(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノンリアルタイム通信のパケットをキューを介して転送させて前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を調整することにより、リアルタイム通信のバンド幅を確保する通信システムであって、
ネットワーク内の複数のノード装置のうち、１つをマスタ装置として動作させると共に、その他のノード装置及び／又は前記マスタ装置をクライアント装置として動作させ、
前記クライアント装置内に、
該クライアント装置内の前記キューにおける前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の使用状況を監視するノンリアルタイム通信状況監視手段と、
該ノンリアルタイム通信状況監視手段が前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を増加させる必要があると判定した場合に、前記マスタ装置に対してノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を送出するノンリアルタイム通信バンド幅要求手段と、
を含み、
前記マスタ装置内に、
前記各クライアント装置内の各前記ノンリアルタイム通信状況監視手段にあらかじめ定期的に問い合せることによって、前記キューにおける現在のバンド幅がそれに対して設定されているバンド幅制限値よりも小さいクライアント装置に対して、その内部の前記キューにおける前記バンド幅制限値を減少させると共に、該減少値を再配分用の回収バンド幅として管理するノンリアルタイム通信バンド幅回収手段と、
何れかの前記クライアント装置内の前記ノンリアルタイム通信バンド幅要求手段から前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を受信した場合に、該増加要求に対応する新たなバンド幅制限値を、前記ノンリアルタイム通信バンド幅回収手段が管理している前記回収バンド幅の範囲内で再配分するノンリアルタイム通信バンド幅配分手段と、
該ノンリアルタイム通信バンド幅配分手段が再配分した前記新たなバンド幅制限値を、それに対応する前記増加要求を送出した前記クライアント装置に通知して再設定させるノンリアルタイム通信バンド幅通知手段と、
を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記ノンリアルタイム通信状況監視手段は、前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合に、前記キューに滞留しているパケットの総パケット長に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記ノンリアルタイム通信状況監視手段は、前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合に、前記キューに滞留しているパケットの滞在時間に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記ノンリアルタイム通信状況監視手段は、前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合であって、かつ前記キューにウインドウによってパケット長が制限されているパケットが滞留していない場合に、前記キューに滞留しているパケットの総パケット長に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出し、
前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合であって、かつ前記キューにウインドウ制御によりパケット長が制限されているパケットが滞留している場合に、前記キューに滞留しているパケットの総パケット長に前記ウインドウ制御に対応する値を加算して得られる値に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
前記ノンリアルタイム通信状況監視手段は、前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合に、前記キューにおける入力バンド幅に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
ノンリアルタイム通信のパケットをキューを介して転送させて前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を調整することにより、リアルタイム通信のバンド幅を確保する通信システムであって、ネットワーク内の複数のノード装置のうち、１つがマスタ装置として動作させられると共に、その他のノード装置及び／又は前記マスタ装置がクライアント装置として動作させられる通信システムにおける前記クライアント装置であって、
該クライアント装置内の前記キューにおける前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の使用状況を監視するノンリアルタイム通信状況監視手段と、
該ノンリアルタイム通信状況監視手段が前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を増加させる必要があると判定した場合に、前記マスタ装置に対してノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を送出するノンリアルタイム通信バンド幅要求手段と、
を含み、
前記ノンリアルタイム通信状況監視手段は、前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合であって、かつ前記キューにウインドウによってパケット長が制限されているパケットが滞留していない場合に、前記キューに滞留しているパケットの総パケット長に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出し、
前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合であって、かつ前記キューにウインドウ制御によりパケット長が制限されているパケットが滞留している場合に、前記キューに滞留しているパケットの総パケット長に前記ウインドウ制御に対応する値を加算して得られる値に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する、
ことを特徴とするクライアント装置。
