ネットワーク帯域制御システムおよびネットワーク帯域制御方法
【課題】仮想パス計算の計算負荷を均等化し、ネットワーク品質を向上させて帯域制御することができる、ネットワーク帯域制御システムおよびネットワーク帯域制御方法を提供する。
【解決手段】ネットワーク帯域制御システム１の信号振分装置１０は、端末装置２から接続要求信号を受信し、計算能力管理装置４０から取得した余剰仮想パス計算能力情報に基づき、接続要求信号を各信号処理装置２０に振り分けて送信する。信号処理装置２０は、仮想パス情報記憶装置３０から取得したネットワークの使用済み帯域の情報を用いて、その接続要求信号に示されるセッションの帯域が確保できるか否かを判定し、帯域確保応答情報を端末装置２に送信する。計算能力管理装置４０は、信号処理装置２０から計算能力情報および未処理信号情報を取得して、余剰仮想パス計算能力情報を生成し、信号振分装置１０に送信する。
【解決手段】ネットワーク帯域制御システム１の信号振分装置１０は、端末装置２から接続要求信号を受信し、計算能力管理装置４０から取得した余剰仮想パス計算能力情報に基づき、接続要求信号を各信号処理装置２０に振り分けて送信する。信号処理装置２０は、仮想パス情報記憶装置３０から取得したネットワークの使用済み帯域の情報を用いて、その接続要求信号に示されるセッションの帯域が確保できるか否かを判定し、帯域確保応答情報を端末装置２に送信する。計算能力管理装置４０は、信号処理装置２０から計算能力情報および未処理信号情報を取得して、余剰仮想パス計算能力情報を生成し、信号振分装置１０に送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代ネットワーク（ＮＧＮ：Next Generation Network）におけるネットワーク帯域制御システムおよびネットワーク帯域制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインターネットに代表されるＩＰ（Internet Protocol）ネットワークは、通信品質においては、ベストエフォート型と呼ばれ、ネットワークが非常に込み合った状態である輻輳状態では、遅延が発生したりデータパケットが廃棄されることで、通信品質が悪化した状態になる。一方、次世代ネットワーク（ＮＧＮ）では、地デジ再放送、電話、ＶＯＤ（Video On Demand）等の様々なサービスを統合するとともに、常に安定した通信品質を保つことが要求されている。
【０００３】
ネットワーク上での通信品質を保証するために、次世代ネットワーク（ＮＧＮ）では、例えば、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）セッション制御により帯域の制御を行う。具体的には、加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ：Subscriber Session Control server）内に設けられたネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ：Resource and Admission Control Subsystem）が、転送ネットワークの帯域をセッションごとに制御することで、ルータでの輻輳を抑止し、ネットワークの品質を向上させる（非特許文献１参照）。
【０００４】
このネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）は、帯域制御を行うために、例えばＳＩＰ信号のＳＤＰ（Session Description Protocol）に記述されているメディアタイプ等から、そのＳＩＰセッションが必要とする帯域を計算する。そして、帯域あふれ（転送ネットワークにおいて帯域が確保できないこと）が発生しない場合には、セッション接続を許可し、帯域あふれが発生する場合は、セッション接続を拒否する。なお、このネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）が行うＳＩＰセッションが必要とする帯域の計算は、ネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）が物理的な転送ネットワークの構成を仮想パスとして抽象化し記憶していることから「仮想パス計算」と呼ばれる。
【０００５】
この加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）内のネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）において行われるこの仮想パス計算は、次世代ネットワーク（ＮＧＮ）が様々なサービスを統合して実現されるものであるため、そのサービスのセッションごとに実行される仮想パス計算の計算量が膨大となる。このため、加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）全体における仮想パス計算の計算負荷の増大が問題となる。
【０００６】
この問題を解決する方法として、計算量の多い仮想パス計算を、ロードバランサ（負荷分散装置）が複数のサーバに分散させて実行し、性能向上を図る技術が開示されている（非特許文献２参照）。この非特許文献２には、利用可能なサーバ群の中から最適なサーバを選択する負荷分散アルゴリズムとして、（１）ラウンドロビン方式、（２）コネクション数方式、（３）応答時間方式が記載されている。（１）ラウンドロビン方式は順番にサーバが選択される方式である。（２）コネクション数方式は、処理しているコネクション数（ここではセッション数）が最小のサーバを選択する方式である。（３）応答時間方式は、一番速く応答しているサーバを選択する方式である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】宮坂昌宏他、「ＮＧＮにおける帯域管理制御技術」、ＮＴＴジャーナル、2008.10、［online］、［平成22年8月23日検索］、インターネット＜http://www.ntt.co.jp/journal/0810/files/jn200810022.pdf＞
【非特許文献２】上谷一他、「パケットフローから負荷分散の基本を理解する」、［online］、アットマーク・アイティ、［平成22年8月23日検索］、インターネット＜http://www.atmarkit.co.jp/fnetwork/rensai/lb01/lb01.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、非特許文献２に記載されたロードバランサによる（１）〜（３）の方式は、ジョブの内容、例えば計算量等を考慮したものではない。例えば、計算量が「１０」のジョブＡと計算量「１」のジョブＢが存在したとする。この場合、前記した（１）〜（３）の方式では、複数のサーバの負荷が均等となるようにジョブを振り分けることはできない。
ネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）における仮想パス計算も同様の課題が存在する。つまり、仮想パス計算は、計算量の大きいものもあれば、計算量の小さいものも存在するため、複数のサーバ（信号処理装置）を設けても、計算量が考慮されておらず、負荷を均等にすることはできない。
【０００９】
このような背景に鑑みて、本発明がなされたのであり、本発明は、仮想パス計算を、その計算量に応じて複数の信号処理装置に振り分けて実行し、帯域制御することができる、ネットワーク帯域制御システムおよびネットワーク帯域制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、（１）端末装置から送信された接続要求信号を受信し、前記受信した接続要求信号を複数の信号処理装置に振り分ける信号振分装置と、（２）前記振り分けられた接続要求信号を取得し、前記接続要求信号に示されるセッションが必要とする帯域を計算し、転送ネットワークにおける前記帯域が確保できるか否かを判定する前記信号処理装置と、（３）前記転送ネットワークにおける使用済み帯域の情報が記憶される仮想パス情報記憶装置と、（４）前記信号振分装置が前記接続要求信号を振り分けるために参照する、前記信号処理装置ごとの帯域計算の余剰計算回数を示す余剰仮想パス計算能力を計算する計算能力管理装置と、を備えるネットワーク帯域制御システムであって、前記信号振分装置が、前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す余剰仮想パス計算能力情報が記憶される記憶部と、前記端末装置から受信した接続要求信号に付されたメディア数を抽出し、前記抽出したメディア数を仮想パス計算回数として当該接続要求信号に追記するメディア数抽出部と、各信号処理装置の前記余剰仮想パス計算能力の総和に対する、前記余剰仮想パス計算能力の割合が高い前記信号処理装置ほど高い確率で、前記仮想パス計算回数が追記された接続要求信号を振り分け、前記振り分けた信号処理装置に当該接続要求信号を送信する信号振分部と、前記信号処理装置から、前記セッションの帯域が確保できるか否かを示す帯域確保応答情報を受信し、前記端末装置に送信する帯域確保情報通知部と、を備え、前記信号処理装置が、前記信号振分装置から受信した前記接続要求信号に付されたメディアの種類ごとに必要な帯域と、前記仮想パス計算回数を乗算することにより、前記セッションに必要な帯域を算出し、前記仮想パス情報記憶装置から、前記転送ネットワークにおける前記使用済み帯域の情報を取得して、転送に利用可能な帯域を算出し、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域以下である場合に、前記帯域の確保ができると判定し、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域を超える場合に、前記帯域の確保ができないと判定し、前記判定の結果を前記帯域確保応答情報として前記信号振分装置に送信する仮想パス計算部と、前記仮想パス計算部が前記セッションに必要な帯域を算出する仮想パス計算を、単位時間あたりに何回行ったかを示す計算能力情報を生成するとともに、前記受信した仮想パス計算回数が追記された接続要求信号のうち、前記仮想パス計算を行っていない各接続要求信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報として生成し、前記生成した計算能力情報および前記未処理信号情報を前記計算能力管理装置に送信する処理状況通知部と、を備え、前記計算能力管理装置が、前記信号処理装置から、前記計算能力情報および前記未処理信号情報を受信する信号送受信部と、前記信号処理装置ごとに、前記計算能力情報に示される単位時間あたりの仮想パス計算の回数から、前記未処理信号情報に示される前記仮想パス計算回数の総数を引いた回数を、前記余剰仮想パス計算能力として算出する余剰計算能力算出部と、前記余剰計算能力算出部が算出した前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す前記余剰仮想パス計算能力情報を、前記信号振分装置に送信する仮想パス計算能力情報通知部と、を備えることを特徴とするネットワーク帯域制御システムとした。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、（１）端末装置から送信された接続要求信号を受信し、前記受信した接続要求信号を複数の信号処理装置に振り分ける信号振分装置と、（２）前記振り分けられた接続要求信号を取得し、前記接続要求信号に示されるセッションが必要とする帯域を計算し、転送ネットワークにおける前記帯域が確保できるか否かを判定する前記信号処理装置と、（３）前記転送ネットワークにおける使用済み帯域の情報が記憶される仮想パス情報記憶装置と、（４）前記信号振分装置が前記接続要求信号を振り分けるために参照する、前記信号処理装置ごとの帯域計算の余剰計算回数を示す余剰仮想パス計算能力を計算する計算能力管理装置と、を備えるネットワーク帯域制御システムに用いられるネットワーク帯域制御方法であって、前記信号振分装置が、前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す余剰仮想パス計算能力情報が記憶される記憶部を備えており、前記端末装置から受信した接続要求信号に付されたメディア数を抽出し、前記抽出したメディア数を仮想パス計算回数として当該接続要求信号に追記するステップと、各信号処理装置の前記余剰仮想パス計算能力の総和に対する、前記余剰仮想パス計算能力の割合が高い前記信号処理装置ほど高い確率で、前記仮想パス計算回数が追記された接続要求信号を振り分け、前記振り分けた信号処理装置に当該接続要求信号を送信するステップと、を実行し、前記信号処理装置が、前記信号振分装置から受信した前記接続要求信号に付されたメディアの種類ごとに必要な帯域と、前記仮想パス計算回数を乗算することにより、前記セッションに必要な帯域を算出し、前記仮想パス情報記憶装置から、前記転送ネットワークにおける前記使用済み帯域の情報を取得して、転送に利用可能な帯域を算出するステップと、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域以下である場合に、前記帯域の確保ができると判定し、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域を超える場合に、前記帯域の確保ができないと判定し、前記判定の結果を前記帯域確保応答情報として前記信号振分装置に送信するステップと、前記仮想パス計算部が前記セッションに必要な帯域を算出する仮想パス計算を、単位時間あたりに何回行ったかを示す計算能力情報を生成するとともに、前記受信した仮想パス計算回数が追記された接続要求信号のうち、前記仮想パス計算を行っていない各接続要求信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報として生成し、前記生成した計算能力情報および前記未処理信号情報を前記計算能力管理装置に送信するステップと、を実行し、前記信号振分装置が、前記信号処理装置から、前記セッションの帯域が確保できるか否かを示す前記帯域確保応答情報を受信し、前記端末装置に送信するステップを実行し、前記計算能力管理装置が、前記信号処理装置から、前記計算能力情報および前記未処理信号情報を受信するステップと、前記信号処理装置ごとに、前記計算能力情報に示される単位時間あたりの仮想パス計算の回数から、前記未処理信号情報に示される前記仮想パス計算回数の総数を引いた回数を、前記余剰仮想パス計算能力として算出するステップと、前記余剰計算能力算出部が算出した前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す前記余剰仮想パス計算能力情報を、前記信号振分装置に送信するステップと、を実行することを特徴とするネットワーク帯域制御方法とした。
