JP5628419B2 - Ｌ２イーサネットノードに対する通信利用可能な転送ネットワーク帯域幅 - Google Patents

Description

本明細書で開示される様々な例示的な実施形態は、一般に、通信ネットワークおよびトラフィック管理に関する。

通信ネットワークに接続しているラップトップ、モバイルフォン、またはその他のデバイスなど、消費者エッジデバイスまたはユーザ装置などのデバイスは、一般に、転送ネットワークプロバイダデバイスを介してある帯域幅をリースすることができる。そのようなリースは、エッジデバイスに対する帯域幅の割振りが有効な期間を画定することができる。例えば、ＤＨＣＰサーバは、有効な要求を受信するとすぐ、ＤＣＨＰ構成されたクライアントにＩＰアドレス、リース、ならびにサブネットマスクおよびデフォルトゲートウェイなどのＩＰ構成パラメータを割り当てることができる。

ローカルエリアネットワークの場合、帯域幅の容量は、通常、デバイスのポート速度と整合し得る。例えば、（例示的なギガビットイーサネット（登録商標）（ＧｉｇＥ）接続の動作ポート速度に類似する）１Ｇｂｐｓの接続ポート速度を有する消費者デバイスは、最終的に１Ｇｂｐｓの通信速度になる場合がある。通常の動作の間、実際に利用可能な容量であってよく、または「真の」もしくは「通常の」利用可能な容量であってもよい実際の帯域幅容量は、通常、リンクのリース帯域幅容量（リース容量）と整合し得る。しかし、リースリンクの帯域幅は、基礎となるインフラストラクチャのポート速度と整合するとは限らない場合がある。

例えば、無線モバイルプロバイダは、メトロイーサネットネットワーク（ＭＥＮ）プロバイダを介して（すなわち、イーサネット仮想回線またはイーサネット仮想専用回線としても知られている）５０Ｍｂｐｓのピアツーピアリース回線をリースすることができる。ＧｉｇＥポート接続性が１Ｇｂｐｓの容量を提供することができるとしても、リース回線は５０Ｍｂｐｓだけである可能性がある。この場合、転送プロバイダネットワークを介して実際に利用可能な容量は、ネットワーク負荷状態、リンクの可用性、および多くのその他の要因に応じて異なる場合がある。例えば、転送プロバイダネットワークがマイクロ波を介して接続されているとき、そのプロバイダネットワークは、嵐の日よりも、晴れた日により高い帯域幅を提供することが可能な場合がある。しかし、リース帯域幅は、そのような変動により、適切に調整する方式を何ら用いない。トラフィックエンジニアリングは、容量、可用性などのそのような変更などについて、エッジデバイスに知らせる役割を始めた。

トラフィックエンジニアリングに関するその他の提案される解決策は、一般に、メッセージを処理するために追加のプロトコルを必要とした。例えば、オープンショーテストパスファースト−トラフィックエンジニアリング（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ−Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）（ＯＳＰＦ−ＴＥ）は、ルーティング層ピアリング隣接（ｐｅｅｒｉｎｇ ａｄｊａｃｅｎｃｉｅｓ）を必要とする、ＩＰネットワーク内で使用される動的ルーティングプロトコルである。このプロトコルは、タイプ−長さ−値（ｔｙｐｅ−ｌｅｎｇｔｈ−ｖａｌｕｅ）（ＴＬＶ）要素を伝えるオペークリンクステートアドバタイズメント（Ｏｐａｑｕｅ ＬＳＡ）を使用して情報を交換する。しかし、そのようなトラフィックエンジニアリング拡張は、ルーティングプロトコルに加えてネットワークに追加されるため、提案されたそのような解決策は、一般に、ネットワークパフォーマンス全体に負担をかけて、ネットワークに複雑さを加える。

前述の説明に鑑みて、リースリンクの実際に利用可能な容量を監視することが望まれることになる。詳細には、通信ネットワーク内のデバイスが、リースリンクが適用可能なリンクのリース容量に相当する実際に利用可能な容量で動作しているかどうかを判断することを可能にすることが望まれることになる。

イーサネットフレームを介して実際に利用可能な容量を効果的に広告する現在の必要性に鑑みて、様々な例示的な実施形態の簡単な説明が提示される。本発明の範囲を限定することではなく、様々な例示的な実施形態のいくつかの態様を強調および紹介することが意図される以下の概要に何らかの簡素化および省略が行われることが可能である。当業者がこれらの発明概念を形成し、それらを使用することを可能にするのに十分な好ましい例示的な実施形態の詳細な説明が後の項に続く。

様々な実施形態は、通信ネットワークを介して情報を送信する方法に関する場合がある。この方法は、第１のインターフェースにおける第１のリンクに関して利用可能な容量を判断するステップであって、第１のリンクが定義されたリース容量を有する、判断するステップと、利用可能な容量を含むイーサネットフレームを備えた広告フレーム（ａｄｖｅｒｔｉｓｉｎｇ ｆｒａｍｅ）を作成するステップと、第１のインターフェースを介してその広告フレームを少なくとも第１のデバイスに送信するステップとを含むことが可能である。

様々な実施形態は、通信ネットワークを介して情報を経路指定する方法に関する場合もある。この方法は、第１のデバイスにおいて、プロバイダデバイスの第１のインターフェースにおける第１のリンクに関して利用可能な容量を含むイーサネットフレームを備えた広告フレームを受信するステップであって、第１のリンクが定義されたリース容量を有する、受信するステップと、第１のデバイスによって、過剰データまたはすべてのデータを少なくとも１つの他のリンクに再経路指定するステップであって、第１のリンクのリース容量と第１のリンクの利用可能な容量の間の差を補完する、再経路指定するステップとを含むことが可能である。

