JP4272322B2 - 情報廃棄方法および情報廃棄装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重要な情報を選択して伝送できる情報廃棄方法および情報廃棄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からインターネットでは帯域予約を行うプロトコル（たとえばＲＳＶＰとよばれるプロトコル）が提案されてきたが、ＱｏＳ（伝送品質）に応じた経路制御については考慮されていなかった。つまり、現行のインターネットでは伝送帯域、遅延、ジッタなど伝送品質をあらかじめ定め、すでに決まった伝送経路上で伝送資源の予約を行う。
【０００３】
そのため、ネットワークの伝送帯域が余っていても、使用されることがない経路が存在する場合があり、ネットワーク全体の資源を有効に活用することはできなかった。従来から、この問題を解決するためにＱｏＳルーティング（経路制御）可能な方式が提案されている。
【０００４】
たとえば、岩田淳：ＱｏＳルーテイング装置（特願平７−３１５５５８号公報）があげられる。従来方式では、伝送帯域、遅延、ジッタなどをＱｏＳとして定義し、満足したいＱｏＳの条件を満足する経路を順次、探索可能なルーティング装置を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の様な従来方式では、下記の点が課題（１）、（２）として挙げられる。
【０００６】
即ち、課題（１）従来方式では伝送資源予約時に固定の伝送帯域（例えば、２０Mbpsの帯域）をあらかじめ予約する方法である。即ち、例えば、２０Mbpsの伝送帯域を予約した時点で、一定時間後には１０Mbpsの使用帯域が減少することが予め分かっている場合でも、上記一定時間後に、それまで使用していた２０Mbpsの帯域による伝送を一旦中断し、新たに、１０Mbpsの帯域を予約して伝送を行うものであった。
【０００７】
これは、伝送資源予約時に、他の利用者によるネットワーク資源の利用計画や使用実績を反映する手段がなかったためであり、仮にネットワーク資源が余る予定や、その傾向にあったとしても、その余ったネットワーク資源が利用されることがないため、ネットワーク全体の資源の利用効率向上は望めなかった。
【０００８】
課題（２）伝送資源予約時に複数の伝送資源が選択可能な場合、伝送資源の予約が可能な資源間で通信価格を調整するという考えに基づく基準自体がなかったため、通信価格の設定を押さえながら、伝送路の利用効率を向上させることは難しかった。経路探索の際に、データの中継処理を行う端末の負荷が高くても、データ中継処理の探索の対象として選ばれる可能性があるため、負荷の高い中継端末が探索対象として選ばれた場合、データ中継処理にたくさんの時間を費やすことがあった。
【０００９】
他方、従来より、インターネット・プロトコルのパケットに付与された優先度に従い、ネットワークの負荷に応じてパケット廃棄を行うことにより、トラヒック量を制御する方式が提案されている（IETF：Internet Engineering Task Force、RFC2597、RFC2598）。
【００１０】
しかしながら、この従来の方式は、映像信号や音声信号、あるいは制御信号といった、ストリームの種類で、重要なコンテンツかどうかを判定して上記優先度を決定している（マイクロソフト社：ASF;Advanced Streaming Format)。
【００１１】
従って、従来の方式では、ストリームの種類しか着目していないので、処理に融通性が欠けているといった課題（３）があった。
【００１２】
たとえば、端末に対する、映像や音声のフレームの種類（Ｉ、Ｐ、Ｂ）に対する、あるいは、それらのフレームのある範囲の集合単位（たとえばMPEG1ではGOB:Group Of Block）に対する重要度をインターネット・プロトコルのパケットに対応付ける方法が用意されていないため、端末ごとや、重要なシーンカットや、有音部分に高い優先度を付与して、より重要な情報を柔軟に選択して伝送することはできないという課題（３）がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１〜第６の本発明は、上述した従来のトラフィック量制御方式の課題（３）を考慮し、柔軟性、多様性に富む情報廃棄方法および情報廃棄装置を提供することを目的とする。
【００１４】
すなわち、第１の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力ステップと、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度を、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける対応付けステップと、前記優先度が対応づけられた前記パケットを、前記対応づけられた優先度に基づいて、少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する廃棄クラスに分類するステップと、前記廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄ステップと、を備えたことを特徴とする情報廃棄方法である。
【００１５】
第２の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力手段と、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度を、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける優先度対応管理手段と、前記優先度が対応づけられた前記パケットを、前記対応づけられた優先度に基づいて、少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する廃棄クラスに分類する分類手段と、前記廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄手段と、を備えたことを特徴とする情報廃棄装置である。
【００１６】
第３の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力ステップと、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度を、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける対応付けステップと、前記優先度が対応づけられた前記パケットを、あらかじめ指定されたルールに従って、第１の廃棄クラスに分類する第１分類ステップと、そのように分類されたパケットを、前記対応づけられた優先度に基づき、前記第１の廃棄クラスに設けられた少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに、分類する第２分類ステップと、前記第１と第２の廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄ステップと、を備えたことを特徴とする情報廃棄方法である。
【００１７】
第４の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力手段と、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度を、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける優先度対応管理手段と、前記パケットを、あらかじめ指定されたルールに従って、第１の廃棄クラスに分類する第１の廃棄クラス管理手段と、前記第１の廃棄クラスに分類されたパケットを、前記対応付けられた優先度に基づいて、前記第１の廃棄クラスに設けられた少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに分類する第２の廃棄クラス管理手段と、前記、第１と第２の廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄手段と、を備えたことを特徴とする情報廃棄装置である。
【００１８】
第５の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力ステップと、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度をそれぞれ別個に独立して、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける対応付けステップと、前記優先度が対応づけられた前記パケットを、前記対応づけられた複数種類の優先度のうちの一つに基づいて、第１の廃棄クラスに分類する第１分類ステップと、そのように分類されたパケットを、前記対応づけられた複数種類の優先度の他の優先度に基づいて、前記第１の廃棄クラスに設けられた少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに、分類する第２分類ステップと、前記第１と第２の廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄ステップと、を備えたことを特徴とする情報廃棄方法である。
【００１９】
第６の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力手段と、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度をそれぞれ別個に独立して、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける優先度対応管理手段と、前記優先度が対応づけられた前記パケットを、前記対応づけられた複数種類の優先度のうちの一つに基づいて、第１の廃棄クラスに分類する第１の廃棄クラス管理手段と、そのように分類されたパケットを、前記対応づけられた複数種類の優先度の他の優先度に基づいて、前記第１の廃棄クラスに設けられた少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに、分類する第２の廃棄クラス管理ステップと、前記第１と第２の廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄手段と、を備えたことを特徴とする情報廃棄装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１はデータの中継を行うデータ中継処理装置（もしくは単に「中継装置」とよぶ）の構成を示す図である。まず、同図を用いて本実施の形態の構成について述べる。なお、本実施の形態で対象とするデータは映像、音声、テキストなどである。
【００２２】
即ち、図１に示す様に、データ中継処理装置１００は、データを受信するデータ受信部１０１と、データに記された宛先（たとえば、インターネットプロトコルであればＩＰアドレス）に応じてデータの送出先を決定するデータ送出決定部１０２と、データを送出するデータ送出部１０３を備える。
【００２３】
データを受信するデータ受信部１０１およびデータ送出部１０３は、Ethernetに代表されるパケット交換を対象としたものであってもよいし、ＩＳＤＮのように回線交換を対象としたものでもよい。又、データ受信部１０１とデータ送出部１０３は、同一の通信インターフェースである必要はない。
【００２４】
又、データ送出決定部１０２は、データ出力部に複数の通信インターフェースが存在する場合に、出力すべき通信インターフェースを決定する。
【００２５】
尚、これらデータ受信部１０１、データ送出決定部１０２、データ送出部１０３の機能は、パケット交換であればルータに、又、回線交換であれば交換機に対応する。
【００２６】
又、データ中継処理装置１００は、標準化されていない独自の帯域予約方法で、あるいは、インターネット分野で標準化されたＲＳＶＰや、ＡＴＭ（非同期転送モード）で、データリンク層のレベルで、帯域予約を行う方法を用いることが可能であるものとする。
【００２７】
更に、データ中継処理装置１００は、既に帯域予約した一部もしくはすべての帯域の譲渡や交換が可能であるとし、過去に譲渡や交換した伝送帯域に関する情報や、現在、譲渡中や交換中の伝送帯域を管理する伝送帯域管理部１０４を備える。伝送帯域予約管理部１０５は、伝送帯域管理部１０４が管理する上記情報に基づき、伝送帯域の予約、譲渡、交換の決定もしくは通信価格の決定を行う。
【００２８】
たとえば、帯域の譲渡を積極的に受け入れ可能な帯域を利用している利用者に対しては、通信費用を低く押さえる。又、データ中継処理装置１００は、これら各部を制御、管理する中継制御部１０６を備える。
【００２９】
尚、データ中継処理装置１００には、複数の端末装置Ａ（１１０）、Ｂ（１１１）、Ｃ（１１２）、及びサーバー１（１２１）、サーバー２（１２２）が、それぞれ接続されている（図１参照）。
【００３０】
本実施の形態では、上記構成により、予約された帯域毎もしくはデータ中継処理装置毎の譲渡の情報を、新たな帯域予約の可否の決定に用いたり、通信価格の決定に利用することで伝送帯域の使用の不公平さや伝送品質の急激な劣化を防ぐことが期待できる。これについては、更に後述する。
【００３１】
次に、上記の構成において、図を参照しながら、本実施の形態の動作を説明するとともに、本発明のデータ中継処理方法の一実施の形態についても述べる。
【００３２】
まず、図２を用いて、伝送帯域の譲渡を用いた伝送帯域の予約、譲渡、通信価格の決定を行う方法について説明する。
【００３３】
従来手法は、伝送資源予約時に固定の伝送帯域をあらかじめ予約する方法である。従来手法ではネットワーク資源の利用計画を反映できないため、ネットワーク資源が余る予定や、その傾向にあっても、余ったネットワーク資源が利用されることがないため、ネットワーク全体の資源の利用効率向上は望めなかった。
【００３４】
これに対して、本実施の形態では、各端末Ａ〜Ｃから送られてきている、伝送帯域の譲渡可能な期間および必要な費用に関する情報を伝送帯域管理部１０４が保持している。そして、伝送帯域予約管理部１０５が、上記保持されている情報を、ネットワーク資源の利用計画として伝送帯域予約時に用いて、伝送帯域の利用者の利用計画に基づいた伝送帯域および通信価格の管理を行うものである。これにより、伝送路の利用効率向上を図ることが期待できる。
【００３５】
図２は、伝送帯域管理部１０４に保持されている、端末Ａと端末Ｂから送られてきた、これからの伝送帯域の使用予定と譲渡可能な時間帯などの情報を示している。
【００３６】
