JP2002044136A - マルチプロトコルネットワーク用のフロー制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 或るプロトコルの通信によって他のプロトコ
ルの通信が影響を受けるのを防止する。 【解決手段】 回線の通信状況の変動に伴い回線に送出
するパケットの流量を最適化するフロー制御装置におい
て、通信量を監視して最適化するための設定値を保存す
るテーブル２１と、このテーブル２１の設定値と監視し
て得られた通信量とからフロー制御の際の最大帯域占有
率を算出する通信量モニタ判断制御機能２３と、この機
能２３で算出した最大帯域占有率を用いてパケットをＷ
ＡＮへ送出可能かを判断するスイッチング機能２４とを
設け、或るプロトコルのパケットを送出する場合に当該
プロトコルの最大帯域占有率を越えると予測されたとき
は当該プロトコルのデータパケットを破棄し、他のプロ
トコルの通信に影響を与えないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマルチプロトコルネ
ットワークにおけるトラフィックフローを制御するフロ
ー制御装置に係り、特に、網制御装置（例えばルータ）
にてパケットの輻輳が発生した場合にプロトコル及びア
プリケーションサービス毎に設定した優先度に基づき回
線上に送出するパケットのフロー制御を行い限られた回
線帯域での性能確保を可能とするフロー制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複数のプロトコルパケットを処理するル
ータでは、特定のプロトコルパケットを回線上に流す
か、流さずに破棄するかの選択が可能である。全てのパ
ケットには実データ部以外に通信管理用のヘッダ部が備
わっており、このヘッダ部の情報を基にパケットがどの
プロトコル及びアプリケーションサービスに属している
のかのパケット種別を判別することができる。パケット
種別を判別した上で、そのパケットを回線上に送出する
かしないかを決定する機能をフィルタリングと呼ぶ。こ
の機能により、必要と判断されるパケットのみを回線上
に送出することが可能となる。

【０００３】ここでプロトコル及びアプリケーションサ
ービスは、大別して、通信要求が発生した時点で、ある
データ送信局から他の特定のデータ送信局へのパケット
伝送を制御するものと、不特定多数間でブロードキャス
トパケットを定期的に送受信し、ネットワークの制御情
報交換を行うものの２種類が存在する。

【０００４】前者の２点間の通信制御を行うプロトコル
及びアプリケーションサービスにおいて、各プロトコル
及びアプリケーションサービスのパケットによっては業
務遂行上必須のものも有れば付加的なものもあり、限ら
れた帯域においての通信性能の維持を求めるならば業務
の優先度を考慮する必要がある。前述のフィルタリング
機能では、パケットを送出するかしないかを固定的にし
か設定出来ないため、回線上に送出する必要はあるが優
先度が異なるパケットを同時に処理しなければならない
状況になった場合、優先度に関係無く先着優先にてパケ
ット送出が行われてしまう。

【０００５】また後者のブロードキャストパケットを定
期的に送受信することによりネットワークの制御情報を
交換するタイプのものについては、例えばＩＰＸ（Inte
rnetPacket Exchange：米ノベル社が開発したネットワ
ーク層のプロトコル）サーバーサービスを通知するプロ
トコルであるＳＡＰ（Service Advertisement Protoco
l：米ノベル社が開発したトランスポート層のプロトコ
ル）を用いている環境では、各ＩＰＸサーバから６０秒
毎にサービス情報を格納したパケットがネットワークに
送出される。このＳＡＰブロードキャストによるトラフ
ィックはＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）セグメ
ント上ではあまり大きな負担とはならないが、数百台の
サーバから構成される大規模なネットワークの場合、Ｗ
ＡＮ（広域ネットワーク）セグメントに与える負荷は無
視できないものとなる。

【０００６】図１はプロトコルＡ，プロトコルＢ，プロ
トコルＣのパケットがルータ装置を経由してＷＡＮに送
出される様子を表している。図１のキューとは先入れ先
出し方式（ＦＩＦＯ方式）の待ち行列を表す。待ち行列
に格納（キューイング）されたパケットは、ＷＡＮ側の
帯域が空き次第、先に格納されたものから順にＷＡＮに
送出されていく。ここでは便宜上、プロトコル及びアプ
リケーションサービスのことをプロトコルと呼ぶことと
する。よって例えば、プロトコルＡはＴＣＰ／ＩＰ（Tr
ansmission Control Protocol/Internet Protocol：異
種コンピュータシステム間をネットワークで接続するた
めのデファクトスタンダードプロトコル）プロトコルの
ＦＴＰ（File Transfer Protocol：ファイル転送プロト
コル）サービス、プロトコルＢはＴＣＰ／ＩＰプロトコ
ルのＲＩＰ（Routing Information Protocol：経路制御
プロトコル）サービス、プロトコルＣは、米ノベル社の
ＩＰＸ／ＳＰＸ（Internet Packet Exchange/Streams P
acket Exchange：NetWare用に開発されたプロトコル。
ＩＰＸはＩＰに、ＳＰＸはＴＣＰに相当する）プロトコ
ルの全サービス等となる。

【０００７】図１（１）の場合は、ＬＡＮ側からのパケ
ット流入量がＷＡＮの処理能力以内であるため、パケッ
トはそのまま回線に送出される。しかし、図１（２）の
場合のようにＬＡＮ側からのパケット流入量が回線の処
理能力を超えている場合は、パケットは先着優先にてＦ
ＩＦＯ（先入れ先出し）方式の待ち行列に格納された後
に回線に送出される。

【０００８】図２はＲＩＰ，ＳＡＰにおける、６０秒毎
（デフォルト値）にブロードキャスト送信を行った場合
の帯域幅要件を表す図である。この図２によれば、ネッ
トワーク上に１０００サービスのＳＡＰブロードキャス
トが送信された場合の帯域要件幅は９４３０bpsであ
り、これは回線の実効帯域幅が７０％だとすれば、６４
kbps回線の約２０％を占有することとなる。ところであ
る回線帯域の中で、複数のプロトコル及びアプリケーシ
ョンサービスが通信を行う場合、特定のプロトコル及び
アプリケーションサービスにおける通信量の増加によ
り、他のより業務的に重要なプロトコル及びアプリケー
ションサービスの通信性能が劣化する場合がある。

【０００９】ここでの通信性能劣化とは図１（２）のよ
うな状況をいい、パケットが一旦待ち行列に格納されて
から回線上に送出されるために、単位時間あたりに回線
上に送出されるパケット数が減少することを示す。待ち
行列は通常バッファ等の記憶素子上に存在し、その容量
は有限である。待ち行列に新たなパケットを追加するこ
とが出来なくなった場合、溢れたパケットは破棄され
る。これによりプロトコル及びアプリケーションサービ
スによってはパケットの再送が発生し、回線の輻輳状態
が加速される場合もある。

【００１０】上記問題点の解決策として開発された特開
平１０―２４３０１８号公報に記載された技術では、イ
ンデックスデータをパケットのヘッダ部に付加し、イン
デックスデータを評価することによりパケットの優先順
位を判別し、優先度の低いパケットを待機もしくは破棄
することで優先度の高いパケットによる通信の性能を確
保している。

【００１１】また特開平１１―４２２５号では、データ
送信局からのデータ受信局に対する新たなデータ・パケ
ット伝送に関する接続メッセージを事前に検知し、デー
タ・パケット伝送により回線に輻輳が発生すると予想さ
れる場合に、データ送信局がデータ・パケットの送信タ
イミングをずらすことにより輻輳によるパケットの再送
を防止し、回線の有効利用を図っている。

