JP4386368B2 - リソース管理装置 - Google Patents

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本発明は、通信ネットワークのリソース管理とログファイルの管理を行うリソース管理装置に関する。
通信ネットワーク、特にIP(Internet Protocol)ネットワークを利用して音声や映像等のコンテンツを提供する場合、通信路の容量を超えた利用要求によって輻輳が発生すると、パケットの損失等に伴い通信品質が劣化してしまう。従来より、このような通信品質の劣化を防ぐことを目的として、リソース管理装置(リソース管理サーバ)によるネットワークレイヤにおけるリソース管理が研究されている。
リソース管理装置によるリソース管理は、通信ネットワークを構成するルータとは独立したサーバ(リソース管理装置)により、通信ネットワークを構成するノード間(リンク)の伝送容量とその利用状況を管理するとともに、ユーザ端末等からのリソース確保要求に対して適当なリソースを払い出すものである。
このようなリソース管理の一例として、次のような方法が開示されている。まず、通信ネットワークの運用開始前に、通信ネットワーク中のリンク(接続情報)及び各リンクのリソース容量を含むルーティング情報に基づいて、パケットが通過する経路を計算し、これを「経路テーブル」に記憶させるとともに、各リンクのリソース容量を「リソース管理テーブル」に記憶させる。このようにして得られたリソース管理テーブルによって、通信ネットワークにおける総リソース容量と、利用中のリソース容量又は利用可能な残りリソース容量とが、管理可能とされている。
通信ネットワークが運用を開始した後では、リソース管理サーバは、通信サービスの利用要求(リソース確保要求)を受け付けると、要求された通信の発着IPアドレスを基に上記経路テーブルから当該通信に必要となるリンクを特定し、上記リソース管理テーブルを参照することによって、これらのリンクの各々について当該通信に必要となる伝送容量(リソース)が利用可能か否かをチェックする。
十分なリソースが利用可能である場合には、上記通信サービスの利用要求に対して許諾応答するとともに、上記リソース管理テーブルの利用中リソース容量に当該通信に割り当てられるリソース量を加算して記憶させる。一方、必要なリソースを確保できない場合には、上記利用要求に対して不許可とする(特許文献1及び非特許文献1参照)。この方法では、通信用に確保していたリソースは、リソースの使用終了時に速やかに解放している。
このようなネットワークを制御しているリソース管理装置では、ネットワークの状態を監視することが重要となる。ネットワークの上では、例えば、エッジルータが、動作に応じて、処理時に与えられたパラメータ、実行した処理の内容、処理結果などの情報を逐一出力している。これらの出力される情報には、通信結果やエッジルータの障害情報なども含まれている。
特開2003−258855号公報 矢口他、「大規模IP網における管理サーバを用いたリソース管理方式の一提案と具体例」、信学総合大会、B−6−31(2002)
上述した従来の技術では、既存のリソースの空きを管理し、リソース確保要求に対するリソースの払い出しと、解放による戻りとを管理しているにすぎない。このため、リソースの要求もとの増加やリソースの要求頻度の増加により、高い頻度でリソース確保要求が起こる状態では、リソースが常に不足した状態となり、リソースの確保失敗が多発する。このような状態が放置されると、ネットワークを利用している利用者は、コンテンツ提供などの所望とするサービスが受けられない場合が発生する。
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、保守管理者が、リソース管理の状態を容易に認識できるようにし、リソース不足の状態がより迅速に解消できるようにすることを目的とする。
本発明に係るリソース管理装置は、互いにリンクされた複数のルータと端末とから構成される通信ネットワークのリソースを管理するリソース管理装置であって、要求される通信における確保したいリソース量を少なくとも含む要求メッセージを受け付けて必要なリソースを確保するリソース管理手段と、リソース管理装置が受け付けたイベント発生のメッセージを収集してログ記憶部に記憶されているログファイルに追加するログ管理手段と、ログ記憶部に記憶されているログファイルを監視し、第1の時間毎に、この第1の時間を等分割した第2の時間毎に発生したリソース確保要求が正常に受け付けられたことが示されている正常受付メッセージの数をこの正常受け付けメッセージに含まれている要求内容に含まれるサービス種別毎に各々計数し、第1の時間毎に、この第1の時間内で第2の時間毎に計数された正常受付メッセージをサービス種別毎に多い順に並べて記述した2次ログファイルを生成してログ記憶部に記憶する監視手段と、ログ記憶部に記憶されている2次ログファイル表示出力するログ表示手段とを少なくとも備えるようにしたものである。
