(57)【要約】  【課題】  ユーザが予約の設定をしなくてもサービス品質を保証できるネットワークリソース予約装置を提供する。  【解決手段】  ユーザがエッジルータ３０１にネットワークリソースの予約の設定を行わなくても、エッジルータ３０１において入力フローの計測を計測し、入力フローの特性情報を保持しておくことで、入力フローに必要なネットワークリソースを予約することが可能となり、ネットワークリソースの予約に対応していない通信端末１００からのフローの品質保証が行える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークリソースの予約をサポートするネットワークに接続するネットワークリソース予約装置であって、
フローを定義する情報を参照して、入力フローを識別する管理部と、
前記ネットワークにネットワークリソースの予約を要求する予約部と、
フローを定義する情報と前記フローが必要とするネットワークリソースの情報とを含むフロー特性情報を計測する計測部と、
前記計測部により過去に計測されたフロー特性情報を記憶するフロー特性記憶部とを備え、
一定条件が満たされるとき、前記予約部は、前記フロー特性記憶部が記憶するフロー特性情報により、前記ネットワークリソースの予約を要求するネットワークリソース予約装置。
【請求項２】
前記予約部は、前記計測部が計測済みのフロー特性情報がないときは、確保可能な最大のネットワークリソースにより予約を要求する請求項１記載のネットワークリソース予約装置。
【請求項３】
前記予約部は、前記計測部が計測済みのフロー特性情報がないときは、固定値のネットワークリソースにより予約を要求する請求項１記載のネットワークリソース予約装置。
【請求項４】
前記予約部は、前記計測部が計測済みのフロー特性情報がないときは、入力フローが準拠する規格において規定されている最大のネットワークリソースにより予約を要求する請求項１記載のネットワークリソース予約装置。
【請求項５】
入力フローについて、前記計測部により計測されたフロー特性情報が示す必要なネットワークリソースが、前記フロー特性記憶部により記憶されたフロー特性情報が示すネットワークリソースを越えるとき、前記予約部は、前記計測部により計測されたフロー特性情報が示す必要なネットワークリソースに基づいて、前記ネットワークに再予約を要求する請求項１記載のネットワークリソース予約装置。
【請求項６】
前記予約部は、入力フローについて、前記計測部により計測されたフロー特性情報が示す必要なネットワークリソースと、前記フロー特性記憶部により記憶されたフロー特性情報が示すネットワークリソースとのうち、より大きいネットワークリソースに基づいて、前記ネットワークに再予約を要求する請求項１記載のネットワークリソース予約装置。
【請求項７】
前記予約部が、ネットワークリソースの予約を要求したフローに関し、前記管理部は、前記計測部により計測されるフロー特性情報が示すネットワークリソースを用いてネットワークリソースを最適化し、前記予約部は、最適化されたネットワークリソースに基づいて、前記ネットワークに再予約を要求する請求項１記載のネットワークリソース予約装置。
【請求項８】
前記管理部は、ネットワークリソースが必要最小限になるようにネットワークリソースを最適化する請求項７記載のネットワークリソース予約装置。
【請求項９】
ネットワークリソースの予約をサポートするネットワークにおいてネットワークリソースを予約するネットワークリソース予約装置であって、
入力フロー毎に必要なネットワークリソースを記憶する手段と、
記憶されたネットワークリソースに基づいて前記ネットワークに予約を要求する手段と、
一定条件が満たされるとき、既に記憶されているネットワークリソースに基づいて、ネットワークリソースの予約を要求する手段とを備える、ネットワークリソース予約装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークリソースの予約（以下単に「予約」という。）をサポートするネットワークにおいて使用されるネットワークリソース予約装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ある種のＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）技術は、ＩＰネットワークにおいてネットワークリソースの予約を利用して通信のサービス品質を保証する。
【０００３】
このネットワークリソースの予約を行うプロトコルとして、インターネット技術の標準化団体ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ）によって標準化されたＲＳＶＰ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）がある。このＲＳＶＰを使用し、送信サーバから受信クライアントまでの経路におけるネットワークリソース（伝送帯域等）が予約されると、伝送路の負荷状態にかかわらず、伝送されるストリームデータを構成するパケットの廃棄やパケットの遅延などが一定範囲内に抑えられ、サービス品質が保証される。
【０００４】
また、ネットワークリソースを予約するＱｏＳ技術として、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ｅに準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を使用することもできる。
【０００５】
ネットワークリソースを予約するＱｏＳ技術は、基本的に全ての通信端末が予約に対応していることを前提とする。この点について、特許文献１（特開２００１−２９２１６７号公報）は、通信端末が予約に対応してなくても、通信端末を配下に持つエッジルータがネットワークリソースの予約を行うことにより、サービス品質を保証する技術を開示する。
【０００６】
一般に、ネットワークリソースを予約するためには、ユーザが、フロー特性情報から予約パラメータを求め、求めた予約パラメータをネットワークリソース予約装置に入力する必要がある。ここで、フロー特性情報とは、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス等のフローを識別するための情報と、フローの最大レート、平均レートなどのフローの特性をあらわす情報である。また、予約パラメータは、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、フローの予約レート、最大遅延時間などのフローの通信品質を保証するために必要となる情報である。
【０００７】
しかしながら、この予約パラメータをユーザが知ることは難しく、また予約パラメータを知ったとしても予約パラメータの設定作業をネットワークの知識がないユーザが行うのは困難である。さらに、ユーザがフロー特性情報を誤って設定した場合、フローのサービス品質を保証できない。
【０００８】
特許文献１記載の技術によると、フローのレートが変化したとき、典型的には、特定のフローが流れ始めたとき、流れ始めからこの特定のフローについて予約すべき帯域が計測され、計測された帯域の予約が完了するまでの間、品質保証を行えない。例えば、動画像データのフローが流れるとき、その動画像の先頭部分の画質が劣化することになる。さらに、この特定のフローあるいはそれに似たフローが、次回あるいはそれ以降に流れ始めたときも、同じ現象が繰り返されることになる。このような問題への対策が求められている。
【特許文献１】特開２００１−２９２１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、ユーザが予約の設定をしなくてもサービス品質を保証でき、フローのレート変化に対応できるネットワークリソース予約装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明に係るネットワークリソース予約装置は、ネットワークリソースの予約をサポートするネットワークに接続するネットワークリソース予約装置であって、フローを定義する情報を参照して、入力フローを識別する管理部と、ネットワークにネットワークリソースの予約を要求する予約部と、フローを定義する情報とフローが必要とするネットワークリソースの情報とを含むフロー特性情報を計測する計測部と、計測部により過去に計測されたフロー特性情報を記憶するフロー特性記憶部とを備え、一定条件が満たされるとき、予約部は、計測部が計測済みのフロー特性情報により、ネットワークリソースの予約を要求する。
【００１１】
この構成により、ユーザが予約パラメータを設定する必要なしに、ネットワークリソース予約装置において既に計測済みのフロー特性情報を利用して、新たにネットワークリソース予約装置に対してフローが入力されたとき入力フローのフロー特性計測結果を待たずに、ネットワークリソースの予約が行え、速応性のある品質保証が行える。
