JP2010087675A

JP2010087675A - ネットワークシステム、制御装置及び通信フローの制御方法

Info

Publication number: JP2010087675A
Application number: JP2008252390A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Suzuki; 直明鈴木; Kazutomo Kobayashi; 和朝小林; Hiroyuki Takada; 寛之高田
Original assignee: NEC Corp; Nagasaki University NUC
Current assignee: NEC Corp; Nagasaki University NUC
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: JP5150976B2

Abstract

【課題】効率的にフロー制御を可能とする通信ネットワークシステムを提供する。
【解決手段】通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードへ送信される通信フローを制御するため、帯域の保証を行なうネットワーク内の通信フローの経路（方路）となる中継点を特定し、通信フローの経路における推定最大バースト値を算出処理し、算出処理した推定最大バースト値と通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較し、推定最大バースト値が許容最大バースト値以下であれば、通信フローの開始を許可することとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、帯域保証型ネットワークシステムに関する。詳しくは、通信フローの制御手順に特徴を有する制御装置及び通信フローの制御方法に関する。

帯域保証型ネットワークシステムでの通信フローは、通信ノード間でのシグナリング手順により開始・終了の手続きが行われる。通信ノードは通信フローにつき必要な通信レートを申告するが、ネットワークシステムにおいてシグナリング手順での通信が許可されない場合は、通信フローをネットワークに流すことができない。

帯域保証型ネットワークシステムでは、シェーピング装置により、通信遅延とひきかえに、最大バーストを一定以下にさせることが可能である。

また、別の方法によって、通信フローを制御する技術も検討されている。このような関連する技術は、例えば、特許文献１ないし２に記載されている。

特許文献１には、リーキバケットモデルにおいて、通信フロー（データストリーム）の損失を減らす受付判定方法が記載されている。
特許文献２には、通信フローのバーストが成長しても、元のバースト長に整形する整形装置、バースト成長を抑圧するルータ、パケット損失をなくす為のパケット受付方法が記載されている。

特開２００４−２４１８３５号公報特開２００５−２３６３５１号公報

しかしながら、上記背景技術には、更なる改善が要求される。帯域保証型の通信ネットワークで複数の通信フローを帯域保証するために、通信フローの中継点で通信フローの最大バースト値の上限を制限するシェーピングでは、現実にネットワークを構築する場合に、大規模なネットワーク内ですべての通信フローのためにシェーピング装置を用意して適用することは困難である。現実の規模を考慮していない技術は、ネットワークを構成する技術としては、不向きである。

シェーピング装置を用いずに通信した場合、複数の通信ノードで通信フローを流すと混雑し、FIFO(Fast In Fast Out)ルータで通信フローの転送遅延と最大バーストが増加する。転送遅延と最大バースト値を通信フローの品質値とすると、自由に通信フローを流せる環境では通信を品質保証できない。即ち、最大バースト値が増加することは、FIFOルータでの品質低下を意味する。

本発明の目的は、上記課題を解決し、シェーピング装置なしで、ネットワーク内の各通信フローの最大バースト値を推定するネットワークシステムにより、効率的にフロー制御を可能とする通信ネットワークシステムを提供することにある。

本発明のネットワークシステムは、通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードに通信フローを送信するネットワークシステムであって、帯域の保証を行なうネットワーク内の所定の通信フローの経路（方路）となる中継点を特定する手段と、前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段と、前記推定最大バースト値と前記通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較する手段とを有することを特徴とする。

本発明の通信フローの制御方法は、通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードへ送信される通信フローの制御方法であって、帯域の保証を行なうネットワーク内の通信フローの経路（方路）となる中継点を特定し、前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出処理し、算出処理した前記推定最大バースト値と前記通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較し、前記推定最大バースト値が前記許容最大バースト値以下であれば、前記通信フローの開始を許可することを特徴とする。

本発明によれば、ネットワーク内の各通信フローの最大バースト値を推定するネットワークシステムにより、効率的にフロー制御を可能とする通信ネットワークシステムを提供できる。

本発明の第１の実施の一形態を図１ないし図５に基づいて説明する。

図１は実施の一形態のネットワークシステム１を示す構成図である。本発明のネットワークシステム１の構成では、通信ノード２００を任意に１つ指定すると、その通信ノード２００から上流ネットワーク７００への経路（方路）となるFIFOルータ５０１〜５０ｋをすべて特定することが可能である。

