(57)【要約】【課題】既存のＩＰネットワークであっても、ネットワーク機器の負荷を抑制することができると共に、通信遅延を抑制することができるようにする。【解決手段】フロー管理装置が、ＩＰネットワークで通信されるパケットのフロー情報を管理し、複数のスイッチ装置の各々に対して、スイッチ装置に対応して記憶された複数のフロー群の各々についてのフロー群情報を送信する。スイッチ装置が、受信したＩＰパケットの送信先情報、処理パターン、及びフロー群情報に基づいて、パケットを集約したＩＰパケットの生成、ＩＰパケットの再集約処理、及びＩＰパケットに対する分割処理を行う。【選択図】図１
2015159495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰネットワークを介して接続された複数のスイッチ装置及びフロー管理装置を含む通信システムであって、
前記フロー管理装置は、
パケットの送信元情報及び送信先情報を示す複数のフロー情報からなる複数のフロー群の各々についての、前記フロー群に含まれる複数のフロー情報を持つパケットが集約させて生成されるＩＰパケットの送信先情報、及び前記送信先情報が示す前記スイッチ装置において行われる分割処理及び再集約処理の何れか一方を示す処理パターンを含むフロー群情報を、前記複数のスイッチ装置の各々に対応して記憶する記憶手段と、
前記ＩＰネットワークで通信されるパケットのフロー情報を管理し、かつ、前記複数のスイッチ装置の各々に対して、前記スイッチ装置に対応して前記記憶手段に記憶された前記複数のフロー群の各々についての前記フロー群情報を送信するフロー管理部と、を含み、
前記スイッチ装置は、
前記複数のフロー群の各々に対応して、前記フロー群に含まれるフロー情報を有するパケットを格納するためのパケット記憶手段と、
受信したパケットの送信先情報が、自装置を示していない場合、前記受信したパケットの前記フロー情報と、前記フロー管理装置から送信された前記フロー群情報とに基づいて、前記フロー情報を含む前記フロー群に対応して、前記受信したパケットを前記パケット記憶手段に格納し、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットのサイズが、所定値以上となったときに、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットを取り出し、取り出したパケットを集約したＩＰパケットであって、かつ、前記フロー群のフロー群情報に含まれる送信先情報及び処理パターンを含むＩＰパケットを生成して、前記生成したＩＰパケットを送信するパケット集約手段と、
受信したＩＰパケットの送信先情報が、自装置を示している場合であって、かつ、前記受信したＩＰパケットの処理パターンが、分割処理を示している場合、受信したＩＰパケットに集約されたパケットの各々について、前記パケットの送信先情報に基づいて、前記パケットを送信するパケット分割手段と、
受信したＩＰパケットの送信先情報が、自装置を示している場合であって、かつ、前記受信したＩＰパケットの処理パターンが、再集約処理を示している場合、受信したＩＰパケットに集約されたパケットの各々について、前記パケットの前記フロー情報と、前記フロー管理装置から送信された前記フロー群情報とに基づいて、前記フロー情報を含む前記フロー群に対応して、前記パケットを前記パケット記憶手段に格納し、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットのサイズが、所定値以上となったときに、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットを取り出し、取り出したパケットを集約したＩＰパケットであって、かつ、前記フロー群のフロー群情報に含まれる送信先情報及び処理パターンを含むＩＰパケットを生成して、前記生成したＩＰパケットを送信するパケット再集約手段と、
を含む通信システム。
【請求項２】
前記スイッチ装置は、所定時間経過毎に、前記複数のフロー群の各々について、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットを取り出し、取り出したパケットを集約したＩＰパケットであって、かつ、前記フロー群のフロー群情報に含まれる送信先情報及び処理パターンを含むＩＰパケットを生成して、前記生成したＩＰパケットを送信するタイマ管理手段を更に含む請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記スイッチ装置は、前記受信したパケットの送信先情報が、自装置を示していない場合であって、かつ、前記フロー管理装置から送信された前記フロー群情報のフロー群に、前記受信したパケットの前記フロー情報が含まれない場合、受信したパケットを、前記送信先情報に基づいて転送する転送手段を更に含む請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
ＩＰネットワークを介して接続された複数のスイッチ装置及びフロー管理装置を含む通信システムにおける通信方法であって、
前記フロー管理装置が、
前記ＩＰネットワークで通信されるパケットのフロー情報を管理し、かつ、前記複数のスイッチ装置の各々に対して、前記スイッチ装置に対応して記憶手段に記憶されたフロー群情報であって、パケットの送信元情報及び送信先情報を示す複数のフロー情報からなる複数のフロー群の各々についての、前記フロー群に含まれる複数のフロー情報を持つパケットが集約させて生成されるＩＰパケットの送信先情報、及び前記送信先情報が示す前記スイッチ装置において行われる分割処理及び再集約処理の何れか一方を示す処理パターンを含むフロー群情報を送信し、