【００１２】
第２の発明に係るネットワークリソース予約装置では、第１の発明に加え、予約部は、計測部が計測済みのフロー特性情報がないときは、確保可能な最大のネットワークリソースにより予約を要求する。
【００１３】
この構成により、ユーザが予約パラメータを設定する必要なしに、ネットワークリソース予約装置において既に計測済みのフロー特性情報がなく、ネットワークリソース予約装置に対して新たなフローが入力されたとき、入力フローのフロー特性計測結果を待たずに予約可能な最大のネットワークリソースで予約を行うことで速応性のある品質保証が行える。よって、入力フローが動画像のフローであるような場合、特に冒頭部分において発生しやすい画質の劣化を効果的に抑制できる。
【００１４】
第３の発明に係るネットワークリソース予約装置では、第１の発明に加え、予約部は、計測部が計測済みのフロー特性情報がないときは、固定値のネットワークリソースにより予約を要求する。
【００１５】
この構成により、予想される最高のレート（例えば、ＨＤＴＶの２４Ｍｂｐｓ等）により予約を行えるため、どのようなフローに対しても品質保証できる。
【００１６】
第４の発明に係るネットワークリソース予約装置では、第１の発明に加え、予約部は、計測部が計測済みのフロー特性情報がないときは、入力フローが準拠する規格において規定されている最大のネットワークリソースにより予約を要求する。
【００１７】
この構成により、ユーザが予約パラメータを設定する必要なしに、ネットワークリソース予約装置において既に計測済みのフロー特性情報がなく、ネットワークリソース予約装置に対して新たなフローが入力されたとき、入力フローのフロー特性計測結果を待たずに規格で最大限認められたネットワークリソースで予約を行える。これにより、規格ではあり得ない程の大きなリソースで予約がされることがなくなるため、他のフローに割り当てうるリソースを確保しながら、速応性のある品質保証が行える。
【００１８】
第５の発明に係るネットワークリソース予約装置では、第１の発明に加え、入力フローについて、計測部により計測されたフロー特性情報が示す必要なネットワークリソースが、フロー特性記憶部により記憶されたフロー特性情報が示すネットワークリソースを越えるとき、予約部は、計測部により計測されたフロー特性情報が示す必要なネットワークリソースに基づいて、ネットワークに再予約を要求する。
【００１９】
この構成により、入力フローが必要とするネットワークリソースが動的に変化する場合にも対応でき、入力フローの変化にも追従して、品質保証が行える。
【００２０】
第６の発明に係るネットワークリソース予約装置では、第１の発明に加え、予約部は、入力フローについて、計測部により計測されたフロー特性情報が示す必要なネットワークリソースと、フロー特性記憶部により記憶されたフロー特性情報が示すネットワークリソースとのうち、より大きいネットワークリソースに基づいて、ネットワークに再予約を要求する。
【００２１】
この構成により、大小比較を実施して、入力フローの変化にも追従した品質保証が行える。
【００２２】
第７の発明に係るネットワークリソース予約装置では、第１の発明に加え、予約部が、ネットワークリソースの予約を要求したフローに関し、管理部は、計測部により計測されるフロー特性情報が示すネットワークリソースを用いてネットワークリソースを最適化し、予約部は、最適化されたネットワークリソースに基づいて、ネットワークに再予約を要求する。
【００２３】
第８の発明に係るネットワークリソース予約装置では、第７の発明に加え、管理部は、ネットワークリソースが必要最小限になるようにネットワークリソースを最適化する。
【００２４】
これらの構成により、入力フローが動画像のフローであるような場合、特に冒頭部分において発生しやすい画質の劣化を効果的に抑制できるだけでなく、冒頭部分が経過した後は、ネットワークリソースを最適化して、他のフローに割り当てうるリソースをより多く確保しながら、速応性のある品質保証が行える。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明によれば、ネットワークリソースの予約に対応していない通信端末からのフローのサービス品質保証をするために、ユーザがネットワークリソース予約装置に対して予約の設定をする必要がなく、簡単に高品位なサービスを受けることができる。特に、品質保証がされない期間を極力削減して、通信品質を向上できる。またユーザの誤設定によりサービス品質が保証されないといった問題が起こりにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるシステムの例示図である。図１において、通信端末１００、１０１、２００、２０１は、ＲＳＶＰに対応していない。エッジルータ３０１、３０２、３０３は、ＲＳＶＰに対応している。
【００２８】
通信端末１００、１０１は、エッジルータ３０１に接続され、通信端末２００は、エッジルータ３０２に接続され、通信端末２０１は、エッジルータ３０３に接続されている。エッジルータ３０１は、ＲＳＶＰに対応したルータ４００を介して、エッジルータ３０２、３０３と接続されている。
【００２９】
このシステムにおいて、通信端末１００から品質保証対象のフローが、エッジルータ３０１、ルータ４００、エッジルータ３０２を介して通信端末２００に流れる場合を考える。このとき、ネットワークリソースを予約し、品質保証を行うネットワークの範囲は、エッジルータ３０１からエッジルータ３０２までの範囲である。
【００３０】
図２は、エッジルータ３０１の機能ブロック図である。なお他のエッジルータ３０２、３０３は、エッジルータ３０１と同様に構成されるため、それらの説明は省略する。
【００３１】
図２に示されるように、エッジルータ３０１は、ＱｏＳ管理部５０１、優先フロー識別部５０２、帯域計測部５０３、ＱｏＳ予約部５０４、ＱｏＳ処理部５０５、ＱｏＳ管理テーブル５０６、フロー特性テーブル５０７、計測フロー特性テーブル５０８及び優先条件データベース５０９を備える。
【００３２】
本形態のＱｏＳ管理テーブル５０６を図３に、フロー特性テーブル５０７を図４に、計測フロー特性テーブル５０８を図５に、優先条件データベース５０９を図６に、それぞれ示す。
【００３３】
図３に示されるように、ＱｏＳ管理テーブル５０６は、ネットワークリソースが予約されたフローの予約パラメータを保持する。ＱｏＳ管理部５０１は、ＱｏＳ管理テーブル５０６を参照し、カレントのフローがＱｏＳ制御対象のフローかどうかを判断する。本形態の予約パラメータは、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス及び予約レートのセットである。
【００３４】
図４に示されるように、フロー特性テーブル５０７は、帯域計測部５０３によって過去に計測されたフローの特性情報を保持する。図５に示されるように、計測フロー特性テーブル５０８は、帯域計測部５０３が現在計測しているフローの特性情報を保持する。ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７と計測フロー特性テーブル５０８のフロー特性情報を用いて予約パラメータを計算し予約を行うことにより、パケットの廃棄を抑制し、通信品質を保証する。本形態のフロー特性情報は、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスとを含むフローを識別するための情報と、最大レート及び最小レート等フローの特性を示す情報のセットである。
【００３５】
なお、フロー特性情報に、ＭＡＣアドレス、プロトコル、ポート番号、フローラベル、平均レート、最大バーストサイズ、最大パケットサイズ、平均パケットサイズ、最大ＭＴＵ値、最小ＭＴＵ値を使用してもよい。
【００３６】
図６に示されるように、優先条件データベース５０９は、品質保証対象のフローに関する優先条件を保持する。ＱｏＳ管理部５０１は、この優先条件に適合するフローの品質保証を行う。本形態の優先条件は、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスの組み合わせ及びポート番号のセットである。
【００３７】
送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスの値は、優先条件データベース５０９の条件と入力パケットの送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスのフィールドが一致していれば優先されることを示す。また、ポート番号の値は、ＴＣＰやＵＤＰプロトコルのヘッダーにおいてフローを識別するために使用され、優先条件データベース５０９の条件と入力パケットのポート番号が一致していれば優先されることを示す。
【００３８】
