(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットのヘッダ情報内に付与された通信優先度に従って当該パケットの優先転送制御を行う通信網と第１の伝送路で接続され、該通信網を介してパケットを送受信する通信装置と第２の伝送路で接続されるパケット転送装置であって、
前記第１の伝送路から受信したパケットに付与されている通信優先度を、当該パケットの送信元のアドレスと対応付けて記憶する記憶手段と、
前記第２の伝送路から受信したパケットの宛先が前記記憶手段で記憶したアドレスであれば当該パケットの一定時間毎の通信量を測定する測定手段と、
該測定手段で測定した通信量と予め設定した所定値との比較に基づいて、当該パケットに付与する前記記憶手段で記憶した当該アドレスに対応する通信優先度を変更する変更手段と、
前記第２の伝送路から受信して前記変更手段で通信優先度を付与したパケットを前記第１の伝送路に転送する転送手段と
を有することを特徴とするパケット転送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパケット転送装置において、
前記変更手段では、前記通信量と前記所定値とを比較して、前記通信量が前記所定値を超えた場合には、当該通信優先度を、これに比して低い通信優先度に変更し、あるいは、前記通信量が前記所定値以下の場合には、当該通信優先度を、これに比して同等または高い通信優先度に変更することを特徴とするパケット転送装置。
【請求項３】
パケットのヘッダ情報内に付与された通信優先度に従って当該パケットの優先転送制御を行う通信網と第１の伝送路で接続され、該通信網を介してパケットを送受信する通信装置と第２の伝送路で接続されるパケット転送装置であって、
前記第１の伝送路から受信したパケットに付与されている通信優先度を、当該パケットの送信元のアドレスと対応付けて記憶する記憶手段と、
前記第２の伝送路からパケットを受信すると、当該パケットに前記記憶手段が記憶した通信優先度を付与すると共に、当該パケットに付与する通信優先度を、当該パケットの予め設定された単位時間の通信量に基づいて変更する変更手段と、
前記第２の伝送路から受信して前記変更手段が通信優先度を付与したパケットを前記第１の伝送路に転送する転送手段と
を有し、
前記変更手段は、
各アドレス毎に、前記記憶手段が記憶した通信優先度を含む１以上の通信優先度を対応付け、かつ、各アドレスの各通信優先度毎に予め定められた、当該通信優先度の付与を制限するための優先カウント情報値を対応付けて登録するテーブル手段と、
前記第２の伝送路から受信したパケットの単位時間の通信量をカウントして、当該カウント値が、前記テーブル手段で当該パケットの宛先アドレスと前回付与した通信優先度に対応付けられた前記優先カウント情報値になれば、当該アドレス宛のパケットに付与する通信優先度を、前記テーブル手段で当該アドレスに対応付けて登録した１ランク低い通信優先度に変更する手段と
を有することを特徴とするパケット転送装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のパケット転送装置において、
前記第１の伝送路から受信した各パケットの送信元のアドレスに対して帯域が割り付けられている場合、各アドレスに対して割り付けられた各帯域の合計値が、所定帯域値を超えているか否かを判断する帯域管理手段をさらに有し、
前記帯域管理手段で該帯域の合計値が前記所定帯域値を超えたことが判断された場合、該所定帯域値を超えた残りの未使用の帯域内で、前記変更手段による各パケットに対する通信優先度の変更を行うことを特徴とするパケット転送装置。
【請求項５】
パケットのヘッダ情報内に付与された通信優先度に従って当該パケットの優先転送制御を行う通信網と第１の伝送路で接続され、該通信網を介してパケットを送受信する通信装置と第２の伝送路で接続されるパケット転送装置のパケット転送優先制御方法であって、
前記第１の伝送路から受信したパケットに付与されている通信優先度を、当該パケットの送信元のアドレスと対応付けて記憶装置に記憶する記憶手順と、
前記第２の伝送路から受信したパケットの宛先が前記記憶装置に記憶したアドレスであれば当該パケットの一定時間毎の通信量を測定する測定手順と、
該測定手順で測定した通信量と予め設定した所定値との比較に基づいて、当該パケットに付与する前記記憶装置に記憶した当該アドレスに対応する通信優先度を変更する変更手順と、
前記第２の伝送路から受信したパケットに、前記変更手順で変更した通信優先度を付与して前記第１の伝送路に転送する転送手順と
を有することを特徴とするパケットの転送優先制御方法。
【請求項６】
パケットのヘッダ情報内に付与された通信優先度に従って当該パケットの優先転送制御を行う通信網と第１の伝送路で接続され、該通信網を介してパケットを送受信する通信装置と第２の伝送路で接続されるパケット転送装置のパケット転送優先制御方法であって、