図２に示す様に、端末Ａは帯域予約の０時間後から５時間後までの間と、７時間後から１５時間後までの間は、１０Ｍｂｐｓの伝送帯域を必要とし、５時間後から７時間後までの間は１Ｍｂｐｓの伝送帯域を必要とする。５時間後から７時間後までは譲渡可能であるとし、譲渡を行う際には１０万円／時間の費用がかかるとする（費用は時間的に変化する方式を適用してもよい）。
【００３７】
費用に基づいた譲渡を行うことで、譲渡を行う機会の公平性を増すことが期待できる。図の例のように、伝送路全体の伝送帯域が１５Ｍしか利用できない状況であっても、端末Ａと端末Ｂ間で伝送帯域を相互に譲渡しあうことで伝送路の有効利用が期待できる。尚、譲渡は３者間以上で行ってもよい。
【００３８】
伝送帯域の予約、譲渡もしくは交換、又は通信価格を決定するための各種予定を記述するために、相対時間で伝送帯域の利用予定の期間を指定することで、利用予定の開始時刻が変更になっても伝送帯域の利用予定の修正が容易になる。本発明では、相対時間の表現の例としては、現時点から５時間後（端末Aは帯域予約の０時間後から５時間後までの〜）といった表現を行っている。
【００３９】
つまり、開始時刻を変更するだけで、利用予定の期間は変更する必要がない。反対に絶対的な時間表現とは99年4月１日 １４：００といった一意にさだまる時間表現を示す。
【００４０】
また、伝送帯域の利用予定の開始時点を利用開始のオフセット時間で指定することで、利用予定の開始時期（相対時間）を絶対的な時間表現に直すことができるので、開始するタイミングを調整することが容易になる。たとえば、利用開始のオフセット値を１４：００とし、利用予定の期間を相対時間で２時間とすれば、１４：００から１６：００までが利用時間であると表現できる。
【００４１】
さらに、伝送帯域の利用予定期間の延長を、オフセット時間で指定することで、時間の指定が容易に変更できるようになる。たとえば、利用開始のオフセット値を１４：００とし、利用予定の期間を相対時間で２時間とし、延長時間のオフセット値を１時間とすれば、１４：００から１７：００までが利用時間であると表現できる。ただし、オフセット時間の表現はマイナスの表現を行ってもよし、オフセット値は利用状況に応じて適宜変更してもよい。
【００４２】
又、第３者の端末Ｃが、新たに伝送帯域の予約情報をデータ中継処理装置１００に送ってきた場合、伝送帯域管理部１０４が、図２に示した管理情報をもとにして、端末Ｃの使用条件に合う端末の、譲渡可能な伝送帯域の情報を提供し、端末Ｃが提示されている譲渡価格を了承すれば、伝送帯域予約管理部１０５により、端末Ｃのこれからの伝送帯域の使用予定が決定される。
【００４３】
このように、伝送帯域予約管理部１０５が、伝送帯域の譲渡可能な伝送帯域幅に関する情報と、譲渡可能な期間に関する情報と、譲渡が行われる際に必要な費用に関する情報とを用いて、伝送帯域の利用計画に基づいた伝送帯域の予約の許可、譲渡、通信価格の決定を行うことで、伝送路の利用効率を向上させることが期待できる。なお、伝送帯域の譲渡できる比率に応じて端末に伝送帯域の予約の許可を与えてもよい。
【００４４】
次に、図３を用いて、伝送帯域の交換を用いた伝送帯域の予約、交換、通信価格の決定を行う方法について説明する。
【００４５】
伝送帯域の交換とは、利用している伝送帯域の一部もしくはすべての伝送帯域を、相互に決めた条件（期間、費用）で交換することである。図の例では、端末Ａと端末Ｂが、それぞれサーバ１、サーバ２に１０Ｍｂｐｓで接続されている。この状態でサーバ１、サーバ２とも新たな接続要求を受け付ける伝送帯域の余裕がないものとする。
【００４６】
端末Ａが使用している帯域の一部である２Ｍと、端末Ｂが使用している帯域の一部である２Ｍを相互に交換することで、端末Ａはサーバ２へ、端末Ｂはサーバ１へ接続可能となる。
【００４７】
伝送帯域の交換が可能であるという情報は、帯域の譲渡で説明した内容と同様に、伝送帯域の予約時に必要とする伝送帯域幅に関する情報と、伝送帯域の交換可能な伝送帯域幅に関する情報と、伝送帯域の交換が可能な期間に関する情報と、伝送帯域を交換する際に必要な費用に関する情報を用いて、伝送帯域の交換を行う（必ずしも伝送帯域予約時でなくても、帯域の交換の可能性が出てきた時点でもよい）。
【００４８】
端末で新たな帯域の要求が発生した場合において、あらたな帯域の割り当てが不可能な場合に、帯域の交換を行ってもよいし、あるいは、新たな帯域の獲得要求の発生が起こらなくても、帯域の交換によって通信費用の削減を行ってもよい。なお、帯域の交換は二者間だけではなく三者間以上で行ってもよい。
【００４９】
次に、図４は、過去に伝送帯域の譲渡もしくは交換の処理を行った処理実績に基づいて伝送帯域の予約、譲渡、交換、通信価格の決定を行う方法について説明する図である。
【００５０】
ここでは、同図を用いて、伝送帯域の譲渡を例に説明する。具体的な譲渡に関する情報を図４に示している。
【００５１】
同図の例では、予約されている帯域に番号が振られ、予約された帯域毎に「現在予約されている帯域」、「譲渡の回数」、「譲渡した帯域の合計」、「譲渡に関する情報の有効期限」が示されている。本発明ではこれらの情報を帯域に関する譲渡の情報とよぶ。また、割り当て可能な残りの帯域が示されている。
【００５２】
なお、同図の例では、他の端末から譲渡された場合は負の値になる（帯域番号２の場合）。譲渡の回数は帯域予約された帯域毎であってもよいし、データ中継処理装置毎の譲渡回数を用いて、譲渡の状況に応じて伝送帯域の予約の決定（可否）や通信価格を決定してよい。尚、「譲渡した帯域の合計」の情報を用いても同様に処理できる。
【００５３】
譲渡に関する情報は、利用者毎に集計してもよいし、中継装置毎に集計してもよい。また、「譲渡に関する情報の有効期限」に関する情報を用いることで過去の古い情報に大きく左右されないように対処できる。有効期限が過ぎた場合、譲渡に関する情報は初期化や修正をおこなってもよい。また実際の譲渡の可否に応じて初期化や修正を行ってもよい。
【００５４】
譲渡に関する情報は、過去の実績に関する情報を公表する間隔（ここでは、これを単に広告間隔と呼ぶ）を制御することで、過去の処理実績の反映のさせ方を様々に変化させることができる。広告間隔を短くすれば、過去の処理実績を、伝送帯域の予約、通信価格の決定に反映させやすくなるが、広告のために発生する情報量が問題となる。本実施の形態では、伝送帯域の譲渡に関して述べたが、伝送帯域の交換に関しても同様の方法で実現できる。
【００５５】
また、過去の実績を公表する範囲（到達距離）を制御するための方法として、インターネット・プロトコルではTTL(Time To Live)の値を利用することができる。TTLの値はルータを経由する毎に値が減じられる（値がゼロになると過去の実績の情報は伝播しない）。到達距離を制御する方式は、TTLを用いる必要はなく、アプリケーション単位で、同様な方法で到達距離を制御してもよい。さらに、過去の実績を公表する手段としてはPoint-to-Pointの通信方法であってもよいし、マルチキャストやブロードキャストであってもよい。
【００５６】
なお、譲渡の情報だけではなく、データを中継させるための経路情報、データ処理を行う端末の負荷、データの処理で使用されているバッファ容量、伝送品質、利用可能な伝送帯域幅の値を、これらデータを中継させるための経路情報、データ処理を行う端末の負荷、データの処理で使用されているバッファ容量、伝送品質、利用可能な伝送帯域幅の値に応じて到達距離を制御して、他の近隣の端末に通知してもよい。
【００５７】
次に、図５を用いて、伝送帯域予約可能な伝送帯域を使用する頻度を用いた伝送帯域の予約、譲渡、交換方法について説明する。
【００５８】
同図の例では、端末毎に、伝送帯域の予約を行って使用する伝送帯域の使用量と、伝送帯域の予約を行わないで使用する伝送帯域の使用量と、端末が予約型帯域を使用する比率を表している。
【００５９】
又、同図の例では、端末Ａは予約型帯域として１０Ｍ、非予約型帯域として２Ｍ使用している。比率を予約型帯域として使用している使用量を非予約型帯域量で割った値と定義している。端末Ａの場合、比率は５である。この値により予約型帯域の依存度が表現できる。
【００６０】
予約型帯域と非予約型帯域は、同一の伝送路中に混在していてもよいし、異なる伝送路を対象と指定しても良い。たとえば、予約型帯域の依存度が高い端末であれば、予約型帯域の予約を拒否したり、予約のための通信価格を高く設定することで伝送帯域の使用の不公平さを低減することができる。依存度に関する情報は、広告間隔を制御することで、過去の処理実績の反映のさせ方を様々に変化させることができる。広告間隔を短くすれば、過去の処理実績を伝送帯域の予約、通信価格の決定させやすくなるが、広告のために発生する情報量が問題となる。
【００６１】
又、「依存度に関する情報の有効期限」に関する情報を設け、用いることで過去の古い情報に大きく左右されないように対処できる。有効期限が過ぎた場合、依存度に関する情報は初期化や修正をおこなってもよい。
【００６２】
次に、図６を用いて、伝送資源予約時に複数の伝送資源が選択可能な場合、伝送資源の予約が可能な資源間で通信価格を調整する方法について述べる。
【００６３】
従来方式では、伝送資源予約時に複数の伝送資源が選択可能な場合、伝送資源の予約が可能な資源間で通信価格を調整する枠組みがないため、通信価格の設定を押さえながら、伝送路の利用効率を向上させることは難しかった。
【００６４】
これに対して、本実施の形態では、伝送資源（帯域）予約の際に、複数の伝送資源が選択可能な場合、処理可能な伝送資源毎に選択される可能性を示す適合度に関する情報と、選択の締め切り時刻に関する情報を用いて、伝送資源予約が可能な資源間で適合度を通知しあうことで、資源利用の際の通信価格の設定が高くなるのを防ぎ、伝送路の利用効率を向上させる。
【００６５】
たとえば、端末Ａが中継可能な中継装置として中継１〜３が挙げられる場合について同図に記している。割当可能なすべての帯域を割り当てた場合の１時間あたりの通信価格と、割り当て可能な帯域幅、１Ｍあたりにかかる費用を適合度として表現している。帯域の要求を発行した端末は、適合度をもとに中継すべき中継装置を決定する。また、適合度の修正を決められた時間内（選択の締切時間）ならば修正を可能として、データ中継装置間で通信価格を相互に提示し合うことで、通信価格の高騰を抑制できる。
【００６６】
なお、適合度の算出のために、必ずしも、帯域幅、通信価格に関する情報を用いる必要はない。
【００６７】
次に、図７は、データ中継処理装置が管理する処理状態の情報に関して説明する図である。
【００６８】
上述した従来からの課題として、経路探索の際に、データの中継処理を行う端末の負荷が高くても、データ中継処理の探索の対象として選ばれる可能性があるため、負荷の高い中継端末が探索対象として選ばれた場合、データ中継処理にたくさんの時間を費やすことがあげられていた。
【００６９】
この課題に対して、データの中継処理端末の処理状況（端末の負荷、データの処理で使用されているバッファ容量、利用可能な伝送帯域幅、伝送品質）に応じて、経路情報の広告間隔を動的に変更させることで、過負荷のデータの中継処理を行う端末を中継端末の対象から除外することが容易になる。
【００７０】
これにより、負荷の高くないデータの中継処理の端末を簡単に選択してデータの中継処理を行うことが可能になるため、ネットワーク全体としての伝送路の利用効率を向上させることが期待できる。
【００７１】
同図の例では、データ中継処理装置毎に、データ中継処理装置毎の負荷の状態（負荷はパケットを処理するバッファの残容量と定義してもよいし、データを処理するプロセッサ負荷であると定義してもよい）、データ中継処理装置での処理（たとえば送出振り分け処理など）によって発生する遅延やジッタ、パケットロス、帯域予約が受付可能かどうかの可否の情報、これらデータ中継処理装置の処理状況の通知間隔、通知する処理状況に関する情報の有効期限について管理している。
【００７２】
たとえば、データ中継処理装置１の場合、中継装置の負荷は１０％、遅延／ジッタは５００ｍｓｅｃ、パケットロスは０％、帯域予約の受け入れは可能、これらデータ中継処理装置に関する情報の通知間隔は５０秒ごととなっている。また、これら情報の有効期限は１００秒間とし、これら情報は他のデータ中継処理装置に通知される。
【００７３】
通知方法はマルチキャスト通信方式を用いてもよいし、１対１で通信を行って通知しても良い。あわせて、自らのデータ中継処理装置で予約中の帯域に関する情報を他のデータ中継処理装置に通知してもよい。データ中継処理装置の処理状況に応じて、データ中継処理装置の処理状況に関する情報の通知間隔を変化させることでデータ中継処理装置の負荷を低減させることが期待できる。
【００７４】
たとえば、過負荷のデータ中継処理装置の通知間隔を長くすることで、データ中継の対象からはずすことが可能となるため、データ中継処理装置の負荷を低減できることが期待できる。
【００７５】
次に、図８から図１２を用いて、伝送帯域の予約と譲渡を例に、伝送帯域予約の方法および譲渡の方法に関して、より具体的に述べる。なお、本実施の形態は伝送帯域の交換を行う際にも同様な方法で実施できる。
【００７６】
図８は、データ中継装置の資源の割当状況を管理する占有回線管理装置８０１に関する図である。データに記された宛先（たとえば、インターネット・プロトコルであればＩＰアドレス）に応じてデータを中継し、伝送帯域の予約が可能なデータ中継処理装置３１の資源の割当状況を管理の対象とする。占有回線管理装置８０１は、データ中継処理装置毎の帯域の予約状態を管理する予約状況管理部３０１と、データ中継処理装置の伝送路での配置状況を管理する配置状況管理部３０２と、データの送受信の端末間で伝送帯域が予約された一連のデータ中継処理装置を占有回線として記録、管理する占有回線管理部３０３と、これら各部を制御、管理する占有回線制御部３０４から構成される。
【００７７】
次に、図９は、占有回線管理装置が管理する情報について説明する図である。図８に示す配置情報管理部３０２は、データ中継処理装置３１毎の近隣のデータ中継処理装置への接続先を管理している。
【００７８】
図９の例では、データ中継処理装置９０１は、データ中継処理装置９０２および９０３に接続されている。たとえば、インターネット分野ではパケットの中継装置であるルータ間の経路情報をルータ間で伝達するためのプロトコルとしてＲＩＰ（Routing Information Protocol）やＯＳＰＦ（OpenShortest Path First）が従来から用いられている。本発明においてもデータ中継処理装置の配置情報は、ＲＩＰやＯＳＰＦといった経路情報の伝達プロトコルを用いてもよい。
【００７９】
予約状況管理部３０１は、データ中継処理装置毎の、予約された帯域や割り当て可能な残りの帯域に関する情報を管理している。図９の例では、データ中継処理装置９０１は、帯域として１０Ｍ割り当てられている。帯域に関する情報はデータ中継処理装置毎の伝送帯域の合計でも、アプリケーション毎の個別の割り当て情報であってもよい。
