JP3685651B2 - 相互接続装置及びアクティブQoSマッピング方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の網(インタネット・サービス・プロバイダ網、LAN(Local Area Network)、移動網など)を経由するエンド・エンドの通信に介在して、エンド・エンドのQoS(Quality of Service)を保証する相互接続装置とそのQoSマッピング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エンド・エンドの通信は、一般に複数の網を経由して行われる。しかし、これら各網で使用されるQoS関連情報(QoS保証の仕組み、レイヤ、トラヒックパラメータ、QoSパラメータなど)はそれぞれ異なるのが通常であり、新しい技術や新しい標準技術が提案されても、それらが全ての網に同時に導入されることはまずない。このため、各網ごとにQoSを保証する従来の手法では、エンド・エンドの通信におけるQoSを保証することができない。
【0003】
そこで従来から、エンド・エンドのQoSを保証するために、通信経路上の各網間で、相互のQoSをマッピングする方法が採られている。当該マッピングは、各網ごとにQoS関連情報(QoS保証の仕組み、QoSパラメータ、QoS保証レイヤ及びプロトコルスタックなど)を把握してパターン化したテーブルを参照することにより、各網で使用する最適なQoSの決定を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、かかる従来のQoSマッピング方法では、以下に示す問題があった。第1に、かかる方法は、予め各網におけるQoS関連情報を全部把握しておく必要があるが、そのためのトラヒックで帯域が圧迫されるという問題があった。第2に、各網のQoS関連情報は常に固定なものではないため、各網のQoS関連情報を動的に把握するのが困難であるという問題があった。第3に、ユーザがQoSのマッピング方法を指定できない問題があった。
【0005】
このように、Qosマッピング用のテーブルを各網のゲートウェイ装置に事前に用意する従来のQoSマッピング方法においては、上述のエンド・エンドのQoS保証の問題を解決できなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明においては、異種網間を相互接続する相互接続装置に、送信元であるエンドユーザ・ノードにおいて生成され転送されてきたアクティブパケットを他網から受信したとき、当該アクティブパケットに搭載されているQoSマッピング要求条件及びマッピング方法のプログラムを実行し、その実行結果に基づいてQoSのマッピングを実行する機能を備えるようにする。
【0007】
また、能動的なQoSマッピングを可能とするアクティブQoSマッピング方法として、転送されてきたアクティブパケットを他網から受信したとき、当該アクティブパケットに搭載されているQoSマッピング要求条件及びマッピング方法のプログラムを実行し、その実行結果に基づいて適応的にQoSのマッピングを実行するものを提案する。
【0008】
【発明の実施の形態】
(A)第1の実施形態
(A−1)第1の実施形態の構成
以下、本発明に係る相互接続装置の第1の実施形態を、図面を用いて説明する。図1に、第1の実施形態に係る相互接続装置の一例としてゲートウェイ装置を適用する場合のネットワークシステムの構成例を示す。このネットワークシステムは、エンドユーザ・ノード1A及び1Bがそれぞれ収容される構内情報通信網(LAN:Local Area Network)2A及び2Bと、エンドユーザ・ノード1A及び1B間の通信を中継する中継網3A及び3Bの計4つの通信網の接続でなる。
【0009】
本実施形態では、これら通信網で使用されるQoS関連情報(QoS保証の仕組み、QoSパラメータ、QoS保証レイヤ及びプロトコルスタックなど)は、いずれも異なるものとする。
【0010】
各通信網には、本実施形態に固有の機能を備えるゲートウェイ装置(以下「アクティブゲートウェイ装置」という。)4A〜4Fが設けられている。これらアクティブゲートウェイ装置4A〜4Fの特徴は、いずれもコネクション設定時に受信されるQoSマッピング用のパケット(以下「アクティブパケット」という。)Pの情報に基づいて、コネクションにマッピングすべきQoSを動的に決定できる機能を備える点である。
【0011】
また、各アクティブゲートウェイ装置装置4A〜4Fは、アクティブパケットPに搭載されているプログラムを実行することで、QoSのマッピングを適応的に実行する構成が記載されている。ここで、アクティブパケットPには、そのペイロード部分に、QoSマッピング要求条件とQoSマッピング方式のそれぞれがプログラム化(ルール化又はアルゴリズム化)されて搭載されている。
【0012】
当該プログラムの一例を図2に示す。このプログラムは最も単純なものの例であり、受信したQoS情報が何であるかに基づいてマッピング先を決定できるようになっている。なお、図2は、いわゆるQoSマッピングテーブルの対応関係をプログラムで実現するものである。もっとも、当該プログラムはこのように単純なものに限られるものでなく、網の状況等を考慮してQoSのマッピング先を決定することができる。一例を図3に示す。
【0013】
上述の機能を実現する上でアクティブゲートウェイ装置装置4A〜4Fに要求される機能は、次の5つの機能である。すなわち、▲1▼アクティブパケットPの実行機能、▲2▼アクティブパケットPの転送機能、▲3▼セキュリティ機能、▲4▼自網内の資源(リソース)を管理できる機能、▲5▼タイマー監視機能の5つである。
【0014】
このうち、▲1▼の機能は、アクティブパケットPを展開し、そのペイロードに搭載されたプログラムを実行し、自身の網内で必要な資源の割り当てを管理し、QoSを管理するための機能である。なお、各網内のQoSは、アクティブパケットPに記載されたQoSマッピング要求条件に合致するように決定されるため、QoS管理情報の違いによらず、隣接する網間でのQoSの整合性は保証される。
【0015】
▲2▼の機能は、隣接する他の網への入り口となるアクティブゲートウェイ装置4A〜4Fに対し、受信されたアクティブパケットPを転送するための機能である。実際には、バックボーン・ネットワーク(不図示)に対しアクティブパケットPを転送するのに用いられる。
