(57)【要約】【課題】  網サービス提供者の設備の設定変更を行うことなく、IPネットワーク上でのコンテンツデータ配信の輻輳を回避する。【解決手段】  本発明は、送信端末(送信サーバ)を収容する端末収容装置から送出された試験パケットに基づいて、論理ネットワークの可用帯域をユーザ拠点に設置した受信端末を収容する端末収容装置で測定し、通信品質管理装置において、測定した可用帯域の変化または、新規受信端末の接続の際に、送信サーバからコンテンツデータを送信する論理ネットワークの可用帯域が所定の余裕値以上となるように論理ネットワークを決定し、送信側端末を収容する端末収容装置に収容変更を指示し、送信側端末を収容する端末収容装置において収容先の論理ネットワークを変更する。【選択図】  図１０
2015226235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテンツデータ配信時の輻輳を回避するネットワーク輻輳回避システムであって、
網サービスのユーザ拠点内に設置されコンテンツを送出する１台以上の送信側端末と、
前記網サービスのユーザ拠点内に視聴者毎に設置され、前記コンテンツを受信する受信端末と、
網サービスの提供者側の拠点内に設置され、前記コンテンツデータを格納したIPパケットを転送する１台以上のデータ転送装置と、
前記網サービスのユーザ拠点内に設置され、前記送信側端末または前記受信側端末をサブネットワークを介して接続し、さらに、該網サービスのユーザ拠点と前記網サービスの提供者側の拠点とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線を介して前記データ転送装置と接続される端末収容装置と、
いずれか１つの前記網サービスのユーザ拠点内の前記端末収容装置に前記サブネットワークを介して接続される通信品質管理装置と、
を有し、
前記データ転送装置は、
当該データ転送装置内部に１つまたは複数個の仮想的なデータ転送ノード（以下、「論理ノード」と記す）を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が１台または複数台接続された物理ネットワーク上に論理ノードとそれらを接続する論理リンクの集合からなるネットワーク（以下、「仮想ネットワーク」と記す）を１つ、または複数個重畳して構築し、さらに、前記端末収容装置と物理的に直結されているデータ転送装置においては、自身の内部の論理ノードと該端末収容装置との間に該仮想ネットワーク毎に該仮想ネットワークに対応した論理リンクを構築することによって、論理ノードと、該論理ノード同士を接続する論理リンクと、該論理ノードと該端末収容装置を接続する論理リンクの集合によって構成されるネットワーク（以下、「論理ネットワーク」と記す）を形成し、
前記受信側端末を収容する端末収容装置は、
送信側端末を収容する端末収容装置から送出された、自装置と他の端末収容装置との間の論理ネットワークの可用帯域を測定するための試験パケットに基づいて、前記論理ネットワークの可用帯域を測定し、可用帯域情報を前記通信品質管理装置に通知する可用帯域情報通知手段を有し、
前記通信品質管理装置は、
各送信側端末を収容する端末収容装置に対して、可用帯域測定指示を送出する可用帯域測定指示手段と、
前記受信端末を収容する端末収容装置から前記可用帯域情報を受信して、前記可用帯域が所定の余裕値以上となるように、前記送信側端末を収容する各端末収容装置における、送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする収容指示を、該送信側端末を収容する各端末収容装置に対して送出する収容変更指示手段と、
を有し、
前記送信側端末を収容する端末収容装置は、
前記通信品質管理装置からの前記可用帯域測定指示に基づいて前記試験パケットを、前記受信側端末を収容する端末収容装置に送信する可用帯域測定手段と、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを動的に変更する収容ネットワーク変更手段と、
を有することを
特徴とする輻輳回避システム。
【請求項２】
前記通信品質管理装置の前記可用帯域測定指示手段は、
可用帯域の測定方法としてプローブパケットを用いるアクティブプローブパケット計測を用いる場合に、前記送信側端末を収容する端末収容装置の前記可用帯域測定手段に対して、該プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔を指示するパケット送信指示手段を含み、
各送信側端末を収容する端末収容装置の前記可用帯域測定手段は、
前記通信品質管理装置から取得した前記プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔に基づいて、各送信側端末を収容する端末収容装置が同期して相互に間隔を空けながら前記プローブパケットを送信する手段を含み、
前記受信側端末収容装置は、
前記各送信側端末を収容する端末収容装置から送信された前記プローブパケットを用いて、前記論理ネットワークにおける該送信側端末を収容する端末収容装置から自装置までの伝送経路の可用帯域を測定する手段を含む
請求項１記載の輻輳回避システム。
【請求項３】
データ送信側端末群に分散格納されているコンテンツ名の一覧、それぞれのコンテンツが格納されている送信側端末の一覧、および、各送信側端末がそれぞれのコンテンツのデータを送出する際のデータ送信ビットレートの情報を有するコンテンツデータベースと、
送信側端末を収容する端末収容装置の一覧、送信側端末の一覧、送信側端末を収容する端末収容装置が送信側端末の収容に用いているサブネットワークの一覧、該送信側端末と送信側端末を収容する端末収容装置とサブネットワークとの対応、の情報を有するネットワークデータベースと、
を更に有し、
前記通信品質管理装置の前記収容変更指示手段は、
前記受信側端末を収容する端末収容装置から取得した前記可用帯域情報に基づいて、前記コンテンツデータベースと前記ネットワークデータベースを参照し、前記送信側端末を収容する論理ネットワークを決定し、前記送信側端末を収容する端末収容装置に対して、論理ネットワークへの収容指示を送信する収容指示手段を含む
請求項１記載の輻輳回避システム。
【請求項４】
前記送信側端末を収容する端末収容装置の前記収容ネットワーク変更手段は、
各送信側端末を接続しているサブネットワークのID、各論理ネットワークに対応する論理リンクのIDを対応づけたテーブルと、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記テーブルにおけるサブネットワークのIDと論理リンクのIDとの対応を決定し、その対応に基づいて前記各送信側端末の収容先の論理ネットワークに対応した論理リンクに対してデータを送信する手段と、
を含む
請求項１記載の輻輳回避システム。
【請求項５】
コンテンツデータ配信時の輻輳を回避するネットワーク輻輳回避方法であって、
網サービスのユーザ拠点内に設置されコンテンツを送出する１台以上の送信側端末と、
前記網サービスのユーザ拠点内に視聴者毎に設置され、前記コンテンツを受信する受信端末と、
前記網サービスの提供者側の拠点内に設置され、前記コンテンツデータを格納したIPパケットを転送する１台以上のデータ転送装置と、
前記網サービスのユーザ拠点内に設置され、前記送信側端末または前記受信側端末をサブネットワークを介して接続し、さらに、該網サービスのユーザ拠点と前記網サービスの提供者側の拠点とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線を介して前記データ転送装置と接続される端末収容装置と、
いずれか１つの前記網サービスのユーザ拠点内の前記端末収容装置に前記サブネットワークを介して接続される通信品質管理装置と、
を有するシステムにおいて、
前記データ転送装置が、
当該データ転送装置内部に１つまたは複数個の仮想的なデータ転送ノード（以下、「論理ノード」と記す）を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が１台または複数台接続された物理ネットワーク上に論理ノードとそれらを接続する論理リンクの集合からなるネットワーク（以下、「仮想ネットワーク」と記す）を１つ、または複数個重畳して構築し、さらに、前記端末収容装置と物理的に直結されているデータ転送装置においては、自身の内部の論理ノードと該端末収容装置との間に該仮想ネットワーク毎に該仮想ネットワークに対応した論理リンクを構築することによって、論理ノードと、該論理ノード同士を接続する論理リンクと、該論理ノードと該端末収容装置を接続する論理リンクの集合によって構成されるネットワーク（以下、「論理ネットワーク」と記す）を形成していることを前提とし、
前記通信品質管理装置が、前記送信側端末を収容する各端末収容装置に対して、可用帯域測定指示を送出する可用帯域測定指示ステップと、
前記送信側端末を収容する端末収容装置が、前記通信品質管理装置からの前記可用帯域測定指示に基づいて、自装置と他の端末収容装置との間の論理ネットワークの可用帯域を測定するための試験パケットを、前記受信側端末を収容する端末収容装置に送信する可用帯域測定ステップと、
前記受信側端末を収容する端末収容装置が、前記送信側端末を収容する端末収容装置から送出された、前記試験パケットに基づいて、前記論理ネットワークの可用帯域を測定し、可用帯域情報を前記通信品質管理装置に通知する可用帯域情報通知ステップと、
前記通信品質管理装置が、前記受信端末を収容する端末収容装置から前記可用帯域情報を受信して、前記可用帯域が所定の余裕値以上となるように、前記送信側端末を収容する各端末収容装置における、送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする収容指示を、該送信側端末を収容する各端末収容装置に対して送出する収容変更指示ステップと、
前記送信側端末を収容する端末収容装置が、前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを動的に変更する収容ネットワーク変更ステップと、
を行うことを特徴とする輻輳回避方法。
【請求項６】
前記可用帯域測定指示ステップにおいて、
前記通信品質管理装置が、可用帯域の測定方法としてプローブパケットを用いるアクティブプローブパケット計測を用いる場合に、各送信側端末を収容する端末収容装置に対して、プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔を指示し、
前記可用帯域測定ステップにおいて、
前記送信側端末を収容する各端末収容装置が、前記通信品質管理装置から取得した前記プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔に基づいて、同期して相互に間隔を空けながら前記プローブパケットを送信し、
前記可用帯域情報通知ステップにおいて、
前記受信側端末を収容する端末収容装置が、前記送信側端末を収容する各端末収容装置から送信された前記プローブパケットを用いて、前記論理ネットワークにおける該送信側端末を収容する各端末収容装置から自装置までの伝送経路の可用帯域を測定する
請求項５記載の輻輳回避方法。
【請求項７】
データ送信側端末群に分散格納されているコンテンツ名の一覧、それぞれのコンテンツが格納されている送信側端末の一覧、および、各送信側端末がそれぞれのコンテンツのデータを送出する際のデータ送信ビットレートの情報を有するコンテンツデータベースと、
送信側端末を収容する端末収容装置の一覧、送信側端末の一覧、送信側端末を収容する端末収容装置が送信側端末の収容に用いているサブネットワークの一覧、該送信側端末と該送信側端末を収容する端末収容装置とサブネットワークとの対応、の情報を有するネットワークデータベースと、
を更に有するシステムにおいて、
前記収容変更指示ステップにおいて、
前記通信品質管理装置が、前記受信側端末を収容する端末収容装置から取得した前記可用帯域情報に基づいて、前記コンテンツデータベースと前記ネットワークデータベースを参照し、前記送信側端末を収容する論理ネットワークを決定し、前記送信側端末を収容する端末収容装置に対して、論理ネットワークへの収容指示を送信する
請求項５記載の輻輳回避方法。
【請求項８】
前記収容ネットワーク変更ステップにおいて、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、各送信側端末を接続しているサブネットワークのID、各論理ネットワークに対応する論理リンクのIDを対応づけたテーブルにおけるサブネットワークのIDと論理リンクのIDとの対応を決定し、その対応に基づいて前記各送信側端末の収容先の論理ネットワークに対応した論理リンクに対してデータを送信する
請求項５記載の輻輳回避方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク輻輳回避システム及び方法に係り、特に、IP(Internet Protocol)ネットワーク上で音声や映像などの通信品質の確保が必要なデータを伝送する際に、IPネットワーク上での通信品質劣化を回避するためにトラヒックを制御するネットワーク輻輳回避システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンテンツ配信などサーバ／クライアント型の通形態をとるアプリケーションにおいて、一人の視聴者がある１つのコンテンツを視聴する場合、通常は、当該コンテンツが格納された１台の送信サーバを始点、当該視聴者が使用する１台のクライアント端末を終点とするIPネットワーク上の１本の経路に沿ってデータの配送が行われる。このような１対１型の通信方式の場合、実時間での映像視聴など配送時間に制約があるアプリケーションにおいては、サーバからクライアントにいたるまでの当該経路の全ての部分で当該データの配送に必要なネットワークの帯域を確保して、一定のビットレートで安定したデータ配送を行えるようにする必要がある。しかし、配送データが大容量で大きな帯域を要する場合、上記のような帯域確保は容易ではなく、経路上で一箇所でも帯域確保ができない箇所が存在すると当該データの正常な配送はできない。
【０００３】
上記の問題を解決するために、１つのコンテンツを複数の物理的に異なる送信サーバ上の蓄積装置に分割保存する手法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。このような手法においては、コンテンツの再生時には上記の複数の送信サーバ（以下では、蓄積装置とそれを搭載するコンピュータとを合わせて送信サーバと呼ぶ）から当該コンテンツのデータが一斉に送信され、それらの複数のフローが１台の受信端末に対して配送される多対１型の通信方式がとられる。この通信方式を図１に示す。
【０００４】
同図に示すような多対１型の通信方式では、１台の送信サーバからは当該コンテンツの一部分のデータのみが送出され、IPネットワーク上でデータが徐々に集約されていき最終的に１台の受信端末へ当該コンテンツの全てのデータが集まる形となる。したがって、当該コンテンツを実時間再生する場合でも、IPネットワーク内の送信サーバに近い部分においてはコンテンツの一部分のデータを実時間配信できるだけの帯域があればよく、１対１型の通信方式の場合に比べてIPネットワーク内での帯域確保がし易くなるという利点がある。すなわち、送信サーバから受信端末までの全ての部分で必ずしも当該コンテンツ全体の実時間配信に必要な帯域を確保できなくても、IPネットワークの帯域リソースを面的に有効利用する形で当該コンテンツの実時間配信が行える場合がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Kunitake Kaneko, et al., " Content Espresso : A Global Secure Large File Sharing System for Media Industries," Proc. of the 13th ACIS International Conference on Software Engineering, Artifical Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD 2012), pp. 649-654, August 2012.
【非特許文献２】OPEN NETWORKING FOUNDATION, "OpenFlow Switch Specification Version 1.4.0 (Wire Protocol 0x05)," October 14, 2013.
【非特許文献３】E. Rosen, et al., "Multiprotocol Label Switching Architecture," RFC3031, January 2001.
【非特許文献４】中尾彰宏, "新世代ネットワーク構想におけるネットワーク仮想化, " 電子情報通信学会誌, Vol.94, No.5, pp.385 - 388, 2011.
【非特許文献５】G. Dommety, "Key and Sequence Number Extensions to GRE," RFC2890, September 2000.
【非特許文献６】長谷川和音, 他, "異速度パケットトレインペアを用いた可用帯域のアクティブ測定法の提案," 計測自動制御学会東北支部 第251回研究集会, No.251-4, 2009.