様々な実施形態は、通信ネットワークを介して情報を送信する装置に関する場合もある。この装置は、第１のリンクを介してデータを送る第１のインターフェースであって、第１のリンクが定義されたリース容量を有する、第１のインターフェースを備えることが可能である。この装置は、第１のインターフェースにおける第１のリンクに関して利用可能な容量を判断するネットワークトラフィックモニタと、利用可能な容量を含むイーサネットフレームを備えた広告フレームを作成するフレーム生成器と、第１のインターフェースを介して広告フレームを少なくとも第１のデバイスに送信するネットワークトラフィックマネージャとを備えることも可能である。

このように、様々な例示的な実施形態がネットワークの既存のルーティングプロトコルを介してリンクの実際に利用可能な容量の広告を可能にすることは明らかであろう。詳細には、新しいイーサネットフレームタイプを定義することによって、ネットワークのパフォーマンスに対する負荷をより少なくして、様々なデバイスに利用可能な帯域幅を効率的にリースするために必要とされる複雑さをより少なくすることが可能である。

様々な例示的な実施形態をよりよく理解するために、添付の図面が参照される。

一連のリンクを介してデータを配信するためのある例示的な通信システムを示す図である。 通信デバイス同士の間に複数のリンクを有する、ある例示的な通信システムを示す図である。 利用可能な容量がリンクのリース容量未満である、通信システムのある例示的な実施形態を示す図である。 ある例示的な通信デバイスと、その構成成分である構成要素とを示す図である。 Ｌ２イーサネットフレームとして、ある例示的な広告フレームを示す図である。 広告フレームを送信するためのある例示的な流れ図である。 広告フレームを受信するとすぐに、過剰データを再経路指定するためのある例示的な流れ図である。

次に、類似の参照番号が類似の構成要素またはステップを指す図面を参照すると、様々な例示的な実施形態の幅広い態様が開示される。

図１は、一連のリンクを介してデータを配信するためのある例示的な通信システムを示す。通信システム１００は、プロバイダ１０１と、プロバイダエッジゲートウェイ（ＰＥ）１０３と、消費者エッジゲートウェイ（ＣＥ）１０５、１０７とを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、通信システムは、複数のプロバイダ１０１と複数のＰＥ１０３とを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、複数のその他のデバイスは、例えば、プロバイダ１０１とＰＥ１０３、またはＰＥ１０３とＣＥ１０５、１０７など、示されるデバイス同士の間で接続することができる。この例示的な実施形態では、デバイス１０１−１０７の間のリンクは、ギガビットイーサネット（ＧｉｇＥ）通信リンクであってよい。その他の実施形態では、デバイス１０１−１０７の間のリンクは、イーサネットフレームを転送することが可能な複数のリンクであってよい。図２に関して下で議論されるように、プロバイダ１０１とＰＥ１０３の間のＧｉｇＥ通信リンクおよびＦＥ／１００Ｍｂｐｓリンクなど、デバイス同士の間に複数の異種リンクが存在する場合がある。

プロバイダ１０１は、例えば、データをＣＥ１０５、１０７に提供することができるＭＡＩＬ／ＦＴＰサーバであってよい。場合によっては、プロバイダ１０１は、ＣＥ１０５の要求時に、データを提供することができる。プロバイダ１０１は、コンテンツデータベース（図示せず）に接続されたコンテンツサーバなど、複数のデバイスから構成されることが可能である。その他の実施形態では、プロバイダ１０１は、ＣＥ１０５、１０７をＩＰネットワーク（図示せず）に接続するためのエッジデバイスであってよい。プロバイダ１０１は、例えば、ネットワークトラフィックモニタおよび／またはネットワークトラフィックマネージャを含むことが可能であり、したがって、下で議論されるように、ＰＥ１０３に対するリンクの実際の容量を判断して、その実際の測定速度に基づいて、データ転送速度を整形することが可能である。

プロバイダエッジゲートウェイ（ＰＥ）１０３は、例えば、プロバイダ１０１から複数の消費者エッジゲートウェイ１０５、１０７へのデータの送信を管理することができるプロバイダエッジルータであってよい。いくつかの実施形態では、ＰＥ１０３は、プロバイダ１０１からの入口リンクとＣＥ１０５、１０７への複数の出口リンクの両方の帯域幅を監視することができる。これらのリンクのいずれかを監視するとき、リンクの実際に利用可能な容量がそのリンクのリース容量未満であるとき、ＰＥ１０３は広告フレームを生成することができる。これは、ＰＥ１０３が各々それぞれのリンクに関する広告フレームを生成するステップを伴う場合がある。いくつかの実施形態では、各々それぞれのリンクは、異種リースリンクを有することが可能である。例えば、ＰＥ１０３は、１Ｇｂｐｓでプロバイダ１０１にリンクをリースすることができる。したがって、この例では、ＰＥ１０３は、次いで、ＣＥ１０５、１０７がそれぞれ５００Ｍｂｐｓでリンクをリースすることを可能にすることができる。

中間デバイスとして、ＰＥ１０３は、実際に利用可能な帯域幅を監視すること、または代わりに、別のデバイス、例えば、プロバイダ１０１から生成された広告フレームを中継することが可能である。例えば、プロバイダ１０１とＰＥ１０３の間のリンクが１Ｇｂｐｓでリースされるが、実際に利用可能な容量を５００Ｇｂｐｓだけ有する場合、プロバイダ１０１またはＰＥ１０３はこのリンクの実際に利用可能な容量を監視することができる。図４に関して下でさらに詳細に議論されるように、プロバイダ１０１がリンクの容量を監視するとき、プロバイダ１０１内のネットワークトラフィックモニタは、その構成成分であるフレーム生成器に、次いで、ＰＥ１０３に送信されることが可能な広告フレームを作成させることができる。次いで、ＰＥ１０３は、広告フレーム内で中継される実際の容量を補完するように、そのネットワークトラフィックマネージャにそのリンクを調整させることができる。

