JP4473227B2 - リソース管理装置、通信システムおよび通信方法 - Google Patents
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Description
まず、通信を行う発端末および着端末のIPアドレスを基に、経路情報テーブルから当該通信に必要となるリンクを特定する。そして、リンク情報テーブルを参照し、特定されたリンクのそれぞれについて当該通信に必要な容量が利用可能か否かをチェックする。
その結果、特定されたすべてのリンクについて十分な容量が利用可能である場合には、リソース確保が可能であると判定する。そして、リソース確保要求に対して許諾応答するとともに、リンク情報テーブルにおいて、特定されたリンクの残リソース量から当該通信に割り当てられる容量を減算する。逆に、いずれかのリンクについて利用可能な容量が不足する場合には、リソース確保が不可能であると判定し、リソース確保要求に対して拒絶応答する(例えば、特許文献1および非特許文献1を参照)。
また、上述したリソース管理装置は、特定されたフローと抽出されたDSCP値とを対応づけて記憶する記憶手段をさらに備えるものであってもよい。
また、確保処理手段は、抽出されたDSCP値に基づく順番にリソース確保を行うものであってもよい。
また、抽出されたDSCP値を修正するDSCP値修正手段をさらに備え、メッセージ送信手段は、DSCP値修正手段によりDSCP値が修正されたときには、修正後のDSCP値を応答メッセージに付加するものであってもよい。
また、情報送信手段は、受信された応答メッセージに修正後のDSCP値が付加されている場合に、修正後のDSCP値を自装置の管理範囲と他のリソース管理装置の管理範囲との境界にあるノードに送信するものであってもよい。
1.第1の実施の形態
[通信システムの全体構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる通信システムの全体構成を示すブロック図である。
図1に示す通信システムは、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1と、通信ネットワーク1のリソースを管理するリソース管理サーバ(リソース管理装置)2と、通信ネットワーク1に接続可能な端末T(T1〜T6)と、端末Tからの要求を受け付けてリソース管理サーバ2に橋渡しするアプリケーションサーバ3とを有する。
図1では、アプリケーションサーバ3は、通信ネットワーク1の入口となるルータR1に接続されているが、ルータR1と端末T1との間に接続された他のルータやスイッチに接続されていてもよい。
図2は、リソース管理サーバ2の機能ブロック図である。
このリソース管理サーバ2は、送受信部21と、制御部22と、データベース部23とを有する。
ここで、送受信部21は、通信インターフェースを備え、アプリケーションサーバ3との間で各種メッセージを送信および受信する。また、通信ネットワーク1を構成するルータRに、後述するメッセージを送信する。
要求受付部221は、リソース確保要求メッセージに付加された各種情報を抽出し、抽出した情報の一つであるDSCP値に基づいてリソース確保要求メッセージに対し受付番号を付与する。
「最終受付番号」とは、同じDSCP値が付加された要求メッセージのキューの最終受付番号である。原則として、各キューに属する最後の要求メッセージの受付番号である。例えば、キューに2つの要求メッセージが属している場合には、2番目の要求メッセージの受付番号が最終受付番号となる。
「制限量」とは、キューの個別容量であり、それぞれのキューで蓄積可能な要求メッセージの数を表す。
「蓄積量」とは、その時点でキューに蓄積されている要求メッセージの数を表す。
なお、キューテーブル232の制限量等の情報が外部記憶装置に記録されている場合には、これらの情報をリソース管理サーバ2の起動時に読み込むこともできるし、起動後に読み込み途中変更することもできる。
「要求ID」とは、要求メッセージに個別に付与された識別子である。
「受付番号」とは、要求IDによって表される要求メッセージに付与された受付番号である。
次に、図6および図7を参照し、要求受付部221による受付番号付与のアルゴリズムについて説明する。図6および図7は、DSCP値が10,30,50のリソース確保要求メッセージのキュー(以下「DSCP値が10,30,50のキュー」と略記する)を概念的に示す図である。
