JP2006042262A - Ｖｐｎの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式に関し，キャリアネットワークの状態を認識し，その状態に応じてトラフィックを制御することができることを目的とする。
【解決手段】ＶＰＮの拠点の中継システムに，キャリアネットワークを介して一方の拠点から他の拠点への中間パスの状態検査を行う機能を備えたパス状態認識部と，パス状態認識部により検査したパス状態に基づいて予め設定されたトラフィック制御方法の中から最適なトラフィック制御方法を判断するトラフィック制御方法判断部と，トラフィック制御方法判断部により判断したトラフィック制御方法の情報を受け取ると，トラフィック制御方法に従ってトラフィック制御を行うトラフィック制御部とを設けるよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は，キャリアネットワーク（公衆網）を介したＶＰＮ（バーチャル・プライベート・ネットワーク：Virtual Private Network)の中継システムによるトラフィック制御方式に関する。

現在のキャリアが提供しているＶＰＮの技術には次のように複数の種類があり，以下に説明する。

Ｌ２−ＶＰＮ：通信事業者が提供するイーサネット（登録商標）ベースのネットワーク上に，ユーザグループに閉じたネットワークを構築し，拠点間を結ぶサービスであり，ＬＡＮで利用されてきたイーサネットの技術をＷＡＮ（広域網）に適用したことが特徴で，ユーザのイーサネット・フレームがそのまま伝送される。ＭＡＣアドレスとＶＬＡＮを使って実現されていることが多い。

Internet ＶＰＮ：インターネットを経由して構築されるＶＰＮで，ＩＰsec(IP security)という暗号技術を用いてパケットを伝送する。

ＩＰ−ＶＰＮ：通信事業者が提供するＩＰネットワークをベースに，ユーザ・グループに閉じたネットワークを構築し，拠点間を結ぶサービスであり，インターネットとは独立したＩＰネットワークを利用する。ＩＰ−ＶＰＮの実現手法はいくつかあり，ＭＰＬＳ（マルチプロトコル・ラベル・スイッチング）を利用したサービスが多い。

図１３は従来例の構成を示し，キャリアのＶＰＮサービス（上記のＩＰ−ＶＰＮやInternet ＶＰＮ等）を使ったネットワークの構成である。図中，５０はインターネットを構成するキャリアネットワーク，５１ａ〜５１ｆはキャリア内の通信装置，５２はキャリアネットワーク５０を介して形成されたＶＰＮを構成するユーザネットであって，拠点Ａ〜Ｄのそれぞれに設けられる。５３は各ユーザネット５２とキャリアネットワーク５０を接続するルータやＬＡＮスイッチ等の中継システムであり，ルータ，ＬＡＮスイッチ，ブルータ等で構成される。５４は各ユーザネット５２に収容された端末（電話端末やＰＳ（パーソナルコンピュータ）等の装置）である。

図１３に示すように拠点Ａ〜Ｄにより構成されたＶＰＮにおいて，拠点Ａと拠点Ｂのユーザネット５２の各端末５４を用いた音声（パケット）による通信中に，キャリアネットワーク５０の通信装置５１ｅに輻輳が発生すると（図１３の(1))，拠点Ａの端末５４と拠点Ｂの端末５４の間の音声が遅延のために途切れる（同(2))。この場合，各拠点Ａと拠点Ｂの端末５４ではキャリアネットワークにおける中継パスの状態が悪化したことを認識する（図１３の(3))が，その状態を認識しても各拠点Ａ，拠点Ｂの何れもその輻輳状態を解消するためのトラフィック制御を行う手段がなかった（同(4))。

従来の技術では，自装置が輻輳した時に輻輳を通知する機能や，ある通信パスで輻輳通知を受けた時にその通信パスへのトラフィック制御を行う機能や，ＩＰ（インターネットプロトコル）のＩＣＭＰ（Internet control message protocol)を利用したＰｉｎｇ（TCP/IPネットワークでエコー要求）を診断パケットとしてネットワーク上の特定ノードを宛先として送信し，これに対する相手側からの応答を受け取ることによりパケットの送達確認を行い，トラフィック優先制御や帯域制御，といった個々の機能は，ＶＰＮの中継システム（端末とＶＰＮ間を中継するルータやＬＡＮスイッチ等）やサーバまたはＰＣ（Personal Computer)に実装されている。また，ＴＣＰ（Transmission Control Protocol)のスロースタートメカニズム（ウィンドウのバッファ量をエンド・エンドで制御する機能）のようにサーバやＰＣが通信パス全体の状態から送信トラフィックを制御する機能も既に実現されている。

