JP3606064B2 - Network bandwidth management method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一ネットワーク上で帯域管理制御を必要とするシステムと帯域管理制御を必要としないシステムを共存させるネットワークシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
帯域を制御する代表的なプロトコルとしてRSVPに関して説明する。
【0003】
RSVPは、まずデータを送信するノードが受信ノードまでの経路を設定し、次に受信ノードが遅延時間や優先度の情報を含む予約情報を逆の経路で送り、この過程でこの送信ノードと受信ノードの間に介在する各ルータの帯域を予約していくプロトコルである。
【0004】
一つのネットワーク上に複数のノードが存在するネットワークで、上記の帯域予約プロトコルを利用する場合には、あるノードが帯域予約をしていないデータを送信しないよう、すべてのノードにおいて帯域予約プロトコルを実装するアプリケーションを稼動させておく必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように上記の様な帯域予約プロトコルを用いた帯域制御方式の場合、すべてのノードにおいて帯域制御プロトコルを実施するアプリケーションを搭載し稼動させておかなければならないため、帯域制御を必要とするシステムと、帯域制御を必要としないシステムが一つのネットワーク上に混在させる為には、帯域制御を必要としないシステムの全てのノードに帯域制御プロトコルを実施するアプリケーションを搭載しなければならないと言う問題が発生する。
【0006】
本発明の目的は、同一ネットワーク上において、帯域制御を必要としないシステムのノードに対して変更を加えることなく、帯域制御を必要とするシステムと帯域制御を必要としないシステムの共存を実現することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
帯域管理対象ノードにおいては、ネットワークに接続され他ノードから自ノードの転送レートを制御するための制御メッセージを受信し自ノードの送信データの転送レート制御する手段と、ネットワークの通信内容の一部あるいは全部を傍受する手段と、さらにノードに搭載されたネットワークインターフェースカード(NIC)で、他ノードのNICより優先的にメッセージを送信することの出来る優先送信制御を行う手段を有する。
【0008】
帯域管理マネージャノードにおいては、ネットワークに接続されネットワークの通信内容の一部あるいは全部を傍受する手段と、前記他ノードの転送レートを制御する機能を所有するノードに対して転送レートを制御するメッセージを送信する手段を有する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明を行う前に、本実施例で対象とするイーサネットに関して説明する。
【0010】
イーサネットは、CSMA/CD方式のバス型LANで、送信データを持つノードは現在通信が行われているかどうかをチェックし、空いていればLAN上にデータを送出する。しかし、複数のノードが同じ判断を行って同時にパケットの送出を始めてしまう場合があり、この場合パケットの衝突が発生する。パケットの衝突が発生したときには、各ノードが衝突を検知して直ちに送出を中止する。各ノードは衝突を繰り返さないように、乱数に基づく異なった再送待ち時間を待ち、再度送信を試みる。また、転送と転送の間、最小アイドル時間(空白時間)を待たなければならないことになっていて、その最小アイドル時間は、基本的にどのNICでも同じ値にセットされている。これはあるノードが転送を開始しているかどうかを確認するために、その伝播時間分は、転送を控えなければならないことを意味する。本実施例では、前記ネットワーク長と転送速度から算出される前記最小アイドル時間の論理的限界値をΔTaと呼ぶこととする。
【0011】
以上のように、通常イーサネットのNICの最小アイドル時間はどれでも一定であるので、あるノードのNICの最小アイドル時間だけを短くすれば、そのノードは他のノードよりも送信のチャンスが増えることになり、結果的にそのノードは他のノードよりも転送レートを上げることが可能となる。本実施例は、このイーサネットの動作原理を利用するものである。
【0012】
本発明の実施の形態について説明を行う。
【0013】
図1を用いて、本発明を実施する、複数のカメラとセンサを使った監視系ネットワーク機器がOA系ネットワーク機器と混在して運用されているシステム構成を簡単に説明する。すなわち、本システムにおいては、監視システムとOAシステムが混在して存在している。
【0014】
カメラ40はカメラ制御装置30を介して、センサ60はセンサ制御装置50を介して、モニタ16はモニタ制御装置18を介してネットワーク10に接続され、ユーザが操作する監視卓制御装置20には、ディスプレイ14、入力装置であるマウス24、キーボード22が装備され、他のコントローラと同じくネットワーク10に接続される。ユーザ12は、この監視卓制御装置20を使って、該システムの実行を行う。操作卓20はシステム上に複数設置することも可能である。
【0015】
監視システムの運用時には、操作卓20からの指示に基づいて、カメラ40からの映像が、ネットワーク10を介してモニタ16へ表示される。センサ60は、火災、侵入などの異常を検知すると、そのアラーム情報を、操作卓20を介してユーザ12に知らせる。なお、監視システムでは、同時に複数のカメラからの映像を、ネットワーク10を介して複数のモニタ16にそれぞれ表示させる。
【0016】
さらにネットワーク10には、パソコン60とプリンタ62、及びメールサーバ、ドメインネームサーバ、などの機能を有するサーバ64からなるOAシステムの機器も接続されており、OAシステムとして運用されている。
【0017】
図2は監視卓制御装置20のハード構成を示した図であり、ネットワークインターフェースカード112、CPU102、メモリ104、キーボード22やマウス24を制御する入出力コントローラ106、そしてモニターコントローラ108がバス110によって接続されている。
【0018】
図3はモニタ制御装置18−1のハードウェア構成を示した図であり、映像を表示するモニタ16−1を制御するモニタコントローラ120、CPU122、メモリ124、及び、ネットワークインターフェースカード126がバス128により接続されている。
【0019】
図4は、本実施例の帯域管理対象ノードであるカメラ制御装置30−1のハードウェア構成を示した図であり、ビデオカメラ40−1を制御するカメラコントローラ136、CPU132、メモリ134、及び、ネットワークインターフェースカード130−Aがバス138で接続されている。
【0020】
図5はセンサー制御装置50のハード構成を示した図であり、センサー群60に接続されセンサーの設定やセンサーからの異常検出信号を読み込むセンサーコントローラ146、CPU142、メモリ144、及びネットワークインターフェースカード140がバス148によって接続されている。
【0021】
図6は監視卓制御装置20のメモリ104に格納されているソフトウェアの構成を示した図である。即ち、ネットワークインターフェースカード112を制御するためのネットワークインターフェースカード制御ドライバ174、ネットワーク10を介して指定された装置へメッセージを転送する、一対−通信、及び、ネットワークに接続された全装置にメッセージを転送するブロードキャスト通信を提供する通信管理モジュール172、及びモニター14とキーボード22とマウス24を制御する入出力装置制御ドライバ150が格納されている。またこれらのソフトを利用するモジュールとしてGUI制御モジュール152、映像/アラーム表示モジュール215が格納されており、それぞれ通信管理モジュール172と転送レートの異なる複数の送信キュー166−A、166−1、受信キュー170を介して連携する。転送レート管理モジュール164は、データ転送サービスの種類と状況に応じてこれらの送信キューを使いわける。
【0022】
転送サービスモジュール156は、データ転送を要求する場合に、その転送サービス種別に応じた処理を行う。ここで、転送サービス種別には、“帯域予約転送サービス”、“統計多重転送サービス”などがある。これらの転送サービスで転送されるデータを、それぞれ帯域予約データ、統計多重データと呼ぶ。さらに転送レート管理モジュール164は、ネットワークインターフェースカード制御ドライバを介してネットワークインターフェースカードの制御を行う。帯域管理マネージャモジュール160は、通信路のデータ転送サービスに応じた帯域の予約、開放、転送レートの算出、またネットワークに通信遅延が発生した場合には、遅延解消のための優先送信制御、およびその解除を行う。これらの実行は、通信管理モジュール172を介して他のノードへコマンドを発行することにより実現する。
【0023】
図7はモニタ制御装置18−1のメモリ124に格納されているソフトウェアの構成を示した図である。ネットワークインターフェースカード制御ドライバ198、通信管理モジュール196、モニタを制御するためのモニタ制御ドライバ180が格納されている。また、これらを利用するモジュールとして、モニタ制御モジュール184、受信データの制御を行う受信制御モジュール188が格納されている。
【0024】
