(57)【要約】  本発明はパケット交換ネットワークのノードに関し、このノードは、入力インタフェース（Ｉ１、Ｉ２）および少なくとも１つの出力インタフェース（Ｏ１）、ならびに受信されたデータグラムがコヒーレントフローに属することを検出して、そのデータグラムを、予約されたタイムインターバルの間に発信するために、適切な出力インタフェースに転送するように構成された転送レイヤ（ＦＬ）を有し、また、前記出力インタフェースにおける前記データグラムの発信に関する予約の衝突を検出し、予約の衝突が検出された場合は前記コヒーレントフローの後続データグラムの受信日付を修正するための時間情報を含むシグナリングメッセージを送信するようにさらに構成される。
2017521961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット交換ネットワークのノードでデータグラムを転送する方法であって、
−  送信すべきデータグラムを受信するステップと、
−  前記データグラムがコヒーレントフローに属することを検出し、前記データグラムを、予約されたタイムインターバルの間に発信するために、適切な出力インタフェースに転送するステップと、
−  前記出力インタフェースにおける前記データグラムの発信に関する予約の衝突を検出し、予約の衝突が検出されると、前記コヒーレントフローの後続データグラムの受信日付を修正するための時間情報を含むシグナリングメッセージを送信するステップとを含む、方法。
【請求項２】
時間規則に従って事前に前記タイムインターバルが予約されるように、前記コヒーレントフローに前記時間規則を関連付けるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記データグラムの受信日付が前記時間規則に準じないと決定することによって予約の衝突を検出するステップを含み、前記時間情報が前記時間規則および前記受信日付から計算される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記データグラムの受信日付が、前記出力インタフェースにとって利用可能でないタイムインターバルに相当するときに、予約の衝突を検出するステップを含み、前記時間情報が、前記出力インタフェースが利用可能である時間に基づく、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記データグラムが、前記ノードのアプリケーションレイヤに配備されたアプリケーション（Ａ）から受信され、前記シグナリングメッセージが前記アプリケーションに送信される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
パケット交換ネットワークのノードであって、入力インタフェース（Ｉ１、Ｉ２）および少なくとも１つの出力インタフェース（Ｏ１）、ならびに受信されたデータグラムがコヒーレントフローに属することを検出して、そのデータグラムを、予約されたタイムインターバルの間に発信するために、適切な出力インタフェースに転送するように構成された転送レイヤ（ＦＬ）を有し、前記出力インタフェースにおける前記データグラムの発信に関する予約の衝突を検出し、予約の衝突が検出された場合は、前記コヒーレントフローの後続データグラムの受信日付を修正するための時間情報を含むシグナリングメッセージを送信するようにさらに構成される、ノード。
【請求項７】
時間規則に従って事前に前記タイムインターバルが予約されるように、前記コヒーレントフローに前記時間規則が関連付けられる、請求項６に記載のノード。
【請求項８】
前記データグラムの受信日付が前記時間規則に準じないと決定することによって予約の衝突を検出するように構成され、前記時間情報が前記時間規則および前記受信日付から計算される、請求項７に記載のノード。
【請求項９】
前記データグラムの受信日付が、前記出力インタフェースにとって利用可能でないタイムインターバルに相当するときに、予約の衝突を検出するように構成され、前記時間情報が、前記出力インタフェースが利用可能である時間に基づく、請求項６から８のいずれか一項に記載のノード。
【請求項１０】
アプリケーション（Ａ）を少なくとも含むアプリケーションレイヤをさらに含み、前記データグラムが前記アプリケーション（Ａ）から受信され、前記転送レイヤが、前記シグナリングメッセージを前記アプリケーション（Ａ）に送信するように構成される、請求項６から９のいずれか一項に記載のノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパケット交換通信ネットワークの技術分野に関し、より正確にはそのようなネットワーク内の機器またはノードに関する。
【０００２】
具体的には、本発明はパケット交換ネットワークのノードによって送信されるデータグラムのコヒーレントフローの取り扱いに関係する。
【背景技術】
【０００３】
パケット交換通信ネットワークは、ますます高いサービス品質（ＱｏＳ）およびユーザ体験品質が求められている適用例に使用される。そのような適用例には、ビデオストリーミングまたはビデオオンデマンド（ＶｏＤ）、ビデオ会議、ゲームなどが含まれる。
【０００４】
