JP2004193842A - 資源予約方法及びパケット通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】中継装置の負担を軽減でき、受信装置等が予約後に移動しても、通信品質を維持可能な資源予約方法を提供する。
【解決手段】パケットを送信する端末Ｔ１と、パケットを中継する中継装置Ｘ０〜Ｘ４と、パケットを受信する受信装置Ｔ２とから構成される装置群において、通信の資源を予約するについて、これらの装置群から選ばれた２つの装置について、それぞれのインターフェイス同士を接続するリンクを定義する。送信装置から受信装置に至る経路を、リンクの集まりとして定める。少なくとも経路を構成する全てのリンクについて、接続状態を調べる。経路を構成する全てのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たす場合、予約内容に従って資源を予約する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット交換型ネットワークを利用して電子データを通信するパケット通信システムに係り、さらに詳しくは、このシステムにおける資源予約技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パケット交換型ネットワークにおける、資源予約法に関し、非特許文献１、非特許文献２等の文献がある。
【０００３】
これらの文献記載の資源予約法の概要は、次のとおりである。即ち、送受信装置間で予約メッセージを交換する。そして、予約メッセージを含むパケットを中継した、中継装置は、その時点での転送情報にしたがって一意に定まる、インターフェイスについて、資源予約判定を行う。さらに、このパケットを転送情報に基づき、経路上の中継装置又は受信装置へ繰り返し転送し、通信経路上の全中継装置内で、インターフェイスの資源予約を行っている。
【０００４】
以下、図１３、図１４を用いて、従来技術をさらに詳しく説明する。図１３（ａ）は、パケットの構造を示す。図示しているように、パケットは、宛先アドレス、送信元アドレス及びデータのフィールドからなる。
【０００５】
さらに、図１３（ｂ）に示すように、パケットに優先度のフィールドが加えられることがある。この優先度は、パケット単位で予約資源を使用するかどうかを判定するための情報である。
【０００６】
図１３（ａ）又は図１３（ｂ）のデータのフィールドには、図１３（ｃ）に示すような、予約メッセージと、それ以外のメッセージを含めることができる。
【０００７】
予約メッセージには、予約パケット種別、予約送信アドレス、予約受信アドレス、予約資源とを含めることができる。
【０００８】
予約パケット種別のフィールドには、資源予約、資源予約失敗、資源予約解除、資源確保、資源確保失敗、資源確保解除等の値がセットされる。
【０００９】
予約資源のフィールドには、優先度、帯域、最大遅延、最大遅延ゆらぎ等の値がセットされる。
【００１０】
次に、図１４を用いて、従来技術における、予約のシーケンスを説明する。
【００１１】
まず、受信装置１００は、予約要求手段１０１を用いて、インターフェイス１００ａから送信装置１１０のインターフェイス１１０ａにパケットを送出する。このパケットの予約パケット種別には、資源予約要求の値がセットされ、予約送信アドレスには送信装置１１０のアドレスがセットされ、予約受信アドレスには受信装置１００のアドレスがセットされる。
【００１２】
なお、この時点での、予約メッセージを運ぶパケットの宛先アドレスは、送信装置１１０であり、送信元アドレスは、受信装置１００のアドレスである。
【００１３】
資源予約（受信装置→送信装置）
この予約メッセージを運ぶパケットは、受信装置から送信装置までの経路上にある中継装置１２０で一旦受信される。
【００１４】
予約メッセージを受信した中継装置１２０は、転送情報検索手段１２３を用いて、転送情報保持手段１２４内において、パケットの転送に用いるインターフェイスを検索し、通信資源検索手段１２５を用いて、転送情報検索手段１２３で検索されたインターフェイスの余剰資源を通信資源保持手段１２６から検索する。そして、予約判定手段１２２は、予約メッセージ内の予約資源と、通信資源検索手段１２５によって検索された余剰資源とを比較して、予約可能かどうかを判定する。
【００１５】
さらに、中継装置１２０は、転送情報検索手段１２３を用いて、転送情報保持手段１２４において、予約パケットの転送に用いるインターフェイスを検索する。
【００１６】
中継装置１２０は、予約資源で指定された資源に対して、余剰資源が不足する場合、または、予約パケットを転送するインターフェイスの検索に失敗した場合には、予約メッセージ内の予約パケット種別を、「資源予約」から「資源予約失敗」に変更して、予約メッセージを運ぶパケットの送信元アドレス、ここでは受信装置１００宛に送出する。
【００１７】
一方、中継装置１２０は、予約資源で指定された資源に対して余剰資源が充足し、かつ、予約パケットを転送するインターフェイスの検索に成功した場合には、予約メッセージを、予約パケットの宛先アドレスから検索されたインターフェイス１２０ｂを介して中継する。
【００１８】
