JP2002300182A - 複数サブネット間通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部サブネットと通信する場合もある程度の
通信帯域を確保する。 【解決手段】 自サブネットと外部との通信を行う場合
に通過する箇所に外部サブネット通信トランクユニット
３００ａ，３００ｂを配設する。ＰＢＸサーバ２００
は、外部サブネット通信トランクユニット３００ａ，３
００ｂに対して、フレームの優先度を示すタグの内容を
設定する。外部サブネット通信トランクユニット３００
ａ，３００ｂは、自サブネットから外部サブネットへの
フレームに対して、タグに示された優先度が高いものほ
ど優先的に送り出す。一方、外部サブネットから自サブ
ネットへのフレームは、そのフレームの内容と、サーバ
によって設定された内容とに基づいて優先度を設定し、
この優先度を示すタグを付加して自サブネット内に送り
出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてＩＰ−Ｐ
ＢＸシステムにおいて、複数サブネット間にまたがった
ＬＡＮ間の通信を行う場合に音声系データの帯域確保を
行う複数サブネット間通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＡＮにおける通信はコンピュー
タ同士のバースト的なデータ通信が主な用途であり、Ｌ
ＡＮの方式上もアプリケーションの帯域を確保するよう
な方法は考慮されていなかった。このため、通信途中で
データが未達になるような場合においても、通信の確実
な到達を求めるアプリケーションの場合は、コンピュー
タ上の上位プロトコルにおいて再送処理をするなどして
データの復元を実施していた。

【０００３】近年のＬＡＮの普及・拡大に伴い、ＬＡＮ
上でもリアルタイム性の高い音声メディアをデータとし
て扱えるようにしたＩＰ−ＰＢＸシステムが開発される
ようになってきた。このＩＰ−ＰＢＸシステムとは、Ｉ
Ｐ（Internet Protocol）上で音声系データの通信を行
うようにしたシステムである。また、これに伴いネット
ワーク側の対応状況も特定データの帯域を確保可能にす
るための方式がいくつか提案されている。

【０００４】ＩＰ−ＰＢＸシステムにおいては扱うデー
タが音声データというリアルタイムメディアであり、ネ
ットワークにおいてデータ欠落が生じた場合、コンピュ
ータ（端末）による再送処理では遅延時間が増大し、円
滑なメディア再生に支障をきたす。このため、標準化さ
れたネットワーク機器の帯域確保方式を用いて効率よく
音声データを送受信できるようにする必要があった。

【０００５】従来のＩＰ−ＰＢＸシステムでは簡便な仕
組みでＬＡＮ上のデータの帯域確保が可能なＩＥＥＥ８
０２．１ＱおよびＩＥＥＥ８０２．１ｐで定義されてい
るタグフレーム構造を音声系データのパケットフォーマ
ットとして使用し、音声系データの帯域確保を実現して
いた。

【０００６】タグフレームとは、レイヤ２（ＯＳＩ参照
モデルにおけるデータリンク層）レベルのデータフォー
マットであり、次のような構造を持っている。図２は、
タグフレームフォーマットの説明図である。これは、既
存のイーサネット（登録商標）フレームの中に、新たに
拡張された４バイトのタグ（ＴＡＧ）ヘッダを持つもの
である。

【０００７】このような技術を用い、ＩＥＥＥ８０２．
１ＱおよびＩＥＥＥ８０２．１ｐ（タグフレーム）に対
応したネットワークに対してタグフレームフォーマット
にてＩＰ−ＰＢＸシステムから音声データを送出する
と、ネットワークはタグヘッダ中のUSER PRIORITYビッ
トの優先度に従って、その優先度の高いデータから転送
するような仕組みを実現している。言い換えればネット
ワーク側では各優先度のクラスに応じて適切な帯域をカ
バーできるバッファを持っていることになる。

【０００８】このように、ＩＰ−ＰＢＸシステムはネッ
トワークにおいて音声系データを一般データ系データよ
りも優先したUSER PRIORITYの条件で送出することで、
音声系データの帯域を一定帯域確保し、端末間で安定的
な通話を実現していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タグフ
レームはレイヤ２レベルの構造であり、基本的にはレイ
ヤ２の通信範囲（リピータやブリッジなどで通信される
範囲）で有効である。尚、例外的に一部のネットワーク
機器ではレイヤ３の通信範囲（ルータなどで通信される
範囲）でも対応できるようにしているが、それらの機器
は非常に高価であり、小規模なネットワーク、あるいは
大規模なネットワークでも末端部にまでそれを配備する
ことはコスト的に厳しかった。

