(57)【要約】【課題】帯域保証要求が多数到着したときに集中的に計算処理および管理するよりも多くの要求を受け付ける。【解決手段】要求元ボーダルータは通知すべき情報をパケットとして作成し、網内の全ボーダルータへ転送する。このパケットを受信した要求元ボーダルータ以外のネットワーク内の全ボーダルータはパケットに記述された帯域情報を見て自ボーダルータの持つ各リンクの予約帯域量を示すデータベースを更新する。要求元ボーダルータに帯域保証要求が到着すると、その要求元ボーダルータは、その要求がどのリンクに帯域を予約する必要があるかを計算し、各リンクで予約すべき帯域と残余帯域とを比較し要求の満足できるかできないかの受付判定を行う。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの端に配置され、
ネットワーク内のリンクをその方向を考慮して一意的に認識するリンクＩＤと当該リンクＩＤに対応するリンクにおける既に予約されている帯域量とが対応して記録されたデータベースを備えたことを特徴とするボーダルータ。
【請求項２】
前記データベースを参照して他ネットワークからの帯域保証要求を満足する残余帯域量の有無を検索して当該帯域保証要求の実現可否を判定する手段と、
この判定結果が実現可のときには、当該帯域保証要求に対応する予約帯域分を前記データベースに記録された既に予約されている帯域量の変更差分としてそのリンクＩＤとともに他ボーダルータに送信する手段と
を備えた請求項１記載のボーダルータ。
【請求項３】
前記帯域保証要求は、１以上の障害発生パターンを想定し、当該障害発生パターン毎に障害箇所を迂回する経路設定のために必要となるリンクおよびその帯域の総和を要求するものである請求項２記載のボーダルータ。
【請求項４】
前記送信する手段は、前記障害発生パターン毎に障害箇所を迂回する経路設定のために必要となるリンクおよびその帯域に関する情報を前記変更差分の内訳情報として併せて送信する手段を備えた請求項２または３記載のボーダルータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコネクションレスなＩＰデータグラムネットワークに利用する。特に、ＩＰデータグラムを転送する際に、保証したい帯域を予約する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ネットワーク内の帯域管理方式には、図７に示すようにネットワーク内外に配備された集中管理サーバなどが一極集中管理を行う方式がある。ネットワーク内に集中管理装置を配備する場合もあれば、サーバを設けて管理する場合もある。この場合には、帯域要求が到着すると、管理方式に従い帯域管理を行う情報を集中管理装置に送信し、後は集中管理サーバに要求を受付可能かどうかの判定など全てを任せればよい。
【０００３】
一方、ボーダルータで分散的に帯域保証を行う方式がある。この方式では、あるボーダルータからあるボーダルータまでの経路の保証パスを設けてその経路での帯域を保証するという方式が主流である。
【０００４】
あるいは、特願２００１−１２１８３４号ならびに特願２００１−０４８８１９号（いずれも本願出願時に未公開、以下では先願という）に記した帯域保証パスを用いないでＩＰデータグラムレベルでの各リンクでの保証帯域積み上げ計算を行い帯域管理する方式もある。この方式では、図８および図９に示すように、自ボーダルータから入力するトラヒックに対しての帯域要求を受けたボーダルータ（以降、要求元ボーダルータと呼ぶ）が何Ｍｂｐｓの要求帯域が来たという情報をネットワーク内の全ホーダルータに通知し、帯域管理の計算（要求を満たすにはどのリンクにどれだけの帯域があれば満たせるか、要求を満たすことが出来るならその要求分の帯域を各リンクに予約するなど）を全ボーダルータにしてもらう。また、各ボーダルータがどのような要求に対して、どのような計算を行うかにより処理量は変動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した集中管理方式では、障害保証などのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）を考慮して帯域保証する場合においては、ボーダルータに帯域要求が来た時点でそれらを考慮して帯域保証および予約するための計算を行う必要が生じる。このとき、ネットワーク内の全ボーダルータから同時に多くの要求が来ることを想定すると計算量が多くなり集中管理方式では管理しきれないというケースが想定される。