図8は、本実施例の帯域管理対象ノードであるカメラ制御装置30−1のメモリ134に実装されるソフトウェア構成を示した図であり、ネットワークインターフェースカード制御ドライバ200、通信管理モジュール202、ビデオカメラ40−1を制御するためのカメラ制御ドライバ218が格納されている。またこれらのソフトを利用するモジュールとしてカメラ制御モジュール216が格納されており、それぞれ通信管理モジュール202と受信キュー204、送信キュー206を介して連携する。
【0025】
ネットワークインターフェースカード(NIC)130−1は、ネットワークインターフェースカード制御ドライバ200−1を介して、通常のイーサネットカードの機能に加え以下の機能を制御できる。
【0026】
(1)、最小アイドル時間の論理的限界値ΔTaを下限として、最小アイドル時間を変更する機能
(2)、ネットワーク上でコリジョン(衝突)が発生した場合に再送までの時間を待つリトライ時間を変更する機能
(3)全パケット受信モードで、パケットの特定位置の情報を読み取ることでパケットの長さやその他の情報を検出し、そのパケットの送信終了時間を検知する機能。この機能を用いることで、(1)の最小アイドル時間の論理的限界値ΔTaを待たずに、送信を開始することを可能とする。
【0027】
図9はセンサー制御装置50−1のメモリ144内に格納されているソフトウェアの構成を示した図であり、ネットワークインターフェースカード制御ドライバ220、通信管理モジュール222、センサー60を制御するためのセンサー制御ドライバ238が格納されている。またこれらのソフトウェアを利用するモジュールとしてセンサー制御モジュール236、アラーム送信モジュール230が格納されており、それぞれ通信管理モジュール222と受信キュー224、複数の送信キュー(226−A、…226−1)を介して連携する。またセンサーが異常を検出した時、アラームにセットする表示メッセージを格納するメッセージ管理テーブル232も格納されている。
【0028】
図10はパソコン61−1のハード構成を示した図であり、ネットワークインターフェースカード613、CPU612、メモリ614、キーボードやマウスを制御する入出力コントローラ616、そしてモニターコントローラ618がバス610によって接続されている。
【0029】
図11はパソコン60−1のメモリ614に格納されているソフトウェアの構成を示した図である。ネットワークインターフェースカード制御ドライバ6142、及びネットワークインターフェースカード制御ドライバのAPIを使いあるいは使わずに構成される各種モジュール6146、入出力装置制御ドライバ6148が格納されている。
【0030】
図12はプリンタ62のハード構成を示した図であり、ネットワークインターフェースカード622、CPU626、メモリ624、印字装置628がバス620によって接続されている。
【0031】
図13はプリンタ64のメモリ624に格納されているソフトウェアの構成を示した図である。ネットワークインターフェースカード制御ドライバ6242、及びネットワークインターフェースカード制御ドライバのAPIを使い、あるいは使わずに構成される各種モジュール6246、印刷装置制御ドライバ6248が格納されている。
【0032】
図14はサーバ64のハード構成を示した図であり、ネットワークインターフェースカード641、CPU642、メモリ644、キーボードやマウスを制御する入出力コントローラ646、そしてモニターコントローラ648がバス640によって接続されている。
【0033】
図15はサーバ64のメモリ644に格納されているソフトウェアの構成を示した図である。ネットワークインターフェースカード制御ドライバ6442、及びネットワークインターフェースカード制御ドライバのAPIを使い、あるいは使わずに構成される各種モジュール6446、入出力制御ドライバ6448が格納されている。
【0034】
図16、図17に本システムにおける監視システムの運用形態の一例を示す。
【0035】
図16では、複数のカメラノード(30−A、30−B)からモニタノード(16−A、16−B)へ画像データを送信している(502、504)。同時にセンサノード(50−A、50−B)からは、接続されたセンサからのアラーム情報を監視卓制御装置20へ転送している(506、508)。
【0036】
図17では、図16からの状態が切り替わり、別のカメラノード(30−C、30−1)からモニタノード(16−C、16−1)へ画像データを転送している(510、512)。またセンサノード(50−1)からは、接続されたセンサからのアラーム情報を監視卓制御装置20へ転送している(514)。また同時に、パソコン60−Aからプリンタ62に印刷用のデータも転送している。
【0037】
監視システムでは、このように順次映像巡回を行っている最中に、センサ60が何らかの異常(火災、侵入など)を検知し、センサノード50がそのアラーム情報をユーザのいる監視卓制御装置20へ報告する。このように画像データとともに、アラーム情報のような制御データが混在してネットワーク上10を流れる。さらにこのネットワーク10には、OAシステムとして稼動しているサーバ64、パソコン61、およびプリンタ62からなるOA系のデータも流れている。この様なデータを、前述の帯域予約データ、統計多重データと区別する為に、“その他のデータ”と呼ぶこととする。
【0038】
次に図18〜図20を使って、上記の運用を行っている際の、通信路の帯域について説明する。
【0039】
図18では、通信路の全有効帯域520の幅をB1とすると、そのうちB2分だけ帯域予約データに割り当て、B3分を統計多重データ及びその他のデータ(例えばOA系のデータ)に割り当てる。ここで帯域予約データは、映像のデータのようにデータサイズが大きく、一定周期で連続的に流れるデータに適用されるため、予め流れる映像の本数、1映像フレームの大きさが判れば、占有帯域幅も割り出せる。従って、それをもとに帯域を確保すれば、映像データ転送中は無駄なく帯域を使用する事が出来る。
【0040】
一方、統計多重データ及びOA系などのその他のデータは、データサイズは小さいが、発生タイミングが予測できないデータに使われる。従って、ノード数とデータサイズから占有最大帯域を割り出しても、実際に使われるのはそれよりもはるかに小さい帯域であると予想できる。
【0041】
図18に示す幅B3で帯域を見積もっていても、実際に使われるのは、図19に示す526の状態になる可能性もあり、あるいは図20に示す528の状態になる可能性もある。
【0042】
図20は、火災等の発生により複数センサが同時発報した場合やあるいはOA系のパソコンから大量にデータ転送などの処理が発生し、統計多重転送サービスのデータやOA系のデータが予定された帯域を超えて発生した様子を示す。この状況では、通信路の負荷が増大し、帯域予約データ、統計多重データ、およびOA系データのそれぞれにおいて、予定した通信帯域幅を使うことができなくなり、データの遅延やデータの紛失の恐れがある。
【0043】
通常の方式では、カメラノードのような帯域管理対象ノードが送出する帯域予約データの転送レートを抑制させることが可能であるが、センサノードやOA系ノードのように帯域管理非対象ノードが送出する統計多重データおよびその他のデータに対しては、転送レートを抑制させることは出来ない。
【0044】
図21は、帯域予約転送サービス実行のシーケンスを示す。ユーザからの選択あるいはユーザプログラムにより帯域予約転送サービス実行の指示があると(6000)、転送サービスモジュール240は帯域管理マネージャに対して、帯域予約要求6020を発行する。帯域管理マネージャは、空き帯域があれば帯域確保OK6040を返す。転送サービスモジュールは画像転送要求を一斉同報6060し、必要なカメラノードはそれを受けて画像伝送を開始する。画像伝送を開始したカメラノードは、次に停止要求が受け取るまでは、画像を決められた転送レートで送り続ける。このように、帯域予約データは、画像データのようにデータが大きく、予め転送タイミングが予測され一定間隔で送り続けられるものに適用できる。
【0045】
図22は、統計多重転送サービス実行のシーケンスを示す。
【0046】
異常を検知したセンサが接続されているセンサノードは、異常発生とともにアラーム報告を監視卓ノードへ送信する。この際、使われるのは統計多重転送サービスであり、この転送サービス使用は、帯域マネージャへの帯域確保は行わない。これにより、データ転送を即時に行うことができる。このように、統計多重転送サービスは、制御データのような小さいデータで、発生が散発的で、しかも発生タイミングの予測ができないようなデータに使用する。
【0047】
なお、OA系ノードは、上記の帯域予約転送サービス、統計多重転送サービスのいずれにも属さず、データの発生タイミングやデータ量はOA系のノードを操作するユーザに依存している。これらのOA系のノードは、監視システムのノードと同一のネットワーク上に存在するが、監視システムのシステム構成要素ではない。
【0048】
次に、優先送信制御・優先送信制御解除機能について、図23〜図27を用いて説明する。優先送信制御・優先送信制御解除機能とは、図20の状態で通信路の負荷が増大した場合でも、帯域予約転送サービスの品質を維持するものであり、具体的には帯域予約データの転送レートを保持するものである。
【0049】
まず、優先送信制御を行うためには、通信路の負荷を検出しなければならない。
【0050】
