(57)【要約】【課題】通信プロトコルとしてSIPを使用しているにもかかわらず、SIP非対応のアプリケーションでもネットワークの帯域保証機能を使用可能とする。【解決手段】フローの経路上にゲートウェイ１０２ａを配置し、このゲートウェイ１０２ａにより転送されるパケットのヘッダからフローの開始及び終了を判定してその判定結果をフロー情報と共に帯域管理サーバ１０３に通知し、帯域管理サーバ１０３からルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂに対し該当するフローに対する帯域制御を指示するようにしている。ゲートウェイ１０２ａにより、予め設定した一定時間間隔で必要帯域を計算してその値を更新要求として帯域管理サーバ１０３に通知し、帯域管理サーバ１０３により、上記更新要求により通知された必要帯域の値をもとに該当するフローに割り当てる帯域を調整して、ルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂに対し帯域制御を指示するようにしている。【選択図】図２
2011044941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信プロトコルとしてSIP（Session Description Protocol）を使用し、端末又はサーバ間に転送ノードを介してフローの経路を形成しパケットを転送する通信ネットワークシステムにおいて、
前記フローの経路中に介在設置されるフロー監視装置と、
このフロー監視装置に接続される帯域管理装置と
を具備し、
前記フロー監視装置は、
前記フローの経路により転送されるパケットからヘッダを抽出し、この抽出したヘッダに記載された情報をもとに前記フローの状態を判定する手段と、
前記判定されたフローの状態を表す情報を前記帯域管理装置へ送信する手段と
を備え、
前記帯域管理装置は、
前記フロー監視装置から送信された前記フローの状態を表す情報を受信する手段と、
前記受信されたフローの状態を表す情報に基づいて、当該フローの経路に位置する転送ノードに対し当該フローに対する帯域制御を実行させる帯域制御手段と
を備えることを特徴とする通信ネットワークシステム。
【請求項２】
前記帯域管理装置の帯域制御手段は、前記フローに対し予め定められた帯域を割り当て、この割当帯域を前記転送ノードに通知して当該割当帯域を上限とする帯域制御を実行させることを特徴とする請求項１記載の通信ネットワークシステム。
【請求項３】
前記フロー監視装置は、前記フローにより転送されるパケットのデータ量を測定してその測定結果をもとに必要帯域を算出し、この算出された必要帯域を前記フローの状態を表す情報に含めて前記帯域管理装置へ送信する帯域計測手段をさらに備え、
前記帯域管理装置の帯域制御手段は、前記必要帯域を含むフローの状態を表す情報が受信されると、この受信された情報に含まれる必要帯域を前記転送ノードに通知して当該必要帯域を上限とする帯域制御を実行させる
ことを特徴とする請求項１記載の通信ネットワークシステム。
【請求項４】
前記フロー監視装置の帯域計測手段は、前記フローが開始されてから当該フローが終了するまでの期間に、予め設定した一定の時間間隔で前記必要帯域を算出してこの算出された必要帯域を前記帯域管理装置に通知し、
前記帯域管理装置の帯域制御手段は、前記フロー監視装置から必要帯域が通知されるごとに、当該通知された必要帯域を前記転送ノードに通知して当該必要帯域を上限とする帯域制御を実行させる
ことを特徴とする請求項３記載の通信ネットワークシステム。
【請求項５】
通信プロトコルとしてSIP（Session Description Protocol）を使用し、端末又はサーバ間に転送ノードを介してフローの経路を形成しパケットを転送する通信ネットワークシステムにおいて、前記フローの帯域を管理する方法であって、
前記フローの経路中に介在設置されるフロー監視装置により、前記フローの経路により転送されるパケットからヘッダを抽出し、この抽出したヘッダに記載された情報をもとに前記フローの状態を判定する過程と、
前記フロー監視装置により、前記判定されたフローの状態を表す情報を帯域管理装置へ送信する過程と、
前記帯域管理装置により、前記フロー監視装置から送信された前記フローの状態を表す情報を受信する過程と、
前記帯域管理装置により、前記受信されたフローの状態を表す情報に基づいて、当該フローの経路に位置する転送ノードに対し当該フローに対する帯域制御を実行させる帯域制御過程と
を具備することを特徴とするフロー帯域管理方法。
【請求項６】
前記帯域管理装置による帯域制御過程は、前記フローに対し予め定められた帯域を割り当て、この割り当てた帯域を前記転送ノードに通知して当該帯域を上限とする帯域制御を実行させることを特徴とする請求項５記載のフロー帯域管理方法。
【請求項７】