【００１０】このため、一般的なレイヤ３対応機器によ
りサブネット間の通信を実施する場合、タグヘッダの情
報はサブネット内のタグ対応レイヤ２機器からレイヤ３
対応機器に引き渡される時点で終端され、転送先のサブ
ネットで、再度タグフレーム化してもUSER PRIORITY情
報がレイヤ３機器から透過的には運ばれない。このた
め、転送先ではタグフレームの中のUSER PRIORITY情報
は０ｈ、即ち、最低優先レベル、にして扱うことしかで
きず、優先制御を実施することはできなかった。

【００１１】上記要因のため、ＩＰ−ＰＢＸシステムに
おいては、次の３形態が存在していた。図３は、従来の
ＩＰ−ＰＢＸシステムにおける３形態の説明図である。
図中、点線で囲まれた範囲がそれぞれレイヤ２のサブネ
ットである。また、ＩＰ−ＰＨＯＮＥ端末１ａ，１ｂは
ＩＰアドレスを有する電話端末である。レイヤ２機器２
ａ，２ｂは、ブリッジやリピータといったデータリンク
層の通信制御を行う機器である。レイヤ３機器は、例え
ばルータといったネットワーク層の制御を行う機器であ
る。ＰＢＸサーバ４は、ＩＰ−ＰＨＯＮＥ端末１ａ，１
ｂの通信制御を行うサーバである。

【００１２】以下の丸付き数字の３形態が図中の丸付き
数字と対応している。 ＩＰ−ＰＨＯＮＥ端末同士が通話している範囲がＰＢ
Ｘサーバと同一サブネット内の場合は、タグフレームに
より音声系データ、即ち、端末同士の通話データおよび
ＰＢＸサーバからの制御データは共に優先されるため良
好な通話品質を得ることができる。

【００１３】端末同士が通話している範囲がＰＢＸサ
ーバとは別であるが、端末同士が同一サブネット内の場
合はタグフレームにより端末同士の通話データは優先さ
れる。しかし、別サブネットにあるＰＢＸサーバからの
制御データは、転送先で優先されなくなるため、転送先
のネットワークに輻輳が生じると端末のＬＣＤやＬＥＤ
の表示制御不具合が発生していた。

【００１４】端末同士が通話している範囲が異なるサ
ブネット間の場合は相手先のサブネットでの通話および
制御データ双方の優先が考慮されなくなるため、ネット
ワークが輻輳している場合は音声系データの欠落などが
発生して、音が途切れたり、ＩＰ−ＰＨＯＮＥ端末のＬ
ＣＤやＬＥＤの表示制御不具合が発生して、十分な通話
音質を確保できなくなっていた。

【００１５】このように、通信を行う範囲が異なるサブ
ネットにまたがる場合は、そのデータ通信に必要な帯域
の確保が十分に行えない恐れがあった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するため次の構成を採用する。 〈構成１〉フレーム中の予め定められたタグの内容によ
りフレームの優先度が示され、この優先度に従って自サ
ブネット内の通信を行うシステムにおける複数サブネッ
ト間通信システムであって、フレームの優先度を示すタ
グの内容を通知するサーバと、自サブネットと外部との
通信を行う場合に通過する箇所に配設され、自サブネッ
トから外部へのフレームは、タグに示された優先度が高
いものほど優先的に送り出し、外部サブネットから自サ
ブネットへのフレームは、フレームの内容と、サーバに
よって通知された内容とに基づいて優先度を設定し、優
先度を示すタグを付加して自サブネット内に送り出す外
部サブネット通信トランクユニットとを備えたことを特
徴とする複数サブネット間通信システム。

【００１７】〈構成２〉構成１に記載の複数サブネット
間通信システムにおいて、フレームは音声系のデータで
あることを特徴とする複数サブネット間通信システム。

【００１８】〈構成３〉構成１または２に記載の複数サ
ブネット間通信システムにおいて、サブネットはＯＳＩ
参照モデルにおけるレイヤ２の通信範囲であることを特
徴とする複数サブネット間通信システム。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて詳細に説明する。

