(57)【要約】【課題】フレーム転送装置における輻輳によりユーザ端末のフレーム送信が規制されている期間においてもユーザ端末の最低送信速度を保証するフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法並びにその方法を用いたフレーム転送装置およびユーザ端末を提供する。【解決手段】フレーム転送装置１０は、中継網３０へ転送するフレームの輻輳を検出して送信速度規制時間と送信許可速度を含む輻輳通知フレームを生成し、リンク４０ａ〜４０ｃを介してユーザ端末２０ａ〜２０ｃに送信する。ユーザ端末２０ａ〜２０ｃは、受信した輻輳通知フレームに基づき、規制時間にわたりフレーム送信速度を送信許可速度以下になるように制御する。そして、規制時間が経過した後、あるいは規制を解除する輻輳通知フレームを受信して、送信速度規制を解除する。【選択図】　図１
2004088219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユーザ端末と、該複数のユーザ端末から送信されたフレームを中継網に転送するフレーム転送装置を備えたフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法であって、
前記フレーム転送装置は、輻輳検出手段を有し、該輻輳検出手段により輻輳が検出された場合、輻輳通知を示す識別子と、前記ユーザ端末において送信を規制する期間を指定する規制時間と、規制時間中の送信許可速度とを含む輻輳通知フレームを前記ユーザ端末ごとに生成して全てのユーザ端末に送信し、前記ユーザ端末は、受信した輻輳通知フレームに含まれる規制時間と送信許可速度に基づいて、前記規制時間にわたりフレーム送信速度の上限を前記送信許可速度に制御し、前記規制時間を経過した後、送信速度規制を解除することを特徴とするフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法。
【請求項２】
前記輻輳検出手段により、輻輳の終了が検出された場合、前記フレーム転送装置は、前記ユーザ端末において送信を規制する規制時間を零に指定した輻輳通知フレームを生成して全ての前記ユーザ端末に送信し、前記ユーザ端末は、規制時間が零に指定された輻輳通知フレームを受信する場合に、送信速度規制を解除することを特徴とする請求項１に記載のフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法。
【請求項３】
前記ユーザ端末は、受信した輻輳通知フレームによりフレーム送信速度を規制する場合、送信フレームに含まれるアプリケーション情報あるいはフレーム優先度に基づき、非優先アプリケーションのフレームを廃棄することによって、フレーム送信速度の上限を前記輻輳通知フレームに指定された送信許可速度以下になるように制御することを特徴とする請求項１に記載のフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法。
【請求項４】
前記ユーザ端末は、予め設定された送信許可速度を記憶し、受信した輻輳通知フレームに基づくフレーム送信速度の規制時間にわたり、フレーム送信速度の上限を前記記憶された送信許可速度に制御することを特徴とする請求項１に記載のフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法。
【請求項５】
前記フレーム転送装置は、装置自身が生成する輻輳通知フレームを検出して、当該輻輳通知フレームに含まれる規制時間と送信許可速度に基づき、前記規制時間にわたり各ユーザ端末から受信するフレーム受信速度の上限を前記送信許可速度に制御し、前記規制時間を経過した後、フレーム受信速度の規制を解除することを特徴とするフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法。
【請求項６】
一つの中継網に対してフレームを送信するインタフェースを備えるフレーム転送装置であって、
前記インタフェースにおいてフレーム送信の輻輳開始および輻輳終了を検出する輻輳検出手段と、
ユーザ端末ごとに設定されたフレーム送信の規制時間と送信許可速度を記憶する記憶手段と、
前記輻輳検出手段において、輻輳開始が検出された場合、前記記憶手段に記憶された規制時間と送信許可速度を含めた輻輳通知フレームを生成し、輻輳終了が検出された場合、前記規制時間を零に指定する輻輳通知フレームを生成する輻輳通知フレーム生成手段と、
該輻輳通知フレーム生成手段により生成された輻輳通知フレームをユーザ端末に送信する送信手段と、
