專利名稱：Ip網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量控制裝置、方法和系統(tǒng)以及路由器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量控制裝置及其方法、以及路由器、服務(wù)質(zhì)量控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)的高速化發(fā)展，在互聯(lián)網(wǎng)中，對(duì)高質(zhì)量地轉(zhuǎn)送聲音和錄像那樣的連續(xù)播放的多媒體信息的要求正在急速地增大。但是，由于現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)所提供的主要的服務(wù)為最佳質(zhì)量保證型，因而對(duì)于具有實(shí)時(shí)性的多媒體信息(實(shí)時(shí)應(yīng)用程序)，并不一定能夠保證高質(zhì)量的轉(zhuǎn)送。
因此，為了提供適應(yīng)在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的種類的服務(wù)，作為提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量、即QoS(Quality-of-Service)的技術(shù)，公知有DiffServ(Differential Services)(如非專利文件1)。所謂Diff Serv，為路由器根據(jù)信息包中的質(zhì)量等級(jí)來進(jìn)行通信量的優(yōu)先控制的技術(shù)，通過識(shí)別寫入IP信息包的報(bào)頭內(nèi)的等級(jí)識(shí)別符，就可以按等級(jí)來進(jìn)行優(yōu)先控制。
在該Diff Serv中，例如，在IPv4報(bào)頭的情況下，利用TOS(Typeof Service)字段的8位，將通信量分到幾個(gè)等級(jí)內(nèi)，以該等級(jí)為單位進(jìn)行QoS控制。另外，在IPv6中，利用Traffic Class字段的8位。
另一方面，關(guān)于路徑的控制，依賴于OSPF(Open Shortest PathFirst)等的路由選擇協(xié)議。OSPF(如參照非專利文件2)被稱為鏈路狀態(tài)路徑協(xié)議，各路由器作成被稱作「鏈路狀態(tài)」的信息要素，采用IP組播，發(fā)送到其它所有的OSPF路由器中。接收到該信息要素的路由器，根據(jù)該鏈路狀態(tài)信息，作成其它的路由器在哪里、是如何連接的LSDB(Link-State Database鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù))，掌握網(wǎng)絡(luò)·拓?fù)洹＿@樣，由于OSPF為鏈路狀態(tài)型的協(xié)議，因而各路由器可以掌握區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并計(jì)算出最短路徑。
另外，作為實(shí)現(xiàn)QoS的路由選擇控制方法，有以按等級(jí)進(jìn)行傳輸為目的的根據(jù)等級(jí)將多個(gè)路徑(稱為多路徑)分開使用的多路線選擇方法。例如，在以前的OSPF(參照非專利文件3)中，在目的地以外，支持參照TOS字段的值的TOS路由選擇，但現(xiàn)在已被刪除。
非專利文件1「RFC2745」“An Architecture for Differentiated Services”，http//www.ietf.org/rfc/rfc2475.txt非專利文件2「RFC2328」“OSPF Versuion2”，http//www.ietf.org/rfc/rfc2328.txt非專利文件3「RFC1583」“OSPF Versuion2”，http//www.ietf.org/rfc/rfc1583.txt如上述那樣，根據(jù)服務(wù)的質(zhì)量要求，作為提供QoS的技術(shù)，有如Diff Serv那樣，通過控制路由器的排隊(duì)、調(diào)度等來實(shí)現(xiàn)QoS的頻帶控制的技術(shù)(以往技術(shù)a)；和根據(jù)等級(jí)將多個(gè)路徑分開使用來實(shí)現(xiàn)按等級(jí)的QoS多路選擇技術(shù)(以往技術(shù)b)。
在這之前，由于以往技術(shù)a的路由器控制的IP報(bào)頭字段的使用方法和以往技術(shù)(b)的多路徑路由選擇的IP報(bào)頭字段的使用方法可認(rèn)為是相互獨(dú)立的方法，因而在組合以往技術(shù)a和以往技術(shù)b來使用的情況下，在IP報(bào)頭字段內(nèi)的參照位位置彼此之間有重疊的部分，形成相互干擾。
在IP報(bào)頭內(nèi)的字段中，當(dāng)相互參照的位受到干擾時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不能自由地變更路由器控制等級(jí)路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)的問題。例如，在將通信量按等級(jí)分開的情況下，路由器控制的等級(jí)和路由選擇用的等級(jí)就不局限于1對(duì)1的對(duì)應(yīng)。即，很可能形成將多個(gè)路由器控制的等級(jí)用1個(gè)路由選擇來轉(zhuǎn)送，反之，即使為相同的路由器的控制等級(jí)，也可以分開為多個(gè)路由選擇等級(jí)來發(fā)送的情況。
另外，在某路由器控制等級(jí)變更轉(zhuǎn)送路徑時(shí)，通過再次計(jì)算等來變更現(xiàn)在所對(duì)應(yīng)的路由選擇等級(jí)自身的路徑，如果存在有用其它的路由選擇等級(jí)可以滿足要求的路徑的話，最好對(duì)該路由選擇等級(jí)只變更對(duì)應(yīng)關(guān)系。
這樣，在IP報(bào)頭字段內(nèi)的路由器控制位和路由選擇的參照位被干擾時(shí)，根據(jù)雙方的相互干擾，等級(jí)之間的對(duì)應(yīng)就被固定起來，就很難進(jìn)行靈活的等級(jí)之間的對(duì)應(yīng)。
圖14是對(duì)同時(shí)運(yùn)用以往技術(shù)a的路由器控制和以往技術(shù)b的多路徑路由選擇時(shí)的上述的問題進(jìn)行說明的圖。在該圖中，構(gòu)成IP網(wǎng)絡(luò)的路由器為R1～R4。
