JP2000253053A - ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
ービスを迅速に提供するためのネットワークのプログラ
マブル化と、運用ポリシーに基づく動的にQoS保証し
た通信パスのエンド・エンド間への設定と、当該設定が
複数ドメインにまたがることと、通信とデータ処理の異
なる資源を必要とするサービス要求に対する最適な資源
管理とを可能にする。 【解決手段】入力パケットを解析しデータ処理手段に転
送する手段と、ネットワークを構成する通信ノードへサ
ービス実現機能を動的にダウンロードする手段と、デー
タ処理の異なる種類の資源を必要とするサービス要求に
対し、最適な資源管理を可能とする予約系資源管理手段
および即時系資源管理手段と、複数の管理組織にまたが
るQoS保証パス設定のための組織間調停手段と、デー
タ処理の異なる種類の資源を必要とするサービス要求に
対するサービス管理手段とを有する。
Description
関し、特にIP(Internet Protocol)パケットの転
送、パケットのデータ処理を行うネットワークシステム
の制御、管理方法に関する。
であるルータに対しては、従来のベストエフォート型の
パケット転送に加え、通信品質(QoS:Quality of S
ervice)保証型のパケット転送技術が開発されている。
ルータ設計技術については、例えば、(ア)IEEE Commu
nications Magazine, May 1998, pp.144-151, "Issuesa
nd Trends in Router Design," by S. Keshav et al.
に記述がある。
については、例えば、(イ)IEEE Communications Maga
zine, May 1998, pp.152-163, "Beyond Best Effort: R
outer Architectures for the Differentiated Service
s of Tomorrow's Internet,"by Vijay Kumar, et al.
に記述がある。また、インターネットに関連する制御ソ
フトウェア、あるいはプロトコルの技術については、
(ウ)"TCP/IP illustrated," Vol.1 The protocols an
d Vol.2 Implementation, by Stevens, W.Richard, Add
ison Wesley, 1997. に記述がある。
タ/スイッチ、伝送装置、ネットワーク管理装置、サー
バ等のネットワークシステム全体の制御・管理技術、特
にネットワークのプログラマブル化については、例え
ば、(エ)IEEE Communications Magazine, October 19
98 がProgrammable Networks特集となっており、関連技
術の記述がある。
empest: A Framework for Safe, Resource-Assured, Pr
ogrammable Networks," by Sean Rooney, et al. 、他
の一つは、(カ)pp.54-62,"Programmable Transport A
rchitecture with QoS Guarantees," by J. Huard et.a
lに記述がある。
従い、運用ポリシーに基づき、動的にQoS保証した通
信パスをエンド・エンド間に、複数の運用管理組織(ネ
ットワーク・ドメイン)を超えて設定すると言った新サ
ービス、あるいはQoS保証型のビデオ会議サービスを
インターネット上で提供するといった新サービスに対す
る要求が高まっている。
て,QoS保証のために,帯域制御,優先制御,廃棄制
御の機能を備えたルータは存在する。しかしながら、運
用ポリシーに基づき、動的にQoS保証した通信パスを
エンド・エンド間に設定する、更に詳しくは、QoS保
証の通信パスを時間帯を指定して予約する、あるいは即
時に設定する、といったサービスのための手段は提供さ
れていない。また、QoS保証の通信パス設定サービス
を複数の管理組織(ドメイン)にまたがって提供する手
段は提供されていない。
機能は有するもののパケットのデータ処理機能は有して
いないため、例えば、パケット内の動画情報の符号則変
換をルータ内でリアルタイムに行うことが不可能であっ
た。また、前述したネットワークの制御管理機能は、ル
ータあるいはスイッチと言った、いわゆる通信装置を対
象とした制御管理機能のみを有しており、ファイアーウ
ォール機能、ビデオ会議支援(動画情報のミキシング、
符号則変換、等)機能あるいは装置の制御管理機能は有
していない。その結果、QoSを保証したビデオ会議サ
ービスをネットワークが提供するときに、最適な資源管
理(QoS保証パスの確保、ビデオ会議支援機能の確
保、等)が出来ない、といった問題がある。更に、これ
らの新サービスを迅速に提供するため、すなわち運用ポ
リシーに基づきプログラマブルなネットワークを提供す
るための手段は提供されていない。
有するルータ(以下では通信ノードと呼称する)を提供
すること、(2)新サービスを迅速に提供するため、ネ
ットワークのプログラマブル化を可能にする手段を提供
すること、(3)運用ポリシーに基づき動的にQoS保
証した通信パスをエンド・エンド間に設定するための手
段を提供すること、(4)その通信パス設定が複数の管
理組織(ドメイン)にまたがることを可能にする手段を
提供すること、(5)QoS保証型ビデオ会議サービス
等の通信とデータ処理の異なる種類の資源を必要とする
サービス要求に対し、最適な資源管理(QoS保証パス
の確保、ビデオ会議支援機能の確保、等)を行うための
手段を提供することにある。
に、本発明は、(1)データ処理手段と入力パケットを
解析し該データ処理手段に転送する手段を有することを
特長とした通信ノードを提供している。(2)ネットワ
ークを構成する通信ノード、サーバ等へ、サービス要求
と運用ポリシーに基づきサービス実現機能(ソフトウェ
ア)を動的にダウンロードする手段を有することを特長
としたネットワークシステムを提供している。
源管理手段を有することを特長としたネットワークシス
テムを提供している。また、QoS保証型ビデオ会議サ
ービス等の通信とデータ処理の異なる種類の資源を必要
とするサービス要求に対し、最適な資源管理(QoS保
証パスの確保、ビデオ会議支援機能の確保、等)を可能
とする予約系資源管理手段および即時系資源管理手段を
有することを特長としたネットワークシステムを提供し
ている。
がるQoS保証パス設定のための組織間調停手段を有す
ることを特長としたネットワークシステムを提供してい
る。 (5)QoS保証型ビデオ会議サービス等の通信とデー
タ処理の異なる種類の資源を必要とするサービス要求に
対し、サービス管理手段を有することを特長としたネッ
トワークシステムを提供している。
から図32を参照して説明する。図1は本発明を適用す
るネットワークシステムの一構成例を示す図である。本
システムは,ネットワークドメイン10を複数個含むも
のである。一つのネットワークドメイン10は、NMS
(Network Management System)11、制御サーバ1
2、通信ノード13、PC端末あるいはサーバ装置のご
ときES(End System)14、および、NMS11と制
御サーバ12と通信ノード13を接続し該ネットワーク
ドメイン10内のネットワーク制御・管理のために使用
する制御ネットワーク16、通信ノード13間を接続す
る中継ネットワーク回線17、通信ノード13とES1
4間のアクセスネットワーク回線18から構成される。
制御サーバ12、通信ノード13、ES14はそれぞれ
複数個存在してよい。
ットワーク16間を接続する回線L16と通信ノード1
3間を接続する回線L13により接続される。制御ネッ
トワーク16、中継ネットワーク回線17、アクセスネ
ットワーク回線18、回線L16、回線L13は、例え
ばIEEE802 CSMA/CD、ATM、SONET/SDHのごときLAN(Lo
cal Area Network)およびWAN(Wide Area Network)で
あり、LANスイッチ、ATMスイッチ、SONET/SDH伝送装
置と回線メディア(メタルケーブル、光ファイバー等)
で実現される。以上で説明した構成要素は全てIP(Int
ernet Protocol)に基づく通信を行い、例えば、IPv4ま
はたIPv6に準拠したIPアドレスを持ち、相互にIPパケ
ットによる通信が可能である。
2は本発明を適用する通信ノード13の構成例を示す図
である。通信ノード13は、管理部131、サービス処
理部132、転送処理部133、内部スイッチ部13
5、外部サービス処理部134から構成される。管理部
131、サービス処理部132、転送処理部133は、
内部スイッチ部135と接続されており、接続には内部
スイッチポート139と内部スイッチパス136が使わ
れ、内部スイッチポート139には、ユニークな番号
