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Title:
BAND-GUARANTEE COMMUNICATION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/093322
Kind Code:
A1
Abstract:
On the Ethernet, a band-guarantee communication system for securing the band dynamically required for a minute unit such as an application is achieved. The band-guarantee communication system has a communication network in which a plurality of devices for terminating a layer (2) are aligned. The band-guarantee communication system issues a request to secure the band from the end-point at which the band is secured by using the Ethernet OAM frame defined in the layer (2) at the time of securing the band, judges whether or not the band can be secured by a halfway device out of the devices, transfers the band securing request to a device in the downstream direction if the band can be secured, returns the band securing request to the transmission source if it reaches the most distant point, recognizes that the band securing is completed, and permits to start user communication. If the band cannot be secured, the band-guarantee communication system returns the band securing request to the transmission source and does not permit any application of the user communication on the response path.

Inventors:
YOKOTANI TETSUYA (JP)
SATO KOJI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/050982
Publication Date:
July 30, 2009
Filing Date:
January 24, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI ELECTRIC CORP (JP)
YOKOTANI TETSUYA (JP)
SATO KOJI (JP)
International Classes:
H04L12/44; H04L12/28; H04L12/54
Foreign References:
JP2003258830A2003-09-12
JP2006180292A2006-07-06
JP2002232427A2002-08-16
Other References:
See also references of EP 2247037A4
Attorney, Agent or Firm:
SOGA, Michiharu (8th Floor Kokusai Building, 1-1, Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 05, JP)
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Claims:
 レイヤ2を終端する複数装置が並ぶ通信ネットワークを備えた帯域保証通信システムであって、
 帯域確保を行う際に、前記レイヤ2で規定されたイーサネットOAMフレームを用いて、前記帯域確保を行う端点から、前記イーサネットOAMフレームにより帯域確保要求を行い、
 前記複数装置のうちの途中装置で前記帯域確保が可能か否かの判定を行い、
 前記帯域確保が可能と判定された場合には、前記途中装置よりも下流方向の装置に転送し、
 以下、前記帯域確保が可能か否かの判定を繰り返し行い、前記複数装置の最遠点まで到達すれば、前記帯域確保要求を送信元に戻し、
 前記帯域確保要求を送信元に戻した時点で前記帯域確保が完了したことを認識してユーザ通信の開始を許可し、
 一方、前記途中装置で前記帯域確保が不可能と判定された場合には、前記不可能と判定された時点で前記帯域確保要求を送信元に戻し、当該回答経路でのユーザ通信の適用を許可しないことを特徴とする帯域保証通信システム。
 前記帯域確保の可否判定に関連したポリシーを設定し、
 前記帯域確保が不可能と判定された場合には、確保帯域を減らしてでも接続する第1の通信形態と、帯域確保を一切行わないベストエフォート通信として接続する第2の通信形態とを含む多様な通信形態を、前記ポリシーに応じて実現することを特徴とする請求項1に記載の帯域保証通信システム。
 前記ポリシーを前記複数装置の各々の前段リンクと後段リンクとで別々に設定し、前記ポリシーの切替点に対応する装置においては、前記前段リンクおよび前記後段リンクの両方のポリシーの組み合わせテーブルに応じて制御形態を決定することを特徴とする請求項2に記載の帯域保証通信システム。
 前記複数装置の前方リンクにおいて複数の方路が接続されており、
 フラッディングが発生した場合に、前記フラッディングが終了した方路の帯域、または、前記複数フラッディングの開始から一定時間にわたってユーザ通信が行われていない方路の帯域を開放し、
 前記イーサネットOAMフレームにより、開放された前記方路から下流方向に前記帯域確保要求を送信することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の帯域確保通信システム。
 前記帯域確保要求に加えて、累積遅延要求、装置通過遅延要求、累積廃棄率要求、装置通過廃棄率要求、累積揺らぎ要求および装置通過揺らぎ要求の少なくとも1つの項目についての確保可否通知を行うことを可能とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の帯域確保通信システム。
Description:
帯域保証通信システム

