(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
広域イーサネット（登録商標）網によるＶＬＡＮ（バーチャルＬＡＮ）とＩＰ−ＶＰＮ（バーチャルプライベートネットワーク）とを相互接続するネットワークシステムにおける品質制御方法であって、
前記ネットワークシステムの品質制御ポリシーを一括管理する管理装置から前記ＶＬＡＮに接続された端末装置に第１の品質制御情報を配布すると共に、前記管理装置から前記ＶＬＡＮの転送ノードに第２の品質制御情報を配布する品質制御情報配布手順と、
前記端末装置において送信フレームに対応する品質制御ポリシーを予め設定された前記第１の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに対応するラベル情報を前記送信フレームに付加する送信手順と、
前記転送ノードにおいて到着フレームの前記ラベル情報に対応する品質制御ポリシーを予め設定された前記第２の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに従ってトラフィックを制御するトラフィック制御手順とを実行し、
前記品質制御情報配布手順は、前記転送ノードのうち前記ＶＬＡＮと前記ＩＰ−ＶＰＮを接続する接続ゲートウェイがＶＬＡＮ及びＶＰＮごとに独立した品質制御ポリシーを適用するように、前記接続ゲートウェイに前記第２の品質制御情報を配布することを特徴とするネットワークの品質制御方法。
【請求項２】
請求項１記載のネットワークの品質制御方法において、
ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで定義されたフレームヘッダの特定フィールドを前記ラベル情報として使用することを特徴とするネットワークの品質制御方法。
【請求項３】
広域イーサネット網によるＶＬＡＮと、ＩＰ−ＶＰＮと、前記ＶＬＡＮに接続された端末装置と、前記ＶＬＡＮの転送ノードと、品質制御ポリシーを一括管理する管理装置とからなり、前記ＶＬＡＮと前記ＩＰ−ＶＰＮとを相互接続するネットワークシステムであって、
前記管理装置は、前記端末装置に第１の品質制御情報を配布すると共に、前記転送ノードに第２の品質制御情報を配布する品質制御情報配布手段を有し、
前記端末装置は、送信フレームに対応する品質制御ポリシーを予め設定された前記第１の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに対応するラベル情報を前記送信フレームに付加する送信手段を有し、
前記転送ノードは、到着フレームの前記ラベル情報に対応する品質制御ポリシーを予め設定された前記第２の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに従ってトラフィックを制御するトラフィック制御手段を有し、
前記管理装置の品質制御情報配布手段は、前記転送ノードのうち前記ＶＬＡＮと前記ＩＰ−ＶＰＮを接続する接続ゲートウェイがＶＬＡＮ及びＶＰＮごとに独立した品質制御ポリシーを適用するように、前記接続ゲートウェイに前記第２の品質制御情報を配布することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項４】
請求項３記載のネットワークシステムにおいて、
ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで定義されたフレームヘッダの特定フィールドを前記ラベル情報として使用することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項５】
広域イーサネット網によるＶＬＡＮとＩＰ−ＶＰＮとを相互接続するネットワークシステムにおいて品質制御ポリシーを一括管理する管理装置であって、
前記ＶＬＡＮに接続された端末装置が送信フレームに対応する品質制御ポリシーを予め設定された第１の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに対応するラベル情報を前記送信フレームに付加するように、前記端末装置に前記第１の品質制御情報を配布する第１の品質制御情報配布手段と、
前記ＶＬＡＮの転送ノードが到着フレームの前記ラベル情報に対応する品質制御ポリシーを予め設定された第２の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに従ってトラフィックを制御するように、前記転送ノードに前記第２の品質制御情報を配布する第２の品質制御情報配布手段とを有し、
前記第２の品質制御情報配布手段は、前記転送ノードのうち前記ＶＬＡＮと前記ＩＰ−ＶＰＮを接続する接続ゲートウェイがＶＬＡＮ及びＶＰＮごとに独立した品質制御ポリシーを適用するように、前記接続ゲートウェイに前記第２の品質制御情報を配布することを特徴とする管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広域イーサネット網によるＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）とＩＰ−ＶＰＮ（IP Virtual Private Network）とを相互接続するネットワークシステムにおいて、品質サービス（QoS:Quality of Services ）を提供するネットワークの品質制御方法、ネットワークシステム及び管理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