ネットワークシステム１の通信フローが流れるネットワーク構成は、帯域保証型ネットワーク６００、及びシグナリング用ネットワーク８００から成る。帯域保証型ネットワーク６００は、FIFOルータ郡５００が任意の階層のツリー状に配置された構成を成す。通信ノード２００は、ツリー構造の各末端に位置し、ネットワークシステム１に通信フローの送出を試みる通信元装置である。上流ネットワーク７００は、他のネットワークである。

シグナリング用ネットワーク８００には、通信ノード２００と制御装置１００が接続されている。シグナリング用ネットワーク８００は、通信の設定や帯域保障を確保する制御系のネットワークである。

尚、図１に示す構成図では、シグナリング用ネットワーク８００を他の通信ネットワークと分離して記載しているが、シグナリング用ネットワーク８００を帯域保証型ネットワーク６００及び上流ネットワーク７００と共用しても良い。

FIFOルータ郡５００は、通信フローのパケットデータを転送する。このとき転送の時間当たりの各装置の処理性能（処理能力）を通信レート（転送可能レート）と呼ぶ。通信レートは、FIFOルータ毎に異なっていても良い。また、通信レートは、FIFOルータ内でもパケットデータの種別や優先度に基づいて変化をさせることが可能であり、通信フロー毎に処理能力を使用する時間を変化させることも可能である。

通信ノード２００は、通信フローを開始・停止するためにシグナリング手順による手続き処理を実施可能である。また、通信先の通信ノードと通信フローの送受信を行う。このとき、各種ノード間では、シグナリング手順を用いて、通信ノードの識別情報、通信フローの通信レート情報、および、通信メディア特性等を交換する。

ここで、通信メディア特性とは、例えば、電話（音声通信）やビデオ配信、データ通信のように、通信メディアサービス毎に定めるコーデックの種類や通信プロトコルの種別などである。

制御装置１００は、レート制御機能を有する装置である。制御装置１００は、レート制御機能を用いて、最大バースト値を考慮してトークンを管理し、FIFOルータ郡５００を介する通信フローを制御する。最大バースト値は、トークンを蓄積できる最大値であり、また、バーストデータ（パケット）を一度に処理できる最大値である。当該値を超えるバーストデータ（パケット）が流入した場合には、トークン不足によってバーストデータ（パケット）は破棄される。

制御装置１００は、通信ノード間のシグナリング手順を中継する機能を有し、通信ノード間で交換される情報を取得及び解析可能である。また、通信ノード間の通信フローの開始を許可または拒否（不許可）するシグナリング手順の機能を有する。

制御装置１００は、ネットワーク構成および各FIFOルータの処理性能を記憶するデータベースを備える。同じく、制御装置１００は、通信メディア特性毎に、基本最大バースト値及び許容最大バースト値を記憶するデータベースを備える。尚、各ネットワーク構成、各FIFOルータ処理性能、基本最大バースト値及び許容最大バースト値は、事前にデータベースに登録されている。

制御装置１００のデータベースには、各FIFOルータを流れる時事刻々と変化する通信フローの基本最大バースト値の総和Σがメモリに記憶されている(Σは、転送レートと同様に、ルータ毎の変数を表す)。また、データベースには、時事刻々と変化する情報や、その他の情報も記憶される。尚、データベースは、メモリ上で構成されても良いし、補助記憶装置上で構成されても構わない、即ち、各種情報を記憶可能であれば、どのような記憶手段であっても構わない。

尚、図１に示すΣ(1)は、ルータ１を流れる通信フローの基本最大バースト値の総和を示す。また、Σ(２)は、ルータ２を流れる通信フローの基本最大バースト値の総和を示す。以降も同様であり、Σ(ｋ)は、ルータｋを流れる通信フローの基本最大バースト値の総和を示す。

このような構成において、実施の一形態のネットワークシステム１は、ネットワーク内の各通信フローの最大バースト値を推定するネットワークシステムにより、効率的にフロー制御を可能とする。

次に、ネットワークシステム１のフロー制御について説明する。尚、フロー制御の対象となる通信フローは、説明を明瞭とするため、通信ノード２００から上流ネットワーク７００の方向に流れる通信フローに限定して記載する。また、設定を試みる通信のフローを通信フロー０として記載する。

図２は、ネットワークシステム１のフロー制御を示すフローチャートである。

「通信フローの経路（方路）の特定処理」
ネットワークシステム１は、通信ノード２００から送信される通信フロー０の開始のシグナリング手順にともなって、通信ノード２００の識別情報等を取得する。