【非特許文献７】小澤洋司,沖田英樹,"複数VLANアクセスによるユーザ指向ネットワークシステムの検討",情報処理学会研究報告,2007-DSM-45(2), pp. 7-12, 2007.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多対１型の通信方式には前述のような利点がある。しかし、通信品質の確保を目的に、データ伝送を開始する前に帯域確保を実施しようとしたり、あるいは、ネットワーク上で輻輳や通信障害が発生している箇所を避けるために、データ伝送開始時に伝送経路を明示的に指定したり、データ伝送の最中に伝送経路を変更するようなトラヒックの配置制御を実施しようとすると、処理が複雑になるという問題がある。さらに、従来技術でこのような制御を行おうとすると網サービスの提供者側の装置の設定変更が必要になるという問題がある。以下に詳細を述べる。
【０００７】
IS-IS (Intermediate System to Intermediate System)やOSPF (Open Shortest Path First)などの一般的なIPの経路制御プロトコルで経路制御を行っている通常のIPネットワークでは、事前に設定されているネットワークの各リンクのメトリック値に依存してIPパケットの伝送経路が決まってしまい、それ以外の伝送経路を選択することはできない。そのため、通信品質の確保を目的に事前に帯域確保を行おうとしても、経路制御プロトコルによって決定される伝送経路において所望の帯域が確保できなければ伝送を開始することができない。したがって、通信品質を確保した通信を行うためには、帯域確保だけではなく、経路制御プロトコルとは独立して伝送経路を明示的に指定したり変更したりできるようなトラヒック配置制御が行えるネットワークが望ましい。そのような機能を実現する代表的な現行技術としては、Openflow（例えば、非特許文献２参照）や、MPLS (Multi Protocol Label Switching)（例えば、非特許文献３参照）がある。
【０００８】
以下、前記の背景技術の項で述べた多対１型の通信方式のトラヒックをこれらの現行技術で扱おうとした場合の問題点を述べる。
【０００９】
まず、Openflowについて述べる。図２に示すように、Openflowは、トラヒックデータの転送を行うOpenflowスイッチと、複数のOpenflowスイッチの動作を制御するOpenflowコントローラから成るネットワークシステム、および、その上で動作する制御方式を指す技術である。
【００１０】
Openflowスイッチは、「フローエントリ」の集合体であるフローテーブルを内部に持つ。フローエントリとは、受信トラヒックの「フロー」（イーサネット(登録商標)のフレームヘッダの内容、IPパケットに含まれる各種のヘッダの内容、入力物理ポート、の組み合わせによって定まる同じ属性を持つ通信の集合）と呼ばれる単位毎にそのフローに該当するパケットに対して実施する処理内容を記載したものである。処理内容としては、パケットの各種ヘッダの値の書き換え、VLANタグの付加や除去、および、パケットの指定物理ポートへの転送や廃棄、などがある。
【００１１】
Openflowスイッチは、パケットを受信すると、そのパケットの入力物理ポートや上述の各種ヘッダの内容を精査して該当するフローエントリを特定し、そのフローエントリに記載された処理内容を実行する。フローテーブルの内容はOpenflowコントローラから提供される。また、網内の全てのOpenflowスイッチのフローテーブルの内容は、基本的には１台のOpenflowコントローラによって集中制御される。
【００１２】
このように、Openflowは制御機構とデータ転送機構を分離した構造をとっているため、Openflowコントローラから一元的に、ネットワーク全体を俯瞰した柔軟な制御を実施することができる。したがって、前述のトラヒック配置制御も可能となる。
【００１３】
しかし、Openflowには帯域保証の機能が無いため、通信品質の確保は、伝送開始時に輻輳や障害が生じている箇所を避けるように伝送経路を設定したり、伝送途中で他のトラヒックの状況に応じて伝送経路を変更するトラヒック配置制御によって行う必要がある。
【００１４】
このようなトラヒック配置制御を行おうとした場合、Openflowには後述するMPLSのLSP (Label Switch Path)のようなパスに相当する技術要素がないため、エッジ部分で経路の異なるパスに乗り換える形での配置制御は行えず、網内のOpenflowスイッチのフローエントリの内容を書き換えるという操作が必要になる。そして、網を構成するOpenflowスイッチは網サービスの提供者側の設備であり、これを制御するOpenflowコントローラも網サービス提供者側の設備であるので、Openflowによるトラヒックの配置制御は全て網サービス提供者側の設備によって実現されるということになる。
【００１５】
しかし、網サービス提供者が網のユーザとは異なり、さらに網の上に多数のユーザを収容する場合、網サービス提供者が多数のユーザの個々のトラヒックの通信品質を意識しながらトラヒックの配置制御を行うことは、制御頻度の増大による網サービス提供者の設備の処理負荷の増大を招き、その結果、網全体の性能低下につながる危険がある。特に、多対１型の通信のようなフローの数が多くなる傾向にあるトラヒックを扱う場合はそのような危険が顕著になる。この観点から、ユーザの個々のトラヒックはユーザ自身の基準に基づきユーザ自身が制御できることが望ましい。しかし、Openflowではそれができない。
【００１６】
次にMPLS (Multi Protocol Label Switching)について説明する。MPLSは、IPパケットを、IPヘッダの宛先アドレスではなくパケットに新しく付与したMPLSヘッダの中にあるラベルの値に基づいてLSPと呼ばれるパス上でデータを伝送する技術である。
【００１７】
MPLSでは、IS-ISやOSPFを拡張した、ISIS-TE（Traffic Engineering）やOSPF-TEなどの経路制御プロトコルを用いることができる。これらの経路制御プロトコルでは、ネットワークの各リンクの帯域等に関する情報をルータから広報できるようにしている。MPLSでは、LSP(Label Switched Path)を張る際にこれらの情報を利用して経路を決定し、その経路に沿ったLSP構築のシグナリングを行うことにより、従来のIGP(Indicator Gateway Protocol)には引きずられない形の明示的な経路の指定が行える。この機能により、所望の帯域要件を満足する経路に沿ってトラヒックを配置することができる。また、LSP構築のシグナリングの際にそのLSPに対する帯域確保も行えるようになっている。
【００１８】
このような機能を持つMPLSであるが、前記背景技術の項で述べた多対１型の通信のトラヒックを、通信品質を確保しながら伝送しようとした場合、以下のような問題がある。
【００１９】
まず、通信品質を確保するために事前に帯域確保を行おうとしても、多対１型の通信では問題が発生する。MPLSで多対１型の通信トラヒックを扱う場合、複数の送信元を起源とする複数のLSPを途中でマージしながら全体で１つのLSPを構築する方法と（図３）、送信元から受信拠点まで１本に伸びるLSPの集合としてトラヒックを扱う方法（図４）とが考えられる。後者の場合、１本のLSPを１台のサーバのトラヒック毎に用意するか、あるいは、同一拠点の複数の送信サーバのトラヒックを１本のLSPにまとめるか、LSPの細分化の度合いには自由度がある。
【００２０】
前者の方法では、LSPの数の増加を抑えることができる反面、経路上の区間毎に必要となる帯域が異なるため、帯域確保の要求発行が難しくなる。後者の方法では、１台の送信サーバから送出されるトラヒックのビットレートが分かっていれば、LSPの細分化の度合いに依らずLSP毎に必要な帯域は容易に算出でき、１本のLSPに必要な帯域も区間に依らず一定であるため、帯域確保の要求発行は容易である。しかし、受信拠点の近くになるほど、１台のMPLSルータが扱うLSPの数が増え、帯域確保の実現に必要なハードウェア資源管理が複雑になる。
【００２１】
このように、MPLSにおいて多対１型の通信トラヒックを扱う場合に帯域確保を実現することは容易ではない。したがって、通信品質確保のためには、通信の途中で輻輳回避のために伝送経路を変更したり複数経路間でロードバランスを行うなどのトラヒックの配置制御が必要になる。
【００２２】
MPLSでは、一度構築したLSPの一部分の経路を変更したり、新しい経路を探索しながらLSPを新規に構築する操作は負荷が大きい。上記のような通信の途中でのトラヒックの再配置制御として一般に行われるのは以下の(1)、(2)の制御である。それぞれの概要を図５、および、図６に示す。
【００２３】
(1)予め用意しておいた経路が異なる別のLSPへトラヒックを乗り換える。
【００２４】
(2)LSPの入り口や分岐箇所でのロードバランスにおけるパケットの配分率を変える。
【００２５】
(1)の制御は、LER (Label Edge Router)と呼ばれるMPLSドメインのエッジ部分のルータ上でIPパケットとLSPとのマッピングを変更することで実現される。また、(2)の制御は、LER上でIPパケットを複数のLSPへ配分する比率や、MPLSドメイン内のLSR (Label Switch Router)と呼ばれるルータ上でラベル付きパケットを複数のLSPへ配分する比率を変更することで実現される。
【００２６】
MPLSにおいては、LSRだけではなくエッジに置かれるLERも網サービス提供者の設備となる。これは、LERとその直近のLSRとの間でMPLS関連の通信プロトコルが疎通できる必要があり、LERをユーザ拠点側に設置すると、足回り回線の種類によっては上記の通信プロトコルの疎通ができなくなるからである。
【００２７】
したがって、上記(1)、(2)のいずれの制御にも網サービス提供者の設備の設定変更が伴うことになり、Openflowの場合と同様の問題が発生する。
【００２８】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、網サービス提供者の設備の設定変更を行うことなく、IPネットワーク上でのコンテンツデータ配信の輻輳を回避することが可能なネットワーク輻輳回避システム及び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】
【００２９】
一態様によれば、コンテンツデータ配信時の輻輳を回避するネットワーク輻輳回避システムであって、
網サービスのユーザ拠点内に設置されコンテンツを送出する１台以上の送信側端末と、
前記網サービスのユーザ拠点内に視聴者毎に設置され、前記コンテンツを受信する受信端末と、
前記網サービスの提供者側の拠点内に設置され、前記コンテンツデータを格納したIPパケットを転送する１台以上のデータ転送装置と、
前記網サービスのユーザ拠点内に設置され、前記送信側端末または前記受信側端末をサブネットワークを介して接続し、さらに、該網サービスのユーザ拠点と前記網サービスの提供者側の拠点とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線を介して前記データ転送装置と接続される端末収容装置と、
いずれか１つの前記網サービスのユーザ拠点内の前記端末収容装置に前記サブネットワークを介して接続される通信品質管理装置と、
を有し、
前記データ転送装置は、
当該データ転送装置内部に１つまたは複数個の仮想的なデータ転送ノード（以下、「論理ノード」と記す）を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が１台または複数台接続された物理ネットワーク上に論理ノードとそれらを接続する論理リンクの集合からなるネットワーク（以下、「仮想ネットワーク」と記す）を１つ、または複数個重畳して構築し、さらに、前記端末収容装置と物理的に直結されているデータ転送装置においては、自身の内部の論理ノードと該端末収容装置との間に該仮想ネットワーク毎に該仮想ネットワークに対応した論理リンクを構築することによって、論理ノードと、該論理ノード同士を接続する論理リンクと、該論理ノードと該端末収容装置を接続する論理リンクの集合によって構成されるネットワーク（以下、「論理ネットワーク」と記す）を形成し、
前記受信側端末を収容する端末収容装置は、
送信側端末を収容する端末収容装置から送出された、自装置と他の端末収容装置との間の論理ネットワークの可用帯域を測定するための試験パケットに基づいて、前記論理ネットワークの可用帯域を測定し、可用帯域情報を前記通信品質管理装置に通知する可用帯域情報通知手段を有し、
前記通信品質管理装置は、
各送信側端末を収容する端末収容装置に対して、可用帯域測定指示を送出する可用帯域測定指示手段と、
前記受信端末を収容する端末収容装置から前記可用帯域情報を受信して、前記可用帯域が所定の余裕値以上となるように、前記送信側端末を収容する各端末収容装置における、送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする収容指示を、該送信側端末を収容する各端末収容装置に対して送出する収容変更指示手段と、
を有し、
前記送信側端末を収容する端末収容装置は、
前記通信品質管理装置からの前記可用帯域測定指示に基づいて前記試験パケットを、前記受信側端末を収容する端末収容装置に送信する可用帯域測定手段と、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを動的に変更する収容ネットワーク変更手段と、を有する輻輳回避システムが提供される。
【発明の効果】
【００３０】
一態様によれば、ユーザ拠点の装置の操作と設定変更だけで、事前に用意したトポロジーが異なる複数の論理ネットワークを使い分けることによる、多対1型の通信におけるトラヒックの再配置が可能である。したがって、前記［発明が解決しようとする課題］に述べた、網サービス提供者の設備の制御頻度の増大による同設備の処理負荷の増大、および、それによって引き起こされる網全体の性能低下の危険性という、既存技術が有する課題を解決できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の多対１型の通信方式の説明図。
【図２】従来技術であるOpenflowの概要を説明するための図。
【図３】従来技術のMPLSにおいてLSPのマージにより多対１の通信を実現する例。
【図４】従来技術のMPLSにおいてPoint-to-pointのLSPにより多対１の通信を実現する例。
【図５】従来技術のMPLSにおいてトラヒックを他のLSPへ乗り換える制御を説明するための図。
【図６】従来技術のMPLSにおけるパケット配分率の変更制御を説明するための図。
【図７】本発明の一実施の形態におけるネットワーク輻輳回避システムの物理構成例。
【図８】本発明の一実施の形態における論理ネットワークの定義を説明する図。
【図９】本発明の一実施の形態における輻輳回避を目的に論理ネットワークを設計する方法を説明する図。
【図１０】本発明の一実施の形態における可用帯域の測定とそれに基づく論理ネットワークの切り替え動作を説明するための図。
【図１１】本発明の一実施の形態におけるネットワーク輻輳回避システムの構成例。
【図１２】本発明の一実施の形態におけるデータ転送装置と端末収容装置から成る物理ネットワーク部分とその上に構築される論理ネットワークの詳細を示す図。
【図１３】本発明の一実施の形態における仮想ネットワークインタフェースと実ネットワークインタフェースの対応、および、仮想ネットワーク同士の対応（論理リンク）の管理方式を説明するための図。
【図１４】本発明の一実施の形態におけるデータ転送装置と端末収容装置から成る物理ネットワーク部分とその上に構築される論理ネットワークの詳細について、設定値の例を記載した図。
【図１５】本発明の一実施の形態におけるIPパケットの形式と転送方法を説明するための図。
【図１６】本発明の一実施の形態における端末収容装置とデータ転送装置との接続を説明するための図。
【図１７】本発明の一実施の形態における端末収容装置の内部構成例。
【図１８】本発明の一実施の形態における端末収容装置の収容ネットワーク変更部と経路設定管理部の構成例。
【図１９】本発明の一実施の形態における端末収容装置の可用帯域測定部の構成例。
【図２０】本発明の一実施の形態における端末収容装置上の経路情報広報プロセスが端末を接続しているVLAN回線に関する経路情報を論理ネットワークに対して広報する手順のフローチャート（その１）。
【図２１】本発明の一実施の形態における端末収容装置上の経路情報広報プロセスが端末を接続しているVLAN回線に関する経路情報を論理ネットワークに対して広報する手順のフローチャート（その２）。
【図２２】本発明の一実施の形態における端末収容装置が端末から送信されたパケットをバックボーン側の論理ネットワークへ出力する手順のフローチャート（その１）。
【図２３】本発明の一実施の形態における端末収容装置が端末から送信されたパケットをバックボーン側の論理ネットワークへ出力する手順のフローチャート（その２）。
【図２４】本発明の一実施の形態における端末収容装置がバックボーン側の論理ネットワークから受信したパケットを端末へ転送する手順のフローチャート。
【図２５】本発明の一実施の形態における管理用論理ネットワークを構築する手順のフローチャート。
【図２６】本発明の一実施の形態におけるコンテンツ配信処理の手順のフローチャート。
【図２７】本発明の一実施の形態におけるデータ伝送用論理ネットワークを構築する手順のフローチャート。
【図２８】本発明の一実施の形態におけるコンテンツ配信処理のフローチャート。
【図２９】本発明の一実施の形態におけるコンテンツ配信を開始するまでに各装置間で送受信される制御信号を示した図。
【図３０】本発明の一実施の形態における図２９の各制御信号に付与されるデータの一覧。
【図３１】本発明の一実施の形態における通信品質管理装置が各送信サーバの最初の収容先の論理ネットワークを決定するフローチャート。
【図３２】本発明の一実施の形態における通信品質管理装置が各論理ネットワークの可用帯域情報に基づいて各送信サーバの収容先の論理ネットワークを変更する手順のフローチャート（その１）。
【図３３】本発明の一実施の形態における通信品質管理装置が各論理ネットワークの可用帯域情報に基づいて各送信サーバの収容先の論理ネットワークを変更する手順のフローチャート（その２）。
【図３４】本発明の一実施の形態におけるコンテンツ配信を完了する際に各装置間で送受信される制御信号を示した図。
【図３５】本発明の一実施の形態における図３４の各制御信号に付与されるデータの一覧。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
まず、本発明の概要を説明する。
【００３４】
図７は、本発明の一実施の形態におけるネットワーク輻輳回避システムの物理構成例である。
【００３５】
同図に示すシステムは、物理ネットワークの上に複数の異なる論理ネットワークを重畳して構築する機能を有し、複数のユーザ拠点１００１〜１００３、２００１〜２００３の端末収容装置１２０、２１０が足回り回線１０１，１０２を介して網サービス提供者側拠点２０に接続されている。同図において、ユーザ拠点１００１〜１００３を送信側とし、ユーザ拠点２００１〜２００３を受信側として説明する。
【００３６】
網サービスの各ユーザ拠点１００，２００に設置される端末収容装置１２０，２２０は、当該ユーザ拠点１００，２００と網サービス提供者側拠点２０とを接続する一般の物理的なIPネットワークである足回り回線１０１，１０２によって１つ以上のデータ転送装置３００と接続される。
【００３７】
送信拠点１００、受信拠点２００は、端末１１０、受信端末２１０と、これらの端末１１０，２１０の接続に用いられる１つ以上のサブネットワーク１０１〜１０４、２０１〜２０３を収容する。
【００３８】
端末収容装置１２０，２２０は、網サービスのユーザの拠点１００，２００内に設置され、当該ユーザ拠点１００，２００と網サービス提供者側拠点２０とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線１０１，１０２によって１つ以上のデータ転送装置３００と接続される。端末収容装置１２０，２２０は、ユーザの拠点１００，２００内の端末１１０，２１０との接続に用いられるサブネット１０１〜１０４、２０１〜２０３を収容し、データ転送装置３００の上に構成された仮想ネットワークに１対１に対応する論理リンクを、データ転送装置３００との間の足回り回線１０１，１０２上にIPヘッダによるカプセル化技術に基づいて構築し、仮想ネットワークとその仮想ネットワークに接続された自身の端末収容装置１２０，２２０や他の端末収容装置が有する論理リンクの集合によって構成される論理ネットワークを形成する。そして、端末収容装置１２０は、後述の通信品質管理装置１５０からの指示に基づいて、ユーザ拠点内の端末１１０を収容しているそれぞれのサブネットワーク１０１〜１０４について、そのサブネットワーク内の端末１１０がデータの送受信を行うことができる論理ネットワークを動的に変更する機能（後述する「収容ネットワーク変更部」）と、各論理ネットワーク内における自身の端末収容装置１２０と他の端末収容装置２２０との間のデータ転送経路の可用帯域の値を、一般にアクティブ計測と呼ばれる、プローブパケットを用いる測定方法によって測定する。さらに、そのプローブパケットの送信動作については後述する通信品質管理装置１５０から指示された時刻から指示された時間間隔で実施する機能(後述する「可用帯域測定部」)を有する。
【００３９】
ユーザ拠点１００３の通信品質管理装置１５０は、いずれか１つの送信拠点の端末収容装置１２０に他の端末と同様にサブネットワーク１０５を介して接続され、送信拠点の端末１１０を収容する１つ以上の送信拠点の端末収容装置１２０内の可用帯域測定部に対してアクティブ計測のプローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔を指示する機能と、各送信拠点の端末収容装置１２０の可用帯域測定部から論理ネットワーク毎の可用帯域の値を受信する機能と、各送信拠点の端末収容装置１２０が収容する端末１１０を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを随時決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする指示を、前記の送信拠点の端末収容装置１２０へ発行する機能を有する。
【００４０】
ユーザ拠点１００３のコンテンツデータベース１３０は、いずれか１つの送信拠点の端末収容装置１２０に他の端末と同様にサブネットワーク１０５を介して接続され、データ送信側の端末群に分散格納されているコンテンツ名の一覧、それぞれのコンテンツが格納されているデータ送信側の端末１１０の一覧、および、各データ送信側の端末１１０がそれぞれのコンテンツのデータを送出する際のデータ送信ビットレートの情報を格納する。