従来のキャリアのサービスでは，専用線のように輻輳が発生しないネットワークや，ＡＴＭ（Asynchronous Transfar Mode) やＦＲ(Frame Relay) のように構成する装置に輻輳を通知する機能があるネットワークであるため輻輳に応じてトラフィック制御をすることができたが，キャリアが提供するＶＰＮでは，輻輳通知がないため中継システムにより中間パスの状態に応じたトラフィック制御ができなかった。

キャリアが提供するＶＰＮにおいて，ネットワーク内で輻輳が発生したことが分からないためにＶＰＮの経済的な設計が困難であるという問題を解決するためにトラフィック情報提供方法の技術が提案されている（特許文献１参照）。その提案されたトラフィック情報提供方法の全体構成を図１４に示す。

図１４において，６０−１，６０−２はユーザ端末，６１−１〜６１−３はサーバ提供装置，６２はＶＰＮ，６３，６５はユーザ端末やサービス提供装置等が接続されるエッジノード，６４は中継ノード，６６は制御装置，６７はＶＰＮ管理者端末である。

このようなＶＰＮ６２において，エッジノード６３，６５及び中継ノード６４にトラフィック測定手段としてパケットカウンタ（図示省略）が設けられ，ユーザ端末６０−１，６０−２又はＶＰＮ管理者端末６７からの発側アドレス及び着側アドレス及びこれらのアドレス間のトラフィックに係わる測定項目の指定を含むトラフィック測定要求を受け付けて，この受け付けたトラフィック測定要求に含まれる測定項目に従ってエッジノード６３，６５または中継ノード６４にトラフィックの測定を指示し，エッジノード６３，６５または中継ノード６４からのトラフィック測定結果を収集し，この収集結果をユーザ端末６０−１，６０−２またはＶＰＮ管理者端末６７に送信する。これにより，ユーザまたはＶＰＮ管理者は輻輳の原因究明や経済的なＶＰＮ設計をすることができる。

しかし図１４の技術では，ユーザ端末またはＶＰＮ管理者端末からの要求によりトラフィック情報を収集するだけで，その結果を用いた制御を行う技術は含まれていない。

また，その他の従来の技術として，ＶｏＩＰ（Voice on IP)の技術において，ＶｏＩＰのＧＷ（Gate Way) 機能によりユーザからの要求があると，ある宛先までの状態を確認する技術（特許文献２参照）や，キャリア網のエッジノードにおいてトラフィック情報を収集してトラフィックの予測に利用する技術（特許文献３参照）等が知られているが，それらは何れも状態を確認したり，トラフィック情報を収集するだけであり，キャリアを用いたＶＰＮにおいて輻輳が発生しても制御する技術がなかった。
特開２００３−２２４５８３号公報 特開２００１−２３７８８８号公報 特開２００３−６９６４４号公報

最近利用されるようになったＬ２ＶＰＮやインターネットＶＰＮのように，キャリア網内で輻輳が発生する可能性があるが網では輻輳を通知する機能がない。そのようなキャリアを用いたＶＰＮでは，容量が余っているならば容量が許す限り送信できるベストエフォート型のネットワークを料金が安いというメリットがあるため音声通信や業務上の重要な通信をする場合には利用したいが，有効に利用することができなかった。

従来からある固定のトラフィック制御方式では，使えるだけ使うというベストエフォート型の特性を生かせない。また，エンド端末（パーソナルコンピュータやサーバ）がダイナミックにトラフィックを制御する方式では，全てのシステムがトラフィック制御を行う必要があり，異なるエンド端末間の通信のどれを優先させるかという制御ができない。

本発明はキャリアネットワークの状態を認識し，その状態に応じてトラフィックを制御することができるキャリアネットワークを介したＶＰＮの中継システムによるトラフィック制御方式を提供することを目的とする。

本発明はＶＰＮを構成するユーザ宅内の中継システム（ルータやＬＡＮスイッチ等）がキャリアネットワークの状態を常に監視し，通信に影響を与えるくらいに品質が悪化した時にキャリアネットワークに接続している中継システムがトラフィック制御を行うことによって，キャリアネットワークの状態に応じたトラフィック制御を実現する。これにより，キャリアネットワークの品質が良い場合にはネットワークの性能を最大まで利用し，悪化した時にも重要な通信を確保することが可能となる。

