网络系统的制作方法

专利名称：网络系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传送分组的网络系统，尤其涉及一种网络中的
QoS ( quality of service,月良务质量)保证。
背景技术：
以往，在互联网等网络系统中，难以保证与端点间的QoS (即， 终端间、服务器与终端之间的延迟以及抖动等)相关的通信质量。但 是，根据ITU-T和ETSI正在推荐进行标准化的NGN (Next Generation Networks,下一代网络)，在基于互联网协议的新的网络 中，将保证端点间的QoS作为了目标。
如果网络服务如现有的电话网那样被统一化，则通过网络来预先 掌握必要的QoS规格。但是，在考虑要在NGN中广泛使用的各种多 媒体通信中，终端和家庭网关的用户使用载体的网络(NGN)来掌握 进行多媒体通信等时所需的QoS规格。但是，载体的网络没有掌握所 需的QoS。因此，由这些设备向网络请求应保证的端点间的QoS规格， 根据该请求，网络资源管理服务器(根据NGN的术语，是指RACF (Resource Admission Control Functions, 资源i午可控制功食fe ))可 以决定策略并控制路由器等网络资源。
作为用于传送与网络中使用的带宽、所允许的延迟、抖动等相关 的QoS规格的协议，在NGN标准中4吏用作为IETF (Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)标准的协i义的SIP (Session Initiation Protocol,会话发起协议)和RSVP (Resource Reservation Protocol,资源预留协议)。此外，作为可以以比RSVP 更多样的目的而使用的协议，在IETF中正在对NSLP( NSIS Signaling Layer Protocol,NSIS信令层协议，此处NSIS是IETF的一个工作组)
进行标准化的研究。
即使使用SIP、 RSVP以及NSLP等协议向网络传送QoS规格， 也无法在网络中直接控制延迟以及抖动等的值。在网络中，资源管理 服务器仅决定为了该通信的业务而使用路由器的哪个资源(队列以及 输出频带等)。因此，由于网络的拥挤程度和其他业务的性质，有时 无法通过预先准备的方法来确保所指定的QoS规格。
在这样的情况下，可以通过业务计测等方法，来确认是否满足所 指定的条件，如果不满足则进行反馈。关于使用了反馈的网络或系统 的控制，有以下这些现有技术。
在非专利文献1中，记载有用于使用作为IETF的标准协议的 RTP (Real-time Transport Protocol,实时传输协议)以及RTCP (Real-time Control Protocol,实时控制协议)来在端点间提高QoS 的方法。即，在实时通信中，接收侧的应用程序对延迟以及抖动等进 行计测，利用RTCP将其结果传送到发送侧。但是，在该方法中，无 法解决在网络中发生的问题。
在专利文献1中，记载有为了使数据中心中的网络运用管理策略 最佳化而在数据中心内收集策略的应用历史等，并根据所收集到的信 息使策略最佳化的方法。根据专利文献l中记载的方法，可以排除数 据中心内的妨碍因素而提高QoS。但是，在专利文献1记栽的方法中， 无法掌握终端侧的QoS条件，所以无法保证端点间的与延迟以及抖动 等相关的QoS。
在专利文献2中，记载有在网络上设置测定装置，控制服务器根 据测定结果来控制网络(分发策略)的方法。在专利文献2记栽的方 法中，与专利文献1记栽的方法同样地，也无法掌握终端侧的QoS 条件，无法保证端点间的QoS。
在专利文献3中，记载有通过"中央控制器，，以及"中央数据库" 对终端具备的QoS控制模块进行管理的方法。根据专利文献3记录的 方法，可以对应于网络的拥挤程度来控制终端，可以使终端适应于网 络。但是，在专利文件3记载的方法中，与非专利文献l记载的方法 同样地，不存在控制网络的机构，无法控制网络中的QoS。 专利文献1:日本专利〃>开2005 - 354280号〃>才艮 专利文献2:日本专利公开2002 - 016599号公报 专利文献3:日本专利公开2004 - 320159号公报 非专利文献1: Colin Perkins著，"RTP — Audio and Video for the
Internet", Addison - Wesley出版，2003年6月
非专利文献2: Sue B. Moon等著，"Estimation and Removal of
Clock Skew from Network Delay Measurements", IEEE Infocom
1999， 1999年3月，p.227 - 234
非专利文献3 : Li Zhang等著，"Clock Synchronization
Algorithms for Network Measurements", IEEE Infocom 2002, 2002
年7月，p.160 — 169
非专利文献4: Kostas G.Anagnostakis等著，"cing: Measuring
Network - Internal Delays Using Only Existing Infrastructure", IEEE
Infocom 2003, 2003年4月，p.2112 — 212
发明内容
本发明的目的在于提供一种在上述的现有技术中无法实现的、可 以对网络策略反馈端点间的QoS条件的方法。进而，提供一种无论网 络处于什么样的状态、或者即使网络的状态发生了变化，也可以满足 所指定的QoS的规格的方法。
本发明的代表性的一个例子如下所述。即， 一种网络系统，与具 备通信接口的第l计算机以及具备通信接口的第2计算机连接，其特 征在于，具备至少一个网络节点，设置在上述第1计算机与上述第 2计算机的通信路径上并传送分组；网络装置，向上述第l计算机传 送从上述第2计算机发送的控制信息，并且捕捉上述控制信息；以及 资源管理服务器，对上述网络节点进行控制，其中，设定有上述第1 计算机与上述第2计算机之间的通信的QoS请求条件，上述第l计算 机向上述第2计算机反复发送分组来进行第1通信，上述第2计算机
对上述第1通信的QoS进行计测，将包含上述第1通信的识别符以及 上述计测结果的控制信息经由上迷网络装置发送到上述第1计算机， 上述网络装置捕捉上述控制信息，将包舍从上述捕捉到的控制信息提 取出的第l通信的识别符以及计测结果的消息发送到上述资源管理服 务器，上述资源管理服务器在上述计测结果不满足上述QoS请求条件 的情况下，推定不满足上述QoS请求条件的原因，对判定为存在上述 原因的上述网络节点设定QoS。
根据本发明的一个实施方式，可以在更多种网络条件下保证从终 端、服务器以及网关等请求的终端间的QoS。进而，通过网络与端点 进行协调，可以仅通过网络更低成本地保证QoS。


图l是本发明的第1~第3的各实施方式的网络以及系统的结构图。
图2A是本发明的第1~第4的各实施方式中使用的资源请求协 议的RTCP消息的数据形式的说明图。
图2B是本发明的第1~第4的各实施方式中使用的资源请求协 议的数据形式(消息类型是"RES"时的消息主体的内容)的说明图。
图2C是本发明的第1~第4的各实施方式中使用的资源请求协 议的数据形式(QoS请求规格的内容)的^兌明图。
图2D是本发明的第1~第4的各实施方式中使用的资源请求协 议的数据形式(消息类型是"REP"时的消息主体的内容)的说明图。
图3A是本发明的第1 ~第4的各实施方式中使用的策略请求.分 发协议的数据形式(RRQ类型的消息的形式)的说明图。
图3B是本发明的第1~第4的各实施方式中使用的策略请求.分 发协议的数据形式(TRQ类型的消息的形式)的说明图。
图3C是本发明的第1~第4的各实施方式中使用的策略请求.分 发协议的数据形式(RPT类型的消息的形式)的说明图。
图3D是本发明的第1~第4的各实施方式中使用的策略请求.分
发协议的数据形式(用于设定边缘路由器的DEC类型的消息的形式) 的说明图。
图3E是本发明的第1~第4的各实施方式中使用的策略请求.分 发协议的数据形式(用于设定核心路由器的DEC类型的消息的形式) 的说明图。
图4A是本发明的第1~第3的各实施方式中的资源请求阶段的 顺序图。
图4B是本发明的第1~第3的各实施方式中的资源释放阶段的 顺序图。
图4C是本发明的第1以及第2的各实施方式中的反馈阶段的顺序图。
图4D是本发明的第3实施方式中的反馈阶段的顺序图。
图5是表示本发明的第1~第4的各实施方式中的决定资源请求 时的边缘策略的处理的流程图。
图6是表示本发明的第1~第4的各实施方式中的决定资源请求 时的核心策略的处理的流程图。
图7是表示本发明的第1~第3的各实施方式中的路由器功能扩 展装置的框图。
图8是表示本发明的第1~第3的各实施方式中的基于路由器功 能扩展程序的处理的流程图。
图9是本发明的第1 ~第4的各实施方式中的反馈时的策略修改 处理的流程图。
图IO是本发明的第1~第4的各实施方式中的反馈时的更新边 缘策略的处理的流程图。
图11是本发明的第1~第4的各实施方式中的反馈时的更新核 心策略的处理的流程图。
图12A是表示本发明的第2实施方式中的接入网络的结构的框图。
图12B是表示本发明的第2实施方式中的接入网络的结构的框
图。
图13是表示本发明的第4实施方式中的网络系统的结构的框图。 图14A是本发明的第4实施方式中的资源请求阶段的顺序图。 图14B是本发明的第4实施方式中的资源释放阶段的顺序图。 图14C是本发明的第4实施方式中的反馈阶段的顺序图。 标号说明
101、 121:计算机(发送者)
102、 122:计算机(接收者)
103、 104:边界路由器 105、 106、 107:核心路由器 108:资源管理服务器
110、 111、 130、 131:接入网络 112:核心网络
1401、 1402、 1411、 1412:边界路由器
1403、 1413:核心路由器
1404、 1414:资源管理服务器 501、 502:网关
503:会话管理服务器
505、 506、 507:核心路由器
具体实施例方式
首先，说明本发明的概要情况。
在本发明的实施方式中，作为第1部件，具有终端和/或服务器 上的应用程序，在接收到作为所接收的QoS保证对象的业务时，对与 所接收到的业务相关的延迟、抖动和/或分组损失等QoS条件进行计 测，在报告分组中记述计测结果并发送到发送侧。另外，也可以使用 设置在终端和/或服务器与网络之间、且具有同样功能的网关。此外， 作为第2部件，具备路由器，捕捉上述的报告分组的内容并报告到资 源管理服务器。另外，也可以是路由器与路由器功能扩展装置的组合。进而，作为第3部件，具备资源管理服务器，根据上述的报告，变更 策略以及网络的设定。
通过这些部件，在通信时将接收侧的应用程序或网关所计测到的 结果发送到发送侧的应用程序或网关。路由器或路由器功能扩展装置 捕捉所发送的计测结果并将捕捉到的内容传送到资源管理服务器。资 源管理服务器可以修改网络策略，以满足QoS条件。
即，通过构成包含网络中的QoS保证机构以及两端点的反馈循 环，两者可以协调地保证QoS。
换言之，无论网络处于何种状态、或者即使网络的状态发生了变 化，也可以根据端点间的QoS的测定结果来调整网络策略，由此，可 以在更多种的网络条件下保证从终端、服务器以及网关等请求的端点 间的QoS。进而，通过设置于端点的装置和网络进行协调，与仅用网 络进行QoS保证的情况相比，可以低成本地保证QoS。
<第1实施方式>
说明本发明的第1实施方式。
图l是表示本发明的第1实施方式的网络系统的结构的框图。 在本实施方式中，从计算机101向计算机102发送声音和/或图 像。在计算机101中生成的业务经由接入网络110从边界路由器103 输入到载体的核心网络112。网络112具备边界路由器103和104、 以及核心路由器105、 106和107。
输入到网络112的业务经由核心路由器106和核心路由器107 从边界路由器104输出，而从网络112输出。从网络112输出的业务 经由接入网络lll到达计算机102。网络112的QoS由资源管理服务 器108管理。
此外，从计算机121向计算机122发送声音和/或图像。在计算 机121中生成的业务经由接入网络130从边界路由器103被输入到栽 体的核心网络112。输入到网络112的业务经由核心路由器106和核 心路由器107从边界路由器104输出，而从网络112输出。从网络112 输出的业务经由接入网络131到达计算机122。
计算机101、计算机102以及资源管理服务器108均具备中央处 理单元(CPU)、短期存储单元(例如存储器)、长期存储单元(例 如磁盘驱动器)、以及通信单元(例如网络接口卡)。中央处理单元 利用从短期存储单元、长期存储单元以及通信单元输入的数据来动 作，并向短期存储单元、长期存储单元以及通信单元输出运算结果。
边界路由器103、边界路由器104、核心路由器106以及核心路 由器107分别具备控制单元、多个通信单元、路由选择单元以及开关 单元。各路由器按照路由选择单元中保持的信息，经由被控制单元控 制的开关单元而从第2或第1通信单元输出从第1通信单元输入的分组。