【請求項７】
ノンリアルタイム通信のパケットをキューを介して転送させて前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を調整することにより、リアルタイム通信のバンド幅を確保する通信システムであって、ネットワーク内の複数のノード装置のうち、１つがマスタ装置として動作させられると共に、その他のノード装置及び／又は前記マスタ装置がクライアント装置として動作させられる通信システムにおける前記クライアント装置であって、
該クライアント装置内の前記キューにおける前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の使用状況を監視するノンリアルタイム通信状況監視手段と、
該ノンリアルタイム通信状況監視手段が前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を増加させる必要があると判定した場合に、前記マスタ装置に対してノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を送出するノンリアルタイム通信バンド幅要求手段と、
を含み、
前記ノンリアルタイム通信状況監視手段は、前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合に、前記キューにおける入力バンド幅に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する、
ことを特徴とするクライアント装置。
【請求項８】
ノンリアルタイム通信のパケットをキューを介して転送させて前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を調整することにより、リアルタイム通信のバンド幅を確保する通信システムであって、ネットワーク内の複数のノード装置のうち、１つがマスタ装置として動作させられると共に、その他のノード装置及び／又は前記マスタ装置がクライアント装置として動作させられる通信システムにおける前記マスタ装置であって、
前記各クライアント装置にあらかじめ定期的に問い合せることによって、前記キューにおける現在のバンド幅がそれに対して設定されているバンド幅制限値よりも小さいクライアント装置に対して、その内部の前記キューにおける前記バンド幅制限値を減少させると共に、該減少値を再配分用の回収バンド幅として管理するノンリアルタイム通信バンド幅回収手段と、
何れかの前記クライアント装置からノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を受信した場合に、該増加要求に対応する新たなバンド幅制限値を、前記ノンリアルタイム通信バンド幅回収手段が管理している前記回収バンド幅の範囲内で再配分するノンリアルタイム通信バンド幅配分手段と、
該ノンリアルタイム通信バンド幅配分手段が再配分した前記新たなバンド幅制限値を、それに対応する前記増加要求を送出した前記クライアント装置に通知して再設定させるノンリアルタイム通信バンド幅通知手段と、
を含むことを特徴とするマスタ装置。
【請求項９】
ノンリアルタイム通信のパケットをキューを介して転送させて前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を調整することにより、リアルタイム通信のバンド幅を確保する通信システムであって、ネットワーク内の複数のノード装置のうち、１つがマスタ装置として動作させられると共に、その他のノード装置及び／又は前記マスタ装置がクライアント装置として動作させられる通信システムにおける前記クライアント装置により使用されたときにそれによって読み出されるプログラムを記録した記録媒体であって、
該クライアント装置内の前記キューにおける前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の使用状況を監視する機能と、
前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合であって、かつ前記キューにウインドウによってパケット長が制限されているパケットが滞留していない場合に、前記キューに滞留しているパケットの総パケット長に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出し、
前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合であって、かつ前記キューにウインドウ制御によりパケット長が制限されているパケットが滞留している場合に、前記キューに滞留しているパケットの総パケット長に前記ウインドウ制御に対応する値を加算して得られる値に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する機能と
前記監視の結果、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を増加させる必要があると判定された場合に、前記マスタ装置に対してノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を送出する機能と、
を実現させるためのプログラムを記録した前記クライアント装置によって読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
ノンリアルタイム通信のパケットをキューを介して転送させて前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を調整することにより、リアルタイム通信のバンド幅を確保する通信システムであって、ネットワーク内の複数のノード装置のうち、１つがマスタ装置として動作させられると共に、その他のノード装置及び／又は前記マスタ装置がクライアント装置として動作させられる通信システムにおける前記クライアント装置により使用されたときにそれによって読み出されるプログラムを記録した記録媒体であって、
該クライアント装置内の前記キューにおける前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の使用状況を監視する機能と、
前記キューにおける現在の出力バンド幅が該キューに設定されている前記バンド幅制限値に達した場合に、前記キューにおける入力バンド幅に応じて、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する機能と、
