(57)【要約】【課題】ネットワーク装置における消費電力を効果的に低減する。【解決手段】少なくとも一つの端末と、回線を介して通信するネットワーク装置であって、前記ネットワーク装置は、プロセッサ、メモリ、および、ネットワークインタフェースを備え、前記端末の通信によって使用される帯域を示す帯域情報を保持し、前記端末の通信の開始および終了を検知する認証部と、前記端末の通信の開始または終了が検知された場合、前記帯域情報を参照し、前記ネットワーク装置が端末と通信するために必要な必要帯域を算出する性能算出部と、を有し、前記性能算出部は、前記算出された必要帯域を用いて前記ネットワーク装置に必要な性能を算出し、前記算出された性能によって稼動するように前記ネットワーク装置の設定を変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの端末と、回線を介して通信するネットワーク装置であって、
前記ネットワーク装置は、
プロセッサ、メモリ、および、ネットワークインタフェースを備え、
前記端末の通信によって使用される帯域を示す帯域情報を保持し、
前記端末の通信の開始および終了を検知する認証部と、
前記端末の通信の開始または終了が検知された場合、前記帯域情報を参照し、前記ネットワーク装置が端末と通信するために必要な必要帯域を算出する性能算出部と、を有し、
前記性能算出部は、
前記算出された必要帯域を用いて前記ネットワーク装置に必要な性能を算出し、
前記算出された性能によって稼動するように前記ネットワーク装置の設定を変更することを特徴とするネットワーク装置。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワーク装置であって、
前記認証部は、
前記端末から認証要求が送信され、当該端末を認証した場合、当該端末が通信を開始したことを検知し、
前記端末からログアウト要求が送信された場合、当該端末が通信を終了したことを検知することを特徴とするネットワーク装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のネットワーク装置であって、
前記帯域情報は、当該帯域情報が保持する帯域が適用され始める開始時刻を含み、
前記性能算出部は、
現在時刻を取得し、
前記取得された現在時刻が前記帯域情報の開始時刻と一致した場合、前記帯域情報を参照し、前記開始時刻から適用され始める帯域によって、前記ネットワーク装置が端末と通信するために必要な必要帯域を算出することを特徴とするネットワーク装置。
【請求項４】
請求項３に記載のネットワーク装置であって、
前記ネットワーク装置は、前記端末による通信のトラフィック量を取得する転送部を、さらに備え、
前記転送部は、
前記端末からの通信の所定の期間におけるトラフィック量を取得し、
前記取得されたトラフィック量から統計的に算出された値を、前記端末の通信に使用される帯域として、前記帯域情報に格納することを特徴とするネットワーク装置。
【請求項５】
請求項４に記載のネットワーク装置であって、
前記ネットワーク装置は、第１の端末および第２の端末と前記回線を介して接続され、
前記帯域情報は、前記回線における上限帯域を含み、
前記性能算出部は、
前記認証部が前記第１の端末および第２の端末の通信の開始を検知した場合、前記ネットワーク装置が前記第１の端末および第２の端末と通信するために必要な必要帯域を算出し、
前記算出された必要帯域と、前記回線の上限帯域とのうち、低い帯域を選択し、
前記選択された帯域を用いて前記ネットワーク装置に必要な性能を算出することを特徴とするネットワーク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回線の広帯域化に伴い、インターネット、またはＩＰネットワーク等を媒体としたアプリケーションへの帯域制約が少なくなり、多種多様なアプリケーションが開発されている。そして、それらのアプリケーションの普及に伴い、アプリケーションを利用するユーザのネットワーク利用形態も多様化、および、広帯域化している。
【０００３】
このような回線の広帯域化に伴うユーザアプリケーションの利用帯域の増加により、ＩＰネットワークを構成するスイッチ（または、ルータ）のトラフィック転送量も増加を続けている。トラフィックの増加に対応するため、スイッチの転送能力は増大し、その消費電力も増加を続けており、スイッチの省電力化は重要な課題の一つである。
【０００４】
一般的に、ネットワークを流れるトラフィック量は、常に一定ではなく、ネットワークによって特性がある。ネットワークを流れるトラフィック量は、例えば、期間、または曜日等によって増減する。このような特性に着目し、トラフィック量の増減と連動して、省電力モード（転送性能を抑え、消費電力を少なくするモード）へ移行したり、省電力モードを解除して通常モード（通常の転送能力を備えるモード）へ移行したりするスイッチも、市場へ投入されている。
【０００５】
このような省電力モードへの移行方法には、省電力モードとして、パケット転送機構の電力制御（転送性能の増減）、ＬＥＤ消灯、および、回線モジュールへの電力供給の中断等を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、特許文献１には認証機能を備えたスイッチにおける省電力技術が記載されている。本技術は、認証の完了または未完了によってユーザのネットワーク利用の開始を識別し、ユーザのネットワーク利用開始と同期して、省電力モードから通常モードへ移行する。またユーザの認証が終了（ログアウト）した場合は、通常モードから省電力モードへ移行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１０９７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、ネットワークを流れるトラフィックが発生するタイミングおよび終了するタイミング、ならびに、使用帯域の推移等の特性は、個々のクライアントのトラフィック特性の積み重ねである。このことから、スイッチが転送するトラフィックの特性を把握するためには、ネットワークに接続されたクライアントまたはサーバが送信するトラフィックの特性を把握することが必要である。
【０００９】
前述のとおり、スイッチの省電力化を実現するためには、トラフィック量の増減と連動して省電力モードへの移行および省電力モードの解除を行うこと、および／または、トラフィック量の増減と連動して段階的に転送性能を増減させることが有効である。
【００１０】
さらに効果的な省電力化を実現するためには、トラフィックの発生に合せてスイッチの転送性能をコントロールし、スイッチが無駄な転送性能を有しないことが重要である。このためには、転送性能のコントロール粒度を高めることが有効と考えられ、実現方法としては、前述のとおり、個々のクライアントのトラフィック利用特性を把握することが適する。
【００１１】
期間にあわせて省電力モードと通常モードとを切り替える従来の技術は、期間によるトラフィック量の変化のみを考慮し、個々のユーザがトラフィックの利用を開始した時刻、および、トラフィックの使用量の変化に着目してスイッチの電力を制御しない。
【００１２】
例えば、スイッチがある時刻ｔ０から時刻ｔ１の間、通常運転モードで稼働し、それ以外の期間において省エネモードで稼動していたとする。この場合、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、ネットワークを利用しているクライアントが存在していない場合も、時刻ｔ１の後にスイッチは通常運転モードに移行してしまい、スイッチは省電力効果を発揮しない。
【００１３】
特許文献１には、認証機能を備えたスイッチにおける省電力技術が記載され、クライアントごとにトラフィックの発生タイミングおよび終了タイミングを取得することが記載されている。しかし、特許文献１において、クライアント毎の使用帯域を取得することは記載されておらず、クライアントの使用帯域として、スイッチに直接接続される回線の帯域が用いられるため、スイッチは、個々のクライアントの使用帯域の実態に合せて転送を制御できない。このため、スイッチが不要な電力を消費してしまう場合がある。
【００１４】
例えば、一つのクライアントの実際の使用帯域が５０Ｍｂｐｓであっても、スイッチに直接接続される回線の帯域が１００Ｍｂｐｓである場合、特許文献１に記載されたスイッチは、一つのクライアントの通信に１００Ｍｂｐｓを用いることとなる。
【００１５】
以上に説明した従来技術の課題のとおり、スイッチの効果的な省電力化を実現すためには、転送性能粒度を向上させる必要があり、そのためには、ネットワークトラフィックの推移を詳細に把握する必要がある。課題の冒頭で説明したように、ネットワークトラフィックは個々のクライアントが送受信するトラフィックの積み重ねであるので、トラフィックの推移を詳細に把握するには、クライアントの送受信するトラフィック量を把握すればよい。
【００１６】