広域イーサネット網は、従来のＩＰ−ＶＰＮなどのＶＰＮ技術に比べて（１）遅延が小さい、（２）ルータを必要としないので構成機器が安価、（３）網構築が容易、（４）上位プロトコル透過、（５）トラブルが少ない、などの利点があり、今後普及が予測される。
【０００３】
しかし、広域イーサネット網は専用線などと比べてＱｏＳ機能に乏しい。ＩＰ−ＶＰＮと接続するためには、帯域制御（優先制御や最低帯域保証）などのＱｏＳ機能を備えることが望ましい。このＱｏＳ機能を実現するためには、一般に図１１に例示するような処理を行なう必要がある。それぞれについて以下に説明する。
【０００４】
［１］フレーム情報の解析
まず、到着フレームＦＲＭの送信元アドレス、送信先アドレス、所属ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）などの情報を解析して読みとる（図１１（ａ））。解析する領域を拡大すれば、上位プロトコルや送出アプリケーションの状態などフレームの詳細な情報を得ることができるが、次のマッチングと合わせると１つのフレームの処理時間が長くなり、スケーラビリティが低下する。
【０００５】
［２］フレーム解析の結果とマッチするクラスの検索
次に、フレーム解析の結果得た情報が、事前に設定されるポリシーテーブル内の、どのクラスにマッチするか調べる（図１１（ｂ））。
［３］クラスに対応するラベルをフレームに付与
クラスが判明したら、このクラスに対応するラベルＬＡＢをフレームＦＲＭの内部又は外部に付加する（図１１（ｃ））。例えば、ＴｏＳ（Type of Services）／ＤＳＣＰ（Diffserv Code Point ）などによる品質制御に対応した機器は多い。
【０００６】
［４］ラベルに従ったトラフィック制御
フレームＦＲＭに付加されたラベルＬＡＢに対応して、フレームＦＲＭのバッファリング（キューイング等）を行ない、送信順序の優先制御や最低帯域保証、フィルタリングなどのトラフィック制御を行なう。例えば、クラス別にキューイングし、クラスグループを設けて階層的に使用帯域を割り当てることなどができる。しかし、キューの数が多かったり、複雑な帯域制御を行なったりすると、実効的なスループットが低下してしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の広域イーサネット網のＶＬＡＮとＩＰ−ＶＰＮを接続する方式は、接続ゲートウェイにおける品質制御機能に乏しく、ＶＰＮ間でトラフィックが干渉するという問題点があった。また、ＶＰＮ内においても特定の品質クラス（ToS/Diffserv）の独占により端末間の公平性を保つことができないという問題点があった。個々のＶＰＮは独立したポリシーを有しており、他のＶＰＮの影響を受けずに、ポリシーに従ってネットワークを利用できるように品質制御を行なう必要がある。
【０００８】
また、イーサネット網とＩＰ−ＶＰＮのサービスの違いにより、品質制御のサービスレベルが異なる。そのため、例えば保証型サービスとベストエフォート型サービスを接続するような場合には、適切なポリシー変換を行い、できる限りサービスレベルの差を補完するためバッファリングを行なう必要がある。
【０００９】
また、従来の接続方法では、特定のノード（主にルータ）や専用ノードが上述の品質制御を行なっている。フレーム情報の解析範囲を広げ、クラス数を増やし、フレーム送信順序の制御を階層化するなど高度化することで、よりきめ細かなＱｏＳを実現することができるが、複雑で高度な処理を施せば、実効的なスループットの低下につながるという問題点があった。
【００１０】
また、複数のＶＬＡＮ／ＶＰＮを接続するためには複雑なポリシー管理が必要である。従来、ポリシー管理は煩雑で、複数のＶＬＡＮ／ＶＰＮが接続されたネットワーク環境で多数の構成ノードヘ適切なポリシーを設定することが難しいという問題点があった。また、イーサネットにおける品質制御方法として、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐ  ＴａｇＶＬＡＮが規格化され、対応製品も広く市場に出ているが、この規格は３ｂｉｔの優先度フィールドと１２ｂｉｔのＶＬＡＮ−ＩＤフィールドを用意しているだけなので、最大帯域・最低帯域保証の指定や、セキュリティレベル・クッキー等によるフィルタリングなど、きめ細かな優先度や高度な品質サービスを提供することができないという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、広域イーサネット網によるＶＬＡＮとＩＰ−ＶＰＮとを相互接続するネットワークシステムにおいて高度な品質サービスを実現可能なネットワークの品質制御方法、ネットワークシステム及び管理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、広域イーサネット網（図１の１）によるＶＬＡＮ（１２）とＩＰ−ＶＰＮ（２）とを相互接続するネットワークシステムにおける品質制御方法であって、前記ネットワークシステムの品質制御ポリシーを一括管理する管理装置（４）から前記