JPH10336244A - Method for deciding parameter for ip quality assurance service by application and recording medium recording parameter decision program for ip quality assurance service - Google Patents
Method for deciding parameter for ip quality assurance service by application and recording medium recording parameter decision program for ip quality assurance serviceInfo
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- JPH10336244A JPH10336244A JP14273497A JP14273497A JPH10336244A JP H10336244 A JPH10336244 A JP H10336244A JP 14273497 A JP14273497 A JP 14273497A JP 14273497 A JP14273497 A JP 14273497A JP H10336244 A JPH10336244 A JP H10336244A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アプリケーション
フロー毎に帯域保証を可能とするスケジューリングメカ
ニズムを有するルータが網的に接続されているIP(Int
ernet Protocol)ネットワークを経由して、相互につな
がっている端末間で動作するリアルタイムアプリケーシ
ョンが、エンド−エンドのパケット転送遅延時間の保証
を要求してIP品質保証サービスを利用する際に、その
サービスを規定する品質パラメータである保証帯域の値
を決定するアプリケーションによるIP品質保証サービ
スのパラメータ決定方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an IP (Int) network in which a router having a scheduling mechanism capable of guaranteeing a bandwidth for each application flow is connected in a network.
When a real-time application that operates between terminals connected to each other via an Internet Protocol (IP) network uses the IP quality assurance service by requesting the guarantee of end-to-end packet transfer delay time, the service is provided. The present invention relates to a method for determining a parameter of an IP quality assurance service by an application which determines a value of a guaranteed bandwidth which is a quality parameter to be defined.
【0002】このパラメータ決定方法は、ユーザ自身が
操作するGUI(Graphical User Interface)タイプの
ブラウザの1機能としての形態,OS(Operating Syst
em)の通信処理の1機能としての形態,アプリケーショ
ンプログラムの中に埋め込まれる形態,プログラミング
言語のライブラリ関数の1機能などの形態で提供される
ことになる。[0002] This parameter determination method is a form as one function of a GUI (Graphical User Interface) type browser operated by a user himself, and an operating system (OS).
This is provided in the form of one function of communication processing of em), in the form of being embedded in an application program, and in the form of one function of a library function of a programming language.
【0003】[0003]
【従来の技術】電話や放送,テレビ会議など、送信端末
における入力デバイス(カメラやマイクなど)から連続
的にサンプリングされるデータをネットワークを介して
受信端末に転送して元の映像や音声に再生したり、送信
端末上の記憶媒体からデータを周期的に読み取り、ネッ
トワークを介して受信端末に転送して映像や音声に再生
するようなエンド−エンドのパケット転送遅延時間の保
証が必要なリアルタイムアプリケーションをインターネ
ット上で利用することが検討されている。2. Description of the Related Art Data that is continuously sampled from an input device (camera, microphone, etc.) of a transmitting terminal, such as a telephone, broadcasting, or a video conference, is transferred to a receiving terminal via a network to reproduce the original video and audio. Real-time applications that need to guarantee end-to-end packet transfer delay time, such as reading data periodically from a storage medium on the sending terminal, transferring the data to the receiving terminal via a network, and playing back video and audio The use of Internet on the Internet is being considered.
【0004】しかし、現在のインターネットでは、品質
を保証しないベストエフォートサービスしか提供してい
ないので、パケットの転送経路上にふくそうルータがあ
ると、損失や過大な遅延をもたらして再生情報が所定の
品質を満たさない可能性があり、情報量の多い現在の放
送メディアなみの品質は得られない。Internet Enginee
ring Task Force(IETF)などでは、ルータにおける
パケット転送順序等を制御するパケットスケジューリン
グとして Weighted Fair Queueing(WFQ)などを採用
し、アプリケーションフロー毎に帯域保証することによ
り、エンド−エンドのパケット転送遅延時間を保証する
IP品質保証サービスを提供することを検討している。[0004] However, the current Internet provides only the best-effort service that does not guarantee the quality. Therefore, if there is a congestion router on a packet transfer path, loss or excessive delay is caused, and reproduction information has a predetermined quality. May not be satisfied, and a quality comparable to current broadcast media with a large amount of information cannot be obtained. Internet Enginee
The Ring Task Force (IETF) adopts Weighted Fair Queuing (WFQ) as packet scheduling to control the packet transfer order in the router, etc., and guarantees the bandwidth for each application flow, so that the end-to-end packet transfer delay time We are considering providing an IP quality assurance service that guarantees the following.
【0005】〔従来技術1〕 〈パケット転送遅延の上限を絶対保証する帯域(R
bound)を算出する方法〉IP品質保証サービスを規定
している「インターネットドラフト」(S.Shenker,C.P
artridge and R.Guerin、”Specification of Guarante
ed Quality of Service,”Internet Draft、 Feb.,19
97.)では、送出トラヒックの上限を与えるトラヒック
パラメータ(TSpec:平均レートr,ピークレートp,バ
ーストサイズb,最大パケットサイズM)をもとにした
エンド−エンドパケット転送遅延時間の上限値Dmaxを
与える式から、エンド−エンドの要求遅延Dreqを満足
するよう経由ルータにおける保証帯域Rを見積もる方法
が提案されている。アプリケーションは品質パラメータ
(RSpec)として、この保証帯域Rを指定する。[Prior Art 1] <Band (R
Method for calculating the bound )> “Internet Draft” that defines the IP quality assurance service (S. Shenker, CP
artridge and R. Guerin, “Specification of Guarante
ed Quality of Service, "Internet Draft, Feb., 19
97. ) Gives the upper limit value Dmax of the end-to-end packet transfer delay time based on the traffic parameters (TSpec: average rate r, peak rate p, burst size b, maximum packet size M) that give the upper limit of the outgoing traffic. From the formula, there has been proposed a method of estimating the guaranteed bandwidth R in the transit router so as to satisfy the end-to-end required delay D req . The application specifies the guaranteed bandwidth R as a quality parameter (RSpec).
【0006】これによると、経由するルータ(i)にお
けるパケットスケジューリングによる遅延時間の上限値
は、流体近似によって見積もられる項と、パケットサイ
ズを考慮した場合に保証帯域(R)に依存して発生する
項 (Ci/R)と、保証帯域に依存しない項 (Di)に
分けることができる。例えば、ルータのスケジューリン
グがWFQならば、μ,MTUをそれぞれルータiから
の送出リンクの帯域,最大転送単位とすると、Ci=
M,Di=MTU/μである。According to this, the upper limit value of the delay time due to packet scheduling in the passing router (i) occurs depending on the term estimated by fluid approximation and the guaranteed bandwidth (R) in consideration of the packet size. The term (C i / R) can be divided into a term (D i ) that does not depend on the guaranteed bandwidth. For example, if the scheduling of the router is WFQ, assuming that μ and MTU are the bandwidth of the transmission link from the router i and the maximum transfer unit, respectively, C i =
M, D i = MTU / μ.
【0007】複数ルータを経由する場合、フローの経由
する全てのルータのCi,Diの項をそれぞれ加算すれ
ば、エンド−エンド端末間のパケット転送遅延時間の上
限値を見積もることが可能である。ここで、フローの経
由する全てのルータについて加算したCi,Diをそれぞ
れCtot,Dtotと表し、両者の組をAdspecと呼ぶ。In the case of passing through a plurality of routers, it is possible to estimate the upper limit value of the packet transfer delay time between the end-end terminals by adding the terms C i and D i of all the routers passing the flow. is there. Here, C i and D i added for all routers passing through the flow are represented as C tot and D tot , respectively, and the pair of them is called Adspec.
【0008】フローを設定する端末上のアプリケーショ
ンにこのAdspecが事前に通知されていれば、送出トラヒ
ックの上限を与える TSpecを考慮して、エンド−エンド
端末間のパケット転送遅延時間の上限値は、[0008] If this Adspec is notified in advance to the application on the terminal that sets the flow, the upper limit of the packet transfer delay time between the end-end terminals is calculated in consideration of the TSpec that gives the upper limit of the outgoing traffic.
【数1】 の関係式から見積もることができる。逆に、アプリケー
ションの要求するエンド−エンド端末間のパケット転送
遅延時間を要求遅延 Dreqとすると、これを絶対保証す
るために必要な帯域Rは、上式においてDmax=Dreqと
すれば得られる。後述する方法で見積もった値と区別す
るために、この式で見積もった保証帯域RをRbound と
記述する。このRboundは、TSpecの制約のもとで最悪の
トラヒックを想定した場合でも要求遅延時間を保証する
帯域であり、保証帯域の上限値になる。(Equation 1) Can be estimated from the relational expression. Conversely, assuming that the packet transfer delay time between the end and end terminals required by the application is a required delay D req , a band R required to absolutely guarantee this is obtained by setting D max = D req in the above equation. Can be In order to distinguish the value from the value estimated by the method described later, the guaranteed band R estimated by this equation is described as R bound . This R bound is a band that guarantees the required delay time even when the worst traffic is assumed under the constraints of TSpec, and is the upper limit of the guaranteed band.
【0009】そして、インターネットドラフトで提唱さ
れているパラメータ見積もり方法を実現するための実施
形態は図1のようになる。すなわち、受信端末1に設け
られた上限値Rbound算出部2 は、アプリケーション本
体3から要求遅延DreqとTSpecを受け取り、ネットワー
ク4からCtotとDtotを受け取る。そしてこれらをもと
に、前述した算出式でR=Rbound を算出し、結果をア
プリケーション本体3に戻す。アプリケーションはこの
保証帯域RをRSpec として、フローの設定をネットワー
ク4に依頼する。フローが設定されれば送信端末5から
データが送信される。FIG. 1 shows an embodiment for realizing the parameter estimation method proposed in the Internet draft. That is, the upper limit R bound calculation unit 2 provided in the receiving terminal 1 receives the request delay D req and TSpec from the application main body 3 and receives C tot and D tot from the network 4. Then, based on these, R = R bound is calculated by the above-described calculation formula, and the result is returned to the application main body 3. The application requests the network 4 to set the flow, using the guaranteed bandwidth R as RSpec. When the flow is set, data is transmitted from the transmitting terminal 5.
【0010】〔従来技術2〕〈パケット転送遅延を確率
αで保証する帯域の近似値(Rprob)を算出する方法〉ネ
ットワークにおいて、アプリケーションフローが経由す
る各ルータで、そのアプリケーションのために一定の帯
域が保証されていて、他のフローから完全に分離されて
いる場合、ネットワーク部分は処理率が保証帯域の単一
サーバで近似できる。そこで、何らかの入力トラヒック
モデルを仮定すれば、保証帯域Rを使って、エンド−エ
ンドパケット転送遅延時間Wが要求遅延Dreq を越える
確率Pr(W>Dreq) を厳密にまたは近似的に解くこ
とができる。これを利用して、ユーザやアプリケーショ
ンにとってそれよりも小さければ支障がない確率Pr
(W>Dreq)の値をαとすれば、関係式Pr(W>D
req)=αから必要帯域の近似値Rprob=Rを見積もる
ことができる。もっとも、仮定したトラヒックモデルが
実際のトラヒックを表現できない場合や、モデルによっ
ては近似解しか得られない場合があるので、ここで見積
もった近似値Rprobにはある程度の誤差が含まれる。[Prior art 2] <Method of calculating an approximate value (R prob ) of a band that guarantees a packet transfer delay with a probability α> In a network, each router through which an application flow passes has a constant If the bandwidth is guaranteed and completely isolated from other flows, the network portion can be approximated by a single server with a guaranteed bandwidth. Therefore, assuming some input traffic model, the probability Pr (W> D req ) of the end-to-end packet transfer delay time W exceeding the required delay D req is strictly or approximately solved using the guaranteed bandwidth R. Can be. Utilizing this, the probability Pr that there is no problem if it is smaller than that for the user or application
If the value of (W> D req ) is α, the relational expression Pr (W> D req )
req ) = α, an approximate value R prob = R of the required band can be estimated. However, the assumed traffic model cannot represent actual traffic, or depending on the model, only an approximate solution can be obtained. Therefore, the approximate value R prob estimated here includes some error.
【0011】ここで、トラヒックモデルとして一般的に
利用されている2状態 Markov modulated Poisson proc
ess (MMPP)を採用すると、そのモデルパラメータ
は高負荷/低負荷状態の各継続時間と各状態の負荷にな
る(例えば、H.Heffes and D.M.Lucantoni,”A Markov
Modulated Characterization of Packetized Voiceand
Data Traffic and Related Statistical Multiplexer
Performance,”IEEEJournal on Selected Area in Com
munications、Vol.4、No.6、Sept.,1986.を参照)。こ
れらのパラメータは、アプリケーションが直接測定でき
る統計量からは簡単には変換できない。また、このモデ
ルを解く場合、ラプラス変換と反復計算の必要があり数
値解の算出に時間がかかるという問題がある。Here, a two-state Markov modulated Poisson proc commonly used as a traffic model
When ess (MMPP) is adopted, the model parameters are the duration of each high-load / low-load state and the load of each state (for example, H.Heffes and DMLucantoni, “A Markov
Modulated Characterization of Packetized Voiceand
Data Traffic and Related Statistical Multiplexer
Performance, "IEEEJournal on Selected Area in Com
munications, Vol. 4, No. 6, Sept., 1986.). These parameters cannot be easily converted from statistics that can be measured directly by the application. Further, when solving this model, there is a problem in that Laplace transform and iterative calculation are required, and it takes time to calculate a numerical solution.
【0012】本方法によるパラメータ見積もり方法を実
現するための実施形態は図2のようになる。なお、同図
において図1と同じ構成要素には同一の符号を付してあ
る。受信端末1に設けられた確率的値Rprob算出部6
は、アプリケーション本体3から要求遅延Dreq ,その
超過を許容する確率α,TSpec の平均レートrをそれぞ
れ受け取る。そして、これらと自身で保持しているトラ
ヒックの統計的性質をもとに、前述した算出式でR=R
probを算出し、結果をアプリケーション本体3に戻す。
アプリケーションはこの保証帯域RをRSpec として、フ
ローの設定をネットワーク4に依頼する。フローが設定
されれば送信端末5からデータが送信される。FIG. 2 shows an embodiment for realizing the parameter estimation method according to the present method. Note that, in the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Probabilistic value R prob calculator 6 provided in receiving terminal 1
Receives the request delay D req , the probability α of exceeding the required delay D, and the average rate r of TSpec from the application main body 3. Then, based on these and the statistical properties of the traffic held by itself, R = R
The prob is calculated, and the result is returned to the application main body 3.
The application requests the network 4 to set the flow, using the guaranteed bandwidth R as RSpec. When the flow is set, data is transmitted from the transmitting terminal 5.
【0013】[0013]
〔課題1〕TSpecから見積もったR=Rboundでは過剰。
実際のアプリケーションは、申告したトラヒックパラメ
ータ(TSpec) で規定される最悪トラヒックを生成する
ことはない、つまり、実際のトラヒックはTSpec よりも
少ないので、要求遅延DreqからTSpecの最悪トラヒック
を想定して算出した上限値Rboundを保証帯域Rとして
採用すると、遅延時間が要求遅延Dreqよりも必要以上
に小さくなることが想定される。言い換えると、保証帯
域Rが大きく見積もられてしまうという問題がある。こ
のことはネットワーク資源の無駄遣いというだけではな
く、例えばネットワークの料金体系が帯域に比例して高
くなる場合、コスト面でも無駄になる。[Problem 1] R = R bound estimated from TSpec is excessive.
Real application, it will not produce a worst traffic defined by the declared traffic parameters (TSpec), that is, the actual traffic is less than TSpec, assuming a worst traffic TSpec from request delay D req When the calculated upper limit R bound is adopted as the guaranteed band R, it is assumed that the delay time becomes smaller than necessary than the required delay D req . In other words, there is a problem that the guaranteed bandwidth R is largely estimated. This is not only a waste of network resources, but also wasteful in terms of cost if, for example, the network fee structure increases in proportion to the bandwidth.
【0014】〔課題2〕トラヒックの統計量から見積も
ったR=Rprobでは低精度。トラヒックの統計量を利用
して、要求遅延Dreq をαの確率で満たすように、近似
式によって算出した近似値Rprobを保証帯域Rとして採
用すると、実際のトラヒックと採用したトラヒックモデ
ルとの近似の精度と、保証帯域算出式の近似の程度によ
って、得られる遅延時間の要求遅延Dreqからのずれが
大きくなる。[Problem 2] Low accuracy with R = R prob estimated from traffic statistics. If the approximate value R prob calculated by the approximation formula is adopted as the guaranteed band R so that the required delay D req is satisfied with the probability of α using the traffic statistics, the approximation between the actual traffic and the adopted traffic model is obtained. And the degree of approximation of the guaranteed bandwidth calculation formula, the deviation of the obtained delay time from the required delay D req increases.
【0015】〔課題3〕フロー設定パラメータをネゴシ
エーション(再申告)する場合、Rの選択指針がない。
フローが受け付けられなかった場合、RSpec のパラメー
タをネットワークとネゴシエーションする必要がある
が、通常、アプリケーションの採用するRSpec パラメー
タは一度決めると固定的であり、変更できるとしても変
更可能な範囲や変更指針が何もないので、ユーザが試行
錯誤で適当な値に変更するしかない。[Problem 3] When negotiating (re-declaring) flow setting parameters, there is no R selection guideline.
If the flow is not accepted, it is necessary to negotiate RSpec parameters with the network, but usually the RSpec parameters adopted by the application are fixed once decided, and even if they can be changed, the range and change guidelines that can be changed Since there is nothing, the user has to change to an appropriate value by trial and error.
【0016】〔課題4〕最初のフロー設定パラメータに
は見積もり誤差がある。フロー設定の際のRSpec パラメ
ータの見積もりには誤差がある上、ユーザの使用状況が
変化する可能性もあり、最初に設定したパラメータが最
適になるとは限らない。また、アプリケーション動作中
にこのパラメータをできるだけ最適な値に修正したいと
いう要求があるが、パラメータを変更できるとしても変
更可能な範囲や変更指針が何もないので、ユーザが試行
錯誤で適当な値に変更するしかない。[Problem 4] The first flow setting parameter has an estimation error. There is an error in estimating the RSpec parameters at the time of setting the flow, and there is a possibility that the usage situation of the user may change, so that the parameters initially set are not always optimal. In addition, there is a demand to modify this parameter to the optimal value as much as possible during the operation of the application.However, even if the parameter can be changed, there is no changeable range or change guideline. You have to change it.