【0016】
▲3▼の機能は、悪意のプログラムからシステムを保護するための機能である。すなわち、アクティブパケットPの安全性が確かめられた場合には、アクティブパケットPの実行結果の通りにQoSをマッピングし、アクティブパケットPの安全性が確かめられなかった場合には、アクティブパケットPの実行結果に基づくQoSのマッピングを実行しない。
【0017】
▲4▼の機能は、自網内の資源(リソース)を管理するために設けられている機能であり、既存のQoS保証技術(ATM(Asynchronous Transfer Mode)、RSVP(Resource reSerVation Protocol )、ポリシーネットワーク等)が相当する。
【0018】
▲5▼の機能は、資源の有効利用を可能とするために設けられた機能である。QoSマッピングの成立による資源の確保後、事前決められた時間の経過後もパケット通信データがなければ(当該機能がタイムアウトを検出すれば)、QoS保証のために確保した資源の解放が行われる。
【0019】
(A−2)第1の実施形態の動作
以下、図1に示すネットワークシステムに基づいて、その通信動作を説明する。なお、エンド・エンドのQoS保証は、通信網内では各網独自のQoSマッピング方法により保証が行われ、通信網間では本実施形態で提案するアクティブQoSマッピング方法により保証が行われる。
【0020】
(1)構内情報通信網2A
まず、呼の接続を要求するエンドユーザ・ノード1Aが、QoSマッピング要求条件(トラヒックパラメータ、QoSパラメータなど)及びマッピング方法をプログラム化し、そのプログラムをパケットに搭載する。このパケットが、アクティブパケットPである。アクティブパケットPは、カプセル化されて出力される。
【0021】
カプセル化されたアクティブパケットP'は、エンドユーザ・ノード1Aと同じ構内情報通信網(LAN)2A内にあるアクティブゲートウェイ装置4Aに伝達される。アクティブゲートウェイ装置4Aは、カプセル内からアクティブパケットPを取り出した後、その転送機能を用いて中継網3Aのアクティブゲートウェイ装置4BにアクティブパケットPを転送する。
【0022】
(2)中継網3A
他網からアクティブパケットPを受信した中継網3Aのアクティブゲートウェイ4Bは、当該パケットからプログラムを取り出し、そのアクティブパケット実行機能により取り出したプログラムを実行する。なお、アクティブゲートウェイ装置4Bは、最初に受信したアクティブパケットPが安全な(悪意のない)パケットか否かの判別を行う。
【0023】
ここで、安全性が確認された場合、アクティブゲートウェイ装置4Bは、プログラムの実行結果に従い、網内の資源と交渉してQoSをマッピングする。加えて、アクティブゲートウェイ装置4Bは、受信したアクティブパケットPをカプセル化し、これを次の宛先となる中継網3Bとの接続に用いられるアクティブゲートウェイ装置4Cに転送する。なお、アクティブゲートウェイ装置4Cは、カプセル化されたアクティブパケットP'からアクティブパケットPを取り出し、この部分だけを、次の中継網3Bへと転送する。
【0024】
一方、安全性が確認されなかった場合や要求されるマッピングに対応するものがない場合は、アクティブゲートウェイ4Bは、QoSマッピングを実行することなく、送信元であるエンドユーザ・ノード1Aに不成功メッセージ(例えば「対応できない」なるメッセージ)を返信する。最終的に、この不成功メッセージは、アクティブゲートウェイ装置4Aを介してエンドユーザ・ノード1Aに到達する。
【0025】
(3)中継網3B
中継網3Bにおける動作も、中継網3Aの動作と同じである。すなわち、アクティブゲートウェイ装置4Dはアクティブゲートウェイ装置4Bと同様、他網から受信したアクティブパケットPのプログラムを実行すると共に安全性を確認し、安全であればプログラムの実行結果に従ってQoSをマッピングすると共にアクティブパケットPをカプセル化して転送する。一方、アクティブゲートウェイ装置4Eは、カプセル化されたアクティブパケットP'からアクティブパケットPを取り出し、この部分だけを、次の構内情報通信網2Bへと転送する。
【0026】
なお、この中継網3Bの動作においても、アクティブゲートウェイ4Dで安全性が確認されなかった場合や要求されるマッピングに対応するものがない場合は、QoSマッピングを実行することなく、送信元であるエンドユーザ・ノード1Aに宛てて不成功メッセージが返送されることになる。
【0027】
ただし、この場合には、エンドユーザ・ノード1Aと中継網3Bとの間に位置する中継網3AにおいてQoSマッピングが既に成立している。すなわち、アクティブゲートウェイ装置4Bが資源を確保している。このため、当該不成功メッセージを受信したアクティブゲートウェイ装置4Bは、セキュリティ保証する処理を行ってから、確保した資源を解放し、さらにそのメッセージを転送する。
【0028】
(4)構内情報通信網2B
かかる動作の後、送信側のエンドユーザ・ノード1Aから送出されたアクティブパケットPは、送信先となるエンドユーザ・ノード1Bの属する構内情報通信網2Bに達する。
【0029】
アクティブパケットPは、中継網3Bと接続されたアクティブゲートウェイ装置4Fに受信される。アクティブゲートウェイ装置4Fは、やはり受信したアクティブパケットPのプログラムを実行する。そして、その安全性が確認されれば、実行結果の通りQoSをマッピングし、安全性が確認されなければQoSのマッピングは行わない。
【0030】
なお、当該アクティブゲートウェイ装置4Fは、通信経路上、最後尾に位置するアクティブゲートウェイ装置に該当するため、当該装置でQoSマッピングが成立する場合には(すなわち、エンド・エンドでQoSが保証可能な場合には)、送信元であるエンドユーザ・ノード1Aに宛てて通信可能メッセージ(例えば「QoSマッピングが成立し通信可能」なるメッセージ)を返信する。
【0031】
このメッセージが送信元であるエンドユーザ・ノード1Aに達することで、エンド・エンドでQoSを確保できたことを送信元で確認できる。なお、送信元であるエンドユーザ・ノード1Aは、呼の接続要求に対するエンドユーザ・ノード1Bからの応答を受信した段階で通信を開始する。
【0032】
(5)資源の解放