経路上に複数の中継装置がある場合、以降の中継装置でも、以上と同様の処理が繰り返される。なお、中継装置１２０は、「資源予約失敗」という予約メッセージを受信した場合、「資源予約」という予約メッセージを中継した際に減じた余剰資源を元に戻す。
【００１９】
（送信装置での予約メッセージの折り返し）
最後に、予約メッセージを受信した送信装置１１０は、予約メッセージ種別が、「資源予約」の場合、予約メッセージ種別を「資源確保」に変更して、予約応答手段１１１を用いて、パケットの送信元アドレス、ここでは受信装置１００宛に送出する。
【００２０】
送信装置１１０から送出されたパケットの予約メッセージ（予約メッセージ種別が「資源確保」に変更済み）は、予約要求時と、同一の経路を逆方向に転送されてゆく。
【００２１】
資源確保（受信装置←送信装置）
この予約メッセージは、送信装置１１０から受信装置１００までの経路上にある中継装置１２０で一旦受信される。
【００２２】
予約メッセージを受信した中継装置１２０は、転送情報検索手段１２３を用いて転送情報保持手段１２４において、パケットの転送に用いるインターフェイスを検索する。
【００２３】
中継装置１２０は、通信資源検索手段１２５を用いて、このインターフェイスに関する、余剰資源を、通信資源保持手段１２６から検索する。
【００２４】
予約判定手段１２２は、予約メッセージ内の予約資源と、通信資源検索手段１２５によって検索された余剰資源とを比較して、予約確保可能かどうかを判定する。
【００２５】
中継装置１２０は、予約資源で指定された資源に対して余剰資源が不足する場合には、予約メッセージ内の予約パケット種別を、「資源確保」から「資源確保失敗」に変更して、予約メッセージを運ぶパケットの送信元アドレス、ここでは送信装置１１０宛に送出する。
【００２６】
予約資源で指定された資源に対して余剰資源が充足する場合には、予約メッセージを、予約メッセージを運ぶパケットの宛先アドレス、ここでは受信装置１００宛に送出する。
【００２７】
経路上に複数の中継装置がある場合、以降の中継装置でも、以上と同様の処理が繰り返される。
【００２８】
なお、中継装置１２０は、「資源確保失敗」という予約メッセージを受信すると、「資源確保」という予約メッセージを中継した際に、減じた余剰資源を元に戻す。
【００２９】
受信装置１００は、「資源予約失敗」という予約メッセージを受信すると、要求する予約資源を減らして再要求を試みるか、または通信をあきらめる処理を行う。
【００３０】
一方、受信装置１００は、「資源確保」という予約メッセージを受信すると、予約した資源の範囲内で、通信を開始する。
【非特許文献１】
ＩＥＴＦのＲＦＣ２２０５「Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ＲｅＳｅｒＶａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＲＳＶＰ）」
【非特許文献２】
ＩＥＴＦのＲＦＣ２８１４「ＳＢＭ（Ｓｕｂｎｅｔ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｍａｎａｇｅｒ）：Ａ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ ＲＳＶＰ−ｂａｓｅｄ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｖｅｒ ＩＥＥＥ ８０２−ｓｔｙｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋｓ」
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術では、次のような問題点がある。
（１）受信装置と送信装置とを中継する、全ての中継装置において、予約メッセージを処理せねばならず、中継装置の負担が大きい。
（２）予約時において、資源の確保が可能であったとしても、受信装置又は送信装置の一方又は双方が、予約後に移動し、通信経路が変化すると、移動後再予約が完了するまでの間、通信が予約されていない経路を通過することになり、予約時と同等の通信品質を維持できない。
【００３２】
そこで本発明は、中継装置の負担を軽減できる資源予約方法を提供することを、第１の目的とする。
【００３３】
さらに本発明は、受信装置等が予約後に移動しても、通信品質を維持可能な資源予約方法を提供することを、第２の目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の資源予約方法は、通信経路を、インターフェイス同士を接続するリンクの集まりとして定め、経路を構成する全てのリンクについての接続状態が、予約要求内容を満たす場合、予約内容に従って、この通信経路における資源を予約する。
請求項２記載の資源予約方法は、パケットを送信する送信装置と、パケットを中継する中継装置と、パケットを受信する受信装置とから構成される装置群において、通信の資源を予約するについて、これらの装置群から選ばれた２つの装置について、それぞれのインターフェイス同士を接続するリンクを定義するステップと、送信装置から受信装置に至る経路を、リンクの集まりとして定めるステップと、少なくとも経路を構成する全てのリンクについて、接続状態を調べるステップと、経路を構成する全てのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たす場合、予約内容に従って資源を予約するステップとを含む。
