(57)【要約】【課題】MPLS網においてLSP上で優先したいトラフィックのQoSを保証することに寄与する。【解決手段】ユーザ端末が要求する通信セッションが所定の優先トラフィック条件に合致する場合に当該通信セッションのトラフィックを利用可能な帯域保証型LSPに振り分け、一方、当該通信セッションが所定の優先トラフィック条件に合致しない場合において当該通信セッションのトラフィック量を利用可能な帯域保証型LSPの総トラフィック量に加えた合計値が該帯域保証型LSPに割り当てられた通信帯域を超えないときは当該通信セッションのトラフィックを当該通信セッションに利用可能な帯域保証型LSPに振り分け、合計値が該帯域保証型LSPに割り当てられた通信帯域を超えるときは当該通信セッションのトラフィックを当該通信セッションに利用可能な帯域非保証型LSPに振り分ける。【選択図】図３
2008244682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯域保証型LSPと帯域非保証型LSPとが通信拠点間に設定されているMPLS網の経路選択制御装置であり、
帯域保証型LSPに割り当てられた通信帯域の情報および帯域保証型LSP上に流れている総トラフィック量の情報を保持するLSPデータベースと、
ユーザ端末が要求する通信セッションが所定の優先トラフィック条件に合致する場合に当該通信セッションのトラフィックを利用可能な帯域保証型LSPに振り分け、一方、当該通信セッションが所定の優先トラフィック条件に合致しない場合において当該通信セッションのトラフィック量を利用可能な帯域保証型LSPの前記総トラフィック量に加えた合計値が該帯域保証型LSPに割り当てられた前記通信帯域を超えないときは当該通信セッションのトラフィックを利用可能な帯域保証型LSPに振り分け、前記合計値が該帯域保証型LSPに割り当てられた前記通信帯域を超えるときは当該通信セッションのトラフィックを利用可能な帯域非保証型LSPに振り分ける経路選択手段と、
を備えたことを特徴とする経路選択制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の経路選択制御装置と、
ユーザ端末が要求する通信セッションの情報を前記経路選択制御装置に送信するSIPサーバと、
前記経路選択制御装置の経路選択結果に従って、該当する通信セッションのトラフィックを帯域保証型LSP又は帯域非保証型LSPのいずれかに出力するように制御するトラフィック出力制御手段と、
前記制御されたトラフィックを帯域保証型LSP又は帯域非保証型LSPのいずれかに出力するトラフィック転送手段と、
を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項３】
前記トラフィック出力制御手段は、通信網側の装置に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記トラフィック出力制御手段は、ユーザ端末側の装置に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経路選択制御装置および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ALL-IP（Internet Protocol）ネットワーク技術が検討されており、そのコアネットワーク技術にIMS（IP Multimedia Subsystem）若しくはMMD（Multi Media Domain）と呼ばれる方式（以下、「IMS/MMD」と称する）を利用することが検討されている。IMS/MMDを用いた通信網では、ユーザがSIP（Session Initiation  Protocol）及びSDP（Session Description Protocol）を用いて、通信相手、利用するアプリケーションの種類および通信帯域などをコアネットワークに通知する。また、IMS/MMDにおいて、コアネットワークのルーティング技術にMPLS（Multi Protocol Label Switching）が用いられることが検討されている。MPLSを用いた通信網（MPLS網）では、物理回線上に、ある拠点から他の拠点に至る通信経路として仮想的なパス（LSP：Label Switch Path）を設定することができる。LSPを設定する際には、MPLS-TE（Traffic Engeneering）を利用することができる。MPLS-TEは、MPLSを用いたコアネットワークのトラフィックを監視し、トラフィックに応じた経路制御を行う技術である。MPLS-TEによって、LSPを設定する際に、LSPの通信帯域を指定することができる。そして、物理回線上に、各LSPに割り当てられた通信帯域を充足するように、ある拠点から他の拠点に至るLSPを設定することが可能である。
【非特許文献１】RFC3261：「SIP:Session Initiation Protocol」
【非特許文献２】RFC3312：「Integration of Resource Management and Session Initiation Protocol」
【非特許文献３】RFC2327：「SDP:Session Description Protocol」
【非特許文献４】RFC3031：「Multiprotocol Label Switching Architecture」
【非特許文献５】RFC3209：「RSVP-TE:Extensions to RSVP for LSP Tunnels」
