JP2014045374A - Method of bandwidth reservation in network - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のノード間をフローあるいはパスにより接続するパスネットワークにおける帯域予約方法に関する。 The present invention relates to a bandwidth reservation method in a path network in which a plurality of nodes are connected by a flow or a path.
ネットワークの帯域予約方法として、RSVP(Resource reSerVation Protocol)技術がある。これは、送信元ノードが、宛先ノードまでの設定された経路に対し帯域を予約するもので、テレビ会議やリアルタイムの動画像配信などに対し、保証された帯域を提供するためのものである。一方、MPLS(Multi-Protocol Label Switching)に代表されるパスネットワークは、送信元ノードと宛先ノードの間のパスを提供するものである。パスネットワークにおける経路制御は、一般的には、IP(Internet Protocol)ネットワークのルーティング制御に準拠し実施される。 As a network bandwidth reservation method, there is RSVP (Resource reSerVation Protocol) technology. This is for the transmission source node to reserve a bandwidth for the set route to the destination node, and to provide a guaranteed bandwidth for video conferencing and real-time video distribution. On the other hand, a path network represented by MPLS (Multi-Protocol Label Switching) provides a path between a source node and a destination node. The route control in the path network is generally performed in accordance with the routing control of the IP (Internet Protocol) network.
RSVPによる帯域予約は、ルーティングプロトコルなどにより、送信元ノードと宛先ノードとの間に設定された一つの経路(最小コスト値経路)上で実施されるものであり、設定された経路において、オーバフロー(トラヒックの溢れ)が生じた場合、かかる帯域要求はブロックされ、他の経路に迂回する制御は実施されない。図1に示すネットワーク例において、ノード11からノード18への最短経路上のノード14とノード17の間のリンクで輻輳が生じる場合に、オーバフローした分を、他の経路、例えば、ノード12、13、16を経由する経路に余裕があったとしても、この余裕のある経路に切り替えることはできない。
Bandwidth reservation by RSVP is performed on one route (minimum cost value route) set between a source node and a destination node by a routing protocol or the like, and an overflow ( When a traffic overflow occurs, such a bandwidth request is blocked, and control for detouring to another route is not performed. In the network example shown in FIG. 1, when congestion occurs in the link between the
MPLS上でのRSVP制御も同じで、送信元ノードと宛先ノードとの間に設定されたパスにおいて、オーバフローが生じれば、かかる帯域要求はブロックされる。別の経路に迂回させないので、他のリンクに余裕があったとしても利用することができず、無駄が生じている。 The same applies to the RSVP control over MPLS. If an overflow occurs in the path set between the source node and the destination node, the bandwidth request is blocked. Since the route is not detoured to another route, it cannot be used even if there is room in other links, resulting in waste.
MPLSにおいて、経路を動的に設定する場合、その処理負荷や設定のための処理時間がかかるという課題がある。また、通信フロー毎にパスを割り当てると、管理すべきパスの数が増大、ひいては、パスの設定回数が増大するという課題が生じる。 In MPLS, when a route is dynamically set, there is a problem that it takes a processing load and a processing time for setting. In addition, when a path is assigned for each communication flow, there is a problem that the number of paths to be managed increases, and consequently, the number of times of setting a path increases.
本発明の第1のネットワークの帯域予約方法は、複数のノードと該ノード間を接続する複数の通信経路を備え、該通信経路の少なくとも一部の通信経路上に仮想回線を設定することが可能な通信ネットワークにおいて、
あるノード間に帯域要求が生じた場合、
(1)既に該ノード間に仮想回線が設定され、かつ、該仮想回線の経路上の全てのリンクにおいて、リンクの許容帯域幅から既に予約済みの総帯域幅を差引いた該リンクの余裕帯域幅が、要求された要求帯域幅を超えているという条件を満たす場合、該帯域要求を受理し、該要求帯域幅を加えた帯域幅を予約済みの総帯域幅とし、
(2)上記の条件が満たされない場合、前記余裕帯域幅が要求された要求帯域幅を超えていないリンクを探索対象から除外し経路を探索し、経路が探索された場合、該経路上に、該要求帯域幅を該予約済みの総帯域幅として仮想回線を設定することを特徴とするとする。
The bandwidth reservation method for a first network of the present invention includes a plurality of nodes and a plurality of communication paths connecting the nodes, and can set a virtual circuit on at least a part of the communication paths. In a telecommunication network
When a bandwidth request occurs between certain nodes,
(1) A virtual circuit has already been set up between the nodes, and in all the links on the path of the virtual circuit, the marginal bandwidth of the link obtained by subtracting the total reserved bandwidth from the allowable bandwidth of the link If the condition that the requested bandwidth is exceeded is received, the bandwidth request is accepted, and the bandwidth including the requested bandwidth is set as the reserved total bandwidth,
(2) When the above condition is not satisfied, a link that does not exceed the requested bandwidth for which the margin bandwidth is requested is excluded from a search target, and a route is searched. A virtual line is set with the requested bandwidth as the reserved total bandwidth.
また、本発明の第2のネットワークの帯域予約方法は、複数のノードと該ノード間を接続する複数の通信経路を備え、該通信経路の少なくとも一部の通信経路上に仮想回線を設定することが可能な通信ネットワークにおいて、
各ノードは、
(1)帯域要求を行う発信元ノードの場合に機能する、
前記仮想回線をリンクの許容帯域幅から既に予約済みの帯域の帯域幅の総和を差引いた該リンクの余裕帯域幅が設定を要求された上記仮想回線の要求帯域幅よりも大きい、という条件を満たすリンクに対し、要求の識別情報、宛先情報、要求帯域幅及び累積コスト値を含む帯域要求信号を同報する処理を行う帯域要求手段と、
(2)前記帯域要求信号を入力した場合に機能する、
前記帯域要求信号に含まれる識別情報に対応付けて、最小累積コスト値及び入力されたポート番号を管理する処理を行う帯域要求管理テーブルと、リンクに接続された出力ポート番号を対応づけて、許容帯域を管理する処理を行うリンク管理テーブルと、到着した帯域要求信号に応じて、予め定められた手順に従いコスト値を算出し、該帯域要求信号の累積コスト値に加算する処理を行うコスト値算出手段と、前記の到着した帯域要求信号の加算後の累積コスト値と、既に登録済の帯域要求信号の示す累積コスト値とを比較する処理を行う累積コスト値比較手段と、上記帯域要求信号が示す要求帯域幅とリンクの余裕帯域幅との比較を、出力リンクに接続された出力ポートについて行う処理を行う帯域幅比較手段と、該出力リンクに関わるリンク管理テーブルの余裕帯域幅を前記帯域要求信号に記載されている要求帯域幅の分だけ減少させ、該帯域要求信号を入力した隣接ノードは除いて、該出力リンクに接続された隣接ノードに対し、累積コスト値の加算後の前記帯域要求信号を同報し、該帯域要求信号に対応付けて、帯域要求管理テーブルの入力ポート番号と累積コスト値とを登録あるいは更新する処理を行う管理テーブル管理手段と、
(3)入力された前記帯域要求信号の宛先情報により該ノードが宛先ノードに指定された場合に機能する、
該前記帯域要求管理テーブルにより特定される累積コスト値が最小の入力リンクが接続する隣接ノードに接続された出力リンクに対し、要求信号の識別情報を含む帯域確保信号を送出する帯域確保信号送出手段と、
(4)前記帯域確保信号を入力した場合に機能する、
前記帯域管理テーブルを参照し前記識別情報に対応付けられ記録された入力ポート番号と、前記帯域確保信号を送出した隣接ノードへの出力リンクに接続された出力ポート番号とを、前記識別情報と対応付け、さらに帯域予約済み経路情報として管理する処理を行う第1管理手段と、
(5)前記の帯域要求信号を同報したノードにおいて、前記帯域要求信号と同じ識別情報を含む前記前記帯域確保信号を入力した場合に機能する、
前記帯域確保信号が入力された入力リンクに接続された入力ポート番号に対応付けられた出力ポート番号と、前記帯域確保信号が含む帯域要求信号の識別情報とを対応付け、さらに前記帯域要求に関わる帯域予約済みの出力ポートとして管理する第2管理手段と、を、
有するものであって、
帯域要求が生じたノードは、前記帯域要求手段により前記帯域要求信号を同報し、
前記帯域要求信号を受信したノードは、前記累積コスト値比較手段における比較結果が、新たに到着した帯域要求信号の累積コスト値よりも、既に帯域要求管理テーブルに登録済の帯域要求信号の示す累積コスト値の方が大きいという条件を満たし、かつ、前記帯域幅比較手段における比較結果が、帯域要求信号が示す要求帯域幅よりも余裕帯域幅が大きいという条件を満たす出力リンクが存在する場合、前記コスト値算出手段により累積コスト値が加算された帯域要求信号を該出力リンクに送出し、該出力リンクの存在が否定された場合、前記帯域要求信号の他のノードへの中継を停止し、
前記帯域要求信号の宛先情報により指定された宛先ノードは、帯域確保信号送出手段により前記帯域確保信号を送出し、
前記帯域確保信号を入力したノードは、前記第1管理手段を用いて仮想回線の帯域予約済み経路の管理を行い、
前記の帯域要求を行ない、前記帯域要求手段により前記帯域要求信号を同報したノードは、前記第2管理手段により該帯域要求を行った仮想回線の出力ポートの管理を行うことを特徴とする。
The second network bandwidth reservation method of the present invention comprises a plurality of nodes and a plurality of communication paths connecting the nodes, and sets a virtual circuit on at least a part of the communication paths. In a communication network that can
Each node
(1) Functions in the case of a source node that makes a bandwidth request.