本システムでは各種のデータが占有している通信路の利用帯域を検出する手段として、監視卓制御装置20の帯域管理マネージャモジュール160が検出する。帯域管理マネージャモジュール160は、ネットワークインターフェースカード112に対して、全パケット受信モードに切り替えるよう命令を発することで、ネットワーク上のすべての転送パケットを受信することができるようにする。帯域管理マネージャモジュール160が、この全パケット受信モードを使って転送レートを検出する手段を以下に述べる。
【0051】
図23に帯域制御マネージャが管理する帯域情報テーブル154のフォーマットを示す。エリア332には、確保した帯域を識別する識別子をセットする帯域識別子エリア、エリア334には確保した帯域幅を、エリア336は優先送信制御時に帯域制御対象ノードに送信するパラメータの一つであるNICの最小アイドル時間を、エリア338には同じく帯域制御対象ノードに送信するパラメータの一つであるリトライ時間が格納されている。
【0052】
図24に、監視システムにおいて使用される各ノードの通信管理モジュール間で送受信されるデータのフォーマット350を示す。このフォーマットは、下位のプロトコル(たとえばTCP・UDP/IP)のプロトコルで使用されるメッセージのデータ部に展開されるものであり、通信管理モジュールで解釈されることになる。
【0053】
352はこのメッセージの内容を示すトランザクションコードTCDをセットするエリア、353はこのメッセージが帯域予約メッセージである場合は、帯域識別子が入る。354は送信元制御装置のアドレスSAをセットするエリア、356は送信先制御装置のアドレスDAをセットするエリア、358はエリア360にセットされるメッセージ本体部のデータ長Lをセットするエリアである。各制御装置内のモジュールはこのフォーマットでメッセージを作成し、通信管理モジュールに送信を依頼する。ここでトランザクションコード(以後TCDと略す)、及び各制御装置のアドレスは事前に割り当てておくものとする。また送信先アドレスDAに予め決められた値、例えば“0”をセットすることにより、ブロードキャストが指定できるものとする。
【0054】
一方、メッセージの受信については、通信管理モジュールに対して受信すべきメッセージのTCDを指定して受信要求を出すことにより、ネットワーク上に指定されたTCDのメッセージがブロードキャストされた場合、或いは当該ノード宛てに送られてきた場合、そのメッセージが要求元のモジュールに渡されるものとする。
【0055】
図25は、帯域管理マネージャモジュール160の転送レート検出のフローである。
【0056】
処理1001で監視卓制御装置20のNICを全プロセス受信モードにセットし、処理1002で、監視卓制御装置20の入出力デバイスから、あるいは予め設定ファイルに記述された転送レートを観測する時間である検出インターバル時間Δt入力を入力し、処理1004で現在の時刻を記録する。処理1006で検出終了時間t2を算出すると、処理1008で所定の時間に至るとシグナルをプログラムに送るタイマデーモンを生成し終了時間t2をセットする。処理1040で時刻t2になりシグナルがやってくるまで、処理1010でネットワーク上を流れるすべてのパケットをNICより受信し、バッファに格納する。処理1012で、そのバッファからパケットの一つを取出し、処理1014でそのパケットの大きさを測定する。この場合、下位プロトコルで使われたヘッダ部の大きさも含める。処理1016にてデータ部のフォーマットを調べる。ここでは、受信したデータ部が前述した350の通信データフォーマットに当てはめた時、合理的な値として取出せるかどうかを調べ、そのデータが監視システムのものであるか否かを検知する。
【0057】
処理1020では、さらに通信データフォーマットの350のエリア352,354,356,358を調べ、このデータが監視システム用帯域予約データ、監視システム用統計多重データ、およびそれ以外のデータであるのか判別し、それぞれ処理1022、1024、1028にてデータ量を加算する。さらに処理1022では、各々の帯域識別子単位でもデータ量を計算する。処理1029でそのパケットを廃棄し、処理1030でバッファにまだパケットが残っているかどうかを調べる。残っている場合には、処理1012に戻る。残っていない場合には、処理1032で各種のデータが占有した帯域幅を算出する。この算出はそれぞれのデータを加算した総データ量を検出インターバル時間Δtで割ることで得られる。処理1034でこの各種データの占有帯域幅を帯域情報テーブル154と比較し、処理1036で帯域予約データの転送レート変更の裁可を決定する。
【0058】
この裁可の基準は、帯域予約データ以外のデータの転送量が増加し、帯域予約データの転送に遅延などが発生する恐れがあるかどうかであり、恐れありと判定した場合、帯域管理対象ノードのNICに対して最小アイドル時間を小さくすることやその他の手段で帯域予約データの占有帯域を確保し、帯域予約データ以外のデータの占有帯域を小さくする処理を実施する。この後、処理1038で、それぞれのデータ量を0にリセットして処理1004に戻る。
【0059】
図35は、処理1036の帯域予約データの転送レート変更の裁可処理を示している。処理1036−1では帯域識別子ごとの占有帯域を参照し、処理1036−2では各々の帯域が336の帯域許容率を上回っていないかを調べる。上回っている場合には、処理1036−3で送信を行っているノードのNICの最小アイドル時間に、最小アイドル時間のチューニング調整時間間隔であるΔT1時間を加え、リトライ時間をデフォルト値に戻す。上回っていない場合は、処理1036−4で逆に下回っていないかを調べる。下回っていなかったときは処理を終了する。処理1036−5では、該当ノードの最小アイドル時間からΔT時間引き、処理1036−6で最小アイドル時間が論理的限界値より小さいかどうかを調べる。
【0060】
小さい場合は、処理1036−7で該当ノードのNICのリトライ時間からリトライ時間のチューニング調整時間間隔であるΔT2時間を引く。処理1036−8でリトライ時間が0以下になっていた場合は、リトライ時間を0として処理1036−9にて最優先制御指示コマンドのセットを行う。後述するが、最優先制御とは前記のアイドル時間、リトライ時間をまったく待たずに送信を行う方法で、論理上必ず優先送信が実現する処理を行うものである。
【0061】
以上の中において、帯域予約対象ノードに対して優先制御メッセージの送信が必要となった場合には、処理1036−10にてメッセージの送信を行う。
【0062】
図26では、処理1036で優先送信制御を行う為に帯域予約データのNICのパラメータ変更が決定された場合の処理シーケンスを示している。処理266でパラメータ変更が決定されると、処理268でそれぞれの帯域予約データの送受信を行っているカメラノード30−A,30−B、およびモニタノード18−A,18−Bに対してNICの最小アイドル時間の変更やその他のパラメータの変更を指示するメッセージが送信される。
【0063】
優先送信処理を指示された帯域管理対象ノードでは、優先送信制御をおこなうことになる(270,272)、が帯域管理対象ノードおよび帯域管理非対象ノードの両方で帯域のすべてを使い切っている状態では、通常、転送レートを変更することは一般的には不可能である。
【0064】
そこで、本実施例では、イーサネットの性質を利用して、転送レート変更機能を有しないノードである帯域管理非対象ノードの転送レートを落とし、実質的に帯域管理対象ノードの帯域を保持する具体的な例を示す。
【0065】
図27に、帯域管理マネージャが優先送信制御要求を発行するときの通信パケット350−Aの例を示す。352−Aには“優先送信制御要求”を示すTCD番号を入力し、354−Aにはこの要求を送信する監視卓制御装置のアドレス番号を、DAエリア356−Aにはブロードキャストを指定する番号を、メッセージ本体部のデータ長Lエリア358−Aにはバイト長を、データエリア360−Aには、優先送信制御のための各種パラメータをセットする。
【0066】
図28に、帯域管理マネージャが最小アイドル時間変更要求を発行するときの通信パケット350−Cの例を示す。352−Cには“最小アイドル時間変更”を示すTCD番号を入力し、354−Cにはこの要求を送信する監視卓制御装置のアドレス番号を、DAエリア356−Cにはブロードキャストを指定する番号を、メッセージ本体部のデータ長Lエリア358−Cにはバイト長を、データエリア360−Cには、変更最小アイドル時間を入力する。
【0067】
なお352−Cは、“最小アドレス時間変更”を示すTCD番号の他に、“リトライ時間変更”、“他ノードパケット送信終了時間推測”などのTCD番号も存在し、データエリア306−CにはこのTCDに応じた値が入力されることになる。
【0068】
これらのパラメータによる効果を、図29〜図33を使って具体的に説明する。
【0069】
図29は、一般のイーサネット用のNICの送信開始時の動作を示している。NICは、キャリアを検出すると、そのキャリアが消滅し最小アイドル時間の論理的限界値ΔTaよりも、長い時間である最小アイドル時間を待ち、さらにその後他の送信を待機しているNICと衝突しないように、乱数的に決められたコリジョン回避用の時間(リトライ時間)を待ち、その間別のキャリアが検出されないのを確認してから、送信を開始する。
【0070】
図30は、本発明の実施例で使用する帯域管理対象ノード用のNICの送信開始時の動作を示している。提案NICそ、最小アイドル時間の論理的限界値ΔTaを下限として、自由に最小アイドル時間を変更することが出来る為、この時間を短くし、さらにリトライ時間を待っても、通常のNICよりも送信開始時刻を早めることが出来るようになる。こうすることで、一般のNICを実装しているノードよりも送信のチャンスが増えることになり、結果として転送レートを向上させることが可能となる。