【００３５】
これらの構成において、リンクに基づいて、資源予約を行うことにより、中継装置は予約メッセージを処理しなくてもよく、中継装置の処理負担を軽減できる。
【００３６】
請求項３記載の資源予約方法では、経路を構成する少なくとも１つのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たさない場合、予約を拒否するステップとを含む。
【００３７】
この構成において、リンクを取り扱うことにより、予約メッセージを処理するのと同等に、予約の拒否を行うことができる。
【００３８】
請求項４記載の資源予約方法では、リンクの取り扱い、リンクに関する接続状態の調査及び資源の予約は、中継装置とは異なる予約管理装置により、一括して処理される。
【００３９】
この構成における、予約管理装置による一括処理により、中継装置を予約処理から解放できる。
【００４０】
請求項５記載の資源予約方法では、予約内容は、帯域、優先度の一方又は双方である。
【００４１】
この構成により、種々の形態の予約内容に対応できる。
【００４２】
請求項６記載の資源予約方法では、経路を構成するリンクには、送信装置の予約時の位置及び／又は受信装置の予約時の位置に依存する経路を構成する、実リンクの他、送信装置の移動先の位置及び／又は受信装置の移動先の位置に依存する経路を構成する、仮想リンクが含まれている。
【００４３】
この構成において、仮想リンクを用いることにより、予約後に受信装置等が移動し、経路が変更された後も、この変更が仮想リンクでカバーできる範囲内であれば、通信品質を維持できる。
【００４４】
請求項７記載の資源予約方法では、同一のリンクに、送信装置の予約時の位置及び／又は受信装置の予約時の位置に依存する経路と、送信装置の移動先の位置及び／又は受信装置の移動先の位置に依存する経路とが、重複する際、このリンクには単一の経路のみが存在しているものとして取り扱う。
【００４５】
この構成により、予約メッセージでは判別しにくい、重複予約を排除して、経路を無駄なく、効果的に活用できる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるパケット通信システムのブロック図である。
【００４７】
図１に示すパケット通信システムは、４つの端末Ｔ１〜Ｔ４と、５つの中継装置Ｘ０〜Ｘ４と、予約管理装置Ｍとを含む。
【００４８】
端末Ｔ１〜Ｔ４は、パケットを送信する送信装置又はパケットを受信する受信装置として動作し、それぞれ１つのインターフェイスを有する。なお、以下説明を簡単にするため、端末Ｔ１、Ｔ３は、送信装置として動作し、端末Ｔ２、Ｔ４は受信装置として動作するものとする。
【００４９】
ここで、本明細書では、これらの端末のインターフェイスを、（端末の名前）．（インターフェイスの番号）のように表示する。例えば、端末Ｔ１の番号１のインターフェイスは、インターフェイスＴ１．１のように表示する。
【００５０】
中継装置Ｘ０は、５つのインターフェイスを持ち、中継装置Ｘ１〜Ｘ４は、３つのインターフェイスを持つ。そして、これらの中継装置Ｘ０〜Ｘ４は、端末Ｔ１〜Ｔ４の間で、パケットを中継する。
【００５１】
ここで、中継装置についても、そのインターフェイスを、端末と同様に、表示する。例えば、中継装置Ｘ０の番号２のインターフェイスは、インターフェイスＸ０．２と表示する。
【００５２】
そして、本明細書では、送信側と受信側の２つのインターフェース間は、リンクで接続されていると考える。例えば、図１では、インターフェイスＴ１．１→インターフェイスＸ１．２は、最大帯域１００Ｍｂｐｓでリンクされていると考える。
【００５３】
次に、送信装置について、図２を用いて説明する。なお、端末Ｔ３は端末Ｔ１と同様の構成であるから、以下端末Ｔ１のみについて説明する。
【００５４】
図２に示すように、端末Ｔ１は、予約管理装置Ｍに予約メッセージを送信する予約手段１０と、インターフェイスＴ１．１とを有する。
【００５５】
予約手段１０が作成する、予約メッセージは、従来技術と同様であり、予約送信アドレス（予約管理装置Ｍのアドレス）、予約受信アドレス（端末Ｔ１の自アドレス）、予約パケット種別、予約資源の各フィールドを含む。
【００５６】
なおここでは、予約メッセージの予約送信アドレスを、予約管理装置Ｍのアドレスとしているが、不特定の予約管理装置を指すマルチキャストアドレスが規定されている場合、このマルチキャストアドレスを使用しても差し支えない。但し、本明細書では、説明を簡単にするため、予約管理装置Ｍのアドレスは既知であり、このアドレスそのものを使用する場合のみを説明する。
【００５７】
次に、中継装置について、図３を用いて説明する。なお、中継装置Ｘ２〜Ｘ４は、中継装置Ｘ１と同様の構成であり、中継装置Ｘ０は、中継装置Ｘ１に対してインターフェイスが１つ多いだけであるから、以下中継装置Ｘ１のみについて説明する。
【００５８】
図３に示すように、中継装置Ｘ１は、３つのインターフェイスＸ１．１、Ｘ１．２、Ｘ１．３を持ち、これらのインターフェイスを介して、パケットを中継するパケット中継手段２０を有する。
【００５９】