【００１２】
このようにすることで、信号振分装置は、計算能力管理装置が各信号処理装置の計算能力情報と未処理信号情報とを用いて算出した余剰仮想パス計算能力情報に基づいて、接続要求信号を各信号処理装置に振り分けることができる。この余剰仮想パス計算能力情報に示される余剰仮想パス計算能力は、各信号処理装置が、単位時間あたりに仮想パス計算を行える余剰能力を回数で示したものである。そのため、余剰仮想パス計算能力の割合が高い信号処理装置ほど高い確率で、その信号処理装置に接続要求信号を振り分けることにより、仮想パス計算の計算量の負荷を均等化し、遅延の発生を減らし、ネットワーク品質を向上させた帯域制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、仮想パス計算の計算負荷を均等化し、ネットワーク品質を向上させて帯域制御を行う、ネットワーク帯域制御システムおよびネットワーク帯域制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る次世代ネットワーク（ＮＧＮ）の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係るネットワーク帯域制御システムの構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム全体の処理概要を説明するためのシーケンス図である。
【図４】本実施形態に係る信号振分装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図５】本実施形態に係る余剰仮想パス計算能力情報のデータ構成の一例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る信号振分装置の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図７】本実施形態に係る信号処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図８】本実施形態に係る仮想パス情報のデータ構成の一例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る信号処理装置の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図１０】本実施形態に係る計算能力管理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図１１】本実施形態に係る計算能力管理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
まず、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１を含む次世代ネットワーク（ＮＧＮ）の構成例を説明する。図１は、本実施形態に係る次世代ネットワーク（ＮＧＮ）の構成例を示す図である。
【００１７】
図１に示すように次世代ネットワーク（ＮＧＮ）は、ユーザネットワークと接続され、そのユーザネットワークを介して端末装置２と接続されている。この端末装置２は、例えば、ＳＩＰ信号の送受信が可能なＮＧＮ対応の電話端末である。
【００１８】
次世代ネットワーク（ＮＧＮ）は、例えば光ファイバ等を用いてユーザネットワークに情報を通信する伝送装置から構成されるＮＧＮアクセスネットワークと、大容量のルータ等から構成されるＮＧＮコアネットワークとを備える。そして、このＮＧＮコアネットワークは、ＳＳＥ（Subscriber Service Edge：加入者サービスエッジ）３とＩＢＥ（Intermediate Border gateway Equipment：中継ボーダゲートウェイ装置）６とから構成されるエッジルータを介して接続されパケットの送受信を行う。また、加入者を収容するＳＳＣ（Subscriber Session Control server：加入者セッション制御サーバ）４と、中継処理を行うＩＳＣ（Intermediate Session Control server：中継セッション制御サーバ）５とが、セッション制御サーバとしてサービス全体を制御する。
【００１９】
そして、本実施形態における次世代ネットワーク（ＮＧＮ）では、従来加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）内に設けられていたネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）７を取り出し、独立した１つのシステムであるネットワーク帯域制御システム１とした。このネットワーク帯域制御システム１をＳＳＥ３とＳＳＣ４との間に備え、ＮＧＮコアネットワークにおける帯域制御を行うものである。
【００２０】
（ネットワーク帯域制御システムの構成と処理概要）
図２は、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１の構成例を示す図である。また、図３は、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１全体の処理概要を説明するためのシーケンス図である。
本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１は、図１に示したように、処理負荷の大きい仮想パス計算を、従来の加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）内のネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）７において実行させるのではなく、加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）から独立させた上で、仮想パス計算を複数の信号処理装置２０に負荷分散させて行う。そして、複数の信号処理装置２０への振り分けを、各信号処理装置２０が単位時間に処理可能な仮想パス計算回数に基づいて行うことを特徴とする。このようにすることで、単位時間に仮想パス計算を多く処理可能な信号処理装置２０により多くの仮想パス計算を割り当てることができ、各信号処理装置２０の計算負荷を均等にし、遅延の発生を減らし、ネットワークの品質を向上させるものである。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１は、信号振分装置１０と、複数の信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）と、仮想パス情報記憶装置３０と、計算能力管理装置４０とを含んで構成される。
【００２２】
信号振分装置１０は、端末装置２から、不図示のユーザネットワーク、ＮＧＮアクセスネットワーク、ＳＳＥ３（図１参照）を介して、ＳＩＰ信号（接続要求信号）を受信する。そして、信号振分装置１０は、計算能力管理装置４０から取得した余剰仮想パス計算能力情報１００（後記する図５参照）に基づき、ＳＩＰ信号を各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）に振り分ける。
【００２３】
信号処理装置２０は、信号振分装置１０が振り分けたＳＩＰ信号を用いて、仮想パス計算を行い、帯域が確保できるか否かを判定する。
【００２４】
仮想パス情報記憶装置３０は、ＮＧＮコアネットワークのエッジルータであるＳＳＥ３（図１参照）ごとの使用済み帯域を示す仮想パス情報２００（後記する図８参照）を記憶する。
【００２５】
計算能力管理装置４０は、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）から、単位時間あたりの仮想パス計算の回数を示す計算能力情報３００（詳細は後記）と、仮想パス計算を行っていない未処理のＳＩＰ信号に追記された仮想パス計算回数の総数を示す情報である未処理信号情報４００（詳細は後記）とを用いて、余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）を生成し、信号振分装置１０に送信する。
【００２６】
次に図３を用いて、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１全体の処理概要を説明する。
【００２７】
まず、端末装置２は、ＳＩＰ信号（例えば、ＩＮＶＩＴＥ信号）を送信し（ステップＳ１０１）、信号振分装置１０が、不図示のユーザネットワーク、ＮＧＮアクセスネットワーク、およびＳＳＥ３（図１参照）を介して、そのＳＩＰ信号を受信する。
【００２８】
次に、信号振分装置１０は、計算能力管理装置４０から受信した余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）に基づき、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）に、受信したＳＩＰ信号を振り分ける（ステップＳ１０２）。そして、信号振分装置１０は、ＳＩＰ信号をその振り分けた信号処理装置２０に送信する（ステップＳ１０３）。
【００２９】
信号処理装置２０は、仮想パス情報記憶装置３０から仮想パス情報２００（図８参照）を取得する（ステップＳ１０４）。そして、信号処理装置２０は、受信した各ＳＩＰ信号のメディア数を抽出し、その抽出したメディア数に基づき仮想パス計算を行う（ステップＳ１０５）。次に信号処理装置２０は、仮想パス情報２００を用いて、帯域を確保できるか否かを判定し、帯域を確保できるか否かを示す帯域確保応答情報を、信号振分装置１０を介して、端末装置２へ送信する（ステップＳ１０６）。
【００３０】
また、信号処理装置２０は、仮想パス計算を１回実行するごとに、計算が完了したことを示す情報を記憶しておき、単位時間に仮想パス計算を何回実行できたか示す計算能力情報３００を生成し（ステップＳ１０７）、その生成した計算能力情報３００を、計算能力管理装置４０に送信する（ステップＳ１０８）。
【００３１】
さらに、信号処理装置２０は、信号振分装置１０から受信したＳＩＰ信号について、単位時間ごとに、仮想パス計算を行っていない未処理のＳＩＰ信号がいくつ保存されているかを示す未処理信号情報４００を生成し（ステップＳ１０９）、計算能力管理装置４０に送信する（ステップＳ１１０）。
【００３２】
続いて、計算能力管理装置４０は、各信号処理装置２０から受信した、計算能力情報３００と未処理信号情報４００とに基づき、各信号処理装置２０の余剰計算能力を示す余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）を生成する（ステップＳ１１１）。そして、その生成した余剰仮想パス計算能力情報１００を、信号振分装置１０に送信する（ステップＳ１１２）。信号振分装置１０は、余剰仮想パス計算能力情報１００を受信し記憶部に記憶する。
【００３３】
なお、本実施形態に係る信号処理装置２０が行う仮想パス計算の計算量は、例えば、ＳＩＰ信号のＳＤＰ（Session Description Protocol）に記載されているメディアタイプにより推定する。このメディアタイプには、音声メディア、映像メディア等があり、例えば、電話サービスであれば、音声メディアを１つを利用するため、１メディア＝１セッション必要であり、仮想パス計算は１回必要となる。また、テレビ電話サービスであれば、音声メディアと映像メディアとを利用するため、２メディア必要であり、仮想パス計算は２回必要となる。このように、ＳＤＰのメディアタイプを参照することで、そのＳＩＰ信号に示されるセッションが必要とする仮想パス計算の回数を確認することができる。よって、信号処理装置２０に与える負荷量（計算量）を推定することが可能となる。
【００３４】
次に、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１を構成する各装置について具体的に説明する。
【００３５】
＜信号振分装置＞
図４は、本実施形態に係る信号振分装置１０の構成例を示す機能ブロック図である。
信号振分装置１０は、ユーザネットワーク、ＮＧＮアクセスネットワークおよびＳＳＥ３を介して端末装置２に接続され（図１参照）、さらに、加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）４に接続される。また、ネットワーク帯域制御システム１内においては、信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）および計算能力管理装置４０と接続されている。
【００３６】
図４に示すように、信号振分装置１０は、入出力部１１と、制御部１２と、記憶部１３とを備える。
【００３７】
入出力部１１は、他の装置との間の情報の入出力を行う。例えば、入出力部１１は、端末装置２から送信されたＳＩＰ信号（接続要求信号）を受信したり、計算能力管理装置４０が送信した余剰仮想パス計算能力情報１００を受信したり、信号処理装置２０が生成した帯域確保応答情報を端末装置２等に送信したりする。この入出力部１１は、不図示のキーボード等の入力装置やモニタ等の表示装置等との間で入出力を行う入出力インタフェースと、ネットワークを介して情報の送受信を行うネットワークインタフェースとから構成される。
【００３８】
制御部１２は、信号振分装置１０全体の制御を司り、信号送受信部１２１と、信号キュー保存部１２２と、メディア数抽出部１２３と、信号振分部１２４と、帯域確保情報通知部１２５と含んで構成される。なお、この制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＡＭ（Random Access Memory）等のメインメモリとから構成される。また、制御部１２がプログラム処理により実現される場合には、例えば、信号振分装置１０の記憶部１３に記憶されたプログラムを、ＣＰＵがＲＡＭに展開し実行することで制御部１２の処理が実現される。
【００３９】
信号送受信部１２１は、ユーザネットワーク、ＮＧＮアクセスネットワークおよびＳＳＥ３を介して、端末装置２からＳＩＰ信号を受信する。また、信号振分部１２４が振り分けた信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）に向けて、ＳＩＰ信号を送信する。また、信号送受信部１２１は、計算能力管理装置４０から余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）を受信し、記憶部１３に保存する。さらに、信号送受信部１２１は、帯域確保情報通知部１２５の制御により、信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）から受信した帯域確保応答情報（詳細は後記）を端末装置２や加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）４に送信する。