技術的な視点から見れば、これらの適用例では、データが、最短の送信時間（すなわち「待ち時間」）で、優れたＱｏＳ特性（ジッタ、パケット損失・・・）をもって送信元から受領者に送信されることが求められるが、品質への要求の高まり（高精細度ビデオなど）と、通信ネットワークに接続された人の数の増加との両方の理由から、送信されるデータの量は年々増大している。
【０００５】
それに応じて、近年、通信ネットワークの帯域を広げるための多くの努力が行われてきている。アクセスネットワーク、無線ネットワーク、およびコアネットワークで、総帯域は１５年間でおよそ１０００だけ拡大したと言われている。
【０００６】
それにもかかわらず、エンドツーエンドの待ち時間は、それと同様の改善には至っていない。
【０００７】
しかし、適用例の中には、待ち時間の影響を非常に受けやすいものがある。これは、特に、ゲーム、リモートコントロール、高頻度コンピューティングなどの、対話性を伴う適用例の場合がそうである。そのような適用例は、ビデオ送信やファイル送信などとは性質が異なる。ビデオ送信やファイル送信などでは、帯域は重要な要因だが、ある程度のエンドツーエンド遅延があってもＱｏＳおよびユーザ体験に影響しない。
【０００８】
対照的に、対話型の適用例ではエンドツーエンドの送信時間は極めて重大な要因であり、ＱｏＳおよびユーザ体験に直接的で重要な影響を与える。
【０００９】
したがって、対話性を必要とする適用例、より一般的には低待ち時間を必要とする適用例は、良好な状態で配備することが困難である。いくつかの場当たり的な解決策（例えば、ある所与のタイプの適用例に適応されるものなど）が工夫されることもあるが、他の適用例に合わせて一般化することはできず、また、待ち時間の削減の点において不十分である。
【００１０】
例えば、無線技術では、協調ＭＩＭＯ（ＣｏＭＰ：「セル間協調送受信」）には１ｍｓ未満の待ち時間が必要になると思われる。しかし、通常のＩＰベースのネットワーキング機構では、数ミリ秒未満にまで下げることは困難である。協調する基地局が光ファイバで接続されたポイントツーポイントのメッシュを形成する場当たり的な解決策は、大規模な配備には適さない。なぜならば、ノードのすべてのペア間に光ファイバを装備する必要があるためである。加えて、この解決策では、ネットワークトポロジを発展させることは全くできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、前述した欠点を少なくとも部分的に軽減させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、パケット交換ネットワークのノードでデータグラムを転送する方法によって達成され、この方法は、次のステップを含む：
−  送信すべきデータグラムを受信するステップと、
−  前記データグラムがコヒーレントフローに属することを検出し、前記データグラムを、予約されたタイムインターバルの間に発信するために、適切な出力インタフェースに転送するステップと、
−  前記出力インタフェースにおける前記データグラムの発信に関する予約の衝突を検出し、予約の衝突が検出されると、前記コヒーレントフローの後続データグラムの受信日付を修正するための時間情報を含むシグナリングメッセージを送信するステップとを含む。
【００１３】
好ましい実施形態は、次の特徴のうち１つまたは複数を含み、これらの特徴は個別に、または、部分的な組み合わせもしくは全体的な組み合わせのいずれかで、まとめて採用されることができる。
−  上記方法が、時間規則に従って事前に前記タイムインターバルが予約されるように、前記コヒーレントフローに前記時間規則を関連付けるステップをさらに含む。
−  上記方法が、前記データグラムの受信日付が前記時間規則に準じないと決定することによって予約の衝突を検出するステップをさらに含み、前記時間情報が前記時間規則および前記受信日付から計算される。
−  上記方法が、前記データグラムの受信日付が、前記出力インタフェースにとって利用可能でないタイムインターバルに相当するときに、予約の衝突を検出するステップをさらに含み、前記時間情報が、前記出力インタフェースが利用可能である時間に基づく。
−  前記データグラムが発信側ノードから受信され、前記シグナリングメッセージが前記発信側ノードに返送される。
−  前記データグラムが、前記ノードのアプリケーションレイヤに配備されたアプリケーション（Ａ）から受信され、前記シグナリングメッセージが前記アプリケーションに送信される。
−  前記アプリケーションが、前記時間情報に従って前記アプリケーションの送信設定を適応させる。
−  前記アプリケーションが、前記時間情報に従ってウェブカメラのビデオ設定を調整する。
【００１４】
本発明の別の態様は、データ処理ユニットで実行されたときに前述した方法を行うためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品に関する。
【００１５】