また、転送情報保持手段２１は、メモリなどの記録媒体からなり、中継装置Ｘ１の転送情報保持手段２１は、図５（ｂ）に示すような、転送情報を保持している。この転送情報は、相手の端末（名前又はアドレス）と、その端末宛のパケットの中継に用いるインターフェイスの番号とからなる。
【００６０】
同様に、中継装置Ｘ０については図５（ａ）に示す転送情報が保持され、中継装置Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４は、それぞれ、図５（ａ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す転送情報を保持している。
【００６１】
図３において、転送情報検索手段２２は、パケット中継手段２０から相手端末の名前またはアドレスを取得すると、転送情報検索手段２２において、この名前またはアドレスに対応するインターフェイス番号を検索し、検索結果をパケット中継手段２０へ返す。
【００６２】
なお、本明細書が対象とするネットワークプロトコルとしては、ＩＥＥＥ８０２．３やＴＣＰ／ＩＰ等が代表例であり、中継装置は、ハブ、スイッチングハブ、ルータ等から構成されるが、パケット交換を行えれば、任意の選択が可能である。
【００６３】
次に、図４を用いて、予約管理装置Ｍについて説明する。予約管理装置Ｍの概要は、次のとおりである。
【００６４】
予約管理装置Ｍは、２つのインターフェイス同士を接続するリンクを定義し、リンクに関する接続状態の調査及び資源の予約とを、一括して処理する。
【００６５】
また、予約管理装置Ｍは、送信装置から受信装置に至る経路を、リンクの集まりとして定め、少なくとも経路を構成する全てのリンクについて、接続状態を調べ、経路を構成する全てのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たす場合、予約内容に従って資源を予約する。
【００６６】
さらに、予約管理装置Ｍは、経路を構成する少なくとも１つのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たさない場合、予約を拒否する。
【００６７】
さて、図４において、予約管理装置Ｍのうち、予約受付手段３２は、資源の予約を受け付ける。
【００６８】
接続情報管理手段３０は、メモリなどの記憶媒体からなり、図６に示す接続情報（詳細は後述）を管理するものであり、これにより、リンクの接続状態を保持している。
【００６９】
接続情報検索手段３１は、予約判定手段３３により、指定されたリンクの接続状態を、接続情報管理手段３０から検索し、検索結果を予約判定手段３３に返す。
【００７０】
インターフェイスＭ．１は、図１に示すように、中継装置Ｘ０のインターフェイスＸ０．０に接続され、情報収集手段３８は、このインターフェイスＭ．１を介して、各中継装置Ｘ０〜Ｘ４の転送情報を、収集する。
【００７１】
収集された転送情報は、メモリなどの記録媒体からなる、転送情報管理手段３６に保持され、予約判定手段３３からの指示を待って、転送情報検索手段３７が必要な転送情報を検索し、予約判定手段３３へ検索結果を報告する。
【００７２】
予約判定手段３３は、予約受付手段３２が予約メッセージを受信すると、このメッセージに関する送信装置から受信装置に至る経路を構成する、リンクの接続状態と、予約受付手段３２で要求された予約内容とを比較して、経路を構成する全てのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たすかどうかを判定する。この予約内容は、帯域、優先度の一方又は双方であってよい。
【００７３】
次に、図６を用いて、接続情報について説明する。さて、図６（ａ）は、図１に示すような、リンクが形成されており、未だ資源予約がなされていないときの、接続情報を示す。
【００７４】
この接続情報の各行は、１つのリンク（但し、リンクは正逆２方向あり得る）の諸元を示し、次のフィールドを有する。「中継」のフィールドは、中継装置の各インターフェイスの名前であり、「対向」のフィールドは、「中継」のフィールドが示すインターフェイスに向かい合う、端末または中継装置等のインターフェイスの名前である。
【００７５】
さらに、「資源」のフィールドは、余剰の帯域値を示し、「予約」のフィールドは、予約された帯域値を示す。これらの帯域値の単位は、いずれもＭｂｐｓであり、「資源」の帯域値と「予約」の帯域値との和は、そのリンクの最大帯域値である。
【００７６】
図６（ａ）に示す状態では、上から７行目は、インターフェイスＸ１．２は、インターフェイスＴ１．１と１００Ｍｂｐｓの帯域値でリンクされ、予約は全く入っていないことを示している。
【００７７】
ここで、転送情報と接続情報との関係を説明する。さて、転送情報は、図５に示すように、相手の端末の名前又はアドレスと、この相手の端末宛のパケットを転送する際に使用するインターフェイスの番号との、組み合わせである。
【００７８】
ここで、この番号が示すインターフェイスと、相手の端末とは、直接接続されていることもあるし、この番号が示すインターフェイスと、相手の端末とは、他の中継装置を介して間接的に接続されていることもある。
【００７９】
つまり、転送情報だけでは、この番号が示すインターフェイスと、相手の端末とは、直接接続されているかどうかは、判定できない。
