(57)【要約】【課題】レートリミットを超えるような急激なトラヒック増加や、トラヒックの時間的変化に対する追従性に優れた帯域自動調整装置及びプログラムを提供する。【解決手段】ユーザの通信装置７Ａ〜７Ｃが使用する帯域を、予め指定された帯域の範囲内で自動調整する帯域自動調整装置１であって、通信装置７Ａ〜７Ｃを起点とするパスへの流入トラヒック量を所定の測定周期で収集するトラヒック情報収集部と、収集した直近の流入トラヒック量に基づいて次の制御周期以降の流入トラヒック量を予測するトラヒック予測部と、直近の流入トラヒック量が所定の即時帯域増加条件を満たす場合に、レートリミットを予め指定された帯域の範囲内で直ちに増加させ、所定の制御周期毎に、予測した流入トラヒック量が所定の帯域増減条件を満たす場合に、レートリミットを予め指定された帯域の範囲内で増減させる帯域制御部と、を備える。【選択図】図２
2014147014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰ網に接続される通信装置が使用する帯域を、予め指定された帯域の範囲内で自動調整可能な通信サービスにおいて、前記通信装置が使用する帯域の自動調整を行う帯域自動調整装置であって、
前記ＩＰ網に接続される前記帯域自動調整装置は、
前記通信装置を起点とするパスへの流入トラヒック量を所定の測定周期で収集して記憶部に記憶させるトラヒック情報収集部と、
前記測定周期より長い所定の制御周期毎に、収集した直近の流入トラヒック量に基づいて当該パスの次の１乃至数制御周期後までの流入トラヒック量を予測するトラヒック予測部と、
前記所定の測定周期毎に、前記収集した直近の流入トラヒック量と当該パスの現在のレートリミットとが、即時に帯域を増加すべき条件である所定の即時帯域増加条件を満たす場合に、前記現在のレートリミットを前記予め指定された帯域の範囲内で増加させ、前記所定の制御周期毎に、前記トラヒック予測部が予測した流入トラヒック量と当該パスの現在のレートリミットとが、トラヒック予測に基づいて帯域を増減すべき条件である所定の帯域増減条件を満たす場合に、前記現在のレートリミットを前記予め指定された帯域の範囲内で増減させる帯域制御部と、
を備えることを特徴とする帯域自動調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載の帯域自動調整装置において、
前記帯域制御部が前記現在のレートリミットを増加または減少させた場合は、前記トラヒック予測部による前記流入トラヒックの予測及び前記帯域制御部による帯域増減制御の実行タイミングを、所定のスキップ周期だけ遅らせる
ことを特徴とする帯域自動調整装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の帯域自動調整装置において、
前記所定の即時帯域増加条件は、前記所定の測定周期毎に収集した直近の所定数の流入トラヒック量のなかの最小値が、前記当該パスの現在のレートリミットの所定の割合で設定されるオーバーフロー判定閾値より大きいことである
帯域自動調整装置。
【請求項４】
請求項３に記載の帯域自動調整装置において、
前記帯域制御部は、前記所定の即時帯域増加条件が満たされた場合に、前記現在のレートリミットを、前記予め指定された帯域の範囲の最大帯域と前記現在のレートリミットとの中央値に増加させる
ことを特徴とする帯域自動調整装置。
【請求項５】
コンピュータを請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の帯域自動調整装置として機能させるための帯域自動調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信網内に設定される拠点間接続パスの帯域を、トラヒック量に基づいて自動調整する帯域自動調整装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＰ（Internet Protocol）網の高速大容量化にともなって、ＩａａＳ（Infrastructure as a Service）をはじめとする各種クラウドコンピューティングサービスが提供されるようになってきている。通信料金が安いベストエフォート型の通信サービスは、回線の利用状況によって極端に通信速度が遅くなったり、パケットロスが発生したりする問題があるので、利用形態によっては通信料金は嵩むがもっと通信品質の高い帯域保証型サービスやサービスレベル保証型サービスなどに加入する必要があった。