本発明の別の態様はパケット交換ネットワークのノードに関し、このノードは、入力インタフェースおよび少なくとも１つの出力インタフェース、ならびに、受信されたデータグラムがコヒーレントフローに属することを検出して、そのデータグラムを、予約されたタイムインターバルの間に発信するために、適切な出力インタフェースに転送するように構成された転送レイヤを有し、前記出力インタフェースにおける前記データグラムの発信に関する予約の衝突を検出し、予約の衝突が検出された場合は前記コヒーレントフローの後続データグラムの受信日付を修正するための時間情報を含むシグナリングメッセージを送信するようにさらに構成される。
【００１６】
好ましい実施形態は、次の特徴のうち１つまたは複数を含み、これらの特徴は個別に、または、部分的な組み合わせもしくは全体的な組み合わせのいずれかで、まとめて採用されることができる。
−  前記データグラムが発信側ノードから受信され、前記シグナリングメッセージが前記発信側ノードに返送される。
−  時間規則に従って事前に前記タイムインターバルが予約されるように、前記コヒーレントフローに前記時間規則が関連付けられる。
−  上記ノードが、前記データグラムの受信日付が前記時間規則に準じないと決定することによって予約の衝突を検出するように構成され、前記時間情報が前記時間規則および前記受信日付から計算される。
−  上記ノードが、前記データグラムの受信日付が、前記出力インタフェースにとって利用可能でないタイムインターバルに相当するときに、予約の衝突を検出するように構成され、前記時間情報が、前記出力インタフェースが利用可能である時間に基づく。
−  上記ノードが、アプリケーション（Ａ）を少なくとも含むアプリケーションレイヤをさらに含み、前記データグラムが前記アプリケーション（Ａ）から受信され、前記転送レイヤが、前記シグナリングメッセージを前記アプリケーション（Ａ）に送信するように構成される。
【００１７】
下記に非制限的な例として与えられる本発明の実施形態の記載により、下記に示す添付図面を参照しながら、本発明のさらなる特徴および利点が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】パケットベース通信ネットワークの非常に単純化した例を示す図である。
【図２】あるノードについて、様々な状況でのノード競合をノードの負荷に応じて示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるネットワークノードの非常に単純化した概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による特定の状況の基本的な例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に、パケットベースの通信ネットワークを示す。そのトポロジは、説明を分かりやすくするために非常に単純化されている。
【００２０】
このパケットベース通信は、ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４を含む。ノードとは、すなわち、それを通して、発信者または送信元と受信者または受領者との間でデータグラムが送信されるネットワーク機器である。発信機Ｎ１および受信機Ｎ４もまた、ノードと考えることができる。
【００２１】
「データグラム」という表現は、本明細書では、物理レイヤ（レイヤ１）を除く任意のレイヤに従う、任意のアトミックなデータ送信ユニット、またはプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を意味する。データグラムは、例えば、ＩＰパケット（レイヤ３）、フレーム（レイヤ２）、ＴＣＰセグメントもしくはＵＤＰデータグラム（レイヤ４）などを含む。
【００２２】
ノード１には、ＯＳＩレイヤＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌ７に関連付けられたプロトコルスタックＰＳが描かれており、レイヤＬ７はアプリケーションレイヤを表す。通常、アプリケーションＡ（レイヤＬ７上にある）は、受領者Ｎ４に向けて送信するために、通信ネットワークを通してプロトコルスタックＰＳによって送信されるデータフローの送信元を表す。データグラムで形成されたデータフローがノードで形成された経路を通って実際にどのように送信およびルーティングされるかは、本発明の範囲外にあり、したがって、それについて詳細には説明しない。
【００２３】
アプリケーションＡから受領者Ｎ４（より正確には、ノードＮ４で実行しているアプリケーション）にデータグラムを送信するための時間は、多くの要因によって決まる。
【００２４】
ノード間の物理リンク、ならびにそれらのリンクを介して実際にデータを送信するための送信技術は、それらの要因の一部である。これらの考慮事項はＯＳＩモデルのレイヤ１に関係する。
【００２５】
しかし、エンドツーエンドの送信時間、すなわち待ち時間の原因は、ＯＳＩモデルのそれより上のレイヤにも存在する。これらの原因は、ノードがデータグラムを取り扱うために行う様々な処理に関連する。
【００２６】
これらの原因の中で主要なものは、１つのノードにおけるデータグラムの衝突、およびバッファリングである。実際、ノードは複数の送信元からデータフローを受け取ることがあるので、非同期に着信するデータフローを管理するために、ノードは、着信したメッセージをキューに転送するバッファリング機構を実装する。
