(57)【要約】【課題】  特別の帯域確保の手続きを不要として、複数の利用者間で共有するネットワーク接続帯域を公平に利用可能とする。【解決手段】  利用者端末群管理部１１２では、内部向ネットワークインタフェースにおいて記憶されている端末１０５のＩＰアドレスとＭＡＣアドレス（Ｌ２識別情報）を記憶装置に登録するとともに、帯域管理部１１１に仮想帯域確保の命令を送る。帯域管理部１１１は利用者端末群管理部１１２からの要求を受け、端末１０５のための仮想帯域を確保し、内部向インタフェースと外部向インタフェースとの間のルーティング設定を行う。以上の設定を終えた帯域管理部１１１は、利用者端末群管理部１１２に対して設定完了を通知する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク接続用の帯域を複数の利用者間で共有するシステムにおける帯域制御方法において、
ネットワーク第２層の識別情報を利用して、端末を利用している利用者単位に帯域を割当てることを特徴とする帯域管理制御方法。
【請求項２】
新たに割当てられた利用者と既に割当てられている他の利用者との間で、前記帯域の再配分を動的に行う、請求項１に記載の帯域制御方法。
【請求項３】
前記帯域を前記複数の利用者間で均等配分する、請求項１または２に記載の帯域制御方法。
【請求項４】
前記帯域を前記各利用者の予め定められた優先度に応じて再配分する、請求項１または２に記載の帯域制御方法。
【請求項５】
ネットワーク接続用の帯域を複数の利用者にて共有するシステムにおいて、前記ネットワークと前記利用者の複数端末の間に設けられ、前記帯域の制御を行う帯域制御装置において、
ネットワーク第２層の識別情報を利用して、端末を利用している利用者単位に帯域を割当てる帯域管理手段を有することを特徴とする帯域制御装置。
【請求項６】
前記帯域管理手段は、新たに割当てられた利用者と既に割当てられている他の利用者との間で、前記帯域の再配分を行う、請求項５に記載の帯域制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネットワーク接続用の帯域を、それぞれが１台または複数台の端末を利用する複数の利用者間で共有するシステムにおける帯域の制御方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な有線・無線アクセス網によりネットワークの偏在化が進展するとともに利用者の使用するネットワーク帯域が増大してきている。特に公共の場所での有線・無線によるインターネット接続サービスが急激に増加している。これらの公共スペースでのアクセス環境では、複数の利用者が端末を接続し、そこにインターネットサービスプロバイダ等と接続された経路制御装置（ルータ）を経由して、各端末はインターネットへの接続が可能となっている。
【非特許文献１】パケッティア社（http://www.packeteer.co.jp）の製品であるＰａｃｋｅｔＳｈａｐｅｒ（http://www.packeteer.co.jp/solutions/document/PacketShaper.pdf）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような環境の下では、インターネットサービスプロバイダとルータとの間に割り振られた帯域を複数の端末間で共有することになるが、インターネットプロトコルの特性上、一部の端末が特定の帯域を消費した状態において、他の端末に対して十分な帯域が割当てられず、不公平が生じるという問題がある。そのため通常ＩＰアドレスにより利用者端末を識別し帯域制御を行う装置を設置するかもしくは全員が利用するために必要な帯域をあらかじめ十分に確保することにより対処している。
【０００４】
主にＩＰｖ４ネットワークでは通常利用者１人につき端末１台の利用、もしくは複数の端末を利用する場合においてもＮＡＴ（Network Address Translation）等の技術を用い実質的には１台の代表端末で終端して利用を行っていたため、ＩＰアドレスによる帯域制御で実質的に利用者毎の帯域制御が可能となっていた。しかしながら、ＩＰｖ６ネットワークの利用環境としてはＰＡＮ（Personal Area Network）も想定されており、利用者は単一の端末だけではなく、複数の端末を同時にネットワークに接続し利用することが考えられる。その場合、ＩＰアドレスによる帯域制御を行った場合、ＰＡＮの利用等により端末数が多い利用者により多くの帯域が確保されてしまうことになり、サービス上公平とは言えない状態になる。