【0071】
図31は、一般のイーサネット用のNICでコリジョンが発生し再送を開始する時の動作を示している。コリジョンが発生した場合、ある一定のリトライ時間とさらにその後他の送信を待機しているNICと衝突しないように、乱数的に決められたリトライ時間を待ち、再送を開始する。
【0072】
図32は、本発明の実施例で使用する帯域管理対象ノード用のNICでコリジョンが発生し再送を開始する時の動作を示している。コリジョンが発生した場合、ある一定のリトライ時間とさらにその後他の送信を待機しているNICと衝突しないように、乱数的に決められたリトライ時間を待ち、再送を開始する。この際、このリトライ時間を短くすることによって、一般のNICを実装しているノードよりも送信のチャンスが増えることになり、結果として転送レートを向上させることが可能となる。
【0073】
図33は、本発明の実施例で使用する帯域管理対象ノード用のNICが、他のノードパケットを観測し、その送信終了時刻を予想して送信を開始する時の動作を示している。NICが、全パケット受信モードで他のパケットの内容を読み取り、パケットの特定位置の情報を読み取ることでパケットの長さやその他の情報を検出し、パケットの送信終了時間を検知する。NICは、この終了時間の後、乱数的に決められたリトライ時間を待ち、送信を開始する。この場合は、NICはキャリアが消滅する正確な時刻をすでに知っていることになる為、キャリアが消失したことを確認すること無しに、いきなり送信を開始することになる。従って、最小アイドル時間の論理的限界値ΔTaすら待たずに送信を開始することが可能である。この方式を利用すれば、事実上他の一般用NICが送信するチャンスは全くなくなり、この提案NICを有するノードによる最優先送信制御が実現可能となる。
【0074】
本実施例においては、上記の提案NICの状態を変更するパラメータである「最小アイドル時間」「リトライ時間」の変更や、他ノードのパケット送出終了時間を予め算出して、キャリアの消失を確認せずに送信を開始する方法によって
、他の一般的なNICを使用しているノードより優先してデータの送信が可能となるが、この方式を利用した場合の各種データによる帯域占有率の関係は、対象とする各種ノード数などのシステムの規模は勿論、センサ制御ノード、PC、サーバなどの帯域管理非対象ノードのデータ長やデータ送信頻度などによって動的に変化するため、その予測は不可能である。
【0075】
従って、帯域管理マネージャモジュール160の転送レート検出のフローを随時実行し、ネットワークに過剰な負荷を与えない頻度で、図28のパケット長変更要求メッセージを送信するし、動的に帯域予約データの帯域を常に確保するようにチューニングを続けるようにする。
【0076】
図34は、帯域予約サービスを行う帯域管理対象ノードが、優先送信制御要求メッセージを受信して指示された通りのパラメータをNICにセットする処理を示すフローである。処理390−1でメッセージを受け取りその内容のチェックを行う。処理390−2でそのメッセージが優先送信制御要求メッセージであるかどうかを確認し、そうでなかった場合は処理390−3で該当のその他の処理を行う。処理390−4でアイドル時間の変更が指示されていた場合は、処理390−5で自ノードのNICに対してネットワークインターフェースカード制御ドライバを介して自ノードNICのアイドル時間の再設定を行う。処理390−6でリトライ時間の変更が指示されていた場合は、処理390−7で自ノードのNICに対してネットワークインターフェースカード制御ドライバを介して自ノードNICのリトライ時間の再設定を行う。処理390−6で最優先送信処理指示されていた場合は、処理390−7で自ノードのNICに対してネットワークインターフェースカード制御ドライバを介して最優先送信処理の設定を行う。処理390−10では、いずれの処理も行えなかったので、エラーログにエラー内容を記入して、処理を終了する。
【0077】
【発明の効果】
以上のように、本発明の効果は、ネットワーク帯域管理の機能を有するノードとネットワーク帯域管理機能を有しないノードが混在するネットワークシステムにおいて、ネットワーク帯域管理機能を有しないノードの転送制御を実現し動的なネットワーク帯域制御を行うことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るシステムの構成を示す図である。
【図2】本発明の実施形態の監視システムにおける、ユーザが操作を行う監視卓制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施形態の監視システムにおける、モニタ制御装置のハードウェア構成を示す図である。
【図4】本発明の実施形態の監視システムにおける、カメラ制御装置のハードウェア構成図である。
【図5】本発明の実施形態の監視システムにおける、センサ制御装置のハードウェア構成図である。
【図6】本発明の実施形態の監視システムにおける、監視卓制御装置のソフトウェア構成図である。
【図7】本発明の実施形態の監視システムにおける、モニタ制御装置のソフトウェア構成図である。
【図8】本発明の実施形態の監視システムにおける、カメラ制御装置のソフトウェア構成図である。
【図9】本発明の実施形態の監視システムにおける、センサ制御装置のソフトウェア構成図である。
【図10】本発明の実施形態のOAシステムにおける、パソコンのハードウェア構成図である。
【図11】本発明の実施形態のOAシステムにおける、パソコンのソフトウェア構成図である。
【図12】本発明の実施形態のOAシステムにおける、プリンタのハードウェア構成図である。
【図13】本発明の実施形態のOAシステムにおける、プリンタのソフトウェア構成図である。
【図14】本発明の実施形態のOAシステムにおける、サーバのハードウェア構成図である。
【図15】本発明の実施形態のOAシステムにおける、サーバのソフトウェア構成図である。
【図16】本発明の実施形態の監視システムにおける、監視システムの運用形態の一例を示す図である。
【図17】本発明の実施形態の監視システムにおける、監視システムの運用形態の一例を示す図である。
【図18】本発明の実施形態の監視システムにおける、監視システムが管理する通信路帯域の分配の様子を示す図である。
【図19】本発明の実施形態の監視システムにおける、監視システムが管理する通信路帯域の分配の様子を示す図である。
【図20】本発明の実施形態の監視システムにおける、監視システムが管理する通信路帯域の分配の様子を示す図である。
【図21】本発明の実施形態の監視システムにおける、監視システムの行う帯域予約転送サービスの動作シーケンスの例を示す図である。
【図22】本発明の実施形態の監視システムにおける、統計多重転送サービス実行のシーケンスを示す図である。
【図23】本発明の実施形態の監視システムにおける、帯域制御マネージャが管理する帯域情報テーブルのフォーマットを示す図である。
【図24】本発明の実施形態の監視システムにおける、各ノードの通信管理モジュール間で送信されるデータのフォーマットを示す図である。
【図25】本発明の実施形態の監視システムにおける、帯域管理マネージャモジュールが転送レート検出のフローチャート及び帯域管理マネージャモジュールが帯域予約データの転送方式の変更を判断するフローチャートである。
【図26】本発明の実施形態の監視システムにおける、帯域管理マネージャモジュールにおいて帯域予約データの転送レート変更が決定された場合の処理シーケンスを示す図である。
【図27】本発明の実施形態の監視システムにおける、帯域管理マネージャが優先送信制御要求を発行するときの通信パケットを示す図である。
【図28】本発明の実施形態の監視システムにおける帯域管理マネージャが、最小アイドル時間変更要求を発行するときの通信パケットを示す図である。
【図29】本発明の実施形態の監視システムにおける、一般のイーサネット用のNICの送信開始時の動作を示す図である。
【図30】本発明の実施形態の監視システムにおける、帯域管理対象ノード用のNICの送信開始時の動作を示す図である。
【図31】本発明の実施形態の監視システムにおける、一般のイーサネット用のNICでコリジョンが発生し再送を開始する時の動作を示す図である。
【図32】本発明の実施形態の監視システムにおける、帯域管理対象ノード用のNICでコリジョンが発生し再送を開始する時の動作を示している。
【図33】本発明の実施形態の監視システムにおける、帯域管理対象ノード用のNICが、他のノードパケットを観測し、その送信終了時刻を予想して送信を開始する時の動作を示す図である。
【図34】本発明の帯域予約サービスを行う帯域管理対象ノードが、優先送信制御要求メッセージを受信して指示された通りのパラメータをNICにセットする処理を示すフローである。
【図35】本発明の実施形態の監視システムにおける、帯域管理マネージャモジュールが転送レート検出のフローチャート及び帯域管理マネージャモジュールが帯域予約データの転送方式の変更を判断するフローチャートである。
【符号の説明】
10…ネットワーク、 12…ユーザ、 14…ディスプレイ、
30…カメラ制御装置、 40…カメラ、 50…センサ制御装置、