The condition that the marginal bandwidth of the link obtained by subtracting the sum of bandwidths of the already reserved bandwidth from the allowable bandwidth of the link is larger than the requested bandwidth of the virtual circuit requested to be set is satisfied. Bandwidth request means for performing processing for broadcasting a bandwidth request signal including request identification information, destination information, request bandwidth and accumulated cost value to the link;
(2) Functions when the bandwidth request signal is input.
In association with the identification information included in the bandwidth request signal, the bandwidth request management table for performing processing for managing the minimum accumulated cost value and the input port number is associated with the output port number connected to the link, and allowed. A link management table for performing bandwidth management processing and a cost value calculation for performing processing for calculating a cost value according to a predetermined procedure in accordance with the arrived bandwidth request signal and adding it to the accumulated cost value of the bandwidth request signal Means, a cumulative cost value comparing means for performing processing for comparing the accumulated cost value after addition of the arrived bandwidth request signal and the accumulated cost value indicated by the already registered bandwidth request signal, and the bandwidth request signal The bandwidth comparison means for performing processing for the output port connected to the output link, and the resource related to the output link. The marginal bandwidth of the network management table is reduced by the required bandwidth described in the bandwidth request signal, and the adjacent nodes connected to the output link are excluded from the adjacent nodes that have input the bandwidth request signal. Management table management for performing processing for broadcasting the bandwidth request signal after addition of the accumulated cost value and registering or updating the input port number and the accumulated cost value of the bandwidth request management table in association with the bandwidth request signal Means,
(3) It functions when the node is designated as a destination node by the destination information of the input bandwidth request signal.
Band securing signal sending means for sending a band securing signal including identification information of a request signal to an output link connected to an adjacent node to which an input link with the minimum accumulated cost value specified by the bandwidth request management table is connected When,
(4) It functions when the band securing signal is input.
The input port number recorded in association with the identification information with reference to the band management table and the output port number connected to the output link to the adjacent node that has transmitted the band securing signal correspond to the identification information. And a first management means for performing processing for managing the bandwidth reserved route information.
(5) The node that broadcast the band request signal functions when the band reservation signal including the same identification information as the band request signal is input.
The output port number associated with the input port number connected to the input link to which the bandwidth reservation signal is input is associated with the identification information of the bandwidth request signal included in the bandwidth reservation signal, and further related to the bandwidth request A second management means for managing the bandwidth-reserved output port;
Having
The node where the bandwidth request has occurred broadcasts the bandwidth request signal by the bandwidth request means,
The node that has received the bandwidth request signal has the cumulative result indicated by the bandwidth request signal that has already been registered in the bandwidth request management table as compared with the cumulative cost value of the bandwidth request signal that has newly arrived. When there is an output link that satisfies the condition that the cost value is larger and the comparison result in the bandwidth comparison means satisfies the condition that the marginal bandwidth is larger than the requested bandwidth indicated by the bandwidth request signal, A bandwidth request signal to which the accumulated cost value is added by the cost value calculation means is sent to the output link, and when the presence of the output link is denied, the relay to the other node of the bandwidth request signal is stopped,
The destination node specified by the destination information of the band request signal sends the band securing signal by the band securing signal sending means,
The node that has input the bandwidth reservation signal manages the bandwidth reserved route of the virtual circuit using the first management means,
The node that makes the bandwidth request and broadcasts the bandwidth request signal by the bandwidth request means manages the output port of the virtual circuit that has made the bandwidth request by the second management means.
また、本発明は、上記第1のネットワークの帯域予約方法であって、上記第2のネットワークの帯域予約方法を用いて、経路探索を行うことを特徴とするものである。 Further, the present invention is the first network bandwidth reservation method, wherein the route search is performed using the second network bandwidth reservation method.
また、本発明のネットワークの帯域予約方法は、複数のノードと該ノード間を接続する複数の通信経路を備え、該通信経路の少なくとも一部の通信経路上に仮想回線を設定することが可能な通信ネットワークにおいて上記通信経路上に要求された帯域幅をもった仮想回線を設定するための経路探索における通信経路上の帯域の予約方法であって、
上記通信経路上に設定することが要求された仮想回線の一端のノードと他端のノード間の上記仮想回線の候補となる各リンクにおいて、
複数の通信フローをアグリゲートする帯域可変のパスにより複数のノード間が接続されたネットワークにおいて、
ある送信元ノードからある宛先ノードに対し、経路の異なる複数の前記パスが設定可能であり、前記送信元ノードから前記宛先ノードに対し帯域予約要求が生じた時、
(1)既に設定済のパスが存在する場合、
(1−1)前記設定済のパスがたどる経路上のいずれのリンクにおいても、前記帯域予約要求が要求する要求帯域幅がリンクの許容帯域幅からパスの既に予約済みの帯域の帯域幅の総和を差引いた該リンクの余裕帯域幅を超えてないならば、前記設定済のパスがたどる経路上のいずれのリンクの前記パスの予約帯域幅を前記の要求帯域幅の分だけ増加させ、
(1−2)前記設定済のパスがたどる経路において、前記帯域予約要求が要求する要求帯域幅がいずれかのリンクの余裕帯域幅を超える場合は、該リンクを含み前記要求帯域幅がリンクの余裕帯域幅を超えなくなるまでリンクをすべて回避して、新たなパスを設定し、前記要求帯域幅を前記パスに割り当て、
(2)設定済のパスが存在しない場合、前記要求帯域幅が余裕帯域幅を超えなくなるまでリンクを回避して、新たなパスを設定し、前記要求帯域幅を前記パスに割り当てることを特徴とする。
Also, the network bandwidth reservation method of the present invention comprises a plurality of nodes and a plurality of communication paths connecting the nodes, and can set a virtual circuit on at least a part of the communication paths. A method for reserving a bandwidth on a communication path in a route search for setting a virtual circuit having a requested bandwidth on the communication path in a communication network,
In each link that is a candidate for the virtual circuit between the node at one end and the node at the other end of the virtual circuit that is requested to be set on the communication path,
In a network where multiple nodes are connected by a variable bandwidth path that aggregates multiple communication flows,
When a plurality of paths having different paths can be set from a certain source node to a certain destination node, and when a bandwidth reservation request is generated from the source node to the destination node,
(1) If there is a path that has already been set,
(1-1) For any link on the route that the set path follows, the requested bandwidth requested by the bandwidth reservation request is the sum of the bandwidths already reserved for the path from the allowable bandwidth of the link. The reserved bandwidth of the path of any link on the path followed by the set path is increased by the required bandwidth,
(1-2) In the route that the set path follows, if the requested bandwidth requested by the bandwidth reservation request exceeds the surplus bandwidth of any link, the requested bandwidth including the link Avoid all links until the surplus bandwidth is not exceeded, set up a new path, assign the requested bandwidth to the path,
(2) When there is no set path, a link is avoided until the requested bandwidth does not exceed the surplus bandwidth, a new path is set, and the requested bandwidth is allocated to the path. To do.