制御装置１００は、内蔵するデータベースに記憶されている情報に基づき、通信フロー０の通信ノード２００から上流ネットワーク７００までの中継点となるFIFOルータ５０１〜５０ｋを特定する。更に、特定したFIFOルータ５０１〜５０ｋの転送レートをデータベースから取得する（ステップＳ２０１）。

「集約競合フローの特定処理」
ネットワークシステム１は、通信フロー０を中継するFIFOルータ５０１〜５０ｋで、既に許容（許可）された他の通信フローが流れている可能性が高いため、当該中継FIFOルータ５０１〜５０ｋにおける通信フロー０の集約に競合する他の通信フローを特定する（ステップＳ２０２）。

「推定最大バースト値の算出処理」
ネットワークシステム１は、他の通信フローを特定して、帯域の保証を行なうネットワーク構成と、当該ネットワーク内の各中継点における既設の通信フロー群による基本最大バースト値の総和値と、通信フローの申告値に基づいて、推定最大バースト値を算出処理する（ステップＳ２０３）。

「推定最大バースト値の算出例」
ここで、推定最大バースト値の算出は、例えば、FIFOルータ(k)を既に流れている既存の通信フローの基本最大バースト値の総和をΣ(k)、FIFOルータ(k)の転送レートをC(k)とした場合、通信フロー０の推定最大バースト値を数３の式で求められる。

数３の式は、FIFOルータ５０１〜５０ｋを経由したときの最大バースト値の増加を表現している。

を条件とし、

を用いて、フロー０の推定最大バースト値を算出する。尚、各値の単位は、最大バースト値 [bits]、通信レート [bps]、転送レート [bps]である。

ここで、基本最大バースト値は、通信フローのメディア特性によって定まり、ネットワーク転送が理想的な状態でのそのメディアの最大バースト値である。申告通信レートは、シグナリングから取得する値であって、これから開始しようとする通信フローの通信ノードが申告する通信レートである。Ｃ（１）・・・Ｃ（ｋ）は、これから開始しようとする通信フローの各中継点におけるFIFOルータの可能転送レート（処理能力）を表し、帯域の保証を行なう通信フロー０の経路のネットワーク構成及びデータベースに記録された値から求める。σ（１）・・・σ（k）は、これから開始しようとする通信フローの各中継点における既設の通信フロー群による基本最大バースト値の総和値Σ（１）・・・Σ（ｋ）から前段の中継点における既設の通信フロー群による基本最大バースト値の総和値を減算した値を示し、データベースに記録された値から求める。σは、経路上で前段にあるΣの値を引いた値である。計算式を例示すれば、σ(1)を一段目としてσ(k)を最終段とした場合

となる。

尚、通信経路における通信フロー０の推定最大バースト値の算出は、通信開始要求、特定したルータの転送可能レート、転送可能レートが他の通信フローのために使用される時間の比率などを用い、各中継点（特定したルータ）の転送可能レートが通信フロー０のために使用される時間を算出に基づいて行なっても良いし、他の算出方法を用いても良い。

通信経路における通信フローの推定最大バースト値の算出は、帯域保証型ネットワーク６００の構成と、当該ネットワーク内の既存の通信フロー群に係わる数値情報から求めることが出来る。

換言すれば、通信フローの特性毎に最大バースト値の基本値を定め、これから開始しようとする通信フローの申告する通信レートと各種数値情報とに基づいて各中継点における遅延時間を考慮して差分値（増加するバースト値）を算出し、基本値に差分値を加算すれば、所定の通信フローの最大バースト値を推定できる。

増加するバースト値は、通信フローの合流点(FIFOルータ、中継点)を考慮して行えば良く、通信フローの各合流点でどの程度最大バースト値が増加するか予測すれば推定可能である。増加するバースト値は、FIFOルータの時間あたりの転送処理能力と、その処理能力が他の既存の通信フロー群のために使用される時間の比率を用いれば算出可能である。

他の既存の通信フロー群をFIFOルータが転送処理している間、所定の通信フローの転送処理は実行されない為、当該実行されない時間には所定の通信フローのデータ（パケット）がFIFOルータに溜まって滞留する。所定の通信フローのデータがFIFOルータに滞留して遅延することを、バースト値が増加することと見做し、最大バースト値の最悪値をバースト値の基本値に差分値を加算して算出できる。

「比較処理」
ネットワークシステム１は、算出処理した通信フロー０の推定最大バースト値と通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較し、推定最大バースト値が許容最大バースト値以下であれば、次ステップに進み、推定最大バースト値が許容最大バースト値を超えれば、ステップＳ２０８に進む（ステップＳ２０４）。

