JPH11196113A - ミクロ経済学に基いてフロー制御を行うネットワーク制御システム、方法、及び記録媒体 - Google Patents

ミクロ経済学に基いてフロー制御を行うネットワーク制御システム、方法、及び記録媒体

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JPH11196113A
JPH11196113A JP28937798A JP28937798A JPH11196113A JP H11196113 A JPH11196113 A JP H11196113A JP 28937798 A JP28937798 A JP 28937798A JP 28937798 A JP28937798 A JP 28937798A JP H11196113 A JPH11196113 A JP H11196113A
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switch
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Otto Maximilian
オトー マクシミリアン
Reininger Daniel
レイニンジャー ダニエル
Furupu Erin
フルプ エリン
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、ミクロ経済学に基づく分散
されたフロー制御技法を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、スイッチ、ネットワーク・ブ
ローカ、及びユーザの３つの部分によって構成される。
このうち、スイッチは、フロー制御を提供し、高い資源
使用率を提供するために、その資源に対して、その資源
の需要に基づくプライシングを独自に行う。ネットワー
ク・ブローカはネットワークの入り口に設けられ、予
算、価格、及び要求を監視することにより、ユーザに関
するエージェントとして機能する。ネットワーク・ブロ
ーカは、これらの情報を使用して、ユーザのサービスの
質を最大化するように資源を購入する。このアプローチ
は、制御の分散化、信号送信の最小化、Pareto-optimal
資源分散、価格の安定化、及び高いネットワーク使用率
を提供するという点で利点を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ・ネ
ットワークに関し、より詳しくは、ミクロ経済学におけ
るフロー制御を用いたコンピュータ・ネットワークに関
する。本発明は、（１）特定のフロー制御方法に応じて
動作するコンピュータ・ネットワーク、（２）前記フロ
ー制御方法に応じて動作するコンピュータ・ネットワー
クのノード、（３）コンピュータ・ネットワーク又はコ
ンピュータ・ネットワークのノードを前記フロー制御方
法に応じて使用可能にするためのコンピュータ・プログ
ラム製品、及び（４）コンピュータ・ネットワークに関
するフロー制御方法それ自体として実現される。
【０００２】
【従来の技術】多くのネットワーク・アプリケーション
においては、セル損失またはセル遅延に関する制限のよ
うな一定のサービス品質（ＱｏＳ）を保証することが必
要である。帯域幅及びバッファ容量といった資源が使用
可能であれば上記した保証は、与えられる。ネットワー
クは、資源が有限であるため、可能な限り効果的にこれ
らの保証を与えようとする。このため、ネットワーク資
源を適切に管理するフロー制御が必要とされる。
【０００３】ネットワークを１つの経済活動と見立てる
ことによって、この問題に新たな解決策が見出される。
即ち、ユーザを消費者と考え、資源を商品と考えること
ができる。ここでは、ユーザは、ユーザが使用する資源
に対して料金を支払い、資源の価格は、需要と供給の関
係から決定される。このような考えを実際にネットワー
クに対して適用するために、種々のプライシング（価
格）戦略が策定できるようにし、更にそのプライシング
戦略は時間の経過に伴うユーザの需要の変化に対応させ
るべきである。
【０００４】ミクロ経済学は、様々な態様でネットワー
クに適用されてきた。MacKie-MasonとVarianは、ネット
ワークの輻輳状態に応じたプライシング・システムを提
案している(1995年９月発行のIEEE Journal on Selecte
d Areas in Communications、13(7):1141-1149に記載さ
れた、J.K.MacKie-MasonとH.R.Varianによる「Pricing
Congestible Network Resources」を参照のこと)。この
場合、輻輳が激しくなるにつれて価格は高騰し、輻輳が
低下すると価格も低下する。価格は、資源の使用による
外部性を内部化することによって決定される。
【０００５】ここで、外部性とは、経済界において、あ
る人間の決定が（それによる影響を意図するものではな
いが）、他の人間の行動に影響することである。現実の
社会では、数に限りのある物を一気に買い占めることに
より、その物が、急に手の届かないような価格に跳ね上
がってしまうことがある。この場合、人間の決定は、あ
る量の資源を買うことだけを意味し、外部性（予期しな
い影響）は、ユーザを市場から追い出すような、価格の
スパイク（突出）である。
【０００６】一方、内部化とは、ここでは、消費による
外部性を反映させる（取り込む）ことである。数に限り
のある物を、ある数だけ購入しようとする場合、その行
為によってその物の価格が上昇することが予想される。
そこで、どれくらいその物を購入するかを決めるとき
に、その物の現在の価格と、その購入によって上昇が見
込まれる価格の両方を考慮しなければならない。このよ
うな上昇が、その購入による外部性であり、その購入に
よって、どの程度価格が変動するかを考慮することが
「内部化」である。
【０００７】Ferguson等は、コンピュータ・ネットワー
クのミクロ経済学モデルに基づいたフロー制御機構を提
案している(1989年に発行のIEEE INFOCOM'89のページ11
0-118に記載された、D.F.Ferguson、C.Nikolaou、及び
Y.Yeminiによる「An Economyfor Flow Control in Comp
uter Networks」を参照のこと)。システム内の接続価格
は、需要と供給がつり合うまで繰り返し調整された。彼
らはシステムがNash平衡に達したことを立証できたが、
その平衡した価格が決定されるまでは需要が一定である
必要があった。需要が変化すると、その価格はもはや有
効ではなくなった。
【０００８】同様に、２人のMurphyが、ATM仮想チャネ
ルの帯域幅を評価するのにミクロ経済学を使用している
(1995年６月のITCにおけるJ.M.Murphy及びL.Murphyの
「Bandwidth Allocation by Pricing in ATM Network
s」を参照のこと)。
【０００９】優先的プライシング（価格決定）に着目し
た研究やアプローチもある。Cocchi等は、優先順位に基
づいた均一プライシング及び階層プライシングについて
研究している(1993年12月発行のIEEE/ACM Transactions
on Networkingの1(6):614-627に記載されたR.Cocchi、
S.Shenker、D.Estrin、及びL.Zhangによる「Pricingin
Computer Networks: Mｏtivation, Formulation, and E
xample」を参照のこと)。優先順位は、優先順位の低い
トラフィック及び優先順位の高いトラフィックに対し、
より公平に資源を分配するために導入された。スイッチ
は、異なる優先順位のトラフィックに関連し、且つ、論
理的には別のキューを保持する。高い優先順位のトラフ
ィックは、より良いサービスを受けられるが、コストが
高い。彼らは、様々なアプリケーションを使用して、ユ
ーザがネットワークのコストとパフォーマンスに対して
より高い満足を得られるように、ユーザに関する価格を
設定することができることを見出した。
【００１０】近年、サービス品質（ＱｏＳ）の測定及び
/又は資源のプライシングの際の調整についてのアプロ
ーチがなされてきた。Ji等は、提供されるサービスの等
級に基づくプライシング方法を提案している(1996年発
行のIEEE INFOCOM'96、ページ1020-1027に記載されたH.
Ji、J.Y.Hui、及びE.Karasanによる「GoS-Based Pricin
g and Resource Allocation for Multimedia Broadband
Networks」を参照のこと)。トラフィックは、要求され
るサービスに基づいて分類され、全体の使用率を最大に
するようにそのグループ内でプライシングされる。Jian
gとJordanは、仮想回路、回路群(bundle)、及び仮想経
路に沿ってユーザの利便性を最大にするために、効果的
な帯域幅とプライシング機構を組み合わせた(1996年発
行のIEEEINFOCOM'96、ページ888-895に記載されたH.Jia
ngとS.Jordanの「A Pricing Model for High-Speed Net
works with Guaranteed Quality of Service」を参照の
こと)。
【００１１】Krishnamurthy、Little、及びCastanon
は、ユーザが、価格の変化に伴いユーザの要求を線形的
に調整できるプライシング技法を提案している(1996年
発行のMultimedia Systems 4:328-337に記載されたA.Kr
ishnamurthy、T.D.C.Little、及びD.Castanonによる「A
Pricing Mechanism for Scalable Video Delivery」を
参照のこと)。コネクションは、調整に関する情報を提
供し、プライシングによって、資源が不足している場合
に、それらの割り当てを調整し直すようにされる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】多くのこうした方法で
は、期待できる結果が得られているが、これらの結果
は、集中化されたアルゴリズム、仮定による使用曲線、
または一定速度の情報源に依存するものである。
【００１３】特に、今までの研究は通常、全てのスイッ
チにおける（コール・アドミッション・コントローラ）
コネクション受付制御（ＣＡＣ）に向けられている。ユ
ーザ（クライアントとも呼ぶ）が、より速い速度での送
信を許可される（即ち、より多くの資源を使用する）た
めには、経路上においてＣＡＣにより、全て接続が行わ
れなければならず、その経路に、送信をより速い速度で
行う許可を得るためのリクエストが与えられなければな
らない。各ＣＡＣは、より速い速度の転送が始まる前
に、その転送を承認しなければならない。このことは、
最初のＣＡＣがスイッチの全てのコネクションに対する
リクエストを扱う必要があるという欠点を有しているこ
とになる。したがって、スイッチが多くなればなるほ
ど、より多くの関連した動作が必要となり、オーバーヘ
ッドがより多くなる。更に、クライアントは、使用速度
（レート）を変更する前（即ち、より多くの資源を使用
し、より速い速度で送信を行う前）に、その応答を待つ
必要がある。この場合、クライアントがより早い速度で
使用を開始する前に、経路上の各ＣＡＣ毎に、ＣＡＣの
介在と承認が必要とされるため、ＣＡＣによるアプロー
チには潜在的に待ち時間が存在する。
【００１４】従って、ＣＡＣによるアプローチには、大
きなオーバーヘッド、実質的な協調動作、及び長い待ち
時間があるという重大な３つの欠点がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明による制御システ
ムは、コンピュータ・ネットワーク内のフロー制御を行
うための新しい分散マーケットベースアプローチを提供
する。本発明によるアプローチにおいて、プライシング
は、需要が少ない場合にユーザに資源の使用を喚起し、
資源が不足する場合にその利用を低減させる。従って、
本発明の根幹となる発想は、価格を直接需要と供給に連
動させることにある。プライシングを分散することによ
って、この技法を様々なネットワークに適用することが
できる。価格はまた、予算に基づいて公平な分散が行わ
れるように設定される。ユーザは、ブローカを通して価
格に反応し、ユーザのＱｏＳプロファイルに基づいてそ
の利用を調整できる。このＱｏＳプロファイルは、使用
曲線として機能し、経験値から求められる。
【００１６】本発明は、以下の全てを達成できるという
利点を有している。 （１）消費の外部性の内面化 （２）Walrasian平衡における平衡価格の実現 （３）Pareto-optimalである公平な分散の探索 （４）ユーザにとってのＱｏＳの最大化 （５）実際の使用機能を提供するＱｏＳプロファイルの
使用 （６）時間の経過により、ユーザからの需要の変化を認
め、また喚起すること （７）信号化し、保存する要求を最小化すること （８）トラフィックのタイプに依存しない戦略の生成。
【００１７】本発明の様々な実施態様を以下で説明す
る。