【００１２】更に、特開平１１―３４６２４６号では、
ＩＰヘッダ情報内のパケット優先度情報を基にパケット
を優先度別キューに格納し、ラウンドロビング方式でキ
ューを参照し、パケットを回線に送出している。また、
特開平６―２３２９０４号では、パケットのヘッダ情報
として優先度情報を付加し、この優先度情報を基準に優
先度制御を行っている。更にまた、特開平２０００―１
１５２３２号では、ＴＣＰプロトコルにおけるスライデ
ィング・ウィンドウプロトコルを改良すべくＴＣＰプロ
トコルを修正し、コネクションに利用される最小および
／または最大限の帯域幅に制約を与えるようにしてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来は上述したような
通信性能劣化の問題点があり、それを解決するために開
発された特開平１０―２４３０１８号のようにヘッダ部
にインデックスデータを付加した場合、パケットの形式
が従来と異なったものとなり、既存プロトコルとの互換
性を失うという問題点がある。これは即ちネットワーク
を構成する全ての機器において、新たに追加したインデ
ックスデータを処理する機構を備える必要があるという
ことを意味し、従来のネットワークとの混在、及び従来
のネットワークからの移行は困難であろうと予想され
る。また、付加したインデックスデータの分だけパケッ
トサイズが大きくなり、従来と比して帯域を圧迫するで
あろうことも推定される。

【００１４】特開平１１―４２２５号においては、デー
タ送信局からのデータ受信局に対する新たなデータ・パ
ケット伝送に関する接続メッセージを事前に検知するこ
とが前提となる。このようにエンド間の接続を確立する
ために、データ・パケット伝送に先立って通信制御情報
を交換する方法を「コネクション指向の通信」と呼ぶ。
コネクション指向の通信の代表には、ＴＣＰを使用した
通信が挙げられる。

【００１５】一方、データ・パケット伝送に先立って通
信制御情報の交換を行わない方法を「コネクションレス
の通信」と呼ぶ。コネクションレスの通信の代表には、
ＵＤＰを使用した通信が挙げられる。特開平１１―４２
２５号では、データ・パケット伝送に先立って通信制御
情報を交換しない、コネクションレスの通信を制御でき
ないという問題がある。

【００１６】また、特開平１１―３４６２４６号では、
優先度制御にＩＰヘッダ情報を用いており、それに基づ
いたＴＣＰポート別の優先度制御を行っており、ＴＣＰ
／ＩＰプロトコル以外のプロトコルによるパケットを制
御できないという問題があり、マルチプロトコル環境に
適用できない。特開平６―２３２９０４号では、既存の
ヘッダ形式に新たな情報（優先度情報）を付加すること
で、優先度制御を行っており、既存のプロトコルをその
まま使用することができない。このため、既存プロトコ
ルとの互換性を失うという問題がある。更に、特開平２
０００―１１５２３２号では、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル
環境での通信効率の向上は図れるが、ＴＣＰ／ＩＰを含
むマルチプロトコル環境下においては、他のプロトコル
を制限して通信帯域を確保するため、マルチプロトコル
環境には適さないという問題がある。

【００１７】尚、他の公知例として特開平１１−６４６
２４６号、特開平１２−１１５２３２号、特開平６−２
３２９０４号、特開平１１−３４１０５３号がある。以
下、簡単に説明する。特開平１１−６４６２４６号…こ
れは、ＩＰヘッダ情報内のパケット優先度情報を元にパ
ケットを優先度別キューに格納し、ラウンドロビン方式
でキューを参照してパケットを回線に送出する。この従
来例は優先度制御にＩＰヘッダ情報を用いており、それ
に基づいたＴＣＰポート別の優先度制御を行っている。
即ち、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル以外は本公知例では制御
できない。マルチプロトコル環境での既知のプロトコル
全ての制御はできない。特開平１２−１１５２３２号…
これは、ＴＣＰプロトコルにおけるスライディング・ウ
ィンドウプロトコルを改良したものである。公知例はＴ
ＣＰ／ＩＰプロトコル環境での通信効率の向上を図って
いるが、ＴＣＰ／ＩＰを含むマルチプロトコル環境下に
おいて、重要でないプロトコルを制限することにより重
要なプロトコルの通信帯域を確保するという記載はな
い。特開平６−２３２９０４号…これは、パケットのヘ
ッダ部に専用の優先度情報を付加し、それを基準に優先
度制御を行っている。ヘッダ部に優先度情報等の新規デ
ータを付加した場合パケットの形式が従来と異なったも
のとなり、既存プロトコルとの互換性を失うという問題
点がある。これは即ちネットワークを構成する全ての機
器において、新たに追加したヘッダデータを処理する機
構を備える必要があるということを意味し、従来ネット
ワークとの混在、及び従来ネットワークからの移行が困
難になるものと予想される。また、付加したヘッダデー
タの分パケットサイズが大きくなり、従来と比較して帯
域を圧迫するであろうと推定される。特開平１１−３４
１０５３号…これは、ネットワーク上にエンティティが
発生する都度（具体的にはクライアントＰＣ等のネット
ワークデバイスにアドレス等の識別情報が付与され
る）、それらのエンティティ間に最適なフロー制御を与
える方法論について述べる。この従来例は、例としてＤ
ＨＣＰ（ＩＰアドレスの動的割当を行うプロトコル）や
ＲＡＤＩＵＳ（クライアントサーバモデルのダイアルア
ップ接続ユーザ認証システム）が述べられているが、こ
れらはクライアントとサーバを含むネットワーク全体と
しての仕組みである。ＬＡＮからＷＡＮへパケットを中
継するルータでの動作の記載はない。

【００１８】本発明の目的は、マルチプロトコル環境に
適用でき、しかも、既存のプロトコル（既存のパケット
形式）を用いることにより従来システムとの互換性を保
ちつつ、プロトコル及びアプリケーションサービスの優
先度に応じて、それがコネクション指向の通信であるか
コネクションレスの通信であるかに関わり無く、それぞ
れが用いる帯域を確保可能なパケットのフロー制御装置
を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、異なる種類
のプロトコル及びアプリケーションサービスのパケット
が同じ通信ネットワーク上で混在して通信を行うマルチ
プロトコルネットワークに接続されると共にデータ端末
にも接続され、前記データ端末からのデータパケットを
前記マルチプロトコルネットワークに送出するフロー制
御装置において、各プロトコル及びアプリケーションサ
ービス毎に割り当てられた帯域と、リアルタイムに監視
しているパケット流量とに基づきデータパケットを前記
マルチプロトコルネットワークに送出できるか否かの判
断を行うスイッチング手段を備えることで、達成され
る。

【００２０】好適には、上記において、マルチプロトコ
ルネットワークが広域ネットワーク（ＷＡＮ）であり、
データ端末とフロー制御装置との間がローカルエリアネ
ットワーク（ＬＡＮ）で接続され、前記スイッチング手
段は、異なる種類のプロトコル及びアプリケーションサ
ービスのうち登録されたプロトコル及びアプリケーショ
ンサービスのデータパケットを送出し、登録されていな
いプロトコル及びアプリケーションサービスのデータパ
ケットは破棄する。

【００２１】更に好適には、上記において、前記スイッ
チング手段は、送出するデータパケットのヘッダ情報か
らプロトコル及びアプリケーションサービスの種別を抽
出し、該種別から、当該プロトコル及びアプリケーショ
ンサービスのデータパケットを破棄対象とするか否かを
判断する手段を備え、また、各プロトコル及びアプリケ
ーションサービス毎に優先度を設定しておき、優先度の
低いプロトコル及びアプリケーションサービスのデータ
パケットから破棄し、更にまた、ブロードキャストパケ
ットから破棄する。

【００２２】上記目的はまた、異なる種類のプロトコル
及びアプリケーションサービスのパケットが同じ通信ネ
ットワーク上で混在して通信を行うマルチプロトコルネ
ットワークに接続されると共にデータ端末にも接続さ
れ、前記データ端末からのデータパケットを前記マルチ
プロトコルネットワークに送出するフロー制御装置にお
いて、或るプロトコル及びアプリケーションサービスの
データパケットを送出するとき当該プロトコル及びアプ
リケーションサービスに割り当てられた帯域占有率の上
限しきい値（最大帯域占有率）を越える場合には当該プ
ロトコル及びアプリケーションサービスのデータパケッ
トを破棄する手段を備えることで、達成される。

【００２３】好適には、上記において、前記上限のしき
い値は、所定のサイクル時間間隔毎に、リアルタイムに
監視しているパケット流量と各プロトコル及びアプリケ
ーションサービス毎の優先度とに基づいて動的に更新す
る。