ＶＬＡＮに接続された端末装置（１１）に第１の品質制御情報を配布すると共に、前記管理装置から前記ＶＬＡＮの転送ノード（３，１３）に第２の品質制御情報を配布する品質制御情報配布手順と、前記端末装置において送信フレームに対応する品質制御ポリシーを予め設定された前記第１の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに対応するラベル情報を前記送信フレームに付加する送信手順と、前記転送ノードにおいて到着フレームの前記ラベル情報に対応する品質制御ポリシーを予め設定された前記第２の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに従ってトラフィックを制御するトラフィック制御手順とを実行し、前記品質制御情報配布手順は、前記転送ノードのうち前記ＶＬＡＮと前記ＩＰ−ＶＰＮを接続する接続ゲートウェイ（３）がＶＬＡＮ及びＶＰＮごとに独立した品質制御ポリシーを適用するように、前記接続ゲートウェイに前記第２の品質制御情報を配布するようにしたものである。
また、本発明のネットワークの品質制御方法の１構成例は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで定義されたフレームヘッダの特定フィールドを前記ラベル情報として使用するようにしたものである。
【００１３】
また、本発明のネットワークシステムにおいて、前記管理装置（４）は、前記端末装置に第１の品質制御情報を配布すると共に、前記転送ノードに第２の品質制御情報を配布する品質制御情報配布手段（４０１）を有し、前記端末装置（１１）は、送信フレームに対応する品質制御ポリシーを予め設定された前記第１の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに対応するラベル情報を前記送信フレームに付加する送信手段（１１１）を有し、前記転送ノードは、到着フレームの前記ラベル情報に対応する品質制御ポリシーを予め設定された前記第２の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに従ってトラフィックを制御するトラフィック制御手段（３０１）を有し、前記管理装置の品質制御情報配布手段は、前記転送ノードのうち前記ＶＬＡＮと前記ＩＰ−ＶＰＮを接続する接続ゲートウェイがＶＬＡＮ及びＶＰＮごとに独立した品質制御ポリシーを適用するように、前記接続ゲートウェイに前記第２の品質制御情報を配布するものである。
また、本発明のネットワークシステムの１構成例は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで定義されたフレームヘッダの特定フィールドを前記ラベル情報として使用するものである。
【００１４】
また、本発明の管理装置は、前記ＶＬＡＮに接続された端末装置が送信フレームに対応する品質制御ポリシーを予め設定された第１の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに対応するラベル情報を前記送信フレームに付加するように、前記端末装置に前記第１の品質制御情報を配布する第１の品質制御情報配布手段と、前記ＶＬＡＮの転送ノードが到着フレームの前記ラベル情報に対応する品質制御ポリシーを予め設定された第２の品質制御情報に基づいて決定し、決定した品質制御ポリシーに従ってトラフィックを制御するように、前記転送ノードに前記第２の品質制御情報を配布する第２の品質制御情報配布手段とを有し、前記第２の品質制御情報配布手段は、前記転送ノードのうち前記ＶＬＡＮと前記ＩＰ−ＶＰＮを接続する接続ゲートウェイがＶＬＡＮ及びＶＰＮごとに独立した品質制御ポリシーを適用するように、前記接続ゲートウェイに前記第２の品質制御情報を配布するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態となるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図１において、１は広域イーサネット網、２はＩＰ−ＶＰＮ、３は広域イーサネット網１とＩＰ−ＶＰＮ２とを接続する接続ゲートウェイ、４はネットワークシステムの品質制御ポリシーを管理する管理装置、５は管理装置４からネットワークシステムの各ノードに配布される品質制御情報、１１（１１−１，１１−２，・・・１１−ｎ）は広域イーサネット網１に接続される端末装置、１２（１２−１，１２−２，・・・１２−ｎ）はＶＬＡＮ、１３（１３−１，１３−２，・・・１３−ｎ）はスイッチ、２１（２１−１，２１−２，２１−３）はＶＰＮ、２２（２２−１，２２−２，２２−３）はＩＰ−ＶＰＮ２に接続される端末装置である。
【００１６】
本発明では、ＱｏＳ機能を実現する処理を図１のネットワークシステムの各ノードに分散させる。すなわち、トラフィックを発生するノード（端末装置１１）は、アプリケーションから送出されたフレームを識別し、このフレームに対応する品質制御ポリシーを決定して、決定した品質制御ポリシーに対応するラベル情報をフレームに付加する。
【００１７】