前記フロー監視装置により、前記フローにより転送されるパケットのデータ量を測定してその測定結果をもとに必要帯域を算出し、この算出された必要帯域を前記フローの状態を表す情報に含めて前記帯域管理装置へ送信する帯域計測過程をさらに具備し、
前記帯域管理装置による帯域制御過程は、前記必要帯域を含むフローの状態を表す情報が受信されると、この受信された情報に含まれる必要帯域を前記転送ノードに通知して当該帯域を上限とする帯域制御を実行させる
ことを特徴とする請求項５記載のフロー帯域管理方法。
【請求項８】
前記フロー監視装置による帯域計測過程は、前記フローが開始されてから当該フローが終了するまでの期間に、予め設定した一定の時間間隔で前記必要帯域を算出して前記帯域管理装置に通知し、
前記帯域管理装置による帯域制御過程は、前記フロー監視装置から必要帯域が通知されるごとに、当該通知された必要帯域を前記転送ノードに通知して当該必要帯域を上限とする帯域制御を実行させる
ことを特徴とする請求項７記載のフロー帯域管理方法。
【請求項９】
通信プロトコルとしてSIP（Session Description Protocol）を使用し、端末又はサーバ間に転送ノードを介してフローの経路を形成しパケットを転送する通信ネットワークシステムの、前記フローの経路中に介在設置される帯域管理装置であって、
前記フローの経路が形成される通信区間における帯域の使用状況を管理する帯域管理テーブルと、
前記フローの経路により転送されるパケットからヘッダを抽出し、この抽出したヘッダに記載された情報をもとに前記フローの状況を判定する判定手段と、
前記フローの状況の判定結果に基づいて、当該フローが形成されている状態で、前記帯域管理テーブルにより管理されている使用可能帯域の中から必要帯域を当該フローに対し割り当てる割当手段と、
前記割り当てられた必要帯域に基づいて、該当するフローに対する転送帯域を前記必要帯域を上限とするように制御する帯域制御手段と
を具備することを特徴とする帯域管理装置。
【請求項１０】
前記割当手段は、前記フローが形成されている状態で、当該フローにより転送されるパケットのデータ量を測定してその測定結果をもとに必要帯域を算出し、前記帯域管理テーブルにより管理されている使用可能帯域の中から前記算出された必要帯域分を割いて前記フローに対し割り当てることを特徴とする請求項８記載の帯域管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、SIP（Session Initiation Protocol）を用いたネットワークシステムに係わり、特にIMS（IP Multimedia Subsystem）やDiffServ（Differentiated Services）の技術を用いた帯域管理機能を備えた通信ネットワークシステムとその帯域管理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ITU-T等で議論している次世代ネットワーク（ＮＧＮ：Next Generation Network）は、サービスがIP（Internet Protocol）ネットワークを経て提供されるネットワークアーキテクチャを想定している。ＮＧＮでは第三世代の移動通信ネットワークの標準化団体である3GPPで策定されたＩＰマルチメディアサブシステム（IMS：IP Multimedia Subsystem）の採用を決めており、このＩＭＳを用いたネットワークサービスが提供され始めている（例えば非特許文献１を参照。）。
【０００３】
ところで、この種のネットワークは、ＩＭＳやDiffServ（例えば非特許文献２を参照）の技術を用いて、パケットフローに対し帯域保証をすることが可能となっている。なお、パケットフローとは、送信元／送信先のＩＰアドレス及びポート番号のペアとプロトコル番号とで識別される５タイプのパケット群のことである。
【０００４】
例えば、ＩＭＳではＳＩＰ（例えば非特許文献３を参照）を用いて、端末からネットワークに対し帯域保証を行うフローを指定する。ＳＩＰによる帯域保証の仕組みでは、アプリケーションからＳＩＰサーバに送られるSIP（Session Description Protocol）（例えば非特許文献４）のメッセージから、SIPサーバがフローを識別する。そして、SIPサーバはネットワーク内の帯域管理サーバに対し、対象となるフローの帯域を確保するべく、Diameter base protocol（例えば非特許文献５を参照）のメッセージを用いて帯域確保要求を送信する。帯域管理サーバは、該当区間の帯域に空きがあることを確認した上で、指定されたフローに対して優先制御を行うように、ルータに対して制御要求を送信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】”IP Multimedia Subsystem (IMS); Stage 2”, Release 8.6.0, 3GPP specification TS 23.228, 2008.
