パケット転送システム、パケット転送装置、新規フロー受付判断方法、及び、コンピュータプログラム
【課題】容易なパラメータ設定により、既にサービス中のフローの品質と設備効率を確保しながら、新規フローの受付可否を判断する。
【解決手段】新たなフローを開始するに先立って端末１ｓは、通信開始依頼パケットを送信する。優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送する、発側、中継、着側の各パケット転送装置は、受信した通信開始依頼パケットの優先度を、フローを構成するパケットよりも低く判断し、優先されるパケットの影響で通信開始依頼パケットに待ちが発生した場合には、その通信開始依頼パケットを廃棄する。着側端パケット転送装置２ｄは、通信開始依頼パケットを受信すると、発側へ送り返し、発側端パケット転送装置２ｓは、送り返された通信開始依頼パケットを受信した場合に、発側の端末１ｓからのフローを受付可能と判断する。
【解決手段】新たなフローを開始するに先立って端末１ｓは、通信開始依頼パケットを送信する。優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送する、発側、中継、着側の各パケット転送装置は、受信した通信開始依頼パケットの優先度を、フローを構成するパケットよりも低く判断し、優先されるパケットの影響で通信開始依頼パケットに待ちが発生した場合には、その通信開始依頼パケットを廃棄する。着側端パケット転送装置２ｄは、通信開始依頼パケットを受信すると、発側へ送り返し、発側端パケット転送装置２ｓは、送り返された通信開始依頼パケットを受信した場合に、発側の端末１ｓからのフローを受付可能と判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰ網における、少なくとも電話を含むリアルタイム通信において、既に受け付けたセッションの品質を確保するために新たなセッションの受付制御を行うパケット転送システム、パケット転送装置、新規フロー受付判断方法、及び、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リアルタイム通信を行う場合に、ネットワーク内に流入するフローを無制限に受け付けると、新規に受け付けたフローだけではなく、既にサービス中のフローにパケット損失や遅延、遅延揺らぎなどが発生してしまい、全てのフローがサービスとして成り立たなくなってしまう。このためリアルタイム通信を実現するには、ネットワークの混雑状況に応じて新たなフローの流入を規制しなければならない。
このような新たなフローの流入の制御についてはこれまでに様々な検討がなされているが、そのうちのひとつである非特許文献１と、この非特許文献１の技術を元に作成された非特許文献２における新規フロー受付判断の方法を説明する。
【０００３】
この従来の方法では、リアルタイム通信を行おうとする端末が、本来のフローを送出する前に低優先のパケットを本来のフローと同じレートあるいは最大のレートとしてネットワークに発出し、その低優先パケットを受信端末側で受信してパケット損失率を計測する。そして、この計測された損失率により帯域に余裕があるかどうかを判断し、余裕があると判断された場合には、本来のフローを構成するパケットを優先パケットとして送出する。つまり、パケット損失率が閾値よりも大きければそのフローは送出しない。
【０００４】
発着端末間のパケットを中継するパケット転送装置では、スタティックモードとよばれる一定レートを常時流し続けるフローに対応した優先制御として、トークンバケツを使用し、低優先パケットは、自らのパケットサイズに加えて予め決められた量の余分なトークンが残っていなければ廃棄される制御がある。これにより優先パケットと低優先パケットとを優先付けしている。また、エラスティックモードとよばれるレートが変動するフローに対応した優先制御では、パケットを損失させる容量の他に新たなフローを制限する容量の２つの容量を設け、これらの容量に基づいたトークンバケツによる制御で優先をつけている。これにより既に受け付けたフローの品質を保つように新たなフローの受付を規制している。
【非特許文献１】N. MORITA、G. KARLSSON，“draft-morita-tsvwg-pps-01.txt，Framework of Priority Promotion Scheme”，[online]，２００４年５月，Internet Engineering Task Force，[平成１９年７月９日検索]，インターネット＜ＵＲＬ：http://ietfreport.isoc.org/idref/draft-morita-tsvwg-pps/＞
【非特許文献２】N. MORITA，“draft-morita-tsvwg-mfphb-00.txt，Measurable Forwarding: A New per-Hop Behavior (PHB)”，[online]，２００４年５月，Internet Engineering Task Force，[平成１９年７月９日検索]，インターネット＜ＵＲＬ：http://ietfreport.isoc.org/idref/draft-morita-tsvwg-mfphb/＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したスタティックモードでは、トークンバケツにおけるトークン残量が自らのパケットサイズに加え「予め決められた量」以上なければ廃棄されるしくみによって優先度の差を与えるものである。この優先のしくみでは、ある時間内に受け付ける新フローの上限の数を制限している。つまり、優先度の高いパケットが優先度の低いパケットに対して絶対優先になっているわけではない。よって、この予め決められた量を適切に決めないと低優先度のパケットにトークンが消費され、高優先度のパケットであっても損失することがおきる。このため、この「予め決められた量」を適切に決める必要がある。
また、スタティックモードで通信開始依頼パケットが損失されるときは、帯域を１００％使用した状態であり、このとき初めて混雑状態を把握できる。つまり、新たに開始されるフローによって使用帯域が１００％を越えてしまう直前まで、フローを許可する。しかし、実際のパケットのレートには、通常、揺らぎがある。このモードでは、揺らぎにより使用帯域が１００％以上になるような帯域使用率が高い状態であっても、パケットを受信したその時点で１００％以上の帯域使用率にならなければ新規フローを受け付けてしまうため、優先パケット（すでにサービス中のフロー）が損失される危険性が非常に高くなる。
【０００６】
さらにエラスティックモードでは、流れるフローの特性に応じてパケットを損失させる帯域と新たなフローを制限する帯域の２つのパラメータをバランスよく決めなければならない。なぜならば、新たなフローを制限する帯域が相対的に大きくなれば、その分新たなフローを多く受け付けてしまうために、サービス中のフロー品質を悪化させてしまうからである。一方、新たなフローを制限する帯域を小さく設定すると、受け付けられたフローの品質は確保されるものの、新たなフローがなかなか受け付けられないために、ネットワーク内のサービス中のフロー数が減少し、ネットワーク設備の効率を下げてしまうという問題がある。加えて、これらのパラメータは事前に決めておかなければならないため、トラヒックに応じて柔軟に変更することができず、さらに適切に決めることは難しい。
【０００７】
また、上述した両モードでは、ユーザ端末がパケットに優先度をつけているため、悪意のあるユーザが優先度を偽って常に高優先度パケットを送信してきた場合には、ネットワーク側は偽造されたものか偽造されていないものなのかの判別がつかないという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、容易なパラメータ設定により、既にサービス中のフローの品質と設備効率を確保しながら、不正にフローが受け付けられること防いで新規フローの受付可否を判断することのできるパケット転送システム、パケット転送装置、新規フロー受付判断方法、及び、コンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムであって、発端末は、新たなフローを開始する前に着端末宛の通信開始依頼パケットを送信し、前記パケット転送装置は、パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分け部と、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、を備え、着端末に接続されるパケット転送装置である着側端パケット転送装置は、受信した通信開始依頼パケットを、発端末に接続されるパケット転送装置である発側端パケット転送装置に返送されるよう宛先を書き換える返送部をさらに備え、前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、受信したパケットが前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合、前記発端末からのフローを受付可能とする、ことを特徴とするパケット転送システムである。
【００１０】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記発端末は、前記通信開始依頼パケットを複数送信し、前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、前記複数の通信開始依頼パケットが全て前記着側端パケット転送装置から返送された場合に、前記発端末からのフローを受付可能とする、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記発側端パケット転送装置は、受付を許可するフローを特定する情報のリストである受付可能フローリストを記憶する記憶部をさらに備え、前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、前記着側端パケット転送装置から返送された前記通信開始依頼パケットよりフローを特定する情報を取得して、前記記憶部内の受付可能フローリストに追加し、前記発端末から受信したパケットが、フローを構成するパケットである場合は、当該パケットに設定されているフローを特定する情報が前記記憶部内の受付可能フローリストに含まれているかを判断し、含まれていると判断した場合に当該パケットの通過を許可する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットを受信した時刻の情報をさらに前記記憶部内の受付可能フローリストに追加し、前記発端末から受信したパケットが、フローを構成するパケットである場合は、さらに、当該パケットの受信時刻が、前記フローを特定する情報に対応して前記記憶部に記憶されている受信時刻から所定の時間を超えているかを判断し、超えていると判断した場合は、当該受付可能フローリストから当該フローを特定する情報を削除するとともに、前記発端末へ再度新たな通信開始依頼パケットの送信指示を通知する、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記パケット転送装置は、フローを構成するパケットのキューイングを行う高優先キューと、通信開始依頼パケットのキューイングを行う低優先キューとを備え、前記クラス分け部は、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、当該パケットを前記低優先キューに入れ、受信したパケットがフローを構成するパケットである場合は前記高優先キューに入れ、前記出力部は、前記高優先キュー内のパケットを低優先キュー内の通信開始依頼パケットに優先して読み出し、前記高優先キュー内に待ち合わせているパケットがないときに前記低優先キュー内の通信開始依頼パケットを読み出すとともに、前記高優先キュー内に待ち合わせているパケットがあるために待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを廃棄する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記発端末、あるいは、前記発側端パケット転送装置のクラス分け部において、前記通信開始依頼パケットに低優先度を示す情報を設定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記クラス分け部は、通信開始依頼パケットを受信したときに、自身が当該通信開始依頼パケットの着側端パケット転送装置であるかを判断し、着側端パケット転送装置でなければ受信した通信開始依頼パケットを転送し、着側端パケット転送装置であれば当該通信開始依頼パケットを前記発側端パケット転送装置に返送することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットを受信した場合に、前記発端末へフロー受付可能を通知し、前記発端末は、前記通信開始依頼パケットを送信した後、所定の時間内にフロー受付可能を受信しない場合に、ネットワーク混雑により現在送信が不可能である旨を出力することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、フローを特定する情報は、発端末及び着端末のＩＰアドレス及びポート番号であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおいて前記発端末に接続されるパケット転送装置であって、パケットを受信し、受信したパケットが発端末から送信された通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断し、受信したパケットが着端末に接続されるパケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合は、前記発端末からのフローを受付可能とするクラス分け部と、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、を備えることを特徴とするパケット転送装置である。