上記リソース管理装置において、ログ管理手段は、自身がリソースを管理する範囲内の通信ネットワークより受け付けたイベント発生のメッセージを収集してログ記憶部に記憶されているログファイルに追加するようにしてもよい。また、監視手段は、ログ記憶部に記憶されているログファイルの更新を監視し、ログ表示手段は、監視手段の監視の結果、ログファイルが更新されるとログ記憶部に記憶されている2次ログファイルを表示出力するようにしてもよい。また、通信ネットワークは分割された複数の管理範囲を備え、複数のリソース管理装置が複数の管理範囲毎に設けられ、リソース管理手段は、自身が収容されているリソース管理装置の管理範囲内でリソースを確保するようにしてもよい。また、リソース管理装置は、自身の管理範囲及び自身を識別するための識別情報を備え、ログ表示手段は、識別情報をもとに対応するリソース管理装置のログ記憶部に記憶されているログファイルのメッセージを表示出力するようにしてもよい。
上記管理装置において、要求メッセージは、要求される通信における送信先の端末の識別子を含み、リソース管理手段は、受け付けた要求メッセージに含まれる識別子をもとに、端末が当該リソース管理装置の管理範囲内にあるか否かを判定し、この判定の結果、端末が当該リソース管理装置の管理範囲内にないと判定されたときは、他の管理範囲のリソースを管理する他のリソース管理装置に要求メッセージを送信し、当該リソース管理装置の管理範囲内において必要なリソースを確保するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、第1の時間毎に、この第1の時間内で第2の時間毎に計数された正常受付メッセージの数を多い順に並べて記述した2次ログファイルを生成するようにしたので、保守管理者が、リソース管理の状態を容易に認識できるようになり、リソース不足の状態がより迅速に解消できるようになるという優れた効果が得られる。例えば、リソース確保の要求が正常に受け付けられた数が処理能力の限界に達していることが容易に分かるようになり、保守管理者に対し、リソースの増設の契機を与えることができる。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態におけるリソース管理装置を用いたリソース管理システムの構成例を示す構成図である。図1に示すリソース管理システムは、通信ネットワーク200を構成する各管理範囲ネットワーク201毎に、リソースを管理するリソース管理サーバ101を備えている。各リソース管理サーバ(リソース管理装置)101は、管理対象となる管理範囲ネットワーク201のリソースを管理している。管理対象となる通信ネットワーク200は、いわゆるインターネットプロトコル(IP)に基づく通信ネットワークである。
管理範囲ネットワーク201は、例えば、互いに接続(リンク)された複数のルータ202,端末(T)203から構成される。また、管理範囲ネットワーク201は、複数の端末203を集線していずれかのルータ202に接続するスイッチングハブ(SW)204及びゲートウエイ装置(GW)205を備えている。このように構成されている管理範囲ネットワーク201におけるリソースは、通信を行う二つの端末203間の通信経路を構成するための、端末203といずれかのルータ202との間のアクセスライン及びルータ202の間のリンクである。
なお、図1に示すリソース管理システムにおいては、通信ネットワーク200を複数の管理範囲ネットワーク201に分割し、これらの管理範囲に対して各々リソース管理サーバ101が設けられている。また、各リソース管理サーバ101は、互いに通信可能に接続されている。
また、アプリケーションサーバ(AS)301は、いずれかの端末203からの通信要求を受け、当該端末203が属する管理範囲ネットワーク201のリソースを管理するリソース管理サーバ101に要求メッセージを送信する。この要求メッセージには、少なくとも、要求される通信における端末203の識別子及び確保したいリソース量とが含まれており、図1に示すシステムにおいては、この識別子として、端末203のIPアドレスが用いられる。