【００２７】
よって、バッファリングを削減し、ネットワークノード内で転送されるデータグラムの多重化に起因する待ち時間を減少させるために、多くの解決策が衝突に対応するように設計されてきている。
【００２８】
それらの解決策としては、下記を挙げることができる：
【００２９】
＊ＩＥＴＦ（インターネットエンジニアリングタスクフォース）のＲＦＣ３２４６に記載されている、差別化サービス（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）の「完全優先転送」。
【００３０】
ＤｉｆｆＳｅｒｖの「完全優先転送」（ＥＦ）は、ある設定されたレートでＥＦアグリゲートがサービスを受けることを保証することによる、低遅延、低ジッタ、低損失のサービスを提供することを目的とする。
【００３１】
しかし、この機構では輻輳を回避しないので、所与のデータグラムが遅延することを回避しない。すでにノードに送信待ち中のＥＦデータグラムがある場合には、「完全優先転送」データグラムは転送される前にバッファリングされる。
【００３２】
さらに、本出願人は、この低損失の特徴は厳格すぎると考える。対話型アプリケーションなど、適用例によっては、信頼性と待ち時間が等しくトレードオフされる必要はない。そのような適用例では、ＱｏＳおよびユーザ体験を危険にさらすことなくデータグラムをドロップさせることができる。
【００３３】
＊別の解決策は「明示的輻輳通知」と呼ばれ、例えば、ＩＥＴＦのＲＦＣ３１６８によって定められている。この解決策は、ノードによるドロップの決定に基づいた輻輳状況の検出に依存し、そのねらいは、伝送およびアプリケーションが過度の損失を被るのを回避することである。
【００３４】
しかし、そのような解決策は、輻輳状況を修正するための対応に過ぎず、待ち時間を制限することはできない。
【００３５】
＊別の解決策が、ＩＥＥＥ標準８０２．１Ｑａｖ（Ａｕｄｉｏ−ｖｉｄｅｏ  ｂｒｉｄｇｉｎｇ）および８０２．１Ｑａｔ（Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ）に記載されている。そのねらいは、いくつかの帯域を予約することにより、確定的な低待ち時間および低ジッタで、高い信頼性でデータを配信することである。
【００３６】
しかし、帯域の予約は確定的な平均待ち時間を保証するが、データグラムが到着したときの出力ポートでの輻輳を防止しないので、最小の待ち時間は保証しない。
【００３７】
さらに、ＲＦＣ３２４６の解決策では、低損失の特徴が厳格すぎる。
【００３８】
＊別の解決策は「疑似回線エミュレーション」と呼ばれ、ＩＥＴＦのＲＦＣ３９８５に記載されている。これは、パケット交換ネットワークを介した遠隔通信サービスに必須の挙動をエミュレートすることにある。そのねらいは、所与のサービス定義に要求される忠実度で回線をエミュレートするための必要最小限の機能を提供することである。
【００３９】
しかし、時間を決めた配信では、不連続なメッセージの場合、あるノードの入力インタフェースと出力インタフェース間で一定のフェーズが維持される。これによって、ジッタが減少するが、最小の待ち時間を達成することはできない。
【００４０】
言い換えれば、従来技術の解決策は輻輳問題の検出を試み、この検出に反応して、輻輳の影響を回避または制限するよう試みる。これを実現するために、いくつかの解決策は、出力インタフェースにデータグラムを転送するために使用されるバッファの最適な使用を提案する。
【００４１】
しかし、輻輳を検出した時点で、すでに待ち時間への影響は及んでいる。さらに、この方向性で多くの研究活動が行われてきたにもかかわらず、バッファ使用の最適化に基づく解決策で、実際の待ち時間の削減に関して十分であると証明されたものはない。
【００４２】
図２は、あるノードについて、パーセンテージで表現されたそのノードの負荷に応じて、縦軸に秒単位で競合遅延（すなわち、１つのノードについての待ち時間）を示す。
【００４３】
曲線１、２、３は、「完全優先転送」（ＥＦ）と通常の「ベストエフォート」（ＢＦ）の割合が異なる３つの場合について、ＤｉｆｆＳｅｒｖ  ＥＦ機構の使用を示す：
曲線１：ＢＦ＝３０％およびＥＦ＝７０％
曲線２：ＢＦ＝２０％およびＥＦ＝８０％
曲線３：ＢＦ＝１０％およびＥＦ＝９０％
【００４４】
この図から、完全優先転送は競合問題を解決しないことが分かる。
【００４５】
しかし、本発明によるノードの待ち時間曲線を表す曲線４には、このノードの負荷にかかわらず、キューイングの待ち時間が見られない。
【００４６】
これを実現するために、本発明は、ネットワークノード内部で衝突回避のためにデータグラムのバッファリングを使用することを避けるという考えに基づく。言い換えれば、本発明は、データグラムのキューイングを避ける。よって、本発明は、バッファ使用の最適化を試みる従来技術の解決策と比較して、画期的な発展に基づいている。
【００４７】
本発明によるノードは、着信データグラムを転送するための新しい装置および新しい方法のおかげで、出力インタフェースでの衝突も回避しながら、着信データグラムのバッファリングを回避することができる。
【００４８】
図３は、本発明の一実施形態によるネットワークノードＮの、非常に単純化した概略図である。
