JP2004056328A

JP2004056328A - Router, router dynamic quality control method, program, and recording medium

Info

Publication number: JP2004056328A
Application number: JP2002209048A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Nabeshima; 鍋島　正義; Kazuhisa Yamada; 山田　一久
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】ユーザに使用可能帯域を通知する際に、キュー長を考慮に入れた制御を行うことにより、輻輳が発生したことを従来の方式よりも短時間で通知することが可能なルータの動的品質制御方法を提供する。
【解決手段】マルチサービスＩＰ網に使用されるルータの動的品質制御方法であって、定期的に優先クラスｉ（ｉは２以上の正数）で使用可能な帯域を計算し、ユーザが現在の網の状態を把握するために送出した制御用パケットを受信した時に、各優先クラスｉのバッファのキュー長を測定し、当該測定した優先クラスｉのバッファのキュー長がしきい値以下ならば、優先クラスｉの使用可能帯域として、予め計算している優先クラスｉの使用可能帯域をユーザに通知し、当該測定した優先クラスｉのバッファのキュー長がしきい値よりも大きいならば、優先クラスｉの使用可能帯域として、０をユーザに通知する。
【選択図】　　　　図１An operation of a router capable of notifying the occurrence of congestion in a shorter time than a conventional method by performing control in consideration of a queue length when notifying an available bandwidth to a user. Provide a quality control method.
Kind Code: A1 A dynamic quality control method for a router used in a multi-service IP network, comprising: calculating a bandwidth that can be used in a priority class i (i is a positive number of 2 or more) periodically; When the control packet transmitted to grasp the state of the network is received, the queue length of the buffer of each priority class i is measured, and if the measured queue length of the buffer of the priority class i is equal to or less than the threshold value, The user is notified of the available bandwidth of the priority class i calculated in advance as the available bandwidth of the priority class i, and if the measured queue length of the buffer of the priority class i is larger than the threshold value, The user is notified of 0 as the usable band of class i.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ルータ、ルータの動的品質制御方法、プログラム、および記録媒体に係わり、特に、マルチサービスＩＰ網において、ユーザが現在の網の状態を把握するのをサポートする為に、網が優先クラス毎の使用可能帯域をユーザに通知することにより、動的に通信品質を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在のＩＰ網は、ベストエフォートサービスのみを提供しているが、ＩＰ網が電話網と並ぶインフラストラクチャとして機能する為には、様々な通信品質をサポートする必要がある。
複数の通信品質を柔軟に提供する網アーキテクチャとして、Ｄｉｆｆｓｅｒｖが提案されている（ＩＥＴＦ　ＲＦＣ２４７５，Ａｎ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｆｏｒ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ）。
そこでは、複数の優先クラスを提供できるＡＦ（Ａｓｓｕｒｅｄ　Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）が定義されており（ＩＥＴＦ　ＲＦＣ２５９７，Ａｓｓｕｒｅｄ　Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ　ＰＨＢ　Ｇｒｏｕｐ）、ルータは高優先のパケットから優先的にサービスを行うことにより、複数の優先クラスを実現している。
このような複数の通信品質を提供可能なＩＰ網は、マルチサービスＩＰ網と呼ばれている。
【０００３】
マルチサービスＩＰ網を有効に利用する為には、ユーザは自身の要求品質を満足する最適なサービス優先クラスを網の状態に応じて動的に選択し、通信をする必要がある。
そのような方式として、優先クラス毎の使用可能帯域をユーザに通知する動的品質制御方式が提案されている（山田他、“マルチサービスＩＰ網における動的品質制御方式の検討”、信学技報　ＴＭ２００１−４８，Ｎｏｖ．２００１）。
前述した動的品質制御方式では、網内のルータは各出カインタフェースにおいて、優先クラス毎の使用可能帯域を定期的に計算している。
つまりリンク帯域をＣ、全優先クラス数をＮ、優先クラスｉの使用帯域をＵ_ｉとすると、優先クラスｉの使用可能帯域Ａ_ｉを、下記（１）式で計算している。
【０００４】
【数１】

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（１）
ここで、優先クラス（ｉ＋１）は、優先クラスｉよりも高優先であると仮定している。
そして、ユーザ端末は、現在の網の状態を把握するため、周期的に制御用パケットを送信する。
ユーザが送出した制御用パケットがルータに到着すると、ルータは計算している優先クラスｉ毎の使用可能帯域Ａ_ｉをユーザに通知する。
【０００５】
ユーザは各ルータから通知された情報を受信すると、図８に示するフローチャートにしたがって、使用するサービス優先クラスを決定する。
先ず、現在使用している優先クラスの使用可能帯域が０より大きいかを調べ（ステップ２０１）、ステップ２０１において、現在使用している優先クラスの使用可能帯域が０より大きいならば、現在使用している優先クラスより低い優先クラスの中で、使用可能帯域が０より大きいものが存在するかを調べる（ステップ２０２）。
もし、ステップ２０２において、現在使用している優先クラスより低い優先クラスの中で、使用可能帯域が０より大きいものが存在するならば、これ以降、その中で最も低い優先度の優先クラスで通信を続ける（ステップ２０３）。
