッション数のうち異常セッション数が占める比率(異常比率)と閾値とを比較し、ネットワークリンク(ルータ間)の輻輳を判定する。本実施例において輻輳判定の閾値を80%とした場合、図8に示したリンク管理テーブルでは、リンクRT2→RT3及びRT6→RT5は閾値80%より大きな値となるため、そのリンクは輻輳していると判定する。しかし、リンクRT2→RT3の様にサンプル数が少ない(サンプル数は1)場合は、1セッションの品質測定結果が輻輳判定に大きく影響するため、ネットワークの輻輳ではない原因で品質劣化が発生している場合でも、ネットワークにおけるリンク間が輻輳していると判定してしまう。そのため、異常セッション数の閾値に加え、リンク内の全セッション数に対する閾値を設け、全セッション数が閾値以上の場合のみ、輻輳判定を行うことで対処する。本実施例において、全セッション数に対する閾値を2とした場合、図8に示したリンク管理テーブルでは、リンクRT6→RT5のみが輻輳状態と判定されることとなる。 Further, the congestion determination unit 5 periodically compares the ratio of the total number of sessions occupied by the number of abnormal sessions (abnormal ratio) with a threshold from the link management table to determine the congestion of the network link (between routers). In the present embodiment, when the congestion determination threshold is 80%, the links RT2 → RT3 and RT6 → RT5 are larger than the threshold 80% in the link management table shown in FIG. It is determined that However, when the number of samples is small (the number of samples is 1) as in link RT2 → RT3, the quality measurement result of one session greatly affects the congestion judgment, and therefore quality degradation occurs due to not network congestion. Even if there is, it is determined that there is congestion between the links in the network. Therefore, in addition to the threshold for the number of abnormal sessions, a threshold is set for the total number of sessions in the link, and only when the total number of sessions is equal to or greater than the threshold, the congestion determination is performed. In this embodiment, when the threshold for the total number of sessions is 2, only the link RT6 → RT5 is determined to be in the congestion state in the link management table shown in FIG.
また、輻輳判定手段5は、外部システムからの要求に対して各リンク単位の輻輳状態や、エンドホスト間経路が輻輳したリンクを通過するか等の回答を行うことが可能であり、例えば、輻輳状態であるリンクを通知することによる経路の迂回制御や、エンドホスト間通過リンク輻輳時にはセッションのレート制御や受付制御を実施することが可能となる。 In addition, the congestion determination unit 5 can reply to a request from an external system, such as a congestion state for each link, whether an end-host path passes through a congested link, etc. It is possible to perform path detour control by notifying the link in a state, and session rate control and admission control when the end-host passing link is congested.
図2は、本発明の第2の実施例を説明するためのネットワーク輻輳規模判定システムの概略構成図である。このネットワーク輻輳規模判定システムは、実施例1と同様に、エンドホスト7a,7b、ネットワーク管理サーバ8及びネットワーク6から構成される。エンドホスト7a,7bは、通信アプリケーション手段1a,1b、及び品質測定手段4a,4bをそれぞれ備えている。ネットワーク管理サーバ8は、トポロジ管理手段3、経路測定手段2c、及び輻輳判定手段5を備えている。エンドホスト7a,7bは、同一端末内または外部端末内に設置された品質測定手段4a、4bを介してネットワーク6に接続され、エンドホスト間で通信を行う。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a network congestion scale determination system for explaining a second embodiment of the present invention. This network congestion scale determination system includes end hosts 7a and 7b, a