在本实施方式中，在网络112中，通过在IETF中标准化的 Diffserv (Differentiated Services,区分服务)方式，控制QoS。通过 Diffserv,在核心网络(图1的网络112 )的入口或其之前将IP分组 分类。即，对IP分组的DSCP字段针对每类写入不同的值(进行标 记)。核心路由器106和107按照DSCP字段的值，针对每类进行不 同的QoS控制。在本实施方式中，边界路由器103进行标记，核心路 由器106和107按照被标记后的DSCP字段的值，来选择输出队列。 在Diffserv中，如下分类并控制各路由器中的业务的传送。 EF (Expedited Forwarding,加速转发)用于保证所指定的 QoS条件的服务的控制。优先于其他业务，而通过优先队列处理EF 业务。
AF (Assured Forwarding,确保转发)可以定义出QoS条件 存在差别的4类传送控制(AF1、 AF2、 AF3、 AF 4)。通常，在这 些类之间分割频带，在路由器拥塞时等的废弃率中也设置差别。
DF (Default Forwarding,默认转发)在DF业务中，尽力 (best-effort)地处理。即，不进行QoS控制。
核心路由器106以及107针对每个输出接口具备4条队列，在本 实施方式中，如下地使用这些队列。
第1队列用于QoS请求规格被指定成对话类的声音业务的优
先队列。进行EF的传送控制。
第2队列用于QoS请求规格被指定成对话类的图像业务以及 被指定成交互类的业务的频带分割队列(WFQ)。进行AF的传送控 制。即，决定w2的值，以确保必要的带宽。
第3队列用于QoS请求规格被指定成流类的图像业务的频带 分割队列(WFQ)。进行AF的传送控制。即，决定w3的值，以确 保必要的带宽。
第4队列用于上迷以外的业务(尽力业务)的频带分割队列 (WFQ )。进行DF的传送控制。对w4设定非"0，，值(例如1 % )， 以确保最低限的带宽。使用未由其他类使用的剩余频带。
优先于其他队列中存储的分组而调度第1队列中存储的分组。在 第1队列中不存在分组时，第2 ~第4队列被调度。但是，第2 ~第4 队列的输出频带被分割成w2、 w3、 w4 (w2+w3+w4=l) 。 w2、 w3、 w4的值是通过对核心路由器输入命令来设定的。例如，已销售可以 使用一个优先队列和三个频带分割队列的路由器。这样的路由器具备 如上所述分割频带的功能。在这样的队列的设定中，也可以对核心路 由器预先进行初始设定，或者也可以在资源管理服务器108的起动时 由资源管理服务器108对核心路由器进行初始设定。
图2A到图2D表示本发明的第1实施方式中使用的用于资源请 求的协议的数据形式。
作为用于资源请求的协议，IETF已经标准化了 RSVP(Resource Reservation Protocol)。在NSIS (Next-Step In Signaling,下一4戈 信令)工作组中，正在对Qos NSLP ( NSIS Signaling Layer Protocol) 进行标准化。为了控制QoS,也可以使用这些协议，但在本实施方式 中，使用了非标准但更容易安装的协议。
本发明的用于资源请求的协议(下称SNSLP)被安装在作为 IETF的标准协i义的RTCP ( Real-Time Control Protocol)上。RTCP 是与用于传送声音、影像等的IETF标准协议RTP (Real-Time Transport Protocol)组合而使用的控制用协议，与RTP同样地被安
装在作为IETF标准协议的UDP (User Datagram Protocol,用户数 据报协议)上。SNSLP并不一定要安装在RTCP上，也可以安装在 UDP或TCP上。另外，通过安装在RTCP上，可以简化消息的内容。 SNSLP与RSVP同样是软状态(soft state )的协议。即，在SNSLP 的消息中记述有其有效期限(Refresh period)，如果在有效期限内不 再次发送SNSLP的消息而更新状态，则有效期限结束而资源请求变 为无效。
图2A表示包含SNSLP消息的RTCP消息的形式。 在RTCP报头的第1字201的第0字节中，作为SNSLP的消息 类型，包含以下的某个值。
129: RES (RESERVE)
130: RRES ( RESPONSE一TO一RESERVE )
131: TEA (TEAR)
132: RTEA ( RESPONSE—TO—TEAR )
133: NOT (NOTIFY)
135: REP (REPORT)
136: RREP ( RESPONSE—TO—REPORT )
此外，在第1字节中包含"204"，该值表示该消息并非记述在标 准文档中的消息，而是由应用程序定义的消息。
此外，在第2~3字节中，包含消息长度。在RTCP报头的第2 字202中，包含RTP的流的识别符(SSRC/CSRC )。在第3字203 中，包含表示该消息是SNSLP消息的字符串(SNSL )。在第4字2O4 之后，包含SNSLP消息主体。以下说明SNSLP消息主体。
图2B表示消息类型是"RES"时的消息主体的内容。
在RES消息的第1字212中，记述有有效期P艮(Refresh period )。 在后续部分213中，记述有QoS请求规格(QoS Desired )。图2C表 示QoS请求规格的内容。
在QoS请求规格中，包含被请求的带宽(bandwidth ) 222、 ITU -T标准Y.1541中规定的QoS类223、端点间的延迟(path latency )224、端点间的分组损失(path loss ratio )225、以及端点间的抖动226。 可以对QoS请求规格追加应保证的其他QoS值。
在本实施方式中，作为QoS类223的值，可以使用以下的值。
0:会话类
1:流类
2:交互类
5:尽力类
即，在QoS类为"O，，且请求带宽小于200kbps时，作为EF业务 来处理。在核心路由器中，对该EF业务使用第1队列。DSCP使用 对EF分配的唯一的值"46"。
此外，在QoS类为"O，，且请求带宽为200kbps以上时，作为AF 1 业务来处理，DSCP4吏用AFU、即10。在核心路由器中，对该AFl 业务使用第2队列。通过利用请求带宽来切换EF和AF1，可以避免 优先队列被带宽宽的业务占有。并且，可以避免对带宽窄但对延迟敏 感的声音业务产生恶劣影响。因此，可以避免非优先队列的业务被压迫。
或者，代替基于请求带宽的判定，而将对话声音作为EF业务来 处理，将对话视频作为AF l业务来处理，也可以得到同样的效果。 但是，由于在图2C所示的QoS请求规格的内容中，没有包含用于判 定是声音还是视频的信息，所以需要对QoS规格的字段追加用于判定 是声音还是视频的信息。或者，针对用于判定是声音还是视频的信息， 需要使用在会话开始时使用的SIP的INVITE消息以及作为其应答的 200OK消息中包含的媒体的信息来判定。在使用SIP消息的信息的情 况下，资源管理服务器108需要在INVITE/200OK消息的交换时从 SIP代理接收用于判定是声音还是视频的信息。
此外，QoS类为"1，，或"2"的业务,皮作为AF业务来处理，作为 DSCP，分别使用AF 31或AF 21。在核心路由器中，对这些业务分 别使用第3队列或第2队列。另一方面，QoS类为"5，，的业务被作为 DF业务来处理，作为DSCP, 4吏用对DF分配的值"0"。在核心路由
器中，对该业务使用第4队列。
图2D表示消息类型为"REP"时的消息主体的内容。
在REP消息的字段271中，记述有条件码(如果无异常则为0)。 在字段272中，记述有有效期限(Refresh period )。并且，在其后续 的字段273中，记述有QoS测定结果(Qos Measured) 。 QoS测定 结果的形式如图2C所示。进而，在字段274中，记述有设想的QoS 值(Qos Expected ) 。 QoS的设想值的形式如图2C所示。
图3A到图3E表示在本发明的笫1实施方式中使用的用于策略 请求.分发的协议的数据形式。
作为用于策略请求.分发的协议，已经由IETF标准化了 COPS (Common Open Policy Service,通用开放策略月良务)。因此，虽然 为了策略请求，分发而可以使用COPS，但此处使用了安装更容易的非 标准的协议(下称SCOPS)。在用于策略请求.分发的协议的消息类 型中，包含RRQ ( Resource ReQuest) 、 TRQ ( Tear ReQuest)、 RPT (RePorT) 、 DEC (Decision)、以及RSP (Response)。
图3A表示RRQ类型的消息的形式。
RRQ类型的消息(资源预约消息)包含以下的内容资源预约 消息发送者的IP地址301以及端口的识别符303;资源预约消息接收 者的IP地址302以及端口的识别符304;发送RRQ消息的边界路由 器的IP地址305;接收到资源预约消息的网络接口的识别符(编号) 306;资源预约消息的有效期限307;以及资源预约消息中包含的QoS 规格308。在本实施方式中，仅处理基于RTP的通信，所以在RRQ 型的消息形式中未作可以区分UDP和TCP的记述，但在处理基于 TCP或其他IP协议的通信的情况下，追加表示该IP协议的字段即可。
图3B表示TRQ类型的消息的形式。
TRQ类型的消息(资源释放消息)包含以下的内容资源释放 消息发送者的IP地址311以及端口的识别符313;资源释放消息接收 者的IP地址312以及端口的识别符314;发送TRQ消息的边界路由 器的IP地址315;以及接收该资源释放消息的网络接口的识别符(编
号)316。 TRQ类型的消息的形式也根据需要追加表示IP协议的字段 即可。
图3C表示RPT类型的消息的形式。
RPT型的消息(测定结果报告消息)包含以下的内容测定结 果报告消息发送者的IP地址321以及端口的识别符323;测定结果报 告消息接收者的IP地址322以及端口的识别符324;发送RPT消息 的边界路由器的IP地址325;接收到该测定结果报告消息的网络接口 的识别符(编号)326;测定结果报告消息的有效期限327、测定结果 报告消息中包含的QoS测定结果328;以及在边界路由器中测定出的 网络112内的QoS测定结果329。RPT类型的消息的形式也根据需要 追加表示IP协议的字段即可。
图3D以及图3E表示DEC类型的消息的形式。
在DEC类型的消息中，有图3D所示的用于设定边缘路由器的 第l形式和图3E所示的用于设定核心路由器的第2形式。DEC型消 息的形式也根据需要追加表示IP协议的字段的即可。
图3D表示DEC型的消息的第l形式。
该消息、即用于设定边缘路由器的消息的形式包含以下内容应 进行资源预约或释放的流(flow )的发送者的IP地址(即资源预约或 释放消息发送者的IP地址)331以及端口的识别符333;应进行资源 预约或释放的流的接收者的IP地址(即资源预约或释放消息接收者 的IP地址)332以及端口的识别符334;发送了利用DEC消息来应 答的原来的SCOPS消息(RRQ、 TRQ或RPT)的边界路由器的IP 地址335;接收到资源预约或释放消息的网络接口的识别符(编号) 336;表示资源预约的可否(成功、失败等)或预约的解除的码337; 应对上述的流分配的DSCP值338;应对上述的流分配的频带值339; 以及应对上迷的流分配的突发长度340。
图3E表示DEC型的消息的第2形式。
该消息、即用于核心路由器设定的消息的形式包含以下的内容 发送了利用DEC消息来应答的原来的SCOPS消息(RRQ、 TRQ或
RPT)的边界路由器的IP地址335;接收到该资源预约或释放消息的 网络接口的识别符(编号)336;表示资源预约的可否(成功、失败 等)的码337;在该设定中处理的输出接口中的除了优先队列之外的 3个频带分割队列的权重w2 358、 w3 359、 w4 360。发送者的IP地址 331以及端口的识别符333、接收者的IP地址332以及端口的识别符 334与上述第1形式的DEC型消息相同。
图4A到图4D表示本发明的第1实施方式的通信顺序。
在本实施方式中，计算机101利用RTP向计算机102发送声音 或影像。利用RTCP来发送接收控制信息。这些通信依照与RTP以 及RTCP相关的IETF的标准(RFC 3550以及RFC 3551 )。
首先，在通信开始时，计算机IOI向计算机102发送资源请求消 息。在通信过程中，计算机102计测QoS并在预定的定时(例如周期 性地)将计测结果消息发送到计算机101。该计测结果消息的内容是 为了对策略反馈而使用的。在通信结束时，计算机101向计算机102 发送资源释放消息。
为了实现该通信顺序，需要对在计算机IOI以及计算机102中动 作的应用程序嵌入用于发送接收这些消息的功能。即，对在通信开始 时由计算机101执行的程序嵌入用于发送资源请求消息的子程序，对 在通信结束时由计算机101执行的程序嵌入用于发送资源释放消息的 子程序。进而，对在通信开始时由计算机102执行的程序嵌入用于接 收资源请求消息的子程序，对在通信结束时由计算机102执行的程序 嵌入用于接收资源释放消息的子程序。进而，对在通信过程中由计算 机102执行的分组接收程序嵌入QoS的计测的子程序，对在通信过程 中由计算机101执行的程序嵌入用于接收计测结果消息的子程序。
<资源请求阶段>
图4A表示本发明的第1实施方式的资源请求时的顺序。 计算机101向计算机102 (将计算机102的IP地址指定成接收 者)发送SNSLP的RES消息401。 RES消息401是用于对话声音的 资源预约消息。在RES消息401中包含的各字段中，记述有以下的 值。
Refresh period: 5000. Bandwidth: 80000 (bps). Y.1541 QoS class: 0 Path latency: 100000 ( us ). Path loss ratio: 0.001 Path jitter: 5000 ( us ).
