JP4924485B2

JP4924485B2 - ネットワークリソースを管理する品質管理制御装置、通信制御方法およびコンピュータプログラム

Info

Publication number: JP4924485B2
Application number: JP2008056280A
Authority: JP
Inventors: 健一大垣; 朋広大谷; 俊太郎樫原
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2028-03-06
Also published as: JP2009213040A

Description

本発明は、パケットネットワークまたは回線交換ネットワークにおいて、端末からの通信回線設定要求に応じて呼制御装置と品質管理制御装置が連携してネットワークリソースの情報を管理する技術に関する。

図１は、従来技術によるネットワークリソース制御モデルを示す。図１のネットワークに接続された任意の端末Ａと端末Ｂ間に通信を用いたサービスを提供するとき、端末Ａ、呼制御装置(群)、端末Ｂ間で呼制御メッセージを交換し、通信の方向（Ａ→ＢｏｒＢ→Ａｏｒ双方向）に応じて端末Ａ−Ｂ間のサービスに必要なネットワークリソース（回線または帯域）が利用できることを確認し、リソースを確保（回線設定または帯域確保）した後、端末Ａ−Ｂ間の通信を行う。

例えば、端末Ａより端末Ｂ→Ａ間の通信回線の設定要求（１：サービス要求）を受けた呼制御装置は、まず品質管理制御装置に端末Ｂから端末Ａまでのネットワークリソースの空き状況の確認を要求する（２：リソース確認）。帯域に空きがある場合は品質管理制御装置が呼制御装置にリソース確保可能なことを応答し、同時に回線設定または帯域確保を行い（３：リソース確認）、その応答に応じて端末Ａ、端末Ｂ、呼制御装置間で呼制御メッセージをやり取りし（４：サービス応答）、端末Ｂ→Ａ間の通信が可能となる（５：サービス疎通）。

また、図２は従来技術によるＬＳＰ設定済みのネットワークリソース制御モデルを示す。図２では、端末が収容されるネットワーク内に非特許文献１および非特許文献２にあるＭＰＬＳ技術をサポートしたネットワークノードが存在し、このネットワークノード間でパス（Label Switched Path）を呼制御に応じて設定、またはあらかじめ設定しておく。図２において、同じパターンを有する円柱が１つのＭＰＬＳパスを示す。例えば、横線のパターンのパスは、ＮＷノード２とＮＷノードｎ−２を途中ノードとするＮＷノード１からＮＷノードｎまでのパスであり、右下がり線のパスは、ＮＷノード２を途中のノードとするＮＷノード３からＮＷノードｎ−２までのパスである。このパスをネットワークリソースとして利用し、端末間の通信によって利用される帯域に応じたパスの消費帯域を管理することによりネットワークリソースを制御することも可能である。

RFC3209(Extensions to RSVP for LSP Tunnels) RFC3564(Requirements for Support of Differentiated Services-aware MPLS Traffic Engineering)

図２で示すパスをネットワークリソースとしてネットワークリソース制御を行うとき、文献ITU-T Q.3301にあるDiameterプロトコルを用いて、呼制御装置が品質管理制御装置に発（リソース要求）端末アドレスと要求するサービス識別子を渡す。品質管理制御装置はこのアドレスとサービス識別子により発端末とサービスを提供する着端末間の経路上にあるネットワークノード間のパスを特定し、パスの利用帯域の増減を管理することによりネットワークリソース制御を行う。しかしながら、同一サービスを提供する端末がネットワーク内に複数存在するとき、サービス識別子のみではパスを特定できない問題がある。

また、端末Ａ、呼制御装置、端末Ｂ間の呼制御メッセージにより着端末のアドレスを解決後、呼制御装置から品質管理制御装置へ発／着端末のアドレスおよび音声、映像、テキスト等通信データの情報種別を渡すことにより、そのサービスクラスに対応したパスを特定する方法もある。この場合は、同一の情報種別内ではサービスクラスを分けられないという問題がある。さらに、図３で示すようなパスの端点（ＮＷノード３、ＮＷノードｎ）と端末を収容するネットワークノード（ＮＷノードＡ、ＮＷノードＢ）が異なる場合、発／着アドレスとパスの対応を解決できない問題がある。

したがって、本発明は同一の情報種別内でもサービスクラスを分け、そのサービスクラスに対応したパスを割り当て可能であり、さらに端末収容ノードとパス端点ノードが異なる場合でも、パスをネットワークリソースとして特定可能なネットワークリソースを管理する品質管理制御装置、通信制御方法およびコンピュータプログラムを提供すること目的とする。