【００１８】本発明は概して、ネットワークにおいて、
ユーザを接続しているスイッチのフロー制御に対して、
ミクロ経済学的アプローチを利用するものである。
【００１９】本発明の一実施の形態では、複数のネット
ワーク・ブローカが、複数のユーザに対応しており、例
えば、第１のネットワーク・ブローカが第１のユーザに
対応しており、第２のネットワーク・ブローカが第２の
ユーザに対応している。本発明の一実施の形態は更に、
第１のユーザに関するＱｏＳプロファイルを第１のネッ
トワーク・ブローカに提供するステップと、第１のユー
ザから第２のユーザへの経路に関連する経路情報を第１
のネットワーク・ブローカに提供するステップを有す
る。前記経路は、第１のスイッチを規定するスイッチの
１つを含む。本発明の上記一実施の形態は更に、第１の
ユーザから第１のネットワーク・ブローカに、現在の好
ましい帯域幅の値を提供し、第１のスイッチから第１の
ネットワーク・ブローカに、それぞれの現在価格見積情
報を送信する。第１のネットワーク・ブローカは、第１
のユーザのそれぞれの資源に関する予算、第１のユーザ
のＱｏＳプロファイル、第１のユーザにとって現在好ま
しい帯域幅の値、及び第１のスイッチの現在価格見積情
報に基づいて、資源の使用速度を選択する。その後、第
１のユーザから第２のユーザに対して、選択された資源
使用速度で転送が行われる。
【００２０】本発明の別の実施の形態においては、第１
のスイッチが、更新後の価格見積情報を、第１のスイッ
チにおける需要の変化に基づき、一定のタイミングで送
信する。
【００２１】本発明の更に別の実施の形態においては、
更新後の価格見積が以下の式で定義される。
【００２２】ｐi n+1＝ｐi n＋ｃ・（（ｂｗi recv−α・
ＢＷi total）／（α・ＢＷi total）） ここで、ｐi n+1は、更新後の価格見積、ｐi nは、そのス
イッチにおける帯域幅の現在の価格、ＢＷi totalは、そ
のスイッチの帯域幅容量、ｂｗi recvは、そのスイッチ
に入力される全体トラフィック、ｃ及びαは定数であ
る。
【００２３】本発明の更に別の実施の形態においては、
第１のユーザから第２のユーザへの所定の経路が予め定
められ、更に、その経路内に、第２のスイッチを規定す
る他のスイッチを含むものである。この態様では、第１
のネットワーク・ブローカによる資源使用速度を第２の
スイッチのそれぞれの現在価格見積情報に基づいて選択
している。
【００２４】本発明の更に別の実施の形態は、上記実施
形態に対して、第２のスイッチが、第１のネットワーク
・ブローカに対して、別個にそれぞれの現在価格見積情
報を送信するものであるかまたは、第２のスイッチがプ
ライシング情報を第１のスイッチに送信し、その第１の
スイッチが、第１のネットワーク・ブローカに合成価格
を提供するものである。
【００２５】本発明の更に別の実施の形態においては、
複数の経路が使用可能であり、ネットワーク・ブローカ
が１つの経路を指定することができる。この態様では、
ネットワーク・ブローカが、別の経路の価格との比較を
行い、最も条件の良い価格を選択する。
【００２６】本発明の更に別の実施の形態においては、
第１のネットワーク・ブローカが、突出した使用の外部
性を内部化する。即ち、急激な需要の増加による価格へ
の影響を考慮する。特に、ネットワーク・ブローカは、
第１のユーザが第２のユーザへ転送するのに応答して、
現在の価格見積情報がどのように変化するかを予測し、
ネットワーク・ブローカが資源使用速度を選択するに際
して、選択された経路に沿った１つ又は複数のスイッチ
上でのネットワーク・ブローカ自身の消費による突出し
た影響を考慮に入れる。
【００２７】本発明は、添付の図面とともにする以降の
説明によって、より良く理解される。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明に関して現時点で好ましい
一実施形態について説明する。特に、本発明の好適実施
例によるプライシング技法、本発明によるプライシング
戦略がWalrasian平衡を達成することの証明、公平なPar
eto-optimal分散に到達する方法、及び様々なネットワ
ーク及びトラフィック・タイプを使用したシミュレーシ
ョン結果（従来のＣＡＣ技法との比較を含む）を説明す
る。
【００２９】本発明による、このフロー制御方法は、ミ
クロ経済学に基づき、高い使用率と公平な分散を促進す
るためにプライシングが行われる。このネットワーク内
には、図１に示すようにユーザ、ネットワーク・ブロー
カ（ＮＢ）、及びスイッチの３つの部分が存在する。コ
ンピュータ・ネットワーク内には多くの資源が存在する
が、ここでは帯域幅のプライシングに注目して議論す
る。帯域幅は貯蔵できない項目なので、ユーザはその使
用に応じて（電気と同様に）課金される。
【００３０】限られた資源に対しては、ネットワークの
ユーザ間で競合が生じる。かれらの需要は、かれらが使
用しようとする資源の価格に反映される。ユーザはま
た、有限の財貨を有し、その財貨に従って有効に資源を
購入しなければならない。従って、かれらの予算と現在
の価格に応じて要求が控えられる場合もある。これらの
決定は、ネットワーク・ブローカの援助にしたがってな
される。
【００３１】ネットワークを使用しようとするユーザ
は、ネットワーク・ブローカ（ＮＢ）を介してのみネッ
トワークを使用することができる。ＮＢは、ユーザとネ
ットワークの端部の間に配置される。
【００３２】ＮＢはユーザに対してエージェントとして
機能し、アプリケーション要求と価格を監視する。ＮＢ
は、この情報を使用して、ユーザの消費に見合う分の課
金を行う。ユーザへの課金は、ＮＢが現在の使用速度と
現在の価格で継続してユーザに課金するため、メーター
と似ている。ＮＢはまた、余裕がある資源の量を判定
し、ユーザがその資源を最大限利用できるようにする。
資源の値が判定されると、ユーザはすぐに送信を開始す
ることができる。予約や制御信号の送信(signaling)は
必要とされない。
【００３３】スイッチは、後でユーザに要求されること
になる資源を有している。このため、資源はその不足の
度合いを反映して価格設定される。価格計算は、ローカ
ルで（即ち他の部分と情報を交換することなく）供給と
需要に応じてスイッチにおいて行われる。従って、ある
スイッチからの価格は、他に直接影響しない。新しい価
格が計算されると、その資源を使用しているＮＢにその
価格が送信される。
【００３４】また、プライシング情報は、様々な方法で
提供される。これらの方法には、例えば、固定の経路設
定を使用したり、複数の経路設定の中から経路を選択す
る場合とがある。
【００３５】固定の経路設定を使用する場合、ＮＢは、
複数の経路から経路を選択することがない。こうした状
況においては、例えばＮＢが、その固定された経路に沿
ってネットワークに対してコール・セットアップ要求を
送信することができる。このコール・セットアップ要求
に応答して、スイッチ全てが、それぞれの価格見積を送
信することによって、ＮＢに対し個々に直接応答する事
ができる。他方、その経路の最後のスイッチが、最後の
スイッチより前の位置におかれた隣接するスイッチに価
格見積を送信することができ、その価格見積を受信した
スイッチは、その価格を自身の価格見積に付加し、この
累積の価格見積を、その経路等に沿った隣接する手前の
スイッチに送信する。これを繰り返すことによって、Ｎ
Ｂにはその経路に関する価格見積が全体のものとして提
供される。
【００３６】もちろん、こうした処理は、経路上の第１
のスイッチが価格見積を提供する最初のスイッチであ
り、その最初のスイッチが経路上の次のスイッチに価格
見積を提供し、その次のスイッチは、自身の価格と第１
のスイッチの価格をさらに次のスイッチに提供し、その
経路の最後のスイッチに到達するまで同様の処理を繰り
返し、その最後のスイッチが経路全体の価格見積をＮＢ
に提供することによっても同様に達成される。また、ス
イッチが周期的に価格見積をブロードキャストし、ＮＢ
がそれらを収集して蓄積することによって経路全体の価
格見積を求めるようにもできる。最後の代替案では、Ｎ
Ｂが価格情報を得るためにコール・セットアップ要求を
送信する必要がないものである。しかし、ＮＢは、ＮＢ
が使用する可能性がある全てのスイッチに関する現在の
価格見積を記録しておく必要がある。ＮＢが特定の経路
を要求する状況においては、前述した代替案の全てが実
行可能である。
【００３７】次に、複数の経路設定の中から経路を選択
する場合について説明する。ここでは、ＮＢが互いに異
なる経路の価格を比較し、その中から最も価格の低いも
のを選択するよう構成されているものを考える。ＮＢ
は、許容範囲内の性能を提供する第１の経路が検出され
るまで、経路をチェックする。こうした検出が行われる
と、ＮＢはその経路を、それが最も価格の低い経路であ
るかどうかを判定することなく選択する。また、ＮＢは
余裕のある第１の経路をチェックし、その経路を選択す
る。
【００３８】本発明によるプライシング方法には、基本
部分及び相互動作がある。一般的に言えば、２つの主た
る利点がある。第１は、ＮＢがユーザに代わって、決定
の大部分を行うことである。このことは、ユーザに消費
の決定をさせる必要性を減らす。第２に、スイッチが互
いに独立して機能し、この技法を集中化させずに非常に
適用範囲を広くしていることである。
【００３９】次に、スイッチに関して、本発明のネット
ワーク・フロー制御システムを説明する。
【００４０】帯域幅のプライシング手法は、Walrasian
経済モデルに基づいている。価格は、そのスイッチにお
いて、平衡価格が得られるまで資源の需要と供給に基づ
いて調整される（この調整に関するさらに詳細な情報
は、1982年、Dryden Press から発行されたR.Leftwich
及びR.Eckertの「The Price System and Resource Allo
cation」を参照のこと）。このモデルは、Pareto-optim
al分散及び価格安定性をはじめとするいくつかの利点を
有している。計算はスイッチにおいて行われ、新しい情
報は、その情報を使用する各ＮＢに送信される。
【００４１】図２０は、本発明の一実施態様によるスイ
ッチを例示した図である。特に、スイッチは、ネットワ
ーク・インタフェース１０を介してネットワークと結合
されている。ネットワーク・インタフェース１０は、ネ
ットワークと結合する手段を構成する。スイッチは、帯
域幅を監視する手段を構成する帯域幅モニタ３０によっ
て帯域幅を監視する。スイッチは、スイッチングの手段
を構成するスイッチング・システム４０によって、スイ
ッチング機能を実行する。これらの構成要素の動作は、
スイッチング動作を制御する手段を構成する制御システ
ム２０によって制御される。前述の構成要素は、コンピ
ュータ・ハードウエア及びソフトウエアによって個別に
実装され、または様々な方法で１組のハードウエア上の
ソフトウエア・プロセスとして組み合わせられることは
容易に理解できる。
【００４２】各スイッチＳiは、以下の情報を（例え
ば、制御システム２０またはネットワーク・インタフェ
ース１０において）記憶する。
【００４３】・現在価格（ｐi n）。これは、そのスイッ
チにおける帯域幅に関する現在価格を表す。
【００４４】・帯域幅合計（ＢＷi total）。これは、そ
のスイッチの帯域幅の容量を表す。この値は、提供する
帯域幅の容量を示し、定数とすることができる。この情
報は、帯域幅モニタ３０によって、制御システム２０
内、または制御システム２０に対して与える。
【００４５】・受信帯域幅（ｂｗi recv）。これは、そ
のスイッチに入力されるトラフィックの合計である。こ
の値は帯域幅の要求を表し、ユーザに依存して時間毎に
変化する。帯域幅モニタ３０は、この情報を制御システ
ム２０に与えられる。
【００４６】・定数ｃ及びα。これらの定数は、価格更
新のための計算式（後述の式１参照）において使用され
る。
【００４７】前述のこれらの情報は、集合的に価格見積
ｐｑiと呼ばれる。全ての情報が局部的に存在するた
め、プライシングは他のスイッチからの信号送信を必要
としない。価格がスイッチにおける帯域幅の現在の提供
容量と需要を反映しているため、価格は時間の経過に伴
い、周期的に変化する。（例えば制御システム２０内
の）スイッチｉは、現在の情報を使用して以下のように
価格を更新する。
【００４８】 ｐi n+1＝ｐi n＋ｃ・（（ｂｗi recv−α・ＢＷi total）／（α・ＢＷi total） ） ．．．（式１） この価格を求める式の形式は、模索過程（tatonnement
process）と呼ばれている（1989年、Dryden Pressから
発行された、W.Nicholsonによる「Microeconomic Theor
y, Basic Principles and Extensions」参照）。模索過
程は、需要と供給が等しい場合に、検索あるいはグルー
ピングプロセスとして、平衡価格を求める方法である。
それは、現在の需要と供給に関連して価格を設定する算
術式として表される。ある価格が与えられている場合、
供給が需要より大きければ、価格が低げられて消費者の
消費を喚起し、逆に、供給が需要より小さければ、価格
が上昇して消費者の消費を抑制する。価格の低下または