を具備することを特徴とするフレーム転送装置。
【請求項７】
一つの中継網に対してフレームを送信するインタフェースを備えるフレーム転送装置であって、
前記インタフェースにおいてフレーム送信の輻輳開始および輻輳終了を検出する輻輳検出手段と、
ユーザ端末ごとに設定されたフレーム送信の規制時間と送信許可速度を記憶する記憶手段と、
前記輻輳検出手段において、輻輳開始が検出された場合、前記記憶手段に記憶された規制時間と送信許可速度を含めた輻輳通知フレームを生成する輻輳通知フレーム生成手段と、
装置自身が生成した輻輳通知フレームを受けて、規制時間と送信許可速度を抽出する輻輳通知フレーム検出手段と、
該輻輳通知フレーム検出手段により抽出された規制時間と送信許可速度に基づき、前記規制時間にわたり前記ユーザ端末から受信されるフレーム受信速度の上限を前記送信許可速度に制御する制御手段と、
前記規制時間を経過した後、受信速度規制を解除する解除手段と、
を具備することを特徴とするフレーム転送装置。
【請求項８】
前記輻輳検出手段は、予め設定された輻輳開始を検出する第１の閾値と輻輳終了を検出する第２の閾値を記憶し、中継網に転送するフレームの蓄積量が第１の閾値を越えた場合、輻輳開始を判断し、輻輳が開始した後、前記フレームの蓄積量が第２の閾値以下になった場合、輻輳終了を判断することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のフレーム転送装置。
【請求項９】
フレーム転送ネットワークを介して前記フレーム転送装置に接続されるユーザ端末であって、
前記フレーム転送装置から受信された輻輳通知フレームを検出し、該輻輳通知フレームに含まれる規制時間と送信許可速度を抽出する輻輳通知フレーム検出手段と、
前記規制時間にわたりフレーム送信速度の上限を前記送信許可速度に制御する制御手段と、
前記規制時間を経過した後、送信速度規制を解除する規制解除手段と、
を具備することを特徴とするユーザ端末。
【請求項１０】
送信するアプリケーションごとの優先度を記憶する記憶手段と、送信フレームに含まれるアプリケーション情報あるいはフレーム優先度を抽出し、前記記憶手段に記憶された優先度と照合して当該送信フレームの優先度を判別する判別手段と、受信された輻輳通知フレームに基づくフレーム送信の規制時間にわたり前記判別手段により検知された非優先アプリケーションのフレームを廃棄するフレーム廃棄手段とを、さらに、備えることを特徴とする請求項９に記載のユーザ端末。
【請求項１１】
前記ユーザ端末は、予め設定されたユーザ端末自身の送信許可速度を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項９に記載のユーザ端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フレーム転送ネットワークにおいて、ユーザ端末から送信されるフレームの送信速度制御に好適なフレーム送信速度制御方法並びにその方法を用いたフレーム転送装置およびユーザ端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のユーザ端末が一つのフレーム転送装置を介して中継網に接続されるフレーム転送ネットワークにおいて、フレーム転送装置における中継網への送信インタフェース部で輻輳が起こると、フレーム転送装置と中継網を接続するリンクの帯域が、フレームを大量に送信する一部のユーザ端末に占有され、フレーム廃棄が発生する。このフレーム廃棄を回避するために、ＩＥＥＥの８０２．３ｘでは、指定期間、フレームの送信を止めるＰＡＵＳＥフレームを送信側の装置に送り、フレーム送信を抑制する手段が規定されている。このＰＡＵＳＥフレームを用いた場合、輻輳を検出したフレーム転送装置は、ＰＡＵＳＥフレームにより輻輳を全てのユーザ端末に対して通知する。輻輳通知を受けたユーザ端末は、ＰＡＵＳＥフレームに含まれる規制時間の間、輻輳の継続を回避するために、フレーム送信を停止し、規制時間が経過した後、フレーム送信を開始する。
【０００３】