図１は本発明の原理構成を示す図である。図中，１Ａ〜１Ｄはキャリアネットワークに構築されたＶＰＮの各拠点のシステム群（ルータ，ＬＡＮスイッチ等の中継システムを含む），１０ａ〜１０ｄは各拠点のシステム群１Ａ〜１Ｄ（以下，１Ａ〜１Ｄを単にＶＰＮの拠点という）に設けられたデータ等の送受信の制御を行うトラフィック制御部（中継システム）であり，通信先（相手拠点）別のルートが設定されたルーティングテーブル（図示省略）を備える。１１ａは拠点１Ａがキャリアネットワークを経由して他のネットワークと接続する各パスの状態を計測して認識するパス状態認識部，１２ａは拠点１Ａに設けられたパス状態認識部１１ａにより認識したキャリアネットワーク内のパス状態に応じてパスに応じて伝送速度の制御や，相手と接続するルートの制御等の各種のトラフィック制御方法から最適な方法を判定するトラフィック制御方法判断部である。２はキャリアネットワークを表し，３−１〜３−６はキャリアネットワーク上でＶＰＮネットワークを構成するＶＰＮ機器である。

なお，図１ではユーザネットの拠点１Ａ（ユーザ宅内またはキャリア宅内）にだけトラフィック制御部（ルータやＬＡＮスイッチ等）１０ａ，パス状態認識部１１ａ及びトラフィック制御方法判断部１２ａが設けられているが，パス状態認識部１１ａとトラフィック制御方法判断部１２ａは，各ネットワーク拠点１Ａ〜１Ｄのそれぞれに設けたり，選択した１つまたは複数の拠点だけに設けて，他の拠点と共同利用することができる。パス状態認識部１１ａとトラフィック制御方法判断部１２ａをどこに，いくつ設ける必要があるかは，パス状態の認識方法や，制御方法判断方法に依存する。

拠点１Ａのパス状態認識部１１ａはキャリアネットワークを通る拠点間の各パスの状態を認識するため，遅延時間（伝送時間），揺らぎ，パケットロス率等の計測を常に実行して，計測結果からどこでどのような状態になったかをトラフィック制御方法判断部１２ａに通知する。トラフィック制御方法判断部１２ａはパス状態認識部１１ａの判定結果から，キャリアＶＰＮを通るパスの中から通信品質が悪化した経路を見つけ，ＶＰＮ機器を迂回したり，トラフィックの送信時間に時間をかけたり，優先度の高いトラフィックのみ送信する等の制御方法の何れを選択するかの判断をして，各ユーザネットの拠点１Ａ〜１Ｄに対して制御方法やパスコスト（パスに対する重み付け）を通知する。

これを受けて，各拠点１Ａ〜１Ｄのトラフィック制御部１０ａ〜１０ｄではそれぞれのトラフィック送信の制御，パスの状態変更，ルーティングテーブルの変更等を実行する。その後も，パス状態認識部１１ａはパスの状態を監視し，通信品質が改善すると，その結果をトラフィック制御方法判断部１２ａに通知し，トラフィック制御方法判断部１２ａはその結果を判断してトラフィック制御の変更を決定すると，変更に係る拠点のトラフィック制御部に対して通知し，これを受けとったトラフィック制御部は指示された更新を行う。

本発明によれば，キャリアネットワークが輻輳等の何らかの要因で，通信に支障が生じた場合に，その重要な通信への影響を最小限に抑えることができる。更に，ネットワークの管理者がこれらの機能を使ってキャリアネットワークの状態を知ることにより，キャリアネットワークの状態を含んだ，ネットワーク全体の管理を行うことができる。

これにより，インターネットＶＰＮのようなコストの安いベストエフォート型ネットワークの利用や，ＩＰ−ＶＡＮのような帯域保証を持つネットワークで保証する帯域を最低限に設定して料金を安く抑えることができる。

図２〜図４は本発明によるＶＰＮ拠点のシステム構成１〜システム構成３である。図２において，１ａは上記図１のユーザネットの拠点１Ａと同様の１０ａ，１１ａ，１２ａの各部を含む拠点内システム（ルータ，ＬＡＮスイッチ等を含む中継システム），１０ａはトラフィック制御部，１１ａはパス状態認識部，１２ａはトラフィック制御方法判断部，１ｂはＬＡＮ等の拠点内ネットワーク，２はキャリアネットワークである。

図２のシステム構成１では，拠点内システム１ａの中にトラフィック制御部１０ａ，パス状態認識部１１ａ及びトラフィック制御方法判断部１２ａとを備えており，各部がシステム内で相互に連携して動作している。この構成では，パス状態認識部１１ａとトラフィック制御方法判断部１２ａはこの拠点内システム１ａのために動作し，他の各拠点システム（図１の例では，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）でそれぞれパス状態認識部とトラフィック制御方法判断部を備えることになる。

