(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク内のルーターにおけるパケット通信トラフィックの現在の帯域割り当てに基づいてパケットをドロップする方法であって、該方法が、
前記ルーターの接続テーブルを更新する際に用いる情報を得るために該ルーターに対応するエンドポイントを周期的に問い合わせるステップであって、該問い合わせが、非リアルタイム・エンドポイント接続を問い合わせることなしにリアルタイム・エンドポイント接続のみに限って行われるステップ、
前記問い合わせるステップに応じて、前記エンドポイント各々に対する現在の接続状況、コール値（Call_Ref）及び帯域利用情報を判定するステップ、
前記エンドポイント各々に対する前記現在の接続状況、前記コール値（Call_Ref）及び前記帯域利用情報に基づいて、前記ルーターによって扱われる特定のタイプの通信サービスに対する現在の帯域割り当てを計算するステップ、並びに 前記特定のタイプの通信サービスに対して帯域が利用可能でない場合、（１）該サービスに対する前記ルーターによって受信されるいかなる新しいコールのパケットもドロップするステップ、及び（２）前記エンドポイントに該新しいコールの切断を通知するステップからなる方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記方法がインターフェイスごとに前記ルーターによって実行される方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、さらに、前記特定のタイプの通信サービスが利用可能な場合、前記ルーターに追加の通信トラフィックを認めるステップを含む方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、該ルーターがエンドポイントから、処理することのできるタイプのものではない新しい接続に対するコール値（Call_Ref）を受信し、それに応じて、メッセージが該エンドポイントに送信されて該コールを終了する方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記問い合わせるステップがＨ.３２３ＩＲＱメッセージの送信を含み、前記問い合わせに対する応答がＩＲＲメッセージの受信を含む方法。
【請求項６】
請求項３記載の方法において、前記追加の通信トラフィックを認めるステップが、識別されたＩＰアドレス、サービスのタイプ及びそれぞれのソケット番号範囲に関連して、行われるべき接続のタイプを決定するステップを含む方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、前記問い合わせるステップが周期的にリセットされる方法。
【請求項８】
パケットネットワークの個々のルーターを介してフローするトラフィックを管理する装置であって、該ルーターが所与の量の帯域を特定のタイプの通信トラフィックに対して該個々のルーターのインターフェイス上で受信し、該装置が、
前記ルーターの接続テーブルを更新する際に用いるデータを取得するために該ルーターに対応するエンドポイント接続を周期的に問い合わせる手段であって、該問い合わせが、非リアルタイム・エンドポイント接続を問い合わせることなしにリアルタイム・エンドポイント接続のみに限って行われる手段、
前記エンドポイント接続の各々に対する現在の接続状況、コール値（call_Ref）及び帯域を判定するために前記周期的な問い合わせからの応答を受信する手段、及び 前記エンドポイント各々に対する前記現在の接続状況、前記コール値（Call_Ref）及び前記帯域利用情報に基づいて、前記ルーターによって扱われる特定のタイプの通信サービスに対する現在の帯域割り当てを計算する手段からなり、
前記所与の量の帯域が利用可能である場合、前記ルーターが特定のタイプの通信サービスに対する追加の通信トラフィックを認め、
前記特定のタイプの通信サービスに対して帯域が利用可能でない場合、（１）該サービスに対するいかなる新しいコールのパケットもドロップし、（２）前記エンドポイント接続に該新しいコールの切断を通知するように動作する装置。