なお、優先条件として、プロトコル、フローラベルなどのフローを分類するための情報や、ＤＳＣＰ、ＶＬＡＮ  ＴＣＩ．Ｐｒｉｏｒｉｔｙなどの優先度を表す情報を使用してもよい。フローラベルは、ＩＰｖ６（インターネットプロトコルバージョン６）のヘッダーにおいてフローを識別するために使用されるフィールドである。またＤＳＣＰは、ＤｉｆｆｓｅｒｖといったＱｏＳ制御技術で使用されるＩＰヘッダー内のフィールドであり、ＶＬＡＮ  ＴＣＩ．ＰｒｉｏｒｉｔｙはＶＬＡＮ（仮想ＬＡＮ）において使用されるＶＬＡＮヘッダーのフィールドである。
【００３９】
ここでは、ＱｏＳ管理テーブル５０６、フロー特性テーブル５０７、計測フロー特性テーブル５０８と３つのフロー特性テーブルに分けて説明しているが、１つのテーブルとして保持するようにしても良い。また、テーブルでなく、リストや配列など周知の記憶構造を使用しても差し支えない。
【００４０】
図２のエッジルータ３０１について、さらに詳しく説明する。
【００４１】
ＱｏＳ管理部５０１は、３つの処理を実行する。その３つの処理とは、エッジルータ３０１に入力されるフローの転送処理、ＱｏＳ予約部５０４への予約要求処理、ＱｏＳ管理テーブル５０６及びフロー特性テーブル５０７の管理処理である。
【００４２】
ＱｏＳ管理部５０１の３つの処理のうち、エッジルータ３０１に入力されるフローの転送処理は、ＱｏＳ管理テーブル５０６、フロー特性テーブル５０７、計測フロー特性テーブル５０８のいずれかに入力されるフローが登録されているなら帯域計測部５０３へそのフローを構成するパケットを転送し、登録されていないなら優先フロー識別部５０２へ入力されるフローを構成するパケットを転送する処理である。
【００４３】
ＱｏＳ予約部５０４への予約要求処理は、エッジルータ３０１にフローが入力され始めたとき、フロー特性テーブル５０７および計測フロー特性テーブル５０８のフロー特性情報からＲＳＶＰの予約パラメータを計算し、ＱｏＳ予約部５０４に対して予約要求を出力し、特定のフローの入力が終了したとき、ＱｏＳ予約部５０４に対して予約解除要求を出力する処理である。
【００４４】
入力が続いている特定のフローに関する計測フロー特性テーブル５０８の値が変化した場合、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７と計測フロー特性テーブル５０８のそれぞれのフロー特性情報から、より大きなネットワークリソースが必要な値を選択し、選択された値に基づいて予約パラメータを算出し、算出された予約パラメータが予約済みのそれより大きい場合、ＱｏＳ管理部５０１は、ＱｏＳ予約部５０４へ予約要求を行う。本形態では、フロー特性情報の最大レートが予約パラメータの予約レートである。
【００４５】
ＱｏＳ管理テーブル５０６及びフロー特性テーブル５０７の管理処理について説明する。まず、ＱｏＳ管理部５０１は、ＱｏＳ予約部５０４からネットワークリソースの予約確認応答を得たとき、予約要求していた予約パラメータをＱｏＳ管理テーブル５０６に登録し、ＱｏＳ予約部５０４へ予約解除要求を出すとき、ＱｏＳ管理テーブル５０６から予約解除要求する予約パラメータを削除する。また、ＱｏＳ管理部５０１は、入力フローが終了したとき、計測フロー特性テーブル５０８とフロー特性テーブル５０７とを比較して、必要な値を更新する。
【００４６】
本形態では、フロー特性テーブル５０７は、次のように更新される。ＱｏＳ管理部５０１は、計測フロー特性テーブル５０８とフロー特性テーブル５０７のフロー特性情報を比較する。
【００４７】
送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスが等しいフロー特性情報について、最大レートから最小レートの範囲が重複しているフロー特性情報が保持されているとき、ＱｏＳ管理部５０１は、重複しているフロー特性情報の最大レートを、フロー特性テーブル５０７と計測フロー特性テーブル５０８のうち大きなほうの値に更新し、最小レートを低いほうの値に更新する。
【００４８】
優先フロー識別部５０２は、入力されるフローが、優先条件データベース５０９に登録された優先条件に適合するかどうかの識別を行い、適合する（優先対象である）なら入力フローを帯域計測部５０３へ転送し、適合しない（優先対象でない）ならＱｏＳ処理部５０５へ転送する。なお、優先条件データベース５０９に登録されている優先条件は、製造時に設定されていてもよく、ユーザにより設定されても、ネットワーク経由で配布されてもよい。
【００４９】
帯域計測部５０３は、入力フローの帯域を計測し、入力フローをＱｏＳ処理部５０５へ転送する。また、帯域計測部５０３は、計測されたフローの特性情報が計測フロー特性テーブル５０８に登録されていないとき、このフローの特性情報を計測フロー特性テーブル５０８へ登録し、登録されているとき、フローの特性情報を計測されたフローの特性情報に更新する。
【００５０】
ＱｏＳ予約部５０４は、ＱｏＳ管理部５０１から予約パラメータを入力すると、ＲＳＶＰルータへ予約要求パケットを送信する。予約確認パケットを受信したら、ＱｏＳ予約部５０４は、ＱｏＳ管理部５０１へ予約確認応答を通知する。また、ＱｏＳ予約部５０４は、ＱｏＳ管理部５０１から予約解除要求を入力すると、予約解除要求パケットをルータ４００に送信する。さらに、ＱｏＳ予約部５０４は、ＲＳＶＰに非対応な通信端末１００宛の予約要求パケットが到着した場合、通信端末１００の代わりに予約確認パケットを送信する。
【００５１】
本形態では、予約要求パケット、予約確認パケット、予約解除要求パケットは、それぞれＲＳＶＰプロトコルで使用されるＰＡＴＨメッセージ、Ｒｅｓｖメッセージ、ＰａｔｈＴｅａｒメッセージを示す。
【００５２】
ＱｏＳ処理部５０５は、ＱｏＳ管理テーブル５０６に保持されている予約パラメータに従って、入力フローのＱｏＳ制御を行う。本形態のＱｏＳ制御は、帯域制御による予約レートの帯域保証に関する。
【００５３】
図７は、実施の形態１に係るエッジルータ３０１のハードウェア構成を例示する。エッジルータ３０１は、ＣＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、ＲＡＭ６０３、外部記憶装置６０４、有線通信インタフェース６０５及び有線通信インタフェース６０６を備える。有線通信インタフェース６０５は、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）インタフェースなどである。ＲＯＭ６０２は、エッジルータ３０１の制御プログラムをストアしており、この制御プログラムは、起動時にＲＡＭ６０３に読み込まれる。また、ＲＡＭ６０３には、計測フロー特性テーブル５０８、ＱｏＳ管理テーブル５０６のための領域が確保されている。外部記憶装置６０４には、フロー特性テーブル５０７、優先条件データベース５０９のための領域が確保されている。
【００５４】
ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０２及びＲＡＭ６０３に格納されたプログラム、外部記憶装置６０４に格納されたフロー特性情報に基づいて動作し、各部の制御を行う。有線通信インタフェース６０５、６０６には、ＬＡＮケーブルを接続することが可能であり、エッジルータ３０１は、通信端末１００、１０１に接続される有線通信インタフェース６０５から入力される品質保証対象のフローをＱｏＳ制御しながら、有線通信インタフェース６０６を介して転送する。
【００５５】
図８〜図１０を参照しながら、実施の形態１におけるエッジルータの処理の流れを説明する。図８は、エッジルータの予約処理フローチャートの概要を示し、図９は、図８の初期予約処理の詳細を示し、図１０は、図８の追従予約処理の詳細を示す。
【００５６】
ここで、帯域計測部５０３により計測されるレートを入力レートと呼び、計測フロー特性テーブル５０８内に保持されているフロー特性情報の最大レートを計測フロー最大レート、計測フロー特性テーブル５０８内に保持されているフロー特性情報の最小レートを計測フロー最小レートと呼ぶ。
【００５７】
はじめに、エッジルータ３０１のネットワークリソース予約処理の概要について説明する。図８に示されるように、エッジルータ３０１は、フローを入力し始めたとき、初期予約処理を行う（ステップＳ１００）。入力フローが初期予約処理で優先フローと判断されたなら（ステップＳ１０１）、エッジルータ３０１は、フローが終了するまで追従予約処理を行い（ステップＳ１０２）、非優先フローと判断されたなら（ステップＳ１０１）エッジルータ３０１は、ネットワークリソース予約処理を終了する。
【００５８】
次に、図９を用いて初期予約処理（ステップＳ１００）の説明を行う。ＱｏＳ管理部５０１は、入力フローの送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスの組み合わせがフロー特性テーブル５０７に登録されているかチェックする（ステップＳ２０１）。
【００５９】