【０００３】
しかし、ユーザの通信トラヒックは時間とともに大きく変動することが多く、ピーク値に合わせて高い保証帯域を契約すると割高となるし、かと言ってピーク値よりも低い保証帯域を契約してしまうと、ピーク時に必要なスループットが得られないという問題が生じる。一方、通信サービスを提供する通信事業者は、ユーザと契約した保証帯域を常時確保しておかなければならないので、通信設備の利用効率の低下が避けられず、サービス料金を低く抑えるのが難しいという問題がある。
【０００４】
この問題に関連する従来技術として、非特許文献１には、ＩＰ網における通信帯域を有効活用するためのルータによるパーセンタイルベースの帯域自動設定手法が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】石井、氷見、「ＭＰＬＳ ＬＳＰの自動帯域設定アルゴリズムの提案と評価」、信学会論文誌Ｂ、2006年10月、Vol.J89-B、No.10、pp.1884-1901
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、非特許文献１にて提案されている手法を含む従来の帯域自動設定手法は、直近に測定された最大トラヒック量もしくはそのパーセンタイル値に基づいて新たな帯域幅を割り当てるため、現在のレートリミットを超えるような急激なトラヒック増加には適切に追従できないという問題がある。また、トラヒック量が急激に減少した場合であっても、割り当てる帯域幅は緩やかにしか減少しないので、必要よりも高い帯域幅が割り当てられている時間が継続する傾向がある。
【０００７】
本発明は、前記従来手法の課題を解決するためになされたものであり、現在のレートリミットを超えるような急激なトラヒックの増加や、トラヒックの時間的変化に対する追従性に優れた帯域自動調整装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、ＩＰ網に接続される通信装置が使用する帯域を、予め指定された帯域の範囲内で自動調整可能な通信サービスにおいて、前記通信装置が使用する帯域の自動調整を行う帯域自動調整装置であって、前記ＩＰ網に接続される前記帯域自動調整装置は、前記通信装置を起点とするパスへの流入トラヒック量を所定の測定周期で収集して記憶部に記憶させるトラヒック情報収集部と、前記測定周期より長い所定の制御周期毎に、収集した直近の流入トラヒック量に基づいて当該パスの次の１乃至数制御周期後までの流入トラヒック量を予測するトラヒック予測部と、前記所定の測定周期毎に、前記収集した直近の流入トラヒック量と当該パスの現在のレートリミットとが、即時に帯域を増加すべき条件である所定の即時帯域増加条件を満たす場合に、前記現在のレートリミットを前記予め指定された帯域の範囲内で増加させ、前記所定の制御周期毎に、前記トラヒック予測部が予測した流入トラヒック量と当該パスの現在のレートリミットとが、トラヒック予測に基づいて帯域を増減すべき条件である所定の帯域増減条件を満たす場合に、前記現在のレートリミットを前記予め指定された帯域の範囲内で増減させる帯域制御部と、を備えるものとした。
【０００９】
こうすることにより、短時間のトラヒックの増加に適切に追従する一方で、トラヒックの増加あるいは減少傾向の予測に基づいて割り当てる帯域を事前に調整することができるので、トラヒックの変化への追従性を高めることが可能となる。
【００１０】
また、本発明は、前記の帯域自動調整装置において、前記帯域制御部が前記現在のレートリミットを増加または減少させた場合は、前記トラヒック予測部による前記流入トラヒックの予測及び前記帯域制御部による帯域増減制御の実行タイミングを、所定のスキップ周期だけ遅らせるものとした。
【００１１】