ところで、上述のアクティブゲートウェイ装置4B、4D及び4Fは、既にQoSマッピングが成立し資源の確保が確認された時点でタイマーを作動させ、事前に決められた時間が経過した後もパケット通信データの受信が確認されなかった場合には、そのタイマー監視機能によりタイムアウトを検出し、QoS保証の資源を解放する。
【0033】
(A−3)第1の実施形態の効果
上述のように、アクティブパケットの生成がエンドユーザ・ノードで行われる第1の実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
【0034】
▲1▼各網のQoS関連情報を全部把握する必要がなくなり、自網のみのQoS関連情報を動的把握するだけで良くすることができる。これにより、網間のQoSマッピング管理を簡略化できる。
【0035】
▲2▼アクティブパケットPに搭載したプログラムに基づきQoSのマッピングを実行することにより、QoSのマッピングパターン及び各パターンの組み合わせの対応付けを簡略化できる。
【0036】
▲3▼アクティブパケットPがエンドユーザ・ノードで生成されるため、ユーザがQoSのマッピング方式を指定可能にできる。
【0037】
▲4▼本実施形態では、QoSのマッピングには他網が関係しないため、各網が独自にQoS保証などの新技術を導入し易くなる。
【0038】
▲5▼本実施形態では、通信ごとにQoSマッピング方式を指定できるため、通信ごとに網内でのプロトコルスタックを最適化できる。例えば、再送が不要(或いは不可能)な場合には、再送用のレイヤ(例えば、TCP)は不要になる。
【0039】
(B)第2の実施形態
(B−1)第2の実施形態の構成
図4に、第2の実施形態に係るネットワークシステムの構成例を示す。図4は、第1の実施形態に係る図1との対応部分に対応符号を、同一部分に同一符号を付して示した図である。図4と図1とを対比して分かるように、基本的なネットワークシステムの構成は、この第2の実施形態においても第1の実施形態と同じである。
【0040】
第1の実施形態との違いは、本実施形態の場合、アクティブパケットPの生成がエンドユーザ・ノード1Aで行われるのではなく、アクティブゲートウェイ装置側で行われる点である。すなわち、第1の実施形態は、アクティブパケットPがエンドユーザ・ノード1Aで生成される場合を前提としていたが、本実施形態は、アクティブパケットPがエンドユーザ・ノード1Aで生成されない場合にも、網間での最適なQoSマッピングの実現を目的とする。
【0041】
このため、本実施形態に係るアクティブゲートウェイ装置の場合には、他網に対してパケットを出力する出口側のアクティブゲートウェイ装置(図4の場合、4A'、4C'及び4E')にアクティブパケットPの生成機能がさらに設けられている。
【0042】
(B−2)第2の実施形態の動作
以下、図4に示すネットワークシステムに基づいて、その通信動作を説明する。なお、本実施形態の場合も、エンド・エンドのQoS保証は、通信網内では各網独自のQoSマッピング方法により保証が行われ、通信網間では本実施形態で提案するアクティブQoSマッピング方法により保証が行われる。
【0043】
(1)構内情報通信網2A
まず、呼の接続を要求するエンドユーザ・ノード1A'が、既存の方法により非アクティブパケットを生成し、すなわち一般的なパケットを生成しこれを出力する。
【0044】
このパケットは、エンドユーザ・ノード1A'と同じ構内情報通信網(LAN)2A内にあるアクティブゲートウェイ装置4A'に伝達される。このアクティブゲートウェイ装置4A'は中継網3Aへの出口に位置する。このため、本実施形態におけるアクティブゲートウェイ装置4A'では、QoSマッピング要求条件(トラヒックパラメータ、QoSパラメータなど)、QoSマッピング方法(自網内でのQoS保証の仕組み、資源予約プロトコル(例えば、RSVP)、プロトコルスタックなど)をプログラム化してパケットに搭載する処理が行われ、アクティブパケットPが生成される。
【0045】
なお、当該アクティブゲートウェイ装置4A'は、生成されたアクティブパケットPを中継網3Aのアクティブゲートウェイ装置4B'に転送する。
【0046】
(2)中継網3A
他網からアクティブパケットPを受信した中継網3Aのアクティブゲートウェイ4B'は、当該パケットからプログラムを取り出し、そのアクティブパケット実行機能により取り出したプログラムを実行する。なお、アクティブゲートウェイ装置4B'は、最初に受信したアクティブパケットPが安全な(悪意のない)パケットか否かの判別を行う。
【0047】
ここで、安全性が確認された場合、アクティブゲートウェイ装置4B'は、プログラムの実行結果に従い、網内の資源と交渉してQoSをマッピングする。なお、当該QoSマッピングの成立は、既存の技術を用いて自網の出口に位置するアクティブゲートウェイ装置4C'に通知される。従って、第1の実施形態のように、アクティブパケットPをカプセル化したものが網内を転送されることはない。
【0048】
因みに、QoSマッピング成立の通知を受けたアクティブゲートウェイ装置4C'は、独自に、QoSマッピング要求条件(トラヒックパラメータ、QoSパラメータなど)、マッピング方法、自網内でのQoS保証の仕組み、プロトコルスタックなどをプログラム化してパケットに搭載し、アクティブパケットPを生成する。
【0049】
一方、安全性が確認されなかった場合や要求されるマッピングに対応するものがない場合は、アクティブゲートウェイ4B'は、QoSマッピングを実行することなく、送信元であるエンドユーザ・ノード1A'に不成功メッセージを返信する。最終的に、この不成功メッセージは、アクティブゲートウェイ装置4A'を介してエンドユーザ・ノード1A'に到達する。
【0050】
(3)中継網3B
中継網3Bにおける動作も、中継網3Aの動作と同じである。すなわち、アクティブゲートウェイ装置4D'はアクティブゲートウェイ装置4B'と同様、他網から受信したアクティブパケットPのプログラムを実行すると共に安全性を確認し、安全であればプログラムの実行結果に従ってQoSをマッピングする。一方、アクティブゲートウェイ装置4E'は、QoSマッピング成立の確認後、QoSマッピング要求条件(トラヒックパラメータ、QoSパラメータなど)、マッピング方法、自網内でのQoS保証の仕組み、プロトコルスタックなどをプログラム化してパケットに搭載してアクティブパケットPを生成し、次の構内情報通信網2Bへと転送する。
