JP3606197B2 - 音声ゲートウェイおよびネットワーク輻輳制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネットやイントラネット等のIP(Internet Protocol)ネットワークを介して音声データの伝送を行う場合での輻輳制御技術に係わり、特に、IPネットワークに設けられた音声ゲートウェイ装置のCPU負荷急増による呼処理輻輳、および、音声ゲートウェイ装置やルータにおける音声パケットの遅延増大と損失多発等によるパケット輻輳などに対する輻輳鎮圧を効率的に行うのに好適な音声ゲートウェイおよびネットワーク輻輳制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の、IPネットワークに設けられた音声ゲートウェイ装置やルータにおけるパケット輻輳を鎮圧するための輻輳制御技術としては、以下のものがある。
【0003】
▲1▼「RED(Random Early Detection)」:ルータ内のバッファの平均待ちキュー長に応じて、確率的にパケットを廃棄したり、格納する。
【0004】
▲2▼FIFO(First In First Out):ルータ内のバッファが満杯で空きがないときに到着するパケットを廃棄する。
【0005】
▲3▼定期的な試験パケット送信による音声発呼受付判定:IPネットワーク内の全ての音声ゲートウェイ装置間で定期的に試験パケットの送受信を行い、試験パケットの往復時間を測定しておき、前記往復時間が閾値を超過した場合、それ以降の音声の発呼の受け付けを拒否する。
【0006】
また、回線交換網における呼処理輻輳に対する輻輳制御技術としては以下の従来技術がある。
【0007】
▲4▼集中監視・制御装置による輻輳制御:呼処理輻輳が発生した交換機から集中監視・制御装置に輻輳通知を行い、この集中監視・制御装置により、電話網内の各発側交換機に制御指示を行い、各発側交換機において、輻輳交換機に向かう発呼を呼数密度制御等により規制する。
【0008】
IPネットワーク(IP網)において音声伝送を行う場合の輻輳形態としては、例えば、音声ゲートウェイ装置では、発呼処理の多発により、CPU負荷が急増する呼処理輻輳がある。この呼処理輻輳が継続すると、呼処理能力の急激な低下、および、呼処理時間の増大、さらには通信途絶の危険性がある。
【0009】
また、音声ゲートウェイ装置やルータでは、音声パケットの増大により、バッファでのパケット損失やパケット遅延が膨大となり、通話品質の急激な劣化や、通話中切断が発生する可能性がある。
【0010】
これらの呼処理輻輳やパケット幅輳に対する制御として、上述の従来の各技術を適用した場合を想定する。まず、▲1▼REDおよび▲2▼FIFOによる技術は、輻輳ルータ自身でパケットを廃棄することにより内部輻輳を鎮圧する技術であり、発呼が増大したことによるパケット輻輳の場合には、新たな発呼を規制していないため、輻輳ルータを経由する全ての音声のパケット損失率が劣化し、通話品質は改善されない。
【0011】
また、▲3▼定期的な試験パケット送信による音声発呼受付判定技術では、定期的に全ての音声ゲートウェイ装置間で試験パケットを送受信するため、大規模な網ではスケーラビリティの問題がある。また、定期的な試験パケットによる遅延時間の判定であるため、試験パケット送受信の時刻と、発呼処理が行われる時刻が乖離していることによる輻輳判定の精度にも問題がある。
【0012】
また、これらの▲1▼〜▲3▼の技術は、パケット輻輳に対する制御であり、音声ゲートウェイ装置の呼処理輻輳の鎮圧には適用できない。
【0013】
一方、▲4▼電話網における集中監視・制御装置による輻輳制御をIP網にも適用する場合、集中監視・制御装置のハードコストや、これらの装置、および、音声ゲートウェイ装置やルータの各種制御機能の開発コストが膨大となる。また、集中監視・制御装置と各音声ゲートウェイ装置、ルータ間での制御情報量が膨大であるため、IP網での実現は困難である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、従来の技術では、新たな発呼の伝送規制を容易に行うことができない点である。
【0015】
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、IPネットワークにおける呼処理輻輳やパケット輻輳を安価なコストで鎮圧することを可能とし、さらに、輻輳判定の精度を向上させると共に、制御量の最適化を可能とする音声ゲートウェイおよびネットワーク輻輳制御方法を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の音声ゲートウェイおよびネットワーク輻輳制御方法では、発信側の音声ゲートウェイが音声データの発信要求を受信すると、輻輳試験用パケットを着信側の音声ゲートウェイへ転送し、この輻輳試験用パケットを受信した着信側の音声ゲートウェイにおいて、この輻輳試験用パケットに輻輳情報を付加した後に発信側の音声ゲートウェイへ返送し、そして、発信側の音声ゲートウェイにおいて、返信されてきた輻輳試験用パケットの情報に基づき、受信した音声データの発信要求の受付判定を行う。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図1は、本発明に係る音声ゲートウェイの構成例を示すブロック図であり、図2は、図1における音声ゲートウェイのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【0018】
図2において、21はCRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等からなる表示装置、22はキーボードやマウス等からなる入力装置、23はHDD(Hard Disk Drive)等からなる外部記憶装置、24はCPU(Central Processing Unit)24aや主メモリ24bおよび入出力インターフェース24c等を具備してコンピュータ処理を行なう情報処理装置、25は本発明に係わるプログラムやデータを記録したCD−ROM(Compact Disc−Read Only Memory)もしくはDVD(Digital Video Disc/Digital Versatile Disc)等からなる光ディスク、26は光ディスク25に記録されたプログラムおよびデータを読み出すための駆動装置、27は通信装置である。
【0019】
