JP4829348B2 - プリファレンス・リストによるセッションの承認制御 - Google Patents

Description

本発明は、データ・ネットワークにおける通信セッションに関する。

この節では、本発明をより深く理解できるようにするために役立つ状況を紹介する。したがって、この節の記述は、この観点から読み取られるべきである。この節の記述は、従来技術にあるもの、または従来技術にはないもののいずれかに関する是認として理解されるべきではない。

一部のデータ・ネットワーク・アーキテクチャは、別個のサービス・プレーンおよびトランスポート・プレーンを含む。サービス・プレーンは、たとえば、通信セッションの承認、セットアップ、および終了に関連する制御機能など、通信セッションに関連する制御機能を処理する。サービス・プレーンは、たとえばＳｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＩＰ）およびＳｅｓｓｉｏｎ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＤＰ）など、１つまたは複数の特殊プロトコルを使用して、その制御機能の制御メッセージをサポートする。トランスポート・プレーンは、ユーザ・パケットを搬送するデータのルーティングおよび配布を処理する。トランスポート・プレーンは、たとえば、Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＲＴＰ）、インターネット・プロトコルＩＰ、およびＵｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＵＤＰ）など、さまざまなトランスポートおよび制御プロトコルを使用することができる。サービス・プレーンおよびトランスポート・プレーンは異なる機能を実行するが、多くの場合、これらの２つのプレーン間で制御情報およびデータをトランスポートする必要がある。実際に、ネットワーク・アーキテクチャは、たとえば、サービス・プレーンからの要求がトランスポート・プレーンにおいて実行されうるように、そのような情報およびデータのトランスポートをサポートする１つまたは複数のその他のエンティティを含むことができる。

サービス・プレーンにおいて、通信プロトコルは通常、エッジ・ネットワーク・ノードに接続されているユーザが、新規通信セッションを要求してネゴシエートするメッセージでネットワーク・リソースへのアクセスを要求することができるようにする。ネットワーク・リソースは、ネットワーク・ノードのポート、特定の媒体データを処理するコーデック、通信セッションを監視するポリシング装置、および／またはデータ・パケットのサービス品質ＱｏＳを調整するマーキング装置を含むことができる。サービス・プレーンにおいて、一部のプロトコルはさらに、エッジ・ノードに接続されているユーザが、たとえば通信セッション中にデータを処理するための代替コーデックなど、代替ネットワーク・リソースのリストへのアクセスを確保することができるようにする。次いで、そのようなユーザは、必要に応じてリストからコーデックを選択して、通信セッション中にデータを処理することができる。

前述の特徴を備える１つの通信プロトコルは、ＳＤＰである。ＳＤＰにおいて、そのような要求に応答するために新規通信セッションおよび／またはメッセージを承認するよう求める要求のメッセージは、以下のデータと類似した形式のセッション・パラメータ・データを含むことができる。
ｍ＝ａｕｄｉｏ ３５８７ ＲＴＰ／ＡＶＰ １８ ９６ ２ １５ ０
ａ＝ｒｔｐｍａｐ：９６ ｉ：ＬＢＣ／８０００
ａ＝ｓｅｎｄｒｅｃｖ
上記のセッション・パラメータ・データは、音声データがＲＴＰ／ＡＶＰプロトコルを介してポート３５８７で受信され、ＳＤＰメッセージのプリファレンス・リストで識別された５つのコーデックのうちの１つによって処理されることを指定する。プリファレンス・リストは、５つのコーデックを１８、９６、２、１５、および０として識別する。通信セッションが承認された場合、ソースまたは宛先ノードに接続されているユーザは、このリスト上の５つのコーデックのうちのいずれかを使用して、ポート３５８７における通信セッションの音声データを処理することができる。一度に、プリファレンス・リスト上のコーデックのいずれか１つは、通信セッションに対してそのような音声データを処理するように指定することができ、そのように指定されたコーデックは、通信セッション中に変更されてもよい。そのようなプリファレンス・リスト上のコーデックは、さまざまな入力帯域幅要件を有することができる。

サービス・プレーンにおいて、そのような要求メッセージに応答する新規通信セッションおよび／またはメッセージの承認を要求するメッセージは、その他の媒体タイプのデータをサポートするよう求める要求を含むことができる。そのような理由で、ＳＤＰメッセージは、他のプリファレンス・リストを含むことができる。その他のプリファレンス・リストは、通信セッション中にその他の媒体タイプのデータを処理するためのコーデックを指示することができる。

第１の方法は、データ・ネットワークへの新規通信セッションの承認を求める要求を受信することを含む。要求された承認は、新規通信セッションが、承認されることに応答してネットワークのリソースの１つまたは複数の帯域幅使用の第１のセットを認可されるというものである。１つまたは複数の承認された通信セッションの各々は、同時に、リソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットを有する。方法は、和がリソースの実効入力帯域幅よりも大きいことに応答して、データ・ネットワークへの新規通信セッションを承認することを含む。和は、各々のセットにおける最大帯域幅使用を合計する。各々の承認された通信セッションは、各自のセットのうちの１つにおける１つまたは複数の帯域幅使用のいずれかまでリソースの帯域幅にアクセスすることができる。

第１の方法の一部の実施形態において、承認するステップは、新規通信セッションによりリソースの合計帯域幅使用を予測することを含む。一部のそのような実施形態において、各セットはプリファレンス・リストであってもよい。一部のそのような実施形態において、予測される合計帯域幅は、プリファレンス・リスト内の帯域幅使用の順序に応じて異なる場合がある。

第１の方法の一部の実施形態において、リソースは、データ・ネットワーク内のノード上のポートである。

第１の方法の一部の実施形態において、要求は、ネットワークに承認されることに応答して、要求のセットの帯域幅使用の各々が通信セッションによって使用される確率を指示する。

