JP3866646B2

JP3866646B2 - Band management apparatus and method, program, and recording medium

Info

Publication number: JP3866646B2
Application number: JP2002326847A
Authority: JP
Inventors: 裕史山崎; 成哲小河原
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2022-11-11
Also published as: JP2004165794A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯域管理装置および方法、プログラム、記録媒体に関し、特に複数の端末を複数のルータで結ぶネットワークで通信帯域を管理する場合に用いられる帯域管理装置および方法、プログラム、記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットに代表されるパケット通信網などのネットワークでは、そのネットワークを構成する複数のルータを制御することにより、データ通信に利用する通信帯域を確保し、解放するものとなっている。
図１５に従来の帯域管理方法によるシーケンス図を示す。ここでは、従来のＲＳＶＰ（Resource Reservation Protocol）により、ネットワークを構成するルータ６０３，６０４を制御して、送信端末６０１と受信端末６０２との間でデータ通信を行う例が示されている。
【０００３】
まず、送信端末６０１は、実際のデータ通信に先立って、データの送信に必要な帯域をＰＡＴＨメッセージを用いて受信端末６０２に通知する。受信端末６０２は確保したい帯域を記載したＲＥＳＶメッセージを送信端末６０１へ返送する。
途中の各ルータ６０３，６０４では、このＲＥＳＶメッセージの内容を確認し、それぞれ要求された帯域の確保を行う。
送信端末６０１では、このＲＥＳＶメッセージの受信に応じて、実際のデータ通信に用いるデータパケットの送信を開始する。これによりデータパケットは、ＲＥＳＶメッセージの通った経路を逆向きに受信端末６０２へ転送される。
【０００４】
このような手順により通信の開始に先立って確保された帯域は、受信端末６０２から送信端末６０１へＲＥＳＶメッセージを定期的に送信することによって通信中も継続して使用することができる。
また、ネットワークリソースの解放は、受信端末６０２からのＲＥＳＶメッセージの再送タイムアウト、あるいは受信端末６０２から送信端末６０１に通信終了を知らせるＲＥＳＶＴＥＡＲメッセージを送信することによって行われる。このようにして、従来の帯域確保は経路上の各ルータで行われていた。
【０００５】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【非特許文献１】
ＲＦＣ２２０５，”リソース・リザベーション・プロトコル--バージョン１・ファンクショナル・スペシフィケーション（Resource ReSerVation Protocol(RSVP)--Version 1 Functional Specification）”，ザ・インターネット・エンジニアリング・タスク・フォース（The Internet Engineering Task Force(IETF)），１９９７年９月
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の帯域管理方法では、ネットワーク内の各ルータで、各リンクの帯域を個別に管理し、ＲＥＳＶメッセージやＲＥＳＶＴＥＲＶメッセージに基づき、その経路上に位置する各ルータごとに、個別に帯域確保あるいは帯域解放などの処理を行うために、送信端末および受信端末以外での設定箇所が多くなり、必要な帯域の有無を確認して帯域を確保するのに時間がかかるという問題があった。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、短時間で必要な帯域の有無を確認して帯域を確保できる帯域管理装置および方法、プログラム、記録媒体を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかる帯域管理装置は、送信側端末または受信側端末を収容する複数のエッジルータと、リンクを介してこれらエッジルータの間を中継接続する複数の中継ルータとからなり、送信側端末から受信側端末へフローを転送するネットワークで用いられ、リンクごとにフローの転送に用いる帯域を管理する帯域管理装置であって、フローごとに、当該フローで必要な帯域容量および当該フローの経路を構成するリンクを管理するとともに、各リンクごとに当該リンクを使用している受信側エッジルータ数を管理するフロー管理テーブルと、リンクごとに、当該リンクで使用可能な帯域の空き容量を管理する空き容量管理テーブルと、エッジルータからの所望のフローに関する帯域確保要求に応じて、フロー管理テーブルを参照して、当該フローの送信側エッジルータと受信側エッジルータとの間の経路を構成する各リンクのうち、帯域確保が必要なリンクを特定し、帯域確保が必要なリンクについて前記空き容量管理テーブルを参照して、当該フローに必要な帯域容量の確保可否を判断し、前記帯域確保が必要なリンクのすべてで帯域確保が可能な場合には、前記空き容量管理テーブルで当該フローに必要な帯域容量分だけ前記帯域確保が必要なリンクの空き容量を削減し、当該フロー管理テーブルに、当該フローの経路を構成するリンクとして前記帯域確保が必要なリンクを追加し、前記フロー管理テーブルを参照して、当該フローの経路を構成する各リンクの受信側エッジルータ数を所定数加算し、エッジルータへ通信許可を通知する要求処理部とを備えるものである。
【００１０】
帯域解放処理の具体例として、要求処理部で、帯域確保要求に応じてフロー管理テーブルを参照して、当該フローの経路を構成する各リンクの受信側エッジルータ数を所定数加算し、エッジルータからの所望のフローに関する帯域解放要求に応じてフロー管理テーブルを参照して、当該フローの経路を構成する各リンクの受信側エッジルータ数を所定数減算し、その減算により受信側エッジルータ数がゼロとなったリンクを、当該帯域解放要求により帯域解放されるリンクとして特定し、空き容量管理テーブルのうち、帯域解放リンクの空き容量に当該フローの使用帯域分だけ加算するようにしてもよい。
また、当該帯域管理装置はエッジルータに設けられて、送信側エッジルータとなる通信の帯域を管理するようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明にかかる帯域管理方法は、送信側端末または受信側端末を収容する複数のエッジルータと、リンクを介してこれらエッジルータの間を中継接続する複数の中継ルータからなり、送信側端末から受信側端末へフローを転送するネットワークで用いられ、リンクごとにフローの転送に用いる帯域を管理する帯域管理装置で用いられる帯域管理方法であって、フロー管理テーブルを用いてフローごとに当該フローで必要な帯域容量および当該フローの経路を構成するリンクを管理するとともに、各リンクごとに当該リンクを使用している受信側エッジルータ数を管理する第１のステップと、空き容量管理テーブルを用いてリンクごとに当該リンクで使用可能な帯域の空き容量を管理する第２のステップと、エッジルータからの所望のフローに関する帯域確保要求に応じて、フロー管理テーブルを参照して、当該フローの送信側エッジルータと受信側エッジルータとの間の経路を構成する各リンクのうち、帯域確保が必要なリンクを特定し、帯域確保が必要なリンクについて前記空き容量管理テーブルを参照して、当該フローに必要な帯域容量の確保可否を判断し、前記帯域確保が必要なリンクのすべてで帯域確保が可能な場合には、前記空き容量管理テーブルで当該フローに必要な帯域容量分だけ前記帯域確保が必要なリンクの空き容量を削減し、当該フロー管理テーブルに、当該フローの経路を構成するリンクとして前記帯域確保が必要なリンクを追加し、前記フロー管理テーブルを参照して、当該フローの経路を構成する各リンクの受信側エッジルータ数を所定数加算し、エッジルータへ通信許可を通知する第３のステップとを備えるものである。
【００１４】
帯域解放処理の具体例として、第３のステップで、帯域確保要求に応じてフロー管理テーブルを参照して、当該フローの経路を構成する各リンクの受信側エッジルータ数を所定数加算するステップを行い、さらに、エッジルータからの所望のフローに関する帯域解放要求に応じてフロー管理テーブルを参照して、当該フローの経路を構成する各リンクの受信側エッジルータ数を所定数減算するステップと、その減算により受信側エッジルータ数がゼロとなったリンクを、当該帯域解放要求により帯域解放されるリンクとして特定するステップと、空き容量管理テーブルのうち、帯域解放リンクの空き容量に当該フローの使用帯域分だけ加算するステップとを行うようにしてもよい。
また、当該帯域管理装置はエッジルータに設けられて、送信側エッジルータとなる通信の帯域を管理するステップをさらに備えてもよい。
【００１５】
また、本発明にかかるプログラムは、送信側端末または受信側端末を収容する複数のエッジルータと、これらエッジルータとリンクを介して相互に接続された複数の中継ルータからなり、送信側端末から受信側端末へフローを転送するネットワークで用いられ、リンクごとにフローの転送に用いる帯域を管理する帯域管理装置のコンピュータで実行されるプログラムであって、帯域管理装置で前述した帯域管理方法を実行させるものである。
【００１６】
また、本発明にかかる記録媒体は、送信側端末または受信側端末を収容する複数のエッジルータと、これらエッジルータとリンクを介して相互に接続された複数の中継ルータからなり、送信側端末から受信側端末へフローを転送するネットワークで用いられ、リンクごとにフローの転送に用いる帯域を管理する帯域管理装置のコンピュータで実行されるプログラムが記録された記録媒体であって、前述したプログラムが記録されているものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる帯域管理装置が適用されるネットワークを示すブロック図である。
このネットワーク１００には、ネットワーク１００の周部に配置され、ネットワーク外部の端末を接続するエッジルータ１０１，１０２，１０３と、ネットワーク１００内部に配置され、各エッジルータ１０１，１０２，１０３を中継接続する中継ルータ１０４と、各エッジルータ１０１，１０２，１０３と接続されてこれらエッジルータ１０１，１０２，１０３を制御する帯域管理装置１０５とが設けられている。
【００１８】
エッジルータ１０１には、データ通信の送信側となる送信端末１１１が接続されている。また、エッジルータ１０２には、データ通信の受信側となる受信端末１１２が接続されており、エッジルータ１０３には、同じく受信端末１１３，１１４が接続されている。
エッジルータ１０１，１０２，１０３と中継ルータ１０４とは、それぞれデータ転送方向ごとに個別のリンクで接続されている。リンク１４はエッジルータ１０１から中継ルータ１０４へのリンクであり、リンク４１は中継ルータ１０４からエッジルータ１０１へのリンクである。リンク２４はエッジルータ１０２から中継ルータ１０４へのリンクであり、リンク４２は中継ルータ１０４からエッジルータ１０２へのリンクである。リンク３４はエッジルータ１０３から中継ルータ１０４へのリンクであり、リンク４３は中継ルータ１０４からエッジルータ１０３へのリンクである。
【００１９】
この帯域管理装置１０５は、全体としてコンピュータからなるサーバ装置である。記憶部１０７は、メモリ装置やハードディスク装置からなり、記録媒体１０９やネットワーク１００を介して予めプログラム１０８が格納されている。また、記憶部１０７には、各ルータを管理するための各種管理テーブルが登録されている。
演算処理部１０６は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路からなり、記憶部１０７のプログラム１０８を実行することにより、そのソフトウェアと自装置のハードウェアとを協働させることにより、各ルータからの要求を処理するための機能部として要求処理部を実現する。