前記スイッチ装置が、受信したパケットの送信先情報が、自装置を示していない場合、前記受信したパケットの前記フロー情報と、前記フロー管理装置から送信された前記フロー群情報とに基づいて、前記フロー情報を含む前記フロー群に対応して、前記受信したパケットをパケット記憶手段に格納し、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットのサイズが、所定値以上となったときに、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットを取り出し、取り出したパケットを集約したＩＰパケットであって、かつ、前記フロー群のフロー群情報に含まれる送信先情報及び処理パターンを含むＩＰパケットを生成して、前記生成したＩＰパケットを送信し、
受信したＩＰパケットの送信先情報が、自装置を示している場合であって、かつ、前記受信したＩＰパケットの処理パターンが、分割処理を示している場合、受信したＩＰパケットに集約されたパケットの各々について、前記パケットの送信先情報に基づいて、前記パケットを送信し、
受信したＩＰパケットの送信先情報が、自装置を示している場合であって、かつ、前記受信したＩＰパケットの処理パターンが、再集約処理を示している場合、受信したＩＰパケットに集約されたパケットの各々について、前記パケットの前記フロー情報と、前記フロー管理装置から送信された前記フロー群情報とに基づいて、前記フロー情報を含む前記フロー群に対応して、前記パケットを前記パケット記憶手段に格納し、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットのサイズが、所定値以上となったときに、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットを取り出し、取り出したパケットを集約したＩＰパケットであって、かつ、前記フロー群のフロー群情報に含まれる送信先情報及び処理パターンを含むＩＰパケットを生成して、前記生成したＩＰパケットを送信する
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信システム及び通信方法に係り、特に、ＩＰネットワークを介して接続された複数のスイッチ装置及びフロー管理装置を含む通信システム及びその通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、伝送効率向上を目指し、Ethernet（登録商標）のフレーム長を、通常の1500byteより大きなサイズ(8000byte〜15000byte)に拡張したEthernet（登録商標）ジャンボフレームが知られている（非特許文献１）。Ethernet（登録商標）ジャンボフレームは、データリンク層(第2層)での伝送効率向上を目的としている。
【０００３】
また、センサーネットではセンサーノードの電力消費量を抑制するためにネットワーク内でデータを集約しながら収集する技術が知られている（非特許文献２、３）。センサーネットワークでは電力消費抑制を目的にデータに加工を加えて転送を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】[online]、[平成２６年１月２２日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/1108/11/news103.html＞
【非特許文献２】[online]、[平成２６年１月２２日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://aurum.cs.inf.shizuoka.ac.jp/pdf/451_kawai.pdf＞
【非特許文献３】[online]、[平成２６年１月２２日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ipsj.or.jp/award/9faeag0000004f4v-att/M_024.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の非特許文献１に記載の技術では、ネットワークの間にジャンボフレームに対応していないスイッチ装置が入ると、ジャンボフレームを使用できない。また、ジャンボフレームの規格はベンダが個々に策定を行っており、異なるメーカのスイッチ装置では動作しない可能性が高い。
【０００６】
また、上記の非特許文献２、３に記載の技術では、専用の処理、専用のネットワークにしか対応できない。例えば、複数のセンサーから気温を受信した際の平均化等、専用の処理にしか対応できない。また、データの加工を行うため、元のデータを復元できない。
【０００７】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたもので、既存のＩＰネットワークであっても、ネットワーク機器の負荷を抑制することができると共に、通信遅延を抑制することができる通信システム及び通信方法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】
上記の目的を達成するために本発明に係る通信システムは、ＩＰネットワークを介して接続された複数のスイッチ装置及びフロー管理装置を含む通信システムであって、前記フロー管理装置は、パケットの送信元情報及び送信先情報を示す複数のフロー情報からなる複数のフロー群の各々についての、前記フロー群に含まれる複数のフロー情報を持つパケットが集約させて生成されるＩＰパケットの送信先情報、及び前記送信先情報が示す前記スイッチ装置において行われる分割処理及び再集約処理の何れか一方を示す処理パターンを含むフロー群情報を、前記複数のスイッチ装置の各々に対応して記憶する記憶手段と、前記ＩＰネットワークで通信されるパケットのフロー情報を管理し、かつ、前記複数のスイッチ装置の各々に対して、前記スイッチ装置に対応して前記記憶手段に記憶された前記複数のフロー群の各々についての前記フロー群情報を送信するフロー管理部と、を含み、前記スイッチ装置は、前記複数のフロー群の各々に対応して、前記フロー群に含まれるフロー情報を有するパケットを格納するためのパケット記憶手段と、受信したパケットの送信先情報が、自装置を示していない場合、前記受信したパケットの前記フロー情報と、前記フロー管理装置から送信された前記フロー群情報とに基づいて、前記フロー情報を含む前記フロー群に対応して、前記受信したパケットを前記パケット記憶手段に格納し、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットのサイズが、所定値以上となったときに、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットを取り出し、取り出したパケットを集約したＩＰパケットであって、かつ、前記フロー群のフロー群情報に含まれる送信先情報及び処理パターンを含むＩＰパケットを生成して、前記生成したＩＰパケットを送信するパケット集約手段と、受信したＩＰパケットの送信先情報が、自装置を示している場合であって、かつ、前記受信したＩＰパケットの処理パターンが、分割処理を示している場合、受信したＩＰパケットに集約されたパケットの各々について、前記パケットの送信先情報に基づいて、前記パケットを送信するパケット分割手段と、受信したＩＰパケットの送信先情報が、自装置を示している場合であって、かつ、前記受信したＩＰパケットの処理パターンが、再集約処理を示している場合、受信したＩＰパケットに集約されたパケットの各々について、前記パケットの前記フロー情報と、前記フロー管理装置から送信された前記フロー群情報とに基づいて、前記フロー情報を含む前記フロー群に対応して、前記パケットを前記パケット記憶手段に格納し、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットのサイズが、所定値以上となったときに、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットを取り出し、取り出したパケットを集約したＩＰパケットであって、かつ、前記フロー群のフロー群情報に含まれる送信先情報及び処理パターンを含むＩＰパケットを生成して、前記生成したＩＰパケットを送信するパケット再集約手段と、を含んで構成されている。
【０００９】
本発明に係る通信方法は、ＩＰネットワークを介して接続された複数のスイッチ装置及びフロー管理装置を含む通信システムにおける通信方法であって、前記フロー管理装置が、前記ＩＰネットワークで通信されるパケットのフロー情報を管理し、かつ、前記複数のスイッチ装置の各々に対して、前記スイッチ装置に対応して記憶手段に記憶されたフロー群情報であって、パケットの送信元情報及び送信先情報を示す複数のフロー情報からなる複数のフロー群の各々についての、前記フロー群に含まれる複数のフロー情報を持つパケットが集約させて生成されるＩＰパケットの送信先情報、及び前記送信先情報が示す前記スイッチ装置において行われる分割処理及び再集約処理の何れか一方を示す処理パターンを含むフロー群情報を送信し、前記スイッチ装置が、受信したパケットの送信先情報が、自装置を示していない場合、前記受信したパケットの前記フロー情報と、前記フロー管理装置から送信された前記フロー群情報とに基づいて、前記フロー情報を含む前記フロー群に対応して、前記受信したパケットをパケット記憶手段に格納し、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットのサイズが、所定値以上となったときに、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットを取り出し、取り出したパケットを集約したＩＰパケットであって、かつ、前記フロー群のフロー群情報に含まれる送信先情報及び処理パターンを含むＩＰパケットを生成して、前記生成したＩＰパケットを送信し、受信したＩＰパケットの送信先情報が、自装置を示している場合であって、かつ、前記受信したＩＰパケットの処理パターンが、分割処理を示している場合、受信したＩＰパケットに集約されたパケットの各々について、前記パケットの送信先情報に基づいて、前記パケットを送信し、受信したＩＰパケットの送信先情報が、自装置を示している場合であって、かつ、前記受信したＩＰパケットの処理パターンが、再集約処理を示している場合、受信したＩＰパケットに集約されたパケットの各々について、前記パケットの前記フロー情報と、前記フロー管理装置から送信された前記フロー群情報とに基づいて、前記フロー情報を含む前記フロー群に対応して、前記パケットを前記パケット記憶手段に格納し、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットのサイズが、所定値以上となったときに、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットを取り出し、取り出したパケットを集約したＩＰパケットであって、かつ、前記フロー群のフロー群情報に含まれる送信先情報及び処理パターンを含むＩＰパケットを生成して、前記生成したＩＰパケットを送信する。
【００１０】
このように、フロー管理装置が、ＩＰネットワークで通信されるパケットのフロー情報を管理し、複数のスイッチ装置の各々に対して、スイッチ装置に対応して記憶された複数のフロー群の各々についてのフロー群情報を送信する。スイッチ装置が、受信したＩＰパケットの送信先情報、処理パターン、及びフロー群情報に基づいて、パケットを集約したＩＰパケットの生成、ＩＰパケットの再集約処理、及びＩＰパケットに対する分割処理を行う。これにより、既存のＩＰネットワークであっても、ネットワーク機器の負荷を抑制することができると共に、通信遅延を抑制することができる。
【００１１】
本発明のスイッチ装置は、所定時間経過毎に、前記複数のフロー群の各々について、前記パケット記憶手段に前記フロー群に対応して格納されたパケットを取り出し、取り出したパケットを集約したＩＰパケットであって、かつ、前記フロー群のフロー群情報に含まれる送信先情報及び処理パターンを含むＩＰパケットを生成して、前記生成したＩＰパケットを送信するタイマ管理手段を更に含むようにすることができる。
