JP2005064922A - パケット交換装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 複数の端末ネットワークを跨いで移動する無線端末にパケットを届けることができ、かつ複数の端末ネットワークに存在する無線端末を特定のグループ毎に帯域保証が行えるようにすること。
【解決手段】 無線端末101〜104等を収容する端末ネットワーク105,106と、無線端末101〜104等とパケットを送受信するサーバ107,108を収容するサーバネットワーク109,110とを集線するパケット交換装置100は、上りパケットを送信する際に受信ポートと関連づけて無線端末の位置情報を収集記憶し、それに基づき下りパケットを送信する。同時に送受信する上りパケット及び下りパケットのヘッダ情報等からグループを判別し、グループ毎のパケット送受信量を設定帯域に応じて制御する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、無線端末を1つ以上収容する複数の端末ネットワークと、前記無線端末とパケットを送受信するサーバを1つ以上収容する1つ以上のサーバネットワークとを集線するパケット交換装置に関する。
インターネット等の公衆ネットワークは、有線端末及び無線端末を用いて不特定多数のユーザが同時にアクセスし、帯域等のネットワークリソースを共有している。そのため、ユーザの同時アクセスによるセキュリティ上の問題やネットワークリソースの確保に関する問題がある。
有線端末を収容するネットワークにおいて、この種の問題を解決する技術として、仮想的専用ネットワーク技術、ネットワークリソース予約型プロトコル、帯域制御技術を適用して帯域保証が可能なパケット交換装置が知られている(例えば、特許文献1)。図9は、従来のパケット交換装置が行う帯域保証動作を説明する図である。図9では、特許文献1に開示されたネットワークモデルが整理して示されている。
図9において、共有ネットワーク901とローカルネットワーク902,903,904とを接続するパケット交換装置であるルータ905,906,907は、それぞれ、仮想的専用ネットワーク技術としてIPトンネル技術、ネットワークリソース予約型プロトコルとしてRSVP(Resource Reservation Protocol)、帯域制御技術としてパケットスケジューリング技術を備えている。
即ち、ルータ905とルータ906は、相互間にIPトンネル910を設定し、ルータ905とルータ907は、相互間にIPトンネル911を設定し、共有ネットワーク901にRSVPを起動させIPトンネル毎の帯域を予約する。
これによって、ローカルネットワーク902とローカルネットワーク903間のトラヒックは全てIPトンネル910を通り、ローカルネットワーク902とローカルネットワーク904間のトラヒックは全てIPトンネル911を通ることで、ローカルネットワーク毎の仮想的専用ネットワークが構築される。
そして、ルータ905内部の入力プロセッサ913及び出力プロセッサ914が処理するパケット送出頻度をIPトンネル910,911毎の予約帯域幅の比で割り当てることでトラヒック制御を行う。その結果、ローカルネットワーク毎の帯域保証が可能となる。
また、無線端末を収容するネットワークにおいては、無線端末が複数のローカルネットワークを跨いで移動する場合、移動する無線端末宛に送信されるパケットをその無線端末に届けなければいけないという問題がある。この種の問題を解決する技術として、マイクロモビリティ方式の一つであるCellular IP方式が知られている(例えば、非特許文献1)。
図10は、Cellular IP方式に対応した機能を備える従来のパケット交換装置の交換動作を説明する図である。図10では、非特許文献1に開示されたCellular IP方式が整理して示されている。
図10において、Cellular IP方式に対応した機能を備えるパケット交換装置1001は、例えば4つのポート(ポート“1”〜ポート“4”)を備え、それぞれにローカルネットワーク(移動通信ネットワーク)1011〜1014が接続されている。パケット交換装置1001は、交換動作を実現する手段としてIPアドレス・ポート対応表1002を備えている。ポート“2”に接続されるローカルネットワーク(移動通信ネットワーク)1012に存在する無線端末1021は、IPアドレス“A”を保持している。
パケット交換装置1001は、無線端末1021から送信された上りパケットを受信すると、その上りパケットの送信元IPアドレス“A”とそのパケットを受信したポート“2”との組み合わせをIPアドレス・ポート対応表1002に記憶する(学習)。
そして、パケット交換装置1001は、無線端末1021宛の下りパケットを受信すると、IPアドレス・ポート対応表1002に記憶したIPアドレスとポートとの組み合わせ情報をもとに(検索)、パケットの送信先IPアドレス“A”から無線端末1021が収容されているポート“2”を見つけ出しルーティングを行う。これによって、複数のローカルネットワーク(移動通信ネットワーク)1011〜1014を跨いで移動する無線端末1021にパケットを届けることが可能となる。