【非特許文献２】”An Architecture for Differentiated Services”, IETF RFC 2475, 1998.
【非特許文献３】”SIP: Session Initiation Protocol”, IETF RFC 3261, 2002.
【非特許文献４】”SDP: Session Description Protocol”, IETF RFC 2327, 1998.
【非特許文献５】”Diameter Base Protocol”, IETF RFC 3588, 2003.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような帯域保証機能を備えた従来のネットワークシステムには以下のような課題があった。すなわち、IMSやDiffServの技術を用いたネットワークでは、先に述べたようにSIPを用いて帯域保証を行うフローを指定する。しかし、インターネットでの利用を前提にしたアプリケーションは、一般にSIPを用いてフローを指定する機能を備えていない。このため、インターネット向けのアプリケーションをIMSのネットワークで使う場合、そのままではネットワークの帯域保証機能を利用することができない。現状では、SIP対応のアプリケーションの数は限られており、このようなSIPに対応していないアプリケーションでもIMSのネットワークにおいて帯域保証機能を使えるようにすることが切望されている。
【０００７】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、通信プロトコルとしてSIPを使用しているにもかかわらず、SIP非対応のアプリケーションでもネットワークの帯域保証機能を使用可能とした通信ネットワークシステムとその帯域管理方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためにこの発明の第１の観点は、通信プロトコルとしてSIP（Session Description Protocol）を使用し、端末又はサーバ間に転送ノードを介してフローの経路を形成しパケットを転送する通信ネットワークシステムにおいて、上記フローの経路中にフロー監視装置を介在設置すると共に、このフロー監視装置を帯域管理装置に接続する。そして、上記フロー監視装置により、上記フローの経路により転送されるパケットからヘッダを抽出して、この抽出したヘッダに記載された情報をもとに上記フローの状態を判定し、この判定されたフローの状態を表す情報を上記帯域管理装置へ送信する。これに対し上記帯域管理装置では、上記フロー監視装置から送信された上記フローの状態を表す情報を受信すると、この受信されたフローの状態を表す情報に基づいて当該フローの経路に位置する転送ノードに対し当該フローに対する帯域制御を実行させるようにしたものである。
【０００９】
したがってこの発明の一観点によれば、フロー監視装置によりフローの状態が監視されてその監視結果が帯域管理装置に通知され、帯域管理装置により当該フローに対する帯域制御が行われる。このため、通信プロトコルとしてSIPを使用する通信ネットワークシステムにおいて、SIPに対応していないアプリケーションを利用する場合でも、このSIP非対応のアプリケーションに対して帯域管理装置の帯域管理機能を利用させることができ、これによりSIPを使用するネットワークシステムで利用可能なアプリケーションの範囲を拡げることができる。
【００１０】
また、この発明の一観点は以下のような態様を備えることを特徴とする。  
第１の態様は、帯域管理装置により、フローに対し予め定められた帯域を割り当て、この割当帯域を上記転送ノードに通知して当該割当帯域を上限とする帯域制御を実行させるものである。  
このようにすると、帯域管理装置ではフローに対し例えば契約に基づいて予め定められた帯域が固定的に割り当てられるので、帯域制御のための複雑な処理が不要になる。
【００１１】
第２の態様は、フロー監視装置により、フローにより転送されるパケットのデータ量を測定してその測定結果をもとに必要帯域を算出し、この算出された必要帯域を上記フローの状態を表す情報に含めて帯域管理装置へ送信する。これに対し帯域管理装置では、上記必要帯域を含むフローの状態を表す情報が受信されると、この受信された情報に含まれる必要帯域を転送ノードに通知して当該必要帯域を上限とする帯域制御を実行させるものである。  
このようにすると、フローが形成されている状態で、フロー監視装置によりフローの転送に必要な帯域が算出されて帯域管理装置に通知され、帯域管理装置によりこの通知された必要帯域に基づいてフロー経路の帯域制御が行われる。このため、フローごとに最適な帯域制御を行うことが可能となる。
【００１２】
