(57)【要約】【課題】アプリケーションには特別な対応をすることなく、アプリケーションのトラフィックに応じたコアネットワークの帯域を確保することができるデータ処理装置を提供する。【解決手段】コアネットワーク３にネットワーク帯域を確保してノード２とパケットをパケット送受信手段１３が送受信する。送受信されるパケットによるパケット送受信バッファの使用量をバッファ量測定手段１１１が取得する。取得されたパケット送受信バッファの使用量に対応してネットワーク帯域を帯域変更手段１２が変更する。【選択図】図１
2011259256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアネットワークにネットワーク帯域を確保してノードとパケットを送受信するパケット送受信手段と、
送受信される前記パケットによるパケット送受信バッファの使用量を取得するバッファ量測定手段と、
取得された前記パケット送受信バッファの使用量が所定の閾値以上であるとネットワーク帯域を上昇させる帯域変更手段と、
を有するデータ処理装置。
【請求項２】
送受信されるパケット量からトラフィックのパターンを解析するパターン解析手段を、さらに有し、
前記帯域変更手段は、解析された前記トラフィックのパターンに対応して前記ネットワーク帯域を変更する請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記帯域変更手段は、解析された前記トラフィックの帯域使用率が所定値より高いと前記ネットワーク帯域を上昇させて低いと下降させる請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
送受信される前記パケットの中身を解析するパケット内容解析手段を、さらに有し、
前記帯域変更手段は、解析結果により新規セッションの開始が判明すると前記ネットワーク帯域を上昇させる請求項１ないし３の何れか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
前記パケット内容解析手段は、前記新規セッションのコンテンツサイズを判定し、
前記帯域変更手段は、前記コンテンツサイズが所定値以上であると前記ネットワーク帯域を上昇させる請求項４に記載のデータ処理装置。
【請求項６】
送受信される前記パケットの中身を解析するパケット内容解析手段を、さらに有し、
前記帯域変更手段は、解析結果により既存セッションの終了が判明すると前記ネットワーク帯域を下降させる請求項１ないし５の何れか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項７】
前記ノードの状態を取得するノード状態取得手段を、さらに有し、
前記帯域変更手段は、取得された前記ノードの状態が所定値より高負荷だと前記ネットワーク帯域を上昇させて前記所定値より低負荷だと下降させる請求項１ないし６の何れか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項８】
ネットワーク帯域が確保されるコアネットワークと、
確保された前記ネットワーク帯域でパケットを送受信するノードと、
前記ネットワーク帯域を変更する請求項１ないし７の何れか一項に記載のデータ処理装置と、
を有するデータ処理システム。
【請求項９】
コアネットワークにネットワーク帯域を確保してノードとパケットを送受信するパケット送受信処理と、
送受信される前記パケットによるパケット送受信バッファの使用量を取得するバッファ量測定処理と、
取得された前記パケット送受信バッファの使用量に対応して前記ネットワーク帯域を変更する帯域変更処理と、
をデータ処理装置に実行させるコンピュータプログラム。
【請求項１０】
コアネットワークにネットワーク帯域を確保してノードとパケットを送受信するパケット送受信動作と、
送受信される前記パケットによるパケット送受信バッファの使用量を取得するバッファ量測定動作と、
取得された前記パケット送受信バッファの使用量に対応して前記ネットワーク帯域を変更する帯域変更動作と、
を有するデータ処理装置のデータ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアネットワークとノードとのパケットを送受信するデータ処理装置、このデータ処理装置とコアネットワークとノードからなるデータ処理システム、データ処理装置のコンピュータプログラムおよびデータ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アプリケーションが使用する帯域が動的に変わる場合、アプリケーションは保障されたネットワークの帯域値を変更する指示を出す必要があり、汎用的なアプリケーションではなく帯域変更のインタフェースを備えた専用のアプリケーションが必要となる。
【０００３】
例えば、複数の異なる無線通信経路を利用して、帯域補完しながら通信を実行するにあたって、通信経路の狭帯域化による破棄パケット数を効率よく低減できる通信制御装置の提案がある。
【０００４】
その技術では、各無線通信経路の帯域状態を受信パケットに基づいて監視し、その監視結果に基づいて、狭帯域化した無線通信経路に対するパケットの送信帯域を制限する送信帯域制限情報をパケット送信側に送信するとともに、狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路の予測許容帯域を、当該無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて解析する。