特開平10−70566号公報 A. Campbell et al. "An Overview of Cellular IP."(IEEE Wireless Communications and Networks Conference, WCNC, 606-611,1999)
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、IPトンネル毎に帯域を予約し、各ローカルネットワーク間のトラヒックを全て同一のIPトンネルに通すことで仮想的専用ネットワークを構築しているので、同じローカルネットに収容されるユーザを特定のグループ毎に帯域保証することは可能であるが、図9に示した複数のローカルネットワーク902〜904に非特許文献1に開示されたCellular IP方式によるローカルネットワークである移動通信ネットワークが接続されている場合に、複数のローカルネットワークに存在する無線端末を特定のグループ毎に帯域保証しようとしても、適切な帯域保証ができない場合が生ずるという問題がある。
以下、図11と図12とを参照して具体的に説明する。なお、図11は、図9に示したローカルネットワークにCellular IP方式によるローカルネットワーク(移動通信ネットワーク)が接続されている場合に無線端末への帯域保証動作を説明する図である。図12は、図11に示すネットワークにおいて無線端末への帯域設定方法を説明する図である。
図11では、図9に示したローカルネットワーク903,904にCellular IP方式に対応した機能を備えるパケット交換装置1101,1102を配置し、それにCellular IP方式によるローカルネットワーク(移動通信ネットワーク)1104,1105が接続され、ローカルネットワーク(移動通信ネットワーク)1104に無線端末1106が存在し、ローカルネットワーク(移動通信ネットワーク)1105に無線端末1107が存在するものとしている。
この場合、ローカルネットワーク903に収容される無線端末1106とローカルネットワーク904に収容される無線端末1107とを共にグループ“a”として帯域保証を行うことを考える。図9にて説明したように、ルータ905とルータ906は、相互間にグループ“a”用のIPトンネル1110を設定し、ルータ905とルータ907は、相互間にグループ“a”用のIPトンネル1111を設定し、共有ネットワーク901にRSVPを起動させIPトンネル毎の帯域として、グループ“a”の使用可能な帯域(設定帯域)“A”を予約することが行われる。
ところが、IPトンネル1110,1111の予約帯域を共にグループ“a”用とする場合、次のような問題が生ずる。すなわち、図12に示すように、共有ネットワーク901のグループ“a”の設定帯域を“A”とした場合、例えば設定例1に示すように、IPトンネル1110,1111にグループ“a”の予約帯域として設定帯域“A”をそれぞれ設定すると、全体の予約帯域は、“2A”となり、設定帯域“A”を超えてしまう。一方、設定例2に示すように、IPトンネル1110,1111にグループ“a”の予約帯域として設定帯域“A”を等分して“A/2”をそれぞれ設定すると、全体の予約帯域は設定帯域“A”の範囲内に収まるが、無線端末の移動等により例えばIPトンネル1110が不使用となる場合にそのIPトンネル1110の予約帯域“A/2”が無駄となり、帯域の使用効率が悪くなってしまう。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、無線端末を1つ以上収容する複数の端末ネットワークと、前記無線端末とパケットを送受信するサーバを1つ以上収容する1つ以上のサーバネットワークとを集線する場合に、複数の端末ネットワークを跨いで移動する無線端末にパケットを届け、かつ複数の端末ネットワークに存在する無線端末を特定のグループ毎に帯域保証することができるパケット交換装置を提供することを目的とする。
本発明に係るパケット交換装置は、無線端末を1つ以上収容する複数の端末ネットワークと、前記無線端末とパケットを送受信するサーバを1つ以上収容する1つ以上のサーバネットワークとを集線するパケット交換装置であって、前記パケット交換装置は、上りパケットを受信し宛先に従うポートに送信する上りパケット送受信手段と、前記上りパケット送受信手段が送受信する上りパケットのヘッダ情報や受信ポート番号からグループを判別する上りパケットグループ判別手段と、上りパケットの設定帯域を記憶する上りパケット設定帯域記憶手段と、前記上りパケット設定帯域記憶手段が記憶している設定帯域に従い、前記上りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎のパケット送受信量を制御する上りパケット送受信制御手段とを具備する構成を採る。