【0017】〔課題5〕トラヒックの統計的性質はユー
ザの使い方によって変動する。近似値Rprobを見積もる
ためのトラヒックの統計的性質は、そのアプリケーショ
ンが使われる環境やユーザの使い方によって変動する。[Problem 5] The statistical properties of traffic vary depending on how the user uses it. The statistical properties of the traffic for estimating the approximate value R prob vary depending on the environment in which the application is used and the usage of the user.
【0018】〔課題6〕MMPPのパラメータは測定可
能な統計量ではない。一般的に使われているMMPPを
トラヒックモデルとして採用するとした場合、測定可能
な統計量からそのモデルパラメータ(高負荷/低負荷状
態の各継続時間と各状態の負荷)に変換する必要があ
る。また、これを解く場合、ラプラス変換と反復計算の
必要があり数値解の算出に時間がかかるという問題があ
る。[Problem 6] The parameters of the MMPP are not measurable statistics. When a generally used MMPP is adopted as a traffic model, it is necessary to convert the measurable statistics into model parameters (duration of each high load / low load state and load of each state). Further, when solving this, there is a problem that it takes time to calculate the numerical solution because Laplace transform and iterative calculation are necessary.
【0019】〔課題7〕バーストに特徴的な長さがない
場合に対処できない。LAN(Local Area Network)ト
ラヒックなどでは、バーストに特徴的な長さがなく(な
いしはバースト長が非常に広い幅にわたって存在し)、
時間単位を変えると、分散が時間単位の増加に対してべ
き関数的に増加するという統計的性質を有することが知
られている。一方、バースト長が有限のMMPPなどで
は、ある程度時間単位が増加すれば分散は一定値に収束
することが知られている。したがって、MMPPなどの
トラヒックモデルでは上記のような統計的特性を表現で
きないという問題がある。そこで、バーストに特徴的な
長さがないトラヒックの場合の対処が課題となる。[Problem 7] It is impossible to cope with a case where the burst has no characteristic length. In LAN (Local Area Network) traffic and the like, bursts have no characteristic length (or burst length exists over a very wide range),
It is known to have a statistical property that when the time unit is changed, the variance increases exponentially with increasing time unit. On the other hand, in an MMPP or the like having a finite burst length, it is known that the dispersion converges to a constant value if the time unit increases to some extent. Therefore, there is a problem that a traffic model such as MMPP cannot express the above-described statistical characteristics. Therefore, a problem to be solved in the case of traffic having no characteristic length in bursts is an issue.
【0020】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、以下に述べるアプリケーションによ
るIP品質保証サービスのパラメータ決定方法を提供す
ることにある。 1. 過大,過小な割り当てをなくすことで、資源量の
無駄を省いて帯域の見積もり誤差による品質劣化を解消
する。 2. アプリケーションがフロー設定パラメータをネゴ
シエーションする際の保証帯域の変更基準を定式化す
る。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method for determining parameters of an IP quality assurance service by an application described below. 1. Eliminating excessive or under-allocation eliminates waste of resources and eliminates quality degradation due to band estimation errors. 2. Formulate the change standard of the guaranteed bandwidth when the application negotiates the flow setting parameter.
【0021】3. アプリケーション動作中におけるフ
ロー設定パラメータをできるだけ最適な値に修正できる
ようにする。 4. アプリケーションの動作環境やユーザの使い方に
よって変動する実際の統計的特性に追従して、アプリケ
ーションの統計的トラヒック特性パラメータを変更でき
るようにして、利用条件による見積もり誤差を解消す
る。 5. 測定可能な統計量をモデルパラメータとして含
み、数値解が容易に算出可能なトラヒックモデルを用い
てIP品質保証サービスのパラメータを決定する。 6. バーストに特徴的な長さがないトラヒック入力に
も対処可能なIP品質保証サービスのパラメータ決定方
法を提供する。3. To be able to modify the flow setting parameters during the operation of the application to the optimal values as possible. 4. The statistical traffic characteristic parameter of the application can be changed according to the actual statistical characteristic that fluctuates depending on the operating environment of the application and the usage of the user, and the estimation error due to the usage condition is eliminated. 5. The parameters of the IP quality assurance service are determined using a traffic model that includes a measurable statistic as a model parameter and can easily calculate a numerical solution. 6. Provided is a method for determining parameters of an IP quality assurance service capable of coping with a traffic input having no characteristic length of a burst.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項1記載の発明は、アプリケーションフロー
毎に帯域保証を可能とするスケジューリングメカニズム
を有するルータが網的に接続されているIPネットワー
クを経由して、相互につながっている端末間で動作する
アプリケーションが、トラヒックの上限を規定するトラ
ヒックパラメータを申告し、エンド−エンドのパケット
転送遅延時間として要求遅延Dreq の保証を要求してI
P品質保証サービスを利用する際に、該IP品質保証サ
ービスを規定する品質パラメータである保証帯域Rの値
を決定するアプリケーションによるIP品質保証サービ
スのパラメータ決定方法において、前記トラヒックパラ
メータで制限されるトラヒックを想定した場合に、前記
要求遅延Dreq のエンド−エンドのパケット転送遅延時
間を保証するのに必要な帯域の上限値Rbound と、前記
エンド−エンドのパケット転送遅延時間が前記要求遅延
Dreq を越える確率が、ユーザ又は前記アプリケーショ
ンにとって支障がない値α未満となるように、前記アプ
リケーションが自身で保持する統計的トラヒック特性お
よび前記トラヒックパラメータで表現されるエンド−エ
ンドパケット転送遅延時間分布の近似式から算出される
帯域の近似値Rprobとに基づいて、 関係式R=(1−
β)R bound+βRprob (0≦β≦1)により前記保証
帯域Rを見積もることを特徴としている。[Means for Solving the Problems] To solve the above problems,
In order to achieve this, the invention according to claim 1 is applied to an application flow
Scheduling mechanism that can guarantee bandwidth every time
Network to which a router having a network is connected in a network
Work between interconnected devices via a connection
The application is responsible for defining traffic limits.
Declaring Hick Parameters, End-to-End Packet
Request delay D as transfer delay timereq Claiming the guarantee of I
When using the P quality assurance service, the IP quality assurance service
Of guaranteed bandwidth R, which is a quality parameter that defines the service
IP quality assurance service by application that determines
In the method for determining a traffic parameter,
Assuming traffic limited by the meter,
Request delay Dreq End-to-end packet transfer delay
Upper limit value R of the band necessary to guarantee the intervalbound And the said
End-to-end packet transfer delay time is the required delay
Dreq User or the application
So that it is less than the value α that does not hinder the application.
Application's own statistical traffic characteristics and
And end-to-end expressed by the traffic parameters.
Calculated from the approximate expression of the packet transfer delay time distribution
Band approximation RprobAnd the relational expression R = (1-
β) R bound+ ΒRprob Guaranteed by (0 ≦ β ≦ 1)
It is characterized in that the band R is estimated.
【0023】また、請求項2記載の発明は、アプリケー
ションフロー毎に帯域保証を可能とするスケジューリン
グメカニズムを有するルータが網的に接続されているI
Pネットワークを経由して、相互につながっている端末
間で動作するアプリケーションが、トラヒックの上限を
規定するトラヒックパラメータを申告し、エンド−エン
ドのパケット転送遅延時間として要求遅延Dreq の保証
を要求してIP品質保証サービスを利用する際に、該I
P品質保証サービスを規定する品質パラメータである保
証帯域Rの値を決定するアプリケーションによるIP品
質保証サービスのパラメータ決定方法において、最初の
保証帯域Rの設定値では前記IPネットワークに受け付
けられなかった場合に、前記トラヒックパラメータで制
限されるトラヒックを想定した場合に、前記要求遅延D
req のエンド−エンドのパケット転送遅延時間を保証す
るのに必要な帯域の上限値Rbound と、前記エンド−エ
ンドのパケット転送遅延時間が前記要求遅延Dreq を越
える確率が、ユーザ又は前記アプリケーションにとって
支障がない値α未満になるように、前記アプリケーショ
ンが自身で保持する統計的トラヒック特性および前記ト
ラヒックパラメータで表現されるエンド−エンドパケッ
ト転送遅延時間分布の近似式から算出される帯域の近似
値Rprobとに基づいて、前記IPネットワークに要求す
る品質パラメータの保証帯域Rを Rprob≦R≦R
bound の範囲において (Rbound−Rpro b)/n(n
>0) の刻み幅で減少させて見積もり、前記IPネッ
トワークとネゴシエーションすることを特徴としてい
る。Further, according to the second aspect of the present invention, a router having a scheduling mechanism capable of guaranteeing a bandwidth for each application flow is connected to a network.
An application operating between terminals connected to each other via a P network declares a traffic parameter defining an upper limit of traffic and requests a guarantee of a required delay D req as an end-to-end packet transfer delay time. When using the IP quality assurance service,
In an IP quality assurance service parameter determination method by an application that determines a value of a guaranteed bandwidth R, which is a quality parameter that defines a P quality assurance service, when an initial setting value of the guaranteed bandwidth R is not accepted by the IP network. , Assuming traffic limited by the traffic parameters, the required delay D
and the upper limit value R bound bandwidth needed to guarantee end packet transfer delay of the end - - End req probability that end packet transfer delay time exceeds the required delay D req is, to the user or the application An approximate value R of a band calculated from an approximate expression of an end-to-end packet transfer delay time distribution expressed by the statistical traffic characteristics and the traffic parameters held by the application itself so as to be less than a value α which does not cause a problem. Based on prob , the guaranteed bandwidth R of the quality parameter required for the IP network is R prob ≦ R ≦ R
Within the scope of the bound (R bound -R pro b) / n (n
> 0), and the quotation is reduced, and negotiation is performed with the IP network.
【0024】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載の保証帯域Rの見積もり方法に従ってアプリケーショ
ン開始時における保証帯域Rを決定し、該保証帯域Rが
前記IPネットワークに受け付けられない場合に、請求
項2記載の保証帯域Rのネゴシエーション方法に従って
前記保証帯域Rを逐次変更して再設定することを特徴と
している。According to a third aspect of the present invention, a guaranteed bandwidth R at the start of an application is determined according to the method of estimating a guaranteed bandwidth R according to the first aspect, and when the guaranteed bandwidth R is not accepted by the IP network. According to a second aspect of the present invention, the guaranteed bandwidth R is sequentially changed and reset according to the negotiation method of the guaranteed bandwidth R.
【0025】また、請求項4記載の発明は、アプリケー
ションフロー毎に帯域保証を可能とするスケジューリン
グメカニズムを有するルータが網的に接続されているI
Pネットワークを経由して、相互につながっている端末
間で動作するアプリケーションが、トラヒックの上限を
規定するトラヒックパラメータを申告し、エンド−エン
ドのパケット転送遅延時間として要求遅延Dreq の保証
を要求してIP品質保証サービスを利用する際に、該I
P品質保証サービスを規定する品質パラメータである保
証帯域Rの値を決定するアプリケーションによるIP品
質保証サービスのパラメータ決定方法において、前記ト
ラヒックパラメータで制限されるトラヒックを想定した
場合に、前記要求遅延Dreq のエンド−エンドのパケッ
ト転送遅延時間を保証するのに必要な帯域の上限値R
bound と、前記エンド−エンドのパケット転送遅延時間
が前記要求遅延Dreq を越える確率が、ユーザ又は前記
アプリケーションにとって支障がない値α未満になるよ
うに、前記アプリケーションが自身で保持する統計的ト
ラヒック特性および前記トラヒックパラメータで表現さ
れるエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近似式
から算出される帯域の近似値Rprobとに基づいて、前記
アプリケーションを動作させながらエンド−エンドのパ
ケット転送遅延時間D*を測定し、該転送遅延時間D*が
前記要求遅延D reqを越える確率Pr(D*>Dreq)が
Pr(D*>Dreq)<αを満たす最も小さい値となるよ
うに、前記IPネットワークに要求する品質パラメータ
の保証帯域Rを Rprob≦R≦Rbound の範囲で増減さ
せて調整することを特徴としている。The invention according to claim 4 is an application for
Scheduling that guarantees bandwidth for each application flow
I connected to a router with a
Terminals connected to each other via the P network
Applications that run between
Declare the specified traffic parameters and end-
Required delay D as the packet transfer delay timereq Guarantee
Request to use the IP quality assurance service,
P is a quality parameter that defines the quality assurance service.
IP products by the application that determines the value of the certification band R
In the method for determining the parameters of the quality assurance service,
Assuming traffic limited by traffic parameters
If the request delay Dreq End-to-end packet
The upper limit R of the bandwidth required to guarantee the transfer delay time
bound And the end-to-end packet transfer delay time
Is the request delay Dreq Probability that exceeds
It will be less than the value α that does not hinder the application
As such, the statistical tokens held by the application itself
Traffic characteristics and traffic parameters
Approximate expression of end-to-end packet transfer delay time distribution
Approximate value R of the band calculated fromprobAnd based on said
While running the application, end-to-end
Packet transfer delay time D*And the transfer delay time D*But
The request delay D reqProbability Pr (D*> Dreq)But
Pr (D*> Dreq) <The smallest value that satisfies α
Thus, the quality parameter required for the IP network
The guaranteed bandwidth R ofprob≤R≤Rbound Increase or decrease in the range
It is characterized by being adjusted.
【0026】また、請求項5記載の発明は、請求項1〜
3の何れかの項記載の保証帯域Rの見積もり方法に従っ
てアプリケーション開始時における保証帯域Rを決定
し、前記アプリケーションを動作させながら、請求項4
記載の保証帯域Rの調整方法に従って前記保証帯域Rを
逐次変更することを特徴としている。また、請求項6記
載の発明は、請求項1〜5の何れかの項記載の発明にお
いて、前記アプリケーションの動作時にトラヒックを測
定し、前記統計的トラヒック特性を表現するパラメータ
Xk を、測定時点での設定値X0kと測定されたトラヒッ
クのデータから算出される統計値X* kをもとにして、
Xk=(1−γk)X0k+γkX* k(0≦γk≦1) に更
新して保持する手続きを前記アプリケーションが有する
ことを特徴としている。Further, the invention described in claim 5 provides the invention according to claims 1 to
3. The guaranteed bandwidth R at the start of the application is determined according to the method of estimating the guaranteed bandwidth R according to any one of the items 3 and 3, while the application is operated.
The method is characterized in that the guaranteed bandwidth R is sequentially changed in accordance with the method of adjusting the guaranteed bandwidth R described above. According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, a traffic is measured at the time of operation of the application, and a parameter X k expressing the statistical traffic characteristic is measured at the time of measurement. Based on the set value X 0k and the statistical value X * k calculated from the measured traffic data,
The application is characterized in that the application has a procedure for updating and holding X k = (1−γ k ) X 0k + γ k X * k (0 ≦ γ k ≦ 1).
【0027】また、請求項7記載の発明は、請求項1〜
6の何れかの項記載の発明において、前記統計的トラヒ
ック特性として漸近分散定数c2 および規格化3次モー
メントm3 を採用し、これらと前記トラヒックパラメー
タのうちの平均レートrによって統計的に規定される一
般分布トラヒック入力のGI/D/1待ち行列システム
を解析して得られるエンド−エンドパケット転送遅延時
間分布の近似式を利用して前記近似値Rprobを算出する
ことを特徴としている。[0027] Further, the invention according to claim 7 provides the invention according to claims 1 to
6. The invention according to any one of items 6, wherein an asymptotic dispersion constant c 2 and a normalized third moment m 3 are adopted as the statistical traffic characteristics, and are statistically defined by these and an average rate r of the traffic parameters. The above-mentioned approximate value R prob is calculated using an approximate expression of an end-to-end packet transfer delay time distribution obtained by analyzing a GI / D / 1 queuing system of general distributed traffic input.
【0028】また、請求項8記載の発明は、請求項1〜
6の何れかの項記載の発明において、前記統計的トラヒ
ック特性として分散平均比aと自己相似性パラメータH
を採用し、これらと前記トラヒックパラメータのうちの
平均レートrによって統計的に規定されるFBMトラヒ
ック入力の待ち行列システムを解析して得られるエンド
−エンドパケット転送遅延時間分布の近似式を利用して
前記近似値Rprobを算出することを特徴としている。[0028] Further, the invention according to claim 8 is based on claims 1 to
6. The variance-average ratio a and the self-similarity parameter H as the statistical traffic characteristics.
And an approximate expression of the end-to-end packet transfer delay time distribution obtained by analyzing the queuing system of the FBM traffic input statistically defined by these and the average rate r of the traffic parameters. The method is characterized in that the approximate value R prob is calculated.
【0029】また、請求項9記載の発明は、アプリケー
ションフロー毎に帯域保証を可能とするスケジューリン
グメカニズムを有するルータが網的に接続されているI
Pネットワークを経由して、相互につながっている端末
間で動作するアプリケーションが、トラヒックの上限を
規定するトラヒックパラメータを申告し、エンド−エン
ドのパケット転送遅延時間として要求遅延Dreq の保証
を要求してIP品質保証サービスを利用する際に、該I
P品質保証サービスを規定する品質パラメータである保
証帯域Rの値を決定するIP品質保証サービスのパラメ
ータ決定プログラムにおいて、前記トラヒックパラメー
タで制限されるトラヒックを想定した場合に、前記要求
遅延Dreq のエンド−エンドのパケット転送遅延時間を
保証するのに必要な帯域の上限値Rbound を算出する上
限値算出処理と、前記トラヒックパラメータで制限され
るトラヒックを想定した場合に、前記エンド−エンドの
パケット転送遅延時間が前記要求遅延Dreq を越える確
率が、ユーザ又は前記アプリケーションにとって支障が
ない値α未満となるように、前記アプリケーションが保
持する統計的トラヒック特性および前記トラヒックパラ
メータで表現されるエンド−エンドパケット転送遅延時
間分布の近似式から帯域の近似値Rprobを算出する近似
値算出処理と、関係式R=(1−β)Rbound+βR
prob (0≦β≦1)により前記保証帯域Rを見積もる
見積処理とを前記端末内のコンピュータに実行させるこ
とを特徴としている。Further, according to the ninth aspect of the present invention, a router having a scheduling mechanism capable of guaranteeing a bandwidth for each application flow is connected to a network.
