JP2015089138A - 多数のトラフィックソースを有するデータネットワーク内の輻輳回避及び公平性 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のネットワークノードと、それらネットワークノードを接続する複数のネットワークリンクと、各々が許容リンク容量に基づいてネットワークトラフィックを制御するデータネットワークを提供する。【解決手段】ネットワークノードの少なくとも幾つかからダウンストリーム送信バイトカウントを周期的に受信するように作動する受信器と、受信器と連結されていて、受信器によって受信されたネットワークノードダウンストリームバイトカウントに基づいて許容リンク容量を周期的に更新するように作動するプロセッサと、プロセッサと連結されていて、こうして更新された許容リンク容量を１つ又はそれ以上のエッジルータへそれらがネットワークトラフィックを制御する際に使用するために周期的に送信するように作動する送信器と、を含んでいるトラフィックコントローラ。【選択図】図３

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、「多数のトラフィックソースを有するデータネットワーク内の輻輳回避（CONGESTION AVOIDANCE IN DATA NETWORKS WITH MULTIPLE TRAFFIC SOURCES）」という名称で２０１３年１１月３日に発明人であるオーレン・スペクター（Oren Spector）及びメナケム・カプラン（Menachem Kaplan）によって出願されている米国仮特許出願第６１／８９９，２３０号の優先権の恩典を主張する。

本発明は、データネットワーク及びソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）に関する。

データネットワークは、ネットワークノードとそれらノードを接続している固定容量リンクで成り立っている。リンクの容量は、概して、ビット／秒の様な帯域幅の単位で測られる。プロバイダネットワークは、顧客がインターネット並びにとりわけ音声、映像、オンラインゲーム、ファイル共有、データバックアップ、及びクラウドストレージを含む他のサービスにアクセスできるようにするデータネットワークである。

先行技術によるプロバイダデータネットワーク１００の線図である図１を参照する。プロバイダネットワーク１００は、提供サービスへの顧客のアクセス点として働いているエッジルータと呼称される単一のネットワークノード１０を有している。エッジルータから顧客へ流れるデータトラフィックは、ダウンストリームトラフィックと呼称され、逆の方向へ流れるトラフィックはアップストリームトラフィックと呼ばれている。

図１に示されている様に、メディアサーバ２０Ａがエッジルータ１０へインターネット３０経由で接続されており、またメディアサーバ２０Ｂがエッジルータ１０へ直接に接続されている。エッジルータ１０は、アグリゲーションデバイス４０Ａ及び４０Ｂへ接続されている。アグリゲーションデバイス４０Ａはアクセス端末５０Ａ及び５０Ｂへ接続されている。アクセス端末の例には、
・ＯＬＴ−−とりわけ、受動的光ネットワークのサービスプロバイダエンドポイントである光回線端末、
・ＣＭＴＳ−−ケーブルインターネットやボイスオーバーＩＰ（voice over IP）の様な高速データサービスのためのケーブルモデム終結システム端末、及び、
・ＤＳＬＡＭ−−デジタル加入者回線アクセスマルチプレクサ端末、
が挙げられる。アクセス端末５０Ａは、顧客構内機器（ＣＰＥ）６０Ａ及び６０Ｂへ接続されている。

ネットワーク運営者は、ネットワークの容量のできる限り多くを使用するべく、そしてなおネットワーク内の輻輳も回避するべく、奮闘している。ネットワーク輻輳はネットワークを使用している顧客にとってのサービスの品質を落とし、再送信に因るネットワークの有効利用低下につながる。ネットワーク運営者は、顧客とのサービスレベル合意書（ＳＬＡ）に署名しており、彼らのネットワーク内でＳＬＡを履行し、彼らの顧客間の公平性を確約するべく奮闘している。