DSCP値50の要求メッセージ1が受信されたとき、要求受付部221はこの要求メッセージ1をDSCP値50のキューに振り分ける。このときDSCP値50のキューは空であるから、このキューの最終受付番号は「0」である。この最終受付番号「0」にDSCP値「50」を加算した値「50」を、要求メッセージ1の受付番号とする。
その後、続いてDSCP値30の要求メッセージ2、DSCP値10の要求メッセージ3が受信されたときにも、同様にしてそれぞれの受付番号を「30」、「10」とする。
リソース処理部222は、受付番号が小さいメッセージから順に処理を行うので、要求メッセージ3→要求メッセージ2→要求メッセージ1→要求メッセージ4の順にリソース確保の処理が行われることになる。
図6で説明したように要求メッセージ1〜4について受付番号が付与された後、要求メッセージ3,2,1についての処理が開始されると、その時点でこれらの要求メッセージ1〜3はそれぞれのキューから削除される。これにより、最終受付番号「0」を基準にして受付番号を決定した要求メッセージ1〜3が、すべて削除されたことになる。このままDSCP値10,30のキューの最終受付番号を「0」のままにしておき、この最終受付番号を基準にした受付番号の決定を続けると、すでに受付番号が決定された要求メッセージ4が不利に扱われる場合がある。
この場合には、要求メッセージ4よりも要求メッセージ5の方が受付番号が小さいので、要求メッセージ5から先にリソース確保の処理が行われることになる。
なお、すべての要求メッセージが処理され、すべてのキューが空になった場合には、すべてのキューの最終受付番号を「0」に戻す。
図8は、ルータRの機能ブロック図である。
このルータRは、送受信部41と、データベース部42と、解析部43と、ヘッダ設定部44とを有する。
ここで、送受信部41は、通信インターフェースを備え、当該ルータRが収容する端末または隣接する別のルータから送信されたパケットを受信する受信機能と、受信したパケットを次ホップのルータまたは当該ルータが収容する端末に送信する送信機能とを有する。また、リソース管理サーバ2から送信される優先度通知メッセージも、リソース管理サーバ2から直接、または別のルータを経由して受信することができる。
次に、図9および図10を参照し、通信に必要なリソースの確保から当該通信を行なうまでの処理について説明する。ここでは、端末T1から端末T6に通信する場合を例にして説明する。図9は、全体的な処理の流れを示すシーケンス図である。図10は、リソース管理サーバ2によるリソース確保の処理の流れをより詳しく示すフローチャートである。
端末T1からのサービス利用要求メッセージを受信したアプリケーションサーバ3は、受信されたサービス利用要求メッセージをリソース管理サーバ2で読取可能な形式のリソース確保要求メッセージに変換し、リソース管理サーバ2に送信する(図9,ステップS2)。
ついで、要求受付部221およびリソース処理部222が、抽出したDSCP値に基づく順番にリソース確保の処理を行う(図9,ステップS4)。この処理の詳細について、図10を参照して説明する。
なお、リソース確保要求メッセージから抽出したDSCP値が「30」以外の値である場合にも、同様に処理できることは言うまでもない。
また、メッセージ作成部223が、上記フロー識別情報およびDSCP値を付加した優先度通知メッセージを作成し、このメッセージを発端末である端末T1を収容するルータR1に送信する(図9,ステップS6)。
なお、図9のステップS12における照合の結果、アクセスリストテーブルの中に適合するフロー識別情報がなかった場合には、端末T1からのパケットを廃棄する。あるいは、ベストエフォートで非優先的に当該ルータR1を通過させることもできる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。この形態は、端末からアプリケーションサーバへのサービス利用要求メッセージを用いず、端末間での通信に用いられるパケットから必要な情報を取得してDiff−servを行うものである。
アプリケーションサーバ103は、発端末と通信ネットワーク1の入口との間に介在する。ここでは、発端末を端末T1、通信ネットワーク1の入口をルータR1とする。このアプリケーションサーバ103は、送受信部131と、情報抽出部132と、制御部133と、データベース部134とを有する。
