(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッセージを転送するための複数のノード装置を含むＡＴＭ通信システムであって、
メッセージを転送するためのチャネルを設定する設定手段を具備し、
前記複数のノード装置のそれぞれは、
任意のチャネルで転送されてきたメッセージを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信されたメッセージを転送する際に用いるチャネルの識別子を取得するための、ベストエフォット（best effort）型のコネクションレス網である複数のコミュニティ網のそれぞれに対応して設けられた複数の処理手段と、
各処理手段から出力された、チャネルの識別子が取得された前記メッセージを当該識別子に対応するチャネルを用いて転送する転送手段と、
を具備し、
前記複数の処理手段のそれぞれは、
当該処理手段に割り当てられたＩＰアドレスと、当該処理手段に対応するコミュニティ網での通信に必要な通信帯域をもつチャネルを設定するためのコミュニティ網の識別子との対応関係を示すコミュニティテーブルを記憶する記憶手段と、
前記受信手段で受信され当該処理手段に入力されたメッセージの宛先であるＩＰアドレスが前記コミュニティテーブルに登録されているときには、当該ＩＰアドレスに対応するコミュニティ網の識別子を基に前記設定手段で設定されたチャネルの識別子を取得し、登録されていないときには当該メッセージを破棄する手段と、
を具備したことを特徴とするＡＴＭ通信システム。
【請求項２】
前記コミュニティテーブルには、前記コミュニティ網の識別子とともにそのコミュニティ網での通信のための通信帯域情報が前記ＩＰアドレスに対応付けて登録され、
前記設定手段は、各処理手段からの前記コミュニティ網の識別子及び前記通信帯域情報を含む呼設定要求を受けて、当該コミュニティ網の識別子に対応するチャネルを設定することを特徴とする請求項１記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項３】
前記コミュニティ網の識別子は、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合・電気通信標準化部門）勧告のＥ．１６４アドレスであることを特徴とする請求項１記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項４】
前記複数の処理手段のそれぞれは、
当該処理手段に割り当てられたＩＰアドレスと前記設定手段で当該ＩＰアドレスに対応するコミュニティ網の識別子を基に設定された前記チャネルの識別子との対応関係を示すルーティングテーブルを記憶する第２の記憶手段をさらに具備し、
当該処理手段に入力されたメッセージの宛先であるＩＰアドレスが前記ルーティングテーブルに登録されている場合には当該ルーティングテーブルから当該ＩＰアドレスに対応するチャネルの識別子を取得し、当該ルーティングテーブルに登録されていない場合に、当該ＩＰアドレスが前記コミュニティテーブルに登録されているときには、当該ＩＰアドレスに対応するコミュニティ網の識別子を基に前記設定手段で設定されたチャネルの識別子を取得し、登録されていないときには当該メッセージを破棄することを特徴とする請求項１記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項５】
前記設定手段で前記コミュニティ網の識別子を基に新たなチャネルが設定されると、当該コミュニティ網の識別子に対応するＩＰアドレスとともに当該新たなチャネルの識別子を前記ルーティングテーブルに登録することを特徴とする請求項４記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項６】
前記複数のノード装置のそれぞれは、
前記受信手段で受信されたメッセージを前記複数の処理手段のうちのいずれか１つに入力するための手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項７】
メッセージを転送するための複数のチャネルを収容するノード装置であって、
各チャネルにより転送されてきた各メッセージを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信したメッセージを転送する際に用いるチャネルの識別子を取得するための、ベストエフォット（best effort）型のコネクションレス網である複数のコミュニティ網のそれぞれに対応して設けられた複数の処理手段と、
各処理手段から出力された、チャネルの識別子が取得された前記メッセージを当該識別子に対応するチャネルを用いて転送する転送手段と、
を具備し、
前記複数の処理手段のそれぞれは、
当該処理手段に割り当てられたＩＰアドレスと、当該処理手段に対応するコミュニティ網での通信に必要な通信帯域をもつチャネルを設定するために必要なコミュニティ網の識別子との対応関係を示すコミュニティテーブルを記憶する記憶手段と、
前記受信手段で受信され当該処理手段に入力されたメッセージの宛先であるＩＰアドレスが前記コミュニティテーブルに登録されているときには、当該ＩＰアドレスに対応するコミュニティ網の識別子を基に設定されたチャネルの識別子を取得し、登録されていないときには当該メッセージを破棄する手段と、
を具備したことを特徴とするノード装置。
【請求項８】
前記受信手段で受信されたメッセージを前記複数の処理手段のうちのいずれか１つに入力するための手段をさらに具備したことを特徴とする請求項７記載のノード装置。
【請求項９】
前記複数の処理手段のそれぞれは、
当該処理手段に入力されたメッセージの量を計測する第１の計測手段と、
前記第１の計測手段で計測されたメッセージの量に基づくトラヒック量が、当該処理手段に対応するコミュニティ網の識別子を基に設定されたチャネルの通信帯域に対応するトラヒック量より小さいとき、当該チャネルの通信帯域を削減するよう制御を行う第１の制御手段を、
さらに具備したことを特徴とする請求項８記載のノード装置。
【請求項１０】
前記複数の処理手段のそれぞれは、
前記転送手段へ出力する、前記チャネルの識別子の取得されたメッセージの量を計測する第２の計測手段と、
前記第２の計測手段で計測されたメッセージの量に基づくトラヒック量が、当該処理手段に対応するコミュニティ網の識別子を基に設定されたチャネルの通信帯域に対応するトラヒック量より大きいとき、当該チャネルの通信帯域を増加するよう制御を行う第２の制御手段を、
をさらに具備したことを特徴とする請求項８記載のノード装置。
【請求項１１】
前記複数の処理手段のそれぞれは、
当該処理手段に入力された暗号化されたメッセージを復号する復号手段と、
前記チャネルの識別子が取得されて前記転送手段へ出力するメッセージを暗号化する暗号化手段と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項８記載のノード装置。
【請求項１２】
非同期転送モードによりＡＴＭセルを転送して通信を行うための複数のノード装置を含むＡＴＭ通信システムであって、
ＡＴＭセルを転送するためのＡＴＭコネクションを設定するコネクション設定手段を具備し、
前記複数のノード装置のそれぞれは、
任意のＡＴＭコネクションで転送されてきたＡＴＭセルを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信したＡＴＭセルを転送する際に用いるＡＴＭコネクションの識別子を取得するための、ベストエフォット（best effort）型のコネクションレス網である複数のコミュニティ網のそれぞれに対応して設けられた複数の処理手段と、
各処理手段から出力された、ＡＴＭコネクションの識別子が取得された前記ＡＴＭセルを当該識別子に対応するＡＴＭコネクションを用いて転送する転送手段と、
を具備し、
前記複数の処理手段のそれぞれは、
当該処理手段に割り当てられたＩＰアドレスと、当該処理手段に対応するコミュニティ網での通信に必要な通信帯域をもつＡＴＭコネクションを設定するために必要なコミュニティ網の識別子との対応関係を示すコミュニティテーブルを記憶する記憶手段と、
前記受信手段で受信され当該処理手段に入力されたＡＴＭセルに含まれるメッセージの宛先であるＩＰアドレスが前記コミュニティテーブルに登録されているときには、当該ＩＰアドレスに対応するコミュニティ網の識別子を基に前記コネクション設定手段で設定されたＡＴＭコネクションの識別子を取得し、登録されていないときには当該ＡＴＭセルを破棄する手段と、
を具備したことを特徴とするＡＴＭ通信システム。
【請求項１３】
前記コミュニティテーブルには、前記コミュニティ網の識別子とともにそのコミュニティ網での通信のための通信帯域情報が前記ＩＰアドレスに対応付けて登録され、
前記コネクション設定手段は、各処理手段からの前記コミュニティ網の識別子及び前記通信帯域情報を含む呼設定要求を受けて、当該コミュニティ網の識別子に対応するＡＴＭコネクションを設定することを特徴とする請求項１２記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項１４】
前記複数の処理手段のそれぞれは、
当該処理手段に割り当てられたＩＰアドレスと前記コネクション設定手段で当該ＩＰアドレスに対応するコミュニティ網の識別子を基に設定された前記ＡＴＭコネクションの識別子との対応関係を示すルーティングテーブルを記憶する第２の記憶手段をさらに具備し、
当該処理手段に入力されたＡＴＭセルに含まれるメッセージの宛先であるＩＰアドレスが前記ルーティングテーブルに登録されている場合には当該ルーティングテーブルから当該ＩＰアドレスに対応するＡＴＭコネクションの識別子を取得し、当該ルーティングテーブルに登録されていない場合に、当該ＩＰアドレスが前記コミュニティテーブルに登録されているときには、当該ＩＰアドレスに対応するコミュニティ網の識別子を基に前記コネクション設定手段で設定されたＡＴＭコネクションの識別子を取得し、登録されていないときには当該ＡＴＭセルを破棄することを特徴とする請求項１２記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項１５】
前記コネクション設定手段で前記コミュニティ網の識別子を基に新たなＡＴＭコネクションが設定されると、当該コミュニティ網の識別子に対応するＩＰアドレスとともに当該新たなＡＴＭコネクションの識別子を前記ルーティングテーブルに登録することを特徴とする請求項１４記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項１６】
前記複数の処理手段のそれぞれは、
当該処理手段に入力された各ＡＴＭセルに含まれるメッセージの量を計測する第１の計測手段と、
前記第１の計測手段で計測されたメッセージの量に基づくトラヒック量が、当該処理手段に対応するコミュニティ網の識別子を基に設定されたＡＴＭコネクションの通信帯域に対応するトラヒック量より小さいとき、当該ＡＴＭセルの通信帯域を削減するよう制御を行う第１の制御手段を、
さらに具備したことを特徴とする請求項１２記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項１７】
前記複数の処理手段のそれぞれは、
前記ＡＴＭコネクションの識別子の取得されたＡＴＭセルを前記転送手段へ出力する際の出力間隔を、当該処理手段に対応するコミュニティ網の識別子を基に設定されたＡＴＭコネクションの通信帯域に基づき制御する出力間隔制御手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１２記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項１８】
前記複数の処理手段のそれぞれは、
前記転送手段へ出力する、前記ＡＴＭコネクションの識別子の取得された各ＡＴＭセルに含まれるメッセージの量を計測する第２の計測手段と、
前記第２の計測手段で計測されたメッセージの量に基づくトラヒック量が、当該処理手段に対応するコミュニティ網の識別子を基に設定されたＡＴＭコネクションの通信帯域に対応するトラヒック量より大きいとき、当該ＡＴＭコネクションの通信帯域を増加するよう制御を行う第２の制御手段を、
をさらに具備したことを特徴とする請求項１２記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項１９】
前記複数の処理手段のそれぞれは、
各ＡＴＭセルに含まれる暗号化されたメッセージを復号する復号手段と、
前記ＡＴＭコネクションの識別子が取得されて前記転送手段へ出力する各ＡＴＭセルに含まれるメッセージを暗号化する暗号化手段と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項１２記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項２０】
前記コミュニティ網の識別子は、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合・電気通信標準化部門）勧告のＥ．１６４アドレスであることを特徴とする請求項１２記載のＡＴＭ通信システム。
【請求項２１】
非同期転送モードによりＡＴＭセルを転送するＡＴＭネットワーク上におけるＡＴＭセルの交換機能を有する複数の入出力端を具備したＡＴＭスイッチと、このＡＴＭスイッチの入出力端にそれぞれ接続され、ベストエフォット（best effort）型のコネクションレス網である複数のコミュニティ網のそれぞれに対応して設けられた複数の処理手段を具備したＡＴＭ交換機であって、
前記ＡＴＭスイッチは、
当該ＡＴＭスイッチに入力された、任意のＡＴＭコネクションで転送されてきたＡＴＭセルを、当該ＡＴＭセルのヘッダに含まれる当該ＡＴＭコネクションの識別子に基づき、前記複数の処理手段のうちの１つが接続されている出力端へ出力するとともに、各処理手段から出力されて当該ＡＴＭスイッチに入力されたＡＴＭセルを、当該ＡＴＭセルに対し取得されたＡＴＭコネクションの識別子に基づき伝送路へ出力するための出力端へ出力し、
前記複数の処理手段のそれぞれは、
当該処理手段に割り当てられたＩＰアドレスと、当該処理手段に対応するコミュニティ網での通信に必要な通信帯域をもつＡＴＭコネクションを設定するために必要なコミュニティ網の識別子との対応関係を示すコミュニティテーブルを記憶する記憶手段と、
当該処理手段に入力されたＡＴＭセルに含まれるメッセージの宛先であるＩＰアドレスが前記コミュニティテーブルに登録されているときには、当該ＩＰアドレスに対応するコミュニティ網の識別子を基に設定されたＡＴＭコネクションの識別子を取得し、登録されていないときには当該ＡＴＭセルを破棄する手段と、
取得されたＡＴＭコネクションの識別子を含むヘッダを有するＡＴＭセルを前記ＡＴＭスイッチへ出力する出力手段と、
を具備したことを特徴とするＡＴＭ交換機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の端末間で通信を行うための通信システムに関し、特に非同期転送モード（ＡＴＭ）によるベストエフォットのコネクションレス通信を提供するＡＴＭ通信システムおよびＡＴＭ交換機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、伝送／交換技術の高速化を狙う技術として、ＡＴＭ（非同期転送モード）が注目を集めている。ＡＴＭは、全ての情報をセルと呼ばれる固定長短パケットに担わせて転送することにより、パケット交換のハードウェア実装を狙い、高速な情報の伝送／交換を容易にすることを狙った技術である。
【０００３】
ＡＴＭは、将来の広帯域サービス統合ディジタル網（Ｂ−ＩＳＤＮ）の”約束された解”と目されていることから、いわゆるキャリアが運用している公衆網はもとより、公衆網とのインタオペラビリティを高めるべく、例えばひとつのフロアといった限定された区域をサービス範囲とするネットワーク、即ちローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）にＡＴＭ技術を適用した、いわゆるＡＴＭ−ＬＡＮであるとか、限定された地域に対して通信サービスを提供するいわゆるＣＡＴＶ網にＡＴＭ技術を適用する手法であるとかいった、ＡＴＭ技術を種々の通信システムに適用する研究・開発が近年活発であり、セルを所望の伝送路へと転送する機能を持つＡＴＭ通信網の重要な構成要素であるＡＴＭ交換機の開発が活発に行われている。
【０００４】
一方、米国のいわゆる情報スーパーハイウェイ構想が広く一般に紹介された後、いわゆるＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ）とかいったサービスの提供が可能なインターネットが計算機や通信の専門家はもとより広く一般の関心を集めている。ＷＷＷは、地域的に分散配備されたデータベースである。このデータベースに保持された情報間にはリンクが縦横に張られ、ある情報を参照している時に関連する情報に容易にアクセス可能になっており、自由に必要な情報を検索できることから広く一般の関心を呼んでいる。
【０００５】
インターネットの特徴は、情報を所望の宛先に転送する機能を担うネットワークレイヤがいわゆるベストエフォット（最善努力）のコネクションレス通信を提供していることである。インターネットで採用されているネットワークレイヤのプロトコルはＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）  と呼ばれ、このプロトコルによって種々の計算機が相互接続され、通信網が構築されている。種々の計算機を相互接続するために、ＩＰの様なネットワークレイヤのプロトコルを実行する通信機器が通信網内部に配備されるが、この通信機器はルータと呼ばれる。
【０００６】
コネクションレス通信とは、転送先と送出元のアドレスという、該メッセージのルーティングに必要な情報を該メッセージに含ませておき、通信網内部のルータがこれらの転送先／送出元アドレスを参照して該メッセージを所望の端末へと転送することによって通信を行う技術である。
【０００７】
また、ベストエフォットとは、通信網全体が正常に動作しているとしても、メッセージが正しく転送先に送られる保証がないことを意味している。即ち、通信品質（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ：ＱｏＳ、以下ＱｏＳと呼ぶこともある）を保証することを放棄している。コネクションレス通信の場合、一時的に通信網内部のあるルータにメッセージが集中し、該ルータが到着したメッセージ群を保持しきれなくなってメッセージの一部が廃棄されることがある。また、主に実装上の問題によって、例えば網構成の変更時等、通信網内部で一時的にルーティング情報の不整合が生じ、正常にメッセージをルーティングできないことがある。ベストエフォットとは、このような状況が発生することを許容して、ネットワーク内の帯域を必要な分だけ使用することを意味する。
【０００８】
ベストエフォットの通信には、通信網に投入されたメッセージを確実に相手に届ける必要が無いことから、通信網を構成する機器の信頼性を低く抑えることができるという利点がある。この利点から、通信機器をある程度自由に落とす事が可能になる。このため通信網の管理に必要な人件費を削減できると同時に、ＷＷＷといった高度なサービスを提供するソフトウェアのデバグが容易になり、迅速に高度なサービスを利用者に対して提供可能となる。また、コネクションレス通信には、ルーティングに必要な全情報がメッセージに含まれていることから、各ルータが独立性高くメッセージのルーティングを行うことができる、という利点もある。この利点から、それぞれのサブネットワーク（インターネット内の管理ドメイン）毎に比較的自由に通信機器を接続することができるようになり、迅速に通信網の規模を成長させる事が可能になる。
【０００９】
また、ルーティングに必要な全情報がメッセージに含まれていることから、あるルータが落ちたとしても、そのルータを回避してメッセージのルーティングを行う事ができるので、ここからも通信網を構成する機器の信頼性を低く抑える事ができるという利点が生じる。
【００１０】
さらに、ルーティングに必要な全情報がメッセージに含まれていることから、ＷＷＷといった、（全世界的に分散されたデータベースで）次にどのデータベースにアクセスするか分からないといった状況であってもコネクションを設定するというオーバーヘッドなく通信可能であるという利点もある。
【００１１】
ベストエフォットのコネクションレス通信の持つこれらの利点のため、ＷＷＷといった利用者にとって有益なサービスが提供され始めた途端、インターネットは爆発的に成長を始めている。ＷＷＷは元々学術情報の研究者間の活発な交換を目的に構築されたが、近年ではＷＷＷ上に、例えば地域の店舗の情報であるとか、中古車の情報であるとか、不動産の情報であるとかいった、各種ビジネス情報も登録されるようになってきている。このため、ＷＷＷサービスといったベストエフォットのコネクションレス通信網上に構築されたサービスを広く一般に提供する事が必要になってきている。
【００１２】
インターネット上に実現されたサービスを広く一般に提供するためには、ベストエフォットのコネクションレス通信を公衆網上で実現する必要がある。
【００１３】
広く一般にインターネットを実現するために従来技術でとられている手法は、種々の通信網を（インターネットがＩＰにより種々の計算機を相互接続するのと同様、）ＩＰにより相互接続し、全世界単一のベストエフォットのコネクションレス網を提供しようとする立場である。
【００１４】
図２４に、従来技術によるインターネットの、ユーザからの見え方（ユーザービュー）を示す。従来技術によるインターネットでは、単一のベストエフォットのコネクションレス網Ｎ０１が準備され、これを利用者の端末が使用する形式をとる。ベストエフォットのコネクションレス網Ｎ０１は、公衆網Ｎ０２や私設網Ｎ０３、Ｎ０４をデータリンクレイヤと見なし、それらのデータリンクをＩＰにて接続することで実現される。
【００１５】
ＩＰという同一のプロトコルにて構築される全世界単一のベストエフォットのコネクションレス通信網には、例えば私設網をそれぞれの管理者が自由に構成可能という利点がある。しかしながら、私設網と公衆網をＩＰにより相互接続することで得られる全世界単一のベストエフォットのコネクションレス通信網には、公衆サービスという観点からその通信網を考えた場合、以下の問題点がある。
【００１６】
まず第一に、ＱｏＳの問題がある。
【００１７】
前述したように、ベストエフォットであるということはＱｏＳ保証を行わないということである。これは、同じアプリケーションを動かしていても、ある時には素早く動作し、別の時には（メッセージ転送経路の変更やトランスポート層（レイヤ４）による再送により動作速度が遅くなる（もしくは動かない）ことを意味する。
【００１８】
今後普及が進むと予測されるマルチメディアアプリケーションをこの枠組みで動かすと、画像や音声を途切れない様にするためには、それらの再生タイミングを受信端末で変化させなければならない。これは、例えば動画像中に現れる人間の口の動きと音声を一致させることを諦める（いわゆるメディア同期の問題）とか、動画像の再生をある時はスローモーションに、ある時は早送りにする必要があるとかいった、一般の利用者には耐え難い苦痛を生む方法でマルチメディア情報を再生する必要があり、好ましくない。公衆サービスという観点からは、このような事が起きない程度の伝送遅延のぶれでおさまる事を保証する必要がある。なお、ＱｏＳを定義するパラメータの選択法には種々存在するが、ここでは、トランスポート層のサービスを受けた結果としてのＱｏＳという観点から、メッセージの遅延をＱｏＳ定義のパラメータとして選択することとする。
【００１９】
また、ベストエフォットである、ということは、即ち、利用者が通信網に渡したメッセージが何時相手に届くか、また、そのメッセージが確実に届くかすらも分からない、ということである。例えば、ＷＷＷの不動産情報によって、好みの家屋を見つけた加入者が、該家屋を購入することを表明するメッセージをメールサービス等で通信網に渡しても、そのメッセージが確実に相手に届くとは限らない。この結果、（通信網にメッセージを渡したことで購入した気になっている利用者が）好みの家屋を、該利用者のメッセージが廃棄されるとか他人のメッセージの方が先に着くとかいった理由で購入できないことも生じる。
【００２０】
次に、課金の問題がある。公衆網として維持運営管理を行ってゆくためには、公衆網を構成する通信機器の使用頻度に従った定期的更新や、通信機器の管理のための人件費等を、通信網の使用者から徴収する料金によってまかなわなければならない。即ち、課金を行う必要がある。
【００２１】
ベストエフォットのコネクションレス通信に対する課金法として、例えば、各利用者が基本料金のみ払えば後は使い放題といった方法も考えられるが、この場合は、各利用者が無制限にトラフィックを発生するようになる。近年のマイクロプロセッサの技術革新により、各端末は（例えばＷＷＷ上で目的の情報を検索するといったアプリケーションを動かすことで）２４時間トラフィックを出しつづける事が可能である。この結果、公衆網として要求される良好なＱｏＳを提供しようとすると、端末の数が増加する度に通信網の通信機器の増強をする必要が生じる。これは、通信網の構築コストが莫大な物になることを意味し、望ましくない。また、端末の能力によって使用可能な通信資源が異なり、社会インフラとしては望ましくない不公平が生じる。よって、端末の通信網使用料金は、各利用者が通信網を使用する度合いによって変化させるのが、通信網に必要な資源を爆発させず、また利用者から見て公平であり望ましい。
【００２２】
しかしながら、コネクションレス通信の場合、各利用者が送出したメッセージが通過する網内経路が動的に変化するので、各利用者が利用した通信資源の量を正確に通信網が把握するためには、通信網内部で転送されているメッセージ全てについて通信網がその転送を追いかけるという、通信網内部のトラフィック量が爆発的に増大する機能を実現しなければならない。また、端末が送信した、もしくは受信したメッセージ数を端末に最も近い通信網内部の機器がカウントする、という方法もあるが、ベストエフォットである場合、端末が送出したメッセージがその宛先に確かに届けられる保証が無く、このカウントの結果で課金をするのは無理がある。つまり、ベストエフォットのコネクションレス通信を利用している限りにおいて、インターネットサービスを使用するそれぞれの利用者に公平に課金を行うことは困難である。
【００２３】
さらに、以下の問題もある。即ち、コネクションレス通信の各メッセージにルーティングに必要な全情報が含まれていることから、以下のような、悪意を持つ利用者による通信妨害が容易である。
【００２４】
上で述べたように、ＩＰは、利用者からみて単一のベストエフォットのコネクションレス網を複数の独立管理される通信網を協調動作させて提供しようとするネットワークレイヤのプロトコルである。このようなネットワークレイヤで提供される通信の場合、ＱｏＳをある程度に保つため、ある利用者の送出したメッセージが通過する経路は時間と共に変化する。これは、ある利用者の出したメッセージがどこを通過するかその利用者もしくは通信網管理者から制御できないことを意味する。また、悪意を持つ利用者が意図的にメッセージの経路を変更することを可能である。この結果、利用者Ａが利用者Ｂに向けて送出したメッセージが、悪意を持つ利用者Ｃの管理する企業網を経由して転送されることもある。この時、悪意を持つ利用者Ｃが、その利用者Ｂ向けのメッセージをつかまえ、そのメッセージを無限にコピーしてインターネットに投入すれば、利用者Ｂは悪意の利用者Ｃが複製したメッセージを無限に受け取ることになる。これは即ち、利用者Ｂ近辺の通信資源を悪意の利用者Ｃが不正に使用していることに相当する。悪意の利用者Ｃがメッセージを短時間に利用者Ｂに向けて多数送出できれば、利用者Ｂの通信を妨害できる。しかも、そのメッセージには悪意の利用者Ｃが妨害を行っていることを示す情報は何一つ存在しない。
【００２５】
メッセージ内部には送出元として利用者Ａのアドレスが書かれているだけである。ＩＰには、トレースルートと呼ばれる、メッセージが経由した経路を順次メッセージ中に書き込む機能があるが、悪意の利用者Ｃの管理しているサブネットでトレースルートフィールドを任意の値に書き換えるように通信網内部の動作を制御することも可能であり、トレースルートが悪意の利用者Ｃを発見するために使用できるとは限らない。
【００２６】
以上の様に、ベストエフォットのコネクションレス通信は、公衆サービスという観点からは非常に望ましくない性質を持っている。これは、ＷＷＷ等の高度サービスを提供するために有利に働いた全世界単一のベストエフォットでコネクションレス網というシステム属性が、必ずしも公衆網向きではない事を意味する。
【００２７】
ところで、ＩＴＵ−Ｔにおける標準化の席で、将来の公衆網はＡＴＭ技術により実現されることと国際的合意が形成されているが、ＡＴＭ技術による通信網（以降ＡＴＭ通信網と呼ぶ）は信頼性の確保されたコネクションオリエンティッド網である。ＷＷＷ等の高度サービスの一般利用者による利用拡大を考えると、ＷＷＷのみならず、各種のベストエフォットのコネクションレス通信サービスを、信頼性の確保されたコネクションオリエンティッド網上で実現する必要が生じる。
【００２８】
信頼性の確保されたコネクションオリエンティッド網上で、ベストエフォットのコネクションレス通信を提供する方法はＩＴＵ−ＴやＡＴＭフォーラムといった標準化団体で研究され、また製品開発も盛んである。
【００２９】
図２５に、従来のＡＴＭ通信網上におけるベストエフォットのコネクションレス通信網を実現するためのプロトコルスタックを示す。
【００３０】
上述したように、従来技術では、ＡＴＭ技術によるコネクションをデータリンクと捉え、その上でＩＰを動かすことでＩＰメッセージのルーティングを行っている。この思想は、図２５のプロトコルスタックにおいては、ＡＴＭコネクションを実現するためのレイヤ、ｐｈｙレイヤ、ＡＴＭレイヤと、ＡＴＭセルを用いて可変長のメッセージを転送することを実現するためのレイヤ、ＡＡＬ（ＡＴＭＡｄａｐｔａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）をＩＰレイヤの下位レイヤと位置づけることによって表現されている。