例えば、ＰＥ１０３は、それぞれ２５０Ｍｂｐｓの容量を持つようにＣＥ１０５、１０７に対するリンクを変更することが可能である。次いで、ＰＥ１０３は、実際に利用可能な容量を詳述する、プロバイダ１０１から生成された広告フレームを中継することができる。いくつかの実施形態では、ＰＥ１０３内のネットワークトラフィックモニタは、プロバイダ１０１から広告フレームを受信するとすぐに、プロバイダ１０１によって生成された広告フレーム内に含まれた帯域幅情報と等しくはないが、当該帯域幅情報に基づく関連する帯域幅情報を用いて、ＰＥ１０３のフレーム生成器に第２の広告フレームを生成させることができる。

代替の実施形態では、ＰＥ１０３自体がそのネットワークトラフィックモニタを介して、プロバイダ１０１またはＣＥ１０５、１０７に対するリンクのうちのいずれかに関して実際に利用可能な容量が定義されたリース容量未満であることを判断することができる。これが発生するとき、ネットワークトラフィックモニタは、広告フレームを生成するようにＰＥ１０３内のフレーム生成器をトリガすることができる。ネットワークトラフィックマネージャは、次いで、広告フレームを両方向に送ること、広告フレームをプロバイダ１０１に向けて送り、少なくとも１つの追加の同一の広告フレームを少なくとも１つのＣＥ１０５に向けて送ることができる。いくつかの実施形態では、ＰＥ１０３は、ＰＥ１０３においてインターフェースに接続されたそれぞれのリンクを介して同一の広告フレームを送ることができる。例えば、ＰＥ１０３は、プロバイダ１０１とＣＥ１０５、１０７とに向けて送信するために３個の同一広告フレームを生成して、送信することができる。その他の実施形態では、ＰＥ１０３は、受信者に応じて、異なる広告フレームを生成して、送信することができる。

消費者エッジゲートウェイ（ＣＥ）１０５、１０７は、例えば、住居用ゲートウェイであってよい。いくつかの実施形態では、ＣＥ１０５は、例えば、通信ネットワークに接続する消費者によって直接的に使用されるラップトップ、モバイルデバイス、またはその他のデバイスなど、消費者エンドデバイスであってよい。広告フレームを受信するとすぐに、ＣＥ１０５、１０７は、例えば、受信されたデータの転送速度を再整形することができる。例えば、ＣＥ１０５は、実際に利用可能な容量が２５０Ｍｂｐｓであることを示す広告フレームを受信するとすぐに、ＣＥ１０５が２５０Ｍｂｐｓの帯域幅だけを受信することを期待できるように、実際の速度を規制することができる。

いくつかの実施形態では、ＣＥ１０５は、他のリンクを介して予測される過剰データを再経路指定することができる。例えば、ＣＥ１０５がＰＥ１０３に対する複数のリンク（図示せず）またはプロバイダ１０１に対する直接リンク（図示せず）のいずれかを所有した場合、ＣＥ１０５は、広告フレームを受信するとすぐに、ＣＥ１０５が、単一のリースリンクの代わりに、複数のリンクを介してリース帯域幅でデータを受信できるように、これらの代替リンクを介して予測される過剰データを再経路指定することができる。代替の実施形態では、プロバイダ１０１またはＰＥ１０３は、リース帯域幅容量を維持するために、代替リンクを介して過剰データを再経路指定することができる。

図２は、通信デバイス同士の間に複数のリンクを有する、ある例示的な通信システム２００を示す。通信システム１００に関して上で議論されたように、通信システム２００内のプロバイダ２０１は、少なくとも１つのリンク２１１を介してプロバイダエッジゲートウェイ（ＰＥ）２０３を接続することができる。この実施形態では、プロバイダ２０１は、複数の並列リンク２１１−２１７を介してＰＥ２０３に接続する。いくつかの実施形態では、リンク２１１−２１７は、同一の性質を共有し、均等な割合のリースリンク容量を搬送することができる。代替の実施形態では、リンク２２１−２１７は、プロバイダ２０１内およびＰＥ２０３内のそれぞれのネットワークトラフィックマネージャが各々それぞれのリンク２１１−２１７の比例する帯域幅容量に基づいて比例する帯域幅を設定する異種であってよい。

いくつかの実施形態では、リンク２１１−２１７のグループはグループリンクとしてプロバイダ２０１およびＰＥ２０３によって処理されることが可能であり、リース容量に対して集約バルク容量が測定される。これらの実施形態では、リンク上の実際に利用可能な容量が低下すること、例えば、リンク２１４上の利用可能な容量が５０Ｍｂｐｓから２５Ｍｂｐｓに低下することは、補完として、そのグループ内の他のリンクにそのそれぞれの容量を増大させることが可能である。

