(57)【要約】 【課題】  従来ネットワーク帯域制御は帯域上限を越えないように通信開始の受付制御や通信データを廃棄する帯域制限方式が用いられているが、正確に帯域を把握することが必要となる。しかし正確な帯域測定のために測定間隔を小さくすれば処理負荷とデータ量が増大し、測定間隔を大きくすれば途中の帯域の予測が難しくなるという課題がある。 【解決手段】  データ通信を行うネットワークに接続された通信Ｉ／Ｆと、前期通信Ｉ／Ｆに対してデータを転送するデータ転送手段と、データ転送を制御する通信制御手段と、データ通信の帯域を測定する帯域測定手段と、データ通信の開始情報と終了情報から測定時間以外の時間におけるデータ通信の帯域を予測する帯域予測手段と、予測帯域とネットワークの使用帯域量に基づいてデータ通信の開始または拒否を決める通信処理判定手段を有し、データ通信の帯域を制御する。【選択図】  図１
2005236495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ通信を行うネットワークに接続された通信Ｉ／Ｆと、
前期通信Ｉ／Ｆに対してデータを転送するデータ転送手段と、
データ転送を制御する通信制御手段と、データ通信の帯域を測定する帯域測定手段と、
データ通信の開始情報と終了情報から測定時間以外の時間におけるデータ通信の帯域を予測する帯域予測手段と、
予測帯域とネットワークの使用帯域量に基づいてデータ通信の開始または拒否を決める通信処理判定手段と、
を有し、データ通信の帯域を制御することを特徴とするネットワーク受付制御装置。
【請求項２】
データ通信の最大帯域値を保持する最大帯域記録手段と、
前期最大帯域値を用いて帯域を予測する帯域予測手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク受付制御装置。
【請求項３】
データ通信の最大帯域値を保持する最大帯域保持手段を有し、ットワークの空き帯域に余裕がある場合は平均帯域を用いて帯域を予測し、空き帯域に余裕がない場合は最大帯域値を用いて、帯域を予測することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク受付制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネットワークの受付制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にネットワークを介したデータ通信システムでは、データ通信量が増加し中継器等においてネットワークの通信帯域の限界値を越える輻輳状態が発生する場合がある。
【０００３】
またデータ通信要求が集中して、送信機器での通信処理が大幅に遅延して、データ通信が大幅に低下する場合もある。例えば、ビデオデータの送信に必要な帯域は非常に大きいため多数の受信機器がビデオデータの送信を要求した場合、送信機器から受信機器へのデータ送信が著しく遅れる等の問題が発生する。またＷｅｂサーバに対するデータ通信要求のアクセスが集中した場合Ｗｅｂサーバでの通信処理がタイムアウトとなり、受信機器からのデータ通信要求が再発行される結果、データ通信要求のタイムアウトと再発行が繰り返されてしまい、ネットワークへのデータ通信量が増大してしまう場合もある。
【０００４】
このような問題を防ぐために、従来からネットワーク中継器などで帯域が上限を越える場合には通信データを破棄したり、データの送信を遅延させたりする帯域制限方式や、帯域そのものを制限するための受付制御方式などが考案されている。
【０００５】
受付制御方式では、サーバなどの送信機器側やネットワーク中継器においてネットワークの使用している帯域量を測定し、帯域量が帯域の上限を超えない場合、要求を受付け、上限を超えるような場合にはデータ送信の要求を拒否する。
【０００６】
次に従来の受付制御方式について具体的に図９、図１０を用いて説明する。図９は、受付制御方式を用いた帯域制御装置の構成を示している。図１０は、データ通信と帯域測定の時間的関係を示している。
【０００７】
図９において１０はネットワークに接続される通信Ｉ／Ｆ、２０は通信Ｉ／Ｆ１０との間でデータを転送するデータ転送手段、１３０はデータの送受信を制御する通信制御部、１４０はネットワークの帯域を測定する帯域測定手段、１５０はデータ通信処理の受付を判定する通信処理判定手段、２００は帯域を制御する帯域制御装置である。図１０はデータ通信の時間的な経緯を示している。
【０００８】
まず図９の帯域制御装置における受付制御について説明する。
【０００９】
ネットワーク上の機器がデータ通信を開始する場合を考える。まず、機器が送信したデータ通信の開始要求が（図９の左側の）通信Ｉ／Ｆ１０に受信されたとする。その開始要求は通信Ｉ／Ｆ１０からデータ転送手段２０へ送られた後、データ転送手段２０が通信制御部１３０に対して、データ通信の開始要求の受信を通知する。一方、帯域測定手段１４０は、常に通信Ｉ／Ｆ１０で受信される通信データのデータ量に基づいて、帯域制御装置２００を通過するデータ通信の帯域を測定している。