【００４９】
このノードは２つの入力インタフェースＩ１、Ｉ２および１つの出力インタフェースＯ１を含む。ノードは転送レイヤＦＬを含み、図３に示されているレイヤはこれだけである。ノードはまた、ルーティングモジュール（ＢＧＰ・・・）、アプリケーションレイヤなどの、他のレイヤまたは機能に属する様々な手段を含んでもよい。
【００５０】
転送レイヤＦＬは、入力インタフェースで受信したデータグラムをルーティング／交換のアルゴリズムに従って適切な出力インタフェースへ転送するための転送手段ＦＭを含む。通常、出力インタフェースＯ１は、送信されるデータメッセージをキューイングするバッファＢに関連付けられている。
【００５１】
転送レイヤＦＬはさらに、本発明の他の特性を実装するように構成された手段Ｍを含む。これらの手段はソフトウェア手段、ハードウェア手段、または、それらの任意の組み合わせであってもよい。
【００５２】
加えて、本発明によるノードは、コヒーレントフローに属するデータグラムを検出するように構成される。
【００５３】
「コヒーレントフロー」は、ある時間規則に従うデータグラムの組である。そのようなフローの各データグラムの到着時刻は、確定的な方法で事前に知られている。この到着時刻は「受信日付」として知られる。その値は絶対値であることもできるし、または、好ましくは、フローの以前のメッセージに応じた相対値であることもできる。この時刻は、それを測定するために使用されるクロック、および基礎となる技術の正確さに応じて可能な限り精密である。
【００５４】
ノードＮは、データグラムの受信時にそのようなコヒーレントフローを検出するための手段を含む。この目的に使用できる方法として、いくつかが考えられる。
【００５５】
本発明の第１の実施形態によれば、着信データグラムは、それがコヒーレントフローに属することを示す「タグ」を含んでいる。そのようなタグは、送信元アプリケーションＡによってセットされることができる。例えば、ウェブカメラは所定のレートで画像を送信するので、ウェブカメラから来るビデオストリーミングはコヒーレントフローを形成しているとアプリケーション自体が決定することができる。
【００５６】
本発明の別の実施形態によれば、コヒーレントフローに関する情報を、その時間規則を含めて、ネットワークノードにプロビジョニングすることができる。その情報はネットワーク管理システムによって、例えば、長期間のコヒーレントフローを確立すべき状況でプロビジョニングされることができる。そのような事例には、例えば、ＶＰＮ、専用線トンネルなどが挙げられる。
【００５７】
本発明のさらに別の実施形態によれば、ノードは、コヒーレントフローを表すいくつかの時間パターンを決定するために、受信したデータグラムを相関付けするように構成されることができる。例えば、情報の同じ組（例えば、送信元および宛先のＩＰアドレスまたはＭＡＣアドレス・・・）を有し、ある周期性に従って受信されるデータグラムを、コヒーレントデータフローを形成すると決定することができる。
【００５８】
しかし、いくつかのコヒーレントフローは、図４に示される場合のように、異なる送信元を有する。
【００５９】
この説明的な例では、ノードＮＡおよびノードＮＢはそれぞれ、コヒーレントフローＦ１およびＦ２をノードＮＣに対して発信しており、ノードＮＣは同一の出力インタフェースを通してノードＮＤにそれらを転送する。ノードＮＣからノードＮＤへのフローＦ３は、フローＦ１およびＦ２に対応する情報を含む（さらに、ネットワーク内の図示されていない他のノードから来る他の情報も含む場合がある）。
【００６０】
よって、フローＦ１、Ｆ２の確定的な性質、つまり「コヒーレンス」は、集約された結果のフローＦ３でも維持される。よって、Ｆ３はコヒーレントである。よって、ノードＮＤは、（データグラムの送信元が異なっているにもかかわらず）コヒーレントフローＦ３を検出することができる。
【００６１】
この挙動の興味深い結果として、ノードＮＤから見れば、取り扱うべきコヒーレントフローはただ１つである。これにより、個別のコヒーレントフローを細粒度で管理するのではなく、集約されたコヒーレントフローを管理できることによって、スケーラビリティが得られる。
【００６２】
コヒーレントフローに関連付けられた時間規則は、周期性（すなわち、ｘミリ秒ごとに１つのデータグラムのストリーミング）であってもよいが、他の時間規則を設計することもできる。
【００６３】
時間規則は、コヒーレントフローを対応する時間規則に関連付けるメモリに記憶することができる。
【００６４】
このメモリ内の古くなった項目を削除するために、例えば統計的機構などの、いくつかの機構を設計することができる。
【００６５】
受信されたデータグラムがコヒーレントフローに属することをノードが検出すると、ノードは、それを予約されたタイムインターバルの間に直ちに発信するために、適切な出力インタフェースＯ１に転送することができる。つまり、出力インタフェースはすでにこのパケットのために予約されているので、このパケットが競合処理バッファにキューイングされることはない。タイムインターバルが予約される方法について、下記に説明する。
【００６６】