上昇の量は、上記算術式において規定される。供給と需
要が等しい場合、上記算術式は、平衡価格を示す。
【００４９】新しい価格は、前の価格に訂正要素を加え
たものである。訂正要素は、需要（受信トラフィック）
及び供給（利用可能な帯域幅）に基づいたフィードバッ
クを提供する。利用可能な帯域幅は、帯域幅の合計と定
数αを乗算したもので、０＜α≦１である。これは、帯
域幅の合計のある割合（α）に達した後で、価格をより
急速に高くすることによって達成される。これは、価格
が、分子が正である場合（ｂｗi recv＞α・Ｂ
Ｗi total）のみ高くなるので、式により明らかである。
価格は、需要が低下した場合低下し、需要が高まった場
合高くなる。供給と需要が等しい場合に、スイッチｉは
平衡価格ｐiに達する。定数ｃは、フィードバック信号
を増幅し、その値は、どれだけ価格を急激に高騰または
低下させるかを最終的に制御する。供給曲線が右上がり
の曲線であると仮定すると、平衡価格ｐiは安定する。
式は負の価格を生じる可能性があることに注意すべきで
ある。ここでは、価格は負でないある最小価格（スイッ
チにより設定される）以下にはならないと仮定する。
【００５０】前記式１の計算は、スイッチにおいて資源
に対する需要が変化した場合に行われる。更新の間隔
は、スイッチを使用している任意のＮＢに対する最も長
い伝播遅延の少なくとも２倍でなければならない。これ
は、スイッチを使用する全てのＮＢが同じ価格を有する
ことを保証する。このことは同時に、スイッチによって
送信される価格見積の数を低減する。新しい価格ｐi n+1
が計算された後、新しい価格見積が送信される。これ
は、新しい価格が前の価格と異なる場合のみ実施され
る。ＮＢがその価格見積を受信すると、ＮＢは現在の消
費を変えるべきか判断する。
【００５１】次に、ＮＢに関して、本発明のネットワー
ク・フロー制御方法をより詳細に説明する。
【００５２】前述のように、ユーザはネットワーク・ブ
ローカ（ＮＢ）を介してのみ資源を使用できる。図２１
は、本発明の一実施形態によるＮＢを例示した図であ
る。ネットワーク・ブローカには、ネットワーク・ブロ
ーカの動作を制御するＮＢ制御６０が備えられており、
ネットワーク・ブローカの動作を制御する手段を構成す
る。ネットワーク・ブローカには、ネットワーク・イン
タフェース５０が備えられており、それによって、ネッ
トワークとの結合が行われる。ネットワーク・ブローカ
には、以下に示す様々な情報を記憶するメモリ８０が用
意されている。ネットワーク・ブローカには更に、ユー
ザまたはユーザのプロセスとインタフェースするユーザ
・インタフェース７０も備えている。ユーザは、要求さ
れた帯域幅や要求された満足レベルなどの情報を、ユー
ザ・インタフェース７０を介してＮＢに供給する。
【００５３】前記事項は、様々な組み合わせのハードウ
エア及びソフトウエアによって実装できることが容易に
理解される。例えば、メモリ８０は、ＮＢ制御６０とし
て動作しているコンピュータの不可欠な部分であっても
よい。当業者には、例えばユーザ・タスクとＮＢタスク
を含む共通プロセッサが提供された単一のコンピュータ
を使用する構成を含む、様々なハードウエア及びソフト
ウエアの組み合わせをとりうることが明らかである。
【００５４】ユーザが、そのユーザと送信先の間でアプ
リケーションを実行しようとする場合を仮定すると、ユ
ーザは最初に、あるＮＢを選択し、いくつかの情報を与
えなければならない。ここで説明する実施形態において
は、各ユーザが自身のＮＢを有するものとして示されて
いる。
【００５５】図２８は、ＮＢにおける本発明の一実施形
態の処理の流れを示すフローチャートである。ＮＢは、
ユーザがセッションを開始しようとする場合に、そのユ
ーザが規定する情報から使用帯域幅を決定し、その帯域
幅でサービスの提供を行う。
【００５６】図２８のステップＳ１０においては、ユー
ザのＱｏＳプロファイルを取得する。ＮＢは、以下の項
目を、図２１に示すインタフェース５０及び７０等を介
して収集し、メモリ８０等に記憶する（ステップＳ２０
及びＳ３０等で取得される項目についても同じ）。
【００５７】ＱｏＳプロファイルは、特定の資源の量を
特定の満足レベルに関連づける使用曲線として機能し、
価格戦略の重要な部分を占める。ＱｏＳスコアの範囲は
１から５までである。５は完全と認められる品質を、４
は極めて高い品質を、３は良い品質を、２は最低限の品
質を、１は非常に劣悪な品質をそれぞれ表している（Ｑ
ｏＳプロファイルに関するより詳しい情報は、1997年９
月のD.Reininger及びR.IzmailovによるInternational W
orkshop on Audio-Visual Services over Packet Netwo
rks,AVSPN'97の議事録「Soft Quality-of-Service for
VBR+ Video」を参照のこと）。ユーザは満足のレベルま
たは満足の指標をＮＢに指定することができる。ＮＢ
は、これらのレベルまたは指標を、許容可能な最低限の
帯域幅（以下参照）に関する閾値を決定するために使用
することができる。
【００５８】ステップＳ２０において、ユーザと送信先
を接続する経路Ｒを取得する。ここで、Ｒはｋ個のスイ
ッチ（Ｓi、i=1...k）を含む。
【００５９】ステップＳ３０において、所望の帯域幅を
取得する。所望の帯域幅（ｂｗdesired）は、アプリケ
ーションが完全なＱｏＳの値のために必要な帯域幅の容
量である。アプリケーションがＶＢＲである場合、この
値は時の経過とともに変化する。
【００６０】ステップＳ４０において、ＮＢが、経路Ｒ
の各スイッチの価格見積情報を有しているか否かが判定
される。有していない場合（ステップＳ４０（Ｎ））、
ステップＳ５０で、経路Ｒ上の各スイッチ毎に、単一の
価格見積ｐｑiが収集される。ここでベクトルｐｑ＝
｛ｐｑi，ｉ=1...k｝は、その経路の価格見積のベクト
ルである。価格見積は、それらがローカルにおける需要
と供給を表すため、時の経過とともに変化する。
【００６１】価格見積情報を有している場合（ステップ
Ｓ４０（Ｙ））、及びステップＳ５０の後で、処理はス
テップＳ６０に進み、そこで、これまで取得した情報及
び予算を元に、当該ユーザが使用すべき帯域幅が決定さ
れる。
【００６２】ここで、経路が選択されると、ユーザはｋ
個の予算額ベクトルｂを提供する。ここで、ベクトルｂ
＝｛ｂi,ｉ=1...k｝であり、ｂiはスイッチＳiに対応す
る。本発明の方法は、ここでは複数の予算額を使用する
例によって説明されているが、セッションの開始におい
て単一の基金を使用することもできる。これを行うため
には、そのセッションの間にその基金がどのように費や
されるかを定義する必要がある。シミュレーションと分
析を簡単にするために、複数の予算額が使用される。
【００６３】異なる予算が、各スイッチの価格の影響を
局所化するのに用いられる。このことによって、ユーザ
はその全ての予算を１つの高価なスイッチに関して費や
さなくても済む。もちろん、これらの個々の予算への入
金、及び個々の予算からの出金は可能であり、そのこと
が利点でもある。
【００６４】次にＮＢは、ベクトルｐｑ、ｂ
ｗdesired、ＱｏＳプロファイル、及び予算額（ベクト
ルｂ）を使用して、使用帯域幅（ｂｗuse）を決定す
る。
【００６５】これは実際に使用される帯域幅の容量であ
り、アプリケーション要求及び予算の制約に基づくもの
である。使用される帯域幅は、以下の式２に示すような
関数で表すことができる。
【００６６】 ｂｗuse＝ｆ（ベクトルｐｑ, ｂｗdesired,ＱｏＳプロファイル,ベクトルｂ） ...(式２) 使用帯域幅（ｂｗuse）は、価格によって所望の帯域幅
（ｂｗdesired）以下の場合もある。
【００６７】ここで、使用すべき帯域幅がどのように判
定されるかを説明する。
【００６８】アプリケーション・イベントまたは価格イ
ベントが発生すると、ｂｗuseは変更される可能性があ
る。しかし、その変化は、（価格またはｂｗdesiredに
おける）変化が顕著である場合にのみ発生する。シミュ
レーションでは、（ベクトルｐまたはｂｗdesiredにお
ける）変化が１０％であるものは顕著なものであると考
えられる。変化が顕著である場合、ＮＢはまず、使用さ
れうる最大及び最小の帯域幅（ｂｗmin）を計算する。
スイッチｉで使用されうる最大の帯域幅は、以下の式で
表される。 ｂｗi max＝ｂi／ｐi，i=1...k従って、Ｎ
Ｂが許容する最大の帯域幅は、以下の数１式で表され
る。
【００６９】
【数１】 この式は、現在の価格における帯域幅を最大化すること
に注意が必要である。使用されうる最小の帯域幅は、Ｑ
ｏＳプロファイルとｂｗdesiredから求められる。Ｑｏ
Ｓの制約、価格、及び予算によって、ｂｗmax＜ｂｗmin
の場合があり得る。このような場合、ユーザは予算額を
増額するか、より低いＱｏＳを受け入れるか、または接
続を終了させる必要がある。
【００７０】ここで、上記説明に関連して、図２２及び
図２３を使用して、実験的に求められたＱｏＳプロファ
イルの例を説明する。ＱｏＳプロファイルについては、
既に説明した通りである。ＱｏＳプロファイルが、単純
なものでも複数の切り口を持つものであってもよいこと
は明らかである。後者はより有用なアプローチである。
これは、ユーザがいつも異なるアプリケーションを利用
しているからである。この例では、ユーザが電子会議、
ビデオオンデマンド（ＶｏＤ）、またはマルチメディア
オンデマンド（ＭｏＤ）のうちどれを実行したいかによ
って、ユーザは異なる帯域幅を有することになる。ここ
では、ＶｏＤは「動作」タイプのアプリケーションに関
連し、ＭｏＤは対話タイプのアプリケーションに関連す
る。これらの広範なカテゴリの内容は追加や削除される
ことがある。
【００７１】図２２の、グラフで示された曲線は、柔軟
(softness)プロファイルと呼ばれ、Ｂに後述するある値
を設定し、Ｂの約１．１倍の値をＡに設定し、更にＢの
約０．７倍の値をＣに設定することにより導出される。
図２２では、横軸が帯域幅比率である。帯域幅の比率と
は、「所望の」帯域幅に対する、実際に「購入された」
帯域幅の比率を示すものである。帯域幅比率が１である
場合、そのことは、ユーザが所望する帯域幅を得ること
ができ、従って満足度が最大となる（縦軸の満足指標５
として示されている）。値Ｂは、あるレベルの性能に対
応する所望の帯域幅の比率である。ここであるレベルの
性能とは、所望のレベルではないが、所与のアプリケー
ションに関してユーザに良好なＱｏＳを提供することを
指す。言い換えれば、良好な（即ち、許容可能な程度に
劣った）性能を維持するために、アプリケーションは少
なくとも所望の帯域幅のＢ％を購入する必要があるとい
うことである。図２３は、アプリケーションの異なるカ
テゴリに従ってＢがどのように変化するかを例示したも
のである。従って、ＮＢは、価格を取得すると、アプリ
ケーションの特定のＱｏＳプロファイルを使用して、ネ
ットワークにどれだけの帯域幅を要求すべきかを決定す
る。柔軟プロファイルの正確な形態はアプリケーション
に依存する。
【００７２】図２３は、Ｂの値の範囲を示している。図
２３に示された範囲は、本発明の発明者達によって経験
的に定められたものである。電子会議に関しては、Ｂの
範囲（即ち、良好な性能の範囲）は０．２〜０．６の間
である。個人的な好みや物理特性の違いによって、この
範囲が左右に変動することもあり得る。
【００７３】Ｂを固定することによって、（理想的とは
限らないが）良好なレベルの性能に関する所与のアプリ
ケーションの閾値が設定されることが解る。図２２で
は、Ｂより品質が高いポイントをＡで示している。従っ
て、性能が単に良好といった以上の程度（即ち、「極め
て高い」または「非常に良い」品質）であることを望む
場合、ＮＢに、Ａを閾値に使用して帯域幅の購入を行う
ように指示することができる。同様に、図２２のＣは、
それ以下では、アプリケーションが実質的に機能しない
ような程度に劣った性能となる品質の閾値を表してい
る。しかし、ユーザは、品質が非常に悪いものとなって
も、接続したい場合がある。このような場合、Ｃが閾値
（即ち、「最低限の」品質）として使用される。
【００７４】このことを以下のような例によって説明す
ることができる。例えば、ワードプロセッサを用いてタ
イピストが文書を印刷する場合、印刷アプリケーション
が印刷品質は下書き、通常、最良のうちどれにするのか
を聞いてくることが多い。本発明においても、同様の方
法で、ユーザは、ＮＢに、アプリケーションを最低限、
良好、または極めて良好な品質で実行するよう指定する
ことになる。
【００７５】別の言い方をすれば、ポイントＣは、最低
限の性能の閾値として考えることができ、ポイントＣと
ポイントＢの間の範囲は、非常に劣った性能を提供する
範囲と考えることができる。ポイントＢは、良好な性能
の閾値として考えることができ、ポイントＢとポイント
Ａの間の範囲は、許容可能な程度に劣った性能を提供す
る範囲と考えることができる。ポイントＡは、より優れ
た性能の閾値として考えることができ、ポイントＡとポ
イント１の間の範囲は、ほんの少しだけ劣った性能を提
供する範囲と考えることができる。最後にポイント１