ダウンストリームトラフィックは、メディアサーバ２０Ａ及び２０Ｂから、並びにインターネット３０から、ＣＰＥ６０Ａ及び６０Ｂへ、ネットワーク１００を通して、準静的ツリー構造によって方向決めされている。具体的には、ネットワークリンクが不具合をきたしていない限り、特定のＣＰＥへのダウンストリームトラフィックは常にネットワークノードの同じ経路を横断する。エッジルータ１０は、エッジルータ１０に進入する各ダウンストリームフレームの宛先ＣＰＥを識別し、各フレームを当該宛先ＣＰＥと関連付けられているダウンストリーム待ち行列に格納する。輻輳を回避するため、顧客間の公平性を確約するため、及びネットワーク利用を最適化するために、エッジルータ１０は、プロバイダネットワークの構造と同じ構造を有している階層型スケジューリング及びポリシング（policing）ツリーを使用する階層型トラフィック管理を採用している。即ち、ツリーの根はエッジルータであり、ツリーの節点はネットワークノードであり、ツリーの葉はエッジルータのダウンストリーム待ち行列であり、ツリーの枝はダウンストリームをネットワークノード間に流れさせるネットワークリンクである。エッジルータは、リンクを通って流れるトラフィックを、リンクの容量に従って、例えば最大リンク容量のパーセンテージに従って、或いはリンクが顧客へ直接接続されている事例ではサービスレベル合意書に従って、シェーピングする。エッジルータは、リンクされているネットワークノードｎ及びｍの幾つか又は全てにつき、ノードｎからノードｍへのダウンストリームリンクについてのデータトラフィックレートＲｅｄｇｅ_n,mを求め、確実にこれらのトラフィックレートがリンク容量を超過しないようにすることによって、トラフィックをシェーピングしている。

アップストリームトラフィックは、動的帯域幅割付の様なアルゴリズムによって制御されている。しかしながら、その様な制御は、概して、ＣＰＥへ直接接続されているリンクに限定される。リソース予約プロトコルの様な他の制御アルゴリズムは、ＣＰＥとエッジルータの間の経路に沿って帯域幅を割り付ける。しかしながら、その様な制御は、概して、限られたネットワーク利用をもたらす。

プロバイダネットワークでのダウンストリームの大部分はメディア―特に映像である。従来、メディアサーバ１０Ａ及び１０Ｂは、エッジルータ１０の上流側に配置されており、よって全メディアトラフィックがエッジルータ１０を通過する。結果として、エッジルータ１０は過負荷を来たす。また、顧客がより高い映像品質を期待することから、プロバイダネットワークの中で映像に費やされる帯域幅はより広くなってきている。翻せば、このことがエッジルータの容量拡大化を余儀なくしている。

エッジルータ過負荷に加え、エッジルータを通してメディアを方向決めすることには他の欠点もある。
１．エッジルータは、深いパケット検査及び高度な階層型スケジューリング及びポリシングを遂行しており、結果的に、ビット当たりのコストがアグリゲーションデバイスの様な他のデバイスより高くつく。また、メディアトラフィックは、最小限の処理しか要せず、シェーピングされる必要がなく、また大幅に遅延することも紛失することもあり得ない。而して、メディアトラフィックにエッジルータを通過させることは、高価なリソースの浪費であり、不必要である。
２．従来、メディアサーバは、メディアサーバ又はメディアサーバのキャッシュをメディアを消費する顧客により近接して設置すれば彼らのユーザー体験を改善するはずであるという事実にもかかわらず、エッジルータの上流側に配置されており、理由付けは、そうはいえどもエッジルータが顧客へ流れる全ダウンストリームトラフィックを把握できるようにしておけばエッジルータがプロバイダネットワーク内の輻輳を回避することができる、というものである。

バックプレッシャー及び輻輳指示と様々に呼称されるフロー制御メカニズムは、標準化されており、多年に亘って各種パケット／セル通信技術に実施されてきた。フロー制御メカニズムは、僅かなフローしかない小規模ネットワークについては輻輳回避にまあまあうまく機能する。しかしながら、フロー制御にはいくつかの欠点がある。
１．フロー制御はフロー毎の指示を提供するのに対し、輻輳するエンティティはネットワーク構成要素であり、殆どの場合はリンクである。
２．フロー制御は定性的なフロー輻輳報告である。而して、トラフィック管理を輻輳を回避するようにチューニングすることは、集中の長期化及び非効率なネットワークリソース利用と一体の試行錯誤プロセスである。
３．フロー制御は拡張可能性がない。何万ものフローのフロー制御を処理できるデバイスは皆無である。