光ディスク25に格納されたプログラムおよびデータを情報処理装置24により駆動装置26を介して外部記憶装置23内にインストールした後、外部記憶装置23から主メモリ24bに読み込みCPU24aで処理することにより、情報処理装置24内に図1に示す音声ゲートウェイの各機能が構成される。
【0020】
図1において、1,2はIPネットワークとしてのインターネット12を介して音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイ装置であり、本例では、音声ゲートウェイ装置1を発信側、音声ゲートウェイ装置2を受信側として説明する。
【0021】
発信側の音声ゲートウェイ装置1と着信側の音声ゲートウェイ装置2には、それぞれ、同じ構成の輻輳制御装置3,3aが設けられているが、図1においては、説明を簡素にするために、発信側の音声ゲートウェイ装置1の輻輳制御装置3には、発信側での輻輳制御に必要な試験パケット送信・受信処理部4と音声発呼受付判定部および試験パケット往復時間測定部10を明記し、着信側の音声ゲートウェイ装置2の輻輳制御装置3aには、着信側での輻輳制御に必要な試験パケット受信・返送処理部5とCPU能率測定部7、呼処理輻輳判定部8、制御量算出部9が明記されている。
【0022】
図中、図示していない発信端末からの音声発呼は、発信側の音声ゲートウェイ装置1で受信され、着信側の音声ゲートウェイ装置2に向けてインターネット12内の図示していないルータを経由して中継される。
【0023】
発信側の音声ゲートウェイ装置1において、輻輳制御装置3における試験パケット送信・受信処理部4は、発呼を検出した場合、幅輳試験パケット11を着信側の音声ゲートウェイ装置2に向けて送信する処理と、着信側の音声ゲートウェイ装置2から返送された輻輳試験パケット11aの受信処理を行い、また、発呼受付判定を行うための情報を音声発呼受付判定部6へ通知するものである。
【0024】
着信側の音声ゲートウェイ装置2において、輻輳制御装置3aにおける試験パケット受信・返送処理部5は、発信側の音声ゲートウェイ装置1の試験パケット送信・受信処理部4より送信された輻輳試験パケット11の受信処理と、制御量算出部9からの制御量に基づき、輻輳ビットを輻輳試験パケット11に付与し、輻輳試験パケット11aとして発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送するものである。
【0025】
発信側の音声ゲートウェイ装置1における音声発呼受付判定部6は、着信側の音声ゲートウェイ装置2から返送された輻輳試験パケット11aの輻輳ビットや輻輳試験パケット11と輻輳試験パケット11aとの往復時間等の情報に基づき、音声発呼の受付判定を行うものである。
【0026】
着信側の音声ゲートウェイ装置2において、CPU能率(負荷)測定部7は、周期的にCPU能率(負荷)を測定し、呼処理輻輳判定部8へ通知するものである。
【0027】
この呼処理輻輳判定部8は、CPU能率(負荷)測定部7から通知されたCPU能率(負荷)が予め設定された呼処理輻輳判定閾値を超過しているか否かを判定し、呼処理輻輳の判定を行い、その判定結果を制御量算出部9へ通知するものである。
【0028】
制御量算出部9は、CPU能率(負荷)に応じた受付可能呼数、または、1呼を通過させる時間間隔を算出し、あるいは予め設定された受付可能呼数、時間間隔を読み出し、呼処理輻輳判定部8の呼処理輻輳判定結果と合わせてパケット受信・返送処理部5へ通知するものである。
【0029】
パケット受信・返送処理部5は、制御量算出部9から通知された受付可能呼数や、1呼を通過させる時間間隔、および、呼処理輻輳判定部8の呼処理輻輳判定結果を輻輳試験パケット11aに付与してインターネット12を介して発信側の音声ゲートウェイ装置1に返送するものである。
【0030】
発信側の音声ゲートウェイ装置1における試験パケット往復時間測定部10は、発信側の音声ゲートウェイ装置1から輻輳試験パケット11を送信してから、着信側の音声ゲートウェイ装置2からの輻輳試験パケット11aが返送されるまでの往復時間を測定し、その測定結果を音声発呼受付判定部6へ通知するものである。
【0031】
このような構成において、発信側の音声ゲートウェイ装置1は、音声発信要求受信時に、試験パケット送信・受信処理部4により、輻輳試験用パケット11を着信側の音声ゲートウェイ装置2へ転送する。
【0032】
着信側の音声ゲートウェイ装置2は、この輻輳試験用パケット11を試験パケット受信・返送処理部5により受信すると、CPU能率測定部7、呼処理輻輳判定部8、および、制御量算出部9で生成した輻輳情報を、輻輳試験用パケット11に付加した後、輻輳試験用パケット11aとして、試験パケット受信・返送処理部5により、発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送する。
【0033】
すなわち、着信側の音声ゲートウェイ装置2では、CPU能力測定部7において、周期的に単位時間あたりのCPU能率(負荷)を測定しておき、この単位時間あたりのCPU能率(負荷)が予め設定された輻輳判定闘値を超過した場合、呼処理輻輳判定部8において、自装置が輻輳状態であると判定し、試験パケット受信・返送処理部5により、次周期内に受信した発信側の音声ゲートウェイ装置1から転送された輻輳試験パケット11に輻輳ビットを付与して、輻輳試験パケット11aとし、インターネット12を介して発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送する。
【0034】
発信側の音声ゲートウェイ装置1は、返信された輻輳試験パケット11aを試験パケット送信・受信処理部4で受信し、その輻輳試験パケット11aの付加情報に基づき、音声発呼受付判定部6において、音声発信要求の受付判定を行う。
【0035】
このようにして、着信側の音声ゲートウェイ装置2の輻輳を迅速に検出し、新たな音声発呼要求の受付拒否を行うことにより、輻輳の鎮圧を図ることができる。
【0036】
尚、着信側の音声ゲートウェイ装置2では、制御量算出部9により、輻輳時に輻輳ビットを付与させる輻輳試験パケット11aの数を、CPU能率測定部7において周期的に測定している単位時間あたりのCPU能率(負荷)に応じた処理可能呼数に相当する数以上とする。これにより、着信側の音声ゲートウェイ装置2の呼処理輻輳時にも、全ての音声発信要求を規制するのではな<、処理能力分の発呼数は受付可能とすることができ、輻輳時にもネットワークの有効利用となる最適な制御が可能となる。
【0037】