本発明によれば、ネットワークノード間に確立されたサービスクラス別のパスのパス情報を管理し、該サービスクラスとサービス識別子との対応を管理するパス管理部と、端末間の通信コネクション要求時に、渡されたサービス識別子に対応するサービスクラスのパスを特定し、前記パス情報に基づいてパス割当を判断する制御部とを備える品質管理制御装置が提供される。

また、前記パス情報は、パスの空き帯域の情報を含み、前記制御部は、前記空き帯域と要求帯域を比較してパス割当が可能か否かを判断することも好ましい。

また、前記パス管理部は、回線情報と収容されるパスの識別子を有するサービス回線情報を更に管理し、該回線情報は、端末間の通信コネクション要求時に渡されたサービス回線識別子、要求元アドレス、提供元アドレス、上り使用帯域および下り使用帯域を含み、前記制御部は、パス割り当て時に、該パスの回線情報および収容される該パスの識別子を前記サービス回線情報に登録することも好ましい。

また、前記制御部は、端末間の通信コネクション切断時に、渡されたサービス回線識別子に基づいて前記サービス回線情報から削除パスを特定し、該サービス回線情報を削除することも好ましい。

また、前記制御部は、ルーティングプロトコルに基づいて発端末と着端末間で最短となる経路を求め、該経路上で該発／着端末にそれぞれ最も近いパスのノードを、該パスの始／終点ノードとすることも好ましい。

本発明によれば、端末間の通信コネクションに係る呼制御装置と、パス割当を判断する品質管理制御装置とによる通信制御方法であって、前記品質管理制御装置が、ネットワークノード間に確立されたサービスクラス別のパスのパス情報管理し、該サービスクラスとサービス識別子との対応を管理するステップと、前記呼制御装置が、前記品質管理制御装置に対して、端末間の通信コネクション用のパスの割当を要求するステップと、前記品質管理制御装置が、端末間の通信コネクション要求時に、渡されたサービス識別子に対応するサービスクラスのパスを特定し、前記パス情報に基づいてパス割当を判断するステップとを含む通信制御方法が提供される。

本発明によれば、ネットワークノード間に確立されたサービスクラス別のパスのパス情報を管理し、該サービスクラスとサービス識別子との対応を管理するパス管理機能と、端末間の通信コネクション要求時に、渡されたサービス識別子に対応するサービスクラスのパスを特定し、前記パス情報に基づいてパス割当を判断する制御機能とをコンピュータに実現させるコンピュータプログラムが提供される。

本発明によれは、呼制御装置から品質管理制御装置へのリソース確認要求メッセージを用いて発／着端末アドレスおよびサービス識別子を渡すことで、品質管理制御装置は、これらの情報に基づき、要求するサービス品質に応じたパスの選択し、パス割り当ての判断を行うことができる。これにより、同一の情報種別内でもサービスクラスを分け、そのサービスクラスに対応したパスを割り当て可能になる。

また、パス割り当て時に、ルーティングプロトコルに基づいて、発／着端末間で最短となる経路を求めることにより、端末収容ノードとパス端点ノードが異なる場合でも、パスをネットワークリソースとして特定可能になる。

本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。

図３は、本実施形態における端末収容ノードとパス終端ノードが異なるネットワークシステムを示している。図３において、該ネットワークシステムは、端末１（Ａ〜Ｄ）と、ネットワーク２内に設けられるエッジＮＷノード３（Ａ〜Ｄ）と、コアＮＷノード４（１〜ｎ）と、および制御ネットワーク５内に設けられる呼制御装置６、品質管理制御装置７とを備える。端末１（Ａ〜Ｄ）は、それぞれ通信回線を介してエッジＮＷノード３（Ａ〜Ｄ）に接続される。また、図示されてはいないが、端末１（Ａ〜Ｄ）と呼制御装置６、呼制御装置６と品質管理制御装置７、品質管理制御装置７とコアＮＷノード４（１〜ｎ）は、それぞれ通信回線を介して接続される。

本実施形態におけるネットワークはＭＰＬＳ技術により、ある通信拠点（起点ノード）から他の通信拠点（終点ノード）に至るパス（ＬＳＰ）を設定することができるネットワーク（ＭＰＬＳ網）である。図３に示されるネットワークにおいて、円柱で示されているパスがＬＳＰであり、コアＮＷノード４（１〜ｎ）間に設定されている。図３においても図２と同様に同じパターンを有する円柱が１つのＬＳＰを示す。このパスは、呼制御に応じて設定され、またはあらかじめ設定される。

図４は、図３に示す品質管理制御装置７の構成を示すブロック図である。図４において、品質管理制御装置７は、ノードインタフェース部７１と呼制御装置インタフェース部７２とパス管理部７３と制御部７４とを有する。