【0051】
なお、この中継網3Bの動作においても、アクティブゲートウェイ4D'で安全性が確認されなかった場合や要求されるマッピングに対応するものがない場合は、QoSマッピングを実行することなく、送信元であるエンドユーザ・ノード1A'に宛てて不成功メッセージが返送されることになる。
【0052】
ただし、この場合には、エンドユーザ・ノード1A'と中継網3Bとの間に位置する中継網3AにおいてQoSマッピングが既に成立している。すなわち、アクティブゲートウェイ装置4B'が資源を確保している。このため、当該不成功メッセージを受信したアクティブゲートウェイ装置4B'は、セキュリティ保証する処理を行ってから、確保した資源を解放し、さらにそのメッセージを転送する。
【0053】
(4)構内情報通信網2B
かかる動作の後、送信側のエンドユーザ・ノード1A'から送出されたアクティブパケットPは、送信先となるエンドユーザ・ノード1B'の属する構内情報通信網2Bに達する。
【0054】
アクティブパケットPは、中継網3Bと接続されたアクティブゲートウェイ装置4F'に受信される。アクティブゲートウェイ装置4F'は、やはり受信したアクティブパケットPのプログラムを実行する。そして、その安全性が確認されれば、実行結果の通りQoSをマッピングし、安全性が確認されなければQoSのマッピングは行わない。
【0055】
なお、当該アクティブゲートウェイ装置4F'は、通信経路上、最後尾に位置するアクティブゲートウェイ装置に該当するため、当該装置でQoSマッピングが成立する場合には(すなわち、エンド・エンドでQoSが保証可能な場合には)、送信元であるエンドユーザ・ノード1A'に宛てて通信可能メッセージ(例えば「QoSマッピングが成立し通信可能」なるメッセージ)を返信する。
【0056】
このメッセージが送信元であるエンドユーザ・ノード1A'に達することで、エンド・エンドでQoSを確保できたことを送信元で確認できる。なお、送信元であるエンドユーザ・ノード1A'は、呼の接続要求に対するエンドユーザ・ノード1B'からの応答を受信した段階で通信を開始する。
【0057】
(5)資源の解放
ところで、この実施形態におけるアクティブゲートウェイ装置4B'、4D'及び4F'の場合にも、既にQoSマッピングが成立し資源の確保が確認された時点でタイマーを作動させており、事前に決められた時間が経過した後もパケット通信データの受信が確認されなかった場合には、そのタイマー監視機能によりタイム
アウトを検出し、QoS保証の資源を解放する。
【0058】
(B−3)第2の実施形態の効果
この第2の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【0059】
▲1▼エンドユーザ・ノード1A'がアクティブパケットPを生成できない場合でも、アクティブゲートウェイ装置がアクティブパケットPを生成できるため、エンド・エンドのQoSをマッピングすることができ、網間の最適なQoSマッピングを実現できる。
【0060】
(C)第3の実施形態
(C−1)第3の実施形態の構成
図5に、第3の実施形態に係るネットワークシステムの構成例を示す。図5は、図1との対応部分に対応符号を、同一部分に同一符号を付して示した図である。図5と図1とを対比して分かるように、基本的なネットワークシステムの構成は、この第3の実施形態においても第1の実施形態と同じである。
【0061】
本実施形態の特徴は、図6に示すように、アクティブパケットPが2つのプログラム部分で構成される点にある。すなわち、エンドユーザ・ノードが要求する基本要求条件部分と、各網独自のマッピング情報部分とで構成される点にある。なお、アクティブパケットPの基本要求条件部分については不変であるが、各網独自のマッピング情報部分については他網にアクティブパケットPに転送する際に追加される。因みに、他網から受信したアクティブパケットPをカプセル化して自網内を転送する際には、他網のマッピング情報部分は除かれるようになっている。
【0062】
(C−2)第3の実施形態の動作
以下、図5に示すネットワークシステムに基づいて、その通信動作を説明する。なお、エンド・エンドのQoS保証は、通信網内では各網独自のQoSマッピング方法により保証が行われ、通信網間では本実施形態で提案するアクティブQoSマッピング方法により保証が行われる。
【0063】
(1)構内情報通信網2A
まず、呼の接続を要求するエンドユーザ・ノード1A"が、QoSマッピング要求条件(トラヒックパラメータ、QoSパラメータなど)をプログラム化し、そのプログラムをパケットに搭載する。ここでのプログラムが、アクティブパケットPの基本要求条件部分となる。アクティブパケットPは、カプセル化されて出力される。
【0064】
カプセル化されたアクティブパケットP'は、エンドユーザ・ノード1A"と同じ構内情報通信網(LAN)2A内にあるアクティブゲートウェイ装置4A"に伝達される。アクティブゲートウェイ装置4A"は、カプセル内からアクティブパケットPを取り出した後、これに具体的なQoSマッピング方式(自網内のQoS保証仕組み、資源予約プロトコル(例えばRSVP)、プロトコルスタックなど)を追加し、中継網3Aのアクティブゲートウェイ装置4B"にアクティブパケットPを転送する。
【0065】
(2)中継網3A
他網からアクティブパケットPを受信した中継網3Aのアクティブゲートウェイ4B"は、当該パケットからプログラムを取り出し、そのアクティブパケット実行機により取り出したプログラムを実行する。なお、アクティブゲートウェイ装置4B"は、最初に受信したアクティブパケットPが安全な(悪意のない)パケットか否かの判別を行う。
【0066】
ここで、安全性が確認された場合、アクティブゲートウェイ装置4B"は、プログラムの実行結果に従い、網内の資源と交渉してQoSをマッピングする。加えて、アクティブゲートウェイ装置4B"は、受信したアクティブパケットPの基本要求条件部分のみをカプセル化し、これを次の宛先となる中継網3Bとの接続に用いられるアクティブゲートウェイ装置4C"に転送する。なお、アクティブゲートウェイ装置4C"は、カプセル化されたアクティブパケットP'からアクティブパケットPを取り出した後、これに具体的なQoSマッピング方式を追加したものを次の中継網3Bへと転送する。