第３の態様は、フローが形成されている状態で、フロー監視装置により、予め設定した一定の時間間隔で必要帯域を算出してこの算出された必要帯域を帯域管理装置に通知し、帯域管理装置では、上記フロー監視装置から必要帯域が通知されるごとに、当該通知された必要帯域を転送ノードに通知して当該必要帯域を上限とする帯域制御を実行させるものである。  
このようにすると、フローが形成されている状態で、フローの転送に必要な帯域が一定の時間間隔で算出し直されてフロー経路の帯域制御が行われる。このため、フローの転送中に必要帯域が変化しても、その時々で常に最適な帯域制御を行うことが可能となる。
【００１３】
上記目的を達成するためにこの発明の第２の観点は、通信プロトコルとしてSIP（Session Description Protocol）を使用し、端末又はサーバ間に転送ノードを介してフローの経路を形成しパケットを転送する通信ネットワークシステムの、上記フローの経路中に介在設置される帯域管理装置にあって、フローの経路が形成される通信区間における帯域の使用状況を管理する帯域管理テーブルを備える。そして、上記フローの経路により転送されるパケットからヘッダを抽出してこのヘッダに記載された情報をもとに上記フローの状況を判定する判定する。そして、このフローの状況の判定結果に基づいて、当該フローが形成されている状態で、上記帯域管理テーブルにより管理されている使用可能帯域の中から必要帯域を当該フローに対し割り当て、この割り当てられた必要帯域に基づいて該当するフローに対する転送帯域を上記必要帯域を上限とするようにしたものである。  
したがって、フローの経路中に介在設置される帯域管理装置において、フローの状況の判定から、必要帯域の割り当て、割り当てられた必要帯域を上限とする帯域制御までの一切の処理を実行することができる。
【００１４】
またこの発明の第２の観点は、必要帯域を割り当てる際に、上記フローが形成されている状態で、当該フローにより転送されるパケットのデータ量を測定してその測定結果をもとに必要帯域を算出し、上記帯域管理テーブルにより管理されている使用可能帯域の中から上記算出された必要帯域分を割いて上記フローに対し割り当てることも特徴とする。  
このようにすると、フローが形成されている状態でフローの転送に必要な帯域が算出され、この算出された必要帯域に基づいてフロー経路の帯域制御が行われる。このため、フローごとに最適な帯域制御を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
すなわちこの発明によれば、通信プロトコルとしてSIPを使用しているにもかかわらず、SIP非対応のアプリケーションでもネットワークの帯域保証機能を使用可能とした通信ネットワークシステムとその帯域管理方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる通信ネットワークシステムの概略構成図。
【図２】図１に示したシステムに設けられるゲートウェイの構成を示すブロック図。
【図３】図２に示したゲートウェイに設けられるフローテーブルの一例を示す図。
【図４】図２に示したゲートウェイによるフロー状態判定処理の手順と内容を示すフローチャート。
【図５】図２に示したゲートウェイによる必要帯域計算処理及び帯域管理サーバによるフロー帯域管理処理の手順と内容を示すフローチャート。
【図６】この発明の第２の実施形態に係わる帯域管理機能を備えたゲートウェイの構成を示すブロック図。
【図７】図６に示したゲートウェイに設けられるフローテーブルの一例を示す図。
【図８】図６に示したゲートウェイに設けられる帯域管理テーブルの一例を示す図。
【図９】図６に示したゲートウェイによるフロー状態判定処理及び帯域管理処理の手順と内容を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。  
（第１の実施形態）  
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる通信ネットワークシステムの概略構成図である。このシステムは、IMS（IP Multimedia Subsystem）により管理されたネットワークであり、配信サーバ２００とユーザ端末との間にルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂ，１０１−Ｃを選択的に経由してセッションを確立し、このセッションにより形成されるフローを経て上記配信サーバ２００からユーザ端末に対しパケットを配信するものである。上記各ルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂ，１０１−Ｃ間の帯域は、帯域管理サーバ１０３により管理される。
【００１８】
ところで、上記ネットワークにおいて、上記配信サーバ２００とユーザ端末との間のフローを監視可能な場所、例えば配信サーバ２００とルータ１０１−Ａとの間には、フロー監視装置としてゲートウェイ１０２ａが介在設置されている。なお、ゲートウェイ１０２ａはフローを監視可能な場所であれば他の場所に設置してもよく、また複数台設置するようにしてもよい。