「許可処理」
ネットワークシステム１は、推定最大バースト値が許容最大バースト値以下の場合、通信フロー０の開始を許可するシグナリング手順を実行する（ステップＳ２０５）。

ネットワークシステム１は、通信フローの開始を許可した場合に、各中継点における基本最大バースト値の総和値Σに、これから開始する通信フローの基本最大バースト値を加算処理する（ステップＳ２０６）。

ネットワークシステム１は、通信を終了した場合（通信フローの終了のシグナリング手順時）に、各中継点における基本最大バースト値の総和値Σから、通信フローの基本最大バースト値を減算処理する（ステップＳ２０７）。

「不許可処理」
推定最大バースト値が許容最大バースト値を超えた場合、通信フローの開始を不許可にするシグナリング手順を実行する（ステップＳ２０８）。

上記の一連のフロー制御により、実施の一形態のネットワークシステム１は、通信フロー０の送信許可又は不許可を判定できる。即ち、通信フローの不許可とひきかえに、最大バーストを一定以下にできる。

換言すれば、ネットワーク内の各通信フローの最大バースト値を推定するネットワークシステムにより、効率的にフロー制御を可能にできる。

次に、具体的な通信シーケンスを例示し、ネットワークシステムにおけるフロー制御を説明する。

具体的な通信シーケンスの例は、図１に示したネットワークシステム１と同様な構成を用いて説明する。また、説明を明瞭にするため、FIFOルータを２段として記載する。

図３は、ネットワークシステム１を通信シーケンスを示す為に限定的に記載した図である。

ネットワークシステムのネットワーク構成は、帯域保証型ネットワーク６００及びシグナリング用ネットワーク８００から成る。帯域保証型ネットワーク６００は、FIFOルータ郡５００が２段の階層のツリー状に配置された構成を成す。

通信ノード２１０〜２４０はツリーの各末端に位置し、帯域保証型ネットワーク６００、上流ネットワーク７００及び帯域保証型ネットワーク６１０を介して、通信ノード３００と通信する。

シグナリング用ネットワーク８００には、通信ノード２１０〜２４０、通信先の通信ノード３００及び、制御装置１１０が通信可能に接続されている。

通信ノード２１０〜２４０は、通信フローを開始・停止するためにシグナリング手順による手続き処理を実施する。また、通信先の通信ノード３００と通信フローの送受信を行う。

制御装置１１０は、レート制御機能を有してトークンを管理し、FIFOルータ郡５００の通信フローを制御する。

制御装置１１０は、通信ノードからのシグナリング手順を識別し、各ノード間で交換される情報を取得及び解析する。また、各ノード間の通信フローの開始を許可または拒否するシグナリング手順の機能を有する。

制御装置１１０は、データベースを有し、データベースにはネットワーク構成、各FIFOルータの処理性能、通信メディア特性毎に、基本最大バースト値、許容最大バースト値、各FIFOルータを流れる時事刻々と変化する通信フローの基本最大バースト値の総和値等が記憶されている。

ここで、データベースに記憶されている、各ネットワーク構成、各FIFOルータ処理性能、基本最大バースト値及び許容最大バースト値の情報を例示する。尚、各種値は、どのようなテーブルで記憶保持しても構わない。また、シグナリング用ネットワーク８００を介して取得し、メモリ上に記憶保持していても構わない。表１ないし表４は、上記データベースもしくはメモリに記憶保持される各種値を例示したものである。

表１は、通信ノード情報テーブルを示す。

表１の通信ノード情報テーブルには、通信ノード識別子[キー情報]に対応付けられて、経路情報が記載されている。このように通信ノード情報テーブルを設ければ、通信を設定要求する通信ノードから通知される各種信号から通信ノード識別子[キー情報]を取得することによって、経路（方路）を識別可能となる。

表２は、通信メディア特性テーブルを示す。

表２の通信メディア特性テーブルには、通信メディア特性に対応付けられて、基本最大バースト値が記載されている。このように通信メディア特性テーブルを設ければ、通信を設定要求する通信ノードから通知される各種信号から通信メディア特性を取得することによって、設定する通信フローの基本最大バースト値を識別可能となる。

表３は、ルータ情報テーブルを示す。

表３のルータ情報テーブルには、FIFOルータ識別子[キー情報]に対応付けられて、FIFOルータの転送レート(処理能力)C及び、時々刻々と変化するFIFOルータを通過する通信フローの基本最大バースト値の総和Σが記載されている。このようにルータ情報テーブルを設ければ、通信ノード情報テーブルを用いて識別した経路（方路）に基づいて、FIFOルータ毎の転送レート(処理能力)C、通信中の通信フローの基本最大バースト値の総和Σを識別可能となる。