在該圖中，在將Diff Serv和TOS路由選擇進(jìn)行組合的情況下，在Diff Serv方面，從Type of Service字段的前面部分將6位作為DSCP(DiffServ Code Point)來使用(參照?qǐng)D15(a))，在TOS路由選擇方面，將IPv4報(bào)頭的Type of Service字段的第4位到第7位固定起來進(jìn)行使用(參照?qǐng)D15(b))。例如，在IPv4報(bào)頭的Type of Service字段內(nèi)的位為“00111100”的情況下，“001111”的6位表示Diff Serv的等級(jí)，“1110”的4位表示TOS路由選擇的等級(jí)。即，Diff Serv的等級(jí)和TOS路由選擇的等級(jí)的位位置有一部分相互重疊(參照?qǐng)D15的箭形符號(hào))。
返回到圖14，如該圖的①的情況那樣，在默認(rèn)路徑中轉(zhuǎn)送Diff Serv的“001111**(DSCP)”這一等級(jí)的情況下，根據(jù)默認(rèn)的路徑入口來進(jìn)行對(duì)應(yīng)，但在默認(rèn)路徑以外進(jìn)行轉(zhuǎn)送的話，就有必要將TOS路由選擇中的“***1110*”這一路徑另外入口到表內(nèi)。
另外，如該圖的②的情況那樣，即使想用與TOS路由選擇的“***1110*”同樣的路徑轉(zhuǎn)送Diff Serv的“111110**(DSCP)”這一等級(jí)的情況下，也有必要對(duì)TOS路由選擇另外入口“***1100”，要進(jìn)行獨(dú)立地計(jì)算。即，即使在通過相同的路徑的情況下，對(duì)每個(gè)DSCP都要有TOS等級(jí)。
并且，Diff Serv等級(jí)不能改變所對(duì)應(yīng)的TOS路由選擇等級(jí)。例如，如該圖的③的情況那樣，即使在TOS1000的路徑中想通過DSCP0011111的路徑發(fā)送，也只能通過再次計(jì)算TOS1110的路徑來進(jìn)行變更。
這樣，根據(jù)TOS路由選擇和Diff Serv，在其動(dòng)作中，由于相互參照的位受到干擾，因而即使想變更DSCP和某個(gè)路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也只能改變自身的值。即，Diff Serv的等級(jí)和TOS路由選擇的等級(jí)不能自由地變更相互的位。
另外，DSCP要想變更自身的路徑的話，就要調(diào)整所對(duì)應(yīng)的TOS的成本(主要取決與接口的帶寬)，只能通過再次計(jì)算來改變路徑，對(duì)路由器及線路(路徑)增加了過度的負(fù)擔(dān)。
另外，即使在多個(gè)DSCP通過相同的路徑的情況下，如果TOS的部分不同的話，由于在TOS路由選擇中不能參照相同的表，因而對(duì)相同的路徑就必須具有多個(gè)入口。
上述的問題，不僅是在TOS路由選擇的情況下、而且在其它的多路徑路由選擇的情況下也會(huì)同樣發(fā)生，很難將路由器控制和路由選擇組合起來實(shí)現(xiàn)QoS。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述的問題而產(chǎn)生的，其目的在于提供一種即使將路由器控制裝置的QoS方法和路線控制的QoS方法組合起來，也可以避免干擾，實(shí)現(xiàn)實(shí)用性很高的QoS的IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量控制裝置及其方法、以及服務(wù)質(zhì)量控制系統(tǒng)。
為了解決上述問題，本發(fā)明如發(fā)明之1提供一種對(duì)IP信息包按每個(gè)質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類，按被分類的每個(gè)質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行質(zhì)量保證的IP網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)質(zhì)量控制裝置，其特征在于，具有IP報(bào)頭設(shè)定單元，用于在所述IP信息包的IP報(bào)頭的字段內(nèi)，將構(gòu)成所述IP網(wǎng)絡(luò)的用于路由器的控制的位與該路由器的用于路由選擇的位設(shè)定為互不干擾；和通知單元，用于將由所述設(shè)定裝置設(shè)定的信息通知給所述路由器。
另外，本發(fā)明之2的特征是，在所述服務(wù)質(zhì)量控制裝置中，所述IP報(bào)頭設(shè)定單元具有設(shè)定控制單元，用于在所述IP報(bào)頭的字段內(nèi)設(shè)置用于控制所述路由器的位區(qū)域和用于路由選擇的位區(qū)域，并進(jìn)行變更各個(gè)區(qū)域的比例的設(shè)定。
另外，本發(fā)明之3的特征是，在所述服務(wù)質(zhì)量控制裝置中，將控制所述路由器的位串作為路由器控制等級(jí)來表現(xiàn)，將所述路由選擇的位串作為路由選擇等級(jí)來表現(xiàn)，具有根據(jù)IP信息包的種類，保存所述路由器控制等級(jí)和所述路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)單元，所述通知單元將在所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元所保存的所述路由器控制等級(jí)和所述路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系通知給所述路由器。
另外，本發(fā)明之4的特征是，在所述服務(wù)質(zhì)量控制裝置中，具有監(jiān)視構(gòu)成所述IP網(wǎng)絡(luò)的路由器的通信量狀況的通信量監(jiān)視單元；對(duì)應(yīng)關(guān)系更新單元，用于根據(jù)所述監(jiān)視結(jié)果，改變所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元所保存的所述路由器控制等級(jí)與所述路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；所述通知裝置將由所述對(duì)應(yīng)關(guān)系更新單元所改變的對(duì)應(yīng)關(guān)系通知給所述路由器。