図３のシステム構成２の場合，拠点内システム（中継システム）１ａには，トラフィック制御部１０ａだけ設けられ，パス状態認識部１１ｃとトラフィック制御方法判断部１２ｄは拠点内ネットワーク１ｂを介して拠点内システム１ａと接続して，トラフィック制御部１０ａと連携動作する。このシステム構成２では，パス状態認識部１１ｃとトラフィック制御方法判断部１２ｄは複数の拠点（図１の拠点１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）のトラフィック制御部と連携することができる。

図４のシステム構成３の場合，拠点内システム（中継システム）１ａには，トラフィック制御部１０ａとパス状態認識部１１ａが設けられ，トラフィック制御方法判断部１２ｄは拠点内ネットワーク１ｂに接続されて，トラフィック制御部１０ａ及びトラフィック制御方法判断部１１ａと連携して動作する。このシステム構成３の場合，トラフィック制御方法判断部１２ｄは他の複数の拠点１Ｂ，１Ｃ及び１Ｄのトラフィック制御部及びパス状態認識部と連携して動作することができる。

上記図３のシステム構成２及び図４のシステム構成３の構成では，パス状態認識部及びトラフィック制御方法判断部は，ＶＰＮのネットワークを構成する拠点に１台以上存在すればよい（トラフィック制御部は拠点の数だけ必要である）。

上記の図２〜図４のシステム構成例の中の何れの構成を取るかは，パス状態の認識のための計測の方式に依存し，図５は各システム構成に適合するパス状態の各計測方式の例を示す。図５において，「○」は適合可能であることを示し，「×」は不適合であることを示す。

キャリアネットワークの品質を常に計測するが，品質としては，遅延時間，揺らぎ，パケットロス率，等がある。なお，定期的に計測すると，それが輻輳を増大させる原因になる場合がある。従って，常に計測する必要はあるが，計測間隔を長くするなどにより工夫することが要求される。

図５に示すパス状態認識に用いる認識方式の具体例として以下の(1) 〜(3) を用いることができる。

(1) パケットへのタイムスタンプの付加
各中継システムは，送信もしくは中継するパケットにタイムスタンプを追加して，送信する。そのパケットを受信したシステムはパケットのタイムスタンプをチェックすることで，キャリアネットワークの通過にかかった時間やパケット毎の揺らぎ等を計測して記録する。なお，この方式では，最初に送信，受信に関わる両中継システム間で時間的な同期をとる必要があり，それにはＮＴＰ（Network Timing Protocol)等のタイミングを調整するプロトコルを用いることができる。

(2) ループバック方式またはトレースパケット方式
ループバック方式は，計測したいパスの反対側（相手側）に接続している中継装置（または計測システム）に定期的にループバックパケットを送信する。図１のネットワーク構成では，図１の拠点１Ａのパス状態認識部１１ａから拠点１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ宛てにループバックパケットを送信し，各拠点１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは受信したループバックパケットを拠点１Ａのパス状態認識部１０ａにループバックする。パス状態認識部１１ａは送信してから，戻ってくるまでの時間やパケット毎の揺らぎ等を計測して記録する。

なお，パス状態認識部とトラフィック制御部が同じシステム内に実装されない場合（上記図３や図４の場合），パス状態認識部はなるべくトラフィック制御部の近くに接続する。ループバックパケットとしては，ＩＰレベルのＰｉｎｇやTraceroute（指定したノードへのＩＰのルートをトレースするコマンド），Ｌ２レベルのTestまたは独自のパケットを利用することができる。但し，ループバックパケットはキャリアネットワークを通過できる構成を備えることが必要である。

トレースパケット方式は，ＩＰパケットヘッダに含まれたＴＴＬ（Time To Live: 中継動作を行う時間または中継の段数）を指定してパケットを送信し中継装置はＴＴＬを減らして次へ中継する。伝送中にＴＴＬが０になったら送信を中止し，エラーを返す。

(3) 送信量と受信量の比較，または送信パケット数と受信パケット数の比較
各システムは，各パスに対する送信量／受信量もしくは送信パケット数／受信パケット数を計測する。そして，互いに相手に，その値を通知することによってパケットロスが発生しているかどうかを確認する。この場合，送信と受信の計測の同期をとる必要がある。例えば，前に送信量を通知するパケットを送信してから次のパケットを送信するまでの間に送信された送信量（ある時間からの送信量と次の時間の送信量を組で送信するようにしてもよい）を通知することができる。