また、本発明は、上記第4のネットワークの帯域予約方法であって、前記帯域予約要求が要求する帯域幅は、複数の通信フローのための帯域予約要求を満たすのに十分な値とすることを特徴とするものである。 Also, the present invention is the fourth network bandwidth reservation method, wherein the bandwidth required by the bandwidth reservation request is a value sufficient to satisfy the bandwidth reservation requests for a plurality of communication flows. It is characterized by.
また、本発明は、パス内の予約済み帯域の総和と、パスの許容帯域からパス内の予約済み帯域の総和を減じて得られるパスの余裕帯域と、の差が定められた値より小さくなった場合、との差が定められた値より小さくなった場合、複数のフローの要求を満たすのに十分な帯域を要求することを特徴とするものである。 Further, according to the present invention, the difference between the total reserved bandwidth in the path and the margin bandwidth of the path obtained by subtracting the total reserved bandwidth in the path from the allowable bandwidth of the path is smaller than a predetermined value. In the case where the difference is smaller than a predetermined value, a bandwidth sufficient to satisfy a plurality of flow requests is requested.
また、本発明は、前記通信ネットワークにおいて、全てあるいは一部のノードがコンテンツをキャッシュする機能を有し、上記のネットワークの帯域予約方法を用いて、送信元ノードから宛先ノード間への経路を決定し、該経路上のコンテンツをキャッシュする機能を有するノードは、送信元ノードから配信されるコンテンツをキャッシュしつつ前記経路にそって中継転送することを特徴とするものである。 Further, the present invention has a function in which all or some of the nodes in the communication network cache content, and determines a route from the source node to the destination node using the bandwidth reservation method of the network described above. The node having the function of caching the content on the route is characterized in that the content distributed from the transmission source node is relayed and transferred along the route while caching the content distributed from the transmission source node.
設定経路においてオーバフローが生じた場合、同じ宛先ノードに対し、別の経路を設定するので、ネットワークの利用効率が向上、ひいては、スループットが拡大する。
帯域要求の増大に対し、パスの帯域処理で対応するので、管理すべきパスの数を抑制することができる。
複数のフローに対しパスを設定するので、パスの設定頻度を少なくすることができる。
フローからの通信要求に先だって、事前に帯域を予約するので、予約処理に時間がかかったとして、フローの通信要求を速やかに処理することができる。
When an overflow occurs in the set route, another route is set for the same destination node, so that the use efficiency of the network is improved and the throughput is expanded.
The increase in bandwidth request is handled by path bandwidth processing, so the number of paths to be managed can be suppressed.
Since paths are set for a plurality of flows, the frequency of path setting can be reduced.
Since the bandwidth is reserved in advance prior to the communication request from the flow, it is possible to process the communication request for the flow promptly even if the reservation processing takes time.
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, devices having the same function or similar functions are denoted by the same reference numerals unless there is a special reason.
まず、本発明によるネットワークの帯域予約方法は、複数のノードと該ノード間を接続する複数の通信経路を備え、該通信経路の少なくとも一部の通信経路上に仮想回線を設定することが可能な通信ネットワークにおいて、上記通信経路上に要求された帯域幅をもった仮想回線を設定するための経路探索における通信経路上の帯域の予約方法に関するものである。なお、この仮想回線とは、例えば、第1の実施例ではフローであり、第2の実施例では複数のフローをアグリゲートするパスのことである。 First, a network bandwidth reservation method according to the present invention includes a plurality of nodes and a plurality of communication paths connecting the nodes, and is capable of setting a virtual line on at least a part of the communication paths. The present invention relates to a method for reserving a bandwidth on a communication route in a route search for setting a virtual circuit having a requested bandwidth on the communication route in a communication network. The virtual circuit is, for example, a flow in the first embodiment, and a path that aggregates a plurality of flows in the second embodiment.
実施例の説明の前に、まずフローとパスについて説明する。
フローとは、IPパケットあるいはMAC(Media Access Control)フレームのヘッダ情報等により識別・定義されるトラヒックの流れである。例えば、送信元IPアドレスと宛先IPアドレスまでの対が共通なフローをIPフロー、送信元TCPポート番号や宛先TCPポート番号の対が共通なフローをTCP(Transmission Control Protocol)フローと呼ぶことができる。IPルーティングの場合、送信元IPアドレスと宛先IPアドレスの対が同じIPフローに対し、異なる経路設定することができないが、TCPフローベースで管理すれば、それが可能となる。なお、本発明はフローの定義方法を限定するものでない。
特許文献1(特願2011−285870号明細書)記載のラベルフロースイッチングネットワークにおいては、ラベルによりフローを定義しているが、このようなものも本発明におけるフローに該当する。
Prior to the description of the embodiment, the flow and path will be described first.
A flow is a traffic flow identified and defined by IP packet or MAC (Media Access Control) frame header information. For example, a flow having a common pair of a source IP address and a destination IP address can be called an IP flow, and a flow having a common pair of a source TCP port number and a destination TCP port number can be called a TCP (Transmission Control Protocol) flow. . In the case of IP routing, different routes cannot be set for an IP flow having the same source IP address and destination IP address pair, but this is possible if managed based on the TCP flow. The present invention does not limit the flow definition method.
In the label flow switching network described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application No. 2011-285870), a flow is defined by a label, but this also corresponds to the flow in the present invention.
また、パスは、一般にパケットが伝送される道筋であり、代表的なものとして、OSI参照モデルのレベルL1、L2、L3について、L3パスとしてMPLS、L2パスとしてVLAN(Virtual Local Area Network)、L1パスとしてはSDH(Synchronous Digital Hierarchy)パスなどがある。また、ラベルがつけられたパケットのパスとしてMPLSに用いられるLSP(Label Switched Path)も知られている。 The path is generally a route through which packets are transmitted. As representatives, the levels L1, L2, and L3 of the OSI reference model are MPLS as the L3 path, VLAN (Virtual Local Area Network) as the L2 path, and L1. Examples of the path include an SDH (Synchronous Digital Hierarchy) path. An LSP (Label Switched Path) used for MPLS as a path of a packet with a label is also known.
なお、帯域要求信号の宛先情報としては、IPアドレスのような情報だけでなく、コンテンツ名あるいはそれに関係付けられたアドレスのようなものでもよいし、前記特許出願明細書においてはラベルにコンテンツを特定するする方法が記載されているが、宛先情報として、該ラベル情報を用いることも含まれる。この場合、各ノードは、(1)宛先情報に対応するコンテンツを保有していない場合は、中継同報を実施し、(2)上記コンテンツを保有していれば、上記ノードが宛先ノードとなり、経路探索を終端し、帯域確保信号の送出を実施する。 The destination information of the bandwidth request signal is not limited to information such as an IP address, but may be a content name or an address associated therewith. In the patent application specification, the content is specified on a label. However, using the label information as the destination information is also included. In this case, each node (1) performs relay broadcast when it does not have content corresponding to the destination information, and (2) if it has the content, the node becomes the destination node, The route search is terminated and a band securing signal is transmitted.