また、輻輳試験パケット11を送信した発信側の音声ゲートウェイ装置1では、着信側の音声ゲートウェイ装置2より返送された輻輳試験用パケット11aに輻輳ビットが付与されていた場合のみならず、試験パケット往復時間測定部10を用いて、試験パケット送信・受信部4において、輻輳試験パケット11を送信してから輻輳試験パケット11aが返送されるまでの往復時間を測定しておき、この往復時間が予め定められたパケット輻輳判定閾値を超過した場合、または、輻輳試験パケット11を送信してから予め定められたパケット輻輳判定タイマ値以内に、輻輳試験パケット11aが返送されない場合に、音声発呼受付判定部6において、音声発呼要求を拒否する。
【0038】
これにより、発呼要求を受け付けた発信側の音声ゲートウェイ装置1は、着信側の音声ゲートウェイ装置2の呼処理輻輳と共に、発信側と着信側の双方の音声ゲートウェイ装置1,2間の経由ルータでのパケット輻輳の認識ができ、新たな音声発呼要求の受付拒否を行うことにより、輻輳の鎮圧が可能となる。
【0039】
以下、図3〜図7を用いて、音声ゲートウェイ装置1,2によるネットワーク輻輳制御方法を説明する。
【0040】
図3は、本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる第1の処理手順例を示すフローチャートであり、図4は、本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる第2の処理手順例を示すフローチャート、図5は、本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる第3の処理手順例を示すフローチャート、図6は、本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる第4の処理手順例を示すフローチャート、図7は、本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる第5の処理手順例を示すフローチャートである。
【0041】
図3に示すネットワーク輻輳制御方法では、ステップ101〜104での処理が、着信側の音声ゲートウェイ装置2としての処理動作であり、ステップ201〜205での処理が、発信側の音声ゲートウェイ装置1としての処理動作である。
【0042】
まず、ステップ101においては、着信側の音声ゲートウェイ装置2として、CPU能率(負荷)測定部7により、測定周期毎にCPU能率(負荷)を測定し、測定周期毎に、呼処理輻輳判定部8へ、CPU能率(負荷)の測定結果を通知する。
【0043】
次のステップ102においては、呼処理輻輳判定部8により、測定周期毎に通知されたCPU能率(負荷)の測定結果が予め設定されている呼処理輻輳判定閾値を超過しているか否かによりCPU輻輳を判定し、このCPU輻輳判定結果(「輻輳」または、「正常」)と、CPU能率(負荷)測定部7によるCPU能率(負荷)の測定結果を制御量算出部9へ通知する。
【0044】
さらに、ステップ103では、制御量算出部9において、呼処理輻輳判定部8より通知されたCPU輻輳判定結果が「輻輳」である場合、予め設定された単位時間tあたりの処理可能呼数nから、1呼が通過可能な時間間隔t/nを算出し、CPU輻輳判定結果と合わせて、試験パケット受信・返送処理部5へ測定周期毎に結果を通知する。尚、呼処理輻輳判定部8より通知されたCPU輻輳判定結果が「正常」の場合は、その旨を試験パケット受信・返送処理部5へ測定周期毎に結果を通知する。
【0045】
また、ステップ201では、発信側の音声ゲートウェイ装置1として、試験パケット送信・受信処理部4において発呼を検出すると、輻輳試験パケット11を着信側の音声ゲートウェイ装置2に向けて送信し、送信した旨を試験パケット往復時問測定部10に通知する。そして、ステップ202において、試験パケット往復時間測定部10により、この輻輳試験パケット11に関する往復時間の測定を開始する。
【0046】
ステップ104では、着信側の音声ゲートウェイ装置2として、試験パケット受信・返送処理部5により、制御量算出部9より測定周期毎に通知されたCPU輻輳判定結果が「輻輳」の場合、前記制御量算出部9より測定周期毎に通知された1呼が通過可能な時間間隔t/nに基づき、t/n間に最初に受信した輻輳試験パケットは輻輳ビットを付与せずに発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送し、t/n間で2番目以降に到着した輻輳試験パケット11には輻輳ビットを付与して発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送する。
【0047】
ステップ203では、着信側の音声ゲートウェイ装置2から返送された輻輳試験パケット11aを受信した発信側の音声ゲートウェイ装置1の試験パケット送信・受信処理部4において、輻輳試験パケット11aの受信通知を試験パケット転送時間測定部10に通知すると共に、輻輳試験パケット11aに輻輳ビットが付加されているか否かを音声発呼受付判定部6へ通知する。
【0048】
ステップ204では、試験パケット往復時間測定部10において、ステップ202で測定開始した時刻から、予め設定されたパケット輻輳判定タイマ値以内に、輻輳試験パケット11aの受信通知を通知された場合には、輻輳試験パケット11,11aの往復時間の測定を終了し、この輻輳試験パケット往復時間を音声発呼受付判定部6へ通知する。尚、予め設定されたパケット輻輳判定タイマ値以内に、幅輳試験パケット11aの受信通知が通知されない場合には、輻輳試験パケット受信タイムアウトとして、その旨を音声発呼受付判定部6へ通知する。
【0049】
ステップ205では、音声発呼受付判定部6において、以下の条件1〜3の一つでも合致する内容がある場合、この音声発呼の受付を許容し、それ以外の場合、この音声発呼の受付を拒否する。
【0050】
条件1:試験パケット送信・受信処理部4より、輻輳試験パケット11aに輻輳ビットが付加されていると通知された場合。
【0051】
条件2:試験パケット往復時間測定部10より、輻輳試験パケット受信タイムアウトを通知された場合。
【0052】
条件3:試験パケット往復時間測定部10より通知された輻輳試験パケット往復時間が、予め設定されているパケット輻輳判定閾値を超過している場合。
【0053】
次の図4に示すネットワーク輻輳制御方法では、ステップ101,102、および、ステップ201〜205における各処理は、図3に示したステップ101,102とステップ201〜205における各処理と同じである。
【0054】