【００２０】《具体例》 〈構成〉図１は、本発明の複数サブネット間通信システ
ムの具体例を示す構成図である。図示のシステムは、サ
ブネット１００ａとサブネット１００ｂを含むネットワ
ークを示しており、ＰＢＸサーバ２００、外部サブネッ
ト通信トランクユニット３００ａ，３００ｂ、レイヤ３
機器４００を備えている。

【００２１】それぞれのサブネット１００ａ，１００ｂ
には、ＩＰ−ＰＨＯＮＥ端末１０１、レイヤ２機器１０
２を備えている。ＩＰ−ＰＨＯＮＥ端末１０１は、それ
ぞれ固有のＩＰアドレスを有する電話端末であり、レイ
ヤ２機器１０２を介して接続されている。レイヤ２機器
１０２は、ブリッジやリピータといったＯＳＩ参照モデ
ルにおけるデータリンク層の制御を行う機器である。

【００２２】ＰＢＸサーバ２００は、ＩＰ−ＰＨＯＮＥ
端末１０１の通信制御を行うと共に、システムの起動時
や必要時に外部サブネット通信トランクユニット３００
ａ，３００ｂに対して、タグの内容、即ち、外部サブネ
ットから受信したＩＰ−ＰＢＸ用音声系データのフレー
ムを自サブネット内で再度タグフレーム化する場合に付
与するタグヘッダ情報（TPID、USER PRIORITY、CFI、VL
AN ID）の通知を行う機能を有している。

【００２３】外部サブネット通信トランクユニット３０
０ａ，３００ｂは、各サブネット１００ａ，１００ｂが
外部と通信を行う場合に通過する箇所に配置された装置
であり、次のような機能を有している。 ●フレームを自サブネットから外部サブネットに送出す
る場合は、タグヘッダを外してレイヤ３機器４００に渡
す。このとき、レイヤ３機器４００に対してはＩＰ−Ｐ
ＢＸとして優先すべきデータ、即ち、タグヘッダ内のUS
ER PRIORITYビットの優先度に応じた順序でデータを引
き渡すようフレームを送出する。 ●フレームを外部サブネットから自サブネットに送出す
る場合は、予めＰＢＸサーバ２００から通知されている
内容に基づき、タグヘッダを再度付加して自サブネット
内に渡す。

【００２４】レイヤ３機器４００は、例えばルータとい
ったＯＳＩ参照モデルにおけるネットワーク層の制御を
行う機器である。

【００２５】〈動作〉システム起動時、ＰＢＸサーバ２
００は、外部サブネット通信トランクユニット３００
ａ，３００ｂに対して、フレームのタグ／既存フォーマ
ット変換のための情報を通知する。即ち、これは、外部
サブネットから受信したＩＰ−ＰＢＸ用音声系データの
既存イーサネットフレームを自サブネット内で再度タグ
フレーム化する場合に付与するタグヘッダ情報（TPID、
USER PRIORITY、CFI、VLAN ID）である。尚、ＰＢＸサ
ーバ２００は、これらの情報の変更が生じた場合はその
都度変更指示をかけることもできる。

【００２６】外部サブネット通信トランクユニット３０
０ａ，３００ｂは、自サブネットと外部サブネットとの
通信の場合、フレームのタグ／既存フォーマット変換を
行う。これを自サブネットから外部サブネットに送出す
る場合と外部サブネットから自サブネットに送出する場
合に分けて以下に説明する。

【００２７】図４は、外部サブネット通信トランクユニ
ット３００ａ，３００ｂの処理説明図である。 (1)フレームを自サブネットから外部サブネットに送出
する場合の動作 それぞれの外部サブネット通信トランクユニット３００
ａ，３００ｂは、自サブネットから外部サブネット宛の
フレームを受信すると、レイヤ１処理、レイヤ２処理を
行った後、タグ／既存フォーマット変換処理として、フ
レームからタグヘッダ情報を削除する。また、レイヤ３
機器４００に対して、タグヘッダ内のUSER PRIORITYビ
ットの優先度を応じた順序で送出する。即ち、ＣＰＵ３
０１は、バッファメモリ３０３内に格納されたデータか
ら優先度の高いものを抽出し、優先度に従って送出す
る。