【００３１】
私設網内部の端末のアプリケーションは、ＴＣＰを用いて、エンド−エンドで信頼性を持った通信を行っている。ＴＣＰの下にはＩＰレイヤがあり、ＴＣＰレイヤに対してベストエフォットのコネクションレス通信を提供している。
【００３２】
私設網と公衆網の接続点、および公衆網内部には、ＩＰのプロトコル機能（即ちメッセージのルーティング）を実行しているルータが設けられている。通信網内部のルータは、宛先ＩＰアドレスに従って受け取ったメッセージを所望のルータへと転送する。
【００３３】
ルータ間のメッセージ転送を行う経路がデータリンクであるが、これが、ｐｈｙレイヤ、ＡＴＭレイヤ、ＡＡＬを用いてＩＰレイヤに提供されている。即ち、従来技術では、隣接するルータとの通信にＡＴＭコネクションが使用されることになる。これらの、ルータ間のデータリンクであるところのＡＴＭコネクションは、例えば、公衆網の管理者が予め設定することとしても良い。
【００３４】
それぞれのルータのＩＰレイヤは、宛先ＩＰアドレス毎にどのＡＴＭコネクションに転送すればよいかを示す、ルーティングテーブルを保持している。このルーティングテーブルの内容は、ルーティング制御機能が維持している。ルーティングテーブルの内容は、例えば、ＲＩＰと呼ばれるルーティング情報をお互いのルータ間がやりとりするプロトコルによって定期的に変更する必要があるが、このルーティングテーブルの内容の書き換えをルーティング制御機能が実行することになる。
【００３５】
各端末から、私設網と公衆網の接続点に存在するルータへのＡＴＭコネクションは、端末の持つＱ．２９３１終端機能と、私設網の中の呼設定機能との協調動作により設定される。具体的には、何らかの方法で端末がルータのＡＴＭアドレス（ＡＴＭコネクションを設定するために各通信機器に与えられるアドレス）を知り、該ＡＴＭアドレスを含む呼設定要求メッセージを端末のＱ．２９３１終端機能が私設網の呼設定機能へと転送する。この転送の為のＡＴＭコネクションは、良く知られている様に、シグナリングＶＣとして各端末と呼設定機能の間に予め私設網の管理者によって設定されている。私設網の呼設定機能は、呼設定要求メッセージを端末から受け取ると、該メッセージに含まれているＡＴＭアドレスを参照して私設網内部でのコネクションの経路を決定し、コネクション経路上のハブ（私設網を構築するための簡易版ＡＴＭ交換機）に対して必要な設定を行うことで、要求されているＡＴＭコネクションを設定する。
【００３６】
ここで、ルータのＡＴＭアドレスを端末が獲得するための方法が必要になるが、この方法に関しては、ＡＴＭ技術のデファクトスタンダードを審議している業界団体、ＡＴＭフォーラムにおいて詳細な議論がなされている。この議論によるＡＴＭアドレスの獲得法は以下の通りである。
【００３７】
基本的には、端末、および各ルータは、宛先ＩＰアドレスから次に転送すべきルータ（次ホップルータ）のＩＰアドレスを知ることのできるルーティングテーブルと、次ホップルータのＩＰアドレスから次ホップルータへ至るＡＴＭコネクションの識別子を知ることのできるＶＣキャッシュを保持している。
【００３８】
メッセージの送出時に、端末は、該メッセージの宛先ＩＰアドレスを用いてルーティングテーブルとＶＣキャッシュを参照して該メッセージを送出するＡＴＭコネクションの識別子を得るが、ＶＣキャッシュ内に次ホップルータのＩＰアドレスが存在しないことがある。この場合には必要なＡＴＭコネクションが設定されていないので、次ホップルータのＡＴＭアドレスを獲得し、呼設定機能に対して呼設定要求を発効する必要がある。この為に私設網内にＡＲＰサーバと呼ばれる機能を設ける。
【００３９】
ＡＲＰサーバは、ＩＰアドレスを通知されると、該ＩＰアドレスに対応する通信機器のＡＴＭアドレスを答える機能を持つ。ＶＣキャッシュに次ホップルータのＩＰアドレスが存在しない場合は、該ＡＲＰサーバに該次ホップルータのＩＰアドレスを通知し、該ＡＲＰサーバから応答されるＡＴＭアドレスを使用して、必要なＡＴＭコネクションを設定するための呼設定要求を発効することになる。
【００４０】
しかしながら、今まで研究・開発されてきたこの方法には、以下のような問題点がある。
【００４１】
現状で考えられているＩＰのＡＴＭ通信網上での提供法は、公衆網内部に設けられたルータを相互接続することによって実現される全世界単一のベストエフォットのコネクションレス網を実現する手法である。全世界単一のベストエフォットのコネクション網を実現するということは、即ち、ベストエフォットのコネクション網が抱えている、公衆サービス化を考えた場合の上述の欠点、すなわち、ＱｏＳを与えることが困難、課金が困難、ネットワークレイヤでのなりすましによる通信妨害が容易といった欠点を引き継ぐことになる。
【００４２】
さらに、公衆網でのサービスを考えた場合、非常に高い確率で正常に動作することが求められるが、公衆網である事から求められる動作の確実性を保証するため、ＩＰプロトコル以外のネットワークレイヤプロトコル（例えばＡｐｐｌｅＴａｌｋ、ＡＴＭフォーラムのＰ−ＮＮＩ、次世代ＩＰ、ベストエフォット上にＱｏＳを提供するためのプロトコルであるＲＳＶＰ、といったもの）を利用者に提供するのが（ルータを簡単に落とせない事からデバグを行うのが困難で）遅れてしまう。さらに、誰がどれだけどのルータを使用しているかの同定が困難なため、ルータに投資すべき投資額と投資すべき通信網内部の位置、及び、その資金源を公平に決定するのが困難で、結果として公衆サービスとしてのルータの増強が困難になる。
【００４３】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来のベストエフォットのコネクションレス通信には、ＱｏＳを与える事が不可能、課金が不可能、ネットワークレイヤでのなりすましによるルータ攻撃が容易、といった公衆網として考えた場合の問題点があり、さらに、従来のＡＴＭ通信網上でのベストエフォットのコネクションレス通信実現法には、これらの問題点の他に、公衆サービスである事に起因する、提供サービスの追加、増強が困難といった問題点がある。
【００４４】
このように、コネクションオリエントなＡＴＭ通信網上で、ネットワークレイヤのプロトコルがそれぞれ異なる各種のベストエフォットのコネクションレス通信サービスを提供するためには、課金の対象が特定でき、ネットワークレイヤでのなりすましによるルータ攻撃が困難で、その通信サービスに適したＱｏＳの提供が可能で、かつ、提供サービスの追加、増強が容易なＡＴＭ通信システムが要求される。
【００４５】
そこで、本発明は、信頼性の確保されたコネクションオリエントなＡＴＭ通信網上で、特に、各種のベストエフォットのコネクションレス通信サービスのそれぞれに適した通信品質（ＱｏＳ）の提供と高いセキュリティ性を確保できるＡＴＭ通信システムおよびＡＴＭ交換機を提供することを目的とする。
【００４６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＡＴＭ通信システムは、複数の端末装置を収容して、それら端末装置間で非同期転送モードによりＡＴＭセルを転送して通信を行うことにより、少なくとも２つの特定の通信サービスを提供するＡＴＭ通信システムであって、前記複数の端末装置間に設けられ、前記複数の端末装置のいずれかで発生された前記特定の通信サービスのメッセージを相手端末装置に転送するための複数のノード装置と、前記複数の端末装置もしくは前記複数のノード装置のいずれかからの要求に応じて、前記端末装置とノード装置間、もしくは、前記ノード装置相互間にＡＴＭコネクションを設定するコネクション設定手段と、前記ノード装置は、前記特定の通信サービスのそれぞれに対応して、前記コネクション設定手段で設定された前記特定の通信サービスのそれぞれに対応したＡＴＭコネクションで転送された特定の通信サービスのメッセージを、前記コネクション設定手段で設定された前記特定の通信サービスのそれぞれに対応したＡＴＭコネクションに転送する転送手段と、必要に応じて、前記特定の通信サービスに対応したＡＴＭコネクションの設定要求を前記コネクション設定手段に要求する要求手段とを具備することにより、ＡＴＭネットワーク上で特定の通信サービスを特定の利用者に排他的に提供することが可能となる。その結果、通信資源と利用者の対応が明確になり、通信サービスの要求するＱｏｓを提供するための通信資源、増強と、そのコスト負担先が明確となる。従って、課金の対象が特定でき、その通信サービスに適したＱｏｓの保護が可能で、かつ提供サービスの追加、増強が容易となる。
【００４７】
本発明のＡＴＭ通信システムは、複数の端末装置を収容して、それら端末装置間で非同期転送モードによりＡＴＭセルを転送して通信を行うことにより、少なくとも２つの特定の通信サービスを提供するＡＴＭ通信システムであって、前記複数の端末装置間に設けられ、前記複数の端末装置のいずれかで発生された前記特定の通信サービスのメッセージを相手端末装置に転送するための複数のノード装置と、前記複数の端末装置もしくは前記複数のノード装置のいずれから発生された、少なくとも前記特定の通信サービスのそれぞれを識別するための第１の識別子を含む呼設定要求情報をもとに、その呼設定要求情報に含まれる第１の識別子に呼応して、前記端末装置とノード装置間もしくは前記ノード装置相互間にＡＴＭコネクションを設定し、その設定されたＡＴＭコネクションを識別するための第２の識別子と前記第１の識別子を対応付けるコネクション設定手段とを具備することにより、前記第１の識別子により特定される特定の通信サービス毎にＡＴＭコネクションの設定を行い、前記ノード装置では、その設定されたＡＴＭコネクションにて転送されてきた特定の通信サービス毎のメッセージに対し、特定の通信サービスに従った手続きにてルーティングを行うことができ、ＡＴＭネットワーク上で特定の通信サービスを特定の利用者に排他的に提供することが可能となる。その結果、通信資源と利用者の対応が明確になり、通信サービスの要求するＱｏｓを提供するための通信資源、増強と、そのコスト負担先が明確となる。従って、課金の対象が特定でき、その通信サービスに適したＱｏｓの保護が可能で、かつ提供サービスの追加、増強が容易となる。
【００４８】
また、本発明のＡＴＭ通信システムは、複数の端末装置を収容して、それら端末装置間で非同期転送モードによりＡＴＭセルを転送して通信を行うことにより、少なくとも２つの特定の通信サービスを提供するＡＴＭ通信システムであって、前記複数の端末装置間に設けられ、前記複数の端末装置のいずれかで発生された前記特定の通信サービスのメッセージを相手端末装置に転送するための複数のノード装置と、前記複数の端末装置もしくは前記複数のノード装置のいずれかから発生され、少なくとも前記特定の通信サービスのそれぞれを識別するための第１の識別子を含む呼設定要求情報をもとに、その呼設定要求情報に含まれる第１の識別子に呼応して、前記端末装置とノード装置間、もしくは、前記ノード装置相互間にＡＴＭコネクションを設定するコネクション設定手段とを具備し、前記ノード装置は、前記第１の識別子に対応して設けられ、その第１の識別子で特定される特定の通信サービスに対応した手続きに従って、前記特定の通信サービスを提供する少なくとも１つのサービス提供手段と、前記コネクション設定手段で設定されたＡＴＭコネクションで転送されたＡＴＭセルを、そのＡＴＭセルに含まれる第２に識別子に前記コネクション設定手段で対応付けされた第１の識別子に対応する前記サービス提供手段に転送する第１の転送手段とを具備し、前記サービス提供手段は、前記コネクション設定手段で前記第１の識別子に呼応させて設定されたＡＴＭコネクションを識別するための第２の識別子を前記第１の識別子に対応する、その特定の通信サービスを提供するために必要なサービス識別子に対応させて記憶する記憶手段と、前記第１の転送手段で転送されたＡＴＭセル組み立てることにより、前記特定の通信サービスのコネクションレス型通信のメッセージを受信する受信手段と、前記記憶手段の記憶内容を参照して、前記受信手段で受信されたメッセージを、そのメッセージに含まれるサービス識別子に対応する第２の識別子に対応付けるメッセージ処理を行うメッセージ処理手段と、このメッセージ処理手段によるメッセージ処理が行われたメッセージをＡＴＭセルに分割し、前記メッセージ処理手段で前記メッセージに対応付けされた第２の識別子で識別されるＡＴＭコネクションを指定する識別子情報とともに出力する出力手段とを具備し、前記ノード装置は、さらに、前記出力手段から出力されたＡＴＭセルを、前記識別子情報により指定されるＡＴＭコネクションに転送する第２の転送手段とを具備することにより、前記サービス提供手段により、前記前記特定の通信サービスを特定の利用者に排他的に提供するための通信資源が明確に特定できる。その結果、通信資源と利用者の対応が明確になり、通信サービスの要求するＱｏｓを提供するための通信資源、増強と、そのコスト負担先が明確となる。従って、課金の対象が特定でき、その通信サービスに適したＱｏｓの保護が可能で、かつ提供サービスの追加、増強が容易となる。
【００４９】
また、本発明のＡＴＭ通信システムは、前記サービス提供手段に、前記受信手段で受信されたメッセージ量を計測する計測手段と、この計測手段で計測されたメッセージ量に基づくトラヒック量が、前記第１の識別子で特定される特定の通信サービスにあらかじめ割り当てられた通信帯域に対応するトラヒック量より小さいとき、前記コネクション設定手段に対し、その第１の識別子に呼応して設定されたＡＴＭコネクションに割り当てられた前記通信帯域を削減するよう制御を行う制御手段とを具備し、また、前記コネクション設定手段でＡＴＭコネクションを設定する際に、そのＡＴＭコネクションのそれぞれにあらかじめ割り当てられた通信帯域に対応する出力間隔を指定して、その出力間隔でＡＴＭセルを出力するよう前記出力手段を制御する出力間隔制御手段と、前記出力手段で一時記憶されたメッセージ量を計測する計測手段と、この計測手段で計測されたメッセージ量に基づくトラヒック量が、前記第１の識別子で特定される特定の通信サービスにあらかじめ割り当てられた通信帯域に対応するトラヒック量より大きいとき、前記コネクション設定手段に対し、その第１の識別子に呼応して設定されたＡＴＭコネクションに割り当てられた前記通信帯域を増加するよう制御を行う制御手段とを具備することにより、ＡＴＭネットワーク上で特定の通信サービスをその特定通信サービスに適した通信品質で特定の利用者に排他的に提供することが可能となる。
【００５０】
また、本発明のＡＴＭ通信システムは、前記サービス提供手段に、前記受信手段で受信されたメッセージを復号化する復号化手段と、前記メッセージ処理手段でメッセージ処理が行われたメッセージを暗号化する暗号化手段とを具備することにより、ＡＴＭネットワーク上で特定の通信サービスを高いセキュリティ性を確保しながら特定の利用者に排他的に提供することが可能となる。
【００５１】
また、本発明のＡＴＭ通信システムは、複数の端末装置を収容して、それら端末装置間で非同期転送モードによりＡＴＭセルを転送して通信を行うことにより、少なくとも２つの特定の通信サービスを提供するＡＴＭ通信システムであって、前記複数の端末装置間に設けられ、前記複数の端末装置のいずれかで発生された前記特定の通信サービスのメッセージを相手端末装置に転送するための複数のノード装置と、前記複数の端末装置もしくは前記複数のノード装置のいずれかから発生され、少なくとも前記特定の通信サービスのそれぞれを識別するための第１の識別子を含む呼設定要求情報をもとに、その呼設定要求情報に含まれる第１の識別子に呼応して、前記端末装置とノード装置間、もしくは、前記ノード装置相互間にＡＴＭコネクションを設定するコネクション設定手段と、を具備し、前記ノード装置は、前記特定の通信サービスのそれぞれに対応させて、その特定の通信サービスに対応したＡＴＭコネクションを設定するために必要な第１の識別子と、その第１の識別子に対応する、前記特定の通信サービスの提供の際に必要なサービス識別子を記憶する第１の記憶手段と、前記特定の通信サービスのそれぞれに対応させて、その特定の通信サービスの提供の際に必要なサービス識別子と、前記コネクション設定手段で前記第１の識別子に呼応させて設定されたＡＴＭコネクションを識別するための第２の識別子を記憶する第２の記憶手段と、前記コネクション設定手段で設定されたＡＴＭコネクションで転送されたＡＴＭセルに担われた前記特定の通信サービスのメッセージを受信する受信手段と、この受信手段で受信されたメッセージに含まれるサービス識別子に対応する第２の識別子を、前記第２の記憶手段の記憶内容から検索する第１の検索手段と、前記第１の検索手段で検索した結果、前記受信手段で受信されたメッセージに含まれるサービス識別子に対応する第２の識別子が記憶されていないとき、そのメッセージに含まれるサービス識別子に対応する第１の識別子を、前記第１の記憶手段の記憶内容から検索する第２の検索手段と、この第２の検索手段で検索された第１の識別子をもとに、ＡＴＭコネクションの設定要求情報を作成し、それを所定のＡＴＭコネクションに転送することにより、所望のＡＴＭコネクションの設定要求を行う要求手段と、この要求手段によるＡＴＭコネクションの設定要求を受けて、前記コネクション設定手段でＡＴＭコネクションが設定されたとき、前記第２の記憶手段に前記受信手段で受信されたメッセージに含まれるサービス識別子に対応させて、その設定されたＡＴＭコネクションを識別する第２の識別子を記憶することにより、前記第２の記憶手段の記憶内容を更新する更新手段と、前記受信手段で受信されたメッセージに含まれるサービス識別子に対応する第２の識別子を、前記更新手段で更新された前記第２の記憶手段の記憶内容から検索する第３の検索手段と、前記受信手段で受信されたメッセージを、前記第１の検索手段あるいは前記第３の検索手段で検索された第２の識別子に対応付けるメッセージ処理を行うメッセージ処理手段と、このメッセージ処理手段によりメッセージ処理が行われたメッセージを、前記メッセージ処理手段で対応付けられた第２の識別子により特定されるＡＴＭコネクションに転送する転送手段とを具備することにより、前記第２の識別子により特定される特定の通信サービス毎にＡＴＭコネクションの設定を行い、前記ノード装置では、その設定されたＡＴＭコネクションにて転送されてきた特定の通信サービス毎のメッセージに対し、特定の通信サービスに従った手続きにてルーティングを行うことができ、ＡＴＭネットワーク上で特定の通信サービスを特定の利用者に排他的に提供することが可能となる。その結果、通信資源と利用者の対応が明確になり、通信サービスの要求するＱｏｓを提供するための通信資源、増強と、そのコスト負担先が明確となる。従って、課金の対象が特定でき、その通信サービスに適したＱｏｓの保護が可能で、かつ提供サービスの追加、増強が容易となる。
【００５２】
また、前記第１の識別子をＥ．１６４アドレスとすることにより、前記コネクション設定手段としてＱ．２９３１として知られる呼設定プロトコルを処理する標準的なコネクション設定手段を使用することができ、実装および運用コストを削減することができ、また、その特定の通信サービスへの不当なアクセスを防ぐことができ、セキュリティ性がさらに向上する。
【００５３】
また、本発明のＡＴＭ交換機は、複数の端末装置を収容して、それら端末装置間で非同期転送モードによりＡＴＭセルを転送して通信を行うＡＴＭネットワーク上におけるＡＴＭセルの交換機能を有する複数の入出力対を具備したＡＴＭスイッチと、このＡＴＭスイッチの一対の入出力端にそれぞれ接続され、特定の通信サービスを提供するための少なくとも１つのサービス提供手段を具備し、いずれかの入力回線を介して入力された前記ＡＴＭセルを、所望の出力回線に出力するＡＴＭ交換機であって、所定の入力回線を介して入力されたＡＴＭセルに対し、所定の入力処理を施し、そのＡＴＭセルのヘッダに含まれる第１の識別子をもとに、その第１の識別子に対応する前記ＡＴＭスイッチの出力端を判断し、その出力端を指定するルーティングタグを前記ＡＴＭセルに付加して、そのＡＴＭセルを前記ＡＴＭスイッチの入力端に入力する第１の入力手段と、前記ＡＴＭスイッチの出力端から出力されたＡＴＭセルに対し、所定の転送処理を施し、そのＡＴＭセルから前記ルーティングタグを削除して、そのＡＴＭセルを所定の出力回線に出力する出力手段とを具備し、前記通信サービス提供手段は、前記特定の通信サービスに対応したＡＴＭコネクションの設定要求の際に必要な第２の識別子に対応する、その特定の通信サービスを提供するために必要なサービス識別子に対応させて、前記第２の識別子に呼応させて設定されたＡＴＭコネクションを識別するための第１の識別子を記憶する記憶手段と、前記ＡＴＭスイッチの出力端から入力されたＡＴＭセルから前記ルーティングタグを削除するルーティングタグ削除手段と、このルーティングタグ削除手段でルーティングタグが削除されたＡＴＭセルを、そのＡＴＭセルのヘッダに含まれる第１の識別子毎に集めて、前記特定の通信サービスのコネクションレス型通信のメッセージを組立てる、前記第１の識別子が対応付けられた複数のメッセージ組立手段と、前記記憶手段の記憶内容を参照して、前記複数のメッセージ組立手段で組立られたメッセージのうち、そのメッセージに含まれるサービス識別子に対応する第１の識別子が対応付けられたものと等しいメッセージの処理を行うメッセージ処理手段と、このメッセージ処理手段のメッセージ処理の進行状況を監視し、そのメッセージ処理が終了した前記メッセージ処理手段に、順次、そのメッセージ処理手段に対応付けられたものと同一の第１の識別子を含むＡＴＭセルから組み立てられたメッセージを入力する振り分け処理を行う振分手段と、前記第１の識別子に呼応させて設定されたＡＴＭコネクションのそれぞれに対応する複数のバッファメモリと、前記メッセージ処理手段でメッセージ処理が終了したメッセージを、前記複数のバッファメモリのうち、前記メッセージ処理手段でそのメッセージに対応付けされた第１の識別子で識別されるＡＴＭコネクションに対応するバッファメモリに順次転送して一時記憶し、その一時記憶されたメッセージをＡＴＭセルに分解して出力するメッセージ分解手段と、このメッセージ分解手段で分解されたＡＴＭセルの出力間隔を指定する出力間隔作成手段と、前記メッセージ分解手段から出力されたＡＴＭセルに、前記メッセージ処理手段で前記メッセージに対応付けされた第１の識別子で識別されるＡＴＭコネクションに対応した前記ＡＴＭスイッチの出力端を指定するルーティングタグを前記ＡＴＭセルに付加して、そのＡＴＭセルを前記ＡＴＭスイッチの入力端に入力する第２の入力手段とを具備することにより、前記特定の通信サービスに対応したＡＴＭコネクションの設定要求の際に必要な第２の識別子に呼応させて設定されたＡＴＭコネクションにて転送されてきた特定の通信サービス毎のメッセージに対し、特定の通信サービスに従った手続きにてルーティングを行うことができ、ＡＴＭネットワーク上で特定の通信サービスを特定の利用者に排他的に提供することが可能となる。その結果、通信資源と利用者の対応が明確になり、通信サービスの要求するＱｏｓを提供するための通信資源、増強と、そのコスト負担先が明確となる。従って、課金の対象が特定でき、その通信サービスに適したＱｏｓの保護が可能で、かつ提供サービスの追加、増強が容易となる。
【００５４】
さらに、前記第２の識別子をＥ．１６４アドレスとすることにより、その特定の通信サービスへの不当なアクセスを防ぐことができ、セキュリティ性がさらに向上する。さらに、前記コネクション設定手段としてＱ．２９３１として知られる呼設定プロトコルを処理する標準的なコネクション設定手段を四酔おうすることができ、実装および運用コストを削減することができる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００５６】
図１は、本発明に係るＡＴＭ通信システムの構成をコミュニティの概念を含めて概略的に示したもので、特に、ユーザから見た通信形態を示す図である。
【００５７】
図１に示した構成のＡＴＭ通信システムは、公衆網としてキャリアから提供されるＡＴＭ通信網１０１と、ＡＴＭ通信網１０１内部に存在する複数のベストエフォットのコネクションレス網（＃１〜＃３）１０２１、１０２２、１０２３、およびＡＴＭ通信網１０１を経由して通信を行う端末装置（＃１〜＃３）１０３１、１０３２、１０３３とからなっている。
【００５８】
各端末装置１０３１〜１０３３はＡＴＭ通信網１０１上に設定されたＡＴＭコネクション１０４１、１０４２、１０４３、・・・、１０４７を経由して通信を行っている。
【００５９】
図１に示すように、従来技術によるインターネットとは異なり、本発明に係るＡＴＭ通信システムにおいては、ベストエフォットのコネクションレス網１０２１〜１０２３が複数個ＡＴＭ通信システム内部に存在している様に見える。
【００６０】
これらのベストエフォットのコネクションレス網１０２１〜１０２３は、それぞれ、”コミュニティ”と呼ばれ、それぞれの上で、それぞれのコネクションレス網を特徴づける特定の通信サービスが提供されている。例えば、あるコミュニティでは、不動産情報を保持したＷＷＷ（ｗｏｒｌｄ  ｗｉｄｅ  ｗｅｂ）サービスが提供され、別のコミュニティでは物理学者が実験データのやりとりを行い、さらに別のコミュニティでは最新のプロトコルの運用実験が行われていてよい。ここで最新のプロトコルとは、例えば次世代ＩＰと呼ばれるＩＰバージョン６であるとか、ＡＴＭフォーラムにおいて検討が進んでいるＰ−ＮＮＩ（クランクバックと呼ばれる、１回のコネクション設定におけるコネクション設定経路選択の再トライ手法を持つことを特徴とするＡＴＭ交換機間のコネクション設定プロトコル）であるとかいったものであってよい。また、別のコミュニティでは、例えば公衆網上でのサービスと、その提供先コミュニティを検索可能なサービス（ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合・電気通信標準化部門）でディレクトリサービスと呼ばれるサービスと同種のサービス）が提供されていてもよい。
【００６１】
ＡＴＭ通信網１０１に収容された各端末１０３１〜１０３３は、それぞれのコミュニティに対して、確定的に通信帯域を割り当てられたＡＴＭコネクション１０４１、１０４２、１０４４、・・・１０４７を通じてアクセスしている。図１に示した実施形態では、例えば、端末装置＃１（１０３１）はＡＴＭコネクション１０４１でコミュニティ＃１（１０２１）に、ＡＴＭコネクション１０４２でコミュニティ＃３（１０２３）にそれぞれアクセスしている。ここで、ＡＴＭコネクションは一般的に双方向であることに注意が必要である。図１においては、ＡＴＭコネクションをひとつのパイプとして表現しているが、図が煩雑になるのを防ぐため、ここではひとつのパイプで双方向の通信が可能である事を表現する。
【００６２】
ここで、確定的に通信帯域を割り当てられたＡＴＭコネクションとは、ＡＴＭの原理に従って、該ＡＴＭコネクションに通信帯域がピークレートにて割り当てられていることを意味している。良く知られている様に、ＡＴＭコネクションに対してピークレートで通信帯域を割り当てると、ＡＴＭ交換機内部のＡＴＭスイッチのセルバッファの働きにより、短期的にはセル衝突が発生して通信帯域が他のコネクションに割り当てられてしまうとしても、長期的には割り当てられた通信帯域にてＡＴＭコネクション上でセルを転送でき、擬似的にそれぞれのＡＴＭコネクションが通信帯域を確定的に割り当てられているように振る舞うようになる。
【００６３】
コミュニティの内部には、そのコミュニティで提供されているサービスを実現する機能を持つ装置１０５１〜１０５７と、これらの装置を接続するＡＴＭコネクション１０６１〜１０６Ｂが設定されている。ここで示した例の場合、コミュニティで実現されているサービスはコネクションレスサービスであり、上記装置１０５１〜１０５７は、それぞれの端末１０３１〜１０３３、および、上記装置１０５１〜１０５７間のメッセージ転送を司るようになっている。
【００６４】
ＡＴＭコネクション１０６１〜１０６Ｂは、それぞれ、ある特定のコミュニティに対応して設定することで、ＡＴＭ通信網１０１内の通信資源の内、通信帯域コミュニティ毎に独占的に割り当てることが可能となり、それぞれのコミュニティで要求されるＱｏｓに従って通信帯域を割り当てることが可能となる。
【００６５】
なお、これらのＡＴＭコネクションは、あらかじめＡＴＭ通信網１０１の管理者により、設定されていてもよいが、後述するように、それぞれの装置１０５１〜１０５７、端末１０３１〜１９３３が必要に応じてＡＴＭ通信網１０１にＡＴＭコネクションの設定を要求するように構成されていてもよい。
【００６６】
また、これらのＡＴＭコネクションに割り当てられた帯域を、それぞれの装置１０５１〜１０５７や端末１０３１〜１０３３が必要に応じて増減を呼設定機能１０７に要求したり、これらのＡＴＭコネクションの解放を呼設定機能１０７に要求するようにしてもよい。
【００６７】
これらのＡＴＭコネクションは、ポイント−ポイントであり、それぞれが独占的に割り当てられているため、サービスを実現する装置１０５１〜１０５７も、また、それぞれのコミュニティのサービス専用となっている。すなわち、あらかじめコミュニティに対応付けられたＡＴＭコネクションから、該コミュニティで提供されている通信サービスを提供するためのメッセージを受けとり、あらかじめ定められた方法に従って、同じコミュニティに対応付けられたＡＴＭコネクションを選択して送出している。このことからＡＴＭ通信網１０１内の通信サービス実現能力もコミュニティ毎に割り当てられていることになる。結局、コミュニティを実現するための通信資源、通信帯域およびサービス実現手段が、それぞれコミュニティに割り当てられたことになる。
【００６８】
図１に示したＡＴＭ通信網１０１において、各端末１０３１〜１０３３が、それぞれのコミュニティに対してアクセスするためのＡＴＭコネクションの設定を呼設定機能１０７に要求する場合、それぞれのコミュニティを呼設定機能１０７が識別する必要がある。このために、それぞれのコミュニティに識別子が付与される。
【００６９】
各端末１０３１〜１０３３は、このコミュニティを識別する識別子を呼設定要求に含めてコミュニティにアクセスするためのＡＴＭコネクションの設定を呼設定機能１０７に依頼する。呼設定機能１０７は、各端末１０３１〜１０３３が発する、コミュニティを識別するための識別子を含んだ呼設定要求をもとに、コミュニティにアクセスする時に使用するＡＴＭコネクションを設定することになる。コミュニティに付与される識別子は、呼設定機能１０７が処理する識別子であるため、基本的にＡＴＭ通信網の管理者が付与することとなる。