前記監視の結果、前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を増加させる必要があると判定された場合に、前記マスタ装置に対してノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を送出する機能と、
を実現させるためのプログラムを記録した前記クライアント装置によって読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
ノンリアルタイム通信のパケットをキューを介して転送させて前記ノンリアルタイム通信のバンド幅を調整することにより、リアルタイム通信のバンド幅を確保する通信システムであって、ネットワーク内の複数のノード装置のうち、１つがマスタ装置として動作させられると共に、その他のノード装置及び／又は前記マスタ装置がクライアント装置として動作させられる通信システムにおける前記マスタ装置により使用されたときにそれによって読み出されるプログラムを記録した記録媒体であって、
前記各クライアント装置にあらかじめ定期的に問い合せることによって、前記キューにおける現在のバンド幅がそれに対して設定されているバンド幅制限値よりも小さいクライアント装置に対して、その内部の前記キューにおける前記バンド幅制限値を減少させると共に、該減少値を再配分用の回収バンド幅として管理する機能と、
何れかの前記クライアント装置からノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を受信した場合に、該増加要求に対応する新たなバンド幅制限値を、前記回収バンド幅の範囲内で再配分する機能と、
該再配分された前記新たなバンド幅制限値を、それに対応する前記増加要求を送出した前記クライアント装置に通知して再設定させる機能と、
を実現させるためのプログラムを記録した前記マスタ装置によって読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケットネットワーク等のネットワークにおいてマルチメディアデータ等を扱うリアルタイム通信とその他のデータを扱うノンリアルタイム通信を混在させて管理する技術に関し、更に詳しくは、リアルタイム通信のために優先的に資源が予約されそのバンド幅が確保されるネットワーク上で、バンド幅を制限されたノンリアルタイム通信を効率良く実行するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声データやビデオデータのようなマルチメディアデータの通信を実行するマルチメディアアプリケーションを、パケットネットワーク等のネットワーク上で利用する場合において、ネットワークの混雑によりそれらのデータの転送が遅延すると、音が途切れたり映像が停止することにより、ユーザに不快感を与えてしまう。このようなことが起こらないようにするために、マルチメディアデータを扱うネットワークにおいては、リアルタイム通信のバンド幅が保証される必要がある。
【０００３】
従来、リアルタイム通信のバンド幅を保証するために、ノンリアルタイム通信によるネットワーク資源の使用を制限することにより、マルチメディアデータ等を扱うリアルタイム通信に優先的にネットワーク資源を与える技術が知られている。
【０００４】
具体的には、ネットワーク全体のバンド幅からリアルタイム通信に割り当てられたバンド幅を除いたバンド幅が各ノード装置に配分され、各ノード装置は、この配分されたバンド幅を超えないように、ノンリアルタイム通信のバンド幅を制限する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の従来技術は、元来、ノンリアルタイム通信の現在の使用状況から必要なバンド幅を見積もり、その現在の使用状況に合わせて各ノード装置のノンリアルタイム通信のバンド幅制限値を更新する仕組みを備えていなかった。その結果、上述の従来技術では、ノンリアルタイム通信が効率良くネットワーク資源を使用することができず、ユーザによるノンリアルタイム通信の利用状況が変化した場合に、ノンリアルタイム通信における転送遅延が増大してしまう等の状況が発生し、ユーザに不快感を与えてしまう場合があるという問題点を有していた。
【０００６】
ここで、ノンリアルタイム通信の現在の使用状況から必要なバンド幅を見積もる方式として、ノンリアルタイム通信の使用状況を長時間観測し、その使用実績に基づいてネットワーク資源の割り当てを決定する方式が考えられる。しかし、この方式は、バースト性の強いノンリアルタイム通信の発生に対して、効率良くネットワーク資源を配分することができないという問題点を有していた。
【０００７】
また、バースト性の強いノンリアルタイム通信の発生を検出しそれに基づきノンリアルタイム通信のバンド幅の再割当てを要求できる機構が実現されたとしても、再割当て要求の発生時に全ノード装置に対してノンリアルタイム通信のバンド幅の再配分を行うと、ネットワーク上で多くのトラフィックが発生するため、ネットワークを構成する各ノード装置における負荷の増大を招き、ネットワークの性能の低下を招いてしまうという問題点を有している。
【０００８】
本発明の課題は、ノンリアルタイム通信において、そのバンド幅制限値を越えるようなトラヒックが発生し、その許容バンド幅の増加の必要性が生じたときに、即座に各ノード装置のバンド幅制限値の更新が可能な機構を実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ノンリアルタイム通信のパケットをキュー（ＮＲＴキュー１１０）を介して転送させてノンリアルタイム通信のバンド幅を調整することにより、リアルタイム通信のバンド幅を確保する通信システムを前提とする。
【００１０】
そしてまず、ネットワーク内の複数のノード装置のうち、１つがマスタ装置（マスタ装置１０１）として動作させられると共に、その他のノード装置及び／又はマスタ装置がクライアント装置（クライアント装置１０２）として動作させられる。
【００１１】
次に、クライアント装置内に、以下の構成を有するノンリアルタイム通信状況監視手段（ＮＲＴ通信状況監視部１０７）と、ノンリアルタイム通信バンド幅要求手段（要求生成部１０８、ＮＲＴバンド幅要求部１０９）を有する。
【００１２】