【００２４】通信パケットはヘッダ情報によりそのプロ
トコル及びアプリケーションサービスの内容を特定する
ことが可能である。プロトコル及びアプリケーションサ
ービスには大別して、２点間の通信制御を行うものと、
ブロードキャストパケットによりネットワーク制御情報
を交換するものの２種類がある。ところで、ブロードキ
ャストパケットを破棄した場合、エージング機能により
ルータに格納されているネットワーク情報が消失する可
能性が発生する。エージング機能とは、例えば３分間ブ
ロードキャストパケットを受信しなかった場合に該当す
る項目を削除するメカニズムであり、ハードウェア障害
等の偶発的な要因により変化したネットワーク構成を、
各ルータが持つネットワーク構成情報に反映させるため
の機能である。ブロードキャストパケットを破棄した結
果、エージング機能により、あるルータの持つネットワ
ーク構成情報が実際の構成と異なる内容に変化した場合
でも、輻輳状態が発生しているならばネットワーク情報
が更新されても意味が無く、またブロードキャストパケ
ットは例えば６０秒毎に送信されていることから、回線
の輻輳状態が回復した時点でネットワーク構成情報も正
しい状態に復元されることが期待できる。

【００２５】２点間の通信制御を行うプロトコル及びア
プリケーションサービスのパケットが送信破棄された場
合は、そのプロトコルがコネクション指向の通信制御を
行っていれば、実装するパケット再送手順に従ってリト
ライパケットが送出される。このパケット再送は通常複
数回試行されることから、通信そのものが失敗に終わる
可能性は低い。コネクションレスの通信によるパケット
が送信破棄された場合は、その通信は失敗に終わること
となる。この場合は通信そのものを再試行する必要があ
る。いずれの場合でも、通信可能な帯域が限定された資
源である以上、運用上の優先度が高いプロトコル及びア
プリケーションサービスの通信帯域を確保するために
は、それ以外のプロトコル及びアプリケーションサービ
スで用いる通信帯域を減らす必要がある。

【００２６】回線に輻輳が発生した場合、ブロードキャ
ストパケットは破棄してもパケットの再送は発生せず、
回線の輻輳状態が回復した時点でネットワーク構成情報
も正しい状態に復元される事に着目して、まずブロード
キャストパケットによりネットワーク制御情報を交換し
ているプロトコル及びアプリケーションサービスのパケ
ットを廃棄し、次により優先度が低いプロトコル及びア
プリケーションサービスのパケットを廃棄することによ
り、運用上の優先度が高いプロトコル及びアプリケーシ
ョンサービスの通信性能を確保できる。

【００２７】また、プロトコル及びアプリケーションサ
ービス毎に優先度に従い最大帯域占有率を設定し、ＬＡ
Ｎ側からパケットがフロー制御装置に入力される度に、
ＷＡＮにパケットが送出される前に、そのパケットをＷ
ＡＮへ送出した場合の、そのパケットが属するプロトコ
ルおよびアプリケーションサービスの帯域占有率を予測
し、予測値がプロトコル及びアプリケーションサービス
毎に設定された最大帯域占有率を超過する場合に、その
パケットを破棄する手段により実現される。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
面を参照して説明する。図３は、本発明の一実施形態に
係るフロー制御装置を用いたシステム全体図である。こ
のシステム全体は、複数のデータ端末（この例では計算
機）１と、各計算機１と通信線（ローカルエリアネット
ワーク：ＬＡＮ）で接続されるフロー制御装置２と、フ
ロー制御装置２から選択的に送出された通信データを他
のフロー制御装置２へ配信する広域ネットワーク（ＷＡ
Ｎ）３とから構成される。

【００２９】フロー制御装置２は、通信量を監視して最
適化するための設定値及び変数を保存するパラメータテ
ーブル２１と、パラメータテーブル２１に値を入力する
設定機能２２と、パラメータテーブル２１の値と監視し
て得られた通信量とからフロー制御の際の上限しきい値
（最大帯域占有率）を算出する通信量モニタ判断制御機
能２３と、通信量モニタ判断制御機能２３で算出した最
大帯域占有率を用いてパケットをＷＡＮ３へ送出可能か
否かを判断するスイッチング機能２４と、フロー制御の
動作単位であるサイクル時間間隔で処理を振り分けるサ
イクル時間判断機能２５と、サイクル時間判断機能２５
にリアルタイムな時刻を提供するタイマ２６と、ＬＡＮ
からのパケットをフロー制御装置２に取込むＬＡＮ側イ
ンターフェース２７と、フロー制御装置２からパケット
をＷＡＮ３に送出するＷＡＮ側インターフェース２８と
から構成される。

【００３０】また、通信量モニタ判断制御機能２３は、
各プロトコル及びアプリケーションサービス毎に、前サ
イクル時間における通信量を計算し、他プロトコル及び
アプリケーションサービスに割当て可能な空帯域を計算
する帯域占有率計算機能２３１と、帯域占有率計算機能
２３１で求められた各プロトコル及びアプリケーション
サービス毎の空帯域をどのように再分配するかを決定す
る空帯域動的割当部２３２と、空帯域動的割当部２３２
の結果に従い次サイクル時間における各プロトコル及び
アプリケーションサービス毎の最大帯域占有率を計算す
る最大帯域占有率計算機能２３３とから構成される。

【００３１】図４（１）はパラメータテーブル２１の概
念図である。回線速度とサイクル時間間隔は全体で１
つ、その他は各プロトコル及びアプリケーションサービ
ス毎に持つ。図４（２）は、各値の初期値および各値を
更新する処理と参照する処理を示した図である。表の初
期値欄に“設定機能２２"と記されたパラメータは、設
定機能２２から値を設定する。更新欄はそのパラメータ
を更新する処理、参照欄はそのパラメータを参照する処
理を示す。更新欄，参照欄中の“２３３３”などの番号
は、以下に述べる同一番号が付された処理を示す。例え
ば“２３３３”は、図８の処理ステップ２３３３が該当
する。

【００３２】次に、各パラメータの役割を説明する。
「最大帯域占有率」は、各プロトコル及びアプリケーシ
ョンサービスが、ある一定時間（サイクル時間間隔）内
に利用可能な回線上における帯域の上限値（％）を示
す。最大帯域占有率は各プロトコル及びアプリケーショ
ンサービス毎に、それらの合計が１００％となるように
設定する。最大帯域占有率は、詳細は後述する様に、通
信量モニタ判断制御機能２３により動的に変更される。

【００３３】最大帯域占有率を設定したプロトコル及び
アプリケーションサービス以外のプロトコル及びアプリ
ケーションサービスは、本実施形態のフロー制御装置に
てフィルタリングされ、通信不可となる。このフィルタ
リング機能を利用することにより、セキュリティ上許可
したくないプロトコル及びアプリケーションサービスを
制限することも可能である。

【００３４】逆に、回線上を流れる全てのプロトコル及
びアプリケーションサービスを把握していない場合や、
多数のプロトコル及びアプリケーションサービスの中か
ら特定のプロトコル及びアプリケーションサービスに関
してのみ通信性能を管理したい場合などは、最適化を行
いたいプロトコル及びアプリケーションサービス以外の
プロトコル及びアプリケーションサービス群に対して最
大帯域占有率を設定することができる。

【００３５】「最低帯域占有率」は、各プロトコル及び
アプリケーションサービスがあるサイクル時間間隔にお
いて割当てられる帯域の下限値（％）を示す。前記の最
大帯域占有率が、この最低帯域占有率以下に更新される
ことはない。即ち、あるサイクル時間間隔において、各
プロトコル及びアプリケーションサービスは、最低帯域
占有率までのデータ量の通信を保証される。

【００３６】「前サイクル総通信量」は、直前のサイク
ル時間における各プロトコル及びアプリケーションサー
ビスの総通信量実績値を表す。「現サイクル通信量」
は、現在のサイクル時間における各プロトコル及びアプ
リケーションサービスのリアルタイムな通信量を表す。
「帯域占有率」は、直前のサイクル時間における各プロ
トコル及びアプリケーションサービスの全回線帯域幅中
における帯域の占有率を表す。