登録されていないなら、優先フロー識別部５０２は、入力フローが優先対象かどうかを判断する（ステップＳ２０２）。入力フローが優先対象であるなら、帯域計測部５０３は、入力フローの帯域計測を行い、ＱｏＳ管理部５０１は、入力レートを取得し（ステップＳ２０３）、入力レートの値を計測フロー最大レートと計測フロー最小レートに代入する（ステップ２０４）。その後、計測フロー最大レートの値を予約レートに代入しＱｏＳ予約部５０４へ出力する（ステップＳ２０５）。ＱｏＳ予約部５０４は、その予約レートにてネットワークに予約を行い（ステップＳ２０６）、初期予約処理が終了する。入力フローが非優先対象であるなら、ＱｏＳ管理部５０１は、予約を行わず初期予約処理を終了する。
【００６０】
ステップＳ２０１において、登録されているなら、ＱｏＳ管理部５０１は、入力フローと同じＩＰアドレスの組み合わせのフロー特性情報のうち最大レートの最大値を、ネットワークリソースの予約レートとしＱｏＳ予約部５０４へ出力する（ステップＳ２０７）。ＱｏＳ予約部５０４は、その予約レートにてネットワークに予約を行う（ステップＳ２０８）。その後、帯域計測部５０３は、入力フローの帯域計測を行い、ＱｏＳ管理部５０１は、入力レートを取得し（ステップＳ２０９）、入力レートの値を計測フロー最大レートと計測フロー最小レートに代入する（ステップ２１０）。
【００６１】
その後、ＱｏＳ管理部５０１は、予約に使用されたフロー特性情報と計測フロー最大レートを比較する（ステップＳ２１１）。
【００６２】
ステップＳ２１１において、予約に使用されたフロー特性情報の最大レートより計測フロー最大レートが大きかった場合、ＱｏＳ管理部５０１は、予約レートに計測フロー最大レートを代入しＱｏＳ予約部５０４へ出力する（ステップＳ２１２）。ＱｏＳ予約部５０４は、その予約レートにて予約を行う（ステップＳ２１５）。以上で、初期予約処理が終了する。
【００６３】
ステップＳ２１１において、予約に使用されたフロー特性情報の最大レートと最小レートの範囲に計測フロー最大レートが含まれているなら、ＱｏＳ管理部５０１は、入力フローが予約に使用されたフロー特性情報と適合しているとしてステップ初期予約処理を終了する。予約に使用されたフロー特性情報の最小レートより計測フロー最大レートが小さかった場合、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７に入力フローと同じＩＰアドレスの組み合わせの他のフロー特性情報があるかチェックする（ステップＳ２１３）。他のフロー特性情報が保持されていなければ、ＱｏＳ管理部５０１は、初期予約処理を終了し、保持されているなら計測フロー最大レートより最大レートが大きいフロー特性情報の中で最も小さい最大レートを予約レートとしＱｏＳ予約部５０４へ出力し（ステップＳ２１４）、ＱｏＳ予約部５０４は、その予約レートで予約を行う（ステップＳ２１５）。
【００６４】
次に、図１０を参照しながら、初期予約処理後の追従予約処理について説明する。
【００６５】
まず、帯域計測部５０３が帯域計測を行い、ＱｏＳ管理部５０１は、入力レートを取得し（ステップＳ３０１）、計測フロー最大レートと入力レート大きいほうの値を計測フロー最大レートに入力し、計測フロー最小レートと入力レートの小さいほうの値を計測フロー最小レートに入力する（ステップＳ３０２）。その後、ＱｏＳ管理部５０１は、計測フロー最大レートと予約レートとの比較を行う（ステップＳ３０３）。計測フロー最大レートが予約レートより大きい場合、ＱｏＳ管理部５０１は、予約レートに計測フロー最大レートを代入しＱｏＳ予約部５０４へ出力する（ステップＳ３０４）。ＱｏＳ予約部５０４は、その予約レートにて予約を行う（ステップＳ３０５）。
【００６６】
ステップＳ３０３において、計測フロー最大レートが予約レートより大きくない場合、ＱｏＳ管理部５０１は、フローが終了しているかの判断（ステップＳ３０６）を行い、入力フローが終了していないならステップＳ３０１へ移行し、終了しているなら計測フロー特性テーブル５０８とフロー特性テーブル５０７を比較する（ステップＳ３０７）。
【００６７】
ステップＳ３０７において、同じＩＰアドレスの組み合わせで計測フロー最大レート、計測フロー最小レートの範囲と重複しているフロー特性情報がフロー特性テーブル５０７に保持されているなら、ＱｏＳ管理部５０１は、重複しているフロー特性情報のレートの範囲の論理和をとるようにフロー特性テーブル５０７を更新する（ステップＳ３０８）。より具体的には、ＱｏＳ管理部５０１は、重複しているフロー特性テーブル５０７のフロー特性情報の最大レートと計測フロー最大レートを比較し、ＱｏＳ管理部５０１は、大きいほうの値でフロー特性テーブル５０７を更新する。また、ＱｏＳ管理部５０１は、重複しているフロー特性テーブル５０７のフロー特性情報の最小レートと計測フロー最小レートを比較し、ＱｏＳ管理部５０１は、小さいほうの値でフロー特性テーブル５０７を更新する。
【００６８】
ここで、ＱｏＳ管理部５０１は、計測フロー最大レート、計測フロー最小レートの範囲と重複しているフロー特性情報が複数あった場合、ＱｏＳ管理部５０１は、重複しているフロー特性情報を全て削除し、計測フロー最大レートと重複しているフロー特性情報の最大レートの中から最も大きなレートを選び、計測フロー最小レートと重複しているフロー特性情報の最小レートの中から最も小さなレートを選び、ＱｏＳ管理部５０１は、選ばれたレートを新たなフロー特性情報としてフロー特性テーブル５０７に登録する。
【００６９】
またステップＳ３０７において、同じＩＰアドレスの組み合わせで計測フロー最大レート、計測フロー最小レートの範囲と重複しているフロー特性情報がフロー特性テーブル５０７に保持されていないなら、計測フロー最大レート、計測フロー最小レートを用いてフロー特性テーブル５０７に新規登録する（Ｓ３０９）。ステップＳ３０８もしくはステップＳ３０９が終了したら追従予約処理を終了する。
【００７０】
ステップＳ３０７において、計測フロー最大レートと計測フロー最小レートの値がそれぞれ重複しているフロー特性情報の最大レート、最小レートと同じであるなら、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７を更新せずに追従予約処理を終了する。
【００７１】
次に、図１１〜図１３を参照しながら、フロー特性テーブル５０７にフロー特性情報が登録されていない状態において、フロー１（送信元ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．１０から宛先ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．２０へ最大レート２７Ｍｂｐｓ、最小レート２２Ｍｂｐｓ）が流れ、フロー特性テーブル５０７にフロー１のフロー特性情報が新規に登録される処理について説明する。
【００７２】
フロー１が流れる前、エッジルータ３０１のＱｏＳ管理テーブル５０６、フロー特性テーブル５０７及び計測フロー特性テーブル５０８は、それぞれ図１１（ａ）、図１２（ａ）及び図１３（ａ）に示されるとおり空である。
【００７３】
フロー１が、はじめてエッジルータ３０１に入力されるとき、フロー特性テーブル５０７（図１２（ａ））、ＱｏＳ管理テーブル５０６（図１１（ａ））には、フロー１の送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスの組み合わせと一致するフロー特性情報が保持されていないため（ステップＳ２０１）、ＱｏＳ管理部５０１は、優先フロー識別部５０２へ入力フローを転送する。優先フロー識別部５０２は、フロー１が優先条件データベース５０９（図６）に登録されている条件に適合するか判断する（ステップＳ２０２）。優先条件データベース５０９（図６）に登録されている「送信元ＩＰアドレス」と「宛先ＩＰアドレス」のそれぞれの条件は、条件「１９２．１６８．１０．１０」及び条件「１９２．１６８．１０．２０」に適合するので、フロー１は優先対象として取り扱われ、優先フロー識別部５０２から帯域計測部５０３へ転送される。フロー１は、帯域計測部５０３を通過し、ＱｏＳ処理部５０５を通過して転送されるが、帯域計測されネットワークリソースの予約が行われるまで、帯域制御による品質保証をうけない。
【００７４】
帯域計測部５０３は、フロー１の入力レートを計測し（ステップＳ２０３）、ＱｏＳ管理部５０１は、計測フロー特性テーブル５０８にフロー特性情報を登録した後（図１３（ｂ））（ステップＳ２０４）、ＱｏＳ管理部５０１は、計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｂ））に登録されたフロー特性情報から予約パラメータを計算し（ステップＳ２０５）、ＱｏＳ予約部５０４へ予約要求を行う。この例では、図１３（ｂ）の計測フロー特性テーブル５０８のフロー特性情報の最大レート２３Ｍｂｐｓにより、予約パラメータの予約レートは２３Ｍｂｐｓと設定される。ＱｏＳ予約部５０４は、要求された予約パラメータでフロー１の経路上のルータ４００に予約要求を行う（ステップＳ２０６）。ＱｏＳ予約部５０４は、ルータ４００から予約確認パケットを受け取った後、ＱｏＳ管理部５０１へ予約確認応答を通知する。ＱｏＳ管理部５０１は、ＱｏＳ予約部５０４から予約確認応答を通知された後、予約パラメータをＱｏＳ管理テーブル５０６に登録する（図１１（ｂ））。その後、ＱｏＳ処理部５０５は、ＱｏＳ管理テーブル５０６（図１１（ｂ））に登録された予約パラメータを参照し、ＱｏＳ制御を行う。これにより、エッジルータ３０１からエッジルータ３０２までの帯域保証を行うことができ、フロー１の品質保証が行われる。