 この発明は、L2(レイヤ2)を終端する複数 置が並ぶ通信ネットワークを備えた帯域保 通信システムに関するものである。

 従来のイーサネット(登録商標)において 、帯域保証などのQoS(Quality of Service)制御に する概念は無く、ベストエフォートサービ に限られていた。しかし、近年では、イー ネットの経済性および高速性などに着目し 、キャリアネットワークに適用する傾向が る。この際に必要と考えられている機能の1 つの帯域保証がある。

 しかし、イーサネットの場合、動的な帯 確保のための通信手段は備えられていない で、帯域確保する場合には、固定的な手段 スイッチ間に帯域を設定することになる。 たがって、この場合、帯域を必要とするか かにかかわらず帯域を確保しており、必ず も効率が良いとは言えない。

 また、イーサネットの場合、動的に帯域 保を行う場合には、リンクアグリゲーショ と呼ばれる手法(回線の帯域を増強させるた めに、ネットワーク機器間をつなぐ回線の数 を増やして論理的に1つの太い回線として扱 方法)を用いることが考えられる。つまり、 数のリンクを、リンク-バイ-リンクにより 要な帯域分を束ねて使用する方式が提案さ ている(たとえば、特許文献1参照)。

 一方、イーサネットで動的に情報転送する 能では、OAM(Operation Administration and Maintenanc e)が規定されている(たとえば、非特許文献1 照)。
 しかしながら、OAMにおいては、障害検出、 守情報の転送のプロトコルであることから 帯域確保に関する機能を有していない。

特開2002-232427号公報、第1頁~3頁、第1図 ITU-T、Recommendation、Y.1730

 従来のイーサネットでは、同一のリンク でアプリケーションなどの細かな単位で帯 を動的に確保するための帯域保証通信シス ムが実現されていないという課題があった

 この発明は、上記のような課題を解決す ためになされたものであり、今後ますます 帯域化が進むイーサネット上において、ア リケーションなどの細かな単位に動的に必 な帯域を確保するための帯域保証通信シス ムを得ることを目的とする。

 この発明に係る帯域保証通信システムは レイヤ2を終端する複数装置が並ぶ通信ネッ トワークを備えた帯域保証通信システムであ って、帯域確保を行う際に、レイヤ2で規定 れたイーサネットOAMフレームを用いて、帯 確保を行う端点から、イーサネットOAMフレ ムにより帯域確保要求を行い、複数装置の ちの途中装置で帯域確保が可能か否かの判 を行い、帯域確保が可能と判定された場合 は、途中装置よりも下流方向の装置に転送 、帯域確保が可能か否かの判定を繰り返し い、複数装置の最遠点まで到達すれば、帯 確保要求を送信元に戻し、帯域確保要求を 信元に戻した時点で帯域確保が完了したこ を認識してユーザ通信の開始を許可し、一 、途中装置で帯域確保が不可能と判定され 場合には、不可能と判定された時点で帯域 保要求を送信元に戻し、当該回答経路での ーザ通信の適用を許可しないものである。

 この発明によれば、アプリケーションな の細かな単位に動的に必要な帯域を確保す ことができる。

この発明の実施例1に係る帯域保証通信 システムによる帯域確保方式を示す説明図で ある。(実施例1) この発明の実施例1に係る帯域保証通信 システムによる帯域確保方式を示す説明図で ある。(実施例1) この発明の実施例1に係る帯域保証通信 システムに用いるイーサネットOAMフレームの 構成を概略的に示す説明図である。(実施例1) この発明の実施例2に係る帯域保証通信 システムによるイーサネットOAMフレームの概 略構成を示す説明図である。(実施例2) この発明の実施例3に係る帯域保証通信 システムによる処理の組み合わせを示す説明 図である。(実施例3) この発明の実施例4に係る帯域保証通信 システムによる帯域確保方式を示す説明図で ある。(実施例4)

(実施例1)
 図1および図2はこの発明の実施例1に係る帯 保証通信システムによる帯域確保方式を示 説明図である。
 図1および図2において、ルータを構成するL3 (レイヤ3)装置L3#1、L3#2の各間には、イーサス ッチを構成する3台のL2(レイヤ2)装置L2#1、L2# 2、L2#3が接続されている。