在本实施方式中，设想在计算机101与计算机102之间对对话声 音进行通信。但是，即使是其他种类的通信，也可以通过改变RES 消息401中包含的参数值来同样地处理。
RES消息401由网络112的入口的边界路由器103捕捉，原样 地作为RES消息402进行传送，并且其内容被复制到SCOPS的RRQ 消息403中。RRQ消息403被发送到资源管理服务器108。即，RES 消息的IP报头中包含的发送者以及接收者的IP地址以及端口的识别 符被复制到RRQ消息的字段301 304中。此外，边界路由器103的 IP地址以及接收到RES消息的网络接口的识别符被复制到字段305 以及306中。进而，RES消息的有效期限被复制到字段307中，QoS 请求规格213被复制到字段308中。
所传送的RES消息402到达网络112出口的边界路由器104， 原样地作为RES消息405进行传送，并且其内容被复制到SCOPS的 RRQ消息406中并被发送到资源管理服务器108。即，RES消息的内 容被复制到RRQ消息406，并且边界路由器104的IP地址以及接收 到RES消息的网络接口的识别符被复制到字段315以及316中。
资源管理服务器108接收到在与一个流(从计算机101的被指定 的端口向计算机102的被指定端口的流)相关的、向网络112的来自 入口边界路由器103以及出口边界路由器104的RRQ消息这两方的 情况下，决定与该流相关的入口边界路由器103的策略，将决定的策 略作为DEC消息407发送到边界路由器103。资源管理服务器108 针对与各流相关的信息，将该流的发送者的IP地址以及端口的识别 符(UDP端口或TCP端口 )作为关键字，而保持到内部数据库中。
DEC消息407的形式是图3D所示的SCOPS的DEC消息的形 式1。在后面使用图5来叙述用于入口边界路由器103的策略的决定 法及其内容(DEC消息407的内容)。
此外，如果需要变更核心路由器106和/或107的策略，则将用 于对核心路由器变更策略的DEC消息409和/或410发送到核心路由 器106和/或107。DEC消息409以及410的形式是图3E所示的SCOPS 的DEC消息的形式2。进而，如果需要变更出口边界路由器104的策 略，则将用于变更边界路由器的策略的DEC消息408发送到边界路 由器104。 DEC消息408的形式是图3D所示的SCOPS的DEC消息 的形式1。
接下来，对基于资源管理器108的用于入口边界路由器103的策 略的决定方法进行说明。
图5是本发明的第1实施方式的决定入口边界路由器103的策略 的处理的流程图，图6是本发明的第1实施方式的决定核心路由器 106、 107的策略的处理的流程图。
策略在来自入口边界路由器103以及出口边界路由器104这两方 的请求都来到的时间点被决定(701)。资源管理服务器108在这些 请求都来到时，在处理701中，按照这些请求中包含的QoS类223 的值，来决定应进行标记的DSCP的值。
此外，根据这些请求中包含的频带值b、以及网络112中允许的 延迟时间且请求中包含的延迟时间以下的值d，决定用于决策的频带 值339以及突发长度340。频带值339以请求中包含的频带值b为基 准，突发长度340以(b/8) xd为基准。利用频带值339以及突发长 度340来决定DEC消息407的内容。其后，将所决定的DEC消息 407作为边缘策略发送到入口边界路由器103 (702)。
入口边界路由器103按照DEC消息407的内容，设定路由器103 的动作，以在从计算机101向计算机102的通信的分组到达时进行 DSCP的标记以及决策。
但是，不将请求中包含的值原样地使用于频带值339以及突发长 度340的计算，而使频带值以及突发长度独立地，将"l，，作为初始值 (基准值)，针对每个流决定系数。然后，使用用超过l或小于l的 系数乘以原来的值而得的值，来决定频带值339以及突发长度340。 所决定的系数的值被记述在与该流相关的信息之中。
另夕卜，在第1实施方式中，由入口边界路由器103对DSCP值进 行标记，但也可以由计算机101对DSCP值进行标记。此时，计算机 101 —并具有终端的功能以及进行标记的网络节点的功能。此时，入 口边界路由器103也可以设定成检查是否设定了非法的DSCP值，而 废弃非法的分组。
如上所述，在第1实施方式中，资源管理服务器108从位于计算 机101与计算机102的通信路径上的路由器、即入口边界路由器103 以及出口边界路由器104接收消息。由此，实现以下效果资源管理 服务器108不依赖于其他方法，而可以掌握该流的向网络112的入口 以及出口 ，并可以掌握应作为设定对象的边界路由器以及网络112中 的路径。
接下来，资源管理服务器108在处理703中计算入口路由器103 与出口边界路由器104之间的路径上的各核心路由器的策略，并分发 所计算出的策略。即，针对各核心路由器的每一个，执行如图6所示 的处理。因此，首先用以下说明的方法来决定入口路由器103与出口 边界路由器104之间的路径。
例如，在核心网络是如MPLS具有固定的路径的网络的情况下，
预先针对所有入口边界路由器和出口边界路由器的组合求出路径，将 入口边界路由器与出口边界路由器的组作为关键字而将所求出的路
径的信息登记到数据库中。每当需要求出路径时，检索该数据库。
或者，当核心网络的路径动态变化时，起动入口边界路由器103 与出口边界路由器104之间的信令(消息的交换)，信令消息通过的 核心路由器向资源管理服务器108报告该核心路由器的IP地址等。 由此，资源管理服务器108可以掌握路径。用于这样的信令，可以使
用RSVP、 SNSLP。入口边界路由器103具备利用命令行或XML从 外部起动基于RSVP以及SNSLP的信令的功能。上述的数据库或来 自核心路由器的报告包含各核心路由器的出口的网路接口的识别符。
如果这样决定了路径，则路径上的各核心路由器执行图6所示的 处理。在图6所示的处理中，首先计算出核心路由器的出口接口中的 各队列(WFQ)的总带宽(801)。为此，资源管理服务器108保持 将被分配策略的流的请求频带相加的值，并将通过图5的处理新分配 的频带加到总带宽上即可。在根据各队列的总带宽的比来求出权重的 比的情况下，将用把针对每个接口且每个队列决定的"l，，设为初始值 的系数乘以总带宽的比的结果设为权重比(802)。
通过上述的请求频带的加法，在已经对各队列分配的权重中平衡 被破坏的情况下，决定新的权重，发送包含所决定的新的权重的DEC 消息409或410 (803 )。但是，在已经被分配的权重保持不变即可的 情况下，不发送DEC消息409以及410。由此，通过DEC消息409 以及410的发送，可以抑制核心路由器中产生的开销。如果核心路由 器106以及107接收到DEC消息409或410,则按照其内容来变更频 带分配。
在图6所示的处理中，如果交替进行加法和减法，则每次都生成 DEC消息409以及410,有可能增大核心路由器的开销。因此，如果 带宽的变动量在预定的范围内，则不变更策略。
例如，在对尽力业务分配2%的带宽、与应调整的AF业务对应 的WFQ有两个、这些的总带宽之比是l: 1、且这些的系数都是l的 情况下，与AF业务对应的WFQ的权重分别成为49%。将权重的初 始值决定为49%、 49%,将变动允许幅度决定为3%。即，决定成即 使在总带宽发生3。/。的变动时也不变更策略。即，即使第1WFQ的总 带宽增加而比变为52: 46,也不变更策略。但是，如果其成为53: 45，则将权重分别变更为53%和45%。
此处，如果增加变动允许幅度(例如，从3%升到5%)，则策 略的变更频度减少，即使在更大规模的网络中，也可以避免对核心路
由器的设定成为瓶颈的情况。即，对核心路由器的设定更为可缩放
(scalable)。但是，如果增加变动允许幅度，则作为整体有可能发 生频带仍有余量但特定的队列的频带不足的状态。另一方面，如果减 少变动允许幅度(例如从3%降到1%)，则策略的变更频度增加而 可缩放性降低，但有可能更有效地使用频带。
另外，在第l实施方式中，在AF类间进行了基于WFQ的频带 分配，但还可以在AF类间设定不同的优先级。在该情况下，核心路 由器106以及107在接收到DEC消息409以及410的情况下变更优 先级。
此处，返回图4A,继续说明顺序。如果计算机102接收到RES 消息405，则作为对RES消息405的发送者即计算机101的应答(将 计算机101的IP地址制定成接收者IP地址)发送RRES消息411。 边界路由器104将RRES消息411原样地作为RRES消息412进行传 送。所传送的RRES消息412由边界路由器103捕捉。
边界路由器103由于仍未接收到针对RRQ消息403的来自资源 管理服务器108的应答RSP消息418，所以不向计算机101传送RRES 消息，而代替地发送作为针对RES消息401的假应答的NOT消息 413。其原因在于，有时直到针对RES消息401的应答到达计算机101 为止需要时间，通过发送NOT消息413而避免在计算机101中进行 超时处理。因此，在没有超时危险的情况下，无需发送NOT消息413。
由于SNSLP是非标准的协议，所以现有的路由器不具备处理 SNSLP协议的功能。在边界路由器103不具备SNSLP的处理功能的 情况下，可以使用路由器功能扩展装置1201在边界路由器103上安 装SNSLP的处理功能。
图7是表示本发明的第1实施方式的路由器功能扩展装置的框图。
例如，利用LAN缆线来连接路由器功能扩展装置1201的LAN 端口 1202和边界路由器103的LAN端口 1203。路由器功能扩展装置 1201是安装了路由器功能扩展程序的个人计算机即可。
边界路由器103具备策略路由选择功能。策略路由选择功能是多 数现有的路由器所具备的功能。通过策略路由选择的设定，边界路由 器103可以将到达边界路由器103的LAN端口 1203以外的端口的 SNSLP分组传送到路由器功能扩展装置1201。通过策略路由选择， 可以仅将特定种类的分组有选择性地传送到特定的端口。但是，被设 定成仅在是作为SNSLP的下位协议的UDP的分组、并且包含预定的 UDP端口编号的情况下，将所到达的SNSLP分组传送到LAN端口 1203。
SNSLP被安装在RTCP上，但在该RTCP通信中使用比计算机 101与计算机102之间的基于RTP的通信中使用的UDP端口 (端口 编号-p)大l的UDP端口 (端口编号-P+l)。因此，如果预先决定 通信中使用的RTP的UDP端口编号的范围，则可以判定与预先决定 的范围对应的RTCP的UDP端口。因此，如上所述，可以向LAN端 口 1203传送SNSLP分组。被传送到LAN端口 1203的分组在LAN 端口 1202中被路由器功能扩展程序捕捉。
接下来，说明路由器功能扩展程序1301的动作。 图8是表示本发明的第1实施方式的基于路由器功能扩展程序的 处理的流程图。
路由器功能扩展程序1301使用安装在Linux等上的混杂模式 (即，通过指定OSI模型中的第2层的信息而并非通常使用的IP层， 还可以处理不以该计算机为目的地地址的分組的通信模式)，捕捉还 包含IP分组以外的分组的、到达LAN端口 1202的所有的以太网 (Ethernet)分组(Ethernet为注册商标，以下相同)。
如果以太网分组到达LAN端口 1202 ( 1302 )，则图8所示的程 序被起动，而执行处理1303。即，如果所接收到的分組是SNSLP分 组，则复制所接收到的SNSLP分组的内容而生成SCOPS分组，将所 生成的SCOPS分組发送到资源管理服务器108。
但是，如果边界路由器103将SNSLP分组作为通常的以太网分 组来传送，则表示该SNSLP分组到达了边界路由器103的哪个接口
的信息不包含在被传送的分组之中。因此，在生成SCOPS信息时， 应记述到图3A所示的网络接口识别符306中的信息不得而知。
为了解决该问题可以釆用如下方法。在LAN端口 1202与LAN 端口 1203之间的网络中，使用标签VLAN,来预先决定网络接口与 VLAN编号间的对应。在边界路由器103进行策略路由选择的情况下， 指定与SNSLP分组所到达的网络接口对应的VLAN编号即可。然后， 在路由器功能扩展程序1301接收到SNSLP分组的情况下，求出与该 VLAN编号对应的网络接口识别符，并将所求出的网络接口识别符记 述到字段306中即可。以上说明的处理不仅是资源请求时，还可以应 用于以下说明的资源释放时以及计测结果发送时。