【０００６】
したがって、集中的に帯域を管理するのではなくネットワーク内の各ボーダルータが分散的に帯域を管理することで処理の集中を回避し、多数の帯域保証要求が処理可能となる。例えば、図１０に示すように（要求元ボーダルータ、１秒あたりの帯域保証要求数）＝（＃１，１０）（＃２，２０）（＃３，２０）（＃４，１０）のとき、集中管理で行うと１秒間に６０の要求を処理する必要があるが、分散管理の場合には、各ボーダルータＢＲ＃１、ＢＲ＃２、ＢＲ＃３、ＢＲ＃４が１秒間に処理する帯域保証要求数は、それぞれ１０、２０、２０、１０となる。この場合に、先願では、ネットワーク内の全ボーダルータが同じ帯域管理計算を行うことになり、集中型帯域管理と比べて管理しきれないという事態は起こり難いが処理時間のメリットが見られない。そこで、複雑な計算処理を必要とせず、簡単に帯域保証要求が処理可能となることが望まれる。
【０００７】
本発明は、このような背景に行われたものであって、複雑な計算処理を必要とせず帯域保証要求を分散的に計算処理および管理を行い、帯域保証要求が多数到着したときに集中的に計算処理および管理するよりも多くの要求を受け付けることができるホーダルータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、要求元ボーダルータは通知すべき情報をパケットとして作成し、網内の全ボーダルータへ転送する機能を具備する。これにより、ネットワーク内の全ボーダルータが要求元ボーダルータになり得る。また、このパケットを受信した要求元ボーダルータ以外のネットワーク内の全ボーダルータはパケットに記述された帯域情報を見て自ボーダルータの持つ各リンクの予約帯域量を示すデータベースを更新する機能を具備する。ネットワーク内の全ボーダルータがこの機能を具備する。
【０００９】
要求元ボーダルータに帯域保証要求が到着すると、その要求元ボーダルータは、その要求がどのリンクに帯域を予約する必要があるかを計算し、各リンクで予約すべき帯域と残余帯域とを比較し要求の満足できるかできないかの判定を行う。この計算は、帯域保証要求または保証方法により様々であり、障害保証などのＱｏＳを満たす程度により計算量、計算方法等が異なる。
【００１０】
この判定の結果、帯域保証要求実現可能であれば、分散管理を適切に行うためにネットワーク内の全ボーダルータのデータベース（各リンクの総予約帯域量など保証形態により異なる）を一致させるために更新情報をメッセージとして送出する。その送出メッセージは、ネットワーク内のリンクに一意的に割り振られた番号を示すリンクＩＤ（図３）と、そのリンクＩＤを持つリンクにおける要求帯域による予約帯域量の差分情報である（図６）。
【００１１】
このとき、要求元ボーダルータ以外が、要求元ボーダルータからメッセージを受けて、データベース更新のための若干の計算を要するが、要求元ボーダルータで行う計算量よりは格段に少ない点が先願とは異なる。
【００１２】
すなわち、本発明は、ネットワークの端に配置され、ネットワーク内のリンクをその方向を考慮して一意的に認識するリンクＩＤと当該リンクＩＤに対応するリンクにおける既に予約されている帯域量とが対応して記録されたデータベースを備えたことを特徴とするボーダルータである。
【００１３】
また、本発明のボーダルータは、前記データベースを参照して他ネットワークからの帯域保証要求を満足する残余帯域量の有無を検索して当該帯域保証要求の実現可否を判定する手段と、この判定結果が実現可のときには、当該帯域保証要求に対応する予約帯域分を前記データベースに記録された既に予約されている帯域量の変更差分としてそのリンクＩＤとともに他ボーダルータに送信する手段とを備えることが望ましい。
【００１４】
これにより、要求元ボーダルータに帯域保証要求が到着すると、その要求元ボーダルータは、その要求がどのリンクに帯域を予約する必要があるかを計算し、各リンクで予約すべき帯域と残余帯域とを比較し要求の満足できるかできないかの受付判定を行う際に、データベースを参照することにより、簡単に当該帯域保証要求の実現可否判定を行うことができる。