は、前述の通り、ユーザの所望する帯域幅を完全に満足
する値として考えることができる。
【００７６】図２２に示すように、ポイント１は満足レ
ベル５を提供し、ポイントＡは満足レベル４を提供し、
ポイントＢは満足レベル３を提供し、ポイントＣは満足
レベル２を提供する。
【００７７】従って、ユーザは、アプリケーションが良
好な品質で実行されるよう自由に選択することができ
る。図２２に示された柔軟プロファイルは、このように
ＮＢが少なくとも所望の帯域幅のＢ％を購入しなければ
ならないことを示している。ユーザが極めて良好なレベ
ル（満足レベル＝４）を設定すると、図２２の柔軟プロ
ファイルは、ＮＢが少なくとも所望の帯域幅のＡ％を購
入しなければならないことを示すことになる。実際の実
施に基づいて、ＮＢは、常時できるだけポイント１に近
い比率で帯域幅を購入するかまたは、所望の帯域幅全体
を得ることができても、所望の帯域幅のＡ％を購入する
ことによって予算を保持しようとする。
【００７８】ｂｗmaxとｂｗminが計算されると、ｂｗ
useを求めることができる。以下の手順は、現在の価格
及び予算における最大帯域幅を求めようとするものであ
る。この手順はまた、消費を変更することによる自身へ
の価格の影響をも計算する。ミクロ経済学では、これを
「外部性の内部化」と呼び、公平なPareto-optimal分散
(前述のNicholsonの文献を参照のこと)を判定する際の
重要なポイントとなる。
【００７９】初期のｂｗuseは、以下の式３で与えられ
る。
【００８０】 ｂｗuse＝ｂｗdesired （ｂｗmax≧ｂｗdesiredの場合） ｂｗuse＝ｂｗmax （ｂｗmax＜ｂｗdesiredかつ、ｂｗmax≧ｂｗminの 場合） ｂｗuse＝０ （その他、ｂｗminが存在しない場合） ．．．（式３） ＮＢは、（価格見積からの）スイッチ毎に異なる情報を
使用して、ｂｗuseが、そのＮＢがサポートしない価格
の変更を引き起こすかどうかを判定し、使用される帯域
幅の外部性を最小にしなければならない。スイッチｉに
おいてＮＢがサポートできる最大の価格は、以下の式４
で表される。
【００８１】ｂi／ｂｗuse ．．．（式４） 新しい価格は、スイッチｉにおいて、ｂｗuseを使用し
て以下の式５で計算される。
【００８２】 ｐi＋ｃ・（（ｂｗuse＋ｂｗi recv−α・ＢＷi total）／（α・ＢＷi total） ） ．．．（式５） 式４及び式５を使用すると、以下の不等式６が、利用可
能なｂｗuseの値に関する境界を提供する。
【００８３】 ｂi≧ｂｗuse・[ｐi＋ｃ・（（ｂｗuse＋ｂｗi recv−α・ＢＷi total）／（α ・ＢＷi total））] ．．．（式６） 式６のｂｗuse に対する解によって、ＮＢがサポートで
きる価格に変更されたスイッチｉでの帯域幅が得られ
る。不等式（式６）は、閉じた形式(closed form)を持
ち、反復的に求めることができる。反復的アプローチは
最初に、（式３から得られる）最初のｂｗuseにおいて
不等式をテストする。式を満たさない場合、ｂｗuseを
定数値（帯域幅に関して可能な最小の分割単位）だけ減
算し再テストする。この手順は、不等式を満たすｂｗ
useが見つかるかまたは、ｂｗminに達するまで繰り返さ
れる。この手順は、経路Ｒ上の全てのスイッチに対して
繰り返される。この方法を使用することによって、ユー
ザは、外部性の影響を最小にしつつ、使用率を最大にす
る。
【００８４】言い換えると、ＮＢが、ネットワーク上に
発生する自身の動作に関する影響を予測する。ＮＢが、
スイッチ自身で使用される価格更新式と、使用されるパ
ラメータ（即ち、ｃ、ｂｗi total）を用いて予測を行う
場合、最も効果的である。従って、ユーザが見る効果的
な価格は、そのユーザの要求が他人に与える影響を含む
ものである。
【００８５】ここで、再び図２８のフローチャートの説
明に戻る。ステップＳ６０で使用帯域幅（ｂｗuse）が
決定された後、ＮＢは、ステップＳ７０において、すぐ
にその速度で転送を開始する。信号送信が実施されるこ
とはない。この技法は、オーバーヘッドをかなり低減す
る。
【００８６】ここで、多くのユーザが１つのスイッチを
使用し、価格は平衡値に達していると仮定する。また、
１人のユーザがセッションを終了すると、このセッショ
ンに伴う帯域幅の減少により、結果的に価格が下がるも
のとする。残りのユーザが相変わらずこの低価格を利用
する場合、資源の過剰割り当てが発生する。この影響を
低減するための１つの単純なアプローチは、各ユーザに
ユーザの新しいｂｗuseを、スイッチに残っているユー
ザの数に分割するよう要求することである。このこと
は、再交渉（再ネゴシエーション）の結果として、より
低い価格が得られる場合にのみ行われる。１つのスイッ
チを使用する多くのユーザがより速い速度で同時に送信
を開始する場合は、アプリケーション・イベントによっ
て（価格イベントによってではなく−しかし、これらの
イベントの相関は必要である）過剰割り当てが依然とし
て発生する。通常は、α・ＢＷtotalに基づいて価格を
調整し、ほとんどのスイッチを大容量のものにすれば、
この問題は重要なものではなくなる。
【００８７】ユーザがセッションを開始しようとする場
合、最初に、許容可能なＱｏＳ値（何によって許容可能
なＱｏＳ値を定義するかは、ユーザによって判断され
る）を実現するのに十分な資源がなければならない。資
源が不足する場合、ユーザはネットワークに参加するこ
とを許されない。このことは、ネットワークの過負荷を
防止し、多くのユーザが劣悪なＱｏＳでサービスの提供
を受ける代わりに、（限られた）各ユーザが良好なＱｏ
Ｓを享受できる。このプライシング方法は基本的に、こ
うした接続許可制御の技法を提供するが、伝統的なＣＡ
Ｃとは対照的に、その制御は分散され、ＮＢによってユ
ーザの満足情報に従って提供される。
【００８８】これまで説明してきた図２８のＮＢの処理
の流れ（ステップＳ１０〜Ｓ７０）は、ユーザがセッシ
ョンを開始する場合の処理の流れを示したものである
が、ユーザのセッションの間も、ユーザが使用する帯域
幅の容量の変更を求めるイベントがランダムに発生し、
図２８に示すステップＳ４０以降が繰り返されうる。図
２に示すように、ＮＢにとって２つの重要なイベントが
あり、それはアプリケーション・イベントと価格イベン
トである。アプリケーション・イベントは、資源要求に
おける変更がある場合に発生する。これらのイベントは
ランダムに発生し、i番目のアプリケーション・イベン
トは、ａｐｐiと表記される。第２のイベントは価格の
変更を示す。これらの価格イベントは、ある程度周期的
に発生する。ｊ番目の価格の変更はｐjと表記される。
【００８９】前述したように、使用帯域幅の容量の変更
は、アプリケーション・イベントの発生時または価格イ
ベントの発生時に発生する。新しいｂｗuseが、前の値
と異なる場合、ユーザはすぐにその新しい値で送信を開
始する。これにはスイッチからの直接の確認またはフィ
ードバックを要しない。
【００９０】次に、割り当ての最適化に関する説明を行
う。どんな割り当て戦略を用いても、ある最適な割り当
て目標が存在する。プライシングが使用されているの
で、最適化はミクロ経済学の用語で説明される。本発明
の技法が目指す２つの重要な目標がある。１つはPareto
-optimal割り当てであり、もう１つはWalrasian平衡で
ある。
【００９１】Pareto-optimalは、これ以上ユーザがその
ユーザの割り当てを、他人の使用を低減することなく改
善することができないような有限な資源の割り当てであ
る。例えば、３人のユーザと６つの資源が存在すると仮
定する。更に、資源に対する要求が満たされていないと
仮定する。ユーザ毎に２つの資源を割り当てることによ
って、他人の使用を減らさないで自分の使用を改善でき
るユーザがいなくなるので、この割り当てはPareto-opt
imal割り当てになる。しかし、最初の２人のユーザにそ
れぞれ１つの資源のみを割り当て、最後のユーザに４つ
の資源を割り当てた場合も同様にPareto-optimalであ
る。従って、上記定義を使用すると、Pareto-optimalで
も不公平な割り当てが起こりうる。
【００９２】模索過程（tatonnement process）は、資
源の最後の割り当てがPareto-optimalになるような価格
を探す（1974年にDryden Pressから発行されたA.Takaya
maの「Mathematical Economics」参照）ために行われ
る。プライシング及び予算の追加は、不公平なPareto-o
ptimal割り当てが発生する可能性を低下させる。予算は
ユーザの購買力を提供し、事実上、（より多くの予算を
持った人に対する）優先権が形成される。結果として、
ユーザは彼らの予算に見合った公平な割当を得ることに
なる。
【００９３】Walrasian平衡価格（ｐ*）は、価格が、需
要と供給の一致する点に達した場合に発生する。この点
で資源は十分に使用されている。需要が変化した場合、
プライシング機構は、その価格を平衡に戻すように修正
しなければならない。本発明のプライシング技法がこれ
を達成できることが、ここで説明される。
【００９４】Walrasian価格の安定性は、価格を需要と
供給に応答して調整することにある。この理由から、価
格の調整は、ある特定の価格における過度の需要に関連
する市場からの情報によって起動される。ネットワーク
のスイッチに関しては、価格ｐにおける過度の需要を以
下の式７で表す。
【００９５】 ｅｄ（ｐ）＝（ｂｗp recv−α・ＢＷtotal） ．．．（式７） 図３及び図４には、システムの供給、需要、及び過度の
需要の曲線が示されている。これらの図から解るよう
に、需要曲線は負の傾きの曲線である。これは、価格の
上昇が需要の低下を招いていることを表している。帯域
幅の供給は一定であるため、供給曲線は垂直な直線であ
る（スイッチは帯域幅を生成しない）。この供給曲線と
需要曲線から、過度の需要曲線が導出される。
【００９６】これらのグラフを用いて、価格ルール（式
１）の挙動を予測することができる。安定性は以下の数
２式で表される。
【００９７】
【数２】 価格ルールは、価格ｐが平衡価格ｐ*より小さくなると
価格ｐを増加させるようになる。これは、正の過度の需
要が存在するからである。ｐがｐ*より大きい場合、ｐ
はｐ*に向かって低下する。これは、過度の需要が負だ
からである。従って、価格ルールは常に、価格をｐ*に
向けて移動させ、結果的に安定な平衡価格にする。この
ことが真であるためには、供給曲線の傾きは正でなけれ
ばならないことに注意すべきである。
【００９８】平衡価格も数学的に安定であると証明でき
る。過度の需要曲線を使用した時の経過に伴う価格式
（式１）からの価格調整は、以下の式８で表すことがで
きる。
【００９９】 ｄｐ／ｄｔ＝ｃ・（ｅｄ（ｐ）／（α・ＢＷtotal）） ．．．（式８） α・ＢＷtotalは一定である（スイッチは帯域幅を生成
しない）ため、定数ｋは以下のように求められる。
【０１００】ｋ＝ｃ／（α・ＢＷtotal） 前述した定義を使用すると、価格調整は以下の式９よう
に定義できる。
【０１０１】 ｄｐ／ｄｔ＝ｋ・ｅｄ（ｐ） ．．．（式９） 価格調整は、１次微分方程式と見ることができる。テー
ラーの近似式を使用すると、式のローカル応答は平衡価
格の領域内で分析されうる。
【０１０２】 ｄｐ／ｄｔ＝ｋ・ｅｄ'（ｐ*）・（ｐ−ｐ*） ．．．（式１０） この式の一般的解法は以下の通りである。
【０１０３】 ｐn＝（ｐ0−ｐ*）ｅk・ed'(p*)・t＋ｐ* ．．．（式１１） ここで、ｐ0は最初の価格である。この解法から解るよ
うに、時の経過に伴いシステムは安定する。しかし、ｅ
ｄ'（ｐ*）の傾きは負でなければならない。これが図４
に示されている。平衡価格に到達するのに必要な反復の
数は、トラフィック、予算、及び定数ｃに依存する。ス
イッチはこれらの最初の２項目に関する制御を行わな
い。しかし、いくつかの基本情報がｃの選択において有
用である。ｃが反復数に影響を与える例を図５に示す。
ｃが低すぎると価格が徐々に変更され、より多くの反復
を招く。グラフでは、ｃの値が２５の時２２回の反復が
行われている。一方、ｃの値が１００から３５０である
場合は、反復は約１２回である。しかし、ｃの値が大き
すぎると価格の急激な高騰が生じ、ユーザの何人かは価
格の訂正が行われる前に使用を終えてしまう。
【０１０４】次に、実験で得られた結果について説明す
る。
【０１０５】ここでは、プライシング戦略が従来のＣＡ
Ｃ技法と比較されている。これは、現在の割り当てに対
してプライシングとＣＡＣ技法の利益を測定することに
よって行われる。これまでの研究によって、プライシン
グの利点は、論理的に示されてきたが、大規模なネット
ワークと様々なトラフィック・タイプを用いて実験をし
たものはない。シミュレーション結果は、本発明のプラ
イシング技法が公平なPareto-optimal分散とWalrasian
平衡を使用頻度の高いネットワークで達成するものであ
ることを示している。
【０１０６】固定ビット速度（ＣＢＲ）、可変ビット速
度（ＶＢＲ）、及び対話型ＶＢＲトラフィックを使用し
て３組の実験が行われている。図６に示すＱｏＳプロフ