データベース部134はアクセスリストテーブルを記憶する。このアクセスリストテーブルは、発端末である端末T1と着端末との間のフローの識別情報と、このフローに設定されたDSCP値とを対応づけたテーブルである。データベース部134はまた、登録ユーザに対して予め決められた要求リソース量を記憶する。登録ユーザの識別子として、発端末IPアドレスを用いることができる。
制御部133は、発端末である端末T1からのパケットのフローが初めてのフローの場合に、このフローに必要なリソースの確保を要求するリソース確保要求メッセージを作成し、リソース管理サーバに送信する。また、リソース管理サーバからリソース確保要求を許可する旨の応答メッセージがあったときに、情報抽出部132によりパケットから抽出されたフロー識別情報およびDSCP値をデータベース部134のアクセスリストテーブルに登録するとともに、登録したデータを送受信部131の通信インターフェースのメモリ上に読み出す。
端末T1は端末T6宛のパケットをアプリケーションサーバ103に送信する(ステップS101)。パケットのIPヘッダには、フロー識別情報およびDSCP値が設定されている。
制御部133は、このパケットのフローが初めのフローであるか否かを判定する。例えば、情報抽出部131によって抽出されたフロー識別情報が通信インターフェースのメモリ上にない場合には、初めてのフローであると判定することができる(ステップS103)。初めてのフローの場合には、パケットの発端末IPアドレスに対応する要求リソース量をデータベース部134から読み出し(ステップS104)、このリソース量とフロー識別情報およびDSCP値とを付加したリソース確保要求メッセージを作成し、送受信部131からリソース管理サーバに送信する(ステップS105)。
なお、ステップS112における照合の結果、適合するフロー識別情報がなかった場合には、端末T1からのパケットを廃棄する。あるいは、ベストエフォートで非優先的に当該アプリケーションサーバ103を通過させることもできる。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。この形態は、通信ネットワークを複数のリソース管理サーバにより管理するものである。
図13は、本実施の形態にかかるリソース管理システムの全体構成を示すブロック図である。
このリソース管理システムは、通信ネットワークのリソースを管理する複数のリソース管理サーバ2A,2Bから構成される。ここで、管理対象となる通信ネットワークは、互いにリンクされた複数のルータR(RA1,RA2,RA3,RA4,RB1,RB2,RB3,RB4)と端末T(TA1,TA2,TB1,TB2)とから構成される。
上述した構成は、個々の管理範囲1A,1Bをそれぞれ一つの通信ネットワーク、リソース管理サーバ2A,2Bをそれぞれ通信ネットワーク1A,1Bのリソースを管理するリソース管理装置と捉えることもできる。
端末TA1がリソース確保サービスの利用要求メッセージを送信し、これを受けてアプリケーションサーバ3がリソース確保要求メッセージをリソース管理サーバ2Aに送信する(ステップS201)までの処理については、第1の実施の形態と同様である。
リソース管理サーバ2Bでは、要求受付部221がリソース確保要求メッセージからフロー識別情報、DSCP値、要求リソース量を抽出し(ステップS204)、着端末TB1が自サーバ2Bの管理範囲1Bに属するか否かを判定する。
リソース確保に成功した場合には、リソース処理部222は、ステップS204でリソース確保要求メッセージから抽出されたフロー識別情報および修正後のDSCP値を、データベース部23のアクセスリストテーブル231に登録する(ステップS206)。
また、メッセージ作成部223が、リソース確保要求を許可する旨のリソース確保応答メッセージを作成し、このメッセージをリソース管理サーバ2Aに送信する(ステップS207)。このメッセージには、上記フロー識別情報および修正後のDSCP値が付加される。
リソース確保に成功した場合には、リソース処理部222は、ステップS202でリソース確保要求メッセージから抽出されたフロー識別情報およびDSCP値を、データベース部23のアクセスリストテーブル231に登録する(ステップS209)。