本実施例を図1、図2を用いて説明する。図1において、送信元であるノード11は、経路が設定されていないフローの通信要求が生じると、全ての出力リンクに対し出力ポートを介し、宛先であるノード18に向かって経路設定と帯域予約を行うための帯域要求信号を同報する。この帯域要求信号は、中継され、ノード18に到着する。帯域要求信号は、フローを特定するフローID、宛先情報、要求帯域幅、累積コスト値を含むものである。また、各ノードは、図2に示すフロー管理テーブルと帯域管理テーブルとを有し、前者には、受信される帯域要求信号が関わるフローに対し、フローIDと入力ポート番号と要求帯域幅及びそのノードに至るまでの累積コスト値が記録され、後者には、出力ポートに接続された出力リンクの許容帯域幅と余裕帯域幅が、全ての出力ポートに対応付けられ記録される。ここで、上記余裕帯域幅はリンクの許容帯域幅から予約済み帯域幅の総和を差し引いた値である。
This embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, when a communication request for a flow for which a route is not set occurs, the
累積コスト値として、ホップ数を用いる場合を例にして説明する。発信元であるノード11は、隣接するノード12、14に対し、あるフローの帯域要求信号を送出する。この時点の累積コスト値は、初期値として例えば0である。ノード12,14では、それぞれ、ノード11からノード12へのリンク11→12、リンク11→14のリンクコストを加算し(つまり、ホップ数をインクリメント)し、かつ、要求帯域幅よりも余裕帯域幅が大きいという条件を満たすリンクに対し該帯域要求信号を同報する。ただし、この同報においては、入力されたリンクを除く。ノード15には、ノード12経由の帯域要求信号(実線矢印)がノード14経由の帯域要求信号(点線矢印)よりも先に到着したとすると、先に到着したノード12経由の帯域要求信号は、フロー管理テーブルに記録されると共に、リンク15→14、リンク15→16及びリンク15→17に同報される。一方、ノード14からの帯域要求信号は、累積コスト値(この場合はホップ数と同じ)が同じでも後に到着したので、フロー管理テーブルの更新は行われず、同報処理も実施されない。ノード14では、リンク14→17においては、要求帯域幅は余裕帯域幅より大きい状態とする。この場合、この帯域要求を受理するとオーバフローが生じるので、このリンクを介した帯域要求信号の中継は行なわない。即ち、図中、X印で示すように、この帯域要求はブロックされる。これらの処理が行われた結果、フロー管理テーブルには、図2(a)に示す様に中継するフローのフローIDに対応した位置に並んで入力ポート番号及び最小累積コスト値が記録される。
A case where the number of hops is used as the accumulated cost value will be described as an example. The
最終的には、ノード18にはノード16及び17から、それぞれ帯域要求信号が到着するが、最も累積コスト値が小さく、最も早く到着されたノード11→12→15→17→18の経路に対応する帯域要求信号は、ノード17より入力されたとする。この場合、ノード18は、フローIDを含む帯域確保信号を送出する。各ノードは、帯域確保信号のフローIDに基づき、フロー管理テーブルを参照し、入力ポート番号に対応する出力ポートに対し、該帯域確保信号を転送する。この一連の制御により、帯域確保信号は、帯域予約された経路を逆走し、この場合、ノード18→17→15→12→11のホップ数4の経路をたどって、発信元のノード11までの経理の帯域が確保される。図10に、一連の処理を示す。
Eventually, band request signals arrive at
従来技術であるRSVPでは、ホップ数3の最短経路(ノード11→14→17)においてのみ、帯域予約処理が実施されるので、ノード14→17のリンクで要求帯域幅が余裕帯域幅より大きい状態となり、この予約要求はブロックされるのに対し、本発明では、次善の最短経路(ノード11→12→15→17→18)が設定され、リンクの使用効率、ひいては、ネットワークの総スループットが拡大する。
In RSVP, which is the prior art, bandwidth reservation processing is performed only on the shortest path (
上述の処理を実現する中継ノードでの処理フローを図4に示す。
F1: 帯域要求信号が到着した場合、F2へ。
F2: 入力されたリンクのコストを計算し、帯域要求信号の累積コスト値に加算し、F3へ。
F3: 到着帯域要求信号のフローIDと同じフローIDのフローがフロー管理テーブルに記録されているかどうかを確認し、記録されていればF4へ、記録されていなければ、F5へ。
F4: 到着した帯域要求信号の累積コスト値よりも、上記登録済のフローIDが同じフローの累積コスト値の方が大きいかどうかを確認し (ステップA)、大きい場合はF5へ、大きくない場合はF8へ。
F5: 上記要求帯域よりも上記余裕帯域の方が大きいという条件を満たす出力ポートが存在するかどうかを確認し、存在する場合はF6へ、存在しない場合はF8へ。
F6: 上記ポートに対し帯域要求信号を同報 (ステップB)し、F7へ。
F7: フロー管理テーブルを更新して、この処理を終了する。
F8: フロー管理テーブルを更新しないで、この処理を終了する。
FIG. 4 shows a processing flow in the relay node that realizes the above processing.
F1: When a bandwidth request signal arrives, go to F2.
F2: Calculate the cost of the input link, add it to the accumulated cost value of the bandwidth request signal, and go to F3.
F3: It is confirmed whether or not a flow having the same flow ID as the flow ID of the arrival band request signal is recorded in the flow management table, and if it is recorded, go to F4. If not, go to F5.
F4: Check whether or not the accumulated cost value of the same flow with the registered flow ID is larger than the accumulated cost value of the arrived bandwidth request signal (Step A). To F8.
F5: Check whether there is an output port that satisfies the condition that the margin band is larger than the requested band. If there is an output port, go to F6, and if not, go to F8.
F6: Broadcast a bandwidth request signal to the port (step B), and go to F7.
F7: The flow management table is updated and this process is terminated.
F8: This process is terminated without updating the flow management table.
この処理フローにおいては、
A)該中継ノードに至るまでの累積コスト値が最小となる経路の選択、
B)要求帯域<余裕帯域の条件を満たす出力リンクに対する同報
の2つの処理を実施する手段をステップA,Bとして具備している点が特徴である。
In this process flow,
A) Selection of a route with a minimum accumulated cost value up to the relay node,
B) A feature is that steps A and B comprise means for performing two broadcast processes for an output link that satisfies the condition of required bandwidth <margin bandwidth.
上記のような処理フローを実現するためには、図3に示す各種手段を順に用いる。これらの各種手段は、ハードウェアで実現してもよく、また、共通のハードウェア上で動作するソフトウェアによって実現してもよい。ここで、
帯域要求手段は、リンクの許容帯域幅から既に予約済みの帯域の帯域幅の総和を差引いた該リンクの余裕帯域幅が設定を要求された上記仮想回線の要求帯域幅よりも大きい、という条件を満たすリンクに対し、帯域要求信号を同報する処理を行い、
コスト値算出手段は、前記各ノードは、到着した帯域要求信号に応じて、予め定められた手順に従いコスト値を算出し、該帯域要求信号の累積コスト値に加算する処理を行い、
累積コスト値比較手段は、前記の到着した帯域要求信号の加算後の累積コスト値と、既に登録済の帯域要求信号の示す累積コスト値とを比較する処理を行い、
帯域幅比較手段は、上記帯域要求信号が示す要求帯域幅とリンクの余裕帯域幅との比較を、出力リンクに接続された出力ポートについて行う処理を行い、
管理テーブル管理手段は、該出力リンクに関わるリンク管理テーブルの余裕帯域幅を前記帯域要求信号に記載されている要求帯域幅の分だけ減少させ、該帯域要求信号を入力した隣接ノードは除いて、該出力リンクに接続された隣接ノードに対し、累積コスト値の加算後の前記帯域要求信号を同報し、該帯域要求信号に対応付けて、帯域要求管理テーブルの入力ポート番号と累積コスト値とを登録あるいは更新する処理を行い、
第1管理手段は、前記識別情報を含む前記帯域確保信号を入力し上記仮想回線の候補となるノードは、前記帯域管理テーブルを参照し前記識別情報に対応付けられ記録された入力ポート番号と、前記帯域確保信号を送出した隣接ノードへの出力リンクに接続された出力ポート番号とを、前記識別情報と対応付け、さらに帯域予約済み経路情報として管理する処理を行い、
第2管理手段は、前記識別情報を含む前記帯域確保信号を入力した前記送信元ノードは、前記帯域確保信号を送出した隣接ノードへの出力リンクに接続された出力ポート番号を前記識別情報と対応付け帯域予約済み経路情報として管理する処理を行うものである。
ちなみに、上記帯域要求信号は、要求の識別情報、宛先情報、要求帯域幅及び累積コスト値を含む信号である。
また、前記各ノードは、入力される前記帯域要求信号に含まれる識別情報に対応付けられており、最小累積コスト値及び入力されたポート番号を管理する処理を行う帯域要求管理テーブルと、リンクに接続された出力ポート対応に、許容帯域を管理する処理を行うリンク管理テーブルと、を有する。
また、域要求信号の宛先情報により指定された宛先ノードにおいては、該前記帯域要求管理テーブルにより特定される累積コスト値が最小の入力リンクが接続する隣接ノードに接続された出力リンクに対し、要求信号の識別情報を含む帯域確保信号を送出する。
In order to realize the processing flow as described above, various means shown in FIG. 3 are used in order. These various means may be realized by hardware, or may be realized by software operating on common hardware. here,
The bandwidth requesting means has a condition that a margin bandwidth of the link obtained by subtracting a sum of bandwidths of already reserved bandwidths from an allowable bandwidth of the link is larger than a requested bandwidth of the virtual circuit requested to be set. Broadcast the bandwidth request signal to the link that satisfies it,
The cost value calculating means performs a process in which each of the nodes calculates a cost value according to a predetermined procedure according to the arrived bandwidth request signal, and adds it to the accumulated cost value of the bandwidth request signal,
The accumulated cost value comparing means performs a process of comparing the accumulated cost value after the addition of the arrived band request signal with the accumulated cost value indicated by the already registered band request signal,
The bandwidth comparison means performs a process of comparing the requested bandwidth indicated by the bandwidth request signal with a margin bandwidth of the link for the output port connected to the output link,
The management table management means reduces the margin bandwidth of the link management table related to the output link by the required bandwidth described in the bandwidth request signal, except for the adjacent node that has input the bandwidth request signal, Broadcasting the bandwidth request signal after the addition of the accumulated cost value to the adjacent node connected to the output link, and associating with the bandwidth request signal, the input port number and the accumulated cost value of the bandwidth request management table, Process to register or update
The first management means inputs the bandwidth securing signal including the identification information, and the node that is a candidate for the virtual circuit refers to the bandwidth management table and the input port number recorded in association with the identification information, The output port number connected to the output link to the adjacent node that sent the bandwidth securing signal is associated with the identification information, and further managed as bandwidth reserved route information,
The second management means, the transmission source node that has input the bandwidth reservation signal including the identification information, the output port number connected to the output link to the adjacent node that has transmitted the bandwidth reservation signal corresponds to the identification information The management process is performed as the attached bandwidth reserved route information.