ステップ２０２において、現在使用している優先クラスより低い優先クラスの中で、使用可能帯域が０より大きいものが存在しないならば、現在の優先クラスで通信を続ける（ステップ２０４）。
【０００６】
ステップ２０１において、現在使用している優先クラスの使用可能帯域が０以下ならば、現在使用している優先クラスより高い優先クラスの中で、使用可能帯域がユーザの要求するレート以上のものが存在するかを調べる（ステップ２０５）。
もし、ステップ２０５において、現在使用している優先クラスより高い優先クラスの中で、使用可能帯域がユーザの要求するレート以上のものが存在するならば、これ以降、これ以降、その中で最も低い優先度の優先クラスで通信を続ける（ステップ２０６）。
ステップ２０５において、現在使用している優先クラスより高い優先クラスの中で、使用可能帯域がユーザの要求するレート以上のものが存在しないならば、現在の優先クラスで通信を続ける（ステップ２０７）。
このような方式を用いることによって、ユーザは網の状態に適した優先度の優先クラスを用いることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した方式では、ルータが使用可能帯域を計算する間隔が大きくなると、ユーザが輻輳を検出するまでの時間が大きくなるという問題がある。
例えば、図９に示すように、リンク帯域が１０Ｍｂｐｓで、３つの優先クラスを持つルータ１０を考える。
ここで、ルータは５秒間隔で使用可能帯域を計算しており、ユーザＡの要求品質は５Ｍｂｐｓであり、時刻０からサービス優先クラス１を使用して５Ｍｂｐｓで通信を行っていると仮定する。
時刻５秒で、各優先クラスの使用可能帯域を計算する時、０秒から５秒までの各優先クラスの使用帯域は、優先クラス３の使用帯域が０Ｍｂｐｓ、優先クラス２の使用帯域が０Ｍｂｐｓ、優先クラス１の使用帯域が５Ｍｂｐｓである為、前述の（１）式より、各優先クラスの使用帯域は、下記（２）式のようになる。
【数２】
優先クラス３の使用可能帯域＝１０−０＝１０Ｍｂｐｓ
優先クラス２の使用可能帯域＝１０−（０＋０）＝１０Ｍｂｐｓ
優先クラス１の使用可能帯域＝１０−（０＋０＋５）＝５Ｍｂｐｓ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（２）
図８に示すフローチャートより、ユーザＡは現在使用している優先クラス（優先クラス１）の使用可能帯域が０より大きいので、現在の優先クラスで通信を続ける。
【０００８】
ここで、時刻８秒で要求品質１０Ｍｂｐｓを持つユーザＢがサービス優先クラス２を使用して、１０Ｍｂｐｓで通信を開始したとする。
すると時刻１０秒で各優先クラスの使用可能帯域を計算する時、５秒から１０秒までの各優先クラスの使用帯域は、優先クラス３の使用帯域が０Ｍｂｐｓ、優先クラス２の使用帯域が４Ｍｂｐｓ（＝１０Ｍｂｐｓ×（１０−８）／５）、優先クラス１の使用帯域５Ｍｂｐｓである為、前述の（１）式より、各優先クラスの使用帯域は、下記（３）式のようになる。
【数３】
優先クラス３の使用可能帯域＝１０−０＝１０Ｍｂｐｓ
優先クラス２の使用可能帯域＝１０−（０＋４）＝６Ｍｂｐｓ
優先クラス１の使用可能帯域＝１０−（０＋４＋５）＝１Ｍｂｐｓ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（３）
図８に示すフローチャートより、ユーザＡは現在使用している優先クラス（優先クラス１）の使用可能帯域が０より大きいので、現在の優先クラスで通信を続ける。
【０００９】
時刻１５秒で各優先クラスの使用可能帯域を計算する時、１０秒から１５秒までの各優先クラスの使用帯域は、優先クラス３の使用帯域が０Ｍｂｐｓ、優先クラス２の使用帯域が１０Ｍｂｐｓ、優先クラス１の使用帯域が５Ｍｂｐｓである為、前述の（１）式より、各優先クラスの使用帯域は、下記（４）式のようになる。
【数４】
優先クラス３の使用可能帯域＝１０−０＝１０Ｍｂｐｓ
優先クラス２の使用可能帯域＝１０−（０＋１０）＝０Ｍｂｐｓ
優先クラス１の使用可能帯域＝１０−（０＋１０＋５）＝−５Ｍｂｐｓ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（４）
図８に示すフローチャートより、ユーザＡは現在使用している優先クラス（優先クラス１）の使用可能帯域が０より小さいので、現在の優先クラスより高い優先クラスで通信を続けようとする。
このように、時刻８秒に発生したトラヒックの影響で、優先クラス１の使用可能帯域が０以下になる為に、ユーザＡが優先度を上げるのは時刻１５秒以降、つまり最短でも７秒の時間がかかり、その間、ユーザＡは多くのパケットが廃棄されるという問題がおこる。
このような問題が起こるのは、使用帯域のみから決定した使用可能帯域をユーザに通知している為である。
【００１０】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ユーザに使用可能帯域を通知、あるいは、使用可能帯域を計算する際に、キュー長を考慮に入れた制御を行うことにより、輻輳が発生したことを従来の方式よりも短時間で通知することができ、それにより、パケットの廃棄を低減させることが可能となるルータ、および、ルータの動的品質制御方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前述のルータの動的品質制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前述のプログラムが記録された記録媒体を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
即ち、本発明は、複数の通信品質を提供可能なマルチサービスＩＰ網に使用されるルータであって、各優先クラスｉ（ｉは２以上の正数）毎に設けられるバッファと、各優先クラスｉのバッファのキュー長を測定するキュー長測定部と、各優先クラスｉの使用帯域に基づき、各優先クラスｉの使用可能帯域を定期的に計算する使用可能帯域計算部と、到着したパケットの優先クラスの情報を読み取り、その優先クラスのバッファに前記到着したパケットを格納するとともに、ユーザが現在の網の状態を把握するために送出した制御用パケットを受信した時に、前記キュー長測定部から制御用パケットを受信した時点における各優先クラスｉのバッファのキュー長を受け取り、優先クラスｉのバッファのキュー長がしきい値以下ならば、優先クラスｉの使用可能帯域として、前記使用可能帯域計算部から受け取った前記計算された使用可能帯域をユーザに通知し、優先クラスｉのバッファのキュー長がしきい値よりも大きいならば、優先クラスｉの使用可能帯域として０をユーザに通知するパケット識別部とを備える。
【００１２】
また、本発明は、複数の通信品質を提供可能なマルチサービスＩＰ網に使用されるルータであって、各優先クラスｉ（ｉは２以上の正数）毎に設けられるバッファと、各優先クラスｉのバッファのキュー長を測定するキュー長測定部と、定期的に、前記キュー長測定部から各優先クラスｉのバッファのキュー長を受け取り、優先クラスｉのバッファのキュー長がしきい値以下ならば、優先クラスｉの使用可能帯域として、優先クラスｉの使用帯域に基づいて計算した使用可能帯域を設定し、優先クラスｉのバッファのキュー長がしきい値よりも大きいならば、優先クラスｉの使用可能帯域として０を設定することにより、定期的に優先クラスｉの使用可能帯域を計算する使用可能帯域計算部と、到着したパケットの優先クラスの情報を読み取り、その優先クラスのバッファに前記到着したパケットを格納するとともに、ユーザが現在の網の状態を把握するために送出した制御用パケットを受信した時に、優先クラスｉの使用可能帯域として、前記使用可能帯域計算部から受け取った前記設定された使用可能帯域をユーザに通知するパケット識別部とを備える。