本発明の目的は、トラフィック量の増減と連動して段階的にモードを切り替え、トラフィック量に即した粒度の高い転送性能制御を行うことで、効果的な省電力を実現するスイッチを提供することである。具体的には、個々のクライアントのトラフィック利用特性を把握し、当該特性と連動して転送性能を制御し、省電力化を実現するスイッチ等のネットワーク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の代表的な一形態によると、少なくとも一つの端末と、回線を介して通信するネットワーク装置であって、前記ネットワーク装置は、プロセッサ、メモリ、および、ネットワークインタフェースを備え、前記端末の通信によって使用される帯域を示す帯域情報を保持し、前記端末の通信の開始および終了を検知する認証部と、前記端末の通信の開始または終了が検知された場合、前記帯域情報を参照し、前記ネットワーク装置が端末と通信するために必要な必要帯域を算出する性能算出部と、を有し、前記性能算出部は、前記算出された必要帯域を用いて前記ネットワーク装置に必要な性能を算出し、前記算出された性能によって稼動するように前記ネットワーク装置の設定を変更する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一実施形態によると、ネットワーク装置における消費電力を効果的に低減する。
【００１９】
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施例におけるＬ３スイッチの機能ブロック、および、Ｌ３スイッチを介して接続される端末とネットワークとを示す説明図である。
【図２】本実施例のパケット送受信回路が送受信するパケットのフォーマットを示す説明図である。
【図３】本実施例のＬ３スイッチにおける内部ヘッダを示す説明図である。
【図４】本実施例の帯域情報テーブルを示す説明図である。
【図５】本実施例のクライアントがすべて通信していない状態の認証テーブルを示す説明図である。
【図６】本実施例のＬ３スイッチによる転送性能を制御する処理を示すシーケンス図である。
【図７】本実施例のクライアントが認証されていない転送性能設定テーブルを示す説明図である。
【図８】本実施例の転送性能上昇処理が終了した後の転送性能設定テーブルを示す説明図である。
【図９】本実施例の転送性能制御によって変化する使用帯域の時系列を示す説明図である。
【図１０】本実施例の使用帯域の合計値が回線帯域を超える場合の帯域情報テーブルの例を示す説明図である。
【図１１】本実施例の認証部および性能算出部による処理を示すフローチャートである。
【図１２】本実施例の契約帯域を含む帯域情報テーブルを示す説明図である。
【図１３】本実施例の認証サーバによる転送性能算出処理を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施例のネットワーク装置は、トラフィック量に応じて転送性能を制御することにより、省電力化を実現する。本実施例のネットワーク装置は、複数の回線を備え、パケットまたはフレームを転送する装置である。そして、本実施例のネットワーク装置は、当該ネットワーク装置に接続される通信端末のネットワークへの接続を検出する機能と当該ネットワークに接続する通信端末が使用する帯域情報とを有し、通信端末のネットワークへの接続を検出した際、当該ネットワークに接続する通信端末が使用する帯域に従って、ネットワーク装置の転送性能を上昇または下降させる。
【００２２】
以下において、本実施例のネットワーク装置の具体例として、Ｌ３スイッチについて説明するが、本実施例のネットワーク装置は、パケットを転送する機能を有せば、ルータ、または、Ｌ３スイッチ以外のスイッチ等の装置であってもよい。
【００２３】
図１は、本実施例におけるＬ３スイッチ１００の機能ブロック、および、Ｌ３スイッチ１００を介して接続される端末とネットワークとを示す説明図である。
【００２４】
本実施例のＬ３スイッチ１００は、送受信するトラフィック量にあわせて転送性能を増減させることができる。Ｌ３スイッチ１００における消費電力は、転送性能に比例して増減するため、Ｌ３スイッチ１００は、転送性能を制御することによってトラフィック量に合せて消費電力を低減できる。
【００２５】
Ｌ３スイッチ１００は、回線から受信したＩＰパケット、またはイーサネットフレーム（以下パケット）（イーサネットは登録商標、以下同じ）等のＩＰヘッダまたはイーサネットヘッダに格納される宛先アドレスから、受信したパケットを出力するための回線を決定し、決定結果である回線からパケットを出力する。
【００２６】
Ｌ３スイッチ１００は、複数のスイッチングハブ１９０（１９０−１、１９０−２）、複数のクライアント１６０（１６０−１〜１６０−６）、認証サーバ１７０、および、外部ネットワーク１８０と接続される。
【００２７】
クライアント１６０は、スイッチングハブ１９０を介してＬ３スイッチ１００に接続され、スイッチングハブ１９０を介して他のクライアント１６０、または認証サーバ１７０と通信する。また、クライアント１６０は、外部ネットワーク１８０にアクセスする。
【００２８】
スイッチングハブ１９０は、パケットに格納される宛先アドレスから、パケットを出力する回線を決定し、決定結果である回線からパケットを出力する装置である。
【００２９】
認証サーバ１７０は、クライアント１６０が通信する際、クライアント１６０から送信されたパケットを認証する装置である。認証サーバ１７０は、プロセッサ、メモリ、およびネットワークインタフェースを備える計算機である。
【００３０】
クライアント１６０は、Ｌ３スイッチ１００または認証サーバ１７０による認証が終了しない限り、外部ネットワーク１８０および他のクライアント１６０と通信できない。
【００３１】
外部ネットワーク１８０は、例えば、インターネットのように、不特定多数のユーザがアクセスできる広域に接続されたネットワークである。
【００３２】
Ｌ３スイッチ１００は、制御部１１０、回線収容部１３０、および、パケット転送部１２０を有する。制御部１１０は、Ｌ３スイッチ１００を構成する各モジュールを制御する機能を有する。
【００３３】
回線収容部１３０は、クライアント１６０または他装置と接続するための回線１４０を収容し、パケットを送受信する機能を有する。パケット転送部１２０は、パケットに格納される宛先アドレスから、パケットを出力する回線収容部１３０を決定し、決定された回線収容部１３０にパケットを転送する機能を有する。
【００３４】
制御部１１０は、プロセッサ２１０、および、メインメモリ２１１を有する。プロセッサ２１０は、例えば、ＣＰＵ等の汎用プロセッサである。メインメモリ２１１は、主記憶装置であり、データまたはプログラム等を保持するための記憶装置である。
【００３５】
プロセッサ２１０が、メインメモリ２１１を用いてプログラムを実行することによって、Ｌ３スイッチ１００の機能が実装される。制御部１１０は、プロセッサ２１０、および、メインメモリ２１１によって、パケット転送部１２０が有するデバイスの設定などＬ３スイッチ１００全体を制御する。また、制御部１１０は、クライアント１６０または他のルータ等へＬ３スイッチ１００から送信されるパケットに、プロトコルに応じた処理を行う。
【００３６】
プロセッサ２１０は、認証部２１２、および性能算出部２１３を実行する。認証部２１２、および性能算出部２１３は、例えばＬＳＩ等の物理的な装置によって提供されてもよく、また、メインメモリに読み出されたプログラムによって実装される論理的なモジュールであってもよい。
【００３７】
認証部２１２は、クライアント１６０が通信を開始したことを検知し、また、クライアント１６０が通信を終了したことを検知する。なお、以下に示す例において、認証部２１２は、クライアント１６０から認証要求を受信した場合に、クライアント１６０が通信を開始したことを検知し、クライアント１６０からログアウトメッセージを受信した場合に、クライアント１６０が通信を終了したことを検知する。しかし、本実施例の認証部２１２は、いかなる方法によって、クライアント１６０の通信の開始および終了を検知してもよい。
【００３８】
また、以下において、Ｌ３スイッチ１００が有する認証部２１２がクライアント１６０の通信の開始および終了を検知する場合を、主に説明する。しかし、認証サーバ１７０が有する認証部２１２によって、クライアント１６０の通信の開始および終了が検知されてもよく、この場合の処理については後述する。
【００３９】
性能算出部２１３は、通信するクライアント１６０に従って、Ｌ３スイッチ１００に必要な転送性能を算出する。以下において、Ｌ３スイッチ１００が有する性能算出部２１３が、Ｌ３スイッチ１００に必要な転送性能を算出する場合を、主に説明する。しかし、認証サーバ１７０が有する性能算出部２１３によって、Ｌ３スイッチ１００に必要な転送性能が算出されてもよく、この場合の処理については後述する。
【００４０】
メインメモリ２１１は、帯域情報テーブル５００、認証テーブル７００、および、転送性能設定テーブル９００を保持する。帯域情報テーブル５００は、クライアント１６０の各々が利用する帯域を示す。
【００４１】
認証テーブル７００は、認証可能なクライアント１６０、および、クライアント１６０の通信が開始されたか否かを示す。転送性能設定テーブル９００は、Ｌ３スイッチ１００が保持すべき性能と当該性能を実現するための複数のデバイスの駆動条件を含む。
【００４２】