まず、ノンリアルタイム通信状況監視手段は、そのクライアント装置内のキューにおけるノンリアルタイム通信のバンド幅の使用状況を監視する。このノンリアルタイム通信状況監視手段は、例えば、キューにおける現在の出力バンド幅がそのキューに設定されているバンド幅制限値に達した場合に、キューに滞留しているパケットの総パケット長に応じて、ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する。又は、ノンリアルタイム通信状況監視手段は、例えば、キューにおける現在の出力バンド幅がそのキューに設定されているバンド幅制限値に達した場合に、キューに滞留しているパケットの滞在時間に応じて、ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する。又は、ノンリアルタイム通信状況監視手段は、例えば、キューにおける現在の出力バンド幅がそのキューに設定されているバンド幅制限値に達した場合であって、かつキューにウインドウによってパケット長が制限されているパケットが滞留していない場合に、キューに滞留しているパケットの総パケット長に応じて、ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出し、キューにおける現在の出力バンド幅がそのキューに設定されているバンド幅制限値に達した場合であって、かつキューにウインドウ制御によりパケット長が制限されているパケットが滞留している場合に、キューに滞留しているパケットの総パケット長にウインドウ制御に対応する値を加算して得られる値に応じて、ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する。或いは、ノンリアルタイム通信状況監視手段は、例えば、キューにおける現在の出力バンド幅がそのキューに設定されているバンド幅制限値に達した場合に、キューにおける入力バンド幅に応じて、ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加分を算出する。
【００１３】
次に、ノンリアルタイム通信バンド幅要求手段は、ノンリアルタイム通信状況監視手段がノンリアルタイム通信のバンド幅を増加させる必要があると判定した場合に、マスタ装置に対してノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を送出する。
【００１４】
続いて、マスタ装置内に、以下の構成を有するノンリアルタイム通信バンド幅回収手段と、ノンリアルタイム通信バンド幅配分手段と、ノンリアルタイム通信バンド幅通知手段とを有する。
【００１５】
まず、ノンリアルタイム通信バンド幅回収手段は、各クライアント装置内の各ノンリアルタイム通信状況監視手段に定期的に問い合せることによって、キューにおける現在のバンド幅がそれに対して設定されているバンド幅制限値よりも小さいクライアント装置に対して、その内部のキューにおけるバンド幅制限値を減少させると共に、その減少値を回収バンド幅として管理する。
【００１６】
次に、ノンリアルタイム通信バンド幅配分手段は、何れかのクライアント装置内のノンリアルタイム通信バンド幅要求手段からノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を受信した場合に、その増加要求に対応する新たなバンド幅制限値を、ノンリアルタイム通信バンド幅回収手段が管理している回収バンド幅の範囲内で再配分する。
【００１７】
そして、ノンリアルタイム通信バンド幅通知手段は、そのノンリアルタイム通信バンド幅配分手段が再配分した新たなバンド幅制限値を、それに対応する増加要求を送出したクライアント装置に通知して再設定させる。
【００１８】
以上のようにして、マスタ装置が、ノンリアルタイム通信の使用量の少ないクライアント装置におけるノンリアルタイム通信のバンド幅を予め回収しておくことにより、或るクライアント装置においてノンリアルタイム通信の使用量が増加してそのバンド幅が足りなくなったときに、マスタ装置は回収バンド幅をそのクライアント装置に即座に再配分することができる。この結果、ノンリアルタイム通信のバンド幅の効率的かつ迅速な再配分が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明又は図面において、記号”ＮＲＴ”はノンリアルタイム通信を意味するものとする。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態の説明図である。例えばイーサネットであるネットワークライン１１１によって相互に接続されている複数のノード装置のうち、１つがマスタ装置１０１となり、その他のノード装置はクライアント装置１０２として動作する。なお、マスタ装置１０１自身もクライアント装置１０２として動作している。
【００２１】
クライアント装置１０２は、それが実行している複数のアプリケーションが発生するパケットのうち、リアルタイム通信を実行するアプリケーションが発生するパケットは、そのままネットワークライン１１１に送出し、ノンリアルタイム通信を実行するアプリケーションが発生するパケットは、いったんＮＲＴキュー（ＮＲＴ出力待ちキュー）１１０に保持し、そのＮＲＴキュー１１０に保持したパケットをそれに対してバンド幅制限処理を実行しながらネットワークライン１１１に送出する。このように、ノンリアルタイム通信によるパケットの送出時のバンド幅が制限されることにより、マルチメディアデータ等を扱うリアルタイム通信のバンド幅が優先的に確保される。
【００２２】
なお、リアルタイム通信を実行するアプリケーションが発生するパケットとノンリアルタイム通信を実行するアプリケーションが発生するパケットは、例えばそのヘッダ部に付加されているＩＰアドレス（インターネットプロトコルアドレス）とトランスポートプロトコル番号とポート番号とにより識別される。
【００２３】
マスタ装置１０１は、各クライアント装置１０２に対して、ノンリアルタイム通信のバンド幅を集中的に制御している。この制御には、ノンリアルタイム通信のバンド幅の回収処理と、ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求の受付処理とがある。
【００２４】
まず、ノンリアルタイム通信のバンド幅の回収処理について、図２に示される２つの動作フローチャートに基づいて説明する。
まず、クライアント装置１０２内のＮＲＴ通信状況監視部１０７は、ＮＲＴキュー１１０におけるノンリアルタイム通信のバンド幅の使用状況を、後述する各種方式に基づいて監視している。
【００２５】
これに対し、マスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅回収部１０４は、各クライアント装置１０２内のＮＲＴ通信状況監視部１０７に定期的（例えば数分毎）に問い合せることにより、各クライアント装置１０２におけるノンリアルタイム通信のバンド幅の使用状況を定期的に監視する（図２(b) のステップ２０３）。
【００２６】
そして、ＮＲＴバンド幅回収部１０４は、その監視結果に基づいて、各クライアント装置１０２において、ノンリアルタイム通信のバンド幅を回収可能か否かを判定する（図２(b) のステップ２０４）。