根據(jù)上述本發(fā)明，由于在IP報(bào)頭內(nèi)將排隊(duì)及調(diào)度等控制路由器的路由器控制位和路由器的路由選擇的路由選擇位設(shè)定為相互不產(chǎn)生干擾，因而可以同時(shí)混合使用路由器控制的QoS方法和將多個(gè)路徑分開使用的QoS方法，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)用性更高的QoS。


圖1是表示一例應(yīng)用本發(fā)明一實(shí)施方式的服務(wù)質(zhì)量控制方法的IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示圖1所示的服務(wù)質(zhì)量控制裝置的功能方框圖。
圖3是表示圖1所示的路由器的功能方框圖。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的一例IP報(bào)頭字段的定義的圖。
圖5是用于說明路由器的動(dòng)作的圖。
圖6是表示設(shè)定用路由選擇位來表示多路徑的種類的情況的設(shè)定例的圖。
圖7是表示路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。
圖8是表示在路由器控制·路由選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)12所保存、管理的對(duì)應(yīng)表(表)的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖9是表示將服務(wù)質(zhì)量控制裝置的等級(jí)的對(duì)應(yīng)管理和對(duì)應(yīng)表通知給路由器的概念圖。
圖10是說明邊界路由器(Edge1～6)的路由器控制位·路由選擇位的設(shè)定和內(nèi)部路由器R1～R4的轉(zhuǎn)送例的圖。
圖11是說明在依據(jù)通信量的改變，進(jìn)行路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的更新及通知的情況下的動(dòng)作的圖。
圖12是表示在通常通信量時(shí)的路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)例的圖。
圖13是表示在突發(fā)通信量時(shí)的路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)例的圖。
圖14是說明在同時(shí)采用以往技術(shù)a的路由器控制和以往技術(shù)b的多路徑路由選擇時(shí)的上述的問題的圖。
圖15是表示Diff Serv和TOS路由選擇的等級(jí)的位配置圖。
圖中10-服務(wù)質(zhì)量控制裝置，11-控制部，12-路由器控制·路由選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，13-通信量監(jiān)視部，14-通知部，15-位設(shè)定部，21-信息包中繼處理部，22-輸入排隊(duì)，23-輸出排隊(duì)，24-輸入接口(I/F)，25-輸出接口(I/F)，26-位設(shè)定信息取得部，27-表管理部，28-通信量測(cè)定部，29-通知部，100-IP網(wǎng)絡(luò)，R1～R4、Edge1～6、Src1～Src3、Dst-路由器。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
應(yīng)用本發(fā)明一實(shí)施方式的服務(wù)質(zhì)量控制方法的IP(互聯(lián)網(wǎng)·通信量協(xié)議)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
在圖1中，該服務(wù)質(zhì)量控制系統(tǒng)是由由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的服務(wù)質(zhì)量控制裝置10和構(gòu)成IP網(wǎng)絡(luò)100的路由器R1～R3構(gòu)成。在這里，為了便于說明，只定為由3個(gè)路由器R1～R3構(gòu)成IP網(wǎng)絡(luò)100。
上述服務(wù)質(zhì)量控制裝置10的功能塊，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
在該圖中，該服務(wù)質(zhì)量控制裝置10是由控制部11、路由器控制·路由選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)(DB)12、通信量監(jiān)視部13、通知部14和位設(shè)定部15構(gòu)成。
由于上述各路由器(R1～R3)的功能塊基本上為同樣的結(jié)構(gòu)，因而在這里就以路由器R1為例，對(duì)結(jié)構(gòu)的概要進(jìn)行說明。
圖3是表示路由器R1的功能塊的結(jié)構(gòu)圖。
在該圖中，該路由器R1是由信息包中繼處理部21、輸入排隊(duì)22、輸出排隊(duì)23、輸入接口(I/F)24、輸出接口(I/F)25、位設(shè)定信息取得部26、表管理部27、通信量測(cè)定部28、通知部29構(gòu)成。
下面，對(duì)如上述那樣構(gòu)成的服務(wù)質(zhì)量控制裝置10的動(dòng)作概要進(jìn)行說明。
服務(wù)質(zhì)量控制裝置10的位設(shè)定部15，根據(jù)在IP網(wǎng)絡(luò)100中所使用的等級(jí)及路徑數(shù)，作為路由器控制用的位和發(fā)送用的位將IP報(bào)頭內(nèi)的任意的字段設(shè)定為相互不產(chǎn)生干擾。
例如，如圖4所示，將IP報(bào)頭的字段分割為路由器控制用(路由器控制位)和多路徑路由選擇用(路由選擇位)來進(jìn)行設(shè)定。這時(shí)，如果為IPv4的報(bào)頭，則將Type of Service字段的前半部分的4位作為路由器控制位的區(qū)域來分配，將后半部分的4位作為路由選擇位的區(qū)域來分配。另外，如果為IPv6的報(bào)頭話，就將Traffic Class字段的前半部分的4位作為路由器控制位的區(qū)域來分配，將后半部分的4位作為路由選擇位的區(qū)域來分配。