認証部２１２は、認証テーブル７００に基づいて、クライアント１６０の通信を認証する。認証部２１２は、認証テーブル７００に登録されるクライアント１６０にのみ認証を許可する。
【００４３】
なお、認証サーバ１７０が、Ｌ３スイッチ１００に必要な転送性能を算出する場合、認証サーバ１７０のメモリには、認証テーブル７００、および、帯域情報テーブル５００が格納され、認証サーバ１７０のプロセッサが、認証部２１２、および、性能算出部２１３を実行する。
【００４４】
パケット転送部１２０は、転送デバイス２２０、検索デバイス２２１、検索メモリ２２２、および、性能制御回路２５０を有する。転送デバイス２２０は、パケットを回線収容部１３０に転送する。検索デバイス２２１は、パケットを出力する回線１４０を決定し、決定結果を回線収容部１３０に通知する。検索メモリ２２２は、パケットの宛先アドレスに対応する出力先を示す情報を保持する。
【００４５】
性能制御回路２５０は、転送デバイス２２０、検索デバイス２２１、および、検索メモリ２２２に対して、電力およびクロックを提供する回路である。また、性能制御回路２５０による電源およびクロックの制御により、転送デバイス２２０、検索デバイス２２１、および、検索メモリ２２２の各々の転送性能が変化し、これによって、Ｌ３スイッチ１００が有するデバイスの消費電力が変化する。
【００４６】
回線収容部１３０の各々は、バッファメモリ２３０、および、少なくとも一つのパケット送受信回路２３１を有する。図１に示す回線収容部１３０−１は、バッファメモリ２３０−１、複数のパケット送受信回路２３１（２３１−１〜２３１−３）を有し、図１に示す回線収容部１３０−２は、バッファメモリ２３０−２、および、複数のパケット送受信回路２３１（２３１−４〜２３１−６）を有する。
【００４７】
パケット送受信回路２３１は、クライアント１６０または他装置と接続するための回線１４０（１４０−１〜１４０−６）を収容し、パケットを送受信する機能を有する。バッファメモリ２３０は、受信したパケットを保持し、パケットを出力する他の回線収容部１３０へパケットを転送したり、パケットを出力するパケット送受信回路２３１にパケットを転送したりする。
【００４８】
Ｌ３スイッチ１００は、通常、転送性能を必要最小限に抑えた省電力モードで、パケットの入力を待機する。
【００４９】
次に、本実施例におけるＬ３スイッチ１００パケットを転送する処理について図１を用いて説明する。
【００５０】
Ｌ３スイッチ１００は、クライアント１６０から送信されたパケットを回線収容部１３０に接続される回線１４０から受信する。
【００５１】
バッファメモリ２３０は、受信したパケットを一時的に格納する記憶媒体である。パケット送受信回路２３１は、受信したパケットをバッファメモリ２３０に格納し、また、バッファメモリ２３０に格納された送信待ちパケットを、回線１４０に送信するデバイスである。
【００５２】
図２は、本実施例のパケット送受信回路２３１が送受信するパケットのフォーマットを示す説明図である。
【００５３】
図２に示すパケットフォーマットは、イーサネットのフォーマットであり、イーサネットヘッダ部３１０、およびペイロード３２０を含む。
【００５４】
イーサネットヘッダ部３１０は、宛先ＭＡＣアドレス３１１、送信元ＭＡＣアドレス３１２、およびタイプ３１３を含む。宛先ＭＡＣアドレス３１１、および送信元ＭＡＣアドレス３１２にはリンクレイヤにおける宛先および送信元を示す情報が格納される。タイプ３１３には、ペイロード３２０に格納されるプロトコルを示す識別子が格納される。例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の場合は"８００（１６進）"が、ペイロード３２０に格納される。
【００５５】
ペイロード３２０は、ＩＰヘッダ部３３０、および、データ３４０を含む。ＩＰヘッダ部３３０は、ネットワークレイヤにおける宛先等を含む。データ３４０は、ＵＤＰヘッダ、ＴＣＰヘッダ、および、アプリケーションデータを含む。
【００５６】
ＩＰヘッダ部３３０は、送信元ＩＰアドレス３３１、宛先ＩＰアドレス３３２、および、プロトコル３３３を含む。送信元ＩＰアドレス３３１は、ネットワークレイヤにおける送信元を示すアドレスを含む。宛先ＩＰアドレス３３２は、ネットワークレイヤにおける宛先を示すアドレスを含む。プロトコル３３３は、データ３４０に格納されるデータのプロトコルを示す識別子を含む。
【００５７】
Ｌ３スイッチ１００は、受信したパケットの宛先ＩＰアドレス３３２を参照し、パケットを出力する回線１４０を決定する。
【００５８】
パケット送受信回路２３１は、回線１４０を介してパケットを受信すると、受信したパケットの先頭に、Ｌ３スイッチ１００の内部でパケット転送の際使用する内部ヘッダ４１０を付加する。
【００５９】
図３は、本実施例のＬ３スイッチ１００における内部ヘッダ４１０を示す説明図である。
【００６０】
内部ヘッダ４１０は、パケットが伝送される先頭方向に付加される。内部ヘッダ４１０は、入力回線番号４１１、および出力回線番号４１２を含む。
【００６１】
入力回線番号４１１は、パケットを受信した回線１４０を示す識別子が格納され、パケット転送部１２０において、パケット転送処理時に使用される。
【００６２】
出力回線番号４１２には、パケット転送部１２０によって決定されたパケットの出力先の回線１４０を示す識別子が格納される。出力回線番号４１２は、パケット送受信回路２３１によってパケットが回線１４０へ出力される際に使用される。
【００６３】
パケット送受信回路２３１は、パケットを受信した場合、受信した回線１４０を示す識別子を入力回線番号４１１に含む内部ヘッダ４１０を、受信したパケットに付加する。パケット送受信回路２３１は、パケットに内部ヘッダ４１０を付加する際、出力回線番号４１２に値を格納しない。
【００６４】
パケット送受信回路２３１によって内部ヘッダ４１０が付加された後、パケットは、バッファメモリ２３０に蓄積される。そして、パケットは、パケット転送部１２０が有する転送デバイス２２０によって、バッファメモリ２３０から読み出される。
【００６５】
転送デバイス２２０は、バッファメモリ２３０から読み出されたパケットのヘッダ部分（内部ヘッダ４１０、イーサネットヘッダ部３１０、および、ＩＰヘッダ部３３０）を検索デバイス２２１に送信する。
【００６６】
検索デバイス２２１は、イーサネットヘッダ部３１０の宛先ＭＡＣアドレス３１１またはＩＰヘッダ部３３０の宛先ＩＰアドレス３３２を読み出し、読み出された値をキーとして、検索メモリ２２２内に蓄積されるフィルタリングデータベース（宛先ＭＡＣアドレス３１１に対応する出力先のデータベース）またはルーティングテーブル（宛先ＩＰアドレス３３２に対応する出力先のデータベース）を検索する。そして、これによって、検索デバイス２２１は、パケットの出力先（出力先の回線１４０、出力先のＶＬＡＮ、および、ネクストホップＩＰ等）を決定する。検索デバイス２２１は、出力先の決定結果を転送デバイス２２０に送信する。
【００６７】
転送デバイス２２０は、出力先の決定結果を受信した場合、出力先の決定結果が示す出力先の回線１４０の識別子を、パケットの内部ヘッダ４１０の出力回線番号４１２に格納する。そして、転送デバイス２２０は、値が格納された出力回線番号４１２が示す回線１４０が収容される回線収容部１３０内のバッファメモリ２３０に、パケット全体を入力する。
【００６８】
回線収容部１３０のパケット送受信回路２３１は、バッファメモリ２３０に格納されたパケットの内部ヘッダ４１０内の出力回線番号４１２の値を読み出し、内部ヘッダ４１０をパケットから削除する。そして、読み出された出力回線番号４１２が示す回線１４０を収容するパケット送受信回路２３１は、パケットを回線１４０へ出力する。
【００６９】
受信したパケットの宛先（宛先ＭＡＣアドレス３１１、または、宛先ＩＰアドレス３２２）がＬ３スイッチ１００宛である場合、検索デバイス２２１による出力先の決定結果は、出力先の回線１４０を示さず、制御部１１０のプロセッサ２１０を示す。
【００７０】
例えば、回線１４０−１に割り当てられたＩＰｖ４アドレスが"１９２．１６８．１０．１／２４"であり、受信したパケットの宛先ＩＰアドレス３３２が"１９２．１６８．１０．１"を示す場合、検索デバイス２２１は、当該パケットの出力先をプロセッサ２１０に決定する。検索デバイス２２１は、出力先の決定結果を転送デバイス２２０に送信する。転送デバイス２２０は、そして、出力先としてプロセッサ２１０を示す決定結果を受信した場合、制御部１１０のプロセッサ２１０にパケットを転送する。
【００７１】
（クライアント１６０を認証した際の転送性能制御処理）
図４は、本実施例の帯域情報テーブル５００を示す説明図である。
【００７２】
帯域情報テーブル５００は、回線番号５０１、回線帯域５０２、クライアント１６０、および、使用帯域５０４を含む。回線番号５０１は、Ｌ３スイッチ１００に収容される回線１４０の識別子を示す。回線帯域５０２は、回線番号５０１が示す回線１４０の最大帯域を示す。
【００７３】
クライアント５０３は、回線番号５０１が示す回線１４０に接続されるクライアント１６０の識別子を示す。クライアント５０３には、クライアント１６０のＩＰアドレスが格納されてもよい。