【００７０】
なお、この識別のための識別子としてＥ．１６４アドレスを流用することとすると、コミュニティサービスを実現するための呼設定機能１０７をＱ．２９３１と呼ばれる、一般的にＡＴＭコネクションを設定するために使用するプロトコルを処理する呼設定機能が流用でき、コミュニティ実現のための実装およびコミュニティ維持のための運用コストを大きく削減することが可能となる。
【００７１】
呼設定機能１０７が、それぞれのサービスを実現するための装置１０５１〜１０５７を識別するため、コミュニティを識別する識別子は、それぞれの装置毎に付与されていてもよい。この場合、あるコミュニティを識別し、そのコミュニティに対してＡＴＭコネクションを設定するために使用される識別子は、複数個存在することになる。なお、最近よく知られる受信者が料金を払う自動着信払い通話サービスのように、コミュニティ全体を代表するような識別子を別途付与する事としてもよい。
【００７２】
この代表識別子が端末からの呼設定要求に含まれて呼設定機能１０７に渡された場合、呼設定機能１０７は、例えば、該呼設定要求を発した端末に最も地理的に近いサービスを実現するめの装置を選択して、該装置に対してＡＴＭコネクションを張ることとしてもよい。
【００７３】
呼設定機能１０７における呼設定において、呼設定機能１０７はコミュニティを識別する識別子、要求された結果として設定されたＡＴＭコネクションを識別するための識別子（具体的にはＶＰＩ／ＶＣＩ）を関係付け、その関係付けを設定を要求した要求元に提示する機能をもつ。
【００７４】
一旦ＡＴＭコネクションが設定されてしまうと、以降、端末は呼設定のためにコミュニティに付与された識別子でなく、ＡＴＭコネクションに付与された識別子を用いてコミュニティを選択することが可能となる。なお、同一のコミュニティを識別する識別子に対して、複数のＡＴＭコネクションを識別するための識別子対応することもある。
【００７５】
本発明は、各端末装置が、ＡＴＭ通信網１０１上で、Ｑ．２９３１と呼ばれるＩＴＵ−Ｔ勧告の呼制御プロトコルに従って設定されるＡＴＭコネクションを用いて直接通信を行うことを不可能にするものではない。例えば、図１に示した実施形態では、端末＃１（１０３１）と端末＃３（１０３３）がＡＴＭコネクション１０４３を経由して通信を行っている。このような通信形態は、ベストエフォットによるコネクションレス網が本質的に持っている、メッセージ転送を保証しない、という性質を許容できないアプリケーション、例えば商品の発注とその確認、銀行口座への振り込みとその確認といったもの、を実行する場合に採用される。
【００７６】
図２は、本発明に係るＡＴＭ通信システムに含まれる端末装置が、ＡＴＭ通信網内部のコミュニティに対してアクセスを行う場合の手順を示したフローチャートである。
【００７７】
前述のように。それぞれの端末装置１０３１〜１０３３は、所望のコミュニティ（コミュニティ＃１〜＃３のいずれか）に対してアクセスを行う際、そのコミュニティにより提供される特定の通信サービスを識別するための識別子が必要となる（ステップ２０１）。前述のように、この識別子としては、例えば、ＩＳＤＮ番号として広く用いられているＥ．１６４アドレスが有効である。この識別子、すなわち、Ｅ．１６４アドレスは、例えば、利用者がその対応の端末装置に打ち込むようにしても良いし、また、利用者がディレクトリサービスを提供しているコミュニティから獲得したＥ．１６４アドレスであってもよい。
【００７８】
ここで、利用者がコミュニティにアクセスする場合、必ずＥ．１６４アドレスを知らなければならないことに注意が必要である。この結果、それぞれのコミュニティにおいて、アクセスを拒絶したい利用者にＥ．１６４アドレスを通知しないことにより、悪意の利用者をコミュニティから排除する事ができる。また、それぞれのコミュニティが、該コミュニティを管理する責任者を選出することにし、該責任者が、ＡＴＭ通信網を管理しているキャリアに、該コミュニティにアクセス可能なＥ．１６４アドレスのリストを提出することにすれば、該キャリアは、ＡＴＭ通信網の持つＱ．２９３１処理機能に該リストを入力しておくことができる。この結果、そのリストに与えられたＥ．１６４アドレス以外からの呼設定要求を拒絶するといった、セキュリティにより好ましい影響を与える機能を追加する事も可能である。
【００７９】
なお、各コミュニティ毎に各利用者がアクセスに使用できる帯域が予め定められている場合、このステップで、それぞれの利用者が、端末装置に、コミュニティを指定するために与えたＥ．１６４アドレスと同時に、その予め定められたコミュニティに対するアクセス速度を与えることとしても良い。
【００８０】
次に端末装置（＃１〜＃３のいずれか）は、ステップ２０１において与えられた情報から、Ｑ．２９３１プロトコルに従って呼設定要求メッセージを作成し、該メッセージをＡＴＭ通信網に予め定められたＡＴＭコネクション（ＩＴＵ−Ｔ標準ではシグナリングＶＣと呼ばれる）を経由して転送することで、ＡＴＭ通信網１０１（詳しくは、呼設定機能１０７）にコネクションの設定を依頼する（ステップ２０２）。
【００８１】
ＡＴＭ通信網１０１は、コネクション設定を依頼されると、与えられたＥ．１６４アドレスにて指定されるコミュニティと該端末装置の間にＡＴＭコネクションを設定する。端末は、ＡＴＭ通信網１０１がコネクション設定を完了するまで待つ（ステップ２０３）。この時に、端末装置が、コミュニティに対するアクセス速度を含めてＱ．２９３１メッセージを作成することで使用する通信帯域をＡＴＭ通信網に申告できること、およびＡＴＭ通信網がその速度のセルを転送可能なＡＴＭコネクションを設定できることは、ＡＴＭ通信網の良く知られた利点である。
【００８２】
必要なＡＴＭコネクションが設定されたことがＱ．２９３１プロトコルに従って通知されると、端末装置は、設定されたＡＴＭコネクションを使用してコミュニティとの通信を行う（ステップ２０４）。ここでの通信は、コミュニティ毎に規定されるプロトコルによって行われる。例えば、あるコミュニティではＩＰプロトコルが実行されているかもしれないし、別のコミュニティではＡＴＭフォーラムのＰ−ＮＮＩが実行されているかもしれない。各端末装置は、コミュニティで使用されているプロトコルに合わせて必要な通信を行う。また、ディレクトリサービスのような、他の端末やコミュニティに関する情報を参照可能なコミュニティでは、ＩＰプロトコルの様な他の端末や通信網構成に関する情報を容易に獲得可能なプロトコルではなく、ディレクトリサービスのみを実行するようなプロトコルが実行されることになっていても良い。これによって、通信網運用者は、ディレクトリサービスを実現しているコミュニティから、通信網構成に関する不要な情報流出を防ぐことができる。
【００８３】
コミュニティとの通信が終了すると、端末は、そのまま設定されたコネクションを保持しておくこととしても良いが、通信網使用料金を削減するため、コネクションを解放する事としても良い。コネクションを解放する場合は、Ｑ．２９３１プロトコルに従って呼解放メッセージを作成し、該作成したメッセージをシグナリングＶＣを用いてＡＴＭ通信網１０１（詳しくは、呼設定機能１０７）に与え、使用していたコネクションを解放する。
【００８４】
本発明のＡＴＭ通信システムにおいて、公衆網は、それぞれのコミュニティを実現する通信資源を維持管理するために必要な費用を、それぞれのコミュニティの構成員の人数で割った額を、各構成員から（例えば月極で）徴収する事としても良い。それぞれのコミュニティを実現する通信資源は、上で述べたＡＴＭコネクションの帯域と、サービスを実現する装置（後に、インターネットサーバと呼ぶこともある）である。
【００８５】
本発明は、ＡＴＭコネクションの帯域と、（もしあれば）インターネットサーバ中の計算能力をそれぞれのコミュニティに独占的に割り当てる事をその大きな特徴として構成されるが、この特徴より、これらの通信資源から利益を得ているコミュニティの構成員を（例えば、コミュニティへの参加端末のリスト、もしくはコミュニティへのアクセスを行った端末のリストという形で）管理する事が可能である。
【００８６】
インターネットサーバ中の計算能力は、公衆網の管理者が予めコミュニティ毎に割り当てることとしており、また、各端末毎のＡＴＭコネクションの帯域の使用状況の把握は、ＡＴＭ公衆網として、例えば後で述べる公衆網の呼設定機能が、本発明を実施の如何にかかわらず課金を行う為に持つべき機能である。よって、それぞれのコミュニティが毎月、どの程度の通信資源を使用しているか、公衆網の管理者が容易に把握する事が可能である。
【００８７】
一方で、ＩＰ（インターネットプロトコル）の様な、単一のコネクションレスのベストエフォット通信網上の例えばＷＷＷといったアプリケーション群は、これらのアプリケーションを利用する利用者によって共有され、これらの構成員は等しく利益を得ていると見なすことができる。普段これらのアプリケーションにアクセスしないとしても、例えばＷＷＷ上で、コミュニティの別の構成員が作成したデータであるとか、例えばフリーソフトウェアであるとかいったものをこの構成員は利用する事ができる。これらより、前述したように、コミュニティへの参加構成員の人数で、該コミュニティの通信資源の維持管理に必要な費用を割った額を各構成員から徴収する事が、公衆網としての公平な課金につながる。
【００８８】
ここで、端末装置とコミュニティとの通信は、コミュニティと各端末装置を接続するＡＴＭコネクションを必ず経由する、事に注意が必要である。すなわち、それぞれの端末装置がコミュニティから受け取る利益の指標のひとつとして、該ＡＴＭコネクションの設定されている時間、かつ／または、該ＡＴＭコネクションを通過した情報量を選ぶ事ができる。ここから、ＡＴＭ通信網の管理者が、通常のＡＴＭコネクションに対する課金法と同様、コミュニティとのコネクションが設定されている時間に比例して、各端末装置に対して使用料を要求する事としてもよい。
【００８９】
また、ＡＴＭコネクション上を通過するトラフィックを計測し、そのトラフィック量に比例した課金を行うこと、即ち流量課金を行うことも可能である。流量課金を行う場合の計測対象のトラフィックとして、各端末が送出した情報量を選択することも可能である。しかしながら、ＷＷＷサービスの様に、データベースに登録された情報を読む事が主目的のサービスを提供するコミュニティの場合、利用者が送出する情報量よりも受信する情報量の方が多い。そこで、こういったサービスにアクセスする為のＡＴＭコネクションでは、端末が受信した情報量に比例した料金を課金するようにしてもよい。もちろん、各端末が送出した情報量と受信した情報量を加えた値に比例した料金を課金するようにしてもよい。
【００９０】
次に、「コミュニティの実現」について説明する。
【００９１】
各コミュニティでは、各コミュニティに特有の通信サービス、例えばベストエフォットのコネクションレス通信等が行われており、基本的には、これら各コミュニティでその利用者に対して提供される特定の通信サービスを提供するための通信機器をＡＴＭコネクションで接続することでコミュニティを実現することができる。すなわち、「コミュニティの実現」とは、そのコミュニティに特有の通信サービスを、特定の利用者に排他的に提供することである。
【００９２】
例えば、ＩＰによるベストエフォットのコネクションレス通信を提供するコミュニティでは、前記通信機器ではＩＰプロトコルが実行されることになり、また、ＡＴＭフォーラムによるＰ−ＮＮＩを実現するのであれば、Ｐ−ＮＮＩによるＡＴＭコネクション設定の為のプロトコルが実行されることになる。
【００９３】
図２のフローチャートを参照して説明した、利用者によるコミュニティアクセスとは、具体的には、利用者の端末装置とコミュニティを構成している特定の通信サービスを提供するための通信機器との間にＡＴＭコネクションを設定することに相当する。
【００９４】
なお、コミュニティ毎に提供される特定のプロトコルによる特定の通信サービスを実現する通信機器を、ここではインターネットサーバと呼ぶ。
【００９５】
本発明の特徴をなすコミュニティの実現手法は２種類考えられる。ひとつは、公衆網にベストエフォットのコネクションレス網等のコミュニティで提供されるサービスを実現するための機能をまったく要求しない場合で、もうひとつは、公衆網にこのサービスを実現するための機能を要求する場合である。例えば、より高度なネットワークレイヤプロトコルであるとか、より高度なサービスであるとかいったものを限られた数の利用者に提供する場合は前者が適用され、ある程度固まったサービスをより多くの利用者に提供する場合は後者が適用されることとしても良い。前者を小規模コミュニティ、後者を大規模コミュニティと呼ぶ。
【００９６】
なお、もともと小規模であったコミュニティを大規模に移行するのが容易であるのも、本発明の有効性のひとつである。
【００９７】
さらに、小規模コミュニティと同様の方法で、一般の利用者に開放されない、より機密性の高いコミュニティを構築することも可能である。
【００９８】
まず、本発明の第１の実施形態に係る小規模コミュニティを実現するためのＡＴＭ通信システムについて説明する。なお、以降では、コミュニティにおいてＩＰによるベストエフォットのコネクションレス網のサービスが提供されるものとして説明を進める。
【００９９】
図３は、公衆網にベストエフォットのコネクションレス網を実現するための機能を要求することのない小規模コミュニティを実現するＡＴＭ通信システムの構成を概略的に示したものである。
【０１００】
図３には、ＡＴＭフォーラムのＩＰオーバーＡＴＭワーキンググループにおける議論でのいわゆるオーバーレイモデルの技術を適用したＡＴＭ−ＬＡＮにより構成された私設網（＃１〜＃３）３０１１、３０１２、３０１３を公衆網３０２上に、本発明の１つである呼制御プロトコルに従って設定されたＡＴＭコネクション３０４１、３０４２を用いて接続されているところを示している。
【０１０１】
各私設網３０１１〜３０１３内の端末装置で、ベストエフォットのコネクションレス網サービスを利用する端末装置は、対応する私設網内のインターネットサーバ３０３１、３０３２、３０３３とＡＴＭコネクションによってポイント−ポイントに接続される。利用者がコミュニティにアクセスするため、各端末装置とインターネットサーバの間でＡＴＭコネクションにて通信を行う必要があるが、この為に、私設網＃１（３０１１）と＃２（３０１２）ではハブ（ＡＴＭ−ＬＡＮ用の簡易ＡＴＭ交換機）が設けられている。私設網＃３では、端末装置がインターネットサーバ３０３３に直結している。
【０１０２】
私設網３０１１、３０１２、３０１３内およびこれらの私設網間ではインターネットのルーティングプロトコルにてメッセージのルーティングが提供されている。ここでのルーティングプロトコルは、例えば、ＲＩＰと呼ばれるルーティングプロトコルであって良い。ルーティングプロトコルは、各インターネットサーバ３０３１〜３０３３において実行される。
【０１０３】
各インターネットサーバ３０３１〜３０３３では、ＡＴＭコネクションをＩＰで言うところの物理ネットワークと見なし、ＩＰアドレスとＡＴＭコネクションとの関連づけを行い、受信したメッセージの宛先ＩＰアドレスを参照して必要なＡＴＭコネクションへと転送する。それぞれの私設網３０１１〜３０１３にはＩＰサブネットアドレスが割り当てられ、リンクバイリンクの中継の原理に従って必要ならばＩＰのメッセージを中継する。
【０１０４】
リンクバイリンクにメッセージをルーティングするため、各インターネットサーバ３０３１〜３０３３はＡＴＭコネクション３０４１、３０４２を経由してルーティング情報をやりとりしている。さらに、それぞれの私設網３０１１〜３０１３には、ＩＵＴ−Ｔ標準に従ってＱ．２９３１プロトコルによってＡＴＭコネクション設定を行う呼設定機能が設けられている。
【０１０５】
この呼設定機能と各端末、および、インターネットサーバには、呼設定機能に対し、ＡＴＭコネクションの設定要求を行うためのシグナリングメッセージを転送できるように、ＩＴＵ−Ｔ標準に従ってシグナリングＶＣが設定されているが、図が煩雑になるのを防ぐため、図３ではシグナリングＶＣは示していない。
【０１０６】
図４は、図３に示したＡＴＭ通信システムの一部のプロトコルスタックの一例を示したものである。
【０１０７】
図４では、例えば、私設網＃２（３０１２）と私設網＃１（３０１１）が公衆網３０２を経由して通信する場合の一形態について示している。
【０１０８】
私設網３０３１〜３０３３内部の各端末装置は、いわゆるＡＴＭ端末として良く知られた機能を持つ端末装置、即ちユーザ情報をセル化して送出することのできる端末装置である。
【０１０９】
アプリケーションの発生したメッセージは、ＴＣＰレイヤ、ＩＰレイヤを経由することでＩＰメッセージとなり、ＡＡＬ（ＡＴＭ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）に渡される。ＩＰメッセージをＡＴＭ通信網にて転送可能な形式に変形する手法は良く知られた手法である。即ち、ＡＡＬにてＩＰメッセージを細分化してセル化し、ＡＴＭレイヤにて必要なＡＴＭセルヘッダを付与し、ｐｈｙレイヤにてこれらのセルを伝送路上に定義された伝送構造に乗せ込み、インターネットサーバに向けて送出する。
【０１１０】
私設網３０３１〜３０３３内部のハブは、単にＡＴＭレイヤにおけるセルのスイッチングを行うのみである。私設網のハブにおけるセルのスイッチングを行うために必要な、ＡＴＭコネクションの設定は、それぞれの私設網の呼設定機能がＩＴＵ−Ｔ標準にて規定される手法に従って実行する。それぞれの呼設定機能は、ＡＴＭレイヤのコネクションを設定するためにハブを制御することになる。
【０１１１】
ユーザが、所望のコミュニティに対してアクセスを行う場合、まず、その端末装置と、その端末装置を含む自私設網内のインターネットサーバ間にＡＴＭコネクションを設定する必要がある。
【０１１２】
この動作について図４を参照して簡単に説明する。図２を参照して説明したように、まず、私設網＃２において、ユーザが、例えば、Ｅ．１６４アドレス等の情報を対応の端末装置に入力すると、端末装置は、その入力されたＥ．１６４アドレス等の情報をもとに、Ｑ．２９３１プロトコルに従って呼設定要求メッセージを作成し、該メッセージを私設網内に予め定められたＡＴＭコネクション（ＩＴＵ−Ｔ標準ではシグナリングＶＣと呼ばれる）を経由して転送することで、私設網内の呼設定機能３０６１にコネクションの設定を依頼する（図２のステップ２０１〜２０２）。私設網内の呼設定機能３０６１は、コネクション設定を依頼されると、与えられたＥ．１６４アドレスにて指定される自施設網内のインターネットサーバ３０３２と該端末装置の間にＡＴＭコネクションを設定する。これにより、自私設網内のハブによるスイッチングを介して該端末装置から発生されたメッセージが自私設網内のインターネットサーバ３０３２へ向けて転送されるＡＴＭコネクションが設定されたことになる。
【０１１３】
さて、ＡＴＭ通信網上でコネクションレスサービスを実現するため、ＩＴＵ−Ｔ標準にて規定されるコネクション設定機能の他に、前述した様に、ＡＴＭ通信網に特殊な機能が必要になる。ＡＴＭフォーラムのＩＰオーバーＡＴＭグループにおける議論に従うと、私設網に必要になる特殊な機能は以下のふたつである。ひとつは、宛先ＩＰアドレスから次に転送されるべきルータ（次ホップルータ）のＩＰアドレスを得る動作、もうひとつは、次ホップルータへのＡＴＭコネクションが存在しない場合に、該ＡＴＭコネクションを設定するために必要なＡＴＭアドレスを次に転送されるべきルータのＩＰアドレスから得る動作である。
【０１１４】
本発明によるＡＴＭ通信システムの場合、インターネットサーバがルータ相当の機能を実現している。図３に示した構成の場合、私設網３０３１〜３０３３内部にはそれぞれルータがひとつしか存在しないことになるので、私設網内部の端末から見ると、次に転送されるべきルータはそれぞれの私設網に存在するインターネットサーバとなる。
【０１１５】
しかしながら、もし複数個のルータが私設網３０３１〜３０３３に存在するならば、私設網内部でルータがＩＰメッセージを中継することも有り得る。このような状況に対応するために、ＩＰオーバーＡＴＭワーキンググループにおける議論では、上述のふたつの特殊機能を私設網に要求している。
【０１１６】
図３に示した私設網３０３１〜３０３３では、これらの機能が呼設定機能に用意され、各端末装置には、これらの機能によって得られる相手私設網内のインターネットサーバのＡＴＭアドレスを用いて設定されたＡＴＭコネクション、即ちインターネットサーバとの間のＡＴＭコネクションが与えられるものとしている。
【０１１７】
各端末装置と相手私設網内のインターネットサーバの間にＡＴＭコネクションが設定されると、端末装置が相手インターネットサーバに向けてＩＰメッセージを転送する事が可能になる。なお、得られたＡＴＭアドレスを用いて必要なＡＴＭコネクションを設定するのは、ＡＴＭコネクションを設定するための機能としてＩＴＵ−Ｔ標準にて規定される機能である。
【０１１８】
この通信は良く知られるように、具体的には以下のようになる。
【０１１９】
図４において、私設網＃２（３０１２）内部のインターネットサーバ３０３２は、端末装置からセル流を受け取ると、ｐｈｙレイヤ、ＡＴＭレイヤ、ＡＡＬレイヤにおいて該セル流を良く知られた手法に従って順次処理し、セル流からＩＰメッセージを再生する。
【０１２０】
再生されたＩＰメッセージは、インターネットサーバ３０３２のＩＰレイヤに渡される。ＩＰレイヤは、そのメッセージの宛先ＩＰアドレスを参照し、どのＡＴＭコネクションに向けて送出するべきかを決定する。
【０１２１】
この時、ＩＰのルーティングアルゴリズム（例えばＲＩＰ）を実行しているルーティング制御機能により常に更新されているルーティングテーブルを参照する。
【０１２２】
宛先ＩＰアドレスからそのアドレスへ到達するためのＡＴＭコネクションの識別子（即ちＶＰＩ／ＶＣＩ）を得ることができるように、ルーティング制御機能はルーティングテーブルに以下に詳細に述べる様な情報を設定している。なお、宛先ＩＰアドレスを、ＡＴＭコネクションの識別子に対応付ける事が、即ち、ＩＰでいうところの物理ネットワークとしてＡＴＭコネクションを見なす事に相当する。
【０１２３】
公衆網を経由して他の私設網へのメッセージの転送を実現するためには、転送先の私設網へのＡＴＭコネクションが設定されている必要がある。これは、予め私設網の管理者が、公衆網の管理者に対してＶＰ（Ｖｅｒｔｕａｌ  ｐａｔｈ）もしくはＰＶＣ（Ｐａｒｍａｎｅｎｔ  Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ：固定接続）を設定しておくように依頼し、該ＶＰもしくはＰＶＣを経由してメッセージ転送が可能な様にＩＰレイヤのルーティングテーブルを設定しておくこととしても良いが、インターネットサーバ３０３１〜３０３３が自動的に必要なＡＴＭコネクション設定を公衆網に要求したり、不要になったＡＴＭコネクションの削除を行えるようにしておけば、公衆網から要求される使用料金の削減ができて望ましい。
【０１２４】
このために、本発明のＡＴＭ通信システムに含まれるインターネットサーバには、ここでＱ．２９３１Ｍレイヤと呼ぶ、本発明の特徴をなすレイヤが設けられる。このレイヤの存在が、本発明によるＡＴＭ通信システムに含まれるインターネットサーバと、従来技術によるルータの間の差になっている。Ｑ．２９３１Ｍレイヤは、公衆網の呼設定機能とシグナリングＶＣを経由して通信を行い、公衆網内部に必要なＡＴＭコネクションを設定させる動作を行う呼制御プロトコルレイヤであるが、このレイヤの動作については以降で詳しく説明する。以降の説明に従うと、このレイヤで、メッセージ毎に呼設定要求メッセージを送出する可能性があることから、メッセージ単位のＱ．２９３１プロトコルという意味で、ここでの説明では、ＩＴＵ−Ｔ標準の名前に”Ｍ”を付与して呼ぶこととする。
【０１２５】
各インターネットサーバ３０３１〜３０３３のＱ．２９３１Ｍレイヤによって公衆網を経由するＡＴＭコネクションが設定されると、インターネットサーバは、宛先の私設網に向けて、該ＡＴＭコネクションを使用してＩＰメッセージを転送する。
【０１２６】
具体的には、図４の私設網＃２（３０１２）内部のインターネットサーバ３０３２において、ＩＰレイヤは、ＩＰメッセージを、Ｑ．２９３１Ｍレイヤを経由して公衆網との情報転送経路側のＡＡＬに渡す。ＡＡＬは渡されたメッセージをセル流に変形し出力する。出力されたセル流は、ＡＴＭレイヤ、ｐｈｙレイヤを経由して物理リンク上のフレーム構造上にマッピングされたセル流に変形され、公衆網の３０２ＡＴＭ交換機へと送出する。
【０１２７】
公衆網３０２のＡＴＭ交換機も、私設網内部のハブと同様、単にＡＴＭレイヤのスイッチングを行うだけである。公衆網のＡＴＭ交換機によるセルのスイッチングの結果、所望の私設網にＩＰメッセージが転送される。
【０１２８】
ＩＰメッセージの宛先となった相手インターネットサーバ３０３１では、公衆網３０２からＩＰメッセージを含むセル流を受け取ると、該セル流に順次ｐｈｙレイヤ、ＡＴＭレイヤ、ＡＡＬレイヤにて処理を加え、ＩＰメッセージが再生される。その後、該再生されたＩＰメッセージはＱ．２９３１Ｍレイヤを経由してＩＰレイヤに渡される。
【０１２９】
ＩＰレイヤは、該ＩＰメッセージの宛先アドレスにてルーティングテーブルを参照し、該メッセージをどの端末装置へのＡＴＭコネクションに向けて送出するべきか判断する。その後、送出すべきと判断されたＡＴＭコネクションに向けて、該メッセージを転送する。
【０１３０】
この結果、宛先端末のアプリケーションは、必要なメッセージを受信できることになる。
【０１３１】
以下、本発明の第１の実施形態に係るＡＴＭ通信システムのインターネットサーバの構成及び動作について、より詳細に説明する。
【０１３２】
図５は、第１の実施形態に係るＡＴＭ通信システムのインターネットサーバの内部構成を説明するための図で、特に、メッセージ転送経路における識別子の構成をに対応付けて示すものである。
【０１３３】
メッセージ転送経路における識別子は、受信したメッセージが何処からやってきたか、何処へ転送するかを指定するために使用されるもので、その構成はインターネットサーバの動作を大きく規定することから、本発明の実施において重要な役割を果たす。
【０１３４】
第１の実施形態であるＡＴＭ通信システムのインターネットサーバは、少なくとも２本の物理リンクを収容する。ひとつの物理リンクは、公衆網との接続に使用され、もうひとつの物理リンクは、私設網内部の端末もしくはハブとの接続に使用される。
【０１３５】
公衆網との接続に使用される物理リンクと私設網との接続に使用される物理リンクには、該インターネットサーバ内のみで有効なポート番号が付与される。後ほど詳細に述べるように、インターネットサーバ内部では高スループットを提供するためにＡＴＭスイッチを使用することとしているが、このポート番号は、ＩＰメッセージが入出力されるＡＴＭスイッチの入出力端を識別するために利用される。ＩＰメッセージのルーティングという観点からすれば、どのＩＰメッセージがどの入力端から入力され、どの出力端に転送されるかを示すとも言える。
【０１３６】
それぞれの物理リンクの中には、ＩＰメッセージを転送するためのＡＴＭコネクションが１本もしくは複数本設定される。これらは、ＩＴＵ−Ｔ標準にて規定されているように、それぞれの物理リンクで一意なＶＰＩ／ＶＣＩによって区別される。
【０１３７】
ＶＰＩ／ＶＣＩは、図２で説明したように、コミュニティアクセス用のＥ．１６４アドレスを用いて公衆網に必要なＡＴＭコネクション設定を依頼した結果、要求したコネクション設定が終了した時に公衆網から渡されるコネクション設定完了メッセージに含まれている。なお、その他に、公衆網の呼設定機能や私設網の呼設定機能との間にもＩＴＵ−Ｔ標準に従ってシグナリングＶＣが設定されるが、図が煩雑になるのを防ぐため図５では示していない。これらのシグナリングＶＣも、ＩＰメッセージを転送するためのＡＴＭコネクションと同様、それぞれの物理リンクでＶＰＩ／ＶＣＩを用いて識別される事はいうまでもない。
【０１３８】
それぞれの物理リンクがポート番号で識別され、それぞれの物理リンク上のＡＴＭコネクションがＶＰＩ／ＶＣＩで識別されることから、結局、本発明の一実施例であるＡＴＭ通信システムのインターネットサーバが扱うＡＴＭコネクションは、ポート番号とＶＰＩ／ＶＣＩとを用いることで識別できることになる。
【０１３９】
ＩＰレイヤは、私設網内部の内部接続を行うための物理リンク上に存在するｐｈｙレイヤ、ＡＴＭレイヤ、ＡＡＬの上に存在している。私設網から渡されたＩＰメッセージを含むセル流に、ｐｈｙレイヤ、ＡＴＭレイヤ、ＡＡＬにて順次処理を施す事でＩＰメッセージが再生され、ＩＰレイヤに渡される。
【０１４０】
ＩＰメッセージのコネクションレス転送を実現するため、インターネットサーバのＩＰレイヤにはＩＰアドレスが付与されている。このＩＰアドレスにて、各インターネットサーバが識別される。なお、ＩＰアドレスは、インターネットの管理規定に従い、各私設網の管理者がそれぞれの私設網に割り当てられたアドレス空間から自由に選択して付与できるものとする。
【０１４１】
ＡＴＭフォーラムにおけるＩＰオーバーＡＴＭワーキンググループで議論されてるコネクションレスサポート手法、および本発明によるコネクションレスサポート手法を実現する場合、ＡＴＭコネクションを私設網内のプロトコル、公衆網内のプロトコルそれぞれにて設定する必要がある。これの実現のためには、インターネットサーバにＡＴＭコネクション設定用のアドレスを付与する必要がある。
【０１４２】
本発明の第１の実施形態であるＡＴＭ通信システムのインターネットサーバには、ＡＴＭフォーラムにおけるＡＴＭコネクション設定用アドレスであるＡＴＭアドレスと、現在の電話網で使用され、今後も使用されつづけるだろうと予測されるＥ．１６４アドレスが付加されている。
【０１４３】
公衆網側から該インターネットサーバを識別するときにはＥ．１６４アドレスが、私設網側から該インターネットサーバを識別するときにはＡＴＭアドレスが、それぞれ使用される。なお、Ｅ．１６４アドレスは公衆網側の管理者が付与するのに対し、ＡＴＭアドレスはＩＰアドレス同様、私設網の管理者が与えられた範囲の中から選択して付与する事に注意が必要である。
