JP4376457B2

JP4376457B2 - 構内または広域ネットワークのサービスの保証された品質を与える方法および装置

Info

Publication number: JP4376457B2
Application number: JP2000544156A
Authority: JP
Inventors: ゴールデン、マイケル・イー; ランドクィスト、ウイリアム・エー; シュルマン、ケニス・エー
Original assignee: Corps of Discovery Patent Holding LLC
Current assignee: Rateze Remote Mgmt LLC
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: EP1070436B1; EP1950920A1; EP1070436A1; AU3552199A; JP2002511726A; WO1999053719A1; AU768775B2; DE69938962D1; ATE399446T1; CA2328458C; CA2328458A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構内およびワイドエリアネットワークにおいて保証されたサービス品質（Ｑ₀ Ｓ）を提供する方法および装置に関し、特に、既存のパケッ交換インフラストラクチュアに適応してそれによりネットワーク中の任意の端局間の保証されたＱ₀ Ｓを有してオンディマンドの予約された帯域幅のバーチャル回路接続が設定される技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
標準方式あるいは提案中の標準方式ではＨ．３２３“アンブレラ”標準方式として技術的に集合的に知られている。これらの標準方式はＩＰネットワーク上のネットワーク素子を通って終端点間のマルチメディア“接続”を管理するための方法を提案している。これらの標準方式はＩＰネットワークを横切って帯域幅とサービス品質のレベルの変化する切替え接続のクラスを管理する方法を規定している。しかしながら、Ｈ．３２３それ自体は、パケット交換イーサネットネットワーク内の既存のスイッチにそれらのスイッチのハードウエアの変更なしに予約された帯域幅の切替えバーチャル回路を提供させるメカニズムは何等規定せず、また提供しない。
【０００３】
パケット交換ネットワークを横切ってリザーブされた帯域幅のバーチャル回路を得るためにいくつかの試みが為されている。例えば非同期転送モード（ＡＴＭ）スイッチングはそのようなリザーブされた帯域幅のバーチャル回路を得る手段として提案されている。しかしながら、ＡＴＭは通常のイーサネットインフラストラクチュアと両立しないので、ＡＴＭに対する既存のイーサネットネットワークは全く新しくスイッチングインフラストラクチュアを展開するために大きい費用が必要である。
【０００４】
一方、リソースリザーブプロトコル（ＲＳＶＰ）のような簡単なプロトコルベースの方法が提案されている。しかしながら、そのような方法は、大規模なサービスが広く行われるようになる前に産業界に広く受入れられる標準方式を必要とする。さらに、ＲＳＶＰは帯域幅の利用を考慮して管理するための中央化された機構を提供しない。さらに、ＲＳＶＰは多数のスイッチを通って設定されたバーチャル回路接続において要求された帯域幅がエンド・ツー・エンドで維持されることを保証することができない。ＲＳＶＰについての詳細はＲ．Ｂｒａｄｅｎ外のＲＦＣ2205，ニューヨークワークグループ，１９９７年９月に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、技術的に必要なことは上述の問題に対する全体的な解決手段である。本発明はこの必要性を満足させる。
したがって、本発明の目的は、通常のパケット交換サービスとバーチャル回路交換サービスの両者をリザーブされた帯域幅およびＱ₀ Ｓを有して同時にサポートすることができるネットワークに既存のパケット交換ネットワークを変換する手段を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、ネットワーク中の既存のスイッチのファームウエアの変更だけで通常のパケット交換サービスとバーチャル回路交換サービスの両者を同時にサポートすることができるネットワークに既存のパケット交換ネットワークを変換する手段を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、エンド・ツー・エンド交換バーチャル回路接続を生成するためにＨ．３２３標準方式を必要としない、動作が両立できるバーチャル回路交換ネットワークに多重スイッチをリンクする手段を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、Ｈ．３２３プロトコルまたは装置が含まれているか否かにかかわらず全てのＩＰトラフィック（ＵＰＤ，ＴＣＰ，ＦＴＰ，ｈｔｔｐ等）に対して保証された帯域幅およびＱ₀ Ｓを管理することのできるバーチャル回路スイッチングネットワークに多重スイッチをリンクする手段を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、リザーブされた帯域幅の有無に関係なく他の物理的またはバーチャル回路交換ネットワーク（全てのクラスのＩＰトラフィック）と共同して動作し、相互接続されるためのゲートキーパおよびゲートウエイを提供することのできるバーチャル回路交換ネットワークに多重スイッチをリンクする手段を提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、大きいネットワークの一部である特定のスイッチにおける利用できる帯域幅および帯域幅優先度に基づいて広帯域回路リクエストの実時間ルート設定サービスのできるバーチャル回路交換ネットワークに多重スイッチをリンクする手段を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、料金請求、ポリシー、セツツルメント、セキュリティ、設備、故障および特性の管理制御およびデータ等を提供することのできるバーチャル回路交換ネットワークに多重スイッチをリンクする手段を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、これらおよびその他の目的を達成する。