こうすることにより、流入トラヒックが短時間に大きく変化する場合であっても、レートリミットの増減回数を抑制することができ、帯域自動調整制御の安定性を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、前記の帯域自動調整装置において、前記所定の即時帯域増加条件は、前記所定の測定周期毎に収集した直近の所定数の流入トラヒック量のなかの最小値が、前記当該パスの現在のレートリミットの所定の割合で設定されるオーバーフロー判定閾値より大きいことであるものとした。
【００１３】
こうすることにより、流入トラヒックのオーバーフローが発生して現在のレートリミットによってピークカットされる場合であっても、適切に即時の帯域増加を行うことが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、前記の帯域自動調整装置において、前記帯域制御部は、前記所定の即時帯域増加条件が満たされた場合に、前記現在のレートリミットを、前記予め指定された帯域の範囲の最大帯域と前記現在のレートリミットとの中央値に増加させるものとした。
【００１５】
こうすることにより、現在のレートリミットを超えるような急激なトラヒックの増加があったときに、レートリミットの最適値への収束性を高めることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の帯域自動調整プログラムは、コンピュータを前記本発明の帯域自動調整装置として機能させるためのプログラムとした。
【００１７】
こうすることにより、コンピュータを前記本発明の帯域自動調整装置として機能させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、現在のレートリミットを超えるような急激なトラヒックの増加や、トラヒックの時間的変化に対する追従性に優れた帯域自動調整装置及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の帯域自動調整装置による帯域自動調整処理についての概念図である。
【図２】本発明の帯域自動調整装置が適用されるネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図３】本発明の帯域自動調整装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】経路候補情報の一例を示す図である。
【図５】パス情報の一例を示す図である。
【図６】トラヒック情報の一例を示す図である。
【図７】設定帯域情報の一例を示す図である。
【図８】リンク帯域管理情報の一例を示す図である。
【図９】契約帯域情報の一例を示す図である。
【図１０】帯域自動調整処理に用いるパラメータの一覧を示す図である。
【図１１】帯域自動調整処理の前半部分のフローチャートである。
【図１２】帯域自動調整処理の後半部分のフローチャートである。
【図１３】即時帯域増制御処理の詳細フローチャートである。
【図１４】トラヒック予測＆帯域制御処理の詳細フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
≪本発明による帯域自動調整処理の概要≫
はじめに、本発明による帯域自動調整処理の概要について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の帯域自動調整装置による帯域自動調整処理についての概念図である。
【００２２】
図１において、横軸は時間を、縦軸はあるパスを使って通信したい正味のトラヒック量（流入トラヒック量）及び帯域を表す。細い実線にて記載されている折れ線グラフは正味のトラヒック量であり、太い実線にて記載されている階段状のグラフは本発明による帯域自動調整処理によって割り当てられる設定帯域（レートリミット）である。
【００２３】
また、上部に記載されている一点鎖線は、当該パスが収容される下位パス（例えば、光回線によって構成される光パス）の帯域（例えば、１００Ｍｂｐｓ）である。中央付近に記載されている破線は、当該パスのユーザとの契約により設定可能な最大帯域である最大設定帯域（例えば、１０Ｍｂｐｓ）である。下部に記載されている点線は、当該パスのユーザとの契約によって通信事業者が保証しなければならない最低限の帯域である最低保証帯域（例えば、１Ｍｂｐｓ）である。