例えば、リンク２１１−２１７のそれぞれが５０Ｍｂｐｓのリース容量を維持した場合、リンク２１４が５０Ｍｂｐｓから２０Ｍｂｐｓに低下することは、残りの６つのリンクが３０Ｍｂｐｓの過剰データ帯域幅を埋め合わせることを引き起こしてもよい。したがって、この実施形態では、リンク２１１−２１３、２１５−２１７は、その実際に利用可能な容量を５０Ｍｂｐｓから５５Ｍｂｐｓに増大することができる。いくつかの実施形態では、プロバイダ２０１またはＰＥ２０３のいずれかの中のネットワークトラフィックマネージャがバルクグループリンク速度だけを理解するように、この補完は自動的にトリガされることが可能である。いくつかの実施形態では、個々のリンク上で新しい利用可能な帯域幅情報を作成することはプロバイダ２０１とＰＥ２０３の間で通信されなければならない。プロバイダ２０１とＰＥ２０３は両方とも、リンク毎ベースに新しく利用可能な帯域幅の共通理解を有されなければならない。グループ速度は変化しなかったため、それぞれのトラフィックマネージャは代替リンクに対する過剰データの再経路指定をトリガしなくてもよい。代替の実施形態では、複数のリンク２１１−２１７は、別個の独立した回線として、プロバイダ２０１内およびＰＥ２０３内のネットワークトラフィックモニタとネットワークトラフィックマネージャとによって処理されることが可能である。そのような場合、リンク２１４からリンク２１１−２１３、２１５−２１７への過剰データの再経路指定は、生成された広告フレームの受信に応答して生じる可能性がある。

図３は、利用可能な容量がリンクのリース容量未満である、通信システム３００のある例示的な実施形態を示す。通信システム３００は、上で議論されたような通信システム１００、２００に類似してよい。プロバイダ３０１およびプロバイダエッジゲートウェイ（ＰＥ）３０３は、リンク３１１を介して接続されることが可能である。ＰＥ３０３は、設定された容量でリンク３１１をプロバイダ３０１からリースすることができる。この例示的な実施形態では、ＰＥ３０３は、ポート速度、例えば、１Ｇｂｐｓに等しい帯域幅でリンク３１１をプロバイダ３０１からリースする。

しかし、そのリースが有効な間隔の間、リンク３１１の実際の容量はリースされた容量に等しくない場合がある。これは、例えば、ネットワーク接続の性質による、ネットワーク容量全体の変動に起因する場合がある。これは、変化する天候パターンがその構成成分であるリンクの最大帯域幅容量にかなり影響を与える可能性があるマイクロ波ネットワークに関して特に当てはまる。いくつかの実施形態では、帯域幅に対する高い需要は、プロバイダ１０１にその構成成分であるリンクの容量全体を超える帯域幅を接続されたデバイスに、割り振らせる可能性がある。その他の実施形態では、各々それぞれのデバイスにおける高いネットワーク負荷状態またはインターフェースの利用可能性は、最初にリースされた帯域幅容量とリンク上で実際に利用可能な容量の間の差を引き起こさせる可能性もある。

そのような場合、リンク３１１は、ＰＥ３０３にリースされた帯域幅の容量よりも測定できるほど低い実際に利用可能な帯域幅容量３２１だけを配信することができる。これが生じるとき、それぞれのデバイスが速やかな動作をとることができるように、実際に利用可能な帯域幅容量をデバイス（プロバイダ３０１およびＰＥ３０３）に送り返すことが重要な場合がある。そのような動作は、実際に利用可能な帯域幅に一致するようにデータ転送の速度を整形するステップおよび／または規制するステップを含むことが可能である。その他の動作は、複数の独立したリンクを介してリース容量を維持するために、代替リンク上にデータが存在するとき、それらのデータの一部または全部（すなわち、すべてのデータトラフィック）を再経路指定するステップを含むことも可能である。

図４は、ある例示的な通信デバイス４００と、その構成成分である構成要素とを示す。ネットワークデバイス４００は、例えば、図１の通信システム１００内のプロバイダ１０１、ＰＥ１０３、またはＣＥ１０５、１０７であってよい。例示された実施形態では、ネットワークデバイス４００は、リンク４１１、４１３に接続されたＰＥ１０３であってよい。ネットワークデバイス４００は、ネットワークトラフィックモニタ（モニタ）４０１と、ネットワークトラフィックマネージャ（マネージャ）４０２と、フレーム生成器４０３とを含むことが可能である。モニタ４０１とマネージャ４０２は両方とも、両方のリンク４１１、４１３に接続されることが可能である。この例示的な実施形態では、リンク４１１は、ネットワークデバイス４００の入口インターフェース４２１において、例えば、プロバイダ１０１に接続することが可能であり、一方、リンク４１３は、ネットワークデバイス４００の出口インターフェース４２３においてＣＥ１０５に接続することが可能である。

ネットワークトラフィックモニタ４０１は、ネットワークデバイス４００に接続された入口インターフェース４２１および／または出口インターフェース４２３におけるトラフィックフローを監視する、ネットワークデバイス４００の内部にある構成要素であり得る。いくつかの実施形態では、ネットワークデバイス４００は、複数の入口インターフェースおよび／または出口インターフェースを含むことが可能である。そのような場合、モニタ４０１は、それぞれのインターフェースを独立して追跡および測定することができる。モニタ４０１は、各リンク４１１、４１３ごとにリース帯域幅容量を記録することができ、それぞれのリンク４１１、４１３上の実際に利用可能な帯域幅を測定することができる。いくつかの実施形態では、モニタ４０１は、定義された間隔、例えば、１０ミリ秒ごとにリンク４１１、４１３の帯域幅を測定することができる。その他の実施形態では、モニタ４０１は、受動的な場合があり、すなわち、リンク４１３のリース容量とリンク４１１内の実際の容量の間にしきい値差が存在するときだけ動作する場合がある。例えば、モニタ４０１は、実際の容量がしきい値（例えば、通常、ユーザが構成したしきい値である５Ｍｂｐｓの差）未満になるまで、出口インターフェース４２３においてリンク４１３を受動的に測定することができる。この差が生じるとき、モニタ４０１は、広告フレームを生成するための信号をフレーム生成器４０３に送ることができる。

モニタ４０１からフレーム生成器４０３に送られる信号は、インターフェース４２１、４２３において実際に測定された容量を含むことが可能である。この例を続けると、モニタ４０１が、受動的に、またはアクティブな間隔の間に、少なくとも５Ｍｂｐｓの差を測定するとき、モニタ４０１は、フレーム生成器に送るために、生成された信号のペイロード内に含まれた識別されたリンクに関して実際に利用可能な容量（例えば、５０Ｍｂｐｓのリース容量の代わりに、リンク４１３における３５Ｍｂｐｓ）を含む信号を生成することができる。

ネットワークトラフィックマネージャ４０２は、インターフェース４２１、４２３を介してデータの転送を管理する、ネットワークデバイス４００内の構成要素であってよい。マネージャ４０２は、例えば、入口インターフェース４２１から出口インターフェース４２３にデータのフローを導くことができる。マネージャ４０２は、そのパケット内に含まれた情報に従って、Ｌ２イーサネットフレームなど、データパケットを中継することもできる。例えば、ネットワークデバイス４００がＰＥであるとき、マネージャ４０２は、例えば、そのデータパケットのヘッダ内に含まれた宛先媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスに従って、受信されたデータパケットを宛先ＣＥに中継することができる。

マネージャ４０２は、フレーム生成器４０３から生成された広告フレームを受信して、そのパケットをインターフェース４２１、４２３のうちの少なくとも１つに導くことができる。いくつかの実施形態では、マネージャ４０２は、広告フレームの宛先アドレスを追加することができる。したがって、そのような場合、マネージャ４０２は、広告フレームをマルチキャストすることも可能である。広告フレームをマルチキャストするとき、マネージャ４０２、またはいくつかの実施形態では、サブネット内のすべてのルータ（すなわち、２２４．０．０．２）は、第１オクテットの最下位ビットが「１」に設定される、任意の他のマルチキャスト宛先アドレスを使用することが可能である。これは、イーサネットフレームがサブネット内またはネットワーク内のすべての地点にフラッディングされる（ｆｌｏｏｄｅｄ）ことを示すことができる。いくつかの実施形態では、標準のイーサネットブロードキャストパケットの使用も望ましい場合がある。マネージャ４０２は、したがって、広告フレームをその入口インターフェースおよび／または出口インターフェースの両方を介して送ることができる。マネージャ４０２は、同じデバイス内のモニタ４０１が実際に利用可能な帯域幅容量内の差を測定するとき、広告フレームをフレーム生成器４０３から中継することができるか、または、リンク４１１を介して入口インターフェース４２１においてプロバイダ１０１から受信された広告フレームなど、別のデバイスから受信された広告フレームを中継することができる。

フレーム生成器４０３は、所与のリンクの実際に利用可能な容量に関する情報を含む広告フレームを生成する、ネットワークデバイス４００内の構成要素であってよい。フレーム生成器４０３は、モニタ４０１から受信された信号に応答して、例えば、下でさらに詳細に議論されるように、Ｌ２イーサネットフレームを作成することができる。いくつかの実施形態では、フレーム生成器４０３は、メッセージのペイロード内に実際に利用可能な容量を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、フレーム生成器４０３は、マネージャ４０２の代わりに、広告フレーム内にアドレス情報を追加することができる。

いくつかの実施形態では、ネットワークデバイス４００の内部構成要素４０１−４０３は大きな構成要素に組み合わされることが可能である。例えば、ネットワークデバイスは、フレーム生成器４０３とネットワークトラフィックマネージャとを含むチップまたはその他のハードウェアを有することが可能である。当業者は、ネットワークデバイス４００の内部構成要素の既存の組合せに精通しておられよう。

図５は、Ｌ２イーサネットフレームとして、ある例示的な広告フレームを示す。広告フレーム５００は、（例えば、ＩＥＥＥ８０２．３に従う）ＯＳＩネットワーキングモデルの物理層におけるシグナリングのために使用されるＬ２イーサネット（すなわち、ＤＩＸ）フレームであってよい。いくつかの実施形態では、広告フレームはデータリンク層上で転送される。広告フレーム５００は、したがって、宛先ＭＡＣアドレス５０１と、発信元ＭＡＣアドレス５０３と、イーサタイプ（Ｅｔｈｅｒ Ｔｙｐｅ）５０５とからなるＭＡＣヘッダ５１１を有することが可能である。広告フレーム５００は、データペイロード５０７およびＣＲＣチェックサム５０９を有することも可能である。

広告フレーム５００の長さは異なってよく、その様々な構成要素は長さが少なくとも２オクテットである。例えば、宛先ＭＡＣアドレス５０１および発信元ＭＡＣアドレス５０３は長さが６オクテットであるのに対して、それぞれ、ＣＲＣチェックサムは４オクテットであり、イーサタイプは２オクテットである。データペイロード５０７は、最低４６オクテットから最高１５００オクテットの範囲で長さが異なってよい。例示的な広告フレーム５００は、それぞれのオクテットが、その１６進等価数（ｈｅｘ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）（すなわち、７Ｅ_ｈｅｘ＝０１１１１１１０_２）によって表される、ある例示的なＬ２イーサネットフレームを示す。