(内部スイッチポート番号)が付与されている。管理部
131、サービス処理部132、転送処理部133間に
は、CPU間通信パス137が設けられている。転送処
理部133と外部サービス処理部134との間は、処理
部間ネットワーク回線138で接続されている。サービ
ス処理部132、転送処理部133、外部サービス処理
部134は複数個存在して良い。内部スイッチ部135
は、例えば、クロスバースイッチ等で実現される。
構成例を示す図である。転送処理部133は、内部スイ
ッチインタフェース多重部1331、上り転送制御部1
334、上り優先転送制御FIFO(First In First O
ut)1337、受信バッファ1336、ネットワーク受
信部1333、ネットワークインタフェース分離多重部
133H,ブリッジ部1335、CPU1339、メモ
リ133A,CPU間通信部1338、CPUバス13
3B,下り転送制御部133D,送信バッファ133
E,下り優先転送制御FIFO133F,ネットワーク
送信部133G,および上りパス1332、下りパス1
33Cで構成される。ネットワーク送信部133G,ネ
ットワーク受信部1333、ネットワークインタフェー
ス分離多重部133Hは、例えば、IEEE802 CSMA/CD、A
TM、SONET/SDHのごときLANおよびWANと接続する
ためのLSIで実現される。
例を示す図である。通信ノードの管理部131は、ネッ
トワークインタフェース部1311、CPU間通信部1
312、内部スイッチインタフェース部1313、ファ
イル部1314、CPU1315、メモリ1316、こ
れらを接続するCPUバス1317から構成される。ネ
ットワークインタフェース部1311は、例えば、IEEE
802 CSMA/CD、ATM、SONET/SDHのごときLANおよびW
ANと接続するためのLSIで実現される図5は、通信
ノードのサービス処理部132の構成例を示す図であ
る。サービス処理部132は、CPU間通信部132
1、内部スイッチインタフェース部1322、ファイル
部1323、CPU1324、メモリ1325、これら
を接続するCPUバス1326から構成される。
134の構成例を示す図である。外部サービス処理部1
34は、メモリ1341、ネットワークインタフェース
部1342、ファイル部1343、CPU1344、こ
れらを接続するCPUバス1345から構成される。ネ
ットワークインタフェース部1342は、例えば、IEEE
802 CSMA/CD、ATM、SONET/SDHのごときLANおよびW
ANと接続するためのLSIで実現される 図7は、NMS11,制御サーバ12、ES14の構成
例を示す図である。これらの構成は全て、図7に示すよ
うに、メモリ111、ネットワークインタフェース部1
12、ファイル部113、CPU114、入出力部11
5、これらを接続するCPUバス116から構成され
る。ネットワークインタフェース部112は、例えば、
IEEE802 CSMA/CD、ATM、SONET/SDHのごときLANおよ
びWANと接続するためのLSIで実現される。
の構成例を示す図である。回線上を転送されるパケット
19は、LAN/WAN種別に依存するリンク層ヘッダ
部191とパケット情報が格納されるIPパケット部1
92から構成される。IPパケット部192には、IPv4
あるいはIPv6のIPパケット形式に従ったIPパケット2
0が格納される。IPパケット20は、IPヘッダ部2
01とIPデータ部202から構成される。IPデータ
部202は更に上位のプロトコルおよびアプリケーショ
ン(例えば、TCP,RSVP,HTTP,MPEG,
等)に対応したヘッダ部とデータ部から構成されるが詳
細は省略する。
5を通過するタグ付パケットの構成例を示す図である。
タグ付パケット21は、出力ポート番号211、入力ポ
ート番号212、アクション指示213、優先度指示2
14、再処理指示215、物理アドレス217、パケッ
ト内容部216から構成される。パケット内容部216
には、IPパケット20が格納される。
334の構成例を示す図である。通信ノードの上り転送
制御部1334は、上り制御エンジン13341、上り
パターンマッチ表13342、経路制御表13343、
割り込みレジスタ13344、受信バッファアクセスレ
ジスタ13345、処理要求レジスタ13346、ブリ
ッジインタフェース13347、アクセス制御部133
48から構成される。上り制御エンジン13341は、
例えばシーケンサーのごときもので実現され、マイクロ
命令の格納メモリ、マイクロ命令処理部、シーケンサー
外部との入出力部等を備えている。
エンジン13341がCPU1339に割込み要求を通
知するための回路である。受信バッファアクセスレジス
タ13345は、CPU1339が受信バッファ133
6、および上り優先転送制御FIFO1337をアクセ
スするための回路である。処理要求レジスタ13346
は、CPU1339が上り制御エンジン13341に対
し、処理要求を通知するための回路である。ブリッジイ
ンタフェース13347は、ブリッジ部1335を介し
て下り転送制御部133Dから転送されてくるタグ付パ
ケット21を入力するための回路である。アクセス制御
部13348は、CPUバス133Bとの接続回路であ
る。
33Dの構成例を示す図である。通信ノードの下り転送
制御部133Dは、下り制御エンジン133D1、下り
パターンマッチ表133D2、アドレス変換表133D
3、割り込みレジスタ133D4、送信バッファアクセ
スレジスタ133D5、処理要求レジスタ133D6、
ブリッジインタフェース133D7、アクセス制御部1
33D8から構成される。下り制御エンジン133D1
は、例えばシーケンサーのごときもので実現され、マイ
クロ命令の格納メモリ、マイクロ命令処理部、シーケン
サー外部との入出力部等を備えている。
エンジン133D1がCPU1339に割込み要求を通
知するための回路である。送信バッファアクセスレジス
タ133D5は、CPU1339が送信バッファ133
E、および下り優先転送制御FIFO133Fをアクセ
スするための回路である。処理要求レジスタ133D6
は、CPU1339が下り制御エンジン133D1に対
し、処理要求を通知するための回路である。ブリッジイ
ンタフェース133D7は、ブリッジ部1335を介し
て上り転送制御部1334へタグ付パケット21を転送
するための出力回路である。アクセス制御部133D8
は、CPUバス133Bとの接続回路である。
ターンマッチ表(13342 or 133D2)の構成例
を示す図である。上りおよび下りパターンマッチ表(1
3342 or 133D2)は、マスク133421、マ
ッチパターン133422、アクション指示13342
3、優先指示133424の欄からなるエントリ133
425が複数個により構成される。上りおよび下りパタ
ーンマッチ表(13342 or 133D2)は、上りお
よび下りの制御エンジン(13341、133D1)が
入力したパケット19およびタグ付パケットのパケット
内容部216を対象に、マッチするエントリを検索する
ための表である。
に、該エントリのマスク133421の値と入力パケッ
ト19、あるいはパケット内容部216の先頭部分から
ANDを取り、その後マッチパターン133422の値
と比較をする。一致した場合、アクション指示1334
23の値は、アクションシーケンス表133426のエ
ントリ133427をポイントしている。また、優先指
示133424の値は、上りまたは下り優先転送制御F
IFO(1337 or 133F)をポイントしている。
はじめにアクションシーケンス表133426について
説明する。エントリ133427には、上りまたは下り
制御エンジン(13341、133D1)が実行すべき
処理シーケンスが記入されている。処理シーケンスは、
例えば、マイクロ命令であっても、マイクロプログラム
の識別子であっても良い。上りまたは下り制御エンジン
(13341、133D1)は、該処理シーケンスを入
力し、該処理シーケンスに従って、図15〜図20で後
述するように、該入力パケット19およびタグ付パケッ
トのパケット内容部216に対する処理を実行する。
O(1337 or 133F)について説明する。優先指
示133424の値は、上りまたは下り優先転送制御F
IFO(1337 or 133F)の中の、転送優先順に
並んだFIFOの一つをポイントしている。図12の例
では、転送優先度の高い(番号:0)FIFOから低い
FIFO(番号:N−1)まで、順に並んでおり、FI
FOには、パケット19の転送要求エントリ13371
が登録される。上りまたは下り制御エンジン(1334
1まはた133D1)は、これらFIFOを一定の規則
(例えば、単純なラウンドロビン、Weighted ラウンド
ロビン等)に従い選択して、先頭の転送要求エントリ1
3371を取出し、該転送要求エントリ13371がポ
イントしているところの受信または送信バッファ(13
36または133E)内に格納されているパケット19