【００１５】
また、前記帯域保証要求は、１以上の障害発生パターンを想定し、当該障害発生パターン毎に障害箇所を迂回する経路設定のために必要となるリンクおよびその帯域の総和を要求するものであることが望ましい。
【００１６】
さらに、前記送信する手段は、前記障害発生パターン毎に障害箇所を迂回する経路設定のために必要となるリンクおよびその帯域に関する情報を前記変更差分の内訳情報として併せて送信する手段を備えることもできる。
【００１７】
このように、障害発生パターン毎に障害箇所を迂回する経路設定のために必要となるリンクおよびその帯域を知ることで、その帯域保証要求のＱｏＳのランクを知ることができる。例えば、ＱｏＳのランクが低い帯域保証要求を受け付けた後に、同じリンク予約を必要とする他の帯域保証要求が到着した場合には、ある程度のダブルブッキングを許容し、反対に、ＱｏＳのランクが高い帯域保証要求を受け付けた後に、同じリンク予約を必要とする他の帯域保証要求が到着した場合には、ダブルブッキングが発生しないようにするといった運用方法も要求元ボーダルータが既に受付られた帯域保証要求のＱｏＳのランクを知ることにより実現可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明実施例を図１ないし図６を参照して説明する。図１は本実施例の帯域保証要求受付処理を示す概念図である。図２は本実施例のボーダルータのブロック構成図である。図３は本実施例のリンクＩＤを説明するための図である。図４は本実施例の障害を考慮した帯域予約処理の概念図である。図５は本実施例の公告メッセージを示す図である。図６は本実施例の予約帯域量の変更例を示す図である。
【００１９】
本実施例は、図１および図２に示すように、ネットワークの端に配置され、ネットワーク内のリンクをその方向を考慮して一意的に認識するリンクＩＤと当該リンクＩＤに対応するリンクにおける既に予約されている帯域量とが対応して記録されたデータベース１を備えたことを特徴とするボーダルータである。
【００２０】
他ネットワークからの帯域保証要求を受け付ける要求受付部２と、データベース１を参照して当該帯域保証要求を満足する残余帯域量の有無を検索して当該帯域保証要求の実現可否を判定する判定部３と、この判定結果が実現可のときには、当該帯域保証要求に対応する予約帯域分をデータベース１に記録された既に予約されている帯域量の帯域差分としてそのリンクＩＤとともに他ボーダルータに送信する公告部４とを備える。これにより、図４に示すように、データベース１の記録内容が更新される。
【００２１】
また、前記帯域保証要求は、１以上の障害発生パターンを想定し、当該障害発生パターン毎に障害箇所を迂回する経路設定のために必要となるリンクおよびその帯域の総和を要求するものである。
【００２２】
さらに、公告部４は、前記障害発生パターン毎に障害箇所を迂回する経路設定のために必要となるリンクおよびその帯域に関する情報を前記変更差分の内訳情報として併せて送信する。
【００２３】
以下では、本実施例をさらに詳細に説明する。
【００２４】
図１に示すように４つのボーダルータ（ＢＲ＃１〜ＢＲ＃４）からなるネットワークを例に、ボーダルータＢＲ＃１への入力トラヒックとして帯域要求が来たときを想定する。このとき、要求元ボーダルータ（ＢＲ＃１）において、帯域要求や帯域保証方法に応じてネットワーク内のどのリンクにどれだけ帯域を予約すべきかを計算し、その要求を受け入れられるかどうかの受付判定を行う。このとき、図５に障害を考慮して帯域管理を行う方式例を示すことにする。
【００２５】
以下に方式の説明を行う。
【００２６】
前提としてネットワーク内の全ボーダルータは図３に示すように、ボーダルータＢＲ＃１からコアルータＣＲ＃２方向のリンクをリンクＩＤ１番というようにリンクの方向を考慮したリンクＩＤと送信ルータ、受信ルータの対応表を保持しており、図５中のマトリクスは行と列とがそれぞれ送信ルータ、受信ルータとしてそれに対応するリンクの情報が保持されている。
【００２７】
次に、要求元ボーダルータの処理を説明する。
【００２８】