前記第１の伝送路から受信したパケットに付与されている通信優先度を、当該パケットの送信元のアドレスと対応付けて第１の記憶装置に記憶する記憶手順と、
前記第２の伝送路からパケットを受信すると、当該パケットに前記第１の記憶装置に記憶した通信優先度を付与すると共に、当該通信優先度を、当該パケットの予め設定された単位時間の通信量に基づいて変更する変更手順と、
前記第２の伝送路から受信して前記変更手順で通信優先度を付与したパケットを前記第１の伝送路に転送する転送手順と
を有すると共に、
前記変更手順では、
各アドレス毎に、前記第１の記憶装置に記憶した通信優先度を含む１以上の通信優先度を対応付け、かつ、各アドレスの各通信優先度毎に予め定められた、当該通信優先度の付与を制限するための優先カウント情報値を対応付けてテーブルに登録する手順と、
前記第２の伝送路から受信したパケットの単位時間の通信量をカウントして、当該カウント値が、前記テーブルで当該パケットの宛先アドレスと前回付与した通信優先度に対応付けられた前記優先カウント情報値になれば、当該アドレス宛のパケットに付与する通信優先度を、前記テーブルで当該アドレスに対応付けて登録した１ランク低い通信優先度に変更する手順と
を有することを特徴とするパケットの転送優先制御方法。
【請求項７】
請求項５もしくは請求項６のいずれかに記載のパケットの転送優先制御方法における各手順での処理を、コンピュータに実行させるためのパケットの転送優先制御プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のパケットの転送優先制御プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信における通信優先制御技術に関し、特に、通信を行う装置間の通信量に基づきパケットの通信優先度を決定するためのパケット転送装置とパケットの転送優先制御方法およびその処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パケット通信網において輻輳が発生した場合には、パケットの破棄が発生する。近年、パケット転送を行うルータや交換機などのネットワーク機器に、通信優先制御機能や帯域制御機能を備えることで、この輻輳によるパケット破棄を制御する技術が提案されている。
【０００３】
パケット通信網に設けられた帯域制御機能を有するネットワーク機器では、各利用者毎に帯域を管理する必要があるため、各ネットワーク機器においてその利用者毎の使用帯域を設定する。ネットワーク機器では、各利用者毎にバッファメモリの管理を行うために、受信した複数のパケットを各利用者毎に分類する。この分類されたパケットを、利用者毎の設定にしたがってバッファメモリから読み出し、転送する。この動作を実現するためには、全ての利用者に対応可能なほどの大容量のメモリとその管理が必要である。
【０００４】
また、通信優先制御機能を有するネットワーク機器では、特にパケット通信網への入り口に設けられ、例えば８段階といった通信優先度毎にバッファメモリを管理し、受信したパケットに付された通信優先度にしたがってバッファメモリに記録する。この通信優先度毎に分類されたパケットを、通信優先度毎に設定された条件にしたがってバッファメモリから読み出し、転送する。この動作を実現するにあたっては、上述の帯域制御機能を有するネットワーク機器と比較して、バッファメモリの分類、容量が少なくて済み、また、各利用者毎に一定のメモリ領域を確保する必要もないことからパケットの管理が容易である。しかしながら、各利用者の通信量を測定し、通信量にしたがって所定の通信優先度を付与するにあたって、この通信量の測定は、例えば８段階の通信優先度に応じた閾値の設定、バースト通信量の許容度の設定を行う必要があるため、精密かつ短時間単位で行う必要がある。このため、一つの装置内に利用者数と同じ数の通信量測定機能を実装する必要が生ずる。また、この場合には、通信量はパケット通信網の入り口で測定されているために、利用者が実際に受信した通信量と同一である保証はなく、利用者毎の通信量や帯域を保証している確証が得られないといった運用上の問題があった。
【０００５】
これらの問題を解決するためのパケット通信方法が特願２００１−１８０５６１号（以下、文献１）に提案されている。このパケット通信方法では、端末の受信量に近い値からパケットの破棄優先度を決定して優先制御を行う。この通信方法の形態を図１０に示す。
【０００６】