表４は、セッションフロー情報テーブルを示す。

表４のセッションフロー情報テーブルには、セッションフロー識別子[キー情報]に対応付けられて、通信ノード識別子および、通信メディア特性が記載されている。セッションフロー情報テーブルは、新たに通信フローが設定される毎に追加され、通信フローが終了する毎に削除される。このようにセッションフロー情報テーブルを設ければ、FIFOルータ毎の通信中の通信フローの基本最大バースト値の総和Σを算出可能となると共に、新たに設けられる通信フローの推定最大バースト値を算出可能とできる。

表４の例では、Flow1、Flow2およびFlow3が通信中の状況である。これから開始しようとする通信フローFlow0の情報レコードは通信を許可した場合に表４へ追加されるので、許可の判定前には追加されていない状況である。ただし、Flow0についてのシグナリング手順の中継によりFlow0の通信ノード識別子および通信メディア特性はシグナリング情報として取得可能であり、表２からFlow0の基本最大バースト値、表１からFlow0の経由するFIFOルータを特定可能である。

本例では、表４と表２から、Flow1の基本最大バースト値が2、Flow2の基本最大バースト値が8、Flow3の基本最大バースト値が1であると特定できる。また、表４と表１から、Flow1の経由するFIFOルータがRT1→RT2、Flow2およびFlow3の経由するFIFOルータがRT3→RT2であると特定でき、FIFOルータ毎の通信中の通信フローの基本最大バースト値の総和Σが表３のとおり特定できる。ここから、これから開始しようとする通信フローFlow0の中継点RT1におけるσ(1)がΣ(1)-0=2、中継点RT2におけるσ(2)がΣ(2)-Σ(1)=9であると計算できる。すなわち、表１，表２，表３および表４とシグナリング情報を入力として、これから開始しようとする通信フローFlow0の推定最大バースト値の算出に必要な、数３の右辺の変数をすべて得ることが可能である。

次に、通信ノードからの通信開始要求に対して、通信フローを許可するときと、通信フローを許可しないときの通信シーケンスを示す。

図４は、ネットワークシステムにおける通信ノード０からの通信開始要求に対する通信フローを許可しない場合の通信シーケンス図である。

通信ノード０２１０は、通信ノード３００に対して通信を行なうため、発呼処理を行う（ステップＳ４０１）。このとき、通信ノード２１０は、発呼処理に伴い、様々な情報と共に、セッションフロー識別子、発側通信ノード識別子、通信メディア特性を含む通信開始要求を送信する。

制御装置１１０は、シグナリングネットワーク８００を介して、通信開始要求を受信し、通信ノード識別子を用いて通信フローの経路（方路）の特定処理や集約競合フローの特定処理等を行い、中継ルータを特定すると共に各種情報を取得する（ステップＳ４０２）。尚、本シーケンスでは、中継ルータは、FIFOルータ１５１０、FIFOルータ２５２０である。

制御装置１１０は、通信フロー０の推定最大バースト値の算出処理を行い、通信フロー０の最大バースト値を推定する（ステップＳ４０３）。

制御装置１１０は、通信フロー０の許容最大バースト値(品質保証したい値)を取得する（ステップＳ４０４）。

制御装置１１０は、推定した推定最大バースト値と許容最大バースト値とを比較処理し、推定最大バースト値が許容最大バースト値を超えて許容オーバーであって通信の品質保証できないと推定して、不許可処理を実行する（ステップＳ４０５）。

尚、各ステップの処理は、各装置に記録されたプログラムに従い、制御部等の演算処理部が処理する。

上記の一連の動作により、推定最大バースト値が許容最大バースト値を超えた場合、通信フローの開始を不許可にできる。即ち、通信フロー０の送信不許可とひきかえに、各中継点での最大バーストを一定以下にでき、パケット損失を防止できる。

図５は、ネットワークシステムにおける通信ノード０からの通信開始要求に対する通信フローを許可する場合の通信シーケンス図である。

通信ノード２１０は、通信ノード３００に対して通信を行なうため、発呼処理を行う（ステップＳ５０１）。このとき、通信ノード２１０は、発呼処理に伴い、様々な情報と共に、セッションフロー識別子、発側通信ノード識別子、通信メディア特性を含む通信開始要求を送信する。