【００７４】
使用帯域５０４は、クライアント５０３が示すクライアント１６０が使用する帯域と、当該帯域によって通信する期間の開始時刻とを示す。使用帯域５０４には、使用される帯域が期間ごとに格納される。図４に示す使用帯域５０４は、期間として１時間ごとの使用帯域を示すが、いずれの長さの期間の使用帯域を示してもよい。
【００７５】
使用帯域５０４は、あらかじめ管理者等によって値を設定されてもよい。また、Ｌ３スイッチ１００の転送デバイス２２０が、トラフィック量を収集し、収集されたトラフィック量から算出された統計的な量によって、使用帯域５０４の値を定めてもよい。
【００７６】
例えば、転送デバイス２２０は、クライアント１６０の１時間ごとの使用帯域を１週間測定し、測定された使用帯域から算出された各時間帯の平均値に基づいて使用帯域５０４の値を定めてもよい。そして、定められた使用帯域５０４の値を、帯域情報テーブル５００に格納してもよい。これによって、クライアント１６０による実際の使用実績に基づいて、性能算出部２１３がＬ３スイッチ１００に必要な転送性能を算出することができる。
【００７７】
また、Ｌ３スイッチ１００以外の計算機（認証サーバ１７０を含む）がクライアント１６０の帯域情報を管理し、Ｌ３スイッチ１００が定期的に、帯域情報を管理する計算機から帯域情報をダウンロードしてもよい。そして、ダウンロードされた帯域情報が、帯域情報テーブル５００に格納されてもよい。
【００７８】
図４に示す帯域情報テーブル５００は、例えば、回線番号５０１が"１４０−１"である回線１４０−１の最大帯域は、１０００Ｍｂｐｓであり、回線１４０−１にはクライアント１６０−１、およびクライアント１６０−２が収容されることを示す。
【００７９】
また、図４に示す使用帯域５０４は、例えば、クライアント１６０−１が、０：００から１：００の期間において５０Ｍｂｐｓの帯域によって通信し、１：００から２：００の期間において２００Ｍｂｐｓの帯域によって通信し、２：００から３：００の期間において１５０Ｍｂｐｓの帯域によって通信し、３：００から４：００の期間において２００Ｍｂｐｓの帯域によって通信することを示す。
【００８０】
Ｌ３スイッチ１００の認証部２１２は、認証テーブル７００に基づいて、クライアント１６０が通信することを認証する。Ｌ３スイッチ１００は、認証テーブル７００に登録されるクライアント１６０にのみ認証を許可する。
【００８１】
クライアント１６０の通信の認証が終了した場合、性能算出部２１３は、認証されたクライアント１６０に対応する帯域情報の数値分だけ転送性能を上昇させる。
【００８２】
また、性能算出部２１３は、クライアント１６０が通信するための認証期間が満了した場合、または、クライアント１６０がログアウトした場合、当該クライアント１６０に対応する帯域情報の数値分だけＬ３スイッチ１００の転送性能を下降させる。
【００８３】
例えば、Ｌ３スイッチ１００が図４に示す帯域情報テーブル５００を有し、かつ、クライアント１６０−１の認証が時刻０：００に終了した場合、性能算出部２１３は、Ｌ３スイッチ１００の転送性能を５０Ｍｂｐｓ分上昇させる。また、クライアント１６０−１の認証が時刻１：００に終了した場合、性能算出部２１３は、Ｌ３スイッチ１００の転送性能を２００Ｍｂｐｓ分上昇させる。
【００８４】
また、他の期間においても、性能算出部２１３は、クライアント１６０−１の使用帯域５０４に応じて転送性能を上昇させる。クライアント１６０−１以外のクライアント１６０の認証が終了した場合も、性能算出部２１３は、帯域情報テーブル５００に基づいて、転送性能を制御する。
【００８５】
また、例えば、Ｌ３スイッチ１００が図４に示す帯域情報テーブル５００を有し、かつ、クライアント１６０−１の認証期間が時刻１：００に満了した場合、性能算出部２１３は、Ｌ３スイッチ１００の転送性能を１５０Ｍｂｐｓ分下降させる。また、クライアント１６０−２の認証期間が時刻１：００に満了した場合、性能算出部２１３は、Ｌ３スイッチ１００の転送性能を６０Ｍｂｐｓ分下降させる。
【００８６】
また、他の期間においても、性能算出部２１３は、クライアント１６０−１およびクライアント１６０−２の使用帯域５０４に応じて転送性能を下降させる。性能算出部２１３は、クライアント１６０−１およびクライアント１６０−２以外のクライアント１６０の認証期間が満了した場合も、Ｌ３スイッチ１００の転送性能を下降させる。
【００８７】
このように、Ｌ３スイッチ１００は、クライアント１６０による帯域の利用状況に応じて最適な転送性能を保持することにより、従来技術よりも無駄な電力消費を抑えることができる。
【００８８】
図５は、本実施例のクライアント１６０がすべて通信していない状態の認証テーブル７００を示す説明図である。
【００８９】
認証テーブル７００は、クライアント７０１、および、認証状態７０２を含む。クライアント７０１は、認証要求があれば認証できるクライアント１６０を、一意に示す識別子を含む。クライアント７０１に格納される値は、本実施例において、あらかじめ管理者等によって設定されるが、Ｌ３スイッチ１００に接続される計算機等を介して更新されてもよい。
【００９０】
認証状態７０２は、クライアント７０１が示すクライアント１６０が、通信を開始したか否か、すなわち、認証されたか否かを示す。本実施例の認証状態７０２は、"未"または"済"を示す。認証状態７０２が"未"である場合、クライアント７０１が示すクライアント１６０は、通信を開始していないこと、すなわち、認証されていないことを示す。また、認証状態７０２が"済"である場合、クライアント７０１が示すクライアント１６０は通信を開始していること、すなわち、認証されていることを示す。
【００９１】
図５に示す認証テーブル７００の認証状態７０２は、すべて"未"を示し、すべてのクライアント１６０が通信を開始しておらず、また、すべてのクライアント１６０が認証されていないことを示す。
【００９２】
図６は、本実施例のＬ３スイッチ１００による転送性能を制御する処理を示すシーケンス図である。
【００９３】
クライアント１６０がすべて認証されていない場合、Ｌ３スイッチ１００は、待機状態である（シーケンス６０１）。シーケンス６０１においてＬ３スイッチ１００が保持する認証テーブル７００は、図５に示す認証テーブル７００の認証状態７０２である。
【００９４】
Ｌ３スイッチ１００が、クライアント１６０−１から認証要求（シーケンス６１１）を受信した場合、認証部２１２は、認証要求を送信したクライアント１６０−１の認証処理を行う。
【００９５】
本実施例の認証部２１２は、認証処理において、認証テーブル７００のクライアント７０１にクライアント１６０−１を示す識別子が格納される場合、クライアント１６０−１を認証できると判定する。なお、認証部２１２は、ＲＡＤＩＵＳ等の認証手続きを利用して、認証処理を行ってもよい。
【００９６】
認証部２１２は、クライアント１６０−１を認証できると認証処理において判定した場合、クライアント１６０−１に対応する認証状態７０２を"済"によって更新する。認証部２１２がクライアント１６０−１の認証処理を終了した場合、性能算出部２１３は、転送性能を上昇させる処理（以下、転送性能上昇処理）を実行する（シーケンス６０２）。
【００９７】
図７は、本実施例のクライアント１６０が認証されていない転送性能設定テーブル９００を示す説明図である。
【００９８】
転送性能設定テーブル９００は、デバイス９０１、必要性能９０２、算出方法９０４、および、デバイス駆動条件９０３を含む。デバイス９０１は、パケット転送部１２０および回線収容部１３０に搭載されるデバイスを一意に示す識別子を含む。
【００９９】
図７のデバイス９０１は、パケット転送部１２０が有する転送デバイス２２０、検索デバイス２２１および検索メモリ２２２、ならびに、回線収容部１３０が有するパケット送受信回路２３１およびバッファメモリ２３０を示す。なお、性能算出部２１３による処理によって性能を変化させることが可能なデバイスであり、かつ、クライアント１６０による通信を転送する性能を変化させることができるデバイスであれば、いかなるデバイスを示す値がデバイス９０１に格納されてもよい。
【０１００】
必要性能９０２は、デバイス９０１が示すデバイスが、クライアント１６０による通信によって発生するトラフィックを処理するために有するべき性能を示す。待機状態（シーケンス６０１）において、デバイス９０１が示すデバイスは必要最低限の性能を有してもよい。Ｌ３スイッチ１００のすべてのデバイスの必要最低限の性能は、例えば、１０Ｍｂｐｓであり、図７に示すデバイス９０１は、すべて１０Ｍｂｐｓを示す。
【０１０１】
算出方法９０４は、必要性能９０２からデバイス駆動条件９０３を算出するための方法を示す。図７に示す算出方法９０４は、すべて、必要性能９０２の値に１を乗算した結果がデバイス駆動条件９０３の値であることを示す。しかし、本実施例の算出方法９０４には、エントリによって異なる方法が格納されてもよい。
【０１０２】
デバイス駆動条件９０３は、必要性能９０２が示す性能を満たすために必要な、デバイス９０１が示すデバイスの駆動条件を示す。図７に示すデバイス駆動条件９０３は、クロック周波数によって示されるが、クロック周波数以外のデバイスの性能を決定する条件を示してもよい。