第１の方法の一部の実施形態において、承認する動作は、新規通信セッションが、ネットワークのもう１つのリソース上の１つまたは複数の帯域幅使用のセットを認可されるというものである。１つまたは複数の承認された通信セッションの各々は、同時に、もう１つのリソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットを有する。和は、第２のリソースの実効入力帯域幅よりも大きい。和は、もう１つのリソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットごとの最大帯域幅使用を合計する。各々の承認された通信セッションは、各自のセットにおける１つまたは複数の帯域幅使用のいずれかまで第２のリソースの帯域幅にアクセスすることができる。

第２の方法は、データ・ネットワークへの新規通信セッションの承認を求める要求を送信することを含む。承認は、新規通信セッションが、承認されることに応答してネットワークのリソースの１つまたは複数の帯域幅使用の１つのセットを認可されるというものである。１つまたは複数の承認された通信セッションの各々は、同時に、リソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットを有する。方法は、和がリソースの実効入力帯域幅よりも大きいことに応答して、データ・ネットワークへの新規通信セッションを承認するメッセージを受信することを含む。和は、各々のセットにおけるリソースの最大帯域幅使用を合計する。各々の承認された通信セッションは、各自のセットのうちの１つにおける１つまたは複数の帯域幅使用のいずれかまでリソースの帯域幅にアクセスすることができる。

第２の方法の一部の実施形態において、リソースは、データ・ネットワーク内のノード上のポートである。

第２の方法の一部の実施形態において、要求は、ネットワークに承認されることに応答して、要求のセットの帯域幅使用の各々が通信セッションによって使用される確率を指示する。

第２の方法の一部の実施形態において、各セットはプリファレンス・リストである。

第２の方法の一部の実施形態において、承認は、新規通信セッションに、ネットワークのもう１つのリソース上の１つまたは複数の帯域幅使用のセットを認可する。１つまたは複数の承認された通信セッションの各々は、同時に、もう１つのリソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットを有する。もう１つのリソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットごとの最大帯域幅使用の和は、もう１つのリソースの実効入力帯域幅よりも大きい。各々の承認された通信セッションは、もう１つのソースの帯域幅使用の各自のセットにおける１つまたは複数の帯域幅使用のいずれかまでもう１つのリソースの帯域幅にアクセスすることができる。

さまざまな装置は、コンピュータ実行可能形式に命令のプログラムで符号化されるデータ記憶媒体を含む。そのようなプログラムの命令は、前述の方法のうちの１つのステップを実行するように構成される。特に、前述の方法は、そのようなデータ記憶媒体上に格納された機械実行可能プログラムに符号化することができる。

サービス・プレーンおよびトランスポート・プレーンを共にサポートする例示的なデータ・ネットワークの一部を示す図である。 図１のデータ・ネットワーク上の新規通信セッションを承認する例示的なプロセスを示す概略図である。 たとえば図１〜２のデータ・ネットワークなどのデータ・ネットワーク上の新規通信セッションをセットアップするよう求める要求を処理する１つの例示的な方法を示す流れ図である。 たとえば図１〜２のデータ・ネットワークなどのデータ・ネットワーク上の新規通信セッションをセットアップするためにサービス・プレーンと対話する１つの例示的な方法を示す流れ図である。 たとえば図１〜２のデータ・ネットワークなどのデータ・ネットワークへの通信セッションを承認するかどうかを決定する方法を示す流れ図である。 ３つの要素を持つプリファレンス・リストから導かれる帯域幅使用のテール確率分布を示し、さらに前記例示的なテール確率関数の最小上界関数を示すグラフである。 たとえば図３Ｃの方法において実行されるような、現在および新規の通信セッションによってリソース上の合計帯域幅使用を推定または予測する１つの方法を示す流れ図である。

本明細書において、さまざまな実施形態は、図面および発明を実施するための形態によりさらに詳細に説明される。それでもなお、本発明は、さまざまな形態で具現されてもよく、図面および発明を実施するための形態において説明される実施形態に限定されることはない。

図１は、サービス・プレーンＳＰ、トランスポート・プレーンＴＰ、およびリソース制御機能ＲＣをサポートするデータ・ネットワーク１０の例示的な実施形態の一部を示す。サービス・プレーンは、データ・ネットワーク１０内の通信セッションの管理を制御する。特に、サービス・プレーンは、通信セッションの確立、通信セッションのパラメータのネゴシエーション、および通信セッションの終了を制御することができる。トランスポート・プレーンは、ソース・ノードと宛先ノード間で、たとえばさまざまな媒体タイプのデータを搬送するユーザ・パケットなどのデータの実際のトランスポートを制御する。リソース制御機能は、サービス・プレーンＳＰとトランスポート・プレーンＴＰとの間の制御および監視情報の交換を可能にし、たとえば通信セッションの承認制御などを実行する。リソース制御機能は、サービス・プレーンおよび／またはトランスポート・プレーンの一部であってもよいか、またはサービス・プレーンとトランスポート・プレーンとの間の仲介者であってもよい。

データ・ネットワーク１０は、コア・ノード１２、エッジ・ノード１４、ノード１２、１４を接続するリンク１６、および１つまたは複数のサーバ１８を含む。ノード１２、１４、およびリンク１６は、トランスポート・プレーンをサポートし、通常ユーザデータのトランスポートをサポートする。エッジ・ノード１４は、たとえばユーザ１およびユーザ２などのユーザを、データ・ネットワーク１０に接続することができる。１つまたは複数のサーバ１８は、内部のデータ記憶媒体上にコンピュータ実行可能形式で１つまたは複数の制御エンティティのコピーおよび／またはコピーの一部を格納する。たとえば、サーバ１８は、サービス・プレーンおよび／またはサービス・プレーンとトランスポート・プレーン間のたとえばＲＣなどの１つまたは複数の仲介者をサポートする１つまたは複数の制御エンティティをコンピュータ実行可能形式で格納することができる。