事実、上記欠陥が、現在エッジルータによって使用されている階層型トラフィック管理が導入された根拠であった―理由付けは、フロー制御は輻輳が起こってもそれを解決することはできないので、それなら輻輳をことごとく回避するしかない、というものである。これを成し遂げるために、何れかの特定の広帯域の分枝へ宛先指定されている全てのデータトラフィックが、そのルートに沿った様々なボトルネックを考慮に入れた階層型トラフィック管理を受けることになる。

状況をまとめると、
１．フロー制御は力不足である。フロー制御は、拡張させられず、劣悪なリソース利用をもたらす。
２．階層型トラフィック管理は過剰殺傷である。階層型トラフィック管理はうまく機能しはするが、データトラフィック全体を横断させるのであれば極度に高価である。

而して、フロー制御の拡張性制限を克服し且つネットワーク内に多数のトラフィックソースが存在している場合の輻輳を回避するやり方でトラフィックを制御することが好都合ということになろう。

米国仮特許出願第６１／８９９，２３０号

本発明の態様は、トラフィックの多数ソースを有しているネットワーク内の輻輳を回避するようにデータトラフィックを制御するための新奇性のあるシステム及び方法に関する。更に、それらソースはトラフィックをエッジルータの下流でネットワークへ投入することができる。これらのシステム及び方法は拡張性を有し、フロー制御の拡張性制限を克服する。

本発明の実施形態は、新奇性のあるネットワークコントローラにおいて、ネットワークノードから及びデータネットワーク内の１つ又はそれ以上のエッジルータから統計的トラフィックデータを周期的に収集し、これらの統計量を使用して、様々なネットワークリンク上でのトラフィックソースからのトラフィック分配を分析するネットワークコントローラを提供している。コントローラは、エッジルータの下流のリンクへの許容容量、即ち最大可能レート、を計算する。こうして計算された許容容量が次に使用されて、エッジルータの１つ又はそれ以上の階層式スケジューリング及びポリシングツリーが動的に構成されるので、それにより、エッジルータがネットワーク内のトラフィック輻輳を防止することが確約され、また顧客の間の公平性が確約されることになる―エッジルータをトラフィックソースがネットワークに進入しているところより上流に配置させているにもかからわらず、である。

本発明は、データプレーンをコントロールプレーンから分離しているソフトウェア定義ネットワーク（ＳＤＮ）にとって特に好都合である。

而して、本発明の或る実施形態によれば、複数のネットワークノードと、それらネットワークノードを接続する複数のネットワークリンクと、各々が許容リンク容量に基づいてネットワークトラフィックを制御するように構成されている１つ又はそれ以上のエッジルータと、を含んでいるデータネットワークであって、ダウンストリームトラフィックデータの１つ又はそれ以上のソースが当該１つ又はそれ以上のエッジルータの下流でネットワークに進入しているデータネットワークのための、トラフィックコントローラにおいて、ネットワークノードの少なくとも幾つかからダウンストリーム送信バイトカウントを周期的に受信するように作動する受信器と、受信器と連結されていて、受信器によって受信されたネットワークノードダウンストリームバイトカウントに基づいて許容リンク容量を周期的に更新するように作動するプロセッサと、プロセッサと連結されていて、こうして更新された許容リンク容量を１つ又はそれ以上のエッジルータへそれらがネットワークトラフィックを制御する際に使用するために周期的に送信するように作動する送信器と、を含んでいるトラフィックコントローラ、が提供されている。

加えて、本発明の或る実施形態によれば、コントローラデバイスによって読み出されると、当該コントローラデバイスに、複数のネットワークノードと、それらネットワークノードを接続する複数のネットワークリンクと、各々が許容リンク容量に基づいてネットワークトラフィックを制御するように構成されている１つ又はそれ以上のエッジルータと、を含んでいるデータネットワークであって、ダウンストリームトトラフィックデータの１つ又はそれ以上のソースが当該１つ又はそれ以上のエッジルータの下流でネットワークに進入しているデータネットワーク内の、トラフィックを制御するための方法を遂行させるコンピュータプログラムコードを有するコンピュータプログラムを記憶している非一時的コンピュータ可読媒体において、当該方法は、前記ネットワークノードの少なくとも幾つかからダウンストリーム送信バイトカウントを周期的に受信する段階と、周期的に受信する段階によって受信されたネットワークノードダウンストリームバイトカウントに基づいて許容リンク容量を周期的に更新する段階と、周期的に更新する段階によって計算されているこうして更新された許容リンク容量を１つ又はそれ以上のエッジルータへそれらがネットワークトラフィックを制御する際に使用するために周期的に送信する段階と、を含んでいる、トラフィックを制御するための方法を遂行させるコンピュータプログラムコードを有するコンピュータプログラムを記憶している非一時的コンピュータ可読媒体、が提供されている。