また、フレーム転送装置における輻輳を回避し、帯域を保証する方法として、スケジューリング技術を用いた方法、送信速度の上限を常時小さく制御する方法などがある。スケジューリング技術による方法は、フレーム転送装置の中継網に接続するインタフェースにおいて、送信権を任意の順番でユーザ端末ごとにスケジューリングすることによって、ユーザ端末ごとの帯域保証を実現する。この方法によれば、常時、フレーム転送装置と中継網の間のリンク帯域を、ユーザ端末ごとに厳密に割り当てることができる。送信速度の上限を制御する方法は、ユーザ端末の送信速度を常時一定速度以下に設定する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のフレーム送信速度制御方法では、フレーム転送装置内の中継網への送信インタフェースで輻輳が発生すると、規制時間にわたりユーザ端末のフレーム送信が完全に停止される。このとき、十分低速でフレームを送信していたユーザ端末も、大量にフレームを送信するユーザ端末が引き起こした輻輳によって生成されたＰＡＵＳＥフレームに基づいて、送信速度は零になるように規制される。このため、規制時間中はユーザ毎にフレーム送信の最低速度を保証することができないという問題があった。さらに、全てのユーザ端末のフレーム送信が同一条件で規制されるため、音声通話など最低送信速度に対する要求条件が厳しいユーザ端末も、ホームページ閲覧など最低送信速度に対する要求条件が緩いユーザ端末も、送信速度を同一に零になるように規制される。このため、ユーザ端末のサービス要求に合わせて、送信速度を変えて保証することができない、あるいは、規制時間中にユーザ端末が送信する個々のアプリケーションに対して最低送信速度を保証することができないという問題があった。
【０００５】
また、スケジューリング技術を用いた方法の場合、高速ネットワークにおいて物理インタフェース速度相当でフレームを送信することは、送信権の順番制御がないＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　ｉｎ　ｆｉｒｓｔ　ｏｕｔ）を用いても、処理負荷の観点から困難であるにもかかわらず、さらに、スケジューリングにともなって処理負荷が重くなるため、多くのハードウェア資源が必要である。このため、高速ネットワークにおいて、経済的に、ユーザ端末ごとの帯域保証を実現することが難しいという問題があった。また、送信速度の上限を制御する方法は、動的に上限速度の変更を行わないため、制御の安定性の観点では優れているが、常時、各ユーザの送信速度が小さく規制されるため、バースト性の強い送信トラヒック、すなわち短期間に大量のデータを送信するトラヒックでは、ユーザ全体の送信スループットが低下する。このため、ユーザ全体の網利用効率を維持しながらユーザ端末ごとの最低帯域を保証することができないという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、フレーム転送装置が、複数のユーザ端末に対して同一の、あるいは、ユーザ端末ごとに異なる、保証すべき最低送信速度を送信許可速度として輻輳通知フレーム内に含めて通知し、ユーザ端末は、規制時間にわたりフレーム送信速度の上限を通知された送信許可速度に制御することによって、フレーム送信の規制時間中であっても、各ユーザ端末の最低送信速度を保証することである。さらに、この発明の目的は、ユーザ端末が、非優先のアプリケーション情報を含むフレームを選択的に廃棄して、規制時間にわたり送信許可速度を越えない限り、優先アプリケーションのフレーム送信を維持することにより、規制時間中であっても個々のアプリケーションの最低速度を保証することである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、フレーム転送装置において、ユーザ端末ごとに送信権をスケジューリングすることなく、ＦＩＦＯのみを行うことによって、経済的に高速ネットワークヘの適用を可能にするとともに、速度が規制される時間を最低限に短縮することによって、バースト性が強いトラヒックに対してもユーザ全体の送信スループットの低下を防ぎ網利用効率を向上させることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のユーザ端末と、該複数のユーザ端末から送信されたフレームを中継網に転送するフレーム転送装置を備えたフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法であって、前記フレーム転送装置は、輻輳検出手段を有し、該輻輳検出手段により輻輳が検出された場合、輻輳通知を示す識別子と、前記ユーザ端末側で送信を規制する期間を指定する規制時間と、規制時間中の送信許可速度とを含む輻輳通知フレームを前記ユーザ端末ごとに生成して全てのユーザ端末に送信し、前記ユーザ端末は、受信した輻輳通知フレームに含まれる規制時間と送信許可速度に基づいて、前記規制時間にわたりフレーム送信速度の上限を前記送信許可速度に制御し、前記規制時間を経過した後、送信速度規制を解除することを特徴とするフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法である。