本明細書において、データ・ネットワーク１０のさまざまな実施形態は、さまざまな数のノード１２、１４、リンク１６、および／またはサーバ１８、さまざまなトポロジ、および／または、たとえば無線または有線媒体などさまざまなトランスポート媒体を有することができる。データ・ネットワーク１０は、ノード１２、１４間の回線ベースまたは無線の通信をサポートすることができる。

多くの場合、サービス・プレーンおよびトランスポート・プレーンの制御ソフトウェアは、異なるネットワーク装置上に配置されている。たとえば、サービス・プレーンの制御ソフトウェアは、別個のサーバ１８に格納されることが多い。つまり、前記制御ソフトウェアは、別個のサーバ１８内のデータ記憶媒体上にコンピュータ可読形式で格納される。対照的に、トランスポート・プレーンの制御ソフトウェアは、ネットワーク・ノード１２、１４に格納されることが多い。つまり、前記制御ソフトウェアは、ノード１２、１４内のデータ記憶媒体上にコンピュータ可読形式で格納される。実際に、データは、たとえばそれぞれパスｐ１およびｐ２によって表されるように、トランスポート・プレーンおよびサービス・プレーンにおいて異なるパスに沿って伝送されることが多い。

データ・ネットワーク１０のさまざまな実施形態は、さまざまな従来の通信アーキテクチャ、標準、および／またはフォーマットをサポートすることができる。例示的な実施形態は、たとえば、Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、３ＧＰＰ２、ＥＴＳＩ ＴＩＳＰＡＮ、ＩＴＵ−Ｔ Ｎｅｘｔ−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＮＧＮ）、ＰａｃｋｅｔＣａｂｌｅ ＰＳ、および／またはＩＰ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ（ＩＭＳ）のもとで通信アーキテクチャおよび／または標準に適合することができる。例示的な実施形態は、たとえばサービス・プレーンにおいてＳＩＰおよび／またはＳＤＰなどのプロトコルをサポートすることができ、たとえばトランスポート・プレーンにおいてＩＰ、ＭＰＬＳおよび／または非同期伝送モードＡＴＭなどのプロトコルをサポートすることができる。

データ・ネットワーク１０は、単一のドメインまたは複数のドメインを有することができる。たとえば、示されている実施形態は、２つのドメインＤ１およびＤ２を有する。そのような別個のドメインＤ１およびＤ２は、別のエンティティまたは会社によって制御されることもあり、異なる通信プロトコルを採用する場合がある。

さまざまな実施形態において、データ・ネットワーク１０は、ネットワーク・リソースおよび／またはその部分を予約して、そこでの個々の通信セッションをサポートするように構成される。例示的なネットワーク・リソースは、たとえば、エッジ・ノード、ポリシング装置モニタ、およびデータ・パケットのサービス品質を効果的に変更することができるマーキング装置上のポートなど、ノード上のポートを含む。ネットワーク・ノードのポートのようなネットワーク・リソースは、合計帯域幅、およびたとえば合計帯域幅の未使用部分などの使用可能帯域幅によって特徴付けることができる。

データ・ネットワークの回線ベースおよびデータグラムベースの実施形態において、そのような予約は、たとえば承認制御など、データ・ネットワークのエッジにおけるエントリ・ゲートのセットアップを含むことができる。そのような予約はまた、たとえばエッジ・ノード上のポートなど、データ・ネットワーク１０内のさまざまな場所において帯域幅予約をセットアップすることを含むことができる。ネットワークの制御エンティティは、部分的に、新規通信セッションの要求におけるネットワーク・リソースの要求のサイズおよび前記ネットワーク・リソースの現在の可用性に基づいて、新規通信セッションを承認するかどうかを決定する。制御エンティティはまた、通常、現在の通信セッションの必要性に対応するように、要求されたネットワーク・リソースを予約する方法を決定する。多くの場合、ネットワーク・リソースの要求に関連するそのような決定は、ノード上のポートおよびそのようなポートの帯域幅などのエッジリソースを伴う。

図２は、図１のデータ・ネットワーク１０のさまざまなエンティティ間の対話を概略的に示す。示されているエンティティは、サービス・プレーンＳＰ、トランスポート・プレーンＴＰ、リソース制御機能ＲＣ、およびユーザ、つまりユーザ１およびユーザ２を含む。ユーザは、エッジソースおよび宛先ネットワーク・ノード１４に接続する。

図２は、ユーザ１とユーザ２との間の新規通信セッションをセットアップするプロセスを示す。セットアップ・プロセスにおいて、ソース・ノード１２は、新規通信セッションを承認するよう求める要求をサービス・プレーンに送信する（ステップＡ）。要求はセッション・パラメータを含み、通信セッションの１つまたは複数の宛先ノード１２を識別する。要求は、たとえば、ＳＤＰフォーマットまたは別のフォーマットの部分を有するＳＩＰメッセージであってもよい。要求を受信することに応答して、サービス・プレーンは通常、要求の一部を宛先ノード１２に送信して、セッション・パラメータのネゴシエーションを可能にする（ステップＢ）。次いで、宛先ノードは、受け入れ可能なセッション・パラメータでサービス・プレーンに応答を送信する（ステップＣ）。応答は、ソース・ノードからの要求と同じフォーマット、または類似したフォーマットを有することができる。応答を受信することに応答して、サービス・プレーンは、承認要求をリソース制御機能ＲＣに送信することができる（ステップＤ）。送信された承認要求は、ソース・ノードおよび宛先ノードとのサービス・プレーンの通信によって決定されたように通信セッションのネゴシエーション済みパラメータを含むことができる。承認要求を受信することに応答して、リソース制御機能は、新規通信セッションの要求を承認または拒否するかどうかを決定する（ステップＥ）。リソース制御機能の決定は、少なくとも部分的に、たとえばエッジリソースの可用性など、トランスポート・プレーンにおけるネットワーク・リソースの可用性に基づく。たとえば、リソース制御機能は、そのような承認／非承認の決定を、現在の通信セッションおよび要求された通信セッションのサービス品質要件に基づいて行うことができる。リソース制御機能は、トランスポート・プレーンの１つまたは複数のネットワーク要素または機能と通信してリソース可能性に関するデータを取得することができ、一部の実施形態においては、現在のリソース使用に関するデータを取得することができる。