すなわち、ステップ101において、着信側の音声ゲートウェイ装置2として、CPU能率(負荷)測定部7により、測定周期毎にCPU能率(負荷)を測定し、測定周期毎に、呼処理輻輳判定部8へ、CPU能率(負荷)の測定結果を通知し、ステップ102において、呼処理輻輳判定部8により、測定周期毎に通知されたCPU能率(負荷)の測定結果が予め設定されている呼処理輻輳判定閾値を超過しているか否かによりCPU輻輳を判定し、このCPU輻輳判定結果(「輻輳」または、「正常」)と、CPU能率(負荷)測定部7によるCPU能率(負荷)の測定結果を制御量算出部9へ通知する。
【0055】
そして、ステップ103aでは、制御量算出部9において、呼処理輻輳判定部8より通知されたCPU輻輳判定結果が「輻輳」である場合、予め設定された、あるいは算出した単位時間tあたりの処理可能呼数nをCPU輻輳判定結果と合わせて、試験パケット受信・返送処理部5へ測定周期毎に結果を通知する。尚、呼処理輻輳判定部8より通知されたCPU輻輳判定結果が「正常」の場合は、その旨を試験パケット受信・返送処理部5へ測定周期毎に結果を通知する。
【0056】
また、ステップ201において、発信側の音声ゲートウェイ装置1として、試験パケット送信・受信処理部4において発呼を検出すると、輻輳試験パケット11を着信側の音声ゲートウェイ装置2に向けて送信し、送信した旨を試験パケット往復時問測定部10に通知し、ステップ202において、試験パケット往復時間測定部10により、この輻輳試験パケット11に関する往復時間の測定を開始する。
【0057】
ステップ104aでは、着信側の音声ゲートウェイ装置2として、試験パケット受信・返送処理部5により、制御量算出部9より測定周期毎に通知されたCPU輻輳判定結果が「輻輳」の場合、制御量算出部9より測定周期毎に通知された単位時間t当たりの処理可能呼数に基づき、単位時間tあたりのn個の輻輳試験パケット11には輻輳ビットを付与せずに発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送し、n個以上の輻輳試験パケット11には輻輳ビットを付与して発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送する。
【0058】
そして、ステップ203において、試験パケット送信・受信処理部4により、輻輳試験パケット11aの受信通知を試験パケット転送時間測定部10に通知すると共に、輻輳試験パケット11aに輻輳ビットが付加されているか否かを音声発呼受付判定部6へ通知し、ステップ204において、試験パケット往復時間測定部10により、輻輳試験パケット11,11aの往復時間の測定結果(輻輳試験パケット受信タイムアウトを含む)を音声発呼受付判定部6へ通知し、ステップ205において、音声発呼受付判定部6により、上記条件1〜3の一つでも合致する内容がある場合、この音声発呼の受付を許容し、それ以外の場合、この音声発呼の受付を拒否する。
【0059】
次の図5に示すネットワーク輻輳制御方法では、ステップ101,102、および、ステップ201〜205における各処理は、図3,4に示したステップ101,102とステップ201〜205における各処理と同じである。
【0060】
すなわち、ステップ101において、着信側の音声ゲートウェイ装置2として、CPU能率(負荷)測定部7により、測定周期毎にCPU能率(負荷)を測定し、測定周期毎に、呼処理輻輳判定部8へ、CPU能率(負荷)の測定結果を通知し、ステップ102において、呼処理輻輳判定部8により、測定周期毎に通知されたCPU能率(負荷)の測定結果が予め設定されている呼処理輻輳判定閾値を超過しているか否かによりCPU輻輳を判定し、このCPU輻輳判定結果(「輻輳」または、「正常」)と、CPU能率(負荷)測定部7によるCPU能率(負荷)の測定結果を制御量算出部9へ通知する。
【0061】
そして、ステップ103bでは、制御量算出部9において、呼処理輻輳判定部8より通知されたCPU輻輳判定結果(「輻輳」または「正常」)を試験パケット受信・返送処理部5へ測定周期毎に通知する。
【0062】
また、ステップ201において、発信側の音声ゲートウェイ装置1として、試験パケット送信・受信処理部4において発呼を検出すると、輻輳試験パケット11を着信側の音声ゲートウェイ装置2に向けて送信し、送信した旨を試験パケット往復時問測定部10に通知し、ステップ202において、試験パケット往復時間測定部10により、この輻輳試験パケット11に関する往復時間の測定を開始する。
【0063】
ステップ104bでは、着信側の音声ゲートウェイ装置2として、試験パケット受信・返送処理部5において、制御量算出部9より測定周期毎に通知されたCPU輻輳判定結果が「輻輳」の場合に、次測定周期の間に受信した輻輳試験パケット11に輻輳ビットを付与して発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送する。また、制御量算出部9より測定周期毎に通知されたCPU輻輳判定結果が「正常」の場合には、次測定周期の間に受信した輻輳試験パケットには輻輳ビットを付与せずに発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送する。
【0064】
そして、ステップ203において、試験パケット送信・受信処理部4により、輻輳試験パケット11aの受信通知を試験パケット転送時間測定部10に通知すると共に、輻輳試験パケット11aに輻輳ビットが付加されているか否かを音声発呼受付判定部6へ通知し、ステップ204において、試験パケット往復時間測定部10により、輻輳試験パケット11,11aの往復時間の測定結果(輻輳試験パケット受信タイムアウトを含む)を音声発呼受付判定部6へ通知し、ステップ205において、音声発呼受付判定部6により、上記条件1〜3の一つでも合致する内容がある場合、この音声発呼の受付を許容し、それ以外の場合、この音声発呼の受付を拒否する。
【0065】
次の図6に示すネットワーク輻輳制御方法では、ステップ101,102,104における各処理は、図1に示したステップ101,102,104と同じ処理であり、また、ステップ201〜205における各処理は、図3〜5に示したステップ201〜205における各処理と同じである。
【0066】
すなわち、ステップ101において、着信側の音声ゲートウェイ装置2として、CPU能率(負荷)測定部7により、測定周期毎にCPU能率(負荷)を測定し、測定周期毎に、呼処理輻輳判定部8へ、CPU能率(負荷)の測定結果を通知し、ステップ102において、呼処理輻輳判定部8により、測定周期毎に通知されたCPU能率(負荷)の測定結果が予め設定されている呼処理輻輳判定閾値を超過しているか否かによりCPU輻輳を判定し、このCPU輻輳判定結果(「輻輳」または、「正常」)と、CPU能率(負荷)測定部7によるCPU能率(負荷)の測定結果を制御量算出部9へ通知する。