各ユーザ端末のフレーム送信速度の上限を送信許可速度に制御することによって、フレーム転送装置と中継網間の帯域が一部のユーザ端末に占有されることを防止できる。また、各ユーザ端末の送信許可速度を保証すべき最低速度に設定することによって、規制時間においてもユーザ端末のフレーム送信の最低速度を保証することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法において、前記輻輳検出手段により、輻輳の終了が検出された場合、前記フレーム転送装置は、前記ユーザ端末において送信を規制する規制時間を零に指定した輻輳通知フレームを生成して全ての前記ユーザ端末に送信し、前記ユーザ端末は、規制時間が零に指定された輻輳通知フレームを受信する場合に、送信速度規制を解除することを特徴とする。規制時間が経過する前に輻輳が終了した場合、前記ユーザ端末は、前記輻輳通知フレームに基づいて規制時間の経過を待たずに、ただちにフレーム送信を再開するため、規制時間が短縮される。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法において、前記ユーザ端末は、受信した輻輳通知フレームによりフレーム送信速度を規制する場合、送信フレームに含まれるアプリケーション情報あるいはフレーム優先度に基づいて、非優先アプリケーションのフレームを廃棄することによって、フレーム送信速度の上限を前記輻輳通知フレームに指定された送信許可速度以下になるように制御することを特徴とする。これによって、ユーザ端末ごとに各アプリケーションの優先度に基づいて、最低フレーム送信速度を保証することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のフレーム転送ネットワークにおけるフレーム送信速度制御方法において、前記ユーザ端末は、予め設定された送信許可速度を記憶し、受信した輻輳通知フレームに基づくフレーム送信速度の規制時間にわたり、フレーム送信速度の上限を前記記憶された送信許可速度に制御する。これによって、前記ユーザ端末が、当該ユーザ端末の保証する最低送信速度を設定することができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、前記フレーム転送装置は、装置自身が生成する輻輳通知フレームを検出して、当該輻輳通知フレームに含まれる規制時間と送信許可速度に基づき、前記規制時間にわたり各ユーザ端末から受信するフレーム受信速度の上限を前記送信許可速度に制御し、前記規制時間を経過した後、フレーム受信速度の規制を解除することを特徴とするフレーム転送ネットワークにおける速度制御方法である。前記規制時間において送信許可速度を越えて送信するユーザ端末があっても、他のユーザ端末の最低速度保証を実現できる。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、一つの中継網に対してフレームを送信するインタフェースを備えるフレーム転送装置であって、前記インタフェースにおいてフレーム送信の輻輳開始および輻輳終了を検出する輻輳検出手段と、ユーザ端末ごとに設定されたフレーム送信の規制時間と送信許可速度を記憶する記憶手段と、前記輻輳検出手段において、輻輳開始が検出された場合、前記記憶手段に記憶された規制時間と送信許可速度を含めた輻輳通知フレームを生成し、輻輳終了が検出された場合、前記規制時間を零に指定する輻輳通知フレームを生成する輻輳通知フレーム生成手段と、該輻輳通知フレーム生成手段により生成された輻輳通知フレームをユーザ端末に送信する送信手段とを具備することを特徴とするフレーム転送装置である。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、一つの中継網に対してフレームを送信するインタフェースを備えるフレーム転送装置であって、前記インタフェースにおいてフレーム送信の輻輳開始および輻輳終了を検出する輻輳検出手段と、ユーザ端末ごとに設定されたフレーム送信の規制時間と送信許可速度を記憶する記憶手段と、前記輻輳検出手段において、輻輳開始が検出された場合、前記記憶手段に記憶された規制時間と送信許可速度を含めた輻輳通知フレームを生成する輻輳通知フレーム生成手段と、装置自身が生成した輻輳通知フレームを受けて、規制時間と送信許可速度を抽出する輻輳通知フレーム検出手段と、該輻輳通知フレーム検出手段により抽出された規制時間と送信許可速度に基づき、前記規制時間にわたり前記送信許可速度を上限として前記ユーザ端末から受信されるフレーム受信速度を制御する手段と、前記規制時間を経過した後、受信速度規制を解除する解除手段とを具備することを特徴とするフレーム転送装置である。