要求された新規通信セッションが承認された場合、リソース制御機能は、１つまたは複数のメッセージをトランスポート・プレーンに送信して、受け入れられた新規通信セッションのリソースを効果的に予約する（ステップＦ）。たとえば、メッセージは、トランスポート層がゲート、トラフィック・ポリサ、パケット・マーカなどをセットアップして、要求されたサービス品質でのソース・ノードと宛先ノード間の通信セッションのユーザ媒体データの送信を可能にするように要求することができる。次に、リソース制御機能は、要求された新規通信セッションを承認するかまたは承認しないかの決定をサービス・プレーンに送信する（ステップＧ）。次いて、サービス・プレーンは、「セッション承認」または「セッション非承認」の決定を、サービス・プレーン・プロトコルを介してソース・ノードおよび宛先ノードに送信する（ステップＨ）。このサービス・プレーン通信は、通信セッションが受け入れられる場合、通信セッションの承認済みパラメータを含むことができる。

「セッション承認」の決定を受信することに応答して、ソース・ノードおよび／または宛先ノードは、トランスポート・プレーンを介して、たとえば相互に通信セッションのデータを送信する（ステップＩ）。

図１のデータ・ネットワーク１０のその他の実施形態は、新規通信セッションを確立するためにサービス・プレーン、トランスポート・プレーン、およびリソース制御機能を伴うさまざまなメッセージ交換シーケンスをサポートすることができる。

たとえば、データ・ネットワークは、プル制御モデルおよびプッシュ制御モデルをサポートすることができる。プル制御モデルにおいて、通信セッションをセットアップする前述の方法のステップＡ〜Ｅが引き続き実行される。次いで、リソース制御機能は、ステップＥにおける決定が通信セッションを承認するものであった場合、ステップＦにおいて、承認トークンをユーザの１人に返す。次いで、承認トークンは、たとえばサービス・プレーン経由のメッセージを介して、ユーザに返される。通信セッションが承認されていた場合、ユーザの１人が、たとえばＲＳＶＰを介して、ネットワーク・リソースを予約するために、シグナリング・メッセージをトランスポート・プレーンに送信する。これに応答して、トランスポート層は、リソース制御機能を介して通信セッションのゲートをインストールするための情報をプルする。次いで、トランスポート層は、ユーザへのシグナリング要求を確認し、ユーザは承認済みの通信セッションを介してデータの転送を開始することができる。

通信セッションの終了は通常、サービス・プレーンにおけるソース・ノードと宛先ノード間、およびリソース制御機能とサービスおよびトランスポート・プレーン間のメッセージの同様の交換を伴う。

実施形態は、たとえば図２のステップＥにおけるように、新規通信セッションの要求であるネットワーク・リソースの現在の可用性に基づいて新規通信セッションを承認するかどうかを決定する方法を含む。そのような承認の決定は、たとえばエッジ・ノード上のネットワーク・リソースなど、前記１つまたは複数のネットワーク・リソースの１つまたは複数のプリファレンス・リストに基づくことができる。そのようなプリファレンス・リストは、ステップＡにおけるソース・ノードからサービス・プレーンへの初期要求、ステップＣにおける宛先ノードからサービス・プレーンへの応答、ステップＤにおけるサービス・プレーンからリソース制御機能への要求内の任意のネゴシエーション済みセッション・パラメータ内にあってもよい。実際、リソース制御機能は通常、図２のステップＥにおける承認の決定を行う際に、そのようなプリファレンス・リストに対応するデータを使用する。プリファレンス・リストは、図２に示されるように、新規通信セッションの要求内、および／または通信セッションのパラメータのネゴシエーション中に行われたそのような要求へのその宛先ノードによる応答内にあってもよい。

図３Ａは、たとえば図２のサービス・プレーンおよび／またはリソース制御機能における、データ・ネットワーク上で新規通信セッションをセットアップするよう求める要求を処理する方法２０を示す。方法２０は、データ・ネットワークへの新規通信セッションの承認を求める要求を受信すること（ステップ２２）を含む。要求される承認は、新規通信セッションが、承認されることに応答してネットワークのリソースの１つまたは複数の帯域幅使用の第１のセットを認可されるというものである。承認された通信セッションの各々は、同時に、リソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットを有する。方法２０は、和がリソースの実効入力帯域幅よりも大きいことに応答して、データ・ネットワークへの新規通信セッションを承認すること（ステップ２３）を含む。和は、帯域幅使用の各々のセットにおける最大の帯域幅使用の合計である。各々の承認された通信セッションは、各自のセットのうちの１つにおける最大の帯域幅使用のいずれかまでリソースの帯域幅にアクセスすることができる。

図３Ｂは、たとえば図２のサービス・プレーンなどのデータ・ネットワーク上で新規通信セッションをセットアップするためにサービス・プレーンと対話する１つの例示的な方法２５を示す。方法２５は、たとえば内部のサービス・プレーンなど、データ・ネットワークへの新規通信セッションの承認を求める要求を送信すること（ステップ２７）を含む。要求された承認は、新規通信セッションが、承認されることに応答してネットワークのリソースの１つまたは複数の帯域幅使用の１つのセットを認可されるように構成される。１つまたは複数の承認された通信セッションの各々は、同時に、リソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットを有する。方法２５は、和がリソースの実効入力帯域幅よりも大きいことに応答して、データ・ネットワークへの新規通信セッションを承認するメッセージを受信すること（ステップ２８）を含む。和は、各々のセットにおけるリソースの最大帯域幅使用を合計する。各々の承認された通信セッションは、各自のセットのうちの１つにおける１つまたは複数の帯域幅使用のいずれかまでリソースの帯域幅にアクセスすることができる。