【００８０】
一方、接続情報は、リンクに関する情報であり、各中継装置の転送情報と、接続情報に含まれているインターフェイスの情報とを総合すると、相手の端末が、直接接続されている、中継装置のインターフェイスを決定することができる。
【００８１】
ここで、各リンクを定義し、図６（ａ）の接続情報を生成する過程を説明する。まず、図１に示すように、中継装置Ｘ０〜Ｘ４同士及び中継装置Ｘ０と予約管理装置Ｍとのリンクは既知であり、端末Ｔ１〜Ｔ４が移動しても変化しない。
【００８２】
したがって、予約判定手段３３は、図１において、インターフェイスＸ１．２、Ｘ１．３、Ｘ３．２、Ｘ３．３、Ｘ２．２、Ｘ２．３、Ｘ４．２、Ｘ４．３を除き、「中継」に関するリンクを、「対向」、「資源」、「予約」を含め、直ちに定義できる。
【００８３】
しかしながら、インターフェイスＸ１．２、Ｘ１．３、Ｘ３．２、Ｘ３．３、Ｘ２．２、Ｘ２．３、Ｘ４．２、Ｘ４．３を、「中継」とするリンクについては、このリンクについての「対向」のインターフェイス（カッコ付きで表示）を直ちに知ることはできない。その理由は、上述したとおりである。
【００８４】
ところが、予約判定手段３３は、これらのリンクについても、図５（ａ）〜（ｅ）に示す転送情報と、図６（ａ）（「対向」が不定のリンクを除く）を用いて、以下に例示する検討を繰り返すことにより、「対向」のインターフェイスを定めることができる。
【００８５】
さて、この検討では、予約判定手段３３は、中継装置Ｘ１について、端末Ｔ１〜Ｔ４が直接接続されているか、あるいは、他の中継装置を介して間接的に接続されているかを、調べる。
【００８６】
まず、予約判定手段３３は、中継装置Ｘ１に係る図５（ｂ）の転送情報から、
（知見１）
インターフェイスＸ１．２は端末Ｔ１と接続され、インターフェイスＸ１．１は、端末Ｔ２〜Ｔ４に接続されていること
を得る。
【００８７】
また、予約判定手段３３は、図６（ａ）のうち、中継装置Ｘ１に係るインターフェイスＸ．１、Ｘ１．２、Ｘ１．３に関するリンク（６行目〜８行目）を調べる。
【００８８】
その結果、予約判定手段３３は、
（知見２）
インターフェイスＸ１．１は、中継装置Ｘ０のインターフェイスＸ０．１に接続され、インターフェイスＸ１．２、Ｘ１．３は、不定であること
を得る。
【００８９】
そして、予約判定手段３３は、（知見１）と（知見２）とを組み合わせることにより、中継装置Ｘ１について、
インターフェイスＸ１．１は、中継装置Ｘ０を介して（またはさらなる中継装置を介して）端末Ｔ２〜Ｔ４と間接的に接続されていること
インターフェイスＸ１．２は、端末Ｔ１と直接接続されていること
インターフェイスＸ１．３は、何も接続されていないこと
を知る。
【００９０】
予約判定手段３３は、以上の検討を繰り返して、図６（ａ）のかっこ内（「対向」のインターフェイス）を確定する。
【００９１】
次に、図１〜図７を用いて、送信装置としての端末Ｔ１が、受信装置としての端末Ｔ２に対して、６Ｍｂｐｓの帯域を予約し、それが認められるまでの動作を説明する。
【００９２】
まず、端末Ｔ１が予約メッセージを送出する前に、図１に示す状態にあり、各中継装置Ｘ０〜Ｘ４の転送情報は、図５（ａ）〜図５（ｅ）に示すものであり、予約管理装置Ｍの接続情報は、図６（ａ）に示すとおりであったものとする。
【００９３】
端末Ｔ１の予約手段１０が、上記の予約内容
（予約パケット種別：資源予約、予約送信アドレス：端末Ｔ１のアドレス、予約受信アドレス：端末Ｔ２のアドレス、予約資源：帯域６Ｍｂｐｓ）
を示す予約メッセージを作成し、予約管理装置Ｍへ転送すると、この予約メッセージは、中継装置Ｘ１、Ｘ０を経由して、予約管理装置Ｍの予約受付手段３２に到着する。
【００９４】
予約受付手段３２は、予約メッセージを受け取ると、これを予約判定手段３３へ渡す。予約判定手段３３は、予約メッセージから、上記予約内容を取り出す。
【００９５】
次に、予約判定手段３３は、図６（ａ）に示す接続情報を用いて、送信装置である端末Ｔ１のインターフェイスＴ１．１と直接接続されているインターフェイスを検索する。その結果、インターフェイスＸ１．２が検出される。
【００９６】
次に、予約判定手段３３は、図５（ｂ）の転送情報を用いて、中継装置Ｘ１のうち、受信装置である端末Ｔ２宛のパケットの中継に用いる、インターフェイスを検索する。その結果、インターフェイスＸ１．１が検出される。
【００９７】
次に、予約判定手段３３は、図６（ａ）に示す接続情報を用いて、インターフェイスＸ１．１と直接接続されているインターフェイスを検索する。その結果、インターフェイスＸ０．１が検出される。
【００９８】
次に、予約判定手段３３は、図５（ａ）の転送情報を用いて、中継装置Ｘ０のうち、受信装置である端末Ｔ２宛のパケットの中継に用いる、インターフェイスを検索する。その結果、インターフェイスＸ０．２が検出される。
【００９９】
次に、予約判定手段３３は、図６（ａ）に示す接続情報を用いて、インターフェイスＸ０．２と直接接続されているインターフェイスを検索する。その結果、インターフェイスＸ２．１が検出される。
【０１００】
次に、予約判定手段３３は、図５（ｃ）の転送情報を用いて、中継装置Ｘ２のうち、受信装置である端末Ｔ２に用いられる、インターフェイスを検索する。その結果、インターフェイスＸ２．２が検出される。