各リソース管理サーバ101は、各々通信機能を有するコンピュータであり、各々送受信部102,制御部(リソース管理手段)103,主記憶部104とを有している。また、各リソース管理サーバ101は、ログ管理部105,ログ記憶部106,監視部107,及びログ表示部108を備えている。これらの機能は、中央演算装置(CPU)や記憶装置(ROM及びRAM等の内部メモリの他、固定ディスク装置等の外部記憶装置を含む)などのコンピュータのハードウェア資源とこのコンピュータにインストールされたコンピュータ・プログラム(ソフトウェア)とが協働することによって実現することができる。
上述したように構成された通信ネットワーク200において、アプリケーションサーバ301により、コンテンツの提供などのサービスを行うことが可能とされている。例えば、いずれかのアプリケーションサーバ301が、いずれかの端末T203からのコンテンツ送信の要求を受けると、アプリケーションサーバ301は、当該端末T203に対して要求されたコンテンツを送出する。このようなコンテンツの配信において、リソース管理サーバ101が、必要となるリソースの管理を行う。
上述の場合、コンテンツ送信の要求を受け付けたアプリケーションサーバ301は、要求もとの端末T203が所属する管理範囲ネットワーク201を管理するリソース管理サーバ101に、上記コンテンツの送出のためのリソースの要求メッセージを送信する。この要求メッセージには、少なくとも、要求される通信における要求もとの端末T203の識別子と、確保したいリソース量とが含まれている。端末T203の識別子としては、例えば、要求もとの端末T203のIPアドレスなどを用いることができる。
リソース管理サーバ101において、送受信部102は、通信インターフェースを備え、各種メッセージを送信及び受信する。送受信部102は、アプリケーションサーバ301や他のリソース管理サーバ101から送信されてきた要求メッセージを受信する。送受信部102は、要求メッセージを隣接する他のリソース管理サーバ101に送信する。また、送受信部102は、リソース管理サーバ101間の応答メッセージを送受信する。
制御部103は、リソース管理サーバ101(送受信部102)が受信した要求メッセージに応じた処理を行う。制御部103は、受信された各メッセージを分析し、例えば、受信メッセージに含まれる要求もと端末T203のIPアドレスを識別する。また、制御部103は、識別したIPアドレスに対応する端末T203が、自信の管理範囲内であることを、データベースを参照して判定する。
また、制御部103は、主記憶部104に用意されている経路情報及びリソース管理テーブルを参照し、必要なリソースを確保する。制御部103が確保したリソースの状態は、主記憶部104の中のリソース管理テーブルで管理される。このとき、制御部103は、上述したリソース確保の要求及びリソース変更の要求を受け付けると、まず、要求を受け付けたことを示すメッセージを生成する。例えば、制御部103は、yyyymmddhhss(日付と時刻)、「受付内容:リソース確保要求」、「リソースID」、「リソース管理サーバID」などを含むメッセージを生成する。また、上記メッセージは、要求されたリソース確保の対象となるリンクの情報を含んでいてもよい。生成されたメッセージは、通信ネットワーク200上に送出される。
より詳細に説明すると、要求メッセージ(リソース確保の要求)を受け付けた制御部103は、まず、確保(変更)要求の対象となるリソースにおける輻輳状態を判定し、輻輳ピーク時は要求を破棄し、輻輳時は要求に対して不可を応答する。また、輻輳ピーク時に要求を破棄すると、制御部103は、受付状態として輻輳ピーク時に要求を破棄した旨が記述されたリソース確保状況のメッセージをログとして出力する。同様に、輻輳のために要求に対して不可を応答すると、制御部103は、受付状態として輻輳時不可応答の旨が記述されたリソース確保状況のメッセージをログとして出力する。これらのメッセージ(ログ)は、リソース確保が失敗したことを示すものとなる。
次に、制御部103は、受け付けた要求に設定されているパラメータを確認する。パラメータが認識できない場合、制御部103は、要求不可を応答する。また、パラメータが認識できずに要求不可が応答した場合、制御部103は、受付状態としてパラメータ不正で要求不可が応答された旨が記述されたリソース確保状況のメッセージを、ログとして出力する。このメッセージ(ログ)は、リソース確保が失敗したことを示すものとなる。