【００１９】
また、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおいて前記着端末に接続されるパケット転送装置であって送装置において、パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分け部と、受信した通信開始依頼パケットを、発端末に接続されるパケット転送装置に返送するよう宛先を書き換える返送部と、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、を備えることを特徴とするパケット転送装置である。
【００２０】
また、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムに用いられる新規フロー受付判断方法であって、発端末が、新たなフローを開始する前に着端末宛の通信開始依頼パケットを送信する通信開始依頼送信ステップを実行し、前記発端末に接続されるパケット転送装置である発側端パケット転送装置が、パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分けステップと、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力ステップと、を実行し、前記発側端パケット転送装置と、着端末に接続されるパケット転送装置である着側端パケット転送装置との間でパケットを転送する中継パケット転送装置が、前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより他のパケット転送装置から受信した前記通信開始依頼パケットを破棄または転送し、前記着側端パケット転送装置が、前記通信開始依頼パケットを受信し、受信した通信開始依頼パケットの宛先を、前記発側端パケット転送装置に返送されるよう書き換えるとともに、前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより当該通信開始依頼パケットを破棄または返送し、前記中継パケット転送装置が、前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより、返送された通信開始依頼パケットを破棄または転送し、前記発側端パケット転送装置が、返送された通信開始依頼パケットを受信した場合に、前記発端末からのフローを受付可能とする、ことを特徴とする新規フロー受付判断方法である。
【００２１】
また、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおける、前記発端末に接続される前記パケット転送装置のコンピュータプログラムであって、パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断し、受信したパケットが着端末に接続されるパケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合は、前記発端末からのフローを受付可能とするステップと、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００２２】
また、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおける、前記着端末に接続される前記パケット転送装置のコンピュータプログラムであって、パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するステップと、受信したパケットが前記通信開始依頼パケットである場合に、発端末に接続されるパケット転送装置に返送されるよう宛先を書き換えるステップと、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、パケット転送装置において、パケットの絶対優先読み出しを行うことにより、優先パケットによる待ちが発生した低優先パケットは廃棄されるため、優先パケットと低優先パケットの優先度が逆転するようなことが発生しない。また、低優先パケットの廃棄は、帯域を１００％使用する前に発生する。これは、通常、ネットワークの使用帯域は常に一定ではなく、揺らぎがあるためであり、平均的な帯域の使用率が１００％に近くなるほど瞬間的に使用率が１００％を超えることが多くなる。この瞬間的に１００％を超えた状態では、キューでの待ちが発生している。そのため、使用帯域のゆらぎによっては１００％を超えるような高帯域使用率の状態において、通信開始に先立って帯域に余裕があるかを確認するため送信される低優先度の通信開始依頼パケットが廃棄され、新たなフローを受け付けないようにすることができる。よって、ゆらぎによっては使用帯域が１００％を超えるような高帯域使用率の状態において、既に確立されているフロー等の優先パケットが損失されることを防ぐことができる。また、ネットワークが混雑するに従い、優先パケットによる待ち合わせが頻発するようになり、それに従い通信開始依頼パケットが廃棄される確率が高くなり、新規フローの受付はしづらくなる。よって、トラヒックに応じた制御が可能となる。また、ネットワークの利用率が低い場合には、優先パケットによる待ち合わせが発生する頻度は小さくなるため、新たなフローを受け付けることになり設備の有効利用が実現できる。
加えて、パケットの優先度付けは、端末ではなく端パケット転送装置にて行うため偽造の問題も発生せず、正しい制御が行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態によるパケット転送装置を適用したパケット転送システムの簡単なネットワーク構成例を示す図である。
同図において、ＩＰ（Internet Protocol）などを用いたネットワークであるネットワークＮには、複数のパケット転送装置２が設置され、加入者の端末１は、ネットワークＮのエッジのパケット転送装置２に接続される。発信者Ｓの端末１である端末１ｓに接続されるエッジのパケット転送装置２を発側端パケット転送装置２ｓ、着信者Ｄの端末１である端末１ｄに接続されるエッジのパケット転送装置２を着側端パケット転送装置２ｄ、発側端パケット転送装置２ｓ及び着側端パケット転送装置２ｄ間のパケットの中継を行うパケット転送装置２を中継パケット転送装置２ｒとする。以下では、発側端パケット転送装置２ｓ及び着側端パケット転送装置２ｄを総称して端パケット転送装置と記載する。
【００２５】
図２は、パケット転送装置２の備えるキュー構造を示す図である。
中継、端に関わらずパケット転送装置２は、図２に示すようなキュー構造を備えている。同図に示すキュー構造は、優先度の高い優先パケットをキューイングする高優先キューＱｈと、優先度の低い低優先パケットをキューイングする低優先キューＱｌと、高優先キューＱｈ、低優先キューＱｌから絶対優先（ＳＰ：Strict Priority）にてパケットを読み出し、伝送路に送出する読み出し部Ｒからなる。読み出し部Ｒは、高優先キューＱｈで優先パケットが待ち合わせを行っている場合には、高優先キューＱｈ内の優先パケットを先に読み出すため、低優先パケットは低優先キューＱｌで待ち合わせることになる。読み出し部Ｒは、高優先キューＱｈが空になったときに初めて低優先キューＱｌから低優先パケットを読み出すが、低優先パケットが高優先キューＱｈに優先パケットのために出力の待ち合わせを行った場合には、その低優先パケットを廃棄する。このように、高優先キューＱｈと低優先キューＱｌは、高優先キューＱｈの読み出しを絶対優先にすることで優先度の差をつけている。
【００２６】
図１及び図２を使用して、本発明の一実施の形態によるパケット転送装置２を用いた通信全体の流れを説明する。ここで、発信者Ｓは、着信者Ｄにリアルタイム通信、例えば、ＶｏＩＰ等のメディア通信を行いたいものとする。発信者Ｓの端末１ｓは、まずはじめに、着信者Ｄの端末１ｄ宛にパケットを送信し、内部にそのパケットの送出時刻を記録する。このとき送出するパケットは、本来のリアルタイム通信のフロー（以下、「本来フロー」）ではなく、事前にネットワークの品質状態を調べるために送出されるパケット、すなわち、通信開始依頼パケットであり、通信開始依頼であることを示す情報が設定される。なお、複数の通信開始依頼パケットを送出するときは、内部に記録する送出時刻を、あらかじめ決めた序数の通信開始依頼パケットを送出した時刻とし、その序数の情報もパケット内に設定する。
【００２７】
この端末１ｓから送信された通信開始依頼パケットを受信した発側端パケット転送装置２ｓは、当該通信開始依頼パケットのヘッダ部分において優先度を示す部分を、低優先を示す設定値に書き換える。発側端パケット転送装置２ｓは、図２に示すようなキュー構造における低優先キューＱｌに、この優先度を書き換えた通信開始依頼パケットを入れ、本来フローを構成するパケットは高優先キューＱｈに入れて、高優先キューＱｈ内の優先パケットを常に優先して読み出すようにする。低優先パケットである通信開始依頼パケットは、高優先キューＱｈで待ち合わせている優先パケットのために待ち合わせを行った場合、廃棄される。また、発側端パケット転送装置２ｓは、通信開始依頼パケットとそれに対応する本来フローとの対応を管理する。管理情報としては、発着ＩＰアドレスおよび本来フローでのポート番号であり、これらの情報は通信開始依頼パケットから読み出される。
【００２８】
中継パケット転送装置２ｒも、図２に示すようなキュー構造を備え、低優先の通信開始依頼パケットを低優先キューＱｌにいれ、本来フローを構成するパケットを高優先キューＱｈに入れる。そして、高優先キューＱｈで優先パケットが待ち合わせを行っている場合には、優先パケットが先に読み出され、高優先キューＱｈが空になったときに初めて低優先パケットが読み出されることになるが、低優先パケットが高優先キューＱｈで待ち合わせを行っている優先パケットのために待ち合わせを行った場合には、その低優先パケットは廃棄される。通信開始依頼パケットは、廃棄されなかった場合、次段のパケット転送装置２に転送される。その通信開始依頼パケットが着側端パケット転送装置２ｄに到着すると、当該着側端パケット転送装置２ｄは、自身が着側の端パケット転送装置であることを確認し、受信した通信開始依頼パケットの発着アドレスを入れ替えて発側端パケット転送装置２ｓへ送り返す。復路においても同様に通信開始依頼パケットは低優先キューに入れられ、復路において、いずれかの中継パケット転送装置２ｒで高優先キューによる待ち合わせが発生した場合には、廃棄される。廃棄されなかった通信開始依頼パケットは、最終的に発側端パケット転送装置２ｓに転送される。
【００２９】
発側端パケット転送装置２ｓは、その返送された通信開始依頼パケットを受信するとフロー受付可能と判断し、当該通信開始依頼パケットから取得した端末１ｓ及び端末１ｄのＩＰアドレス、ポート番号を記録し、受付可能フローリスト（後述する図６）に加える。そのときに発側端パケット転送装置２ｓは、着側端パケット転送装置２ｄから折り返されてきた通信開始依頼パケットを当該発側端パケット転送装置２ｓにおいて受信した時刻も受付可能フローリストに記録する。発側端パケット転送装置２ｓは、このフローリストに掲載されているフロー以外は、フローを受け付けない。さらに、発側端パケット転送装置２ｓは、発信者Ｓの端末１ｓに受け付け可能であることを通知する。フロー受付可能の通知を受け取った発信者Ｓの端末１ｓは、実際のリアルタイム通信のフローのパケットを送出する。
【００３０】
一方、通信開始依頼パケットを送出後、ある決められた時間を経過しても発側端パケット転送装置２ｓからフロー受け付け可能通知がない場合には、端末１ｓは、ネットワーク混雑により現在送信が不可能である旨のメッセージをディスプレイに表示し、ユーザに知らせる。さらに一定時間、同じ着信者Ｄの端末１ｄへの通信開始依頼パケットの送出を規制する機能も有する場合がある。
また、発側端パケット転送装置２ｓにおいて、受付可能フローリストに受け付け可能としてフローを登録した後、当該フローを構成するパケットが、ある一定時間以内に送られてこない場合には、受付可能フローリストからそのフローを削除し、端末１ｓに再度通信開始依頼パケットを送付するように通知する。
【００３１】
本実施の形態によれば、パケット転送装置２において、パケットの絶対優先読み出しを行うことにより、高優先キューＱｈ内の高優先度のパケットによる待ちが発生した低優先度のパケットは廃棄されるため、優先パケットと低優先パケットの優先度が逆転するようなことが発生しない。また、低優先パケットの廃棄は、帯域を１００％使用する前に発生する。これは、通常、ネットワークの使用帯域は常に一定ではなく、揺らぎがあるためであり、平均的な帯域の使用率が１００％に近くなるほど瞬間的に使用率が１００％を超えることが多くなる。この瞬間的に１００％を超えた状態では、キューでの待ちが発生している。そのため、使用帯域のゆらぎによっては１００％を超えるような高帯域使用率の状態において、低優先度の通信開始依頼パケットが廃棄され、新たなフローを受け付けないようにすることができる。これは、発側端パケット転送装置２ｓ、中継パケット転送装置２ｒ、着側端パケット転送装置２ｄそれぞれがこのキュー制御を行うことにより、揺らぎによって瞬間的に１００％を超えるような帯域使用率のときには、どこかのパケット転送装置２において通信開始依頼パケットが廃棄される確率が高くなるからであり、換言すれば、揺らぎによって１００％を超えることがないような帯域使用率に達するまで新たなフローを受け付けることができる。このように、ゆらぎによっては使用帯域が１００％を超えるような高帯域使用率の状態において、既に確立されているフロー等の優先パケットが損失されることを防ぐことができる。また、ネットワークが混雑するに従い、高優先キューＱｈにパケットがたまることが頻発するようになり、それに従い通信開始依頼パケットが廃棄される確率が高くなり、新規フローの受付はしづらくなる。よって、トラヒックに応じた制御が可能となる。また、ネットワークの利用率が低い場合には、高優先キューＱｈにパケットがたまる頻度は小さくなるため、新たなフローを受け付けることになり設備の有効利用が実現できる。