【０１０３】
シーケンス６０２において、性能算出部２１３は、クライアント５０３がクライアント１６０−１を示す帯域情報テーブル５００のエントリを抽出し、抽出されたエントリの使用帯域５０４のうち、現在時刻に該当する使用帯域５０４を読み出す。そして、性能算出部２１３は、読み出された使用帯域５０４を、転送性能設定テーブル９００のすべての必要性能９０２に加算する。
【０１０４】
性能算出部２１３は、現在時刻を示すタイマから、現在時刻を取得する。タイマは、性能算出部２１３の要求に従って現在時刻を性能算出部２１３に出力すれば、いかなる方法によって実装されてもよい。例えば、タイマは、毎秒更新される現在時刻を示すテーブルとしてメインメモリ２１１に含まれてもよいし、物理的なデバイスとして制御部１１０に含まれてもよい。また、タイマは、Ｌ３スイッチ１００に接続される計算機が有するタイマであってもよい。
【０１０５】
クライアント１６０−１の認証が終了し、シーケンス６０２における現在時刻が０：００から１：００の間である場合、性能算出部２１３は、シーケンス６０２において、図４に示す帯域情報テーブル５００のクライアント１６０−１を示すエントリから５０Ｍｂｐｓを読み出す。これは、シーケンス６０２までにおいてクライアント１６０−１のみが認証されているためである。
【０１０６】
そして、性能算出部２１３は、Ｌ３スイッチ１００がデバイスの最低限の性能として１０Ｍｂｐｓを保持する場合、１０Ｍｂｐｓと５０Ｍｂｐｓとを加算し、加算された結果である６０Ｍｂｐｓによって、必要性能９０２のすべてを更新する。この結果、図７に示す転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２は、すべて６０Ｍｂｐｓに更新される。
【０１０７】
また、シーケンス６０２において、性能算出部２１３は、更新された必要性能９０２からデバイス駆動条件９０３の値を、算出方法９０４が示す方法によって算出する。本実施例における転送デバイス２２０、検索デバイス２２１、検索メモリ２２２、パケット送受信回路２３１、およびバッファメモリ２３０は、例として、１クロックあたり１ｂｐｓのトラフィックを処理する。
【０１０８】
このため、性能算出部２１３は、必要性能９０２の６０Ｍｂｐｓから、デバイス駆動条件９０３の値として６０ＭＨｚを算出する。そして、性能算出部２１３は、転送性能設定テーブル９００のデバイス駆動条件９０３を、算出された６０ＭＨｚで更新する。なお、必要性能９０２の値がデバイスによって異なる場合、性能算出部２１３は、エントリごとにデバイス駆動条件９０３に格納される値を算出する。
【０１０９】
さらに、シーケンス６０２において、性能算出部２１３は、転送性能設定テーブル９００のデバイス駆動条件９０３が示すクロック周波数の値を読み出し、読み出された値をパケット転送部１２０の性能制御回路２５０に送信する。
【０１１０】
性能制御回路２５０は、転送デバイス２２０、検索デバイス２２１、および、検索メモリ２２２に対して提供する電力およびクロックを変更することにより、転送デバイス２２０、検索デバイス２２１、検索メモリ２２２、パケット送受信回路２３１、および、バッファメモリ２３０の転送性能を変化させる。そしてこれによって、性能制御回路２５０は、転送性能設定テーブル９００のデバイス９０１が示すデバイスの消費電力を変化させる。
【０１１１】
性能制御回路２５０は、シーケンス６０２において、転送デバイス２２０、検索デバイス２２１、および、検索メモリ２２２に供給するクロックを、性能算出部２１３から受信したクロック周波数の値に変更する。これによって、転送デバイス２２０、検索デバイス２２１、検索メモリ２２２、パケット送受信回路２３１、および、バッファメモリ２３０は、転送性能設定テーブル９００のデバイス駆動条件９０３が示すクロック周波数によって稼動するように変更される。この結果、例えば、複数のデバイスのクロック周波数が上昇した場合、Ｌ３スイッチ１００の消費電力が上昇し、複数のデバイスのクロック周波数が下降した場合、Ｌ３スイッチ１００の消費電力が下降する。
【０１１２】
また、転送性能設定テーブル９００のデバイス駆動条件９０３は電圧の値を示してもよい。この場合、性能算出部２１３は、性能制御回路２５０に電圧の値を送信し、性能制御回路２５０は、送信された値に対応する電圧を複数のデバイスに供給する。
【０１１３】
前述のシーケンス６０２の処理によって転送性能上昇処理が終了した場合、認証部２１２は、認証許可通知をクライアント１６０−１に送信する（シーケンス６１２）。認証許可を受信した場合、クライアント１６０−１は、通信を開始する。
【０１１４】
Ｌ３スイッチ１００の性能算出部２１３は、クライアント１６０−２から認証要求を受信した場合（シーケンス６２１）、シーケンス６０２と同じ転送性能上昇処理を実行する（シーケンス６０３）。そして、Ｌ３スイッチ１００の認証部２１２は、転送性能上昇処理が終了した後、認証許可通知をクライアント１６０−２に送信する（シーケンス６２２）。
【０１１５】
クライアント１６０−２が認証され、シーケンス６０３における現在時刻が０：００から１：００の間である場合、性能算出部２１３は、図４に示す使用帯域５０４から５０Ｍｂｐｓ（クライアント１６０−１の０：００から１：００の間の使用帯域５０４）と６０Ｍｂｐｓ（クライアント１６０−２の０：００から１：００の間の使用帯域５０４）とを読み出す。そして、性能算出部２１３は、読み出された値の合計値（１１０Ｍｂｐｓ）、又は、デバイスの最低限の性能を示す値と読み出された値との合計値（１２０Ｍｂｐｓ）によって、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２を更新し、さらに、デバイス駆動条件９０３を必要性能９０２に対応する値に更新する。
【０１１６】
図８は、本実施例の転送性能上昇処理が終了した後の転送性能設定テーブル９００を示す説明図である。
【０１１７】
図８に示す転送性能設定テーブル９００は、クライアント１６０−１およびクライアント１６０−２に通信させるために、Ｌ３スイッチ１００における必要性能を向上させた後のテーブルである。図８に示す転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２は、すべて１２０Ｍｂｐｓであり、また、デバイス駆動条件９０３は、すべて１２０Ｍｂｐｓである。
【０１１８】
性能算出部２１３は、転送性能設定テーブル９００のデバイス駆動条件９０３が示すクロック周波数の値を、性能制御回路２５０を介して複数のデバイスに設定する。この際、上昇したクロック周波数に比例して、Ｌ３スイッチ１００の消費電力が増加する。
【０１１９】
シーケンス６２２の後、Ｌ３スイッチ１００がクライアント１６０−１からログアウトメッセージを受信した場合（シーケンス６１３）、認証部２１２は、クライアント１６０−１による通信の終了を検知する。そして、認証部２１２は、認証テーブル７００のクライアント１６０−１を示すエントリの認証状態７０２を、"未"によって更新する。次に、性能算出部２１３は、転送性能下降処理を実行する（シーケンス６０４）。
【０１２０】
性能算出部２１３は、シーケンス６０４において、認証状態７０２が"済"である認証テーブル７００のエントリに対応するクライアント１６０を読み出す。そして、性能算出部２１３は、帯域情報テーブル５００のエントリのうち、認証テーブル７００から読み出されたクライアント１６０に対応するエントリから、現在時刻に対応する使用帯域５０４の値を読み出す。例えば、シーケンス６０４における現在時刻が０：００から１：００までの間である場合、性能算出部２１３は、シーケンス６０４において、帯域情報テーブル５００からクライアント１６０−２の使用帯域である６０Ｍｂｐｓを読み出す。
【０１２１】
そして、性能算出部２１３は、シーケンス６０４において、読み出された値に基づいて必要性能９０２に設定する値を算出する。例えば、Ｌ３スイッチ１００がデバイスの各々の最低限の性能を示す値（１０Ｍｂｐｓ）を保持する場合、性能算出部２１３は、必要性能９０２に設定する値として、７０（＝１０＋６０）Ｍｂｐｓを算出する。
【０１２２】
性能算出部２１３は、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２を７０Ｍｂｐｓに更新する。さらに、性能算出部２１３は、必要性能９０２に対応するデバイス駆動条件９０３の値を、算出方法９０４に基づいて算出し、算出された値（７０ＭＨｚ）によってデバイス駆動条件９０３を更新する。
【０１２３】
そして、性能算出部２１３は、シーケンス６０４において、転送性能設定テーブル９００のデバイス駆動条件９０３が示すクロック周波数の値を読み出し、転送デバイス２２０、検索デバイス２２１、検索メモリ２２２、パケット送受信回路２３１、および、バッファメモリ２３０に性能制御回路２５０を介して読み出されたクロック周波数を設定する。この際、下降したクロック周波数に比例して、複数のデバイスにおける消費電力が減少する。
【０１２４】