 ユーザ情報1の流れは、L3装置L3#1からL3装 L3#2に対して行われており、L3装置L3#1とL3装 L3#2との間は、図2のように帯域確保が行わ てもよく、また、図1のように帯域確保が行 れなくてもよい。帯域確保(L3レベルでのリ ース確保)が行われる場合には、経路2(破線 印参照)で行われる。

 L2装置L2#1~L2#3の相互間での信号3は、イー ネットOAMの通信経路を介して送信されてお 、L2装置L2#1~L2#3の相互間での帯域は、イー ネットOAMの通信経路を用いて確保される。

 図3はL2装置L2#1~L2#3の相互間での帯域確保に いるイーサネットOAMフレームの構成を概略 に示す説明図である。
 図3において、イーサネットOAMフレーム10は プロトコルタイプ12を含む標準のヘッダ11と 、イーサOAMタイプ13と、情報設定領域14とに り構成されている。情報設定領域14には、た とえば、方向、帯域確保要求、回答、必要帯 域などが設定される。

 以下、図1~図3を参照しながら、この発明の 施例1による動作について説明する。
 最初に、図2を用いて、L3で帯域確保を行う 合について説明する。
 L3装置L3#1とL3装置L3#2との間で帯域が確保さ た後に、L2装置L2#1~L2#3の相互間での帯域確 が行われる。

 L3装置L3#1、L3#2の相互間の帯域確保は、SIP (Session Initiation Protocol)や、RSVP(Resource Reservat ion Protocol)による帯域確保の方式が採用され 。

 L2装置L2#1~L2#3の相互間においては、イー ネットOAMフレーム10(図3参照)を用いて帯域確 保が行われる。イーサネットOAMフレーム10の 報設定領域14には、必要帯域が記入されて り、各L2装置L2#1~L2#3は、必要帯域が確保でき るか否かをフレーム受信時に判定する。

 必要帯域が確保できる場合には、信号3を 下流方向に転送し、一方、必要帯域が確保で きない場合には、上流側に対して「必要帯域 が確保できないこと」を通知する。

 各L2装置L2#1~L2#3は、下り方向から帯域確 可能を知らせるメッセージを受信した場合 自装置よりも下流側のすべてで帯域確保が れたことを認識し、さらに、該当フレーム 上流側に転送する。

 各L2装置L2#1~L2#3は、上記転送処理を繰り返 実行する。
 これにより、端点に位置するL3装置L3#1は、 L2装置L2#1~L2#3での帯域確保の可否を知るこ ができる。
 L3装置L3#1は、すべてのL2装置L2#1~L2#3で帯域 保がされたことを認識した場合には、ユー 通信を開始する。

 しかし、帯域確保ができないことを認識 た場合には、L3装置L3#1とL3装置L3#2との間で 定されているプロトコルを用いて、帯域確 ができないことを通知し、L3装置L3#1、L3#2の 相互間での帯域確保処理を取り止めて、ユー ザに対して帯域確保が不可能であることを通 知する。

 次に、図1を用いて、L3装置L3#1、L3#2の相 間で帯域確保を行わない場合、つまり、L3装 置L3#1、L3#2の相互間と、L2装置L2#1~L2#2の相互 とにおいて、独立して帯域確保が行われる 合について説明する。

 この場合、端点に位置するL3装置L3#1は、ユ ザからの通信要求があれば、その時点で帯 確保のためのイーサネットOAMフレーム10を 出する。
 以下、上記と同様に、L2装置L2#1~L2#3の相互 の帯域確保が行われる。

 以上のように、この発明の実施例1(図1~図 3)によれば、L2(レイヤ2)を終端する複数装置L3 #1、L2#1~L2#3、L3#2が並ぶ通信ネットワークを備 えた帯域保証通信システムであって、帯域確 保を行う際に、L2で規定されたイーサネットO AMフレーム10を用いて、帯域確保を行う端点(L 3#1)から、イーサネットOAMフレーム10により帯 域確保要求を行い、複数装置のうちの途中装 置で帯域確保が可能か否かの判定を行う。