60…センサ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a network system in which a system that requires bandwidth management control and a system that does not require bandwidth management control coexist on the same network.
[0002]
[Prior art]
RSVP will be described as a typical protocol for controlling the bandwidth.
[0003]
In RSVP, first, a node that transmits data sets a route to a receiving node, and then the receiving node sends reservation information including delay time and priority information through a reverse route. This is a protocol for reserving the bandwidth of each router interposed between nodes.
[0004]
When using the above bandwidth reservation protocol in a network with multiple nodes on one network, the bandwidth reservation protocol is implemented on all nodes so that a node does not transmit data that has not been reserved for bandwidth. It is necessary to keep the application to be running.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the case of the bandwidth control method using the bandwidth reservation protocol as described above, an application that implements the bandwidth control protocol must be installed and operated in all the nodes. Therefore, a system that requires bandwidth control. In order for systems that do not require bandwidth control to coexist on a single network, there is a problem that an application that implements the bandwidth control protocol must be installed on all nodes of the system that do not require bandwidth control. Occur.
[0006]
An object of the present invention is to realize coexistence of a system that requires bandwidth control and a system that does not require bandwidth control without changing the nodes of the system that does not require bandwidth control on the same network. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The bandwidth management target node receives a control message for controlling the transfer rate of the own node from another node connected to the network, and controls the transfer rate of the transmission data of the own node, and a part of the communication contents of the network or There are means for intercepting all of them, and means for performing priority transmission control capable of transmitting messages with higher priority than NICs of other nodes by means of a network interface card (NIC) mounted on the node.
[0008]
In the bandwidth management manager node, a message connected to the network for intercepting part or all of the communication content of the network and a message for controlling the transfer rate to the node having the function of controlling the transfer rate of the other node. Means for transmitting.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Before describing the embodiment of the present invention, the Ethernet targeted in this embodiment will be described.
[0010]
The Ethernet is a CSMA / CD bus type LAN, and a node having transmission data checks whether or not communication is currently being performed. If the node is free, data is transmitted on the LAN. However, a plurality of nodes may make the same determination and start sending packets at the same time. In this case, packet collision occurs. When a packet collision occurs, each node detects the collision and immediately stops sending. Each node waits for a different retransmission waiting time based on a random number so as not to repeat the collision, and tries transmission again. In addition, a minimum idle time (blank time) must be waited between transfers, and the minimum idle time is basically set to the same value in any NIC. This means that in order to check whether a certain node has started the transfer, the transfer time must be refrained. In this embodiment, the logical limit value of the minimum idle time calculated from the network length and the transfer rate is referred to as ΔTa.
[0011]
As described above, since the minimum idle time of the NIC of the normal Ethernet is constant, if the minimum idle time of the NIC of a certain node is shortened, the node has a higher transmission chance than the other nodes. As a result, the node can increase the transfer rate more than other nodes. The present embodiment utilizes this Ethernet operating principle.