クライアント１６０−２からログアウトメッセージを受信した場合（シーケンス６１４）、認証部２１２は、クライアント１６０−２の通信の終了を検知する。そして、認証部２１２は、認証テーブル７００のクライアント１６０−２を示すエントリの認証状態７０２を、"未"に更新する。次に、性能算出部２１３は、シーケンス６０４と同じ転送性能下降処理を行う（シーケンス６０５）。
【０１２５】
具体的には、クライアント１６０−２からログアウトメッセージを受信した場合、性能算出部２１３は、シーケンス６０５において、帯域情報テーブル５００の使用帯域５０４から何も読み出さない。これは、図６に示すシーケンス６０５において、認証状態７０２が"済"であるエントリが、認証テーブル７００に含まれないためである。
【０１２６】
性能算出部２１３は、使用帯域５０４から何も読み出されない場合、シーケンス６０５において、０Ｍｂｐｓによって必要性能９０２を更新する。また、性能算出部２１３は、使用帯域５０４から何も読み出されず、かつ、デバイスの最低限の性能を示す値を保持する場合、シーケンス６０５において、最低限の性能を示す値によって必要性能９０２を更新する。
【０１２７】
そして、性能算出部２１３は、デバイス駆動条件９０３を必要性能９０２に対応する値に更新する。また、性能算出部２１３は、シーケンス６０５において、転送性能設定テーブル９００のデバイス駆動条件９０３が示すクロック周波数の値を読み出し、読み出されたクロック周波数を、性能制御回路２５０を介して複数のデバイスに設定する。この際、下降したクロック周波数に比例して、複数のデバイスにおける消費電力が減少する。
【０１２８】
性能算出部２１３が複数のデバイスの最低限の性能を示す値を保持する場合、シーケンス６０５が終了した後、Ｌ３スイッチ１００は、図７に示す転送性能設定テーブル９００を有する。そして、Ｌ３スイッチ１００は、待機状態に移行する（シーケンス６０６）。
【０１２９】
前述の図６の処理によって、Ｌ３スイッチ１００は、クライアント１６０の各々の使用帯域に従って、クライアント１６０の通信の開始または終了において、Ｌ３スイッチ１００が有する複数のデバイスの消費電力を変更することができる。そして、Ｌ３スイッチ１００は、Ｌ３スイッチ１００における消費電力を、効率的に低減することが可能である。
【０１３０】
（帯域情報テーブル５００の時系列の使用帯域による転送性能制御処理）
次に、時刻変化による転送性能制御の処理について説明する。
【０１３１】
Ｌ３スイッチ１００は、帯域情報テーブル５００の使用帯域５０４において、クライアント１６０の使用帯域を時系列によって保持する。
【０１３２】
性能算出部２１３は、帯域情報テーブル５００の使用帯域５０４を利用して、使用帯域５０４が示す時刻ごとに転送性能制御を行う。この処理について以下に記載する。
【０１３３】
図９は、本実施例の転送性能制御によって変化する使用帯域の時系列を示す説明図である。
【０１３４】
図９に示す時系列は、性能算出部２１３によって設定された転送性能を示す。横軸に示す時刻には、帯域情報テーブル５００の使用帯域５０４が示す期間の開始時刻が含まれる。図９に示す時系列は、図４に示す帯域情報テーブル５００を用いた場合の使用帯域を示す。図９に示す転送性能制御において、性能算出部２１３は、デバイスの各々の最低限の性能を示す値として、１０Ｍｂｐｓを保持する。
【０１３５】
図９に示す状態１２０１は、０：００以前におけるＬ３スイッチ１００の転送性能であり、状態１２０１におけるＬ３スイッチ１００は、クライアント１６０をすべて認証していない。このため、Ｌ３スイッチ１００は、状態１２０１において、待機状態であり、また、１０Ｍｂｐｓの転送性能を有する。
【０１３６】
次に、時刻１２０２（０：００）において、クライアント１６０−１が認証された場合、Ｌ３スイッチ１００の性能算出部２１３は、帯域情報テーブル５００の使用帯域５０４に基づいて、転送性能を５０Ｍｂｐｓ上昇させるように、複数のデバイスを設定する。時刻１２０２において、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２は、６０Ｍｂｐｓに更新される。時刻１２０２における処理は、図６に示すシーケンス６０２の処理を含む。
【０１３７】
次に、時刻１２０３（０：３０）において、クライアント１６０−２が認証された場合、Ｌ３スイッチ１００の性能算出部２１３は、帯域情報テーブル５００の使用帯域５０４に基づいて、転送性能を６０Ｍｂｐｓ上昇させるように、複数のデバイスを設定する。時刻１２０２において、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２は、１２０（＝５０＋６０＋１０）Ｍｂｐｓに更新される。時刻１２０３における処理は、図６に示すシーケンス６０３の処理を含む。
【０１３８】
Ｌ３スイッチ１００の性能算出部２１３は、定期的（例えば、１分ごと）に帯域情報テーブル５００を参照し、使用帯域５０４が示す期間の開始時刻と、取得される現在時刻とが一致するか否かを判定する。そして、使用帯域５０４が開始時刻として１：００を示し、現在時刻が１：００である場合（時刻１２０４）、Ｌ３スイッチ１００の性能算出部２１３は、認証テーブル７００と帯域情報テーブル５００とを参照する。
【０１３９】
そして、性能算出部２１３は、認証テーブル７００の認証状態７０２が"済"であるクライアント７０１の値を抽出し、抽出された値に相当するクライアント５０３の帯域情報テーブル５００のエントリを抽出する。そして、性能算出部２１３は、抽出されたエントリの使用帯域５０４のうち、開始時刻が１：００である使用帯域５０４を読み出す。
【０１４０】
時刻１２０４において、性能算出部２１３は、クライアント１６０−１とクライアント１６０−２とを認証されている。このため、図４に示す帯域情報テーブル５００から読み出される使用帯域５０４の値は、２００Ｍｂｐｓと６０Ｍｂｐｓとである。
【０１４１】
さらに性能算出部２１３は、２００Ｍｂｐｓと６０Ｍｂｐｓと、最低限の性能を示す値である１０Ｍｂｐｓとを加算した結果（２７０Ｍｂｐｓ）を必要な性能の値とし、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２を２７０Ｍｂｐｓによって更新する。そして、性能算出部２１３は、必要性能９０２からデバイス駆動条件９０３を算出し、性能制御回路２５０を介して複数のデバイスの転送性能を上昇させる。
【０１４２】
また、時刻１２０５（２：００）において、クライアント１６０−３とクライアント１６０−４とが認証を要求し、さらに、認証された場合、時刻１２０５において認証状態７０２が"済"であるクライアント１６０は、クライアント１６０−１〜１６０−４である。このため、性能算出部２１３は、必要性能９０２を、４３０（＝１５０＋６０＋１５０＋６０＋１０）Ｍｂｐｓに更新する。
【０１４３】
使用帯域５０４に開始時刻が３：００である使用帯域が含まれるため、性能算出部２１３は、時刻１２０６（３：００）において、クライアント１６０−１〜１６０−４の使用帯域として、２００Ｍｂｐｓを算出する。そして、性能算出部２１３は、必要性能９０２を２１０（＝２００＋１０）Ｍｂｐｓによって更新し、デバイスの各々の転送性能を４３０Ｍｂｐｓから２１０Ｍｂｐｓへ下降させる。
【０１４４】
時刻１２０７（３：３０）において、クライアント１６０−４がログアウトメッセージを送信した場合、性能算出部２１３は、帯域情報テーブル５００の使用帯域５０４からクライアント１６０−１〜１６０−３の使用帯域５０４を読み出し、クライアント１６０−１〜１６０−３の使用帯域として１５０Ｍｂｐｓを算出する。そして、性能算出部２１３は、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２を１６０（＝５０＋５０＋５０＋１０）Ｍｂｐｓによって更新する。
【０１４５】
図９に示すように、本実施例によれば、Ｌ３スイッチ１００の性能算出部２１３は、クライアント１６０の認証状態を考慮し、通信を認証されたクライアント１６０の使用帯域に従い、転送性能を時系列によって上昇および下降させることができる。これにより、粒度の高い転送性能制御を行うことができ、効果的な省電力化を実現できる。
【０１４６】
（回線１４０の帯域の上限値を用いた転送性能制御処理）
次に、回線帯域を上限とした処理について説明する。例えば、クライアント１６０−１およびスイッチングハブ１９０−１を接続する回線の回線帯域と、スイッチングハブ１９０−１およびＬ３スイッチ１００を接続する回線１４０−１の回線帯域とが、同一の場合がある。
【０１４７】
このような場合において、帯域情報テーブル５００の回線１４０−１の使用帯域５０４において、ある時間における使用帯域５０４の値の合計が、回線１４０−１の回線帯域５０２を超える場合がある。このため、性能算出部２１３は、転送性能上昇処理において、回線帯域５０２を上限として必要性能９０２を算出する。
【０１４８】
パケット送受信回路２３１を通過するトラフィックは、回線帯域５０２を超えない。このため、性能算出部２１３は、回線帯域５０２を超える使用帯域を実現するような必要性能９０２を転送性能設定テーブル９００に設定しても、パケット送受信回路２３１に無駄な電力を消費させてしまう。一方、回線帯域５０２を上限として必要性能９０２を算出すれば、性能算出部２１３は、無駄な電力消費を抑えることができる。