【００２０】
図２は帯域管理装置１０５の構成を示す機能ブロック図である。
この帯域管理装置１０５には、アドレス管理テーブル２０１、リンク管理テーブル２０２、フロー管理テーブル２０３、空き容量管理テーブル２０４、および要求処理部２０５が設けられている。
これらテーブルは前述の記憶部１０７（図１参照）に登録されている。また、要求処理部２０５は、前述の演算処理部１０６でプログラム１０８が実行されて実現される機能部である。
なお、本発明において、フローとは、端末にある１つのデータを転送するのに用いられる複数のパケットからなるパケット群を指す。
【００２１】
アドレス管理テーブル２０１は、各エッジルータのＩＤとそのエッジルータに収容されている端末のネットワークアドレスとを対応付けて管理するための表である。
リンク管理テーブル２０２は、送受信エッジルータとこれらエッジルータ間の経路を構成するリンクとを対応付けて管理するための表である。
フロー管理テーブル２０３は、各フローの使用帯域、経路を構成するリンク、およびそのリンクを使用している受信側エッジルータ数を管理するための表である。
空き容量管理テーブル２０４は、ネットワーク１００を構成するリンクの空き容量を管理するための表である。
要求処理部２０５は、これら管理テーブルを用いて、ネットワーク１００の各リンクを一元管理している。
【００２２】
帯域管理装置１０５は、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）のように、ネットワーク構成情報を収集する機能を持ったルーチングプロトコル等が収集したネットワーク構成情報を得て、各テーブル２０１，２０２，２０４を作成する。このネットワーク構成情報については、ネットワーク管理者が帯域管理装置１０５に与えてもよい。
ＩＰアドレスを用いて端末を管理する場合、アドレス管理テーブル２０１において、端末アドレスの一部分であるネットワークアドレスを使って、端末をグループ化して収容しているエッジルータの対応を記載することでアドレス管理テーブル２０１のデータ量を減らすことができる。また、リンク管理テーブル２０２はネットワーク構成情報から得られるユニキャスト経路表に基づいて作成され、マルチキャストの経路もユニキャスト経路表に基づいて決められるものとする。
【００２３】
次に、図３を参照して、第１の実施の形態にかかる帯域管理方法の動作として、帯域確保動作について説明する。図３は第１の実施の形態にかかる帯域管理方法の帯域確保動作を示すシーケンス図である。
受信端末１１２が、送信端末１１１からネットワーク１００の帯域確保の必要なデータを受信したい場合、帯域確保を要求する識別子、フロー識別子、送信端末１１１と受信端末１１２のアドレス、使用する帯域を記載した要求パケットを、ネットワーク１００のエッジルータ１０２へ送信する（ステップ１３０）。このフロー識別子は、マルチキャストアドレス等からなり、個々のフローを識別するための情報である。
エッジルータ１０２は、受信端末１１２から要求されたフローを受信していない場合、帯域確保を要求する要求パケットを帯域管理装置１０５へ送る（ステップ１３１）。
【００２４】
帯域管理装置１０５の要求処理部２０５では、エッジルータ１０２からの要求パケットを受信すると、その要求の内容すなわち帯域確保または帯域解放に応じて、それぞれの処理を実行する。
ここで、その要求パケットに含まれている識別子から、帯域確保が要求されたと判断した場合、要求処理部２０５は、図４に示す帯域確保処理を開始する（ステップ１３２）。図４は帯域管理装置での帯域管理処理を示すフローチャートである。
まず、アドレス管理テーブル２０１を参照して、要求パケットで指定された送信端末１１１および受信端末１１２のアドレスに対応する、送信側エッジルータ１０１および受信側エッジルータ１０２を特定する（ステップ７００）。
【００２５】
次に、これら送信側エッジルータ１０１から受信側エッジルータ１０２への経路を構成するリンクを、リンク管理テーブル２０２を参照して特定する（ステップ７０１）。この場合、対応するリンクとしてリンク１４，４２が特定される。そして、これらリンク１４，４２のうち帯域確保が必要なリンクを、フロー管理テーブル２０３を参照して特定する（ステップ７０２）。この場合には、これらすべてのリンク１４，４２で帯域確保が必要と判断される。
【００２６】
図５にこのリンク特定処理の詳細フローチャートを示す。
帯域確保が必要なリンクを特定する場合、要求処理部２０５は、まず、フロー管理テーブル２０３を参照して、当該フロー識別子がすでに登録されているかどうか確認する（ステップ７１０）。ここで、当該フロー識別子が登録されている場合には（ステップ７１０：ＹＥＳ）、送信側エッジルータ１０１から受信側エッジルータ１０２への経路を構成する各リンクのうち、フローの経路として登録されていないリンクを特定し（ステップ７１１）、一連のリンク特定処理を終了する。
【００２７】
また、当該フロー識別子が登録されていない場合には（ステップ７１０：ＮＯ）、その経路を構成する全てのリンクで新たに帯域確保が必要なことから、送信側エッジルータ１０１から受信側エッジルータ１０２への経路を構成するすべてのリンクを特定し（ステップ７１２）、一連のリンク特定処理を終了する。
【００２８】
このようにして、図４のステップ７０２で帯域確保が必要なリンクを特定した後、要求処理部２０５は、特定されたすべてのリンク１４，４２について、空き容量管理テーブル２０４を参照し、要求された帯域の確保の可否を判断する（ステップ７０３）。
ここで、個々のリンクの空き容量が十分存在し、要求された帯域が確保できる場合（ステップ７０４：ＹＥＳ）、空き容量管理テーブル２０４の各リンク１４，４２の空き容量から、要求された帯域分を差し引き（ステップ７０５）、フロー管理テーブル２０３で、新たに帯域確保した当該フローに関する管理情報を更新する（ステップ７０６）。
【００２９】
図６にこのフロー更新処理の詳細フローチャートを示す。
当該フローに関する管理情報を更新する場合、要求処理部２０５は、まず、フロー管理テーブル２０３を参照して、当該フロー識別子がすでに登録されているかどうか確認する（ステップ７２０）。ここで、当該フロー識別子がすでに登録されている場合には（ステップ７２０：ＹＥＳ）、送信側エッジルータ１０１と受信側エッジルータ１０２との間の各リンクのうち、登録されていないリンクを当該フローの経路として追加し（ステップ７２１）、送信側エッジルータと受信側エッジルータとの間のすべてのリンクの受信側エッジルータ数に１を加算して（ステップ７２３）、一連のフロー更新処理を終了する。
【００３０】
また、当該フロー識別子が登録されていない場合には（ステップ７２０：ＮＯ）、そのフロー識別子に対応付けて、要求された帯域、および送信側エッジルータ１０１と受信側エッジルータ１０２との間のすべてのリンクを新規登録した後（ステップ７２２）、ステップ７２３へ移行して、これらリンクを使用している受信側エッジルータ数を１とし、一連のフロー更新処理を終了する。
【００３１】
このようにして、図４のステップ７０６で、フロー管理テーブル２０３に対して当該フローに関する管理情報を更新した後、要求処理部２０５は、要求パケットを送ってきた要求元のエッジルータ１０２へ通信許可を通知し（ステップ７０７）、一連の帯域確保処理を終了する。
なお、ステップ７０４において、帯域確保が不可能と判断された場合（ステップ７０４：ＮＯ）、フロー管理テーブル２０３および空き容量管理テーブル２０４の更新は行わず、要求元のエッジルータ１０２へ通信不許可を通知し（ステップ７０８）、一連の帯域確保処理を終了する。
【００３２】
上記のようにして、図３のステップ１３２で、帯域管理装置１０５によりエッジルータ１０２からの帯域確保要求に応じた帯域確保処理が行われ、要求元のエッジルータ１０２へその要求に対する結果として通信許可／不許可が通知される。
要求元エッジルータ１０２では、帯域管理装置１０５から通信許可が通知された場合（ステップ１３３）、要求した経路を設定し（ステップ１３４）、帯域確保要求時に帯域管理装置１０５へ送信した要求パケットを中継ルータ１０４へ転送する（ステップ１３５）。
この要求パケットは、中継ルータ１０４、エッジルータ１０１、送信端末１１１へ順に転送され、各ルータで経路設定される（ステップ１３６〜１３９）。そして、送信端末１１１まで要求パケットが届いた後、送信端末１１１から送信されたデータが各ルータを介して受信端末１１２へ転送される（ステップ１４０）。
【００３３】
このように、各エッジルータ１０１，１０２，１０３を制御する帯域管理装置１０５を配置し、この帯域管理装置１０５に、フロー管理テーブル２０３および空き容量管理テーブル２０４を設けて、ネットワーク１００の各リンクを一元管理しておき、エッジルータからの帯域確保要求に応じて、送信側エッジルータと受信側エッジルータとの間の経路を構成する各リンクについて、必要な帯域を一括して確保するようにしたので、各ルータでは帯域確保可否の判定が不要となって経路設定のみ行えばよくなる。したがって、短時間で必要な帯域の有無を確認して帯域を確保でき、従来のように当該フローの経路を構成する各ルータで個別に帯域確保などの処理を行う必要がなくなる。
【００３４】
また、フロー管理テーブルで、各フローごとに必要な帯域容量と経由構成リンクを管理するとともに、空き容量管理テーブルで各リンクごとに帯域の空き容量を管理しておき、受信側エッジルータからの帯域確保要求に応じてフロー管理テーブルを参照して、当該フローの送信側エッジルータと受信側エッジルータとの間の経路を構成する各リンクのうち、帯域確保が必要なリンクを特定し、これらリンクについて空き容量管理テーブルを参照して、当該フローに必要な帯域容量の確保可否を判断し、各リンクのすべてで確保可能な場合には、空き容量管理テーブルのうち当該フローに必要な帯域容量分だけ各リンクの空き容量を削減し、当該フロー管理テーブルのうち、当該フローの経路を構成するリンクとして各リンクを追加し、エッジルータへ通信許可を通知するようにしたので、帯域確保要求で要求されたフローについての通信許可／不許可を迅速に確認でき、各リンクを確実に管理できる。
【００３５】
次に、図７を参照して、受信端末１１３で受信端末１１２と同じフローを受信する場合の帯域確保動作について説明する。なお、帯域管理装置１０５での帯域確保処理は、前述した新規フローの場合の帯域確保処理（図４〜図６）とほぼ同様である。
この場合、すでに中継ルータ１０４を経由して送信端末１１１からのフローが受信端末１１２で受信されている（ステップ１５０）。受信端末１１３は、受信端末１１２と同じフローを受信したい場合、帯域確保を要求する識別子、フロー識別子、送信端末１１１と受信端末１１３のアドレス、および使用する帯域をそれぞれ指定した要求パケットをエッジルータ１０３へ送信する（ステップ１５１）。
エッジルータ１０３は、その要求パケットで指定されたフローを受信していないので、その要求パケットを帯域管理装置１０５へ送る（ステップ１５２）。
【００３６】
帯域管理装置１０５の要求処理部２０５では、その要求パケットを受信すると、要求が帯域の確保か解放かの判断を行う。ここで、要求パケットに帯域確保を要求する識別子が含まれている場合には、帯域確保が要求されたと判断し、要求処理部２０５は、前述の図４に示す帯域確保処理を開始する（ステップ１５３）。
まず、アドレス管理テーブル２０１を参照して、要求パケットで指定された送信端末１１１および受信端末１１３のアドレスに対応する、送信側エッジルータ１０１および受信側エッジルータ１０３を特定する（ステップ７００）。
【００３７】
次に、これら送信側エッジルータ１０１から受信側エッジルータ１０３への経路を構成するリンクを、リンク管理テーブル２０２を参照して特定する（ステップ７０１）。この場合、対応するリンクとしてリンク１４，４３が特定される。そして、これらリンク１４，４３のうち帯域確保が必要なリンクを、フロー管理テーブル２０３を参照して特定する（ステップ７０２）。