ネットワーク管理サーバ8のトポロジ管理手段3はネットワーク6に接続され、OSPFプロトコルを利用しNeighborルータとのLSAの送受信により、図5及び図6に示したネットワーク管理テーブル及びリンク管理テーブルから成るリンクステートデータベース(トポロジ情報)を作成する。トポロジ管理手段3の機能は、実施例1に説明した機能と同様である。
The topology management means 3 of the
エンドホスト7a内の通信アプリケーション手段1aが動作すると、通信アプリケーション1a,1b間のセッションが開始する。セッション開始後、エンドホスト7a,7bの品質測定手段4a、4bは、定期的に受信帯域、パケット受信/パケット再送/パケットロス、遅延、フレームレート、バッファ量等のうちの少なくとも1つ以上のネットワークレベルまたはアプリケーションレベルでの品質を測定し、この測定結果と閾値とを比較してネットワーク6の品質を評価し、この品質測定結果にエンドホスト7a,7bのIPアドレスを付与して輻輳判定手段5へ通知する。
When the communication application means 1a in the
輻輳判定手段5は、品質測定手段4a,4bから品質測定結果及びエンドホストのIPアドレスを受信すると、エンドホスト7a、7bのIPアドレスを付与した経路問合せ要求を、経路測定手段2cを経由してトポロジ管理手段3へ出力する。トポロジ管理手段3は、経路測定手段2cから経路問合せ要求を入力すると、図5及び図6に示したネットワーク管理テーブル及びリンク管理テーブルのトポロジ情報からDijkstraアルゴリズムを使用してエンドホスト7a,7b間の経路を推定し、推定した経路情報を、経路測定手段2cを経由して輻輳判定手段5へ出力する。この場合、輻輳判定手段5がトポロジ管理手段3へ出力する経路問合せ要求のタイミングは、品質測定手段4a,4bから品質測定結果を受信する毎、または当該セッションの初回の品質測定結果を受信した時(図7のユーザ管理テーブルに当該セッションの経路情報が無い場合)としてもよい。
When the congestion determination unit 5 receives the quality measurement result and the IP address of the end host from the
また、輻輳判定手段5は、経路測定手段2cから経路情報を入力すると、品質測定手段4a,4bから受信した品質測定結果及びエンドホスト情報、並びに経路測定手段2cから入力した経路情報を保持する。図7は、図4に示したネットワーク構成において、輻輳判定手段5が保持するユーザ管理テーブルの例を、図8は、リンク管理テーブルの例を示している。すなわち、輻輳判定手段5は、実施例1と同様に、これらの管理テーブルを保持する。また、輻輳制御手段5は、品質測定結果が異常(NG)の場合、ユーザ管理テーブルの品質測定結果(品質)及び経路情報(Route)より、リンク管理テーブルの該当するリンクのセッション数を更新する。尚、図7のユーザ管理テーブル及び図8のリンク管理テーブルについては、実施例1にて説明済みであるから、ここでは詳細な説明を省略する。
Further, when the route information is input from the
また、輻輳判定手段5は、定期的にリンク管理テーブルから、全セッション数のうち異常セッション数が占める比率(異常比率)と閾値とを比較し、ネットワークにおけるリンク(ルータ間)の輻輳を判定する。本実施例において輻輳判定の閾値を80%とした場合、実施例1と同様に、図8に示したリンク管理テーブルでは、リンクRT2→RT3及びRT6→RT5は閾値80%より大きな値となるため、そのリンクは輻輳していると判定する。しかし、リンクRT2→RT3の様にサンプル数が少ない場合は、輻輳でないと判断する。つまり、実施例1と同様に、リンク内の全セッション数に対する閾値を設け、全セッション数が閾値以上の場合のみ、輻輳判定を行う。 Further, the congestion determination means 5 periodically compares the ratio of the total number of sessions occupied by the number of abnormal sessions (abnormal ratio) with a threshold from the link management table to determine the congestion of the link (between routers) in the network. . In the present embodiment, when the congestion determination threshold is 80%, as in the first embodiment, the links RT2 → RT3 and RT6 → RT5 are larger than the threshold 80% in the link management table shown in FIG. The link is determined to be congested. However, if the number of samples is small, such as link RT2 → RT3, it is determined that there is no congestion. That is, as in the first embodiment, a threshold is set for the total number of sessions in the link, and congestion determination is performed only when the total number of sessions is equal to or greater than the threshold.