【００３７】「空帯域」は、最大帯域占有率と帯域占有
率の差を表す。即ち、各プロトコル及びアプリケーショ
ンサービス毎の直前のサイクル時間における余剰帯域幅
を表す。「増分値」は、各プロトコル及びアプリケーシ
ョンサービス毎に、次サイクル時間における最大帯域占
有率が、直前のサイクル時間における最大帯域占有率か
らどれだけ増減するかを表す。

【００３８】「優先度フラグ」には、本実施形態ではＯ
Ｎ又はＯＦＦの値を設定する。ＯＮの値を設定できるの
は全プロトコル及びアプリケーションサービス中で１つ
だけで、そのプロトコル及びアプリケーションサービス
の通信性能を最優先に確保することを意味する。尚、優
先度フラグには、ＯＮ／ＯＦＦの２値ではなく、優先度
フラグＯＮを優先度１，２，…等と、複数段階の優先度
を設定できるようにすることも可能である。

【００３９】「サイクル時間間隔」は、通信量モニタ判
断制御機能２３が動作する間隔（秒）を表す。通信量モ
ニタ判断制御機能２３にて最大帯域占有率最適化後は、
再度同処理が実行されるまで各プロトコル及びアプリケ
ーションサービス毎に設定された最大帯域占有率が変化
することはない。サイクル時間間隔は、短くするほど回
線の通信状況を最大帯域占有率に反映可能であるが、通
信量モニタ判断制御機能２３の動作回数が増えるため、
処理の負荷が高くなる。サイクル時間間隔は、本制御方
式を動作させるシステムの性能を鑑みて決定する。

【００４０】「回線速度」には、本フロー制御装置経由
でパケットを送出するＷＡＮ３の通信速度を設定する。
設定機能２２は、シリアルケーブルでフロー制御装置２
に接続したＰＣ等で実現する。

【００４１】図５は、サイクル時間判断機能２５の処理
概要を示すフローチャートである。サイクル時間判断機
能２５は、パケット入力処理２５０と、レジスタ初期化
処理２５１と、パラメータ入力処理２５２と、判断処理
２５３と、タイマリセット処理２５４と、前サイクル総
通信量更新処理２５５とから構成される。

【００４２】即ち、フロー制御装置のＬＡＮ側インター
フエース２７から渡されたパケットは、パケット入力処
理２５０によりサイクル時間判断機能２５に取込まれ
る。そして、レジスタ初期化処理２５１にてレジスタ
ｘ，ｙの内容を“０”で初期化した後、パラメータ入力
処理２５２では、「サイクル時間間隔」の値をパラメー
タテーブル２１から読み出し、現在のサイクル開始から
の経過時間をタイマ２６から読み出し、サイクル時間間
隔の値をレジスタｘに入力し、経過時間（タイマ）の値
をレジスタｙに入力する。タイマは１サイクル経過毎に
リセットされ、経過時間は、１サイクル毎に“０”から
計測開始される時間となる。サイクル時間間隔は、本実
施形態における処理負担とフロー制御での輻輳の発生防
止の両面から適当に設定される値であり、このサイクル
時間間隔を短くすると処理負担が大となり、サイクル時
間間隔を長くしすぎると、輻輳が発生する虞が高くな
り、輻輳の防止が不可能となる。この実施形態では、サ
イクル時間間隔を５秒としているが、この値は、システ
ム全体を考慮して設定される。

【００４３】次の判断処理２５３では、レジスタｘ，ｙ
の内容を比較し、経過時間がサイクル時間間隔より
「小」の時はスイッチング機能２４に分岐し、「大」の
時はタイマリセット処理２５４に分岐する。経過時間が
サイクル時間間隔に達していなかった場合は、処理はス
イッチング機能２４に分岐する。この場合は、通信量モ
ニタ判断制御機能２３による最大帯域占有率の最適化処
理は実行されない。

【００４４】一方、経過時間がサイクル時間間隔を超過
している場合は、現在のサイクルが終了したことを表
す。この場合は、タイマリセット処理２５４でタイマの
値を“０”に初期化後、前サイクル総通信量更新処理２
５５で、各プロトコル及びアプリケーションサービス毎
の当サイクルにおける総通信量（現サイクル通信量）で
パラメータテーブル２１内の前サイクル総通信量の値を
更新し、現サイクル通信量の値を“０”にリセットし、
その後、通信量モニタ判断制御機能２３に処理が移る。

【００４５】このように、サイクル時間判断機能２５
で、あるサイクル時間が終了したと判定された場合、図
３の通信量モニタ判断制御機能２３に制御が移る。通信
量モニタ判断制御機能２３では、詳細は次のようにし
て、帯域占有率計算機能２３１が最初に実行される。

【００４６】図６は、帯域占有率計算機能２３１の処理
概要を示すフローチャートである。帯域占有率計算機能
２３１は、レジスタ初期化処理２３１０と、パラメータ
入力処理２３１１と、帯域占有率計算処理２３１２と、
帯域占有率出力処理２３１３と、判断処理２３１４と、
帯域占有率更新処理２３１５と、空帯域計算処理２３１
６と、判断処理２３１７と、空帯域更新処理２３１８
と、空帯域出力処理２３１９とから構成される。これら
処理により、各プロトコル及びアプリケーションサービ
ス毎に、前サイクル時間における帯域占有率を求め、空
帯域を計算する。

【００４７】まず最初に、レジスタ初期化処理２３１０
では、レジスタｘ，ｙ，ｚ，ｖ，ｗ，ｉ，ｊ，ｋの内容
を“０”で初期化する。そして、パラメータ入力処理２
３１１により、パラメータテーブル２１から、サイクル
時間間隔の値をレジスタｘに、回線速度の値をレジスタ
ｙに、プロトコル及びアプリケーションサービス毎の前
サイクル総通信量，最大帯域占有率，最低帯域占有率の
値を夫々レジスタｚ，レジスタｖ，レジスタｗに入力す
る。次に、帯域占有率計算処理２３１２で、各プロトコ
ル及びアプリケーションサービス毎の前サイクル時間に
おける帯域占有率を次の数１を用いて計算し、結果をレ
ジスタｉに格納する。

【００４８】

【数１】 ここで、ｉ：帯域占有率（％） ｚ：前サイクル総通信量（kb） ｙ：回線速度（kb/s） ｘ：サイクル時間間隔（S） である。

【００４９】帯域占有率計算処理２３１２で算出された
各プロトコル及びアプリケーションサービス毎の前サイ
クル時間における帯域占有率は、帯域占有率出力処理２
３１３でパラメータテーブル２１に格納される。次に判
断処理２３１４で、帯域占有率計算処理２３１２で算出
された前サイクル時間における帯域占有率と、該当する
プロトコル及びアプリケーションサービスに設定された
最低帯域占有率とを比較する。

【００５０】即ち、レジスタｉとレジスタｗの内容を判
断処理２３１４で比較し、前サイクル時間における帯域
占有率（ｉ）が最低帯域占有率（ｗ）以下であった場合
は、帯域占有率更新処理２３１５を実行し、空帯域計算
処理２３１６で空帯域を算出する際に用いる帯域占有率
の値を最低帯域占有率で置き換える。この処理により、
各プロトコル及びアプリケーションサービス毎の最低通
信性能を保証することが可能となる。

【００５１】判断処理２３１４または帯域占有率更新処
理２３１５の後、空帯域計算処理２３１６に進み、各プ
ロトコル及びアプリケーションサービス毎の空帯域を計
算する。ここでは、先ず数２を用いて空帯域占有率を計
算し、結果をレジスタｊに格納する。

【００５２】

【数２】 ここで、ｊ：空帯域占有率（％） ｖ：最大帯域占有率（％） ｉ：帯域占有率（％） である。次に、数３により、空帯域を計算し、結果をレ
ジスタｋに格納する。