【０００５】
本発明の目的は、特別の帯域確保の手続きを不要として、複数の利用者間で共有するネットワーク接続帯域を利用者単位で公平に利用可能とする帯域制御方法および帯域制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の帯域制御方法は、ネットワーク第２層の識別情報を利用して、端末を利用している利用者単位に帯域を割当てるものである。さらに、この割当てられた利用者と既に割り当てられている他の利用者との間で前記帯域の再配分を動的に行う。
【０００７】
帯域の配分方法としては、帯域を複数の利用者間で均等配分する、あるいは、帯域を各利用者の予め定められた優先度に応じて再配分することが考えられる。
【０００８】
本発明はネットワーク接続用の帯域を複数の端末で共有するような環境下において、一部の利用者が当該帯域を占有することがないように、利用者単位に公平に帯域を利用可能とするために、帯域を使用する端末に対してＩＰアドレスおよび利用者毎の端末ＩＰアドレス群を管理して、各利用者に対して帯域の再配分を行い、利用者全体に対して公平でバランスのとれた帯域の確保を帯域制御装置において行うようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の利用者が１台もしくは複数台の端末を利用するインターネット等のネットワークに接続する際に、特別の帯域確保の手順を付加することなく、極めて簡単に、各利用者とネットワークとの間に均等に帯域を割当てることができるので、ある一部の利用者が帯域の大部分を占有するような不公平性が排除可能となるという効果があり、端末としては特に機能追加が必要なく使用できるという効果もある。
【００１０】
なお、複数の利用者に対して公平に帯域を割振る代わりに、予め各利用者に優先度を設けておき、当該優先度に従って帯域を割当てることによって、特殊な形態に応じた帯域管理が可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態は、ルータ１０１とインターネット１０２と端末接続ＬＡＮ１０３とインターネット接続ネットワーク１０４から構成されている。端末接続ＬＡＮ１０３は、複数台の機器（図１では、端末１０５と端末１０６とＰＡＮ１０７）から構成され、ＰＡＮ１０７は複数台の機器（図１では、ルータ１０８と端末１０９と端末１１０）から構成されている。また、ルータ１０１では、プログラムである帯域管理部１１１と利用者端末群管理部１１２が動作している。
【００１３】
ルータ１０１は、インターネット接続業者等が提供するインターネット接続ネットワーク１０４を利用してインターネット１０２に接続されており、同時に公共インターネットアクセスサービスのような複数台のＰＣから構成される端末接続ＬＡＮ１０３とも接続されているルータ装置であり、インターネット１０２と端末接続ＬＡＮ１０３との間の接続を受け持つ。帯域管理部１１１は、端末接続ＬＡＮ１０３とインターネット１０２との接続を受け持つ際に、インターネット１０２へのゲートウェイとして働き、その際に必要な帯域の確保を行う。利用者端末群管理部１１２は、端末接続ＬＡＮ１０３に接続し利用されている端末のＩＰアドレスを利用者毎に管理している。
【００１４】
端末接続ＬＡＮ１０３は、一般的に広く普及しているパーソナルコンピュータやインターネットアプライアンス等であり、インターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）を用いてネットワーク１０２と接続される。端末１０５や１０６やＰＡＮ１０７はこれらの内の形態であるものとする。
【００１５】
次に、図２を参照しつつ図１におけるルータ１０１の構成について詳しく説明する。ルータ１０１は、利用者端末群管理部１１２と帯域管理部１１１の２つのプログラムと、図１における端末接続ＬＡＮ１０３との接続用の内部向ネットワークインタフェース１１３と、インターネット１０４との接続用の外部向ネットワークインタフェース１１４により構成されている。