加えて、パケットの優先度付けは、端末ではなく発側端パケット転送装置２ｓにて行うため偽造の問題も発生せず、正しい制御が行われる。
【００３２】
以下に、パケット転送装置の詳細な処理を説明していくが、まず、パケット転送装置２の構成について説明する。
図３は、パケット転送装置２の機能ブロック図を示す。パケット転送装置２は、中継パケット転送装置２ｒ、中継パケット転送装置に関わらず同図に示す構造を有している。同図において、パケット転送装置２は、回線対応部２１、スイッチ部２２を備える。伝送路からの入り側の回線対応部２１が入り側回線対応部２１ｉであり、伝送路への出側の回線対応部２１が出側回線対応部２１ｅである。
【００３３】
端末１または１ホップ前のパケット転送装置２から送られてきたパケットは、入り側回線対応部２１ｉに到着し、スイッチ部２２により行き先ごとに、行き先に対応した出側回線対応部２１ｅに送られ、次のパケット転送装置２または端末１に送られる。本実施の形態のパケット転送装置２では、出側回線対応部２１ｅにおいて、図２に示すキュー構造を備え、絶対優先によりパケットを読み出し、優先パケットによって低優先パケットに待ちが発生した場合には、低優先パケットを廃棄する。それ以外は、通常のパケット転送装置と同様にパケット転送を行う。
【００３４】
図４は、発側端パケット転送装置２ｓの入り側回線対応部２１ｉの詳細な機能ブロック図である。入り側回線対応部２１ｉは、物理回線対応部２３、入り側クラス分け部２４、及び、受付可能フローリスト記憶部２５を備える。
受付可能フローリスト記憶部２５は、受け付け可能なフローを特定する情報のリストである受付可能フローリストを記憶する。物理回線対応部２３は、物理回線、すなわち、伝送路との接続インタフェースである。入り側クラス分け部２４は、通信開始依頼パケットか否かによりパケットの優先度を決定するとともに、受付可能フローリストに登録されているフローのパケットであるか否かにより、受付可能可否の判断を行う。
なお、着側端パケット転送装置２ｄ、中継パケット転送装置２ｒでは、受付可能フローリストは受付可能フローリスト記憶部２５を保持せず、入り側クラス分け部２４では、受付可能フローリストに登録されているフローのパケットであるか否かの判断は行わない。
【００３５】
図５は、パケット転送装置２の出側回線対応部２１ｅの詳細な機能ブロック図であり、発側端パケット転送装置２ｓ、着側端パケット転送装置２ｄ、中継パケット転送装置２ｒとも同様の構成である。出側回線対応部２１ｅは、出側クラス分け部２６、待ちキュー部２７、物理回線対応部２３を備える。出側クラス分け部２６は、パケットの優先度に応じて待ちキュー部２７へパケットを出力する。待ちキュー部２７は、図２に示すキュー構造を有し、絶対優先によりパケットを読み出すとともに、優先パケットのために待ちが発生した低優先パケットを廃棄する。物理回線対応部２３は、入り側回線対応部２１ｉのものと同様である。
【００３６】
図６は、受付可能フローリスト記憶部２５に記憶される受付可能フローリストの設定例を示す。同図において、受付可能フローリストは、管理番号、通信開始依頼パケット到着時刻、発ＩＰアドレス、着ＩＰアドレス、発ポート番号、着ポート番号の情報を含むレコードからなる。管理番号は、一意にレコードを特定する番号であり、発側端パケット転送装置２ｓにて付与される。発ＩＰアドレス、着ＩＰアドレス、発ポート番号、着ポート番号の情報は、フローを特定する情報として用いられる。通信開始依頼パケット到着時刻は、着側端パケット転送装置２ｄから折り返された通信開始依頼パケットを発側端パケット転送装置２ｓで受信した時刻であり、端末１ｓが複数の通信開始依頼パケットを送信する場合は、さらに序数の情報が保持されうる。
【００３７】
図７は、端パケット転送装置において、優先パケットによる待ちが発生したときに低優先パケットを廃棄する、パケット転送処理のフローチャートを示す。
端パケット転送装置では、パケットの転送以外に様々な機能を持つ。端パケット転送装置の入り側回線対応部２１ｉは、パケットを受信すると（ステップＳ１０５）、当該パケットの内のサービスの種類を示す情報を参照し、リアルタイム通信用に帯域を保証するサービスのパケットかどうかを、入り側クラス分け部２４で判断する（ステップＳ１１０）。ここでリアルタイム通信のパケットではない場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、通常のパケット転送装置と同様に転送を行う（ステップＳ１１５）。
【００３８】
ステップＳ１１０において、リアルタイム通信のパケットであると判断した場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、通信開始依頼パケットかどうかの判断を、入り側回線対応部２１ｉの入り側クラス分け部２４で行う（ステップＳ１２０）。
受信したパケットが通信開始依頼パケットであった場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、着側端パケット転送装置２ｄから送り返されたものかの判断を、入り側回線対応部２１ｉの入り側クラス分け部２４で行う（ステップＳ１２５）。着側端パケット転送装置２ｄから送り返されたものでない場合には、パケット転送装置２のスイッチ部２２に送られ、次の転送先が着端末（端末１ｄ）かどうかを判断する（ステップＳ１３０）。次の転送先が着端末でない場合、すなわち、当該端パケット転送装置が発側端パケット転送装置２ｓである場合、入り側クラス分け部２４は、受信した通信開始依頼パケットに低優先パケットであることを示す情報を設定して（ステップＳ１３５）、スイッチ部２２に出力し、スイッチ部２２は当該通信開始依頼パケットを宛先に対応した出側回線対応部２１ｅに出力する。出側回線対応部２１ｅの出側クラス分け部２６は、待ちキュー部２７の低優先キューＱｌに通信開始依頼パケットを出力する。待ちキュー部２７は、優先パケットによる待ちが発生したかどうか判断し（ステップＳ１４０）、優先パケットによる待ちが発生した場合には（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、当該パケットを廃棄し（ステップＳ１４５）、そうでない場合には次のパケット転送装置２に転送する（ステップＳ１５０）。
【００３９】
一方、ステップＳ１３０において、次の転送先が着端末であった場合、すなわち、当該端パケット転送装置が着側端パケット転送装置２ｄである場合、スイッチ部２２において、受信した通信開始依頼パケットに送り返しパケットであることの情報を付加するとともに、発着のアドレスを入れ替えて出側回線対応部２１ｅに出力し、発側端パケット転送装置２ｓへ送り返す（ステップＳ１５５）。これにより、出側回線対応部２１ｅの出側クラス分け部２６により、通信開始依頼パケットは待ちキュー部２７の低優先キューＱｌに出力される。待ちキュー部２７は、優先パケットによる待ちが発生しなかった場合、通信開始依頼パケットを次の中継パケット転送装置２ｒに転送する。なお、出側クラス分け部２６は、受信パケットが通信開始依頼パケットであるかを判断して低優先キューＱｌに出力するようにしてもよく、受信したパケットに低優先度であることを示す情報が設定されているかを判断して、低優先キューＱｌに出力するようにしてもよい。
【００４０】
一方、ステップＳ１２５において、受信したパケットに折り返しパケットであることの情報が設定されており、着側端パケット転送装置２ｄから送り返されたものであると判断した場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、当該端パケット転送装置は発側端パケット転送装置２ｓであり、入り側クラス分け部２４は、現在の時刻を記録し、受付可能フローリスト記憶部２５内の受付可能フローリストに、管理番号、現在の時刻、通信開始依頼パケットから取得した端末１ｓのＩＰドレス（発ＩＰアドレス）、端末１ｄのＩＰアドレス（着ＩＰアドレス）、端末１ｓのポート番号（発ポート番号）、端末１ｄのポート番号（着ポート番号）、序数（複数送信の場合）の情報を含むレコードを登録する（ステップＳ１６０）。発側端パケット転送装置２ｓの入り側クラス分け部２４は、スイッチ部２２を介して出側回線対応部２１ｅに出力される。出側回線対応部２１ｅは、端末１ｓへ通信開始依頼パケットを転送し、フロー受け付け可能を通知する（ステップＳ１６５）。
【００４１】
また、ステップＳ１２０において、通信開始依頼パケットではないと判断した場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、受信したパケットは、本来フローのリアルタイム通信のパケットであると想定される。スイッチ部２２は、次の転送先が中継パケット転送装置２ｒかどうか判断し（ステップＳ１７０）、中継パケット転送装置２ｒでない場合（ステップＳ１７０：ＮＯ）、すなわち当該端パケット転送装置が着側端パケット転送装置２ｄの場合には、パケットを宛先に対応する出側回線対応部２１ｅに出力して着側の端末１ｄに転送する（ステップＳ１７５）。
【００４２】
一方、次の転送先が中継パケット転送装置２ｒである場合は（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、当該端パケット転送装置は発側端パケット転送装置２ｓであり、受信パケットが、受付可能フローリスト記憶部２５内の受付可能フローリストに登録されているフローのパケットかどうかの判断を、入り側回線対応部２１ｉの入り側クラス分け部２４で行う（ステップＳ１８０）。すなわち、入り側クラス分け部２４は、受信パケットに設定されている発ＩＰアドレス、着ＩＰアドレス、発ポート番号、着ポート番号が受付可能フローリストに登録されているフローのパケットでなければ（ステップＳ１８０：ＮＯ）、そのパケットを廃棄する（ステップＳ１８５）。パケットが受付可能フローリストに属していれば（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、入り側クラス分け部２４は、そのパケットに優先パケットであることを示す情報を設定する（ステップＳ１９０）。続いて、入り側クラス分け部２４は、フローの最初のパケットかどうかを判断する（ステップＳ１９５）。これは、例えば、フローの最初のパケットを受信したときに、当該フローを特定する情報を受付可能フローリスト記憶部２５などの記憶手段に記憶するようにしておき、最初のパケットか否かを判断するときには、受信したパケットから抽出したフローを特定する情報が、すでに最初のパケットを受信したフローとして内部に記憶されているか否かによって判断する。あるいは、端末１ｓによってパケット内にフローの最初のパケットであることを示す情報が設定されているかにより判断してもよい。
【００４３】
フローの最初のパケットであると判断された場合（ステップＳ１９５：ＮＯ）、入り側クラス分け部２４は、受付可能フローリスト内の当該フローの通信開始依頼パケット到着時刻と、現時刻との差が閾値以内かどうか判断する（ステップＳ２００）。差が閾値以内であれば（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、受信パケットはスイッチ部２２を介して出側回線対応部２１ｅに出力され、出側回線対応部２１ｅにおいて高優先キューＱｈに入れられ、転送される（ステップＳ２０５）。閾値以内に収まっていない場合には（ステップＳ２００：ＮＯ）、該当フローのレコードを受け付け可能フローリストから削除して（ステップＳ２１０）、発側の端末１ｓにパケットを返送し、再度通信開始依頼パケットを送信するよう指示する（ステップＳ２１５）。なお、ステップＳ１９５において、受信したパケットが、フローの最初のパケットでないと判断された場合（ステップＳ１９５：ＮＯ）、当該パケットはスイッチ部２２を介して出側回線対応部２１ｅに出力され、出側回線対応部２１ｅにおいて高優先キューＱｈに入れられ、転送される（ステップＳ２２０）。
【００４４】
なお、端末１ｓが複数の通信開始依頼パケットを送信する場合、発側端パケット転送装置２ｓにおいて、返送された通信開始依頼パケットを全て、あるいは、所定の割合以上受信した場合に、フローを許可すると判断し、フローを許可すると判断した時点で端末１ｓにフロー受け付け可能を通知する。あるいは、発側端パケット転送装置２ｓは、返送された通信開始依頼パケットを受信する都度端末１ｓへ転送し、端末１ｓは、所定の割合以上返送された通信開始依頼パケットを受信した場合に、フロー受け付け可能と認識する。
【００４５】
図８は、中継パケット転送装置２ｒの処理のフローチャートを示す。
中継パケット転送装置２ｒの入り側回線対応部２１ｉがパケットを受信すると（ステップＳ３０５）、スイッチ部２２に出力する。スイッチ部２２は、宛先に対応する出側回線対応部２１ｅに出力し、出側回線対応部２１ｅの出側クラス分け部２６は、受信したパケットが通信開始依頼パケットかどうかの判断を行う（ステップＳ３１０）。受信したパケットが通信開始依頼パケットであった場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、待ちキュー部２７の低優先キューＱｌに出力する。なお、通信開始依頼パケットであるかの代わりに、受信したパケットに低優先度であることを示す情報が設定されている場合に、低優先キューＱｌに出力するようにしてもよい。待ちキュー部２７は、優先パケットによる待ちが発生したかどうか判断する（ステップＳ３１５）。優先パケットによる待ちが発生しなかった場合には（ステップＳ３１５：ＮＯ）、次のパケット転送装置２に転送し（ステップＳ３２０）、優先パケットによる待ちが発生した場合には（ステップＳ３１５：ＹＥＳ）、当該パケットを廃棄する（ステップＳ３２５）。