【０１４４】
本発明の一実施形態のＡＴＭ通信システムに含まれるインターネットサーバの特徴をなすＱ．２９３１Ｍレイヤは、これらのＡＴＭアドレスもしくはＥ．１６４アドレスを用いて私設網もしくは公衆網に対してコネクションレス通信の提供のためのコネクション設定を要求し、また私設網の他の部分もしくは公衆網からのコネクション設定要求に応答する。
【０１４５】
このように、それぞれのコミュニティが使用する通信資源を、それぞれのコミュニティに排他的に割り当てるため、Ｑ．２９３１ＭレイヤとＩＰレイヤは、該インターネットサーバが特定の通信サービスを提供するコミュニティの数だけ準備される（図５では、コミュニティＡ、Ｂ…Ｘのそれぞれに、Ｑ．２９３１ＭレイヤとＩＰレイヤが１対づつ対応している）。それぞれのＩＰレイヤは、それぞれのＩＰアドレスを持ち、また、それぞれのＱ．２９３１Ｍレイヤは、それぞれのＡＴＭアドレスとＥ．１６４アドレスを持っている。
【０１４６】
ＡＡＬ、ＡＴＭレイヤ、ｐｈｙレイヤは、同一のものが複数のコミュニティで共有されることになるが、この上に設定されるＡＴＭコネクションに対して確定的に通信帯域を割り当てている、即ち、ピークレートで通信帯域を割り当てているので、それぞれのコミュニティに排他的に通信帯域を割り当てていることとなり、結局、それぞれのコミュニティが、そのコミュニティにアクセス可能な特定の利用者に提供する特定の通信サービスを実現するための通信資源が、それぞれのコミュニティに排他的に割り当てられることとなる。
【０１４７】
従って、例えばあるコミュニティのＱ．２９３１ＭレイヤとＩＰレイヤのスループットを向上させたければ、これらの機能を実現するプロセッサの能力を向上させる、であるとか、ＡＴＭコネクションに割り当てる通信帯域を大きくするとかいった手法により、それぞれのコミュニティに提供するＱｏＳの制御が可能になると同時に、どのコミュニティがどの通信資源を利用しているか明確に把握することが可能で、公平な課金を実現することもできるようになる。
【０１４８】
このように、各インターネットサーバでは、特定の通信サービスを提供するための通信資源は、その特定の通信サービス毎に、各ＩＰレイヤに付与されたＩＰアドレス、および、相手インターネットサーバとの間にＡＴＭコネクションを設定するために必要なＥ．１６４アドレスあるいはＡＴＭアドレスで識別することにより、そのコミュニティにアクセス可能な特定の利用者に対して排他的に割り当てられることとなる。
【０１４９】
次に、本発明の第１の実施形態のＡＴＭ通信システムのインターネットサーバに含まれるＩＰレイヤとＱ．２９３１Ｍレイヤの機能および動作について、図６を参照して説明する。
【０１５０】
なお、図６では、ひとつのコミュニティに対応するＩＰレイヤとＱ．２９３１Ｍレイヤについて示している。また、インターネットサーバの、ｐｈｙレイヤ、ＡＴＭレイヤ、ＡＡＬの機能は後ほど詳細に説明される。ここでは、ＩＰレイヤおよびＱ．２９３１Ｍレイヤが、受け取ったＩＰメッセージが入力されてきたＡＴＭコネクションを識別できるように、下位レイヤからポート番号及びＶＰＩ／ＶＣＩの通知を受けること、及び、ＩＰレイヤおよびＱ．２９３１Ｍレイヤが、ＩＰメッセージを送出する時に、ポート番号及びＶＰＩ／ＶＣＩを指定することで、所望のＡＴＭコネクションを指定することを仮定して説明をすすめる。
【０１５１】
図６において、ＩＰレイヤ６０１はルーティングテーブル６０２を有する。このルーティングテーブル６０２は、ルーティング制御機能６０９により維持管理される。基本的には、ＩＰレイヤ６０１は、ＩＰメッセージを受け取ると、該ＩＰメッセージを送出すべきＡＴＭコネクションをルーティングテーブル６０２を参照することで知り、所望のＡＴＭコネクションに向けて送出する。
【０１５２】
一方、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３は、コミュニティテーブル６０４、発呼制御機能６０５、着呼制御機能６０６、トラフィック監視機能６０７、セキュリティ機能６０８を有する。
【０１５３】
ルーティングテーブル６０２は、ＩＰで言うところの物理ネットワークとしてＡＴＭコネクションをみなす操作、即ち、受け取ったＩＰメッセージを送出すべきＡＴＭコネクションを識別する操作に必要な情報が含まれている。具体的には、ＩＰレイヤが受け取るＩＰメッセージの宛先アドレスとして出現する可能性のあるＩＰアドレス群と、該ＩＰアドレス群のそれぞれのＩＰアドレスに対して、該ＩＰアドレスを宛先アドレスとして持つＩＰメッセージを送出すべき物理ネットワークを識別するため情報、即ち、ＶＰＩ／ＶＣＩ値及びポート番号が対応づけられた情報である。
【０１５４】
ルーティングテーブル６０２は、具体的には以下の様な構成を持つ。
【０１５５】
ルーティングテーブル６０２は、複数のエントリを含む。ＩＰレイヤ６０１は、ルーティングテーブル６０２を参照する場合、これら複数のエントリのひとつを指定する。これらのエントリ中には、ＩＰアドレス、ＶＰＩ／ＶＣＩ値、ポート番号が保持されている。ひとつのエントリにＩＰアドレス、ＶＰＩ／ＶＣＩ値、ポート番号を含ませることで、ＩＰアドレスと、ＶＰＩ／ＶＣＩ値とポート番号の組を対応づけている。
【０１５６】
それぞれのＡＴＭコネクションから本発明の第１に実施形態であるＡＴＭ通信システムのインターネットサーバに入力されるＩＰメッセージを含むセル流から、ｐｈｙレイヤ、ＡＴＭレイヤ、ＡＡＬの働きによって抽出されたＩＰメッセージは、ＩＰレイヤ６０１に渡される。
【０１５７】
該インターネットサーバの場合、私設網への接続を行っている物理リンクからのＩＰメッセージは、対応するＡＡＬから直接ＩＰレイヤ６０１に渡されるが、公衆網への接続を行っている物理リンクからのＩＰメッセージは、一旦Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３を経由してＩＰレイヤ６０１に渡される。
【０１５８】
公衆網から入力されるＩＰメッセージは、後ほど詳細に述べるように、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３におけるトラフィック監視機能６０７やセキュリティ機能６０８の処理対象となりうる。
【０１５９】
ＩＰレイヤ６０１は、ルーティングテーブル６０２を以下の様に参照し、受信したＩＰメッセージのルーティングを行う。ＩＰレイヤ６０１は、ＩＰメッセージを受信すると、ルーティングテーブル６０２のエントリを順次参照し、該受信したＩＰメッセージの転送先ＩＰアドレスと一致するＩＰアドレスを含むエントリの内容を読み出す。読み出したエントリに含まれるＶＰＩ／ＶＣＩ値とポート番号にて、該ＩＰメッセージを送出すべきＡＴＭコネクションを知り、該ＡＴＭコネクションに向けて該ＩＰメッセージを送出する。
【０１６０】
ＩＰレイヤ６０１から物理リンクに向けて送出されるＩＰメッセージのうち、私設網に向かうＩＰメッセージは対応するＡＡＬに直接渡されるが、公衆網に向かうＩＰレイヤは一旦Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３を経由してから対応するＡＡＬに渡されるものとしている。後ほど詳細に述べるように、公衆網に送出されるＩＰメッセージは、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３におけるトラフィック監視機能６０７やセキュリティ機能６０８の処理対象となりうる。
【０１６１】
ＩＰレイヤ６０１に含まれるルーティングテーブル６０２は、ＩＰプロトコルに対応したルーティングプロトコル（例えばＲＩＰ）を実行するルーティング制御機能６０９によって維持されている。例えば、私設網側で新たに追加された端末に対してＡＴＭフォーラムのＩＰオーバーＡＴＭワーキンググループでのコネクションレスサポート法に従ってコネクションが設定された場合や、公衆網を経由するインターネットサーバ間のＡＴＭコネクションが追加された場合等の様に、コミュニティのトポロジに変化が生じた場合、ルーティング制御機能６０９がその端末に対応するエントリをルーティングテーブル６０２に書き込むと同時に、この事を他のインターネットサーバに対して必要に応じて通知する。この動作は、例えばＩＰプロトコルの場合、前述のＲＩＰやＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ      Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｐｒｏｔｏｃｌ）と呼ばれる制御用のプロトコルによって実行されるが、その詳細は本発明の有効性に関係ないので、ここではその詳細は特に限定せずに説明を進める。
【０１６２】
受け取ったＩＰメッセージを送出するＡＴＭコネクションが予め設定されていない時に対しては、ここで説明しているインターネットサーバでは、以下のようにして新しいＡＴＭコネクションの設定を私設網もしくは公衆網の呼設定機能に要求することとしてもよい。なお、ここで要求するＡＴＭコネクションは、もちろん、確定的に通信帯域の割り当てられたＡＴＭコネクション、即ちピークレートにより帯域の割り当てられたＡＴＭコネクションである。
【０１６３】
受け取ったＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレスがルーティングテーブル６０２に登録されていなければ、その宛先ＩＰアドレスとの通信に必要なＡＴＭコネクションがまだ設定されていないと解釈する。この場合、その宛先ＩＰアドレスとの通信を行うためのＡＴＭコネクションを新たに設定する必要がある。これを実現するため、ＩＰレイヤ６０１は、該メッセージをＱ．２９３１Ｍレイヤ６０３に渡す。
【０１６４】
Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３は、ＩＰレイヤ６０１よりＩＰメッセージを受け取ると、コミュニティテーブル６０４に従って必要なＡＴＭコネクションを設定可能か否かを判断し、設定可能ならばＡＴＭコネクションを設定するように公衆網もしくは私設網の呼設定機能にＱ．２９３１プロトコルに従って要求する。この動作は、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３の発呼制御機能６０５によって行われる。
【０１６５】
発呼制御機能６０５は、ＩＰレイヤ６０１から渡されたＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレスをとりだし、コミュニティテーブル６０４中に該ＩＰアドレスが登録されているか否か検索する。コミュニティテーブル６０４は、宛先ＩＰアドレスから、該ＩＰアドレスを持つメッセージを転送すべき先（通信相手の私設網、もしくは後ほど詳細に説明する公衆網内部のインターネットサーバー、もしくは自私設網内の端末や既存技術によるルータ）のＥ．１６４アドレスあるいはＡＴＭアドレス、及び、ポート番号を知ることのできるテーブルである。
【０１６６】
発呼制御機能６０３は、コミュニティテーブル６０４を参照し、受け取ったＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレスから、コネクション設定を行う相手の（Ｅ．１６４アドレスあるいはＡＴＭアドレス）、及び、ポート番号を知り、その後Ｑ．２９３１プロトコルに従って、公衆網あるいは私設網の呼設定機能に該Ｅ．１６４アドレスあるいはＡＴＭアドレスを着呼先とするＡＴＭコネクションの設定を依頼する。公衆網側にＡＴＭコネクションの設定を依頼するか、私設網側にＡＴＭコネクションの設定を依頼するかは、ポート番号によって示される。
【０１６７】
要求されたコネクション設定が終了すると、公衆網もしくは私設網の呼設定機能は当該ＡＴＭコネクションを識別するＶＰＩ／ＶＣＩを呼設定完了メッセージに含めて送り返すので、発呼制御機能６０５は該ＶＰＩ／ＶＣＩと該ＡＴＭコネクションが設定されたポート番号、及び前記宛先ＩＰアドレスとを組にしてルーティング制御機能６０９へと通知する。
【０１６８】
ルーティング制御機能６０９は、発呼制御機能６０５からの通知を受け取ると、その内容をルーティングテーブル６０２に登録する。
【０１６９】
ここで、発呼制御機能６０５が直接ルーティングテーブル６０２を更新するようにここで説明しているインターネットサーバを構成しても構わないが、ルーティング制御機能６０９が実行しているルーティングプロトコルの種類によっては、ルーティング制御機能６０９はＩＰメッセージの流量に従ってルーティングテーブルの内容を動的に変更している可能性があるので、発呼制御機能６０５から一旦ルーティング制御機能６０９に該ＩＰアドレスとＶＰＩ／ＶＣＩ及びポート番号の組を通知し、その後ルーティング制御機能６０９がルーティングテーブル６０２に登録する事とする。この様に、ルーティングテーブル６０２の情報内容をルーティング制御機能６０９が一元化して管理することで、ルーティングテーブル６０２の内容の論理的一貫性を保つことが容易になる。
【０１７０】
ルーティングテーブル６０２に一旦ＩＰアドレスとＶＰＩ／ＶＣＩ及びポート番号が登録されると、当該ＩＰアドレスを含むＩＰメッセージのルーティングを、ＩＰレイヤ６０１が単独で実行できるようになる。
【０１７１】
以上、本発明の第１の実施形態であるＡＴＭ通信システムに含まれるインターネットサーバにおけるＩＰメッセージのルーティング法について概説したが、これをより詳細に記述したのが図７、図８に示したフローチャートである。図７、図８に示すフローチャートには、ＩＰレイヤ６０１、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３の発呼制御機能６０５、及びルーティング制御機能６０９の動作が同時に記載されている。
【０１７２】
まず、図７を参照し、ＩＰレイヤ６０１がＩＰメッセージを受信したことによる一連の動作を説明する。
【０１７３】
ＩＰレイヤ６０１がメッセージを受信すると（ステップ７０１）、ＩＰレイヤ６０１は、そのメッセージから宛先ＩＰアドレスを抽出し（ステップ７０２）、該ＩＰアドレスをキーとしてルーティングテーブルを参照し、該ＩＰアドレスがルーティングテーブル６０２に含まれるか否か判断する（ステップ７０３）。
【０１７４】
ルーティングテーブル６０２に該ＩＰアドレスが含まれているなら、ステップ７０４に進み、ルーティングテーブルから送出コネクションのＶＰＩ／ＶＣＩ、ポート番号を得（ステップ７０４）、該ＶＰＩ／ＶＣＩを用いて受信したメッセージをセル化し、ポート番号で指定された物理リンクへ送出する（ステップ７０５）。これにより、所望の私設網へとＩＰメッセージを転送する事ができる。
【０１７５】
一方、ステップ７０３でルーティングテーブル６０２に受信メッセージの宛先ＩＰアドレスが含まれていないなら、ステップ７０６に進み、ＩＰレイヤ６０１は、そのＩＰメッセージをＱ．２９３１Ｍレイヤ６０３に渡す。ＩＰメッセージが渡されると、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３の発呼制御機能６０５は、該メッセージから宛先ＩＰアドレスを抽出し、該宛先ＩＰアドレスをキーとしてコミュニティテーブル６０４を参照する（ステップ７０６）。このコミュニティテーブル６０４の参照が本発明におけるＩＰメッセージのルーティングの特徴をなし、本発明によるＡＴＭ通信システムに公衆網として必要なセキュリティの高さや、ネットワークレイヤレベルでのなりすましによる攻撃を防いでいるのは、上述した通りである。
【０１７６】
ステップ７０６で、コミュニティテーブル６０４に宛先ＩＰアドレスが登録されていないと、ステップ７１０に進み、当該ＩＰアドレスへのアクセスが許可されていないものとして受信したＩＰメッセージを廃棄する。
【０１７７】
一方、ステップ７０６で、コミュニティテーブル６０４に、宛先ＩＰアドレスが登録されているならば、ステップ７０７に進み、発呼制御機能６０５は、コミュニティテーブル６０４から得たＥ．１６４アドレスあるいはＡＴＭアドレス、およびポート番号を得る（ステップ７０７）。なお、このステップ７０７で、宛先ＩＰアドレスに向かって設定されるコネクションの宛先ＩＰアドレスにて示されるコミュニティにおける最大アクセス速度（即ちピークレート）を発呼制御機能６０５が得るようにしても良い。これは、コミュニティテーブル６０４の各ＩＰアドレス毎のエントリに、当該コミュニティへの最大アクセス速度を登録するようにしておけば容易に実現可能である。
【０１７８】
次に発呼制御機能６０５は、当該Ｅ．１６４アドレスあるいはＡＴＭアドレスへの呼が設定中であるか否かを調べる（ステップ７０８）。メッセージの受信間隔に比べて、公衆網もしくは私設網での呼設定時間は一般的には長い。例えば、メッセージは数十ｍ秒単位で到着する可能性があるが、一方で呼設定に要する時間は数百ｍ秒から数秒の間である。このため、呼設定中に現在設定中のコネクションを使用するメッセージが到着し、発呼制御機能６０５に渡される可能性がある。ステップ７０８は、この状況を検出するために必要である。ステップ７０８での、呼設定中か否かの判断は、コミュニティテーブル６０４のＩＰアドレス毎のエントリ中に１ビットのフラグ（呼設定中フラグ）を設け、該フラグがセットされていれば呼設定中、そうでなければ呼設定中ではないと判断するようにしても良い。
【０１７９】
ステップ７０８で呼設定中であるならば、ステップ７１０に進み、受信ＩＰメッセージを廃棄する。もちろん、廃棄せずに発呼制御機能６０５が呼設定中に到着したＩＰメッセージを保持しておき、コネクションが設定されたならば保持しておいたＩＰメッセージを設定されたコネクションに向けて順次流すようにしても良い。しかしながら、これを実現すると、これは、例えば１５５Ｍｂｐｓにて通信されるコミュニティへの呼設定に１秒かかるとすると、最大で１５５    ＭｂｉｔものＩＰメッセージを保持しなければならずコスト高を招く。また、コネクション設定中に到着したＩＰメッセージとコネクション設定後に到着したＩＰメッセージを矛盾無く設定されたコネクションに送出するには、ハードウェアとソフトウェアによる実装機能の境界があいまいになり、高スループットを得るための実装が困難になる、といった問題点が生じる。そこで、ここでは、呼設定中に到着したＩＰメッセージは廃棄することとしている。
【０１８０】
一方、ステップ７０８で呼設定中でないならばステップ７０９に進み、発呼制御機能６０５は、コミュニティテーブル６０４から得たＥ．１６４アドレスあるいはＡＴＭアドレスから、Ｑ．２９３１プロトコルに従って呼設定要求メッセージを作成し、ポート番号にて指定される所望の通信網（公衆網もしくは私設網）にむけてそのメッセージを送出する。これと同時に、コミュニティテーブル６０４に呼設定中フラグが含まれている場合、該フラグをセットすることとしても良い。また、コミュニティテーブル６０４に、当該コミュニティへの最大アクセス速度が登録されている場合は、この最大アクセス速度を設定するコネクションに要求するピーク帯域かつ／または平均帯域とするべく、該呼設定要求メッセージに含ませてもよいことは言うまでもない。
【０１８１】
その後、前記呼設定要求メッセージ送出のトリガとなったＩＰメッセージは、廃棄される（ステップ７１０）。これは、ステップ７０８において、設定中のコネクションを使用するＩＰメッセージを廃棄することにしたことと同じように、これを保持しておくことによる種々のシステム実装上の困難を回避するために選択された動作である。幸い、ＩＰはベストエフォットであるので、設定中のコネクションを使用するＩＰメッセージを廃棄することに問題はない。
【０１８２】
次に、図８を参照し、図７の動作の結果、私設網もしくは公衆網の呼設定機能に対し送出される可能性のある呼設定要求メッセージによってコネクション設定が終了した場合に、私設網もしくは公衆網の呼設定機能から渡される、呼設定完了メッセージを受信した場合の動作について説明する。
【０１８３】
呼設定完了メッセージを受信すると（ステップ８０１）、発呼制御機能６０５Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３は、受け取ったメッセージを参照し、コネクション設定に成功したか否かをまず調べる（ステップ８０２）。コネクション設定に失敗していたなら、なにもせずに終了する。一方、ステップ８０２で、コネクション設定に成功していたなら、ステップ８０３に進み、発呼制御機能６０５は、該呼設定完了メッセージに含まれる、設定したＡＴＭコネクションを識別するためのＶＰＩ／ＶＣＩを、そのコネクションを設定する要求を出すトリガとなったＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレス、及び該コネクションが設定されたポート番号と共にルーティング制御機能６０９に通知する（ステップ８０３）。これと同時に、従来技術によるＡＴＭ交換機同様、ＡＴＭレイヤ、ＡＡＬに対してコネクション設定時に必要な操作を施さなければならないことは言うまでもない。例えば本発明者が特開平４−１００４５１号公報で開示した手法など、ＡＴＭコネクションの設定のためのハードウェア制御手法は種々存在する。しかしながら、これは本発明の有効性には何等影響を与えないので、ここで説明しているインターネットサーバにおいては、このコネクション設定時に必要な操作は、該インターネットサーバの全体制御機能（図示せず）にて行われ、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３は、必要に応じて該全体制御機能に必要な設定を行うことを指令できるものとして説明をすすめる。
【０１８４】
ルーティング制御機能６０９は、宛先ＩＰアドレス、ＶＰＩ／ＶＣＩ、ポート番号が通知されたならば、その情報を用いてルーティングテーブル６０２の更新を行う（ステップ８０４）。ルーティング制御機能６０９は、ルーティングテーブル６０２の更新が終わったなら、そのことを発呼制御機能６０５に通知しても良い。コミュニティテーブル６０４に呼設定中フラグが含まれている場合、発呼制御機能６０５は、ルーティングテーブルへの当該ＩＰアドレスの登録が終了したならば、対応する呼設定中フラグをリセットする。
【０１８５】
本発明の第１の実施形態であるＡＴＭ通信システムでは、コネクションレスサービスの提供のために、必要に応じてＡＴＭコネクションをＱ．２９３１プロトコルを用いて設定することとしている。これは、即ち、ＡＴＭ通信システムのインターネットサーバに対して、ＡＴＭコネクションの着呼が発生することを意味している。
【０１８６】
次に、ＡＴＭコネクションの着呼時に該インターネットサーバが実行する動作について詳細に説明する。図６に示したインターネットサーバにおいて、着呼は、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３の着呼制御機能６０６が処理する。
【０１８７】
公衆網もしくは私設網の呼設定機能から送られてきたＱ．２９３１プロトコルによる着呼を表すメッセージ（着呼メッセージ）は、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３の着呼制御機能６０６に渡される。
【０１８８】
着呼制御機能６０６は、着呼メッセージを受け取ると、ＡＴＭレイヤ、ＡＡＬレイヤに対する必要設定を前記全体制御機能（図示せず）に指示する。これによって、新たに設定されたＡＴＭコネクションによる通信が可能になるので、ルーティング制御機能６０９が行っているＲＩＰによるルーティング情報の配布が行き渡ると、ＩＰメッセージのルーティングが可能になる。その後、着呼制御機能６０６は、着呼を受け付けたことを示すメッセージ、すなわち、着呼受付メッセージをＱ．２９３１プロトコルに従って作成し、私設網もしくは公衆網の呼設定機能へと送り返す。
【０１８９】
ところで、Ｑ．２９３１プロトコルによると、着呼メッセージ中に、該着呼メッセージの原因となった発呼を行った端末装置、即ち発側端末装置のＥ．１６４アドレスを含んでも良いことになっている。これを実行するか否かは、公衆網を運用する各運用業者の判断によっているが、着呼メッセージ中に発側Ｅ．１６４アドレスが含まれていると、該着側アドレスを用いて、以下のように着呼制御機能６０６が着呼規制をかけることも可能になる。
【０１９０】
即ち、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３の着呼制御機能６０６が着呼メッセージを受け取ると、該着呼メッセージから発側Ｅ．１６４アドレスを取り出し、該Ｅ．１６４アドレスがコミュニティテーブル６０３に登録されているか否かを調べる。発側Ｅ．１６４アドレスがコミュニティテーブル６０３に登録されていれば、該着呼を受け付けることとし、前述の着呼受付時の手順を実行する。
【０１９１】
一方、該発側Ｅ．１６４アドレスがコミュニティテーブル６０３に登録されていなければ、該着呼は、自分に対するアクセスを許可していない端末装置もしくは私設網からのものであるとし、着呼を拒絶する。具体的には、Ｑ．２９３１プロトコルに従って着呼拒絶メッセージを作成し、私設網もしくは公衆網の呼設定機能へと渡す。
【０１９２】
ここで、ＩＰアドレスが端末毎に自由に設定できるのに対し、公衆網のＥ．１６４アドレスが物理リンク毎に公衆網の管理者が予め付けておくアドレスであることに注意が必要である。このため、ＩＰメッセージ中の送出元アドレスフィールドの内容は端末の利用者が勝手に書き換えることが可能であるのに対し、着呼メッセージ中の発側Ｅ．１６４アドレスフィールドの内容は、例えば、公衆網で、物理リンクに付加したＥ．１６４アドレスと発呼要求メッセージの発側Ｅ．１６４アドレスフィールドの内容の一致を確認し、一致していない場合に該発呼要求メッセージを廃棄するといった手法により、端末装置の利用者が勝手に書き換えることが不可能であるようにすることができる。
【０１９３】
このように、公衆網から渡された着呼メッセージ中の発側アドレスは、ＩＰメッセージの送出元アドレスフィールドと異なり、信用できる。よって、着呼メッセージの発側Ｅ．１６４アドレスによる着呼規制はシステムのセキュリティ向上に大きな貢献をもたらす。
【０１９４】
さらに、着呼メッセージ中に発側Ｅ．１６４アドレスが含まれ、着呼規制のために該発側Ｅ．１６４アドレスをキーとしてコミュニティテーブル６０４を参照することにすれば、参照の結果として該Ｅ．１６４アドレスによりアクセス可能な端末装置もしくは私設網のＩＰアドレスを得ることができるので、この情報をルーティング制御機能６０９に通知することとしてもよい。ルーティング制御機能６０９は、通知された情報によりルーティングテーブル６０２を更新する。これにより、ＲＩＰによるルーティング情報更新よりも迅速にＩＰメッセージの交換を開始することが可能になる。
【０１９５】
次に、図６の説明に戻る。
【０１９６】
ここでは、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３の持つ、コネクション設定以外の機能について詳細に説明する。これらは、セキュリティの向上、及び、通信料金の削減のための機能である。これらの機能を実現するために、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３には、トラフィック監視機能６０７、及びセキュリティ機能６０８が設けられている。
【０１９７】
上述したように、公衆網に向けて送出されるＩＰメッセージは、ＩＰレイヤ６０１からＱ．２９３１Ｍレイヤ６０３を経由して公衆網側と転送される。また、公衆網側から入力されるＩＰメッセージは、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３を経由してＩＰレイヤ６０１に渡される。この時、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３は、これらのＩＰメッセージが転送されてきた、もしくは転送されるＡＴＭコネクション毎に、トラフィック監視機能６０７にて流れるメッセージ量を計測する事としても良い。
【０１９８】
このトラフィック計測値は、例えば、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３が、流れるトラフィック量の少ないコネクションをルーティング制御機能６０９に通知することで、該流れるトラフィック量の少ないコネクションを切断して公衆網から要求される通信料金を削減するために使用されても良い。
【０１９９】
トラフィック量の少ないコネクションが通知されると、ルーティング制御機能６０９は、自らが保持するルーティング情報を参照し、該コネクション上を流れるＩＰメッセージを他のコネクションを用いて所望の宛先へと転送可能か否か判断し、転送可能ならば、トラフィック量の少ないコネクションを切断する事をＱ．２９３１Ｍレイヤ６０３に許可すると共に、切断後も正常にコネクションレスのメッセージ転送が可能なように、ルーティングテーブル６０２の内容を更新する。
【０２００】
公衆網で割当帯域に比例した課金が行われる場合、トラフィック監視機能６０７は、トラフィック量が少ないＡＴＭコネクションを発見すると、該ＡＴＭコネクションを切断する代わりに、該ＡＴＭコネクションにあらかじめ割り当てられた帯域と該トラフィック量を比較し、割り当てられた帯域が実際のトラフィック量より極端に大きい場合に、Ｑ．２９３１プロトコルで定義されるであろう割当帯域変更要求によって該コネクションに割り当てられている帯域を小さくするようにしても良い。
【０２０１】
逆に、トラヒック監視機能６０７は、それぞれのＡＴＭコネクションに割り当てられた帯域より大きなトラヒック量を転送することを要求されているＡＴＭコネクションを発見すると、該ＡＴＭコネクションにあらかじめ割り当てられていた帯域と該トラヒック量を比較し、割り当てられた帯域が実際のトラヒック量より極端に大きい場合に、Ｑ．２９３１プロトコルで定義されているであろう割当て帯域変更要求によって該コネクションに割り当てられている帯域を大きくするようにしてもよい。この割り当てられた帯域よりも大きなトラヒック量を転送することを要求されているＡＴＭコネクションの発見は、ＩＰレイヤ内部に保持されるメッセージ量を観察することによって実行することが可能となる。
【０２０２】