制御装置１１０は、シグナリングネットワーク８００を介して、通信開始要求を受信し、通信ノード識別子を用いて通信フローの経路（方路）の特定処理や集約競合フローの特定処理等を行い、中継ルータを特定すると共に各種情報を取得する（ステップＳ５０２）。尚、本シーケンスでは、中継ルータは、FIFOルータ１５１０、FIFOルータ２５２０である。

制御装置１１０は、通信フロー０の推定最大バースト値の算出処理を行い、通信フロー０の最大バースト値を推定する（ステップＳ５０３）。

制御装置１１０は、通信フロー０の許容最大バースト値(品質保証したい値)を取得する（ステップＳ５０４）。

制御装置１１０は、推定した推定最大バースト値と許容最大バースト値とを比較処理し、推定最大バースト値が許容最大バースト値内であり通信を品質保証できる推定して、許可処理を実行する（ステップＳ５０５）。

制御装置１１０は、通信フローの開始を許可した場合に、各中継点（FIFOルータ１５１０、FIFOルータ２５２０）における基本最大バースト値の総和値Σ（１）、Σ（２）に、通信フロー０の基本最大バースト値を加算処理する（ステップＳ５０６）。

制御装置１１０は、通信ノード３００に対して発呼の通知を行なう発呼処理を行い、通信開始要求を送信する（ステップＳ５０７）。

通信ノード３００は、通信ノード２１０に対して受呼の通知を行なう応答処理を行い、通信開始応答を送信する（ステップＳ５０８）。

通信ノード２１０は、制御装置１１０を介して、通信ノード３００の送信した通信開始応答を受信し、帯域保証型ネットワーク１６００、上流ネットワーク７００及び、帯域保証型ネットワーク２６１０を介して、通信を開始する（通信フローを送信する）（ステップＳ５０９）。

通信ノード２１０は、帯域保証型ネットワーク１６００等を介する、通信を終了して呼を切断するときに、制御装置１１０に通信終了要求を送信する（ステップＳ５１０）。尚、通信ノード３００からの通信終了要求でも良い。

制御装置１１０は、通信終了要求を受信した場合に、各中継点（FIFOルータ１５１０、FIFOルータ２５２０）における基本最大バースト値の総和値Σ（１）、Σ（２）から、通信フロー０の基本最大バースト値を減算処理する（ステップＳ５１１）。

制御装置１１０は、通信ノード３００に対して通信終了要求を送信する（ステップＳ５１２）。

通信ノード３００は、通信ノード２１０に対して通信終了応答を送信する（ステップＳ５１３）。

通信ノード２１０は、制御装置１１０を介して、通信ノード３００の送信した通信終了応答を受信し、帯域保証型ネットワークを介する通信を終了する（通信フローの送信を停止する）。

上記の一連の動作により、推定最大バースト値が許容最大バースト値内である場合、通信フローの開始を許可できる。即ち、ネットワーク内の各中継点におけるパケット損失を発生させないようにフロー制御できる。

このように、本発明によれば、ネットワーク内の各通信フローの最大バースト値を推定するネットワークシステムにより、効率的にフロー制御を可能とする通信ネットワークシステムを提供できる。

実施の一形態のネットワークシステムを示す構成図である。ネットワークシステムのフロー制御を示すフローチャートである。ネットワークシステムを通信シーケンスを示す為に限定的に記載した図である。ネットワークシステムにおける通信ノードからの通信開始要求に対する通信フローを許可しない場合の通信シーケンス図である。ネットワークシステムにおける通信ノードからの通信開始要求に対する通信フローを許可する場合の通信シーケンス図である。

符号の説明

１ネットワークシステム
１００、１１０制御装置
２００通信ノード
２１０、２２０、２３０、２４０通信ノード
３００通信ノード（通信先）
５０１、５０２、５０ｋ FIFOルータ
５１０、５２０、５３０ FIFOルータ
６００帯域保証型ネットワーク
６１０帯域保証型ネットワーク
７００上流ネットワーク
８００シグナリング用ネットワーク