【００４６】
一方、ステップＳ３１０において、通信開始依頼パケットではないと判断した場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、受信したパケットは、スイッチ部２２を介して出側回線対応部２１ｅに出力され、出側回線対応部２１ｅにおいて転送される（ステップＳ３３０）。
【００４７】
上記実施形態によれば、各パケット転送装置２で本来フローを構成するパケットをキューイングする高優先キューＱｈと低優先度のパケットをキューイングする低優先キューＱｌの２つを設け、高優先キューＱｈは絶対優先読み出しを行う。これにより低優先パケットは、高優先キューＱｈにパケットが待ち合わせている限り読み出されることはない。新規フローの受付制御を行うために、低優先度である通信開始依頼パケットに高優先キューＱｈによる待ちが発生した場合には、その通信開始依頼パケットを廃棄する。パケットの優先度付けは、端末１ではなく発側端パケット転送装置２ｓにて行う。
【００４８】
なお、上述の端末１、及び、パケット転送装置２は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した端末１、及び、パケット転送装置２の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【００４９】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００５０】
なお、端末１、及び、パケット転送装置２は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態によるパケット転送システムの構成図である。
【図２】本実施形態によるパケット転送装置が備えるキュー構造の図である。
【図３】本実施形態によるパケット転送装置の機能ブロック図である。
【図４】本実施形態による入り側回線対応部のブロック図である。
【図５】本実施形態による出側回線対応部のブロック図である。
【図６】本実施形態による受付可能フローリストの例である。
【図７】本実施形態による端パケット転送装置における処理のフローチャートである。
【図８】本実施形態による中継パケット転送装置における処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１ｓ、１ｄ…端末
２…パケット転送装置
２ｓ…発側端パケット転送装置
２ｒ…中継パケット転送装置
２ｄ…着側端パケット転送装置
２１…回線対応部
２１ｉ…入り側回線対応部
２１ｅ…出側回線対応部
２２…スイッチ部（返送部）
２３…物理回線対応部
２４…入り側クラス分け部（クラス分け部）
２５…受付可能フローリスト記憶部（記憶部）
２６…出側クラス分け部（クラス分け部）
２７…待ちキュー部（出力部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰ網における、少なくとも電話を含むリアルタイム通信において、既に受け付けたセッションの品質を確保するために新たなセッションの受付制御を行うパケット転送システム、パケット転送装置、新規フロー受付判断方法、及び、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リアルタイム通信を行う場合に、ネットワーク内に流入するフローを無制限に受け付けると、新規に受け付けたフローだけではなく、既にサービス中のフローにパケット損失や遅延、遅延揺らぎなどが発生してしまい、全てのフローがサービスとして成り立たなくなってしまう。このためリアルタイム通信を実現するには、ネットワークの混雑状況に応じて新たなフローの流入を規制しなければならない。
このような新たなフローの流入の制御についてはこれまでに様々な検討がなされているが、そのうちのひとつである非特許文献１と、この非特許文献１の技術を元に作成された非特許文献２における新規フロー受付判断の方法を説明する。
【０００３】
この従来の方法では、リアルタイム通信を行おうとする端末が、本来のフローを送出する前に低優先のパケットを本来のフローと同じレートあるいは最大のレートとしてネットワークに発出し、その低優先パケットを受信端末側で受信してパケット損失率を計測する。そして、この計測された損失率により帯域に余裕があるかどうかを判断し、余裕があると判断された場合には、本来のフローを構成するパケットを優先パケットとして送出する。つまり、パケット損失率が閾値よりも大きければそのフローは送出しない。
【０００４】
発着端末間のパケットを中継するパケット転送装置では、スタティックモードとよばれる一定レートを常時流し続けるフローに対応した優先制御として、トークンバケツを使用し、低優先パケットは、自らのパケットサイズに加えて予め決められた量の余分なトークンが残っていなければ廃棄される制御がある。これにより優先パケットと低優先パケットとを優先付けしている。また、エラスティックモードとよばれるレートが変動するフローに対応した優先制御では、パケットを損失させる容量の他に新たなフローを制限する容量の２つの容量を設け、これらの容量に基づいたトークンバケツによる制御で優先をつけている。これにより既に受け付けたフローの品質を保つように新たなフローの受付を規制している。
【非特許文献１】N. MORITA、G. KARLSSON，“draft-morita-tsvwg-pps-01.txt，Framework of Priority Promotion Scheme”，[online]，２００４年５月，Internet Engineering Task Force，[平成１９年７月９日検索]，インターネット＜ＵＲＬ：http://ietfreport.isoc.org/idref/draft-morita-tsvwg-pps/＞
【非特許文献２】N. MORITA，“draft-morita-tsvwg-mfphb-00.txt，Measurable Forwarding: A New per-Hop Behavior (PHB)”，[online]，２００４年５月，Internet Engineering Task Force，[平成１９年７月９日検索]，インターネット＜ＵＲＬ：http://ietfreport.isoc.org/idref/draft-morita-tsvwg-mfphb/＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したスタティックモードでは、トークンバケツにおけるトークン残量が自らのパケットサイズに加え「予め決められた量」以上なければ廃棄されるしくみによって優先度の差を与えるものである。この優先のしくみでは、ある時間内に受け付ける新フローの上限の数を制限している。つまり、優先度の高いパケットが優先度の低いパケットに対して絶対優先になっているわけではない。よって、この予め決められた量を適切に決めないと低優先度のパケットにトークンが消費され、高優先度のパケットであっても損失することがおきる。このため、この「予め決められた量」を適切に決める必要がある。
また、スタティックモードで通信開始依頼パケットが損失されるときは、帯域を１００％使用した状態であり、このとき初めて混雑状態を把握できる。つまり、新たに開始されるフローによって使用帯域が１００％を越えてしまう直前まで、フローを許可する。しかし、実際のパケットのレートには、通常、揺らぎがある。このモードでは、揺らぎにより使用帯域が１００％以上になるような帯域使用率が高い状態であっても、パケットを受信したその時点で１００％以上の帯域使用率にならなければ新規フローを受け付けてしまうため、優先パケット（すでにサービス中のフロー）が損失される危険性が非常に高くなる。
【０００６】
さらにエラスティックモードでは、流れるフローの特性に応じてパケットを損失させる帯域と新たなフローを制限する帯域の２つのパラメータをバランスよく決めなければならない。なぜならば、新たなフローを制限する帯域が相対的に大きくなれば、その分新たなフローを多く受け付けてしまうために、サービス中のフロー品質を悪化させてしまうからである。一方、新たなフローを制限する帯域を小さく設定すると、受け付けられたフローの品質は確保されるものの、新たなフローがなかなか受け付けられないために、ネットワーク内のサービス中のフロー数が減少し、ネットワーク設備の効率を下げてしまうという問題がある。加えて、これらのパラメータは事前に決めておかなければならないため、トラヒックに応じて柔軟に変更することができず、さらに適切に決めることは難しい。
【０００７】
また、上述した両モードでは、ユーザ端末がパケットに優先度をつけているため、悪意のあるユーザが優先度を偽って常に高優先度パケットを送信してきた場合には、ネットワーク側は偽造されたものか偽造されていないものなのかの判別がつかないという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、容易なパラメータ設定により、既にサービス中のフローの品質と設備効率を確保しながら、不正にフローが受け付けられること防いで新規フローの受付可否を判断することのできるパケット転送システム、パケット転送装置、新規フロー受付判断方法、及び、コンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムであって、発端末は、新たなフローを開始する前に着端末宛の通信開始依頼パケットを送信し、前記パケット転送装置は、パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分け部と、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、を備え、着端末に接続されるパケット転送装置である着側端パケット転送装置は、受信した通信開始依頼パケットを、発端末に接続されるパケット転送装置である発側端パケット転送装置に返送されるよう宛先を書き換える返送部をさらに備え、前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、受信したパケットが前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合、前記発端末からのフローを受付可能とする、ことを特徴とするパケット転送システムである。
【００１０】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記発端末は、前記通信開始依頼パケットを複数送信し、前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、前記複数の通信開始依頼パケットが全て前記着側端パケット転送装置から返送された場合に、前記発端末からのフローを受付可能とする、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記発側端パケット転送装置は、受付を許可するフローを特定する情報のリストである受付可能フローリストを記憶する記憶部をさらに備え、前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、前記着側端パケット転送装置から返送された前記通信開始依頼パケットよりフローを特定する情報を取得して、前記記憶部内の受付可能フローリストに追加し、前記発端末から受信したパケットが、フローを構成するパケットである場合は、当該パケットに設定されているフローを特定する情報が前記記憶部内の受付可能フローリストに含まれているかを判断し、含まれていると判断した場合に当該パケットの通過を許可する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットを受信した時刻の情報をさらに前記記憶部内の受付可能フローリストに追加し、前記発端末から受信したパケットが、フローを構成するパケットである場合は、さらに、当該パケットの受信時刻が、前記フローを特定する情報に対応して前記記憶部に記憶されている受信時刻から所定の時間を超えているかを判断し、超えていると判断した場合は、当該受付可能フローリストから当該フローを特定する情報を削除するとともに、前記発端末へ再度新たな通信開始依頼パケットの送信指示を通知する、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記パケット転送装置は、フローを構成するパケットのキューイングを行う高優先キューと、通信開始依頼パケットのキューイングを行う低優先キューとを備え、前記クラス分け部は、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、当該パケットを前記低優先キューに入れ、受信したパケットがフローを構成するパケットである場合は前記高優先キューに入れ、前記出力部は、前記高優先キュー内のパケットを低優先キュー内の通信開始依頼パケットに優先して読み出し、前記高優先キュー内に待ち合わせているパケットがないときに前記低優先キュー内の通信開始依頼パケットを読み出すとともに、前記高優先キュー内に待ち合わせているパケットがあるために待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを廃棄する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記発端末、あるいは、前記発側端パケット転送装置のクラス分け部において、前記通信開始依頼パケットに低優先度を示す情報を設定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記クラス分け部は、通信開始依頼パケットを受信したときに、自身が当該通信開始依頼パケットの着側端パケット転送装置であるかを判断し、着側端パケット転送装置でなければ受信した通信開始依頼パケットを転送し、着側端パケット転送装置であれば当該通信開始依頼パケットを前記発側端パケット転送装置に返送することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットを受信した場合に、前記発端末へフロー受付可能を通知し、前記発端末は、前記通信開始依頼パケットを送信した後、所定の時間内にフロー受付可能を受信しない場合に、ネットワーク混雑により現在送信が不可能である旨を出力することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上述するパケット転送システムであって、フローを特定する情報は、発端末及び着端末のＩＰアドレス及びポート番号であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおいて前記発端末に接続されるパケット転送装置であって、パケットを受信し、受信したパケットが発端末から送信された通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断し、受信したパケットが着端末に接続されるパケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合は、前記発端末からのフローを受付可能とするクラス分け部と、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、を備えることを特徴とするパケット転送装置である。