この通信方式１０００では、パケット通信網１００２内部に、パケット中継機能を有するネットワーク機器（ドロッパ１００４−１〜１００４−Ｎ（Ｎは自然数））が配置されている。利用者側の端末１０１０の直近に配置されたプロファイルメータ１０２０では通信量を測定する。下りマーカ１０３０では、上りマーカ１０２２によりパケット通信網１００２を介して上り方向に転送されるパケットに対して、そのパケットに付与されたヘッダの通信優先度の情報を記憶する。この後の、サーバ１０４０から端末１０１０への通信発生によるパケット（下り方向）において、この下りマーカ１０３０では、測定された通信量と、予め設定した所定の通信量とに基づいて、このパケット（下り方向）の通信優先度を変更するか否かを決定する。例えば、測定された通信量が、予め設定した所定の通信量を超えている場合は、パケット（下り方向）の通信優先度を低くする。
【０００７】
本通信方式１０００を用い各利用者毎の通信優先度の管理をすることで、上述した、１つの装置で各利用者毎にバッファメモリを管理、あるいは通信量測定装置を有する構成と比較して、装置を容易に構築でき、かつ多くの利用者の通信処理にも対応可能であるという利点がある。また、通信量を利用者（端末１０１０）の直近で測定するために、実際に利用者が受信したデータ量を知ることもできる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
他方で、この通信方式１０００では入力側（下りマーカ１０３０側）で通信量を測定していないため、ある一人の利用者の端末に向けて、パケット通信網１００２の出力側の速度と比較して高い速度でパケットが転送され続けた場合、ドロッパ１００４のバッファメモリを占有してしまい、他の利用者の通信に影響を及ぼすことにもなる。文献１では、利用者毎に利用可能なバッファメモリ容量を制限する方法を提案しており、確かに、前述の優先制御、帯域制御を利用した場合よりも、多くの利用者の通信処理にも対応可能であるという利点は保たれるが、バッファメモリを各利用者毎に管理しなくてすむという利点が損なわれてしまうといった問題があった。
【０００９】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされ、その目的は、通信を行う装置間の通信量に基づきパケットの通信優先度を決定するためのパケット転送装置とパケットの転送優先制御方法およびその処理プログラムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明に係るパケット転送装置は、通信網内の第１の伝送路を介して受信した第１のパケットの第１の通信優先度と、該第１のパケットのヘッダ情報とを対応させた優先パケット情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段により該優先パケット情報を記憶した後に、該第１のパケットの送信元に対しての第２のパケットを前記第１の伝送路に連結する第２の伝送路を介して受信すると、該受信した第２のパケットの前記ヘッダ情報に対応する一定時間毎の通信量を測定する測定手段により測定した通信量と予め設定した所定値との比較に基づいて、該第２のパケットに対応する該優先パケット情報の該第１の通信優先度を変更する変更手段と、該変更した優先パケット情報を有する該第２のパケットおよび以降の該第１のパケットの送信元に対してのパケットを、前記第１の伝送路上に接続された前記通信網内の中継装置に転送する転送手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
（２）また、本発明に係る他の形態のパケット転送装置は、通信網内の第１の伝送路を介して受信した第１のパケットの第１の通信優先度と、該第１のパケットのヘッダ情報とを対応させた優先パケット情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段により該優先パケット情報を記憶した後に、該第１のパケットの送信元に対しての第２のパケットを前記第１の伝送路に連結する第２の伝送路を介して受信すると、各通信優先度およびヘッダ情報別に対応して予め設定した、単位時間の通信量の上限カウント数値を表す通信カウント数値と、所定の通信カウント数値との比較に基づいて、該第２のパケットに対応する該優先パケット情報の該第１の通信優先度を変更する変更手段と、該変更した優先パケット情報に基づいて該第２のパケットおよび以降の該第１のパケットの送信元に対してのパケットを、前記第１の伝送路上に接続された前記通信網内の中継装置に転送する転送手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