Incidentally, the bandwidth request signal is a signal including request identification information, destination information, request bandwidth, and accumulated cost value.
Each node is associated with identification information included in the input bandwidth request signal, and includes a bandwidth request management table for performing processing for managing the minimum accumulated cost value and the input port number, and a link. A link management table that performs processing for managing the allowable bandwidth in correspondence with the connected output port.
Further, in the destination node specified by the destination information of the area request signal, a request is made to the output link connected to the adjacent node to which the input link having the minimum accumulated cost value specified by the band request management table is connected. A band securing signal including signal identification information is transmitted.
本実施例は、ネットワーク上に存在するコンテンツや処理機能を発見する場合にも用いることができる。この場合に用いるフレーム構成を図11に示す。コンテンツ発見と帯域予約を行いたいノードをノード11とし、要求されたコンテンツはノード18が保有しているとする。図11(a)に示す帯域要求信号を送出する。宛先アドレスとして同報アドレスを設定すると共に、要求コンテンツ名を含む。この要求コンテンツ名は、宛先情報とフローIDの両方の機能を有する。即ち、要求コンテンツを有するノードが宛先ノードとなり、この場合ノード18が、帯域要求信号を受信すると、発信者ノードのアドレスとしてノード18のアドレスを設定し、図11(b)に示すような帯域確保信号を送出する。また、この一連の処理は、図10と同じ形態で実現される。
This embodiment can also be used when discovering contents and processing functions existing on a network. A frame configuration used in this case is shown in FIG. It is assumed that a node for which content discovery and bandwidth reservation are to be performed is the
なお、本発明は、経路の帯域を予約・確保するための方法を提供するものであり、確保後、ノード内のルータやスイッチにどのようなデータを設定するかは制限していない。例えば、送受信アドレス対やコンテンツ名に関係付けられたフローIDが共通な帯域要求信号の入力ポート番号と帯域確保信号の入力ポート番号を対応付ければ、ルーティングテーブルを実現することができる。 The present invention provides a method for reserving / reserving a bandwidth of a route, and does not limit what data is set in a router or switch in a node after the reservation. For example, the routing table can be realized by associating the input port number of the bandwidth request signal and the input port number of the bandwidth reservation signal with a common flow ID associated with the transmission / reception address pair and the content name.
なお、本実施例では、ノード分散の形態で説明を行ったが、このアルゴリズムを、センター装置で集中的に実施し、決定された経路及び予約帯域を各ノードに通知する実施様態を取ってもよい。 Although the present embodiment has been described in the form of node distribution, this algorithm may be implemented intensively in the center device, and an embodiment may be adopted in which the determined route and reserved bandwidth are notified to each node. Good.
図5から図7を用いて説明する。本実施例は、複数のフローをアグリゲートするパスに対する帯域予約に関するものである。第1の実施例と異なる点は、あるフローの発生によりノード間に帯域要求が生じた場合、既に帯域予約されたパスが存在する場合、パスの経路上の全てのリンクに対し、要求帯域幅よりも余裕帯域幅が大きいという条件を満たすかどうかをチェックし、この条件を満足している場合は、新たな経路を生成せずに、設定済のパスの予約帯域幅を増加させる処理を行う。これにより、フローレベルでの帯域要求の度に、経路探索を行う必要が無く、かつパスの数(例えばラベルパスにおいてはラベル数)の消費を抑制することができる。 This will be described with reference to FIGS. This embodiment relates to bandwidth reservation for paths that aggregate a plurality of flows. The difference from the first embodiment is that, when a bandwidth request is generated between nodes due to the occurrence of a certain flow, when there is a bandwidth-reserved path, the required bandwidth for all links on the path of the path If the condition that the marginal bandwidth is larger than the condition is satisfied, and if this condition is satisfied, the reserved bandwidth of the set path is increased without generating a new route. . As a result, it is not necessary to perform a route search every time a bandwidth request is made at the flow level, and consumption of the number of paths (for example, the number of labels in a label path) can be suppressed.
図5、図6及び図7において、帯域要求信号は、パスを特定するパスID、宛先情報、要求帯域幅、累積コスト値を含むものである。また、各ノードは、図6(a)パス管理テーブルと図6(b)帯域管理テーブルとを有し、前者図6(a)には、受信される帯域要求信号が関わるパスに対し、パスIDと入力ポート番号と要求帯域幅とそのノードに至るまでの累積コスト値とが記録され、後者図6(b)には、出力ポートに接続された出力リンクの許容帯域幅と余裕帯域幅(これは、リンクの許容帯域幅から予約済み帯域幅の総和を減じた値に等しい)が、全ての出力ポートに対応付けられて記録される。 5, 6, and 7, the bandwidth request signal includes a path ID that specifies a path, destination information, a requested bandwidth, and an accumulated cost value. Each node has a path management table in FIG. 6 (a) and a band management table in FIG. 6 (b). In the former FIG. The ID, the input port number, the requested bandwidth, and the accumulated cost value up to the node are recorded. In the latter FIG. 6B, the allowable bandwidth and the marginal bandwidth of the output link connected to the output port ( This is equal to a value obtained by subtracting the sum of reserved bandwidths from the allowable bandwidth of the link), and is recorded in association with all output ports.
新たなパスの経路設定は、第1の実施例と同様の処理フローにより実現される。各中継ノードの処理フローを図7および以下に示す。
G1: 帯域要求信号が到着した場合、G2へ。
G2: 入力されたリンクのコストを計算し、帯域要求信号の累積コスト値に加算し、G3へ。
G3: 到着帯域要求信号のパスIDと同じパスIDのパスがパス管理テーブルに記録されているかどうかを確認し、記録されていればG4へ、記録されていなければ、G5へ。
G4: 到着した帯域要求信号の累積コスト値よりも上記登録済のパスIDが同じパスの累積コスト値の方が大きいかどうかを確認し(ステップA)、大きい場合はG5へ、大きくない場合はG8へ。
G5: 上記要求帯域よりも上記余裕帯域の方が大きいという条件を満たす出力ポートが存在するかどうかを確認し、存在する場合はG6へ、存在しない場合はG8へ。
G6: 上記ポートに対し帯域要求信号を同報(ステップB)し、G7へ。
G7: パス管理テーブルを更新して、この処理を終了する。
G8: パス管理テーブルを更新しないで、この処理を終了する。
The path setting for a new path is realized by the same processing flow as in the first embodiment. The processing flow of each relay node is shown in FIG.
G1: When a bandwidth request signal arrives, go to G2.
G2: Calculate the cost of the input link, add it to the accumulated cost value of the bandwidth request signal, and go to G3.
G3: It is confirmed whether or not a path having the same path ID as the path ID of the arrival band request signal is recorded in the path management table. If it is recorded, go to G4, and if not, go to G5.