[0012]
An embodiment of the present invention will be described.
[0013]
A system configuration in which a monitoring network device using a plurality of cameras and sensors is used in a mixed manner with an OA network device will be briefly described with reference to FIG. That is, in this system, a monitoring system and an OA system exist together.
[0014]
The
[0015]
During operation of the monitoring system, an image from the
[0016]
Furthermore, the
[0017]
FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of the monitoring
[0018]
FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the monitor control device 18-1. A
[0019]
FIG. 4 is a diagram illustrating a hardware configuration of the camera control device 30-1 which is a bandwidth management target node according to the present exemplary embodiment. The
[0020]
FIG. 5 is a diagram showing a hardware configuration of the
[0021]
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of software stored in the
[0022]
When requesting data transfer, the
[0023]
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of software stored in the
[0024]
FIG. 8 is a diagram illustrating a software configuration implemented in the
[0025]
The network interface card (NIC) 130-1 can control the following functions in addition to the functions of a normal Ethernet card via the network interface card control driver 200-1.
[0026]
(1) A function for changing the minimum idle time with the logical limit value ΔTa of the minimum idle time as a lower limit.
(2) A function to change the retry time to wait for retransmission until a collision occurs on the network
(3) A function of detecting the packet length and other information by reading information on a specific position of the packet in the all-packet reception mode and detecting the transmission end time of the packet. By using this function, transmission can be started without waiting for the logical limit value ΔTa of the minimum idle time of (1).
[0027]
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of software stored in the
[0028]
FIG. 10 is a diagram showing a hardware configuration of the personal computer 61-1. A
[0029]
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of software stored in the
[0030]
FIG. 12 is a diagram showing a hardware configuration of the
[0031]
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of software stored in the
[0032]
FIG. 14 is a diagram showing a hardware configuration of the
[0033]
FIG. 15 is a diagram showing the configuration of software stored in the
[0034]
FIG. 16 and FIG. 17 show an example of the operation form of the monitoring system in this system.
[0035]
In FIG. 16, image data is transmitted from a plurality of camera nodes (30-A, 30-B) to monitor nodes (16-A, 16-B) (502, 504). At the same time, alarm information from the connected sensors is transferred from the sensor nodes (50-A, 50-B) to the monitoring console controller 20 (506, 508).
[0036]
In FIG. 17, the state from FIG. 16 is switched, and image data is transferred from another camera node (30-C, 30-1) to the monitor node (16-C, 16-1) (510, 512). . Further, alarm information from the connected sensor is transferred from the sensor node (50-1) to the monitoring console controller 20 (514). At the same time, printing data is transferred from the personal computer 60-A to the
[0037]
In the monitoring system, the
[0038]
Next, the bandwidth of the communication path when the above operation is performed will be described with reference to FIGS.
[0039]
In FIG. 18, if the width of the total
[0040]
On the other hand, statistical multiplexed data and other data such as the OA system are used for data whose data size is small but whose generation timing cannot be predicted. Therefore, even if the occupied maximum bandwidth is determined from the number of nodes and the data size, it can be expected that the bandwidth actually used is much smaller than that.
[0041]
Even if the bandwidth is estimated with the width B3 shown in FIG. 18, what is actually used may be the
[0042]
Fig. 20 shows that when multiple sensors are issued simultaneously due to the occurrence of a fire, etc., or when a large amount of data is transferred from an OA personal computer, data for statistical multiplex transfer service or OA data is scheduled. It shows how it occurred beyond the bandwidth. In this situation, the load on the communication path increases, and it becomes impossible to use the scheduled communication bandwidth for each of the bandwidth reservation data, the statistical multiplexed data, and the OA data, and there is a risk of data delay or data loss. is there.
[0043]
In the normal method, it is possible to suppress the transfer rate of the bandwidth reservation data transmitted by the bandwidth management target node such as the camera node, but the bandwidth management non-target node such as the sensor node or the OA system node transmits it. The transfer rate cannot be suppressed for statistical multiplexed data and other data.
[0044]
FIG. 21 shows a sequence for executing the bandwidth reservation transfer service. When there is a bandwidth reservation transfer service execution instruction from the user or a user program (6000), the
[0045]
FIG. 22 shows a sequence for executing the statistical multiplex transfer service.
[0046]
The sensor node to which the sensor that detected the abnormality is connected transmits an alarm report to the monitoring console node when the abnormality occurs. At this time, the statistical multiplex transfer service is used, and the use of this transfer service does not secure the bandwidth to the bandwidth manager. Thereby, data transfer can be performed immediately. As described above, the statistical multiplex transfer service is used for small data such as control data, the occurrence of which is sporadic and the occurrence timing cannot be predicted.
[0047]
Note that the OA node does not belong to the above-described bandwidth reservation transfer service or statistical multiplex transfer service, and the data generation timing and data amount depend on the user who operates the OA node. These OA nodes exist on the same network as the monitoring system node, but are not system components of the monitoring system.
[0048]
Next, the priority transmission control / priority transmission control release function will be described with reference to FIGS. The priority transmission control / priority transmission control release function maintains the quality of the bandwidth reservation transfer service even when the load on the communication path increases in the state of FIG. 20, specifically, the transfer rate of the bandwidth reservation data. Is to hold.
[0049]
First, in order to perform priority transmission control, it is necessary to detect the load on the communication path.
[0050]
In this system, the bandwidth
[0051]
FIG. 23 shows the format of the bandwidth information table 154 managed by the bandwidth control manager. The
[0052]
FIG. 24 shows a
[0053]
352 is an area for setting a transaction code TCD indicating the contents of this message, and 353 is a band identifier if this message is a band reservation message. 354 is an area for setting the address SA of the transmission source control device, 356 is an area for setting the address DA of the transmission destination control device, and 358 is an area for setting the data length L of the message main body set in the
[0054]
On the other hand, regarding the reception of a message, when a TCD message specified on the network is broadcast by designating a TCD of a message to be received to the communication management module, or addressed to the node. The message is passed to the requesting module.
[0055]
FIG. 25 is a flowchart of transfer rate detection of the bandwidth
[0056]
In the processing 1001, the NIC of the
[0057]
In the process 1020, the
[0058]
The approval criteria is whether or not there is a risk that the transfer amount of data other than the bandwidth reservation data will increase and there will be a delay in the transfer of the bandwidth reservation data. A process for reducing the occupied bandwidth of data other than the bandwidth reservation data by reducing the minimum idle time for the NIC or by securing the occupied bandwidth of the bandwidth reservation data by other means is performed. Thereafter, in process 1038, the respective data amounts are reset to 0, and the process returns to process 1004.
[0059]
FIG. 35 shows an approval process for changing the transfer rate of the bandwidth reservation data in process 1036. In the process 1036-1, the occupied band for each band identifier is referred to, and in the process 1036-2, it is checked whether each band exceeds the band allowable rate of 336. In the case where it exceeds, ΔT1 time which is a tuning adjustment time interval of the minimum idle time is added to the minimum idle time of the NIC of the node that is transmitting in the process 1036-3, and the retry time is returned to the default value. If not, it is checked in step 1036-4 if it is not below. If not, the process is terminated. In process 1036-5, ΔT time is subtracted from the minimum idle time of the relevant node, and in process 1036-6, it is checked whether or not the minimum idle time is smaller than the logical limit value.