【００２８】優先度を有するデータをレイヤ３機器４０
０側に送出する場合の送出順序は次のようにする。 ●USER PRIORITY条件の高いものから順次送出してい
く。同一USER PRIORITYクラスのデータがある場合は、
それらが捌けるまで下位のクラスのデータを送出しな
い。 ●各優先クラス一定の送出割合条件で送出する。上位ク
ラスのデータが無い場合はスキップされる。例えば、US
ER PRIORITYが８クラスあった場合に、５：５：５：
５：１：１：１：１（上位４クラスが５回ずつに対して
下位４クラスは１回ずつの割合）といった送出順序とす
る。

【００２９】このように、外部サブネット通信トランク
ユニット３００ａ，３００ｂからは、USER PRIORITYビ
ットの優先度に応じて送出されるため、これを受けるレ
イヤ３機器４００側では、見かけ上音声系データをある
程度優先的に扱うことになる。

【００３０】尚、外部サブネットへの通信でＩＰ−ＰＢ
Ｘシステム以外の一般コンピュータのデータなどは通常
非優先的に扱う。但し、例外的にＰＢＸサーバ２００か
らこれらの扱いのレベルも指定することは可能である。

【００３１】(2)フレームを外部サブネットから自サブ
ネットに送出する場合の動作 それぞれの外部サブネット通信トランクユニット３００
ａ，３００ｂは、外部サブネットから自サブネット宛の
フレームを受信すると、レイヤ１処理、レイヤ２処理を
行った後、タグ／既存フォーマット変換処理として、タ
グヘッダ情報を付加する。即ち、ＣＰＵ３０１は、メモ
リ３０２等に格納された図示しない変換テーブルを参照
し、外部サブネットから受け取ったフレームに対してタ
グ情報を付加し、自サブネットに送出する。

【００３２】音声系データに対する優先付けは例えば次
のようにする。 ●パケットのデータ領域からＩＰ−ＰＢＸシステムのデ
ータであることを識別して、その中の通話制御データ、
通話音声データ、一般コンピュータ用などのいくつかの
通信先条件に分けてUSER PRIORITY条件を管理する。即
ち、データの内容によってUSER PRIORITYを決定する。 ●通信先、通信元アドレス条件などからUSER PRIORITY
条件を管理する。即ち、データのアドレスでUSER PRIOR
ITYを決定する。

【００３３】外部サブネット通信トランクユニット３０
０ａ，３００ｂでタグ情報が付加された以降はレイヤ２
の通信範囲であるため、タグ対応のレイヤ２機器１０２
を用いることで音声系データの帯域確保は可能となる。

【００３４】このような動作により、サブネット１００
ａ（１００ｂ）を通過する場合の通信でも、レイヤ３機
器４００に対する優先データからの引き渡しおよび転送
先で完全な情報を含んだタグフレームにて受信データを
再生できるため、システム全域でタグフレームによる音
声系データの帯域確保が可能となる。

【００３５】〈効果〉以上のように、具体例によれば、
自サブネットから外部に通信を行う場合に通過する箇所
に外部サブネット通信トランクユニット３００ａ，３０
０ｂを設け、この外部サブネット通信トランクユニット
３００ａ，３００ｂにより、外部へのフレームは、タグ
に示された優先度が高いほど優先的となるよう送り出
し、外部から自サブネットへのフレームは、ＰＢＸサー
バ２００によって設定された内容に基づいて優先度を示
すタグを付加して送り出すよう制御したので、次のよう
な効果がある。

【００３６】(1)ＩＰ−ＰＢＸシステムの中でこのよう
な構成を適用することにより、ＬＡＮ上のレイヤ３機器
におけるタグへの対応機能がなくてもサブネットを越え
たシステム全体でのタグヘッダによる音声系データの帯
域確保が可能となる。言い換えれば、ＬＡＮ上のレイヤ
３機器においてタグ対応した機器を配置することなく、
サブネットを越えたシステム全体でのタグヘッダによる
音声系データの帯域確保が可能となるため、ネットワー
クの輻輳に左右されずに安定してＬＡＮ上の音声通信を
実行することができる。

【００３７】また、ＰＢＸサーバ２００から様々な条件
でサブネット間通信時のデータの優先度（対レイヤ３機
器送出、対サブネット内送出）を指定することができる
ため、きめ細かく音声系データの帯域を調整することが
できる。