本発明は、次に続く詳細な説明が図面と関連付けて考察されればより深く理解及び評価されることであろう。

先行技術による、プロバイダデータネットワークの線図である。 本発明の或る実施形態による、エッジルータの下流でネットワークに進入するメディアサーバを有する強化型データネットワークの簡略化されたブロック線図である。 本発明の或る実施形態による、トラフィックコントローラを有する強化型データネットワークの簡略化されたブロック線図である。 本発明の或る実施形態による、２つのエッジルータとトラフィックコントローラを有する強化型データネットワークの簡略化されたブロック線図である。 本発明の或る実施形態による、図３及び図４のトラフィックコントローラの簡略化されたブロック線図である。 本発明の或る実施形態による、図３及び図４のトラフィックコントローラによって遂行される方法の簡略化されたフローチャートである。

本発明の態様は、メディアサーバの様なネットワークトラフィックソースがネットワークに進入しているところより上流にエッジルータが配置されているにもかかわらず、エッジルータがネットワーク内の輻輳を防止し顧客間の公平性を確約することを可能にさせる新奇性のあるネットワークコントローラに関する。

本発明の或る実施形態による、エッジルータ１０の下流でネットワーク２００に進入するメディアサーバ２０Ａ及び２０Ｂを有する強化型データネットワーク２００の簡略化されたブロック線図である図２を参照する。データネットワーク２００は、とりわけ、受動的光ネットワーク、ケーブルネットワーク、デジタル加入者ネットワーク、又はソフトウェア定義ネットワーク、とすることができる。

図２に示されている様に、メディアサーバ２０Ａ及び２０Ｂを直接にアグリゲータ４０Ａ及び４０Ｂへ接続することによって、エッジルータ１０は負荷軽減されている。メディアサーバとアグリゲータの間の接続は物理的な接続であり、光輸送ネットワーク（ＯＴＮ）を使用している接続であってもよい。メディアサーバ２０Ａ及び２０Ｂを直接にアグリゲータ４０Ａ及び４０Ｂへ接続することには、メディアを消費する顧客にとってのユーザー体験を改善するという重要な利点がある。

エッジルータ１０は、ネットワーク２００を通ってＣＰＥ６０Ａ及び６０Ｂへ流れてゆく、メディアサーバ２０Ａ及び２０Ｂによって生成されたメディアトラフィックを把握していないので、輻輳回避を遂行しネットワーク２００内の公平性を確約することは無理である。事実、エッジルータ１０は、データトラフィックのソースがエッジルータ１０の中へ流れてこないためにデータトラフィックレートを求めることは無理である。而して、従来の階層型スケジューリング及びシェーピングは、システム２００では輻輳を防止するのに使用できない。

本発明の或る実施形態による、トラフィックコントローラ７０を有する強化型データネットワーク３００の簡略化されたブロック線図である図３を参照する。コントローラ７０が、様々なネットワークノードの幾つか又は全てから、及びエッジルータ１０から、統計量を収集する。コントローラ７０は、これらの統計量を使用して、輻輳を回避するようにエッジルータ１０を動的に構成する。

コントローラ７０は、システムへ加えられている追加のネットワークノードであってもよいし、又は代替的に、それはコントローラの役割を担っている既存のネットワークノードであってもよい。コントローラ７０は、とりわけ、簡易ネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）マネジャ又はソフトウェア定義ネットワーク（ＳＤＮ）コントローラ若しくはＳＤＮコントローラに対するアプリケーションを含む、標準的な管理エンティティある。代替的には、コントローラ７０は独占的（proprietary）管理エンティティである。