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載のフレーム転送装置において、前記輻輳検出手段は、予め設定された輻輳開始を検出する第１の閾値と輻輳終了を検出する第２の閾値を記憶し、中継網に転送するフレームの蓄積量が第１の閾値を越えた場合、輻輳開始を判断し、輻輳が開始した後、前記フレームの蓄積量が第２の閾値以下になった場合、輻輳終了を判断することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９に記載の発明は、フレーム転送ネットワークを介して前記フレーム転送装置に接続されるユーザ端末において、前記フレーム転送装置から受信された輻輳通知フレームを検出し、該輻輳通知フレームに含まれる規制時間と送信許可速度を抽出する輻輳通知フレーム検出手段と、前記規制時間にわたり前記送信許可速度を上限としてフレーム送信速度を制御する制御手段と、前記規制時間を経過した後、送信速度規制を解除する規制解除手段とを具備することを特徴とするユーザ端末である。
【００１７】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のユーザ端末において、送信するアプリケーションごとの優先度を記憶する記憶手段と、送信フレームに含まれるアプリケーション情報あるいはフレーム優先度を抽出し、前記記憶手段に記憶された優先度と照合して当該送信フレームの優先度を判別する判別手段と、受信された輻輳通知フレームに基づくフレーム送信の規制時間にわたり前記判別手段により検知された非優先アプリケーションのフレームを廃棄するフレーム廃棄手段とを、さらに、備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載のユーザ端末において、前記ユーザ端末は、予め設定されたユーザ端末自身の送信許可速度を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、同実施形態を説明するネットワーク構成を示す概念図である。同図において、１０は、フレーム転送装置であり、２０ａ〜２０ｃは、ユーザ端末である。なお、ユーザ端末の数は、フレーム転送装置１０の収容能力、ネットワーク構成に応じて任意に定めることができる。ユーザ端末２０ａ〜２０ｃは、リンク４０ａ〜４０ｃを介して、それぞれフレーム転送装置１０に接続される。また、フレーム転送装置１０は、リンク５０を介して、中継網３０に接続されている。ここで、リンク４０ａ〜４０ｃとリンク５０の通信帯域幅は１００Ｍｂｐｓとする。図２は、フレーム転送装置１０の構成を示すブロック図である。１５ａ〜１５ｃは、ユーザ端末２０ａ〜２０ｃを、それぞれ、フレーム転送装置１０に収容するポート（インタフェース）である。また、フレーム転送装置１０は、ポート１６により中継網３０に接続される。
【００２０】
１１は、フレーム交換部であり、ポート１５ａ〜１５ｃに接続されたユーザ端末２０ａ〜２０ｃから受信したフレームを中継網３０へ転送し、また、ポート１６に接続された中継網３０から受信したフレームをユーザ端末２０ａ〜２０ｃへ送出する。１３ａ〜１３ｃおよび１４は、フレーム交換部１１の、出力側に設けられた出力バッファである。１２は、輻輳通知生成部である。輻輳通知生成部１２は、出力バッファ１４の蓄積量を常に監視し、輻輳開始を判断するため、蓄積量と予め設定した閾値（以下輻輳開始閾値と呼ぶ）との比較を行う。蓄積量が輻輳開始閾値を越えた場合、輻輳開始と判断して輻輳通知フレームを生成し、フレーム交換部１１に出力する。
また、輻輳通知生成部１２は、輻輳開始後、出力バッファ１４の蓄積量が、予め設定した閾値（以下輻輳終了閾値と呼ぶ）を下回った場合、輻輳終了と判断し、規制時間を零とした輻輳通知フレームを生成してフレーム交換部１１に出力する。
【００２１】
図３は、輻輳通知生成部１２により生成される輻輳通知フレームのフォーマットの例を示す図である。輻輳通知フレームは、ＩＥＥＥ８０２．３ｘで規定されるＰＡＵＳＥフレームに基づいている。輻輳通知フレームは、ＰＡＵＳＥフレームのフォーマットに含まれる、フレームの送信先アドレス１００ａ、送信元アドレス１００ｂ、輻輳通知フレームであることを示すフレームタイプ１００ｃ、輻輳識別子１００ｄ、フレーム送信を規制する期間を示す規制時間１００ｅ、および、規制時間中の送信許可速度を示す送信許可速度１００ｆから構成される。