次に、制御部103は、受け付けた要求の送信元が、自身の管理している管理範囲ネットワークに収容されている端末であるかどうかを判定する。要求の送信元が管理範囲ネットワークに収容されている場合、制御部103は、受付状態として送信元の識別情報が記述されたリソース確保状況のメッセージをログとして出力する。一方、要求の送信元が管理範囲ネットワーク内にない場合、制御部103は、受付状態として受け付けのみである旨が記述されたリソース確保状況のメッセージをログとして出力する。これらのメッセージは、リソース確保の要求が正常に受け付けられたことを示すものとなる。
次に、要求の送信元が管理範囲ネットワーク内にある場合、制御部103は、リソース確保処理を開始する。ただし、リソース確保処理を開始してから、所定時間以内にリソース確保処理が終了しない場合、制御部103は、受付状態として時間超過の旨が記述されたリソース確保状況のメッセージをログとして出力する。このメッセージは、リソース確保が失敗したことを示すものとなる。ここで、上述した各メッセージには、受付状態に加え、要求されたサービスを提供するアプリケーションサーバのIPアドレスや、当該アプリケーションサーバの識別子などの情報を含む要求内容を備えている。なお、要求内容は、例えば、受付側リソース管理サーバ識別子、受付側リソース識別子、着側リソース管理サーバ識別子、受付側ルータの識別子、ルータの動作状態、サービス種別、受付時刻などを含んでいる。従って、アプリケーションサーバ毎に受け付け数をカウントすることも可能であり、アプリケーションサーバを所有する事業者毎に課金することも可能である。また、アプリケーションサーバーの処理能力限界による更改を、対象の事業者に促すことも可能となる。
また、制御部103は、受け付けた要求の送信元が、自身の管理している管理範囲ネットワークに収容されていない場合など、必要に応じて管理範囲が隣接する他のリソース管理サーバへ、リソース確保要求のメッセージを送信する。このメッセージを受信した他のリソース管理サーバもまた自身の管理範囲内においてリソースを確保し、必要に応じて他のリソース管理サーバへリソース確保要求のメッセージを送信する。例えば、受け付けた要求メッセージに含まれる識別子を元に、要求もと(コンテンツの配信先)の端末T203が、管理範囲外と判定した場合、及び要求されたリソースが自身管理範囲を超えた部分を含んでいるなどの場合、制御部103は、隣接する管理範囲ネットワーク201を管理するリソース管理サーバ101に対し、リソース確保のための要求メッセージを生成する。
ログ管理部105は、リソース管理サーバ101(送受信部102)が受け付けたイベント発生のメッセージ及びリソース管理サーバ101におけるイベント発生のメッセージを収集し、新たに発生したメッセージをログ記憶部106に記憶されているログファイルに追加して更新する。監視部107は、ログ記憶部106に記憶されているログファイルを監視し、リソース確保の要求が正常に受け付けられたことが示されているメッセージ(正常受付メッセージ)の数を計数し、所定の時間(第1の時間)毎にこの時間を等分割した単位時間(第2の時間)毎に計数された正常受付メッセージの数を多い順に並べて記述した2次ログファイルを生成し、ログ記憶部106に記憶する。
例えば、監視部107は、まず、所定時間内に受け付けたログの中より、受付状態に「送信元の識別情報」もしくは「受付のみ」が含まれているメッセージを取り出す。ついで、例えばサービス種別毎に、上記所定時間内における単位時間(階級)毎のメッセージの数(度数)の度数分布を作成し、度数の多い順に上位10の度数の階級(時刻)を度数とともに取り出し、2次ログファイルとする。
ログ表示部108は、ログ記憶部106に記憶されているログファイル及び2次ログファイルを参照し、各ログファイル内にあるメッセージを管理者に視認可能な状態に表示する。例えば、リソース確保要求が受け付けられたことが示されているメッセージの数の集計結果が示されている2次ログファイルが、ログ表示部108により表示される。従って、表示された2次ログファイルを参照することで、リソース確保の要求が多発している状態が管理者に視認可能な状態となる。このように、図1に示すリソース管理装置によれば、リソース確保の要求が多発している状況が管理者に容易に認知されるようになり、ネットワークにおけるリソース不足の状態が、管理者に容易に把握できるようになる。この結果、管理者は、リソースの増設契機を容易に判断できるようになる。