【００４０】
信号キュー保存部１２２は、信号送受信部１２１が受信したＳＩＰ信号をキューとしてメインメモリに保存する。
【００４１】
メディア数抽出部１２３は、信号キュー保存部１２２に保存されたＳＩＰ信号のうち、ＳＩＰ信号に示されるメディア数を抽出していないＳＩＰ信号を取得する。そして、メディア数抽出部１２３は、取得したＳＩＰ信号のＳＤＰの記載からメディア数を抽出し、そのメディア数に基づき、仮想パス計算回数を決定する。例えば、電話サービスでは、音声メディアを利用するため１メディア必要であり、仮想パス計算回数は「１」である。また、テレビ電話サービスであれば、音声メディアと映像メディアの２つのメディアを利用するため、仮想パス計算回数は「２」となる。このようにして、メディア数抽出部１２３は、抽出したメディア数から仮想パス計算回数を決定する。そして、メディア数抽出部１２３は、決定した仮想パス計算回数を、そのＳＩＰ信号に追記する。
【００４２】
信号振分部１２４は、信号キュー保存部１２２から、メディア数抽出部１２３が仮想パス計算回数を追記したＳＩＰ信号を取得する。そして、信号振分部１２４は、記憶部１３に記憶された余剰仮想パス計算能力情報１００に基づき、ＳＩＰ信号の各信号処理装置２０への振り分けを決定し、振り分けたＳＩＰ信号を、信号送受信部１２１を介して、振り分け先の信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）に送信する。
【００４３】
図５は、本実施形態に係る余剰仮想パス計算能力情報１００のデータ構成の一例を示す図である。図５に示すように、余剰仮想パス計算能力情報１００には、信号処理装置２０（符号１０１）ごとの余剰仮想パス計算能力（符号１０２）が示される。信号振分部１２４は、この余剰仮想パス計算能力情報１００を参照し、各信号処理装置２０（符号１０１）の余剰仮想パス計算能力（符号１０２）の総和に対する、余剰仮想パス計算能力（符号１０２）の割合が高い信号処理装置２０（符号１０１）ほど高い確率で、ＳＩＰ信号を振り分ける。例えば、ＩＤが「＃１」の信号処理装置２０（符号１０１）の余剰仮想パス計算能力（符号１０２）が「１０００」であり、ＩＤが「＃２」の信号処理装置２０（符号１０１）の余剰仮想パス計算能力（符号１０２）が「５００」である場合に、１０００対５００の割合で、ＳＩＰ信号の振り分けを行う負荷分散を実行する。なお、この余剰仮想パス計算能力（符号１０２）の算出方法は、後記する計算能力管理装置４０（図１０および図１１参照）の処理において詳細に説明する。
【００４４】
図４に戻り、帯域確保情報通知部１２５は、信号処理装置２０の処理結果である帯域確保応答情報（詳細は後記）を、信号送受信部１２１を介して受信する。そして、帯域確保情報通知部１２５は、帯域が確保できる帯域確保ＯＫの帯域確保応答情報については、実際に帯域を確保する制御を実行させるために、端末装置２、加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）４の両方に送信する。一方、帯域確保情報通知部１２５は、帯域が確保できないと判定した帯域確保ＮＧの帯域確保応答情報については、端末装置２に送信する。
【００４５】
また、記憶部１３は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶手段からなり、余剰仮想パス計算能力情報１００が記憶される。
【００４６】
次に、図６を用いて、信号振分装置１０の処理の流れを説明する。図６は、本実施形態に係る信号振分装置１０の処理の流れを示すシーケンス図である。
【００４７】
まず、信号振分装置１０の信号送受信部１２１は、計算能力管理装置４０から余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）を受信し（ステップＳ２０１）、記憶部１３に記憶する。
【００４８】
次に、信号送受信部１２１は、端末装置２からＳＩＰ信号を受信する（ステップＳ２０２）。そして、信号送受信部１２１は、受信したＳＩＰ信号を信号キュー保存部１２２に出力し、信号キュー保存部１２２が、受信したＳＩＰ信号を保存する（ステップＳ２０３）。
【００４９】
続いて、メディア数抽出部１２３は、信号キュー保存部１２２に保存したＳＩＰ信号のうち、そのＳＩＰ信号に示されるメディア数を抽出していないＳＩＰ信号を取得する（ステップＳ２０４）。そして、メディア数抽出部１２３は、取得したＳＩＰ信号のメディア数を抽出し、そのメディア数から仮想パス計算回数を決定し、決定した仮想パス計算回数を、ＳＩＰ信号に追記する（ステップＳ２０５）。メディア数抽出部１２３は、仮想パス計算回数を追記したＳＩＰ信号を、信号キュー保存部１２２に送信する（ステップＳ２０６）。そして、信号キュー保存部１２２は、受信した仮想パス計算回数を追記したＳＩＰ信号を保存する。
【００５０】
次に、信号振分部１２４は、信号キュー保存部１２２から仮想パス計算回数を追記したＳＩＰ信号を取得する（ステップＳ２０７）。そして、信号振分部１２４は、記憶部１３内の余剰仮想パス計算能力情報１００に基づき、ＳＩＰ信号の各信号処理装置２０への振り分けを決定する（ステップＳ２０８）。そして、振り分けたＳＩＰ信号を、信号送受信部１２１を介して、振り分け先の信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）へ送信する（ステップＳ２０９）。
【００５１】
また、帯域確保情報通知部１２５は、信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）の処理結果である帯域確保応答情報を、信号送受信部１２１を介して取得する（ステップＳ２１０）。そして、帯域確保情報通知部１２５は、取得した帯域確保応答情報を、信号送受信部１２１を介して、端末装置２等に送信する（ステップＳ２１１）。
【００５２】
このようにすることで、本実施形態に係る信号振分装置１０は、端末装置２から受信したＳＩＰ信号を、計算能力管理装置４０から取得した余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）に基づき、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）に振り分けることができる。この余剰仮想パス計算能力情報１００に示される余剰仮想パス計算能力（符号１０２）は、各信号処理装置２０の余剰能力を仮想パス計算回数で示したものである。よって、各信号処理装置２０の余剰仮想パス計算能力に応じて、ＳＩＰ信号を振り分けることにより、各信号処理装置２０の負荷量（計算量）を均等化し、遅延の発生を低減することができる。
【００５３】
＜信号処理装置＞
図７は、本実施形態に係る信号処理装置２０の構成例を示す機能ブロック図である。
信号処理装置２０は、信号振分装置１０、仮想パス情報記憶装置３０および計算能力管理装置４０に接続される。本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１においては、仮想パス計算を分散して処理するため、複数の信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）が設置される。また、信号処理装置２０は、入出力部２１と、制御部２２と、記憶部２３とを備える。
【００５４】
入出力部２１は、他の装置との間の情報の入出力を行い、入出力インタフェースおよびネットワークインタフェースから構成される。
【００５５】
制御部２２は、信号処理装置２０全体の制御を司り、信号送受信部２２１と、処理信号キュー保存部２２２と、仮想パス計算部２２３と、処理状況通知部２２４とを含んで構成される。なお、この制御部２２は、ＣＰＵとＲＡＭ等のメインメモリとから構成される。また、制御部２２がプログラム処理により実現される場合には、例えば、信号処理装置２０の記憶部２３に記憶されたプログラムを、ＣＰＵがＲＡＭに展開し実行することで制御部２２の処理が実現される。
【００５６】
信号送受信部２２１は、信号振分装置１０が振り分けたＳＩＰ信号を受信する。なお、このＳＩＰ信号は、信号振分装置１０において仮想パス計算回数が追記されたＳＩＰ信号である。そして、信号送受信部２２１は、受信したＳＩＰ信号を処理信号キュー保存部２２２に出力する。
【００５７】
処理信号キュー保存部２２２は、信号送受信部２２１が受信した仮想パス計算回数が追記されたＳＩＰ信号をキューとしてメインメモリに保存する。
【００５８】
仮想パス計算部２２３は、処理信号キュー保存部２２２に保存されたＳＩＰ信号を用いて、仮想パス計算を行い、帯域確保が可能か否かの判定を行う。
具体的には、仮想パス計算部２２３は、処理信号キュー保存部２２２に保存されたＳＩＰ信号を取得する。そして、取得した各ＳＩＰ信号に付された仮想パス計算回数に基づき、ＳＩＰセッションの設定に必要な帯域を算出する。具体的には、例えば、音声メディアの仮想パス計算回数は１回につき、６４ｋｂｐｓの帯域が必要として計算する。また、映像メディアの仮想パス計算回数は１回につき、１Ｍｂｐｓの帯域が必要として計算する。このメディアごとの１回の仮想パス計算回数に必要な帯域は、予めネットワーク管理者により設定されるものである。
【００５９】
そして、仮想パス計算部２２３は、仮想パス情報記憶装置３０から仮想パス情報２００を取得し、取得した仮想パス情報２００から、転送に利用可能な帯域を算出する。
【００６０】
図８は、本実施形態に係る仮想パス情報２００のデータ構成の一例を示す図である。図８に示すように、仮想パス情報２００は、各ＳＳＥ（加入者サービスエッジ）３（符号２０１）ごとに、その総帯域（符号２０２）と使用済み帯域（符号２０３）とが記憶される。総帯域（符号２０２）から使用済み帯域（符号２０３）を引くことで、そのＳＳＥ３が転送に利用可能な帯域が算出できる。
【００６１】
また、仮想パス計算部２２３は、計算により求めたＳＩＰセッションの設定に必要な帯域と、転送に利用可能な帯域とを比較し、設定に必要な帯域が利用可能な帯域以下であれば、帯域を確保できると判定し、帯域確保ＯＫの帯域確保応答情報を生成する。一方、仮想パス計算部２２３は、設定に必要な帯域が利用可能な帯域を超えていれば、帯域の確保ができないと判定し、帯域確保ＮＧの帯域確保応答情報を生成する。
そして、仮想パス計算部２２３は、生成した帯域確保応答情報を、信号送受信部２２１を介して、信号振分装置１０に送信する。
【００６２】
処理状況通知部２２４は、仮想パス計算部２２３から、仮想パス計算が完了する度に、計算が完了したことを示す情報を受信する。そして、処理状況通知部２２４は、単位時間あたりに何回仮想パス計算を実行しているかを示す計算能力情報３００を生成する。そして、処理状況通知部２２４は、その計算能力情報３００を、信号送受信部２２１を介して、計算能力管理装置４０に送信する。
処理状況通知部２２４は、例えば、１秒間あたりに１００回の仮想パス計算を行った場合に、「１００計算／秒」を、計算能力情報３００として、計算能力管理装置４０に送信する。
【００６３】
また、処理状況通知部２２４は、単位時間ごとに処理信号キュー保存部２２２にアクセスし、仮想パス計算を行っていない未処理の各ＳＩＰ信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報４００として生成する。そして、処置状況通知部２２４は、その未処理信号情報４００を、信号送受信部２２１を介して、計算能力管理装置４０に送信する。例えば、未処理信号情報４００として、ある信号処理装置２０から、未処理の仮想パス計算回数の総数が「５０００計算」であることが、計算能力管理装置４０に送信される。
【００６４】
また、記憶部２３は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶手段からなり、仮想パス計算部２２３が、仮想パス情報記憶装置３０から取得した仮想パス情報２００が記憶される。
【００６５】
次に、図９を用いて、信号処理装置２０の処理の流れを説明する。図９は、本実施形態に係る信号処理装置２０の処理の流れを示すシーケンス図である。
【００６６】
まず、信号処理装置２０の信号送受信部２２１は、信号振分装置１０から仮想パス計算回数が追記されたＳＩＰ信号を受信する（ステップＳ３０１）。そして、信号送受信部２２１は、受信したＳＩＰ信号を処理信号キュー保存部２２２に出力し、処理信号キュー保存部２２２が、受信したＳＩＰ信号を保存する（ステップＳ３０２）。
【００６７】
次に、仮想パス計算部２２３は、処理信号キュー保存部２２２に保存されたＳＩＰ信号を取得する（ステップＳ３０３）。また、仮想パス計算部２２３は、信号送受信部２２１を介して、仮想パス情報記憶装置３０から仮想パス情報２００（図８参照）を取得する（ステップＳ３０４）。
【００６８】
続いて、仮想パス計算部２２３は、ステップＳ３０３で取得した各ＳＩＰ情報を用いて仮想パス計算を行う（ステップＳ３０５）。具体的には、各ＳＩＰ信号に付された仮想パス計算回数に、各メディアごとに予め設定された仮想パス計算１回につき必要な帯域を乗算することにより、ＳＩＰセッションが必要とする帯域を計算する。
また、仮想パス計算部２２３は、ステップＳ３０４で取得した仮想パス情報２００を用いて、端末装置２を収容するＳＳＥ３において、転送に利用可能な帯域を計算する。
そして、仮想パス計算部２２３は、そのＳＩＰセッションの必要とする帯域が、転送に利用可能な帯域以下であり、帯域を確保できるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ここで、仮想パス計算部２２３が、帯域を確保できると判定した場合は、帯域確保ＯＫの帯域確保応答情報を生成する。また、仮想パス計算部２２３は、そのＳＩＰセッションの必要とする帯域が転送に利用可能な帯域を超えており、帯域の確保ができないと判定した場合は、帯域確保ＮＧの帯域確保応答情報を生成する。そして、仮想パス計算部２２３は、生成した帯域確保応答情報を、信号送受信部２２１を介して、信号振分装置１０に送信する（ステップＳ３０７）。
【００６９】
次に、処理状況通知部２２４は、仮想パス計算部２２３から、仮想パス計算が完了する度に、計算が完了したことを示す情報を受信する（ステップＳ３０８）。そして、処理状況通知部２２４は、単位時間あたりに何回仮想パス計算を実行しているかを示す計算能力情報３００を生成し（ステップＳ３０９）、信号送受信部２２１を介して、計算能力管理装置４０に送信する（ステップＳ３１０）。
【００７０】