ＭＡＣヘッダ５１１は、宛先ＭＡＣアドレス５０１と、発信元ＭＡＣアドレス５０３と、イーサタイプ５０５とを含むことが可能である。フレーム生成器４０３は、イーサタイプ５０５を広告フレームに追加することが可能であり、一方、フレーム生成器４０３またはネットワークトラフィックマネージャ４０２は、宛先ＭＡＣアドレス５０１と発信元ＭＡＣアドレス５０３とを追加することが可能である。この例示的な実施形態では、２Ｄ_ｈｅｘ＝００１０１１０１の宛先ＭＡＣアドレスの最後のオクテットはその広告フレームが通信ネットワークを通してマルチキャストおよび伝搬されることになる旨を示す「１」の最下位ビットを有するため、広告フレーム５００はマネージャ４０２によってマルチキャストされることが可能である。

イーサタイプ５０５は、Ｌ２イーサネットフレーム５００が広告フレームであることを示すことができる。フレーム生成器４０３は、定義されていないイーサタイプを指定することによって、特定のフレームが広告フレーム５００であることを示すことができる。例えば、通信ネットワーク１００は広告フレームを示すために、定義されていないイーサタイプコード「１５２４_１０」を割り当てることができる。フレーム生成器４０３が後でイーサタイプ５０５として０５_ｈｅｘＦ４_ｈｅｘオクテットを追加するとき、マネージャ４０２は、そのマネージャ４０２が処理しているイーサネットフレームが実際に広告フレームであることを判断することができる。通信ネットワーク１００は、１５２３−１５３５の範囲内の値、または１５３５を上回る、割り振られていない値など、任意の定義されていないイーサタイプを指定することができる。この文脈で、定義されていないイーサタイプは、１５００から１５３６の間の（排他的）未定義値と、１５３５を超える（排他的）未指定値とを含むことが可能である。そのような未指定値は、ＥｔｈｅｒＴｙｐｅ値のＩＥＥＥリスト内の編成にすでに割り振られていない値であってよい。帯域幅広告のためのイーサネットフレームの使用は、ルーティングプロトコルを含むその他のプロトコルの共存を可能にすることができる。トラフィックエンジニアリング情報をサポートするルーティングプロトコルとは異なり、イーサネットレイヤ帯域幅広告は、一般に、通信ノードに追加の負担を加えない可能性がある。トラフィックエンジニアリングをサポートするそのようなデバイスは、その動作に関し、ルーティングプロトコルを実行して、キープアライブ（ｋｅｅｐａｌｉｖｅ）パケットを処理し、ネットワーク内の変更に基づいてトポロジーを再計算する負担なども有し、これらはすべて通信デバイスのプロセッサに追加の負担を加える。

データペイロード５０７は、長さが異なってよく、ターゲットリンクの実際に利用可能な容量に関する情報を含むことが可能であり、関連する経路指定情報を含むことも可能である。データペイロード５０７は、例えば、目標リンクが実際に一緒にグループ化された複数のリンクであるとき、単一のバルク合計集約リンク容量に関する情報を含むことが可能な、１つまたは複数のＴＬＶ（タイプ−長さ−値）を含むことが可能である。

広告フレームは、仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）ヘッダ優先ビットであってよいｄｏｔ１ｐを含むことも可能である。ｄｏｔ１ｐは、特定の優先順位に関する特定のイーサネットヘッディングに関して必要とされる処理を指定することができる。例えば、ｄｏｔ１ｐは、データの特定のセットに関して使用される特定のＶＬＡＮまたはリンクを示すことができる。これは、過剰データが異なるデータタイプ（例えば、ボイスパケット、ビデオパケット、およびテキストパケット）を含むときに生じる可能性がある。ｄｏｔ１ｐヘッダは、したがって、リンクグループ内の異なる構成要素リンクを区別することができ、これは、ネットワークトラフィックマネージャがより多くの特異性を用いて過剰データを再経路指定するのを可能にすることができる。例えば、図２のリンクグループ２１１−２１７の個々のリンクの特定の実際の容量を含む広告フレームは、関連するマネージャが不完全リンク２１４からのデータを、過剰データを処理することが可能な他のリンク２１１−２１３、２１５−２１７に再経路指定するのを可能にすることができる。

図６は、広告フレームを送信するためのある例示的な流れ図を示す。方法６００は、別のデバイスによってリースされたリンクがより低い実際の容量を有するかどうかを判断するために、例えば、プロバイダ１０１またはＰＥ１０３によって実行されることが可能である。方法６００は、ステップ６０１で開始し、ステップ６０３に進み、ここで、デバイスはリースリンクに関して定義された容量を判断する。これは、定義された帯域幅を別のデバイスにリースするステップ、例えば、プロバイダ１０１が５００ＭｂｐｓをＰＥ１０３にリースするステップ、またはＰＥ１０３が５０ＭｂｐｓをＣＥ１０５にリースするステップを伴い得る。いくつかの実施形態では、これは、プロバイダ１０１またはＰＥ１０３が、例えば、ネットワークトラフィックモニタ４０１内に記憶された値を検査することによって、既存のリース容量の条件を判断することを伴い得る。判断された値は、定義されたリース容量と呼ばれる場合がある。

ステップ６０５で、デバイスは、そのリースリンクに関して実際に利用可能な容量を判断することができる。これは、例えば、インターフェース／ポートオブジェクトから帯域幅データを調査するステップを含むことが可能である。これは、例えば、デバイス内のネットワークトラフィックモニタ４０１が所与の時点で実際の容量を測定するステップを伴う場合がある。この判断するステップ６０５は、所定の間隔で（例えば、１０ミリ秒ごとに）生じてよく、またはモニタ４０１がステップ６０７まで何の動作も行わない場合、受動的に生じてもよい。