【００８０】
また、割り当て可能な残りの帯域として３０Ｍがある。占有回線管理部３０３はデータの送受信の端末間で伝送帯域が予約された一連のデータ中継処理装置を占有回線として記録、管理している。図９の例ではデータ中継処理装置９０１、９０２、９０４が同一の経路として登録されている。
【００８１】
たとえば、データ中継処理装置９０１に接続されたデータの送信端末からデータ中継処理装置９０４に接続された受信端末にデータ（たとえば映像や音声）を送信する場合、データ中継処理装置毎に帯域を確保するとともに、データ中継するデータ中継装置を占有回線管理部に登録する。
【００８２】
登録後、データは予約された経路（９０１→９０２→９０４）を中継して伝送される。また、帯域の予約で行った方法と同様に、２つ以上の端末間で過去に占有回線の譲渡に関する情報を占有回線管理装置で管理し、過去に占有回線の譲渡が行われた状況に応じて、新たに帯域の予約すべきデータ中継処理装置や通信価格を決定してもよい。
【００８３】
たとえば、譲渡回数が多い占有回線はなるべく新たな占有回線の置き換え処理を発生させないようにすることが可能である。有効期限に関しても前述と同様な効果が期待できる。占有回線毎に付加された譲渡回数により、ネットワーク利用の不公平や伝送品質の急激な劣化を防ぐことが可能である。
【００８４】
次に、図１０は占有回線管理装置とデータ中継処理装置の関係について説明する図である。
【００８５】
図１０（ａ）に示すように、占有回線管理装置１００１〜１００３は、データ中継処理装置１０１１〜１０１３のそれぞれに設けてもよいし（分散型）、図１０（ｂ）に示すように、１つの占有回線管理装置１００１が、複数個のデータ中継処理装置１０１１〜１０１３を管理してもよい（集中型）。前者は１つのデータ中継処理装置が故障しても障害に強いが、情報交換（データ中継処理装置の伝送路での配置状況、データ中継処理装置の帯域の予約状況、占有回線の状況など）のためのトラヒックは増大する。後者は、逆に故障に弱く、情報交換のトラヒックは減少させることができる。
【００８６】
次に、図１１は、２つ以上の端末間で帯域予約の競合が起こった場合の競合の解消方法について説明した図である。
【００８７】
たとえば、ある１つのサーバに複数の端末装置からアクセス要求が発生し、帯域の予約が数多く発生した場合、実際に存在する帯域幅よりも多くの帯域予約の要求が発生する可能性が大きい。競合が起こった端末装置同士で帯域の譲渡を行い、競合の解消ができない場合（帯域の確保ができない場合）に占有回線自身の譲渡を行う（端末装置主導型の帯域、占有回線の管理）。
【００８８】
新たに占有回線の確保が必要な場合、複数の経路が選択できる可能性がある。この場合に経路の選択基準として、占有回線もしくは帯域の予約もしくは譲渡を行うかの判断は、占有回線や帯域の使用実績、利用可能な伝送帯域、データ中継処理装置の負荷状態、帯域や占有回線の譲渡に関する情報に基づいて判断することができる。
【００８９】
データ中継装置間で、利得関数（ｆ）を、
ｆ＝Ｃ／（Ｒ・Ｂ・Ｋ） …（数１）
但し、Ｃ：予約可能な回線容量
Ｒ：占有回線の譲渡の回数
Ｂ：データ中継装置の負荷
Ｋ:帯域の譲渡回数
により定義して次にデータを中継すべきデータ中継装置を決定してもよい（データ中継処理装置主導型の帯域、占有回線の管理）。
【００９０】
数１に示す利得関数は、次の戦略に基づいて設定されている。１）自らのデータ中継処理装置から接続できるデータ中継処理装置から回線容量の残りが大きい伝送路を選択、２）占有回線の張り替え（譲渡）回数の少ない回線を選択（譲渡が全般的に増えると譲渡のオーバーヘッドが無視できなくなるため）、３）データ中継処理装置の負荷が小さいデータ中継装置を選択（ここで定義する負荷とは、バッファの残容量と定義してもよいし、データを処理するプロセッサ負荷であると定義してもよい）、４）過去に帯域の譲渡の回数が少ない帯域を譲渡の対象であるとする。譲渡が全般的に多い帯域は譲渡のためのオーバーヘッドが無視できなくなる。
【００９１】
さらに利得関数に実際の占有回線や帯域の過去の使用効率を係数として反映させることでネットワーク全体の使用効率を向上させることが期待できる。また、利得関数に基づいて通信費用を算出してもよい。
【００９２】
最後に、端末装置が占有回線を設定する方法について、図１１を用いて、例をあげて説明する。
【００９３】
１）まず、図１１のステップ１１０１に示す様に、各端末装置はユーザの要望で発生した占有回線の取得要望（利用帯域、要望を発生させた端末、接続先の端末（通常はサーバ））に応じて、ダイクストラのアルゴリズム（最短経路を求めるアルゴリズムの１方法）で個別に経路選定を行い（伝送路上でのデータ中継処理装置の配置状態はＲＩＰやＯＳＰＦによるプロトコルで公知であるとする）、帯域割り当ての要望を占有回線管理部に通知する（たとえば、先に示した利得関数から利得が大きい経路を選択）。
【００９４】
なお、決定された経路にデータを通過させる方法としては、インターネットの場合は、ソース・ルーティングを利用することができる。すなわち、通過するルータのＩＰアドレスをあらかじめ、すべて記述しておくことで決定された経路にデータを通過させることができる。
【００９５】
２）そして、同図のステップ１１０２に示す様に、競合経路に関しては競合を最初に検出した端末装置が、すべての競合相手に対して個別にネゴシエーションし、競合相手の競合している経路情報を取得する（たとえば、帯域や占有回線の譲渡など各データ中継処理装置や占有回線管理装置が管理する情報）。
【００９６】
３）次に、同図のステップ１１０３に示す様に、競合を最初に検出した端末装置は、取得した情報をもとに迂回路を決定する（たとえば、利得関数が大きくなる経路を選択）。
【００９７】
４）そして、同図のステップ１１０４に示す様に、競合が解消されない場合、競合経路を使用しているデータ中継処理装置に対して、迂回路の結果を通知する。
【００９８】
５）次に、迂回路を通知された中継処理装置は自らの経路を削除する（拒否も可能にしてもよい）。即ち、同図のステップ１１０５に示す様に、迂回路を通知された中継処理装置は、最初に競合を検出した端末装置以外の競合相手の端末装置の競合している区間の経路を削除する。
【００９９】
６）そして、相手の迂回路を参考に自らの経路を探す。即ち、同図のステップ１１０６に示す様に、最初に競合を検出した端末装置以外の競合相手の端末装置は、最初に競合を検出した端末が示した迂回路を元に自らの新たな経路を検索する。
【０１００】
次に、図１２に示したように、データ中継処理装置自身が、データ中継処理装置の配置状況、帯域の予約状況、占有回線の設定状況を取得して、次の中継すべきデータ中継処理装置を決定（伝送帯域や占有回線の設定）してもよい（図１２（ａ））。また、端末装置が同様に中継すべきデータ中継処理装置を決定してもよい（図１２（ｂ））。
【０１０１】
なお、図１０（ａ）に示すように、占有回線管理装置はデータ中継処理装置毎に設けてもよいし（分散型）、図１０（ｂ）に示すように、１つの占有回線管理装置が複数個のデータ中継処理装置を管理してもよい（集中型）。
【０１０２】
本発明は、インターネットだけではなく、ＡＴＭやＩＥＥＥ１３９４のようにデータリンクレベルでの帯域予約が可能なネットワークへの適用も可能である。
【０１０３】
尚、上記実施の形態で述べた各ステップの全部又は一部をコンピュータにより実行させるためのプログラムを磁気ディスクや光ディスクなどの記録媒体に記録させたプログラム記録媒体を作成することが出来る。この様なプログラム記録媒体を用いて、上記プログラムをコンピュータにインストールすることにより、上記と同様の処理を実行させても良い。この場合も上記と同様の効果を発揮する。
【０１０４】
又、本発明は、コンピュータを用いてソフトウェア的に実現してもよいし、又、専用の回路構成によりハードウェア的に実現してもよい。
【０１０５】
以上述べた様に、本発明によれば、上記（１）の課題に対しては、伝送帯域の譲渡もしくは交換可能な期間、および必要な費用に関する情報をネットワーク資源の利用計画、又は使用実績として伝送帯域予約時に用い、伝送帯域の利用者の利用計画もしくは使用実績に基づいた伝送帯域および通信価格の管理を行うことで、伝送路の利用効率向上を図ることが期待できる。
【０１０６】
（２）の課題に対し、伝送資源（帯域）予約の際に、複数の伝送資源が選択可能な場合、処理可能な伝送資源毎に選択される可能性を示す適合度に関する情報と、選択の締め切り時刻に関する情報を用いて、伝送資源予約が可能な資源間で適合度を通知しあうことで、資源利用の際の通信価格の設定が高くなるのを防ぎ、伝送路の利用効率を向上させる。
【０１０７】
さらに、データの中継処理を端末の処理状況（端末の負荷、データの処理で使用されているバッファ容量、伝送品質、利用可能な伝送帯域幅）に応じて、経路情報の広告間隔を動的に変更させることで、過負荷のデータの中継処理を行う端末を中継端末の対象から除外することが容易になる。これにより、負荷の高くないデータの中継処理の端末を簡単に選択してデータの中継処理を行うことが可能になるため、ネットワーク全体としての伝送路の利用効率を向上させることが期待できる。
【０１０８】
これにより、ネットワークの伝送品質や資源（伝送帯域）の利用計画や使用状況に応じて、伝送帯域の割当や通信価格の決定を行うことで、ネットワーク全体の資源の使用効率を向上させる。
【０１０９】
図１３は、本発明における帯域予約を行う方法について説明する図である。
【０１１０】
帯域管理部１１０１における、パケットを分類する規則としては、アドレス（たとえば、宛先あるいは送信元のＩＰアドレス、フローの種類を識別できるＩＤ）やポート番号、プロトコルタイプ（たとえば、ＵＤＰ、ＴＣＰ、ＨＴＴＰ、ＲＴＰなど）による分類などが考えられる。
【０１１１】
これらの分類規則はパケット分類規則１１０２に記述され、このパケット分類規則１１０２に基づき、たとえば、同一の宛先ＩＰアドレスをもつパケットを同一の処理グループに分類するパケット分類部１１０３を備える（ただし、同一の宛先ＩＰアドレスではなく同一のサブネットや、マルチキャストアドレスに配送されるＩＰパケットを同一の処理グループに分類しても良い）。
【０１１２】
伝送帯域を予約する規則を記述する帯域予約規則１１０４では、伝送品質に対する規定を記述する。たとえば、パケットロス率、遅延時間、ジッターに関する記述を行う。帯域予約部１１０５では帯域予約規則手段１１０４で記述された伝送品質を満たすように、同一の処理グループに分類されたパケット群に対して伝送帯域を動的に確保する。たとえば、同一の宛先ＩＰアドレスをもつＩＰパケットの伝送帯域が１Ｍbps使用していて、帯域予約規則の記述がパケットロス率０％になるように制御しなければならない場合、帯域予約部１１０５は１Ｍbpsの伝送帯域を予約する。
【０１１３】
同一の宛先ＩＰアドレスをもつＩＰパケットの伝送帯域が大きく変動する場合、観測される平均の伝送帯域を確保し、平均の伝送帯域が大きく変動したときに、逐次、予約する伝送帯域を、要求されている品質になるように変化させてもよい。また、該当のＩＰアドレスをもつＩＰパケットが観測されなくなった場合、伝送は終了したものとして帯域の予約は開放する。
【０１１４】
複数の宛先ＩＰアドレスが存在する場合（受信端末が複数ある場合）、予約できる伝送帯域には上限があるため、予約できる帯域に制限を与える必要がある。その方法としては、宛先ＩＰアドレス毎（プロトコルタイプやポート番号を含めても良い）に割り当て可能な絶対的な帯域幅を記述する方法、あるいは相対的な割合（パーセンテージなど）を記述する方法、割り当ての優先順位を記述する方法が考えられる。
【０１１５】
優先順位を記述する場合、上位の宛先ＩＰアドレスから順に必要な伝送帯域を割り当てる方法と（下記の優先順位の宛先ＩＰアドレスには伝送帯域が割り当てされない可能性がある）、優先順位に基づいて、宛先ＩＰアドレス毎に割り当てる帯域の上限の比率を決定する方法がある。
【０１１６】
図１４は、ＩＰパケットへ優先度情報を付与する方法について説明する図である。
【０１１７】
帯域予約された伝送帯域内で優先度伝送の処理を行う場合（１１１０）、ＩＰパケットへの優先度情報の付加が課題となる。同一の宛先ＩＰパケットに、優先度を付与する基準を管理する優先度付加規則１１０６と、優先度を付与する基準に基づき、ＩＰパケットに優先度を付与する優先度付加部１１０７を備える。
【０１１８】
優先度を付与する基準としては、送信元ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコルタイプに基づき、付与すべき優先度を予め決定しておく方法と、利用者の指示により動的に変更する方法が考えられる（優先度を高くしたい送信元ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコルタイプを利用者が指示する）。
【０１１９】
優先度処理部１１０９はDiffServなどのＩＰパケットに付与された優先度処理規則１１０８に基づき、パケットの優先度処理を行うモジュールである。
【０１２０】
図１５は情報の発信を行う端末装置１１１１で優先情報を付与する方法について説明する図である。
【０１２１】
図の例では、宛先ＩＰアドレス毎に分類した後に、優先度情報を付与するのではなく、情報発信を行う端末装置１１１１で優先度情報の付与を行う。図１４の構成の利点は情報発信を行う端末装置に優先情報を付与する機能が必要ではない点が利点である。
【０１２２】
図１５の構成の利点は優先処理制御部１１１０に宛先ＩＰアドレス毎にパケットをまとめる機能の必要がないという点が利点である。
【０１２３】
図１６は、優先度の付加方法について説明する図である。
【０１２４】
図の例では、端末の優先度、メディア毎の優先度（たとえば、映像、音声といったメディア単位に優先度を付与する）、フレーム毎の優先度（たとえば、映像のイントラフレームやインターフレーム毎に優先度を付与を行ったり、音声ならば有音部と無音部で優先度の付与を変更する）を上ビットから順に２ビットづつ割り当てる。ただし、端末の優先度、メディア毎の優先度、フレーム毎の優先度、これらすべての優先度を利用する必要はない。
【０１２５】
以上述べたことから明らかなように、本発明は、ネットワーク全体の資源の使用効率をより向上させることが出来るという長所を有する。
【０１２６】
次に、本発明の情報廃棄装置と情報廃棄方法の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、本明細書では、コンテンツという意味は、映像、音声、テキストなどのマルチメディア情報を意味する。
【０１２７】