【０１４９】
回線１４０の上限帯域を用いた転送性能制御処理について、図１０、図１１および図１２のフローチャートを用いて説明する。
【０１５０】
図１０は、本実施例の使用帯域５０４の合計値が回線帯域５０２を超える場合の帯域情報テーブル５００の例を示す説明図である。
【０１５１】
図１０に示す帯域情報テーブル５００の、回線番号５０１が回線１４０−１を示す複数のエントリにおいて、１：００から２：００までの期間における使用帯域５０４の合計値（４５０＋６５０＝１１００Ｍｂｐｓ）が、回線１４０−１の回線帯域５０２（１０００Ｍｂｐｓ）を超える。
【０１５２】
図１１は、本実施例の認証部２１２および性能算出部２１３による処理を示すフローチャートである。
【０１５３】
性能算出部２１３は、あらかじめ定められた周期（例えば、１分ごとなど）によって、ステップ１３０１の処理を開始する（１３００）。
【０１５４】
性能算出部２１３は、性能算出部２１３が保持するタイマなどから取得される現在時刻が、使用帯域５０４が示す期間の開始時刻（例えば、１：００）に一致するか否か判定し、一致する場合（１３０１）、認証テーブル７００から認証状態７０２が"済"であるクライアント７０１から、クライアント１６０の識別子をすべて読み出す（１３０２）。
【０１５５】
一方で、認証部２１２は、クライアント１６０の通信の開始または終了を検知した場合（１３１１）、認証テーブル７００の認証状態７０２のうち、通信を開始または終了したクライアント１６０の認証状態７０２を更新する（１３１２）。
【０１５６】
なお、前述の図６に示すように、認証部２１２は、例えば、認証要求が送信された場合にクライアント１６０の通信の開始を検知し、ログアウトメッセージが送信された場合にクライアント１６０の通信の終了を検知する。
【０１５７】
ステップ１３１２の後、性能算出部２１３は、前述のステップ１３０２を実行する。
【０１５８】
ステップ１３０２の後、性能算出部２１３は、読み出されたクライアント１６０の識別子をクライアント５０３が示す帯域情報テーブル５００のエントリを抽出する。そして、性能算出部２１３は、開始時刻が現在時刻と一致する使用帯域５０４を、抽出されたエントリから読み出す（１３０３）。ステップ１３０３において、性能算出部２１３は、読み出された使用帯域５０４を、回線番号５０１が示す回線１４０ごとに保持する。
【０１５９】
ここで、ステップ１３０２において、クライアント１６０−１およびクライアント１６０−２の識別子が認証テーブル７００から読み出された場合の処理を、具体例として説明する。また、この具体例において、ステップ１３０３が実行される際の現在時刻は１：００であり、ステップ１３０３が開始される前において、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２は、９００（＝３００＋６００）Ｍｂｐｓを示す。また、この具体例において、性能算出部２１３は、図１０に示す帯域情報テーブル５００を用いる。
【０１６０】
性能算出部２１３は、ステップ１３０３において、クライアント１６０−１を示すエントリとクライアント１６０−２を示すエントリとを、帯域情報テーブル５００から抽出する。そして、性能算出部２１３は、現在時刻と一致した開始時刻の使用帯域５０４、または、現在時刻が含まれる期間の使用帯域５０４を、抽出されたエントリから読み出す。
【０１６１】
ステップ１３０３の具体例において、帯域情報テーブル５００から読み出される使用帯域５０４の値は、４５０Ｍｂｐｓと６５０Ｍｂｐｓとである。また、クライアント１６０−１およびクライアント１６０−２を示す帯域情報テーブル５００のエントリは、回線番号５０１が回線１４０−１を示すため、性能算出部２１３は、４５０Ｍｂｐｓと６５０Ｍｂｐｓとを保持する。
【０１６２】
ステップ１３０３の後、性能算出部２１３は、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２へ値を格納する前に、クライアント１６０の使用帯域５０４の合計値と回線帯域５０２とを回線１４０ごとに比較する。そして、性能算出部２１３は、使用帯域５０４の回線１４０ごとの合計値が回線帯域５０２よりも大きいか否かを判定する（１３０４）。
【０１６３】
そして、ステップ１３０４と以下のステップ１３０５及び１３０６とによって、性能算出部２１３は、使用帯域５０４の回線１４０ごとの合計値と回線帯域５０２とのうち小さい値を、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２に格納する値として、選択する。
【０１６４】
使用帯域５０４の合計値が回線帯域５０２の値よりも大きい場合、性能算出部２１３は、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２に設定する値に、回線帯域５０２の値を選択する（１３０５）。また、使用帯域５０４の合計値が回線帯域５０２の値以下である場合、性能算出部２１３は、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２に設定する値に、使用帯域５０４の合計値を選択する（１３０６）。
【０１６５】
性能算出部２１３は、ステップ１３０４〜ステップ１３０６を、回線１４０ごとに（すなわち、回線番号５０１ごとに）繰り返すことによって、回線１４０の各々に相当する必要性能９０２の値を算出する。
【０１６６】
前述のステップ１３０３の具体例において保持された使用帯域５０４の、回線１４０−１における合計値は、１１００（＝４５０＋６５０）Ｍｂｐｓである。このため、性能算出部２１３は、ステップ１３０４において、使用帯域５０４の回線１４０−１における合計値は回線帯域５０２の値（１０００Ｍｂｐｓ）よりも大きいと判定する。そして、性能算出部２１３は、ステップ１３０５において、回線帯域５０２の値を必要性能９０２に設定する値に選択する。
【０１６７】
ステップ１３０４〜ステップ１３０６の処理が、すべての回線１４０に実行された後、性能算出部２１３は、回線１４０の各々において選択された必要性能９０２に設定する値の合計値を算出する。そして、性能算出部２１３は、算出された合計値によって、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２を更新する（１３０７）。ここで、性能算出部２１３が、デバイスの各々の必要最低限の性能の値を保持する場合、性能算出部２１３は、選択された必要性能９０２に設定する値の合計値と、デバイスの各々の必要最低限の値とを加算し、加算された結果を転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２に格納する。
【０１６８】
ステップ１３０７の後、性能算出部２１３は、転送性能設定テーブル９００のデバイス駆動条件９０３を、必要性能９０２に基づいて更新する。そして、性能算出部２１３は、更新されたデバイス駆動条件９０３に基づいて、性能制御回路２５０を介してデバイス９０１が示す複数のデバイスの性能を変更する。
【０１６９】
ステップ１３０８の後、性能算出部２１３は、図１１に示す処理を終了する（１３０９）。そして、性能算出部２１３は、定期的にステップ１３０１の処理を開始する（１３００）。
【０１７０】
図１１に示す処理によって、Ｌ３スイッチ１００は、回線帯域を超えるような、必要以上の性能を複数のデバイスに設定しないため、複数のデバイスの性能を無駄なく設定でき、複数のデバイスの消費電力を低減できる。
【０１７１】
なお、図６に示す処理のように、クライアント１６０の通信の開始または終了を検知した場合のみ、転送性能を変更する場合、性能算出部２１３は、ステップ１３００およびステップ１３０１を実行しなくてもよい。また、回線帯域５０２が示す上限値を用いて必要性能９０２の値を求めない場合、性能算出部２１３は、ステップ１３０４〜ステップ１３０６を実行しなくてもよい。
【０１７２】
（契約された帯域を用いた転送性能制御処理）
Ｌ３スイッチ１００は、クライアント１６０の帯域管理情報として、帯域情報テーブル５００の中に、図１２に示すような契約帯域１４０１を保持してもよい。
【０１７３】
図１２は、本実施例の契約帯域を含む帯域情報テーブル５００を示す説明図である。
【０１７４】
図１２に示す帯域情報テーブル５００は、契約帯域１４０１を含む。契約帯域１４０１は、Ｌ３スイッチ１００の管理者とクライアント１６０のユーザとによって定められた使用帯域の上限値である。クライアント１６０がこの契約帯域１４０１を超えてトラフィックを送受信できないように、Ｌ３スイッチ１００の性能算出部２１３は、Ｌ３スイッチ１００の性能を設定する。
【０１７５】
契約帯域１４０１を用いて必要性能９０２を算出する処理は、図１１に示す処理と同様である。契約帯域１４０１を用いて必要性能９０２を算出する処理と、図１１に示す処理との相違点は、性能算出部２１３が、図１１のステップ１３０５において、回線帯域５０２の値、契約帯域１４０１の合計値、または、使用帯域５０４の合計値のいずれかを、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２に設定する値として選択することである。