もしくはタグ付きパケット21を取出し、転送処理を行
う。
43の構成例を示す図である。経路制御表13343
は、マスク133431、IPアドレス133432、
次ホップIPアドレス133433、出力先転送処理部
(内部スイッチポート)アドレス133434の欄から
なるエントリ133435が複数個により構成される。
経路制御表13343は、上り制御エンジン13341
が入力したパケット19を対象に、マッチするエントリ
133435を検索するための表である。検索時には、
マスク133431の値と入力パケット19のIPヘッ
ダ部201の中にある宛先IPアドレス部分とANDを
取り、その後、IPアドレス133432の値と比較を
する。一致した場合、次ホップIPアドレス13343
3と出力先転送処理部(内部スイッチポート)アドレス
133434の値が得られる。これらの値の使い方は、
一般のIPルータの上り転送処理と同一で公知なので説
明は省略する。
33D3の構成例を示した図である。アドレス変換表1
33D3は、IPアドレス133D31、物理アドレス
133D32、エージングタイマ133D33の欄から
なるエントリ133D34が複数個から構成される。ア
ドレス変換表133D3は、下り制御エンジン133D
1が入力したタグ付パケット21のパケット内容部21
6に格納されているIPパケット20を対象に、マッチ
するエントリ133D34を検索するための表である。
検索時には、IPパケット20のIPヘッダ部201の
中にある宛先IPアドレス部分とIPアドレス133D
31の値とを比較する。一致した場合、物理アドレス1
33D32の値が、該タグ付きパケットの物理アドレス
217に格納される。このようなアドレス変換表を用い
た処理については、一般のIPルータの下り転送処理と
同一で公知のため、詳細説明は省略する。
43、アドレス変換表133D3の値は、それぞれ、い
わゆるOSPF(Open Shortest Path First)等の経路制御プ
ロトコル、ARP(Address Resolution Protocol)等のプロ
トコル制御ソフトウェアを実行させることにより得るこ
とができる。実現方式などは、公知であるので詳細説明
は省略する。
ード13のもつ通信品質保証可能なパケット転送機能を
説明する。通信ノードに17、18、138またはL1
3から受信されるパケット19は、ネットワーク受信部
1333を介して受信バッファ1336に入力順に一時
的に格納される。また、通信ノードから17、18、1
38またはL13に送信されるパケット19は、ネット
ワーク送信部133Gを介して、送信バッファ133E
から送信される。はじめに上りパス1332(パケット
受信)の方向の動作について説明する。
の第一の処理シーケンスの構成例を示す図である。この
処理は、上り制御エンジン13341が実行する。S2
01で受信バッファから次のパケット19を取出し、S
202で上りパターンマッチ表13342を使いパター
ンマッチを行う。マッチするエントリ133425が無
ければ、S204で該パケット19を受信バッファから
削除し、開始へ戻る。マッチするエントリ133425
があれば、S205で、該エントリのアクション指示1
33423、優先指示133424の値を、タグ付パケ
ット21のアクション指示213、優先度指示214に
格納すると共に、アクションシーケンス表133426
の該当するエントリ133427の中の処理シーケンス
を取出す。この処理シーケンスに従い、S206で「終
了」を検出するまで、S207以下の処理を行う。以下
では、処理シーケンスの中の個々の処理を「命令」と呼
称する。
送」か判定し、Yesならば、S20Gで、該「サービ
ス処理部転送」のイミデエット値(例:MVI #03
の#03に当たる)をタグ付パケット21の出口ポート
番号211に格納すると共に、入口ポート番号212に
は自身の転送処理部(ポート)番号を格納し、再開処理
指示215には「オフ」を格納する。パケット内容部2
16には、該パケットのIPパケット部192が格納さ
れる。このタグ付パケット21へのポインタを持った転
送要求エントリ13371を、S203で獲得した優先
指示133424の示す上り優先転送制御FIFO13
37に登録する。S207では、命令が「CPU割込み
発生」ならば、割込みレジスタ13344を介しCPU
1339に対して該パケットの処理を依頼し、開始に戻
る。
の処理により、特定のパケットに対し、CPU1339
による任意のデータ処理が可能になる。S209で命令
が「パケット廃棄」ならば、S20Aで、該パケットを
受信バッファから削除し、開始に戻る。S202,S2
03,S209、S20Aの処理は、いわゆる「パケッ
トフィルタリング」機能の実現例である。
を使い、マッチするエントリ133435を検索する。
エントリが無い場合は、S20Dで、該パケットを受信
バッファから削除し、開始に戻る。ある場合には、S2
0Eで、出力先転送処理部133434の値をタグ付パ
ケット21の出口ポート番号211に格納すると共に、
入口ポート番号212には自身の転送処理部(ポート)
番号を格納し、再開処理指示215には「オフ」を格納
する。パケット内容部216には、該パケットのIPパ
ケット部192が格納される。このタグ付パケット21
へのポインタを持った転送要求エントリ13371を、
S203で獲得した優先指示133424の示す上り優
先転送制御FIFO1337に登録する。
の第二の処理シーケンスの構成例を示す図である。この
処理は、上り制御エンジン13341が実行する。S2
11で、上り優先転送制御FIFO1337の中のN個
のFIFOの中から、引き抜きアルゴリズム(例えば、
単純なラウンドロビン、Weighted ラウンドロビン等)
に従い、第K番めのFIFOを選択し、該FIFOから
転送要求エントリ13371を取出す。もし、S212
では該FIFOが空か否か判定し、もし空ならばS21
1へ戻る。
トリ13371がポイントするタグ付パケット21を内
部スイッチパス136経由、内部スイッチ部135へ送
信し、送信完了後、該タグ付パケットを受信バッファ1
336から削除する。その後、S211に戻る。図1
5、16のS202、S205,S20B,S20E,
S211,S213の処理により、特定のIPパケット
フローを検出し、それらのIPパケットフローに対し、
特定の通信品質、例えば、帯域保証を実現できる。
の第三の処理シーケンスの構成例を示す図である。この
処理は、上り制御エンジン13341が実行する。S2
21で、上り制御エンジン13341は、処理要求レジ
スタ13346およびブリッジインタフェース1334
7を監視し、CPU1339からのパケット送信要求お
よびブリッジ部1335を介しての下り転送制御部13
3Dからのパケット送信要求を取出す。S222で、該
要求の有無を判定し、要求が無ければ引続きS221で
監視を継続する。該要求があれば、処理要求レジスタ1
3346あるいはブリッジインタフェース13347を
介してパケットを入力し、受信バッファ1336にタグ
付きパケット21の形式で格納する。
い、マッチするエントリ133435を検索する。エン
トリが無い場合は、S225、該パケットを受信バッフ
ァから削除し、開始に戻る。ある場合には、S226
で、出力先転送処理部133434の値をタグ付パケッ
ト21の出口ポート番号211に格納すると共に、入口
ポート番号212には自身の転送処理部(ポート)番号
を格納し、再開処理指示215には「オフ」を格納す
る。パケット内容部216には、該パケットのIPパケ
ット部192が格納される。このタグ付パケット21へ
のポインタを持った転送要求エントリ13371を、S
227で獲得した優先指示133424の示す上り優先
転送制御FIFO1337に登録する。以上、15、1
6、17に示した第一〜第三の処理シーケンスは、上り
制御エンジン13341により並列実行される。
の下り転送制御部133Dの第一〜第三の処理シーケン
スの構成例を示す。図18は通信ノードの下り転送13
3Dの第一の処理シーケンスの構成例を示す図である。
この処理は、下り制御エンジン133D1が実行する。
S231で送信バッファから次のタグ付きパケット21
を取出し、S232で該タグ付きパケットの再処理指示
215の値が「オン」か判定し、「オン」ならば、S2
33で、該タグ付きパケットをブリッジ1335を介し
て、上り転送制御部1334に転送すると共に、該タグ
付きパケットを送信バッファ133Eから削除し開始へ
戻る。なお、この結果、図17のS221、S222、
S223,S224の処理が実行されることになる。
4で、下りパターンマッチ表133D2を使いパターン
マッチを行う。マッチするエントリ133425が無け
れば、S236で該タグ付きパケット21を送信バッフ
ァから削除し、開始へ戻る。マッチするエントリがあれ
ば、S237で、該エントリのアクション指示1334
23、優先指示133424の値を、タグ付パケット2