（３）また、本発明に係る他の形態のパケット転送装置では、上記（１）または（２）のパケット転送装置において、前記第１のパケットに帯域が対応して割り付けられている場合、該帯域の合計値が、所定帯域値を超えているか否かを判断する帯域管理手段をさらに有し、前記帯域管理手段で該帯域の合計値が前記所定帯域値を超えたことが判断された場合、該所定帯域値を超えた残りの未使用の帯域内で、前記変更手段により前記優先パケット情報の第１の通信優先度を変更することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、図１〜図９を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るパケット転送装置が用いられるシステムの全体構成図を説明するためのブロック図である。図２は、第１の実施形態において、図１のパケット転送装置の構成を説明するためのブロック図である。図３は、図２のパケット転送装置の動作を説明するためのフローチャートである。図４は、第２の実施形態において、パケット転送装置の構成を説明するためのブロック図である。図５は、図４のパケット転送装置で用いられる優先カウントテーブルを説明するための図である。図６は、図５の優先カウントテーブルを用いた通信優先度決定の動作を説明するためのフローチャートである。図７は、第３の実施形態における、パケット転送装置の構成を説明するためのブロック図である。図８は、図７のパケット転送装置において、優先カウントテーブルを用いた通信優先度決定動作を説明するためのフローチャートである。図９は、第１〜４の実施形態におけるパケット転送装置が用いられる他のネットワークシステムの全体構成図を説明するためのブロック図である。
【００１４】
本発明に係るパケット転送装置としてルータが用いられたネットワークシステムの全体構成の一例を、図１を用いて説明する。この図１のネットワークシステム１０は、利用者ＬＡＮ１００と、ＩＳＰ（Internet Service Provider）１１０、インターネット網１２０、および事業者ＬＡＮ１３０の各主体により構成されている。
利用者ＬＡＮ１００内の端末装置１０２から、上り方向である事業者ＬＡＮ１３０への接続・参照要求は、ルータ１０４、ＩＳＰ１１０のルータ１１２、およびインターネット網１２０を介して送信される。この接続・参照要求は、事業者ＬＡＮ内のルータ１３２を介して、サーバ１３４で受信される。サーバ１３４は、受信した接続・参照要求に対して該当する返信情報を、下り方向である利用者ＬＡＮ１００に、ルータ１３２、インターネット網１２０、およびルータ１１２を介して送信する。
【００１５】
この図１では、前述の従来例で説明した図１０の通信方式１０００にあるような通信優先制御機能が設けられている。つまり、図１のＩＳＰ１１０のルータ１１２には、図１０のプロファイルメータ１０２０および上りマーカ１０２２の機能を、また、図１の事業者ＬＡＮ１３０のルータ１３２には、図１０の下りマーカ１０３０の機能を、それぞれ含んでいる。
本発明では、このルータ１３２における図１０の下りマーカ１０３０の機能を改良することで、前述に説明した、通信優先制御、帯域制御を利用した場合よりも、多くの利用者の通信処理にも対応可能であるという利点は保たれはするが、バッファメモリを各利用者毎に管理しなくてすむという利点が損なわれてしまうという課題の解決を試みる。
以下、第１〜４の実施形態の各々で、その解決手段を説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
この第１の実施形態において用いられるパケット転送装置としてのルータ１３２の構成を、図２を用いて以下に説明する。
ルータ１３２は、受信したパケットのルーティングを行うと共に、記憶手段２００、測定手段２０２、変更手段２０４および転送手段２０６を有して構成されている。
【００１７】
記憶手段２００は、インターネット網１２０内の伝送路２０を介して端末装置１０２から受信した（上り方向の）パケットの、通信サービス品質を表すヘッダ情報である通信優先度と、このパケットのヘッダ情報の内の送信元ＩＰアドレスとを対応させた優先パケット情報を、テーブル形式（図示しないが、テーブルＴと称す）で記憶する。
測定手段２０２は、このテーブルＴの送信元ＩＰアドレス毎に、受信したパケットの一定時間毎、例えば１秒毎の（下り方向の）パケット通信量を測定する。
【００１８】
変更手段２０４は、記憶手段によりテーブルＴの優先パケット情報が記憶された後において、事業者ＬＡＮ１３０のサーバ１３４から伝送路２２を介して（下り方向の）パケットを受信すると、測定したパケット通信量（単位：ｂｐｓ）と、予め設定してある所定値（単位：ｂｐｓ）との比較に基づいて、通信優先度を変更する。
【００１９】
このパケット通信量と所定値の比較にあたっては、このパケット通信量が所定値を超えた時、（下り方向の）パケットに対応するテーブルＴの優先パケット情報を、これに比して低い通信優先度に変更する。この変更に際しては、例えば１ランク下または２ランク下の通信優先度に下げるといった設定を予めしておく。逆に、パケット通信量が所定値以下であった場合には、（下り方向の）パケットに対応するテーブルＴの優先パケット情報を、そのまま、またはこれに比して高い通信優先度に変更する。