ＩＰレイヤから公衆網への、あるいは、公衆網からＩＰレイヤへのＩＰメッセージが通過するとき、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３は、トラフィック監視によるＡＴＭコネクションの制御の他に、セキュリティ機能６０８によって、ＡＴＭコネクション毎に、流れるＩＰメッセージに対して種々のセキュリティを向上させる操作を行うこととしてもよい。
【０２０３】
例えば、私設網と公衆網の間で通信内容が盗聴されない様に、コネクション毎に、受け取るＩＰメッセージ、送出するＩＰメッセージの送出元アドレスや、ＩＰメッセージ内部の情報に対して予め定められたアルゴリズムにて暗号化を行うこととしても良い。さらにまた、同一のコミュニティに対してアクセスするためのＡＴＭコネクションを一定期間に一回設定し直すことで、より盗聴されにくくしてもよい。
【０２０４】
全ての利用者が同一のコネクションレスのベストエフォット網を利用することになる従来技術に比べ、本発明によるＡＴＭ通信システムにおいて提供されるコネクションレスのベストエフォット網は、ＡＴＭ通信システムで提供する特定の通信サービス毎にコミュニティと呼ばれるコネクションレスのベストエフォット網を設け、該コネクションレスのベストエフォット網へのアクセスにＡＴＭコネクションを用いているので、上で述べたようなトラフィック監視による不要ＡＴＭコネクションの削除であるとか、セキュリティ機能であるとかいった、その特定の通信サービスにアクセス可能な利用者毎にその必要性の異なる機能の導入が容易である。
【０２０５】
同一のコミュニティの利用者は、同一のサービスを利用するので、それぞれの利用者が要求する通信品質（メッセージのディレイのみならず、利用料金であるとか、セキュリティ性であるとかも含めて）が、該サービスに要求される通信品質となり、同一のコミュニティの利用者の要求する通信品質が同一になる。この結果、従来技術によるコネクションレスのベストエフォット網で度々発生した問題、すなわち、例えば、古くからインターネットを利用して実験データのやりとりを行っていた物理学者にとって、ＷＷＷ上での動画像サービスは実験データのやりとりにかかる時間を伸ばすだけの邪魔なサービスあるといった、ある通信サービスがある利用者にとっては有効であるが、別の利用者にとっては邪魔であるといった状況が発生しなくなる。
【０２０６】
この結果、トラフィック監視を行ったりセキュリティを強化する機能を付加したりといった事に対して同一コミュニティの利用者の意思統一が図りやすく、これらの利用者毎にその要求度の異なるサービスも容易に導入可能である。
【０２０７】
コネクションレス網の場合、メッセージ毎に該メッセージが転送される通信網内部の経路が異なる可能性があるので、このような機能を実現するためには通信網全体に均一にこれらの機能を配備しなければならず、特に大規模な通信を考えた場合に、これらの利用者毎に要求度の異なるサービスを導入するのは大変困難である。
【０２０８】
一方で、本発明によると、コミュニティ毎にアクセスに利用するＡＴＭコネクションが異なるため、それぞれのコミュニティで要求される機能をそれぞれのコミュニティにアクセスするためのＡＴＭコネクション上で動作させることで、コミュニティ毎に異なる機能を容易に提供する事が可能になる。
【０２０９】
なお、ルーティング制御機能６０９の定期的なルーティング情報のやりとりによってルーティングテーブル６０２がルーティング制御機能６０９によって自動的に書き換えられるのとは異なり、コミュニティテーブル６０４の内容は、上述の様に、私設網の管理者がその内容の維持管理を直接行うものとする。これによって、ＲＩＰ等のインターネット系のルーティング手法とは異なり、ルーティング情報が定期的に通信網内部を流れるという、セキュリティ上大きな問題の発生する可能性のある状況を、少なくともコミュニティにアクセスするために必要なＥ．１６４アドレスに関して避ける事ができ、悪意の利用者からのなりすましによる攻撃等を防ぐことができる。
【０２１０】
なお、上述の説明から明らかなように、小規模コミュニティの実現手法の場合、公衆網上でメッセージが蓄積される事がないので、この実現手法は、特にそのコミュニティ内部の通信の秘密を守らなければならない場合にも適用する事ができる。
【０２１１】
また、上述の説明から明らかなように、ある私設網に対してアクセスするためには、該私設網がベストエフォットのコネクションレス網サービスを提供する窓口としているＥ．１６４アドレスを知る必要があることに注意が必要である。このため、ある私設網に対する悪意のユーザからのアクセスを、該悪意のユーザにＥ．１６４アドレスを教えないことで防ぐことができる。しかしながら、悪意のユーザは、公衆網でのコネクション設定を、多数の呼設定要求メッセージを送出することで妨害することも可能である。
【０２１２】
この問題は、特に本発明のみに限らず、広くＱ．２９３１プロトコルにてコネクション設定を行うＡＴＭ通信網全般に対する問題点であるが、これについては、例えば、全てのシグナリングＶＣの帯域を例えば６４ｋｂｐｓといった小さな値とし、その帯域によって公衆網側でシグナリングＶＣのポリシングをハードウェアにて行えば解決できる。たとえ悪意のユーザが呼設定メッセージを多量に出したとしても、公衆網側でハードウェアによりポリシングすれば、公衆網の呼設定機能（一般的にソフトウェアで実装される）に与えられるＱ．２９３１プロトコルのメッセージの総量の最大を規定することができ、呼設定機能の処理能力を超える呼設定要求メッセージの流入を防ぐことが可能になる。
【０２１３】
ところで、公衆網上のコミュニティとして、いわゆるディレクトリサービスが提供されている場合、コミュニティテーブル６０４の参照の結果必要なＥ．１６４アドレスが得られない場合に、Ｑ．２９３１Ｍレイヤ６０３が前記ディレクトリサービスが提供されているコミュニティにアクセスして必要なＥ．１６４アドレスを得、コミュニティテーブルに登録する事も考えられる。このような、ディレクトリサービスを提供するコミュニティに対する自動アクセスは、コミュニティテーブル６０４の保守を容易にして望ましい。公衆網上のディレクトリサービスに登録されるＥ．１６４アドレスは、公知のアドレスであると考えられるので、このような自動アクセス機能は、セキュリティを劣化させるものでもない。
【０２１４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る大規模コミュニティを実現するためのＡＴＭ通信システムについて説明する。
【０２１５】
図９に、大規模コミュニティの実現するＡＴＭ通信システムの構成を概略的に示したものである。
【０２１６】
図９は、例えば、図３に示した小規模コミュニティが、その参加端末数等の増加により、大規模コミュニティへと発展した結果を示したものである。図３に示したＡＴＭ通信システムでは、各私設網のインターネットサーバが公衆網３０２を経由するＡＴＭコネクション３０４１、３０４２のみで接続されていたが、図９に示したＡＴＭ通信システムでは、公衆網３０２内部にもインターネットサーバ３０５１、３０５２を設け、これらと私設網（＃１〜＃４）３０１１、３０１２、３０１３、３０１４との間がそれぞれＡＴＭコネクション３０４３、３０４４と３０４６、３０４７、３０４８で接続され、さらに、インターネットサーバ３０５１、３０５２がＡＴＭコネクション３０４５にて接続されている。
【０２１７】
公衆網３０２内部に設けられるインターネットサーバ３０５１、３０５２は、既存技術によるいわゆるＣＬＳＦ（コネクションレスサービス機能）と同じように、それぞれの私設網の間のコネクションレス通信を提供する機能、即ち、ある私設網から送出されたメッセージを、そのメッセージの持つ宛先アドレスに従った私設網へと転送する機能を有している。これによって、同一のコミュニティに対してアクセスする複数の私設網が同一のＡＴＭコネクションを共有可能となり、私設網間に単にＡＴＭコネクションを設けた場合に比べて、同一の容量のＡＴＭコネクションによってより多くの私設網を収容できるようになる。
【０２１８】
複数の私設網が同時にメッセージを送出する確率は低く、公衆網のインターネットサーバによって同一ＡＴＭコネクションに複数私設網からのメッセージを合流することで、該ＡＴＭコネクションの帯域の有効活用が可能になり、同一帯域でより多くの端末を収容する事が可能になる。
【０２１９】
既存技術のＣＬＳＦと、ここで述べるインターネットサーバとの違いは、後者が本発明の特徴をなすコミュニティに対応してコネクションレス通信を提供可能な事にある。既存技術によるＣＬＳＦの場合、コミュニティに対応してコネクションレス通信を提供する機能はない。コミュニティに対応したコネクションレス通信の提供法に関しては後ほど詳細に説明する。
【０２２０】
図３に示した小規模コミュニティの場合と同様、図９の大規模コミュニティを実現するためのＡＴＭ通信システムにおける私設網３０１１、３０１２、３０１３、３０１４内およびこれらの私設網間では、インターネットのルーティングプロトコルによってメッセージのルーティングが提供されている。
【０２２１】
図３に示した小規模コミュニティの場合と同様、各私設網３０１１、３０１２、３０１３、３０１４のそれぞれにおける各インターネットサーバ３０３１、３０３２、３０３３、３０３４では、ＡＴＭコネクションをＩＰでいうところの物理ネットワークと見なし、ＩＰアドレスとＡＴＭコネクションとの関連づけを行うことでＩＰメッセージのルーティングを実現している。これに対応して、公衆網３０２内部のインターネットサーバ３０５１、３０５２上でも、私設網のインターネットサーバ３０３１、３０３２、３０３３、３０３４と同様、ＡＴＭコネクションを物理ネットワークと見なし、ＩＰアドレスとＡＴＭコネクションの関連づけを行い、受信したメッセージの宛先ＩＰアドレスを参照して必要なＡＴＭコネクションへと転送する事を行っている。
【０２２２】
それぞれの私設網のインターネットサーバに、それが扱っているコミュニティに対応してＩＰアドレスが割り当てられるのと同様に、公衆網３０２のインターネットサーバ３０５１、３０５２にもコミュニティ毎にＩＰアドレスが割り当てられ、リンクバイリンクの中継の原理に従ってコミュニティ毎に独立してＩＰメッセージの中継を行っている。
【０２２３】
さらに、それぞれの私設網３０１１、３０１２、３０１３、３０１４および公衆網３０２には、Ｑ．２９３１プロトコルによってＡＴＭコネクションの設定を行う呼設定機能が設けられている。図３の場合と同様、私設網内部の呼設定機能と私設網内部の端末およびインターネットサーバ、さらに公衆網の呼設定機能３０６５と私設網の間はシグナリングＶＣにて接続されているが、図が煩雑になるのを防ぐため、図９ではシグナリングＶＣは示していない。さらに、公衆網内部に設けられたインターネットサーバ３０５１、３０５２と、公衆網の呼設定機能３０６５の間にも、シグナリングＶＣが設定されているものとする。これも図が煩雑になるのを防ぐため、図９では示していない。
【０２２４】
利用者がコミュニティにアクセスするため、各端末装置と自私設網内のインターネットサーバの間でＡＴＭコネクションにて通信を行う必要があるが、この為に、私設網＃１（３０１１）と＃２（３０１２）と＃４（３０１４）ではハブ（ＡＴＭ−ＬＡＮ用の簡易ＡＴＭ交換機）が設けられている。私設網＃３（３０１３）では、端末装置がインターネットサーバ３０３３に直結している。
【０２２５】
図１０は、図９に示したＡＴＭ通信システムの一部のプロトコルスタックの一例を示したもので、特に、私設網のインターネットサーバと公衆網のインターネットサーバのプロトコルスタックの一例を示している。
【０２２６】
図１０では、例えば、私設網＃２（３０１２）と私設網＃１（３０１１）が公衆網３０２を介して通信する場合の一形態について示している。
【０２２７】
公衆網３０２内部のＡＴＭ交換機は、前述の私設網内部のハブと同様、単にＡＴＭレイヤにおけるセルのスイッチングを行うのみである。公衆網のＡＴＭ交換機においてセルのスイッチングを行うために必要な、ＡＴＭコネクションの設定は、公衆網の呼設定機能３０６０がＩＴＵ−Ｔ標準にて規定されている手法に基づいて実行する。
【０２２８】
私設網内部の呼設定機能と同様、公衆網内部の呼設定機能３０６０でも、ＡＴＭフォーラムのＩＰオーバーＡＴＭサブワーキンググループにおけるコネクションレスサービス提供法を実現するふたつの特殊機能、即ち宛先ＩＰアドレスからの次ホップルータのＩＰアドレスの検索と、次ホップルータへのＡＴＭコネクションが存在しない場合に該ＡＴＭコネクションを設定するために必要となるＡＴＭアドレスを得る操作を実現することとすれば、特に公衆網内部にインターネットサーバといった特殊な機器を設けなくてもＡＴＭ通信網においてコネクションレスサービスを提供する事ができる。
【０２２９】
しかしながら、本発明の第２の実施形態であるＡＴＭ通信システムにおける公衆網の呼設定機能３０６０は、これらの特殊機能を持たず、ＩＴＵ−Ｔ標準のＱ．２９３１プロトコルによるＡＴＭコネクションの設定のみに特化しており、こういった特殊機能は新たに設けたインターネットサーバにて処理することとしている。これには、以下の利点がある。
【０２３０】
公衆網内部の呼設定機能３０６０は、数多くのユーザに対してそれらのユーザが満足する応答時間で全国規模のＡＴＭ通信網上にＡＴＭコネクションを設定することを満足しなければならない。ところで、ＡＴＭフォーラムのＩＰオーバーＡＴＭサブワーキンググループがコネクションレスサービスをＡＴＭコネクションを提供するために要求している上述のふたつの特殊機能はＩＰアドレスに対する処理である。
【０２３１】
ところが、ＩＰアドレスには、ＩＰアドレス自身は私設網の内部の増設等により使用される値が変化することから、私設網内部の構成が変化する度に公衆網側でその内部構成の変更に対応しなければならないという問題点がある。この問題点は、全国規模で満足できる応答時間でＡＴＭコネクションを設定することを考えた場合、大きな実装上／運用上の問題点となる。
【０２３２】
本発明では、ベストエフォットのコネクションレス網を提供するためにインターネットサーバという呼設定機能から独立した機能要素を設けることとしているが、この構成により、私設網での網構成の変更による公衆網内部での影響範囲をインターネットサーバのみに限定することができる。この結果、公衆網の呼設定機能３０６０自身はＩＴＵ−Ｔ標準のＱ．２９３１のみに特化して実装することができ、数多くのユーザに対してそれらのユーザが満足する応答時間で全国規模のＡＴＭ通信網上にＡＴＭコネクションを設定することを満足しやすくなる。
【０２３３】
前述したように、私設網のインターネットサーバ３０３１〜２０３４は、ルーティング制御機能が維持しているルーティングテーブルの内容に従って受信したＩＰメッセージの宛先アドレスとＡＴＭコネクションの間の関係付けを行い、リンクバイリンクの中継の原理に従ってＡＴＭコネクションを用いてＩＰメッセージの送出を行う。
【０２３４】
公衆網のインターネットサーバ３０５１、３０５２は、私設網のインターネットサーバ３０３１〜３０３４のいずれかからＩＰメッセージを含むセル流をうけとると、以下の処理を行う。
【０２３５】
公衆網のインターネットサーバ（以下、例えば、インターネットサーバ３０５１として説明する。）は、ＡＴＭ交換機を経由して私設網のインターネットサーバ（以下、例えば、インターネットサーバ３０３２として説明する。）からセル流を受け取ると、ｐｈｙレイヤ、ＡＴＭレイヤ、ＡＡＬにおいて該セル流を良く知られた手法に従って順次処理し、セル流からＩＰメッセージを再生する。再生されたＩＰメッセージは、一旦、インターネットサーバ３０５１のＱ．２９３１Ｍレイヤに渡される。
【０２３６】
Ｑ．２９３１Ｍレイヤは、後ほど詳細に述べる処理を渡されたＩＰメッセージに対して加えてＩＰレイヤに渡す。前述の私設網のインターネットサーバ３０３２では、ＡＡＬとＩＰレイヤの直結経路も存在していたが、ここで説明している本発明の第２の実施形態であるＡＴＭ通信システムの公衆網側のインターネットサーバ３０５１では、公衆網側の呼設定機能がＡＴＭフォーラムによる前記特殊機能のサポートを行っていないので、ＡＡＬとＩＰレイヤの直結経路は存在しない。
【０２３７】
公衆網側のインターネットサーバ３０５１のＩＰレイヤは、私設網のインターネットサーバ３０３２のＩＰレイヤと同様に、渡されたＩＰメッセージそれぞれについて宛先ＩＰアドレスを参照し、そのＡＴＭコネクションに向けて送出するべきかを決定する。この時、やはり私設網のインターネットサーバ３０３２のＩＰレイヤと同様に、ＩＰのルーティングアルゴリズムを実行しているルーティング制御機能により常に更新されているルーティングテーブルを参照する。
【０２３８】
私設網のインターネットサーバ３０３２のＩＰレイヤのルーティングテーブルと同じように、公衆網のインターネットサーバ３０５１のＩＰレイヤのルーティングテーブルも、宛先ＩＰアドレスを、ＡＴＭコネクションの識別子に対応付け、ＩＰでいうところの物理ネットワークとしてＡＴＭコネクションを見なすために使用される。
【０２３９】
小規模コミュニティを実現する場合には、公衆網にはＡＴＭコネクションを提供するのみの機能が要求されたが、この場合、公衆網のＡＴＭコネクションの帯域を使用するのが、そのコネクションが接続された私設網のインターネットサーバ３０３２のみとなる。この結果、インターネットサーバ３０３２がＡＴＭコネクションに対して送出するＩＰメッセージを持っていない場合、該ＡＴＭコネクションの帯域が無駄に使用されることになる。
【０２４０】
ところが、ここで述べているように公衆網にもインターネットサーバ３０５１、３０５２を設け、それら公衆網側のインターネットサーバと複数の私設網のインターネットサーバを接続することで、ひとつのＡＴＭコネクションが複数の私設網から送出された同一コミュニティのＩＰメッセージの転送のために使用されることになり、従って、複数の私設網がひとつのＡＴＭコネクションの帯域を使用するようになる。
【０２４１】
この結果、コミュニティ実現のために同一の帯域のＡＴＭコネクションを設定しても、公衆網にインターネットサーバを設けた方がより多数の端末の収容をできるようになる。これが、公衆網にインターネットサーバを設けたアーキテクチャを大規模コミュニティ実現のために使用する理由である。
【０２４２】
私設網のインターネットサーバ３０３２が使用する公衆網上のＡＴＭコネクションの帯域をトラフィックにより変化させることで該コミュニティの通信費を削減できるのと同様、私設網のインターネットサーバ３０３２と公衆網のインターネットサーバ３０５１、公衆網のインターネットサーバ３０５１、３０５２の間のＡＴＭコネクションに関しても、不要になったＡＴＭコネクションの削除を行ったり、ＡＴＭコネクションの帯域の増減を行うようにすると、大規模コミュニティ全体の通信費を削減でき、望ましい。
【０２４３】
これは、前述の私設網のインターネットサーバ３０３２のＱ．２９３１Ｍレイヤの動作と同じように、公衆網のインターネットサーバ３０５１のＱ．２９３１ＭレイヤでもそれぞれのＡＴＭコネクション上のトラフィックを監視し、必要に応じて帯域の増減もしくはコネクションの切断を行うようにすれば実現できる。このことが、公衆網のインターネットサーバ３０５１ではＡＡＬからのＩＰメッセージを一旦Ｑ．２９３１Ｍレイヤを経由してＩＰレイヤへと渡すことの理由のひとつである。
【０２４４】
さて、公衆網のインターネットサーバ３０５１のＱ．２９３１Ｍレイヤは、受け取ったＩＰメッセージを転送すべき物理ネットワークであるところのＡＴＭコネクションが設定されていなければ、Ｑ．２９３１Ｍレイヤに含まれるコミュニティテーブルに従って必要なＡＴＭコネクションの設定を公衆網の呼設定機能に依頼する。これも私設網のインターネットサーバ３０３２のＱ．２９３１Ｍレイヤと同様である。
【０２４５】
これらより、大規模コミュニティ中の通信であっても、私設網や公衆網のインターネットサーバを経由して必要なＩＰメッセージが必要な端末へとルーティングできることになる。
【０２４６】
図１１は、第２の実施形態に係るＡＴＭ通信システムのインターネットサーバの内部構成を説明するための図で、特に、メッセージ転送経路における識別子の構成に対応付けて示すものである。
【０２４７】
図１１は、第１の実施形態の説明のうち、私設網のインターネットサーバの構成について説明した図５に対応するものである。
【０２４８】
図５に示した私設網のインターネットサーバの場合と同様、公衆網のインターネットサーバに接続される物理リンクはポート番号で識別され、各物理リンク上のＡＴＭコネクションはそのＶＰＩ／ＶＣＩによって識別される。よって、公衆網のインターネットサーバ中のＡＴＭコネクションは、ポート番号とＶＰＩ／ＶＣＩの組によって識別されることになる。
【０２４９】
なお、公衆網のインターネットサーバには、２本を越える物理リンクが接続されることもあるとしているが、このように、公衆網のインターネットサーバ内のＡＴＭコネクションをポート番号とＶＰＩ／ＶＣＩの組で識別することにすれば、ポート番号のビット幅を十分とっておくだけで、多数の物理リンクを収容した場合でも、同様の識別子構成で対応可能であることは言うまでもない。私設網のインターネットサーバの場合と同様、公衆網のインターネットサーバにおけるポート番号も、後述するように、ＡＴＭスイッチの入出力端子番号に対応しており、さらに、これにより、コミュニティ毎に通信資源を割り当てる事が可能になっている。
【０２５０】
公衆網のインターネットサーバには、該インターネットサーバに対してＡＴＭコネクションを設定するために必要なＥ．１６４アドレスが付与されている。該インターネットサーバに対してＡＴＭコネクションを設定する場合、該Ｅ．１６４アドレスを着呼アドレスとするＱ．２９３１プロトコルのコネクション設定要求メッセージが公衆網の呼設定機能に与えられることになる。
【０２５１】
公衆網のインターネットサーバの場合、図１１に示すように、ＩＰレイヤは、Ｑ．２９３１Ｍレイヤに包み込まれるようにして存在している。私設網のインターネットサーバと同様、公衆網インターネットサーバのＩＰレイヤにもＩＰアドレスが付与されている。このＩＰアドレスによって、それぞれのインターネットサーバが識別される。なお、このＩＰアドレスは、例えば、公衆網の管理者で対応するコミュニティの管理を受け持つ管理者が設定することとしても良いし、また、先ほどのＥ．１６４アドレスを物理アドレスとして、ＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｒｅｓｏ−  ｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ）と呼ばれるディスクレス端末における物理アドレスからＩＰアドレスを得るプロトコルにてコミュニティを構成するある端末から自動的に割り当てるようにしても良い。
【０２５２】
さらに、私設網のインターネットサーバと同様、公衆網のインターネットサーバであっても、各コミュニティに対して排他的にルーティングプロトコルの計算能力を提供するため、該インターネットサーバが扱っているコミュニティの個数に等しいＱ．２９３１ＭレイヤとＩＰレイヤとが存在している（図１１では、コミュニティＡ、Ｂ…Ｘのそれぞれに、Ｑ．２９３１ＭレイヤとＩＰレイヤが１対づつ対応している）。
【０２５３】
公衆網の各インターネットサーバでは、特定の通信サービスを提供するための通信資源は、その特定の通信サービス毎に、各ＩＰレイヤに付与されたＩＰアドレス、および、相手インターネットサーバとの間にＡＴＭコネクションを設定するために必要なＥ．１６４アドレスで識別することにより、そのコミュニティにアクセス可能な特定の利用者に対して排他的に割り当てられることは、私設網のインターネットサーバと同様である。
【０２５４】
次に、本発明の第２実施形態のＡＴＭ通信システムのインターネットサーバに含まれるＩＰレイヤとＱ．２９３１Ｍレイヤの機能および動作について、図１２を参照して説明する。
【０２５５】
図１２は、第１の実施形態の説明のうち、私設網のインターネットサーバに含まれるＩＰレイヤとＱ．２９３１Ｍレイヤの機能および動作について説明した図６に対応するものである。
【０２５６】
図６と同様、図１２でも、ひとつのコミュニティについて、ＩＰレイヤとＱ．２９３１Ｍレイヤを示している。公衆網のインターネットサーバのＩＰレイヤとＱ．２９３１Ｍレイヤの機能と、私設網のインターネットサーバの機能の違いは以下の通りである。
【０２５７】
私設網のインターネットサーバの場合、私設網側からのＩＰメッセージは直接ＡＡＬからＩＰレイヤに渡され、私設網へのＩＰメッセージは直接ＩＰレイヤからＡＡＬに渡されるのに対し、公衆網のインターネットサーバの場合、全ての物理リンクが公衆網であるので、このような、ＡＡＬとＩＰレイヤの直接の通信パスはなく、全てのＡＡＬとＩＰレイヤのＩＰメッセージのやりとりにおいて一旦Ｑ．２９３１Ｍレイヤを経由し、トラフィック監視部６０７やセキュリティ部６０８によるＩＰメッセージ処理を受ける。
【０２５８】
これ以外の動作、即ち基本的にはＩＰレイヤが受け取ったＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレスによってルーティングテーブル６０２を参照し、該ＩＰメッセージの送出先ＡＴＭコネクションを決定すること、ルーティングテーブル６０２に受け取ったＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレスが登録されていない場合、該メッセージをＱ．２９３１Ｍレイヤに再度渡し、Ｑ．２９３１Ｍレイヤの発呼監視部６０５が、渡されたＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレスによってコミュニティテーブル６０４を参照し、許可されているならば公衆網の呼設定機能に対してＡＴＭコネクションの設定を要求すること、トラフィック監視部６０７においてＡＡＬとＩＰレイヤの間のトラフィックの監視を行い、必要に応じてＡＴＭコネクションの帯域の増減やＡＴＭコネクション自身の切断を行うこと、必要に応じてセキュリティ部６０８において、ＡＡＬとＩＰレイヤの間でやりとりされるＩＰメッセージの暗号化、復号化を行うことは私設網のインターネットサーバの場合と同様である。
【０２５９】
公衆網を用いて任意のコミュニティにアクセスすることを考える場合、ＡＴＭコネクション経由のみではなく、例えば、電話網を経由してアクセスできると、例えば加入者が出先で、公衆電話と移動端末を用いて必要に応じてコミュニティにアクセスし、必要な情報を得る等のサービスが実現でき便利である。本発明にの第２の実施形態によるインターネットサーバの場合、この様なサービスも図１３に示すような機能を具備すれば容易に実現可能である。
【０２６０】
次に、このような非ＡＴＭ通信網である電話網経由で所望のコミュニティにアクセス可能なインターネットサーバの機能について、図１３を参照して説明する。
【０２６１】
図１３は、電話網経由で所望のコミュニティにアクセス可能なインターネットサーバの機能を説明するためのもので、ひとつのコミュニティに対応するインタネットサーバにおける、各識別子に対応付けれた電話網アクセスする際の要部のレイヤ構造を示したもである。
【０２６２】
図１３には、移動端末４０１０から公衆電話を経由してコミュニティにアクセスする場合に、現在ＮＴＴが加入者に提供しているフリーダイヤルサービスの枠組みを使うこととしている。コミュニティの指定のために、Ｅ．１６４アドレスのうちのフリーダイヤルの番号を用いることとする。
【０２６３】
移動端末４０１０は、それに具備された電話網４０２０と移動端末４０１０との間で送受信される信号の変調、復調を行うモデムを介して、出先の公衆電話に接続した後、該コミュニティの指定を行うフリーダイヤルの番号を電話網４０２０に渡す。すると、電話網４０２０は、インターネットサーバ検索機能４０２１によって、指定されたコミュニティのインターネットサーバのうち、接続要求の出ている公衆電話に地理的に近いインターネットサーバのＥ．１６４アドレスを獲得し、その獲得されたＥ．１６４アドレスを持つインターネットサーバに向けてコネクションを設定する。
【０２６４】
ＡＴＭ通信網と電話網の界面には電話網−ＡＴＭ通信網インタフェース機能４０２２が存在しており、ここで、電話網からのアナログ信号化されたディジタルデータをセル化し、一方ＡＴＭ通信網からのセルを電話網で伝送可能なアナログ信号へと変換する。
【０２６５】
移動端末４０１０からのコミュニティへのアクセスが発生した場合、移動端末４０１０の接続された公衆電話と電話網−ＡＴＭ通信網インタフェース機能４０２２の間に電話のコネクションを設定し、指定されたインターネットサーバと電話網−ＡＴＭ通信網インタフェース機能４０２２との間にＡＴＭコネクションを設定する。
【０２６６】
電話網４０２０にアクセスしている移動端末４０１０は、送出したいＩＰメッセージを、モデムを用いて変調を行い電話網で転送可能なアナログ信号に変換して電話網に渡す。
【０２６７】
公衆網の電話網とＡＴＭ通信網の界面に存在する電話網−ＡＴＭ通信網インタフェース機能４０２２は、移動端末４０１０が送出したアナログ信号をディジタル信号に復号し、セル化する。この場合、電話網４０２０からのアナログ信号を復調した結果として、ＩＰメッセージを含むディジタル信号流が得られるので、電話網−ＡＴＭ通信網インタフェース機能４０２２では、フラグパタンの検出を行ってＩＰメッセージの先頭を知り、良く知られている手順に従ってこれらのＩＰメッセージをセル化して、インターネットサーバへのＡＴＭコネクションへと転送する。
【０２６８】
以降のインターネットサーバによる処理は、第２の実施形態で説明したＡＴＭコネクションによるアクセスの場合と同様である。
【０２６９】
次に、第３の実施形態として、第１〜第２の実施形態で説明したインターネットサーバの構成の具体例について説明する。
【０２７０】
本発明に係る公衆網もしくは私設網で必要になるインターネットサーバはほぼ同じ機能を必要としている。ただし、公衆網のインターネットサーバは、公衆網内部に使用されて多数のコミュニティを実現するために使用される事が意図されているのに対し、私設網のインターネットサーバは、私設網と公衆網の接続点に設けられ、少ない数のコミュニティを実現するために使用される事が意図されている。よって、公衆網のインターネットサーバでは例えば１２８×１２８といった大規模なＡＴＭスイッチが使用されるのに対して、私設網のインターネットサーバでは例えば４×４といった比較的小規模なＡＴＭスイッチが使用される事を除いて、公衆網と私設網のインターネットサーバは同じ構成であってよい。