【００７５】
フロー１が流れ終わるまでの間、帯域計測部５０３は、フロー１の帯域計測を継続的に行い（ステップＳ３０１）、計測フロー特性テーブル５０８のフロー１のフロー特性情報を更新する（図１３（ｃ））（ステップＳ３０２）。更新後の計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｃ））の最大レートが増え予約しているネットワークリソースでフロー１の品質保証ができなくなった場合（ステップＳ３０３）、ＱｏＳ管理部５０１は、計測フロー特性テーブル（図１３（ｃ））の更新されたフロー特性情報から予約パラメータを計算し（ステップＳ３０４）、ＱｏＳ予約部５０４へ新たに予約要求を行う。ＱｏＳ予約部５０４は、ＱｏＳ管理部５０１より要求された予約要求を、フロー１の経路上のルータ４００に再予約し（ステップＳ３０５）、ＱｏＳ管理テーブル５０６を更新していく（図１１（ｃ））。これにより、フロー１の変化に追従することができ、フロー１の継続的な品質保証を行える。この例では、図１１（ｂ）のＱｏＳ管理テーブル５０６の予約レート２３Ｍｂｐｓから、図１３（ｃ）の計測フロー特性テーブル５０８の最大レート２７Ｍｂｐｓにより、予約レートが２７Ｍｂｐｓへ変更され、再予約が実行される（図１１（ｃ））。
【００７６】
フロー１が流れ終わった後（ステップＳ３０６）、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７（図１２（ａ））内に計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｃ））内のフロー１のフロー特性情報と最大レートから最小レートの範囲が重複しているフロー特性情報がないかチェックする（ステップＳ３０７）。フロー特性テーブル５０７（図１２（ａ））には、重複するフロー特性情報が登録されていないので、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー１のフロー特性情報をフロー特性テーブル５０７に登録する（図１２（ｂ））（ステップＳ３０９）。また、ＱｏＳ管理部５０１は、ＱｏＳ管理テーブル５０６からフロー１の予約パラメータを削除し（図１１（ａ））、計測フロー特性テーブル５０８からフロー１のフロー特性情報を削除する（図１３（ａ））。
【００７７】
フロー１のフロー特性情報が、フロー特性テーブル５０７に登録されるため、（図１２（ｂ））、同じフロー特性情報のフローが流れたとき、パケットの廃棄が抑制されて、品質保証が実施される。
【００７８】
次に、エッジルータ３０１がフロー１のフロー特性情報を既に計測しているとき、計測済みのフロー１のフロー特性情報が用いられ、フロー１と同じフロー特性情報を持つフロー２が流れる場合の処理について説明する。
【００７９】
フロー２が流れる前、エッジルータ３０１のＱｏＳ管理テーブル５０６、フロー特性テーブル５０７、計測フロー特性テーブル５０８は、それぞれ図１１（ａ）、図１２（ｂ）及び図１３（ａ）に示される状態にある。
【００８０】
フロー２が流れ始めたとき、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｂ））にフロー２の送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスの組み合わせと一致するフロー特性情報が保持されているため（ステップＳ２０１）、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｂ））に保持されたフロー特性情報に基づいて予約パラメータを計算し（ステップＳ２０７）、ＱｏＳ予約部５０４へ予約要求を行う（ステップＳ２０８）。この例では、図１２（ｂ）のフロー特性テーブル５０７の最大レート２７Ｍｂｐｓにより予約レートは２７Ｍｂｐｓと設定される。また、フロー２は、帯域計測部５０３へ転送され、帯域計測部５０３を通過し、ＱｏＳ処理部５０５を通過して転送される。フロー１が流れたときに比べ、ネットワークリソースの予約を行うまでに帯域計測が必要ないため、速応性のある予約が行え、速応性のある品質保証が行える。即ち、フロー２は、先頭部分も含め、予約された状態で転送されるため、フロー２が動画像に関係する場合、動画像の先頭部分の画質が劣化することがない。
【００８１】
なお、実施の形態１では、フローが入力され始めたときにフロー特性テーブル５０７に登録されたフロー特性情報のうち最も大きな最大レートを用いてネットワークリソースの予約を行っているが、ネットワークにおいて確保可能な最大のネットワークリソース（その時点で残っている全てのネットワークリソース）を用いて予約を行ってもよい。さらに、予約に使用されるネットワークリソースは、想定される最高のレート（例えば、ＨＤＴＶの２４Ｍｂｐｓ等）としてもよい。こうすれば、どのようなフローが流れ始めたとしても、品質保証できる。
【００８２】
ＱｏＳ予約部５０４は、予約確認パケットを経路上のルータ４００から受け取った後、その旨をＱｏＳ管理部５０１へ通知し、ＱｏＳ管理部５０１は、予約した予約パラメータをＱｏＳ管理テーブル５０６に追加する（図１１（ｃ））。ＱｏＳ処理部５０５は、ＱｏＳ管理テーブル５０６（図１１（ｃ））に登録された予約パラメータを参照し、帯域制御を行い、フロー２のＱｏＳ制御を行う。
【００８３】
帯域計測部５０３は、フロー２の帯域計測を行い（ステップＳ２０９）、その結果を計測フロー特性テーブル５０８に登録する（図１３（ｂ））（ステップＳ２１０）。ＱｏＳ管理部５０１は、予約に使用されたフロー特性情報と比較するが（ステップＳ２１１）、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｂ））の予約に使用されたフロー特性情報の最大レート２７Ｍｂｐｓ、最小レート２２Ｍｂｐｓの範囲に図１３（ｂ）の最大レート２３Ｍｂｐｓ、最小レート２３Ｍｂｐｓの範囲がふくまれているため、ＱｏＳ管理部５０１は、予約変更を行わない。また、帯域計測部５０３は、継続的に帯域計測を行い（ステップＳ３０１）計測フロー特性テーブル５０８にフロー２のフロー特性情報を保持していく（図１３（ｃ））（ステップＳ３０２）。フロー特性テーブル５０７に登録されているフロー特性情報と同じフロー特性情報のフローが流れるため（ステップＳ３０３）、フロー１のときのように帯域が増加してから再予約を行う必要がなく、フロー２では、フロー１の場合に再予約されるまで廃棄の可能性があったパケットを含めて保証することができる。この例では、図１２（ｂ）のフロー特性テーブル５０７のフロー特性情報の最大レートから最小レートの範囲が２７Ｍｂｐｓから２２Ｍｂｐｓであり、図１３（ｃ）の計測フロー特性テーブル５０８の範囲と同じであるため、再予約は不要である。
【００８４】
フロー２が流れ終わった後（ステップＳ３０６）、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｂ））内に計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｃ））内のフロー２のフロー特性情報と最大レートから最小レートの範囲が重複しているフロー特性情報がないかチェックを行う（ステップＳ３０７）。チェックした結果、計測フロー特性テーブル（図１３（ｃ））のフロー２と同じフロー特性情報がフロー特性テーブル５０７（図１２（ｂ））に保持されているので、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７を更新しない。また、ＱｏＳ管理部５０１は、ＱｏＳ管理テーブル５０６からフロー２の予約パラメータを削除し（図１１（ａ））、計測フロー特性テーブル５０８からフロー２のフロー特性情報を削除する（図１３（ａ））。
【００８５】
次に、エッジルータ３０１がフロー１とフロー２のフロー特性情報を既に計測しているとき、フロー１のフロー特性情報の最小レートより低い最大レートのフロー特性情報を持つフロー３（送信元ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．１０から宛先ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．２０へ最大レート１４Ｍｂｐｓ、最小レート１０Ｍｂｐｓ）が流れる場合の処理とフロー特性テーブル５０７へのフロー３のフロー特性情報の追加について説明する。