【００５３】

【数３】 ここで、ｋ：空帯域（kb） ｊ：空帯域占有率（％） ｙ：回線速度（kb/s） ｘ：サイクル時間間隔（S） である。

【００５４】最後に、空帯域出力処理２３１９で、各プ
ロトコル及びアプリケーションサービス毎の空帯域をパ
ラメータテーブル２１に格納する。ただしその前に、判
断処理２３１７で空帯域の値の正負を判断し、負の場合
は空帯域更新処理２３１８に進み、空帯域の値を“０”
に更新する。これは空帯域の値が負であると、空帯域動
的割当部２３２での帯域最適化処理が正常に行われない
ためである。以上までの各処理で、各プロトコル及びア
プリケーションサービス毎の空帯域が求まったなら、空
帯域動的割当部２３２で空帯域を各プロトコル及びアプ
リケーションサービスに動的に割当てる。

【００５５】図７は、空帯域動的割当部２３２の処理概
要を示すフローチャートである。空帯域動的割当部２３
２は、レジスタ初期化処理２３２０と、パラメータ入力
処理２３２１と、判断処理２３２２と、パラメータ入力
処理２３２３と、総空帯域計算処理２３２４と、判断処
理２３２５と、パラメータ入力処理２３２６と、増分値
計算処理２３２７と、増分値計算処理２３２８と、パラ
メータ出力処理２３２９と、増分値計算処理２３２Ａ
と、パラメータ出力処理２３２Ｂとから構成される。こ
られ処理の目的は、優先度フラグがＯＮに設定されたプ
ロトコル及びアプリケーションサービスによる通信性能
を最優先で確保することである。

【００５６】まず、レジスタ初期化処理２３２０で、レ
ジスタｘ，ｙ，ｚの内容と、配列ｖ（ｉ），ｗ（ｉ），
ｋ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ，ｎ：管理対象プロトコル及びア
プリケーションサービスの総数）を“０”で初期化後、
パラメータ入力処理２３２１を実行し、パラメータテー
ブル２１から、優先度フラグがＯＮに設定されたプロト
コル及びアプリケーションサービスの空帯域の値をレジ
スタｘに読込む。次に、判断処理２３２２で、レジスタ
ｘの内容と“０”とを比較する。

【００５７】レジスタｘの内容が“０”以下の場合は、
優先度フラグがＯＮに設定されたプロトコル及びアプリ
ケーションサービスによる通信が、割当空帯域を全て使
い切ったこと、使い切っても足りなかったことを意味
し、前サイクル時間において充分な性能を確保できず、
かつ他のプロトコル及びアプリケーションサービスに割
当てられた帯域に余剰があった可能性があることを示し
ている。よってこの場合はパラメータ入力処理２３２３
に進み、全プロトコル及びアプリケーションサービスの
空帯域を配列ｖ（ｉ）に入力後、総空帯域計算処理２３
２４に進み、優先度フラグがＯＦＦのプロトコル及びア
プリケーションサービスの空帯域の総合計を数４を用い
て計算し、結果をレジスタｙに格納する。数４での総和
Σは、ｉ＝１〜ｉ＝ｎまでをとる。

【００５８】

【数４】 ここで、ｙ：優先度フラグがＯＦＦであるプロトコル及
びアプリケーションサービスの増分値（kb） ｖ（ｉ）：各プロトコル及びアプリケーションサービス
の空帯域（kb）である。

【００５９】次に、優先度フラグがＯＦＦであるプロト
コル及びアプリケーションサービスの空帯域の総合計
（レジスタｙの内容）が“０”であるか否かを判断処理
２３２５で調査する。空帯域の総合計が“０”より大と
いうことは、前サイクル時間において優先度フラグがＯ
ＦＦであるプロトコル及びアプリケーションサービスに
与えられた帯域が、全て消費されなかったことを意味す
る。この場合、増分値計算処理２３２８とパラメータ出
力処理２３２９を実行し、優先度フラグがＯＦＦである
プロトコル及びアプリケーションサービスの空帯域は全
て、優先度フラグＯＮのプロトコル及びアプリケーショ
ンサービスの帯域増分値として割り当てる。

【００６０】また、その結果、優先度フラグがＯＦＦで
あるプロトコル及びアプリケーションサービスの帯域増
分値は、優先度フラグがＯＮに設定されたプロトコル及
びアプリケーションサービスに割当てた増分値分が差し
引かれるため、次の数５のようになる。

【００６１】

【数５】 ここで、ｖ（ｉ）：優先度フラグがＯＦＦに設定された
プロトコル及びアプリケーションサービスの空帯域（k
b）である。

【００６２】優先度フラグがＯＦＦであるプロトコル及
びアプリケーションサービスの空帯域の総合計が“０”
以下の場合は、該サイクル時間において、優先度フラグ
がＯＦＦであるプロトコル及びアプリケーションサービ
スにも空帯域が存在しなかったことを表す。この様な状
況に陥った時は、優先度フラグがＯＦＦであるプロトコ
ル及びアプリケーションサービスには夫々の最低帯域占
有率分の帯域を確保し、残りの全帯域を優先度フラグが
ＯＮのプロトコル及びアプリケーションサービスの帯域
増分値として割り当てることとする。即ち、パラメータ
入力処理２３２６にて優先度フラグがＯＦＦであるプロ
トコル及びアプリケーションサービスの最低帯域占有率
と帯域占有率を夫々前記の配列ｗ（ｉ），ｋ（ｉ）に入
力し、増分値計算処理２３２７にて優先フラグがＯＮの
プロトコル及びアプリケーションサービスの帯域増分値
を次の数６で計算し、優先度フラグがＯＦＦであるプロ
トコル及びアプリケーションサービスの帯域増分値を次
の数７で計算する。尚、数６での総和Σは、ｉ＝１〜ｉ
＝ｎまでとる。

【００６３】

【数６】

【００６４】

【数７】 ここで、ｙ：優先度フラグがＯＮのプロトコル及びアプ
リケーションサービスの帯域増分値 ｋ（ｉ）：優先度フラグがＯＦＦであるプロトコル及び
アプリケーションサービスの帯域占有率 ｗ（ｉ）：優先度フラグがＯＦＦであるプロトコル及び
アプリケーションサービスの最低帯域占有率 ｖ（ｉ）：優先度フラグがＯＦＦであるプロトコル及び
アプリケーションサービスの帯域増分値 である。

【００６５】増分値計算処理２３２７で求められた各プ
ロトコル及びアプリケーションサービスの帯域増分値
は、パラメータ出力２３２９にてパラメータテーブル２
１に書き込まれる。

【００６６】一方、判断処理２３２２において、レジス
タｘの値が“０”より大きい場合は、優先度フラグがＯ
Ｎに設定されたプロトコル及びアプリケーションサービ
スによる通信が前サイクルにおいて充分な性能を確保で
き、かつ余剰な帯域があったことを示している。よって
この場合は、前サイクルにおいて余剰であった帯域を、
優先度フラグがＯＦＦに設定されたプロトコル及びアプ
リケーションサービスの帯域増分値として均等に割当て
る。即ち、増分値計算処理２３２Ａにて優先度フラグが
ＯＦＦに設定されたプロトコル及びアプリケーションサ
ービスの増分値を数８のように計算し、結果をレジスタ
ｚに入れる。

【００６７】

【数８】 ここで、ｚ：優先度フラグがＯＦＦに設定されたプロト
コル及びアプリケーションサービスの増分値（kb） ｘ：優先度フラグがＯＮに設定されたプロトコル及びア
プリケーションサービスの空帯域（kb） ｎ：優先度フラグがＯＦＦに設定されたプロトコル及び
アプリケーションサービスの総数（個） である。

【００６８】また、その結果、優先度フラグがＯＮであ
るプロトコル及びアプリケーションサービスの帯域増分
値は、優先度フラグがＯＦＦに設定されたプロトコル及
びアプリケーションサービスに割当てた増分値分が差し
引かれるため、数９のようになる。

【００６９】

【数９】 ここで、ｘ：優先度フラグがＯＮに設定されたプロトコ
ル及びアプリケーションサービスの増分値（kb）であ
る。

【００７０】増分値計算処理２３２Ａで計算した各プロ
トコル及びアプリケーションサービスの帯域増分値は、
パラメータ出力処理２３２Ｂにて、パラメータテーブル
２１に書き込まれる。

【００７１】図８は、最大帯域占有率計算機能２３３の
処理概要を示すフローチャートである。最大帯域占有率
計算機能２３３は、レジスタ初期化処理２３３０と、パ
ラメータ入力処理２３３１と、最大帯域占有率計算処理
２３３２と、パラメータ出力処理２３３３とから構成さ
れる。