続いて、処理状況通知部２２４は、単位時間ごとに、処理信号キュー保存部２２２にアクセスし、仮想パス計算を行っていない未処理の各ＳＩＰ信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報４００として生成する（ステップＳ３１２）。そして、処理状況通知部２２４は、その未処理信号情報４００を、信号送受信部２２１を介して、計算能力管理装置４０に送信する（ステップＳ３１３）。
【００７１】
このようにすることで、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）は、信号振分装置１０が振り分けたＳＩＰ信号を受信し、仮想パス計算を分散して行うことができる。また、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）は、受信したＳＩＰ信号の仮想パス計算の処理状況を示す情報として、計算能力情報３００および未処理信号情報４００を、計算能力管理装置４０に送信することができる。
【００７２】
＜仮想パス情報記憶装置＞
仮想パス情報記憶装置３０は、不図示の入出力部と、制御部と、記憶部とを備えた記憶装置であり、記憶部内には、仮想パス情報２００（図８参照）が記憶される。この仮想パス情報２００には、ＮＧＮコアネットワークのエッジルータであるＳＳＥ３（符号２０１）（図１参照）ごとに、総帯域（符号２０２）と使用済み帯域（符号２０３）とが記憶される。この使用済み帯域（符号２０３）は、不図示のネットワーク管理装置等により、所定の間隔で更新され、現時点での使用済み帯域２０３が記憶される。そして、この仮想パス情報２００は、各信号処理装置２０により参照される。
【００７３】
＜計算能力管理装置＞
図１０は、本実施形態に係る計算能力管理装置４０の構成例を示す機能ブロック図である。計算能力管理装置４０は、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）および信号振分装置１０に接続される。また、計算能力管理装置４０は、入出力部４１と、制御部４２と、記憶部４３とを備える。
【００７４】
入出力部４１は、他の装置との間の情報の入出力を行い、入出力インタフェースおよびネットワークインタフェースから構成される。
【００７５】
制御部４２は、計算能力管理装置４０全体の制御を司り、信号送受信部４２１と、余剰計算能力算出部４２２と、仮想パス計算能力情報通知部４２３とを含んで構成される。なお、この制御部４２は、ＣＰＵとＲＡＭ等のメインメモリとから構成される。また、制御部４２がプログラム処理により実現される場合には、例えば、計算能力管理装置４０の記憶部４３に記憶されたプログラムを、ＣＰＵがＲＡＭに展開し実行することで制御部４２の処理が実現される。
【００７６】
信号送受信部４２１は、信号処理装置２０が生成した計算能力情報３００および未処理信号情報４００を、入出力部４１を介して受信し記憶部４３に保存する。また、仮想パス計算能力情報通知部４２３の制御により、余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）を、信号振分装置１０に送信する。
【００７７】
余剰計算能力算出部４２２は、記憶部４３から計算能力情報３００および未処理信号情報４００を取得し、単位時間あたりの余剰仮想パス計算能力を算出する。
具体的には、例えば、余剰計算能力算出部４２２は、ある信号処理装置２０の計算能力情報３００として、「１００計算／秒」を取得する。これは、１秒間に１００回仮想計算パスを計算できることを意味する。そして、余剰計算能力算出部４２２は、その信号処理装置２０が１分間に処理できる仮想パス計算回数として、１００（計算／秒）×６０（秒）＝６０００（計算）を算出する。
また、余剰計算能力算出部４２２は、未処理信号情報４００から、その信号処理装置２０が保存する未処理の各ＳＩＰ信号の仮想パス計算回数の総数が、例えば、「５０００計算」であることを取得する。
余剰計算能力算出部４２２は、１分間に処理できる仮想パス計算回数「６０００計算」から未処理のＳＩＰ信号の仮想パス計算回数の総数「５０００計算」を引いた「１０００計算」を余剰仮想パス計算能力として算出する。
そして、余剰計算能力算出部４２２は、この計算をすべての信号処理装置２０に対して実行し、その計算結果を余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）として記憶部４３に記憶する。
【００７８】
仮想パス計算能力情報通知部４２３は、余剰計算能力算出部４２２により、余剰仮想パス計算能力情報１００が更新されたことを契機として、その余剰仮想パス計算能力情報１００を、信号送受信部４２１を介して、信号振分装置１０に送信する。
【００７９】
また、記憶部４３は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶手段からなり、信号送受信部４２１が、各信号処理装置２０から受信した計算能力情報３００や未処理信号情報４００、余剰計算能力算出部４２２が算出した余剰仮想パス計算能力情報１００が記憶される。
【００８０】
次に、図１１を用いて、計算能力管理装置４０の処理の流れを説明する。図１１は、本実施形態に係る計算能力管理装置４０の処理の流れを示すフローチャートである。
【００８１】
まず、計算能力管理装置４０の信号送受信部４２１は、各信号処理装置２０から、計算能力情報３００を受信し（ステップＳ４０１）、記憶部４３に保存する。また、信号送受信部４２１は、各信号処理装置２０から、未処理信号情報４００を受信し（ステップＳ４０２）、記憶部４３に保存する。
【００８２】
次に、余剰計算能力算出部４２２は、記憶部４３から計算能力情報３００および未処理信号情報４００を取得し、信号処理装置２０ごとの単位時間あたりの余剰仮想パス計算能力を算出する（ステップＳ４０３）。そして、余剰計算能力算出部４２２は、その算出結果を、余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）として記憶部４３に記憶する。
【００８３】
続いて、仮想パス計算能力情報通知部４２３は、余剰計算能力算出部４２２が、余剰仮想パス計算能力情報１００を更新したことを契機として、余剰仮想パス計算能力情報１００を信号振分装置１０に送信する（ステップＳ４０４）。
【００８４】
このようにすることで、計算能力管理装置４０は、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）から、計算能力情報３００および未処理信号情報４００を取得し、各信号処理装置２０の余剰の仮想パス計算回数に基づいた余剰仮想パス計算能力情報１００を生成することができる。
【００８５】
以上のように、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１およびネットワーク帯域制御方法によれば、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）の余剰の仮想パス計算回数に基づいた余剰仮想パス計算能力情報１００を用いて、信号振分装置１０が、ＳＩＰ信号を各信号処理装置２０に振り分けることができる。よって、各信号処理装置２０の仮想パス計算を均等化し、ネットワーク品質を向上させて帯域制御を行うことが可能になる。
【符号の説明】
【００８６】
１ ネットワーク帯域制御システム
２ 端末装置
３ ＳＳＥ（加入者サービスエッジ）
４ ＳＳＣ（加入者セッション制御サーバ）
５ ＩＳＣ（中継セッション制御サーバ）
６ ＩＢＥ（中継ボーダゲートウェイ装置）
７ ＲＡＣＳ（ネットワーク帯域制御機能）
１０ 信号振分装置
１１，２１，４１ 入出力部
１２，２２，４２ 制御部
１３，２３，４３ 記憶部
２０ 信号処理装置
３０ 仮想パス情報記憶装置
４０ 計算能力管理装置
１００ 余剰仮想パス計算能力情報
２００ 仮想パス情報
１２１，２２１，４２１ 信号送受信部
１２２ 信号キュー保存部
１２３ メディア数抽出部
１２４ 信号振分部
１２５ 帯域確保情報通知部
２２２ 処理信号キュー保存部
２２３ 仮想パス計算部
２２４ 処理状況通知部
３００ 計算能力情報
４００ 未処理信号情報
４２２ 余剰計算能力算出部
４２３ 仮想パス計算能力情報通知部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代ネットワーク（ＮＧＮ：Next Generation Network）におけるネットワーク帯域制御システムおよびネットワーク帯域制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインターネットに代表されるＩＰ（Internet Protocol）ネットワークは、通信品質においては、ベストエフォート型と呼ばれ、ネットワークが非常に込み合った状態である輻輳状態では、遅延が発生したりデータパケットが廃棄されることで、通信品質が悪化した状態になる。一方、次世代ネットワーク（ＮＧＮ）では、地デジ再放送、電話、ＶＯＤ（Video On Demand）等の様々なサービスを統合するとともに、常に安定した通信品質を保つことが要求されている。
【０００３】
ネットワーク上での通信品質を保証するために、次世代ネットワーク（ＮＧＮ）では、例えば、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）セッション制御により帯域の制御を行う。具体的には、加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ：Subscriber Session Control server）内に設けられたネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ：Resource and Admission Control Subsystem）が、転送ネットワークの帯域をセッションごとに制御することで、ルータでの輻輳を抑止し、ネットワークの品質を向上させる（非特許文献１参照）。
【０００４】
このネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）は、帯域制御を行うために、例えばＳＩＰ信号のＳＤＰ（Session Description Protocol）に記述されているメディアタイプ等から、そのＳＩＰセッションが必要とする帯域を計算する。そして、帯域あふれ（転送ネットワークにおいて帯域が確保できないこと）が発生しない場合には、セッション接続を許可し、帯域あふれが発生する場合は、セッション接続を拒否する。なお、このネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）が行うＳＩＰセッションが必要とする帯域の計算は、ネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）が物理的な転送ネットワークの構成を仮想パスとして抽象化し記憶していることから「仮想パス計算」と呼ばれる。
【０００５】
この加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）内のネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）において行われるこの仮想パス計算は、次世代ネットワーク（ＮＧＮ）が様々なサービスを統合して実現されるものであるため、そのサービスのセッションごとに実行される仮想パス計算の計算量が膨大となる。このため、加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）全体における仮想パス計算の計算負荷の増大が問題となる。
【０００６】
この問題を解決する方法として、計算量の多い仮想パス計算を、ロードバランサ（負荷分散装置）が複数のサーバに分散させて実行し、性能向上を図る技術が開示されている（非特許文献２参照）。この非特許文献２には、利用可能なサーバ群の中から最適なサーバを選択する負荷分散アルゴリズムとして、（１）ラウンドロビン方式、（２）コネクション数方式、（３）応答時間方式が記載されている。（１）ラウンドロビン方式は順番にサーバが選択される方式である。（２）コネクション数方式は、処理しているコネクション数（ここではセッション数）が最小のサーバを選択する方式である。（３）応答時間方式は、一番速く応答しているサーバを選択する方式である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】宮坂昌宏他、「ＮＧＮにおける帯域管理制御技術」、ＮＴＴジャーナル、2008.10、［online］、［平成22年8月23日検索］、インターネット＜http://www.ntt.co.jp/journal/0810/files/jn200810022.pdf＞
【非特許文献２】上谷一他、「パケットフローから負荷分散の基本を理解する」、［online］、アットマーク・アイティ、［平成22年8月23日検索］、インターネット＜http://www.atmarkit.co.jp/fnetwork/rensai/lb01/lb01.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、非特許文献２に記載されたロードバランサによる（１）〜（３）の方式は、ジョブの内容、例えば計算量等を考慮したものではない。例えば、計算量が「１０」のジョブＡと計算量「１」のジョブＢが存在したとする。この場合、前記した（１）〜（３）の方式では、複数のサーバの負荷が均等となるようにジョブを振り分けることはできない。
ネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）における仮想パス計算も同様の課題が存在する。つまり、仮想パス計算は、計算量の大きいものもあれば、計算量の小さいものも存在するため、複数のサーバ（信号処理装置）を設けても、計算量が考慮されておらず、負荷を均等にすることはできない。
【０００９】