タイムインターバルは、少なくとも送信されるデータグラムのサイズに依存する。タイムインターバルは、出力インタフェースに接続された回線のビット伝送速度にも依存する場合がある。よって、タイムインターバルは、通常の転送機構に従うタイムスロットとは、性質的に異なる。タイムスロットは送信されるデータグラムの実際のサイズに揃えられることはないので、いくらかの待ち時間を必然的に伴う。それとは対照的に、タイムインターバルは送信されるデータの量に合わせて適応されるので、リソースが最適に利用され、スロット関連の待ち時間を伴わない。
【００６７】
言い換えれば、受信されたデータパケットは、パケットが入力インタフェースＩ１に到着する前に知られている日付に出力インタフェースＯ１で発信される。
【００６８】
データグラムを処理し、それを１つのインタフェースから別のインタフェースに物理的に送信するために要する時間は、ノードに負荷がかかっているか否かにかかわらず、同じである。この遅延は、システムのセットアップ段階時に測定することができ、ネットワークノードによって行われるさらなる処置で考慮に入れることができる。
【００６９】
データグラムが即時の送信のために出力インタフェースＯ１に転送されると、次の２つの状況が発生し得る：
−  出力インタフェースが利用可能であり、よってデータグラムが実際に直ちに発信される。
−  または、他のデータグラムが送信中であるため、出力インタフェースが利用可能でない。
【００７０】
後者の場合、予約の衝突、すなわち、このデータグラムの発信の日付が出力インタフェースＯ１の状況に従って適切ではないことが検出される。
【００７１】
このデータグラムの受信日付と発信日付の間の遅延は確実に知られているので（内部的で一定な電気的待ち時間にのみ依存するため）、予約の衝突が検出されたことは、受信日付が出力インタフェースの利用不可能なタイムインターバルに対応しており不適切であることを意味する。
【００７２】
本発明によれば、このデータグラムを発信したノードにシグナリングメッセージが返送される。図１に戻ると、ノードＮ３で予約の衝突が検出されると、シグナリングメッセージがノードＮ２に返送される。ノードＮ２は、送信元アプリケーションＡと受領者Ｎ４を繋ぐ経路内の前のノードである。
【００７３】
出力インタフェースＯ１が利用可能であっても、別のタイプの予約の衝突が発生することがある。
【００７４】
そのような予約の衝突は、受信したデータグラムが属するコヒーレントフローに関連付けられた時間規則をノードが熟知しており、この時間規則によって設定された条件から受信日付が大きく異なる場合に発生する。
【００７５】
時間規則は、様々な形でコヒーレントフローに関連付けることができる：
−  ノード外部のエンティティによってプロビジョニングすることができる。ネットワーク管理システムなどのエンティティからの帯域外シグナリングによって、または帯域内シグナリングによってプロビジョニングすることもできる。
−  着信データグラムを分析し、それらに相関付けを行ってパターンを決定することによって、ノード自体によって決定することもできる。この処理は、検出の決定と時間規則の決定の両方がまとめて行われるように、コヒーレントフローの検出と同時に行うことができる。
−  その他。
【００７６】
前述したように、時間規則は、周期的（すなわち、ｘミリ秒ごとに１つのメッセージ）であってもよいが、多くの他のパターンを設計または検出することもできる。
【００７７】
具体的には、集約されたコヒーレントフローの場合には、時間規則は、異なる特性（例えば異なる周期性）を有するいくつかの信号の集約であることができ、結果として、より複雑な時間的パターンが得られる。
【００７８】
ここで、新しいコヒーレントフローの場合、時間規則がシグナリング手段によって知られていない状況ではノードが規則を決定する前にいくつかのデータグラムを必要とすることがある点に留意されたい。
【００７９】
ノードは、時間規則から、関連するコヒーレントフローの次のデータグラムがいつ受信されると予測されるかを決定できる。
【００８０】
この時間規則に従って、事前に出力インタフェースにタイムインターバルを予約することができる。よって、受信したデータグラムに対してだけではなく、同じコヒーレントフローに属する（かつ同じ時間規則に従う）、予測される後続データグラムに対しても、タイムインターバルを予約することができる。言い換えれば、そのデータグラムが受信される前であっても、データグラムのために出力インタフェースが予約される。
【００８１】
これが、本発明によるノードが競合を解決するためにデータグラムをバッファリングすることをもはや必要としないこと、および、競合に起因する待ち時間が解消されることの理由である。
【００８２】
外部から（例えば、ＲＳＶＰプロトコルなどを使用して）明示的な予約が行われないことに留意されたい。
【００８３】
データグラムは、この時間規則に従って予約されたタイムインターバルの間に発信されるように、出力インタフェースに転送される。
【００８４】
正確には、本発明に基づけば、「データグラム」の定義には多少の逸脱が含意される。ＩＥＴＦ（インターネットエンジニアリングタスクフォース）のＲＦＣ１５９４によれば、データグラムは「この送信元および宛先コンピュータならびに伝送ネットワークの間でのそれ以前の交換に依存することなく送信元から宛先コンピュータにルーティングされるために十分な情報を担う、自己完結型の独立したデータエンティティ」である。