図３Ｃは、たとえば図２のステップＥ、図３Ａのステップ２３、および／または図３Ｂのステップ２８において説明されるように、データ・ネットワークに新規通信セッションを承認するかどうかを決定する方法３０を示す。

方法３０は、新規通信セッションのセットアップを求める要求を受信すること（ステップ３２）を含む。要求は、１つまたは複数のプリファレンス・リスト、つまり、通信セッションに要求されるネットワーク・リソースごとのそのようなリストを含む。ネットワーク・リソースは、たとえば、ネットワーク・ノード上のポートである。各プリファレンス・リストは、１つまたは複数の要素の順序付きシーケンスであり、各要素は特定のネットワーク・リソースに関連する１つまたは複数のセッション・パラメータの値を定義する。プリファレンス・リストにおいて、要素の順序付けは、その中の任意の要素のセッション・パラメータのセットを選択する確率が順序付けられるという意味では統計的プリファレンスを指示する。実際、プリファレンス・リスト内の要素の順序を変更することは通常、関連する通信セッションがデータ・ネットワークに承認される間に、対応するセッション・パラメータのセットが使用される相対的確率を変更する。１つまたは複数のパラメータは、通信セッションによるネットワーク・リソースの潜在的帯域幅使用を明示的または黙示的に表す。パラメータはまた、たとえば対応するネットワーク・リソースにおいて受信される１つの媒体タイプを処理する装置など、通信セッションによって使用されるソフトウェアおよび／またはハードウェア装置を識別することもできる。通信セッション中に、セッション・パラメータは、たとえば結果として生じた帯域幅使用がトランスポート・プレーンにおいて変化することがあるなど、１つまたは複数のプリファレンス・リストのさまざまな要素間で変化することがある。

プリファレンス・リストの例は、たとえば図２のステップＡおよびＣにおけるように、セッション・パラメータのネゴシエーション中にソースおよび／または宛先ノードがサービス・プレーンと交換するＳＤＰメッセージ内のリストを含む。特に、媒体タイプごとに、ＳＤＰメッセージは効果的に以下の形式の行を有する。
ｍ＝ｍｅｄｉａ＿ｔｙｐｅ ｐｏｒｔ＿Ｉｄ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｃＩｄ１ ｃＩｄ２ ｃＩｄ３．．．
ここで、ｍｅｄｉａ＿ｔｙｐｅは、たとえばビデオまたは音声などの送信される媒体タイプを識別し、ｐｏｒｔ＿Ｉｄは、媒体タイプを受信するノード上のポートを識別し、ｃＩｄ１、ｃＩｄ２、．．．ｃＩｄＮは、指定されたノードのポートにおいて指定された媒体タイプの受信されたデータを処理するために使用されうるコーデックの識別子である。リストの各コーデック、つまりｃＩｄ１．．．は通常必要な実効入力帯域幅を有しているので、通信セッションは、コーデックｃＩｄｋが使用されている間、ｃＩｄｋに必要な実効入力帯域幅を使用する。その理由で、コーデックのそのような順序付きリストに対応するのは、潜在的帯域幅使用つまりＢ_１．．．Ｂ_Ｎの対応する暗黙順序付きリストである。帯域幅使用の順序付きリストのＫ番目の帯域幅Ｂ_Ｋは、Ｋ番目のコーデックの必要な入力帯域幅である。

方法３０は、新規通信セッションに要求されるネットワーク・リソースごとの合計帯域幅使用の予測を提供する（ステップ３４）ことを含む。ここで、各予測は、新規通信セッションの承認を求める要求が認可された場合に、新規通信セッションおよび現在承認されている通信セッションから生じる合計帯域幅使用に対するものである。任意のネットワーク・リソースについて、予測は、１つまたは複数の通信セッションによるネットワーク・リソースの予想される帯域幅使用を推定することを伴い、さらに一部の実施形態においては、１つまたは複数のその他の通信セッションによるネットワーク・リソースの帯域幅使用を測定することも伴う。推定が１つまたは複数の測定された帯域幅使用に基づく実施形態において、測定は選択された最近の時間間隔にわたって平均化することができる。そのような測定の実行は、たとえばネットワークのエッジなどの、さまざまなネットワーク・リソースの帯域幅使用を監視することを含むことができる。一部の実施形態において、各合計帯域幅使用の予測は、さまざまな通信セッションによる帯域幅使用の確率分布に基づき、確率分布を定義するパラメータは、新規通信セッションの承認を要求するかまたは要求に応答する１つまたは複数のメッセージ内にある。代替として、そのような確率分布を定義するパラメータは、各プリファレンス・リスト内の暗黙の順序に基づいて予測されてもよい。

方法３０は、そのような要求された各ネットワーク・リソースにおける予測される合計帯域幅使用とそのような各ネットワーク・リソースにおける現在の使用可能帯域幅との比較に基づいて、要求された新規通信セッションを承認するかどうか決定すること（ステップ３６）を含む。１つの要求されたネットワーク・リソースにおける合計帯域幅使用の予測が、そのネットワーク・リソースにおける現在使用可能な、つまり未使用の帯域幅よりも大きい場合、ステップ３６の実行は通常、要求された新規通信セッションを承認しないよう決定することを伴う。要求された各ネットワーク・リソースにおける合計帯域幅使用の予測が、そのような各ネットワーク・リソースにおける現在使用可能な、つまり未使用の帯域幅よりも小さい場合、ステップ３６の実行は通常、要求された新規通信セッションを承認することを含むことができる。つまり、この場合、新規通信セッションは、新規通信セッションの承認に対する任意の他の条件も満たされる場合に承認される。

ステップ３４において、方法３０は、ネットワーク・リソースに対応するプリファレンス・リストに基づくか、または特定のネットワーク・リソースのそのような帯域幅使用の既知の確率分布に基づいて、特定のネットワーク・リソースの合計帯域幅使用を推定する確率分布を生成することを含む。そのようなプリファレンス・リストまたは帯域幅使用の既知の確率分布は、図２のステップＡおよび／またはＣにおけるサービス・プレーンの要求および／または応答に含まれてもよく、図２のステップＤにおけるリソース制御機能への承認要求に含まれてもよい。