なお、呼制御装置６は文献ITU-T Q.3301におけるＳＣＥ（Service Control Entity）またはＰＤ−ＰＥ(Policy Decision Physical Entity)、品質管理制御装置７はＰＤ−ＰＥまたはＴＲＣ−ＰＥ(Transport Resource Control Physical Entity)とすることも可能である。

ノードインタフェース部７１は、通信回線を介してコアＮＷノード４と通信する。呼制御装置インタフェース部７２は、通信回線を介して呼制御装置６と通信する。

品質管理制御装置７のパス管理部７３は、コアＮＷノード４に対してポーリングを行うまたはネットワーク管理装置（図示せず）と通信することにより、上記の全てのパスについてパスの識別子、始／終点ネットワークノード、最大帯域、空き帯域、サービスクラスの情報を収集して、パス情報として保持しておく。図５はパス情報の例であり、パス識別子、パスの始点／終点ノードのＩＰアドレス、パスの最大帯域、現在の空き帯域、このパスのサービスクラスが記述されている。サービスクラスはサービス識別子と対応しており、この対応表であるサービスクラス対応表もパス管理部７３は保持している。図６はサービスクラス対応表の例である。

品質管理制御装置７の制御部７４は、呼制御装置６からのサービス回線設定要求に応じて、回線の割当制御、およびサービス回線削除要求に応じて、回線の削除制御を行う。以下にフローを参照し、サービス回線設定および削除の手順を説明する。

端末１からサービス回線設定要求があったとき、呼制御装置６は該要求から発／着端末アドレス、サービス識別子、下り方向／上り方向要求帯域、サービス回線識別子が含まれるリソース確認要求メッセージを品質管理制御装置７に送信する。品質管理制御装置７の制御部７４は、該要求メッセージから、通信に用いるパスを以下のようにして一意に特定する。図７は、リソース確認要求メッセージの例を示す。

パスの特定方法についてフローを用いて説明する。図１０は、サービス回線設定フローを示す。要求があった場合、まずＳ１０１で使用パスを特定する。このステップの詳細は、使用パス特定フローを示す図１１で示される。図１１において、制御部７４はＳ１１１で発／着端末アドレス情報より、リンクステートデータベースを参照して、通信経路を特定し、Ｓ１１２で発／着端末がどのパスの始／終点ノードを経由して通信を行うか決定する。次にＳ１１３で特定したパスの始／終点ノード間に設定されているパス中から、サービスクラス対応表を参照してサービス識別子に対応するサービスクラスを持つパスを特定する。

このように使用パスが特定された後、図１０に戻る。Ｓ１０２において、パス情報を参照して、空きリソースの確認を行う。そのために、まずリソース確認要求メッセージ内の要求帯域と上記で特定されたパスの空き帯域を比較し、要求帯域の方が小さければ利用可能であり、Ｓ１０３でパス情報の同パスの空き帯域を更新する。この後、Ｓ１０４でサービス回線情報を記録する。この情報には、回線情報（サービス回線識別子、要求元／提供元アドレス、上り／下り使用帯域）、サービス回線が収容されるパスの識別子を登録する。図８は、このサービス回線情報の例である。このようにリソース確保に成功した場合、Ｓ１０５で成功を呼制御装置６に応答する。逆にパスの空き帯域が十分になく、空きリソースの確保に失敗した場合、Ｓ１０６で処理を中止し、リソース確保失敗を呼制御装置６に応答する。

なお、発／着端末からパスの始／終点ノードを決定するためには、任意のネットワークノードのルーティング情報（リンクステートデータベース）を参照し、ネットワークノードがルーティングプロトコルを用いて経路を決定する方法と同じアルゴリズムを用いて、制御部７４は、発／着端末間で最短となる経路を求める。この経路上で発／着端末にそれぞれ最も近いパスの始／終点ノードを発／着端末間の通信が経由するパスの始／終点ノードとする。

端末１からサービス回線削除要求があったとき、呼制御装置６は、発／着端末アドレス、サービス回線識別子が含まれるサービス回線削除メッセージを品質管理制御装置７に送信する。品質管理制御装置７の制御部７４は、該削除メッセージに基づいて、サービス回線を削除する。図９は、サービス回線削除メッセージの例を示す。

図１２は、サービス回線削除フローを示す。品質管理制御装置７の制御部７４は、Ｓ１２１で削除メッセージのサービス回線識別子をもとに、サービス回線情報から回線情報（サービス回線識別子、要求元／提供元アドレス、上り／下り使用帯域）、サービス回線が収容されるパスの識別子を検索する。この情報をもとに、Ｓ１２２でサービス回線が収容されていたパスの帯域を増加させることにより、パス情報を更新する。その後、Ｓ１２３でサービス回線情報から該サービス回線識別子のサービス回線情報を削除する。

