JP2009071824A - クラスベースのネットワークにおける帯域幅設定方法および装置 - Google Patents
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Abstract
クラスベースのネットワークにおいて帯域幅を効率的に設定する方法を提供する。
【解決手段】
クラスベースのネットワークにおいて帯域幅をオーバプロビジョンすることにより帯域幅を設定する方法は、所定のQoS(通信品質)パラメータを考慮して、各CoS(クラスオブサービス)に対してある帯域幅を初期化段階において割り当てるステップと、各CoSにおける現在使用中の帯域幅を保持するステップと、あるCoSにおいてリソースリクエストが受信され、該CoSが該リクエストを受け入れるために予約された十分な帯域幅を有しない場合には、影響を受ける該CoSに対して、将来のリクエストのために少なくとも過剰予約量Bov(i)の過剰帯域幅が存在するような帯域幅がオーバプロビジョンされるように過剰予約量Bov(i)を計算するステップとを含む。
【選択図】 図6
Description
各CoSにおける現在使用中の帯域幅を保持するステップであって、あるCoSの帯域幅に対する任意のリソースリクエストは、要求された帯域幅と現在使用中の帯域幅とを加えたものが前記予約帯域幅を超えない限りにおいて許可されるものである、ステップと、
あるCoSにおいてリソースリクエストが受信され、該CoSが該リクエストを受け入れるために予約された十分な帯域幅を有しない場合には、影響を受ける該CoSに対して、将来のリクエストのために少なくとも過剰予約量Bov(i)の過剰帯域幅が存在するような帯域幅がオーバプロビジョンされるように過剰予約量Bov(i)を計算するステップであって、ここで、前記帯域幅Bov(i)は、前記影響を受けるCoSへ割り当てられたピーク閾値に関して前記リソースリクエストが持つ有意度に基づいて計算されるものであり、該有意度は、前記影響を受けるCoSにおけるピーク閾値から使用帯域幅と要求された帯域幅とを差し引いて前記ピーク閾値で割った値に基づいて計算されるものである、ステップと
を含む、クラスベースのネットワークにおいて帯域幅をオーバプロビジョンすることにより帯域幅を設定する方法が提供される。
ここで、Bov(i)はクラスiの過剰予約帯域幅であり、
Bu(i)はクラスiが使用する帯域幅であり、
Brq(i)はクラスiが要求する帯域幅であり、
Brv(i)はクラスiに対して予約された帯域幅であり、
Pth(i)はクラスiのピーク閾値であり、
過剰予約はBov(i)>0のときに成功となる。
前記その他のクラスのピーク帯域幅から、計算された未だ利用可能な帯域幅の一部の値を削減するステップと、
前記その他のクラスオブサービスの帯域幅の削減量を、過剰予約が失敗したクラスオブサービスへ加えるステップと
を更に含む。
ここで、B_Idx(i)はクラスiの帯域幅インデックスであり、
Pth_Idx(i)はクラスiのピーク閾値インデックスであり、
Brl_Pth(i)はクラスiのピーク閾値からリリースされる帯域幅であり、
Pth(i)はクラスiのピーク閾値であり、
Brv(i)はクラスiに対して予約された帯域幅であり、
Bu(i)はクラスiが使用する帯域幅であり、
Bref(i)はクラスiの帯域幅リファレンス(クラスiの予約帯域幅またはコミットされた帯域幅)である。
各CoSにおける現在使用中の帯域幅を保持するモジュールであって、あるCoSの帯域幅に対する任意のリソースリクエストは、要求された帯域幅と現在使用中の帯域幅とを加えたものが前記予約帯域幅を超えない限りにおいて許可されるものである、モジュールと、
あるCoSにおいてリソースリクエストが受信され、該CoSが該リクエストを受け入れるために予約された十分な帯域幅を有しない場合には、影響を受ける該CoSに対して、将来のリクエストのために少なくとも過剰予約量Bov(i)の過剰帯域幅が存在するような帯域幅がオーバプロビジョンされるように過剰予約量Bov(i)を計算するモジュールであって、ここで、前記帯域幅Bov(i)は、前記影響を受けるCoSへ割り当てられたピーク閾値に関して前記リソースリクエストが持つ有意度に基づいて計算されるものであり、該有意度は、前記影響を受けるCoSにおけるピーク閾値から使用帯域幅と要求された帯域幅とを差し引いて前記ピーク閾値で割った値に基づいて計算されるものである、モジュールと
を備える、クラスベースのネットワークにおいて帯域幅をオーバプロビジョンすることにより帯域幅を設定する装置が提供される。
・AS(Autonomous Systems): 自律システム。
・BR(Border Router): 境界ルータ(入口または出口)。