以下、図1に示すリソース管理装置における監視部107の動作例について図2(a)及び図2(b)のフローチャートを用いて説明する。まず、監視部107は、0.1秒(第2の時間)の経過を確認する(ステップS201)。この0.1秒の中で、監視部107は、ログファイルの中に新たなメッセージの発生を検出すると(ステップS202)、発生したメッセージに含まれている受付状態を確認し、リソース確保の要求が正常に受け付けられたものであることを確認する(ステップS203)。発生したメッセージが正常受付メッセージである場合、監視部107は、メッセージに含まれている要求内容に含まれるサービス種別毎に計数する(ステップS204)。
上述したステップS202〜ステップS204を0.1秒間継続した後(ステップS201)、監視部107は、開始から1時間(第1の時間)が経過したことを確認する(ステップS205)。1時間経過していない場合、監視部107は、サービス種別ことに計数したリソース確保要求正常受付のメッセージ数を集計する(ステップS206)。このようにして、0.1秒毎に計数したリソース確保要求正常受付のメッセージ数を集計し、これを1時間繰り返した後(ステップS205)、監視部107は、0.1秒毎の計数結果を0.1秒という単位時間毎の度数とした度数分布の中より、度数の多い上位10位を取り出す(ステップS207)。ついで、監視部107は、サービス種別毎に、取り出した上位10位の階級(単位時間:第2の時間)をこの順に並べて記述し(ステップS208)、これを2次ログファイルとして生成する(ステップS209)。
例えば、生成される2次ログファイルには、以下に示す内容がテキストデータとして含まれている。
2次ログファイル例
時間帯、サービス種別、 計数結果
23時、コンテンツ配信、0110
23時、コンテンツ配信、0080
23時、コンテンツ配信、0070
23時、コンテンツ配信、0065
23時、コンテンツ配信、0060
23時、コンテンツ配信、0055
23時、コンテンツ配信、0050
23時、コンテンツ配信、0048
23時、テレビ電話 、0310
23時、テレビ電話 、0150
23時、テレビ電話 、0085
23時、テレビ電話 、0065
23時、テレビ電話 、0060
23時、テレビ電話 、0055
23時、テレビ電話 、0050
23時、テレビ電話 、0048
・ ・ ・
・ ・ ・
・ ・ ・
23時、合計 、2010
23時、合計 、0750
23時、合計 、0585
23時、合計 、0465
23時、合計 、0320
23時、合計 、0285
23時、合計 、0250
23時、合計 、0200
以上のようにしてログ記憶部106に2次ログファイルが生成されている状態で、ログ表示部108は、まず、ステップS221で、ログ記憶部106に記憶されている2次ログファイルの増加(新たな生成)を検出すると、2次ログファイルを参照する(ステップS222)。ログ記憶部106は、予め設定されている時間間隔で、2次ログファイルの増加を検出する。ついで、ログ表示部108は、2次ログファイル内にある集計結果を保守管理者に視認可能な状態に表示する(ステップS223)。
例えば、ログ表示部108は、図1には示していないモニターを備え、このモニターに上記集計結果の表示を行う。従って、新たな2次ログファイルが生成されるとこれが表示され、リソース確保数の状態が容易に確認できるようになる。前述したように、図2のフローチャートに示す動作例では、1時間毎に2次ログファイルが生成(追加)されるので、モニター(ログ表示部108)には、1時間毎に、リソースの確保の要求が正常に受け付けられた数の多い時間帯(0.1秒)が、多い順に表示され、また、これらが、サービス種別毎に表示される。このように、モニターに2次ログファイルが表示されれば、保守管理者にとって、リソース確保要求の発生状態が容易に識別(認識)されるようになる。前述した2次ログファイル例が生成されている場合、この2次ログファイルが生成されるもととなった1時間において、ある0.1秒間に、非常に多いリソース確保の要求が正常に受け付けられた数の状態が、容易に認識可能となる。
なお、ステップS206において、メッセージに含まれている情報をもとに、確保要求を受け付けたリソースの種類毎に重み付けを与え、与えられた重み付けを計数結果に反映させて度数の分布をとるようにしてもよい。例えば、リソース確保要求に対応するサービスの処理負荷に応じ、対応するリソース確保要求のメッセージの数に係数をかけて集計(計数)し、度数の分布をとるようにしてもよい。