1のアクション指示213、優先度指示214に格納す
ると共に、アクションシーケンス表133426の該当
するエントリ133427の中の処理シーケンスを取出
す。この処理シーケンスに従い、238で「終了」を検
出するまで、S239以下の処理を行う。以下では、処
理シーケンスの中の個々の処理を「命令」と呼称する。
生」ならば、S23Aで、割込みレジスタ133D4を
介して、CPU1339に対し、該パケットの処理を依
頼し、開始に戻る。S234,S235,S237、S
238、S239,S23Aの処理により、下り方向の
特定パケットに対し、CPU1339による任意のデー
タ処理が可能になる。S23Bで命令が「パケット廃
棄」ならば、S23Cで、該タグ付きパケットを送信バ
ッファから削除し、開始に戻る。S234,S235,
S23B、S23Cの処理は、いわゆる下り方向の「パ
ケットフィルタリング」機能の実現例である。
D3を使い、マッチするエントリ133D34を検索す
る。S23Eでエントリが無い場合は、S23Fで、該
タグ付きパケットを送信バッファから削除し、開始に戻
る。ある場合には、S23Gで、物理アドレス133D
32の値をタグ付きパケット21の物理アドレス217
に格納する。該パケット内容部216にはIPパケット
部192が格納されている。このタグ付パケット21へ
のポインタを持った転送要求エントリ13371を、優
先度指示214の示す下り優先転送制御FIFO133
Fに登録する。
33Dの第二の処理シーケンスの構成例を示す図であ
る。この処理は、下り制御エンジン133D1が実行す
る。S241で、下り優先転送制御FIFO133Fの
中のN個のFIFOの中から、引き抜きアルゴリズム
(例えば、単純なラウンドロビン、Weighted ラウンド
ロビン等)に従い、第K番めのFIFOを選択し、該F
IFOから転送要求エントリ13371を取出す。も
し、S242では該FIFOが空か否か判定し、もし空
ならばS241へ戻る。空で無ければS244で、送信
するパケット19を作成する。作成は、該転送要求エン
トリ13371がポイントするタグ付パケット21の物
理アドレス217の値をパケット19のリンク層ヘッダ
部191の中の宛先物理アドレス部に格納する。発信元
物理アドレス部には、自物理アドレスを格納する。IP
パケット部192には、タグ付きパケット21のパケッ
ト内容部216の内容(IPパケット20)を格納す
る。
送信部133G経由、回線17または18または138
またはL13に送信し、送信完了時に該タグ付パケット
を送信バッファから削除する。その後、S241に戻
る。以上の処理により、上り同様、下りでも特定のIP
パケットフローを検出し、それらのIPパケットに対
し、特定の通信品質、例えば、帯域保証を実現できる。
33Dの第三の処理シーケンスの構成例を示す図であ
る。この処理は、下り制御エンジン133D1が実行す
る。S251で、下り制御エンジン133D1は、処理
要求レジスタ133D6を監視し、CPU1339から
のパケット送信要求を取出す。S252で、該要求の有
無を判定し、要求が無ければ引続きS251で監視を継
続する。該要求があれば、S253で、送信バッファ1
33Eにタグ付きパケット21の形式で格納する。更
に、アドレス変換表133D3を使い、マッチするエン
トリ133D34を検索する。
6で、該タグ付きパケットを送信バッファから削除し、
開始に戻る。ある場合には、S255で、物理アドレス
133D32の値をタグ付きパケット21の物理アドレ
ス217に格納する。この時、タグ付パケット21の出
口ポート番号211には、既に値が格納されているもの
として更新はしない。入口ポート番号212には自身の
転送処理部(ポート)番号を格納し、再開処理指示21
5には、既に値が格納されているものとして更新はしな
い。該パケット内容部216にはIPパケット部192
が格納されている。S257で、このタグ付パケット2
1へのポインタを持った転送要求エントリ13371
を、優先度指示214の示す下り優先転送制御FIFO
133Fに登録する。
のポインタを持った転送要求エントリ13371を、該
タグ付きパケット21の優先度指示214に示された値
を用いて、対応する優先度の下り優先転送制御FIFO
に登録する。以上、18、19、20に示した第一〜第
三の処理シーケンスは、下り制御エンジン133D1に
より並列実行される。
は、ネットワークシステム・ソフトウェアの一構成例を
示す図である。本システムは,管理ドメイン機能50を
複数個含むものである。一つの管理ドメイン機能50
は、システム運用管理機能51、サービス管理機能5
2、ネットワーク制御機能53、ESアプリ機能54、
通信ノード制御機能55から構成される。これら機能間
の接続関係、つまり情報の授受関係は、図の中で矢線に
より示している。複数の管理ドメイン機能50の間は、
図に示したようにネットワーク制御機能53の間の接続
64と、通信ノード制御機能55の間の接続68とによ
って実現されるが、一般には、4個以上の管理ドメイン
機能間をメッシュ状の接続を行うことができることは自
明である。
51はNMS11の上で、ESアプリ機能54はES1
4の上で、サービス管理機能52およびネットワーク制
御機能53は制御サーバ12の上で、通信ノード制御機
能55は、通信ノード13の上で実行される。サービス
管理機能52およびネットワーク制御機能53は、一台
以上、複数個の制御サーバ12の上で実行されても良
い。次に、情報の授受関係を示す矢線と、図1との対応
を説明する。56は、一般に、アクセスネットワーク回
線18、通信ノード13、制御ネットワーク回線15、
制御ネットワーク16を経由して、ES14とNMS1
1が情報を授受する。
ク回線18、通信ノード13、制御ネットワーク回線1
5、制御ネットワーク16を経由して、ES14と制御
サーバ12が情報を授受する。60は制御ネットワーク
回線15、制御ネットワーク16を経由して、NMS1
1と制御サーバ12が情報を授受する。61は、制御ネ
ットワーク回線15、制御ネットワーク16を経由して
NMS11と通信ノード13が情報を授受する。62は
制御ネットワーク回線15、制御ネットワーク16を経
由して、制御サーバ12間で情報を授受しても良い。6
3は、制御ネットワーク回線15、制御ネットワーク1
6を経由して制御サーバ12と通信ノード13が情報を
授受する。64は、L16を経由して制御サーバ12間
で情報を授受する。
構成例を示す図である。システム運用管理機能51は、
システム運用管理統括機能511とUDB(User-infor
mation Database)機能512とUDB518、PDB
(Policy Database)機能513とPDB519,SD
B(Software Database)機能514とSDB51A,
CDB(Configuration Database)機能515とCDB
51B,回線管理機能516、通信ノード管理機能51
7、現在&将来資源情報管理機能51Cから構成され
る。回線管理機能516は、回線17、18等を実現し
ている、例えばIEEE802 CSMA/CD、ATM、SONET/SDHのご
ときLAN(Local Area Network)およびWAN(Wide Ar
ea Network)、すなわち、LANスイッチ、ATMスイッ
チ、SONET/SDH伝送装置の制御機能と69により接続さ
れており、該制御機能との間で、回線の構成設定、帯域
設定、運用(開始、終了)設定、統計情報の収集等を行
う。
である。UDB518は、利用者ID5181、該利用
者のIPアドレス5182、該利用者の資格情報518
3、該利用者の所属グループ5184等から構成され
る。図24はPDB519の構成例を示す図である。P
DB519は、ポリシーID5191、条件519、ア
クション指示5193、ポリシークラス5194等から
構成される。図25は、SDB51Aの構成例を示す図
である。SDB51Aは、プログラムID51A1,必
要CPU性能51A,必要メモリ量51A3,機能記述
51A4、等から構成される。図26は、CDB 51
Bの構成例を示す図である。図ではプログラム言語のテ
ーブル定義様式で表示し説明している。
ットワーク制御機能53の一構成例を示す図である。サ
ービス管理機能52は、ソフト基盤機能522、サービ
ス要求振分け機能521、サービス対応に存在するサー
ビス管理機能523(図27では、A,B,Cのサービ
ス管理機能として図示している)から構成される。次
に、ネットワーク制御機能53は、予約系資源管理機能
531、即時系資源管理機能532、資源報告受信機能
533、資源指示送信機能534、組織間調停機能53
5、ソフト基盤機能536から構成される。
由、ESアプリ機能54からのサービス要求、例えばビ
デオ会議開催要求を受付けると、要求されたサービス種
別毎に振り分けて、複数存在するサービス管理機能52
3の何れか、例えばビデオ会議サービス管理機能に相当
するサービス管理機能523に転送する。サービス管理