本発明の１特徴によれば、既存のパケット交換ＬＡＮインフラストラクチャ（パケット交換イーサネット）は通常の能力に加えてリザーブされた帯域幅のバーチャル回路交換サービスを行うことができるように構成される。中央化された制御点はインフラストラクチャ内に含まれ、好ましくは既存のエンタープライズクラスのスイッチにファームウエアアップグレードすることにより行われ、パスに沿った全てのリンクおよびスイッチの帯域幅容量と共にネットワークの端局間のパスのマップを維持する。端局間のバーチャル回路接続がリクエストされたとき中央化された制御点はリクエストされた帯域幅がパスに沿って全て利用可能か否かについて決定する。もしも利用可能であるならば、パスに沿ったリソースが接続のためにリザーブされる。ＬＡＮインフラストラクチャ中の既存のスイッチの機能能力が中央化された制御点からのＣのようなリザーブリクエストに応じてアップグレードされ（好ましくはファームウエアの変更により）、その後接続に属するパケットに対する優先度が与えられ、その接続に対する所望のＱ₀ Ｓが与えられる。
【００１３】
したがって、本発明は、他の通常の方法と異なり、長く続く問題を解決し、任意の帯域幅の“クリアチャンネル”の非競合バーチャル回路接続（しばしば保証されたサービス品質Ｑ₀ Ｓ、すなわち保証されたビット速度として記載される）を提供する。重要なことは、既存のパケット交換イーサネットおよび、またはインターネットプロトコルベースの構内および広域ネットワーク技術を使用することにより、多量の既存のＬＡＮまたはＷＡＮスイッチングまたは転送インフラストラクチャの大幅な変更が必要ないことである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のこれらおよびその他の目的および利点は、添付図面を参照にした以下の詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。
図１は本発明の原理による保証されたＱ₀ Ｓを得られるように構成された典型的なＬＡＮを示している。本発明は以下主としてイーサネットベースのパケット交換プロトコルを使用するＬＡＮインフラストラクチャを参照にして説明するが、当業者は本発明の原理がイーサネットおよび／またはＩＰベースのパケット交換プロトコルを使用するＷＡＮインフラストラクチャに容易に拡張されることを理解できるであろう。
【００１５】
図１に示されるように、典型的なＬＡＮは第１のキャンパス100-1 と第２のキャンパス100-2 とを有している。各キャンパス100 はリンクおよびスイッチと共に接続された複数の端局を有している。さらに詳しく説明すると、各キャンパス100 は１以上のワークグループスイッチ102 を有し、それにワークステーション104 およびサーバ106 のような端局がポート108 およびリンク110 を介して接続されている。ワークグループスイッチ102 は、カリホルニア州のサン・ジョーのシスコ（Ｃｉｓｃｏ）社から入手できるワークグループレベルキャタリストＬＡＮスイッチのようなフラッシュメモリアップグレード可能なスイッチが好ましい。ワークステーション104 およびサーバ106 は自立型の処理装置であり、カリホルニア州サンタクララの３Ｃｏｍ社から入手できる高速イーサネットリンクＸＬまたはイーサネットリンクＸＬＮＩＣのようなイーサネットネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を有している。例えば、リンク110 はカテゴリー３の柔軟な遮蔽のない撚線対（ＵＴＰ）ケーブルで伝送される毎秒１０Ｍｂのイーサネットリンクである。リンク110 はまた必要な帯域幅に応じて、特にサーバ106 のような端局用に対してイーサネットまたはギガビットイーサネットリンクであることもできる。
【００１６】
多数のワークグループスイッチ102 はリンク112 を介してポート116 を有する中間スイッチ114 に接続されている。中間スイッチ114 はまた例えばシスコ社から入手できる中間レベルキャタリストＬＡＮスイッチのようなフラッシュメモリアップグレード可能なスイッチが好ましい。
【００１７】
各中間スイッチ114 はキャンパスが共に結合されるエンタープライズスイッチ120 にアップリンク118 を介して接続される。エンタープライズスイッチ120 は例えばシスコ社から入手できるエンタープライズレベルキャタリストＬＡＮスイッチのようなエンタープライズクラスのスイッチである。エンタープライズスイッチ120 はポート122 を含み、その１以上のものはルータ124 に接続されており、そのルータ124 はＬＡＮをインターネットのような他のネットワークに接続している。
【００１８】
所定のＬＡＮに展開されているスイッチおよびキャンパスの数および形式は端局の数およびそれらの物理的分離に依存している。したがって、ただ１つのキャンパスだけが存在し、中間スイッチまたはエンタープライズスイッチが全く存在しなクテもよく、或いは所定のＬＡＮ中に多数のキャンパスおよびキャンパス当たり多数の中間スイッチが存在してもよい。本発明の原理は、既存のパケット交換イーサネットベースＬＡＮインフラストラクチャの全てのこれらの可能な形態に適用することができる。
【００１９】
さらに、エンタープライズスイッチ120 には中央化されたエンタープライズ制御点（ＥＣＰ）126 が接続されている。図面を明瞭にするために別々に図示されているが、ＥＣＰ126 はエンタープライズスイッチ120 の動作部分であってもよい。すなわち、ＥＣＰ126 はＬＡＮ中の任意の他の端局としてエンタープライズスイッチ120 （またはその代りにワークグループスイッチ102 および中間スイッチ114 の任意のもの）と通信する自立型のプロセッサおよびソフトウエアであってもよく、或いは例えばファームウエアのアップグレードによりエンタープライズスイッチ120 （またはその代りにワークグループスイッチ102 および中間スイッチ114 の任意のもの）の既存の機能中に含まれていてもよい。重要なことは、ＥＣＰ126 は通常のパケット交換環境では見出だされない付加的な機能を提供することであり、その付加的な機能は以下詳細に説明する本発明の特徴である。
【００２０】