図１７は、コンテンツに付与された処理優先度に応じてパケット廃棄を行う本発明の情報廃棄装置の第１の実施の形態を示す図である。図１７の情報廃棄装置は、インターネット・プロトコルのパケット（以下IPパケットと略す）に分割されたコンテンツ（動画、音声、テキストなどのコンテンツ）において、コンテンツに付与された処理優先度を、インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応づける優先度対応管理部１と、パケットに付与された優先度に基づいて、パケットを少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する廃棄クラスに分類し、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄クラス管理部２を備えている。
【０１２８】
優先度対応管理部１は送信端末側あるいは受信端末側にあってもよし、ゲートウエイやルータにあってもよい。
【０１２９】
廃棄する機構（廃棄クラス管理部２）は図１８で示すDiffServを用いてもよい。図２４は、その例を示す。すなわち、構内LANには、複数個の監視カメラAVCodec１〜AVCodecＮと、Webと、DiffServとが存在し、それぞれの機器から出力されたAVデータはDiffServへ入力される。そのDiffServeからの出力はISDN回線を通じて、自宅などの受信端末に送信されるようになっている。本用途例は伝送帯域が異なるゲートウェイへの適用例である。
【０１３０】
図１８はDiffServの基本動作について説明する図である。IPパケットを廃棄するメカニズムとしては、IETFで標準化されているDiffServ（IPパケットの優先度フィールドを用いたパケット廃棄処理技術）の枠組みを利用することができる。
【０１３１】
このDiffServは、図１８に示したように、４つの異なる廃棄確率からなる廃棄クラスを備え、また各クラスは３つの異なる廃棄確率のキューを備えている。
【０１３２】
図１９は、上記廃棄クラス管理部２において行われる、コンテンツの優先度をIPパケットに対応付ける方法を説明する図である。図１７で示した情報廃棄装置では、優先度の基準として、映像もしくは音声あるいは制御情報という、ストリームの種類に基づく優先度３４（stream priority (4bits) :relative priority in each content)と、映像もしくは音声のフレームの種類に基づく優先度３５（frame priority (4bits): relative priority in each stream）がある。
【０１３３】
フレームの種類の優先度は４ビットが割り当てられ、“０”が一番優先度が高いとする。ストリームの種類の優先度も４ビットが割り当てられており、“１５(=2**4−1)”が一番高い処理優先度であると定義する。
【０１３４】
一方、IPパケットの優先度を示すためには、わずか５ビットしか割り当てられていない。そこで、上述した、映像や音声に付与された２種類の処理優先度をIPパケットの優先度に対応付けるために、ストリーム種類で付与される処理優先度と、フレームの種類で付与される処理優先度とに、オフセット値を加える工夫をする。
【０１３５】
図１９の例では、
AU優先度＝ストリーム優先度−フレーム優先度＋１６ …（数２）
のように、オフセット値を１６とすることで、コンテンツに付与された２種類の処理優先度を IP パケットの処理優先度である５ビット分に対応付けることが可能になる（ MPEG4 へ適用した場合は、 AU(Access Unit) 優先度とよばれる）。１〜３１段階となる。
【０１３６】
なお、処理優先度はフレームといった小さい単位の種類ではなく、MPEG１で定義されているようなGOBとったフレームのある大きさ集合単位で付与してもよい。さらには、文章であれば、章や節といった単位でもよい。加えて、端末の優先度を加味してもよい。
【０１３７】
図２０は、図１７で示した上記廃棄クラス管理部２で引き続いて行われる動作を説明する図である。上述のように、IPパケットへの処理優先度４１の付与４２が完了すると、DiffServを用いた場合、１２段階の廃棄クラス４３に分離される。
【０１３８】
IPパケットの処理優先度のためのフィールドとしては、IPv4の場合はToSフィールドを、IPv6の場合はトラヒック・クラスのフィールドを利用する。
【０１３９】
図２１は、本発明の情報廃棄装置の第２の実施の形態を示す図である。本実施の形態は、あらかじめ送信元と送信先との間で決められた廃棄クラス内で、上述のように、コンテンツに付与された処理優先度に応じてIPパケットを廃棄する装置である。
【０１４０】
本実施の形態にかかる情報廃棄装置は、インターネット・プロトコルのパケットに分割されたコンテンツのそれらパケットの優先度フィールドに対して、コンテンツに付与された処理優先度を対応づける優先度対応管理部５０１と、そのようにしてパケットに付与された優先度に基づいて、パケットをあらかじめ指定された第１の廃棄クラスに分類する第１の廃棄クラス管理部５０２と、前記パケットを、第１の廃棄クラスのそれぞれに設定されている２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに分類して、ネットワーク負荷に応じてパケットを廃棄する第２の廃棄クラス管理部５０３とを備える。
【０１４１】
上述した、パケットをあらかじめ指定した第１の廃棄クラスに割り当てる方法としては、上述したように、発信元アドレスや、そのポートアドレス、受信元アドレスや、そのポートアドレスで分類する、さらにそれに加えて、パケットの種類やプロトコルの種類例えばUDP/TCP httpなどで分類する方法がある。
【０１４２】
図２２は、図２１で示した情報廃棄装置の動作を説明する図である。IPパケットへの処理優先度６１の付与が完了すると、優先度フィールド６２に書き込まれ、さらに、パケットはあらかじめ指定した第１の廃棄クラス６３に向かい、IPパケットに付与された優先度に基づき、DiffServでは３段階の廃棄クラスへ分類される。本実施の形態の方法は、図１７で述べた第１の実施の形態の方法にくらべて、付与されている処理優先度の値の変動の幅が小さい場合は、図１７より有効に動作する。図１７と同様に端末の優先度を加味してもよい。
【０１４３】
図２３は、本発明の情報廃棄装置の第３の実施の形態を示す図面である。
【０１４４】
本実施の形態は、図２１に示した第２の実施の形態の情報廃棄装置とは構成は同じであるが、IPパケットを廃棄クラスに分類する方法が異なる。本実施の形態にかかる情報廃棄装置は、コンテンツのストリームの種類で付与された処理優先度７１と、フレームの種類で付与された処理優先度７２を、インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールド７３に対応づける優先度対応管理部501と、ストリームの種類の処理優先度に基づいて、２つ以上の異なる廃棄確率を有する第１の廃棄クラス７４に分類する第１の廃棄クラス管理部502と、フレームの種類あるいは、フレームの所定の大きさの集合単位で付与された処理優先度（たとえばMPEG1ではGOB、また文書であれば章や節といった単位）に基づいて、第１の廃棄クラス７４のそれぞれを、さらに２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラス７５に分類して、ネットワーク負荷に応じてパケットを廃棄する第２の廃棄クラス管理部503を備える。ここでストリームの種類で付与された処理優先度７１の代わりに端末の優先度を、フレーム優先度の代わりにストリーム優先度を割り当ててもよい。
【０１４５】
図２１を参照して、実施の形態の動作を次に説明する。コンテンツに付与された２種類の処理優先度（ストリーム優先度７１とフレーム優先度７２）はそれぞれIPパケットの処理優先度の領域７３に独立に記述される（４ビットのストリーム優先度は３ビットに、４ビットのフレーム優先度は２ビットに変換する）。その際、優先度の精度が落ちることはやむを得ない。
【０１４６】
次に、IPパケットは処理優先度に記述されたストリーム優先度７１にしたがって４段階の第１の廃棄クラス７４に分類される。また、分類されたIPパケットはフレーム優先度７２に従い、３段階の第２の廃棄クラス７５にそれぞれ分類される。他の方式に比べ本方式は、コンテンツに記述された優先度により明示的に廃棄クラスの指定をすることが可能であるという長所を有する。
【０１４７】
なお、上記実施の形態では、コンテンツに付与された処理優先度をIPパケットに対応付けたが、本発明では、RTP（Real Time Transfer Protocol）のパケットへ対応付けてもよい（たとえば、拡張フィールドを用いる）。
【０１４８】
また、本発明のパケット廃棄機構は、上述したDiffServに限定されることはない。
【０１４９】
また、本発明に利用する優先度は、上述の実施の形態では、ストリームの優先度と、フレームに関する優先度との組み合わせであったが、それに限らず、端末の種類による優先度、ストリームの優先度、フレームの優先度をすべて組み合わせたもの、さらには、端末の優先度と、ストリーム優先度若しくはフレーム優先度との組み合わせであってもよい。加えて、ポート番号やアプリケーション単位、ユーザー単位での優先度などを加味してよい。
【０１５０】
また、本発明に利用する優先度は、監視カメラなどの外部から送られてきてもよいし、DiffServが割り当ててもかまわない。
【０１５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する情報廃棄方法により、従来の方法よりも、より柔軟な処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 データの中継を行うデータ中継処理装置の構成を示す図
【図２】 伝送帯域の譲渡を用いた伝送帯域の予約、譲渡、通信価格の決定を行う方法について説明する図
【図３】 伝送帯域の交換を用いた伝送帯域の予約、交換、通信価格の決定を行う方法について説明する図
【図４】 過去に伝送帯域の譲渡もしくは交換の処理を行った処理実績に基づいて伝送帯域の予約、譲渡、交換、通信価格の決定を行う方法について説明する図
【図５】 伝送帯域予約可能な伝送帯域を使用する頻度を用いた伝送帯域の予約、譲渡、交換方法について説明する図
【図６】 伝送資源予約時に複数の伝送資源が選択可能な場合、伝送資源の予約が可能な資源間で通信価格を調整する方法について説明する図
【図７】 データ中継処理装置が管理する処理状態の情報に関して説明する図
【図８】 データ中継装置の資源の割当状況を管理する占有回線管理装置に関する図
【図９】 占有回線管理装置が管理する情報について説明する図
【図１０】 （ａ）：占有回線管理装置とデータ中継処理装置の関係について分散型を説明する図
（ｂ）：占有回線管理装置とデータ中継処理装置の関係について集中型を説明する図
【図１１】 ２つ以上の端末間で帯域予約の競合が起こった場合の競合の解消方法について説明するフローチャート
【図１２】 （ａ）、（ｂ）：データ中継処理装置と占有回線管理装置の関係に関して説明する図
【図１３】 本発明における帯域予約を行う方法について説明する図である。
【図１４】 ＩＰパケットへ優先度情報を付与する方法について説明する図である。
【図１５】 情報の発信を行う端末装置で優先情報を付与する方法について説明する図である。
【図１６】 優先度の付加方法について説明する図である。
【図１７】 本発明の第１の実施の形態における、コンテンツに付与された処理優先度に応じてパケット廃棄を行う情報廃棄装置に関するブロック図
【図１８】 上記第１の実施の形態における、DiffServの基本動作について説明するための図
【図１９】 上記第１の実施の形態における、コンテンツの優先度をIPパケットに対応付ける方法を説明する図
【図２０】 図１で示した情報廃棄装置の動作を説明する図
【図２１】 本発明の第２の実施の形態を示す図であり、あらかじめ指定された廃棄クラスに分類した後さらに、コンテンツに付与された優先度に応じてIPパケットを廃棄する情報廃棄装置について説明するブロック図
【図２２】 図５で示した情報廃棄装置の動作を説明する図
【図２３】 本発明の第３の実施の形態を示す図であり、複数の優先度を、別個独立に、IPパケットに対応づける方法を説明するための図
【図２４】 本発明の実施の形態の典型例を示す模式的構成図
【符号の説明】
１、５０１ 優先度対応管理部
２ 廃棄クラス管理部
３０ コンテンツ
３１ ビデオストリーム
３２ オーディオストリーム
３３ IPパケットの優先度
３４、７１ ストリームの優先度
３５、７２ フレームの優先度
４１、６１、７３ IPパケットの優先度
４２、６２ 書き込み先
４３ 分類
６３ あらかじめ決まった分類
７４ ストリームの優先度に基づく分類
７５ フレームの優先度に基づく分類
１００ データ中継処理装置
１０１ データ受信部
１０２ データ送出決定部
１０３ データ送出部
１０４ 伝送帯域管理部
１０５ 伝送帯域予約管理部
１０６ 制御部
１１０ 端末装置Ａ
１１１ 端末装置Ｂ
１１２ 端末装置Ｃ
１２１ サーバー１
１２２ サーバー２
３０１ 予約状況管理部
３０２ 配置状況管理部
３０３ 占有回路管理部
３０４ 占有回路制御部
５０２ 第１廃棄クラス管理部
５０３ 第２廃棄クラス管理部
１００１〜１００３ 占有回路管理装置
１０１１〜１０１３ データ中継処理装置
１１０１ 帯域管理部
１１０２ パケット分類規則
１１０３ パケット分類部
１１０４ 帯域予約規則
１１０５ 帯域予約部
１１０６ 優先度付加規則
１１０７ 優先度付加部
１１０８ 優先度処理規則
１１０９ 優先度処理部
１１１０ 優先度処理制御部
１１１１ 端末装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、重要な情報を選択して伝送できる情報廃棄方法および情報廃棄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からインターネットでは帯域予約を行うプロトコル（たとえばＲＳＶＰとよばれるプロトコル）が提案されてきたが、ＱｏＳ（伝送品質）に応じた経路制御については考慮されていなかった。つまり、現行のインターネットでは伝送帯域、遅延、ジッタなど伝送品質をあらかじめ定め、すでに決まった伝送経路上で伝送資源の予約を行う。
【０００３】
そのため、ネットワークの伝送帯域が余っていても、使用されることがない経路が存在する場合があり、ネットワーク全体の資源を有効に活用することはできなかった。従来から、この問題を解決するためにＱｏＳルーティング（経路制御）可能な方式が提案されている。