在本實(shí)施例中，將上述的路由器控制位和路由選擇位設(shè)定為IPv4的報(bào)頭的Type of Service字段，來進(jìn)行以下的說明。
在服務(wù)質(zhì)量控制裝置10的位設(shè)定部15設(shè)定的路由器控制位和路由選擇位的設(shè)定信息，在控制部11被變換為所定的格式后，通過通知部14，通知IP網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)的各路由器R1～R3，在各路由器R1～R3中，根據(jù)從服務(wù)質(zhì)量控制裝置10接收的路由器控制位和路由選擇位的設(shè)定信息開始動(dòng)作。
下面，采用圖5對(duì)路由器側(cè)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
圖5是表示構(gòu)成IP網(wǎng)絡(luò)的路由器群的一例的圖。在該圖中，路由器Dst表示IP信息包(通信量)的目的地(發(fā)送目的地地址)，路由器Src(Src1～Src3)表示IP信息包的發(fā)送源(Source)，路由器R1～R4表示內(nèi)部路由器。在這里，首先以路由器R1為例，對(duì)路由器R1的動(dòng)作進(jìn)行說明。
路由器R1的位設(shè)定信息取得部26，通過入口I/F24，從服務(wù)質(zhì)量控制裝置10取得所通知的路由器控制位和路由選擇位的信息，并輸出到表管理部27。表管理部27將路由器控制位作為生成路由器控制表的信息來使用，將路由選擇位作為生成多路徑路由選擇表的信息來使用。
(1) 多路徑路由選擇表的生成多路徑路由選擇表根據(jù)多路徑路由選擇協(xié)議所生成。在一般的路由選擇表中，儲(chǔ)存有多個(gè)記錄了成為發(fā)送目的地地址的網(wǎng)絡(luò)·地址和網(wǎng)絡(luò)接口等的信息(入口)，在多路徑路由選擇表中，儲(chǔ)存有對(duì)多個(gè)路徑的入口。
在表管理部27中，將路由選擇位設(shè)定到多路徑路由選擇表的“路由選擇位”的項(xiàng)目?jī)?nèi)。具體來講，設(shè)定對(duì)應(yīng)至路由器Dst的多個(gè)路徑的路由選擇位(數(shù)列)(參照以下所述及圖5的(b))。
目的地 路由選擇位 下一個(gè)路由器Dst Routing_1 R4Routing_2 R2在Diff Serv的路由器中，通過將IP報(bào)頭的TOS字段值進(jìn)行再次定義，就可以實(shí)現(xiàn)TOS路由選擇。因此，在采用TOS路由選擇、對(duì)目的地求得多個(gè)路徑的情況下，在上述多路徑路由選擇表中作成每個(gè)TOS的入口(參照?qǐng)D6的(a))。但是，如果就這樣將TOS值作為路由選擇等級(jí)，則有和路由器控制等級(jí)產(chǎn)生干擾的可能性。因此，在本實(shí)施例中，如圖6(b)所示，重新將路由選擇位對(duì)應(yīng)每個(gè)TOS所求得的路由選擇表。
TOS 路由選擇位TOS1→ Routing_1TOS2→ Routing_2另外，路由選擇協(xié)議自身作為多個(gè)路徑的識(shí)別符在采用和路由選擇位相同的字段的情況下，服務(wù)質(zhì)量控制裝置就不對(duì)應(yīng)路由選擇位，也有依照原樣利用路由選擇協(xié)議的位的情況。
(2)路由器控制表的生成表管理部27將從位設(shè)定信息取得部26所接收到的路由器控制位設(shè)定到路由器控制表的“路由器控制位”的項(xiàng)目?jī)?nèi)(參照以下所述及圖5的(a))。
路由器控制位排隊(duì)Class_a Q1(優(yōu)先級(jí)高廢除率低)Class_b Q2(優(yōu)先級(jí)高廢除率低)Class_c Q3(優(yōu)先級(jí)低廢除率低)Class_d Q4(優(yōu)先級(jí)低廢除率高)在路由器控制位的數(shù)列中表示了路由器控制表所管理的路由器控制等級(jí)(Class_a～Class_d)，進(jìn)行基于各等級(jí)(Class)的優(yōu)先級(jí)的排隊(duì)處理。例如，在Class_a的情況下，流入路由器的IP信息包被儲(chǔ)存到輸入排隊(duì)22內(nèi)的高優(yōu)先級(jí)排隊(duì)(Q1)中，在IP信息包滯留的情況下，根據(jù)低廢除率將IP信息包廢除。
如上述那樣，根據(jù)本發(fā)明的服務(wù)質(zhì)量控制裝置10，由于將IP報(bào)頭內(nèi)的字段設(shè)定為路由器控制位和路由選擇位相互不產(chǎn)生干擾，因而如圖7(a)所示，在將路由器控制的多個(gè)等級(jí)(Class_a、Class_b、Class_c、Class_d)用一個(gè)路由選擇等級(jí)(Routing_1)來轉(zhuǎn)送的情況下(在路由器控制等級(jí)和路由選擇用的等級(jí)不是1對(duì)1相對(duì)應(yīng)的情況)下，即使在切換Class_a的路徑時(shí)，也可以只將路由選擇位切換到Routing_2(參照?qǐng)D7(b))。即，不用再次計(jì)算現(xiàn)在所對(duì)應(yīng)的路由選擇等級(jí)即可。
另外，在上述實(shí)施例中，表示了在各路由器(R1～R4、Scr1～3、Dst)中具有將路由器控制等級(jí)·路由選擇等級(jí)變換為路由器控制位·路由選擇位的相同的表的情況，但在上述各路由器中也可以具有不同的表，例如，在路由器R1中，具有將Class_a(路由器控制等級(jí))和Routing_1(路由選擇等級(jí))相對(duì)應(yīng)起來的表，在路由器R2中，具有將Class_a和Routing_2相對(duì)應(yīng)起來的表。這樣，通過使各路由器具有的表不同，可以實(shí)現(xiàn)靈活的路徑控制。
另外，本發(fā)明的服務(wù)質(zhì)量控制裝置10對(duì)應(yīng)通信量的要求，使路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)符合通信量的QoS要求相對(duì)應(yīng)起來，將表示該對(duì)應(yīng)關(guān)系的對(duì)應(yīng)表保存到路由器控制·路由選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)12內(nèi)來進(jìn)行管理。