このような背景に鑑みて、本発明がなされたのであり、本発明は、仮想パス計算を、その計算量に応じて複数の信号処理装置に振り分けて実行し、帯域制御することができる、ネットワーク帯域制御システムおよびネットワーク帯域制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、（１）端末装置から送信された接続要求信号を受信し、前記受信した接続要求信号を複数の信号処理装置に振り分ける信号振分装置と、（２）前記振り分けられた接続要求信号を取得し、前記接続要求信号に示されるセッションが必要とする帯域を計算し、転送ネットワークにおける前記帯域が確保できるか否かを判定する前記信号処理装置と、（３）前記転送ネットワークにおける使用済み帯域の情報が記憶される仮想パス情報記憶装置と、（４）前記信号振分装置が前記接続要求信号を振り分けるために参照する、前記信号処理装置ごとの帯域計算の余剰計算回数を示す余剰仮想パス計算能力を計算する計算能力管理装置と、を備えるネットワーク帯域制御システムであって、前記信号振分装置が、前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す余剰仮想パス計算能力情報が記憶される記憶部と、前記端末装置から受信した接続要求信号に付されたメディア数を抽出し、前記抽出したメディア数を仮想パス計算回数として当該接続要求信号に追記するメディア数抽出部と、各信号処理装置の前記余剰仮想パス計算能力の総和に対する、前記余剰仮想パス計算能力の割合が高い前記信号処理装置ほど高い確率で、前記仮想パス計算回数が追記された接続要求信号を振り分け、前記振り分けた信号処理装置に当該接続要求信号を送信する信号振分部と、前記信号処理装置から、前記セッションの帯域が確保できるか否かを示す帯域確保応答情報を受信し、前記端末装置に送信する帯域確保情報通知部と、を備え、前記信号処理装置が、前記信号振分装置から受信した前記接続要求信号に付されたメディアの種類ごとに必要な帯域と、前記仮想パス計算回数を乗算することにより、前記セッションに必要な帯域を算出し、前記仮想パス情報記憶装置から、前記転送ネットワークにおける前記使用済み帯域の情報を取得して、転送に利用可能な帯域を算出し、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域以下である場合に、前記帯域の確保ができると判定し、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域を超える場合に、前記帯域の確保ができないと判定し、前記判定の結果を前記帯域確保応答情報として前記信号振分装置に送信する仮想パス計算部と、前記仮想パス計算部が前記セッションに必要な帯域を算出する仮想パス計算を、単位時間あたりに何回行ったかを示す計算能力情報を生成するとともに、前記受信した仮想パス計算回数が追記された接続要求信号のうち、前記仮想パス計算を行っていない各接続要求信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報として生成し、前記生成した計算能力情報および前記未処理信号情報を前記計算能力管理装置に送信する処理状況通知部と、を備え、前記計算能力管理装置が、前記信号処理装置から、前記計算能力情報および前記未処理信号情報を受信する信号送受信部と、前記信号処理装置ごとに、前記計算能力情報に示される単位時間あたりの仮想パス計算の回数から、前記未処理信号情報に示される前記仮想パス計算回数の総数を引いた回数を、前記余剰仮想パス計算能力として算出する余剰計算能力算出部と、前記余剰計算能力算出部が算出した前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す前記余剰仮想パス計算能力情報を、前記信号振分装置に送信する仮想パス計算能力情報通知部と、を備えることを特徴とするネットワーク帯域制御システムとした。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、（１）端末装置から送信された接続要求信号を受信し、前記受信した接続要求信号を複数の信号処理装置に振り分ける信号振分装置と、（２）前記振り分けられた接続要求信号を取得し、前記接続要求信号に示されるセッションが必要とする帯域を計算し、転送ネットワークにおける前記帯域が確保できるか否かを判定する前記信号処理装置と、（３）前記転送ネットワークにおける使用済み帯域の情報が記憶される仮想パス情報記憶装置と、（４）前記信号振分装置が前記接続要求信号を振り分けるために参照する、前記信号処理装置ごとの帯域計算の余剰計算回数を示す余剰仮想パス計算能力を計算する計算能力管理装置と、を備えるネットワーク帯域制御システムに用いられるネットワーク帯域制御方法であって、前記信号振分装置が、前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す余剰仮想パス計算能力情報が記憶される記憶部を備えており、前記端末装置から受信した接続要求信号に付されたメディア数を抽出し、前記抽出したメディア数を仮想パス計算回数として当該接続要求信号に追記するステップと、各信号処理装置の前記余剰仮想パス計算能力の総和に対する、前記余剰仮想パス計算能力の割合が高い前記信号処理装置ほど高い確率で、前記仮想パス計算回数が追記された接続要求信号を振り分け、前記振り分けた信号処理装置に当該接続要求信号を送信するステップと、を実行し、前記信号処理装置が、前記信号振分装置から受信した前記接続要求信号に付されたメディアの種類ごとに必要な帯域と、前記仮想パス計算回数を乗算することにより、前記セッションに必要な帯域を算出し、前記仮想パス情報記憶装置から、前記転送ネットワークにおける前記使用済み帯域の情報を取得して、転送に利用可能な帯域を算出するステップと、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域以下である場合に、前記帯域の確保ができると判定し、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域を超える場合に、前記帯域の確保ができないと判定し、前記判定の結果を前記帯域確保応答情報として前記信号振分装置に送信するステップと、前記仮想パス計算部が前記セッションに必要な帯域を算出する仮想パス計算を、単位時間あたりに何回行ったかを示す計算能力情報を生成するとともに、前記受信した仮想パス計算回数が追記された接続要求信号のうち、前記仮想パス計算を行っていない各接続要求信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報として生成し、前記生成した計算能力情報および前記未処理信号情報を前記計算能力管理装置に送信するステップと、を実行し、前記信号振分装置が、前記信号処理装置から、前記セッションの帯域が確保できるか否かを示す前記帯域確保応答情報を受信し、前記端末装置に送信するステップを実行し、前記計算能力管理装置が、前記信号処理装置から、前記計算能力情報および前記未処理信号情報を受信するステップと、前記信号処理装置ごとに、前記計算能力情報に示される単位時間あたりの仮想パス計算の回数から、前記未処理信号情報に示される前記仮想パス計算回数の総数を引いた回数を、前記余剰仮想パス計算能力として算出するステップと、前記余剰計算能力算出部が算出した前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す前記余剰仮想パス計算能力情報を、前記信号振分装置に送信するステップと、を実行することを特徴とするネットワーク帯域制御方法とした。
【００１２】
このようにすることで、信号振分装置は、計算能力管理装置が各信号処理装置の計算能力情報と未処理信号情報とを用いて算出した余剰仮想パス計算能力情報に基づいて、接続要求信号を各信号処理装置に振り分けることができる。この余剰仮想パス計算能力情報に示される余剰仮想パス計算能力は、各信号処理装置が、単位時間あたりに仮想パス計算を行える余剰能力を回数で示したものである。そのため、余剰仮想パス計算能力の割合が高い信号処理装置ほど高い確率で、その信号処理装置に接続要求信号を振り分けることにより、仮想パス計算の計算量の負荷を均等化し、遅延の発生を減らし、ネットワーク品質を向上させた帯域制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、仮想パス計算の計算負荷を均等化し、ネットワーク品質を向上させて帯域制御を行う、ネットワーク帯域制御システムおよびネットワーク帯域制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る次世代ネットワーク（ＮＧＮ）の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係るネットワーク帯域制御システムの構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム全体の処理概要を説明するためのシーケンス図である。
【図４】本実施形態に係る信号振分装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図５】本実施形態に係る余剰仮想パス計算能力情報のデータ構成の一例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る信号振分装置の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図７】本実施形態に係る信号処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図８】本実施形態に係る仮想パス情報のデータ構成の一例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る信号処理装置の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図１０】本実施形態に係る計算能力管理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図１１】本実施形態に係る計算能力管理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
まず、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１を含む次世代ネットワーク（ＮＧＮ）の構成例を説明する。図１は、本実施形態に係る次世代ネットワーク（ＮＧＮ）の構成例を示す図である。
【００１７】
図１に示すように次世代ネットワーク（ＮＧＮ）は、ユーザネットワークと接続され、そのユーザネットワークを介して端末装置２と接続されている。この端末装置２は、例えば、ＳＩＰ信号の送受信が可能なＮＧＮ対応の電話端末である。
【００１８】
次世代ネットワーク（ＮＧＮ）は、例えば光ファイバ等を用いてユーザネットワークに情報を通信する伝送装置から構成されるＮＧＮアクセスネットワークと、大容量のルータ等から構成されるＮＧＮコアネットワークとを備える。そして、このＮＧＮコアネットワークは、ＳＳＥ（Subscriber Service Edge：加入者サービスエッジ）３とＩＢＥ（Intermediate Border gateway Equipment：中継ボーダゲートウェイ装置）６とから構成されるエッジルータを介して接続されパケットの送受信を行う。また、加入者を収容するＳＳＣ（Subscriber Session Control server：加入者セッション制御サーバ）４と、中継処理を行うＩＳＣ（Intermediate Session Control server：中継セッション制御サーバ）５とが、セッション制御サーバとしてサービス全体を制御する。
【００１９】
そして、本実施形態における次世代ネットワーク（ＮＧＮ）では、従来加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）内に設けられていたネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）７を取り出し、独立した１つのシステムであるネットワーク帯域制御システム１とした。このネットワーク帯域制御システム１をＳＳＥ３とＳＳＣ４との間に備え、ＮＧＮコアネットワークにおける帯域制御を行うものである。
【００２０】
（ネットワーク帯域制御システムの構成と処理概要）
図２は、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１の構成例を示す図である。また、図３は、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１全体の処理概要を説明するためのシーケンス図である。
本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１は、図１に示したように、処理負荷の大きい仮想パス計算を、従来の加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）内のネットワーク帯域制御機能（ＲＡＣＳ）７において実行させるのではなく、加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）から独立させた上で、仮想パス計算を複数の信号処理装置２０に負荷分散させて行う。そして、複数の信号処理装置２０への振り分けを、各信号処理装置２０が単位時間に処理可能な仮想パス計算回数に基づいて行うことを特徴とする。このようにすることで、単位時間に仮想パス計算を多く処理可能な信号処理装置２０により多くの仮想パス計算を割り当てることができ、各信号処理装置２０の計算負荷を均等にし、遅延の発生を減らし、ネットワークの品質を向上させるものである。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１は、信号振分装置１０と、複数の信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）と、仮想パス情報記憶装置３０と、計算能力管理装置４０とを含んで構成される。
【００２２】
信号振分装置１０は、端末装置２から、不図示のユーザネットワーク、ＮＧＮアクセスネットワーク、ＳＳＥ３（図１参照）を介して、ＳＩＰ信号（接続要求信号）を受信する。そして、信号振分装置１０は、計算能力管理装置４０から取得した余剰仮想パス計算能力情報１００（後記する図５参照）に基づき、ＳＩＰ信号を各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）に振り分ける。
【００２３】
信号処理装置２０は、信号振分装置１０が振り分けたＳＩＰ信号を用いて、仮想パス計算を行い、帯域が確保できるか否かを判定する。
【００２４】
仮想パス情報記憶装置３０は、ＮＧＮコアネットワークのエッジルータであるＳＳＥ３（図１参照）ごとの使用済み帯域を示す仮想パス情報２００（後記する図８参照）を記憶する。
【００２５】
計算能力管理装置４０は、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）から、単位時間あたりの仮想パス計算の回数を示す計算能力情報３００（詳細は後記）と、仮想パス計算を行っていない未処理のＳＩＰ信号に追記された仮想パス計算回数の総数を示す情報である未処理信号情報４００（詳細は後記）とを用いて、余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）を生成し、信号振分装置１０に送信する。