An application operating between terminals connected to each other via a P network declares a traffic parameter defining an upper limit of traffic and requests a guarantee of a required delay D req as an end-to-end packet transfer delay time. When using the IP quality assurance service,
In a parameter determination program of an IP quality assurance service that determines a value of a guaranteed bandwidth R, which is a quality parameter that defines a P quality assurance service, when traffic limited by the traffic parameter is assumed, the end of the request delay D req An upper limit value calculation process for calculating an upper limit value R bound of a band required to guarantee an end packet transfer delay time, and the end-to-end packet transfer when traffic limited by the traffic parameter is assumed. The end-to-end packet represented by the statistical traffic characteristics and the traffic parameters held by the application such that the probability that the delay time exceeds the required delay D req is less than a value α that does not hinder the user or the application. From the approximate expression of the transfer delay time distribution, Value calculation processing for calculating the approximate value R prob of the relation R = (1−β) R bound + βR
It is characterized by causing a computer in the terminal to execute estimation processing for estimating the guaranteed bandwidth R by prob (0 ≦ β ≦ 1).
【0030】また、請求項10記載の発明は、アプリケ
ーションフロー毎に帯域保証を可能とするスケジューリ
ングメカニズムを有するルータが網的に接続されている
IPネットワークを経由して、相互につながっている端
末間で動作するアプリケーションが、トラヒックの上限
を規定するトラヒックパラメータを申告し、エンド−エ
ンドのパケット転送遅延時間として要求遅延Dreq の保
証を要求してIP品質保証サービスを利用する際に、該
IP品質保証サービスを規定する品質パラメータである
保証帯域Rの値を決定するIP品質保証サービスのパラ
メータ決定プログラムにおいて、最初の保証帯域Rの設
定値が前記IPネットワークに受け付けられなかったこ
とを検出する要求受付判定処理と、前記トラヒックパラ
メータで制限されるトラヒックを想定した場合に、前記
要求遅延Dreq のエンド−エンドのパケット転送遅延時
間を保証するのに必要な帯域の上限値Rbound を算出す
る上限値算出処理と、前記トラヒックパラメータで制限
されるトラヒックを想定した場合に、前記エンド−エン
ドのパケット転送遅延時間が前記要求遅延Dreq を越え
る確率が、ユーザ又は前記アプリケーションにとって支
障がない値α未満になるように、前記アプリケーション
が保持する統計的トラヒック特性および前記トラヒック
パラメータで表現されるエンド−エンドパケット転送遅
延時間分布の近似式から帯域の近似値Rprobを算出する
近似値算出処理と、前記IPネットワークに要求する品
質パラメータの保証帯域Rを Rprob≦R≦Rbound の
範囲において (Rbound−Rprob)/n(n>0) の
刻み幅で減少させて前記IPネットワークとネゴシエー
ションする見積処理とを前記端末内のコンピュータに実
行させることを特徴としている。[0030] Further, according to the tenth aspect of the present invention, a terminal having terminals connected to each other via an IP network to which a router having a scheduling mechanism capable of guaranteeing a bandwidth for each application flow is connected in a network. When the application operating under the IP service declares a traffic parameter that defines the upper limit of traffic and requests the guarantee of the required delay D req as the end-to-end packet transfer delay time to use the IP quality assurance service, In the parameter determination program of the IP quality assurance service for determining the value of the guaranteed bandwidth R, which is a quality parameter defining the guaranteed service, a request reception for detecting that the first set value of the guaranteed bandwidth R has not been accepted by the IP network. Judgment processing, limited by the traffic parameters Assuming traffic, an upper limit value calculation process for calculating an upper limit value R bound of a band required to guarantee an end-to-end packet transfer delay time of the request delay D req is limited by the traffic parameter. Assuming traffic, the statistical information held by the application is such that the probability that the end-to-end packet transfer delay time exceeds the required delay D req is less than a value α that does not hinder the user or the application. Approximate value calculation processing for calculating an approximate value R prob of a band from an approximate expression of an end-to-end packet transfer delay time distribution expressed by traffic characteristics and the traffic parameters; and a guaranteed band R of a quality parameter required for the IP network. in the range of R prob ≦ R ≦ R bound ( R bound -R prob) / n (n> 0 And estimated process is reduced by the step size to negotiate with the IP network of the is characterized by causing a computer to execute within the terminal.
【0031】また、請求項11記載の発明は、請求項9
記載の見積処理に従ってアプリケーション開始時におけ
る保証帯域Rを決定し、請求項10記載の要求受付判定
処理において該保証帯域Rが前記IPネットワークに受
け付けられないことが検出された場合に、請求項10記
載の見積処理に従って前記保証帯域Rを逐次変更して再
設定する処理を前記端末内のコンピュータに実行させる
ことを特徴としている。The invention according to claim 11 is the same as the claim 9
The guaranteed bandwidth R at the time of starting an application is determined according to the estimation processing described in claim 10, and when it is detected in the request acceptance determination processing in claim 10 that the guaranteed bandwidth R is not accepted by the IP network, the request bandwidth is determined. The present invention is characterized in that a computer in the terminal executes a process of sequentially changing the guaranteed bandwidth R and resetting it in accordance with the estimation process.
【0032】また、請求項12記載の発明は、アプリケ
ーションフロー毎に帯域保証を可能とするスケジューリ
ングメカニズムを有するルータが網的に接続されている
IPネットワークを経由して、相互につながっている端
末間で動作するアプリケーションが、トラヒックの上限
を規定するトラヒックパラメータを申告し、エンド−エ
ンドのパケット転送遅延時間として要求遅延Dreq の保
証を要求してIP品質保証サービスを利用する際に、該
IP品質保証サービスを規定する品質パラメータである
保証帯域Rの値を決定するIP品質保証サービスのパラ
メータ決定プログラムにおいて、前記トラヒックパラメ
ータで制限されるトラヒックを想定した場合に、前記要
求遅延Dreq のエンド−エンドのパケット転送遅延時間
を保証するのに必要な帯域の上限値Rbound を算出する
上限値算出処理と、前記トラヒックパラメータで制限さ
れるトラヒックを想定した場合に、前記エンド−エンド
のパケット転送遅延時間が前記要求遅延Dreq を越える
確率が、ユーザ又は前記アプリケーションにとって支障
がない値α未満になるように、前記アプリケーションが
保持する統計的トラヒック特性および前記トラヒックパ
ラメータで表現されるエンド−エンドパケット転送遅延
時間分布の近似式から帯域の近似値Rprobを算出する近
似値算出処理と、前記アプリケーションを動作させなが
らエンド−エンドのパケット転送遅延時間D*を測定
し、該転送遅延時間D*が前記要求遅延D reqを越える確
率Pr(D*>Dreq)が Pr(D*>Dreq)<αを満
たす最も小さい値となるように、前記IPネットワーク
に要求する品質パラメータの保証帯域Rを Rprob≦R
≦Rbound の範囲で増減させて調整する調整処理とを
前記端末内のコンピュータに実行させることを特徴とし
ている。The invention according to claim 12 is an application
Scheduling that guarantees bandwidth for each application flow
Router with networking mechanism is connected to the network
Ends connected to each other via an IP network
The application that runs between end-to-end traffic limits
Declare the traffic parameters that specify
Request delay D as the packet transfer delay time ofreq No
When using the IP quality assurance service by requesting a certificate,
A quality parameter that defines the IP quality assurance service
Parameter of the IP quality assurance service that determines the value of the guaranteed bandwidth R
In the meter determination program, the traffic parameter
Assuming traffic limited by data,
Delay Dreq End-to-end packet transfer delay time
Upper limit value R of the band required to guaranteebound Calculate
Upper limit calculation process, limited by the traffic parameters
End-to-end traffic
Packet transfer delay time is the required delay Dreq Cross over
Probability hinders the user or the application
Is less than the value α.
The statistical traffic characteristics to be maintained and the traffic
End-to-end packet transfer delay expressed in parameters
From the approximate expression of the time distribution, the approximate value R of the bandprobCalculate near
Similarity calculation process and the operation of the application
End-to-end packet transfer delay time D*Measure
And the transfer delay time D*Is the request delay D reqSure to cross
Rate Pr (D*> Dreq) Is Pr (D*> Dreq) <Α
The IP network so as to have the smallest value.
The guaranteed bandwidth R of the quality parameter required forprob≤R
≤Rbound Adjustment process to adjust by increasing or decreasing in the range of
Characterized in that it is executed by a computer in the terminal.
ing.
【0033】また、請求項13記載の発明は、請求項9
〜11の何れかの項記載の見積処理に従ってアプリケー
ション開始時における保証帯域Rを決定し、前記アプリ
ケーションを動作させながら、請求項12記載の調整処
理に従って前記保証帯域Rを逐次変更する処理を前記端
末内のコンピュータに実行させることを特徴としてい
る。また、請求項14記載の発明は、請求項9〜13の
何れかの項記載の発明において、前記アプリケーション
の動作時にトラヒックを測定するトラヒック測定処理
と、前記統計的トラヒック特性を表現するパラメータX
k を、測定時点での設定値X0kと測定されたトラヒック
のデータから算出される統計値X* kをもとにして、 Xk
=(1−γk)X0k+γkX* k(0≦γk≦1) に更新し
て前記アプリケーションに保持させる更新処理とを前記
端末内のコンピュータに実行させることを特徴としてい
る。The invention according to claim 13 is the same as the claim 9.
13. The terminal according to claim 11, wherein the terminal determines a guaranteed bandwidth R at the time of starting the application according to the estimation processing according to any one of claims 11 to 11, and sequentially changes the guaranteed bandwidth R according to the adjustment processing according to claim 12, while operating the application. It is characterized by being executed by a computer in the inside. According to a fourteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the ninth to thirteenth aspects, a traffic measurement process for measuring traffic at the time of operation of the application, and a parameter X representing the statistical traffic characteristic.
The k, statistics X * k calculated from the data of the set value X 0k a measured traffic at the measurement point based on, X k
= (1−γ k ) X 0k + γ k X * k (0 ≦ γ k ≦ 1), and the update processing to be held by the application is executed by the computer in the terminal.
【0034】また、請求項15記載の発明は、請求項9
〜14の何れかの項記載の発明において、前記近似値算
出処理は、前記統計的トラヒック特性として漸近分散定
数c 2 および規格化3次モーメントm3 を採用し、これ
らと前記トラヒックパラメータのうちの平均レートrに
よって統計的に規定される一般分布トラヒック入力のG
I/D/1待ち行列システムを解析して得られるエンド
−エンドパケット転送遅延時間分布の近似式を利用して
前記近似値Rprobを算出することを特徴としている。ま
た、請求項16記載の発明は、請求項9〜14の何れか
の項記載の発明において、前記近似値算出処理は、前記
統計的トラヒック特性として分散平均比aと自己相似性
パラメータHを採用し、これらと前記トラヒックパラメ
ータのうちの平均レートrによって統計的に規定される
FBMトラヒック入力の待ち行列システムを解析して得
られるエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近似
式を利用して前記近似値Rprobを算出することを特徴と
している。The invention according to claim 15 provides the invention according to claim 9
15. The method according to any one of items 14 to 14, wherein
Outflow processing, asymptotic variance determination as the statistical traffic characteristics
Number c Two And normalized third moment mThree Adopt this
And the average rate r of the traffic parameters
Therefore, G of general distribution traffic input statistically defined
End obtained by analyzing I / D / 1 queuing system
-Using the approximate expression of the end packet transfer delay time distribution
The approximate value RprobIs calculated. Ma
The invention according to claim 16 is any one of claims 9 to 14.
In the invention described in the paragraph, the approximate value calculation process is
Variance-average ratio a and self-similarity as statistical traffic characteristics
The parameter H is adopted, and these and the traffic parameters are used.
Statistically defined by the average rate r of data
Analysis of the queuing system for FBM traffic input
Of End-to-End Packet Transfer Delay Time Distribution
Approximate value RprobIs characterized by calculating
doing.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。ここで、本発明は、端末上で
動作するソフトウェアにより実現することが可能であ
り、当該ソフトウェアは端末内に設けられたプログラム
制御のコンピュータ上で走行する。すなわち、本発明を
実現するためのコンピュータプログラム(IP品質保証
サービスのパラメータ決定プログラム)は様々な記録媒
体に格納されて提供されるもので、これら記録媒体から
コンピュータ上に読み込まれて当該コンピュータのハー
ドウェアを制御することになる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the present invention can be realized by software running on a terminal, and the software runs on a program-controlled computer provided in the terminal. That is, a computer program for realizing the present invention (a program for determining parameters of the IP quality assurance service) is provided by being stored in various recording media. Ware will be controlled.
【0036】記録媒体としては例えば、フロッピーディ
スク,ハードディスク,磁気テープ,磁気カード,磁気
ドラムなどの磁気記録媒体、メモリチップ,IC(集積
回路)カードなどの半導体記録媒体、CD−ROM(コ
ンパクトディスク・リード・オンリー・メモリ),光デ
ィスク,光カードなどの光学記録媒体、MO(光磁気)
ディスクなど種々のものが考えられ、これら以外の各種
の情報記憶メディアであって良い。As a recording medium, for example, a magnetic recording medium such as a floppy disk, a hard disk, a magnetic tape, a magnetic card, a magnetic drum, a semiconductor recording medium such as a memory chip, an IC (integrated circuit) card, and a CD-ROM (compact disk, Optical recording media such as read-only memory, optical disk, optical card, MO (magneto-optical)
Various types of media such as a disk are conceivable, and other various types of information storage media may be used.
【0037】以下、端末上で動作するプログラムの指令
に基づいて、端末内のコンピュータが行う処理手順につ
いて説明する。 〔手法1〕〈上限値Rbound と確率的近似値Rprobの組
み合わせによる保証帯域Rの決定方法〉 RSpecの保証帯域RをTSpec から見積もった上限値R
boundとすると、エンド−エンド端末間で得られる遅延
時間は必要以上に小さくなる。つまり、R=Rboun d は
過剰な割り当てになるという問題がある(課題1)。ま
た、アプリケーショントラヒックの統計量から近似を用
いて確率的に見積もったR=Rprobでは低精度であると
いう問題がある(課題2)。これらの問題を解決するた
めに、上限値Rbound と確率的近似値Rprobを利用して
保証帯域Rを見積もる方法を提案する。Hereinafter, a processing procedure performed by a computer in the terminal based on a command of a program operating on the terminal will be described. [Method 1] upper limit R to a guaranteed bandwidth R of RSpec estimated from TSpec <upper limit value R bound and stochastic approximation R guaranteed by the combination of prob band R determination method>
If bound , the delay time obtained between the end-end terminals becomes smaller than necessary. In other words, there is a problem that R = R boun d becomes excessive allocation (Problem 1). Further, there is a problem that the accuracy is low when R = R prob which is stochastically estimated from the statistics of application traffic using approximation (problem 2). In order to solve these problems, a method of estimating the guaranteed bandwidth R using the upper limit value R bound and the stochastic approximation value R prob is proposed.
【0038】エンド−エンド端末間でフローの経由する
ネットワークの状態Adspec(Ctot,Dtot) をアプリ
ケーションが事前に所有していて、アプリケーションが
申告するIP品質保証サービスのトラヒックパラメータ
TSpec (平均レートr,ピークレートp,バーストサイ
ズb,最大パケットサイズM)で制限されるトラヒック
を想定した場合に、要求遅延Dreq のエンド−エンドパ
ケット転送遅延時間を保証するために必要な帯域の上限
値(Rbound=R)をThe state of the network Adspec (C tot , D tot ) through which the flow passes between the end-end terminals is previously owned by the application, and the traffic parameters of the IP quality assurance service declared by the application.
Assuming traffic limited by TSpec (average rate r, peak rate p, burst size b, maximum packet size M), the bandwidth required to guarantee the end-to-end packet transfer delay time of request delay D req To the upper limit (R bound = R)
【数2】 により算出する。一方、もしもAdspecがアプリケーショ
ンに通知されていなければRbound=pとおく。(Equation 2) It is calculated by: On the other hand, if Adspec puts the R bound = p unless the application is notified.
【0039】次に、アプリケーションの発生するトラヒ
ックモデルを仮定すれば、エンド−エンドパケット転送
遅延時間Wが要求遅延Dreqを越える確率Pr(W>D
req)は、TSpec の平均レートrと仮定したモデルの統
計的特性を表すパラメータと保証レートRを使って近似
的に解くことができる。したがって、TSpec 以外の統計
的トラヒック特性をアプリケーション自身が保持し、エ
ンド−エンドパケット転送遅延時間が要求遅延Dreq を
越える確率がユーザやアプリケーションにとって支障の
ない程度である確率をαとして、 Pr(W>Dreq)=
αから、要求遅延Dreq のエンド−エンドパケット転送
遅延時間を確率的に保証するために必要な帯域の近似値
Rprob=Rが算出できる。Next, assuming a traffic model generated by the application, the probability Pr (W> D) that the end-to-end packet transfer delay time W exceeds the required delay D req
req ) can be approximately solved using a parameter indicating the statistical characteristics of the model assuming the average rate r of TSpec and the guaranteed rate R. Therefore, the application itself holds statistical traffic characteristics other than TSpec, and α denotes the probability that the probability that the end-to-end packet transfer delay time exceeds the required delay D req will not hinder the user or the application, and > D req ) =
From α, an approximate value R prob = R of the band necessary to stochastically guarantee the end-to-end packet transfer delay time of the required delay D req can be calculated.
【0040】そして、帯域の上限値Rbound と確率的近
似値Rprobを組み合わせて、式R=(1−β)Rbound
+βRprob (0≦β≦1)により保証帯域Rを見積も
る。ただし、βの値は、アプリケーションに固定的に埋
め込まれているか、ユーザ自身が経験に基づいて選択す
るか、後述する〔手法3〕の方法による保証帯域Rの最
適値を利用して算出することになる。以上のように、本
手法によれば、過剰な見積もり値になることが想定され
るTSpecに基づく上限値Rboundと、トラヒックの統計量
から見積もった低精度の確率的近似値Rprobの間にRSpe
c の保証帯域Rを設定することで、過大または過小な割
り当てをなくすことができる。これにより、資源量の無
駄をなくして帯域の見積もり誤差による品質劣化を解消
できる。Then, by combining the upper limit value R bound of the band and the probabilistic approximation value R prob , the equation R = (1−β) R bound
The guaranteed band R is estimated by + βR prob (0 ≦ β ≦ 1). However, the value of β is fixedly embedded in the application, selected by the user himself based on experience, or calculated using the optimum value of the guaranteed bandwidth R by the method of [Method 3] described later. become. As described above, according to this method, the upper limit value R bound based on TSpec that can become excessive estimate is assumed, between the low accuracy of the stochastic approximation R prob estimated from statistics of the traffic RSpe
By setting the guaranteed bandwidth R of c, it is possible to eliminate over- or under-allocation. As a result, it is possible to eliminate the waste of the resource amount and eliminate the quality deterioration due to the estimation error of the bandwidth.