【００２２】
図４は、ユーザ端末２０ａの構成を示すブロック図である。ユーザ端末２０ａ〜２０ｃの構成は同一とする。２４は、フレーム転送装置１０に割り当てられたポートである。２２は、ポート２４に受信された受信フレームの輻輳識別子を検知して輻輳通知フレームを抽出するフレーム処理部である。２１は、規制制御部であり、フレーム処理部２２から出力された輻輳通知フレームに含まれる規制時間と送信許可速度を抽出し、規制時間が零でない場合、フレーム送信速度の上限を、送信許可速度に規制するように指示する制御信号を生成する。また、規制時間を経過した後、あるいは、規制時間を零に指定した新たな輻輳通知フレームを受信した場合、送信速度規制を解除する制御信号を生成する。２３は、規制制御部２１から送信速度規制の制御信号を受けて、フレーム送信速度の上限を送信許可速度に規制する、あるいは、フレーム送信速度の規制を解除する速度規制部である。
【００２３】
次に、図１〜４を参照して、上記構成によるフレーム転送装置１０およびユーザ端末２０ａ〜２０ｃの動作を説明する。ここで、先ず、ユーザ端末２０ａ、ユーザ端末２０ｂおよびユーザ端末２０ｃが、中継網３０に対して１００Ｍｂｐｓの速度でフレーム送信を行うものとする。このとき、フレーム転送装置１０から中継網３０へのトラヒックは、３００Ｍｂｐｓになる。しかし、中継網３０に接続するリンク５０の帯域が１００Ｍｂｐｓであるため、出力バッファ１４にフレームが蓄積され、輻輳が発生する。輻輳が発生すると輻輳通知生成部１２は、出力バッファ１４に蓄積されたフレーム蓄積量と輻輳開始閾値を比較し、閾値を越えているか否か判断する。閾値を越えている場合、輻輳が開始したと判断して、輻輳通知フレームを生成する。
【００２４】
輻輳通知フレームは、次のような情報および設定値から構成される。送信先アドレス１００ａは、全ユーザ端末へのマルチキャストアドレス、ブロードキャストアドレス、または各ポートの先に収容されるユーザ端末のアドレスである。送信元アドレス１００ｂは、フレーム転送装置１０のアドレス、または“０”（ＮＵＬＬ値）である。フレームタイプ１００ｃは、ＩＥＥＥ８０２．３ｘに規定される値を用いて、０ｘ８８０８とする。輻輳識別子１００ｄには、輻輳中であることを示す値として、０ｘ０００１を設定する。規制時間１００ｅには、輻輳通知生成部１２に記憶されているユーザ端末ごとの規制時間を設定する。送信許可速度１００ｆには、輻輳通知生成部１２に記憶されているユーザ端末ごとの送信許可速度を定める。
【００２５】
ここで、輻輳通知生成部１２に記憶されているユーザ端末ごとの規制時間と送信許可速度は、ユーザ端末２０ａ：１ｓｅｃ、１０Ｍｂｐｓ、ユーザ端末２０ｂ：１ｓｅｃ、２０Ｍｂｐｓ、ユーザ端末２０ｃ：１ｓｅｃ、３０Ｍｂｐｓとする。輻輳通知生成部１２により生成された輻輳通知フレームは、フレーム交換部１１を介して、ポート１５ａ〜１５ｃからユーザ端末２０ａ〜２０ｃへ送信される。
【００２６】
次に、上述の輻輳通知フレームを受信したユーザ端末２０ａの動作を説明する。フレーム処理部２２は、フレーム転送装置１０に割り当てられたポート２４に受信されたフレームのフレームタイプ１００ｃ、輻輳識別子１００ｄを検出する。フレームタイプ１００ｃの値が０ｘ８８０８であり、かつ輻輳識別子１００ｄが０ｘ０００１であることが検出された場合、この受信フレームが輻輳通知用フレームであることを特定して、規制制御部２１に転送する。規制制御部２１は、この輻輳通知フレームに含まれる規制時間１００ｅと送信許可速度１００ｆから１ｓｅｃと１０Ｍｂｐｓを検知して、ポート２４から送信されるフレーム送信速度の上限を、１０Ｍｂｐｓに規制するように指示する制御信号を出力する。
【００２７】
速度規制部２３は、規制制御部２１から入力された制御信号に基づき、フレーム送信速度の上限を、１０Ｍｂｐｓに規制する。ユーザ端末２０ｂ、２０ｃにおいても、フレーム転送装置１０から受信された輻輳通知フレームの規制時間１００ｅと送信許可速度１００ｆに基づいて、それぞれ、フレーム送信速度の上限が２０Ｍｂｐｓ、３０Ｍｂｐｓに規制される。従って、規制時間中のユーザ端末２０ａ〜２０ｃからフレーム転送装置１０に送信されるフレーム速度の合計値は、６０Ｍｂｐｓになる。この結果、フレーム転送装置１０における中継網３０宛のトラヒックは、入力６０Ｍｂｐｓ、出力１００Ｍｂｐｓとなり、出力バッファ１４の蓄積量が減少して、輻輳が解消される。そして、規制時間１ｓｅｃが経過した後、規制制御部２１から送信規制を解除する信号が出力され、速度規制部２３は、この信号を受けてフレーム送信速度の規制を解除する。