【００４１】
ユーザ拠点１００３のネットワークデータベース１４０は、いずれか１つの送信拠点の端末収容装置１２０に他の端末と同様にサブネットワーク１０５を介して接続され、ユーザ拠点の各端末１１０を収容している送信拠点の端末収容装置１２０の一覧、端末の一覧、送信拠点の端末収容装置１２０が端末１１０の収容に用いているサブネットワークの一覧、各端末１１０とそれを収容している送信拠点の端末収容装置１２０とサブネットワークとの対応、の情報を格納する。
【００４２】
網サービス提供者側拠点２０は、複数のデータ転送装置３００を有する。
【００４３】
データ転送装置３００は、自身が複数台接続された物理ネットワーク上でのパケット転送機能以外に、内部に複数個の仮想的なデータ転送ノード（論理ノード）を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が複数台接続された物理ネットワーク上に複数の異なる仮想ネットワークを重畳して構築する機能と、自身の内部の倫理ノードと後述する送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０との間に上記の仮想ネットワーク毎にそれに対応した論理リンクをIPヘッダによるカプセル化技術に基づいて構築する機能を有する。
【００４４】
上記の各データ転送装置３００は、物理ネットワークの上に、相互に干渉しない独立した仮想的なネットワークである論理ネットワークを多数重畳して作成する機能を有する。この論理ネットワークについて、本発明で想定する構造を図８に示す。１つの論理ネットワークは、仮想的なデータ転送ノードである論理ノードと、論理ノード同士、あるいは、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０と論理ノードとを論理的に接続する論理リンクによって構成されるものとする。
【００４５】
図８の例で説明すると、同図中の「論理ネットワーク１」は、仮想的なデータ転送ノードである「論理ノード１」〜「論理ノード４」、これらの論理ノード同士を論理的に接続する「論理リンク２〜４」、及び、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０と論理ノードとを論理的に接続する「論理リンク１」、「論理リンク５」により構成されている。また、「論理ネットワーク２」は、仮想的なデータ転送ノードである「論理ノード５」〜「論理ノード８」、これらの論理ノード同士を論理的に接続する「論理リンク７」〜「論理リンク９」及び、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０と論理ノードとを論理的に接続する「論理リンク６」と「論理リンク１０」により構成されている。
【００４６】
１つの論理ノードは、１台のデータ転送装置３００の上にソフトウェアモジュールとして生成される仮想的なノードであり、通常のIPルータと同様のデータ転送機能を有する。図８の例で説明すると、「論理ネットワーク１」の「論理ノード１」〜「論理ノード４」は、それぞれ「データ転送装置１」〜「データ転送装置４」の上に生成されており（図８では、各論理ノードとそれらを生成するデータ転送装置を点線で結んでいる）、「論理ネットワーク２」の「論理ノード５」〜「論理ノード８」は、それぞれ「データ転送装置５，６，３，４」の上に生成されている。
【００４７】
１本の論理リンクは、データ転送装置３００同士、あるいは、データ転送装置３００と送信拠点の端末収容装置１２０、受信拠点の端末収容装置２２０との間を物理的に接続する物理回線上に生成される仮想的なリンクである。論理ノード同士を接続する論理リンクは、その両端の論理ノードが存在するデータ転送装置３００間を接続するいずれか１本の物理回線の上に生成される。また、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０と論理ノードとを接続する論理リンクは、その送信拠点の端末収容装置１２０と当該論理ノードが存在するデータ転送装置３００とを接続する物理回線（本発明では、送信拠点の端末収容装置１２０、受信拠点の端末収容装置２２０とデータ転送装置３００とを接続する物理回線を「足回り回線」と呼ぶ）の上に生成される。
【００４８】
図８の例で、説明すると、「論理ネットワーク1」の「論理リンク1」は、「端末収容装置1」と「データ転送装置1」とを接続する「物理回線1」上に生成されている。また、「論理リンク2」は、「データ転送装置2」と接続する「物理回線2」の上に生成されている。「論理リンク3」〜「論理リンク5」は、それぞれ「物理回線3」〜「物理回線5」上に生成されている。「論理ネットワーク2」についても同様に、「論理リンク6」〜「論理リンク10」は、それぞれ「物理回線6，7，9，4，5」の上に生成されている。
【００４９】
なお、データ転送装置３００については、上記のような論理ネットワークの作成機能を有するものであれば既存の流用でもよく、論理ネットワーク、すなわち、論理ノードや論理リンクの具体的な実現方法についても本発明では特定の方法を前提にはしない（本発明におけるデータ転送装置として流用可能な例として、例えば、非特許文献４のシステムが挙げられる）。さらに、データ転送装置３００間を接続する物理回線の実現技術についても、IPパケットの疎通ができるものであればよく、特定のものを前提にはしない。
【００５０】
送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０とデータ転送装置３００とを接続する物理回線、すなわち、図７に示した足回り回線１０１，１０２については、特殊な機能は想定せず、IPパケットの疎通ができることを唯一の条件とする。
【００５１】
そして、データ転送装置３００は、この足回り回線１０上で、IPヘッダによるパケットのカプセル化が可能な技術を使用して、論理ネットワークに対応した論理リンクを構築する。カプセル化技術としてGRE（例えば、非特許文献５参照）のような、カプセリングされるパケットのフローを識別するキーを有するような技術を使用し、それぞれの論理ネットワーク内で送受されるパケットをカプセル化する際に、このキーを論理ネットワークの識別子として流用することで、論理ネットワークに対応した仮想的なリンクを実現する。
【００５２】
本発明では、上記のネットワーク輻輳回避システムにおいて、背景技術の項に記した多対１型の通信における複数の送信側の端末を複数の異なる論理ネットワークに適宜分割して収容する。さらに、それぞれの論理ネットワークにおける送信拠点１００から受信拠点２００までのデータ伝送経路の可用帯域の変化に応じて、ユーザ拠点内に設置された前記の送信拠点の端末収容装置１２０の設定変更によってそれぞれの送信サーバの収容先の論理ネットワークをデータの通信途中で動的に変更することでデータの伝送経路を変更し、ネットワークの輻輳箇所、すなわち、可用帯域が不足している伝送経路を含む論理ネットワーク回避して通信品質の確保を図ることを特徴とする。
【００５３】
上記を実現するための論理ネットワークの設計方法について、図９を参照しながら説明する。
【００５４】
多対１型の通信において可用帯域の変化に応じて送信側の端末が属する論理ネットワークを動的に変更しながら通信を行えるようにするため、送信拠点１００毎に、その拠点の送信拠点の端末収容装置１２０から受信拠点の端末収容装置２２０に至る経路が存在する論理ネットワークが１つ以上存在するように論理ネットワークを用意する。図９の例では、「送信側端末収容装置1」が「論理ネットワーク1」と「論理ネットワーク2」に含まれ、「送信側端末収容装置2」が「論理ネットワーク2」と「論理ネットワーク3」に含まれ、「送信側端末収容装置3」が「論理ネットワーク4」と「論理ネットワーク5」に含まれている。
【００５５】
図９の例では、どの論理ネットワークにおいても、接続されている全ての送信拠点の端末収容装置から受信拠点の端末収容装置へ至る経路が存在するため、それぞれの送信拠点の端末収容装置は、接続されている論理ネットワークのどれを用いても受信拠点へデータを伝送することができる。したがって、「送信側端末収容装置1」は、自身が収容している送信側の端末群から送出されるデータを、トラヒックの状況に応じて「論理ネットワーク1」と「論理ネットワーク2」に適切に配分しながら通信を行うことができる。同様に「送信側端末収容装置2」は「論理ネットワーク2」と「論理ネットワーク3」を、「送信側端末収容装置3」は「論理ネットワーク4」と「論理ネットワーク5」を使用することができる。
【００５６】
また、図９の「論理ネットワーク2」のように、１つの論理ネットワークに複数の送信拠点の端末収容装置（ここでは「送信側端末収容装置1」と「送信側端末収容装置2」）を接続して、それらが同じ当該論理ネットワークを使うようにしても構わない。
【００５７】
また、論理ネットワークのトポロジーについて、その論理ネットワークに接続されたある１つの送信拠点の端末収容装置１２０から受信拠点の端末収容装置２２０へ至る経路の候補がその論理ネットワーク内で一意に定まるトポロジである必要はなく、複数の経路の候補が存在するようなトポロジの論理ネットワークを構築しても構わない。複数の経路の候補が存在するようなトポロジであっても、その論理ネットワーク内で通常の経路制御プロトコルを稼働させた場合、それによって最適な経路と判定されるただ１つの経路だけが実際のデータ伝送時に使用されるためである。
【００５８】
図９の例では、「論理ネットワーク5」が送信拠点の端末収容装置１２０から受信拠点の端末収容装置２２０へ至る複数の経路を有するネットワークとなっているが、実際にはこの論理ネットワーク内で稼働している経路制御プロトコルによって１つの経路のみが選択され使用される。
【００５９】
また、ある送信側の端末１１０の収容先の論理ネットワークを別のネットワークに切替えても実際のデータの伝送経路が変化せず、論理ネットワークの切替えがトラヒックの再配置手段として機能しなくなることを防ぐために、送信拠点の端末収容装置から受信拠点の端末収容装置へ至るまでの伝送経路が論理ネットワーク毎に異なることが明確であるような設計を行うことが望ましい。図９の例では、「論理ネットワーク1」と「論理ネットワーク2」について、「送信側端末収容装置1」から「受信側端末収容装置」へ至る経路はそれぞれただ１つであり、しかも、それらは異なる経路を成している。このため、「送信側端末収容装置1」は、送信サーバの収容先論理ネットワークの切替えのみでトラヒックの再配置を確実に行うことができる。「送信側端末収容装置2」、および、「送信側端末収容装置3」についても同様のことが言える設計となっている。
【００６０】
以上がデータ伝送に用いる論理ネットワークの設計方法の説明である。
【００６１】
なお、論理ネットワークについては、データ伝送用のものとは別に、全ての送信拠点の端末収容装置１２０と受信拠点の端末収容装置２２０とを接続する管理用の論理ネットワークを１つ構築する。この論理ネットワークは、後述する通信品質管理装置１５０と各端末収容装置１２０，２２０との通信用に用いる。
【００６２】
また、それぞれの論理ネットワークの上では、多くの場合、上記の多対１型通信のコンテンツ配信以外のトラヒックも合わせて重畳することを想定しており、これにより多対１型通信で使用している伝送経路の可用帯域が変動することを前提としている。
【００６３】
図１０は、本発明の一実施の形態における可用帯域の測定とそれに基づく論理ネットワークの切り替え動作を説明するための図である。以下では、上記のユーザ拠点１００１〜１００３の端末１１０を、コンテンツを送信する送信サーバとして説明する。
【００６４】
上記のように設計し構築した論理ネットワークに対し、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０内の可用帯域測定部１２１，２２１を用いて、データ伝送に用いるデータ転送用論理ネットワーク３０毎に、そのデータ転送用論理ネットワーク３０内での送信拠点の端末収容装置１２０から受信拠点の端末収容装置２２０に至るデータ伝送経路上での可用帯域を測定する。そして、この測定値に基づいて、通信開始時にそれぞれの送信サーバ１１０を収容するデータ転送用論理ネットワーク３０を決定したり、あるいは、通信の実行中に送信サーバ１１０を収容するデータ転送用論理ネットワーク３０を変更したりする制御を行う。
【００６５】
可用帯域の測定方法には、網サービス提供者側の装置やその操作を必要としない、アクティブ計測（例えば、非特許文献６参照）と呼ばれる技術を用いる。これは、プローブパケットと呼ばれる試験用パケットをネットワークに送出し、それらが受信拠点２００に到達した時の品質状況から判断して、プローブパケットが経由した伝送経路の可用帯域を推定する方法である。
【００６６】
本発明では、各送信拠点の端末収容装置１２０内の可用帯域測定部１２１から、その送信拠点の端末収容装置１２０が接続されていて、当該コンテンツ配信に使用する全ての論理ネットワーク３０に対してプローブパケットを送出する。そして、それらを受信した受信拠点の端末収容装置２２０内の可用帯域測定部２２１は、推定した各論理ネットワーク３０の可用帯域の値を通信品質管理装置１５０へ管理用論理ネットワーク７０を介して通知する。
【００６７】
このとき、複数の送信拠点の端末収容装置１２０から送出されたプローブパケットがその伝送途中に、ネットワークの内部、特に受信拠点近くの狭い部分に集中してプローブパケット自体がネットワークの帯域を圧迫することがないように、各送信拠点の端末収容装置１２０の可用帯域測定部１２１の動作を同期させ、相互に間隔を空けてプローブパケットを送出する。
【００６８】
受信拠点の端末収容装置２２０から上記の通知を受けた送信拠点１００の通信品質管理装置１５０は、通知された各データ転送用論理ネットワーク３０の可用帯域の値と各送信サーバ１１０から送出されるコンテンツデータのビットレートの値に基づいて、各論理ネットワーク３０の伝送経路の可用帯域が予め定めた余裕値以上残るように、各送信サーバ１１０を収容するデータ転送用論理ネットワーク３０を決定する。そして、各送信サーバ１１０を所望のデータ転送用論理ネットワーク３０へ収容するための収容制御通知を各送信拠点の端末収容装置１２０へ送信する。この通知にも前述の管理用論理ネットワーク７０を用いる。
【００６９】
なお、通信品質管理装置１５０は、これらの制御の実行に必要なコンテンツデータのビットレート、コンテンツ配信に関わる送信サーバ１１０，受信端末２１０と送信拠点の端末収容装置１２０、受信拠点の端末収容装置２２０の一覧情報、および、送信拠点の端末収容装置１２０、受信拠点の端末収容装置２２０が送信サーバ１１０，受信端末２１０の収容に用いているサブネットワーク１０１〜１０４の識別子の情報をコンテンツデータベース１３０とネットワークデータベース１４０から収集する。
【００７０】
通信品質管理装置１５０から上記の収容制御通知を受けた各送信拠点の端末収容装置１２０は、送信拠点の端末収容装置１２０内の収容ネットワーク変更部１２２を用いて、各送信サーバ１１０を指示されたデータ転送用論理ネットワーク３０へ収容する。具体的には、収容ネットワーク変更部１２２に、各送信サーバを接続しているサブネットワークのIDと、各データ転送用論理ネットワーク３０に対応する論理リンク４０のIDとを対応づけるサブネットワークと論理リンクの対応表テーブル１２３を持たせ、その対応表テーブル１２３の内容を上記の制御通知の内容に基づいて設定することにより両者の対応関係を管理する。
【００７１】
送信拠点の端末収容装置１２０は、各送信サーバ１１０から送信されたデータをデータ転送装置３００へ転送する際に上記のサブネットワークと論理リンクの対応表テーブル１２３を参照し、その送信サーバ１１０の収容先の論理ネットワーク３０に対応した論理リンク４０に対してデータを送信する。これにより、可用帯域測定結果に基づいて決定された所望のデータ転送用論理ネットワーク３０へデータが転送され、ネットワーク上の輻輳箇所を回避した通信が可能となる。
【００７２】
以下に、図１１に示すネットワーク輻輳回避システムの物理構成に基づいて、詳細に説明する。なお、図７と同一構成部分には同一符号を付す。
【００７３】
図１１に示すネットワーク輻輳回避システムは、コンテンツの送信サーバ１１０１〜１１０n、コンテンツを受信する受信端末２１０、送信サーバ１１０１〜１１０nを収容する送信拠点の端末収容装置１２０１〜１２０n，受信端末２１０を収容する受信拠点の端末収容装置２２０、データ転送装置３００１〜３００８、通信品質管理装置１５０、コンテンツデータベース１３０、および、ネットワークデータベース１４０を有する。
【００７４】
送信拠点の端末収容装置１２０は、その内部に可用帯域測定部１２１、収容ネットワーク変更部１２２を有する。また、受信拠点の端末収容装置２２０も同様の構成を有するものとする。これらの機能は、コンピュータが所定のプログラムを実行することで実現される。
【００７５】
また、通信品質管理装置１５０と送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０は、NTP(Network Time Protocol)によって、外部もしくは本輻輳回避システム内に設置したNTPサーバ（図示せず）と時刻同期を行っているものとする（NTPサーバの設置方法、および、NTPサーバとの接続方法については規定しない）。
【００７６】
本実施形態の説明においては、N箇所の送信拠点に分散する送信サーバ１１０１〜１１０nに分割して保存された１つのコンテンツデータを１箇所の受信拠点２００の受信端末２１０へ配信する例を用いる。分割保存されたコンテンツデータは、データ転送装置３００が接続されたネットワーク上をIPパケットの形で伝送され、１箇所の受信拠点２００に設置された受信端末２１０に集まる。IP層の上位のトランスポート層にはUDP(User Datagram Protocol)を使用し、トランスポート層によるパケット順序の整列や伝送レート制御は行われず、受信端末２１０には、複数の送信拠点からIPパケットが順不同に到達する。受信端末２１０は、これらのIPパケットを内部でバッファリングし、当該コンテンツを構成する然るべき順序に整列させ再生する。
【００７７】
データ転送装置３００は、網サービス提供者側拠点２０に設置される装置である。また、データ転送装置３００以外の構成要素は全て、送信拠点１００か受信拠点２００に設置される。全ての送信拠点１００、および、受信拠点２００は網サービスのユーザ側の拠点である。これらのユーザ側の拠点と、データ転送装置３００の集合が構成する物理的なネットワーク（以下、バックボーンネットワークと呼ぶ）との間は足回り回線１０１，１０２で接続されている。この足回り回線１０１，１０２はIPパケットの疎通が可能なネットワークであればよく、それ以外の要件はない。
【００７８】
データ転送装置３００は、それ自身の集合が構成する物理的なバックボーンネットワーク及び、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０との接続に用いられる足回り回線１０１，１０２からなる物理ネットワークの上に、前述した構造を持つデータ転送用論理ネットワーク３０を多数重畳し、かつ、相互に干渉しない独立したネットワークとしてこれらを作成する機能を有する。
【００７９】
＜物理ネットワーク＞
図１２は、本発明の一実施の形態におけるデータ転送装置と端末収容装置からなる物理ネットワーク部分とその上に構築される論理ネットワークを実現するためのリソースの詳細を示す。以下、同図に基づいて物理ネットワークと論理ネットワーク３０の詳細を説明する。
【００８０】
まず、物理ネットワークの構成について説明する。
【００８１】
データ転送装置３００や送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０は、物理的なネットワークインタフェースを有しており、これを「実ネットワークインタフェース」と呼ぶ。これらのインタフェースには、IPアドレス、および、リンクレイヤのMAC(Media Access Control)アドレスが付与されており、それぞれ「物理IPアドレス」、「物理Macアドレス」と呼ぶ。これらのアドレスの値はすべて重複なく一意である。
【００８２】
網サービスのユーザ側の拠点に設置される送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０は、足回り回線１０１，１０２を介して物理的にデータ転送装置３００と接続される。この足回り回線１０１，１０２は、ユーザ側の古典と、データ転送装置３００が置かれる網サービス提供者側拠点２０とを接続可能な回線で、IPパケットの疎通ができればよい。また、データ転送装置３００同士を接続する物理ネットワークも同様にIPパケットの疎通ができればよい。
【００８３】
＜論理ネットワーク＞
次に、物理ネットワークの上に構築されるデータ転送用論理ネットワーク３０について説明する。
【００８４】
データ転送用論理ネットワーク３０は、前述したように、仮想的なデータ転送ノードである論理ノードと、論理ノード同士、あるいは、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０と、論理ノードとを論理的に接続する論理リンク４０によって構成される。本実施の形態においては、１つの論理ノードは具体的には、１台のデータ転送装置３００上のVM (Virtual Machine)として実現するものとする。また、１つの論理ネットワークの中では、１台のデータ転送装置３００の中には最大でも１つしか論理ノードを生成しないこととする。
【００８５】
この論理ノードは、同じデータ転送用論理ネットワーク３０に属する他の論理ノードや送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０との間でIPパケットの送受信を行うことができるものとする（この機能はVMのソフトウェアとして実現する）。論理ノードや送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０が論理ネットワーク３０上でパケットの送受信を行う場合、仮想的なネットワークインタフェース（以下、仮想ネットワークインタフェースと呼ぶ。一般的な仮想マシンにおいてその実現が可能である）を介してパケットの送受信を行うものとする。この仮想ネットワークインタフェースには、IPアドレス及び、リンクレイヤのMacアドレスが付与されており、それぞれ論理IPアドレス、論理Macアドレスと呼ぶ。これらのアドレスの値は当該データ転送用論理ネットワーク３０内で一意であればよく、異なる論理ネットワーク間では重複があってもよいものとする。
【００８６】
そして、この仮想ネットワークインタフェースは、図１２に示すように、１つの実ネットワークインタフェースに紐づけられ、さらに、同じ論理ネットワークに属する他の論理ノードや送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０が有する別の仮想ネットワークインタフェースと１対１に対応づけられる（ただし、物理ネットワークで直接接続されている実ネットワークインタフェース同士に紐づけられた仮想ネットワークインタフェース同士のみ対応づけが可能であるとする）。