【００１３】
また、本発明の好ましい実施の形態では、前記使用可能帯域計算部に対して、定期的に各優先クラスｉの使用可能帯域を計算させる使用帯域計算命令を送出するタイマーと、前記使用可能帯域計算部からの要求を受け取り、前回の要求から今回の要求までの間に、送出したパケットのパケットサイズを各優先クラス毎に測定する使用帯域測定部とを備え、前記使用可能帯域計算部は、前記タイマーからの前記使用帯域計算命令を受け取ると、前記使用帯域測定部に対して、各優先クラス毎に測定したパケットサイズを送信する要求を発行し、当該要求に応じて前記使用帯域測定部から送信される各優先クラス毎に測定したパケットサイズを受け取り、各優先クラスｉの使用可能帯域を計算する。
【００１４】
また、本発明は、複数の通信品質を提供可能なマルチサービスＩＰ網に使用されるルータの動的品質制御方法であって、定期的に優先クラスｉ（ｉは２以上の正数）の使用可能帯域を計算し、ユーザが現在の網の状態を把握するために送出した制御用パケットを受信した時に、各優先クラスｉのバッファのキュー長を測定し、当該測定した優先クラスｉのバッファのキュー長がしきい値以下ならば、優先クラスｉの使用可能帯域として、予め計算している使用可能帯域をユーザに通知し、当該測定した優先クラスｉのバッファのキュー長がしきい値よりも大きいならば、優先クラスｉの使用可能帯域として０をユーザに通知する。
【００１５】
また、本発明は、複数の通信品質を提供可能なマルチサービスＩＰ網に使用されるルータの動的品質制御方法であって、定期的に各優先クラスｉ（ｉは２以上の正数）のバッファのキュー長を測定し、当該測定した優先クラスｉのバッファのキュー長がしきい値以下ならば、優先クラスｉの使用可能帯域として、優先クラスｉの使用帯域から計算された使用可能帯域を設定し、当該測定した優先クラスｉのバッファのキュー長がしきい値よりも大きいならば、優先クラスｉの使用可能帯域として０を設定することにより、優先クラスｉの使用可能帯域を定期的に計算し、ユーザが現在の網の状態を把握するために送出した制御用パケットを受信した時に、優先クラスｉの使用可能帯域として、前記設定した使用可能帯域をユーザに通知する。
【００１６】
また、本発明は、前述のルータの動的品質制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
また、本発明は、前述のプログラムが記録された記録媒体である。
本発明によれば、ルータが使用可能帯域をユーザに通知する時、あるいは、ルータが使用可能帯域を計算する時、各優先クラスｉのバッファのキュー長があるしきい値より大きいならば、その優先クラスの使用可能帯域を０と通知することにより、輻輳をすばやくユーザに通知することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１のルータ１０の概略構成を示すブロック図である。
パケット識別部２（１３）は、バッファ１２から出力されたパケットのヘッダに書かれている優先クラスの情報とパケットサイズの情報を読み取り、その結果を使用帯域測定部１７に送る。
使用帯域測定部１７は、優先クラス毎に用意された変数ｓｉｚｅ［ｉ］を記憶しており、パケット識別部２（１３）から情報を受け取ると、変数ｓｉｚｅ［ｉ］を更新する。
例えば、パケット識別部２（１３）から、優先クラス３、パケットサイズ１０００ｂｉｔｓの情報を受け取ると、変数ｓｉｚｅ［３］に１０００を加算する。
タイマー１４は、使用可能帯域を計算する時刻に、使用可能帯域計算部１５に対して、使用可能帯域を計算する使用帯域計算命令と、現在の時刻を送る。
【００１８】
使用可能帯域計算部１５は、前回タイマー１４から通知された時刻ｐｒｅｖＴｉｍｅを記憶しており、タイマー１４から使用帯域計算命令を受け取ると、使用帯域測定部１７に変数ｓｉｚｅ［ｉ］を送るように通知する。
使用帯域測定部１７は、その情報を受け取ると、変数ｓｉｚｅ［ｉ］を使用可能帯域計算部１５に通知し、保持している変数ｓｉｚｅ［ｉ］の値を０にする。
使用可能帯域計算部１５は、ｓｉｚｅ［ｉ］の情報を受け取ると、優先クラスｉの使用帯域Ｕ_ｉを、下記（５）式により計算する。
【数５】
Ｕ_ｉ＝ｓｉｚｅ［ｉ］／（ｎｏｗ−ｐｒｅｖＴｉｍｅ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（５）
ここで、ｎｏｗは、タイマー１４から通知された現在の時刻である。
また、使用可能帯域計算部１５は、ｐｒｅｖＴｉｍｅの値をｎｏｗに更新し、そして、前述した（１）式により、優先クラスｉの使用可能帯域Ａ_ｉを計算する。
【００１９】
パケット識別部１（１１）は、ルータ１０に到着したパケットのヘッダに書かれている優先クラスの情報を読み取り、その優先クラスのバッファ１２にパケットを格納する。
また、到着したパケットがユーザの送出した制御用パケットならば、使用可能帯域計算部１５に、優先クラスｉの使用可能帯域Ａ_ｉを、キュー長測定部１６に現在の優先クラスｉのバッファ１２のキュー長（ｑＬｅｎ［ｉ］）を通知するように要求を出す。
そして、それらの情報を受け取ったならば、図２に示すフローチャートに従って、ユーザに通知する使用可能帯域を決定し、その情報をユーザに通知する。
即ち、パケット識別部１（１１）は、キュー長測定部１６から通知された優先クラスｉのバッファ１２のキュー長（ｑＬｅｎ［ｉ］）が、ある閾値（ＴＨ）以下かを判断する（ステップ１０１）。
ステップ１０１において、キュー長測定部１６から通知された優先クラスｉのバッファのキュー長（ｑＬｅｎ［ｉ］）がある閾値（ＴＨ）以下ならば、優先クラスｉの使用可能帯域として、０をユーザに通知し（ステップ１０２）、また、ステップ１０１において、キュー長測定部１６から通知された優先クラスｉのバッファのキュー長（ｑＬｅｎ［ｉ］）がある閾値（ＴＨ）より大きいならば、優先クラスｉの使用可能帯域として、使用可能帯域計算部１５において予め計算されている使用可能帯域Ａ_ｉをユーザに通知する（ステップ１０３）。
ユーザは図８のフローチャートに従って、サービス優先クラスを決定する。
【００２０】
ユーザに使用可能帯域を通知する際、図２に示すフローチャートのようにキュー長を考慮した通知を行う本実施の形態の動的品質制御方法と、キュー長を考慮せず前述の（１）式の結果をそのまま使用可能帯域とする従来方式の性能比較評価をコンピュータシミュレーションで行った結果を以下に示す。
図３は、シミュレーションモデルを示すブロックであり、シミュレーション条件を以下の通りである。
（１）４つのサービス優先クラスを持つルータ
（２）各サービス優先クラス用のバッファサイズ：６４Ｋｂｙｔｅｓ
（３）しきい直：３２Ｋｂｙｔｅｓ
（４）リンク帯域：１０Ｍｂｐｓ
（５）伝送遅延時間、ルータ１０間：５ｍｓ、送信／受信端末とルータ間：１ｍｓ
（６）パケットサイズ：１０００ｂｙｔｅｓ
（７）シミュレーション時間：３０秒
（８）ユーザ数：１０
（９）ユーザ１から９の通信条件
（ａ）要求品質：１Ｍｂｐｓ
（ｂ）時刻０秒にサービス優先クラス１を使用して、１Ｍｂｐｓで通信を開始する。
（ｃ）図８に従って、サービス優先クラスを変化させる。
（１０）ユーザ１０の通信条件
（ａ）要求品質：１０Ｍｂｐｓ
（ｂ）時刻１０秒から２０秒の間にサービス優先クラス２を使用して、１０Ｍｂｐｓで通信を行う。
（ｃ）サービス優先クラスを変化させない。
【００２１】
本シミュレーションでは、ユーザ１から９は時刻１０秒にユーザ１０が通信を開始するまではサービス優先クラス１を使用する。
しかしその後、ユーザ１０のトラヒックにより、サービス優先クラス１で使用可能な帯域が０Ｍｂｐｓになる為、サービス優先クラス３を使用するようになる。
即ち、サービス優先クラスを１から３までアップさせるまでの間に、ユーザ１から９のパケットは廃棄される。