圖8是表示在路由器控制·路由選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)12中所保存、管理的對(duì)應(yīng)表(表)的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
在該圖中，在上述對(duì)應(yīng)表中包含有通信量的種類、路由器控制等級(jí)、路由選擇等級(jí)。在該例中，將對(duì)應(yīng)各通信量的種類的路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)按以下那樣對(duì)應(yīng)起來進(jìn)行保存。
通信量種類路由器控制等級(jí)路由選擇等級(jí)Traffic_a Class_a Routing_1Traffic_b Class_b Routing_2Traffic_c Class_b Routing_1Traffic_d Class_c Routing_1服務(wù)質(zhì)量控制裝置10將上述對(duì)應(yīng)表通知IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各路由器(參照?qǐng)D9)。在圖9中，邊界路由器(Edge1～6)為被配置在區(qū)域的境內(nèi)的路由器。
下面，對(duì)邊界路由器(Edge1～6)的IP信息包的中繼處理進(jìn)行說明。
圖10是說明邊界路由器(Edge1～6)的路由器控制位·路由選擇位的設(shè)定和內(nèi)部路由器R1～R4的轉(zhuǎn)送例的圖。
在該圖中，當(dāng)IP信息包進(jìn)入到IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)時(shí)，首先，在位于IP網(wǎng)絡(luò)的入口處的邊界路由器(Edge2)接收該IP信息包。邊界路由器(Edge2)根據(jù)服務(wù)質(zhì)量控制裝置10所通知的對(duì)應(yīng)表(參照?qǐng)D8)，將對(duì)應(yīng)所接收的IP信息包的通信量種類的路由器控制位和路由選擇位寫入IP報(bào)頭內(nèi)。在這里，在將邊界路由(Edge2)所接收的IP信息包的通信量種類作為Traffic_a時(shí)，根據(jù)圖8的路由器控制·路由選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，由于對(duì)應(yīng)Traffic_a的路由器控制等級(jí)為“Class_a”，因而在表管理部27中就將對(duì)應(yīng)“Class_a”的路由器控制位寫入IP報(bào)頭內(nèi)。另一方面，根據(jù)圖8的路由器控制·路由選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，由于對(duì)應(yīng)Traffic_a的路由選擇等級(jí)為“Routing_1”，因而將對(duì)應(yīng)Routing_1的路由選擇位寫入IP報(bào)頭內(nèi)。另外，在邊界路由器以外的路由器(內(nèi)部路由器R1～R4)中，原則上不進(jìn)行上述的邊界路由器(Edge1)的IP報(bào)頭的寫入，進(jìn)行依據(jù)事先所保存的路由器控制位·路由選擇位的路由器控制·路由選擇。
如上述那樣，當(dāng)進(jìn)行了在邊界路由器的表寫入操作時(shí)，在邊界路由器(Edge2)所接收的Traffic_a的IP信息包由路由器R1、R4、R3作為中繼被送達(dá)到邊界路由器(Edge5)。并且，當(dāng)從該邊界路由器(Edge5)將IP信息包發(fā)出時(shí)，邊界路由器(Edge5)的表管理部27就將剛才寫入IP報(bào)頭內(nèi)的路由器控制位和路由選擇位恢復(fù)到進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)之前的狀態(tài)。另外，關(guān)于該圖中的Traffic_b，也進(jìn)行和上述的Traffic_a同樣的處理。
另外，本發(fā)明的服務(wù)質(zhì)量控制裝置10，監(jiān)視流入到路由器內(nèi)的通信量狀況，根據(jù)通信量的變動(dòng)來改變路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
圖11是對(duì)依據(jù)通信量變動(dòng)在進(jìn)行路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的更新及通知的情況下的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。
在該圖中，服務(wù)質(zhì)量控制裝置10的通信量監(jiān)視部13從IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各路由器(Edge1～6、R1～R4)定期接收通信量的報(bào)告。在各路由器(Edge1～6、R1～R4)的通信量測(cè)定部28中，觀測(cè)輸入輸出信息包的流入狀況。例如，測(cè)定每個(gè)單位時(shí)間的總通信量及每個(gè)等級(jí)的通信量。另外，在通信量測(cè)定部28所測(cè)定的通信量只要為可以判斷通信量狀況，則沒有其它限定，例如，也可以是路由器的阻塞狀況及利用率等。
如上述那樣，將在通信量測(cè)定部28所測(cè)定的通信量作為通信量報(bào)告，通過通知部28報(bào)告給服務(wù)質(zhì)量控制裝置10。
服務(wù)質(zhì)量控制裝置10的通信量監(jiān)視部13接收路由器所報(bào)告的通信量報(bào)告，并將基于該報(bào)告的監(jiān)視結(jié)果發(fā)送到控制部11。在控制部11中，依據(jù)通過控制部11所發(fā)送來的通信量的變動(dòng)狀況，在所定時(shí)間訪問路由器控制·路由選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)12，更新相應(yīng)的路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)表。這樣，將被更新的對(duì)應(yīng)表通知IP網(wǎng)絡(luò)的各路由器，在各路由器中，將適合通信量的混雜狀況的路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的信息進(jìn)行保存。