図６はパス状態認識部の実施例の構成を示す。図中，１１はパス状態認識部，１１０はパスの状態を計測するために，後述する送信受信カウンタ部１１４ａまたはタイムスタンプ照合部１１３ｂから送られてくる情報，またはパケット送受信部１１０ａを使って自分でパケットの送受信を行った結果得られる情報から，現時点でのパス品質を確認し，その結果を状態管理部１１１に通知する計測部，１１０ａはパケット送受信部，１１０ｂは計測のための情報の受け渡し（送信パケット数等）の処理を行う情報処理部，１１１は計測部１１０から受けとった情報を記録すると共に，必要があれば（常に通知してもよく，品質が悪化した時だけ通知してもよい），状態通知部１１２を使って品質情報をトラフィック制御方法判断部に通知する状態管理部，１１２は状態管理部１１１からの指示があった時に，品質をトラフィック制御方法判断部に通知するためにパケットを生成する状態通知部，１１３はタイムスタンプ方式を用いた場合のユーザデータ処理部，１１３ａはユーザデータにタイムスタンプを付加するタイムスタンプ付加部，１１３ｂはキャリアネットワークからのユーザデータを受信時にタイムスタンプの照合を行うタイムスタンプ照合部，１１４は計測部１１０や状態通知部１１２のパケットを送受信するデータ送受信部，１１４ａはパケット数をカウントする送信受信カウンタ部である。

図６の動作を説明すると，初期化後に，計測部１１０のパケット送受信部１１０ａ，データ送受信部１１４の送信受信カウンタ部１１４ａ及びユーザデータ処理部１１３は，キャリアネットワークを通るＶＰＮの各拠点へのパスに対して計測処理を開始する。この時，どのパスに対して計測処理をするかはオペレータによる設定か，パスの自動検出またはルーティングテーブルからの検出かにより決定する。

計測結果が得られると，計測部１１０内でパケット送受信部１１０ａから情報処理部１１０ｂに通知され，情報処理部１１０ｂではその計測結果から品質（遅延時間，揺らぎ，パケットロス率等）を決定する。決定した品質は状態管理部１１１に記録され，毎回または品質が悪化したと判断できる場合，トラフィック制御方法判断部に結果を通知する。品質が悪化した時のみ，トラフィック制御方法判断部に結果を通知するようにした場合，一度悪化した後に品質が回復した時にもトラフィック制御方法判断部に通知を行う。

この計測部１１０による計測結果に基づく品質の決定と，トラフィック制御方法判断部への通知（悪化した時だけの場合と計測毎の場合の何れか）は，定常的に実行する。但し，実行間隔は一定間隔か，品質状態に応じて可変（悪化した場合は間隔を短くする等）にすることができる。

図７はトラフィック制御方法判断部の実施例の構成である。図中，１２はトラフィック制御方法判断部，１２０は状態判断部，１２０ａはパス状態認識部（図６の１１）から受け取ったパス状態をテーブル１２３に記録すると共に判断部１２０ｂに状態を通知する状態記録部，１２０ｂは最新の状態と制御起動条件を比較し，制御を開始する必要があるかどうかを判断して，どのパスがどの程度悪化したかの状態を制御方法決定部１２０ｃに通知する判断部，１２０ｃは判断部１２０ｂから通知された情報に基づいてどのトラフィック制御部（各拠点にある）がサポートしている制御方法から，どれを実行するかを決定して，決定した制御方法を各トラフィック制御部に通知する制御方法決定部，１２１はパス状態認識部（図６）からの品質情報を含むパケットを受信する状態受信部，１２２はトラフィック制御部へのパケットを通知する制御通知部，１２３は制御下の各パスについての最新の状態１２３ａ，制御開始条件１２３ｂ及び各トラフィック制御部の制御可能な機能１２３ｃを格納したテーブル，１２４はキャリアネットワークのネットワーク情報（ＶＰＮを構成する各拠点，パス，２つの拠点とパスの対応関係）を格納した構成情報である。

図７の動作を説明すると，テーブル１２３内の制御開始条件１２３ｂは予め設定されているか，初期化後に拠点のトラフィック制御部と通信することによって，トラフィック制御部のサポートしている機能を学習する。

パス状態認識部（図６）から状態通知を受けると，それをテーブル１２３に登録する。判断部１２０ｂが品質悪化と判断すると，制御方法決定部１２０ｃが制御方法を算出する。この時，制御方法決定部１２０ｃは，品質を悪化している通信パスに直接接続しているトラフィック制御部に対してのみの制御を算出してもよい。また，構成情報１２４を使って，直接接続はしていないが，品質が悪化している通信パスに関連するトラフィック制御部の全てまたは一部に対する制御を算出するようにすることもできる。算出された結果は，対応するトラフィック制御部に対して通知される。