ステップ６０７で、モニタ４０１は、リンクの測定された実際に利用可能な容量が定義されたリース容量未満であるかどうかを判断することができる。いくつかの実施形態では、これは、利用可能な容量が、定義されたリース容量を５Ｍｂｐｓ下回るなど、リース容量の定義された値を下回るまで低下したときにだけ当てはまる可能性がある。そのようなしきい値は、定義されたリース容量からのわずかな変動に起因する不要なトラフィック調整の回避を支援することができる。このしきい値は、ネットワークエンジニアによって設定されてよく、または、リースのセットアップ時に、プロバイダ１０１もしくはＰＥ１０３によって設定されてもよい。実際に利用可能な容量が定義されたリース容量以上である場合、方法６００は、ステップ６１５で終了することができる。そうでない場合、実際に利用可能な容量が定義されたリース容量未満である場合、方法６００はステップ６０９に進むことができる。

ステップ６０９において、広告フレームが生成され得る。これは、モニタ４０１が実際に利用可能な容量を含む信号をフレーム生成器４０３に送り、フレーム生成器４０３がそのペイロード内で実際に利用可能な容量情報を含む広告フレームをＬ２イーサネットフレームの形で作成するステップを含むことが可能である。広告フレームは、標準で定義されていないが、その作成されたフレームが広告フレームであることを示すために通信システム１００内で使用される値をそのイーサタイプ５０５内に含むことも可能である。このフレームは、グループ内の１つまたは複数の関係するリンクに関する特定の情報を示す様々なＴＬＶを含むことも可能である。広告フレームが生成されると、方法６００はステップ６１１に移ることができる。

ステップ６１１で、フレーム生成器は、広告フレームをネットワークトラフィックマネージャ４０３に送ることができる。方法６００は、次いで、ステップ６１３に移ることができ、ここで、ネットワークトラフィックマネージャ４０３は、広告フレームを１つまたは複数のデバイスに送ることができる。広告フレームを受信するデバイスは、広告フレーム内に含まれた情報を処理して、その情報を他のデバイスに中継することも可能である。いくつかの実施形態では、ステップ６１１で、宛先ＭＡＣアドレスがフレーム生成器４０３によって追加されなかった場合、トラフィックマネージャは、６１３で宛先ＭＡＣアドレスを広告フレームに追加することができる。いくつかの実施形態では、ネットワークトラフィックマネージャ４０３は、通信システムを通して広告フレームを伝搬することが可能なマルチキャストを介して広告フレームを送ることができる。ネットワークトラフィックマネージャが広告フレームを送信すると、方法６００はステップ６１５で終了することができる。

図７は、広告フレームを受信するとすぐに、過剰データを再経路指定するためのある例示的な方法７００を示す。方法７００は、プロバイダ１０１もしくはＰＥ１０３など、プロバイダデバイスからリンクをリースするＰＥ１０３、またはＣＥ１０５、１０７など、オペレータデバイスによって実行されることが可能である。方法７００は、代替リンクを介して過剰データを再経路指定することによって、リース容量内の新しく更新された損失を補完するために実行されることが可能である。同様に、オペレータデバイスは、実際に利用可能な容量の削減に応答して、トラフィックを整形および／または規制するための他の方法を使用することも可能である。

方法７００は、ステップ７０１で開始して、ステップ７０３に進み、ここで、オペレータデバイスのネットワークトラフィックマネージャ４０３は広告フレームを受信する。広告フレームは、プロバイダ１０１またはＰＥ１０３など、別のデバイスから受信されることが可能である。いくつかの実施形態では、ネットワークトラフィックマネージャ４０３は、広告フレームをフレーム生成器４０３から受信することが可能である。いずれの実施形態においても、広告フレームは、定義されたリース容量未満の実際に利用可能な容量を有する目標リンクに関する情報を含むことが可能である。

方法７００は、したがって、ステップ７０５に進むことができ、ここで、オペレータデバイスのネットワークトラフィックマネージャは、過剰データを他のリンクに再経路指定することによって、広告フレーム内に含まれた情報を応答することができる。他のリンクは、定義されたリース容量と目標リンクの実際に利用可能な容量の間の差を補完するために、その実際に利用可能な帯域幅を増大することができる。

例えば、ＰＥ２０３は、それぞれ５００Ｍｂｐｓでリースされた一連の１Ｇｂｐｓリンク２１１−２１７を介してプロバイダ２０１に接続されることが可能である。ＰＥ２０３のネットワークトラフィックマネージャは、ステップ７０３で、リンク２１４の実際に利用可能な容量が２００Ｍｂｐｓだけであることを示す広告フレームを受信することができる。ネットワークトラフィックマネージャは、したがって、ステップ７０５で、過剰データをリンク２１１−２１３、２１５−２１７に再経路指定して、５００Ｍｂｐｓのリース容量を超えて各々それぞれのリンクの実際に利用可能な容量を５５０Ｍｂｐｓに増大することができる。

ステップ７０７で、オペレータデバイスのネットワークトラフィックモニタは、過剰データの再経路指定の後で、目標リンクの実際に利用可能な帯域幅がその定義されたリース容量に戻ったかどうかを判断することができる。ステップ７０７は、ステップ７０５後に、定義された間隔（例えば、１０分）で生じてよい。いくつかの実施形態では、ネットワークトラフィックマネージャは、実際に利用可能な帯域幅が定義されたしきい値内にあるとき、それら２つの量が「等しい」ことを判断することができる。ネットワークトラフィックモニタがそれらの量が「等しい」ことを判断した場合、方法７００は、ネットワークマネージャが過剰データを元の目標リンクに再経路指定するステップ７０９に進み、ステップ７１１で終了することができる。ステップ７０７で、実際に利用可能な容量が依然として定義されたリース容量未満であるとき、方法７００は、次いで、ステップ７１１とその処理に直接進むことができる。