【0067】
一方、安全性が確認されなかった場合や要求されるマッピングに対応するものがない場合は、アクティブゲートウェイ4B"は、QoSマッピングを実行することなく、送信元であるエンドユーザ・ノード1A"に不成功メッセージを返信する。最終的に、この不成功メッセージは、アクティブゲートウェイ装置4A"を介してエンドユーザ・ノード1A"に到達する。
【0068】
(3)中継網3B
中継網3Bにおける動作も、中継網3Aの動作と同じである。すなわち、アクティブゲートウェイ装置4D"はアクティブゲートウェイ装置4B"と同様、他網から受信したアクティブパケットPのプログラムを実行すると共に安全性を確認し、安全であればプログラムの実行結果に従ってQoSをマッピングすると共にアクティブパケットPの基本要求条件部分のみをカプセル化して転送する。一方、アクティブゲートウェイ装置4E"は、カプセル化されたアクティブパケットP'からアクティブパケットPを取り出した後、これに具体的なQoSマッピング方式を追加したものを、次の構内情報通信網2Bへと転送する。
【0069】
なお、この中継網3Bの動作においても、アクティブゲートウェイ4D"で安全性が確認されなかった場合や要求されるマッピングに対応するものがない場合は、QoSマッピングを実行することなく、送信元であるエンドユーザ・ノード1A"に宛てて不成功メッセージが返送されることになる。
【0070】
ただし、この場合には、エンドユーザ・ノード1A"と中継網3Bとの間に位置する中継網3AにおいてQoSマッピングが既に成立している。すなわち、アクティブゲートウェイ装置4B"が資源を確保している。このため、当該不成功メッセージを受信したアクティブゲートウェイ装置4B"は、セキュリティ保証する処理を行ってから、確保した資源を解放し、さらにそのメッセージを転送する。
【0071】
(4)構内情報通信網2B
かかる動作の後、送信側のエンドユーザ・ノード1A"から送出されたアクティブパケットPは、送信先となるエンドユーザ・ノード1B"の属する構内情報通信網2Bに達する。
【0072】
アクティブパケットPは、中継網3Bと接続されたアクティブゲートウェイ装置4F"に受信される。アクティブゲートウェイ装置4F"は、やはり受信したアクティブパケットPのプログラムを実行する。そして、その安全性が確認されれば、実行結果の通りQoSをマッピングし、安全性が確認されなければQoSのマッピングは行わない。
【0073】
なお、当該アクティブゲートウェイ装置4F"は、通信経路上、最後尾に位置するアクティブゲートウェイ装置に該当するため、当該装置でQoSマッピングが成立する場合には(すなわち、エンド・エンドでQoSが保証可能な場合には)、送信元であるエンドユーザ・ノード1A"に宛てて通信可能メッセージを返信する。
【0074】
このメッセージが送信元であるエンドユーザ・ノード1A"に達することで、エンド・エンドでQoSを確保できたことを送信元で確認できる。なお、送信元であるエンドユーザ・ノード1A"は、呼の接続要求に対するエンドユーザ・ノード1B"からの応答を受信した段階で通信を開始する。
【0075】
(5)資源の解放
ところで、この実施形態におけるアクティブゲートウェイ装置4B"、4D"及び4F"の場合にも、既にQoSマッピングが成立し資源の確保が確認された時点でタイマーを作動させており、事前に決められた時間が経過した後もパケット通信データの受信が確認されなかった場合には、そのタイマー監視機能によりタイムアウトを検出し、QoS保証の資源を解放する。
【0076】
(C−3)第3の実施形態の効果
この第3の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【0077】
▲1▼本実施形態においては、エンド・エンドのQoSマッピングにおいて、基本要求条件部分の不変性が保証されるため、各網間のアクティブゲートウェイ装置にて最適なQoSマッピングが可能となる。
【0078】
(D)第4の実施形態
(D−1)第4の実施形態の構成
図7に、第4の実施形態に係るネットワークシステムの構成例を示す。この実施形態に係るネットワークシステムの特徴は、上述の他の実施形態と異なり、各網のゲートウェイ装置に2種類のQoSマッピング機能を備えた点である。ここで、2種類のQoSマッピング機能の一つは従来から用いられているテーブル式のQoSマッピング機能であり、他の一つは前述の実施形態で説明したようなアクティブパケットPを用いる能動的なQoSマッピング機能である。
【0079】
なお、本実施形態に係るゲートウェイ装置は、第3の実施形態に係るアクティブゲートウェイ装置を基本に構成されており、その機能に、▲1▼QoSマッピングテーブルの更新機能と、▲2▼QoSマッピングテーブルに基づくQoSマッピング機能とが付加されてる。ここで、QoSマッピングテーブルの更新機能とは、アクティブパケットPのプログラムの実行した結果、その実行結果がQoSマッピングテーブルに存在しない場合、その実行結果をテーブルに追加する機能をいう。
【0080】
(D−2)第4の実施形態の動作
この実施形態の各ゲートウェイ装置は、まず従来から用いられているテーブル式のQoSマッピング機能を用いてQoSのマッピングを試みる。このとき、QoSマッピング要求がテーブルで対応できる場合は、テーブルでQoSをマッピングする。
【0081】
テーブルで対応できない場合、受信したアクティブパケットPのプログラムを実行してQoSをマッピングする。なお、ゲートウェイ装置は、このQoSマッピングを新規マッピング方式として、テーブルに追加できる場合、テーブルに追加する。
【0082】
(D−3)第4の実施形態の効果
本実施形態によれば、既にQoSマッピングがテーブルにある場合には既存の技術を使用してQoSをマッピングができる一方、対応するマッピングが存在しない場合にはアクティブパケットのプログラムを実行してQoSをマッピングし、しかもその結果を新規マッピング方式としてテーブルに追加できるため、常にプログラムを実行する場合に比してマッピングに要する時間の短縮を実現できる。
【0083】
(E)第5の実施形態
(E−1)第5の実施形態の構成
図8に、第5の実施形態に係るアクティブゲートウェイの構成例を示す。この実施形態は、ATM網において、前述の能動的なQoSのマッピングを可能とするアクティブゲートウェイ装置の提案を目的とする。