【0041】〔手法2〕〈フロー設定時のパラメータネ
ゴシエーションにおける保証帯域Rの選択機構を含む方
法〉 〔手法1〕によれば、RSpecの保証帯域Rを上限値R
boundよりも小さく,低精度の確率的近似値Rprobより
も大きく見積もることで、資源量の無駄をなくし帯域の
見積もり誤差による品質劣化を解消できる。しかし、最
初に決定したパラメータでフローを設定した時に、その
パラメータ値ではフローが受け付けられなかった場合、
再設定する際のパラメータ値の変え方は含まれていな
い。つまり、上限値Rbound または確率的近似値Rprob
を単独で用いて保証帯域Rを見積もる場合の見積もり誤
差の問題以外に、フロー設定パラメータをネゴシエーシ
ョンする場合に保証帯域Rの変更可能範囲などのパラメ
ータの選択指針がないという問題がある(課題3)。そ
こで、フローが受け付けられなかった場合に、ネットワ
ークとネゴシエーションして再設定する際のパラメータ
値の更新機構を含む方法を提案する。[Method 2] <Method Including Selection Mechanism of Guaranteed Band R in Parameter Negotiation at Flow Setting> According to [Method 1], the guaranteed band R of RSpec is set to the upper limit R
By making the estimation smaller than the bound and larger than the low-precision stochastic approximation R prob, it is possible to eliminate the waste of the resource amount and eliminate the quality deterioration due to the estimation error of the bandwidth. However, when the flow is set with the initially determined parameters and the flow is not accepted with that parameter value,
It does not include how to change parameter values when resetting. That is, the upper limit R bound or the stochastic approximation R prob
In addition to the problem of the estimation error when estimating the guaranteed bandwidth R by using the parameter alone, there is a problem that there is no parameter selection guideline such as a changeable range of the guaranteed bandwidth R when negotiating the flow setting parameters (Problem 3). . Therefore, we propose a method that includes a mechanism for updating the parameter value when the flow is not accepted and the network is negotiated with the network and reset.
【0042】エンド−エンド端末間でフローの経由する
ネットワークの状態 Adspec(Ctot,Dtot) をアプリ
ケーションが事前に所有していて、アプリケーションが
申告するIP品質保証サービスのトラヒックパラメータ
TSpec (平均レートr,ピークレートp,バーストサイ
ズb,最大パケットサイズM)で制限されるトラヒック
を想定した場合に、要求遅延Dreq のエンド−エンドパ
ケット転送遅延時間を保証するために必要な帯域の上限
値(Rbound=R)をThe state of the network through which the flow passes between the end-end terminals, Adspec (C tot , D tot ) is owned by the application in advance, and the traffic parameter of the IP quality assurance service declared by the application.
Assuming traffic limited by TSpec (average rate r, peak rate p, burst size b, maximum packet size M), the bandwidth required to guarantee the end-to-end packet transfer delay time of request delay D req To the upper limit (R bound = R)
【数3】 により算出する。一方、もしもAdspecがアプリケーショ
ンに通知されていなければRbound=pとおく。(Equation 3) It is calculated by: On the other hand, if Adspec puts the R bound = p unless the application is notified.
【0043】次に、アプリケーションの発生するトラヒ
ックモデルを仮定すれば、エンド−エンドパケット転送
遅延時間Wが要求遅延Dreqを越える確率Pr(W>D
req)は、TSpec の平均レートrと仮定したモデルの統
計的特性を表すパラメータと保証レートRを使って近似
的に解くことができる。したがって、TSpec 以外の統計
的トラヒック特性をアプリケーション自身が保持し、エ
ンド−エンドパケット転送遅延時間が要求遅延Dreq を
越える確率がユーザやアプリケーションにとって支障の
ない程度である確率をαとして、 Pr(W>Dreq)=
αから、要求遅延Dreq のエンド−エンドパケット転送
遅延時間を確率的に保証するために必要な帯域の近似値
Rprob=Rが算出できる。Next, assuming a traffic model generated by the application, the probability Pr (W> D) that the end-to-end packet transfer delay time W exceeds the required delay D req
req ) can be approximately solved using a parameter indicating the statistical characteristics of the model assuming the average rate r of TSpec and the guaranteed rate R. Therefore, the application itself holds statistical traffic characteristics other than TSpec, and α denotes the probability that the probability that the end-to-end packet transfer delay time exceeds the required delay D req will not hinder the user or the application, and > D req ) =
From α, an approximate value R prob = R of the band necessary to stochastically guarantee the end-to-end packet transfer delay time of the required delay D req can be calculated.
【0044】そして、アプリケーションが申告するトラ
ヒックパラメータ(TSpec) で制限されるトラヒックを
想定した場合に、要求遅延Dreq のエンド−エンドパケ
ット転送遅延時間を保証するために必要な帯域の上限値
(Rbound)と、アプリケーションが自身で保持する統計
的トラヒック特性を利用して、エンド−エンドパケット
転送遅延時間が要求遅延Dreq を越える確率がユーザや
アプリケーションにとって支障がない値(α)未満にな
るよう、TSpec および統計的トラヒック特性を使って表
現できるエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近
似式から算出した帯域の近似値(Rprob)とをもとにし
て、最初の設定値ではネットワークに受け付けられない
場合に、ネットワークに要求するRSpec の保証帯域Rを
Rprob≦R≦Rboundの範囲で、(Rbound−Rprob)/
n(n>0)の刻み幅で減少させてネゴシエーションす
ることでパラメータを決定する。Then, assuming traffic limited by the traffic parameter (TSpec) declared by the application, the upper limit value (R) of the bandwidth required to guarantee the end-to-end packet transfer delay time of the request delay D req. The probability that the end-to-end packet transfer delay time exceeds the required delay D req is less than a value (α) that does not hinder the user or the application by utilizing the statistical traffic characteristics held by the application and the application itself. , TSpec and the approximate value (R prob ) of the band calculated from the approximate expression of the end-to-end packet transfer delay time distribution that can be expressed using the statistical traffic characteristics, the first set value is accepted by the network. If no, the guaranteed bandwidth R of RSpec requesting the network in the range of R prob ≦ R ≦ R bound (R bound -R prob) /
The parameter is determined by negotiating with a step size of n (n> 0).
【0045】なお、最初にネットワークに要求するRSpe
c の保証帯域Rを〔手法1〕に示すR=(1−β)R
bound+βRprob (0≦β≦1)で申告して、受け付け
られない時に、上記の刻み幅で徐々に受け付けられる値
に減少する方法もある。以上のように、本手法では、フ
ロー設定時のパラメータネゴシエーションにおける保証
帯域Rの変更基準を上限値Rbound と確率的近似値R
probを利用して定式化している。これにより、アプリケ
ーションの採用するRSpec パラメータが一度決めると固
定的であって、変更できるとしても変更可能な範囲や変
更指針が何もなく、ユーザが試行錯誤で適当な値に変更
するしかないという問題が解消される。Note that the RSpe first requested to the network
The guaranteed bandwidth R of c is given by R = (1−β) R shown in [Method 1].
There is also a method of declaring with bound + βR prob (0 ≦ β ≦ 1), and when the value is not accepted, the value is gradually reduced to a value accepted with the above-mentioned step size. As described above, in the present method, the change criterion of the guaranteed bandwidth R in the parameter negotiation at the time of setting the flow is based on the upper limit R bound and the stochastic approximation R
Formulated using prob . As a result, once the RSpec parameters adopted by the application are determined, they are fixed, and even if they can be changed, there is no changeable range or change guideline, and the user has to change to an appropriate value by trial and error. Is eliminated.
【0046】〔手法3〕〈パケット転送遅延D* 測定に
基づく更新手続きを含む保証帯域Rの決定方法〉 〔手法1〕によれば、RSpecの保証帯域Rを、上限値R
boundよりも小さく,低精度の確率的近似値Rprobより
も大きく見積もることで、資源量の無駄をなくし帯域の
見積もり誤差による品質劣化を解消できる。しかし、ユ
ーザの使用状況の変化による変動があり、なおかつ確率
的近似値Rprobの見積もり誤差があるために、〔手法
1〕では最適な値になるとは限らない(課題4)。ま
た、〔手法2〕ではネットワークとのネゴシエーション
を含む方法を提案したが、この場合も同様に見積もり誤
差が含まれ、最適な値とはならない。そこで、アプリケ
ーション開始時に見積もった保証帯域Rの見積もり誤差
を解消するために、アプリケーション動作中にトラヒッ
クを測定することによりRを最適な値に近づけるよう更
新する機構を含む方法を提案する。[Method 3] <Method of Determining Guaranteed Bandwidth R Including Update Procedure Based on Measurement of Packet Transfer Delay D * > According to [Method 1], the guaranteed bandwidth R of RSpec is changed to the upper limit R
By making the estimation smaller than the bound and larger than the low-precision stochastic approximation R prob, it is possible to eliminate the waste of the resource amount and eliminate the quality deterioration due to the estimation error of the bandwidth. However, since there is a fluctuation due to a change in the usage situation of the user and there is an estimation error of the stochastic approximate value R prob , the value is not always optimal in [Method 1] (Problem 4). [Method 2] proposes a method including negotiation with a network. However, in this case, an estimation error is also included, and the optimum value is not obtained. Therefore, in order to eliminate the estimation error of the guaranteed bandwidth R estimated at the start of the application, a method including a mechanism for updating R so as to approach an optimal value by measuring traffic during operation of the application is proposed.
【0047】エンド−エンド端末間でフローの経由する
ネットワークの状態 Adspec(Ctot,Dtot) をアプリ
ケーションが事前に所有していて、アプリケーションが
申告するIP品質保証サービスのトラヒックパラメータ
TSpec (平均レートr,ピークレートp,バーストサイ
ズb,最大パケットサイズM)で制限されるトラヒック
を想定した場合に、要求遅延Dreq のエンド−エンドパ
ケット転送遅延時間を保証するために必要な帯域の上限
値(Rbound=R)をThe state of the network through which the flow flows between the end-end terminals Adspec (C tot , D tot ) is previously owned by the application, and the traffic parameters of the IP quality assurance service declared by the application
Assuming traffic limited by TSpec (average rate r, peak rate p, burst size b, maximum packet size M), the bandwidth required to guarantee the end-to-end packet transfer delay time of request delay D req To the upper limit (R bound = R)
【数4】 により算出する。一方、もしもAdspecがアプリケーショ
ンに通知されていなければRbound=pとおく。(Equation 4) It is calculated by: On the other hand, if Adspec puts the R bound = p unless the application is notified.
【0048】次に、アプリケーションの発生するトラヒ
ックモデルを仮定すれば、エンド−エンドパケット転送
遅延時間Wが要求遅延Dreqを越える確率Pr(W>D
req)は、TSpec の平均レートrと仮定したモデルの統
計的特性を表すパラメータと保証レートRを使って近似
的に解くことができる。したがって、TSpec 以外の統計
的トラヒック特性をアプリケーション自身が保持し、エ
ンド−エンドパケット転送遅延時間が要求遅延Dreq を
越える確率がユーザやアプリケーションにとって支障の
ない程度である確率をαとして、 Pr(W>Dreq)=
αから、要求遅延Dreq のエンド−エンドパケット転送
遅延時間を確率的に保証するために必要な帯域の近似値
Rprob=Rが算出できる。Next, assuming a traffic model generated by the application, the probability Pr (W> D) that the end-to-end packet transfer delay time W exceeds the required delay D req
req ) can be approximately solved using a parameter indicating the statistical characteristics of the model assuming the average rate r of TSpec and the guaranteed rate R. Therefore, the application itself holds statistical traffic characteristics other than TSpec, and α denotes the probability that the probability that the end-to-end packet transfer delay time exceeds the required delay D req will not hinder the user or the application, and > D req ) =
From α, an approximate value R prob = R of the band necessary to stochastically guarantee the end-to-end packet transfer delay time of the required delay D req can be calculated.
【0049】そして、アプリケーションが申告するトラ
ヒックパラメータ(TSpec) で制限されるトラヒックを
想定した場合に、要求遅延Dreq のエンド−エンドパケ
ット転送遅延時間を保証するために必要な帯域の上限値
(Rbound)と、アプリケーションが自身で保持する統計
的トラヒック特性を利用して、エンド−エンドパケット
転送遅延時間が要求遅延Dreq を越える確率がユーザや
アプリケーションにとって支障がない値(α)未満にな
るよう、TSpec および統計的トラヒック特性を使って表
現できるエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近
似式から算出した帯域の近似値(Rprob)とをもとにし
て、アプリケーションを動作させつつ、エンド−エンド
パケット転送遅延時間D* を測定し、この転送遅延時間
が要求遅延Dreq を越える確率がPr(D*>Dreq)<
αを満たす最も小さいものになるように、ネットワーク
に要求するRSpecの保証帯域Rを Rprob≦R≦Rbound
の範囲で増減させて調整することにより最適なパラメー
タを決定する。Then, assuming traffic limited by the traffic parameter (TSpec) declared by the application, the upper limit (R) of the bandwidth required to guarantee the end-to-end packet transfer delay time of the request delay D req. bound ), and the probability that the end-to-end packet transfer delay time exceeds the required delay D req will be less than a value (α) that does not hinder the user or the application by utilizing the statistical traffic characteristics held by the application itself. , TSpec and the approximate value (R prob ) of the band calculated from the approximate expression of the end-to-end packet transfer delay time distribution that can be expressed using the statistical traffic characteristics, while operating the application, measured packet transfer delay D *, Make the transfer delay time exceeding the required delay D req There Pr (D *> D req) <
The guaranteed bandwidth R of RSpec required for the network is set so that R prob ≦ R ≦ R bound so as to satisfy α.
The optimum parameter is determined by adjusting the value by increasing or decreasing the range.
【0050】なお、この場合、増減幅を(Rbound−R
prob)/n (n>0)とすることも考えられる。ま
た、アプリケーションの開始時に、ネットワークに要求
するRSpec の保証帯域Rを〔手法1〕に示すR=(1−
β)Rbound+βRprob (0≦β≦1)で申告して、ア
プリケーション動作時に転送遅延時間D* を測定しつ
つ、上記の刻み幅で徐々に適切な値に変更する方法もあ
る。さらに、Rの算出式に含まれるβを適切な値に更新
するために、ここで見出したRの最適値を利用して、こ
れと「(1−β)Rbound+βRprob 」が等しいとして
算出したβを、新たな値として採用する方法もある。In this case, the range of increase or decrease is (R bound -R
prob ) / n (n> 0). Also, at the start of the application, the guaranteed bandwidth R of the RSpec required for the network is represented by R = (1-
β) R bound + βR prob (0 ≦ β ≦ 1), and there is also a method of measuring the transfer delay time D * at the time of operating the application and gradually changing the value to an appropriate value in the above-mentioned step size. Further, in order to update β included in the calculation formula of R to an appropriate value, the optimum value of R found here is used and calculated assuming that this is equal to “(1−β) R bound + βR prob ”. There is also a method of adopting β as a new value.
【0051】以上のように、本手法では、エンド−エン
ドパケット転送遅延時間D* を測定し、保証帯域Rが最
適でない場合に、上限値Rbound と確率的近似値Rprob
を使って定式化された変更幅の基準に従って保証帯域R
を変更している。これにより、アプリケーション動作中
に、フロー設定の際のRSpec パラメータの見積もり誤差
をできるだけ最適な値に修正する際に、パラメータを変
更できるとしても変更可能な範囲や変更指針が何もな
く、ユーザまたはアプリケーションが試行錯誤で適当な
値に変更するしかなかったという問題が解消される。As described above, in the present method, the end-to-end packet transfer delay time D * is measured, and if the guaranteed bandwidth R is not optimal, the upper limit value R bound and the stochastic approximation value R prob
The guaranteed bandwidth R according to the change width standard formulated using
Has changed. As a result, when the estimation error of the RSpec parameter at the time of flow setting is corrected to the optimum value during the operation of the application, there is no changeable range or change guideline even if the parameter can be changed. However, the problem of having to change to an appropriate value by trial and error is solved.
【0052】〔手法4〕〈トラヒック測定によるアプリ
ケーションの統計的トラヒック特性パラメータの更新を
含む方法〉 〔手法1〕によれば、RSpecの保証帯域Rを、上限値R
boundよりも小さく,低精度の確率的近似値Rprobより
も大きく見積もることで、資源量の無駄をなくし帯域の
見積もり誤差による品質劣化を解消できる。しかし、ユ
ーザの使用状況の変化による変動があり、なおかつ確率
的近似値Rprobの見積もり誤差があるために、〔手法
1〕では最適な値になるとは限らない。また、〔手法
2〕ではネットワークとのネゴシエーションを含む方法
を提案したが、この場合も同様に見積もり誤差が含ま
れ、最適な値とはならない。さらに〔手法3〕では、ア
プリケーション開始時に見積もった保証帯域Rの見積も
り誤差を解消するために、アプリケーション動作中にト
ラヒックを測定しながら保証帯域Rを最適な値に近づけ
るように更新する機構を含む方法を提案した。[Method 4] <Method including update of statistical traffic characteristic parameter of application by traffic measurement> According to [Method 1], the guaranteed bandwidth R of RSpec is changed to the upper limit R
By making the estimation smaller than the bound and larger than the low-precision stochastic approximation R prob, it is possible to eliminate the waste of the resource amount and eliminate the quality deterioration due to the estimation error of the bandwidth. However, since there is a fluctuation due to a change in the use situation of the user and there is an estimation error of the probabilistic approximate value R prob , the optimal value is not always obtained in [method 1]. [Method 2] proposes a method including negotiation with a network. However, in this case, an estimation error is also included, and the optimum value is not obtained. Further, in [method 3], in order to eliminate the estimation error of the guaranteed bandwidth R estimated at the start of the application, a method including a mechanism for updating the guaranteed bandwidth R to an optimum value while measuring the traffic during the operation of the application is included. Suggested.
【0053】しかし、初期の見積もり誤差を小さくして
おかなければ、この更新処理を効率的に実行することが
できない。そこで、初期の見積もり誤差をできるだけ小
さくする(課題5)ために、この誤差の原因となる確率
的近似値Rprobを算出するための統計的トラヒック特性
をアプリケーションの動作環境に応じて柔軟に変更する
処理を含む方法を提案する。However, unless the initial estimation error is reduced, the updating process cannot be executed efficiently. Therefore, in order to reduce the initial estimation error as much as possible (Issue 5), the statistical traffic characteristic for calculating the stochastic approximation R prob that causes this error is flexibly changed according to the operating environment of the application. A method including processing is proposed.