G4: Check whether or not the accumulated cost value of the same registered path ID is larger than the accumulated cost value of the arrived bandwidth request signal (step A). If it is larger, go to G5. Go to G8.
G5: It is checked whether there is an output port that satisfies the condition that the margin band is larger than the requested band. If there is an output port, the process goes to G6, and if not, the process goes to G8.
G6: Broadcast a bandwidth request signal to the port (step B), and go to G7.
G7: The path management table is updated and this process is terminated.
G8: This process is terminated without updating the path management table.
図5のノード11からノード18への帯域が確保されたパスの経路として、例えばノード11→14→17→18の経路が設定済みであるとする。図5の四角欄に記載の数値は、各リンクの既に予約済帯域幅の総和を示す。なお、各リンクの許容帯域幅を、例えば1,000Mbpsとする。
As a path of a path in which a bandwidth from the
この状態で、ノード11からノード18に対し、新たに2Mbpsの送信要求が生じたとする。はじめに、ノード11は、2Mbps分の帯域増加要求信号を設定済のパスに対し送出する。このパス経路において、最も余裕帯域の小さいリンクは、ノード14→17であるが、2Mbpsを加算しても、許容帯域以下なので、設定済の予約帯域を2Mbps分増加させる処理で対応できる。従って、ノード11からノード18へのパスが確保できる。
Assume that a new 2 Mbps transmission request is generated from the
次に、宛先ノードであるノード18は、2Mbpsの帯域増加を指示する帯域確保信号を、設定済みのパスの経路を逆走させる。この場合は、同報処理を実施することなく、帯域を予約・確保することができる。この処理により、ノード14→17の予約済帯域幅は999Mbpsとなる。
Next, the
更に、ノード11からノード18への2Mbpsの帯域要求が生じたとする。設定済みのパスは、ノード14→17のリンクにおいて要求帯域幅の方が余裕帯域幅より大きいという状態が生じ、帯域増加要求信号はブロックされる。なお、このブロック状態は、設定済みのパス経路を用いてノード11に通知される。ノード11は、設定済みのパス経路を用いた帯域幅増加の失敗を認識すると、帯域要求信号を新たに同報する。
Furthermore, it is assumed that a 2 Mbps bandwidth request from the
この場合、リンク12→15のリンクでは、要求帯域幅が余裕帯域幅より大きいという状況が生じているので、このリンクの使用はブロックされ、このリンクの使用を回避する条件で、経路が設定される。本実施例では、同報処理を用いた経路設定に先だって、設定済み経路で帯域増加の要求に応えられるかをチェックするので、トラヒック及び処理負荷の増大をもたらす同報通信の頻度を抑制することができる。
In this case, the
なお、本実施例の変形として、帯域増加要求がブロックされた場合、送信元ノードに戻って経路探索を行うのではなく、ブロックが生じたノード、この場合、ノード14が起点となって、経路探索を行っても良い。ノード14は、新たなパスIDを記した帯域要求信号を、ノード17へのリンクを除き同報する。この帯域要求信号により、全てのリンクで要求帯域<余裕帯域となる累積コスト値が最小の経路が探索され、ノード18は、その経路を用いて、ノード14に帯域確保信号を送出する。ノード11からノード14への経路は要求帯域<余裕帯域であることを認識しているので、この経路を用いて、新たなパスの設定を行う。これにより、ノード11からノード14までは、既設のパスと経路を共有し、ノード14からノード18への経路は、同報処理を用いて探索される。この変形方法によれば、同報処理の頻度を更に抑制することができる。
As a modification of the present embodiment, when the bandwidth increase request is blocked, the route search is not performed by returning to the transmission source node, but the route in which the block is generated, in this case, the
なお、同一宛先ノードに対する設定済みのパスが複数ある場合は、全ての該パスに対し、帯域増加が可能かどうかのチェックを行った後、新たなパスを用いた帯域予約処理を実施する。 When there are a plurality of paths that have been set for the same destination node, after checking whether or not the bandwidth can be increased for all the paths, the bandwidth reservation process using a new path is performed.
本実施例は、パスの設定頻度を少なくするためのもので、図8(a)を用いて説明する。図8(a)、(b)では、横軸右方向が時間の進行方向であり、縦軸上方向が確保した帯域幅の増大方向である。フローから帯域要求があった場合、パスに対しては、その要求より十分大きい帯域要求を実施するものである。フロー#1が、例えば2Mbpsの帯域要求を行った場合、パスレベルでは例えば10Mbps単位の帯域要求を行う。これによって、過剰分の8Mbpsまでは新たなフロー(宛先ノードを共有)による帯域要求に対し、特段の制御をしなくてもこれらのフローを設定済みのパスにアグリゲートできる。図8(a)では、フロー#2、#3の帯域要求に対し、パスの設定変更を実施しなくても対処し、フロー#4の帯域要求に対しては、要求帯域幅は余裕帯域幅より大きい状態となり、10Mbpsの帯域増加を含む帯域要求を発生させ、第2の実施例による帯域予約処理を起動させる。同じ経路を用いて帯域要求に応じることができれば、パスの帯域幅を20Mbpsに増加させる処理だけで対応できる。帯域増加処理で対応できない場合は、第2の実施例と同様、同報処理を用いて新たなパスの探索を行う。
This embodiment is for reducing the frequency of path setting, and will be described with reference to FIG. In FIGS. 8A and 8B, the right direction on the horizontal axis is the direction of time progression, and the upward direction on the vertical axis is the direction of increasing bandwidth. When there is a bandwidth request from the flow, a bandwidth request sufficiently larger than the request is executed for the path. For example, when the flow # 1 requests a bandwidth of 2 Mbps, for example, a bandwidth request in units of 10 Mbps is made at the path level. As a result, up to an excess of 8 Mbps, these flows can be aggregated to a set path without special control for a bandwidth request by a new flow (shared destination node). In FIG. 8A, the bandwidth requests of the flows # 2 and # 3 are dealt with without changing the path setting. For the bandwidth request of the
本実施例は、パスの設定処理にかかる時間を、サービスの処理遅延時間として顕在化させないためのものであり、図8(b)を用いて説明する。第3の実施例において、図8(a)の左端時点では、フロー#1〜#3には帯域が確保されている。図中▼印のタイミングで、新たにフロー#4のための帯域要求が発生したとする。フロー#1〜#3までの予約済帯域幅及びフロー#4用の要求帯域幅の総和は、10Mbpsを越えるので、更に10Mbps帯域を増やす処理が起動される。このパスの設定処理に必要な時間(ハッチで示すパスの設定処理時間)の後、▽で示すタイミングで送信が開始される。
The present embodiment is for preventing the time required for the path setting process from becoming apparent as the service processing delay time, and will be described with reference to FIG. In the third embodiment, bandwidths are reserved for the flows # 1 to # 3 at the left end of FIG. It is assumed that a new bandwidth request for
これに対し、本実施例では、図8(b)に示す様に、パスの予約帯域を10Mbpsから更に10Mbpsに増加させる処理は、余裕帯域が予め定められた閾値より小さくなった場合、フローが発生しなくても、許容帯域を20Mbpsとすべく、追加分の10Mbpsの帯域拡大処理を開始する。該閾値としては、フローの平均帯域幅、例えば2Mbpsといった値を用いる。この処理時間をハッチで示す。フロー4の帯域要求の発生(▼)がこのパスの設定処理終了後ならば、この時点でフロー#4の帯域は確保されており、直ちに▽のタイミングで送信が開始できる。図8(a)に比べ、通信フローの帯域要求発生(▼)から送信開始(▽)までの時間が短縮されている。この場合、同じ経路では、帯域の拡大ができない場合は、上述の実施例と同様、別の経路が設定される。このように、ある予め決められた帯域幅を単位として事前に帯域確保を行うとこにより、送信開始までの待ち時間を短縮することができる。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 8B, the process of increasing the reserved bandwidth of the path from 10 Mbps to 10 Mbps is performed when the margin bandwidth becomes smaller than a predetermined threshold. Even if it does not occur, in order to set the allowable bandwidth to 20 Mbps, the additional 10 Mbps bandwidth expansion processing is started. As the threshold value, an average flow bandwidth, for example, a value of 2 Mbps is used. This processing time is indicated by hatching. If the generation of the bandwidth request for the flow 4 (▼) is after the completion of this path setting process, the bandwidth of the
なお、ルーティング処理やスイッチング処理は、パケットあるいはフレームのヘッダ情報を用いて行われので、フローあるいはパスの帯域要求の識別情報(ID)は、これらヘッダ情報に対応付けられて管理されても、フローを定義するヘッダ情報そのものにより規定されてもよい。 Note that since routing processing and switching processing are performed using packet or frame header information, the flow or path bandwidth request identification information (ID) is managed in association with these header information. It may be defined by the header information itself that defines
本発明の効果をシミュレーションにより示す。図9(a)は、モデルネットワークを示すもので、56ノード、双方向100リンクで構成されている。各リンクの帯域幅を1Gbpsとした場合、ネットワーク負荷に対するパスあるいはフローの帯域確保率を図9(b)に示すように、フローあるいはパスの帯域確保率が100%となるネットワーク負荷(帯域)は、最短経路ベースでの既存のRSVP方式を用いた場合、13Gbps、本発明を用いた場合、23Gbpsとなり、より高いスループットが得られることが示される。 The effect of the present invention is shown by simulation. FIG. 9A shows a model network, which is composed of 56 nodes and bidirectional 100 links. When the bandwidth of each link is 1 Gbps, as shown in FIG. 9B, the network load (bandwidth) at which the bandwidth reservation ratio of the flow or path is 100% as shown in FIG. When the existing RSVP method based on the shortest path is used, 13 Gbps is obtained, and when the present invention is used, 23 Gbps, which indicates that a higher throughput can be obtained.