此处，返回图4A，继续说明顺序。边界路由器103在接收到DEC 消息407时，进行以下说明的设定。在检测出包含DEC消息407中 包含的发送者和接收者的IP地址以及端口的识别符的流时，对所检 测出的流(分组)标记DEC消息407中包含的DSCP值338。进而， 当存在检测到超过所指定的频带值339的业务的流的情况下，进行决 策(即，限制业务，以不超过所指定的频带值)。但是，仅允许对所 检测出的流指定的突发长度340的突发。
当前，存在可以通过命令来进行这样设定的路由器。但是，在可 以进行这样的设定的路由器无法直接接收DEC消息407时，可以由 路由器功能扩展装置1201接收DEC消息407后，路由器功能扩展装 置1201发行flow QoS命令，而利用所发行的命令来设定边界路由器 103。
如果基于DEC消息407的策略的设定完成，则作为其应答，边 界路由器103向资源管理服务器108发送RPT消息414。在路由器功 能扩展装置1201接收到DEC消息407时，路由器功能扩展装置1201 向资源管理服务器108发送RPT消息414。即使在边界路由器104接 收到DEC消息408的情况下，如果基于所接收到的DEC消息的策略 的设定完成，则也向资源管理服务器108发送RPT消息415作为DEC 消息408的应答。在边界路由器104无法直接接收DEC消息408的
情况下，将路由器功能扩展装置1201设置于边界路由器104,而由路 由器功能扩展装置1201代行边界路由器104的处理即可。
核心路由器106以及107在分别接收到DEC消息409以及410 的情况下，进行以下说明的设定。即，对第2队列分配权重w2，对 第3队列分配权重w3，对第4队列分配权重w4。但是，由于权重已 经被初始设定，所以对所设定的权重进行更新设定。
如果基于DEC消息409以及410的策略的设定完成，则核心路 由器106以及107也分别向资源管理服务器108发送RPT消息416 以及417作为DEC消息409以及410的应答。在核心路由器106和/ 或107无法直接接收DEC消息409以及410的情况下，将路由器功 能扩展装置1201设置于核心路由器106和/或107，而由路由器功能 扩展装置1201代行核心路由器106和/或107的处理即可。
如果所有的策略设定完成、即接收到所有RPT消息414、 415、 416以及417，则资源管理服务器向边界路由器103发送RSP消息418 作为对RRQ消息403的应答。边界路由器103在已经接收到RRES 消息412的情况下，当接收到RSP消息418时，向计算机101传送 RRES消息412作为RRES消息419。此外，在仍未接收到RRES消 息412的情况下，当接收到RRES消息412时，向计算机101发送 RRES消息419。
<资源释放阶段>
图4B表示本发明的第1实施方式的资源释放时的顺序。 计算机101向计算机102 (将计算机102的IP地址指定成接收 者)发送SNSLP的TEA消息431。 TEA消息431由网络112的入口 的边界路由器103捕捉，原样地作为TEA消息432被传送，并且其 内容被复制到SCOPS的TRQ消息433中。TRQ消息433被发送到 资源管理服务器108。即，TEA消息的IP报头中包含的发送者以及 接收者的IP地址以及端口的识别符被复制到TRQ消息的字段301~ 304中，边界路由器103的IP地址和接收到TEA消息的网络接口的 识别符被复制到字段305、 306中。
如果所传送的TEA消息432到达网络112的出口的边界路由器 104,则TEA消息432原样地作为TEA消息435而被传送，并且TEA 消息432的内容被复制到SCOPS的TRQ消息436并被发送到资源管 理服务器108。即，TEA消息432的内容净皮复制到TRQ消息436中， 边界路由器104的IP地址被复制到字段315中，接收到TEA消息435 的网络接口的识别符被复制到字段316中。
资源管理服务器108在从入口边界路由器103接收到TRQ消息 436的情况下，为了删除与应释放资源的流相关的入口边界路由器103 的策略，向边界路由器103发送DEC消息437。 DEC消息437是图 3D所示的SCOPS的DEC消息的第1形式。
此外，在需要变更核心路由器106和/或107的策略的情况下， 将用于变更策略的DEC消息439和/或440分别发送到核心路由器106 和/或107。 DEC消息439以及440是图3E所示的SCOPS的DEC消 息的形式2。进而，如果需要删除出口边界路由器104的策略，则向 边界路由器104发送DEC消息438。 DEC消息438是图3D所示的 SCOPS的DEC消息的形式1。
如果计算机102接收到TEA消息435，则作为对TEA消息435 的发送者即计算机101的应答(将计算机101指定成接收者IP地址) 发送RTEA消息441。边界路由器104将RTEA消息441原样地作为 RTEA消息442传送。所传送的RTEA消息442被边界路由器103捕 捉。
边界路由器103由于尚未接收到针对TRQ消息433的来自资源 管理服务器108的应答RSP消息448,所以不对计算机101传送RTEA 消息，而代替地发送作为针对TEA消息431的假应答的NOT消息 443。其原因在于，有时直到针对TEA消息431的应答到达计算机101 为止需要时间，通过发送NOT消息443而避免在计算机101中进行 超时处理。因此，在没有超时危险时，无需发送NOT消息443。
边界路由器103在接收到DEC消息437的情况下，进行以下说 明的设定。在检测到包含DEC消息437中包含的发送者以及接收者
的IP地址以及端口的识别符的流的情况下，解除与针对该流对边界
路由器103设定的标记和决策相关的设定。
如果基于DEC消息437的策略的设定完成，则边界路由器103 向资源管理服务器108发送RPT消息444作为其应答。在边界路由 器104接收到DEC消息438的情况下，如果基于所接收到的DEC消 息438的策略的设定完成，则也向资源管理服务器108发送RPT消 息445作为其应答。
核心路由器106以及107在分别接收到DEC消息439以及440 的情况下，进行以下说明的设定。即，对第2队列分配权重w2,对 第3队列分配权重w3，对第4队列分配权重w4。但是，由于权重已 经被初始设定，所以对所设定的权重进行更新设定。
在资源管理服务器108决定用于入口边界路由器103的策略的情 况下，与资源请求时同样地使用图5所示的处理即可。但是，在处理 702中，决定DEC消息437的内容，以解除与该流相关的设定。即， 对码337指定预约解除的码。
接下来，在处理702中，资源管理服务器108计算入口边界路由 器103与出口边界路由器104之间的路径上的各核心路由器的策略， 并分发所计算出的策略。即，针对各核心路由器的每一个，执行图6 所示的处理。
在该图6所示的处理中，首先，计算出核心路由器的出口接口中 的各队列(WFQ)的总带宽。为此，资源管理服务器108保持加上了 已经被分配策略的流的请求频带后的值，并将通过图5的处理而被解 除了分配的频带从总带宽减去即可。通过该减法，在已经对各队列分 配的权重中平衡被破坏的情况下，决定新的权重，发送包含新决定的 权重的DEC消息439以及440。但是，在已经被分配的权重保持不变 即可的情况，不发送DEC消息429以及440。由此，通过DEC消息 439以及440的发送，可以抑制核心路由器中产生的开销。
如果基于DEC消息439以及440的策略的i殳定完成，则核心路 由器106以及107也分别向资源管理服务器108发送RPT消息446
以及447作为DEC消息439以及440的应答。
如果所有策略的设定完成、即接收到所有RPT消息444、 445、 446以及447，则资源管理服务器向边界路由器103发送RSP消息448 作为对TRQ消息433的应答。如果边界路由器103已经接收到RTEA 消息442，则当接收到RSP消息448时，作为RTEA消息449,向计 算机101传送RTEA消息442。在仍未接收到RTEA消息442的情况 下，当接收到RTEA消息442时，向计算机101发送RTEA消息449。
<反馈阶段>
图4C表示本发明的第1实施方式的计测结果发送时(即反馈时) 的顺序。
计算机102向计算机101 (将计算机101的IP地址指定成接收 者)发送SNSLP的REP消息461。发送消息的方向与资源预约(图 4A)以及资源释放(图4B)时相反。在IP网络中，当消息的发送方 向不同的情况下，不限定分组要通过同一路径。但是，在本实施方式 中，需要通过同一边界路由器(即，边界路由器104以及边界路由器 103)。在这样发送消息时，在RSVP中实现了相反地沿着逆向的路 径进行传送的结构。由此，在路径根据传送方向而有可能不同的网络 (例如IP网络)中，使用与RSVP同样的构造即可。
REP消息461为如图3C所示的形式，但在其中QoS Measured 328为图2C所示的形式，表示与QoS相关的测定值。与QoS相关的 测定值主要有延迟时间、抖动以及分组损失率，可以分别如下求出。
第一，延迟时间224可以如下求出。计算机102在通信过程中每 当接收到由计算机101发送的RTP分组以及RTCP分组时，测定延 迟时间并记录所测定到的延迟时间。然后，在发送REP消息时，将 测定结果记述在QoS Measured 328中并发送REP消息。
即，每当接收到RTCP的SR ( Sender Report,发送者报告)分 组，记录SR分组中包含的发送时刻。每当RTP分组到达时，根据 RTP分组中包含的时戳(time stamp )和上述的SR分组的发送时刻， 求出RTP分组的发送时刻。然后，可通过求出RTP分组的发送时刻
和接收时刻的差，来求出该分组的延迟时间。
上述的发送时刻是根据计算机101的内部时钟计测出的时刻，上 迷的接收时刻是根据计算机的102内部时钟计测出的时刻。这些计算 机的内部时钟通过利用IETF的标准协议NTP (Network Time Protocol,网络时间协议)而进行同步，可以高精度(例如1毫秒以 下)地对准。因此，延迟时间也可以以大致1毫秒的精度求出。但是， 在内部时钟没有正确同步的情况下，例如可以通过使用非专利文献2、 3和4公开的方法来修改测定值，而得到较高精度(例如10微秒以下)。
第二，抖动226可以通过蓄积如上所述求出的延迟时间并计算所 蓄积的延迟时间的标准偏差来得到。但是，在无法通过该方法高精度 地求出抖动的情况下，可以使用以下的方法。
通常以一定间隔发送RTP分组。当可以假定成在发送侧分组的 间隔充分正确时，可以通过求出接收侧的分组间隔和原来的分组发送 间隔的偏移并计算出该偏移的均方根，来求出抖动的推定值。
第三，分组损失率225可以如下求出。在RTP分组中有顺序编 号，并被连续地附加到所要发送的RTP分组。因此，当在接收侧存 在缺少的顺序编号时，可以判定为附加了所缺少的顺序编号的分组在 通信途中被废弃。因此，通过计算出在顺序编号的一定范围中被废弃 的分组的比率，可以求出分组损失率。
QoS Measured 328还包含带宽222以及QoS类223的字段，但 这些在表示测定值的情况下不被使用。
从计算机102送出的REP消息461被网络112的出口的边界路 由器104捕捉，并原样地作为REP消息462传送，并且其内容被复 制到SCOPS的RPT消息463中并被发送到资源管理服务器108。即， REP消息的IP报头中包含的发送者以及接收者的IP地址以及端口的 识别符被复制到RPT消息的字段301~304中，边界路由器104的IP 地址被复制到字段305中，接收到REP消息的网络接口的识别符被 复制到字段306中。
所传送的REP消息462到达网络112的入口的边界路由器103,
其内容被复制到SCOPS的RPT消息466中并被发送到资源管理服务 器108。即，REP消息的内容被复制到RPT消息466，边界路由器 103的IP地址被复制到字段325中，接收到REP消息的网络接口的 识别符被复制到字段326中。
资源管理服务器108在关于一个流(从计算机101的被指定的端 口到计算机102的被指定的端口的流)接收到向网络112的来自入口 边界路由器103的RPT消息以及来自出口边界路由器104的RPT消 息这两方的情况下，根据需要来变更与该流相关的入口边界路由器 103的策略。因此，向边界路由器103发送DEC消息468。 DEC消 息468是图3D所示的SCOPS的DEC消息的形式1。
此外，在需要变更核心路由器106和/或107的策略的情况下， 将用于变更策略的DEC消息470和/或469分别发送到核心路由器106 和/或107。 DEC消息469以及470是图3E所示的SCOPS的DEC消 息的形式2。进而，如果需要变更出口边界路由器104的策略，则向 边界路由器104发送DEC消息467。 DEC消息467是图3D所示的 SCOPS的DEC消息的形式1。