図２に示すように、ＥＣＰ126 は、本発明の付加的機能をサポートするためにアップグレードされるようにＬＡＮ中の多数のスイッチおよび端局と個々に通信する。例えばアップグレードされたスイッチ102, 114, 120 はＥＣＰ126 から帯域幅のリザーブリクエストを受取り、そのようなリクエストに対する応答（到着したことの通知）をＥＣＰ126 に解答する。同様に、アップグレードされた端局104, 106はＥＣＰ126 へ接続および遮断リザーブリクエストを送信し、そのようなリクエストの許可または拒否を含む応答を行う。
【００２１】
アップグレードされたネットワーク素子とＥＣＰ126 の間の通信はリザーブされたシグナリングチャンネル130 により行われることが好ましい。ＥＣＰ126 と各アップグレードされたスイッチおよび端局は特別のシグナリングパケットとしてある形式のパケットを送信し、認識するようにプログラムされている。そのようなパケットは通信パーティのＭＡＣレベルアドレスに加えて、シグナリングパケットを送信しているときＥＣＰ126 、アップグレードされたスイッチおよび端局によってのみ使用される特別の予め定められた識別子を含んでいる。この予め定められた識別子は例えばリザーブされた“ルータ”マルチキャストグループまたはある種類のデータのプロトコル内のマルチキャストアドレスであることができる。各アップグレードされた素子を送信し、この予め定められた識別子を有するパケットに応答するようにプログラムすることによって、シグナリングトラフィックは常にアップグレードされた素子により他のＬＡＮトラフィックから識別されることが可能であり、それによってそれらの間のシグナリングのためにネットワークを通って臨界的なパスをリザーブすることができる。
【００２２】
本発明の保証された帯域幅およびＱ₀ Ｓサービスに関するシグナリングチャンネル通信はＨ．３２３で定められた標準方式に適合することができることに注意する必要がある。しかしながら、そのような標準方式を使用する必要はない。さらに、本発明は、Ｈ．３２３プロトコルまたは装置が含まれているか否かには関係なくパケット交換イーサネットＬＡＮを横切って伝送されることのできるあらゆるクラスのトラフィックに対するそのような保証された帯域幅およびＱ₀ Ｓサービスを拡張することができる。
【００２３】
さらに、本発明の保証された帯域幅およびＱ₀ Ｓサービスはパケット交換ＬＡＮ中の選択された、または全ての端局に対して拡張されることができる。すなわち、付加的な機能はＥＣＰおよびファームウエアアップグレードを与えることにより所望されるＬＡＮの既存のスイッチと同じ数の端局に拡張されることができる。全てのスイッチがアップグレードされる必要はない。しかしながら、本発明の保証された帯域幅およびＱ₀ Ｓサービスはそれらのスイッチに接続されている端局に対して拡張されない。同様にアップグレードされたスイッチに接続された全ての端局がアップグレードされる必要はない。
【００２４】
図３はＥＣＰ126 により与えられる機能を示している。図３に示されているようにＥＣＰ126 はシグナリングインターフェース機能202 、パス／装置発見機能204 、接続制御装置機能206 、および接続監視機能208 を含んでいる。
【００２５】
シグナリングインターフェース機能202 はリザーブされたシグナリングチャンネルを介してスイッチ102, 114, 120 および端局104, 106と通信する能力を提供する。シグナリングインターフェース機能202 はスイッチ102, 114, 120 および端局104, 106から受信されたシグナリングパケットについて監視し、それらをＥＣＰ126 内の適切な機能に転送する。シグナリングインターフェース機能202 はまたＥＣＰ126 内の機能による命令にしたがってスイッチ102, 114, 120 および端局104, 106へシグナリングパケットを送信するように処理する。
【００２６】
パス／装置発見機能204 はＬＡＮ内に存在するネットワーク素子およびパスについて学習し、ネットワーク素子登録装置210 およびパスリスト212 にそれらのリストを保持する。ネットワーク素子には端局およびスイッチならびにそれらの間のインターフェース（例えばスイッチポート）が含まれる。パス／装置発見機能204 によって維持される各ネットワーク素子に対する情報は、各ＭＡＣアドレスおよび帯域幅容量を含んでいる。パス／装置発見機能204 はまたＬＡＮ中の各端局間のすべての可能なパスのリストを維持する。パスは、端局間でパケットが通過しなければならない各スイッチおよびそのポートを含んでいる。可能なパスのリストは最小数のホップを有するパスから最大数のホップを有するパスまでの順序であることが好ましい。もちろん、場合によっては同じスイッチに接続された端局のように端局間のパスのみが可能であることもある。
【００２７】
パス／装置発見機能204 は以下説明するようにネットワーク素子登録装置210 およびパスリスト212 中に情報を満たすことができる。ＥＣＰ126 が初期化されるとき、全てのアップグレードされたスイッチおよび端局はそれらを識別するためにシグナリングメッセージリクエスト（例えばそれらのＭＡＣアドレスを含む応答メッセージ）を放送する。各識別されたスイッチおよび端局に対して、ＥＣＰ126 はそれらの形態および／または帯域幅容量を知るためにそれらに個々に質問し、それによってネットワーク素子登録装置210 中の情報を完全なものとする。帯域幅容量には、スイッチまたは端局の全体の帯域幅容量、各スイッチの帯域幅容量、およびスイッチおよび／または端局間のリンクの帯域幅容量が含まれている。
【００２８】
その後、パス／装置発見機能204 は各スイッチにそれらの個々のキャッシュマップを戻すように求めることによりパスリスト212 中の情報で満たされる。この情報からパス／装置発見機能は、別のアップグレードされた端局へネットワーク中の完全にアップグレードされたパスを介して接続されるＬＡＮ中の各アップグレードされた端局間のパスを構築することができる。
【００２９】
その後、パス／装置発見機能204 は、各識別されたスイッチおよび端局へ質問を周期的に送ることによりネットワーク素子登録装置210 およびパスリスト212 中の情報を維持する。さらに、新しい、またはアップグレードされたスイッチまたは端局がネットワークに付加されたとき、その素子はパス／装置発見機能204 により登録されることができる。