【００８７】
そして、すべての仮想ネットワークインタフェースは１つの実ネットワークインタフェースに紐づけられているため、上記の仮想ネットワークインタフェース同士の１対１の対応に応じて実ネットワークインタフェース実ネットワークインタフェース同士の１対１の対応も決まり、その結果、それらの間でデータ伝送が行われる際の物理ネットワーク上でのデータ伝送経路もその物理ネットワーク上で動作している経路制御方式の下に一意に決まる。すなわち、本実施の形態の論理ネットワーク３０における論理リンク４０とは、上記の仮想ネットワークインタフェース同士の１対１の対応と、それによって定まるそれらの間のデータ伝送経路とで形成される論理ネットワーク内の１本の仮想的な通信リンクのことである。
【００８８】
上記の仮想ネットワークインタフェースと実ネットワークインタフェースの対応、および、仮想ネットワーク同士の対応を、図１３に示す、データ転送装置、および、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０の内部の管理表により管理する。仮想ネットワークインタフェース管理表と対向実インタフェース管理表は、装置内に構築されているデータ転送用論理ネットワーク３０毎に保有する。実ネットワークインタフェース管理表は装置内に１つだけ保有する。
【００８９】
図１３の上段の（a）,（b）,（c）は、図１２の「データ転送装置１」の内部に保有されている管理表の例で、図１３の下段の（d）,（e）,（f）は、図１２の「データ転送装置2」内部に保有されている管理表の例である。なお、表中の各項目の設定値は、図１４に示した例に基づいている。
【００９０】
仮想ネットワークインタフェース管理表(図１２（a）,（d）)は、「データ転送装置1」「データ転送装置2」上の論理ノードや「端末収容装置1」、「端末収容装置2」が当該データ転送用論理ネットワーク３０内に有する仮想ネットワークインタフェースに関する情報を保持する。具体的には、各仮想ネットワークインタフェースをIDで識別し、各インタフェースに付与された論理IPアドレスと論理Macアドレス、当該インタフェースに対応する論理リンクID、および、当該インタフェースが紐づけられている自装置の実ネットワークインタフェースIDを保持する。
【００９１】
実ネットワークインタフェース管理表（図１２（b）,（e））は、当該データ転送装置３００の実ネットワークインタフェースに関する情報を保持する。具体的には、各実ネットワークインタフェースをIDで識別し、各インタフェースに付与された物理IPアドレスと物理Macアドレスを保持する。
【００９２】
図１４の例では、「データ転送装置1」は、IDが「1」で物理IPアドレスが「192.168.2.1」、および、IDが「2」で物理IPアドレスが「192.168.3.1」の2つの実ネットワークインタフェースを有している。また、「データ転送装置2」は、IDが「1」で物理IPアドレスが「192.168.4.2」、および、IDが「2」で物理IPアドレスが「192.168.5.2」の2つの実ネットワークインタフェースを有している。図１３（b）,（e）の実ネットワークインタフェース管理表にはこれらの値が記録されている（物理Macアドレスの値については省略している）。
【００９３】
また、図１４の例において、「データ転送装置1」内の「論理ネットワーク1」に属する論理ノードは、IDが「1」の実ネットワークインタフェースに紐づけられた、IDが「1」の仮想ネットワークインタフェース、および、IDが「2」の実ネットワークインタフェースに紐づけられた、IDが「2」と「3」の仮想ネットワークインタフェースを有している。また、「データ転送装置2」内の「論理ネットワーク1」に属する論理ノードは、IDが「1」の実ネットワークインタフェースに紐づけられた、IDが「1」の仮想ネットワークインタフェースを有している。図１３（a）,（d）の仮想ネットワークインタフェースの管理表には、これらの仮想インタフェースのIDと、それぞれの仮想インタフェースが紐づけられている実ネットワークインタフェースのID（対応する自装置の実ネットワークインタフェースIDの欄）が記録されている（論理IPアドレスと論理Macアドレスの値については省略している）。このように、仮想ネットワークインタフェースと実インタフェースとの対応は仮想ネットワークインタフェース管理表によって管理される。
【００９４】
同じく図１４に示すように、「データ転送装置1」と「データ転送装置2」の間では、それぞれのIDが「2」と「1」の仮想ネットワークインタフェース同士が対応づけられており、この対応から成る論理リンクに対してID「 0x5232000b」（GREキー）が付与されている。このGREキーの値は、図１３の、「データ転送装置1」の仮想ネットワークインタフェース管理表の仮想ネットワークインタフェースIDが「2」のエントリ、および、「データ転送装置2」の仮想ネットワークインタフェース管理表の仮想ネットワークインタフェースIDが「1」のエントリに記録される。
【００９５】
それぞれの仮想ネットワークインタフェースのエントリには、対応する自装置の実ネットワークインタフェースIDも記載されているので、上記のGREキーの値（0x5232000b）の記録により、当該論理リンクによって対応づけされる「データ転送装置1」と「データ転送装置2」の実ネットワークインタフェースが対応づけられる。また、それらの実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスや物理Macアドレスの値は、実ネットワークインタフェース管理表から得ることができる。
【００９６】
なお、図１３（c）,（f）中の対向実ネットワークインタフェース管理表は、表中のそれぞれの論理リンクの対向の仮想ネットワークインタフェースが紐づけられている対向装置の実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを記録する表で、論理ネットワーク上で扱われているパケットを物理ネットワークに送出する際に、実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを含むIPヘッダと物理Macアドレスを含むL2ヘッダで同パケットをカプセル化する際に使用する。詳細は後述する。
【００９７】
図１３（b）、（e）の実ネットワークインタフェース管理表に記載する値の決定と表への登録は、本実施形態のシステムを物理的に構築する際に実施する。また、仮想ネットワークインタフェース管理表と対向実ネットワークインタフェース管理表に記載する値の決定と表への登録は、図２３と図２５に後述するデータ転送用論理ネットワーク３０の構築時に実施する。
【００９８】
以上が、論理ネットワークの説明である。
【００９９】
＜パケット転送＞
上記の論理ネットワークの中でのパケット転送は、データ転送装置３００内の論理ノードによって論理ネットワーク内で動作するIP経路制御プロトコルに基づいて、通常の物理的なネットワークにおけるIPルータと同様の方法で行われる。すなわち、自身の仮想ネットワークインタフェースに到着したパケットのうち宛先の論理Macアドレスがそのインタフェースの論理Macアドレス、あるいは、ブロードキャスト論理Macアドレスであるパケットだけを受信する（マルチキャストの場合の動作の記述はここでは省略する）。そして、そのパケットの宛先の論理IPアドレスがそのインタフェースの論理IPアドレスと一致していれば、パケットのIPヘッダ中のポート番号に基づいて上位レイヤのアプリケーションソフトウェアへ転送する。宛先の論理IPアドレスがそのインタフェースの論理IPアドレスと一致していなければ、経路制御プロトコルによって構築したIPパケット転送の経路表を参照してnext hopとなる、別のデータ転送装置３００上の論理ノードか送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０の仮想ネットワークインタフェースを特定し、パケットの宛先の論理Macアドレスをnext hopの仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスに付替え、そして、next hopの仮想ネットワークインタフェースに接続されている自身の仮想ネットワークインタフェースからパケットを送信する。なお、next hopの仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスは当該データ転送用論理ネットワーク３０内でのARP (Address Resolution Protocol) 動作によって知るものとする。このARP動作の詳細については後述する。
【０１００】
論理ネットワーク３０内でパケットは以上のように転送されるが、論理ノードや送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０の仮想ネットワークインタフェーから送出されるパケットは、実際にはその仮想ネットワークインタフェースに紐づけられた実ネットワークインタフェースを通して物理ネットワークへ送出され、物理ネットワーク上を転送される。このとき、データ転送用論理ネットワーク３０上のパケットに対して、論理ネットワーク３０内の論理リンク４０を識別するためのGREキーを含むGREヘッダを付与し、さらに、物理ネットワーク上での送信元と転送先の実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを含むIPヘッダによるカプセル化を行う。そして、宛先の実ネットワークインタフェースの物理Macアドレスを宛先アドレスに含むリンクレイヤのヘッダ（以下、L2ヘッダ）を付与し、これらの値に基づいて物理ネットワークでのパケット転送を実施する。
【０１０１】
図１５に、コンテンツの送信サーバ１１０から受信端末２１０に到達するまでの各所におけるパケットの形式を示す。この図に基づいて、データ転送用論理ネットワーク３０や物理ネットワークにおいてパケットを転送する方法を詳細に説明する。
【０１０２】
まず、コンテンツデータを送信する送信サーバ１１０上のアプリケーションソフトウェアは、図１５の(1)に示す、宛先が受信端末２１０の物理IPアドレスであるIPパケットを、送信拠点の端末収容装置１２０と接続されているサブネットワーク上に送信する。このパケットのL2ヘッダの宛先には、送信拠点の端末収容装置１２０の当該サブネットワークにつながる実インタフェースの物理Macアドレスを挿入する（この物理Macアドレスは、通常の物理ネットワークにおけるARP動作により知ることができる）。
【０１０３】
図１５の(1)のパケットを受信した送信拠点１００の送信拠点の端末収容装置１２０は、後に説明する図２１の手順により、そのパケットを送信した送信サーバ１１０がその時点で収容されているデータ転送用論理ネットワーク３０を識別し、当該データ転送用論理ネットワーク３０におけるnext hopとなるデータ転送装置３００の仮想ネットワークインタフェースに到達可能な論理リンク４０を表すGREキーを得る。さらに、その論理リンク４０の対向にある仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレス、および、その論理リンク４０の両端の仮想ネットワークインタフェースに対応する実ネットワークインタフェースの物理IPアドレス、すなわち、自送信拠点の端末収容装置１２０の足回り回線１０１側の実ネットワークインタフェースと、next hopの仮想ネットワークインタフェースに対応する実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを得る。
【０１０４】
これらの情報を得ると、送信拠点の端末収容装置１２０は、受信したパケット（(1)で受信したパケット、すなわち、送信サーバ１１０が送出したパケットのIPヘッダとペイロードの部分を合わせて「ペイロードパケット」と呼ぶ）に対して図１５の（2）に示すようにヘッダの付け替えを行った後、next hopの仮想ネットワークインタフェースへ向けてパケットを送出する。図１５の（2）に示したパケットは、ペイロードパケットに対して、next hopとなる仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスを宛先に含むL2ヘッダ、転送に用いられる論理リンク４０を識別するためのGREキーを含むGREヘッダ、物理ネットワーク上での送信元、および、転送先となる実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを含むIPヘッダ（論理リンク４０の両端の仮想ネットワークインタフェースに対応する実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスに相当）、および、パケットの転送先のデータ転送装置３００の実ネットワークインタフェースの物理Macアドレスを宛先に含むL2ヘッダ、を内側から外側へ順に付与したものである。すなわち、受信した元のパケットにデータ転送用論理ネットワーク３０内で使用するL2ヘッダとGREヘッダを付与したものを、実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを含むIPヘッダでカプセル化したものである。
【０１０５】
送信拠点の端末収容装置１２０から送出された上記のパケットは、最も外側のL2ヘッダの宛先である物理Macアドレスに基づいてサブネットワーク１０１上を転送され、転送先のデータ転送装置３００に到達する。
【０１０６】
このパケットを受信したデータ転送装置３００は、自身が保持する実ネットワークインタフェース管理表（図１３）を参照して、受信したパケットの最も外側のL2ヘッダの宛先が、パケットが届いた実ネットワークインタフェースの物理Macアドレスと一致することを確認すると、最も外側のIPヘッダの宛先アドレスを参照する。そして、実ネットワークインタフェース管理表を参照して、この宛先アドレスが自身の実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスであることを確認すると、パケットの転送先となる内部のデータ転送用論理ネットワーク３０を識別するために、パケットのGREヘッダの中のGREキーの値を参照する。
【０１０７】
そして、自身が保持する仮想ネットワークインタフェース管理表（図１３）を参照して、上記のGREキーの値に対応する仮想ネットワークインタフェースIDを特定し、その仮想ネットワークインタフェースを当該パケットの内部データ転送用論理ネットワーク３０の転送先と判断する。
【０１０８】
パケットの転送先の仮想ネットワークインタフェースが判明すると、データ転送装置３００は、カプセル化に用いていたIPヘッダとGREヘッダを当該パケットから削除したパケットをその仮想ネットワークインタフェースへ転送する。
【０１０９】
この仮想ネットワークインタフェースを介して上記のパケットを受信した論理ノードは、仮想ネットワーク管理表を参照して、データ転送用論理ネットワーク３０内L2ヘッダの宛先Macアドレスが、パケットが届いた仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスに一致することを確認すると、IPレイヤでの処理が必要であると判断し、カプセル化されていた元のパケット、すなわち、ペイロードパケットの宛先IPアドレスを参照する。本説明の場合、その宛先IPアドレスは受信端末２１０の物理IPアドレスであるため、他のデータ転送装置か受信拠点の端末収容装置２２０のいずれかにパケットを転送する必要があると判断し、論理ネットワーク内でのIPパケット転送に関する経路表を検索する（経路表の内容を作成する方法は後述する）。そして、パケットの転送先となるnext hopの仮想ネットワークインタフェース（直近のデータ転送装置、または、受信拠点の端末収容装置２２０の仮想ネットワークインタフェース）、および、パケットの送出元となる自身の仮想ネットワークインタフェースを特定する。
【０１１０】
なお、上記のように、送信拠点の端末収容装置１２０の外部（ユーザ拠点側)、及び、受信拠点の端末収容装置２２０の外部（ユーザ拠点側）にある端末の識別にはその端末の物理IPアドレスを使用する。そして、上記のように、論理ネットワーク３０内ではこの物理IPアドレスをもとにパケットの宛先への転送行う（端末へ到達するためのIPアドレス情報、すなわち、端末を収容するユーザ拠点のVLANのIPネットワークアドレスは、後述する図２０の手順により送信拠点の端末収容装置１２０、及び、受信拠点の端末収容装置２２０から各データ転送用論理ネットワーク３０内へ広報される。これにより、各データ転送用論理ネットワーク３０内では端末の物理IPアドレスに基づくパケット転送が可能となる）。したがって、ユーザ拠点のVLANのIPネットワークアドレスは、全てのデータ転送用論理ネットワーク３０内のIPネットワークアドレスと重複しないことが必要である。
【０１１１】
経路表の検索を行った論理ノードは上記の情報を特定すると、次に、ペイロードパケットに対して、新たなデータ転送用論理ネットワーク３０内L2ヘッダ、GREヘッダ、カプセル化のためのIPヘッダ、および、物理ネットワーク内L2ヘッダを付与し、next hopとなる装置へ送信するパケットを作成する。これらのヘッダの作成に必要な情報は以下のようにして得る。
【０１１２】
まず、データ転送用論理ネットワーク３０内L2ヘッダの宛先Macアドレスの値は、データ転送用論理ネットワーク３０内でのARP処理を介して獲得する。具体的には、論理ノード上で動作するソフトウェアプロセスであるARPプロセスが、データ転送用論理ネットワーク３０内でnext hopの仮想ネットワークインタフェースの論理IPアドレス（このアドレスはIPパケット転送の経路表から得る）に対応する論理Macアドレスを知るためのARP queryパケットをデータ転送用論理ネットワーク３０内の当該サブネットワークに対してブロードキャストする。すなわち、宛先IPアドレスが当該サブネットワークにおけるIPブロードキャストアドレスで、データ転送用論理ネットワーク３０内L2ヘッダの宛先がブロードキャストアドレスであるパケットを送出する。このパケットは物理ネットワークに送出される際には、論理リンク識別用のGREキーを含んだGREヘッダ、宛先IPアドレスに物理ネットワークにおける当該サブネットワークのIPブロードキャストアドレスを含むカプセル化のためのIPヘッダ、そして、宛先Macアドレスにブロードキャストアドレスを含むL2ヘッダが付与される。このARP queryの対象となっている論理IPアドレスを付与された仮想ネットワークインタフェースを有するデータ転送装置の論理ノードのARPプロセスは、ARP queryの送信元に対し、当該仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスを返信するためのARP replyパケットを返信する。元のARP queryの送信者は、このARP replyにより、データ転送用論理ネットワーク３０におけるnext hopの仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスの値を知る。
【０１１３】
GREヘッダに含めるGREキーの値は、パケットの送出先となる論理リンク４０を識別するID、すなわち、経路表から得た、パケットの送出元となる自身の仮想ネットワークインタフェースに紐づけられた論理リンク４０のIDである。したがって、この値は、仮想ネットワークインタフェース管理表の当該仮想ネットワークインタフェースIDのエントリの中のGREキーの値か知ることができる。
【０１１４】
また、このエントリの中の実ネットワークインタフェースIDは、パケットの送出元の仮想ネットワークインタフェースに紐づけられた実ネットワークインタフェースを識別するIDであり、この実ネットワークインタフェースの物理IPアドレス、物理Macアドレスをそれぞれ、カプセル化のためのIPヘッダと物理ネットワーク内L2ヘッダの送信元アドレスに格納する必要がある。これらの値は実ネットワークインタフェース管理表(図１３(b),(e))より得る。
【０１１５】
また、カプセル化のためのIPヘッダと物理ネットワーク内L2ヘッダの宛先アドレスの値については、パケットの送出先となる論理リンク４０の先の対向装置の実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスと物理Macアドレスを格納する必要がある。これらのアドレスは、対向実ネットワークインタフェース管理表（図１３(c),(f)）を参照し、上記のGREキーを含むエントリから得ることができる。
【０１１６】
以上の処理を経て各種ヘッダを付与し作成された新たな送信パケットは、送信元となる自身の仮想ネットワークインタフェースから送出される。この新たな送信パケットは、next hopに相当する転送先の装置がデータ転送装置３００の場合は図１５中の（3）のようになり、受信拠点の端末収容装置２２０の場合は図１５中の（4）のようになる。
【０１１７】
送信サーバ１１０から送出されたペイロードパケットは、以上のようにしてデータ転送装置３００間を転送されていき、やがて受信拠点の端末収容装置２２０へ到達する。パケットを受信した受信拠点の端末収容装置２２０は、図２２に示す処理を実施して（詳細は後述する）、図１５中の（5）の「受信拠点の端末収容装置から受信端末への転送パケット」を受信端末２１０へ転送する。以上により、送信サーバ１１０から送出された図１５の（1）の「送信サーバから送信側端末収容装置への転送パケット」のペイロードが受信端末２１０へ到達する。以上が、図１５にもとづく、コンテンツの送信サーバから受信端末２１０に到達するまでの各所におけるパケットの形式、および、データ転送用論理ネットワーク３０や物理ネットワークにおいてパケットが転送される仕組みの説明である。
【０１１８】
＜経路表構築方法＞
次に、データ転送用論理ネットワーク３０内でIPパケットを転送するための経路表の構築方法について説明する。これについては、通常のIPネットワークの場合と同様に経路制御プロトコルを用いるものとする。経路制御プロトコルの実行は、データ転送装置３００においては論理ノードを構成するVM内のソフトウェアプロセスである経路情報交換プロセスによって行われ、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０においてはそれが接続されているデータ転送用論理ネットワーク３０毎に存在する経路情報広報プロセス（後述）によって行われるものとする。送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０とデータ転送装置３００のこれらの経路制御プロトコルの実行主体がデータ転送用論理ネットワーク３０内で、仮想ネットワークインタフェースに付与したアドレス体系に基づく経路情報（サブネットアドレス情報）を交換することにより、ユーザ拠点間の送信サーバ１１０と受信端末２１０との通信経路を確立する。