【0067】
そして、ステップ103cでは、制御量算出部9において、呼処理輻輳判定部8より通知されたCPU輻輳判定結果が「輻輳」である場合、呼処理輻輳判定部8より通知されたCPU能率(負荷)の測定結果に応じた予め設定された単位時間tあたりの処理可能呼数nから、1呼が通過可能な時間間隔t/nを算出し、試験パケット受信・返送処理部5へ測定周期毎に結果を通知する。
【0068】
また、ステップ201において、発信側の音声ゲートウェイ装置1として、試験パケット送信・受信処理部4において発呼を検出すると、輻輳試験パケット11を着信側の音声ゲートウェイ装置2に向けて送信し、送信した旨を試験パケット往復時問測定部10に通知し、ステップ202において、試験パケット往復時間測定部10により、この輻輳試験パケット11に関する往復時間の測定を開始する。
【0069】
ステップ104では、着信側の音声ゲートウェイ装置2として、試験パケット受信・返送処理部5により、制御量算出部9より測定周期毎に通知されたCPU輻輳判定結果が「輻輳」の場合、前記制御量算出部9より測定周期毎に通知された1呼が通過可能な時間間隔t/nに基づき、t/n間に最初に受信した輻輳試験パケットは輻輳ビットを付与せずに発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送し、t/n間で2番目以降に到着した輻輳試験パケット11には輻輳ビットを付与して発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送する。
【0070】
そして、ステップ203において、試験パケット送信・受信処理部4により、輻輳試験パケット11aの受信通知を試験パケット転送時間測定部10に通知すると共に、輻輳試験パケット11aに輻輳ビットが付加されているか否かを音声発呼受付判定部6へ通知し、ステップ204において、試験パケット往復時間測定部10により、輻輳試験パケット11,11aの往復時間の測定結果(輻輳試験パケット受信タイムアウトを含む)を音声発呼受付判定部6へ通知し、ステップ205において、音声発呼受付判定部6により、上記条件1〜3の一つでも合致する内容がある場合、この音声発呼の受付を許容し、それ以外の場合、この音声発呼の受付を拒否する。
【0071】
次の図7に示すネットワーク輻輳制御方法では、ステップ101,102、および、ステップ201〜205における各処理は、図3〜6に示したステップ101,102、および、ステップ201〜205における各処理と同じである。
【0072】
すなわち、ステップ101において、着信側の音声ゲートウェイ装置2として、CPU能率(負荷)測定部7により、測定周期毎にCPU能率(負荷)を測定し、測定周期毎に、呼処理輻輳判定部8へ、CPU能率(負荷)の測定結果を通知し、ステップ102において、呼処理輻輳判定部8により、測定周期毎に通知されたCPU能率(負荷)の測定結果が予め設定されている呼処理輻輳判定閾値を超過しているか否かによりCPU輻輳を判定し、このCPU輻輳判定結果(「輻輳」または、「正常」)と、CPU能率(負荷)測定部7によるCPU能率(負荷)の測定結果を制御量算出部9へ通知する。
【0073】
そして、ステップ103dでは、制御量算出部9において、呼処理輻輳判定部8より通知されたCPU輻輳判定結果が「輻輳」である場合、呼処理輻輳判定部8より通知されたCPU能率(負荷)の測定結果に応じた予め設定された単位時間tあたりの処理可能呼数nを試験パケット受信・返送処理部5へ測定周期毎に通知する。
【0074】
また、ステップ201において、発信側の音声ゲートウェイ装置1として、試験パケット送信・受信処理部4において発呼を検出すると、輻輳試験パケット11を着信側の音声ゲートウェイ装置2に向けて送信し、送信した旨を試験パケット往復時問測定部10に通知し、ステップ202において、試験パケット往復時間測定部10により、この輻輳試験パケット11に関する往復時間の測定を開始する。
【0075】
ステップ104dでは、着信側の音声ゲートウェイ装置2として、試験パケット受信・返送処理部5により、制御量算出部9より測定周期毎に通知されたCPU輻輳判定結果が「輻輳」の場合、制御量算出部9より測定周期毎に通知された単位時間tあたりの処理可能呼数nに基づき、単位時間tあたりにn個の輻輳試験パケットには輻輳ビットを付与せずに発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送し、n個以上の輻輳試験パケット11には輻輳ビットを付与して発信側の音声ゲートウェイ装置1へ返送する。
【0076】
そして、ステップ203において、試験パケット送信・受信処理部4により、輻輳試験パケット11aの受信通知を試験パケット転送時間測定部10に通知すると共に、輻輳試験パケット11aに輻輳ビットが付加されているか否かを音声発呼受付判定部6へ通知し、ステップ204において、試験パケット往復時間測定部10により、輻輳試験パケット11,11aの往復時間の測定結果(輻輳試験パケット受信タイムアウトを含む)を音声発呼受付判定部6へ通知し、ステップ205において、音声発呼受付判定部6により、上記条件1〜3の一つでも合致する内容がある場合、この音声発呼の受付を許容し、それ以外の場合、この音声発呼の受付を拒否する。
【0077】
以上、図1〜図7を用いて説明したように、本例の音声ゲートウェイおよびネットワーク輻輳制御方法では、発信側の音声ゲートウェイが音声データの発信要求を受信すると、輻輳試験用パケットを着信側の音声ゲートウェイへ転送し、この輻輳試験用パケットを受信した着信側の音声ゲートウェイにおいて、この輻輳試験用パケットに輻輳情報を付加した後に発信側の音声ゲートウェイへ返送し、そして、発信側の音声ゲートウェイにおいて、返信されてきた輻輳試験用パケットの情報に基づき、受信した音声データの発信要求の受付判定を行う。
【0078】
これにより、従来技術と比較して、呼処理輻輳やパケット輻輳を安価なコストで鎮圧することが可能となり、さらに、輻輳判定の精度を向上させると共に、制御量の最適化が可能となる。
【0079】
また、着信側の音声ゲートウェイ装置2において、制御量算出部9により、輻輳時に輻輳ビットを付与させる輻輳試験パケット11aの数を、CPU能率測定部7において周期的に測定している単位時間あたりのCPU能率(負荷)に応じた処理可能呼数に相当する数以上とする。これにより、着信側の音声ゲートウェイ装置2の呼処理輻輳時にも、全ての音声発信要求を規制するのではな<、処理能力分の発呼数は受付可能とすることができ、輻輳時にもネットワークの有効利用となる最適な制御が可能となる。