【請求項９】
請求項８記載の装置において、該ルーターの各々が、扱うことができるタイプのものではない新しい接続に対するコール値（Call_Ref）をエンドポイントから受信し、それに応じてメッセージが該エンドポイントに送信されて該コールを終了するよう動作する装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置において、前記メッセージは非標準Ｈ.２４５メッセージである装置。
【請求項１１】
請求項８記載の装置において、前記問い合わせがＨ.３２３ＩＲＱメッセージの送信を含み、前記問い合わせに対する応答がＩＲＲメッセージの受信を含む装置。
【請求項１２】
請求項８記載の装置において、識別されたＩＰアドレス、サービスのタイプ及びそれぞれのソケット番号範囲に関連して、行われるべき接続のタイプを決定するよう動作する装置。
【請求項１３】
請求項８記載の装置において、前記問い合わせがインターフェイスごとに前記ルーターによって実行される装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネットプロトコール（ＩＰ）ネットワークに関し、特に、このネットワーク内においてクオリティオブサービス（ＱＯＳ）を提供する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既存のＩＰネットワーク内のルーターは、トラフィック管理の目的のために帯域の予約を受け入れるようにはなってはいない。従ってルーターは新たなトラフィックを受け入れる観点から、その関連するエンドポイントで発生したことに関して最新の情報を有していない。例えばあるＶｏＩＰトラフィックが受け入れられると、その特定のトラフィックは最早継続しないとの決定をルーターが行うことは容易なことではない。かくしてパケットは、ルーターが関連するトラフィックを処理することが出来ない場合には、パケットは通常ドロップされる。この問題に対する可能性のある１つの解決法は、タイマーを各リンク上の接続用の特定のトラフィックに関連づけ、その稼働状態を得るために各呼びを監視する事である。しかしこのような方法は複数のタイマーを各ルーターにプログラムし追跡しなくてはならない点で極めて高価である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、ＩＰネットワークにおいてＩＰトラフィック内のルーターを簡単に管理する方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
パケットベースのネットワークにおいて、トラフィックの管理を行う簡単な方法は、対応するネットワークデバイス用の特定のサービスに関連する複数のエンドポイントの接続のカウントに基づいて帯域を割り当てることである。ネットワークデバイス（例ＩＰルーター）は、ＴＣＰ／ＩＰ(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)と／またはＵＤＰ／ＩＰ(User Datagram Protocol/Internet Protocol)の接続の数と、インターフェイス当りの帯域の利用数（率）をカウントするよう構成することが出来る。このカウントは、ＩＰアドレスと、サービスの種類（Type of Service ＴＯＳ）と、パケットのＩＰヘッダー内のＴＣＰ／ＵＤＰと／またはＵＤＰ／ＩＰソケット番号範囲を特定し、通信の種類を問い合わせることにより行われる。特定のサービスに対し許された最大の接続数または帯域に達すると、ネットワークデバイス（ＩＰルーター）は新たな呼びのパケットをドロップする手段により新たな呼びの転送を停止し、所定のエンドポイントに新たな呼びを切断したことを通知する。
【０００５】