・ダウンストリーム(downstream): 入口ノードから出口ノードまたはアクセスノードへの方向。
・アップストリーム(upstream): 出口ノードから入口ノードへの方向。
・ユニキャストルーティング情報ベース(Unicast Routing Information Base)(RIB): ユニキャストトポロジテーブル(unicast topology table)。
・セッションの送信者は、セッションオブジェクトと呼ばれる、各フローのQoS要件、優先度およびレートを定める。
・各受信者は、送信者からセッションオブジェクトを任意のオフライン手段またはオンライン手段により取得する。
・各受信者は、セッションオブジェクトをセッション確立時間に接続されたネットワーク内のエージェントへ送信する。
・ネットワークエージェントにおけるプロトコルまたはメカニズムは、セッションオブジェクトを用いてセッション経路(送信者から受信者へ)に沿った各ドメインにおけるセッションのフローごとにリソースの割当を要求する。
・ネットワークは、ネットワーク内の出口ルータを検索するためのドメイン間ルーティングプロトコル(例えばBGP)をサポートする。
・ルータは、IP Routing Alert Option(例えば非特許文献「RFC2113」参照)を認識しなければならない。
・アプリケーションインタフェース: セッションオブジェクトを運ぶリクエストを受信し、その実行結果をフィードバックするために、ASACを外部のメカニズムまたはプロトコルにさらす(expose)ために使用される。例えば、外部のセッションシグナリングプロトコルはこのインタフェースを使用してドメイン内のフローのためのリソースを要求することができるのに対して、ASACメカニズムもそのリクエストが正常に実行されたことを確認するためにそれを利用する。加えて、ASACメカニズムは、新たなユーザがセッションに興味を持っている場合あるいはユーザが別のドメインに移動したことに起因して、進行中のセッションフローのリソースを割り当てし直すための指示を受信することができる。
・QoS制御インタフェース: MIB(Management Information Base)とインタラクションすることによりQoS機能について情報を取得するために使用される。例えば、ASACメカニズムは、DiffServのポリシーまたはCoSごとに予約(リザーブ)された帯域幅量についての情報を検索することができる。加えて、ASACメカニズムは、このインタフェースを使用して、各クラスの(per-class)帯域幅を確保すること、例えばパケットスケジューラを適切に設定することによって、QoSリソースをオーバプロビジョンする。リソースの再設定も、例えば進行中のフローを別のCoSにマッピングするためにマーカを再設定すること、または適切に実行された予約により、ASACメカニズムによってサポートされる。中央リソースコントローラを持つクラスタにおいて、ASACメカニズムはこのインタフェースを使用して中央コントローラをトリガする。さらに、ASACメカニズムは、ネットワークプロビジョニングまたは例えばリソース情報のクエリのためにSLSコントローラと相互作用することができる。
・通信・経路制御インタフェース: ASACエージェントのオペレーションのサポートとして制御情報を運ぶメッセージを交換するために使用される。さらに、ASACメカニズムは、このインタフェースを使用して利用可能なユニキャストルーティングプロトコル(例えばOSPF)と相互作用して、RIB(Routing Information Base)において更なる処理のための外部インタフェース(outgoing interface)を検索する。加えて、ネットワークインタフェースがダウンするかどうかは下位プロトコルによって示されるので、ASACメカニズムは、例えばOSFPとの相互作用を通じて、リルーティングイベントを検出する(例えば非特許文献「J. Moy, “OSPF Version 2", The Internet Engineering Task Force - IETF, RFC2328, Apr 1998」参照)。
・帯域幅を自動的に制御し、コンスタントな人の介入を最小化する。
・マルチキャストアウェアネットワークにおけるマルチキャスト通信を強化する。
・セッション確立時間を削減する。
・シグナリングオーバヘッドを大きく削減する。
QoSリソースは、環境の利用度が高くないことから初期化段階(つまりシステムブートスラップ)においてASACメカニズムにより事前に初期化される。こうして、ASACメカニズムは、所要のシグナリング交換に起因する帯域幅消費と所要の状態操作に起因するオペレーションの処理の点でネットワーク性能をコンプロマイズすることなくQoSリソースを初期化する。実施の一形態によるQoS初期化において展開されるオペレーションは、シングルパスで(つまり同時に)実行される。その初期化は、利用可能な配信経路を発見し、それらの経路の最小リソース能力を検索し、そして経路ごとに全てのサポートされるCoSをオーバプロビジョンすることから成る。