【０００４】
たとえば、岩田淳：ＱｏＳルーテイング装置（特願平７−３１５５５８号公報）があげられる。従来方式では、伝送帯域、遅延、ジッタなどをＱｏＳとして定義し、満足したいＱｏＳの条件を満足する経路を順次、探索可能なルーティング装置を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の様な従来方式では、下記の点が課題（１）、（２）として挙げられる。
【０００６】
即ち、課題（１）従来方式では伝送資源予約時に固定の伝送帯域（例えば、２０Mbpsの帯域）をあらかじめ予約する方法である。即ち、例えば、２０Mbpsの伝送帯域を予約した時点で、一定時間後には１０Mbpsの使用帯域が減少することが予め分かっている場合でも、上記一定時間後に、それまで使用していた２０Mbpsの帯域による伝送を一旦中断し、新たに、１０Mbpsの帯域を予約して伝送を行うものであった。
【０００７】
これは、伝送資源予約時に、他の利用者によるネットワーク資源の利用計画や使用実績を反映する手段がなかったためであり、仮にネットワーク資源が余る予定や、その傾向にあったとしても、その余ったネットワーク資源が利用されることがないため、ネットワーク全体の資源の利用効率向上は望めなかった。
【０００８】
課題（２）伝送資源予約時に複数の伝送資源が選択可能な場合、伝送資源の予約が可能な資源間で通信価格を調整するという考えに基づく基準自体がなかったため、通信価格の設定を押さえながら、伝送路の利用効率を向上させることは難しかった。経路探索の際に、データの中継処理を行う端末の負荷が高くても、データ中継処理の探索の対象として選ばれる可能性があるため、負荷の高い中継端末が探索対象として選ばれた場合、データ中継処理にたくさんの時間を費やすことがあった。
【０００９】
他方、従来より、インターネット・プロトコルのパケットに付与された優先度に従い、ネットワークの負荷に応じてパケット廃棄を行うことにより、トラヒック量を制御する方式が提案されている（IETF：Internet Engineering Task Force、RFC2597、RFC2598）。
【００１０】
しかしながら、この従来の方式は、映像信号や音声信号、あるいは制御信号といった、ストリームの種類で、重要なコンテンツかどうかを判定して上記優先度を決定している（マイクロソフト社：ASF;Advanced Streaming Format)。
【００１１】
従って、従来の方式では、ストリームの種類しか着目していないので、処理に融通性が欠けているといった課題（３）があった。
【００１２】
たとえば、端末に対する、映像や音声のフレームの種類（Ｉ、Ｐ、Ｂ）に対する、あるいは、それらのフレームのある範囲の集合単位（たとえばMPEG1ではGOB:Group Of Block）に対する重要度をインターネット・プロトコルのパケットに対応付ける方法が用意されていないため、端末ごとや、重要なシーンカットや、有音部分に高い優先度を付与して、より重要な情報を柔軟に選択して伝送することはできないという課題（３）がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１〜第６の本発明は、上述した従来のトラフィック量制御方式の課題（３）を考慮し、柔軟性、多様性に富む情報廃棄方法および情報廃棄装置を提供することを目的とする。
【００１４】
すなわち、第１の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力ステップと、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度を、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける対応付けステップと、前記優先度が対応づけられた前記パケットを、前記対応づけられた優先度に基づいて、少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する廃棄クラスに分類するステップと、前記廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄ステップと、を備えたことを特徴とする情報廃棄方法である。
【００１５】
第２の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力手段と、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度を、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける優先度対応管理手段と、前記優先度が対応づけられた前記パケットを、前記対応づけられた優先度に基づいて、少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する廃棄クラスに分類する分類手段と、前記廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄手段と、を備えたことを特徴とする情報廃棄装置である。
【００１６】
第３の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力ステップと、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度を、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける対応付けステップと、前記優先度が対応づけられた前記パケットを、あらかじめ指定されたルールに従って、第１の廃棄クラスに分類する第１分類ステップと、そのように分類されたパケットを、前記対応づけられた優先度に基づき、前記第１の廃棄クラスに設けられた少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに、分類する第２分類ステップと、前記第１と第２の廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄ステップと、を備えたことを特徴とする情報廃棄方法である。
【００１７】
第４の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力手段と、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度を、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける優先度対応管理手段と、前記パケットを、あらかじめ指定されたルールに従って、第１の廃棄クラスに分類する第１の廃棄クラス管理手段と、前記第１の廃棄クラスに分類されたパケットを、前記対応付けられた優先度に基づいて、前記第１の廃棄クラスに設けられた少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに分類する第２の廃棄クラス管理手段と、前記、第１と第２の廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄手段と、を備えたことを特徴とする情報廃棄装置である。
【００１８】
第５の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力ステップと、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度をそれぞれ別個に独立して、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける対応付けステップと、前記優先度が対応づけられた前記パケットを、前記対応づけられた複数種類の優先度のうちの一つに基づいて、第１の廃棄クラスに分類する第１分類ステップと、そのように分類されたパケットを、前記対応づけられた複数種類の優先度の他の優先度に基づいて、前記第１の廃棄クラスに設けられた少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに、分類する第２分類ステップと、前記第１と第２の廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄ステップと、を備えたことを特徴とする情報廃棄方法である。
【００１９】
第６の本発明は、コンテンツを処理する際の優先度が少なくとも複数種類付与されたコンテンツを入力する入力手段と、前記コンテンツをインターネット・プロトコルのパケットに分割し、前記コンテンツの複数種類の優先度をそれぞれ別個に独立して、前記インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応付ける優先度対応管理手段と、前記優先度が対応づけられた前記パケットを、前記対応づけられた複数種類の優先度のうちの一つに基づいて、第１の廃棄クラスに分類する第１の廃棄クラス管理手段と、そのように分類されたパケットを、前記対応づけられた複数種類の優先度の他の優先度に基づいて、前記第１の廃棄クラスに設けられた少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに、分類する第２の廃棄クラス管理ステップと、前記第１と第２の廃棄クラスに基づいて、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄手段と、を備えたことを特徴とする情報廃棄装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１はデータの中継を行うデータ中継処理装置（もしくは単に「中継装置」とよぶ）の構成を示す図である。まず、同図を用いて本実施の形態の構成について述べる。なお、本実施の形態で対象とするデータは映像、音声、テキストなどである。
【００２２】
即ち、図１に示す様に、データ中継処理装置１００は、データを受信するデータ受信部１０１と、データに記された宛先（たとえば、インターネットプロトコルであればＩＰアドレス）に応じてデータの送出先を決定するデータ送出決定部１０２と、データを送出するデータ送出部１０３を備える。
【００２３】
データを受信するデータ受信部１０１およびデータ送出部１０３は、Ethernetに代表されるパケット交換を対象としたものであってもよいし、ＩＳＤＮのように回線交換を対象としたものでもよい。又、データ受信部１０１とデータ送出部１０３は、同一の通信インターフェースである必要はない。
【００２４】
又、データ送出決定部１０２は、データ出力部に複数の通信インターフェースが存在する場合に、出力すべき通信インターフェースを決定する。
【００２５】
尚、これらデータ受信部１０１、データ送出決定部１０２、データ送出部１０３の機能は、パケット交換であればルータに、又、回線交換であれば交換機に対応する。
【００２６】
又、データ中継処理装置１００は、標準化されていない独自の帯域予約方法で、あるいは、インターネット分野で標準化されたＲＳＶＰや、ＡＴＭ（非同期転送モード）で、データリンク層のレベルで、帯域予約を行う方法を用いることが可能であるものとする。
【００２７】
更に、データ中継処理装置１００は、既に帯域予約した一部もしくはすべての帯域の譲渡や交換が可能であるとし、過去に譲渡や交換した伝送帯域に関する情報や、現在、譲渡中や交換中の伝送帯域を管理する伝送帯域管理部１０４を備える。伝送帯域予約管理部１０５は、伝送帯域管理部１０４が管理する上記情報に基づき、伝送帯域の予約、譲渡、交換の決定もしくは通信価格の決定を行う。
【００２８】
たとえば、帯域の譲渡を積極的に受け入れ可能な帯域を利用している利用者に対しては、通信費用を低く押さえる。又、データ中継処理装置１００は、これら各部を制御、管理する中継制御部１０６を備える。
【００２９】
尚、データ中継処理装置１００には、複数の端末装置Ａ（１１０）、Ｂ（１１１）、Ｃ（１１２）、及びサーバー１（１２１）、サーバー２（１２２）が、それぞれ接続されている（図１参照）。
【００３０】
本実施の形態では、上記構成により、予約された帯域毎もしくはデータ中継処理装置毎の譲渡の情報を、新たな帯域予約の可否の決定に用いたり、通信価格の決定に利用することで伝送帯域の使用の不公平さや伝送品質の急激な劣化を防ぐことが期待できる。これについては、更に後述する。
【００３１】
次に、上記の構成において、図を参照しながら、本実施の形態の動作を説明するとともに、本発明のデータ中継処理方法の一実施の形態についても述べる。
【００３２】
まず、図２を用いて、伝送帯域の譲渡を用いた伝送帯域の予約、譲渡、通信価格の決定を行う方法について説明する。
【００３３】
従来手法は、伝送資源予約時に固定の伝送帯域をあらかじめ予約する方法である。従来手法ではネットワーク資源の利用計画を反映できないため、ネットワーク資源が余る予定や、その傾向にあっても、余ったネットワーク資源が利用されることがないため、ネットワーク全体の資源の利用効率向上は望めなかった。
【００３４】
これに対して、本実施の形態では、各端末Ａ〜Ｃから送られてきている、伝送帯域の譲渡可能な期間および必要な費用に関する情報を伝送帯域管理部１０４が保持している。そして、伝送帯域予約管理部１０５が、上記保持されている情報を、ネットワーク資源の利用計画として伝送帯域予約時に用いて、伝送帯域の利用者の利用計画に基づいた伝送帯域および通信価格の管理を行うものである。これにより、伝送路の利用効率向上を図ることが期待できる。
【００３５】
図２は、伝送帯域管理部１０４に保持されている、端末Ａと端末Ｂから送られてきた、これからの伝送帯域の使用予定と譲渡可能な時間帯などの情報を示している。
【００３６】
図２に示す様に、端末Ａは帯域予約の０時間後から５時間後までの間と、７時間後から１５時間後までの間は、１０Ｍｂｐｓの伝送帯域を必要とし、５時間後から７時間後までの間は１Ｍｂｐｓの伝送帯域を必要とする。５時間後から７時間後までは譲渡可能であるとし、譲渡を行う際には１０万円／時間の費用がかかるとする（費用は時間的に変化する方式を適用してもよい）。
【００３７】
費用に基づいた譲渡を行うことで、譲渡を行う機会の公平性を増すことが期待できる。図の例のように、伝送路全体の伝送帯域が１５Ｍしか利用できない状況であっても、端末Ａと端末Ｂ間で伝送帯域を相互に譲渡しあうことで伝送路の有効利用が期待できる。尚、譲渡は３者間以上で行ってもよい。
【００３８】
伝送帯域の予約、譲渡もしくは交換、又は通信価格を決定するための各種予定を記述するために、相対時間で伝送帯域の利用予定の期間を指定することで、利用予定の開始時刻が変更になっても伝送帯域の利用予定の修正が容易になる。本発明では、相対時間の表現の例としては、現時点から５時間後（端末Aは帯域予約の０時間後から５時間後までの〜）といった表現を行っている。