パス状態認識部から状態通知を受けた結果，一度悪化した後に，通信品質が回復したと判断すると，制御方法決定部１２０ｃは制御を停止するか，制御のレベルを緩めるために変更するかを算出する。その結果，制御変更を指示するトラフィック制御部が存在すると，そのトラフィック制御部に対して指示を通知する。この場合，品質が回復したので，すぐにトラフィック制御を停止すると，制御と停止が頻繁に繰り返されてしまうこともあり，品質の回復後，制御停止するまでに一定の時間を置く。また，悪化基準よりも回復基準の基準値を上げるように設定することで頻繁な制御と停止の繰り返しを防止することができる。

図８はトラフィック制御方法判断部が備えるテーブルの例であり，上記図７のテーブル１２３に対応する。図８に示すテーブルにはトラフィックのタイプに対して，制御を開始する基準と，制御を指示する場合の動作条件が登録されている。トラフィック制御部が備える制御機能とそれに対応するトラフィック制御方法判断部の判断基準の例が定義されており，それに従ってトラフィック制御方法の判断を行う。この例では，パス状態認識部とトラフィック制御部のサポートしている機能は次のようなものとする。

パス状態認識部が通知する情報：遅延時間，揺らぎ時間，パケットロス率
トラフィック制御部がサポートする機能：ＩＥＥＥ802.1p（プライオリティビットによる優先制御機能を備える）に基づいた優先制御，パスの切断（ダウン）
図８では，トラフィックのタイプに対して，制御を開始する基準と，制御を指示する場合の動作条件が登録され，トラフィックタイプの分類として，「音声（VoIP) 」，業務１（データ），メール，業務２（低損失率のデータ）が設けられ，識別方法としてＩＥＥＥ802.1pのトラフィックタイプの値が図のように設定されている。これらの各分類に対して，最大遅延時間，揺らぎ，パケットロス率の３つの計測結果について，制御を開始する基準１と制御を開始する基準２とが設けられ，基準１はＩＥＥＥ802.1pの優先制御を開始する基準が設定され，基準２は当該パスの切断を開始する基準が設定されており，基準１による制御を実行したにも関わらず，パスの状態が悪化すると，基準２による制御が実行される。

図９はトラフィック制御部の実施例の構成である。図中，１０はトラフィック制御部，１００はこのシステムがサポートしているパス（ルート）の管理を行うパス管理部であり，これはルーティングテーブルと共有すること（ルーティングテーブルにパス管理機能を設けること）が可能である。既存のルーティングテーブルやインタフェース状態を管理しているものと共有し，リンク／インタフェースをダウンさせてしまうと，計測のためのパケットを送受信できない場合があるが，制御パケットは送受信できるようにする。そのため，ダウンさせた後は，一定時間毎に再接続させてパスの状態を確認するなどでパス状態確認を行う。１０１はトラフィック制御方法判断部（図７の１２）からの制御指示に従って，パス管理部１００またはトラフィック制御方法判断部の制御開始条件（図７の１２３ｂ）を変更する制御受信部である。１０２はデータ送受信部，１０２ａはユーザデータを送受信すると共に，トラフィック制御（中継システムが一般的に実装しているトラフィック制御）をする機能を備えた制御部，１０２ｂはトラフィック制御の条件を格納し，制御受信部１０１により変更することができる制御条件部である。データ送受信部１０２では，計測のためのパケット（ループバック等の場合）の送受信や，ユーザデータパケットの送受信及びトラフィック制御方法判断部からのパケット（トラフィック制御の指示）の受信を行う。

図９の動作を説明すると，トラフィック制御部１０は制御条件とルーティングプロトコル等によって作成されたパス状態に従ってトラフィック（データ）の送信を行う。トラフィック制御方法判断部（図７の１２）から制御指示を受け取ると，その指示に応じて制御条件やパス状態を変更することにより，トラフィック制御を実行する。トラフィック制御の実行，停止等は全て，トラフィック制御方法判断部から指示される。

トラフィック制御部１０が制御指示により実行する制御としては，トラフィック送信の制御，パスの状態変更，ルーティングテーブルの変更を行うが，具体的な制御例として次の(1),(2) について説明する。

(1) 優先制御や帯域制御
中継システム（ルータ）がサポートしている優先制御や帯域制御のメカニズムを使用する。具体的には，IEEE802.1pに使われているＣＯＳ(Class of Service)の仕組み，ＲＳＶＰ(Resource reSerVation Protocol) 等の帯域確保に使われているＲＥＤ(Random Early Detection)や，ＷＦＱ(Weighted Fair Queue) の機能や，帯域制御装置やロードバランサやＬ４〜Ｌ７スイッチが実装している方式等がある。また，全てのパケットをバッファし，遅延を追加することにより，トータルの帯域を抑制する方式でもよい。