過剰予約メカニズムは、主な目的として、選択されたCoSの過負荷予約を更新するために帯域幅の余剰割当分(surplus share)を計算する必要がある。式(1)に示されている関数は、将来のリクエストに備えて選択されたCoSを過剰予約(オーバリザーブ)するべく、要求された帯域幅に追加するための帯域幅量を計算するものである。選択された配信経路(リソースリクエストで指示された入口ノードから出口ノードへ向かう経路)の利用可能なQoS能力の情報に基づいて、そのボトルネックリンクに関して、ASACは次のように機能する。実施の一形態による関数は、CoSが使用している帯域幅とそのPthとの間の利用率(utilisation ratio)に対して、利用可能な帯域幅量(リクエストによって要求される帯域幅も考慮する)を掛けることによって過剰予約帯域幅を計算する。Bov(i)>0なら成功であり、その他の場合には、そのクラスはその閾値を超えた過負荷状態にあることがわかる。
・Bov(i): クラスiの過剰予約帯域幅(over-reservation bandwidth)。
・Bu(i): クラスiが使用中の帯域幅。
・Brq(i): クラスiが要求する帯域幅。
・Brv(i): クラスiに予約(リザーブ)された帯域幅。
・Pth(i): クラスiのピーク閾値。
B_Idx(i)はクラスiの帯域幅インデックスであり、
Pth_Idx(i)はクラスiのピーク閾値インデックスであり、
Brl_Pth(i)はクラスiのピーク閾値からリリースするための帯域幅であり、
Pth(i)はクラスiのピーク閾値であり、
Brv(i)はクラスiに対して予約された帯域幅であり、
Bu(i)はクラスiが使用中の帯域幅であり、
Bref(i)はクラスiの帯域幅リファレンス(クラスiの予約帯域幅またはコミットされた帯域幅)である。
E1〜E3 出口ノード
I、I1及びI2 入口ノード
Claims (13)
- 所定のQoS(通信品質)パラメータを考慮して、各CoS(クラスオブサービス)に対してある帯域幅を初期化段階において割り当てるステップであって、全帯域幅の一部をピーク閾値として各CoSへ割り当てるサブステップと、割り当てられたピーク閾値の一部を当該CoSの予約帯域幅として予約するサブステップとを含むステップと、
各CoSにおける現在使用中の帯域幅を保持するステップであって、あるCoSの帯域幅に対する任意のリソースリクエストは、要求された帯域幅と現在使用中の帯域幅とを加えたものが前記予約帯域幅を超えない限りにおいて許可されるものである、ステップと、
あるCoSにおいてリソースリクエストが受信され、該CoSが該リクエストを受け入れるために予約された十分な帯域幅を有しない場合には、影響を受ける該CoSに対して、将来のリクエストのために少なくとも過剰予約量Bov(i)の過剰帯域幅が存在するような帯域幅がオーバプロビジョンされるように過剰予約量Bov(i)を計算するステップであって、ここで、前記帯域幅Bov(i)は、前記影響を受けるCoSへ割り当てられたピーク閾値に関して前記リソースリクエストが持つ有意度に基づいて計算されるものであり、該有意度は、前記影響を受けるCoSにおけるピーク閾値から使用帯域幅と要求された帯域幅とを差し引いて前記ピーク閾値で割った値に基づいて計算されるものである、ステップと
を含む、クラスベースのネットワークにおいて帯域幅をオーバプロビジョンすることにより帯域幅を設定する方法。 - 前記帯域幅Bov(i)は、前記影響を受けるCoSにおいて使用されている帯域幅へ前記リソースリクエストの前記ピーク閾値に関する前記有意度を掛けた値に基づいて計算されるものである、請求項1に記載の方法。
- 追加される帯域幅Bov(i)は、
ここで、Bov(i)はクラスiの過剰予約帯域幅であり、
Bu(i)はクラスiが使用する帯域幅であり、
Brq(i)はクラスiが要求する帯域幅であり、
Brv(i)はクラスiに対して予約された帯域幅であり、
Pth(i)はクラスiのピーク閾値であり、
過剰予約はBov(i)>0のときに成功となるものである、請求項1に記載の方法。 - 新たな過剰予約の計算が失敗した場合には、過剰予約が失敗した、影響を受けるCoSのピーク帯域幅を、その他の1つ以上のクラスオブサービスの未だ利用可能な帯域幅の割当を用いて再調整するステップを更に含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記その他のクラスオブサービスのそれぞれについて、その他のクラスのピーク閾値から削減できる、未だ利用可能な帯域幅の一部の値を計算するステップであって、未だ利用可能な帯域幅は、そのクラスの予約帯域幅またはコミットされた帯域幅のいずれかをそのクラスのピーク閾値から差し引いた値に基づいて計算されるものである、ステップと、