機能523は、サービス提供に必要なネットワーク資
源、例えば、ビデオ会議の場合、参加者X,Y,Zに相
当する3箇所のES14と、これら3箇所からの動画情
報をミキシングして一つの動画情報にするデータ処理機
能との間を接続する「QoS保証されたパスの集合」と
「該動画情報ミキシング機能」とから構成されるネット
ワーク資源を決定し、予約系資源管理機能531および
即時系資源管理機能532にネットワーク資源を要求す
る。
のように、例えば、ES14間の通信品質保証された通
信パスであったり、通信ノード55上で動作するデータ
処理機能、つまり、Webキャッシング・プロキシ機能
やビデオ会議用符号則変換機能、N個の動画ストリーム
情報のミキシング機能であったり、さらに通信品質保証
された通信パスと該データ処理機能を組み合わせたもの
である。
源管理機能532は、システム運用管理機能51および
組織間調停機能と連携し、ネットワーク資源を予約ある
いは即時に獲得し、通信ノード13への資源指示情報に
変換する。資源指示送信機能534は、資源指示情報を
送信すべき通信ノード13を判断し、対応する一つ以上
の通信ノード制御機能55に送信する。各通信ノード制
御機能55からは資源報告情報が送信されてくるので、
資源報告受信機能533が受信したのち、資源報告情報
の種別を判定して、システム運用管理機能51、予約系
資源管理機能531および即時系資源管理機能532に
通知する。
ン機能50に属する組織間調停機能535と交渉し、必
要なネットワーク資源を獲得する。ソフト基盤機能(5
22および536)は、後述する図29のソフトウェア
ダウンロード機能5343により、ソフトウェアあるい
は制御情報等を動的にダウンロードするときの受信側と
なり、受信、プロセス生成、起動、ローカル資源(デー
タ)へのアクセス管理など、いわゆるモバイル・コード
の実行環境を提供する。本特許では、ソフト基盤機能
は、全て同一の機能を持つものとする。これにより、例
えば、サービス管理機能523、通信ノード13内の通
信ノード制御機能55を動的にダウンロードし、起動す
ることが可能となり、プログラマブルなネットワークを
実現できる。
成例を示す図である。通信ノード制御機能55は、大き
く551、552、553で示した機能グループに別
れ、552と553の機能グループは、複数存在して良
い。図2との関係では、551の機能グループは、管理
部131上で実行される。552の機能グループは、転
送処理部133上で実行される。553の機能グループ
は、サービス処理部132上あるいは外部サービス処理
部134上で実行される。
盤機能5511、通信ノード管理情報中継機能551
2、資源報告中継機能5513、資源指示中継機能55
14から構成される。 552の機能グループの説明:ソフト基盤機能552
1、資源報告実行機能5522、資源指示実行機能55
23、データ処理機能5525から構成される。 553の機能グループの説明:ソフト基盤機能553
1、データ処理機能5532、データ処理要求振分け機
能5533から構成される。
構成例を示す図である。予約系資源管理機能531は、
利用可否判定機能5311、ドメイン境界判定機能53
12、予約系資源予約機能5313、予約資源登録機能
5314及びこの機能がアクセスするSRDB(Schedu
led Resources Database)5315から構成される。次
に、資源指示送信機能534は、予約資源ディスパッチ
機能5341、即時資源ディスパッチ機能5342、ソ
フトウェアダウンロード機能5343、通信ノード振分
け機能5344から構成される。
処理機能]以上の説明を前提として、通信ノード13の
QoS保証パケット転送機能およびデータ処理機能につ
いて以下では図2、図28から開始して説明する。
れる、例えばビデオ会議の動画情報を運ぶパケット群
(以下では動画パケットフローと呼称する)に対し、通
信ノード13が一定の帯域を保証したパケット転送を実
現できることは明らかである。すなわち、動画パケット
フローに属するパケット19は、他のパケットフローと
異なるパケットヘッダパターンを有する。このパターン
は、エントリ133425を登録しておくことにより、
つまり、マスクとマッチパターンを設定することにより
識別する事ができ、アクション指示、優先指示を設定す
ることにより、それぞれCPU1339での該パケット
に対するデータ処理、通信帯域を保証するためのパケッ
トの優先転送が可能になる。エントリの登録は、資源指
示実行機能5523が、ハードウェア5524(具体的
には上りまたは下りのパターンマッチ表)に設定するこ
とにより実現される。
は、転送処理部133、内部スイッチ部135を経て転
送処理部133から出力され、転送処理部133でQo
S保証されたパケット転送が実現される。図28との関
連で説明すると、66または67からの入力パケット
は、データ処理要求振分け機能5526(この機能は、
上りおよび下りの転送制御部により実現される)を経
て、L5528に示す経路で、出力される。
るパケットに対し、CPU1339により、該パケット
の上り方向または下り方向でデータ処理を行う事ができ
る。そのためには、該当するアクションシーケンス表1
33426のエントリ133427の中にCPU割り込
みを要求する命令を登録しておく。この結果、データ処
理要求振分け機能5526(この機能は、上りおよび下
りの転送制御部により実現される)から、CPU133
9上のデータ処理機能5523に割込みが通知されるの
で、データ処理機能5523は該パケットを入力し、パ
ケットのヘッダおよびデータ内容を分析し、必要なデー
タ処理機能(図28ではA機能、B機能、C機能と図
示)を実行することにより、該パケットのデータ処理を
実行する。
含まれる動画情報の符号則変換処理、パケットの廃棄
(いわゆるパケットフィルタリングあるいはファイアー
ウォール機能)、等がある。実行完了後、必要ならば該
パケットをデータ処理要求振分け機能5526、すなわ
ち上りおよび下りの転送制御部に戻され、(1)の説明
と同様に、QoS保証されたパケット転送が行われ、デ
ータ処理された該パケットが転送処理部133から17
まはた18に出力される。
機能 本機能は、パケットに対するデータ処理が、サービス処
理部132で行われる事が異なるだけで、あとは上記
(2)と同様である。サービス処理部132へ特定のI
Pパケットを転送処理部133から転送するためには、
上りパターンマッチ表13342のエントリ13342
5を登録し、マスク、マッチパターンが、該IPパケッ
トを検出できる値を設定しておく。更に、アクション指
示がポイントするアクションシーケンス表133426
のエントリ133427の処理シーケンスに、以下の
「命令」を登録しておく。
Pパケットは、特定のサービス処理部132に転送され
る。該サービス処理部では、タグ付パケット21のパケ
ット内容部に格納されているIPパケットに対し、任意
のデータ処理が可能である。図28との対応で説明する
と、サービス処理部132上のデータ処理ソフトは、5
53に相当し、データ処理要求振分け処理5533、デ
ータ処理機能5532により、該IPパケットに対する
データ処理が実行される。
口ポート番号211と入口ポート番号212の値を交換
し、再処理指示215の値を「オン」に設定して、内部
スイッチインタフェース部1332に転送要求を発行す
ると、該タグ付パケット21は、出口ポート番号211
に指定された転送処理部133(実は、該タグ付パケッ
トの転送元)に受信される。下り転送制御部133Dの
動作説明で述べたように、該タグ付パケットは、再処理
指示が「オン」なので、上り転送制御部1334に転送
され、図17、図15の処理により、再度、上り方向の
転送処理が実行される。
よび制御ネットワークへの転送 上述の(3)で、転送先を管理部131(の内部スイッ
チポート139の番号)を指定すると、該タグ付パケッ
トは、管理部131に転送される。管理部のソフトウェ
ア、例えば、551に示す機能ソフトウェアが該タグ付
パケットに対し、任意の処理が可能であることは自明で
ある。更に、処理済みまたは処理前の該タグ付パケット
の中のIPパケットを制御ネットワーク16経由、シス
テム運用管理機能51、サービス管理機能52、ネット
ワーク制御機能53に転送できることは容易に類推でき
る。更に、逆方向、システム運用管理機能51、サービ
ス管理機能52、ネットワーク制御機能53から受信し
たIPパケットを、タグ付パケットに格納し、管理部1
31、サービス処理部132に転送できることも容易に
類推できる。
ータ処理 外部サービス処理部134は、直接、タグ付パケットを
送受信できない。そのため、上り転送処理部1334
で、ターゲットとするIPパケットに対し、CPU13
39への処理要求(「割込み」)を発生させ、CPU1
339上のソフトウェアで、タグ付パケット21相当の
データパケットを作成し、更に、該データパケットをカ
プセル化(IP in IP)して、宛先IPアドレスと送信元