【００８６】
フロー３が流れる前、エッジルータ３０１のＱｏＳ管理テーブル５０６、フロー特性テーブル５０７、計測フロー特性テーブル５０８は、それぞれ図１１（ａ）、図１２（ｂ）及び図１３（ａ）に示される状態にある。
【００８７】
フロー３が流れ始めてから帯域計測部５０３が帯域計測するまで、最大レートなどのフロー特性情報がわからないため、フロー２が流れ始めたときと同様に、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｂ））に保持されたフロー特性情報から算出した予約パラメータでＱｏＳ予約部５０４に予約させ（ステップＳ２０１、Ｓ２０７、Ｓ２０８）、ＱｏＳ管理テーブル５０６にその予約パラメータを登録する。この例では、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｂ））内のフロー特性情報のうち、最大レート２７Ｍｂｐｓが最大レートの最大値であるので、予約レートは２７Ｍｂｐｓと設定される。帯域計測部５０３は、フロー３の帯域計測を行い（ステップＳ２０９）、計測フロー特性テーブル５０８にフロー３のフロー特性情報を保持していく（図１３（ｄ））（ステップＳ２１０）。
【００８８】
計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｄ））に保持される計測フロー最大レート１３Ｍｂｐｓは、予約に使用しているフロー特性テーブル５０７（図１２（ｂ））のフロー特性情報の最小レート２２Ｍｂｐｓより小さいため（ステップＳ２１１）、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７に他のフロー特性情報があるかチェックする（ステップＳ２１３）。他のフロー特性情報がないため、ＱｏＳ管理部５０１は、予約変更を行わない。また、帯域計測部５０３は、継続的に帯域計測を行い（ステップＳ３０１）、計測フロー特性テーブル５０８にフロー３のフロー特性情報を保持する（図１３（ｅ））（ステップＳ３０２）。予約中の予約レート２７Ｍｂｐｓで品質保証が行えるため（ステップＳ３０３）、再予約は行われない。
【００８９】
フロー３が流れ終わった後（ステップＳ３０６）、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｂ））内に、計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｅ））内のフロー３のフロー特性情報と重複しているフロー特性情報がないかチェックする（ステップＳ３０７）。重複したフロー特性情報が登録されていないので、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー３のフロー特性情報をフロー特性テーブル５０７に追加する（図１２（ｃ））（ステップＳ３０９）。この例では、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｂ））内のフロー特性テーブルのフロー特性情報の最大レート２７Ｍｂｐｓから最小レート２２Ｍｂｐｓの範囲が、計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｅ））内のフロー３のフロー特性情報の最大レート１４Ｍｂｐｓから最小レート１０Ｍｂｐｓの範囲と重複していないため、ＱｏＳ管理部５０１は、新たにフロー３のフロー特性情報を追加する。
【００９０】
また、ＱｏＳ管理部５０１は、ＱｏＳ管理テーブル５０６からフロー３の予約パラメータを削除し（図１１（ａ））、計測フロー特性テーブル５０８からフロー３のフロー特性情報を削除する（図１３（ａ））。
【００９１】
このように、フロー３のフロー特性情報が新たにフロー特性テーブル５０７に登録されるので、フロー３と同じフロー特性情報のフローが流れたとき、フロー３の予約パラメータにて予約を行うことが可能となり、フロー１とフロー３のネットワークリソースの差分を他のフローに割り当てることができる。したがって、効率的にネットワークリソースが使用される。この例では、フロー１の最大レートは２７Ｍｂｐｓでありフロー３の最大レートは１４Ｍｂｐｓであるので、差分の１３Ｍｂｐｓを他のフローに有効に割り当てることができる。
【００９２】
次に、エッジルータ３０１がフロー１からフロー３のフロー特性情報を既に計測しているとき、フロー３と同じフロー特性情報を持つフロー４（送信元ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．１０から宛先ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．２０へ最大レート１４Ｍｂｐｓ、最小レート１０Ｍｂｐｓ）が流れる場合の処理について説明する。
【００９３】
フロー４が流れる前、エッジルータ３０１のＱｏＳ管理テーブル５０６、フロー特性テーブル５０７及び計測フロー特性テーブル５０８は、それぞれ図１１（ａ）、図１２（ｃ）及び図１３（ａ）に示される状態にある。
【００９４】
フロー４が流れ始めたときから帯域計測部５０３で帯域計測が行われるまで、最大レートなどのフロー特性情報がわからないため、フロー３のときと同様に、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７に保持されたフロー特性情報の中から最大レートが最も大きいフロー特性情報を選び、予約パラメータを計算する（ステップＳ２０１、Ｓ２０７）。その後、ＱｏＳ管理部５０１は、計算したネットワーク予約パラメータでＱｏＳ予約部５０４に予約させ（ステップＳ２０８）、その予約パラメータをＱｏＳ管理テーブル５０６に登録する（図１１（ｃ））。帯域計測部５０３は、フロー４の帯域計測を行い（ステップＳ２０９）、計測フロー特性テーブル５０８にフロー４のフロー特性情報を保存する（図１３（ｄ））（ステップＳ２１０）。
【００９５】
ＱｏＳ管理部５０１は、計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｄ））に保持されたフロー４のフロー特性情報とフロー特性テーブル５０７（図１２（ｃ））の予約に使用されたフロー特性情報を比較する（ステップＳ２１１）。予約に使用されたフロー特性情報の最小レート２２Ｍｂｐｓより計測フロー最大レート１３Ｍｂｐｓが小さいため、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７に他のフロー特性情報があるか調べる（ステップＳ２１３）。フロー特性テーブル５０７（図１２（ｃ））に保持されているフロー３のフロー特性情報の最大レート１４Ｍｂｐｓは、計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｄ））の最大レート１３Ｍｂｐｓ以上であり、かつ、最も小さい最大レートであるため、ＱｏＳ管理部５０１は、ＱｏＳ予約部５０４にフロー３の最大レートで再予約させる（Ｓ２１４、Ｓ２１５）。
【００９６】
フロー３の最大レート１４Ｍｂｐｓにて再予約されることにより、他のフローに割り当てることが可能なネットワークリソースが増え、ネットワークリソースが効率的に使用される。
【００９７】
帯域計測部５０３は、再予約後も帯域計測を行い（ステップＳ３０１）、計測フロー特性テーブル５０８のフロー特性情報を更新していく（図１３（ｅ））（ステップＳ３０２）。予約中の予約パラメータで最後まで品質保証が行えるため、新たな再予約は行われない（ステップＳ３０３）。
【００９８】
フロー４が流れ終わった後、フロー２の時と同様に（ステップＳ３０６、Ｓ３０７）、フロー特性テーブル５０７は更新されず、ＱｏＳ管理部５０１は、ＱｏＳ管理テーブル５０６からフロー４の予約パラメータを削除し、計測フロー特性テーブル５０８からフロー４のフロー特性情報を削除する（（図１１（ａ））（図１３（ａ）））。
【００９９】
また、エッジルータ３０１がフロー１からフロー４のフロー特性情報を既に計測しているとき、フロー１のフロー特性情報と重複するフロー特性情報を持つフロー５（送信元ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．１０から宛先ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．２０へ最大レート２９Ｍｂｐｓ、最小レート２１Ｍｂｐｓ）が流れる場合の処理について説明する。
【０１００】
フロー５が流れる前、エッジルータ３０１のＱｏＳ管理テーブル５０６、フロー特性テーブル５０７及び計測フロー特性テーブル５０８は、それぞれ図１１（ａ）、図１２（ｃ）及び図１３（ａ）に示される状態にある。
【０１０１】