この構成によれば、上りパケット送受信制御手段が設定帯域に従いグループ毎の上りパケットの量を制御することができるので、複数の端末ネットワークに存在する無線端末から送信される上りパケットをグループ毎に帯域保証することが可能となる。
本発明に係るパケット交換装置は、上記の発明において、前記上りパケット送受信手段が送受信する上りパケットに基づき無線端末を識別する情報と受信ポート番号とを関連付けて記憶する下りパケット転送用記憶手段を具備する構成を採る。
この構成によれば、下りパケット転送用記憶手段が上りパケットの無線端末を識別する情報と受信ポート番号を関連付けて記憶することができるので、複数の端末ネットワークに存在する無線端末のそれぞれが収容される端末ネットワークが接続されているポート、つまり無線端末の位置情報を収集し記憶することが可能となる。
本発明に係るパケット交換装置は、上記の発明において、受信した下りパケットの宛先に従うポートを前記下りパケット転送用記憶手段が記憶した情報を用いて選択し送信する下りパケット送受信手段と、前記下りパケット送受信手段が送受信する下りパケットのヘッダ情報や受信ポート番号からグループを判別する下りパケットグループ判別手段と、下りパケットの設定帯域を記憶する下りパケット設定帯域記憶手段と、前記下りパケット設定帯域記憶手段が記憶している設定帯域に従い、前記下りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎のパケット送受信量を制御する下りパケット送受信制御手段とを具備する構成を採る。
この構成によれば、下りパケットの送信ポートの選択を下りパケット転送用記憶手段が記憶した位置情報を用いて行うことができるので、複数の端末ネットワークを跨いで移動する無線端末にパケットを届けることが可能となる。また、下りパケット送受信制御手段が設定帯域に従いグループ毎の下りパケット量を制御することができるので、複数の端末ネットワークに存在する無線端末に送信される下りパケットをグループ毎に帯域保証することが可能となる。さらに、上記の発明と相俟って上りパケット及び下りパケットの両方をグループ毎に帯域保証することができるので、グループ毎の仮想的専用ネットワークを構築することができ、VPN(Virtual Private Network)サービス等の提供が可能となる。
本発明に係るパケット交換装置は、上記の発明において、前記上りパケット送受信制御手段は、前記上りパケット送受信手段が複数のポートから入力する上りパケットを一旦記憶してから送信する場合において、複数のポートから入力する上りパケットを前記上りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎に監視し記憶するグループ毎のパケット量を前記設定帯域に応じて決定する構成を具備する。
この構成によれば、上りパケット送受信制御手段が、上りパケット送受信手段にて記憶される前の受信上りパケットの帯域制御を行うことができるので、トークンバケット方式等のポリシング技術を利用して確実に上りパケットを帯域制御することが可能となり、上りパケットを一旦記憶する場合の記憶領域や上りパケットの送信遅延時間を小さくすることが可能となる。
本発明に係るパケット交換装置は、上記の発明において、前記上りパケット送受信制御手段は、前記上りパケット送受信手段が複数のポートから入力する上りパケットを一旦記憶してから送信する場合において、一旦記憶した上りパケットの量を前記上りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎に監視し送信するグループ毎のパケット量を前記設定帯域に応じて決定する構成を具備する。
この構成によれば、上りパケット送受信制御手段が、上りパケット送受信手段にて記憶した上りパケットの帯域制御を行うことができるので、WFQ(Weighted Fair Queueing)方式等のスケジューリング技術を利用して確実に上りパケットを帯域制御することが可能となり、一旦記憶した後に廃棄される上りパケットの量を少なくすることが可能である。
本発明に係るパケット交換装置は、上記の発明において、前記下りパケット送受信制御手段は、前記下りパケット送受信手段が複数のポートから入力する下りパケットを一旦記憶してから送信する場合において、複数のポートから入力する下りパケットを前記下りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎に監視し記憶するグループ毎のパケット量を前記設定帯域に応じて決定する構成を具備する。
この構成によれば、下りパケット送受信制御手段が、下りパケット送受信手段にて記憶される前の受信下りパケットの帯域制御を行うことができるので、上述したトークンバケット方式等のポリシング技術を利用して確実に下りパケットを帯域制御することが可能となり、下りパケットを一旦記憶する場合の記憶領域や下りパケットの送信遅延時間を小さくすることが可能である。