スイッチ１３のようなフレームを転送する転送ノードは、到着フレームのラベル情報だけを見てトラフィック制御を行なう。また、同じく転送ノードである接続ゲートウェイ３は、ＶＬＡＮ／ＶＰＮごとに独立した品質制御ポリシーを適用して、複数のＶＰＮ２１間のトラフィック干渉を防止し、ＴｏＳ（Type of Services）／ＤＳＣＰ（Diffserv Code Point ）などを利用して広域イーサネット網１の品質制御ポリシーとＩＰ−ＶＰＮ２の品質制御ポリシーを相互に変換する。さらに、接続ゲートウェイ３は、広域イーサネット網１とＩＰ−ＶＰＮ２のサービスレベルを補完するためのバッファリングを行う。
【００１８】
ただし、各ノードがネットワークシステムの品質制御ポリシーに必ず従ってネットワークを利用しなければＱｏＳは提供できないので、全てのノードに品質制御ポリシーを適応させる仕組みが必要となる。そのため、本発明では、エージェントを各ノードに配置し、品質制御ポリシーに従ったトラフィック制御を実行させる。エージェントはＱｏＳ制御の各機能を分担して実行する。
【００１９】
管理装置４に配置される管理エージェント（品質制御情報配布手段）は、ネットワークシステム全体の複数のＶＰＮを含む品質制御ポリシーを管理し、ＶＬＡＮに参加しようとするノード（端末装置１１、スイッチ１３）の認証を行い、認証された各ノードのエージェントに必要な品質制御情報５を自動的に配布する。
【００２０】
図２は、管理装置４に配置される管理エージェント４０１の構成を示すブロック図である。管理エージェント４０１の機能は、図２で示すように主に品質制御ポリシーの管理であり、ネットワークシステムの各ノードヘ品質制御情報５を配布する。品質制御情報５の配布やノードの認証などは管理エージェント４０１が自動的に実行する。
【００２１】
管理エージェント４０１は、端末装置１１のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスやパスワードなどを用いて端末装置１１（ネットワーク利用者）の認証を行う認証システム部４０２と、端末装置１１のＭＡＣアドレスとこの端末装置１１に適用する品質制御ポリシーとの対応関係を管理するアドレス管理部４０３と、認証システム部４０２によって認証されたノードに適切な品質制御情報５を、アドレス管理部４０３に基づいて決定し配布するポリシー管理部４０４とから構成される。
【００２２】
認証システム部４０２には、端末装置１１の認証に必要な認証情報４０５がＶＬＡＮ１２ごとに事前に設定されている。アドレス管理部４０３には、ＭＡＣアドレスと品質制御ポリシーを示す番号とを対応付けるアドレス対応表４０６がＶＬＡＮ１２ごとに事前に設定されている。
【００２３】
ポリシー管理部４０４には、ネットワーク管理者（キャリア又はユーザ）によってポリシーテーブル４０７がＶＬＡＮ１２ごとに事前に設定されている。ポリシーテーブル４０７は、フロー情報にマッチさせるパターンとラベル情報とから構成される。ポリシーテーブル４０７の１部がノードに適切な品質制御情報５として配布される。
【００２４】
図３は、端末装置１１に配置される端末エージェント１１１の構成を示すブロック図である。端末エージェント（送信手段）１１１は、端末装置１１内のアプリケーション１１０から送出されたフレームＦＲＭに対して、対応する品質制御ポリシーを検索し、フレームＦＲＭにラベル情報ＬＡＢを付加して送信する。
【００２５】
端末エージェント１１１は、アプリケーション１１０から送出されたフレームＦＲＭを識別し、このフレームＦＲＭに対応する品質制御ポリシーを検索するフロー識別部１１２と、このフロー識別部１１２によって検索された品質制御ポリシーに対応するラベル情報ＬＡＢをフレームＦＲＭの内部又は外部に付加して、ラベル情報ＬＡＢを付加したフレームＦＲＭをＶＬＡＮ１２に送出するラベル付与部１１５とから構成される。
【００２６】
フロー識別部１１２は、フレームＦＲＭの送信元アドレス、送信先アドレス、所属ＶＬＡＮなどの情報を解析して読み取るフレーム解析部１１３と、フレーム解析部１１３によるフレーム解析の結果得られた情報が、管理エージェント４０１によって設定されたポリシーテーブル４０７内のどのクラスにマッチするか調べるクラス検索部１１４とを有する。
【００２７】
図４は、スイッチ１３や接続ゲートウェイ３などの転送ノードに配置される転送エージェント３０１の構成を示すブロック図である。転送エージェント（トラフィック制御手段）３０１は、到着フレームＦＲＭに付加されているラベル情報ＬＡＢに対応する品質制御ポリシーに基づいてトラフィック制御を行なう。ＶＰＮ２１ごとに異なる品質制御情報を適用し、ＶＰＮ２１間でトラフィックが互いに干渉しないよう階層的な制御を行なう。
【００２８】
転送エージェント３０１は、到着フレームＦＲＭに付加されているラベル情報ＬＡＢに対応する品質制御ポリシーのクラスを、管理エージェント４０１によって設定された品質制御情報に従って識別し、識別したクラスに対応するキューバッファを選択して、選択したキューバッファに到着フレームＦＲＭを格納するラベル識別部３０２と、品質制御ポリシーのクラスごとに設けられるキューバッファ３０３とから構成される。
【００２９】
キューバッファ３０３は、すでに広く使われているＷＲＲ（Weighted Round Robin）やＣＢＱ（Class Based Queueing）などを利用して柔軟な階層型のフレーム送信スケジューリングを行う。例えば、ＶＬＡＮやクラスグループごとの最大使用帯域を制限したり、クラスごとの最低帯域を保証したり、あるいはクラス間の優先制御を行ったりする。