よってユーザ１から９のパケットの廃棄確率が少ないほど、輻輳を早く検知できるより優れた方式であると言うことができる。
図４に、ルータ１０が使用可能帯域を定期的に計算する間隔を１秒とした時のパケット廃棄率を示す。ユーザが制御用パケットを送信する間隔は、１秒から０．１秒まで変化させた。
図４に示すように、本実施の形態の動的品質制御方法を用いることにより、パケット廃棄率が大幅に減少していることが分かる。
【００２２】
［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２のルータの概略構成を示すブロック図である。
パケット識別部２（１３）は、バッファ１２から出力されたパケットのヘッダに書かれている優先クラスの情報とパケットサイズの情報を読み取り、その結果を使用帯域測定部１７に送る。
使用帯域測定部１７は、優先クラス毎に用意された変数ｓｉｚｅ［ｉ］を記憶しており、パケット識別部２（１３）から情報を受け取ると、変数ｓｉｚｅ［ｉ］を更新する。
例えば、パケット識別部２（１３）から、優先クラス３、パケットサイズ１０００ｂｉｔｓの情報を受け取ると、変数ｓｉｚｅ［３］に１０００を加算する。
タイマー１４は、使用可能帯域を計算する時刻に、使用可能帯域計算部１５に、使用可能帯域を計算させる使用可能帯域計算命令と、現在の時刻を送る。
使用可能帯域計算部１５は、前回タイマー１４から通知された時刻ｐｒｅｖＴｉｍｅを記憶しており、タイマー１４から命令を受け取ると、使用帯域測定部１７に変数ｓｉｚｅ［ｉ］を、キュー長測定部１６に現在の優先クラスｉのバッファ１２のキュー長（ｑＬｅｎ［ｉ］）を通知するよう要求を出す。
使用帯域測定部１７はその情報を受け取ると、変数ｓｉｚｅ［ｉ］を使用可能帯域計算部１５に通知し、保持している変数ｓｉｚｅ［ｉ］の値を０にする。
【００２３】
使用可能帯域計算部１５は、ｓｉｚｅ［ｉ］の情報、各優先クラスｉのバッファ１２のキュー長（ｑＬｅｎ［ｉ］）を受け取ると、各優先クラスｉの使用帯域Ｕｉを前述の（５）式に従って求める。
そして、図６に示すフローチャートに従って、各優先クラスｉの使用可能帯域Ａｉを計算する。
即ち、使用可能帯域計算部１５は、キュー長測定部１６から通知された、優先クラスｉのバッファ１２のキュー長（ｑＬｅｎ［ｉ］）がある閾値（ＴＨ）以下かを判断する（ステップ１１１）。
ステップ１１１において、キュー長測定部１６から通知された、優先クラスｉのバッファ１２のキュー長（ｑＬｅｎ［ｉ］）がある閾値（ＴＨ）以下ならば、優先クラスｉの使用可能帯域として０を設定し（ステップ１１２）、また、ステップ１１１において、キュー長測定部１６から通知された、優先クラスｉのバッファ１２のキュー長（ｑＬｅｎ［ｉ］）がある閾値（ＴＨ）より大きいならば、優先クラスｉの使用可能帯域として、前述の（１）式で求まる使用可能帯域Ａ_ｉを設定する（ステップ１１３）。
パケット識別部１（１１）は、ルータ１０に到着したパケットのヘッダに書かれている優先クラスの情報を読み取り、その優先クラスのバッファ１２にパケットを格納する。
また、到着したパケットがユーザの送出した制御用パケットならば、使用可能帯域計算部１５に、優先クラスｉの使用可能帯域Ａｉを通知するように要求を出し、使用可能帯域計算部１５から送信された優先クラスｉの使用可能帯域Ａｉをユーザに通知する。
ユーザは図８のフローチャートに従って、サービス優先クラスを決定する。
【００２４】
ルータ１０が使用可能帯域を計算する際、図６に示すフローチャートのようにキュー長を考慮した計算を行う本実施の形態の動的品質制御方法と、キュー長を考慮せず前述の（１）式の結果をそのまま使用可能帯域とする従来方式の性能比較評価をコンピュータシミュレーションで行った結果を以下に示す。
シミュレーションモデル、条件は、前述の実施の形態１で説明したものと同様である。
図７に、ルータ１０が使用可能帯域を定期的に計算する問隔を１秒とした時のパケット廃棄率を示す。ユーザが制御用パケットを送信する間隔は、１秒から０．１秒まで変化させた。
図７に示すように、本実施の形態の動的品質制御方法を用いることにより、パケット廃棄率が減少していることが分かる。
なお、前述の説明において、ルータ１０はコンピュータに実行させることも可能であり、その場合に、ルータ１０における動的品質制御方法は、コンピュータ内のハードディスクなどに格納されるプログラムを、コンピュータが実行することにより行われる。このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは、ネットワークを介したダウンロードにより供給される。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、ルータが使用可能帯域を計算する間隔が同一であっても、従来の方式よりも、早く輻輳状態をユーザに通知することができ、その結果、パケット廃棄率を減少させ、より高品質な通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のルータの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すパケット識別部１が、ユーザに通知する使用可能帯域を決定する方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１の動的品質制御方法と、従来方式との性能比較評価をコンピュータシミュレーションで行った際の、シミュレーションモデルを示すブロックである。
【図４】本発明の実施の形態１の動的品質制御方法と、従来方式との性能比較評価をコンピュータシミュレーションで行った際の、パケット廃棄率を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２のルータの概略構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示す使用可能帯域計算部が、ユーザに通知する使用可能帯域を決定する方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２の動的品質制御方法と、従来方式との性能比較評価をコンピュータシミュレーションで行った際の、パケット廃棄率を示すグラフである。
【図８】従来方式において、ユーザが、使用するサービス優先クラスを決定する方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来方式の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…ルータ、１１…パケット識別部１、１２…バッファ、１３…パケット識別部２、１４…タイマー、１５…使用可能帯域計算部、１６…キュー長測定部、１７…使用帯域測定部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a router, a dynamic quality control method for a router, a program, and a recording medium. In particular, in a multi-service IP network, in order to support a user in grasping the current state of the network, the network is prioritized. The present invention relates to a technique for dynamically controlling communication quality by notifying a user of an available band for each class.