【００１９】
また、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおいて前記着端末に接続されるパケット転送装置であって送装置において、パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分け部と、受信した通信開始依頼パケットを、発端末に接続されるパケット転送装置に返送するよう宛先を書き換える返送部と、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、を備えることを特徴とするパケット転送装置である。
【００２０】
また、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムに用いられる新規フロー受付判断方法であって、発端末が、新たなフローを開始する前に着端末宛の通信開始依頼パケットを送信する通信開始依頼送信ステップを実行し、前記発端末に接続されるパケット転送装置である発側端パケット転送装置が、パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分けステップと、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力ステップと、を実行し、前記発側端パケット転送装置と、着端末に接続されるパケット転送装置である着側端パケット転送装置との間でパケットを転送する中継パケット転送装置が、前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより他のパケット転送装置から受信した前記通信開始依頼パケットを破棄または転送し、前記着側端パケット転送装置が、前記通信開始依頼パケットを受信し、受信した通信開始依頼パケットの宛先を、前記発側端パケット転送装置に返送されるよう書き換えるとともに、前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより当該通信開始依頼パケットを破棄または返送し、前記中継パケット転送装置が、前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより、返送された通信開始依頼パケットを破棄または転送し、前記発側端パケット転送装置が、返送された通信開始依頼パケットを受信した場合に、前記発端末からのフローを受付可能とする、ことを特徴とする新規フロー受付判断方法である。
【００２１】
また、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおける、前記発端末に接続される前記パケット転送装置のコンピュータプログラムであって、パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断し、受信したパケットが着端末に接続されるパケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合は、前記発端末からのフローを受付可能とするステップと、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００２２】
また、本発明は、優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおける、前記着端末に接続される前記パケット転送装置のコンピュータプログラムであって、パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するステップと、受信したパケットが前記通信開始依頼パケットである場合に、発端末に接続されるパケット転送装置に返送されるよう宛先を書き換えるステップと、前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、パケット転送装置において、パケットの絶対優先読み出しを行うことにより、優先パケットによる待ちが発生した低優先パケットは廃棄されるため、優先パケットと低優先パケットの優先度が逆転するようなことが発生しない。また、低優先パケットの廃棄は、帯域を１００％使用する前に発生する。これは、通常、ネットワークの使用帯域は常に一定ではなく、揺らぎがあるためであり、平均的な帯域の使用率が１００％に近くなるほど瞬間的に使用率が１００％を超えることが多くなる。この瞬間的に１００％を超えた状態では、キューでの待ちが発生している。そのため、使用帯域のゆらぎによっては１００％を超えるような高帯域使用率の状態において、通信開始に先立って帯域に余裕があるかを確認するため送信される低優先度の通信開始依頼パケットが廃棄され、新たなフローを受け付けないようにすることができる。よって、ゆらぎによっては使用帯域が１００％を超えるような高帯域使用率の状態において、既に確立されているフロー等の優先パケットが損失されることを防ぐことができる。また、ネットワークが混雑するに従い、優先パケットによる待ち合わせが頻発するようになり、それに従い通信開始依頼パケットが廃棄される確率が高くなり、新規フローの受付はしづらくなる。よって、トラヒックに応じた制御が可能となる。また、ネットワークの利用率が低い場合には、優先パケットによる待ち合わせが発生する頻度は小さくなるため、新たなフローを受け付けることになり設備の有効利用が実現できる。
加えて、パケットの優先度付けは、端末ではなく端パケット転送装置にて行うため偽造の問題も発生せず、正しい制御が行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態によるパケット転送装置を適用したパケット転送システムの簡単なネットワーク構成例を示す図である。
同図において、ＩＰ（Internet Protocol）などを用いたネットワークであるネットワークＮには、複数のパケット転送装置２が設置され、加入者の端末１は、ネットワークＮのエッジのパケット転送装置２に接続される。発信者Ｓの端末１である端末１ｓに接続されるエッジのパケット転送装置２を発側端パケット転送装置２ｓ、着信者Ｄの端末１である端末１ｄに接続されるエッジのパケット転送装置２を着側端パケット転送装置２ｄ、発側端パケット転送装置２ｓ及び着側端パケット転送装置２ｄ間のパケットの中継を行うパケット転送装置２を中継パケット転送装置２ｒとする。以下では、発側端パケット転送装置２ｓ及び着側端パケット転送装置２ｄを総称して端パケット転送装置と記載する。
【００２５】
図２は、パケット転送装置２の備えるキュー構造を示す図である。
中継、端に関わらずパケット転送装置２は、図２に示すようなキュー構造を備えている。同図に示すキュー構造は、優先度の高い優先パケットをキューイングする高優先キューＱｈと、優先度の低い低優先パケットをキューイングする低優先キューＱｌと、高優先キューＱｈ、低優先キューＱｌから絶対優先（ＳＰ：Strict Priority）にてパケットを読み出し、伝送路に送出する読み出し部Ｒからなる。読み出し部Ｒは、高優先キューＱｈで優先パケットが待ち合わせを行っている場合には、高優先キューＱｈ内の優先パケットを先に読み出すため、低優先パケットは低優先キューＱｌで待ち合わせることになる。読み出し部Ｒは、高優先キューＱｈが空になったときに初めて低優先キューＱｌから低優先パケットを読み出すが、低優先パケットが高優先キューＱｈに優先パケットのために出力の待ち合わせを行った場合には、その低優先パケットを廃棄する。このように、高優先キューＱｈと低優先キューＱｌは、高優先キューＱｈの読み出しを絶対優先にすることで優先度の差をつけている。
【００２６】
図１及び図２を使用して、本発明の一実施の形態によるパケット転送装置２を用いた通信全体の流れを説明する。ここで、発信者Ｓは、着信者Ｄにリアルタイム通信、例えば、ＶｏＩＰ等のメディア通信を行いたいものとする。発信者Ｓの端末１ｓは、まずはじめに、着信者Ｄの端末１ｄ宛にパケットを送信し、内部にそのパケットの送出時刻を記録する。このとき送出するパケットは、本来のリアルタイム通信のフロー（以下、「本来フロー」）ではなく、事前にネットワークの品質状態を調べるために送出されるパケット、すなわち、通信開始依頼パケットであり、通信開始依頼であることを示す情報が設定される。なお、複数の通信開始依頼パケットを送出するときは、内部に記録する送出時刻を、あらかじめ決めた序数の通信開始依頼パケットを送出した時刻とし、その序数の情報もパケット内に設定する。
【００２７】
この端末１ｓから送信された通信開始依頼パケットを受信した発側端パケット転送装置２ｓは、当該通信開始依頼パケットのヘッダ部分において優先度を示す部分を、低優先を示す設定値に書き換える。発側端パケット転送装置２ｓは、図２に示すようなキュー構造における低優先キューＱｌに、この優先度を書き換えた通信開始依頼パケットを入れ、本来フローを構成するパケットは高優先キューＱｈに入れて、高優先キューＱｈ内の優先パケットを常に優先して読み出すようにする。低優先パケットである通信開始依頼パケットは、高優先キューＱｈで待ち合わせている優先パケットのために待ち合わせを行った場合、廃棄される。また、発側端パケット転送装置２ｓは、通信開始依頼パケットとそれに対応する本来フローとの対応を管理する。管理情報としては、発着ＩＰアドレスおよび本来フローでのポート番号であり、これらの情報は通信開始依頼パケットから読み出される。
【００２８】
中継パケット転送装置２ｒも、図２に示すようなキュー構造を備え、低優先の通信開始依頼パケットを低優先キューＱｌにいれ、本来フローを構成するパケットを高優先キューＱｈに入れる。そして、高優先キューＱｈで優先パケットが待ち合わせを行っている場合には、優先パケットが先に読み出され、高優先キューＱｈが空になったときに初めて低優先パケットが読み出されることになるが、低優先パケットが高優先キューＱｈで待ち合わせを行っている優先パケットのために待ち合わせを行った場合には、その低優先パケットは廃棄される。通信開始依頼パケットは、廃棄されなかった場合、次段のパケット転送装置２に転送される。その通信開始依頼パケットが着側端パケット転送装置２ｄに到着すると、当該着側端パケット転送装置２ｄは、自身が着側の端パケット転送装置であることを確認し、受信した通信開始依頼パケットの発着アドレスを入れ替えて発側端パケット転送装置２ｓへ送り返す。復路においても同様に通信開始依頼パケットは低優先キューに入れられ、復路において、いずれかの中継パケット転送装置２ｒで高優先キューによる待ち合わせが発生した場合には、廃棄される。廃棄されなかった通信開始依頼パケットは、最終的に発側端パケット転送装置２ｓに転送される。
【００２９】
発側端パケット転送装置２ｓは、その返送された通信開始依頼パケットを受信するとフロー受付可能と判断し、当該通信開始依頼パケットから取得した端末１ｓ及び端末１ｄのＩＰアドレス、ポート番号を記録し、受付可能フローリスト（後述する図６）に加える。そのときに発側端パケット転送装置２ｓは、着側端パケット転送装置２ｄから折り返されてきた通信開始依頼パケットを当該発側端パケット転送装置２ｓにおいて受信した時刻も受付可能フローリストに記録する。発側端パケット転送装置２ｓは、このフローリストに掲載されているフロー以外は、フローを受け付けない。さらに、発側端パケット転送装置２ｓは、発信者Ｓの端末１ｓに受け付け可能であることを通知する。フロー受付可能の通知を受け取った発信者Ｓの端末１ｓは、実際のリアルタイム通信のフローのパケットを送出する。
【００３０】
一方、通信開始依頼パケットを送出後、ある決められた時間を経過しても発側端パケット転送装置２ｓからフロー受け付け可能通知がない場合には、端末１ｓは、ネットワーク混雑により現在送信が不可能である旨のメッセージをディスプレイに表示し、ユーザに知らせる。さらに一定時間、同じ着信者Ｄの端末１ｄへの通信開始依頼パケットの送出を規制する機能も有する場合がある。
また、発側端パケット転送装置２ｓにおいて、受付可能フローリストに受け付け可能としてフローを登録した後、当該フローを構成するパケットが、ある一定時間以内に送られてこない場合には、受付可能フローリストからそのフローを削除し、端末１ｓに再度通信開始依頼パケットを送付するように通知する。
【００３１】