【００３０】
また、接続ゲートウェイ３内の転送エージェント３０１のキューバッファ３０３は、広域イーサネット網１とＩＰ−ＶＰＮ２との間でサービスレベルの異なる品質クラスのポリシーを相互に変換する際、レベルの差をできるだけ補完すべくフレームＦＲＭのバッファリングを行ない、フレーム損失を低減させる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、ネットワークシステムの構成は第１の実施の形態の図１〜図４と同様なので、図１〜図４の符号を用いて説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態において、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐ  ＴａｇＶＬＡＮよりもきめ細かな品質制御ポリシーを指定する方法として、ＭＡＣアドレスを独自にアサインしなおす例を示すものである。
【００３２】
本実施の形態では、よりきめ細かな品質制御ポリシーを指定するため、各ノードのＮＩＣ（Network Interface Card）のＭＡＣアドレス（物理アドレス）を独自にアサインしなおし、ＭＡＣアドレスの特定のフィールドに品質制御ポリシーのクラスに対応するラベル情報をマッピングする。以下、この特定フィールドを、Ｌ２Ｑフィールドと記述する。
【００３３】
図５は、前記Ｌ２ＱフィールドとＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐで定義されているイーサネット拡張ヘッダにラベル情報を設定した場合の構成を例示した図である。イーサネットヘッダには、８バイトのプリアンブル、６バイトのデスティネーションアドレス（宛先アドレス）、６バイトのソースアドレス（送信元アドレス）、４バイトのＶＬＡＮタグ、２バイトの長さ／タイプ、０〜１５００バイトのデータ・パディング、４バイトのＦＣＳ（Frame Check Sequense）が格納されるフィールドがある。
【００３４】
本実施の形態では、Ｌ２Ｑフィールドを使用して、例えば２バイトのクラスグループや２バイトの使用帯域、１バイトの重み・セキュリティレベルをラベル情報としてフレームに付加する。
【００３５】
また、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐで定義されている拡張ヘッダのＶＬＡＮタグフィールドは、２バイトのＴＰＩＤ（Tag Protocol IDentifier ）が格納されるフィールドと、２バイトのタグコントロール情報（TIF ）が格納されるフィールドとに分かれる。さらに、タグコントロール情報のフィールドは、３ビットの優先度が格納されるフィールドと、１ビットのＣＦＩ（Canonical Format Indicator）が格納されるフィールドと、１２ビットのＶＬＡＮ−ＩＤが格納されるフィールドとに分かれる。本実施の形態では、優先度とＶＬＡＮ−ＩＤをラベル情報として使用する。
【００３６】
図６は、本実施の形態のネットワークシステムにおける品質制御情報の配布処理を示すシーケンス図である。まず、ＶＬＡＮ内に新たに端末装置１１を接続するときに、端末装置１１内の端末エージェント１１１を起動する（ステップＳ１）。起動した端末エージェント１１１は、事前に設定されている管理エージェント４０１へ、自ノード（端末装置１１）がＶＬＡＮに参加することを通知する（ステップＳ２）。
【００３７】
端末エージェント１１１からの通知を受けた管理エージェント４０１の認証システム部４０２は、この端末エージェント１１１の認証を行う。端末エージェント１１１から送られたＭＡＣアドレスを使用したり、必要ならば端末エージェント１１１とパスワードを交換したりすることで、認証が行われる。
【００３８】
そして、管理エージェント４０１のアドレス管理部４０３は、認証システム部４０２で認証された端末エージェント１１１のＭＡＣアドレスとこれに対応する品質制御ポリシーを示す番号とをアドレス対応表に追加登録する（ステップＳ３）。以降、認証された端末エージェント１１１（端末装置１１）は、ＶＬＡＮの品質制御の対象となる。
【００３９】
次に、管理エージェント４０１は、認証された端末装置１１にノードアドレスを払い出す。通常のＭＡＣアドレスは６バイト長であるが、管理エージェント４０１には事前に同一イーサネット内で衝突しない範囲で小さなアドレス空間を指定しておく。端末エージェント１１１がノードアドレスを要求してきた場合、管理エージェント４０１は、このアドレス空間から１つを払い出す。
【００４０】
本実施の形態では、前記アドレス空間を１バイトとしている。これにより、通常６バイトのデスティネーションアドレスとソースアドレスが図５に示すようにそれぞれ１バイトとなり、通常はデスティネーションアドレスフィールドとソースアドレスフィールドとなっているＬ２Ｑフィールドのうち、２バイトのみをアドレスフィールドとし、残りの１０バイトをラベル情報などに振り分けることができる。
【００４１】
また、広域イーサネット網の特徴であるプロトコル透過性を活かして、レイヤ３以上の情報の暗号化も可能である。例えば、認証時に、図５に示す３バイトの暗号化情報を使って公開鍵を交換することで、公開鍵方式の暗号化ができる（ステップＳ４，Ｓ５）。さらに、レイヤ３以上の情報を圧縮することにより、伝送効率を向上させることもできる。