【００３９】
つまり、開始時刻を変更するだけで、利用予定の期間は変更する必要がない。反対に絶対的な時間表現とは99年4月１日 １４：００といった一意にさだまる時間表現を示す。
【００４０】
また、伝送帯域の利用予定の開始時点を利用開始のオフセット時間で指定することで、利用予定の開始時期（相対時間）を絶対的な時間表現に直すことができるので、開始するタイミングを調整することが容易になる。たとえば、利用開始のオフセット値を１４：００とし、利用予定の期間を相対時間で２時間とすれば、１４：００から１６：００までが利用時間であると表現できる。
【００４１】
さらに、伝送帯域の利用予定期間の延長を、オフセット時間で指定することで、時間の指定が容易に変更できるようになる。たとえば、利用開始のオフセット値を１４：００とし、利用予定の期間を相対時間で２時間とし、延長時間のオフセット値を１時間とすれば、１４：００から１７：００までが利用時間であると表現できる。ただし、オフセット時間の表現はマイナスの表現を行ってもよし、オフセット値は利用状況に応じて適宜変更してもよい。
【００４２】
又、第３者の端末Ｃが、新たに伝送帯域の予約情報をデータ中継処理装置１００に送ってきた場合、伝送帯域管理部１０４が、図２に示した管理情報をもとにして、端末Ｃの使用条件に合う端末の、譲渡可能な伝送帯域の情報を提供し、端末Ｃが提示されている譲渡価格を了承すれば、伝送帯域予約管理部１０５により、端末Ｃのこれからの伝送帯域の使用予定が決定される。
【００４３】
このように、伝送帯域予約管理部１０５が、伝送帯域の譲渡可能な伝送帯域幅に関する情報と、譲渡可能な期間に関する情報と、譲渡が行われる際に必要な費用に関する情報とを用いて、伝送帯域の利用計画に基づいた伝送帯域の予約の許可、譲渡、通信価格の決定を行うことで、伝送路の利用効率を向上させることが期待できる。なお、伝送帯域の譲渡できる比率に応じて端末に伝送帯域の予約の許可を与えてもよい。
【００４４】
次に、図３を用いて、伝送帯域の交換を用いた伝送帯域の予約、交換、通信価格の決定を行う方法について説明する。
【００４５】
伝送帯域の交換とは、利用している伝送帯域の一部もしくはすべての伝送帯域を、相互に決めた条件（期間、費用）で交換することである。図の例では、端末Ａと端末Ｂが、それぞれサーバ１、サーバ２に１０Ｍｂｐｓで接続されている。この状態でサーバ１、サーバ２とも新たな接続要求を受け付ける伝送帯域の余裕がないものとする。
【００４６】
端末Ａが使用している帯域の一部である２Ｍと、端末Ｂが使用している帯域の一部である２Ｍを相互に交換することで、端末Ａはサーバ２へ、端末Ｂはサーバ１へ接続可能となる。
【００４７】
伝送帯域の交換が可能であるという情報は、帯域の譲渡で説明した内容と同様に、伝送帯域の予約時に必要とする伝送帯域幅に関する情報と、伝送帯域の交換可能な伝送帯域幅に関する情報と、伝送帯域の交換が可能な期間に関する情報と、伝送帯域を交換する際に必要な費用に関する情報を用いて、伝送帯域の交換を行う（必ずしも伝送帯域予約時でなくても、帯域の交換の可能性が出てきた時点でもよい）。
【００４８】
端末で新たな帯域の要求が発生した場合において、あらたな帯域の割り当てが不可能な場合に、帯域の交換を行ってもよいし、あるいは、新たな帯域の獲得要求の発生が起こらなくても、帯域の交換によって通信費用の削減を行ってもよい。なお、帯域の交換は二者間だけではなく三者間以上で行ってもよい。
【００４９】
次に、図４は、過去に伝送帯域の譲渡もしくは交換の処理を行った処理実績に基づいて伝送帯域の予約、譲渡、交換、通信価格の決定を行う方法について説明する図である。
【００５０】
ここでは、同図を用いて、伝送帯域の譲渡を例に説明する。具体的な譲渡に関する情報を図４に示している。
【００５１】
同図の例では、予約されている帯域に番号が振られ、予約された帯域毎に「現在予約されている帯域」、「譲渡の回数」、「譲渡した帯域の合計」、「譲渡に関する情報の有効期限」が示されている。本発明ではこれらの情報を帯域に関する譲渡の情報とよぶ。また、割り当て可能な残りの帯域が示されている。
【００５２】
なお、同図の例では、他の端末から譲渡された場合は負の値になる（帯域番号２の場合）。譲渡の回数は帯域予約された帯域毎であってもよいし、データ中継処理装置毎の譲渡回数を用いて、譲渡の状況に応じて伝送帯域の予約の決定（可否）や通信価格を決定してよい。尚、「譲渡した帯域の合計」の情報を用いても同様に処理できる。
【００５３】
譲渡に関する情報は、利用者毎に集計してもよいし、中継装置毎に集計してもよい。また、「譲渡に関する情報の有効期限」に関する情報を用いることで過去の古い情報に大きく左右されないように対処できる。有効期限が過ぎた場合、譲渡に関する情報は初期化や修正をおこなってもよい。また実際の譲渡の可否に応じて初期化や修正を行ってもよい。
【００５４】
譲渡に関する情報は、過去の実績に関する情報を公表する間隔（ここでは、これを単に広告間隔と呼ぶ）を制御することで、過去の処理実績の反映のさせ方を様々に変化させることができる。広告間隔を短くすれば、過去の処理実績を、伝送帯域の予約、通信価格の決定に反映させやすくなるが、広告のために発生する情報量が問題となる。本実施の形態では、伝送帯域の譲渡に関して述べたが、伝送帯域の交換に関しても同様の方法で実現できる。
【００５５】
また、過去の実績を公表する範囲（到達距離）を制御するための方法として、インターネット・プロトコルではTTL(Time To Live)の値を利用することができる。TTLの値はルータを経由する毎に値が減じられる（値がゼロになると過去の実績の情報は伝播しない）。到達距離を制御する方式は、TTLを用いる必要はなく、アプリケーション単位で、同様な方法で到達距離を制御してもよい。さらに、過去の実績を公表する手段としてはPoint-to-Pointの通信方法であってもよいし、マルチキャストやブロードキャストであってもよい。
【００５６】
なお、譲渡の情報だけではなく、データを中継させるための経路情報、データ処理を行う端末の負荷、データの処理で使用されているバッファ容量、伝送品質、利用可能な伝送帯域幅の値を、これらデータを中継させるための経路情報、データ処理を行う端末の負荷、データの処理で使用されているバッファ容量、伝送品質、利用可能な伝送帯域幅の値に応じて到達距離を制御して、他の近隣の端末に通知してもよい。
【００５７】
次に、図５を用いて、伝送帯域予約可能な伝送帯域を使用する頻度を用いた伝送帯域の予約、譲渡、交換方法について説明する。
【００５８】
同図の例では、端末毎に、伝送帯域の予約を行って使用する伝送帯域の使用量と、伝送帯域の予約を行わないで使用する伝送帯域の使用量と、端末が予約型帯域を使用する比率を表している。
【００５９】
又、同図の例では、端末Ａは予約型帯域として１０Ｍ、非予約型帯域として２Ｍ使用している。比率を予約型帯域として使用している使用量を非予約型帯域量で割った値と定義している。端末Ａの場合、比率は５である。この値により予約型帯域の依存度が表現できる。
【００６０】
予約型帯域と非予約型帯域は、同一の伝送路中に混在していてもよいし、異なる伝送路を対象と指定しても良い。たとえば、予約型帯域の依存度が高い端末であれば、予約型帯域の予約を拒否したり、予約のための通信価格を高く設定することで伝送帯域の使用の不公平さを低減することができる。依存度に関する情報は、広告間隔を制御することで、過去の処理実績の反映のさせ方を様々に変化させることができる。広告間隔を短くすれば、過去の処理実績を伝送帯域の予約、通信価格の決定させやすくなるが、広告のために発生する情報量が問題となる。
【００６１】
又、「依存度に関する情報の有効期限」に関する情報を設け、用いることで過去の古い情報に大きく左右されないように対処できる。有効期限が過ぎた場合、依存度に関する情報は初期化や修正をおこなってもよい。
【００６２】
次に、図６を用いて、伝送資源予約時に複数の伝送資源が選択可能な場合、伝送資源の予約が可能な資源間で通信価格を調整する方法について述べる。
【００６３】
従来方式では、伝送資源予約時に複数の伝送資源が選択可能な場合、伝送資源の予約が可能な資源間で通信価格を調整する枠組みがないため、通信価格の設定を押さえながら、伝送路の利用効率を向上させることは難しかった。
【００６４】
これに対して、本実施の形態では、伝送資源（帯域）予約の際に、複数の伝送資源が選択可能な場合、処理可能な伝送資源毎に選択される可能性を示す適合度に関する情報と、選択の締め切り時刻に関する情報を用いて、伝送資源予約が可能な資源間で適合度を通知しあうことで、資源利用の際の通信価格の設定が高くなるのを防ぎ、伝送路の利用効率を向上させる。
【００６５】
たとえば、端末Ａが中継可能な中継装置として中継１〜３が挙げられる場合について同図に記している。割当可能なすべての帯域を割り当てた場合の１時間あたりの通信価格と、割り当て可能な帯域幅、１Ｍあたりにかかる費用を適合度として表現している。帯域の要求を発行した端末は、適合度をもとに中継すべき中継装置を決定する。また、適合度の修正を決められた時間内（選択の締切時間）ならば修正を可能として、データ中継装置間で通信価格を相互に提示し合うことで、通信価格の高騰を抑制できる。
【００６６】
なお、適合度の算出のために、必ずしも、帯域幅、通信価格に関する情報を用いる必要はない。
【００６７】
次に、図７は、データ中継処理装置が管理する処理状態の情報に関して説明する図である。
【００６８】
上述した従来からの課題として、経路探索の際に、データの中継処理を行う端末の負荷が高くても、データ中継処理の探索の対象として選ばれる可能性があるため、負荷の高い中継端末が探索対象として選ばれた場合、データ中継処理にたくさんの時間を費やすことがあげられていた。
【００６９】
この課題に対して、データの中継処理端末の処理状況（端末の負荷、データの処理で使用されているバッファ容量、利用可能な伝送帯域幅、伝送品質）に応じて、経路情報の広告間隔を動的に変更させることで、過負荷のデータの中継処理を行う端末を中継端末の対象から除外することが容易になる。
【００７０】
これにより、負荷の高くないデータの中継処理の端末を簡単に選択してデータの中継処理を行うことが可能になるため、ネットワーク全体としての伝送路の利用効率を向上させることが期待できる。
【００７１】
同図の例では、データ中継処理装置毎に、データ中継処理装置毎の負荷の状態（負荷はパケットを処理するバッファの残容量と定義してもよいし、データを処理するプロセッサ負荷であると定義してもよい）、データ中継処理装置での処理（たとえば送出振り分け処理など）によって発生する遅延やジッタ、パケットロス、帯域予約が受付可能かどうかの可否の情報、これらデータ中継処理装置の処理状況の通知間隔、通知する処理状況に関する情報の有効期限について管理している。
【００７２】
たとえば、データ中継処理装置１の場合、中継装置の負荷は１０％、遅延／ジッタは５００ｍｓｅｃ、パケットロスは０％、帯域予約の受け入れは可能、これらデータ中継処理装置に関する情報の通知間隔は５０秒ごととなっている。また、これら情報の有効期限は１００秒間とし、これら情報は他のデータ中継処理装置に通知される。
【００７３】
通知方法はマルチキャスト通信方式を用いてもよいし、１対１で通信を行って通知しても良い。あわせて、自らのデータ中継処理装置で予約中の帯域に関する情報を他のデータ中継処理装置に通知してもよい。データ中継処理装置の処理状況に応じて、データ中継処理装置の処理状況に関する情報の通知間隔を変化させることでデータ中継処理装置の負荷を低減させることが期待できる。
【００７４】
たとえば、過負荷のデータ中継処理装置の通知間隔を長くすることで、データ中継の対象からはずすことが可能となるため、データ中継処理装置の負荷を低減できることが期待できる。
【００７５】
次に、図８から図１２を用いて、伝送帯域の予約と譲渡を例に、伝送帯域予約の方法および譲渡の方法に関して、より具体的に述べる。なお、本実施の形態は伝送帯域の交換を行う際にも同様な方法で実施できる。
【００７６】
図８は、データ中継装置の資源の割当状況を管理する占有回線管理装置８０１に関する図である。データに記された宛先（たとえば、インターネット・プロトコルであればＩＰアドレス）に応じてデータを中継し、伝送帯域の予約が可能なデータ中継処理装置３１の資源の割当状況を管理の対象とする。占有回線管理装置８０１は、データ中継処理装置毎の帯域の予約状態を管理する予約状況管理部３０１と、データ中継処理装置の伝送路での配置状況を管理する配置状況管理部３０２と、データの送受信の端末間で伝送帯域が予約された一連のデータ中継処理装置を占有回線として記録、管理する占有回線管理部３０３と、これら各部を制御、管理する占有回線制御部３０４から構成される。
【００７７】
次に、図９は、占有回線管理装置が管理する情報について説明する図である。図８に示す配置情報管理部３０２は、データ中継処理装置３１毎の近隣のデータ中継処理装置への接続先を管理している。
【００７８】
図９の例では、データ中継処理装置９０１は、データ中継処理装置９０２および９０３に接続されている。たとえば、インターネット分野ではパケットの中継装置であるルータ間の経路情報をルータ間で伝達するためのプロトコルとしてＲＩＰ（Routing Information Protocol）やＯＳＰＦ（OpenShortest Path First）が従来から用いられている。本発明においてもデータ中継処理装置の配置情報は、ＲＩＰやＯＳＰＦといった経路情報の伝達プロトコルを用いてもよい。
【００７９】
予約状況管理部３０１は、データ中継処理装置毎の、予約された帯域や割り当て可能な残りの帯域に関する情報を管理している。図９の例では、データ中継処理装置９０１は、帯域として１０Ｍ割り当てられている。帯域に関する情報はデータ中継処理装置毎の伝送帯域の合計でも、アプリケーション毎の個別の割り当て情報であってもよい。
【００８０】
また、割り当て可能な残りの帯域として３０Ｍがある。占有回線管理部３０３はデータの送受信の端末間で伝送帯域が予約された一連のデータ中継処理装置を占有回線として記録、管理している。図９の例ではデータ中継処理装置９０１、９０２、９０４が同一の経路として登録されている。
【００８１】
たとえば、データ中継処理装置９０１に接続されたデータの送信端末からデータ中継処理装置９０４に接続された受信端末にデータ（たとえば映像や音声）を送信する場合、データ中継処理装置毎に帯域を確保するとともに、データ中継するデータ中継装置を占有回線管理部に登録する。
【００８２】
登録後、データは予約された経路（９０１→９０２→９０４）を中継して伝送される。また、帯域の予約で行った方法と同様に、２つ以上の端末間で過去に占有回線の譲渡に関する情報を占有回線管理装置で管理し、過去に占有回線の譲渡が行われた状況に応じて、新たに帯域の予約すべきデータ中継処理装置や通信価格を決定してもよい。