本発明に係るパケット交換装置は、上記の発明において、前記下りパケット送受信制御手段は、前記下りパケット送受信手段が複数のポートから入力する下りパケットを一旦記憶してから送信する場合において、記憶した下りパケットの量を前記下りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎に監視し送信するグループ毎のパケット量を前記設定帯域に応じて決定する構成を具備する。
この構成によれば、下りパケット送受信制御手段が、上りパケット送受信手段にて記憶した下りパケットの帯域制御を行うことができるので、上述したWFQ方式等のスケジューリング技術を利用して確実に下りパケットを帯域制御することが可能となり、一旦記憶した後に廃棄される下りパケットの量を少なくすることが可能である。
本発明によれば、無線端末を1つ以上収容する複数の端末ネットワークと、前記無線端末とパケットを送受信するサーバを1つ以上収容する1つ以上のサーバネットワークとを集線する場合に、上りパケットを送信する際に受信ポートと関連づけて無線端末の位置情報を収集記憶し、それに基づき下りパケットを送信するので、複数の端末ネットワークを跨いで移動する無線端末にパケットを届けることができる。また、送受信する上りパケット及び下りパケットのヘッダ情報等からグループを判別し、グループ毎のパケット送受信量を設定帯域に応じて制御するので、複数の端末ネットワークに存在する無線端末を特定のグループ毎に帯域保証することができる。
本発明の骨子は、無線端末を1つ以上収容する端末ネットワークの複数個と、前記無線端末とパケットを送受信するサーバを1つ以上収容する1つ以上のサーバネットワークとを集線する場合に、上りパケットを送信する際に受信ポートと関連づけて無線端末の位置情報を収集記憶し、それに基づき下りパケットを送信できるようにすること、及び送受信する上りパケット及び下りパケットのヘッダ情報や受信ポート番号からグループを判別し、その判別したグループ毎のパケット送受信量を設定帯域に応じて制御できるようにすることである。このとき、トークンバケット方式とWFQ方式とが採用できるようにする。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るパケット交換装置を用いたネットワークの構成を示す図である。図1において、本実施の形態に係るパケット交換装置100は、複数のポート(図示例では、ポート“1”〜“4”の4つ)を具備し、無線端末101〜104等を収容する複数の端末ネットワーク105,106と、無線端末101〜104等とパケットを送受信するサーバ107,108を収容する1つ以上のサーバネットワーク109,110とを集線するように配置されている。
図2は、図1に示すパケット交換装置100の構成例を示すブロック図である。図2において、パケット交換装置100は、上りパケットを受信し宛先に従うポートに送信する上りパケット送受信部200と、上りパケット送受信部200が送受信する上りパケットのヘッダ情報や受信ポート番号からグループを判別する上りパケットグループ判別部201と、上りパケットの設定帯域を記憶する上りパケット設定帯域記憶部202と、上りパケット設定帯域記憶部202が記憶している設定帯域に従い、上りパケットグループ判別部201で判別したグループ毎のパケット送受信量を制御する上りパケット送受信制御部203と、上りパケット送受信部200が送受信する上りパケットから無線端末を識別する情報と受信ポート番号とを関連付けて記憶する下りパケット転送用記憶部204とを備えている。
そして、上りパケット送受信部200は、複数のポートから入力する上りパケットを受信する上りパケット受信部211と、上りパケット受信部211が受信した上りパケットを記憶する上りパケット記憶部212と、上りパケット記憶部212が記憶している上りパケットを宛先に従うポートに送信する上りパケット送信部213とで構成されている。
ここで、上りパケット送受信制御部203は、(1)上りパケット受信部211が受信した上りパケットの量を上りパケットグループ判別部201が判別したグループ毎に監視し、上りパケット記憶部212が記憶するグループ毎のパケット量を上りパケット設定帯域記憶部202が記憶している設定帯域に応じて決定する、または、(2)上りパケット記憶部212が記憶する上りパケットの量を上りパケットグループ判別部201が判別したグループ毎に監視し、上りパケット送信部213が送信するグループ毎のパケット量を上りパケット設定帯域記憶部202が記憶している設定帯域に応じて決定するように構成されている。
また、パケット交換装置100は、受信した下りパケットの宛先に従うポートを下りパケット転送用記憶部204が記憶した情報を用いて選択し送信する下りパケット送受信部220と、下りパケット送受信部220が送受信する下りパケットのヘッダ情報や受信ポート番号からグループを判別する下りパケットグループ判別部221と、下りパケットの設定帯域を記憶する下りパケット設定帯域記憶部222と、下りパケット設定帯域記憶部222が記憶している設定帯域に従い下りパケットグループ判別部221が判別したグループ毎のパケット送受信量を制御する下りパケット送受信制御部223とを備えている。