【0080】
また、輻輳試験パケット11を送信した発信側の音声ゲートウェイ装置1では、着信側の音声ゲートウェイ装置2より返送された輻輳試験用パケット11aに輻輳ビットが付与されていた場合のみならず、試験パケット往復時間測定部10を用いて、試験パケット送信・受信部4において、輻輳試験パケット11を送信してから輻輳試験パケット11aが返送されるまでの往復時間を測定しておき、この往復時間が予め定められたパケット輻輳判定閾値を超過した場合、または、輻輳試験パケット11を送信してから予め定められたパケット輻輳判定タイマ値以内に、輻輳試験パケット11aが返送されない場合に、音声発呼受付判定部6において、音声発呼要求を拒否する。
【0081】
これにより、発呼要求を受け付けた発信側の音声ゲートウェイ装置1は、着信側の音声ゲートウェイ装置2の呼処理輻輳と共に、発信側と着信側の双方の音声ゲートウェイ装置1,2間の経由ルータでのパケット輻輳の認識ができ、新たな音声発呼要求の受付拒否を行うことにより、輻輳の鎮圧が可能となる。
【0082】
尚、本発明は、図1〜図7を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本例では、インターネットを例としたが、イントラネット等の他のIPネットワークにおいても適用することができる。
【0083】
また、本例では、音声ゲートウェイ装置の構成として図2のコンピュータ構成例を示したが、キーボードや光ディスクの駆動装置の無いコンピュータ構成としても良い。また、本例では、光ディスクを記録媒体として用いているが、FDを記録媒体として用いることでも良い。また、プログラムのインストールに関しても、通信装置を介してネットワーク経由でプログラムをダウンロードしてインストールすることでも良い。
【0084】
【発明の効果】
本発明によれば、IPネットワークにおける音声データ伝送に係わる音声ゲートウェイ装置の呼処理輻輳、および、発着音声ゲートウェイ装置間の経由ルータでのパケット輻輳を迅速に、かつ、安価なコストで検出して鎮圧することが可能となり、さらに、輻輳判定の精度を向上させると共に、制御量の最適化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る音声ゲートウェイの構成例を示すブロック図である。
【図2】図1における音声ゲートウェイのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる第1の処理手順例を示すフローチャートである。
【図4】本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる第2の処理手順例を示すフローチャートである。
【図5】本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる第3の処理手順例を示すフローチャートである。
【図6】本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる第4の処理手順例を示すフローチャートである。
【図7】本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる第5の処理手順例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1:発信側の音声ゲートウェイ装置、2:着信側の音声ゲートウェイ装置、3,3a:輻輳制御装置、4:試験パケット送信・受信処理部、5:試験パケット受信・返送処理部、6:音声発呼受付判定部、7:CPU能力測定部、8:呼処理輻輳判定部、9:制御量算出部、10:試験パケット往復時間測定部、11:輻輳試験パケット、11a:輻輳試験パケット(返送用)、12:インターネット、21:表示装置、22:入力装置、23:外部記憶装置、24:情報処理装置、24a:CPU、24b:主メモリ、24c:入出力インタフェース、25:光ディスク、26:駆動装置、27:通信装置。
Claims (11)
- IPネットワーク上での音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイであって、
音声データの発信要求を受信すると、予め定められた輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイに送信する試験パケット送信手段と、
他の音声ゲートウェイから送信されてきた上記輻輳試験パケットを受信する試験パケット受信手段と、
該試験パケット受信手段で受信した上記輻輳試験パケットに輻輳の有無情報を付与して該輻輳試験パケットの送信元に返送する試験パケット返送手段と、
上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された輻輳有無情報に基づき、上記受信した音声データの発信要求の受付/拒否を判定する音声発呼受付判定手段と、
周期的に単位時間tあたりのCPU能率を測定するCPU能率測定手段と、
該CPU能率測定手段で測定したCPU能率が予め定められた閾値を超過すると自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定する呼処理輻輳判定手段と、
次測定周期内に受信した複数の上記輻輳試験パケットの内、予め定められた自装置で処理可能な上記単位時間tあたりの呼数n呼分以上の輻輳試験パケットを特定する制御量算出手段とを有し、
上記呼処理輻輳判定手段で呼処理の輻輳有状態を判定すれば、上記制御量算出手段で特定した輻輳試験パケットに対してのみ、上記試験パケット返送手段による上記輻輳有情報の付与と返送を行うことを特徴とする音声ゲートウェイ。 - IPネットワーク上での音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイであって、
音声データの発信要求を受信すると、予め定められた輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイに送信する試験パケット送信手段と、
他の音声ゲートウェイから送信されてきた上記輻輳試験パケットを受信する試験パケット受信手段と、
該試験パケット受信手段で受信した上記輻輳試験パケットに輻輳の有無情報を付与して該輻輳試験パケットの送信元に返送する試験パケット返送手段と、
上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された輻輳有無情報に基づき、上記受信した音声データの発信要求の受付/拒否を判定する音声発呼受付判定手段と、