IPアドレスをそれぞれ、転送先の外部サービス処理部
134のIPアドレス、自転送処理部133のIPアド
レスを設定して、転送処理部の下り方向に転送すること
により、外部サービス処理部134に転送できる。外部
サービス処理部での、該カプセル化パケットに対するデ
ータ処理は、上述(2)と同様である。外部サービス処
理部から送信元の転送処理部133へ戻すときは、
(2)同様、宛先・送信元のIPアドレスを交換したIP
in IPパケットを作成し、送信すれば良い。以上の説明
により、QoS保証可能なパケット転送機能に加え、パ
ケットのデータ処理機能も提供可能な通信ノードを実現
できる。
3内は、上述の通信ノードのパケット転送およびデータ
処理機能と、図28のソフト基盤機能5511、553
1、5521により、プログラムおよび制御情報などの
データを自由に転送、ダウンロード可能である。
明]以下では、例として、QoS保証パス設定の予約お
よび利用開始・終了時刻におけるQoS保証パス設定・
解放について説明する。
可否判定機能5311は、58、63、62A経由、通
信ノード制御機能55、ESアプリ機能54、サービス
管理機能52からのネットワーク資源予約要求を受付
け、要求元が該要求を発行可能か否かの判定をUDB5
18並びにPDB519をアクセスし要求元(ユーザ)
の資格情報ならびに予約受付けポリシー情報基づいて行
う。ここで、ネットワーク資源予約要求とは、例えば、
「ES14(Xと表記)とES14(Yと表記)との間
に、開始時刻(V)から終了時刻(W)までの間、帯域
(Z)を確保する。確保する帯域は、IPパケット・フ
ロー(F)に対し適用する。」という要求である。
現在&将来資源情報管理機能51Cからのドメイン内/
ドメイン間ネットワーク構成情報に基づき、要求された
ネットワーク資源の中で、他のドメインに属するネット
ワーク資源が有るかを判定し、ある場合は組織間調停機
能535にドメイン間のネットワーク資源予約を要求す
る。例えば、「ES14(Xと表記)とES14(Yと
表記)との間…で、(Y)が他のネットワークドメイン
に属する」ケースである。
(ア)現在&将来資源情報管理機能51Cからのドメイ
ン内ネットワーク構成情報に基づき該ネットワーク資源
の予約要求を、「ネットワーク資源エレメント」の集合
に分解し、個々の「ネットワーク資源エレメント」の予
約要求へと変換する。「ネットワーク資源エレメント」
の説明は後述する。
「ネットワーク資源エレメント」の予約要求毎に、SR
DB(Scheduled Resources DB)5315の中の対応す
るネットワーク資源エレメントの予約情報を入力し、更
にネットワーク資源5313通信UDB518並びにP
DB519をアクセスし、要求元(ユーザ)の資格情報
ならびにネットワーク資源割当て&予約ポリシー情報を
入力し、これらの情報に基づき、該ネットワーク資源エ
レメントの予約可否を(例えば要求された通信ノードか
ら次の通信ノードに至る1回線分について要求された時
間帯に要求された帯域量を確保可能か)判断する。
から代替となるネットワーク資源エレメントを入力し、
上記(イ)を行う。(エ)ネットワーク資源の予約要求
を構成する全ての「ネットワーク資源エレメント」が予
約可能と判断した場合は、予約成功であり、予約資源登
録機能5314がSRDB5315に対し、該全ての
「ネットワーク資源エレメント」に対応する情報(通信
ノード13の番号、転送処理部133の番号、開始時刻
(V)、終了時刻(W)、帯域(Z)、IPパケット・
フロー(F)識別情報、等)を登録し予約を完了する。
ここで、上記のネットワーク資源エレメントについて説
明する。例えば、「ネットワーク資源」とは「エンド・
エンドのQoS保証パス設定」に相当し、「ネットワー
ク資源エレメント」とは「QoS保証ホップ(通信ノー
ドから次の通信ノードまでの1回線分のQoS保証パス
部分)」に相当する。
RDB5315をアクセスし、利用開始時刻になったネ
ットワーク資源エレメントに対応する情報を入力し、通
信ノード振分け機能5344に対応する通信ノード制御
機能55への送信を要求する。ソフトウェアダウンロー
ド機能5343については、後述する。通信ノード振分
け機能5344は、該要求により通信ノード制御機能の
資源指示中継機能5514に対し、QoS保証パス設定
に必要な指示情報を送信する。同様に、予約資源ディス
パッチ機能5341は、SRDB5315をアクセス
し、利用終了時刻になったネットワーク資源エレメント
に対応する情報を入力し、該情報を削除することによ
り、ネットワーク資源エレメントを解放するとともに、
通信ノード振分け機能5344に対応する通信ノード制
御機能55への送信を要求する。
ード制御機能の資源指示中継機能5514に対し、Qo
S保証パス解放に必要な指示情報を送信する。通信ノー
ド制御機能の資源指示中継機能5514は、該指示情報
を資源指示実行機能5523に通知し、資源指示実行機
能は、該指示に基づき必要なハードウェア等5524へ
の設定、例えば、上りおよび下りのパターンマッチ表
(13342、133D2)への情報設定を実行する。
(X)から(Y)に至る全ての通信ノードに対し上記処
理が実行されることにより、「ES14(Xと表記)と
ES14(Yと表記)との間に、開始時刻(V)から終
了時刻(W)までの間、帯域(Z)を確保する。確保す
る帯域は、IPパケット・フロー(F)に対し適用す
る。」サービスが運用ポリシー等に基づき実現される。
の予約と実行の実施例説明]次に、QoS保証パス設定
とデータ処理機能を組み合わせたサービスの例としてQ
oS保証型多地点ビデオ会議予約を例に実施例を説明す
る。会議主催者の(X)から、例えば、「3個所のES
14(X、Y、Zと表記)の間で、開始時刻(V)から
終了時刻(W)までの間、ビデオ品質(Q)のビデオ会
議を開催する。主催者は(X)」といった要求がサービ
ス管理機能52のサービス要求振分け機能521に入力
され、該要求に対応するサービス管理機能523に該要
求が転送される。
が該要求を発行可能か否かの判定をUDB518並びに
PDB519をアクセスし(X)の資格情報ならびに予
約受付けポリシー情報基づいて行う。更に、「ビデオ品
質(Q)のビデオ会議」なる要求条件を確保すべきネッ
トワーク資源の要求情報、すなわち、「多地点からの動
画情報をミキシングして1つの共通動画情報に変換する
データ処理ソフトウェア(S)」、「(S)実行に必要
なコンピューティング資源(CPU性能、メモリ量
等)」、(X−S間、Y−S間、Z―S間)の3つの
「QoS保証パス設定要求」に分解する。
詳細に説明すると、「XとSとの間に、開始時刻(V)
から終了時刻(W)までの間、帯域(Z)を確保する。
確保する帯域は、ビデオ会議アプリに対応するIPパケ
ット・フロー(F)に対し適用する。」要求であるが、
(S)の位置は、予約系資源管理機能531において最
適選択するために、この段階では確定していない。尚、
帯域(Z)の量は、ビデオ品質(Q)およびビデオ会議
アプリ、データ処理ソフトウェア(S)が使用する符号
則等から決定される。以上、確保すべきネットワーク資
源の要求情報を完成させ、予約系資源管理機能531へ
要求情報を送信する。
[QoS保証パスの予約と設定の実施例説明]と同様であ
るが、異なる点は以下である。(1)SRDB5315
には、(通信ノード13の番号、転送処理部133の番
号、開始時刻(V)、終了時刻(W)、帯域(Z)、I
Pパケット・フロー(F)識別情報)に加え、(「多地
点からの動画情報をミキシングして1つの共通動画情報
に変換するデータ処理ソフトウェア(S)、(S)実行
に必要なコンピューティング資源情報(通信ノード13
の番号、サービス処理部132または外部サービス処理
部134の番号、割当てCPU性能値、割当てメモリ量
等)」、)等の情報も登録されている。同様に、CDB
51Bおよび現在&将来資源情報管理機能51CもSR
DB5315と同種の情報を持ち、CDB51Bは、運
用管理者が計画しているネットワーク資源の構成情報と
将来の利用計画(利用可能時間帯等)が格納されてい
る。
DB51Bの内容と、各通信ノード制御機能55の資源
報告実行機能5522および通信ノード管理情報中継機
能5512から定期的に報告される資源利用状況情報、
および回線管理機能516からの情報を入力することに
より、604経由の情報問合わせに対し、現在から将来
に渡るネットワーク資源エレメント情報を応答する。該
ネットワーク資源エレメント情報とは、各通信ノードで
利用可能なデータ処理ソフトウェア(S)サービス処理
部132または外部サービス処理部134のCPU性能
値、メモリ量等である。
を入力し、「多地点からの動画情報をミキシングして1
つの共通動画情報に変換するデータ処理ソフトウェア
(S)」の実行位置(ある通信ノード内のサービス処理
部132または外部サービス処理部134)候補を選択
し、(X−S間、Y−S間、Z―S間)の3つの「Qo
S保証パス設定要求」に変換した後、上記[QoS保証