【００２７】
この判定の結果、或るクライアント装置１０２内のＮＲＴキュー１１０における現在のバンド幅が、それに対して設定されているバンド幅制限値よりも小さい場合、即ちそのクライアント装置１０２においてノンリアルタイム通信があまり行われていない場合は、マスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅回収部１０４は、そのクライアント装置１０２に対して、その内部のＮＲＴキュー１１０におけるバンド幅制限値をより小さな値に変更することを通知することにより、そのクライアント装置１０２からノンリアルタイム通信のバンド幅を回収する（図２(b) のステップ２０４の判定がＹＥＳ→ステップ２０５→その後ステップ２０３に戻る）。上述のバンド幅の減少分は、ＮＲＴバンド幅回収部１０４が、回収バンド幅として管理する。
【００２８】
これに対して、上記変更通知を受信したクライアント装置１０２は、その内部のＮＲＴキュー１１０に設定されているノンリアルタイム通信のバンド幅を、通知された値に変更する（図２(a) のステップ２０１→ステップ２０２）。
【００２９】
この結果、ノンリアルタイム通信のバンド幅を回収されたクライアント装置１０２がネットワークライン１１１に対して送出するノンリアルタイム通信のパケットが占有するバンド幅が減少する。
【００３０】
次に、クライアント装置１０２からのノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求をマスタ装置１０１が受け付ける処理について、図３に示される２つの動作フローチャートに基づいて説明する。
【００３１】
前述のように、クライアント装置１０２内のＮＲＴ通信状況監視部１０７は、後述する各種方式に基づいて、ＮＲＴキュー１１０におけるノンリアルタイム通信のバンド幅の使用状況を監視しながら、ノンリアルタイム通信のバンド幅を増加させる必要があるか否かを判定する（図３(a) のステップ３０１→３０２→３０１の繰返し）。
【００３２】
そして、クライアント装置１０２において、ＮＲＴ通信状況監視部１０７がノンリアルタイム通信のバンド幅を増加させる必要があると判定した場合には、要求生成部１０８が、ＮＲＴ通信状況監視部１０７での監視結果において得られたノンリアルタイム通信のバンド幅の要求増加量を格納したノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を生成し（図３(a) のステップ３０３）、続いて、ＮＲＴバンド幅要求部１０９が、その要求をマスタ装置１０１に送出する（図３(a) のステップ３０４）。
【００３３】
マスタ装置１０１においては、ＮＲＴバンド幅要求受付部１０３が上記要求を受け付け、その要求をＮＲＴバンド幅配分部１０５に通知する（図３(b) のステップ３０７の判定がＹＥＳ）。
【００３４】
ＮＲＴバンド幅配分部１０５は、上記要求を通知されると、ＮＲＴバンド幅回収部１０４が管理している前述の回収バンド幅の範囲内で、上記要求に基づき、上記要求を送出したクライアント装置１０２に対してノンリアルタイム通信のバンド幅を再配分する（図３(b) のステップ３０８）。
【００３５】
ここで、ＮＲＴバンド幅配分部１０５は、複数のクライアント装置１０２から複数の要求を同時に通知され、かつ合計要求バンド幅がＮＲＴバンド幅回収部１０４が管理している回収バンド幅を超えた場合には、ＮＲＴバンド幅配分部１０５は、例えば、各クライアント装置１０２が要求するバンド幅の比率で、回収バンド幅を各クライアント装置１０２に対して再配分する。
【００３６】
また、クライアント装置１０２は、上記要求においてバンド幅を直接指定するのではなく、バンド幅の必要度というような単位でバンド幅を要求するように構成され、ＮＲＴバンド幅配分部１０５がこの必要度に応じたバンド幅を再配分するように構成されてもよい。
【００３７】
そして、ＮＲＴバンド幅通知部１０６が、上述の再配分されたノンリアルタイム通信のバンド幅を、上述の要求を送出したクライアント装置１０２に通知する（図３(b) のステップ３０９）。
【００３８】
クライアント装置１０２は、マスタ装置１０１からの再配分されたノンリアルタイム通信のバンド幅を受信すると（図３(a) のステップ３０５）、その内部のＮＲＴキュー１１０におけるバンド幅制限値を変更する（図３(a) のステップ３０６、その後ステップ３０１に戻る）。
【００３９】
上述の制御の結果、ノンリアルタイム通信のバンド幅の総量が決まっているイーサネット等のネットワークライン１１１において、或るクライアント装置１０２でノンリアルタイム通信のバンド幅が回収されると、そのクライアント装置１０２がネットワークライン１１１上で使用するノンリアルタイム通信のバンド幅が小さくなる。その分の回収バンド幅が、ノンリアルタイム通信のバンド幅の増加要求を送出している他のクライアント装置１０２に再配分されることにより、そのクライアント装置１０２はネットワークライン１１１上でより多くのノンリアルタイム通信のバンド幅を確保できる。
【００４０】
以上のようにして、マスタ装置１０１が、ノンリアルタイム通信の使用量の少ないクライアント装置１０２におけるノンリアルタイム通信のバンド幅を予め回収しておくことにより、或るクライアント装置１０２においてノンリアルタイム通信の使用量が増加してそのバンド幅が足りなくなったときに、マスタ装置１０１は回収バンド幅をそのクライアント装置１０２に即座に再配分することができる。この結果、ノンリアルタイム通信のバンド幅の効率的かつ迅速な再配分が可能となる。
【００４１】
次に、ＮＲＴ通信状況監視部１０７における制御方式の４つの実現例につき、順次説明する。
まず、図４及び図５は、ＮＲＴ通信状況監視部１０７における制御方式の第１の実現例の動作説明図及び動作フローチャートである。
【００４２】
この第１の実現例では、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、図４(a) に示されるように、ＮＲＴキュー１１０における現在の出力バンド幅ＢＷout をバンド幅制限値ＢＷlim と比較すると共に、ＮＲＴキュー１１０に滞留している総パケット長ＰＫq を監視することにより、ノンリアルタイム通信のバンド幅の必要量を評価する。
【００４３】
図４(b) は、時間経過に伴うバンド幅の変動と、それに対応する総パケット長ＰＫq の変動の関係を示す図である。今、ＮＲＴキュー１１０において、現在の出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達すると、ＮＲＴキュー１１０にパケットが滞留することにより、ＮＲＴキュー１１０における総パケット長ＰＫq が増大する。この総パケット長ＰＫq の最大値は、ＮＲＴキュー１１０のキュー容量Ｑmax である。