ァイルが各資源に使用されている。このプロファイルは
ＶＢＲトレースを使用して実際にＭＰＥＧビデオアプリ
ケーションから生成される（前述したReininger及びIzm
ailovの文献を参照のこと）。
【０１０７】ＣＢＲトラフィックは、接続のビット速度
が一定に保たれる点に特徴がある。言い換えれば、本発
明では、ＮＢがコールの開始時点で、購入する帯域幅を
指定する。その帯域幅のレベルは、コール全体に亘って
提供される。ＣＢＲトラフィック及びＣＢＲ接続を使用
すると、選択された帯域幅は、ほんの短い時間だけ全帯
域が使用されることがあっても、コールの間に発生する
全てに対して十分なものである。
【０１０８】ＶＢＲトラフィックは、接続のビット速度
が可変であることに特徴がある。本発明の動作によれ
ば、ＮＢに所望の帯域幅の容量が動的に提供され、現在
の要求に見合う正しい帯域幅の容量を購入する。このよ
うなアプローチは、ＣＢＲの帯域幅の使用に関してはよ
り効果的であるが、ネットワークによる接続の扱いをよ
り複雑にするものである。ＶＢＲは、帯域幅の使用に関
して、ＣＢＲより効果的である。それは、ユーザが現在
の要求と同調する、より近い帯域幅を購入し、あり得る
要求のピークを見越した過剰な容量の帯域幅を「予約」
しないことによる。
【０１０９】図７のネットワークでは、ＣＢＲと非対話
型ＧＢＲを用いた実験が行われた。ネットワークは７つ
のスイッチを含む。各スイッチは１２の入力送信元を有
し、容量は１５５Ｍｂｐｓである。帯域幅は、２５０Ｋ
ｂｐｓ単位に増分される。スイッチ間を接続するリンク
の長さは１０００Ｋｍである。資源と最初のスイッチを
接続するリンクの長さは２５Ｋｍである。ユーザは、
１、２、又は３のホップ数の経路を有し、１秒のインタ
ーバルでネットワークに入力される（ユーザ０で開始さ
れ、ユーザ４８で終了する）。
【０１１０】各実験ごとに、プライシング戦略は以下の
初期値を有している。各予算ｂiは、０．３０／秒に設
定されている（一般化するために、価格の単位は省略し
ている）。全ユーザは同じ予算ベクトルを有しているの
で、ユーザは購買力に関して等しいと考えられる。この
ことによって、全ユーザが公平に扱われ、同じ容量を要
求した場合に、不均衡な割り当てが行われない。スイッ
チは価格が０．１０／Ｍｂに初期設定され、定数ｃは５
に設定され、α'は９０％に設定される。ユーザとその
ＮＢの間には伝播遅延がないものと仮定する。スイッチ
は、そのスイッチに接続されているユーザの最も長い伝
播遅延の２０倍に等しいインターバルでその価格を更新
する。例えば、図７のネットワークにおいて、スイッチ
０は、スイッチ３より迅速にその価格を更新する。
【０１１１】ネットワーク内のユーザに提供される資源
の利用及びＱｏＳは重要なものである。ユーザと使用の
数によって、割り当ての効果を洞察できる。観察された
ＱｏＳを測定するために、サービスの質が良好、または
それ以上である比率（ＧｏＢ）を計算する。ＧｏＢ計算
値は、ユーザに少なくともスコア３の品質が提供された
時間の平均比率である。性能は、各実験毎の割り当てグ
ラフとＱｏＳスコアグラフに見て取ることができる。割
り当てグラフは、特定のスイッチにおける個々の使用状
況と全体の使用状況を示す。ＱｏＳスコアグラフは、極
めて良好なＱｏＳ（スコアが４．９５以上）の受信を行
っているユーザ数、良好なＱｏＳ（スコアが４．９４と
３の間）の受信を行っているユーザ数、または劣悪なＱ
ｏＳ（スコアが３未満）の受信を行っているユーザ数を
時間の経過毎に示す。
【０１１２】このプライシング技法を従来のＣＡＣ技法
と比較したものも重要である。ＣＡＣ技法について、以
下に簡単に説明する。
【０１１３】この技法は、資源の割り当てのために信号
送信を必要とする。ユーザがより多くの資源を求め、再
交渉しようとする場合、ユーザはリクエストを経路内の
スイッチに送信しなければならない。各スイッチはその
リクエストを読み、スイッチが割り当て可能な帯域幅の
容量を判定する。割り当ては、リクエストの早い順に行
われる。スイッチが要求された容量の割り当てをするこ
とができない場合、スイッチはそのリクエストを可能な
容量に変更する。この新しいリクエストは、次のスイッ
チに送信され、そこで処理が繰り返される。次に、最後
のスイッチがそのリクエストをユーザに返す。結果的
に、経路内で利用可能な最小の容量が割り当てられる。
メッセージがＮＢに到達すると、ＮＢは割り当てられた
容量が十分かどうか、図６で示されたＱｏＳプロファイ
ルを使用して判断しなければならない。十分な容量であ
れば、ＮＢは割り当てられた値で送信を開始する。この
割り当て処理は、より速い速度の送信がされる前に、少
なくともラウンドトリップ伝播遅延が必要になる。ユー
ザがより少ない資源の使用を望むなら、ユーザはすぐに
そうすることができる。しかし、経路内のスイッチにそ
のことを知らせなければならない。これは、ネットワー
クがユーザの要求をサポートできなくなるまでユーザが
使用帯域の変更をしないので、反作用的な戦略といえ
る。
【０１１４】ＣＢＲの実験によって、アルゴリズムの性
能をより良く理解することができる。割り当ての結果が
Pareto-optimalであるかどうか、及び価格が平衡に達し
たかを判定することは容易である。前述の全てのプライ
シング方法はＣＢＲ送信元を利用していたが、複雑なネ
ットワーク構成をもつものはほとんどなかった。この実
験においては、各送信元は６０秒間、２０Ｍｂｐｓの帯
域幅を要求する。最大で７ユーザがピーク速度でスイッ
チを使用することができるが、ＱｏＳプロファイルのた
めに、より多くのユーザがスイッチにアクセスできる。
【０１１５】プライシング方法と動的ＣＡＣの結果が図
２４に示されている。図２４に示すように、ＣＡＣ技法
は、スイッチ毎に８人のユーザをサポートするのみであ
る。即ち、７人はピーク速度の２０Ｍｂｐｓで、１人は
１５Ｍｂｐｓでサービスが提供される。いずれかのスイ
ッチに到達した最初の８人のユーザがアクセスを行い、
残りのユーザはサービスの提供を拒否される。
【０１１６】図８は、スイッチ０の帯域幅の割り当てを
示しており、８人目のユーザが参加した時点で、全体割
当量が最大帯域幅となっている。また、図８には、１人
目から７人目のユーザ（ユーザ０〜６）のそれぞれに提
供された帯域幅と、８人目のユーザ（ユーザ７）に提供
された帯域幅も示されている。
【０１１７】図９は、ＱｏＳスコア毎のユーザ数を示し
ている。スイッチ０は、このネットワーク内のスイッチ
を代表して示されている。割り当てはPareto-optimalで
あるが、１人目から７人目のユーザは、極めて良好なス
コアを享受できるが、８人目のユーザが参加した時に、
そのユーザに割り当てられる帯域幅は１５Ｍｂｐｓであ
り、今までのユーザとは異なり良好なスコアとなるた
め、ユーザ間の不公平が生じている。スイッチは、既存
のユーザが現在の各使用帯域を低減させれば、より多く
のユーザをサポート可能である。
【０１１８】一方、プライシング方法は、図２４に示す
ように、スイッチ毎に１０人のユーザをサポートする。
図１０は、図８と同様、スイッチ０の帯域幅の割り当て
とユーザ０〜９に割り当てられている帯域幅を示してい
る。ユーザが最初にネットワークに参加するとき、各ユ
ーザは所望の帯域幅（２０Ｍｂｐｓ）を使用する。
【０１１９】図１１は、図９と同様、ＱｏＳスコア毎の
ユーザ数を示している。スイッチ０では、参加した７人
目のユーザ（ユーザ６）が価格を増大させ、そのユーザ
が参加したときに、現在そのスイッチを使用している他
のユーザに使用帯域の変更を強いる。このことは、図１
１において、ユーザ数が７になったときに、全てのユー
ザが良好なスコアに変化していることから明らかであ
る。これは、１０人目のユーザ（ユーザ９）がネットワ
ークに参加するまで続けられる。
【０１２０】次に、価格が平衡価格に達し、残っている
ユーザ（ユーザ１０以降）は彼らのセッションを開始す
る余裕がない。これは、公平なPareto-optimal割り当て
を提供する。即ち、図１０に示すように、各ユーザに
は、ほぼ同じ帯域幅が割り当てられ、図１１に示すよう
に、同じＱｏＳスコアを有する。これは、全てのユーザ
が同じ購買力を有することで期待されることである。他
のスイッチも同様に動作する。プライシング技法は、Ｃ
ＡＣ技法の５６人と比べて７０人のユーザをネットワー
ク内で利用可能にし、実に２５％の増加を図っている。
【０１２１】次に、ＶＢＲの結果について説明する。こ
れらの実験に関して、各送信元は３つのＭＰＥＧ圧縮さ
れたトレースのうち１つを使用している。トレースに関
する統計は図２５に示されており、それらの期間は約２
０分である。ＶＢＲ送信元に関しては、単一の平衡価格
が存在することはない。これは、時の経過に伴う送信元
の変更要求のためである。しかし、ある時間において、
こうした１つの価格が存在し、プライシング・ルールが
常に現在価格をその価格に対し調整する。
【０１２２】図２６に、プライシング方法と従来のＣＡ
Ｃの結果が示されている。また、図１２は、ＣＡＣを用
いたＶＢＲ送信元のスイッチ０における帯域幅の割り当
てを示している。図１３は、ＣＡＣを用いたＶＢＲ送信
元のスイッチ０におけるＱｏＳスコア毎のユーザ数を示
している。
【０１２３】一方、図１４は、本発明のプライシング方
法を用いたＶＢＲ送信元のスイッチ０における帯域幅の
割り当てを示している。図１５は、本発明のプライシン
グ方法を用いたＶＢＲ送信元のスイッチ０におけるＱｏ
Ｓスコア毎のユーザ数を示している。
【０１２４】図２６から解るように、ＣＡＣとプライシ
ング方法は、結果的に同様の使用率とＧｏＢ比率を達成
している。しかし、図１４と図１５を較べると、図１５
に示す本発明のプライシング方法による場合には、極め
て良好なスコアの提供を受けるユーザの数が、ほぼ１２
（ユーザ全員）に保たれ、１２を下回る場合はほんの一
瞬に過ぎず、一方、ＣＡＣを用いた方法の場合は、極め
て良好なスコアの提供を受けるユーザの数が頻繁に１２
を下回っていることがわかる。
【０１２５】また、ＣＡＣ方法で提供されるＱｏＳ値
は、２．２から５の間である。これは、信号送信による
遅延の結果である。ここで、ユーザがより多くの帯域幅
を必要とする場合を考える。ユーザは、新しい速度を送
信する前に、伝播遅延を２回待たなくてはならない（こ
の速度が利用可能なものであれば）。
【０１２６】この遅延の間に、ユーザは現在割り当てら
れている速度でしか送信ができず、結果的に非常に低い
ＱｏＳ値（２．２という場合もある）となる。このこと
は、送信元がより長い経路のものである場合、特に当て
はまる。結果として、ユーザのＱｏＳに、よりばらつき
が見られるものとなる。
【０１２７】プライシング技法は、ユーザがすぐに新し
い速度で送信できるため、信号送信による遅延を被るこ
とはない。これは、図１４及び図１５を比較すると解
る。極めて良好というスコアの数は、全体の割り当てが
９０％に達した場合にのみ減少する（αを９０％に設定
していることを思い出してほしい）。この時点で、価格
は上昇し、ユーザはその使用を調整しなければならな
い。
【０１２８】ＣＡＣ技法から観察されるＱｏＳは、プラ
イシングに対して強力な利点を示している。プライシン
グは、信号送信とそれに関連する遅延を排除することに
よって、ＱｏＳが不安定になるのを避ける。ユーザは、
その価格と自己の予算に基づいて使用を試行錯誤的に調
整する。
【０１２９】次に、対話型ＶＢＲに関する結果に関連し
て説明を行う。この実験では、単一のスイッチと複数の
対話型ビデオがシミュレートされた。スイッチの容量は
１５５Ｍｂｐｓで、ユーザとのリンクは２５Ｋｍであ
る。各送信元は、図２５に示される３つのＭＰＥＧ圧縮
されたビデオのうち１つである。対話の内容には、フレ
ーム速度及び／またはビデオの解像度の変更が含まれ
る。フレーム速度は、３０，２０，または１０ｆｐｓで
ある。解像度は４８０×６４０または２４０×３２０で
ある。フレーム速度と解像度は、ビデオの所定の期間に
ついて一様に変更される。送信元は、１秒のインターバ
ルでセッションを開始する。
【０１３０】対話型ビデオの結果が、図１６（３２の対
話型ＶＢＲ送信元を有するＣＡＣの割り当てグラフ），
図１７（３２の対話型ＶＢＲ送信元を有するＣＡＣのＱ
ｏＳスコアグラフ），図１８（３２の対話型ＶＢＲ送信
元を有するプライシング方法の割り当てグラフ），図１
９（３２の対話型ＶＢＲ送信元を有するプライシング方
法のＱｏＳスコアグラフ）とともに図２７に示されてい
る。図２７に示されるように、双方の方法は３２個の送
信元をサポートできる。
【０１３１】図１７及び図１９に示すＱｏＳスコアグラ
フを比較して分かるように、ＣＡＣ技法は、ここでも信
号送信による遅延を被る。従って、ＣＡＣ技法は、極め
て良好なＱｏＳスコアを３２ユーザ全てに提供すること
はない。一方、本発明のプライシング方法は、図１９に
示すように、極めて良好なＱｏＳスコアをより多く提供
することができ、多くの期間、３２ユーザ全てにそのス
コアを提供している。本発明のプライシング方法では、
割り当てられた帯域幅の合計が最大割り当て容量の９０
％に達すると価格が上昇して、ユーザの使用を抑制し、
割り当てられた帯域幅の合計が最大割り当て容量の９０
％に満たない場合は、価格が低く設定され、それによっ