パスの予約と設定の実施例説明]と同様の処理を実行す
る。全ての選択肢の中から、PDB519の値、例え
ば、通過する通信ノード数が最小のケースを選択する、
あるいは、使用する回線の帯域あるいはサービス処理部
132または外部サービス処理部134の資源の利用率
が平均化するケースを選択する、等の運用ポリシーに基
づき、割当てるべき資源を決定する。
された(通信ノード13の番号、転送処理部133の番
号、開始時刻(V)、終了時刻(W)、帯域(Z)、I
Pパケット・フロー(F)識別情報)、(「多地点から
の動画情報をミキシングして1つの共通動画情報に変換
するデータ処理ソフトウェア(S)、(S)実行に必要
なコンピューティング資源情報(通信ノード13の番
号、サービス処理部132または外部サービス処理部1
34の番号、割当てCPU性能値、割当てメモリ量
等)」、)等の情報をSRDBに登録する。
RDB5315をアクセスし、利用開始時刻になったネ
ットワーク資源エレメントに対応する情報を入力し、通
信ノード振分け機能5344に対応する通信ノード制御
機能55への送信を要求する。更に、ソフトウェアダウ
ンロード機能5343に対し、「多地点からの動画情報
をミキシングして1つの共通動画情報に変換するデータ
処理ソフトウェア(S)、(S)実行に必要なコンピュ
ーティング資源情報(通信ノード13の番号、サービス
処理部132または外部サービス処理部134の番号、
割当てCPU性能値、割当てメモリ量等)」等の情報を
通知し、(S)のダウンロードを依頼する。
は、SDB603から(S)を入手し、通信ノード振分
け機能5344に対し、「多地点からの動画情報をミキ
シングして1つの共通動画情報に変換するデータ処理ソ
フトウェア(S)、(S)実行に必要なコンピューティ
ング資源情報(通信ノード13の番号、サービス処理部
132または外部サービス処理部134の番号、割当て
CPU性能値、割当てメモリ量等)」からなる情報を通
知し、該当通信ノードへの送信を要求する。通信ノード
振分け機能5344は、予約資源ディスパッチ機能53
41、およびソフトウェアダウンロード機能5343か
らの要求により、通信ノード制御機能の資源指示中継機
能5514に対し、QoS保証型多地点ビデオ会議サー
ビスに必要な指示情報を送信する。
1は、SRDB5315をアクセスし、利用終了時刻に
なったネットワーク資源エレメントに対応する情報を入
力し、通信ノード振分け機能5344に対応する通信ノ
ード制御機能55への送信を要求すると通信ノード振分
け機能5344は、通信ノード制御機能の資源指示中継
機能5514に対し、QoS保証パス解放、データ処理
ソフトウェア(S)および(S)実行に必要なコンピュ
ーティング資源解放に必要な指示情報を送信する。通信
ノード制御機能の資源指示中継機能5514は、該指示
情報を資源指示実行機能5523に通知し、資源指示実
行機能は、該指示に基づき必要なハードウェア等552
4への設定を実行する。資源指示実行機能5523から
サービス処理部132または外部サービス処理部134
への(S)の転送は、既に説明した。
の3つの「QoS保証パス設定要求」、「多地点からの
動画情報をミキシングして1つの共通動画情報に変換す
るデータ処理ソフトウェア(S)」、「(S)実行に必
要なコンピューティング資源(CPU性能、メモリ量
等)」、がネットワーク全体で確保・設定・起動され、
または解放されることにより、「3個所のES14
(X、Y、Zと表記)の間で、開始時刻(V)から終了
時刻(W)までの間、ビデオ品質(Q)のビデオ会議を
開催する。主催者は(X)」といったサービスが動的に
提供できるばかりでなく、この種の、通信とデータ処理
の異なる種類の資源を必要とするサービス要求に対し、
運用ポリシーに基づき、最適な資源管理(QoS保証パ
スの確保、ビデオ会議支援機能の確保、等)を行うこと
が可能である。
明]図30は、即時系資源管理機能532の一構成例を
示す図である。即時系資源管理機能532は、利用可否
判定機能5321、ドメイン境界判定機能5322、即
時系資源予約機能5323、即時資源登録機能5324
及びこの機能がアクセスするORDB(On-demand Reso
urces Database)5325から構成される。
時設定・解放について説明する。即時系資源管理機能5
32において、利用可否判定機能5321は、L532
A,58、62B経由、通信ノード制御機能55、ES
アプリ機能54、サービス管理機能52からのネットワ
ーク資源即時要求を受付け、要求元が該要求を発行可能
か否かの判定をUDB518並びにPDB519をアク
セスし要求元(ユーザ)の資格情報ならびに予約受付け
ポリシー情報基づいて行う。ここで、ネットワーク資源
即時要求とは、例えば、「ES14(Xと表記)とES
14(Yと表記)との間に帯域(Z)を確保する。
(F)に対し適用する。」という要求である。次に、ド
メイン境界判定機能5322は、現在&将来資源情報管
理機能51Cからのドメイン内/ドメイン間ネットワー
ク構成情報に基づき、要求されたネットワーク資源の中
で、他のドメインに属するネットワーク資源が有るかを
判定し、ある場合は組織間調停機能535にドメイン間
のネットワーク資源予約を要求する。例えば、「ES1
4(Xと表記)とES14(Yと表記)との間…で、
(Y)が他のネットワークドメインに属する」ケースで
ある。
(ア)現在&将来資源情報管理機能51Cからのドメイ
ン内ネットワーク構成情報に基づき該ネットワーク資源
の即時要求を、「ネットワーク資源エレメント」の集合
に分解し、個々の「ネットワーク資源エレメント」の即
時要求へと変換する。
「ネットワーク資源エレメント」の予約要求毎に、OR
DB(On-demand Resources DB)5325の中の対応す
るネットワーク資源エレメントの利用情報を入力し、更
にネットワーク資源5313通信UDB518並びにP
DB519をアクセスし、要求元(ユーザ)の資格情報
ならびにネットワーク資源割当て&予約ポリシー情報を
入力し、これらの情報に基づき、該ネットワーク資源エ
レメントの即時割当て可否を(例えば要求された通信ノ
ードから次の通信ノードに至る1回線分について、現
在、要求された帯域量を確保可能か)判断する。
から代替となるネットワーク資源エレメントを入力し、
上記(イ)を行う。(エ)ネットワーク資源の即時要求
を構成する全ての「ネットワーク資源エレメント」が即
時確保可能と判断した場合は、即時割当て成功であり、
即時資源登録機能5324がORDB5325に対し、
該全ての「ネットワーク資源エレメント」に対応する情
報(通信ノード13の番号、転送処理部133の番号、
帯域(Z)、IPパケット・フロー(F)識別情報、
等)を登録し図29の即時資源ディスパッチ機能534
2に対し、即時設定要求を通知して即時割当てを完了す
る。即時資源ディスパッチ機能5342は、ORDB5
325をアクセスし、即時設定要求を通知されたネット
ワーク資源エレメントに対応する情報を入力し、通信ノ
ード振分け機能5344に対応する通信ノード制御機能
55への送信を要求する。
により通信ノード制御機能の資源指示中継機能5514
に対し、QoS保証パス設定に必要な指示情報を送信す
る。通信ノード制御機能の資源指示中継機能5514
は、該指示情報を資源指示実行機能5523に通知し、
資源指示実行機能は、該指示に基づき必要なハードウェ
ア等5524への設定、例えば、上りおよび下りのパタ
ーンマッチ表(13342、133D2)への情報設定
を実行する。(X)から(Y)に至る全ての通信ノード
に対し上記処理が実行されることにより、「ES14
(Xと表記)とES14(Yと表記)との間に帯域
(Z)を確保する。確保する帯域は、IPパケット・フ
ロー(F)に対し適用する」サービスが運用ポリシー等
に基づき実現される。
に、「ES14(Xと表記)とES14(Yと表記)と
の間に確保した帯域(Z)を解放する」要求が、利用可
否判定機能5321に入力されると、QoS保証パスの
即時設定と類似の処理を実行し、ORDB5325に対
し、使用していた全ての「ネットワーク資源エレメン
ト」に対応する情報(通信ノード13の番号、転送処理
部133の番号、帯域(Z)、IPパケット・フロー
(F)識別情報、等)を入力し、即時資源ディスパッチ
機能5342に対し、即時解放要求を通知する。また、
ORDB5325に対し、使用していた全ての「ネット
ワーク資源エレメント」に対応する情報(通信ノード1
3の番号、転送処理部133の番号、帯域(Z)、IP
パケット・フロー(F)識別情報、等)を削除する。こ
の後の、通信ノード13での即時解放処理は、予約系資
源管理と同様なので省略する。以上、即時系QoS保証
パス設定機能も、予約系同様、サービスが運用ポリシー
等に基づき実現される。
の即時実行の実施例説明]次に、QoS保証パス設定と
データ処理機能を組み合わせた即時型サービスの例とし
てQoS保証型多地点ビデオ会議の即時実行を例に実施
例を説明する。会議主催者の(X)から、例えば、「3