【００２４】
図１に例示するように、ユーザが通信したい正味のトラヒック量は、時間の経過とともに大きく変化する場合が多い。そこで、本発明による帯域自動調整処理においては、ユーザが契約等により予め指定した最大設定帯域と最低保証帯域との範囲内で、ユーザが通信したい正味のトラヒック量をできるだけ制限せずに通信でき、かつ無駄に大きな帯域を割り当てることがないように、当該ユーザのパスに割り当てる帯域の自動調整を行う。
【００２５】
このようにすることで、例えば帯域が１００Ｍｂｐｓの下位パスに、最大設定帯域が１０Ｍｂｐｓで平均トラヒック量が２Ｍｂｐｓであるユーザを同時に５０人程度収容すれば、下位パスの利用効率を１００％近くまで高めることができる一方で、各ユーザの通信料金を概ね２Ｍｂｐｓ程度に相当する料金まで低減させる余地が生まれる。
【００２６】
なお、図１の斜線部にて示すように、予め指定された最大設定帯域を超えるトラヒックが発生した場合は、超過部分はポリシングによってピークカットされることとなるが、このようなピークカットを発生させたくないユーザについては、例えば追加の料金負担によって最大設定帯域を必要なだけ大きく設定できるようにすればよい。
【００２７】
また、従来のベストエフォート型の通信サービスでは、同一の下位パスを共有する他のユーザとの間で残帯域を奪い合うため、通信の途中で極端に通信速度が遅くなったり、パケットロスが発生したりする問題があった。これに対し、本発明による帯域自動調整処理においては、最大設定帯域と最低保証帯域との間で一旦確保された帯域は、トラヒックが減少して余剰となっている帯域が自動的に解放されるまでの間は継続して保証される。したがって、ある時間帯に連続して大きな帯域を確保する必要があるデータのバックアップ動作や仮想マシンの移植動作などへも好適に適用することができる。
【００２８】
続いて、本発明の帯域自動調整装置が適用されるネットワークシステムについて、図２を用いて説明する。図２は、本発明の帯域自動調整装置が適用されるネットワークシステムの構成例を示す図である。
【００２９】
図２に示すように、本ネットワークシステムは、ＩＰ網８と、ＩＰ網８に接続されるルータやオープンフロースイッチなどの通信装置７Ａ，７Ｂ，７Ｃと、例えば通信装置７Ａのトラヒックを測定する測定装置６と、帯域自動調整装置１とを含んで構成される。
【００３０】
帯域自動調整装置１は、例えば、通信装置７Ａから通信装置７Ｃへのパスの設定要求を受け付けると、経路計算を行ってパスを決定するとともに、パスの帯域を自動調整する機能を有する。
【００３１】
いま、帯域自動調整装置１が、通信装置７Ａを始点ノード、通信装置７Ｃを終点ノードとして、通信装置７Ｂを経由するパスの経路を決定したものとする。帯域自動調整装置１は、その決定結果を、パス設定指示情報として、始点ノードとなる通信装置７Ａに出力する。そして、パス設定指示情報を受け取った通信装置７Ａから、通信装置７Ｂを経由して通信装置７Ｃにパス設定に関する情報を通知することによって、通信装置７Ａ，７Ｂ間及び通信装置７Ｂ，７Ｃ間のリンクを介してパスが確立される。なお、通信装置７Ａ〜７Ｃは、パスの経路におけるノードに相当するものであり、例えば、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）網のＭＰＬＳルータ、パケット網のルータ、または光網の光クロスコネクトである。
【００３２】
続いて、帯域自動調整装置１の機能の詳細について、図３を用いて説明する。図３は、帯域自動調整装置１の構成例を示す機能ブロック図である。ただし、本発明の主体は、帯域の自動調整機能にあるので、パスの経路計算についての説明は必要な程度にとどめる。図３に示すように、帯域自動調整装置１は、制御部２、記憶部３、入出力部４、及び通信部５を含んで構成される。
【００３３】
制御部２は、経路計算部２１、パス設定部２２、トラヒック情報収集部２３、帯域制御部２４、及びトラヒック予測部２５を備える。これら各部は、制御部２が備える不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）が、所定の帯域自動調整プログラムを主メモリにロードして実行することによって具現化される。