在上述實(shí)施例中，表示了根據(jù)路由器所測(cè)定的通信量來更新路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的情況，但在IP網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生突發(fā)信息包的情況下，根據(jù)需要，服務(wù)質(zhì)量控制裝置10也要將路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)進(jìn)行改變。這時(shí)，在只改變路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)還不夠時(shí)，就再次起動(dòng)多路徑路由選擇協(xié)議(例如TOS路由選擇)，進(jìn)行路徑的再設(shè)定，進(jìn)行路由選擇位的設(shè)定、對(duì)路由器的通知、及進(jìn)行適應(yīng)QoS的等級(jí)的對(duì)應(yīng)。
將在服務(wù)質(zhì)量控制裝置10中被更新的上述對(duì)應(yīng)表通知IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各路由器，但在邊界路由器(Edge1～6)和內(nèi)部路由器(R1～R4)中，處理是不同的。邊界路由器(Edge1～6)在接收新的對(duì)應(yīng)表時(shí)，根據(jù)該對(duì)應(yīng)表所示的新的對(duì)應(yīng)關(guān)系，始終進(jìn)行路由器控制·路由選擇，但內(nèi)部路由器(R1～R4)只在路由器控制等級(jí)·路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)改變等必要時(shí)才操作路由器控制位·路由選擇位。通常，根據(jù)事先所設(shè)定的路由器控制位·路由選擇位來進(jìn)行路由器控制·路由選擇，實(shí)施IP信息包的中繼處理。
下面，一邊參照?qǐng)D12一邊對(duì)通常通信量時(shí)的路由器控制等級(jí)·路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)進(jìn)行說明。
在該例的IP網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)定通信量Traffic_a、Traffic_b、Traffic_c這3個(gè)，優(yōu)先級(jí)定為Traffic_a＞Traffic_b＞Traffic_c。另外，Traffic_a、Traffic_b有4Mbps的QoS要求，將Traffic_c定為最佳質(zhì)量保證的通信量。
另外，構(gòu)成上述IP網(wǎng)絡(luò)的各路由器，其結(jié)構(gòu)如以下。
發(fā)送源路由器Src1～Src3內(nèi)部路由器R1～R4發(fā)送目的地路由器Dst在該圖中，服務(wù)質(zhì)量控制裝置10的位設(shè)定部15在將IP報(bào)頭內(nèi)的Type of Service的前半部的4位設(shè)定為路由器控制位、將后半部的4位設(shè)定為路由選擇位時(shí)，將該設(shè)定的信息通知IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各路由器。作為路由器控制等級(jí)，有Class_a、Class_b、Class_c，各路由器根據(jù)Class_a＞Class_b＞Class_c這一順序來進(jìn)行IP信息包的輸出的優(yōu)先控制。路由選擇等級(jí)具有Routing_a、Routing_b的多個(gè)路徑信息。將路由器控制位和路由選擇位的位串分別分配到路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)中。
在通常通信量時(shí)，分別從Src1將4Mbps的Traffic_b通信量發(fā)送到Dst、從Src3將4Mbps的Traffic_c通信量發(fā)送到Dst。在該狀態(tài)中，將Traffic_b的路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)與Class_b和Routing_a相對(duì)應(yīng)，將Traffic_c的路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)與Class_c和Routing_a相對(duì)應(yīng)。
來自Src1的4Mbps的Traffic_b通信量經(jīng)過R1～R4的路徑到達(dá)Dst。另一方面，來自Src3的4Mbps的Traffic_c通信量經(jīng)過R2→R3→R4的路徑到達(dá)Dst。
接下來，一邊參照?qǐng)D13一邊對(duì)突發(fā)通信量時(shí)的路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)進(jìn)行說明。
在這里，將構(gòu)成IP網(wǎng)絡(luò)的各路由器的結(jié)構(gòu)定為和上述同樣，關(guān)于Class_a～Traffic_c的定義、優(yōu)先級(jí)也定為和上述同樣。
在該圖中，通信量從Src1、Src3流過時(shí)，從Src2突發(fā)地產(chǎn)生了4Mbps的Traffic_a通信量時(shí)，由于Traffic_a與Class_c和Routing a相對(duì)應(yīng)，因而在路由器R1中，Traffic_a和Traffic_b的通信量就匯合到一起，按照Routing_a等級(jí)的路徑，鏈路(R1-R4)的頻帶及容量就不足。因此，優(yōu)先級(jí)低的Class_b(Traffic_b)的信息包就丟失了。
在IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各路由器中，監(jiān)視流入的通信量的狀況，并將該通信量狀況發(fā)送到服務(wù)質(zhì)量控制裝置10。在服務(wù)質(zhì)量控制裝置10中，在根據(jù)從各路由器所接收的通信量狀況、探測(cè)到發(fā)生的路由器R1的Traffic_b的信息包丟失時(shí)，就判斷為有必要變更Traffic_b的路由選擇等級(jí)，便進(jìn)行對(duì)應(yīng)Traffic_b的路由選擇等級(jí)的變更，例如，進(jìn)行將Traffic_b的路由選擇等級(jí)從Routing_a定為Routing b的變更。具體來講，將與路由器控制·路由選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)12所保存的對(duì)應(yīng)表中的Traffic_b(Class_b)相對(duì)應(yīng)的路由選擇等級(jí)變更(更新)為Routing_b。將被這樣所更新的新的對(duì)應(yīng)表通知各路由器。
路由器R1在從服務(wù)質(zhì)量控制裝置10接收上述的新的對(duì)應(yīng)表時(shí)，根據(jù)該對(duì)應(yīng)表來變更路由選擇表的路由選擇位。這樣，與Routing_b相對(duì)應(yīng)的Traffic_b就流入路由器R2側(cè)的迂回路徑內(nèi)，就可以防止路由器R1的Traffic_b通信量的信息包丟失。
在路由器R2中，由Traffic_b和Src3所發(fā)送來的Traffic_c的通信量匯合到一起。鏈路(R2-R3)的頻帶容量不足，但路由器R2參照路由器控制位，進(jìn)行優(yōu)先控制，優(yōu)先級(jí)低的Class_c(Traffic_c)的最佳方式通信量如果沒有優(yōu)先通信量(Traffic_a、Traffic_b)，則使用鏈路(R2-R3)。
在路由器R4中，Traffic_a、Traffic_b、Traffic_c的通信量匯合到一起。這時(shí)，在鏈路(R4-Dst)的頻帶容量不足的情況下，路由器R4參照路由器控制位，進(jìn)行優(yōu)先控制。在優(yōu)先級(jí)低的Class_c(Traffic_c)的最佳方式通信量沒有優(yōu)先通信量(Traffic_a、Traffic_b)時(shí)，就使用鏈路(R4-Dst)發(fā)送到Dst。
根據(jù)以上所述，對(duì)于Class_a＞Class_b＞Class_c的優(yōu)先級(jí)，以Traffic_a通信量的4Mbps、Traffic_b通信量的4Mbps、Traffic_c通信量的1Mbps的比例到達(dá)Dst，滿足優(yōu)先級(jí)和QoS要求。另外，當(dāng)Src1的突發(fā)通信量消失時(shí)，服務(wù)質(zhì)量控制裝置10就如圖12那樣返回到路由器控制等級(jí)和路由選擇等級(jí)的對(duì)應(yīng)，并將其返回后的對(duì)應(yīng)表通知IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各路由器。
如以上所說明的那樣，在本實(shí)施例中，服務(wù)質(zhì)量控制裝置10由于在IP報(bào)頭內(nèi)將排隊(duì)及調(diào)度等路由器控制的路由器控制位和用于路由器的路由選擇的路由選擇位設(shè)定為相互不產(chǎn)生干擾，因而可以同時(shí)混合使用路由器控制的QoS方法和分開使用多個(gè)路徑的QoS方法，從而可以實(shí)現(xiàn)實(shí)用性更高的QoS。
(變形例)本發(fā)明并不定于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種的變形。
(1)在上述實(shí)施方式中，是將IP報(bào)頭內(nèi)的字段(TOS字段或Traffic、Class字段)的前半部的4位定為路由器控制位、將后半部的4位定為路由選擇位來進(jìn)行分配的，但并不限于此種分配方法。例如，也可以按下面的比例來設(shè)定路由器控制位和路由選擇位數(shù)。
路由器控制位數(shù)路由選擇位數(shù)7 16 25 34 43 52 61 7另外，路由器控制位和路由選擇位的設(shè)定，除了IPv4的TOS字段及IPv6的Traffic、Class字段以外，也可以使用IP報(bào)頭內(nèi)的任意的字段來進(jìn)行設(shè)定。
(2)另外，在上述實(shí)施例中，在IP網(wǎng)絡(luò)中一律將IP報(bào)頭內(nèi)的TOS字段定義為路由器控制位和路由選擇位，但本發(fā)明并不限于此。例如，也可以將IPv6報(bào)頭的流標(biāo)記區(qū)域定為路由器控制位和路由選擇位，也可以為改變每個(gè)通信量的路由器控制位、路由選擇位的方式。
在上述實(shí)施例中，服務(wù)質(zhì)量控制裝置10的位設(shè)定部15的功能，對(duì)應(yīng)IP報(bào)頭設(shè)定裝置、設(shè)定控制裝置；通知部14的功能，對(duì)應(yīng)通知裝置。另外，路由器控制·路由選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)12的功能對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)裝置；通信量監(jiān)視部13的功能對(duì)應(yīng)通信量監(jiān)視裝置；控制部11的功能與對(duì)應(yīng)關(guān)系更新裝置對(duì)應(yīng)。
還有，路由器的信息包中繼處理部21的功能對(duì)應(yīng)控制中繼裝置；位設(shè)定信息取得部的功能和表管理部27的功能對(duì)應(yīng)設(shè)定裝置；通信量測(cè)定部28的功能對(duì)應(yīng)通信量測(cè)定裝置；通知部29的功能對(duì)應(yīng)通信量狀況報(bào)告裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于在IP內(nèi)將排隊(duì)及調(diào)度等路由器控制的路由器控制位、和路由器的發(fā)送的路由選擇位設(shè)定為相互不產(chǎn)生干擾，因而可以同時(shí)混合使用路由器控制的QoS方法和分開使用多個(gè)路徑的QoS方法，從而可以實(shí)現(xiàn)實(shí)用性更高的QoS。
權(quán)利要求