特定の通信セッションによるネットワーク・リソースの帯域幅使用の確率分布を予測する１つの方法は、通信セッションのプリファレンス・リストに基づく。この方法は、プリファレンス・リストの最大帯域幅よりも小さいかまたは等しく、しかもプリファレンス・リストの帯域幅使用の通常一様平均よりも大きいかまたは等しい予測される帯域幅使用を生成する。帯域幅使用のそのような予測される確率分布は、以下で説明されるように、通常プリファレンス・リストに固有のプリファレンス情報の一般順序に基づく。

特に、プリファレンス・リストは、通信セッション中に減少予測使用の順序で、その要素を順序付ける。したがって、Ｎ個の要素のプリファレンス・リストは、対応するシーケンスＢ_１、Ｂ_２、．．．Ｂ_Ｎを提供し、ここで各Ｂ_ｋは、プリファレンス・リストのｋ番目の要素の関連するネットワーク・リソースにおける潜在的帯域幅使用のパラメータである。潜在的帯域幅使用のシーケンスＢ_１、Ｂ_２、．．．Ｂ_Ｎに対応するのは、帯域幅使用確率の第２のシーケンスＰ_１、Ｐ_２、．．．Ｐ_Ｎである。帯域幅使用確率Ｐ_１、．．．Ｐ_Ｎは、プリファレンス・リストを定義する任意のサービスレベルのメッセージで指定されても、指定されなくてもよい。第２のシーケンスの各メンバＰ_ｊは、通信セッションが第１のシーケンスの対応する帯域幅Ｂ_ｊを使用する確率である。プリファレンス・リストの固有の順序付けにより、ｊ＜ｉである場合、ｊ番目の帯域幅が通信セッションによって使用される確率Ｐ_ｊは、ｉ番目の帯域幅が通信セッションによって使用される確率Ｐ_ｉよりも大きいかまたはこれと等しい。つまり、Ｐ_１≧Ｐ_２≧．．．≧Ｐ_Ｎ≧０である。さらに、確率の合計は、Ｐ_１＋Ｐ_２＋．．．＋Ｐ_Ｎ＝１を満たす。これらの定義を使用して、通信セッションによる帯域幅使用の確率分布の予測は、テール確率関数Ｐ［ｘ］の最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］により与えられる。ここで、各テール確率関数Ｐ［ｘ］は、以下の式によって定義される。

本明細書において、階段関数

はｙ＞０について

を満たし、ｙ＜０について

を満たす。各テール確率関数Ｐ［ｘ］は、合計使用済み帯域幅「ｘ」の非増加の区分的な定数関数であり、使用確率ベクトル（Ｐ_１、Ｐ_２、．．．、Ｐ_Ｎ）の成分の一次関数である。各テール確率関数Ｐ［ｘ］はまた、ｋ＝１、２、．．．Ｎについてｘ＝Ｂ_ｋを満たす各帯域幅使用「ｘ」における飛び不連続を有する。

テール確率関数つまりＰ［ｘ］の最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］は、対応する通信セッション中のネットワーク・リソースにおける帯域幅使用の確率分布の前述の予測を提供する。

各テール確率Ｐ［ｘ］は、潜在的帯域幅使用ベクトル（Ｂ_１、．．．、Ｂ_Ｎ）および使用確率ベクトル（Ｐ_１、．．．、Ｐ_Ｎ）が共に既知であるかまたは明示的に計算可能であるような実施形態において直接に評価することができる。一部の実施形態において、使用確率ベクトル（Ｐ_１、Ｐ_２、．．．Ｐ_Ｎ）は、通信セッションを承認するかどうかを決定する制御エンティティに知られていない。実際、セッションの承認に対するセッション・プレーン要求および応答メッセージは、そのような使用確率ベクトルを明示的に定義するために必要なパラメータを供給しないことがある。そのような実施形態において、テール確率Ｐ［ｘ］の最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］は、Ｐ_ｊが位置するＮ−１次元領域を定義する制約を使用することにより引き続き評価することができる。この領域は、１＝Ｐ_１＋．．．＋Ｐ_Ｎによって定義される（Ｎ−１）次元プレーン内に位置するポリトープである。このポリトープのエッジは、Ｐ_１≧Ｐ_２≧．．．≧Ｐ_Ｎ≧０という制約によって定義されるが、これは通常プリファレンス・リストの要素の順序付けにおいて固有である。

テール確率関数Ｐ［ｘ］は固定の帯域幅使用［ｘ］の成分Ｐ_ｍの一次関数であるので、各Ｐ［ｘ］は、使用確率ベクトル（Ｐ_１、．．．、Ｐ_Ｎ）が限定される前述のポリトープの角の１つにおいてその最大値を有することになる。このポリトープのＮ個の角は、ｊ＝１．．．ｍについてＰ_ｊ＝１／ｍ、およびｍ＝１、．．．、Ｎを満たす各整数ｍについてＰ_ｊ＝０によって定義されるＮ次元ベクトルである。テール確率関数Ｐ［ｘ］の最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］は、前述のポリトープの角においてＰ［ｘ］を評価して、最小上界関数をそれらの角におけるテール確率関数Ｐ［ｘ］の最小上界である関数として定義することによって求められる。ポリトープの角の上記の説明から、最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］の評価は容易である。

図４は、３つの要素を備えるプリファレンス・リストの通信セッションの帯域幅使用の予測を提供する前述の方法を説明するものであり、プリファレンス・リストは潜在的帯域幅使用ベクトル（２、１、４）に対応する。この潜在的帯域幅使用ベクトルについて、帯域幅使用確率が制約される２次元ポリトープは、確率ベクトルＡ、Ｂ、およびＣにおいて角を有し、Ａ＝（１、０、０）、Ｂ＝（１／２、１／２、０）、およびＣ＝（１／３、１／３、１／３）である。そのような角は各々、対応する通信セッションによる潜在的帯域幅使用のテール分布関数を定義する。角のテール分布関数Ｐ_Ａ［Ｘ］、Ｐ_Ｂ［Ｘ］、Ｐ_Ｃ［Ｘ］、は、以下の式によって定義され、