【0084】
なお、本実施形態では、既存網にインパクトを与えないため、網内のQoS保証は既存のQoS保証仕組みに従う。このため、ゲートノードに、網内のQoS交渉を担当するパケットトランク6と、網間のQoSマッピングを担当するインタフェース部8(8A、8B、8C)とを設けるようにする。これらは、物理的に別々の機能ブロックとして動作する。また、上位プロセッサ10(10A、10B、10C)で、QoSマッピングテーブル9の管理を行うようにする。
【0085】
(E−2)第5の実施形態の動作
(1)入り口(通信の上流側)に位置するアクティブゲートウェイ装置の動作
他網からのQoSマッピング要求は、入り口(通信の上流側)に位置するアクティブQoSマッピングゲートウエイが受ける。アクティブゲートウェイ装置は、受信したマッピング要求が既存のテーブルQoSマッピング要求なら、テーブルを検索してQoSをマッピングする。
【0086】
一方、アクティブQoSマッピング要求なら、そのアクティブパケットPのプログラムを実行して、セキュリティ保証する処理を行ってから、QoSマッピングする。
【0087】
なお、自網内部におけるQoS交渉などはパケットトランク6が担当する。また、第4の実施形態のように、このマッピング方式が新規マッピング方式なら、QoSマッピングテーブルに追加する。QoSマッピングテーブル9は、上位プロセッサ10(10A、10B、10C)が管理する。
【0088】
また、このアクティブゲートウェイ装置は、第1の実施形態や第3の実施形態の場合のように、そのエンド指定した部分をカプセル化し、出口であるアクティブゲートウェイ装置に転送する。
【0089】
(2)出口(通信の下流側)に位置するアクティブゲートウェイ装置の動作
ここで、このアクティブゲートウェイ装置は、自網内を転送されてカプセル化されたアクティブパケットP'が受信された場合には、これを元に戻し、そのパケットを他網に送る。
【0090】
一方、カプセル化されたアクティブパケットP'が転送されない場合には、このアクティブゲートウェイ装置は、第2の実施形態の場合のように、他網に対するマッピング要求条件及びマッピング方法などをプログラム化して、アクティブパケットPを生成し、他網のアクティブゲートウェイ装置に送信する。
【0091】
なお、エンドユーザ・ノードから基本要求条件が通知されている場合には、第3の実施形態で説明したように、カプセル化されているアクティブパケットP'を元に戻した後、他網に対するアクティブQoSマッピング方法などをプログラム化し、アクティブパケットPに追加し、他網のアクティブゲートウェイ装置に送信する。
【0092】
(E−3)第5の実施形態の効果
本実施形態の手法を採用することにより、ATM網においても、提案した能動的なQoSマッピング方式をサポートできる。
【0093】
(F)第6の実施形態
(F−1)第6の実施形態の構成
図9に、第6の実施形態に係るネットワークシステムの構成例を示す。ただし、この図9の場合には、説明を簡単にするため、2つのゲートウェイのみを示すことにする。なお、図9においても、上述の他の実施形態の説明に用いた図面との対応部分には対応符号を付して示している。
【0094】
本実施形態の目的は、システムの運用中にQoSの保証方法が変更された場合でも、他網に影響を与えることなくQoSのマッピングを継続できるようにすることにある。このため、本実施形態におけるアクティブゲートウェイ装置4C1及び4D1には、QoSの保証方法に変更が生じた場合に、その都度、生じた変更を修正するためのプログラムを生成し、実行する機能が新たに設けられている。因みに、ここでのプログラムは、前述までの実施形態で説明したQosアクティブマッピング用のプログラムとは別種のものである。
【0095】
なお、前述までの他の実施形態で説明したアクティブパケットP"は、本実施形態におけるアクティブゲートウェイにて生成されるものとする。
【0096】
(F−2)第6の実施形態の動作
以下、図9中の中継網3AのQoS保証方法のみに変更があった(例えば、プロトコルバージョンの更新など)ものとしてその処理動作の内容を説明する。
【0097】
まず、中継網3Aのアクティブゲートウェイ4C1が、他網からのアクティブパケットP"の受信に備え、図10に示すようなマッピングプログラムを生成する。このマッピングプログラムは他網に送信されることはなく、他網からアクティブパケットP"を受信した際起動されるようになっている。
【0098】
▲1▼4D1から4C1にアクティブパケットP"の送信があったとき
かかる準備の終了後、中継網3Bのアクティブゲートウェイ4D1から図11に示すプログラムを搭載したアクティブパケットが、中継網3Aのアクティブゲートウェイ4C1に通知があったとする。
【0099】
この場合、中継網3Aのアクティブゲートウェイ4C1は、図11に示すプログラムに従い、まず最初に、自網でQoSの保証方法の変更が生じたか否か判定する。ここでは、変更が生じた場合を前提としているので肯定結果を得、予め用意しておいた図10に示すマッピングプログラムを実行し、変更後の条件に基づいてマッピングを実行する。
【0100】
なお、未だQoSの保証方法に変更が生じていない場合には否定結果を得、中継網3Bのアクティブゲートウェイ4D1が指定した通りにQoSをマッピングする。
【0101】
▲2▼4C1から4D1にアクティブパケットP"の送信があったとき
この場合、中継網3Aのアクティブゲートウェイ4C1は、図12に示すプログラムを搭載したアクティブパケットP"を生成し、これを中継網3Bのアクティブゲートウェイ4D1に送信する。かかるアクティブパケットP"を受信した中継網3Bのアクティブゲートウェイ4D1は、図12に示すプログラムを実行し、QoSのマッピングを実行する。このとき、図12に示すプログラムで与えられるQoS情報が最新のQoS情報である。
【0102】
ところで、図12では、図11の場合のように相手先の網で生じ得るQoSマッピング方法を想定していないが、図11の場合と同様に、最初のステップS31で相手先の網でQoSの保証方法に変更が生じていないかを判定する処理を挿入し、該当する場合には、相手先の網(ここでは、中継網3B)のアクティブゲートウェイ4D1に用意したマッピングプログラムを実行させるようにしても良い(ステップS32)。
【0103】