[0002]
[Prior art]
The current IP network provides only a best-effort service, but in order for the IP network to function as an infrastructure alongside the telephone network, it is necessary to support various communication qualities.
Diffserv has been proposed as a network architecture that flexibly provides a plurality of communication qualities (IETF RFC2475, Anarchitecture for Differentiated services).
In this document, an AF (Assured Forwarding) that can provide a plurality of priority classes is defined (IETF RFC2597, Assured Forwarding PHB Group), and a router performs a service from a high-priority packet preferentially to provide a plurality of priority classes. Has been realized.
An IP network that can provide such a plurality of communication qualities is called a multi-service IP network.
[0003]
In order to effectively use a multi-service IP network, a user needs to dynamically select an optimal service priority class that satisfies the required quality of the user according to the state of the network and perform communication.
As such a method, a dynamic quality control method for notifying a user of an available bandwidth for each priority class has been proposed (Yamada et al., "Study of a dynamic quality control method in a multi-service IP network", IEICE Tech. TM 2001-48, Nov. 2001).
In the dynamic quality control method described above, the router in the network periodically calculates the available bandwidth for each priority class at each output interface.
That is, the link bandwidth C, and the total number of priority classes N, the bandwidth use of a priority class i and U _i, the available bandwidth A _i of the priority class i, is calculated by the following equation (1).
[0004]
(Equation 1)

・・・・・・・・・・ (1)
Here, it is assumed that the priority class (i + 1) has a higher priority than the priority class i.
Then, the user terminal periodically transmits a control packet to grasp the current state of the network.
When the control packet that the user has sent arrives at the router, the router informs the usable bandwidth A _i for each priority class i that calculates the user.
[0005]
Upon receiving the information notified from each router, the user determines the service priority class to be used according to the flowchart shown in FIG.
First, it is checked whether or not the available bandwidth of the currently used priority class is greater than 0 (step 201). If the available bandwidth of the currently used priority class is greater than 0 in step 201, the currently used bandwidth is used. It is checked whether there is a priority class whose available bandwidth is greater than 0 among the priority classes lower than the priority class (step 202).
If it is determined in step 202 that there is a priority class whose available bandwidth is greater than 0 among the priority classes lower than the currently used priority class, the communication is thereafter performed with the priority class having the lowest priority. (Step 203).
In step 202, if there is no priority class lower than the currently used priority class whose available bandwidth is greater than 0, communication is continued in the current priority class (step 204).
[0006]
In step 201, if the available bandwidth of the currently used priority class is 0 or less, there is a higher priority class than the currently used priority class whose available bandwidth is higher than the rate requested by the user. It is determined whether or not to perform (step 205).
If it is determined in step 205 that there is a higher priority class than the currently used priority class whose available bandwidth is equal to or higher than the rate requested by the user, thereafter, the lowest among the priority classes thereafter. The communication is continued in the priority class of the priority (step 206).
In step 205, if there is no higher priority class than the currently used priority class whose available bandwidth is higher than the rate requested by the user, communication is continued in the current priority class (step 207).
By using such a method, the user can use a priority class having a priority suitable for the state of the network.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described method has a problem that if the interval at which the router calculates the available bandwidth increases, the time until the user detects congestion increases.
For example, as shown in FIG. 9, consider a router 10 having a link bandwidth of 10 Mbps and three priority classes.
Here, it is assumed that the router calculates the available bandwidth at intervals of 5 seconds, the required quality of user A is 5 Mbps, and communication is performed at 5 Mbps from time 0 using service priority class 1.
When calculating the available bandwidth of each priority class at a time of 5 seconds, the usage bandwidth of each priority class from 0 seconds to 5 seconds is 0 Mbps for the priority class 3, 0 Mbps for the priority class 2, Since the used band of the priority class 1 is 5 Mbps, the used band of each priority class is represented by the following expression (2) from the above expression (1).
(Equation 2)
Usable bandwidth of priority class 3 = 10-0 = 10 Mbps
Available bandwidth of priority class 2 = 10-(0 + 0) = 10 Mbps
Usable bandwidth of priority class 1 = 10− (0 + 0 + 5) = 5 Mbps (2)
According to the flowchart shown in FIG. 8, since the available bandwidth of the currently used priority class (priority class 1) is larger than 0, user A continues communication in the current priority class.
[0008]
Here, it is assumed that the user B having the required quality of 10 Mbps at time 8 seconds starts communication at 10 Mbps using the service priority class 2.
Then, when calculating the available bandwidth of each priority class at time 10 seconds, the usage bandwidth of each priority class from 5 seconds to 10 seconds is 0 Mbps for the priority class 3 and 4 Mbps for the priority class 2 (4 Mbps). = 10 Mbps × (10−8) / 5), and the used bandwidth of the priority class 1 is 5 Mbps. Therefore, from the above equation (1), the used bandwidth of each priority class is as shown in the following equation (3).
[Equation 3]
Usable bandwidth of priority class 3 = 10-0 = 10 Mbps
Available bandwidth of priority class 2 = 10− (0 + 4) = 6 Mbps
Available bandwidth of priority class 1 = 10− (0 + 4 + 5) = 1 Mbps (3)
According to the flowchart shown in FIG. 8, since the available bandwidth of the currently used priority class (priority class 1) is larger than 0, user A continues communication in the current priority class.
[0009]
When calculating the available bandwidth of each priority class at time 15 seconds, the usage bandwidth of each priority class from 10 seconds to 15 seconds is 0 Mbps for priority class 3, 10 Mbps for priority class 2, and 10 Mbps for priority class 2. Since the used band of class 1 is 5 Mbps, the used band of each priority class is as shown in the following expression (4) from the above expression (1).
(Equation 4)
Usable bandwidth of priority class 3 = 10-0 = 10 Mbps
Usable bandwidth of priority class 2 = 10-(0 + 10) = 0 Mbps
Available bandwidth of priority class 1 = 10− (0 + 10 + 5) = − 5 Mbps (4)
According to the flowchart shown in FIG. 8, since the available bandwidth of the currently used priority class (priority class 1) is smaller than 0, user A tries to continue communication in a higher priority class than the current priority class.