本発明の一実施例においては、パケットネットワークの個々のルーターを介して流れるトラフィックを管理する手順は、（Ａ）特定の種類の通信トラフィックに対し個々のルーターのインターフェイス上に所定量の帯域を予約するステップと、（Ｂ）対応するルーターの接続テーブルからのデータに基づいて、エンドポイントの接続を周期的に問い合わせるステップと、（Ｃ）前記エンドポイントの現在の接続状態と帯域の割り当て状態を決定するために前記の周期的問い合わせからの応答を受領するステップと、（Ｄ）ルーターにより取り扱われるインターフェイス上の特定の種類の通信サービスに対し現在の帯域の割り当てを計算するステップとを有する。ルーターは帯域が利用可能な場合には、特定の周囲の通信サービスに対し追加の通信トラフィックを認める
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明により、特定の種類の接続の数に基づいて、例えば現存するＩＰ呼びを介しての音声接続のカウントに基づいて、帯域を割り当て追跡することが可能となる。本発明によれば、ネットワークデバイス（例ＩＰルーター）はインターフェイス毎にＴＣＰ／ＩＰまたはＵＤＰ／ＩＰの接続数をカウントするよう構成される。このカウントはＩＰアドレスとサービスの種類（ＴＯＳ）と、パケットのＩＰヘッダー内のＴＣＰ／ＵＤＰとまたはＵＤＰ／ＩＰのソケット番号の範囲を特定することにより行われる。ルーター内のテーブルには、カウントにより与えられた情報に基づいて形成され、割り当てられたバンド幅の全部が示される。受け入れ可能な最大帯域に達すると、ネットワークデバイス（例ＩＰルーター）は、新たな呼びの転送を中止する。本発明の一実施例においては、この中止プロセスは、新たな呼びのパケットをドロップし、あるエンドポイントに対し新たな呼びを切断したことを通知することにより行われる。
【０００７】
図１を参照すると、本発明によるＩＰルーター１０の一実施例が示されている。同図に示すように、ルーターは複数のインターフェイスＡ，Ｂ，Ｃを有する。インターフェイスＡはＶｏＩＰゲートウェイ１２に接続され、このＶｏＩＰゲートウェイ１２はさらに公衆交換電話ネットワーク公衆電話（ＰＳＩＮ）ネットワーク１４に接続されている。Ｈ．３２３ゲートウェイでもあるＶｏＩＰゲートウェイ１２はサービスをＨ．３２３クライアントに提供し、そのクライアントはＨ．３２３ではないエンティティと通信できることになる。最も一般的なＨ．３２３ゲートウェイにより、Ｈ．３２３端末と交換ネットワーク上の電話との間の通信が可能となる。ゲートウェイは異なる伝送フォーマット通信手順オーディオ符号との間の変換を提供しなければならない。インターフェイスＢは、１つあるいは複数のＩＰフォーン／ＰＣフォーン電話端末であるエンドポイント端末公衆電話（ＰＳＩＮ）ネットワーク１６に接続される。インターフェイスＢは、第１のエンドポイント端末へのＨ．３２３リアルタイムトラフィックフロー（real time traffic flow）を有するように示されている。エンドポイント端末公衆電話（ＰＳＩＮ）ネットワーク１６はリアルタイムの通信を提供し、音声通信をサポートし、ビデオとデーター通信をサポ−トすることもある。最も一般的なＨ．３２３端末は、ＰＣ上で走るマイクロソフトのネットミーティング（Microsoft's Netmeeting）等のアプリケーションである。
【０００８】
本発明によればＩＰルーター１０はメモリー（図示せず）内にソフトウエアを記憶し、これによりルーターがインターフェイス毎の稼働中の接続の数を周期的に確認することができる。カウントは、ＴＯＳ，ＩＰアドレス，ＴＣＰ／ＵＤＰ，ＵＤＰ／ＩＰのソケット範囲に基づいて行われる。ルーターが新たなＩＰアドレスを搬送する新たなパケットを受領したときには、接続が特定され、ルーターはＴＯＳ（パケットヘッダーから確認できる）と／またはＴＣＰ／ＵＤＰソケットに基づいて、フローへの優先権を割り当てる。例えばトラフィックフローがＨ．３２３データ問い合わせでない場合には、ルーターは接続テーブル中でそのトラフィックフローに対し低い優先度を割り当てる。しかしそのトラフィックフローがＨ．３２３リアルタイムフロー、例えばＶｏＩＰビデオ（画像）の場合は、接続テーブル中で最高位の優先度が割り当てられる。
【０００９】