【００２６】
次に図３を用いて、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１全体の処理概要を説明する。
【００２７】
まず、端末装置２は、ＳＩＰ信号（例えば、ＩＮＶＩＴＥ信号）を送信し（ステップＳ１０１）、信号振分装置１０が、不図示のユーザネットワーク、ＮＧＮアクセスネットワーク、およびＳＳＥ３（図１参照）を介して、そのＳＩＰ信号を受信する。
【００２８】
次に、信号振分装置１０は、計算能力管理装置４０から受信した余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）に基づき、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）に、受信したＳＩＰ信号を振り分ける（ステップＳ１０２）。そして、信号振分装置１０は、ＳＩＰ信号をその振り分けた信号処理装置２０に送信する（ステップＳ１０３）。
【００２９】
信号処理装置２０は、仮想パス情報記憶装置３０から仮想パス情報２００（図８参照）を取得する（ステップＳ１０４）。そして、信号処理装置２０は、受信した各ＳＩＰ信号のメディア数を抽出し、その抽出したメディア数に基づき仮想パス計算を行う（ステップＳ１０５）。次に信号処理装置２０は、仮想パス情報２００を用いて、帯域を確保できるか否かを判定し、帯域を確保できるか否かを示す帯域確保応答情報を、信号振分装置１０を介して、端末装置２へ送信する（ステップＳ１０６）。
【００３０】
また、信号処理装置２０は、仮想パス計算を１回実行するごとに、計算が完了したことを示す情報を記憶しておき、単位時間に仮想パス計算を何回実行できたか示す計算能力情報３００を生成し（ステップＳ１０７）、その生成した計算能力情報３００を、計算能力管理装置４０に送信する（ステップＳ１０８）。
【００３１】
さらに、信号処理装置２０は、信号振分装置１０から受信したＳＩＰ信号について、単位時間ごとに、仮想パス計算を行っていない未処理のＳＩＰ信号がいくつ保存されているかを示す未処理信号情報４００を生成し（ステップＳ１０９）、計算能力管理装置４０に送信する（ステップＳ１１０）。
【００３２】
続いて、計算能力管理装置４０は、各信号処理装置２０から受信した、計算能力情報３００と未処理信号情報４００とに基づき、各信号処理装置２０の余剰計算能力を示す余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）を生成する（ステップＳ１１１）。そして、その生成した余剰仮想パス計算能力情報１００を、信号振分装置１０に送信する（ステップＳ１１２）。信号振分装置１０は、余剰仮想パス計算能力情報１００を受信し記憶部に記憶する。
【００３３】
なお、本実施形態に係る信号処理装置２０が行う仮想パス計算の計算量は、例えば、ＳＩＰ信号のＳＤＰ（Session Description Protocol）に記載されているメディアタイプにより推定する。このメディアタイプには、音声メディア、映像メディア等があり、例えば、電話サービスであれば、音声メディアを１つを利用するため、１メディア＝１セッション必要であり、仮想パス計算は１回必要となる。また、テレビ電話サービスであれば、音声メディアと映像メディアとを利用するため、２メディア必要であり、仮想パス計算は２回必要となる。このように、ＳＤＰのメディアタイプを参照することで、そのＳＩＰ信号に示されるセッションが必要とする仮想パス計算の回数を確認することができる。よって、信号処理装置２０に与える負荷量（計算量）を推定することが可能となる。
【００３４】
次に、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１を構成する各装置について具体的に説明する。
【００３５】
＜信号振分装置＞
図４は、本実施形態に係る信号振分装置１０の構成例を示す機能ブロック図である。
信号振分装置１０は、ユーザネットワーク、ＮＧＮアクセスネットワークおよびＳＳＥ３を介して端末装置２に接続され（図１参照）、さらに、加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）４に接続される。また、ネットワーク帯域制御システム１内においては、信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）および計算能力管理装置４０と接続されている。
【００３６】
図４に示すように、信号振分装置１０は、入出力部１１と、制御部１２と、記憶部１３とを備える。
【００３７】
入出力部１１は、他の装置との間の情報の入出力を行う。例えば、入出力部１１は、端末装置２から送信されたＳＩＰ信号（接続要求信号）を受信したり、計算能力管理装置４０が送信した余剰仮想パス計算能力情報１００を受信したり、信号処理装置２０が生成した帯域確保応答情報を端末装置２等に送信したりする。この入出力部１１は、不図示のキーボード等の入力装置やモニタ等の表示装置等との間で入出力を行う入出力インタフェースと、ネットワークを介して情報の送受信を行うネットワークインタフェースとから構成される。
【００３８】
制御部１２は、信号振分装置１０全体の制御を司り、信号送受信部１２１と、信号キュー保存部１２２と、メディア数抽出部１２３と、信号振分部１２４と、帯域確保情報通知部１２５と含んで構成される。なお、この制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＡＭ（Random Access Memory）等のメインメモリとから構成される。また、制御部１２がプログラム処理により実現される場合には、例えば、信号振分装置１０の記憶部１３に記憶されたプログラムを、ＣＰＵがＲＡＭに展開し実行することで制御部１２の処理が実現される。
【００３９】
信号送受信部１２１は、ユーザネットワーク、ＮＧＮアクセスネットワークおよびＳＳＥ３を介して、端末装置２からＳＩＰ信号を受信する。また、信号振分部１２４が振り分けた信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）に向けて、ＳＩＰ信号を送信する。また、信号送受信部１２１は、計算能力管理装置４０から余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）を受信し、記憶部１３に保存する。さらに、信号送受信部１２１は、帯域確保情報通知部１２５の制御により、信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）から受信した帯域確保応答情報（詳細は後記）を端末装置２や加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）４に送信する。
【００４０】
信号キュー保存部１２２は、信号送受信部１２１が受信したＳＩＰ信号をキューとしてメインメモリに保存する。
【００４１】
メディア数抽出部１２３は、信号キュー保存部１２２に保存されたＳＩＰ信号のうち、ＳＩＰ信号に示されるメディア数を抽出していないＳＩＰ信号を取得する。そして、メディア数抽出部１２３は、取得したＳＩＰ信号のＳＤＰの記載からメディア数を抽出し、そのメディア数に基づき、仮想パス計算回数を決定する。例えば、電話サービスでは、音声メディアを利用するため１メディア必要であり、仮想パス計算回数は「１」である。また、テレビ電話サービスであれば、音声メディアと映像メディアの２つのメディアを利用するため、仮想パス計算回数は「２」となる。このようにして、メディア数抽出部１２３は、抽出したメディア数から仮想パス計算回数を決定する。そして、メディア数抽出部１２３は、決定した仮想パス計算回数を、そのＳＩＰ信号に追記する。
【００４２】
信号振分部１２４は、信号キュー保存部１２２から、メディア数抽出部１２３が仮想パス計算回数を追記したＳＩＰ信号を取得する。そして、信号振分部１２４は、記憶部１３に記憶された余剰仮想パス計算能力情報１００に基づき、ＳＩＰ信号の各信号処理装置２０への振り分けを決定し、振り分けたＳＩＰ信号を、信号送受信部１２１を介して、振り分け先の信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）に送信する。
【００４３】
図５は、本実施形態に係る余剰仮想パス計算能力情報１００のデータ構成の一例を示す図である。図５に示すように、余剰仮想パス計算能力情報１００には、信号処理装置２０（符号１０１）ごとの余剰仮想パス計算能力（符号１０２）が示される。信号振分部１２４は、この余剰仮想パス計算能力情報１００を参照し、各信号処理装置２０（符号１０１）の余剰仮想パス計算能力（符号１０２）の総和に対する、余剰仮想パス計算能力（符号１０２）の割合が高い信号処理装置２０（符号１０１）ほど高い確率で、ＳＩＰ信号を振り分ける。例えば、ＩＤが「＃１」の信号処理装置２０（符号１０１）の余剰仮想パス計算能力（符号１０２）が「１０００」であり、ＩＤが「＃２」の信号処理装置２０（符号１０１）の余剰仮想パス計算能力（符号１０２）が「５００」である場合に、１０００対５００の割合で、ＳＩＰ信号の振り分けを行う負荷分散を実行する。なお、この余剰仮想パス計算能力（符号１０２）の算出方法は、後記する計算能力管理装置４０（図１０および図１１参照）の処理において詳細に説明する。
【００４４】
図４に戻り、帯域確保情報通知部１２５は、信号処理装置２０の処理結果である帯域確保応答情報（詳細は後記）を、信号送受信部１２１を介して受信する。そして、帯域確保情報通知部１２５は、帯域が確保できる帯域確保ＯＫの帯域確保応答情報については、実際に帯域を確保する制御を実行させるために、端末装置２、加入者セッション制御サーバ（ＳＳＣ）４の両方に送信する。一方、帯域確保情報通知部１２５は、帯域が確保できないと判定した帯域確保ＮＧの帯域確保応答情報については、端末装置２に送信する。
【００４５】
また、記憶部１３は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶手段からなり、余剰仮想パス計算能力情報１００が記憶される。
【００４６】
次に、図６を用いて、信号振分装置１０の処理の流れを説明する。図６は、本実施形態に係る信号振分装置１０の処理の流れを示すシーケンス図である。
【００４７】
まず、信号振分装置１０の信号送受信部１２１は、計算能力管理装置４０から余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）を受信し（ステップＳ２０１）、記憶部１３に記憶する。
【００４８】
次に、信号送受信部１２１は、端末装置２からＳＩＰ信号を受信する（ステップＳ２０２）。そして、信号送受信部１２１は、受信したＳＩＰ信号を信号キュー保存部１２２に出力し、信号キュー保存部１２２が、受信したＳＩＰ信号を保存する（ステップＳ２０３）。
【００４９】
続いて、メディア数抽出部１２３は、信号キュー保存部１２２に保存したＳＩＰ信号のうち、そのＳＩＰ信号に示されるメディア数を抽出していないＳＩＰ信号を取得する（ステップＳ２０４）。そして、メディア数抽出部１２３は、取得したＳＩＰ信号のメディア数を抽出し、そのメディア数から仮想パス計算回数を決定し、決定した仮想パス計算回数を、ＳＩＰ信号に追記する（ステップＳ２０５）。メディア数抽出部１２３は、仮想パス計算回数を追記したＳＩＰ信号を、信号キュー保存部１２２に送信する（ステップＳ２０６）。そして、信号キュー保存部１２２は、受信した仮想パス計算回数を追記したＳＩＰ信号を保存する。
【００５０】
次に、信号振分部１２４は、信号キュー保存部１２２から仮想パス計算回数を追記したＳＩＰ信号を取得する（ステップＳ２０７）。そして、信号振分部１２４は、記憶部１３内の余剰仮想パス計算能力情報１００に基づき、ＳＩＰ信号の各信号処理装置２０への振り分けを決定する（ステップＳ２０８）。そして、振り分けたＳＩＰ信号を、信号送受信部１２１を介して、振り分け先の信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）へ送信する（ステップＳ２０９）。
【００５１】
また、帯域確保情報通知部１２５は、信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）の処理結果である帯域確保応答情報を、信号送受信部１２１を介して取得する（ステップＳ２１０）。そして、帯域確保情報通知部１２５は、取得した帯域確保応答情報を、信号送受信部１２１を介して、端末装置２等に送信する（ステップＳ２１１）。
【００５２】
このようにすることで、本実施形態に係る信号振分装置１０は、端末装置２から受信したＳＩＰ信号を、計算能力管理装置４０から取得した余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）に基づき、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）に振り分けることができる。この余剰仮想パス計算能力情報１００に示される余剰仮想パス計算能力（符号１０２）は、各信号処理装置２０の余剰能力を仮想パス計算回数で示したものである。よって、各信号処理装置２０の余剰仮想パス計算能力に応じて、ＳＩＰ信号を振り分けることにより、各信号処理装置２０の負荷量（計算量）を均等化し、遅延の発生を低減することができる。
【００５３】
＜信号処理装置＞
図７は、本実施形態に係る信号処理装置２０の構成例を示す機能ブロック図である。
信号処理装置２０は、信号振分装置１０、仮想パス情報記憶装置３０および計算能力管理装置４０に接続される。本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１においては、仮想パス計算を分散して処理するため、複数の信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）が設置される。また、信号処理装置２０は、入出力部２１と、制御部２２と、記憶部２３とを備える。
【００５４】
入出力部２１は、他の装置との間の情報の入出力を行い、入出力インタフェースおよびネットワークインタフェースから構成される。
【００５５】
制御部２２は、信号処理装置２０全体の制御を司り、信号送受信部２２１と、処理信号キュー保存部２２２と、仮想パス計算部２２３と、処理状況通知部２２４とを含んで構成される。なお、この制御部２２は、ＣＰＵとＲＡＭ等のメインメモリとから構成される。また、制御部２２がプログラム処理により実現される場合には、例えば、信号処理装置２０の記憶部２３に記憶されたプログラムを、ＣＰＵがＲＡＭに展開し実行することで制御部２２の処理が実現される。
【００５６】