【０００５】
そして、パケットの送信帯域の広帯域化が可能な無線通信経路に対するパケットの送信帯域を広帯域化するための送信帯域制御情報を、パケット送信側に送信することにより、通信経路の狭帯域化が発生した際の破棄パケット数を効率よく低減する(特許文献１)。
【０００６】
また、複数のアプリケーションが同時にネットワークを使用した場合でも、その影響を考慮した利用可能帯域幅の推定が可能な通信端末の提案もある。その技術では、コミュニケーションアプリケーション手段は、コミュニケーション相手との間でのコミュニケーションを実現する。ネットワーク送受信手段は、ネットワークを利用する複数のアプリケーションに共通に使用される。
【０００７】
統合帯域推定手段は、複数のアプリケーションの実行中に、ネットワーク送受信手段がコミュニケーション相手から受信したデータのデータ通信情報を取得する。統合帯域推定手段は、所定期間におけるデータ通信情報に基づいて、コミュニケーション相手の通信端末との間の利用可能帯域を推定する（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１６７０２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−０６２７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
トラフィックシェーパーは既定のネットワーク帯域内でトラフィックの優先度を決めてパケットを平滑化するが、トラフィックの増減に応じてコアネットワークの帯域値を動的に変更できない。
【００１０】
このため、常に一定のネットワークリソースを占有してしまい、ネットワークを有効に使うことができない。例えば、コアネットワークの料金体系が帯域量に比例する従量課金であれば、必要最低限の帯域を使い利用料金を抑えることができない。
【００１１】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、アプリケーションには特別な対応をすることなく、アプリケーションのトラフィックに応じたコアネットワークの帯域を確保することができるデータ処理装置、このデータ処理装置を有するデータ処理システム、このデータ処理装置のコンピュータプログラムおよびデータ処理方法、を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のデータ処理装置は、コアネットワークにネットワーク帯域を確保してノードとパケットを送受信するパケット送受信手段と、送受信されるパケットによるパケット送受信バッファの使用量を取得するバッファ量測定手段と、取得されたパケット送受信バッファの使用量が所定の閾値以上であるとネットワーク帯域を上昇させる帯域変更手段と、を有する。
【００１３】
本発明のデータ処理システムは、ネットワーク帯域が確保されるコアネットワークと、確保されたネットワーク帯域でパケットを送受信するノードと、ネットワーク帯域を変更する本発明のデータ処理装置と、を有する。
【００１４】
本発明のコンピュータプログラムは、コアネットワークにネットワーク帯域を確保してノードとパケットを送受信するパケット送受信処理と、送受信されるパケットによるパケット送受信バッファの使用量を取得するバッファ量測定処理と、取得されたパケット送受信バッファの使用量が所定の閾値以上であるとネットワーク帯域を上昇させる帯域変更処理と、をデータ処理装置に実行させる。
【００１５】
本発明のデータ処理方法は、コアネットワークにネットワーク帯域を確保してノードとパケットを送受信するパケット送受信動作と、送受信されるパケットによるパケット送受信バッファの使用量を取得するバッファ量測定動作と、取得されたパケット送受信バッファの使用量が所定の閾値以上であるとネットワーク帯域を上昇させる帯域変更動作と、を有する。
【００１６】
なお、本発明の各種の構成要素は、その機能を実現するように形成されていればよく、例えば、所定の機能を発揮する専用のハードウェア、所定の機能がコンピュータプログラムにより付与されたデータ処理装置、コンピュータプログラムによりデータ処理装置に実現された所定の機能、これらの任意の組み合わせ、等として実現することができる。
【００１７】
また、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【００１８】
また、本発明のコンピュータプログラムおよびデータ処理方法は、複数の処理および動作を順番に記載してあるが、その記載の順番は複数の処理および複数の動作を実行する順番を限定するものではない。
【００１９】
このため、本発明のコンピュータプログラムおよびデータ処理方法を実施するときには、その複数の処理および複数の動作の順番は内容的に支障しない範囲で変更することができる。
【００２０】
さらに、本発明のコンピュータプログラムおよびデータ処理方法は、複数の処理および複数の動作が個々に相違するタイミングで実行されることに限定されない。このため、ある処理および動作の実行中に他の処理および動作が発生すること、ある処理および動作の実行タイミングと他の処理および動作の実行タイミングとの一部ないし全部が重複していること、等でもよい。
【００２１】