As described above, the available bandwidth of the priority class 1 becomes 0 or less due to the influence of the traffic generated at the time 8 seconds, so that the user A raises the priority after the time 15 seconds, that is, at least 7 seconds. It takes time, during which time user A has the problem that many packets are discarded.
Such a problem occurs because the usable band determined from only the used band is notified to the user.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the conventional technology, and an object of the present invention is to notify a user of an available bandwidth or to consider a queue length when calculating an available bandwidth. By performing the control in the router, it is possible to notify that the congestion has occurred in a shorter time than in the conventional method, and thereby it is possible to reduce the packet discard and the router operation. It is to provide a quality control method.
Another object of the present invention is to provide a program for causing a computer to execute the above-described method of controlling dynamic quality of a router.
Another object of the present invention is to provide a recording medium on which the above-mentioned program is recorded.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
That is, the present invention relates to a router used for a multi-service IP network capable of providing a plurality of communication qualities, wherein a buffer provided for each priority class i (i is a positive number of 2 or more) is provided. i: a queue length measuring unit for measuring the queue length of the buffer of i; an available bandwidth calculating unit for periodically calculating the available bandwidth of each priority class i based on the used bandwidth of each priority class i; The information of the priority class is read, and the arriving packet is stored in the buffer of the priority class, and when the user receives the control packet transmitted to grasp the current state of the network, the queue length measurement unit The queue length of the buffer of each priority class i at the time of receiving the control packet is received. The user is notified of the calculated available bandwidth received from the available bandwidth calculation unit as the available bandwidth of the switch i. If the queue length of the buffer of the priority class i is larger than the threshold, the priority class a packet identification unit for notifying the user of 0 as the usable bandwidth of i.
[0012]
The present invention also relates to a router used in a multi-service IP network capable of providing a plurality of communication qualities, wherein a buffer provided for each priority class i (i is a positive number of 2 or more) is provided. a queue length measuring unit for measuring the queue length of the buffer of i; periodically receiving the queue length of the buffer of each priority class i from the queue length measuring unit; Then, the available bandwidth calculated based on the used bandwidth of the priority class i is set as the available bandwidth of the priority class i. If the queue length of the buffer of the priority class i is larger than the threshold, the priority class is used. By setting 0 as the available bandwidth of i, the available bandwidth calculator that periodically calculates the available bandwidth of the priority class i and the information of the priority class of the arriving packet are read. Storing the arriving packet in the buffer of the priority class and, when the user receives the control packet transmitted to grasp the current state of the network, as the usable band of the priority class i, A packet identification unit that notifies the user of the set available bandwidth received from the bandwidth calculation unit.
[0013]
Further, in a preferred embodiment of the present invention, a timer for periodically sending an available bandwidth calculation command for calculating an available bandwidth of each priority class i to the available bandwidth calculation unit; Receiving a request from the unit, between the previous request and the current request, comprising a used bandwidth measuring unit that measures the packet size of the transmitted packet for each priority class, the available bandwidth calculating unit, Upon receiving the used bandwidth calculation command from the timer, the device issues a request to transmit the packet size measured for each priority class to the used bandwidth measuring unit, and transmits the request from the used bandwidth measuring unit in response to the request. It receives the packet size measured for each priority class and calculates the usable bandwidth of each priority class i.
[0014]
The present invention also relates to a dynamic quality control method for a router used in a multi-service IP network capable of providing a plurality of communication qualities, wherein a priority class i (i is a positive number of 2 or more) is periodically used. Calculate the available bandwidth, measure the queue length of each priority class i buffer when the user receives the control packet sent to grasp the current network condition, and measure the buffer length of the measured priority class i buffer. If the queue length is equal to or smaller than the threshold, the available bandwidth calculated in advance is notified to the user as the available bandwidth of the priority class i, and the measured queue length of the buffer of the priority class i is smaller than the threshold. If it is larger, 0 is notified to the user as the usable band of the priority class i.
[0015]
The present invention also relates to a dynamic quality control method for a router used in a multi-service IP network capable of providing a plurality of communication qualities, wherein a method for periodically controlling each priority class i (i is a positive number of 2 or more) is provided. The queue length of the buffer is measured, and if the measured queue length of the buffer of the priority class i is equal to or smaller than the threshold value, the available bandwidth calculated from the used bandwidth of the priority class i is used as the available bandwidth of the priority class i. If the measured queue length of the buffer of the priority class i is larger than the threshold value, the available bandwidth of the priority class i is periodically set by setting 0 as the available bandwidth of the priority class i. After calculating and receiving the control packet transmitted by the user to grasp the current state of the network, the user is notified of the set available bandwidth as an available bandwidth of the priority class i.
[0016]
Further, the present invention is a program for causing a computer to execute the above-described dynamic quality control method for a router.
Further, the present invention is a recording medium on which the above-mentioned program is recorded.
According to the present invention, when the router notifies the available bandwidth to the user, or when the router calculates the available bandwidth, if the queue length of the buffer of each priority class i is larger than a certain threshold value, By notifying the available band of the priority class to 0, the user can be notified of the congestion quickly.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the router 10 according to the first embodiment of the present invention.
The packet identification unit 2 (13) reads the priority class information and the packet size information written in the header of the packet output from the buffer 12, and sends the result to the used band measurement unit 17.
The used band measuring unit 17 stores a variable size [i] prepared for each priority class, and updates the variable size [i] when receiving information from the packet identifying unit 2 (13).
For example, when information of priority class 3 and packet size of 1000 bits is received from the packet identification unit 2 (13), 1000 is added to the variable size [3].
At the time of calculating the available bandwidth, the timer 14 sends an available bandwidth calculation command to calculate the available bandwidth and the current time to the available bandwidth calculator 15.
[0018]
The usable bandwidth calculation unit 15 stores the time prevTime notified from the timer 14 last time, and when receiving the use bandwidth calculation command from the timer 14, notifies the use bandwidth measurement unit 17 to send a variable size [i]. I do.
When the used bandwidth measuring unit 17 receives the information, it notifies the variable size [i] to the available bandwidth calculating unit 15 and sets the value of the held variable size [i] to 0.
Available bandwidth calculation unit 15 receives the information of the size [i], the use bandwidth _{U i} of the priority class i, is calculated by the following equation (5).
(Equation 5)
U _i = size [i] / (now-prevTime) (5)
Here, now is the current time notified by the timer 14.
Moreover, the available bandwidth calculation unit 15 updates the value of prevTime to now, and, by the aforementioned equation (1), to calculate the available bandwidth _{A i} of the priority class i.
[0019]
The packet identification unit 1 (11) reads the priority class information written in the header of the packet arriving at the router 10, and stores the packet in the buffer 12 of the priority class.