【００１９】
図２は上記ゲートウェイ１０２ａの構成を示すブロック図である。このゲートウェイ１０２ａは、２つのポート間でパケットを転送するブリッジとしての機能を有するもので、インタフェース１０とインタフェース１１との間で上記ブリッジ動作によるパケット転送を行う。
【００２０】
またゲートウェイ１０２ａは、パケット処理部１２ａと、フローテーブル１３ａと、フロー情報処理部１４ａと、インタフェース１５を備える。フローテーブル１３ａは、この発明に係わるフロー監視処理により得られた情報を保存するために用いるもので、図３に示すように、フロー情報と、使用帯域の測定開始時刻と、フローの通過データ量が保存される。フロー情報は、送信元IPアドレス、送信先IPアドレス、プロトコル番号、送信元ポート番号及び送信先ポート番号から構成される。
【００２１】
パケット処理部１２ａは、この発明に係わる処理機能として以下の各機能を有する。  
(1) 上記インタフェース１０とインタフェース１１との間でパケットを転送する際に、当該パケットのヘッダを読み取り、この読み取ったヘッダの記述内容をもとにフローの状況、つまりフローの開始及び終了を判定する。そして、フロー開始と判定された場合に、上記ヘッダに記述されている送信元IPアドレス、送信先IPアドレス、プロトコル番号、送信元ポート番号及び送信先ポート番号を、上記フロー情報としてフローテーブル１３ａに書き込む処理。また、フロー終了と判定された場合に、フローテーブル１３ａから該当するフロー情報を削除する処理。
【００２２】
(2) 使用帯域を測定するために、測定開始時刻をフローテーブル１３ａに書き込んだ上で、上記インタフェース１０とインタフェース１１との間で転送されるパケットの長さを検出し、この検出されたパケット長の合計をフローテーブル１３ａに記憶させる処理。  
具体的には、受信したパケットがフローテーブル１３ａに登録されているかを確認し、登録されている場合は、受信したパケットのパケット長をフローテーブル１３ａの該当するフローのデータ量の項目に加算する。
【００２３】
フロー情報処理部１４ａは、この発明に係わる処理機能として以下の各機能を有する。  
(1) 上記パケット処理部１２ａからフロー情報と、フロー開始又はフロー終了の判定結果を受け取ると、上記受け取ったフロー情報と、フロー開始又はフロー終了を示すフラグを付けた制御パケットを生成し、この生成した制御パケットをインタフェース１５から帯域管理サーバ１０３へ送信する処理。
【００２４】
(2) 予め定めた一定の時間間隔、もしくはフローの開始又は終了が判定されたタイミングにおいて、フローテーブル１３ａに記憶されたフローの通過データ量と測定開始時刻をもとに使用帯域を計算し、さらにこの計算された使用帯域にある決められた倍率を乗算して必要帯域を算出する。そして、この算出された必要帯域を表す情報を上記フローテーブル１３ａに記憶されたフロー情報と共に更新要求として帯域管理サーバ１０３へ送信する処理。
【００２５】
次に、以上のように構成された通信ネットワークシステムによるフロー監視及び帯域制御動作を説明する。図４はゲートウェイ１０２ａによるフロー監視処理の手順と処理内容を示すフローチャートである。  
【００２６】
ゲートウェイ１０２ａは、パケット処理部１２ａがステップＳ１０においてフローごとにパケット転送を監視している。この状態で、インタフェース１０，１１間でパケットが転送されると、パケット処理部１２ａがステップＳ１１により上記転送されるパケットからヘッダを抽出してその記述内容を読み取り、この記述内容をもとにフロー開始か終了かをステップＳ１２，Ｓ１３により判定する。
【００２７】
例えば、TCP／IPヘッダにおいてSYNとACKの両方のフラグがオンとなっていればフローが開始されたと判定する。この場合パケット処理部１２ａは、ステップＳ１４において、上記受信ヘッダに記述されていた送信元IPアドレス、送信先IPアドレス、プロトコル番号、送信元ポート番号及び送信先ポート番号を、フロー情報としてフローテーブル１３ａに書き込む。これに対し、TCP／IPヘッダにおいてFINフラグがオンとなっていた場合にはフローが終了したと判定する。この場合パケット処理部１２ａは、ステップＳ１７において、フローテーブル１３ａから該当するフロー情報を削除する。
【００２８】
上記フローテーブル１３ａへのフロー情報の書き込み処理が終了すると、パケット処理部１２ａは上記フロー情報をフロー情報処理部１４ａに通知する。フロー情報処理部１４ａは上記フロー情報が通知されると、ステップＳ１５において、当該通知されたフロー情報を含み、かつ上記フロー開始を示すフラグを付けた制御パケットを生成し、この生成された制御パケットをステップＳ１６によりインタフェース１５から帯域管理サーバ１０３へ送信する。
【００２９】