本発明により対応するルーター内の接続テーブル（接続表）を周期的に更新することにより、最新の帯域割り当てを維持することが出来る。接続テーブルを更新するためにＩＰルーターは周期的に（例えば１０秒毎に）Ｈ．３２３ＩＲＱ状態の問い合わせメッセージを接続テーブルのＨ．３２３エンドポイントに送る。その後ルーターはＩＲＱメッセージのコール（Call_Ref）値をゼロに設定する。Ｈ．３２３エンドポイントはＩＲＲメッセージに応答してルーターに対しその呼びの全ての状態（アクティブ（通話中）／アイドル（待機中））と呼びにより用いられる帯域を通知する。テーブルは各インターフェイスに対し、ルーター内で作り出されそして維持されその結果現在割り当てられた帯域の全部が容易に更新されアクセスされる。
【００１０】
図２を参照すると、ルーターの呼び接続表（テーブルＩＩ）の実施例がネットワーク２００内のルーターＲ１のインターフェイス１に対し示されている。このテーブルは、それぞれのインターフェイスの各接続に対し様々なカテゴリーを有する。同図に示すようにテーブルは、ソースＩＰアドレスと、コールリファレンスと、使用した帯域と、接続状態のカテゴリを含む。テーブルはまた関連するゲートウェイ２０２の呼びの接続が個々に追跡されることも示している。
【００１１】
本発明によればルーターは、エンドポイントへの問い合わせはリアルタイムのみで行われるか、あるいはそれ以外の場合には最高の優先度の接続がなされるように行われる。
【００１２】
問い合わせの応答部分において、ルーターが特定の問い合わせに対し活性化された呼びを有していない場合には、ルーターはＩＲＲメッセージのCall_refの値をゼロにする。このことは活性中の呼びが存在しないことを示している。この場合ルーターは呼びに属するエントリーを空にし、接続テーブル中のＨ．３２３接続の番号を減らすことによりテーブルを更新する。Ｈ．３２３の呼びの番号が最大値に達するとルーターは新たな接続のパケットをドロップする。
【００１３】
呼びの数またはルーターインターフェイスの帯域の割り当てがその最大値に達すると、ルーターは２つの内の１つの手段（手続き）を行ってエンドポイントに対し呼びの最大数に到達した／またはそれを超えた場合には呼びを切断する旨を通知する。第１のアプローチは、何もせずに新たな呼びのパケットをドロップし続けることである。このアプローチにおいてはエンドポイントは、１００％のパケット喪失を被ること（例えばエンドポイント間で交換されるＲＴＰＣＰメッセージにより）が分かる。この場合端末のより高いレイヤーが呼びを終了／切断させるが、その理由はそうしないと多くのパケット喪失を被るからである。
【００１４】
第２のアプローチにおいては、ルーターは新たな呼びのCall_Ref値を獲得する。このルーターは非標準のＨ．２４５メッセージを用いて新たなメッセージを構築し、それをエンドポイントに送信して呼びを終了することを通知する。この新たなメッセージは以下の情報を含む。
Name Network Congestion Disconnect (ＮＣＤ)
Call_Ref  xx
【００１５】
図３において本発明を実現するＩＰネットワーク２０の他の実施例を示す。同図に示すように、ＩＰネットワーク２０は４個のＩＰルーター１，２，３，４を有する。各ＩＰルーター１，２，３，４は、ＩＰネットワーク２０の全体の一部であり、Ｈ．３２３エンドポイントへの接続を含む。同図に示すようにルーター１と３は、第１のＨ，３２３エンドポイント２４（例えばＩＰフォーンまたはＰＣフォーン）に接続され、ルーター２と３はそれぞれ第２のＨ，３２３エンドポイント２２に接続される。ＩＰネットワークは公衆交換電話ネットワーク２６と音声交換器２８にＶｏＩＰゲートウェイ３０を介して接続され、このＶｏＩＰゲートウェイ３０はルーター４に接続される。更にまた図１，２のエンドポイントは、ＩＰフォーンまたはＰＣフォーンとして示されているがエンドポイントは、ビデオ機能またはマルチメディア機能を具備したエンドポイントでもよい。
【００１６】