(2) ルーティング変更
品質が悪化しているパスを通過しないように，ルーティングテーブルを変更する。例えば，該当パスの切断，該当パスを通過するパケットの一部が別のパスを通過するように，ホップ数やパスコストを変更する。中継システム（ルータ）は，ＳＮＭＰやコンソールから，上記(1) や(2) の設定や指示が可能となっている。但し，該当パスの切断を行った場合，一般にはそのパスの状態確認ができなくなるが，中継装置は，データパケットに対してのみ中継を中止し，パス状態の認識用のパケットの送受信は可能とするが，一定時間待ったら再接続して状態を確認する機能を付加する必要がある。

図１０は品質悪化検出時の中継システムの動作を示し，図１１は品質回復時の中継システムの動作を示す。図１０，図１１は，上記図４に示すシステム構成３に対応し，拠点内システム１ａには，トラフィック制御部１０ａとパス状態認識部１１ａが設けられ，トラフィック制御方法判断部１２ｄは拠点内ネットワーク１ｂに接続されている。この例では拠点内システム１ａはキャリアネットワーク２を介してＶＰＮを構成する他の拠点システム１Ｂとパスを介して通信を行っているものとする。

図１０において，品質悪化検出時の動作を以下の(1) 〜(7) の順に実行する。

(1) パス状態認識部１１ａがｐｉｎｇによって拠点システム１Ｂとの間のパスの状態を確認する。

(2) パス状態認識部１１ａはこのパスにおける遅延を検出する。

(3) パス状態認識部１１ａは遅延検出をトラフィック制御方法判断部１２ｄに通知する。

(4) トラフィック制御方法判断部１２ｄは，通知された内容と判断基準を比較する。

(5) この比較で基準値よりも悪い場合は，テーブルに基づいて制御方法を決定する。

(6) トラフィック制御方法判断部１２ｄは，決定した制御方法を拠点内ネットワーク１ｂを介して拠点内システム１ａのトラフィック制御部１０ａに指示する。

(7) トラフィック制御部１０ａは通知された制御を，制御対象のトラフィック（対象となるパスへのデータ送信の速度等）に対し実施する。

図１１において，品質回復検出時の動作を以下の(1) 〜(7) の順に実行する。

(1) パス状態認識部１１ａがｐｉｎｇによって拠点システム１Ｂとの間のパスの状態を確認する。

(2) パス状態認識部１１ａがこのパスにおける遅延が定常状態に戻ったことを検出する。

(3) パス状態認識部１１ａは遅延回復をトラフィック制御方法判断部１２ｄに通知する。

(4) トラフィック制御方法判断部１２ｄは，通知された内容と判断基準を比較して，基準値よりも良くなっていることを確認する。

(5) この後一定時間待つか，次の通知も定常状態であることを確認するか，または次の通知が基準値よりもかなり良くなっていることを確認する。

(6) トラフィック制御方法判断部１２ｄは，制御停止を拠点内ネットワーク１ｂを介して拠点内システム１ａのトラフィック制御部１０ａに通知する。

(7) トラフィック制御部１０ａはそれまで実施していたキャリアネットワークへのトラフィックを制限する制御を停止させる。

図１２は本発明によるユーザネットシステムの接続構成例を示す図である。この構成例は，上記図１０，図１１に示す拠点の構成に対応し，図中，１ａは拠点内システム，１０ａはトラフィック制御部，１１ａはパス状態認識部であり，１ｂは拠点内ネットワーク，１２ｄはトラフィック制御方法判断部，２はキャリアネットワークである。

トラフィック制御部１０ａは上記図９に示す構成を備え各符号１００〜１０２は図９について説明した通りである。パス状態認識部１１ａは上記図６に示す構成を備え，各符号１１０〜１１４は図６について説明した通りである。また，拠点内ネットワーク１ｂに接続されたトラフィック制御方法判断部１２は上記図７に示す構成を備え，各符号１２０〜１２４は図７について説明した通りである。

拠点内システム１ａ内のトラフィック制御部１０ａとパス状態認識部１１ａはキャリアネットワーク２を介してユーザデータや制御情報の伝送を行うと共に，拠点内ネットワーク１ｂを介してトラフィック制御方法判断部１２との間で通信を行うことにより，データの送受信及びネットワークの制御を行うことができる。