 そして、帯域確保が可能と判定された場 には、途中装置よりも下流方向の装置に転 し、以下、帯域確保が可能か否かの判定を り返し行い、複数装置の最遠点(L3#2)まで到 すれば、帯域確保要求を送信元に戻し、帯 確保要求を送信元に戻した時点で帯域確保 完了したことを認識してユーザ通信の開始 許可する。

 一方、途中装置で帯域確保が不可能と判定 れた場合には、不可能と判定された時点で 域確保要求を送信元に戻し、当該回答経路 のユーザ通信の適用を許可しないようにす 。
 これにより、アプリケーションなどの細か 単位に動的に必要な帯域を確保するための 域保証通信システムを得ることができる。

(実施例2)
 なお、上記実施例1(図3)においては、イーサ ネットOAMフレーム10内に、方向、帯域確保要 、回答、必要帯域を設定する情報設定領域1 4を設けたが、図4のように、イーサネットOAM レーム10A内に、方向、帯域確保要求、回答 必要帯域のみならず、ポリシーおよび確保 域を設定する情報設定領域14Aを設けてもよ 。

 図4はこの発明の実施例2によるイーサネッ OAMフレーム10Aの概略構成を示す説明図であ 、前述(図3参照)と同様のものについては、 述と同一符号を付して、または符号の後に A」を付して詳述を省略する。
 図4において、帯域確保するイーサネットOAM フレーム10A内には、ポリシーが記述される情 報設定領域14Aが設けられている。

 つまり、前述(図3)の実施例1では、必要帯 域のみを記述していたのに対して、実施例2( 4)では、情報設定領域14A内に、帯域が確保 きなかった際のポリシーが記述される。

 ポリシーとしては、下記の3種類P1~P3があげ れる。
 ポリシーP1では、帯域確保できない場合は 否(ユーザ通信を開始しない)。
 ポリシーP2では、帯域確保できない場合は 保できるだけの帯域で通信を行う。
 ポリシーP3では、帯域確保できない場合は ストエフォートサービスとして通信を行う

 以下、各ポリシーP1~P3の際の動作について さらに具体的に説明する。
 まず、ポリシーP1の場合は、帯域確保要求 る際にイーサネットOAMフレーム10A内の情報 定領域14Aの「ポリシー」の項目に「ポリシ P1」であることを記載する。
 中継するL2装置L2#1~L2#3は、帯域が確保でき い場合には、情報設定領域14Aの「回答」の 目に「確保不可能」と記載し、送信側に戻 。これにより、該当通信の通信処理が拒否 れたことになる。

 次に、ポリシーP2の場合は、情報設定領域14 Aの「ポリシー」の項目に「ポリシーP2」であ ることを記載する。この場合、必要帯域が確 保できない場合でも、現在確保できる最大帯 域を確保する。
 また、情報設定領域14Aの「確保帯域」の項 にその帯域を記載して、下流側に転送する 以下、ここで設定された確保帯域の値に基 いて、下流側のL2装置L2#1~L2#3は、帯域確保 図る。

 最後に、ポリシーP3の場合は、情報設定領 14Aの「ポリシー」の項目に「ポリシーP3」で ある旨を記載する。
 L2装置L2#1~L2#3は、帯域が確保できない場合 は、同フレームの情報設定領域14Aの「確保 域」の項目を「0」に設定して下流方向に転 する。これにより、同通信に対しての帯域 確保されないが、通信自体は許可されてお 、ベストエフォートサービスでの提供が可 となる。

 以上のように、この発明の実施例2(図4)によ れば、イーサネットOAMフレーム10Aの情報設定 領域14Aにおいて、帯域確保の可否判定に関連 したポリシーを設定し、帯域確保が不可能と 判定された場合には、確保帯域を減らしてで も可能帯域に接続する第1の通信形態と、帯 確保を一切行わないベストエフォート通信 して接続する第2の通信形態とを含む多様な 信形態を、ポリシーに応じて実現する。
 これにより、さらに、アプリケーションな の細かな単位に動的に必要な帯域を確保す ための帯域保証通信システムを得ることが きる。

(実施例3)
 なお、上記実施例2では、特に言及しなかっ たが、各L2装置およびL3装置は、それらが有 るリンク間ごとに、ポリシーP1~P3の処理を変 更することができる(たとえば、図5参照)。