接下来，说明基于资源管理服务器108的资源释放阶段的处理。 资源释放阶段的处理除了删除策略之外，与资源请求阶段的处理相 同。
图9是本发明的第1实施方式的基于策略服务器的反馈时的策略 修改处理的流程图，图IO是本发明的第1实施方式的更新边缘策略 的处理的流程图，图11是本发明的第1实施方式的更新核心策略的 处理的流程图。
资源管理服务器108如图9所示决定应变更的策略并根据需要发 送DEC消息467、 469、 470以及468。
具体而言，如果资源管理服务器108从入口边界路由器103以及 出口边界路由器104这两方接收到RPT消息(901)，则首先进行处 理卯2。即，根据RPT消息中包含的RTP发送者以及接收者的识别 信息(IP地址以及端口的识别符)，确定该RTP流，并检索与所确
定的RTP流相关的QoS请求值。对RPT消息中包含的QoS计测值 与所检索到的QoS请求值进行比较，如果不满足请求值，则推定原因。 在处理903中，根据步骤902中的推定的结果，在判定为原因在 于资源请求的情况下，将与资源的请求对应的码记入DEC消息468 的条件码337中。记入了条件码337的DEC消息468被发送到边界 路由器103。
例如，当计算机101发送了超出请求(基于RES消息401的请 求)的业务的情况下，判定为原因在于资源请求。其中，从边界路由 器103，与图4C所示的顺序独立地，接收与该流的策略相关的统计 信息(例如通过由边界路由器103发送show QoS ip-flow命令)， 判定是否发生了异常的策略，从而可以判定原因是否在于资源请求。 针对被设定了策略的所有流，从边界路由器103接收统计信息并记录 所接收到的统计信息即可。
在DEC消息468中，可以记述DSCP 338、频带339以及突发 长度340，为了通知计算机101修改资源请求时的参考值而可以使用 这些字段。即，在推定为资源请求中包含的QoS类非法的情况下，可 以将与推定为合法的QoS类对应的DSCP值记述在字段338中。例如， 在对TCP业务指定了会话类的情况下，推定为QoS类非法。
另外，在推定为资源请求中包含的频带过小的情况下，可以将被 认为合法的频带的值记述在字段339中。
DEC消息468中包含的DSCP 338、频带339以及突发长度340 的内容被复制到REP消息465中。计算机101在接收到REP消息465 的情况下，通过使用REP消息465中包含的这些值分发资源请求消 息，可以修改资源请求。由此，具有可以修改非法请求的效果。
在处理卯4中，根据上述推定的结果，在判定为原因在于资源管 理服务器108对边界路由器103分发的边缘策略的情况下，利用DEC 消息468来更新该边缘策略。具体而言，按照图IO所示的过程来更 新边缘策略。
首先，在处理1001中，在判定为原因在于与该流相关的边缘策
略的情况下，更新被判定为存在原因的边缘策略。即，在分组废弃率 大于请求值、通过该边缘策略的决策指定的频带值被设定得较小、突 发长度被设定得较小中的至少一个的(即，决策系数过小的)情况下， 判定为原因在于该边缘策略，并将通过决策指定的频带值和/或突发长 度重新设定得较大(增加决策系数)。
由此，具有可以提高该流的QoS并设为请求范围内的效果。但 是，决策指定的最佳值根据条件而变化，所以难以求出最佳值并设定 所求出的最佳值。如果决策指定大幅变化，则有可能使网络不稳定化， 所以优选减小变化量(即，抑制反馈量)，而在下次的测定时重新调 整即可。
接下来，在处理1002中，在判定为原因在于与其他的流(例如， 计算机121与计算机122之间的通信)相关的边缘策略的情况下，更 新被判定为存在原因的边缘策略。即，在分组废弃率、延迟和/或抖动 等大于请求值、通过其他的边缘策略的决策指定的频带值和/或突发长 度被设定得较大的(即，决策系数过大的)情况下，判定为原因在于 其他边缘策略，将通过决策指定的频带值和/或突发长度重新设定得较 小(减小决策系数)。
由此，具有可以将其他流的QoS设在请求的范围内，而提高该 流的QoS并设为请求范围内的效果。
返回图9所示的处理，在处理卯5中，根据上述推定的结果，在 判定为原因在于资源管理服务器108对核心路由器106和/或核心路由 器107分发的核心策略的情况下，利用DEC消息469和/或DEC消 息470来更新该核心策略。例如，当相对于关于该类(使用对该流分 配的DSCP的流组)发生了问题(延迟和/或抖动过大等)，在其他类 (使用其他DSCP的流组)中存在余度的(延迟和/或抖动等充分小于 请求值)情况下，判定为原因在于核心路由器。在这样的情况下，按 照图11所示的过程来更新核心策略。
即，在处理1101中，将资源从没问题的其他类调换到该类。即， 在计算WFQ的权重时，增加该类的系数，而减小其他类的系数。由 此，具有可以将属于其他类的流的QoS仍大致设在请求的范围内，而 提高属于该类的流的QoS并设为请求范围内的效果。特别在该类的第 1流没有反馈机构(即，不进行基于本实施方式的反馈时的处理)的 情况下，如果该类的第2流中具有反馈机构，则由此提高该类的所有 流的QoS,所以具有还提高第1流的QoS的效果。
入口边界路由器103基本上将REP消息462的内容原样地作为 REP消息465传送到计算机101。但是，在利用DEC消息468判定 为资源请求中存在非法的情况下，将非法的资源请求的内容反映到 REP消息465中。即，在条件码271中记入与DEC消息468的条件 码337对应的码。此外，如果在DEC消息468中记入了频带的参考 值339，则将所记入的频带的参考值设为QoS Expected 274中的频带 值。在记入了 QoS类的参考值的情况下，将所记入的QoS类的参考 值设为QoS Expected 274中的QoS类。
计算机101如果接收到REP消息465，则作为对REP消息465 的发送者即计算机102的应答(将计算机102指定成接收者IP地址) 发送RREP消息471。边界路由器103将RREP消息471原样地作为 RREP消息472传送。所传送的RREP消息472被边界路由器104捕 捉。
边界路由器104由于仍没有接收到针对RPT消息463的来自资 源管理服务器108的应答RSP消息478,所以不向计算机102传送 RREP消息472,而代替地发送作为针对REP消息461的假应答的 NOT消息473。其原因在于，有时直到针对REP消息461的应答到 达计算机101为止需要时间，通过发送NOT消息413而避免在计算 机102中进行超时处理。因此，在没有超时危险的情况下，无需发送 NOT消息473。
边界路由器104在接收到DEC消息467时，进行以下说明的设 定。在检测出包含DEC消息467中包含的发送者和接收者的IP地址 以及端口的识别符的流的情况下，对所检测出的流(分组)标记DEC 消息467中包含的DSCP值338。进而，当存在被检测到超过所指定
的频带值339的业务的流时，进行决策(即，限制业务，以不超过所 指定的频带值)。但是，仅对所检测出的流指定的突发长度340的突 发被允许。但是，由于已经存在与该流相关的设定，所以以更新现有 的设定的形式来进行设定。
如果基于DEC消息467的策略的设定完成，则边界路由器104 向资源管理服务器108发送RPT消息474作为其应答。即使在边界 路由器103接收到DEC消息468的情况下，如果基于其的策略的设 定完成，则也向资源管理服务器108发送RPT消息475作为其应答。
如果核心路由器106以及107分别接收到DEC消息470以及 469，则执行以下的设定。对第2队列分配权重w2,对第3队列分配 权重w3，对第4队列分配权重w4。但是，由于已经存在权重的设定， 所以对其进行更新设定。
如果基于DEC消息470以及469的策略的设定完成，则核心路 由器106以及107也向资源管理服务器108发送RPT消息477以及 476作为其应答。
如果所有的策略设定完成、即接收到所有的RPT消息474、 475、 476以及477,则资源管理服务器向边界路由器104发送RSP消息478 作为对RPT消息463的应答。边界路由器104在已经接收到RREP 消息472的情况下，当接收到RSP消息478时，向计算机102传送 RREP消息472作为RTEA消息479。此外，在仍未接收到RREP消 息472的情况下，当接收到RREP消息472时，向计算机i02发送 RREP消息479。
以上说明的第1实施方式具有以下的效果。第一，通过使用与资 源请求时以及资源释放时同一的协议栈来反馈QoS测定结果，所以无 需开发新的协议栈。因此，具有可以抑制开发成本的效果。
第二，由于用于反馈QoS测定结果的消息在资源请求时以及资 源释放时经由同一路径并使用同一机构，所以具有容易调整资源的效 果。并且，还具有无需在多个机构之间进行调停的效果。
第三，核心路由器不处理用于资源请求、资源释放以及测定结果
反馈的消息，并且针对多次的消息发送仅进行一次从资源管理器向核 心路由器的设定。因此，与所有路由器都处理资源请求等消息的方法 相比，具有可以降低核心网中的负荷的效果。进而，具有可以实现可
缩放的QoS保证的效果。
第四，在属于该QoS类的全部流中，都存在由于核心网中的不 适当的频带分配等引起的问题。因此，即使不反馈对所有流进行测定 的结果，也可以根据来自某些流的反馈来修改频带分配。因此，具有 还可以改善没有进行测定以及反馈的流的QoS的效果。
<第2实施方式>
接下来，说明本发明的第2实施方式。
在第2实施方式中，除了计测结果的发送时(即反馈时)的各消 息的内容和各设备中的处理内容不同的点之外，与笫1实施方式相同。 在第2实施方式中，如以下说明，在发生了 QoS上的问题的情况下， 第一，使应用程序(尤其是接收侧的应用程序)参与QoS上的问题的 解决，第二，在通信路径上的多个网络和/或多个网络设备之间进行分 担来解决。另外，在第2实施方式中，虽然示出将上述的第1以及第 2特征这两方应用于第1实施方式的网络系统中的例子，但也可以将 第l或第2特征中的任意一个应用于第1实施方式的网络系统中。
使应用程序参与问题解决是以下说明的含义。在第1实施方式 中，在不满足请求值的情况下，为了解决该问题而发送侧的应用程序 指示变更请求值，但接收侧的应用程序未参与解决问题。但是，为了 解决问题，有时接收侧的应用程序也发挥作用。
例如，在延迟的测定结果满足请求规格，但抖动的测定结果大于 请求规格的情况下，如果接收侧的应用程序可以扩大抖动緩冲器的尺 寸，则即使緩和了接收时的请求规格，也可以维持来自应用程序的输 出质量。在这样的情况下，可以使网络与应用程序协调来解决QoS 问题。
此外，在通信路径上的多个网络和/或多个网络设备之间将问题 解决分担是指以下说明的含义。图1所示的网络系统在从计算机101
到计算机102之间包含三个网络(即网络110、网络112、网络lll)。 在第1实施方式中，如果除去计算机IOI,则在网络112 (即，从入 口边界路由器103到出口边界路由器104之间)中存在使QoS降低的 原因时，进行适当的处理。如果网络110以及网络111也具有与网络 112相同的结构，则这些网络也可以进行相同的反馈处理。但是，如 果网络110、 111以及112不协调而进行反馈处理，则有可能采取过 剩的对策而使成本上升。
此外，希望过剩地改善特定的流和/或特定的类的QoS的结果， 有可能对其他流和/或类带来恶劣影响。在第2实施方式中，通过在网 络与应用程序之间以及网络之间交换信息来解决这些问题。
在第2实施方式中，计测结果发送时的顺序如图4C所示。此夕卜， REP消息461中包含的QoS测定结果328的内容也相同。但是，使 用QoS Expected 274，从接收者向网络、在网络之间、以及在网络设 备之间交换信息。
图12A是表示本发明的第2实施方式的接入网络111的结构的 框图，图12B是表示本发明的第2实施方式的接入网络112的结构的 框图。
计算机102与网络111的边界路由器1401连接，边界路由器1402 与网络112的边界路由器104连接。网络110的边界路由器1411与 网络112的边界路由器103连接，边界路由器1412与计算机101连 接。
从计算机101向计算机102传送流数据并决定延迟为400毫秒以 及抖动为50毫秒的QoS请求规格。根据计算机102中的测定的结果， 在延迟是200毫秒、抖动是200毫秒的情况下，延迟为请求规格内， 但抖动不满足请求规格。
如果计算机102追加100毫秒的抖动緩冲器，则可以在抖动緩沖 器的入口处承受150毫秒的抖动，在该情况下，发送作为抖动的值指 定了 150毫秒的REP消息461A。该REP消息461A釆用与图2D所 示的REP消息461相同的形式，在QoS Expected 274中指定150毫