【００７２】空帯域動的割当部２３２により算出された
各プロトコル及びアプリケーションサービスの増分値を
基に、次サイクル時間における各プロトコル及びアプリ
ケーションサービスの最大帯域占有率を計算する。最初
に、レジスタ初期化処理２３３０でレジスタｘ，ｙ，
ｚ，ｖ，ｗの内容を“０”に初期化後、パラメータ入力
処理２３３１を実行し、パラメータテーブル２１から読
み出したサイクル時間間隔をレジスタｘに，回線速度を
レジスタｙに，各プロトコル及びアプリケーションサー
ビス毎の増分値と最大帯域占有率をそれぞれレジスタ
ｖ，レジスタｗに入力する。次に、最大帯域占有率計算
処理２３３２にて、次サイクル時間における各プロトコ
ル及びアプリケーションサービス毎の最大帯域占有率
を、数１０を用いて計算し、結果をレジスタｚに入れ
る。

【００７３】

【数１０】 ここで、ｚ：最大帯域占有率（％） ｗ：前サイクル時間の最大帯域占有率（％） ｖ：増分値（kb） ｙ：回線速度（kb/s） ｘ：サイクル時間間隔（S） である。

【００７４】最後に、パラメータテーブル２１に、数１
０で計算して求めた最大帯域占有率すなわちレジスタｚ
の内容を格納し（パラメータ出力処理２３３３）、スイ
ッチング機能２４に入る。

【００７５】以上のように、通信量モニタ判断制御機能
２３は、各プロトコル及びアプリケーションサービス毎
の通信状況を監視し、空帯域がある場合はそれを有効に
活用し、かつ各プロトコル及びアプリケーションサービ
ス毎の最低通信性能を保証する処理を実行する。サイク
ル時間判断機能２５でサイクル時間がまだ経過していな
いと判断された場合や、または通信量モニタ判断制御機
能２３で最大帯域占有率を更新後に、スイッチング機能
２４でパケットを回線に送出可能であるか否かを判断す
る。

【００７６】図９は、スイッチング機能２４の処理概要
を示すフローチャートである。スイッチング機能２４
は、パケット入力処理２４０と、レジスタ初期化処理２
４１と、パケット種別判別処理２４２と、パケットフィ
ルタリング処理２４３と、帯域占有率予測処理２４４
と、判断処理２４５と、パケット転送処理２４６と、パ
ケット破棄処理２４７と、現サイクル通信量更新処理２
４８とから構成される。

【００７７】最初に、パケット入力処理２４０により、
パケットをスイッチング機能２４に取込み、レジスタ初
期化処理２４１でレジスタｘ，ｙ，ｚ，ｖ，ｗ，ｉの内
容を“０”に初期化する。次に、パケット種別判別処理
２４２で、取込んだパケットのプロトコル及びアプリケ
ーションサービス種別をヘッダ情報から判別する。プロ
トコル種別はヘッダの構成パターンから、アプリケーシ
ョンサービス種別はヘッダ内部の情報を参照することで
判断できる。プロトコル別ヘッダの構成パターン，パケ
ット長，及びヘッダのどの部分にアプリケーションサー
ビス種別が存在するのかの情報は、ＯＳ内のパケット情
報テーブルが保持している。例として、図２０に、ＴＣ
Ｐパケットのヘッダ構成パターンを示す。“Source Por
t”及び“Destination Port”を参照することで、アプ
リケーションサービス種別を判別できる。またここで、
パケット長をレジスタｉに入力しておく。このパケット
種別判断処理２４２では、ヘッダ情報から当該パケット
が、ブロードキャストパケットによりネットワーク制御
情報を交換しているプロトコル及びアプリケーションサ
ービスのパケットであるか否かの判断も行う

【００７８】パケットフィルタリング処理２４３では、
パケットを回線に送出可能であるか否かを判別する。即
ち、パケット種別判別処理２４２で判別されたパケット
のプロトコル及びアプリケーションサービスがパラメー
タテーブル２１に登録されているか否かを調査し、登録
されている場合は通過が許可されているとみなして帯域
占有率予測処理２４４へ進み、登録されていない場合は
許可されていないとみなしてパケット破棄処理２４７へ
処理を振り分ける。「登録されていない」とは、図４
（１）のテーブルに登録されていないプロトコル及びア
プリケーションサービスのことを言う。登録されていな
い即ち使用者が認知していないプロトコル及びアプリケ
ーションサービスのパケットは、後述するように、本実
施形態では、破棄することとなる。尚、図４（１）のテ
ーブルには、３つのプロトコル及びアプリケーションサ
ービスが登録されているが、以後、この３つプロトコル
をプロトコルＡ，Ｂ，Ｃとして説明する。

【００７９】帯域占有率予測処理２４４では、パラメー
タテーブル２１から、サイクル時間間隔，回線速度，及
び該当するプロトコル及びアプリケーションサービスの
最大帯域占有率と、現サイクル通信量を読み出して、そ
れぞれレジスタｘ，レジスタｙ，レジスタｚ，レジスタ
ｖに書き込み、取込んだパケットを回線に送出した場合
の該当するプロトコル及びアプリケーションサービスに
おける予想帯域占有率を数１１を用いて計算し、結果を
レジスタｗに入れる。

【００８０】

【数１１】 ここで、ｗ：取込んだパケットが属するプロトコル及び
アプリケーションサービスの予想帯域占有率（％） ｖ：取込んだパケットが属するプロトコル及びアプリケ
ーションサービスの現サイクル通信量（kb） ｉ：取込んだパケットのパケット長 ｙ：回線速度（kb/s） ｘ：サイクル時間間隔（S） である。

【００８１】次に、数１１で求めた予想帯域占有率（レ
ジスタｗの内容）と、該当するプロトコル及びアプリケ
ーションサービスの最大帯域占有率（レジスタｚの内
容）を判断処理２４５で比較する。予想帯域占有率が最
大帯域占有率よりも少ない場合は、パケット転送処理２
４６に分岐してパケットをＷＡＮ側インターフェース２
８に転送する。これにより、パケットはＷＡＮ側インタ
ーフェース２８を経由してＷＡＮ３に送出される。

【００８２】判断処理２４５の比較の結果、現時点にお
ける帯域占有率が最大帯域占有率を超過している場合
は、パケット破棄処理２４７に分岐して該当するプロト
コル及びアプリケーションサービスのパケットは破棄さ
れる。この場合、ブロードキャストパケットから破棄す
る。破棄されたパケットに関しては、ブロードキャスト
パケット以外は、プロトコル及びアプリケーションサー
ビスが実装しているリカバリ手段に期待する。例えばＴ
ＣＰ／ＩＰプロトコルの場合、パケット送出端末は或る
パケットに対する応答を一定時間待ち、応答が無い場合
は同じパケットを再送出するという動作を数回繰り返
す。よって、サイクル時間間隔を各プロトコル及びアプ
リケーションサービスのリカバリ手段を考慮した上で設
定すれば、本フロー制御装置上でパケットが破棄されて
も、通信が途絶えることは防止できる。

【００８３】パケットをＷＡＮ側インターフェース２８
に転送したか破棄したかに関わらず、現サイクル通信量
更新処理２４８では、パケットのパケット長（レジスタ
ｉの内容）を、該当するプロトコル及びアプリケーショ
ンサービスの現サイクル通信量（レジスタｖの内容）に
加算し、パラメータテーブル２１内の該当する現サイク
ル通信量の値を更新する。本処理によりフロー制御装置
に着信したパケットは全てカウントされ、次サイクル時
間における最大帯域占有率を決定する際の評価値とな
る。