本発明のネットワークの帯域予約方法を用いると、図9に示す様に、最短経路ベースで帯域を予約する場合は、従来方式と同じように、13Gbpsの負荷まで100%の確率で帯域予約が可能であることは当然であるが、負荷がそれを越える場合、経路コスト値が最短ではなく、次善・次々善の経路が設定されることで、23Gbpsの負荷になるまで100%確率で帯域予約が可能である。 Using the network bandwidth reservation method of the present invention, as shown in FIG. 9, when bandwidth is reserved on the shortest path basis, bandwidth reservation is possible with a probability of 100% up to a load of 13 Gbps as in the conventional method. Naturally, when the load exceeds that, the route cost value is not the shortest, and the next-best / next-best route is set, so that the bandwidth reservation is made with 100% probability until the load becomes 23 Gbps. Is possible.
一般に、次善・次々善の経路は、最短経路よりもホップ数が多い。そこで、中継ノードにごとにコンテンツをキャッシュするキャッシュサーバを配置するか、あるいは中継ノードがキャッシング機能を有する構成にすることで、負荷が大きくなるに従ってホップ数の多い経路が設定され、その結果、中継のついでにコンテンツをキャッシュするキャッシュサーバの数が増大する、という状況を生み出すことができる。 In general, the next best / next best route has more hops than the shortest route. Therefore, by arranging a cache server that caches content for each relay node, or by configuring the relay node to have a caching function, a route with a larger number of hops is set as the load increases. Then, it is possible to create a situation in which the number of cache servers that cache content increases.
従って、上記のようなキャッシュサーバの数が増加することにより、コンテンツ配信サービスにおいては、サーバが分散されることになり、またホップ数のより小さい位置にあるサーバからのサービスを受けることができるようになり、そのサービスの向上をもたらすことができる。この場合、キャッシュ部分は、ノード内のスイッチ部分を通過するコンテンツをコピーして格納する。 Therefore, by increasing the number of cache servers as described above, in the content distribution service, the servers are distributed, and it is possible to receive a service from a server at a position with a smaller number of hops. And can improve the service. In this case, the cache part copies and stores the content passing through the switch part in the node.
本発明を用いることで、上記の他に、コンテンツ情報量に対応して、経路の帯域予約を行うコンテンツ配信ネットワークを実現することができる。また、ユーザの帯域要求あるいはトラヒック状況に応じて、ノード間の帯域を制御する仮想プライベートネットワークを容易に実現することができる。 By using the present invention, in addition to the above, it is possible to realize a content distribution network that reserves a bandwidth for a route corresponding to the amount of content information. In addition, a virtual private network for controlling the bandwidth between nodes can be easily realized in accordance with a user bandwidth request or traffic situation.
Claims (7)
あるノード間に帯域要求が生じた場合、
(1)既に該ノード間に仮想回線が設定され、かつ、該仮想回線の経路上の全てのリンクにおいて、リンクの許容帯域幅から既に予約済みの総帯域幅を差引いた該リンクの余裕帯域幅が、要求された要求帯域幅を超えているという条件を満たす場合、該帯域要求を受理し、該要求帯域幅を加えた帯域幅を予約済みの総帯域幅とし、
(2)上記の条件が満たされない場合、前記余裕帯域幅が要求された要求帯域幅を超えていないリンクを探索対象から除外し経路を探索し、経路が探索された場合、該経路上に、該要求帯域幅を該予約済みの総帯域幅として仮想回線を設定することを特徴とするネットワークの帯域予約方法。 In a communication network comprising a plurality of nodes and a plurality of communication paths connecting the nodes, and capable of setting a virtual circuit on at least a part of the communication paths,
When a bandwidth request occurs between certain nodes,
(1) A virtual circuit has already been set up between the nodes, and in all the links on the path of the virtual circuit, the marginal bandwidth of the link obtained by subtracting the total reserved bandwidth from the allowable bandwidth of the link If the condition that the requested bandwidth is exceeded is received, the bandwidth request is accepted, and the bandwidth including the requested bandwidth is set as the reserved total bandwidth,
(2) When the above condition is not satisfied, a link that does not exceed the requested bandwidth for which the margin bandwidth is requested is excluded from a search target, and a route is searched. A network bandwidth reservation method, characterized in that a virtual circuit is set with the requested bandwidth as the reserved total bandwidth.
各ノードは、
(1)帯域要求を行う発信元ノードの場合に機能する、
前記仮想回線をリンクの許容帯域幅から既に予約済みの帯域の帯域幅の総和を差引いた該リンクの余裕帯域幅が設定を要求された上記仮想回線の要求帯域幅よりも大きい、という条件を満たすリンクに対し、要求の識別情報、宛先情報、要求帯域幅及び累積コスト値を含む帯域要求信号を同報する処理を行う帯域要求手段と、
(2)前記帯域要求信号を入力した場合に機能する、
前記帯域要求信号に含まれる識別情報に対応付けて、最小累積コスト値及び入力されたポート番号を管理する処理を行う帯域要求管理テーブルと、リンクに接続された出力ポート番号を対応づけて、許容帯域を管理する処理を行うリンク管理テーブルと、到着した帯域要求信号に応じて、予め定められた手順に従いコスト値を算出し、該帯域要求信号の累積コスト値に加算する処理を行うコスト値算出手段と、前記の到着した帯域要求信号の加算後の累積コスト値と、既に登録済の帯域要求信号の示す累積コスト値とを比較する処理を行う累積コスト値比較手段と、上記帯域要求信号が示す要求帯域幅とリンクの余裕帯域幅との比較を、出力リンクに接続された出力ポートについて行う処理を行う帯域幅比較手段と、該出力リンクに関わるリンク管理テーブルの余裕帯域幅を前記帯域要求信号に記載されている要求帯域幅の分だけ減少させ、該帯域要求信号を入力した隣接ノードは除いて、該出力リンクに接続された隣接ノードに対し、累積コスト値の加算後の前記帯域要求信号を同報し、該帯域要求信号に対応付けて、帯域要求管理テーブルの入力ポート番号と累積コスト値とを登録あるいは更新する処理を行う管理テーブル管理手段と、
(3)入力された前記帯域要求信号の宛先情報により該ノードが宛先ノードに指定された場合に機能する、
該前記帯域要求管理テーブルにより特定される累積コスト値が最小の入力リンクが接続する隣接ノードに接続された出力リンクに対し、要求信号の識別情報を含む帯域確保信号を送出する帯域確保信号送出手段と、
(4)前記帯域確保信号を入力した場合に機能する、
前記帯域管理テーブルを参照し前記識別情報に対応付けられ記録された入力ポート番号と、前記帯域確保信号を送出した隣接ノードへの出力リンクに接続された出力ポート番号とを、前記識別情報と対応付け、さらに帯域予約済み経路情報として管理する処理を行う第1管理手段と、
(5)前記の帯域要求信号を同報したノードにおいて、前記帯域要求信号と同じ識別情報を含む前記前記帯域確保信号を入力した場合に機能する、
前記帯域確保信号が入力された入力リンクに接続された入力ポート番号に対応付けられた出力ポート番号と、前記帯域確保信号が含む帯域要求信号の識別情報とを対応付け、さらに前記帯域要求に関わる帯域予約済みの出力ポートとして管理する第2管理手段と、を、
有するものであって、
帯域要求が生じたノードは、前記帯域要求手段により前記帯域要求信号を同報し、
前記帯域要求信号を受信したノードは、前記累積コスト値比較手段における比較結果が、新たに到着した帯域要求信号の累積コスト値よりも、既に帯域要求管理テーブルに登録済の帯域要求信号の示す累積コスト値の方が大きいという条件を満たし、かつ、前記帯域幅比較手段における比較結果が、帯域要求信号が示す要求帯域幅よりも余裕帯域幅が大きいという条件を満たす出力リンクが存在する場合、前記コスト値算出手段により累積コスト値が加算された帯域要求信号を該出力リンクに送出し、該出力リンクの存在が否定された場合、前記帯域要求信号の他のノードへの中継を停止し、
前記帯域要求信号の宛先情報により指定された宛先ノードは、帯域確保信号送出手段により前記帯域確保信号を送出し、
前記帯域確保信号を入力したノードは、前記第1管理手段を用いて仮想回線の帯域予約済み経路の管理を行い、
前記の帯域要求を行ない、前記帯域要求手段により前記帯域要求信号を同報したノードは、前記第2管理手段により該帯域要求を行った仮想回線の出力ポートの管理を行う
ことを特徴とするネットワークの帯域予約方法。 In a communication network comprising a plurality of nodes and a plurality of communication paths connecting the nodes, and capable of setting a virtual circuit on at least a part of the communication paths,
Each node
(1) Functions in the case of a source node that makes a bandwidth request.