【００３８】更に、レイヤ３機器はタグ対応の必要がな
いため、システム全体の機器導入コストを低く抑えるこ
とができ、また、既存のレイヤ３機器もシステム構築に
利用ができるため、この点からもコスト低減に有効であ
る。即ち、一般にレイヤ３機器はソフトウェアにより処
理をする機能が多く、構造的には膨大なメモリや高価な
ＣＰＵ等を必要とするが、外部サブネット通信トランク
ユニット３００ａ，３００ｂは、レイヤ２レベル（タグ
ヘッダと既存イーサネットフレームの付け替え）の処理
を実施するものであるため、制御ソフトウェアは複雑な
ものではなく、変換テーブルの維持だけを実現すればよ
いため、単純なソフトウェア構造となる。このため構造
的には高価なＣＰＵや多量のメモリを必要とせず、大部
分の機能を簡素なハードウェアで実現することができ、
タグ対応のレイヤ３機器を導入するより、外部サブネッ
ト通信トランクユニット３００ａ，３００ｂを配置する
方が低コストでシステムを実現することができる。

【００３９】《利用形態》上記具体例では、優先度を持
つデータとして音声系データとしたが、これに限定され
るものではなく、データの帯域確保が必要なあらゆるデ
ータに対して適用することができる。従って、ＰＢＸサ
ーバ２００も、ＰＢＸ機能を有するサーバのみでなく、
外部サブネット通信トランクユニット３００ａ，３００
ｂにおけるタグの内容を設定指示する機能を有するサー
バであればどのようなサーバであってもよい。

【００４０】優先度を有するデータをレイヤ３機器４０
０側に送出する場合の送出順序や、音声系データに対す
る優先付けは、上記具体例で示した構成だけでなく、種
々の構成をとることができる。

【００４１】上記具体例では、サブネットとして、レイ
ヤ２で通信するネットワークとしたが、これに限定され
るものではなく、同一サブネット内でタグに含まれる優
先度の情報に従って通信するようなネットワークであれ
ばどのようなネットワークであっても適用可能である。
また、プロトコルも種々のプロトコルに適用可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複数サブネット間通信システムの具体
例の構成図である。

【図２】サブネット内で用いるタグフレームフォーマッ
トの説明図である。

【図３】従来のＩＰ−ＰＢＸシステムの構成図である。

【図４】外部サブネット通信トランクユニット３００
ａ，３００ｂの処理説明図である。

【符号の説明】

１００ａ，１００ｂ サブネット １０１ ＩＰ−ＰＨＯＮＥ端末 １０２ レイヤ２機器 ２００ ＰＢＸサーバ ３００ａ，３００ｂ 外部サブネット通信トランクユニ
ット ４００ レイヤ３機器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K033 AA05 BA14 CB17 CC01 DA05 DB19 5K051 AA02 BB01 CC02 CC08 DD03 DD13 EE01 EE02 FF12 HH18 HH26 JJ04 JJ12 JJ13 5K101 LL02 LL05 MM01 MM02 PP03 RR05 SS08 UU19

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム中の予め定められたタグの内容
   により当該フレームの優先度が示され、この優先度に従
   って自サブネット内の通信を行うシステムにおける複数
   サブネット間通信システムであって、 前記フレームの優先度を示すタグの内容を通知するサー
   バと、 前記自サブネットと外部との通信を行う場合に通過する
   箇所に配設され、前記自サブネットから外部へのフレー
   ムは、前記タグに示された優先度が高いものほど優先的
   に送り出し、外部サブネットから自サブネットへのフレ
   ームは、当該フレームの内容と、前記サーバによって通
   知された内容とに基づいて優先度を設定し、当該優先度
   を示すタグを付加して前記自サブネット内に送り出す外
   部サブネット通信トランクユニットとを備えたことを特
   徴とする複数サブネット間通信システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の複数サブネット間通信
   システムにおいて、 フレームは音声系のデータであることを特徴とする複数
   サブネット間通信システム。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の複数サブネッ
   ト間通信システムにおいて、 サブネットはＯＳＩ参照モデルにおけるレイヤ２の通信
   範囲であることを特徴とする複数サブネット間通信シス
   テム。