この場合には、要求されたフローのフロー識別子が存在することから（図５：ステップ７１０：ＹＥＳ）、フロー管理テーブル２０３に登録されている当該フローの経路を構成するリンク１４，４２と、リンク管理テーブル２０２より得たエッジルータ間のリンク１４，４３とを比較し、フロー管理テーブル２０３に記載されていないリンク４３を新たに帯域確保の必要なリンクとして特定する（ステップ７１１）。
【００３８】
次に、要求処理部２０５は、その新たに帯域確保が必要なリンク４３について空き容量管理テーブル２０４を参照して、要求パケットで指定された要求帯域が確保できるか調べる（図４：ステップ７０３）。
ここで、要求帯域が確保できる場合は（ステップ７０４：ＹＥＳ）、空き容量管理テーブル２０４の該当するリンク４３の空き容量から要求された帯域を差し引く（ステップ７０５）。
【００３９】
そして、リンク管理テーブル２０２で得たリンク１４，４３のうち、登録されていないリンク４３をフロー管理テーブル２０３に新たに追加登録するとともに、そのリンク４３の使用している受信側エッジルータ数を１とし、またすでにフロー管理テーブル２０３に記載されているリンク１４については、使用している受信側エッジルータ数に１を加算する（ステップ７０６）。
その後、要求処理部２０５は、要求元エッジルータ１０３へ通信許可を通知する。
【００４０】
エッジルータ１０３は、帯域管理装置１０５からの通信許可の通知に応じて（図７：ステップ１５４）、経路設定を行い（ステップ１５５）、要求パケットを送信端末側の中継ルータ１０４へ転送する（ステップ１５６）。中継ルータ１０４は、すでに当該フローを受信しているので、経路設定を行うとデータが受信端末１１３へ送られる。
なお、リンク４３で帯域確保できない場合、要求処理部２０５は要求パケットを送ってきたエッジルータ１０３へ通信不可を通知し、フロー管理テーブル２０３，２０４の書き換えは行わない。エッジルータ１０３は受信端末１１３へ通信不可を伝える。
【００４１】
また、受信端末１１４で受信端末１１２，１１３と同じフローを受信する場合には、帯域管理装置１０５での帯域確保処理は不要となる。
受信端末１１４は、受信端末１１２，１１３と同じフローを受信したい場合、帯域確保を要求する識別子、フロー識別子、送信端末１１１と受信端末１１４のアドレス、使用する帯域を記載した要求パケットをエッジルータ１０３へ送信する。
エッジルータ１０３は、その要求されたフローをすでに受信しているので、帯域管理装置１０５へは要求パケットを送らず、経路設定をしてフローを受信端末１１４へ転送する。
【００４２】
次に、図８を参照して、本実施の形態にかかる帯域管理方法の動作として、帯域解放動作について説明する。図８は第１の実施の形態にかかる帯域解放動作を示すシーケンス図である。
ここでは、送信端末１１１の送信するフローを受信端末１１２，１１３が受信しているときに、受信端末１１３でそのフローの受信を終了する場合の帯域解放動作について説明する。
受信端末１１３は、帯域解放を要求する識別子、フロー識別子、および送信端末１１１と受信端末１１３のアドレスを記載した要求パケットを、エッジルータ１０３へ送信する（ステップ１７０）。
【００４３】
エッジルータ１０３は、その要求パケットの受信に応じて、その要求パケットで指定された受信端末１１３へのフローの転送を止め（ステップ１７１，１７２）、自装置で収容している端末のうち、当該フローを受信中の受信端末が端末１１３のみであった場合、中継ルータ１０４へその要求パケットを転送する（ステップ１７３）。
中継ルータ１０４は、エッジルータ１０３からの要求パケットに応じて、エッジルータ１０３へのフローの転送を停止する（ステップ１７４，１７５）。中継ルータ１０４からのフローが停止したことを確認したエッジルータ１０３は（ステップ１７６）、上記要求パケットを帯域管理装置１０５へ送る（ステップ１７７）。
【００４４】
帯域管理装置１０５の要求処理部２０５では、エッジルータ１０３からの要求パケットを受信すると、その要求の内容すなわち帯域確保または帯域解放に応じて、それぞれの処理を実行する。
ここで、その要求パケットに含まれている識別子から、帯域解放が要求されたと判断した場合、要求処理部２０５は、図９に示す帯域解放処理を開始する（ステップ１７８）。図９は帯域管理装置での帯域解放処理を示すフローチャートである。
まず、アドレス管理テーブル２０１を参照して、要求パケットで指定された送信端末１１１および受信端末１１３のアドレスに対応する、送信側エッジルータ１０１および受信側エッジルータ１０３を特定する（ステップ７３０）。
【００４５】
次に、送信側エッジルータ１０１から受信側エッジルータ１０３への経路を構成するリンクを、リンク管理テーブル２０２を参照して特定する（ステップ７３１）。この場合、対応するリンクとしてリンク１４，４３が特定される。
そして、フロー管理テーブル２０３において、当該フローの経路を構成するリンク１４，４２，４３のうち、リンク管理テーブル２０２から得たリンク１４，４３で使用している受信側エッジルータ数の値を、それぞれ１だけ減算する（ステップ７３２）。
【００４６】
このとき、減算の結果、使用している受信側エッジルータ数の値がゼロになったリンクがあれば、そのリンクを帯域解放リンクと判断してフロー管理テーブル２０３から削除する（ステップ７３３）。この場合、リンク４３の受信側エッジルータ数がゼロとなることから、リンク４３がフロー管理テーブル２０３から削除される。
また、フロー管理テーブル２０３のうち、すべてのリンクが無くなったフローがあれば、そのフロー（フロー識別子）をフロー管理テーブル２０３から削除する（ステップ７３４）。
そして、空き容量管理テーブル２０４のうち、ステップ７３３で帯域解放リンクと判断したリンク４３の空き容量へ、フロー管理テーブル２０３で管理している当該フローの使用帯域分を加算し（ステップ７３５）、一連の帯域解放処理を終了する。
【００４７】
このように、エッジルータからの所望のフローに関する帯域解放要求に応じて、フロー管理テーブルおよび空き容量管理テーブルを参照することにより、当該フローの送信側エッジルータと受信側エッジルータとの間の経路を構成する各リンクのうち、当該帯域解放要求によって帯域解放されるリンクについて、その空き容量に当該フローの使用帯域分だけ加算するようにしたので、各ルータでは帯域解放処理が不要となってフローの転送停止のみ行えばよくなる。したがって、短時間で帯域解放を行うことができ、従来のように当該フローの経路を構成する各ルータで個別に帯域解放などの処理を行う必要がなくなる。
【００４８】
また、各エッジルータ１０１，１０２，１０３を制御する帯域管理装置１０５のフロー管理テーブル２０３で、各フローごとに必要な帯域容量、経由構成リンクおよびこれら各リンクの受信側エッジルータ数を管理するとともに、空き容量管理テーブル２０４で各リンクごとに帯域の空き容量を管理しておき、受信側エッジルータからの帯域解放要求に応じて、フロー管理テーブルを参照して、帯域解放要求されたフローの帯域容量とそのフローの経路を構成する各リンクをフロー管理テーブルから取得するとともに、それらリンクの受信側エッジルータ数をそれぞれ１だけ減算して、受信側エッジルータ数がゼロとなったリンクを帯域解放リンクと判定し、空き容量管理テーブルの当該帯域解放リンクの空き容量を当該フローの帯域容量分だけ加算するようにしたので、帯域解放要求で要求されたフローの経路を構成する各リンクの空き容量を容易かつ迅速に更新できる。
【００４９】
なお、送信端末１１１の送信するフローを受信端末１１２，１１３，１１４が受信しているときに受信端末１１４が受信を終了したい場合、帯域解放を要求する識別子、フロー識別子、送信端末１１１と受信端末１１４のアドレスを記載した要求パケットをエッジルータ１０３へ送信する。
当該フローは１１４の他に１１３が受信しているのでエッジルータ１０３は帯域管理装置１０５へは要求パケットを送らず、受信端末１１４へのフローの転送を止める。
【００５０】
次に、図１０を参照して、送信端末１１１の送信するフローを受信端末１１２のみが受信しているときに、受信端末１１２でそのフローの受信を終了する場合の帯域解放動作について説明する。なお、帯域管理装置１０５での帯域解放処理は、前述した帯域確保処理（図９参照）とほぼ同様である。
受信端末１１２は、送信端末１１１からのフローの受信を終了したい場合、帯域解放を要求する識別子、フロー識別子、および送信端末１１１と受信端末１１２のアドレスを記載した要求パケットをエッジルータ１０２へ送信する（ステップ１８０）。
【００５１】
エッジルータ１０２は、その要求パケットの受信に応じて、その要求パケットで指定された受信端末１１２へのフローの転送を止め（ステップ１８１，１８２）、自装置で収容している端末のうち当該フローを受信中の受信端末が端末１１２のみであった場合、中継ルータ１０４へ要求パケットを転送する（ステップ１８３）。
中継ルータ１０４は、エッジルータ１０２からの要求パケットに応じて、エッジルータ１０２へのフローの転送を停止し（ステップ１８４，１８５）、当該フローの転送先がなくなったことを確認してエッジルータ１０１へ要求パケットを転送する（ステップ１８６）。これに応じて、エッジルータ１０１は当該フローの転送を停止する（ステップ１８７，１８８）。中継ルータ１０４からのフローが停止したことを確認したエッジルータ１０２は（ステップ１８９）、上記要求パケットを帯域管理装置１０５へ送る（ステップ１９０）。
【００５２】
帯域管理装置１０５の要求処理部２０５では、エッジルータ１０３からの要求パケットを受信すると、その要求の内容すなわち帯域確保または帯域解放に応じて、それぞれの処理を実行する。
ここで、その要求パケットに含まれている識別子から、帯域解放が要求されたと判断した場合、要求処理部２０５は、前述の図９に示す帯域解放処理を開始する（ステップ１９１）。
まず、アドレス管理テーブル２０１を参照して、要求パケットで指定された送信端末１１１および受信端末１１２のアドレスに対応する、送信側エッジルータ１０１、受信側エッジルータ１０２を特定する（ステップ７３０）。
【００５３】
次に、送信側エッジルータ１０１から受信側エッジルータ１０２への経路を構成するリンク１４，４２を、リンク管理テーブル２０２を参照して特定する（ステップ７３１）。
そして、フロー管理テーブル２０３において、当該フローの経路を構成するリンクのうち、リンク管理テーブル２０２から得たリンク１４，４２で使用している受信側エッジルータ数の値を、それぞれ１だけ減算する（ステップ７３２）。
【００５４】
このとき、減算の結果、使用している受信側エッジルータ数の値がゼロになったリンク１４，４２を帯域解放リンクと判断してフロー管理テーブル２０３から削除する（ステップ７３３）。
また、当該フローのすべてのリンクが削除されたことから、当該フロー（フロー識別子）も削除する（ステップ７３４）。
そして、空き容量管理テーブル２０４のうち、ステップ７３３で帯域解放リンクと判断したリンク１４，４２の空き容量へ、フロー管理テーブル２０３で管理している当該フローの使用帯域分を加算し（ステップ７３５）、一連の帯域解放処理を終了する。
【００５５】
次に、図１１を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１１は本発明の帯域管理装置が適用されるネットワークを示すブロック図である。このネットワーク３００には、ネットワーク３００の周部に配置され、ネットワーク外部の端末を接続するエッジルータ３０１，３０２，３０３と、ネットワーク３００内部に配置され、各エッジルータ３０１，３０２，３０３を中継接続する中継ルータ３０４と、および各エッジルータ３０１，３０２，３０３内に帯域管理装置３２１，３２２，３２３とがそれぞれ設けられている。
エッジルータ３０１には、データ通信の送信側となる送信端末３１１が接続されている。また、エッジルータ３０２には、データ通信の受信側となる受信端末３１２が接続されており、エッジルータ３０３には、同じく受信端末３１３が接続されている。
【００５６】
前述した図１のネットワーク１００では、各エッジルータに共通した帯域管理装置を設けた場合について説明したがこれに限定されるものではない。例えば図１１に示すように、各エッジルータ３０１，３０２，３０３にそれぞれ帯域管理装置３２１，３２２，３２３を設けてもよい。