【００１０】
さて通信制御部１３０は通信処理判定手段１５０に対して、取得したデータ通信の開始要求を認めるか否かを判定するように指示を行う。通信処理判定手段１５０は、帯域測定手段１４０からデータ通信で使用されている帯域を取得し、ネットワークの最大帯域から使用されている帯域を引いた残りの空き帯域が、取得したデータ通信の帯域より大きいか、小さいかを判定した結果を通信制御部１３０へ返す。もし空き帯域が取得したデータ通信の帯域よりも大きい場合、即ち帯域に余裕がある場合には通信制御部１３０はこの取得したデータ通信の開始要求を受け付けることにする。次に通信制御部１３０はデータ転送手段２０に対して、データ通信の開始要求を右側の通信Ｉ／Ｆ１０へ転送するように指示する。そして通信Ｉ／Ｆ１０はデータ通信の開始要求をネットワークへ送信する。一方、もし空き帯域が取得したデータ通信の帯域よりも小さい場合、即ち帯域に余裕がない場合には通信制御部１３０はこの取得したデータ通信の開始要求を受け付けずに、データ転送手段２０に対して、データ通信の開始要求を廃棄するように指示する。
【００１１】
このような受付制御方式では、どのようにして正確な帯域を把握するかがポイントになる。図１０のように、時間間隔Ｔで帯域測定を行って帯域値を得る場合、時間間隔Ｔ毎に黒丸印で表された、帯域Ｒ１＋Ｒ２、Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３、０が測定されることを示している。時刻ｔ２から開始されて時刻ｔ３で終了するデータ通信の場合、帯域は時間間隔Ｔで測定されるため、時刻ｔにおける帯域は測定されないことになり、帯域を推測するしかない。例えば最も単純な方法として最も近い時刻の測定値を利用した場合、時刻２Ｔでの帯域Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３を時刻ｔにおける帯域とみなすことになる。しかしこの方法では、データ通信の帯域の時間的変動が大きい場合、実際の帯域との誤差が大きくなる。
【００１２】
一方、より正しい測定値を得るために測定時間間隔Ｔを小さくすることも考えられるが、測定回数が増えて測定処理の負荷が増大してしまう。特にソフトウェア処理による測定方式の場合、処理時間が大きく、測定時間間隔はそれ程小さくならない可能性が高い。またハードウェアによる測定方式では、処理性能は向上する反面、帯域測定機器のコストが高くなるという欠点がある。
【００１３】
さらに測定時間以外の時刻における帯域を推測する方法も提案されているが、帯域値を近似するために過去の膨大な測定データを必要としたり、複雑な統計的な処理による高い負荷が発生するなどの課題がある。
【特許文献１】特開平５−２７６１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記のように、従来の受付制御方式では、帯域の測定や推測の処理負荷を小さくして、いかに正確な帯域を把握するか、という問題があった。
【００１５】
本発明はかかる点に鑑み、通信データの取得と識別を行うことで、より正確に帯域を把握して、帯域制御を行うネットワーク受付制御装置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】
【００１６】
この課題を解決するために、請求項１に記載の本願第１の発明のネットワーク受付制御装置は、データ通信を行うネットワークに接続された通信Ｉ／Ｆと、前期通信Ｉ／Ｆに対してデータを転送するデータ転送手段と、データ転送を制御する通信制御手段と、データ通信の帯域を測定する帯域測定手段と、データ通信の開始情報と終了情報から測定時間以外の時間におけるデータ通信の帯域を予測する帯域予測手段と、予測帯域とネットワークの使用帯域量に基づいてデータ通信の開始または拒否を決める通信処理判定手段を有するものである。
【００１７】
また、請求項２に記載の本願第２の発明のネットワーク受付制御装置は、データ通信の最大帯域値を保持する最大帯域記録手段と、前期最大帯域値を用いて帯域を予測する帯域予測手手段を有するものである。
【００１８】
また、請求項３に記載の本願第３の発明のネットワーク受付制御装置は、データ通信の最大帯域値を保持する最大帯域保持手段を有し、ネットワークの空き帯域に余裕がある場合は平均帯域を用いて帯域を予測し、空き帯域に余裕がない場合は最大帯域値を用いて、帯域を予測するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、通信データの取得と識別、帯域予測によって、より簡易で正確な受付制御と管理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施の形態１）