【００４２】
次に、管理エージェント４０１のポリシー管理部４０４は、アドレス管理部４０３のアドレス対応表４０６に基づいて、前記認証された端末エージェント１１１に適切な品質制御情報を、事前に設定された品質制御情報（ポリシーテーブル４０７）の中から検索する（ステップＳ６）。ここでの品質制御情報は、フロー情報にマッチさせるパターンとラベル情報とから構成される。
【００４３】
次に、管理エージェント４０１のポリシー管理部４０４は、検索した品質制御情報を前記認証された端末エージェント１１１に送信する（ステップＳ７）。端末エージェント１１１のフロー識別部１１２は、受信した品質制御情報をクラス検索部１１４に格納する（ステップＳ８）。
【００４４】
端末エージェント１１１に対する品質制御情報の配布後、もしくは配布と同時に、管理エージェント４０１のポリシー管理部４０４は、新規の端末エージェント１１１の参加による使用帯域の増加や高優先度のトラフィックの増加などを考慮して、転送ノード（スイッチ１３や接続ゲートウェイ３）における品質制御ポリシーを更新する。
【００４５】
すなわち、ポリシー管理部４０４は、ネットワークシステムにおいて品質制御ポリシーの更新が必要な転送ノードを選択・決定し、この転送ノードの更新後の品質制御情報を生成する（ステップＳ９）。そして、ポリシー管理部４０４は、生成した品質制御情報を選択・決定した転送ノードの転送エージェント３０１に送信する（ステップＳ１０）。このとき、選択・決定した転送ノードが接続ゲートウェイ３で、かつ認証時に暗号化を有効にしている場合は、接続ゲートウェイ３で復号化するための鍵も一緒に送信する。
【００４６】
品質制御情報を受信した転送エージェント３０１は、自ノードのラベル識別部３０２に格納されている品質制御情報を受信した品質制御情報に更新する（ステップＳ１１）。
【００４７】
図７は、品質制御情報配布後のネットワークシステムの動作を示す図である。品質制御情報が設定された端末装置１１の端末エージェント１１１は、フロー識別部１１２のフレーム解析部１１３により、アプリケーション１１０が送信する全てのフレームを検出し、フレーム解析を行う。
【００４８】
フロー識別部１１２のクラス検索部１１４は、フレーム解析部１１３によるフレーム解析の結果得られた情報が、管理エージェント４０１によって設定された品質制御ポリシーのどのクラスにマッチするか検索する。そして、端末エージェント１１１のラベル付与部１１５は、クラス検索部１１４によって検索された品質制御ポリシーのクラスに対応するラベル情報をフレームに付加して、ラベル情報を付加したフレームをＶＬＡＮ１２に送出する。
【００４９】
このとき、必要ならばレイヤ３以上の情報を暗号化・圧縮して、フレームを送出する。前述のとおり、本実施の形態では、送信するイーサネットヘッダのＬ２Ｑフィールド内のクラスグループ、使用帯域及び重み・セキュリティレベルと、イーサネット拡張ヘッダ内の優先度及びＶＬＡＮ−ＩＤをラベル情報ＬＡＢとしている。
【００５０】
転送ノードの転送エージェント３０１は、到着フレームのＬ２Ｑフィールドと拡張ヘッダに記述されたラベル情報を解析し、ラベル情報に応じたトラフィック制御を行なう。このときのトラフィック制御は、それぞれの転送ノードに実装された制御方法を利用する。例えば、高優先度トラフィックについては最大転送レートまで優先的に転送し、低優先度トラフィックについては各端末装置１１間で使用帯域が公平となるように制御する。
【００５１】
ＶＬＡＮ１２とＩＰ−ＶＰＮ２を接続する接続ゲートウェイ３の転送エージェント３０１では、複数のＶＬＡＮ／ＶＰＮを同時に扱うため、階層型のスケジューリングを行う。転送エージェント３０１のラベル識別部３０２は、フレームが到着すると、Ｌ２Ｑフィールドと拡張ヘッダ内のラベル情報を解析し、このラベル情報に対応する品質制御ポリシーのクラスを、管理エージェント４０１によって設定された品質制御情報に従って決定し、決定したクラスに対応するキューバッファ３０３に到着フレームを格納する。このとき、ラベル識別部３０２は、暗号化や圧縮が行われている場合には、復号化と伸長も行う。
【００５２】
キューバッファ３０３は、対応する品質制御ポリシーのクラスに従って、フレームの送信スケジューリングを行う。ここでは、ＶＬＡＮ／ＶＰＮ間の干渉を防止するため、階層型のトラフィック制御を行う。例えば、各ＶＬＡＮ１２内ではクラスの最低帯域保証と優先制御を行い、ＶＬＡＮ１２間ではＷＲＲで使用帯域を有効に利用する。
【００５３】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、ネットワークシステムの構成は第１の実施の形態の図１〜図４と同様なので、図１〜図４の符号を用いて説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態のサブセット的な品質制御を実現するもので、すでに規格化され、対応製品も広く市場に出ているＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐ  ＴａｇＶＬＡＮを利用して、広域イーサネット網１とＩＰ−ＶＰＮ２の接続ゲートウェイ３に品質制御機能を実現するものである。
【００５４】