【００８３】
たとえば、譲渡回数が多い占有回線はなるべく新たな占有回線の置き換え処理を発生させないようにすることが可能である。有効期限に関しても前述と同様な効果が期待できる。占有回線毎に付加された譲渡回数により、ネットワーク利用の不公平や伝送品質の急激な劣化を防ぐことが可能である。
【００８４】
次に、図１０は占有回線管理装置とデータ中継処理装置の関係について説明する図である。
【００８５】
図１０（ａ）に示すように、占有回線管理装置１００１〜１００３は、データ中継処理装置１０１１〜１０１３のそれぞれに設けてもよいし（分散型）、図１０（ｂ）に示すように、１つの占有回線管理装置１００１が、複数個のデータ中継処理装置１０１１〜１０１３を管理してもよい（集中型）。前者は１つのデータ中継処理装置が故障しても障害に強いが、情報交換（データ中継処理装置の伝送路での配置状況、データ中継処理装置の帯域の予約状況、占有回線の状況など）のためのトラヒックは増大する。後者は、逆に故障に弱く、情報交換のトラヒックは減少させることができる。
【００８６】
次に、図１１は、２つ以上の端末間で帯域予約の競合が起こった場合の競合の解消方法について説明した図である。
【００８７】
たとえば、ある１つのサーバに複数の端末装置からアクセス要求が発生し、帯域の予約が数多く発生した場合、実際に存在する帯域幅よりも多くの帯域予約の要求が発生する可能性が大きい。競合が起こった端末装置同士で帯域の譲渡を行い、競合の解消ができない場合（帯域の確保ができない場合）に占有回線自身の譲渡を行う（端末装置主導型の帯域、占有回線の管理）。
【００８８】
新たに占有回線の確保が必要な場合、複数の経路が選択できる可能性がある。この場合に経路の選択基準として、占有回線もしくは帯域の予約もしくは譲渡を行うかの判断は、占有回線や帯域の使用実績、利用可能な伝送帯域、データ中継処理装置の負荷状態、帯域や占有回線の譲渡に関する情報に基づいて判断することができる。
【００８９】
データ中継装置間で、利得関数（ｆ）を、
ｆ＝Ｃ／（Ｒ・Ｂ・Ｋ） …（数１）
但し、Ｃ：予約可能な回線容量
Ｒ：占有回線の譲渡の回数
Ｂ：データ中継装置の負荷
Ｋ:帯域の譲渡回数
により定義して次にデータを中継すべきデータ中継装置を決定してもよい（データ中継処理装置主導型の帯域、占有回線の管理）。
【００９０】
数１に示す利得関数は、次の戦略に基づいて設定されている。１）自らのデータ中継処理装置から接続できるデータ中継処理装置から回線容量の残りが大きい伝送路を選択、２）占有回線の張り替え（譲渡）回数の少ない回線を選択（譲渡が全般的に増えると譲渡のオーバーヘッドが無視できなくなるため）、３）データ中継処理装置の負荷が小さいデータ中継装置を選択（ここで定義する負荷とは、バッファの残容量と定義してもよいし、データを処理するプロセッサ負荷であると定義してもよい）、４）過去に帯域の譲渡の回数が少ない帯域を譲渡の対象であるとする。譲渡が全般的に多い帯域は譲渡のためのオーバーヘッドが無視できなくなる。
【００９１】
さらに利得関数に実際の占有回線や帯域の過去の使用効率を係数として反映させることでネットワーク全体の使用効率を向上させることが期待できる。また、利得関数に基づいて通信費用を算出してもよい。
【００９２】
最後に、端末装置が占有回線を設定する方法について、図１１を用いて、例をあげて説明する。
【００９３】
１）まず、図１１のステップ１１０１に示す様に、各端末装置はユーザの要望で発生した占有回線の取得要望（利用帯域、要望を発生させた端末、接続先の端末（通常はサーバ））に応じて、ダイクストラのアルゴリズム（最短経路を求めるアルゴリズムの１方法）で個別に経路選定を行い（伝送路上でのデータ中継処理装置の配置状態はＲＩＰやＯＳＰＦによるプロトコルで公知であるとする）、帯域割り当ての要望を占有回線管理部に通知する（たとえば、先に示した利得関数から利得が大きい経路を選択）。
【００９４】
なお、決定された経路にデータを通過させる方法としては、インターネットの場合は、ソース・ルーティングを利用することができる。すなわち、通過するルータのＩＰアドレスをあらかじめ、すべて記述しておくことで決定された経路にデータを通過させることができる。
【００９５】
２）そして、同図のステップ１１０２に示す様に、競合経路に関しては競合を最初に検出した端末装置が、すべての競合相手に対して個別にネゴシエーションし、競合相手の競合している経路情報を取得する（たとえば、帯域や占有回線の譲渡など各データ中継処理装置や占有回線管理装置が管理する情報）。
【００９６】
３）次に、同図のステップ１１０３に示す様に、競合を最初に検出した端末装置は、取得した情報をもとに迂回路を決定する（たとえば、利得関数が大きくなる経路を選択）。
【００９７】
４）そして、同図のステップ１１０４に示す様に、競合が解消されない場合、競合経路を使用しているデータ中継処理装置に対して、迂回路の結果を通知する。
【００９８】
５）次に、迂回路を通知された中継処理装置は自らの経路を削除する（拒否も可能にしてもよい）。即ち、同図のステップ１１０５に示す様に、迂回路を通知された中継処理装置は、最初に競合を検出した端末装置以外の競合相手の端末装置の競合している区間の経路を削除する。
【００９９】
６）そして、相手の迂回路を参考に自らの経路を探す。即ち、同図のステップ１１０６に示す様に、最初に競合を検出した端末装置以外の競合相手の端末装置は、最初に競合を検出した端末が示した迂回路を元に自らの新たな経路を検索する。
【０１００】
次に、図１２に示したように、データ中継処理装置自身が、データ中継処理装置の配置状況、帯域の予約状況、占有回線の設定状況を取得して、次の中継すべきデータ中継処理装置を決定（伝送帯域や占有回線の設定）してもよい（図１２（ａ））。また、端末装置が同様に中継すべきデータ中継処理装置を決定してもよい（図１２（ｂ））。
【０１０１】
なお、図１０（ａ）に示すように、占有回線管理装置はデータ中継処理装置毎に設けてもよいし（分散型）、図１０（ｂ）に示すように、１つの占有回線管理装置が複数個のデータ中継処理装置を管理してもよい（集中型）。
【０１０２】
本発明は、インターネットだけではなく、ＡＴＭやＩＥＥＥ１３９４のようにデータリンクレベルでの帯域予約が可能なネットワークへの適用も可能である。
【０１０３】
尚、上記実施の形態で述べた各ステップの全部又は一部をコンピュータにより実行させるためのプログラムを磁気ディスクや光ディスクなどの記録媒体に記録させたプログラム記録媒体を作成することが出来る。この様なプログラム記録媒体を用いて、上記プログラムをコンピュータにインストールすることにより、上記と同様の処理を実行させても良い。この場合も上記と同様の効果を発揮する。
【０１０４】
又、本発明は、コンピュータを用いてソフトウェア的に実現してもよいし、又、専用の回路構成によりハードウェア的に実現してもよい。
【０１０５】
以上述べた様に、本発明によれば、上記（１）の課題に対しては、伝送帯域の譲渡もしくは交換可能な期間、および必要な費用に関する情報をネットワーク資源の利用計画、又は使用実績として伝送帯域予約時に用い、伝送帯域の利用者の利用計画もしくは使用実績に基づいた伝送帯域および通信価格の管理を行うことで、伝送路の利用効率向上を図ることが期待できる。
【０１０６】
（２）の課題に対し、伝送資源（帯域）予約の際に、複数の伝送資源が選択可能な場合、処理可能な伝送資源毎に選択される可能性を示す適合度に関する情報と、選択の締め切り時刻に関する情報を用いて、伝送資源予約が可能な資源間で適合度を通知しあうことで、資源利用の際の通信価格の設定が高くなるのを防ぎ、伝送路の利用効率を向上させる。
【０１０７】
さらに、データの中継処理を端末の処理状況（端末の負荷、データの処理で使用されているバッファ容量、伝送品質、利用可能な伝送帯域幅）に応じて、経路情報の広告間隔を動的に変更させることで、過負荷のデータの中継処理を行う端末を中継端末の対象から除外することが容易になる。これにより、負荷の高くないデータの中継処理の端末を簡単に選択してデータの中継処理を行うことが可能になるため、ネットワーク全体としての伝送路の利用効率を向上させることが期待できる。
【０１０８】
これにより、ネットワークの伝送品質や資源（伝送帯域）の利用計画や使用状況に応じて、伝送帯域の割当や通信価格の決定を行うことで、ネットワーク全体の資源の使用効率を向上させる。
【０１０９】
図１３は、本発明における帯域予約を行う方法について説明する図である。
【０１１０】
帯域管理部１１０１における、パケットを分類する規則としては、アドレス（たとえば、宛先あるいは送信元のＩＰアドレス、フローの種類を識別できるＩＤ）やポート番号、プロトコルタイプ（たとえば、ＵＤＰ、ＴＣＰ、ＨＴＴＰ、ＲＴＰなど）による分類などが考えられる。
【０１１１】
これらの分類規則はパケット分類規則１１０２に記述され、このパケット分類規則１１０２に基づき、たとえば、同一の宛先ＩＰアドレスをもつパケットを同一の処理グループに分類するパケット分類部１１０３を備える（ただし、同一の宛先ＩＰアドレスではなく同一のサブネットや、マルチキャストアドレスに配送されるＩＰパケットを同一の処理グループに分類しても良い）。
【０１１２】
伝送帯域を予約する規則を記述する帯域予約規則１１０４では、伝送品質に対する規定を記述する。たとえば、パケットロス率、遅延時間、ジッターに関する記述を行う。帯域予約部１１０５では帯域予約規則手段１１０４で記述された伝送品質を満たすように、同一の処理グループに分類されたパケット群に対して伝送帯域を動的に確保する。たとえば、同一の宛先ＩＰアドレスをもつＩＰパケットの伝送帯域が１Ｍbps使用していて、帯域予約規則の記述がパケットロス率０％になるように制御しなければならない場合、帯域予約部１１０５は１Ｍbpsの伝送帯域を予約する。
【０１１３】
同一の宛先ＩＰアドレスをもつＩＰパケットの伝送帯域が大きく変動する場合、観測される平均の伝送帯域を確保し、平均の伝送帯域が大きく変動したときに、逐次、予約する伝送帯域を、要求されている品質になるように変化させてもよい。また、該当のＩＰアドレスをもつＩＰパケットが観測されなくなった場合、伝送は終了したものとして帯域の予約は開放する。
【０１１４】
複数の宛先ＩＰアドレスが存在する場合（受信端末が複数ある場合）、予約できる伝送帯域には上限があるため、予約できる帯域に制限を与える必要がある。その方法としては、宛先ＩＰアドレス毎（プロトコルタイプやポート番号を含めても良い）に割り当て可能な絶対的な帯域幅を記述する方法、あるいは相対的な割合（パーセンテージなど）を記述する方法、割り当ての優先順位を記述する方法が考えられる。
【０１１５】
優先順位を記述する場合、上位の宛先ＩＰアドレスから順に必要な伝送帯域を割り当てる方法と（下記の優先順位の宛先ＩＰアドレスには伝送帯域が割り当てされない可能性がある）、優先順位に基づいて、宛先ＩＰアドレス毎に割り当てる帯域の上限の比率を決定する方法がある。
【０１１６】
図１４は、ＩＰパケットへ優先度情報を付与する方法について説明する図である。
【０１１７】
帯域予約された伝送帯域内で優先度伝送の処理を行う場合（１１１０）、ＩＰパケットへの優先度情報の付加が課題となる。同一の宛先ＩＰパケットに、優先度を付与する基準を管理する優先度付加規則１１０６と、優先度を付与する基準に基づき、ＩＰパケットに優先度を付与する優先度付加部１１０７を備える。
【０１１８】
優先度を付与する基準としては、送信元ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコルタイプに基づき、付与すべき優先度を予め決定しておく方法と、利用者の指示により動的に変更する方法が考えられる（優先度を高くしたい送信元ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコルタイプを利用者が指示する）。
【０１１９】
優先度処理部１１０９はDiffServなどのＩＰパケットに付与された優先度処理規則１１０８に基づき、パケットの優先度処理を行うモジュールである。
【０１２０】
図１５は情報の発信を行う端末装置１１１１で優先情報を付与する方法について説明する図である。
【０１２１】
図の例では、宛先ＩＰアドレス毎に分類した後に、優先度情報を付与するのではなく、情報発信を行う端末装置１１１１で優先度情報の付与を行う。図１４の構成の利点は情報発信を行う端末装置に優先情報を付与する機能が必要ではない点が利点である。
【０１２２】
図１５の構成の利点は優先処理制御部１１１０に宛先ＩＰアドレス毎にパケットをまとめる機能の必要がないという点が利点である。
【０１２３】
図１６は、優先度の付加方法について説明する図である。
【０１２４】
図の例では、端末の優先度、メディア毎の優先度（たとえば、映像、音声といったメディア単位に優先度を付与する）、フレーム毎の優先度（たとえば、映像のイントラフレームやインターフレーム毎に優先度を付与を行ったり、音声ならば有音部と無音部で優先度の付与を変更する）を上ビットから順に２ビットづつ割り当てる。ただし、端末の優先度、メディア毎の優先度、フレーム毎の優先度、これらすべての優先度を利用する必要はない。
【０１２５】
以上述べたことから明らかなように、本発明は、ネットワーク全体の資源の使用効率をより向上させることが出来るという長所を有する。
【０１２６】
次に、本発明の情報廃棄装置と情報廃棄方法の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、本明細書では、コンテンツという意味は、映像、音声、テキストなどのマルチメディア情報を意味する。
【０１２７】
図１７は、コンテンツに付与された処理優先度に応じてパケット廃棄を行う本発明の情報廃棄装置の第１の実施の形態を示す図である。図１７の情報廃棄装置は、インターネット・プロトコルのパケット（以下IPパケットと略す）に分割されたコンテンツ（動画、音声、テキストなどのコンテンツ）において、コンテンツに付与された処理優先度を、インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応づける優先度対応管理部１と、パケットに付与された優先度に基づいて、パケットを少なくとも２つ以上の異なる廃棄確率を有する廃棄クラスに分類し、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する廃棄クラス管理部２を備えている。
【０１２８】
優先度対応管理部１は送信端末側あるいは受信端末側にあってもよし、ゲートウエイやルータにあってもよい。
【０１２９】