【００１２】
本発明のスイッチ装置は、前記受信したパケットの送信先情報が、自装置を示していない場合であって、かつ、前記フロー管理装置から送信された前記フロー群情報のフロー群に、前記受信したパケットの前記フロー情報が含まれない場合、受信したパケットを、前記送信先情報に基づいて転送する転送手段を更に含むようにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の通信システム及び通信方法によれば、フロー管理装置が、ＩＰネットワークで通信されるパケットのフロー情報を管理し、複数のスイッチ装置の各々に対して、スイッチ装置に対応して記憶された複数のフロー群の各々についてのフロー群情報を送信し、スイッチ装置が、受信したＩＰパケットの送信先情報、処理パターン、及びフロー群情報に基づいて、パケットを集約したＩＰパケットの生成、ＩＰパケットの再集約処理、及びＩＰパケットに対する分割処理を行うことにより、既存のＩＰネットワークであっても、ネットワーク機器の負荷を抑制することができると共に、通信遅延を抑制することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システムの原理を説明するための図である。
【図２】フロー群情報テーブルを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る通信システムのフロー管理装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る通信システムのスイッチ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】各フロー群に対応するパケットバッファを示す図である。
【図６】フロー情報のフォーマットを示す図である。
【図７】パケット集約の方法を説明するための図である。
【図８】パケット転送の方法を説明するための図である。
【図９】パケットを集約したＩＰパケットのフォーマットを示す図である。
【図１０】パケット再集約の方法を説明するための図である。
【図１１】パケット分割の方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るフロー管理装置におけるフロー管理処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるフロー群情報読込処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるパケット集約処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるパケット再集約処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるパケット分割処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるタイマ制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１９】従来技術におけるパケット集約の方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、複数の端末から送信されたショートパケットを、ＩＰネットワークを介してクラウドに送信する通信システムを例に説明する。
【００１６】
＜本実施の形態の原理＞
現在のインターネット上のトラフィックの約半分は４００ｂｙｔｅ以下のショートパケットであり、今後、リアルタイム・アプリケーションやＭ２Ｍを中心にショートパケットの増加が予想されている。また、Ｍ２Ｍのノード増加の中心的存在になるのが車両であると考えられている。
【００１７】
本発明の実施の形態は、プログラマブルなスイッチ装置の上での動作を前提とし、例えば、ｄｏｃｏｍｏ（登録商標）やＫＤＤＩ（登録商標）のような大規模なキャリアネットワークであるＩＰネットワークでの動作を想定している。
【００１８】
また、ＩＰネットワーク上の各スイッチ装置は通信機能を持ち、ＩＰネットワーク上の他のスイッチ装置と通信可能であり、各スイッチ装置は、フロー情報に基づいてパケットの集約処理／分割処理を行う機能を持つ。集約処理により生成されるパケットはＩＰパケットであり、ＩＰネットワークならどこでも転送可能である。
【００１９】
ここで、図１９に示すように、スイッチ装置は、受信するパケットのフロー情報毎にパケット集約を行うと、パケットの集約効率的が落ちてしまう。
【００２０】
そこで、本実施の形態では、ＩＰネットワーク全体のフローを管理するフロー管理装置を設け、フロー管理装置は、各スイッチ装置に対して、１つのパケットに集約して送信することが可能な複数のフローをフロー群として定義し、スイッチ装置毎のフロー群情報を、各スイッチ装置へ送信する。
【００２１】
ＩＰネットワーク上のエッジにあるスイッチ装置では、図１に示すように、フロー群毎に、ショートパケットを集約したＩＰパケットを生成して送信する。例えば、ＩＰネットワークのエッジにあるスイッチ装置は、携帯電話や車載装置等のユーザ端末から送信されるショートパケットを受信すると、ショートパケットの送信先ＩＰアドレスを調査し、そのフロー情報を含むフロー群に対応するバッファに、受信したショートパケットを保持する。当該フロー群に対応するバッファのサイズが、１５００ｂｙｔｅ（ＭＴＵ）を超えるか、所定時間経過すると、バッファ内のショートパケットを集約したＩＰパケットを生成して送信する。
【００２２】