【００３０】
上記のように構成されたパス／装置発見機能204 の多くの変形が注目される。例えば、その機能はオフラインプロセスによって行われることができ、或いはシステム管理者によって手作業で行われることができる。そのようなオフラインまたは手作業の処理の結果はネットワーク素子登録装置210 およびパスリスト212 中に記憶される。さらに、各端局間のただ１つのパスだけが記憶される必要がある。別の変形形態として、パスは端局間の接続に対するリクエストが受信されたときに決定されることができる。
【００３１】
接続制御装置機能206 はシグナリングインターフェース機能202 を介して受信された端局104, 106からのバーチャル回路の接続および遮断のためのリクエストに応答する。応答において、シグナリングインターフェース機能202 に端局104, 106に対する許可または拒否を含む応答を送らせてスイッチ102, 114, 120 に対する帯域幅リザーブを設定または破断の命令を生成させる。
【００３２】
さらに詳しく説明すると、バーチャル回路接続に対するリクエストは、リクエストを形成する端局（例えばそのＭＡＣアドレス）と、リザーブされた接続が要求された端局（例えばそのＭＡＣアドレス）と、要求された帯域幅および／またはサービス品質を含んでいる。ＥＣＰ126 はネットワーク内の対応する物理的なアドレスにより局部的な端局識別子を解明する機能を含んでいてもよい。
【００３３】
そのようなバーチャル回路接続のためのリクエストが受信されたとき、接続制御装置機能206 はパスリスト212 中のリクエストされた接続の端局間の利用できるパスのリストを検討する。ネットワーク素子登録装置210 中に記憶されている各リンク、スイッチ、スイッチポート、およびパス中の端局を通る利用可能な最小の帯域幅が接続のために要求された帯域幅および／またはサービス品質を十分に満たしているか否かを決定することによってパスの全体の容量を決定する。接続制御装置機能206 は各リンク、スイッチ、スイッチポート、およびパス中の端局を通る利用可能な帯域幅を減少させ、したがって、接続リスト216 中の現在存在する接続により消費された帯域幅にしたがって全体の帯域幅を減少させる。接続リスト216 は接続が設定または破断されたとき接続制御装置機能206 によって維持される。
【００３４】
各リンク、スイッチ、スイッチポート、および端局を通って利用できる帯域幅はポリシーリスト214 中に設けられている規則によってさらに減少される可能性がある。このような規則には、正常なトラフィックのためのリンク中の帯域幅の或る量の予めのリザーブ、他の端局上のリザーブされた帯域幅接続に対する優先度を或る端局に可能にすること等が含まれる。そのような規則は一日の中の時間等によりダイナミックに調整されてもよい。ポリシーリスト214 は、ＥＣＰ126 が例えばシステム管理者によって初期化されるときに先立って設定されることが好ましい。
【００３５】
全体のパスの全体の容量が要求された接続によってリクエストされた帯域幅に対して不十分な場合には、リスト中の次のパスが検査され、それはリストの最後まで続けられる。リクエストを満足させることのできるパスが存在しない場合にはそのリクエストは拒否され、その効果に対するメッセージがリクエストしている端局に送られる。
【００３６】
利用できるパスがその接続に対するリクエストされた帯域幅を提供することができる場合には、接続制御装置機能206 は接続の相手側の端局を呼鈴して回答を待つ。その端局が接続に同意したならば、接続制御装置は接続の設定に進む。特に、リクエストされた接続を満足することのできる最良の利用できるパスに対して、接続制御装置機能206 はそのパスで各スイッチ102, 114, 120 に帯域幅リザーブを送る。このリザーブには例えば接続の発信源および目的地（例えば端局の発信源および目的地ＭＡＣアドレス）、毎秒あたりのパケットにおける所望の帯域幅等が含まれる。接続制御装置機能206 はリザーブリクエストが送られた各スイッチ102, 114, 120 からの応答を待機する。各応答がシグナリングインターフェース機能202 により受信されたとき、接続制御装置機能206 はリクエストされた接続に含まれている端局に接続許可メッセージを送り、接続リスト216 中に存在する接続のリストを更新する。全ての応答が受信されるまでに予め定められた時間が経過した場合には、接続制御装置機能206 は接続拒否メッセージをリクエストされた端局に送り、またリザーブリクエストが送られた各スイッチ102, 114, 120 に帯域幅解除メッセージを送る。
【００３７】
遮断リクエストがシグナリングインターフェース202 を介して受信されたときには、接続制御装置機能206 は接続リスト216 中の接続を発見してリストを更新し、接続に含まれている各スイッチ102, 114, 120 に帯域幅解除メッセージを送り、また接続の相手側に遮断の通知を送る。
【００３８】
接続監視装置208 は接続記録218 中に恒久的な接続リストを維持している。接続リスト216 の更新と同時に接続制御装置206 は接続中に含まれた端局およびネットワーク素子および接続のためにリザーブされた帯域幅を接続監視機能208 に通知する。この情報に基づいて接続監視機能208 は接続の経過時間、含まれるパーティおよび使用されるリソースを示す記録を生成する。そのような記録は例えば料金請求およびリソース管理のために使用されることができる。
【００３９】
さらに、明瞭にするために上述の説明ではリザーブされたバーチャル回路接続では２つの端局関係者だけを仮定した。しかしながら、当業者には本発明の原理は３以上の端局関係者に対するリザーブされたバーチャル回路接続に適用可能であることは明白であろう。
【００４０】
図４は、本発明の原理によりアップグレードされたスイッチ102, 114, 120 に設けられた付加的な機能を示している。図示されるように、これはスイッチエンジン234 およびスイッチテーブル236 により与えられた既存の機能を強化するために付加されたリザーブインターフェース機能230 および接続対リスト232 を含んでいる。
【００４１】