廃棄する機構（廃棄クラス管理部２）は図１８で示すDiffServを用いてもよい。図２４は、その例を示す。すなわち、構内LANには、複数個の監視カメラAVCodec１〜AVCodecＮと、Webと、DiffServとが存在し、それぞれの機器から出力されたAVデータはDiffServへ入力される。そのDiffServeからの出力はISDN回線を通じて、自宅などの受信端末に送信されるようになっている。本用途例は伝送帯域が異なるゲートウェイへの適用例である。
【０１３０】
図１８はDiffServの基本動作について説明する図である。IPパケットを廃棄するメカニズムとしては、IETFで標準化されているDiffServ（IPパケットの優先度フィールドを用いたパケット廃棄処理技術）の枠組みを利用することができる。
【０１３１】
このDiffServは、図１８に示したように、４つの異なる廃棄確率からなる廃棄クラスを備え、また各クラスは３つの異なる廃棄確率のキューを備えている。
【０１３２】
図１９は、上記廃棄クラス管理部２において行われる、コンテンツの優先度をIPパケットに対応付ける方法を説明する図である。図１７で示した情報廃棄装置では、優先度の基準として、映像もしくは音声あるいは制御情報という、ストリームの種類に基づく優先度３４（stream priority (4bits) :relative priority in each content)と、映像もしくは音声のフレームの種類に基づく優先度３５（frame priority (4bits): relative priority in each stream）がある。
【０１３３】
フレームの種類の優先度は４ビットが割り当てられ、“０”が一番優先度が高いとする。ストリームの種類の優先度も４ビットが割り当てられており、“１５(=2**4−1)”が一番高い処理優先度であると定義する。
【０１３４】
一方、IPパケットの優先度を示すためには、わずか５ビットしか割り当てられていない。そこで、上述した、映像や音声に付与された２種類の処理優先度をIPパケットの優先度に対応付けるために、ストリーム種類で付与される処理優先度と、フレームの種類で付与される処理優先度とに、オフセット値を加える工夫をする。
【０１３５】
図１９の例では、
AU優先度＝ストリーム優先度−フレーム優先度＋１６ …（数２）
のように、オフセット値を１６とすることで、コンテンツに付与された２種類の処理優先度を IP パケットの処理優先度である５ビット分に対応付けることが可能になる（ MPEG4 へ適用した場合は、 AU(Access Unit) 優先度とよばれる）。１〜３１段階となる。
【０１３６】
なお、処理優先度はフレームといった小さい単位の種類ではなく、MPEG１で定義されているようなGOBとったフレームのある大きさ集合単位で付与してもよい。さらには、文章であれば、章や節といった単位でもよい。加えて、端末の優先度を加味してもよい。
【０１３７】
図２０は、図１７で示した上記廃棄クラス管理部２で引き続いて行われる動作を説明する図である。上述のように、IPパケットへの処理優先度４１の付与４２が完了すると、DiffServを用いた場合、１２段階の廃棄クラス４３に分離される。
【０１３８】
IPパケットの処理優先度のためのフィールドとしては、IPv4の場合はToSフィールドを、IPv6の場合はトラヒック・クラスのフィールドを利用する。
【０１３９】
図２１は、本発明の情報廃棄装置の第２の実施の形態を示す図である。本実施の形態は、あらかじめ送信元と送信先との間で決められた廃棄クラス内で、上述のように、コンテンツに付与された処理優先度に応じてIPパケットを廃棄する装置である。
【０１４０】
本実施の形態にかかる情報廃棄装置は、インターネット・プロトコルのパケットに分割されたコンテンツのそれらパケットの優先度フィールドに対して、コンテンツに付与された処理優先度を対応づける優先度対応管理部５０１と、そのようにしてパケットに付与された優先度に基づいて、パケットをあらかじめ指定された第１の廃棄クラスに分類する第１の廃棄クラス管理部５０２と、前記パケットを、第１の廃棄クラスのそれぞれに設定されている２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに分類して、ネットワーク負荷に応じてパケットを廃棄する第２の廃棄クラス管理部５０３とを備える。
【０１４１】
上述した、パケットをあらかじめ指定した第１の廃棄クラスに割り当てる方法としては、上述したように、発信元アドレスや、そのポートアドレス、受信元アドレスや、そのポートアドレスで分類する、さらにそれに加えて、パケットの種類やプロトコルの種類例えばUDP/TCP httpなどで分類する方法がある。
【０１４２】
図２２は、図２１で示した情報廃棄装置の動作を説明する図である。IPパケットへの処理優先度６１の付与が完了すると、優先度フィールド６２に書き込まれ、さらに、パケットはあらかじめ指定した第１の廃棄クラス６３に向かい、IPパケットに付与された優先度に基づき、DiffServでは３段階の廃棄クラスへ分類される。本実施の形態の方法は、図１７で述べた第１の実施の形態の方法にくらべて、付与されている処理優先度の値の変動の幅が小さい場合は、図１７より有効に動作する。図１７と同様に端末の優先度を加味してもよい。
【０１４３】
図２３は、本発明の情報廃棄装置の第３の実施の形態を示す図面である。
【０１４４】
本実施の形態は、図２１に示した第２の実施の形態の情報廃棄装置とは構成は同じであるが、IPパケットを廃棄クラスに分類する方法が異なる。本実施の形態にかかる情報廃棄装置は、コンテンツのストリームの種類で付与された処理優先度７１と、フレームの種類で付与された処理優先度７２を、インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールド７３に対応づける優先度対応管理部501と、ストリームの種類の処理優先度に基づいて、２つ以上の異なる廃棄確率を有する第１の廃棄クラス７４に分類する第１の廃棄クラス管理部502と、フレームの種類あるいは、フレームの所定の大きさの集合単位で付与された処理優先度（たとえばMPEG1ではGOB、また文書であれば章や節といった単位）に基づいて、第１の廃棄クラス７４のそれぞれを、さらに２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラス７５に分類して、ネットワーク負荷に応じてパケットを廃棄する第２の廃棄クラス管理部503を備える。ここでストリームの種類で付与された処理優先度７１の代わりに端末の優先度を、フレーム優先度の代わりにストリーム優先度を割り当ててもよい。
【０１４５】
図２１を参照して、実施の形態の動作を次に説明する。コンテンツに付与された２種類の処理優先度（ストリーム優先度７１とフレーム優先度７２）はそれぞれIPパケットの処理優先度の領域７３に独立に記述される（４ビットのストリーム優先度は３ビットに、４ビットのフレーム優先度は２ビットに変換する）。その際、優先度の精度が落ちることはやむを得ない。
【０１４６】
次に、IPパケットは処理優先度に記述されたストリーム優先度７１にしたがって４段階の第１の廃棄クラス７４に分類される。また、分類されたIPパケットはフレーム優先度７２に従い、３段階の第２の廃棄クラス７５にそれぞれ分類される。他の方式に比べ本方式は、コンテンツに記述された優先度により明示的に廃棄クラスの指定をすることが可能であるという長所を有する。
【０１４７】
なお、上記実施の形態では、コンテンツに付与された処理優先度をIPパケットに対応付けたが、本発明では、RTP（Real Time Transfer Protocol）のパケットへ対応付けてもよい（たとえば、拡張フィールドを用いる）。
【０１４８】
また、本発明のパケット廃棄機構は、上述したDiffServに限定されることはない。
【０１４９】
また、本発明に利用する優先度は、上述の実施の形態では、ストリームの優先度と、フレームに関する優先度との組み合わせであったが、それに限らず、端末の種類による優先度、ストリームの優先度、フレームの優先度をすべて組み合わせたもの、さらには、端末の優先度と、ストリーム優先度若しくはフレーム優先度との組み合わせであってもよい。加えて、ポート番号やアプリケーション単位、ユーザー単位での優先度などを加味してよい。
【０１５０】
また、本発明に利用する優先度は、監視カメラなどの外部から送られてきてもよいし、DiffServが割り当ててもかまわない。
【０１５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ネットワーク負荷に応じて前記パケットを廃棄する情報廃棄方法により、従来の方法よりも、より柔軟な処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 データの中継を行うデータ中継処理装置の構成を示す図
【図２】 伝送帯域の譲渡を用いた伝送帯域の予約、譲渡、通信価格の決定を行う方法について説明する図
【図３】 伝送帯域の交換を用いた伝送帯域の予約、交換、通信価格の決定を行う方法について説明する図
【図４】 過去に伝送帯域の譲渡もしくは交換の処理を行った処理実績に基づいて伝送帯域の予約、譲渡、交換、通信価格の決定を行う方法について説明する図
【図５】 伝送帯域予約可能な伝送帯域を使用する頻度を用いた伝送帯域の予約、譲渡、交換方法について説明する図
【図６】 伝送資源予約時に複数の伝送資源が選択可能な場合、伝送資源の予約が可能な資源間で通信価格を調整する方法について説明する図
【図７】 データ中継処理装置が管理する処理状態の情報に関して説明する図
【図８】 データ中継装置の資源の割当状況を管理する占有回線管理装置に関する図
【図９】 占有回線管理装置が管理する情報について説明する図
【図１０】 （ａ）：占有回線管理装置とデータ中継処理装置の関係について分散型を説明する図
（ｂ）：占有回線管理装置とデータ中継処理装置の関係について集中型を説明する図
【図１１】 ２つ以上の端末間で帯域予約の競合が起こった場合の競合の解消方法について説明するフローチャート
【図１２】 （ａ）、（ｂ）：データ中継処理装置と占有回線管理装置の関係に関して説明する図
【図１３】 本発明における帯域予約を行う方法について説明する図である。
【図１４】 ＩＰパケットへ優先度情報を付与する方法について説明する図である。
【図１５】 情報の発信を行う端末装置で優先情報を付与する方法について説明する図である。
【図１６】 優先度の付加方法について説明する図である。
【図１７】 本発明の第１の実施の形態における、コンテンツに付与された処理優先度に応じてパケット廃棄を行う情報廃棄装置に関するブロック図
【図１８】 上記第１の実施の形態における、DiffServの基本動作について説明するための図
【図１９】 上記第１の実施の形態における、コンテンツの優先度をIPパケットに対応付ける方法を説明する図
【図２０】 図１で示した情報廃棄装置の動作を説明する図
【図２１】 本発明の第２の実施の形態を示す図であり、あらかじめ指定された廃棄クラスに分類した後さらに、コンテンツに付与された優先度に応じてIPパケットを廃棄する情報廃棄装置について説明するブロック図
【図２２】 図５で示した情報廃棄装置の動作を説明する図
【図２３】 本発明の第３の実施の形態を示す図であり、複数の優先度を、別個独立に、IPパケットに対応づける方法を説明するための図
【図２４】 本発明の実施の形態の典型例を示す模式的構成図
【符号の説明】
１、５０１ 優先度対応管理部
２ 廃棄クラス管理部
３０ コンテンツ
３１ ビデオストリーム
３２ オーディオストリーム
３３ IPパケットの優先度
３４、７１ ストリームの優先度
３５、７２ フレームの優先度
４１、６１、７３ IPパケットの優先度
４２、６２ 書き込み先
４３ 分類
６３ あらかじめ決まった分類
７４ ストリームの優先度に基づく分類
７５ フレームの優先度に基づく分類
１００ データ中継処理装置
１０１ データ受信部
１０２ データ送出決定部
１０３ データ送出部
１０４ 伝送帯域管理部
１０５ 伝送帯域予約管理部
１０６ 制御部
１１０ 端末装置Ａ
１１１ 端末装置Ｂ
１１２ 端末装置Ｃ
１２１ サーバー１
１２２ サーバー２
３０１ 予約状況管理部
３０２ 配置状況管理部
３０３ 占有回路管理部
３０４ 占有回路制御部
５０２ 第１廃棄クラス管理部
５０３ 第２廃棄クラス管理部
１００１〜１００３ 占有回路管理装置
１０１１〜１０１３ データ中継処理装置
１１０１ 帯域管理部
１１０２ パケット分類規則
１１０３ パケット分類部
１１０４ 帯域予約規則
１１０５ 帯域予約部
１１０６ 優先度付加規則
１１０７ 優先度付加部
１１０８ 優先度処理規則
１１０９ 優先度処理部
１１１０ 優先度処理制御部
１１１１ 端末装置
Claims (2)
- コンテンツのストリームの種類に応じて付与されたストリーム処理優先度と、フレームの種類に応じて付与されたフレーム処理優先度とを、インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応づける優先度対応管理ステップと、
前記ストリーム処理優先度に基づいて、前記コンテンツのストリームを、２つ以上の異なる廃棄確率を有する第１の廃棄クラスに分類する第１の廃棄クラス管理ステップと、
前記第１の廃棄クラス管理部で分類された前記コンテンツのストリームにおけるフレームを、前記フレーム処理優先度に基づいて、２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに分類する第２の廃棄クラス管理ステップと、を具備し、
前記第２の廃棄クラス管理ステップでは、ネットワーク負荷が大きいほど、前記第１の廃棄クラスと前記第２の廃棄クラスとの廃棄確率が大きいパケットを廃棄する、情報廃棄方法。 - コンテンツのストリームの種類に応じて付与されたストリーム処理優先度と、フレームの種類に応じて付与されたフレーム処理優先度とを、インターネット・プロトコルのパケットの優先度フィールドに対応づける優先度対応管理部と、
前記ストリーム処理優先度に基づいて、前記コンテンツのストリームを、２つ以上の異なる廃棄確率を有する第１の廃棄クラスに分類する第１の廃棄クラス管理部と、
前記第１の廃棄クラス管理部で分類された前記コンテンツのストリームにおけるフレームを、前記フレーム処理優先度に基づいて、２つ以上の異なる廃棄確率を有する第２の廃棄クラスに分類する第２の廃棄クラス管理部と、を具備し、
前記第２の廃棄クラス管理部は、ネットワーク負荷が大きいほど、前記第１の廃棄クラスと前記第２の廃棄クラスとの廃棄確率が大きいパケットを廃棄する、情報廃棄装置。
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