【０２７１】
インターネットサーバのハードウェア構成の具体例を図１４に示す。
【０２７２】
図１４に示したインターネットサーバは、ＡＴＭスイッチＥ０４の各入出力端に、インタフェース基板群Ｅ０１１、・・・、Ｅ０１ｍ、Ｅ０６、サービス基板群Ｅ０３１、・・・、Ｅ０３ｎを接続し、これらをさらに、ＳＴＭパスＥ０５を用いてノード制御プロセッサと接続する構成をとっている。
【０２７３】
ＡＴＭスイッチＥ０４では、インタフェース基板群とサービス基板群の間でやりとりされる情報がセルの形式で自己ルーティングの原理に従ってスイッチングされている。
【０２７４】
インタフェース基板群には、セルにて通信を行うことを前提としたインタフェース点、ＡＴＭインタフェースを収容するＡＴＭインターフェイス基板Ｅ０１１、・・・、Ｅ０１ｍと、例えばモデムによりアナログ信号化されたＩＰメッセージにより通信を行うことを前提としたインターフェース点、非ＡＴＭインタフェースを収容する非ＡＴＭインターフェイス基板Ｅ０６の２種類がある。
【０２７５】
ＡＴＭインタフェース基板はＡＴＭ通信網によるコミュニティへのアクセスを実現するために使用される。一方、非ＡＴＭインタフェース基板は、図１３で説明した、電話網を経由した移動端末のコミュニティへのアクセスを実現する際に、電話網とＡＴＭ通信網の間の界面に存在していた電話網−ＡＴＭ通信網インタフェース機能４０２２と同等の機能を実現する基板であり、例えば、電話網からのインターネットサーバへのアクセスを実現するために、必要に応じて設けられる。
【０２７６】
サービス基板群Ｅ０３１、・・・、Ｅ０３ｎが、ここまで説明してきた、本発明の特徴をなすＱ．２９３１Ｍレイヤ、ＩＰレイヤ、及びＩＰレイヤ中のルーティングテーブルを維持しているルーティング制御機能を実現するためのハードウェアである。
【０２７７】
ノード制御プロセッサＥ０２は、公衆網や私設網の呼設定機能を実現するためのハードウェアである。ノード制御プロセッサＥ０２は、公衆網を構成するＡＴＭ交換機や、私設網を構成するハブの制御機能と協調動作し、公衆網や私設網の呼設定機能を実現している。さらに、この協調動作の結果として、インタフェース基板群のうちのひとつからサービス基板群のひとつにむけてＡＴＭコネクションの設定が必要な場合、これらの基板を制御してＡＴＭコネクションの設定を行うための各種テーブル設定をＳＴＭパスＥ０５を経由して行う。
【０２７８】
次に、ＡＴＭインタフェース基板の機能について説明する。
【０２７９】
ＡＴＭインタフェース基板は、ＡＴＭインタフェース上の物理レイヤのフレーム構造に従ったフレーム同期およびペイロード部分の抽出、並びにフレーム構造のインタフェース点への送出と該送出されるフレーム構造のペイロード部分へのセルのマッピング機能をもつ。また、ＡＴＭインタフェース基板は、物理レイヤのフレームのペイロードから抽出されたビット列に対するセル同期、セルのヘッダ部分の誤り検出及び訂正、さらにセルの情報部に対するデスクランブル、並びにインタフェース点に向かうセルのヘッダ部分のＨＥＣ作成とセルのペイロード部分のスクランブル機能をもつ。以上の機能は、ＩＴＵ−Ｔ標準において、物理レイヤ機能として分類されているものである。
【０２８０】
さらに、ＡＴＭインタフェース基板は、インタフェース点から入力されたセルのヘッダのＶＰＩ／ＶＣＩを参照して該セルが転送されるべきＡＴＭスイッチの出力端を示す情報であるルーティングタグを付加するルーティングタグ付加機能や、インタフェース点から入力されたセルが、設定されたコネクションに割り当てられた帯域を越えているか否か監視し、帯域を越えている場合は割り当てられた帯域となるまでセルを廃棄するポリシング機能を持つ。一方、ＡＴＭスイッチＥ０４から渡されたセルについて、そのセルについて付加されたルーティングタグを削除するルーティングタグ削除機能、該セルがインタフェース点に送出される時に持っているべきＶＰＩ／ＶＣＩ値に該セルのＶＰＩ／ＶＣＩフィールドを書き換えるヘッダ変換機能を持っている。以上の機能は、ＩＴＵ−Ｔ標準ではＡＴＭレイヤ機能として分類されている機能である。
【０２８１】
ＡＴＭスイッチＥ０４は、前述したように、ルーティングタグ付きのセルを、該ルーティングタグに従って所望の出力端へと転送する、自己ルーティング機能を具備する。
【０２８２】
非ＡＴＭインタフェース基板は、前述のＡＴＭインタフェース基板の、物理レイヤ機能部分に、インタフェース点で送受信される信号の伝送レベルと通常のディジタルレベルの変換を行うレベル変換機能と、レベル変換機能によりディジタルレベルに戻されたビット列からフラグパタンを検出してＩＰメッセージの先頭を検出する等の機能を担うＬ２（レイヤ２）機能、及び、Ｌ２機能からＩＰメッセージを受け取って該ＩＰメッセージをセル化する、もしくはセルとしてＡＴＭスイッチＥ０４側から渡されるＩＰメッセージの再生を行ってＬ２機能に渡すＡＡＬが含まれているものとする。このように、一旦メッセージを再生してからＡＡＬにてセル化およびメッセージ再生を行うことで、非ＡＴＭインタフェースとやりとりするＩＰメッセージを、他のＡＴＭインタフェース基板と同様にＡＴＭスイッチＥ０４にて所望のサービス基板に導くことが可能になる。
【０２８３】
第１の実施形態、第２の実施形態で説明したＡＴＭ通信システムでは、特定の通信サービスを提供するコミュニティを、その特定の通信サービスのそれぞれに付与された識別子、すなわち、Ｅ．１６４アドレスにより識別することにより、それぞれのコミュニティが使用する通信資源を明確に規定することで、通信資源から利益を受ける受益者を明確に規定し、もってこれらの受益者から受けた利益に応じて通信料金をとることを最も大きな特徴としている。「コミュニティの実現」とは、具体的には、この特徴を実現することとも解せる。
【０２８４】
次に、図１４に示した構成のインターネットサーバにおけるコミュニティの実現方法について説明する。
【０２８５】
図１５は、図１４で示したインターネットサーバ内部のコネクションについて説明するためのものである。
【０２８６】
図１５に示すように、本発明の大きな特徴をなすＱ．２９３１ＭレイヤとＩＰレイヤの機能を実現するプロセスＦ０４１、Ｆ０４２、・・・、Ｆ０４ｎ、Ｆ０４（ｎ＋１）が、サービス基板群Ｅ０３１、Ｅ０３２、・・・、Ｅ０３ｎ上に実装されている。これらのＱ．２９３１ＭレイヤとＩＰレイヤの機能を実現するプロセスＦ０４ｉ（ｉ＝１〜ｎ＋１）が、それぞれ、図１５で示したインターネットサーバにて扱われるコミュニティ毎に設けられる。
【０２８７】
各サービス基板Ｆ０３ｊ（ｊ＝１〜ｎ）は、これらプロセスＦ０４ｉをただひとつ実行することにしても良いし、複数個実行することにしても良い。ただひとつ実行する場合は、対応するコミュニティに割り当てる通信資源が多い場合で、複数個実行する場合は、対応するコミュニティに割り当てられる通信資源が少ない場合である。
【０２８８】
これらのサービス基板群上のコミュニティに対応したプロセスは、ＡＴＭコネクションＦ０５１、Ｆ０５２、・・・、Ｆ０５９にて外部と通信を行っている。これらＡＴＭコネクションは、ＡＴＭスイッチＥ０４によるセルスイッチングにより、所望のＡＴＭインタフェースもしくは非ＡＴＭインタフェースに導かれる。
【０２８９】
それぞれのＡＴＭインタフェース基板もしくは非ＡＴＭインタフェース基板では、それぞれのＡＴＭコネクション上のセルをインタフェース点に送出したり、インタフェース点からセルを受信したりする為に必要な予め定められた処理を行っている。なお、非ＡＴＭインタフェース基板Ｅ０６では、一旦ＡＴＭコネクションが終端され、該非ＡＴＭインタフェース基板Ｅ０６が処理する形式のフォーマットとＡＴＭセルの間の変換が行われ、インタフェース点と情報のやりとりが行われる。非ＡＴＭインタフェース基板Ｅ０６でＡＴＭコネクションが一旦終端されることを、図１５ではコネクションが非ＡＴＭインタフェース基板Ｅ０６中で切れている事で表現している。
【０２９０】
それぞれのコミュニティがそれぞれの特定の通信サービスの提供を行うために必要な通信資源には、ＡＴＭコネクションの帯域と、ルーティング等の実行に必要な計算能力がある。図１５に示した本発明の第３の実施形態であるインターネットサーバでは、これらの通信資源を以下のように扱うことで、それぞれのコミュニティに排他的に通信資源が割り当てられている。
【０２９１】
まず、それぞれのコミュニティに割り当てられるＡＴＭコネクションの通信帯域について、それぞれのコミュニティへの排他的割当手法について説明する。
【０２９２】
前述したように、各インターネットサーバのＱ．２９３１Ｍレイヤにおけるプロトコルに従って、Ｅ．１６４アドレスにて指定されるＡＴＭコネクションの設定要求がなされたときに、公衆網や私設網の呼設定機能においてＡＴＭコネクションが設定される際に呼応して、インターネットサーバ内部にも対応のコネクション、すなわち、インタフェース基板Ｅ０１ｉあるいはＥ０６と、サービス基板Ｅ０３ｊとの間のＡＴＭスイッチＥ０４に対してセルを送出するパスが設定される。
【０２９３】
そして、それぞれのインタフェース基板Ｅ０１ｉ、Ｅ０６では、その設定されたＡＴＭスイッチＥ０４に対してセルを送出するパスで、例えばそれぞれのコネクションに予め割り当てられているピークレートによって、各インタフェース基板におけるポリシング部Ｆ０１ｉがポリシングを行うこととしている。これと同様に、それぞれのサービス基板Ｅ０３ｊでも、ＡＴＭスイッチＥ０４に対してセルを送出するパスで、ポリシングもしくはシェイピングといったＵＰＣをＵＰＣ部Ｆ０３ｊが実行している。これらにより、ＡＴＭスイッチＥ０４内部で、それぞれのコネクションが、予め定められた帯域を越えた帯域を使用しないことを保証している。それぞれのコネクションが予め定められた帯域を越えた帯域を使用しないことを保証することによって、それぞれのコネクションが割り当てられたコミュニティに、ＡＴＭスイッチの帯域が排他的に割り当てられたことになる。
【０２９４】
これらの、インターネットサーバ内部にＡＴＭコネクションを設定すること、及び、該ＡＴＭコネクションに必要な帯域を割り当てる為にＵＰＣ機能を制御することは、本発明においては、公衆網や私設網の呼設定機能からのＱ．２９３１プロトコルを使用した要求に呼応して行う必要があるが、この機能は、ノード制御プロセッサＥ０２に実装されても良い。
【０２９５】
各インタフェース基板では、シグナリングＶＣ上のメッセージとして識別されるＱ．２９３１メッセージ、即ち、予め定められたＶＰＩ／ＶＣＩを持って入力されるセル群に対してＡＡＬ処理を行った結果得られるメッセージを、該メッセージが入力されたインタフェース基板を識別するためのインターネットサーバ内識別子とともにＳＴＭパスＥ０５を経由してノード制御プロセッサＥ０２へと転送する。ノード制御プロセッサは、Ｑ．２９３１プロトコルに従ったコネクション設定要求を受け取ると、インターネットサーバ内部経路で要求帯域が余っているか確認し、余っているなら、Ｅ．１６４アドレスにて指定される、コミュニティのサービスを実現しているプロセスとのコネクションを設定する。コネクション設定を受け入れても入れなくても、その後、Ｑ．２９３１に定義された応答メッセージを送出する必要があるが、これは、上述の方向と逆の方向、即ち、ノード制御プロセッサからＳＴＭパスを経由してインタフェース基板のひとつに対して該メッセージを送出し、インタフェース基板においてセル化してインタフェース点に向けて予め定められたＶＰＩ／ＶＣＩを付加して送出するとしても良い。
【０２９６】
なお、インターネットサーバ内に、予めこれらのＡＴＭコネクションを網管理者が設定しておくことも考えられる。これは、網管理者が、ＡＴＭコネクションを設定し、帯域を確保するためのコマンドをノード制御プロセッサＥ０２に対して発行し、該発行されたコマンドに呼応してノード制御プロセッサＥ０２がＳＴＭパスＥ０５を経由して以降詳細に説明する各種のハードウェアやソフトウェアを制御するようにすれば、容易に実現可能である。
【０２９７】
一方、ルーティング等の実行に必要な計算能力の割当手法については、計算機の計算資源を管理するソフトウェアであるオペレーティングシステムによる計算能力のプロセスへの割当手法をとれば良い。例えば、図１５に示したサービス基板Ｅ０３ｎの様に、複数のＱ．２９３１ＭレイヤとＩＰレイヤの処理を行うプロセスがマッピングされている場合は、例えばＴＳＳ（タイムシェアリングシステム）を実装する場合などに良く適用される、プロセッサ時間をタイムスライスに分割し、該タイムスライスをそれぞれのプロセスに予め与えられた周期で割り当てる、といった手法を適用することで、容易に実現可能である。それぞれのプロセスはそれぞれ異なるコミュニティ実現のために割り当てられており、前述したように、タイムスライスを各プロセスに割り当てることで、コミュニティに対して排他的に計算能力を割り当てていることになる。
【０２９８】
また、図１５に示したサービス基板Ｅ０３１のように、単一のＱ．２９３１ＭレイヤとＩＰレイヤの処理を行うプロセスがマッピングされている場合、単一のコミュニティに該サービス基板の持つ計算能力が全て割り当てられていることになり、自動的に該コミュニティに排他的に計算能力が割り当てられていることになるのはいうまでもない。なお、この、コミュニティに対応するプロセスの、サービス基板上での起動、及び、このプロセスに対するタイムスライスの割当は、公衆網内のインターネットサーバであれば該公衆網の管理者が、私設網内のインターネットサーバであれば該私設網の管理者が、それぞれ実行することとしている。
【０２９９】
これらのコミュニティ維持の為の計算能力の管理は、例えば、図１４のノード制御プロセッサＥ０２がこれらのコミュニティを実現するためのプロセスのオブジェクトコードを（例えばハードディスクといったものに）予め保持しており、これらのプロセスをサービス基板にＳＴＭパスＥ０５を経由してダウンロードする機能と、サービス基板上のプロセスの実行管理を行うＯＳに対してＳＴＭパスＥ０５を経由してタイムスライス割当を制御するコマンドを発行できる機能を持つことで、容易に実現可能である。
【０３００】
以上より、それぞれのコミュニティが提供する特定の通信サービスに必要な通信資源、即ちＡＴＭスイッチの通信帯域と計算能力とが排他的に割り当てられたことになる。これによって、ここまで述べてきた本発明の大きな特徴である、コネクションレスサービスのプロトコルに対して、通信資源を使用する利用者の特定が可能で、該通信資源の維持管理費を該通信資源を使用する利用者に負担してもらうという、公衆網の課金にとって非常に望ましい特性を付加することが可能になる。
【０３０１】
なお、図１５に示したインターネットサーバの設定法では、インターフェース基板群からＡＴＭスイッチを経由してインターフェース基板群へと至るＡＴＭコネクションは示されていないが、上述の、私設網のインターネットサーバの場合で、私設網内部の端末がＡＴＭコネクションを使って直接外部と通信する場合、こういうコネクションが設定される事になるのは言うまでもない。ＡＴＭスイッチがハードウェアで実現されるため、インターフェース基板群でどの様なアプリケーションが実行されようと、ＡＴＭスイッチの容量を超えない範囲でこういった直接外部へと抜けてゆくＡＴＭコネクションに対して必要な容量を与えられる事は、本発明によるインターネットサーバのひとつの利点である。
【０３０２】
以下、本発明の実施例に含まれるインターネットサーバの構成について、より詳細に説明する。
【０３０３】
なお、これらインターネットサーバを構成する構成要素のうち、ＡＴＭインタフェース基板Ｅ０１１、・・・、Ｅ０１ｍ、非ＡＴＭインタフェース基板Ｅ０６、ＡＴＭスイッチＥ０４、ノード制御プロセッサＥ０２の構成は、例えば本発明者らによる特開平４−１００４５１号公報等で開示されている既存のＡＴＭ交換機の構成をそのまま踏襲する事ができる。従って、本発明のインターネットサーバはそのままＡＴＭ交換機としても適用できる。
【０３０４】
以降、本発明の特徴をなす機能を実現する、サービス基板群Ｅ０３１、・・・、Ｅ０３ｎの構成について詳細に説明する。
【０３０５】
なお、本発明の一実施例であるＡＴＭ通信システムでは、コミュニティという同一の興味を持つ利用者をひとくくりにして通信サービスを提供することを考えており、コミュニティ間の相互作用はさほど発生しないと考えられる。このため、それぞれのサービス基板間でやりとりしなければならない情報量を非常に小さく抑える事ができ、このようにＡＴＭスイッチを経由したユーザ情報の流れるＡＴＭコネクションのみの設定によって、ＡＴＭ通信システム全体として、コミュニティの数を増やし、かつサービス基板の数をふやすことで、コネクションレス通信のスループットを線形的に増加させる事が可能になることに注意が必要である。
【０３０６】
図１６は、サービス基板Ｅ０３ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の内部構成の一具体例を示したので、特に、提供されるスループットは小さいが、安価に構成が可能となるサービス基板を実現するものである。
【０３０７】
図１６において、サービス基板は、ＡＴＭスイッチＥ０４に接続される第１のＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）メモリ（Ｇ０１）、第２のＦＩＦＯメモリ（Ｇ０２）、第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）からのセル送出の間隔を制御する出力間隔作成器Ｇ０３、サービス基板での各種情報処理を実行するマイクロプロセッサＧ０４、該マイクロプロセッサＧ０４が実行するプログラムや該プログラムの実行に必要なデータを保持するメインメモリＧ０５、マイクロプロセッサＧ０４が電源投入時に実行するプログラムを保持しておくＲＯＭ（Ｇ０６）、ノード制御プロセッサとの通信路であるＳＴＭパスＥ０５とマイクロプロセッサＧ０４のシステムバスＧ０８の間のインターフェースをとるＳＴＭパスインタフェースＧ０７から構成される。
【０３０８】
ＡＴＭスイッチＥ０４から該サービス基板へと渡されるセル流は、一旦第１のＦＩＦＯ（Ｇ０１）に保持される。第１のＦＩＦＯ（Ｇ０１）は、あらかじめ定められた量のセルが自身に保持されると、マイクロプロセッサＧ０４にそのことを割り込みを用いて通知する。
【０３０９】
マイクロプロセッサＧ０４は、第１のＦＩＦＯ（Ｇ０１）からの割り込みを受けると、第１のＦＩＦＯ（Ｇ０１）に保持されたセルを読み出し、メインメモリＧ０５へと書き込む。メインメモリＧ０５にセルが保持されると、次にマイクロプロセッサＧ０４は、該保持されたセルのルーティングタグや、ＶＰＩ／ＶＣＩ等のヘッダ部分を削除し、例えばＡＡＬ５（ＡＴＭ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ  タイプ５）といった、該マイクロプロセッサが実行しているプログラムにより予め定められたアダプテーションプロトコルによって、これらのセルからメッセージを再生する。その後は、該メッセージの種別により、予め定められた処理を再生したメッセージに対して行う。
【０３１０】
該メッセージがＩＰのユーザメッセージであれば、やはりメインメモリＧ０５に含まれるルーティングテーブルを参照して、該メッセージを出力すべきＡＴＭコネクションを知る。該ユーザメッセージを送出すべきＡＴＭコネクションが決定されると、ルーティングテーブルにより、該メッセージをセル化した時にヘッダ部に付加しなければならないＶＰＩ／ＶＣＩおよび該セルをＡＴＭスイッチＥ０４を経由して転送すべきインタフェース点を指定するルーティングタグを得ることができるので、これらの情報を用いて、再度該ユーザメッセージをセル化し、第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）へ書き込む。
【０３１１】
一方、例えばＩＣＭＰの制御メッセージであれば、該制御メッセージにて要求される動作をマイクロプロセッサＧ０４が行うことになる。この時、新たな制御メッセージの送出が必要であれば、マイクロプロセッサＧ０４が新たな制御メッセージを作成し、必要なＶＰＩ／ＶＣＩ及びルーティングタグをもって該制御メッセージをセル化し、第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）へと書き込むことになる。
【０３１２】
本発明のインターネットサーバの特徴であるコミュニティテーブルによるセキュリティ強化とコネクション設定、帯域の監視によるコネクション切断やコネクション割当て帯域の増減、通信されているメッセージの暗号化によるセキュリティ強化も、マイクロプロセッサＧ０４にて実行されることになるのは言うまでもない。なお、割り当てられた帯域よりも、ＡＴＭコネクションに転送が要求されるトラヒック量が大きいこと発見するには、以下の説明に従うと、第２のＦＩＦＯに一旦保持されているメッセージ量をマイクロプロセッサＧ０４が周期的に参照することで実現できる。
【０３１３】
第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）は、マイクロプロセッサＧ０４からセルを受け取ると、該セルを一旦保持し、出力間隔作成器Ｇ０３の指示に従って該セルを順次ＡＴＭスイッチＥ０４へと送出する。ＡＴＭスイッチＥ０４は、第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）からセルを受け取ると、該セルに付加されたルーティングタグに従って該セルを所望の出力端へと導くことになる。
【０３１４】
出力間隔作成器Ｇ０３は、該サービス基板によってサービスされているコミュニティに対して与えられた通信帯域を守って該サービス基板からセルを送出する為に設けられている。即ち、該出力間隔作成器Ｇ０３が、図１５に示した所の該サービス基板に設けられるＵＰＣ部に相当している。
【０３１５】
出力間隔作成器Ｇ０３は、ＡＴＭスイッチＥ０４と第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）の間の情報転送経路上のセルスロットの個数をカウントしており、（例えば１０セルに１回といった）予め定められた間隔で第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）に送出許可を与える。
【０３１６】
第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）は、出力間隔作成器Ｇ０３から出力許可が与えられる度に、自身が保持しているセルをＡＴＭスイッチＥ０４に向けて送出する。出力許可が与えられない場合、もしくは、出力許可が与えられても自身がセルを保持していないときは、ＡＴＭの原理に従って空セルをＡＴＭスイッチＥ０４に送出することになる。この様に、予め定められた出力間隔に従ってセルを送出するので、第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）と出力間隔作成器Ｇ０３により、一種のシェイピングが実現されている事になる。
【０３１７】
なお、例えば、第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）に送出すべきセルが無い場合に、マイクロプロセッサＧ０４にそのことを通知すべく割り込みをかけるようにしても良い。これによって、例えば、マイクロプロセッサＧ０４が行っている処理を一旦中止して、その時点で持っているセルを第２のＦＩＦＯ（Ｇ０２）に転送することで、無駄に浪費される帯域を減少させる事が可能になる。
【０３１８】
それぞれのコミュニティで提供されるサービスは、特にＩＰによりベストエフォットのコネクションレス通信に限られる訳では無く、例えば、ＡＴＭフォーラムにて定義されているＮＮＩ上のコネクション設定による通信であるとか、コミュニティを構成するメンバが開発した特殊なプロトコルが提供されていても構わない。このため、マイクロプロセッサＧ０４で実行されるプログラムは、コミュニティ毎に異なる可能性がある。これを実現するため、コミュニティ毎のサービス実現の為のプログラムは、本発明の一実施例であるインターネットサーバでは、ノード制御プロセッサＥ０２からサービス基板のマイクロプロセッサＧ０４に向けて電源投入時もしくはサービス開始時にダウンロードされることとしても良い。
【０３１９】
ノード制御プロセッサＥ０２からサービス基板のマイクロプロセッサＧ０４へのプログラムのダウンロードの為の情報転送経路として、ＳＴＭパスＥ０５が使用される。
【０３２０】
ＲＯＭ（Ｇ０６）には、プログラムのダウンロードを実行するためのプログラムが保持されている。電源投入時には、ＲＯＭ（Ｇ０６）に予め格納されたプログラムがマイクロプロセッサＧ０４により実行され、この結果、ノード制御プロセッサＥ０２からのプログラムのダウンロードが実行される。
【０３２１】
ＳＴＭパスインタフェースＧ０７は、こういったサービス基板のマイクロプロセッサＧ０４とノード制御プロセッサＥ０２との間の通信に必要な機能をサービス基板に提供する。
【０３２２】
ＳＴＭパスＥ０５には、いわゆるＳＴＭのフレームが定義されており、該フレームのペイロード部分は、ノード制御プロセッサＥ０２が情報を送出する部分と、それぞれのサービス基板が情報を送出する部分として予め定められていても良い。これは、例えば、サービス基板を挿入するバックプレーン上の信号に基板番号を与える為の信号を定義しておくことで拡張性良く実装することができる。
【０３２３】
フレームのペイロードの先頭からＡタイムスロットにノード制御プロセッサＥ０２が情報を送出し、その後のＢタイムスロットを基板番号０番のサービス基板が、その後のＣタイムスロットに基板番号１番のサービス基板が、・・・、といった如く、基板番号とＳＴＭパス上の使用タイムスロットの間の対応関係を予め定めておき、この対応関係に従って、それぞれのサービス基板、インタフェース基板、およびノード制御プロセッサが情報を送出する事にすればよい。
【０３２４】
ＳＴＭパスインタフェースＧ０７は、マイクロプロセッサＧ０４からＳＴＭパスＥ０５に送出する情報をシステムバスＧ０８を経由して受け取ると、該情報を一旦保持し、自身に与えられた基板番号から該情報を送出するタイムスロットを知り、該タイムスロットにおいて該情報を送出する機能を持つ。また、ＳＴＭパスインタフェースＧ０７は、ＳＴＭパスＥ０５のノード制御プロセッサＥ０２が情報を送出するタイムスロット上の情報を一旦蓄える機能も持つ。
【０３２５】
マイクロプロセッサＧ０４は、ＳＴＭパスインタフェースＧ０７にアクセスし、該一旦保持されたノード制御プロセッサＥ０２からの情報を受け取る。以上のふたつの機能をＳＴＭパスインタフェースＧ０７が持つことで、マイクロプロセッサＧ０４とノード制御プロセッサＥ０２との間の通信が実現できたことになる。
【０３２６】
ここで、マイクロプロセッサＧ０４とノード制御プロセッサＥ０２との間の通信は、特に、マイクロプロセッサＧ０４へのプログラムのダウンロードに限られるわけではなく、その他のＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ：保守・運用）機能、例えばマイクロプロセッサＧ０４におけるプログラムの実行状況をノード制御プロセッサＥ０２が監視するとかいった機能の実現にも使用可能であることはいうまでもない。
【０３２７】
図１６に示した廉価版サービス基板では実現できないスループットがコミュニティから要求される場合は、図１７に示すような高スループット版のサービス基板を使用することにしても構わない。
【０３２８】
次に、図１７を参照しながら、サービス基板の構成の他の具体例、すなわち、高スループットのサービス基板について説明する。
【０３２９】
図１７において、ＡＴＭスイッチＥ０４から受信したセルのメッセージへの組立、及び、ＡＴＭスイッチＥ０４へ送出するメッセージのセル化は専用ハードウェアで行い、また、ユーザメッセージのルーティングと、制御メッセージの処理を独立したプロセッサで行う事によって、インターネットサーバに要求される処理を並列に実行し、高いスループットを得る事ができるようになっている。
【０３３０】
ＡＴＭスイッチＥ０４から入力されるセル流は、まずルーティングタグ削除部Ｈ０１に入力される。ルーティングタグ削除部Ｈ０１では、ＡＴＭスイッチＥ０４中でセルのルーティングに使用されるルーティングタグを、セル流中の個々のセルから削除し、メッセージ組立部Ｈ０２へと送出する。
【０３３１】
メッセージ組立部Ｈ０２では、ルーティングタグ削除部Ｈ０１からセルを受け取ると、以下の動作を行う。まず、該セルのＶＰＩ／ＶＣＩフィールドを参照して該セルの属するコネクションを識別する。その後、メッセージ組立部Ｈ０２中にある、コネクション毎のメッセージ組立ＦＩＦＯメモリの内、該セルの属するコネクションに対応するＦＩＦＯメモリに入力されたセルの情報部が入力される。この時、例えばＡＡＬ５といった如く、予めコミュニティ毎に定められているアダプテーションプロトコルに従い、正しい順序でセルが到着している事や、メッセージ途中のセルが廃棄されていない事を、メッセージ組立部Ｈ０２の組立制御部が確認する。
【０３３２】
コネクション毎に設けられているメッセージ組立ＦＩＦＯメモリのひとつに、ひとつのメッセージ分のセルの情報部が保持されると、メッセージ組立部Ｈ０２の組立制御部が、アダプテーションプロトコルにて使用されるフィールドを削除しながらメッセージ組立ＦＩＦＯメモリからセルを順次取り出すことでメッセージを再構築し、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３へとメッセージを送出する。なお、ひとつのメッセージ分のセルの情報部がメッセージ組立ＦＩＦＯに保持された事は、例えば、ＡＡＬ５と呼ばれるアダプテーションプロトコルが適用されている場合は、ＡＴＭセルのヘッダ部分によりメッセージの終了が表示されるので、メッセージ組立部Ｈ０２の組立制御部では、これを利用してメッセージ組立ＦＩＦＯメモリからのメッセージの読み出しを開始することができる。
【０３３３】