【００３４】
経路計算部２１は、パスの始点ノードから終点ノードまでのパスの経路について、経路計算を行う。パスの経路は、信号を伝達するのに必要な帯域を有するノード間のリンクの列によって形成される。その際、異なるリンクの列からなる経路候補が複数存在することがある。その場合には、経路計算部２１は、複数の経路候補の中から、リンクの利用状況やリンクコストなどに基づいて一つの経路候補を選択して、パスの経路として決定する。
【００３５】
パス設定部２２は、経路計算部２１によって決定されたパスの始点ノードに、パスを設定するパス設定指示情報を出力することにより、パスの経路をＩＰ網８（図２参照）上に設定する。
【００３６】
トラヒック情報収集部２３は、ＩＰ網８に接続されるルータ、オープンフロースイッチ、オープンフローコントローラなどの通信装置７Ａ〜７Ｃや、専用の測定装置６からユーザ毎の流入トラヒック量に関する情報を収集する。例えば、ルータからは、ルータに設定されたＭＰＬＳ ＬＳＰ（Label Switched Path）単位のトラヒック量に該当するＭＩＢ（Management Information Base）情報を取得する。また、オープンフローコントローラからは、オープンフロースイッチから吸い上げられるユーザを定義するｔｕｐｌｅに該当するトラヒック情報を取得する。
【００３７】
帯域制御部２４は、ユーザ毎の流入トラヒック量の変化に応じて、各ユーザの契約範囲内で料金が最小でスループットが最大となるように、ユーザ毎の設定帯域（レートリミット）を自動調節する。
【００３８】
トラヒック予測部２５は、トラヒック情報収集部２３が収集したユーザ毎の流入トラヒック量に基づいて、所定の近似式を用いて今後の流入トラヒック量の変化を予測する。
【００３９】
次に、記憶部３について説明する。半導体メモリやハードディスク装置などによって構成される記憶部３は、経路候補情報３１、パス情報３２、トラヒック情報３３、設定帯域情報３４、リンク帯域管理情報３５、及び契約帯域情報３６含む情報を記憶している。また、記憶部３は、制御部２が備える各部の機能を具現化するための帯域自動調整プログラムも記憶している。
【００４０】
まず、経路候補情報３１（図３参照）について、図４を用いて説明する。図４は、経路候補情報３１の一例を示す図である。図４に示すように、経路候補情報３１は、パスの経路となる候補を集めた情報であって、経路候補ＩＤ（Identification：識別子）、経由リンクＩＤリスト、及びリンクコストが関連付けられて記憶される。なお、経由リンクＩＤリストは、パスを形成するリンクのＩＤからなるリストであって、経路計算部２１によって、ノード同士がどのように接続されているかを示す不図示のトポロジ情報を参照して作成される。また、リンクコストは、経路計算部２１によって、経由リンクＩＤリストに記憶されている全リンクが接続されたときの経路に対して、リンク帯域管理情報３５（図８参照）に記憶されているリンクＩＤ毎のリンクコストを用いて算出される。
【００４１】
図４には、３つの経路候補が示されている。そして、経路計算部２１は、３つの経路候補の中から、最小のリンクコストとなる経路すなわち経路候補ＩＤ「１」を、設定するパスの経路として決定する。
【００４２】
次に、パス情報３２（図３参照）について、図５を用いて説明する。図５は、パス情報３２の一例を示す図である。図５に示すように、パス情報３２には、設定完了された現状のパスについて、パス毎に始点及び終点ノードのノードＩＤとノードＩＦ（Interface）−ＩＤとの組、並びにそのパスの経路を表す経由リンクＩＤリストが記憶される。
【００４３】
次に、トラヒック情報３３（図３参照）について、図６を用いて説明する。図６は、トラヒック情報３３の一例を示す図である。図６に示すように、トラヒック情報３３には、設定された現状のパスについて、パスＩＤ毎に収集された直近の流入トラヒック量が測定ＩＤと対応付けられて複数記憶される。
【００４４】
次に、設定帯域情報３４（図３参照）について、図７を用いて説明する。図７は、設定帯域情報３４の一例を示す図である。図７に示すように、設定帯域情報３４には、設定された現状のパスについて、パスＩＤ毎に現在の設定帯域（レートリミット）が記憶される。