【０１０１】
次に、予約判定手段３３は、図６（ａ）に示す接続情報を用いて、インターフェイスＸ２．２と直接接続されているインターフェイスを検索する。その結果、インターフェイスＴ２．１が検出される。
【０１０２】
これにより、受信装置である端末Ｔ２に到達したので、予約判定手段３３は、検索を終了する。
【０１０３】
その結果、送信装置である端末Ｔ１から受信装置である端末Ｔ２までの経路が、
Ｔ１．１→Ｘ１．１→Ｘ０．２→Ｘ２．２→Ｔ２．１
というリンクの集まりとして定められる。
【０１０４】
次に、予約判定手段３３は、図６（ａ）から、これらのリンクのそれぞれについて、余剰資源を調べる。その結果、予約判定手段３３は、
Ｔ１．１（１００）→Ｘ１．１（１０）→Ｘ０．２（１０）→Ｘ２．２（１００）→Ｔ２．１
という情報を得る。ここでは、
（インターフェイス名）（余剰資源）→（次のインターフェイス名）
という書式でリンクを表示している。
【０１０５】
ここで、予約判定手段３３は、全リンクの余剰資源が、予約資源を上まわっているのならば、予約可能と判定し、予約パケット種別が「資源確保」である予約メッセージを作成し、予約メッセージを送信してきた送信装置である端末Ｔ１へ送出する。
【０１０６】
ここでは、全てのリンクの余剰資源が、予約資源（６Ｍｂｐｓ）を上回っているので、この種の予約メッセージが、端末Ｔ１へ送出されることになる。
【０１０７】
なお、この資源確保の結果、図７に示す経路が確保され、接続情報は、図６（ｂ）に示すように更新される。そして、この経路の各リンクの余剰資源は、以下のようになる。
Ｔ２．１（９４）→Ｘ１．１（４）→Ｘ０．２（４）→Ｘ２．２（９４）→Ｔ２．１
【０１０８】
次に、図７を用いて、予約判定手段３３が、予約要求を拒否する例を説明する。
【０１０９】
この例では、図７に示す資源確保がなされた後に、さらに端末Ｔ３から端末Ｔ２へ６Ｍｂｐｓの帯域が、予約要求されたものとする。
【０１１０】
端末Ｔ３からの予約要求に基づき、予約判定手段３３は、図８に、”［”と”］”で挟んで表示した、帯域に係る経路を定め、この経路を構成する各リンクの資源確保が可能かどうか検討する。
【０１１１】
ところで、リンクＴ０．２（４）→Ｘ２．２の余剰資源は、予約要求された帯域（６Ｍｂｐｓ）より少ない。したがって、予約判定手段３３は、この予約を拒否し、予約パケット種別が「資源予約失敗」である予約メッセージが、端末Ｔ３へ送出されることとなる。
【０１１２】
以上の処理によって、先に予約された通信の通信品質が落ちるような事態を回避できる。
【０１１３】
（実施の形態２）
実施の形態１では、経路を構成するリンクとして、送信装置の予約時の位置及び／又は受信装置の予約時の位置に依存する経路を構成する、実リンクのみを取り扱った。
【０１１４】
ここで、実施の形態２では、このリンクを、実リンクのみならず、送信装置の移動先の位置及び／又は受信装置の移動先の位置に依存する経路を構成する、仮想リンクも含むように拡張する。
【０１１５】
図９は、本発明の実施の形態２における予約管理装置のブロック図である。実施の形態２の構成は、実施の形態１に対し、予約管理装置に、仮想リンク情報管理手段３９、仮想リンク情報検索手段４０を、追加した点が異なる。
【０１１６】
ここで、仮想リンク情報管理手段３９は、図１０に示すような仮想リンク情報を保持し、仮想リンクの接続状態を管理する。また、仮想リンク情報検索手段４０は、予約判定手段３３により指定された、仮想リンクの接続状態を、仮想リンク情報管理手段３９から検索する。
【０１１７】
また、このとき、端末Ｔ１〜Ｔ４から仮想リンクに関する情報を入力できるようにするため、図１２に示すように、端末Ｔ１等に、端末（送信装置又は受信装置）の移動先の位置に依存する経路を構成する、仮想リンクに関する情報を登録するための仮想リンク情報登録手段１１を設ける。
【０１１８】
なお、予約管理装置Ｍの予約判定手段３３は、同一のリンクに、送信装置の予約時の位置及び／又は受信装置の予約時の位置に依存する経路と、送信装置の移動先の位置及び／又は受信装置の移動先の位置に依存する経路とが、重複する際、このリンクには単一の経路のみが存在しているものとして取り扱う。
【０１１９】
ここで、「仮想接続情報」とは、端末が移動したと仮定した場合に、形成される接続情報である。
【０１２０】
例えば、図１１に示すように、端末Ｔ１が、実線の位置から破線の位置に移動する可能性があり、この移動の後、端末Ｔ１がインターフェイスＸ３．３に接続することが可能な場合、図１０に示すように、中継装置Ｘ３について、仮想接続情報が、設定される。この仮想接続情報は、基本的に、図５に示した転送情報と、同種のものである。
【０１２１】
移動する可能性がある端末は、この仮想接続情報を、仮想リンク情報登録手段１１を用いて、予約管理装置Ｍに入力する。予約管理装置Ｍは、この入力があると、仮想リンク情報管理手段３９にエントリを追加し、図１０に示すような情報を保持する。
【０１２２】
次に、実施の形態２における動作を説明する。この動作は、一言でいえば、図１０に例示する仮想接続情報を、図５の転送情報に追加したものである。
【０１２３】
図１１に示すように、図１０の仮想接続情報は、端末Ｔ１が、破線のように移動して、インターフェイスＸ３．３に接続可能であることを示す。