また、リソース確保応答メッセージに付加された修正後のDSCP値と、ステップS202でリソース確保要求メッセージから抽出されたDSCP値とを比較する。両者の値が異なることから、DSCP値がリソース管理サーバ2Aで修正されたことを検出する。
また、本実施の形態では、着端末側の管理範囲1Bを管理するリソース管理サーバ2BでDSCP値を修正した場合に、修正後のDSCP値を応答メッセージに付加してリソース管理サーバ2Aに送信し、このリソース管理サーバ2Aから管理範囲1Aと1Bとの境界にあるルータRA4に修正後のDSCP値を通知する。これにより、端末TA1から端末TB1に送信されたパケットのDSCP値を境界ルータRA4において書き換え、管理範囲1B内においてリソース管理サーバ2Bが指定した振る舞いでパケットを転送させることができる。
Claims (13)
- 複数のノードを含む通信ネットワークのリソース確保を行なうリソース管理装置において、
通信を行う発端末と着端末との間のフローを識別する識別情報と前記フローのDSCP値とが付加された、リソース確保を要求する要求メッセージを受信するメッセージ受信手段と、
受信された前記要求メッセージから前記識別情報および前記DSCP値を抽出する情報抽出手段と、
抽出された前記識別情報に基づいて前記フローを特定するフロー特定手段と、
特定された前記フローの経路についてリソース確保を行う確保処理手段と、
リソース確保された前記経路上のいずれかのノードに、抽出された前記識別情報および前記DSCP値を送信する情報送信手段と
を備えることを特徴とするリソース管理装置。 - 請求項1に記載のリソース管理装置において、
前記識別情報は、前記発端末のIPプレフィックスを含むIPアドレス、前記着端末のIPプレフィックスを含むIPアドレス、プロトコル番号、発ポート番号および着ポート番号を含み、
前記DSCP値は、前記発端末のIPアドレス、前記着端末のIPアドレス、プロトコル番号、発ポート番号および着ポート番号のすべての組合わせに対して決定されることを特徴とするリソース管理装置。 - 請求項1に記載のリソース管理装置において、
特定された前記フローと抽出された前記DSCP値とを対応づけて記憶する記憶手段をさらに備えることを特徴とするリソース管理装置。 - 複数のノードを含む通信ネットワークを分割した複数の管理範囲ごとに設けられ、前記通信ネットワークのリソースに関するメッセージを互いに送受信し、このメッセージに基づいてそれぞれの管理範囲内におけるリソース確保を行うリソース管理装置であって、
通信を行う発端末と着端末との間のフローを識別する識別情報と前記フローのDSCP値とが付加された、リソース確保を要求する要求メッセージを受信するメッセージ受信手段と、
受信された前記要求メッセージから前記識別情報および前記DSCP値を抽出する情報抽出手段と、
抽出された前記識別情報に基づいて、自装置の管理範囲内におけるフローを特定するフロー特定手段と、
特定された前記フローの経路についてリソース確保を行う確保処理手段と、
リソース確保された前記経路上のいずれかのノードに、抽出された前記識別情報および前記DSCP値を送信する情報送信手段と
を備えることを特徴とするリソース管理装置。 - 請求項4に記載のリソース管理装置において、
リソース確保に成功したときに、リソース確保要求を許可する旨の応答メッセージを前記要求メッセージの送信元に送信するメッセージ送信手段をさらに備えることを特徴とするリソース管理装置。 - 請求項5に記載のリソース管理装置において、
抽出された前記DSCP値を修正するDSCP値修正手段をさらに備え、
前記メッセージ送信手段は、前記DSCP値修正手段により前記DSCP値が修正されたときには、修正後のDSCP値を前記応答メッセージに付加することを特徴とするリソース管理装置。 - 請求項6に記載のリソース管理装置において、
前記メッセージ送信手段は、前記着端末が自装置の管理範囲内に属しない場合に、自装置の管理範囲と管理範囲が隣接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、
前記メッセージ受信手段は、前記他のリソース管理装置からの応答メッセージを受信することを特徴とするリソース管理装置。 - 請求項7に記載のリソース管理装置において、