【００４５】
次に、リンク帯域管理情報３５（図３参照）について、図８を用いて説明する。図８は、リンク帯域管理情報３５の一例を示す図である。図８に示すように、リンク帯域管理情報３５には、パスを形成する全てのリンクについて、リンク毎に割り当て可能な最大帯域を現す全帯域、そのうち未割当てとなっている帯域を表す残帯域、当該リンクを経路として含むパスのパスＩＤからなるリストである経由パスＩＤリスト、及び当該リンクのリンクコストが記憶される。
【００４６】
次に、契約帯域情報３６（図３参照）について、図９を用いて説明する。図９は、契約帯域情報３６の一例を示す図である。図９に示すように、契約帯域情報３６には、各契約ユーザのユーザＩＤ及び当該ユーザのトラヒックの始点となる始点ノードＩＦ−ＩＤ毎に、契約等により予め指定される最低保証帯域と自動調整可能な最大の帯域である最大設定帯域とが記憶される。
【００４７】
入出力部４（図３参照）は、帯域自動調整装置１に接続されるキーボードやマウス等の不図示の入力装置や、液晶モニタ等の不図示の出力装置とのインタフェースである。入出力部４は、入力装置から入力された情報を制御部２に伝達し、制御部２から指示された処理結果の情報を出力装置に出力する。
【００４８】
通信部５（図３参照）は、通信装置７Ａ〜７Ｃや測定装置６と通信するときの通信インタフェースを備える。そして、通信部５を介して、帯域自動調整装置１は、リンクやパスの更新情報やトラヒック情報を取得し、パス設定指示情報や帯域設定情報を通信装置７Ａ〜７Ｃに出力する。
【００４９】
なお、パスの経路計算機能に係る経路計算部２１、パス設定部２２、及び経路候補情報３１は、帯域自動調整装置１とは異なる装置に実装するものとしてもよい。
【００５０】
≪帯域自動調整処理≫
次に、帯域自動調整装置１（図３参照）が実行する帯域自動調整処理の詳細について、図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、帯域自動調整処理の前半部分、図１２は、帯域自動調整処理の後半部分のフローチャートである。また、図１０には、帯域自動調整処理に用いるパラメータの一覧を示している。
【００５１】
ここでは、ユーザからのパス設定要求にしたがって設定されるそれぞれのパス毎に契約された最低保証帯域が現レートリミットとして初期設定されるものと仮定し、以降の流入トラヒック量の変化に伴う設定帯域の自動調整処理について説明する。
【００５２】
帯域自動調整処理が起動されると、まず、帯域制御部２４は、トラヒック予測に基づく帯域制御の実行周期であるＸ周期（後記するＹ周期より長く設定される所定の制御周期）の経過を判定するためのＸ周期カウントの値をＸ周期到達判定回数ｐ（≧２）に設定する（ステップＳ１１）。次に、帯域制御部２４は、トラヒック測定及び収集の実行周期であるＹ周期（所定の測定周期）が経過するまで待機する（ステップＳ１２）。そして、Ｙ周期が経過したら、次に、帯域制御部２４は、Ｘ周期カウントの値を１つ減らしたのち（ステップＳ１３）、トラヒック情報収集部２３に対してトラヒック情報を収集するよう指示し、トラヒック情報収集部２３は測定された当該Ｙ周期の流入トラヒック量の収集を行う（ステップＳ１４）。ここで収集された流入トラヒック量は、トラヒック情報３３（図６参照）として複数回の測定データがパス毎に分けて順次記録される。次に、帯域制御部２４は、図１３に詳細を示す即時帯域増制御処理を実行する（ステップＳ１５）。
【００５３】
≪即時帯域増制御処理≫
ここで、図１１のステップＳ１５における即時帯域増制御処理の詳細について、図１３を用いて説明する。図１３は、即時帯域増制御処理のフローチャートである。
【００５４】
まず、帯域制御部２４は、図６のトラヒック情報３３に登録された直近のｓ個の測定トラヒック量のなかの最小測定トラヒック量が、オーバーフロー判定閾値である現レートリミットのｍ％の値を超えるか否かを判定し（ステップＳ３１）、現レートリミットのｍ％の値を超えない場合は処理を終了し、現レートリミットのｍ％の値を超える場合はステップＳ３２へ処理を進める。
【００５５】