帯域管理装置３２１，３２２，３２３は、それぞれが属するエッジルータ３０１，３０２，３０３が送信側エッジルータとなる通信の帯域を管理する。これにより、１台の帯域管理装置へ処理が集中するのを防ぐことができる。
またマルチキャストの場合、送信側エッジルータは１台であるが受信側エッジルータは複数となるため、各フローの情報を管理するのは送信側エッジルータの方が都合が良いことから、端末３１１が送信するフローの帯域管理を送信側エッジルータ３０１の中の帯域管理装置３２１が行っている。
【００５７】
帯域管理装置３２１，３２２，３２３は、前述の図２に示したものと同様の構成を有しており、ここでの詳細な説明は省略する。
帯域管理装置３２１，３２２，３２３の間で予めネットワークの帯域を分割して割り当てておく。割り当てられた帯域の範囲内で帯域管理装置３２１，３２２，３２３は端末からの要求に対して帯域の有無を判断し、フローに対する帯域の確保を単独で行う。また、帯域の使用状況に応じて帯域管理装置３２１，３２２，３２３は互いに通信して帯域の持ち分を融通してもよい。
【００５８】
次に、図１２を参照して、第２の実施の形態にかかる帯域管理方法の動作として、帯域確保動作について説明する。図１２は第２の実施の形態にかかる帯域管理方法の帯域確保動作を示すシーケンス図である。
帯域確保のため、受信端末３１２がエッジルータ３０２へ要求パケットを送信すると（ステップ３３０）、エッジルータ３０２は当該フローを受信していない場合、要求パケットをエッジルータ３０１へ送る（ステップ３３１）。
なお、その要求パケットで指定されたフローを受信している場合、エッジルータ３０２は要求パケットをエッジルータ３０１へ送らず、受信端末３１２ヘ当該フローを転送する。
エッジルータ３０２から要求パケットを受信したエッジルータ３０１は、帯域管理装置３２１へ要求パケットを渡し（ステップ３３２）、帯域管理装置３２１は前述した図４の帯域確保処理を行って通信の可否を判断する（ステップ３３３）。
【００５９】
ここで、通信可能な場合、帯域管理装置３２１は帯域を確保し、エッジルータ３０１へ通知する（ステップ３３４）。これに応じて、エッジルータ３０１は中継ルータ３０４ヘフローを転送する経路設定し（ステップ３３５）、中継ルータ３０４へ経路設定を指示するパケットを送信する（ステップ３３６）。これに応じて中継ルータ３０４は、経路設定するとともに（ステップ３３７）、エッジルータ３０２へ経路設定を指示するパケットを送り（ステップ３３８）、これに応じてエッジルータ３０２も経路設定する（ステップ３３９）。これにより、フローは受信端末３１２へ送られる（ステップ３４０）。
【００６０】
なお、受信端末３１３が受信端末３１２と同じフローの受信を要求すると、エッジルータ３０３は当該フローを受信していない場合、帯域確保を要求する要求パケットをエッジルータ３０１へ送る。
この帯域確保要求は帯域管理装置３２１で処理され、要求された帯域が確保されると、エッジルータ３０１は経路設定を指示するパケットを中継ルータ３０４へ送る。これに応じて中継ルータ３０４は経路設定し、そのパケットをエッジルータ３０３へ送る。これに応じてエッジルータ３０３は経路設定し、これによりフローは受信端末３１３へ送られる。
【００６１】
次に、図１３を参照して、本実施の形態にかかる帯域管理方法の動作として、帯域解放動作について説明する。図１３は第２の実施の形態にかかる帯域解放動作を示すシーケンス図である。
ここでは、送信端末３１１から送信されたフローを受信端末３１２，３１３が受信しているとき、受信端末３１３でそのフローの受信を終了する場合の帯域解放動作について説明する。
【００６２】
受信端末３１３が受信終了の要求パケットをエッジルータ３０３へ送信すると（ステップ３５０）、エッジルータ３０３は受信端末３１３へのフローの転送を停止する（ステップ３５１，３５２）。そして、収容している端末の中で当該フローの受信端末が端末３１３で最後であることを確認すると要求パケットを中継ルータ３０４へ送る（ステップ３５３）。
これに応じて中継ルータ３０４は、当該フローのエッジルータ３０３への転送を停止して（ステップ３５４，３５５）、エッジルータ３０１へ要求パケットを送る（ステップ３５６）。これに応じてエッジルータ３０１は要求パケットの情報を帯域管理装置３２１へ渡し（ステップ３５７）、帯域管理装置３２１は前述した図９の帯域解放の処理を行う（ステップ３５８）。
【００６３】
なお、送信端末３１１から送信されたフローを受信端末３１２のみが受信しているとき、受信端末３１２が受信終了の要求パケットをエッジルータ３０２へ送信すると、エッジルータ３０２は受信端末３１２へのフローの転送を停止する。そして、収容している端末の中で当該フローの受信端末が端末３１２で最後であることを確認すると要求パケットを中継ルータ３０４へ送る。
これに応じて中継ルータ３０４は、当該フローのエッジルータ３０２への転送を停止してエッジルータ３０１へ要求パケットを送る。これに応じてエッジルータ３０１は当該フローの中継ルータ３０４への転送を停止して要求パケットの情報を帯域管理装置３２１へ渡し、帯域管理装置３２１は前述した図９の帯域解放の処理を行う。
【００６４】
次に、図１４を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１４は本発明の帯域管理装置が適用されるネットワークを示すブロック図である。このネットワーク４００には、ネットワーク４００の周部に配置され、ネットワーク外部の端末を接続するエッジルータ４０１，４０２，４０３と、ネットワーク４００内部に配置され、各エッジルータ４０１，４０２，４０３を中継接続する中継ルータ４０４と、各エッジルータ４０１，４０２，４０３内に帯域管理装置４２１，４２２，４２３と、各エッジルータ４０１，４０２，４０３と接続されてこれらエッジルータ４０１，４０２，４０３を制御する帯域管理装置４２４とがそれぞれ設けられている。
【００６５】
エッジルータ４０１には、データ通信の送信側となる送信端末４１１が接続されている。また、エッジルータ４０２には、データ通信の受信側となる受信端末４１２が接続されており、エッジルータ４０３には、同じく受信端末４１３が接続されている。
このネットワーク４００では、１台あたりの帯域管理装置の負荷を軽減ために各エッジルータに帯域管理装置を持たせているが、ネットワークの帯域の管理を一元的に行うために空き容量管理テーブル２０４の管理のみを帯域管理装置４２４が行っている。
【００６６】
帯域管理装置４２１，４２２，４２３は、前述の図２および図１１に示したものと同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
また、前述した図１２，１３の場合と同様に、帯域管理処理は送信側エッジルータの帯域管理装置で行うが、帯域確保の必要なリンクに関する空き帯域の有無確認や空き帯域の更新（図４：ステップ７０３〜７０５）については、帯域管理装置４２１，４２２，４２３からの要求に応じて帯域管理装置４２４で行われる。また、帯域解放の場合も、空き容量の更新（図９：ステップ７３５）については、帯域管理装置４２１，４２２，４２３からの要求に応じて帯域管理装置４２４で行われる。
【００６７】
なお、各エッジルータに置かれた帯域管理装置４２１，４２２，４２３とネットワーク全体の管理を行う帯域管理装置４２４の処理分担は、テーブル２０１〜２０３と空き容量管理テーブル２０４の切り分けに限るものではなく、例えば各テーブル単位で、帯域管理装置４２１，４２２，４２３と帯域管理装置４２４との間で処理を任意に分担すればよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、帯域管理装置で、エッジルータからの所望のフローに関する帯域確保要求に応じて、フロー管理テーブルおよび空き容量管理テーブルを参照して、当該フローの送信側エッジルータと受信側エッジルータとの間の経路を構成する各リンクのうち、帯域確保が必要なリンクを特定し、帯域確保が必要なリンクについて空き容量管理テーブルを参照して、当該フローに必要な帯域容量の確保可否を判断し、帯域確保が必要なリンクのすべてで帯域確保が可能な場合には、空き容量管理テーブルで当該フローに必要な帯域容量分だけ帯域確保が必要なリンクの空き容量を削減し、当該フロー管理テーブルに、当該フローの経路を構成するリンクとして帯域確保が必要なリンクを追加し、フロー管理テーブルを参照して、当該フローの経路を構成する各リンクの受信側エッジルータ数を所定数加算し、エッジルータへ通信許可を通知するようにしたので、各ルータでは帯域確保可否の判定が不要となって経路設定のみ行えばよくなる。したがって、短時間で必要な帯域の有無を確認して帯域を確保でき、従来のように当該フローの経路を構成する各ルータで個別に帯域確保などの処理を行う必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる帯域管理装置が適用されるネットワークの構成を示すブロック図である。
【図２】帯域管理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる帯域確保動作を示すシーケンス図である。
【図４】帯域管理装置での帯域確保処理を示すフローチャートである。
【図５】帯域管理装置でのリンク特定処理を示すフローチャートである。
【図６】帯域管理装置でのフロー更新処理を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態にかかる他の帯域確保動作を示すシーケンス図である。
【図８】第１の実施の形態にかかる帯域解放動作を示すシーケンス図である。
【図９】帯域管理装置での帯域解放処理を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施の形態にかかる他の帯域解放動作を示すシーケンス図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態にかかるネットワークの構成を示すブロック図である。
【図１２】第２の実施の形態にかかる帯域確保動作を示すシーケンス図である。
【図１３】第２の実施の形態にかかる帯域解放動作を示すシーケンス図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態にかかるネットワークの構成を示すブロック図である。
【図１５】従来の帯域確保動作を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１０１，１０２，１０３…エッジルータ、１０４…中継ルータ、１０５…帯域管理装置、１０６…演算処理部、１０７…記憶部、１０８…プログラム、１０９…記録媒体、１１１…送信端末、１１２，１１３，１１４…受信端末、１４，２４，３４，４１，４２，４３…リンク、２０１…アドレス管理テーブル、２０２…リンク管理テーブル、２０３…フロー管理テーブル、２０４…空き容量管理テーブル、２０５…要求処理部、３０１，３０２，３０３…エッジルータ、３０４…中継ルータ、３１１…送信端末、３１２，３１３…受信端末、３２１，３２２，３２３…帯域管理装置、４０１，４０２，４０３…エッジルータ、４０４…中継ルータ、４１１…送信端末、４１２，４１３…受信端末、４２１，４２２，４２３，４２４…帯域管理装置、６０１…送信端末、６０２…受信端末、６０３，６０４…ルータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bandwidth management device and method, a program, and a recording medium, and more particularly to a bandwidth management device and method, a program, and a recording medium that are used when managing a communication bandwidth in a network that connects a plurality of terminals with a plurality of routers. is there.