本発明の様々な例示的な実施形態は、ハードウェアおよび／またはファームウェアの形で実施され得る点は上述の説明から明らかであろう。さらに、様々な例示的な実施形態は、本明細書で詳細に説明された動作を実行するために、少なくとも１つのプロセッサによって読み取られて実行されることが可能な、機械可読記憶媒体上に記憶された命令として実施されることが可能である。機械可読記憶媒体は、パーソナルコンピュータもしくはラップトップコンピュータ、サーバ、またはその他のコンピューティングデバイスなど、機械によって読み取り可能な形で情報を記憶するための任意の機構を含むことが可能である。したがって、機械可読記憶媒体は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、および類似の記憶媒体を含むことが可能である。

本明細書のいずれのブロック図も本発明の原理を実施する例示的な回路の概念図を表す点を当業者は理解されたい。同様に、任意のフローチャート、流れ図、状態遷移図、疑似コードなどは実質的に機械可読媒体内で表現され、したがって、そのようなコンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているか否かにかかわらず、コンピュータまたはプロセッサによって実行されることが可能な様々な処理を表す点を理解されよう。

様々な例示的な実施形態は、それらのある種の例示的な態様を特に参照して詳細に説明されているが、本発明は、他の実施形態が可能であり、その詳細は様々な明らかな点で修正が可能であることを理解されたい。当業者に容易に明らかになるように、本発明の趣旨内および範囲内に留まりながら、変更形態および修正形態をとることが可能である。したがって、前述の開示、説明、および図面は、例示のためであるに過ぎず、請求項によってだけ定義される本発明を決して限定しない。

Claims (10)

1. 通信ネットワークを介して情報を送信する方法であって、
   第１のインターフェースにおける第１のリンクに関して利用可能な容量を判断するステップであって、第１のリンクが定義されたリース容量を有する、判断するステップと、
   利用可能な容量を含む新しいタイプのイーサネットフレームを備えた広告フレームを作成するステップと、
   第１のインターフェースを介して広告フレームを少なくとも第１のデバイスに送信するステップとを含む、方法。
2. 広告フレームが、イーサタイプフィールドに関して定義されていない、いくつかの値のうちの１つから選択されたイーサタイプ値と、リンク容量情報を含むペイロード内の少なくとも１つのタイプ−長さ−値（ＴＬＶ）とを含むＬ２イーサネットフレームを備える、請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも１つの二次リンクを介して第１のデバイスによって広告フレームを少なくとも１つの二次デバイスに送信するステップ
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 第２のリンクを介して第２のデバイスから帯域幅のリース容量をリースするステップと、
   第２のインターフェースを介して広告フレームを少なくとも第２のデバイスに送信するステップと、
   少なくとも１つの二次リンクを介して第２のデバイスによって広告フレームを少なくとも１つの二次デバイスに送信するステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 第１のデバイスによって、少なくとも過剰データを少なくとも１つの他のリンクに再経路指定するステップであって、第１のリンクのリース容量と第１のリンクの利用可能な容量の間の差を補完する、再経路指定するステップと、
   第１のインターフェースにおける第１のリンクに関して利用可能な容量がいつリース容量に等しいかを判断するステップと、
   更新された利用可能な容量を含むＬ２イーサネットフレームを備えた第２の広告フレームを作成するステップと、
   第１のインターフェースを介して第２の広告フレームを少なくとも第１のデバイスに送信するステップと、
   第１のインターフェースにおいて少なくとも過剰データを第１のリンクに再経路指定して戻すステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 通信ネットワークを介して情報を送信する装置であって、
   第１のリンクを介してデータを送る第１のインターフェースであって、第１のリンクが定義されたリース容量を有する、第１のインターフェースと、
   第１のインターフェースにおける第１のリンクに関して利用可能な容量を判断するネットワークトラフィックモニタと、
   利用可能な容量を含む新しいタイプのイーサネットフレームを備えた広告フレームを作成するフレーム生成器と、
   第１のインターフェースを介して広告フレームを少なくとも第１のデバイスに送信するネットワークトラフィックマネージャとを備える、装置。
7. 第１のリンクの利用可能な容量が第１のリンクのリース容量未満であるとき、フレーム生成器がステップ広告フレームを作成する、請求項６に記載の装置。
8. 広告フレームが、定義されていないイーサタイプと、リンク容量情報を含むペイロード内の少なくとも１つのタイプ−長さ−値（ＴＬＶ）とを含むＬ２イーサネットフレームを備える、請求項６に記載の装置。
9. 第２のリンクを介してデータを受信する第２のインターフェースであって、第２のリンクが第２の定義されたリース容量を有する、第２のインターフェースをさらに備え、ネットワークトラフィックマネージャが第２のインターフェースを介して広告フレームを少なくとも第２のデバイスに送信し、第２のデバイスが少なくとも１つの二次リンクを介して広告フレームを少なくとも１つの二次デバイスに送信する、請求項６に記載の装置。
10. ネットワークトラフィックマネージャが、過剰データを少なくとも１つの他のリンクに再経路指定し、前記再経路指定は、第１のリンクのリース容量と第１のリンクの利用可能な容量の間の差を補完し、ネットワークトラフィックモニタが、第１のインターフェースにおける第１のリンクに関して利用可能な容量がいつリース容量に等しいかを判断し、フレーム生成器が、更新された利用可能な容量を含むＬ２イーサネットフレームを備えた第２の広告フレームを作成し、ネットワークトラフィックマネージャが、第１のインターフェースを介して第２の広告フレームを少なくとも第１のデバイスに送信して、第１のインターフェースにおいて過剰データを第１のリンクに再経路指定して戻す、請求項６に記載の装置。

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