前記情報送信手段は、受信された前記応答メッセージに修正後のDSCP値が付加されている場合に、前記修正後のDSCP値を自装置の管理範囲と前記他のリソース管理装置の管理範囲との境界にあるノードに送信することを特徴とするリソース管理装置。 - 通信ネットワークを構成する複数のノードと、前記通信ネットワークのリソース確保を行なうリソース管理装置とを備える通信システムにおいて、
前記リソース管理装置は、
通信を行う発端末と着端末との間のフローを識別する識別情報と前記フローのDSCP値とが付加された、リソース確保を要求する要求メッセージを受信するメッセージ受信手段と、
受信された前記要求メッセージから前記識別情報および前記DSCP値を抽出する情報抽出手段と、
抽出された前記識別情報に基づいて前記フローを特定するフロー特定手段と、
特定された前記フローの経路についてリソース確保を行う確保処理手段と、
リソース確保された前記経路上のいずれかのノードに、抽出された前記識別情報および前記DSCP値を送信する情報送信手段とを備える
ことを特徴とする通信システム。 - 請求項9に記載の通信システムにおいて、
前記ルータは、
前記リソース管理装置から送信された前記識別情報および前記DSCP値を受信する情報受信手段と、
受信された前記識別情報と前記DSCP値とを対応づけて記憶する情報記憶手段と、
パケットを受信するパケット受信手段と、
受信された前記パケットに含まれる識別情報およびDSCP値と前記情報記憶手段に記憶されている前記識別情報および前記DSCP値とを比較し、識別情報が一致しDSCP値が異なる場合に、前記パケットの前記DSCP値を前記情報記憶手段に記憶されている前記DSCP値に書き換えるDSCP値管理手段とを備える
ことを特徴とする通信システム。 - 通信ネットワークを構成する複数のノードと、前記通信ネットワークのリソース確保を行なうリソース管理装置とを用いた通信方法において、
前記リソース管理装置において、
通信を行う発端末と着端末との間のフローを識別する識別情報と前記フローのDSCP値とが付加された、リソース確保を要求する要求メッセージを受信するステップと、
受信された前記要求メッセージから前記識別情報および前記DSCP値を抽出するステップと、
抽出された前記識別情報に基づいて前記フローを特定するステップと、
特定された前記フローの経路についてリソース確保を行うステップと、
リソース確保された前記経路上のいずれかのノードに、抽出された前記識別情報および前記DSCP値を送信するステップ
とを備えることを特徴とする通信方法。 - 請求項11に記載の通信方法において、
前記ルータにおいて、
前記リソース管理装置から送信された前記識別情報および前記DSCP値を受信するステップと、
受信された前記識別情報と前記DSCP値とを対応づけて情報記憶手段に記憶するステップと、
パケットを受信するステップと、
受信された前記パケットに含まれる識別情報およびDSCP値と前記情報記憶手段に記憶されている前記識別情報および前記DSCP値とを比較し、識別情報が一致しDSCP値が異なる場合に、前記パケットの前記DSCP値を前記情報記憶手段に記憶されている前記DSCP値に書き換えるステップと
を備えることを特徴とする通信方法。 - 複数のノードを含む通信ネットワークを分割した複数の管理範囲ごとリソース管理装置を設け、それぞれのリソース管理装置の間で前記通信ネットワークのリソースに関するメッセージを送受信し、このメッセージに基づいてそれぞれの管理範囲内におけるリソース確保を行う通信方法であって、
一のリソース管理装置において、
通信を行う発端末と着端末との間のフローを識別する識別情報と前記フローのDSCP値とが付加された要求メッセージを受信するステップと、
受信した前記要求メッセージから前記識別情報および前記DSCP値を抽出するステップと、
前記着端末が自装置の管理範囲に属しない場合に、自装置の管理範囲と管理範囲が隣接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するステップと、
前記他のリソース管理装置から修正後のDSCP値が付加された応答メッセージを受信するステップと、
前記修正後のDSCP値を自装置の管理範囲と前記他のリソース管理装置の管理範囲との境界にあるノードに送信するステップと
を備えることを特徴とする通信方法。
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