【００８５】
本発明に基づけば、以前に行われた交換への依存が存在する。実際には、本発明は、時間ベースの転送（アドレスベースの転送とは対照的に）を可能にする方法および装置と考えることができる。
【００８６】
よって、ノードは、所与のコヒーレントフローからの着信データグラムがこのコヒーレントフローに関連付けられた時間規則に準拠するかどうかを簡単に決定することができる。ノードは次に、コヒーレントフローが、それが関連付けられている時間規則から逸脱しているかどうかを決定することができる。
【００８７】
そのような逸脱は、クロック間のシフトによって発生することがある。実際に、通信ネットワークの各ノードは各自のクロックを備える。一般に、ネットワークの２つの所与のノードのクロックは、互いに相対的にシフトしている。２つのクロック間のシフトは、位相によって特徴付けられ得るが、周波数によっても特徴付けられる。
【００８８】
本発明の一実施形態によれば、多少の逸脱は軽微なものと見なすことができ、必然的に修正措置が伴うことはない。
【００８９】
ノードは、データグラムの受信日付が時間規則に準じているかどうかの決定を、ある程度柔軟に行うように構成されることができる。例えば、受信日付と、時間規則から直接導出された「予測受信日付」との間に差があると決定されることがある。この差が閾値より低い場合は、修正措置はトリガされない。データグラムは、時間規則に従って正しく受信されたかのように取り扱われる。
【００９０】
逆の場合には、修正措置がトリガされなければならない。重大なシフトは実際にいくつかの問題を引き起こすことがあり、この問題には、データグラムがもはや同じコヒーレントフローに属さないと見なされることが含まれる。さらに、シフトは、出力インタフェースが利用可能でない日付におけるデータグラムの受信を必然的に伴うことがあるので、本発明の全体的な挙動に影響し得る。
【００９１】
この修正措置は、このデータグラムを発信したノードにシグナリングメッセージを返送することを含む。要求された時刻に出力インタフェースが利用可能でないことによって必然的に伴う予約の衝突に関して前述したように、このシグナリングメッセージは、コヒーレントフローの経路内の直前のノードに返送される。
【００９２】
どちらの場合でも、シグナリングメッセージのねらいは、同じコヒーレントフローに属する後続データグラムの受信日付を修正することにある。よって、シグナリングメッセージは、前のネットワークノードによるその発信日付の修正を可能にするように適応された時間情報を含み、これは直接、受信日付の修正に対応する。これにより、予約の衝突を補償することが可能になる。
【００９３】
時間規則からの逸脱の場合は、実際の受信日付と予測受信日付との間の時間差を、時間情報を決定するための根拠とすることができる。コヒーレントフローの次のデータグラムが時間規則に正確に揃うように、時間情報を、その時間差を補償するような値に設定すれば十分である可能性がある。
【００９４】
実用上は、時間規則は時間差（または、その逆）、すなわち相対値を示すことができる。
【００９５】
本発明の一実施形態によれば、出力インタフェースＯ１が予約されたタイムインターバルに利用可能でない場合は、新しいタイムインターバルを決定することができ、その期間に出力インタフェースがデータグラムに対して利用可能になる。
【００９６】
ノードは、そのノードのメモリに記憶された時間規則から、出力インタフェースＯ１の全体的な可用性を決定することができる。ノードは次に、この知識から、データグラムを発信するために出力が利用可能になる日付を推論することができる。日付は、このデータグラムに適するタイムインターバルの開始点として、このデータグラムのサイズ（および、例えば出力インタフェースなどでのビット伝送速度などのローカルパラメータ）に応じて選択することができる。
【００９７】
この日付をシグナリングメッセージによって前のノードに伝えることができる。ここでも、時間情報は、コヒーレントフローのパケットが到着した日付に対して相対的であることができる。
【００９８】
本発明の別の実施形態によれば、それとは異なる時間規則をノードが設計することができる。修正は、新しい日付に対するシフトだけでなく、修正可能なコヒーレントフローの時間パターン全体：周期性などにも影響する。
【００９９】
よって、コヒーレントフローの後続データグラムは修正された時間規則（または、同じ時間パターンだが時間がシフトされただけのもの）に従って送信されることになる。後続データグラムは、出力が利用可能な日付に出力インタフェースＯ１で受信されるように送信され、実際に、競合に起因する待ち時間なく転送される。
【０１００】
いくつかの場合では、出力インタフェースが全く利用可能でなくなることがある。
【０１０１】
または、出力インタフェースがコヒーレントフロー専用に利用可能ではなくなることもある。実際には、本発明の一実施形態によれば、コヒーレントフロー専用に一定量のリソースを予約し、残りは、例えば他の統合サービスまたは差別化サービスのクラスのトラフィックに利用することができる。
【０１０２】