The condition that the marginal bandwidth of the link obtained by subtracting the sum of bandwidths of the already reserved bandwidth from the allowable bandwidth of the link is larger than the requested bandwidth of the virtual circuit requested to be set is satisfied. Bandwidth request means for performing processing for broadcasting a bandwidth request signal including request identification information, destination information, request bandwidth and accumulated cost value to the link;
(2) Functions when the bandwidth request signal is input.
In association with the identification information included in the bandwidth request signal, the bandwidth request management table for performing processing for managing the minimum accumulated cost value and the input port number is associated with the output port number connected to the link, and allowed. A link management table for performing bandwidth management processing and a cost value calculation for performing processing for calculating a cost value according to a predetermined procedure in accordance with the arrived bandwidth request signal and adding it to the accumulated cost value of the bandwidth request signal Means, a cumulative cost value comparing means for performing processing for comparing the accumulated cost value after addition of the arrived bandwidth request signal and the accumulated cost value indicated by the already registered bandwidth request signal, and the bandwidth request signal The bandwidth comparison means for performing processing for the output port connected to the output link, and the resource related to the output link. The marginal bandwidth of the network management table is reduced by the required bandwidth described in the bandwidth request signal, and the adjacent nodes connected to the output link are excluded from the adjacent nodes that have input the bandwidth request signal. Management table management for performing processing for broadcasting the bandwidth request signal after addition of the accumulated cost value and registering or updating the input port number and the accumulated cost value of the bandwidth request management table in association with the bandwidth request signal Means,
(3) It functions when the node is designated as a destination node by the destination information of the input bandwidth request signal.
Band securing signal sending means for sending a band securing signal including identification information of a request signal to an output link connected to an adjacent node to which an input link with the minimum accumulated cost value specified by the bandwidth request management table is connected When,
(4) It functions when the band securing signal is input.
The input port number recorded in association with the identification information with reference to the band management table and the output port number connected to the output link to the adjacent node that has transmitted the band securing signal correspond to the identification information. And a first management means for performing processing for managing the bandwidth reserved route information.
(5) The node that broadcast the band request signal functions when the band reservation signal including the same identification information as the band request signal is input.
The output port number associated with the input port number connected to the input link to which the bandwidth reservation signal is input is associated with the identification information of the bandwidth request signal included in the bandwidth reservation signal, and further related to the bandwidth request A second management means for managing the bandwidth-reserved output port;
Having
The node where the bandwidth request has occurred broadcasts the bandwidth request signal by the bandwidth request means,
The node that has received the bandwidth request signal has the cumulative result indicated by the bandwidth request signal that has already been registered in the bandwidth request management table as compared with the cumulative cost value of the bandwidth request signal that has newly arrived. When there is an output link that satisfies the condition that the cost value is larger and the comparison result in the bandwidth comparison means satisfies the condition that the marginal bandwidth is larger than the requested bandwidth indicated by the bandwidth request signal, A bandwidth request signal to which the accumulated cost value is added by the cost value calculation means is sent to the output link, and when the presence of the output link is denied, the relay to the other node of the bandwidth request signal is stopped,
The destination node specified by the destination information of the band request signal sends the band securing signal by the band securing signal sending means,
The node that has input the bandwidth reservation signal manages the bandwidth reserved route of the virtual circuit using the first management means,
The network that performs the bandwidth request and broadcasts the bandwidth request signal by the bandwidth request means manages the output port of the virtual circuit that has made the bandwidth request by the second management means. Bandwidth reservation method.
上記通信経路上に設定することが要求された仮想回線の一端のノードと他端のノード間の上記仮想回線の候補となる各リンクにおいて、
複数の通信フローをアグリゲートする帯域可変のパスにより複数のノード間が接続されたネットワークにおいて、
ある送信元ノードからある宛先ノードに対し、経路の異なる複数の前記パスが設定可能であり、前記送信元ノードから前記宛先ノードに対し帯域予約要求が生じた時、
(1)既に設定済のパスが存在する場合、
(1−1)前記設定済のパスがたどる経路上のいずれのリンクにおいても、前記帯域予約要求が要求する要求帯域幅がリンクの許容帯域幅からパスの既に予約済みの帯域の帯域幅の総和を差引いた該リンクの余裕帯域幅を超えてないならば、前記設定済のパスがたどる経路上のいずれのリンクの前記パスの予約帯域幅を前記の要求帯域幅の分だけ増加させ、
(1−2)前記設定済のパスがたどる経路において、前記帯域予約要求が要求する要求帯域幅がいずれかのリンクの余裕帯域幅を超える場合は、該リンクを含み前記要求帯域幅がリンクの余裕帯域幅を超えなくなるまでリンクをすべて回避して、新たなパスを設定し、前記要求帯域幅を前記パスに割り当て、
(2)設定済のパスが存在しない場合、前記要求帯域幅が余裕帯域幅を超えなくなるまでリンクを回避して、新たなパスを設定し、前記要求帯域幅を前記パスに割り当てることを特徴とするネットワークの帯域予約方法。 Bands requested on the communication path in a communication network having a plurality of nodes and a plurality of communication paths connecting the nodes, and capable of setting a virtual circuit on at least a part of the communication paths. A method for reserving bandwidth on a communication route in route search for setting a virtual circuit having a width,
In each link that is a candidate for the virtual circuit between the node at one end and the node at the other end of the virtual circuit that is requested to be set on the communication path,
In a network where multiple nodes are connected by a variable bandwidth path that aggregates multiple communication flows,
When a plurality of paths having different paths can be set from a certain source node to a certain destination node, and when a bandwidth reservation request is generated from the source node to the destination node,
(1) If there is a path that has already been set,
(1-1) For any link on the route that the set path follows, the requested bandwidth requested by the bandwidth reservation request is the sum of the bandwidths already reserved for the path from the allowable bandwidth of the link. The reserved bandwidth of the path of any link on the path followed by the set path is increased by the required bandwidth,
(1-2) In the route that the set path follows, if the requested bandwidth requested by the bandwidth reservation request exceeds the surplus bandwidth of any link, the requested bandwidth including the link Avoid all links until the surplus bandwidth is not exceeded, set up a new path, assign the requested bandwidth to the path,
(2) When there is no set path, a link is avoided until the requested bandwidth does not exceed the surplus bandwidth, a new path is set, and the requested bandwidth is allocated to the path. Network bandwidth reservation method.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012186936A JP2014045374A (en) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | Method of bandwidth reservation in network |
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