そして、下りパケット送受信部220は、複数のポートから入力する下りパケットを受信する下りパケット受信部231と、下りパケット受信部231が受信した下りパケットを記憶する下りパケット記憶部232と、下りパケット記憶部232が記憶している下りパケットを宛先に従うポートに送信する下りパケット送信部233とで構成されている。
ここで、下りパケット送受信制御部223は、(1)下りパケット受信部231が受信した下りパケットの量を下りパケットグループ判別部221が判別したグループ毎に監視し、下りパケット記憶部232が記憶するグループ毎のパケットの量を下りパケット設定帯域記憶部222が記憶している設定帯域に応じて決定する、または、(2)下りパケット記憶部232が記憶する下りパケットの量を下りパケットグループ判別部221が判別したグループ毎に監視し、下りパケット送信部233が送信するグループ毎のパケットの量を下りパケット設定帯域記憶部222が記憶している設定帯域に応じて決定するよう構成されている。
次に、以上のように構成されるパケット交換装置100の動作について説明する。まず、図3〜図5を参照して、無線端末からサーバに上りパケットを送信する場合のパケット交換装置100の動作について説明する。なお、図3は、図1に示したネットワークにおいて上りパケットを送受信する場合の経路等を説明する図である。図4は、図3に示すパケット交換装置100がトークンバケット方式で上りパケットを送受信する場合の動作を説明する図である。図5は、図3に示すパケット交換装置100がWFQ方式で上りパケットを送受信する場合の動作を説明する図である。
図3では、パケット交換装置100のポート“3”に接続される端末ネットワーク105に収容される無線端末101からパケット交換装置100のポート“1”に接続されるサーバネットワーク109に収容されるサーバ107に送信される上りパケットの経路が示されている。
また、図3では、無線端末101はMACアドレス“A”を保持し、無線端末102はMACアドレス“B”を保持し、無線端末103はMACアドレス“C”を保持し、無線端末104はMACアドレス“D”を保持している。また、サーバ107はMACアドレス“X”を保持し、サーバ108はMACアドレス“Y”を保持しているものとしている。
図4において、パケット交換装置100では、上りパケット送受信部200は、ポート“3”から上りパケットが入力されると、上りパケット受信部211がパケットを受信し、予め設定されたMACアドレスとポートの対応表401を用いて、受信したパケットの送信先MACアドレス“X”から送信ポートであるポート“1”を選択する。
なお、送信ポートは、MACアドレスやIPアドレス等のようにサーバ107を判別できるものやVLAN(Virtual Local Area Network)タグやMPLS(Multi Protocol Label Switching)ラベル等のようにサーバネットワーク109を判別できるものから選択すればよく、特定のネットワーク構成時におけるグループから選択しても構わない。また、対応表401は、静的に作成しても構わないし、周知の技術であるスイッチングハブ等のMACアドレス学習機能のように逆方向のパケットから動的に作成しても構わない。
上りパケット記憶部212は、記憶領域がポート毎に分けられており、受信されたパケットを選択された送信ポート“1”の記憶領域に記憶する。そして、上りパケット送信部213は、上りパケット記憶部212のポート“1”の記憶領域に記憶されているパケットをポート“1”に送信する。
上りパケットグループ判別部201は、予め設定されたMACアドレスとグループとの対応表402を用いて、上りパケット受信部211にて受信された上りパケットのグループ“a”を判別する。なお、グループは、送信ポートの選択方法と同様にMACアドレスやIPアドレスやVLANタグやMPLSラベル等から判別しても構わない。
上りパケット設定帯域記憶部202は、予め設定されたグループと設定帯域との対応表403を用いて上りパケットの設定帯域を記憶している。なお、対応表403は、静的に作成しても構わないし、動的に作成しても構わない。
上りパケット送受信制御部203は、上りパケット設定帯域記憶部202にて記憶されている設定帯域に従い上りパケットグループ判別部201にて判別されたグループ毎に送受信するパケットの量を制御する。
下りパケット転送用記憶部204は、MACアドレスとポートとの対応表404を備え、この対応表404に上りパケット送受信制御部203にて制御したパケットから無線端末を識別する送信元MACアドレスと、受信ポート番号とを関連付けて記憶する。なお、無線端末を識別する情報は、MACアドレスの他、IPアドレス等のように無線端末101を判別できるものなら何でも構わない。