【００２０】
転送手段２０６は、変更手段２０４から受取った（下り方向の）パケットを、ルーティング情報に基づいて、インターネット網１２０内の、隣接する中継装置に転送する。
【００２１】
次に、図３を用いて、このパケット転送を行うルータ１３２のパケットの優先制御動作を説明する。
【００２２】
ＩＳＰ１１０のルータ１１２は、利用者ＬＡＮ１００内の端末装置１０２から事業者ＬＡＮ１３０への通信に伴って発生した（上り方向の）パケットの通信優先度を、測定した下り方向の通信量に基づいて変更する。この変更した通信優先度を（上り方向の）パケットに付し、インターネット網１２０を介して、事業者ＬＡＮ１３０に送信する。
事業者ＬＡＮ１３０のルータ１３２は、この（上り方向の）パケットを受信し、ヘッダ情報内の通信優先度の情報と、ＩＰアドレス情報との一対の優先パケット情報を、テーブルＴ（図示しない）に記憶する（ステップＳ３０１）。
この（上り方向の）パケットは、サーバ１３４に転送される。サーバ１３４の返信による（下り方向の）パケットが発生し、ルータ１３２はこれを受信する（ステップＳ３０２）。
【００２３】
ルータ１３２は、測定手段２０２により、優先パケット情報を記憶したテーブルＴに基づくＩＰアドレス毎のパケット通信量を一定期間毎（例えば１秒毎）に測定しており、このパケット通信量を参照する（ステップＳ３０３）。
変更手段２０４は、このパケット通信量と、予め設定してある所定値（単位：ｂｐｓ）との比較に基づいて（ステップＳ３０４）、通信優先度を変更する。このとき、パケット通信量が所定値を超えていれば、この（下り方向の）パケットのヘッダにおける通信優先度を、低い通信優先度に変更する（ステップＳ３０５）。また、パケット通信量が所定値以下であれば、この（下り方向の）パケットのヘッダにおける通信優先度をそのまま、あるいは高い通信優先度に変更する（ステップＳ３０６）。
転送手段２０６は、この変更された（下り方向の）パケットを、ルーティング情報に基づいて、インターネット網１２０に転送する（ステップＳ３０７）。
【００２４】
このようなパケット転送装置を用いることで、利用者毎に利用可能なバッファメモリ容量を制限することなく通信優先制御を行うことができ、また、測定手段２０２による測定精度は、ＩＳＰ１１０のルータ１１２の測定精度ほど精密でなくともよく、装置の簡易化ができるという効果が得られる。
【００２５】
（第２の実施形態）
この第２の実施形態において用いられるパケット転送装置としてのルータ１３２の構成を、図４を用いて以下に説明する。なお、ここで用いるネットワークシステムは、上述の図１示すネットワークシステム１０と同様である。
本第２の実施形態では、上記第１の実施形態のルータ１３２と比べて、特に、測定手段２０２を有していない点と、変更手段２０２の構成・動作の点とが異なっている。なお、この第２の実施形態で用いる処理部・装置の図面内の符号には、上述の第１の実施形態における処理部・装置の符号と対応して、便宜的に、例えば、ルータ１３２Ｂのように「Ｂ」を付して表記することとする。同様に、後述の第３の実施形態では「Ｃ」を、第４の実施形態では「Ｄ」をそれぞれ付して表記することとする。
以下に、そのルータ１３２Ｂの構成について説明する。
【００２６】
ルータ１３２Ｂは、記憶手段２００Ｂ、変更手段２０４Ｂ、および転送手段２０６Ｂを有して構成されている。記憶手段２００Ｂは上記記憶手段２００と、転送手段２０６Ｂは上記転送手段２０６と、それぞれ同様な機能を有する。
変更手段２０４Ｂは、新たに、優先カウントテーブル４００Ｂを有しており、このテーブル４００Ｂに基づいて、事業者ＬＡＮ１３０のサーバ１３４から伝送路２２を介して受信した（下り方向の）パケットの通信優先度を変更する。
【００２７】
このテーブル４００Ｂを、図５を用いて説明する。
テーブル４００Ｂでは、ＩＰアドレスと通信優先度とが対応する各セルに、（下り方向の）パケットの通信優先度の付与を制限する優先カウント情報が設定されている。この優先カウント情報は、利用者のＩＰアドレス毎に適宜手動で設定されても、自動的に全て同一に設定して作成されても良い。本第２の実施形態では、この優先カウント情報を、（下り方向の）パケットの受信に伴って随時減算し、ある所定値（例えば、ゼロ）になった時点で、そのゼロになった通信優先度のパケットへの付与は行われないこととする。ここでは、上述の第１の実施形態での測定手段によるパケット通信量の測定とは異なり、パケット通信量の算出による擬似的なパケット通信量の測定を行うこととしている。
【００２８】
優先カウントテーブル４００Ｂは、例えば、８段階（０〜７）の通信優先度に対応しており、各ＩＰアドレスに従って、初期値となる優先カウント数値が設定されている。このカウント数値は１パケット単位でも、複数のパケット単位であってもよく、特に、パケット転送をカウントできるものでありさえすればよい。ここでは例えば、便宜的に１パケット単位として説明を進める。