メッセージ組立部Ｈ０２で組み上がったメッセージは、次に、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３において、該メッセージのヘッダ部を参照し、該メッセージがユーザ情報を担っているユーザメッセージか、インターネットサーバが通信を継続するために使用される制御情報を担っている制御メッセージかを判断する。受け取ったメッセージがユーザメッセージであれば、そのメッセージをメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉへと転送する。一方、受け取ったメッセージが制御メッセージであれば、該メッセージを制御プロトコル実行プロセッサＨ１０へと送出する。
【０３３４】
メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、要求されるユーザメッセージのスループットに対応して、ひとつのサービス基板にひとつ（ｉ＝１）もしくは複数個（ｉ＝ｎ）準備される。
【０３３５】
これらメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉは、該メッセージ処理プロセッサにて実現するコミュニティが割り当てられている。ＡＴＭコネクションが設定されているときには、ＡＴＭコネクションがコミュニティに対応しているため、ここで述べる実施形態において、実際のコミュニティとメッセージ処理プロセッサとの対応付けはＥ．１６４アドレスではなく、ＶＰＩ／ＶＣＩにて行える事は言うまでもない。
【０３３６】
また、以降の説明に従うと、１つのコミュニティに１つのメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉを割り当てるのみではなく、１つのコミュニティに複数のメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉを割り当てられることに注意すべきである。
【０３３７】
ヘッダチェック／分離部Ｈ０３は、前に送出したユーザメッセージの処理が終了しているメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉを選択し、受け取ったユーザメッセージを該選択したメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉに送出する。
【０３３８】
サービス基板にてユーザに提供されるプロトコルは、多くの場合可変長のメッセージであるので、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉにおける処理時間が個々のメッセージで異なる。このため、メッセージ組立部Ｈ０２からの新しいメッセージ送出時に、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉが余っていない事も発生する。この場合は、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３が、メッセージ組立部Ｈ０２からのメッセージ送出を一旦停止させる、一種のフロー制御をかける必要がある。
【０３３９】
ユーザメッセージは、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３からメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉへのメッセージの転送は、ヘッダ部とデータ部に分離して行われる。ヘッダ部は、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉのヘッダ処理部Ｈ２１に、データ部は、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉのデータ部保持部Ｈ２０に、それぞれ転送される。
【０３４０】
ヘッダ処理部Ｈ２１およびデータ部保持部Ｈ２０での処理が終わると、ユーザメッセージは、ヘッダ結合部Ｈ０５へと送出される。
【０３４１】
ヘッダ結合部Ｈ０５では、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉのヘッダ処理部Ｈ２１から送出される処理済みのヘッダ部と、データ部保持部Ｈ２０から送出される処理済みのデータ部を結合し、ひとつのメッセージとしてメッセージ分割部Ｈ０６へと送出する。
【０３４２】
一方、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３から送出された制御メッセージは、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０へと転送され、そこで制御メッセージによる指示通りの動作が行われる事になる。また、制御プロトコルの要請により、他のインターネットサーバに制御メッセージを送出する必要が生じることもあるが、この場合、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０は、送出する制御メッセージを作成し、メッセージ分割部Ｈ０６へと送出する。
【０３４３】
メッセージ分割部Ｈ０６には、メッセージ組立部と同様、ＡＴＭコネクションに対応してメッセージ分割用ＦＩＦＯメモリが準備されている。これらはそれぞれ、ルーティングタグ付加部の出口に設定されているＡＴＭコネクションに向かうユーザメッセージもしくは制御メッセージを保持する。
【０３４４】
メッセージ分割部Ｈ０６の分割制御部は、どれかのメッセージ分割用ＦＩＦＯメモリにメッセージが保持されている時には、該メッセージをＡＴＭセルの情報部の内、アダプテーションプロトコルにて使用される部分以外の、純粋にユーザデータを転送するフィールドの長さ分順次読み出だす。その後、メッセージ分割部Ｈ０６の分割制御部は、切り出した情報に、セルからのメッセージの再生時に必要な情報をそれぞれのコミュニティで使用されているアダプテーションプロトコルに従って付加し、ルーティングタグ付加部Ｈ０８へと送出する。
【０３４５】
なお、これらのＦＩＦＯメモリのどれもメッセージを保持していない時は、ＡＴＭの原理に従い、空セルをＡＴＭスイッチＥ０４に送出することを、メッセージ分割部Ｈ０６の分割制御部がルーティングタグ付加部Ｈ０８に指示する。
【０３４６】
ＡＴＭコネクション毎に用意されたメッセージ分割用ＦＩＦＯメモリからの情報の切り出しタイミングは、出力間隔作成器Ｈ０７によってメッセージ分割部Ｈ０６に指示される。
【０３４７】
出力間隔作成器Ｈ０７は、図１６に示したような構成のサービス基板にて使用されていた出力間隔作成器Ｇ０３と同じ機能を実現するもので、出力間隔作成器Ｇ０３と同様、それぞれのＡＴＭコネクション、即ちコミュニティが使用するＡＴＭスイッチの帯域をある値以下にするシェイピングを実現するために設けられる。
【０３４８】
なお、最近ＡＴＭフォーラムにおいて注目されているＱｏＳクラス、ＡＴＭレイヤにおけるトラヒックの分類（サービスカテゴリー）のうちＡＢＲ（Ａｖａｉｌａｂｌｅ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）に対応してそれぞれのコミュニティの通信を行うためのコネクションの帯域を動的に変化させることも考えられるが、これを実現するために、ＡＢＲ処理部Ｈ２２を設け、該ＡＢＲ処理部Ｈ２２がＡＴＭスイッチＥ０４とやりとりされるセル流に対してＡＢＲ処理プロトコルを実行するセルの分岐挿入を行い、分岐挿入が行われたセルが保持する情報に従って自分がセルを送出するコネクションの帯域を決定し、該決定した帯域を使用するようにセル間隔作成器Ｈ０７に対してセルを送出する間隔を指示するように構成されていても良い。
【０３４９】
メッセージ分割部Ｈ０６の分割制御部は、出力間隔作成器Ｈ０７の指示があったセルスロットのみで、出力間隔作成記Ｈ０７から指示されたＡＴＭコネクションに対応するメッセージ分割用ＦＩＦＯメモリからの情報の切り出しを行う事になる。出力間隔作成器Ｈ０７からの指示がなかったセルスロットにおいては、出力間隔作成器Ｈ０７は、ルーティングタグ付加部Ｈ０８に対して空セルを送出する事を指示する。
【０３５０】
この様に、コミュニティに対して割り当てられた帯域を守ってセルを送出する機能を、メッセージ分割部Ｈ０６に担わせると、メッセージ分割の為に使用されるＦＩＦＯメモリと、帯域を守るために使用されるＦＩＦＯメモリを同一のものとすることができ、システム全体のハードウェア量を削減でき、望ましい。
【０３５１】
ルーティングタグ付加部Ｈ０８は、メッセージ分割部Ｈ０６からセルの情報部が送られてくると、そのセルがインタフェース点から出力されるときに持つべきＶＰＩ／ＶＣＩと、該セルが送出されるべきインタフェース点を示す情報であるルーティングタグを付加し、ＡＴＭスイッチＥ０４へと送出する。
【０３５２】
ＶＰＩ／ＶＣＩとルーティングタグは、ルーティングタグテーブルＨ０９に保持されている。ルーティングタグテーブルＨ０９は、該サービス基板が扱っているコネクション毎にＶＰＩ／ＶＣＩと、ルーティングタグを保持しているテーブルである。このテーブルからＶＰＩ／ＶＣＩおよびルーティングタグを得るために、メッセージ処理プロセッサＨ０４からのユーザメッセージのヘッダ部分の送出時、もしくは制御プロトコル実行プロセッサからの制御メッセージの送出時に、これらのメッセージが送出されるコネクションに関するＶＰＩ／ＶＣＩおよびルーティングタグを保持しているルーティングタグテーブルＨ０９のエントリ番号が同時に出力され、メッセージ分割部Ｈ０６の分割制御部に渡される。なお、ルーティングタグテーブルＨ０９に保持されている情報を、メッセージ処理プロセッサＨ０４から直接出力する構成も考えられる。
【０３５３】
メッセージ分割部Ｈ０６の分割制御部は、ユーザメッセージ保持ＦＩＦＯメモリ、もしくは、制御メッセージ保持ＦＩＦＯメモリに含まれるメッセージ毎に、通知されたルーティングタグテーブルＨ０９のエントリ番号を保持しており、これらのＦＩＦＯメモリから情報を切り出してルーティングタグ付加部Ｈ０８に送出する時に、対応するエントリ番号も同時にルーティングタグ付加部Ｈ０８へと送出する。
【０３５４】
ルーティングタグ付加部Ｈ０８は、渡されたエントリ番号をルーティングタグテーブルＨ０９のアドレスとして使用して、それぞれのセルに付加すべきＶＰＩ／ＶＣＩとルーティングタグを得ることになる。
【０３５５】
制御プロトコル実行プロセッサＨ１０には、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３からの制御メッセージを保持する入力ＦＩＦＯメモリ（Ｈ１６）、マイクロプロセッサＨ１７、メインメモリＨ１８、メッセージ分割部Ｈ０６へ送出する制御メッセージを一旦保持する出力ＦＩＦＯメモリ（Ｈ１９）が含まれている。
【０３５６】
これらの制御プロトコル実行プロセッサＨ１０の構成要素は、マイクロプロセッサＨ１７のシステムバスにより接続されている。
【０３５７】
制御プロトコル実行プロセッサＨ１０のメインメモリＨ１８には、マイクロプロセッサＨ１７にて実行されるプログラムが格納されている。前述したように、それぞれのコミュニティで提供されるサービスには種々のものがある。これを実現するため、ノード制御プロセッサＥ０２からのプログラムのダウンローディングが可能なように制御プロトコル実行プロセッサＨ１０は構成されている。マイクロプロセッサＨ１７は、メインメモリＨ１８に保持されたプログラムを順次実行し、それぞれのコミュニティで必要とされる機能、例えばＩＣＭＰであるとか、ＡＴＭフォーラムのＰ−ＮＮＩのルーティングであるとかいった機能、を実現している。
【０３５８】
ここで説明しているサービス基板が、複数のコミュニティを実現する場合、それぞれのコミュニティ毎に、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０上に、それらのコミュニティで要求される機能を実現するプロセスが起動されることになる。言うまでもなく、本発明の精神に従うと、これらのプロセスに割り当てられる制御プロトコル実行プロセッサＨ１０の計算能力は、それぞれ独立したものである必要があり、前述したように、これは、オペレーティングシステムのタイムスライス割当てといった方法により実現できる。
【０３５９】
本発明のＡＴＭ通信システムのインターネットサーバの特徴であるところの、Ｑ．２９３１Ｍプロトコルも制御プロトコル実行プロセッサＨ１０で実行されるようになっており、Ｑ．２９３１Ｍプロトコルの実行のために必要なコミュニティテーブルＨ１８ａは、メインメモリＨ１８に記憶されている。
【０３６０】
メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉの動作を規定するための情報のやりとりを行うため、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０は、メッセージ処理プロセッサＨ４ｉのヘッダ制御プロセッサＨ２１と接続されている。
【０３６１】
ここで、Ｑ．２９３１Ｍプロトコルにて要求される制御プロトコル実行プロセッサＨ１０の動作について説明する。
【０３６２】
他のインターネットサーバとは、公衆網の呼設定機能３０６５、あるいは、私設網の呼設定機能を介しての制御メッセージのやりとりが行われるが、他のインターネットサーバから該制御プロトコル実行プロセッサＨ１０に対して転送されてきた制御メッセージは、一旦入力ＦＩＦＯメモリ（Ｈ１６）に保持される。
【０３６３】
マイクロプロセッサＨ１７は、定期的に該入力ＦＩＦＯメモリ（Ｈ１６）をポーリングするか、該入力ＦＩＦＯ（Ｈ１６）からの割り込みを受ける事で、他のインターネットサーバから転送されてきた制御メッセージを取り込み、自身の動作に反映させる。
【０３６４】
例えばＩＰが実装されている場合は、ＲＩＰといったルーティングプロトコルにより規定されるルーティング情報を含んだ制御メッセージが他のインターネットサーバから渡されるので、その情報に従って、ルーティングテーブルＨ２１ａに記憶される内容を制御プロトコル実行プロセッサＨ１０が作成し、それをメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉのヘッダ処理部Ｈ２１へと渡す。ここで作成されるルーティングテーブルＨ２１ａに記憶される内容とは、例えば、ＩＰメッセージのヘッダ部に含まれる宛先アドレス（ＩＰアドレス）と、それに対応する公衆網の呼設定機能３０６５により設定されたＡＴＭコネクションの識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）およびポート番号である。
【０３６５】
１つのコミュニティに対応付けられたメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉが複数個ある場合にも、それぞれのメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉが同一のルーティングテーブルＨ２１ａを使用してルーティングするべく、このルーティングテーブルＨ２１ａに記憶される内容はそれぞれのメッセージ処理プロセッサへとブロードキャストされる。
【０３６６】
これにより、制御メッセージによって指定されたように、ユーザメッセージを該ユーザメッセージの宛先アドレスに対応したＡＴＭコネクションへと転送する事ができるようになる。これと同様な手法により、その他のプロトコルが実現されている場合であっても、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０からのメッセージ処理プロセッサからの指示によって、制御メッセージによって指定される動作を、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉに実行させることが可能になる。
【０３６７】
一方、本発明のＡＴＭ通信システムのインターネットサーバの特徴であるＱ．２９３１Ｍレイヤを実現している場合は、ヘッダ処理部Ｈ２１から、ルーティングテーブルに含まれない宛先アドレスを持つメッセージのヘッダ部分が制御プロトコル実行プロセッサＨ１０へと渡される。
【０３６８】
制御プロトコル実行プロセッサＨ１０では、ヘッダ処理部Ｈ２１から、ルーティングテーブルに含まれない宛先アドレスを持つメッセージのヘッダ部分の情報を受け取ると、コミュニティテーブルＨ１８ａを参照して、その宛先アドレス（例えば、ＩＰアドレス）に対応する、特定の通信サービスを識別するための識別子（例えば、Ｅ．１６４アドレス）を獲得する。そして、その獲得されたＥ．１６４アドレスをもとに、マイクロプロセッサＨ１７が、公衆網の呼設定機能３０６５に対するコネクションの設定要求のための制御メッセージを作成する。その作成された制御メッセージは出力ＦＩＦＯ（Ｈ１９）に一旦保持され、メッセージ分割部Ｈ０６の制御メッセージ保持ＦＩＦＯへと転送されることになる。
【０３６９】
制御メッセージを処理する部分と、ユーザメッセージを処理する部分を明確に分離することが、図１７に示したサービス基板の構成の特徴をなしている。この構成の場合、制御メッセージによる動作規定といった比較的動作速度が遅くても構わない部分と、ユーザメッセージのルーティングといった動作速度が速い必要のある部分が明確に分離できるという利点がある。このように、動作速度の速い部分と動作速度の遅い部分が明確に分離できると、比較的高価となる動作速度の速い構成方式もしくは素子を使用する部分をシステムの一部分に限定する事が可能となり、システム全体を動作速度の速い構成方式もしくは素子を使用する場合に比べて安価に実現できることは、良く知られたことである。
【０３７０】
なお、ヘッダ処理部Ｈ２１がルーティングテーブルＨ２１ａを持つということは、ヘッダ処理部Ｈ２１がヘッダ処理を行う度に制御プロトコル実行プロセッサＨ１０への問い合わせを行わなくてもヘッダ処理をできる事を意味している。このため、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０からヘッダ処理部Ｈ２１への指示は、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０の動作速度で行うことが可能になり、これが、本構成の実現コストをより削減している事に注意が必要である。
【０３７１】
基板制御プロセッサＨ２３は、ここまで説明してきたサービス基板の各部分の制御を行い、また、各部分が電源投入時もしくはコミュニティへのサービス開始時に必要となる情報やプログラムの、ノード制御プロセッサＥ０２からのダウンロードを実行するために設けられている。
【０３７２】
基板制御プロセッサＨ２３は、プログラムを実行することで所望の動作を行うマイクロプロセッサＨ１１、マイクロプロセッサＨ１１の実行するプログラムやデータの保持されるメインメモリＨ１２、サービス基板への電源投入直後に動作する、いわゆるブートストラップローダの保持されたＲＯＭ（Ｈ１３）、サービス基板の各制御ポイントとの情報のやりとりを行うためのＩ／ＯポートＨ１４、及び、ノード制御プロセッサＥ０２との通信を実現するためのＳＴＭパスインタフェースＨ１５からなっている。
【０３７３】
次に、コミュニティ毎に異なるネットワークレイヤのプロトコルに従ったメッセージのセキュリティの向上のための手段（セキュリティ部６０８）、および、コミュニティ毎に割り当てる通信資源（通信帯域）を増減することでコミュニティ毎に予め定められたＱｏＳを提供する手段（トラヒック監視部６０７）について、図１８を参照して説明する。なお、図１７と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【０３７４】
セキュリティ部６０８の機能の１つであるメッセージの暗号化、復号化は、同一のコミュニティに属するメッセージ毎のセキュリティ向上のために有効な手段である。
【０３７５】
具体的には、例えば、ヘッダ結合部Ｈ０５で１つのメッセージとして結合されたもの、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０から送出された制御メッセージを、まず、暗号化手段Ｈ３０において適当なアルゴリズムにて暗号化を行ってから、メッセージ分割部Ｈ０６に送り、メッセージ組立部Ｈ０２で組み上がったメッセージをヘッダチェック／分離部Ｈ０３に送る前段に、その組み上がったメッセージに対し同様に復号化を行う復号化手段Ｈ３１を設けるようにしてもよい。
【０３７６】
また、他の方法として、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉのデータ部保持部Ｈ２０、ヘッダ処理部Ｈ２１で、それぞれに入力されたメッセージのデータ部、ヘッダ部に対し、まず復号化を行ってから、それぞれの処理を実行し、処理が終了して、データ部保持部Ｈ２０、ヘッダ処理部Ｈ２１のそれぞれから処理済みのメッセージのデータ部、ヘッダを出力する際に暗号化を行い、ヘッダ結合部Ｈ０５に送出するようにしてもよい。
【０３７７】
次に、トラヒック監視部６０７の機能の具体的な実現方法について説明する。例えば、メッセージ組立部Ｈ０２のＡＴＭコネクション毎に設けられたメッセージ組立ＦＩＦＯメモリに入力されたセル（詳しくは、各セルの情報部のみ）の入力頻度をもとに、そのＡＴＭコネクションのトラヒック量を計測するトラヒック量計測部Ｈ０２ａと、その計測されたトラヒック量を、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０で常時監視する手段を設ける。そして、トラヒック量が、そのメッセージが転送されてきたＡＴＭコネクションにあらかじめ割り当てれた通信帯域より極端に小さいと判断したとき、マイクロプロセッサＨ１７で、通信帯域の削減を要求するための制御メッセージを作成し、その作成された制御メッセージを公衆網３０２の呼設定機能に送出するようにしてもよい。
【０３７８】
ポリシングを行うためには流量測定を行う必要がある。よって、この入力頻度の測定をインターフェイス基板群Ｅ０１ｉ中のポリシング部Ｆ０１にて実行する構成も考えられる。
【０３７９】
一方、他の方法として、メッセージ分割部Ｈ０６のＡＴＭコネクション毎に設けられたメッセージ分割用ＦＩＦＯメモリに入力されたメッセージのキューの長さをもとに、そのＡＴＭコネクションのトラヒック量を計測するトラヒック量計測部Ｈ０６ａと、その計測されたトラヒック量を、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０で常時監視する手段を設ける。そして、トラヒック量が、そのメッセージを転送するＡＴＭコネクションにあらかじめ割り当てれた通信帯域より極端に大きいと判断したとき、マイクロプロセッサＨ１７で、通信帯域の追加を要求するための制御メッセージを作成し、その作成された制御メッセージを公衆網３０２の呼設定機能に送出するようにしてもよい。
【０３８０】
このように、各サービス基板毎にメッセージが転送されてきたＡＴＭコネクション毎に、またメッセージを転送するＡＴＭコネクション毎に、そのＡＴＭコネクション毎のトラヒック量を計測して必要に応じて、そのＡＴＭコネクションに割り当てる通信帯域を大きくしたり、小さくすることのより、それぞれのコミュニティに提供するＱｏＳの制御が可能になる。
【０３８１】
図１７、図１８に示した構成のサービス基板では、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉは、利用者に実際に提供するプロトコルを実行するサービス基板の心臓部であり、該サービス基板が実現するユーザメッセージのスループットを規定する。以降、このサービス基板の心臓部であるメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉの構成を詳細に説明する。前述したように、本発明によるメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉは、種々のプロトコルの提供を行うべく、プログラマブルとなっている。
【０３８２】
図１９は、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉ、ヘッダ結合部Ｈ０５の間の情報転送の様子を説明するための図である。
【０３８３】
ひとつのメッセージ処理プロセッサの、データ部保持部Ｈ２０とヘッダ処理部Ｈ２１は、組になってひとつのユーザメッセージに対するプロトコル処理を行う。ヘッダチェック／分離部Ｈ０３からは、ユーザメッセージのヘッダ部分とデータ部分が順次出力されるが、ヘッダ部分はメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉのヘッダ処理部Ｈ２１へと、データ部分はデータ部保持部Ｈ２０へと、それぞれ渡される。
【０３８４】
ヘッダ処理部Ｈ２１では、例えばＩＰアドレスを参照して該メッセージを送出する出力ポートとコネクションを決定するといった如く、利用者に提供するプロトコルのヘッダ部分にて規定される動作が実行される。
【０３８５】
データ部保持部Ｈ２０では、例えばデータ部分のＣＲＣ演算を行って伝送路上でビット誤りが発生しているか否かを確認する、といった如く、利用者に提供するプロトコルのデータ部分にて規定される動作が実行される。
【０３８６】
ヘッダ処理部Ｈ２１におけるヘッダ部分に対する処理が終わると、ヘッダ処理プロセッサＨ２１から処理済のヘッダ（と該メッセージを送出すべきコネクションを識別するための識別子）が出力され、ヘッダ結合部Ｈ０５へと渡される。
【０３８７】
ヘッダ結合部Ｈ０５では、受け取ったヘッダ部分をメッセージ分割部Ｈ０６へと渡すと共に、受け取ったヘッダ部分に対応するデータ部分をデータ部保持部Ｈ２０から受け取り、ヘッダ部の後ろに結合してメッセージ分割部Ｈ０６へと送出する。
【０３８８】
メッセージ処理プロセッサにおけるヘッダ部分の処理時間がデータ部分のデータ部保持部Ｈ２０への入力時間よりも短く、かつデータ部分にほとんど処理が行われない場合、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３からメッセージ処理プロセッサへ渡されるヘッダ部分とデータ部分は、図１９に示すように、よどみなくヘッダ処理部Ｈ２１とデータ部保持部Ｈ２０からそれぞれヘッダ部、データ部をヘッダ結合部Ｈ０５に与えることができる。
【０３８９】
この場合はメッセージ処理プロセッサはひとつでもかまわない。しかしながら、ヘッダ部分の処理時間がデータ部分の入力時間より長い場合もしくはデータ部分に行う処理が比較的重い場合、メッセージ処理プロセッサでのメッセージの待ち合わせ時間が延び、ひとつのメッセージ処理プロセッサではよどみなく処理を行うことが不可能になる。
【０３９０】
ＡＴＭと異なり、一般的にインターネット技術にて使用されるパケットは可変長であるので、このような状況が発生することを想定する必要がある。本発明によるインターネットサーバは、このような状況に対して複数個のヘッダ処理プロセッサを用いて、単一のコミュニティにかかるメッセージ処理をよどみなく進むように構成されている。
【０３９１】
図２０は、ヘッダ部分の処理時間がデータ部分の入力時間もしくはデータ部分に行う処理が比較的重い場合の、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉ、ヘッダ結合部Ｈ０５の協調動作の様子を説明するための図で、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉが３個存在する場合（ｉ＝１〜３）を示してある。
【０３９２】
ヘッダチェック／分離部Ｈ０３は、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉに対してメッセージを送出する時に、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉの動作状況を監視し、空いているメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉを選択してメッセージを渡す。もし、空いているメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉが存在しなければ、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３は、メッセージ組立部Ｈ０２に対してフロー制御をかけ、新たなメッセージを送出しないよう制御する。その後、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉが空いた時点で、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３は、該空いたメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉに対してメッセージを送出する。
【０３９３】
具体的には、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３は、メッセージ処理プロセッサ＃１（Ｈ０４１）が空き状態なので、最初のメッセージＭ１をメッセージ処理プロセッサ＃１（Ｈ０４１）に割り当てる。次のメッセージＭ２は、メッセージ処理プロセッサ＃１（Ｈ０４１）が処理中であるので次の空き状態のメッセージ処理プロセッサ＃２（Ｈ０４２）に割り当てられる。メッセージＭ２は、メッセージ処理プロセッサ＃１（Ｈ０４１）、メッセージ処理プロセッサ＃２（Ｈ０４２）が処理中であるので次の空き状態のメッセージ処理プロセッサ＃３（Ｈ０４３）に割り当てられる。メッセージＭ４を割り当てる際、空いているメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉが存在しないので、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３は、メッセージ組立部Ｈ０２に対してフロー制御をかけ、新たなメッセージを送出しないよう制御する。その後、メッセージ処理プロセッサＨ０４１が空いた時点で、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３は、該空いたメッセージ処理プロセッサＨ０４１に対してメッセージＭ４を送出する。
【０３９４】
一方、ヘッダ結合部Ｈ０５は、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉの動作を監視し、メッセージ処理が終了したものから順次該処理の終わったメッセージを受け取り、メッセージ分割部Ｈ０６へと渡す動作を行っている。