[0002]
[Prior art]
In a network such as a packet communication network represented by the Internet, a communication band used for data communication is secured and released by controlling a plurality of routers constituting the network.
FIG. 15 shows a sequence diagram according to a conventional bandwidth management method. Here, an example is shown in which data communication is performed between a transmission terminal 601 and a reception terminal 602 by controlling routers 603 and 604 constituting a network by a conventional RSVP (Resource Reservation Protocol).
[0003]
First, prior to actual data communication, the transmission terminal 601 notifies the reception terminal 602 of a band necessary for data transmission using a PATH message. The receiving terminal 602 returns a RESV message describing the band to be secured to the transmitting terminal 601.
The routers 603 and 604 on the way confirm the contents of the RESV message and secure the requested bandwidth.
In response to the reception of the RESV message, the transmission terminal 601 starts transmission of a data packet used for actual data communication. As a result, the data packet is transferred to the receiving terminal 602 in the reverse direction along the route through which the RESV message has passed.
[0004]
The bandwidth secured prior to the start of communication by such a procedure can be continuously used during communication by periodically transmitting a RESV message from the receiving terminal 602 to the transmitting terminal 601.
In addition, the network resource is released by sending a RESV message retransmission timeout from the receiving terminal 602 or by sending a RESV TEAR message informing the transmitting terminal 601 of the end of communication from the receiving terminal 602. In this way, conventional bandwidth reservation is performed by each router on the route.
[0005]
The applicant has not yet found prior art documents related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in this specification.
[Non-Patent Document 1]
RFC 2205, “Resource Reservation Protocol-Version 1 Functional Specification”, The Internet Engineering Task Force (IETF)), September 1997
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional bandwidth management method, each router in the network manages the bandwidth of each link individually, and based on the RESV message or RESV TERV message, each router located on the route is individually managed. In order to perform processing such as bandwidth reservation or bandwidth release, there are many setting points other than the transmitting terminal and the receiving terminal, and it takes time to secure the bandwidth by checking the existence of the necessary bandwidth. It was.
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a bandwidth management apparatus and method, a program, and a recording medium capable of ensuring the bandwidth by confirming the presence or absence of the necessary bandwidth in a short time. Yes.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve such an object, a bandwidth management device according to the present invention includes a plurality of edge routers that accommodate transmission side terminals or reception side terminals, and a plurality of edge routers that are relay-connected between these edge routers via links. Bandwidth used for a network that consists of relay routers and that transfers the flow from the sending terminal to the receiving terminal, and that is used to transfer the flow for each linkThe tubeA bandwidth management device that manages the bandwidth capacity required for the flow and the links that make up the flow path for each flow.Manage the number of receiving edge routers using the link for each link.For each link in the flow management table, available bandwidth for the linkThe tubeThe free space management table to be managed and the flow management table according to the bandwidth securing request for the desired flow from the edge routerReferring to each of the links constituting the path between the transmitting side edge router and the receiving side edge router of the flow, the link that needs to secure the bandwidth is specified, and the free capacity of the link that needs to secure the bandwidth is determined. Referring to the management table, it is determined whether or not the bandwidth capacity necessary for the flow can be secured. If bandwidth can be secured for all of the links that require the bandwidth, the free capacity management table requires the flow. The free capacity of the link that needs to secure the bandwidth is reduced by the required bandwidth capacity, the link that needs to secure the bandwidth is added to the flow management table as a link constituting the path of the flow, and the flow management table Refer to the number of receiving edge routers of each link that constitutes the route of the flow, and add a predetermined number.A request processing unit for notifying the edge router of communication permission.
[0010]
  As a specific example of bandwidth release processingRequiredThe request processing unit refers to the flow management table in response to a bandwidth securing request, adds a predetermined number of receiving edge routers of each link constituting the path of the flow, and releases the bandwidth related to the desired flow from the edge router. Refer to the flow management table according to the request, subtract the predetermined number of receiving edge routers for each link that constitutes the path of the flow, and link the link where the number of receiving edge routers becomes zero by the subtraction. It may be specified as a link whose bandwidth is released by a bandwidth release request, and may be added to the available capacity of the bandwidth release link in the available capacity management table by the used bandwidth of the relevant flow.
  In addition, the bandwidth management device may be provided in the edge router to manage the bandwidth of communication that becomes the transmission-side edge router.
[0011]
  The bandwidth management method according to the present invention includes a plurality of edge routers that accommodate transmission-side terminals or reception-side terminals, and a plurality of relay routers that relay-connect these edge routers via links. Used in the network that transfers the flow from the terminal to the receiving terminal, and the bandwidth used to transfer the flow for each linkThe tubeA bandwidth management method used in a bandwidth management device that manages the bandwidth capacity required for the flow for each flow using a flow management table and a link that configures the path of the flow.Manage the number of receiving edge routers using the link for each link.The first step and the free capacity of the bandwidth that can be used for each link by using the free capacity management tableThe tubeIn response to the second step to manage and the bandwidth securing request for the desired flow from the edge router,Referring to the flow management table, identify the link that needs to secure bandwidth from among the links that make up the path between the sending and receiving edge routers of the relevant flow, and the link that needs to secure bandwidth With reference to the free capacity management table, it is determined whether or not the bandwidth capacity necessary for the flow can be secured. If the bandwidth can be secured for all the links that require the bandwidth, the free capacity management table The free capacity of the link that needs to secure the bandwidth is reduced by the bandwidth capacity required for the flow, and the link that needs to secure the bandwidth is added to the flow management table as a link constituting the path of the flow, and the flow Referring to the management table, add the predetermined number of receiving side edge routers of each link constituting the route of the flow,And a third step of notifying the edge router of communication permission.
[0014]
  As a specific example of bandwidth release processingThe secondIn step 3, the flow management table is referred to according to the bandwidth securing request, and a step of adding a predetermined number of receiving edge routers of each link constituting the path of the flow is performed. The flow management table is referred to in response to a bandwidth release request relating to the flow of the current flow, and a step of subtracting a predetermined number of the reception side edge routers of each link constituting the flow path, and the number of the reception side edge routers by the subtraction is zero. The step of identifying the link that has become a link released by the bandwidth release request and the step of adding the used bandwidth of the flow to the free capacity of the bandwidth release link in the free capacity management table are performed. It may be.
  The bandwidth management apparatus may further include a step of managing a bandwidth of communication that is provided in the edge router and serves as a transmission-side edge router.
[0015]
  Further, the program according to the present invention includes a plurality of edge routers that accommodate transmission-side terminals or reception-side terminals, and a plurality of relay routers that are connected to each other via a link with these edge routers. Used in the network that transfers the flow to the terminal on the side, and the bandwidth used to transfer the flow for each linkThe tubeThe bandwidth management apparatus executes a bandwidth management method as described above.
[0016]
  The recording medium according to the present invention includes a plurality of edge routers that accommodate transmission-side terminals or reception-side terminals, and a plurality of relay routers that are connected to each other through links with the edge routers. Bandwidth used in the network that transfers the flow to the receiving terminal and used to transfer the flow for each linkThe tubeA recording medium on which a program to be executed by a computer of a bandwidth management device to be managed is recorded, and the above-described program is recorded on the recording medium.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a network to which the bandwidth management apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied.
In this network 100, edge routers 101, 102, and 103 are arranged around the network 100 and connect terminals outside the network, and are arranged inside the network 100 and each edge router 101, 102, and 103 is relay-connected. A relay router 104 and a bandwidth management device 105 that is connected to each of the edge routers 101, 102, and 103 and controls the edge routers 101, 102, and 103 are provided.
[0018]
The edge router 101 is connected to a transmission terminal 111 on the data communication transmission side. The edge router 102 is connected to a receiving terminal 112 on the data communication receiving side, and the edge router 103 is also connected to receiving terminals 113 and 114.
The edge routers 101, 102, and 103 and the relay router 104 are connected by individual links for each data transfer direction. The link 14 is a link from the edge router 101 to the relay router 104, and the link 41 is a link from the relay router 104 to the edge router 101. The link 24 is a link from the edge router 102 to the relay router 104, and the link 42 is a link from the relay router 104 to the edge router 102. The link 34 is a link from the edge router 103 to the relay router 104, and the link 43 is a link from the relay router 104 to the edge router 103.
[0019]
The bandwidth management device 105 is a server device composed of a computer as a whole. The storage unit 107 includes a memory device and a hard disk device, and a program 108 is stored in advance via the recording medium 109 and the network 100. In the storage unit 107, various management tables for managing each router are registered.
The arithmetic processing unit 106 includes a microprocessor such as a CPU and its peripheral circuits. By executing the program 108 of the storage unit 107, the arithmetic processing unit 106 cooperates the software with the hardware of the own device, thereby allowing each of the routers. A request processing unit is realized as a functional unit for processing a request.
[0020]
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the bandwidth management device 105.
This bandwidth management device 105 is provided with an address management table 201, a link management table 202, a flow management table 203, a free capacity management table 204, and a request processing unit 205.
These tables are registered in the storage unit 107 (see FIG. 1). The request processing unit 205 is a functional unit realized by executing the program 108 by the arithmetic processing unit 106 described above.
In the present invention, a flow refers to a packet group consisting of a plurality of packets used to transfer one piece of data in a terminal.
[0021]
The address management table 201 is a table for managing the ID of each edge router in association with the network address of the terminal accommodated in the edge router.
The link management table 202 is a table for managing the transmission / reception edge routers and the links constituting the path between these edge routers in association with each other.
The flow management table 203 is a table for managing the bandwidth used for each flow, the links constituting the route, and the number of receiving edge routers using the links.
The free capacity management table 204 is a table for managing the free capacity of links constituting the network 100.
The request processing unit 205 centrally manages each link of the network 100 using these management tables.
[0022]
The bandwidth management device 105 obtains network configuration information collected by a routing protocol or the like having a function of collecting network configuration information, such as OSPF (Open Shortest Path First), and creates each table 201, 202, 204. . This network configuration information may be given to the bandwidth management device 105 by the network administrator.
When managing terminals using IP addresses, the address management table 201 describes the correspondence of edge routers that group and accommodate terminals using a network address that is part of the terminal address. The amount of data 201 can be reduced. The link management table 202 is created based on the unicast route table obtained from the network configuration information, and the multicast route is also determined based on the unicast route table.