また、上記図１に示すように、ＩＰネットワークのエッジにあるスイッチ装置だけでなく、ＩＰネットワーク中間のスイッチ装置でも処理を行う。フロー管理装置は、スイッチ装置からフロー情報が送信されてくると、当該スイッチ装置に対して用意された、図２に示すフロー群情報テーブルを送信する。フロー群情報テーブルには、フロー群毎のフロー群情報が格納されており、フロー群情報における送信先情報は、フロー群のパケットを集約したＩＰパケットを構築する時に、ヘッダに含まれる送信先ＩＰとポート番号を示している。処理パターンは送信先のスイッチ装置上で行われる処理内容（分割処理又は再集約処理）を示す。
【００２３】
本実施の形態では、スイッチ装置上でショートパケットを集約して送信することで、ＩＰネットワーク中のスイッチ装置で処理するパケットの数が減少し、スイッチ装置でのルーティング処理回数が減少するため、スイッチ装置の負荷が抑制される。また、ＩＰネットワーク中のパケット数が減少することによって、スイッチ装置内でのProcessing Delay、Queuing Delayが短くなり遅延も抑制される。
【００２４】
また、ＩＰパケットに対する再集約処理及び分割処理は、ＩＰネットワーク全体を管理するフロー管理装置によって指定されたスイッチ装置で行われる。また、各スイッチ装置では、全てのフローのパケットを１つのパケットに集約していくのではなく、フロー管理装置で指定されたフロー群毎にパケットの集約を行う。
【００２５】
このように、フロー管理装置から再集約処理及び分割処理を行うスイッチ装置を指定することで、無駄な転送を発生しないように複数のフロー（フロー群）のパケットを1つに集約できる。また、フロー群単位でパケットをまとめることで、１フロー毎にパケットを集約するのと比較して、多くのパケットを集約できる可能性が高く、パケット集約効率が向上する。特に、上記図１、１９に示すように、パケット数の少ない多くのフローが存在する場合、効果が大きい。
【００２６】
＜本発明の実施の形態の構成＞
本発明の実施の形態に係る通信システムは、ＩＰネットワークを介して接続された複数のスイッチ装置及びフロー管理装置を備えている。
【００２７】
フロー管理装置は、ＩＰネットワーク上に１つ存在し、どのフローのショートパケットを集約するかという情報と、集約して生成されたＩＰパケットをどのスイッチ装置で再集約及び分割するかという情報とを、各スイッチ装置に提供する。
【００２８】
フロー管理装置１０を、ハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図３に示すように、データ通信部１２、フロー管理部１４、及びフロー群情報記憶部１６を備えている。
【００２９】
データ通信部１２は、ＩＰネットワークを介して、複数のスイッチ装置とデータの送受信を行う。
【００３０】
フロー群情報記憶部１６には、上記図２に示す複数のフロー群情報を格納したフロー群情報テーブルが記憶されている。フロー群情報のフロー群は、１つのパケットに集約可能なフローをまとめたものであり、送信先情報は、フロー群の集約パケットを作成するときの送信先ＩＰとポート番号である。送信先ＩＰ、ポート番号によって、分割処理及び再集約処理が可能なスイッチ装置を指定することで、集約されたままＩＰパケットが目的地に到達することを防げる。フロー群情報の処理パターン情報は、集約パケットが送信先ＩＰのスイッチ装置で受信された時に再集約処理を行うか分割処理を行うかを決定するフィールドである。フロー群情報テーブルは、スイッチ装置毎に予め用意されて、フロー群情報記憶部１６に記憶される。
【００３１】
フロー管理部１４は、スイッチ装置からフロー情報を受信すると、フロー群情報記憶部１６に記憶されている、当該スイッチ装置に対するフロー群情報テーブルを取得し、取得したフロー群情報テーブルに含まれる、当該フロー情報を含むフロー群情報を、当該スイッチ装置へ送信する。
【００３２】
スイッチ装置から受信したフロー情報が、当該スイッチ装置に対するフロー群情報テーブルにおいて管理されていないものだった場合、フロー管理部１４は、データ通信部１２を介して、当該スイッチ装置に対して、フロー群情報としてＮｕｌｌを返信する。
【００３３】
スイッチ装置２０を、ハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図４に示すように、データ通信部２２、フロー群情報記憶部２４、パケット記憶部２６、制御部２８、パケット集約処理部３０、パケット再集約処理部３２、パケット分割部３４、及びタイマ管理部３６を備えている。
【００３４】
データ通信部２２は、ＩＰネットワークを介して、他のスイッチ装置２０及びフロー管理装置１０とデータの送受信を行う。
【００３５】
フロー群情報記憶部２４は、フロー管理装置１０から受信したフロー群情報を記憶している。
【００３６】
パケット記憶部２６は、図５に示すように、フロー群毎に設けられたバッファを備え、各バッファには、対応するフロー群に含まれるフロー情報のショートパケットが格納される。
【００３７】
制御部２８は、データ通信部２２によりユーザ端末からショートパケットを受信したときに、図６に示すフォーマットで構成されるフロー情報を、受信したショートパケットから読み込む。フロー情報を含むフロー群情報が、フロー群情報記憶部２４に記憶されていない場合、データ通信部２２を介して、フロー管理装置１０に対してフロー情報を含むパケットを送信し、フロー管理装置１０から、フロー群情報を受信する（図７参照）。制御部２８は、受信したフロー群情報を用いて、ショートパケットを、パケット記憶部２６の、該当するフロー群に対応するバッファに格納し、バッファがＭＴＵを超えると、パケット集約処理部３０によって当該フロー群に対するパケット集約処理を行うように制御する（図７参照）。
【００３８】
制御部２８は、フロー管理装置１０から受信したフロー群情報がＮｕｌｌである場合には、送信したフロー情報を含むフロー群情報がフロー管理装置１０に存在しないと判断し、データ通信部２２を介して、受信したショートパケットをそのまま転送させる（図８参照）。
【００３９】