フロー５が流れ始めたとき、フロー４が流れ始めたときと同様に、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７に保持されたフロー特性情報の中から最大レートが最も大きいフロー特性情報の予約パラメータである予約レート２７Ｍｂｐｓにより、ＱｏＳ予約部５０４に予約させ（ステップＳ２０１、Ｓ２０７、Ｓ２０８）、ＱｏＳ管理テーブル５０６にこの予約レートを登録する（図１１（ｃ））。帯域計測部５０３は、フロー５の帯域計測を行い（ステップＳ２０９）、計測フロー特性テーブル５０８のフロー５のフロー特性情報を保存する（図１３（ｂ））（ステップＳ２１０）。予約に使用されたフロー特性情報の最大レート２７Ｍｂｐｓから２２Ｍｂｐｓの範囲に、計測フロー特性テーブル５０８に保持されたフロー特性情報の２３Ｍｐｂｓから２３Ｍｂｐｓの範囲が含まれているため、予約変更は行われない（ステップＳ２１１）。
【０１０２】
帯域計測部５０３は、継続的に帯域計測を行い（ステップＳ３０１）、計測フロー特性テーブル５０８にフロー５のフロー特性情報を保存する（図１３（ｆ））（ステップＳ３０２）。フロー５の最大レートが増え予約に使用されたフロー特性情報の最大レート２７Ｍｂｐｓを超えてしまった場合（図１３（ｆ））（ステップＳ３０３）、ＱｏＳ管理部５０１は、更新された計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｆ））のフロー特性情報から予約パラメータを再計算し（ステップＳ３０４）、ＱｏＳ予約部５０４に再予約を行わせる（図１１（ｅ））（ステップＳ３０５）。この例では、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｃ））に保持済みのフロー１の予約レート２７Ｍｂｐｓでは、フロー５の品質保証を行えないため、更新された計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｆ））の最大レート２９Ｍｂｐｓを予約レートとして予約が行われ（図１１（ｅ））、フロー５の品質が保証される。
【０１０３】
フロー５が流れ終わった後（ステップＳ３０６）、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｃ））内に計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｆ））内のフロー５のフロー特性情報と重複しているフロー特性情報がないかチェックする（ステップＳ３０７）。重複したフロー特性情報が登録されている、最大レートを比較すると、計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｆ））内の最大レート２９Ｍｂｐｓのほうがフロー特性テーブル５０７（図１２（ｃ））の２７Ｍｂｐｓより上である。最小レートを比較すると計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｆ））内の最小レート２１Ｍｂｐｓのほうがフロー特性テーブル５０７（図１２（ｃ））の最小レート２２Ｍｂｐｓより下である。したがって、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７（図１２（ｃ））内の重複したフロー特性情報の最大レート及び最小レートを、計測フロー特性テーブル５０８の最大レート２９Ｍｂｐｓ及び最小レート２１Ｍｂｐｓに、それぞれ更新する（図１２（ｄ））（ステップＳ３０８）。更新基準は、フロー特性情報の最大レートから最小レート範囲が大きくなるほうで選ぶというものである。
【０１０４】
フロー特性テーブル５０７内に最大レート、最小レートの範囲が重複しているフロー特性情報が存在すると、エッジルータ３０１に入力されるフローがどのフロー特性情報のフローか分類できない。したがって、フロー特性情報の最大レート、最小レートの範囲が重複しないように、フロー特性テーブル５０７が更新される。
【０１０５】
なお、フロー特性情報として、最大レート、最小レートの他に、平均レートなどを使用する場合、品質保証のために必要なネットワークリソースが大きいほうを選び、フロー特性情報の該当する値を大きいほうの値に更新するとよい。
【０１０６】
次に、エッジルータ３０１がフロー１からフロー５のフロー特性情報を既に計測しているとき、フロー５のフロー特性情報と同じフロー特性情報を持つフロー６（送信元ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．１０から宛先ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．２０へ最大レート２９Ｍｂｐｓ、最小レート２１Ｍｂｐｓ）が流れる場合の処理について説明する。
【０１０７】
フロー６が流れる前、エッジルータ３０１のＱｏＳ管理テーブル５０６、フロー特性テーブル５０７及び計測フロー特性テーブル５０８は、それぞれ図１１（ａ）、図１２（ｄ）及び図１３（ａ）に示される状態にある。
【０１０８】
フロー６が流れ始めたとき、フロー５が流れ始めたときと同様に、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７に保持されたフロー特性情報の中から最大レートが最も大きいフロー特性情報の予約パラメータ（予約レート２９Ｍｂｐｓ）によりＱｏＳ予約部５０４に予約させ（ステップＳ２０１、Ｓ２０７、Ｓ２０８）、この予約パラメータをＱｏＳ管理テーブル５０６に登録する（図１１（ｅ））。帯域計測部５０３は、フロー６の帯域計測を行い（ステップＳ２０９）、計測フロー特性テーブル５０８に、フロー６のフロー特性情報を保存する（ステップＳ２１０）。予約に使用されたフロー特性情報の最大レート２９Ｍｂｐｓから最小レート２１Ｍｂｐｓの範囲に計測フロー特性テーブル５０８（図１３（ｂ））に保持されたフロー特性情報の２３Ｍｂｐｓから２３Ｍｂｐｓがふくまれているため、予約変更は行われない（ステップＳ２１１）。
【０１０９】
帯域計測部５０３は、帯域計測を行い（ステップＳ３０１）計測フロー特性テーブル５０８のフロー特性情報を更新していく（図１３（ｆ））（ステップＳ３０２）。予約中の予約パラメータで最後まで品質保証が行えるため、新たな再予約は行われない（ステップＳ３０３）。
【０１１０】
これは、フロー５が流れたときに、フロー特性テーブル５０７にフロー５のフロー特性情報が登録されているために行えることである。
【０１１１】
フロー６が流れ終わった後、フロー４の時と同様に（ステップＳ３０６、Ｓ３０７）、ＱｏＳ管理部５０１は、フロー特性テーブル５０７を更新せず、ＱｏＳ管理テーブル５０６からフロー４の予約パラメータを削除し（図１１（ａ））、計測フロー特性テーブル５０８からフロー４のフロー特性情報を削除する（図１３（ａ））。
【０１１２】
図１４（ａ）から図１４（ｆ）は、それぞれ、フロー１からフロー６が流れたときの入力レートと予約レートの変化を示す。
【０１１３】
ここでは、ネットワークリソースの予約プロトコルとして、ＲＳＶＰを使用したが、他のプロトコルを使用してもよい。
【０１１４】
（実施の形態２）
図１５は、本発明の実施の形態２におけるシステムの例示図である。図１５において、通信端末１００、２００、２０１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅのネットワークリソース予約に対応していない。無線中継装置７０１〜７０３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅの無線通信方式で接続されており、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅのネットワークリソース予約に対応している。通信端末１００、２００、２０１は、それぞれ無線中継装置７０１、７０２、７０３に接続されている。
【０１１５】
このようなシステムにおいて、通信端末１００から品質保証対象のフローが無線中継装置７０１、無線中継装置７０２を介して通信端末２００に流れる場合を考える。このとき、ネットワークリソースの予約が行われるネットワークの区間は、無線中継装置７０１から無線中継装置７０２の間の無線通信区間である。実施の形態２では、実施の形態１においてフロー特性テーブル５０７に登録されていない入力フローに対して入力フローが優先条件と判断されてからネットワークリソースの予約が行われるまでにかかっていた時間を短縮し、速応性を向上させてある。
【０１１６】
図１６は、実施の形態２における無線中継装置７０１の機能ブロック図である。無線中継装置７０２、７０３は、無線中継装置７０１と同様であるから、無線中継装置７０１のみについて説明する。
【０１１７】
図１６を図２と比べると、優先フロー識別部８０１及び計測フロー特性テーブル８０３の内容が異なり、規格フロー特性テーブル８０２が追加されている。
【０１１８】