なお、呼制御装置６−品質管理制御装置７間のメッセージには文献ITU-T Q.3301、RFC3588、RFC4005で定義されているDiameterプロトコルを用い、リソース確認要求メッセージにAuthentication and Authorization Request(AAR)メッセージを用いることも可能である。サービス回線削除メッセージにはSession Termination Request(STR)メッセージを用いることも可能である。

なお、本発明による品質管理制御装置７は、コンピュータを図４の各部として機能させるコンピュータプログラムにより実現することができる。このコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。更に、本発明は、ハードウェアのみや、ソフトウェアのみならず、それらの組合せによっても実現可能である。

また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

従来技術によるネットワークリソース制御モデルを示す。従来技術によるＬＳＰ設定済みのネットワークリソース制御モデルを示す。本実施形態における端末収容ノードとパス終端ノードが異なるネットワークシステムを示す。品質管理制御装置の構成を示すブロック図を示す。パス情報の例を示す。サービスクラス対応表の例を示す。リソース確認要求メッセージの例を示す。サービス回線情報の例を示す。サービス回線削除メッセージの例を示す。サービス回線設定フローを示す。使用パス特定フローを示す。サービス回線削除フローを示す。

符号の説明

１端末
２ネットワーク
３エッジＮＷノード
４コアＮＷノード
５制御ネットワーク
６呼制御装置
７品質管理制御装置
７１ノードインタフェース部
７２呼制御装置インタフェース部
７３パス管理部
７４制御部

Claims

ネットワークノード間に確立されたサービスクラス別のパスのパス情報を管理し、該サービスクラスとサービス識別子との対応を管理するパス管理部と、
端末間の通信コネクション要求時に、渡されたサービス識別子に対応するサービスクラスのパスを特定し、前記パス情報に基づいてパス割当を判断する制御部と、
を備え、
前記制御部は、ルーティングプロトコルに基づいて発端末と着端末間で最短となる経路を求め、該経路上で該発／着端末にそれぞれ最も近いパスのノードを、該パスの始／終点ノードとすることを特徴とする品質管理制御装置。
前記パス情報は、パスの空き帯域の情報を含み、
前記制御部は、前記空き帯域と要求帯域を比較してパス割当が可能か否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の品質管理制御装置。
前記パス管理部は、回線情報と収容されるパスの識別子を有するサービス回線情報を更に管理し、該回線情報は、端末間の通信コネクション要求時に渡されたサービス回線識別子、要求元アドレス、提供元アドレス、上り使用帯域および下り使用帯域を含み、
前記制御部は、パス割り当て時に、該パスの回線情報および収容される該パスの識別子を前記サービス回線情報に登録することを特徴とする請求項１または２に記載の品質管理制御装置。
前記制御部は、端末間の通信コネクション切断時に、渡されたサービス回線識別子に基づいて前記サービス回線情報から削除パスを特定し、該サービス回線情報を削除することを特徴とする請求項３に記載の品質管理制御装置。
端末間の通信コネクションに係る呼制御装置と、パス割当を判断する品質管理制御装置とによる通信制御方法であって、
前記品質管理制御装置が、ネットワークノード間に確立されたサービスクラス別のパスのパス情報を管理し、該サービスクラスとサービス識別子との対応を管理するステップと、
前記呼制御装置が、前記品質管理制御装置に対して、端末間の通信コネクション用のパスの割当を要求するステップと、
前記品質管理制御装置が、端末間の通信コネクション要求時に、渡されたサービス識別子に対応するサービスクラスのパスを特定し、前記パス情報に基づいてパス割当を判断するステップと、
を含み、
前記判断するステップは、ルーティングプロトコルに基づいて発端末と着端末間で最短となる経路を求め、該経路上で該発／着端末にそれぞれ最も近いパスのノードを、該パスの始／終点ノードとすることを特徴とする通信制御方法。
ネットワークノード間に確立されたサービスクラス別のパスのパス情報を管理し、該サービスクラスとサービス識別子との対応を管理するパス管理機能と、
端末間の通信コネクション要求時に、渡されたサービス識別子に対応するサービスクラスのパスを特定し、前記パス情報に基づいてパス割当を判断する制御機能と、
をコンピュータに実現させ、
前記制御機能は、ルーティングプロトコルに基づいて発端末と着端末間で最短となる経路を求め、該経路上で該発／着端末にそれぞれ最も近いパスのノードを、該パスの始／終点ノードとすることを特徴とするコンピュータプログラム。