制御部２８は、データ通信部２２により、処理パターン情報を含むＩＰパケットを受信した場合であって、受信したＩＰパケットの送信先情報DstIPが、スイッチ装置２０自身を示している場合、受信したＩＰパケットは複数のショートパケットを集約したＩＰパケットであると判断し、処理パターンに合わせた処理を行うように、パケット再集約処理部３２及びパケット分割部３４の何れか一方を制御する。例えば、処理パターン情報が(0x88888888)の場合（図９参照）、パケット分割部３４によるパケット分割処理を行うように制御する。処理パターン情報が(0x88888887)の場合、パケット再集約処理部３２によるパケット再集約処理を行うように制御する。
【００４０】
タイマ管理部３６は、時間を取得する機能を有し、一定時間が経過したときに、フロー群の各々に対し、パケット集約処理部３０によって当該フロー群に対するパケット集約処理を行うように制御する。
【００４１】
パケット集約処理部３０は、当該フロー群に対応するバッファに格納されているショートパケットを集約し、当該フロー群のフロー群情報に基づいて、ＩＰパケットを生成し、フロー群情報の送信先情報に基づいて、再集約か分割を行うスイッチ装置２０を送信先としてＩＰパケットを送信する（図１０参照）。
【００４２】
パケット再集約処理部３２は、ショートパケットを集約したＩＰパケット内のショートパケットの各々について、当該ショートパケットのフロー情報を読込み、フロー群情報記憶部２４に記憶されている、当該フロー情報を含むフロー群のフロー群情報に基づいて、ショートパケットを、パケット記憶部２６の、フロー群に対応するバッファに格納する（図１０参照）。当該ショートパケットのフロー情報を含むフロー群情報が、フロー群情報記憶部２４に記憶されていない場合、データ通信部２２を介して、フロー管理装置１０に対してフロー情報を送信し、フロー群情報を受信し、受信したフロー群情報を用いて、当該ショートパケットを、パケット記憶部２６の、フロー群に対応するバッファに格納する（図１０参照）。バッファがＭＴＵを超えると、パケット再集約処理部３２は、パケット集約処理部３０と同様に、当該フロー群に対応するバッファに格納されているショートパケットを集約して、当該フロー群のフロー群情報に基づいて、ＩＰパケットを生成し、フロー群情報の送信先情報に基づいて、再集約か分割を行うスイッチ装置２０を送信先としてＩＰパケットを送信する（図１０参照）。
【００４３】
パケット分割部３４は、ショートパケットを集約したＩＰパケット内のショートパケットの各々について、当該ショートパケットのフロー情報を読込み、フロー情報が示す送信先（例えば、クラウド）に対して、当該ショートパケットを送信する（図１１参照）。
【００４４】
＜本発明の実施の形態の作用＞
次に、本実施の形態に係るフロー管理装置１０及びスイッチ装置２０の作用について説明する。
【００４５】
まず、フロー管理装置１０において、図１２に示すフロー管理処理ルーチンが繰り返し実行される。
【００４６】
ステップ１００において、スイッチ装置２０からパケットを受信したか否かを判定する。スイッチ装置２０からパケットを受信すると、ステップ１０２へ進む。
【００４７】
ステップ１０２では、スイッチ装置２０から受信したパケットのフロー情報を、フロー情報ｆｌとして取得し、パケットを送信したスイッチ装置２０を示す情報を、フロー群情報の送信先情報ｄｓｔとして取得する。
【００４８】
ステップ１０４では、フロー群情報記憶部１６に記憶されている送信先情報ｄｓｔのスイッチ装置２０に対するフロー群情報テーブルに、上記ステップ１０２で取得したフロー情報ｆｌを含むフロー群のフロー群情報が存在するか否かを判定する。上記ステップ１０２で取得したフロー情報ｆｌを含むフロー群のフロー群情報が存在する場合には、ステップ１０６において、フロー群情報記憶部１６に記憶されている送信先情報ｄｓｔのスイッチ装置２０に対するフロー群情報テーブルから、フロー情報ｆｌを含むフロー群のフロー群情報を、フロー群情報ｆｌｇとして取得する。一方、上記ステップ１０２で取得したフロー情報ｆｌを含むフロー群のフロー群情報が存在しない場合には、ステップ１０８において、フロー群情報ｆｌｇを、Ｎｕｌｌとする。
【００４９】
ステップ１１０では、フロー群情報ｆｌｇを含むパケットを、送信先情報ｄｓｔのスイッチ装置２０に対して送信し、フロー管理処理ルーチンを終了する。
【００５０】
また、各スイッチ装置２０において、図１３に示す制御処理ルーチンが実行される。
【００５１】
まず、ステップ１２０において、他のスイッチ装置２０又はユーザ端末からパケットを受信したか否かを判定する。他のスイッチ装置２０又はユーザ端末からパケットを受信すると、ステップ１２２へ進む。
【００５２】
ステップ１２２では、受信したパケットのフロー情報を、フロー情報ｆｌとして取得する。ステップ１２４では、上記ステップ１２２で取得したフロー情報ｆｌに含まれる送信先情報ＤｓｔＩＰが、スイッチ装置２０自身を示しているか否かを判定する。
【００５３】
上記ステップ１２２で取得したフロー情報ｆｌに含まれる送信先情報ＤｓｔＩＰが、スイッチ装置２０自身を示していないと判定された場合には、ステップ１２６において、上記ステップ１２２で取得したフロー情報ｆｌを用いて、フロー群情報の読み込み処理を行う。
【００５４】
ステップ１２６は、図１４に示すフロー群情報読込処理ルーチンにより実現される。
【００５５】
ステップ１５０において、フロー情報ｆｌを含むフロー群のフロー群情報が、フロー群情報記憶部２４にキャッシュされているか否かを判定する。フロー情報ｆｌを含むフロー群のフロー群情報が、フロー群情報記憶部２４にキャッシュされている場合には、ステップ１５４へ移行する。一方、フロー情報ｆｌを含むフロー群のフロー群情報が、フロー群情報記憶部２４にキャッシュされていない場合には、ステップ１５２において、フロー情報ｆｌを含むパケットをフロー管理装置１０へ送信し、フロー情報ｆｌを含むフロー群のフロー群情報を、フロー管理装置１０から受信する。
【００５６】