また、輻輳判定手段5は、外部システムからの要求に対して各リンク単位の輻輳状態や、エンドホスト間経路が輻輳したリンクを通過するか等の回答を行うことが可能であり、例えば、輻輳状態であるリンクを通知することによる経路の迂回制御や、エンドホスト間通過リンク輻輳時にはセッションのレート制御や受付制御を実施することが可能となる。 In addition, the congestion determination unit 5 can reply to a request from an external system, such as a congestion state for each link, whether an end-host path passes through a congested link, etc. It is possible to perform path detour control by notifying the link in a state, and session rate control and admission control when the end-host passing link is congested.
図3は、本発明の第3の実施例を説明するためのネットワーク輻輳規模判定システムの概略構成図である。このネットワーク輻輳規模判定システムは、実施例1及び2と同様に、エンドホスト7a,7b、ネットワーク管理サーバ8及びネットワーク6から構成される。エンドホスト7a,7bは、通信アプリケーション手段1a,1b、経路測定手段2a,2b、及び品質測定手段4a,4bをそれぞれ備えている。ネットワーク管理サーバ8は輻輳判定手段5を備えている。エンドホスト7a,7bは、同一端末内または外部端末内に設置された品質測定手段4a、4bを介してネットワーク6に接続され、エンドホスト間で通信を行う。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a network congestion scale determination system for explaining a third embodiment of the present invention. This network congestion scale determination system is composed of end hosts 7a and 7b, a
エンドホスト7a内の通信アプリケーション手段1aが動作すると、通信アプリケーション1a,1b間のセッションが開始する。このセッションが開始する前に、エンドホスト7aの経路測定手段2aは、エンドホスト7bへ向けて経路検索を実施する。具体的には、経路測定手段2aは、tracerouteコマンド等、IPヘッダのTTL(Time To Live)を1から増加させながら、IPパケットを対象のエンドホスト7bまで送信するような、経路を測定する方式を利用することにより、経路検索を実施する。経路測定手段2aは、経路検索によってエンドホスト間の経路を把握し、IPアドレス等のエンドホスト7a,7bの情報及び経路情報を輻輳判定手段5へ通知する。
When the communication application means 1a in the
セッション開始後、エンドホスト7a,7bの品質測定手段4a、4bは、定期的に受信帯域、パケット受信/パケット再送/パケットロス、遅延、フレームレート、バッファ量等のうちの少なくとも1つ以上のネットワークレベルまたはアプリケーションレベルでの品質を測定し、この測定結果と閾値とを比較してネットワーク6の品質を評価し、この品質測定結果を輻輳判定手段5へ通知する。
After the session is started, the quality measuring means 4a, 4b of the end hosts 7a, 7b periodically receives at least one network of reception bandwidth, packet reception / packet retransmission / packet loss, delay, frame rate, buffer amount, etc. The quality at the level or the application level is measured, the measurement result is compared with a threshold value, the quality of the
また、輻輳判定手段5は、経路測定手段2aからエンドホスト情報及び経路情報を、品質測定手段4aから品質測定結果を受信すると、これらの情報を保持する。図7は、図4に示したネットワーク構成において、輻輳判定手段5が保持するユーザ管理テーブルの例を、図8は、リンク管理テーブルの例を示している。すなわち、輻輳判定手段5は、実施例1及び2と同様に、図7に示したユーザ管理テーブル及び図8に示したリンク管理テーブルを保持する。また、輻輳制御手段5は、品質測定結果が異常(NG)の場合、ユーザ管理テーブルの品質測定結果(品質)及び経路情報(Route)より、リンク管理テーブルの該当するリンクのセッション数を更新する。尚、図7のユーザ管理テーブル及び図8のリンク管理テーブルについては、実施例1にて説明済みであるから、ここでは詳細な説明を省略する。
When the congestion determination unit 5 receives the end host information and the route information from the
また、輻輳判定手段5は、定期的にリンク管理テーブルから、全セッション数のうち異常セッション数が占める比率(異常比率)と閾値とを比較し、ネットワークにおけるリンク間(ルータ間)の輻輳を判定する。本実施例において輻輳判定の閾値を80%とした場合、実施例1及び実施例2と同様に、図8に示したリンク管理テーブルでは、リンクRT2→RT3及びRT6→RT5は閾値80%より大きな値となるため、そのリンク間は輻輳していると判定する。しかし、リンクRT2→RT3の様にサンプル数が少ない場合は、輻輳でないと判断する。つまり、実施例1及び2と同様に、リンク内の全セッション数に対する閾値を設け、全セッション数が閾値以上の場合のみ、輻輳判定を行う。 