【００４４】
第１の実現例では、現在の出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達した場合に、ＮＲＴキュー１１０に対するバンド幅制限値ＢＷlim を増加させる必要性が高くなり、その後、総パケット長ＰＫq が一定の閾値を超えて長くなるに従い、上記必要性が増加すると考えることができる。
【００４５】
従って、第１の実現例においては、ある期間  ＢＷout ＜ＢＷlim の状態を続くときに、ＮＲＴキュー１１０に設定されているバンド幅制限値ＢＷlim が、マスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅回収部１０４により減少させられる。また、ＢＷout ＝ＢＷlim かつ、閾値＜ＰＫq ≦Ｑmax のときに、総パケット長ＰＫq に応じたバンド幅制限値ＢＷlim の増加量が、ＮＲＴ通信状況監視部１０７により決定される。そして、その増加量が、要求生成部１０８及びＮＲＴバンド幅要求部１０９を介してマスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅要求受付部１０３に通知される。更に、その増加量に応じた新たなバンド幅制限値ＢＷlim が、マスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅通知部１０６によってクライアント装置１０２内のＮＲＴキュー１１０に再設定される。
【００４６】
図５は、ＮＲＴ通信状況監視部１０７が、上述の制御動作を実現するために実行する動作フローチャートである。
ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、まず、ＮＲＴキュー１１０の現在の出力バンド幅ＢＷout がＮＲＴキュー１１０に設定されているバンド幅制限値ＢＷlim に達したか否かを監視する（ステップ５０１の繰返し）。
【００４７】
出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達してステップ５０１の判定がＹＥＳとなると、次に、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、ＮＲＴキュー１１０における総パケット長ＰＫq が、所定の閾値を超えたか否かを監視する（ステップ５０２→５０１→５０２の繰返し）。
【００４８】
総パケット長ＰＫq が所定の閾値を超えてステップ５０２の判定がＹＥＳとなると、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、その総パケット長ＰＫq に対応したバンド幅制限値ＢＷlim の増加量を算出し、それを要求生成部１０８に通知する（ステップ５０３、その後ステップ５０１に戻る）。
【００４９】
図６及び図７は、ＮＲＴ通信状況監視部１０７における制御方式の第２の実現例の動作説明図及び動作フローチャートである。
この第２の実現例では、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、図６(a) に示されるように、ＮＲＴキュー１１０における現在の出力バンド幅ＢＷout をバンド幅制限値ＢＷlim と比較すると共に、ＮＲＴキュー１１０におけるパケットの滞在時間Ｔを監視することにより、ノンリアルタイム通信のバンド幅の必要量を評価する。
【００５０】
図６(b) は、時間経過に伴うバンド幅の変動と、それに対応するパケットの滞在時間の関係を示す図である。今、ＮＲＴキュー１１０において、現在の出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達すると、ＮＲＴキュー１１０にパケットが滞留することにより、ＮＲＴキュー１１０におけるパケットの滞在時間Ｔが増大する。
【００５１】
第２の実現例では、現在の出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達した場合に、ＮＲＴキュー１１０に対するバンド幅制限値ＢＷlim を増加させる必要性が高くなり、その後、ＮＲＴキュー１１０内のパケットの滞在時間Ｔが一定の閾値を超えて長くなるに従い、上記必要性が増加すると考えることができる。
【００５２】
従って、第２の実現例においては、ある期間  ＢＷout ＜ＢＷlim の状態が続くときに、ＮＲＴキュー１１０に設定されているバンド幅制限値ＢＷlim が、マスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅回収部１０４により減少させられる。また、ＢＷout ＝ＢＷlim かつ、閾値＜Ｔのときに、滞在時間Ｔに応じたバンド幅制限値ＢＷlim の増加量が、ＮＲＴ通信状況監視部１０７によって決定される。そして、その増加量が、要求生成部１０８及びＮＲＴバンド幅要求部１０９を介してマスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅要求受付部１０３に通知される。更に、その増加量に応じた新たなバンド幅制限値ＢＷlim が、マスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅通知部１０６によってクライアント装置１０２内のＮＲＴキュー１１０に再設定される。
【００５３】
図７は、ＮＲＴ通信状況監視部１０７が、上述の制御動作を実現するために実行する動作フローチャートである。
ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、まず、ＮＲＴキュー１１０の現在の出力バンド幅ＢＷout がＮＲＴキュー１１０に設定されているバンド幅制限値ＢＷlim に達したか否かを監視する（ステップ７０１の繰返し）。
【００５４】
出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達してステップ７０１の判定がＹＥＳとなると、続いて、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、ＮＲＴキュー１１０における各パケットの滞在時間Ｔが、所定の閾値を超えたか否かを監視する（ステップ７０２→７０１→７０２の繰返し）。ここで、各パケットの滞在時間Ｔは、パケットがＮＲＴキュー１１０からキュアウトされた時刻からＮＲＴキュー１１０にキューインされた時刻を減算して得られる値である。なお、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、１つ１つのパケットについてその滞在時間Ｔを監視するのではなく、複数のパケットの滞在時間Ｔの平均値を算出してその平均値を監視するように構成されてもよい。