ここで、図4では、上りパケット送受信制御部203が送受信するパケットの量を制御する方法として、周知の技術であるトークンバケット方式によるポリシング技術を用いている例を示している。トークンバケット方式は、単位時間当たりで一定量のトークンを生成し、生成されたトークンと同等量のパケットを送出する仕組みになっている。
したがって、上りパケット送受信制御部203は、上りパケットグループ判別部201にて判別された上りパケットをグループ毎にまとめ、それぞれのグループに対しトークンバケットの生成量を設定帯域に応じて制御することにより、上りパケットをグループ毎に帯域制御することが可能となる。
その他、上りパケット送受信制御部203が送受信するパケットの量を制御する方法として、図5に示すように、周知の技術であるWFQ(Weighted Fair Queueing)方式等のスケジューリング技術を用いても構わない。この場合には、上りパケット記憶部212の記憶領域は、図5に示すように、ポートとグループ毎に分けられており、今の例では、受信したパケットを送信ポートであるポート“1”の グループ“a”の記憶領域に記憶している。
WFQ方式は、ビット毎のラウンドロビンによってサービス終了までの時間をタグ付けし、そのタグの最小のパケットから読み出しを行う仕組みになっている。したがって、上りパケット送受信制御部203は、上りパケット記憶部212にてグループ毎に記憶された上りパケットをまとめ、その読み出しを設定帯域に応じて制御することにより、上りパケットをグループ毎に帯域制御することが可能となる。
次に、図6〜図8を参照して、サーバから無線端末に下りパケットを送信する場合のパケット交換装置100の動作について説明する。なお、図6は、図1に示したネットワークにおいて下りパケットを送受信する場合の経路等を説明する図である。図7は、図6に示すパケット交換装置100がトークンバケット方式で送受信する場合の動作を説明する図である。図8は、図6に示すパケット交換装置100がWFQ方式で送受信する動作を説明する図である。
図6では、パケット交換装置100のポート“1”に接続されるサーバネットワーク109に収容されるサーバ107からパケット交換装置100のポート“3”に接続される端末ネットワーク105に収容される無線端末101に送信される下りパケットの経路が示されている。
図7において、パケット交換装置100では、下りパケット送受信部220は、ポート“1”から下りパケットが入力されると、下りパケット受信部231が下りパケット転送用記憶部204で作成されたMACアドレスとポートの対応表404を用いて、受信したパケットの送信先MACアドレスから送信ポートであるポート“3”を選択する。
このように構成することで、無線端末101が端末ネットワーク106に移動した場合、無線端末101から送信される上りパケットによって下りパケット転送用記憶部204の対応表404が更新されるので、移動後の無線端末101に送信する下りパケットは、端末ネットワーク106に送信できるようになる。つまり、端末ネットワーク間を跨いで移動する無線端末にパケットを届けることが可能となる。
下りパケット記憶部232は、記憶領域がポート毎に分けられており、受信したパケットを選択された送信ポートであるポート“3”の記憶領域に記憶する。そして、下りパケット送信部233は、下りパケット記憶部232のポート“3”の記憶領域に記憶されているパケットをポート“3”に送信する。
下りパケットグループ判別部221は、予め設定されたMACアドレスとグループの対応表601を用いて、下りパケット受信部231にて受信された下りパケットのグループ“a”を判別する。なお、グループは、MACアドレスやIPアドレス等のようにサーバ107を判別できるものやVLANタグやMPLSラベル等のようにサーバネットワーク109を判別できるものから判別すればよく、特定のネットワーク構成時における入力ポート番号等から判別しても構わない。
下りパケット設定帯域記憶部222は、予め設定されたグループと設定帯域との対応表602を用いて下りパケットの設定帯域を記憶している。なお、対応表602は、静的に作成しても構わないし、動的に作成しても構わない。
下りパケット送受信制御部223は、下りパケット設定帯域記憶部222にて記憶されている設定帯域に従い下りパケットグループ判別部221にて判別されたグループ毎に送受信するパケットの量を制御する。
ここで、図7では、下りパケット送受信制御部223が送受信するパケットの量を制御する方法として、上述のトークンバケット方式によるポリシング技術を用いている例を示している。
したがって、下りパケット送受信制御部223は、下りパケットグループ判別部221にて判別された下りパケットをグループ毎にまとめ、それぞれのグループに対しトークンバケットの生成量を設定帯域に応じて制御することにより、下りパケットをグループ毎に帯域制御することが可能となる。