ＩＰアドレス「ａｄｄｒｅｓｓ１０」の利用者に対しては、通信優先度「１」にカウント数値「１００」が（以下これを、Ｔ（ｕ，ｐ）＝Ｔ（ａｄｄｒｅｓｓ１０，１）などと表記する）、また、通信優先度「７」にカウント数値「１００」が付与されている（通信優先度「０」＜通信優先度「７」）。同様に、ＩＰアドレス「ａｄｄｒｅｓｓ１１」の利用者に対しては、通信優先度「１」にカウント数値「０」が、また、通信優先度「７」にカウント数値「５００」が付与されている。
【００２９】
変更手段２０４Ｂでは、図６のフローチャートに示すように、（下り方向の）パケットを受信すると、このパケットの通信優先度を記憶手段２００Ｂに基づいて参照する（ステップＳ５０１）と共に、これに基づいて、当該通信優先度を、優先カウントテーブル４００Ｂ中の対応するセルＴ（ｕ，ｐ）の参照に用いる内部変数ｐに代入する（ステップＳ５０２）。当該通信優先度（内部変数ｐ）がゼロ（最低の優先度）か否かを判定する（ステップＳ５０３）。もしゼロであったならば、その通信優先度ゼロのまま（ステップＳ５０４）設定したパケットを、転送手段２０６Ｂに送る。上記ステップＳ５０３で通信優先度がゼロでなかったならば、該当するセルＴ（ｕ，ｐ）を参照し、当該セルにおける優先カウント数値がゼロか否かを判定する（ステップＳ５０５）。ここでもし、ゼロを超えるカウント情報（優先カウント数値）が確認されれば、その値から設定値だけ減算し（ステップＳ５０６）、そのセルＴ（ｕ，ｐ）の通信優先度（ｐ）をそのまま当該パケットに付与する優先度として設定し（上記ステップＳ５０４）、当該パケットを転送手段２０６Ｂに送る。また、ステップＳ５０５の判定においてもし該当するセルでゼロが確認されたならば、通信優先度を１ランク下げて（ｐ＝ｐ−１を代入）、参照するセルをＴ（ｕ，ｐ−１）に変更し（ステップＳ５０７）、上記ステップＳ５０３の処理を再度行う。この後、再度、そのセルＴ（ｕ，ｐ−１）でゼロを超えるカウント情報が確認されれば（ステップＳ５０５）、当該セルＴ（ｕ，ｐ−１）におけるカウント情報を設定値だけ減算し（ステップＳ５０６）、その通信優先度（ｐ−１）を付与した（ステップＳ５０４）パケットを、転送手段２０６Ｂに送る。
【００３０】
この優先カウントテーブル４００Ｂの各セルＴ（ｕ，ｐ）の優先カウント数値は、いわば一定時間内に通信優先度を付与可能な回数として用いられ、その一定時間の経過時に、元の初期値に再設定される。このカウント数値が用い尽くされゼロになると、以後最低の通信優先度ゼロが付与され続けることになる。
【００３１】
このようなパケット転送装置を用いることでも、上述の第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００３２】
（第３の実施形態）
この第３の実施形態において用いられるパケット転送装置としてのルータ１３２Ｃの構成を、図７を用いて以下に説明する。なお、ここで用いるネットワークシステムは、上述の図１示すネットワークシステム１０と同様である。
【００３３】
上述の第１，２の実施形態では、ルータ１３２において、予め設定したパケット通信量に近づくように、通信優先度を制御する処理を行った。本第３の実施形態のパケット転送装置１３２Ｃでは、帯域割り当てが行われるシステムにおいて、上述の第１の実施形態のルータ１３２の機能を利用した優先制御処理を行う。なお、後述の第４の実施形態において、上述の第２の実施形態のルータ１３２Ｂの機能を利用した優先制御処理を行う。
【００３４】
現在、パケット通信網における統計多重の通信方式においては、（一人当たりに必要な帯域）×（人数）  よりも少ない帯域でパケット通信網を構築したとしても、全員の利用者により通信が行われることは極めて稀であるため、ほとんど輻輳が発生することなく通信が可能である。この帯域制御においては、原理的に、（一人当たりに必要な帯域）×（人数）  までの帯域の範囲内でしか通信制御を行うことができない。
このため、本第３の実施形態では、上記の統計多重方式を利用した高回線効率のネットワークに対して、帯域制御を適用して新たなネットワークシステムを構築した時の、通信優先度の制御処理を提案する。この制御処理を、上記第１の実施形態に対して適用したルータ１３２Ｃを以下に説明する。なお、この制御処理を、上記第２の実施形態に対して適用したルータ１３２Ｄについては、後述の第４の実施形態で説明する。
【００３５】
本第３の実施形態では、図７に示すように、上記第１の実施形態のルータ１３２と比べて、特に、ＩＰアドレス（利用者）毎に割り当てられている帯域の合計値を管理する帯域管理手段７００Ｃを有している点が異なっている。
以下に、本第３の実施形態のルータ１３２Ｃの構成について説明する。
【００３６】