【０１１９】
なお、ユーザ端末（送信サーバ、受信端末）を接続するサブネットワークに付与するサブネットアドレスは、そのサブネットワークが収容される可能性のある全てのデータ転送用論理ネットワーク３０内の論理リンク４０の論理IPアドレスに対応するサブネットアドレス、および、バックボーンネットワークの物理リンクの物理IPアドレスに対応するサブネットアドレスと重複のない形で付与されているものとする。また、全てのデータ転送用論理ネットワーク３０内の論理リンク４０の論理IPアドレスに対応するサブネットアドレスは、バックボーンネットワークの物理リンクの物理IPアドレスに対応するサブネットアドレスと重複のない形で付与されているものとする。ただし、データ転送用論理ネットワーク３０内のサブネットアドレスについては、データ転送用論理ネットワーク３０間で重複があってもよい。
【０１２０】
論理ノードの経路情報広報プロセス同士は通常のIPネットワーク上で行われるのと同じ方法で経路情報交換を行う。送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０の経路情報広報プロセス(詳しくは図１８で後述する)は、自身の送信拠点の端末収容装置に接続されているユーザ拠点の送信サーバ１１０，受信端末２１０を収容するサブネットワークのうち、自身が属するデータ転送用論理ネットワーク３０に収容されているサブネットワークのサブネットアドレスを当該データ転送用論理ネットワーク３０内に広報する。なお、後述のように、本実施形態においては簡単のため送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０は１つのデータ転送用論理ネットワーク３０に接続する論理リンク４０を１つしかもたない設計とするため、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０の経路情報広報プロセスはデータ転送装置３００上の経路情報転送プロセスから広報されてくる経路情報を受信する必要はない。送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０の経路情報広報プロセスの動作の詳細は後述する。以上がデータ転送用論理ネットワーク３０内でIPパケットを転送する経路表の構築方法についての説明である。
【０１２１】
＜端末収容装置の構成処理＞
次に、端末収容装置１２０（２２０）の構成について説明する。送信拠点の端末収容装置１２０は、ネットワークのユーザの拠点内に設置する装置で、ユーザ拠点側のサブネットワークに対し、それらを収容するバックボーンネットワーク側のデータ転送用論理ネットワーク３０を動的に変更する機能を実現する装置である。ユーザ拠点側のサブネットワークとして、本実施形態ではL2 VLAN （以下、VLAN）を収容することとし、１つのVLAN毎に１台の端末を接続するものとする。以降の説明では、ユーザ拠点側のサブネットワークをVLAN回線と呼ぶ。
【０１２２】
データ転送装置３００との物理的な接続方法に関しては、１台の送信拠点の端末収容装置１２０（２２０）を複数のデータ転送装置３００に接続することも、また、複数の送信拠点の端末収容装置１２０（受信拠点の端末収容装置２２０）を１台のデータ転送装置３００に収容することも可能である。
【０１２３】
また、データ転送用論理ネットワーク３０との接続に関しては、それぞれのデータ転送用論理ネットワーク３０に対応した論理リンク４０をデータ転送装置３００との間の物理リンクの上に構築するが、本実施形態においては簡単のため、１台の送信拠点の端末収容装置１２０（２２０）はある１つのデータ転送用論理ネットワーク３０に接続する論理リンクは１本しか持たない設計とする。
【０１２４】
端末収容装置１２０（２２０）とデータ転送装置３００との物理的な接続、および、データ転送用論理ネットワーク３０の構成例を図１６に示す。この例のように、１台の「端末収容装置1」を複数の「データ転送装置1」と「データ転送装置2」に物理的に接続することも、また、１台の「データ転送装置2」に複数の「端末収容装置1」と「端末収容装置2」を物理的に接続することもできる。ただし、各「端末収容装置1」,「端末収容装置2」は、１つの論理ネットワークに接続する論理リンクは１本しか持たない。例えば、「端末収容装置1」は、「論理ネットワーク1」への入り口となる論理リンクを「データ転送装置1」へ繋がる物理リンク上に構築しているが、このような論理リンクを同じ物理リンク上に2本構築したり、あるいは、「データ転送装置2」へ繋がる物理リンク上へ構築することはしないものとする。
【０１２５】
本実施形態における端末収容装置１２０（２２０）の内部構成を図１７に示す。端末収容装置１２０（２２０）は、複数のVLAN回線によってユーザ拠点内の端末と接続され、また、複数のバックボーン回線によってデータ転送装置３００と接続される。また、端末収容装置１２０（２２０）はその内部に、VLANインタフェース１６０、バックボーンインタフェース１６５、データスイッチ部１２３、可用帯域測定部１２４、収容ネットワーク変更部１２５、および、経路設定管理部１２６を有する。以下では、送信拠点の端末収容装置１２０について説明するが、受信拠点の端末収容装置２２０についても同様である。
【０１２６】
VLANインタフェース１６０は、ユーザ拠点内の送信サーバ１１０との接続に用いられるVLAN回線１７０を終端するもので、VLAN回線１７０を介したパケットの入出力処理を行う。
【０１２７】
バックボーンインタフェース１６５は、データ転送装置３００との接続に用いられるバックボーン回線１８０を終端するもので、バックボーン回線１８０を介したパケットの入出力処理を行う。
【０１２８】
データスイッチ部１２３は、VLANインタフェース１６０とバックボーンインタフェース１６５の間でのパケット転送におけるスイッチの役割を果たすもので、これにより、パケットが随時適切な転送先へ転送される。
【０１２９】
可用帯域測定部１２４、および、収容ネットワーク変更部１２５は、前述した可用大気測定機能、収容ネットワーク変更機能を指し、ともに本発明の特徴を成す手段の一部である。経路設定管理部１２５は、バックボーンネットワーク上のデータ転送用論理ネットワーク３０を介した拠点間の通信、すなわち、IPルーティングに必要な経路情報の設定と管理を行う。なお、送信拠点の端末収容装置１２０内部において、パケットはデータスイッチ部１２３と図１７中に記載のデータ信号線１２７の上を転送される。これとは別の、図１７中に記載の共通制御信号線１２８は、各種制御に伴う各部の間の通信に用いられる。
【０１３０】
経路設定管理部１２５と収容ネットワーク変更部１２６の構成を図１８に、可用帯域測定部１２４の構成を図１９に示す。可用帯域測定部１２４はその内部に、外部または本実施形態のシステム内に設置したNTPサーバと同期した時刻情報を生成可能な時刻情報提供部３１０を有する。この時刻情報提供部３１０の実体は、NTPサーバと同期した一般の計算機システムの時刻管理システムでよい。可用帯域測定部１２４の内部の可用帯域測定プロセス３２０は、この時刻情報提供部３１０によって提供される時刻情報を用いて、NTPサーバと同期した時刻にもとづく動作を行う。
【０１３１】
以下では、上記の構成を有する送信拠点の端末収容装置１２０の動作の詳細を説明する。まず、データ転送用論理ネットワーク３０を介した拠点間通信に必要な経路情報を設定する方法について、図１８を参照しながら説明する。
【０１３２】
経路設定管理部１２５は、当該送信拠点の端末収容装置１２０が収容しているVLANに割り当てているIPネットワークアドレスの経路情報を、それぞれのVLANを収容しているデータ転送用論理ネットワーク３０に広報する経路情報広報プロセス５１１と、データ転送用論理ネットワーク３０内におけるMACアドレス解決を実行するARPプロセス５１３、および、当該データ転送用論理ネットワーク３０におけるnext hopのデータ転送装置の仮想ネットワークインタフェースの論理IPアドレスと論理Macアドレスの対を保持するARP表５１２、をデータ転送用論理ネットワーク３０毎に有する。
【０１３３】
上記のARP表５１２のnext hopの論理IPアドレスは、後述図２５のS308、および、図２7のステップS508でその値が決定され、ARP表５１２への値の書き込みは網サービスのユーザが行う。上記のARPプロセス５１３は、この論理IPアドレスの値がARP表５１２に書き込まれた時点で、当該仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスを解決するためのARP処理を開始する。具体的には、データ転送装置３００の論理ノード上のARPプロセスと同様に、ARP queryパケットをデータ転送用論理ネットワーク３０内の当該サブネットワークに対してブロードキャストし（このブロードキャストアドレスは、上記論理IPアドレスから分かる）、サブネット内のデータ転送装置３００から返信されてくるARP replyによって所望の論理Macアドレスの情報を得、ARP表５１２に書き込む。
【０１３４】
収容ネットワーク変更部１２６は、VLAN管理表４１０、バックボーンインタフェース管理表４２０、対向実ネットワークインタフェース管理表４３０、収容ネットワーク管理表４４０、論理ネットワーク接続管理表４５０、仮想ネットワークインタフェース管理表４６０、の6つの管理表を有する。
【０１３５】
VLAN管理表４１０は、送信拠点の端末収容装置１２０の各VLAN回線１７０の識別子であるVLANインタフェースID、当該VLAN回線１７０上で使用されているL2 VLANのID、および、そのVLANに対して割り当てられているIPネットワークアドレス（サブネットワークアドレス）を保持する。これらの値は全て１対１に対応する。また、これらの値は全てネットワーク輻輳回避システムを物理的に構築する際に決定する値で、表への値の書き込みは網サービスのユーザが行う。
【０１３６】
バックボーンインタフェース管理表４２０は、データ転送装置３００における実ネットワークインタフェース管理表（図１５）に相当するもので、送信拠点の端末収容装置１２０の各バックボーンインタフェース１６５の識別子であるバックボーンインタフェースIDと、当該バックボーンインタフェース１６５に付与された物理IPアドレスと物理Macアドレスを保持する。これらの値は全て１対１に対応する。また、これらの値は全てネットワーク輻輳回避システムを物理的に構築する際に決定する値で、この表への値の書き込みは網サービスのユーザが行う。
【０１３７】
対向実ネットワークインタフェース管理表４３０は、データ転送装置３００が有するもの（図１５）と同様で、当該送信拠点の端末収容装置１２０が接続されているそれぞれのデータ転送用論理ネットワーク３０においてデータ転送装置３００との接続に使用されている論理リンク４０の識別子であるGREキーの値、および、その論理リンク４０の先にある対向の仮想ネットワークインタフェースが紐づけられているデータ転送装置３００の実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを保持する。これらの値は、図２５のステップS304、および、図２７のステップS504の通知の際に提供されるデータ転送用論理ネットワーク３０に関する情報から特定が可能であるものとし、表への値の書き込みは網サービスのユーザが行う。
【０１３８】
収容ネットワーク管理表４４０は、前記のVLAN管理表４１０におけるVLAN IDで識別されるユーザ拠点側のそれぞれのVLAN回線について、そのVLAN回線を収容する論理ネットワークの識別子である論理ネットワークIDを並べたリストを保持する。論理ネットワークIDのリストを保持する理由は、本実施形態においては、１つのVLANを１つの論理ネットワークだけでなく複数の論理ネットワークに収容することも想定するためである。なお、各データ転送用論理ネットワーク３０に対応づけられるIDの値は、後述する図２５、および、図２７のデータ転送用論理ネットワーク３０の構築処理が行われる際に決定されネットワークデータベースへ登録されるものを使用する。また、収容ネットワーク管理表４４０の内容は、コンテンツデータの伝送開始や伝送途中における通信品質管理装置からの指示に基づき、送信拠点の端末収容装置１２０内の収容ネットワーク変更部１２６により設定される。
【０１３９】
論理ネットワーク接続管理表４５０は、前記の収容ネットワーク管理表４４０におけるそれぞれの論理ネットワークIDに対応するデータ転送用論理ネットワーク３０について、そのデータ転送用論理ネットワーク３０の中で当該送信拠点の端末収容装置１２０とデータ転送装置３００との接続に使用されている論理リンク４０の識別子であるGREキーを保持する。前述のように、１台の送信拠点の端末収容装置はある１つのデータ転送用論理ネットワーク３０に接続する論理リンクは１本しか持たないため、表中の論理ネットワークIDとGREキーの値は１対１に対応する。なお、各論理リンク４０とGREキーの値の対応づけは、後述する図２５のステップS303、および、図２７のステップS503のデータ転送用論理ネットワーク３０構築操作の際に決定されるものとし（GREキーの値を払い出すための具体的な方法は本明細書では規定しない）、その対応づけは図２５のステップS304、および、図２７のステップS504の通知の際に提供されるデータ転送用論理ネットワーク３０に関する情報から抽出が可能であるものとする（同通知において提供される論理ネットワークに関する情報の具体的な内容は本明細書では規定しない）。論理ネットワーク接続管理表の内容は、この通知に基づいて網サービスのユーザが行う。
【０１４０】
仮想ネットワークインタフェース管理表は４６０、データ転送装置３００が有するもの（図１５）と同様のものである。当該送信拠点の端末収容装置１２０が有する、自身のバックボーンインタフェース１６５に紐づけられた仮想ネットワークインタフェースに関する情報を保持する表で、仮想ネットワークインタフェースを識別するID、その仮想ネットワークインタフェースに付与された論理IPアドレスと論理Macアドレス、当該仮想ネットワークインタフェースに紐づけられた論理リンク４０を識別するGREキー、および、当該仮想ネットワークインタフェースに紐づけられた自装置のバックボーンインタフェースIDを保持する。これらの値は全て１対１に対応する。GREキーの値、および、仮想ネットワークインタフェースが紐づけられたバックボーンインタフェースのIDについては、図２５のステップS304、および、図２７のステップS504の通知の際に提供されるデータ転送用論理ネットワーク３０に関する情報から特定が可能であるものとする。
【０１４１】
また、論理IPアドレス、論理Macアドレスについては、図２５のステップ308、及び、図２７のステップ５０８でその値が決定され、表への書き込みは網サービス提供者が行う。
【０１４２】
以上が端末収容装置の構成についての説明である。
【０１４３】
＜経路情報広報プロセス＞
次に、送信拠点の端末収容装置１２０上の経路情報広報プロセス５１１が、当該送信拠点の端末収容装置１２０が収容しているVLANに割り当てているIPネットワークアドレスの経路情報を、それぞれのVLANを収容しているデータ転送用論理ネットワーク３０に広報する方法について説明する。
【０１４４】
図２０、図２１に示すチャートは、１つの経路情報広報プロセス５１１が、対応するデータ転送用論理ネットワーク３０内に経路情報を広報する動作の手順を示したものである。それぞれのデータ転送用論理ネットワーク３０における経路交換を担う経路情報広報プロセス５１１が独立して図２０、図２１の動作を行うことにより、当該送信拠点の端末収容装置１２０が収容している全てのVLANのIPネットワークアドレスに関する経路情報の広報が達成される。
【０１４５】
図２０、図２１のチャートが示す手順について説明する。
【０１４６】
ステップS1では、以降の処理で参照する収容ネットワーク変更部１２６の収容ネットワーク管理表４４０のエントリを指す変数を1に初期化する。
【０１４７】
ステップS2では収容ネットワーク管理表４４０のそれぞれのエントリのVLAN IDで表されるVLAN回線７０が自身のデータ転送用論理ネットワーク３０に収容されているか否か、すなわち、そのVLAN IDに割り当てているIPネットワークアドレスに関する経路情報を自身のデータ転送用論理ネットワーク３０内に広報する必要があるか否かを判定する。この判定のために、参照中のエントリの論理ネットワークIDリストの中に自身の論理ネットワークIDが含まれているか否かを検査する。もし含まれていれば広報する必要があるため、ステップS3以降でそのための処理を実行する。含まれていなければ広報する必要がないため、収容ネットワーク管理表４４０の最後のエントリまで処理が完了したがどうかを確認（ステップS13）し、完了していれば本チャートの処理を終了する。完了していなければ、収容ネットワーク管理表のエントリを指す変数の値を１だけ増やし（ステップS14）、ステップS2へ戻る。
【０１４８】
ステップS3とステップS4は、当該VLANに割り当てており経路情報として広報する必要のあるIPネットワークアドレスを決定するための処理である。これは、VLAN管理表４１０の中から、ステップS2で参照したエントリのVLAN IDの値を含むエントリを見つけ、そのエントリに記載されているIPネットワークアドレスを得ることで達成される。
【０１４９】
ステップS5では、論理ネットワーク接続管理表４５０の中から自身の論理ネットワークIDを有するエントリを検索し、対応するGREキー、すなわち、経路情報の送出に使用する論理リンク４０を決定する。
【０１５０】
ステップS6〜S12は、ステップS5で決定した論理リンク４０へ経路情報のパケットを送出する処理である。
【０１５１】
ステップS6ではステップS5で得たGREキーを有する仮想ネットワークインタフェース管理表４６０のエントリを特定し、そのエントリから、そのGREキーの値によって表される論理リンク４０に対応する仮想ネットワークインタフェースの論理IPアドレスと論理Macアドレス、および、当該論理リンクが重畳されているバックボーン回線を表すバックボーンインタフェースIDを得る。
【０１５２】
ステップS7では、経路設定管理部１２５の自身の論理ネットワーク用リソースのARP表５１２を参照し、next hopの論理IPアドレスと論理Macアドレスを得る。この論理MacアドレスがARP表に書かれていなければ、ARPプロセスによる設定を待つ。
【０１５３】
ステップS8では、ステップS6で得たバックボーンインタフェースIDを有するバックボーンインタフェース管理表４２０のエントリを特定し、そのエントリから、物理IPアドレスと物理acアドレスを得る。
【０１５４】
ステップS9では、ステップS5で得たGREキーを有する対向実ネットワークインタフェース管理表４３０のエントリを特定し、そのエントリから物理IPアドレスを得る。
【０１５５】
ステップS10では、これまでのステップで得た情報を用いて、経路情報を広報するためにデータ転送用論理ネットワーク３０内で使われるIPパケットを生成する。このパケットのペイロードはステップS4で決定した広報の対象となるVLAN回線のIPネットワークアドレスである。そして、このペイロードに対し、送信元IPアドレスとしてステップS6で得た論理IPアドレスを、宛先IPアドレスとしてステップS7で論理IPアドレスを含むIPヘッダを付与する。さらに、送信元のMacアドレスとしてステップS6で得た論理Macアドレスを、宛先MacアドレスとしてステップS7で得た論理Macアドレスを含むデータ転送用論理ネットワーク３０内のL2ヘッダを付与する。
【０１５６】
ステップS11では、ステップS10で生成したIPパケットに対し、物理ネットワーク上で伝送するために必要なヘッダを付与する。具体的には、ステップS5で得たGREキーを含むGREヘッダと、送信元IPアドレスとしてステップS8で得た物理IPアドレスを含み、さらに、宛先IPアドレスとしてステップS9で得た物理IPアドレスを含むカプセル化のためのIPヘッダと、送信元MacアドレスとしてステップS8で得た物理Macアドレスを含み、さらに、宛先MacアドレスとしてステップS9で得た物理IPアドレスを有する対向装置の実ネットワークインタフェースの物理Macアドレス（このMacアドレスは物理ネットワーク内のARPによって獲得する）を含む物理ネットワーク内L2ヘッダを付与する。
【０１５７】
そしてステップS12では、ステップS11で生成したパケットを、ステップS6で得たバックボーンインタフェースIDに対応するバックボーン回線１８０へ送出する。そして、ステップS13へ移る。
【０１５８】
以上が、送信拠点の端末収容装置１２０の経路情報広報プロセス５１１が、当該送信拠点の端末収容装置１２０が収容しているVLANに割り当てているIPネットワークアドレスの経路情報を、それぞれのVLANを収容しているデータ転送用論理ネットワーク３０に広報する方法についての説明である。
【０１５９】
なお、前述のように、本実施形態においては簡単のため送信拠点の端末収容装置１２０は１つの論理ネットワークに接続する論理リンクを１つしかもたない設計とするため、送信拠点の端末収容装置１２０の経路情報広報プロセス５１１はデータ転送装置３００上の経路情報広報プロセスから広報されてくる経路情報を受信する必要はない。
【０１６０】
＜データ通信用のパケットの送受信＞
次に、送信拠点の端末収容装置１２０がデータ転送用論理ネットワーク３０との間で、通常のデータ通信用のパケットを送受信する方法について説明する。まず、送信拠点の端末収容装置１２０が収容する送信サーバ１１０が送出したパケットをその送信サーバ１１０が接続されているVLAN回線１７０から入力し、バックボーン側のデータ転送用論理ネットワーク３０へ出力する手順を図２２、図２３のチャートに基づいて説明する。図２２、図２３のチャートは、送信拠点の端末収容装置１２０の各VLANインタフェース１６０の入力パケット処理部１６２が、１つのパケットをVLAN回線から受信してから、それをバックボーン回線１８０に出力するまでの手順を示すものである。それぞれのVLANインタフェース１６０上の入力パケット処理部１６２は独立して、パケットを受信するたびに本図のチャートに示す処理を実行する。
【０１６１】
ステップS101は本チャートで用いる変数の初期化である。
【０１６２】
送信拠点の端末収容装置１２０は、自VLANインタフェース１６０に、自身のMacアドレスをL2ヘッダの宛先アドレスに持つパケットが到着すると（ステップS102）、VLAN管理表４１０の中から自VLANインタフェースIDを有するエントリを検索し、VLAN IDを確認する（ステップS103）。次に、収容ネットワーク管理表４４０を用いて、その時点で当該VLANを収容している論理ネットワークのIDのリストを得る（ステップS104）。
【０１６３】