個所のES14(X、Y、Zと表記)の間で、ビデオ品
質(Q)のビデオ会議を開催する。主催者は(X)」と
いった要求がサービス管理機能52のサービス要求振分
け機能521に入力され、上述の予約型と類似の処理が
なされ、即時系資源管理機能532に要求が通知され、
最終的にサービスが即時に提供できることは、上述の説
明から明らかである。
保機能の実施例説明]図31は、組織間調停機能535
の一構成例を示す図である。組織間調停機能535は、
境界資源管理機能5351及びこの機能がアクセスする
SBRDB(Scheduled Boarder Resources Database)
5352とOBRDB(On-demand Boarder Resources
Database)5353、予約系境界資源調停機能535
4、即時系境界資源調停機能5355から構成される。
ーケンスの構成例を示す図であり、予約系境界資源調停
機能5354を例に、機能詳細を説明する。90におい
て2つのネットワークドメイン10の間に、3つの通信
回線L13が存在する。91に示すように、それぞれの
ネットワークドメイン10の予約系境界資源調停機能5
345が交渉を行う。予約系資源管理機能531のドメ
イン境界判定機能5312から、ES14(Y)へのQ
oS保証パス設定要求を受けた予約系境界資源調停機能
5345は、SBRDB5352をアクセスすることに
より、(Y)が属するネットワークドメイン10と自ネ
ットワークドメイン10との間の利用可能な回線L13
が、A,B,Cの3本あることを入力する。
B519、現在&将来資源情報管理機能51Cからの情
報から、境界資源管理機能5351が作成する。91の
で、予約系境界資源調停機能5345は、自ドメイン
の優先度付き全境界資源リストを作成する。結果は、例
えば、割当て優先度の高い順番に、C>B>Aであると
する。で双方が、この情報を交換する。相手の予約系
境界資源調停機能5345からはA>C>Bが送られて
きている。相手方の予約系境界資源調停機能5345と
ドメイン境界判定機能5312とのシーケンス表示は省
略してある。で、双方の交換情報から、重みつきパス
共通リストを作成する。すなわち、優先度の高い順に
3,2,1点を割当て、双方の和を計算する。この例で
は、A=4,B=3,C=5となり、C>A>Bがの
結果である。
3に対し、C,A,Bを使うとしたときのネットワーク
ドメイン内のQoS保証パス設定が可能か、また、可能
な場合の優先順位を要求する。予約系資源予約機能53
13は、の要求に対し、結果をで返す。で双方の
予約系境界資源調停機能5345がリスト交換を行い、
で最終結果(B)を得て予約系資源予約機能5313
に通知する。以上により、複数組織間に跨るQoS保証
パス設定が可能になる。即時系の場合も同様であり、上
述の説明から容易に類推できる。
称する)を提供することができ、ファイアーウォール機
能、リアルタイムでの動画情報符号則変換が、該通信ノ
ードで実行できる。従来は、別のサーバ装置等で実現さ
れていたため、エンド・エンドを結ぶQoS保証した通
信パスと利用可能な該サーバ装置が異なるロケーション
に存在する場合、最適でない通信パスを使用しなければ
ならなかった。本発明により、QoS保証できる通信パ
ス上の通信ノード上で、サーバ装置で実現していた機能
を提供することができ、運用コスト低減、性能向上が可
能になる。 (2)ネットワークのプログラマブル化により、新サー
ビスを迅速に提供することが可能になり、運用コスト低
減、サービスレベル向上が可能になる。
保証した通信パスをエンド・エンド間に設定することが
可能になる。設定は、利用時間帯を指定した予約型設定
と設定要求に即時に対応する即時型設定の両方が可能に
なり、運用コスト低減、サービスレベル向上が可能にな
る。 (4)複数の管理組織(ドメイン)にまたがるQoS保
証した通信パスを設定することが可能になり、運用の柔
軟性、サービスレベルが向上する。 (5)QoS保証型ビデオ会議サービス等の通信とデー
タ処理の異なる種類の資源を必要とするサービス要求に
対し、最適な資源管理(QoS保証パスの確保、ビデオ
会議支援機能の確保、等)を行うことが可能になり、運
用コスト低減、サービスレベル向上が可能になる。
通信ネットワーク上での運用コスト低減、性能向上、サ
ービスレベル向上が可能になる。
例を示す図。
図。
成例を示す図。
を示す図。
の構成例を示す図。
理部の構成例を示す図。
構成例を示す図。
を通過するタグ付きパケットの構成例を示す図。
部の構成例を示す図。
部の構成例を示す図。
りパターンマッチ表の構成例を示す図。
構成例を示す図。
表の構成例を示す図。
部の第一処理シーケンス構成例を示す図。
部の第二処理シーケンス構成例を示す図。
部の第三処理シーケンス構成例を示す図。
部の第一処理シーケンス構成例を示す図。
部の第二処理シーケンス構成例を示す図。
部の第三処理シーケンス構成例を示す図。
フトウェアの構成例を示す図。
成例を示す図。
ットワーク制御機能の構成例を示す図。
例を示す図。
例を示す図。
例を示す図。
示す図。
ケンス構成例を示す図。
御サーバ,13…通信ノード,14…ES,16…制御
ネットワーク,19…パケット,20…IPパケット,
21…タグ付きパケット,50…管理ドメイン機能,5
1…システム運用管理機能,52…サービス管理機能,
53…ネットワーク制御機能,54…ESアプリ機能,
55…通信ノード制御機能,131…管理部,132…
サービス処理部,133…転送処理部,134…外部サ
ービス処理部,135…内部スイッチ部,139…内部
スイッチポート,511…システム運用管理統括機能,
512…UDB機能,513…PDB機能,514…S
DB機能,515…CDB機能,516…回線管理機
能,517…通信ノード管理機能,518…UDB,5
19…PDB,51A…SDB,51B…CDB,51
C…現在&将来資源情報管理機能,521…サービス要
求振分け機能,522…ソフト基盤機能,523…A/
B/Cサービス管理機能,531…予約系資源管理機
能,532…即時系資源管理機能,533…資源報告受
信機能,534…資源指示送信機能,535…組織間調
停機能,1331…内部スイッチインタフェース分離多
重部,1333…ネットワーク受信部,1334…上り
転送制御部,1335…ブリッジ部,1336…受信バ
ッファ,1337…上り優先転送制御FIFO,133
8…CPU間通信部,1339…CPU,133A…メ
モリ,133D…下り転送制御部,133E…送信バッ
ファ,133F…下り優先転送制御FIFO,133G
…ネットワーク送信部,133H…ネットワークインタ
フェース分離多重部,5351…境界資源管理機能,5
352…SBRDB,5353…OBRDB,5354
…予約系境界資源調停機能,5355…即時系境界資源
調停機能,5511…ソフト基盤機能,5512…通信
ノード管理情報中継機能,5513…資源報告中継機
能,5514…資源指示中継機能,5522…資源報告
実行機能,5523…資源指示実行機能,5524ハー
ドウェア等,5532…データ処理機能,5533…デ
ータ処理要求振分け機能。
Claims (4)
- 【請求項1】ネットワークドメインは、IPパケットの
転送とデータ処理が可能な通信ノードと、ネットワーク
管理システムと、制御サーバとエンドシステム(ES)
と、それらの間を接続する回線から構成され、前記ネッ
トワークドメインが複数個接続されたネットワークシス
テムにおいて、ネットワークドメイン間の通信パスの設
定交渉手段により、ネットワークドメインに跨る通信品
質保証された通信パスを設定することを特徴とするネッ
トワークシステム。 - 【請求項2】ネットワークドメインは、IPパケットの
転送とデータ処理が可能な通信ノードと、ネットワーク
管理システムと、制御サーバとエンドシステム(ES)
と、それらの間を接続する回線から構成され、前記ネッ
トワークドメインが複数個接続されたネットワークシス
テムにおいて、制御ソフトウェアの動的なダウンロード
手段により、通信品質保証された通信パス上の多地点ビ
デオ会議サービスを提供できることを特徴とするネット
ワークシステム。 - 【請求項3】ネットワークドメインは、IPパケットの
転送とデータ処理が可能な通信ノードと、ネットワーク
管理システムと、制御サーバとエンドシステム(ES)
と、それらの間を接続する回線から構成され、前記ネッ
トワークドメインが複数個接続されたネットワークシス
テムにおいて、通信品質保証された通信パスの設定予約
と即時設定の両方の手段を持つことを特徴とネットワー
クシステム。 - 【請求項4】パケット転送機能とパケットのデータ処理
機能を合わせ持つ通信ノードにおいて、パケットヘッダ
のパターンマッチ手段をもつことにより、前記パケット
の転送機能とデータ処理機能の両方の機能を前記パケッ
トに対し実行できることを特徴とする通信ノード装置。
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