[0060]
If it is smaller, ΔT2 time, which is the tuning adjustment time interval of the retry time, is subtracted from the NIC retry time of the corresponding node in processing 1036-7. If the retry time is 0 or less in the process 1036-8, the retry time is set to 0 and the highest priority control instruction command is set in the process 1036-9. As will be described later, the highest priority control is a method in which transmission is performed without waiting for the idle time and retry time described above, and processing that logically realizes priority transmission is performed.
[0061]
In the above, when it is necessary to transmit the priority control message to the bandwidth reservation target node, the message is transmitted in processing 1036-10.
[0062]
FIG. 26 shows a processing sequence when the NIC parameter change of the bandwidth reservation data is determined in order to perform the priority transmission control in the processing 1036. When the parameter change is determined in the
[0063]
In the bandwidth management target node instructed to perform priority transmission processing, priority transmission control is performed (270, 272). However, in the state where all the bandwidths are used up in both the bandwidth management target node and the bandwidth management non-target node. In general, it is generally impossible to change the transfer rate.
[0064]
Therefore, in this embodiment, using the properties of Ethernet, the transfer rate of the non-target bandwidth management node, which is a node that does not have the transfer rate changing function, is reduced, and the bandwidth of the bandwidth management target node is substantially retained. An example is shown.
[0065]
FIG. 27 shows an example of a communication packet 350-A when the bandwidth management manager issues a priority transmission control request. The TCD number indicating “priority transmission control request” is input to 352-A, the address number of the monitoring console control apparatus that transmits this request is transmitted to 354-A, and the broadcast area is specified to DA area 356-A. Are set in the data length L area 358-A of the message body and various parameters for priority transmission control are set in the data area 360-A.
[0066]
FIG. 28 shows an example of a communication packet 350-C when the bandwidth management manager issues a minimum idle time change request. The TCD number indicating “change in minimum idle time” is input to 352-C, the address number of the monitoring console control apparatus that transmits this request is input to 354-C, and the broadcast area is specified to DA area 356-C. In the data length L area 358-C of the message body portion, the byte length is input, and in the data area 360-C, the changed minimum idle time is input.
[0067]
In addition to the TCD number indicating “minimum address time change”, 352-C also has TCD numbers such as “retry time change” and “estimate other node packet transmission end time”, and the data area 306-C includes A value corresponding to this TCD is input.
[0068]
The effect of these parameters will be specifically described with reference to FIGS.
[0069]
FIG. 29 shows an operation at the start of transmission of a general Ethernet NIC. When the NIC detects the carrier, the carrier disappears and waits for the minimum idle time that is longer than the logical limit value ΔTa of the minimum idle time, and then does not collide with the NIC waiting for another transmission. Then, after waiting for a collision avoidance time (retry time) determined randomly, it is confirmed that another carrier is not detected during that time, and then transmission is started.
[0070]
FIG. 30 illustrates an operation at the start of transmission of the NIC for the band management target node used in the embodiment of the present invention. Proposed NIC The minimum idle time can be freely changed with the logical limit value ΔTa of the minimum idle time as the lower limit. Therefore, even if the retry time is shortened and transmitted, it is transmitted more than normal NIC. The start time can be advanced. By doing so, the chance of transmission is increased as compared with a node equipped with a general NIC, and as a result, the transfer rate can be improved.
[0071]
FIG. 31 shows an operation when a collision occurs in a general Ethernet NIC and retransmission is started. When a collision occurs, a retransmission is started after waiting for a certain retry time and a retry time determined in a random manner so as not to collide with a NIC waiting for another transmission thereafter.
[0072]
FIG. 32 shows an operation when a collision occurs in the NIC for the band management target node used in the embodiment of the present invention and retransmission is started. When a collision occurs, a retransmission is started after waiting for a certain retry time and a retry time determined in a random manner so as not to collide with a NIC waiting for another transmission thereafter. At this time, by shortening the retry time, the transmission chance is increased as compared with a node equipped with a general NIC, and as a result, the transfer rate can be improved.
[0073]
FIG. 33 shows the operation when the NIC for the band management target node used in the embodiment of the present invention starts another transmission by observing another node packet and predicting its transmission end time. The NIC reads the contents of other packets in the all-packet reception mode, detects the packet length and other information by reading the information on the specific position of the packet, and detects the packet transmission end time. After this end time, the NIC waits for a retry time determined in a random manner and starts transmission. In this case, since the NIC already knows the exact time at which the carrier disappears, transmission is suddenly started without confirming that the carrier has disappeared. Therefore, transmission can be started without waiting for even the logical limit value ΔTa of the minimum idle time. If this method is used, there is virtually no chance for other general-purpose NICs to transmit, and the highest priority transmission control by the node having the proposed NIC can be realized.
[0074]
In this embodiment, change of the “minimum idle time” and “retry time”, which are parameters for changing the state of the proposed NIC, and the packet transmission end time of other nodes are calculated in advance to check for carrier loss. Depending on how you start sending without
Data can be transmitted with priority over nodes using other general NICs, but the relationship between the bandwidth occupancy rates of various data when this method is used is the number of target nodes, etc. Of course, the scale of the system is dynamically changed depending on the data length and data transmission frequency of the non-band management target nodes such as the sensor control node, the PC, and the server, and therefore cannot be predicted.
[0075]
Accordingly, the transfer rate detection flow of the bandwidth
[0076]
FIG. 34 is a flowchart showing processing in which a bandwidth management target node that performs a bandwidth reservation service receives a priority transmission control request message and sets parameters as instructed in the NIC. In process 390-1, a message is received and its contents are checked. In process 390-2, it is confirmed whether or not the message is a priority transmission control request message. If not, the corresponding other process is performed in process 390-3. When the change of the idle time is instructed in the process 390-4, the idle time of the own node NIC is reset to the NIC of the own node via the network interface card control driver in the process 390-5. If the retry time is instructed in the process 390-6, the retry time of the own node NIC is reset for the NIC of the own node via the network interface card control driver in the process 390-7. If the highest-priority transmission processing instruction is issued in process 390-6, the highest-priority transmission process is set via the network interface card control driver for the local node NIC in process 390-7. In process 390-10, since neither process could be performed, the error content is entered in the error log and the process is terminated.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, the effect of the present invention is to realize transfer control of a node having no network bandwidth management function in a network system in which nodes having a network bandwidth management function and nodes having no network bandwidth management function coexist. Network bandwidth control can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of a monitoring console control apparatus operated by a user in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of a monitor control device in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a hardware configuration diagram of a camera control device in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a hardware configuration diagram of a sensor control device in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a software configuration diagram of the monitoring console control device in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a software configuration diagram of a monitor control device in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a software configuration diagram of the camera control device in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a software configuration diagram of the sensor control device in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a hardware configuration diagram of a personal computer in the OA system according to the embodiment of this invention.
FIG. 11 is a software configuration diagram of a personal computer in the OA system according to the embodiment of this invention.
FIG. 12 is a hardware configuration diagram of a printer in the OA system according to the embodiment of this invention.
FIG. 13 is a software configuration diagram of a printer in the OA system according to the embodiment of this invention.
FIG. 14 is a hardware configuration diagram of a server in the OA system according to the embodiment of this invention.
FIG. 15 is a software configuration diagram of a server in the OA system according to the embodiment of this invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an operation mode of the monitoring system in the monitoring system according to the embodiment of this invention.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of an operation mode of the monitoring system in the monitoring system according to the embodiment of this invention.
FIG. 18 is a diagram showing a state of distribution of communication path bands managed by the monitoring system in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing a state of distribution of communication path bands managed by the monitoring system in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a diagram showing a state of distribution of communication path bands managed by the monitoring system in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of an operation sequence of a bandwidth reservation transfer service performed by the monitoring system in the monitoring system according to the embodiment of this invention.