なお、送信拠点の端末収容装置１２０においては、１つのVLANを同時に複数の論理ネットワークに収容することも想定する。理由は、前述の背景技術の項の多対１型の通信を実施する場合に、受信端末２１０を収容しているVLANを同時に複数のデータ転送用論理ネットワークに収容して、異なる論理ネットワークを経由して到達するパケットを受信できるようにする必要があるためである。この多対１型の通信において、送信サーバ１１０を同時に複数の論理ネットワークに収容する必要はないが、ここでは説明に一般性を持たせるために、当該VLANを収容している論理ネットワークが複数存在する場合を想定して説明する。
【０１６４】
ステップS105からステップS109は、ステップS104で得た論理ネットワークのうちのi 番目の論理ネットワークに対して当該パケットを送信する処理である。
【０１６５】
ステップS105では、論理ネットワーク接続管理表４５０の中から上記のi 番目の論理ネットワークIDを有するエントリを特定し、対応するGREキー、すなわち、パケットの送出に使用する論理リンク４０を決定する。
【０１６６】
ステップS106ではステップS105で得たGREキー有する仮想ネットワークインタフェース管理表４６０のエントリを特定し、そのエントリから、そのGREキーの値によって表される論理リンク４０に対応する仮想ネットワークインタフェースの論理IPアドレスと論理Macアドレス、および、当該論理リンクが重畳されているバックボーン回線を表すバックボーンインタフェースIDを得る。
【０１６７】
ステップS107では、経路設定管理部１２５の現在処理中の論理ネットワーク用リソースのARP表５１２を参照し、next hopの論理IPアドレスと論理Macアドレスを得る。この論理MacアドレスがARP表５１２に書かれていなければ、ARPプロセス５１３による設定を待つ。
【０１６８】
ステップS108では、ステップS106で得たバックボーンインタフェースIDを有するバックボーンインタフェース管理表４２０のエントリを特定し、そのエントリから、物理IPアドレスと物理Macアドレスを得る。
【０１６９】
ステップS109では、ステップS105で得たGREキーを有する対向実ネットワークインタフェース管理表４３０のエントリを特定し、そのエントリから物理IPアドレスを得る。
【０１７０】
ステップS110では、これまでのステップで得た情報を用いて、ステップS102でVLAN回線１７０から受信したパケットに対しデータ転送用論理ネットワーク３０内で使われるL2ヘッダを付与する。このヘッダの送信元のMacアドレスにはステップS106で得た論理Macアドレスを挿入し、同ヘッダの宛先MacアドレスにはステップS107で得た論理Macアドレスを挿入する。
【０１７１】
ステップS111では、ステップS110で生成したIPパケットに対し、物理ネットワーク上で伝送するために必要なヘッダを付与する。具体的には、ステップS105で得たGREキーを含むGREヘッダと、送信元IPアドレスとしてステップS108で得た物理IPアドレスを含み、さらに、宛先IPアドレスとしてステップS109で得た物理IPアドレスを含むカプセル化のためのIPヘッダと、送信元MacアドレスとしてステップS108で得た物理Macアドレスを含み、さらに、宛先MacアドレスとしてステップS109で得た物理IPアドレスを有する対向装置の実ネットワークインタフェースの物理Macアドレス（このMacアドレスは物理ネットワーク内のARPによって獲得する）を含む物理ネットワーク内L2ヘッダを付与する。
【０１７２】
そして、ステップS112において、ステップS106で特定したバックボーン回線に対しそのパケットを送出する。
【０１７３】
ステップS113では変数の値を１だけ増やし、ステップS114では、ステップS104で得たリストを構成する全てのデータ転送用論理ネットワーク３０に対する当該パケットの送出が終了したか否かを判定する。終了していれば本図に示すチャートの処理を終了し、終了していなければ、ステップS105に戻る。
【０１７４】
以上が、端末が送出したパケットをバックボーン側のデータ転送用論理ネットワーク３０へ出力する手順の説明である。
【０１７５】
＜端末収容装置からVLAN回線上の端末へのパケット転送＞
次に、送信拠点の端末収容装置１２０がバックボーン側のデータ転送用論理ネットワーク３０から入力したパケットをその宛先となるVLAN回線１７０上の端末へ転送する手順を図２４のチャートに基づいて説明する。図２４のチャートは、送信拠点の端末収容装置１２０の各バックボーンインタフェース１６５の入力パケット処理部１７１が、１つのパケットをバックボーン回線１８０から受信してから、それをVLAN回線１７０に出力するまでの手順を示すものである。それぞれのバックボーンインタフェース１６５上の入力パケット処理部１７１は独立して、パケットを受信するたびに本図のチャートに示す処理を実行する。
【０１７６】
まず、自バックボーンインタフェース１６５に、自身のMacアドレスをL2ヘッダの宛先アドレスに持つパケットが到着すると（ステップS201）、パケットのGREヘッダの中のGREキーの値を調べる（ステップS202）。そして、収容ネットワーク変更部１２６の論理ネットワーク接続管理表４５０の中から、そのGREキーの値を含むエントリを探し、そのエントリの論理ネットワークIDを得る（ステップS203）。これにより、当該パケットがどの論理ネットワークから届いたのかを特定する。
【０１７７】
ステップS204とステップS205では、ステップS201で受信したパケットのペイロードパケットのIPヘッダ部分の宛先IPアドレスを見て、そのパケットの送出先となるVLAN回線１７０のVLAN ID、および、その時点でそのVLANを収容しているデータ転送用論理ネットワーク３０のIDのリストを得る。
【０１７８】
そして、ステップS203で特定した、当該パケットの送信元の論理ネットワークのIDが、ステップS205で得た論理ネットワークのIDのリストに含まれているか否かを検査する（ステップS206）。これは、パケットの送信元の論理ネットワークと、パケットの宛先の端末を接続しているVLANが現在収容されている論理ネットワークとが一致するか否かの検査である。両者が一致すれば当該パケットを宛先のVLAN回線１７０へ出力しても問題ないので、その処理に移る（ステップS207、および、ステップS208）。
【０１７９】
ステップS207では、ステップS201で受信したパケットの外側に付与されているカプセル化のためのIPヘッダとGREヘッダを削除する。そして、ステップS208で、ステップS204で得たVLANインタフェースIDに対応するVLAN回線、すなわち、パケットの宛先である端末が接続されているVLAN回線１７０へ残ったペイロードパケットを出力し、本チャートの処理を終了する。
【０１８０】
ステップS206の検査で論理ネットワークが一致しなかった場合は、当該VLAN回線１７０へ送出すべきパケットではないと判断し、パケットを廃棄して（ステップS209）、本チャートの処理を終了する。
【０１８１】
以上が、端末収容装置がバックボーン側の論理ネットワークから入力したパケットをその宛先となるVLAN回線上の端末へ出力する手順の説明である。
【０１８２】
以上で、本実施形態の全体の物理構成、および、データ転送装置３００と送信拠点の端末収容装置１２０の動作の説明を終了する。
【０１８３】
＜多対１型の通信形態で実時間コンテンツ配信＞
以下では、本実施形態のシステムにおいて、前述の背景技術に記載した多対１型の通信形態で実時間コンテンツ配信を実施するまでの処理を説明する。
【０１８４】
説明の前提として、本実施形態のシステムの物理的な構築は事前に完了しているものとする。すなわち、全てのデータ転送装置３００や送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０の間の物理的な接続、それらの実ネットワークインタフェースへの物理IPアドレスの割り当て、物理的なサブネットワークに対するIPサブネットワークアドレスの割り当ては完了しているものとする。さらに、各ユーザ拠点の全ての端末の送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０への接続も完了しており、端末のネットワークインタフェースへのIPアドレスの割り当て、送信サーバ１１０，受信端末２１０と送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０とを接続するVLAN回線１７０に対するVLAN IDの割り当てとIPサブネットワークアドレスの割り当ても完了しているものとする。そして、各端末のIPアドレス、各端末が接続されているVLAN回線１７０のVLAN ID、および、各送信サーバ１１０，受信端末２１０を物理的に収容している送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０の物理IPアドレスは、図１１に示したネットワークデータベース１４０に格納されているものとする。
【０１８５】
上記を前提とすると、コンテンツ配信を実施するまでの処理は、管理用論理ネットワークの構築処理、コンテンツの配置処理、データ伝送用論理ネットワークの構築処理、そして、コンテンツの配信処理、の大きく4つの段階から成る。図２５〜図２８はこれらの各段階の処理を示したチャートである。
【０１８６】
＜管理用論理ネットワークの構築処理＞
コンテンツ配信を実施するまでの最初の段階として実施するのが管理用論理ネットワーク７０の構築処理である。この処理では、通信品質管理装置１５０、コンテンツデータベース１３０、ネットワークデータベース１４０、および、各拠点の送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０との間で図２９と図３４に示す制御のための通信を行うための管理用論理ネットワーク７０を構築し通信が行えるようにする。
【０１８７】
以下、図２５に基づいてこの処理の詳細を説明する。
【０１８８】
まず、管理用論理ネットワーク７０のトポロジ設計を行う（ステップS301）。これは網サービスを利用するユーザが実施する。トポロジ設計とは、論理ネットワークの論理ノードの位置、すなわち、論理ノードを配置するデータ転送装置３００を決め、さらに、論理ノード同士を接続する論理リンク４０の配置を決めることである。管理用論理ネットワークの構築処理の場合、図２９と図３４に示す通信が実行できるようなトポロジーを用意する。
【０１８９】
トポロジ設計が完了すると、管理用論理ネットワーク７０を実際に構築する処理を網サービス提供者へ依頼する（ステップS302）。このとき、ネットワークのトポロジに関する情報を網サービス提供者へ提供するが、これを記述するデータの形式については本明細書では規定しない。
【０１９０】
この依頼を受けた網サービス提供者は、依頼されたトポロジを持つ管理用論理ネットワーク７０を実際に構築する操作を行う（ステップS303）。この操作により、関係するデータ転送装置３００の内部に、論理ノードに相当するVMと論理リンクに相当するリソースの割り当てが行われる。論理リンク４０に関して、具体的には、前記のGREキーの割り当てが行われる。
【０１９１】
網サービス提供者の装置(図示せず)は、ステップS303の処理が完了すると、管理用論理ネットワーク７０の構築が完了したことを依頼者である網サービスのユーザへ通知する（ステップS304）。この通知においては、構築した管理用論理ネットワーク７０を識別するためのIDと、ユーザの拠点側の送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０とデータ転送装置３００との間で構築された論理リンク４０のGREキーを合わせてユーザへ通知する（なお、ステップS303の論理ネットワークの構築を行うための具体的な操作内容、ならびに、GREキーや論理ネットワークIDを決定するための具体的な方法については本明細書では規定しない）。
【０１９２】
この通知を受けたユーザ装置（図示せず）は、構築された管理用論理ネットワーク７０に関する情報、すなわち、管理用論理ネットワーク７０を識別するIDとネットワークのトポロジー情報との組をネットワークデータベース１４０に登録する（ステップS305）。
【０１９３】
さらに、通知された論理ネットワークIDとGREキーの情報を用いて、関係する各送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０内の収容ネットワーク変更部１２２，２２２の論理ネットワーク接続管理表４５０の内容記載を行う（ステップS306）。
【０１９４】
そして、管理用論理ネットワーク７０内部の各サブネットワークに対してサブネットIPアドレスを割り当てる（ステップS307）とともに、当該ネットワークに含まれるデータ転送装置３００と送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０が有する仮想ネットワークインタフェースに対して論理IPアドレスと論理Macアドレスを付与する（ステップS308）。
【０１９５】
ステップS309では、通信品質管理装置１５０が、図２９や図３４の処理において管理用論理ネットワーク７０を介した各送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０との通信が行えるようにするために、ステップS308で付与した各端末収容装置の仮想ネットワークインタフェースの論理IPアドレスをネットワークデータベース１４０へ登録する。
【０１９６】
ステップS310では、ステップS304で通知されたGREキーの値、トポロジー情報に基づいて定まる、そのGREキーが表す論理リンク４０に対応したバックボーンインタフェースID、ステップS308で定めた論理IPアドレスと論理Macアドレスの情報を各送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０内の収容ネットワーク変更部１２２，２２２の仮想ネットワークインタフェース管理表に記載する。
【０１９７】
そして、ステップS311では、コンテンツデータベース１３０、ネットワークデータベース１４０、および、通信品質管理装置１５０を、構築した管理用論理ネットワークに接続するため、これらの装置を物理的に収容している受信拠点の端末収容装置２２０のVLAN回線１７０を管理用論理ネットワーク７０に収容する（図２９と図３４に示すように、送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０のVLAN回線１７０をある論理ネットワークへ収容する操作は通信品質管理装置１５０を介して行うのが基本であるが、ステップS311の操作は当該送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０を直接操作して実施するものとする）。
【０１９８】
これらの操作が完了すると、管理用論理ネットワーク７０内の論理ノードや送信拠点の端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０内の経路情報広報プロセス５１１とARPプロセス５１３を起動する（ステップS312）。経路情報広報プロセス５１１により、論理ネットワーク内のIPサブネットワークに関する経路情報の交換が行われ、これが完了した時点でそれぞれの論理ネットワークの中での通信が可能な状態となる。
【０１９９】
以上により、論理ネットワーク構築処理が完了する。
【０２００】
＜コンテンツの配置処理＞
管理用論理ネットワーク７０の構築処理が終了すると、網サービスのユーザが図２６に示すコンテンツの配置処理を実施する。この処理では、配信の対象となるコンテンツのデータを複数の送信サーバ１１０に分散格納する。その手順を図２６に基づいて説明する。
【０２０１】
まず、コンテンツをどの拠点のどの送信サーバに分散して格納するかを決め（ステップS401）、それが決定すると、当該コンテンツのデータを分割してステップS401で決定した送信サーバ群へ格納する（ステップS402）。データの格納が完了すると、その内容をコンテンツデータベース１３０へ登録する（ステップS403）。具体的には、格納したコンテンツを識別するためのコンテンツ名と、そのコンテンツを格納したサーバ群を表すリストとを組としたエントリを登録する。
【０２０２】
＜データ伝送用論理ネットワークの構築処理＞
コンテンツの配置処理の次に、データ転送用論理ネットワーク３０の構築処理を実施する。図２７はこの処理の手順を示すチャートであるが、図２５との違いは、処理の対象をデータ伝送に用いる複数のデータ転送用論理ネットワーク３０とする点、および、図２５のチャートからステップS309とステップS311のステップを削除している点のみであるため、説明は省略する。
【０２０３】
以上の処理が完了するとコンテンツの配信を実施することができる。コンテンツの配信の開始から終了までの処理の流れを図２８に示す。
【０２０４】
ステップS601からステップS604まではコンテンツの配信を開始するまでの処理である。ユーザがコンテンツ配信を起動すると（ステップS601）、送信拠点の端末収容装置１２０内の可用帯域測定プロセス３２１が起動されて当該コンテンツの配信に用いるデータ転送用論理ネットワーク３０の可用帯域の測定が開始され（ステップS602）、コンテンツを保持している送信サーバ１１０のデータ転送用論理ネットワーク３０への割り当て（ステップS603）が行われた後、コンテンツのデータ送信が開始される（ステップS604）流れとなる。
【０２０５】
この図２８のステップS601からステップS604に相当する処理において、各装置間で送受信される制御信号の詳細を図２９に示す。また、それぞれの制御信号毎に、同時にその制御信号の送信側装置から受信側装置へ渡されるデータを図３０にまとめて示す。これらの制御信号と制御データは管理用論理ネットワーク７０を介して装置間で伝送される。
【０２０６】
＜コンテンツ配信開始までの処理＞
以下、図２９に基づいてコンテンツの配信を開始するまでの処理の詳細を説明する。
【０２０７】
(1)まず、コンテンツの配信を開始する網サービスのユーザは、オペレーション端末１を介して、通信品質管理装置１５０に対しコンテンツ配信開始依頼を送信する。
【０２０８】
この制御信号には、当該コンテンツ名、配信に用いる全ての論理ネットワークのIDのリスト、当該コンテンツの受信端末２１０の物理IPアドレス、のデータが付与される（なお、オペレーション端末１は、通信品質管理装置１５０、送信サーバ１１０、および、受信端末２１０との間で通信が可能である必要があるが、オペレーション端末１とこれらの装置との間の結線方法については本明細書では規定しない）。
【０２０９】
(2)この通知を受信した通信品質管理装置１５０は、当該コンテンツを格納している送信サーバ１１０の物理IPアドレスの一覧、それらを収容している送信拠点１００の送信拠点の端末収容装置１２０の論理IPアドレスの一覧、それらの各送信拠点の端末収容装置１２０が各送信サーバ１１０の収容に用いているVLAN ID、各送信サーバ１１０が当該コンテンツのデータを送出する際の送信ビットレート、当該コンテンツの受信端末２１０を収容している受信拠点の端末収容装置２２０の論理IPアドレス、その受信拠点の端末収容装置２２０が受信端末２１０の収容に用いているVLAN ID、の情報を得るため、コンテンツデータベース１３０に対して設備情報要求を送信する。
【０２１０】
この要求には、当該コンテンツ名、および、受信端末の物理IPアドレス、がデータとして付与される。
【０２１１】
(3)コンテンツデータベース１３０は上記の設備情報要求を受信すると、当該コンテンツを格納している送信サーバ群を収容している送信拠点の端末収容装置１２０の論理IPアドレスの一覧、それらの各送信拠点の端末収容装置１２０が各送信サーバ１１０の収容に用いているVLAN  ID、当該コンテンツの受信端末２１０を収容している受信拠点の端末収容装置２２０の論理IPアドレス、および、その受信拠点の端末収容装置２２０が受信端末２１０の収容に用いているVLAN ID、の情報を得るため、ネットワークデータベース１４０に対して端末収容装置情報要求を送信する。
【０２１２】
この要求には、コンテンツデータベース１３０自身が保持している当該コンテンツを格納している送信サーバ１１０の物理IPアドレスの一覧、および、通信品質管理装置１５０からの設備情報要求で通知された受信端末２１０の物理IPアドレス、をデータとして付与する。
【０２１３】
(4)ネットワークデータベース１４０は上記の端末収容装置情報要求を受信すると、図２５に示した処理によって既に登録されている装置データを用いて、指定された送信サーバ群を収容している送信拠点の端末収容装置１２０の管理用論理ネットワーク７０における論理IPアドレスの一覧、それぞれの送信拠点の端末収容装置１２０が各送信サーバ１１０の収容に用いているVLAN ID、指定された受信端末２１０を収容している受信拠点の端末収容装置２２０の管理用論理ネットワーク７０における論理IPアドレス、および、その受信拠点の端末収容装置２２０が受信端末２１０の収容に用いているVLAN IDを特定する。そして、それらを端末収容装置情報通知としてコンテンツデータベース１３０に送信する。
【０２１４】
(5)上記の端末収容装置情報通知を受信したコンテンツデータベース１３０は、当該コンテンツを格納している送信サーバ１１０の物理IPアドレスの一覧、それらを収容している各送信拠点の端末収容装置１２０のデータ転送用論理ネットワーク３０における論理IPアドレスの一覧、各送信拠点の端末収容装置１２０が各送信サーバ１１０の収容に用いているVLAN ID、各送信サーバ１１０が当該コンテンツのデータを送出する際の送信ビットレート、当該コンテンツの受信端末２１０を収容している受信拠点の端末収容装置２２０の管理用論理ネットワーク７０における論理IPアドレス、その受信拠点の端末収容装置２２０が受信端末２１０の収容に用いているVLAN ID、を設備情報通知として通信品質管理装置１５０へ送信する。
【０２１５】
(6)設備情報通知を受信した通信品質管理装置１５０は、コンテンツデータベース１３０から受信した管理用論理ネットワーク７０における論理IPアドレスによって特定される受信拠点２００の受信拠点の端末収容装置２２０に対し、コンテンツ受信準備開始指示を送信する。
【０２１６】
このコンテンツ受信準備開始指示には、当該受信拠点の端末収容装置２２０がコンテンツの受信端末２１０の収容に用いているVLAN ID、および、当該コンテンツ配信に用いる論理ネットワークIDのリスト、をデータとして付与する。
【０２１７】
このコンテンツ受信準備開始指示を受信した受信拠点の端末収容装置２２０は、コンテンツの受信端末２１０の収容に用いているVLANをコンテンツ配信に用いられる全てのデータ転送用論理ネットワーク３０へ収容する操作を行う。すなわち、図１８に示した、収容ネットワーク変更部１２６における収容ネットワーク管理表４４０の、当該VLAN IDを含むエントリの論理ネットワークIDリストの部分に、上記の受信準備開始指示で通知された論理ネットワークIDのリストを書き込む。この操作により、これらの論理ネットワークのバックボーンネットワーク側から送信されてくるコンテンツデータのIPパケットを当該受信端末２１０へ転送することが可能となる。