（付記１） キャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式において，前記ＶＰＮの拠点の中継システムに，キャリアネットワークを介して一方の拠点から他の拠点への中間パスの状態検査を行う機能を備えたパス状態認識部と，前記パス状態認識部により検査したパス状態に基づいて予め設定されたトラフィック制御方法の中から最適なトラフィック制御方法を判断するトラフィック制御方法判断部と，前記トラフィック制御方法判断部により判断したトラフィック制御方法の情報を受け取ると，前記トラフィック制御方法に従ってトラフィック制御を行うトラフィック制御部とを設けたことを特徴とするキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式。

（付記２） 付記１において，前記拠点の中継システムに前記トラフィック制御部を設け，前記パス状態認識部と前記トラフィック制御方法判断部とを拠点内ネットワークを介した別システムに設けることを特徴とするキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式。

（付記３） 付記１において，前記拠点の中継システムに前記トラフィック制御部と前記パス状態認識部とを設け，前記トラフィック制御方法判断部を拠点内ネットワークを介した別システムに設けることを特徴とするキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式。

（付記４） 付記１乃至付記３のいずれかにおいて，前記パス状態認識部は，タイムスタンプの付加による伝送時間の計測方式，パケットループバック方式，トレースパケット方式，送信量と受信量の比較方式等の何れかによりパス状態を計測することにより，各パスについて遅延時間，揺らぎ，またはパケットロス率等の中の一つまたは複数を検出することを特徴とするキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式。

（付記５） 付記１乃至３のいずれかにおいて，前記トラフィック制御方法判断部は，前記パス状態認識部がパスの品質悪化の状態を検出すると，当該パスの状態が予めトラフィック制御方法である優先制御を開始する条件または，他のトラフィック制御方法である当該パスの切断を開始する条件を満たすか判別し，各条件を満たすと対応する優先制御またはパスの切断を開始するよう前記トラフィック制御部に指示することを特徴とするキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式。

（付記６） 付記５において，前記トラフィック制御方法判断部は，前記パス状態認識部がパスの品質回復の状態を検出すると，前記品質悪化時に開始したトラフィック制御方法を停止する指示を前記トラフィック制御部に指示することを特徴とするキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式。

本発明の原理構成を示す図である。 本発明によるＶＰＮ拠点のシステム構成１を示す図である。 本発明によるＶＰＮ拠点のシステム構成２を示す図である。 本発明によるＶＰＮ拠点のシステム構成３を示す図である。 パス状態認識に用いる計測方式の例を示す図である。 パス状態認識部の実施例の構成を示す図である。 トラフィック制御方法判断部の実施例の構成を示す図である。 トラフィック制御方法判断部が備えるテーブルの例を示す図である。 トラフィック制御部の実施例の構成を示す図である。 品質悪化検出時の中継システムの動作を示す図である。 品質回復時の中継システムの動作を示す図である。 本発明によるユーザネットシステムの接続構成例を示す図である。 従来例の構成を示す図である。 提案されたトラフィック情報提供方法の全体構成を示す図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｄ ＶＰＮの拠点のシステム群
１０ａ〜１０ｄ トラフィック制御部
１１ａ パス状態認識部
１２ａ トラフィック制御方法判断部
２ キャリアネットワーク
３−１〜３−６ ＶＰＮ機器

Claims (4)

1. キャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式において，
   前記ＶＰＮの拠点の中継システムに，キャリアネットワークを介して一方の拠点から他の拠点への中間パスの状態検査を行う機能を備えたパス状態認識部と，前記パス状態認識部により検査したパス状態に基づいて予め設定されたトラフィック制御方法の中から最適なトラフィック制御方法を判断するトラフィック制御方法判断部と，前記トラフィック制御方法判断部により判断したトラフィック制御方法の情報を受け取ると，前記トラフィック制御方法に従ってトラフィック制御を行うトラフィック制御部とを設けたことを特徴とするキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式。
2. 請求項１において，
   前記拠点の中継システムに前記トラフィック制御部を設け，前記パス状態認識部と前記トラフィック制御方法判断部とを拠点内ネットワークを介した別システムに設けることを特徴とするキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式。
3. 請求項１において，
   前記拠点の中継システムに前記トラフィック制御部と前記パス状態認識部とを設け，前記トラフィック制御方法判断部を拠点内ネットワークを介した別システムに設けることを特徴とするキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて，
   前記トラフィック制御方法判断部は，前記パス状態認識部がパスの品質悪化の状態を検出すると，当該パスの状態が予めトラフィック制御方法である優先制御を開始する条件または，他のトラフィック制御方法である当該パスの切断を開始する条件を満たすか判別し，各条件を満たすと対応する優先制御またはパスの切断を開始するよう前記トラフィック制御部に指示することを特徴とするキャリアネットワークを介したＶＰＮの拠点の中継システムによるトラフィック制御方式。

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