ステップＳ３２では、帯域制御部２４は、現レートリミットと当該ユーザの最大設定帯域との中央値である二分探索帯域が、最大設定帯域判定閾値である当該ユーザの最大設定帯域のｎ％の値を超えるか否かを判定し、最大設定帯域のｎ％の値を超えない場合はステップＳ３３へ、最大設定帯域のｎ％の値を超える場合はステップＳ３４へ処理を進める。
【００５６】
ステップＳ３３では、帯域制御部２４は、レートリミットを二分探索帯域まで増加させる。ただし、当該パスを収容するすべての下位パスのなかの最小の残帯域である下位パス最小残帯域の方が二分探索帯域よりも小さくなることもあるので、新たなレートリミットをＣ１：二分探索帯域と、Ｃ３：下位パス最小残帯域とのいずれか小さい値であるｍｉｎ（Ｃ１，Ｃ３）に設定し、処理を終了する。
【００５７】
ステップＳ３４では、帯域制御部２４は、レートリミットを当該ユーザの最大設定帯域まで増加させる。ただし、下位パス最小残帯域の方が最大設定帯域よりも小さくなることもあるので、新たなレートリミットをＣ２：当該ユーザの最大設定帯域と、Ｃ３：下位パス最小残帯域とのいずれか小さい値であるｍｉｎ（Ｃ２，Ｃ３）に設定し、処理を終了する。
【００５８】
なお、ステップＳ３１では、直近のｓ個の測定トラヒック量のなかの最小値と現レートリミットのｍ％の値とを比較するものとしたが、代わりに、直近のｓ個の測定トラヒック量の平均値と現レートリミットのｍ％の値とを比較するものとしてもよいし、例えば、直近のｓ個の測定トラヒック量からその最大値のｘ（ｘ＜１００）％の値以上の測定データと最小値のｙ（ｙ＞１００）％以下の測定データを取り除いた残りの測定データの最小値や平均値と現レートリミットのｍ％の値とを比較するものとしてもよい。
【００５９】
また、ステップＳ３２では、二分探索帯域と当該ユーザの最大設定帯域のｎ％の値とを比較するものとしたが、このステップＳ３２を省略してステップＳ３１から直接ステップＳ３４へ分岐するようにし、一気に当該ユーザの最大設定帯域まで新たなレートリミットを増加させるものとしてもよい。
【００６０】
即時帯域増制御処理を終了すると、再び図１１に戻って、次に、帯域制御部２４は、即時帯域増制御処理による帯域変更の有無を判定し（ステップＳ１６）、帯域変更が無ければステップＳ１７へ、帯域変更が有れば結合子Ａにより図１２のステップＳ２１へ処理を進める。
【００６１】
ステップＳ１７では、帯域制御部２４は、Ｘ周期カウントの値が０になったか否かを判定し、Ｘ周期カウントの値が０より大きければステップＳ１２へ処理を戻す。一方、Ｘ周期カウントの値が０であれば、Ｙ周期のｐ倍の長さに設定されたＸ周期が経過したことになるので、図１４に詳細を示すトラヒック予測＆帯域御処理を実行する（ステップＳ１８）。
【００６２】
≪トラヒック予測＆帯域制御処理≫
ここで、図１１のステップＳ１８におけるトラヒック予測＆帯域制御処理の詳細について、図１４を用いて説明する。図１４は、トラヒック予測＆帯域制御処理のフローチャートである。
【００６３】
まず、トラヒック予測部２５は、帯域制御の対象となるパスの次Ｘ周期の予測トラヒック量を算出する（ステップＳ４１）。例えば、今回のＸ周期にて測定され図６のトラヒック情報３３に登録されたｐ個のトラヒック量を用い、例えば最小自乗法による１次式あるいは２次式近似などによって次Ｘ周期の予測トラヒック量を算出する。
【００６４】
次に、帯域制御部２４は、トラヒック予測部２５が算出した次Ｘ周期の最大予測トラヒック量が、現レートリミットを超えるか否かを判定し（ステップＳ４２）、現レートリミットを超えない場合はステップＳ４３へ、現レートリミットを超える場合はステップＳ４５へ処理を進める。
【００６５】
ステップＳ４３では、帯域制御部２４は、今回のＸ周期にて測定された最大測定トラヒック量が帯域減少判定閾値である現レートリミットのｋ％の値以上であるか否かを判定し、現レートリミットのｋ％の値以上である場合は処理を終了し、現レートリミットのｋ％の値未満である場合はステップＳ４４へ処理を進める。ステップＳ４４では、帯域制御部２４は、レートリミットを減少させる。例えば、新たなレートリミットを、Ｄ１：最大測定トラヒック量の（１００＋α）％の値と、Ｄ２：当該ユーザの最低保証帯域とのいずれか大きい値であるｍａｘ（Ｄ１，Ｄ２）に設定し、処理を終了する。