Claims

通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードに通信フローを送信するネットワークシステムであって、
帯域の保証を行なうネットワーク内の所定の通信フローの経路（方路）となる中継点を特定する手段と、
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段と、
前記推定最大バースト値と前記通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較する手段と
を有することを特徴とするネットワークシステム。
請求項１記載のネットワークシステムであって、
前記通信フローの開始を許可した場合に、各中継点における基本最大バースト値の総和値に、前記通信フローの基本最大バースト値を加算し、
前記通信フローの終了した場合に、各中継点における基本最大バースト値の総和値から、前記通信フローの基本最大バースト値を減算する
ことを特徴とするネットワークシステム。
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段は、
帯域の保証を行なう前記通信フローの経路のネットワーク構成と、当該ネットワーク内の各中継点における既設の通信フローによる基本最大バースト値の総和値と、前記通信フローの申告値に基づいて、算出処理することを特徴とする請求項１又は２に記載のネットワークシステム。
通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードに通信フローを送信するネットワークシステムであって、
シグナリングネットワークを介して、通信ノードから通信先ノードへの通信フローの通信開始要求を受信する手段と、
前記通信開始要求に基づいて、前記通信ノードからアクセスネットワークに送出する前記通信フローの通過するルータを特定する手段と、
前記通信開始要求及び前記特定したルータに基づいて、前記特定したルータにおける前記通信フローの集約に競合する他の通信フローを特定する手段と、
前記通信開始要求、前記特定したルータの転送可能レート、及び、前記転送可能レートが前記他の通信フローのために使用される時間の比率に基づいて、前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段と、
前記推定最大バースト値と前記通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較する手段と
を有することを特徴とするネットワークシステム。
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する処理は、

（１）を用い算出処理することを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載のネットワークシステム。
ただし、
σ(R１)、σ(R２)、σ(Rｋ)は、各中継点における既設の通信フローによる基本最大バースト値の総和値から前段の中継点における既設の通信フローによる基本最大バースト値の総和値を減算した値である。
Ｃ(1)、Ｃ(2)、Ｃ(k) は、各中継点における転送可能レートである。
通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードへ送信される通信フローの制御装置であって、
帯域の保証を行なうネットワーク内の所定の通信フローの経路（方路）となる中継点を特定する手段と、
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段と、
前記推定最大バースト値と前記通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較する手段と
を有することを特徴とする制御装置。
請求項６記載の制御装置であって、
前記通信フローの開始を許可した場合に、各中継点における基本最大バースト値の総和値に、前記通信フローの基本最大バースト値を加算し、
前記通信フローの終了した場合に、各中継点における基本最大バースト値の総和値から、前記通信フローの基本最大バースト値を減算する
ことを特徴とする制御装置。
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段は、
帯域の保証を行なう前記通信フローの経路のネットワーク構成と、当該ネットワーク内の各中継点における既設の通信フロー群による基本最大バースト値の総和値と、前記通信フローの申告値に基づいて、算出処理することを特徴とする請求項６又は７に記載の制御装置。
通信ノードから複数のルータを介して通信先ノードへ送信される通信フローの制御装置であって、
シグナリングネットワークを介して、通信ノードから通信先ノードへの通信フローの通信開始要求を受信する手段と、
前記通信開始要求に基づいて、前記通信ノードからアクセスネットワークに送出する前記通信フローの通過するルータを特定する手段と、
前記通信開始要求及び前記特定したルータに基づいて、前記特定したルータにおける前記通信フローの集約に競合する他の通信フローを特定する手段と、
前記通信開始要求、前記特定したルータの転送可能レート、及び、前記転送可能レートが前記他の通信フローのために使用される時間の比率に基づいて、前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段と、
前記推定最大バースト値と前記通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較する手段と
を有することを特徴とする制御装置。
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する処理は、

（１）を用い算出処理することを特徴とする請求項６ないし９の何れか一記載の制御装置。
ただし、
σ(R１)、σ(R２)、σ(Rｋ)は、各中継点における既設の通信フローによる基本最大バースト値の総和値から前段の中継点における既設の通信フローによる基本最大バースト値の総和値を減算した値である。
Ｃ(1)、Ｃ(2)、Ｃ(k) は、各中継点における転送可能レートである。
通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードへ送信される通信フローの制御装置に用いられるプログラムであって、
制御装置を、
帯域の保証を行なうネットワーク内の所定の通信フローの経路（方路）となる中継点を特定する手段と、
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段と、
前記推定最大バースト値と前記通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較する手段として
機能させることを特徴とするプログラム。
制御装置に、
前記通信フローの開始を許可した場合に、各中継点における基本最大バースト値の総和値に、前記通信フローの基本最大バースト値を加算させ、
前記通信フローの終了した場合に、各中継点における基本最大バースト値の総和値から、前記通信フローの基本最大バースト値を減算させる
ことを特徴とする請求項１１記載のプログラム。
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段を、
帯域の保証を行なう前記通信フローの経路のネットワーク構成と、当該ネットワーク内の各中継点における既設の通信フロー群による基本最大バースト値の総和値と、前記通信フローの申告値に基づいて、推定最大バースト値を算出させることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のプログラム。
通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードへ送信される通信フローの制御装置に用いられるプログラムであって、
制御装置を、
シグナリングネットワークを介して、通信ノードから通信先ノードへの通信フローの通信開始要求を受信する手段と、
前記通信開始要求に基づいて、前記通信ノードからアクセスネットワークに送出する前記通信フローの通過するルータを特定する手段と、
前記通信開始要求及び前記特定したルータに基づいて、前記特定したルータにおける前記通信フローの集約に競合する他の通信フローを特定する手段と、
前記通信開始要求、前記特定したルータの転送可能レート、及び、前記転送可能レートが前記他の通信フローのために使用される時間の比率に基づいて、前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段と、
前記推定最大バースト値と前記通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較する手段として
機能させることを特徴とするプログラム。
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出する手段を、