てユーザの使用が喚起され、または所望の帯域幅を割り
当てることができる。
【０１３２】本発明は、ミクロ経済学に基づく、分散さ
れたフロー制御方法を含んでいる。コンピュータ・ネッ
トワークはユーザ、ネットワーク・ブローカ（ＮＢ）、
及びスイッチの３つの部分を含む経済活動にたとえるこ
とができる。このシステムでは、ユーザがそのネットワ
ーク資源の使用状況に応じて課金される。ネットワーク
・ブローカはユーザのエージェントとして機能し、価格
を収集してユーザの使用を最大化する使用レベルを判定
する。新しい容量が判定されると、その値はすぐに使用
される（信号送信は必要でない）。スイッチは後に使用
される資源を含み、ローカルの需要と供給を反映させる
ように価格設定される。需要が高まると価格が上昇し、
需要が低下すれば価格も下がる。需要と供給が一致した
場合に、平衡価格に達する。このことは、資源の利用を
喚起する。そして、これらの価格はスイッチにより周期
的にＮＢに送信される。
【０１３３】プライシングがWalrasian平衡に達する
と、この時点で、需要と供給は等しく、価格は安定す
る。所定の閾値（好適実施例においては１０％の変化）
を越える需要の変化がある場合、価格は平衡に戻るよう
に調整される。公平なPareto-optimalの使用が提供され
る。これによってユーザは、その予算に応じて公平な持
ち分を使用することになる。この技法は分散化され、様
々なネットワークに対して適用可能である。
【０１３４】実験から、本発明は多くのユーザの間でも
高い資源使用率を達成できることが証明された。従来の
ＣＡＣ技法と比較すると、本発明のネットワークフロー
制御は、信号送信のオーバーヘッド及び待ち時間を生じ
ることなく、より公平な配分を提供できる。
【０１３５】好適実施例によるプライシング方法は、高
い資源使用率を喚起する。この手法が公平な資源配分と
高いＱｏＳ値を提供することを示している。
【０１３６】前述した全ての実施態様における本発明
は、特定のフロー制御方法によって動作するコンピュー
タ・ネットワーク、その方法によって動作するコンピュ
ータ・ネットワークのノード、コンピュータ・ネットワ
ークまたはコンピュータ・ネットワークのノードをその
方法によって動作するようにするコンピュータ・プログ
ラム製品、及びコンピュータ・ネットワークに関するフ
ロー制御の方法それ自体として表される。
【０１３７】実際のレベルでは、コンピュータ・システ
ムにおいて本発明のネットワーク・フロー制御方法を実
現するソフトウエアが様々な種類の媒体の１つによって
提供される。更に、本発明による方法の実際の実装は、
実際にプログラミング言語で記述されたステートメント
である。こうしたプログラミング言語によるステートメ
ントは、コンピュータによって実行されると、そのステ
ートメントの特定の内容に従ってコンピュータを動作さ
せる。更に、本発明に従ってコンピュータ・システムを
動作させるソフトウエアは、例えば、元のソース・コー
ド、アセンブリ・コード、オブジェクト・コード、機械
語、圧縮または暗号化された様々な前記コード、及びそ
の他全ての均等物を含む種々の形式のうち、いくつかで
提供される。
【０１３８】当業者には、ここで用いられる「媒体」ま
たは「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」に、ディ
スケット、テープ、コンパクト・ディスク、集積回路、
カートリッジ、通信網を介したリモート転送、またはコ
ンピュータによって使用可能なその他の同様な媒体を含
むことが明らかである。例えば、コンピュータ・システ
ムを本発明に従ってノード、ネットワーク・ブローカ、
スイッチ、またはユーザとして動作させるソフトウエア
を提供するために、ディスケットを配布したり、衛星通
信、電話回線、またはインターネットを介したいくつか
の形式でそのソフトウエアを送信することもできる。
【０１３９】ソフトウエアはディスケットに「書き込
み」、集積回路に「記憶し」、通信網を介して「送信す
る」ことができるが、本発明のアプリケーションのため
に、コンピュータが使用できる媒体を、ソフトウエアを
「伝達する(bearing)」手段と呼ぶ。従って、「伝達す
る」という用語は、前述の全て、及びソフトウエアをコ
ンピュータが使用可能な媒体に関連づける同等な方法を
包含することを意図する。
【０１４０】従って、簡略化のために、コンピュータが
使用可能な媒体を指すのに「プログラム製品」が使用さ
れる。これは、前述で定義したように、コンピュータ・
システムに本発明の方法による動作をさせるためにソフ
トウエアを任意の形式で伝達するものである。
【０１４１】従って、本発明はまた、本発明による動作
をコンピュータに実行させるソフトウエアを伝達するプ
ログラム製品において実現される。
【０１４２】本発明は、前述した実施例に関するものの
みに限定されるものではなく、特許請求の範囲に従うい
ずれかの及び全ての均等物に関する。
【０１４３】
【発明の効果】本発明によるミクロ経済学的フロー制御
を使用することによって、ネットワーク間で資源を共用
する多くのユーザの間で、高い資源使用率を達成でき
る。従来のＣＡＣ技法と比較しても、本発明のネットワ
ークフロー制御は、信号送信のオーバーヘッド及び待ち
時間を生じることなく、より公平な配分を提供できる。
【０１４４】また、本発明の好適実施例によるプライシ
ング方法は、高い資源使用率を喚起することができ、結
果的に公平な資源配分と高いＱｏＳスコアを提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ユーザ、ネットワーク・ブローカ、及びスイッ
チを含むネットワークの例を示す図である。
【図２】アプリケーション・イベントと価格イベントの
例を示す図である。
【図３】供給、需要、及び過剰需要の関係を表す曲線を
示す図である。
【図４】供給、需要、及び過剰需要の関係を表す曲線を
示す図である。
【図５】異なるｃの値を使用して時間毎の価格の変化を
示す図である。
【図６】各実験で使用されたＱｏＳプロファイルを示す
図である。
【図７】ＣＢＲ及びＶＢＲに関して使用されるネットワ
ークを示す図である。
【図８】ＣＡＣの技法を用いたＣＢＲ送信元におけるス
イッチ０の割り当てのグラフを示す図である。
【図９】ＣＡＣの技法を用いたＣＢＲ送信元におけるス
イッチ０のＱｏＳスコア・グラフを示す図である。
【図１０】プライシング技法を用いたＣＢＲ送信元にお
けるスイッチ０の割り当てのグラフを示す図である。
【図１１】プライシング技法を用いたＣＢＲ送信元にお
けるスイッチ０のＱｏＳスコア・グラフを示す図であ
る。
【図１２】ＣＡＣの技法を用いたＶＢＲ送信元における
スイッチ０の割り当てのグラフを示す図である。
【図１３】ＣＡＣの技法を用いたＶＢＲ送信元における
スイッチ０のＱｏＳスコア・グラフを示す図である。
【図１４】プライシング技法を用いたＶＢＲ送信元にお
けるスイッチ０の割り当てのグラフを示す図である。
【図１５】プライシング技法を用いたＶＢＲ送信元にお
けるスイッチ０のＱｏＳスコア・グラフを示す図であ
る。
【図１６】ＣＡＣの技法を用いた３２の対話型ＶＢＲ送
信元における割り当てグラフを示す図である。
【図１７】ＣＡＣの技法を用いた３２の対話型ＶＢＲ送
信元におけるＱｏＳスコア・グラフを示す図である。
【図１８】プライシング技法を用いた３２の対話型ＶＢ
Ｒ送信元における割り当てのグラフを示す図である。
【図１９】プライシング技法を用いた３２の対話型ＶＢ
Ｒ送信元におけるＱｏＳスコア・グラフを示す図であ
る。
【図２０】本発明の一実施形態によるスイッチを示す図
である。
【図２１】本発明の一実施形態によるネットワーク・ブ
ローカを示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態を説明するために使用さ
れるＱｏＳプロファイルを示す図である。
【図２３】アプリケーション毎に値Ｂの範囲を示す図で
ある。
【図２４】ＣＢＲ送信元に関して、プライシング方法と
従来のＣＡＣを用いた結果を示す図である。
【図２５】ＭＰＥＧビデオのトレースに関する統計を示
す図である。
【図２６】ＶＢＲ送信元に関して、プライシング方法と
従来のＣＡＣを用いた結果を示す図である。
【図２７】対話型ＶＢＲ送信元に関して、プライシング
方法と従来のＣＡＣを用いた結果を示す図である。
【図２８】本発明の一実施形態における処理を示すフロ
ーチャートである。
【符号の説明】 １０，５０ ネットワーク・インタフェース ２０ 制御システム ３０ 帯域幅モニタ ４０ スイッチング・システム ６０ ＮＢ制御 ７０ ユーザ・インタフェース ８０ メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル レイニンジャー アメリカ合衆国，ニュージャージー 08540，プリンストン，４ インディペン デンス ウエイ，エヌ・イー・シー・ユ ー・エス・エー・インク内 (72)発明者 エリン フルプ アメリカ合衆国，ニュージャージー 08540，プリンストン，４ インディペン デンス ウエイ，エヌ・イー・シー・ユ ー・エス・エー・インク内

Claims (48)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ユーザ装置を接続するスイッチを含むネ
    ットワークに使用されるフロー制御方法において、 複数のネットワーク・ブローカ装置を備え、各ネットワ
    ーク・ブローカ装置が、第１のユーザ装置に対応する第
    １のネットワーク・ブローカ装置、及び第２のユーザ装
    置に対応する第２のネットワーク・ブローカ装置の如
    く、複数のユーザ装置のうちの各ユーザ装置に対応し、 前記第１のユーザ装置に関するＱｏＳプロファイルを前
    記第１のネットワーク・ブローカ装置に供給するステッ
    プと、 前記第１のユーザ装置から第２のユーザ装置への経路で
    あって、第１のスイッチとして定義されたスイッチを含
    む経路の経路情報を前記第１のネットワーク・ブローカ
    装置に供給するステップと、 前記第１のユーザ装置から前記第１のネットワーク・ブ
    ローカ装置に、現在所望する帯域幅の値を供給するステ
    ップと、 前記第１のスイッチから前記第１のネットワーク・ブロ
    ーカ装置に現在の各価格見積情報を送信するステップ
    と、 前記第１のネットワーク・ブローカ装置によって、前記
    第１のユーザ装置が使用する各資源に関する予算、前記
    第１のユーザ装置の前記ＱｏＳプロファイル、前記第１
    のユーザ装置が現在所望する前記帯域幅の値、及び前記
    第１のスイッチの現在の前記価格見積情報に基づいて、
    資源使用速度を選択し、選択された資源使用速度を定め
    るステップと、 前記第１のユーザ装置から前記第２のユーザ装置に、前
    記選択された資源使用速度で転送を行うステップとを備
    えることを特徴とするフロー制御方法。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１のスイッチ
    がさらに、更新された価格見積情報を、前記第１のスイ
    ッチにおける需要の変化に基づくタイミングで送信する
    ことを特徴とするフロー制御方法。
  3. 【請求項３】 請求項２において、前記更新された価格
    見積情報が、 ｐi n+1＝ｐi n＋ｃ・（（ｂｗi recv−α・ＢＷi total）
    ／（α・ＢＷi total）） で定義され、ここで、ｐi n+1は更新された価格見積情
    報、ｐi nは前記スイッチにおける帯域幅の現在価格、Ｂ
    Ｗi totalは前記スイッチの帯域幅容量、ｂｗi recvは前
    記スイッチに入力されるトラフィックの合計、ｃ及びα
    は定数であることを特徴とするフロー制御方法。
  4. 【請求項４】 請求項１において、前記経路情報を与え
    るステップにおける経路は、さらに、前記第１のユーザ
    装置から第２のユーザ装置への所定の前記経路のほか
    に、 第２のスイッチとして定義された前記スイッチのうち別
    の１つを含んでおり、 前記第１のネットワーク・ブローカ装置による前記資源
    使用速度の前記選択が、前記第２のスイッチにおける現
    在の各価格見積情報にも基づいて行われることを特徴と
    するフロー制御方法。
  5. 【請求項５】 請求項４において、現在の各価格見積情
    報を送信する前記ステップがさらに、自身の現在の各価
    格見積情報を前記第１のネットワーク・ブローカ装置に
    個別に送信する前記第２のスイッチを備えることを特徴
    とするフロー制御方法。
  6. 【請求項６】 請求項４において、前記現在の各価格見
    積情報を送信する前記ステップがさらに、前記第２のス
    イッチから、自身の現在の各価格見積情報を前記第１の
    スイッチに送信し、前記第１のスイッチは、前記第１の
    ネットワーク・ブローカ装置に送信される前記第１のス
    イッチの前記各価格見積情報中に、前記第２のスイッチ
    によって送信された前記現在の各価格見積情報を含める
    ことを特徴とするフロー制御方法。