図４において表される。これらの３つのテール関数の最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］はまた、図４に示されるように容易に評価される。最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］はまた、潜在的帯域幅使用の非増加の区分的な定数関数であり、たとえばこの例の１、２、および４における想定される低下など、プリファレンス・リストの各潜在的帯域幅使用における想定される低下を有する。したがって、図４から、またはポリトープの角におけるテール確率関数の上記の定義から、最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］がｘ∈（０、２）について値１を有し、ｘ∈（２、４）について値１／３を有し、ｘ＞４について値０を有することになる。したがって、対応する通信セッションによる潜在的帯域幅使用の確率分布関数の予測Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］は、以下の式によって与えられる。

潜在的帯域幅使用のこの確率分布関数は、プリファレンス・リストの潜在的帯域幅使用の最小上界よりも低い平均潜在的帯域幅使用をもたらす。この例において、この後の値は（２、１、４）の成分の最小上界であり、４である。潜在的帯域幅使用の確率分布関数のこの予測、つまりＰ_ＬＵＢ［ｘ］はまた、潜在的帯域幅使用の確率分布の一様推定よりも高い平均潜在的帯域幅使用をもたらす。この例において、一様推定は、以下の式によって与えられるテール確率関数となる。

Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］確率分布関数は、たとえば図３Ｃの方法３０におけるように、個々の通信セッションによる個々のネットワーク・リソースにおける帯域幅使用を予測するために使用することができる。

１つの方法５０は、１つまたは複数のＰ_ＢＵ［ｘ］を使用して、ネットワーク・リソースにおけるそのような帯域幅使用を予測する。加えて、方法５０は、同時にアクティブな通信セッションのセットが要求された新規通信セッションおよび現在承認されている通信セッションを含む場合、そのセットによるネットワーク・リソースにおける合計帯域幅使用を予測する。方法５０は、図３Ｃに示される方法３０におけるステップ３４を実行する１つの例示的な方法を提供する。

方法５０は、現在承認されている通信セッションによるネットワーク・リソースにおける潜在的帯域幅使用を予測または推定する確率分布を特徴付けること（ステップ５２）を含む。特徴付けは、たとえばこのネットワーク・リソースのプリファレンス・リストを有する各セッションなど、このネットワーク・リソースを使用することができる現在の各通信セッションのテール確率分布関数Ｐ_ＢＵ［ｘ］の最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］を決定することを含むことができる。そのような最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］は各々、前述のように対応する通信セッションのプリファレンス・リストから得られる。適切なＰ_ＬＵＢ［ｘ］に基づいて、そのような各確率分布を特徴付けるステップは、たとえばＰ_ＬＵＢ［ｘ］に対応する平均帯域幅使用を決定することを含むことができ、また同じＰ_ＬＵＢ［ｘ］に対応する標準偏差を決定することを含むこともできる。

方法５０は、要求された新規通信セッションによる同じネットワーク・リソースにおける潜在的帯域幅使用を予測または推定する確率分布を特徴付けること（ステップ５４）を含む。特徴付けは、たとえば、要求された新規通信セッションによる同じネットワーク要素における潜在的帯域幅使用の、テール確率関数つまりＰ［ｘ］の最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］を決定することを含む。この最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］は、前述のように、要求された新規通信セッションのプリファレンス・リストから得られる。Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］に基づいて、この確率分布を特徴付けるステップはまた、たとえばこのＰ_ＬＵＢ［ｘ］に対応する平均帯域幅使用を決定することを含むこともでき、また同じＰ_ＬＵＢ［ｘ］に対応する標準偏差を決定することを含むこともできる。

方法５０は、要求された新規通信セッションおよび現在承認されている通信セッションによる同じネットワーク・リソースの予測される合計帯域幅使用を評価すること（ステップ５６）を含む。この予測の評価は、要求された新規通信セッションが実際に承認されたかのように実行される。この合計帯域幅使用の予測は、ステップ５２および５４において実行された個々の通信セッション確率分布の特徴付けに基づく。予測される合計帯域幅使用は合計帯域幅使用の確率分布から得られるが、それ自身は帯域幅使用の独立したセッションの確率分布、つまり個々の通信セッションのＰ_ＬＵＢ［ｘ］から形成される。現在承認されている通信セッションの合計数が、たとえば５０以上のように大きい場合、そのようなセッションは要求されたネットワーク・リソースを使用し、次いで個々の通信セッションのさまざまな確率分布、つまりＰ_ＬＵＢ［ｘ］を結合するためにガウス近似を使用することができる。一部の実施形態において、個々の通信セッションによる潜在的帯域幅使用の確率分布、つまりＰ_ＬＵＢ［ｘ］からネットワーク・リソースの平均合計帯域幅使用および関連する標準偏差を得るために中心極限定理が使用される。通信セッションの合計数が大きくない場合、個々の通信セッションの確率分布は、当業者に知られているその他の方法により結合されて、ネットワーク・リソースにおける合計帯域幅使用の確率分布を得ることができる。次いで、ネットワーク・リソースの合計帯域幅使用に関するさまざまな予測を得るために、合計帯域幅使用の確率分布を使用することができる。一部の実施形態において、予測は、ネットワーク・リソースの合計帯域幅使用が、結合された確率分布から決定された平均帯域幅使用となることである。その他の実施形態において、例示的な予測は、ネットワーク・リソースの合計帯域幅使用が、平均帯域幅使用に、ネットワーク・リソースの合計帯域幅使用の確率分布から決定された標準偏差のＭ倍を加えたものであるということである。そのような実施形態において、Ｍは、１、２、３、または４のような、小さい正数であってもよい。