FIG. 22 is a diagram showing a sequence of statistical multiplex transfer service execution in the monitoring system of the embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram illustrating a format of a bandwidth information table managed by a bandwidth control manager in the monitoring system according to the embodiment of this invention.
FIG. 24 is a diagram showing a format of data transmitted between the communication management modules of each node in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 25A and 25B are a flowchart for detecting a transfer rate by a bandwidth management manager module and a flowchart for determining a change in a transfer method of bandwidth reservation data by the bandwidth management manager module in the monitoring system according to the embodiment of this invention.
FIG. 26 is a diagram showing a processing sequence when the bandwidth management manager module determines to change the bandwidth reservation data transfer rate in the monitoring system of the embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a diagram illustrating a communication packet when the bandwidth management manager issues a priority transmission control request in the monitoring system according to the embodiment of this invention.
FIG. 28 is a diagram showing a communication packet when the bandwidth management manager in the monitoring system according to the embodiment of the present invention issues a minimum idle time change request.
FIG. 29 is a diagram illustrating an operation at the start of transmission of a general Ethernet NIC in the monitoring system according to the embodiment of this invention.
FIG. 30 is a diagram illustrating an operation at the start of transmission of a NIC for a band management target node in the monitoring system according to the embodiment of this invention;
FIG. 31 is a diagram showing an operation when a collision occurs in a general Ethernet NIC and retransmission is started in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 32 illustrates an operation when a collision occurs in the NIC for the band management target node and retransmission is started in the monitoring system according to the embodiment of this invention.
FIG. 33 is a diagram showing an operation when the bandwidth management target NIC observes another node packet and predicts its transmission end time and starts transmission in the monitoring system of the embodiment of the present invention. is there.
FIG. 34 is a flowchart showing processing in which a bandwidth management target node that performs a bandwidth reservation service of the present invention receives a priority transmission control request message and sets parameters as instructed in the NIC.
FIG. 35 is a flowchart of a transfer rate detection by the bandwidth management manager module and a flowchart by which the bandwidth management manager module determines a change of the bandwidth reservation data transfer method in the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 ... Network, 12 ... User, 14 ... Display,
30 ... Camera control device, 40 ... Camera, 50 ... Sensor control device,
60: Sensor.
Claims (7)
前記帯域管理ノードは、検知された帯域使用状況に基づいて、前記帯域管理対象ノードの出力する帯域予約データの転送に遅延が生じる可能性があると判断した場合に、前記帯域管理対象ノードのネットワークインタフェースカードに設定された送信制御パラメータの変更命令を前記帯域管理対象ノードに送信する帯域制御手段を有し、
前記帯域管理対象ノードは、受信された前記変更命令に基づいて前記送信制御パラメータを変更し、前記帯域予約データの転送を当該変更された送信制御パラメータに基づいて実行するデータ転送手段を有し、
前記の遅延が生じる可能性があると判断された場合に、前記帯域管理対象ノードより出力される前記帯域予約データを前記帯域管理非対象ノードより出力されるデータより優先的に転送することを特徴とする帯域制御システム。In a bandwidth management system having a bandwidth management node that detects a bandwidth usage status of a network in which one or more bandwidth management target nodes and one or more bandwidth management non-target nodes are connected,
When the bandwidth management node determines that there is a possibility of delay in transferring the bandwidth reservation data output from the bandwidth management target node based on the detected bandwidth usage status, the network of the bandwidth management node A bandwidth control means for transmitting a transmission control parameter change command set in the interface card to the bandwidth management target node;
The bandwidth management target node has data transfer means for changing the transmission control parameter based on the received change command, and executing transfer of the bandwidth reservation data based on the changed transmission control parameter,
When it is determined that the delay may occur, the bandwidth reservation data output from the bandwidth management target node is transferred with higher priority than the data output from the bandwidth management non-target node. Bandwidth control system.
前記帯域制御手段は、前記帯域予約データの転送レートが予約された帯域の変動許容率を下回った場合に、前記帯域予約データの遅延が生じる可能性があると判断することを特徴とする帯域制御システム。The bandwidth control system according to claim 1, wherein
The bandwidth control means, wherein when the transfer rate of the bandwidth reservation data is less than a reserved bandwidth fluctuation allowable rate, it is determined that the bandwidth reservation data may be delayed. system.
前記帯域制御手段は、前記帯域予約データの転送レートが予約された帯域の変動許容率を上回った場合には、前記帯域管理対象ノードのネットワークインタフェースカードに設定された送信制御パラメータを当初の設定値に戻す方向に変更させる変更命令を前記帯域管理対象ノードに送信することを特徴とする帯域制御システム。The bandwidth control system according to claim 1, wherein
If the transfer rate of the bandwidth reservation data exceeds the reserved bandwidth fluctuation allowable rate, the bandwidth control means sets the transmission control parameter set in the network interface card of the bandwidth management target node to an initial set value. A bandwidth control system for transmitting to the bandwidth management target node a change command for changing to a direction of returning to the bandwidth management target node.
前記送信制御パラメータは、最小アイドル時間であることを特徴とする帯域制御システム。The bandwidth control system according to claim 1, wherein
The bandwidth control system, wherein the transmission control parameter is a minimum idle time.
前記送信制御パラメータは、リトライ時間であることを特徴とする帯域制御システム。The bandwidth control system according to claim 1, wherein
The bandwidth control system, wherein the transmission control parameter is a retry time.
前記帯域管理対象ノードは、
前記帯域管理ノードが、検知された帯域使用状況に基づいて、前記帯域管理対象ノードの出力する帯域予約データの転送に遅延が生じる可能性があると判断した場合に、前記ネットワークを流れるパケットに含まれる情報に基づいて、当該パケットの送信終了時刻を算出する算出手段と、
前記算出された送信終了時刻の経過後であって、送信制御パラメータである最小アイドル時間の経過前、又は前記最小アイドル時間の論理的限界値の経過前に前記帯域予約データの転送を開始するデータ転送手段と、を有し、
前記の遅延が生じる可能性があると判断された場合に、前記帯域対象管理ノードより出力される前記帯域予約データを前記帯域管理非対象ノードより出力されるデータより優先的に転送することを特徴とする帯域制御システム。In a bandwidth management system having a bandwidth management node that detects a bandwidth usage status of a network in which one or more bandwidth management target nodes and one or more bandwidth management non-target nodes are connected,
The bandwidth management target node is:
Included in the packet flowing through the network when the bandwidth management node determines that there is a possibility of delay in transferring bandwidth reservation data output from the bandwidth management target node based on the detected bandwidth usage status Calculating means for calculating the transmission end time of the packet based on the received information;
Data that starts transfer of the bandwidth reservation data after the calculated transmission end time has elapsed and before the minimum idle time that is the transmission control parameter has elapsed or before the logical limit value of the minimum idle time has elapsed. Transfer means, and
When it is determined that the delay may occur, the bandwidth reservation data output from the bandwidth management node is transferred with higher priority than the data output from the bandwidth management non-target node. Bandwidth control system.
前記帯域予約データの転送は、前記算出された送信終了時刻の経過後であって、リトライ時間経過後に実行されることを特徴とする帯域制御システム。The bandwidth control system according to claim 6, wherein
The bandwidth control system is configured to transfer the bandwidth reservation data after the calculated transmission end time has elapsed and after the retry time has elapsed.
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