【0054】すなわち、アプリケーション動作時にトラ
ヒックを測定し、アプリケーションが自身で保持する統
計的トラヒック特性(これを表現するパラメータをXk
とする)を、測定時点での設定値(X0k)と測定データ
から算出された統計値(X* k)をもとに、Xk=(1−
γk)X0k+γkX* k(0≦γk≦l)に更新して保持す
る。そして、次のアプリケーション実行時に、更新した
このパラメータを使って確率的近似値Rprobを算出する
ことにより保証帯域Rを見積もる。なお、本手法4は
〔手法1〕〜〔手法3〕のそれぞれと組み合わせて利用
することになる。以上のように、本手法によれば、確率
的近似値Rprobを見積もるためのアプリケーションの統
計的トラヒック特性パラメータを測定に基づいて更新す
るようにいている。これにより、保証帯域Rが、アプリ
ケーションの動作環境やユーザの使い方によって変動す
る実際の統計的特性に追従するようになって、利用条件
による見積もり誤差を解消できる。That is, the traffic is measured at the time of operation of the application, and the statistical traffic characteristic held by the application itself (the parameter expressing this is X k
Based with the to), the set value of the measurement time points (X 0k) and the calculated statistical value from the measurement data (X * k), X k = (1-
γ k ) X 0k + γ k X * k (0 ≦ γ k ≦ l) is updated and held. Then, when the next application is executed, the guaranteed bandwidth R is estimated by calculating the probabilistic approximate value R prob using the updated parameters. Note that this method 4 is used in combination with each of [method 1] to [method 3]. As described above, according to the present method, the statistical traffic characteristic parameter of the application for estimating the probabilistic approximate value R prob is updated based on the measurement. As a result, the guaranteed bandwidth R follows actual statistical characteristics that fluctuate depending on the operating environment of the application and the usage of the user, and it is possible to eliminate estimation errors due to usage conditions.
【0055】〔手法5〕〈統計的トラヒック特性として
GI/D/1待ち行列システムを利用する方法〉 〔手法1〕〜〔手法4〕においては、確率的近似値R
probを算出するために何らかのトラヒックモデルを仮定
する必要がある。しかし、一般に利用されているMMP
Pでは、測定可能な統計量からモデルパラメータへの変
換が容易ではなく、また、数値として解く場合時間がか
かるという問題がある(課題6)。そこで、測定可能な
統計量をモデルパラメータとして含み、数値解が容易に
算出できるトラヒックモデルを利用して確率的近似値R
probを算出し、これをもとに保証帯域Rを見積もる方法
を提案する。[Method 5] <Method of Using GI / D / 1 Queuing System as Statistical Traffic Characteristics> In [Method 1] to [Method 4], the stochastic approximate value R
It is necessary to assume some traffic model to calculate prob . However, the commonly used MMP
In P, there is a problem that it is not easy to convert a measurable statistic into a model parameter, and it takes time to solve as a numerical value (problem 6). Therefore, a probabilistic approximation R is calculated using a traffic model that includes a measurable statistic as a model parameter and can easily calculate a numerical solution.
We propose a method of calculating prob and estimating the guaranteed bandwidth R based on it.
【0056】ここでは、トラヒックモデルとして平均レ
ート(r),漸近分散定数(c2 ),規格化3次モーメ
ント(m3 )で規定される一般分布入力モデルを採用す
る。ここで、平均レートはTSpec のものと同一であるの
で、アプリケーションが保持すべき統計的トラヒック特
性は漸近分散定数c2および規格化3次モーメントm3と
いうことになる。これらの特性パラメータとTSpec の平
均レートrを用いてGI/D/1待ち行列システムを解
析すると、エンド−エンドパケット転送遅延時間分布の
近似式は下式で表現される( A.W.Berger and W.Whit
t、”Maximum Values in Queueing Processes,”Proba
bility in the Engineering and Information Science
s、Vol.9、1995.)。Here, a general distribution input model defined by an average rate (r), an asymptotic dispersion constant (c 2 ), and a normalized third moment (m 3 ) is adopted as a traffic model. Here, since the average rate is the same as that of TSpec, the statistical traffic characteristics to be held by the application are the asymptotic dispersion constant c 2 and the normalized third moment m 3 . When the GI / D / 1 queuing system is analyzed using these characteristic parameters and the average rate r of TSpec, the approximate expression of the end-to-end packet transfer delay time distribution is expressed by the following expression (AWBerger and W. Whit)
t, “Maximum Values in Queueing Processes,” Proba
bility in the Engineering and Information Science
s, Vol. 9, 1995.).
【数5】 ただし、(Equation 5) However,
【数6】 (Equation 6)
【0057】この近似式を利用して、Pr(W>
Dreq)=αとなるように Rprob=Rを算出する。この
確率的近似値Rprobは、保証帯域Rを見積もるために
〔手法1〕〜〔手法4〕のいずれかの中で利用される。
特に、〔手法4〕と組み合わせた場合における統計的ト
ラヒック特性の更新手続きは以下のようになる。Using this approximate expression, Pr (W>
R prob = R is calculated so that D req ) = α. This probabilistic approximate value R prob is used in any of [method 1] to [method 4] to estimate the guaranteed band R.
In particular, the procedure for updating the statistical traffic characteristics when combined with [Method 4] is as follows.
【0058】すなわち、GI/D/1待ち行列システム
を利用する場合、アプリケーションが保持する統計的ト
ラヒック特性として漸近分散定数c2 と規格化3次モー
メントm3 が存在する。アプリケーションは、開始時か
ら時刻tまでの間にネットワークに入力するトラヒック
量A(t)の平均EA(t),分散VarA(t),規
格化3次モーメントm* 3をそれぞれ測定して、漸近分散
定数をThat is, when the GI / D / 1 queuing system is used, asymptotic dispersion constant c 2 and standardized third moment m 3 exist as statistical traffic characteristics held by the application. The application measures the average EA (t), the variance VarA (t), and the normalized third moment m * 3 of the traffic amount A (t) input to the network from the start to the time t, and asymptotically measures The dispersion constant
【数7】 により計算する。そして、測定時点での設定値c0 2,m
03と測定データから算出された統計値c*2,m* 3をもと
に、c2=(1−γc2)c0 2+γc2c*2,m3=(1−γ
m3)m03+γm3m* 3に更新して保持する。(Equation 7) Is calculated by Then, the set value c 0 2 , m at the time of measurement
03 and the measurement statistics c * 2 calculated from the data, m * 3 Based, c 2 = (1-γ c2) c 0 2 + γ c2 c * 2, m 3 = (1-γ
m3 ) Update to m 03 + γ m3 m * 3 and hold.
【0059】以上のように、本手法では、測定可能な統
計量をパラメータとするGI/D/1待ち行列システム
を採用し、これから得られるエンド−エンドパケット転
送遅延時間分布の近似式を利用して確率的近似値Rprob
を見積もっている。これにより、MMPPを採用して確
率的近似値Rprobを見積もる場合のように、測定可能な
統計量からそのモデルパラメータ(高負荷/低負荷状態
の各継続時間と各状態の負荷)に変換する手間と、これ
を解く際にラプラス変換と反復計算の必要があって算出
に時間がかかるという問題が解消される。As described above, in the present method, the GI / D / 1 queuing system using the measurable statistic as a parameter is employed, and the approximate expression of the end-to-end packet transfer delay time distribution obtained therefrom is used. Probabilistic approximation R prob
Is estimated. Thus, as in the case of estimating the probabilistic approximation R prob using the MMPP, the measurable statistic is converted into its model parameters (each time duration in the high load / low load state and the load in each state). This solves the problem that the Laplace transform and the iterative calculation are required to solve the trouble and the calculation takes time.
【0060】〔手法6〕〈統計的トラヒック特性として
Fractional Brownian Motion(FBMトラヒックモデル
を利用する方法〉 〔手法1〕〜〔手法4〕において、確率的近似値Rprob
を算出するためには何らかのトラヒックモデルを仮定す
る必要がある。しかし、一般に利用されているMMPP
では、測定可能な統計量からモデルパラメータへの変換
が容易ではなく、また数値として解く場合時間がかかる
という問題がある(課題6)。[Method 6] <As Statistical Traffic Characteristics
Fractional Brownian Motion (Method of Using FBM Traffic Model) In [Method 1] to [Method 4], the stochastic approximation R prob
It is necessary to assume some traffic model in order to calculate. However, the commonly used MMPP
Then, there is a problem that it is not easy to convert a measurable statistic into a model parameter, and it takes time to solve as a numerical value (Problem 6).
【0061】さらに、LANトラヒックなどでは、バー
ストに特徴的な長さがなく(ないしは、バースト長が非
常に広い幅にわたって存在し)、時間単位を変えると、
分散が時間単位の増加に対してべき関数的に増加すると
いう統計的性質を有することが知られている。アプリケ
ーショントラヒックがこうした性質を有する場合、MM
PPや〔手法5〕で示したトラヒックモデルでは、この
ような統計的特性を表現できないという問題が生じる
(課題7)。そこで、バーストに特徴的な長さがないト
ラヒックに対して、測定可能な統計量をモデルパラメー
タとして含み、数値解が容易に算出できるトラヒックモ
デルを利用して確率的近似値Rprobを算出し、これをも
とに保証帯域Rを見積もる方法を提案する。Further, in LAN traffic and the like, the burst has no characteristic length (or the burst length exists over a very wide width), and when the time unit is changed,
It is known to have a statistical property that the variance increases exponentially with increasing time units. If the application traffic has this property, the MM
In the traffic model shown in PP and [Method 5], there is a problem that such statistical characteristics cannot be expressed (Problem 7). Therefore, for traffic having no characteristic length in the burst, a measurable statistic is included as a model parameter, and a probabilistic approximate value R prob is calculated using a traffic model that can easily calculate a numerical solution. Based on this, a method for estimating the guaranteed bandwidth R is proposed.
【0062】ここでは、アプリケーションが保持する統
計的トラヒック特性として、分散平均比(a)と自己相
似性パラメータ(H)を採用し、これらとTSpec の平均
レート(r)により統計的に規定されるFBMトラヒッ
クモデルを入力トラヒックとして採用する。本トラヒッ
ク入力の待ち行列システムを解析すると、エンド−エン
ドパケット転送遅延時間分布は、以下のように得られる
(I.Norros、”A Storage Model with Self-similar In
put,”Queueing Systems、Vol.16、1994.)。Here, the variance-average ratio (a) and the self-similarity parameter (H) are adopted as the statistical traffic characteristics held by the application, and are statistically defined by these and the average rate (r) of TSpec. The FBM traffic model is adopted as input traffic. Analyzing the queuing system with this traffic input, the end-to-end packet transfer delay time distribution is obtained as follows (I. Norros, “A Storage Model with Self-similar In
put, “Queueing Systems, Vol. 16, 1994.).
【数8】 (Equation 8)
【0063】これを利用して、Pr(W>Dreq)=α
となるように帯域の近似値 Rprob=Rを算出する。こ
の確率的近似値Rprobは、保証帯域Rを見積もるために
〔手法1〕〜〔手法4〕のいずれかの中で利用される。
特に、〔手法4〕と組み合わせた場合における統計的ト
ラヒック特性の更新手続きは以下のようになる。Using this, Pr (W> D req ) = α
An approximate value R prob = R of the band is calculated so that This probabilistic approximate value R prob is used in any of [method 1] to [method 4] to estimate the guaranteed band R.
In particular, the procedure for updating the statistical traffic characteristics when combined with [Method 4] is as follows.
【0064】すなわち、アプリケーションは、開始時か
ら時刻tまでの間にネットワークに入力するトラヒック
量A(t)の平均EA(t),分散VarA(t)をそ
れぞれ測定し、複数のtにおける平均と分散を求める。
そして、本モデルにおいて仮定される関係式:That is, the application measures the average EA (t) and the variance VarA (t) of the traffic amount A (t) input to the network from the start to the time t, and calculates the average at a plurality of t. Find the variance.
Then, the relational expression assumed in this model:
【数9】 を関係式:(Equation 9) The relation:
【数10】 に変形し、いくつかのtに対して測定した統計量をもと
に、最小自乗近似などを利用してH*=H及びa*=aを
算出する。そして、測定時点での設定値a0 ,H 0と測
定データから算出された統計値a*,H*をもとにして、
a=(1−γa)a 0+γaa*,H=(1−γH)H0+γ
HH*に更新して保持する。(Equation 10)And based on the statistics measured for some t
, Using least square approximation*= H and a*= A
calculate. And the set value a at the time of measurement0 , H 0And measurement
Statistical value a calculated from constant data*, H*Based on
a = (1-γa) A 0+ Γaa*, H = (1−γH) H0+ Γ
HH*Update and hold.
【0065】以上のように、本手法では、測定可能な統
計量をパラメータとするFBMトラヒックモデルを採用
して、これから得られるエンド−エンドパケット転送遅
延時間分布の近似式を利用して確率的近似値Rprobを見
積もっている。これにより、MMPPを採用して確率的
近似値Rprobを見積もる場合のように、測定可能な統計
量からそのモデルパラメータ(高負荷/低負荷状態の各
継続時間と各状態の負荷)に変換する手間と、これを解
く際にラプラス変換と反復計算の必要があって算出に時
間がかかるという問題が解消される。また、FBMトラ
ヒックモデルは、時間単位を変えると分散が時間単位の
増加に対してべき関数的に増加するという統計的性質を
有するので、バーストに特徴的な長さがないトラヒック
入力に対処できなかった問題も解消できる。As described above, in the present method, the FBM traffic model using the measurable statistic as a parameter is employed, and the probabilistic approximation is obtained by using the approximate expression of the end-to-end packet transfer delay time distribution obtained therefrom. The value R prob is estimated. Thus, as in the case of estimating the probabilistic approximation R prob using the MMPP, the measurable statistic is converted into its model parameters (each time duration in the high load / low load state and the load in each state). This solves the problem that the Laplace transform and the iterative calculation are required to solve the trouble and the calculation takes time. Also, since the FBM traffic model has a statistical property that the variance increases exponentially with the increase of the time unit when the time unit is changed, it cannot cope with the traffic input having no characteristic length of the burst. Problems can be solved.
【0066】〔手法1の実施形態〕〔手法1〕によるパ
ラメータ見積もり方法を実現するための実施形態を図3
に示す。なお、同図において図1〜図2と同じ構成要素
には同一の符号を付してある。アプリケーションがフロ
ーを設定する際には、まず、 上限値Rbound算出部2
が、アプリケーション本体3から要求遅延Dreq とIP
品質保証サービスのトラヒックパラメータTSpec (平均
レートr,ピークレートp,バーストサイズb,最大パ
ケットサイズM)を受け取り、エンド−エンド端末間で
フローの経由するネットワークの状態Adspec(Ctot,
Dtot)をネットワーク4から受け取る。そして、これ
をもとに〔手法1〕に示した算出式:[Embodiment of Method 1] FIG. 3 shows an embodiment for realizing a parameter estimation method according to [Method 1].
Shown in In this figure, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. When an application sets a flow, first, the upper limit R bound calculation unit 2
However, the request delay D req and IP
The traffic parameter TSpec (average rate r, peak rate p, burst size b, maximum packet size M) of the quality assurance service is received, and the state of the network Adspec (C tot , C tot ,
D tot ) is received from the network 4. Then, based on this, the calculation formula shown in [Method 1] is:
【数11】 で要求遅延Dreq のエンド−エンドパケット転送遅延時
間を保証するために必要な帯域の上限値Rbound=Rを
算出し、結果をR算出部7に渡す。一方、もしもAdspec
がアプリケーションに通知されていなければRbound=
pとおく。[Equation 11] Calculates the upper limit value R bound = R of the band required to guarantee the end-to-end packet transfer delay time of the requested delay D req , and passes the result to the R calculation unit 7. On the other hand, if Adspec
If bound has not been notified to the application, R bound =
Put p.
【0067】同時に、確率的値Rprob算出部6は、アプ
リケーション本体3から要求遅延D reqとその超過を許
容する確率αとTSpecの平均レートrを受け取り、これ
らと自身で保持しているトラヒックの統計的性質をもと
に、〔手法1〕に示したエンド−エンドパケット転送遅
延時間Wが要求遅延Dreqを越える確率Pr(W>
Dreq)に関する関係式:Pr(W>Dreq)=α から
確率的近似値Rprob=Rを算出し、結果をR算出部7に
渡す。ここで、トラヒックモデルを仮定すれば、Pr
(W>Dreq) はそのモデルパラメータと、保証帯域R
とTSpec の平均レートrの関数である。特に、確率的値
Rprob算出部6が保持しているトラヒックの統計的性質
は、GIを仮定すれば漸近分散定数c2と規格化3次モ
ーメントm3であり、FBMを仮定すれば分散平均比a
と自己相似性パラメータHである。At the same time, the stochastic value RprobThe calculation unit 6
Request delay D from application body 3 reqAnd allow
Receiving the probability α and the average rate r of TSpec
Based on the statistical properties of the traffic
Next, the end-to-end packet transfer delay shown in [Method 1] is described.
Delay time W is required delay DreqProbability Pr (W>
Dreq): Pr (W> D)req) = Α
Stochastic approximation Rprob= R is calculated and the result is sent to the R calculation unit 7
hand over. Here, assuming a traffic model, Pr
(W> Dreq) Is the model parameter and the guaranteed bandwidth R
And TSpec is a function of the average rate r. In particular, stochastic values
RprobStatistical properties of traffic held by the calculation unit 6
Is the asymptotic dispersion constant c assuming GITwoAnd standardized 3rd mode
Ment mThreeAnd assuming FBM, the variance-average ratio a
And the self-similarity parameter H.
【0068】最後に、R算出部7では上限値Rbound と
確率的近似値Rprobを組み合わせて、〔手法1〕に示す
関係式:R=(1−β)Rbound+βRprob (0≦β≦
1)により保証帯域Rを見積もり、アプリケーション本
体3に戻す。ただし、βの値は、アプリケーションに固
定的に埋め込まれているか、ユーザ自身が経験に基づい
て選択するか、〔手法3〕の方法による保証帯域Rの最
適値を利用して算出することになる。アプリケーション
はこの保証帯域RをRSpec として、フローの設定をネッ
トワーク4に依頼する。フローが設定されれば送信端末
5からデータが送信される。Finally, the R calculation unit 7 combines the upper limit value R bound and the stochastic approximation value R prob to obtain a relational expression shown in [Method 1]: R = (1−β) R bound + βR prob (0 ≦ β ≤
Estimate the guaranteed bandwidth R by 1) and return it to the application main body 3. However, the value of β is fixedly embedded in the application, selected by the user himself based on experience, or calculated using the optimum value of the guaranteed bandwidth R by the method of [Method 3]. . The application requests the network 4 to set the flow, using the guaranteed bandwidth R as RSpec. When the flow is set, data is transmitted from the transmitting terminal 5.