帯域管理サーバ１０３は、フロー開始フラグが付加された制御パケットを受信すると、当該制御パケットに含まれるフロー情報をもとに、当該フローを中継するルータ（例えば１０１−Ａ，１０１−Ｂ）に対して、フローに対する帯域制御情報を通知する。なお、このとき帯域制御情報としては、例えば契約等により予め決められた必要帯域の初期値が指定される。この結果、ルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂでは、該当するフローに対し上記指定された必要帯域の初期値を上限とする帯域制御を実行する。
【００３０】
上記フロー開始に伴う一連の処理が終了すると、ゲートウェイ１０２ａは以後該当フローによるパケットを受信するごとに、パケット処理部１２ａがステップＳ２０において必要帯域の計算処理を以下のように実行する。図５はその処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
【００３１】
すなわち、パケット処理部１２ａは、先ず受信したパケットがフローテーブル１３ａに登録されているフローによるものか否かを確認し、登録されているフローによるものであれば、当該受信したパケットのパケット長をフローテーブル１３ａの該当するフローの通過データ量の項目に加算する。以後同様に、フローテーブル１３ａに登録されているフローによるパケットが受信されるごとに、そのパケット長をフローテーブル１３ａの該当するフローの通過データ量の項目に順次加算する。なお、パケット処理部１２ａは、上記データ長の測定対象となる最初のパケットを受信した時刻を、測定開始時刻としてフローテーブル１３ａの該当する項目に記憶させる。
【００３２】
さて、この状態で予め設定された一定時間が経過するか、又はフロー開始／終了タイミングになったとする。そうするとフロー情報処理部１４ａは、ステップＳ２２又はＳ２３からステップＳ２４に移行し、ここで使用帯域を計算する。この使用帯域は、フローテーブル１３ａからフローの通過データ量と測定開始時刻を読み出し、  
データ量÷（現在時刻−測定開始時刻）  
の式により計算される。
【００３３】
続いてフロー情報処理部１４ａは、ステップＳ２５により、上記算出された使用帯域の値にある決められた倍率を乗算して必要帯域を算出する。なお、使用帯域をそのまま必要帯域としてもよい。そして、ステップＳ２６において、上記算出された必要帯域の値を、上記フローテーブル１３ａに記憶されたフロー情報と共に更新要求として帯域管理サーバ１０３へ送信する。そして、ステップＳ２７によりフローテーブル１３ａの測定開始時刻を現在時刻に更新する。
【００３４】
上記ゲートウェイ１０２ａから必要帯域の更新要求が到来すると、帯域管理サーバ１０３は以下のように帯域制御処理を実行する。すなわち、帯域管理サーバ１０３は必要帯域の更新要求を受信するとステップＳ２８からステップＳ２９に移行し、上記受信された必要帯域の情報をもとにフローに対して割り当てる帯域を調整する。そして、ステップＳ３０において、該当フローの経路に存在するルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂに対してフロー制御情報を送信する。この結果、ルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂでは、該当するフローに対して、上記フロー制御情報により通知された必要帯域を上限とする帯域制御が行われる。
【００３５】
以後同様に、ゲートウェイ１０２ａでは、上記一定時間が経過するごとに、その時点における必要帯域が計算し直されてその値が更新要求として帯域管理サーバ１０３に通知される。そして帯域管理サーバ１０３では、上記更新要求により通知された必要帯域の値をもとに該当するフローに割り当てる帯域が調整し直され、ルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂではこの調整し直された帯域を上限としてフローに対する帯域制御が行われる。したがって、ルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂによる該当フローに対する帯域は、上記一定時間ごとにそのときの使用帯域に応じて常に最適な帯域となるように制御される。
【００３６】
一方、フローの終了が検出されると、パケット処理部１２ａはステップＳ１３からステップＳ１７に移行し、フローテーブル１３ａから該当するフローに関する諸情報を削除する。フロー制御部１４ａは、ステップＳ１８により上記フローの終了を示すフラグを付加した制御パケットを生成し、この生成された制御パケットをステップＳ１９によりインタフェース１５から帯域管理サーバ１０３へ送信する。帯域管理サーバ１０３は、上記フロー終了を示すフラグが付加された制御パケットを受信すると、ルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂに対してフローに対する帯域制御の終了を通知する。