1.一種在具有一個(gè)或更多個(gè)路由器的IP網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)質(zhì)量控制裝置，其包括存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元被構(gòu)造用來在IP信息包的IP報(bào)頭中的字段內(nèi)分配第一位區(qū)域和第二位區(qū)域，并將用于控制所述路由器的第一多個(gè)位存儲(chǔ)到所述第一位區(qū)域中，并將用于在所述路由器進(jìn)行路由選擇的第二多個(gè)位存儲(chǔ)到所述第二位區(qū)域中；以及通知單元，該通知單元被構(gòu)造用來將由所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的所述第一多個(gè)位和所述第二多個(gè)位通知給所述路由器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的服務(wù)質(zhì)量控制裝置，其中所述存儲(chǔ)單元還包括存儲(chǔ)控制單元，該存儲(chǔ)控制單元被構(gòu)造用來改變所述第一位區(qū)域與所述第二位區(qū)域的比率，以將所述第一多個(gè)位存儲(chǔ)到所述第一位區(qū)域中并將所述第二多個(gè)位存儲(chǔ)到所述第二位區(qū)域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的服務(wù)質(zhì)量控制裝置，還包括數(shù)據(jù)庫(kù)單元，其中所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元將第一位列表示為用于控制所述路由器的路由器控制等級(jí)，并將第二位列表示為用于在所述路由器進(jìn)行路由選擇的路由選擇等級(jí)；并且根據(jù)IP信息包的類型存儲(chǔ)所述路由器控制等級(jí)和所述路由選擇等級(jí)之間的關(guān)系，并且其中所述通知單元將存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中的所述路由器控制等級(jí)和所述路由選擇等級(jí)之間的關(guān)系通知給所述路由器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的服務(wù)質(zhì)量控制裝置，還包括通信量監(jiān)視單元，該通信量監(jiān)視單元被構(gòu)造用來監(jiān)視所述路由器的通信量狀態(tài)；以及對(duì)應(yīng)關(guān)系更新單元，該對(duì)應(yīng)關(guān)系更新單元被構(gòu)造用來基于所述監(jiān)視的通信量狀態(tài)改變存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中的所述路由器控制等級(jí)和所述路由選擇等級(jí)之間的關(guān)系，其中，所述通知單元將由所述對(duì)應(yīng)關(guān)系更新單元改變的所述關(guān)系通知給所述路由器。
5.一種在具有一個(gè)或更多個(gè)路由器的IP網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)質(zhì)量控制方法，包括以下步驟在IP信息包的IP報(bào)頭中的字段內(nèi)分配第一位區(qū)域和第二位區(qū)域；將用于控制所述路由器的第一多個(gè)位存儲(chǔ)到所述第一位區(qū)域中，并且將用于在所述路由器進(jìn)行路由選擇的第二多個(gè)位存儲(chǔ)到所述第二位區(qū)域中；將所述第一多個(gè)位和所述第二多個(gè)位通知給所述路由器；以及根據(jù)所述通知使所述路由器基于所存儲(chǔ)的所述通知的第一多個(gè)位和所述通知的第二多個(gè)位開始控制并進(jìn)行路由選擇。
6.一種在IP網(wǎng)絡(luò)中的路由器，包括控制中繼單元，該控制中繼單元被構(gòu)造用來根據(jù)用于控制所述路由器的第一多個(gè)位和用于在所述路由器進(jìn)行路由選擇的第二多個(gè)位控制所述路由器并進(jìn)行路由選擇，其中所述第一多個(gè)位被存儲(chǔ)于在IP信息包中的IP報(bào)頭字段內(nèi)分配的第一區(qū)域中，所述第二多個(gè)位被存儲(chǔ)于在IP信息包中的IP報(bào)頭字段內(nèi)分配的第二區(qū)域中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的路由器，該路由器設(shè)置在所述IP網(wǎng)絡(luò)的邊界處，還包括設(shè)定單元，該設(shè)定單元被構(gòu)造用來基于所述IP信息包的類型，將路由器控制等級(jí)設(shè)定為所述第一多個(gè)位并將路由選擇等級(jí)設(shè)定為所述第二多個(gè)位。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的路由器，還包括通信量測(cè)量單元，該通信量測(cè)量單元被構(gòu)造用來測(cè)量流入所述路由器的通信量；以及通信狀態(tài)通知單元，該通信狀態(tài)通知單元被構(gòu)造用來將所述測(cè)量的量作為通信量通知來通知給與所述IP網(wǎng)絡(luò)相連的服務(wù)質(zhì)量控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量控制裝置、方法和系統(tǒng)以及路由器。在服務(wù)質(zhì)量控制裝置中，將IP信息包按每個(gè)質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類，對(duì)每個(gè)所分類的質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行質(zhì)量保證，其特征在于，具有在所述IP信息包的IP報(bào)頭的字段內(nèi)，將構(gòu)成所述IP網(wǎng)絡(luò)的路由器的控制的位和該路由器的發(fā)送的位設(shè)定為不產(chǎn)生干擾的IP報(bào)頭設(shè)定裝置；和將所述設(shè)定裝置所設(shè)定的信息通知路由器的通知裝置。由此，即使將路由器控制的QoS方法和路徑控制的QoS方法組合，也可以避免干擾，從而可以實(shí)現(xiàn)實(shí)用性更高的QoS。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1533104SQ20041000887
公開日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2004年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月24日
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