  7. 【請求項７】 請求項１において、前記経路情報を供給
    するステップは、さらに、前記第１のユーザ装置から前
    記第２のユーザ装置への別の経路に関連する情報を含
    み、 前記別の経路は、第２のスイッチとして定義された前記
    スイッチのうち別の１つを含み、前記第１のスイッチを
    含む前記経路と、前記第２のスイッチを含む前記経路と
    は、複数のとりうる経路を規定しており、 前記第１のネットワーク・ブローカ装置による前記資源
    使用速度の選択は、前記第２のスイッチの現在の各価格
    見積情報にも基づいて行われ、 前記第１のネットワーク・ブローカ装置が、前記複数の
    とりうる経路に沿った前記スイッチの現在の前記価格見
    積情報の比較に基づいて、前記複数のとりうる経路から
    １つを選択することを特徴とするフロー制御方法。
  8. 【請求項８】 請求項１において、前記資源使用速度を
    選択するステップが、 前記第１のネットワーク・ブローカ装置において、前記
    第１のユーザ装置が前記第２のユーザ装置に転送を行う
    ことに応答して現在の価格見積情報がどのように変化す
    るかを予測するプライシング（価格）予測を行うステッ
    プと、 前記プライシング予測にも基づいて、選択された前記資
    源使用速度を選択するステップを有することを特徴とす
    るフロー制御方法。
  9. 【請求項９】 スイッチと、各ネットワークブローカ装
    置によつて当該スイッチにインタフェースされるユーザ
    装置とを備えたコンピュータネットワークであって、、
    第１のユーザ装置に対応する第１のネットワーク・ブロ
    ーカ装置、及び第２のユーザ装置に対応する第２のネッ
    トワーク・ブローカ装置を含み、 前記第１のネットワークブローカ装置は、第１のユーザ
    装置に関して、ＱｏＳプロファイル、現在所望する帯域
    幅の値、資源に関する予算、及び第１のスイッチとして
    定義された前記スイッチのうちの１つを含む、前記第１
    のユーザ装置から前記第２のユーザ装置への経路を含ん
    だ前記スイッチに関連する経路情報を有しており、 前記第１のスイッチは、現在の各価格見積情報を前記第
    １のネットワーク・ブローカ装置に送信し、 前記第１のネットワーク・ブローカ装置は、前記第１の
    ユーザ装置のそれぞれの前記資源に関する予算、前記第
    １のユーザ装置の前記ＱｏＳプロファイル、前記第１の
    ユーザ装置が現在所望する前記帯域幅の値、及び前記第
    １のスイッチの現在の前記価格見積情報に基づいて、選
    択された資源使用速度を選択し、 前記第１のユーザ装置は、前記第２のユーザ装置に対し
    て前記選択された資源使用速度で転送を行うことを特徴
    とするコンピュータ・ネットワーク。
  10. 【請求項１０】 請求項９において、前記第１のスイッ
    チがさらに、前記第１のスイッチにおける需要の変化に
    基づくタイミングで、更新された価格見積情報を送信す
    ることを特徴とするコンピュータ・ネットワーク。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記更新された
    価格見積情報が、 ｐi n+1＝ｐi n＋ｃ・（（ｂｗi recv−α・ＢＷi total）
    ／（α・ＢＷi total）） で定義され、ここで、ｐi n+1は更新された価格見積情
    報、ｐi nは前記スイッチにおける帯域幅の現在価格、Ｂ
    Ｗi totalは前記スイッチの帯域幅容量、ｂｗi recvは前
    記スイッチに入力されるトラフィックの合計、ｃ及びα
    は定数であることを特徴とするコンピュータ・ネットワ
    ーク。
  12. 【請求項１２】 請求項９において、前記経路情報は、
    前記第１のユーザ装置から第２のユーザ装置への所定の
    前記経路のほかに、 第２のスイッチとして定義された前記スイッチのうちの
    別の１つを含んでおり、 前記選択された資源使用速度が、前記第２のスイッチに
    おける現在の各価格見積情報にも基づいて選択されるこ
    とを特徴とするコンピュータ・ネットワーク。
  13. 【請求項１３】 請求項１２において、前記第２のスイ
    ッチが、自身の現在の各価格見積情報を前記第１のネッ
    トワーク・ブローカ装置に個別に送信することを特徴と
    するコンピュータ・ネットワーク。
  14. 【請求項１４】 請求項１２において、前記第２のスイ
    ッチが、自身の現在の各価格見積情報を前記第１のスイ
    ッチに送信し、前記第１のスイッチが、前記各価格見積
    情報中に、前記第２のスイッチによって前記第１のスイ
    ッチに送信された現在の前記各価格見積情報に含めるこ
    とを特徴とするコンピュータ・ネットワーク。
  15. 【請求項１５】 請求項９において、前記スイッチに関
    連する前記経路情報が、前記第１のユーザ装置から前記
    第２のユーザ装置への別の経路に関連する情報を含み、 前記別の経路は第２のスイッチとして定義された前記ス
    イッチのうち別の１つを含み、前記第１のスイッチを含
    む前記経路と、前記第２のスイッチを含む前記経路と
    は、複数のとりうる経路を規定しており、 前記第１のネットワーク・ブローカ装置が、前記第２の
    スイッチの現在の各価格見積情報にも基づいて、選択さ
    れた前記資源使用速度を選択し、 前記第１のネットワーク・ブローカ装置が、前記複数の
    とりうる経路に沿った前記スイッチの現在の前記価格見
    積情報の比較に基づいて、前記複数のとりうる経路から
    １つを選択することを特徴とするコンピュータ・ネット
    ワーク。
  16. 【請求項１６】 請求項９において、前記第１のネット
    ワーク・ブローカ装置が、前記第１のユーザ装置が前記
    第２のユーザ装置に転送を行うことに応答して現在の前
    記価格見積情報がどのように変化するかを予測するプラ
    イシング予測を行い、 前記第１のネットワーク・ブローカ装置が、前記プライ
    シング予測にも基づいて、選択された前記資源使用速度
    を選択することを特徴とするコンピュータ・ネットワー
    ク。
  17. 【請求項１７】 ネットワーク・インタフェース、制御
    システム、及び帯域幅監視手段を有するコンピュータネ
    ットワークのスイッチングノードにおいて、 前記制御システムは、前記ネットワーク・インタフェー
    スを介してコンピュータ・ネットワーク上のネットワー
    ク・ブローカ装置に現在の価格見積情報を送信し、 前記現在の価格見積情報は、前記制御システムによって
    更新され、前記帯域幅監視手段によって判定されたスイ
    ッチの需要に基づくタイミングで、更新された価格見積
    情報を提供することを特徴とするコンピュータ・ネット
    ワークのスイッチング・ノード。
  18. 【請求項１８】 請求項１７において、前記更新された
    価格見積情報が、 ｐi n+1＝ｐi n＋ｃ・（（ｂｗi recv−α・ＢＷi total）
    ／（α・ＢＷi total）） で定義され、ここで、ｐi n+1は更新された価格見積情
    報、ｐi nは前記スイッチにおける帯域幅の現在価格、Ｂ
    Ｗi totalは前記スイッチの帯域幅容量、ｂｗi recvは前
    記スイッチに入力されるトラフィックの合計、ｃ及びα
    は定数であることを特徴とするコンピュータ・ネットワ
    ークのスイッチング・ノード。
  19. 【請求項１９】 コンピュータ読み取り可能な命令と、
    前記コンピュータ読み取り可能な命令を伝達するコンピ
    ュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータ・プログ
    ラム製品であって、第１のユーザ装置及び第２のユーザ
    装置を含むユーザ装置を接続するスイッチを有するネッ
    トワークにおいて、前記命令は、コンピュータを以下の
    ステップにしたがって動作させるように、構成されてい
    ることを特徴とするコンピュータ・プログラム製品、 前記第１のユーザ装置のＱｏＳプロファイルにアクセス
    するステップと、 第１のスイッチを定義する前記スイッチのうち１つを含
    む、前記第１のユーザ装置から前記第２のユーザ装置へ
    の経路に関連する経路情報にアクセスするステップと、 前記第１のユーザ装置から現在所望する帯域幅の値を示
    すものを受信するステップと、 前記第１のスイッチから現在の価格見積情報を受信する
    ステップと、 前記第１のユーザ装置の各資源に関する予算、前記第１
    のユーザ装置のＱｏＳプロファイル、前記第１のユーザ
    装置が現在所望する帯域幅の値、及び前記第１のスイッ
    チの前記現在の価格見積情報に基づいて、選択された資
    源使用速度を定義するように資源使用速度を選択するス
    テップと、 前記第１のユーザ装置に前記選択された資源使用速度で
    前記第２のユーザ装置に転送を行うよう指示するステッ
    プ。
  20. 【請求項２０】 請求項１９において、前記命令は、前
    記コンピュータに前記第１のスイッチからの更新された
    価格見積情報を処理させることを特徴とするコンピュー
    タ・プログラム製品。
  21. 【請求項２１】 請求項１９において、前記命令はさら
    に、前記コンピュータを、 前記第１のユーザ装置と前記第２のユーザ装置との間の
    経路上にある第２のスイッチから、前記第２のスイッチ
    から送信された現在の各価格見積情報を受信するステッ
    プと、 前記第２のスイッチから送信された現在の各価格見積情
    報にも基づいて、前記選択された資源使用速度の選択を
    行うステップに従って動作させることを特徴とするコン
    ピュータ・プログラム製品。
  22. 【請求項２２】 請求項１９において、前記命令はさら
    に、前記コンピュータを、 前記第１のユーザ装置と前記第２のユーザ装置の間でと
    りうる複数の経路から、前記複数のとりうる経路のそれ
    ぞれに位置する各スイッチからの現在の前記各価格見積
    情報に基づいて経路を選択するステップに従って動作さ
    せることを特徴とするコンピュータ・プログラム製品。
  23. 【請求項２３】 請求項１９において、前記命令はさら
    に、前記コンピュータを、 前記第１のユーザ装置が前記第２のユーザ装置に転送を
    行ったことに応答して、前記現在の価格見積情報がどの
    ように変化するかを予測するためにプライシング予測を
    行うステップと、 前記プライシング予測にも基づいて、選択された資源使
    用速度を選択するステップに従って動作させることを特
    徴とするコンピュータ・プログラム製品。
  24. 【請求項２４】 ユーザ装置と、前記ユーザ装置と接続
    するためのネットワーク、及び前記ネットワークを中継
    し、前記ユーザ装置に必要なサービスを提供するための
    資源を有するスイッチを含むフロー制御システムであっ
    て、前記システムが、 前記ユーザ装置と前記ネットワークの間に配置されたネ
    ットワーク・ブローカ装置を備え、 前記スイッチのそれぞれが、そのスイッチに関する価格
    情報を独立して計算し、 前記ネットワーク・ブローカ装置が、 前記各スイッチから前記価格情報を受信し、 前記ユーザ装置から、前記ユーザ装置により指定された
    前記サービスの質と予算に関する条件を受信し、 所定のイベントに応答して、各スイッチの資源が全体的
    に効率よく使用され、かつできる限り同質のサービスが
    全ユーザ装置に提供されるように、前記価格情報と前記
    条件を用いて、前記ユーザ装置から前記資源までの経路
    を選択し、前記サービスの質を最適化することを特徴と
    するフロー制御システム。
  25. 【請求項２５】 ユーザ装置と、前記ユーザ装置がサー
    ビスの提供を受けるために使用する資源を接続するネッ
    トワークを含むフロー制御システムにおいて、前記ユー
    ザ装置と前記ネットワークの間に配置されたネットワー
    ク・ブローカ装置であって、前記ネットワーク・ブロー
    カ装置が、 前記資源に関する価格情報を受信し、 前記ユーザ装置から、前記ユーザ装置により指定された
    前記サービスの質と予算に関する条件を受信し、 所定のイベントに応答して、前記資源が全体的に効率よ
    く使用され、かつできる限り同質のサービスが全ユーザ
    装置に提供されるように、前記価格情報と前記条件を用
    いて、前記ユーザ装置から前記資源までの経路を選択
    し、前記サービスの質を最適化することを特徴とするネ
    ットワーク・ブローカ装置。
  26. 【請求項２６】 ユーザ装置と、前記ユーザ装置と接続
    するためのネットワークを含むフロー制御システムにお
    いて、前記ネットワークを中継し、前記ユーザ装置に必