本実施の形態によれば、パケット転送装置２において、パケットの絶対優先読み出しを行うことにより、高優先キューＱｈ内の高優先度のパケットによる待ちが発生した低優先度のパケットは廃棄されるため、優先パケットと低優先パケットの優先度が逆転するようなことが発生しない。また、低優先パケットの廃棄は、帯域を１００％使用する前に発生する。これは、通常、ネットワークの使用帯域は常に一定ではなく、揺らぎがあるためであり、平均的な帯域の使用率が１００％に近くなるほど瞬間的に使用率が１００％を超えることが多くなる。この瞬間的に１００％を超えた状態では、キューでの待ちが発生している。そのため、使用帯域のゆらぎによっては１００％を超えるような高帯域使用率の状態において、低優先度の通信開始依頼パケットが廃棄され、新たなフローを受け付けないようにすることができる。これは、発側端パケット転送装置２ｓ、中継パケット転送装置２ｒ、着側端パケット転送装置２ｄそれぞれがこのキュー制御を行うことにより、揺らぎによって瞬間的に１００％を超えるような帯域使用率のときには、どこかのパケット転送装置２において通信開始依頼パケットが廃棄される確率が高くなるからであり、換言すれば、揺らぎによって１００％を超えることがないような帯域使用率に達するまで新たなフローを受け付けることができる。このように、ゆらぎによっては使用帯域が１００％を超えるような高帯域使用率の状態において、既に確立されているフロー等の優先パケットが損失されることを防ぐことができる。また、ネットワークが混雑するに従い、高優先キューＱｈにパケットがたまることが頻発するようになり、それに従い通信開始依頼パケットが廃棄される確率が高くなり、新規フローの受付はしづらくなる。よって、トラヒックに応じた制御が可能となる。また、ネットワークの利用率が低い場合には、高優先キューＱｈにパケットがたまる頻度は小さくなるため、新たなフローを受け付けることになり設備の有効利用が実現できる。
加えて、パケットの優先度付けは、端末ではなく発側端パケット転送装置２ｓにて行うため偽造の問題も発生せず、正しい制御が行われる。
【００３２】
以下に、パケット転送装置の詳細な処理を説明していくが、まず、パケット転送装置２の構成について説明する。
図３は、パケット転送装置２の機能ブロック図を示す。パケット転送装置２は、中継パケット転送装置２ｒ、中継パケット転送装置に関わらず同図に示す構造を有している。同図において、パケット転送装置２は、回線対応部２１、スイッチ部２２を備える。伝送路からの入り側の回線対応部２１が入り側回線対応部２１ｉであり、伝送路への出側の回線対応部２１が出側回線対応部２１ｅである。
【００３３】
端末１または１ホップ前のパケット転送装置２から送られてきたパケットは、入り側回線対応部２１ｉに到着し、スイッチ部２２により行き先ごとに、行き先に対応した出側回線対応部２１ｅに送られ、次のパケット転送装置２または端末１に送られる。本実施の形態のパケット転送装置２では、出側回線対応部２１ｅにおいて、図２に示すキュー構造を備え、絶対優先によりパケットを読み出し、優先パケットによって低優先パケットに待ちが発生した場合には、低優先パケットを廃棄する。それ以外は、通常のパケット転送装置と同様にパケット転送を行う。
【００３４】
図４は、発側端パケット転送装置２ｓの入り側回線対応部２１ｉの詳細な機能ブロック図である。入り側回線対応部２１ｉは、物理回線対応部２３、入り側クラス分け部２４、及び、受付可能フローリスト記憶部２５を備える。
受付可能フローリスト記憶部２５は、受け付け可能なフローを特定する情報のリストである受付可能フローリストを記憶する。物理回線対応部２３は、物理回線、すなわち、伝送路との接続インタフェースである。入り側クラス分け部２４は、通信開始依頼パケットか否かによりパケットの優先度を決定するとともに、受付可能フローリストに登録されているフローのパケットであるか否かにより、受付可能可否の判断を行う。
なお、着側端パケット転送装置２ｄ、中継パケット転送装置２ｒでは、受付可能フローリストは受付可能フローリスト記憶部２５を保持せず、入り側クラス分け部２４では、受付可能フローリストに登録されているフローのパケットであるか否かの判断は行わない。
【００３５】
図５は、パケット転送装置２の出側回線対応部２１ｅの詳細な機能ブロック図であり、発側端パケット転送装置２ｓ、着側端パケット転送装置２ｄ、中継パケット転送装置２ｒとも同様の構成である。出側回線対応部２１ｅは、出側クラス分け部２６、待ちキュー部２７、物理回線対応部２３を備える。出側クラス分け部２６は、パケットの優先度に応じて待ちキュー部２７へパケットを出力する。待ちキュー部２７は、図２に示すキュー構造を有し、絶対優先によりパケットを読み出すとともに、優先パケットのために待ちが発生した低優先パケットを廃棄する。物理回線対応部２３は、入り側回線対応部２１ｉのものと同様である。
【００３６】
図６は、受付可能フローリスト記憶部２５に記憶される受付可能フローリストの設定例を示す。同図において、受付可能フローリストは、管理番号、通信開始依頼パケット到着時刻、発ＩＰアドレス、着ＩＰアドレス、発ポート番号、着ポート番号の情報を含むレコードからなる。管理番号は、一意にレコードを特定する番号であり、発側端パケット転送装置２ｓにて付与される。発ＩＰアドレス、着ＩＰアドレス、発ポート番号、着ポート番号の情報は、フローを特定する情報として用いられる。通信開始依頼パケット到着時刻は、着側端パケット転送装置２ｄから折り返された通信開始依頼パケットを発側端パケット転送装置２ｓで受信した時刻であり、端末１ｓが複数の通信開始依頼パケットを送信する場合は、さらに序数の情報が保持されうる。
【００３７】
図７は、端パケット転送装置において、優先パケットによる待ちが発生したときに低優先パケットを廃棄する、パケット転送処理のフローチャートを示す。
端パケット転送装置では、パケットの転送以外に様々な機能を持つ。端パケット転送装置の入り側回線対応部２１ｉは、パケットを受信すると（ステップＳ１０５）、当該パケットの内のサービスの種類を示す情報を参照し、リアルタイム通信用に帯域を保証するサービスのパケットかどうかを、入り側クラス分け部２４で判断する（ステップＳ１１０）。ここでリアルタイム通信のパケットではない場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、通常のパケット転送装置と同様に転送を行う（ステップＳ１１５）。
【００３８】
ステップＳ１１０において、リアルタイム通信のパケットであると判断した場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、通信開始依頼パケットかどうかの判断を、入り側回線対応部２１ｉの入り側クラス分け部２４で行う（ステップＳ１２０）。
受信したパケットが通信開始依頼パケットであった場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、着側端パケット転送装置２ｄから送り返されたものかの判断を、入り側回線対応部２１ｉの入り側クラス分け部２４で行う（ステップＳ１２５）。着側端パケット転送装置２ｄから送り返されたものでない場合には、パケット転送装置２のスイッチ部２２に送られ、次の転送先が着端末（端末１ｄ）かどうかを判断する（ステップＳ１３０）。次の転送先が着端末でない場合、すなわち、当該端パケット転送装置が発側端パケット転送装置２ｓである場合、入り側クラス分け部２４は、受信した通信開始依頼パケットに低優先パケットであることを示す情報を設定して（ステップＳ１３５）、スイッチ部２２に出力し、スイッチ部２２は当該通信開始依頼パケットを宛先に対応した出側回線対応部２１ｅに出力する。出側回線対応部２１ｅの出側クラス分け部２６は、待ちキュー部２７の低優先キューＱｌに通信開始依頼パケットを出力する。待ちキュー部２７は、優先パケットによる待ちが発生したかどうか判断し（ステップＳ１４０）、優先パケットによる待ちが発生した場合には（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、当該パケットを廃棄し（ステップＳ１４５）、そうでない場合には次のパケット転送装置２に転送する（ステップＳ１５０）。
【００３９】
一方、ステップＳ１３０において、次の転送先が着端末であった場合、すなわち、当該端パケット転送装置が着側端パケット転送装置２ｄである場合、スイッチ部２２において、受信した通信開始依頼パケットに送り返しパケットであることの情報を付加するとともに、発着のアドレスを入れ替えて出側回線対応部２１ｅに出力し、発側端パケット転送装置２ｓへ送り返す（ステップＳ１５５）。これにより、出側回線対応部２１ｅの出側クラス分け部２６により、通信開始依頼パケットは待ちキュー部２７の低優先キューＱｌに出力される。待ちキュー部２７は、優先パケットによる待ちが発生しなかった場合、通信開始依頼パケットを次の中継パケット転送装置２ｒに転送する。なお、出側クラス分け部２６は、受信パケットが通信開始依頼パケットであるかを判断して低優先キューＱｌに出力するようにしてもよく、受信したパケットに低優先度であることを示す情報が設定されているかを判断して、低優先キューＱｌに出力するようにしてもよい。
【００４０】
一方、ステップＳ１２５において、受信したパケットに折り返しパケットであることの情報が設定されており、着側端パケット転送装置２ｄから送り返されたものであると判断した場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、当該端パケット転送装置は発側端パケット転送装置２ｓであり、入り側クラス分け部２４は、現在の時刻を記録し、受付可能フローリスト記憶部２５内の受付可能フローリストに、管理番号、現在の時刻、通信開始依頼パケットから取得した端末１ｓのＩＰドレス（発ＩＰアドレス）、端末１ｄのＩＰアドレス（着ＩＰアドレス）、端末１ｓのポート番号（発ポート番号）、端末１ｄのポート番号（着ポート番号）、序数（複数送信の場合）の情報を含むレコードを登録する（ステップＳ１６０）。発側端パケット転送装置２ｓの入り側クラス分け部２４は、スイッチ部２２を介して出側回線対応部２１ｅに出力される。出側回線対応部２１ｅは、端末１ｓへ通信開始依頼パケットを転送し、フロー受け付け可能を通知する（ステップＳ１６５）。
【００４１】
また、ステップＳ１２０において、通信開始依頼パケットではないと判断した場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、受信したパケットは、本来フローのリアルタイム通信のパケットであると想定される。スイッチ部２２は、次の転送先が中継パケット転送装置２ｒかどうか判断し（ステップＳ１７０）、中継パケット転送装置２ｒでない場合（ステップＳ１７０：ＮＯ）、すなわち当該端パケット転送装置が着側端パケット転送装置２ｄの場合には、パケットを宛先に対応する出側回線対応部２１ｅに出力して着側の端末１ｄに転送する（ステップＳ１７５）。
【００４２】
一方、次の転送先が中継パケット転送装置２ｒである場合は（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、当該端パケット転送装置は発側端パケット転送装置２ｓであり、受信パケットが、受付可能フローリスト記憶部２５内の受付可能フローリストに登録されているフローのパケットかどうかの判断を、入り側回線対応部２１ｉの入り側クラス分け部２４で行う（ステップＳ１８０）。すなわち、入り側クラス分け部２４は、受信パケットに設定されている発ＩＰアドレス、着ＩＰアドレス、発ポート番号、着ポート番号が受付可能フローリストに登録されているフローのパケットでなければ（ステップＳ１８０：ＮＯ）、そのパケットを廃棄する（ステップＳ１８５）。パケットが受付可能フローリストに属していれば（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、入り側クラス分け部２４は、そのパケットに優先パケットであることを示す情報を設定する（ステップＳ１９０）。続いて、入り側クラス分け部２４は、フローの最初のパケットかどうかを判断する（ステップＳ１９５）。これは、例えば、フローの最初のパケットを受信したときに、当該フローを特定する情報を受付可能フローリスト記憶部２５などの記憶手段に記憶するようにしておき、最初のパケットか否かを判断するときには、受信したパケットから抽出したフローを特定する情報が、すでに最初のパケットを受信したフローとして内部に記憶されているか否かによって判断する。あるいは、端末１ｓによってパケット内にフローの最初のパケットであることを示す情報が設定されているかにより判断してもよい。
【００４３】
フローの最初のパケットであると判断された場合（ステップＳ１９５：ＮＯ）、入り側クラス分け部２４は、受付可能フローリスト内の当該フローの通信開始依頼パケット到着時刻と、現時刻との差が閾値以内かどうか判断する（ステップＳ２００）。差が閾値以内であれば（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、受信パケットはスイッチ部２２を介して出側回線対応部２１ｅに出力され、出側回線対応部２１ｅにおいて高優先キューＱｈに入れられ、転送される（ステップＳ２０５）。閾値以内に収まっていない場合には（ステップＳ２００：ＮＯ）、該当フローのレコードを受け付け可能フローリストから削除して（ステップＳ２１０）、発側の端末１ｓにパケットを返送し、再度通信開始依頼パケットを送信するよう指示する（ステップＳ２１５）。なお、ステップＳ１９５において、受信したパケットが、フローの最初のパケットでないと判断された場合（ステップＳ１９５：ＮＯ）、当該パケットはスイッチ部２２を介して出側回線対応部２１ｅに出力され、出側回線対応部２１ｅにおいて高優先キューＱｈに入れられ、転送される（ステップＳ２２０）。
【００４４】