Also, the congestion determination means 5 periodically compares the ratio of the number of abnormal sessions occupied by the number of abnormal sessions (abnormal ratio) with a threshold from the link management table to determine congestion between links in the network (between routers). To do. In this embodiment, when the congestion determination threshold is 80%, the links RT2 → RT3 and RT6 → RT5 are larger than the threshold 80% in the link management table shown in FIG. 8 as in the first and second embodiments. Therefore, it is determined that the link is congested. However, if the number of samples is small, such as link RT2 → RT3, it is determined that there is no congestion. That is, as in the first and second embodiments, a threshold is set for the total number of sessions in the link, and congestion determination is performed only when the total number of sessions is equal to or greater than the threshold.
また、輻輳判定手段5は、外部システムからの要求に対して各リンク単位の輻輳状態や、エンドホスト間経路が輻輳したリンクを通過するか等の回答を行うことが可能であり、例えば、輻輳状態であるリンクを通知することによる経路の迂回制御や、エンドホスト間通過リンク輻輳時にはセッションのレート制御や受付制御を実施することが可能となる。 In addition, the congestion determination unit 5 can reply to a request from an external system, such as a congestion state for each link, whether an end-host path passes through a congested link, etc. It is possible to perform path detour control by notifying the link in a state, and session rate control and admission control when the end-host passing link is congested.
このように、実施例3では、実施例1及び2とは異なり、ネットワーク管理サーバ8が設置されるセンターシステムにトポロジ管理手段3を設ける必要がない、センターシステムの負荷低減が可能となる。
As described above, in the third embodiment, unlike the first and second embodiments, it is not necessary to provide the topology management means 3 in the center system in which the
尚、上記のネットワーク輻輳規模判定システムにおいて、実施例1及び3では経路測定手段2a,2b及び品質測定手段4a、4bをエンドホスト7a,7b内に配置するようにしたが、それぞれゲートウェイ装置等のそれぞれ別の端末内に備える構成にしてもよい。また、実施例1では、トポロジ管理手段3及び輻輳判定手段5を1台のネットワーク管理サーバ8内に配置するようにしたが、それぞれ別の端末内に備える構成にしてもよい。また、実施例2では、トポロジ管理手段3、経路測定手段2c及び輻輳判定手段5を1台のネットワーク管理サーバ8内に配置するようにしたが、それぞれ別の端末内に備える構成にしてもよい。
In the network congestion scale determination system described above, in the first and third embodiments, the path measuring means 2a, 2b and the quality measuring means 4a, 4b are arranged in the end hosts 7a, 7b. You may make it the structure with which each in another terminal. In the first embodiment, the
また、上記のネットワーク輻輳規模判定システムにおいて、実施例1では、セッションが開始する前に、経路測定手段2aが経路問合せ要求をトポロジ管理手段3へ通知し、トポロジ管理手段3が経路を推定するようにした。また、実施例2では、セッション開始後の品質測定結果を受信した時に、輻輳判定手段5が経路問合せ要求を経路測定手段2cを経由してトポロジ管理手段3へ出力し、トポロジ管理手段3が経路を推定するようにした。また、実施例3では、セッションが開始する前に、経路測定手段2aが経路検索を実施するようにした。この場合、経路測定情報2aまたは輻輳判定手段5が経路問合せ要求を通知するタイミング、トポロジ管理手段3が経路を推定するタイミング、及び経路測定手段2aが経路検索を実施するタイミングを、セッション開始時または定期的としてもよい。
In the network congestion scale determination system described above, in the first embodiment, before the session starts, the
また、図1〜3に示したネットワーク輻輳規模判定システムの品質測定手段4a,4b、トポロジ管理手段3、経路測定手段2a〜2c及び輻輳規模判定手段5は、これらに備える各機能を実現するソフトウェアを組み込んだコンピュータによってそれぞれ構成される。これらのソフトウェアは、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク(フロッピィーディスク、ハードディスク等)、光ディスク(CD−ROM、DVD等)、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することもできる。 Moreover, the quality measurement means 4a and 4b, the topology management means 3, the path measurement means 2a to 2c, and the congestion scale determination means 5 of the network congestion scale determination system shown in FIGS. Each is configured by a computer that incorporates. These software can be stored and distributed in a storage medium such as a magnetic disk (floppy disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), semiconductor memory, etc. as a program that can be executed by a computer. .