[0023]
Next, with reference to FIG. 3, a bandwidth securing operation will be described as the operation of the bandwidth management method according to the first embodiment. FIG. 3 is a sequence diagram illustrating a bandwidth securing operation of the bandwidth management method according to the first embodiment.
When the receiving terminal 112 wants to receive data necessary to secure the bandwidth of the network 100 from the transmitting terminal 111, a request that describes an identifier for requesting bandwidth securing, a flow identifier, addresses of the transmitting terminal 111 and the receiving terminal 112, and a bandwidth to be used. The packet is transmitted to the edge router 102 of the network 100 (step 130). This flow identifier is made up of a multicast address or the like, and is information for identifying individual flows.
If the edge router 102 has not received the flow requested from the receiving terminal 112, the edge router 102 sends a request packet for requesting bandwidth reservation to the bandwidth management device 105 (step 131).
[0024]
Upon receiving a request packet from the edge router 102, the request processing unit 205 of the bandwidth management device 105 executes each process according to the content of the request, that is, bandwidth reservation or bandwidth release.
Here, when it is determined from the identifier included in the request packet that bandwidth reservation has been requested, the request processing unit 205 starts the bandwidth reservation processing shown in FIG. 4 (step 132). FIG. 4 is a flowchart showing bandwidth management processing in the bandwidth management device.
First, referring to the address management table 201, the transmission-side edge router 101 and the reception-side edge router 102 corresponding to the addresses of the transmission terminal 111 and the reception terminal 112 specified by the request packet are specified (step 700).
[0025]
Next, the link constituting the route from the transmitting edge router 101 to the receiving edge router 102 is specified with reference to the link management table 202 (step 701). In this case, the links 14 and 42 are specified as the corresponding links. Then, of these links 14 and 42, the link that needs to secure the bandwidth is specified with reference to the flow management table 203 (step 702). In this case, it is determined that the bandwidth needs to be secured for all these links 14 and 42.
[0026]
FIG. 5 shows a detailed flowchart of the link specifying process.
When identifying a link that needs to secure a bandwidth, the request processing unit 205 first refers to the flow management table 203 to check whether the flow identifier has already been registered (step 710). Here, when the flow identifier is registered (step 710: YES), it is registered as a flow route among the links constituting the route from the transmission-side edge router 101 to the reception-side edge router 102. A link that does not exist is specified (step 711), and the series of link specifying processes is terminated.
[0027]
If the flow identifier is not registered (step 710: NO), it is necessary to newly secure a bandwidth for all the links constituting the route, so that the transmission-side edge router 101 to the reception-side edge router 102 All links constituting the route to the are identified (step 712), and the series of link identifying processes is terminated.
[0028]
In this manner, after identifying the link that needs to secure the bandwidth in step 702 of FIG. 4, the request processing unit 205 refers to the free capacity management table 204 for all the identified links 14 and 42 and is requested. It is determined whether or not the reserved bandwidth can be secured (step 703).
Here, when there is sufficient free capacity of each link and the requested bandwidth can be secured (step 704: YES), the requested bandwidth is calculated from the free capacity of each link 14 and 42 in the free capacity management table 204. (Step 705), and the management information related to the newly secured bandwidth is updated in the flow management table 203 (step 706).
[0029]
FIG. 6 shows a detailed flowchart of this flow update process.
When updating the management information related to the flow, the request processing unit 205 first confirms whether or not the flow identifier has already been registered with reference to the flow management table 203 (step 720). Here, when the flow identifier is already registered (step 720: YES), among the links between the transmission-side edge router 101 and the reception-side edge router 102, a link that is not registered is selected as the flow. (Step 721), 1 is added to the number of receiving edge routers of all links between the transmitting edge router and the receiving edge router (step 723), and a series of flow update processing is completed. To do.
[0030]
If the flow identifier is not registered (step 720: NO), the requested bandwidth and all the information between the sending edge router 101 and the receiving edge router 102 are associated with the flow identifier. Are newly registered (step 722), the process proceeds to step 723, the number of receiving edge routers using these links is set to 1, and a series of flow update processing is terminated.
[0031]
In this way, after updating the management information related to the flow in the flow management table 203 in step 706 of FIG. 4, the request processing unit 205 permits communication to the requesting edge router 102 that has sent the request packet. (Step 707), and a series of bandwidth securing processing is terminated.
If it is determined in step 704 that the bandwidth cannot be secured (step 704: NO), the flow management table 203 and the free capacity management table 204 are not updated, and communication is not permitted to the requesting edge router 102. Notification is made (step 708), and a series of bandwidth securing processes is terminated.
[0032]
As described above, in step 132 of FIG. 3, the bandwidth management device 105 performs bandwidth securing processing in response to the bandwidth securing request from the edge router 102, and permits communication to the requesting edge router 102 as a result of the request. / Not allowed is notified.
In the request source edge router 102, when the communication permission is notified from the bandwidth management device 105 (step 133), the requested route is set (step 134), and the request packet transmitted to the bandwidth management device 105 at the time of bandwidth reservation request is relayed. Transfer to the router 104 (step 135).
The request packet is sequentially transferred to the relay router 104, the edge router 101, and the transmission terminal 111, and is routed in each router (steps 136 to 139). Then, after the request packet reaches the transmitting terminal 111, the data transmitted from the transmitting terminal 111 is transferred to the receiving terminal 112 via each router (step 140).
[0033]
In this way, the bandwidth management device 105 that controls each of the edge routers 101, 102, and 103 is arranged, and the bandwidth management device 105 is provided with the flow management table 203 and the free capacity management table 204 so that each link of the network 100 is connected. Centralized management, and according to the bandwidth securing request from the edge router, the necessary bandwidth is secured collectively for each link constituting the route between the sending edge router and the receiving edge router. Therefore, it is not necessary to determine whether or not the bandwidth can be secured in each router, and only the route setting needs to be performed. Therefore, it is possible to secure the bandwidth by confirming the presence or absence of the necessary bandwidth in a short time, and it is not necessary to perform processing such as securing the bandwidth individually in each router constituting the flow path as in the conventional art.
[0034]
In addition, the flow management table manages the required bandwidth capacity for each flow and the via-configuration links, and the free capacity management table manages the free capacity of the band for each link. Refer to the flow management table according to the reservation request, identify the links that need to secure the bandwidth among the links that make up the path between the sending edge router and the receiving edge router of the flow, and these links With reference to the free capacity management table, it is determined whether or not the bandwidth capacity necessary for the relevant flow can be secured. If all the links can be secured, the bandwidth capacity necessary for the relevant flow in the free capacity management table is determined. Only the free capacity of each link is reduced, and each link is added as an edge constituting the route of the flow in the flow management table, and the edge Since to notify the communication permission to chromatography data can quickly see communication permission / non-permission for the requested flow bandwidth allocation request can be reliably manage each link.
[0035]
Next, with reference to FIG. 7, the band securing operation when the receiving terminal 113 receives the same flow as the receiving terminal 112 will be described. Note that the bandwidth securing process in the bandwidth management device 105 is substantially the same as the bandwidth securing process (FIGS. 4 to 6) in the case of the new flow described above.
In this case, the flow from the transmission terminal 111 has already been received by the reception terminal 112 via the relay router 104 (step 150). When the receiving terminal 113 wants to receive the same flow as the receiving terminal 112, the edge router 103 sends a request packet designating the identifier for requesting the bandwidth, the flow identifier, the addresses of the transmitting terminal 111 and the receiving terminal 113, and the band to be used. (Step 151).
Since the edge router 103 has not received the flow designated by the request packet, the edge router 103 sends the request packet to the bandwidth management apparatus 105 (step 152).
[0036]
When receiving the request packet, the request processing unit 205 of the bandwidth management apparatus 105 determines whether the request is to secure or release the bandwidth. If the request packet includes an identifier for requesting bandwidth reservation, it is determined that bandwidth reservation has been requested, and the request processing unit 205 starts the bandwidth reservation processing shown in FIG. 153).
First, referring to the address management table 201, the transmission-side edge router 101 and the reception-side edge router 103 corresponding to the addresses of the transmission terminal 111 and the reception terminal 113 specified by the request packet are specified (step 700).
[0037]
Next, the link constituting the route from the transmitting edge router 101 to the receiving edge router 103 is specified with reference to the link management table 202 (step 701). In this case, the links 14 and 43 are specified as the corresponding links. Then, of these links 14 and 43, the link that needs to secure the bandwidth is specified with reference to the flow management table 203 (step 702).
In this case, since the flow identifier of the requested flow exists (FIG. 5: Step 710: YES), the links 14 and 42 constituting the route of the flow registered in the flow management table 203, and the link The links 14 and 43 between the edge routers obtained from the management table 202 are compared, and a link 43 that is not described in the flow management table 203 is newly specified as a link that requires bandwidth reservation (step 711).
[0038]
Next, the request processing unit 205 refers to the free capacity management table 204 for the link 43 that needs to secure a new bandwidth, and checks whether the requested bandwidth specified by the request packet can be secured (FIG. 4: Step 703). .
If the requested bandwidth can be secured (step 704: YES), the requested bandwidth is subtracted from the free capacity of the corresponding link 43 in the free capacity management table 204 (step 705).
[0039]
Then, among the links 14 and 43 obtained in the link management table 202, the link 43 that is not registered is newly registered in the flow management table 203, and the number of receiving edge routers used by the link 43 is set to 1. For the link 14 already described in the flow management table 203, 1 is added to the number of receiving edge routers used (step 706).
Thereafter, the request processing unit 205 notifies the request source edge router 103 of communication permission.
[0040]
In response to the communication permission notification from the bandwidth management device 105 (FIG. 7: step 154), the edge router 103 performs route setting (step 155) and forwards the request packet to the relay router 104 on the transmitting terminal side (step 155). 156). Since the relay router 104 has already received the flow, data is sent to the receiving terminal 113 when the route is set.
When the bandwidth cannot be secured by the link 43, the request processing unit 205 notifies the edge router 103 that has sent the request packet that communication is impossible, and the flow management tables 203 and 204 are not rewritten. The edge router 103 notifies the receiving terminal 113 that communication is not possible.
[0041]
Further, when the receiving terminal 114 receives the same flow as that of the receiving terminals 112 and 113, the band securing process in the band management device 105 is not necessary.
When the receiving terminal 114 wants to receive the same flow as the receiving terminals 112 and 113, the edge router 103 sends a request packet in which the identifier for requesting the bandwidth, the flow identifier, the addresses of the transmitting terminal 111 and the receiving terminal 114, and the bandwidth to be used are described. Send to.
Since the edge router 103 has already received the requested flow, the edge router 103 does not send the request packet to the bandwidth management device 105, sets the route, and transfers the flow to the receiving terminal 114.
[0042]
Next, a band release operation will be described as an operation of the band management method according to the present embodiment with reference to FIG. FIG. 8 is a sequence diagram showing a band releasing operation according to the first embodiment.
Here, a description will be given of a bandwidth release operation in a case where the reception terminal 113 ends reception of the flow when the reception terminals 112 and 113 receive the flow transmitted by the transmission terminal 111.