【非特許文献６】3GPP2 X.S0013：「All-IP Core Network Multimedia Domain」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の技術では、以下に示すような問題がある。
MPLS-TEにより、LSPを流れるトラフィックに関してATM（Aynchronous Transfer Mode）のように仮想パス上で優先したいトラフィックに対するQoS（Quality of Service）を実現したいという要望がある。しかしながら、MPLS-TEにより設定された仮想パスであるLSP上において、既存のルータではキューイングなどのQoSを設定し動作させることができない。キューイングによるQoSを設定することができるのは物理インターフェイスのみである。一方で、LSPを設定する際にLSPの通信帯域を指定し、ネットワーク全体でその通信帯域を充足するようにLSPの経路を設定することができる。しかし、そのLSP上に指定された通信帯域を越えるトラフィックが流入しても、LSP上でトラフィックを制御することはできず、そのままトラフィックが流れてしまい、LSP上で優先したいトラフィックのQoSを保証することができなくなるという問題がある。
【０００４】
また、ユーザからのトラフィックの中で特定のトラフィックを優先制御したい場合、MPLSのLSPとは別に各ルータの物理インターフェイスにQoSのルールを記述することが行われる。この場合、設計段階で算出したLSPの通信帯域の値を有効に活用することができず、LSP単位でのQoSを実現することができない。
【０００５】
また、将来、LSP上でQoSを実施する機能がルータに実装することができるようになった場合、大規模なネットワークでは、一つのルータを経由するLSPの数は一般的に数十になることが考えられるため、各LSP上で動作するQoSを運用管理していくのは大変な作業となる。このため、実際の商用ネットワークにおいて、ルータの機能だけで、ユーザからのトラフィックの中で特定のトラフィックをLSP上で優先制御することは困難である。
【０００６】
また、IMS/MMDを用いたネットワークでは、ユーザがSIPによりセッション情報をコアネットワークへ通知するが、そのセッション情報をバックボーンネットワークでどのように扱うかは定義されておらず、バックボーンネットワークで有効にQoSを動作させることができない。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、MPLS網においてLSP上で優先したいトラフィックのQoSを保証することに寄与することのできる経路選択制御装置および通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る経路選択制御装置は、帯域保証型LSPと帯域非保証型LSPとが通信拠点間に設定されているMPLS網の経路選択制御装置であり、帯域保証型LSPに割り当てられた通信帯域の情報および帯域保証型LSP上に流れている総トラフィック量の情報を保持するLSPデータベースと、ユーザ端末が要求する通信セッションが所定の優先トラフィック条件に合致する場合に当該通信セッションのトラフィックを利用可能な帯域保証型LSPに振り分け、一方、当該通信セッションが所定の優先トラフィック条件に合致しない場合において当該通信セッションのトラフィック量を利用可能な帯域保証型LSPの前記総トラフィック量に加えた合計値が該帯域保証型LSPに割り当てられた前記通信帯域を超えないときは当該通信セッションのトラフィックを利用可能な帯域保証型LSPに振り分け、前記合計値が該帯域保証型LSPに割り当てられた前記通信帯域を超えるときは当該通信セッションのトラフィックを利用可能な帯域非保証型LSPに振り分ける経路選択手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る通信システムは、請求項１記載の経路選択制御装置と、ユーザ端末が要求する通信セッションの情報を前記経路選択制御装置に送信するSIPサーバと、前記経路選択制御装置の経路選択結果に従って、該当する通信セッションのトラフィックを帯域保証型LSP又は帯域非保証型LSPのいずれかに出力するように制御するトラフィック出力制御手段と、前記制御されたトラフィックを帯域保証型LSP又は帯域非保証型LSPのいずれかに出力するトラフィック転送手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る通信システムにおいては、前記トラフィック出力制御手段は、通信網側の装置に設けられたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る通信システムにおいては、前記トラフィック出力制御手段は、ユーザ端末側の装置に設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、MPLS網においてLSP上で優先したいトラフィックのQoSを保証することに寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す通信システムは、本実施形態に係る経路選択制御装置としてのSBPS（Session Bandwidth Path Selector）１及びSBPS１からアクセスされるLSPデータベース２を備える。SBPS１はSIPサーバ３に通信回線を介して接続される。SIPサーバ３は、MMDノードの一つとして設けられており、P-CSCF（Proxy Call Session Control Function）を有し、通信回線を介してユーザ端末との間でSIPメッセージをやり取りする。MPLS網１０は、複数のルータ１１から構成される。無線ネットワーク２０は、ユーザ端末２１からアクセスされる無線アクセス網である。無線ネットワーク２０は、PDSN（Packet Data Serving Node）３０を介してMPLS網１０に接続される。