図１７は、実施の形態２に係る無線中継装置７０１のハードウェア構成を例示する。無線中継装置７０１は、ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０２、ＲＡＭ９０３、外部記憶装置９０４、有線通信インタフェース９０５及び無線通信インタフェース９０６を備える。
【０１１９】
ＲＯＭ９０２は、無線中継装置７０１の制御プログラムをストアしており、その制御プログラムは起動時にＲＡＭ９０３に読み込まれる。また、ＲＡＭ９０３には、計測フロー特性テーブル８０３及びＱｏＳ管理テーブル５０６のための領域が確保されている。外部記憶装置９０４には、フロー特性テーブル５０７のフロー特性情報、優先条件データベース５０９及び規格フロー特性テーブル８０２のための領域が確保されている。
【０１２０】
実施の形態２における優先フロー識別部８０１、規格フロー特性テーブル８０２、計測フロー特性テーブル８０３について述べる。
【０１２１】
図１８を参照しながら、規格フロー特性テーブル８０２について説明する。規格フロー特性テーブル８０２は、ＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ）などのフロー規格団体により決定されたフロー特性情報を保持する。規格フロー特性テーブル８０２は、ＱｏＳ管理テーブル５０６およびフロー特性テーブル５０７が入力フローに対応するフロー特性情報を保持していないときに使用される。
【０１２２】
次に、実施の形態２の優先フロー識別部８０１について説明する。実施の形態１の優先フロー識別部５０２は、優先条件データベース５０９を用いて入力フローが優先対象かどうかの判断を行っているが、実施の形態２の優先フロー識別部８０１は、まず規格フロー特性テーブル８０２に登録されている優先条件に入力フローが適合するか判断し、適合しているなら、適合する優先条件を計測フロー特性テーブル８０３に登録し、適合していないなら、優先条件データベース５０９の優先条件に適合しているか判断する。
【０１２３】
図１９を参照しながら、実施の形態２の計測フロー特性テーブル８０３について説明する。実施の形態２の計測フロー特性テーブル８０３と実施の形態１の計測フロー特性テーブル５０８の違いは、計測フロー特性テーブル８０３が帯域計測部５０３で計測されたフロー特性情報のみでなく、帯域計測部５０３では未計測のフロー特性情報を保持する点にある。この未計測のフロー特性情報とは、入力フローが規格フロー特性テーブル８０２に適合すると優先フロー識別部８０１が判断するとき、規格フロー特性テーブル８０２のフロー特性情報が暫定的に複写されたものである。
【０１２４】
この未計測のフロー特性情報は、規格フロー特性テーブル８０２に保持されているフロー特性情報であり、入力されるフローのフロー特性情報と異なっている可能性がある。したがって、帯域計測部５０３が入力フローのフロー特性情報を計測すると、未計測のフロー特性情報は、計測結果に更新される。規格フロー特性テーブル８０２のフロー特性情報を用いると、初めて流れるフローであっても帯域計測の終了を待たずにネットワークリソースの予約を行うことができ、速応性のある品質保証処理が可能となる。
【０１２５】
また、規格が複数のレートを持ち、これらのレートが規格フロー特性テーブル８０２に保持されており、優先フロー識別部８０１が、これらのレートのうち、どのレートを使用すべきか判断できる場合、使用すべきレートを未計測のフロー特性情報とされる。判断できない場合、その規格で使用される最大レートが、未計測のフロー特性情報とされる。そして、ＱｏＳ管理部５０１は、未計測のフロー特性情報を、計測フロー特性テーブル８０３に登録する。
【０１２６】
なお、実施の形態１、２では、ネットワークリソース予約装置と通信端末とが、別体に構成されているが、これらを一体的に構成しても良いことは言うまでもない。
【０１２７】
実施の形態２では、入力フローが優先条件データベース５０９の優先条件と適合する場合、優先フロー識別部８０１が、入力フローを帯域測定部５０３に転送し、計測フロー特性テーブル８０３に未計測のフロー特性情報が登録されないが、予約可能な最大のネットワークリソースを未計測のフロー特性情報として登録してもよい。
【０１２８】
本形態では、通信形態として無線通信を使用しているが、電灯線を用いた通信形態などネットワークリソースの予約が可能な全てのネットワークにおいても利用可能である。
【０１２９】
本形態では、品質保証対象のフローを中継する無線中継装置７０１が、フロー特性情報の計測を行いネットワークリソースの予約を行うが、中継する機能を有さず伝送路上を流れるフローを計測する装置でネットワークリソースの予約を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明に係るネットワークリソース予約装置は、例えば、ＡＶフローの通信品質保証する分野などにおいて、好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるシステムの例示図
【図２】本発明の実施の形態１におけるエッジルータのブロック図
【図３】本発明の実施の形態１におけるＱｏＳ管理テーブルの例示図
【図４】本発明の実施の形態１におけるフロー特性テーブルの例示図
【図５】本発明の実施の形態１における計測フロー特性テーブルの例示図
【図６】本発明の実施の形態１における優先条件データベースの例示図
【図７】本発明の実施の形態１におけるエッジルータのハードウェアブロック図
【図８】本発明の実施の形態１におけるエッジルータのフローチャート
【図９】本発明の実施の形態１におけるエッジルータの初期予約処理のフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態１におけるエッジルータの追従予約処理のフローチャート
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるＱｏＳ管理テーブルの例示図  （ｂ）本発明の実施の形態１におけるＱｏＳ管理テーブルの例示図  （ｃ）本発明の実施の形態１におけるＱｏＳ管理テーブルの例示図  （ｄ）本発明の実施の形態１におけるＱｏＳ管理テーブルの例示図  （ｅ）本発明の実施の形態１におけるＱｏＳ管理テーブルの例示図
【図１２】（ａ）本発明の実施の形態１におけるフロー特性テーブルの例示図  （ｂ）本発明の実施の形態１におけるフロー特性テーブルの例示図  （ｃ）本発明の実施の形態１におけるフロー特性テーブルの例示図  （ｄ）本発明の実施の形態１におけるフロー特性テーブルの例示図
【図１３】（ａ）本発明の実施の形態１における計測フロー特性テーブルの例示図  （ｂ）本発明の実施の形態１における計測フロー特性テーブルの例示図  （ｃ）本発明の実施の形態１における計測フロー特性テーブルの例示図  （ｄ）本発明の実施の形態１における計測フロー特性テーブルの例示図  （ｅ）本発明の実施の形態１における計測フロー特性テーブルの例示図  （ｆ）本発明の実施の形態１における計測フロー特性テーブルの例示図
【図１４】（ａ）本発明の実施の形態１における入力レートと予約レートの例示図  （ｂ）本発明の実施の形態１における入力レートと予約レートの例示図  （ｃ）本発明の実施の形態１における入力レートと予約レートの例示図  （ｄ）本発明の実施の形態１における入力レートと予約レートの例示図  （ｅ）本発明の実施の形態１における入力レートと予約レートの例示図  （ｆ）本発明の実施の形態１における入力レートと予約レートの例示図
【図１５】本発明の実施の形態２におけるシステムの例示図
【図１６】本発明の実施の形態２における無線中継装置のブロック図
【図１７】本発明の実施の形態２における無線中継装置のハードウェアブロック図
【図１８】本発明の実施の形態２における規格フロー特性テーブルの例示図
【図１９】本発明の実施の形態２における計測フロー特性テーブルの例示図
【符号の説明】
【０１３２】
１００、１０１、２００、２０１  通信端末
３０１、３０２、３０３  エッジルータ
４００  ルータ
５０１  ＱｏＳ管理部
５０２  優先フロー識別部
５０３  帯域計測部
５０４  ＱｏＳ予約部
５０５  ＱｏＳ処理部
５０６  ＱｏＳ管理テーブル
５０７  フロー特性テーブル
５０８  計測フロー特性テーブル
５０９  優先条件データベース
６０１  ＣＰＵ
６０２  ＲＯＭ
６０３  ＲＡＭ
６０４、９０４  外部記憶装置
６０５、６０６  有線通信インタフェース
７０１〜７０３  無線中継装置
８０１  優先フロー識別部
８０２  規格フロー特性テーブル
８０３  計測フロー特性テーブル
９０１  ＣＰＵ
９０２  ＲＯＭ
９０３  ＲＡＭ
９０５  有線通信インタフェース
９０６  無線通信インタフェース
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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