なお、端末１ｓが複数の通信開始依頼パケットを送信する場合、発側端パケット転送装置２ｓにおいて、返送された通信開始依頼パケットを全て、あるいは、所定の割合以上受信した場合に、フローを許可すると判断し、フローを許可すると判断した時点で端末１ｓにフロー受け付け可能を通知する。あるいは、発側端パケット転送装置２ｓは、返送された通信開始依頼パケットを受信する都度端末１ｓへ転送し、端末１ｓは、所定の割合以上返送された通信開始依頼パケットを受信した場合に、フロー受け付け可能と認識する。
【００４５】
図８は、中継パケット転送装置２ｒの処理のフローチャートを示す。
中継パケット転送装置２ｒの入り側回線対応部２１ｉがパケットを受信すると（ステップＳ３０５）、スイッチ部２２に出力する。スイッチ部２２は、宛先に対応する出側回線対応部２１ｅに出力し、出側回線対応部２１ｅの出側クラス分け部２６は、受信したパケットが通信開始依頼パケットかどうかの判断を行う（ステップＳ３１０）。受信したパケットが通信開始依頼パケットであった場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、待ちキュー部２７の低優先キューＱｌに出力する。なお、通信開始依頼パケットであるかの代わりに、受信したパケットに低優先度であることを示す情報が設定されている場合に、低優先キューＱｌに出力するようにしてもよい。待ちキュー部２７は、優先パケットによる待ちが発生したかどうか判断する（ステップＳ３１５）。優先パケットによる待ちが発生しなかった場合には（ステップＳ３１５：ＮＯ）、次のパケット転送装置２に転送し（ステップＳ３２０）、優先パケットによる待ちが発生した場合には（ステップＳ３１５：ＹＥＳ）、当該パケットを廃棄する（ステップＳ３２５）。
【００４６】
一方、ステップＳ３１０において、通信開始依頼パケットではないと判断した場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、受信したパケットは、スイッチ部２２を介して出側回線対応部２１ｅに出力され、出側回線対応部２１ｅにおいて転送される（ステップＳ３３０）。
【００４７】
上記実施形態によれば、各パケット転送装置２で本来フローを構成するパケットをキューイングする高優先キューＱｈと低優先度のパケットをキューイングする低優先キューＱｌの２つを設け、高優先キューＱｈは絶対優先読み出しを行う。これにより低優先パケットは、高優先キューＱｈにパケットが待ち合わせている限り読み出されることはない。新規フローの受付制御を行うために、低優先度である通信開始依頼パケットに高優先キューＱｈによる待ちが発生した場合には、その通信開始依頼パケットを廃棄する。パケットの優先度付けは、端末１ではなく発側端パケット転送装置２ｓにて行う。
【００４８】
なお、上述の端末１、及び、パケット転送装置２は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した端末１、及び、パケット転送装置２の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【００４９】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００５０】
なお、端末１、及び、パケット転送装置２は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態によるパケット転送システムの構成図である。
【図２】本実施形態によるパケット転送装置が備えるキュー構造の図である。
【図３】本実施形態によるパケット転送装置の機能ブロック図である。
【図４】本実施形態による入り側回線対応部のブロック図である。
【図５】本実施形態による出側回線対応部のブロック図である。
【図６】本実施形態による受付可能フローリストの例である。
【図７】本実施形態による端パケット転送装置における処理のフローチャートである。
【図８】本実施形態による中継パケット転送装置における処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１ｓ、１ｄ…端末
２…パケット転送装置
２ｓ…発側端パケット転送装置
２ｒ…中継パケット転送装置
２ｄ…着側端パケット転送装置
２１…回線対応部
２１ｉ…入り側回線対応部
２１ｅ…出側回線対応部
２２…スイッチ部（返送部）
２３…物理回線対応部
２４…入り側クラス分け部（クラス分け部）
２５…受付可能フローリスト記憶部（記憶部）
２６…出側クラス分け部（クラス分け部）
２７…待ちキュー部（出力部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムであって、
発端末は、新たなフローを開始する前に着端末宛の通信開始依頼パケットを送信し、
前記パケット転送装置は、
パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分け部と、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、
を備え、
着端末に接続されるパケット転送装置である着側端パケット転送装置は、
受信した通信開始依頼パケットを、発端末に接続されるパケット転送装置である発側端パケット転送装置に返送されるよう宛先を書き換える返送部をさらに備え、
前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、
受信したパケットが前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合、前記発端末からのフローを受付可能とする、
ことを特徴とするパケット転送システム。
【請求項２】
前記発端末は、前記通信開始依頼パケットを複数送信し、
前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、
前記複数の通信開始依頼パケットが全て前記着側端パケット転送装置から返送された場合に、前記発端末からのフローを受付可能とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のパケット転送システム。
【請求項３】
前記発側端パケット転送装置は、
受付を許可するフローを特定する情報のリストである受付可能フローリストを記憶する記憶部をさらに備え、
前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、
前記着側端パケット転送装置から返送された前記通信開始依頼パケットよりフローを特定する情報を取得して、前記記憶部内の受付可能フローリストに追加し、
前記発端末から受信したパケットが、フローを構成するパケットである場合は、当該パケットに設定されているフローを特定する情報が前記記憶部内の受付可能フローリストに含まれているかを判断し、含まれていると判断した場合に当該パケットの通過を許可する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパケット転送システム。
【請求項４】
前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、
前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットを受信した時刻の情報をさらに前記記憶部内の受付可能フローリストに追加し、
前記発端末から受信したパケットが、フローを構成するパケットである場合は、さらに、当該パケットの受信時刻が、前記フローを特定する情報に対応して前記記憶部に記憶されている受信時刻から所定の時間を超えているかを判断し、超えていると判断した場合は、当該受付可能フローリストから当該フローを特定する情報を削除するとともに、前記発端末へ再度新たな通信開始依頼パケットの送信指示を通知する、
ことを特徴とする請求項３に記載のパケット転送システム。
【請求項５】
前記パケット転送装置は、
フローを構成するパケットのキューイングを行う高優先キューと、
通信開始依頼パケットのキューイングを行う低優先キューとを備え、
前記クラス分け部は、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、当該パケットを前記低優先キューに入れ、受信したパケットがフローを構成するパケットである場合は前記高優先キューに入れ、
前記出力部は、前記高優先キュー内のパケットを低優先キュー内の通信開始依頼パケットに優先して読み出し、前記高優先キュー内に待ち合わせているパケットがないときに前記低優先キュー内の通信開始依頼パケットを読み出すとともに、前記高優先キュー内に待ち合わせているパケットがあるために待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを廃棄する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかの項に記載のパケット転送システム。
【請求項６】
前記発端末、あるいは、前記発側端パケット転送装置のクラス分け部において、前記通信開始依頼パケットに低優先度を示す情報を設定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかの項に記載のパケット転送システム。
【請求項７】
前記クラス分け部は、通信開始依頼パケットを受信したときに、自身が当該通信開始依頼パケットの着側端パケット転送装置であるかを判断し、着側端パケット転送装置でなければ受信した通信開始依頼パケットを転送し、着側端パケット転送装置であれば当該通信開始依頼パケットを前記発側端パケット転送装置に返送することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかの項に記載のパケット転送システム。
【請求項８】
前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、
前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットを受信した場合に、前記発端末へフロー受付可能を通知し、
前記発端末は、
前記通信開始依頼パケットを送信した後、所定の時間内にフロー受付可能を受信しない場合に、ネットワーク混雑により現在送信が不可能である旨を出力することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかの項に記載のパケット転送システム。
【請求項９】
フローを特定する情報は、発端末及び着端末のＩＰアドレス及びポート番号であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかの項に記載のパケット転送システム。
【請求項１０】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおいて前記発端末に接続されるパケット転送装置であって、
パケットを受信し、受信したパケットが発端末から送信された通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断し、受信したパケットが着端末に接続されるパケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合は、前記発端末からのフローを受付可能とするクラス分け部と、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、
を備えることを特徴とするパケット転送装置。
【請求項１１】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおいて前記着端末に接続されるパケット転送装置であって送装置において、
パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分け部と、
受信した通信開始依頼パケットを、発端末に接続されるパケット転送装置に返送するよう宛先を書き換える返送部と、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、
を備えることを特徴とするパケット転送装置。
【請求項１２】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムに用いられる新規フロー受付判断方法であって、
発端末が、
新たなフローを開始する前に着端末宛の通信開始依頼パケットを送信する通信開始依頼送信ステップを実行し、
前記発端末に接続されるパケット転送装置である発側端パケット転送装置が、
パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分けステップと、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力ステップと、
を実行し、
前記発側端パケット転送装置と、着端末に接続されるパケット転送装置である着側端パケット転送装置との間でパケットを転送する中継パケット転送装置が、
前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより他のパケット転送装置から受信した前記通信開始依頼パケットを破棄または転送し、
前記着側端パケット転送装置が、
前記通信開始依頼パケットを受信し、受信した通信開始依頼パケットの宛先を、前記発側端パケット転送装置に返送されるよう書き換えるとともに、
前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより当該通信開始依頼パケットを破棄または返送し、
前記中継パケット転送装置が、
前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより、返送された通信開始依頼パケットを破棄または転送し、
前記発側端パケット転送装置が、