ステップ１５４では、フロー群情報記憶部２４にキャッシュされている、フロー情報ｆｌを含むフロー群のフロー群情報、又は上記ステップ１５２で受信したフロー群情報を、フロー群情報ｆｌｇとして取得する。また、フロー群情報ｆｌｇに対応するバッファを示す情報ｂｕｆを取得し、フロー群情報ｆｌｇ及びバッファを示す情報ｂｕｆをリターンする。
【００５７】
そして、上記図１３のステップ１２８において、上記ステップ１２６で取得したフロー群情報ｆｌｇがＮｕｌｌであるか否かを判定する。フロー群情報ｆｌｇがＮｕｌｌでない場合には、ステップ１３０において、パケット記憶部２６のバッファｂｕｆに、受信したショートパケットを格納する。ステップ１３２では、パケット記憶部２６のバッファｂｕｆに格納されているデータサイズが、ＭＴＵ（１５００ｂｙｔｅ）を超えたか否かを判定する。パケット記憶部２６のバッファｂｕｆに格納されているデータサイズが、ＭＴＵ（１５００ｂｙｔｅ）を超えていない場合には、上記ステップ１２０へ戻る。一方、パケット記憶部２６のバッファｂｕｆに格納されているデータサイズが、ＭＴＵ（１５００ｂｙｔｅ）を超えた場合には、ステップ１３４において、バッファｂｕｆに対して、パケット集約処理が行われる。
【００５８】
ステップ１３４は、図１５に示すパケット集約処理ルーチンによって実現される。
【００５９】
ステップ１６０では、メモリ（図示省略）に、パケット領域を確保し、ステップ１６２において、パケットを識別する変数ｎを初期値１に設定すると共に、上記ステップ１６０で確保したパケット領域に格納されたデータサイズｍｅｍを初期値０に設定する。
【００６０】
ステップ１６４では、フロー群情報ｆｌｇから、送信先情報に含まれる送信先ＩＰ（スイッチ装置２０のＩＰ）及びポート番号を読み込み、パケット領域に、ヘッダ情報を書き込む。また、ｍｅｍの値を、ヘッダサイズだけ加算した値に更新する。
【００６１】
そして、ステップ１６６において、フロー群情報ｆｌｇに含まれる処理パターンを、パケット領域に書き込み、ｍｅｍの値を、４だけ加算した値に更新する。
【００６２】
次に、ステップ１６８では、バッファｂｕｆ内でｎ番目に古いショートパケットのサイズを取得し、ｍｅｍの値を、取得したサイズだけ加算した値に更新する。ステップ１７０では、ｍｅｍの値が、ＭＴＵより大きいか否かを判定する。ｍｅｍの値が、ＭＴＵ以下である場合には、ステップ１７２へ移行し、バッファｂｕｆ内でｎ番目に古いショートパケットを取り出し、上記ステップ１６０で確保したパケット領域にコピーする。また、ｎの値を１だけインクリメントし、上記ステップ１６８へ戻る。
【００６３】
一方、上記ステップ１７０で、ｍｅｍの値が、ＭＴＵより大きいと判定された場合には、ステップ１７４において、パケット領域に書き込まれたデータを読み込んで、ＩＰパケットを生成し、送信先のスイッチ装置２０に対して、ＩＰパケットを送信し、リターンする。
【００６４】
また、上記図１３のステップ１２８において、上記ステップ１２６で取得したフロー群情報ｆｌｇがＮｕｌｌであると判定された場合には、ステップ１３６において、受信したパケットを転送し、上記ステップ１２０へ戻る。
【００６５】
また、上記ステップ１２４において、上記ステップ１２２で取得したフロー情報ｆｌに含まれる送信先情報ＤｓｔＩＰが、スイッチ装置２０自身を示していると判定された場合には、受信したパケットが、ショートパケットを集約したＩＰパケットであると判断し、ステップ１３８において、受信したＩＰパケットから、処理パターン情報を読み込み、処理パターン情報ｐｔとして取得する。
【００６６】
ステップ１４０では、上記ステップ１３８で取得した処理パターン情報ｐｔが、０ｘ８８８８８８８７であるか、０ｘ８８８８８８８８であるかを判定する。上記ステップ１３８で取得した処理パターン情報ｐｔが、０ｘ８８８８８８８７である場合には、ステップ１４２において、受信したＩＰパケットに対して、パケット再集約処理を行う。
【００６７】
ステップ１４２は、図１６に示すパケット再集約処理ルーチンによって実現される。なお、ショートパケットを識別するための変数ｎを初期値１とする。
【００６８】
ステップ１８０において、受信したＩＰパケット内に、ｎ番目のショートパケットが存在するか否かを判定する。受信したＩＰパケット内に、ｎ番目のショートパケットが存在する場合には、ステップ１８１において、ｎ番目のショートパケットのフロー情報を読み込み、フロー情報＿ｆｌとして取得する。そして、ステップ１８２において、上記ステップ１８１で取得したフロー情報＿ｆｌを用いて、フロー群情報の読み込み処理を行う。ステップ１８２は、上記図１４に示すフロー群情報読込処理ルーチンにより実現され、フロー情報＿ｆｌを含むフロー群のフロー群情報ｆｌｇ、バッファを示す情報ｂｕｆが得られる。
ステップ１８３において、上記ステップ１８４で取得したフロー群情報ｆｌｇがＮｕｌｌであるか否かを判定する。フロー群情報ｆｌｇがＮｕｌｌでない場合にはステップ１８６に進む。一方、フロー群情報ｆｌｇがＮｕｌｌであると判定された場合には、ステップ１８４において、受信したパケットを転送し、ステップ１８５においてｎの値を１だけインクリメントし、上記ステップ１８０に戻る。
【００６９】
ステップ１８６では、バッファｂｕｆに、ｎ番目のショートパケットを格納し、ｎの値を１だけインクリメントする。
【００７０】
そして、ステップ１８８では、バッファｂｕｆのデータサイズが、ＭＴＵ（１５００ｂｙｔｅ）を超えたか否かを判定する。パケット記憶部２６のバッファｂｕｆに格納されているデータサイズが、ＭＴＵ（１５００ｂｙｔｅ）を超えていない場合には、上記ステップ１８０へ戻る。一方、パケット記憶部２６のバッファｂｕｆに格納されているデータサイズが、ＭＴＵ（１５００ｂｙｔｅ）を超えた場合には、ステップ１９０において、バッファｂｕｆに対して、パケット集約処理が行われる。ステップ１９０は、上記図１５に示すパケット集約処理ルーチンによって実現され、リターンされると、上記ステップ１８０へ戻る。
【００７１】