【０１２４】
このとき、実施の形態１と同様に、図５及び図６による、実リンクによる経路として、
Ｔ１．１（９４）→Ｘ１．１（４）→Ｘ０．２（４）→Ｘ２．２（９４）→Ｔ２．１
が資源確保される。
【０１２５】
さらに、図１０に示す仮想接続情報から、仮想リンクによる経路として、
Ｔ１．１（９４）→Ｘ３．１（４）→Ｘ０．２（４）→Ｘ２．２（９４）→Ｔ２．１
が資源確保される。
【０１２６】
ここで、予約判定手段３３は、同一のリンクに、実リンクによる経路と、仮想リンクによる経路が、一部又は全部のリンクにおいて重複する際、この重複するリンクには、単一の経路のみが存在しているものとして取り扱う。
【０１２７】
図１１の例では、
Ｘ０．２（４）→Ｘ２．２（９４）→Ｔ２．１
という２つのリンクが、実リンクによる経路と、仮想リンクによる経路とで、重複している。これら重複するリンクを単一の経路のみが存在しているとすると、全リンクの余剰資源が、予約資源を上まわっている。
【０１２８】
したがって、予約判定手段３３は、実リンク及び仮想リンクのいずれもについて、予約可能と判定し、資源を確保する。
【０１２９】
ここで、このように重複するリンクは、端末の移動前、移動中、移動後のいずれにおいても、使用されるものであり、しかも、１つのリンクが存在しさえすれば、通信に支障はない。また、従来の予約パケットの伝送のみに依存する予約法では、実リンクと仮想リンクとが重なっているかどうかを知ることは、容易でない。
【０１３０】
この点について、本形態では、このように、重複部分を除いて、リンクを取り扱っており、こうすると、予約メッセージでは判別しにくい、重複予約を排除して、経路を無駄なく、効果的に活用できる。
【０１３１】
また、仮想リンクを用いることにより、予約後に受信装置等が移動し、経路が変更された後も、仮想リンクによって、通信品質を維持できる。
【０１３２】
加えて、以上では、予約内容として、帯域を取り上げたが、事前に資源予約を行った通信に関するパケットと、それ以外のパケットを分類するために、パケット単位の優先度を参照することが可能である。
【０１３３】
パケット単位の優先度が付けられる具体例としては、ＩＥＥＥ８０２．１ｐで規定されているＵｓｅｒ−Ｐｒｉｏｒｉｔｙや、ＩＰｖ４のＴｙｐｅ−ｏｆ−Ｓｅｒｖｉｃｅ、ＩＰｖ６のＴｒａｆｆｉｃ−Ｃｌａｓｓ等がある。
【０１３４】
予約メッセージ内の予約要求において、これらの優先度を、予約応答として送信装置に通知し、送信装置が、この優先度情報をパケット単位の設定することにより、途中の中継装置では、資源予約した通信にパケットかどうかを容易に判定することが可能となる。
【０１３５】
また、複数の優先度が指定可能な場合には、余剰資源を優先度毎に分離して管理すると、さらに細かな資源予約が可能である。
【０１３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、通信品質保証が必要なデータ通信に関して、予約時の通信装置と受信装置間の通信経路だけでなく、送信装置または受信装置の移動によって経路が変更する場合にも、予約時に予め変更可能な経路上の資源を予約しておくことで、予約時の経路と同等な資源予約ができる。
【０１３７】
特に、無線端末で基地局の切替を伴うハンドオーバー等について、通信経路の高速な切替直後において、移動する前の時点で、移動後の通信経路の資源予約を予め行っているために、移動直後の時点において、安定した品質保証が可能である。
【０１３８】
なお、未使用の資源はＤｉｆｆｓｅｒｖ等と同様に、他の通信に使用できるため資源の利用効率が、損なわれない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるパケット通信システムのブロック図
【図２】同端末のブロック図
【図３】同中継装置のブロック図
【図４】同予約管理装置のブロック図
【図５】（ａ）同転送情報の例示図
（ｂ）同転送情報の例示図
（ｃ）同転送情報の例示図
（ｄ）同転送情報の例示図
（ｅ）同転送情報の例示図
（ｆ）同転送情報の例示図
【図６】（ａ）同接続情報の例示図
（ｂ）同接続情報の例示図
【図７】同パケット通信システムの予約許否説明図
【図８】同パケット通信システムの予約許否説明図
【図９】本発明の実施の形態２における予約管理装置のブロック図
【図１０】同仮想リンク情報の例示図
【図１１】同パケット通信システムの予約許否説明図
【図１２】同端末のブロック図
【図１３】（ａ）パケットフォーマットの説明図
（ｂ）パケットフォーマットの説明図
（ｃ）予約メッセージフォーマットの説明図
【図１４】従来のパケット通信システムのブロック図
【符号の説明】
１０ 予約手段
１１ 仮想リンク情報登録手段
２０ パケット中継手段
２１ 転送情報保持手段
２２ 転送情報検索手段
３０ 接続情報管理手段
３１ 接続情報検索手段
３２ 予約受付手段
３３ 予約判定手段
３６ 転送情報管理手段
３７ 転送情報検索手段
３８ 情報収集手段
３９ 仮想リンク情報管理手段
４０ 仮想リンク情報検索手段
Ｔ１〜Ｔ４ 端末
Ｘ０〜Ｘ４ 中継装置
Ｍ 予約管理装置

Claims (15)