周期的に単位時間tあたりのCPU能率を測定するCPU能率測定手段と、
該CPU能率測定手段で測定したCPU能率が予め定められた閾値を超過すると自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定する呼処理輻輳判定手段と、
予め定められた自装置で処理可能な上記単位時間tあたりの呼数nに基づき、1つの呼が通過可能な時間間隔t/nを算出する制御量算出手段と
を有し、上記呼処理輻輳判定手段で呼処理の輻輳有状態を判定すれば、上記制御量算出手段で算出した時間間隔t/nの間に2番目以降に受信した輻輳試験パケットに対して、上記試験パケット返送手段による上記輻輳有情報の付与と返送を行うことを特徴とする音声ゲートウェイ。 - IPネットワーク上での音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイであって、
音声データの発信要求を受信すると、予め定められた輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイに送信する試験パケット送信手段と、
他の音声ゲートウェイから送信されてきた上記輻輳試験パケットを受信する試験パケット受信手段と、
該試験パケット受信手段で受信した上記輻輳試験パケットに輻輳の有無情報を付与して該輻輳試験パケットの送信元に返送する試験パケット返送手段と、
上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された輻 輳有無情報に基づき、上記受信した音声データの発信要求の受付/拒否を判定する音声発呼受付判定手段と、
周期的に単位時間tあたりのCPU能率を測定するCPU能率測定手段と、
該CPU能率測定手段で測定したCPU能率が予め定められた閾値を超過すると自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定する呼処理輻輳判定手段と、
次測定周期内に受信した複数の上記輻輳試験パケットの内、上記単位時間tあたりの上記CPU能率に応じた上記単位時間t当たりの処理可能呼数nを求める制御量算出手段と
を有し、該制御量算出手段で求めた処理可能呼数n呼分以上の輻輳試験パケットに対して、上記試験パケット返送手段による上記輻輳有情報の付与と返送を行うことを特徴とする音声ゲートウェイ。 - IPネットワーク上での音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイであって、
音声データの発信要求を受信すると、予め定められた輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイに送信する試験パケット送信手段と、
他の音声ゲートウェイから送信されてきた上記輻輳試験パケットを受信する試験パケット受信手段と、
該試験パケット受信手段で受信した上記輻輳試験パケットに輻輳の有無情報を付与して該輻輳試験パケットの送信元に返送する試験パケット返送手段と、
上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された輻輳有無情報に基づき、上記受信した音声データの発信要求の受付/拒否を判定する音声発呼受付判定手段と、
周期的に単位時間tあたりのCPU能率を測定するCPU能率測定手段と、
該CPU能率測定手段で測定したCPU能率が予め定められた閾値を超過すると自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定する呼処理輻輳判定手段と、
上記単位時間tあたりの上記CPU能率に応じた上記単位時間t当たりの処理可能呼数nを求め、該処理可能呼数nに基づき、1呼が通過可能な時間間隔t/nを算出する制御量算出手段と
を有し、次測定周期内に受信した複数の上記輻輳試験パケットの内、上記制御量算出手段で算出した時間間隔t/nの間に2番目以降に受信した輻輳試験パケットに対して、上記試験パケット返送手段による上記輻輳有情報の付与と返送を行うことを特徴とする音声ゲートウェイ。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の音声ゲートウェイであって、
上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに上記輻輳有情報が付与されていれば上記受信した音声データの発信要求を拒否する手段、もしくは、上記輻輳試験パケットを送信してから返送されるまでの往復時間を測定して該往復時間が予め定められた閾値を超過した場合に上記受信した音声データの発信要求を拒否する手段、あるいは、上記輻輳試験パケットを送信してから予め定められた時間内に当該輻輳試験パケットが返送されなければ上記受信した音声データの発信要求を拒否する手段の少なくともいずれか一つを有することを特徴とする音声ゲートウェイ。 - IPネットワーク上での音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイによるネットワーク輻輳制御方法であって、
音声データの発信要求を受信すると、予め定められた輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイに送信する第1のステップと、
他の音声ゲートウェイから送信されてきた上記輻輳試験パケットを受信する第2のステップと、
該第2のステップで受信した上記輻輳試験パケットに輻輳情報を付与して該輻輳試験パケットの送信元に返送する第3のステップと、
上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された輻輳有無情報に基づき、上記受信した音声データの発信要求の受付/拒否を判定する第4のステップと、
周期的に単位時間tあたりのCPU能率を測定する第5のステップと、
該第5のステップで測定したCPU能率が予め定められた閾値を超過すると自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定する第6のステップと、
次測定周期内に受信した複数の上記輻輳試験パケットの内、予め定められた自装置で処理可能な上記単位時間tあたりの呼数n呼分以上の輻輳試験パケットを特定する第7のステップとを有し、
上記第6のステップで呼処理の輻輳有状態を判定すれば、上記第7のステップで特定した輻輳試験パケットに対してのみ、上記第3のステップでの上記輻輳有情報の付与と返送を行うことを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。 - IPネットワーク上での音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイによるネットワーク輻輳制御方法であって、