The receiving terminal 113 transmits to the edge router 103 a request packet in which the identifier for requesting bandwidth release, the flow identifier, and the addresses of the transmitting terminal 111 and the receiving terminal 113 are described (step 170).
[0043]
In response to the reception of the request packet, the edge router 103 stops the flow transfer to the receiving terminal 113 specified by the request packet (steps 171 and 172), and among the terminals accommodated by the own router, If only the terminal 113 is receiving the flow, the request packet is transferred to the relay router 104 (step 173).
The relay router 104 stops the flow transfer to the edge router 103 in response to the request packet from the edge router 103 (steps 174 and 175). The edge router 103 that has confirmed that the flow from the relay router 104 has stopped (step 176), sends the request packet to the bandwidth management device 105 (step 177).
[0044]
Upon receiving a request packet from the edge router 103, the request processing unit 205 of the bandwidth management device 105 executes each process according to the content of the request, that is, bandwidth reservation or bandwidth release.
If it is determined from the identifier included in the request packet that bandwidth release has been requested, the request processing unit 205 starts the bandwidth release processing shown in FIG. 9 (step 178). FIG. 9 is a flowchart showing bandwidth release processing in the bandwidth management apparatus.
First, referring to the address management table 201, the transmitting-side edge router 101 and the receiving-side edge router 103 corresponding to the addresses of the transmitting terminal 111 and the receiving terminal 113 specified by the request packet are specified (step 730).
[0045]
Next, the link constituting the path from the sending edge router 101 to the receiving edge router 103 is specified with reference to the link management table 202 (step 731). In this case, the links 14 and 43 are specified as the corresponding links.
Then, in the flow management table 203, among the links 14, 42 and 43 constituting the route of the flow, the values of the number of receiving edge routers used in the links 14 and 43 obtained from the link management table 202 are respectively set. 1 is subtracted (step 732).
[0046]
At this time, if there is a link in which the value of the number of receiving edge routers used is zero as a result of the subtraction, the link is determined to be a bandwidth release link and deleted from the flow management table 203 (step 733). In this case, since the number of receiving edge routers of the link 43 becomes zero, the link 43 is deleted from the flow management table 203.
If there is a flow in which all links are lost in the flow management table 203, the flow (flow identifier) is deleted from the flow management table 203 (step 734).
Then, in the free capacity management table 204, the used bandwidth of the flow managed by the flow management table 203 is added to the free capacity of the link 43 determined as the bandwidth release link in step 733 (step 735). The bandwidth release processing is terminated.
[0047]
In this way, by referring to the flow management table and the free capacity management table according to the bandwidth release request for the desired flow from the edge router, the path between the transmitting edge router and the receiving edge router of the flow is concerned. Among the links that make up the link, the bandwidth released by the bandwidth release request is added to the available capacity by the bandwidth used for the flow, so that each router does not require bandwidth release processing. It is only necessary to stop the transfer. Accordingly, the bandwidth can be released in a short time, and it is not necessary to perform processing such as bandwidth release individually at each router constituting the flow path as in the prior art.
[0048]
In addition, the flow management table 203 of the bandwidth management device 105 that controls the edge routers 101, 102, and 103 manages the bandwidth capacity required for each flow, the via link, and the number of receiving edge routers for each link. The free capacity management table 204 manages the free capacity of the band for each link, and refers to the flow management table according to the bandwidth release request from the receiving edge router, and the bandwidth of the flow requested to be released. The links that make up the capacity and the route of the flow are acquired from the flow management table, and the number of the receiving edge routers of those links is subtracted by 1 to release the bandwidth of the link where the number of receiving edge routers is zero. It is determined that the link is free, and the free capacity of the relevant bandwidth release link in the free capacity management table is equal to the bandwidth capacity Since digit so as to add, the available capacity of each link constituting a route of the flow requested by the bandwidth release request can be easily and quickly updated.
[0049]
Note that when the receiving terminal 112, 113, 114 receives a flow transmitted by the transmitting terminal 111 and the receiving terminal 114 wants to end reception, an identifier for requesting bandwidth release, a flow identifier, the transmitting terminal 111 and the receiving terminal A request packet describing the address 114 is transmitted to the edge router 103.
Since the flow is received by 113 in addition to 114, the edge router 103 does not send a request packet to the bandwidth management device 105 and stops forwarding the flow to the receiving terminal 114.
[0050]
Next, with reference to FIG. 10, a description will be given of a bandwidth release operation in the case where only the reception terminal 112 receives a flow transmitted by the transmission terminal 111 and the reception terminal 112 ends reception of the flow. Note that the bandwidth release processing in the bandwidth management device 105 is substantially the same as the bandwidth reservation processing described above (see FIG. 9).
When the reception terminal 112 wants to end reception of the flow from the transmission terminal 111, the reception terminal 112 transmits to the edge router 102 a request packet that describes an identifier for requesting bandwidth release, a flow identifier, and addresses of the transmission terminal 111 and the reception terminal 112. (Step 180).
[0051]
In response to the reception of the request packet, the edge router 102 stops forwarding the flow to the receiving terminal 112 designated by the request packet (steps 181 and 182), and the flow is out of the terminals accommodated by the own device. When the terminal 112 is the only receiving terminal that is receiving the message, the request packet is transferred to the relay router 104 (step 183).
The relay router 104 stops the transfer of the flow to the edge router 102 in response to the request packet from the edge router 102 (steps 184 and 185), confirms that the transfer destination of the flow has disappeared, and the edge router 101. The request packet is transferred to (step 186). In response to this, the edge router 101 stops the transfer of the flow (steps 187 and 188). The edge router 102 that has confirmed that the flow from the relay router 104 has stopped (step 189) sends the request packet to the bandwidth management device 105 (step 190).
[0052]
Upon receiving a request packet from the edge router 103, the request processing unit 205 of the bandwidth management device 105 executes each process according to the content of the request, that is, bandwidth reservation or bandwidth release.
If it is determined from the identifier included in the request packet that bandwidth release has been requested, the request processing unit 205 starts the bandwidth release processing shown in FIG. 9 (step 191).
First, referring to the address management table 201, the transmission-side edge router 101 and the reception-side edge router 102 corresponding to the addresses of the transmission terminal 111 and the reception terminal 112 specified by the request packet are specified (step 730).
[0053]
Next, the links 14 and 42 constituting the path from the transmission-side edge router 101 to the reception-side edge router 102 are specified with reference to the link management table 202 (step 731).
Then, in the flow management table 203, the value of the number of receiving edge routers used in the links 14 and 42 obtained from the link management table 202 among the links constituting the route of the flow is subtracted by 1 respectively ( Step 732).
[0054]
At this time, as a result of the subtraction, the links 14 and 42 in which the value of the number of receiving edge routers used is zero are determined as the bandwidth release links and are deleted from the flow management table 203 (step 733).
Further, since all the links of the flow have been deleted, the flow (flow identifier) is also deleted (step 734).
In the free capacity management table 204, the used bandwidth of the flow managed by the flow management table 203 is added to the free capacity of the links 14 and 42 determined as the bandwidth release link in step 733 (step 735). Then, a series of bandwidth release processing ends.
[0055]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram showing a network to which the bandwidth management apparatus of the present invention is applied. In this network 300, edge routers 301, 302, and 303 are arranged around the network 300 and connect terminals outside the network, and are arranged inside the network 300 and each edge router 301, 302, and 303 is relay-connected. The relay router 304 and bandwidth management devices 321, 322, and 323 are provided in the edge routers 301, 302, and 303, respectively.
The edge router 301 is connected to a transmission terminal 311 on the data communication transmission side. The edge router 302 is connected to a receiving terminal 312 on the data communication receiving side, and the edge router 303 is also connected to a receiving terminal 313.
[0056]
In the network 100 of FIG. 1 described above, a case where a bandwidth management device common to each edge router is provided has been described, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, band management devices 321, 322, and 323 may be provided in the edge routers 301, 302, and 303, respectively.
The bandwidth management devices 321, 322, and 323 manage the bandwidth of communication in which the edge routers 301, 302, and 303 to which the bandwidth management devices 321, 322, and 303 belong are the transmission side edge routers. Thereby, it is possible to prevent the processing from being concentrated on one band management device.
In the case of multicast, there is one sending edge router, but there are a plurality of receiving edge routers. Therefore, since the sending edge router is more convenient for managing information of each flow, the terminal 311 The bandwidth management device 321 in the transmission-side edge router 301 performs bandwidth management of the flow to be transmitted.
[0057]
The bandwidth management devices 321, 322, and 323 have the same configuration as that shown in FIG. 2 described above, and a detailed description thereof is omitted here.
A network bandwidth is divided and allocated in advance between the bandwidth management devices 321, 322, and 323. Within the allocated bandwidth range, the bandwidth management devices 321, 322, and 323 determine whether or not there is a bandwidth in response to a request from the terminal, and independently secure a bandwidth for the flow. Further, the band management devices 321, 322, and 323 may communicate with each other in accordance with the band usage status to allow the band shares to be accommodated.
[0058]
Next, with reference to FIG. 12, a bandwidth securing operation will be described as the operation of the bandwidth management method according to the second embodiment. FIG. 12 is a sequence diagram illustrating a bandwidth securing operation of the bandwidth management method according to the second embodiment.
When the receiving terminal 312 transmits a request packet to the edge router 302 to secure the bandwidth (step 330), the edge router 302 sends the request packet to the edge router 301 if it has not received the flow (step 331).
When the flow designated by the request packet is received, the edge router 302 transfers the flow to the receiving terminal 312 without sending the request packet to the edge router 301.
The edge router 301 that has received the request packet from the edge router 302 passes the request packet to the bandwidth management device 321 (step 332), and the bandwidth management device 321 performs the bandwidth securing process of FIG. (Step 333).
[0059]
If communication is possible, the bandwidth management device 321 secures the bandwidth and notifies the edge router 301 (step 334). In response to this, the edge router 301 sets a route for transferring the flow to the relay router 304 (step 335), and transmits a packet for instructing the route setting to the relay router 304 (step 336). In response to this, the relay router 304 sets a route (step 337), sends a packet for instructing the route setting to the edge router 302 (step 338), and sets the route for the edge router 302 accordingly (step 339). . As a result, the flow is sent to the receiving terminal 312 (step 340).
[0060]
When the reception terminal 313 requests reception of the same flow as the reception terminal 312, the edge router 303 sends a request packet for requesting bandwidth reservation to the edge router 301 when the flow is not received.
This bandwidth securing request is processed by the bandwidth management device 321, and when the requested bandwidth is secured, the edge router 301 sends a packet instructing route setting to the relay router 304. In response to this, the relay router 304 sets a route and sends the packet to the edge router 303. In response to this, the edge router 303 sets a route, and the flow is sent to the receiving terminal 313.
[0061]
Next, a band release operation will be described as an operation of the band management method according to the present embodiment with reference to FIG. FIG. 13 is a sequence diagram showing a band releasing operation according to the second embodiment.
Here, a description will be given of a band releasing operation when the reception terminal 312 ends the reception of the flow when the reception terminals 312 and 313 receive the flow transmitted from the transmission terminal 311.