図８は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐで定義されているイーサネット拡張ヘッダにラベル情報を設定した場合の構成を示す図である。ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐはイーサネット拡張ヘッダを定義し、その中に３ビットの優先度フィールドと１２ビットのＶＬＡＮ−ＩＤフィールドを設けている。よって、イーサネットフレーム中には、優先度制御機能とＶＬＡＮ機能を実現するための情報が備わっていることになる。この２つのフィールドを用いて、ＶＬＡＮを意識した階層的なトラフィック制御が可能である。
【００５５】
図９は、本実施の形態のネットワークシステムにおける品質制御情報の配布処理を示すシーケンス図である。まず、ＶＬＡＮ内に新たに端末装置１１を接続するときに、端末装置１１内の端末エージェント１１１を起動する（ステップＳ２１）。起動した端末エージェント１１１は、事前に設定されている管理エージェント４０１へ、自ノード（端末装置１１）がＶＬＡＮに参加することを通知する（ステップＳ２２）。
【００５６】
端末エージェント１１１からの通知を受けた管理エージェント４０１の認証システム部４０２は、この端末エージェント１１１の認証を行う。端末エージェント１１１から送られたＭＡＣアドレスを使用したり、必要ならば端末エージェント１１１とパスワードを交換したりすることで、認証が行われる。
【００５７】
そして、管理エージェント４０１のアドレス管理部４０３は、認証システム部４０２で認証された端末エージェント１１１のＭＡＣアドレスとこれに対応する品質制御ポリシーを示す番号とをアドレス対応表に追加登録する（ステップＳ２３）。以降、認証された端末エージェント１１１は、ＶＬＡＮの品質制御の対象となる。
【００５８】
次に、管理エージェント４０１のポリシー管理部４０４は、アドレス管理部４０３のアドレス対応表４０６に基づいて、前記認証された端末エージェント１１１に適切な品質制御情報を、事前に設定された品質制御情報（ポリシーテーブル４０７）の中から検索する（ステップＳ２４）。ここでの品質制御情報は、フロー情報にマッチさせるパターンとラベル情報とから構成される。本実施の形態では、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐ  ＴａｇＶＬＡＮを使用するので、ラベル情報はイーサネット拡張ヘッダ内の優先度とＶＬＡＮ−ＩＤである。
【００５９】
次に、管理エージェント４０１のポリシー管理部４０４は、検索した品質制御情報を前記認証された端末エージェント１１１に送信する（ステップＳ２５）。端末エージェント１１１のフロー識別部１１２は、受信した品質制御情報をクラス検索部１１４に格納する（ステップＳ２６）。
【００６０】
端末エージェント１１１に対する品質制御情報の配布後、もしくは配布と同時に、管理エージェント４０１のポリシー管理部４０４は、新規の端末エージェント１１１の参加による高優先度のトラフィックの増加などを考慮して、転送ノード（スイッチ１３や接続ゲートウェイ３）における品質制御ポリシーを更新する。
【００６１】
すなわち、ポリシー管理部４０４は、ネットワークシステムにおいて品質制御ポリシーの更新が必要な転送ノードを選択・決定し、この転送ノードの更新後の品質制御情報を生成する（ステップＳ２７）。そして、ポリシー管理部４０４は、生成した品質制御情報を選択・決定した転送ノードの転送エージェント３０１に送信する（ステップＳ２８）。
【００６２】
品質制御情報を受信した転送エージェント３０１は、自ノードのラベル識別部３０２に格納されている品質制御情報を受信した品質制御情報に更新する（ステップＳ２９）。
【００６３】
図１０は、品質制御情報配布後のネットワークシステムの動作を示す図である。品質制御情報が設定された端末装置１１の端末エージェント１１１は、フロー識別部１１２のフレーム解析部１１３により、アプリケーション１１０が送信する全てのフレームを検出し、フレーム解析を行う。
【００６４】
フロー識別部１１２のクラス検索部１１４は、フレーム解析部１１３によるフレーム解析の結果得られた情報が、管理エージェント４０１によって設定された品質制御ポリシーのどのクラスにマッチするか検索する。そして、端末エージェント１１１のラベル付与部１１５は、クラス検索部１１４によって検索された品質制御ポリシーのクラスに対応するラベル情報をフレームに付加して、ラベル情報を付加したフレームをＶＬＡＮ１２に送出する。前述のとおり、本実施の形態では、イーサネット拡張ヘッダ内の優先度及びＶＬＡＮ−ＩＤをラベル情報としている。
【００６５】
転送ノードの転送エージェント３０１は、到着フレームの拡張ヘッダに記述されたラベル情報を解析し、ラベル情報に応じたトラフィック制御を行なう。このときのトラフィック制御は、それぞれの転送ノードに実装された制御方法を利用する。例えば、高優先度トラフィックについては最大転送レートまで優先的に転送し、低優先度トラフィックについては各端末装置１１間で使用帯域が公平となるように制御する。
【００６６】