その他、下りパケット送受信制御部223が送受信するパケットの量を制御する方法として、図8に示すように、上述のWFQ方式等のスケジューリング技術を用いても構わない。この場合には、下りパケット記憶部232の記憶領域は、ポートとグループ毎に分けられており、今の例では、受信したパケットを送信ポートであるポート“3”の グループ“a”の記憶領域に記憶している。
したがって、下りパケット送受信制御部223は、下りパケット記憶部232にてグループ毎に記憶した下りパケットをまとめ、その読み出しを設定帯域に応じて制御することにより、下りパケットをグループ毎に帯域制御することが可能となる。
このように、本実施の形態によれば、下りパケット転送用記憶部204が上りパケットの無線端末を識別する情報と受信ポート番号とを関連付けて記憶するので、複数の端末ネットワークに存在する無線端末のそれぞれが収容される端末ネットワークが接続されているポート、つまり位置情報を記憶することが可能となる。
また、上りパケット送受信制御部203が設定帯域に従いグループ毎の上りパケットの量を制御するので、複数の端末ネットワークに存在する無線端末から送信される上りパケットをグループ毎に帯域保証することが可能となる。
さらに、上りパケット送受信制御部203が上りパケット記憶部212にて記憶される前の上りパケットを帯域制御するので、上述したトークンバケット方式等のポリシング技術を利用して確実に上りパケットを帯域制御することが可能となる。加えて、上りパケット記憶部212の記憶領域や上りパケットの送信遅延時間を小さくすることが可能となる。
さらにまた、上りパケット送受信制御部203が上りパケット記憶部212にて記憶された上りパケットを帯域制御するので、上述したWFQ方式等のスケジューリング技術を利用して確実に上りパケットを帯域制御することが可能となる。加えて、上りパケット記憶部212で廃棄される上りパケットの量を少なくすることが可能となる。
そして、下りパケット受信部231では、下りパケットの送信ポートの選択を下りパケット転送用記憶部204にて記憶された位置情報を用いて行うので、複数の端末ネットワークを跨いで移動する無線端末にパケットを届けることが可能となる。
また、下りパケット送受信制御部223が設定帯域に従いグループ毎の下りパケットの量を制御するので、複数の端末ネットワークに存在する無線端末に送信される下りパケットをグループ毎に帯域保証することが可能となる。
さらに、下りパケット送受信制御部223が下りパケット記憶部232にて記憶される前の下りパケットを帯域制御するので、上述したトークンバケット方式等のポリシング技術を利用して確実に下りパケットを帯域制御することが可能となる。加えて、下りパケット記憶部232の記憶領域や下りパケットの送信遅延時間を小さくすることが可能となる。
さらにまた、下りパケット送受信制御部223が下りパケット記憶部232にて記憶された下りパケットを帯域制御するので、上述したWFQ方式等のスケジューリング技術を利用して確実に下りパケットを帯域制御することが可能となる。加えて、下りパケット記憶部232で廃棄される下りパケットの量を少なくすることが可能となる。
加えて、上りパケット送受信制御部203及び下りパケット送受信制御部223によって、上りパケット及び下りパケットの両方をグループ毎に帯域保証することができるので、グループ毎の仮想的専用ネットワークを構築することができ、VPN(Virtual Private Network)サービス等の提供が可能となる。
本発明は、無線端末を1つ以上収容する複数の端末ネットワークと、前記無線端末とパケットを送受信するサーバを1つ以上収容する1つ以上のサーバネットワークとを集線する場合に、複数の端末ネットワークを跨いで移動する無線端末にパケットを届け、かつ複数の端末ネットワークに存在する無線端末を特定のグループ毎に帯域保証することができるパケット交換装置を提供することである。
本発明の一実施の形態に係るパケット交換装置を用いたネットワークの構成を示す図 図1に示すパケット交換装置の構成例を示すブロック図 図1に示したネットワークにおいて上りパケットを送受信する場合の経路等を説明する図 図3に示すパケット交換装置がトークンバケット方式で上りパケットを送受信する場合の動作を説明する図 図3に示すパケット交換装置がWFQ方式で上りパケットを送受信する場合の動作を説明する図 図1に示したネットワークにおいて下りパケットを送受信する場合の経路等を説明する図 図6に示すパケット交換装置がトークンバケット方式で送受信する場合の動作を説明する図 図6に示すパケット交換装置がWFQ方式で送受信する動作を説明する図 従来のパケット交換装置が行う帯域保証動作を説明する図 Cellular IP方式に対応した機能を備える従来のパケット交換装置の交換動作を説明する図 図9に示したローカルネットワークにCellular IP方式によるローカルネットワーク(移動通信ネットワーク)が接続されている場合に無線端末への帯域保証動作を説明する図 図11に示すネットワークにおいて無線端末への帯域設定方法を説明する図