【００１６】
利用者端末群管理部１１２は、内部向ネットワークインタフェース１１３において管理されている近隣探索（ＮＤ）プロトコルにより収集された端末のＩＰアドレスとＭＡＣアドレス（ネットワーク第２層の識別情報：Ｌ２識別情報）２００を元に端末接続ＬＡＮ１０３に接続し、利用されている端末のＩＰアドレスを管理している。
【００１７】
帯域管理部１１１は、内部向ネットワークインタフェース１１３と、ＩＰパケットを通過させる際に全帯域２０１からその帯域を指定可能である仮想帯域２０２と、外部向ネットワークインタフェース１１４とにより構成される。
【００１８】
仮想帯域２０２は、端末接続ＬＡＮ１０３内の利用者１人当たり１個割当てられ、内部ネットワークと外部ネットワークの間を接続している。帯域管理部１１１は、各仮想帯域２０２のネットワーク設定を行うことで、双方の間でのインターネット接続を保証する。
【００１９】
なお、本実施形態では、内部向ネットワークインタフェース１１３が１００ＢＡＳＥ−ＴＸ（通信速度１００Ｍｂｐｓ）のネットワークインタフェースであり、また外部向ネットワークインタフェース１１４がＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（通信速度１１Ｍｂｐｓ）であるものとする。
【００２０】
次に、図１〜図３を参照して本実施形態の動作について詳細に説明する。
【００２１】
図１における端末接続ＬＡＮ１０３内の端末がインターネット１０２と通信する場合は、外部向ネットワークインタフェース１１４に与えられた帯域（１１Ｍｂｐｓ）以上は論理的に利用できず、端末接続ＬＡＮ１０３内の端末全体でこの１１Ｍｂｐｓを共有することになる。初期状態では、端末接続ＬＡＮ１０３内の端末はどれも接続していないので、利用者端末群管理部１１２の記憶領域には何も登録されておらず、帯域管理部１１１は仮想帯域２０２を使っていない状態である。ここで、端末１０５が起動時もしくはネットワーク接続時に、近隣探索（ＮＤ）プロトコルを利用することにより、ルータ１０１には接続した端末１０５のＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレス（Ｌ２識別情報）２００が内部向ネットワークインタフェース１１３に記憶される（ステップ３０１）。
【００２２】
利用者端末群管理部１１２では、内部向ネットワークインタフェース１１３に記憶されている端末１０５のＩＰアドレスとＭＡＣアドレス（Ｌ２識別情報）を記憶装置に登録するとともに、帯域管理部１１１に仮想帯域確保の命令を送る（ステップ３０２）。帯域管理部１１１は利用者端末群管理部１１２から仮想帯域確保の要求を受け、端末１０５のための仮想帯域２０２を確保し（ステップ３０３）、内部向インタフェース１１３と外部向インタフェース１１４との間のルーティング設定を行う（ステップ３０４）。
【００２３】
この仮想帯域２０２では、端末ＰＣ１０５から内部向ネットワークインタフェース１１３に送られたパケットを、外部向ネットワークインタフェース１１４に対して送るという処理と、その逆方向の処理が行われる。
【００２４】
いま、起動している端末が１０５のみの一台であれば、上記帯域１１Ｍｂｐｓを全て占有することができるが、他の端末１０６が起動したとすると、この端末１０６にも同様にして、利用者端末群管理部１１２において、端末のＭＡＣアドレスが現在記憶装置に登録されているものと異なることを確認した後、記憶装置に追加登録するとともに帯域管理部１０３に仮想帯域確保の命令を送り、仮想帯域２０２を割当てるわけであるが、その際にステップ３０２の全仮想帯域再設定（帯域再配分）の処理が起動されるのである。すなわち、１１Ｍｂｐｓを共有するために、各仮想帯域２０２に対して１１Ｍｂｐｓ÷２台＝５．５Ｍｂｐｓを設定することになる。これによって、端末群１０５の端末間で共有した帯域１１Ｍｂｐｓを公平に利用できることになるのである。端末の台数が増加すれば、その台数で帯域を分配するように各仮想帯域２０２の再設定がなされることになる。
【００２５】
以上の設定を終えた帯域管理部１１１は、利用者端末群管理部１１２に対して設定完了を通知する（ステップ３０３）。
【００２６】