前記その他のクラスのピーク帯域幅から、計算された未だ利用可能な帯域幅の一部の値を削減するステップと、
前記その他のクラスオブサービスの帯域幅の削減量を、過剰予約が失敗したクラスオブサービスへ加えるステップと
を更に含む請求項4に記載の方法。 - 前記ピーク帯域幅から削減される前記一部の値は、予約帯域幅の実際の使用程度を考慮する帯域幅インデックスに基づいて計算されるものであり、それにより、使用程度が大きくなるほど調整のために使用できる該一部の値は小さくなるものであり、及び/または、
前記ピーク帯域幅から削減される前記一部の値は、予約帯域幅またはコミットされた帯域幅がピーク閾値にどの程度近いかを考慮する閾値インデックスに基づいて計算されるものであり、それにより、ピーク閾値に近いほど調整のために使用できる該一部の値は小さくなるものである、
請求項4または5に記載の方法。 - 前記ピーク帯域幅から削減される前記一部の値は、予約帯域幅と使用帯域幅との差分を該予約帯域幅で割ることにより計算される帯域幅インデックスに基づいて計算されるものである、請求項4〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ピーク帯域幅から削減される前記一部の値は、ピーク閾値と予約帯域幅またはコミットされた帯域幅のいずれかとの差分をそのピーク閾値で割ることによって計算される閾値インデックスに基づいて計算されるものである、請求項4〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記一部の値は、前記帯域幅インデックスと前記閾値インデックスとの組み合わせに基づいて計算されるものである、請求項4〜8のいずれか一項に記載の方法。
- クラス(i)に対する再調整量Pth(i)は、
ここで、B_Idx(i)はクラスiの帯域幅インデックスであり、
Pth_Idx(i)はクラスiのピーク閾値インデックスであり、
Brl_Pth(i)はクラスiのピーク閾値からリリースされる帯域幅であり、
Pth(i)はクラスiのピーク閾値であり、
Brv(i)はクラスiに対して予約された帯域幅であり、
Bu(i)はクラスiが使用する帯域幅であり、
Bref(i)はクラスiの帯域幅リファレンス(クラスiの予約帯域幅またはコミットされた帯域幅)である、請求項4〜9のいずれか一項に記載の方法。 - 所定のQoS(通信品質)パラメータを考慮して、各CoS(クラスオブサービス)に対してある帯域幅を初期化段階において割り当てるモジュールであって、前記割り当ては、全帯域幅の一部をピーク閾値として各CoSへ割り当てることと、割り当てられたピーク閾値の一部を当該CoSの予約帯域幅として予約することとを含むものである、モジュールと、
各CoSにおける現在使用中の帯域幅を保持するモジュールであって、あるCoSの帯域幅に対する任意のリソースリクエストは、要求された帯域幅と現在使用中の帯域幅とを加えたものが前記予約帯域幅を超えない限りにおいて許可されるものである、モジュールと、
あるCoSにおいてリソースリクエストが受信され、該CoSが該リクエストを受け入れるために予約された十分な帯域幅を有しない場合には、影響を受ける該CoSに対して、将来のリクエストのために少なくとも過剰予約量Bov(i)の過剰帯域幅が存在するような帯域幅がオーバプロビジョンされるように過剰予約量Bov(i)を計算するモジュールであって、ここで、前記帯域幅Bov(i)は、前記影響を受けるCoSへ割り当てられたピーク閾値に関して前記リソースリクエストが持つ有意度に基づいて計算されるものであり、該有意度は、前記影響を受けるCoSにおけるピーク閾値から使用帯域幅と要求された帯域幅とを差し引いて前記ピーク閾値で割った値に基づいて計算されるものである、モジュールと
を備える、クラスベースのネットワークにおいて帯域幅をオーバプロビジョンすることにより帯域幅を設定する装置。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法を実行する手段を更に備える請求項11に記載の装置。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させることを可能にするコンピュータプログラム。
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