符号の説明
100 パケット交換装置
101〜104 無線端末
105,106 端末ネットワーク
107,108 サーバ
109,110 サーバネットワーク
200 上りパケット送受信部
201 上りパケットグループ判別部
202 上りパケット設定帯域記憶部
203 上りパケット送受信制御部
204 下りパケット転送用記憶部
211 上りパケット受信部
212 上りパケット記憶部
213 上りパケット送信部
220 下りパケット送受信部
221 下りパケットグループ判別部
223 下りパケット送受信制御部
231 下りパケット受信部
232 下りパケット記憶部
233 下りパケット送信部
401〜404,601,602 対応表

Claims (7)

  1. 無線端末を1つ以上収容する複数の端末ネットワークと、前記無線端末とパケットを送受信するサーバを1つ以上収容する1つ以上のサーバネットワークとを集線するパケット交換装置であって、前記パケット交換装置は、上りパケットを受信し宛先に従うポートに送信する上りパケット送受信手段と、前記上りパケット送受信手段が送受信する上りパケットのヘッダ情報や受信ポート番号からグループを判別する上りパケットグループ判別手段と、上りパケットの設定帯域を記憶する上りパケット設定帯域記憶手段と、前記上りパケット設定帯域記憶手段が記憶している設定帯域に従い、前記上りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎のパケット送受信量を制御する上りパケット送受信制御手段と、を具備することを特徴とするパケット交換装置。
  2. 前記上りパケット送受信手段が送受信する上りパケットに基づき無線端末を識別する情報と受信ポート番号とを関連付けて記憶する下りパケット転送用記憶手段、を具備することを特徴とする請求項1記載のパケット交換装置。
  3. 受信した下りパケットの宛先に従うポートを前記下りパケット転送用記憶手段が記憶した情報を用いて選択し送信する下りパケット送受信手段と、前記下りパケット送受信手段が送受信する下りパケットのヘッダ情報や受信ポート番号からグループを判別する下りパケットグループ判別手段と、下りパケットの設定帯域を記憶する下りパケット設定帯域記憶手段と、前記下りパケット設定帯域記憶手段が記憶している設定帯域に従い、前記下りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎のパケット送受信量を制御する下りパケット送受信制御手段と、を具備することを特徴とする請求項2記載のパケット交換装置。
  4. 前記上りパケット送受信制御手段は、前記上りパケット送受信手段が複数のポートから入力する上りパケットを一旦記憶してから送信する場合において、複数のポートから入力する上りパケットを前記上りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎に監視し記憶するグループ毎のパケット量を前記設定帯域に応じて決定する構成、を具備することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のパケット交換装置。
  5. 前記上りパケット送受信制御手段は、前記上りパケット送受信手段が複数のポートから入力する上りパケットを一旦記憶してから送信する場合において、一旦記憶した上りパケットの量を前記上りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎に監視し送信するグループ毎のパケット量を前記設定帯域に応じて決定する構成、を具備することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のパケット交換装置。
  6. 前記下りパケット送受信制御手段は、前記下りパケット送受信手段が複数のポートから入力する下りパケットを一旦記憶してから送信する場合において、複数のポートから入力する下りパケットを前記下りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎に監視し記憶するグループ毎のパケット量を前記設定帯域に応じて決定する構成、を具備することを特徴とする請求項3記載のパケット交換装置。
  7. 前記下りパケット送受信制御手段は、前記下りパケット送受信手段が複数のポートから入力する下りパケットを一旦記憶してから送信する場合において、記憶した下りパケットの量を前記下りパケットグループ判別手段が判別したグループ毎に監視し送信するグループ毎のパケット量を前記設定帯域に応じて決定する構成、を具備することを特徴とする請求項3記載のパケット交換装置。
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