コントローラ７０は、他のネットワークノードからの情報及び統計的データを標準プロトコルを使用して捕集しており、その様な標準プトロコルには、とりわけ、遠隔ネットワーク監視（ＲＭＯＮ）、ＳＮＭＰ、運用管理及び監視（ＯＡＭ：operations administration and monitoring）プロトコル、及びブロードバンドフォーラムＴＲ−６９管理プロトコルが含まれる。代替的には、コントローラ７０は、情報及び統計的データを、独占的プロトコルを使用して捕集する。

コントローラ７０は、他のネットワークから情報を読み出しており、当該情報は、とりわけ、ネットワークノードそれぞれにつき、
Ｉ．ネットワークノードの固有識別子、
ＩＩ．ネットワークノードにとって利用可能なネットワークリンク、それらの容量、及びそれらのピアネットワークノードの識別子、及び、
ＩＩＩ．ネットワークノードへ接続されているネットワークリンク毎の、受信及び送信バイトカウンタ、
のうちの１つ又はそれ以上を含んでいる。情報Ｉ及び情報ＩＩはコントローラ７０がネットワークトポロジーを再構築するのに十分であることに留意したい。代替的に、ネットワークトポロジーが前もってコントローラ７０へ提供されていてもよい。

コントローラ７０は、エッジルータ１０の階層型スケジューリング及びポリシングツリーへ情報を書き込み、及びツリーから情報を読み出しており、当該情報には、
ＩＶ．ツリーの各枝ｎｍでの送信するダウンストリームのバイトカウンタ、及び、
Ｖ．ツリーの各葉ｌでの送信されるダウンストリームのバイトカウンタ、
のうちの１つ又はそれ以上が含まれる。

コントローラ７０は、周期的に、トポロジー及びリンク容量情報の中の変化を識別し、自身の決定を調節する。その様な変化が識別されると、コントローラ７０は、オペレータに、発見されたトポロジー及びリンク容量はエッジルータ階層型スケジューリングツリーに調和していないことを通告する。また、その様な変化が識別されると、コントローラ７０は、更新されたトポロジー及びリンク容量情報に基づいてエッジルータ階層型スケジューリングを更新し、オペレータに然るべく通告する。

以下の表記法を紹介する。
Ｔｘ_l（ｔ）−ｔ時における葉ｌのダウンストリーム送信バイトカウンタ；
Ｔｘ_n,m（ｔ）−ｔ時におけるノードｎの下流ノードｍに向けたダウンストリーム送信バイトカウンタ；
Ｃｏｒｉｇ_n,m−ノードｎから下流ノードｍへの枝の当初設定許容容量；及び、
Ｃ_n,m−ノードｎから下流ノードｍへの枝の現在許容容量、
である。ダウンストリームトラフィックはツリー構造で分配されるので、

と表記される。数式１は、カウンタＴｘ_l（ｔ）からカウンタＴｘ_n,m（ｔ）を導き出すために帰納的に適用することができる。而して、情報Ｖは情報ＩＶを求めるのに十分である。

開始されると、コントローラ７０は、ツリー構造及び当初の枝容量Ｃｏｒｉｇ_n,mを含む初期階層型スケジューリング及びポリシングツリー構成を読み出す。

本発明の或る実施形態によれば、コントローラ７０は、ネットワークノードから及びエッジルータ１０から利用可能な情報を周期的に読み出し、ノードｎから下流ノードｍへのトラフィックレートＲ_n,mを、式、即ち、

に従って導き出す。数式２はネットワークノードからの情報ＩＩＩ及びエッジルータ１０からの情報ＩＶ又は情報Ｖを使用する。エッジルータ１０によって求められるデータトラフィックレートを、上述の様に、Ｒｅｄｇｅ_n,mで表記すると、Ｒｅｄｇｅ_n,m≦Ｒ_m,n且つＲｅｄｇｅ_n,m≦Ｃｏｒｇ_n,mであることに留意したい。情報ＩＩＩがコントローラ７０にとって永久的に利用可能でないなら、そのときコントローラ７０はレートＲ_n,m＝Ｒｅｄｇｅ_n,mと設定する。情報ＩＩＩがコントローラ７０にとって一時的に利用可能でないなら、そのときコントローラ７０は利用可能であった以前の情報ＩＩＩに基づく予測、例えば移動窓平均に基づくか又は線形近似法に基づく予測子を使用して、レートＲ_n,mを求める。