また、本発明で云うデータ処理装置は、コンピュータプログラムを読み取って対応する処理動作を実行できるように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ｉ／Ｆ（Interface）ユニット、等の汎用デバイスで構築されたハードウェア、所定の処理動作を実行するように構築された専用の論理回路、これらの組み合わせ、等として実施することができる。
【００２２】
さらに、本発明で云うパケット送受信バッファとは、パケットを送受信する際、処理遅延対策や処理の効率化を目的として一時的にバッファと呼ばれるメモリ領域にパケットを格納して、後から（適切なタイミングで）まとめてパケットを処理するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のデータ処理装置では、コアネットワークにネットワーク帯域を確保してノードとパケットをパケット送受信手段が送受信する。送受信されるパケットによるパケット送受信バッファの使用量をバッファ量測定手段が取得する。取得されたパケット送受信バッファの使用量が所定の閾値以上であると帯域変更手段がネットワーク帯域を上昇させる。従って、アプリケーションには特別な対応をすることなく、アプリケーションのトラフィックに応じたコアネットワークの帯域を確保することができる。コアネットワークの帯域を効率的に利用でき、ネットワーク帯域占有量に応じた料金体系の場合、利用料の削減効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態のデータ処理システムの論理構造を示す模式的なブロック図である。
【図２】データ処理装置によるデータ処理方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。図１を参照すると、本実施の形態のデータ処理システムは、ネットワーク帯域が確保されるインターネットなどのコアネットワーク３と、確保されたネットワーク帯域でパケットを送受信するノード２と、ネットワーク帯域を変更するデータ処理装置１と、を有する。
【００２６】
本実施の形態のデータ処理装置１は、コアネットワーク３にネットワーク帯域を確保してノード２とパケットを送受信するパケット送受信手段１３と、送受信されるパケットによるパケット送受信バッファの使用量を取得するバッファ量測定手段１１１と、取得されたパケット送受信バッファの使用量が所定の閾値以上であるとネットワーク帯域を上昇させる帯域変更手段１２と、を有する。
【００２７】
より具体的には、データ処理装置１は、トラフィック予測手段１１と、帯域変更手段１２と、パケット送受信手段１３とを含む。ノード２は、ＰＣ(Personal Computer)などの端末や、アプリケーションサーバのことであり、各種のアプリケーション２１と、ＯＳ(Operating System)２２と、を含む。
【００２８】
データ処理装置１のトラフィック予測手段１１は、バッファ量測定手段１１１と、トラフィックパターン解析手段１１２と、パケット内容解析手段１１３と、ノード状態取得手段１１４とを含む。
【００２９】
バッファ量測定手段１１１は、データ処理装置１内のパケット送受信バッファの使用量を取得する。トラフィックパターン解析手段１１２は、通信セッションの送信元・送信先情報と単位時間当たりの送受信パケット量からトラフィックのパターンを解析する。
【００３０】
パケット内容解析手段１１３は、パケットの中身を解析し、通信プロトコル、コンテンツのデータタイプ、データサイズなどを解析する。ノード状態取得手段１１４は、ノード２の状態、例えば、ＣＰＵ負荷、メモリ使用量、ディスクアクセス用バッファなどのリソースを取得する。
【００３１】
帯域変更手段１２は、コアネットワーク３に対して確保するネットワーク帯域を変更し、コアネットワークが公開している帯域変更のインタフェースを利用する。パケット送受信手段１３は、ノード２とコアネットワーク３間でパケットを送受信する。
【００３２】
上述のようなデータ処理装置１の各種手段は、実装されているコンピュータプログラムにより論理的に構築されている。このようなコンピュータプログラムは、例えば、コアネットワーク３にネットワーク帯域を確保してノード２とパケットを送受信するパケット送受信処理と、送受信されるパケットによるパケット送受信バッファの使用量を取得するバッファ量測定処理と、取得されたパケット送受信バッファの使用量が所定の閾値以上であるとネットワーク帯域を上昇させる帯域変更処理と、をデータ処理装置１に実行させるように記述されている。
【００３３】
次に、図１および図２を参照して本実施の形態のデータ処理装置１の動作について説明する。アプリケーション２１が通信を行うと、パケット送受信手段１３を通してデータ処理装置１はパケットを受信する（手順Ａ１）。
【００３４】
次に、トラフィック予測手段１１はパケットの受信を契機にトラフィックを予測する。まず、バッファ量測定手段１１１によりデータ処理装置１のパケット送受信バッファの使用量を取得し、閾値以上か否かを判断する（手順Ａ２）。
【００３５】
閾値以上の場合は（手順Ａ２−Ｙ）、帯域変更手段１２を通してコアネットワーク側が提供する帯域変更インタフェースを使いコアネットワークの占有帯域を増やす（手順Ａ６）。閾値以下の場合は（手順Ａ２−Ｎ）、次に処理に移る。
【００３６】
次に、トラフィックパターン解析手段１１２により、通信セッションの送信元・送信先情報と単位時間当たりの送受信パケット量からトラフィックのパターンを解析する（手順Ａ３）。
【００３７】