(F−3)第6の実施形態の効果
上述のように、ある網のQoS保証方法に変更が生じても、アクティブパケットP"に挿入したプログラム(具体的には、ステップS31)と、QoS保証方法に変更が生じた網が用意したマッピングプログラム(具体的には、ステップS32)とを実行することにより、確実なQoSのマッピングを実現できる。
【0104】
かくして、各網のQoS保証方法は他網の制限を受けずに変更することが可能となり、各網が最新のQoS保証技術を導入し易くできる。
【0105】
(G)第7の実施形態
(G−1)第7の実施形態の構成及び動作
第7の実施形態を説明する。上述の第6の実施形態においては、ある網でQoSの保証方法に変更が生じた場合、変更後の保証方法については相手先に通知することなく対処する場合について述べたが、本実施形態では、QoS保証方法の変更を他網に通知することにより確実なQoSマッピングを実現する方法を説明する。
【0106】
なお、以下の説明では、第6の実施形態で用いた図9を用いて説明を行う。
【0107】
▲1▼ QoS保証方法が対向する2つのゲートウェイのうち一方でのみ生じたとき
ここでは、中継網3AでQoSの保証方法に変更があったものとする。
【0108】
この場合、中継網3Aのアクティブゲートウェイ4C1は、図10に示したようなマッピングプログラムを作成すると共に、「中継網3AでQoS保証方法の変更があった。新たなQoS情報(図10のマッピングプログラム)に基づいてQoSのマッピングを行う。」なる情報を搭載したアクティブパケットP"を生成し、通信先となる中継網3Bに通知する。
【0109】
かかる情報をアクティブパケットとして受信した中継網3Bのアクティブゲートウェイ4D1は、自装置内に記憶されている中継網3AのQoS保証情報を新たなQoS保証情報で更新する。この後、中継網3Bのアクティブゲートウェイ4D1が中継網3Aに通信する際には、先に更新しておいた新たなQoS保証情報に基づいてアクティブパケットP"の生成を行い送信する。
【0110】
このように、更新された新たなQoS保証情報に基づいて生成されたアクティブパケットP"が受信されたことが、中継網3Aのアクティブゲートウェイ4C1で確認されると当該プログラムに従ったQoSのマッピングを行う。なお、相手先である中継網3Bのアクティブゲートウェイ4D1で管理されている自装置のQoS保証情報が最新のものに更新されていることが確認できた後は、その存在意義が無くなるため変更時に作成しておいたマッピングプログラムの削除を行う。
【0111】
▲2▼ QoS保証方法が対向する2つのゲートウェイの両方で同時に生じたときこの場合には、お互いに相手方のQoS保証情報が分からないためQoSのマッピングを行い得ない。そこで、この場合には、▲1▼の場合のようにQoSのマッピングとQoS保証情報の交換とを1つのアクティブパケットを用いて同時に実行することができないため、まずQoS保証情報を交換し、次にQoSのマッピングを行うようにする。
【0112】
なお、QoS保証情報の交換にもアクティブパケットP"を用いて行う。例えば、中継網3Bのアクティブゲートウェイ4D1が、自網の最新のQoS保証情報と中継網3Aの古いQoS保証情報とに基づいて、QoSのマッピングを指示するアクティブパケットP"を生成し、これを相手先となる中継網3Aに送信する。
【0113】
しかし、このアクティブパケットP"を受信した中継網3Aのアクティブゲートウェイ4C1では、このアクティブパケットP"に搭載されているプログラムを実行してもマッピングを行えない。
【0114】
そこで、中継網3Aのアクティブゲートウェイ4C1では、中継網3Bから通知された最新のQoS保証情報で自装置内の情報を更新した後、自網の最新のQoS保証情報をアクティブパケットP"として中継網3Bに返送する。
【0115】
このアクティブパケットP"が中継網3Bのアクティブゲートウェイ4D1に通知されることで、アクティブゲートウェイ4D1で管理されている中継網3AのQoS保証情報が最新のものに更新される。この時点で、双方が管理する他網のQoS保証情報はともに最新のものに置き換わる。
【0116】
かかる後、中継網3Bのアクティブゲートウェイ4D1が、再度、アクティブパケットを生成し中継網3Aに送信する。今度は、お互いが最新のQoS保証情報を知っているのでQoSのマッピングが可能となる。
【0117】
(G−2)第7の実施形態の効果
上述のように、本実施形態においては、QoSのマッピングと同時にQoS保証情報の更新も行えるため、QoSの保証方法の変更のたび又は一定時間経過後、QoS保証情報の交換のみをわざわざ行わなくても良いようにできる。
【0118】
(H)他の実施形態
なお、上述の第1〜第7の実施形態においては、ネットワークシステムが2つの構内情報通信網2A及び2Bと、その中継網3A及び3Bとで構成されている場合について述べたが、ネットワークシステムの構成はこれに限られるものでなく、複数の網で構成されるネットワークシステムであれば適用できる。
【0119】
また、上述の実施形態においては、図2、3、10、11及び12のそれぞれにプログラム例を例示して説明したが、本発明はこれらプログラムに限られるものでない。すなわち、QoSのマッピングが可能であれば、その他のプログラムに広く適用し得る。
【0120】
また、上述の実施形態においては、相互接続装置の一例としてゲートウェイを適用する場合について述べたが、当該機能を備えるルータその他の装置にも同様に適用し得る。
【0121】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、アクティブパケットに搭載されているQoSマッピング要求条件及びマッピング方法のプログラムを実行し、その実行結果に基づいて適応的にQoSのマッピングを実行することにしたことにより、各網ごとにQoSの管理手法が異なる場合にも最適なQoSのマッピングを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態例の説明に係るネットワーク構成例を示す図である。
【図2】アクティブパケットに搭載されたプログラム(その1)の実施形態例を示す図である。
【図3】アクティブパケットに搭載されたプログラム(その2)の実施形態例を示す図である。
【図4】第2の実施形態例の説明に係るネットワーク構成例を示す図である。