 図5はこの発明の実施例3による処理の組 合わせを示す説明図である。図5において、L 2装置およびL3装置における処理の組み合わせ は、前方リンク(図5中の縦方向)および後方リ ンク(図5中の横方向)の各状態(OK、または、NG) に応じて、要求帯域確保、可能帯域確保、通 信拒否、ベストエフォート、または、N/A(Not  Application:該当無し)に変更される。

 以上のように、この発明の実施例3によれば 、ポリシーを複数装置の各々の前段リンクと 後段リンクとで別々に設定し、ポリシーの切 替点に対応する装置においては、前段リンク および後段リンクの両方のポリシーの組み合 わせテーブル(図5)に応じて制御形態を決定す る。
 これにより、さらに、アプリケーションな の細かな単位に動的に必要な帯域を確保す ための帯域保証通信システムを得ることが きる。

(実施例4)
 なお、上記実施例1~3では、特に言及しなか たが、図6のように、L2装置においてマルチ イントを構成した場合のフラッディング(flo oding)現象にも対応することができる。
 図6はこの発明の実施例4に係る帯域確保通 システムによる帯域確保方式を示す説明図 あり、L2装置でマルチポイントになる場合の 動作を示している。

 L2装置においては、フラッディングが発 してイーサネットOAMフレームを受信した際 、転送方路が決定せずに、可能性のあるす ての方路に転送する現象が発生することが えられる。以下、図6を参照しながら、フラ ディング現象について説明する。

 図6において、方路20は、帯域をイーサネッ OAMで確保された方路であり、L2装置におい 、2方路に分岐されている。
 実際の通信CRは、破線矢印のように、一方 方路に向けて行われ、他方の方路は、確保 れたにもかかわらず無駄になる帯域30となる 。
 図6においては、L2装置でフラッティングが 生し、2方路に対して帯域が確保された状態 で、実際の通信CRには、片方の方路のみが使 された場合を示している。

 次に、この発明の実施例4による動作につい て説明する。
 図6のように複数方路で帯域を確保した場合 、一定期間のうちにユーザ通信が開始されな い(ユーザ通信のフレームを受信しない)場合 は、その方路の帯域を強制的に他のユーザ 開放する。
 また、MAC(Media Access Control)アドレスなどの 録が行われてフラッディングが完了した場 にも、使用しない方路の帯域の強制開放を う。つまり、該当方路に対して、その時点 イーサネットOAMフレームを用いて帯域確保 求を送信する。

 以上のように、この発明の実施例4によれば 、複数装置の前方リンクにおいて複数の方路 が接続されており、フラッディングが発生し た場合に、フラッディングが終了した方路の 帯域、または、複数フラッディングの開始か ら一定時間にわたってユーザ通信が行われて いない方路の帯域を他のユーザに開放し、イ ーサネットOAMフレームにより、開放された方 路から下流方向に帯域確保要求を送信する。
 これにより、フラッディング発生時におい も、アプリケーションなどの細かな単位に 的に必要な帯域を確保するための帯域保証 信システムを得ることができる。

(実施例5)
 なお、上記実施例1~4では、帯域確保要求に り帯域確保を行うことに注目して説明した 、他の用途にも適用可能である。
 たとえば、図3および図4に定義されたイー ネットOAMフレームにおいて、情報設定領域 以下の値を書き込むことにより、それぞれ 観点での確保を行うことができる。

 すなわち、累積遅延時間、装置単位の遅 時間、累積廃棄率、装置単位の廃棄率、累 揺らぎ時間、装置単位の揺らぎ時間など、I PQoS(IP Quality of Service)としてITU-T、Y.1541で規 されている各項目について確保要求を出す とが可能である。

 以上のように、この発明の実施例5によれ ば、帯域確保要求に加えて、累積遅延要求、 装置通過遅延要求、累積廃棄率要求、装置通 過廃棄率要求、累積揺らぎ要求および装置通 過揺らぎ要求の少なくとも1つの項目につい の確保可否通知を行うことにより、さらに アプリケーションなどの細かな単位に動的 必要な帯域を確保するための帯域保証通信 ステムを得ることができる。




 
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