通常のスイッチは通常の技術にしたがってパケットを転送するためにスイッチエンジン機能を備えている。そのような通常の技術には、端局のアドレス（典型的にはＭＡＣアドレス）を接続されるポートと相関するテーブルの維持が含まれる。パケットがスイッチのポートで受信されるとき、通常のスイッチエンジンはテーブルに記憶されたアドレスに対する対応するポートにパケットを転送するパケットヘッダー中の目的地アドレスを得るためにパケットに“割込む”。通常のスイッチはまた、未知の端局からのパケットが受信されたときテーブルを更新し、未知の目的地端局にパケットを放送または転送する機能を備えている。
【００４２】
そのような通常の技術は本発明のバーチャル回路サービスを実行するためにスイッチを強化しなければならない。したがって、スイッチ102, 114, 120 は強化されたスイッチエンジン234 を備え、それは通常のスイッチテーブル236 ならびに新しい接続対リスト232 に基づいた転送の決定を行う。さらに、スイッチ102, 114, 120 はリザーブインターフェース機能230 の形態の付加的な機能を含んでいる。強化された機能の効果は、スイッチ102, 114, 120 がリザーブされたバーチャル回路接続により必要とされる同じポートにアクセスするために競合する他のパケットよりもバーチャル回路接続に属するパケットに高い優先度を与え、それによって接続のための所望のサービス品質を保証することである。
【００４３】
リザーブインターフェース機能230 はリザーブされたシグナリングチャンネル130 を介してＥＣＰ126 から帯域幅リザーブリクエストを受信する。そのようなリクエストには、例えばバーチャル回路接続に含まれる端局のＭＡＣアドレスならびに、例えば毎秒当りのパケット中の所望の帯域幅が含まれている。そのようなリクエストを受信したとき、リザーブインターフェース機能230 は接続対リスト232 中のアドレスおよび所望の帯域幅を記憶し、応答をＥＣＰ126 に送る。リザーブインターフェース機能230 はまたＥＣＰ126 から帯域幅リザーブ解除リクエストを受取り、それには例えば解除されるべきバーチャル回路接続に含まれた端局のＭＡＣアドレスが含まれている。そのようなリクエストを受信したとき、リザーブインターフェース機能230 は解除された接続に対応する接続対リスト232 中の情報を削除し、応答をＥＣＰ126 に送る。
【００４４】
強化されたスイッチエンジン234 はパケットのヘッダー中のアドレスおよびスイッチテーブル236 の内容にしたがってスイッチのポート間でパケットを転送する通常の機能を行う。しかしながら、本発明の原理にしたがって、強化されたスイッチエンジン234 はさらにリザーブされた接続対リスト232 に含まれたアドレスとパケットのヘッダーのアドレスとを比較する。特に、入来するパケットの発信源および目的地アドレスが接続対リスト232 に記憶されているアドレス対の１つの両アドレスと整合する場合には、パケットは目的地アドレスに関係するポートへ転送され、そのポートはスイッチテーブル236 によって指定される。一方、入来するパケットの１つのアドレスに対するスイッチテーブル236 によって指定されているポートがリザーブされたバーチャル回路接続に含まれた記憶された端局のアドレスのいずれかに対するスイッチテーブル236 によって指定されたポートと整合するが、入来するパケットの両方のアドレスは接続対リスト232 に記憶された対応するアドレス対と整合しない場合には、そのパケットはドロップされる（シグナリングパケットでなければ）。
【００４５】
変形として、スイッチが優先度トラフィックに対する別々のポート列順位を維持しているならば、強化されたスイッチエンジン234 はリザーブされた接続パケットを高い優先度の列順位へ進め、リザーブされた接続に含まれているポートへアクセスしようとする競合する低い優先度の列順位のパケットをドロップまたは転送する。
【００４６】
図５は本発明の原理によりアップグレードされたスイッチ102, 114, 120 において与えられた付加的な機能の別の実施形態を示している。この例ではアップグレードされたスイッチはさらに帯域幅監視機能238 と帯域幅消費テーブル240 とを含んでいる。
【００４７】
この例では、設定されたバーチャル接続に属するパケットによりアクセスするためにリザーブされた同じポートにアクセスする競合しているパケットを中間的にドロップするのではなく、付加的な処理が行われる。設定されたバーチャル接続に属するパケットが適切なポートに転送される度に、強化されたスイッチエンジン234 は帯域幅監視機能238 に通知し、それは、例えば予め定められた時間インターバルで転送されたパケットのカウントを維持することによってその接続により消費される実際の帯域幅を更新する。
【００４８】
帯域幅監視機能238 はまたスイッチの各ポート（および／または関連するリンク）の全体の帯域幅容量を決定する手段を知っており、或いは有している。入来するパケットが設定されたバーチャル接続に対してリザーブされたポートに対するアクセスを争うとき、スイッチエンジン234 はポート（および／または関連するリンク）が利用できる余分の帯域幅を有しているか否か（例えばその接続により消費される実際の帯域幅が予め定められたマージンだけそのポートおよび／またはリンクの全体の帯域幅容量よりも少ないか否か）を決定する帯域幅監視機能238 に通知する。帯域幅監視機能238 は回答をスイッチエンジン234 に送り返し、スイッチエンジン234 はそれに応じてパケットを転送またはドロップする。したがって、帯域幅監視機能238 は正常なトラフィックがバーチャル回路接続に対して所望されたＱ₀ Ｓを減少しない限り、バーチャル回路接続により同じパスに沿って連続することが可能である。
【００４９】
さらに、帯域幅監視機能238 は各リザーブされたバーチャル回路接続対により消費される実際の帯域幅とそれらのリザーブされた帯域幅の関係を監視することができる。バーチャル回路接続の実際の帯域幅がリザーブされた帯域幅を越える場合には、帯域幅監視機能238 は強化されたスイッチエンジン234 に通知することができ、スイッチエンジン234 はその接続のために別のパケットをドロップするか、リザーブされた帯域幅が越えられたことをＥＣＰ126 に通知するシグナリングチャンネル130 によりメッセージを送信することができる。ＥＣＰ126 はその後、パケットのスループットの速度をおとさせるようにそのような端局に命令することができる。同様に帯域幅監視機能238 は、所定の接続のためのリザーブされた、および／または実際の帯域幅が増加されることができる状態を検出し、それを行わせるメッセージをＥＣＰ126 に送信させることができる。もしも余分な容量状態がパスのスループットに存在するならば、ＥＣＰ126 はその接続に対する参加者に命令してそのスループットを増加させることができる。