【００２８】
上述のように、規制時間中のユーザ端末２０ａ〜２０ｃのフレーム送信速度は、それぞれ、１０Ｍｂｐｓ、２０Ｍｂｐｓ、３０Ｍｂｐｓに維持される。このように、各ユーザ端末に保証すべき最低フレーム送信速度を、送信許可速度として輻輳通知生成部１２に設定することによって、規制時間中の各ユーザ端末のフレーム送信速度を送信許可速度に維持することができるため、規制時間中においてもユーザ端末ごとに最低速度を保証することができる。また、輻輳通知生成部１２に、ユーザ端末毎に異なる送信許可速度を設定することによって、ユーザ端末ごとにサービス要求が異なる場合においても、対応することができる。
【００２９】
一方、輻輳通知生成部１２において輻輳が検出されてフレーム転送装置１０から輻輳通知フレームがユーザ端末２０ａ〜２０ｃに送られ、送信規制が開始されると、出力バッファ１４の蓄積量が減少する。蓄積量が輻輳終了閾値以下に減少した場合、輻輳通知生成部１２は、輻輳が終了したと判断して、規制時間が経過する前であっても規制時間１００ｅを零とする輻輳通知フレームを生成する。輻輳通知生成部１２により生成された輻輳通知フレームは、フレーム交換部１１を介してユーザ端末２０ａ〜２０ｃに通知される。
【００３０】
ユーザ端末２０ａ〜２０ｃの規制制御部２１は、入力された輻輳通知フレームの規制時間１００ｅが零であることを検知して、規制時間がまだ終了していない場合は、速度規制部２３に対して、送信速度規制を解除するように指示する。速度規制部２３は、この指示に基づいて、送信速度規制を解除する。規制時間が既に終了している場合は、規制制御部２１から指示は出されない。このように、フレーム転送装置１０における輻輳が終了した場合、ユーザ端末２０ａ〜２０ｃの送信規制をただちに解除することによって、送信が規制される時間を短縮し、ユーザ端末全体のスループットを向上させることができる。
【００３１】
（第２の実施の形態）以下、第２の実施の形態について説明する。ユーザ端末２０ａ〜２０ｃが優先度の異なる複数のアプリケーションを利用するとき、個々のアプリケーションごとに最低速度保証を行う場合である。ここで、ユーザ端末２０ａが、音声通話など最低送信速度に対する要求条件が厳しいアプリケーション１１０ａと、ホームページ閲覧など最低送信速度に対する要求条件が緩やかなアプリケーション１１０ｂを利用しているものとする。ユーザ端末２０ａにおいて、速度規制部２３は、規制時間中に、フレーム処理部２２から送信されるフレームを解析して、フレームが含むアプリケーションを特定し、アプリケーション１１０ｂを含むフレームを全て廃棄するとともに、送信許可速度を越えない限り、アプリケーション１１０ａを含むフレームの送信を維持する。このように、規制時間中でも特定のアプリケーションのフレーム送信を維持することによって、優先度の高いアプリケーションの最低送信速度を保証することができる。
【００３２】
なお、速度規制部２３において、送信フレームが含む各アプリケーションの優先度を検出する方法には、フレームのペイロード部分が含む上位レイヤのアプリケーション固有の情報を用いる方法、フレームのヘッダ部分が含むフレーム優先度情報を用いる方法などを用いることができる。上位レイヤのアプリケーション固有の情報を用いる方法では、フレームのペイロード部分が含むＩＰ　ａｄｄｒｅｓｓ、ＴＯＳ（Ｔｙｐｅ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）値、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）またはＵＤＰ（Ｕｓｅｒ　Ｄａｔａｇｒａｍ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のポート番号、ＭＰＥＧ（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅ　Ｅｘｐｅｒｔｓ　Ｇｒｏｕｐ）のピクチャタイプなどを参照する。また、フレーム優先度情報を用いる方法では、フレームのヘッダが含むＩＥＥＥ８０２．１ｐで規定されるプライオリティタグ値などを参照する。
【００３３】