そのような状況では、データグラム（および関連するコヒーレントフロー）は、ベストエフォート型の挙動に格下げされることがある。この格下げは、経路内の下流方向の次のノードによって行われる処置を仮定しない。例えば、「格下げされた」データグラムが、そのような下流ノードでコヒーレントフローに属するものと検出されることができるように、なんらかのトラフィック形成機構を実装することができる。
【０１０３】
シグナリングメッセージの送信に加えて、特に受信したデータグラムに関して、ノードによって他の措置が行われることになる。
【０１０４】
特に、出力インタフェースが利用不可能な日付にデータグラムが受信された場合は、データグラムをドロップすることができる。そのような解決策は、ビデオストリーミングなどのいくつかの適用例では許容され、ネットワークの全体的な挙動については、待ち時間を伴うバッファリングをノード内で行うよりも、一定量のメッセージをドロップする方が効率的であると考えられる。
【０１０５】
別の解決策として、そのデータグラムを送信することもできる。次に、そのデータグラムを従来の機構に従ってバッファリングすることができる。データグラムがコヒーレントフローに属するとタグ付けされている場合には、タグを除去することができる。例えば、そのデータグラムをなんらかの統合サービスまたは差別化サービスのクラスに従って取り扱うように指示するために、別のタグが追加されてもよい。
【０１０６】
所与のノードで予約の衝突が発生すると、コヒーレントフローの後続データグラムの受信日付を修正するためのシグナリングメッセージが前のノードに送信される。そのような修正は、この前のノードの状況にいくらか影響する可能性がある。特に、このノードが本発明による場合には、このデータグラムは競合の目的でバッファリングされず、また、この目的で、データグラムの発信時間を変更することは、その受信日付の変更を必然的に伴う。よって、前のノードもまた、自身の前のノードにシグナリングメッセージを返送しなければならない。
【０１０７】
図１の例では、シグナリングメッセージｓａがノードＮ４からノードＮ３へ送信され、それにトリガされてシグナリングメッセージｓｂがノードＮ３からノードＮ２へ送信され、それにトリガされて、次にシグナリングメッセージｓｃがノードＮ２からＮ１へ送信される。
【０１０８】
コヒーレントフローの送信元であり、送信元アプリケーションＡを実装しているノードＮ１で、シグナリングメッセージｓｃにトリガされて、あるシグナリングメッセージが、プロトコルスタックＰＳを通って、アプリケーションレイヤＬ７に配備されているアプリケーションＡまで送られてもよい。
【０１０９】
すると、アプリケーションは、シグナリングメッセージ内に含まれた時間情報に応じて送信設定を適応させることができる。設定を適応させる方法は、アプリケーションの性質によって異なる。
【０１１０】
そのようなアプリケーションＡの一例は、ウェブカメラと連係して動作するビデオ会議アプリケーションである。その場合、適応は、ウェブカメラのビデオ設定を時間情報に応じて調整することにある。
【０１１１】
前述した、ノードの下位レイヤでの発信日付または時間規則の修正と同様に、ビデオ設定は、ビデオカメラの画像サンプリングのスケジューリングを修正するように調整することができる。この修正は、次のノードで時間差を補償するための単なる時間のシフトであることもできるし、または、時間規則（サンプリングレート、ビデオ符号化など）のより複雑な修正であることもできる。
【０１１２】
本発明およびその実施形態によれば、送信経路の所与のノードにおける予約の衝突は、送信経路に沿ってネイバノードからネイバノードへと上流方向に補償される。
【０１１３】
所与のノードで補償が行われると、必然的に、続いて上流ノードで予約が衝突することがある。例えば、発信日付を修正すると、その結果、上流の１つまたは２つのノードで、出力が利用可能でない日付における発信になる可能性がある。しかし、この新しい予約の衝突も本発明によって取り扱うことができ、よって修正することができる。言い換えれば、反復的な処理が開始して、予約の衝突を１つずつ補償していく。
【０１１４】
最後には、あらゆる予約の衝突を修正することができ、コヒーレントフローを、通過するネットワークノード内での競合なしに、エンドツーエンドに送信することができる。
【０１１５】
その理由は、経路の各ノードで、時間規則に従って出力インタフェースが予約されるからである。ノードは、もはや、出力インタフェースのリソースを予約するために、実際にデータグラムを受信する必要はない。よって、本発明は競合を解決するために受信したデータグラムをキューイングすることを回避し、図２に示されるように、競合に起因する待ち時間が解消する。
【０１１６】
本発明について、好ましい実施形態を参照しながら説明した。ただし、本発明の範囲の中で多くの変形が可能である。
【図１】
2017521961.tif 000003
【図２】
2017521961.tif 000004
【図３】
2017521961.tif 000005
【図４】
2017521961.tif 000006
【国際調査報告】
2017521961.tif 000007
2017521961.tif 000008