ルータ１３２Ｃは、記憶手段２００Ｃ、測定手段２０２Ｃ、変更手段２０４Ｃ、転送手段２０６Ｃ、および帯域管理手段７００Ｃを有して構成されている。記憶手段２００Ｃは上記記憶手段２００と、測定手段２０２Ｃは上記測定手段２０２と、転送手段２０６Ｃは上記転送手段２０６と、それぞれ同様な機能を有する。
【００３７】
帯域管理手段７００Ｃは、通信状態（図８のステップＳ８０１）にある、帯域制御の対象としている利用者の端末装置に割り当てられた帯域の合計値を算出し、これが予め設定された所定帯域値を超えているか否かを判定する（図８のステップＳ８０２）。この判定により、合計帯域値が所定帯域値を超えていた場合、これ以上新たに帯域を割り当てることができないことを認識し、残りの帯域を用いたベストエフォート通信が行われることになる。なお、上記ステップＳ８０２で、超えていない場合は、予め設定した低い通信優先度を付与する（図８のステップＳ８１０）。
【００３８】
変更手段２０４Ｃは、合計帯域値が所定帯域値を超えていた場合、つまりベストエフォート通信が行われている状況において、上記変更手段２０４と同様に、記憶手段２００ＣによりテーブルＴの優先パケット情報が記憶された後に、事業者ＬＡＮ１３０のサーバ１３４から伝送路２２を介して（下り方向の）パケットを受信すると、測定した下り方向のパケット通信量（単位：ｂｐｓ）と、予め設定してある所定値（単位：ｂｐｓ）との比較に基づいて、通信優先度を変更する。図８のフローチャートにおけるステップＳ８０３〜Ｓ８０９は、図６におけるステップＳ５０１〜Ｓ５０７とそれぞれ順に対応しており、それぞれ同様の処理を行っている。
【００３９】
（第４の実施形態）
この第４の実施形態において用いられるパケット転送装置としてのルータ１３２Ｄ（特に図示しない）は、上記第３の実施形態におけるルータ１３２Ｃの帯域管理手段７００Ｃの判定条件を変えたものとしてもよい。つまり、このルータ１３２Ｄの帯域管理手段７００Ｄ（特に図示しない）においては、通信状態にある、帯域制御の対象としている利用者の端末装置に割り当てられた帯域の合計値を算出し、これが予め設定された所定帯域値を超えているか否かを判定する。この判定により合計帯域値が所定帯域値を超えていなければ、新たに帯域を割り当てることが可能と認識し、この後に、上記第２の実施形態における通信優先度の決定動作に従って新たな通信優先度を付与し、この（下り方向の）パケットを、転送手段２０６Ｄ（特に図示しない）により転送する。この転送手段は上記転送手段２０６Ｃと同様である。
【００４０】
なお、この第３，４の実施形態における帯域制御が行われるにあたっては、ルータ１３２Ｃ，１３２Ｄで、一定時間以上、利用者の端末装置への（下り方向の）パケットを受信しなかった場合、その端末装置との通信が終了したものとみなし、その帯域を減算したほうが望ましい。
また、他に、ルータ１３２Ｃ，１３２Ｄで、単位時間当たりの通信量が一定量以下となった場合に、その端末装置との通信が終了したものとみなし、その帯域を減算してもよい。
【００４１】
この第３，４の実施形態のようなパケット転送装置を用いることで、具体的に、以下のような効果を奏することができる。
【００４２】
従来の通信方式では、例えば１０ＭＢ／ｓの帯域を有するパケット通信網を１００人の利用者間で公平に利用したい場合にあっては、一人あたり１００ＫＢ／ｓの帯域しか割り当てることができなかった。このために、例えば１ＭＢ／ｓのストリーム映像をスムーズに配信することは困難であった。
これに対し、本発明のパケット転送装置を用い、帯域管理手段における所定帯域値を９．５ＭＢ／ｓとし、一人あたり１ＭＢ／ｓとすることで、ほぼ１０人目まではスムーズな映像配信を実現することができ、他方で、それを超える人数に関しては、付与された通信優先度に従ってパケットが転送される。これにより、先の１０人の通信状態に影響を与えることはない。
【００４３】
なお、帯域の割り当ては早いもの順であるため、パケット通信網の帯域と比較して、利用者に割り振る帯域の合計値が非常に大きな場合には、帯域不足により帯域割り当てが受けられない場合が起こり得る。このような場合に対処するために、利用者毎に帯域の割り当てを受けることができた時間、あるいはパケット転送した通信量を、上記第３，４の実施形態のパケット転送装置で測定すると共に、この時間あるいは通信量に基づいて、帯域を優先的に割り当てる動作を行うこととしてもよい。
【００４４】