【０３９５】
複数のメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉが同時にヘッダ処理を行っている場合、複数のヘッダ処理プロセッサで同時にメッセージ処理が終了し、ヘッダ結合部へのメッセージ送出を行わなければならない状況が発生することがある。この場合、ヘッダ結合部Ｈ０５は、同時に新しいヘッダを送出しようとしているメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉのなかからひとつを選択し（例えば、メッセージ処理プロセッサ＃１（Ｈ０４１））、ヘッダ部分およびデータ部分の送出を許可する。送出許可が与えられたメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉのヘッダ処理部が、ヘッダ結合部Ｈ０５に向けてヘッダ部分、データ部分を順次送出する。送出許可の与えられなかったメッセージ処理プロセッサは、ヘッダ部分、データ部分への処理が終了しても、ヘッダ結合部Ｈ０５に向けたメッセージの送出は行わず、ヘッダ結合部Ｈ０５からメッセージ送出許可が与えられるのを待つ。ヘッダ結合部Ｈ０５で所定の処理が終了した後、再び、メッセージ処理が終了したメッセージ処理プロセッサ群Ｈ０４ｉを選択し（例えば、メッセージ処理プロセッサ＃２（Ｈ０４２））、以下同様である。
【０３９６】
このように、ヘッダ結合部Ｈ０５は、メッセージ処理が終了したメッセージ処理プロセッサ群Ｈ０４ｉから、メッセージ送出を行うものを選択する役割を持ち、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３は、空いているメッセージ処理プロセッサを選択して受け取ったユーザメッセージを転送するようになっている。即ち、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３は、ユーザメッセージに対してメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉを割り当てる役割を持つ。
【０３９７】
本発明によるインターネットサーバの場合、それぞれのコミュニティに対して通信資源を排他的に割り当てることによって、それぞれのコミュニティが使用している通信資源を確定し、もってそれぞれのコミュニティに対して合理的な課金等の通信サービスを行うことを特徴としている。このため、図１７に示した構成のサービス基板においても、単一のサービス基板にて複数のコミュニティを実現する場合に、それぞれのコミュニティに対して排他的に通信資源を割り当てる必要がある。これは、図２１に示すように、それぞれのメッセージ処理プロセッサに対してコミュニティを対応させ、上で述べた、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３によるユーザメッセージのメッセージ処理プロセッサへの割当時に、該ユーザメッセージを、該ユーザメッセージが属するコミュニティに対応したメッセージ処理プロセッサに割り当てることで達成できる。
【０３９８】
図２１は、単一のサービス基板で複数のコミュニティを実現する場合に、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３により、各コミュニティ毎にユーザメッセージのメッセージ処理プロセッサへの割当方法を概念的に説明するためのものである。
【０３９９】
ここで、ＡＴＭコネクションがコミュニティ毎に排他的に割り当てられていることに注意が必要である。そこで、メッセージ組立部Ｈ０２からメッセージを受け取るときに、該メッセージが運ばれてきたＡＴＭコネクションの識別子をヘッダチェック／分離部Ｈ０３に渡すようにする。
【０４００】
該ＡＴＭコネクションの識別子を用いることで、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３が該メッセージが属するコミュニティを把握し、対応するメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉから、該コミュニティに対してサービスを提供しているメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉを選択することが可能になる。
【０４０１】
また、前述したように、メッセージ分割部Ｈ０６では、コミュニティ毎に割り当てられた帯域を守ってＡＴＭスイッチＥ０６に対してセル流を与えるべく、出力間隔作成器Ｈ０７からの送出許可に従ってコミュニティ毎のメッセージを送出することを行っているが、このため、メッセージ分割部Ｈ０６内に、送出許可の与えられたコミュニティのメッセージが保持されていない場合、スループットが劣化してしまう問題点が発生することがある。この問題点を解決するため、メッセージ分割部Ｈ０６から、送出を要求するコミュニティの番号をヘッダ結合部Ｈ０５に与え、該番号に従ってヘッダ結合部がメッセージ処理プロセッサに送出許可を与えるようにしても良い。
【０４０２】
次に、図１７のメッセージ処理プロセッサＨ０４ｉの具体的構成について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０４０３】
図２２は、例えばＩＰといった如く、ユーザメッセージの情報部分に対してなんら処理を行わないプロトコルを提供する場合に使用される、比較的安価なメッセージ処理プロセッサの構成を示したものである。
【０４０４】
ユーザメッセージの情報部分に対して処理を行わないことから、図１７のデータ部保持部Ｈ２０は、単なるヘッダ処理待ち合わせキューであればよく、ＦＩＦＯメモリＬ０１として実装されている。一方、図１７のヘッダ処理部Ｈ２１は、マイクロプロセッサＬ０６を中心とした、ヘッダ部分に対する処理を実行するための計算資源からなっている。これらの計算資源は、システムバスＬ１３により、マイクロプロセッサＬ０６に接続されている。
【０４０５】
ヘッダ部入力ＦＩＦＯ（Ｌ０２）は、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３からの、ユーザメッセージのヘッダ部分を受け取り、マイクロプロセッサＬ０６によるポーリングまで一旦保持する役割を持つ。
【０４０６】
また、第１のＩ／ＯポートＬ０３は、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３とのメッセージ転送に必要な各種制御情報の入出力を行う。ここで各種制御情報とは、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３と、該メッセージ処理プロセッサとの間のユーザメッセージ受け渡しに係るハンドシェーク信号である。このハンドシェーク信号は、具体的には、該メッセージ処理プロセッサが空いているか否かを示す情報と、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３からのメッセージ送出開始信号とからなっていても良い。前者は、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３からのメッセージを受信可能であるか否かをヘッダチェック／分離部Ｈ０３に示す役割を果たし、後者は、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３からのユーザメッセージを受け取るプログラムの実行を開始するべく、この信号のアサートにより、マイクロプロセッサＬ０６に割り込みをかける役割を果たしてもよい。
【０４０７】
さらに、第１のＩ／ＯポートＬ０３を介して、マイクロプロセッサＬ０６は、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３が出力する、データ部分のＦＩＦＯメモリＬ０１への転送が終了しているか否かを示す信号を参照できるように構成されていてもよい。
【０４０８】
第２のＩ／ＯポートＬ０４は、ＦＩＦＯメモリＬ０１に保持されるユーザメッセージのデータ部分に対する制御を指示する信号の入出力を行う。ヘッダ部分の処理の結果、例えば、ヘッダ部分の情報に何らかの論理的矛盾が生じたであるとか、ホップ数のカウンタ（ＴＴＬ）がオーバーフローしたであるとか、またヘッダ部分に書かれている長さ以下のデータ部分しかＦＩＦＯメモリＬ０１に保持されていないとかいった理由で、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３から受け取ったメッセージを廃棄する必要があることがある。この処理を実現するため、マイクロプロセッサＬ０６が、第２のＩ／ＯポートＬ０４を経由してＦＩＦＯメモリＬ０１の状態を読み、また、その状態に従ってＦＩＦＯメモリ内のキューを制御する信号を出力するようにしてもよい。ここで、第２のＩ／Ｏポートを経由してやりとりされる信号は、例えば、ＦＩＦＯメモリＬ０１の長さを入力し、また、ヘッダ処理待ち合わせキューＬ０１に対して保持している情報を破棄することと、該保持している情報を送出することを指定する信号を含んでいても良い。
【０４０９】
第３のＩ／ＯポートＬ０５は、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０に接続されている。上述の様に、メッセージ処理プロセッサは、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０からユーザメッセージのルーティングに必要な情報を渡される。また、メインメモリＬ０７に記憶されているルーティングテーブルＨ２１ａに登録されていない宛先アドレスを持つメッセージのヘッダ情報が第３のＩ／ＯポートＬ０５を介して制御プロトコル実行プロセッサＨ１０に渡される。このように、第３のＩ／ＯポートＬ０５は、このルーティング情報の制御プロトコル実行プロセッサＨ１０とのやりとりの為の信号の入出力に使用される。
【０４１０】
メインメモリＬ０７は、メッセージ処理を実現するためマイクロプロセッサＬ０６において実行されるプログラムや該プログラムの実行状況を示すデータ、及び処理中のユーザメッセージのヘッダ部分の保持に使用される。さらに、制御プロトコル実行プロセッサから渡されるユーザメッセージのルーティングに必要な情報を保持するテーブルである、ルーティングテーブルＨ２１ａも、このメインメモリＬ０７上に設けられる。
【０４１１】
ＲＯＭ（Ｌ０８）は、メインメモリＬ０７への、基板制御プロセッサＨ２３からのプログラムのロードの為に必要なプログラム、いわゆるブートストラップローダが書き込まれている。このように、マイクロプロセッサＬ０６にて実行されるプログラムを更新可能とすることで、ＩＰやＡＴＭフォーラムのＰ−ＮＮＩ等の種々のプロトコルを利用者に提供可能となる。
【０４１２】
ブートストラップ時のプログラムの転送は第４のＩ／ＯポートＬ０９を経由して行われる。また、第４のＩ／ＯポートＬ０９は、プログラム実行時の基板制御プロセッサＨ２３からの該メッセージ処理プロセッサの状態監視などにも使用される。
【０４１３】
アービタＬ１２は、ヘッダ結合部Ｈ０５に接続され、他のメッセージ処理プロセッサとの間での、ユーザメッセージ送出の競合制御（アービトレーション）を実行している。
【０４１４】
マイクロプロセッサＬ０６は、アービタＬ１２の状態を入力ポートＬ１０を通じて監視し、処理の終わったユーザメッセージのヘッダ部分の送出を開始するタイミングを決定する。実際にヘッダ結合部Ｈ０５に向かって送出されるヘッダ部分は、出力ポートＬ１１を経由して送出される。
【０４１５】
図２２に示したメッセージ処理プロセッサは、例えば、以下の様に動作しユーザメッセージのルーティングを行う。
【０４１６】
ヘッダチェック／分離部Ｈ０３からヘッダ部入力ＦＩＦＯ（Ｌ０２）にユーザメッセージのヘッダ部分が渡されると、それと同時にマイクロプロセッサＬ０６に割り込みがかかり、該ＦＩＦＯ（Ｌ０６）に保持されたヘッダ部分がメインメモリＬ０６に渡される。その後、メインメモリＬ０６に蓄えられたプログラムやルーティング情報に従い、所望の処理を該ヘッダ部分に対してマイクロプロセッサＬ０６が加える。これと同時に、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３からは、ユーザメッセージのデータ部分がＦＩＦＯメモリＬ０１に入力される。
【０４１７】
マイクロプロセッサＬ０６によるヘッダ部分の処理とは、具体的には、メインメモリＬ７に記憶されたルーティングテーブルＨ２１ａから、ヘッダ内の宛先情報に対応するＡＴＭコネクションの識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）とポート番号を検索し、その検索された情報に、ヘッダ内の宛先情報を対応付けるものである。このとき、ルーティングテーブルＨ２１ａにヘッダ内の宛先情報に対応する情報が登録されていないとき、そのヘッダ情報をＩ／ＯポートＬ０５を介して制御プロトコル実行プロセッサＨ１０に渡す。
【０４１８】
制御プロトコル実行プロセッサＨ１０では、前述したような動作（コミュニイティテーブルＨ１８ａの参照してヘッダ内の宛先情報に対応するＥ．１６４アドレスの獲得等のＱ．２９３１Ｍプロトコルに従った処理動作）により公衆網の呼設定機能３０６５に対しＡＴＭコネクションの設定要求を行うための制御メッセージを転送する処理を行う。呼設定機能３０６５から所望のＡＴＭコネクションの設定の完了を通知する制御メッセージが制御プロトコル実行プロセッサＨ１０に送られてくるまで、その宛先情報をもったメッセージは廃棄される。
【０４１９】
呼設定機能３０６５からＡＴＭコネクションの設定の完了を通知する制御メッセージを受信すると、そのメッセージに含まれる情報をもとに、ルーティングテーブルＨ２１ａに記憶される内容を作成して、それをＩ／ＯポートＬ０５を介してヘッダ処理部Ｈ２１に送る。
【０４２０】
マイクロプロセッサＬ０６は、Ｉ／ＯポートＬ０５を介して送られてきた情報をメインメモリＬ０７のルーティングテーブルＨ２１ａに登録するとともに、以降、ルーティングテーブルＨ２１ａからヘッダ内の宛先情報に対応するＡＴＭコネクションの識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）とポート番号を検索し、その検索された情報に、ヘッダ内の宛先情報を対応付ける。
【０４２１】
ヘッダ部分に対する以上の処理が終わると、まず、マイクロプロセッサＬ０６は、第１のＩ／ＯポートＬ０３を介して、データ部分の転送が終了しているか否かを示す情報を参照する。データ部分の転送が終了していない場合は、データ部分の転送が終了するのを待っても良い。データ部分の転送が終了すると、次にマイクロプロセッサＬ０６は、入力ポートＬ１０を介してアービタＬ１２の状態を参照し、自分がメッセージを送出できる状態にあるか否かを判断する。
【０４２２】
メッセージを送出できる状態にあると、マイクロプロセッサＬ０６は、まず、出力ポートＬ１１を介してヘッダ部分を送出する。ヘッダ部分の送出が終了すると、第２のＩ／ＯポートＬ０４を経由してＦＩＦＯメモリＬ０１に対してユーザメッセージのデータ部分を送出するよう指令する。
【０４２３】
指令を受けると、ＦＩＦＯメモリＬ０１は、自分が保持している情報を、ヘッダ結合部Ｈ０５へと送出する。
【０４２４】
図２２に示したような構成のメッセージ処理プロセッサは、ユーザメッセージのデータ部分に対する処理をほとんど行わず、単にヘッダ部分の処理が終了するのを待ち合わせるだけの機能しか持っていない。データ部分に対する処理がないプロトコルを実行する場合は、図２２に示す構成で十分であるが、例えば、データ部分に対してＣＲＣ演算を行い、伝送中のビット誤りを検出するといったことがプロトコル上要求されることがある。この場合、単にデータ部分をＦＩＦＯメモリＬ０１に保持するだけの図２２に示すメッセージ処理プロセッサではなく、データ部分の処理を行う専用のマイクロプロセッサを別に準備した、図２３に示すような構成のメッセージ処理プロセッサを使用するのが望ましい。
【０４２５】
図２３において、図２２と同一部分には同一符号を付し、異なる部分について説明する。すなわち、図２３に示したメッセージ処理プロセッサは、図２２に示したＦＩＦＯメモリＬ０１が、マイクロプロセッサＭ０５を中心とする計算資源により置き換えられている。
【０４２６】
これらの計算資源は、システムバスＭ０９により、マイクロプロセッサＭ０５に接続されている。この計算資源により、データ部分に対して要求される、例えばＣＲＣ演算といった処理が実現される。
【０４２７】
ヘッダチェック／分離部Ｈ０３から渡されるデータ部分は、まず、データ部入力ＦＩＦＯメモリ（Ｍ０１）に渡される。
【０４２８】
マイクロプロセッサＭ０４は、データ部入力ＦＩＦＯ（Ｍ０１）へのデータ部の蓄積に伴って発生する割り込みに対応し、該ＦＩＦＯに保持されたデータ部分をメインメモリＭ０５に一旦保持し、メインメモリＭ０５に保持されたプログラムに従って該データ部分に対する処理を加える。ヘッダ部分に対する処理を行うマイクロプロセッサＬ０６からのデータ部分の出力指令を受けると、マイクロプロセッサＭ０４は、出力ポートＭ０８からデータ部分を送出する。なお、ヘッダ結合部Ｈ０５に対するメッセージ送出の競合制御は、ヘッダ部分を処理するマイクロプロセッサＬ０６によって処理されているので、データ部分を処理するマイクロプロセッサＭ０４では、アービタＬ１２の状態を参照するための入力ポートは省略されている。
【０４２９】
ＲＯＭ（Ｍ０６）は、マイクロプロセッサＭ０４にて実行されるプログラムの、基板制御プロセッサＨ２３からのブートストラップを行うためのローダが含まれている。ヘッダ部分に対する処理と同様、これによって、データ部分に対する処理もプログラマブルとすることができる。
【０４３０】
第５のＩ／ＯポートＭ０２は、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３との、データ部分の情報のハンドシェークのための信号の入出力に使用される。また、第６のＩ／ＯポートＭ０３は、ヘッダ処理を行うマイクロプロセッサＬ０６からのデータ部分の廃棄指令／出力指令をマイクロプロセッサＭ０４に伝えるために使用される。
【０４３１】
第７のＩ／ＯポートＭ０７は、基板制御プロセッサＨ２３からのブートストラップや、マイクロプロセッサＭ０４の、基板制御プロセッサＨ２３からの監視の為に使用される。
【０４３２】
以上の説明では、本発明によるコミュニティを公衆網に適用することとして述べてきたが、もちろん、本発明によるコミュニティは公衆網のみで有効なものではなく、例えば、公衆網に準ずる信頼性の要求される企業網のバックボーン網に適用しても有効である。
【０４３３】
以上、説明したように、上記第１〜第３の実施形態によれば、ＡＴＭ通信網内で特定の通信サービスを提供するコミュニティには、それぞれを識別するため識別子（例えば、Ｅ．１６４アドレス）が付与されており、ＡＴＭ通信網内のインターネットサーバに、各コミュニティ毎に対応したサービス基板を設け、その各サービス基板において、ＡＴＭ通信網内に各コミュニティに付与された識別子に対応したＡＴＭコネクションの設定を網の呼設定機能に対し要求するための制御を行うＱ．２９３１Ｍプロトコルと、そのＱ．２９３１Ｍプロトコルに従って要求された結果設定されたＡＴＭコネクションを介して転送されてきた、各コミュニティ毎に異なるプロトコルに従ったメッセージをＱ．２９３１Ｍプロトコルに従って要求された結果設定されたＡＴＭコネクションに転送するためのメッセージのルーティング処理を行うメッセージ処理プロトコルを実行することにより、特定の通信サービスを特定の利用者に対し排他的に提供できるとともに、その特定の通信サービスを提供するための通信資源を明確に特定できる。また、各サービス基板毎に設けられたトラヒック監視部６０７において、Ｑ．２９３１Ｍプロトコルに従って要求された結果設定されたＡＴＭコネクション上のトラヒックを監視することにより、コミュニティ毎に割り当てる通信帯域を増減することでコミュニティ毎に予め定められたＱｏＳを提供することが容易で、経済的に公衆網を構築することができる。また、各サービス基板毎に設けられたセキュリティ部６０８において、Ｑ．２９３１Ｍプロトコルに従って要求された結果設定されたＡＴＭコネクションで転送される特定の通信サービスのメッセージに対し暗号化・復号化を行うことにより、コミュニティ毎に高いセキュリティ性が確保できる。さらに、これらのコミュニティにアクセスする際には、これらのコミュニティそれぞれに独立に与えられた識別子、すなわち、Ｅ．１６４アドレスを用いて利用者がＡＴＭ通信網にコネクション設定の要求を行うので、コミュニティにアクセスするためのＥ．１６４アドレスを悪意のユーザに教えないことによって、各特定の通信サービスを特徴付けるネットワークレイヤ（例えばＩＰレイヤ）でのなりすましによるルータ攻撃を防ぐ事が可能である。
【０４３４】
また、課金という観点からすると、同一コミュニティにアクセスする利用者それぞれに、該コミュニティに割り当てられた網内通信資源をコミュニティに参加している利用者数で割った値に比例した基本料金をとるという、それぞれの利用者が納得可能な課金が可能である。
【０４３５】
また、これらのコミュニティに利用者がアクセスする時にＡＴＭコネクションを使用するので、それぞれの利用者が送信した／受信したメッセージ数を決定でき、利用者毎に使用頻度に従って課金する事も可能である。
【０４３６】
コミュニティを実現するためのルーティング処理を実現するプロセスにはそれぞれ独立したハードウェア資源が割り当てられており、かつこれらの間はトラフィック量の測定及び収集が可能なＡＴＭコネクションで接続されているので、どのコミュニティにより多くの通信網資源を投入するかの決定も可能で、また、コミュニティの基本料金を上げることで、その通信網資源により恩恵を受ける利用者からより多くの料金をとるという公平な課金を実現することができる。
【０４３７】
さらに、同一の利害関係をもつ利用者という限られた範囲に対して通信資源が割り当てられているので、そのコミュニティの要求するＱｏＳを提供することも、例えば、ＡＴＭコネクションの帯域の増強、サービス基板の能力の増強といったことにより確保できる。また、それぞれのコミュニティの間の相互作用は単一のコネクション網を考えた場合よりも小さくできるので、サービス基板の数を増やし、それぞれのサービス基板に割り当てるコミュニティを新設することで、通信システム全体として考えた場合のコネクションレスサービスのスループットを線形に増加させることが可能で、コネクションレスサービス自身のサービスの増強、拡張が容易である。
【０４３８】
また、コミュニティ内の合意が形成できれば、新しいサービスを導入するため当該コミュニティのサービスを提供するルータを落とす事も可能である。同一コミュニティに参加する利用者の利害関係を調整するのは、公衆網の全利用者の利害関係の調整よりも容易である。
【０４３９】
しかも、コミュニティの内部では、例えばＩＰといった柔軟性の高いプロトコルを採用することが可能で、インターネットの持つ新規サービス導入の柔軟性という利点を本発明が阻害することはない。
【０４４０】
さらに、単一ネットワークとして実現する場合に比べ、ＡＴＭスイッチによる負荷分散が容易に実現でき、多数の利用者に対して安価にコネクションレスサービスを提供する事が可能になる。また、ＡＴＭスイッチによる負荷分散が容易に実現できるという事は、新しくコミュニティを実現するために必要な網資源（具体的にはサービス基板）を通信網に容易に付加可能である事を意味し、提供サービスの追加、増強が容易に可能である利点を導くことになる。
【０４４１】
このように、上記実施形態によれば、全世界単一ネットワークとして構築されていたベストエフォットのコネクションレス網を、同一の興味を持つ利用者の集まりであるコミュニティとして分割して公衆網上に実現することが可能となり、コネクションレス通信の持つ柔軟性を生かしながら、これらコミュニティ毎に使用する網内通信資源を明確に特定できるとともに、コミュニティ毎に予め定めらここでのＳＴＭパスインタフェースＨ１５は、図１６に示したような構成のサービス基板で設けられているＳＴＭパスインタフェースＧ０７と同様の動作を行うものである。
【０４４２】
なお、本サービス基板では、種々のプロトコルがサービスされる可能性がある。これを実現するために、制御プロトコル実行プロセッサＨ１０におけるサービスは前述のようにプログラマブルとなっている。また、後ほど詳細に述べるように、メッセージ処理プロセッサＨ０４ｉも、プログラマブルとなっている。このように種々のプロトコルに対応するためには、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３におけるユーザメッセージと制御メッセージの分割も、プログラマブルとする必要がある。
【０４４３】
ヘッダチェック／分離部Ｈ０３の動作速度は、本サービス基板のスループットを規定するので、この部分はソフトウェアではなくハードウェアにて実現されるのが望ましい。ヘッダチェック／分離部Ｈ０３の動作をプログラマブルとするため、ヘッダチェック／分離部Ｈ０３は、メッセージのどの部分を参照してユーザメッセージと制御メッセージの切り分けを行うか、また、該参照部分のビットパタンがどのようであればユーザメッセージであり、どのようであれば制御メッセージであるかを基板制御プロセッサＨ２３から指定可能なように構成されるのが望ましい。
【０４４４】
ひとつのサービス基板で複数のコミュニティに対応する事を考える場合、ＡＴＭコネクション毎に実行されるプロトコルが異なる事も考えられるが、この状況に対応するため、この参照部分およびユーザメッセージと制御メッセージの切り分けの為の情報は、コネクション毎に指定できるようになっているのがより望ましい。これを実現する場合、コネクション毎にプロトコルを指定できるよう、メッセージ組立部Ｈ０２から、該メッセージが転送されてきたＡＴＭコネクションの識別子を貰うこととなるのはいうまでもない。
【０４４５】
れた通信帯域（ＱｏＳ）の提供が容易で、コミュニティ毎の課金、ネットワークレイヤのセキュリティ性の向上、コミュニティ毎の通信サービスの追加、増強も容易といったベストエフォットのコネクションレス通信の持つ公衆サービスとしての問題点を解決できる。
【０４４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＡＴＭネットワーク上で特定の通信サービスをその特定通信サービスに適した通信品質とセキュリティ性を確保しながら特定の利用者に排他的に提供することが可能なＡＴＭ通信システムおよびＡＴＭ交換機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡＴＭ通信システムの構成をコミュニティの概念を含めて概略的に示した図。
【図２】図１のコミュニティに対して利用者がアクセスする場合の手順を説明するためのフローチャート。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る小規模コミュニティを実現するＡＴＭ通信システムの構成を概略的に示した図。
【図４】小規模コミュニティを実現するプロトコルスタックを示した図。
【図５】第１の実施形態に係るＡＴＭ通信システムの私設網内のインターネットサーバの内部構成を説明するための図。
【図６】私設網内のインターネットサーバに含まれるＩＰレイヤとＱ．２９３１Ｍレイヤの機能および動作について説明するための図。
【図７】ＩＰレイヤとＱ．２９３１Ｍレイヤの動作を説明するためのフローチャート。
【図８】ＩＰレイヤとＱ．２９３１Ｍレイヤの動作のうち、特に、ルーティングテーブルの更新動作を説明するためのフローチャート。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る大規模コミュニティを実現するＡＴＭ通信システムの構成を概略的に示した図。
【図１０】大規模コミュニティを実現するプロトコルスタックを示した図。
【図１１】第２の実施形態に係るＡＴＭ通信システムの公衆網内のインターネットサーバの内部構成を説明するための図。
【図１２】公衆網内のインターネットサーバに含まれるＩＰレイヤとＱ．２９３１Ｍレイヤの機能および動作について説明するための図。
【図１３】図１１のインターネットサーバに非ＡＴＭ通信網を接続する場合について説明するための図。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係るインターネットサーバの構成を概略的に示した図。
【図１５】図１４のインターネットサーバ内部のコネクションについて説明するためのものである。
【図１６】サービス基板の構成の一具体例を示したブロック図。
【図１７】サービス基板の構成の他の具体例を示したブロック図。
【図１８】セキュリティ部、トラヒック監視部の具体的な構成を示した図。
【図１９】図１７のヘッダチェック／分離部、メッセージ処理プロセッサ、ヘッダ結合部の間の情報転送の様子を説明するための図。
【図２０】図１７のヘッダチェック／分離部、複数のメッセージ処理プロセッサ、ヘッダ結合部の間の情報転送の様子を説明するための図。
【図２１】複数のメッセージ処理プロセッサへののコミュニティへの割当を説明するための概念図。
【図２２】メッセージ処理プロセッサの構成の一具体例を示したブロック図。
【図２３】メッセージ処理プロセッサの構成の他の具体例を示したブロック図。
【図２４】従来のインターネットのユーザービューを説明するための図
【図２５】従来のＡＴＭ通信網上におけるベストエフォットのコネクションレス通信網を実現するためのプロトコルスタックを示した図。
【符号の説明】
１０１…ＡＴＭ通信網、１０２１、１０２２、１０２３…コミュニティ、
３０３１、３０３２、３０３３、３０３４…施設網内インターネットサーバ、
３０５１、３０５２…公衆網内インターネットサーバ、
３０６０、３０６１、３０６２、３０６３…施設網内呼設定機能、
３０６５…公衆網内呼設定機能、
Ｅ０３１、Ｅ０３２、・・・Ｅ０３ｎ…サービス基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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