【００５０】
バーチャル回路接続が参加する端局のＭＡＣアドレスに基づいてリザーブされるだけではなく、ＩＰアドレスまたは同等のプロトコルのような層３アドレスに基づいてリザーブされることができ、したがって、ネットワーク中のスイッチに同じマシンにおける異なるプロセスに影響するネットワークトラフィック間の弁別をさせることを可能にする。そのような付加的な弁別機能は、しかしながら、低いレベルのスイッチで利用できない可能性のある付加的な処理容量を必要とする。
【００５１】
図６は、本発明によるバーチャル回路サービスに適合したワークステーション104 のソフトウエアロードの１例を示している。図示のように、ウエブブラウザ250 と、ブラウザプラク・イン・アプリケーション252 と、デーモンプロセス254 と、ユーザインターフェースプロセス256 と、シグナリングインターフェースプロセス258 とを含んでいる。上記プロセスは例えばマイクロソフト社のウインドウズ９５のような通常のオペレーティングシステム内で動作可能である。
【００５２】
ウエブブラウザ250 は、例えばカリホルニア州マウンテンビューのNetScap コンミュニケーションコーポレーションのNetScap Communicator 4.0のようなＪａｖａ可能なブラウザが好ましい。デーモンプロセス254 は本発明によるバーチャル回路サービスの利点を得るために必要な機能を与え、パワーがオンのときにワークステーション104 において示されることが好ましい。ユーザインターフェースプロセス256 はワークステーション104 （例えばキーボードおよびマウス）に取付けられたＩ／Ｏ装置からのユーザ入力に応答可能であり、ワークステーションと関連したビデオディスプレイ上に表示する。ブラウザ250 をエネーブルにして本発明のバーチャル回路サービスに特有なＵＲＬを処理するために、ブラウザ250 はプラク・イン・アプリケーション252 を有する構成であり、その主要機能はバーチャル回路接続がブラウザからリクエストされているときデーモンプロセス254 に通知することである。シグナリングインターフェースプロセス258 は、シグナリングチャンネル130 およびワークステーションのＮＩＣを介してＥＣＰ126 からバーチャル回路接続の接続中またはその終了を参加者に対するリクエストを受信し、受信したときそれらをデーモンプロセス254 に転送し、また、デーモンプロセス254 からの命令によりバーチャル回路接続の発信源または目的地に対するリクエストをＥＣＰ126 に送る。
【００５３】
ウインドウズ９５のような普通のオペレーティングシステムおよび特定のＵＲＬに応答するブラウザプラク・イン・アプリケーションの構成は技術的によく知られているものと考えられ、したがってここでは本発明の説明を複雑にしないために省略する。
【００５４】
ワークステーション104 がパワーオンにされたとき、デーモンプロセス254 は動作してシグナリングインターフェースプロセス258 の動作を開始させる。デーモンプロセス254 はいずれかのブラウザ250 からのメッセージ（ブラウザプラク・イン・アプリケーション252 を介して）を待機し、バーチャル回路接続がシグナリングインターフェースプロセス258 で開始または終了されることをリクエストし、他の端局がワークステーション参加者がバーチャル回路接続にあるか、または終了することを望んでいることをリクエストしていることを示す。
【００５５】
例えばユーザがブラウザ250 を動作させ、バーチャル回路接続を生成することを望んでいるとき、ネットワークユーザの名簿を含むウエブページがアクセスされ、その名簿がブラウザのウインドウに表示される。名簿はネットワークユーザのリストを含み、その名前はＵＲＬを有するリンクによりハイパーテキストとして示されることが好ましく、それは本発明のバーチャル回路サービスに特有のものである。ユーザがリストからパーティを選択するとき、ブラウザ250 はプラク・イン・アプリケーション252 を呼出してリクエストを処理し、このプラク・イン・アプリケーション252 はデーモンプロセス254 に通知する。デーモンプロセス254 はユーザインターフェースプロセス256 を呼出し、このユーザインターフェースプロセス256 は名簿ボックスを引出してどのような種類の接続（例えばオーディオのみ、データのみ、電話会話等）を希望しているかを特定するためにユーザに尋ねる。この情報はデーモンプロセス254 に戻され、接続リクエストにフォーマットされ、シグナリングインターフェース258 に送られ、このシグナリングインターフェース258 はそのリクエストをＥＣＰ126 に送る。
【００５６】
接続できない（例えば利用できる十分な帯域幅がないかまたは相手側が接続に同意しない）場合には、ＥＣＰ126 はシグナリングチャンネル130 を介してその効果についてワークステーション104 に通知する。シグナリングインターフェースプロセス258 はデーモンプロセス254 にそのメッセージを転送し、このデーモンプロセス254 はユーザインターフェースプロセス256 に命令してワークステーション上にメッセージを描き、ユーザにリクエストされた接続が拒否されたことを知らせる。
【００５７】
もしも、接続が設定できるならばＥＣＰ126 はワークステーション104 にシグナリングチャンネル130 を介してその効果を通知し、そのメッセージはシグナリングインターフェースプロセス256 により受信される。シグナリングインターフェースプロセス258 はデーモンプロセス254 にそのメッセージを転送し、このデーモンプロセス254 はユーザインターフェースプロセス256 に命令してワークステーションのディスプレイ上にメッセージを描き、ユーザにリクエストされた接続が承認されたことを知らせる。付加的な機能性はその接続（ビデオまたはオーディオ会議等）に対して所望されたアプリケーションを開始するために構成されることができる。ユーザインターフェースプロセス256 はまた所望される接続の終了をユーザに許可していることを示すアクションボックスをスクリーン上に描くことができる。そのような動作がユーザにより所望されるとき、回答はユーザＩ／Ｏ装置を介してユーザインターフェースプロセス256 により収集され、デーモンプロセス254 に送られる。デーモンプロセス254 はシグナリングインターフェースプロセス258 を介してＥＣＰ126 に送られる回答メッセージのフォーマットを定める。