音声データの発信要求を受信すると、予め定められた輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイに送信する第1のステップと、
他の音声ゲートウェイから送信されてきた上記輻輳試験パケットを受信する第2のステップと、
該第2のステップで受信した上記輻輳試験パケットに輻輳情報を付与して該輻輳試験パケットの送信元に返送する第3のステップと、
上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された輻輳有無情報に基づき、上記受信した音声データの発信要求の受付/拒否を判定する第4のステップと、
周期的に単位時間tあたりのCPU能率を測定する第5のステップと、
該第5のステップで測定したCPU能率が予め定められた閾値を超過すると自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定する第6のステップと、
予め定められた自装置で処理可能な上記単位時間tあたりの呼数nに基づき、1つの呼が通過可能な時間間隔t/nを算出する第7のステップとを有し、
上記第6のステップで呼処理の輻輳状態を判定すれば、上記第7のステップで算出した時間間隔t/nの間に2番目以降に受信した輻輳試験パケットに対して、上記第3のステップでの上記輻輳有情報の付与と返送を行うことを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。 - IPネットワーク上での音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイによるネットワーク輻輳制御方法であって、
音声データの発信要求を受信すると、予め定められた輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイに送信する第1のステップと、
他の音声ゲートウェイから送信されてきた上記輻輳試験パケットを受信する第2のステップと、
該第2のステップで受信した上記輻輳試験パケットに輻輳情報を付与して該輻輳試験パケットの送信元に返送する第3のステップと、
上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された輻輳有無情報に基づき、上記受信した音声データの発信要求の受付/拒否を判定する第4のステップと、
周期的に単位時間tあたりのCPU能率を測定する第5のステップと、
該第5のステップで測定したCPU能率が予め定められた閾値を超過すると自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定する第6のステップと、
次測定周期内に受信した複数の上記輻輳試験パケットの内、上記単位時間tあたりの上記CPU能率に応じた上記単位時間t当たりの処理可能呼数nを求める第7のステップとを有し、
該第7のステップで求めた処理可能呼数n呼分以上の輻輳試験パケットに対して、上記第3のステップでの上記輻輳有情報の付与と返送を行うことを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。 - IPネットワーク上での音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェ イによるネットワーク輻輳制御方法であって、
音声データの発信要求を受信すると、予め定められた輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイに送信する第1のステップと、
他の音声ゲートウェイから送信されてきた上記輻輳試験パケットを受信する第2のステップと、
該第2のステップで受信した上記輻輳試験パケットに輻輳情報を付与して該輻輳試験パケットの送信元に返送する第3のステップと、
上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された輻輳有無情報に基づき、上記受信した音声データの発信要求の受付/拒否を判定する第4のステップと、
周期的に単位時間tあたりのCPU能率を測定する第5のステップと、
該第5のステップで測定したCPU能率が予め定められた閾値を超過すると自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定する第6のステップと、
上記単位時間tあたりの上記CPU能率に応じた上記単位時間t当たりの処理可能呼数nを求め、該処理可能呼数nに基づき、1呼が通過可能な時間間隔t/nを算出する第7のステップとを有し、
次測定周期内に受信した複数の上記輻輳試験パケットの内、上記第7のステップで算出した時間間隔t/nの間に2番目以降に受信した輻輳試験パケットに対して、上記第3のステップでの上記輻輳有情報の付与と返送を行うことを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。 - 請求項6から請求項9のいずれかに記載のネットワーク輻輳制御方法であって、
上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに上記輻輳有情報が付与されていれば上記受信した音声データの発信要求を拒否するステップ、もしくは、上記輻輳試験パケットを送信してから返送されるまでの往復時間を測定して該往復時間が予め定められた閾値を超過した場合に上記受信した音声データの発信要求を拒否するステップ、あるいは、上記輻輳試験パケットを送信してから予め定められた時間内に当該輻輳試験パケットが返送されなければ上記受信した音声データの発信要求を拒否するステップの少なくともいずれか一つを有することを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。 - IPネットワーク上での音声の伝送制御を行う音声ゲートウェイによるネットワーク輻輳制御方法の処理手順を記述したプログラムをコンピュータに読取り可能に記録する記録媒体であって、
請求項6から請求項10のいずれかに記載のネットワーク輻輳制御方法における各ステップを上記コンピュータに実行させるための処理プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
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