1a,1b 通信アプリケーション手段
2a,2b 経路測定手段
3 トポロジ管理手段
4a,4b 品質測定手段
5 輻輳判定手段
6 ネットワーク
7a,7b エンドホスト
8 ネットワーク管理サーバ
1a, 1b Communication application means 2a, 2b Path measurement means 3 Topology management means 4a, 4b Quality measurement means 5 Congestion judgment means 6
Claims (14)
経路測定手段が、エンドホスト間通信におけるネットワークリンクの通信経路をセッション単位に測定する経路測定ステップと、
品質測定手段が、エンドホスト間通信におけるネットワークの通信品質をセッション単位に測定する品質測定ステップと、
輻輳規模手段が、前記測定された通信経路と通信品質とに基づいて、ネットワークリンクの通信品質をセッション単位に求め、エンドホスト間通信におけるネットワーク輻輳規模を判定する輻輳判定ステップと、
を有することを特徴とするネットワーク輻輳規模判定方法。 A path measuring means for measuring a communication path between end hosts under a system including an end host connected to the network and one or more communication devices provided on the network between the end hosts; A quality measuring means for measuring the communication quality of the network and a congestion judging means for judging network congestion are provided in either the end host or the one or more communication devices, respectively, and the network congestion scale in the communication between the end hosts is determined. A method of determining,
A route measuring step in which a route measuring means measures a communication path of a network link in communication between end hosts in units of sessions;
A quality measuring step in which the quality measuring means measures the communication quality of the network in communication between end hosts in units of sessions;
Congestion scale means determines the network link communication quality in the communication between end hosts by determining the communication quality of the network link on a session basis based on the measured communication path and communication quality; and
A network congestion scale determination method characterized by comprising:
前記経路測定ステップは、トポロジ管理手段が、定期的にルータを含むネットワーク上の通信装置からトポロジ情報を収集し、経路測定手段が、前記トポロジ情報に基づいて通信経路を測定する
ことを特徴とする請求項1に記載のネットワーク輻輳規模判定方法。 Furthermore, topology management means for managing network topology information is provided,
In the path measuring step, the topology management means periodically collects topology information from communication devices on the network including routers, and the path measurement means measures the communication path based on the topology information. The network congestion scale determination method according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のネットワーク輻輳規模判定方法。 2. The network congestion scale determination method according to claim 1, wherein in the route measuring step, the route measuring means measures the communication route by directly searching the opposite end host for the route.
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか一項に記載のネットワーク輻輳規模判定方法。 In the path measuring step, the path measuring unit according to claim 1 measures the communication path, the topology managing unit according to claim 2 collects the topology information, and the path measuring unit according to claim 3 directly selects the opposite end host. The network congestion scale determination method according to any one of claims 1 to 3, wherein a timing for searching for a route is set at the start of a session or periodically.