【0069】〔手法3の実施形態〕手法3によるパラメ
ータ見積もり方法を実現するための実施形態を図4に示
す。なお、同図において図1〜図3と同じ構成要素には
同一の符号を付してある。アプリケーションがフローを
設定する際には、まず、上限値Rbound算出部2 が、ア
プリケーション本体3から要求遅延Dreq とIP品質保
証サービスのトラヒックパラメータTSpec (平均レート
r,ピークレートp,バーストサイズb,最大パケット
サイズM)を受け取り、エンド−エンド端末間でフロー
の経由するネットワークの状態Adspec(Ctot,Dtot)
をネットワーク4から受け取る。そして、これをもとに
〔手法1〕に示した算出式:[Embodiment of Method 3] FIG. 4 shows an embodiment for realizing a parameter estimating method according to Method 3. In this figure, the same components as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals. When the application sets a flow, first, the upper limit R bound calculation unit 2 sends a request delay D req and a traffic parameter TSpec (average rate r, peak rate p, burst size b) of the IP quality assurance service from the application main body 3. , The maximum packet size M), and the state of the network Adspec (C tot , D tot ) through which the flow passes between the end-end terminals
From the network 4. Then, based on this, the calculation formula shown in [Method 1] is:
【数12】 で要求遅延Dreq のエンド−エンドパケット転送遅延時
間を保証するために必要な帯域の上限値Rbound=R を
算出し、結果をR算出部17に渡す。一方、もしもAdsp
ecがアプリケーションに通知されていなければ、R
bound=pとおく。(Equation 12) Calculates the upper limit value R bound = R of the band required to guarantee the end-to-end packet transfer delay time of the requested delay D req , and passes the result to the R calculation unit 17. On the other hand, if Adsp
If ec is not notified to the application, R
Let bound = p.
【0070】同時に、確率的値Rprob算出部6は、アプ
リケーション本体3から要求遅延D reqとその超過を許
容する確率αとTSpecの平均レートrを受け取り、これ
らと自身で保持しているトラヒックの統計的性質をもと
に、〔手法1〕に示したエンド−エンドパケット転送遅
延時間Wが要求遅延Dreqを越える確率Pr(W>
Dreq)に関する関係式:Pr(W>Dreq)=α から
Rprob=Rを算出し、結果をR算出部17に渡す。ここ
で、トラヒックモデルを仮定すれば、 Pr(W>
Dreq) はそのモデルパラメータと、保証帯域RとTSpe
cの平均レートrの関数である。特に、確率的値Rprob
算出部6が保持しているトラヒックの統計的性質は、G
Iを仮定すれば漸近分散定数c2と規格化3次モーメン
トm3であり、FBMを仮定すれば分散平均比aと自己
相似性パラメータHである。At the same time, the stochastic value RprobThe calculation unit 6
Request delay D from application body 3 reqAnd allow
Receiving the probability α and the average rate r of TSpec
Based on the statistical properties of the traffic
Next, the end-to-end packet transfer delay shown in [Method 1] is described.
Delay time W is required delay DreqProbability Pr (W>
Dreq): Pr (W> D)req) = Α
Rprob= R is calculated, and the result is passed to the R calculation unit 17. here
Assuming a traffic model, Pr (W>
Dreq) Is the model parameter, guaranteed bandwidth R and TSpe
It is a function of the average rate r of c. In particular, the stochastic value Rprob
The statistical property of the traffic held by the calculation unit 6 is G
Assuming I, the asymptotic dispersion constant cTwoAnd standardized third moment
TomThreeAssuming FBM, the variance average ratio a and the self
This is the similarity parameter H.
【0071】そして、R算出部17では、上限値R
bound と確率的近似値Rprobを組み合わせて〔手法1〕
に示す関係式R=(1−β)Rbound+βRprob (0≦
β≦1)により保証帯域Rを見積もり、アプリケーショ
ン本体3に戻す。ただし、βの値は、アプリケーション
に固定的に埋め込まれているか、ユーザ自身が経験に基
づいて選択するか、〔手法3〕の方法による保証帯域R
の最適値(即ち、以下に示す保証帯域Rの再計算)を利
用して算出することになる。アプリケーションはこの保
証帯域RをRSpec として、フローの設定をネットワーク
4に依頼する。フローが設定されれば送信端末5からデ
ータが送信される。Then, the R calculating section 17 calculates the upper limit R
Combining the bound and the stochastic approximation R prob [Method 1]
R = (1−β) R bound + βR prob (0 ≦
The guaranteed bandwidth R is estimated based on β ≦ 1) and returned to the application main body 3. However, the value of β is fixedly embedded in the application, selected by the user himself based on experience, or guaranteed bandwidth R by the method of [Method 3].
(That is, recalculation of the guaranteed bandwidth R shown below). The application requests the network 4 to set the flow, using the guaranteed bandwidth R as RSpec. When the flow is set, data is transmitted from the transmitting terminal 5.
【0072】その後、トラヒック測定部8でパケットを
モニタリングし、遅延時間D* 算出部9でそのパケット
を解析してエンド−エンド遅延時間D* を算出する。例
えば、Real-time Transport Protocol(RTP)などを
利用すれば、現在時間からパケットヘッダのタイムスタ
ンプの時間を引いてそのパケットの遅延時間D* が算出
できる。R算出部17では、この遅延時間D* と要求遅
延Dreq の差を考慮して〔手法3〕に示す方法で保証帯
域Rを再計算して、結果をアプリケーション本体3に渡
す。アプリケーションはこの保証帯域RをRSpec とし
て、フローの帯域変更をネットワーク4に依頼すること
になる。Thereafter, the packet is monitored by the traffic measuring unit 8 and the packet is analyzed by the delay time D * calculating unit 9 to calculate the end-to-end delay time D * . For example, if Real-time Transport Protocol (RTP) is used, the delay time D * of the packet can be calculated by subtracting the time of the time stamp of the packet header from the current time. The R calculation unit 17 recalculates the guaranteed bandwidth R by the method shown in [Method 3] in consideration of the difference between the delay time D * and the required delay D req , and passes the result to the application main body 3. The application requests the network 4 to change the flow band with the guaranteed band R as RSpec.
【0073】〔手法4の実施形態〕〔手法4〕によるパ
ラメータ見積もり方法を実現するための実施形態を図5
に示す。なお、同図において図1〜図4と同じ構成要素
には同一の符号を付してある。アプリケーションがフロ
ーを設定する際には、まず、 上限値Rbound算出部2
が、アプリケーション本体3から要求遅延DreqとIP
品質保証サービスのトラヒックパラメータTSpec (平均
レートr,ピークレートp,バーストサイズb,最大パ
ケットサイズM)を受け取り、エンド−エンド端末間で
フローの経由するネットワークの状態Adspec(Ctot,
Dtot)をネットワーク4から受け取る。そして、これ
をもとに〔手法1〕に示した算出式:[Embodiment of Method 4] FIG. 5 shows an embodiment for realizing a parameter estimating method according to [Method 4].
Shown in In this figure, the same components as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals. When an application sets a flow, first, the upper limit R bound calculation unit 2
However, the request delay D req and IP
The traffic parameter TSpec (average rate r, peak rate p, burst size b, maximum packet size M) of the quality assurance service is received, and the state of the network Adspec (C tot , C tot ,
D tot ) is received from the network 4. Then, based on this, the calculation formula shown in [Method 1] is:
【数13】 で要求遅延Dreq のエンド−エンドパケット転送遅延時
間を保証するために必要な帯域の上限値Rbound=R を
算出し、結果をR算出部7に渡す。一方、もしもAdspec
がアプリケーションに通知されていなければRbound=
pとおく。(Equation 13) Calculates the upper limit value R bound = R of the band required to guarantee the end-to-end packet transfer delay time of the request delay D req , and passes the result to the R calculation unit 7. On the other hand, if Adspec
If bound has not been notified to the application, R bound =
Put p.
【0074】同時に、確率的値Rprob算出部6は、アプ
リケーション本体3から要求遅延D reqとその超過を許
容する確率αとTSpecの平均レートrを受け取り、これ
らと自身で保持しているトラヒックの統計的性質をもと
に、〔手法1〕に示したエンド−エンドパケット転送遅
延時間Wが要求遅延Dreqを越える確率Pr(W>
Dreq)に関する関係式:Pr(W>Dreq)=α から
Rprob=Rを算出し、結果をR算出部7に渡す。ここ
で、トラヒックモデルを仮定すれば Pr(W>Dreq)
は、そのモデルパラメータと、保証帯域RとTSpec の平
均レートrの関数である。特に、確率的値Rprob算出部
6が保持しているトラヒックの統計的性質は、GIを仮
定すれば漸近分散定数c2と規格化3次モーメントm3で
あり、FBMを仮定すれば分散平均比aと自己相似性パ
ラメータHである。At the same time, the stochastic value RprobThe calculation unit 6
Request delay D from application body 3 reqAnd allow
Receiving the probability α and the average rate r of TSpec
Based on the statistical properties of the traffic
Next, the end-to-end packet transfer delay shown in [Method 1] is described.
Delay time W is required delay DreqProbability Pr (W>
Dreq): Pr (W> D)req) = Α
Rprob= R is calculated, and the result is passed to the R calculation unit 7. here
Assuming a traffic model, Pr (W> Dreq)
Is the average of the model parameters and the guaranteed bandwidth R and TSpec.
It is a function of the average rate r. In particular, the stochastic value RprobCalculator
The statistical properties of the traffic held by GI
If asymptotic dispersion constant cTwoAnd normalized third moment mThreeso
If FBM is assumed, the variance-average ratio a and the self-similarity
Parameter H.
【0075】そして、R算出部7では上限値Rbound と
確率的近似値Rprobを組み合わせて〔手法1〕に示す関
係式:R=(1−β)Rbound+βRprob (0≦β≦
1)により保証帯域Rを見積もり、アプリケーション本
体3に戻す。ただし、βの値は、アプリケーションに固
定的に埋め込まれているか、ユーザ自身が経験に基づい
て選択するか、〔手法3〕の方法による保証帯域Rの最
適値を利用して算出することになる。アプリケーション
はこの保証帯域RをRSpec として、フローの設定をネッ
トワーク4に依頼する。フローが設定されれば送信端末
5からデータが送信される。Then, the R calculation unit 7 combines the upper limit value R bound and the stochastic approximation value R prob to obtain a relational expression shown in [Method 1]: R = (1−β) R bound + βR prob (0 ≦ β ≦
Estimate the guaranteed bandwidth R by 1) and return it to the application main body 3. However, the value of β is fixedly embedded in the application, selected by the user himself based on experience, or calculated using the optimum value of the guaranteed bandwidth R by the method of [Method 3]. . The application requests the network 4 to set the flow, using the guaranteed bandwidth R as RSpec. When the flow is set, data is transmitted from the transmitting terminal 5.
【0076】その後、トラヒック測定部8でトラヒック
を測定し、トラヒック統計量算出部10で、測定したト
ラヒックの特性を表す統計量を〔手法4〕に示す方法で
見積もり、これを用いて確率的値Rprob算出部6により
確率的近似値Rprobを算出する。R算出部7では、この
統計量を次のフロー設定の際に利用するため保持してお
く。Thereafter, traffic is measured by the traffic measuring unit 8, and the traffic statistics calculating unit 10 estimates a statistic representing the characteristics of the measured traffic by the method shown in [Method 4], and uses this to calculate a probabilistic value. An R prob calculation unit 6 calculates a probabilistic approximate value R prob . The R calculation unit 7 holds the statistics for use in the next flow setting.
【0077】〔手法3と手法4を組み合わせた実施形
態〕〔手法3〕及び〔手法4〕によるパラメータ見積も
り方法を組み合わせた実施形態を図6に示す。同図にお
いて図1〜図5と同じ構成要素には同一の符号を付して
ある。この場合の動作は上述した〔手法3の実施形態〕
及び〔手法4の実施形態〕の説明から明らかであるた
め、ここではその説明を省略する。[Embodiment in which Method 3 and Method 4 are Combined] FIG. 6 shows an embodiment in which the parameter estimation methods in Method 3 and Method 4 are combined. In this figure, the same components as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals. The operation in this case is described above [Embodiment 3 of Method 3]
And [Embodiment of Method 4] is clear from the description, and the description is omitted here.
【0078】〔実トラヒックへの適用例〕現実のアプリ
ケーショントラヒックに本発明を適用した場合の効果を
評価するために、イーサネット上で測定したトラヒック
データを利用したシミュレーションを行う。ここで、送
受信端末間が1ルータを経由して接続しているIPネッ
トワークを想定し、そのルータからのパケット送出はW
FQスケジューリングに従うものとする。アプリケーシ
ョンには、テレビ会議(H.261符号化)とインター
ネット電話(インテル版)をそれぞれ採用し、その背景
にイーサネット上で測定した全トラヒック(LANトラ
ヒック)のデータを流すものとする。シミュレーション
で用いる測定トラヒックデータは、パケットの発生時刻
(単位は秒)とそのサイズ(単位はバイト)の組が発生
順に並んでいるものである。なお、各アプリケーション
トラヒックの測定データの統計量を図7に示す。[Application Example to Real Traffic] In order to evaluate the effect of applying the present invention to actual application traffic, a simulation is performed using traffic data measured on Ethernet. Here, assuming an IP network in which the transmitting and receiving terminals are connected via one router, the packet transmission from the router is W
Assume that FQ scheduling is followed. It is assumed that video conferencing (H.261 encoding) and Internet telephony (Intel version) are adopted as applications, and data of all traffic (LAN traffic) measured on Ethernet is flown in the background. The measurement traffic data used in the simulation has a set of a packet generation time (unit: seconds) and its size (unit: bytes) arranged in the order of generation. FIG. 7 shows the statistics of the measurement data of each application traffic.
【0079】発生トラヒックの測定データから TSpec
(p,r,b,M)を見積もる。また、ユーザはDreq
≦1秒の遅延時間を要求しているとし、保証帯域の上限
値Rbo und は〔従来技術1〕に従って算出できる。ま
た、確率的な保証帯域Rprobは、例えば、α≒10-3の
確率でDreq ≒1秒程度になるように、〔従来技術2〕
の方法に〔手法5〕又は〔手法6〕の方法を適用するこ
とで算出できる。なおここでは〔手法6〕を適用するも
のとする。また、悪条件のもとで評価するために、経由
するルータから送出するリンク速度μは、着目するアプ
リケーショントラヒックの平均レートとLANトラヒッ
クの平均レートの和よりも少し大きい程度に設定する。
なお、実際のシミュレーションで使用したこれらの数値
をそれぞれ図8に示す。From the measured traffic data, the TSpec
Estimate (p, r, b, M). In addition, the user has D req
Assuming that a delay time of ≦ 1 second is required, the upper limit value R bo und of the guaranteed bandwidth can be calculated according to [ Prior Art 1]. Further, the stochastic guaranteed band R prob is set such that D req ≒ 1 second, for example, with a probability of α 例 え ば 10 −3 [Prior Art 2].
It can be calculated by applying the method of [Method 5] or [Method 6] to the method of [1]. Here, it is assumed that [method 6] is applied. Further, in order to evaluate under an unfavorable condition, the link speed μ transmitted from the passing router is set to be slightly larger than the sum of the average rate of the application traffic of interest and the average rate of the LAN traffic.
These numerical values used in the actual simulation are shown in FIG.
【0080】まず、テレビ会議のトラヒックに本パラメ
ータ決定方法を適用した場合の効果を評価する。保証帯
域R=Rbound の場合,保証帯域R=Rprobの場合,β
=0.9とした〔手法1〕の方法について、それぞれの
エンド−エンド端末間のパケット転送遅延時間分布を図
9に示す。なお、同図では参考のために帯域保証なしの
場合も示している。First, the effect of applying this parameter determination method to the traffic of a video conference will be evaluated. If the guaranteed band R = R bound , if the guaranteed band R = R prob , β
FIG. 9 shows the distribution of packet transfer delay time between end-to-end terminals for the method of [Method 1] with = 0.9. FIG. 3 also shows a case without bandwidth guarantee for reference.
【0081】図から分かるように、上限値を保証帯域と
したR=Rbound の場合は、要求遅延を1秒としたにも
関わらず、ほとんどのパケットが0.2秒以下の遅延時
間になっている。一方、アプリケーショントラヒックの
統計的特性をもとに確率的に算出した帯域を保証帯域と
したR=Rprobの場合は、5%程度のパケットが要求遅
延の1秒を越えている。他方、上限値Rbound と確率的
近似値Rprobを組み合わせる〔手法1〕の方法では、両
者の中間的な分布になっているので、過剰な帯域割り当
てにならず、要求遅延時間を現実的な割合(今の場合1
0-3以下)で満足している。As can be seen from the figure, in the case of R = R bound where the upper limit value is the guaranteed band, most of the packets have a delay time of 0.2 seconds or less despite the required delay of 1 second. ing. On the other hand, in the case of R = R prob where the band calculated stochastically based on the statistical characteristics of the application traffic is the guaranteed band, about 5% of the packets exceed the required delay of 1 second. On the other hand, in the method of [Method 1] in which the upper limit value R bound and the probabilistic approximation value R prob are combined, since the distribution is intermediate between the two, excessive bandwidth allocation is not performed and the required delay time is reduced to a realistic value. Ratio (1 in this case)
0 -3 or less).
【0082】次に、インターネット電話のトラヒックに
本発明を適用した場合の効果を評価する。ここで、保証
帯域R=Rbound の場合,保証帯域R=Rprobの場合,
β=1.0とした〔手法1〕の方法について、それぞれ
のエンド−エンド端末間のパケット転送遅延時間分布を
図10に示す。なお、同図では参考のために帯域保証な
しの場合も示している。Next, the effect of applying the present invention to Internet telephone traffic will be evaluated. Here, when the guaranteed bandwidth R = R bound , when the guaranteed bandwidth R = R prob ,
FIG. 10 shows the packet transfer delay time distribution between end-to-end terminals for the method of [Method 1] with β = 1.0. FIG. 3 also shows a case without bandwidth guarantee for reference.