【００５８】
一方、他のネットワークの端局からワークステーション104 に送られた接続リクエストに対して、これらはシグナリングインターフェースプロセス258 を介してデーモンプロセス254 により受信される。このようなリクエストが受信されるとき、デーモンプロセス254 はユーザインターフェースプロセス256 を付勢し、それはワークステーションのビデオ表示装置上に対話ボックスを描き、接続の相手側についてユーザに質問する。回答はユーザＩ／Ｏ装置を介してユーザインターフェースプロセス256 により収集され、デーモンプロセス254 に送られる。デーモンプロセス254 は回答メッセージのフォーマットを定め、それはシグナリングインターフェースプロセス258 を介してＥＣＰ126 に送られる。同様のプロセスは他の端局からの接続終了リクエストに対して行われる。
【００５９】
バーチャル回路接続のリクエストプロセスについて接続のタイプを選択するためにユーザとインターフェースするユーザインターフェースプロセスの実施例で説明したが、多くの他の別の手段が可能なことは明白である。例えばソフトウエアの付加的な層が接続を自動的にリクエストするアプリケーションに構成され、形成される接続のタイプを決定し、どれだけの帯域幅か、そのような接続のリクエストについてのサービス品質はどうかを決定する。
【００６０】
さらに、接続に対するリクエストに応答するプロセスは完全に自動化されることができ、サーバ106 のような端局で行われる。すなわち、ユーザの相互作用はサーバ106 からの情報を記録またはアクセスするためにネットワークユーザからのリクエストに応答するようにリクエストされることはない。したがって、そのような端局にロードされたソフトウエアは、254 のようなデーモンプロセスおよび258 のようなシグナリングインターフェースプロセスに制限されることができる。
【００６１】
本発明の原理により構成された既存のネットワークの１つの可能な構成について図７を参照にして以下説明する。図示された適応されたネットワークではワークステーション104 のような端局は既存のケーブルによりワークグループスイッチ102 に接続される。複数のワークグループスイッチ102 はリンク112 によって中間スイッチ114 に接続され、中間スイッチ114 はリンク118 によってエナタープライズスイッチ120 に接続される。
【００６２】
この構成において、ＥＣＰ126 はローカルオフィスのＩＳＤＮ中の私設交換機（ＰＢＸ）と機能的に類似した構成を与える。さらに、図７に示されるように、１以上のワークステーション104 は電話280 により構成される。この構成をサポートするためにワークステーション104 は電話インターフェースを有するＮＩＣを含む必要がある。この構成により、付加的なケーブルまたは高価なＰＢＸまたは中央局交換サービス（Ｃｅｎｔｅｘ）を必要とすることなく、既存のＬＡＮインフラストラクチャ内にローカル局電話を追加することができる。
【００６３】
図８に示されるように電話アプリケーションをサポートするために、ワークステーション104 はさらに図６を参照に説明した強化された機能性に加えて、電話インターフェースプロセス282 を含んでいる。電話インターフェース機能282 はユーザがダイヤル番号を入力した時を監視し、番号がダイヤルされたときデーモンプロセス254 に警報する。それに応答してデーモンプロセス254 はシグナリングインターフェースプロセス258 およびシグナリングチャンネル130 を介してＥＣＰ126 に送るメッセージのフォーマットを定める。そのようなメッセージは例えばＱ．９３１のような標準のダイヤルプロトコルに従うことができる。電話インターフェース282 はまた呼鈴および通話中信号の発生のような標準の電話機能をＥＣＰ126 から受信されたメッセージにしたがってデーモンプロセス254 からの命令に応じて実行する。本発明の原理により構成された既存のネットワークのいくつかの可能な他のタイプのネットワークおよびインフラストラクチャとの相互動作を以下図９を参照にして説明する。
図９に示されるように、１つの可能な相互動作は、例えばＩＳＤＮの公共交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）302 に接続するためのアクセスを行うことである。これはＬＡＮ内のアップグレードされた端局からＰＳＴＮ302 へアクセス可能な広域端局へバーチャル回路接続を拡張する。そのためにはいくつかの方法が存在する。
【００６４】
第１の別の形態として、逆マルチプレクサ（デマルチプレクサ）304 はＰＳＴＮ302 から個々のチャンネル308 へのデマルチプレクストランク（例えばＴ１）ライン306 に設けられ、それはエンタープライズスイッチ120 のパケット交換ポートに取付けられる。そのような逆マルチプレクサについては技術的によく知られている。ＥＣＰ126 はさらに機能を与えられており、ＬＡＮ内の端局からのリクエストに応じてＰＳＴＮ302 で回路接続が設定されると、その接続に属するパケットはエンタープライズスイッチ120 および逆マルチプレクサ304 を介してＬＡＮ内のリクエストしている端局からＰＳＴＮ302 へ送られる。
【００６５】
次の別の形態として、そのようなバーチャル交換回路接続はＥＣＰ126 を設けることによりＰＳＴＮ302 へハンドオフされて相互動作して技術的によく知られているシグナリングシステムまたは類似のシグナリングネットワークで通信してＰＳＴＮ302 内のサービス制御点（ＳＣＰ）310 を設定し、ＩＳＤＮＰＳＴＮを通ってエンド・ツー・エンドの回路交換接続の設定を管理することができる。この方法はもちろん通常は１または２の伝送チャンネルの帯域幅を有する接続に制限される。
【００６６】