帯域使用率が高い状態が継続している、またはトラフィックパターンが過去／予め定義されたパターンと一致しネットワーク帯域増加が予測できる場合、ネットワーク帯域を増やす（手順Ａ６）。逆の場合はネットワーク帯域を減らす（手順Ａ７）。それ以外の場合は次の処理に移る。
【００３８】
次に、パケット内容解析手段１１３により、ＡＬＧ（Application Layer Gateway）と同様にパケットの中身を解析し、通信プロトコル、コンテンツのデータタイプ、データサイズなどを解析する（手順Ａ４）。
【００３９】
解析の結果、新規セッションの開始であればネットワーク帯域を増やす（手順Ａ６）。このとき新規セッションで流れるコンテンツサイズが分かれば、その値を基にネットワーク帯域を増やす値を具体的に判断できる。この場合、新規セッションのコンテンツサイズを判定し、そのコンテンツサイズが所定値以上であるとネットワーク帯域を上昇させる。
【００４０】
一方、解析の結果、既存セッションの終了であればネットワーク帯域を減らす（手順Ａ７）。それ以外の場合は次の処理に移る。次に、ノード状態取得手段１１４により、ノード２の状態、例えば、ＣＰＵ負荷、メモリ使用量、ディスクアクセス用バッファなどのリソースを取得する。
【００４１】
ＣＰＵ負荷が上昇した、メモリ使用量が増加した、ディスクアクセス用バッファの使用量が増えた場合、トラフィック増加の予兆と判断しネットワーク帯域を増やす（手順Ａ６）。逆の場合はネットワーク帯域を減らす（手順Ａ７）。それ以外の場合は何も処理を行わずに終了する。
【００４２】
本装置は通信パケットをバッファリングすることで平滑化し、アプリケーションが新たに必要とするネットワーク帯域を予測し、既に確保しているコアネットワークのネットワーク帯域を大幅に上回る、または、下回る場合にコアネットワークへ対して確保したネットワーク帯域を変更する機能を具備する。
【００４３】
本実施の形態のデータ処理装置がパケットの内容から帯域予測する方法は、上述のように、(１)本装置内におけるパケットのバッファ量、(２)過去のトラフィックパターン、(３)パケットの内容、(４)アプリケーションが動作するノード（サーバまたはＰＣなどの端末）の状態を組み合わせて総合的に行う。
【００４４】
(２)は時間帯、利用者、アプリケーションの種類、通信ペア（送信元、送信先）などを含むトラフィックパターンである。(３)はＡＬＧ（Application Layer Gateway)と同様にパケットの中身を解析し、通信プロトコル（例：ＨＴＴＰ／ＲＤＰ／ＳＩＰ／ＳＤＰ／ＰＯＰ／ＦＴＰ／ＲＴＳＰ）を元に通信相手、コンテンツサイズ、ストリーミング条件などを取得する。
【００４５】
(４)のアプリケーソンが動作するノードの状態とは、ＣＰＵ負荷、メモリ使用量、ディスクアクセス用バッファなどのリソースのことである。本装置はアプリケーションを改修することなく、アプリケーションが必要とする通信帯域を自動的に予測し、動的にネットワーク帯域を確保する。
【００４６】
本実施の形態のデータ処理装置１は、上述のようにコアネットワーク３にネットワーク帯域を確保してノード２とパケットをパケット送受信手段１３が送受信する。送受信されるパケットによるパケット送受信バッファの使用量をバッファ量測定手段１１１が取得する。取得されたパケット送受信バッファの使用量に対応してネットワーク帯域を帯域変更手段１２が変更する。
【００４７】
従って、アプリケーションには特別な対応をすることなく、アプリケーションのトラフィックに応じたコアネットワーク３のネットワーク帯域を確保することができる。コアネットワーク３のネットワーク帯域を効率的に利用でき、ネットワーク帯域占有量に応じた料金体系の場合、利用料の削減効果がある。
【００４８】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態ではデータ処理装置１が独立したハードウェアからなることを例示した。
【００４９】
しかし、このようなデータ処理装置を独立した装置とするのではなく、アプリケーションが動作する装置（ノード）内にあるＯＳのカーネルもしくはドライバとして組み込むこともできる(図示せず)。
【００５０】
さらに、本実施の形態ではデータ処理装置１の各部がコンピュータプログラムにより各種機能として論理的に実現されることを例示した。しかし、このような各部の各々を固有のハードウェアとして形成することもでき、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせとして実現することもできる。
【００５１】
また、上記形態ではコアネットワークとして現状のインターネットを例示したが、これが次世代のインターネットであるＮＧＮ（Next Generation Network）であってもよい。
【００５２】
なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１    データ処理装置
２    ノード
３    コアネットワーク
１１    トラフィック予測手段
１２    帯域変更手段
１３    パケット送受信手段
２１    アプリケーション
２２    ＯＳ
１００    データ処理装置
１１１    バッファ量測定手段
１１２    トラフィックパターン解析手段
１１３    パケット内容解析手段
１１４    ノード状態取得手段
【図１】
2011259256.tif 000003
【図２】
2011259256.tif 000004