図１、図２、図３、図４、図５は本発明の請求項１に記載の本願第１の発明のネットワーク受付制御装置を利用した実施の一形態を示す図である。
【００２１】
図１は、受付制御方式を用いた帯域制御装置の構成を示している。図２は、データ通信と帯域測定の時間関係を示している。図３は、通信データの形式を示している。図４は、データ通信の管理情報を示している。図５は、処理フローを示している。
【００２２】
図１において、１０はネットワークに接続される通信Ｉ／Ｆ、２０は通信データを送受信するために通信Ｉ／Ｆ１０との間でデータを転送するデータ転送手段、３０はデータの送受信を制御する通信制御部、４０はネットワークの帯域を測定する帯域測定手段、５０はデータ通信処理の受付を判定する通信処理判定手段、６０はデータ通信の帯域を予測する帯域予測手段、１００は帯域を制御する帯域制御装置である。
【００２３】
図１の帯域制御装置における受付制御について説明する。図１の左側の通信Ｉ／Ｆ１０で受信されたデータ通信の開始要求がデータ転送手段２０を通して通信制御部３０に通知されるまでの処理と、通信制御部３０が通信処理判定手段５０に対してデータ通信の開始要求を受け付けるか否かの判定を指示するまでの処理と、通信処理判定手段５０の判定した結果に基づいて通信制御部３０がデータ通信の開始要求を受け付ける処理および破棄するまでの処理は、従来の受付制御方式と同様である。
【００２４】
さて、図１の通信処理判定手段５０は、ネットワークの帯域の上限値から使用中の帯域値を差し引いた空き帯域値と開始要求されたデータ通信の帯域を比較判定した後、その結果を通信制御部３０へ返す。そのために通信処理判定手段５０は使用中の帯域と開始要求されたデータ通信の帯域を知る必要があり、データ通信の開始要求のデータを帯域予測手段６０に渡して、現在データ通信で使用されている帯域と指定したデータ通信に対する帯域の予測値を返すように指示する。
【００２５】
一方、帯域予測手段６０では通信処理判定手段５０から渡されたデータ通信の開始要求のデータからデータ通信の種類を識別して、図４のデータ通信の管理情報を参照する。そして指定されたデータ通信に対する帯域値を取得すると共に、現時点で通信が実行されているデータ通信に対する帯域の総和を求めて現在使用されている帯域値として算出した後、それらを通信処理判定手段５０に返す。
【００２６】
そして通信処理判定手段５０では、帯域予測手段６０から取得したそれぞれの帯域値に基づいて、データ通信の開始要求を受け付けるか拒否するかを判断することになる。
【００２７】
帯域測定手段４０と帯域予測手段６０によるデータ通信の帯域を予測する方法について、図５のフローを用いて説明する。帯域予測手段６０では図４のような通信データ別に区別されたデータ通信の管理情報を保持していて、帯域測定手段４０からの情報に基づいて管理情報の更新を行う。
【００２８】
帯域測定手段４０は受信した通信データがデータ通信の開始要求であるかどうか、判別する（Ｓ１１）。通信データがデータ通信の開始要求であった場合、帯域測定手段４０は帯域予測手段６０に通知する。帯域予測手段６０はその通信データの開始時刻を図４のデータ通信の管理情報へ記録した後（Ｓ１２）、総データ通信量を０にリセットする（Ｓ１３）。もしデータ通信の開始要求でない場合には、帯域測定手段４０は通信データがデータ通信の終了通知であるか判断する（Ｓ１４）。
【００２９】
さて通信データがデータ通信の終了要求である場合、帯域測定手段４０は帯域予測手段６０に通知する。帯域予測手段６０はデータ通信終了時刻を記録した後（Ｓ１５）、データ通信の開始時刻と終了時刻および総データ通信量を用いて、帯域を計算する（Ｓ１６）。そしてデータ通信の管理情報へ記録する（Ｓ１７）。もし通信データがデータ通信の終了要求でない場合、どの種類の通信データか識別して、帯域測定手段４０は帯域予測手段６０に通知する。そして帯域予測手段６０は、通信データのサイズをデータ通信の管理情報のデータ通信量に加算する（Ｓ１８）。
【００３０】
以上の処理が終わると、次の通信データが受信されるまで帯域測定手段４０は待機することになる（Ｓ１９）。
【００３１】
このように帯域制御装置１００では、帯域測定手段４０と帯域予測手段６０を用いて、データ通信の開始要求と終了通知などを識別し、データ通信毎に管理情報を記録することによって、データ通信の帯域を把握する。
【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、データ通信毎の帯域情報を保持し、帯域を把握することによって、従来の帯域測定だけに依存する方法よりも、より正確にデータ通信の帯域を把握し、帯域を制御することができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図６、図７は本発明の請求項２に記載の本願第２の発明のネットワーク受付制御装置を利用した実施の一形態を示す図である。
【００３４】