その他の実施形態は、ステップ５２および５６が変更される図５の方法５０の変更により、ネットワーク・リソースの合計帯域幅使用を予測する。そのような実施形態において、変更されたステップ５２は、現在承認されている通信セッションの一部または全部によるネットワーク・リソースの帯域幅使用を測定することを伴うことができる。たとえば、そのような測定は、図２のトランスポート・プレーンにおけるネットワーク監視によって実行されてもよい。そのような実施形態において、新規通信セッションおよび現在承認されている通信セッションの一部または現在承認されている通信セッションなしの最小上界関数Ｐ_ＬＵＢ［ｘ］は、現在承認されている通信セッションの残りについて測定された帯域幅使用と併せて使用されて、新規通信セッションおよび現在の通信セッションが同時に承認される場合にネットワーク・リソースにおける合計帯域幅使用を予測する。この場合も同様に、ガウス近似／中心極限定理の手法は、合計帯域幅使用のそのような予測に到達するために使用することができる。当業者は、本明細書における開示に照らして、そのような予測または推定を行う方法を理解するであろう。

さらにその他の実施形態は、前記ネットワーク・リソースの潜在的帯域幅使用の既知の実際の確率分布に基づいて、ネットワーク・リソースの合計帯域幅使用を予測する。そのような実施形態において、各プリファレンス・リストは、通信セッションによって使用される各ネットワーク・リソースの潜在的帯域幅使用ベクトル（Ｂ_１、．．．、Ｂ_Ｎ）および使用確率ベクトル（Ｐ_１、．．．、Ｐ_Ｎ）の両方を明示的または固有に定義する。つまり、そのような情報は、個々のセッションを承認することに関与するセッションプレーンメッセージによって直接交換される。次いで、これらの明示的な個々の確率分布は、当業者に既知の方法により結合されて、要求された新規通信セッションおよび現在承認されている通信セッションによるネットワーク・リソースの合計潜在的帯域幅使用の確率分布を得ることができる。たとえば、ガウス近似および／または中心極限定理は、そのような結合を行うために使用することができる。次いで、確率分布関数は、図３Ｃのステップ３４において必要とされる合計帯域幅使用の予測を行うために使用することができる。例示的な予測は、ネットワーク・リソースの合計帯域幅使用が、その平均帯域幅使用に、合計帯域幅使用の確率分布から決定された標準偏差のＭ倍を加えたものであるということであってもよい。そのような実施形態において、Ｍは、１、２、３、または４のような、小さい正数であってもよい。

開示、図面、および特許請求の範囲から、本発明のその他の実施形態は当業者には明らかとなろう。

Claims (10)

1. データ・ネットワークへの新規通信セッションの承認を求める要求を受信するステップであって、前記要求された承認は、前記新規通信セッションが、承認されることに応答して前記ネットワークのノード・リソースの帯域幅使用の第１のセットを認可されるというものであり、１つまたは複数の承認された通信セッションの各々は前記ノード・リソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットを同時に有するステップと、
   和が前記ノード・リソースの入力帯域幅よりも大きい場合、前記データ・ネットワークへの前記新規通信セッションを承認するステップであって、前記和は前記セットの前記各々における最大帯域幅使用を合計するステップとを備え、
   各々の承認された通信セッションは、各自の前記セットのうちの１つにおける前記１つまたは複数の帯域幅使用のいずれか１つまで前記ノード・リソースの帯域幅にアクセスすることができる方法。
2. 前記承認するステップは、前記新規通信セッションによる前記ノード・リソースの合計帯域幅使用を予測するステップを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記要求は、前記新規通信セッションが前記ネットワークに対して承認されることに応答して、前記要求内の前記セットの各帯域幅使用が前記通信セッションによって使用される確率を指示する請求項１に記載の方法。
4. 各セットはプリファレンス・リストである請求項１に記載の方法。
5. 各セットはプリファレンス・リストである請求項２に記載の方法。
6. データ・ネットワークへの新規通信セッションの承認を求める要求を送信するステップであって、前記承認は、前記新規通信セッションが、承認されることに応答して前記ネットワークのノード・リソースの帯域幅使用の１つのセットを認可されるというものであり、１つまたは複数の承認された通信セッションの各々は前記ノード・リソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットを同時に有するステップと、
   和が前記ノード・リソースの入力帯域幅よりも大きい場合、前記データ・ネットワークへの前記新規通信セッションを承認するメッセージを受信するステップであって、前記和は前記セットの前記各々における最大帯域幅使用を合計するステップとを備え、
   各々の承認された通信セッションは、各自の前記セットのうちの１つにおける前記１つまたは複数の帯域幅使用のいずれかまで前記ノード・リソースの帯域幅にアクセスすることができる方法。
7. 前記要求は、前記ネットワークに対して承認されることに応答して、前記要求の前記セットの各帯域幅使用が前記新規通信セッションによって使用される確率を指示する請求項６に記載の方法。
8. 前記送信するステップは、前記ネットワークのサービス・プレーンに前記要求を送信するステップを含む請求項６に記載の方法。
9. 各セットはプリファレンス・リストである請求項６に記載の方法。
10. 前記承認は、前記ネットワークのもう１つのノード・リソースの１つまたは複数の帯域幅使用のセットを前記新規通信セッションに認可し、１つまたは複数の承認された通信セッションの各々は前記もう１つのノード・リソースの１つまたは複数の帯域幅使用の認可されたセットを同時に有し、
    第２の和が前記もう１つのノード・リソースの入力帯域幅よりも大きく、前記第２の和は前記セットの前記各々における前記もう１つのノード・リソースの最大帯域幅使用を合計し、
    各々の承認された通信セッションは、各自のセットにおける前記もう１つのノード・リソースの前記１つまたは複数の帯域幅使用のいずれかまで前記もう１つのノード・リソースの帯域幅にアクセスすることができる請求項６に記載の方法。

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