また、上記ステップ１８０において、受信したＩＰパケット内に、ｎ番目のショートパケットが存在しないと判定されると、リターンする。
【００７２】
また、上記図１３におけるステップ１４０において、上記ステップ１３８で取得した処理パターン情報ｐｔが、０ｘ８８８８８８８８であると判定された場合には、ステップ１４４において、受信したＩＰパケットに対して、パケット分割処理を行う。
【００７３】
ステップ１４４は、図１７に示すパケット分割処理ルーチンによって実現される。なお、ショートパケットを識別するための変数ｎを初期値１とする。
【００７４】
ステップ１９２において、受信したＩＰパケット内に、ｎ番目のショートパケットが存在するか否かを判定する。受信したＩＰパケット内に、ｎ番目のショートパケットが存在する場合には、ステップ１９４において、ｎ番目のショートパケットのフロー情報を読み込み、フロー情報に基づいて、ｎ番目のショートパケットを送信する。また、ｎの値を１だけインクリメントし、上記ステップ１９２へ戻る。
【００７５】
上記ステップ１９２において、受信したＩＰパケット内に、ｎ番目のショートパケットが存在しないと判定されると、リターンする。
【００７６】
また、各スイッチ装置２０において、図１８に示すタイマ制御処理ルーチンが実行される。
【００７７】
まず、ステップ２００において、タイマが発動したか否かを判定する。一定時間経過すると、タイマが発動したと判定し、ステップ２０２において、フロー群を識別する変数ｎを初期値１に設定する。また、フロー群ｎに対応するバッファを示す情報ｂｕｆを取得する。
【００７８】
そして、ステップ２０４において、バッファｂｕｆに対してパケット集約処理を行う。上記ステップ２０４は、上記図１５に示すパケット集約処理ルーチンによって実現され、リターンされると、ステップ２０６へ移行する。
【００７９】
ステップ２０６では、全てのフロー群に対応するバッファについて、上記ステップ２０４の処理を終了したか否かを判定する。全てのフロー群に対応するバッファについて、上記ステップ２０４の処理を終了していない場合には、ステップ２０８において、ｎの値を１だけインクリメントする。また、フロー群ｎに対応するバッファを示す情報ｂｕｆを取得し、上記ステップ２０４へ戻る。
【００８０】
一方、上記ステップ２０６において、全てのフロー群に対応するバッファについて、上記ステップ２０４の処理を終了したと判定した場合には、タイマをリセットして、上記ステップ２００へ戻る。
【００８１】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る通信システムによれば、フロー管理装置が、ＩＰネットワークで通信されるパケットのフロー情報を管理し、複数のスイッチ装置の各々に対して、当該スイッチ装置に対応して用意されたフロー群情報テーブルのフロー群情報を送信し、スイッチ装置が、受信したＩＰパケットの送信先情報、処理パターン、及びフロー群情報に基づいて、ショートパケットを集約したＩＰパケットの生成、ＩＰパケットの再集約処理、及びＩＰパケットに対する分割処理を行うことにより、既存のＩＰネットワークであっても、ネットワーク機器の負荷を抑制することができると共に、通信遅延を抑制することができる。また、スイッチ装置が、フロー群毎に、ショートパケットを集約するため、効率的なパケット集約が可能である。
【００８２】
また、既存のプロトコル上でも動作し、本実施の形態に係るスイッチ装置を、ＩＰネットワークのエッジ箇所やＩＰネットワーク中の数箇所だけに配置しても動作可能である。
【００８３】
また、本実施の形態に係る通信システムは、インターネットという汎用的な環境での動作を前提とし、様々なアプリケーションへの対応を目的としており、ＩＰパケットに集約したショートパケットを復元することが可能である。
【００８４】
また、スイッチ装置毎に集約方法を指定することで、誤転送を防止することができる。
【００８５】
なお、上記の実施の形態において、ユーザ端末から送信されたショートパケットを集約してＩＰパケットを生成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。ユーザ端末から送信されたショートパケット以外のパケットを集約してＩＰパケットを生成してもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１０   フロー管理装置
１２   データ通信部
１４   フロー管理部
１６   フロー群情報記憶部
２０   スイッチ装置
２２   データ通信部
２４   フロー群情報記憶部
２６   パケット記憶部
２８   制御部
３０   パケット集約処理部
３２   パケット再集約処理部
３４   パケット分割部
３６   タイマ管理部
【図１】
2015159495.tif 000003
【図３】
2015159495.tif 000004
【図４】
2015159495.tif 000005
【図７】
2015159495.tif 000006
【図８】
2015159495.tif 000007
【図１０】
2015159495.tif 000008
【図１１】
2015159495.tif 000009
【図１２】
2015159495.tif 000010
【図１３】
2015159495.tif 000011
【図１４】
2015159495.tif 000012
【図１５】
2015159495.tif 000013
【図１６】
2015159495.tif 000014
【図１７】
2015159495.tif 000015
【図１８】
2015159495.tif 000016
【図１９】
2015159495.tif 000017
【図２】
2015159495.tif 000018
【図５】
2015159495.tif 000019
【図６】
2015159495.tif 000020
【図９】
2015159495.tif 000021