本発明のバーチャル回路接続に適合したＬＡＮの別の可能性な動作は米国特許出願０８／９６６，６３４号明細書に記載されているようなオン・デマンド広帯域幅接続によるものである。この場合、上記米国特許出願明細書に記載されているような構内スイッチ312 はさらにＬＡＮ内のバーチャル回路接続に必要な帯域幅の集中を管理するために設けられる。特に構内スイッチ312 はエンタープライズスイッチ120 に接続された多重のここのチャンネル316 を横切る帯域幅の集合を制御し、その帯域幅はトランクライン（例えばＴ１ライン）314 から得られる。ＬＡＮ内の端局からのバーチャル回路接続は前述の米国特許出願明細書に記載されているようなネットワーク制御システムサーバ（ＮＣＳＳ）の制御によりＰＳＴＮ302 内にリザーブされた接続になる。ＥＣＰ126 はさらにＮＣＳＳと通信する付加的な機能を与えられており、交換ＷＡＮ接続を横切ってＬＡＮの端局から他のＬＡＮの他の端局への任意の帯域幅のリザーブされた接続を設定する。
【００６７】
さらに別の本発明のバーチャル回路接続に適合したＬＡＮの動作は公共のインターネットまたはイントラネット318 および既存のルータ124 を介したＩＰ接続との接続である。そのような接続にはＩＰ電話または他のバーチャル回路接続が含まれる。このような接続はまたＲＳＶＰによるものと両立するもの、またはその他のリザーブされた回路プロトコルを含んでいる。
【００６８】
本発明はその好ましい実施形態を参照に詳細に説明したが、記載された実施形態に対して種々の置換および変形が可能であり、それらは全て特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲に含まれるものであることは当業者には明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理によるバーチャル回路Ｑ₀ Ｓサービスに適した典型的なＬＡＮインフラストラクチャの概略図。
【図２】本発明の原理により構成された典型的なＬＡＮインフラストラクチャのシグナリングネットワークの概略図。
【図３】図１に示されたＬＡＮインフラストラクチャのエンタープライズ制御点の機能ブロック図。
【図４】図１に示されたアップグレードされたＬＡＮインフラストラクチャで使用するように構成されたスイッチの機能ブロック図。
【図５】図１に示されたアップグレードされたＬＡＮインフラストラクチャで使用するように構成されたスイッチの別の実施形態の機能ブロック図。
【図６】図１に示されたアップグレードされたＬＡＮインフラストラクチャで使用するように構成された端局の機能ブロック図。
【図７】本発明の原理によるバーチャル回路接続に適したＬＡＮインフラストラクチャの構成図。
【図８】図７に示されたようなアップグレードされたＬＡＮインフラストラクチャで使用するように構成された端局の機能ブロック図。
【図９】本発明の原理により構成されたＬＡＮを他のネットワークおよびインフラストラクチャとの間で動作させる概略図。

Claims

リザーブされた接続をサポートするために既存のパケット交換ネットワークインフラストラクチャをアップグレードする方法において、
前記既存のインフラストラクチャは１以上のスイッチと、それらのスイッチのポートとパケット通信する端局とを備えており、前記方法は、
前記ネットワークインフラストラクチャ中の前記端局間のパスのリストを維持するエンタープライズ制御点と、前記ネットワークインフラストラクチャ中のネットワーク素子の帯域幅容量とを提供し、前記ネットワーク素子は前記スイッチ、前記端局、および前記ポートを含んでおり、
前記エンタープライズ制御点はリザーブされた接続を管理すると共にこのリザーブされた接続に関するシグナリングメッセージを管理し、前記リザーブされた接続は前記ネットワーク中の第１と第２の端局間の第１のリザーブされた接続を含み、
前記スイッチは、前記第１の端局とパケット通信するように構成された第１のポートと前記第２の端局とパケット通信するように構成された第２のポートとを含む複数のポートと、前記シグナリングチャンネルを介して前記エンタープライズ制御点から前記第１のリザーブされた接続に対応する第１のリザーブリクエストを含むリザーブリクエストを受信するように構成されたリザーブインターフェースと、前記スイッチを含むパスを有するリザーブされた接続中に含まれた端局の識別子を記憶する接続対リストと、前記スイッチのポートと前記端局を対応させるスイッチテーブルと、前記ポートで受信されたパケット中の識別子を検査して前記スイッチテーブルにしたがって前記ポート間でパケットを転送する強化されたスイッチエンジンとを備えてアップグレードされ、
前記リザーブインターフェースは前記第１のリザーブリクエストにしたがって前記接続対を更新し、前記強化されたスイッチエンジンはさらに前記接続対リストと前記パケットの識別子とを比較し、前記第１のリザーブリクエストに対応しない識別子を有するパケットよりも高い優先度を有する前記第１のリザーブリクエストに対応する識別子を有するパケットを第１と第２のポート間で転送するように構成され、
前記エンタープライズ制御点と通信するように構成されたリザーブされたシグナリングチャンネルを提供し、そのリザーブされたシグナリングチャンネルは正常なネットワークのトラフィックからメッセージを識別する予め定められた識別子を有する前記メッセージを含んでおり、
前記アップグレードされたスイッチは前記エンタープライズ制御点からのリザーブメッセージに応答してそれによりリザーブされた接続に属しないパケットよりも高い優先度でリザーブされた接続に属するパケットをスイッチングすることを特徴とするアップグレード方法。
前記リザーブされた接続は要求された帯域幅を有し、前記方法はさらに、前記パスの容量を決定し、前記容量が前記要求された帯域幅よりも小さい場合には前記リザーブされた接続を拒否する請求項１記載の方法。
さらに、前記リザーブされた接続を監視し、この監視は前記リザーブされた接続に関する詳細なデータを恒久的に記憶する手段を含んでいる請求項１記載の方法。
前記リザーブされた接続に属する前記少なくとも１つのスイッチに対する入来パケットか否かを決定し、前記決定にしたがって前記１以上のスイッチのポート間で入来パケットを転送する請求項１記載の方法。
前記スイッチは、前記リザーブされた接続によって消費される実際の帯域幅を監視する帯域幅モニタを備えている請求項１記載の方法。