Further, if the control packet which packets arriving threw the user, the available bandwidth calculation unit 15, the available bandwidth A _i of the priority class i, the current queue length measurement unit 16 of the priority class i buffer 12 Request to notify the queue length (qLen [i]).
Then, when such information is received, the usable bandwidth to be notified to the user is determined according to the flowchart shown in FIG. 2, and the information is notified to the user.
That is, the packet identification unit 1 (11) determines whether the queue length (qLen [i]) of the buffer 12 of the priority class i notified from the queue length measurement unit 16 is equal to or smaller than a certain threshold (TH) (step 101). ).
In step 101, if the queue length (qLen [i]) of the buffer of the priority class i notified from the queue length measurement unit 16 is equal to or less than a certain threshold (TH), 0 is set to the user as an available band of the priority class i. In step 101, if the queue length (qLen [i]) of the buffer of the priority class i notified from the queue length measuring unit 16 is larger than a certain threshold (TH), the priority class i as usable bandwidth of notifying the usable bandwidth a _i which is previously calculated in the available bandwidth calculation unit 15 to the user (step 103).
The user determines the service priority class according to the flowchart of FIG.
[0020]
When notifying the user of the available bandwidth, the dynamic quality control method according to the present embodiment for performing notification in consideration of the queue length as shown in the flowchart of FIG. 2, and the above-described equation (1) without considering the queue length The results of performing a computer simulation to compare and evaluate the performance of the conventional method using the result of (1) as the usable bandwidth as it is are shown below.
FIG. 3 is a block diagram showing a simulation model, and simulation conditions are as follows.
(1) Router with four service priority classes (2) Buffer size for each service priority class: 64 Kbytes
(3) Threshold: 32Kbytes
(4) Link bandwidth: 10 Mbps
(5) Transmission delay time, between routers 10: 5 ms, between transmission / reception terminal and router: 1 ms
(6) Packet size: 1000 bytes
(7) Simulation time: 30 seconds (8) Number of users: 10
(9) Communication conditions of users 1 to 9 (a) Required quality: 1 Mbps
(B) At time 0 second, communication is started at 1 Mbps using service priority class 1.
(C) The service priority class is changed according to FIG.
(10) Communication conditions of user 10 (a) Required quality: 10 Mbps
(B) Communication is performed at 10 Mbps using the service priority class 2 between 10 seconds and 20 seconds.
(C) The service priority class is not changed.
[0021]
In this simulation, the users 1 to 9 use the service priority class 1 until the user 10 starts communication at time 10 seconds.
However, after that, the bandwidth available in the service priority class 1 becomes 0 Mbps due to the traffic of the user 10, so that the service priority class 3 is used.
That is, the packets of the users 1 to 9 are discarded before the service priority class is increased from 1 to 3.
Therefore, it can be said that the smaller the probability of discarding the packets of the users 1 to 9, the better the system that can detect congestion earlier.
FIG. 4 shows the packet discard rate when the interval at which the router 10 periodically calculates the usable bandwidth is 1 second. The interval at which the user transmits the control packet was changed from 1 second to 0.1 second.
As shown in FIG. 4, it can be seen that the packet discard rate is significantly reduced by using the dynamic quality control method according to the present embodiment.
[0022]
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the router according to the second embodiment of the present invention.
The packet identification unit 2 (13) reads the priority class information and the packet size information written in the header of the packet output from the buffer 12, and sends the result to the used band measurement unit 17.
The used band measuring unit 17 stores a variable size [i] prepared for each priority class, and updates the variable size [i] when receiving information from the packet identifying unit 2 (13).
For example, when information of priority class 3 and packet size of 1000 bits is received from the packet identification unit 2 (13), 1000 is added to the variable size [3].
At the time of calculating the available bandwidth, the timer 14 sends an available bandwidth calculation command to the available bandwidth calculator 15 to calculate the available bandwidth and the current time.
The available bandwidth calculation unit 15 stores the time prevTime notified from the previous timer 14, and upon receiving an instruction from the timer 14, stores the variable size [i] in the available bandwidth measurement unit 17 and sends the variable size [i] to the queue length measurement unit 16. A request is issued to notify the queue length (qLen [i]) of the buffer 12 of the current priority class i.
When the used band measuring unit 17 receives the information, it notifies the variable band [i] to the usable band calculating unit 15 and sets the value of the held variable size [i] to 0.
[0023]
Upon receiving the information of size [i] and the queue length (qLen [i]) of the buffer 12 of each priority class i, the available bandwidth calculation unit 15 calculates the used bandwidth Ui of each priority class i by the above equation (5). Ask according to.
Then, the available bandwidth Ai of each priority class i is calculated according to the flowchart shown in FIG.
That is, the available bandwidth calculation unit 15 determines whether the queue length (qLen [i]) of the buffer 12 of the priority class i notified from the queue length measurement unit 16 is equal to or less than a certain threshold (TH) (step 111). .
In step 111, if the queue length (qLen [i]) of the buffer 12 of the priority class i notified from the queue length measurement unit 16 is equal to or less than a certain threshold value (TH), 0 is set as the usable bandwidth of the priority class i. If the queue length (qLen [i]) of the buffer 12 of the priority class i notified from the queue length measuring unit 16 is larger than a certain threshold value (TH) in step 111, the priority class The usable band Ai determined by the above equation (1) is set as the usable band of _i (step 113).
The packet identification unit 1 (11) reads the priority class information written in the header of the packet arriving at the router 10, and stores the packet in the buffer 12 of the priority class.
If the arriving packet is a control packet sent by the user, a request is sent to the available bandwidth calculation unit 15 to notify the available bandwidth Ai of the priority class i. The available band Ai of the priority class i is notified to the user.
The user determines the service priority class according to the flowchart of FIG.
[0024]
When the router 10 calculates the usable bandwidth, the dynamic quality control method according to the present embodiment performs the calculation in consideration of the queue length as shown in the flowchart of FIG. The results of performing a computer simulation to evaluate the performance of the conventional method using the result of the expression as the usable bandwidth as it is are shown below.
The simulation model and conditions are the same as those described in the first embodiment.
FIG. 7 shows the packet discard rate when the interval at which the router 10 periodically calculates the usable bandwidth is 1 second. The interval at which the user transmits the control packet was changed from 1 second to 0.1 second.
As shown in FIG. 7, it can be seen that the packet discard rate is reduced by using the dynamic quality control method according to the present embodiment.
In the above description, the router 10 can be executed by a computer. In this case, the dynamic quality control method in the router 10 executes a program stored in a hard disk or the like in the computer. It is done by doing. This program is supplied by CD-ROM or by downloading via a network.
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Needless to say,
[0025]
【The invention's effect】
The following is a brief description of an effect obtained by a representative one of the inventions disclosed in the present application.