[0062]
When the receiving terminal 313 transmits a reception end request packet to the edge router 303 (step 350), the edge router 303 stops transferring the flow to the receiving terminal 313 (steps 351 and 352). If it is confirmed that the receiving terminal of the flow is the last terminal 313 among the accommodated terminals, a request packet is sent to the relay router 304 (step 353).
In response to this, the relay router 304 stops transferring the flow to the edge router 303 (steps 354 and 355), and sends a request packet to the edge router 301 (step 356). In response to this, the edge router 301 passes the information of the request packet to the bandwidth management device 321 (step 357), and the bandwidth management device 321 performs the bandwidth release processing of FIG. 9 described above (step 358).
[0063]
When only the reception terminal 312 receives the flow transmitted from the transmission terminal 311, when the reception terminal 312 transmits a reception completion request packet to the edge router 302, the edge router 302 transmits the flow to the reception terminal 312. Stop the transfer. When it is confirmed that the terminal receiving the flow is the last terminal in the accommodated terminal, the request packet is sent to the relay router 304.
In response to this, the relay router 304 stops forwarding the flow to the edge router 302 and sends a request packet to the edge router 301. In response to this, the edge router 301 stops transferring the flow to the relay router 304 and passes the information of the request packet to the bandwidth management device 321. The bandwidth management device 321 performs the bandwidth release processing of FIG.
[0064]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a block diagram showing a network to which the bandwidth management apparatus of the present invention is applied. In this network 400, edge routers 401, 402, and 403 are arranged around the network 400 and connect terminals outside the network, and are arranged inside the network 400 and each edge router 401, 402, and 403 is relay-connected. Relay router 404, bandwidth management devices 421, 422, 423 in each edge router 401, 402, 403, and bandwidth management connected to each edge router 401, 402, 403 to control these edge routers 401, 402, 403 A device 424 is provided.
[0065]
The edge router 401 is connected to a transmission terminal 411 serving as a data communication transmission side. The edge router 402 is connected to a receiving terminal 412 on the data communication receiving side, and the edge router 403 is also connected to a receiving terminal 413.
In this network 400, each edge router is provided with a bandwidth management device in order to reduce the load on the bandwidth management device per unit, but in order to centralize network bandwidth management, the free capacity management table 204 Only the bandwidth management device 424 performs management.
[0066]
The bandwidth management devices 421, 422, and 423 are the same as those shown in FIGS. 2 and 11 described above, and a detailed description thereof is omitted here.
Similarly to the cases of FIGS. 12 and 13 described above, the bandwidth management processing is performed by the bandwidth management device of the transmission side edge router. However, the presence / absence check of the free bandwidth and the update of the free bandwidth (FIG. 4). Steps 703 to 705) are performed by the bandwidth management device 424 in response to requests from the bandwidth management devices 421, 422, and 423. Also in the case of bandwidth release, the free space update (FIG. 9: step 735) is performed by the bandwidth management device 424 in response to a request from the bandwidth management devices 421, 422, and 423.
[0067]
Note that the processing sharing between the bandwidth management devices 421, 422, and 423 placed in each edge router and the bandwidth management device 424 that manages the entire network is not limited to the separation of the tables 201 to 203 and the free space management table 204. For example, the processing may be arbitrarily shared between the bandwidth management devices 421, 422, and 423 and the bandwidth management device 424 for each table.
[0068]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the bandwidth management apparatus refers to the flow management table and the free space management table in response to a bandwidth securing request regarding a desired flow from the edge router.Then, among the links constituting the path between the sending edge router and the receiving edge router of the flow, the link that needs to secure the bandwidth is specified, and the free capacity management table is stored for the link that needs to secure the bandwidth. Refer to it to determine whether or not the bandwidth capacity required for the relevant flow can be secured. If bandwidth can be secured for all the links that require bandwidth reservation, only the bandwidth capacity required for the relevant flow in the free capacity management table can be obtained. Reduce the free capacity of the link that needs to secure the bandwidth, add the link that needs to secure the bandwidth to the relevant flow management table as the link that constitutes the route of the relevant flow, and refer to the flow management table to see the route of the relevant flow. Add a predetermined number of receiving edge routers for each link that constitutesSince the communication permission is notified to the edge router, it is not necessary to determine whether or not the bandwidth can be secured in each router, and only the route setting needs to be performed. Therefore, it is possible to secure the bandwidth by confirming the presence or absence of the necessary bandwidth in a short time, and it is not necessary to perform processing such as securing the bandwidth individually in each router constituting the flow path as in the conventional art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a network to which a bandwidth management apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a bandwidth management device.
FIG. 3 is a sequence diagram showing a bandwidth securing operation according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a bandwidth securing process in the bandwidth management device.
FIG. 5 is a flowchart showing a link specifying process in the bandwidth management apparatus.
FIG. 6 is a flowchart showing a flow update process in the bandwidth management device.
FIG. 7 is a sequence diagram showing another bandwidth securing operation according to the first embodiment.
FIG. 8 is a sequence diagram showing a band releasing operation according to the first embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing a bandwidth release process in the bandwidth management apparatus.
FIG. 10 is a sequence diagram showing another band releasing operation according to the first embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a network according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sequence diagram showing a bandwidth securing operation according to the second embodiment.
FIG. 13 is a sequence diagram showing a band releasing operation according to the second embodiment.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a network according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a sequence diagram showing a conventional bandwidth securing operation.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101,102,103 ... Edge router, 104 ... Relay router, 105 ... Bandwidth management apparatus, 106 ... Arithmetic processing part, 107 ... Memory | storage part, 108 ... Program, 109 ... Recording medium, 111 ... Transmission terminal, 112, 113, 114 ... receiving terminal, 14, 24, 34, 41, 42, 43 ... link, 201 ... address management table, 202 ... link management table, 203 ... flow management table, 204 ... free capacity management table, 205 ... request processing unit, 301 , 302, 303 ... edge router, 304 ... relay router, 311 ... transmitting terminal, 312, 313 ... receiving terminal, 321, 322, 323 ... bandwidth management device, 401, 402, 403 ... edge router, 404 ... relay router, 411 ... Sending terminal, 412, 413 ... Receiving terminal, 421, 422, 423, 424 ... Band tube Device, 601 ... transmission terminal, 602 ... receiving terminal, 603, 604 ... router.

Claims

Consists of a plurality of edge routers that accommodate the transmitting side terminal or receiving side terminal and a plurality of relay routers that relay-connect between these edge routers via a link, and transfers the flow from the transmitting side terminal to the receiving side terminal used in network, said a bandwidth management apparatus for managing the band used for the transfer of flow for each of the links,
For each flow, a flow capacity management table that manages the bandwidth capacity required for the flow and the link that configures the path of the flow, and manages the number of receiving edge routers that use the link for each link ;
For each of the link, and the free space management table for managing free space available bandwidth in the link,
According to the bandwidth securing request regarding the desired flow from the edge router , referring to the flow management table , among the links constituting the path between the transmitting edge router and the receiving edge router of the flow, Identify links that require bandwidth reservation, refer to the free capacity management table for the links that require bandwidth reservation, determine whether or not to secure the bandwidth capacity required for the flow, and all the links that require bandwidth reservation If it is possible to secure the bandwidth with the free capacity management table, the free capacity of the link that needs to secure the bandwidth is reduced by the bandwidth capacity necessary for the flow in the free capacity management table, and the path of the flow is stored in the flow management table Add a link that needs to secure the bandwidth as a link to be configured, refer to the flow management table, and link each link that configures the path of the flow. The number of signal-side edge router adds a predetermined number, the band management apparatus characterized by comprising a request processing unit for notifying the communication permission to the edge router.

The bandwidth management device according to claim 1, wherein
Before Symbol request processing unit,
Before SL by referring to the flow management table in response to the bandwidth release request for the desired flow from the edge router, the number of receive-side edge router of each link and a predetermined number is subtracted constituting the path of the flow,
The link where the number of receiving edge routers becomes zero by the subtraction is specified as the link whose bandwidth is released by the bandwidth release request,
The bandwidth management apparatus according to claim 1, wherein, in the free space management table, an amount corresponding to the used bandwidth of the flow is added to the free space of the bandwidth release link.

In the bandwidth management apparatus according to claim 1 or 2 ,
The band management apparatus is provided in an edge router, and manages a band of communication to be a transmission side edge router .

It consists of a plurality of edge routers that accommodate the transmitting side terminal or the receiving side terminal and a plurality of relay routers that connect the edge routers via a link, and transfers the flow from the transmitting side terminal to the receiving side terminal used in the network, a bandwidth management method used in the band management apparatus for managing the band used for the transfer of the flow to each of the links,
The flow management table is used to manage the bandwidth capacity required for the flow and the link constituting the route of the flow for each flow, and the number of receiving edge routers using the link for each link A first step;
A second step of the free space available bandwidth in the link managing for each of the link using the free space management table,
According to the bandwidth securing request regarding the desired flow from the edge router , referring to the flow management table, among the links constituting the path between the transmitting edge router and the receiving edge router of the flow, Identify links that require bandwidth reservation, refer to the free capacity management table for the links that require bandwidth reservation, determine whether or not to secure the bandwidth capacity required for the flow, and all the links that require bandwidth reservation If it is possible to secure the bandwidth with the free capacity management table, the free capacity of the link that needs to secure the bandwidth is reduced by the bandwidth capacity necessary for the flow in the free capacity management table, and the path of the flow is stored in the flow management table Add the bandwidth allocation is required link as a link constituting, with reference to the flow management table of each link constituting a route of the flows Shin-side edge router number and adds the predetermined number, the third step and the bandwidth management method characterized by comprising a notifying communication permission to the edge router.

The bandwidth management method according to claim 4 , wherein
Before Symbol third step,
Referring to the flow management table in response to the bandwidth release request for the desired flow from the previous SL edge router, and subtracting a predetermined number of reception-side edge router number of each link constituting a route of the flow,
Identifying a link whose number of receiving edge routers becomes zero by the subtraction as a link whose bandwidth is released by the bandwidth release request;
The bandwidth management method further comprising the step of adding the used bandwidth of the flow to the free space of the bandwidth release link in the free space management table.

In the bandwidth management method according to claim 4 or 5,
The bandwidth management method further comprising the step of managing a bandwidth of communication that is provided in an edge router and serves as a transmission-side edge router .

It consists of a plurality of edge routers accommodating the transmitting side terminal or the receiving side terminal and a plurality of relay routers connected to each other through a link with these edge routers, and transfers the flow from the transmitting side terminal to the receiving side terminal used in the network, a program executed by a computer of a band control apparatus to manage the bandwidth to be used for transfer of the flow to each of the links,
The program which makes the said bandwidth management apparatus perform the bandwidth management method in any one of Claims 4-6 .

It consists of a plurality of edge routers that accommodate transmission side terminals or reception side terminals and a plurality of relay routers connected to each other via links with these edge routers, and transfers the flow from the transmission side terminal to the reception side terminal used in the network, a recording medium storing therein a program executed by a computer of a band management apparatus that manages a band to be used for transfer of the flow to each of the links,
A recording medium on which the program according to claim 7 is recorded.