レートＲ_n,mを計算した後、コントローラ７０は、階層型スケジューリング及びポリシングツリーの各枝の現在の許容容量Ｃ_n,mを、式、即ち、

に従って動的に更新する。数式３に従って更新された枝容量Ｃ_n,mを次に使用して、エッジルータ１０の構成が動的に更新されるので、それにより、エッジルータ１０からのトラフィックを受信しているネットワークのノードでの輻輳を回避できるようになる。当業者には理解されるであろうが、数式３の使用は、エッジルータ１０が、メディアサーバ２０Ａ及び２０Ｂの様な、エッジルータ１０を通って流れていないデータトラフィックのソースに対応することを可能にさせる。

容量の更新及びエッジルータ１０の構成の更新は、トラフィックソースのレートの変化に追随できるように十分に頻繁に、但しネットワークノードに統計量要求による過重負荷を掛けることなく、遂行されるのが望ましい。

本発明の或る実施形態による、トラフィックコントローラ７０を有し且つネットワーク容量を共有している２つのエッジルータ１０Ａ及び１０Ｂを有する強化型データネットワーク４００の簡略化されたブロック線図である図４を参照する。コントローラ７０は、様々なネットワークノードのうちの幾つか又は全てから、及びエッジルータ１０Ａ及び１０Ｂから、統計量を収集する。コントローラ７０はこれらの統計量を使用し、エッジルータ１０Ａ及び１０Ｂを動的に構成して、輻輳が回避されるようにする。

ネットワーク内に、エッジルータ１０Ａ及び１０Ｂの様な２つ又はそれ以上のエッジルータが存在しているとき、数式３の容量更新手続きはエッジルータそれぞれにつき遂行される。但し、留意すべきこととして、ノード計算は１回しか遂行される必要はない。

一方のエッジルータ例えばエッジルータ１０Ａが非アクティブになった場合、コントローラ７０は他方のエッジルータつまりはエッジルータ１０Ｂにネットワーク容量全部を使用するよう命令することにも留意しておきたい。これはネットワークのための障害保護メカニズムとして供されていることが当業者には理解されるであろう。

本発明の或る実施形態によるトラフィックコントローラ７０の簡略化されたブロック線図である図５を参照する。図５に示されている様に、コントローラ７０は４つの主要構成要素を含んでいる。受信器７２が、データネットワーク内のノードの幾つか又は全てから上述のバイトカウンタデータＴｘ_l（ｔ）及びＴｘ_n,m（ｔ）を含む統計的トラフィックデータを周期的に受信する。プロセッサ７４が、バイトカウンタデータを使用して、トラフィックレートＲ_n,mを数式２に従って周期的に導き出し、許容枝容量Ｃ_n,mを数式３に従って周期的に更新する。更新された許容枝容量は、エッジルータの下流でネットワークに進入しているトラフィックソースを組み入れている。送信器７６が、更新された許容枝容量をデータネットワーク内の１つ又はそれ以上のエッジルータへ送信し、それらの階層型スケジューリング及びポリシングツリー構成が、更新された許容枝容量に対応するようにそしてそれにより輻輳を防止するように動的に更新されるようにする。メモリ７８が、プロセッサ７４によって実行されると以下に図６に示されている方法を遂行させるプログラムコード命令を記憶しており、それにより、受信器７２が制御され、許容リンク容量を更新するための処理が遂行され、送信器７６が制御されることになる。

送信器７６は、次の計算サイクルにつき、ノードにそれらの統計量を要求する。本発明の或る代わりの実施形態では、コントローラ７０は、ノードを、周期的にそれらノードの統計量を送信器７６へ送るように構成する。