【図5】第3の実施形態例の説明に係るネットワーク構成例を示す図である。
【図6】第3の実施形態で使用するアクティブパケットの構成を示す図である。
【図7】第4の実施形態例の説明に係るネットワーク構成例を示す図である。
【図8】第5の実施形態例の説明に係るゲートウェイ構成例を示す図である。
【図9】第6の実施形態例の説明に係るネットワーク構成例を示す図である。
【図10】QoSのマッピングプログラムの実施形態例を示す図である。
【図11】QoS保証方法に変更が生じていない網側で生成されアクティブパケットに搭載されるプログラムの実施形態例を示す図である。
【図12】QoS保証方法に変更が生じている網側で生成されアクティブパケットに搭載されるプログラムの実施形態例を示す図である。
【符号の説明】
1A、1B…エンドユーザ・ノード、2A、2B…LAN、3A、3B…中継網、4A〜4F…アクティブゲートウェイ装置、6…パケットトランク(網内QoS交渉用)、7…ATMスイッチ、8A〜8C…インタフェース、9…QoSマッピングテーブル、10A〜10C…上位プロセッサ。
Claims (10)
- 異種網間を相互接続する相互接続装置であって、
転送されてきたアクティブパケットを他網から受信したとき、当該アクティブパケットに搭載されているQoSマッピング要求条件及びマッピング方法のプログラムを実行し、その実行結果に基づいてQoSのマッピングを実行する機能を備え、
受信したアクティブパケットをカプセル化して同一網内の他の相互接続装置に転送することなくこれを廃棄するものとし、上記同一網内の他の相互接続装置が網内で成立したマッピング条件に従って新たなアクティブパケットを生成し他網に出力する
ことを特徴とする相互接続装置。 - 異種網間を相互接続する相互接続装置であって、
転送されてきたアクティブパケットを他網から受信したとき、当該アクティブパケットに搭載されているQoSマッピング要求条件及びマッピング方法のプログラムを実行し、その実行結果に基づいてQoSのマッピングを実行する機能を備え、
上記アクティブパケットに搭載されているQoSマッピング要求条件のプログラムは、送信元であるエンドユーザ・ノードにおいて生成され基本要求条件として搭載された固定プログラム部分であり、上記アクティブパケットに搭載されているマッピング方法のプログラムは、各網の出口に位置する相互接続装置において生成され搭載される置き換え可能なプログラム部分であり、
上記アクティブパケットに搭載されているマッピング方法のプログラムは、他網からアクティブパケットを受信した網の入り口に位置する相互接続装置で取り除かれ、その後、カプセル化して同一網内の他の相互接続装置に転送されることを特徴とする相互接続装置。 - 請求項1に記載の相互接続装置は、自網におけるQoSの保証方法に変更が生じたとき、他網から自網へのアクティブパケットの受信に備え、変更前後のマッピング関係を与えるマッピングプログラムを生成し保持する
ことを特徴とする相互接続装置。 - 請求項1に記載の相互接続装置は、他網におけるQoSの保証方法の変更に備え、他網に出力するアクティブパケットにQoS保証方法の変更の有無を確認するプログラムを挿入し、変更が生じていた場合には、QoSの保証方法に変更が生じた他網が有する変更前後のマッピング関係を与えるマッピングプログラムを実行させる
ことを特徴とする相互接続装置。 - 請求項1に記載の相互接続装置は、自網におけるQoSの保証方法に変更が生じたとき、他網へ送出するアクティブパケットに更新後のQoS保証情報を挿入して出力する
ことを特徴とする相互接続装置。 - 能動的なQoSマッピングを可能とするアクティブQoSマッピング方法であって、
転送されてきたアクティブパケットを他網から受信したとき、当該アクティブパケットに搭載されているQoSマッピング要求条件及びマッピング方法のプログラムを実行し、その実行結果に基づいてQoSのマッピングを実行すると共に、
他網から受信された上記アクティブパケットは、プログラムの実行後又はこれと並行して同一網内をカプセル化されて転送されることなく廃棄され、同一網内の他の相互接続装置において、新たに当該網内で成立しているマッピング条件に従って作成された後、他網に出力される
ことを特徴とするアクティブQoSマッピング方法。 - 能動的なQoSマッピングを可能とするアクティブQoSマッピング方法であって、
転送されてきたアクティブパケットを他網から受信したとき、当該アクティブパケットに搭載されているQoSマッピング要求条件及びマッピング方法のプログラムを実行し、その実行結果に基づいてQoSのマッピングを実行すると共に、
上記アクティブパケットに搭載されているQoSマッピング要求条件のプログラムは、送信元であるエンドユーザ・ノードにおいて生成され基本要求条件として搭載された固定プログラム部分であり、上記アクティブパケットに搭載されているマッピング方法のプログラムは、各網の出口に位置する相互接続装置において生成され搭載される置き換え可能なプログラム部分であると共に、他網からアクティブパケットを受信した網の入り口で取り除かれた後、カプセル化して同一網内の他の相互接続装置に転送される
ことを特徴とするアクティブQoSマッピング方法。 - 請求項6に記載のアクティブQoSマッピング方法において、自網におけるQoSの保証方法に変更が生じたとき、他網から自網へのアクティブパケットの受信に備え、変更前後のマッピング関係を与えるマッピングプログラムを生成し保持する
ことを特徴とするアクティブQoSマッピング方法。 - 請求項6に記載のアクティブQoSマッピング方法において、他網におけるQoSの保証方法の変更に備え、他網に出力するアクティブパケットにQoS保証方法の変更の有無を確認するプログラムを挿入し、変更が生じていた場合には、QoSの保証方法に変更が生じた他網が有する変更前後のマッピング関係を与えるマッピングプログラムを実行させる
ことを特徴とするアクティブQoSマッピング方法。 - 請求項6に記載のアクティブQoSマッピング方法において、自網におけるQoSの保証方法に変更が生じたとき、他網へ送出するアクティブパケットに更新後のQoS保証情報を挿入して出力する
ことを特徴とするアクティブQoSマッピング方法。
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