図６は、受付制御方式を用いた帯域制御装置の構成を示している。７０はデータ通信の最大帯域値を保持する最大帯域記録手段、１１０は帯域制御装置である。図７は、データ通信と帯域の時間的関係を示している。
【００３５】
実施の形態１における、データ通信の帯域の算出方法では、データ通信の総通信データ量を通信時間で割った値であり、（図７の矩形部分で示される）帯域の平均値となる。しかし実際の帯域は図７における曲線のように変動しているため、データ通信の帯域の平均値を越えている場合もある。もしあるデータ通信の開始要求に到着した時刻に、実際の帯域が平均帯域を越えている場合、予測される空き帯域が実際の帯域より大きくなるため、本来、このデータ通信を開始する帯域がないにも関わらず、データ通信の開始要求が受付けられてしまうことになる。そこで、平均帯域ではなく、最大帯域記録手段７０によって記録・保持されるデータ通信毎の最大帯域値を用いて、帯域の比較を行い、受付け制御を行うのである。
【００３６】
このようにデータ通信の最大帯域を用いることによって、各データ通信における実際の帯域と平均帯域の差が加算された結果、ネットワークの帯域上限を越えるような場合が発生しないように、帯域を制御できるわけである。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、データ通信毎の最大帯域を受付け制御に用いることによって、ネットワークの帯域上限を越えないように帯域を制御することができる。
【００３８】
（実施の形態３）
図８は、本発明の請求項３に記載の本願第３の発明のネットワーク受付制御装置を利用した実施の一形態を示す図である。
【００３９】
図８は、データ通信と帯域の時間的関係を示している。
【００４０】
実施の形態１ではデータ通信の帯域の平均値、実施の形態２では最大帯域値を用いて、受付け制御の判定していたが、しかし実際の帯域は、図８における曲線のように変動していて、ネットワークの帯域上限に達する場合は、多くない。
【００４１】
このため、実際の帯域がネットワークの帯域上限に比べて、かなり低い場合には、データ通信の平均帯域を用い、点線で表される部分のように帯域がネットワークの帯域上限に接近した場合には、データ通信の最大帯域値を用いる方法を考える。
【００４２】
このようなデータ通信の帯域の平均値と最大帯域値の両方を使い別ける方法によって、ネットワークの帯域上限を越えるような場合が発生しないように、帯域を制御できる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態によれば、データ通信毎の最大帯域を受付け制御に用いることによって、ネットワークの帯域上限を越えないように帯域を制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明にかかるネットワーク帯域制御装置は、通信データの取得と識別、帯域予測によって、より簡易で正確な受付制御と管理を行うことが可能であり、ネットワークの受付制御を行う上で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１の帯域制御装置の構成ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１のデータ通信の帯域の時間関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１の通信データ形式を示す図
【図４】本発明の実施の形態１のデータ通信の帯域管理情報を示す図
【図５】本発明の実施の形態１における処理フローを示す図
【図６】本発明の実施の形態２の帯域制御装置の構成ブロック図
【図７】本発明の実施の形態２のデータ通信の帯域の時間関係を示す図
【図８】本発明の実施の形態３のデータ通信の帯域の時間関係を示す図
【図９】従来の受付制御の帯域制御装置の構成を示す図
【図１０】従来の受付制御の帯域測定を示す図
【符号の説明】
【００４６】
１０  通信Ｉ／Ｆ
２０  データ転送手段
３０  通信制御部
４０  帯域測定手段
５０  通信処理判定手段
６０  帯域予測手段
１００  帯域制御装置
１１０  帯域制御装置
１３０  通信制御部
１４０  帯域測定手段
１５０  通信処理判定手段
２００  帯域制御装置
【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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【図６】
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【図７】
2005236495.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005236495.tif 000011
【図１０】
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