ところで、リソース管理サーバ101は、各々自身を識別するための識別情報や、自身の管理範囲を識別するための識別情報などを備えている。例えば、リソース管理サーバ101には、IPアドレスとともに局名,識別子の組が識別情報として与えられている。これらは、参照テーブルとして備えられている。ログ表示部108により局名「東京」が選択されると、参照テーブルが参照され、ログ表示部108は、「東京」と組にされているIPアドレス「192.168.0.5」に対応するリソース管理サーバ101のログ記憶部106に格納されているログファイルを参照可能となる。
本発明の実施の形態におけるリソース管理装置を用いたリソース管理システムの構成例を示す構成図である。 図1に示すリソース管理装置の動作例を説明するフローチャートである。
符号の説明
101…リソース管理サーバ、102…送受信部、103…制御部、104…主記憶部、105…ログ管理部、106…ログ記憶部、107…監視部、108…ログ表示部、200…通信ネットワーク、201…管理範囲ネットワーク、202…ルータ、203…端末(T)、204…スイッチングハブ(SW)、205…ゲートウエイ装置(GW)、301…アプリケーションサーバ(AS)。

Claims (6)

  1. 互いにリンクされた複数のルータと端末とから構成される通信ネットワークのリソースを管理するリソース管理装置であって、
    要求される通信における確保したいリソース量を少なくとも含む要求メッセージを受け付けて必要なリソースを確保するリソース管理手段と、
    前記リソース管理装置が受け付けたイベント発生のメッセージを収集してログ記憶部に記憶されているログファイルに追加するログ管理手段と、
    前記ログ記憶部に記憶されているログファイルを監視し、第1の時間毎に、この第1の時間を等分割した第2の時間毎に発生したリソース確保要求が正常に受け付けられたことが示されている正常受付メッセージの数をこの正常受け付けメッセージに含まれている要求内容に含まれるサービス種別毎に各々計数し、前記第1の時間毎に、この第1の時間内で前記第2の時間毎に計数された正常受付メッセージを前記サービス種別毎に多い順に並べて記述した2次ログファイルを生成して前記ログ記憶部に記憶する監視手段と、
    前記ログ記憶部に記憶されている前記2次ログファイルを表示出力するログ表示手段と
    を少なくとも備えることを特徴とするリソース管理装置。
  2. 請求項1記載のリソース管理装置において、
    前記ログ管理手段は、自身がリソースを管理する範囲内の前記通信ネットワークより受け付けたイベント発生のメッセージを収集してログ記憶部に記憶されているログファイルに追加する
    ことを特徴とするリソース管理装置。
  3. 請求項1又は2記載のリソース管理装置において、
    前記監視手段は、前記ログ記憶部に記憶されている前記ログファイルの更新を監視し、
    前記ログ表示手段は、前記監視手段の監視の結果、前記ログファイルが更新されると前記ログ記憶部に記憶されている2次ログファイルを表示出力する
    ことを特徴とするリソース管理装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のリソース管理装置において、
    前記通信ネットワークは分割された複数の管理範囲を備え、複数の前記リソース管理装置が複数の前記管理範囲毎に設けられ、
    前記リソース管理手段は、自身が収容されているリソース管理装置の管理範囲内でリソースを確保する
    ことを特徴とするリソース管理装置。
  5. 請求項4記載のリソース管理装置において、
    前記リソース管理装置は、自身の管理範囲及び自身を識別するための識別情報を備え、
    前記ログ表示手段は、前記識別情報をもとに対応するリソース管理装置の前記ログ記憶部に記憶されている前記ログファイルのメッセージを表示出力する
    ことを特徴とするリソース管理装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のリソース管理装置において、
    前記要求メッセージは、前記要求される通信における送信先の端末の識別子を含み、
    前記リソース管理手段は、受け付けた前記要求メッセージに含まれる前記識別子をもとに、前記端末が当該リソース管理装置の管理範囲内にあるか否かを判定し、この判定の結果、前記端末が当該リソース管理装置の管理範囲内にないと判定されたときは、他の管理範囲のリソースを管理する他のリソース管理装置に前記要求メッセージを送信し、前記当該リソース管理装置の管理範囲内において必要なリソースを確保する
    ことを特徴とするリソース管理装置。
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