図６は、本発明の或る実施形態による、トラフィックコントローラ７０によって遂行される方法の簡略化されたフローチャートである。動作１０１０で、コントローラ７０がネットワークノードから及びネットワークエッジルータからネットワークトラフィックデータを周期的に受信する。受信されるデータは、上述の様に、バイトカウンタデータＴｘ_l（ｔ）及びＴｘ_n,m（ｔ）を含んでいる。動作１０２０で、コントローラ７０はトラフィックデータレートＲ_n,mを数式２に従って周期的に導き出す。動作１０３０で、コントローラ７０は許容枝容量Ｃ_n,mを数式３に従って周期的に更新する。更新された許容枝容量Ｃ_n,mは、エッジルータの下流でネットワークに進入しているトラフィックソースを組み入れている。動作１０４０で、コントローラ７０は更新された許容枝容量Ｃ_n,mをエッジルータへ周期的に送信し、それらの階層型スケジューリング及びポリシングツリー構成が、更新された許容枝容量に対応するようにそしてそれにより輻輳を防止するように動的に更新されるようにする。

当業者には理解される様に、本発明は、１つ又はそれ以上のソースからのトラフィックをネットワークへ受け渡している２つ又はそれ以上のネットワークノードを、トラフィックソースの１つ又はそれ以上が階層型スケジュール及びシェーピングを遂行することのできるデバイスへの接続を有するように、またネットワークノードの幾つか又は全てがそれらを通過するトラフィックに関する統計量を提供することができるように、サポートしている任意のデータネットワークへの広い適用を有している。

上記明細書では、本発明をその特定の例示としての実施形態に関連付けて説明してきた。とはいえ、これら特定の例示としての実施形態には、様々な修正及び変更が、付随の特許請求の範囲に示されている本発明のより広い精神及び範囲から逸脱することなくなされ得ることが明白であろう。従って、明細書及び図面は、限定の意味ではなしに説明目的の意味で解釈されるべきである。

１０、１０Ａ、１０Ｂ エッジルータ
２０Ａ、２０Ｂ メディアサーバ
４０Ａ、４０Ｂ アグリゲータ
５０Ａ、５０Ｂ アクセス端末
６０Ａ、６０Ｂ 顧客構内機器
７０ トラフィックコントローラ
７２ 受信器
７４ プロセッサ
７６ 送信器
７８ メモリ
２００ 強化型データネットワーク
３００ 強化型データネットワーク
４００ 強化型データネットワーク

Claims (15)