秒作为抖动的值即可。由于抖动的测定值是200毫秒，所以在网络中 使抖动减少50毫秒即可。
边界路由器1401接收该REP消息461A并向网络111的资源管 理服务器1404报告所接收到的REP消息461A的内容。并且，边界 路由器1402也接收该REP消息461A并向网络110的资源管理服务 器1404报告所接收到的REP消息461A的内容。
资源管理服务器1404对边界路由器1402以及核心路由器1403 分发所更新后的策略。该策略调整频带和WFQ的权重，以使抖动减 少50毫秒。边界路由器1402向边界路由器104发送包含使QoS Expected 274的抖动的值仅增加50毫秒的内容的REP消息461B。
另外，图4C所示的REP消息461被分割成计算机102与边界 路由器1402之间的REP消息461A、以及边界路由器1402与边界路 由器104之间的REP消息461B而传送。
边界路由器104如果接收到该REP消息461B，则将所接收到的 REP消息461B作为REP消息462传送，进而向资源管理月艮务器108 报告所接收到的REP消息461B的内容。调整频带和WFQ的权重以 使抖动仅减少50毫秒的策略从资源管理服务器108被分发到边界路 由器103以及核心路由器106以及107。但是，无需每当REP消息到 时，每次都向核心路由器106以及107分发策略，而根据需要在接收 到若干次的REP消息时配付一次策略即可。由此可以减少核心路由 器106以及107的开销。
此外，边界路由器103向边界路由器104发送使REP消息462 的QoS Expected 274的抖动的值增加了 50毫秒的内容的REP消息 465A。此外，REP消息465A也被发送到网络110。
边界路由器1411如果接收到该REP消息465A，则将所接收到 的REP消息465A的内容报告到网络110中的资源管理服务器1414。 此外，也从边界路由器1412向资源管理服务器1414报告所接收到的 REP消息465A的内容。资源管理服务器1414对边界路由器1412以 及核心路由器1413分发所更新后的策略。该策略调整频带和/或WFQ
的权重，以4吏抖动仅减少50毫秒。
此外，边界路由器1412将所接收到的REP消息465A作为REP 消息465B发送到计算机101。REP消息465B的内容使QoS Expected 274的抖动的值仅增加50毫秒。
另外，图4C所示的REP消息465被分割成边界路由器103与 边界路由器1412之间的REP消息465A、以及边界路由器1412与计 算机101之间的REP消息465B而传送。
到达计算机101的REP消息465B的QoS Expected 274的抖动 的值成为比所测定出的抖动的值200毫秒大的300毫秒。即，实现了 仅过剩100毫秒的对策，对于成本而言是不利的。因此，计算机IOI 将抖动的值记述在针对REP消息465的应答RREP消息471的QoS Expected 274中，并通知到边界路由器103。
各网络通过接收RREP消息471以及内容与其相同的RREP消 息472，试图将抖动的值各减少50毫秒。但是，也可以将所减少的幅 度设为200/300 (2/3)。即，可知仅减少大约17毫秒即可。
因此，变更各边界路由器的策略、或者通过与各资源管理服务器 进行通信来接收新的策略。或者不利用DEC消息468、 469以及470 更新策略，而仅将假决定传送到各路由器。另外，也可以在接收到 RREP消息后从各边界路由器接收通知，然后通过DEC消息新分发 策略。
如上所述，根据第2实施方式，在发生QoS上的问题时，第一， 可以使应用程序(尤其是接收侧的应用程序)参与QoS上的问题的解 决，第二，在通信路径上的多个网络和/或多个网络设备之间进行分担 来解决。因此，具有可以更低成本地实现更优良的QoS的效果。
<第3实施方式>
在上述的第1实施方式中，经由资源管理服务器设定了策略。但 是，还可以对笫1实施方式附加以下的变更。即，在图4C的顺序中 各路由器可以接收与本路由器相关的QoS改善目标作为SNSLP的消 息，所以即使不使用资源管理服务器，也可以进行本身设定。由此，
具有避免消息集中于资源管理服务器而成为瓶颈的效果。
接下来，说明本发明的第3实施方式。
在第3实施方式中，作为计测结果的发送时(即，反馈阶段)的 顺序，使用图4D所示的顺序来代替上述的图4C所示的顺序。此外， 在第3实施方式中，与第1实施方式中的从计算机101向计算机102 的通信同样地，针对声音，通过编解码G.711，从计算机121向计算 机122发送数据。
由计算机121生成的业务经由接入网络130从边界路由器103 输入到载体的核心网络112。输入到核心网络112的业务经由核心路 由器106以及核心路由器107在边界路由器104中从网络112输出， 经由接入网络131到达计算机122。计算机121以及122的结构与计 算机101以及102的结构相同。
资源请求阶段中的计算机121与计算机122之间的通信顺序是在 图4A及其说明中将计算机101置换为计算机121并将计算机102置 换为计算机122的通信顺序。并且，计算机121与计算机122之间的 资源释放阶段中的通信顺序是在图4B及其说明中将计算机101置换 为计算机121并将计算机102置换为计算机122的通信顺序。
以下，说明反馈阶段中的顺序图4D。
在图4C所示的顺序中，在反馈时的路由器的设定中，变更了资 源管理服务器108 (在第2实施方式中还包含资源管理服务器1404、 1414)。但是，在网络的状态频繁变化的情况下，需要频繁变更设定， 所以资源管理服务器的负荷变大。因此，在第3实施方式中，为了使 各路由器可以执行变更并减少核心路由器的负荷，导入了仅在核心网 络内的信令。
在图4D中，首先，发生核心网络内的信令。即，首先从边界路 由器104发送REP消息481。其并非如图4C所示的顺序以流单位发 送，而针对每类发送。即，在与特定的DSCP对应的类的QoS中存 在问题的情况下，生成一个REP消息。通过在REP消息481之前由 边界路由器104从计算机102等接收到的REP消息、由边界路由器
104测定出的与输出队列相关的统计信息(队列中的分组废弃量和队 列长等信息)从正常范围偏出的情况，来检测QoS上的问题。
边界路由器104为了解决所检知到的QoS上的问题，推定通过 边界路由器104中的对策来改善的范围(延迟、抖动等的量(差))， 将推定出的延迟量等记述在REP消息481的QoS Expected 274中， 向核心路由器107发送REP消息481。
核心路由器107推定通过核心路由器107中的对策来改善的范围 (延迟、抖动等的量(差))，将对REP消息481的QoS Expected 274 的各字段的值加上所推定出的延迟量等的值记述在REP消息482中， 将REP消息482发送到核心路由器106。
核心路由器106推定通过核心路由器106中的对策来改善的范围 (延迟、抖动等的量(差))，将对REP消息482的QoS Expected 274 的各字段的值加上所推定出的延迟量等的值记述在REP消息483中， 将REP消息483发送到边界路由器103。
如下所述推定出通过各路由器中的对策来改善的延迟、抖动的量。
使用生成与互联网业务近似的业务的业务生成装置(例如，依照 MMPP (Markov-Modulated Poisson Process,马尔可夫调制的泊木〉 过程)模型的业务生成装置)等，预先以各种比率生成对话声音、对 话视频、流数据视频、Web、 FTP以及控制业务(SIP以及RTCP) 等各种业务，并在各种条件下计测延迟、抖动以及分组损失率的平均
值。可以将这样事先计测出的状态中的、接近推定时的状态且满足所 请求的延迟、抖动以及分组损失率的状态下的计测值设为推定值。
此外，还可以通过根据接近推定时的状态的某些状态下的计测值 来进行内插，来求出推定值。可以综合地判定每个QoS类的业务的延 迟、抖动以及分组损失率等数值的差距，来决定推定时的状态和事先 的状态的(距离的)差距。例如，针对延迟、抖动以及分组损失率分 别求出距离，决定为以这些为要素的向量彼此之间的距离。
边界路由器103利用所接收到的REP消息483的QoS Expected
274的值，推定各路由器中的对策过剩多少，将推定结果记述在RREP 消息484中而回送。核心网络内的各路由器利用RREP消息484以及 作为其被传送的消息的RREP消息485以及486的内容，来实际上实 现QoS上的对策。
对策过剩多少依赖于在端点间交换的REP消息以及RREP消息 的内容。由于每个流的状况不同，所以边界路由器103平均每个流的 状况，来判定对策是否过剩。由于在端点间交换的消息(REP 491、 492、 493以及RREP497、 498、 499等)在判定后到达，所以有可能 与判定结果不匹配，但在该情况下，再次利用核心网络内的信令来更 新策略。
如以上说明，根据第3实施方式，在发生了 QoS上的问题时， 除了第1以及第2实施方式的效果之外，还具有避免负荷集中到资源 管理服务器的效果。此外，由于无需在核心路由器中处理每个流的消 息，所以具有可以实现可缩放的QoS保证的效果。
<第4实施方式>
接下来，说明本发明的第4实施方式。
图13是表示本发明的第4实施方式的网络系统的结构的框图。
在第4实施方式中，从计算机IOI向计算机102发送声音或图像。 由计算机101生成的业务经由家庭网关501以及网络110，从边界路 由器103输入到载体的网络112。网络112具备边界路由器103和104、 以及核心路由器505、 506和507。
输入到网络112的业务经由核心路由器505在边界路由器104 中从网络112输出，经由网络lll以及家庭网关502到达计算机102。 网络112的QoS由资源管理服务器108管理。
第4实施方式的计算机101和102与上述的第1到第3实施方式 的计算机不同，不具备基于SNSLP的信令的功能。在第4实施方式 中，通过代替在端点间进行基于SNSLP的信令，网关501以及502 参照来自计算机IOI以及102的消息来改写基于SIP的会话开始以及 结束时发送的消息的内容，从而向资源管理服务器108传送QoS请求 规格。进而，通过将网关502测定出的QoS测定结果经由会话管理服 务器503在网关间进行通信，而反馈到网络。如果在计算机101与网 关501之间、以及计算机102与网关502之间不存在使QoS恶化的原 因，则通过该方法，即使在不具备QoS测定功能的端点间，也可以实 质性地保证端点间的QoS。
图14A到图14C表示本发明的第4实施方式的通信顺序。
<资源请求阶段>
图14A表示本发明的第4实施方式的资源请求时的顺序。
计算机101向计算机102 (将计算机102的URI指定成接收者) 发送SIP的INVITE消息601。此处，SIP( Session Initiation protocol) 是为了控制通信会话的开始以及结束而设置的IETF的标准协议。 INVITE消息601包含SDP ( Session Description Protocol)的消息， 该SDP消息包含以下的媒体指定。
<formula>formula see original document page 46</formula>
该SDP消息表示在UDP端口 8000中进行按照G.711这种编解 码的双向的1个通道的通信，在端口 8002中进行G.711的单向(仅 接收)的2个通道的通信。因此，可知会话管理服务器503当INVITE 消息602的接收时，在基于RTP的通信中使用以太网的情况下，使 用端口 8000来进行带宽为80kbps的双向通信， <吏用端口 8002来进 行带宽为140kbps的单向(仅接收)的通信。
INVITE消息602在网关502中被捕捉。针对INVITE消息602 中包含的媒体指定的最初的两行，将以下的行追加到INVITE消息 602。
<formula>formula see original document page 46</formula>
a=path - loss - ratio: 1000 a=jitter: 50000
第1行是Y.1541的QoS类的指定，指定出会话类。第2行是延 迟的指定，单位为微秒。因此，上述的指定表示100毫秒。第3行是 分组损失率的指定，单位为0.00000001。因此，上述的指定表示0.001。 第4行是抖动的指定，单位为微秒。因此，上述的指定表示50亳秒。 这些指定在IETF中未被标准化。