【０１７６】
なお、ステップ１３０５において、性能算出部２１３は、ステップ１３０２において読み出されたクライアント１６０の各々を示す帯域情報テーブル５００のエントリの、契約帯域１４０１の合計値を、回線番号５０１ごとに算出する。そして、性能算出部２１３は、回線番号５０１ごとに、必要性能９０２に設定する値を選択する。
【０１７７】
例えば、クライアント１６０−１およびクライアント１６０−２のみが認証済みであり、現在時刻が１：００であり、Ｌ３スイッチ１００が図１２に示す帯域情報テーブル５００を有する場合、クライアント１６０−１およびクライアント１６０−２の使用帯域５０４の加算値は１１００Ｍｂｐｓである。また、契約帯域１４０１の回線１４０−１における合計値は、８００Ｍｂｐｓであり、回線１４０−１の回線帯域５０２は１０００Ｍｂｐｓである。
【０１７８】
このため、性能算出部２１３は、ステップ１３０５において、最小値である契約帯域１４０１の合計値（８００Ｍｂｐｓ）を選択する。そして、性能算出部２１３は、ステップ１３０７において、選択された契約帯域１４０１の合計値を必要性能９０２に設定する。
【０１７９】
前述における処理は、クライアント１６０が認証要求を行ってから通信を開始することを前提に実行されるが、認証部２１２がＰＩＮＧ等のプロトコルを用いてクライアント１６０が稼働し、かつ、クライアント１６０とＬ３スイッチ１００とが接続されているか否かを判定し、稼働している場合、性能算出部２１３は、図１１に示すような転送性能を変更する処理を実行してもよい。
【０１８０】
また、ＤＨＣＰ等のアドレス払い出し機能がクライアント１６０に行われた場合、性能算出部２１３は、図１１に示すような転送性能を変更する処理を実行してもよい。なお、Ｌ３スイッチ１００および認証サーバ１７０は、ＰＩＮＧ等を行うため、クライアント１６０のＩＰアドレスを保持してもよい。
【０１８１】
また、前述のような方法を用いて検知されたクライアント１６０による通信の開始を、認証サーバ１７０が取得し、取得結果をＬ３スイッチ１００に通知してもよい。
【０１８２】
また、クライアント１６０によるネットワークへの接続または切断の際、クライアント１６０の使用帯域に合せて転送性能を上昇または下降させるか否かを、Ｌ３スイッチ１００にあらかじめコンフィグレーションしておくことによって、管理者が選択してもよい。
【０１８３】
（認証サーバによるクライアント１６０の認証処理と、Ｌ３スイッチ１００の転送性能を算出する処理）
前述において、認証機能（認証部２１２）および転送性能制御機能（性能算出部２１３）は、Ｌ３スイッチ１００によって実装されるが、Ｌ３スイッチ１００の外部のサーバによって実装されてもよい。以下において、認証サーバ１７０がクライアント１６０を認証する機能、および、Ｌ３スイッチ１００の転送性能制御機能を備える場合のＬ３スイッチ１００と認証サーバ１７０との処理について説明する。
【０１８４】
図１３は、本実施例の認証サーバ１７０による転送性能算出処理を示すシーケンス図である。
【０１８５】
認証サーバ１７０は、プロセッサ、メインメモリ、および、ネットワークインタフェース（図示なし）を備える計算機である。認証サーバ１７０のメインメモリは、図４に示す帯域情報テーブル５００、および、図５に示す認証テーブル７００を有する。また、認証サーバ１７０のプロセッサは、認証部２１２、および、性能算出部２１３を実行する。
【０１８６】
認証サーバ１７０の認証部２１２が、クライアント１６０を一台も認証していない状態において、Ｌ３スイッチ１００は、最低限の転送性能を保持する待機状態にある（シーケンス１５０１）。
【０１８７】
認証サーバ１７０の認証部２１２は、クライアント１６０−１より認証要求（シーケンス１５０２）を受信した場合、クライアント１６０−１の認証処理を行う。
【０１８８】
認証サーバ１７０の認証部２１２は、認証が終了した場合、認証テーブル７００のクライアント１６０−１に対応する認証状態７０２の状態を"済"に更新する。認証サーバ１７０の性能算出部２１３は、認証が終了した場合、Ｌ３スイッチ１００が有するべき転送性能（必要性能９０２に設定されるべき値）を算出し、算出された転送性能をＬ３スイッチ１００に設定させる。
【０１８９】
転送性能の算出方法は、Ｌ３スイッチ１００における性能算出部２１３と同じであり、図１１に示す期間によって転送性能を算出する処理、回線帯域を上限値として転送性能を算出処理、および、契約帯域を用いて転送性能を算出する処理等を行う。認証サーバ１７０は、算出された転送性能の値をＬ３スイッチ１００に送信する（シーケンス１５０３）。
【０１９０】
Ｌ３スイッチ１００の性能算出部２１３は、認証サーバ１７０から受信した転送性能の値によって、転送性能設定テーブル９００の必要性能９０２を更新する。そして、更新された必要性能９０２の値からデバイス駆動条件を算出し、算出されたデバイス駆動条件の値によって、デバイス駆動条件９０３を更新する。そして、性能制御回路２５０を介して、複数のデバイスの性能を変更する（シーケンス１５０４）。
【０１９１】
認証サーバ１７０の認証部２１２は、算出された転送性能の値をＬ３スイッチ１００に送信後、認証許可応答をクライアント１６０に送信する（シーケンス１５０５）。
【０１９２】
本実施例のネットワーク装置であるＬ３スイッチ１００は、クライアント１６０の各々のトラフィック利用特性（使用帯域５０４）を帯域情報テーブル５００に保持することによって、クライアント１６０の各々の利用特性に従って転送性能を制御する。これによって、Ｌ３スイッチ１００は、Ｌ３スイッチ１００における消費電力を低減する。また、クライアント１６０の通信の開始または終了時、もしくは、所定の開始時刻において適用する使用帯域５０４を変更することにより、クライアント１６０のトラフィック量に従って転送性能の制御の粒度を高くし、従来よりも効果的な省電力を実現できる。
【０１９３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を実施例の他の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の構成を加えることも可能である。
【０１９４】
具体的には、例えば、認証部２１２によってクライアント１６０の通信の開始または終了が検知された場合のみにおいて性能算出部２１３が必要性能９０２を算出する際に、性能算出部２１３は、契約帯域１４０１を用いて必要性能９０２を求めてもよい。
【０１９５】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手順等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル等の情報は、メモリ、ハードディスク、または、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【０１９６】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【０１９７】
特許請求の範囲に記載した以外の本発明の観点の代表的なものとして、次のものがあげられる。
【０１９８】
（１）一つ目の代表的な観点
前記認証部は、
前記端末と前記ネットワーク装置との接続を確認するための信号を、前記端末に送信し、
前記送信の結果、前記端末と前記ネットワーク装置とが接続されると判定した場合、当該端末の通信の開始を検知することを特徴とするネットワーク装置。
【０１９９】
（２）二つ目の代表的な観点
前記帯域情報は、前記第１の端末に定められた契約帯域、および、前記第２の端末に定められた契約帯域を、さらに保持し、
前記算出された必要帯域が前記回線の上限帯域を上回る場合、前記第１の端末に定められた契約帯域と前記第２の端末に定められた契約帯域との合計値を算出し、
前記算出された必要帯域と、前記回線の上限帯域と、前記算出された合計値とのうち、低い帯域を選択することを特徴とするネットワーク装置。
【符号の説明】
【０２００】
１００…Ｌ３スイッチ
１１０…制御部
１２０…パケット転送部
１３０…回線収容部
１４０…回線
１６０…クライアント
２１０…プロセッサ
２１１…メインメモリ
２２０…転送デバイス
２２１…検索デバイス
２２２…検索メモリ
２３０…バッファメモリ
２３１…パケット送受信回路
５００…帯域情報テーブル
７００…認証テーブル
９００…転送性能テーブル
【図１】
2014160941.tif 000003
【図２】
2014160941.tif 000004
【図３】
2014160941.tif 000005
【図４】
2014160941.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014160941.tif 000008
【図７】
2014160941.tif 000009
【図８】
2014160941.tif 000010
【図９】
2014160941.tif 000011
【図１０】
2014160941.tif 000012
【図１１】
2014160941.tif 000013
【図１２】
2014160941.tif 000014
【図１３】
2014160941.tif 000015