信号送受信部２２１は、信号振分装置１０が振り分けたＳＩＰ信号を受信する。なお、このＳＩＰ信号は、信号振分装置１０において仮想パス計算回数が追記されたＳＩＰ信号である。そして、信号送受信部２２１は、受信したＳＩＰ信号を処理信号キュー保存部２２２に出力する。
【００５７】
処理信号キュー保存部２２２は、信号送受信部２２１が受信した仮想パス計算回数が追記されたＳＩＰ信号をキューとしてメインメモリに保存する。
【００５８】
仮想パス計算部２２３は、処理信号キュー保存部２２２に保存されたＳＩＰ信号を用いて、仮想パス計算を行い、帯域確保が可能か否かの判定を行う。
具体的には、仮想パス計算部２２３は、処理信号キュー保存部２２２に保存されたＳＩＰ信号を取得する。そして、取得した各ＳＩＰ信号に付された仮想パス計算回数に基づき、ＳＩＰセッションの設定に必要な帯域を算出する。具体的には、例えば、音声メディアの仮想パス計算回数は１回につき、６４ｋｂｐｓの帯域が必要として計算する。また、映像メディアの仮想パス計算回数は１回につき、１Ｍｂｐｓの帯域が必要として計算する。このメディアごとの１回の仮想パス計算回数に必要な帯域は、予めネットワーク管理者により設定されるものである。
【００５９】
そして、仮想パス計算部２２３は、仮想パス情報記憶装置３０から仮想パス情報２００を取得し、取得した仮想パス情報２００から、転送に利用可能な帯域を算出する。
【００６０】
図８は、本実施形態に係る仮想パス情報２００のデータ構成の一例を示す図である。図８に示すように、仮想パス情報２００は、各ＳＳＥ（加入者サービスエッジ）３（符号２０１）ごとに、その総帯域（符号２０２）と使用済み帯域（符号２０３）とが記憶される。総帯域（符号２０２）から使用済み帯域（符号２０３）を引くことで、そのＳＳＥ３が転送に利用可能な帯域が算出できる。
【００６１】
また、仮想パス計算部２２３は、計算により求めたＳＩＰセッションの設定に必要な帯域と、転送に利用可能な帯域とを比較し、設定に必要な帯域が利用可能な帯域以下であれば、帯域を確保できると判定し、帯域確保ＯＫの帯域確保応答情報を生成する。一方、仮想パス計算部２２３は、設定に必要な帯域が利用可能な帯域を超えていれば、帯域の確保ができないと判定し、帯域確保ＮＧの帯域確保応答情報を生成する。
そして、仮想パス計算部２２３は、生成した帯域確保応答情報を、信号送受信部２２１を介して、信号振分装置１０に送信する。
【００６２】
処理状況通知部２２４は、仮想パス計算部２２３から、仮想パス計算が完了する度に、計算が完了したことを示す情報を受信する。そして、処理状況通知部２２４は、単位時間あたりに何回仮想パス計算を実行しているかを示す計算能力情報３００を生成する。そして、処理状況通知部２２４は、その計算能力情報３００を、信号送受信部２２１を介して、計算能力管理装置４０に送信する。
処理状況通知部２２４は、例えば、１秒間あたりに１００回の仮想パス計算を行った場合に、「１００計算／秒」を、計算能力情報３００として、計算能力管理装置４０に送信する。
【００６３】
また、処理状況通知部２２４は、単位時間ごとに処理信号キュー保存部２２２にアクセスし、仮想パス計算を行っていない未処理の各ＳＩＰ信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報４００として生成する。そして、処置状況通知部２２４は、その未処理信号情報４００を、信号送受信部２２１を介して、計算能力管理装置４０に送信する。例えば、未処理信号情報４００として、ある信号処理装置２０から、未処理の仮想パス計算回数の総数が「５０００計算」であることが、計算能力管理装置４０に送信される。
【００６４】
また、記憶部２３は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶手段からなり、仮想パス計算部２２３が、仮想パス情報記憶装置３０から取得した仮想パス情報２００が記憶される。
【００６５】
次に、図９を用いて、信号処理装置２０の処理の流れを説明する。図９は、本実施形態に係る信号処理装置２０の処理の流れを示すシーケンス図である。
【００６６】
まず、信号処理装置２０の信号送受信部２２１は、信号振分装置１０から仮想パス計算回数が追記されたＳＩＰ信号を受信する（ステップＳ３０１）。そして、信号送受信部２２１は、受信したＳＩＰ信号を処理信号キュー保存部２２２に出力し、処理信号キュー保存部２２２が、受信したＳＩＰ信号を保存する（ステップＳ３０２）。
【００６７】
次に、仮想パス計算部２２３は、処理信号キュー保存部２２２に保存されたＳＩＰ信号を取得する（ステップＳ３０３）。また、仮想パス計算部２２３は、信号送受信部２２１を介して、仮想パス情報記憶装置３０から仮想パス情報２００（図８参照）を取得する（ステップＳ３０４）。
【００６８】
続いて、仮想パス計算部２２３は、ステップＳ３０３で取得した各ＳＩＰ情報を用いて仮想パス計算を行う（ステップＳ３０５）。具体的には、各ＳＩＰ信号に付された仮想パス計算回数に、各メディアごとに予め設定された仮想パス計算１回につき必要な帯域を乗算することにより、ＳＩＰセッションが必要とする帯域を計算する。
また、仮想パス計算部２２３は、ステップＳ３０４で取得した仮想パス情報２００を用いて、端末装置２を収容するＳＳＥ３において、転送に利用可能な帯域を計算する。
そして、仮想パス計算部２２３は、そのＳＩＰセッションの必要とする帯域が、転送に利用可能な帯域以下であり、帯域を確保できるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ここで、仮想パス計算部２２３が、帯域を確保できると判定した場合は、帯域確保ＯＫの帯域確保応答情報を生成する。また、仮想パス計算部２２３は、そのＳＩＰセッションの必要とする帯域が転送に利用可能な帯域を超えており、帯域の確保ができないと判定した場合は、帯域確保ＮＧの帯域確保応答情報を生成する。そして、仮想パス計算部２２３は、生成した帯域確保応答情報を、信号送受信部２２１を介して、信号振分装置１０に送信する（ステップＳ３０７）。
【００６９】
次に、処理状況通知部２２４は、仮想パス計算部２２３から、仮想パス計算が完了する度に、計算が完了したことを示す情報を受信する（ステップＳ３０８）。そして、処理状況通知部２２４は、単位時間あたりに何回仮想パス計算を実行しているかを示す計算能力情報３００を生成し（ステップＳ３０９）、信号送受信部２２１を介して、計算能力管理装置４０に送信する（ステップＳ３１０）。
【００７０】
続いて、処理状況通知部２２４は、単位時間ごとに、処理信号キュー保存部２２２にアクセスし、仮想パス計算を行っていない未処理の各ＳＩＰ信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報４００として生成する（ステップＳ３１２）。そして、処理状況通知部２２４は、その未処理信号情報４００を、信号送受信部２２１を介して、計算能力管理装置４０に送信する（ステップＳ３１３）。
【００７１】
このようにすることで、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）は、信号振分装置１０が振り分けたＳＩＰ信号を受信し、仮想パス計算を分散して行うことができる。また、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）は、受信したＳＩＰ信号の仮想パス計算の処理状況を示す情報として、計算能力情報３００および未処理信号情報４００を、計算能力管理装置４０に送信することができる。
【００７２】
＜仮想パス情報記憶装置＞
仮想パス情報記憶装置３０は、不図示の入出力部と、制御部と、記憶部とを備えた記憶装置であり、記憶部内には、仮想パス情報２００（図８参照）が記憶される。この仮想パス情報２００には、ＮＧＮコアネットワークのエッジルータであるＳＳＥ３（符号２０１）（図１参照）ごとに、総帯域（符号２０２）と使用済み帯域（符号２０３）とが記憶される。この使用済み帯域（符号２０３）は、不図示のネットワーク管理装置等により、所定の間隔で更新され、現時点での使用済み帯域２０３が記憶される。そして、この仮想パス情報２００は、各信号処理装置２０により参照される。
【００７３】
＜計算能力管理装置＞
図１０は、本実施形態に係る計算能力管理装置４０の構成例を示す機能ブロック図である。計算能力管理装置４０は、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）および信号振分装置１０に接続される。また、計算能力管理装置４０は、入出力部４１と、制御部４２と、記憶部４３とを備える。
【００７４】
入出力部４１は、他の装置との間の情報の入出力を行い、入出力インタフェースおよびネットワークインタフェースから構成される。
【００７５】
制御部４２は、計算能力管理装置４０全体の制御を司り、信号送受信部４２１と、余剰計算能力算出部４２２と、仮想パス計算能力情報通知部４２３とを含んで構成される。なお、この制御部４２は、ＣＰＵとＲＡＭ等のメインメモリとから構成される。また、制御部４２がプログラム処理により実現される場合には、例えば、計算能力管理装置４０の記憶部４３に記憶されたプログラムを、ＣＰＵがＲＡＭに展開し実行することで制御部４２の処理が実現される。
【００７６】
信号送受信部４２１は、信号処理装置２０が生成した計算能力情報３００および未処理信号情報４００を、入出力部４１を介して受信し記憶部４３に保存する。また、仮想パス計算能力情報通知部４２３の制御により、余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）を、信号振分装置１０に送信する。
【００７７】
余剰計算能力算出部４２２は、記憶部４３から計算能力情報３００および未処理信号情報４００を取得し、単位時間あたりの余剰仮想パス計算能力を算出する。
具体的には、例えば、余剰計算能力算出部４２２は、ある信号処理装置２０の計算能力情報３００として、「１００計算／秒」を取得する。これは、１秒間に１００回仮想計算パスを計算できることを意味する。そして、余剰計算能力算出部４２２は、その信号処理装置２０が１分間に処理できる仮想パス計算回数として、１００（計算／秒）×６０（秒）＝６０００（計算）を算出する。
また、余剰計算能力算出部４２２は、未処理信号情報４００から、その信号処理装置２０が保存する未処理の各ＳＩＰ信号の仮想パス計算回数の総数が、例えば、「５０００計算」であることを取得する。
余剰計算能力算出部４２２は、１分間に処理できる仮想パス計算回数「６０００計算」から未処理のＳＩＰ信号の仮想パス計算回数の総数「５０００計算」を引いた「１０００計算」を余剰仮想パス計算能力として算出する。
そして、余剰計算能力算出部４２２は、この計算をすべての信号処理装置２０に対して実行し、その計算結果を余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）として記憶部４３に記憶する。
【００７８】
仮想パス計算能力情報通知部４２３は、余剰計算能力算出部４２２により、余剰仮想パス計算能力情報１００が更新されたことを契機として、その余剰仮想パス計算能力情報１００を、信号送受信部４２１を介して、信号振分装置１０に送信する。
【００７９】
また、記憶部４３は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶手段からなり、信号送受信部４２１が、各信号処理装置２０から受信した計算能力情報３００や未処理信号情報４００、余剰計算能力算出部４２２が算出した余剰仮想パス計算能力情報１００が記憶される。
【００８０】
次に、図１１を用いて、計算能力管理装置４０の処理の流れを説明する。図１１は、本実施形態に係る計算能力管理装置４０の処理の流れを示すフローチャートである。
【００８１】
まず、計算能力管理装置４０の信号送受信部４２１は、各信号処理装置２０から、計算能力情報３００を受信し（ステップＳ４０１）、記憶部４３に保存する。また、信号送受信部４２１は、各信号処理装置２０から、未処理信号情報４００を受信し（ステップＳ４０２）、記憶部４３に保存する。
【００８２】
次に、余剰計算能力算出部４２２は、記憶部４３から計算能力情報３００および未処理信号情報４００を取得し、信号処理装置２０ごとの単位時間あたりの余剰仮想パス計算能力を算出する（ステップＳ４０３）。そして、余剰計算能力算出部４２２は、その算出結果を、余剰仮想パス計算能力情報１００（図５参照）として記憶部４３に記憶する。
【００８３】
続いて、仮想パス計算能力情報通知部４２３は、余剰計算能力算出部４２２が、余剰仮想パス計算能力情報１００を更新したことを契機として、余剰仮想パス計算能力情報１００を信号振分装置１０に送信する（ステップＳ４０４）。
【００８４】
このようにすることで、計算能力管理装置４０は、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）から、計算能力情報３００および未処理信号情報４００を取得し、各信号処理装置２０の余剰の仮想パス計算回数に基づいた余剰仮想パス計算能力情報１００を生成することができる。
【００８５】
以上のように、本実施形態に係るネットワーク帯域制御システム１およびネットワーク帯域制御方法によれば、各信号処理装置２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…）の余剰の仮想パス計算回数に基づいた余剰仮想パス計算能力情報１００を用いて、信号振分装置１０が、ＳＩＰ信号を各信号処理装置２０に振り分けることができる。よって、各信号処理装置２０の仮想パス計算を均等化し、ネットワーク品質を向上させて帯域制御を行うことが可能になる。
【符号の説明】
【００８６】
１ ネットワーク帯域制御システム
２ 端末装置
３ ＳＳＥ（加入者サービスエッジ）
４ ＳＳＣ（加入者セッション制御サーバ）
５ ＩＳＣ（中継セッション制御サーバ）
６ ＩＢＥ（中継ボーダゲートウェイ装置）
７ ＲＡＣＳ（ネットワーク帯域制御機能）
１０ 信号振分装置
１１，２１，４１ 入出力部
１２，２２，４２ 制御部
１３，２３，４３ 記憶部
２０ 信号処理装置
３０ 仮想パス情報記憶装置
４０ 計算能力管理装置
１００ 余剰仮想パス計算能力情報
２００ 仮想パス情報
１２１，２２１，４２１ 信号送受信部
１２２ 信号キュー保存部
１２３ メディア数抽出部
１２４ 信号振分部
１２５ 帯域確保情報通知部
２２２ 処理信号キュー保存部
２２３ 仮想パス計算部
２２４ 処理状況通知部
３００ 計算能力情報
４００ 未処理信号情報
４２２ 余剰計算能力算出部