図３は、外部デバイス３２がルーターの関連するエンドポイントに問い合わせを行い接続数と関連する帯域の利用をカウントして、ある容量に達した場合には新たな接続をブロックすることを示し、これはルーターの場合と同様である。外部デバイス３２の基本的構成を図４に示す。同図においてデバイス３２は、デジタルプロセッサ３４と関連メモリー３６を有し、カウントし問い合わせをし、プロセッサ３４により実行されるプログラムを更新する。エンドポイントと対応するルーターと通信する通信インターフェイス３８も含まれる。
【００１７】
図５には本発明により用いられるルーターＲ１，Ｒ２，Ｒ３を有する他のネットワーク構成５０を示す。図５は複数のＩＰ電話デバイス５２が、ＩＰネットワークに単一のＶｏＩＰゲートウェイ５４を介して接続されていることを示している。このような構成においてゲートウェイ５４に対する単一のＩＲＱ問い合わせが、ＶｏＩＰあるいはゲートウェイを介して割り当てられた他の特定の帯域のスナップショット（各呼びの帯域に関する情報と共に活性化された呼び）を提供する。このような構成は情報をルーターに戻す複数の接続を提供するために極めて効率的である。本発明の実行は、ＩＲＱ，ＩＲＲメッセージフォーマットはカウント方法と共にルーター内にあるいは対応する外部デバイス内にプログラムすることが必要なだけなため、極めて簡単である。
【００１８】
本発明は、Ｈ．３２３問い合わせとＨ，３２３プロトコールで現在利用可能な応答メッセージ即ちＩＲＱ，ＩＲＲメッセージとを利用できる。従来ＩＲＱコマンドは、ネットワーク管理デバイスあるいはゲートキーパーから端末に送られてＩＲＲのフォームでの状態情報を要求していた。かくしてこのコマンドはネットワーク管理タスクとして用いられるが、トラフィック管理の目的の為のルーターと共に用いられることはなかった。
【００１９】
本発明は、呼びごとに帯域のダイナミックに行われる予約を介してＶｏＩＰネットワークでＱｏＳを保証するメカニズムを提供できる。このことはトラフィックエンジニアリング例えばＩＰネットワーク内のＩＰ呼びを介して音声の過剰加入(over-subscription)が可能となり、そのため必要とされるデータリンクの量が減らすことが出来る。本発明がなされるまでには、ＶｏＩＰネットワークを実現するために全てのデーターリンクは加入者の数がそれを超えてはいけない(under-subscribed)欠点であった。
【００２０】
正確な帯域の割り当て統計を得るために、本発明の問い合わせプロセスは、所定のインターバル（例えば５分ごとに）で周期的にリセットされるか、あるいはネットワーク内で発生する特定の事象（例えばルーターの故障あるいはリンクの故障）に応答して周期的にリセットすることが出来る。
【００２１】
特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を用いるルーターＩＰネットワーク内のルーターの一実施例を表す図。
【図２】  関連ネットワーク用のエンドポイント接続テーブルの一実施例を表す図。
【図３】  本発明で用いられるＩＰネットワークの一実施例を表す図。
【図４】  本発明による外部監視デバイスのブロック図。
【図５】  ＶｏＩＰゲートウェイを介してルーティングされた呼びを有するＩＰネットワークの他の実施例を表す図。
【符号の説明】
１０  ＩＰルーター
１２  ＶｏＩＰゲートウェイ
１６  エンドポイント端末
１４，２６  公衆交換電話（ＰＳＴＮ）ネットワーク
１，２，３，４  ＩＰルーター
２０  ＩＰネットワーク
２２  第１のＨ３２３エンドポイント
２４  第２のＨ３２３エンドポイント
２８  音声交換器
３０  ＶｏＩＰゲートウェイ
３２  外部デバイス
３４  デジタルプロセッサ
３６  関連メモリー
３８  通信インターフェイス
５６  ゲートウェイ
５４  ＶｏＩＰゲートウェイ
５２  ＩＰ電話デバイス
５０  他のネットワーク構成
【図１】
0003902068.tif 000002
【図２】
0003902068.tif 000003
【図３】
0003902068.tif 000004
【図４】
0003902068.tif 000005
【図５】
0003902068.tif 000006