【００８４】次に、以上のような構成のパケットフロー
制御装置の動作説明を行う。フロー制御装置の実装前に
おいて、図１（１）に示す例では、プロトコルＡ，プロ
トコルＢ，プロトコルＣによる通信量の合計は回線速度
の６４kb/s以下のため、各プロトコルＡ，Ｂ，Ｃによる
通信に待ち状態は発生しない。しかし、状況が変化して
図１（２）に示す例のようになった場合は、全プロトコ
ルによる通信の合計が回線の処理能力を超えるため、各
プロトコルの通信パケットは、ＦＩＦＯ（先入れ先出
し）方式の待ち行列に入力される。待ち行列にキューイ
ングされたパケットは、プロトコル種別に関わらず、先
着優先で回線に送出される。これは、あるプロトコルの
通信量増加により他のプロトコルによる通信が影響を受
ける可能性があることを意味する。

【００８５】そこで、図１のルータに上述した構成のフ
ロー制御装置を実装し、プロトコルＡの通信性能を最優
先で確保する例を説明する。また、プロトコルＡはＴＣ
Ｐ／ＩＰプロトコルのＦＴＰサービス、プロトコルＢは
ＴＣＰ／ＩＰプロトコルのＲＩＰサービス、プロトコル
ＣはＮＯＶＥＬＬのＩＰＸ／ＳＰＸプロトコルの全サー
ビスと仮定する。

【００８６】先ず最初に、設定機能２２からパラメータ
テーブル２１に本フロー制御装置を動作させるのに必要
な値（最大帯域占有率，最低帯域占有率，優先度フラ
グ，回線速度，サイクル時間間隔）を、図１０に示す様
に入力する。即ち、 〔プロトコルＡ〕 最大帯域占有率＝５０％ 最低帯域占有率＝４０％ 優先度フラグ＝ＯＮ 〔プロトコルＢ〕 最大帯域占有率＝３０％ 最低帯域占有率＝１５％ 優先度フラグ＝ＯＦＦ 〔プロトコルＣ〕 最大帯域占有率＝２０％ 最低帯域占有率＝１５％ 優先度フラグ＝ＯＦＦ とし、 サイクル時間間隔＝５秒 回線速度＝６４kb/s とする。

【００８７】この場合、各プロトコルがサイクル時間間
隔（５s）内に回線に送出可能な通信量は、回線速度が
６４kb/sなので、それぞれの最大帯域占有率により以下
のようになる。 プロトコルＡ： ６４kb/s×５s×５０％＝１６０kb/s プロトコルＢ： ６４kb/s×５s×３０％＝９６kb/s プロトコルＣ： ６４kb/s×５s×２０％＝６４kb/s また、各プロトコルにおいて以下の通信量は最低帯域占
有率で保証される。 プロトコルＡ： ６４kb/s×５s×４０％＝１２８kb/s プロトコルＢ： ６４kb/s×５s×１５％＝４８kb/s プロトコルＣ： ６４kb/s×５s×１５％＝４８kb/s

【００８８】通信性能を確保したいプロトコルＡの優先
度フラグはＯＮに設定される。またこの例の場合、サイ
クル時間間隔が５秒に設定されているため、５秒間隔で
通信量モニタ判断制御機能２３に処理が遷移することと
なる。ＬＡＮ側インターフェース２７からパケットがフ
ロー制御装置２に入力される度に、サイクル時間判断機
能２５が実行される。サイクル時間判断機能２５では各
サイクル開始からの時間を監視しており、サイクル時間
未経過の場合は直ちにパケットをスイッチング機能２４
に転送し、そうでない場合は通信量モニタ判断制御機能
２３を実行後にパケットをスイッチング機能２４に転送
するように処理を振り分ける。

【００８９】サイクル時間判断機能２５の判断処理２５
３であるサイクル時間が終了したと判断された場合、図
１１に示されるように、タイマリセット処理２５４と、
前サイクル総通信量更新処理２５５を経て、通信量モニ
タ判断制御機能２３の帯域占有率計算機能２３１に制御
が移る。例えば、プロトコルＡ，プロトコルＢ，プロト
コルＣの当サイクル総通信量がそれぞれ１７０kb,４０k
b,６０kbであったとすると、帯域占有率は前述の数１か
ら、図１２（プロトコルＡの場合），図１３（プロトコ
ルＢの場合），図１４（プロトコルＣの場合）に示すよ
うに、次の様になる。

【００９０】〔プロトコルＡの帯域占有率〕 １７０kb÷（６４kb/sX５s）＝０．５３１２５（５３,
１２５％） 〔プロトコルＢの帯域占有率〕 ４０kb÷（６４kb/s×５s）＝０．１２５（１２.５％） 〔プロトコルＣの帯域占有率〕 ６０kb÷（６４kb/s×５s）＝０.１８７５（１８.７５
％） ここでプロトコルＡ，プロトコルＢ，プロトコルＣの最
低帯域占有率はそれぞれ４０％,１５％，１５％である
から、空帯域を算出するための評価値は判断処理２３１
４を実行すると、それぞれ以下のようになる。

【００９１】〔プロトコルＡの評価値〕＝５３,１２５
％ 〔プロトコルＢの評価値〕＝１５％（最低帯域占有率で
置換） 〔プロトコルＣの評価値〕＝１８.７５％ プロトコルＡ，プロトコルＢ，プロトコルＣの現時点の
最大帯域占有率はそれぞれ５０％，３０％，２０％であ
るから、数２，数３と判断処理２３１７から、空帯域は
それぞれ以下のようになる。

【００９２】〔プロトコルＡの空帯域〕 （６４kb/s×５s）×（０．５−０．５３１２５）＝−
１０Kb＝０（負の値なので０に置換） 〔プロトコルＢの空帯域〕 （６４kb/s×５s）×（０．３−０．１５）＝４８Kb 〔プロトコルＣの空帯域〕 （６４kb/s×５s）×（０．２−０．１８７５）＝４Kb

【００９３】各プロトコルの空帯域が算出されたら、空
帯域動的割当部２３２にて各プロトコルに割当てる帯域
増分値を計算する。プロトコルＡ，プロトコルＢ，プロ
トコルＣの空帯域がそれぞれ０kb，４８kb，４kbである
とすると、優先度フラグがＯＮであるプロトコルＡの空
帯域が“０”であるから、増分値は図１５に示すよう
に、数４，数５から夫々以下のようになる。

【００９４】〔プロトコルＡの増分値〕＝４８kb＋４kb
＝５２kb 〔プロトコルＢの増分値〕＝−４８kb 〔プロトコルＣの増分値〕＝−４kb

【００９５】次に、最大帯域占有率計算機能２３３に移
り、増分値を基に、最大帯域占有率を求める。プロトコ
ルＡ，プロトコルＢ，プロトコルＣの前サイクル時間に
おける最大帯域占有率がそれぞれ５０％，３０％，２０
％であり、増分値が５２kb,−４８kb，−４kbであるか
ら、次サイクル時間における最大帯域占有率は、数１０
により、それぞれ図１６（プロトコルＡの場合），図１
７（プロトコルＢの場合），図１８（プロトコルＣの場
合）となる。即ち、

【００９６】〔プロトコルＡの最大帯域占有率〕 ０．５＋｛５２kb÷（６４kb/s×５s）｝＝０.６６２５
（６６.２５％） 〔プロトコルＢの最大帯域占有率〕 ０．３＋｛−４８kb÷（６４kb/s×５s）｝＝０．１５
（１５％） 〔プロトコルＣの最大帯域占有率〕 ０．２＋｛−４kb÷（６４kb/s×５s）｝＝０.１８７５
（１８.７５％）

【００９７】スイッチング機能２４では、サイクル時間
間隔毎に最適化された最大帯域占有率を用いて、各プロ
トコルに属するパケットが回線上に送出可能であるかを
判断する。例えば、プロトコルＡ（ＴＣＰプロトコルの
ＦＴＰサービス）のパケットを回線上に送出可能である
かを判断する場合、現サイクルにおけるプロトコルＡの
これまでの総通信量が１００kb、プロトコルＡのパケッ
ト長が５kbであるとすると、このパケットを回線上に送
出した場合の予想帯域占有率（レジスタｗの値）は、数
１１から、以下のようになる。

【００９８】 ｗ＝（１００＋５）／（５×６４）＝０．３２８１２５ これは、図１９に示すように、プロトコルＡの最大帯域
占有率０．５に達していないため、パケット転送処理２
４６により回線上に送出される。また、総通信量が１６
０kbであるとすると、予想帯域占有率は、同様に数１１
を用いて、以下のようになる。