    要なサービスを提供するための資源を有するスイッチで
    あって、前記スイッチがそれぞれ、そのスイッチに関す
    る価格情報を独立して計算し、 各スイッチの資源が全体的に効率よく使用され、かつで
    きる限り同質のサービスが全ユーザ装置に提供されるよ
    うに、前記サービスの質を最適化するために、前記価格
    情報が使用されることを特徴とするスイッチ。
  27. 【請求項２７】 請求項２４において、前記各スイッチ
    が、前記スイッチの前記資源に対する需要の変化に基づ
    くタイミングで前記価格情報を更新し、前記ネットワー
    ク・ブローカ装置に送信することを特徴とするフロー制
    御システム。
  28. 【請求項２８】 請求項２７において、前記更新された
    価格情報が、前記スイッチ毎に ｐi n+1＝ｐi n＋ｃ・（（ｂｗi recv−α・ＢＷi total）
    ／（α・ＢＷi total）） で定義され、ここで、ｐi n+1はスイッチｉにおいて更新
    された価格情報、ｐi nは前記スイッチｉにおける帯域幅
    の現在価格、ＢＷi totalは前記スイッチｉの帯域幅容
    量、ｂｗi recvは前記スイッチｉに入力されるトラフィ
    ックの合計、ｃ及びαは定数であることを特徴とするフ
    ロー制御システム。
  29. 【請求項２９】 請求項２６において、前記各スイッチ
    が、前記スイッチの前記資源に対する需要の変化に基づ
    くタイミングで前記価格情報を更新することを特徴とす
    るスイッチ。
  30. 【請求項３０】 請求項２９において、前記更新された
    価格情報が、前記スイッチ毎に ｐi n+1＝ｐi n＋ｃ・（（ｂｗi recv−α・ＢＷi total）
    ／（α・ＢＷi total）） で定義され、ここで、ｐi n+1はスイッチｉにおいて更新
    された価格情報、ｐi nは前記スイッチｉにおける帯域幅
    の現在価格、ＢＷi totalは前記スイッチｉの帯域幅容
    量、ｂｗi recvは前記スイッチｉに入力されるトラフィ
    ックの合計、ｃ及びαは定数であることを特徴とするス
    イッチ。
  31. 【請求項３１】 請求項２４において、前記ネットワー
    ク・ブローカ装置が前記ユーザ装置から受信する情報
    が、前記ユーザ装置のＱｏＳプロファイル、前記ユーザ
    装置が前記サービスの提供において所望する帯域幅、及
    び前記ユーザ装置が前記資源に関して指定する予算に関
    する情報を含み、 前記ネットワーク・ブローカ装置が前記サービスの質を
    最適化するために、前記資源の使用速度を調整すること
    を特徴とするフロー制御システム。
  32. 【請求項３２】 請求項３１において、前記ネットワー
    ク・ブローカ装置が、前記ユーザ装置の資源の使用に応
    答して前記価格情報がどのように変化するかを予測する
    プライシング予測を行い、 前記資源の使用速度の調整が、前記プライシング予測に
    基づいて行われることを特徴とするフロー制御システ
    ム。
  33. 【請求項３３】 請求項２５において、前記ネットワー
    ク・ブローカ装置が前記ユーザ装置から受信する情報
    が、前記ユーザ装置のＱｏＳプロファイル、前記ユーザ
    装置が前記サービスの提供において所望する帯域幅、及
    び前記ユーザ装置が前記資源に関して指定する予算に関
    する情報を含み、 前記ネットワーク・ブローカ装置が前記サービスの質を
    最適化するために、前記資源の使用速度を調整すること
    を特徴とするネットワーク・ブローカ装置。
  34. 【請求項３４】 請求項３３において、前記ネットワー
    ク・ブローカ装置が、前記ユーザ装置の資源の使用に応
    答して前記価格情報がどのように変化するかを予測する
    プライシング予測を行い、 前記資源の使用速度の調整が、前記プライシング予測に
    基づいて行われることを特徴とするネットワーク・ブロ
    ーカ装置。
  35. 【請求項３５】 ユーザ装置と、前記ユーザ装置と接続
    するためのネットワーク、及び前記ネットワークを中継
    し、前記ユーザ装置に必要なサービスを提供するための
    資源を有するスイッチにより実現されるフロー制御方法
    であって、 前記スイッチのそれぞれにおいて、そのスイッチに関す
    る価格情報を独立して計算するステップと、 前記ユーザ装置と前記ネットワークの間に配置されたネ
    ットワーク・ブローカ装置において、 前記各スイッチから前記価格情報を受信するステップ
    と、 前記ユーザ装置から、前記ユーザ装置が指定する前記サ
    ービスの質と予算に関する条件を受信するステップと、 所定のイベントに応答して、各スイッチの資源が全体的
    に効率よく使用され、かつできる限り同質のサービスが
    全ユーザ装置に提供されるように、前記価格情報と前記
    条件を用いて、前記ユーザ装置から前記資源までの経路
    を選択し、前記サービスの質を最適化するステップとを
    含むことを特徴とするフロー制御方法。
  36. 【請求項３６】 ユーザ装置と、前記ユーザ装置がサー
    ビスの提供を受けるために使用する資源を接続するネッ
    トワークにおいて行われるフロー制御方法であって、 前記資源に関する価格情報を受信するステップと、 前記ユーザ装置から、前記ユーザ装置が指定する前記サ
    ービスの質と予算に関する条件を受信するステップと、 所定のイベントに応答して、前記資源が全体的に効率よ
    く使用され、かつできる限り同質のサービスが全ユーザ
    装置に提供されるように、前記価格情報と前記条件を用
    いて、前記ユーザ装置から前記資源までの経路を選択
    し、前記サービスの質を最適化するよう制御するステッ
    プとを含むことを特徴とするフロー制御方法。
  37. 【請求項３７】 ユーザ装置と、前記ユーザ装置がサー
    ビスの提供を受けるために使用する資源を接続するネッ
    トワークにおいて行われるフロー制御方法であって、 所定の前記資源に関する価格情報を独立して計算するス
    テップと、 各資源が全体的に効率よく使用され、かつできる限り同
    質のサービスが全ユーザ装置に提供されるように、前記
    サービスの質を最適化するために、前記価格情報を使用
    するステップとを含むことを特徴とするフロー制御方
    法。
  38. 【請求項３８】 請求項３５において、前記各スイッチ
    が、前記スイッチの前記資源に対する需要の変化に基づ
    くタイミングで前記価格情報を更新し、前記ネットワー
    ク・ブローカ装置に送信することを特徴とするフロー制
    御方法。
  39. 【請求項３９】 請求項３８において、前記更新された
    価格情報が、前記スイッチ毎に ｐi n+1＝ｐi n＋ｃ・（（ｂｗi recv−α・ＢＷi total）
    ／（α・ＢＷi total）） で定義され、ここで、ｐi n+1はスイッチｉにおいて更新
    された価格情報、ｐi nは前記スイッチｉにおける帯域幅
    の現在価格、ＢＷi totalは前記スイッチｉの帯域幅容
    量、ｂｗi recvは前記スイッチｉに入力されるトラフィ
    ックの合計、ｃ及びαは定数であることを特徴とするフ
    ロー制御システム。
  40. 【請求項４０】 請求項３７において、前記価格情報の
    更新が、前記資源に対する需要の変化に基づくタイミン
    グで行われることを特徴とするフロー制御方法。
  41. 【請求項４１】 請求項４０において、前記更新された
    価格情報が、前記資源毎に ｐi n+1＝ｐi n＋ｃ・（（ｂｗi recv−α・ＢＷi total）
    ／（α・ＢＷi total）） で定義され、ここで、ｐi n+1は資源ｉにおいて更新され
    た価格情報、ｐi nは前記資源ｉにおける帯域幅の現在価
    格、ＢＷi totalは前記資源ｉの帯域幅容量、ｂｗi recv
    は前記資源ｉに入力されるトラフィックの合計、ｃ及び
    αは定数であることを特徴とするフロー制御方法。
  42. 【請求項４２】 請求項３５において、前記ネットワー
    ク・ブローカ装置が前記ユーザ装置から受信する情報
    が、前記ユーザ装置のＱｏＳプロファイル、前記ユーザ
    装置が前記サービスの提供において所望する帯域幅、及
    び前記ユーザ装置が前記資源に関して指定する予算に関
    する情報を含み、 前記ネットワーク・ブローカ装置が前記サービスの質を
    最適化するために、前記資源の使用速度を調整すること
    を特徴とするフロー制御方法。
  43. 【請求項４３】 請求項４２において、前記ネットワー
    ク・ブローカ装置が、前記ユーザ装置の資源の使用に応
    答して前記価格情報がどのように変化するかを予測する
    プライシング予測を行い、 前記資源の使用速度の調整が、前記プライシング予測に
    基づいて行われることを特徴とするフロー制御方法。
  44. 【請求項４４】 請求項３６において、前記ユーザ装置
    から受信する情報が、前記ユーザ装置のＱｏＳプロファ
    イル、前記ユーザ装置が前記サービスの提供において所
    望する帯域幅、及び前記ユーザ装置が前記資源に関して
    指定する予算に関する情報を含み、 前記サービスの質を最適化するために、前記資源の使用
    速度を調整するよう制御することを特徴とするフロー制
    御方法。
  45. 【請求項４５】 請求項４４において、前記ユーザ装置
    の資源の使用に応答して前記価格情報がどのように変化
    するかを予測するプライシング予測を行い、 前記資源の使用速度の調整が、前記プライシング予測に
    基づいて行われることを特徴とするフロー制御方法。
  46. 【請求項４６】 ユーザ装置と、前記ユーザ装置と接続
    するためのネットワーク、及び前記ネットワークを中継
    し、前記ユーザ装置に必要なサービスを提供するための
    資源を有するスイッチにより実現されるフロー制御方法
    を実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取
    り可能な記録媒体であって、前記プログラムは、 前記スイッチのそれぞれにおいて、そのスイッチに関す
    る価格情報を独立して計算するステップと、 前記ユーザ装置と前記ネットワークの間に配置されたネ
    ットワーク・ブローカ装置において、 前記各スイッチから前記価格情報を受信するステップ
    と、 前記ユーザ装置から、前記ユーザ装置が指定する前記サ
    ービスの質と予算に関する条件を受信するステップと、 所定のイベントに応答して、各スイッチの資源が全体的
    に効率よく使用され、かつできる限り同質のサービスが
    全ユーザ装置に提供されるように、前記価格情報と前記
    条件を用いて、前記ユーザ装置から前記資源までの経路
    を選択し、前記サービスの質を最適化するステップとを
    含むことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録
    媒体。
  47. 【請求項４７】 ユーザ装置と、前記ユーザ装置がサー
    ビスの提供を受けるために使用する資源を接続するネッ
    トワークにおいて行われるフロー制御方法方法を実現さ
    せるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
    記録媒体であって、前記プログラムは、 前記資源に関する価格情報を受信するステップと、 前記ユーザ装置から、前記ユーザ装置が指定する前記サ
    ービスの質と予算に関する条件を受信するステップと、 所定のイベントに応答して、前記資源が全体的に効率よ
    く使用され、かつできる限り同質のサービスが全ユーザ
    装置に提供されるように、前記価格情報と前記条件を用
    いて、前記ユーザ装置から前記資源までの経路を選択
    し、前記サービスの質を最適化するよう制御するステッ
    プとを含むことを特徴とするコンピュータ読み取り可能
    な記録媒体。
  48. 【請求項４８】 ユーザ装置と、前記ユーザ装置がサー
    ビスの提供を受けるために使用する資源を接続するネッ
    トワークにおいて行われるフロー制御方法を実現させる
    プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
    媒体であって、前記プログラムは、 所定の前記資源に関する価格情報を独立して計算するス
    テップと、 各資源が全体的に効率よく使用され、かつできる限り同
    質のサービスが全ユーザ装置に提供されるように、前記
    サービスの質を最適化するために、前記価格情報を使用
    するステップを含むことを特徴とするコンピュータ読み
    取り可能な記録媒体。
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