【００５５】
滞在時間Ｔが所定の閾値を超えステップ７０２の判定がＹＥＳとなると、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、その滞在時間Ｔに対応したバンド幅制限値ＢＷlim の増加量を算出し、それを要求生成部１０８に通知する（ステップ７０３、その後ステップ７０１に戻る）。
【００５６】
図８及び図９は、ＮＲＴ通信状況監視部１０７における制御方式の第３の実現例の動作説明図及び動作フローチャートである。
ＴＣＰ（トランスファーコントロールプロトコル）通信等において使用されるウインドウによって出力制限を受けているストリームは、ウインドウサイズによってそのパケット長が制限される。このような場合に、単純に、ＮＲＴキュー１１０における総パケット長ＰＫq に基づいてノンリアルタイム通信のバンド幅の必要量を見積もると、その必要量は実際の必要量よりも小さくなってしまう。この結果、その見積もられた必要量に基づく新たなバンド幅制限値ＢＷlim がＮＲＴキュー１１０に再設定されても、それによって制限されるＮＲＴキュー１１０における出力バンド幅ＢＷout が現在の実際の必要量に達することができず、更にバンド幅の増加要求を送出しなければならなくなるという事態が発生することが考えられる。
【００５７】
そこで、第３の実現例では、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、図８(a) に示されるように、ＮＲＴキュー１１０における現在の出力バンド幅ＢＷout をバンド幅制限値ＢＷlim と比較すると共に、ＮＲＴキュー１１０内にウインドウによって出力制限されているストリームのパケットが滞留しているか否かを監視することにより、ノンリアルタイム通信のバンド幅の必要量を評価する。
【００５８】
図８(b) は、時間経過に伴うバンド幅の変動と、それに対応する総パケット長ＰＫq の変動と、ウインドウによる制限との関係を示す図である。今、ＮＲＴキュー１１０において、現在の出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達すると、ＮＲＴキュー１１０にパケットが滞留することにより、ＮＲＴキュー１１０における総パケット長ＰＫq が増大する。この総パケット長ＰＫq の最大値は、ＮＲＴキュー１１０内にウインドウによって出力制限されているストリームのパケットが滞留している場合には、そのウインドウのサイズに応じたパケット長となり、そのようなストリームのパケットが滞留していない場合には、ＮＲＴキュー１１０のキュー容量Ｑmax となる。
【００５９】
第３の実現例では、現在の出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達した場合に、ＮＲＴキュー１１０に対するバンド幅制限値ＢＷlim を増加させる必要性が高くなり、その後、総パケット長ＰＫq が一定の閾値を超えて長くなるに従い、上記必要性が増加し、その場合に、ＮＲＴキュー１１０内にウインドウによって出力制限されているストリームのパケットが滞留している場合に、その必要性が更に増加すると考えることができる。
【００６０】
従って、第３の実現例においては、ある期間  ＢＷout ＜ＢＷlim の状態が続くときに、ＮＲＴキュー１１０に設定されているバンド幅制限値ＢＷlim が、マスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅回収部１０４により減少させられる。また、ＢＷout ＝ＢＷlim かつ、ウインドウによる制限が無しのときに、総パケット長ＰＫq に応じたバンド幅制限値ＢＷlim の増加量が、ＮＲＴ通信状況監視部１０７により決定される。一方、ＢＷout ＝ＢＷlim かつ、ウインドウによる制限が有りのときに、総パケット長ＰＫq に経験的な調整値が加算されて得られる値に応じたバンド幅制限値ＢＷlim の増加量が、ＮＲＴ通信状況監視部１０７により決定される。そして、その増加量が、要求生成部１０８及びＮＲＴバンド幅要求部１０９を介してマスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅要求受付部１０３に通知される。更に、その増加量に応じた新たなバンド幅制限値ＢＷlim が、マスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅通知部１０６によってクライアント装置１０２内のＮＲＴキュー１１０に再設定される。
【００６１】
図９は、ＮＲＴ通信状況監視部１０７が、上述の制御動作を実現するために実行する動作フローチャートである。
ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、まず、ＮＲＴキュー１１０に滞留している各パケットに設定されているウインドウサイズを監視する（ステップ９０１）。
【００６２】
次に、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、ＮＲＴキュー１１０の現在の出力バンド幅ＢＷout がＮＲＴキュー１１０に設定されているバンド幅制限値ＢＷlim に達したか否かを監視する（ステップ９０２→９０１→９０２の繰返し）。
【００６３】
出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達してステップ９０２の判定がＹＥＳとなると、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、ステップ９０１での監視結果に基づいて、ＮＲＴキュー１１０内に滞留している何れかのパケットの長さがウインドウにより制限されていないか否かを判定する（ステップ９０３）。
【００６４】
ＮＲＴキュー１１０内に滞留している何れかのパケットの長さがウインドウにより制限されておらずステップ９０３の判定がＹＥＳならば、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、現在のＮＲＴキュー１１０における総パケット長ＰＫq に対応したバンド幅制限値ＢＷlim の増加量を算出し、それを要求生成部１０８に通知する（ステップ９０３、その後ステップ９０１に戻る）。
【００６５】