【００９９】 ｗ＝（１６０＋５）／（５×６４）＝０．５１５６２５ この場合は、プロトコルＡの最大帯域占有率０．５を超
過しているため、パケット破棄処理２４７によりパケッ
トは破棄される。そして、パケットを回線上に送出した
か破棄したかに関わらず、現サイクル通信量更新処理２
４８によりパラメータテーブル２１の現サイクル通信量
の値が更新される。

【０１００】

【発明の効果】本発明のよれば、あるプロトコル及びア
プリケーションサービスの通信パケットの増加に伴い、
他のより業務的に重要なプロトコル及びアプリケーショ
ンサービスのパケットの回線上への送出数が減少するの
を防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ルータによるＷＡＮへのパケット送出方法の一
例を示す図である。

【図２】ＲＩＰ，ＳＡＰにおけるブロードキャスト送信
のための帯域幅要件を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態に係るフロー制御装置を用
いたシステム全体構成図である。

【図４】図３に示すパラメータテーブルの概念図であ
る。

【図５】図３に示すサイクル時間判断機能の処理手順を
示すフローチャートである。

【図６】図３に示す帯域占有率計算機能の処理手順を示
すフローチャートである。

【図７】図３に示す空帯域動的割当部の処理手順を示す
フローチャートである。

【図８】図３に示す最大帯域占有率計算機能の処理手順
を示すフローチャートである。

【図９】図３に示すスイッチング機能の処理手順を示す
フローチャートである。

【図１０】パラメータテーブルへの入力動作例を示す図
である。

【図１１】サイクル時間判断機能の動作例を示す図であ
る。

【図１２】帯域占有率計算機能の動作例（プロトコルＡ
の場合）を示す図である。

【図１３】帯域占有率計算機能の動作例（プロトコルＢ
の場合）を示す図である。

【図１４】帯域占有率計算機能の動作例（プロトコルＣ
の場合）を示す図である。

【図１５】空帯域動的割当部の動作例を示す図である。

【図１６】最大帯域占有率計算機能の動作例（プロトコ
ルＡの場合）を示す図である。

【図１７】最大帯域占有率計算機能の動作例（プロトコ
ルＢの場合）を示す図である。

【図１８】最大帯域占有率計算機能の動作例（プロトコ
ルＣの場合）を示す図である。

【図１９】スイッチング機能の動作例を示す図である。

【図２０】ＴＣＰパケットのヘッダ構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 計算機 ２ フロー制御装置 ２１ パラメータテーブル ２２ 設定機能 ２３ 通信量モニタ判断制御機能 ２３１ 帯域占有率計算機能 ２３１０ レジスタ初期化処理 ２３１１ パラメータ入力処理 ２３１２ 帯域占有率計算処理 ２３１３ 帯域占有率出力処理 ２３１４ 判断処理 ２３１５ 帯域占有率更新処理 ２３１６ 空帯域計算処理 ２３１７ 判断処理 ２３１８ 空帯域更新処理 ２３１９ 空帯域出力処理 ２３２ 空帯域動的割当部 ２３２０ レジスタ初期化処理 ２３２１ パラメータ入力処理 ２３２２ 判断処理 ２３２３ パラメータ入力処理 ２３２４ 総空帯域計算処理 ２３２５ 判断処理 ２３２６ パラメータ入力処理 ２３２７ 増分値計算処理 ２３２８ 増分値計算処理 ２３２９ パラメータ出力処理 ２３２Ａ 増分値計算処理 ２３２Ｂ パラメータ出力処理 ２３３ 最大帯域占有率計算機能 ２３３０ レジスタ初期化処理 ２３３１ パラメータ入力処理 ２３３２ 最大帯域占有率計算処理 ２３３３ パラメータ出力処理 ２４ スイッチング機能 ２４０ パケット入力処理 ２４１ レジスタ初期化処理 ２４２ パケット種別判別処理 ２４３ パケットフィルタリング処理 ２４４ 帯域占有率予測処理 ２４５ 判断処理 ２４６ パケット転送処理 ２４７ パケット破棄処理 ２４８ 現サイクル通信量更新処理 ２５ サイクル時間判断機能 ２５０ パケット入力処理 ２５１ レジスタ初期化処理 ２５２ パラメータ入力処理 ２５３ 判断処理 ２５４ タイマリセット処理 ２５５ 前サイクル総通信量更新処理 ２６ タイマ ２７ ＬＡＮ側インターフェース ２８ ＷＡＮ側インターフェース ３ ＷＡＮ（Wide Area Network）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｌ 29/04 (72)発明者 三浦 利一 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内 (72)発明者 寺内 邦郎 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所情報制御システム事業部 内 Ｆターム(参考） 5B089 GA04 GA31 GB01 HB19 KA07 KB04 5K030 GA13 HA08 HC01 HD03 HD06 JA01 JA10 JL07 KX30 LA03 LC01 LC11 MB02 5K034 AA07 BB06 DD03 EE11 FF06 HH01 HH02 HH64 JJ23

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる種類のプロトコル及びアプリケー
   ションサービスのパケットが同じ通信ネットワーク上で
   混在して通信を行うマルチプロトコルネットワークに接
   続されると共にデータ端末にも接続され、前記データ端
   末からのデータパケットを前記マルチプロトコルネット
   ワークに送出するフロー制御装置において、各プロトコ
   ル及びアプリケーションサービス毎に割り当てられた帯
   域とリアルタイムに監視しているパケット流量とに基づ
   き、データパケットを前記マルチプロトコルネットワー
   クに送出できるか否かの判断を行うスイッチング手段を
   備えることを特徴とするマルチプロトコルネットワーク
   用のフロー制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、マルチプロトコルネ
   ットワークが広域ネットワークであり、データ端末とフ
   ロー制御装置との間がローカルエリアネットワークで接
   続されることを特徴とするマルチプロトコルネットワー
   ク用のフロー制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、前記
   スイッチング手段は、異なる種類のプロトコル及びアプ
   リケーションサービスのうち登録されたプロトコル及び
   アプリケーションサービスのデータパケットを送出し、
   登録されていないプロトコル及びアプリケーションサー
   ビスのデータパケットは破棄することを特徴とするマル
   チプロトコルネットワーク用のフロー制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２において、前記
   スイッチング手段は、送出するデータパケットのヘッダ
   情報からプロトコル及びアプリケーションサービスの種
   別を抽出し、該種別から、当該プロトコル及びアプリケ
   ーションサービスのデータパケットを破棄対象とするか
   否かを判断する手段を備えることを特徴とするマルチプ
   ロトコルネットワーク用のフロー制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、各プロトコル及びア
   プリケーションサービス毎に優先度を設定しておき、優
   先度の低いプロトコル及びアプリケーションサービスの
   データパケットから破棄することを特徴とするマルチプ
   ロトコルネットワーク用のフロー制御装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、ブロードキャストパ
   ケットから破棄することを特徴とするマルチプロトコル
   ネットワーク用のフロー制御装置。
7. 【請求項７】 異なる種類のプロトコル及びアプリケー
   ションサービスのパケットが同じ通信ネットワーク上で
   混在して通信を行うマルチプロトコルネットワークに接
   続されると共にデータ端末にも接続され、前記データ端
   末からのデータパケットを前記マルチプロトコルネット
   ワークに送出するフロー制御装置において、或るプロト
   コル及びアプリケーションサービスのデータパケットを
   送出するとき当該プロトコル及びアプリケーションサー
   ビスに割り当てられた帯域占有率の上限しきい値を越え
   る場合には当該プロトコル及びアプリケーションサービ
   スのデータパケットを破棄する手段を備えることを特徴
   とするマルチプロトコルネットワーク用のフロー制御装
   置。
8. 【請求項８】 請求項７において、前記上限のしきい値
   は、所定のサイクル時間間隔毎に、リアルタイムに監視
   しているパケット流量と各プロトコル及びアプリケーシ
   ョンサービス毎の優先度とに基づいて動的に更新するこ
   とを特徴とするマルチプロトコルネットワーク用のフロ
   ー制御装置。