【００３７】
以上詳述したように第１の実施形態では、フローの経路上にゲートウェイ１０２ａを配置し、このゲートウェイ１０２ａにより転送されるパケットのヘッダからフローの開始及び終了を判定してその判定結果をフロー情報と共に帯域管理サーバ１０３に通知し、帯域管理サーバ１０３からルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂに対し該当するフローに対する帯域制御を指示するようにしている。  
したがって、SIPに対応していないアプリケーションを利用する場合でも、このSIP非対応のアプリケーションに対して帯域管理サーバ１０３の帯域管理機能を利用させることができ、これによりSIPを使用するネットワークシステムで利用可能なアプリケーションの範囲を拡げることができる。
【００３８】
また第１の実施形態では、ゲートウェイ１０２ａにより、予め設定した一定時間間隔で必要帯域を計算してその値を更新要求として帯域管理サーバ１０３に通知し、帯域管理サーバ１０３により、上記更新要求により通知された必要帯域の値をもとに該当するフローに割り当てる帯域を調整して、ルータ１０１−Ａ，１０１−Ｂに対し帯域制御を指示するようにしている。したがって、フローが形成されている状態で、フローごとに最適な帯域制御を行うことが可能となる。しかも、フローの転送に必要な帯域が一定の時間間隔で算出し直されてフロー経路の帯域制御が行われる。このため、フローの転送中に必要帯域が変化しても、その時々で常に最適な帯域制御を行うことが可能となる。
【００３９】
（第２の実施形態）  
この発明の第２の実施形態は、ゲートウェイにフロー監視機能に加え帯域管理機能を設け、これらの機能によりフロー監視処理から当該フローに対する帯域制御までのすべての処理をゲートウェイにより実施するように構成したものである。
【００４０】
図６は、この発明に係わるフロー監視装置の第２の実施形態であるゲートウェイの構成を示すブロック図である。なお、同図において前記図２と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。  
ゲートウェイ１６は、パケットを転送するためのインタフェース１０，１１と、パケット処理部１２ｂと、フローテーブル１３ｂと、フロー情報処理部１４ｂと、帯域管理テーブル１６を備えている。
【００４１】
このうちフローテーブル１３ｂには、図７に示すように、フロー情報と、使用帯域の測定開始時刻と、フローの通過データ量に加え、フローに対し割り当てられた帯域割当量が記憶される。なお、フロー情報は前記第１の実施形態と同様に、送信元IPアドレス、送信先IPアドレス、プロトコル番号、送信元ポート番号及び送信先ポート番号から構成される。
【００４２】
帯域管理テーブル１６は、帯域管理のために必要な情報を保存するために用いるもので、図８に示すように、区間識別子と、帯域と、使用可能帯域が保存される。区間識別子は、ネットワーク内で帯域保証を行う対象となる区間を示す識別子である。帯域はゲートウェイ１０２ｂが帯域保証のために使用できる全体域を表す。使用可能帯域は、新規のフローに割り当てることができる帯域の残量を示す。
【００４３】
パケット処理部１２ｂは、この発明に係わる処理機能として以下の各機能を有する。  
(1) 上記インタフェース１０とインタフェース１１との間でパケットを転送する際に、当該パケットのヘッダを読み取り、この読み取ったヘッダの記述内容をもとにフローの状況、つまりフローの開始及び終了を判定する。そして、フロー開始と判定された場合に、上記ヘッダに記述されている送信元IPアドレス、送信先IPアドレス、プロトコル番号、送信元ポート番号及び送信先ポート番号を、上記フロー情報としてフローテーブル１３ｂに書き込む処理。また、フロー終了と判定された場合に、フローテーブル１３ｂから該当するフロー情報を削除する処理。
【００４４】
(2) 使用帯域を測定するために、測定開始時刻をフローテーブル１３ｂに書き込んだ上で、上記インタフェース１０とインタフェース１１との間で転送されるパケットの長さを検出し、この検出されたパケット長の合計をフローテーブル１３ｂに記憶させる処理。  
(3) 上記フローテーブル１３ｂに書き込まれた割当帯域量をフローが超えないように、ポリサー等の仕組みを使いフローの流入制御を行う処理。
【００４５】
フロー情報処理部１４ｂは、この発明に係わる処理機能として以下の各機能を有する。  
(1) パケット処理部１２ｂからフロー開始又はフロー終了の判定結果を受け取ると、帯域管理テーブル１６に保存されている使用可能帯域をもとに該当区間の帯域が空いているか否かを確認し、帯域が空いている場合は該当するフローに対して帯域の割り当てを行うと共に、フローテーブル１３ｂに上記割り当てた帯域量を書き込む処理。
【００４６】