此外，针对INVITE消息602中包含的媒体指定的最后3行，将 以下的行追加到INVITE消息602。之后INVITE消息602被传送到 会话管理服务器503。
a=yl541 - qos - class: 1
a=path - latency: 400000
a=path - loss - ratio: 1000
a=jitter: 50000
第1行是Y.1541的QoS类的指定，指定出流类。第2行是延迟 的指定，表示400毫秒。第3行是分组损失率的指定，表示0.001。 第4行是抖动的指定，表示50毫秒。
如上所述，带宽可以根据媒体指定来取得，但也可以通过以下的 表现明示地指定。
a=bandwidth: AS 80000
以及
a=bandwidth: AS 140000
INVITE消息602在网络112的会话管理服务器503中被捕捉。 会话管理服务器503存储INVITE消息602的内容。并且，INVITE 消息602原样地作为INVITE消息603被传送到网关502。被传送的 INVITE消息603到达网关502，被改写成与INVITE消息601同一 内容的INVITE消息605，传送到计算机102。其原因在于，如果仍 包含与QoS相关的表现，则计算机102有可能无法正确处理。
计算机102如果接收到INVITE消息605，则向网关502发送SIP
的"200OK，，消息611而作为对INVITE消息605的发送者即计算机 101的应答(将计算机101的URI指定成接收者)。
网关502对"200OK"消息611追加QoS请求规格来生成"200OK" 消息612。该QoS请求规格与INVITE消息605的QoS请求规格相同。 即，是网关502所存储的INVITE消息605的QoS请求规格的内容。 该"200OK，，消息612被传送到会话管理服务器503。
会话管理服务器503将"200OK"消息612的内容与INVITE消息 602的对应关联地存储。会话管理服务器503参照INVITE消息603 中包含的计算机101中的RTP通信的IP地址以及端口的识别符、带 宽(关于端口 8000为80kbps，关于端口 8002为140kbps) 、 QoS类、 延迟、分组废弃率、以及抖动的请求的存储内容，将这些被参考的信 息复制到RREQ消息604，将"200OK"消息612中包含的计算机102 的RTP通信的IP地址以及端口的识别符复制到RREQ消息604中。 然后，会话管理服务器503将RREQ消息604发送到资源管理服务器 108。
为便于说明，在图14A中仅图示出一个RREQ消息604,但针 对各发送端口以及各接收端口生成RREQ消息。此处，对来自计算机 101的发送中使用的端口仅为8000,但在向计算机101到达的数据的 接收中，4吏用端口 8000以及端口 8002。因此，生成三个消息。以下 的DEC、 OK以及RPT消息都与各RREQ消息对应地独立生成。
资源管理服务器108在接收到RREQ消息604的情况下，使用 内部数据库求出与该流相关的入口边界路由器103。然后，决定所求 出的入口边界路由器103的策略，向入口边界路由器103作为DEC 消息607发送所决定的策略。
在资源管理服务器108决定用于入口边界路由器103的策略的情 况下，与资源请求时同样地使用图5所示的处理即可。此外，在后面 使用图5来叙述对入口边界路由器103发送的DEC消息607的内容。
此外，如果需要变更核心路由器505的策略，则向核心路由器 505发送用于变更策略的DEC消息608。进而，如果需要向出口边界路由器104分发策略，则向边界路由器104作为DEC消息607发送策略。
如果基于DEC消息606的策略的设定完成，则边界路由器103 向资源管理服务器108发送RPT消息616作为其应答。即使在边界 路由器104接收到DEC消息607的情况下，如果基于所接收到的DEC 消息607的策略设定完成，则也向资源管理服务器108发送RPT消 息617作为其应答。
如果基于DEC消息608的策略的设定完成，则核心路由器505 也向资源管理服务器108发送RPT消息618作为其应答。如果所有 策略的设定完成(即，如果接收到INVITE消息602中包含的SDP 消息中包含的与所有端口相关的所有RPT消息616、 617以及618)， 则资源管理服务器向会话管理服务器503发送RREP消息619作为对 RREQ消息604的应答。
会话管理服务器503如果已经接收到"200OK"消息612，则在接 收到RREP消息619时，将"200OK，，消息612原样地作为"200OK" 消息620传送到网关501。此外，如果仍未接收到"200OK"消息612， 则在接收到"200OK，，消息612时，向网关501发送"200OK"消息620。
网关501从"200OK"消息620去除QoS请求规格，作为"200OK" 消息621传送到计算机101。其原因在于，如果仍包含与QoS相关的 表现，则计算机102有可能无法正确处理。
计算机101向计算机102发送ACK消息622作为对"200OK"消 息621的应答。ACK消息622经由网关501、会话管理服务器503以 及网关502，但仍以原来的形式到达计算机102。
在第4实施方式中，与第1实施方式同样地，资源管理服务器 108可以掌握QoS请求规格，所以可以如第1实施方式将策略分发到 各路由器。
在第4实施方式中，计算机101以及计算机102具备包含QoS 请求的SIP消息发送接收功能，但计算机101以及计算机102分别在 网关501以及网关502之间使用其他协议来对QoS请求进行通信，网
关501以及网关502还可以将所接收到的QoS请求转换成SIP。
此外，网关501以及网关502还可以从计算机101以及计算机 102接收不含QoS请求的SIP消息，根据包含媒体指定的SDP消息 来推定必要的QoS请求，将推定出的QoS请求追加到SIP消息。
在该情况下，例如，如果SDP消息包含G.711的双向的通信， 则与该SDP消息相关的通信被推定成对话类的通信，所以按照ITU - T标准Y.1541，推定成该通信的QoS类是"0"、延迟的请求值是100 毫秒、分组损失的请求值是0.001、抖动的请求值是50毫秒。此外， 如果包含G.711的单向的通信，则与该SDP消息相关的通信被推定成 流数据类的通信，所以按照ITU-T标准Y.1541，推定成该通信的 QoS类是"1"、延迟的请求值是400毫秒、分组损失率的请求值是 0.001、抖动的请求值是50毫秒。 <资源释放阶段>
图14B表示本发明的第4实施方式的资源释放时的顺序。
计算机101对计算机102 (将计算机102的URI指定成接收者) 发送SIP的BYE消息621。BYE消息621由网关501原样地作为BYE 消息622传送到会话管理服务器503。 BYE消息622原样地作为BYE 消息623被传送到网关502。进而，BYE消息623原样地作为BYE 消息625被传送到计算机102。
计算机102如果接收到BYE消息625，则向网关502发送SIP 的"200OK"消息631作为对BYE消息625的发送者即计算机101的 应答(将计算机101的URI指定成接收者)。网关502作为"200OK" 消息632将"200OK，，消息631原样地传送到会话管理服务器503。
会话管理服务器503根据BYE消息622中的被存储成接收者以 及发送者的URI的信息，将INVITE消息603中包含的计算机101 中的RTP通信的IP地址以及端口的识别符复制到RREQ消息624 中，将"200OK，，消息632中包含的计算机102中的RTP通信的IP地 址以及端口的识别符复制到RREQ消息624。然后，会话管理服务器 503向资源管理服务器108发送RREQ消息624。
为便于说明，在图14B中仅图示出一个RREQ消息624，但针 对各发送端口以及各接收端口生成RREQ消息。此处，虽然在来自计 算机101的发送中使用的端口仅为8000，但在向计算机101到达的数 据的接收中，使用了端口 8000以及端口 8002。因此，生成三个消息。 以下的DEC、OK以及RPT消息都与各RREQ消息对应地独立生成。
资源管理服务器108在接收到RREQ消息624的情况下，使用 内部数据库求出与该流相关的入口边界路由器103。然后，决定所求 出的入口边界路由器103的策略，将所决定的策略作为DEC消息626 向边界路由器103发送。边界路由器103解除所分发的策略并释放资 源。
此外，如果需要变更核心路由器505的策略，则向核心路由器 505发送用于变更策略的DEC消息628。进而，如果需要变更出口边 界路由器104的策略，则向边界路由器104作为DEC消息627发送 新的策略。
如果基于DEC消息626的策略的解除完成，则边界路由器103 向资源管理服务器108发送RPT消息636作为其应答。即使在边界 路由器104接收到DEC消息627的情况下，如果基于所接收的DEC 消息627的策略的解除完成，则也向资源管理服务器108发送RPT 消息637作为其应答。
如果基于DEC消息628的策略的解除完成，则核心路由器505 也向资源管理服务器108发送RPT消息638作为其应答。如果所有 策略的解除完成(即，如果接收到BYE消息622中包含的SDP消息 所包含的与所有端口相关的所有RPT消息636、 637以及638)，则 资源管理服务器向会话管理服务器503发送RREP消息639作为对 RREQ消息624的应答。
会话管理服务器503如果已经接收到"200OK，，消息632，则在接 收到RREP消息639时，将"200OK"消息632原样地作为"200OK" 消息640传送到网关501。如果仍未接收到"200OK"消息632,则在 接收到"200OK，，消息632时，向网关501发送"200OK"消息640。
网关501将"200OK"消息640原样地作为"200OK"消息641传送 到计算机101。
在第4实施方式中，与第1实施方式同样地，资源管理服务器 108可以掌握QoS请求规格，所以可以如第1实施方式根据反馈来变 更各路由器的策略。
此外，通过在SDP消息中插入QoS计测结果，可以不追加新的 协议而反馈QoS的计测结果，具有开发工时减少的效果。此外，由于 没有变更媒体的指定等现有的SDP消息的内容，所以在无需QoS计 测结果的SIP代理或代理商(agent)中QoS计测结果被忽略。因此， 具有无需要修改这些程序而开发工时减少的效果。
<反馈阶段>
图14C表示本发明的第4实施方式的计测结果发送时(即反馈 时)的顺序。
在第4实施方式中，网关502对延迟、抖动以及分组废弃率进行 测定。即，网关502在RTP分组通过时，才艮据RTP分组中包含的时 戳以及RTCP的SP分组来求出延迟以及抖动。此外，网关502记录 顺序编号而求出分组废弃率。该方法与在第1实施方式中计算机102 所使用的方法相同。另外，在计算机101不生成SR分组的情况下， 网关501向网关502发送SR分组即可。
网关502将计算机102的URI指定成发送者，将计算机101的 URI指定成接收者，向会话管理服务器503发送SIP的UPDATE消 息642。
会话管理服务器503将UPDATE消息642原样地作为UPDATE 消息643传送到网关502。网关502如果接收到UPDATE消息643， 则不向计算机101传送UPDATE消息643,而将计算机101的URI 指定成接收者，向会话管理服务器503发送SIP的"200OK"消息651。
UPDATE消息642包含SDP ( Session Description Protocol,会 话描述协议)的消息，该SDP消息包含以下的媒体指定以及与该媒体 相关的QoS计测结果。
m-audio 8000 RTP/AVP 98 a-rtpmap: 98 PCMU麵0/1 a=path - latency: 12345 a=jitter: 54321
第1行以及第2行指定计测对象的RTP流。在INVITE消息等 中包含SDP的记载的情况下， 一般意味着双向的通信。但是，此处以 传送接收侧的计测结果为目的，所以仅意味接收流。第3行是延迟的 计测结果，单位为微秒。因此，上述的计测结果表示12.345毫秒。第 4行是抖动的计测结果，单位为微秒。因此，上述的计测结果表示 54.321毫秒。
UPDATE消息的原来的目的在于，指定通信条件以及通信中使 用的媒体，并在通信途中变更这些指定。因此，未考虑反馈如上所述 的计测结果。因此，这些指定在IETF中未被标准化。但是，优选为 UPDATE消息的内容在其接收者与发送者之间决定，而可以用于计测 结果的发送接收。