返送された通信開始依頼パケットを受信した場合に、前記発端末からのフローを受付可能とする、
ことを特徴とする新規フロー受付判断方法。
【請求項１３】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおける、前記発端末に接続される前記パケット転送装置のコンピュータプログラムであって、
パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断し、受信したパケットが着端末に接続されるパケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合は、前記発端末からのフローを受付可能とするステップと、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１４】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおける、前記着端末に接続される前記パケット転送装置のコンピュータプログラムであって、
パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するステップと、
受信したパケットが前記通信開始依頼パケットである場合に、発端末に接続されるパケット転送装置に返送されるよう宛先を書き換えるステップと、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムであって、
発端末は、新たなフローを開始する前に着端末宛の通信開始依頼パケットを送信し、
前記パケット転送装置は、
パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分け部と、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、
を備え、
着端末に接続されるパケット転送装置である着側端パケット転送装置は、
受信した通信開始依頼パケットを、発端末に接続されるパケット転送装置である発側端パケット転送装置に返送されるよう宛先を書き換える返送部をさらに備え、
前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、
受信したパケットが前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合、前記発端末からのフローを受付可能とする、
ことを特徴とするパケット転送システム。
【請求項２】
前記発端末は、前記通信開始依頼パケットを複数送信し、
前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、
前記複数の通信開始依頼パケットが全て前記着側端パケット転送装置から返送された場合に、前記発端末からのフローを受付可能とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のパケット転送システム。
【請求項３】
前記発側端パケット転送装置は、
受付を許可するフローを特定する情報のリストである受付可能フローリストを記憶する記憶部をさらに備え、
前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、
前記着側端パケット転送装置から返送された前記通信開始依頼パケットよりフローを特定する情報を取得して、前記記憶部内の受付可能フローリストに追加し、
前記発端末から受信したパケットが、フローを構成するパケットである場合は、当該パケットに設定されているフローを特定する情報が前記記憶部内の受付可能フローリストに含まれているかを判断し、含まれていると判断した場合に当該パケットの通過を許可する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパケット転送システム。
【請求項４】
前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、
前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットを受信した時刻の情報をさらに前記記憶部内の受付可能フローリストに追加し、
前記発端末から受信したパケットが、フローを構成するパケットである場合は、さらに、当該パケットの受信時刻が、前記フローを特定する情報に対応して前記記憶部に記憶されている受信時刻から所定の時間を超えているかを判断し、超えていると判断した場合は、当該受付可能フローリストから当該フローを特定する情報を削除するとともに、前記発端末へ再度新たな通信開始依頼パケットの送信指示を通知する、
ことを特徴とする請求項３に記載のパケット転送システム。
【請求項５】
前記パケット転送装置は、
フローを構成するパケットのキューイングを行う高優先キューと、
通信開始依頼パケットのキューイングを行う低優先キューとを備え、
前記クラス分け部は、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、当該パケットを前記低優先キューに入れ、受信したパケットがフローを構成するパケットである場合は前記高優先キューに入れ、
前記出力部は、前記高優先キュー内のパケットを低優先キュー内の通信開始依頼パケットに優先して読み出し、前記高優先キュー内に待ち合わせているパケットがないときに前記低優先キュー内の通信開始依頼パケットを読み出すとともに、前記高優先キュー内に待ち合わせているパケットがあるために待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを廃棄する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかの項に記載のパケット転送システム。
【請求項６】
前記発端末、あるいは、前記発側端パケット転送装置のクラス分け部において、前記通信開始依頼パケットに低優先度を示す情報を設定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかの項に記載のパケット転送システム。
【請求項７】
前記クラス分け部は、通信開始依頼パケットを受信したときに、自身が当該通信開始依頼パケットの着側端パケット転送装置であるかを判断し、着側端パケット転送装置でなければ受信した通信開始依頼パケットを転送し、着側端パケット転送装置であれば当該通信開始依頼パケットを前記発側端パケット転送装置に返送することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかの項に記載のパケット転送システム。
【請求項８】
前記発側端パケット転送装置の前記クラス分け部は、
前記着側端パケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットを受信した場合に、前記発端末へフロー受付可能を通知し、
前記発端末は、
前記通信開始依頼パケットを送信した後、所定の時間内にフロー受付可能を受信しない場合に、ネットワーク混雑により現在送信が不可能である旨を出力することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかの項に記載のパケット転送システム。
【請求項９】
フローを特定する情報は、発端末及び着端末のＩＰアドレス及びポート番号であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかの項に記載のパケット転送システム。
【請求項１０】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおいて前記発端末に接続されるパケット転送装置であって、
パケットを受信し、受信したパケットが発端末から送信された通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断し、受信したパケットが着端末に接続されるパケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合は、前記発端末からのフローを受付可能とするクラス分け部と、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、
を備えることを特徴とするパケット転送装置。
【請求項１１】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおいて前記着端末に接続されるパケット転送装置であって送装置において、
パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分け部と、
受信した通信開始依頼パケットを、発端末に接続されるパケット転送装置に返送するよう宛先を書き換える返送部と、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力部と、
を備えることを特徴とするパケット転送装置。
【請求項１２】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムに用いられる新規フロー受付判断方法であって、
発端末が、
新たなフローを開始する前に着端末宛の通信開始依頼パケットを送信する通信開始依頼送信ステップを実行し、
前記発端末に接続されるパケット転送装置である発側端パケット転送装置が、
パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するクラス分けステップと、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送する出力ステップと、
を実行し、
前記発側端パケット転送装置と、着端末に接続されるパケット転送装置である着側端パケット転送装置との間でパケットを転送する中継パケット転送装置が、
前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより他のパケット転送装置から受信した前記通信開始依頼パケットを破棄または転送し、
前記着側端パケット転送装置が、
前記通信開始依頼パケットを受信し、受信した通信開始依頼パケットの宛先を、前記発側端パケット転送装置に返送されるよう書き換えるとともに、
前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより当該通信開始依頼パケットを破棄または返送し、
前記中継パケット転送装置が、
前記クラス分けステップと、前記出力ステップとを実行することにより、返送された通信開始依頼パケットを破棄または転送し、
前記発側端パケット転送装置が、
返送された通信開始依頼パケットを受信した場合に、前記発端末からのフローを受付可能とする、
ことを特徴とする新規フロー受付判断方法。
【請求項１３】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおける、前記発端末に接続される前記パケット転送装置のコンピュータプログラムであって、
パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断し、受信したパケットが着端末に接続されるパケット転送装置から返送された通信開始依頼パケットである場合は、前記発端末からのフローを受付可能とするステップと、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１４】
優先パケットを低優先パケットより優先して転送し、低優先パケットを優先パケットの出力の待ち合わせがないときにのみに転送するパケット転送装置を複数有し、前記パケット転送装置を介して発端末と着端末間のパケットを転送するパケット転送システムにおける、前記着端末に接続される前記パケット転送装置のコンピュータプログラムであって、
パケットを受信し、受信したパケットが通信開始依頼パケットである場合は、フローを構成するパケットより低優先のパケットと判断するステップと、
受信したパケットが前記通信開始依頼パケットである場合に、発端末に接続されるパケット転送装置に返送されるよう宛先を書き換えるステップと、
前記通信開始依頼パケットに、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生した場合は当該通信開始依頼パケットを破棄し、優先パケットによる出力の待ち合わせが発生しなかった場合は当該通信開始依頼パケットを転送するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−３３３５３（Ｐ２００９−３３３５３Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９３６９５（Ｐ２００７−１９３６９５）
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度、独立行政法人情報研究機構、「次世代ネットワーク（ＮＧＮ）基盤技術の研究開発」委託研究、産業活力再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００１０２７３９）エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 (265)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度、独立行政法人情報研究機構、「次世代ネットワーク（ＮＧＮ）基盤技術の研究開発」委託研究、産業活力再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００１０２７３９）エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 (265)
【Ｆターム（参考）】
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