（１）を用いて推定最大バースト値を算出処理させることを特徴とする請求項１１ないし１４の何れか一記載のプログラム。
ただし、
σ(R１)、σ(R２)、σ(Rｋ)は、各中継点における既設の通信フローによる基本最大バースト値の総和値から前段の中継点における既設の通信フローによる基本最大バースト値の総和値を減算した値である。
Ｃ(1)、Ｃ(2)、Ｃ(k) は、各中継点における転送可能レートである。
通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードへ送信される通信フローの制御方法であって、
帯域の保証を行なうネットワーク内の通信フローの経路（方路）となる中継点を特定し、
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出処理し、
算出処理した前記推定最大バースト値と前記通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較し、
前記推定最大バースト値が前記許容最大バースト値以下であれば、前記通信フローの開始を許可することを特徴とする通信フローの制御方法。
請求項１６記載の通信フローの制御方法であって、
前記通信フローの開始を許可した場合に、各中継点における基本最大バースト値の総和値に、前記通信フローの基本最大バースト値を加算し、
前記通信フローの終了した場合に、各中継点における基本最大バースト値の総和値から、前記通信フローの基本最大バースト値を減算する
ことを特徴とする通信フローの制御方法。
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出処理は、
帯域の保証を行なう前記通信フローの経路のネットワーク構成と、当該ネットワーク内の各中継点における既設の通信フロー群による基本最大バースト値の総和値と、前記通信フローの申告値に基づいて、推定最大バースト値を算出することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の通信フローの制御方法。
通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードへ送信される通信フローの制御方法であって、
シグナリングネットワークを介して、通信ノードから通信先ノードへの通信フローの通信開始要求を受信し、
前記通信開始要求に基づいて、前記通信ノードからアクセスネットワークに送出する前記通信フローの通過するルータを特定し、
前記通信開始要求及び前記特定したルータに基づいて、前記特定したルータにおける前記通信フローの集約に競合する他の通信フローを特定し、
前記通信開始要求、前記特定したルータの転送可能レート、及び、前記転送可能レートが前記他の通信フローのために使用される時間の比率に基づいて、前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出処理し、
前記推定最大バースト値と前記通信フローの経路における許容最大バースト値とを比較し、
前記推定最大バースト値が前記許容最大バースト値以下であれば、前記通信フローの開始を許可することを特徴とする通信フローの制御方法。
前記通信フローの経路における推定最大バースト値を算出処理は、

（１）を用いて推定最大バースト値を算出処理させることを特徴とする請求項１６ないし１９の何れか一記載の通信フローの制御方法。
ただし、
σ(R１)、σ(R２)、σ(Rｋ)は、各中継点における既設の通信フローによる基本最大バースト値の総和値から前段の中継点における既設の通信フローによる基本最大バースト値の総和値を減算した値である。
Ｃ(1)、Ｃ(2)、Ｃ(k) は、各中継点における転送可能レートである。
通信ノードから複数の中継点を介して通信先ノードへ送信される所定の通信フローの最大バースト値の推定（予測）方法であって、
通信フローの特性毎に最大バースト値の基本値をデータベースに記録保持し、
所定の通信フローの通過する経路情報を取得し、
前記所定の通信フローの申告された通信レートと、データベースに記録された最大バースト値の基本値と、中継点での前記所定の通信フローの遅延時間に基づいて、増加するバースト値を算出処理し、
前記最大バースト値の基本値と前記増加するバースト値とを加算処理し、加算処理された値を所定の通信フローの最大バースト値と推定する
通信フローの最大バースト値の推定方法。