会话管理服务器503根据UPDATE消息642的被存储成接收者 以及发送者的URI的信息，将计算机101以及计算机102中的RTP 通信的IP地址以及端口的识别符复制到RREQ消息644中。然后， 会话管理服务器503向资源管理服务器108发送RREQ消息644。
资源管理服务器108在接收到RREQ消息644的情况下，使用 内部数据库求出与该流相关的入口边界路由器103。然后，根据需要 来决定所求出的入口边界路由器103的策略，向边界路由器103作为 DEC消息647发送所决定的策略。边界路由器103变更所分发的策略。
此外，如果需要变更核心路由器505的策略，则向核心路由器 505发送用于变更策略的DEC消息648。进而，如果需要变更出口边 界路由器104的策略，则将新的策略作为DEC消息646发送到边界 路由器104。
如果基于DEC消息647的策略的变更完成，则边界路由器103 向资源管理服务器108发送RPT消息657作为其应答。即使在边界 路由器104接收到DEC消息646的情况下，如果基于所接收到的DEC 消息647的策略的变更完成，则也向资源管理服务器108发送RPT 消息657作为其应答。
如果基于DEC消息648的策略的变更完成，则核心路由器505 也向资源管理服务器108发送RPT消息658作为其应答。如果所有 的策略变更完成(即，如果接收到所有的RPT消息656、657以及658 )， 则资源管理服务器向会话管理服务器503发送RREP消息659作为对 RREQ消息644的应答。
会话管理服务器503如果已经接收到"200OK"消息651,则在接 收到RREP消息659时，将"200OK，，消息651原样地作为"200OK，， 消息663传送到网关502。此外，如果仍未接收到"200OK，，消息651， 则在接收到"200OK"消息651时，向网关502发送"200OK"消息663。 网关502不向计算机102传送"200OK"消息663。
此外，在第4实施方式中，计算机101以及计算机102具备发送 RTCP消息的功能。但是，在计算机101以及计算机102不具备RTCP 消息发送功能的情况下，网关501以及网关502可以代行RTCP消息 发送功能。
即，网关501以及网关502可以对从计算机101以及计算机102 发送的RTP分组进行监视，并根据RTP分组的内容来生成SR分组 以及其他RTCP消息。在SR消息中包含的时戳中，按照网关501的 内部时钟记入网关501从计算机101接收到该RTP分组的时刻即可。
在第4实施方式中，与第1实施方式同样地，资源管理服务器 108可以掌握QoS请求规格，所以可以如第1实施方式根据反馈来变 更各路由器的策略。
此外，通过在SDP消息中插入QoS计测结果，可以不追加新的 协议而反馈QoS的计测结果，具有开发工时减少的效果。此外，由于 没有变更媒体的指定等现有的SDP消息的内容，所以在无需QoS计 测结果的SIP代理或代理商中QoS计测结果被忽略。因此，具有无需 要修改这些程序而开发工时数减少的效果。
权利要求
1. 一种网络系统，与具备通信接口的第1计算机以及具备通信接口的第2计算机连接，其特征在于，具备:至少一个网络节点，设置在上述第1计算机与上述第2计算机的通信路径上并传送分组；网络装置，向上述第1计算机传送从上述第2计算机发送的控制信息，并且捕捉上述控制信息；以及资源管理服务器，对上述网络节点进行控制，其中，设定有上述第1计算机与上述第2计算机之间的通信的QoS请求条件，上述第1计算机向上述第2计算机反复发送分组来进行第1通信，上述第2计算机对上述第1通信的QoS进行计测，将包含上述第1通信的识别符以及上述计测结果的控制信息经由上述网络装置发送到上述第1计算机，上述网络装置捕捉上述控制信息，将包含从上述捕捉到的控制信息提取出的第1通信的识别符以及计测结果的消息发送到上述资源管理服务器，上述资源管理服务器在上述计测结果不满足上述QoS请求条件的情况下，推定不满足上述QoS请求条件的原因，对判定为存在上述原因的上述网络节点设定QoS。
2. 根据权利要求l所述的网络系统，其特征在于， 上述网络节点包括限制基于上述传送的分组的通信的通信量的第1网络节点，在上述第1网络节点按照对上述第1通信设定的QoS请求条件， 被设定成限制上述第l通信的通信量的情况下，上述资源管理服务器在上述计测结果不满足上述QoS请求条件 的情况下，推定为是上述第1网络节点不满足上述QoS请求条件的原 因，对上述第1网络节点设定QoS，以緩和上述第l通信的通信量的 限制。
3. 根据权利要求l所述的网络系统，其特征在于， 上述网络节点包括将所输入的分组分类成多个类，并按照对上述类分配的输出频带来输出上述分类后的分组的第2网络节点，在上述第2网络节点按照对上述第1通信设定的QoS请求条件将上述第1通信分类成第1类的情况下，上述资源管理服务器在上述计测结果不满足上述QoS请求条件的情况下，推定为是上述第2网络节点不满足上述QoS请求条件的原因，设定QoS，以使上述第2网络节点增加上述第1类的输出频带。
4. 根据权利要求l所述的网络系统，其特征在于，上述网络节点包括将所输入的分组分类成多个类，并按照对上述 类设定的优先级来调度上述分类后的分組的第3网络节点，在上述第3网络节点按照对上述第1通信设定的QoS请求条件 将上述第1通信分类成第1类的情况下，上述资源管理服务器在上述计测结果不满足上述QoS请求条件 的情况下，推定为是上述第3网络节点不满足上述QoS请求条件的原 因，设定QoS，以使上述第3网络节点增加上述第1类的优先级。
5. 根据权利要求l所述的网络系统，其特征在于， 上述资源管理服务器在上述计测结果超过上述设定的QoS请求条件的情况下，将上述计测结果经由上述网络节点通知给第l计算机。
6. 根据权利要求l所述的网络系统，其特征在于， 上述网络系统传送上述第l计算机与上述第2计算机之间的通信以外的第2通信的分组，上述资源管理服务器在上述计测结果不满足上述第1的QoS请 求条件但上述第2通信的QoS的计测结果满足QoS请求条件的情况 下，设定QoS,以使上述网络节点限制上述第2通信的通信量。
7. 根据权利要求l所述的网络系统，其特征在于， 上述网络系统还具备扩展上述网络节点的功能的扩展装置， 上述第1计算机在开始与上述第2计算机的通信会话时，将包含 用于上述通信会话的资源的请求的资源请求消息经由上述网络节点 发送到上述第2计算机，上述网络节点在上述资源请求消息到达的情况下，向上述扩展装 置传送上述到达的资源请求消息，上述扩展装置向上述网络节点传送上述传送的资源请求消息，将 上述传送的资源请求消息中包含的资源请求的内容，对上述网络节点 进行QoS设定。
8. 根据权利要求l所述的网络系统，其特征在于， 上述网络系统还具备扩展上述网络节点的功能的扩展装置， 上述第l计算机在与上述第2计算机的通信过程中，发送和与上述第2计算机的通信相关的统计信息，上述网络节点在上述统计消息到达的情况下，向上述扩展装置传 送上述到达的统计信息，上述扩展装置向上述网络节点传送上述传送的统计信息，在上述 传送的统计信息不满足上述QoS请求条件的情况下，变更上述网络节 点的QoS设定。
9. 根据权利要求l所述的网络系统，其特征在于， 上迷控制信息包含能够由上述第2计算机实现QoS的对策的部分的信息，上述资源管理服务器设定QoS，以使上述网络节点改善将能够由 上述第2计算机实现对策的部分减去后的QoS。
10. 根据权利要求9所述的网络系统，其特征在于， 上述QoS请求条件包含与抖动相关的请求条件，上述计测结果包含抖动的计测值，上述控制信息包含上述第2计算机能够利用緩冲器吸收的抖动 的值，作为能够由上述第2计算机实现QoS的对策的部分的信息。
11. 一种网络系统，与具备通信接口的第l计算机以及具备通信 接口的第2计算机连接，其特征在于，具备 第1网络；第1网关，设置在上迷第l计算机与上述第1网络的通信路径上；以及第2网关，设置在上述第2计算机与上述第1网络的通信路径上， 上述第1网络具备至少一个网络节点，设置在上述第l计算机与上述第2计算机的 通信路径上并传送分组；网络装置，向上述第1计算机传送从上迷第2计算机发送的控制 信息，并且捕捉上述控制信息；以及资源管理服务器，对上述网络节点进行控制，其中，设定有上述第1计算机与上述第2计算机之间的通信的 QoS请求条件，上述第1计算机向上述第2计算机反复发送分组来进行第1通信，上述第2网关对上述第1通信的QoS进行计测来求出第1计测 结果，将包含上述第1通信的识别符以及上述第1计测结果的第1控 制信息经由上述网络装置发送到上述第1网关，上述网络装置捕捉上述第1控制信息，将包含从上述捕捉到的第 1控制信息提取出的第1通信的识别符以及第1计测结果的消息发送 到上述资源管理服务器，上述资源管理服务器在上述第1计测结果不满足上述QoS请求 条件的情况下，推定不满足上述QoS请求条件的原因，对判定为存在 上述原因的上述网络节点设定QoS。
12.根据权利要求ll所述的网络系统，其特征在于，上述第2计算机经由上述网络装置向上述第1计算机发送第2 控制信息，上述第2网关对上述第1通信的QoS进行计测来求出第2计测 结果，将上述第2计测结果附加到上述第2控制信息中，上述网络装置捕捉上述第2控制信息，向上述资源管理服务器发 送包含从上述捕捉到的第2控制信息提取出的第l通信的识别符以及 第2计测结果的消息，上述资源管理服务器在上述第2计测结果不满足上述QoS请求 条件的情况下，推定不满足上述QoS请求条件的原因，对判定为存在 上述原因的上述网络节点设定QoS。
13. —种网络系统，与具备通信接口的第l计算机以及具备通信 接口的第2计算机连接，其特征在于，具备设置在上述第l计算机与上述第2计算机的通信路径上并传 送分组的第4网络节点以及第5网络节点，设定有上述第1计算机与上述第2计算机之间的通信的QoS请 求条件，上述第1计算机进行向上述第2计算机反复发送分组的第1通信，上述第2计算机对上迷第1通信的QoS进行计测来求出计测结 果，将包含上述第l通信的识别符、上述计测结果以及能够由上述第 2计算机实现QoS的对策的部分的信息的第3控制信息经由上述第4 网络节点以及第5网络节点发送到上述第1计算机，上述第5网络节点在上述第3控制信息通过时，将能够在上述第 2计算机到上述第5网络节点之间实现QoS的对策的部分的信息附加 到上述第3控制信息中，上述第4网络节点参照上述第3控制信息来设定QoS，以使第1 网络节点改善将能够在其它场所实现QoS的对策的部分减去后的 QoS。
14. 根据权利要求13所述的网络系统，其特征在于， 上述QoS请求条件包含与抖动相关的请求条件， 上述第3计测结果包含抖动的计测值，上述第3控制信息包含上述第5网络接点能够利用緩冲器吸收的 抖动的值，作为能够在上述第2计算机到上述第5网络节点之间实现 QoS的对策的部分的信息。
15. —种网络系统，与具备通信接口的第l计算机以及具备通信 接口的第2计算机连接，其特征在于，具备至少一个网络节点，设置在上述第1计算机与上述第2计算机的 通信路径上并传送分组；网络装置，向上述第1计算机传送从上述第2计算机发送的控制 信息，并且捕捉上述控制信息；资源管理服务器，对上述网络节点进行控制；以及计测部，对上述第1计算机与上述第2计算才几之间的通信的QoS 进行计测，其中，设定有上述第1计算机与上述第2计算机之间的通信的 QoS请求条件，上述第1计算机向上述第2计算机反复发送分组来进行第1通信，上述计测部对上述第1通信的QoS进行计测，将上述计测结果 经由上述网络装置发送到上述资源管理服务器， 上述资源管理服务器在上述计测结果不满足上述QoS请求条件的情况下，计算对上 述网络节点新设定的QoS请求条件，在应进行上述新设定的QoS条件与当前的QoS条件之差不是预 定范围的情况下，对上述网络节点设定QoS。
全文摘要
本发明提供一种网络系统，可以对网络策略反馈端点间的QoS条件。该网络系统的特征在于，在第1计算机与第2计算机之间进行设定有QoS请求条件的第1通信，上述第2计算机对上述第1通信的QoS进行计测，将包含上述第1通信的识别符以及上述计测结果的控制信息经由网络装置发送到上述第1计算机，上述网络装置捕捉上述控制信息，将包含从上述捕捉到的控制信息提取出的第1通信的识别符以及计测结果的消息发送到资源管理服务器，上述资源管理服务器在上述计测结果不满足上述QoS请求条件的情况下，推定不满足上述QoS请求条件的原因，对判定为存在上述原因的网络节点设定QoS。
文档编号H04L12/56GK101378357SQ20081014535
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月7日 优先权日2007年8月27日
发明者金田泰 申请人:株式会社日立制作所