次に、ＰＡＮ１０７が接続した場合の動作について説明する。ＰＡＮ１０７が接続するためにはまずＰＡＮ内のルータ１０８が接続する必要がある。ルータ１０８については端末１０６の接続の場合と同じ手順で帯域割り当てが行われる。ＰＡＮ１０７内の端末１０９が接続する際には、まず、近隣探索（ＮＤ）プロトコルの利用によりルータ１０８に端末１０９のＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレス（Ｌ２識別情報）２００が記憶される。その後、ルータ１０８は端末１０９がインターネット１０２に対して送出したパケットをルータ１０１の内部向ネットワークインタフェース１１３に転送することにより端末１０９のインターネット１０２への接続が開始される。ルータ１０１がパケットを受け取った時点で、内部向ネットワークインタフェース１１３に記憶されている端末１０９のＩＰアドレスとＭＡＣアドレス（Ｌ２識別情報）２００を記憶装置に登録しようと試みる。しかしながら、ＭＡＣアドレスは既に登録されたルータ１０８のＭＡＣアドレスと同一であるため、同一の利用者の端末群と判断され、帯域管理部１０３には仮想帯域確保の命令は新たには送らず、ルータ１０８が接続した時に確保した仮想帯域２０２がそのまま利用される。
【００２７】
次に、端末開放時の説明をする。利用者端末群管理部１１２の記憶装置に登録された、端末１０５のＩＰアドレスとＭＡＣアドレス（Ｌ２識別情報）２００はあらかじめ設定された時間、当該端末の通信が行われないと自動的に消去されるとともに帯域管理部１１１に仮想帯域解放命令を出す（ステップ４０１）。その時点で端末の台数の減少に追随するため帯域再計算を行った後、端末１０５のために割当てられた仮想帯域２０２の割当てを解除する（ステップ４０２）。次に、残った割当て済の仮想帯域２０２全体に対して、帯域の再分配を行う。このように、端末の台数が減少した際にも、他の起動中の端末が均等に帯域を利用できるように再割当てがなされるのである。
【００２８】
以上の設定を終えた帯域管理部１０３は、利用者端末群管理部１１２に対して設定完了を通知する（ステップ４０３）。
【００２９】
このように、複数の端末がインターネットに接続する際に、各端末とインターネットとの間に均等に帯域を割当てることにより、一つの端末が帯域の大部分を利用するような不公平がなくなるのである。以上の実施形態では、複数の端末間で均等に帯域を割り当てたが、予め利用者ごとに優先度を設定し、該優先度に基づいて帯域を割り当てるようにしてもよい。
【００３０】
なお、上記ではＩＰｖ６について述べたが、技術的な解決法としてはＩＰｖ４についてもＩＰｖ６の近隣探索（ＮＤ）プロトコルによるＬ２識別情報の代わりにアドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）によるＬ２識別情報を用いることにより同様の制御が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の概略システム構成図である。
【図２】図１中のルータ１０１の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の実施形態における接続時動作を示すシーケンスチャートである。
【図４】図１の実施形態における切断時動作を示すシーケンスチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１０１    ルータ
１０２    インターネット
１０３    端末接続ＬＡＮ
１０４    インターネット接続ネットワーク
１０５，１０６    端末
１０７    ＰＡＮ
１０８    ルータ
１０９，１１０    端末
１１１    帯域管理部
１１２    利用者端末群管理部
１１３    内部向ネットワークインタフェース
１１４    外部向ネットワークインタフェース
２００    ＩＰアドレス・ＭＡＣアドレス
２０１    全帯域
２０２    仮想帯域
３０１〜３０３，４０１〜４０３    ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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