【００１４】
まず、図２を参照して、本実施形態に係る経路選択制御方法の概要を説明する。
図１に示されるMPLS網１０において、各拠点のルータ１１から他の拠点のルータ１１へフルメッシュで通信経路が設定される。その通信経路の種類として、通信帯域（通信速度）を指定して通信品質を保証する帯域保証型LSP（以下、「Guarantee LSP」と称する）と、通信帯域を指定しない（zero-bandwidth）の帯域非保証型LSP（以下、「Non-guarantee LSP」と称する）とを用いる。
【００１５】
図２において、通信拠点であるPOP（Presence Of Point）_A，B間には、２つの通信経路が設定されている。その一方の通信経路はGuarantee LSP１１０であり、通信帯域が指定される。もう一方の通信経路はNon-guarantee LSP１２０であり、通信帯域が指定されない。
【００１６】
本実施形態では、図２に示されるようなネットワーク環境において、通常時にはユーザトラフィックはGuarantee LSP１１０で伝送されているものとする。そして、ユーザ端末が発するSIP/SDPの情報よりその利用帯域を推定し、総トラフィック量がGuarantee LSP１１０の通信帯域を超える場合には、優先度が低いトラフィックをNon-guarantee LSP１２０に振り分けるようにし、優先度が高いトラフィック（例えば、緊急呼など）は常にGuarantee LSP１１０で伝送されるようにする。この経路選択制御機能は、図１に示されるSBPS１に設けられる。これにより、LSP上で優先したいトラフィックのQoSを保証することを図る。
【００１７】
次に、図３を参照して、図１の通信システムにおける本実施形態に係る経路選択制御動作について詳細に説明する。図３は、図１に示すSBPS１の動作フロー図である。
【００１８】
まず、ユーザ端末２１は、SIP Preconditionの手順により、MMDネットワーク上のSIPサーバ３にINVITEメッセージ２００を送信する。SIPサーバ３は、ユーザ端末２１より受信したINVITEメッセージ２００から、通信相手、利用帯域（bandwidth）、アプリケーション、電話番号などのセッション情報を取得し、そのセッション情報をSBPS１に通知する（Ｓ０）。
【００１９】
SBPS１は、ネットワーク管理者により事前に定義された、優先制御したいトラフィックの属性情報（以下、「優先トラフィック情報」と称する）を保持している。優先トラフィック情報は、SIP/SDPメッセージにより通知される電話番号、利用アプリケーションなどの項目に対応している。
【００２０】
LSPデータベース２は、各拠点間を結ぶLSPに割り当てられた通信帯域の値と、LSP上に流れている総トラフィック量を保持する。各LSPの通信帯域は、ネットワーク管理者により決定される。LSP上に流れるトラフィックは、ルータ１１に実装されているMIB（Management Information Base）値をSNMP（Simple Network Management Protocol）により定期的に取得することによって算出することができる。
【００２１】
SBPS１は、SIPサーバ３から受け取ったセッション情報、つまりユーザ端末２１が送信したSIP/SDPの情報が優先トラフィック情報のいずれかの項目に該当するか否かを判断する（Ｓ１）。
【００２２】
ステップＳ１の判断の結果、セッション情報が優先トラフィック情報のいずれかの項目に該当する場合には、SBPS１はapprovalメッセージをSIPサーバ３へ送信する（Ｓ２）。SIPサーバ３は、SBPS1から、Guarantee LSPへの転送を許可する意味を持つapprovalメッセージを受信すると、SIP Preconditionの手順により、OKメッセージ（２１０）をユーザ端末２１に送信する。当該ユーザ端末２１の無線ネットワーク２０は、該OKメッセージ（２１０）に基づいて、該当するPDSN３０に、当該ユーザ端末２１からのパケットに対する優先マーキングを指示する。PDSN３０（トラフィック出力制御手段）は、指示されたパケットに対して優先フラグを付加する。優先フラグには、パケットに含まれるDSCPやPrecedenceなどの情報を利用することができる。ネットワーク管理者は、DSCP又はPrecedenceのどの値が優先フラグであるのかを事前に定義しておく。MPLS網１０内のPE（Provider Edge）ルータ１１（トラフィック転送手段）は、流入してきたパケットのLSPへの振り分けを行う。PEルータ１１は、優先フラグ付きパケットをGuarantee LSPに出力する。これにより、当該ユーザ端末２１がアプリケーションの利用を開始しパケットを送信すると、該パケットは、PDSN３０で優先フラグが付加され、Guarantee LSPで伝送される。
【００２３】