【００６６】
ステップＳ４５では、帯域制御部２４は、レートリミットを増加させる。例えば、新たなレートリミットを、Ｅ１：最大予測トラヒック量と、Ｅ２：ｍｉｎ（当該ユーザの最大設定帯域，下位パス最小残帯域）とのいずれか小さい値であるｍｉｎ（Ｅ１，Ｅ２）に設定し、処理を終了する。
【００６７】
なお、ステップＳ４２では、次Ｘ周期の最大予測トラヒック量が現レートリミットを超えるか否かを判定するものとしたが、代わりにトラヒック予測部２５が例えば２周期後や３周期後のＸ周期まで予測トラヒック量を算出するようにし、それら２周期後や３周期後までの最大予測トラヒック量が現レートリミットを超えるか否かを判定するものとしてもよい。
【００６８】
トラヒック予測＆帯域制御処理を終了すると、再び図１１に戻って、次に、帯域制御部２４は、トラヒック予測＆帯域制御処理による帯域変更の有無を判定し（ステップＳ１９）、帯域変更が無ければステップＳ１１へ処理を戻して次のＸ周期について同様の処理を繰り返す。一方、帯域変更が有れば結合子Ａにより図１２のステップＳ２１へ処理を進める。
【００６９】
図１２のステップＳ２１では、帯域制御部２４は、帯域設定変更後にトラヒックが安定するまでの所定時間（スキップ周期）だけ待機させるために、まずスキップカウントの値をトラヒック安定待ちスキップ回数ｃ（≧１）に設定する。次に、帯域制御部２４は、トラヒック収集の実行周期であるＹ周期が経過するまで待機する（ステップＳ２２）。そして、Ｙ周期が経過したら、次に、帯域制御部２４は、スキップカウントの値を１つ減らしたのち（ステップＳ２３）、ステップＳ２４にてスキップカウントの値が０になったか否かを判定し、スキップカウントの値が０より大きければステップＳ２２へ処理を戻す。一方、スキップカウントの値が０であれば、スキップ周期が経過したことになるので、結合子Ｂにより図１１のステップＳ１１へ処理を戻して、前記の処理を繰り返す。
【００７０】
なお、図１１のフローチャートでは、トラヒック量を収集するＹ周期毎に即時帯域増制御処理を実行するものとしたが、所定数のトラヒック量が収集される毎に、つまり複数のＹ周期に対して１回ずつ即時帯域増制御処理を実行するものとしてもよい。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態に係る帯域自動調整動作によれば、急激な流入トラヒックの増加については、短い周期で実行される即時帯域増制御処理によって帯域増加の必要性が直ちに判定されるので、急激な流入トラヒック増加への追従性を確保することができる。また、緩やかな流入トラヒックの時間的変化については、相対的に長い周期で実行されるトラヒック予測＆帯域制御処理によって、流入トラヒックの時間的変化の傾向に基づいて将来の流入トラヒック量を予測して事前に帯域増減が行われることになる。したがって、流入トラヒック量がレートリミットを超えることによるピークカットの発生を減らすとともに、無駄に大きな帯域を確保し続けることを回避し、設備の利用効率を高めることができる。
【００７２】
以上にて本発明を実施する形態の説明を終えるが、本発明の実施の態様はこれに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各種の変形が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１    帯域自動調整装置
２    制御部
２１  経路計算部
２２  パス設定部
２３  トラヒック情報収集部
２４  帯域制御部
２５  トラヒック予測部
３    記憶部
３１  経路候補情報
３２  パス情報
３３  トラヒック情報
３４  設定帯域情報
３５  リンク帯域管理情報
３６  契約帯域情報
６    測定装置
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ  通信装置
８    ＩＰ網
【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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