帯域保証要求がボーダルータＢＲ＃１に到着すると、障害は障害ＩＤ：ｋまで考慮する必要がある場合に、障害毎にどのリンクに帯域を予約するかを示す障害毎予約リンクマトリックス（ＭＡＴ１）（要素：１ｏｒ０）を参照して値が１のリンク（予約する必要のあるリンク）に要求帯域を乗じた値を障害毎予約帯域マトリックス（ＭＡＴ２）（要素：帯域量）に加算する。
【００２９】
ＭＡＴ２は様々な障害を考慮して、障害ＩＤ：１番のときは、障害ＩＤ１に対応するマトリックスの要素となるリンクにどれだけの帯域が既に予約されているかを示すマトリックスとなり、ｋ個の考慮しうる障害がそれぞれ独立の場合に、これらの最大値を予約しておけば良いので、ＭＡＴ２の各要素の最大値を選択し、総予約帯域量マトリックス（ＭＡＴ３）（要素：帯域）を作成する。
【００３０】
また、ネットワーク内の全ボーダルータが同じＭＡＴ２およびＭＡＴ３を持つことで、どのボーダルータが要求元ボーダルータとなっても同期の取れた適切な受付判定が可能となるので要求元ボーダルータはＭＡＴ２、ＭＡＴ３の変更要素の情報を図６に示すようにネットワーク内の全ボーダルータへ送信する。これにより、帯域保証要求のＱｏＳのランクを知ることができる。ＭＡＴ３については、
（変更個数）＋（リンクＩＤと帯域差分のセット）の変更要素数分
を送信する。これに続きＭＡＴ２の変更要素を送信するのだが、１つのマトリックスの各要素の数値は同じとなる方式なので、図６に示すように、
（要求帯域）＋（障害ＩＤ＋変更個数＋リンクＩＤの変更要素分）×障害ＩＤ数分
をメッセージとして送信する。
【００３１】
要求元ボーダルータ以外のボーダルータの処理は、メッセージを受信するとＭＡＴ３については、リンクＩＤの部分に帯域差分を加算する。ＭＡＴ２に関しては障害ＩＤ毎にリンクＩＤの要素に要求帯域を加算する。
【００３２】
したがって、ＭＡＴ２、ＭＡＴ３の各要素の変化分を要求元ボーダルータ以外は加算など簡単な計算以外は行わないで済む。つまり、他ボーダルータで受けられた要求について、どのリンクにどれだけの帯域を加算すれば、帯域保証ができるかなどの複雑な計算を行わなくて済み、ネットワーク全体で見たときの全ボーダルータでの帯域要求受付数を増加させることが可能となる。
【００３３】
また、ＭＡＴ２を公告することにより、ＱｏＳのランクを各ボーダルータが知ることができるため、例えば、ＱｏＳのランクが低い帯域保証要求を受け付けた後に、同じリンク予約を必要とする他の帯域保証要求が到着した場合には、ある程度のダブルブッキングを許容し、反対に、ＱｏＳのランクが高い帯域保証要求を受け付けた後に、同じリンク予約を必要とする他の帯域保証要求が到着した場合には、ダブルブッキングが発生しないようにするといった運用方法も実現可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複雑な計算処理を必要とせず帯域保証要求を分散的に計算処理および管理を行い、帯域保証要求が多数到着したときに集中的に計算処理および管理するよりも多くの要求を受け付けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の帯域保証要求受付処理を示す概念図。
【図２】本実施例のボーダルータのブロック構成図。
【図３】本実施例のリンクＩＤを説明するための図。
【図４】本実施例の障害を考慮した帯域予約処理の概念図。
【図５】本実施例の公告メッセージを示す図。
【図６】本実施例の予約帯域量の変更例を示す図。
【図７】従来の集中型帯域管理の一例を示す図。
【図８】従来の分散型帯域管理の一例を示す図。
【図９】従来の分散型帯域管理の概念図。
【図１０】分散型帯域管理における処理回数を説明するための図。
【符号の説明】
１　データベース
２　要求受付部
３　判定部
４　公告部
ＢＲ、ＢＲ＃１〜＃４　ボーダルータ
ＣＲ、ＣＲ＃１、ＣＲ＃２　コアルータ
【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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【図１０】
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