(2) 予め定めた一定の時間間隔で、フローテーブル１３ｂに記憶されたフローの通過データ量と測定開始時刻をもとに使用帯域を計算し、さらにこの計算された使用帯域にある決められた倍率を乗算して必要帯域を算出する。そして、帯域管理テーブル１６に保存されている使用可能帯域をもとに上記必要帯域を割り当てることが可能か否かを確認し、割当可能な場合は該当するフローに対して上記必要帯域の割当を行う処理。
【００４７】
次に、以上のように構成されたゲートウェイ１０２ｂによる帯域制御処理動作を説明する。図９は、その処理手順と処理内容を示すフローチャートである。なお、図９において前記図４と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
ステップＳ１２によりフローの開始が検出され、これに応じてステップＳ１４によるフローテーブル１３ａへのフロー情報の書き込み処理が終了すると、フロー情報処理部１４ｂはステップＳ３２において、帯域管理テーブル１６に保存されている使用可能帯域をもとに該当区間の帯域が空いているか否かを確認する。そして、帯域に空きがある場合には、ステップＳ３３によりフローに割り当てる帯域を使用可能帯域から減算し、上記フローに割り当てた帯域をステップＳ３４によりフローテーブル１３ｂに書き込む。続いて、パケット処理部１２ｂが、ステップＳ３５において上記フローテーブル１３ｂに書き込まれた割当帯域量をフローが超えないように、フローの流入制御を行う。
【００４８】
一方、ステップＳ１３によりフローの終了が検出されると、パケット処理部１２ｂはステップＳ３６によりフローテーブル１３ｂから該当するフローに関するフロー情報及び割当帯域量を削除する。フロー情報処理部１４ｂは、ステップＳ３７により、帯域管理テーブル１６からフローに割り当てていた帯域量を使用可能帯域に加算する。またパケット処理部１２は、ステップＳ３８により該当フローの流入制御の設定を外す。
【００４９】
なお、上記フロー開始からフロー終了までの期間において、パケット処理部１２ｂ及びフロー情報制御部１４ｂでは、一定の時間間隔で必要帯域の測定処理とその測定結果に基づく適応的な帯域割当処理が行われる。すなわち、パケット処理部１２ｂでは通過データ量が測定されてその測定値がフローテーブル１３ｂに累積加算されるように書き込まれる。また、フロー情報処理部１４ｂでは、一定の時間間隔で上記フローテーブル１３ｂに書き込まれた通過データ量と測定開始時刻をもとに使用帯域が計算され、さらにこの使用帯域から必要帯域が計算される。そして、帯域管理テーブル１６に保存されている使用可能帯域をもとに上記必要帯域を割り当てることが可能か否かが判定され、割当可能な場合は該当するフローに対して上記必要帯域の割当が可変制御される。
【００５０】
以上述べたように第２の実施形態では、ゲートウェイ１０２ｂにフローテーブル１３ｂを用いたフロー監視機能に加え、帯域管理テーブル１６を用いた帯域の割当機能を設けている。したがって、ゲートウェイ１０２ｂにおいて、フロー監視処理から当該フローに対する帯域制御までのすべての処理を一括して行うことが可能となる。
【００５１】
（その他の実施形態）  
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、前記第１及び第２の実施形態では、フローごとに必要帯域を計算し、この計算された必要帯域に応じてフローに対する帯域制御を行うようにした。しかし、これに限定されるものではなく、必要帯域を計算せずに、ユーザとの契約等により予め決められた必要帯域をメモリから読み出し、この読み出された必要帯域に応じフローに対する帯域制御を行うようにしてもよい。このようにすると、フローの状況が検出されてから当該フローに対する帯域制御が行われるまでに要する時間を短縮して、応答性のよい帯域制御が可能となる。
【００５２】
また、IMSのネットワーク内にゲートウェイを１台のみ設けた場合を例にとって説明したが、複数のゲートウェイをネットワーク内に分散配置してこれらのゲートウェイにより各々フロー監視、さらには帯域制御を行うようにしてもよい。また、フロー監視装置としてはゲートウェイに限らず、ブリッジやルータ等のその他のパケット転送装置を使用するようにしてもよい。
【００５３】
その他、フロー監視装置及び帯域管理装置の構成や処理手順、処理内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０１−Ａ，１０１−Ｂ，１０１−Ｃ…ルータ、１０２ａ，１０２ｂ…ゲートウェイ、１０３…帯域管理サーバ、２００…配信サーバ、１０，１１，１５…インタフェース、１２ａ，１２ｂ…パケット処理部、１３ａ，１３ｂ…フローテーブル、１４ａ，１４ｂ…フロー情報処理部、１６…帯域管理テーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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