1. 通信経路を、インターフェイス同士を接続するリンクの集まりとして定め、前記経路を構成する全てのリンクについての接続状態が、予約要求内容を満たす場合、予約内容に従って、この通信経路における資源を予約する、資源予約方法。
2. パケットを送信する送信装置と、パケットを中継する中継装置と、パケットを受信する受信装置とから構成される装置群において、通信の資源を予約する方法であって、
   これらの装置群から選ばれた２つの装置について、それぞれのインターフェイス同士を接続するリンクを定義するステップと、
   前記送信装置から前記受信装置に至る経路を、前記リンクの集まりとして定めるステップと、
   少なくとも前記経路を構成する全てのリンクについて、接続状態を調べるステップと、
   前記経路を構成する全てのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たす場合、予約内容に従って資源を予約するステップとを含む、資源予約方法。
3. 前記経路を構成する少なくとも１つのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たさない場合、予約を拒否するステップとを含む、請求項２記載の資源予約方法。
4. リンクの取り扱い、リンクに関する接続状態の調査及び資源の予約は、前記中継装置とは異なる予約管理装置により、一括して処理される、請求項２から３記載の資源予約方法。
5. 前記予約内容は、帯域、優先度の一方又は双方である、請求項２から４記載の資源予約方法。
6. 前記経路を構成するリンクには、前記送信装置の予約時の位置及び／又は前記受信装置の予約時の位置に依存する経路を構成する、実リンクの他、前記送信装置の移動先の位置及び／又は前記受信装置の移動先の位置に依存する経路を構成する、仮想リンクが含まれている、請求項２から５記載の資源予約方法。
7. 同一のリンクに、前記送信装置の予約時の位置及び／又は前記受信装置の予約時の位置に依存する経路と、前記送信装置の移動先の位置及び／又は前記受信装置の移動先の位置に依存する経路とが、重複する際、このリンクには単一の経路のみが存在しているものとして取り扱う、請求項６記載の資源予約方法。
8. パケットを送信する送信装置と、パケットを中継する中継装置と、パケットを受信する受信装置とからなる装置群と、
   これらの装置群から選ばれた２つの装置について、それぞれのインターフェイス同士を接続するリンクを定義し、リンクに関する接続状態の調査及び資源の予約とを、一括して処理する予約管理装置とを備え、
   前記予約管理装置は、前記送信装置から前記受信装置に至る経路を、前記リンクの集まりとして定め、
   少なくとも前記経路を構成する全てのリンクについて、接続状態を調べ、
   前記経路を構成する全てのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たす場合、予約内容に従って資源を予約する、パケット通信システム。
9. 前記予約管理装置は、前記経路を構成する少なくとも１つのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たさない場合、予約を拒否する、請求項８記載のパケット通信システム。
10. 前記予約内容は、帯域、優先度の一方又は双方である、請求項８から９記載のパケット通信システム。
11. 前記経路を構成するリンクには、前記送信装置の予約時の位置及び／又は前記受信装置の予約時の位置に依存する経路を構成する、実リンクの他、前記送信装置の移動先の位置及び／又は前記受信装置の移動先の位置に依存する経路を構成する、仮想リンクが含まれている、請求項８から１０記載のパケット通信システム。
12. 前記予約管理装置は、同一のリンクに、前記送信装置の予約時の位置及び／又は前記受信装置の予約時の位置に依存する経路と、前記送信装置の移動先の位置及び／又は前記受信装置の移動先の位置に依存する経路とが、重複する際、このリンクには単一の経路のみが存在しているものとして取り扱う、請求項１１記載のパケット通信システム。
13. 前記予約管理装置は、
    資源の予約を受け付ける予約受付手段と、
    リンクの接続状態を管理する接続情報管理手段と、
    指定されたリンクの接続状態を、前記接続情報管理手段から検索する接続情報検索手段と、
    前記送信装置から前記受信装置に至る経路を、構成するリンクの接続状態と、前記予約受付手段で要求された予約内容とを比較して、前記経路を構成する全てのリンクについて、調べられた接続状態が、予約要求内容を満たすかどうかを判定する予約判定手段とを備える、請求項８から１２記載のパケット通信システム。
14. 前記予約管理装置は、
    仮想リンクの接続状態を管理する仮想リンク情報管理手段と、
    指定された仮想リンクの接続状態を、前記仮想リンク情報管理手段から検索する仮想リンク情報検索手段とを備える、請求項１３記載のパケット通信システム。
15. 前記送信装置及び／又は前記受信装置は、前記送信装置の移動先の位置及び／又は前記受信装置の移動先の位置に依存する経路を構成する、仮想リンクに関する情報を登録するための仮想リンク情報登録手段を有する、請求項１４記載のパケット通信システム。

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