According to the present invention, even if the interval at which the router calculates the available bandwidth is the same, it is possible to notify the user of the congestion state earlier than in the conventional method, and as a result, the packet discard rate is reduced, Higher quality communication becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a router according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a method in which the packet identification unit 1 shown in FIG. 1 determines an available bandwidth to be notified to a user.
FIG. 3 is a block diagram showing a simulation model when performing a performance comparison evaluation between a dynamic quality control method according to the first embodiment of the present invention and a conventional method by computer simulation.
FIG. 4 is a graph showing a packet discard rate when a performance comparison evaluation between the dynamic quality control method according to the first embodiment of the present invention and a conventional method is performed by computer simulation.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a router according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method in which an available bandwidth calculation unit illustrated in FIG. 5 determines an available bandwidth to be notified to a user.
FIG. 7 is a graph showing a packet discard rate when a dynamic simulation method according to the second embodiment of the present invention is compared with a conventional method by performance of computer simulation.
FIG. 8 is a flowchart for explaining a method in which a user determines a service priority class to be used in the conventional method.
FIG. 9 is a diagram for explaining a problem of the conventional method.
[Explanation of symbols]
10 router, 11 packet identification unit 1, 12 buffer, 13 packet identification unit 2, 14 timer, 15 available bandwidth calculation unit, 16 queue length measurement unit, 17 bandwidth usage measurement unit.

Claims

A router used in a multi-service IP network capable of providing a plurality of communication qualities,
A buffer provided for each priority class i (i is a positive number of 2 or more);
A queue length measuring unit for measuring a queue length of a buffer of each priority class i;
An available bandwidth calculation unit that periodically calculates an available bandwidth of each priority class i based on a used bandwidth of each priority class i;
The information of the priority class of the arriving packet is read, and the arriving packet is stored in the buffer of the priority class. When the control packet transmitted by the user for grasping the current state of the network is received, the queue is read. The queue length of the buffer of each priority class i at the time of receiving the control packet from the length measuring unit is received. If the queue length of the buffer of the priority class i is equal to or less than the threshold value, the available bandwidth of the priority class i is Notify the user of the calculated available bandwidth received from the available bandwidth calculation unit, and if the queue length of the buffer of the priority class i is larger than the threshold value, set the user to 0 as the available bandwidth of the priority class i. And a packet identifying unit for notifying the router.

A router used in a multi-service IP network capable of providing a plurality of communication qualities,
A buffer provided for each priority class i (i is a positive number of 2 or more);
A queue length measuring unit for measuring a queue length of a buffer of each priority class i;
Periodically, the buffer length of each priority class i is received from the queue length measuring unit, and if the queue length of the buffer of the priority class i is equal to or less than the threshold value, the priority class i is used as the available band of the priority class i. The available bandwidth calculated based on the available bandwidth of the priority class i is set, and if the queue length of the buffer of the priority class i is larger than the threshold value, 0 is set as the available bandwidth of the priority class i, so that An available bandwidth calculation unit that calculates an available bandwidth of the priority class i;
The information of the priority class of the arriving packet is read, and the arriving packet is stored in the buffer of the priority class. When the user receives the control packet transmitted to grasp the current state of the network, the priority class is read. a router for notifying the user of the set available bandwidth received from the available bandwidth calculation unit as the available bandwidth of i.

A timer for periodically sending an available bandwidth calculation command to the available bandwidth calculator to calculate the available bandwidth of each priority class i;
An available bandwidth measuring unit that receives a request from the available bandwidth calculating unit and measures a packet size of a transmitted packet for each priority class between a previous request and a current request,
When the available bandwidth calculation unit receives the used bandwidth calculation command from the timer, the available bandwidth calculation unit issues a request to the used bandwidth measurement unit to transmit the packet size measured for each priority class. 3. The router according to claim 1, further comprising: receiving a packet size measured for each priority class transmitted from the used bandwidth measurement unit, and calculating an available bandwidth of each priority class i. 4. .

A dynamic quality control method for a router used in a multi-service IP network capable of providing a plurality of communication qualities,
Periodically calculate available bandwidth of priority class i (i is a positive number of 2 or more),
When the control packet transmitted by the user to grasp the current network state is received, the queue length of the buffer of each priority class i is measured, and the measured queue length of the buffer of the priority class i is set to a threshold value. In the following case, the available bandwidth calculated in advance is notified to the user as the available bandwidth of the priority class i, and if the measured queue length of the buffer of the priority class i is larger than the threshold value, the priority class A dynamic quality control method for a router, comprising notifying a user of 0 as an available bandwidth of i.

A dynamic quality control method for a router used in a multi-service IP network capable of providing a plurality of communication qualities,
The queue length of the buffer of each priority class i (i is a positive number of 2 or more) is periodically measured, and if the measured queue length of the buffer of the priority class i is equal to or less than the threshold value, the priority class i can be used. The available band calculated from the used band of the priority class i is set as the band, and if the measured queue length of the buffer of the priority class i is larger than the threshold value, 0 is set as the available band of the priority class i. Is set, the available bandwidth of the priority class i is calculated periodically,
When the user receives a control packet transmitted to grasp the current state of the network, the router notifies the user of the set available bandwidth as an available bandwidth of priority class i. Quality control method.

A program for causing a computer to execute a dynamic quality control method for a router used in a multi-service IP network capable of providing a plurality of communication qualities,
A program for periodically calculating an available bandwidth of each priority class i (i is a positive number of 2 or more);
When the user receives the control packet transmitted to grasp the current state of the network, the queue length of the buffer of each priority class i is measured, and the measured queue length of the buffer of the priority class i is threshold. If the value is equal to or less than the value, the user is notified of the available bandwidth calculated in advance as the available bandwidth of the priority class i. Causing a computer to execute a procedure for notifying a user of 0 as an available band of class i.

A program for causing a computer to execute a dynamic quality control method for a router used in a multi-service IP network capable of providing a plurality of communication qualities,
The program periodically measures the queue length of the buffer of each priority class i (i is a positive number of 2 or more), and if the measured queue length of the buffer of the priority class i is equal to or less than the threshold value, The available bandwidth calculated from the used bandwidth of the priority class i is set as the available bandwidth of the priority class i, and if the measured queue length of the buffer of the priority class i is equal to or greater than the threshold, the available bandwidth of the priority class i is set. A procedure for periodically calculating the available bandwidth of each priority class i by setting 0 as the available bandwidth;
Causing the computer to notify the user of the set available bandwidth as an available bandwidth of priority class i when the user receives a control packet transmitted to grasp the current state of the network. A program characterized by causing

A recording medium on which the program according to claim 6 or 7 is recorded.