（第３の実施の形態）以下、第３の実施の形態について説明する。図５は、同実施形態によるフレーム転送装置６０の構成を示すブロック図である。なお、同図において、第１の実施の形態の図２と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図５において、６１は、、輻輳通知フレームを受信し、送信速度規制の信号を出力する規制制御部である。６２ａ〜６２ｃは、ポート６３ａ〜６３ｃのフレーム受信速度を規制する速度規制部である。フレーム転送装置６０において、輻輳が発生すると、輻輳通知生成部１２は、輻輳開始を検知し、輻輳通知フレームを生成する。生成された輻輳通知フレームは、フレーム交換部１１を介して規制制御部６１に出力される。
【００３４】
規制制御部６１は、輻輳通知フレームから規制時間１００ｅと送信許可速度１００ｆを抽出し、ポート６３ａ〜６３ｃから受信されるフレーム速度の上限を送信許可速度１００ｆに規制する制御信号を生成する。速度規制部６２ａ〜６２ｃは、規制制御部６１により生成された制御信号に基づき、フレーム受信速度を規制する。このように、ユーザ端末ではなくフレーム転送装置において、フレーム受信速度を規制することによって、輻輳中においてもユーザ端末毎の送信速度を送信許可速度に制御できる。
【００３５】
（第４の実施の形態）以下、第４の実施の形態について説明する。同実施形態によるユーザ端末は、当該ユーザ端末に設定された送信許可速度を記憶し、この速度以下にフレーム送信速度を制御する。例えば、ユーザ端末２０ａにおいて、送信許可速度、１０Ｍｂｐｓを予め設定した場合、規制制御部２１は、この送信許可速度を記憶する。ユーザ端末２０ａは、フレーム転送装置１０から輻輳通知フレームを受信すると、フレーム処理部２２では、輻輳通知フレームを検出して規制制御部２１に供給する。規制制御部２１は、この輻輳通知フレームから規制時間１００ｅを抽出し、さらに、規制制御部２１に記憶されている送信許可速度を読み出し、速度規制部２３に送信速度規制を指示する信号を出力する。速度規制部２３は、この信号に基づいて送信速度の規制を開始する。
【００３６】
このように、ユーザ端末２０ａ〜２０ｃが送信許可速度を記憶し、規制時間中、送信速度を規制することによって、当該ユーザ端末の最低保証速度を自ら設定することができる。実施例１の形態では、フレーム転送装置１０が収容するユーザ端末が多くなると、ユーザ端末ごとに輻輳通知フレームを生成する負荷が大きくなるが、実施例４の形態では、輻輳通知フレームをコピーして同一輻輳通知フレームを全ユーザ端末に送信すれはよいため、輻輳通知の負荷が軽減される。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フレーム転送装置において、フレーム送信の輻輳を検知して、送信許可速度を指示する輻輳通知フレームをユーザ端末に送り、フレーム送信速度を制御するため、フレーム送信速度を規制する期間においてもユーザ端末毎に最低送信速度を保証できる。また、ユーザ端末ごとに、あるいは、使用されるアプリケーションごとに最低送信速度を設定できるので、アプリケーションの優先度に応じた多様な要求に対して対応することができる。
【００３８】
さらに、フレーム転送装置は、輻輳の終了を検出して輻輳通知フレームをユーザ端末に送り送信速度規制を解除するため、送信速度規制時間の短縮が可能になり、ユーザ端末全体のスループットを向上させ、フレーム転送ネットワークの利用効率を高めるという効果が得られる。また、本発明によれば、高速ネットワークにおいても、フレーム送信速度の制御を、処理負荷が小さく、簡略化されたハードウェア構成で行うことができるので、高速ネットワークに用いるフレーム転送装置とユーザ端末のコストを一層削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるネットワーク構成を示す概念図である。
【図２】第１、第２および第４の実施の形態によるフレーム転送装置のブロック図である。
【図３】輻輳通知フレームの構成例を示す図である。
【図４】第１、第２および第４の実施の形態によるユーザ端末のブロック図である。
【図５】第３の実施の形態によるフレーム転送装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０、６０　フレーム転送装置
１１　フレーム交換部
１２　輻輳通知生成部
１３ａ〜１３ｃ、１４　出力バッファ
１５ａ〜１５ｃ、１６、２４　ポート
２０ａ〜２０ｃ　ユーザ端末
２１、６１　規制制御部
２２　フレーム処理部
２３、６２ａ〜６２ｃ　速度規制部
３０　中継網
４０ａ〜４０ｃ、５０　リンク
６３ａ〜６３ｃ、６４　ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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