４２３ 仮想パス計算能力情報通知部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）端末装置から送信された接続要求信号を受信し、前記受信した接続要求信号を複数の信号処理装置に振り分ける信号振分装置と、（２）前記振り分けられた接続要求信号を取得し、前記接続要求信号に示されるセッションが必要とする帯域を計算し、転送ネットワークにおける前記帯域が確保できるか否かを判定する前記信号処理装置と、（３）前記転送ネットワークにおける使用済み帯域の情報が記憶される仮想パス情報記憶装置と、（４）前記信号振分装置が前記接続要求信号を振り分けるために参照する、前記信号処理装置ごとの帯域計算の余剰計算回数を示す余剰仮想パス計算能力を計算する計算能力管理装置と、を備えるネットワーク帯域制御システムであって、
前記信号振分装置は、
前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す余剰仮想パス計算能力情報が記憶される記憶部と、
前記端末装置から受信した接続要求信号に付されたメディア数を抽出し、前記抽出したメディア数を仮想パス計算回数として当該接続要求信号に追記するメディア数抽出部と、
各信号処理装置の前記余剰仮想パス計算能力の総和に対する、前記余剰仮想パス計算能力の割合が高い前記信号処理装置ほど高い確率で、前記仮想パス計算回数が追記された接続要求信号を振り分け、前記振り分けた信号処理装置に当該接続要求信号を送信する信号振分部と、
前記信号処理装置から、前記セッションの帯域が確保できるか否かを示す帯域確保応答情報を受信し、前記端末装置に送信する帯域確保情報通知部と、を備え、
前記信号処理装置は、
前記信号振分装置から受信した前記接続要求信号に付されたメディアの種類ごとに必要な帯域と、前記仮想パス計算回数を乗算することにより、前記セッションに必要な帯域を算出し、前記仮想パス情報記憶装置から、前記転送ネットワークにおける前記使用済み帯域の情報を取得して、転送に利用可能な帯域を算出し、
前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域以下である場合に、前記帯域の確保ができると判定し、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域を超える場合に、前記帯域の確保ができないと判定し、前記判定の結果を前記帯域確保応答情報として前記信号振分装置に送信する仮想パス計算部と、
前記仮想パス計算部が前記セッションに必要な帯域を算出する仮想パス計算を、単位時間あたりに何回行ったかを示す計算能力情報を生成するとともに、前記受信した仮想パス計算回数が追記された接続要求信号のうち、前記仮想パス計算を行っていない各接続要求信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報として生成し、前記生成した計算能力情報および前記未処理信号情報を前記計算能力管理装置に送信する処理状況通知部と、を備え、
前記計算能力管理装置は、
前記信号処理装置から、前記計算能力情報および前記未処理信号情報を受信する信号送受信部と、
前記信号処理装置ごとに、前記計算能力情報に示される単位時間あたりの仮想パス計算の回数から、前記未処理信号情報に示される前記仮想パス計算回数の総数を引いた回数を、前記余剰仮想パス計算能力として算出する余剰計算能力算出部と、
前記余剰計算能力算出部が算出した前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す前記余剰仮想パス計算能力情報を、前記信号振分装置に送信する仮想パス計算能力情報通知部と、を備えること
を特徴とするネットワーク帯域制御システム。
【請求項２】
（１）端末装置から送信された接続要求信号を受信し、前記受信した接続要求信号を複数の信号処理装置に振り分ける信号振分装置と、（２）前記振り分けられた接続要求信号を取得し、前記接続要求信号に示されるセッションが必要とする帯域を計算し、転送ネットワークにおける前記帯域が確保できるか否かを判定する前記信号処理装置と、（３）前記転送ネットワークにおける使用済み帯域の情報が記憶される仮想パス情報記憶装置と、（４）前記信号振分装置が前記接続要求信号を振り分けるために参照する、前記信号処理装置ごとの帯域計算の余剰計算回数を示す余剰仮想パス計算能力を計算する計算能力管理装置と、を備えるネットワーク帯域制御システムに用いられるネットワーク帯域制御方法であって、
前記信号振分装置は、
前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す余剰仮想パス計算能力情報が記憶される記憶部を備えており、
前記端末装置から受信した接続要求信号に付されたメディア数を抽出し、前記抽出したメディア数を仮想パス計算回数として当該接続要求信号に追記するステップと、
各信号処理装置の前記余剰仮想パス計算能力の総和に対する、前記余剰仮想パス計算能力の割合が高い前記信号処理装置ほど高い確率で、前記仮想パス計算回数が追記された接続要求信号を振り分け、前記振り分けた信号処理装置に当該接続要求信号を送信するステップと、を実行し、
前記信号処理装置は、
前記信号振分装置から受信した前記接続要求信号に付されたメディアの種類ごとに必要な帯域と、前記仮想パス計算回数を乗算することにより、前記セッションに必要な帯域を算出し、前記仮想パス情報記憶装置から、前記転送ネットワークにおける前記使用済み帯域の情報を取得して、転送に利用可能な帯域を算出するステップと、
前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域以下である場合に、前記帯域の確保ができると判定し、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域を超える場合に、前記帯域の確保ができないと判定し、前記判定の結果を前記帯域確保応答情報として前記信号振分装置に送信するステップと、
前記仮想パス計算部が前記セッションに必要な帯域を算出する仮想パス計算を、単位時間あたりに何回行ったかを示す計算能力情報を生成するとともに、前記受信した仮想パス計算回数が追記された接続要求信号のうち、前記仮想パス計算を行っていない各接続要求信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報として生成し、前記生成した計算能力情報および前記未処理信号情報を前記計算能力管理装置に送信するステップと、を実行し、
前記信号振分装置は、
前記信号処理装置から、前記セッションの帯域が確保できるか否かを示す前記帯域確保応答情報を受信し、前記端末装置に送信するステップを実行し、
前記計算能力管理装置は、
前記信号処理装置から、前記計算能力情報および前記未処理信号情報を受信するステップと、
前記信号処理装置ごとに、前記計算能力情報に示される単位時間あたりの仮想パス計算の回数から、前記未処理信号情報に示される前記仮想パス計算回数の総数を引いた回数を、前記余剰仮想パス計算能力として算出するステップと、
前記余剰計算能力算出部が算出した前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す前記余剰仮想パス計算能力情報を、前記信号振分装置に送信するステップと、を実行すること
を特徴とするネットワーク帯域制御方法。
【請求項１】
（１）端末装置から送信された接続要求信号を受信し、前記受信した接続要求信号を複数の信号処理装置に振り分ける信号振分装置と、（２）前記振り分けられた接続要求信号を取得し、前記接続要求信号に示されるセッションが必要とする帯域を計算し、転送ネットワークにおける前記帯域が確保できるか否かを判定する前記信号処理装置と、（３）前記転送ネットワークにおける使用済み帯域の情報が記憶される仮想パス情報記憶装置と、（４）前記信号振分装置が前記接続要求信号を振り分けるために参照する、前記信号処理装置ごとの帯域計算の余剰計算回数を示す余剰仮想パス計算能力を計算する計算能力管理装置と、を備えるネットワーク帯域制御システムであって、
前記信号振分装置は、
前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す余剰仮想パス計算能力情報が記憶される記憶部と、
前記端末装置から受信した接続要求信号に付されたメディア数を抽出し、前記抽出したメディア数を仮想パス計算回数として当該接続要求信号に追記するメディア数抽出部と、
各信号処理装置の前記余剰仮想パス計算能力の総和に対する、前記余剰仮想パス計算能力の割合が高い前記信号処理装置ほど高い確率で、前記仮想パス計算回数が追記された接続要求信号を振り分け、前記振り分けた信号処理装置に当該接続要求信号を送信する信号振分部と、
前記信号処理装置から、前記セッションの帯域が確保できるか否かを示す帯域確保応答情報を受信し、前記端末装置に送信する帯域確保情報通知部と、を備え、
前記信号処理装置は、
前記信号振分装置から受信した前記接続要求信号に付されたメディアの種類ごとに必要な帯域と、前記仮想パス計算回数を乗算することにより、前記セッションに必要な帯域を算出し、前記仮想パス情報記憶装置から、前記転送ネットワークにおける前記使用済み帯域の情報を取得して、転送に利用可能な帯域を算出し、
前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域以下である場合に、前記帯域の確保ができると判定し、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域を超える場合に、前記帯域の確保ができないと判定し、前記判定の結果を前記帯域確保応答情報として前記信号振分装置に送信する仮想パス計算部と、
前記仮想パス計算部が前記セッションに必要な帯域を算出する仮想パス計算を、単位時間あたりに何回行ったかを示す計算能力情報を生成するとともに、前記受信した仮想パス計算回数が追記された接続要求信号のうち、前記仮想パス計算を行っていない各接続要求信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報として生成し、前記生成した計算能力情報および前記未処理信号情報を前記計算能力管理装置に送信する処理状況通知部と、を備え、
前記計算能力管理装置は、
前記信号処理装置から、前記計算能力情報および前記未処理信号情報を受信する信号送受信部と、
前記信号処理装置ごとに、前記計算能力情報に示される単位時間あたりの仮想パス計算の回数から、前記未処理信号情報に示される前記仮想パス計算回数の総数を引いた回数を、前記余剰仮想パス計算能力として算出する余剰計算能力算出部と、
前記余剰計算能力算出部が算出した前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す前記余剰仮想パス計算能力情報を、前記信号振分装置に送信する仮想パス計算能力情報通知部と、を備えること
を特徴とするネットワーク帯域制御システム。
【請求項２】
（１）端末装置から送信された接続要求信号を受信し、前記受信した接続要求信号を複数の信号処理装置に振り分ける信号振分装置と、（２）前記振り分けられた接続要求信号を取得し、前記接続要求信号に示されるセッションが必要とする帯域を計算し、転送ネットワークにおける前記帯域が確保できるか否かを判定する前記信号処理装置と、（３）前記転送ネットワークにおける使用済み帯域の情報が記憶される仮想パス情報記憶装置と、（４）前記信号振分装置が前記接続要求信号を振り分けるために参照する、前記信号処理装置ごとの帯域計算の余剰計算回数を示す余剰仮想パス計算能力を計算する計算能力管理装置と、を備えるネットワーク帯域制御システムに用いられるネットワーク帯域制御方法であって、
前記信号振分装置は、
前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す余剰仮想パス計算能力情報が記憶される記憶部を備えており、
前記端末装置から受信した接続要求信号に付されたメディア数を抽出し、前記抽出したメディア数を仮想パス計算回数として当該接続要求信号に追記するステップと、
各信号処理装置の前記余剰仮想パス計算能力の総和に対する、前記余剰仮想パス計算能力の割合が高い前記信号処理装置ほど高い確率で、前記仮想パス計算回数が追記された接続要求信号を振り分け、前記振り分けた信号処理装置に当該接続要求信号を送信するステップと、を実行し、
前記信号処理装置は、
前記信号振分装置から受信した前記接続要求信号に付されたメディアの種類ごとに必要な帯域と、前記仮想パス計算回数を乗算することにより、前記セッションに必要な帯域を算出し、前記仮想パス情報記憶装置から、前記転送ネットワークにおける前記使用済み帯域の情報を取得して、転送に利用可能な帯域を算出するステップと、
前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域以下である場合に、前記帯域の確保ができると判定し、前記セッションに必要な帯域が、前記転送に利用可能な帯域を超える場合に、前記帯域の確保ができないと判定し、前記判定の結果を前記帯域確保応答情報として前記信号振分装置に送信するステップと、
前記仮想パス計算部が前記セッションに必要な帯域を算出する仮想パス計算を、単位時間あたりに何回行ったかを示す計算能力情報を生成するとともに、前記受信した仮想パス計算回数が追記された接続要求信号のうち、前記仮想パス計算を行っていない各接続要求信号に追記された仮想パス計算回数の総数を計算し、その計算結果を未処理信号情報として生成し、前記生成した計算能力情報および前記未処理信号情報を前記計算能力管理装置に送信するステップと、を実行し、
前記信号振分装置は、
前記信号処理装置から、前記セッションの帯域が確保できるか否かを示す前記帯域確保応答情報を受信し、前記端末装置に送信するステップを実行し、
前記計算能力管理装置は、
前記信号処理装置から、前記計算能力情報および前記未処理信号情報を受信するステップと、
前記信号処理装置ごとに、前記計算能力情報に示される単位時間あたりの仮想パス計算の回数から、前記未処理信号情報に示される前記仮想パス計算回数の総数を引いた回数を、前記余剰仮想パス計算能力として算出するステップと、
前記余剰計算能力算出部が算出した前記信号処理装置ごとの前記余剰仮想パス計算能力を示す前記余剰仮想パス計算能力情報を、前記信号振分装置に送信するステップと、を実行すること
を特徴とするネットワーク帯域制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−６０２０２（Ｐ２０１２−６０２０２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９８４３６（Ｐ２０１０−１９８４３６）
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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