【０２１８】
さらに、この操作に加えて、受信拠点の端末収容装置２２０は、図１９に示した可用帯域測定プロセス（プローブパケット受信／可用帯域測定用）３２２を、上記の受信準備開始指示で通知された全てのデータ転送用論理ネットワーク３０に対して生成する。生成されたそれぞれの可用帯域測定プロセス３２２にはそれぞれが属するデータ転送用論理ネットワーク３０におけるIPアドレスが付与される。
【０２１９】
(7)受信側の受信拠点の端末収容装置２２０はこれらの操作を完了すると、通信品質管理装置１５０に対してコンテンツ受信準備完了通知を送信する。
【０２２０】
このコンテンツ受信準備完了通知には、生成した可用帯域測定プロセス３２２のIPアドレスとそのプロセスが属する論理ネットワークIDの対の一覧、をデータとして付与する。
【０２２１】
(8)コンテンツ受信準備完了通知を受信した通信品質管理装置１５０は、コンテンツデータベース１３０から受信した、管理用論理ネットワーク７０内の論理IPアドレスの一覧によって決定される、当該コンテンツを格納している送信サーバ１１０を収容している全ての送信拠点の端末収容装置１２０に対し、可用帯域測定プロセス起動指示を送信する。
【０２２２】
この可用帯域測定開始指示には、受信拠点の端末収容装置２２０からのコンテンツ受信準備完了通知において通知された、可用帯域測定プロセス３２２のIPアドレスとそのプロセスが属する論理ネットワークIDの対の一覧、をデータとして付与する。
【０２２３】
(9)可用帯域測定プロセス起動指示を受信した各送信拠点の端末収容装置１２０は、同指示の中で通知された可用帯域測定プロセス３２２のIPアドレスとそのプロセスが属する論理ネットワークIDの対の一覧を参照し、その中で自身が接続されているデータ転送用論理ネットワーク３０について、図１９に示した可用帯域測定プロセス（プローブパケット送信用）３２１を生成する。生成されたそれぞれの可用帯域測定プロセス３２１には、それぞれが属するデータ転送用論理ネットワーク３０におけるIPアドレスが付与される。
【０２２４】
各送信拠点の端末収容装置１２０は上記の操作を完了すると、通信品質管理装置１５０に対して可用帯域測定プロセス起動完了通知を送信する。
【０２２５】
この可用帯域測定プロセス起動完了通知には、自身の送信拠点の端末収容装置１２０を表す論理IPアドレスおよび、自身が生成した可用帯域測定プロセス３２１のIPアドレスとそのプロセスが属する論理ネットワークIDの対の一覧をデータとして付与する。
【０２２６】
(10通信品質管理装置１５０は、全ての送信拠点の端末収容装置１２０から上記の可用帯域測定プロセス起動完了通知を受信すると、全ての送信拠点の端末収容装置１２０に対し、可用帯域測定開始指示を送信する。このとき、複数の送信拠点の端末収容装置１２０から送出されたプローブパケットがその伝送途中に、ネットワークの内部、特に受信拠点近くの狭い部分に集中してプローブパケット自体がネットワークの帯域を圧迫することがないように、各送信拠点の可用帯域測定部１２４の動作を同期させ、相互に間隔を空けてプローブパケットを送信するように指示する。具体的には、上記の可用帯域プロセス起動完了通知で受信した全てのプロセスのうちn番目のプロセスがプローブパケットの送信を開始する時刻Sn、および、それぞれのプロセスがある１回のプローブパケットの送信から次のプローブパケットの送信を行うまでの時間間隔Δを通知する。後者は全てのプロセスに共通の値であり、また、プロセスの総数をXとすると、Sn-1とSnの時間差はΔ/Xである。また、最も早くプローブパケットの送信を開始させる１番目のプロセスのプローブパケットの送信開始時刻S1は、上記の可用帯域測定開始指示が１番目のプロセスを有する送信拠点の端末収容装置に到達するまでの伝送時間を見込んで、この指示が到達する時刻よりも十分後となる時刻を指定する。前述のように、本実施形態では、全ての可用帯域測定部１２４のプロセス、および、通信品質管理装置１５０をNTPによって同期させているため、このような時刻指定により各送信拠点の可用帯域測定部１２４の送信動作が同期制御され、その結果、各送信拠点の各プロセスが相互に間隔を空けてプローブパケットを送信することができる。
【０２２７】
上記の時間間隔Δの値は、それぞれのプロセスが当該伝送経路の可用帯域の値の測定を実施する時間間隔であるが、この値は、通信品質管理装置１５０が後述の可用帯域情報通知を受信してからデータ転送用論理ネットワーク３０への収容指示を送信するまでに要する処理時間より短くしても意味をなさず、また、過度に長い値であると伝送経路の可用帯域の変化を迅速にとらえることができない。値の目安として、通信品質管理装置１５０の処理時間を数百ミリ秒程度と考え、１秒前後の値を設定する。このとき、Sn-1とSnの時間差Δ/Xについて、NTPの時刻同期精度の限界である１ミリ秒以上の値を確保するにはXの上限は数百〜千程度となるが、これは十分に大きな値であると考えられる。また、Δ/Xとして１〜数ミリ秒確保しておけば、n番目のプロセスがプローブパケットを送出する際に、n-1番目のプロセスが送出したプローブパケットは、光の伝送速度を考慮するとネットワーク中を数百km程度伝播した状態になっているため、各プロセスが送信したプローブパケットがネットワークの狭い一部分の区間に集中することは避けられると考えられる。
【０２２８】
上記の可用帯域測定開始指示を受信した各送信拠点の端末収容装置１２０は、可用帯域測定部１２４内の自身が生成したそれぞれの可用帯域測定プロセス３２１について、上記の可用帯域測定開始指示によって指定された時刻にプローブパケットを送信する動作を開始させる。
【０２２９】
(11)全ての送信拠点の端末収容装置１２０の全ての可用帯域測定プロセス３２１においてプローブパケットの送信が開始されると、受信拠点の端末収容装置２２０の各データ転送用論理ネットワーク３０に対応した可用帯域測定プロセス３２１は、当該データ転送用論理ネットワーク３０内のそれぞれの送信拠点から送信されてきたプローブパケットを用いて、当該データ転送用論理ネットワーク３０における当該送信拠点１００から自拠点（受信拠点２００）までの伝送経路の可用帯域の測定を実施する。このプロセスもNTPサーバと時刻同期しているため、可用帯域の正確な測定が可能である。そして、全てのデータ転送用論理ネットワーク３０における全ての伝送経路の可用帯域の測定が完了すると、その結果を可用帯域情報通知として通信品質管理装置１５０に送信する。
【０２３０】
この測定結果は、プローブパケットを送信したパケットの送信元アドレス、すなわち、そのプローブパケットを送信した送信拠点の端末収容装置１２０内の可用帯域測定プロセス３２２のIPアドレスと、そのプローブパケットを受信した論理ネットワークのIDと、可用帯域の測定値、の3つ組の一覧として通知される。
【０２３１】
この可用帯域情報通知を受信した通信品質管理装置１５０は、図中(9)の可用帯域測定プロセス起動完了通知において通知された各送信拠点の端末収容装置１２０が生成した可用帯域測定プロセスのIPとそのプロセスが属する論理ネットワークIDの対の一覧を使用して、送信拠点の端末収容装置１２０の論理IPアドレス、論理ネットワークID、および、可用帯域の測定値、の3つ組の一覧を生成する。そして、この情報を用いて、図３１に示す手順で各送信サーバ１１０の最初の収容先のデータ転送用論理ネットワーク３０を決定する。図３１の手順については後述する。
【０２３２】
(12)各送信サーバ１１０の最初の収容先のデータ転送用論理ネットワーク３０が決定すると、全ての送信拠点の端末収容装置１２０に対し、データ転送用論理ネットワーク３０への収容指示を送信する。このデータ転送用論理ネットワーク３０への収容指示においては、送信先の端末収容装置１２０毎に個別に、送信サーバ１１０の収容に用いているVLAN IDとそのVLANの収容先の論理ネットワークのID、の2つ組の集合をデータとして付与する。
【０２３３】
(13) 送信拠点の端末収容装置１２０は、上記のデータ転送用論理ネットワーク３０への収容指示を受信すると、送信サーバ１１０の収容に用いているVLANを指示されたデータ転送用論理ネットワーク３０へ収容する操作を行う。すなわち、図１８に示した、収容ネットワーク変更部１２６における収容ネットワーク管理表４４０の、当該VLAN IDを含むエントリの論理ネットワークIDリストの部分に、指示された論理ネットワークIDを書き込む。この操作により、当該VLANに収容されている送信サーバ１１０から送信されるコンテンツデータは、バックボーンネットワーク上の当該データ転送用論理ネットワーク３０内へ転送されるようになる。送信拠点の端末収容装置１２０は、この操作を完了すると、通信品質管理装置１５０に対して、データ転送用論理ネットワーク３０への収容完了通知を送信する）。
【０２３４】
(14)通信品質管理装置１５０は、全ての送信拠点の端末収容装置１２０からの上記通知を受信すると、オペレーション端末１に対してコンテンツ配信開始許可を送信する。このコンテンツ配信開始許可には、当該コンテンツ名をデータとして付与する。
【０２３５】
(15)オペレーション端末１を介して上記のコンテンツ配信開始許可を受信した網サービスのユーザは、まず、コンテンツの受信端末２１０に対して、データ受信開始指示を送信する。これにより、受信端末２１０においてコンテンツを受信するためのアプリケーションソフトウェアが起動され、コンテンツデータの受信が可能となる。
【０２３６】
(16)そして次に、全ての送信サーバ１１０に対して、データ送信開始指示を送信する。このデータ送信開始指示には、当該コンテンツ名をデータとして付与する。これにより、送信サーバ１１０においてコンテンツを送信するためのアプリケーションソフトウェアが起動され、コンテンツデータの送信が開始される。
【０２３７】
以上が、図２８のステップS604までの処理の詳細な説明である。
【０２３８】
コンテンツデータの送信が開始されると、それ以降は、通信品質管理装置１５０が、受信拠点の端末収容装置２２０から定期的に送信されてくる可用帯域情報に基づいて、その値の変化に応じた送信サーバのデータ転送用論理ネットワーク３０の収容替えの操作（ステップS605）を、コンテンツのデータ送信が完了するまで実行する。
【０２３９】
＜論理ネットワーク決定処理＞
以下に、通信品質管理装置１５０が実行する、送信サーバ１１０を収容するデータ転送用論理ネットワーク３０を決定する手順について説明する。
【０２４０】
図３１は、図２８のステップS603の処理である送信サーバの最初の収容先のデータ転送用論理ネットワーク３０を決定する処理の手順を示したフローチャートであり、図３２は、データ送信が開始された後に、受受信拠点の端末収容装置２２０から定期的に送信されてくる可用帯域情報に基づいて収容先のデータ転送用論理ネットワーク３０を変更する処理（図２８のステップS605の処理）の手順を示したチャートである。
【０２４１】
図３１と図３２で使われている記号の意味は以下の通りである。なお、可用帯域の余裕値Tの具体的な値については、ネットワークの過去のトラヒック履歴を参照し、前述のデータ転送用論理ネットワーク３０毎の可用帯域の測定時間間隔に等しい時間間隔における可用帯域の最大減少値を目安として決定すればよい。
N      ：送信拠点の総数（送信拠点の端末収容装置の総数）（定数）
L(k)    ：図２９の「(1)コンテンツ配信開始依頼」で指定された論理ネットワークのリスト中に含まれる論理ネットワークのうち、送信拠点k の送信拠点の端末収容装置１２０を接続先として含んでいる論理ネットワークの総数（定数）
Mk    ：送信拠点kの送信拠点の端末収容装置１２０に物理的に接続されている送信サーバの総数（定数）
Sk_i    ：送信拠点k の送信拠点の端末収容装置１２０に物理的に接続されているi番目の送信サーバ（i番目のVLANと同義）
Lk_i    ：L(k)個の論理ネットワークのうちi番目の論理ネットワーク
MCk_i  ：送信拠点k においてLk_iに収容されている送信サーバの数（変数）
Bk_i    ：Lk_iにおける、送信拠点kの送信拠点の端末収容装置から受信拠点の端末収容装置に至る、Lk_i内のルーティングプロトコルが定める伝送経路にEnd-to-Endの可用帯域の測定値（変数）
R      ：各送信サーバが当該コンテンツのデータをネットワークへ送出する際のビットレート（定数）
T      ：論理ネットワークに対して持たせる可用帯域の余裕値（定数）
まず、送信サーバ１１０の最初の収容先のデータ転送用論理ネットワーク３０を決定する処理について、図３１に基づいて説明する。
【０２４２】
ステップS701とステップS702は初期化処理である。ステップS701では、全ての送信拠点について、全てのデータ転送用論理ネットワークに収容されている送信サーバ数を示すカウンタの値を0に初期化する。ステップS702では、送信拠点を指す添え字k、論理ネットワークを指す添え字i、そして、送信サーバを指す添え字m、をそれぞれ１に初期化する。
【０２４３】
初期化処理が終わると、着目しているデータ転送用論理ネットワークの可用帯域の値をみて、そのデータ転送用論理ネットワークに収容可能な送信サーバの台数を計算し、収容可能な台数の送信サーバを当該データ転送用論理ネットワークへ収容する（ステップS703〜ステップS707）。
【０２４４】
ステップS703では、受信拠点の端末収容装置２１０から通知される各データ転送用論理ネットワークの可用帯域の値の中から、現在着目しているデータ転送用論理ネットワークの可用帯域の値を参照している。
【０２４５】
ステップS704では、ステップS703で通知された可用帯域の値から余裕値として残す帯域を引いたものと、送信サーバ１台あたりのデータ送信ビットレートとを比較し、１台以上の送信サーバ１１０を当該データ転送用論理ネットワークへ収容可能か否かを検査している。後者の値が小さい場合は新たな送信サーバを１台も収容することができないため、ステップS710以降の、次のデータ転送用論理ネットワークに着目した処理に移る（後述）。ステップS704の検査において後者の値が前者の値以上である場合は、当該データ転送用論理ネットワークに新たに送信サーバ１１０を収容することが可能であるため、ステップS705で収容可能な送信サーバの台数を計算し、ステップS706でその台数の送信サーバを当該データ転送用論理ネットワークに収容するための収容指示を現在着目している送信拠点の端末収容装置１２０に対して送信したのち、ステップS707でカウンタMCk_i の値を更新する。
【０２４６】
ステップS708では、現在着目している送信拠点の端末収容装置１２０に接続されている全ての送信サーバ１１０の収容先論理ネットワークが決定したか否かを検査する。もし全ての送信サーバについての処理が完了していれば、ステップS714に移る。
【０２４７】
ステップS714では、全ての送信拠点についての処理が完了したか否かを検査する。まだ処理していない送信拠点が残っていれば、ステップS715に進み、送信拠点を指す添え字kの値を１つ増やして、次の送信拠点についての処理をステップS703から始める。ステップS714において、全ての送信拠点についての処理が完了していれば、本チャートの処理を終了する。
【０２４８】
ステップS708において、まだ収容先論理ネットワークが決定していない送信サーバが残っていれば、ステップS709に移る。ステップS709では、着目中の送信サーバを指す添え字mの値を１つ増やしてステップS710に移る。
【０２４９】
ステップS710では、送信サーバ１１０を収容できるだけの可用帯域があるか否かの検査を、当該送信拠点を含む全てのデータ転送用論理ネットワークについて完了したか否かを検査する。完了している場合、可用帯域に余裕を残しながら残りの送信サーバ１１０を収容可能なデータ転送用論理ネットワークの候補は残されていないため、残りの送信サーバを現在着目中のデータ転送用論理ネットワークに収容するための収容指示を現在着目している送信拠点の端末収容装置１２０に対して送信したのち（ステップS712）、収容送信サーバ数のカウンタの値を更新して（ステップS713）、ステップS714に移る。ステップS710の検査において、送信サーバ１１０を収容できるだけの可用帯域があるか否かの検査をまだ行っていないデータ転送用論理ネットワークがある場合は、論理ネットワークを指す添え字i の値を１つ増やして処理対象を次の論理ネットワークに変更し、ステップS703に戻る。
【０２５０】
以上が、通信品質管理装置１５０における、送信サーバ１１０の最初の収容先のデータ転送用論理ネットワーク３０を決定する処理に関する説明である。
【０２５１】
＜収容先論理ネットワークの変更処理＞
次に、通信品質管理装置１５０は、データ送信が開始された後に、受信拠点の端末収容装置２２０から定期的に送信されてくる可用帯域情報に基づいて収容先のデータ転送用論理ネットワーク３０を変更する処理について、図３２、図３３に基づいて説明する。
【０２５２】
ステップS801は初期化処理で、送信拠点を指す添え字kと論理ネットワークを指す添え字iをそれぞれ１に初期化する。
【０２５３】
通信品質管理装置１５０は、初期化処理が終わると、着目しているデータ転送用論理ネットワークの可用帯域の最新の値をみて（ステップS802）、予め定めた余裕値以上の可用帯域が残されているか否かを検査する（ステップS803）。余裕値以上の可用帯域が残されている場合、当該データ転送用論理ネットワークに収容されている送信サーバを他のデータ転送用論理ネットワークへ収容替えして当該データ転送用論理ネットワークの可用帯域を増やす必要はないと判断し、ステップS814へ移る。
【０２５４】
ステップS814では、この可用帯域の検査を、当該送信拠点を含む全てのデータ転送用論理ネットワークについて完了したか否かを検査する。完了していない場合は、データ転送用論理ネットワークを指す添え字iの値を１つ増やし（ステップS815）、ステップS802に戻って次のデータ転送用論理ネットワークの可用帯域の検査を実施する。可用帯域の検査が当該送信拠点を含む全てのデータ転送用論理ネットワークについて完了している場合はステップS816に進み、一連の処理が全ての送信拠点について完了していれば本チャートに示す処理を終了する。
【０２５５】
処理していない送信拠点が残っていれば、送信拠点を指す添え字kの値を１つ増やし（ステップS817）、データ転送用論理ネットワークを指す添え字iの初期化（ステップS818）を行って、ステップS802に戻る。
【０２５６】
ステップS803の検査において余裕値以上の可用帯域が残されていない場合は、当該データ転送用論理ネットワークに収容されている送信サーバの一部を他のデータ転送用論理ネットワークへ収容替えして当該データ転送用論理ネットワークの可用帯域を増やす必要がある。ステップS804では、他のデータ転送用論理ネットワークへ収容替えする必要のある送信サーバの台数m' を求める。
【０２５７】
ステップS805〜ステップS807では、収容変更先のデータ転送用論理ネットワークの候補を指す添え字n の初期設定を行う。変更元のデータ転送用論理ネットワークとは異なるデータ転送用論理ネットワークを、添え字の番号が若い順に調べていく（ステップS806、および、ステップS807）。
【０２５８】
そして、収容変更先候補であるデータ転送用論理ネットワークLk_n の可用帯域情報を参照して、元のデータ転送用論理ネットワークLk_i からLk_nへ１台以上の送信サーバを収容替えできるか否かを検査する（ステップS808）。収容替えが不可能な場合はステップS819に移動し、新たな収容変更先候補となるデータ転送用論理ネットワークを検索する処理に移る。
【０２５９】
ステップS819では、収容変更先候補となるデータ転送用論理ネットワークを調べ尽くしたかどうかを検査し、これ以上候補となるデータ転送用論理ネットワークがない場合は、データ転送用論理ネットワークLk_i だけではなく、送信拠点kを含む可用帯域が余裕値に満たない全てのデータ転送用論理ネットワークの可用帯域の回復は不可能であるため、ステップS816に移動し、処理対象の送信拠点の変更処理に移る。
【０２６０】
ステップS819においてまだ候補となるデータ転送用論理ネットワークが存在する場合は、収容変更先のデータ転送用論理ネットワークの候補を指す添え字nの値を１つ増やし（ステップS820）、添え字が指すデータ転送用論理ネットワークが収容変更元のデータ転送用論理ネットワークとは異なることを保証した後（ステップS821、ステップS823）、ステップS808の検査に戻る。
【０２６１】
先に記載したステップS808の検査において収容替えが可能であった場合は、データ転送用論理ネットワークLk_iからLk_nへ収容可能な送信サーバの上限台数m"を求め（ステップS809）、その台数の送信サーバを上記のデータ転送用論理ネットワークへ収容替えするための収容指示を現在着目している送信拠点の端末収容装置１２０に対して送信する（ステップS810）。具体的には、データ転送用論理ネットワークLk_iに収容されている送信サーバを接続するVLANのうち、番号が若いものm" 個分の収容先をデータ転送用論理ネットワークLk_nにする収容指示を、添え字kが指す送信拠点の端末収容装置に対して送信する。
【０２６２】
そして、収容元、および、収容先のデータ転送用論理ネットワークに接続さている送信サーバの台数を表すカウンタの値を更新（ステップS811とステップS812）した後、ステップS804で求めた台数の送信サーバの他のデータ転送用論理ネットワークへの収容替えが完了したかどうかを検査する（ステップS813）。
【０２６３】
もし収容替えが完了していなければ、ステップS819に移る。完了していれば、ステップS814に移る。
【０２６４】
以上が、データ送信が開始された後に、受信拠点の端末収容装置から定期的に送信されてくる可用帯域情報に基づいて収容先のデータ転送用論理ネットワーク３０を変更する処理についての説明である。
【０２６５】
通信品質管理装置１５０は、図３２のフローチャートに示された動作を、受信拠点の端末収容装置２２０から可用帯域情報通知があるたびに、そして、オペレーション端末１から図３４の(18)コンテンツ配信終了通知（後述）が送信されてくるまで繰り返す。
【０２６６】
最後に、各送信サーバ１１０からのデータ送信の完了とそれに伴う処理の内容を、図３４に基づいて説明する。この図に示す処理は、図２８のチャートのステップS606とステップS607の部分に相当する処理である。また、図３４のそれぞれの制御信号毎に、その制御信号の送信側装置から受信側装置へ同時に渡されるデータを図３５にまとめて示す。
【０２６７】
(17)全ての送信拠点の全ての送信サーバがコンテンツデータの送信を完了し、その後、コンテンツデータの最後のパケットの受信を検出した受信端末２１０は、オペレーション端末１に対してデータ受信完了通知を送信する。このデータ受信完了通知には、当該コンテンツ名をデータとして付与する。