一方、ステップＳ１の判断の結果、セッション情報が優先トラフィック情報のいずれの項目にも該当しない場合には、SBPS１は、当該ユーザ端末２１からのトラフィックをGuarantee LSP又はNon-guarantee LSPのいずれに振り分けるのかを判断する（Ｓ３）。このLSP選択処理では、まず、当該ユーザ端末２１からのトラフィックの伝送経路に対応するGuarantee LSPをセッション情報に基づいて検出する。次いで、そのGuarantee LSPにおける現在の総トラフィック量をLSPデータベース２から取得する。次いで、その総トラフィック量に当該ユーザ端末２１からのトラフィック量（利用帯域）を加えた合計値と、LSPデータベース２内の当該Guarantee LSPの通信帯域とを比較する。この比較の結果、トラフィック量合計値が当該Guarantee LSPの通信帯域を超えない場合には、当該ユーザ端末２１からのトラフィックを当該Guarantee LSPに振り分ける。一方、トラフィック量合計値が当該Guarantee LSPの通信帯域を超える場合には、当該ユーザ端末２１からのトラフィックをNon-guarantee LSPに振り分ける。
【００２４】
ステップＳ３の結果、当該ユーザ端末２１からのトラフィックをGuarantee LSPに振り分ける場合には、SBPS１はapprovalメッセージをSIPサーバ３へ送信する（Ｓ２）。
【００２５】
一方、当該ユーザ端末２１からのトラフィックをNon-guarantee LSPに振り分ける場合には、SBPS１はdisapprovalメッセージをSIPサーバ３へ送信する（Ｓ４）。SIPサーバ３は、SBPS１から、Guarantee LSPへの転送が許可されなかったことを意味するdisapprovalメッセージを受信すると、SIP Preconditionの手順により、アプリケーションの通信品質をMPLS網内で保証できないことを通知するメッセージ（２１０）をユーザ端末２１に送信する。当該ユーザ端末２１の無線ネットワーク２０は、該メッセージ（２１０）に基づいて、該当するPDSN３０に、当該ユーザ端末２１からのパケットに対する非優先マーキングを指示する。PDSN３０は、指示されたパケットに対して非優先フラグを付加する。非優先フラグには、パケットに含まれるDSCPやPrecedenceなどの情報を利用することができる。ネットワーク管理者は、DSCP又はPrecedenceのどの値が非優先フラグであるのかを事前に定義しておく。MPLS網１０内のPEルータ１１は、非優先フラグ付きパケットをNon-guarantee LSPに出力する。これにより、当該ユーザ端末２１がアプリケーションの利用を開始しパケットを送信すると、該パケットは、PDSN３０で非優先フラグが付加され、Non-guarantee LSPで伝送される。なお、SIPサーバ３は、MPLS網内の状況によっては当該ユーザ端末２１がアプリケーションを利用するのを許可しないこともある。
【００２６】
ユーザ端末２１がSIP手順のByeメッセージにより通信の終了をSIPサーバ３へ通知することによって、当該LSPを用いた通信が終了する。
【００２７】
なお、上述の実施例では、PDSN３０がパケットに優先／非優先マーキングを行ったが、その他の通信網側の装置がパケットに優先／非優先マーキングを行ってもよい。例えば、通信網側の装置であるルータ１１が、パケットに優先／非優先マーキングを行ってもよい。又は、ユーザ端末側の装置がユーザ端末２１から送信されるパケットに優先／非優先マーキングを行ってもよい。例えば、ユーザ端末２１が自分で送信するパケットに優先／非優先マーキングを行ってもよい。若しくは、ユーザ端末２１の外部装置として、パケットに優先／非優先マーキングを行う装置を設けてもよい。つまり、トラフィック出力制御手段の一実施例である「パケットに優先／非優先マーキングを行う手段」は、通信網側の装置又はユーザ端末側の装置のどちらに設けられてもよい。
【００２８】
上述の実施形態によれば、Guarantee LSPの総トラフィック量に応じて、ユーザ端末２１からのトラフィックをGuarantee LSP又はNon-guarantee LSPに振り分ける。これにより、Guarantee LSPで伝送されるトラフィックのQoSがLSP上で保証される。従って、優先したいトラフィックをGuarantee LSPに振り分けることにより、優先したいトラフィックのQoSをLSP上で保証することが可能になる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、MPLS網１０のルータ１１に特別な機能を追加することなく、MMDノード、SIPプロトコルの拡張によりLSP単位でのQoSを保証することが可能となる。これにより、あらかじめ定めた優先トラフィックの網内での品質を保証することができる。また、MPLS網内の輻輳具合によっては、ユーザ端末２１によるアプリケーションのセッション確立時点で、優先度の低いアプリケーションの利用を不許可し、バックボーンネットワークが輻輳するのを防ぐことが可能となる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係る経路選択制御方法を説明するための概念図である。
【図３】図１に示すSBPS１の動作フロー図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…SBPS、２…LSPデータベース、３…SIPサーバ、１０…MPLS網、１１…ルータ、２０…無線ネットワーク、２１…ユーザ端末、３０…PDSN
【図１】
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【図２】
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【図３】
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