1. 複数のネットワークノードと、前記ネットワークノードを接続する複数のネットワークリンクと、各々が許容リンク容量に基づいてネットワークトラフィックを制御するように構成されている１つ又はそれ以上のエッジルータと、を備えているデータネットワークであって、ダウンストリームトラフィックデータの１つ又はそれ以上のソースが前記１つ又はそれ以上のエッジルータの下流で前記ネットワークに進入しているデータネットワークのための、トラフィックコントローラにおいて、
   前記ネットワークノードの少なくとも幾つかからダウンストリーム送信バイトカウントを周期的に受信するように作動する受信器と、
   前記受信器と連結されていて、当該受信器によって受信された前記ネットワークノードダウンストリームバイトカウントに基づいて前記許容リンク容量を周期的に更新するように作動するプロセッサと、
   前記プロセッサと連結されていて、こうして更新された前記許容リンク容量を前記１つ又はそれ以上のエッジルータへそれらが前記ネットワークトラフィックを制御する際に使用するために周期的に送信するように作動する送信器と、を備えているトラフィックコントローラ。
2. 前記プロセッサは、時間間隔に亘るネットワークノードダウンストリームバイトカウントの差を前記時間間隔の長さで除算したものであるダウンストリームデータレートを周期的に導き出すように、及びこうして導き出された前記ダウンストリームデータレートを使用して前記許容リンク容量を更新するように、作動する、請求項１に記載のトラフィックコントローラ。
3. 前記許容リンク容量は、前記プロセッサによって導き出された前記ダウンストリームデータレートの、エッジルータによって導き出された当該ダウンストリームデータレートを越える超過分を、当初に設定されている許容リンク容量から減算することによって更新されている、請求項２に記載のトラフィックコントローラ。
4. 前記トラフィックコントローラを前記ネットワークノードの前記少なくとも幾つかと接続するためのネットワーク接続を更に備えている、請求項１に記載のトラフィックコントローラ。
5. 前記受信器は、遠隔ネットワーク監視（ＲＭＯＮ）プロトコル、簡易ネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）、運用管理及び監視（ＯＡＭ：operations administration and monitoring）プロトコル、又はブロードバンドフォーラムＴＲ−６９管理プロトコル、を使用している、請求項１に記載のトラフィックコントローラ。
6. 前記トラフィックコントローラはそれ自体が前記複数のネットワークノードのうちの１つである、請求項１に記載のトラフィックコントローラ。
7. 前記データネットワークは、受動的光ネットワーク、ケーブルネットワーク、デジタル加入者ネットワーク、又はソフトウェア定義ネットワーク（ＳＤＮ）、を備えている、請求項１に記載のトラフィックコントローラ。
8. 前記データネットワークは、音声サービス、映像サービス、オンラインゲームサービス、ファイル共有サービス、データバックアップサービス、及びクラウドストレージサービス、のうちの少なくとも１つを提供しているプロバイダネットワークを備えている、請求項１に記載のトラフィックコントローラ。
9. 前記受信器、前記プロセッサ、及び前記送信器は、大凡１００ｍｓの時間間隔で周期的に、それぞれ、受信する、計算する、及び送信するように作動する、請求項１に記載のトラフィックコントローラ。
10. トラフィック輻輳を防止するための請求項１に記載のコントローラを有するデータネットワークにおいて、
    複数のネットワークノードと、
    前記ネットワークノードを接続する複数のネットワークリンクと、
    各々が許容リンク容量に基づいてネットワークトラフィックを制御するように構成されている１つ又はそれ以上のエッジルータと、
    請求項１に記載の前記トラフィックコントローラと、を備えており、
    ダウンストリームトラフィックデータの１つ又はそれ以上のソースが前記１つ又はそれ以上のエッジルータの下流で前記ネットワークに進入している、データネットワーク。
11. コントローラデバイスによって読み出されると、当該コントローラデバイスに、複数のネットワークノードと、当該ネットワークノードを接続する複数のネットワークリンクと、各々が許容リンク容量に基づいてネットワークトラフィックを制御するように構成されている１つ又はそれ以上のエッジルータと、を含んでいるデータネットワークであって、ダウンストリームトトラフィックデータの１つ又はそれ以上のソースが前記１つ又はそれ以上のエッジルータの下流で前記ネットワークに進入しているデータネットワーク内の、トラフィックを制御するための方法を遂行させるコンピュータプログラムコードを有するコンピュータプログラムを記憶している非一時的コンピュータ可読媒体において、前記方法は、
    前記ネットワークノードの少なくとも幾つかからダウンストリーム送信バイトカウントを周期的に受信する段階と、
    前記周期的に受信する段階によって受信された前記ネットワークノードダウンストリームバイトカウントに基づいて許容リンク容量を周期的に更新する段階と、
    前記周期的に更新する段階によって計算されているこうして更新された前記許容リンク容量を前記１つ又はそれ以上のエッジルータへそれらが前記ネットワークトラフィックを制御する際に使用するために周期的に送信する段階と、を備えている、トラフィックを制御するための方法を遂行させるコンピュータプログラムコードを有するコンピュータプログラムを記憶している非一時的コンピュータ可読媒体。
12. 前記方法は、時間間隔に亘るネットワークノードダウンストリームバイトカウントの差を前記時間間隔の長さで除算したものであるダウンストリームデータレートを周期的に導き出す段階を更に備えており、前記周期的に更新する段階は、前記周期的に導き出す段階によって導き出された前記ダウンストリームデータレートを使用して前記更新された許容リンク容量を計算している、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
13. 前記周期的に更新する段階は、前記周期的に導き出す段階によって導き出された前記ダウンストリームデータレートの、エッジルータによって導き出された当該ダウンストリームデータレートを越える超過分を、当初に設定されている許容リンク容量から周期的に減算する段階を備えている、請求項１２に記載のコンピュータ可読媒体。
14. 前記周期的に受信する段階は、遠隔ネットワーク監視（ＲＭＯＮ）プロトコル、簡易ネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）、運用管理及び監視（ＯＡＭ：operations administration and monitoring）プロトコル、又はブロードバンドフォーラムＴＲ−６９管理プロトコル、を使用している、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
15. 前記コンピュータプログラムコードは、前記コントローラデバイスに、大凡１００ｍｓの時間間隔での、前記周期的に受信する段階、前記周期的に更新する段階、及び前記周期的に送信する段階を、遂行させる、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。

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