ＶＬＡＮ１２とＩＰ−ＶＰＮ２を接続する接続ゲートウェイ３の転送エージェント３０１では、複数のＶＬＡＮ／ＶＰＮを同時に扱うため、階層型のスケジューリングを行う。転送エージェント３０１のラベル識別部３０２は、ＶＬＡＮ１２からフレームが到着すると、拡張ヘッダ内のラベル情報を解析し、このラベル情報に対応する品質制御ポリシーを、管理エージェント４０１によって設定された品質制御情報に従って決定する。そして、ラベル識別部３０２は、ＶＬＡＮ１２及び優先度ごとに設けられたキューバッファ３０３のうち、決定した品質制御ポリシーに対応するキューバッファ３０３に到着フレームを格納する。
【００６７】
キューバッファ３０３は、対応する品質制御ポリシーに従って、フレームの送信スケジューリングを行う。ここでは、ＶＬＡＮ／ＶＰＮ間の干渉を防止するため、階層型のトラフィック制御を行う。例えば、各ＶＬＡＮ１２内では優先度によるＨＯＬ（Head of Line）処理を行い、ＶＬＡＮ１２間ではＷＲＲ（Weighted
Round Robin）で使用帯域を有効に利用する。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、ネットワークシステムの品質制御ポリシーを一括管理する管理装置から端末装置に第１の品質制御情報を配布すると共に、管理装置から転送ノードに第２の品質制御情報を配布し、転送ノードのうちＶＬＡＮとＩＰ−ＶＰＮを接続する接続ゲートウェイがＶＬＡＮ及びＶＰＮごとに独立した品質制御ポリシーを適用するように、接続ゲートウェイに第２の品質制御情報を配布するので、接続ゲートウェイがＶＬＡＮとＶＰＮをインターワークする際に、各ＶＬＡＮ内で利用者間・アプリケーション間でのトラフィック干渉を抑えて優先制御や最低帯域保証を行い、かつＶＰＮ間でもトラフィック干渉のない階層型の優先制御や最低帯域保証を行うことができる。その結果、高度な品質サービスを実現することができる。また、管理装置に品質制御情報配布手段を設け、端末装置に送信手段を設け、転送ノードにトラフィック制御手段を設けることにより、複数のＶＰＮが多重化された複雑なネットワーク環境においても、品質制御ポリシー管理を自動化することができる。また、本発明では、ＱｏＳ機能をネットワーク内の各ノードに分散しているので、従来のようにルータや専用ノードのＱｏＳ処理がボトルネックとなることを避けることができ、大量のノードやクラスを処理することができる。ボトルネックとなる転送ノードは、端末装置が付与した固定長のラベル情報のみを用いるので、転送ノードにおける遅延を小さく抑えることができる。
【００６９】
また、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで定義されたフレームヘッダの特定フィールドをラベル情報として使用することにより、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐ  ＴａｇＶＬＡＮよりもきめ細かな品質制御ポリシーを指定することができ、高度な品質制御を実現することができる。
【００７０】
また、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐで定義された拡張ヘッダの特定フィールドをラベル情報として使用することにより、簡易な品質制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態となるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】  図１の管理装置内の管理エージェントの構成を示すブロック図である。
【図３】  図１の端末装置内の端末エージェントの構成を示すブロック図である。
【図４】  図１の転送ノード内の転送エージェントの構成を示すブロック図である。
【図５】  本発明の第２の実施の形態においてイーサネットヘッダと拡張ヘッダにラベル情報を設定した場合の構成を示す図である。
【図６】  本発明の第２の実施の形態のネットワークシステムにおける品質制御情報の配布処理を示すシーケンス図である。
【図７】  本発明の第２の実施の形態において品質制御情報配布後のネットワークシステムの動作を示す図である。
【図８】  本発明の第３の実施の形態において拡張ヘッダにラベル情報を設定した場合の構成を示す図である。
【図９】  本発明の第３の実施の形態のネットワークシステムにおける品質制御情報の配布処理を示すシーケンス図である。
【図１０】  本発明の第３の実施の形態において品質制御情報配布後のネットワークシステムの動作を示す図である。
【図１１】  従来の一般的なＱｏＳ機能に必要な処理の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…広域イーサネット網、２…ＩＰ−ＶＰＮ、３…接続ゲートウェイ、４…管理装置、５…品質制御情報、１１、２２…端末装置、１２…ＶＬＡＮ、１３…スイッチ、１１１…端末エージェント、１１２…フロー識別部、１１３…フレーム解析部、１１４…クラス検索部、１１５…ラベル付与部、３０１…転送エージェント、３０２…ラベル識別部、３０３…キューバッファ、４０１…管理エージェント、４０２…認証システム部、４０３…アドレス管理部、４０４…ポリシー管理部。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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