【0083】図から分かるように、上限値を保証帯域と
したR=Rbound の場合は、要求遅延を1秒としたにも
関わらず、ほとんどのパケットは0.1秒以下の遅延時
間になっている。また、アプリケーショントラヒックの
統計的特性をもとに確率的に算出した帯域を保証帯域と
したR=Rprobの場合は、ほとんどのパケットの遅延時
間は0.3秒以下となっている。一方、上限値Rbound
と確率的近似値Rprobを組み合わせる〔手法1〕の方法
では、β=1としているのでR=Rprobの場合と同じ分
布になっており、R=Rbound を選択した場合ほどは過
剰な帯域割り当てになっていない。このように、確率的
近似値Rprobの見積もり誤差が大きいこともあるので、
〔手法1〕の方法だけでは、最初に決定される保証帯域
Rが最適な値になるとは限らない。そこで、こうした場
合は、最適値に近づけるために、〔手法3〕の測定に基
づく保証帯域Rの更新手続きを採用する必要がある。As can be seen from the figure, in the case of R = R bound where the upper limit is the guaranteed band, most of the packets have a delay time of 0.1 second or less even though the required delay is 1 second. ing. Also, in the case of R = R prob where a band calculated stochastically based on the statistical characteristics of application traffic is a guaranteed band, the delay time of most packets is 0.3 seconds or less. On the other hand, the upper limit R bound
Combining stochastic approximation R prob with the method of [method 1], beta = 1 and since the are and has become the same distribution as for R = R prob, R = as when you select R bound excess bandwidth Not assigned. As described above, since the estimation error of the stochastic approximate value R prob may be large,
With the method of [Method 1] alone, the guaranteed bandwidth R determined first does not always become an optimal value. Therefore, in such a case, in order to approach the optimum value, it is necessary to adopt a procedure for updating the guaranteed bandwidth R based on the measurement of [Method 3].
【0084】[0084]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1又は9記
載の発明によれば、IPネットワークに要求する品質パ
ラメータの保証帯域を、パケット転送遅延時間が要求遅
延を越える確率がアプリケーション等にとって支障のな
い帯域の近似値と要求遅延の保証に必要な帯域の上限値
との間で設定しているので、過大または過小な割り当て
をなくすことができ、資源量の無駄を省いて帯域の見積
もり誤差による品質劣化を解消できる効果がある。As described above, according to the first or ninth aspect of the present invention, the guaranteed bandwidth of the quality parameter required for the IP network is not affected by the probability that the packet transfer delay time exceeds the required delay. Since the bandwidth is set between the approximate value of the bandwidth without the bandwidth and the upper limit of the bandwidth required for guaranteeing the required delay, it is possible to eliminate over- or under-allocation, and to reduce the estimation error of the bandwidth without wasting resources. This has the effect of eliminating quality deterioration due to
【0085】また、請求項2又は10記載の発明によれ
ば、最初の保証帯域Rの設定がIPネットワークに受け
付けられない場合に、IPネットワークに要求する品質
パラメータの保証帯域を、パケット転送遅延時間が要求
遅延を越える確率がアプリケーション等にとって支障の
ない帯域の近似値と要求遅延の保証に必要な帯域の上限
値との間において、これら近似値及び上限値の間をn等
分した刻み幅で減少させるようにしたので、フロー設定
時のパラメータネゴシエーションにおける保証帯域の変
更基準を定式化することができる。したがって、アプリ
ケーションの採用する品質パラメータが一度決めると固
定的で、変更できるとしても変更可能な範囲や変更指針
が何もなくユーザが試行錯誤で適当な値に変更するしか
なかったという問題が解消される効果がある。According to the second or tenth aspect of the present invention, when the initial setting of the guaranteed bandwidth R is not accepted by the IP network, the guaranteed bandwidth of the quality parameter required for the IP network is changed to the packet transfer delay time. Between the approximate value of the band in which the probability of exceeding the required delay does not hinder the application and the upper limit value of the band required for guaranteeing the required delay, with a step size obtained by equally dividing the approximate value and the upper limit value by n Since it is reduced, it is possible to formulate a change criterion of the guaranteed bandwidth in the parameter negotiation at the time of setting the flow. Therefore, once the quality parameter adopted by the application is determined, it is fixed, and even if it can be changed, there is no changeable range or change guideline, and the user has to change to an appropriate value by trial and error. Has an effect.
【0086】また、請求項4又は12記載の発明によれ
ば、アプリケーションを動作させながらパケット転送遅
延時間D* を測定して、この値が要求遅延を越える確率
がアプリケーション等にとって支障のない値α未満の最
小値となるように、パケット転送遅延時間が要求遅延を
越える確率がアプリケーション等にとって支障のない帯
域の近似値と要求遅延の保証に必要な帯域の上限値との
間で、IPネットワークに要求する品質パラメータの保
証帯域を増減させるようにしている。これにより、フロ
ー設定の際の品質保証パラメータの見積もり誤差をアプ
リケーション動作中にできるだけ最適な値に修正するこ
とができる。したがって、こうしたパラメータを変更で
きるとしても変更可能な範囲や変更指針が何もなく、ユ
ーザやアプリケーションが試行錯誤で適当な値に変更す
るしかなかったという問題が解消される効果がある。According to the fourth or twelfth aspect of the present invention, the packet transfer delay time D * is measured while operating the application, and the probability that this value exceeds the required delay is a value α which does not hinder the application or the like. The probability that the packet transfer delay time exceeds the required delay so that the packet transfer delay time exceeds the required delay is between the approximate value of the band that does not hinder the application and the upper limit value of the band required for guaranteeing the required delay. The guaranteed bandwidth of the required quality parameter is increased or decreased. As a result, the estimation error of the quality assurance parameter at the time of setting the flow can be corrected to an optimal value as much as possible during the operation of the application. Therefore, even if such parameters can be changed, there is no changeable range or change guideline, and the problem that the user or the application has to change to an appropriate value by trial and error is solved.
【0087】また、請求項6又は14記載の発明によれ
ば、アプリケーションの動作時にトラヒックを測定し、
測定されたトラヒックのデータから算出される統計値に
基づいて、アプリケーションの統計的トラヒック特性を
表現するパラメータを更新し、それ以降の帯域の近似値
を算出するようにしたので、IPネットワークに要求す
る品質保証パラメータの保証帯域が、アプリケーション
の動作環境やユーザの使い方によって変動する実際の統
計的特性に追従することになって、利用条件による見積
もり誤差を解消できる効果がある。According to the invention of claim 6 or claim 14, traffic is measured during operation of the application,
Based on the statistical value calculated from the measured traffic data, the parameter expressing the statistical traffic characteristics of the application is updated, and an approximate value of the subsequent band is calculated. The guaranteed bandwidth of the quality assurance parameter follows actual statistical characteristics that fluctuate depending on the operating environment of the application and the usage of the user, and thus has the effect of eliminating estimation errors due to usage conditions.
【0088】また、請求項7又は15記載の発明によれ
ば、測定可能な統計量をパラメータとする一般分布トラ
ヒック入力のGI/D/1待ち行列システムを解析して
得られるパケット転送遅延時間分布の近似式を利用して
帯域の近似値を算出している。これにより、MMPPを
利用して帯域の近似値を見積もる場合のように、測定可
能な統計量からMMPPのモデルパラメータに変換する
手間と、これを解く際にラプラス変換と反復計算の必要
があって算出に時間がかかるという問題が解消される効
果がある。According to the present invention, a packet transfer delay time distribution obtained by analyzing a GI / D / 1 queuing system of general distribution traffic input using a measurable statistic as a parameter. The approximate value of the band is calculated using the approximate expression. As a result, as in the case of estimating an approximate value of a band using MMPP, it is necessary to convert measurable statistics into MMPP model parameters, and it is necessary to perform Laplace transform and iterative calculation when solving the problem. This has the effect of solving the problem that the calculation takes time.
【0089】また、請求項8又は16記載の発明によれ
ば、測定可能な統計量をパラメータとするFBMトラヒ
ック入力の待ち行列システムを解析して得られるパケッ
ト転送遅延時間分布の近似式を利用して帯域の近似値を
算出している。これにより、MMPPを利用して帯域の
近似値を見積もる場合のように、測定可能な統計量から
MMPPのモデルパラメータに変換する手間と、これを
解く際にラプラス変換と反復計算の必要があって算出に
時間がかかるという問題が解消される効果がある。ま
た、FBMトラヒックモデルは、時間単位を変えると分
散が時間単位の増加に対してべき関数的に増加するとい
う統計的性質を有するので、バーストに特徴的な長さが
ないトラヒック入力の場合に対処できなかった問題が解
消される効果もある。According to the present invention, an approximate expression of a packet transfer delay time distribution obtained by analyzing an FBM traffic input queuing system using measurable statistics as a parameter is used. To calculate the approximate value of the band. As a result, as in the case of estimating an approximate value of a band using MMPP, it is necessary to convert measurable statistics into MMPP model parameters, and it is necessary to perform Laplace transform and iterative calculation when solving the problem. This has the effect of solving the problem that the calculation takes time. In addition, the FBM traffic model has a statistical property that when the time unit is changed, the variance increases exponentially with the increase in the time unit. There is also an effect that problems that could not be solved can be solved.
【図1】 インターネットドラフトで提唱されている従
来のパラメータ見積もり方法を説明したブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram illustrating a conventional parameter estimation method proposed in an Internet draft.
【図2】 パケット転送遅延を確率的に保証する従来の
パラメータ見積もり方法を説明したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a conventional parameter estimation method for stochastically guaranteeing a packet transfer delay.
【図3】 本発明の一実施形態における〔手法1〕のパ
ラメータ見積もり方法を説明したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a parameter estimation method of [method 1] according to an embodiment of the present invention.
【図4】 同実施形態における〔手法3〕のパラメータ
見積もり方法を説明したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a parameter estimation method of [method 3] in the embodiment.
【図5】 同実施形態における〔手法4〕のパラメータ
見積もり方法を説明したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a parameter estimation method of [method 4] in the embodiment.
【図6】 同実施形態における〔手法3〕及び〔手法
4〕を組み合わせた場合のパラメータ見積もり方法を説
明したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a parameter estimating method when [method 3] and [method 4] in the embodiment are combined.
【図7】 本発明の効果を評価するためのシミュレーシ
ョンで用いる各アプリケーショントラヒックの測定デー
タの統計量を示す図表である。FIG. 7 is a chart showing statistics of measurement data of each application traffic used in a simulation for evaluating the effect of the present invention.
【図8】 同シミュレーションを行うにあたってのシミ
ュレーション条件の数値を示す図表である。FIG. 8 is a table showing numerical values of simulation conditions for performing the simulation.
【図9】 テレビ会議のトラヒックに本発明を適用した
場合におけるパケット転送遅延時間分布を示したグラフ
である。FIG. 9 is a graph showing a packet transfer delay time distribution in a case where the present invention is applied to video conference traffic.
【図10】 インターネット電話のトラヒックに本発明
を適用した場合におけるパケット転送遅延時間分布を示
したグラフである。FIG. 10 is a graph showing a packet transfer delay time distribution when the present invention is applied to Internet telephone traffic.
1 受信端末 2 上限値Rbound算出部 3 アプリケーション本体 4 ネットワーク 5 送信端末 6 確率的値Rprob算出部 7,17 R算出部 8 トラヒック測定部 9 遅延時間D*算出部 10 トラヒック統計量算出部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Receiving terminal 2 Upper limit R bound calculating unit 3 Application main body 4 Network 5 Transmitting terminal 6 Stochastic value R prob calculating unit 7, 17 R calculating unit 8 Traffic measuring unit 9 Delay time D * calculating unit 10 Traffic statistic calculating unit
Claims (16)
可能とするスケジューリングメカニズムを有するルータ
が網的に接続されているIPネットワークを経由して、
相互につながっている端末間で動作するアプリケーショ
ンが、トラヒックの上限を規定するトラヒックパラメー
タを申告し、エンド−エンドのパケット転送遅延時間と
して要求遅延Dreq の保証を要求してIP品質保証サー
ビスを利用する際に、該IP品質保証サービスを規定す
る品質パラメータである保証帯域Rの値を決定するアプ
リケーションによるIP品質保証サービスのパラメータ
決定方法において、 前記トラヒックパラメータで制限されるトラヒックを想
定した場合に、前記要求遅延Dreq のエンド−エンドの
パケット転送遅延時間を保証するのに必要な帯域の上限
値Rbound と、前記エンド−エンドのパケット転送遅延
時間が前記要求遅延Dreq を越える確率が、ユーザ又は
前記アプリケーションにとって支障がない値α未満とな
るように、前記アプリケーションが自身で保持する統計
的トラヒック特性および前記トラヒックパラメータで表
現されるエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近
似式から算出される帯域の近似値Rprobとに基づいて、 関係式R=(1−β)Rbound+βRprob (0≦β≦
1) により前記保証帯域Rを見積もることを特徴とするアプ
リケーションによるIP品質保証サービスのパラメータ
決定方法。1. A router having a scheduling mechanism capable of guaranteeing a bandwidth for each application flow via an IP network connected to a network,
An application operating between mutually connected terminals declares a traffic parameter that defines an upper limit of traffic, requests a guarantee of a required delay D req as an end-to-end packet transfer delay time, and uses an IP quality assurance service. In this case, in the method of determining the parameter of the IP quality assurance service by the application that determines the value of the guaranteed bandwidth R, which is a quality parameter that defines the IP quality assurance service, when traffic limited by the traffic parameter is assumed, end of the request delay D req - the upper limit value R bound bandwidth needed to guarantee end packet transfer delay of the end - the probability that the end packet transfer delay time exceeds the required delay D req is, the user Or it is less than the value α that does not hinder the application To the application end is expressed by the statistical traffic characteristics and the traffic parameter held by itself - on the basis of the approximate value R prob bands calculated from the approximate expression of the end packet transfer delay time distribution, relation R = (1-β) R bound + βR prob (0 ≦ β ≦
1) A method for determining parameters of an IP quality assurance service by an application, wherein the guaranteed bandwidth R is estimated by:
可能とするスケジューリングメカニズムを有するルータ
が網的に接続されているIPネットワークを経由して、
相互につながっている端末間で動作するアプリケーショ
ンが、トラヒックの上限を規定するトラヒックパラメー
タを申告し、エンド−エンドのパケット転送遅延時間と
して要求遅延Dreq の保証を要求してIP品質保証サー
ビスを利用する際に、該IP品質保証サービスを規定す
る品質パラメータである保証帯域Rの値を決定するアプ
リケーションによるIP品質保証サービスのパラメータ
決定方法において、 最初の保証帯域Rの設定値では前記IPネットワークに
受け付けられなかった場合に、 前記トラヒックパラメータで制限されるトラヒックを想
定した場合に、前記要求遅延Dreq のエンド−エンドの
パケット転送遅延時間を保証するのに必要な帯域の上限
値Rbound と、前記エンド−エンドのパケット転送遅延
時間が前記要求遅延Dreq を越える確率が、ユーザ又は
前記アプリケーションにとって支障がない値α未満にな
るように、前記アプリケーションが自身で保持する統計
的トラヒック特性および前記トラヒックパラメータで表
現されるエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近
似式から算出される帯域の近似値Rprobとに基づいて、 前記IPネットワークに要求する品質パラメータの保証
帯域Rを Rprob≦R≦Rbound の範囲において (R
bound−Rprob)/n(n>0) の刻み幅で減少させて
見積もり、前記IPネットワークとネゴシエーションす
ることを特徴とするアプリケーションによるIP品質保
証サービスのパラメータ決定方法。2. A router having a scheduling mechanism capable of guaranteeing a bandwidth for each application flow via an IP network connected to a network.
An application operating between mutually connected terminals declares a traffic parameter that defines an upper limit of traffic, requests a guarantee of a required delay D req as an end-to-end packet transfer delay time, and uses an IP quality assurance service. In the method for determining a parameter of the IP quality assurance service by an application for determining a value of the guaranteed bandwidth R, which is a quality parameter defining the IP quality assurance service, the first set value of the guaranteed bandwidth R is accepted by the IP network. Otherwise, assuming traffic limited by the traffic parameters, the upper limit R bound of the bandwidth required to guarantee the end-to-end packet transfer delay time of the request delay D req , end - end of packet transfer delay is the required delay D req The approximate expression of the statistical traffic characteristics held by the application itself and the end-end packet transfer delay time distribution represented by the traffic parameters so that the probability of exceeding the value is less than a value α that does not hinder the user or the application. Is calculated based on the approximate value R prob of the band, and the guaranteed band R of the quality parameter required for the IP network is set within the range of R prob ≦ R ≦ R bound (R
A method for determining parameters of an IP quality assurance service by an application, wherein the estimation is performed by reducing the step size by bound- R prob ) / n (n> 0) and negotiating with the IP network.
法に従ってアプリケーション開始時における保証帯域R
を決定し、該保証帯域Rが前記IPネットワークに受け
付けられない場合に、請求項2記載の保証帯域Rのネゴ
シエーション方法に従って前記保証帯域Rを逐次変更し
て再設定することを特徴とするアプリケーションによる
IP品質保証サービスのパラメータ決定方法。3. The guaranteed bandwidth R at the start of an application according to the method of estimating the guaranteed bandwidth R according to claim 1.
And if the guaranteed bandwidth R is not accepted by the IP network, the guaranteed bandwidth R is sequentially changed and reset according to the method of negotiating the guaranteed bandwidth R according to claim 2. A method for determining parameters of the IP quality assurance service.
可能とするスケジューリングメカニズムを有するルータ
が網的に接続されているIPネットワークを経由して、
相互につながっている端末間で動作するアプリケーショ
ンが、トラヒックの上限を規定するトラヒックパラメー
タを申告し、エンド−エンドのパケット転送遅延時間と
して要求遅延Dreq の保証を要求してIP品質保証サー
ビスを利用する際に、該IP品質保証サービスを規定す
る品質パラメータである保証帯域Rの値を決定するアプ
リケーションによるIP品質保証サービスのパラメータ
決定方法において、 前記トラヒックパラメータで制限されるトラヒックを想
定した場合に、前記要求遅延Dreq のエンド−エンドの
パケット転送遅延時間を保証するのに必要な帯域の上限
値Rbound と、前記エンド−エンドのパケット転送遅延
時間が前記要求遅延Dreq を越える確率が、ユーザ又は
前記アプリケーションにとって支障がない値α未満にな
るように、前記アプリケーションが自身で保持する統計
的トラヒック特性および前記トラヒックパラメータで表
現されるエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近
似式から算出される帯域の近似値Rprobとに基づいて、 前記アプリケーションを動作させながらエンド−エンド
のパケット転送遅延時間D*を測定し、該転送遅延時間
D*が前記要求遅延Dreqを越える確率Pr(D*>
Dreq)が Pr(D*>Dreq)<αを満たす最も小さい
値となるように、前記IPネットワークに要求する品質
パラメータの保証帯域Rを Rprob≦R≦Rbou nd の範
囲で増減させて調整することを特徴とするアプリケーシ
ョンによるIP品質保証サービスのパラメータ決定方
法。4. A router having a scheduling mechanism capable of guaranteeing a bandwidth for each application flow via an IP network connected to a network.