本発明は、上述の第１〜４の実施形態および図１〜図９を用いて説明した実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上述の第１〜４の実施形態では、記憶手段により利用者の端末装置におけるＩＰアドレス情報毎に分類し、これに基づいて、変更手段により通信優先度を変更していたが、特にこの分類に限るものではなく、パケットのヘッダ情報のいずれかの種別を用いて行ってもよい。例えば、パケットのヘッダにある、トランスポート層にあたるＴＣＰ（Transmission Control Protocol）やＵＤＰ（User Datagram Protocol）内の通信サービスを示すポート番号や、データリンク層にあたるＭＡＣ（Media Access Control）などである。これらの分類種別のうちの１つを用いても、複数を用いて通信優先度を変更しても良い。
【００４５】
また、上述の第１〜４の実施形態では、例えば図１に示すようなネットワークシステムを用いて説明を進めたが、これに限るものでもなく、特に第１，２の実施形態にあってはそのパケット転送装置を、例えば図９に示すようなネットワークシステムにおいて適用しても同様の効果を得ることができる。この図９は、ＷＡＮ（Wide Area Network）のシステム構成を示しており、図１の利用者ＬＡＮ１００と事業者ＬＡＮ１３０との通信に対して、利用者ＬＡＮ９００と利用者ＬＡＮ９３０との通信を行うものである。この図９のルータ９３２が、第１，２の実施形態のルータ１３２，１３２Ｂのそれぞれに相当する。
【００４６】
また、上述の第１〜４の実施形態では、本発明に係るパケット転送装置は、例えば図１に示すようなネットワークシステムにおけるルータ１３２として説明を進めたが、これは一例であり、パケットに対して図２のルータ１３２内における特徴的な各手段を、モデム、ゲートウェエイ装置、パケット交換機内またはレイヤー２スイッチにおいて搭載することは可能である。
【００４７】
上述の第１〜４の実施形態および種々の変更形態において、そのパケットの転送優先制御方法における各処理を、アプリケーションソフトとしてハードディスク等の記録媒体に格納しておいてもよい。このようにすれば、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体にプログラム等を格納して売買したり、携帯することができるようになる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係るパケット転送装置を用いることで、利用者毎に利用可能なバッファメモリ容量を制限することなく通信優先制御を行うことができ、また、測定手段による測定精度は、端末装置側のルータの測定精度ほど精密でなくともよく、装置の簡易化ができるという効果が得られる。また、本発明に係るパケット転送装置は通信帯域制御が行われているシステムについても有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパケット転送装置が用いられるシステムの全体構成図を説明するためのブロック図である。
【図２】第１の実施形態において、図１のパケット転送装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】図２のパケット転送装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】第２の実施形態において、パケット転送装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図５】図４のパケット転送装置で用いられる優先カウントテーブルを説明するための図である。
【図６】図５の優先カウントテーブルを用いた通信優先度決定の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】第３の実施形態における、パケット転送装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図７のパケット転送装置において、優先カウントテーブルを用いた通信優先度決定動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】第１〜３の実施形態におけるパケット転送装置が用いられる他のネットワークシステムの全体構成図を説明するためのブロック図である。
【図１０】従来のパケット転送装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１０，１２：ネットワークシステム
２０，２２，３０，３２：伝送路
１００，９００，９３０：利用者ＬＡＮ
１０２，９０２，９３６：端末装置
１０４，１１２，１３２，９０４，９３２：ルータ
１１０：ＩＳＰ
１２０：インターネット網
１３０：事業者ＬＡＮ
１３４，９３４：サーバ
２００：記憶手段
２０２：測定手段
２０４：変更手段
２０６：転送手段
４００：優先カウントテーブル
７００：帯域管理手段
【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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