ことを特徴とする請求項1から4までのいずれか一項に記載のネットワーク輻輳規模判定方法。 5. The network congestion scale determination according to claim 1, wherein in the quality measurement step, the quality measurement unit measures the communication quality by comparing the communication quality with a threshold value at a network level or an application level. Method.
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか一項に記載のネットワーク輻輳規模判定方法。 In the congestion determination step, the congestion determination means compares the whole network link unit, normal and abnormal session numbers with at least one or more thresholds based on the measured communication path and communication quality, 6. The network congestion scale determination method according to claim 1, wherein the network congestion scale is determined.
ことを特徴とする請求項1から6までのいずれか一項に記載のネットワーク輻輳規模判定方法。 The network congestion according to any one of claims 1 to 6, wherein in the congestion determination step, the congestion determination means further receives a congestion inquiry request and responds with a determination result of the network congestion scale. Scale determination method.
エンドホスト間通信におけるネットワークリンクの通信経路をセッション単位に測定する経路測定手段と、
エンドホスト間通信におけるネットワークの通信品質をセッション単位に測定する品質測定手段と、
前記測定された通信経路と通信品質とに基づいて、ネットワークリンクの通信品質をセッション単位に求め、エンドホスト間通信におけるネットワーク輻輳規模を判定する輻輳判定手段とを備え、
前記経路測定手段と、品質測定手段と、輻輳判定手段とがそれぞれ前記エンドホスト及び1台以上の通信装置のいずれかに設けられている
ことを特徴とするネットワーク輻輳規模判定システム。 A system comprising: an end host connected to a network; and one or more communication devices provided on the network between the end hosts, the system determining a network congestion scale in the communication between the end hosts,
A path measuring means for measuring a communication path of a network link in communication between end hosts in units of sessions;
Quality measurement means for measuring communication quality of the network in communication between end hosts in units of sessions;
Based on the measured communication path and communication quality, a network link communication quality is obtained for each session, and a congestion determination means for determining a network congestion scale in communication between end hosts is provided.
The network congestion scale determination system, wherein the path measurement unit, the quality measurement unit, and the congestion determination unit are provided in either the end host or one or more communication devices, respectively.
前記経路測定手段は、前記収集されたトポロジ情報に基づいて通信経路を測定する
ことを特徴とする請求項8に記載のネットワーク輻輳規模判定システム。 Furthermore, it comprises topology management means for periodically collecting and managing topology information from communication devices on the network including the router,
The network congestion scale determination system according to claim 8, wherein the path measurement unit measures a communication path based on the collected topology information.
ことを特徴とする請求項8に記載のネットワーク輻輳規模判定システム。 9. The network congestion scale determination system according to claim 8, wherein the route measuring unit measures the communication route by directly searching the opposite end host for the route.
ことを特徴とする請求項8から10までのいずれか一項に記載のネットワーク輻輳規模判定システム。 The path measurement unit according to claim 8 measures the communication path, the topology management unit according to claim 9 collects the topology information, and the path measurement unit according to claim 10 searches the path directly with respect to the opposite end host. The network congestion scale determination system according to any one of claims 8 to 10, wherein the timing is set at the start of a session or periodically.
ことを特徴とする請求項8から11までのいずれか一項に記載のネットワーク輻輳規模判定システム。 12. The network congestion scale determination system according to claim 8, wherein the quality measurement unit measures the communication quality by comparing it with a threshold value at a network level or an application level.
ことを特徴とする請求項8から12までのいずれか一項に記載のネットワーク輻輳規模判定システム。 The congestion determination means determines the network congestion scale by comparing the whole network link unit, the number of normal and abnormal sessions with at least one or more thresholds based on the measured communication path and communication quality. The network congestion scale determination system according to any one of claims 8 to 12, characterized in that:
ことを特徴とする請求項8から13までのいずれか一項に記載のネットワーク輻輳規模判定方法。
The network congestion scale determination method according to any one of claims 8 to 13, wherein the congestion determination unit further receives a congestion inquiry request and responds with a determination result of the network congestion scale.
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