【０２６８】
(18)このデータ受信完了通知を受信したオペレーション端末１は、管理用論理ネットワーク７０を介して通信品質管理装置１５０に対してコンテンツ配信終了通知を送信する。このコンテンツ配信終了通知には、当該コンテンツ名をデータとして付与する。
【０２６９】
(19)通信品質管理装置１５０は、この通知の受信により、当該コンテンツの配信における、可用帯域の値に応じた送信サーバの収容先のデータ転送用論理ネットワークの決定動作（図３２）を停止する。さらに、送信拠点の各端末収容装置１２０，受信拠点の端末収容装置２２０に対して可用帯域測定終了指示を送信する。受信拠点の端末収容装置２２０に対する可用帯域測定終了指示には、図２９中(7)のコンテンツ受信準備完了通知のデータに含まれていた可用帯域測定プロセスのIPアドレスの一覧をデータとして付与する。また、送信拠点の端末収容装置１２０に対する可用帯域測定終了指示には、それぞれの端末収容装置毎に個別に、図２９中(9)の可用帯域測定開始完了通知で通知された可用帯域測定プロセスのIPアドレスの一覧をデータとして付与する。
【０２７０】
(20)この可用帯域測定終了指示を受信した各送信拠点の端末収容装置１２０は、図２９中(8)の可用帯域測定開始指示を受信した際に生成した一連の可用帯域測定プロセス（プローブパケット送信用）３２１の動作を停止し、同プロセスを消去した後、通信品質管理装置１５０に対して可用帯域測定終了通知を送信する。
【０２７１】
また、可用帯域測定終了指示を受信した受信拠点の端末収容装置２２０は、図２９中(6)のコンテンツ受信準備開始指示を受信した際に生成した一連の可用帯域測定プロセス（プローブパケット受信／可用帯域測定用）３２２の動作を停止し、同プロセスを消去した後、通信品質管理装置１５０に対して可用帯域測定終了通知を送信する。
【０２７２】
通信品質管理装置１５０は、全ての送信拠点の端末収容装置１２０と受信拠点の端末収容装置２２０への上記の可用帯域測定終了通知を送信すると、全ての動作を終了する。以上により、一連のコンテンツ配信動作が完了する。
【０２７３】
本発明における端末収容装置１２０，２２０とデータ転送装置３００とを接続する物理ネットワークに特別な条件はなく通常のIPネットワークであればよいため、この条件さえ満足すれば、ユーザ拠点１００，２００と網サービス提供者側拠点２０とを接続する足回り回線の種類やデータ通信方式によらず端末収容装置をユーザ拠点内に設置することが可能である。また、通信品質管理装置１５０、コンテンツデータベース１３０、および、ネットワークデータベース１４０についても、設置場所に関する制約は存在しないため、ユーザ拠点内に設置することが可能である。
【０２７４】
そして、事前に構築した複数のデータ転送用論理ネットワーク３０に対する、端末収容装置１２０，２２０内の可用帯域測定部１２１，２２１による可用帯域の測定操作、および、その測定結果に基づく、多対1型の通信における送信サーバ１１０のデータ転送用論理ネットワーク３０への収容替えの操作は、この端末収容装置１２０，２２０、通信品質管理装置１５０、コンテンツデータベース１３０、および、ネットワークデータベース１４０のみで実現でき、網サービス提供者の装置の操作や設定変更は必要ない。
【０２７５】
さらに、前記発明が解決しようとする課題の項では述べていない課題であるが、従来はユーザ端末自体で実行する必要があったアクティブ計測による可用帯域測定や、非特許文献7に見られるようなユーザ端末に構成変更（同文献では仮想インタフェースの構築）を施すことによって実現していた論理ネットワーク（同文献ではVLAN）の切替え処理を、本発明の方法によりユーザ端末上の処理やユーザ端末の構成変更を施すことなく実行できるようになる、という副次的な効果もある。
【０２７６】
なお、上記の図７、図１０に示す輻輳回避システムの送信拠点の端末収容装置１２０、受信拠点の端末収容装置２２０、通信品質管理装置１５０の動作をプログラムとして構築し、これらの装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。
【０２７７】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【０２７８】
１０  足回り回線
２０  網サービス提供者側拠点
３０  データ転送用論理ネットワーク
４０  論理リンク
７０  管理用論理ネットワーク
１００  ユーザ拠点（送信拠点）
１０１〜１０５  サブネットワーク
１１０  端末、送信サーバ
１２０  送信拠点の端末収容装置
１２１  可用帯域測定部
１２２  収容ネットワーク変更部
１２３  サブネットワークと論理リンクの対応表テーブル
１２４  可用帯域測定部
１２５  経路設定管理部
１２６  収容ネットワーク変更部
１２７  データ信号線
１２８  共通制御信号線
１３０  コンテンツデータベース
１４０  ネットワークデータベース
１５０  通信品質管理装置
１６０  VLANインタフェース
１６１  入力パケットバッファ
１６２  入力パケット処理部
１７０  VLAN回線
１７１  バックボーンインタフェース側入力パケット処理部
１７２  バックボーンインタフェース側入力パケットバッファ
２００  ユーザ拠点（受信拠点）
２０１〜２０３  サブネットワーク
２１０  受信端末
２２０  受信拠点の端末収容装置
２２１  可用帯域測定部
３１０  時刻情報提供部
３２０  論理ネットワーク用リソース
３２１  可用帯域測定プロセス（プローブパケット送信用）
３２２  可用帯域測定プロセス（プローブパケット受信/可用帯域測定用）
４１０  VLAN管理表
４２０  バックボーンインタフェース管理表
４３０  対向実ネットワークインタフェース管理表
４４０  収容ネットワーク管理表
４５０  論理ネットワーク接続管理表
４６０  仮想ネットワークインタフェース管理表
５１０  論理ネットワーク用リソース
５１１  経路情報広報プロセス
５１２  ARP表
５１３  ARPプロセス
【図１】
2015226235.tif 000003
【図２】
2015226235.tif 000004
【図３】
2015226235.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015226235.tif 000009
【図８】
2015226235.tif 000010
【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】
2015226235.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2015226235.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年10月6日(2015.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテンツデータ配信時の輻輳を回避するネットワーク輻輳回避システムであって、
網サービスのユーザ拠点内に設置されコンテンツを送出する１台以上の送信側端末と、
前記網サービスのユーザ拠点内に視聴者毎に設置され、前記コンテンツを受信する受信側端末と、
網サービスの提供者側の拠点内に設置され、前記コンテンツデータを格納したIPパケットを転送する１台以上のデータ転送装置と、
前記網サービスのユーザ拠点内に設置され、前記送信側端末または前記受信側端末をサブネットワークを介して接続し、さらに、該網サービスのユーザ拠点と前記網サービスの提供者側の拠点とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線を介して前記データ転送装置と接続される端末収容装置と、
いずれか１つの前記網サービスのユーザ拠点内の前記端末収容装置に前記サブネットワークを介して接続される通信品質管理装置と、
データ送信側端末群に分散格納されているコンテンツ名の一覧、それぞれのコンテンツが格納されている送信側端末の一覧、および、各送信側端末がそれぞれのコンテンツのデータを送出する際のデータ送信ビットレートの情報を有するコンテンツデータベースと、
送信側端末を収容する端末収容装置の一覧、送信側端末の一覧、送信側端末を収容する端末収容装置が送信側端末の収容に用いているサブネットワークの一覧、該送信側端末と送信側端末を収容する端末収容装置とサブネットワークとの対応、の情報を有するネットワークデータベースと、
を有し、
前記データ転送装置は、
当該データ転送装置内部に１つまたは複数個の仮想的なデータ転送ノード（以下、「論理ノード」と記す）を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が１台または複数台接続された物理ネットワーク上に論理ノードとそれらを接続する論理リンクの集合からなるネットワーク（以下、「仮想ネットワーク」と記す）を１つ、または複数個重畳して構築し、さらに、前記端末収容装置と物理的に直結されているデータ転送装置においては、自身の内部の論理ノードと該端末収容装置との間に該仮想ネットワーク毎に該仮想ネットワークに対応した論理リンクを構築することによって、論理ノードと、該論理ノード同士を接続する論理リンクと、該論理ノードと該端末収容装置を接続する論理リンクの集合によって構成されるネットワーク（以下、「論理ネットワーク」と記す）を形成し、
前記受信側端末を収容する端末収容装置は、
送信側端末を収容する端末収容装置から送出された、自装置と他の端末収容装置との間の論理ネットワークの可用帯域を測定するための試験パケットに基づいて、前記論理ネットワークの可用帯域を測定し、可用帯域情報を前記通信品質管理装置に通知する可用帯域情報通知手段を有し、
前記通信品質管理装置は、
各送信側端末を収容する端末収容装置に対して、可用帯域測定指示を送出する可用帯域測定指示手段と、
前記受信側端末を収容する端末収容装置から前記可用帯域情報を受信して、前記可用帯域が所定の余裕値以上となるように、前記送信側端末を収容する各端末収容装置における、送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする収容指示を、該送信側端末を収容する各端末収容装置に対して送出する収容変更指示手段と、
を有し、
前記送信側端末を収容する端末収容装置は、
前記通信品質管理装置からの前記可用帯域測定指示に基づいて前記試験パケットを、前記受信側端末を収容する端末収容装置に送信する可用帯域測定手段と、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを動的に変更する収容ネットワーク変更手段と、
を有し、
前記通信品質管理装置の前記収容変更指示手段は、
前記受信側端末を収容する端末収容装置から取得した前記可用帯域情報に基づいて、前記コンテンツデータベースと前記ネットワークデータベースを参照し、前記送信側端末を収容する論理ネットワークを決定し、前記送信側端末を収容する端末収容装置に対して、論理ネットワークへの収容指示を送信する収容指示手段を含むことを
特徴とする輻輳回避システム。
【請求項２】
前記通信品質管理装置の前記可用帯域測定指示手段は、
可用帯域の測定方法としてプローブパケットを用いるアクティブプローブパケット計測を用いる場合に、前記送信側端末を収容する端末収容装置の前記可用帯域測定手段に対して、該プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔を指示するパケット送信指示手段を含み、
各送信側端末を収容する端末収容装置の前記可用帯域測定手段は、
前記通信品質管理装置から取得した前記プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔に基づいて、各送信側端末を収容する端末収容装置が同期して相互に間隔を空けながら前記プローブパケットを送信する手段を含み、
前記受信側端末を収容する端末収容装置は、
前記各送信側端末を収容する端末収容装置から送信された前記プローブパケットを用いて、前記論理ネットワークにおける該送信側端末を収容する端末収容装置から自装置までの伝送経路の可用帯域を測定する手段を含む
請求項１記載の輻輳回避システム。
【請求項３】
前記送信側端末を収容する端末収容装置の前記収容ネットワーク変更手段は、
各送信側端末を接続しているサブネットワークのID、各論理ネットワークに対応する論理リンクのIDを対応づけたテーブルと、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記テーブルにおけるサブネットワークのIDと論理リンクのIDとの対応を決定し、その対応に基づいて前記各送信側端末の収容先の論理ネットワークに対応した論理リンクに対してデータを送信する手段と、
を含む
請求項１記載の輻輳回避システム。
【請求項４】
コンテンツデータ配信時の輻輳を回避するネットワーク輻輳回避方法であって、
網サービスのユーザ拠点内に設置されコンテンツを送出する１台以上の送信側端末と、
前記網サービスのユーザ拠点内に視聴者毎に設置され、前記コンテンツを受信する受信側端末と、
前記網サービスの提供者側の拠点内に設置され、前記コンテンツデータを格納したIPパケットを転送する１台以上のデータ転送装置と、
前記網サービスのユーザ拠点内に設置され、前記送信側端末または前記受信側端末をサブネットワークを介して接続し、さらに、該網サービスのユーザ拠点と前記網サービスの提供者側の拠点とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線を介して前記データ転送装置と接続される端末収容装置と、
いずれか１つの前記網サービスのユーザ拠点内の前記端末収容装置に前記サブネットワークを介して接続される通信品質管理装置と、
データ送信側端末群に分散格納されているコンテンツ名の一覧、それぞれのコンテンツが格納されている送信側端末の一覧、および、各送信側端末がそれぞれのコンテンツのデータを送出する際のデータ送信ビットレートの情報を有するコンテンツデータベースと、
送信側端末を収容する端末収容装置の一覧、送信側端末の一覧、送信側端末を収容する端末収容装置が送信側端末の収容に用いているサブネットワークの一覧、該送信側端末と該送信側端末を収容する端末収容装置とサブネットワークとの対応、の情報を有するネットワークデータベースと、
を有するシステムにおいて、
前記データ転送装置が、
当該データ転送装置内部に１つまたは複数個の仮想的なデータ転送ノード（以下、「論理ノード」と記す）を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が１台または複数台接続された物理ネットワーク上に論理ノードとそれらを接続する論理リンクの集合からなるネットワーク（以下、「仮想ネットワーク」と記す）を１つ、または複数個重畳して構築し、さらに、前記端末収容装置と物理的に直結されているデータ転送装置においては、自身の内部の論理ノードと該端末収容装置との間に該仮想ネットワーク毎に該仮想ネットワークに対応した論理リンクを構築することによって、論理ノードと、該論理ノード同士を接続する論理リンクと、該論理ノードと該端末収容装置を接続する論理リンクの集合によって構成されるネットワーク（以下、「論理ネットワーク」と記す）を形成していることを前提とし、
前記通信品質管理装置が、前記送信側端末を収容する各端末収容装置に対して、可用帯域測定指示を送出する可用帯域測定指示ステップと、
前記送信側端末を収容する端末収容装置が、前記通信品質管理装置からの前記可用帯域測定指示に基づいて、自装置と他の端末収容装置との間の論理ネットワークの可用帯域を測定するための試験パケットを、前記受信側端末を収容する端末収容装置に送信する可用帯域測定ステップと、
前記受信側端末を収容する端末収容装置が、前記送信側端末を収容する端末収容装置から送出された、前記試験パケットに基づいて、前記論理ネットワークの可用帯域を測定し、可用帯域情報を前記通信品質管理装置に通知する可用帯域情報通知ステップと、
前記通信品質管理装置が、前記受信側端末を収容する端末収容装置から前記可用帯域情報を受信して、前記可用帯域が所定の余裕値以上となるように、前記送信側端末を収容する各端末収容装置における、送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする収容指示を、該送信側端末を収容する各端末収容装置に対して送出する収容変更指示ステップと、
前記送信側端末を収容する端末収容装置が、前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを動的に変更する収容ネットワーク変更ステップと、
を行い、
前記収容変更指示ステップにおいて、
前記通信品質管理装置が、前記受信側端末を収容する端末収容装置から取得した前記可用帯域情報に基づいて、前記コンテンツデータベースと前記ネットワークデータベースを参照し、前記送信側端末を収容する論理ネットワークを決定し、前記送信側端末を収容する端末収容装置に対して、論理ネットワークへの収容指示を送信することを特徴とする輻輳回避方法。
【請求項５】
前記可用帯域測定指示ステップにおいて、
前記通信品質管理装置が、可用帯域の測定方法としてプローブパケットを用いるアクティブプローブパケット計測を用いる場合に、各送信側端末を収容する端末収容装置に対して、プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔を指示し、
前記可用帯域測定ステップにおいて、
前記送信側端末を収容する各端末収容装置が、前記通信品質管理装置から取得した前記プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔に基づいて、同期して相互に間隔を空けながら前記プローブパケットを送信し、
前記可用帯域情報通知ステップにおいて、
前記受信側端末を収容する端末収容装置が、前記送信側端末を収容する各端末収容装置から送信された前記プローブパケットを用いて、前記論理ネットワークにおける該送信側端末を収容する各端末収容装置から自装置までの伝送経路の可用帯域を測定する
請求項４記載の輻輳回避方法。
【請求項６】
前記収容ネットワーク変更ステップにおいて、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、各送信側端末を接続しているサブネットワークのID、各論理ネットワークに対応する論理リンクのIDを対応づけたテーブルにおけるサブネットワークのIDと論理リンクのIDとの対応を決定し、その対応に基づいて前記各送信側端末の収容先の論理ネットワークに対応した論理リンクに対してデータを送信する
請求項４記載の輻輳回避方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
一態様によれば、コンテンツデータ配信時の輻輳を回避するネットワーク輻輳回避システムであって、
網サービスのユーザ拠点内に設置されコンテンツを送出する１台以上の送信側端末と、
前記網サービスのユーザ拠点内に視聴者毎に設置され、前記コンテンツを受信する受信側端末と、
前記網サービスの提供者側の拠点内に設置され、前記コンテンツデータを格納したIPパケットを転送する１台以上のデータ転送装置と、
前記網サービスのユーザ拠点内に設置され、前記送信側端末または前記受信側端末をサブネットワークを介して接続し、さらに、該網サービスのユーザ拠点と前記網サービスの提供者側の拠点とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線を介して前記データ転送装置と接続される端末収容装置と、
いずれか１つの前記網サービスのユーザ拠点内の前記端末収容装置に前記サブネットワークを介して接続される通信品質管理装置と、
データ送信側端末群に分散格納されているコンテンツ名の一覧、それぞれのコンテンツが格納されている送信側端末の一覧、および、各送信側端末がそれぞれのコンテンツのデータを送出する際のデータ送信ビットレートの情報を有するコンテンツデータベースと、
送信側端末を収容する端末収容装置の一覧、送信側端末の一覧、送信側端末を収容する端末収容装置が送信側端末の収容に用いているサブネットワークの一覧、該送信側端末と送信側端末を収容する端末収容装置とサブネットワークとの対応、の情報を有するネットワークデータベースと、
を有し、
前記データ転送装置は、
当該データ転送装置内部に１つまたは複数個の仮想的なデータ転送ノード（以下、「論理ノード」と記す）を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が１台または複数台接続された物理ネットワーク上に論理ノードとそれらを接続する論理リンクの集合からなるネットワーク（以下、「仮想ネットワーク」と記す）を１つ、または複数個重畳して構築し、さらに、前記端末収容装置と物理的に直結されているデータ転送装置においては、自身の内部の論理ノードと該端末収容装置との間に該仮想ネットワーク毎に該仮想ネットワークに対応した論理リンクを構築することによって、論理ノードと、該論理ノード同士を接続する論理リンクと、該論理ノードと該端末収容装置を接続する論理リンクの集合によって構成されるネットワーク（以下、「論理ネットワーク」と記す）を形成し、
前記受信側端末を収容する端末収容装置は、
送信側端末を収容する端末収容装置から送出された、自装置と他の端末収容装置との間の論理ネットワークの可用帯域を測定するための試験パケットに基づいて、前記論理ネットワークの可用帯域を測定し、可用帯域情報を前記通信品質管理装置に通知する可用帯域情報通知手段を有し、
前記通信品質管理装置は、
各送信側端末を収容する端末収容装置に対して、可用帯域測定指示を送出する可用帯域測定指示手段と、
前記受信側端末を収容する端末収容装置から前記可用帯域情報を受信して、前記可用帯域が所定の余裕値以上となるように、前記送信側端末を収容する各端末収容装置における、送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする収容指示を、該送信側端末を収容する各端末収容装置に対して送出する収容変更指示手段と、
を有し、
前記送信側端末を収容する端末収容装置は、
前記通信品質管理装置からの前記可用帯域測定指示に基づいて前記試験パケットを、前記受信側端末を収容する端末収容装置に送信する可用帯域測定手段と、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを動的に変更する収容ネットワーク変更手段と、を有し、
前記通信品質管理装置の前記収容変更指示手段は、
前記受信側端末を収容する端末収容装置から取得した前記可用帯域情報に基づいて、前記コンテンツデータベースと前記ネットワークデータベースを参照し、前記送信側端末を収容する論理ネットワークを決定し、前記送信側端末を収容する端末収容装置に対して、論理ネットワークへの収容指示を送信する収容指示手段を含む輻輳回避システムが提供される。