An application operating between mutually connected terminals declares a traffic parameter defining an upper limit of traffic, requests an assurance of a required delay D req as an end-to-end packet transfer delay time, and uses an IP quality assurance service. When performing the parameter determination method of the IP quality assurance service by the application that determines the value of the guaranteed bandwidth R, which is a quality parameter that defines the IP quality assurance service, when traffic limited by the traffic parameter is assumed, end of the request delay D req - the upper limit value R bound bandwidth needed to guarantee end packet transfer delay of the end - the probability that the end packet transfer delay time exceeds the required delay D req is, the user Or it will be less than the value α that does not hinder the application To the application end is expressed by the statistical traffic characteristics and the traffic parameter held by itself - on the basis of the approximate value R prob bands calculated from the approximate expression of the end packet transfer delay time distribution, the application While operating, the end-to-end packet transfer delay time D * is measured, and the probability Pr (D * >) of the transfer delay time D * exceeding the required delay D req is measured.
D req) are formed so that the smallest value that satisfies Pr (D *> D req) <α, the guaranteed bandwidth R quality parameter for requesting the IP network is increased or decreased in a range of R prob ≦ R ≦ R bou nd A method for determining parameters of an IP quality assurance service by an application, wherein the parameters are adjusted.
域Rの見積もり方法に従ってアプリケーション開始時に
おける保証帯域Rを決定し、前記アプリケーションを動
作させながら、請求項4記載の保証帯域Rの調整方法に
従って前記保証帯域Rを逐次変更することを特徴とする
アプリケーションによるIP品質保証サービスのパラメ
ータ決定方法。5. The guaranteed bandwidth R according to claim 4, wherein the guaranteed bandwidth R at the start of the application is determined in accordance with the method for estimating the guaranteed bandwidth R according to claim 1, and the application is operated. A parameter determination method for an IP quality assurance service by an application, wherein the guaranteed bandwidth R is sequentially changed in accordance with the adjustment method.
ックを測定し、前記統計的トラヒック特性を表現するパ
ラメータXk を、測定時点での設定値X0kと測定された
トラヒックのデータから算出される統計値X* kをもとに
して、 Xk=(1−γk)X0k+γkX* k(0≦γk≦
1) に更新して保持する手続きを前記アプリケーショ
ンが有することを特徴とする請求項1〜5の何れかの項
記載のアプリケーションによるIP品質保証サービスの
パラメータ決定方法。6. A traffic value is measured during operation of the application, and a parameter X k expressing the statistical traffic characteristic is changed to a set value X 0k at the time of measurement and a statistical value X calculated from data of the measured traffic. * k and based on, X k = (1-γ k) X 0k + γ k X * k (0 ≦ γ k ≦
The method for determining a parameter of an IP quality assurance service by an application according to any one of claims 1 to 5, wherein the application has a procedure for updating and holding the parameter.
散定数c2 および規格化3次モーメントm3 を採用し、
これらと前記トラヒックパラメータのうちの平均レート
rによって統計的に規定される一般分布トラヒック入力
のGI/D/1待ち行列システムを解析して得られるエ
ンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近似式を利用
して前記近似値Rprobを算出することを特徴とする請求
項1〜6の何れかの項記載のアプリケーションによるI
P品質保証サービスのパラメータ決定方法。7. An asymptotic dispersion constant c 2 and a normalized third moment m 3 are adopted as the statistical traffic characteristics,
An approximate expression of an end-to-end packet transfer delay time distribution obtained by analyzing a GI / D / 1 queuing system of general distribution traffic input statistically defined by these and an average rate r of the traffic parameters is used. 7. The method according to claim 1, wherein the approximate value R prob is calculated.
Method for determining parameters of P quality assurance service.
均比aと自己相似性パラメータHを採用し、これらと前
記トラヒックパラメータのうちの平均レートrによって
統計的に規定されるFBMトラヒック入力の待ち行列シ
ステムを解析して得られるエンド−エンドパケット転送
遅延時間分布の近似式を利用して前記近似値Rprobを算
出することを特徴とする請求項1〜6の何れかの項記載
のアプリケーションによるIP品質保証サービスのパラ
メータ決定方法。8. A queuing system for an FBM traffic input, which employs a variance-average ratio a and a self-similarity parameter H as the statistical traffic characteristics, and is statistically defined by these and an average rate r of the traffic parameters. 7. The IP quality by the application according to claim 1, wherein the approximate value R prob is calculated using an approximate expression of an end-to-end packet transfer delay time distribution obtained by analyzing the IP quality. How to determine warranty service parameters.
可能とするスケジューリングメカニズムを有するルータ
が網的に接続されているIPネットワークを経由して、
相互につながっている端末間で動作するアプリケーショ
ンが、トラヒックの上限を規定するトラヒックパラメー
タを申告し、エンド−エンドのパケット転送遅延時間と
して要求遅延Dreq の保証を要求してIP品質保証サー
ビスを利用する際に、該IP品質保証サービスを規定す
る品質パラメータである保証帯域Rの値を決定するIP
品質保証サービスのパラメータ決定プログラムにおい
て、 前記トラヒックパラメータで制限されるトラヒックを想
定した場合に、前記要求遅延Dreq のエンド−エンドの
パケット転送遅延時間を保証するのに必要な帯域の上限
値Rbound を算出する上限値算出処理と、 前記トラヒックパラメータで制限されるトラヒックを想
定した場合に、前記エンド−エンドのパケット転送遅延
時間が前記要求遅延Dreq を越える確率が、ユーザ又は
前記アプリケーションにとって支障がない値α未満とな
るように、前記アプリケーションが保持する統計的トラ
ヒック特性および前記トラヒックパラメータで表現され
るエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近似式か
ら帯域の近似値Rprobを算出する近似値算出処理と、 関係式R=(1−β)Rbound+βRprob (0≦β≦
1)により前記保証帯域Rを見積もる見積処理とを前記
端末内のコンピュータに実行させることを特徴とするI
P品質保証サービスのパラメータ決定プログラムを記録
した記録媒体。9. A router having a scheduling mechanism capable of guaranteeing a bandwidth for each application flow via an IP network connected to a network.
An application operating between mutually connected terminals declares a traffic parameter defining an upper limit of traffic, requests an assurance of a required delay D req as an end-to-end packet transfer delay time, and uses an IP quality assurance service. In doing so, the IP that determines the value of the guaranteed bandwidth R, which is a quality parameter that defines the IP quality assurance service,
In the parameter determination program of the quality assurance service, assuming traffic limited by the traffic parameter, an upper limit value R bound of a band required to guarantee an end-to-end packet transfer delay time of the request delay D req. And the probability that the end-to-end packet transfer delay time exceeds the required delay D req , assuming traffic limited by the traffic parameter, will not hinder the user or the application. Approximate value calculation for calculating an approximate value R prob of a band from an approximate expression of an end-end packet transfer delay time distribution represented by the statistical traffic characteristics held by the application and the traffic parameter so as to be less than a non-existent value α. Processing and relational expression R = (1−β) R bound + βR p rob (0 ≦ β ≦
1) causing a computer in the terminal to execute an estimation process for estimating the guaranteed bandwidth R according to 1).
A recording medium on which a parameter determination program of a P quality assurance service is recorded.
を可能とするスケジューリングメカニズムを有するルー
タが網的に接続されているIPネットワークを経由し
て、相互につながっている端末間で動作するアプリケー
ションが、トラヒックの上限を規定するトラヒックパラ
メータを申告し、エンド−エンドのパケット転送遅延時
間として要求遅延Dreq の保証を要求してIP品質保証
サービスを利用する際に、該IP品質保証サービスを規
定する品質パラメータである保証帯域Rの値を決定する
IP品質保証サービスのパラメータ決定プログラムにお
いて、 最初の保証帯域Rの設定値が前記IPネットワークに受
け付けられなかったことを検出する要求受付判定処理
と、 前記トラヒックパラメータで制限されるトラヒックを想
定した場合に、前記要求遅延Dreq のエンド−エンドの
パケット転送遅延時間を保証するのに必要な帯域の上限
値Rbound を算出する上限値算出処理と、 前記トラヒックパラメータで制限されるトラヒックを想
定した場合に、前記エンド−エンドのパケット転送遅延
時間が前記要求遅延Dreq を越える確率が、ユーザ又は
前記アプリケーションにとって支障がない値α未満にな
るように、前記アプリケーションが保持する統計的トラ
ヒック特性および前記トラヒックパラメータで表現され
るエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近似式か
ら帯域の近似値Rprobを算出する近似値算出処理と、 前記IPネットワークに要求する品質パラメータの保証
帯域Rを Rprob≦R≦Rbound の範囲において (R
bound−Rprob)/n(n>0) の刻み幅で減少させて
前記IPネットワークとネゴシエーションする見積処理
とを前記端末内のコンピュータに実行させることを特徴
とするIP品質保証サービスのパラメータ決定プログラ
ムを記録した記録媒体。10. An application that operates between terminals connected to each other via an IP network to which a router having a scheduling mechanism that enables bandwidth guarantee for each application flow is connected in a network, When using the IP quality assurance service by declaring the traffic parameter defining the upper limit and requesting the guarantee of the required delay D req as the end-to-end packet transfer delay time, the quality parameter defining the IP quality assurance service is used. In a parameter determination program for an IP quality assurance service for determining a value of a guaranteed bandwidth R, a request acceptance determination process for detecting that the first set value of the guaranteed bandwidth R has not been accepted by the IP network; Assuming limited traffic An upper limit value calculation process for calculating an upper limit value R bound of a band required to guarantee an end-to-end packet transfer delay time of the request delay D req ; and assuming traffic limited by the traffic parameter. The statistical traffic characteristics and the traffic parameters held by the application such that the probability that the end-to-end packet transfer delay exceeds the required delay D req is less than a value α that does not hinder the user or the application. Approximate value calculation processing for calculating an approximate value R prob of the band from the approximate expression of the end-to-end packet transfer delay time distribution expressed by the following equation: R prob ≦ R ≦ R Within the scope of the bound (R
a parameter determination program for an IP quality assurance service, wherein a computer in the terminal executes an estimation process of negotiating with the IP network by decreasing the step size by bound- R prob ) / n (n> 0). Recording medium on which is recorded.
リケーション開始時における保証帯域Rを決定し、請求
項10記載の要求受付判定処理において該保証帯域Rが
前記IPネットワークに受け付けられないことが検出さ
れた場合に、請求項10記載の見積処理に従って前記保
証帯域Rを逐次変更して再設定する処理を前記端末内の
コンピュータに実行させることを特徴とするIP品質保
証サービスのパラメータ決定プログラムを記録した記録
媒体。11. A guaranteed bandwidth R at the start of an application is determined according to the estimation processing according to claim 9, and it is detected in the request acceptance determination processing according to claim 10 that the guaranteed bandwidth R is not accepted by the IP network. In this case, a parameter determination program for the IP quality assurance service is recorded, wherein the computer in the terminal executes a process of sequentially changing and resetting the guaranteed bandwidth R according to the estimation process according to claim 10. recoding media.
を可能とするスケジューリングメカニズムを有するルー
タが網的に接続されているIPネットワークを経由し
て、相互につながっている端末間で動作するアプリケー
ションが、トラヒックの上限を規定するトラヒックパラ
メータを申告し、エンド−エンドのパケット転送遅延時
間として要求遅延Dreq の保証を要求してIP品質保証
サービスを利用する際に、該IP品質保証サービスを規
定する品質パラメータである保証帯域Rの値を決定する
IP品質保証サービスのパラメータ決定プログラムにお
いて、 前記トラヒックパラメータで制限されるトラヒックを想
定した場合に、前記要求遅延Dreq のエンド−エンドの
パケット転送遅延時間を保証するのに必要な帯域の上限
値Rbound を算出する上限値算出処理と、 前記トラヒックパラメータで制限されるトラヒックを想
定した場合に、前記エンド−エンドのパケット転送遅延
時間が前記要求遅延Dreq を越える確率が、ユーザ又は
前記アプリケーションにとって支障がない値α未満にな
るように、前記アプリケーションが保持する統計的トラ
ヒック特性および前記トラヒックパラメータで表現され
るエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の近似式か
ら帯域の近似値Rprobを算出する近似値算出処理と、 前記アプリケーションを動作させながらエンド−エンド
のパケット転送遅延時間D*を測定し、該転送遅延時間
D*が前記要求遅延Dreqを越える確率Pr(D*>
Dreq)が Pr(D*>Dreq)<αを満たす最も小さい
値となるように、前記IPネットワークに要求する品質
パラメータの保証帯域Rを Rprob≦R≦Rbou nd の範
囲で増減させて調整する調整処理とを前記端末内のコン
ピュータに実行させることを特徴とするIP品質保証サ
ービスのパラメータ決定プログラムを記録した記録媒
体。12. An application that operates between terminals connected to each other via an IP network in which a router having a scheduling mechanism for enabling a bandwidth guarantee for each application flow is connected in a network manner. When using the IP quality assurance service by declaring the traffic parameter defining the upper limit and requesting the guarantee of the required delay D req as the end-to-end packet transfer delay time, the quality parameter defining the IP quality assurance service is used. In a parameter determination program of an IP quality assurance service for determining a value of a certain guaranteed bandwidth R, assuming traffic limited by the traffic parameter, an end-to-end packet transfer delay time of the required delay D req is guaranteed. Calculate the upper limit R bound of the band required for Upper limit value calculation process, and assuming traffic limited by the traffic parameter, the probability that the end-to-end packet transfer delay time exceeds the required delay D req is a value that does not hinder the user or the application. an approximate value calculation process of calculating an approximate value R prob of a band from an approximate expression of an end-end packet transfer delay time distribution represented by the statistical traffic characteristics held by the application and the traffic parameters so as to be less than α. The end-to-end packet transfer delay time D * is measured while operating the application, and the probability Pr (D * >) of the transfer delay time D * exceeding the required delay D req is measured.
D req) are formed so that the smallest value that satisfies Pr (D *> D req) <α, the guaranteed bandwidth R quality parameter for requesting the IP network is increased or decreased in a range of R prob ≦ R ≦ R bou nd A computer in the terminal for executing an adjusting process for adjusting the parameter by adjusting a parameter of the IP quality assurance service.
積処理に従ってアプリケーション開始時における保証帯
域Rを決定し、前記アプリケーションを動作させなが
ら、請求項12記載の調整処理に従って前記保証帯域R
を逐次変更する処理を前記端末内のコンピュータに実行
させることを特徴とするIP品質保証サービスのパラメ
ータ決定プログラムを記録した記録媒体。13. The guaranteed bandwidth R at the start of an application is determined according to the estimation processing according to claim 9, and the guaranteed bandwidth R is determined according to the adjustment processing according to claim 12, while operating the application.
A recording medium storing a parameter determination program for an IP quality assurance service, which causes a computer in the terminal to execute a process of sequentially changing the parameters.
ヒックを測定するトラヒック測定処理と、 前記統計的トラヒック特性を表現するパラメータXk
を、測定時点での設定値X0kと測定されたトラヒックの
データから算出される統計値X* kをもとにして、Xk=
(1−γk)X0k+γkX* k(0≦γk≦1) に更新して
前記アプリケーションに保持させる更新処理とを前記端
末内のコンピュータに実行させることを特徴とする請求
項9〜13の何れかの項記載のIP品質保証サービスの
パラメータ決定プログラムを記録した記録媒体。14. A traffic measurement process for measuring traffic during operation of the application, and a parameter X k representing the statistical traffic characteristic.
And the statistical value X * k calculated from the data of the measured set value X 0k at the measurement time traffic based on, X k =
(1-γ k) X 0k + γ k X * k (0 ≦ γ k ≦ 1) Update To characterized in that to execute the update processing to be retained in the application on a computer in the terminal claim 9 14. A recording medium on which the parameter determination program of the IP quality assurance service according to any one of Items 13 to 13 is recorded.
び規格化3次モーメントm3 を採用し、これらと前記ト
ラヒックパラメータのうちの平均レートrによって統計
的に規定される一般分布トラヒック入力のGI/D/1
待ち行列システムを解析して得られるエンド−エンドパ
ケット転送遅延時間分布の近似式を利用して前記近似値
Rprobを算出することを特徴とする請求項9〜14の何
れかの項記載のIP品質保証サービスのパラメータ決定
プログラムを記録した記録媒体。15. The approximation value calculation process adopts an asymptotic dispersion constant c 2 and a normalized third moment m 3 as the statistical traffic characteristics, and statistically calculates these values based on these and an average rate r of the traffic parameters. GI / D / 1 for defined general distribution traffic input
The IP according to any one of claims 9 to 14, wherein the approximate value R prob is calculated using an approximate expression of an end-to-end packet transfer delay time distribution obtained by analyzing a queuing system. A recording medium that records a quality assurance service parameter determination program.
似性パラメータHを採用し、これらと前記トラヒックパ
ラメータのうちの平均レートrによって統計的に規定さ
れるFBMトラヒック入力の待ち行列システムを解析し
て得られるエンド−エンドパケット転送遅延時間分布の
近似式を利用して前記近似値Rprobを算出することを特
徴とする請求項9〜14の何れかの項記載のIP品質保
証サービスのパラメータ決定プログラムを記録した記録
媒体。16. The approximate value calculation process adopts a variance-average ratio a and a self-similarity parameter H as the statistical traffic characteristics, and is statistically defined by these and an average rate r of the traffic parameters. 15. The method according to claim 9, wherein the approximate value R prob is calculated by using an approximate expression of an end-to-end packet transfer delay time distribution obtained by analyzing a queuing system for FBM traffic input. A recording medium on which a parameter determination program of the IP quality assurance service described in the item is recorded.
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---|---|---|---|
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-
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- 1997-05-30 JP JP14273497A patent/JP3585700B2/en not_active Expired - Fee Related
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