一方、ＮＲＴキュー１１０内に滞留している何れかのパケットの長さがウインドウにより制限されておりステップ９０３の判定がＮＯならば、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、現在のＮＲＴキュー１１０における総パケット長ＰＫq に所定調整値αを加算する（ステップ９０５）。その後、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、ステップ９０５で得られた加算結果に対応したバンド幅制限値ＢＷlim の増加量を算出し、それを要求生成部１０８に通知する（ステップ９０３、その後ステップ９０１に戻る）。
【００６６】
なお、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、各ストリームに対応するＮＲＴキュー１１０内のパケット毎にウインドウサイズを個別に監視し、各ウインドウサイズに基づいてバンド幅の増加量を決定するように構成されてもよい。
【００６７】
図１０及び図１１は、ＮＲＴ通信状況監視部１０７における制御方式の第４の実現例の動作説明図及び動作フローチャートである。
この第４の実現例では、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、図１０(a) に示されるように、ＮＲＴキュー１１０における現在の出力バンド幅ＢＷout をバンド幅制限値ＢＷlim と比較すると共に、ＮＲＴキュー１１０へのパケットの入力バンド幅ＢＷinを監視することにより、ノンリアルタイム通信のバンド幅の必要量を評価する。
【００６８】
図１０(b) は、時間経過に伴うバンド幅の変動と、それに対応する入力バンド幅ＢＷinの変動の関係を示す図である。今、ＮＲＴキュー１１０において、入力バンド幅ＢＷinがＮＲＴキュー１１０に設定されているバンド幅制限値ＢＷlim を超えても、ＮＲＴキュー１１０が満杯になるまでは、入力バンド幅ＢＷinでパケットのキューイングが続行する。
【００６９】
第４の実現例では、現在の出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達した場合に、ＮＲＴキュー１１０に対するバンド幅制限値ＢＷlim を増加させる必要性が高くなり、その後、入力バンド幅ＢＷinに応じて、上記必要性が増加すると考えることができる。
【００７０】
従って、第４の実現例においては、ある期間  ＢＷout ＜ＢＷlim の状態が続くときに、ＮＲＴキュー１１０に設定されているバンド幅制限値ＢＷlim が、マスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅回収部１０４によって減少させられる。また、ＢＷout ＝ＢＷlim のときに、入力バンド幅ＢＷinに応じたバンド幅制限値ＢＷlim の増加量が、ＮＲＴ通信状況監視部１０７により決定される。そして、その増加量が、要求生成部１０８及びＮＲＴバンド幅要求部１０９を介してマスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅要求受付部１０３に通知される。更に、その増加量に応じた新たなバンド幅制限値ＢＷlim が、マスタ装置１０１内のＮＲＴバンド幅通知部１０６によってクライアント装置１０２内のＮＲＴキュー１１０に再設定される。
【００７１】
図１１は、ＮＲＴ通信状況監視部１０７が、上述の制御動作を実現するために実行する動作フローチャートである。
ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、まず、ＮＲＴキュー１１０の現在の出力バンド幅ＢＷout がＮＲＴキュー１１０に設定されているバンド幅制限値ＢＷlim に達したか否かを監視する（ステップ１１０１の繰返し）。
【００７２】
出力バンド幅ＢＷout がバンド幅制限値ＢＷlim に達してステップ１１０１の判定がＹＥＳとなると、次に、ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、ＮＲＴキュー１１０における入力バンド幅ＢＷinを測定する（ステップ１１０２）。
【００７３】
ＮＲＴ通信状況監視部１０７は、ステップ１１０２で測定した入力バンド幅ＢＷinに対応したバンド幅制限値ＢＷlim の増加量を算出し、それを要求生成部１０８に通知する（ステップ１１０３、その後ステップ１１０１に戻る）。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、マスタ装置が、ノンリアルタイム通信の使用量の少ないクライアント装置におけるノンリアルタイム通信のバンド幅を予め回収しておくことにより、或るクライアント装置においてノンリアルタイム通信の使用量が増加してそのバンド幅が足りなくなったときに、マスタ装置は回収バンド幅をそのクライアント装置に即座に再配分することができる。この結果、アプリケーションや通信プロトコルの変更を行うことなく、かつネットワークトラヒックを増大させることなく、ノンリアルタイム通信のバンド幅の効率的かつ迅速な再配分が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成図である。
【図２】バンド幅の回収処理の動作フローチャートである。
【図３】バンド幅の要求処理の動作フローチャートである。
【図４】ＮＲＴ通信状況監視部の第１の実現例の動作説明図である。
【図５】ＮＲＴ通信状況監視部の第１の実現例の動作フローチャートである。
【図６】ＮＲＴ通信状況監視部の第２の実現例の動作説明図である。
【図７】ＮＲＴ通信状況監視部の第２の実現例の動作フローチャートである。
【図８】ＮＲＴ通信状況監視部の第３の実現例の動作説明図である。
【図９】ＮＲＴ通信状況監視部の第３の実現例の動作フローチャートである。
【図１０】ＮＲＴ通信状況監視部の第４の実現例の動作説明図である。
【図１１】ＮＲＴ通信状況監視部の第４の実現例の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１０１      マスタ装置
１０２      クライアント装置
１０３      ＮＲＴバンド幅要求受付部
１０４      ＮＲＴバンド幅回収部
１０５      ＮＲＴバンド幅配分部
１０６      ＮＲＴバンド幅通知部
１０７      ＮＲＴ通信状況監視部
１０８      要求生成部
１０９      ＮＲＴバンド幅要求部
１１０      ＮＲＴキュー
１１１      ネットワークライン
【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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